CN101275671A - 具有用于复式泵的阀组件的混合动力系 - Google Patents

Abstract

一种动力系，包括第一泵和第二泵。管道限定了用于从第一泵或第二泵向变速器提供液压的通路。阀组件构造成可有选择地单独从第一泵、单独从第二泵、和从第一泵和第二泵向通路提供液压。因此阀组件使第一泵和第二泵能彼此增强，从而使至少一个泵的尺寸能够小于没有此阀组件时的尺寸。

Description

具有用于复式泵的阀组件的混合动力系

技术领域

本发明涉及构造成有选择地从两个泵向变速器供给液压的阀组件。

背景技术

混合动力系通常使用可操作地连接到变速器的发动机和电动机。在一定条件下停止和重新起动发动机以提高燃料经济性。当发动机停止时，期望变速器保持接合以减少驾驶员命令时将动力输送至车轮的延迟时间。自动变速器需要对离合器施加液压以保持接合。液压由油泵提供。

在现有的变速器中，油泵由发动机驱动。由于发动机停止，必须设置替代的装置以向离合器提供压力。一些现有混合动力系包括由电动机驱动的向离合器提供液压的辅助泵，以保持变速器接合。阀控制液压，使得其或者从发动机驱动的泵单独地提供，或者从辅助泵单独地提供。因此，主泵必须具有足以提供足够压力的尺寸，以在发动机为低速时保持离合器接合。

发明内容

动力系包括第一泵、第二泵及限定了通路的管道。阀组件可操作地将第一泵、第二泵与通路互相连接。阀组件构造用于至少三个操作模式。在第一模式中，阀组件提供第一泵与通路之间的流体连通，并且不允许第二泵与流体通路之间的流体连通。在第二模式中，阀组件既提供第一泵与流体通路之间的流体连通，也提供第二泵与流体通路之间的流体连通。在第三模式中，阀组件不允许第一泵与通路之间的流体连通，并提供第二泵与通路之间的流体连通。

因此，阀组件既可使任意一个泵单独地向通路提供压力流体，也可使两个泵同时地向通路提供压力流体，使得各泵增强另一个泵对通路的输出。这种增强可使至少一个泵的尺寸小于现有的泵，因而降低了泵的燃料消耗。阀的第二模式还提供了只有第一泵的操作与只有第二泵的操作之间的平稳过渡，即在从第一模式至第三模式的过渡中，第二模式减少对通路中压力的冲击或使该冲击最小。

在具体实施例中，动力系包括第一动力源(例如，电动机)和第二动力源(例如内燃机)，以及变速器。第一和第二动力源为混合结构，以向变速器的输入轴提供转矩。第一动力源可操作地连接到第一泵以有选择地驱动第一泵，第二动力源可操作地连接到第二泵以有选择地驱动第二泵。通路与变速器流体连通，更具体地，通路与变速器的液压离合器作用回路流体连通。

在具体实施例中，阀组件构造成使得第一、第二和第三模式根据第一和第二泵供应的液压自动地出现。更具体地，在具体实施例中，当第一泵的液压高于第一预定量时自动地出现第一模式，当第二泵的液压高于第二预定量时自动地出现第二模式，当第二泵的液压高于第三预定量时自动地出现第三模式。

还提供了相应的方法。

结合附图，从下面对实现本发明的最佳模式的详细描述可容易地理解本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点。

附图说明

图1为混合动力传动系统的示意图，包括以局部剖面侧视图示出的处于第一操作模式的阀组件；

图2为处于第二操作模式的图1的阀组件的局部剖面侧视示意图；

图3为处于第三操作模式的图1的阀组件的局部剖面侧视示意图；

图4为处于第四操作模式的图1的阀组件的局部剖面侧视示意图；

图5为处于第五操作模式的图1的阀组件的局部剖面侧视示意图；以及

图6为图1的阀组件的另一个示意局部剖面侧视图。

具体实施方式

参考图1，示意性地示出了混合动力系10。动力系10包括混合结合的第一动力源和第二动力源。在所述实施例中，第一动力源为发动机14，第二动力源为电动机18。发动机14包括可旋转的曲轴22，电动机18包括转子26。可有选择地接合的转矩传动装置30，例如离合器，使转子26和曲轴22相互连接。

如本领域技术人员所理解的，转子26连接到变速器38的输入轴34。在输入轴34与转子26之间可使用可有选择地接合的转矩传动装置(未示出)或液力变矩器(未示出)。这样，当转矩传动装置30接合时，曲轴22也通过转子26连接到变速器38的输入轴34上。因此，转子26和曲轴22可操作地连接到输入轴34以有选择地向其提供机械动力。本领域的技术人员会认识到在本发明范围内可使用的其它混合动力系结构。

主泵42可操作地连接到曲轴22以被曲轴22所驱动，例如通过带式传动或链式传动46。辅助泵50可操作地连接到转子26以被转子26所驱动，例如通过带式传动或链式传动54。管道60确定了与主泵42流体连通的通路64；如本领域技术人员所理解的，主泵42构造成向通路64提供压力流体，即液压。管道68确定了与辅助泵50流体连通的通路72；如本领域技术人员所理解的，辅助泵50构造成向通路72提供压力流体。

动力系10还包括与通路64、72流体连通的阀组件76。阀组件76包括限定圆柱形腔室84的阀体80。阀组件76包括位于腔室84中并构造成在腔室84中有选择地平移的第一滑阀(shuttle)88和第二滑阀92。腔室84的特征为在腔室84相对两末端具有由阀体80限定的两个孔口96、100。孔口96与管道68的通路72流体连通，因此也与辅助泵50流体连通。孔口100与管道60的通路64流体连通，因此也与主泵42流体连通。

腔室84的特征为还具有将腔室84与另一个腔室112互相连通的两个孔口104、108。孔口104、108从腔室84径向地延伸。腔室112与由管道120确定的通路116流体连通。通路116与压力调节阀124流体连通，并且压力调节阀124与变速器38流体连通以向变速器的液压回路提供压力流体，其中如本领域技术人员所理解的，变速器液压回路包括离合器作用腔(未示出)。更具体地，压力调节阀124通过限定通路132的管道128与变速器38流体连通。因此，孔口104、108与通路116、压力调节阀124和变速器38流体连通。于1997年2月11日授予Long等人的美国专利No.5,601,506中描述了一种用于变速器的液压回路，本文通过参考并入其全部内容。

如本领域技术人员所理解的，通路72还与排泄阀136流体连通，通路64还与排泄阀140流体连通。各排泄阀包括偏压着止动器148的弹簧144。当通路72中的压力超过预定量时，该压力克服弹簧144的偏压，使得止动器148不再阻塞排泄阀136，从而随着通过排泄阀136释放流体降低了压力。类似地，当通路64中的压力超过预定量时，该压力克服弹簧144的偏压，使得止动器148不再阻止排泄阀140，从而随着通过排泄阀140释放流体降低了压力。排泄阀140打开的压力高于排泄阀136打开的压力。

滑阀88的特征为具有与腔室84的内表面密封接触的大致圆柱形表面152。滑阀88的特征还有具有与管道68的通路72流体连通的表面156。滑阀88的另一个特征为具有暴露于腔室84的表面160。

类似地，滑阀92的特征为具有与腔室84的内表面密封接触的大致圆柱形表面164。滑阀92的特征还有具有与管道60的通路64流体连通的表面168。滑阀92的另一个特征为具有暴露于腔室84及相对表面160的表面170。滑阀92还确定了通过孔口108和反馈孔178与腔室112流体连通的腔室174，其中反馈孔178相对于滑阀92径向地延伸。腔室174沿着滑阀88的方向开口，以与腔室84和滑阀88的表面160流体连通。滑阀92在表面164中确定了凹部182，以确保在滑阀92的移动期间不阻塞反馈孔178与腔室112之间的流体连通。

在腔室之中的滑阀88、92之间插入有螺旋弹簧186，该弹簧偏压着滑阀88、92使其彼此远离，如图1中所示。滑阀88的特征为具有从表面156的突起190；突起190与管道68的壁相接触以限制滑阀88的移动。类似地，元件194从滑阀92的表面168突起，并与管道60的壁接触以限制滑阀92的移动。

图1中示出了阀组件操作的第一模式。更具体地，在发动机14和电动机18停止或关闭的情况下，所以泵42、50不给通路64、72中的流体增压，允许弹簧186将滑阀88、92偏压在所示的各自关闭位置中。滑阀88阻塞孔口96和104以阻止通路72与腔室112之间的流体连通，从而阻止了辅助泵50与腔室112之间的流体连通。滑阀92阻塞了孔口100，因此阻止了通路64与腔室112之间的流体连通，从而阻止了主泵42与腔室112之间的流体连通。

参考图2，其中相同的附图标记指的是图1中相同的部件，所示的阀组件76处于第二操作模式。更具体地，电动机(图1中的18所示)正驱动辅助泵(图2的50所示)，使辅助泵将压力流体200A供应进管道68的通路72。压力流体200A将力施加在滑阀88的表面156上。表面156上的力克服了弹簧186的偏压，使滑阀88朝着滑阀92平移，并移进所示的滑阀88并不完全阻塞孔口96和104的打开位置。因此，当滑阀88处于其打开位置时，允许腔室112与通路72之间通过孔口96、腔室84的一部分以及孔口104的流体连通。辅助泵的压力流体200A这样进入腔室112、通路116，最后进入变速器(图1的38所示)的离合器作用腔。因此，当通路68中的压力足以使滑阀88移向其打开位置时，会自动地出现第二操作模式。

当阀组件处于第二操作模式时，流体200A在滑阀88上的力压缩弹簧186，并在滑阀92上产生相应的力增加；但是，元件194防止滑阀92从腔室84延伸超过图1和图2中所示的完全关闭位置，在此完全关闭位置中滑阀92阻塞孔口100与孔口108之间流路，从而阻止通路64与腔室112之间的流体连通。在第一操作模式期间，发动机(14所示)不运行，从而主泵(图1的42所示)不向通路64提供压力流体。

参考图3，其中相同的附图标记指的是图1中相同的部件，所示的阀组件76处于第三操作模式。更具体地，发动机(图1的14所示)运行并驱动主泵(图1的42所示)；因此，主泵向管道60的通路64供应压力流体200B。

压力流体200B在滑阀92的表面168上施加力。表面168上的力克服了弹簧186的偏压，使滑阀92朝着滑阀88平移，并移进所示的滑阀92不完全阻塞孔口100和108的打开位置。因此，当滑阀92处于其打开位置时，腔室112通过孔口100、腔室84的一部分以及孔口108与通路64流体连通。主泵的压力流体200B这样进入腔室112、通路116，最后进入变速器(图1的38所示)的离合器作用腔。

在第二操作模式期间，辅助泵也供应压力流体200A，因此压力流体200A将滑阀88保持在打开位置，从而允许压力流体200A从辅助泵进入腔室112。因此当通路64中的压力足以将滑阀92移向其打开位置时，自动地出现第三操作模式。

参考图4，其中相同的附图标记指的是图1-3中相同的部件，所示的阀组件76处于第四操作模式。当由主泵增压的流体200B压力高于由辅助泵增压的流体200A时，自动地促发第四操作模式。更具体地，主泵的流体200B将力施加在滑阀92上，包括表面168，使滑阀92移动，从而相应地压缩弹簧186，弹簧186继而将力施加在滑阀88上，将滑阀88推向其关闭位置。另外，孔178使腔室174中的压力升高至通路64中的压力，相应地将腔室84中和表面160上的压力升高至通路64中的压力。由弹簧186和流体作用在表面160上的力高于辅助泵流体200A施加在滑阀88的表面156上的力，其中辅助泵的流体200A的压力低于主泵的流体200B。因此，滑阀88离开滑阀92移向所示的滑阀88阻塞孔口104的位置，从而阻止辅助泵与腔室112之间的流体连通。

参考图5，其中相同的附图标记指的是图1-4中相同的部件，所示的阀组件76处于第五操作模式，其中流体200B的压力比流体200A的压力足够大，使得由弹簧和从孔178的流体施加在滑阀88上的力(包括表面160上的力)比流体200A施加在表面156上的力足够大，从而使滑阀88移向其完全关闭位置，在完全关闭位置中，滑阀88既阻塞孔口96也阻塞孔104。由于辅助泵为死头的，即阻止流体从辅助泵流出，所以通路72中流体200A的压力足够高，使得流体200A通过辅助排泄阀释放，如图5中所示。

参考图6，其中相同的附图标记指的是图5中相同的部件，因为发动机曲轴已经达到足以驱动主泵在流体200B中产生足够的压力的速度，使得无需辅助泵的增量，所以关闭辅助泵。

尽管已经详细描述了实现本发明的最佳模式，但是本发明所属领域的技术人员应当认识到在所附权利要求范围内实现本发明的各种可选设计和实施方式。

Claims (13)

1. 一种动力系，包括：

构造成提供液压的第一泵，；

构造成提供液压的第二泵，；

限定通路的管道；以及

阀组件；

所述阀组件构造成足以在第一操作模式、第二操作模式和第三操作模式中操作，在所述第一操作模式中，所述阀组件提供所述第一泵与所述通路之间的流体连通，并阻止所述第二泵与所述通路之间的流体连通，在所述第二操作模式中，所述阀组件既提供所述第一泵与所述通路之间的流体连通，也提供所述第二泵与所述通路之间的流体连通，在所述第三操作模式中，所述阀组件阻止所述第一泵与所述通路之间的流体连通，并提供所述第二泵与所述通路之间的流体连通。

2. 如权利要求1所述的动力系，其中所述阀组件构造成使得当所述第一泵提供超过第一预定量的液压时自动地出现所述第一模式，并且当所述第二泵提供超过第二预定量的液压时自动地出现所述第二模式。

3. 如权利要求1所述的动力系，其中所述阀组件包括：

阀体，所述阀体限定有腔室，其中所述腔室的特征为具有第一孔口和第二孔口；

第一滑阀，所述第一滑阀可有选择地在第一位置与第二位置之间在所述腔室中平移，其中在所述第一位置，所述第一滑阀阻塞所述第一孔口，从而阻止所述通路与所述第一泵之间的流体连通，在所述第二位置，所述第一泵与所述通路流体连通；

第二滑阀，所述第二滑阀可有选择地在第一位置与第二位置之间在所述腔室中平移，其中在所述第一位置，所述第二滑阀阻塞所述第二孔口，从而阻止所述通路与所述第二泵之间的流体连通，在所述第二位置，所述第二泵与所述通路流体连通。

4. 如权利要求1所述的动力系，其中所述阀组件还包括位于所述第一滑阀和第二滑阀之间的弹簧，使得所述弹簧将所述第一滑阀和第二滑阀偏压在其各自的第一位置中。

5. 如权利要求4所述的动力系，其中所述第一滑阀限定有与所述第一泵流体连通的第一表面，所述第一表面被充分定位成使得所述第一表面上的充足液压使所述第一滑阀从其第一位置移到其第二位置；其中所述第二滑阀限定有与所述第二泵流体连通的第二表面，所述第二表面被充分地定位成使得所述第二表面上的充足液压使所述第二滑阀从其第一位置移到其第二位置。

6. 如权利要求5所述的动力系，其中所述第二滑阀限定有提供所述通路与所述腔室之间流体连通的孔。

7. 如权利要求1所述的动力系，还包括：

第一动力源，可操作地连接到所述第一泵，并构造成有选择地驱动所述第一泵；

第二动力泵，可操作地连接到所述第二泵，并构造成有选择地驱动所述第二泵；以及

与所述通路流体连通的变速器。

8. 一种阀组件，包括：

阀体，所述阀体限定有腔室，其中所述腔室的特征为具有第一孔口、第二孔口、第三孔口和第四孔口；

第一滑阀，所述第一滑阀可有选择地在第一位置与第二位置之间平移，其中在所述第一位置，所述第一滑阀阻止所述第一孔口与所述第三孔口之间的流体连通，在所述第二位置，所述第一孔口与所述第三孔口彼此流体连通；

第二滑阀，所述第二滑阀可有选择地在第一位置与第二位置之间平移，其中在所述第一位置，所述第二滑阀阻止所述第二孔口与所述第四孔口之间的流体连通，在所述第二位置，所述第二孔口与所述第四孔口彼此流体连通。

9. 如权利要求8所述的阀组件，其中所述阀体包括至少部分地限定所述腔室的表面，并且其中所述第一滑阀和第二滑阀与该表面密封地接触。

10. 如权利要求8所述的阀组件，还包括在所述腔室中所述第一滑阀和第二滑阀之间的弹簧，使得所述弹簧将所述第一滑阀和第二滑阀偏压在其各自的第一位置中。

11. 如权利要求8所述的阀组件，其中所述第二滑阀限定有孔，所述第四孔口与所述第一滑阀通过该孔彼此流体连通。

12. 如权利要求8所述的阀组件，其中所述第一滑阀被充分地构造和定位成使得所述第一孔口的充足压力使所述第一滑阀移到其相应的第二位置；并且其中所述第二滑阀被充分地构造和定位成使得所述第二孔口的充足压力使所述第二滑阀移到其相应的第二位置。

13. 一种向混合动力系中变速器提供液压的方法，其中所述混合动力系包括由第一动力源驱动的第一泵和由第二动力源驱动的第二泵，所述方法包括：

以第一模式操作所述动力系，包括提供所述第一泵与所述变速器之间的流体连通，而阻止所述第二泵与所述变速器之间的流体连通；

在所述以第一模式操作所述动力系之后，以第二模式操作所述动力系，包括同时地提供所述第一泵与所述变速器之间的流体连通和提供所述第二泵与所述变速器之间的流体连通；以及

在所述以第二模式操作所述动力系之后，以第三模式操作所述动力系，包括阻止所述第一泵与所述变速器之间的流体连通，而提供所述第二泵与所述变速器之间的流体连通。

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