CN103410801A - 含湿式离合器的无级变速箱的跛行回家油路系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含湿式离合器的无级变速箱的跛行回家油路系统，包括液压油泵、手动阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第一机械阀、第二机械阀、第三机械阀、第四机械阀、倒档制动器、前进档离合器、主缸、次缸、开关阀、第五机械阀，在TCU正常工作时，开关阀处于上电工作状态，第四机械阀的控制油路由第二电磁阀控制；在TCU驱动级全部关闭时，开关阀因弹簧作用处于复位状态，第四机械阀的控制油路由第五机械阀控制。在TCU不能正常工作、关闭所有驱动级后，将手柄拨到D位置并踩下油门踏板，当发动机转速达到一定阀值时可实现前进档在档运行，将手柄拨到R位置并踩下油门踏板，当发动机转速达到一定阀值时可实现倒车行驶。

Description

含湿式离合器的无级变速箱的跛行回家油路系统

技术领域

本发明与汽车无级变速箱CVT的液压控制系统有关，具体涉及湿式离合器式无级变速箱在变速箱电子控制单元TCU所有驱动全部关闭的紧急情况下实现跛行回家的油路系统。

背景技术

目前，市场上主流的变速箱包括手动变速箱(MT)、自动机械式变速箱(AMT)、双离合器变速箱(DCT)、无级变速箱(CVT)和液力自动变速箱(AT)五种类型，其中无级变速箱CVT具有换档平顺、在城市工况下节油效果明显的优势，比较适合我国的道路情况，因此这种变速箱在我国的装车率越来越高。

按照行车系统的形式划分，目前市场上占主流的无级变速箱CVT有两种结构，一种是带液力变矩器的无级变速箱CVT，另一种是带湿式离合器的无级变速箱CVT，其中带液力变矩器的无级变速箱CVT具有起步冲击较小的优点，但是由于液力变矩器的体积较大，不利于整车布置，且存在搅油损失的问题，所以面对日益严苛的油耗限值，这种无级变速箱进一步优化的空间受到极大限制。

相比之下，带湿式离合器的无级变速箱CVT体积较小，便于整车布置，并且车辆行走后，离合器将完全结合，不存在搅油损失的问题，节油效果也更为明显，其液压油路如图1、图2所示，包括液压油泵1、第一电磁阀11、第二电磁阀12、第三电磁阀13、第四电磁阀14、第一机械阀21、第二机械阀22、第三机械阀23、第四机械阀24、手动阀2，其中手动阀2为四位四通换向阀，其余各阀均为两位三通换向阀。第一电磁阀11用于调节第一机械阀21的控制压力，最终实现主油压的控制调节；第二电磁阀12用于调节第四机械阀24的控制压力，最终实现前进档离合器6/倒档制动器5的充/放油控制，前进档离合器6和倒档制动器5的切换由驾驶员通过拨动手柄实现切换；第三电磁阀13用于调节第二机械阀22的控制压力，最终实现主缸7压力的控制调节；第四电磁阀14用于调节第三机械阀23的控制压力，最终实现次缸8压力的控制调节；其中，前进档离合器6和倒档制动器5安装在一个行星排上，构成行车系统；主缸7和次缸8构成变速系统。

液压油泵1的输出口与第一机械阀21的进油口、第一电磁阀11的进油口、第二电磁阀12的进油口、第二机械阀22的进油口、第三电磁阀13的进油口、第三机械阀23的进油口、第四电磁阀14的进油口连通，第一机械阀21的控制端与第一电磁阀11的出油口连通，第一机械阀21的出油口与第四机械阀24的进油口连通，第四机械阀24的控制端与第二电磁阀12的出油口连通，第四机械阀24的出油口与手动阀2的进油口连通，通过拉动手柄可实现前进档离合器或者倒档制动器的充放油控制，第二机械阀22的控制端与第三电磁阀13的出油口连通，第三机械阀23的控制端与第四电磁阀14的出油口连通，第二机械阀22的出油口与变速系统的主缸7连接，第三机械阀23的出油口与变速系统的次缸8连接，第一机械阀21的出油口还与冷却系统4连接。当换档手柄位于D档(手动阀处于D位置)时，如图1所示，第二电磁阀12控制前进档离合器6的充油速度，当换挡手柄位于R档(手动阀处于R位置)时，如图2所示，前进档离合器6卸压，第二电磁阀12控制倒档制动器5的充油速度。

然而，当车辆的关键传感器发生故障或发生其它机械故障进而导致变速箱电子控制单元TCU所有驱动级全部关闭时，常规的带湿式离合器的无级变速箱CVT前进档离合器和倒档制动器将分开，不能传递动力，因此，在这种情况下故障车辆只能停止行驶，无法凭借自身动力返回修理厂，给用户带来诸多不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种含湿式离合器的无级变速箱的跛行回家油路系统，在不改变无级变速箱本体的前提下，调整液压油路，使其在没有TCU或者TCU驱动级全部关闭的情况下能够凭借自身动力实现跛行回家功能。

为解决上述技术问题，本发明提供的含湿式离合器的无级变速箱的跛行回家油路系统，包括液压油泵、手动阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第一机械阀、第二机械阀、第三机械阀、第四机械阀、倒档制动器、前进档离合器、主缸和次缸，还包括一开关阀和一第五机械阀，所述开关阀、第五机械阀、第二电磁阀和第四机械阀用于正常工作模式和跛行回家模式的油路切换；

在变速箱电子控制单元正常工作时，开关阀处于上电工作状态，第四机械阀的控制油路由第二电磁阀控制；

在变速箱电子控制单元驱动级全部关闭时，开关阀处于弹簧复位状态，第四机械阀的控制油路由第五机械阀控制。

进一步的，液压油泵的输出口与第一机械阀的进油口、第一电磁阀的进油口、第二电磁阀的进油口、第五机械阀的进油口、第二机械阀的进油口、第三电磁阀的进油口、第三机械阀的进油口、第四电磁阀的进油口连通；

第一机械阀的控制端与第一电磁阀的出油口连通，第一机械阀的出油口与第四机械阀的进油口连通；第四机械阀的出油口与手动阀的进油口连通，通过驾驶员拉动手柄改变手动阀的工作位置，实现前进档离合器或者倒档制动器的充放油控制；

开关阀处于上电工作状态时，其进油口与第二电磁阀的出油口连通，出油口与第四机械阀的控制端连通；开关阀处于弹簧复位状态时，其进油口与第五机械阀的出油口连通，出油口仍然与第四机械阀的控制端连通；

第二机械阀的控制端与第三电磁阀的出油口连通，第二机械阀的出油口与变速系统的主缸连接，第三机械阀的控制端与第四电磁阀的出油口连通，第三机械阀的出油口与变速系统的次缸连接。

此外，所述第一机械阀的出油口与冷却系统连接。

本发明的有益之处在于：

1)采用本发明的油路系统的无级变速箱CVT，当TCU不能正常工作而关闭所有驱动级后，驾驶员可以通过将手柄位置拨到D位置同时踩下油门踏板，使发动机保持在一定转速阀值上的方式，实现前进档在档运行，将手柄拨至R位置同时踩下油门踏板，使发动机保持在一定转速阀值上，即可实现倒车行驶，因此故障车辆不会趴窝，不需要在原地等待救援，可以凭借自身动力自行驾车前往维修站；

2)采用本发明的油路系统，可以使系统的可靠性和鲁棒性大大提高，更大程度上推动了湿式离合器式CVT的装车使用率；

3)使用该油路结构无需改变系统的控制策略和匹配数据，可沿用原系统材料，具有很好的继承性。

附图说明

图1是现有的带湿式离合器的无级变速箱CVT的D档液压原理图；

图2是现有的带湿式离合器的无级变速箱CVT的R档液压原理图；

图3是本发明的带湿式离合器的无级变速箱正常工作模式D档的液压原理图；

图4是本发明的带湿式离合器的无级变速箱正常工作模式R档的液压原理图；

图5是本发明的带湿式离合器的无级变速箱跛行回家模式D档的液压原理图；

图6是本发明的带湿式离合器的无级变速箱跛行回家模式R档的液压原理图。

其中附图标记说明如下：

1为液压油泵；2为手动阀；3为开关阀；4为冷却系统；5为倒档制动器；6为前进档离合器；7为主缸；8为次缸；11为第一电磁阀；12为第二电磁阀；13为第三电磁阀；14为第四电磁阀；21为第一机械阀；22为第二机械阀；23为第三机械阀；24为第四机械阀；25为第五机械阀。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供的带湿式离合器的无级变速箱CVT的跛行回家油路系统，如图3至图6所示，在常规的湿式离合器式无级变速箱CVT液压油路(如图1、图2所示)基础上无需改变变速箱本体结构，只要增加开关阀3和第五机械阀25即可。所述开关阀3、第五机械阀25、第二电磁阀12和第四机械阀24用于正常工作模式和跛行回家模式的油路切换；在变速箱电子控制单元正常工作时，开关阀3处于打开状态，第四机械阀24的控制油路由第二电磁阀12控制；在变速箱电子控制单元驱动级全部关闭时，开关阀3处于关闭状态，第四机械阀24的控制油路由第五机械阀25控制。

液压油泵1的输出口与第一机械阀21的进油口、第一电磁阀11的进油口、第二电磁阀12的进油口、第五机械阀25的进油口、第二机械阀22的进油口、第三电磁阀13的进油口、第三机械阀23的进油口、第四电磁阀14的进油口连通；第一机械阀21的控制端与第一电磁阀11的出油口连通，第一机械阀21的出油口与第四机械阀24的进油口连通；第四机械阀24的出油口与手动阀2的进油口连通，通过驾驶员拉动手柄改变手动阀2的工作位置，对行车系统的前进档离合器6或者倒档制动器5进行充放油控制；开关阀3的进油口与第二电磁阀12的出油口连通，回油口与第五机械阀25的出油口连通，出油口与第四机械阀24的控制端连通；第五机械阀25的控制端和进油口连通；第二机械阀22的控制端与第三电磁阀13的出油口连通，第二机械阀22的出油口与变速系统的主缸7连接，第三机械阀23的控制端与第四电磁阀14的出油口连通，第三机械阀23的出油口与变速系统的次缸8连接。所述第一机械阀21的出油口与冷却系统4连接。

在TCU正常工作时，开关阀3受TCU控制处于打开状态并屏蔽第五机械阀25的作用，使第四机械阀24的控制油路不受第五机械阀25的影响，而仍受第二电磁阀12的控制，保证系统正常运行。在TCU出现故障、TCU驱动级全部关闭后，开关阀3的复位弹簧发挥作用，使开关阀3处于默认关闭状态，第四机械阀24的控制油路与第五机械阀25的输出油路相连通。通过系统油压变化可不同程度地克服第五机械阀25的弹簧阻力，实现其开启横截面积的变化，进而改变前进档离合器6或倒档制动器5的输入油压。同时，主缸7和次缸8的油压也直接受发动机的转速影响，在驾驶员踩油门踏板的情况下，不会出现钢带脱落的情况，能够稳定传递发动机的扭矩，从而实现在跛行工况下，车辆能够依靠自身动力前进和后退行驶。

如常规的湿式离合器式CVT，仍然使用第一机械阀21、第二机械阀22、第三机械阀23、第四机械阀24、第五机械阀25实现调压，使最终输出至冷却系统、行车系统、变速系统的液压油与低压油路相连，满足了零部件设计要求。

如图3所示，当油路系统处于D档正常工作模式时，TCU控制开关阀3使其阀块处于图3所示状态，此时开关阀3既屏蔽了第五机械阀25的作用，又使其它各电磁阀的作用不受影响，保证本发明的油路系统在正常工作模式D档下与常规系统一致，可以可靠运行，由第二电磁阀12控制前进档离合器6的充油速度。

如图4所示，当油路系统处于正常工作模式时，驾驶员通过拨动手柄由D位置换至R位置，可使前进档离合器6内卸压，并使倒档制动器5内充油。开关阀3由TCU控制，其阀块处于图4所示状态，此时其既屏蔽了第五机械阀25的作用，又使其它各电磁阀的作用不受影响，保证本发明的油路系统在正常工作模式R档下与原系统一致，可以可靠运行，由第二电磁阀12控制倒档制动器5的充油速度。

如图5所示，当TCU出现故障，关闭所有驱动级后，系统处于D档跛行回家模式时，开关阀3的复位弹簧起作用，使开关阀3回到默认状态，其阀块处于图5所示状态。此时，第四机械阀24的控制油路与第五机械阀25的输出油路相连通，第二电磁阀12的作用被屏蔽，第四机械阀24的控制压力来自第五机械阀25的输出。由于第五机械阀25的控制端与输入端相连，只有输入油压高于一定阈值后，才能克服弹簧力，输出压力至第四机械阀24的控制端。由于第四机械阀24的输入压力来自液压油泵1(采用非定量泵)产生的主油压，在TCU驱动级全部关闭且系统进入跛行回家模式后，主油压的调节阀(第一电磁阀11)不起作用，系统油压只与发动机的转速呈线性关系，因此，当发动机转速高于一定阈值后，系统油压可逐渐克服弹簧力，逐渐增大第五机械阀25的开口面积，前进档离合器6也逐渐结合。同时，此时冷却系统4油压最大，主缸7、次缸8的压力最大，钢带形成一定速比，可稳定传递发动机的扭矩，车辆开始行驶。在此过程中，第五机械阀25只保证当发动机高于一定转速时，离合器才会结合，当驾驶员收油门时，发动机的转速下降，系统油压小于复位弹簧的弹簧力，第五机械阀5的开口逐渐关闭，输出端油压与油缸相连，前进档离合器6逐渐打开，切断发动机负载，防止发动机熄火。

如图6所示，当系统处于跛行回家模式时，驾驶员通过拨动手柄由D位置换至R位置后，可使前进档离合器6内卸压，并使倒档制动器5内充油。此过程中各阀的作用和原理与D档跛行回家模式下相似，不再赘述。

采用本发明的油路系统的无级变速箱CVT，当TCU不能正常工作，关闭所有驱动级后，驾驶员可以通过将手柄位置拨到D位置同时踩下油门踏板，使发动机保持在一定转速阀值上的方式，实现前进档在档运行，将手柄拨至R位置同时踩下油门踏板，使发动机保持在一定转速阀值上，即可实现倒车行驶，因此故障车辆不会趴窝，不需要在原地等待救援，可以凭借自身动力自行驾车前往维修站；采用本发明的油路系统，可以使系统的可靠性和鲁棒性大大提高，更大程度上推动了湿式离合器式CVT的装车使用率；使用该油路结构无需改变系统的控制策略和匹配数据，可沿用原系统材料，具有很好的继承性。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，该实施例仅仅是本发明的较佳实施例，其并非对本发明进行限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下对油路系统中的阀结构、油路的走向及油路中阀的组成、连接关系等方面通过任何修改、等同替换、改进等方式所获得的所有其它实施例，均应视为在本发明所保护的技术范畴内。

Claims (3)

1.一种含湿式离合器的无级变速箱的跛行回家油路系统，包括液压油泵(1)、手动阀(2)、第一电磁阀(11)、第二电磁阀(12)、第三电磁阀(13)、第四电磁阀(14)、第一机械阀(21)、第二机械阀(22)、第三机械阀(23)、第四机械阀(24)、倒档制动器(5)、前进档离合器(6)、主缸(7)和次缸(8)，其特征在于，

还包括一开关阀(3)和一第五机械阀(25)，所述开关阀(3)、第五机械阀(25)、第二电磁阀(12)和第四机械阀(24)用于正常工作模式和跛行回家模式的油路切换；

在变速箱电子控制单元正常工作时，开关阀(3)处于上电工作状态，第四机械阀(24)的控制油路由第二电磁阀(12)控制；

在变速箱电子控制单元驱动级全部关闭时，开关阀(3)处于弹簧复位状态，第四机械阀(24)的控制油路由第五机械阀(25)控制。

2.根据权利要求1所述的含湿式离合器的无级变速箱的跛行回家油路系统，其特征在于，

液压油泵(1)的输出口与第一机械阀(21)的进油口、第一电磁阀(11)的进油口、第二电磁阀(12)的进油口、第五机械阀(25)的进油口、第二机械阀(22)的进油口、第三电磁阀(13)的进油口、第三机械阀(23)的进油口、第四电磁阀(14)的进油口连通；

第一机械阀(21)的控制端与第一电磁阀(11)的出油口连通，第一机械阀(21)的出油口与第四机械阀(24)的进油口连通；第四机械阀(24)的出油口与手动阀(2)的进油口连通，通过驾驶员拉动手柄改变手动阀(2)的工作位置，对行车系统的前进档离合器(6)或者倒档制动器(5)进行充放油控制；

开关阀(3)处于上电工作状态时，其进油口与第二电磁阀(12)的出油口连通，出油口与第四机械阀(24)的控制端连通；开关阀(3)处于弹簧复位状态时，其进油口与与第五机械阀(25)的出油口连通，出油口仍与第四机械阀(24)的控制端连通；

第二机械阀(22)的控制端与第三电磁阀(13)的出油口连通，第二机械阀(22)的出油口与变速系统的主缸(7)连接，第三机械阀(23)的控制端与第四电磁阀(14)的出油口连通，第三机械阀(23)的出油口与变速系统的次缸(8)连接。

3.根据权利要求1所述的含湿式离合器的无级变速箱的跛行回家油路系统，其特征在于，所述第一机械阀(21)的出油口与冷却系统(4)连接。

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