[发明专利]一种无级变速器金属带带环失效控制装置及方法

说明书

本发明公开了一种无级变速器金属带带环失效控制装置及方法，控制装置包括摄像头、无级变速器、控制装置和失效计算单元；所述的摄像头设于无级变速器主动轮轴和从动轮轴之间，摄像头的镜头轴线与主动轮轴的轴线平行，镜头正对无级变速器金属带带环；控制装置包括TCU控制器、电机控制器和失效计算单元，电机控制器与失效计算单元连接，失效计算单元与TCU控制器连接，TCU控制器与无级变速的液压系统连接；失效计算单元与摄像头相连，接收来自摄像头捕捉的带环跳动信号值。本发明结构简单，成本低下，能够降低高转速条件下无级变速器金属带断裂失效的风险，并保障无级变速器可以被应用于电动汽车上。

技术领域

本发明涉及一种无级变速器金属带带环失效控制装置及方法。

背景技术

我国经过科技攻关，在电动汽车技术方面取得重大进展，整体技术水平接近国际先进水平。但目前在传动系统技术方面，电动汽车均使用单速比减速器，存在电机体积及能耗大、低效率阶段电机温升高、电池寿命低下、中高速阶段的加速性能不足等问题。从长期来看，为电机配备多档位变速器将会是未来电动汽车的发展趋势。目前所使用的多档位变速器主要包括以下三种类型：液力自动变速器(AT)、电控机械式自动变速器(AMT)和金属带式无级变速器(CVT)。相较于其他多档位变速器，金属带式无级变速器(CVT) 具有重量轻、体积小、结构简单、经济性高及驾驶平顺性强等优点，成为中小型汽车上优良的变速器。但金属带式无极变速器(CVT)属于摩擦传动，存在较大的功率损失。研究结果表明，传统汽车上金属带式无级变速器的功率损失占发动机总功率的33.4％。若电动汽车配备金属带式无级变速器(CVT)后，传动系统无需变矩器及较少的齿轮副，且电动汽车上的300-400V高压电可以将传统的机械泵替换为电动泵，解决了液压系统中溢流和节流功率损失大的问题。该配备模式预计可将金属带式无级变速器(CVT)的功率损失减小20％左右，不仅规避了CVT现有缺点，还保留了自身无可比拟的优势，可将CVT性能发挥到极致。综上所述，金属带式无级变速器(CVT)是电动汽车的理想变速器。

电动汽车在高转速运行条件下，尤其是超过8000转时，CVT“带轮—金属片—带环”非连续体接触时会产生微动摩擦和颤振效应，即带环在钢片鞍面间来回左右和上下跳动，带环极易磨损且萌生疲劳裂纹，最终导致带环发生断裂，从而引起CVT传动失效，CVT寿命将大幅下降。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单，成本低下，能够降低高转速条件下无级变速器金属带带环断裂失效的风险，并保障无级变速器可以被应用于电动汽车上的无级变速器金属带带环失效控制装置及方法。

本发明采用的技术方案是：一种无级变速器金属带带环失效控制装置，包括摄像头、无级变速器、控制装置和失效计算单元；所述摄像头设于无级变速器主动轮轴和从动轮轴之间，摄像头的镜头轴线与主动轮轴的轴线平行，镜头正对无级变速器金属带带环；控制装置包括TCU控制器、电机控制器和失效计算单元，电机控制器与失效计算单元连接，失效计算单元与TCU控制器连接，TCU 控制器与无级变速的液压系统连接；失效计算单元与摄像头相连，接收来自摄像头捕捉的金属带带环跳动信号值。

一种利用上述无级变速器金属带带环失效控制装置的无级变速器金属带带环失效控制方法，包括以下步骤：

1)通过摄像头检测金属带的上下跳动量和左右跳动量，失效计算单元分别根据金属带带环的上下跳动量阈值和左右跳动量阈值，计算金属带带环的上下跳动调整量和左右跳动调整量；

2)基于金属带带环上下跳动量和左右跳动量，分别获取金属带带环的上下跳动频率和左右跳动频率；

3)通过金属带带环的左右跳动调整量和左右跳动频率，计算无级变速器主动轮缸和从动轮缸的油压调整量，发送给TCU控制器对主动轮缸和从动轮缸的油压进行调整；通过金属带带环的上下跳动调整量和上下跳动频率，计算驱动电机的转速调整量，发送给电机控制器对驱动电机的转速进行调整。