專(zhuān)利名稱(chēng)：用于無(wú)級(jí)變速器的打滑檢測(cè)系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于無(wú)級(jí)變速器的打滑檢測(cè)系統(tǒng)和方法，該無(wú)級(jí)變速器能夠連續(xù)地改變CVT(無(wú)級(jí)變速器)的傳動(dòng)比，該傳動(dòng)比是輸入轉(zhuǎn)速與輸出轉(zhuǎn)速之間的比值。
背景技術(shù)：
作為能夠連續(xù)地改變傳動(dòng)比的無(wú)級(jí)變速器，皮帶式無(wú)級(jí)變速器和摩擦環(huán)式(牽引式)無(wú)級(jí)變速器在本領(lǐng)域都是公知的。皮帶式無(wú)級(jí)變速器適于傳遞轉(zhuǎn)矩并利用皮帶改變傳動(dòng)比，摩擦環(huán)式無(wú)級(jí)變速器適于傳遞轉(zhuǎn)矩并利用動(dòng)力滾輪(power roller)改變傳動(dòng)比。在皮帶式無(wú)級(jí)變速器中，皮帶繞在主動(dòng)皮帶輪和被動(dòng)皮帶輪上，它們能夠分別改變槽寬，并且利用皮帶輪與皮帶的接觸面之間的摩擦力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。利用這種結(jié)構(gòu)，通過(guò)改變主動(dòng)皮帶輪的槽寬而改變繞在皮帶輪上的皮帶的有效半徑，以此來(lái)改變CVT的傳動(dòng)比。
另一方面，在摩擦環(huán)式無(wú)級(jí)變速器中，驅(qū)動(dòng)滾輪夾在輸入盤(pán)與輸出盤(pán)之間，利用驅(qū)動(dòng)滾輪與每個(gè)盤(pán)之間的牽引油的剪切力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。利用這種結(jié)構(gòu)，通過(guò)傾斜或偏斜旋轉(zhuǎn)中的驅(qū)動(dòng)滾輪從而改變?cè)隍?qū)動(dòng)滾輪與每個(gè)盤(pán)之間傳遞轉(zhuǎn)矩的位置的半徑，以此來(lái)改變CVT的傳動(dòng)比。在上述類(lèi)型的無(wú)級(jí)變速器中，轉(zhuǎn)矩傳遞部分都是平面形式的，也就是說(shuō)，轉(zhuǎn)矩是通過(guò)彼此相對(duì)的部件的表面來(lái)傳遞的，從而能夠連續(xù)地改變傳動(dòng)比。
作為通過(guò)表面?zhèn)鬟f轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，已知有摩擦離合器、摩擦制動(dòng)器等等。這樣的摩擦離合器或摩擦制動(dòng)器的構(gòu)造使得整個(gè)摩擦面區(qū)域都彼此接觸或分離，且在設(shè)計(jì)摩擦面時(shí)考慮到磨損的影響。另一方面，無(wú)級(jí)變速器的結(jié)構(gòu)通過(guò)皮帶或驅(qū)動(dòng)滾輪傳遞轉(zhuǎn)矩，在連續(xù)改變轉(zhuǎn)矩傳遞部分時(shí)，皮帶或驅(qū)動(dòng)滾輪與每個(gè)皮帶輪或摩擦盤(pán)的轉(zhuǎn)矩傳遞面的一部分相接觸。在這樣的無(wú)級(jí)變速器中，轉(zhuǎn)矩傳遞面的設(shè)計(jì)基本上不允許磨損，因此，轉(zhuǎn)矩傳遞面的局部磨損就可導(dǎo)致糟糕的轉(zhuǎn)矩傳遞或?qū)o(wú)級(jí)變速器造成破壞。
此外，CVT的主要組件或部件的強(qiáng)度是有一定限制的，例如皮帶、摩擦盤(pán)和牽引油。因此，相應(yīng)部件之間的接觸壓力不能無(wú)限制地增長(zhǎng)以防止無(wú)級(jí)變速器打滑。而且，當(dāng)接觸壓力增大到一定程度時(shí)，傳動(dòng)效率和無(wú)級(jí)變速器的耐用性就可能不良地降低。
因此，在無(wú)級(jí)變速器中，需要將用于夾緊皮帶或驅(qū)動(dòng)滾輪的夾緊力(或?yàn)榱藠A緊皮帶或驅(qū)動(dòng)滾輪而施加的載荷)設(shè)定在最小值，處于能夠保證在皮帶和相應(yīng)的皮帶輪之間或在驅(qū)動(dòng)滾輪與相應(yīng)的摩擦盤(pán)之間不發(fā)生過(guò)度打滑(所謂宏觀滑動(dòng))。然而，通常情況下，加在無(wú)級(jí)變速器上的轉(zhuǎn)矩連續(xù)地變化。特別是在使用無(wú)級(jí)變速器的車(chē)輛突然加速或制動(dòng)時(shí)，或者是在其進(jìn)入復(fù)雜的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，例如驅(qū)動(dòng)輪臨時(shí)停轉(zhuǎn)或打滑時(shí)，突然的并且瞬時(shí)很大的轉(zhuǎn)矩將作用到無(wú)級(jí)變速器上。
如果將夾緊力設(shè)為較大的值，以便為這樣的臨時(shí)大轉(zhuǎn)矩做好準(zhǔn)備，則當(dāng)車(chē)輛正常行駛或在穩(wěn)定狀態(tài)下行駛時(shí)，傳動(dòng)效率和燃油效率會(huì)變低。因此，最好能夠進(jìn)行控制，以便在檢測(cè)到上述大轉(zhuǎn)矩而引起的打滑時(shí)增大夾緊力或減小施加到CVT上的轉(zhuǎn)矩。
同時(shí)，在日本專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)No.62-2059中，提出了一種用于在無(wú)級(jí)變速器中檢測(cè)由打滑引起的狀況的系統(tǒng)。在該文件中公開(kāi)的系統(tǒng)用于確定無(wú)級(jí)變速器中的故障或問(wèn)題。在此系統(tǒng)中，使用傳感器測(cè)量主皮帶輪和副皮帶輪的轉(zhuǎn)速以計(jì)算出傳動(dòng)比。如果這樣測(cè)得的傳動(dòng)比或傳動(dòng)比變化率顯示出在正常情況下不會(huì)得到的極端值，則該系統(tǒng)判斷出現(xiàn)了故障。
在上述文件公開(kāi)的系統(tǒng)中使用的傳感器相同于或相當(dāng)于通常用于無(wú)級(jí)變速器傳動(dòng)比控制的傳感器。因此，利用這種構(gòu)造的上述系統(tǒng)，能夠檢測(cè)到無(wú)級(jí)變速器中的故障或問(wèn)題而無(wú)需為此目的而新設(shè)其他的傳感器。從而，在上述文件中公開(kāi)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于確定無(wú)級(jí)變速器中的故障，但實(shí)際上并不具有任何處理皮帶過(guò)度打滑的功能。
也就是說(shuō)，上述文件公開(kāi)的系統(tǒng)的構(gòu)造用于在因皮帶過(guò)度打滑而導(dǎo)致傳動(dòng)比或傳動(dòng)比變化率為異常值時(shí)第一次檢測(cè)出無(wú)級(jí)變速器的故障。因此，該系統(tǒng)不能用于避免皮帶過(guò)度打滑的目的?；蛘哒f(shuō)，在上述文件中公開(kāi)的系統(tǒng)不能夠高效、快速、精確地檢測(cè)出皮帶的所謂宏觀滑動(dòng)(即相當(dāng)大的打滑)的開(kāi)始，也不能檢測(cè)出導(dǎo)致宏觀滑動(dòng)的狀態(tài)。因此，上述的傳統(tǒng)系統(tǒng)不能夠用作執(zhí)行控制以處理無(wú)級(jí)變速器中皮帶暫時(shí)打滑的打滑檢測(cè)系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種系統(tǒng)，在無(wú)級(jí)變速器中能夠即時(shí)并準(zhǔn)確地檢測(cè)皮帶等打滑，或者檢測(cè)出打滑的開(kāi)始或可能導(dǎo)致打滑的狀態(tài)，并且無(wú)需專(zhuān)用的傳感器。
為達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明提供一種用于無(wú)級(jí)變速器的打滑檢測(cè)系統(tǒng)，該無(wú)級(jí)變速器具有輸入部件、輸出部件以及用于在輸入部件與輸出部件之間傳遞轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳遞部件，該無(wú)級(jí)變速器能夠連續(xù)地改變輸入部件的輸入轉(zhuǎn)速與輸出部件的輸出轉(zhuǎn)速之間的傳動(dòng)比。該打滑檢測(cè)系統(tǒng)包括(a)相關(guān)系數(shù)計(jì)算裝置，用于根據(jù)輸入轉(zhuǎn)速的多個(gè)測(cè)量值和輸出轉(zhuǎn)速的多個(gè)測(cè)量值來(lái)計(jì)算關(guān)于輸入轉(zhuǎn)速與輸出轉(zhuǎn)速的相關(guān)系數(shù)，以及(b)打滑判斷裝置，用于根據(jù)相關(guān)系數(shù)計(jì)算裝置計(jì)算出的相關(guān)系數(shù)來(lái)判斷無(wú)級(jí)變速器中的轉(zhuǎn)矩傳遞部件打滑。
可以將無(wú)級(jí)變速器中的打滑看作是一種狀態(tài)或一種情況，其中，輸入側(cè)轉(zhuǎn)速與輸出側(cè)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系偏離了與要達(dá)到的傳動(dòng)比(即，輸出側(cè)轉(zhuǎn)速對(duì)輸入側(cè)轉(zhuǎn)速的比例)相對(duì)應(yīng)的預(yù)定關(guān)系。上述打滑檢測(cè)系統(tǒng)計(jì)算代表輸入轉(zhuǎn)速與輸出轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系的相關(guān)系數(shù)，并因而能夠即時(shí)地并精確地判斷出CVT的打滑狀態(tài)，或者是導(dǎo)致過(guò)度打滑的狀態(tài)，或者是過(guò)度打滑的開(kāi)始。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)相關(guān)系數(shù)計(jì)算裝置算出的相關(guān)系數(shù)小于預(yù)定參考值時(shí)，打滑判斷裝置就判定無(wú)級(jí)變速器中的轉(zhuǎn)矩傳遞部件打滑。可以根據(jù)安裝有該無(wú)級(jí)變速器的車(chē)輛的工作狀態(tài)設(shè)定該參考值。
通過(guò)將參考值設(shè)定為一個(gè)合適的值，打滑檢測(cè)系統(tǒng)能夠判斷出很小程度的打滑，也能判斷出較大的打滑，并進(jìn)行合適的控制以處理該打滑情況。同時(shí)，打滑檢測(cè)系統(tǒng)能夠避免對(duì)打滑的過(guò)度敏感的判斷，過(guò)度敏感的判斷可能導(dǎo)致對(duì)打滑進(jìn)行不必要的控制。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，當(dāng)安裝有無(wú)級(jí)變速器的車(chē)輛的工作狀態(tài)滿足至少一個(gè)預(yù)定條件時(shí)，相關(guān)系數(shù)計(jì)算裝置計(jì)算相關(guān)系數(shù)。在這種設(shè)置下，即使車(chē)輛的行駛狀態(tài)以復(fù)雜的方式發(fā)生變化，也僅在車(chē)輛處于合適的形式狀態(tài)時(shí)才進(jìn)行相關(guān)系數(shù)的計(jì)算。因此，就能夠精確地判斷出無(wú)級(jí)變速器中的打滑狀態(tài)。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，相關(guān)系數(shù)計(jì)算裝置根據(jù)安裝有無(wú)級(jí)變速器的車(chē)輛的工作狀態(tài)，設(shè)定用于計(jì)算相關(guān)系數(shù)的輸入轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)速中每一個(gè)的測(cè)量值的數(shù)目。
上述設(shè)置能夠避免對(duì)無(wú)級(jí)變速器中的打滑進(jìn)行錯(cuò)誤的判斷，或避免出現(xiàn)這樣的情況即使車(chē)輛的行駛狀態(tài)沒(méi)有變化，仍然沒(méi)有必要地反復(fù)計(jì)算相關(guān)系數(shù)。
通過(guò)以下參考附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行的說(shuō)明，本發(fā)明的上述的和/或其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得易于理解，在附圖中，相同的附圖標(biāo)號(hào)用作表示相同的部件，其中 圖1為一流程圖，用于解釋根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的打滑檢測(cè)系統(tǒng)的控制器進(jìn)行的控制的一個(gè)例子； 圖2為示出相關(guān)系數(shù)隨時(shí)間的變化的圖線； 圖3為一圖線，示意性地示出與車(chē)輛的工作狀態(tài)相一致的參考值的變化趨勢(shì)或傾向； 圖4為一圖線，示意性地示出用于獲得與車(chē)輛的工作狀態(tài)相一致的相關(guān)系數(shù)的采樣點(diǎn)的數(shù)目的變化趨勢(shì)或傾向； 圖5為一流程圖，用于解釋根據(jù)本發(fā)明的打滑檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行的控制的一個(gè)例子； 圖6為一圖線，示出輸入軸轉(zhuǎn)速經(jīng)過(guò)濾波處理而得到的帶通值； 圖7為一流程圖，用于解釋根據(jù)本發(fā)明的打滑檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行的控制的另一個(gè)例子； 圖8為示出累計(jì)帶通值的變化的圖線； 圖9為一流程圖，用于解釋根據(jù)本發(fā)明的打滑檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行的控制的另一個(gè)例子； 圖10為示出CVT的實(shí)際傳動(dòng)比與目標(biāo)傳動(dòng)比之間的差值的變化的圖線； 圖11為通過(guò)對(duì)圖9的流程圖進(jìn)行部分修改而得到的另一流程圖； 圖12為一視圖，示出差值總和的變化； 圖13為通過(guò)對(duì)圖11的流程圖進(jìn)行部分修改而得到的另一流程圖；以及 圖14為一視圖，示意性地示出了帶有采用根據(jù)本發(fā)明的打滑檢測(cè)系統(tǒng)的無(wú)級(jí)變速器的車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式 以下將詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的一些實(shí)施例。首先，將參考圖14說(shuō)明實(shí)施本發(fā)明的機(jī)動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。圖14示意性地示出了一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括皮帶式無(wú)級(jí)變速器(CVT)1作為傳動(dòng)裝置。CVT 1通過(guò)前進(jìn)/后退驅(qū)動(dòng)切換機(jī)構(gòu)2連接到動(dòng)力源3。
動(dòng)力源3為驅(qū)動(dòng)單元，用于產(chǎn)生動(dòng)力以使車(chē)輛行駛，其具有內(nèi)燃機(jī)、內(nèi)燃機(jī)與電機(jī)的結(jié)合、電動(dòng)機(jī)、等等。在此實(shí)施例中，動(dòng)力源3為引擎形式。由于引擎3只能夠向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，所以采用前進(jìn)/后退驅(qū)動(dòng)切換機(jī)構(gòu)2，用于將輸入的轉(zhuǎn)矩照原樣輸出或以反方向輸出。
在圖14示出的實(shí)施例中，采用雙齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)作為前進(jìn)/后退驅(qū)動(dòng)切換機(jī)構(gòu)2。在此機(jī)構(gòu)中，環(huán)形齒輪5與中心齒輪4同心設(shè)置，小齒輪6與中心齒輪4嚙合，另一小齒輪7與小齒輪6和環(huán)形齒輪5嚙合，小齒輪6和小齒輪7位于中心齒輪4與環(huán)形齒輪5之間。小齒輪6、7由支架8支撐，使得這些齒輪6、7能夠自由地圍繞著它們的中心軸和行星齒輪機(jī)構(gòu)的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。前進(jìn)驅(qū)動(dòng)離合器9用于將兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件(即中心齒輪4和支架8)結(jié)合成一個(gè)單元。而且，后退驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器10用于通過(guò)有選擇地固定環(huán)形齒輪5，使來(lái)自前進(jìn)/后退驅(qū)動(dòng)切換機(jī)構(gòu)2的轉(zhuǎn)矩輸出反向。
CVT 1的結(jié)構(gòu)相同于或相當(dāng)于已知帶式無(wú)級(jí)變速器的結(jié)構(gòu)。CVT 1具有彼此平行設(shè)置的主動(dòng)皮帶輪11和被動(dòng)皮帶輪12。皮帶輪11和12中的每一個(gè)都主要由固定槽輪和活動(dòng)槽輪組成，活動(dòng)槽輪通過(guò)液壓致動(dòng)器13或14在其軸向上向前或向后運(yùn)動(dòng)。以此結(jié)構(gòu)，皮帶輪11、12中的每一個(gè)的槽寬都隨著皮帶輪的活動(dòng)槽輪的移動(dòng)在其軸向上改變，從而連續(xù)地改變繞在皮帶輪11、12上的皮帶15的卷繞直徑(即每個(gè)皮帶輪11、12的有效直徑)，籍此連續(xù)地改變CVT 1的傳動(dòng)比。主動(dòng)皮帶輪11連接到支架8，作為前進(jìn)/后退驅(qū)動(dòng)切換機(jī)構(gòu)2的輸出部件。
液壓壓力(管線壓力或其修正后壓力)通過(guò)液壓泵和液壓控制設(shè)備或系統(tǒng)(未示出)施加到用于被動(dòng)皮帶輪12的致動(dòng)器14。對(duì)施加到液壓致動(dòng)器14的液壓壓力的大小加以控制，使其與通過(guò)CVT 1接收到的轉(zhuǎn)矩的量大小相當(dāng)。在這種情況下，皮帶15在被動(dòng)皮帶輪12的槽輪之間被夾緊或被夾住，并因而具有合適的張力，確保在皮帶輪11、12的每一個(gè)與皮帶15之間都出現(xiàn)合適的夾緊力(或接觸壓力)。另一方面，有油壓供給到主動(dòng)皮帶輪11的液壓致動(dòng)器13以將皮帶輪11的槽寬(或節(jié)圓直徑)設(shè)定為目標(biāo)值，該油壓取決于需要的傳動(dòng)比。
被動(dòng)皮帶輪12通過(guò)一對(duì)齒輪16連接到差速齒輪單元17，用于將轉(zhuǎn)矩通過(guò)差動(dòng)齒輪單元17輸出到驅(qū)動(dòng)輪18。
提供各種傳感器用于檢測(cè)包括CVT 1和引擎3的車(chē)輛的工作情況(或行駛情況)。更具體的說(shuō)，提供引擎轉(zhuǎn)速傳感器19，用于測(cè)量引擎3的轉(zhuǎn)速并生成指示引擎轉(zhuǎn)速的信號(hào)；輸入轉(zhuǎn)速傳感器20，用于測(cè)量主動(dòng)皮帶輪11的轉(zhuǎn)速并生成指示輸入轉(zhuǎn)速的信號(hào)；以及輸出轉(zhuǎn)速傳感器21，用于測(cè)量被動(dòng)皮帶輪12的轉(zhuǎn)速并生成指示輸出轉(zhuǎn)速的信號(hào)。此外，盡管未在圖中示出，還提供油門(mén)位置傳感器、節(jié)氣門(mén)傳感器、制動(dòng)傳感器、以及其他傳感器。油門(mén)位置傳感器用于測(cè)量油門(mén)踏板被壓下的量并輸出指示油門(mén)踏板位置的信號(hào)。節(jié)氣門(mén)傳感器用于測(cè)量節(jié)氣閥的打開(kāi)量并輸出指示節(jié)氣閥開(kāi)口的信號(hào)。制動(dòng)器傳感器用于在壓下制動(dòng)踏板時(shí)輸出信號(hào)。
而且，提供用于變速器的電子控制器(CVT-ECU)22，以便控制每個(gè)前進(jìn)驅(qū)動(dòng)離合器9和后退驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器10的配合和脫離、皮帶15受到的夾緊力、以及CVT 1的傳動(dòng)比。用于變速器的電子控制器22包括例如，微型計(jì)算機(jī)作為其主要組件，微型計(jì)算機(jī)用于根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)以及預(yù)先存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，從而進(jìn)行控制，諸如確立選定的工作模式，如前進(jìn)驅(qū)動(dòng)、后退驅(qū)動(dòng)或空擋模式、設(shè)定需要的夾緊壓力、以及設(shè)定CVT 1的傳動(dòng)比等等。
用于變速器的電子控制器22收到的輸入數(shù)據(jù)(或信號(hào))可包括，例如，從相應(yīng)傳感器(未示出)收到的指示CVT 1的輸入軸轉(zhuǎn)速Nin和輸出軸轉(zhuǎn)速No的信號(hào)。此外，用于變速器的電子控制器22從用于控制引擎3的電子控制器(E/G-ECU)23接收指示引擎轉(zhuǎn)速Ne、引擎(E/G)負(fù)載、節(jié)氣門(mén)開(kāi)口、油門(mén)位置等等的信號(hào)，其中，油門(mén)位置信號(hào)代表油門(mén)踏板(未示出)被壓下的量。
CVT 1能夠連續(xù)地或無(wú)級(jí)地控制引擎轉(zhuǎn)速，作為上述的輸入轉(zhuǎn)速。因此，當(dāng)CVT 1安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)上時(shí)，車(chē)輛的燃油效率得到了提高。例如，根據(jù)油門(mén)踏板位置等表示的需要的驅(qū)動(dòng)量以及車(chē)輛速度來(lái)決定目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力。之后，根據(jù)目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力和車(chē)輛速度確定CVT 1獲得目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力所需的目標(biāo)輸出。之后，采用預(yù)定的映射表來(lái)確定以最優(yōu)燃油效率獲得目標(biāo)輸出的所需的引擎轉(zhuǎn)速。最后，控制CVT 1的傳動(dòng)比，以便獲得以上確定出的引擎轉(zhuǎn)速。
為了利用燃油效率上得到的改進(jìn)，將CVT 1的傳動(dòng)效率控制到需要的較高水平。更具體地說(shuō)，將CVT 1的最大轉(zhuǎn)矩或皮帶夾緊壓力控制在一個(gè)最小值，該最小值所在的范圍中，CVT 1能夠傳遞根據(jù)引擎轉(zhuǎn)矩確定的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩而不會(huì)使皮帶15打滑。這種控制通常在穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)行，此時(shí)車(chē)輛速度和輸出請(qǐng)求很少變化，或在幾乎穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行，此時(shí)這些參數(shù)的一個(gè)或兩個(gè)微小地變化。
同時(shí)，如果車(chē)輛突然制動(dòng)或加速，或者如果車(chē)輛在掉落的物體或臺(tái)階上行駛，則加在包括CVT 1的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上的轉(zhuǎn)矩會(huì)突然改變。在這種情況下，CVT 1的最大轉(zhuǎn)矩可能變得相對(duì)不足，因而增大了皮帶15打滑的可能性。因此，在這種情況下，該實(shí)施例的控制系統(tǒng)進(jìn)行所謂的反應(yīng)控制(reactive control)，以便臨時(shí)增大皮帶夾緊力或臨時(shí)減小引擎轉(zhuǎn)矩。該實(shí)施例的控制系統(tǒng)用于進(jìn)行以下控制，從而判斷或判定出現(xiàn)了需要進(jìn)行上述反應(yīng)控制的情況(即，宏觀滑動(dòng))。
圖1為流程圖，示出用于判斷CVT 1的皮帶15發(fā)生宏觀滑動(dòng)的控制過(guò)程的一個(gè)例子。在該控制過(guò)程中，使用了根據(jù)輸入和輸出轉(zhuǎn)速得到的相關(guān)系數(shù)。如圖1所示，首先，在步驟S1中確定車(chē)輛的行駛狀態(tài)是否處于相關(guān)系數(shù)的計(jì)算范圍之內(nèi)。在此控制過(guò)程中使用的相關(guān)系數(shù)為根據(jù)輸入軸轉(zhuǎn)速(xi)和輸出軸轉(zhuǎn)速(yi)計(jì)算出的系數(shù)。當(dāng)輸出和輸入轉(zhuǎn)速中的每一個(gè)都具有非0值且傳動(dòng)比幾乎保持恒定時(shí)，將車(chē)輛的行駛狀態(tài)判定為處于相關(guān)系數(shù)的計(jì)算范圍之內(nèi)。也就是說(shuō)，當(dāng)車(chē)輛正在行駛、同時(shí)傳動(dòng)比幾乎保持恒定(即，轉(zhuǎn)速比，也就是傳動(dòng)比的倒數(shù)，幾乎保持恒定)時(shí)，相關(guān)系數(shù)處于計(jì)算范圍之內(nèi)。
如果在步驟S1中作出了否定判斷，則在步驟S2中將標(biāo)志F重置為0且控制過(guò)程返回。另一方面，如果在步驟S1中作出了肯定判斷，則在步驟S3中將標(biāo)志F設(shè)為1并在步驟S4和S5中分別讀取輸入軸轉(zhuǎn)速(xi)和輸出軸轉(zhuǎn)速(yi)。這些轉(zhuǎn)速(xi、yi)分別通過(guò)圖14所示的輸入轉(zhuǎn)速傳感器20和輸出轉(zhuǎn)速傳感器21測(cè)得。在步驟S6中，使用到目前為止讀取的N組轉(zhuǎn)速(xi、yi)得到相關(guān)系數(shù)S。
相關(guān)系數(shù)S由以下公式(1)表示 相關(guān)系數(shù) 在上述表達(dá)式(1)中，每個(gè)下標(biāo)(1，2.....n)都代表一個(gè)采樣點(diǎn)，在采樣點(diǎn)處測(cè)量轉(zhuǎn)速(xi或yi)，且n代表當(dāng)前時(shí)間。
采用相關(guān)系數(shù)S以以下方式判斷皮帶打滑(宏觀滑動(dòng))的出現(xiàn)或可能性。在表達(dá)式(1)中，用輸入轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)速的冪的平方根將輸入和輸出部件(即CVT 1的輸入和輸出軸)的轉(zhuǎn)速的冪標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)表達(dá)式(1)，當(dāng)輸入和輸出轉(zhuǎn)速的冪減小時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化的值減小。更具體地說(shuō)，當(dāng)皮帶15沒(méi)有發(fā)生打滑時(shí)，相關(guān)系數(shù)等于1。當(dāng)皮帶15發(fā)生打滑時(shí)，該值變得小于1。
因此，當(dāng)皮帶15不打滑但被主動(dòng)和被動(dòng)皮帶輪11、12夾住時(shí)，由以下表達(dá)式(2)表示的關(guān)系為真 yi＝γ·xi …(2) 此處，γ代表轉(zhuǎn)速比(是傳動(dòng)比的倒數(shù))。
當(dāng)將表達(dá)式(2)代入表達(dá)式(1)時(shí)，相關(guān)系數(shù)S由表達(dá)式(3)表示，其值變?yōu)?。
相關(guān)系數(shù) 如上所述，適于計(jì)算的條件之一是轉(zhuǎn)速比γ幾乎為常數(shù)，以便將轉(zhuǎn)速比γ提到括號(hào)外。因此，不應(yīng)當(dāng)以長(zhǎng)時(shí)間間隔或長(zhǎng)采樣時(shí)間來(lái)測(cè)量輸入軸和輸出軸轉(zhuǎn)速。
以下，將說(shuō)明皮帶15沒(méi)有被主動(dòng)和被動(dòng)皮帶輪11、12充分夾緊并打滑的情況。當(dāng)皮帶15打滑時(shí)，輸入軸轉(zhuǎn)速(xi)和輸出軸轉(zhuǎn)速(yi)之間的關(guān)系相對(duì)于當(dāng)前設(shè)定的轉(zhuǎn)速比γ變得不正確。此時(shí)，這些轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系由以下的表達(dá)式(4)所表示 yi＝ki·γ·xi…(4) 此處，ki為大于0的實(shí)數(shù)，并且是代表轉(zhuǎn)速波動(dòng)或變化的系數(shù)。
在此情況下，將表達(dá)式(4)代入上述表達(dá)式(1)，則相關(guān)系數(shù)S由以下表達(dá)式(5)表示 相關(guān)系數(shù)…(5) 當(dāng)由皮帶15打滑導(dǎo)致的轉(zhuǎn)動(dòng)波動(dòng)使系數(shù)ki不是常數(shù)時(shí)，相關(guān)系數(shù)S變得小于1。即，表達(dá)式(5)變形為以下表達(dá)式(6)。
相關(guān)系數(shù)…(6) 當(dāng)將表達(dá)式(6)的分子和分母展開(kāi)時(shí)，將分別得到以下表達(dá)式(7)和(8) (k1·x12+k2·x22+…+kn·xn2)·(k1·x12+k2·x22+…+kn·xn2) ＝k1·x12·(k1·x12+k2·x22+…+kn·xn2) +k2·x22·(k1·x12+k2·x22+…+kn·xn2) +kn·xn2·(k1·x12+k2·x22+…+kn·xn2) ＝k12·x14+k22·x24+…+kn2·xn4+x12·(k1·k2·x22+…+k1·kn·xn2)+x22·(k2·k1·x12+…+k2·kn·xn2) . . . +xn2·(kn·k1·x12+…+kn·kn-1·xn-12) …(7) (x12+x22+…+xn2)+(k12·x12+k22·x22+…+kn2·xn2) ＝x12·(k12·x12+k22·x22+…+kn2·xn2) +x22·(k12·x12+k22·x22+…+kn2·xn2) . . . +xn2·(k12·x12+k22·x22+…+kn2·xn2) ＝k12·x14+k22·x24+…+kn2·xn4+x12·(k22·x22+…+kn2·xn2) +x22·(k12·x12+…+kn2·xn2) . . . +xn2·(k12·x12+…kn-12·xn-12) …(8) 如果采樣時(shí)間n為3，則可將表達(dá)式(7)和(8)分別重寫(xiě)為以下表達(dá)式(9)和(10) k12·x14+kn2·x24+k32·x34+x12·(k1·kn·x22+k1·k3·x12)+x22·(k2·k1·x12+k2·k3·x12)+x12·(k3·k1·x12+k3·k2·x22) ＝k12·x14+k22·x24+k32·x14 +(2·k1·k2·x12·x22+2·k1·k3·x12·x12+2·k2·k3·x22·x32) …(9) k12·x14+k22·x24+k32·x34+x12·(k22·x22+k32·x12)+x22·(k12·x12+k32·x32)+x32·(k12·x12+k22·x22) ＝k12·x14+k22·x24+k32·x34 +(x12·x22·(k12+k22)+x12·x32·(k12+k32)+x22·x32·(k22+k32)) …(10) 當(dāng)對(duì)表達(dá)式(9)和(10)中X12、X22等等的各個(gè)系數(shù)進(jìn)行比較時(shí)，發(fā)現(xiàn)由以下表達(dá)式(11)所表示的關(guān)系為真 kj2+km2≥2·kj·km…(11) 此處，j和m為諸如1和2的下標(biāo)。
表達(dá)式(11)可重寫(xiě)為以下表達(dá)式(12) (kj-km)2≥0…(12) 在此處，由于Ki和Km是實(shí)數(shù)，所以表達(dá)式(12)中的關(guān)系始終為真，并因此表達(dá)式(11)中的關(guān)系也為真。而且，當(dāng)采樣數(shù)目n大于3時(shí)，表達(dá)式(11)和(12)中的關(guān)系都為真。當(dāng)輸入/輸出轉(zhuǎn)速開(kāi)始變化時(shí)，上述分母的值變得大于分子的值。結(jié)果，相關(guān)系數(shù)S變得小于1。相應(yīng)地，能夠根據(jù)相關(guān)系數(shù)S判斷出皮帶15發(fā)生打滑。
在圖1的步驟S6中，通過(guò)計(jì)算確定相關(guān)系數(shù)S。在步驟S7中，判斷相關(guān)系數(shù)S是否等于或小于預(yù)先確定的第一參考值S1。第一參考值S1小于1并作為與發(fā)生宏觀滑動(dòng)的狀態(tài)或可能導(dǎo)致宏觀滑動(dòng)的打滑狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的值預(yù)先確定。
如果相關(guān)系數(shù)S等于或小于第一參考值S1并因而在步驟S7中作出肯定判斷，則在步驟S8中判定宏觀滑動(dòng)發(fā)生或可能發(fā)生(作出宏觀滑動(dòng)判斷)。在下一步驟S9中，根據(jù)步驟S8中作出的判斷執(zhí)行響應(yīng)控制?？傊M(jìn)行響應(yīng)控制以避免或抑制宏觀滑動(dòng)。該響應(yīng)控制例如，增大加到皮帶15上的夾緊力，或者減小引擎轉(zhuǎn)矩。此外，例如，如果使用離合器將轉(zhuǎn)矩傳遞到CVT 1，則離合器轉(zhuǎn)矩容量在響應(yīng)控制的作用下減小。根據(jù)宏觀滑動(dòng)的程度，即，根據(jù)相關(guān)系數(shù)S設(shè)定響應(yīng)控制的程度。
相反，當(dāng)相關(guān)系數(shù)S大于上述第一參考值S1且在步驟S7中作出否定判斷時(shí)，則在步驟S10中判斷相關(guān)系數(shù)S是否等于或大于第二參考值S2。第二參考值S2是一個(gè)大于第一參考值S1但小于1的值，并作為與發(fā)生較小宏觀滑動(dòng)的狀態(tài)或可能導(dǎo)致這樣的較小宏觀滑動(dòng)的狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的值而預(yù)先確定。
當(dāng)在步驟S10中作出否定判斷時(shí)，即，當(dāng)相關(guān)系數(shù)小于第二參考值S2時(shí)，就代表發(fā)生了或者很有可能發(fā)生較小的宏觀滑動(dòng)。因此，在這種情況下，控制過(guò)程轉(zhuǎn)到步驟S8以作出宏觀滑動(dòng)判定。接著，在步驟S9中執(zhí)行響應(yīng)控制。
相反，當(dāng)在步驟S10中作出肯定判斷時(shí)，在步驟S11中作出非宏觀滑動(dòng)判定。在沒(méi)有發(fā)生或不太可能發(fā)生宏觀滑動(dòng)時(shí)，或者在皮帶15打滑但打滑程度處于容許范圍之內(nèi)時(shí)，作出非宏觀滑動(dòng)判定。在此情況下，需要根據(jù)步驟S11中作出的非宏觀滑動(dòng)判定在步驟S12中執(zhí)行響應(yīng)控制。該響應(yīng)控制的一個(gè)例子是，用于減小加到皮帶15上的夾緊力的控制過(guò)程。這種控制意圖改善CVT 1的傳動(dòng)效率并將加到CVT 1的液壓壓力減至最小以減少在液壓泵處的動(dòng)力損失，從而確保改善燃油效率。
圖2為一圖線，示出從皮帶15未發(fā)生宏觀滑動(dòng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換到皮帶15發(fā)生宏觀滑動(dòng)的狀態(tài)的過(guò)程中相關(guān)系數(shù)S的變化。當(dāng)通過(guò)CVT 1傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，會(huì)不可避免地發(fā)生打滑，對(duì)比于“宏觀滑動(dòng)”，可將這種打滑稱(chēng)為“微觀滑動(dòng)”。因此，轉(zhuǎn)矩通過(guò)CVT 1傳遞，且相關(guān)系數(shù)S變化極小。當(dāng)由于某些原因使導(dǎo)致皮帶15宏觀滑動(dòng)的車(chē)輛工作狀態(tài)出現(xiàn)時(shí)，相關(guān)系數(shù)S開(kāi)始減小到一定程度。當(dāng)接著開(kāi)始宏觀滑動(dòng)時(shí)，相關(guān)系數(shù)S開(kāi)始迅速減小。例如，參考值S1和S2被分別設(shè)為圖2中所示的值。
同時(shí)，根據(jù)輸入軸和輸出軸轉(zhuǎn)速確定相關(guān)系數(shù)S。不僅皮帶15的打滑會(huì)影響這些轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，當(dāng)油門(mén)操作量變化時(shí)導(dǎo)致的引擎轉(zhuǎn)矩的變化、車(chē)輛的加速度/減速度等等，都會(huì)影響該關(guān)系。雖然相關(guān)系數(shù)S可以根據(jù)這些變化減小，但相關(guān)系數(shù)S的這種減小并不代表發(fā)生或可能發(fā)生宏觀滑動(dòng)。因此，在此情況下，需要避免作出宏觀滑動(dòng)判定。為了滿足這一需要，每個(gè)參考值S1和S2都可根據(jù)車(chē)輛的工作狀況而變化，例如，根據(jù)車(chē)輛的油門(mén)操作量變化率、車(chē)輛的加速度/減速度等等。
圖3為一圖線，示出參考值S1、S2的變化趨勢(shì)的一個(gè)例子，如圖3所示，當(dāng)油門(mén)操作量的變化率ΔACC或加速度/減速度ΔV增大時(shí)，各個(gè)參考值S1、S2減小。因此，如果相關(guān)系數(shù)S由于宏觀滑動(dòng)以外的原因而減小，則不會(huì)錯(cuò)誤地判定發(fā)生或可能發(fā)生宏觀滑動(dòng)，并且也不會(huì)響應(yīng)于相關(guān)系數(shù)S的減小而錯(cuò)誤地執(zhí)行響應(yīng)控制。從而，避免了對(duì)宏觀滑動(dòng)的誤判斷，也避免或抑制了不必要的響應(yīng)控制。而且，防止了判定發(fā)生打滑或可能打滑過(guò)程中的延遲。
而且，使用代表輸入和輸出轉(zhuǎn)速的多個(gè)檢測(cè)值計(jì)算相關(guān)系數(shù)S。優(yōu)選地，根據(jù)車(chē)輛的工作狀態(tài)決定測(cè)得值的組數(shù)(以下稱(chēng)為組數(shù))。圖4為一圖線，示意性示出確定組數(shù)N的過(guò)程中的趨勢(shì)或傾向的一個(gè)例子。如圖4所示，當(dāng)車(chē)輛速度V、加速度/減速度ΔV、油門(mén)操作量變化率ΔACC、傳動(dòng)比γ等增大時(shí)，組數(shù)N減少。例如，當(dāng)油門(mén)操作量變化率較大時(shí)，傳動(dòng)比的相應(yīng)變化程度或變化幅度應(yīng)該較大。在此情況下，減少組數(shù)以避免根據(jù)傳動(dòng)比差異較大的轉(zhuǎn)速計(jì)算相關(guān)系數(shù)S，從而避免了對(duì)宏觀滑動(dòng)的誤判定以及判斷皮帶15發(fā)生或可能打滑時(shí)的延遲。
如上所述，本實(shí)施例的打滑檢測(cè)系統(tǒng)利用傳感器21、22測(cè)量輸入和輸出轉(zhuǎn)速，根據(jù)輸入輸出轉(zhuǎn)速得到的相關(guān)系數(shù)判斷宏觀滑動(dòng)，傳感器21、22通常用于確定CVT 1的傳動(dòng)比。以此設(shè)置，能夠以足夠高的準(zhǔn)確度即時(shí)判斷出皮帶15打滑，而無(wú)需使用其他的傳感器專(zhuān)門(mén)用于此功能。而且，由于打滑檢測(cè)系統(tǒng)能夠根據(jù)宏觀滑動(dòng)的判定而執(zhí)行必要的響應(yīng)控制，所以能夠防止或抑制由皮帶15過(guò)度打滑導(dǎo)致的對(duì)于CVT1的破壞。
同時(shí)，CVT 1的輸入軸轉(zhuǎn)速Nin隨各種因素而變化，例如傳動(dòng)比控制、皮帶15的打滑、或者輸入轉(zhuǎn)矩的周期性變化。因此，通過(guò)在總體變化量中確定由皮帶15打滑導(dǎo)致的輸入轉(zhuǎn)速的變化量，能夠根據(jù)確定出的值(變化量)判定皮帶15發(fā)生或可能發(fā)生宏觀滑動(dòng)。以下將說(shuō)明這種控制過(guò)程的一個(gè)例子。
圖5為一流程圖，示出該控制過(guò)程的一個(gè)例子。在此控制過(guò)程中，首先在步驟S21中讀取由輸入轉(zhuǎn)速傳感器20測(cè)得的輸入軸轉(zhuǎn)速Nin。之后，在輸入軸轉(zhuǎn)速Nin中取得由皮帶15打滑導(dǎo)致的振動(dòng)分量Nin-vib。在此，例如，通過(guò)進(jìn)行帶通濾波處理或者根據(jù)實(shí)際輸入軸轉(zhuǎn)速Nin相對(duì)于輸入軸轉(zhuǎn)速的指令值的偏離量，能夠獲取振動(dòng)分量Nin-vib。指令值是為了得到需要的傳動(dòng)比而確定的。在帶通濾波處理中，還去掉了測(cè)量噪聲。
圖6為一圖線，示出對(duì)輸入軸轉(zhuǎn)速Nin進(jìn)行帶通濾波(20-30Hz)時(shí)，帶通值隨時(shí)間變化的一個(gè)例子。當(dāng)如圖6所示，宏觀滑動(dòng)沒(méi)有發(fā)生時(shí)，帶通值保持在相對(duì)小的范圍。另一方面，當(dāng)宏觀滑動(dòng)發(fā)生時(shí)，帶通值迅速增大。為此，預(yù)先確定一參考值Nin-vib1，作為判斷宏觀滑動(dòng)發(fā)生的指標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn)，而且，在步驟S23中判斷步驟S22中得到的振動(dòng)分量Nin-vib是否等于或大于參考值Nin-vib1。同時(shí)，參考值Nin-vib1不是恒定的，而是可以根據(jù)車(chē)輛的工作狀態(tài)而改變，以便防止作出錯(cuò)誤判斷并避免判定發(fā)生宏觀滑動(dòng)時(shí)的延遲。
如果振動(dòng)分量Nin-vib等于或大于參考值Nin-vib1，并因而在步驟S23中作出肯定的判斷，則在步驟S24中作出宏觀滑動(dòng)判定，并在步驟S25中執(zhí)行響應(yīng)控制。步驟S24和步驟S25中的操作分別相同于或相當(dāng)于在圖1中步驟S8和步驟S9中的操作。
如果振動(dòng)分量Nin-vib小于參考值Nin-vib1并因此在步驟S23中作出了否定判斷，則如在圖6中可理解的，這代表宏觀滑動(dòng)沒(méi)有發(fā)生。在此情況下，在步驟S26中作出非宏觀滑動(dòng)判定。隨后，在步驟S27中執(zhí)行正常的控制。在此正常控制中，根據(jù)例如引擎轉(zhuǎn)矩或油門(mén)踏板的下壓量(即，油門(mén)操作量)來(lái)設(shè)定皮帶夾緊力。
為了參考圖5和6進(jìn)行上述控制，本實(shí)施例的打滑檢測(cè)系統(tǒng)只使用輸入轉(zhuǎn)速傳感器20作為用于即時(shí)準(zhǔn)確地判斷皮帶15宏觀打滑的傳感器，而無(wú)需其他的傳感器用于此目的。而且，由于該打滑檢測(cè)系統(tǒng)能夠在檢測(cè)到宏觀滑動(dòng)時(shí)執(zhí)行需要的響應(yīng)控制，所以能夠避免在不這樣做的情況下由皮帶15的過(guò)度打滑而導(dǎo)致的對(duì)CVT 1可能造成的破壞。
盡管能夠根據(jù)圖5所示控制中的帶通值判定發(fā)生宏觀滑動(dòng)，但根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的打滑檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)造是根據(jù)在從前一時(shí)刻到當(dāng)前時(shí)刻的時(shí)間段中皮帶打滑導(dǎo)致的振動(dòng)分量的累計(jì)值來(lái)判定宏觀滑動(dòng)的發(fā)生。以下，將說(shuō)明這種控制的一個(gè)例子。
在此控制過(guò)程中，如圖7所示，在步驟S31中讀取輸入軸轉(zhuǎn)速Nin，在步驟S32中分別按照與圖5的步驟S21和步驟S22相同的方式確定振動(dòng)分量Nin-vib。隨后，在步驟S33中判斷是否有可能進(jìn)行振動(dòng)分量Nin-vib的累計(jì)。更具體的說(shuō)，在步驟S33中判斷是否已經(jīng)得到了對(duì)振動(dòng)分量執(zhí)行時(shí)窗累計(jì)所需的i組數(shù)據(jù)。
如果在步驟S33中作出了否定判斷，則控制過(guò)程返回，并等待獲得所需的數(shù)據(jù)組數(shù)。相反，如果在步驟S33中作出了肯定判斷，則執(zhí)行步驟S34以計(jì)算在當(dāng)前時(shí)刻(N時(shí)間點(diǎn))與當(dāng)前時(shí)刻之前確定的前一時(shí)刻(N-1時(shí)間點(diǎn))之間的時(shí)間段內(nèi)獲得的振動(dòng)分量的時(shí)窗累計(jì)值S-vib(N)。此處，可以根據(jù)車(chē)輛的工作狀態(tài)改變要累計(jì)的數(shù)據(jù)組的數(shù)目或者數(shù)據(jù)累計(jì)的時(shí)間長(zhǎng)度。
圖8為一圖線，示出由皮帶15打滑導(dǎo)致的振動(dòng)分量Nin-vib的時(shí)窗累計(jì)值的變化。當(dāng)沒(méi)有發(fā)生宏觀滑動(dòng)時(shí)，累計(jì)帶通值S-vib(N)保持在相對(duì)小的范圍內(nèi)，如圖8所示。另一方面，當(dāng)發(fā)生宏觀滑動(dòng)時(shí)，累計(jì)帶通值S-vib(N)迅速增大。為此，預(yù)先設(shè)定一參考值Sa，用作判斷發(fā)生宏觀滑動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)或閾值，并且，在步驟S35中判斷在步驟S34中得到的累計(jì)帶通值S-vib(N)是否等于或大于參考值Sa。同時(shí)，參考值Sa不是恒定的，而是可以根據(jù)車(chē)輛的工作狀態(tài)而變化，從而防止對(duì)宏觀滑動(dòng)作出錯(cuò)誤的判斷并避免判定宏觀滑動(dòng)發(fā)生時(shí)的延遲。
如果累計(jì)帶通值S-vib(N)等于或大于參考值Sa且在步驟S35中作出肯定判斷，則在步驟S36中作出宏觀滑動(dòng)判定并接著在步驟S37中進(jìn)行響應(yīng)控制。步驟S36和S37中的這些操作分別相同于或相當(dāng)于圖5中步驟S24和步驟S25中的操作或者是圖1中步驟S8和S9中的操作。
另一方面，如果累計(jì)帶通值S-vib(N)小于參考值Sa且在步驟S35中作出否定判斷，則如圖8所示，這表示沒(méi)有發(fā)生宏觀滑動(dòng)。因此，在此情況下，在步驟S38中作出非宏觀滑動(dòng)判定。隨后，在步驟S37中執(zhí)行正常控制。步驟S38和步驟S39中的這些操作分別相同于或相當(dāng)于圖5中步驟S26和步驟S27中的操作。
為了參考圖7和8進(jìn)行上述控制，本實(shí)施例的打滑檢測(cè)系統(tǒng)只使用輸入轉(zhuǎn)速傳感器20作為用于即時(shí)準(zhǔn)確地判斷皮帶15宏觀打滑的傳感器，而無(wú)需其他的傳感器用于此目的。而且，由于該打滑檢測(cè)系統(tǒng)能夠在檢測(cè)到宏觀滑動(dòng)時(shí)執(zhí)行需要的響應(yīng)控制，所以能夠避免在不這樣做的情況下由皮帶15過(guò)度打滑而導(dǎo)致的對(duì)CVT1可能造成的破壞。
如上所述，皮帶15打滑導(dǎo)致輸入和輸出轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。當(dāng)轉(zhuǎn)速如此改變時(shí)，作為輸入軸轉(zhuǎn)速與輸出軸轉(zhuǎn)速之間比值的實(shí)際傳動(dòng)比將偏離皮帶15發(fā)生打滑之前形成的傳動(dòng)比(即目標(biāo)傳動(dòng)比)。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，根據(jù)上述實(shí)際傳動(dòng)比與目標(biāo)傳動(dòng)比之間的差值判定發(fā)生宏觀滑動(dòng)。
圖9為一流程圖，示出用于以上述方式判定宏觀滑動(dòng)的控制過(guò)程的一個(gè)例子。在此控制過(guò)程中，首先在步驟S41中判斷傳動(dòng)比是否被改變，即，CVT 1是否處于換檔動(dòng)作中。目標(biāo)傳動(dòng)比通常是根據(jù)例如輸出需求(例如油門(mén)操作量)和車(chē)輛速度或引擎轉(zhuǎn)速設(shè)定的。但是，當(dāng)CVT 1處于換檔動(dòng)作中時(shí)，可以將目標(biāo)傳動(dòng)比或與目標(biāo)傳動(dòng)比相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)輸入轉(zhuǎn)速設(shè)定為相對(duì)于最終設(shè)定值一階滯后(first-order lag)的值。因此，變化的目標(biāo)傳動(dòng)比不能用作判斷皮帶15發(fā)生或可能發(fā)生打滑的依據(jù)。所以，在步驟S41中，判斷CVT 1是否處于換檔動(dòng)作中，并且如果在步驟S41中作出肯定的判斷，則控制過(guò)程返回而不執(zhí)行任何特別的控制。
如果CVT 1不處于換檔動(dòng)作中且在步驟S41中作出否定的判斷，則在步驟S42中計(jì)算實(shí)際傳動(dòng)比γ，作為通過(guò)實(shí)際測(cè)量獲得的輸入轉(zhuǎn)速Nin與輸出轉(zhuǎn)速Nout之間的比值。隨后，在步驟S43中計(jì)算目標(biāo)傳動(dòng)比γtag，作為通過(guò)實(shí)際測(cè)量獲得的目標(biāo)輸入轉(zhuǎn)速Nint與目標(biāo)輸出轉(zhuǎn)速Nout之間的比值。之后，在步驟S44中判斷實(shí)際傳動(dòng)比γ與目標(biāo)傳動(dòng)比γtag的差的絕對(duì)值是否大于預(yù)先確定的參考值Δγa。
圖10是一圖線，示出實(shí)際傳動(dòng)比γ與目標(biāo)傳動(dòng)比γtag的差值發(fā)生變化的情況的一個(gè)例子。如上所述，由于在操作CVT 1時(shí)，各種因素引起輸入轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，所以實(shí)際和目標(biāo)傳動(dòng)比之間的傳動(dòng)比差不斷地向著相對(duì)于圖10所示零值的正方向或負(fù)方向輕微地變化。當(dāng)沒(méi)有發(fā)生宏觀滑動(dòng)時(shí)，該傳動(dòng)比差保持在小范圍內(nèi)。但是，當(dāng)發(fā)生宏觀滑動(dòng)時(shí)，輸入轉(zhuǎn)速開(kāi)始大幅度偏離目標(biāo)值，導(dǎo)致傳動(dòng)比差增大。因此，通過(guò)判斷傳動(dòng)比差是否小于或大于用于判斷宏觀滑動(dòng)的閾值，就能夠判定發(fā)生或可能發(fā)生宏觀滑動(dòng)。
更具體地說(shuō)，在圖9所示的例子中，在步驟S45中記錄傳動(dòng)比差超過(guò)參考值Δγa的次數(shù)。接著，在步驟S46中判斷上述滿足步驟S44的條件(γ-γtag>Δγa)的次數(shù)是否在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)達(dá)到了預(yù)定的次數(shù)。作出這種判斷以防止諸如噪聲的干擾導(dǎo)致的錯(cuò)誤判斷。
如果在步驟S46中作出肯定判斷，則在步驟S47中判定皮帶15發(fā)生或可能發(fā)生打滑或宏觀滑動(dòng)。在此情況下，打滑檢測(cè)系統(tǒng)響應(yīng)于檢測(cè)到的宏觀滑動(dòng)進(jìn)行控制，例如增大皮帶夾緊力或減小引擎轉(zhuǎn)矩，如上述控制的各個(gè)例子。相反，如果在步驟S46中作出否定判斷，則控制過(guò)程返回。
另一方面，如果傳動(dòng)比差等于或小于參考值Δγa并在步驟S44中作出否定判斷，則在步驟S48中判斷此狀態(tài)是否延續(xù)了預(yù)定的時(shí)間長(zhǎng)度。如果在步驟S48中作出否定判斷，則控制過(guò)程返回，等待時(shí)間流逝。另一方面，當(dāng)在步驟S48中作出肯定判斷時(shí)，則表示實(shí)際傳動(dòng)比γ沒(méi)有大幅不同于目標(biāo)傳動(dòng)比γtag，且此情況已經(jīng)延續(xù)了預(yù)定的時(shí)長(zhǎng)。在此情況下，在步驟S49中取消打滑判斷。
為了參考圖9進(jìn)行上述控制，本實(shí)施例的打滑檢測(cè)系統(tǒng)只使用輸入轉(zhuǎn)速傳感器20作為用于即時(shí)準(zhǔn)確地判斷皮帶15宏觀打滑的傳感器，而無(wú)需其他的傳感器用于此目的。而且，由于該打滑檢測(cè)系統(tǒng)能夠在檢測(cè)到宏觀滑動(dòng)時(shí)執(zhí)行需要的響應(yīng)控制，所以能夠避免在不這樣做的情況下由皮帶15過(guò)度打滑而導(dǎo)致的對(duì)CVT 1可能造成的破壞。
在圖9所示的控制過(guò)程中，記錄傳動(dòng)比差超過(guò)參考值Δγa的次數(shù)，以便如上所述地判定發(fā)生或可能發(fā)生打滑。相反，在預(yù)定時(shí)間段中或在預(yù)定數(shù)目的采樣點(diǎn)處累計(jì)的傳動(dòng)比差值的總和可用于判定發(fā)生或可能發(fā)生打滑。更具體地說(shuō)，記錄如上所述地累計(jì)的傳動(dòng)比差值的總和超過(guò)預(yù)定參考值sumγ的次數(shù)。如果該次數(shù)在預(yù)定的時(shí)長(zhǎng)內(nèi)達(dá)到預(yù)定的次數(shù)，則判定發(fā)生了打滑。
圖11為一流程圖，示出用于以此方式判定發(fā)生或可能發(fā)生宏觀滑動(dòng)的控制過(guò)程的一個(gè)例子。除了圖9的步驟S44換成了圖11的步驟S44A以外，在圖11所示的流程圖的各個(gè)步驟中的操作均相同于圖9所示的流程圖中的操作。同時(shí)，參考值sumγ不是恒定的，而是可以根據(jù)車(chē)輛的工作狀態(tài)而變化，從而防止對(duì)宏觀滑動(dòng)作出錯(cuò)誤的判斷并避免判定宏觀滑動(dòng)發(fā)生時(shí)的延遲。
圖12為一圖線，示出傳動(dòng)比差值相對(duì)于圖10所示的預(yù)定數(shù)目(例如10個(gè))的采樣點(diǎn)的變化。如圖12所示，當(dāng)沒(méi)有發(fā)生宏觀滑動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)比差的總和保持為較小的值。當(dāng)發(fā)生宏觀滑動(dòng)時(shí)，該總和開(kāi)始迅速增大。因此，當(dāng)該總和超過(guò)預(yù)定的閾值時(shí)，就能夠判定發(fā)生或可能發(fā)生宏觀滑動(dòng)。另外，還能夠根據(jù)該總和超過(guò)參考值sumγ的次數(shù)來(lái)判定發(fā)生或可能發(fā)生宏觀滑動(dòng)，而不是僅僅將該總和與閾值相比較，這樣就能夠防止或避免由一些類(lèi)型的干擾造成的錯(cuò)誤判斷。
為了參考圖11進(jìn)行上述的控制，本實(shí)施例的打滑檢測(cè)系統(tǒng)只使用輸入轉(zhuǎn)速傳感器20作為用于即時(shí)準(zhǔn)確地判斷皮帶15宏觀打滑的傳感器，而無(wú)需其他的傳感器用于此目的。而且，由于該打滑檢測(cè)系統(tǒng)能夠在檢測(cè)到宏觀滑動(dòng)時(shí)執(zhí)行需要的響應(yīng)控制，所以能夠避免在不這樣做的情況下由皮帶15過(guò)度打滑而導(dǎo)致的對(duì)CVT 1可能造成的破壞。
如圖10和12示出傳動(dòng)比差的變化和傳動(dòng)比差總和的變化，如圖10或12所示，一旦皮帶15開(kāi)始打滑(即，出現(xiàn)宏觀滑動(dòng))，這些值就會(huì)連續(xù)地不斷增大，并保持在較大的值，直到，例如，CVT 1破碎并停止工作，或者皮帶夾緊力極度增大，或者引擎轉(zhuǎn)矩極度減小。因此，根據(jù)傳動(dòng)比差的總和保持大于參考值sumγ的時(shí)間長(zhǎng)度，而不是記錄該總和超過(guò)參考值sumγ的次數(shù)，就能夠判定發(fā)生或可能發(fā)生宏觀滑動(dòng)。
圖13為一流程圖，示出用于以此方式判定發(fā)生或可能發(fā)生宏觀滑動(dòng)的控制過(guò)程的一個(gè)例子。除了圖11的流程圖中的步驟S45和S46被替換為圖13的流程圖中的步驟S45A以外，在圖13所示的流程圖的各個(gè)步驟中的操作都相同于在圖11所示的流程圖中的操作。在步驟S45A中，判斷在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)是否連續(xù)地滿足了步驟S44A中確定的條件。
如圖11的控制過(guò)程的例子那樣，為了進(jìn)行上述的控制，本實(shí)施例的打滑檢測(cè)系統(tǒng)只使用輸入轉(zhuǎn)速傳感器20作為用于即時(shí)準(zhǔn)確地判斷皮帶15宏觀打滑的傳感器，而無(wú)需其他的傳感器用于此目的。而且，由于該打滑檢測(cè)系統(tǒng)能夠在檢測(cè)到宏觀滑動(dòng)時(shí)執(zhí)行需要的響應(yīng)控制，所以能夠避免在不這樣做的情況下由皮帶15過(guò)度打滑而導(dǎo)致的對(duì)CVT 1可能造成的破壞。
盡管在圖9、11和13所示的控制流程中，在CVT 1的換檔動(dòng)作的過(guò)程中不進(jìn)行對(duì)皮帶打滑(宏觀滑動(dòng))的判斷，但該打滑檢測(cè)系統(tǒng)可以構(gòu)造為即使在CVT 1處于換檔動(dòng)作中時(shí)也對(duì)皮帶打滑進(jìn)行判斷。但是，在此情況下，目標(biāo)輸出轉(zhuǎn)速被設(shè)定為較大值，且實(shí)際傳動(dòng)比與目標(biāo)傳動(dòng)比之間的差變大，這會(huì)導(dǎo)致判斷皮帶打滑的準(zhǔn)確性降低。因此，當(dāng)在CVT 1的換檔動(dòng)作期間使用傳動(dòng)比差對(duì)皮帶打滑進(jìn)行判斷時(shí)，優(yōu)選地對(duì)目標(biāo)輸入轉(zhuǎn)速作濾波處理，根據(jù)濾波后的目標(biāo)輸入轉(zhuǎn)速確定目標(biāo)傳動(dòng)比，并使用目標(biāo)傳動(dòng)比來(lái)計(jì)算傳動(dòng)比差。以此方式，能夠抑制或避免錯(cuò)誤地判定發(fā)生或可能發(fā)生宏觀滑動(dòng)。
盡管本發(fā)明的上述實(shí)施例的打滑檢測(cè)系統(tǒng)是適用于皮帶式CVT的，但本發(fā)明也能夠?qū)嵤橛糜谀Σ镰h(huán)式(牽引式)無(wú)級(jí)變速器的打滑檢測(cè)系統(tǒng)。而且，輸入轉(zhuǎn)速不限于輸入軸的轉(zhuǎn)速。更具體地說(shuō)，輸入轉(zhuǎn)速可以定義為依靠從動(dòng)力源接收的轉(zhuǎn)矩而轉(zhuǎn)動(dòng)的任何無(wú)級(jí)變速器的部件的轉(zhuǎn)速，或者是與該部件呈一個(gè)整體的任何部件的轉(zhuǎn)速。同理，輸出轉(zhuǎn)速也不限于輸出軸的輸出轉(zhuǎn)速。更具體地說(shuō)，輸出轉(zhuǎn)速可以定義為依靠從輸入側(cè)部件傳遞來(lái)的轉(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn)的任何無(wú)級(jí)變速器的部件的轉(zhuǎn)速，或者是與該部件呈一個(gè)整體的任何部件的轉(zhuǎn)速。不僅如此，根據(jù)本發(fā)明的打滑檢測(cè)系統(tǒng)還可以構(gòu)造為聯(lián)合執(zhí)行多個(gè)上述的打滑判斷控制過(guò)程。
權(quán)利要求
1.一種用于無(wú)級(jí)變速器的打滑檢測(cè)系統(tǒng)，該無(wú)級(jí)變速器能夠連續(xù)地改變輸入部件的輸入轉(zhuǎn)速與輸出部件的輸出轉(zhuǎn)速之間的比例，該打滑檢測(cè)系統(tǒng)的特征在于，包括
總和計(jì)算裝置，用于計(jì)算在預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)由輸入轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)速的測(cè)量值算出的實(shí)際傳動(dòng)比與目標(biāo)傳動(dòng)比之間的多個(gè)差值的總和；
打滑判斷裝置，用于根據(jù)總和計(jì)算裝置計(jì)算出的差值總和來(lái)判斷無(wú)級(jí)變速器中的打滑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的打滑檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，
該無(wú)級(jí)變速器包括輸入部件、輸出部件、以及用于在輸入部件和輸出部件之間傳遞轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳遞部件；以及
打滑判斷裝置對(duì)無(wú)級(jí)變速器中的轉(zhuǎn)矩傳遞部件的打滑作出判斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的打滑檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)在預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)差值的總和超出預(yù)定參考值的次數(shù)，打滑判斷裝置判定無(wú)級(jí)變速器中打滑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的打滑檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)差值總和保持大于預(yù)定參考值的時(shí)間長(zhǎng)度，打滑判斷裝置判定無(wú)級(jí)變速器中打滑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的打滑檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)作為對(duì)目標(biāo)輸入轉(zhuǎn)速進(jìn)行的濾波處理的結(jié)果而得到的值決定目標(biāo)傳動(dòng)比，目標(biāo)輸入轉(zhuǎn)速是根據(jù)安裝有無(wú)級(jí)變速器的車(chē)輛的輸出要求決定的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的打滑檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括打滑判斷取消裝置，用于在根據(jù)安裝有無(wú)級(jí)變速器的車(chē)輛的行駛狀態(tài)的變化判斷出無(wú)級(jí)變速器處于換檔動(dòng)作中時(shí)，阻止作出打滑判斷。
7.一種檢測(cè)無(wú)級(jí)變速器中的打滑的方法，該無(wú)級(jí)變速器能夠連續(xù)地改變輸入部件的輸入轉(zhuǎn)速與輸出部件的輸出轉(zhuǎn)速之間的比例，該檢測(cè)方法的特征在于，包括以下步驟
計(jì)算在預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)由輸入轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)速的測(cè)量值算出的實(shí)際傳動(dòng)比與目標(biāo)傳動(dòng)比之間的多個(gè)差值的總和；
根據(jù)計(jì)算出的差值總和判斷無(wú)級(jí)變速器中的打滑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，
該無(wú)級(jí)變速器包括輸入部件、輸出部件、以及用于在輸入部件和輸出部件之間傳遞轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳遞部件；以及
判斷步驟對(duì)無(wú)級(jí)變速器中的轉(zhuǎn)矩傳遞部件的打滑作出判斷。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，根據(jù)在預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)差值的總和超出預(yù)定參考值的次數(shù)，判定無(wú)級(jí)變速器中打滑。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，根據(jù)差值總和保持大于預(yù)定參考值的時(shí)間長(zhǎng)度，判定無(wú)級(jí)變速器中打滑。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，根據(jù)作為對(duì)目標(biāo)輸入轉(zhuǎn)速進(jìn)行的濾波處理的結(jié)果而得到的值決定目標(biāo)傳動(dòng)比，目標(biāo)輸入轉(zhuǎn)速是根據(jù)安裝有無(wú)級(jí)變速器的車(chē)輛的輸出要求決定的。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，還包括以下步驟當(dāng)根據(jù)安裝有無(wú)級(jí)變速器的車(chē)輛的行駛狀態(tài)的變化判斷出無(wú)級(jí)變速器處于換檔動(dòng)作的過(guò)程中時(shí)，阻止作出打滑判斷。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于無(wú)級(jí)變速器的打滑檢測(cè)系統(tǒng)和方法。具體地，提供了一種用于無(wú)級(jí)變速器的打滑檢測(cè)系統(tǒng)，該無(wú)級(jí)變速器能夠連續(xù)地改變輸入部件的輸入轉(zhuǎn)速與輸出部件的輸出轉(zhuǎn)速之間的比例，該打滑檢測(cè)系統(tǒng)的特征在于，包括總和計(jì)算裝置，用于計(jì)算在預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)由輸入轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)速的測(cè)量值算出的實(shí)際傳動(dòng)比與目標(biāo)傳動(dòng)比之間的多個(gè)差值的總和；打滑判斷裝置，用于根據(jù)總和計(jì)算裝置計(jì)算出的差值總和來(lái)判斷無(wú)級(jí)變速器中的打滑。
文檔編號(hào)F16H61/662GK101545536SQ20091013257
公開(kāi)日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2002年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月28日
發(fā)明者巖月邦裕, 星屋一美, 鴛海恭弘, 中肋康則, 大澤正敬, 西澤博幸, 山口裕之, 鈴木秀之 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社