高功能安全性的無級變速器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及變速器領(lǐng)域，具體為一種高功能安全性的無級變速器，主要應(yīng)用于汽車、工程機械、動力機械等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
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[0002]錐盤式無級變速器廣泛應(yīng)用于交通工具、工程機械、農(nóng)機、發(fā)電設(shè)備及其他工業(yè)領(lǐng)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(diào)節(jié)變速比和系統(tǒng)的潤滑冷卻是此類無級變速器的關(guān)鍵功能。
[0003]無級變速器的應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是汽車領(lǐng)域，對系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)、零部件或元器件的簡單重復(fù)冗余無法避免系統(tǒng)的共因性失效，因為導(dǎo)致主系統(tǒng)失效的原因也會導(dǎo)致其備份系統(tǒng)的失效。在系統(tǒng)設(shè)計過程中應(yīng)該盡量避免共因性失效，從而提高整個系統(tǒng)的可靠性。
[0005]功能安全是指避免由系統(tǒng)功能故障導(dǎo)致的不可接受的風(fēng)險。功能安全關(guān)注系統(tǒng)故障后的行為，而不是系統(tǒng)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(yè)中特定的電器器件、電子設(shè)備、可編程電子器件等專門用于汽車領(lǐng)域的部件，旨在提高汽車電子、電器產(chǎn)品功能的國際標準。隨著系統(tǒng)復(fù)雜性的提高、軟件和機電設(shè)備的應(yīng)用來自系統(tǒng)失效和隨機的硬件失效的風(fēng)險也日益增大，ISO 26262標準為避免這些風(fēng)險提供了可行的要求和流程。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0007]本發(fā)明的目的是提供一種無級變速器，提高在非系統(tǒng)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(tǒng)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(jié)構(gòu)為2根錐盤軸，其上分別設(shè)置I個動錐盤和I個定錐盤。動錐盤與調(diào)速機構(gòu)相連，如液壓缸，或調(diào)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(chǔ)。
[0009]無級變速器控制的重要對象是變速比，為了提高系統(tǒng)功能安全性，首先需要以至少2套不同的途徑測量系統(tǒng)當(dāng)前的變速比，反饋給控制系統(tǒng)。當(dāng)一種途徑失效時，可以以另一種途徑獲得穩(wěn)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(fā)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(zhuǎn)速之比。作為系統(tǒng)校驗信號，可采用整車的發(fā)動機或電動汽車的驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速信號校驗無級變速器的輸入轉(zhuǎn)速信號，以及ABS或ESP的輪速信號校驗無級變速器的輸出轉(zhuǎn)速信號。
[0011]轉(zhuǎn)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(shè)置有轉(zhuǎn)速信號發(fā)生裝置，同時在殼體相應(yīng)位置設(shè)置有轉(zhuǎn)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(shè)置有轉(zhuǎn)速信號發(fā)生裝置，同時在殼體相應(yīng)位置設(shè)置有轉(zhuǎn)速信號傳感器；測量到輸入輸出轉(zhuǎn)速信號后，即可算出當(dāng)前的變速比。
[0012]錐盤位置的測量方式為，將錐盤位置信號發(fā)生裝置設(shè)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(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)上的與動錐盤同軸的環(huán)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(huán)形槽內(nèi)。
[0013]或?qū)㈠F盤位置信號發(fā)生裝置設(shè)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(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)上的，旋轉(zhuǎn)軸線與動錐盤旋轉(zhuǎn)軸線同軸的環(huán)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(huán)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(fā)生裝置，設(shè)置于輸入錐盤軸上；或?qū)⒔嵌葌鞲衅骷捌溴F盤位置發(fā)生裝置，設(shè)置于輸出錐盤軸上；或直線位移傳感器及其錐盤位置發(fā)生裝置，設(shè)置于輸入錐盤軸上；或直線位移傳感器及其錐盤位置發(fā)生裝置，設(shè)置于輸出錐盤軸上；或角度傳感器及其錐盤位置發(fā)生裝置，同時設(shè)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(fā)生裝置，同時設(shè)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(fā)生裝置，分別設(shè)置于輸入和輸出錐盤軸上。
[0015]同時，如果是以電機調(diào)整速比，也可在調(diào)速電機上設(shè)置轉(zhuǎn)數(shù)或位置信號傳感器，以便測量電機旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)，也可間接獲得錐盤位置的信息。
[0016]這樣，如果發(fā)現(xiàn)變速比的三路測量結(jié)果，轉(zhuǎn)速、錐盤位置、調(diào)速電機旋轉(zhuǎn)圈數(shù)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(xù)正常工作；如果系統(tǒng)采用了兩路測量，如轉(zhuǎn)速和錐盤位置，可對比整車的發(fā)動機或驅(qū)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(xù)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(zhí)行機構(gòu)，本發(fā)明設(shè)置了 2套系統(tǒng)，一套為自然的飛濺潤滑，并利用導(dǎo)油結(jié)構(gòu)將潤滑油導(dǎo)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(qū)動的強制潤滑系統(tǒng)，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(jiān)測，本發(fā)明中設(shè)置了強制潤滑監(jiān)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(shè)置壓力傳感器、真空度傳感器，或真空發(fā)訊器，或真空開關(guān)，判斷濾網(wǎng)是否堵塞。同時設(shè)置有2個潤滑油溫傳感器，I個設(shè)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(shè)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(nèi)燃機驅(qū)動的汽車內(nèi)，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(xiàn)上述功能，在無級變速器與發(fā)動機之間設(shè)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(jié)合，同時減速裝置上設(shè)有離合器位置信號傳感器，電機上設(shè)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(xiàn)無級變速器的前進倒檔切換，同時減速裝置上設(shè)有同步器位置信號傳感器，在電機上設(shè)有電機位置信號傳感器。
[0024]因此本發(fā)明具體通過如下技術(shù)手段實現(xiàn):
[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(shè)置有轉(zhuǎn)速信號發(fā)生裝置，同時在殼體上設(shè)置有轉(zhuǎn)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(shè)置有轉(zhuǎn)速信號發(fā)生裝置，同時在殼體上設(shè)置有轉(zhuǎn)速信號傳感器；
[0027]在動錐盤上設(shè)置有或與動錐盤軸向固定連接有錐盤位置信號發(fā)生裝置，同時在殼體上設(shè)置有錐盤位置信號傳感器；
[0028]所述轉(zhuǎn)速信號發(fā)生裝置和所述轉(zhuǎn)速信號傳感器用于測量和傳遞輸入錐盤或輸出錐盤的轉(zhuǎn)速；
[0029]所述錐盤位置信號發(fā)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(yōu)選，所述高功能安全性的無級變速器設(shè)置有潤滑油泵，其中吸油口位于無級變速器下部殼體內(nèi)；出油口通過油道管路經(jīng)過濾清器，通過錐盤軸潤滑油入口進入2