本發(fā)明涉及一種自動變速器電液控制系統(tǒng)，適用于機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

電控機(jī)械式自動變速器由于原有的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)基本不變，所以齒輪傳動固有的特點沒有改變，具有傳動效率高、機(jī)構(gòu)緊湊、工作可靠、成本低、易于制造的特點，適用于以大功率柴油機(jī)為動力的重型車輛。電控機(jī)械式自動換擋變速箱對原有的機(jī)械傳動系作了最大限度的保留，控制系統(tǒng)硬件實現(xiàn)簡單方便，通過ECU控制能夠?qū)崿F(xiàn)多種不同的自動換擋功能。電控機(jī)械式自動變速器又分為電液控制或全電控制，電液控制是自動換擋ECU通過控制液壓系統(tǒng)電磁換向閥進(jìn)而控制液壓缸帶動換擋拉桿動作實現(xiàn)換擋目的，全電控制是自動換擋ECU通過控制電機(jī)直接帶動換擋拉桿動作實現(xiàn)換擋目的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種自動變速器電液控制系統(tǒng)，系統(tǒng)通過加裝電液換擋控制系統(tǒng)來實現(xiàn)自動換擋和加裝離合器電液控制系統(tǒng)實現(xiàn)平穩(wěn)換擋。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：所述控制系統(tǒng)包括換擋控制系統(tǒng)、離合器控制系統(tǒng)以及油門控制系統(tǒng)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的換擋執(zhí)行部分主要使用2個換擋液壓缸，離合執(zhí)行部分是一個離合器分離液壓缸，油門執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用的是步進(jìn)電機(jī)。

所述自動換擋液壓缸選用2個液壓缸并分別按l一2擋用一個液壓缸，3—4擋用一個液壓缸，同時在液壓缸活塞桿上分別固定一個撥叉并將其分別放入1—2擋和3—4擋的撥叉槽中，當(dāng)液壓缸活塞桿向上運動就實現(xiàn)l一2擋的換擋動作，當(dāng)液壓缸活塞桿向下運動就實現(xiàn)3—4擋的換擋動作。采用電磁閥來控制液壓缸的上下動作進(jìn)而操縱變速器實行自動換擋。

所述自動變速器換擋液壓缸采用雙作用式液壓缸，換擋液壓缸的工作原理：當(dāng)需要換空擋時，A口和B口同時接高壓油，使液壓缸的左右兩腔都充滿壓力油。由于左右兩腔受壓面積不同會產(chǎn)生力差，由于右腔活塞和活塞桿小端所受壓力油產(chǎn)生的作用力之和大于左腔活塞桿大端所受壓力油產(chǎn)生的作用力，因此活塞會推動活塞桿共同向左運動。當(dāng)活塞運動到液壓缸中部與定位銷右側(cè)相接觸時，活塞被定位銷限位，不能再向左運動，此時活塞桿右端受力只剩下小端所受力，而這個力要小于活塞桿左端所受力，這時活塞桿右端和定位銷所受合力等于活塞桿左端所受力，因此活塞桿會保持在這個位置固定不動。假定活塞桿位于行程的最左端時，如果要掛空擋同樣也要使A口和B口同時接高壓油，這時活塞桿右端受力只有小端所受力，而這個力要小于活塞桿左端所受力，因此活塞會推動活塞桿共同向右運動，當(dāng)活塞運動到液壓缸中部與活塞相接觸時，活塞桿右端和定位銷所受合力等于活塞桿左端所受力，活塞不能再向右運動，這樣也就實現(xiàn)了空擋位置的準(zhǔn)確定位(圖中兩活塞之間的回油口暫未畫出)。當(dāng)需要換擋時，A口繼續(xù)接高壓油而B口回油，作用在活塞桿左端的力會推動活塞桿右移直到活塞桿上固定活塞的右端靠在定位銷左側(cè)。實現(xiàn)掛擋，當(dāng)B口接高壓油A口回油時，活塞桿會向左側(cè)移動，直到活塞桿上固定活塞的左端靠在缸體液壓缸前蓋為止，實現(xiàn)掛另一個擋。這樣就實現(xiàn)了空擋及兩個前進(jìn)擋的掛擋。

所述離合器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是單桿單作用液壓缸，液壓缸體上安裝有位移傳感器，測量液壓缸的行程，進(jìn)而檢測離合器行程。在離合器結(jié)合過程中通過不停地檢測其行程進(jìn)行閉環(huán)控制，實現(xiàn)符合換擋要求的“快一慢一快”的離合器接合動作。

所述控制系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)包括離合器控制液壓系統(tǒng)和換擋控制液壓系統(tǒng)。

本發(fā)明的有益效果是：電控機(jī)械式自動換擋變速箱對原有的機(jī)械傳動系作了最大限度的保留，只是增加了控制系統(tǒng)，由于控制系統(tǒng)用的是電液控制，液壓系統(tǒng)本身就有一定的緩沖和潤滑作用，所以有利于提高自動變速器換擋品質(zhì)。通過ECU控制能夠?qū)崿F(xiàn)多種不同的自動換擋功能，所以在原有機(jī)械式變速器上改進(jìn)的電控機(jī)械式自動變速器功能強(qiáng)，而且控制速度快、精度高、穩(wěn)定性高。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的換擋液壓缸結(jié)構(gòu)簡圖。

圖2是本發(fā)明的離合器及自動換擋裝置液壓系統(tǒng)原理圖。

圖中：1.換擋液壓缸；2.三位四通電磁換向閥；3.二位四通電磁換向閥；4.離合器分離液壓缸；5.二位四通電磁換向閥；6.二位四通電磁換向閥；7.節(jié)流闋；8.油泵；9.安全閥；10.過濾器；11.油箱；a.活塞桿；b.進(jìn)油口A；c.缸體；d.活塞；e.定位銷；f.O型圈；g.進(jìn)油口B。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1，自動換擋液壓缸選用2個液壓缸并分別按l一2擋用一個液壓缸，3—4擋用一個液壓缸，同時在液壓缸活塞桿上分別固定一個撥叉并將其分別放入1—2擋和3—4擋的撥叉槽中，當(dāng)液壓缸活塞桿向上運動就實現(xiàn)l一2擋的換擋動作，當(dāng)液壓缸活塞桿向下運動就實現(xiàn)3—4擋的換擋動作。采用電磁閥來控制液壓缸的上下動作進(jìn)而操縱變速器實行自動換擋。

自動變速器換擋液壓缸采用雙作用式液壓缸，換擋液壓缸的工作原理：當(dāng)需要換空擋時，A口和B口同時接高壓油，使液壓缸的左右兩腔都充滿壓力油。由于左右兩腔受壓面積不同會產(chǎn)生力差，由于右腔活塞和活塞桿小端所受壓力油產(chǎn)生的作用力之和大于左腔活塞桿大端所受壓力油產(chǎn)生的作用力，因此活塞會推動活塞桿共同向左運動。當(dāng)活塞運動到液壓缸中部與定位銷右側(cè)相接觸時，活塞被定位銷限位，不能再向左運動，此時活塞桿右端受力只剩下小端所受力，而這個力要小于活塞桿左端所受力，這時活塞桿右端和定位銷所受合力等于活塞桿左端所受力，因此活塞桿會保持在這個位置固定不動。假定活塞桿位于行程的最左端時，如果要掛空擋同樣也要使A口和B口同時接高壓油，這時活塞桿右端受力只有小端所受力，而這個力要小于活塞桿左端所受力，因此活塞會推動活塞桿共同向右運動，當(dāng)活塞運動到液壓缸中部與活塞相接觸時，活塞桿右端和定位銷所受合力等于活塞桿左端所受力，活塞不能再向右運動，這樣也就實現(xiàn)了空擋位置的準(zhǔn)確定位(圖中兩活塞之間的回油口暫未畫出)。當(dāng)需要換擋時，A口繼續(xù)接高壓油而B口回油，作用在活塞桿左端的力會推動活塞桿右移直到活塞桿上固定活塞的右端靠在定位銷左側(cè)。實現(xiàn)掛擋，當(dāng)B口接高壓油A口回油時，活塞桿會向左側(cè)移動，直到活塞桿上固定活塞的左端靠在缸體液壓缸前蓋為止，實現(xiàn)掛另一個擋。這樣就實現(xiàn)了空擋及兩個前進(jìn)擋的掛擋。

離合器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是單桿單作用液壓缸，液壓缸體上安裝有位移傳感器，測量液壓缸的行程，進(jìn)而檢測離合器行程。在離合器結(jié)合過程中通過不停地檢測其行程進(jìn)行閉環(huán)控制，實現(xiàn)符合換擋要求的“快一慢一快”的離合器接合動作。

如圖2，控制系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)包括離合器控制液壓系統(tǒng)和換擋控制液壓系統(tǒng)，先假定液壓缸處于l擋位置，換擋ECU發(fā)送控制命令使電磁換向閥6、5(1)、5(2)通電，此時高壓油直接進(jìn)入控制離合器的單作用液壓缸4，離合器分離；接著，電磁閥6斷電、電磁閥3通電，則控制換擋的2個液壓缸兩腔分別作用相同壓力的油液，這時由原來的1擋換為空擋。接著，電磁閥2(1)左端通電，則換向閥左側(cè)接通工作在左位，液壓缸1(1)的B腔接高壓油A腔回油，活塞桿向上運動，掛上三擋，之后傳感器會發(fā)出信號表明液壓缸已經(jīng)到位。這時ECU控制電磁換向閥3斷電，再將電磁換向閥2(1)、2(2)斷電，這時，換擋液壓缸進(jìn)油口切斷，液壓缸的兩腔同進(jìn)接回油油路，自動卸荷。活塞桿依靠換擋鋼球的鎖緊作用不至于跳擋、亂擋。最后離合器結(jié)合。離合器的接合過程要求開始要快，電磁換向閥5(1)、5(2)全部斷電，到接觸點時要求速度變慢，此時電磁換向閥5(1)通電，電磁換向閥5(2)斷電，并將節(jié)流閥調(diào)節(jié)到合適的位置，保證離合器按照需要的速度接合。最后還需快速結(jié)合，此時，電磁換向閥5(1)也斷電，保證離合器完全快速結(jié)合。整個動作完成后電磁閥6斷電。

電磁閥6、5(1)、5(2)控制著離合器的接合過程。電磁閥6控制著液壓缸的進(jìn)油回路，閥5(1)、5(2)分別控制單作用液壓缸的兩條回油回路。工作時，通過分別控制閥5(1)、5(2)通斷，同時調(diào)節(jié)節(jié)流閥7到合適的開度，可以得到離合器不同的接合速度。在離合器液壓缸的缸體上，安裝了離合器行程傳感器。它的作用主要是采集離合器行程的有關(guān)信息，來判斷離合器分離和接合過程中活塞桿的位置，即離合器的打開程度。離合器接合過程分為無轉(zhuǎn)矩傳遞區(qū)、轉(zhuǎn)矩傳遞區(qū)、轉(zhuǎn)矩不再增長區(qū)。當(dāng)電磁閥6、5(1)、5(2)通電時，活塞桿全部伸出，離合器徹底分離。在控制系統(tǒng)的指令下，摘舊擋，掛新?lián)?。新?lián)醯轿坏男盘杺鞯娇刂葡到y(tǒng)后，控制系統(tǒng)發(fā)出指令使電磁閥5(1)斷電，活塞桿回縮，離合器開始進(jìn)行接合過程的動作。在無轉(zhuǎn)矩傳遞區(qū)，離合器結(jié)合速度快。當(dāng)離合器主動片和被動片剛一接觸，離合器進(jìn)入傳遞轉(zhuǎn)矩區(qū)。這時控制系統(tǒng)在收到離合器行程傳感器的信號后，再發(fā)出指令控制閥5(1)通電、閥5(2)斷電，由于節(jié)流閥的作用，使液壓缸運動速度變慢。當(dāng)離合器行程到轉(zhuǎn)矩不再增長區(qū)時，電磁閥5(1)、5(2)都斷電，實現(xiàn)離合器快速接合。