CN108413029A - 气动机械自动变速器换挡力的控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种气动机械自动变速器换挡力的控制装置及方法，它包括由控制阀活塞与推杆连接，并与中空的阀体配合滑动将阀体分隔成左腔体和右腔体的结构，阀体上设有与左腔体联通的第一进气口和第一接口，与右腔体联通的第二进气口和第二接口，控制阀活塞两端设有快排阀，第一电磁阀和第二电磁阀分别与第一接口和第二接口联通，电磁阀通过控制阀给双活塞换挡气缸充气，推动推杆左移或右移挂挡和换挡的同时，带动位于阀体内滑动的控制阀活塞同步移动，配合调节双活塞气缸内的压力，减缓换挡后的作用力。本发明装置克服了原换挡执行机构冲击力过大、换挡噪音大和易损坏的问题，具有结构简单，换挡冲击力小，噪音小，不易损坏，操作方便，无需位置检测，灵活可靠的特点。

Description

气动机械自动变速器换挡力的控制装置及方法

技术领域

本发明属于车辆传动控制技术领域，涉及一种气动机械自动变速器换挡力的控制装置及方法。

背景技术

随着汽车技术的发展，自动变速器已广泛应用于各类车辆。电控气动机械自动变速器以其结构简单、传动效率高、换挡力大、可靠性好等优点，被广泛采用。

气动换挡执行机构是通过变速器控制单元TCU来选择换挡时机和控制换挡动作，以气缸内的压缩空气作为换挡动力。通过进气口和排气口推动推杆左移或右移做功控制换挡。双活塞式气缸由于可以精确实现三位置控制，故应用广泛。

变速器控制单元TCU通过控制电磁阀的得、失电来控制向上述气缸内充、排气。在换挡过程中，随着换挡执行机构的运动，气缸内的体积逐渐增大。为了保持选换挡气缸内的压力不减小，需要持续向气缸内充压缩气体，直到换挡执行机构达到目标位置。也就是说，需要在换挡执行机构到达目标挡位对应的位置后才会结束向气缸内充气。因此，执行机构在达到目标位置之前一直处于加速状态，这就使得执行机构到达目标位置后仍然具有很大的压力和运动速度，即具有很大的冲量，该冲量极易造成换挡冲击、换挡噪声及机构早期损坏。

由于电磁阀的得、失电可以实现对选换挡执行机构气缸压力的控制，压力的变化会直接影响选换挡执行机构的运动速度。为了减小换挡结束时的选换挡执行机构的冲量，普遍采用增加电磁阀数量，并通过TCU实现对换挡过程中电磁阀开度控制，以此来调节进气量，从而调节气压力，实现换挡力的控制。但上述方案均需要对位移或气缸压力展开精确测量，且会增加系统的控制难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种气动机械自动变速器换挡力的控制装置及方法，结构简单，利用换挡气缸推杆，带动位于阀体内滑动的活塞同步移动，通过电磁阀和快排阀自动配合调节双活塞气缸内的压力，减缓换挡后的作用力，达到减小换挡冲击的目的，换挡冲击力小，噪音小，不易损坏，操作方便，灵活可靠。

一种气动机械自动变速器换挡力的控制装置，它包括由活塞与推杆连接与中空的阀体配合滑动将阀体分隔成左腔体和右腔体的结构，阀体上设有与右腔体联通的第一进气口和第一接口，与左腔体联通的第二进气口和第二接口，活塞两端设有快排阀，第一电磁阀和第二电磁阀分别与第一接口和第二接口联通。

所述推杆的杆体分别与阀体两端配合滑动，活塞与推杆固定与阀体腔体配合滑动。

所述活塞为柱状体，两端设有密封环形成环形腔与阀体的腔体配合滑动，两端的密封环上设有快排阀与左腔体和右腔体及环形腔相互联通；所述的快排阀为单向型方向控制。

所述第一接口和第二接口上分别设有沿阀体轴向的多个气孔与第一电磁阀和第二电磁阀联通。

所述活塞带动推杆沿阀体腔体向左或向右运动，活塞上的密封环随活塞运动逐步封闭第一接口或第二接口上的相应气孔。

所述控制阀活塞位于阀体腔体中部，气缸处于空挡状态，密封环不与第一接口和第二接口上的气孔密封。

所述活塞位于阀体腔体前端，密封环与第一接口的气孔联通时，处于左侧挂挡状态。

所述活塞位于阀体腔体后端，密封环与第二接口的气孔联通时，处于右侧挂挡状态。

气动机械自动变速器换挡力的控制装置，其控制步骤方法是：

S1，空挡位置，阀体上的第一进气口和第二进气口分别与双活塞气缸联通，第一接口和第二接口分别与第一电磁阀和第二电磁阀联通，气缸活塞处于中间位置，推杆带动控制阀活塞位于阀体腔体中部。

S2，挂左侧挡位置时，第一电磁阀断电排气，第二电磁阀通电联通气源，气缸活塞带动推杆向左移动挂挡，推杆带动控制阀活塞同步向左运动，运动过程中，密封环依次关闭第二接口上的进气孔，减少进气量，降低活塞的冲击力，调节换挡力。

S3，挂右侧挡位时，气缸活塞带动推杆向右移动换挡，推杆带动控制阀活塞同步向右运动，运动过程中，当密封环与第一接口上的进气孔处于依次关闭的状态，进气量变小。降低活塞的冲击力，调节换挡力。

S4，在换挡机构达到换挡位置后，快排阀与第一电磁阀和第二电磁阀切换为排气状态排出双活塞气缸中的压缩空气，撤销换挡力。

S5，排气状态，活塞两端的快排阀产生压力差时，其中一侧的快排阀打开。

一种气动机械自动变速器换挡力的控制装置及方法，它包括由活塞与推杆连接与中空的阀体配合滑动将阀体分隔成左腔体和右腔体的结构，阀体上设有与右腔体联通的第一进气口和第一接口，与左腔体联通的第二进气口和第二接口，活塞两端设有快排阀，第一电磁阀和第二电磁阀分别与第一接口和第二接口联通，换挡时，推杆带动位于阀体内滑动的控制阀活塞左移或右移，调节双活塞气缸内的压力，减缓换挡后的作用力。本发明克服了原换挡执行机构冲击力过大、换挡噪音大和易损坏的问题，具有结构简单，换挡冲击力小，噪音小，不易损坏，操作方便，无需位置检测，灵活可靠的特点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的内部结构示意图。

图3为本发明内部活塞结构示意图。

图4为本发明挂左侧挡位的状态图。

图5为本发明挂右侧挡位的状态图。

图中：阀体1，第一进气口11，第二进气口12，第一接口13，第二接口14，活塞2，密封环21，环形腔22，推杆3，快排阀4，第一电磁阀5，第二电磁阀6，左腔体7，右腔体8。

具体实施方式

如图1~图5中，一种气动机械自动变速器换挡力的控制装置，它包括由控制阀活塞2与推杆3连接与中空的阀体1配合滑动将阀体1分隔成右腔体7和左腔体8的结构，阀体1上设有与右腔体7联通的第一进气口11和第一接口13，与左腔体8联通的第二进气口12和第二接口14，活塞2两端设有快排阀4，第一电磁阀5和第二电磁阀6分别与第一接口13和第二接口14联通。结构简单，通过第一电磁阀5和第二电磁阀6断电和通电控制双活塞气缸与阀体1联通、进气或排气驱动控制阀活塞2向左或向右移动，通过运动的活塞2上的密封环21与第一接口13或第二接口14逐步滑动密封进气口，减缓换挡后的作用力，达到减小换挡冲击的目的，换挡冲击力小，噪音小，不易损坏，操作方便，灵活可靠。

优选的方案中，所述推杆3的杆体分别与阀体1两端配合滑动，活塞2与推杆3固定与阀体1腔体配合滑动。结构简单，活塞2沿阀体1的腔体滑动时，带动推杆3滑动，滑动灵活可靠。

优选的方案中，所述控制阀活塞2为柱状体，两端设有密封环21形成环形腔22与阀体1的腔体配合滑动，两端的密封环21上设有快排阀4与右腔体7和左腔体8及环形腔22相互联通；所述的快排阀4为单向型方向控制。结构简单，密封环21与阀体1内壁接触滑动，气密性好，两端密封环21上的快排阀4用于撤销换挡力时快速排气泄压。

优选的方案中，所述第一接口13和第二接口14上分别设有沿阀体1轴向的多个气孔与第一电磁阀5和第二电磁阀6联通。结构简单，控制阀活塞2与阀体1配合滑动时，第一电磁阀5和第二电磁阀6控制第一接口13和第二接口14开闭，活塞2上的密封环21与第一接口13和第二接口14上的气孔逐步接触密封，逐步减小进气量，从而逐步减小推杆3的滑动速度，防止换挡过程中产生猛烈的冲击，避免零部件受损，噪音低。

优选的方案中，所述控制阀活塞2带动推杆3沿阀体1腔体向左或向右运动，活塞2上的密封环21随活塞2运动逐步封闭第一接口13或第二接口14上的相应气孔，调节进气量，从而控制了换挡冲击力，结构简单，操作方便。

优选的方案中，处于空挡状态时，所述活塞2位于阀体1腔体中部，密封环21不与第一接口13和第二接口14上的气孔密封时，结构简单。

优选的方案中，所述第一进气口11和第一电磁阀5与双活塞气缸联通，第二接口14与第二进气口12开启时，推杆3带动控制阀活塞2左运动与换挡机构配合挂挡。控制阀活塞2位于阀体1腔体前端，密封环21与第一接口13的气孔联通，改变进气量，调节挂挡力。

优选的方案中，所述第二进气口12和第二电磁阀6与双活塞气缸联通，第一接口13与第一进气口11开启时，推杆3带动控制阀活塞2向右运动与换挡机构配合挂挡。控制阀活塞2位于阀体1腔体后端，密封环21与第二接口14的气孔联通，改变进气量，调节挂挡力。

优选的方案中，气动机械自动变速器换挡力的控制装置，其控制步骤方法是：

S1，空挡位置，阀体1上的第一进气口11和第二进气口12分别与双活塞气缸联通，第一接口13和第二接口14分别与第一电磁阀5和第二电磁阀6联通。

S2，挂左侧挡位置时，第一电磁阀5断电排气，第二电磁阀6通电联通气源，气缸活塞带动推杆3向左移动挂挡，推杆带动控制阀活塞2向左运动，运动过程中，密封环21依次关闭第二接口14上的进气孔，减少进气量，并使得到达挡位时进气量最小，降低活塞的冲击力，调节换挡力；

S3，挂右侧挡位时，气缸活塞带动推杆3向右移动换挡，推杆3带动控制阀活塞（2）同步向右运动，运动过程中，密封环21与第一接口13上的进气孔处于即将密封的状态，进气量变小，同样调节换挡力；

S4，在换挡机构达到换挡位置后，快排阀4与第一电磁阀5和第二电磁阀6切换为排气状态排出双活塞气缸中的压缩空气，撤销换挡力；

S5，排气状态，活塞2两端的快排阀4产生压力差时，其中一侧的快排阀4打开。

如上所述的气动机械自动变速器换挡力的控制装置及方法，使用时，第一电磁阀5和第二电磁阀6断电和通电控制双活塞气缸与阀体1联通、进气或排气，推杆3驱动控制阀活塞2向左或向右移动，运动的活塞2上的密封环21与第一接口13或第二接口14逐步滑动密封进气口，减缓换挡后的作用力，达到减小换挡冲击的目的，换挡冲击力小，噪音小，不易损坏，操作方便，灵活可靠。

推杆3带动控制阀活塞2沿阀体1的腔体滑动，灵活可靠。

密封环21与阀体1内壁接触滑动，气密性好，两端密封环21上的快排阀4用于快速排气泄压，左腔体7和右腔体8其中一端的压力大于阀体另一端的压力时，压力大的一端快排阀4开启排气泄压，迅速降低气缸内压力，撤销换挡力。

活塞2与阀体1配合滑动时，第一电磁阀5和第二电磁阀6控制第一接口13和第二接口14开闭，活塞2上的密封环21与第一接口13和第二接口14上的气孔逐步接触密封，逐步减小进气量，从而逐步减小推杆3的滑动速度，防止换挡过程中产生猛烈的冲击，避免零部件受损，噪音低。

推杆3带动控制阀活塞2运动，与阀体1配合实现换挡时的力调节，操作方便。

第一进气口11和第一电磁阀5与双活塞气缸联通，第二接口14与第二进气口12开启时，推杆3带动控制阀活塞2向左运动，调节气缸推力配合挂挡。

第二进气口12和第二电磁阀6与双活塞气缸联通，第一接口13与第一进气口11开启时，推杆3带动控制阀活塞2向右运动，调节气缸推力配合挂挡。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种气动机械自动变速器换挡力的控制装置，其特征是：它包括由控制阀活塞（2）与推杆（3）连接与中空的阀体（1）配合滑动将阀体（1）分隔成左腔体（7）和右腔体（8）的结构，阀体（1）上设有与右腔体（7）联通的第一进气口（11）和第一接口（13），与左腔体（8）联通的第二进气口（12）和第二接口（14），活塞（2）两端设有快排阀（4），第一电磁阀（5）和第二电磁阀（6）分别与第一接口（13）和第二接口（14）联通。

2.根据权利要求1所述的气动机械自动变速器换挡力的控制装置，其特征是：所述推杆（3）的杆体分别与阀体（1）两端配合滑动，控制阀活塞（2）与推杆（3）固定与阀体（1）腔体配合滑动。

3.根据权利要求1所述的气动机械自动变速器换挡力的控制装置，其特征是：所述控制阀活塞（2）为柱状体，两端设有密封环（21）形成环形腔（22）与阀体（1）的腔体配合滑动，两端的密封环（21）上设有快排阀（4）与左腔体（7）和右腔体（8）及环形腔（22）相互联通；所述的快排阀（4）为单向型方向控制。

4.根据权利要求1所述的气动机械自动变速器换挡力的控制装置，其特征是：所述第一接口（13）和第二接口（14）上分别设有沿阀体（1）轴向的多个气孔与第一电磁阀（5）和第二电磁阀（6）联通。

5.根据权利要求3所述的气动机械自动变速器换挡力的控制装置，其特征是：气缸推杆（3）带动所述控制阀活塞（2）沿阀体（1）腔体向左或向右运动，活塞（2）上的密封环（21）随活塞（2）运动逐步封闭第一接口（13）或第二接口（14）上的相应气孔。

6.根据权利要求5所述的气动机械自动变速器换挡力的控制装置，其特征是：所述控制阀活塞（2）位于阀体（1）腔体中部，密封环（21）不与第一接口（13）和第二接口（14）上的气孔密封时，处于空挡状态。

7.根据权利要求5所述的气动机械自动变速器换挡力的控制装置，其特征是：所述控制阀活塞（2）位于阀体（1）腔体前端，密封环（21）与第一接口（13）的气孔联通时，处于左侧挂挡状态。

8.根据权利要求5所述的气动机械自动变速器换挡力的控制装置，其特征是：所述控制阀活塞（2）位于阀体（1）腔体后端，密封环（21）与第二接口（14）的气孔联通时，处于右侧挂挡状态。

9.根据权利要求1~8任一项所述的气动机械自动变速器换挡力的控制装置，其控制步骤方法是：

S1，空挡位置，阀体（1）上的第一进气口（11）和第二进气口（12）分别与双活塞气缸联通，第一接口（13）和第二接口（14）分别与第一电磁阀（5）和第二电磁阀（6）联通；

S2，挂左侧挡位置时，第一电磁阀（5）断电排气，第二电磁阀（6）通电联通气源，气缸活塞带动推杆（3）向左移动挂挡，推杆带动控制阀活塞（2）向左运动，运动过程中，密封环（21）依次关闭第二接口（14）上的进气孔，减少进气量，并使得到达挡位时进气量最小，降低活塞的冲击力，调节换挡力；

S3，挂右侧挡位时，气缸活塞带动推杆（3）向右移动换挡，推杆（3）带动控制阀活塞（2）同步向右运动，运动过程中，密封环（21）与第一接口（13）上的进气孔处于即将密封的状态，进气量变小，同样调节换挡力；

S4，在换挡机构达到换挡位置后，快排阀（4）与第一电磁阀（5）和第二电磁阀（6）切换为排气状态排出双活塞气缸中的压缩空气，撤销换挡力；

S5，排气状态，活塞（2）两端的快排阀（4）产生压力差时，其中一侧的快排阀（4）打开。