本發(fā)明涉及無(wú)級(jí)變速器中模式轉(zhuǎn)變的控制，無(wú)級(jí)變速器具有固定檔位/強(qiáng)制接合(positiveengagement)功能。

背景技術(shù)：

無(wú)級(jí)變速器(cvt)是功率變速器，其在經(jīng)校準(zhǔn)范圍提供無(wú)限的速度比變化。即，常規(guī)齒輪式變速器通常使用行星齒輪組和多個(gè)旋轉(zhuǎn)和/或制動(dòng)離合器以建立期望速度比，而cvt使用具有一對(duì)可變直徑帶輪的變化器組件作為代替，以在速度比的經(jīng)校準(zhǔn)范圍中的任何位置進(jìn)行轉(zhuǎn)變。帶輪經(jīng)由環(huán)狀可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)互連，例如鏈或驅(qū)動(dòng)帶。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)位于通過(guò)帶輪的圓錐形槽輪面限定的可變直徑間隙中。一個(gè)帶輪通常連接到發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸且由此作為驅(qū)動(dòng)/主帶輪在變化器組件中起作用。另一帶輪連接到cvt的輸出軸，以由此用作從動(dòng)/次帶輪。一個(gè)或多個(gè)行星齒輪組可按照需要用在變化器組件的輸入和/或輸出側(cè)，以提供期望功率流動(dòng)。

為了在cvt中改變速度比，夾持壓力通常經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)帶輪促動(dòng)器施加到主和/或次帶輪。夾持壓力有效地將被促動(dòng)帶輪(一個(gè)或多個(gè))的相對(duì)槽輪擠壓在一起，以改變槽輪面之間的間隙寬度。間隙尺寸(其也稱(chēng)為節(jié)圓半徑)的變化使得cvt的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在間隙中變得更高或更低，這取決于間隙尺寸變化的方向。間隙尺寸的變化改變變化器帶輪的有效直徑，結(jié)果，最終確定cvt速度比。

某些新出現(xiàn)的cvt設(shè)計(jì)除了常規(guī)摩擦驅(qū)動(dòng)模式外還能實(shí)現(xiàn)固定檔位運(yùn)行模式。固定檔位模式經(jīng)由配合結(jié)構(gòu)的強(qiáng)制接合而實(shí)現(xiàn)，所述配合結(jié)構(gòu)例如驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒或其他合適接合特征、變化器帶輪軸、和/或帶輪槽輪的圓錐形面。這種固定檔位/接合類(lèi)型cvt設(shè)計(jì)相對(duì)于常規(guī)cvt設(shè)計(jì)增加變化器組件的效率，其僅依賴于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和帶輪槽輪之間的摩擦而經(jīng)過(guò)變化器組件傳輸驅(qū)動(dòng)扭矩。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

從本文可理解，在改變固定檔位/強(qiáng)制接合類(lèi)型的無(wú)級(jí)變速器(cvt)的速度比時(shí)，除非如下文所述那樣進(jìn)行密切控制，否則摩擦驅(qū)動(dòng)模式和強(qiáng)制接合/固定檔位驅(qū)動(dòng)模式之間的轉(zhuǎn)變會(huì)不利地影響總體行走舒適性和cvt部件耐久性。本發(fā)明的控制方法和底層系統(tǒng)可用于任何強(qiáng)制接合cvt設(shè)計(jì)，其具有環(huán)狀可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件，在本文使用的環(huán)狀可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件意味著任何環(huán)狀驅(qū)動(dòng)元件，例如橡膠和/或金屬驅(qū)動(dòng)帶、鏈、或其他閉環(huán)/環(huán)狀可旋轉(zhuǎn)元件。示例性的cvt實(shí)施例可以包括具有固定在帶輪槽輪和/或帶輪軸上的剛性齒槽或齒的cvt，用于與帶的齒、可動(dòng)槽輪/軸齒等配合接合。為了說(shuō)明的一致性，帶鍵/帶齒的帶輪和帶設(shè)計(jì)在下文描述，而不限于用于這種設(shè)計(jì)的所公開(kāi)方法。

本文所述的車(chē)輛使用這種控制方法。在可行實(shí)施例中，車(chē)輛包括動(dòng)力裝置、cvt、傳感器和控制器。動(dòng)力裝置可以是發(fā)動(dòng)機(jī)、電馬達(dá)、或其他合適的扭矩產(chǎn)生裝置，其可操作為產(chǎn)生至cvt的輸入扭矩。cvt(其配置為實(shí)現(xiàn)固定檔位/強(qiáng)制接合驅(qū)動(dòng)模式和可變速度比/摩擦驅(qū)動(dòng)模式)包括從動(dòng)力裝置接收輸入扭矩的輸入構(gòu)件、輸出構(gòu)件和變化器組件。變化器組件包括經(jīng)由環(huán)狀可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件彼此連接且連接到輸入和輸出構(gòu)件中相應(yīng)一個(gè)的主/驅(qū)動(dòng)帶輪和次/從動(dòng)帶輪。變化器組件還包括第一和第二帶輪促動(dòng)器，其可操作為讓變化器帶輪中相應(yīng)的一個(gè)的槽輪運(yùn)動(dòng)，由此改變cvt的速度比。

與各種傳感器通信的控制器被編程為，以足夠短的經(jīng)校準(zhǔn)控制回路計(jì)算帶輪的相對(duì)打滑速度，使得使用通過(guò)傳感器確定的一個(gè)或多個(gè)帶輪或帶輪促動(dòng)器的經(jīng)測(cè)量的輸入速度、輸出速度和線性位移進(jìn)行的計(jì)算有效地連續(xù)?？刂破鬟€被編程為以校準(zhǔn)速率降低經(jīng)計(jì)算的相對(duì)打滑，直到計(jì)算的相對(duì)打滑低于經(jīng)校準(zhǔn)速度極限或在經(jīng)校準(zhǔn)速度范圍內(nèi)，例如在不同示例性實(shí)施例中在0.5到2.5％的總相對(duì)打滑內(nèi)或約5-10rpm，經(jīng)由對(duì)第一和第二帶輪促動(dòng)器中的至少一個(gè)的促動(dòng)器控制信號(hào)(例如主和/或次壓力命令)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。控制器經(jīng)由強(qiáng)制接合控制信號(hào)向cvt的傳送而啟動(dòng)從摩擦驅(qū)動(dòng)模式到固定檔位/強(qiáng)制接合驅(qū)動(dòng)模式的轉(zhuǎn)變，且在計(jì)算的相對(duì)打滑到達(dá)零時(shí)確認(rèn)實(shí)現(xiàn)了該轉(zhuǎn)變。后一控制動(dòng)作的目的是將環(huán)狀可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件和帶輪一起鎖定到固定模式，且可以取決于cvt的設(shè)計(jì)而實(shí)施一些步驟，諸如讓夾持壓力階躍上升和促動(dòng)機(jī)電裝置。

還在本文公開(kāi)了cvt組件，其在示例性構(gòu)造中包括以輸入速度旋轉(zhuǎn)的輸入構(gòu)件、以輸出速度旋轉(zhuǎn)的輸出構(gòu)件、變化器組件、傳感器、和控制器。變化器組件包括一對(duì)變化器帶輪和環(huán)狀可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件，其在帶輪之間連接并傳輸扭矩。帶輪包括連接到輸入構(gòu)件的驅(qū)動(dòng)帶輪和連接到輸出構(gòu)件的從動(dòng)構(gòu)件。帶輪每一個(gè)包括相應(yīng)一對(duì)槽輪。變化器組件進(jìn)一步包括第一和第二帶輪促動(dòng)器，其可操作為讓驅(qū)動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪中相應(yīng)的一個(gè)的槽輪運(yùn)動(dòng)，以由此改變cvt的速度比。

該具體實(shí)施例中的控制器使用經(jīng)測(cè)量的輸入速度、輸出速度和帶輪或帶輪促動(dòng)器的一個(gè)或多個(gè)線性位移而連續(xù)計(jì)算cvt摩擦驅(qū)動(dòng)模式期間驅(qū)動(dòng)和從動(dòng)帶輪的相對(duì)打滑?？刂破鬟€減少摩擦驅(qū)動(dòng)模式期間的計(jì)算相對(duì)打滑，直到計(jì)算的相對(duì)打滑低于經(jīng)校準(zhǔn)打滑極限或在經(jīng)校準(zhǔn)速度范圍內(nèi)，經(jīng)由促動(dòng)器控制信號(hào)向帶輪促動(dòng)器中之一或兩者的傳送而實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。如本領(lǐng)域已知的，次夾持壓力確定總打滑，但是為了維持恒定速度比和降低打滑，調(diào)整主壓力和次壓力二者。另外，控制器經(jīng)由強(qiáng)制接合控制信號(hào)到cvt的傳送而命令cvt的固定檔位/強(qiáng)制接合模式，直到計(jì)算的相對(duì)打滑到達(dá)零，零打滑對(duì)應(yīng)于固定檔位模式。

還公開(kāi)了一種控制車(chē)輛中模式轉(zhuǎn)變的方法，車(chē)輛具有cvt，cvt具有雙摩擦驅(qū)動(dòng)模式和固定檔位/強(qiáng)制接合功能。在一具體實(shí)施例中，方法包括測(cè)量cvt的變化器組件的輸入速度和輸出速度以及變化器組件的驅(qū)動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪每一個(gè)的線性位移。方法進(jìn)一步包括在摩擦驅(qū)動(dòng)模式期間經(jīng)由控制器使用測(cè)量的輸入速度、輸出速度和線性位移計(jì)算帶輪的相對(duì)打滑。

另外，方法包括，在計(jì)算的相對(duì)打滑在經(jīng)校準(zhǔn)速度范圍內(nèi)時(shí)，將促動(dòng)器控制信號(hào)從控制器傳送到一對(duì)帶輪促動(dòng)器中的至少一個(gè)，其每一個(gè)經(jīng)由環(huán)狀可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件連接到另一個(gè)，且可操作為讓相應(yīng)驅(qū)動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪的槽輪平移或運(yùn)動(dòng)，以由此以校準(zhǔn)速率降低計(jì)算的相對(duì)打滑。一旦計(jì)算的相對(duì)打滑低于經(jīng)校準(zhǔn)打滑極限或在經(jīng)校準(zhǔn)速度范圍內(nèi)，則強(qiáng)制接合控制信號(hào)隨后從控制器傳送到cvt，以由此將cvt從摩擦驅(qū)動(dòng)模式轉(zhuǎn)變?yōu)楣潭n位/強(qiáng)制接合模式。

在下文結(jié)合附圖進(jìn)行的對(duì)實(shí)施本發(fā)明的較佳模式做出的詳盡描述中能容易地理解上述的本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他的特征和優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是示例性車(chē)輛的示意圖，車(chē)輛具有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和如本文所述控制的固定檔位/強(qiáng)制接合無(wú)級(jí)變速器(cvt)。

圖2是示例性固定檔位/強(qiáng)制接合cvt的示意圖，其可用作如圖1所示車(chē)輛的一部分且可經(jīng)由圖3的方法控制。

圖3是流程圖，顯示了用于控制cvt中摩擦驅(qū)動(dòng)模式和固定檔位/強(qiáng)制接合模式之間的轉(zhuǎn)變的方法。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)附圖，其中幾幅圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或類(lèi)似的部件，示例性車(chē)輛10在圖1中被示意性示出。車(chē)輛10包括動(dòng)力裝置12，被顯示為是示例性的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(e)，但是其可以被替換地實(shí)施為電機(jī)或其他合適的扭矩產(chǎn)生裝置。出于示例性目的，動(dòng)力裝置12在下文被描述為發(fā)動(dòng)機(jī)12，但并不限于這種設(shè)計(jì)。

圖1的車(chē)輛10還包括固定檔位/強(qiáng)制接合無(wú)級(jí)變速器(cvt)14和相關(guān)的控制器(c)50。如參考圖2和3在下文進(jìn)一步詳細(xì)描述的，控制器50配置(即經(jīng)由用于實(shí)施方法100的計(jì)算機(jī)可讀和可執(zhí)行指令在軟件中編程并配備足夠的硬件)為控制cvt14的兩個(gè)可能的扭矩傳遞模式之間的模式轉(zhuǎn)變，即摩擦驅(qū)動(dòng)模式和固定檔位/強(qiáng)制接合驅(qū)動(dòng)模式?？刂破?0被編程為將經(jīng)過(guò)cvt14的相對(duì)打滑降低到零，如下所述，這是經(jīng)由促動(dòng)器控制信號(hào)的傳送(箭頭pa)而發(fā)生的，其在一個(gè)實(shí)施例中可以是去往第一帶輪促動(dòng)器28的主壓力命令(箭頭pp)和去往第二帶輪促動(dòng)器30的次壓力命令(箭頭ps)中的至少一個(gè)。

在車(chē)輛10上經(jīng)由控制器50自動(dòng)執(zhí)行方法100的優(yōu)點(diǎn)包括實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)模式之間的更平穩(wěn)轉(zhuǎn)變，改進(jìn)駕駛性能，減小噪聲、振動(dòng)、不順性，且延長(zhǎng)部件壽命。如本領(lǐng)域已知的，在具有固定檔位/強(qiáng)制接合功能的cvt14中，摩擦驅(qū)動(dòng)模式提供最低和最高可能速度比之間的無(wú)限速度比變化。這種無(wú)限變化會(huì)繼續(xù)，直到實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制接合，此時(shí)固定傳動(dòng)比被維持，直到控制條件使得變回到摩擦驅(qū)動(dòng)模式。具有強(qiáng)制接合功能的cvt的增強(qiáng)可增加變化器效率，這是因?yàn)閷?duì)液壓和/或機(jī)電夾持力(為了維持摩擦驅(qū)動(dòng)模式而普遍需要)的依賴減小。本發(fā)明的方法100和控制器50一起運(yùn)行，以控制不同cvt驅(qū)動(dòng)模式之間轉(zhuǎn)變期間的打滑和接合，具體參考圖3在本文描述。

圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)12包括曲軸13，其可操作為以發(fā)動(dòng)機(jī)速度(箭頭ne)旋轉(zhuǎn)。曲軸13直接或間接地連接到cvt14的輸入構(gòu)件130，例如經(jīng)由變矩器或輸入/斷開(kāi)離合器(未示出)，這取決于設(shè)計(jì)。cvt14還包括輸出構(gòu)件15。輸出構(gòu)件15最終例如經(jīng)由最終驅(qū)動(dòng)部或差動(dòng)器17將變速器輸出扭矩(箭頭to)輸送到車(chē)輛10的驅(qū)動(dòng)車(chē)輪組16。

如圖1所示的cvt14包括變化器組件14v，其具有驅(qū)動(dòng)/主帶輪18和從動(dòng)/次帶輪20。主帶輪18連接到cvt14的輸入構(gòu)件130且被其驅(qū)動(dòng)。次帶輪20連接到cvt14的輸出構(gòu)件150且對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。cvt14還包括環(huán)狀可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件或帶22。如在本文使用的，術(shù)語(yǔ)“帶”通常是指任何閉合/環(huán)狀的可驅(qū)動(dòng)元件或橡膠和/或金屬材料的閉合環(huán)，其適用于在變化器組件14v中從主帶輪18傳遞扭矩到次帶輪20，包括鏈或常規(guī)的橡膠和金屬cvt驅(qū)動(dòng)帶。換句話說(shuō)，術(shù)語(yǔ)“帶”包括可用于在例如圖1的cvt14這樣的cvt中的帶輪之間傳遞扭矩的所有類(lèi)型的環(huán)狀可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件。在可行實(shí)施例中，帶22可以包括多個(gè)互相間隔開(kāi)的帶齒22t(見(jiàn)圖2)，其用于實(shí)現(xiàn)cvt14的固定檔位模式中的強(qiáng)制接合，如在下文參考圖2進(jìn)一步詳細(xì)描述的。

相應(yīng)的主帶輪18和次帶輪20每一個(gè)分別具有一對(duì)配合帶輪槽輪19和21，其每一個(gè)具有相應(yīng)的圓錐形槽輪面23或25，其限定可變寬度間隙26。cvt14的帶22定位在間隙26中且接觸槽輪面23和25。在示例性的圖1實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)速度(箭頭ne)用作去往主帶輪18的輸入速度(箭頭ωp)。在其他實(shí)施例中，并非發(fā)動(dòng)機(jī)速度(箭頭ne)的另一值可以用作輸入速度(箭頭ωp)，例如在發(fā)動(dòng)機(jī)12下游使用變矩器時(shí)的渦輪機(jī)速度、轉(zhuǎn)子速度等。次帶輪20總是以次速度(箭頭ωs)旋轉(zhuǎn)。

如本領(lǐng)域已知的，間隙26的寬度可以經(jīng)由相應(yīng)主帶輪18和次帶輪20每一個(gè)的帶輪槽輪19和/或21中可動(dòng)的一個(gè)的運(yùn)動(dòng)而變化，以改變的cvt14的速度比。對(duì)此，圖1的車(chē)輛10包括對(duì)相應(yīng)主壓力和次壓力命令(分別是箭頭pp、ps)做出響應(yīng)的相應(yīng)第一和第二帶輪促動(dòng)器28和30，以將相應(yīng)的主帶輪18和次帶輪20進(jìn)行擠壓，即讓帶輪槽輪19朝向彼此運(yùn)動(dòng)和/或?qū)л啿圯?1朝向彼此運(yùn)動(dòng)，這取決于變化器組件14v的驅(qū)動(dòng)側(cè)還是從動(dòng)側(cè)上的間隙26的寬度被改變。第一和第二促動(dòng)器28和30的示例性實(shí)施例包括液壓活塞/汽缸系統(tǒng)，但是可以在本發(fā)明范圍中替換地使用機(jī)電、氣動(dòng)或其他線性促動(dòng)器。

響應(yīng)于主壓力(箭頭pp)的施加，如圖1所示的第一促動(dòng)器28作用在配合帶輪槽輪19中可動(dòng)的那個(gè)上(即在主帶輪18的可動(dòng)槽輪191上)。同樣，響應(yīng)于次壓力(箭頭ps)，第二促動(dòng)器30作用在次帶輪20的可動(dòng)帶輪槽輪121。換句話說(shuō)，對(duì)于帶輪槽輪19和21每一個(gè)，帶輪槽輪19和21中之一是可動(dòng)槽輪，在該例子中是帶輪槽輪191和121。夾持壓力(箭頭pc)(即箭頭pp和/或ps，取決于帶輪槽輪121和191中哪一個(gè)被運(yùn)動(dòng))可以經(jīng)由流體泵32提供到cvt14，所述流體泵進(jìn)給主壓力和次壓力(箭頭pp和ps)，如所示的，流體泵32從槽34抽取合適流體33(例如油)，并經(jīng)由軟管、裝配件和其他合適流體管道(未示出)讓流體33循環(huán)流動(dòng)到cvt14。

圖1的每一個(gè)帶輪槽輪19和21的特征在于大致截頭圓錐形形狀，即其末端或窄端部被移除的圓錐形。每一個(gè)帶輪槽輪19和21進(jìn)一步包括在其槽輪面23、25上的相應(yīng)的多個(gè)槽輪齒19t和21t，最佳如圖2所示且在下文詳細(xì)描述的。在該實(shí)施例中，帶齒22t與槽輪齒19t和/或21t完全配合時(shí)確保相應(yīng)主或次帶輪18或20的旋轉(zhuǎn)能造成帶22的旋轉(zhuǎn)，反之亦然。

在如圖1所示的cvt14的操作期間，發(fā)動(dòng)機(jī)12將輸入扭矩傳遞到主帶輪18。這使得主帶輪18旋轉(zhuǎn)。隨主帶輪18旋轉(zhuǎn)，槽輪面23接觸帶22。在槽輪面23和帶22之間的界面處的摩擦使得帶22旋轉(zhuǎn)。因?yàn)閹?2可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到次帶輪20，帶22的旋轉(zhuǎn)又使得次帶輪20旋轉(zhuǎn)。在帶22旋轉(zhuǎn)時(shí)，促動(dòng)器28和/或30可以分別施加壓力到第一和第二帶輪18和19的帶輪槽輪191和/或121，以便改變cvt14的速度比。這種控制決策可以通過(guò)控制器50做出，作為總體cvt換擋控制策略的一部分。

用于控制cvt14的總體打滑和促動(dòng)過(guò)程的控制器50可以配置為具有存儲(chǔ)器(m)的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)裝置?？刂破?0與多個(gè)傳感器29通信，且被編程為使用被測(cè)量輸入速度(ωp)、輸出/次速度(ωs)和線性位移(dp、ds)來(lái)分別計(jì)算驅(qū)動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪18和20的相對(duì)打滑速度，以將相對(duì)打滑降低到零。在摩擦驅(qū)動(dòng)模式中，在相對(duì)打滑處于經(jīng)校準(zhǔn)的速度范圍中時(shí)發(fā)生控制動(dòng)作，且該控制動(dòng)作經(jīng)由促動(dòng)器控制信號(hào)(箭頭pcc)向第一和第二帶輪促動(dòng)器(28、30)中的至少一個(gè)的傳送而實(shí)現(xiàn)。在相對(duì)打滑低于經(jīng)校準(zhǔn)打滑極限或處于經(jīng)校準(zhǔn)速度范圍中時(shí)，控制器50還經(jīng)由強(qiáng)制接合控制信號(hào)(箭頭pa)到cvt14(即促動(dòng)器28和/或30或另一促動(dòng)器，取決于設(shè)計(jì))的傳送而命令從摩擦驅(qū)動(dòng)模式變換或轉(zhuǎn)變到cvt的固定檔位/強(qiáng)制接合驅(qū)動(dòng)模式。該控制動(dòng)作被維持直到相對(duì)打滑到達(dá)零。

控制器50可以包括硬件元件，例如處理器(p)，電路，包括但不限于計(jì)時(shí)器，振蕩器，模擬-數(shù)字(a/d)電路、數(shù)字-模擬(d/a)電路、數(shù)字信號(hào)處理器、和任何所需的輸入/輸出(i/o)裝置以及信號(hào)調(diào)制和緩沖電路。存儲(chǔ)器(m)可以包括實(shí)體的非瞬時(shí)存儲(chǔ)器，例如只讀存儲(chǔ)器(rom)，例如磁性、固態(tài)/閃速、和/或光學(xué)存儲(chǔ)器，以及足夠量的隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器(ram)、電可擦寫(xiě)可編程只讀存儲(chǔ)器(eeprom)，等。方法100可以記錄在存儲(chǔ)器(m)中且通過(guò)車(chē)輛10中的總體控制部分中的處理器(p)執(zhí)行。

與第一和第二促動(dòng)器28和30通信的控制器50從多個(gè)傳感器29接收一組控制輸入(箭頭cci)，作為方法100的一部分。傳感器29可共同操作為連續(xù)或周期性地測(cè)量cvt14的輸入速度(ωp)、cvt14的輸出速度(ωs)和每一個(gè)驅(qū)動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪18和20的軸向線性位移(dp、ds)。因此，傳感器29可以包括速度傳感器sp和ss和位移傳感器sdp和sds。cvt14的輸入速度(ωp)可以被速度傳感器sp測(cè)量，或其可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速度(ne)(例如來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(未示出))而被計(jì)算或被報(bào)告。次帶輪20的旋轉(zhuǎn)輸出速度(ωs)也可以被速度傳感器ss測(cè)量。位移傳感器sdp和sds分別測(cè)量可動(dòng)帶輪槽輪191和121中相應(yīng)一個(gè)的軸向線性位移(dp、ds)。通過(guò)以下方程中的這些項(xiàng)，使用cvt14的已知幾何設(shè)計(jì)信息，例如本領(lǐng)域已知的其半角和初始狀態(tài)，控制器50可隨后分別計(jì)算帶輪18和20上的帶位置的主半徑rp和次半徑rs。即，控制器50總是能得知主半徑rp和次半徑rs，其可以存儲(chǔ)在其存儲(chǔ)器m中且按照需要在方法100執(zhí)行過(guò)程中使用。

作為其總體換擋控制功能的一部分，控制器50還可以接收或確定輸出扭矩請(qǐng)求(箭頭treq)。如本領(lǐng)域已知的，輸出扭矩請(qǐng)求(箭頭treq)主要通過(guò)車(chē)輛10的驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)作而確定，例如經(jīng)由油門(mén)請(qǐng)求、制動(dòng)水平、當(dāng)前定位狀態(tài)等?？刂破?0響應(yīng)于總體控制輸入(箭頭cci)而確定cvt14的速度比變化需要且經(jīng)由促動(dòng)器控制信號(hào)(箭頭pcc)的傳輸而命令所需的夾持壓力(箭頭pc)，以校準(zhǔn)速率實(shí)現(xiàn)期望速度比變化。

作為該策略的一部分，控制器50最終調(diào)整促動(dòng)器28和30的主和/或次壓力(箭頭pp和ps)，以控制摩擦驅(qū)動(dòng)和強(qiáng)制接合驅(qū)動(dòng)之間的轉(zhuǎn)變，如參考圖3在下文描述的。在一些實(shí)施例中，促動(dòng)器控制信號(hào)(箭頭pcc)可以包括分開(kāi)的強(qiáng)制接合控制信號(hào)(箭頭pa)，例如在cvt14的帶22或另一部分配備有可動(dòng)或可部署的齒(未示出)或被命令以強(qiáng)制接合cvt14且由此進(jìn)入固定檔位描述的其他機(jī)構(gòu)時(shí)。

包括圖1的cvt14和控制器50的系統(tǒng)在圖2中詳細(xì)顯示。在該具體非限制性例子實(shí)施例中，cvt14經(jīng)由其帶齒22t與相應(yīng)帶輪槽輪19和21的槽輪齒19t和21t的直接接合而提供固定檔位/強(qiáng)制接合功能。帶齒22t選擇性地在槽輪191和121的運(yùn)動(dòng)極限處或附近接合槽輪齒19t和/或21t，以由此實(shí)現(xiàn)固定傳動(dòng)比。

槽輪齒19t和21t環(huán)狀地布置在相應(yīng)槽輪面23和25上，例如圍繞主帶輪18和次帶輪20的相應(yīng)帶輪軸60和62的旋轉(zhuǎn)軸線11p、11s。在可動(dòng)帶輪槽輪191和/或121的運(yùn)動(dòng)期間，當(dāng)旋轉(zhuǎn)帶22接近槽輪齒19t或21t時(shí)，強(qiáng)制接合發(fā)生在槽輪齒19t或21t和帶齒22t之間，使得帶齒22t最終接觸且隨后接合槽輪齒19t和/或21t。該強(qiáng)制接合建立如上所述的固定檔位模式。

帶22具有所示的縱向中心軸線31。帶齒21t可以布置為相對(duì)于帶22的縱向中心軸線31正交，以從帶22的側(cè)向邊緣63朝向槽輪齒19t、21t徑向地延伸。雖然為了顯示清楚而從圖2省略，但是相似的齒可設(shè)置在帶輪軸60和62上，和/或一些齒可以選擇性地響應(yīng)于圖1的強(qiáng)制接合控制信號(hào)(箭頭pa)而可動(dòng)。對(duì)于控制方法100，cvt14的具體設(shè)計(jì)不受限制，主要只要cvt14可操作為建立摩擦驅(qū)動(dòng)和強(qiáng)制接合模式即可。

對(duì)于圖1和2所示的示例性cvt14，在一些速度比期間，槽輪齒19t和21t不接合帶齒19t。在沒(méi)有強(qiáng)制接合時(shí)，速度比無(wú)限地改變，扭矩單獨(dú)地經(jīng)由帶22和主帶輪18和次帶輪20之間的摩擦而傳遞。隨帶齒22t直接接觸槽輪齒19t或21t，控制器50經(jīng)由方法100的執(zhí)行且使用來(lái)自參考圖1如上所述的傳感器29的各種信號(hào)的反饋，開(kāi)始經(jīng)由促動(dòng)器控制信號(hào)(箭頭pcc)降低主帶輪18和次帶輪20之間的打滑，且最終降低主壓力和次壓力(pp，ps)。

圖1的傳感器29可以包括連接到所示的驅(qū)動(dòng)帶輪18的帶輪軸60的第一或主速度傳感器sp、和連接到從動(dòng)帶輪20的帶輪軸62的第二或次速度傳感器ss。在該實(shí)施例中，速度傳感器sp和ss直接測(cè)量相應(yīng)輸入速度(ωp)和輸出或次速度(ωs)。

在相對(duì)打滑低于經(jīng)校準(zhǔn)打滑極限或落入經(jīng)校準(zhǔn)打滑范圍中時(shí)，控制器50經(jīng)由強(qiáng)制接合控制信號(hào)(箭頭pa)(例如主壓力和次壓力(pp，ps)或強(qiáng)制接合控制信號(hào)(箭頭pa))以取決于實(shí)施例的方式而命令強(qiáng)制接合?？刂破?0隨后在控制器50確定實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制接合之后降低對(duì)促動(dòng)器28和30的夾持壓力(pc)。夾持壓力的降低能降低主壓力和次壓力(pp，ps)中之一或兩者，因?yàn)檫@些值構(gòu)成總夾持壓力(pc)。

參見(jiàn)圖3，針對(duì)圖1和2所示類(lèi)型的cvt14的模式轉(zhuǎn)變描述用于這種打滑和轉(zhuǎn)變控制的方法100的示例性實(shí)施例。方法100的通常步驟也可通過(guò)具有相似功能的替換設(shè)計(jì)執(zhí)行，且因此方法100并不限于用于如上所述的具體cvt14。

以步驟102開(kāi)始，控制器50計(jì)算圖1和2的cvt14的速度比(sr)和幾何比(gr)。如本領(lǐng)域已知的，術(shù)語(yǔ)“速度比”是指主帶輪18的旋轉(zhuǎn)速度與次帶輪20的旋轉(zhuǎn)速度的比例，即。幾何比是在帶22的主側(cè)和次側(cè)處間隙的直徑的分布(圖1的箭頭26)，如通過(guò)經(jīng)計(jì)算的主和次半徑(rp和rs)確定的，所述主和次半徑從位移傳感器sdp、sds確定。因此，步驟102包括經(jīng)由控制器50接收經(jīng)測(cè)量移位(箭頭dp和ds)和圖1的經(jīng)測(cè)量旋轉(zhuǎn)速度(ωp，ωs)。

例如，使用主速度ωp和次速度ωs，絕對(duì)打滑速度(v)可以被計(jì)算為v＝ωp·rp-ωs·rs，幾何比(gr)限定為。一旦圖1的控制器50已經(jīng)最初計(jì)算了速度比和幾何比，則方法100前進(jìn)到步驟104。

步驟104對(duì)主帶輪18和次帶輪20的相對(duì)打滑率(sr)進(jìn)行計(jì)算。相對(duì)打滑率(sr)可以被控制器50計(jì)算，如下：

在控制器50完成相對(duì)打滑率(sr)的計(jì)算之后方法100前進(jìn)到步驟106。

在步驟106，控制器50接下來(lái)確定步驟104的經(jīng)計(jì)算相對(duì)打滑(sr)是否低于經(jīng)校準(zhǔn)打滑極限或落入經(jīng)校準(zhǔn)打滑范圍。如在本文使用的，“經(jīng)校準(zhǔn)”是指記錄在控制器50的存儲(chǔ)器(m)中且在步驟106執(zhí)行期間被處理器(p)參考的預(yù)定臨界值或值的范圍。實(shí)際的經(jīng)校準(zhǔn)極限可以隨速度、速度比或幾何比和/或意圖設(shè)計(jì)的扭矩而改變。在非限制示例性實(shí)施例中，相對(duì)打滑率可以是低的非零速度，例如5rpm到10rpm范圍的速度?？墒褂闷渌秶灰摲秶欠橇愕那易銐虻鸵詫?duì)主和/或次壓力(箭頭pp，ps)的增量調(diào)整進(jìn)行響應(yīng)即可，例如小于約50rpm。如果打滑率落入經(jīng)校準(zhǔn)極限或速度范圍內(nèi)，即小于經(jīng)校準(zhǔn)極限或在該范圍中，則方法100前進(jìn)到步驟108。否則，控制器50前進(jìn)到步驟107。

步驟107涉及將相對(duì)打滑降低到低的非零值的過(guò)程，即小于常規(guī)cvt摩擦驅(qū)動(dòng)模式中使用的典型打滑值。如本領(lǐng)域已知的，常規(guī)cvt以約1％的打滑運(yùn)行，實(shí)際打滑取決于例如速度比這樣的一些條件。在更高的夾持壓力下，打滑可被減小但是不會(huì)為零，其是摩擦驅(qū)動(dòng)模式的基本特征。

由此，步驟107的目標(biāo)是增加帶22上的張力且將打滑降低到低的非零水平，同時(shí)保持當(dāng)前速度比。與該目標(biāo)一致地，步驟107可以包括增加圖1的夾持壓力(箭頭pc)，其可以經(jīng)由促動(dòng)器控制信號(hào)的傳送(箭頭pcc)而被命令。取決于控制輸入(cci)，步驟107可以對(duì)主壓力和次壓力(分別是箭頭pp和ps)中之一或兩者進(jìn)行調(diào)整，或在替換的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中調(diào)整一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)電流，以便以校準(zhǔn)速率將相對(duì)打滑降低到零，且隨后重復(fù)步驟102。校準(zhǔn)速率應(yīng)該提供期望換擋感覺(jué)，基本上降低、且如果可能的話消除任何噪聲、振動(dòng)、不順性(其由于帶齒22t與槽輪的配合齒的接合而造成)。在步驟107的這種控制可以被認(rèn)為是“微打滑”控制，即對(duì)所需夾持壓力(箭頭pc)進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，以降低相對(duì)打滑，由此準(zhǔn)備好用于步驟108的直接接合。

步驟108包括命令促動(dòng)器接合(act)，即命令cvt14的強(qiáng)制接合。因?yàn)椴襟E107實(shí)現(xiàn)了相對(duì)小的非零相對(duì)打滑，所以步驟108實(shí)現(xiàn)肯定地命令強(qiáng)制接合以到達(dá)零打滑所需的任何額外控制動(dòng)作(一個(gè)或多個(gè))。在示例性實(shí)施例中，步驟108可以調(diào)整夾持壓力。然而，步驟108的壓力調(diào)整方式不同于步驟107。不同于步驟107，步驟108涉及改變速度比以強(qiáng)制地接合cvt14的結(jié)構(gòu)且由此進(jìn)入固定檔位模式。例如，步驟108可以經(jīng)由強(qiáng)制接合控制信號(hào)(箭頭pa)向第一或第二帶輪促動(dòng)器(在這種裝置是cvt14中的唯一促動(dòng)器時(shí))的傳送而實(shí)施，以由此實(shí)現(xiàn)夾持壓力(箭頭pc)的突然或階躍的增加。如在本文使用的，階躍的增加意味著夾持壓力(箭頭pc)的任何瞬時(shí)或臨時(shí)的增加，以高于在步驟107中將相對(duì)打滑控制為零所需的水平。

步驟108的強(qiáng)制接合控制信號(hào)(箭頭pa)可以隨cvt14的設(shè)計(jì)而改變。例如，主和/或次壓力(pp，ps)可以被控制為讓主和/或次帶輪18和/或20運(yùn)動(dòng)到與圖2的示例性實(shí)施例中的帶齒22t接合，且由此實(shí)現(xiàn)零打滑。在其他系統(tǒng)中，步驟108可以命令帶22的可動(dòng)齒(未示出)或cvt14的其他結(jié)構(gòu)部署和接合成實(shí)現(xiàn)零打滑的最終效果。方法100隨后前進(jìn)到步驟110。

在步驟110，圖1的控制器50確定相對(duì)打滑(sr)是否為零，且可以確保在經(jīng)校準(zhǔn)持續(xù)時(shí)間中存在零打滑，例如1-2秒或任何足以確定零打滑不是瞬時(shí)狀態(tài)的任何持續(xù)時(shí)間。控制器50確定固定檔位/強(qiáng)制接合模式已經(jīng)實(shí)現(xiàn)并由于做出了該確定而繼續(xù)進(jìn)行到步驟112。強(qiáng)制接合實(shí)現(xiàn)控制器50中邏輯狀態(tài)的改變，例如在控制器50配置為有限狀態(tài)機(jī)時(shí)。在這種實(shí)施例中，通過(guò)在步驟110的確定(達(dá)到強(qiáng)制接合，觸發(fā)狀態(tài)改變)，一組控制代碼可以用在摩擦模式和另一強(qiáng)制接合模式中。在經(jīng)計(jì)算的相對(duì)打滑不為零時(shí)，方法100重復(fù)步驟108。

步驟112包括在實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制接合時(shí)自動(dòng)地降低夾持壓力(圖1的箭頭pc)。固定檔位保持零打滑，且由此不需要維持更高的夾持壓力(箭頭pc)。夾持壓力的需求通常在固定檔位/強(qiáng)制接合模式下比在摩擦模式下更低。結(jié)果，作為肯定性的控制步驟，圖1的控制器50可以在實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制接合時(shí)在步驟112降低夾持壓力(箭頭pc)。夾持壓力(箭頭pc)的降低，通過(guò)需要更少的液壓或機(jī)電力而實(shí)現(xiàn)圖1的變化器組件14v的改善效率。另外，cvt14的驅(qū)動(dòng)模式之間的轉(zhuǎn)變?cè)谄椒€(wěn)性和噪聲方面被優(yōu)化，其又應(yīng)減少cvt14的部件上的長(zhǎng)期應(yīng)力和磨損。

盡管已經(jīng)對(duì)執(zhí)行本發(fā)明的較佳模式進(jìn)行了詳盡的描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可得知在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的用來(lái)實(shí)施本發(fā)明的許多替換設(shè)計(jì)和實(shí)施例。