CN213628730U - 一种cvt应急系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型所提供的一种CVT应急系统，包括：变矩缓冲器、CVT变矩器、主液缸截止阀、从液缸截止阀、应急变扭器以及应急控制系统；相对于现有技术而言；由于设置了备份变矩回路解决了CVT变矩器在液压、电、电信号以及执行器出现极限工况后该怎么办的问题，避免了动力中断的发生；由于设置了张力补偿系统、应急降档系统、应急升档系统，当液压系统发生极限状况仍然可以变速行驶；由于设置了独立的应急控制系统，无需停车TCU就可多次重启，减少了故障率；由于设置了应急电源，增加了车辆的稳定性与安全性；这种CVT应急系统，避免了钢带的打滑减少了应力，在行车安全的基础上保护了发动机与变速箱，有效地扩大了装载部件的容错度、减少了故障频次，从而留下了进一步降低成本的空间，使中低端CVT车型达到基本安全标准成为可能。

Description

一种CVT应急系统

技术领域

本实用新型属于变速器领域，特别涉及一种无级自动变速器的应用。

背景技术

车辆行驶性能的好坏，不仅取决于发动机，还依赖于变速器及变速器与发动机的匹配，汽车在行驶过程中速度是不断变化的，要想使发动机与变速箱之间动力达到最优匹配，实现更好的经济性和动力性及废气排放的进一步降低，这要求汽车变速箱的变速比要尽量的多才行；随着汽车无级自动变速器CVT（Continuously Variable Transmission）的诞生，这一目标得到逐步实现，CVT的变速器是由金属带、主动锥轮、从动锥轮、液压夹紧力系统、传感器、线束以及TCU组成，根据发动机的输出特性，TCU通过调节主、从动锥轮此消彼长的直径变化来产生连续变化的速比，以此来适应汽车不断变化的负荷，使发动机在期望的模式下工作；它提高了汽车的经济性与动力性的同时降低排放；另外通过CVT还可以简化驾驶员的操作，减轻驾驶疲劳，提高行驶安全性；与四元件自动变速箱相比，CVT系统能够将加速性能提高10%，燃油经济性能提高10%-15%；特别是电液式金属带CVT，传动效率比高、功率大、结构小巧紧凑、适用范围广，从生产成本、可靠性及使用性能等方面综合考虑，已经成为目前车用变速箱的最佳选择。

技术问题，CVT变速箱发展仅有20多年，在使用过程中仍存在诸多不稳定因素，一根钢带连接着整个车辆的动力与负载，而钢带拉力与张力是有上限的，要保证钢带承受力在极限范围内就必须保证档位与负载力的正确匹配；而作用在锥轮上的夹紧力系统非常脆弱，其始终在动态的高压下工作，即便是平常路况，如果档位偏高发动机就会因转速不足而卡顿损毁，如果档位偏低发动机就会因转速偏高导致金属带打滑，而金属带打滑甚至只要发生一次就可以让变速器报废，极易引发重大交通事故。不论是档位偏高或者偏低都会造成钢带的超负荷工作，而影响因素很多，例如：执行器的损坏（传感器、调压阀、TCU、线束、发动机、油泵、电源、电路等），控制系统的损坏（信号干扰、兼容性、系统死机、识别错误等），会带来电、电信号以及液压系统的指标异常，而导致CVT变矩器的变矩异常，引发钢带处于极限状态；当在盘山公路、急上坡或急下坡的工况下，极易超出极限值发生钢带打滑断裂，引发车辆失控车毁人亡；造成不可接受的损害。

而让所有批次车辆的电液系统元件长期不发生故障是不可能的；理论上CVT变速箱要求其配套元件十分精良，只能在中高端CVT车型上使用。如果想在中低端车型上使用，必须要有一个备份的变矩系统以及应急系统，来接管CVT变速器故障时的变矩与应急工作；现行的双变矩CVT，是通过在CVT变速箱与发动机之间设置液力变矩器以及跛行程序，形成以液力变矩器与CVT变矩器混合的双变矩CVT系统，当变矩系统进入极限状态时，CVT变矩器就会自动锁档，同时由液力变矩器接替变矩工作；但是由于液力变矩器的变矩量有限，无法适应高速工况下的变矩任务；由于液力变矩器的变矩精度有限，无法适应长时间的正常行驶；只能被迫进入跛行程序使车辆突然减速非常危险；如果因信号中断或执行器损坏跛行程序无法执行的情况下，只能被迫中断动力极易引发重大事故。2019年以来，因为突然失速、动力中断引发的大批中低端CVT汽车被召回，并且无法维修已沦为不治之症；其案值巨大，已经给国家和社会带来巨大伤害。

既然极限状态不可避免，如果能建立安全有效的应急回路，那么中低端CVT车型就可以满足基本安全行车条件，那将是一个不错的选择。

实用新型内容，一种CVT应急系统，其特征在于，包括：CVT变矩器、主液缸截止阀、从液缸截止阀、应急变扭器以及应急控制系统；其中主液缸截止阀设置在主液缸调压阀与主动锥轮液缸之间，从液缸截止阀设置在从液缸调压阀与从动锥轮液缸之间，负责主动轮液缸与从动轮液缸的液压的控制；其中应急变扭器的从回导管与主动锥轮液缸相连，从进导管与从动锥轮液缸相连，负责钢带的张力补偿以及应急变矩工作；应急控制系统与ECU、主液缸截止阀、从液缸截止阀、发动机转速传感器以及应急变扭器相连，负责应急扭矩的调节工作；其中应急变扭器是根据发动机转速对变速器的扭矩进行调节，用来满足钢带的安全以及始终使CVT变矩器的档位处于目标工作状态。

上述的一种CVT应急系统，其特征还在于，其中应急变扭器包含一种张力补偿系统、应急降档系统、应急升档系统，由电推压力器、从进截止阀、主导管、从进导管组成，其中电推压力器处于常开状态，从进导管截止阀默认开启，当变矩系统因压力异常导致钢带的张力不足时，主液缸截止阀、从液缸截止阀闭合，电推压力器推动适量油液向从动轮液缸，旋即完成增压任务。

上述的一种CVT应急系统，其特征还在于，其中应急变扭器包含一种应急降档系统，由电推压力器、从进截止阀、从进导管、主回导管、主回截止阀以及主截止阀组成；当变矩系统因电信号中断或异常或执行器损坏导致无法变矩，需要降档时，应急变扭器的主截止阀关闭，主回截止阀开启，接着主液缸截止阀、从液缸截止阀闭合，其中应急控变扭器是根据发动机转速对变速器的扭矩进行调节，用来满足钢带的安全以及始终使CVT变矩器的档位处于目标工作状态；电推压力器根据需要量将油液推向从动锥轮液缸，受钢带的约束主动轮液缸的油液同步向电推压力器回流，同时从动锥轮半径随之增大，主动锥轮半径随之减小，旋即完成降档任务，始终使变矩缓冲器的实时变矩力在设定的阔值内。

上述的一种CVT应急系统，其特征还在于，其中应急变扭器包含一种应急升档系统，由电推压力器、从进截止阀、从进导管、主回导管、主进截止阀、从回导管以及从回截止阀组成；当变矩系统因电信号中断或异常或执行器损坏导致无法变矩，需要升档时，应急变扭器的主截止阀、从进截止阀、主回截止阀关闭，从回截止阀、主进截止阀开启，接着主液缸截止阀、从液缸截止阀闭合；其中应急控变扭器是根据发动机转速对变速器的扭矩进行调节，用来满足钢带的安全以及始终使CVT变矩器的档位处于目标工作状态；电推压力器根据需要量将油液推向主动锥轮液缸，受钢带的约束从动轮液缸的油液同步向电推压力器回流，同时主动锥轮半径随之增大，从动锥轮半径随之减小，旋即完成升档任务。

上述的一种CVT应急系统，其特征还在于，其中还包含有一种液缸降温系统，由主液缸降温系统以及从液缸降温系统组成，分别与主动锥轮液缸以及从动锥轮液缸相连，负责应急变矩时主动锥轮与从动锥轮降温任务。

上述的一种CVT应急系统，其特征还在于，其中还包含一种应急电源，具有自充电功能，分别与总电源、发动机转速传感器、应急变扭器、档位信号传感器相连，当出现熄火断电或电路故障时，负责应急变矩的电力供应以及发动机的应急启动。

有益效果

本实用新型所提供的一种CVT应急系统，包括：变矩缓冲器、CVT变矩器、主液缸截止阀、从液缸截止阀、应急变扭器以及应急控制系统；相对于现有技术而言；由于设置了备份变矩回路解决了CVT变矩器在液压、电、电信号以及执行器出现极限工况后该怎么办的问题，避免了动力中断的发生；由于设置了张力补偿系统、应急降档系统、应急升档系统，当液压系统发生极限状况仍然可以变速行驶；由于设置了独立的应急控制系统，无需停车TCU就可多次重启，减少了故障率；由于设置了应急电源，增加了车辆的稳定性与安全性；这种CVT应急系统，避免了钢带的打滑减少了冲击力，在行车安全的基础上保护了发动机与变速箱，有效地扩大了装载部件的容错度、减少了故障频次，从而留下了进一步降低成本的空间，使中低端CVT车型达到基本安全标准成为可能。

附图说明

图1为本实用新型一种CVT应急系统的结构示意图；

图2为本实用新型一种CVT应急系统的控制模型图；

其中：100.CVT变矩器，101. 从动锥轮， 102. 主动锥轮，103. 钢带， CVT变矩器，104.动力输入轴，105.动力输出轴，106.主液缸调压器，107.从液缸调压器，108.主动锥轮液缸，109.从动锥轮液缸；200. 变矩缓冲器， 210.主液缸截止阀，211. 从液缸截止阀，240.主液缸降温系统，241.从液缸降温系统；300. 应急变扭器，320. 主回导管，321. 从回导管，322.主导管，323.从进导管，324.主进导管；330. 电推压力器，331. 主回截止阀，332. 主进截止阀，333.从进截止阀，334.主截止阀；1000.ECU，1100.多媒体中控，2000.TCU， 2100.档位信号传感器， 3000.应急控制系统， 3100.张力补偿系统，3200.应急降档系统，3300.应急升档系统，3400.发动机转速传感器； 4000.总电源，4100.应急电源。

具体实施方式

为了克服现有CVT变速箱的局限性，避免钢带超负荷运转产生打滑断裂，引发动力中断的发生，满足行车的基本安全需求实现更优的效能，本发明的目的在于提供一种安全、可行的CVT应急系统。

如图1-2所示，一种CVT应急系统，当应用于家用CVT轿车上时，其特征在于，包括：变矩缓冲器200、冲击力传感器3400、CVT变矩器100、主液缸截止阀210、从液缸截止阀211、应急变扭器300、锥轮降温系统、应急电源4100以及应急控制系统3000；其中主液缸截止阀210设置在主液缸调压阀106与主动锥轮液缸108之间，从液缸截止阀211设置在从液缸调压阀107与从动锥轮液缸109之间，负责主动轮液缸102与从动轮液缸101的液压的控制；其中应急变扭器300的从回导管与主动锥轮液缸108相连，从进导管323与从动锥轮液缸109相连，负责钢带103的张力补偿以及应急变矩工作；应急控制系统3000与ECU1000、主液缸截止阀210、从液缸截止阀211、以及应急变扭器300相连，负责应急扭矩的调节工作；其中应急控变扭器是根据发动机转速对变速器的扭矩进行调节，用来满足钢带的安全以及始终使CVT变矩器的档位处于目标工作状态；避免了现行使用的跛行程序因路况不适宜减速而降档造成事故，这种人性化的应急回路可以让驾驶者做主，何时减速，减速多少，可在安全工况下再决定是否减速，避免抛锚在路上。

上述其中CVT变矩器包括：从动锥轮101、主动锥轮102、钢带103、动力输入轴104、动力输出轴105、主液缸调压器106、从液缸调压器107、主动锥轮液缸108以及从动锥轮液缸109。其中变矩缓冲器200为带锁止离合器的综合式液力变矩器，在高速行驶时液力变矩器为刚性连接，可进一步提升了变矩效能。

上述其中应急变扭器包含流量阀336、张力补偿系统3100、应急降档系统3200以及应急升档系统3300，由电推压力器330、从进截止阀333、主导管322、从进导管323组成，其中电推压力器330处于常开状态，从进导管截止阀333默认开启，当变矩系统因压力异常导致钢带103的张力不足时，主液缸截止阀210、从液缸截止阀211闭合，电推压力器330推动适量油液向从动轮液缸109旋即完成增压任务。其中电推变扭器330为电动千斤顶构型，在活塞的前端设置有压力感应器，具有自动伺服功能。流量阀336用来通过流量来监视扭矩的变化，用来对实时档位的确认。

上述其中应急降档系统3200，由电推压力器330、从进截止阀333、从进导管323、主回导管320、主回截止阀331以及主截止阀334组成；当变矩系统因电信号中断或异常或执行器损坏导致无法变矩，需要降档时，应急变扭器300的主截止阀334关闭，主回截止阀331开启，接着主液缸截止阀210、从液缸截止阀211闭合，其中应急控变扭器330是根据发动机转速对变速器的扭矩进行调节，用来满足钢带的安全以及始终使CVT变矩器100的档位处于目标工作状态，电推压力器330根据需要量将油液推向从动锥轮液缸109，受钢带103的约束主动轮液缸108的油液同步向电推压力器330回流，同时从动锥轮101半径随之增大，主动锥轮102半径随之减小，旋即完成升档任务，始终使变矩缓冲器200的实时变矩力在设定的阔值内。高速行驶的过程中，当发生极限状态应急变矩回路启动后，CVT变矩器调扭系统锁止，应急控变扭器330接替变扭工作。期间TCU2000可多次重启，如果CVT变矩器100恢复正常，即可解锁执行变矩工作；如果CVT变矩器100无法恢复，应急控制系统3000通过多媒体中控1100，提示引导驾驶者谨慎限速行驶，尽快进站维修。

上述其中应急升档系统3300，由电推压力器330、从进截止阀333、从进导管323、主回导管320、主进截止阀332、从回导管321以及从回截止阀335组成；当变矩系统因电信号中断或异常或执行器损坏导致无法变矩，需要升档时，应急变扭器300的主截止阀334、从进截止阀333、主回截止阀331关闭，从回截止阀335、主进截止阀332开启，接着主液缸截止阀210、从液缸截止阀211闭合，其中应急控变扭器330是根据发动机转速对变速器的扭矩进行调节，用来满足钢带的安全以及始终使CVT变矩器100的档位处于目标工作状态，电推压力器330根据需要量将油液推向主动锥轮液缸108，受钢带103的约束从动轮液缸109的油液同步向电推压力器330回流，同时主动锥轮102半径随之增大，从动锥轮101半径随之减小，旋即完成升档任务。中低速行驶的过程中，当发生极限状态应急变矩回路启动后，CVT变矩器调扭系统锁止，由应急变扭器330接替变扭工作；电推压力器330执行升档任务。期间TCU2000可多次重启，如果CVT变矩器100恢复正常，即可解锁执行变矩工作；如果CVT变矩器100无法恢复，应急控制系统3000通过多媒体中控1100，提示引导驾驶者谨慎限速行驶，尽快进站维修。

上述其中液缸降温系统，由主液缸降温系统240以及从液缸降温系统241组成，分别与主动锥轮液缸108以及从动锥轮液缸109相连，负责应急变矩时主动锥轮102与从动锥轮101降温任务。当处于紧急状态时，主动锥轮截止阀与从动锥轮截止阀关闭后，液缸处于封闭状态很容易高温，增设了液缸降温系统就避免了锥轮温度异常。

上述其中由于CVT应急系统采用的是活塞式恒压变矩，避免了油路堵塞的困扰，极大提高了对油液的耐受度，减少了更换次数，现行CVT变速箱油的价格很高，这大大降低维护成本。

上述其中应急电源4100，具有自充电功能，分别与总电源4000、发动机转速传感器3400、应急变扭器300、档位信号传感器2100相连，当出现熄火断电或电路故障时，负责应急变矩的电力供应以及发动机的应急启动。即便是盘山公路的急上坡或急下坡，也不会因为熄火断电引发动力中断的发生，安全性得到了最大的保障，保证了人道，非常的人性化。

上述其中电推压力器330具有自适应压力功能，避免了因液压异常使钢带打滑、断裂。当出现液压系统故障时，应急控制系统3000引导主液缸截止阀210以及从液缸截止阀211闭合，电推调压器221开启，向从动锥轮液缸109注入适量油液，保持钢带103的张力始终处于安全张力状态。

所述的一种CVT应急系统，当应用于单变矩CVT汽车上时，变矩缓冲器200为多片离合器；其中应急控变扭器330是根据发动机转速对变速器的扭矩进行调节，用来满足钢带的安全以及始终使CVT变矩器100的档位处于目标工作状态，有效地避免了钢带103的打滑减少了冲击力，在行车安全的基础上保护了发动机与变速箱；有效地扩大了装载部件的容错度、减少了故障频次，从而留下了进一步降低成本的空间，使中低端CVT车型达到基本安全标准成为可能。

对所公开的实施例的说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明，本文中所定义的一种CVT应急系统，在其它类型的CVT变速器的实施例中也可以实现；因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理相一致的最宽范围。

Claims (6)

1.一种CVT应急系统，其特征在于，包括：CVT变矩器、主液缸截止阀、从液缸截止阀、应急变扭器以及应急控制系统；其中主液缸截止阀设置在主液缸调压阀与主动锥轮液缸之间，从液缸截止阀设置在从液缸调压阀与从动锥轮液缸之间，负责主动轮液缸与从动轮液缸的液压的控制；其中应急变扭器的从回导管与主动锥轮液缸相连，从进导管与从动锥轮液缸相连，负责钢带的张力补偿以及应急变矩工作；应急控制系统与ECU、主液缸截止阀、从液缸截止阀、发动机转速传感器以及应急变扭器相连，负责应急扭矩的调节工作；其中应急变扭器是根据发动机转速对变速器的扭矩进行调节，用来满足钢带的安全以及始终使CVT变矩器的档位处于目标工作状态。

2.根据权利要求1所述的一种CVT应急系统，其特征还在于，其中应急变扭器包含一种张力补偿系统、降档系统以及升档系统，由电推压力器、从进截止阀、主导管、从进导管组成，其中电推压力器处于常开状态，从进导管截止阀默认开启，当变矩系统因压力异常导致钢带的张力不足时，主液缸截止阀、从液缸截止阀闭合，电推压力器推动适量油液向从动轮液缸，旋即完成增压任务。

3.根据权利要求1所述的一种CVT应急系统，其特征还在于，其中应急变扭器包含一种降档系统，由电推压力器、从进截止阀、从进导管、主回导管、主回截止阀以及主截止阀组成；当变矩系统因电信号中断或异常或执行器损坏导致无法变矩，需要降档时，应急变扭器的主截止阀关闭，主回截止阀开启，接着主液缸截止阀、从液缸截止阀闭合，其中应急控变扭器是根据发动机转速对变速器的扭矩进行调节，用来满足钢带的安全以及始终使CVT变矩器的档位处于目标工作状态；电推压力器根据需要量将油液推向从动锥轮液缸，受钢带的约束主动轮液缸的油液同步向电推压力器回流，同时从动锥轮半径随之增大，主动锥轮半径随之减小，旋即完成降档任务，始终使变矩缓冲器的实时变矩力在设定的阔值内。

4.根据权利要求1所述的一种CVT应急系统，其特征还在于，其中应急变扭器包含一种升档系统，由电推压力器、从进截止阀、从进导管、主回导管、主进截止阀、从回导管以及从回截止阀组成；当变矩系统因电信号中断或异常或执行器损坏导致无法变矩，需要升档时，应急变扭器的主截止阀、从进截止阀、主回截止阀关闭，从回截止阀、主进截止阀开启，接着主液缸截止阀、从液缸截止阀闭合；其中应急控变扭器是根据发动机转速对变速器的扭矩进行调节，用来满足钢带的安全以及始终使CVT变矩器的档位处于目标工作状态；电推压力器根据需要量将油液推向主动锥轮液缸，受钢带的约束从动轮液缸的油液同步向电推压力器回流，同时主动锥轮半径随之增大，从动锥轮半径随之减小，旋即完成升档任务。

5.根据权利要求1所述的一种CVT应急系统，其特征还在于，其中还包含有一种液缸降温系统，由主液缸降温系统以及从液缸降温系统组成，分别与主动锥轮液缸以及从动锥轮液缸相连，负责应急变矩时主动锥轮与从动锥轮降温任务。

6.根据权利要求1所述的一种CVT应急系统，其特征还在于，其中还包含一种应急电源，具有自充电功能，分别与总电源、发动机转速传感器、应急变扭器、档位信号传感器相连，当出现熄火断电或电路故障时，负责应急变矩的电力供应以及发动机的应急启动。

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