CN108626366B - 用于自动变速器的包括三通电磁致动阀的冷却和润滑系统 - Google Patents

Abstract

一种用在自动变速器中的系统，该系统包括三通电磁致动阀，该三通电磁致动阀具有阀主体、阀以及弹簧，该阀主体具有入口端口以及第一出口端口和第二出口端口，该阀设置在阀主体内并且能可滑动地控制，以使得第一出口端口和第二出口端口之间的流量成比例，且该弹簧设置在阀主体中以偏置阀用于流向第二出口端口。该系统还包括至少一个泵、第一流体回路以及第二流体回路，该至少一个泵将流体提供给入口端口，该第一流体回路连接于第一出口端口以将流体提供给自动变速器的第一子系统，且该第二流体回路连接于第二出口端口，以将流体提供给自动变速器的第二子系统。

Description

用于自动变速器的包括三通电磁致动阀的冷却和润滑系统

技术领域

本发明总地涉及一种用于自动变速器的冷却和润滑系统，并且更具体地说涉及用于自动变速器的包括三通电磁致动阀的系统。

背景技术

本领域已知的传统车辆通常包括发动机，该发动机具有旋转输出，该旋转输出将旋转输入提供给变速器，例如用于车辆的动力系系统的自动变速器。变速器通过一系列预定齿轮组改变由发动机的输出产生的旋转速度和转矩，以将动力传递至车辆的一个或多个车轮，由此齿轮组之间的改变使得车辆能针对给定发动机速度在不同车辆速度下行进。

除了齿轮组之间改变以外，自动变速器还用于调节与发动机的接合，由此变速器能选择性地控制与发动机的接合，从而便于车辆操作。借助示例，在车辆停车或怠速的同时，或者当变速器在齿轮组之间改变时，发动机和自动变速器之间的转矩传递通常中断。在传统的自动变速器中，调节经由诸如液压变矩器的液力装置来实现。然而，诸如双离合器变速器或并联混合动力变速器的现代自动变速器可利用一个或多个电子和/或液压致动离合器来更换变矩器。自动变速器通常使用液压流体来控制，并且包括泵组件、一个或多个液压电磁致动阀以及电子控制器。泵组件将流体动力源提供给电磁致动阀，这些电磁致动阀进而由控制器致动，以将液压流体选择性地引导过整个自动变速器，从而控制对由发动机的输出产生的旋转转矩的调节。电磁致动阀还通常用于控制用于自动变速器的离合器和同步器的致动的液压流体，并且还可用于控制在操作中用于冷却和/或润滑变速器的各个部件的液压流体。

在许多情形中，针对自动变速器，提供电磁致动阀来用于诸如离合器、电动机等变速器子系统的冷却或润滑。通常，提供一个电磁致动阀来用于沿一个方向控制流至一个或多个变速器子系统的冷却流体流量。电磁致动阀通常将受控的可变量的流体流量提供给一个或多个变速器子系统。因此，在本领域中需要提供一种包括单个电磁致动阀和泵控制件的系统，该系统为用在自动变速器中的两个不同子系统提供独立的比例流量控制。

发明内容

本发明提供一种用在自动变速器中的系统，该系统包括三通电磁致动阀，该三通电磁致动阀具有阀主体、阀以及弹簧，该阀主体具有入口端口以及第一出口端口和第二出口端口，该阀设置在阀主体内并且能可滑动地控制，以使得第一出口端口和第二出口端口之间的流量成比例，且该弹簧设置在阀主体中以偏置阀用于流向第二出口端口。该系统还包括至少一个泵、第一流体回路以及第二流体回路，该至少一个泵将流体提供给入口端口，该第一流体回路连接于第一出口端口以将流体提供给自动变速器的第一子系统，且该第二流体回路连接于第二出口端口，以将流体提供给自动变速器的第二子系统。

本发明的一个特征在于，提供一种用于自动变速器的新系统，该系统包括三通电磁致动阀。本发明的另一特征在于，所包括的三通电磁致动阀具有入口端口和两个出口端口，该入口端口由泵馈给，而该两个出口端口连接于自动变速器的需要冷却/润滑的两个不同子系统。本发明的优点在于，在该系统中，通过控制电磁致动阀的电流以及用于泵的电动机的速度，能控制较宽范围的润滑/冷却流量分布的组合。本发明的又一优点在于，该系统通过电磁致动阀和电动机速度的控制允许在一定程度上对自动变速器的两个不同子系统进行独立的流量控制。

在结合附图读取了后续描述之后，本发明的其它目的、特征以及优点会显而易见，因为则会变得更易于理解。

附图说明

图1是根据本发明的具有包括冷却和润滑系统的动力系系统的车辆的示意图。

图2是图1所示冷却和润滑系统的一个实施例的示意图。

图3是类似于图2的视图，说明图1所示冷却和润滑系统的更详细实施例。

图3A是图2和3的冷却和润滑系统的电磁致动阀的剖视图。

图4是针对图2的冷却和润滑系统的流量对电流的图表。

图5是针对图2的冷却和润滑系统的流量对电流的另一图表。

图6是针对图3的冷却和润滑系统的流量对电流的又一图表。

具体实施方式

现参照附图，其中类似的附图标记用于指代类似的结构除非另有指示，车辆动力系系统在图1中示意地以10来说明。动力系系统10包括发动机12，该发动机与自动变速器14旋转连通。发动机12产生旋转转矩，该旋转转矩选择性地传递至自动变速器14，该自动变速器进而将旋转转矩传递至总地以16指示的一个或多个车轮。为此，一对车轴18将旋转转矩从自动变速器14传递至车轮16。应意识到的是，图1的发动机12和自动变速器14具有传统的“横向前轮驱动”动力系系统10中采用的类型。还应意识到的是，发动机12和/或自动变速器14能以足以产生并传递旋转转矩来驱动车辆的任何合适方式构造，而不会偏离本发明的范围。

自动变速器14通过一系列预定齿轮组20（并未详细示出，但在本领域大体是已知的）倍增由发动机12产生的旋转速度和转矩，由此齿轮组20之间的改变使得车辆能针对发动机12的给定速度在不同车辆速度下行进。因此，自动变速器14的齿轮组20构造成使得发动机12能在尤为理想的旋转速度下操作，从而优化车辆的性能和效率。除了齿轮组20之间改变以外，自动变速器14还用于调节与发动机12的接合，由此变速器14能选择性地控制与发动机12的接合，从而便于车辆操作。借助示例，在车辆停车或怠速的同时，或者当变速器14在齿轮组20之间改变时，发动机12和自动变速器14之间的转矩传递通常中断。利用一个或多个液压致动离合器组件22（并未详细示出，但在本领域中大体是已知的）来实现对发动机12和双离合器自动变速器14之间旋转转矩的调节。此种构造有时在本领域称为“双离合器”自动变速器14。双离合器自动变速器14的示例在授予Braford, Jr.的美国专利号8,375,816中公开，该申请的内容整体通过参照的方式纳入本文。应意识到的是，自动变速器14适用于诸如机动车辆的车辆，但也可结合任何合适类型的车辆使用。

不管动力系系统10的特定构造如何，通常使用液压流体来控制自动变速器14。确切地说，使用液压流体来冷却、润滑、致动自动变速器14，且该自动变速器使用液压流体来调节转矩。为此，如下文更详细描述的是，自动变速器14通常包括电子控制器24，该电子控制器与一个或多个电磁线圈26（参见图1）电气连通，该一个或多个电磁线圈用于引导、控制或以其它方式调节遍及变速器14的流体流量。为了便于液压流体遍及自动变速器14的流动，动力系系统10包括总地以28指示的一个或多个泵。在一个实施例中，泵28可以是正排量泵组件。应意识到的是，泵28将加压液压流体提供给电磁致动阀26。

现参照图2，示出用于自动变速器14的系统的一个实施例，例如总地以30指示的并且根据本发明的冷却和润滑系统。在该实施例中，冷却和润滑系统30包括至少一个泵28以泵送诸如液压流体的流体。冷却和润滑系统30还包括电磁致动阀26的三通电磁致动阀26a，该三通电磁致动阀流体地连接于泵28。三通电磁致动阀26a流体地连接于自动变速器14的第一子系统32和第二子系统34。冷却和润滑系统30进一步包括流体地连接于泵28的旁通孔口36，以使得流体绕过三通电磁致动阀26a旁通至自动变速器14的第一子系统32。

在一个实施例中，第一子系统32包括分离离合器K0，且混合动力变速器（P2类型）的电力牵引马达的转子和第二子系统34包括自动变速器14的两个离合器K1和K2。在一个实施例中，离合器K1和K2是湿式摩擦离合器。在三通电磁致动阀26a中，电子控制器24通过激活和停用电磁线圈来控制阀抵靠于偏置弹簧的可变定位，以比例地改变流量在两个子系统32和34之间的分布。三通电磁致动阀26a能将所有流量引导至自动变速器14的一个子系统32、34（零电流）、另一子系统32、34（最大电流）或两个子系统32和34（零电流和最大电流之间的任何电流）。应意识到的是，可包括围绕具有固定旁通孔口36的三通电磁致动阀26a的可选并联流动通路，以将最小流量提供给自动变速器14的任一个或两个子系统32和34。

参照图3A，示出用于自动变速器14的根据本发明的冷却和润滑系统30的更详细实施例。在该实施例中，冷却和润滑系统30包括集存槽38，该集存槽包含诸如液压流体的流体40。冷却和润滑系统30还包括过滤器42，该过滤器流体地连接于集存槽40以过滤来自流体40的污染物。在一个实施例中，过滤器42是抽吸过滤器。冷却和润滑系统30进一步包括总地以28指示的一个或多个泵，这些泵流体地连接于过滤器42。在一个实施例中，泵28包括第一泵28a和第二泵28b，该第一泵产生高流量和低压力，且该第二泵产生低流量和高压力。在一个实施例中，冷却和润滑系统30还包括电动机（EM）44，该电动机联接于第一泵28a和第二泵28b的至少一个，以使得第一泵28a和第二泵28b的至少一个由电动机44驱动且能由电动机比例地控制。应意识到的是，电动机44连接于诸如电子控制器24的电力源。

冷却和润滑系统30还包括流体冷却器46和冷却器旁通阀48，该流体冷却器流体地连接于一个或多个泵28，且该冷却器旁通阀围绕流体冷却器46流体地连接，以使得流体在某些状况下绕过流体冷却器46。冷却和润滑系统30进一步包括过滤器50，该过滤器流体地连接于流体冷却器46和冷却器旁通阀48以过滤流体中的污染物。冷却和润滑系统30还包括三通电磁致动阀26a，该三通电磁致动阀流体地连接于过滤器50并且流体地连接于自动变速器14的第一子系统32和第二子系统34。冷却和润滑系统30可包括流体地连接于过滤器50的旁通孔口36，以使得流体绕过三通电磁致动阀26a旁通至自动变速器14的第一子系统32。

如图3中所示，在一个实施例中，三通润滑电磁致动阀26a包括具有阀孔54的阀主体52。阀主体52还包括多个端口，即与阀孔54流体地连通的一个入口端口56以及第一出口端口58和第二出口端口60。三通电磁致动阀26a还包括阀构件或滑阀62（即，液压控制阀），该阀构件或滑阀可滑动地设置在阀主体52的阀孔54内。阀构件62具有多个阀元件（未示出），以使得阀主体52的出口端口58和60之间的流量成比例。三通电磁致动阀26a进一步包括设置在阀孔54中的偏置回复弹簧64，以偏置阀构件62用于流向第二出口端口62。三通电磁致动阀26a还包括总地以66指示的电子控制电磁线圈，用于致动阀构件62，从而控制入口端口56以及出口端口58和60之间的液压流体压力。应意识到的是，电磁线圈66从诸如电子控制器24的主要驱动器（未示出）接收持续可变控制信号。

冷却和润滑系统30进一步包括第一流体回路68，该第一流体回路流体地连接于三通电磁致动阀26a的第一出口端口58以及第一子系统32，用于将冷却流体提供给第一子系统32。冷却和润滑系统30还包括第二流体回路70，该第二流体回路流体地连接于三通电磁致动阀26a的第二出口端口60以及第二子系统34，用于将冷却流体提供给第二子系统34。应意识到的是，三通电磁致动阀26a使得自动变速器14的第一子系统32和第二子系统34之间的流体40的流量成比例。

在一个实施例中，三通电磁致动阀26a能设置成使得对中的阀构件62将流量提供给子系统32和34两者（负遮盖阀）。此种结构的流量特征在图4中示出。如图4中所示，示出用于流量特征的图表72。图表72包括流体流量（升每分钟（Lpm））的Y轴线74，和用于三通电磁致动阀26a的电磁线圈电流（毫安（mA））的X轴线76。应意识到的是，在图4中，图表72包括针对三通电磁致动阀26a的闭心状况的曲线78和80。还应意识到的是，曲线78和80之间的流量差是由于旁通孔口36的固定流量82引起的。

在另一实施例中，三通电磁致动阀26a能设置成使得对中的阀构件62基本上切断向给子系统32和34两者（遮盖阀）的流量。此种结构的流量特征在图5中示出。如图5中所示，示出用于流量特征的图表72。图表72包括流体流量（升每分钟（Lpm））的Y轴线74，和用于三通电磁致动阀26a的电磁线圈电流（毫安（mA））的X轴线76。应意识到的是，在图5中，图表72包括针对三通电磁致动阀26a的开心状况的曲线78和80。还应意识到的是，曲线78和80之间的流量差是由于旁通孔口36的固定流量82引起的。

在又一实施例中，泵28由电动机44驱动（而非由内燃机机械地驱动）。在该实施例中，电动机44的速度能连同三通电磁致动阀26a的电磁线圈66的电流一起调节，以向自动变速器14的两个子系统32和34提供润滑/冷却流量的无限组合。图6示出基于泵速度和电磁线圈电流的理论流量系列。如图6中所示，示出示例流量分布的图表72，以示出随着泵RPM或速度增大的全局流量增大以及随着三通电磁致动阀26a的电磁线圈电流变化的流量分布偏差。图表72包括流体流量（升每分钟（Lpm））的Y轴线74，和用于三通电磁致动阀26a的电磁线圈电流（毫安（mA））的X轴线76。应意识到的是，在图6中，图表72包括三通电磁致动阀26a的A流量（高RPM）、B流量（高RPM）、A流量（中等RPM）、B流量（中等PRM）、A流量（低RPM）以及B流量（低RPM）的曲线。应意识到的是，随着泵RPM或速度分布增大或减小，曲线在图表72中上下移动。

在又一实施例（负遮盖阀芯和电动机驱动泵）以及应用（P2混合动力变速器）中，可相对简单地完整控制向第一子系统32的启动离合器和第二子系统34的电力牵引马达的润滑/冷却流量。应意识到的是，与之前执行的其它方案相比，这是较小、更简单且更简洁的方案。

已以说明的方式描述了本发明。应理解的是，已使用的术语在本质上旨在是描述性而非限制性的词语。

基于上述教示，本发明的许多修改和变型是可能的。因此，在所附权利要求的范围内，本发明能以确切描述以外的方式实践。

Claims (16)

1.一种用在自动变速器（14）中的系统（30），所述系统（30）包括：

三通电磁致动阀（26a），所述三通电磁致动阀包括：

阀主体（52），所述阀主体具有入口端口（56）以及第一出口端口（58）和第二出口端口（60）；

阀（62），所述阀设置在所述阀主体（52）内并且能可滑动地控制，以使得所述第一出口端口（58）和所述第二出口端口（60）之间的流量成比例；以及

弹簧（64），所述弹簧设置在所述阀主体（52）中，以偏置所述阀（62）用于流向所述第二出口端口（60）；

至少一个泵（28），所述至少一个泵将流体提供给所述入口端口（56）；

旁通孔口（36），以使得固定的流体流量绕过所述三通电磁致动阀（26a）旁通至所述自动变速器（14）的第一子系统；

第一流体回路（68），所述第一流体回路连接于所述第一出口端口（58），以将流体提供给所述自动变速器（14）的第一子系统（32）；以及

第二流体回路（70），所述第二流体回路连接于所述第二出口端口（60），以将流体提供给所述自动变速器（14）的第二子系统（34）。

2.根据权利要求1所述的系统（30），其中，所述第一子系统（32）和所述第二子系统（34）的至少一个包括至少一个湿式摩擦离合器。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的系统（30），其中，所述至少一个泵（28）由电动机（44）驱动并且能由所述电动机比例地控制。

4.根据权利要求1或2中任一项所述的系统（30），其中，所述第一子系统（32）和所述第二子系统（34）的一个包括电力牵引马达。

5.根据权利要求1或2中任一项所述的系统（30），其中，所述第一子系统（32）包括至少一个湿式摩擦离合器，且所述至少一个泵（28）由电动机（44）驱动并且能由所述电动机比例地控制。

6.根据权利要求1或2中任一项所述的系统（30），其中，所述第一子系统（32）包括电力牵引马达，且所述第二子系统（34）包括至少一个湿式摩擦离合器。

7.根据权利要求1或2中任一项所述的系统（30），其中，所述至少一个泵（28）由电动机（44）驱动并且能由所述电动机比例地控制，且所述第一子系统（32）包括电力牵引马达。

8.根据权利要求1或2中任一项所述的系统（30），其中，所述至少一个泵（28）由电动机（44）驱动并且能由所述电动机比例地控制，所述第一子系统（32）包括电力牵引马达，并且所述第二子系统（34）包括至少一个湿式摩擦离合器。

9.一种用在自动变速器（14）中的冷却和润滑系统（30），所述冷却和润滑系统（30）包括：

三通电磁致动阀（26a），所述三通电磁致动阀包括：

阀主体（52），所述阀主体具有入口端口（56）以及第一出口端口（58）和第二出口端口（60）；

阀（62），所述阀设置在所述阀主体（52）内并且能可滑动地控制，以使得所述第一出口端口（58）和所述第二出口端口（60）之间的流量成比例；以及

弹簧（64），所述弹簧设置在所述阀主体（52）中，以偏置所述阀（62）用于流向所述第二出口端口（60）；

至少一个泵（28），所述至少一个泵由电动机（44）驱动并且能由所述电动机比例地控制，以将流体提供给所述入口端口（56）；

第一流体回路（68），所述第一流体回路连接于所述第一出口端口（58），以将冷却流体提供给所述自动变速器（14）的第一子系统（32）；

第二流体回路（70），所述第二流体回路连接于所述第二出口端口（60），以将冷却流体提供给所述自动变速器（14）的第二子系统（34）；以及

旁通孔口（36），以使得固定的流体流量绕过所述三通电磁致动阀（26a）旁通至所述自动变速器（14）的所述第一子系统（32）。

10.根据权利要求9所述的冷却和润滑系统（30），其中，所述第一子系统（32）和所述第二子系统（34）的至少一个包括至少一个湿式摩擦离合器。

11.根据权利要求9或10中任一项所述的冷却和润滑系统（30），其中，所述第一子系统（32）和所述第二子系统（34）的一个包括电力牵引马达。

12.根据权利要求9或10中任一项所述的冷却和润滑系统（30），其中，所述第一子系统（32）包括电力牵引马达，且所述第二子系统（34）包括至少一个湿式摩擦离合器。

13.一种自动变速器（14），其包括：

第一子系统（32）；

第二子系统（34）；

三通电磁致动阀（26a），所述三通电磁致动阀包括：

阀主体（52），所述阀主体具有入口端口（56）以及第一出口端口（58）和第二出口端口（60）；

阀，所述阀设置在所述阀主体内并且能可滑动地控制，以使得所述第一出口端口（58）和所述第二出口端口（60）之间的流量成比例；以及

弹簧（64），所述弹簧设置在所述阀主体（52）中，以偏置所述阀（62）用于流向所述第二出口端口（60）；

至少一个泵（28），所述至少一个泵将流体提供给所述入口端口（56）；

旁通孔口（36），以使得固定的流体流量绕过所述电磁致动阀（26a）旁通至所述第一子系统（32）；

第一流体回路（68），所述第一流体回路连接于所述第一出口端口（58），以将流体提供给所述第一子系统（32）；以及

第二流体回路（70），所述第二流体回路连接于所述第二出口端口（60），以将流体提供给所述第二子系统（34）。

14.根据权利要求13所述的自动变速器（14），其中，所述第一子系统（32）包括电力牵引马达，且所述第二子系统（34）包括至少一个湿式摩擦离合器。

15.一种用在自动变速器（14）中的系统（30），所述系统（30）包括：

三通电磁致动阀（26a），所述三通电磁致动阀包括：

阀主体（52），所述阀主体具有入口端口（56）以及第一出口端口（58）和第二出口端口（60）；

阀（62），所述阀设置在所述阀主体（52）内并且能可滑动地控制，以使得所述第一出口端口（58）和所述第二出口端口（60）之间的流量成比例；以及

弹簧（64），所述弹簧设置在所述阀主体（52）中，以偏置所述阀（62）用于流向所述第二出口端口（60）；

至少一个泵（28），所述至少一个泵将流体提供给所述入口端口（56）；

第一流体回路（68），所述第一流体回路连接于所述第一出口端口（58），以将流体提供给所述自动变速器（14）的第一子系统（32）；以及

第二流体回路（70），所述第二流体回路连接于所述第二出口端口（60），以将流体提供给所述自动变速器（14）的第二子系统（34），

其中，所述三通电磁致动阀（26a）向所述第一子系统（32）和所述第二子系统（34）提供冷却和润滑。

16.一种用在自动变速器（14）中的系统（30），所述系统（30）包括：

三通电磁致动阀（26a），所述三通电磁致动阀包括：

阀主体（52），所述阀主体具有入口端口（56）以及第一出口端口（58）和第二出口端口（60）；

阀（62），所述阀设置在所述阀主体（52）内并且能可滑动地控制，以使得所述第一出口端口（58）和所述第二出口端口（60）之间的流量成比例，其中，所述阀（62）适于将流体同时引导至所述第一出口端口（58）和所述第二出口端口（60）两者；以及

弹簧（64），所述弹簧设置在所述阀主体（52）中，以偏置所述阀（62）用于流向所述第二出口端口（60）；

至少一个泵（28），所述至少一个泵将所述流体提供给所述入口端口（56）；

第一流体回路（68），所述第一流体回路连接于所述第一出口端口（58），以将流体提供给所述自动变速器（14）的第一子系统（32）；以及

第二流体回路（70），所述第二流体回路连接于所述第二出口端口（60），以将流体提供给所述自动变速器（14）的第二子系统（34）。

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