高功能安全性的無級變速器的制造方法
【技術領域】
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[0001]本發明涉及變速器領域，具體為一種高功能安全性的無級變速器，主要應用于汽車、工程機械、動力機械等領域。
【背景技術】
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[0002]錐盤式無級變速器廣泛應用于交通工具、工程機械、農機、發電設備及其他工業領域，由夾持于錐盤間的撓性傳動元件，如橡膠帶、鋼帶、鏈等，以摩擦方式傳遞動力和運動。通過錐盤軸向位置改變而調節變速比和系統的潤滑冷卻是此類無級變速器的關鍵功能。
[0003]無級變速器的應用領域，尤其是汽車領域，對系統安全性有較高的要求。下面從共因性失效、功能安全、ISO 26262標準幾個方面闡述如何提高無級變速器的可靠性。
[0004]共因性失效是指由同一特定事件或者同一根本原因引起的同一系統中兩個或者多個元素的失效(這些元素包括軟件、硬件等部分)。一個子系統、零部件或元器件的簡單重復冗余無法避免系統的共因性失效，因為導致主系統失效的原因也會導致其備份系統的失效。在系統設計過程中應該盡量避免共因性失效，從而提高整個系統的可靠性。
[0005]功能安全是指避免由系統功能故障導致的不可接受的風險。功能安全關注系統故障后的行為，而不是系統的原有功能或性能。
[0006]ISO 26262是從電子、電器及可編程器件功能安全基本標準IEC61508派生出來的，主要定位在汽車行業中特定的電器器件、電子設備、可編程電子器件等專門用于汽車領域的部件，旨在提高汽車電子、電器產品功能的國際標準。隨著系統復雜性的提高、軟件和機電設備的應用來自系統失效和隨機的硬件失效的風險也日益增大，ISO 26262標準為避免這些風險提供了可行的要求和流程。
【發明內容】
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[0007]本發明的目的是提供一種無級變速器，提高在非系統性故障下的功能安全等級，在變速器本體部分(不包括控制器)的電子電氣系統達到IS026262的ASIL C以上的標準，避免共因性失效。
[0008]無級變速器的基本結構為2根錐盤軸，其上分別設置I個動錐盤和I個定錐盤。動錐盤與調速機構相連，如液壓缸，或調速螺桿。I根撓性傳動元件被壓緊在2對錐盤間，其之間的摩擦力是動力傳遞的基礎。
[0009]無級變速器控制的重要對象是變速比，為了提高系統功能安全性，首先需要以至少2套不同的途徑測量系統當前的變速比，反饋給控制系統。當一種途徑失效時，可以以另一種途徑獲得穩定可靠的信號。但為了判斷哪一路信號失效，還需要其他的信號來做校驗。
[0010]本發明采用的變速比測量信號有兩路，一是錐盤的軸向位置，可以換算為撓性元件在錐盤上的位置；二是輸出輸入轉速之比。作為系統校驗信號，可采用整車的發動機或電動汽車的驅動電機轉速信號校驗無級變速器的輸入轉速信號，以及ABS或ESP的輪速信號校驗無級變速器的輸出轉速信號。
[0011]轉速具體的測量方式為，在無級變速器的輸入錐盤軸上，或與輸入錐盤軸以齒輪或齒形鏈方式連接的傳動軸上，設置有轉速信號發生裝置，同時在殼體相應位置設置有轉速信號傳感器；同時在無級變速器的輸出錐盤軸上，或與輸入錐盤軸以齒輪或齒形鏈方式連接的傳動軸上，設置有轉速信號發生裝置，同時在殼體相應位置設置有轉速信號傳感器；測量到輸入輸出轉速信號后，即可算出當前的變速比。
[0012]錐盤位置的測量方式為，將錐盤位置信號發生裝置設置在動錐盤上，或與動錐盤軸向固定連接，包括以軸承等形式與動錐盤軸向固定連接，但可與動錐盤相對轉動的結構上的與動錐盤同軸的環形槽，該錐盤位置信號傳感器，為角度傳感器，其角度測量元件上連接一個擺桿，擺桿的另一端伸入環形槽內。
[0013]或將錐盤位置信號發生裝置設置在動錐盤上，或與動錐盤軸向固定連接，包括以軸承等形式與動錐盤軸向固定連接，但可與動錐盤相對轉動的結構上的，旋轉軸線與動錐盤旋轉軸線同軸的環形平面，該錐盤位置信號傳感器，為直線位移傳感器，其直線位移測量元件與上述環形平面通過頂桿或拉桿軸向固定連接。
[0014]將角度傳感器及其錐盤位置發生裝置，設置于輸入錐盤軸上；或將角度傳感器及其錐盤位置發生裝置，設置于輸出錐盤軸上；或直線位移傳感器及其錐盤位置發生裝置，設置于輸入錐盤軸上；或直線位移傳感器及其錐盤位置發生裝置，設置于輸出錐盤軸上；或角度傳感器及其錐盤位置發生裝置，同時設置于輸入和輸出錐盤軸上；或直線位移傳感器及其錐盤位置發生裝置，同時設置于輸入和輸出錐盤軸上；或直線位移傳感器和角度傳感器及其錐盤位置發生裝置，分別設置于輸入和輸出錐盤軸上。
[0015]同時，如果是以電機調整速比，也可在調速電機上設置轉數或位置信號傳感器，以便測量電機旋轉的圈數，也可間接獲得錐盤位置的信息。
[0016]這樣，如果發現變速比的三路測量結果，轉速、錐盤位置、調速電機旋轉圈數有差異，在默認只有一路失效的前提下，即可判斷出失效的是哪一路，并用另兩路信號中的一路代替，繼續正常工作；如果系統采用了兩路測量，如轉速和錐盤位置，可對比整車的發動機或驅動電機速度信號，以及ABS或ESP的輪速信號，確定哪一路失效，并用另兩路信號中的一路代替，繼續正常工作。
[0017]作為無級變速器的另一重要工作條件，潤滑和冷卻也需要具備高功能安全性。
[0018]作為潤滑和冷卻的執行機構，本發明設置了 2套系統，一套為自然的飛濺潤滑，并利用導油結構將潤滑油導入到軸承、齒輪等部位，尤其是無級變速器最需要冷卻的錐盤-撓性元件部位；另一套為油泵驅動的強制潤滑系統，利用油泵將油送入需要潤滑冷卻的部位。
[0019]強制潤滑的安全性也需要進行監測，本發明中設置了強制潤滑監測機制。
[0020]【具體實施方式】如下，在潤滑油泵入口和潤滑油泵之間設置壓力傳感器、真空度傳感器，或真空發訊器，或真空開關，判斷濾網是否堵塞。同時設置有2個潤滑油溫傳感器，I個設置于潤滑油泵的吸油口和出油口之間的油道之外，如無級變速器殼體下部，另I個設置于油泵出油口和錐盤軸潤滑油入口之間。通過兩個溫度傳感器溫度差值判斷油泵是否工作。
[0021]以內燃機驅動的汽車內，無級變速器還要包括離合器及前進倒檔切換功能。
[0022]為了實現上述功能，在無級變速器與發動機之間設有干式離合器，離合器分離電機通過減速裝置帶動離合器撥叉使干式離合器分離及結合，同時減速裝置上設有離合器位置信號傳感器，電機上設有電機位置信號傳感器。
[0023]前進倒檔切換電機通過減速裝置帶動撥叉使同步器在前進與倒檔齒輪副之間切換以實現無級變速器的前進倒檔切換，同時減速裝置上設有同步器位置信號傳感器，在電機上設有電機位置信號傳感器。
[0024]因此本發明具體通過如下技術手段實現:
[0025]—種高功能安全性的無級變速器，
[0026]輸入錐盤軸上或與輸入錐盤軸連接的傳動軸上，設置有轉速信號發生裝置，同時在殼體上設置有轉速信號傳感器；輸出錐盤軸上或與輸入錐盤軸連接的傳動軸上，設置有轉速信號發生裝置，同時在殼體上設置有轉速信號傳感器；
[0027]在動錐盤上設置有或與動錐盤軸向固定連接有錐盤位置信號發生裝置，同時在殼體上設置有錐盤位置信號傳感器；
[0028]所述轉速信號發生裝置和所述轉速信號傳感器用于測量和傳遞輸入錐盤或輸出錐盤的轉速；
[0029]所述錐盤位置信號發生裝置和所述錐盤位置信號傳感器用于測量和傳遞錐盤位置。
[0030]作為優選，所述高功能安全性的無級變速器設置有潤滑油泵，其中吸油口位于無級變速器下部殼體內；出油口通過油道管路經過濾清器，通過錐盤軸潤滑油入口進入2