[发明专利]车辆、无级变速器系统、控制方法以及计算机程序产品

说明书

用于车辆的无级变速器(CVT)系统，该系统包括具有两个摩擦元件的变速器。第一摩擦元件通过扭矩传递构件联接到第二摩擦元件，其中在扭矩传递构件上的至少一个摩擦元件的夹紧力或压力是可调节的。CVT系统还包括控制器，该控制器用于取得表示即将到来的道路状况的信息，其中该控制器还被布置为用于基于所取得的信息，调节在扭矩传递构件上的至少一个摩擦元件的夹紧力或压力。

技术领域

本发明涉及通过对所取得的道路状况信息的使用来控制车辆变速器的系统和方法。

背景技术

车辆变速器通过来自动力源的速度和扭矩的转换来提供对发动机动力的受控应用。无级变速器(CVT)是允许通过连续范围的有效传动比而改变的自动变速器。来自原动机的输入可以用来递送可变的输出速度和扭矩，而输入可以保持在恒定的角速度。CVT可包括用于提供机械动力传递的变速器，其中变速器可包括两个摩擦元件，其中第一摩擦元件通过诸如(推力)带条之类的扭矩传递构件而连接到第二摩擦元件。可以提供第一锥形带轮和第二锥形带轮，每个带轮连接到轴。每个轴可以包括固定的槽轮和可轴向移动的槽轮。可以布置例如但不限于链条或带条之类的柔性构件，其中带条可以是被夹持在带轮的两对锥形槽轮之间的分段钢制V形带，其中带轮之间的间隙以及由此带条的运行半径可以通过可动槽轮的轴向运动来调节。变速器可以无级改变其传动比。

CVT的效率主要可能受机械系统效率、致动系统损失和控制策略的影响。当车辆以恒定的中等速度行驶时，致动系统会占用大部分功率消耗并且也对变速器的效率产生重要的影响。如果变速器中的夹紧力降低，则变速器的效率可提高并且致动系统所需的功率可以减少，致使CVT的效率的提高。变速器中的夹紧力对于机械系统效率也很重要。因此，降低夹紧力会至少部分地减少致动系统损失和机械系统两者的损失。

CVT的效率已经可以达到手动变速器(MT)的水平，但是仍然存在改进的空间，因为如今的CVT的损失与MT的损失相比可能更高。CVT的效率较低的主要原因是传输发动机扭矩所需的高夹紧力。为了防止扭矩传递构件或带条打滑，CVT中的夹紧力通常始终高于“正常”操作所需，“正常”操作即没有干扰和/或扭矩峰值的情况。因此，较高的夹紧力会在液压系统和机械系统两者中引起较高的损失，例如由于增加的泵损失，变速器部件上的额外机械负载导致摩擦损失增加。由于磨损增加，较高的夹紧力还会降低带条的耐久性，因为该元件中的净拉力大于严格要求的(对于正常操作)。同样地，由于夹紧力，可能需要较重的部件并因此将其布置在CVT系统中，其也可能对功率密度产生不利影响。

因此，扭矩传递构件(例如推力带(push belt))的夹紧力对CVT的效率具有重要影响。实际上，CVT的效率很大程度上取决于夹紧力。因此，较低的夹紧力可以导致更好的效率。

由于CVT的液压泵消耗的功率减少以及变速器的部分中的摩擦功率损失减小，降低变速器夹紧力对于燃料消耗是有利的。减小的夹紧力也有利于功率密度，因为推力带的应力会降低。然而，降低的夹紧力也会增加带条打滑的风险，例如在扭矩峰值的情况下或者在缓慢或延迟的液压响应的情况下。

为了能够应对由在具有恶劣和/或不同道路状况的道路上行驶所产生的不期望扭矩峰值，可以采用更高的夹紧力来作为避免皮带打滑所需的最小值。这种预防措施是必要的，因为车辆的道路状况未知。但是，如果在CVT中没有使用这种过度夹紧，则干扰情形可能会导致严重的打滑事件，而这可能会损坏CVT的变速器。已知使用变速器中的实际扭矩或滑差的测量值，从而用具有较低安全裕度的夹紧力，即降低夹紧力和/或不过度夹紧，同时降低过度打滑的风险。。

而且，在已知的CVT的控制系统中，控制系统也可使用用于测量车轮速度或加速度的传感器，从而适当地调节夹紧力。