CN102128259B - 具有双元件泵的变速器液压控制系统 - Google Patents

具有双元件泵的变速器液压控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及具有双元件泵的变速器液压控制系统。具体地，一种用于变速器的液压控制系统包括马达、用于储存液压流体的集液槽和连接到马达的双元件泵。双元件泵具有连接到集液槽的至少一个输入端口、第一出口端口和第二出口端口。双元件泵向第一出口端口提供第一容量的液压流体，并向第二出口端口提供第二容量的液压流体。第一容量大于第二容量。第一出口端口连接到转向阀。第二出口端口连接到高压液压回路。转向阀可操作以将来自第一出口端口的液压流体传送至低压液压回路以及高压液压回路。

Description

具有双元件泵的变速器液压控制系统
技术领域
本公开涉及具有双元件泵的变速器液压控制系统，更具体地涉及具有用于同时向高压回路和低压回路供应液压流体的电动双元件泵的变速器液压控制系统。
背景技术
在本节的陈述仅提供涉及本公开的背景信息，并且可能或可能不构成现有技术。
典型的自动变速器包括液压控制系统，与其他功能一起被应用于致动多个扭矩传递装置。举例说明，这些扭矩传递装置，可作为摩擦离合器和制动器或同步装置。常规的液压控制系统通常包括主泵，其为阀体内的多个阀和螺线管提供加压流体，例如油。主泵由机动车辆的发动机驱动。阀和螺线管可操作以指引加压液压流体通过液压流体回路流向变速器内的多个扭矩传递装置。传递至扭矩传递装置的加压液压流体被用于使装置接合或脱离以获得不同的齿轮比。
这些扭矩传递致动系统（其可包括旋转密封环、阀及螺线管）可具有低流体泄露（虽然不为零）。相应地，必须给这些系统提供最小容量的液压流体。另外，液压控制系统内的不同子系统需要不同级别的加压和流速。虽然常规的液压控制系统在处理泄露及各种子系统的不同液压需求时是有效的，但在现有技术中对于液压控制回路方面仍有提高空间，其在提高系统效率和可控制性时降低了复杂部件的数量。
发明内容
提供了一种用于变速器的液压控制系统。变速器包括多个扭矩传递装置。液压控制系统包括马达、用于储存液压流体的集液槽以及连接到马达的双元件泵。双元件泵具有连接到集液槽的至少一个输入端口、第一出口端口和第二出口端口。双元件泵为第一出口端口提供第一容量的液压流体并为第二出口端口提供第二容量的液压流体。第一容量大于第二容量。还提供了低压液压回路、用于致动多个扭矩传递装置中的至少一个的高压液压回路以及转向阀。转向阀具有与双元件泵的第一出口端口连通的入口端口、与低压液压回路连通的第一出口端口，以及与高压液压回路连通的第二出口端口。转向阀在包括第一位置和第二位置的至少两个位置之间是可移动的。在处于第一位置时，转向阀的入口端口与转向阀的第一出口端口连通，并且当处于第二位置时，转向阀的入口端口与转向阀的第二出口端口连通。当多个扭矩传递装置中的至少一个被致动时，在高压回路的高流量需求下，转向阀处于第二位置。
在液压控制系统的一个示例中，高压液压回路包括可操作以致动变速器内的至少一个扭矩传递机构的档位选择子系统。
在液压控制系统的另一个示例中，低压液压回路包括冷却器子系统和润滑子系统，冷却器子系统可操作以冷却液压流体，润滑子系统用于提供贯穿变速器的液压流体以润滑变速器内的多个部件。
在液压控制系统的另一个示例中，旁路阀与冷却器子系统处于平行关系，其中，旁路阀包括打开位置，当旁路阀上游的液压流体压力大于阈值压力时，打开位置允许从双元件泵的第一出口端口传输的液压流体绕开冷却器子系统。
在液压控制系统的另一个示例中，双元件泵包括第一泵和第二泵，其中第一泵将液压流体传输至第一出口端口，而第二泵将液压流体传输至第二出口端口。
在液压控制系统的另一个示例中，第一泵和第二泵都由马达驱动。
在液压控制系统的另一个示例中，第一泵由马达驱动，而第二泵由第二马达驱动。
在液压控制系统的另一个示例中，转向阀在第一位置和第二位置之间被弹簧和螺线管偏压。
在液压控制系统的另一个示例中，双元件泵的第一出口端口提供冷却和润滑所需的最小压力，而双元件泵的第二出口端口提供扭矩传递装置所需的最小压力。
在液压控制系统的另一个示例中，马达为电动马达。
进一步应用领域将从本文提供的描述变得直观。应当理解的是，该描述和具体的示例意在仅为说明之目的并且无意限制本公开的范围。
本发明还提供了以下方案：
1. 一种用于变速器的液压控制系统，所述变速器具有多个扭矩传递装置，所述液压控制系统包括：
马达；
用于储存液压流体的集液槽；
与所述马达相连的双元件泵，所述双元件泵具有与集液槽相连的至少一个输入端口、第一出口端口和第二出口端口，其中，所述双元件泵提供来自所述第一出口端口的液压流体的第一容量并提供来自所述第二出口端口的液压流体的第二容量，并且其中，所述第一容量大于所述第二容量；
低压液压回路；
用于致动所述多个扭矩传递装置中的至少一个的高压液压回路；和
转向阀，所述转向阀具有与所述双元件泵的第一出口端口连通的入口端口、与所述低压液压回路连通的第一出口端口以及与所述高压液压回路连通的第二出口端口，其中，所述转向阀在包括第一位置和第二位置的至少两个位置之间为可移动的，其中，当处于所述第一位置时，所述转向阀的入口端口与所述转向阀的第一出口端口连通，其中，当处于所述第二位置时，所述转向阀的入口端口与所述转向阀的第二出口端口连通，并且
其中，当所述多个扭矩传递装置中的至少一个被致动时，所述转向阀处于所述第二位置。
2. 如方案1的液压控制系统，其中，所述高压液压回路包括档位选择子系统，所述档位选择子系统可操作以致动所述变速器中的至少一个扭矩传递机构。
3. 如方案1的液压控制系统，其中，所述低压液压回路包括冷却器子系统和润滑子系统，所述冷却器子系统可操作以冷却所述液压流体，所述润滑子系统用于提供贯穿所述变速器的液压流体以润滑所述变速器内的多个部件。
4. 如方案3的液压控制系统，进一步包括与所述冷却器子系统处于平行关系的旁路阀，其中，所述旁路阀包括打开位置，当所述旁路阀上游的液压流体压力大于阈值压力时，所述打开位置允许从所述双元件泵的第一出口端口传输的液压流体绕开所述冷却器子系统。
5. 如方案1的液压控制系统，其中，所述双元件泵包括第一泵和第二泵，其中，所述第一泵将所述液压流体传输至所述第一出口端口，而所述第二泵将所述液压流体传输至所述第二出口端口。
6. 如方案5的液压控制系统，其中，所述第一泵和所述第二泵都由所述马达驱动。
7. 如方案5的液压控制系统，其中，所述第一泵由所述马达驱动，而所述第二泵由第二马达驱动。
8. 如方案1的液压控制系统，其中，所述转向阀在所述第一位置和所述第二位置之间被弹簧和螺线管偏压。
9. 如方案1的液压控制系统，其中，所述转向阀在所述第一位置和所述第二位置之间被弹簧和液压流体偏压。
10. 如方案1的液压控制系统，其中，所述双元件泵的第一出口端口提供冷却和润滑所需的最小压力，而所述双元件泵的第二出口端口提供操作所述多个扭矩传递装置所需的最小压力。
11.如方案1的液压控制系统，其中，所述马达为电动马达。
12. 一种用于变速器的液压控制系统，所述变速器具有多个扭矩传递装置，所述液压控制系统包括：
电动马达；
用于储存液压流体的集液槽；
与所述电动马达相连的双元件泵，所述双元件泵具有与集液槽相连的至少一个输入端口、第一出口端口和第二出口端口，其中，所述双元件泵提供来自所述第一出口端口的液压流体的第一容量并提供来自所述第二出口端口的液压流体的第二容量，并且其中，所述第一容量大于所述第二容量；
可操作以致动变速器内至少一个扭矩传递机构的档位选择子系统；
可操作以冷却所述液压流体的冷却器子系统；
可操作以润滑所述变速器的润滑子系统；
转向阀，所述转向阀具有与所述双元件泵的第一出口端口连通的入口端口、与所述冷却器子系统和所述润滑子系统连通的第一出口端口以及与所述档位选择子系统连通的第二出口端口，其中，所述转向阀在包括第一位置和第二位置的至少两个位置之间为可移动的，其中，当处于所述第一位置时，所述转向阀的入口端口与所述转向阀的第一出口端口连通，其中，当处于所述第二位置时，所述转向阀的入口端口与所述转向阀的第二出口端口连通，
其中，当所述扭矩传递装置被致动时，所述转向阀处于所述第二位置。
13. 如方案10的液压控制系统，进一步包括与所述冷却器子系统处于平行关系的旁路阀，其中，所述旁路阀包括打开位置，当所述旁路阀上游的液压流体压力大于阈值压力时，所述打开位置允许从所述双元件泵的第一出口端口传输的液压流体绕开所述冷却器子系统。
14. 如方案10的液压控制系统，其中，所述双元件泵包括第一泵和第二泵，其中，所述第一泵将液压流体传输至所述第一出口端口，而所述第二泵将液压流体传输至所述第二出口端口。
15. 如方案12的液压控制系统，其中，所述第一泵和所述第二泵都由所述电动马达驱动。
16. 如方案12的液压控制系统，其中，所述第一泵由所述电动马达驱动，而所述第二泵由第二电动马达驱动。
17. 如方案10的液压控制系统，其中，所述转向阀在所述第一位置和所述第二位置之间被弹簧和螺线管偏压。
18. 如方案10的液压控制系统，其中，所述转向阀在所述第一位置和所述第二位置之间被弹簧和液压流体偏压。
19. 如方案10的液压控制系统，其中，所述双元件泵的所述第一出口端口提供冷却和润滑所需的最小压力，而所述双元件泵的第二出口端口提供操作所述多个扭矩传递装置所需的最小压力。
附图说明
本文所描述的附图仅为说明之目的并无意以任何方式限制本公开范围。
图1为依照本公开原理的液压控制系统的一个示例的示意性流程图；并且
图2为依照本公开原理的液压控制系统的另一示例的示意性流程图。
具体实施方式
下述说明本质上仅为示范性并无意限制本公开、应用，或用途。
参见图1，示范性的变速器液压控制系统的示意性流程图通常以附图标记10示出。本发明的液压控制系统10可操作以通过将来自集液槽14的液压流体12选择性地传输至多个子系统来控制、润滑和冷却变速器，下面将更细致地进行描述。集液槽14为箱或储池，优选地布置在变速器的底部，液压流体14从变速器的各种部件和区域返回并聚集到集液槽14。液压流体12自集液槽14被推动，并通过双元件泵16传输贯穿液压控制系统10。双元件泵16优选地被电动马达18驱动。例如，双元件泵16可以为齿轮泵、叶轮泵或其他任何容积式泵。替代性地，如下面关于图2所描述的，双元件泵16可由被电动马达18驱动的分离的泵组成，或者由被分离的电动马达18驱动的分离的泵组成。双元件泵16包括入口端口20（或两个入口端口，包括入口端口20以及也连通来自集液槽14的液压流体12的第二入口端口）、与双元件泵16的大移位部分连通的第一出口端口22、以及与双元件泵16的小移位部分连通的第二出口端口24。入口端口20与集液槽14通过吸入管路26相连通。第一出口端口22为高容量、通常低压的出口端口，其将加压液压流体12传输至供应管路28。第二出口端口24为低容量、通常高压的出口端口，其将加压液压流体12传输至主管路30。在提供的示例中，双元件泵16的第一出口端口22提供了冷却和润滑所需的最低压，并且双元件泵16的第二出口端口24提供了扭矩传递装置所需的最低压。
主管路30与档位选择子系统32及转向阀34相连通。档位选择子系统32为液压回路，其包括供给多个换挡致动器的至少两个分支。在双离合变速器的情况下，换挡致动器包括至少两个离合致动器，其每个都包括液压致动活塞和壳体组件。活塞的致动进而使双离合器中的一个接合或脱离。应当意识到，档位选择子系统32可被用以致动其他扭矩传递装置，例如同步装置及制动器，而不背离本发明的范围。将来自主管路30的加压液压流体12传输至换挡致动器每个分支可包括开关螺线管、三端口压力控制阀或螺线管、用于防止多余地致动扭矩传递装置的一个或多个阀，以及压力传感器。液压流体12通过主管路30传输至档位选择子系统32，选择性地排回至集液槽14。
供应管路28与转向阀34连通。转向阀34可为各种类型和构造，例如短管阀，但为两位置阀组件，包括至少一个入口端口34A，第一出口端口34B，及第二出口端口34C。应当意识到，转向阀34可包括其他端口，包括排出及控制端口，而不背离本公开的范围。入口端口34A与供应管路28连通。第一出口端口34B与冷却器供应管路36连通。第二出口端口34C与主管路30连通。
当转向阀34通过偏压构件38（例如弹簧，和螺线管40）在第一和第二位置之间可移动。偏压构件38在与螺线管40相对的转向阀34的一端与转向阀34相接合。偏压构件38偏压转向阀34至减冲程（de-stroked）位置，在图1中示意性地示出。当转向阀34处于减冲程位置时，入口端口34A与第一出口端口34B流体连通，并且第二出口端口34C被隔离。螺线管40可为直接动作的螺线管或开关螺线管并传输液压流体以接合转向阀34，其抵抗偏压构件38的偏压力而移动转向阀34至冲程位置。转向阀34也可为短管阀，具有以某种方法产生的液压流体，而不是来自于偏压构件38短管相对一端作用的螺线管。当转向阀34处于冲程位置，入口端口34A与第二出口端口34C流体连通，并且第一出口端口34B被隔离或被允许排出至集液槽14。
冷却器供应管路36与冷却器子系统42连通，并且单向弹簧旁路阀44与冷却器子系统42平行布置。冷却器子系统42为液压回路，其包括油冷却器以降低液压流体12的温度。如果发生不正确的冷却器流动，单向弹簧旁路阀44允许液压流体12绕开冷却器子系统42。单向弹簧旁路阀44被设置在预设的压力，并且如果冷却器供应管路36内的液压流体12的压力超过该压力，单向弹簧旁路阀44即刻打开以增加液压流体12的流量。无论冷却器子系统42还是单向弹簧旁路阀44都与润滑供应管路46连通。润滑供应管路46将液压流体12传输至润滑和冷却子系统48。润滑和冷却子系统48通常包括不同的流体管路、通道及用以传递液压流体12至变速器内的不同部件的其他部件。然后液压流体12传输回至集液槽14。
液压控制系统10的操作此处将进行更细致地进行描述。在典型运行条件中，电动马达18驱动双元件泵16。对电动马达18的速度控制允许控制泵的速度和双元件泵16的扭矩，由此允许对管路压力（即，主管路30内的液压流体12的压力）和润滑剂的压力（即，润滑供应管路36内的液压流体12的压力）的直接控制。双元件泵16允许分离的压力被同时传递至档位选择系统32并传递至冷却器及润滑子系统42和48。例如，低容量、高压的液压流体12通过主管路30被传输出双元件泵16的第二出口端口24至档位选择子系统32。然后，高压液压流体12被用于致动变速器的扭矩传递装置。高容量、低压的液压流体12通过供应管路28被传输出第一出口端口22至转向阀34。当转向阀34处于减冲程位置，高容量、低压的液压流体12通过冷却器供应管路36以及润滑供应管路46传输至冷却器和润滑子系统42和48。
在换挡事件期间，转向阀34被螺线管40移动至冲程位置。相应地，自供应管路28传输的高容量、低压液压流体12通过主管路30从冷却器和润滑子系统42和及48被转移至档位选择子系统32。因此，自双元件泵16的组合输出被用于转换档位选择子系统32内的扭矩传递装置。
在低温操作期间，冷却器子系统42内的高度粘性的、冷却的液压流体12产生背压，其可增加冷却器供应管路36内的液压流体12的压力。在该背压下，单向弹簧旁路阀44打开，由此转移来自冷却器子系统42的液压流体流并消除背压条件。相应地，电动马达18只操作双元件泵16的小移位部分以抵抗主管路30和档位选择子系统32内的冷却的液压流体12的高背压。这允许双元件泵16去获得高速度，因而，电动马达18将在有利的条件下运行以便实现高功率，例如用于在发动机冷启动和驱车离开期间扭矩传递装置的初次充电。
液压控制系统10为小型的混合动力车提供大约每加仑0.5英里的燃料经济性的提高，并通过最小化液力损失而节省50瓦电能。
现在转至图2，依照本发明的原理的液压控制系统的另一示例通常以附图标记100被示出。液压控制系统100与图1所示的液压控制系统10基本相似，并且因此，类似的部件被以类似的附图标记示出。然而，液压控制系统100包括双元件泵160，其包括第一泵162和第二泵164。第一泵162优选地为高容量泵，其供应例如6cc/rev的液压流体12。第一泵162包括与集液槽14连通的入口端口166以及与供应管路28连通的出口端口168。第二泵164优选地为低容量泵，其供应例如1cc/rev的液压流体12。第二泵164包括与集液槽14连通的入口端口170以及与主管路30连通的出口端口172。第一泵162被用于向冷却器和润滑子系统42及48供应高容量液压流体，而第二泵164被用于向主管路30供应管路压力。
本发明的描述本质上仅为示例性的，并且不背离本发明要点的变形意在包含于本发明范围之内。这种变形并不被视作对本发明范围和精神的背离。

Claims (19)

1.一种用于变速器的液压控制系统，所述变速器具有多个扭矩传递装置，所述液压控制系统包括：
马达；
用于储存液压流体的集液槽；
与所述马达相连的双元件泵，所述双元件泵具有与集液槽相连的至少一个输入端口、第一出口端口和第二出口端口，其中，所述双元件泵提供来自所述第一出口端口的液压流体的第一容量并提供来自所述第二出口端口的液压流体的第二容量，并且其中，所述第一容量大于所述第二容量；
低压液压回路；
用于致动所述多个扭矩传递装置中的至少一个的高压液压回路；和
转向阀，所述转向阀具有与所述双元件泵的第一出口端口连通的入口端口、与所述低压液压回路连通的第一出口端口以及与所述高压液压回路连通的第二出口端口，其中，所述转向阀在包括第一位置和第二位置的至少两个位置之间为可移动的，其中，当处于所述第一位置时，所述转向阀的入口端口与所述转向阀的第一出口端口连通，其中，当处于所述第二位置时，所述转向阀的入口端口与所述转向阀的第二出口端口连通，并且
其中，当所述多个扭矩传递装置中的至少一个被致动时，所述转向阀处于所述第二位置。
2.如权利要求1的液压控制系统，其中，所述高压液压回路包括档位选择子系统，所述档位选择子系统可操作以致动所述变速器中的至少一个扭矩传递装置。
3.如权利要求1的液压控制系统，其中，所述低压液压回路包括冷却器子系统和润滑子系统，所述冷却器子系统可操作以冷却所述液压流体，所述润滑子系统用于提供贯穿所述变速器的液压流体以润滑所述变速器内的多个部件。
4.如权利要求3的液压控制系统，进一步包括与所述冷却器子系统处于平行关系的旁路阀，其中，所述旁路阀包括打开位置，当所述旁路阀上游的液压流体压力大于阈值压力时，所述打开位置允许从所述双元件泵的第一出口端口传输的液压流体绕开所述冷却器子系统。
5.如权利要求1的液压控制系统，其中，所述双元件泵包括第一泵和第二泵，其中，所述第一泵将所述液压流体传输至所述双元件泵的第一出口端口，而所述第二泵将所述液压流体传输至所述双元件泵的第二出口端口。
6.如权利要求5的液压控制系统，其中，所述第一泵和所述第二泵都由所述马达驱动。
7.如权利要求5的液压控制系统，其中，所述第一泵由所述马达驱动，而所述第二泵由第二马达驱动。
8.如权利要求1的液压控制系统，其中，所述转向阀在所述第一位置和所述第二位置之间被弹簧和螺线管偏压。
9.如权利要求1的液压控制系统，其中，所述转向阀在所述第一位置和所述第二位置之间被弹簧和液压流体偏压。
10.如权利要求1的液压控制系统，其中，所述双元件泵的第一出口端口提供冷却和润滑所需的最小压力，而所述双元件泵的第二出口端口提供操作所述多个扭矩传递装置所需的最小压力。
11.如权利要求1的液压控制系统，其中，所述马达为电动马达。
12.一种用于变速器的液压控制系统，所述变速器具有多个扭矩传递装置，所述液压控制系统包括：
电动马达；
用于储存液压流体的集液槽；
与所述电动马达相连的双元件泵，所述双元件泵具有与集液槽相连的至少一个输入端口、第一出口端口和第二出口端口，其中，所述双元件泵提供来自所述第一出口端口的液压流体的第一容量并提供来自所述第二出口端口的液压流体的第二容量，并且其中，所述第一容量大于所述第二容量；
可操作以致动变速器内至少一个扭矩传递装置的档位选择子系统；
可操作以冷却所述液压流体的冷却器子系统；
可操作以润滑所述变速器的润滑子系统；
转向阀，所述转向阀具有与所述双元件泵的第一出口端口连通的入口端口、与所述冷却器子系统和所述润滑子系统连通的第一出口端口以及与所述档位选择子系统连通的第二出口端口，其中，所述转向阀在包括第一位置和第二位置的至少两个位置之间为可移动的，其中，当处于所述第一位置时，所述转向阀的入口端口与所述转向阀的第一出口端口连通，其中，当处于所述第二位置时，所述转向阀的入口端口与所述转向阀的第二出口端口连通，
其中，当所述扭矩传递装置被致动时，所述转向阀处于所述第二位置。
13.如权利要求12的液压控制系统，进一步包括与所述冷却器子系统处于平行关系的旁路阀，其中，所述旁路阀包括打开位置，当所述旁路阀上游的液压流体压力大于阈值压力时，所述打开位置允许从所述双元件泵的第一出口端口传输的液压流体绕开所述冷却器子系统。
14.如权利要求12的液压控制系统，其中，所述双元件泵包括第一泵和第二泵，其中，所述第一泵将液压流体传输至所述双元件泵的第一出口端口，而所述第二泵将液压流体传输至所述双元件泵的第二出口端口。
15.如权利要求14的液压控制系统，其中，所述第一泵和所述第二泵都由所述电动马达驱动。
16.如权利要求14的液压控制系统，其中，所述第一泵由所述电动马达驱动，而所述第二泵由第二电动马达驱动。
17.如权利要求12的液压控制系统，其中，所述转向阀在所述第一位置和所述第二位置之间被弹簧和螺线管偏压。
18.如权利要求12的液压控制系统，其中，所述转向阀在所述第一位置和所述第二位置之间被弹簧和液压流体偏压。
19.如权利要求12的液压控制系统，其中，所述双元件泵的所述第一出口端口提供冷却和润滑所需的最小压力，而所述双元件泵的第二出口端口提供操作所述多个扭矩传递装置所需的最小压力。
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