CN112128365A - 无级变速器内置电子换挡控制系统 - Google Patents

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李会
康军波
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Abstract

本发明公开了一种无级变速器内置电子换挡控制系统，包括离合器供油电磁阀、切换滑阀、减压阀、第一开关电磁阀、第二开关电磁阀和第三开关电磁阀，离合器压力进油口与离合器供油电磁阀连接，D档离合器进油口与D档离合器连接，R档离合器进油口与R档离合器连接，第一开关电磁阀、第二开关电磁阀和第三开关电磁阀的进油口与减压阀的出油口连接，第一开关电磁阀的出油口与第一进油口连接，第二开关电磁阀的出油口与第二进油口连接，离合器供油电磁阀的出油口与离合器压力进口连接。本发明的无级变速器内置电子换挡控制系统，具有结构更简单，控制更精确，安全性更高的优点。

Description

无级变速器内置电子换挡控制系统
技术领域
本发明属于变速器技术领域，具体地说，本发明涉及一种无级变速器内置电子换挡控制系统。
背景技术
传统的无极变速器都是采用机械方式控制换挡、机械式驻车，需要控制换挡杆和手刹来实现档位的切换、驻车，传统的挡位切换机构和驻车机构对空间布置要求很高。随着汽车自动化、智能化技术的不断发展对电子换挡和自动驻车的需求更加迫切。外置电子换挡可以通过在变速箱外围增加一个驱动电机来实现自动换挡，但是其需要一定的布置空间和较高的成本；而采用内置电子换挡、电子驻车可以有效的减少布置空间。
现有的一种内置电子换挡机构没有档位识别装置，当电磁阀或者滑阀失效时无法进行失效保护(例如挂D挡状态由于失效导致出现了R档)，另外其离合器油腔与切换阀之间直接相连，当离合器回位时无缓冲保护，会造成换挡冲击。
现有的另一种内置电子换挡机构油路的控制是通过一个低压电磁阀和两个调节阀来控制，同时档位的切换由三个滑阀来实现控制，采用两个位置传感器来识别档位，系统控制较为复杂，且制造成本较高。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种无级变速器内置电子换挡控制系统，目的是降低系统复杂程度。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：无级变速器内置电子换挡控制系统，包括离合器供油电磁阀、切换滑阀、减压阀、第一开关电磁阀、第二开关电磁阀和第三开关电磁阀，切换滑阀具有第一进油口、第二进油口、离合器压力进油口、D档离合器进油口和R档离合器进油口，离合器压力进油口与离合器供油电磁阀连接，D档离合器进油口与D档离合器连接，R档离合器进油口与R档离合器连接，第一开关电磁阀、第二开关电磁阀和第三开关电磁阀的进油口与减压阀的出油口连接，第一开关电磁阀的出油口与第一进油口连接，第二开关电磁阀的出油口与第二进油口连接，离合器供油电磁阀的出油口与离合器压力进口连接。
所述切换滑阀包括阀体、设置于阀体内部的换挡阀芯和限位阀芯以及设置于换挡阀芯和限位阀芯之间的第一弹性元件，第一进油口、第二进油口、离合器压力进油口、D档离合器进油口和R档离合器进油口设置于阀体上。
所述的无级变速器内置电子换挡控制系统还包括用于检测所述换挡阀芯的位置的第一位置传感器，以识别当前档位。
所述离合器供油电磁阀为NL型直驱电磁阀。
当换挡机构挂入D档时，所述第一开关电磁阀和所述第二开关电磁阀关闭，所述离合器压力进油口与所述D档离合器进油口连通，离合器压力进油口与所述R档离合器进油口不连通，R档离合器进油口与第二泄油口连通，D档离合器进油口与第三泄油口不连通。
当换挡机构从D档切换到其它档位时，D档离合器中流出的液压油经第一节流孔流向所述第三泄油口。
当换挡机构挂入N档时，所述第一开关电磁阀和所述第二开关电磁阀打开，所述切换滑阀的换挡阀芯位于中间位置，所述离合器压力进油口与所述D档离合器进油口不连通，离合器压力进油口与所述R档离合器进油口不连通，R档离合器进油口与第二泄油口连通，D档离合器进油口与第三泄油口连通。
当换挡机构挂入R档时，所述第一开关电磁阀打开，所述第二开关电磁阀关闭，所述离合器压力进油口与所述D档离合器进油口不连通，离合器压力进油口与所述R档离合器进油口连通，R档离合器进油口与第二泄油口不连通，D档离合器进油口与第三泄油口连通。
本发明的无级变速器内置电子换挡控制系统，具有结构更简单，控制更精确，安全性更高的优点，可以在满足内置电子换挡和电子驻车所有功能模式下降低系统复杂程度。
附图说明
本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
图1是本发明无级变速器内置电子换挡控制系统的结构示意图；
图2是档位切换示意图；
图中标记为：1、离合器供油电磁阀；2、第二进油口；3、阀体；4、挡块；5、限位阀芯；6、换挡阀芯；7、R档离合器进油口；8、第一开关电磁阀；9、第二开关电磁阀；10、减压阀；11、第一泄油口；12、第一弹性元件；13、第一进油口；14、第二泄油口；15、离合器压力进口；16、D档离合器进油口；17、第三泄油口；18、第一位置传感器；19、D档离合器；20、R档离合器；21；电磁执行器；22、驻车活塞腔；23、泄油口；24、第二弹性元件；25、驻车活塞；26、第二位置传感器；27、第三开关电磁阀。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1和图2所示，本发明提供了一种无级变速器内置电子换挡控制系统，包括离合器供油电磁阀1、切换滑阀、减压阀10、第一开关电磁阀8、第二开关电磁阀9和第三开关电磁阀27，切换滑阀具有第一进油口13、第二进油口2、离合器压力进油口、D档离合器进油口16、R档离合器进油口7、第一泄油口11、第二泄油口14和第三泄油口17，离合器压力进油口与离合器供油电磁阀1连接，D档离合器进油口16与D档离合器连接，R档离合器进油口7与R档离合器连接，第一开关电磁阀8、第二开关电磁阀9和第三开关电磁阀27的进油口与减压阀10的出油口连接，第一开关电磁阀8的出油口与第一进油口13连接，第二开关电磁阀9的出油口与第二进油口2连接，第三开关电磁阀27的出油口与驻车活塞腔22的进油口连接，离合器供油电磁阀1的出油口与离合器压力进口15连接。
具体地说，如图1和图2所示，切换滑阀包括阀体3、设置于阀体3内部的换挡阀芯6和限位阀芯5以及设置于换挡阀芯6和限位阀芯5之间的第一弹性元件12，第一进油口13、第二进油口2、离合器压力进油口、离D档离合器进油口16和R档离合器进油口7设置于阀体3上。换挡阀芯6和限位阀芯5为可移动的设置于阀体3的内腔体中，第一弹性元件12为圆柱螺旋弹簧且为压缩弹簧，换挡阀芯6和限位阀芯5为同轴设置，第一弹性元件12夹在换挡阀芯6和限位阀芯5之间，第一弹性元件12是用于换挡阀芯6和限位阀芯5的复位。第一进油口13、第一泄油口11、第二进油口2、第二泄油口14、离合器压力进油口、离D档离合器进油口16和第三泄油口17为沿阀体3的长度方向依次布置。阀体3的内腔体有五级直径不同的台阶孔，由左往右依次减小，用来配合不同直径的阀芯起限位作用，设置有三个进油口、两个出油口、三个泄油口。
换挡阀芯6具有三个工作位置，分别为D档位置、R档位置和中间位置，中间位置位于D档位置和R档位置之间。换挡机构挂入D档时，换挡阀芯6切换至D档位置；换挡机构挂入R档时，换挡阀芯6切换至R档位置；换挡机构挂入N档时，换挡阀芯6切换至中间位置。
如图1所示，本发明的无级变速器内置电子换挡控制系统还包括用于检测换挡阀芯6的位置的第一位置传感器18，以识别当前档位，保证换挡阀芯6的位置与驾驶员的意图一致，提高驾驶的安全性。第一位置传感器18固定设置在阀体3上，第一位置传感器18与TCU(变速器控制单元)为电连接。
如图1所示，电子驻车机构包括电磁执行器21、驻车活塞腔22、第二弹性元件24、驻车活塞25和第二位置传感器26，驻车活塞25为可移动的设置于驻车活塞腔22中，第二弹性元件24为压缩弹簧，第二弹性元件24对驻车活塞25施加弹性作用力，用于使驻车活塞25进行复位。电磁执行器21用于执行驻车动作。
如图1所示，减压阀10的出油口连接第一开关电磁阀8的进油口、第二开关电磁阀9的进油口和第三开关电磁阀27的进油口，第一开关电磁阀8和第二开关电磁阀9的出油口分别连接阀体3上的第一进油口13和第二进油口2，第三开关电磁阀27的出油口连接电子驻车机构的驻车活塞腔22的进油口。
作为优选的，离合器供油电磁阀1为NL型直驱电磁阀。采用NL直驱电磁阀控制离合器压力，控制精度高，而且可以在扭矩突变时利用离合器滑摩来保护变速箱。当电磁阀失效或TCU断电情况下，整车为N档。
如图1和图2所示，当换挡机构挂入D档时，第一开关电磁阀8和第二开关电磁阀9关闭，换挡阀芯6处于D档位置，离合器压力进油口与D档离合器进油口16连通，离合器压力进油口与R档离合器进油口7不连通，R档离合器进油口7与第二泄油口14连通，D档离合器进油口16与第三泄油口17不连通。
如图1和图2所示，当换挡机构挂入D档时，第一位置传感器18发出第一位置信号至TCU，TCU接收到第一位置信号后发送命令至离合器供油电磁阀1，控制离合器供油电磁阀1打开，此时在第一弹性元件12产生的弹簧力作用下，换挡阀芯6切换至D档位置，使得离合器压力进油口与D档离合器进油口16连通，油压进入D档离合器的活塞腔后使D档离合器结合，开始传递扭矩。
如图1所示，当换挡机构从D档切换到其它档位时，D档离合器进油口16与第三泄油口17连通，D档离合器中流出的液压油经第一节流孔流向阀体3，并经第三泄油口17排出。第一节流孔设置在连接阀体3和D档离合器的油路中，第一节流孔用于控制液压油的泄油速度，保证换挡过程离合器不会立即脱开，控制D档离合器缓慢脱开，能有效的避免换挡冲击，增加换挡可靠性。
如图1和图2所示，当换挡机构挂入N档时，第一开关电磁阀8和第二开关电磁阀9打开，离合器供油电磁阀1关闭，切换滑阀的换挡阀芯6位于中间位置，离合器压力进油口与D档离合器进油口16不连通，离合器压力进油口与所述R档离合器进油口7不连通，R档离合器进油口7与第二泄油口14连通，D档离合器进油口16与第三泄油口17连通。
如图1和图2所示，当换挡机构挂入N档时，第一开关电磁阀8和第二开关电磁阀9打开，液压油经第一开关电磁阀8和第二开关电磁阀9进入阀体3中，此时在第一弹性元件12产生的弹簧力以及来自第一开关电磁阀8和第二开关电磁阀9的油压的共同作用下，换挡阀芯6切换至中间位置，第一弹性元件12被压缩，第一位置传感器18发出第二位置信号至TCU，TCU接收到第二位置信号后发送命令至离合器供油电磁阀1，控制离合器供油电磁阀1关闭，使得D档离合器和R档离合器无油压。
如图1和图2所示，当换挡机构挂入R档时，第一开关电磁阀8打开，第二开关电磁阀9关闭，离合器压力进油口与D档离合器进油口16不连通，离合器压力进油口与R档离合器进油口7连通，R档离合器进油口7与第二泄油口14不连通，D档离合器进油口16与第三泄油口17连通。
如图1和图2所示，当换挡机构挂入R档时，第一开关电磁阀8打开，第二开关电磁阀9关闭，液压油经第一开关电磁阀8进入阀体3中，此时在第一弹性元件12产生的弹簧力以及来自第一开关电磁阀8的油压的共同作用下，换挡阀芯6切换至R档位置，限位阀芯5复位，第一弹性元件12被压缩，第一位置传感器18发出第三位置信号至TCU，TCU接收到第三位置信号后发送命令至离合器供油电磁阀1，控制离合器供油电磁阀1打开，使得离合器压力进油口与R档离合器进油口7连通，油压进入R档离合器的活塞腔后使R档离合器结合，开始传递扭矩。
当从D档切换到N档时或R档切换到N档时，泄油油路与单向阀相连，泄油时单向阀关闭，通过关闭单向阀来控制泄油时间，避免档位切换过程离合器回位过快造成换挡冲击。
如图1所示，当换挡机构挂入P档时，电磁执行器21通电后，在第二弹性元件24产生的弹簧力作用下，驻车活塞25往左移动，驻车活塞25推动驻车杆卡入驻车槽，实现驻车制动，在第二位置传感器26检测到驻车活塞25移动至P档位置后，发送信号至TCU，TCU控制电磁执行器21断电，锁住驻车活塞25。当按P档解锁时，电磁执行器21通电，第三开关电磁阀27通电，液压油经第三开关电磁阀27进入驻车活塞腔22中，推动驻车活塞25移动，在第二位置传感器26检测到驻车活塞25移动至P档解锁位置后，发送信号至TCU，TCU控制电磁执行器21断电，锁住驻车活塞25，TCU控制第三开关电磁阀27断电。
本发明的无级变速器内置电子换挡控制系统集成在液压阀体3总成内部，一体化设计，结构更为紧凑，且油路设计简单，成本更低。
本发明采用集成在液压模块的内置电子换挡机构，采用电信号控制，实现档位的切换(D/N/R)，布置更加紧凑，自动化、智能化程度更高。
本发明采用位置传感器监控档位，保证切换档位的位置与驾驶员意图相一致，即使开关电磁阀失效时，能避免误挂挡，提高整车安全性。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.无级变速器内置电子换挡控制系统，其特征在于：包括离合器供油电磁阀、切换滑阀、减压阀、第一开关电磁阀、第二开关电磁阀和第三开关电磁阀，切换滑阀具有第一进油口、第二进油口、离合器压力进油口、D档离合器进油口和R档离合器进油口，离合器压力进油口与离合器供油电磁阀连接，D档离合器进油口与D档离合器连接，R档离合器进油口与R档离合器连接，第一开关电磁阀、第二开关电磁阀和第三开关电磁阀的进油口与减压阀的出油口连接，第一开关电磁阀的出油口与第一进油口连接，第二开关电磁阀的出油口与第二进油口连接，离合器供油电磁阀的出油口与离合器压力进口连接。
2.根据权利要求1所述的无级变速器内置电子换挡控制系统，其特征在于：所述切换滑阀包括阀体、设置于阀体内部的换挡阀芯和限位阀芯以及设置于换挡阀芯和限位阀芯之间的第一弹性元件，第一进油口、第二进油口、离合器压力进油口、D档离合器进油口和R档离合器进油口设置于阀体上。
3.根据权利要求2所述的无级变速器内置电子换挡控制系统，其特征在于：还包括用于检测所述换挡阀芯的位置的第一位置传感器，以识别当前档位。
4.根据权利要求1至3任一所述的无级变速器内置电子换挡控制系统，其特征在于：所述离合器供油电磁阀为NL型直驱电磁阀。
5.根据权利要求1至3任一所述的无级变速器内置电子换挡控制系统，其特征在于：当换挡机构挂入D档时，所述第一开关电磁阀和所述第二开关电磁阀关闭，所述离合器压力进油口与所述D档离合器进油口连通，离合器压力进油口与所述R档离合器进油口不连通，R档离合器进油口与第二泄油口连通，D档离合器进油口与第三泄油口不连通。
6.根据权利要求5所述的无级变速器内置电子换挡控制系统，其特征在于：当换挡机构从D档切换到其它档位时，D档离合器中流出的液压油经第一节流孔流向所述第三泄油口。
7.根据权利要求1至3任一所述的无级变速器内置电子换挡控制系统，其特征在于：当换挡机构挂入N档时，所述第一开关电磁阀和所述第二开关电磁阀打开，所述切换滑阀的换挡阀芯位于中间位置，所述离合器压力进油口与所述D档离合器进油口不连通，离合器压力进油口与所述R档离合器进油口不连通，R档离合器进油口与第二泄油口连通，D档离合器进油口与第三泄油口连通。
8.根据权利要求1至3任一所述的无级变速器内置电子换挡控制系统，其特征在于：当换挡机构挂入R档时，所述第一开关电磁阀打开，所述第二开关电磁阀关闭，所述离合器压力进油口与所述D档离合器进油口不连通，离合器压力进油口与所述R档离合器进油口连通，R档离合器进油口与第二泄油口不连通，D档离合器进油口与第三泄油口连通。
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