一种间隙可调的自动变速器电液模块控制装置及控制方法与流程

本发明涉及一种间隙可调的自动变速器电液模块控制装置及控制方法。

背景技术

随着技术的进步，作为自动变速器核心零部件的电液模块，已经从分体式结构开始往整体式方向发展。近年来，国内外对自动变速器电液模块的研究主要集中在减少功率损失和新型电液模块的设计与开发上：有人采用独立的压力控制回路，通过调整液压刚度解决了速比变换过程中压力波动的问题；有人利用实验方法分析了电液模块的动、静态特性，并提出了减少功率损失、增大传动效率的有效方法；还有人采用伺服泵控液压缸取代阀控液压缸结构，减少了能量损耗，提高了速比控制的精确性。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明，本发明提供一种结构简单，操作方便，且能够减少电液模块的功率损失，提高电液模块的控制品质的间隙可调的自动变速器电液模块控制装置及控制方法。

本发明采用的技术方案是：一种间隙可调的自动变速器电液模块控制装置,其特征在于：包括阀体、阀芯、油箱、液压泵、比例溢流阀、压力传感器；阀芯设置在阀体的中心孔内，阀芯设有轴向孔，弹性体套件与阀芯通过螺纹连接，并形成环形槽，阀芯侧壁上环形槽处设有多个周向孔，周向孔连通轴向孔和环形槽；液压泵的进口与油箱连接，出口通过管道与轴向孔连接；该管道上设有一连回油箱的支管，支管上设有比例溢流阀；比例溢流阀与可靠性效率控制单元连接，可靠性效率控制单元与主控制器连接；所述的阀体上设有多个档位孔，档位孔处分别设有一个压力传感器；压力传感器与主控制器连接；所述的油箱内设有温度传感器，温度传感器与主控制器连接。

上述的间隙可调的自动变速器电液模块控制装置中，所述的多个周向孔沿圆周方向均匀布置。

一种上述的间隙可调的自动变速器电液模块控制装置的间隙可调的自动变速器电液模块控制方法，包括以下步骤：

步骤1：通过主控制器采集档位孔的压力信号、液压油的温度信号；

步骤2：对比例溢流阀进行换挡可靠性控制，其具体操作如下：

步骤2-1：通过主控制器根据档位孔的压力信号，通过查询自动变速器换挡工作时该档位孔的压力曲线表，得到自动变速器换挡时该档位孔的目标压力值，计算实际测得的压力值与目标压力值之间的差值δp1,

由间隙几何特征引起的压力损失计算公式：

由进口起始段惯性效应引起的压力损失计算公式：

由油道突然扩大引起的压力损失计算公式：

总的压力损失的计算公式：

由计算的压力差δp1带入上述公式得调整的目标间隙量应该为ε1；

其中：μ为液压油粘度，l为间隙长度，d为阀芯直径，q为泄露流量，ρ为液压油密度，ε1为间隙高度；

步骤2-2：根据比例溢流阀的基准p-i特性曲线，以及弹性体套件变形量对应弹性体套件内外压差的曲线δε-δp2，确定自动变速器电液模块换挡时在考虑间隙泄露情况下达到目标压力值所对应的ε1，然后对调压回路中比例溢流阀进行相对应于ε1的电流第一次调整；

步骤3：通过主控制器根据测量得到的液压油的温度与液压油基准温度，查询液压油粘温特性曲线，

由剪切应力引起的功率损失的计算公式：

由间隙泄漏引起的功率损失的计算公式：

总功率损失的计算公式为：

令计算得最小功率损失间隙为

其中：fτ为剪切应力，q为泄露流量，r0为阀芯半径，ε2为间隙高度，δp为两端压差，l为间隙长度，μ为液压油粘度，u0为阀芯运动速度。

步骤4：判断步骤3中ε1是否小于等于εmin，若是则无需调整比例溢流阀；若不是，则根据比例溢流阀的基准p-i特性曲线，以及弹性体套件变形量对应弹性体套件内外压差的曲线δε-δp2，确定自动变速器电液模块换挡时在考虑最小功率损失时对应的εmin，然后对比例溢流阀进行相对应于εmin的电流第二次调整步骤4：判断步骤3中ε1是否小于等于εmin，若是则无需调整比例溢流阀；若不是，则根据比例溢流阀的基准p-i特性曲线，以及弹性体套件变形量对应弹性体套件内外压差的曲线δε-δp2，确定自动变速器电液模块换挡时在考虑最小功率损失时对应的εmin，然后对调压回路中比例溢流阀进行相对应于εmin的电流第二次调整。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明结构简单，操作方便；本发明不仅能够通过对阀芯阀体间隙的调整，改善温度变化导致液压油特性变化对电液模块控制品质的影响，还能降低电液模块的泄露损失功率，因为采用螺纹连接在弹性体套件磨损后还能对其进行更换，降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明的整体的原理图。

图2是本发明的电液模块的结构图。

图3是本发明的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1-图3所示，本发明包括阀体6、阀芯10、油箱1、液压泵2、比例溢流阀3、压力传感器5.1、压力传感器5.2及温度传感器4；阀芯10设置在阀体6的中心孔内，阀芯10的中心处设有轴向孔9，弹性体套件7分别与阀芯10通过螺纹连接组合在一起，且连接后分别形成一个环形槽11，阀芯10侧壁上对应于环形槽11处设有多个周向孔8，多个周向孔8沿圆周方向均匀布置，周向孔8连通轴向孔9和环形槽11。液压泵2的进口与油箱1连接，出口通过管道与轴向孔9连接；该管道上设有一连回油箱的支管，支管上设有比例溢流阀3；比例溢流阀3与可靠性效率控制单元连接，可靠性效率控制单元与主控制器连接；所述的阀体6上设有档位孔61，档位孔61处分别设有压力传感器5.1、压力传感器5.2；压力传感器5.1、压力传感器5.2分别与主控制器连接。所述的油箱内设有温度传感器4，温度传感器4与主控制器连接。液压泵2运行时流动的介质依次通过轴向孔9、周向孔8进入环形槽11，对弹性体套件7形成压力，使弹性体套件7发生形变，从而控制电液模块换挡时的压力。

一种间隙可调的自动变速器电液模块控制方法，包括以下步骤：

步骤1：通过主控制器采集档位孔的压力信号、液压油的温度信号；

步骤2：对比例溢流阀进行换挡可靠性控制，其具体操作如下：

步骤2-1：通过主控制器根据档位孔的压力信号，通过查询自动变速器换挡工作时该档位孔的压力曲线表，得到自动变速器换挡时该档位孔的目标压力值，计算实际测得的压力值与目标压力值之间的差值δp1,

由间隙几何特征引起的压力损失计算公式：

由进口起始段惯性效应引起的压力损失计算公式：

由油道突然扩大引起的压力损失计算公式：

总的压力损失的计算公式：

由计算的压力差δp1带入上述公式得调整的目标间隙量应该为ε1；

其中：μ为液压油粘度，l为间隙长度，d为阀芯直径，q为泄露流量，ρ为液压油密度，ε1为间隙高度；

步骤2-2：根据比例溢流阀的基准p-i特性曲线，以及弹性体套件变形量对应弹性体套件内外压差的曲线δε-δp2，确定自动变速器电液模块换挡时在考虑间隙泄露情况下达到目标压力值所对应的ε1，然后对调压回路中比例溢流阀进行相对应于ε1的电流第一次调整；

步骤3：通过主控制器根据测量得到的液压油的温度与液压油基准温度，查询液压油粘温特性曲线，

由剪切应力引起的功率损失的计算公式：

由间隙泄漏引起的功率损失的计算公式：

总功率损失的计算公式为：

令计算得最小功率损失间隙为

其中：fτ为剪切应力，q为泄露流量，r0为阀芯半径，ε2为间隙高度，δp为两端压差，l为间隙长度，μ为液压油粘度，u0为阀芯运动速度。

步骤4：判断步骤3中ε1是否小于等于εmin，若是则无需调整比例溢流阀；若不是，则根据比例溢流阀的基准p-i特性曲线，以及弹性体套件变形量对应弹性体套件内外压差的曲线δε-δp2，确定自动变速器电液模块换挡时在考虑最小功率损失时对应的εmin，然后对比例溢流阀进行相对应于εmin的电流第二次调整步骤4：判断步骤3中ε1是否小于等于εmin，若是则无需调整比例溢流阀；若不是，则根据比例溢流阀的基准p-i特性曲线，以及弹性体套件变形量对应弹性体套件内外压差的曲线δε-δp2，确定自动变速器电液模块换挡时在考虑最小功率损失时对应的εmin，然后对调压回路中比例溢流阀进行相对应于εmin的电流第二次调整。

所述步骤1中，控制装置中包括电子控制单元、温度传感器4和压力传感器5.1和5.2；所述电子控制单元包括主控制器、压力测量电路、温度测量电路和效率控制电路。所述驱动电路包括控制芯片和金属-氧化物半导体场效应管。所述压力传感器测量自动变速器换挡电液控制系统的压力信号，所述温度传感器测量液压油的温度信号，压力测量电路和温度测量电路将压力信号和温度信号传输给主控制器，主控制器同时通过串行外设接口通信获取比例溢流阀3的电流信号。