一種無級變速器金屬帶傳動閉環式滑移率測試方法
【專利摘要】本發明公開了一種無級變速器金屬帶傳動閉環式滑移率測試方法，采用閉環控制形式，根據系統輸出變化的信息來進行控制，即通過比較系統輸出與期望之間的偏差，并消除偏差以獲得預期的系統性能，因此，它具有抑制干擾的能力，對元件特性變化不敏感，并能改善系統的響應特性；采用PID控制器為該測試方法的控制方法，原理簡單，算法成熟，使用方便，并且有完整的參數整定和設計方法，使其測試的準確性及可靠性較強；該方法通過對目標速比的設定，控制無級變速器可動帶輪的軸向位移，改變主、從動帶輪的工作半徑，從而改變金屬帶傳動的速比，并通過傳感器采集的相關數據，計算得出金屬帶的滑移率。該方法通過閉環控制能夠使測試結果更為準確，并可測試不同目標速比下的金屬帶滑移率。
【專利說明】-種無級變速器金屬帶傳動閉環式滑移率測試方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種無級變速器金屬帶滑移率測試方法。
【背景技術】
[0002] 無級變速器的基本結構主要由主動帶輪、從動帶輪W及金屬帶組成，能夠實現傳 動比的線性調節，金屬帶在動力傳遞過程中，會隨著負荷的變化和夾緊力的差異發生不同 程度的滑移，而金屬帶的滑移會導致汽車動力性下降、燃油消耗上升和系統部件的過快磨 損，但眾多研究與試驗表明，當金屬帶處于微小滑移時，其傳動效率最高。因此，準確測量滑 移率對提高無級變速器的傳動效率W及降低整車油耗有一定的指導意義。
[0003] 針對無級變速器的滑移問題，中國專利文獻CN101178121A中公開了一種無級變 速器的打滑檢測系統和方法，將打滑看作為一種狀態或者一種情況，根據輸入轉速的多個 測量值和輸出轉速的多個測量值來計算關于輸入轉速和輸出轉速的相關系數，通過車輛的 工作狀態設定合適的參考值，根據所計算出的相關技術來判斷無級變速器中的轉矩傳遞部 件是否打滑，或者檢測出打滑的開始或者可能導致打滑的狀態。若發生打滑現象，則可通過 設定控制器加 W調節。該方法的研究對象為通過橡膠帶傳遞主、從動帶輪轉矩的無級變速 器，橡膠帶式無級變速器傳遞功率有限、效率低、壽命短，在市場上沒有得到廣泛的采用，而 金屬帶式無級變速器能夠克服傳遞功率低、壽命短等缺點，具有良好的經濟型和動力性，在 市場上需求量較大。因此，針對金屬帶滑移率的測試具有廣泛的適用性及必要性。但上述 系統及方法比較復雜，計算量較大，由于相關系數的變化區間為（〇，1)，對系統計算精度要 求較高。
[0004] 中國專利文獻CN101718336A中涉及的一種無級變速器檢測系統及其檢測方法， 根據獲取一定時間段內多組的輸入軸轉速與輸出軸轉速對來計算傳動比在該段時間段內 的方差，并根據計算出的方差與預定參考值進行比較來判斷傳動帶是否打滑。在做出打滑 判斷后，可W對夾緊力施行必要的修正，來防止由于傳動帶打滑造成的傳動效率降低W及 對CVT造成的破壞。該方法能夠有效的判斷無級變速器金屬帶的狀態，并能通過控制器對 打滑狀態下的金屬帶進行修正調節，但未能根據無級變速器的工況計算出金屬帶實際的滑 移率。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是提供一種無級變速器金屬帶傳動閉環式滑移率測試方法。
[0006] 本發明的技術方案是，一種無級變速器金屬帶傳動閉環式滑移率測試方法，
[0007] 1)、在無級變速器主動帶輪處設置主動帶輪速度傳感器，在主動帶輪可動盤處設 置位移傳感器，在從動帶輪處設置從動帶輪速度傳感器；PID控制器連接主動帶輪速度傳 感器，位移傳感器，主動帶輪速度傳感器，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，用于接收主動帶輪速度傳感器、位移傳感器、從動帶輪速度傳感器信號，控制 調節速比控制比例溢流閥、調節夾緊力控制比例減壓閥，實現閉環滑移率測試的控制；
[0008] 2)、設定無級變速器金屬帶的目標速比（ig);主動帶輪可動盤目標軸向位移定義 為（S)，主動帶輪可動盤實際軸向位移定義為（Sp)，主動帶輪轉速定義為（Wp)，從動帶輪轉 速定義為（W,)，無級變速器速比（i)定義為主動帶輪的轉速（Wp)與從動帶輪的轉速（W,)的 比值，金屬帶滑移率（0定義為實際速比（i)與目標速比（ig)的差值與實際速比（i)的 比值；
[0009] 3)、計算主動帶輪可動盤目標速比（ig)的目標軸向位移做，
[0010] S = 2 (Rp-Rpm化）? tan a
[0011] 式中，Rp為主動帶輪在目標速比（ig)的工作半徑；Rpmi。為金屬帶在最大目標速比 2. 5下主動帶輪的工作半徑，a為帶輪的模角；
[0012] 位移傳感器測量主動帶輪可動盤的實際軸向位移（Sp)，通過PID調節器調節速比 控制比例溢流閥、夾緊力控制比例減壓閥，控制主動帶輪可動盤軸向移動，使主動帶輪可動 盤目標軸向位移（巧與主動帶輪可動盤實際軸向位移（Sp)保持一致；
[001引 4)、視帽主動帶輪轉速（Wp)，從動帶輪的轉速（W,)，實際速比Z' ;
[0014] 5)、根據如下公式求得無級變速器金屬帶傳動閉環式滑移率: '一
[00 巧] ￡?二-- i °
[0016] 本發明具有如下的技術效果，采用閉環控制作為該測試方法的控制形式，閉環控 制系統是基于反饋原理建立的自動控制系統，根據系統輸出變化的信息來進行控制，即通 過比較系統輸出與期望之間的偏差，并消除偏差W獲得預期的系統性能，因此，它具有抑制 干擾的能力，對元件特性變化不敏感，并能改善系統的響應特性；采用PID控制器為該測試 方法的控制方法，PID控制的原理簡單，算法成熟，使用方便，并且有完整的參數整定和設計 方法，使其測試的準確性及可靠性較強；該方法通過對目標速比的設定，控制無級變速器可 動帶輪的軸向位移，改變主、從動帶輪的工作半徑，從而改變金屬帶傳動的速比，當主動帶 輪可動盤的軸向位移能夠滿足目標速比下所需的可動盤軸向位移時，微調夾緊力，并通過 傳感器采集的相關數據，計算得出金屬帶的滑移率。該方法通過閉環控制能夠使測試結果 更為準確，并可測試不同目標速比下的金屬帶滑移率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發明一種無級變速器金屬帶傳動閉環式滑移率測試原理圖。
[0018] 圖2是本發明一種無級變速器金屬帶傳動閉環式滑移率測試測試流程圖。
【具體實施方式】
[0019] 如圖1所示，一種無級變速器，包括主動帶輪1，從動帶輪2,金屬帶3連接主動帶 輪1和從動帶輪2,油箱9通過油管濾清器10,油粟11，從油粟11接出的油管分別接調節夾 緊力控制比例減壓閥12、速比控制比例溢流閥13、主動帶輪1、從動帶輪2,在油粟11與主 動帶輪1之間的油管上接有速比控制比例溢流閥13 ;在無級變速器主動帶輪1處設置主動 帶輪速度傳感器6,在主動帶輪可動盤4處設置位移傳感器8,在從動帶輪2處設置從動帶 輪速度傳感器7 ;PID控制器連接主動帶輪速度傳感器6,位移傳感器8,從動帶輪速度傳感 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，用于接收主動帶 輪速度傳感器6、位移傳感器8、從動帶輪速度傳感器7信號，控制調節速比控制比例溢流閥 13、夾緊力控制比例減壓閥12,實現閉環滑移率測試的控制。
[0020] 如圖2所示，
[0021] (1)設定某工況下無級變速器金屬帶的目標速比（ig)為1. 2。
[002引 似通過W下公式計算目標速比（ig)下主動帶輪可動盤4的目標軸向位移做：
[002引 S = 2 (Rp-Rpm化）? tan a
[0024] 式中，Rp為主動帶輪在目標速比（ig)為1.2時的工作半徑，取為46. 7mm ;Rpmi。為金 屬帶在最大目標速比下主動帶輪的工作半徑，取為28. 5mm; a為帶輪的模角，取為11°。
[0025] 求得主動帶輪可動盤（4)的目標軸向位移做為7mm，位移傳感器8測量主動帶 輪可動盤4的實際軸向位移（Sp)，并將實際軸向位移與目標軸向位移進行比較，通過速比控 制比例溢流閥13控制主動帶輪可動盤4軸向移動，從而改變主動帶輪可動盤（4)的軸向位 移。
[002引 做在步驟似的過程中，若軸向位移（Sp)不能滿足目標速比下主動帶輪可動盤 4的目標軸向位移量，則重復步驟（2)的過程，直至主動帶輪可動盤4的軸向位移（Sp)與目 標速比下主動帶輪可動盤4的目標軸向位移一致。
[0027] (4)當主動帶輪可動盤4的軸向位移（Sp)與目標速比下主動帶輪可動盤4的目標 軸向位移一致時，設定夾緊力為1. 5Mpa，通過夾緊力控制比例減壓閥12調節金屬帶3夾緊 力，從而實現微調夾緊力的目的。
[0028] (5)主動帶輪速度傳感器6測得主動帶輪1的轉速（Wp)為1215r/min，從動帶輪 速度傳感器7測得從動帶輪2的轉速（W,)為10(K)r/min，根據如下公式求得金屬帶的實際 速比（i); W"
[002引="^ = 1.215 巧
[0030] 做根據如下公式求得無級變速器金屬帶傳動閉環式滑移率:
[00引]c = "^^ = l-^ = 1.25〇/〇 i i
【權利要求】
1. 一種無級變速器金屬帶傳動閉環式滑移率測試方法， 1) 、在無級變速器主動帶輪（1)處設置主動帶輪速度傳感器（6)，在主動帶輪可動盤 (4) 處設置位移傳感器（8)，在從動帶輪（2)處設置從動帶輪速度傳感器（7) ;PID控制器連 接主動帶輪速度傳感器￠)，位移傳感器（8)，從動帶輪速度傳感器（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，用于接收主動帶輪速度傳感器（6)、位 移傳感器（8)、從動帶輪速度傳感器（7)信號，控制調節速比控制比例溢流閥（13)、夾緊力 控制比例減壓閥（12)，實現閉環滑移率測試的控制； 2) 、設定無級變速器金屬帶的目標速比（ig);主動帶輪可動盤目標軸向位移定義為 (5) ，主動帶輪可動盤實際軸向位移定義為（Sp)，主動帶輪轉速定義為（Wp)、從動帶輪轉速 (W s)，無級變速器速比（i)定義為主動帶輪（1)的轉速（Wp)與從動帶輪（2)的轉速（Ws)的 比值，金屬帶滑移率（ε)定義為實際速比（i)與目標速比（i g)的差值與實際速比（i)的 比值； 3) 、計算主動帶輪可動盤目標速比（ig)的目標軸向位移（S)， S = 2 (Rp-Rpmin) · tan α 式中，Rp為主動帶輪在目標速比（ig)的工作半徑；Rpmin為金屬帶在最大目標速比2. 5 下主動帶輪的工作半徑，α為帶輪的楔角； 位移傳感器（8)測量主動帶輪可動盤（4)的實際軸向位移（Sp)，通過PID調節器調節 速比控制比例溢流閥（13)、夾緊力控制比例減壓閥（12)，控制主動帶輪可動盤（4)軸向移 動，使主動帶輪可動盤目標軸向位移（S)與主動帶輪可動盤實際軸向位移（S p)保持一致； 4) 、測量主動帶輪（1)轉速（Wp)，從動帶輪（2)的轉速（Ws)，實際速比
5) 、根據如下公式求得無級變速器金屬帶傳動閉環式滑移率（ε ):
【文檔編號】F16H61/12GK104389996SQ201410467827
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月10日 優先權日:2014年9月10日
【發明者】劉金剛, 熊樂, 趙又紅, 毛美姣 申請人:湘潭大學