CN104179921A - 一种复合式汽车自动变速器的电控装置 - Google Patents

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Abstract

一种复合式汽车自动变速器的电控装置，属于汽车电子控制技术领域。主要针对复合式汽车自动变速器的控制，尤其是无级传动与有级传动之间的相互切换控制。本发明由微机控制单元、有级无级切换控制机构、有级变速离合器、发动机曲轴转速传感器、主动带轮动锥盘位置传感器、变速器输出轴转速传感器、主动带轮动锥盘位置传感器等组成，其特征是：微机控制单元根据接收到的传感器信号进行处理，并输出电信号，通过各个执行机构控制有级变速离合器和无级变速前进挡离合器结合与断开，从而实现对复合式汽车自动变速器的控制。其优点是：提高车辆的经济性，降低汽车有害物质的排放，提高汽车的动力性，延长金属带的使用寿命。

Description

一种复合式汽车自动变速器的电控装置
技术领域
 本发明涉及一种复合式汽车自动变速器的电控装置，属于汽车电子控制技术领域。
背景技术
变速器是汽车的重要组成部分，其性能好坏在很大程度上影响着汽车经济性、动力性、舒适性以及汽车的排放性能。金属带式无级变速器是当前发展较快的一种自动变速器，可以通过改变主、从动带轮的工作半径在一定范围内连续改变传动比，具有结构紧凑、工作可靠噪音低等优点。而且由于发动机运转平稳，非稳定工况较少，空燃比相对稳定，降低了汽车有害排放物。但由于摩擦面的摩擦系数和零件承受的单位压力的限制，导致传递功率小，传动效率低，特别是高速大负荷行驶时功率损失较大，约束了金属带式无级变速器的广泛应用。
针对上述金属带式无级变速器的不足，发明专利200710115088.1公开了一种复合式汽车变速器，在金属带式无级变速器的基础上增加了有级传动机构，金属带式无级变速传动装置和有级变速传动装置组成了复合式汽车变速器，可根据汽车工况的需要，分别实现无级变速传动和有级变速传动。
    控制系统能够精确地控制复合式汽车自动变速器的前进、后退以及无级变速传动与有级传动之间的相互切换，控制无级传动时速比的变化及夹紧力的变化。一种复合式汽车自动变速器的电控装置能够进一步提高整车的燃油经济性、动力性以及汽车的排放性能。
发明内容
针对上述发明专利200710115088.1公开的一种复合式汽车变速器，本发明的目的是为该复合式汽车自动变速器提供一种精确的电控装置。该电控装置能够精确控制复合式汽车自动变速器的无级传动、有级传动以及无级传动与有级传动之间的相互切换，能够提高车辆在高速大工况下的经济性、动力性、降低有害物质的排放，推动复合式汽车自动变速器的应用。  
一种复合式汽车自动变速器的电控装置是通过以下技术方案实现的：主动带轮动锥盘位置传感器、第一轴承、主动带轮液压缸、主动带轮动锥盘、主动带轮固定锥盘、第二轴承、无级变速前进挡离合器、倒挡变速机构、主油路油温传感器、液压泵、液压油箱、液压管路、速比控制执行机构、第三轴承、主油路油压传感器、主油路压力调节机构、进退挡切换执行机构、从动带轮液压缸、从动带轮动锥盘、有级无级切换控制机构、从动带轮固定锥盘、变速器输出轴转速传感器、变速器输出齿轮、第四轴承、变速器输出轴、第五轴承、有级变速中间齿轮、有级变速离合器、中间轴、第六轴承、有级变速输出齿轮、金属带、发动机曲轴转速传感器、发动机、变速器输入轴、有级变速输入齿轮、微机控制单元。其特征是：变速器输入轴通过通过第一轴承和第二轴承固定安装在变速器壳体的轴承座上，在变速器输入轴上，主动带轮固定锥盘和主动带轮动锥盘安装在第一轴承和第二轴承之间，第二轴承的左侧安装倒挡变速机构和无级变速前进挡离合器，有级变速输入齿轮固定安装在第一轴承的右侧，主动带轮固定锥盘安装在变速器输入轴上，主动带轮动锥盘与主动带轮的固定锥盘通过花键连接，无级变速前进挡离合器的压盘与主动带轮固定锥盘通过花键连接，无级变速前进挡离合器的从动盘与倒挡变速机构的行星架固定在一起，倒挡变速机构的太阳轮与变速器输入轴通过键相连；中间轴通过第五轴承和第六轴承固定安装在变速器壳体上，在第五轴承和第六轴承之间，从左到右依次安装有级变速输出齿轮、有级变速中间齿轮和有级变速离合器，有级变速输出齿轮通过键固定安装在中间轴上，有级变速离合器的压盘与有级变速中间齿轮固定在一起，有级变速离合器的从动盘与中间轴通过花键连接；变速器输出轴通过第三轴承和第四轴承固定在变速器壳体的轴承座上，在第三轴承和第四轴承之间，从左到右依次安装有从动带轮动锥盘、从动带轮固定锥盘、无级变速输出齿轮，从动带轮动锥盘通过花键与变速器输出轴相连接，变速器输出齿轮与变速器输出轴通过键连接；变速器输入轴与中间轴通过有级变速输入齿轮和有级变速中间齿轮连接，变速器输入轴与变速器输出轴通过金属带连接，中间轴与变速器输出轴通过有级变速输出齿轮和变速器输出齿轮连接；速比控制执行机构的一侧的端口与主动带轮液压缸通过液压管路相连，另一侧的两个端口分别与液压油箱、液压泵通过液压管路相连，速比控制执行机构可控制液压油由主动带轮液压缸流向液压油箱，控制液压油由液压泵流向主动带轮液压缸；主油路压力调节机构两端分别与液压泵和进退挡切换执行机构通过液压管路相连接，通过主油路压力调节机构可调节主油路的压力；进退挡切换执行机构一侧的两个端口分别与主油路压力调节机构、液压油箱通过液压管路相连，另一侧的两个端口分别与倒挡变速机构、有级无级切换控制机构通过液压管路相连接，通过进退挡切换执行机构，可控制主油路压力调节机构中的油液流向倒挡变速机构，有级无级切换控制机构中的油液流向液压油箱，主油路压力调节机构中的油液流向有级无级切换控制机构，倒挡变速机构中的油液流向液压油箱；有级无级切换控制机构的一侧端口分别与进退挡切换执行机构、液压油箱通过液压管路相连，另一侧分别与无级变速前进挡离合器、有级变速离合器通过液压管路相连接，通过有级无级切换控制机构，可控制进退挡切换执行机构中的油液流向无级变速前进挡离合器，有级变速离合器中的油液流回液压油箱，或者进退挡切换执行机构中的油液流向有级变速离合器，无级变速前进挡离合器中的油液流向液压油箱；主动带轮动锥盘位置传感器安装在主动带轮动锥盘上，变速器输出轴转速传感器固定安装在靠近输出齿轮处的变速器壳体上，发动机曲轴转速传感器固定安装在靠近飞轮处的发动机壳体上，主油路油压传感器和主油路油温传感器都固定安装在主油路压力调节机构上；微机控制单元的信号输入端口与主动带轮动锥盘位置传感器、主油路油温传感器、主油路油压传感器、发动机曲轴转速传感器、变速器输出轴转速传感器电相连，信号输出端口分别与速比控制执行机构、主油路压力调节机构、进退挡切换执行机构、有级无级切换控制机构电相连。
本发明的有益效果：1）在高速大负荷工况下，控制变速器由带传动切换成齿轮传动，能够提高变速器的传动效率，降低车辆油耗，提高车辆动力性；2）减少金属带的磨损，延长金属带的使用寿命；3）减少车辆有害物质的排放。
附图说明                    
图1是本发明的结构示意图。
图中1.主动带轮动锥盘位置传感器 2.第一轴承 3.主动带轮液压缸 4.主动带轮动锥盘 5.主动带轮固定锥盘 6.第二轴承 7.无级变速前进挡离合器 8.倒挡变速机构 9.主油路油温传感器 10.液压泵 11.液压油箱 12.液压管路 13.速比控制执行机构 14.第三轴承 15.主油路油压传感器 16.主油路压力调节机构 17.进退挡切换执行机构 18.从动带轮液压缸 19.从动带轮动锥盘 20.有级无级切换控制机构 21.从动带轮固定锥盘 22.变速器输出轴转速传感器 23.变速器输出齿轮 24.第四轴承 25.变速器输出轴 26.第五轴承 27.有级变速中间齿轮 28.有级变速离合器 29.中间轴 30.第六轴承 31.有级变速输出齿轮 32.金属带 33.发动机曲轴转速传感器 34.发动机 35.变速器输入轴 36.有级变速输入齿轮 37.微机控制单元。  
具体实施方式
如图1所示，一种复合式汽车自动变速器的电控装置包括主动带轮动锥盘位置传感器1、第一轴承2、主动带轮液压缸3、主动带轮动锥盘4、主动带轮固定锥盘5、第二轴承6、无级变速前进挡离合器7、倒挡变速机构8、主油路油温传感器9、液压泵10、液压油箱11、液压管路12、速比控制执行机构13、第三轴承14、主油路油压传感器15、主油路压力调节机构16、进退挡切换执行机构17、从动带轮液压缸18、从动带轮动锥盘19、有级无级切换控制机构20、从动带轮固定锥盘21、变速器输出轴转速传感器22、变速器输出齿轮23、第四轴承24、变速器输出轴25、第五轴承26、有级变速中间齿轮27、有级变速离合器28、中间轴29、第六轴承30、有级变速输出齿轮31、金属带32、发动机曲轴转速传感器33、发动机34、变速器输入轴35、有级变速输入齿轮36、微机控制单元37；其中变速器输入轴35通过第一轴承2和第二轴承6固定安装在变速器壳体的轴承座上，在变速器输入轴35上，主动带轮固定锥盘5和主动带轮动锥盘4安装在第一轴承2和第二轴承6之间，第二轴承6的左侧安装有倒挡变速机构8、无级变速前进挡离合器7和液压泵10，有级变速输入齿轮36固定安装在第一轴承2的右侧，主动带轮固定锥盘5安装在变速器输入轴35上，主动带轮动锥盘4与主动带轮的固定锥盘5通过花键连接，无级变速前进挡离合器7的压盘与主动带轮固定锥盘5通过花键连接，无级变速前进挡离合器7的从动盘与倒挡变速机构8的行星架固定在一起，倒挡变速机构8的太阳轮与变速器输入轴35通过键相连；中间轴29通过第五轴承26和第六轴承30固定安装在变速器壳体上，在第五轴承26和第六轴承30之间，从左到右依次安装有级变速输出齿轮31、有级变速中间齿轮27和有级变速离合器28，有级变速输出齿轮31通过键固定安装在中间轴29上，有级变速离合器28的压盘与有级变速中间齿轮27固定在一起，有级变速离合器28的从动盘与中间轴29通过花键连接；变速器输出轴25通过第三轴承14和第四轴承24固定在变速器壳体的轴承座上，在第三轴承14和第四轴承24之间，从左到右依次安装有从动带轮动锥盘19、从动带轮固定锥盘21、变速器输出齿轮23，从动带轮动锥盘19通过花键与变速器输出轴25相连接，变速器输出齿轮23与变速器输出轴25通过键连接；变速器输入轴35与中间轴29通过有级变速输入齿轮36和有级变速中间齿轮27连接，变速器输入轴35与变速器输出轴25通过金属带32连接，中间轴29与变速器输出轴25通过有级变速输出齿轮31和变速器输出齿轮23连接；速比控制执行机构13的一侧的端口与主动带轮液压缸3通过液压管路相连，另一侧的两个端口分别与液压油箱11、液压泵10通过液压管路相连，速比控制执行机构13可控制液压油由主动带轮液压缸3流向油液压油箱11，控制液压油由液压泵10流向主动带轮液压缸3；主油路压力调节机构16两端分别与液压泵10和进退挡切换执行机构17相连接，通过主油路压力调节机构16可调节主油路的压力；进退挡切换执行机构17一侧的两个端口分别与主油路压力调节机构16、液压油箱11通过液压管路相连，另一侧的两个端口分别与倒挡变速机构8、有级无级切换控制机构20通过液压管路相连接；通过进退挡切换执行机构17，可控制主油路压力调节机构16中的油液流向倒挡变速机构8，有级无级切换控制机构20中的油液流向液压油箱11，另一部分主油路压力调节机构16中的油液流向有级无级切换控制机构20，倒挡变速机构8中的油液流向液压油箱11；有级无级切换控制机构20的一侧端口分别与进退挡切换执行机构17、液压油箱11通过液压管路相连，另一侧分别与无级变速前进挡离合器7、有级变速离合器28通过液压管路相连接，通过有级无级切换控制机构20，可控制进退挡切换执行机构17中的油液流向无级变速前进挡离合器7，有级变速离合器28中的油液流回液压油箱11，进退挡切换执行机构17中的油液流向有级变速离合器28，无级变速前进挡离合器7中的油液流向液压油箱11；主动带轮动锥盘位置传感器1安装在主动带轮动锥盘4上，变速器输出轴转速传感器22固定安装在靠近输出齿轮处的变速器壳体上，发动机曲轴转速传感器33固定安装在靠近飞轮处的发动机壳体上，主油路油压传感器15和主油路油温传感器9都固定安装在主油路压力调节机构16上；微机控制单元37的信号输入端口分别与主动带轮动锥盘位置传感器1、主油路油温传感器9、主油路油压传感器15、发动机曲轴转速传感器33、变速器输出轴转速传感器22电相连，微机控制单元37的信号输出端口分别与速比控制执行机构13、主油路压力调节机构16、进退挡切换执行机构17、有级无级切换控制机构20电相连。
主动带轮动锥盘位置传感器1、主油路油温传感器9、主油路油压传感器15、发动机曲轴转速传感器33、变速器输出轴转速传感器22的电信号传输至微机控制单元37，微机控制单元37对输入的信号进行处理运算，通过电路分别向速比控制执行机构13、主油路压力调节机构16、进退挡切换执行机构17、有级无级切换控制机构20输出控制信号；当操纵手柄处于倒挡位置时，微机控制单元37将电信号输出至进退挡切换执行机构17，控制进退挡切换执行机构17阀芯位置的改变，使主油路中的液压油流向倒挡变速机构8，主油路中的液压油经有级无级切换控制机构20流向无级变速前进挡离合器7，倒挡变速机构8的输出齿轮反转，无级变速前进挡离合器7结合，动力由发动机34传至倒挡变速机构8，经无级变速机构传至变速器输出轴25；当操纵手柄处于前进挡位置时，微机控制单元37输出的电信号改变进退挡切换执行机构17的阀芯位置，使倒挡变速机构8的油缸卸荷，倒挡变速机构8不起作用，使通向有级无级切换控制机构20的油压增加，若汽车处于小负荷工况，微机控制单元37控制有级无级切换控机构17阀芯位置改变，使液压油流向无级变速前进挡离合器7，有级变速离合器28的油液流回液压油箱11，无级变速前进挡离合器7结合，有级变速离合器28分离，动力由发动机通过无级变速机构传出，若汽车处于高速大负荷工况下，微机控制单元37控制有级无级切换控制阀17阀芯位置改变，无级变速前进挡离合器7的油液流入液压油箱11，有级变速离合器28的油压增加，使无级变速前进挡离合器7分离，有级变速离合器28结合，动力由发动机34通过有级变速输入齿轮36、有级变速中间齿轮27传递至中间轴29，经有级变速输出齿轮31和变速器输出齿轮23传出。

Claims (2)

1.一种复合式汽车自动变速器的电控装置包括主动带轮动锥盘位置传感器（1）、第一轴承（2）、主动带轮液压缸（3）、主动带轮动锥盘（4）、主动带轮固定锥盘（5）、第二轴承（6）、无级变速前进挡离合器（7）、倒挡变速机构（8）、主油路油温传感器（9）、液压泵（10）、液压油箱（11）、液压管路（12）、速比控制执行机构（13）、第三轴承（14）、主油路油压传感器（15）、主油路压力调节机构（16）、进退挡切换执行机构（17）、从动带轮液压缸（18）、从动带轮动锥盘（19）、有级无级切换控制机构（20）、从动带轮固定锥盘（21）、变速器输出轴转速传感器（22）、变速器输出齿轮（23）、第四轴承（24）、变速器输出轴（25）、第五轴承（26）、有级变速中间齿轮（27）、有级变速离合器（28）、中间轴（29）、第六轴承（30）、有级变速输出齿轮（31）、金属带（32）、发动机曲轴转速传感器（33）、发动机（34）、变速器输入轴（35）、有级变速输入齿轮（36）、微机控制单元（37）；其特征在于：变速器输入轴（35）通过第一轴承（2）和第二轴承（6）固定安装在变速器壳体的轴承座上，在变速器输入轴（35）上，主动带轮固定锥盘（5）和主动带轮动锥盘（4）安装在第一轴承（2）和第二轴承（6）之间，第二轴承（6）的左侧依次安装无级变速前进挡离合器（7）和倒挡变速机构（8）以及液压泵（10），有级变速输入齿轮（36）固定安装在第一轴承（2）的右侧，主动带轮固定锥盘（5）安装在变速器输入轴（35）上，主动带轮动锥盘（4）与主动带轮的固定锥盘（5）通过花键连接，无级变速前进挡离合器（7）的压盘与主动带轮固定锥盘（5）通过花键连接，可以同时绕变速器输入轴转动，无级变速前进挡离合器（7）的从动盘与倒挡变速机构（8）的行星架固定在一起，倒挡变速机构（8）的太阳轮与变速器输入轴（35）通过键相连；中间轴（29）通过第五轴承（26）和第六轴承（30）安装在变速器壳体上，在第五轴承（26）和第六轴承（30）之间，从左到右依次固定安装有级变速输出齿轮（31）、有级变速中间齿轮（27）和有级变速离合器（28），有级变速输出齿轮（31）通过键固定安装在中间轴（29）上，有级变速离合器（28）的压盘与有级变速中间齿轮（27）固定在一起，有级变速离合器（28）的从动盘与中间轴（29）通过花键连接；变速器输出轴（25）通过第三轴承（14）和第四轴承（24）安装在变速器壳体的轴承座上，在第三轴承（14）和第四轴承（24）之间，从左到右依次安装有从动带轮动锥盘（19）、从动带轮固定锥盘（21）、变速器输出齿轮（23），从动带轮动锥盘（19）通过花键与变速器输出轴（25）相连接，变速器输出齿轮（23）与变速器输出轴（25）通过键连接；变速器输入轴（35）与中间轴（29）通过有级变速输入齿轮（36）和有级变速中间齿轮（27）连接，变速器输入轴（35）与变速器输出轴（25）通过金属带（32）连接，中间轴（29）与变速器输出轴（25）通过有级变速输出齿轮（31）和变速器输出齿轮（23）连接；速比控制执行机构（13）的一侧的端口与主动带轮液压缸（3）通过液压管路相连，另一侧的两个端口分别与液压油箱（11）、液压泵（10）通过液压管路相连，速比控制执行机构（13）可控制液压油由主动带轮液压缸（3）流向液压油箱（11）或控制液压油由液压泵（10）流向主动带轮液压缸（3）；主油路压力调节机构（16）两端分别与液压泵（10）和进退挡切换执行机构（17）相连接，通过主油路压力调节机构（16）可调节主油路的压力；进退挡切换执行机构（17）一侧的两个端口分别与主油路压力调节机构（16）、液压油箱（11）通过液压管路相连，另一侧的两个端口分别与倒挡变速机构（8）、有级无级切换控制机构（20）通过液压管路相连接，通过进退挡切换执行机构（17），可控制主油路压力调节机构（16）中的油液流向倒挡变速机构（8），有级无级切换控制机构（20）中的油液流向液压油箱（11），主油路压力调节机构（16）中的油液流向有级无级切换控制机构（20），倒挡变速机构（8）中的油液流向液压油箱（11）；有级无级切换控制机构（20）的一侧端口分别与进退挡切换执行机构（17）、液压油箱（11）通过液压管路相连，另一侧分别与无级变速前进挡离合器（7）、有级变速离合器（28）通过液压管路相连接，通过有级无级切换控制机构（20），可控制进退挡切换执行机构（17）的油液流向无级变速前进挡离合器（7），有级变速离合器（28）中的油液流回液压油箱（11），或进退挡切换执行机构（17）中的油液流向有级变速离合器（28），无级变速前进挡离合器（7）中的油液流向液压油箱（11）；主动带轮动锥盘位置传感器（1）固定安装在主动带轮动锥盘（4）附近的变速器壳体上，变速器输出轴转速传感器（22）固定安装在靠近输出齿轮处的变速器壳体上，发动机曲轴转速传感器（33）固定安装在靠近飞轮处的发动机壳体上，主油路油压传感器（15）和主油路油温传感器（9）都固定安装在主油路压力调节机构（16）上；微机控制单元（37）的信号输入端口分别与主动带轮动锥盘位置传感器（1）、主油路油温传感器（9）、主油路油压传感器（15）、发动机曲轴转速传感器（33）、变速器输出轴转速传感器（22）电相连，信号输出端口分别与速比控制执行机构（13）、主油路压力调节机构（16）、进退挡切换执行机构（17）、有级无级切换控制机构（20）电相连。
2.如权利要求1所述的复合式汽车自动变速器的电控装置， 当操纵手柄处于倒挡位置时，微机控制单元（37）将电信号输出至进退挡切换执行机构(17)，控制进退挡切换执行机构(17)阀芯位置的改变，使主油路中的液压油流向倒挡变速机构(8)，主油路中的液压油经有级无级切换控制机构(20)流向无级变速前进挡离合器(7)，倒挡变速机构(8)的输出齿轮反转，无级变速前进挡离合器(7)结合，动力由发动机(34)传至倒挡变速机构(8)，经无级变速机构传至变速器输出轴(25)；当操纵手柄处于前进挡位置时，微机控制单元(37)输出的电信号改变进退挡切换执行机构(17)的阀芯位置，使倒挡变速机构(8)中的油液流入液压油箱（11），倒挡变速机构(8)不起作用，使通向有级无级切换控制机构(20)的油压增加，若汽车处于小负荷工况，微机控制单元(37)控制有级无级切换控机构(17)阀芯位置改变，使液压油流向无级变速前进挡离合器(7)，有级变速离合器(28)的油液流回液压油箱(11)，无级变速前进挡离合器(7)结合，有级变速离合器(28)分离，动力由发动机通过无级变速机构传出，若汽车处于高速大负荷工况下，微机控制单元(37)控制有级无级切换控制阀(17)阀芯位置改变，无级变速前进挡离合器(7)的油液流入液压油箱(11)，有级变速离合器(28)的油压增加，使无级变速前进挡离合器(7)分离，有级变速离合器(28)结合，动力由发动机(34)通过有级变速输入齿轮(36)、有级变速中间齿轮(27)传递至中间轴(29)，经有级变速输出齿轮(31)和变速器输出齿轮(23)传出。
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