CN103459223A - 堵塞的过滤器的检测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于混合模块的设置在发动机和变速箱之间的液压系统，其包括平行设置的机械泵和电动泵。每个泵构造并设置为根据操作模式将油输送到液压系统的其他部分。描述了三种操作模式，包括电模式、过渡模式和巡航模式。还包括润滑剂分流阀，其优先将油在下游部件和马达（电机）之间输送。监测马达温度并且升高的马达温度提供了油过滤器堵塞的指示。

Description

堵塞的过滤器的检测系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年3月11日提交的美国专利申请61/451648的优先权，其通过引用方式结合到本申请中。

背景技术

随着对全球气候变化以及油料供应的日益关注，近来已经存在一种开发用于机动车的多种混合系统的趋势。虽然已经提出了多种混合系统，但是每个系统通常都要求显著地改动相应车辆的传动系。这些改动使得难以对已存在车辆的系统进行改装。此外，这些系统中的一些具有导致显著的功率损失的趋势，这又损害了车辆的燃料经济性。因此，在此领域中需要改进。

混合变速箱的一个改进领域是液压系统的结构和设置。混合动力车辆、特别是与这种车辆相关的混合变速箱模块具有取决于发动机条件和操作模式的多种润滑和冷却的需求。为了解决这些需求，通过至少一个液压泵来输送油。两个液压泵作为混合动力车辆的液压系统的一部分而被包括进来时，部分地基于润滑和冷却需求并且部分地基于优先级来控制每个液压泵的操作。液压泵（机械的和电动的）之间的优先级部分地基于需求，并且部分地基于混合动力车辆的操作状态或模式。

另一改进领域涉及将过滤后的流体、例如油供给到下游位置，例如前轴承和后轴承，以及如果油的供给是充足的，则辅助性地将油输送到马达套筒。如果过滤器被堵塞到油的供给不能满足所有的下游需求，则要求有优先级，并且要求有一些类型的堵塞的过滤器的检测系统。

发明内容

这里描述的混合系统（和方法）是用在混合系统中的混合变速箱模块的一部分，所述混合系统适合用在车辆中，并且适用于运输系统和用在其他环境中。混合系统通常为整装地和自立式的系统，其能够不需要显著地消耗来自相应的车辆或运输系统中的其他系统的资源而起作用。混合模块包括电气机器（电机）。

这种自立式设计又降低了对于其他系统、例如变速箱和润滑系统所需要的修改的量，这是由于不必增加其他系统的容量以补偿由混合系统产生的增加的工作负荷。例如，混合系统结合了其自己的能够独立于变速箱和发动机而工作的润滑和冷却系统。流体循环系统包括用于循环流体的机械泵，以及当需要时可为机械泵分担工作负载的电动泵，所述流体可用作润滑剂、液压流体和/或冷却剂。如下文将进一步解释地，这种双重机械/电动泵系统有助于降低所要求的机械泵的尺寸和重量，并且如果需要，也允许系统在完全电动模式中运转，在所述完全电动模式中仅有电动泵循环流体。

这里所描述的液压系统的一个特征是使用了能够使所获得的油优先到达下游位置的润滑剂分流阀。所获得的（过滤后的）油的第一优先级是用于润滑和冷却前轴承和后轴承、齿轮，和/或要求这种润滑和/或冷却或可从这种润滑和/或冷却中获益。一旦已经满足了第一优先级，则第二优先级是将油输送到马达套筒，并且由此输送给马达（电机）。润滑剂分流阀（也称之为润滑剂调节阀）控制分流和输送优先级。在过滤器（处于润滑剂分流阀的上游）堵塞并且油输送降低的情况中，马达将不能有足够的冷却，并且可检测温度的上升以作为堵塞的过滤器状况的指示。

更特别地是，所描述的液压系统（为了示例性的实施方案的目的）与混合电动车(HEV)相结合而使用。作为所描述的液压系统的一部分而被包括的是平行设置的机械油泵和电动油泵。每个泵的控制和每个泵的操作顺序部分地取决于混合动力车辆的操作状态或模式。这里描述了与混合动力车辆相关的多个系统模式。对于这里所描述的液压系统，存在将特别描述的三种模式，这三种模式包括电模式（E-模式）、过渡模式和巡航模式。

如将从下文描述中理解地是，所描述的液压系统（和方法）构造并设置为解决部件润滑的需求和在车辆操作期间经受高温的混合模块的这些部分的冷却的需求。特定的结构和操作特征为液压模块提供了改善的液压系统。

混合模块的紧凑设计对其多个子部件、例如其液压装置和离合器提出了要求和约束。为了提供轴向紧凑的设置，离合器的活塞具有凹陷，以接收使活塞返回到通常脱开的位置处的活塞弹簧。活塞中的用于弹簧的凹陷造成了在活塞的相对的表面区域中的不平衡。这种不平衡由导致用作活塞的液压流体的流体积聚的高离心力而加剧。结果，形成了对于活塞压力的非线性关系，这使得非常难以精确地控制活塞。为了解决这种问题，活塞具有偏置部分，使得活塞的两侧具有相同的面积和直径。通过相同的面积，可严格并可靠地控制离合器的操作。用于离合器的液压装置也结合有溢出特征，这降低了液压锁定的风险，同时保证了适当的填充和润滑。

除了用作离合器的液压流体之外，液压流体也可用作电机以及其他部件的冷却剂。混合模块包括限定了流体通道的套筒，流体通道为了冷却的目的而围绕着电机。套筒具有多个将流体从流体通道喷射到定子绕组上并因此冷却绕组的喷射通道，所述绕组通常趋向于产生了对于电机来说的大部分的热。流体具有从混合模块中和在扭矩转换器的周围泄漏的趋势。为了阻止扭矩转换器的动力损失，扭矩转换器周围的区域应当为相对干燥，即没有流体。为了保持流体不溢出并且不侵入扭矩转换器，混合模块包括阻档装置。特别地，混合模块具有驱使流体经窗口返回到电机的叶轮片。随后，将流体排到槽中，使得流体可回流和再循环。

混合模块具有多个不同的操作模式。在启动模式期间，电池为电机和电动泵提供动力。一旦泵达到所需要的油压，离合器活塞来回地运动以使离合器工作。随着离合器接合，电机施加动力以启动发动机。在仅充电推进模式期间，离合器脱开，并且仅使用电机来驱动扭矩转换器。在推进辅助模式中，发动机的离合器接合，并且电机用作马达，在其中发动机和电机两者均驱动扭矩转换器。而在推进-充电模式中，离合器接合，并且仅由内燃机驱动车辆。电机以发电机模式操作，以产生存储在能量存储系统内的电能。混合模块也可用于使用再生制动（即再生充电）。在再生制动期间，发动机的离合器脱开，并且电机作为发电机操作，以向能量存储系统提供电能。系统也设计为发动机压缩制动，在这种情况中，发动机的离合器接合，并且电机也作为发电机操作。

此外，系统也设计为使用动力输出(PTO)和电PTO(ePTO)模式两者，以操作辅助设备例如起重机、制冷系统、液压升降装置等。在通常PTO模式中，离合器和PTO系统接合，并且内燃机用于驱动辅助设备。在ePTO状态中，离合器脱开，并且电机用作为马达，以通过PTO驱动辅助设备。当在PTO或ePTO操作模式中时，变速箱可根据要求为空档或为连接。

通过详细描述和随之提供的附图，本发明其他的形式、目的、特征、方面、好处、优点和实施方案将变清楚。

附图说明

图1是说明了混合系统的一个实施例的示意图。

图2是适合用在图1的混合系统的一个液压系统的示意图。

图3是混合模块变速箱子组件的部分剖开的透视图。

图4是当液压系统处于E-模式时图2的液压系统的示意图。

图5是当液压系统处于过渡模式时图2的液压系统的示意图。

图6是当液压系统处于巡航模式时图2的液压系统的示意图。

图7是图2的液压系统的放大部分，详细显示了润滑剂分流阀部分。

图8是温度传感器和显示器的示意图。

图9是图7的润滑剂分流阀的内部结构的示意图。

具体实施方式

出于更好地理解本公开的目的，现在将参照在附图中说明的实施方案，并且使用详细的语言来对其进行描述。然而需要理解的是，本发明的范围并不因此而受到限制，如同与本发明相关的领域的技术人员所通常想到的那样，可以构思出对所说明的装置和其使用，以及对此处所说明的本公开原理的进一步应用的这种修改和进一步的改进。

图1显示了根据一个实施方案的混合系统100的示意图。图1中说明的混合系统100适合用于商用卡车以及其他类型的车辆或运输系统，但是可以设想，混合系统100的多个方面可结合到其他环境中。如所示，混合系统100包括发动机102、混合模块104、自动变速箱106和用于将动力从变速箱106传递到车轮110的传动系108。混合模块104中结合了电机(eMachine)112，以及使发动机102与电机112和变速箱106操作性地连接和断开的离合器114。

混合模块104设计为作为自立式单元而操作，即其通常能够独立于发动机102和变速箱106而工作。特别是，其液压、冷却和润滑不直接依赖于发动机102和变速箱106。混合模块104包括槽116，所述槽用于存储和提供流体如燃油、润滑剂或其他流体到混合模块104，以用于液压、润滑和冷却的目的。虽然用语“油”或“润滑剂”或“润滑油”在这里可互换地使用，但是这些用语以较宽的意义来使用，以包括不同类型的润滑剂，例如天然油或合成油，以及具有不同性质的润滑剂。为了循环流体，混合模块104包括与液压系统200协作的机械泵118和电动泵120（见图2）。通过机械泵118和电动泵120的这种平行结合，能减小泵的整体费用。电动泵120可与机械泵118合作，以便当需要时提供额外的泵排量。当没有驱动输入以操作机械泵118时，电动泵120也用作混合系统的需求。此外可以理解，流经电动泵120的流体可用于检测用于混合模块104的低流体情况。在一个实施例中，电动泵120由加拿大安大略省奥罗拉的Magna International Inc.制造（零件编号29550817），但是可以理解，可以使用其他类型的泵。

混合系统100还包括冷却系统122，所述冷却系统用于冷却供给到混合模块104的流体以及供给到混合系统100的多种其他部件的水-乙二醇(WEG)。在一个变体中，WEG也可循环经过电机112的外夹套以冷却电机112。尽管已经相对于WEG冷却剂描述了混合系统100，但是也可使用其他类型的防冻剂和冷却流体，例如水、乙醇溶液等。仍如图1所示，循环系统122包括冷却用于混合模块104的流体的流体散热器124。冷却系统122还包括构造为冷却用于混合系统100中的多种其他部件的防冻剂的主散热器126。通常在大多数车辆中，主散热器126是发动机散热器，但是主散热器126不必须为发动机散热器。冷却风扇128驱动空气流经流体散热器124和主散热器126。循环或冷却剂泵130使得防冻剂循环到主散热器126处。应理解地是，使用冷却系统122可冷却已经说明的部件之外的其他多种部件。例如，通过冷却系统122同样可冷却变速箱106和/或发动机102。

混合模块104内的电机112根据操作模式有时用作发电机，而在其他时候用作马达。当用作马达时，电机112使用交流电(AC)。当用作发电机时，电机112产生AC。逆变器132转换来自电机112的AC，并将其提供给能量存储系统134。在一个实施例中，电机112为由美国印第安纳州彭德尔顿的Remy International,Inc.生产的HVH410系列电机，但是可以设想可使用其他类型的电机。在所说明的实施例中，能量存储系统134存储能量，并且将其作为直流电(DC)再提供出去。当混合模块104中的电机112用作马达时，逆变器132将DC电转化成AC，其又提供给电机112。在所说明的实施例中的能量存储系统134包括三个串联在一起的能量存储模块136，以向逆变器132提供高压电能。实质上，能量存储模块136为用于存储由电机112产生的能量和将能量快速提供回电机112的电化学电池。能量存储模块136、逆变器132和电机112通过图1所示线条示出的高压线而操作性地耦合在一起。虽然所说明的实施例显示了包括三个能量存储模块136的能量存储系统134，但应当理解地是，能量存储系统134可包括比所示的更多或更少的能量存储模块136。此外，可以设想能量存储系统134可包括任何用于存储势能的系统，例如通过化学方式、气动蓄能器、液压蓄能器、弹簧、储热系统、飞轮、重力装置和电容器，这里仅举了几个例子。

高压线将能量存储系统134连接于高压抽头138。高压抽头138将高电压提供给连接于车辆的多种部件。包括一个或多个DC-DC转化器模块142的DC-DC转化器系统140将由能量存储系统134提供的高压电能转化成较低压的电能，所述较低压的电能又提供给要求低电压的多种系统和附件144。如图1所示，低压线将DC-DC转化器模块142连接于低压系统和附件144。

混合系统100结合了多个用于控制多种部件的操作的控制系统。例如，发动机102具有发动机控制模块(ECM)146，其可控制发动机102的多种操作特征，例如燃料喷射等。变速箱/混合控制模块(TCM/HCM)148取代了传统的变速箱控制模块，并且设计为控制变速箱106以及混合模块104的操作。变速箱/混合控制模块148和发动机控制模块146连同逆变器132、能量存储系统134和DC-DC转化器系统140一起沿着如图1中描述的通信线路通信。

为了控制和监测混合系统100的操作，混合系统100包括界面150。界面150包括用于选择车辆是否处于驾驶、空档、倒车等的换档选择器152，以及包括混合系统100的操作状态的多种指示器156（如检查变速箱、制动压力和空气压力的指示器）的仪表板154，这里仅举了几个例子。

如之前所述，混合系统100构造为易于以对整体设计影响最小的方式改装现有的车辆设计。混合系统100的所有系统（包括但不限于机械系统、电气系统、冷却系统、控制系统和液压系统）已经构造为通常自立式的单元，使得不需要显著地改动车辆的其余部件。需要改动的部件越多，则对车辆设计和测试的要求越高，这又降低了车辆制造者采用相比于较低效率的、已存在的车辆设计而言更新的混合设计的机会。换句话说，对于混合改造，对已经存在的车辆设计的布局的显著修改又要求车辆和产品生产线的修改和昂贵的测试，以保证车辆的正确操作和安全度，并且这种费用趋向于减少或减缓使用混合系统。如将理解是，混合系统100不但包括最小地影响已存在的车辆设计的机械系统的机械结构，而且混合系统100也包括最小化地影响已存在的车辆设计的控制系统和电系统的控制结构/电结构。

在2010年9月10号提交的临时专利申请US61/381615中描述了关于混合系统100以及其多个子组件、控制、部件和操作模式的其他细节，这里其以引用的方式结合到本文中。

现在来看图2，其以示意性的形式说明了适当地构造并设置为可用于混合系统100的液压系统200。更特别地是，液压系统200是混合模块104的一部分。由于图2的图示包括与槽模块组件202相配合的部件，因此在图2中使用了虚线204以图示地说明从其他液压部件到槽模块组件202的油连接的作用位置。与附图标记204一起使用了小写字母，以区分不同的虚线位置（204a、204b等）。例如，槽116是槽模块组件202的一部分，而机械泵118和电动泵120在技术上不被认为是槽模块组件202的实际部件，但是这种约定是有些随意的。机械泵118和电动泵120均具有与槽模块组件202的油连接。槽116独立于用于自动变速箱106的槽。虚线204a示意性地说明了在机械泵入口导管206和槽116之间的流体连接位置。类似地，虚线204b示意性地说明了在电动泵入口导管208和槽116之间的流体连接位置。入口导管206限定了入口导管开口206a。入口导管208限定了入口导管开口208a。

在两个油泵的流出侧，虚线204c说明了机械泵118的出口210与槽模块组件202流体连接（并且流体连通）的位置。虚线204d说明了电动泵120的出口212与槽模块组件202流体连接（并且流体连通）的位置。在图2整体中使用了这种虚线的约定。但是，这种约定仅是为了便于解释示例性的实施方案，并且不会以任何方式而带来结构性的限制。尽管与槽模块组件202流体连接的其他部件在技术上不被认为是槽模块组件的一部分，但是其他部件例如机械泵118和电动泵120被认为是整体液压系统200的一部分。

继续根据图2，液压系统200包括主调节阀218、主调节旁路阀220、主控制阀222、排放回填阀224、冷却器226、过滤器228、润滑剂调节阀230、离合器微调阀232、蓄电池234、螺线管236、螺线管238和蓄电池240。应理解地是，液压系统200的这些相同的部件和子组件通过各种流体导管相连，并且溢流阀门策略性地设置为防止过度的压力水平。此外，在润滑剂调节阀230的下游设置了用于接收油的元件。在润滑剂调节阀230处获得的油的第一优先级是用于轴承244以及需要被冷却和润滑的齿轮或其他配件的润滑和冷却。一旦已经满足了第一优先级，第二优先级是将油输送到马达套筒246。

机械泵118构造并设置为通过导管250将油输送到主调节阀218。单向阀248构造并设置为与导管250流体连通，并且设置在机械泵118的下游。阀门248构造并设置为当发动机和（因此）机械泵为关闭时阻止回流。阀门248包括阈值设置为5psi的球和弹簧组件。支路导管254提供了主调节阀218和主调节旁路阀220的流体连接。电动泵120构造并设置为通过导管256将油输送到主调节旁路阀220。主调节旁路阀220通过导管258与主调节阀218流体连通，通过导管260与主控制阀222流体连通，通过导管262与离合器微调阀232流体连通，通过导管264与冷却器226流体连通，并且通过导管266与螺线管238流体连通。

主调节阀218通过导管272与导管264流体连通。导管274与主调节阀218流体连通，并且与在主控制阀222和螺线管236之间延伸的导管276相连。支路导管278在导管274和螺线管238之间建立了流动路径。导管280在主调节阀218和离合器微调阀232之间建立了流动连通。导管282在主控制阀222和排放回填阀224之间建立了流动连通。导管284在排放回填阀224和离合器微调阀232之间建立了流动连通。导管286在离合器微调阀232和蓄电池234之间建立了流动连通。导管288在离合器微调阀232和导管276之间建立了流动连通。导管290在螺线管236和离合器微调阀232之间建立了流动连通。导管292在导管280和主控制阀222之间建立了（主）流动路径。导管294在导管276和主控制阀222之间建立了控制支路流体连接。在图2中说明了其他的流体连接和导管，并且相应的流动路径也是显而易见的。

考虑图2，可以理解，不同的流体连接和流体导管可为多种形式和结构中的任一种，只要所希望的油流可达到所希望的流速、所希望的流动定时和顺序。液压系统200的说明使得在何种部件和子组件之间要求何种类型的油流以及对于每个流动路径的操作原因变得清楚了。对应于在图2中所描述的液压系统200的说明涉及到根据混合系统100的条件和操作模式，哪个部件和子组件彼此油流式连通。

在描述用于液压系统200的三种操作模式中的每一个之前，将描述它们之间的关系和关于机械泵118和电动泵120的一些结构细节。理解一些泵的基础知识应当有助于更好地理解为进一步讨论整个液压系统而选择的三种操作模式。

现在来看图3，提供了包括来自混合模块104的发动机接合侧300的立体图中的混合模块104的部分剖视图的前部立体图。在发动机接合侧300上，混合模块104具有带有固定于混合模块壳体304上的泵壳体302的机械泵118。固定于输入轴308上的泵驱动齿轮306用于驱动机械泵118。在一个实施例中，驱动齿轮306通过卡环和键槽设置固定于输入轴308，但是可考虑地是，可以其他方式来固定驱动齿轮306。机械泵118连同电动泵120一起给混合模块104提供用于润滑、液压和/或冷却目的的流体。通过将电动泵120和机械泵118结合到一起，可将机械泵118制造为尺寸较小，这又降低了其所占据的所需空间，以及降低了与机械泵118相关的费用。此外，电动泵120方便了润滑，甚至当发动机102关闭时也是如此。这又方便了混合系统100的仅电操作模式以及其他模式。机械泵118和电动泵120两者将流体从槽116处再次循环。流体又经过传统上设置在变速箱中的用于循环油和其他流体的孔、端口、开口和其他通道而提供到混合模块104的剩余部分处。离合器供给端口310提供了液压式施加或促动离合器114的油。在所说明的实施方案中，离合器供给端口310为管状形式，但是可想象地是，在其他实施方案中其可采用其他形式，例如混合模块104内的整体通道。

混合系统100的操作包含或包括不同的操作模式或状态条件，这里也称之为“系统模式”或简称为“模式”。在表1中总结了混合系统100的主要模式，提供如下：

表1

系统模式

模式	离合器	马达	PTO	变速箱
					发动机启动	接合	马达	不工作	空档
充电空档	接合	发电机	不工作	空档
					电辅助推进	接合	马达	不工作	啮合
电驱动	脱开	马达	不工作	啮合
					充电推进	接合	发电机	不工作	啮合
再生充电	脱开	发电机	不工作	啮合
					非充电制动	接合	-	不工作	啮合
PTO	接合	-	工作	空档
					ePTO	脱开	马达	工作	空档

在初始化和/或启动模式期间，电动泵120由变速箱/混合控制模块148促动，以使流体循环经过混合模块104。电动泵120从能量存储系统134通过逆变器132（图1）接收其动力。一旦达到了足够的油压，离合器114接合。同时或之前，PTO不工作或保持不工作，并且变速箱106为空档或保持空档。随着离合器114接合，电机112用作为马达，且又驱动发动机102以启动（即转动/驱动）发动机。当电机112用作为马达时，电机112通过逆变器132从能量存储系统134中取得动力。在发动机102启动时，混合系统100转为充电空档模式，在所述充电空档模式中，燃料流向发动机102，离合器114接合，并且电机112切换为发电模式，在所述发电模式中通过电机转动产生的电力用于给能量存储模块136充电。当在充电空档模式中时，变速箱保持空档。

混合系统100可从充电空档模式变化到多个不同的操作模式。不同的PTO操作模式也可从充电空档模式而进入。如应当理解地那样，混合系统能够在不同的操作模式之间来回移动。在充电空档模式中，变速箱为脱开的，即变速箱为空档。根据表1，通过使变速箱106处于啮合并且使电机112用作马达，混合系统100能进入辅助推进或电辅助推进模式。

在电辅助推进模式中，PTO模块不工作，并且燃料流向发动机102。在电辅助推进模式中，发动机102和电机112一起工作以驱动车辆。换句话说，驱动车辆的能量来自于能量存储系统134以及发动机102。然而在电辅助推进模式中，通过使变速箱106返回到空档并且使电机112切换到发电机模式，混合系统100可过渡返回到充电空档模式中。

混合系统100可从电辅助推进模式过渡到多个不同的操作状态。例如，混合系统100可从电辅助推进模式过渡到电动或电驱动模式，在所述电动或电驱动模式中车辆仅由电机112驱动。在电驱动模式中，离合器114为脱开的，并且流向发动机102的燃料关闭，使得发动机102停机。变速箱106处于驱动啮合中。由于电机112驱动变速箱106，PTO模块为不工作。当在电驱动模式中时，电动泵120仅提供用于润滑混合模块104和控制离合器114的液压力，这是由于机械泵118由于发动机102停机而没有被驱动。在电驱动模式期间，电机112用作马达。为了返回到电辅助推进模式，将电动泵120保持开启，以提供必须的背压来使离合器114接合。一旦离合器114接合，发动机102转动，并且打开燃料以为发动机102提供动力。当从电驱动模式返回到电辅助推进模式时，电机112和发动机102两者会驱动处于啮合中的变速箱106。

混合系统100还具有推进充电模式、再生制动充电模式和压缩或发动机制动模式。混合系统100可从充电空档模式、电辅助推进模式、再生制动充电模式或发动机制动模式过渡到推进充电模式。当在推进充电模式中时，发动机102驱使车辆，而电机112用作为发电机。在推进充电模式期间，离合器114接合，使得来自发动机102的动力驱动电机112和啮合中的变速箱106。同样，在推进充电模式期间，电机112用作为发电机，并且逆变器132将由电机112产生的交流电转换成直流电，其又存储在能量存储系统134中。在这种模式中，PTO模块处于不工作状态。当在推进充电模式中时，机械泵118总体处理大部分的油压和润滑需要，而电动泵120提供电机冷却。对机械泵118和电动泵120之间的载荷进行平衡，以最小化功率损失。

混合系统100可从推进充电模式过渡到多个操作模式。例如，通过使变速箱106处于空档，混合系统100可从推进充电模式过渡到充电空档模式。通过使变速箱106处于啮合中，混合系统100可返回到推进充电模式。混合系统100也可从推进充电模式切换到电辅助推进模式中，这通过使电机112用作为电动马达而实现，在其中从能量存储系统134抽取电能供给电机112，使得电机112与发动机102一起驱动变速箱106。再生充电模式可用于重获一些通常在制动期间会失去的能量。通过简单地使离合器114脱开，混合系统100可从推进充电模式过渡到再生充电模式。在一些情况中，希望使用发动机制动模式以进一步使车辆减速和/或降低制动磨损。可通过关闭流向发动机102的燃料来实现从推进充电模式到发动机制动模式的过渡。在发动机制动模式期间，电机112用作发电机。可通过将流向发动机102的燃料重新开启而使混合系统100返回到推进充电模式。接着，简单地使离合器114脱开就可将使混合系统100切换到再生充电模式。

混合系统100能够通过使用再生制动/充电模式来保存通常会在制动期间失去的能量。在再生充电模式的期间，离合器114脱开。电机112用作为发电机，同时变速箱106处于啮合中。来自车辆车轮的动力经变速箱112传递给电机112，所述电机用作发电机以回收一些制动能量，并且又有助于使车辆减速。所回收的能量通过逆变器132存储在能量存储系统134中。如上文表1所提及，在这种模式期间，PTO模块为不工作的。

混合系统100可从再生充电模式过渡到任何数量的不同操作模式。例如，可通过使离合器114接合并且使电机112用作为马达来使混合系统100返回到辅助推进模式。也可通过使离合器114接合并且将电机112转换到发电机角色来使混合系统100从再生充电模式返回到推进充电模式。也可通过关闭流向发动机102的燃料并且使离合器接合来使混合系统100从再生充电模式切换到发动机制动模式。

除了再生制动模式，混合系统100也可使用发动机制动模式，在所述发动机制动模式中，发动机102的压缩制动用于使车辆减速。在发动机制动模式的期间，变速箱106为啮合，PTO模块为不工作，并且电机112用作为发电机，以便如果需要的话则回收一些制动能量。但是，在发动机制动模式的其他变体中，电机112不必用作发电机，使得电机112不抽取用于能量存储系统模块134的能量。为了传递来自车辆车轮的能量，使发动机离合器114接合，并且接着将动力传递到发动机102，同时停止燃料。在另一替代中，可使用双重的再生制动和发动机制动模式，在其中发动机102和电机112两者用于制动，并且通过能量存储系统模块134回收一些来自电机112的制动能量。

混合系统100可从发动机制动模式过渡到任何数量的不同操作模式。作为一个例子，可通过打开流向发动机102的燃料并且将电机112切换为用作电动马达来使混合系统100从发动机制动模式转换到辅助推进模式。通过打开返回发动机102的燃料，也可使混合系统100从发动机制动模式切换到推进充电模式。此外，通过打开流向发动机102的燃料并且使离合器114脱开，可使混合系统100从发动机制动模式切换到再生充电模式。

当使用PTO时，车辆可为静止或可为运动（例如，对于制冷系统）。通过接合PTO，混合系统100可从充电空档模式进入PTO模式。当在PTO模式中时，离合器114接合，使得来自发动机102的动力传递到现在工作的PTO。在这种PTO模式期间，电机112用作发电机，抽取由发动机102供给的动力并通过逆变器132将其转移到能量存储系统模块134。同时，变速箱106为空档，使得如果需要的话车辆可保持相对静止。在PTO工作时，可使用附属设备，例如升降斗等。通过使PTO不工作，混合系统100可返回到充电空档模式。

在PTO模式的期间，发动机102恒定地工作，这趋向于在一些工作情形中浪费燃料以及产生不必要的排放物。通过切换到电动或ePTO模式，能节省燃料并减少来自混合系统100的排放物。当过渡到ePTO模式时，传递来自发动机102的动力的离合器114为脱开的，并且发动机102停机。在这种ePTO模式期间，电机112切换为用作电动机，并且PTO为工作的。同时，变速箱106为空档，并且发动机102停机。使发动机102停止降低了排放物的量，并节省了燃料。通过继续操作电动泵120、使离合器114接合并且通过将电机112用作为启动器来启动发动机102，混合系统100可从ePTO模式返回到PTO模式。一旦发动机102启动，电机112切换为用作发电机，并且PTO能够通过来自发动机102的动力而工作。

考虑到混合系统100的操作或系统模式（见表1），现在在三种操作模式的背景中进一步描述液压系统200。这三种模式包括电模式（E-模式）、过渡模式和巡航模式。从液压系统模式的状态和状况整体来看，在图4中示意性地说明了E-模式。在图5中示意性地说明了过渡模式。在图6中示意性地说明了巡航模式。

首先根据图4，在E-模式中，如液压系统200a所示，发动机和离合器均处于“关闭”状态，并且螺线管236和238均处于“关闭”状态。电动泵120将百分之百(100%)的油流量提供给主调节阀218。由于螺线管238处于“关闭”状态，没有到达主调节旁路阀220的电磁信号，并且这一部件也被认为处于“关闭”状态。主压力“降低到”90psi，这是由于仅使用了电动泵120并且考虑了其性能极限。到达冷却器226的任何润滑剂/冷却流体是主调节阀218溢流的结果。

现在看图5，在如液压系统200b所示的过渡模式条件中，发动机可处于“开启”或“关闭”状态中，离合器处于“开启”状态中，螺线管238为“关闭”，并且螺线管236为“开启”。电动泵120和机械泵118可向主调节阀218提供油流量。压力降低到90psi并且到达冷却器226的任何润滑剂/冷却流体是主调节阀218溢流的结果。

现在看图6，在巡航模式中，如液压系统200c所示，发动机和离合器均处于“开启”状态，螺线管236和238处于“开启”状态。在这种条件中，机械泵118将百分之百(100%)的油流量提供给主调节阀218和离合器控制液压器件。电动泵120可提供补充性的冷却器流体（或可称之为冷却器流体“增压”）。主压力处于205psi的“正常”水平（即，没有降低）。到达冷却器226的流量是通过主调节阀218溢流和来自电动泵120的流量补充而实现。

已经各自地结合液压系统200a、200b和200c确认了在图4-6中描述和说明的三种模式。这种字母后缀的编号模式代表了液压系统200的硬件、部件、子组件和导管不会随不同的操作模式变化。但是，硬件、部件和子组件的操作状态、不同的开启/关闭条件等可根据操作的特定情况和特殊模式而改变。

尽管液压系统200的三种所描述的模式部分地基于发动机的状态或条件，但是这些模式也部分地基于包括机械泵118和电动泵120的所涉及的硬件、部件和子组件的开启/关闭状态。机械泵118直接连接于发动机102，使得当发动机为开启时机械泵118为开启。当发动机102为关闭时，机械泵118为关闭。当机械泵118开启时，其会将油输送到整个液压系统。来自主调节阀218的任何溢流会被输送到冷却器226。

电动泵120的开启/关闭状态和电动泵120的速度由混合模块104的电子器件控制。电动泵120将油输送到液压系统200和/或冷却器226。当机械泵118为关闭或者其输送的油不足时，电动泵120会将油输送到液压系统。当来自机械泵的输送的油为充足时，电动泵120能够被用于将油输送到冷却器，以润滑和冷却马达。

已经讨论了用于特定操作模式的降低的较低压力水平。这种降低的压力与电动泵120的操作有关。考虑到不同的压力水平和流速，机械泵118的主压力为205psi。电动泵120的主压力为90psi。为了润滑和冷却，将在大约30psi下的前5.0lpm的流量用于润滑。任何高达约15.0lpm的过量流量被输送到马达冷却套筒246。仅在马达冷却套筒246填充了油之后，可达到最高50psi的用于润滑/冷却的功能。离合器使用的公称压力为205psi（1410kPa），最小压力为188psi（1300kPa）。

现在根据图7，提供了润滑剂分流阀230的放大示意图。阀230也可称之为润滑剂调节阀。如图2所示，润滑剂分流阀230设置在上游过滤器228和下游马达套筒246和轴承位置244，以及相关的要求优先润滑和冷却的相关部件之间。导管400提供了在过滤器228和润滑剂调节阀230之间的流体连接。支路导管402提供了润滑剂回流。导管404在马达套筒246和润滑剂调节阀230之间建立了流体连接。导管406在这些要求润滑和冷却的下游部件例如轴承和润滑剂分流阀230之间建立了流体连接。

导管406代表了用于润滑剂分流阀230的主输出导管。下游轴承位置244也可包括要求液压流体用于冷却或润滑或这两者的齿轮和相关的部件。位置244代表了主液压流体需求，使得在将任何可注意到的量的润滑剂流体被输送到马达套筒246之前，首先达到或满足位置244的需求。导管404代表了润滑剂分流阀230的第二输出导管。在达到或满足位置244的液压流体需求之后，在通过导管404的任何少量的剩余流体或流体滴之外，可注意到经过导管404输送到马达套筒246的液压流体的流量。

主调节阀218、主调节旁路阀220、主控制阀222、排放回填阀224、润滑剂调节阀230以及离合器微调阀232均具有基于其结构和功能而言可描述为“滑阀”的结构和设置。每个阀门包括限定了内部阀孔的阀体。每个阀门也包括使用了滑动式设置在阀体的阀孔内的阀芯。所选择的柱形阀台肩可为不同的直径尺寸、轴向高度、间隔和沿阀芯轴线的相关位置。阀孔可包括带有不同直径的部分。由阀体所限定的流动路径与不同的导管相连，并且根据与不同流动路径相关的进入压力水平和阀芯位置而提供了预确定和预选择的流入量和流出量。在美国专利7392892、7150288和5911244中提供了这种类型滑阀的更多细节描述。这三篇美国专利通过引用方式结合到本申请中，其全文作为所使用的种类和类型的阀门的背景技术信息。

如从滑阀的结构和设计原理中可理解地是，经导管400（见图9）流入的液体的压力可影响阀台肩例如台肩408的轴向运动。台肩408的向下轴向运动可克服螺旋弹簧409而起作用。液压流体的导致台肩408运动所必须的压力水平部分地取决于弹簧的劲度系数，其在某种程度上可为阀门230的设计的一部分。台肩与轴410一起使用，使得一个台肩的轴向运动会导致其他台肩的类似运动。类似地是，随着将额外的流体压力施加给其他台肩，将会发生额外的运动。当移除升高的流体压力时，偏压弹簧将使阀门230返回到其通常状态。

不管是使用机械泵118或电动泵120或两个泵的结合，到过滤器228的油的流量至少部分地由泵速度和泵容量而控制，所有的这些将基于特定的操作模式来说明和控制。由润滑剂分流阀230“输送”到下游位置的油的量部分地取决于液压系统200的初始设计，并且部分地取决于要求润滑和冷却的下游部件和配件的预期需求。由于使用了阀门控制，因此油的“输送”应理解为允许或使得油能穿过阀门。如这里所使用地，“油”是一种类型的液压流体，并且在全文中描述的系统200适合于使用各种不同的液压流体。

由于可到达润滑剂分流阀230处的油的流量会因过滤器228内的颗粒积累而降低，因此可能无法完全满足下游对润滑和冷却的需求。尽管一个设计选择可为增加泵速度以输送更多的油，但是这将影响液压系统200的不与增加的泵速相匹配的其他部分。此外，在这种情况下也可存在多种效率不足，这将降低混合车辆的经济性，并且可能降低混合车辆的可靠性。

如所说明地是，由于通过增加泵速可能会对液压系统200的其他部分带来不利的影响，因此润滑剂分流阀230的结构和设置优先将可获得的油输送到前轴承和后轴承、齿轮以及其他附件。这意味着，油量的任何降低至少开始仅会影响由马达套筒246和因此电机的马达所接收的量。润滑剂分流阀230的设计能识别油量的降低，并且优先地分流以尝试并完全满足前轴承和后轴承、齿轮以及其他附件的润滑和冷却要求。在马达套筒并且最终在马达处会首先发觉油量“短缺”。

如果没有及时解决过滤器堵塞的问题，可以想象地是油流量的降低对于前轴承和后轴承、齿轮以及其他附件（即位置244）来说是不足的。但是，在输送到润滑剂分流阀230的油的量达到这种短缺水平之前，可将马达（电机）的温度升高用作（检测为）对操作者的报警。实际上，通过检测马达（电机）的操作温度，操作者可根据所使用的过滤器类型而确定何时需要更换或者清洁过滤器228。一旦过滤器228堵塞到使得马达套筒246所获得的油的量不能保持马达（电机）安全操作温度的程度，则是更换或至少清洁过滤器228的时刻。如这里所使用，“堵塞”意味着在过滤器228内有一定水平的颗粒聚集，这会导致输送到润滑剂分流阀230的油的量的降低，这又导致被认为是担心或不能接受的马达温度的升高。显然，“不能接受”的马达温度是低于会发生马达损坏的温度的温度。

在液压系统200的此部分存在有两个原则方面，其相结合以允许操作者安全地检测堵塞的过滤器的状况。第一方面是润滑剂分流阀230的结构和设置，其优先将得到的油分流，以首先满足包括前轴承、后轴承、齿轮和附件的更重要的部件的下游需求。所有剩余的油被输送到马达套筒246。第二方面（见图8）是使用与马达（电机）112相连的温度传感器420和马达温度读数的显示器422或类似的指示器。显示器422可编程为具有阈值温度和警报指示器，或者当马达内部温度首先到达编程阈值温度时而报警。可理解地是，这种阈值温度可根据马达参数、操作条件和操作环境而调节。

根据图9，说明了润滑剂分流阀230的内部结构细节。来自过滤器228的初始油流通过导管400到达润滑剂分流阀230。一个支路401与端口A相连，而另一支路402与端口B相连。额外的出口C通过流体导管406与下游部件相连。出口或排出端口D通过流体导管404与马达套筒246相连。图9显示了润滑剂分流阀230的正常状况或静止状况。在这种状况中，存在有经过阀门的使流体从导管400流到导管406的流动路径。这样，直到或只有达到了能移动台肩408以及因而移动轴410的升高的流体压力，流出过滤器228的所有流体将会经过阀门230到达到位置244。如果流出过滤器228的流量大于满足位置244的需求的量，则通过台肩408将会看到升高的压力。这种升高的压力会在轴向向下的方向中移动轴410和其他台肩。台肩412的这种轴向向下运动会导致阀门130打开，使得流体从导管400流入导管404中。当存在“过量”的液压流体时，这允许液压流体被输送到马达套筒246。这种“过量”意味着从导管400或经导管400得到的液压流体多于位置244要求的流体。一旦满足了位置244的需求，能够将任何额外或过量的液压流体输送到马达套筒246。

当过滤器228变为堵塞而使得到达润滑剂分流阀230的油流速降低时，流经导管400的油体积会减少，并且因此存在较低的压力。在润滑剂分流阀230的设计参数方面，代表到达下游部件的目标油流量的压力不足以移动台肩（即克服或超过阀门弹力）而使油流会流向马达套筒。当压力较高时（这意味着过滤器较小的堵塞和更多的油），台肩被移动，并且油流向马达套筒246。当流向马达（电机）的油流量不足以将马达温度保持为所要求的阈值温度或更低时，温度传感器会发出信号或触发警报指示器，或通过显示器向操作者报警。对操作者的报警是清洁或更换过滤器228，这是由于其被颗粒堵塞到不能输送足够量的液压流体的程度。

尽管已经在附图和前文描述中详细说明和描述了本发明的优选的实施方案，但是这应被认为是说明性的且相应地是非限制性的，应理解地是进入由本发明的精神内的改动和改进均要求得到保护。

Claims (8)

1.一种用于混合电动车辆的液压系统，包括：

提供液压流体的槽；

阀门和导管的网络；

泵器件，其用于从所述槽中抽取液压流体，并将所述液压流体输送到所述网络中；

设置在所述网络中的流体过滤器；

控制阀，其设置所述网络中并处于所述流体过滤器的下游；

主输出导管，其与所述控制阀相连，以便为主需求提供液压流体；以及

副输出导管，其与所述控制阀相连，以便为副需求提供液压流体；其中，所述控制阀构造并设置为仅在满足所述主需求之后才为所述副需求提供液压流体。

2.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述泵器件包括平行设置的机械泵和电动泵。

3.根据权利要求1或2所述的液压系统，其特征在于，所述主需求包括将液压流体输送到所述混合电动车的轴承。

4.根据上述权利要求中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述副需求包括将液压流体输送到与所述混合电动车的马达流体连通的马达套筒。

5.根据上述权利要求中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述控制阀构造并设置为滑阀。

6.根据上述权利要求中任一项所述的液压系统，其特征在于，还包括温度传感器，其构造并设置为检测所述马达的内部温度。

7.根据权利要求6所述的液压系统，其特征在于，还包括显示单元，其构造并设置为与所述温度传感器数据通信以显示所述内部温度。

8.一种检测与混合电动车相关联的液压系统内的堵塞的流体过滤器的状况的方法，所述方法包括以下步骤：

提供作为所述液压系统的一部分的流体过滤器；

在所述流体过滤器的下游提供作为所述液压系统的一部分的控制阀，所述控制阀与所述流体过滤器流体连通；

提供主输出导管，其与所述控制阀相连以便为主需求提供液压流体；

提供副输出导管，其与所述控制阀相连以便为副需求提供液压流体，所述副需求包括马达；

设置目标马达内部温度，其代表从所述流体过滤器流出的足够的液压流体；

将温度传感器与所述马达相连，以确定马达内部温度；

监测马达内部温度；以及

将所述马达内部温度与所述目标马达内部温度相比较，以此确定流出所述流体过滤器的液压流体为不足的时刻。

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