CN107763199B - 一种液压动力装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液压动力装置，用于为负载提供需求的动力和流量，所述装置包括：储液箱、电动泵、吸油滤清器、卸压阀、高压滤清器、旁通单向阀、止回阀、蓄能器，所述吸油滤清器的进油口与所述储液箱连接，所述吸油滤清器的出油口与所述电动泵的吸油口连接，所述电动泵的出油口并联连接所述卸压阀和所述高压滤清器的一端，所述高压滤清器的两端并联连接所述旁通单向阀，所述高压滤清器的另一端通过所述止回阀与所述蓄能器连接，所述卸压阀的另一端与所述储液箱连接，所述蓄能器与所述负载连接。本发明还提供一种液压动力控制方法。本发明能够提高液压执行系统的控制效率。

Description

一种液压动力装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种液压动力装置及其控制方法，具体涉及一种为变速器液压执行系统提供需求压力和流量的液压动力装置及其控制方法。

背景技术

随着越来越严格的排放法规的生效，减少二氧化碳排放和提高汽车燃油效率已成为整个汽车行业关注的重点。变速器作为整车传动系中的重要零部件，关系到整车性能、燃油消耗水平等多方面的表现，如何通过变速器实现整车的节能减排性能的提升已成为汽车工业一个极为重要的任务。

液压控制系统作为自动变速器的核心部件，对变速器动力传递效率影响较大，设计高效的液压控制系统，对提升变速器效率意义重大。目前自动变速器大多采用发动机直接驱动机械泵的方式作为液压控制系统的动力源，这种液压源受发动机工况影响较大，尤其是发动机高速运转时，机械泵输出的大量液压流体在没有利用的情况下又直接返回储液箱，导致整个液压控制系统的效率较低。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种液压动力装置及其控制方法，用于为变速器液压执行系统提供需求的压力和流量。

本发明采用的技术方案为：

本发明实施例提供一种液压动力装置，用于为负载提供需求的动力和流量，所述装置包括：储液箱、电动泵、吸油滤清器、卸压阀、高压滤清器、旁通单向阀、止回阀、蓄能器，所述吸油滤清器的进油口与所述储液箱连接，所述吸油滤清器的出油口与所述电动泵的吸油口连接，所述电动泵的出油口并联连接所述卸压阀和所述高压滤清器的一端，所述高压滤清器的两端并联连接所述旁通单向阀，所述高压滤清器的另一端通过所述止回阀与所述蓄能器连接，所述卸压阀的另一端与所述储液箱连接，所述蓄能器与所述负载连接。

可选地，所述负载为变速器液压执行系统。

可选地，在所述止回阀与所述蓄能器连接的管路上设置有压力传感器和温度传感器。

本发明的另一实施例提供一种液压动力装置的控制方法，所述控制方法包括：确定变速器液压执行系统对蓄能器的压力大小及建压速度的需求以及当前蓄能器的压力和液压介质的温度；基于所确定的变速器液压执行系统对蓄能器的压力大小及建压速度的需求，以及当前蓄能器的压力和液压介质的温度来计算电动泵的目标转速；启动电动泵并调节电动泵至目标转速，以实现对蓄能器的压力控制。

可选地，所述控制方法具体包括：在确定所述变速器液压执行系统需要快速建立压力，且蓄能器压力低于设定的压力下限阈值时，基于当前蓄能器的压力和液压介质的温度来计算电动泵的第一目标转速；启动电动泵并调节至第一目标转速，使得蓄能器快速建立压力至变速器液压执行系统要求的目标压力；在蓄能器压力达到所述目标压力后，再次计算所述电动泵的第二目标转速；调节电动泵至所述第二目标转速，使得蓄能器正常建压至设定的压力上限阈值；在蓄能器压力达到所述设定的压力上限阈值后，停止电动泵。

可选地，所述控制方法具体包括：在确定所述变速器液压执行系统需要正常速度建立压力，且蓄能器压力低于设定的压力下限阈值，以及变速器液压执行系统没有压力需求或其需求压力小于蓄能器压力时，计算电动泵的目标转速；启动电动泵并调节至目标转速，使得蓄能器正常建压至设定的压力上限阈值；在蓄能器压力达到设定的压力上限阈值后，停止电动泵。

可选地，所述控制方法具体包括：在确定蓄能器压力高于设定的下限阈值，但变速器液压执行系统瞬时需求压力大于蓄能器压力时，计算电动泵的第一目标转速；启动电动泵并调节至第一目标转速，使得蓄能器快速建立压力至变速器液压执行系统要求的目标压力；在蓄能器压力达到目标压力后，再次计算电动泵的第二目标转速；调节电动泵至第二目标转速，使得蓄能器正常建压至设定的压力上限阈值；在蓄能器压力达到设定的压力上限阈值后，停止电动泵。

可选地，所述控制方法具体包括：在确定蓄能器压力高于设定的压力下限阈值，但蓄能器压力减变速器液压执行系统工作压力的差值小于设定阈值时，计算电动泵的目标转速；启动电动泵并调节至目标转速，使得蓄能器正常建压至设定的压力上限阈值；在蓄能器压力达到设定的压力上限阈值后，停止电动泵。

本发明实施例提供的液压动力装置及其控制方法，该装置通过电动泵和蓄能器为变速器液压执行系统提供需求的压力和流量，蓄能器能够储存电动泵提供的液压介质，在液压介质没有利用的情况下，不会直接返回到储液箱，从而能够提高整个液压执行系统的效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的液压动力装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的液压动力装置的控制方法的结构框图；

图3为本发明实施例提供的液压动力装置的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

图1为本发明实施例提供的液压动力装置的结构示意图。如图1所示，本发明实施例提供的液压动力装置，用于为负载提供需求的动力和流量，所述装置包括：储液箱10、电动泵1、吸油滤清器6、卸压阀7、高压滤清器8、旁通单向阀9、止回阀5、蓄能器2。所述吸油滤清器6的进油口与所述储液箱10连接，所述吸油滤清器6的出油口与所述电动泵1的吸油口连接，所述电动泵1的出油口并联连接所述卸压阀7和所述高压滤清器8的一端，所述高压滤清器8的两端并联连接所述旁通单向阀9，所述高压滤清器8的另一端通过所述止回阀5与所述蓄能器2连接，所述卸压阀7的另一端与所述储液箱10连接，所述蓄能器2与所述负载连接。

在本发明中，储液箱10用于存储液压介质，在电动泵1的作用下，储液箱10中的液压介质依次通过吸油滤清器6、高压滤清器8、止回阀5后流入蓄能器2中，蓄能器2用于储存来自控制油路电动液压泵提供的液压介质。卸压阀7在电动泵1的压力达到一定压力时，将电动泵的压力进行卸压，对液压系统起保护作用，防止系统压力过大。吸油滤清器6用于对吸入电动泵1中的液压介质进行粗过滤，高压滤清器8用于对电动泵1排出的液压介质进行精过滤。单向阀9在高压滤清器8的进口与出口的液体压力差大于2.5bar时开启，小于2.5bar时关闭。

在本发明中，所述负载为变速器液压执行系统。

进一步地，在所述止回阀与所述蓄能器连接的管路上设置有压力传感器3和温度传感器4，用于测量蓄能器2的压力和液压介质的温度。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种液压动力装置的控制方法，由于该方法所解决问题的原理与液压动力装置相似，因此该方法的实施可以参见前述装置的实施，重复之处不再赘述。

本实施例提供的液压动力装置的控制方法，利用前述实施例的液压动力装置，基于在不同整车工况下，变速器液压执行系统对蓄能器的压力大小及建压速度的需求，同时根据压力传感器及温度传感器反馈的当前蓄能器的压力和液压介质的温度来计算电动泵需求转速，通过电动泵控制器(未图示)调节电动泵至目标转速，最终实现蓄能器的压力控制，如图2所示。本实施例的液压动力装置的具体的控制通过变速器控制器(未图示)执行。电动泵控制器设置在变速器控制器与电动泵之间，用于接收变速器控制器发出的电动泵目标转速，同时控制电动泵转速达到目标转速。

具体地，图3为本发明实施例提供的液压动力装置的控制方法的流程示意图。如图3所示，本发明实施例提供的一种液压动力装置的控制方法，包括以下步骤：

S101、确定变速器液压执行系统对蓄能器的压力大小及建压速度的需求以及当前蓄能器的压力和液压介质的温度。

变速器液压执行系统对蓄能器的压力大小及建压速度的需求可基于车辆所处的整车工况来确定(随后介绍)，当前蓄能器的压力和液压介质的温度可通过压力传感器和温度传感器来测量。

S102、基于所确定的变速器液压执行系统对蓄能器的压力大小及建压速度的需求，以及当前蓄能器的压力和液压介质的温度来计算电动泵的目标转速。

在该步骤中，电动泵的目标转速可通过查表来确定，该表通过试验标定建立。该表为以液压介质的温度、当前压力、目标压力、达到目标压力的时间为输入的数据表格，输出为目标转速。

S103、启动电动泵并调节电动泵至目标转速，以实现对蓄能器的压力控制。

进一步地，所述控制方法可包括以下4种控制。

在一个示意性实施例中，第一种控制包括以下步骤：

S201、在确定所述变速器液压执行系统需要快速建立压力，且蓄能器压力低于设定的压力下限阈值P_min时，基于当前蓄能器的压力和液压介质的温度来计算电动泵的第一目标转速n₁₁。

在该步骤中，例如在车辆冷启动或者车辆刚启动时，但并不局限于此，变速器液压执行系统需要快速建立压力。在液压执行系统需要在500ms内建立压力到20bar，3.5s内建立压力到35bar的情况下，可确定液压执行系统需要快速建立压力。压力下限阈值基于蓄能器的充油压力和系统需求压力确定，在一个非限制示例中，可设定为35bar。第一目标转速n₁₁也是基于查表确定。

S202、启动电动泵并调节至第一目标转速n₁₁，使得蓄能器快速建立压力至变速器液压执行系统要求的目标压力P₁₁。

在该步骤中，目标压力P₁₁基于不同工况来确定。

S203、在蓄能器压力达到所述目标压力P₁₁后，再次计算所述电动泵的第二目标转速n₂₁。

在该步骤中，第二目标转速n₂₁也是基于查表确定。

S204、调节电动泵至所述第二目标转速n₂₁，使得蓄能器正常建压至设定的压力上限阈值P_max。

在该步骤中，压力上限阈值P_max由蓄能器的充油压力和电动泵最大工作压力共同决定，在一个非限制示例中，可设定为60bar。

S205、在蓄能器压力达到所述设定的压力上限阈值P_max后，停止电动泵。

在一个示意性实施例中，第二种控制包括以下步骤：

S301、在确定所述变速器液压执行系统需要正常速度建立压力，且蓄能器压力低于设定的压力下限阈值P_min，以及变速器液压执行系统没有压力需求或其需求压力小于蓄能器压力时，计算电动泵的目标转速n₁₂。

在该步骤中，例如在补偿液压系统泄漏或者液压执行系统连续动作后系统压力下降时，但并不局限于此，变速器液压执行系统需要正常速度建立压力。在蓄能器压力从35bar到60bar的充油时间大于10s的情况下，可确定变速器液压执行系统需要正常速度建立压力。压力下限阈值P_min基于蓄能器的充油压力和系统需求压力确定，在一个非限制示例中，可设定为35bar。第一目标转速n₁₂也是基于查表确定。

S302、启动电动泵并调节至目标转速n₁₂，使得蓄能器正常建压至设定的压力上限阈值P_max。

在该步骤中，压力上限阈值P_max由蓄能器的充油压力和电动泵最大工作压力共同决定，在一个非限制示例中，可设定为60bar。

S303、在蓄能器压力达到设定的压力上限阈值P_max后，停止电动泵。

在一个示意性实施例中，第三种控制包括以下步骤：

S401、在确定蓄能器压力高于设定的下限阈值P_min，但变速器液压执行系统瞬时需求压力大于蓄能器压力时，计算电动泵的第一目标转速n₁₃。

在该步骤中，在急速换挡或者低温工况下换挡时，但并不局限于此，变速器液压执行系统瞬时需求压力大于蓄能器压力。压力下限阈值P_min基于蓄能器的充油压力和系统需求压力确定，在一个非限制示例中，可设定为35bar。第一目标转速n₁₃也是基于查表确定。

S402、启动电动泵并调节至第一目标转速n₁₃，使得蓄能器快速建立压力至变速器液压执行系统要求的目标压力。

该步骤中的目标压力为步骤S401中的瞬时需求压力。

S403、在蓄能器压力达到目标压力后，再次计算电动泵的第二目标转速n₂₃。

在该步骤中，第二目标转速n₂₃也是基于查表确定。

S404、调节电动泵至第二目标转速n₂₃，使得蓄能器正常建压至设定的压力上限阈值P_max。

在该步骤中，压力上限阈值P_max由蓄能器的充油压力和电动泵最大工作压力共同决定，在一个非限制示例中，可设定为60bar。

S405、在蓄能器压力达到设定的压力上限阈值P_max后，停止电动泵。

在一个示意性实施例中，第四种控制包括以下步骤：

S501、在确定蓄能器压力高于设定的压力下限阈值P_min，但蓄能器压力减变速器液压执行系统工作压力的差值ΔP小于设定阈值P₀时，计算电动泵的目标转速n₁₄。

在该步骤中，例如在坡路起车或者100％油门工况下时，但并不局限于此，蓄能器压力与减变速器液压执行系统工作压力的差值ΔP小于设定阈值P₀，在一个非限制示例中，P₀可设定为5bar。压力下限阈值P_min基于蓄能器的充油压力和系统需求压力确定，在一个非限制示例中，可设定为35bar。第一目标转速n₁₄也是基于查表确定。

S502、启动电动泵并调节至目标转速n₁₄，使得蓄能器正常建压至设定的压力上限阈值P_max。

在该步骤中，压力上限阈值P_max由蓄能器的充油压力和电动泵最大工作压力共同决定，在一个非限制示例中，可设定为60bar。

S503、在蓄能器压力达到设定的压力上限阈值P_max后，停止电动泵。

即，在上述第一种控制至第四种控制中，目标转速都是基于查表确定，压力下限阈值和压力上限阈值都采用同样的方式确定，即四种控制中的压力上限阈值P_max和压力下限阈值P_min都是相同的。

上述各步骤可通过前述的装置来实现，在此不再赘述。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种液压动力装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

确定变速器液压执行系统对蓄能器的压力大小及建压速度的需求以及当前蓄能器的压力和液压介质的温度；

基于所确定的变速器液压执行系统对蓄能器的压力大小及建压速度的需求，以及当前蓄能器的压力和液压介质的温度来计算电动泵的目标转速；

启动电动泵并调节电动泵至目标转速，以实现对蓄能器的压力控制。

2.根据权利要求1所述的一种液压动力装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法具体包括：

在确定所述变速器液压执行系统需要快速建立压力，且蓄能器压力低于设定的压力下限阈值时，基于当前蓄能器的压力和液压介质的温度来计算电动泵的第一目标转速；

启动电动泵并调节至第一目标转速，使得蓄能器快速建立压力至变速器液压执行系统要求的目标压力；

在蓄能器压力达到所述目标压力后，再次计算所述电动泵的第二目标转速；

调节电动泵至所述第二目标转速，使得蓄能器正常建压至设定的压力上限阈值；

在蓄能器压力达到所述设定的压力上限阈值后，停止电动泵。

3.根据权利要求1所述的一种液压动力装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法具体包括：

在确定所述变速器液压执行系统需要正常速度建立压力，且蓄能器压力低于设定的压力下限阈值，以及变速器液压执行系统没有压力需求或其需求压力小于蓄能器压力时，计算电动泵的目标转速；

启动电动泵并调节至目标转速，使得蓄能器正常建压至设定的压力上限阈值；

在蓄能器压力达到设定的压力上限阈值后，停止电动泵。

4.根据权利要求1所述的一种液压动力装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法具体包括：

在确定蓄能器压力高于设定的下限阈值，但变速器液压执行系统瞬时需求压力大于蓄能器压力时，计算电动泵的第一目标转速；

启动电动泵并调节至第一目标转速，使得蓄能器快速建立压力至变速器液压执行系统要求的目标压力；

在蓄能器压力达到目标压力后，再次计算电动泵的第二目标转速；

调节电动泵至第二目标转速，使得蓄能器正常建压至设定的压力上限阈值；

在蓄能器压力达到设定的压力上限阈值后，停止电动泵。

5.根据权利要求1所述的一种液压动力装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法具体包括：

在确定蓄能器压力高于设定的压力下限阈值，但蓄能器压力减变速器液压执行系统工作压力的差值小于设定阈值时，计算电动泵的目标转速；

启动电动泵并调节至目标转速，使得蓄能器正常建压至设定的压力上限阈值；

在蓄能器压力达到设定的压力上限阈值后，停止电动泵。