一種無(wú)級(jí)變速器金屬帶傳動(dòng)閉環(huán)式滑移率測(cè)試方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)級(jí)變速器金屬帶傳動(dòng)閉環(huán)式滑移率測(cè)試方法，采用閉環(huán)控制形式，根據(jù)系統(tǒng)輸出變化的信息來(lái)進(jìn)行控制，即通過(guò)比較系統(tǒng)輸出與期望之間的偏差，并消除偏差以獲得預(yù)期的系統(tǒng)性能，因此，它具有抑制干擾的能力，對(duì)元件特性變化不敏感，并能改善系統(tǒng)的響應(yīng)特性；采用PID控制器為該測(cè)試方法的控制方法，原理簡(jiǎn)單，算法成熟，使用方便，并且有完整的參數(shù)整定和設(shè)計(jì)方法，使其測(cè)試的準(zhǔn)確性及可靠性較強(qiáng)；該方法通過(guò)對(duì)目標(biāo)速比的設(shè)定，控制無(wú)級(jí)變速器可動(dòng)帶輪的軸向位移，改變主、從動(dòng)帶輪的工作半徑，從而改變金屬帶傳動(dòng)的速比，并通過(guò)傳感器采集的相關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算得出金屬帶的滑移率。該方法通過(guò)閉環(huán)控制能夠使測(cè)試結(jié)果更為準(zhǔn)確，并可測(cè)試不同目標(biāo)速比下的金屬帶滑移率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】-種無(wú)級(jí)變速器金屬帶傳動(dòng)閉環(huán)式滑移率測(cè)試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無(wú)級(jí)變速器金屬帶滑移率測(cè)試方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 無(wú)級(jí)變速器的基本結(jié)構(gòu)主要由主動(dòng)帶輪、從動(dòng)帶輪W及金屬帶組成，能夠?qū)崿F(xiàn)傳 動(dòng)比的線性調(diào)節(jié)，金屬帶在動(dòng)力傳遞過(guò)程中，會(huì)隨著負(fù)荷的變化和夾緊力的差異發(fā)生不同 程度的滑移，而金屬帶的滑移會(huì)導(dǎo)致汽車(chē)動(dòng)力性下降、燃油消耗上升和系統(tǒng)部件的過(guò)快磨 損，但眾多研究與試驗(yàn)表明，當(dāng)金屬帶處于微小滑移時(shí)，其傳動(dòng)效率最高。因此，準(zhǔn)確測(cè)量滑 移率對(duì)提高無(wú)級(jí)變速器的傳動(dòng)效率W及降低整車(chē)油耗有一定的指導(dǎo)意義。
[0003] 針對(duì)無(wú)級(jí)變速器的滑移問(wèn)題，中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN101178121A中公開(kāi)了一種無(wú)級(jí)變 速器的打滑檢測(cè)系統(tǒng)和方法，將打滑看作為一種狀態(tài)或者一種情況，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)速和輸出轉(zhuǎn)速的相關(guān)系數(shù)，通過(guò)車(chē)輛的 工作狀態(tài)設(shè)定合適的參考值，根據(jù)所計(jì)算出的相關(guān)技術(shù)來(lái)判斷無(wú)級(jí)變速器中的轉(zhuǎn)矩傳遞部 件是否打滑，或者檢測(cè)出打滑的開(kāi)始或者可能導(dǎo)致打滑的狀態(tài)。若發(fā)生打滑現(xiàn)象，則可通過(guò) 設(shè)定控制器加 W調(diào)節(jié)。該方法的研究對(duì)象為通過(guò)橡膠帶傳遞主、從動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)矩的無(wú)級(jí)變速 器，橡膠帶式無(wú)級(jí)變速器傳遞功率有限、效率低、壽命短，在市場(chǎng)上沒(méi)有得到廣泛的采用，而 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器能夠克服傳遞功率低、壽命短等缺點(diǎn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)型和動(dòng)力性，在 市場(chǎng)上需求量較大。因此，針對(duì)金屬帶滑移率的測(cè)試具有廣泛的適用性及必要性。但上述 系統(tǒng)及方法比較復(fù)雜，計(jì)算量較大，由于相關(guān)系數(shù)的變化區(qū)間為（〇，1)，對(duì)系統(tǒng)計(jì)算精度要 求較高。
[0004] 中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN101718336A中涉及的一種無(wú)級(jí)變速器檢測(cè)系統(tǒng)及其檢測(cè)方法， 根據(jù)獲取一定時(shí)間段內(nèi)多組的輸入軸轉(zhuǎn)速與輸出軸轉(zhuǎn)速對(duì)來(lái)計(jì)算傳動(dòng)比在該段時(shí)間段內(nèi) 的方差，并根據(jù)計(jì)算出的方差與預(yù)定參考值進(jìn)行比較來(lái)判斷傳動(dòng)帶是否打滑。在做出打滑 判斷后，可W對(duì)夾緊力施行必要的修正，來(lái)防止由于傳動(dòng)帶打滑造成的傳動(dòng)效率降低W及 對(duì)CVT造成的破壞。該方法能夠有效的判斷無(wú)級(jí)變速器金屬帶的狀態(tài)，并能通過(guò)控制器對(duì) 打滑狀態(tài)下的金屬帶進(jìn)行修正調(diào)節(jié)，但未能根據(jù)無(wú)級(jí)變速器的工況計(jì)算出金屬帶實(shí)際的滑 移率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)級(jí)變速器金屬帶傳動(dòng)閉環(huán)式滑移率測(cè)試方法。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種無(wú)級(jí)變速器金屬帶傳動(dòng)閉環(huán)式滑移率測(cè)試方法，
[0007] 1)、在無(wú)級(jí)變速器主動(dòng)帶輪處設(shè)置主動(dòng)帶輪速度傳感器，在主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán)處設(shè) 置位移傳感器，在從動(dòng)帶輪處設(shè)置從動(dòng)帶輪速度傳感器；PID控制器連接主動(dòng)帶輪速度傳 感器，位移傳感器，主動(dòng)帶輪速度傳感器，速比控制比例溢流閥的線圈，夾緊力控制比例減 壓閥的線圈，用于接收主動(dòng)帶輪速度傳感器、位移傳感器、從動(dòng)帶輪速度傳感器信號(hào)，控制 調(diào)節(jié)速比控制比例溢流閥、調(diào)節(jié)夾緊力控制比例減壓閥，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)滑移率測(cè)試的控制；
[0008] 2)、設(shè)定無(wú)級(jí)變速器金屬帶的目標(biāo)速比（ig);主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán)目標(biāo)軸向位移定義 為（S)，主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán)實(shí)際軸向位移定義為（Sp)，主動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)速定義為（Wp)，從動(dòng)帶輪轉(zhuǎn) 速定義為（W,)，無(wú)級(jí)變速器速比（i)定義為主動(dòng)帶輪的轉(zhuǎn)速（Wp)與從動(dòng)帶輪的轉(zhuǎn)速（W,)的 比值，金屬帶滑移率（0定義為實(shí)際速比（i)與目標(biāo)速比（ig)的差值與實(shí)際速比（i)的 比值；
[0009] 3)、計(jì)算主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán)目標(biāo)速比（ig)的目標(biāo)軸向位移做，
[0010] S = 2 (Rp-Rpm化）? tan a
[0011] 式中，Rp為主動(dòng)帶輪在目標(biāo)速比（ig)的工作半徑；Rpmi。為金屬帶在最大目標(biāo)速比 2. 5下主動(dòng)帶輪的工作半徑，a為帶輪的模角；
[0012] 位移傳感器測(cè)量主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán)的實(shí)際軸向位移（Sp)，通過(guò)PID調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)速比 控制比例溢流閥、夾緊力控制比例減壓閥，控制主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán)軸向移動(dòng)，使主動(dòng)帶輪可動(dòng) 盤(pán)目標(biāo)軸向位移（巧與主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán)實(shí)際軸向位移（Sp)保持一致；
[001引 4)、視帽主動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)速（Wp)，從動(dòng)帶輪的轉(zhuǎn)速（W,)，實(shí)際速比Z' ;
[0014] 5)、根據(jù)如下公式求得無(wú)級(jí)變速器金屬帶傳動(dòng)閉環(huán)式滑移率: '一
[00 巧] ￡?二-- i °
[0016] 本發(fā)明具有如下的技術(shù)效果，采用閉環(huán)控制作為該測(cè)試方法的控制形式，閉環(huán)控 制系統(tǒng)是基于反饋原理建立的自動(dòng)控制系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)輸出變化的信息來(lái)進(jìn)行控制，即通 過(guò)比較系統(tǒng)輸出與期望之間的偏差，并消除偏差W獲得預(yù)期的系統(tǒng)性能，因此，它具有抑制 干擾的能力，對(duì)元件特性變化不敏感，并能改善系統(tǒng)的響應(yīng)特性；采用PID控制器為該測(cè)試 方法的控制方法，PID控制的原理簡(jiǎn)單，算法成熟，使用方便，并且有完整的參數(shù)整定和設(shè)計(jì) 方法，使其測(cè)試的準(zhǔn)確性及可靠性較強(qiáng)；該方法通過(guò)對(duì)目標(biāo)速比的設(shè)定，控制無(wú)級(jí)變速器可 動(dòng)帶輪的軸向位移，改變主、從動(dòng)帶輪的工作半徑，從而改變金屬帶傳動(dòng)的速比，當(dāng)主動(dòng)帶 輪可動(dòng)盤(pán)的軸向位移能夠滿足目標(biāo)速比下所需的可動(dòng)盤(pán)軸向位移時(shí)，微調(diào)夾緊力，并通過(guò) 傳感器采集的相關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算得出金屬帶的滑移率。該方法通過(guò)閉環(huán)控制能夠使測(cè)試結(jié)果 更為準(zhǔn)確，并可測(cè)試不同目標(biāo)速比下的金屬帶滑移率。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是本發(fā)明一種無(wú)級(jí)變速器金屬帶傳動(dòng)閉環(huán)式滑移率測(cè)試原理圖。
[0018] 圖2是本發(fā)明一種無(wú)級(jí)變速器金屬帶傳動(dòng)閉環(huán)式滑移率測(cè)試測(cè)試流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 如圖1所示，一種無(wú)級(jí)變速器，包括主動(dòng)帶輪1，從動(dòng)帶輪2,金屬帶3連接主動(dòng)帶 輪1和從動(dòng)帶輪2,油箱9通過(guò)油管濾清器10,油粟11，從油粟11接出的油管分別接調(diào)節(jié)夾 緊力控制比例減壓閥12、速比控制比例溢流閥13、主動(dòng)帶輪1、從動(dòng)帶輪2,在油粟11與主 動(dòng)帶輪1之間的油管上接有速比控制比例溢流閥13 ;在無(wú)級(jí)變速器主動(dòng)帶輪1處設(shè)置主動(dòng) 帶輪速度傳感器6,在主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán)4處設(shè)置位移傳感器8,在從動(dòng)帶輪2處設(shè)置從動(dòng)帶 輪速度傳感器7 ;PID控制器連接主動(dòng)帶輪速度傳感器6,位移傳感器8,從動(dòng)帶輪速度傳感 器7,速比控制比例溢流閥13的線圈，夾緊力控制比例減壓閥12的線圈，用于接收主動(dòng)帶 輪速度傳感器6、位移傳感器8、從動(dòng)帶輪速度傳感器7信號(hào)，控制調(diào)節(jié)速比控制比例溢流閥 13、夾緊力控制比例減壓閥12,實(shí)現(xiàn)閉環(huán)滑移率測(cè)試的控制。
[0020] 如圖2所示，
[0021] (1)設(shè)定某工況下無(wú)級(jí)變速器金屬帶的目標(biāo)速比（ig)為1. 2。
[002引 似通過(guò)W下公式計(jì)算目標(biāo)速比（ig)下主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán)4的目標(biāo)軸向位移做：
[002引 S = 2 (Rp-Rpm化）? tan a
[0024] 式中，Rp為主動(dòng)帶輪在目標(biāo)速比（ig)為1.2時(shí)的工作半徑，取為46. 7mm ;Rpmi。為金 屬帶在最大目標(biāo)速比下主動(dòng)帶輪的工作半徑，取為28. 5mm; a為帶輪的模角，取為11°。
[0025] 求得主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán)（4)的目標(biāo)軸向位移做為7mm，位移傳感器8測(cè)量主動(dòng)帶 輪可動(dòng)盤(pán)4的實(shí)際軸向位移（Sp)，并將實(shí)際軸向位移與目標(biāo)軸向位移進(jìn)行比較，通過(guò)速比控 制比例溢流閥13控制主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán)4軸向移動(dòng)，從而改變主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán)（4)的軸向位 移。
[002引 做在步驟似的過(guò)程中，若軸向位移（Sp)不能滿足目標(biāo)速比下主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán) 4的目標(biāo)軸向位移量，則重復(fù)步驟（2)的過(guò)程，直至主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán)4的軸向位移（Sp)與目 標(biāo)速比下主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán)4的目標(biāo)軸向位移一致。
[0027] (4)當(dāng)主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán)4的軸向位移（Sp)與目標(biāo)速比下主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán)4的目標(biāo) 軸向位移一致時(shí)，設(shè)定夾緊力為1. 5Mpa，通過(guò)夾緊力控制比例減壓閥12調(diào)節(jié)金屬帶3夾緊 力，從而實(shí)現(xiàn)微調(diào)夾緊力的目的。
[0028] (5)主動(dòng)帶輪速度傳感器6測(cè)得主動(dòng)帶輪1的轉(zhuǎn)速（Wp)為1215r/min，從動(dòng)帶輪 速度傳感器7測(cè)得從動(dòng)帶輪2的轉(zhuǎn)速（W,)為10(K)r/min，根據(jù)如下公式求得金屬帶的實(shí)際 速比（i); W"
[002引="^ = 1.215 巧
[0030] 做根據(jù)如下公式求得無(wú)級(jí)變速器金屬帶傳動(dòng)閉環(huán)式滑移率:
[00引]c = "^^ = l-^ = 1.25〇/〇 i i
【權(quán)利要求】
1. 一種無(wú)級(jí)變速器金屬帶傳動(dòng)閉環(huán)式滑移率測(cè)試方法， 1) 、在無(wú)級(jí)變速器主動(dòng)帶輪（1)處設(shè)置主動(dòng)帶輪速度傳感器（6)，在主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán) (4) 處設(shè)置位移傳感器（8)，在從動(dòng)帶輪（2)處設(shè)置從動(dòng)帶輪速度傳感器（7) ;PID控制器連 接主動(dòng)帶輪速度傳感器￠)，位移傳感器（8)，從動(dòng)帶輪速度傳感器（7)，速比控制比例溢流 閥（13)的線圈，夾緊力控制比例減壓閥（12)的線圈，用于接收主動(dòng)帶輪速度傳感器（6)、位 移傳感器（8)、從動(dòng)帶輪速度傳感器（7)信號(hào)，控制調(diào)節(jié)速比控制比例溢流閥（13)、夾緊力 控制比例減壓閥（12)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)滑移率測(cè)試的控制； 2) 、設(shè)定無(wú)級(jí)變速器金屬帶的目標(biāo)速比（ig);主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán)目標(biāo)軸向位移定義為 (5) ，主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán)實(shí)際軸向位移定義為（Sp)，主動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)速定義為（Wp)、從動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)速 (W s)，無(wú)級(jí)變速器速比（i)定義為主動(dòng)帶輪（1)的轉(zhuǎn)速（Wp)與從動(dòng)帶輪（2)的轉(zhuǎn)速（Ws)的 比值，金屬帶滑移率（ε)定義為實(shí)際速比（i)與目標(biāo)速比（i g)的差值與實(shí)際速比（i)的 比值； 3) 、計(jì)算主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán)目標(biāo)速比（ig)的目標(biāo)軸向位移（S)， S = 2 (Rp-Rpmin) · tan α 式中，Rp為主動(dòng)帶輪在目標(biāo)速比（ig)的工作半徑；Rpmin為金屬帶在最大目標(biāo)速比2. 5 下主動(dòng)帶輪的工作半徑，α為帶輪的楔角； 位移傳感器（8)測(cè)量主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán)（4)的實(shí)際軸向位移（Sp)，通過(guò)PID調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié) 速比控制比例溢流閥（13)、夾緊力控制比例減壓閥（12)，控制主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán)（4)軸向移 動(dòng)，使主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán)目標(biāo)軸向位移（S)與主動(dòng)帶輪可動(dòng)盤(pán)實(shí)際軸向位移（S p)保持一致； 4) 、測(cè)量主動(dòng)帶輪（1)轉(zhuǎn)速（Wp)，從動(dòng)帶輪（2)的轉(zhuǎn)速（Ws)，實(shí)際速比
5) 、根據(jù)如下公式求得無(wú)級(jí)變速器金屬帶傳動(dòng)閉環(huán)式滑移率（ε ):
【文檔編號(hào)】F16H61/12GK104389996SQ201410467827
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】劉金剛, 熊樂(lè), 趙又紅, 毛美姣 申請(qǐng)人:湘潭大學(xué)