[發(fā)明專利]一種無級(jí)變速器金屬帶帶環(huán)失效控制裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011384255.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN112539268B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉金剛;王高升;肖培杰;傅兵;何麗紅;趙又紅;陳建文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號(hào): F16H61/662
• 分類號(hào): F16H61/662;B60K17/06
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務(wù)所(普通合伙) 43108
• 代理人: 烏景瑞

本發(fā)明公開了一種無級(jí)變速器金屬帶帶環(huán)失效控制裝置及方法，控制裝置包括攝像頭、無級(jí)變速器、控制裝置和失效計(jì)算單元；所述的攝像頭設(shè)于無級(jí)變速器主動(dòng)輪軸和從動(dòng)輪軸之間，攝像頭的鏡頭軸線與主動(dòng)輪軸的軸線平行，鏡頭正對(duì)無級(jí)變速器金屬帶帶環(huán)；控制裝置包括TCU控制器、電機(jī)控制器和失效計(jì)算單元，電機(jī)控制器與失效計(jì)算單元連接，失效計(jì)算單元與TCU控制器連接，TCU控制器與無級(jí)變速的液壓系統(tǒng)連接；失效計(jì)算單元與攝像頭相連，接收來自攝像頭捕捉的帶環(huán)跳動(dòng)信號(hào)值。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低下，能夠降低高轉(zhuǎn)速條件下無級(jí)變速器金屬帶斷裂失效的風(fēng)險(xiǎn)，并保障無級(jí)變速器可以被應(yīng)用于電動(dòng)汽車上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無級(jí)變速器金屬帶帶環(huán)失效控制裝置及方法。

背景技術(shù)

我國(guó)經(jīng)過科技攻關(guān)，在電動(dòng)汽車技術(shù)方面取得重大進(jìn)展，整體技術(shù)水平接近國(guó)際先進(jìn)水平。但目前在傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)方面，電動(dòng)汽車均使用單速比減速器，存在電機(jī)體積及能耗大、低效率階段電機(jī)溫升高、電池壽命低下、中高速階段的加速性能不足等問題。從長(zhǎng)期來看，為電機(jī)配備多檔位變速器將會(huì)是未來電動(dòng)汽車的發(fā)展趨勢(shì)。目前所使用的多檔位變速器主要包括以下三種類型：液力自動(dòng)變速器(AT)、電控機(jī)械式自動(dòng)變速器(AMT)和金屬帶式無級(jí)變速器(CVT)。相較于其他多檔位變速器，金屬帶式無級(jí)變速器(CVT) 具有重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)性高及駕駛平順性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，成為中小型汽車上優(yōu)良的變速器。但金屬帶式無極變速器(CVT)屬于摩擦傳動(dòng)，存在較大的功率損失。研究結(jié)果表明，傳統(tǒng)汽車上金屬帶式無級(jí)變速器的功率損失占發(fā)動(dòng)機(jī)總功率的33.4％。若電動(dòng)汽車配備金屬帶式無級(jí)變速器(CVT)后，傳動(dòng)系統(tǒng)無需變矩器及較少的齒輪副，且電動(dòng)汽車上的300-400V高壓電可以將傳統(tǒng)的機(jī)械泵替換為電動(dòng)泵，解決了液壓系統(tǒng)中溢流和節(jié)流功率損失大的問題。該配備模式預(yù)計(jì)可將金屬帶式無級(jí)變速器(CVT)的功率損失減小20％左右，不僅規(guī)避了CVT現(xiàn)有缺點(diǎn)，還保留了自身無可比擬的優(yōu)勢(shì)，可將CVT性能發(fā)揮到極致。綜上所述，金屬帶式無級(jí)變速器(CVT)是電動(dòng)汽車的理想變速器。

電動(dòng)汽車在高轉(zhuǎn)速運(yùn)行條件下，尤其是超過8000轉(zhuǎn)時(shí)，CVT“帶輪—金屬片—帶環(huán)”非連續(xù)體接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生微動(dòng)摩擦和顫振效應(yīng)，即帶環(huán)在鋼片鞍面間來回左右和上下跳動(dòng)，帶環(huán)極易磨損且萌生疲勞裂紋，最終導(dǎo)致帶環(huán)發(fā)生斷裂，從而引起CVT傳動(dòng)失效，CVT壽命將大幅下降。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低下，能夠降低高轉(zhuǎn)速條件下無級(jí)變速器金屬帶帶環(huán)斷裂失效的風(fēng)險(xiǎn)，并保障無級(jí)變速器可以被應(yīng)用于電動(dòng)汽車上的無級(jí)變速器金屬帶帶環(huán)失效控制裝置及方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種無級(jí)變速器金屬帶帶環(huán)失效控制裝置，包括攝像頭、無級(jí)變速器、控制裝置和失效計(jì)算單元；所述攝像頭設(shè)于無級(jí)變速器主動(dòng)輪軸和從動(dòng)輪軸之間，攝像頭的鏡頭軸線與主動(dòng)輪軸的軸線平行，鏡頭正對(duì)無級(jí)變速器金屬帶帶環(huán)；控制裝置包括TCU控制器、電機(jī)控制器和失效計(jì)算單元，電機(jī)控制器與失效計(jì)算單元連接，失效計(jì)算單元與TCU控制器連接，TCU 控制器與無級(jí)變速的液壓系統(tǒng)連接；失效計(jì)算單元與攝像頭相連，接收來自攝像頭捕捉的金屬帶帶環(huán)跳動(dòng)信號(hào)值。

一種利用上述無級(jí)變速器金屬帶帶環(huán)失效控制裝置的無級(jí)變速器金屬帶帶環(huán)失效控制方法，包括以下步驟：

1)通過攝像頭檢測(cè)金屬帶的上下跳動(dòng)量和左右跳動(dòng)量，失效計(jì)算單元分別根據(jù)金屬帶帶環(huán)的上下跳動(dòng)量閾值和左右跳動(dòng)量閾值，計(jì)算金屬帶帶環(huán)的上下跳動(dòng)調(diào)整量和左右跳動(dòng)調(diào)整量；

2)基于金屬帶帶環(huán)上下跳動(dòng)量和左右跳動(dòng)量，分別獲取金屬帶帶環(huán)的上下跳動(dòng)頻率和左右跳動(dòng)頻率；

3)通過金屬帶帶環(huán)的左右跳動(dòng)調(diào)整量和左右跳動(dòng)頻率，計(jì)算無級(jí)變速器主動(dòng)輪缸和從動(dòng)輪缸的油壓調(diào)整量，發(fā)送給TCU控制器對(duì)主動(dòng)輪缸和從動(dòng)輪缸的油壓進(jìn)行調(diào)整；通過金屬帶帶環(huán)的上下跳動(dòng)調(diào)整量和上下跳動(dòng)頻率，計(jì)算驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整量，發(fā)送給電機(jī)控制器對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整。