CN102328577B - 液压系统及包括其的混合动力车辆 - Google Patents

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Abstract

一种液压系统包括：总比例压力阀、第一比例压力阀、第二比例压力阀以及比例流量阀，第一比例压力阀联合总比例压力阀控制与其串联的第一离合器控制油缸的活塞的移动，第二比例压力阀联合总比例压力阀控制与其串联的第二离合器控制油缸中的活塞的移动，比例流量阀联合总比例压力阀控制与其串联的同步器控制油缸中的活塞的移动。液压系统的控制单元根据来自各压力传感器的信息对各比例压力阀进行控制，进而控制第一离合器和第二离合器的离/合状态，并根据来自压力传感器和位置传感器的信息实现对同步器的位置的精确控制。

Description

液压系统及包括其的混合动力车辆
【技术领域】
本发明涉及液压系统，尤其涉及装设于混合动力车辆的液压系统。
【背景技术】
汽车给人们生活带来便利的同时，也带来了“能源消耗，环境污染”两大问题。为了满足人类可持续发展的需要，许多国家都开始了新一代汽车的研制。电动汽车能量来源广泛，是理想的清洁汽车，但目前的电池普遍存在性能低、价格贵、寿命短、充电时间长等问题。因此，兼顾了传统汽车和电动汽车的优点的混合动力汽车，以较好的环保、节能效果，及运低廉的营成本，逐渐成为目前世界上最成熟的新能源汽车得到推广与应用。
混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle，简称HEV)顾名思义采用了两种动力装置(内燃机和电动机)，通过蓄电池等和控制系统对能量的调节，实现最佳的能量分配。
与传统汽车相比，混合动力汽车包括用于驱动车辆的驱动电机(驱动电机)和作为辅助动力源和集成起动发电机(集成启动发电机)。在汽车起动时，首先利用驱动电机驱动车辆，避免发动机工作于低效区(低速和低转矩)。并且在发动机到达较佳工况时，利用集成启动发电机辅助动力或充电来调节发动机的工作点，使得发动机工作于高效区(最适合的速度和扭矩)附近。
因此，为了间歇式地控制各电机并配合储能元件、加强信号反馈，实现整个系统的闭环控制，同时达到节能的效果。对各个离合器的精确控制变得尤为重要。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种用于控制混和动力车辆的离合器和换档控制器的液压系统。
本发明的液压系统包括：电机；存放油的储油槽；被所述电机驱动的液压泵；通过总管路与所述液压泵串联连接、用以控制主油路压力并反馈的总比例压力阀；根据需要使通过所述总比例压力阀的油回流至储油槽的回流管路；相互并联且与所述总比例压力阀串联连接的第一比例压力阀、第二比例压力阀、以及比例流量阀，其中第一比例压力阀联合总比例压力阀控制与其串联的第一离合器控制油缸的活塞的移动，从而对与第一离合器控制油缸连接的第一离合器的离/合状态进行控制，并通过压力传感器向液压系统的控制单元提供反馈；第二比例压力阀联合总比例压力阀控制与其串联的第二离合器控制油缸中的活塞的移动，从而对与第二离合器控制油缸连接的第二离合器的离/合状态进行控制，并通过压力传感器向液压系统的控制单元提供反馈；所述比例流量阀联合总比例压力阀控制与其串联的同步器控制油缸中的活塞的移动，并通过压力传感器向液压系统的控制单元提供反馈，总比例压力阀在第一比例压力和第二比例压力阀对各自的离合器控制油缸操作过程中使得同步器控制油缸的压力保持稳定，从而实现对与同步器控制油缸连接的同步器的位置的稳定控制；所述压力传感器设置在所述第一比例压力阀与第一离合器之间、所述第二比例压力阀与第二离合器之间以及所述比例流量阀与同步器之间；液压系统的控制单元根据整车的运行工况、驾驶员的意图以及整车的控制策略，配合来自所述各压力传感器的信息对所述各比例压力阀进行控制，进而控制第一离合器、第二离合器的离/合状态；并且配合来自压力传感器和位置传感器的信息实现对同步器的位置的控制。
根据上述技术结构，本发明的比例压力阀在实现主油路的压力调节的同时，还可实现换档系统的压力调节，并且可作为安全阀来保证系统安全。
而且，通过对主油路的压力进行调节，可降低后续系统的泄漏。
另外，在所述总管路中的所述液压泵与所述总比例压力阀之间设有蓄能器，且设有卸压阀、卸压管路及总回流管路，当所述蓄能器和所述总管路中的液压大于设定的第一压力阈值时，所述卸压阀打开，将所述蓄能器和总管路中的油通过总回流管路回流至储油槽，当所述蓄能器中的液压小于设定的第二压力阈值时，启动所述电机以利用所述液压泵为蓄能器充油。
根据上述结构，通过蓄能器与液压泵电机的控制使用，可达到节能和避免能量浪费的效果。
根据本发明的液压系统，将比例流量阀与总比例压力阀联合控制同步器的运动，在起到压力调节控制和同步器运动控制的同时，结合同步器的工作模式，保证车辆在液压系统出现故障时额可以正常行驶，确保车辆和乘客的安全性。
另外，通过使用比例流量阀与总比例压力阀联合来控制同步器的运动，实现良好的运动可控性(平稳的运动，无结合冲击及噪音)，从而实现平顺的换档品质。
另外，由于设有双重(粗滤和精滤)油液过滤器，既确保了进入阀的油液清洁无污染，保证阀的功能，同时保证进行其它元件的润滑油液经过粗滤。既保证了各元件的功能，同时又提升了整个系统的效率。
本发明提供了一种包括如上所述的液压系统的混合动力车辆，所述混合动力车辆包括传动系统，所述传动系统包括：与发动机和集成起动发电机连接的第一离合器、与驱动电机连接的第二离合器、通过传动轴和齿轮机构进行档位选择同步器，所述第一离合器和第二离合器离/合状态以及同步器的位置通过所述的液压系统来控制。
【附图说明】
图1是说明本发明的混合动力车的示意图。
图2是表示本发明的混合动力车的液压系统的布局图。
部件及标号列表
  1   发动机
  2   驱动电机
  3   集成启动发电机
  4   差速器
  5   传动轴
  6   第一离合器
  7   第二离合器
  8   同步器
  9   第一级减速装置
  10   第二级减速装置
  L   储油槽
  K1   第一过滤器
  B   液压泵
  M   液压泵电机
  K2   第二过滤器
  N   蓄能器
  H   卸压阀
  S   压力传感器
  100   总比例压力阀
  101   第一比例压力阀
  102   第二比例压力阀
  103   比例流量阀
  101a   第一离合器控制油缸
  102a   第二离合器控制油缸
  103a   同步器控制油缸
  200   总管路
  201   回流管路
  202   卸压管路
  203   第一预备管路
  204   第二预备管路
  205   维护阀
  206   总回流管路
【具体实施方式】
以下对本发明的具体实施方式作详细说明。以下实施方式仅仅是本发明技术方案的一例，不应被解释为对本发明保护范围的限定。
图1是表示了本发明的一个具体实施方式的混合动力车辆的内部结构的示意图。如图1所示的混合动力车辆的传动系统包括：与发动机1和集成起动发电机3连接的第一离合器6、与驱动电机2连接的第二离合器7、传动轴(即主轴)5、第一减速装置9、第二减速装置10以及同步器8。传动系统通过差速器4将动力传输至车轮20。根据本发明的一个优选的实施例，图1中的混合动力车辆的传动系统中的第一离合器6是常开离合器；第二离合器7为常闭离合器；同步器8可以在传动轴5上滑行，并通过传动轴5和齿轮机构进行档位选择，该齿轮机构包括第一级减速装置9或第二级减速装置10。第一级减速装置9或第二级减速装置10连接差速器4，通过差速器4向车轮20传输动力。对于根据本实施例的传动系统，本领域技术人员容易理解的是：混合动力车辆的两离合器同步器组合换挡的传动系统能够在多种工作模式下运转，其切换档位时能够实现非动力换挡功能。保证换挡时第一离合器6和第二离合器7以及同步器8的同步联合控制。
如图2所示，为了对第一离合器6、第二离合器7及同步器8精确地进行控制，其液压系统包括：电机M、存放油的储油槽L、被电机M驱动的液压泵B、通过总管路200与液压泵串联连接、用以控制主油路压力并反馈的总比例压力阀100，该总比例压力阀100通过回流管路201使其中的油回流至储油槽L、以及相互并联且与总比例压力阀100串联连接的第一比例压力阀101、第二比例压力阀102、以及比例流量阀103。
第一比例压力阀101对第一离合器6的离/合状态进行控制并反馈，第二比例压力阀102对第二离合器7的离/合状态进行控制并反馈，比例流量阀103对同步器8进行控制。
在第一比例压力阀101与第一离合器6之间、第二比例压力阀102与第二离合器7之间、比例流量阀103与同步器8之间设有压力传感器S(压力传感器在图2中用标记P/E标识)，并且同步器控制油缸103a和同步器8的连接管路上设置有采集同步器8的位置信号的位置传感器U/E，压力传感器S和位置传感器U/E将采集到的压力信号和同步器8的位置信号传送给液压系统的控制单元，液压系统的控制单元根据整车的运行工况、驾驶员的意图以及整车的控制策略，配合来自各压力传感器S的信息，对各比例压力阀100、101、102进行控制、进而控制第一离合器6、第二离合器7的离/合状态；并且配合来自压力传感器S和位置传感器U/E的信息实现对同步器8的位置的精确控制。
具体来说，总比例压力阀100、第一比例压力阀101、第二比例压力阀102以及比例流量阀103均为两位三通阀，包括输入口、输出口以及回流口，它们的回流口均连通于总回流管路206。需要说明的是：本领域技术人员根据本发明的启示容易理解的是：本发明能够采用其他种类的电磁阀替换比例压力阀和比例流量阀，而这也将落在本发明的保护范围内
第一比例压力阀101的输出口连通于第一离合器控制油缸101a，第二比例压力阀102的输出口连通于第二离合器控制油缸102a，比例流量阀103的输出口连通于同步器控制油缸103a，第一离合器控制油缸101a与第一离合器6联动，第二离合器控制油缸102a与第二离合器7联动，且同步器控制油缸103a与同步器8联动。液压系统的控制单元通过对各比例压力阀100、101、102以及比例流量阀103进行控制来操纵第一离合器控制油缸101a、第二离合器控制油缸102a以及同步器控制油缸103a的活塞的移动，从而控制第一离合器6和第二离合器7的离/合状态以及同步器8的位置。
在总管路200中的液压泵B与总比例压力阀100之间设有蓄能器N，且设有卸压阀H及卸压管路202，当蓄能器N和总管路200中的液压大于设定的第一压力阈值时，卸压阀H打开，将蓄能器N和总管路200中的油通过卸压管路202回流至储油槽L。当蓄能器N中的液压小于设定的第二压力阈值时，启动电机M以利用液压泵B为蓄能器N充油，其中第一压力阈值大于第二压力阈值。
而且，在总管路200中设有检测其压力的压力传感器S。
在储油槽L与液压泵B之间设有第一过滤器K1，且在总管路200中的液压泵B与总比例压力阀100之间设有第二过滤器K2，第一过滤器K1为粗滤，第二过滤器K2为精滤，第一过滤器K1适合过滤液压油中较大的颗粒物，第二过滤器K2适合过滤液压油中较小的颗粒物。
在总管路200中设有单向阀，且第一比例压力阀101和第二比例压力阀102分别设有在其出现故障时供油通过的第一预备管路203和第二预备管路204，第一预备管路203和第二预备管路204中分别设有单向阀。
另外，还可以设置与卸压管路202并联的维护阀205。
本实施方式中，将比例流量阀与总比例压力阀联合控制同步器的运动，在起到压力调节控制和同步器运动控制的同时，结合同步器的工作模式，保证车辆在液压系统出现故障时额可以正常行驶，确保车辆和乘客的安全性，而且，因节省了电磁阀，从而降低了成本和系统故障率。
另外，通过使用比例流量阀与总比例压力阀联合控制同步器的运动，实现良好的运动可控性(平稳的运动，无结合冲击及噪音)，从而实现平顺的换档品质。
另外，由于设有双重(粗滤和精滤)油液过滤器，既确保了进入阀的油液清洁无污染，保证阀的功能，同时保证进行其它元件的润滑油液经过粗滤。既保证了各元件的功能，同时又提升了整个系统的效率。
混合动力车辆的传动系统使用本实施例所提供的液压系统后，可以通过控制第一离合器6及第二离合器7的离/合状态，以及控制同步器8的同步工作，来实现所述混合动力传动系统不同工作状态的转换。即通过第一离合器6及第二离合器7的离/合状态和同步器8的同步工作来实现混合动力传动系统与车轮20间动力断开与连接以及档位切换。
当第一离合器6结合，第二离合器7分离且同步器8结合或者第一离合器6分离，第二离合器7结合且同步器8与第一减速装置或第二减速装置结合时，所述混合动力传动系统能够向车轮20输出动力。当第一离合器6及第二离合器7分离时，所述混合动力传动系统不能向车轮20输出动力。当所述混合动力传动系统换档时，所述混合动力传动系统能够改变动力输出扭矩。相应地，汽车混合动力整车控制系统根据驾驶者的油门/制动踏板输入要求分别对发动机1，集成启动发电机3，驱动电机2进行控制并能够根据驾驶者的功率需求优化选择高效的动力源，从而使混合动力汽车实现各种工作模式。
根据上述技术结构，本实施方式的总比例压力阀100在实现主油路的压力调节的同时，还可实现换档系统的压力调节。而且，通过对主油路的压力进行调节，可降低后续系统的泄漏。
另外，在总管路200中的液压泵B与总比例压力阀100之间设有蓄能器N，且设有卸压阀H、卸压管路202及总回流管路206，当蓄能器N和总管路200中的液压大于设定的第一压力阈值时，卸压阀H打开，将蓄能器N和总管路200中的油通过总回流管路206回流至储油槽L，当蓄能器N中的液压小于设定的第二压力阈值时，启动电机M以利用液压泵B为蓄能器N充油，其中第一压力阈值大于第二压力阈值。根据上述结构，通过蓄能器N与液压泵电机的控制使用，可达到节能和避免能量浪费的效果。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (12)

1.一种液压系统，其特征在于，包括：
电机；
存放油的储油槽；
被所述电机驱动的液压泵；
通过总管路与所述液压泵串联连接、用以控制主油路压力并反馈的总比例压力阀；
根据需要使通过所述总比例压力阀的油回流至储油槽的回流管路；以及
相互并联且与所述总比例压力阀串联连接的第一比例压力阀、第二比例压力阀、以及比例流量阀，
其中第一比例压力阀联合总比例压力阀控制与其串联的第一离合器控制油缸的活塞的移动，从而对与第一离合器控制油缸连接的第一离合器的离/合状态进行控制，并通过压力传感器向液压系统的控制单元提供反馈；
第二比例压力阀联合总比例压力阀控制与其串联的第二离合器控制油缸中的活塞的移动，从而对与第二离合器控制油缸连接的第二离合器的离/合状态进行控制，并通过压力传感器向液压系统的控制单元提供反馈；
同步器控制油缸和同步器的连接管路上设置有采集所述同步器的位置信号的位置传感器，所述比例流量阀联合总比例压力阀控制与其串联的同步器控制油缸中的活塞的移动，并通过压力传感器和所述位置传感器向液压系统的控制单元提供反馈，总比例压力阀在第一比例压力阀和第二比例压力阀对各自的离合器控制油缸操作过程中使得同步器控制油缸的压力保持稳定，从而实现对与同步器控制油缸连接的同步器的位置的稳定控制，
所述压力传感器设置在所述第一比例压力阀与第一离合器控制油缸之间、所述第二比例压力阀与第二离合器之间以及所述比例流量阀与同步器之间，
液压系统的控制单元根据整车的运行工况、驾驶员的意图以及整车的控制策略，配合来自所述各压力传感器的信息，对所述各比例压力阀进行控制，进而控制第一离合器、第二离合器的离/合状态，并且配合来自压力传感器和位置传感器的信息实现对同步器的位置的控制。
2.如权利要求1所述的液压系统，其特征在于，在所述总管路中的所述液压泵与所述总比例压力阀之间设有蓄能器，且设有卸压阀、卸压管路及总回流管路，当所述蓄能器和所述总管路中的液压大于设定的第一压力阈值时，所述卸压阀打开，将所述蓄能器和总管路中的油通过所述总回流管路回流至储油槽。
3.如权利要求1所述的液压系统，其特征在于，设有检测总管路中的压力的压力传感器。
4.如权利要求1所述的液压系统，其特征在于，在所述储油槽与所述液压泵之间设有第一过滤器。
5.如权利要求4所述的液压系统，其特征在于，在所述总管路中的所述液压泵与所述总比例压力阀之间设有第二过滤器，其中，所述第一过滤器过滤的液压油中颗粒物的大小大于所述第二过滤器过滤的液压油中颗粒物的大小。
6.如权利要求2所述的液压系统，其特征在于，当所述蓄能器中的液压小于设定的第二压力阈值时，启动所述电机以利用所述液压泵为蓄能器充油。
7.如权利要求2所述的液压系统，其特征在于，还包括与所述卸压管路并联的维护阀。
8.如权利要求1所述的液压系统，其特征在于，在所述总管路中设有单向阀。
9.如权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述第一比例压力阀和所述第二比例压力阀分别设有在其出现故障时供油通过的预备管路，所述预备管路中分别设有单向阀。
10.如权利要求2所述的液压系统，其特征在于，所述总比例压力阀、所述第一比例压力阀、所述第二比例压力阀以及所述比例流量阀均为两位三通阀，包括输入口、输出口以及回流口，所述回流口均连通于所述总回流管路；总比例压力阀的输入口连接于蓄能器；第一比例压力阀、第二比例压力阀以及比例流量阀的输入口以并联方式连接于总比例压力阀的输出口；第一比例压力阀的输出口连接于第一离合器控制油缸；第二比例压力阀的输出口连接于第二离合器控制油缸；比例流量阀的输出口连接于同步器控制油缸，所述同步器控制油缸的两侧设置有不同的活塞面积。
11.如权利要求10所述的液压系统，其特征在于，所述第一离合器控制油缸与所述第一离合器联动，第二离合器控制油缸与所述第二离合器联动，且所述同步器控制油缸与所述同步器联动；所述液压系统的控制单元通过对所述各比例压力阀进行控制来操纵所述第一离合器控制油缸、所述第二离合器控制油缸以及同步器控制油缸的活塞的移动，从而控制所述第一离合器和所述第二离合器的离/合状态以及所述同步器的位置。
12.一种包括如权利要求1-11任一项所述的液压系统的混合动力车辆，所述混合动力车辆包括传动系统，所述传动系统包括：与发动机和集成起动发电机连接的第一离合器、与驱动电机连接的第二离合器、通过传动轴和齿轮机构进行档位选择的同步器，所述第一离合器和第二离合器离/合状态以及同步器的位置通过所述的液压系统来控制。
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Inventor after: Wang Xiaoqiu

Inventor after: Zhu Jun

Inventor after: Gao Kefeng

Inventor after: Yuan Mingang

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