CN113864444A - 一种高效的cvt液压系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆自动变速器，尤其涉及一种高效的CVT液压系统。所述高效的CVT液压系统包括双作用泵、主油路、二级油路、辅助油路、主油路调压阀、离合器液压控制模块、变速机构液压控制模块和液力变矩器液压控制模块，所述主油路与双作用泵相互连通，所述二级油路与主油路连接，本发明提供的高效的CVT液压系统，其可以根据自动变速器的流量需求自适应调节进入到主油路的流量，降低液压系统的溢流损失，提高自动变速器的效率，通过对夹紧力控制阀进行闭环控制，精确控制夹紧力，降低夹紧力过剩造成的效率损失，提升整机的效率，该液压系统的流量控制回路可操作性强、结构简单、工作可靠、响应较快，是一种实现起来简单、成本易于控制的方案。

Description

一种高效的CVT液压系统
技术领域
本发明涉及车辆自动变速器，尤其涉及一种高效的CVT液压系统。
背景技术
无级变速器(CVT)的主要作用是将发动机输出的功率高效、可靠地传递到驱动车轮，同时根据一定的行驶条件，按照一定的挡位工作模式自动变换传递速比，使发动机在理想工作点运转。无级变速器的执行机构通常采用液压系统来进行驱动,如速比控制、夹紧力控制、离合器控制等。
油泵作为CVT液压系统的动力源，其结构一般采用机械泵，其排量通常是按照最恶劣的工况进行排量设计的，导致在大部分工况油泵输出流量大于系统需求流量，造成溢流损失，导致整机的效率较低。
另外，由于液压控制的自身设计散差、工作环境(如油温等)的影响，为保护钢带不打滑,将夹紧力控制的需求安全扭矩设置偏高,影响整机的效率。
现有技术中，对于提高液压系统的效率，主要利用电磁阀对双泵进行主动流量控制，造成在应用阶段难以计算出精确的流量需求，流量的控制精度较差，同时增加电磁阀做主动控制，对于标定难度和整机成本均有所提升。同时夹紧力的控制精度，影响应用层面压力预设的安全余量，安全余量设定得过高，会影响整机效率；安全余量设定过低，钢带存在打滑风险。
因此，有必要提供一种新的高效的CVT液压系统解决上述技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种高效的CVT液压系统，该液压系统可根据自动变速器的流量需求自适应调节供油流量，降低液压系统的损耗。同时，通过液压系统的智能控制策略，提高夹紧力的控制精度，降低夹紧力过剩造成的效率损失。
本发明提供的高效的CVT液压系统包括：双作用泵、主油路、二级油路、辅助油路、主油路调压阀、离合器液压控制模块、变速机构液压控制模块和液力变矩器液压控制模块，所述主油路与双作用泵相互连通，所述二级油路与主油路连接，所述辅助油路与所述主油路第二支路连接，所述主油路上安装有主油路调压阀，所述主油路调压阀的第一端通过主油路第一支路和主油路连接至所述双作用油泵的出油口，所述主油路调压阀的第二端通过辅助油路连接至双作用泵的出油口，所述离合器液压控制模块与辅助油路第三支路相连，所述变速机构液压控制模块与主油路相连，所述液力变矩器液压控制模块与二级油路相连。
优选的，所述离合器液压控制模块包括第五电磁阀和手动换挡阀，所述第五电磁阀与辅助油路第三支路相连。
优选的，所述变速机构液压控制模块包括第二电磁阀、第三电磁阀、主动油缸调压阀和从动油缸调压阀，所述主动油缸调压阀和从动油缸调压阀分别通过主油路第三支路和主油路第四支路连接至主油路，所述主动油缸调压阀和从动油缸调压阀分别通过主动油缸油路和从动油缸油路与主动油缸和从动油缸连接。
优选的，所述主动油缸的压力通过第二电磁阀和主动油缸调压阀控制，所述主动油缸调压阀左侧受主动反馈压力的作用，所述主动油缸调压阀右侧受第二电磁阀的输出压力和弹簧力的作用。
优选的，所述从动油缸的压力通过第三电磁阀和从动油缸调压阀控制，所述从动油缸调压阀左侧受从动反馈压力的作用，所述从动油缸调压阀右侧受第三电磁阀的输出压力和弹簧力的作用。
优选的，所述主动油缸油路和从动油缸油路上分别设有主动油缸压力传感器和从动油缸压力传感器。
优选的，所述液力变矩器液压控制模块包括第四电磁阀和液力变矩器调压阀，所述液力变矩器控制阀的第一端口通过二级油路第一支路连接至二级油路，并与主油压控制阀的溢流口相连，所述液力变矩器控制阀的第二端口与二级溢流阀的溢流口相连。
与相关技术相比较，本发明提供的高效的CVT液压系统具有如下有益效果：
本发明提供一种高效的CVT液压系统，其可以根据自动变速器的流量需求自适应调节进入到主油路的流量，降低液压系统的溢流损失，提高自动变速器的效率，通过对夹紧力控制阀进行闭环控制，精确控制夹紧力，降低夹紧力过剩造成的效率损失，提升整机的效率，该液压系统的流量控制回路可操作性强、结构简单、工作可靠、响应较快，是一种实现起来简单、成本易于控制的方案。
附图说明
图1为本发明提供的高效的CVT液压系统的结构示意图。
图中标号：1、滤油器；2、双作用泵；201、第一出口；202、第二出口；3、主油路单向阀；4、主油路调压阀；5、二级油路单向阀；6、二级溢流阀；7、液力变矩器控制阀；8、水冷油冷器；9、压滤器；10、喷油嘴；11、减压阀；12、主动油缸调压阀；13、从动油缸调压阀；14、从动带轮油缸；15、主动带轮油缸；16、主动油缸压力传感器；17、从动油缸压力传感器；18、第一电磁调压阀；19、第二电磁调压阀；20、第三电磁调压阀；21、第四电磁调压阀；22、第五电磁调压阀；23、手动换挡阀；24、前进挡离合器油缸；25、倒挡离合器油缸；26、双作用泵动力源；27、油底壳；30、主油路；31、辅助油路；32、二级油路；301、主油路第一支路；302、主油路第二支路；303、主油路第三支路；304、主油路第四支路；311、辅助油路第三支路；312、辅助油路第二支路；313、辅助油路第三支路；321、二级油路第一支路；322、二级油路第二支路。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
请参阅图1，本发明实施例提供的一种高效的CVT液压系统，所述高效的CVT液压系统包括：双作用泵2、主油路30、二级油路32、辅助油路31、主油路调压阀4、离合器液压控制模块、变速机构液压控制模块和液力变矩器液压控制模块。
所述主油路30与双作用泵2相互连通，所述二级油路32与主油路30连接，所述辅助油路31与所述主油路第二支路302连接，所述主油路30上安装有主油路调压阀4，所述主油路调压阀4的第一端通过主油路的第一支路301和主油路连接至所述双作用油泵2的出油口，所述主油路调压阀4的第二端通过辅助油路31连接至所述双作用油泵2的出油口。
需要说明的是，当主油路需求大流量，双作用泵第二出口202的供油流量无法满足主油路流量需求时，主油路调压阀处于右位，双作用泵第一出口201的出油口与主油路调压阀4的泄油口不连通，双作用泵第一出口201的出油口建压，将单向阀3打开，双作用泵第二出口202向主油路供油，同时双作用泵第一出口201通过单向阀3向主油路供油，实现双泵供油；当双作用泵第二出口202可满足主油路30流量需求时，双作用泵第一出口201通过主油路调压阀的溢流口进行溢流，双作用泵第一出口201的出油口压力较双作用泵第二出口202的出油口压力低，单向阀3无法打开而处于关闭状态，仅双作用泵第二出口202向主油路供油，双作用泵第一出口201卸荷，实现单泵供油；当双作用泵第二出口202的出油口流量大于主油路流量需求时，主油调压阀4处于左位，双作用泵第一出口201出油口的流量通过主油路调压阀溢流，双作用泵第二出口202出油口的多余部分流量通过主油路调压阀溢流。
本发明的有益效果是：采用高度集成的主油路压力调节阀4，即可以实现主油路压力调节的作用，同时还可以实现单泵/双泵工作模式切换的作用以降低液压系统的溢流损失，提升液压系统效率。
所述离合器液压控制模块包括第五电磁阀22，所述第五电磁阀可选用常高型(具备跛行模式)或常低型(不具备跛行模式)，手动换挡阀23。所述第五电磁阀与辅助油路第三支路313相连。通过控制第五电磁阀的输出压力，可以实现对离合器压力进行线性比例控制，同时手动换挡阀23可以实现P-R-N-D-L挡位的切换，避免前进挡离合器和倒挡离合器同时处于工作状态，控制回路简单可靠。
所述变速机构液压控制模块包括第二电磁阀19，第三电磁阀20，主动油缸调压阀12，从动油缸调压阀13。所述主动油缸调压阀12和从动油缸调压阀13分别通过主油路第三支路303和主油路第四支路304连接至主油路30，所述主动油缸调压阀12和从动油缸调压阀13分别通过主动油缸油路和从动油缸油路与所述主动油缸15和从动油缸14连接。
所述主动油缸15的压力通过第二电磁阀19和主动油缸调压阀12控制，通过调节TCU发送的电流控制指令可以对第二电磁阀19的输出压力进行动态调节。主动油缸调压阀12左侧受主动反馈压力的作用，主动油缸调压阀12右侧受第二电磁阀19的输出压力和弹簧力的作用，当主动油缸15的压力低于目标压力时，主动油缸控制阀12在回位弹簧力和第二电磁阀19的输出压力作用下向右移动，使主动油缸15与主油路第三支路303相连，直至主动油缸15压力达到目标压力。当主动油缸15的压力高于目标压力时，主动油缸控制阀12在主动反馈压力的作用下向左移动，使主动油缸15通过主动油缸控制阀12的泄油口与油底壳相连，直至主动油缸15压力达到目标压力。
所述从动油缸14的压力通过第三电磁阀20和从动油缸调压阀13控制，通过调节TCU发送的电流控制指令可以对第三电磁阀20的输出压力进行动态调节。从动油缸调压阀13左侧受从动反馈压力的作用，从动油缸调压阀13右侧受第三电磁阀20的输出压力和弹簧力的作用，当从动油缸14的压力低于目标压力时，从动油缸控制阀13在回位弹簧力和第三电磁阀20的输出压力作用下向右移动，使从动油缸14与主油路第三支路304相连，直至从动油缸14压力达到目标压力。当从动油缸14的压力高于目标压力时，从动油缸控制阀13在从动反馈压力的作用下向左移动，使从动油缸14通过从动油缸控制阀13的泄油口与油底壳相连，直至从动油缸14压力达到目标压力。
所述主动油缸油路和从动油缸油路上分别设有主动油缸压力传感器16和从动油缸压力传感器17。通过在主动油缸油路和从动油缸油路上分别设有主动油缸压力传感器16和从动油缸压力传感器17可以实现速比和夹紧力的闭环控制。夹紧力的闭环控制原理：TCU通过采集从动油缸压力传感器的压力数据，同时根据车辆的行驶状态计算目标夹紧力并换算成从动油缸的目标控制压力，TCU计算目标压力与当前实际压力的差值，再结合电液系统的响应特性，通过一定的控制算法计算得到电磁阀的目标驱动信号，通过调节第二电磁阀19和第三电磁阀20的控制电流来改变主动油缸调压阀12和从动油缸调压阀13的控制压力，实现实际压力对目标压力的精确跟踪。
本发明的有益效果是：主动油缸压力控制回路和从动油缸压力控制回路相互独立控制，主动油缸压力和从动油缸压力可以在主油路压力的基础上各自独立调节，且在特定工况下可以使用主油路压力代替主动油缸压力或从动油缸压力，直接对主动油缸或从动油缸夹紧力进行控制，进一步降低系统压力，减小电液系统的溢流损失，同时可以在实际应用阶段进一步降低夹紧力，提高传动效率。
所述液力变矩器液压控制模块包括第四电磁阀21，液力变矩器调压阀7。所述液力变矩器控制阀7的第一端口通过二级油路第一支路321连接至二级油路32，并与主油压控制阀4的溢流口相连，所述液力变矩器控制阀7的第二端口与二级溢流阀6的溢流口相连。液力变矩器的状态切换通过第四电磁阀21控制，通过TCU发出的电流命令动态调节，当第四电磁阀的输出压力低于某一预设值时，通过液力变矩器控制阀7的回位弹簧控制液力变矩器控制阀处于右位，此时液力变矩器处于解锁状态(变矩)，主油路调压阀4的泄油口与液力变矩器的解锁(TC Release)腔连通,并流经锁止(TC Apply)油腔后与油冷器8和压滤9连通；当第四电磁阀的输出压力高于某一预设值时，控制液力变矩器控制阀处于左位，油冷器8与二级溢流阀6的泄油口相通，主油路调压阀4的泄油口与液力变矩器的锁止(TC Apply)腔连通,解锁油腔与油底壳连通，此时液力变矩器处于锁止状态；TC(液力变矩器)锁止压力可以通过液力变矩器调压阀7动态控制，液力变矩器调压阀7左侧受第四电磁阀21和TC解锁反馈压力的作用，右侧受弹簧力和TC锁止反馈压力的作用，当TC锁止压力低于目标压力时，液力变矩器调压阀在第四电磁阀21和解锁反馈压力的作用下向右侧移动，使二级油路32与TC锁止油腔连通，直至TC锁止压力达到目标压力，液力变矩器控制阀7处于受力平衡状态；当TC锁止压力高于目标压力时，液力变矩器调压阀在锁止反馈压力和弹簧力的作用下向左侧移动，使TC锁止油腔与油冷器和喷油嘴连通，从而降低锁止压力，直至TC锁止压力达到目标压力，液力变矩器控制阀7重新处于受力平衡状态
本发明中涉及的电路以及控制均为现有技术，在此不进行过多赘述。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种高效的CVT液压系统，其特征在于，包括：
双作用泵(2)；
主油路(30)，所述主油路(30)与双作用泵(2)相互连通；
二级油路(32)，所述二级油路(32)与主油路(30)连接；
辅助油路(31)，所述辅助油路(31)与所述主油路第二支路(302)连接；
主油路调压阀(4)，所述主油路(30)上安装有主油路调压阀(4)，所述主油路调压阀(4)的第一端通过主油路第一支路(301)和主油路(30)连接至所述双作用油泵(2)的出油口，所述主油路调压阀(4)的第二端通过辅助油路(31)连接至双作用泵(2)的出油口；
离合器液压控制模块，所述离合器液压控制模块与辅助油路第三支路(313)相连；
变速机构液压控制模块，所述变速机构液压控制模块与主油路(30)相连；
液力变矩器液压控制模块，所述液力变矩器液压控制模块与二级油路(32)相连。
2.根据权利要求1所述的高效的CVT液压系统，其特征在于，所述离合器液压控制模块包括第五电磁阀(22)和手动换挡阀(23)，所述第五电磁阀(22)与辅助油路第三支路(313)相连。
3.根据权利要求1所述的高效的CVT液压系统，其特征在于，所述变速机构液压控制模块包括第二电磁阀(19)、第三电磁阀(20)、主动油缸调压阀(12)和从动油缸调压阀(13)，所述主动油缸调压阀(12)和从动油缸调压阀(13)分别通过主油路第三支路(303)和主油路第四支路(304)连接至主油路(30)，所述主动油缸调压阀(12)和从动油缸调压阀(13)分别通过主动油缸油路和从动油缸油路与主动油缸(15)和从动油缸(14)连接。
4.根据权利要求3所述的高效的CVT液压系统，其特征在于，所述主动油缸(15)的压力通过第二电磁阀(19)和主动油缸调压阀(12)控制，所述主动油缸调压阀(12)左侧受主动反馈压力的作用，所述主动油缸调压阀(12)右侧受第二电磁阀(19)的输出压力和弹簧力的作用。
5.根据权利要求3所述的高效的CVT液压系统，其特征在于，所述从动油缸(14)的压力通过第三电磁阀(20)和从动油缸调压阀(13)控制，所述从动油缸调压阀(13)左侧受从动反馈压力的作用，所述从动油缸调压阀(13)右侧受第三电磁阀(20)的输出压力和弹簧力的作用。
6.根据权利要求3-5任一所述的高效的CVT液压系统，其特征在于，所述主动油缸油路和从动油缸油路上分别设有主动油缸压力传感器(16)和从动油缸压力传感器(17)。
7.根据权利要求1所述的高效的CVT液压系统，其特征在于，所述液力变矩器液压控制模块包括第四电磁阀(21)和液力变矩器调压阀(7)，所述液力变矩器控制阀(7)的第一端口通过二级油路第一支路(321)连接至二级油路(32)，并与主油压控制阀(4)的溢流口相连，所述液力变矩器控制阀(7)的第二端口与二级溢流阀(6)的溢流口相连。
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CN108571586A (zh) * 2017-03-14 2018-09-25 上海汽车集团股份有限公司 无级变速器液压控制系统
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