一种无级变速器的控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种无级变速器的控制系统及控制方法，包括大排量液压泵、小排量液压泵、液压马达一、液压马达二、电磁换向阀一至电磁换向阀四，电磁换向阀一至电磁换向阀四的P口分别与小排量液压泵出口的压力油管相连，电磁换向阀一的A口与离合器一的控制油口相连，电磁换向阀二的A口与离合器二的控制油口相连，电磁换向阀三的A口与离合器三的控制油口相连，电磁换向阀四的A口与倒挡离合器的控制油口相连；大排量液压泵由电液比例阀一控制其排量及液流方向，且通过动力供油管与液压马达一相连；液压马达二由电液比例阀二控制其排量，且通过大通径电磁换向阀与动力供油管相连。本发明专利技术可实现等速状态换段，调速连续可控，操控性好，可靠性高。

Control system and method of CVT

【技术实现步骤摘要】
一种无级变速器的控制系统及控制方法
本专利技术涉及一种无级变速器，尤其涉及一种无级变速器控制系统；本专利技术还涉及一种无级变速器的控制方法，可以实现动力不间断的无级变速，属于变速器控制

技术介绍
大功率自行式动力机械经常面对复杂工况、负载变化范围大，所以对变速器的调速范围、扭矩、传动效率、动力连续性都有很高的要求。尤其大功率拖拉机作为农业领域的主要动力机械，工况更加复杂、动力输出不能间断，其变速器需要更好的技术指标、操控性能和效率指标。目前市场上的拖拉机品牌多采用手动变速器、非智能部分动力换挡变速器等。尤其拖拉机无级变速技术水平仍处于方案复杂、效率低下、可靠性低、操控性差的阶段。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种无级变速器控制系统，可实现等速状态换段，调速连续可控，操控性好，且可靠性高，传动平稳效率高、全程动力不间断。为解决以上技术问题，本专利技术的一种无级变速器控制系统，包括大排量液压泵B1、小排量液压泵B2、液压马达一M1、液压马达二M2、电磁换向阀一K1、电磁换向阀二K2、电磁换向阀三K3和电磁换向阀四K4，电磁换向阀一K1、电磁换向阀二K2、电磁换向阀三K3和电磁换向阀四K4的P口分别与小排量液压泵B2出口的压力油管相连，电磁换向阀一K1的A口与离合器一C1的控制油口相连，电磁换向阀二K2的A口与离合器二C2的控制油口相连，电磁换向阀三K3的A口与离合器三C3的控制油口相连，电磁换向阀四K4的A口与倒挡离合器CR的控制油口相连；大排量液压泵B1由电液比例阀一控制其排量及液流方向，且通过动力供油管与液压马达一M1相连；液压马达二M2由电液比例阀二Y3控制其排量，且通过大通径电磁换向阀Y4与所述动力供油管相连。相对于现有技术，本专利技术取得了以下有益效果：大排量液压泵B1的旋转方向保持不变，由电液比例阀一的左线圈Y1得电或右线圈Y2得电改变动力供油管的流向；控制系统给予电液比例阀一的左线圈Y1或右线圈Y2从0起始逐渐增大的PWM信号，大排量液压泵B1的输出排量均从0开始逐渐增大；大通径电磁换向阀Y4失电，处于平行导通工位；大通径电磁换向阀Y4得电，处于交叉导通工位，便于与电液比例阀一配合，共同与液压马达一M1及液压马达二M2的工作状态相匹配。小排量液压泵B2输出的信号压力油通过电磁换向阀一K1、电磁换向阀二K2、电磁换向阀三K3和电磁换向阀四K4分别控制离合器一C1、离合器二C2、离合器三C3及倒挡离合器CR的脱开或结合。作为本专利技术的改进，离合器一C1、离合器二C2、离合器三C3和倒挡离合器CR均套装在变速器的轴一A1上，轴一A1还安装有齿轮一G1、齿轮三G3、齿轮五G5和齿轮十五G15，齿轮一G1固定在轴一A1上且通过齿轮二G2驱动大排量液压泵B1；齿轮三G3通过离合器一C1与轴一A1相连或通过离合器二C2与变速器壳体相连；齿轮五G5通过离合器三C3与轴一A1相连，齿轮十五G15通过倒挡离合器CR与轴一A1相连；变速器的轴二A2上依次安装有齿轮八G8、齿轮四G4、行星轮系一和行星轮系二，齿轮八G8固定在轴二A2上且与齿轮七G7相啮合，齿轮七G7安装在液压马达一M1的驱动轴上；行星轮系一包括太阳轮一S1、行星轮一P1、行星架一X1和内齿圈一R1，行星架一X1与齿轮四G4相连且浮动安装在轴二A2上，齿轮四G4与齿轮三G3相啮合；行星轮系二包括太阳轮二S2、行星轮二P2、行星架二X2和内齿圈二R2，太阳轮一S1与太阳轮二S2均固定在轴二A2上，内齿圈一R1与行星架二X2相连，行星架二X2的中心固定在轴四A4的一端；内齿圈二R2与齿轮六G6共同固定在轴三A3上，齿轮六G6与齿轮五G5相啮合，轴三A3浮动套装在轴四A4上且共轴线。轴一A1的左端可以与发动机飞轮盘连接，齿轮一G1通过齿轮二G2驱动大排量液压泵B1工作，大排量液压泵B1可以向液压马达一M1和液压马达二M2提供动力。离合器二C2结合时，可以通过齿轮三G3锁定行星轮系一的行星架一X1，改变行星轮系的传动模式；如果同时控制大排量液压泵B1的输出排量为0则可实现驻车。结合离合器一C1，可以使齿轮三G3与轴一A1在相对静止状态下结合；结合离合器三C3，使齿轮五G5与轴一A1在相对静止状态下结合，均可实现平稳换段及平稳变速。液压马达一M1可以通过齿轮七G7及齿轮八G8驱动轴二A2转动，轴二A2还可以驱动液压马达一M1使其作为大排量液压泵向液压马达二M2提供动力。齿轮四G4可以锁定或释放行星架一X1，改变行星轮系一的传动模式及传动比；齿轮四G4还可以驱动齿轮三G3浮动旋转，以便实现与轴一A1在相对静止状态下结合。齿轮六G6可以驱动齿轮五G5浮动旋转，以便实现与轴一A1在相对静止状态下结合。两行星轮系可以在固定行星架一X1的模式下工作，也可以在固定太阳轮一S1与太阳轮二S2的模式下工作，以实现轴四A4的多工况、大范围调速，降低大范围变速传动复杂性。通过齿轮分段组合,根据实际动力输出需求，以经济高效而紧凑的接力方式传递扭矩；可实现离合器结合部在等速状态下结合，且相邻速度段在等速状态下换段。本专利技术的另一个目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种无级变速器的控制方法，可实现等速状态换段，调速连续可控，操控性好，且可靠性高，传动平稳效率高、全程动力不间断。为解决以上技术问题，本专利技术无级变速器的控制方法，包括前进模式，前进模式依次包括速度逐渐增加的前进Ⅰ段、前进Ⅱ段、前进Ⅲ段和前进Ⅳ段，前进Ⅰ段时：电磁换向阀二K2得电，离合器二C2结合锁定行星架一X1；齿轮一G1驱动大排量液压泵B1运转，大通径电磁换向阀Y4失电，处于平行导通工位；控制系统给予电液比例阀一的左线圈Y1从0起始逐渐增大的PWM信号，使大排量液压泵B1的输出排量从0开始逐渐增大，压力油驱动液压马达一M1和液压马达二M2旋转，液压马达一M1驱动轴二A2、太阳轮一S1与太阳轮二S2正向旋转，太阳轮一S1通过行星轮一P1驱动内齿圈一R1、行星架二X2和轴四A4反向旋转；液压马达二M2通过齿轮十G10也驱动轴四A4反向旋转；太阳轮二S2通过行星轮二P2带动内齿圈二R2及轴三A3浮动反向旋转且转速跟随增大，轴三A3上的齿轮六G6驱动齿轮五G5浮动正向旋转，前进Ⅰ段结束时，齿轮五G5与轴一A1的转速相同；控制系统给予电液比例阀二Y3从0起始逐渐增大的PWM信号，使液压马达二M2的排量随负载下降而减小，当大排量液压泵B1的输出排量达到最大值，轴二A2的正向转速达到最大值，前进Ⅰ段调速结束。相对于现有技术，本专利技术取得了以下有益效果：轴一A1的左端可以与发动机飞轮盘连接，轴一A1通过齿轮一G1驱动齿轮二G2转动，大排量液压泵B1的输出排量从0开始逐渐增大，太阳轮一S1与太阳轮二S2作为行星轮系的输入端，内齿圈一R1与行星架二X2作为行星轮系的输出端，轴四A4驱动轴五A5正向旋转，液压马达二M2为反比例控制，与液压马达一M1共同实现由双液压马达并联驱动的纯液压功率前进起步，前进起步扭矩大，低速大扭矩有利于车辆重载坡道平稳起步。前进Ⅰ段将齿轮五G5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无级变速器控制系统，包括大排量液压泵(B1)、小排量液压泵(B2)、液压马达一(M1)、液压马达二(M2)、电磁换向阀一(K1)、电磁换向阀二(K2)、电磁换向阀三(K3)和电磁换向阀四(K4)，其特征在于：电磁换向阀一(K1)、电磁换向阀二(K2)、电磁换向阀三(K3)和电磁换向阀四(K4)的P口分别与小排量液压泵(B2)出口的压力油管相连，电磁换向阀一(K1)的A口与离合器一(C1)的控制油口相连，电磁换向阀二(K2)的A口与离合器二(C2)的控制油口相连，电磁换向阀三(K3)的A口与离合器三(C3)的控制油口相连，电磁换向阀四(K4)的A口与倒挡离合器(CR)的控制油口相连；大排量液压泵(B1)由电液比例阀一控制其排量及液流方向，且通过动力供油管与液压马达一(M1)相连；液压马达二(M2)由电液比例阀二(Y3)控制其排量，且通过大通径电磁换向阀(Y4)与所述动力供油管相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种无级变速器控制系统，包括大排量液压泵(B1)、小排量液压泵(B2)、液压马达一(M1)、液压马达二(M2)、电磁换向阀一(K1)、电磁换向阀二(K2)、电磁换向阀三(K3)和电磁换向阀四(K4)，其特征在于：电磁换向阀一(K1)、电磁换向阀二(K2)、电磁换向阀三(K3)和电磁换向阀四(K4)的P口分别与小排量液压泵(B2)出口的压力油管相连，电磁换向阀一(K1)的A口与离合器一(C1)的控制油口相连，电磁换向阀二(K2)的A口与离合器二(C2)的控制油口相连，电磁换向阀三(K3)的A口与离合器三(C3)的控制油口相连，电磁换向阀四(K4)的A口与倒挡离合器(CR)的控制油口相连；大排量液压泵(B1)由电液比例阀一控制其排量及液流方向，且通过动力供油管与液压马达一(M1)相连；液压马达二(M2)由电液比例阀二(Y3)控制其排量，且通过大通径电磁换向阀(Y4)与所述动力供油管相连。


2.根据权利要求1所述的无级变速器控制系统，其特征在于，离合器一(C1)、离合器二(C2)、离合器三(C3)和倒挡离合器(CR)均套装在变速器的轴一(A1)上，轴一(A1)还安装有齿轮一(G1)、齿轮三(G3)、齿轮五(G5)和齿轮十五(G15)，齿轮一(G1)固定在轴一(A1)上且通过齿轮二(G2)驱动大排量液压泵(B1)；齿轮三(G3)通过离合器一(C1)与轴一(A1)相连或通过离合器二(C2)与变速器壳体相连；齿轮五(G5)通过离合器三(C3)与轴一(A1)相连，齿轮十五(G15)通过倒挡离合器(CR)与轴一(A1)相连；变速器的轴二(A2)上依次安装有齿轮八(G8)、齿轮四(G4)、行星轮系一和行星轮系二，齿轮八(G8)固定在轴二(A2)上且与齿轮七(G7)相啮合，齿轮七(G7)安装在液压马达一(M1)的驱动轴上；行星轮系一包括太阳轮一(S1)、行星轮一(P1)、行星架一(X1)和内齿圈一(R1)，行星架一(X1)与齿轮四(G4)相连且浮动安装在轴二(A2)上，齿轮四(G4)与齿轮三(G3)相啮合；行星轮系二包括太阳轮二(S2)、行星轮二(P2)、行星架二(X2)和内齿圈二(R2)，太阳轮一(S1)与太阳轮二(S2)均固定在轴二(A2)上，内齿圈一(R1)与行星架二(X2)相连，行星架二(X2)的中心固定在轴四(A4)的一端；内齿圈二(R2)与齿轮六(G6)共同固定在轴三(A3)上，齿轮六(G6)与齿轮五(G5)相啮合，轴三(A3)浮动套装在轴四(A4)上且共轴线。


3.一种采用权利要求2所述无级变速器控制系统进行无级变速器的控制方法，其特征在于，包括前进模式，前进模式依次包括速度逐渐增加的前进Ⅰ段、前进Ⅱ段、前进Ⅲ段和前进Ⅳ段，前进Ⅰ段时：电磁换向阀二(K2)得电，离合器二(C2)结合锁定行星架一(X1)；齿轮一(G1)驱动大排量液压泵(B1)运转，大通径电磁换向阀(Y4)失电，处于平行导通工位；控制系统给予电液比例阀一的左线圈(Y1)从0起始逐渐增大的PWM信号，使大排量液压泵(B1)的输出排量从0开始逐渐增大，压力油驱动液压马达一(M1)和液压马达二(M2)旋转，液压马达一(M1)驱动轴二(A2)、太阳轮一(S1)与太阳轮二(S2)正向旋转，太阳轮一(S1)通过行星轮一(P1)驱动内齿圈一(R1)、行星架二(X2)和轴四(A4)反向旋转；液压马达二(M2)通过齿轮十(G10)也驱动轴四(A4)反向旋转；太阳轮二(S2)通过行星轮二(P2)带动内齿圈二(R2)及轴三(A3)浮动反向旋转且转速跟随增大，轴三(A3)上的齿轮六(G6)驱动齿轮五(G5)浮动正向旋转，前进Ⅰ段结束时，齿轮五(G5)与轴一(A1)的转速相同；控制系统给予电液比例阀二(Y3)从0起始逐渐增大的PWM信号，使液压马达二(M2)的排量随负载下降而减小，当大排量液压泵(B1)的输出排量达到最大值，轴二(A2)的正向转速达到最大值，前进Ⅰ段调速结束。


4.根据权利要求3所述的无级变速器的控制方法，其特征在于，前进Ⅰ段向前进Ⅱ段切换时：电磁换向阀三(K3)得电，结合离合器三(C3)，使齿轮五(G5)与轴一(A1)在相对静止状态下结合；大通径电磁换向阀(Y4)得电切换至交叉导通工位，使液压马达二(M2)的液压输出扭矩与轴四(A4)的需求扭矩方向相匹配；接着在液压马达一(M1)转速保持不变的情况下，逐渐减小大排量液压泵(B1)的排量及增大液压马达二(M2)的排量，直至大排量液压泵(B1)的排量减小到0为止。


5.根据权利要求4所述的无级变速器的控制方法，其特征在于，前进Ⅱ段时：电磁换向阀二(K2)失电，脱开离合器二(C2)，行星架一(X1)解除固定；电磁换向阀三(K3)保持得电使离合器三(C3)保持结合，轴三(A3)速度保持不变，逐渐减小液压马达二(M2)的排量，使液压马达一(M1)降速，轴二(A2)、太阳轮一(S1)及太阳轮二(S2)降速，内齿圈一(R1)、行星架二(X2)及轴四(A4)加速；当液压马达二(M2)的排量减小到0时，液压马达一(M1)处于液压锁定的制动静止状态，轴二(A2)、太阳轮一(S1)及太阳轮二(S2)的速度降至0，轴四(A4)的反转速度增加到前进Ⅱ段末的值；行星架一(X1)处于浮动反转状态，速度跟随增长。


6.根据权利要求5所述的无级变速器的控制方法，其特征在于，前进Ⅲ段时：电磁换向阀三(K3)保持得电使离合器三(C3)保持结合，轴三(A3)速度保持不变，液压马达二(M2)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠苏成，
申请(专利权)人：扬州维邦园林机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32