CN104401225B - 前置前驱型自动变速箱及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了前置前驱型自动变速箱，包括机械执行机构、液压控制系统和供油系统，其中，供油系统包括机械泵、电泵和压力调节阀；机械泵与机动车中的发动机连接，机械泵的吸油口与油底壳连通，机械泵的出油口通过单向阀与液压控制系统连通；电泵与机动车中的供电系统连接，电泵的吸油口与油底壳连通，电泵的出油口通过单向阀与液压控制系统连通；压力调节阀的压力调节口与机械泵的出油口连通，压力调节阀的回油口与机械泵的吸油口连通，压力调节阀用于调节进入液压控制系统的液压油的压力和流量。本发明公开的前置前驱型自动变速箱，自动变速箱能够在发动机刚刚启动时快速响应，从而满足整车的快速启动需求。本发明还公开了具体的控制方法。

Description

前置前驱型自动变速箱及其控制方法

技术领域

本发明属于机动车变速箱技术领域，尤其涉及前置前驱型自动变速箱及其控制方法。

背景技术

机动车的变速箱具有以下功能：一、改变传动比；二、在发动机旋转方向不变的情况下，使机动车能倒退行驶；三、利用空档，中断动力传递，使发动机能够启动、怠速。

变速箱通常包括机械执行机构、液压控制系统和供油系统，供油系统用于将液压油送入液压控制系统。目前变速箱的供油系统中设置有一个机械泵，由该机械泵提供液压控制系统需要的液压油，从而提供离合器压紧所需的油压和齿轮轴承所需的润滑油，该机械泵与发动机连接、由发动机驱动。

但是，目前的变速箱存在以下问题：在机动车的发动机启动之后，只有在发动机达到一定转速后，变速箱才能正常运行，也就是说变速箱无法在发动机刚刚起步时快速响应。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够在发动机刚刚起步时快速响应的前置前驱型自动变速箱，同时提供应用于该前置前驱型自动变速箱的控制方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种前置前驱型自动变速箱，包括机械执行机构、液压控制系统和供油系统，所述供油系统包括机械泵、电泵和压力调节阀；

所述机械泵与机动车中的发动机连接，所述机械泵的吸油口与油底壳连通，所述机械泵的出油口通过单向阀与所述液压控制系统连通；

所述电泵与所述机动车中的供电系统连接，所述电泵的吸油口与所述油底壳连通，所述电泵的出油口通过单向阀与所述液压控制系统连通；

所述压力调节阀的压力调节口与所述机械泵的出油口连通，所述压力调节阀的回油口与所述机械泵的吸油口连通，所述压力调节阀用于调节进入所述液压控制系统的液压油的压力和流量。

优选的，上述前置前驱型自动变速箱还包括滤清器，所述机械泵的吸油口和所述电泵的吸油口通过所述滤清器与所述油底壳连通。

优选的，上述前置前驱型自动变速箱还包括两个滤清器，所述机械泵的吸油口通过一个滤清器与所述油底壳连通，所述电泵的吸油口通过另一个滤清器与所述油底壳连通。

优选的，上述前置前驱型自动变速箱中，所述液压控制系统中的循环管路设置于所述发动机的水箱内。

本发明还提供一种控制方法，应用于上述第一种前置前驱型自动变速箱，所述控制方法包括：

在发动机自动熄火后，启动所述电泵，控制所述电泵在预设的低速区运转；

在接收到发动机启动指令后，控制所述电泵在预设的高速区运转；

在所述机械泵的转速达到第一转速阈值时，控制所述电泵在预设的中速区运转；

在所述机械泵的转速达到第二转速阈值或者所述发动机本次运行时间达到预设时长时，逐步降低所述电泵的转速直至所述电泵的转速为零，由所述机械泵单独向所述液压控制系统供油，其中，所述第二转速阈值大于所述第一转速阈值。

优选的，上述控制方法中，在启动所述电泵之后，还包括：若在预设时间段内未接收到发动机启动指令，则控制所述电泵停止运行。

优选的，上述控制方法中，所述预设的高速区为2800转/秒，所述预设的中速区为2000转/秒，所述预设的低速区为1200转/秒。

由此可见，本发明的有益效果为：本发明公开的前置前驱型自动变速箱，其供油系统中设置有机械泵和电泵，在发动机刚刚启动时，机械泵和电泵同时运行，将液压油送入液压控制系统，满足润滑需求和离合器压紧所需要的油压，保证自动变速箱能够快速响应，从而满足整车的快速启动需求。

本发明公开的控制方法，对供油系统中的电泵进行分级控制，在发动机自动熄火之后，控制电泵低速运转，在发动机刚刚启动时，控制电泵高速运转，随着机械泵转速的提高，降低电泵的运转速度，在机械泵单独运行即可满足液压控制系统油压需求时，关闭电泵。基于本发明公开的控制方法，在发动机自动熄火之后，电泵低速运转用以补偿液压控制系统的泄露、对机械执行机构进行润滑、对B1离合器和C4离合器进行预冲油，并且，在发动机再次启动之后电泵高速运转，电泵和机械泵同时为液压控制系统供油，快速为C1离合器冲油，保证车辆的快速启动，另外，在满足液压控制系统油压需求的前提下，通过调整电泵的转速，减少电泵消耗的电能，从而降低整车的能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明公开的前置前驱型自动变速箱中供油系统的一种结构示意图；

图2为本发明公开的前置前驱型自动变速箱中供油系统的另一种结构示意图；

图3为本发明公开的前置前驱型自动变速箱中供油系统的另一种结构示意图；

图4为本发明公开的前置前驱型自动变速箱的一种控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开一种前置前驱型自动变速箱，能够在机动车的发动机刚刚起步时快速响应，从而满足整车的快速启动需求。

本发明公开的前置前驱型自动变速箱包括机械执行机构、液压控制系统和供油系统。其中，供油系统的结构如图1所示，包括机械泵1、电泵2和压力调节阀3。

机械泵1与机动车中的发动机连接，由发动机驱动机械泵1。另外，机械泵1的吸油口与自动变速箱中的油底壳连通，机械泵1的出油口通过单向阀4与液压控制系统连通。自动变速箱中的油底壳用于回收和存储液压油。单向阀4能够避免仅电泵2单独运行时，液压油倒流入机械泵1。

电泵2与机动车中的供电系统连接。另外，电泵2的吸油口与自动变速箱中的油底壳连通，电泵2的出油口通过单向阀5与液压控制系统连通。单向阀5能够避免仅机械泵1单独运行时，液压油倒流入电泵2。

压力调节阀3的压力调节口与机械泵1的出油口连通，压力调节阀3的回油口与机械泵1的吸油口连通，压力调节阀3用于调节进入液压控制系统的液压油的压力和流量。

在前置前驱型自动变速箱运行过程中，流入液压控制系统的液压油的压力和流量要保持稳定。压力调节阀3的开度随着流入液压控制系统的液压油的压力和流量的变化而发生相应变化，从而使得流入液压控制系统的液压油的压力和流量保持稳定。具体的：当流入液压控制系统的液压油的压力和流量较大时，压力调节阀3的开度增大；当流入液压控制系统的液压油的压力和流量较小时，压力调节阀3的开度减小。

下面对本发明公开的前置前驱型自动变速箱的工作过程进行说明：

在用户启动车辆后，发动机开始运转，但是在短时间内发动机的转速较低，因此机械泵1的转速也较低，机械泵1提供的液压油无法满足润滑需求和离合器压紧所需要的油压。而本发明公开的前置前驱型自动变速箱的供油系统中还设置有电泵，在用户启动车辆后，电泵2运转将油底壳中液压油送入液压控制系统中。也就是说，在用户启动车辆后，供油系统中的机械泵1和电泵2同时运行，将油底壳中的液压油送入液压控制系统，满足润滑需求和离合器压紧所需要的油压。

本发明公开的前置前驱型自动变速箱，其供油系统中设置有机械泵1和电泵2，在发动机刚刚启动时，机械泵1和电泵2同时运行，将液压油送入液压控制系统，满足润滑需求和离合器压紧所需要的油压，保证自动变速箱能够快速响应，从而满足整车的快速启动需求。

实施中，可以对图1所示供油系统进行进一步改进。请参见图2和图3。

与图1相比，在图2所示前置前驱型自动变速箱的供油系统中，进一步设置滤清器61。机械泵1的吸油口和电泵2的吸油口通过滤清器61与油底壳连通，滤清器61能够将液压油中的杂质滤除，降低机械泵1、电泵2和液压控制系统被损坏的概率。

与图1相比，在图3所示前置前驱型自动变速箱的供油系统中，进一步设置滤清器61和62。其中，机械泵1的吸油口通过滤清器61与油底壳连通，电泵2的吸油口通过滤清器62与油底壳连通。在对现有的自动变速箱进行改造过程中，将机械泵1和电泵2的吸油口分别与不同的滤清器连接，可以减小改动成本。

另外，在现有的自动变速箱中设置有油冷器，液压控制系统中的循环管路设置在该油冷器中，由油冷器对循环管路中的液压油进行降温冷却。本发明公开的前置前驱型自动变速箱，可以进一步进行结构改进，不再设置油冷器，而是将液压控制系统中的循环管路设置于发动机的水箱内，也就是说与发动机共用同一套冷却设备，从而减小自动变速箱体积。

本发明还公开应用于上述前置前驱型自动变速箱的控制方法，请参见图4，该控制方法包括：

步骤S10：在发动机自动熄火后，启动电泵，控制电泵在预设的低速区运转。

在发动机自动熄火后，控制电泵低速运转，以补偿液压控制系统的液压油泄漏，对机械执行机构进行润滑、并为两个离合器(B1离合器和C4离合器)预冲油，使得在后续启动发动机的瞬间能够快速为第三个离合器(C1离合器)冲油，从而快速启动车辆。当车辆的档位处于N档时，自动变速箱要锁闭B1离合器和C4离合器，当发动机启动的时候，要快速结合C1离合器来结合传动链，实现车辆的启动。

实施中，预设的低速区可设置为1200转/秒。

步骤S20：接收到发动机启动指令后，控制电泵在预设的高速区运转。

发动机启动后，在短时间内的转速较低，因此机械泵的转速也较低，机械泵仅能将少量的液压油送入液压控制系统。在启动电泵后，要控制电泵在预设的高速区运转，以便迅速压紧前进档离合器。需要说明的是，在当前情况下，机械泵和电泵是同时运转的。

液压控制系统中的油压要达到：8bar@100℃，或者6bar@100℃。也就是说，当油温为100℃时，液压控制系统中的油压要达到8bar，当油温为120℃时，液压控制系统中的油压要达到6bar。其中，1bar(巴)＝100Kpa(千帕)。

实施中，预设的高速区间可以设置为2800转/秒。

步骤S30：在机械泵的转速达到第一转速阈值时，控制电泵在预设的中速区运转。

随着发动机转速的提高，机械泵的转速也相应提高。当机械泵的转速达到第一转速阈值时，就可以控制电泵降速至中速区运转，此时在机械泵和电泵的共同作用下，仍然能够将足量的液压油送入液压控制系统。在满足液压控制系统油压需求的情况下，通过控制电泵降速，能够减少电泵消耗的电能。

实施中，预设的高速区间可以设置为2000转/秒。

步骤S40：在机械泵的转速达到第二转速阈值时，逐步降低电泵的转速直至电泵的转速为零，由机械泵单独向液压控制系统供油，其中，第二转速阈值大于第一转速阈值。

当发动机完成整个启动过程后，机械泵的转速达到第二转速阈值，此时仅依靠机械泵就可以将足量的液压油送入液压控制系统中，因此控制电泵逐步降速直至转速为零，仅由机械泵单独向液压控制系统供油。

实施中，也可以根据发动机本次运行时间来判断是否要控制电泵降速至零。具体的，在发动机本次运行时间达到预设时长时，逐步降低电泵的转速直至电泵的转速为零。

本发明公开的控制方法，对供油系统中的电泵进行分级控制，在发动机自动熄火之后，控制电泵低速运转，在发动机刚刚启动时，控制电泵高速运转，随着机械泵转速的提高，降低电泵的运转速度，在机械泵单独运行即可满足液压控制系统油压需求时，关闭电泵。基于本发明公开的控制方法，在发动机自动熄火之后，电泵低速运转用以补偿液压控制系统的泄露、对机械执行机构进行润滑、对B1离合器和C4离合器进行预冲油，并且，在发动机再次启动之后电泵高速运转，电泵和机械泵同时为液压控制系统供油，快速为C1离合器冲油，保证车辆的快速启动，另外，在满足液压控制系统油压需求的前提下，通过调整电泵的转速，减少电泵消耗的电能，从而降低整车的能耗。

机动车的启停功能指的是发动机在关闭之后再重启。机动车的启停功能主要用于用户需要短时间停车的场合，也就是说，用户对于短时间停车后车辆的启动速度更为关注。例如：用户在路口等待绿灯通行，当信号灯变为绿灯之后，用户希望车辆能够快速启动，通过路口。

在上述公开的控制方法中，如果车辆的发动机长时间处于关闭状态，若电泵一直处于低速运转状态，会产生较多的功耗，同时也会降低电泵的使用寿命。作为优选方案，在发动机自动熄火后，如果在启动电泵之后的预设时间段内未接收到发动机启动指令，则控制电泵停止运行。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种前置前驱型自动变速箱，包括机械执行机构、液压控制系统和供油系统，其特征在于，所述液压控制系统中的循环管路设置于发动机的水箱内，所述供油系统包括机械泵、电泵和压力调节阀；

所述机械泵与机动车中的发动机连接，所述机械泵的吸油口与油底壳连通，所述机械泵的出油口通过单向阀与所述液压控制系统连通；

所述电泵与所述机动车中的供电系统连接，所述电泵的吸油口与所述油底壳连通，所述电泵的出油口通过单向阀与所述液压控制系统连通；

所述压力调节阀的压力调节口与所述机械泵的出油口连通，所述压力调节阀的回油口与所述机械泵的吸油口连通，所述压力调节阀用于调节进入所述液压控制系统的液压油的压力和流量；

在所述发动机自动熄火后，所述电泵运转于预设的低速区，在所述发动机启动后，所述机械泵和所述电泵同时运行，并且所述电泵运转于预设的高速区，在所述机械泵的转速达到第一转速阈值时，所述电泵运转于预设的中速区，在所述机械泵的转速达到第二转速阈值或者所述发动机本次运行时间达到预设时长时，所述电泵的转速逐步降低至零，其中，所述电泵运转于预设的高速区的过程中，使得当油温为100℃时，所述液压控制系统中的油压达到8巴，或者使得当油温为120℃时，所述液压控制系统中的油压达到6巴。

2.根据权利要求1所述的前置前驱型自动变速箱，其特征在于，还包括滤清器，所述机械泵的吸油口和所述电泵的吸油口通过所述滤清器与所述油底壳连通。

3.根据权利要求1所述的前置前驱型自动变速箱，其特征在于，还包括两个滤清器，所述机械泵的吸油口通过一个滤清器与所述油底壳连通，所述电泵的吸油口通过另一个滤清器与所述油底壳连通。

4.一种控制方法，应用于如权利要求1所述的前置前驱型自动变速箱，其特征在于，所述控制方法包括：

在发动机自动熄火后，启动所述电泵，控制所述电泵在预设的低速区运转；

在接收到发动机启动指令后，控制所述电泵在预设的高速区运转，使得当油温为100℃时，所述液压控制系统中的油压达到8巴，或者使得当油温为120℃时，所述液压控制系统中的油压达到6巴；

在所述机械泵的转速达到第一转速阈值时，控制所述电泵在预设的中速区运转；

在所述机械泵的转速达到第二转速阈值或者所述发动机本次运行时间达到预设时长时，逐步降低所述电泵的转速直至所述电泵的转速为零，由所述机械泵单独向所述液压控制系统供油，其中，所述第二转速阈值大于所述第一转速阈值。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，在启动所述电泵之后，还包括：若在预设时间段内未接收到发动机启动指令，则控制所述电泵停止运行。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述预设的高速区为2800转/秒，所述预设的中速区为2000转/秒，所述预设的低速区为1200转/秒。