CN109681626B - 驻车与电机冷却集成的混动变速箱液压控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种驻车执行系统与电机冷却系统集成的混动变速箱液压控制方法及系统，它包括液压驻车执行机构，用于执行驻车解锁和驻车动作；液压电机冷却执行机构，用于将液压油作为冷却介质，与电机进行热交换实现对电机的冷却；油泵及其驱动系统；换向阀；油泵将液压油输入至换向阀；换向阀可选择的将液压油输送到液压驻车执行机构，执行驻车解锁或驻车动作；或可选择的将液压油输送到液压电机冷却执行机构，执行电机冷却动作。通过换向阀将驻车执行机构集成到电机冷却执行机构中，通过电机冷却执行机构的油泵对驻车执行机构进行油压控制解锁，结构紧凑集成度高，所需装配空间小，系统零件种类少，液压控制方法简单，大大提高了系统集成度。

Description

驻车与电机冷却集成的混动变速箱液压控制方法及系统
技术领域
本发明涉及变速箱控制系统技术领域，具体地指一种驻车与电机冷却集成的混动变速箱液压控制方法及系统。
背景技术
在混合动力汽车变速箱的液压控制系统中，通常采用一个机械泵的方式对双电机冷却润滑控制：机械泵与驱动车轮相连，只要发动机启动或是车辆在行驶时，机械泵就会跟随一起工作。驻车机构多采用手动操纵机构，所需布置空间较大，零部件数量也较多，设计集成度普遍偏低。在一些自动变速箱中，驻车机构也有采用如电机驱动滚珠丝杠或液压缸的自动驻车机构，但采用驻车电机驱动的方式会造成设计成本上升。
液压控制自动驻车控制机构，如CN2015207626478记载了一种变速箱的液压控制系统，该系统需要供油系统将液压油输送到电机冷却、驻车等各子系统中，再通过阀门控制液压油走向实现电机冷却和驻车各条支路的动作，结构复杂，控制系统的零部件多，控制策略复杂，成本高，集成度低；201710373561X也记载了一种变速箱的液压控制系统，该系统中需要供油系统将液压油输送到电机冷却、驻车等各子系统中，并通过子系统的换向阀选择油路实现各子系统的动作，同样面临结构复杂、零部件多、控制策略复杂、成本高的问题。
因此如何设计一种电机冷却与驻车相集成、零部件少、控制部件少、控制策略简单的混动变速箱液压控制方法及系统是目前面临的问题。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种结构简单、控制方便、集成度高的驻车与电机冷却集成的混动变速箱液压控制方法及系统。
为实现此目的，本发明所设计的驻车与电机冷却集成的混动变速箱液压控制方法，其特征在于：它包括液压驻车执行机构，用于执行驻车解锁和驻车动作；液压电机冷却执行机构，用于将液压油作为冷却介质，与电机进行热交换实现对电机的冷却；油泵及其驱动系统；换向阀；所述油泵将液压油输入至换向阀；换向阀可选择的将液压油输送到液压驻车执行机构，执行驻车解锁或驻车动作；或可选择的将液压油输送到液压电机冷却执行机构，执行电机冷却动作。
进一步的，所述驻车解锁方法是：通过油泵从变速箱油底壳内抽取液压油输送到换向阀，换向阀将液压油输入到驻车液压缸，液压油驱动驻车活塞杆运动至驻车解锁位置；所述驻车方法是：换向阀将驻车液压缸的液压油导出至变速箱油底壳，驻车液压缸的活塞弹簧驱动驻车活塞杆回复至驻车位置。
更进一步的，所述驻车活塞杆是否运动至驻车解锁位置或驻车位置的判断方法是：在所述驻车液压缸上设置可探测所述驻车活塞杆在驻车液压缸内轴向位置的位置传感器，通过位置传感器所发出的信号判断所述驻车活塞杆在驻车液压缸内的轴向位置，从而判断车辆处于驻车解锁状态还是驻车状态。
进一步的，所述油泵从变速箱油底壳内抽取液压油并导入至换向阀的方法是：通过第二电机驱动冷却油泵，冷却油泵从变速箱油底壳内抽取油液并导入换向阀。
进一步的，所述液压电机冷却执行机构的电机冷却方法是：换向阀选择将液压油作为冷却介质输送，与电机进行热交换实现对电机的冷却。
更进一步的，所述液压电机冷却执行机构的油温控制方法是：在所述液压电机冷却执行机构的管路上连接温度传感器，根据温度传感器信号计算得出第二电机的运转速度，调节冷却油泵的转速，控制电机冷却系统的油液循环速度(即冷却油液的流速/流量)，使电机的温度在允许的范围内。
一种驻车与电机冷却集成的混动变速箱液压控制系统，其特征在于：它包括速箱油底壳，用于容纳液压油；冷却油泵及其驱动系统，用于对液压油加压输送；换向阀，接收油泵输入的液压油，选择将液压油直接输入到不同的液压执行机构并驱动其动作；液压驻车执行机构，直接通过换向阀选择输送液压油执行驻车解锁动作或驻车动作；液压电机冷却执行机构，直接通过换向阀选择输送液压油完成电机冷却动作。
进一步的，所述换向阀包括一个进油通道，用于液压油的导入；至少两个油压输出通道，用于将液压油导入液压驻车执行机构和液压电机冷却执行机构。
进一步的，所述液压驻车执行机构包括驻车液压缸，用于驱动驻车活塞杆运动至驻车解锁位置或驻车位置。
更进一步的，所述液压电机冷却执行机构包括冷却器，用于将液压油作为冷却介质进行冷却；冷却喷头，用于将经过冷却器冷却后的液压油喷洒在电机上，对电机进行冷却。
所述液压电机冷却机构的液压油回油不通过任何换向阀直接回变速箱油底壳。
本发明的有益效果是：通过换向阀将驻车执行机构集成到电机冷却执行机构中，通过电机冷却执行机构的油泵对驻车执行机构进行油压控制解锁，结构紧凑集成度高，所需装配空间小，系统零件种类少，液压控制方法简单，并通过变速箱控制器对两组电机油泵进行了主动控制，精确控制发电机和驱动电机的冷却与润滑所需求的流量，由于驻车液压缸为弹性复位单方向作用油缸，可通过换向阀实现进油和回油，减少了油路设置，从驻车液压缸和电机流出的液压油直接回到变速箱油底壳内，无需控制阀控制，因此具有较大的成本优势，大大提高了系统集成度。
附图说明
图1为本发明所设计的驻车与电机冷却集成的混动变速箱液压控制系统的连接结构图；
其中，1—变速箱油底壳，2—压力油泵过滤器，3—压力油泵，4—第一电机，5—换向阀(51—连接件油压输出通道，52—驻车液压缸油压输出通道，53—驻车液压缸卸油通道，54—进油通道，55—连接件卸油通道)，6—驻车液压缸(61—驻车活塞杆，62—位置传感器，63—活塞弹簧，64—活塞)，7—油压传感器，8—离合器活塞缸，9—离合器阻力阀，10—变速箱控制器，11—第二电机，12—温度传感器，13—冷却油泵过滤器，14—冷却油泵，15—冷却器，16—发电机，17—驱动电机，18—离合器调压油管，19—第一冷却喷头，20—第二冷却喷头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，包括变速箱油底壳1，压力油泵过滤器2，压力油泵3，第一电机4，换向阀5，驻车液压缸6，油压传感器7，离合器活塞缸8，离合器阻力阀9，变速箱控制器10，以及第二电机11，温度传感器12，冷却油泵过滤器13，冷却油泵14，冷却器15，发电机16以及驱动电机17。
换向阀5和驻车液压缸6集成到第二电机11和冷却油泵14的回路中，换向阀5为三位五通电磁换向阀，共有五个通道：连接件油压输出通道51，驻车液压缸油压输出通道52，驻车液压缸卸油通道53，进油通道54和连接件卸油通道55。当换向阀5未接收到来自于变速箱控制器10的控制电流时，表示此时无需进行驻车解锁动作，进油通道54和连接件油压输出通道51直接连通，此时驻车液压缸油压输出通道52和驻车液压缸卸油通道53直接连通并进行卸油，连接件卸油通道55处于关闭状态。当换向阀5接收到来自于变速箱控制器10的控制电流时，表示此时需进行驻车解锁动作，进油通道54和驻车液压缸油压输出通道52直接连通，此时连接件油压输出通道51和连接件卸油通道55直接连通并进行卸油，驻车液压缸卸油通道53处于关闭状态。
驻车液压缸6接收来自于换向阀5的驻车液压缸油压输出通道52的液压油，活塞64在承受油压作用后会与驻车活塞杆61一起向左运动，运动过程中会克服活塞弹簧63的压缩反作用力，驻车活塞杆61向左运动到一定行程后可以使得变速箱内部的驻车机构解锁，通过机械结构，如凸起、卡槽等使得驻车活塞杆61一直处于解锁位置，在此之后换向阀5的驻车液压缸油压输出通道52输出油压即可解除。驻车保持在解锁位置之后，混合动力汽车可以以电机驱动模式开始起步并在中低速段行驶，当车辆需要进入中高车速段行驶时，此时电机驱动模式驱动能力有限，因此需要将发动机的动力通过离合器接合后直接与电机驱动的动力两路耦合在一起驱动车辆行驶，通过控制器10提供驱动电流给第一电机4，并且控制器10控制进油通道54与连接件油压输出通道51连通，从而通过油压传感器7的压力信号反馈，离合器阻力阀9卸油调压控制，对第一电机4的转速和转矩进行主动控制，从而使压力油泵3产生相应的转速、输出流量和油压，综合控制完成离合器活塞缸8内部油压的主动精确控制使得离合器接合，将发动机的动力传递到汽车车轮端，在离合器控制过程中换向电磁阀5的驻车液压缸油压输出通道52与驻车液压缸卸油通道53连通，使得驻车液压缸6内的压力油卸载。当汽车减速停车或是长时间等红灯，变速箱需要进入驻车位置时，此时驻车液压缸6内的压力油已经卸载，，然后变速箱控制器10的控制机械结构对驻车活塞杆61进行解锁，在已被压缩的活塞弹簧63的推力作用下，活塞64及驻车活塞杆61向右运动，当驻车活塞杆61向右运动到一定行程时，此时变速箱内部的驻车机构自动将进入到驻车锁止位置，在此后由于活塞弹簧63的复原力一直使得变速箱处于驻车锁止位置。
位置传感器62，其可探测驻车活塞杆61的运动位置，并将位置信号输送到变速箱控制器10，来判断此时变速箱内的驻车机构是处于驻车状态还是驻车解锁状态。
换向阀5的连接件油压输出通道51输出大流量油液，通过冷却器15进行降温冷却后对发电机16和驱动电机17进行喷淋冷却，同时可以对电机内部的轴承进行润滑。换向阀5的驻车液压缸油压输出通道52同样是输出驻车液压缸6的控制液压油，可以使得变速箱驻车机构解锁。将换向阀5和驻车液压缸6集成在电机冷却系统的回路中，由于驻车解锁动作在短时间内即可完成，冷却润滑回路可以在其他时间通过变速箱控制器10对第二电机11进行长期的主动控制，因此可以满足电机冷却系统的长期控制要求。
驻车液压缸6为弹性复位单作用油缸，可通过换向阀5控制驻车液压缸6的进油和卸油，无需另外设置回油通道，简化了结构，降低了成本。从驻车液压缸6和电机卸出的液压油直接进入变速箱油底壳1内，无需设置控制阀控制回油回路，进一步简化了结构，通过换向阀5即可实现对整个系统的油路控制，大大提高了系统集成度。
本专利的变速箱控制器10至少具有7个信号控制口，其中第一信号控制口对第一电机4进行转速和转矩控制；第二信号控制口对限制驻车活塞杆61的机械结构进行电流控制，当需要驻车解锁时，即通过电流控制使机械结构解锁对驻车活塞杆61的限位作用；第三信号控制口接收来自位置传感器62的位置信号，判断此时液压驻车执行机构是处于驻车锁止状态还是驻车解锁状态；第四信号控制口接收油压传感器7的压力信号，通过油压信号反馈，及离合器阻力阀9卸油调压控制，对第一电机4的转速和转矩进行主动控制，从而使压力油泵3产生相应的转速、输出流量和油压，综合控制完成离合器活塞缸8内部油压的主动精确控制；第五信号控制口对换向阀5进行换向控制；第六信号控制口接收油温传感器12的油液温度信号，油温信号反馈到变速箱控制器10，通过第七信号控制口对第二电机11的转速和转矩进行主动控制，从而冷却油泵14产生相应的转速、输出流量，综合控制完成对各工况下的发电机16和驱动电机17所需冷却润滑流量的主动精确控制。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构做任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种驻车与电机冷却集成的混动变速箱液压控制方法，其特征在于：它包括液压驻车执行机构，用于执行驻车解锁和驻车动作；液压电机冷却执行机构，用于将液压油作为冷却介质，与电机进行热交换实现对电机的冷却；油泵及其驱动系统；换向阀(5)；所述油泵将液压油输入至换向阀(5)；换向阀(5)可选择的将液压油输送到液压驻车执行机构，执行驻车解锁或驻车动作；或可选择的将液压油输送到液压电机冷却执行机构，执行电机冷却动作；
所述驻车解锁方法是：通过油泵从变速箱油底壳(1)内抽取液压油输送到换向阀(5)，换向阀(5)将液压油输入到驻车液压缸(6)，液压油驱动驻车活塞杆(61)运动至驻车解锁位置；所述驻车方法是：换向阀(5)将驻车液压缸(6)的液压油导出至变速箱油底壳(1)，驻车液压缸(6)的活塞弹簧(63)驱动驻车活塞杆(61)回复至驻车位置；
所述驻车活塞杆(61)是否运动至驻车解锁位置或驻车位置的判断方法是：在所述驻车液压缸(6)上设置可探测所述驻车活塞杆(61)在驻车液压缸(6)内轴向位置的位置传感器(62)，通过位置传感器(62)所发出的信号判断所述驻车活塞杆(61)在驻车液压缸(6)内的轴向位置，从而判断车辆处于驻车解锁状态还是驻车状态；
所述油泵从变速箱油底壳(1)内抽取液压油并导入至换向阀(5)的方法是：通过第二电机(11)驱动冷却油泵(14)，冷却油泵(14)从变速箱油底壳(1)内抽取油液并导入换向阀(5)；
所述液压电机冷却执行机构的电机冷却方法是：换向阀(5)选择将液压油作为冷却介质输送，与电机进行热交换实现对电机的冷却；
所述液压电机冷却执行机构的油温控制方法是：在所述液压电机冷却执行机构的管路上连接温度传感器(12)，根据温度传感器(12)信号计算得出第二电机(11)的运转速度，调节冷却油泵(14)的转速，控制电机冷却系统的油液循环速度，使电机的温度在允许的范围内；
所述驻车液压缸(6)为弹性复位单作用油缸。
2.一种驻车与电机冷却集成的混动变速箱液压控制系统，其特征在于：它包括速箱油底壳(1)，用于容纳液压油；冷却油泵(14)及其驱动系统，用于对液压油加压输送；换向阀(5)，接收油泵输入的液压油，选择将液压油直接输入到不同的液压执行机构并驱动其动作；液压驻车执行机构，直接通过换向阀(5)选择输送液压油执行驻车解锁动作或驻车动作；液压电机冷却执行机构，直接通过换向阀(5)选择输送液压油完成电机冷却动作。
3.如权利要求2所述的驻车与电机冷却集成的混动变速箱液压控制系统，其特征在于：所述换向阀(5)包括一个进油通道(54)，用于液压油的导入；至少两个油压输出通道，用于将液压油导入液压驻车执行机构和液压电机冷却执行机构。
4.如权利要求3所述的驻车与电机冷却集成的混动变速箱液压控制系统，其特征在于：所述液压驻车执行机构包括驻车液压缸(6)，用于驱动驻车活塞杆(61)运动至驻车解锁位置或驻车位置。
5.如权利要求3所述的驻车与电机冷却集成的混动变速箱液压控制系统，其特征在于：所述液压电机冷却执行机构包括冷却器(15)，用于将液压油作为冷却介质进行冷却；冷却喷头，用于将经过冷却器冷却后的液压油喷洒在电机上，对电机进行冷却。
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