[發(fā)明專利]一種液壓自鎖式無級變速器滑移控制裝置及控制方法

有效

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• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112211970B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉金剛;鄭劍云;傅兵;陳建文;王高升
• 申請（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號: F16H9/04
• 分類號: F16H9/04;F16H9/18
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務(wù)所(普通合伙) 43108
• 代理人: 烏景瑞

1.一種液壓自鎖式無級變速器滑移控制裝置，包括無級變速器、液壓裝置及電子控制單元, 其特征在于：

所述的無級變速器包括主動輪、從動輪和金屬帶，主動輪包括可動錐輪和固定錐輪，從動輪包括可動錐輪和固定錐輪，主動輪的可動錐輪處和從動輪的可動錐輪分別設(shè)有速度傳感器Ⅰ和速度傳感器Ⅱ；

所述的液壓裝置包括速比控制液壓回路和夾緊力控制液壓回路；所述的速比控制液壓回路包括油箱、差壓式變量泵、可調(diào)節(jié)流閥、不可調(diào)節(jié)流閥、溢流閥、電比例壓力閥Ⅰ、減壓閥、電比例壓力閥Ⅱ、單向閥Ⅰ、第一外控順序閥、第一液控單向閥、蓄能器及壓力傳感器；差壓式變量泵進(jìn)油口與油箱連通，差壓式變量泵出油口與分油管連接，差壓式變量泵與分油管連接分管道上設(shè)有可調(diào)節(jié)流閥；分油管分別與電比例壓力閥Ⅰ的進(jìn)油口、減壓閥的進(jìn)油口、不可調(diào)節(jié)流閥的P口和溢流閥進(jìn)油口連通，不可調(diào)節(jié)流閥的A口與差壓式變量泵連通，溢流閥的出油口與油箱連通；所述的電比例壓力閥Ⅰ的出油口與單向閥Ⅰ的進(jìn)油口連通，單向閥Ⅰ的出油口通過油管Ⅰ與主動輪的液壓缸連接；油管Ⅰ通過管道連接第一液控單向閥的A口、第一外控順序閥的外控口、壓力繼電器Ⅰ及蓄能器I，油管連接蓄能器I的管道上設(shè)有壓力傳感器I；第一液控單向閥的P口連回油箱；第一液控單向閥的液控口通過管道連接第一外控順序閥的進(jìn)油口，第一外控順序閥的出口通過管道連回油箱；所述的減壓閥的出油口通過油管連接電比例壓力閥Ⅱ的進(jìn)油口，電比例壓力閥Ⅱ的出油口通過管道與第一外控順序閥的進(jìn)油口連通；

所述夾緊力控制液壓回路包括電比例壓力閥Ⅲ、電比例壓力閥Ⅳ、第二外控順序閥、第二液控單向閥、單向閥Ⅱ、蓄能器Ⅱ及壓力傳感器Ⅱ；電比例壓力閥Ⅳ的進(jìn)油口連接分油管，電比例壓力閥Ⅳ的出油口與單向閥Ⅱ的P口連通，單向閥Ⅱ的A口通過油管Ⅱ與從動輪的液壓缸連接；油管Ⅱ通過管道連接第二液控單向閥的A口、第二外控順序閥的外控口、蓄能器Ⅱ和壓力繼電器Ⅱ，油管Ⅱ與蓄能器Ⅱ連接的管道上設(shè)有壓力傳感器Ⅱ；第二液控單向閥的P口連回油箱；第二液控單向閥的液控口通過管道連接第二外控順序閥的進(jìn)油口，第二外控順序閥的出口通過油管連回油箱；減壓閥的出油口通過油管連接電比例壓力閥Ⅲ的進(jìn)油口，電比例壓力閥Ⅲ的出油口通過油管與第二外控順序閥的進(jìn)油口連通；

速度傳感器Ⅰ、速度傳感器Ⅱ、壓力傳感器Ⅰ、壓力傳感器Ⅱ、電比例壓力閥Ⅰ、電比例壓力閥Ⅱ、電比例壓力閥Ⅲ和電比例壓力閥Ⅳ分別與電子控制單元連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓自鎖式無級變速器滑移控制裝置，其特征是：所述的差壓式變量泵與油箱連接的管道上設(shè)有過濾器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓自鎖式無級變速器滑移控制裝置，其特征是：所述的溢流閥的出油口與油箱連通的管道上設(shè)有冷卻器I，第一液控單向閥的P口連回油箱的管道上設(shè)有冷卻器Ⅱ，第二液控單向閥的P口連回油箱的管道上設(shè)有冷卻器Ⅲ。

4.一種利用權(quán)利要求1-3中任一權(quán)利要求所述的液壓自鎖式無級變速器滑移控制裝置的無級變速器速比控制方法和夾緊力控制方法,具體操作如下:

狀態(tài)1:速比控制：

當(dāng)無級 變速器的速比由大到小調(diào)節(jié)時(shí)，電子控制單元設(shè)定無級變速器的目標(biāo)速比Ⅰ，并設(shè)定壓力繼電器Ⅰ的調(diào)定壓力Ⅰ；利用壓差式變量泵給速比控制回路供油，通過速度傳感器Ⅰ、速度傳感器Ⅱ?qū)崟r(shí)的將無級變速器主動輪、從動輪的轉(zhuǎn)速信號傳入到電子控制單元中，電子控制單元通過測得無級 變速器主動輪可動錐輪和從動輪可動錐輪的轉(zhuǎn)速計(jì)算出實(shí)際速比，并將實(shí)際速比與目標(biāo)速比Ⅰ進(jìn)行比較，根據(jù)實(shí)際速比與目標(biāo)速比Ⅰ的偏差，得出電比例壓力閥Ⅰ的占空比信號并施加于電比例壓力閥Ⅰ，控制電比例壓力閥Ⅰ的開度，從而增大電比例壓力閥Ⅰ的出口工作油壓力，調(diào)大輸入無級變速器主動輪的液壓缸的工作油輸入量，使得主動輪的可動錐輪在主動輪的液壓缸液壓力作用下靠近主動輪的固定錐輪，增大主動輪的可動錐輪的工作半徑，減小實(shí)際速比，直至實(shí)際速比與目標(biāo)速比Ⅰ一致，電子控制單元對電比例壓力閥Ⅰ無占空比信號輸出，電比例壓力閥Ⅰ的電控端口不起作用，電比例壓力閥Ⅰ的閥芯在液壓力與彈簧力的作用下移動，使得電比例壓力閥Ⅰ的閥芯開口不斷減小直至閉合，通過單向閥Ⅰ和第一液控單向閥形成的液壓鎖緊回路來保持無級 變速器在目標(biāo)速比Ⅰ下所需的液壓力，與此同時(shí)蓄能器Ⅰ為主動帶輪液壓缸提供工作壓力油，補(bǔ)充系統(tǒng)工作油的泄露；當(dāng)蓄能器Ⅰ的壓力下降至壓力繼電器Ⅰ的調(diào)定壓力Ⅰ時(shí)，壓力繼電器Ⅰ發(fā)出信號，電子控制單元通過調(diào)節(jié)電比例壓力閥Ⅰ占空比，控制電比例壓力閥Ⅰ打開，從而讓壓差式變量泵的輸出油液通過電比例壓力閥Ⅰ為主動帶輪液壓缸補(bǔ)充工作油；

當(dāng)無級 變速器的速比由小到大調(diào)節(jié)時(shí)，電子控制單元設(shè)定無級變速器的目標(biāo)速比Ⅱ，并設(shè)定壓力繼電器Ⅰ的調(diào)定壓力Ⅱ；電子控制單元控制電比例壓力閥Ⅰ處于閉合狀態(tài)，電子控制單元對電比例壓力閥Ⅱ輸出占空比信號，控制電比例壓力閥Ⅱ的開度，使得壓差式變量泵的輸出油液經(jīng)減壓閥、電比例壓力閥Ⅱ至第一液控單向閥的液控口，使得第一液控單向閥反向開啟，主動輪的液壓缸中的油液通過第一液控單向閥流回油箱，減小主動輪液壓缸中的工作油壓力，使得主動輪的可動錐輪在金屬帶壓力作用下背向固定帶輪移動，減小主動輪的可動錐輪的工作半徑，從而增大實(shí)際速比；電子控制單元實(shí)時(shí)計(jì)算主動輪的可動錐輪和從動輪的可動錐輪的實(shí)際速比，并將實(shí)際速比與目標(biāo)速比Ⅱ進(jìn)行比較，根據(jù)實(shí)際速比與目標(biāo)速比Ⅱ的偏差，得出電比例壓力閥Ⅱ占空比信號并施加于電比例壓力閥Ⅱ，直至實(shí)際速比與目標(biāo)速比Ⅱ一致，電子控制單元對電比例壓力閥Ⅱ無占空比信號輸出，控制比例壓力閥Ⅱ閉合，通過單向閥Ⅰ和第一液控單向閥形成的液壓鎖緊回路來保持無級 變速器在目標(biāo)速比Ⅱ下所需的液壓力，蓄能器Ⅰ為主動輪液壓缸提供工作壓力油，補(bǔ)充系統(tǒng)工作油的泄露，當(dāng)蓄能器Ⅰ的壓力下降至壓力繼電器Ⅰ的調(diào)定壓力Ⅱ時(shí)，電子控制單元11通過調(diào)節(jié)電比例壓力閥Ⅰ占空比輸出信號，控制電比例壓力閥Ⅰ的開度，使得壓差式變量泵的輸出油液通過電比例壓力閥Ⅰ為主動輪液壓缸補(bǔ)充工作油；

狀態(tài)2：夾緊力控制：

當(dāng)無級 變速器的夾緊力由小到大調(diào)節(jié)時(shí)，電子控制單元設(shè)定無級變速器的目標(biāo)夾緊力Ⅰ，并設(shè)定壓力繼電器Ⅱ的調(diào)定壓力Ⅲ；利用壓差式變量泵給夾緊力控制回路供油，壓力傳感器Ⅱ?qū)崟r(shí)的將無級變速器從動輪液壓缸的壓力信號傳到電子控制單元，電子控制單元根據(jù)從動輪液壓缸的液壓力實(shí)時(shí)計(jì)算得到實(shí)際夾緊力，并將實(shí)際夾緊力與目標(biāo)夾緊力Ⅰ相比較獲得兩者之間的偏差，得出電比例壓力閥Ⅳ的占空比信號并施加于電比例壓力閥Ⅳ，控制電比例壓力閥Ⅳ的開度和電比例壓力閥Ⅳ的出口工作油壓力，增大輸入無級變速器從動輪的液壓缸的工作油輸入量，進(jìn)而增大從動輪液壓缸的壓力；當(dāng)計(jì)算得到的實(shí)際夾緊力與目標(biāo)夾緊力Ⅰ一致時(shí)，電子控制單元對電比例壓力閥Ⅳ無占空比，使得電比例壓力閥Ⅳ的開度不斷減小直至閉合；通過單向閥Ⅱ和第二液控單向閥形成的液壓鎖緊回路來保持無級變速器在目標(biāo)夾緊力Ⅰ下所需的液壓力；蓄能器Ⅱ?yàn)閺膭虞喴簤焊滋峁┕ぷ鲏毫τ停⒀a(bǔ)充系統(tǒng)工作油的泄露，當(dāng)蓄能器Ⅱ的壓力下降至壓力繼電器Ⅱ的調(diào)定壓力Ⅲ時(shí)，壓力繼電器Ⅱ發(fā)出信號，電子控制單元通過調(diào)節(jié)電比例壓力閥Ⅳ占空比信號，控制電比例壓力閥Ⅳ的開度，使得壓差式變量泵的輸出油液通過電比例壓力閥Ⅳ為從動輪液壓缸補(bǔ)充工作油；

當(dāng)無級 變速器的夾緊力由大到小調(diào)節(jié)時(shí)，電子控制單元設(shè)定無級變速器的目標(biāo)夾緊力Ⅱ，并設(shè)定壓力繼電器Ⅱ的調(diào)定壓力Ⅳ；電子控制單元控制電比例壓力閥Ⅳ處于閉合狀態(tài)，電子控制單元對電比例壓力閥Ⅲ輸出占空比信號，增大電比例壓力閥Ⅲ的開度，使得壓差式變量泵的輸出油液通過減壓閥輸入至電比例壓力閥Ⅲ，電比例壓力閥Ⅲ流出的壓力油控制第二液控單向閥的反向開啟，使得從動輪液壓缸中的工作油通過第一液控單向閥流回油箱，減小從動輪液壓缸中的工作油壓力，以減小從動輪液壓缸的實(shí)際夾緊力，電子控制單元實(shí)時(shí)監(jiān)測從動輪的液壓缸的壓力，電子控制單元通過傳感器測得從動輪液壓缸的液壓力，計(jì)算得到實(shí)際夾緊力，并將實(shí)際夾緊力與目標(biāo)夾緊力Ⅱ獲得兩者之間的偏差，得出電比例壓力閥Ⅲ占空比信號并施加于電比例壓力閥Ⅲ，控制電比例壓力閥Ⅲ的開度，調(diào)節(jié)無級變速器從動輪的液壓缸流回油箱的量，直至實(shí)際夾緊力與目標(biāo)夾緊力Ⅱ一致；電子控制單元控制電比例壓力閥Ⅲ閉合，通過單向閥Ⅱ和第二液控單向閥形成的液壓鎖緊回路來保持無級 變速器在目標(biāo)夾緊力Ⅱ下所需的液壓力；蓄能器Ⅱ?yàn)閺膭虞喴簤焊滋峁┕ぷ鲏毫τ停⒀a(bǔ)充系統(tǒng)工作油的泄露，當(dāng)蓄能器Ⅱ的壓力下降至壓力繼電器Ⅱ的調(diào)定壓力Ⅳ時(shí)，壓力繼電器Ⅱ發(fā)出信號給電子控制單元，電子控制單元通過調(diào)節(jié)控制電比例壓力閥Ⅳ的占空比信號，控制電比例壓力閥Ⅳ閥芯移動，使得壓差式變量泵的輸出油液通過電比例壓力閥Ⅳ為從動輪液壓缸補(bǔ)充工作油。