CN107532692A - 用于包括连续可变行星机构的变速器的同步换挡的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种用于多模式无级变速器的控制***被描述为具有可操作地联接到多模式传动装置的球行星式变换器。控制***具有变速器控制模块，所述变速器控制模块被配置为接收多个电子输入信号，并且至少部分地基于多个电子输入信号从多个控制范围确定操作模式。在一些实施例中，***还具有比率调度模块，其被配置成存储至少一个换挡调度映射图并且被配置为至少部分地基于操作模式来确定变换器的期望速度比率；变速器控制模块，其被配置为接收期望速度比率并且被配置为至少部分地基于操作模式来确定致动器设定点信号；以及扭矩反转模块。

Description

用于包括连续可变行星机构的变速器的同步换挡的控制方法

交叉引用

本申请要求于2015年5月8日提交的美国临时申请No.62/158,847的权益，所述申请通过引用整体并入本文。

背景技术

无级变速器(CVT)和基本无级变速的变速器在各种应用中越来越被接受。控制CVT提供的比率的过程因CVT呈现的连续可变的或微小的比率变化而复杂化。此外，可以在CVT中实现的比率范围对于一些应用来说是不够的。变速器可以实现CVT与一个或多个附加CVT级、一个或多个固定比率范围副变速器(splitter)的组合或其某些组合，以便扩大可用比率的范围。CVT与一个或多个附加级的组合使比率控制过程进一步复杂化，这是因为变速器可以具有实现相同最终传动比的多个配置。

例如，不同的变速器配置可以以不同的方式跨过不同的变速器级增大输入扭矩，以达到相同的最终传动比。然而，与提供相同最终传动比的其它配置相比，某些配置能提供更多的灵活性或更好的效率。

用于优化变速器控制的标准对于相同变速器的不同应用可以是不同的。例如，用于优化变速器的控制以用于燃料效率的标准可以基于向变速器施加输入扭矩的原动机的类型而不同。此外，对于给定的成对变速器和原动机，用于优化变速器的控制的标准可以根据燃油效率或性能是否被优化而不同。

发明内容

本文提供了一种用于多模式无级变速器的控制***，所述多模式无级变速器具有可操作地联接到多模式传动装置(multiple-mode gearing)的球行星式变换器，所述控制***包括：变速器控制模块，被配置为接收多个电子输入信号，并且被配置为至少部分地基于所述多个电子输入信号从多个控制范围确定操作模式；比率调度(schedule)模块，被配置为存储至少一个换挡调度映射图，并且被配置为至少部分地基于所述操作模式来确定所述变换器的期望速度比率；变换器控制模块，被配置为接收所述期望速度比率，并且被配置为至少部分地基于所述操作模式来确定致动器设定点信号；以及扭矩反转模块，被配置为接收模式操作，并且至少部分地基于所述期望速度比率和所述致动器设定点信号来确定指示扭矩反转事件的信号。在一些实施例中，控制***进一步包括模式控制模块，被配置为接收多个电子输入信号，并且被配置为确定多个离合器控制信号。在控制***的一些实施例中，所述比率调度模块被配置为接收指示期望运动模式的用户输入。在控制***的一些实施例中，所述比率调度模块被配置为接收指示期望经济模式的用户输入。在控制***的一些实施例中，所述比率调度模块被配置为存储用于运动模式中的操作的换挡调度映射图。在控制***的一些实施例中，所述比率调度模块被配置为存储用于经济模式中的操作的换挡调度映射图。在控制***的一些实施例中，所述比率调度模块具有锁定比率模块，锁定比率模块被配置为在减速事件期间将所述期望速度比率保持在恒定值。在控制***的其它实施例中，所述变换器控制模块进一步包括位置控制模块和比率控制模块。在变换器控制模块的一些实施例中，所述位置控制模块被配置为至少部分地基于交通工具速度来确定致动器位置设定点。

本文提供了一种用于多模式无级变速器的控制***，所述多模式无级变速器具有可操作地联接到多模式传动装置的球行星式变换器，所述控制***包括：变速器控制模块，包括被配置为执行可执行指令的至少一个处理器、存储器和能由所述处理器执行的多个指令，以配置所述变速器控制模块来接收多个电子输入信号，并且至少部分地基于所述多个电子输入信号从多个控制范围确定操作模式，所述变速器控制模块包括：比率调度模块，被配置为执行来自所述存储器的可执行指令，并且执行可由所述处理器执行的指令，以配置所述比率调度模块来存储至少一个换挡调度图，并且至少部分地基于所述操作模式来确定所述变换器的期望速度比率；变换器控制模块，被配置为执行来自所述存储器的可执行指令，并且执行可由所述处理器执行的指令，以配置所述变换器控制模块来接收期望速度比率，并且至少部分地基于所述操作模式来确定致动器设定点信号；以及扭矩反转模块，被配置为执行来自所述存储器的可执行指令，并且执行可由处理器执行的指令，以配置所述扭矩反转模块来接收模式操作，并且至少部分地基于所述期望速度比率和所述致动器设定点信号确定指示扭矩反转事件的信号。在控制***的一些实施例中，变速器控制模块进一步包括：比率调度模块，被配置为执行来自所述存储器的可执行指令，并且执行可由所述处理器执行的指令，以配置所述比率调度模块来接收信号，诸如节气门位置、交通工具速度和用户可选择模式；离合器控制模块，被配置为执行来自所述存储器的可执行指令，并且执行可由所述处理器执行的指令，以配置所述离合器控制模块以将电子信号发送到所述变速器的多模式传动装置部分内的螺线管；以及变换器控制模块，被配置为执行来自所述存储器的可执行指令，以及执行可由所述处理器执行的指令，以配置所述变换器控制模块以接收输入信号，包括：电流变换器速度比率；电流变换器致动器位置；节气门位置；发动机扭矩；以及期望操作模式；其中所述变换器控制模块被配置为至少部分地基于所述操作模式来确定致动器设定点信号，以及扭矩反转模块，被配置为接收模式操作并且至少部分地基于期望速度比率和所述致动器设定点信号来确定指示扭矩反转事件的信号。在变速器控制模块的一些实施例中，所述变换器控制模块包括：所述扭矩反转模块,被配置为执行来自所述存储器的可执行指令，并且执行可由所述处理器执行的指令以配置所述扭矩反转模块来确定由于模式换挡而导致存在扭矩反转事件；正常速度比率命令模块，被配置为执行来自所述存储器的可执行指令，并且执行可由所述处理器执行的指令，以配置所述正常速度比率命令模块来确定所述速度比率设定点；以及扭矩反转速度比率命令模块，被配置为执行来自所述存储器的可执行指令，并且执行可由所述处理器执行的指令，以配置所述扭矩反转速度比率命令模块来在扭矩反转期间确定速度比率设定值。进一步地，控制新***的一些实施例进一步包括：控制***中的控制、监测和通信的模块管控方面，所述控制***被配置为执行来自所述存储器的可执行指令，以及执行可由处理器执行的指令。在控制***的一些实施例中，所述变换器控制模块进一步包括：位置控制模块，用于在低速度或接近零速度条件下、在同步模式换挡器件或者在其它预定条件下仅基于致动器位置来控制所述变换器。

本文提供了一种操作无级变速器的方法，所述变速器具有可操作地联接到具有第一离合器和第二离合器的多模式传动装置的变换器，所述方法包括：操作具有与第一牵引环组件和第二牵引环组件接触的多个可倾斜球的连续可变行星，其中所述第一牵引环组件和所述第二牵引环组件之间的速度比率对应于所述球的倾斜角；操作数字处理设备，所述数字处理设备包括被配置为执行可执行指令的操作***以及存储器设备；将所述连续可变行星可操作地联接到所述第一离合器和所述第二离合器；将所述变速器的当前速度比率与存储在所述存储器设备中的升挡速度比率设定点进行比较；将当前交通工具速度与存储在所述存储器设备中的升挡交通工具速度设定点进行比较；以及至少部分地基于所述比较来命令所述多模式传动装置升挡。在一些实施例中，方法进一步包括将所述变速器的所述当前速度比率与存储在所述存储器设备中的降挡速度比率设定点进行比较。在一些实施例中，方法包括将所述当前交通工具速度与降挡交通工具设定点进行比较。在一些实施例中方法包括至少部分地基于所述比较来命令所述多模式传动装置降挡。在方法的一些实施例中，命令所述多模式传动装置降挡的步骤进一步包括：接合所述第一离合器并使所述第二离合器脱离。在方法的一些实施例中，命令所述多模式传动装置的升挡进一步包括：使所述第一离合器脱离并接合所述第二离合器。

本文提供了一种用于交通工具的计算机实现的***，所述交通工具具有发动机，所述发动机联接到具有球-行星式变换器(CVP)的无级变速器的，所述计算机实现的***包括：数字处理设备，包括被配置为执行可执行指令的操作***以及存储器设备；计算机程序，包括可由所述数字处理设备执行的指令，以创建应用程序，所述应用程序包括被配置为管理多个交通工具驾驶条件的软件模块；被配置成监测交通工具参数的多个传感器，所述参数包括：变速器速度比率、发动机速度、变换器位置、交通工具速度，其中所述软件模块被配置为执行变速器控制模块，其中所述变速器控制模块包括多个校准变量，所述多个校准变量被配置为存储升挡速度比率、降挡速度比率、升挡交通工具速度和降挡交通工具速度的值。在计算机实现的***的一些实施例中，变速器控制模块进一步包括模式控制模块，其被配置为至少部分地基于所述变速器速度比率、所述交通工具速度、所述升挡速度比率、所述降挡速度比率、所述升挡交通工具速度和所述降挡交通工具速度来确定操作模型和多个离合器命令信号。在计算机实现的***的一些实施例中，所述变速器控制模块进一步包括变速器控制模块，所述变速器控制模块被配置为确定变速器速度比率设定点，并且至少部分地基于所述操作模式来确定致动器设定点信号。在计算机实现的***的一些实施例中，所述变速器控制模块进一步包括发动机扭矩控制模块，所述发动机扭矩控制模块被配置为至少部分地基于多个扭矩限制信号来确定发动机扭矩设定点。在计算机实现的***的一些实施例中，所述多个扭矩限制信号包括扭矩反转扭矩限制信号。在计算机实现的***的一些实施例中，所述多个扭矩限制信号包括换挡扭矩限制信号。在计算机实现的***的一些实施例中，所述多个扭矩限制信号包括制动扭矩限制信号。在计算机实现的***的一些实施例中，所述多个扭矩限制信号包括牵引接触扭矩限制信号。在计算机实现的***的一些实施例中，所述变换器控制模块包括比率映射图模块和比率计算模块。在计算机实现的***的一些实施例中，所述变换器控制模块进一步包括锁定比率模块，所述锁定比率模块被配置为至少部分地基于所述操作模式来实现变速器速度比率的暂时保持。在计算机实现的***的一些实施例中，所述比率映射图模块包括多个校准映射图，所述校准映射图被配置为至少部分地基于发动机节气门位置信号和交通工具速度来存储变速器速度比率设定点的值。在计算机实现的***的一些实施例中，所述比率计算模块被配置为至少部分地基于目标发动机速度信号和变速器输出速度信号来计算CVT速度比率设定点信号。

本文提供了一种操作无级变速器的方法，所述无级变速器具有可操作地联接到具有第一离合器和第二离合器的多模式传动装置的变换器，所述方法包括：操作具有与第一牵引环组件和第二牵引环组件接触的多个可倾斜球的连续可变行星，其中所述第一牵引环组件和所述第二牵引环组件之间的速度比率对应于所述球的倾斜角；操作数字处理设备，所述数字处理设备包括被配置为执行可执行指令的操作***以及存储器设备；将所述连续可变行星可操作地联接到所述第一离合器和所述第二离合器；将致动器可操作地联接到所述连续可变行星，并且所述致动器被配置成调整所述球的所述倾斜角，所述致动器被配置为在所述连续可变行星上施加保持力；将所述变速器的当前速度比率与存储在所述存储器设备中的升挡速度比率阈值进行比较；命令所述保持力减小；以及至少部分地基于与存储在所述存储器设备中的所述升挡速度比率阈值的所述比较来命令所述多模式传动装置升挡。在一些实施例中，方法包括将所述变速器的所述当前速度比率与存储在所述存储器设备中的同步速度比率设定点进行比较的步骤。在一些实施例中，方法包括至少部分地基于所述变速器的所述当前速度比率与存储在所述存储器设备中的所述同步速度比率设定点的所述比较来命令所述第一离合器脱离的步骤。在一些实施例中，方法包括至少部分地基于命令所述第一离合器的所述脱离来命令所述保持力增大的步骤。在一些实施例中，方法包括将所述变速器的所述当前速度比率与存储在所述存储器设备中的降挡速度比率阈值进行比较的步骤。在一些实施例中，方法包括至少部分地基于与存储在所述存储器设备中的所述降挡速度比率阈值的所述比较来命令所述保持力减小的步骤。在一些实施例中，方法包括至少部分地基于与存储在所述存储器设备中的所述降挡速度比率阈值的所述比较来命令所述第一离合器接合的步骤。在一些实施例中，方法包括将所述当前交通工具速度与存储在所述存储器设备中的升挡交通工具速度阈值进行比较的步骤。在一些实施例中，方法包括将所述当前交通工具速度与存储在所述存储器设备中的降挡交通工具速度阈值进行比较的步骤。

参考引用

本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请通过引用并入本文，其程度如同每个单独的出版物、专利或专利申请被具体和单独地指明以通过引用并入。

附图说明

本发明的新颖特征在所附权利要求书中具体阐述。通过参考以下详细描述和附图可以更好地理解本发明的特征和优点，所述详细描述阐述其中利用本发明的原理的示例性实施例：

图1是具有连续可变行星和范围框的代表性多模式变速器的示意图。

图2是描绘在图1的变速器的理想操作条件下的变换器(variator)速度比率相对变速器速度比率的图表。

图3是描绘在图1的变速器的实际操作条件下的变换器速度比率相对变速器速度比率的图表。

图4是描绘当实现用于图1的变速器的操作的变速器控制***时实际操作条件的变换器速度比率相对变速器速度比率的图表。

图5是描绘从图1的变速器的操作模式1到操作模式2的换挡期间的变速器输入速度、变换器输出扭矩、变换器速度比率和变速器速度比率之间的关系的图表。

图6是描绘图1的变速器的控制***的方框图。

图7是描绘图6的控制***的变速器控制模块的方框图。

图8是描绘图7的变速器控制模块的比率调度模块的方框图。

图9是描绘图7的变速器控制模块的变换器控制模块的方框图。

图10是描绘扭矩反转模块的方框图，所述扭矩反转模块具有算法以在图1的变速器操作期间确定扭矩反转事件。

图11是描绘在图9的变换器控制模块中使用的正常操作期间的速度比率命令模块的方框图。

图12是描绘在图9的变换器控制模块中使用的扭矩反转事件期间的速度比率命令模块的方框图。

图13是描绘图6的控制模块的另一个变速器控制模块的方框图。

图14是描绘图13的变换器控制模块的方框图。

图15是描绘图14的比率映射图(ratio map)模块的方框图。

图16是描绘图14的比率计算模块的方框图。

图17是描绘图13的发动机扭矩控制模块的方框图。

图18是描绘在图6或图13的变速器控制模块中实现的控制过程的流程图。

图19是描绘在图6或图13的变速器控制模块中实现的控制过程的流程图。

图20是球型变换器的侧剖视图。

图21是在图19的变换器中使用的载体构件的平面图。

图22是图20的球型变换器的不同倾斜位置的说明图。

具体实施方式

本文描述了电子控制器，其能够对具有连续可变比率部分的可变比率变速器(诸如连续式无级变速器(CVT)、无限式无级变速器(IVT)或变换器)进行电子控制。电子控制器可以被配置为接收能指示与联接到变速器的发动机相关联的参数的输入信号。所述参数可以包括节气门位置传感器值、交通工具速度、挡位选择器位置、用户可选择模式配置等，或它们的一些组合。挡位选择器位置通常是PRNDL位置。电子控制器还可以接收一个或多个控制输入。电子控制器可以基于输入信号和控制输入来确定主动模式和变换器比率。电子控制器可以通过控制一个或多个电子致动器和/或诸如控制可变比率变速器的一个或多个部分的比率的螺线管的液压致动器来控制可变比率变速器的总传动比。

在无级变速器的上下文中描述了本文描述的电子控制器，诸如题为“3模式前轮驱动和后轮驱动连续可变行星式变速器(3-Mode Front Wheel Drive And Rear WheelDrive Continuously Variable Planetary Transmission)”的专利申请号PCT/US2014/41124中描述的类型的连续可变变速器，所述专利申请被转让给本申请的受让人并在此通过引用全部并入本文。然而，电子控制器不限于控制特定类型的变速器，而是可以被配置为控制若干类型的可变比率变速器中的任一种。

如本文所使用的，术语“操作地连接”、“操作地联接”、“操作地链接”、“可操作地连接”、“可操作地联接”、“可操作地链接”等术语是指元件之间的关系(机械、链接、联接等)，由此一个元件的操作导致第二元件的相应、跟随或同时操作或致动。应当注意，在使用所述术语来描述发明性实施例时，通常描述链接或联接元件的特定结构或机构。然而，除非另外具体说明，否则当使用所述术语中的一个时，术语表示实际的链接或联接可以采取各种形式，在某些情况下，相关技术中的普通技术人员将会容易地看出。

出于描述的目的，术语“径向”在本文用于指示相对于变速器或变换器的纵向轴线垂直的方向或位置。这里使用的术语“轴向”是指沿着平行于变速器或变换器的主轴线或纵轴线的轴线的方向或位置。为了清楚和简洁目的，有时用类似标记的类似部件(例如，轴承1234A和轴承1234B)将由单个标记(例如，轴承1234)统一地涉及。

应当注意，本文中对“牵引”的引用不排除其中主要或排它的动力传递模式是通过“摩擦”的场合。这里不试图建立牵引和摩擦驱动之间的分类差异，通常这些可被理解为动力传递的不同方式。牵引传动装置通常涉及通过在元件之间捕获的薄流体层中的剪切力进行的两个元件之间的动力传递。在这些应用中使用的流体通常表现出比常规矿物油大的牵引系数。牵引系数(μ)表示在接触部件的界面处可获得的最大可用牵引力，并且是最大可用驱动扭矩的量度。典型地，摩擦传动装置通常涉及通过元件之间的摩擦力在两个元件之间传递动力。为了本公开的目的，应当理解，这里描述的CVT可以在牵引和摩擦应用中操作。例如，在将CVT用于自行车应用的实施例中，CVT有时可以作为摩擦传动装置操作，并且在其它时候作为牵引传动装置操作，这取决于操作期间存在的扭矩和速度条件。

出于描述的目的，术语“原动机”、“发动机”等术语在本文中用于指示动力源。所述动力源可选地由包括碳氢化合物、电气、生物质、核能、太阳能、地热、液压、气动和/或风能的能量源来供以燃料，这里仅列出几个。虽然通常在交通工具或汽车应用中进行描述，但是本领域技术人员将认识到该技术的更广泛应用以及用于驱动包括该技术的变速器的替代动力源的使用。为了说明的目的，术语“电子控制单元”、“ECU”、“驱动控制管理器***”或“DCMS”在本文中可互换地使用以指示交通工具的电子***，其控制子***监测或命令内燃机上的一系列致动器，以确保最佳发动机性能。这通过从发动机舱内的多个传感器读取值、使用多维性能映射图(称为查找表)解释数据并相应地调整发动机致动器来完成。在ECU之前，通过机械和气动方式来机械地设置和动态地控制空气燃料混合物、点火正时和怠速。

技术人员将认识到，制动位置和节气门位置传感器可选地是电子的，并且在一些情况下，公知的是电位计型传感器。这些传感器能够提供指示驾驶员控制踏板(例如制动踏板和/或节气门踏板)的相对旋转和/或压缩/压下的电压或电流信号。通常，从传感器传输的电压信号被缩放。在本申请中用作控制***的一种实现说明性示例的方便标度使用的是百分比标度0-100％，其中0％表示最低信号值，例如是未压缩的踏板，并且100％表示最高信号值，例如是完全压缩的踏板。存在控制***的可选实现方式，其中制动踏板与20％-100％的传感器读数有效地完全接合。同样地，完全接合的节气门踏板可选地对应于20％-100％的节气门位置传感器读数。用于传输和校准信号的传感器和关联硬件能够以提供踏板位置和信号之间的关系的方式进行选择，以便适应各种实现方式。本文给出的数值被包括作为一种实现的示例，并不意图仅限于那些值。例如，对于特定踏板硬件、传感器硬件和电子处理器，制动踏板位置的最小可检测阈值可选地为6％。而有效的制动踏板接合阈值可选地为14％，并且最大制动踏板接合阈值可选地开始于或约20％的压缩。作为进一步的示例，对于特定踏板硬件、传感器硬件和电子处理器，加速踏板位置的最小可检测阈值可选地为5％。有效踏板接合和最大踏板接合的类似或完全不同的踏板压缩阈值可选地也适用于加速踏板。

如本文所用，除非另有说明，术语“约”或“近似”是指本领域普通技术人员确定的特定值的可接受误差，这部分取决于如何测量或确定该值。在某些实施例中，术语“约”或“近似”是指在1、2、3或4标准偏差内。在某些实施例中，术语“约”或“近似”是指在给定值或范围的30％、25％、20％、15％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％或0.05％内。在某些实施例中，术语“约”或“近似”是指在给定值或范围的40.0mm、30.0mm、20.0mm、10.0mm、5.0mm、1.0mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm、0.2mm或0.1mm内。在某些实施例中，术语“约”或“近似”是指在给定值或范围的20度、15.0度、10.0度、9.0度、8.0度、7.0度、6.0度、5.0度、4.0度、3.0度、2.0度、1.0度、0.9度、0.8度、0.7度、0.6度、0.5度、0.4度、0.3度、0.2度、0.1度、0.05度内。

在某些实施例中，术语“约”或“近似”是指在给定值或范围的5.0mA、1.0mA、0.9mA、0.8mA、0.7mA、0.6mA、0.5mA、0.4mA、0.3mA、0.2mA、0.1mA、0.09mA、0.08mA、0.07mA、0.06mA、0.05mA、0.04mA、0.03mA、0.02mA或0.01mA内。

如本文所使用，当引用移动物体或可移动基座的速度使用时，“约”是指1％-5％、5％-10％、10％-20％的变化，和/或为10％-50％(作为速度百分比的部分，或作为速度百分比的变化)的变化。例如，如果速度百分比为“约20％”，则百分比作为百分比的部分(即从19％至21％，或从18％至22％)可选地变化5％-10％；可选地，百分比作为百分比的绝对变化(即从15％至25％，或从10％至30％)可选地变化5％-10％。

在某些实施例中，术语“约”或“近似”是指在给定值或范围的0.01秒、0.02秒、0.03秒、0.04秒、0.05秒、0.06秒、0.07秒、0.08秒、0.09秒或0.10秒内。在某些实施例中，术语“约”或“近似”表示在给定值或范围的0.5rpm/秒、1.0rpm/秒、5.0rpm/秒、10.0rpm/秒、15.0rpm/秒、20.0rpm/秒、30rpm/秒、40rpm/秒、或50rpm/秒内。

本领域技术人员将认识到，结合本文公开的实施例(包括参考本文所述的变速器控制***)描述的各种说明性逻辑块、模块、电路、策略、方案和算法步骤例如可选地被实现为电子硬件、存储在计算机可读介质上并且可由处理器执行的软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，以上已经在它们的功能方面一般地描述了各种说明性部件、块、模块、电路、策略、方案和步骤。这种功能是否被实现为硬件或软件取决于特定应用程序和施加在整个***上的设计约束。技术人员可以针对每个特定应用程序以不同的方式实现所描述的功能，但是这种实现的决定不应被解释为导致偏离本发明的范围。例如，可以使用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件或被设计为执行本文所述功能的其任何组合来可选地实现或执行结合本文公开的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块、策略、方案和电路。通用处理器可选地是微处理器，但在替代方案中，处理器可选地是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可选地被实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP内核的一个或多个微处理器或任何其它此类配置。与此类模块关联的软件可选地驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或本领域已知的任何其它合适形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器，使得处理器能够从存储介质读取信息以及向存储介质写入信息。在替代方案中，存储介质可选地集成到处理器中。处理器和存储介质可选地驻留在ASIC中。例如，在一个实施例中，用于使用IVT的控制的控制器包括处理器(未示出)。

某些定义

除非另外定义，本文使用的所有技术术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。如在本说明书和所附权利要求书中所使用的，除非上下文另外明确规定，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数引用。除非另外说明，本文中对“或”的任何引用旨在包括“和/或”。

数字处理设备

在一些实施例中，装配有本文描述的无限式无级变速器的交通工具的控制***包括数字处理设备或其使用。在进一步的实施例中，数字处理设备包括执行设备功能的一个或多个硬件中央处理单元(CPU)。在进一步的实施例中，数字处理设备进一步包括被配置为执行可执行指令的操作***。在一些实施例中，数字处理设备可选地连接计算机网络。在进一步的实施例中，数字处理设备可选地连接到因特网，使得其访问万维网。在进一步的实施例中，数字处理设备可选地连接到云计算基础设施。在其它实施例中，数字处理设备可选地连接到内联网。在其它实施例中，数字处理设备可选地连接到数据存储设备。

根据本文的描述，合适的数字处理设备通过非限制性示例的方式包括服务器计算机、台式计算机、膝上型计算机、笔记本电脑、子笔记本计算机、上网本计算机、网板计算机、机顶盒计算机、媒体流设备、手持计算机、因特网设备、移动智能电话、平板计算机、个人数字助理、视频游戏机和交通工具。本领域技术人员将认识到许多智能电话适用于本文描述的***。本领域技术人员还将认识到，具有可选计算机网络连接性的选择电视机、视频播放器和数字音乐播放器适用于本文描述的***。合适的平板计算机包括具有本领域技术人员已知的书册式电脑(booklet)、石板式计算机(slate)和可转换的配置。

在一些实施例中，数字处理设备包括被配置为执行可执行指令的操作***。操作***是例如软件，包括程序和数据，其管理设备的硬件并提供用于执行应用程序的服务。本领域技术人员将认识到，合适的服务器操作***通过非限制性示例的方式包括FreeBSD、OpenBSD、Linux、Mac OSWindows和 本领域技术人员将认识到，合适的个人计算机操作***通过非限制性示例的方式包括Mac OS和类UNIX操作***，诸如在一些实施例中，操作***由云计算提供。本领域技术人员还将认识到，合适的移动智能电话操作***通过非限制性示例的方式包括OS、Research InBlackBerryWindowsOS、WindowsOS、和本领域技术人员还将认识到，合适的媒体流设备操作***通过非限制性示例的方式包括AppleGoogleGoogleAmazon和本领域技术人员还将认识到，合适的视频游戏机操作***通过非限制性示例的方式包括 XboxMicrosoft Xbox One、 和

在一些实施例中，设备包括存储装置和/或存储器设备。存储装置和/或存储器设备是用于临时或永久地存储数据或程序的一个或多个物理装置。在一些实施例中，设备是易失性存储器，并且需要能量来维护存储的信息。在一些实施例中，当数字处理设备未通电时，设备是非易失性存储器并保留存储的信息。在进一步的实施例中，非易失性存储器包括闪存。在一些实施例中，非易失性存储器包括动态随机存取存储器(DRAM)。在一些实施例中，非易失性存储器包括铁电随机存取存储器(FRAM)。在一些实施例中，非易失性存储器包括相变随机存取存储器(PRAM)。在其它实施例中，设备是通过非限制性示例的方式包括CD-ROM、DVD、闪存设备、磁盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器和基于云计算的存储装置的存储装置。在进一步的实施例中，存储装置和/或存储器设备是诸如本文公开的那些设备的设备组合。

在一些实施例中，数字处理设备包括用于向用户发送视觉信息的显示器。在一些实施例中，显示器是阴极射线管(CRT)。在一些实施例中，显示器是液晶显示器(LCD)。在进一步的实施例中，显示器是薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)。在一些实施例中，显示器是有机发光二极管(OLED)显示器。在各种进一步的实施例中，OLED显示器是无源矩阵OLED(PMOLED)或有源矩阵OLED(AMOLED)显示器。在一些实施例中，显示器是等离子体显示器。在其它实施例中，显示器是视频投影仪。在进一步的实施例中，显示器是诸如本文公开的那些设备的设备组合。

在一些实施例中，数字处理设备包括用于从用户接收信息的输入设备。在一些实施例中，输入设备是键盘。在一些实施例中，输入设备是指示设备，其通过非限制性示例的方式包括鼠标、轨迹球、轨迹板、操纵杆、游戏控制器或触控笔。在一些实施例中，输入设备是触摸屏或多点触摸屏。在其它实施例中，输入设备是用于捕获语音或其它声音输入的麦克风。在其它实施例中，输入设备是用于捕获运动或视觉输入的摄像机或其它传感器。在进一步的实施例中，输入设备是体感装置(Kinect)、体感控制器(Leap Motion)等。在进一步的实施例中，输入设备是诸如本文公开的那些设备的设备组合。

非暂时的计算机可读存储介质

在一些实施例中，装备有本文公开的无限式无级变速器的交通工具的控制***包括一个或多个用程序编码的非暂时性计算机可读存储介质，所述程序包括可由可选联网的数字处理设备的操作***执行的指令。在进一步的实施例中，计算机可读存储介质是数字处理设备的有形部件。在进一步的实施例中，计算机可读存储介质可选地可从数字处理设备移除。在一些实施例中，计算机可读存储介质通过非限制性示例的方式包括CD-ROM、DVD、闪存设备、固态存储器、磁盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、云计算***和服务等等。在一些情况下，程序和指令在媒体上永久、基本上永久、半永久或在媒体上非静态编码。

计算机程序

在一些实施例中，装备有本文公开的无限式无级变速器的交通工具的控制***包括至少一个计算机程序或其使用。计算机程序包括在数字处理设备的CPU中可执行、被编写以执行指定任务的指令序列。计算机可读指令可选地被实现为执行特定任务或实现特定抽象数据类型的程序模块，诸如功能、对象、应用程序编程接口(API)、数据结构等。鉴于本文提供的公开内容，本领域技术人员将认识到，计算机程序可选地以各种语言的各种版本写入。

计算机可读指令的功能可选地根据需要在各种环境中组合或分布。在一些实施例中，计算机程序包括一个指令序列。在一些实施例中，计算机程序包括多个指令序列。在一些实施例中，从一个位置提供计算机程序。在其它实施例中，从多个位置提供计算机程序。在各种实施例中，计算机程序包括一个或多个软件模块。在各种实施例中，计算机程序部分地或整体地包括一个或多个web应用程序、一个或多个移动应用程序、一个或多个独立应用程序、一个或多个web浏览器插件、扩展、加载项或添加或其组合。

现在参考图1，变速器10是具有连续可变比率部分或变换器12(有时在本文中被称为“CVP”)和多模式(齿轮)传动装置部分13的变速器的说明性示例。图2的图表中描绘了在变速器10的操作期间，变换器速度比率与变速器速度比率之间的理想关系。在第一操作模式下，通过具有正斜率的线来描绘变换器速度比率和变速器速度比率之间的关系。例如，第一操作模式对应于第一离合器14的接合。在第二操作模式下，通过具有负斜率的线来描绘变换器速度比率和变速器速度比率之间的关系。第二操作模式对应于第一离合器14的脱离和第二离合器15的接合。在一些实施例中，当待分离(或脱离)离合器的速度几乎等于待配合(或接合)离合器的速度时，变速器从第一模式换挡到第二模式。在图中被描绘为正斜率到负斜率的改变点的此类换挡事件被称为同步换挡点。在第一和第二模式之间的转变期间通过变换器部分传递的扭矩反转方向，并且因此产生实际变换器速度比率的变化。在一些实施例中，倒挡离合器16被包括在多模式传动装置部分13中。倒挡离合器16被配置为提供反转操作模式。如图3所示，在没有调整变换器(CVP)部分的情况下，由于变换器部分的牵引触头处的蠕变，在同步点的转变期间存在变速器速度比率的显着损失和输出扭矩的瞬时下降。图4示出在同步换挡事件期间，在存在相对变换器部分的有效调整或补偿的情况下，变换器速度比率相对变速器速度比率的情况。为了阐明，图5描绘了同步换挡事件期间的输入速度、输出扭矩、变换器速度比率和变速器速度比率之间的关系。在相位“C”期间，第一离合器14和第二离合器15接合，从而强制恒定的变速器速度比率，而与变换器位置无关。在此期间，变换器速度比率从适合于第一操作模式的负载(和相关蠕变)的值改变为适合于第二操作模式的新值。在斜坡进入和退出该阶段(阶段“B”和“D”)期间，比率变化率暂时和平顺地降低到零，以避免急剧的扭矩转变。随后可以通过长期比率控制来减少在事件期间累积的超量输入速度。

现在转向图6，在一些实施例中，控制***100可以具有与信号仲裁模块104、变速器控制模块106和输出信号处理模块108通信的输入处理模块102。输入处理模块102被配置为从变速器10、发动机和/或交通工具(未示出)读取多个传感器。例如，输入处理模块102可以读取来自温度传感器、压力传感器、速度传感器，数字传感器(诸如范围指示器或压力开关)的信号以及控制器局域网(CAN)信号。信号仲裁模块104被配置为选择适当的信号以传递给变速器控制模块106而获得多个变量。例如，可以从直接测量输入速度的传感器中选择指示变速器的输入速度的变量，或者可以从其它测量信号计算变速器的输入速度。信号仲裁模块104被配置为针对在变速器控制模块106中进行处理所需的每个变量从主要源、次要源等来选择。输出处理模块108被配置为：将在变速器控制模块106中生成的命令变量的值转换为被发送到变速器10中的相应致动器和/或螺线管的电压信号。在一些实施例中，电压信号是典型的脉冲宽度调制信号(PWM)。

现在参考图7，在一些实施例中，变速器控制模块106可以包括比率调度模块(ratio schedule module)110、离合器控制模块112和变换器控制模块114，以及管控控制***100内的控制、监测和通信方面的其它模块。在一些实施例中，离合器控制模块112被配置为接收和发送电子信号到变速器10的多模式传动装置部分13内的螺线管。应当注意的是，与变速器中的离合器的液压螺线管控制有关的方法和***是已知的并且可以适当地应用于离合器控制模块112中。

参见图8，在一些实施例中，比率调度模块110被配置为接收信号，诸如节气门位置、交通工具速度和用户可选择模式。在一些实施例中，从位于交通工具内部的按钮或旋钮接收用户可选择模式。来自用户可选择模式的信号可以指示“运动模式”，或者在某些情况下可以指示“经济模式”。比率调度模块110可以被配置为接收输入信号，所述输入信号指示对应于离合器接合的变速器操作模式。可以在方框116中比较节气门位置信号，以确定将被传递到方框118和/或方框120的行号。同样地，可以在方框122中比较交通工具速度信号，以确定将被传递给方框118和/或方框120的列号。在一些实施例中，方框118和/或方框120是存储作为节气门位置和交通工具速度的函数的速度比率的值的校准表。如这里所使用，术语“表”、“查找表”或“映射图”是指存储在存储器中的索引值的数组，其包含与每个输入值关联的输出值。例如，可以针对期望“运动模式”校准方框118，并且可以针对期望“经济模式”校准方框120。所得速度比率信号从方框118、120被传递到其中应用用户可选择模式的选择器模块124。所选择的速度比率信号被传递到选择器模块126，其中对挡位指示器(例如，PRNDL位置)进行评估。对于指示“停放”条件的PRNDL位置，将停放的预定速度比率值传递到下一个步骤。对于指示“反转”条件的PRNDL位置，将反转的预定速度比率值传递到下一个步骤。对于需要正向驱动操作的PRNDL位置，所选择的速度比率信号被传递到下一个步骤。在一些实施例中，所选择的速度比率信号被传递到锁定比率模块128。锁定比率模块128接收指示交通工具速度、变速器模式和加速踏板位置的信号，以确定交通工具减速条件的期望速度比率。在一些情况下，锁定比率模块128被校准以防止被已知为“发动机制动”的条件。所选择的速度比率设定点信号可以在指示变速器10的硬件的预定范围内在方框130处被限制，并被传递作为速度比率设定点信号。

现在转到图9，在一些实施例中，变换器控制模块114包括扭矩反转模块132、正常速度比率命令模块134和扭矩反转速度比率命令模块136等。例如，在比率调度模块110中确定的速度比率设定点信号作为输入信号被接收到变换器控制模块114。变换器控制模块114接收输入信号，诸如电流变换器速度比率、电流变换器致动器位置、节气门位置、发动机扭矩和/或期望操作模式等。在一些实施例中，期望操作模式的信号指示从模式1到模式2的改变，反之亦然。扭矩反转模块132确定存在模式换挡事件，或以不同的方式说明由于模式换挡存在而引起通过变换器12的扭矩反转事件。扭矩反转模块132将指示扭矩反转事件的输出变量(即数字1或0)传递给选择器方框138。在选择器方框138处，基于扭矩反转模块132的结果选择速度比率设定点。对于错误(或称“假”)结果或没有扭矩反转事件的情况，来自正常速度比率命令模块134的速度比率设定点从选择器方框138中传递出。真实结果是，当存在由于从模式1换挡到模式2或反之亦然而导致的扭矩反转事件时，例如，来自扭矩反转速度比率命令模块136的速度比率设定点从选择器方框138中传递出。速度比率设定点被传递到比率控制模块140，其中至少部分地基于速度比率设定点来确定变换器12的致动器设定点。在一些操作条件下，例如非常低的交通工具速度下，仅仅基于致动器位置来控制变换器12是合适的。位置控制模块142被提供在变换器控制模块114中，以便在低速度或接近零速度条件下或在模式换挡期间进行管控。

现在参考图10，在一些实施例中，扭矩反转模块132接收指示速度比率设定点和当前变换器速度比率的输入信号。比较两个输入信号以确定误差值。速度比率设定点信号和当前(或实际)变换器速度比率之间的误差或差异被传递到功能模块144。功能模块144接收来自离合器控制模块112的信号。功能模块144可以是脚本或其它算法，其将输入信号与预定值进行比较并确定是否发生从模式1到模式2的换挡，反之亦然。当变速器处于恒定模式时，功能模块144产生假结果或0值。当变速器离合器对应于从模式1到模式2的换挡接合和脱离时，功能模块144产生真实结果或1值，反之亦然。

现在参考图11和12，在一些实施例中，正常速度比率命令模块134接收速度比率设定点，并在将结果作为输出传递给变换器控制模块114之前施加离散过滤和速率限制。在一些实施例中，扭矩反转速度比率命令模块136接收指示速度比率设定点、发动机扭矩(或对变换器12的输入扭矩)和扭矩反转模块132的结果的输入信号。发动机扭矩信号或指示对变换器12的输入扭矩的信号被传递到校准表146，其中存储了速度比率设定点和实际速度比率的对应误差。应当注意，速度比率和实际速度比率的误差取决于变速器10的操作扭矩。误差有时被称为比率下降、蠕变、蠕变速率、滑移或滑移比率。给定扭矩的误差是已知的，例如通过测试或其它表征，并且可以存储在校准表146中。在一些实施例中，与扭矩幅度的误差关系取决于从模式1到模式2的动态转变，反之亦然。扭矩反转命令模块136被提供有校准表148，用于存储对应于从模式1到模式2的换挡的动态条件的附加误差值。在一些实施例中，校准表148可以是可基于来自***的反馈在操作期间学习的自适应表。扭矩反转命令模块136被提供有校准表150，用于存储对应于从模式2到模式1的换挡的动态条件的附加误差值。在一些实施例中，校准表148被配置有附加误差，所述附加误差非常大，以便在变换器2上的致动器位置中产生积极变化。一旦软件已经确定正在发生扭矩反转以及发生哪种类型的换挡，则选择器方框152选择使用哪个表。所述表包含修改比率设定点的值。例如：负值是指从模式1到模式2的换挡，并且正值是指从模式2到模式1的换挡。修改器的持续时间能够被校准。修改器的幅度由校准确定，使得相同的部分足够移动致动器以消除下降，或至少(在非常高的扭矩条件下)减小比率变化的斜率。扭矩反转命令模块136被提供有选择器方框152，其被配置为基于确定从模式1到模式2的扭矩反转事件、从模式2到模式1的扭矩反转事件或无扭矩反转事件来传递速度比率设定点。

现在参考图13，在一些实施例中，变速器控制模块206以与变速器控制模块106相似的容量在控制***100中实现。在一些实施例中，变速器控制模块206包括但不限于模式控制模块207、变换器控制模块208和发动机扭矩控制模块209。变速器控制模块206接收多个输入信号210。在一些实施例中，输入信号210包括但不限于制动踏板位置信号211、发动机速度信号212、交通工具速度信号213和PRNDL位置信号214。输入信号210由装备在变速器10、发动机或交通工具(未示出)上的传感器提供。在一些实施例中，模式控制模块207从变换器故障模块215接收信号。变换器故障模块215被配置为监测变换器的总体性能并向模式控制模块207报告性能中的干扰。模式控制模块207接收多个可校准变量，诸如升挡速度比率变量216、降挡速度比率变量217、升挡交通工具速度变量218和降挡交通工具速度变量219。在一些实施例中，可校准升挡和降挡变量可选地被配置为能校准映射图或表，以允许换挡点基于交通工具的操作条件改变。模式控制模块207接收模式1离合器状态信号220、模式2离合器状态信号221和倒挡离合器状态信号222。模式控制模块207基于输入信号实现多个控制处理和算法，并且将信号传送到模式1离合器压力模块223、模式2离合器压力模块224和倒挡离合器压力模块225。模式1离合器压力模块223、模式2离合器压力模块224和倒挡离合器压力模块225执行多个控制处理和算法，以形成例如用于控制第一离合器14和第二离合器15的命令信号。在一些实施例中，变换器控制模块208接收输入信号210并确定多个变换器命令信号226。发动机扭矩控制模块209接收输入信号210并确定多个发动机命令信号227。

现在转到图14，在一些实施例中，变换器控制模块208包括比率映射图模块228和比率计算模块229。比率映射图模块228接收PRNDL位置信号214和交通工具速度信号213以及其它输入信号，诸如运动模式切换信号230、发动机节气门位置信号231和加速踏板位置信号232。运动模式切换信号230是来自用户可选择开关的信号，并且指示“运动模式”，或者在一些情况下指示“经济模式”。比率计算模块229接收加速踏板位置信号232、交通工具速度信号213和变速器输出速度信号(“TOSS”)信号244。在一些实施例中，变换器控制模块208在比率映射图模块228的输出和比率计算模块229的输出之间进行选择，以传递给锁定比率模块233。锁定比率模块233接收模式信号234以及来自比率映射图模块228或比率计算模块229的信号。锁定比率模块233基于模式信号234实现到CVT的速度比率的临时保持或冻结。例如，在从模式1操作到模式2操作的换挡期间，变换器12的速度比率保持在恒定值，反之亦然。锁定比率模块233将信号传递到CVT至CVP比率模块235。CVT至CVP比率模块235被配置为至少部分地基于模块信号234将总变速器(CVT)速度比率设定点转换为变换器(CVP)速度比率设定点。CVT至CVP比率模块235将信号传递到比率限制器模块236并提供变换器比率设定点信号237。应当理解，变换器比率设定点信号237是被包括在变换器命令信号226中的信号中的一个。在一些实施例中，变换器控制模块208被配置为提供指示致动器命令或其它的其它命令信号。

现在参考图15，在一些实施例中，比率映射图模块228包括性能校准映射图238、经济校准映射图239和第三校准映射图240。在一些实施例中，性能校准映射图238是至少部分地基于发动机节气门位置231和交通工具速度213的CVT速度比率设定点的可校准查找表。性能校准映射图238通常被编程用于为交通工具提供更快的加速。经济校准映射图239是至少部分地基于发动机节气门位置231和交通工具速度213的可校准表或变换器速度比率设定点的图。经济校准映射图239通常被编程用于在交通工具操作期间提供最佳燃料效率。在一些实施例中，提供第三校准映射图240以实现其它操作模式，诸如模拟阶梯式挡位操作条件。比率映射图模块228实现了选择器241，所述选择器241基于PRNDL位置信号214、运动模式切换信号230和加速踏板位置信号232来传递CVT比率设定点信号242。

现在参考图16，在一些实施例中，比率计算模块229被配置为至少部分地基于加速踏板位置信号232、交通工具速度信号213和变速器输出速度信号244来计算CVT速度比率设定点信号242。比率计算模块229包括目标发动机速度映射图243。目标发动机映射图243是至少部分地基于加速踏板位置232和交通工具速度213的发动机速度的值的校准映射图。算法方框245从目标发动机速度映射图243和变速器输出速度信号244接收输出信号。算法方框245被编程用于计算CVT比率设定点242。在一些实施例中，算法方框245被编程用于实现以下功能：变速器输出速度信号244除以发动机速度设定点信号，其中在目标发动机速度映射图243中确定发动机速度设定点信号。

现在转到图17，在一些实施例中，发动机扭矩控制模块209包括扭矩反转扭矩限制子模块246、换挡扭矩限制子模块247、制动扭矩限制子模块248和牵引接触扭矩限制子模块249，每个子模块被配置为接收输入信号210。扭矩反转扭矩限制子模块246被配置为与多个可校准映射图协调地实现多个控制过程，以确定扭矩反转扭矩限制信号250。扭矩反转扭矩限制信号250是指示例如在变换器12上的反向扭矩的情况下可允许的最大发动机扭矩。换挡扭矩限制子模块247被配置为与多个可校准映射图协调地实现多个控制过程，以确定换挡扭矩限制信号251。换挡扭矩限制信号251指示在变速器中的模式换挡事件下可允许的最大发动机扭矩。制动扭矩限制子模块248被配置为与多个可校准映射图协调地实现多个控制过程，以确定制动扭矩限制信号252。制动扭矩限制信号252指示在制动事件期间的最大可允许发动机扭矩。牵引接触扭矩限制子模块249被配置为与多个可校准映射图协调地实现多个控制过程，以确定牵引接触扭矩限制信号253。牵引接触扭矩限制信号253指示最大发动机扭矩，其由于热过载或与牵引接触相关的其它条件而被允许传输到变换器12。发动机扭矩控制模块290包括比较模块254，其确定扭矩反转扭矩限制信号250、换挡扭矩限制信号251、制动扭矩限制信号252和滥用扭矩限制信号253中的最小值。来自比较模块254的输出信号被传递到比率限制器模块255，以形成发动机扭矩设定点信号256。应当理解，发动机扭矩设定点信号256被包括在发动机设定点信号227中。

现在转到图18，在一些实施例中，变速器控制模块206被配置为实现控制过程300。在一些实施例中，在模式控制模块207中实现控制过程300。控制过程300在起始状态301开始，并进行到方框302，其中接收多个信号。在一些实施例中，方框302接收指示当前CVT速度比率和当前交通工具速度的信号。控制过程300进行到第一评估方框303，其中将当前CVT速度比率与升挡速度比率设定点(例如升挡速度比率变量216)进行比较。如果当前CVT速度比率小于升挡速度比率设定点，则第一评估方框303传送错误结果，并且控制过程300进行到方框305，其中执行用于将CVT保持在模式1中的指令。如果当前CVT速度比率大于升挡速度比率设定点，则第一评估方框303传送真实结果，并且控制过程300进行到第二评估方框304。第二评估方框304将当前交通工具速度与升挡交通工具速度设定点(例如升挡交通工具速度变量218)进行比较。如果当前交通工具速度小于升挡交通工具速度设定点，则第二评估方框304传送错误结果，并且控制过程300进行到方框305。如果当前交通工具速度大于升挡交通工具速度设定点，则第二评估方框304传送真实结果，并且控制过程300进行到方框306，其中执行用于从模式1操作升挡到模式2操作的指令。控制过程进行到第三评估方框307，在那里将当前CVT速度比率与降挡速度比率设定点(例如降挡速度比率变量217)进行比较。如果当前CVT速度比率大于降挡速度比率设定点，则第三评估方框307传送错误结果，并且控制过程300进行到方框308，在那里执行用于将变速器保持在模式2中的指令。如果当前CVT速度比率小于降挡速度比率设定点，则第三评估方框307传送真实结果，并且控制过程300进行到第四评估方框309。第四评估方框309将当前交通工具速度与降挡交通工具速度设定点(例如降挡交通工具速度变量219)进行比较。如果当前交通工具速度大于降挡交通工具速度设定点，则第四评估方框309传送错误结果，并且控制过程300进行到308。如果当前交通工具速度小于降挡交通工具速度设定点，则第四评估方框309传送真实结果，并且控制过程300进行到方框310。方框310执行指令以将变速器从模式2降挡到模式1操作。控制过程300返回到第一评估方框303。

现在转到图19，在一些实施例中，变速器控制模块206被配置为实现控制过程400。在一些实施例中，在模式控制模块207中实现控制过程400。控制过程400在开始状态401开始，并进行到方框402，在那里接收多个信号。在一些实施例中，例如，方框402接收指示当前CVT速度比率和当前交通工具速度的信号，以及与变换器12、第一离合器14和第二离合器15的控制相关联的其它信号。控制过程400进行到第一评估方框403，其中将当前CVT速度比率与升挡速度比率阈值进行比较。在一些实施例中，升挡速度比率阈值是具有接近同步速度比率设定点的值的可校准变量。在一些实施例中，升挡速度比率阈值可选地被配置为具有基于其它信号的可校准值的查找表。在一些实施例中，控制过程400可选地被提供有交通工具速度评估方框(未示出)，在那里当前交通工具速度与升挡交通工具速度阈值进行比较。应当理解，代替当前CVT速度比率的评估或除了当前CVT速度比率的评估之外，设计者能够将第一评估方框403配置为交通工具速度评估方框。如果第一评估方框403返回错误结果，则控制过程400进行到方框404，在那里发送命令，例如通过继续接合第一离合器14而将变速器保持在模式1中。如果第一评估方框403返回真实结果，则控制过程400进行到方框405，其中基本上同时发送两个命令。方框405发送命令以启动模式2离合器(例如第二离合器15)的接合。方框405发送命令以将变换器致动器保持力减小到接近零的力。例如，变换器致动器保持力是施加到变换器12的换挡致动器的力。控制过程400进行到第二评估方框406，在那里将当前CVT速度比率与同步速度比率进行比较，以确定CVT是否已达到同步速度比率。在一些实施例中，评估方框406将当前CVT速度比率信号与指示所设计的同步速度比率的存储的校准变量进行比较。在其它实施例中，评估方框406评估第一离合器14和第二离合器15的滑移，以确定离合器是否处于锁定状态。如果第一离合器和第二离合器两者都被锁定，例如离合器元件两端的速度差为低或接近零，则CVT处于同步换挡点。应当理解，评估方框406可选地被配置为实现多个比较，以确定CVT是否已经达到所设计的同步速度比率。如果第二评估方框406返回错误结果，则控制过程进行到方框405。如果第二评估方框406返回真实结果，则控制过程进行到方框407，在那里发送命令以增加或重新应用变换器致动器保持力。控制过程400进行到方框408，在那里发送命令以启动模式1离合器(例如第一离合器14)的脱离。控制过程400进行到第三评估方框409，在那里将当前CVT速度比率与降挡速度比率阈值进行比较。在一些实施例中，第三评估方框409可选地包括当前交通工具速度与降挡交通工具速度阈值的比较。如果第三评估方框409的结果为假，则控制过程400继续到方框410，在那里发送命令，例如通过继续接合第二离合器15而将变速器保持在模式2中。如果第三评估方框409为真，则控制过程400进行到方框411，其中基本上同时发送两个命令。方框411发送命令以启动模式1离合器(例如第一离合器14)的接合。方框411发送命令以将变速器致动器保持力减小到接近零的力。控制过程400进行到第四评估方框412，在那里将当前CVT速度比率与同步速度比率进行比较。如果第四评估方框412返回错误结果，则控制过程返回到方框411。如果第四评估方框412返回真实结果，则控制过程进行到方框413，在那里发送命令以增加或重新施加变换器致动器保持力。控制过程400进行到方框414，其中发送命令以启动模式2离合器(例如第二离合器15)的脱离。控制过程400返回到第一评估方框403。

本文提供了基于球型变换器(有时在本文被称为连续可变行星(“CVP”))的CVT的配置。球型无级变速器的基本概念在美国专利No.8,469,856和8,870,711中有描述，所述专利全部内容通过引用并入本文。在本文适用的如贯穿本说明书中描述的这种CVT包括多个球(行星、球体)1(这取决于应用)、具有与球接触的锥形表面的两个环(盘)组件、输入牵引环2、输出牵引环3和惰轮(太阳)组件4，如图20所示。球安装在可倾斜轴线5上，各球本身保持在具有可操作地联接到第二承载构件7的第一承载构件6的载体(定子、保持架)组件中。第一承载构件6相对于第二承载构件7旋转，反之亦然。在一些实施例中，第一承载构件6从旋转固定，而第二承载构件7被配置为相对于第一承载构件旋转，反之亦然。在一个实施例中，第一承载构件6设置有多个径向引导槽8。第二承载构件7设置有多个径向偏移引导槽9，如图21所示。径向引导槽8和径向偏移引导槽9适于引导可倾斜球轴5。球轴5被调整为在CVT的操作期间实现输入速度与输出速度的期望比率。在一些实施例中，球轴5的调整包括控制第一和第二承载构件的位置以赋予球轴5的倾斜，从而调整变换器的速度比率。其它类型的球式CVT也存在，但略有不同。

图19的该类CVP的工作原理在图22中示出。CVP本身与牵引流体一起工作。球和圆锥环之间的润滑剂在高压下用作固体，从而将来自输入环的动力通过球传递到输出环。通过使球的轴线倾斜，比率在输入和输出之间变化。当轴线为水平时，比率为1，如图22所示，当轴线倾斜时，轴线和接触点之间的距离改变，从而修改总比率。所有的球的轴线借助被包括在载体和/或惰轮中的机构同时倾斜。本文公开的本发明的实施例涉及使用大致球形的行星对变换器和/或CVT进行控制，其中每个行星具有可倾斜旋转轴线，所述可倾斜旋转轴线可被调整以在操作期间实现输入速度与输出速度的期望比率。在一些实施例中，所述旋转轴线的调整涉及行星轴线在第一平面中的角度偏离，以便在基本上垂直于第一平面的第二平面中实现行星轴线的角度调整，从而调整变换器的速度比率。第一平面中的角度偏离在这里被称为“偏斜”、“偏斜角”和/或“偏斜状态”。在一个实施例中，控制***协调使用偏斜角以在变换器中的某些接触部件之间产生将使行星旋转轴线倾斜的力。行星旋转轴线的倾斜可调整变换器的速度比率。

本领域技术人员将认识到，结合本文公开的实施例(包括参考本文描述的变速器控制***)描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可被例如实现为电子硬件、存储在计算机可读介质上并可由处理器执行的软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，以上已经在它们的功能方面一般地描述了各种说明部件、块、模块、电路和步骤。这种功能是否被实现为硬件或软件，取决于特定应用和施加在整个***上的设计约束。技术人员可以针对每个特定应用以不同的方式实现所描述的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致偏离本发明的范围。例如，可以使用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件或被设计为执行本文所述功能的其任何组合来实现或执行结合本文公开的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP内核的一个或多个微处理器或任何其它此类配置。与此类模块关联的软件可以驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或本领域已知的任何其它合适形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器，使得处理器可以从存储介质读取信息以及向存储介质写入信息。在替代方案中，存储介质可集成到处理器中。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。例如，在一些实施例中，用于IVT控制的控制器包括处理器(未示出)。

前面的描述详细描述了本发明的某些实施例。然而，应当理解，无论上述在文中如何详细地描述，本发明可以以许多方式实施。如上所述，应当指出，当描述本发明的某些特征或方面时，特定术语的使用并不意味本文中将所述术语重新定义为经限制而包括与所述术语关联的本发明的特征或方面的任何特定特性。

虽然本文已经示出和描述了本发明的优选实施例，但是对于本领域技术人员显而易见的是，这些实施例仅以示例的方式提供。在不脱离本发明的情况下，本领域技术人员将会想到许多变型、变化和替代。应当理解，在实践本发明时可以采用本文描述的本发明的实施例的各种替代方案。以下权利要求旨在限定本发明的范围，并且由此涵盖这些权利要求及它们的等同物的范围内的方法和结构。

Claims (46)

1.一种用于多模式无级变速器的控制***，所述多模式无级变速器具有可操作地联接到多模式传动装置的球行星式变换器，所述控制***包括：

变速器控制模块，被配置为接收多个电子输入信号，并且被配置为至少部分地基于所述多个电子输入信号从多个控制范围确定操作模式；

比率调度模块，被配置为存储至少一个换挡调度映射图，并且被配置为至少部分地基于所述操作模式来确定所述变换器的期望速度比率；

变换器控制模块，被配置为接收所述期望速度比率，并且被配置为至少部分地基于所述操作模式来确定致动器设定点信号；以及

扭矩反转模块，被配置为接收模式操作，并且至少部分地基于所述期望速度比率和所述致动器设定点信号来确定指示扭矩反转事件的信号。

2.根据权利要求1所述的控制***，进一步包括模式控制模块，被配置为接收多个电子输入信号，并且被配置为确定多个离合器控制信号。

3.根据权利要求1所述的控制***，其中所述比率调度模块被配置为接收指示期望运动模式的用户输入。

4.根据权利要求1所述的控制***，其中所述比率调度模块被配置为接收指示期望经济模式的用户输入。

5.根据权利要求3或4所述的控制***，其中所述比率调度模块被配置为存储用于运动模式中的操作的换挡调度映射图。

6.根据权利要求3或4所述的控制***，其中所述比率调度模块被配置为存储用于经济模式中的操作的换挡调度映射图。

7.根据权利要求1所述的控制***，其中所述比率调度模块具有锁定比率模块，所述锁定比率模块被配置为在减速事件期间将所述期望速度比率保持在恒定值。

8.根据权利要求1所述的控制***，其中所述变换器控制模块进一步包括位置控制模块和比率控制模块。

9.根据权利要求8所述的控制***，其中所述位置控制模块被配置为至少部分地基于交通工具速度来确定致动器位置设定点。

10.根据权利要求8所述的控制***，其中所述比率控制模块被配置成至少部分地基于所述期望速度比率来确定致动器位置设定点。

11.一种用于多模式无级变速器的控制***，所述多模式无级变速器具有可操作地联接到多模式传动装置的球行星式变换器，所述控制***包括：

a.变速器控制模块，包括被配置为执行可执行指令的至少一个处理器、存储器和能由所述处理器执行的多个指令，以配置所述变速器控制模块来接收多个电子输入信号，并且至少部分地基于所述多个电子输入信号从多个控制范围确定操作模式，所述变速器控制模块包括：

i.比率调度模块，被配置为执行来自所述存储器的可执行指令，并且执行可由所述处理器执行的指令，以配置所述比率调度模块来存储至少一个换挡调度图，并且至少部分地基于所述操作模式来确定所述变换器的速度比率设定点；

ii.变换器控制模块，被配置为执行来自所述存储器的可执行指令，并且执行可由所述处理器执行的指令，以配置所述变换器控制模块来接收所述速度比率设定点，并且至少部分地基于所述操作模式来确定致动器设定点信号；以及

iii.扭矩反转模块，被配置为执行来自所述存储器的可执行指令，并且执行可由处理器执行的指令，以配置所述扭矩反转模块来接收模式操作，并且至少部分地基于所述速度比率设定点和所述致动器设定点信号来确定指示扭矩反转事件的信号。

12.根据权利要求11所述的控制***，其中所述变速器控制模块进一步包括：

a.比率调度模块，被配置为执行来自所述存储器的可执行指令，并且执行可由所述处理器执行的指令，以配置所述比率调度模块来接收信号，诸如节气门位置、交通工具速度和用户可选择模式；

b.离合器控制模块，被配置为执行来自所述存储器的可执行指令，并且执行可由所述处理器执行的指令，以配置所述离合器控制模块来将电子信号发送到所述变速器的多模式传动装置部分内的螺线管；以及

c.变换器控制模块，被配置为执行来自所述存储器的可执行指令，以及执行可由所述处理器执行的指令，以配置所述变换器控制模块来接收输入信号，所述输入信号包括：

i.电流变换器速度比率；

ii.电流变换器致动器位置；

iii.节气门位置；

iv.发动机扭矩；以及

v.期望操作模式；

其中所述变换器控制模块被配置为至少部分地基于所述操作模式来确定致动器设定点信号，以及扭矩反转模块，被配置为接收模式操作并且至少部分地基于所述速度比率设定点和所述致动器设定点信号来确定指示扭矩反转事件的信号。

13.根据权利要求12所述的控制***，其中所述变换器控制模块包括：

a.所述扭矩反转模块,被配置为执行来自所述存储器的可执行指令，并且执行可由所述处理器执行的指令，以配置所述扭矩反转模块来确定由于模式换挡而导致存在扭矩反转事件；

b.正常速度比率命令模块，被配置为执行来自所述存储器的可执行指令，并且执行可由所述处理器执行的指令，以配置所述正常速度比率命令模块来确定所述速度比率设定点；以及

c.扭矩反转速度比率命令模块，被配置为执行来自所述存储器的可执行指令，并且执行可由所述处理器执行的指令，以配置所述扭矩反转速度比率命令模块来在扭矩反转期间确定速度比率设定值。

14.根据权利要求12所述的控制***，进一步包括：

控制***中的控制、监测和通信的模块管控方面，所述控制***被配置为执行来自所述存储器的可执行指令，以及执行可由处理器执行的指令。

15.根据权利要求13所述的控制***，其中所述变换器控制模块进一步包括：

位置控制模块，用于在低速度或接近零速度条件下，仅基于致动器位置来控制所述变换器。

16.根据权利要求13所述的控制***，其中所述变换器控制模块进一步包括：

位置控制模块，用于在所述同步模式换挡期间基于致动器位置来控制所述变换器。

17.根据权利要求13所述的控制***，其中所述变换器控制模块进一步包括：

位置控制模块，用于在预定条件下基于致动器位置来控制所述变换器。

18.根据权利要求12所述的控制***，其中所述比率调度模块进一步包括锁定比率模块，所述锁定比率模块被配置为确定用于交通工具减速条件的期望速度比率。

19.根据权利要求18所述的控制***，其中所述交通工具减速条件对应于发动机制动条件。

20.一种操作无级变速器的方法，所述变速器具有可操作地联接到具有第一离合器和第二离合器的多模式传动装置的变换器，所述方法包括：

操作具有与第一牵引环组件和第二牵引环组件接触的多个可倾斜球的连续可变行星，其中所述第一牵引环组件和所述第二牵引环组件之间的速度比率对应于所述球的倾斜角；

操作数字处理设备，所述数字处理设备包括被配置为执行可执行指令的操作***以及存储器设备；

将所述连续可变行星可操作地联接到所述第一离合器和所述第二离合器；

将所述变速器的当前速度比率与存储在所述存储器设备中的升挡速度比率设定点进行比较；

将当前交通工具速度与存储在所述存储器设备中的升挡交通工具速度设定点进行比较；以及

至少部分地基于所述比较来命令所述多模式传动装置升挡。

21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括将所述变速器的所述当前速度比率与存储在所述存储器设备中的降挡速度比率设定点进行比较的步骤。

22.根据权利要求21所述的方法，进一步包括将所述当前交通工具速度与存储在所述存储器设备中的降挡交通工具设定点进行比较的步骤。

23.根据权利要求22所述的方法，进一步包括至少部分地基于所述比较来命令所述多模式传动装置降挡的步骤。

24.根据权利要求23所述的方法，其中命令所述多模式传动装置降挡的步骤进一步包括：接合所述第一离合器并使所述第二离合器脱离。

25.根据权利要求23所述的方法，其中命令所述多模式传动装置升挡进一步包括：使所述第一离合器脱离并接合所述第二离合器。

26.一种用于交通工具的计算机实现的***，所述交通工具具有发动机，所述发动机联接到具有球-行星式变换器(CVP)的无级变速器，所述计算机实现的***包括：

数字处理设备，包括被配置为执行可执行指令的操作***以及存储器设备；

计算机程序，包括可由所述数字处理设备执行的指令，以创建应用程序，所述应用程序包括被配置为管理多个交通工具驾驶条件的软件模块；

被配置成监测交通工具参数的多个传感器，所述参数包括：

变速器速度比率，

发动机速度，

变换器位置，

交通工具速度，

其中所述软件模块被配置为执行变速器控制模块，其中所述变速器控制模块包括多个校准变量，所述多个校准变量被配置为存储升挡速度比率、降挡速度比率、升挡交通工具速度和降挡交通工具速度的值。

27.根据权利要求26所述的计算机实现的***，其中所述变速器控制模块进一步包括模式控制模块，其被配置为至少部分地基于所述变速器速度比率、所述交通工具速度、所述升挡速度比率、所述降挡速度比率、所述升挡交通工具速度和所述降挡交通工具速度来确定操作模型和多个离合器命令信号。

28.根据权利要求27所述的计算机实现的***，其中所述变速器控制模块进一步包括变速器控制模块，所述变速器控制模块被配置为确定变速器速度比率设定点，并且至少部分地基于所述操作模式来确定致动器设定点信号。

29.根据权利要求28所述的计算机实现的***，其中所述变速器控制模块进一步包括发动机扭矩控制模块，所述发动机扭矩控制模块被配置为至少部分地基于多个扭矩限制信号来确定发动机扭矩设定点

30.根据权利要求29所述的计算机实现的***，其中所述多个扭矩限制信号包括扭矩反转扭矩限制信号。

31.根据权利要求30所述的计算机实现的***，其中所述多个扭矩限制信号包括换挡扭矩限制信号。

32.根据权利要求31所述的计算机实现的***，其中所述多个扭矩限制信号包括制动扭矩限制信号。

33.根据权利要求32所述的计算机实现的***，其中所述多个扭矩限制信号包括牵引接触扭矩限制信号。

34.根据权利要求28所述的计算机实现的***，其中所述变换器控制模块包括比率映射图模块和比率计算模块。

35.根据权利要求34所述的计算机实现的***，其中所述变换器控制模块进一步包括锁定比率模块，所述锁定比率模块被配置为至少部分地基于所述操作模式来实现变速器速度比率的暂时保持。

36.根据权利要求34所述的计算机实现的***，其中所述比率映射图模块包括多个校准映射图，所述校准映射图被配置为至少部分地基于发动机节气门位置信号和交通工具速度来存储变速器速度比率设定点的值。

37.根据权利要求34所述的计算机实现的***，其中所述比率计算模块被配置为至少部分地基于目标发动机速度信号和变速器输出速度信号来计算CVT速度比率设定点信号。

38.一种操作无级变速器的方法，所述无级变速器具有可操作地联接到具有第一离合器和第二离合器的多模式传动装置的变换器，所述方法包括：

操作具有与第一牵引环组件和第二牵引环组件接触的多个可倾斜球的连续可变行星，其中所述第一牵引环组件和所述第二牵引环组件之间的速度比率对应于所述球的倾斜角；

操作数字处理设备，所述数字处理设备包括被配置为执行可执行指令的操作***以及存储器设备；

将所述连续可变行星可操作地联接到所述第一离合器和所述第二离合器；

将致动器可操作地联接到所述连续可变行星，所述致动器被配置成调整所述球的所述倾斜角，并且所述致动器被配置为在所述连续可变行星上施加保持力；

将所述变速器的当前速度比率与存储在所述存储器设备中的升挡速度比率阈值进行比较；

命令所述保持力减小；以及

至少部分地基于与存储在所述存储器设备中的所述升挡速度比率阈值的所述比较来命令所述多模式传动装置升挡。

39.根据权利要求38所述的方法，进一步包括将所述变速器的所述当前速度比率与存储在所述存储器设备中的同步速度比率设定点进行比较的步骤。

40.根据权利要求39所述的方法，进一步包括至少部分地基于所述变速器的所述当前速度比率与存储在所述存储器设备中的所述同步速度比率设定点的所述比较来命令所述第一离合器脱离的步骤。

41.根据权利要求40所述的方法，进一步包括至少部分地基于命令所述第一离合器的所述脱离来命令所述保持力增大的步骤。

42.根据权利要求41所述的方法，进一步包括将所述变速器的所述当前速度比率与存储在所述存储器设备中的降挡速度比率阈值进行比较的步骤。

43.根据权利要求42所述的方法，进一步包括至少部分地基于与存储在所述存储器设备中的所述降挡速度比率阈值的所述比较来命令所述保持力减小的步骤。

44.根据权利要求43所述的方法，进一步包括至少部分地基于与存储在所述存储器设备中的所述降挡速度比率阈值的所述比较来命令所述第一离合器接合的步骤。

45.根据权利要求38所述的方法，进一步包括将所述当前交通工具速度与存储在所述存储器设备中的升挡交通工具速度阈值进行比较的步骤。

46.根据权利要求45所述的方法，进一步包括将所述当前交通工具速度与存储在所述存储器设备中的降挡交通工具速度阈值进行比较的步骤。