[发明专利]一种液压自锁式无级变速器滑移控制装置及控制方法

权利要求书

1.一种液压自锁式无级变速器滑移控制装置，包括无级变速器、液压装置及电子控制单元, 其特征在于：

所述的无级变速器包括主动轮、从动轮和金属带，主动轮包括可动锥轮和固定锥轮，从动轮包括可动锥轮和固定锥轮，主动轮的可动锥轮处和从动轮的可动锥轮分别设有速度传感器Ⅰ和速度传感器Ⅱ；

所述的液压装置包括速比控制液压回路和夹紧力控制液压回路；所述的速比控制液压回路包括油箱、差压式变量泵、可调节流阀、不可调节流阀、溢流阀、电比例压力阀Ⅰ、减压阀、电比例压力阀Ⅱ、单向阀Ⅰ、第一外控顺序阀、第一液控单向阀、蓄能器及压力传感器；差压式变量泵进油口与油箱连通，差压式变量泵出油口与分油管连接，差压式变量泵与分油管连接分管道上设有可调节流阀；分油管分别与电比例压力阀Ⅰ的进油口、减压阀的进油口、不可调节流阀的P口和溢流阀进油口连通，不可调节流阀的A口与差压式变量泵连通，溢流阀的出油口与油箱连通；所述的电比例压力阀Ⅰ的出油口与单向阀Ⅰ的进油口连通，单向阀Ⅰ的出油口通过油管Ⅰ与主动轮的液压缸连接；油管Ⅰ通过管道连接第一液控单向阀的A口、第一外控顺序阀的外控口、压力继电器Ⅰ及蓄能器I，油管连接蓄能器I的管道上设有压力传感器I；第一液控单向阀的P口连回油箱；第一液控单向阀的液控口通过管道连接第一外控顺序阀的进油口，第一外控顺序阀的出口通过管道连回油箱；所述的减压阀的出油口通过油管连接电比例压力阀Ⅱ的进油口，电比例压力阀Ⅱ的出油口通过管道与第一外控顺序阀的进油口连通；

所述夹紧力控制液压回路包括电比例压力阀Ⅲ、电比例压力阀Ⅳ、第二外控顺序阀、第二液控单向阀、单向阀Ⅱ、蓄能器Ⅱ及压力传感器Ⅱ；电比例压力阀Ⅳ的进油口连接分油管，电比例压力阀Ⅳ的出油口与单向阀Ⅱ的P口连通，单向阀Ⅱ的A口通过油管Ⅱ与从动轮的液压缸连接；油管Ⅱ通过管道连接第二液控单向阀的A口、第二外控顺序阀的外控口、蓄能器Ⅱ和压力继电器Ⅱ，油管Ⅱ与蓄能器Ⅱ连接的管道上设有压力传感器Ⅱ；第二液控单向阀的P口连回油箱；第二液控单向阀的液控口通过管道连接第二外控顺序阀的进油口，第二外控顺序阀的出口通过油管连回油箱；减压阀的出油口通过油管连接电比例压力阀Ⅲ的进油口，电比例压力阀Ⅲ的出油口通过油管与第二外控顺序阀的进油口连通；

速度传感器Ⅰ、速度传感器Ⅱ、压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ、电比例压力阀Ⅰ、电比例压力阀Ⅱ、电比例压力阀Ⅲ和电比例压力阀Ⅳ分别与电子控制单元连接。

2.根据权利要求1所述的液压自锁式无级变速器滑移控制装置，其特征是：所述的差压式变量泵与油箱连接的管道上设有过滤器。

3.根据权利要求1所述的液压自锁式无级变速器滑移控制装置，其特征是：所述的溢流阀的出油口与油箱连通的管道上设有冷却器I，第一液控单向阀的P口连回油箱的管道上设有冷却器Ⅱ，第二液控单向阀的P口连回油箱的管道上设有冷却器Ⅲ。

4.一种利用权利要求1-3中任一权利要求所述的液压自锁式无级变速器滑移控制装置的无级变速器速比控制方法和夹紧力控制方法,具体操作如下:

状态1:速比控制：

当无级 变速器的速比由大到小调节时，电子控制单元设定无级变速器的目标速比Ⅰ，并设定压力继电器Ⅰ的调定压力Ⅰ；利用压差式变量泵给速比控制回路供油，通过速度传感器Ⅰ、速度传感器Ⅱ实时的将无级变速器主动轮、从动轮的转速信号传入到电子控制单元中，电子控制单元通过测得无级 变速器主动轮可动锥轮和从动轮可动锥轮的转速计算出实际速比，并将实际速比与目标速比Ⅰ进行比较，根据实际速比与目标速比Ⅰ的偏差，得出电比例压力阀Ⅰ的占空比信号并施加于电比例压力阀Ⅰ，控制电比例压力阀Ⅰ的开度，从而增大电比例压力阀Ⅰ的出口工作油压力，调大输入无级变速器主动轮的液压缸的工作油输入量，使得主动轮的可动锥轮在主动轮的液压缸液压力作用下靠近主动轮的固定锥轮，增大主动轮的可动锥轮的工作半径，减小实际速比，直至实际速比与目标速比Ⅰ一致，电子控制单元对电比例压力阀Ⅰ无占空比信号输出，电比例压力阀Ⅰ的电控端口不起作用，电比例压力阀Ⅰ的阀芯在液压力与弹簧力的作用下移动，使得电比例压力阀Ⅰ的阀芯开口不断减小直至闭合，通过单向阀Ⅰ和第一液控单向阀形成的液压锁紧回路来保持无级 变速器在目标速比Ⅰ下所需的液压力，与此同时蓄能器Ⅰ为主动带轮液压缸提供工作压力油，补充系统工作油的泄露；当蓄能器Ⅰ的压力下降至压力继电器Ⅰ的调定压力Ⅰ时，压力继电器Ⅰ发出信号，电子控制单元通过调节电比例压力阀Ⅰ占空比，控制电比例压力阀Ⅰ打开，从而让压差式变量泵的输出油液通过电比例压力阀Ⅰ为主动带轮液压缸补充工作油；

当无级 变速器的速比由小到大调节时，电子控制单元设定无级变速器的目标速比Ⅱ，并设定压力继电器Ⅰ的调定压力Ⅱ；电子控制单元控制电比例压力阀Ⅰ处于闭合状态，电子控制单元对电比例压力阀Ⅱ输出占空比信号，控制电比例压力阀Ⅱ的开度，使得压差式变量泵的输出油液经减压阀、电比例压力阀Ⅱ至第一液控单向阀的液控口，使得第一液控单向阀反向开启，主动轮的液压缸中的油液通过第一液控单向阀流回油箱，减小主动轮液压缸中的工作油压力，使得主动轮的可动锥轮在金属带压力作用下背向固定带轮移动，减小主动轮的可动锥轮的工作半径，从而增大实际速比；电子控制单元实时计算主动轮的可动锥轮和从动轮的可动锥轮的实际速比，并将实际速比与目标速比Ⅱ进行比较，根据实际速比与目标速比Ⅱ的偏差，得出电比例压力阀Ⅱ占空比信号并施加于电比例压力阀Ⅱ，直至实际速比与目标速比Ⅱ一致，电子控制单元对电比例压力阀Ⅱ无占空比信号输出，控制比例压力阀Ⅱ闭合，通过单向阀Ⅰ和第一液控单向阀形成的液压锁紧回路来保持无级 变速器在目标速比Ⅱ下所需的液压力，蓄能器Ⅰ为主动轮液压缸提供工作压力油，补充系统工作油的泄露，当蓄能器Ⅰ的压力下降至压力继电器Ⅰ的调定压力Ⅱ时，电子控制单元11通过调节电比例压力阀Ⅰ占空比输出信号，控制电比例压力阀Ⅰ的开度，使得压差式变量泵的输出油液通过电比例压力阀Ⅰ为主动轮液压缸补充工作油；

状态2：夹紧力控制：

当无级 变速器的夹紧力由小到大调节时，电子控制单元设定无级变速器的目标夹紧力Ⅰ，并设定压力继电器Ⅱ的调定压力Ⅲ；利用压差式变量泵给夹紧力控制回路供油，压力传感器Ⅱ实时的将无级变速器从动轮液压缸的压力信号传到电子控制单元，电子控制单元根据从动轮液压缸的液压力实时计算得到实际夹紧力，并将实际夹紧力与目标夹紧力Ⅰ相比较获得两者之间的偏差，得出电比例压力阀Ⅳ的占空比信号并施加于电比例压力阀Ⅳ，控制电比例压力阀Ⅳ的开度和电比例压力阀Ⅳ的出口工作油压力，增大输入无级变速器从动轮的液压缸的工作油输入量，进而增大从动轮液压缸的压力；当计算得到的实际夹紧力与目标夹紧力Ⅰ一致时，电子控制单元对电比例压力阀Ⅳ无占空比，使得电比例压力阀Ⅳ的开度不断减小直至闭合；通过单向阀Ⅱ和第二液控单向阀形成的液压锁紧回路来保持无级变速器在目标夹紧力Ⅰ下所需的液压力；蓄能器Ⅱ为从动轮液压缸提供工作压力油，并补充系统工作油的泄露，当蓄能器Ⅱ的压力下降至压力继电器Ⅱ的调定压力Ⅲ时，压力继电器Ⅱ发出信号，电子控制单元通过调节电比例压力阀Ⅳ占空比信号，控制电比例压力阀Ⅳ的开度，使得压差式变量泵的输出油液通过电比例压力阀Ⅳ为从动轮液压缸补充工作油；

当无级 变速器的夹紧力由大到小调节时，电子控制单元设定无级变速器的目标夹紧力Ⅱ，并设定压力继电器Ⅱ的调定压力Ⅳ；电子控制单元控制电比例压力阀Ⅳ处于闭合状态，电子控制单元对电比例压力阀Ⅲ输出占空比信号，增大电比例压力阀Ⅲ的开度，使得压差式变量泵的输出油液通过减压阀输入至电比例压力阀Ⅲ，电比例压力阀Ⅲ流出的压力油控制第二液控单向阀的反向开启，使得从动轮液压缸中的工作油通过第一液控单向阀流回油箱，减小从动轮液压缸中的工作油压力，以减小从动轮液压缸的实际夹紧力，电子控制单元实时监测从动轮的液压缸的压力，电子控制单元通过传感器测得从动轮液压缸的液压力，计算得到实际夹紧力，并将实际夹紧力与目标夹紧力Ⅱ获得两者之间的偏差，得出电比例压力阀Ⅲ占空比信号并施加于电比例压力阀Ⅲ，控制电比例压力阀Ⅲ的开度，调节无级变速器从动轮的液压缸流回油箱的量，直至实际夹紧力与目标夹紧力Ⅱ一致；电子控制单元控制电比例压力阀Ⅲ闭合，通过单向阀Ⅱ和第二液控单向阀形成的液压锁紧回路来保持无级 变速器在目标夹紧力Ⅱ下所需的液压力；蓄能器Ⅱ为从动轮液压缸提供工作压力油，并补充系统工作油的泄露，当蓄能器Ⅱ的压力下降至压力继电器Ⅱ的调定压力Ⅳ时，压力继电器Ⅱ发出信号给电子控制单元，电子控制单元通过调节控制电比例压力阀Ⅳ的占空比信号，控制电比例压力阀Ⅳ阀芯移动，使得压差式变量泵的输出油液通过电比例压力阀Ⅳ为从动轮液压缸补充工作油。