CN108700192A - 液压系统和用于控制液压系统中的压力的方法 - Google Patents

Abstract

一种液压系统和用于控制车辆变速器的液压系统中的压力的方法，该液压系统至少具有主摩擦元件(2)和副摩擦元件(3)，用于通过摩擦元件(2)的致动经由液压系统将发动机动力联接和传递到车辆的车轮，该方法包括：借助于具有至少两个出口管线(5)的压力泵系统，将加压流体供给到管线压力回路(7)；在压力泵系统上设置旁通回路(9)，旁通回路(9)打开时以允许流动流过；设置旁通操作元件(11)，用于经由旁通阀(10)控制旁通回路(9)；其中，旁通操作元件(11)经由副阀(19)另行控制副摩擦元件(3)上的副压；从而在确定的状态下，使旁通操作元件(11)致动以打开旁通回路(9)，从而减少供给到管线压力回路(7)的流动，并且另行将副摩擦元件(3)上的压力降低到低于主摩擦元件(2)上的压力的值，以提供更小的扭矩。

Description

液压系统和用于控制液压系统中的压力的方法

技术领域

本发明涉及一种用于车辆变速器的液压系统，所述液压系统至少具有主摩擦元件和副摩擦元件，用于通过摩擦元件的致动经由液压系统将发动机动力联接和传递到车辆的车轮。

背景技术

通常而言，变速器通过来自诸如内燃机或电动机之类的动力源的速度和扭矩的转换来提供发动机动力受控的应用。液压系统可以提供车辆变速器中摩擦元件的致动，用于将变速器输入联接到齿轮系以将发动机动力传递到车辆的车轮。

包括摩擦元件的该变速器是已知的，例如，无级变速器(CVT)是包含摩擦元件的公知变速器。摩擦元件可以实施为滑轮，在该滑轮之间可以借助于摩擦力来夹紧诸如链条或皮带之类的柔性元件。

一般而言，液压系统是双系统，其具有用于摩擦元件致动的回路、所谓的管线压力回路，并且具有用于润滑和/或冷却所谓的润滑回路的回路。一般而言，管线压力回路在相对较高的压力下工作，而润滑回路在更低的压力下工作。

液压系统使用操作元件，优选为将作为输入的电能传递到作为输出的机械和/或液压能的操作元件。该操作元件一般实施为螺线管，其在接收电输入信号时控制液压系统各部分的诸如阀之类的部件。一般而言，存在：用于控制管线压力阀的管线螺线管；用于控制主摩擦元件的主阀的主螺线管；用于控制副摩擦元件的副阀的副螺线管；用于控制离合器阀的离合器螺线管；用于控制变矩器压力阀的变矩器电磁阀；以及用于控制旁通阀的旁通螺线管。可以设置用于对存在于液压系统中的其他阀进行控制的其他螺线管。

螺线管是相对昂贵的部件，并且需要能量来致动。由于液压系统通过泵系统加压，因此，一直在追求降低液压系统的能量消耗，其中，所述泵系统使用来自动力源的能量来驱动泵系统并对液压系统加压。为液压系统提供动力的能量无法用于驱动车辆。动力源例如可以是内燃机、蓄电池或电动机等。

此外，所谓的增压功能可能需要优选在不改变压力水平的情况下，在管线压力回路中急剧或快速地改变流动。另外，系统可以设置有附加泵，其由附加操作元件或附加螺线管调节，关于该系统，例如参见EP1482215。该系统的缺点可能在于，考虑到所需的部件数量，特别是若使用相对昂贵的螺线管，该系统相对昂贵。

替代地，为了减少螺线管的数量，通常省略专用管线螺线管，而仅使用主螺线管和副螺线管来分别控制主摩擦元件上的主压和副摩擦元件上的副压。然而，该控制系统的缺点在于，可以用于在摩擦元件之间将例如无级变速器(CVT)的皮带之类的柔性元件夹紧的最小压力与管线压力相等，因此可能维持得相对较高。对于更低的扭矩水平，这可能导致变速器的低效率。

本发明的目的在于提供一种消除至少一个上述缺点的液压系统。特别地，提供一种旨在优选以更具成本效益的方式实现至少与现有技术系统相同的性能的液压系统。

发明内容

另外，本发明提供根据权利要求1的液压系统。

通过提供具有操作旁通阀和操作副阀的至少两种功能的操作元件，可以在液压系统中使用更少的部件，从而提供更具成本效益和/或更可靠的液压系统。

泵系统包括至少两个出口管线，例如，泵系统可以实施为具有两个泵室的单个泵，或者可以实施为双泵或两个泵。在正常运行中，泵或泵室都在运行并将流动输送到两个出口管线。在正常情况下，两个出口管线的流动被输送到液压系统，并在液压系统中产生压力，之后，旁通回路被旁通阀关闭，因此旁通回路中没有流动。管线压力回路、润滑回路以及各种部件中的压力由各种操作元件控制。在确定的状态下，当摩擦元件上需要更小的扭矩时，可以使旁通操作元件致动以打开旁通回路，从而减少供给到管线压力回路的流动，并且另行将副摩擦元件上的压力降低到低于主摩擦元件上的压力的值，以提供更小的扭矩。例如，这可以是过载状况下的情况。之后，副摩擦元件上的压力可以低于主摩擦元件上的压力。之后打开旁通阀以允许流动流过旁通回路，从而降低两个泵系统出口管线之一上的压力。此时，由于只有一个泵的流动进入回路，因此，输送到液压系统的流动部分减少。流动根据泵系统的结构而部分减小，例如当两个泵或泵室的尺寸相等时，流量减少一半，但也可以是其他比例。第二泵基本上可以在具有大致相同的入口压力和出口压力的空转下运转，因此由发动机消耗的能量更少。旁通操作元件控制旁通阀打开。另外，为了降低副摩擦元件上的压力，旁通操作元件控制副阀关闭，以使副摩擦元件上的压力下降到低于主摩擦元件上的压力。这样，单个操作元件可以执行两种功能，因此，可以使用更少的相对昂贵的螺线管，从而降低液压系统的成本。

而且，由主阀调节并由主操作元件独立控制的主摩擦元件上的最大压力水平可以降低到最小系统压力水平。这与主/从现有技术系统相反。根据本发明，例如，当副摩擦元件上的压力可以低于主摩擦元件上的压力时的过载中，可以获得相对较低的副压，从而在更低扭矩下具有更好的变速器性能。通过降低副摩擦元件上的压力，减小了副摩擦元件上的摩擦力，由于副摩擦元件上的摩擦力所需的动力更小，因此燃料消耗更少。

有利地，管线压力阀偏向预定下限管线压力，使得在故障安全模式下，当不对操作元件提供致动时，管线压力降低到下限管线压力，从而导致摩擦元件的致动减少，以提供车辆的减速模式。一般由管线压力阀上的弹力提供管线压力阀的偏置。在故障安全模式下，当操作元件没有致动时，例如，当电路出现故障或发动机出现故障，或者其他故障导致操作元件致动失效时，管线压力阀也没有致动，之后，管线压力阀切换到偏置位置、即预定下限管线压力。这样，在液压系统中维持有足够但有限的压力，用于提供减少的摩擦元件致动，使得车辆可以在受控模式下减速，从而允许在故障情况下安全停止。

更有利地，在故障情况下，故障安装模式提供跛行模式。另外，管线压力阀偏向非下限管线压力，该压力高于下限管线压力，使得在故障安全模式下，管线压力设定为预定压力以提供足够的摩擦元件致动，以使车辆可以安全地“跛行”。

优选地，为了提供跛行模式，旁通操作元件具有调节管线压力阀的第三功能。当致动时，旁通操作元件控制管线压力阀克服偏置弹簧的弹簧作用以调节管线压力。当操作元件没有致动时，例如在故障模式下，管线压力阀的偏置弹簧使压力偏向非下限压力，以允许车辆的跛行模式。

本发明还涉及用于控制压力的方法。在从属权利要求中表示出了其他有利实施例。

附图简述

将基于附图所示的示例性实施例对本发明作进一步阐述。示例性实施例是以本发明非限制性说明的方式给出的。

在附图中：

图1示出了根据本发明的液压系统的实施例的示意图；

图2示出了包括跛行功能的图1的实施例的示意图；

应当注意，附图仅是以非限制性示例的方式给出的本发明实施例的示意性表示。在附图中，相同或相应的部分标注相同的附图标记。

图1示出了用于车辆变速器的液压系统1的示意图，该液压系统至少具有主摩擦元件2和副摩擦元件3。使用摩擦元件的变速器的一例是无级变速器(CVT)。

主摩擦元件2和副摩擦元件3用于通过摩擦元件2、3的致动经由液压系统1将发动机动力联接和传递到车辆的车轮。

液压系统1包括压力泵系统4，该压力泵系统4具有至少两个出口管线5、6。压力泵系统4可以实施为具有两个泵室的泵，或者实施为各自具有泵室的两个泵等，也可以是各种变型。此处，压力泵系统4由分别具有出口管线5、6的泵4a、4b示意表示。

泵系统4由发动机提供动力，并对液压系统1的液压流体加压。加压的流体被供给到液压系统1。液压系统1一般是包括管线压力回路7和润滑回路8的双系统，在管线压力回路7中，流体具有相对较高的压力(约5～80巴，优选7～70巴)，在润滑回路8中，流体具有更低的压力(约5～10巴，优选6～9巴)。润滑回路8主要用于冷却和润滑变速器的部件，将不再进一步阐述。应当注意，高压范围和低压范围是重叠的，但也应当注意，高压在任何时候都高于低压，因此在使用期间压力不重叠。

在管线压力回路7中，操作元件或螺线管操作管线压力回路中的阀，用于控制：变速器的诸如主摩擦元件、副摩擦元件或离合器之类的部件上的压力；或者管线压力回路自身中的压力等。

压力泵系统4具有两个出口管线5、6，其联接到管线压力回路7。压力泵系统4还设置有旁通回路9，其由旁通阀10控制。当旁通回路9随着旁通阀10打开而打开时，流动流过旁通回路而压力系统4的输出流动减少，其中一个出口管线，此处为出口管线5中的压力降低。当旁通回路9关闭时，旁通阀10关闭，其中一个出口管线，此处为出口管线5的输出流动被供给到管线压力回路7。由于泵系统4的输出流动随后迅速地、几乎立即增加，因此，这也被称为“增压”功能。旁通阀10由旁通操作元件11控制。通过提供旁通回路9，第二泵或泵室4a的压力和输出流动始终可用，但并非总是供给到管线压力回路7。这样，当不需要额外的泵流动(无增压)时，由发动机消耗的能量更少。

在管线压力回路7中设置有各种阀，用于控制变速器和/或液压系统部件上的压力。此处未示出的电磁进给阀控制操作元件或螺线管上的压力。管线压力阀13设置成控制管线压力回路7中的压力。管线压力阀13的输出被供给到具有润滑阀的润滑回路8。润滑阀的输出一般被反馈到泵系统4。

还设置有主阀15，用于控制主摩擦元件2上的压力。流体流动可以经由主阀15进一步提供给此处未示出的选择阀，该选择阀控制前进离合器和后退离合器。此外，在管线压力回路7中设置有副阀19，该副阀19控制副摩擦元件3。管线压力回路7还包括离合器阀和扭矩控制阀，此处未示出。

各种阀13、15、19由操作元件或螺线管操作。管线压力阀13由管线操作元件20操作。主阀15由主操作元件21操作。此外，在液压系统的一实施例中，可设置离合器阀和/或扭矩控制阀，它们分别操作离合器阀和扭矩控制阀。

在现有技术系统中，副阀19由副操作元件控制。此处，根据本发明，副阀19还由旁通螺线管11控制。这样，旁通螺线管11具有操作旁通阀10和操作副阀19这两种功能。由于根据本发明，可以省去专用螺线管，因而省去用于控制螺线管的能量，并且通过省略一个螺线管可以节省设置螺线管的成本，因此较为有利。

此处，旁通螺线管11布置成在旁通阀10致动之后，使得副摩擦元件3上的压力下降到低于主摩擦元件2上的压力。当变速器过载时，这特别有利。之后，有利地，副摩擦元件3上的压力低于主摩擦元件2上的压力，从而在过载期间，副摩擦元件上提供摩擦力所需的能量更少。因此，能量消耗减少，并且更多的发动机动力可用于驱动车辆。因此，可以节省能量和成本。

管线压力回路7具有预定下限管线压力，使得在故障安全模式下，当没有对操作元件提供致动时，例如，在电气故障或发动机故障的情况下，根据具体的液压回路，管线压力降低到预定下限管线压力，例如5巴或7巴。通过设置该预定下限管线压力，可以对主摩擦元件2和副摩擦元件3提供有限致动，以使车辆能够以减速模式运转，从而使车辆例如可以沿着道路减速到硬质路肩或能够到达的其他安全地方为止。预定下限管线压力由管线压力阀13上的弹簧偏压提供。弹簧偏压由管线压力阀13上的弹簧24提供。

根据本发明，管线压力阀13可以附加地和/或替代地偏置朝向非下限管线压力，例如17巴或15巴。之后，在管线压力回路7中为主摩擦元件2和副摩擦元件3维持足够的压力，以提供车辆的跛行功能。另外，旁通螺线管11设置有第三功能，以使弹簧力24偏置到非下限管线压力。在图2中可选地提供和示出了旁通操作元件11的该第三功能。在本实施例中，该功能由旁通螺线管11与管线压力阀13之间的连接25提供。在其他实施例中，可能不存在该连接25。这样，通过提供该附加功能，例如在电气故障的情况下，由于车辆可以安全地继续其行程，因此可以增加安全性，直到达到理想的安全。

在一实施例中，副阀19实施为压差阀。替代地，副阀19可以实施为减压阀。在一实施例中，主阀15实施为减压阀，而管线压力阀13可以实施为卸压阀。

根据本发明，存在一种泵系统4，具有两个泵或泵室4a、4b，两个泵或泵室4a、4b分别具有出口管线5、6。压力系统4具有旁通回路9，该旁通回路9具有旁通阀10。此外，管线压力回路7局部表示出，示出了管线压力阀13、主阀15以及副阀19。此处，主阀15和副阀19均实施为减压阀。阀13、15、19、10分别由操作元件20、21、11、11操作。操作元件一般实施为螺线管，该螺线管通过流过该螺线管的电流操作。根据本发明，旁通操作元件11布置成操作旁通阀10，并且附加地布置成操作副阀19。这样，可以省略螺线管以节省成本和能量，从而节省燃料消耗。而且，通过为副阀19提供附加操作，在过载中，副摩擦元件上的压力可以变得低于主摩擦元件上的压力。需要更少的能量来致动副滑轮，从而使所需动力减小，这可导致更少的燃料消耗或更多的可用于驱动车辆的能量。此，提供了半独立的滑轮压力控制，其节省了成本，减少了一个螺线管，并且在过载中，通过允许副压低于主压来提供液压系统的有效性能。

为了清楚和简要描述的目的，特征在本文中作为相同或分开的实施例的一部分进行描述，然而，应当理解，本发明的范围可以包括具有所描述的全部或一些特征的组合的实施例。

对于本领域技术人员而言，多种变形将是显而易见的。所有变形应当理解为包含在以下权利要求所限定的本发明的范围内。

在权利要求中，括号内的任何参考符号不应解释为限制权利要求。“包括”一词不排除权利要求中列出的其他特征或步骤的存在。此外，词语“一”和“一个”不应被解释为限于“仅单个”，而是用于表示“至少一个”，并且不排除多个的情况。在相互不同的权利要求中引用特定手段这一情况并不意味着这些手段的组合不能被用来获得优点。

Claims (9)

1.一种用于车辆变速器的液压系统，所述液压系统至少具有主摩擦元件和副摩擦元件，用于通过摩擦元件的致动经由所述液压系统将发动机动力联接和传递到车辆的车轮，其特征在于，所述液压系统包括：

-压力泵系统，所述压力泵系统具有至少两个出口管线，用于将加压流体供给到管线压力回路，具有旁通回路的压力泵被旁通阀控制成当旁通回路打开以允许流动流过时，在其中一个出口管线中获得减压；

-主操作元件，所述主操作元件用于操作主阀，所述主阀布置成控制主摩擦元件上的压力；

-管线操作元件，所述管线操作元件用于操作管线压力阀，所述管线压力阀布置成控制管线压力回路中的压力；以及

-旁通操作元件，所述旁通操作元件用于调节所述旁通阀，其中，所述旁通操作元件附加地布置成操作副阀，使得在所述旁通阀致动之后，副摩擦元件上的压力下降到低于主摩擦元件上的压力，其中，所述副阀控制副摩擦元件上的压力。

2.如权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述管线压力阀偏置朝向预定下限管线压力，使得在故障安全模式下，当不对操作元件提供致动时，所述管线压力降低到所述下限管线压力，从而导致摩擦元件的致动减少，以提供车辆的减速模式。

3.如权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述管线压力阀偏置朝向预定下限管线压力，使得在故障安全模式下，当不对操作元件提供致动时，所述管线压力设置为预定管线压力，从而导致摩擦元件足够的致动，以提供车辆的跛行模式。

4.如权利要求3所述的液压系统，其特征在于，所述旁通操作元件附加地布置成调节所述管线阀，以抵消非下限压力偏置，从而在致动时降低最小管线压力。

5.如前述权利要求中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述副阀是压差阀。

6.如权利要求1至4中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述副阀是减压阀。

7.如前述权利要求中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述主阀是减压阀。

8.如前述权利要求中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述管线压力阀是卸压阀。

9.一种用于控制车辆变速器的液压系统中的压力的方法，所述液压系统至少具有主摩擦元件和副摩擦元件，用于通过摩擦元件的致动经由液压系统将发动机动力联接和传递到车辆的车轮，所述方法包括：

-借助于具有至少两个出口管线的压力泵系统，将加压流体供给到管线压力回路；

-在压力泵系统上设置旁通回路，当所述旁通回路打开以允许流动流过时，在其中一个出口管线中获得减压；

-设置主操作元件，用于经由主阀控制所述主摩擦元件的压力；

-设置管线压力操作元件，用于经由管线阀控制管线压力；以及

-设置旁通操作元件，用于经由旁通阀控制旁通回路；

-其中，所述旁通操作元件经由副阀另行控制副摩擦元件上的副压；

-从而在确定的状态下，当摩擦元件上需要更小的扭矩时，使所述旁通操作元件致动以打开所述旁通回路，从而减少供给到所述管线压力回路的流动，并且另行将副摩擦元件上的压力降低到低于主摩擦元件上的压力的值，以提供更小的扭矩。