CN109058449B - 一种商用车的自动变速器液压控制系统及商用车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种商用车的自动变速器液压控制系统及商用车，其中包括执行器件、高压油路、低压油路以及至少两个油路切换单元；油路切换单元包括换向阀、控制阀以及切换回路；同一油路切换单元中的换向阀和控制阀串联形成切换回路；油路切换单元通过切换回路与执行器件一一对应连通；高压油路连通各并联的换向阀；低压油路包括第一低压油路和第二低压油路，第一低压油路连接各并联的换向阀，第二低压油路同时连通换向阀和控制阀，且各油路切换单元并联后接入第二低压油路。本申请中提供的自动变速器液压控制系统的离合器结合压力具有较强的平顺性，减少了离合器接合冲击，且油路切换的时间缩短。

Description

一种商用车的自动变速器液压控制系统及商用车
技术领域
本发明涉及商用车及器自动变速器液压控制系统，特别涉及一种能够平顺换挡的自动变速器液压控制系统。
背景技术
随着汽车变速器行业的日趋发展，变速器的液压控制方案越来越多，在传统乘用车AT(自动变速器，Automatic Transmission)、DCT(双离合变速箱，Dual ClutchTransmission)及CVT(无级变速器，Continuously Variable Transmission)中，液压方案较为成熟。但是在商用车领域中，由于目前商用车多为MT(Manual Transmission，手动挡)及AMT(自动变速箱，它是电控机械自动变速箱的简称)，在新能源领域多为电机直驱或使用减速箱，变速器控制很少涉及液压控制。
随着商用车的发展，在商用车上使用混动变速器成为一种趋势，目前，尽管商用车混动变速器已经有一些液压控制方案，但现有的这些液压控制方案普遍存在如下技术缺陷：
一、液压控制系统性能达不到换挡平顺性要求，即在切换档位时液压控制系统压力调节不平稳，有顿挫感，容易对换挡机构造成冲击；
二、不工作的离合器油路及活塞腔内无油，导致油路切换时间较长；
三、电磁阀控制压力高，对系统的控制精度要求严格，。
发明内容
本发明的目的在于提供一种商用车的自动变速器液压控制系统及商用车，以解决现有的液压控制系统性能达不到换挡平顺性要求的技术问题。
为了解决上述问题，本发明的技术方案是：
一种商用车的自动变速器液压控制系统，包括执行器件、高压油路、低压油路以及至少两个油路切换单元；
所述油路切换单元包括换向阀、控制阀以及切换回路；同一油路切换单元中的所述换向阀和所述控制阀串联形成所述切换回路；油路切换单元通过所述切换回路与所述执行器件一一对应连通；
所述高压油路连通各并联的换向阀；
所述低压油路包括第一低压油路和第二低压油路，所述第一低压油路连接各并联的换向阀，同一油路切换单元中的所述换向阀和所述控制阀并联后接入所述第二低压油路。
优选的，所述第二低压油路包括与油路切换单元一一对应的比例控制阀，各个所述比例控制阀之间串联连接。
优选的，低压油路还包括减压阀，所述第一低压油路和第二低压油路并联后接入所述减压阀，所述减压阀连接高压油路。
优选的，所述高压油路包括输出高压油的主调压阀，各个换向阀并联后接入所述主调压阀。
优选的，高压油路还包括油冷机，所述油冷机连接所述主调压阀。
优选的，还包括供油油路，所述供油油路包括油箱、动力元件以及过滤元件，所述油箱里的液压油依次经所述过滤元件和所述动力元件接入高压油路。
优选的，所述执行器件包括至少一个离合器和至少一个制动器，所述离合器、所述制动器与切换回路一一对应连接。
本申请还包括一种商用车，其特征在于，采用如上任一方案所述的液压控制系统。
相对于现有技术，本发明的有益效果是：
1、本申请中，切换回路与高压油路共用局部回路，该局部回路在工作状态下为高压油，在非工作状态下为低压油，故执行器件转换为工作状态时，该共用的局部回路中因为有油而使换挡更平稳，没有顿挫感，从而提升了离合器结合压力平顺性，减少了离合器接合冲击，同时，油路切换的时间缩短。
2、本申请中，主调压阀不直接控制离合器结合压力，因此本申请对系统的控制压力和控制精度要求降低。
附图说明
图1为本发明自动变速器液压控制系统的结构示意图；
图2为本发明离合器工作状态下液压原理图；
图3为本发明制动器工作状态下液压原理图。
其中，1、控制阀，101、控制阀口一，102、控制阀口二，103、控制阀口三，2、换向阀，201、换向阀口一，202、换向阀口二，203、换向阀口三，204、换向阀口四，205、换向阀口五，3、主调压阀，301、主调压阀口一，302、主调压阀口二，303、主调压阀口三，4、减压阀，401、减压阀口一，402、减压阀口二，403、减压阀口三，5、比例控制阀，6、油冷机，7、油箱，801、粗滤元件，802、精滤元件，901、马达，902、电机。
具体实施方式
以下将结合图1至图3对本发明提供的商用车的自动变速器液压控制系统进行详细的描述，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，本领域技术人员在不改变本发明精神和内容的范围内，能够对其进行修改和润色。
请参阅图1-3，一种商用车的自动变速器液压控制系统，包括执行器件、高压油路、低压油路以及至少两个油路切换单元。
执行器件通过油路切换单元进行控制，实现工作状态和非工作状态的切换。执行器件包括至少一个离合器和至少一个制动器，离合器和制动器的具体个数根据挡位需要进行确定。各个执行器件之间相互独立，本申请用于实现离合器和制动器之间的切换，从而进行换挡。
油路切换单元之间并联设置，并在高压油路和低压油路的协调下实现执行器件之间的切换。油路切换单元包括换向阀2、控制阀1以及切换回路；同一油路切换单元中的换向阀2和控制阀1通过油管串联形成所述切换回路；切换回路可与低压油路连通而全部充满液压油；也可局部与高压油路部分连通而局部充满液压油。油路切换单元通过切换回路与执行器件一一对应连通，当某一执行器件处于非工作状态时，其对应的切换回路中通过低压油保持一定压力，故当该执行器件转换为工作状态时，该切换回路中因为有油而使换挡更平稳，没有顿挫感，且油路切换的时间缩短。
高压油路连通各并联的换向阀2。高压油路工作时借助切换回路的局部回路连通执行器件，即，当某执行器件处于工作状态时，其对应的切换回路的局部回路经换向阀2连通高压油路，同时，该切换回路的另一部分经由控制阀1或/和换向阀2泄压。换言之，切换回路与高压油路共用局部回路，该局部回路在工作状态下为高压油，在非工作状态下为低压油，故执行器件转换为工作状态时，该共用的局部回路中因为有油而使换挡更平稳，没有顿挫感，从而提升了离合器结合压力平顺性，减少了离合器接合冲击，同时，油路切换的时间缩短。
低压油路包括第一低压油路和第二低压油路。第一低压油路连通各并联的换向阀2，第二低压油路同时连通换向阀2和控制阀1，当然，同一油路切换单元中的换向阀和控制阀并联入第二低压油路，且各油路切换单元并联后接入第二低压油路。换言之，在第二低压油路上，不同油路切换单元之间互不干扰，在同一油路切换单元中，换向阀和控制阀相互独立。
当一油路切换单元处于非工作状态时，第一低压油路经其换向阀2使其切换回路充满低压油；同时，第一低压油路控制该换向阀2和控制阀1的阀芯的位置，使第二低压油路和高压油路均与该油路切换单元断开。
当一油路切换单元处于工作状态时，第一低压油路与该油路切换单元断开，第二低压油路接通其换向阀2与其控制阀1，并使该换向阀2和该控制阀1的阀芯运动至合适位置，所述合适位置理解为“高压油路经该换向阀2和局部切换回路连通对应的执行器件，且第一低压油路与该换向阀2断开”的位置。
请继续参阅图1-3，具体的，第二低压油路包括与油路切换单元一一对应的比例控制阀5，各个比例控制阀5之间串联接入第二低压油路。第二低压油路于每个比例控制阀5处形成一个低压分路，每个低压分路对应一个油路切换单元，同一油路切换单元的换向阀2和控制阀1并联接入低压分路。比例调节阀通过调节其对应的低压分路的压力控制该分路的通断。
进一步的，低压油路还包括减压阀4，减压阀4连接高压油路，并将高压油转化成低压油输出给第一低压油路和第二低压油路。第一低压油路和第二低压油路并联后接入减压阀4。
请继续参阅图1-3，具体的，所述高压油路包括主调压阀3，各个换向阀2并联后接入主调压阀3，主调压阀3输出高压油。在一个实施例中，上述的加压阀连接主调压阀3。当然，减压阀4接入高压油路的其它地方也在本申请的保护范围之内。
主调压阀3不直接控制离合器结合压力，因此本申请对系统的控制压力和控制精度要求降低。
进一步的，高压油路还包括油冷机6，油冷机6连接主调压阀3，用以对高压油路的液压油进行油冷。
请继续参阅图1-3，具体的，液压控制系统还包括供油油路，所述供油油路包括油箱7、动力元件以及过滤元件。其中，液压油置于油箱7中；过滤元件至少包括对液压油进行粗滤的粗滤元件801，还可包括对液压油进行精滤的精滤元件802，其中精滤元件802的一端连接高压油路；动力元件包括马达901和驱动马达901的电机902，电机902用于驱动马达901转动。液压油从油箱7经粗滤被马达901抽出，马达901输出的液压油即为高压，高压的液压油经精滤元件802过滤后输入高压油路。考虑到油箱7、过滤元件、动力元件均为现有成熟技术，且其具体结构并非本申请欲保护的方案，故此处不对其无极结构进行详述。
具体的，上述的控制阀1、主调压阀3、减压阀4以及比例控制阀5均可采用电磁阀，换向阀2的阀芯通过高压油路和低压油路进行控制。
上述从整体结构上对本申请进行了表述，该处结合各个阀的具体结构对本申请进一步说明。请参阅图2、3，界定主调压阀口一301、主调压阀口二302、主调压阀口三303、减压阀口一401、减压阀口二402、减压阀口三403、换向阀口一201、换向阀口二202、换向阀口三203、换向阀口四204、换向阀口五205、控制阀口一101、控制阀口二102以及控制阀口三103。为便于理解，本申请所有换向阀的阀口和控制阀的阀口均是基于离合器的油路切换单元，如图2-3所示。另外，图3总对换向阀和控制阀的阀芯进行了打剖面线处理，目的是方便理解本申请，并无其他限制。
供油油路输出的高压油经主调压阀口一301输入；主调压阀口二302和主调压阀口三303引出的油管虽然存在高压交汇处，但是当主调压阀3工作时，主调压阀口二302被阀芯挡住，故高压油仅由主调压阀口三303输出。另外，油路切换单元和减压阀于该高压交汇处连接主调压阀3。
减压阀经减压阀口三403连接主调压阀口；减压阀口二402和减压阀口一401虽然存在低压交汇处，但是当减压阀4工作时，减压阀口一401被阀芯挡住，故低压油经减压阀口二402输出。另外，第一低压油路、第二低压油路形成于连接减压阀口二402的油管上。换向阀口一201连接高压油路，换向阀口二202连接第一低压油路，换向阀口三203和控制阀口一101连接第二低压油路；换向阀口四204连接控制阀口二102，换向阀口五205连接控制阀口三103。其中，油管依次经换向阀口四204、控制阀口二102、控制阀口三103以及换向阀口五205形成所述切换回路。
当离合器处于工作状态下时，高压油经换向阀口一201和换向阀口四204连通离合器；换向阀口二202和换向阀口四204被阀芯隔开，换向阀口五205和控制阀口三103泄压。
当离合器处于非工作状态时，换向阀口四204与换向阀口一201被阀芯断开，而与换向阀口二202接通，此时，第一低压油路连通切换回路。换向阀口三203和控制阀口一101均被阀芯挡住，从而与第二低压油路断开。
以上从结构上对本申请进行了详述，以下结合工作流程，以一个离合器、一个制动器为基础对本申请进一步阐述。图1-3中，令C表示离合器、B表示制动器，图2表示离合器处于工作状态、制动器处于非工作状态的工况，图3表示离合器处于非工作状态、制动器处于工作状态的工况。图2和图3中，虚线表示高压油，单点划线表示低压油，细实线表示油路不通(油箱7至马达901段之间除外，马达901动作时，该段始终有液压油)，该处虚线、单点画线以及细实线仅仅是为了区分不同压力的油路，并无其他作用。
离合器处于工作状态时：
请参阅图2，马达901输出的高压油经主调压阀3分三路，第一路连通离合器，第二路在制动器对应的换向阀2处被该换向阀2的阀芯切断，第三路连接减压阀4。其中，虽然第一路高压油也连接控制阀1，但是被该控制阀1的阀芯切断。第三路通过减压阀4分成两路低压油，即第一低压油路和第二低压油路。
第一低压油路在离合器对应换向阀2处被阀芯切断，在制动器对应的换向阀2处连通该油路切换单元的切换回路，当然，第一低压油路亦连通制动器。第二低压油路中，在比例控制阀5的调节下，离合器对应的换向阀2和控制阀1接通第二低压油路，制动器对应的换向阀2和控制阀1均与第二低压油路断开。
制动器处于工作状态时：
请参阅图3，马达901输出的高压油经主调压阀3分三路，第一路连通制动器，第二路在离合器对应的换向阀2处被该换向阀2的阀芯切断，第三路连接减压阀4。其中，虽然第一路高压油也连接控制阀1，但是被该控制阀1的阀芯切断。第三路通过减压阀4分成两路低压油，即第一低压油路和第二低压油路。
第一低压油路在制动器对应换向阀2处被其阀芯切断，在离合器对应的换向阀2处连通该油路切换单元的切换回路，当然，第一低压油路亦连通离合器。第二低压油路中，在比例控制阀5的调节下，制动器对应的换向阀2和控制阀1接通第二低压油路，离合器对应的换向阀2和控制阀1均与第二低压油路断开。
离合器与制动器的切换操作：
以离合器切换至制动器为例。1)关闭离合器对应的比例控制阀5，该低压分路的压力降低，离合器对应的换向阀2和控制阀1的阀芯均因受力失去平衡而运动如图2所示的状态，从而使第一低压油路连通离合器以及离合器对应的切换回路。2)打开制动器对应的比例控制阀5，低压油经第二油路进入制动器对应的换向阀2和控制阀1，并使该两阀的阀芯运动，从而使高压油进入制动器、第一低压油路在该换向阀2处切断、切换回路上连接换向阀2和控制阀1的一个油管泄压。通过上述两个操作实现了从离合器切换至制动器的过程，即由图2转变成图3的过程。
反之则由制动器切换至离合器，其原理同上，故此处不进行赘述。
本申请还提供了一种商用车，该商用车具有上述的自动变速器液压开工至系统。
以上公开的仅为本申请的部分具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (8)

1.一种商用车的自动变速器液压控制系统，其特征在于，包括执行器件、高压油路、低压油路以及至少两个油路切换单元；
所述油路切换单元包括换向阀、控制阀以及切换回路；同一油路切换单元中的所述换向阀和所述控制阀串联形成所述切换回路；油路切换单元通过所述切换回路与所述执行器件一一对应连通；
所述高压油路连通各并联的换向阀；
所述低压油路包括第一低压油路和第二低压油路，所述第一低压油路连接各并联的换向阀，同一油路切换单元中的所述换向阀和所述控制阀并联后接入所述第二低压油路；
当一油路切换单元处于非工作状态时，所述第一低压油路经所述换向阀使所述切换回路充满低压油；同时，所述第一低压油路控制所述换向阀和所述控制阀的阀芯的位置，使所述第二低压油路和所述高压油路均与所述油路切换单元断开；
当一油路切换单元处于工作状态时，所述第一低压油路与所述油路切换单元断开，所述第二低压油路接通所述换向阀与所述控制阀，并使所述换向阀和所述控制阀的阀芯运动至所述高压油路经所述换向阀和局部切换回路连通对应的执行器件，且所述第一低压油路与所述换向阀断开的位置。
2.如权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，所述第二低压油路包括与油路切换单元一一对应的比例控制阀，各个所述比例控制阀之间串联连接。
3.如权利要求2所述的液压控制系统，其特征在于，低压油路还包括减压阀，所述第一低压油路和第二低压油路并联后接入所述减压阀，所述减压阀连接高压油路。
4.如权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，所述高压油路包括输出高压油的主调压阀，各个换向阀并联后接入所述主调压阀。
5.如权利要求4所述的液压控制系统，其特征在于，高压油路还包括油冷机，所述油冷机连接所述主调压阀。
6.如权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，还包括供油油路，所述供油油路包括油箱、动力元件以及过滤元件，所述油箱里的液压油依次经所述过滤元件和所述动力元件接入高压油路。
7.如权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，所述执行器件包括至少一个离合器和至少一个制动器，所述离合器、所述制动器与切换回路一一对应连接。
8.一种商用车，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述的液压控制系统。
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