CN111207207B - 一种电流控制复合开关阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电流控制复合开关阀，具体涉及车辆变速器液压控制系统设备领域，包括油箱，所述油箱一侧外部设有第一吸油过滤器，所述油箱另一侧外部设有第二吸油过滤器，所述第一吸油过滤器和第二吸油过滤器的输出端均与油箱内腔相连。本发明通过用单独的一个开启状态线性可调的驱动电磁件取代了现有设计中常用的两个开关阀，可以通过调节驱动电磁件驱动电流的大小精确控制油路上三位六通阀的机械滑阀的位置，从而对阀的各个工作状态进行细微调节，以满足整车不同行驶工况时对电磁阀同一工作状态的不同需求；合理设计驱动电磁件工作状态转换时的油口开度，使系统设计更加简单，成本更低。

Description

一种电流控制复合开关阀

技术领域

本发明涉及车辆变速器液压控制系统设备技术领域，更具体地说，本发明涉及一种电流控制复合开关阀。

背景技术

在乘用车自动变速器领域，基于行驶安全、电子辅助泊车以及未来自动驾驶的需求，自动变速器集成电子驻车装置，并由变速器换挡控制模块提供可控的压力油进行状态控制的驻车系统，在新型变速器中的匹配越来越普遍。

同时，不断提升的系统效率一直是自动变速器发展的重要方向之一。其中机械泵加辅助电动泵的液压源配置是提升系统效率非常普遍的一种方案，所以在双泵系统中，协调双泵工作状态的一个开关换向阀的应用也就变得十分普遍。值得注意的是，这一开关换向阀一般具有根据需要主动控制以及由系统油压决定工作状态的被动控制两种类型。主动控制的阀由专用的先导阀或其它驱动装置作为状态控制信号，双泵系统的工作模式可以自由的、完全的受控于变速器电子控制单元（TCU），双泵系统的效率理论上可以得到完全的发挥。但是由于除了工作部分的开关换向阀主体外，还需要有另一套专用的状态控制装置，导致这一主动控制的开关阀成本较高。为降低成本，被动式的开关电磁阀也得到了部分应用。被动式开关换向阀的控制信号来源于系统主油压，而系统主油压优先满足的是离合器及换挡压力需求，因此可能存在部分工况下辅助电动泵不能参与供油或者部分工况参与供油的辅助电动泵效率偏低的情况，导致双泵系统的优势并不能完全的发挥。

目前的自动变速器液压控制模块在设计过程中，电子驻车驱动部分以及双泵系统的工作模式切换阀的部分都是作为独立的两个电磁阀在进行设计，并不能兼顾系统的成本及功能、性能需求，导致功能完善的控制系统结构复杂，成本较高，而结构简单的液压系统又有某些功能的缺失，同时控制性能也较差。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种电流控制复合开关阀，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种结构简单紧凑，用单一电磁阀在不同的控制电流段，同时实现驻车系统和双泵系统工装状态切换的功能装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电流控制复合开关阀，包括油箱，所述油箱一侧外部设有第一吸油过滤器，所述油箱另一侧外部设有第二吸油过滤器，所述第一吸油过滤器和第二吸油过滤器的输出端均与油箱内腔相连，所述第一吸油过滤器输入端连接有回油口和机械泵，所述第二吸油过滤器输入端连接有电动泵和内部单向阀，所述机械泵连接端设有高压出口单向阀，所述内部单向阀和高压出口单向阀连接端均设有驻车执行机构，所述驻车执行机构连接端设有二位三通阀；

所述驻车执行机构包括主油进油路口、泄油口、压力油进油油口、主油出油路口、润滑油路、驻车控制油路、驱动电磁件和阀芯复位弹簧；

所述二位三通阀包括机械滑阀和阀体；

所述驻车执行机构包括三种工作状态，所述驻车执行机构工作状态的改变由驱动电磁件的驱动电流决定；

所述驻车执行机构处于第一种工作状态时，泄油口与驻车控制油路相连，机械滑阀在阀芯复位弹簧的作用下运动到（或保持在）锁止位置，此时车辆应处于停止状态，所述压力油进油油口与主油进油路口和主油出油路口相连，此时启动电动泵压力油将由主油进油路口进入主油路建立压力；

所述驻车执行机构处于第二种工作状态时，所述主油进油路口与驻车控制油路相连，系统压力油通过此连通的油路驱动驻车装置解除锁止状态并维持解锁状态，驻车装置解锁速度的快慢取决于进油路口与驻车控制油路之间的过流面积以及进油路口的油压，所述压力油进油油口与主油进油路口和主油出油路口相连，启动电动泵后由主油进油路口进入主油路与机械泵输出油液共同建立系统压力；

所述驻车执行机构处于第三种工作状态时，所述主油进油路口与驻车控制油路相连，系统压力油通过此连通的油路驱动机械滑阀带动阀体进行活塞运动，解除锁止状态并维持，解锁速度的快慢取决于主油进油路口与驻车控制油路之间的过流面积以及主油进油路口的油压，同时，所述压力油进油油口与润滑油路相连，启动电动泵，电动泵出油口将直接与润滑油路连通。

在一个优选地实施方式中，所述主油进油路口和主油出油路口在物理结构上设置为一个油口，大幅减小了机械滑阀和阀体的长度及油路复杂程度。

在一个优选地实施方式中，所述驻车执行机构由第二种工作状态切换为第三种工作状态时的过程中的临界点时，压力油进油油口与主油出油路口和润滑油路同时连通。

在一个优选地实施方式中，所述驱动电磁件设置为直动式电磁铁，同样的泄露指标下，机械滑阀与阀体之间的间隙及公差可以加大，降低机械滑阀和阀体的制造难度，二位三通阀的抗污染能力也相应提升。

在一个优选地实施方式中，所述驱动电磁件设置为先导电磁阀，先导电磁阀的输出压力在各个使用工况条件下，可以不受其供油压力变化的影响。

在一个优选地实施方式中，所述驱动电磁件伸出长度等于阀芯复位弹簧的被压缩量。

在一个优选地实施方式中，所述内部单向阀与电动泵输出端相连，所述高压出口单向阀与机械泵输出端相连。

在一个优选地实施方式中，所述第一吸油过滤器和第二吸油过滤器输出端均设有导管，两导管与油箱连接处合并为一个导油管，所述导油管底端设置于油箱内腔底部。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过用单独的一个开启状态线性可调的驱动电磁件取代了现有设计中常用的两个开关阀，可以通过调节驱动电磁件驱动电流的大小精确控制油路上二位三通阀的机械滑阀的位置，从而对阀的各个工作状态进行细微调节，以满足整车不同行驶工况时对电磁阀同一工作状态的不同需求；整体结构包括二位三通阀和驻车执行机构两部分，并且通过设计优化，将主油进油路口与主油出油路口合并成一个，使驻车执行机构的整体结构更加简单紧凑，油路设计简单；合理设计驱动电磁件工作状态转换时的油口开度，使系统设计更加简单，成本更低；

2、本发明驱动电磁件断电或失效时，二位三通阀切换至第一种工作状态，此时电动泵启动产生的高压油仍然可以进入主油路，可以确保整车高速行驶过程中不会发生意外驻车的动作；而在车辆停止，驻车锁止机构解锁，驻车执行机构在自身阀芯复位弹簧的作用下进入驻车状态后，车辆将无法再次解除驻车状态进入行驶状态，无安全风险；在机械滑阀因卡滞而停止在非初始位置时，车辆仍然可以保持之前的运行状态，只有在车辆停止并进行驻车操作时，必须待发动机停转后才能锁止成功，而重新启动发动机后，车辆会自动解除驻车，但是考虑到需要先踩下制动踏板才允许启动发动机，不会有意外的安全风险，此外，不论驱动电磁件处于何种失效状态，结合整车的诊断及故障处理功能，都可以更好的保证车辆的操作安全。

附图说明

图1为本发明的整体油路原理示意图。

附图标记为：1油箱、21第一吸油过滤器、22第二吸油过滤器、3回油口、41机械泵、42电动泵、43内部单向阀、5高压出口单向阀、6驻车执行机构、61主油进油路口、62泄油口、63压力油进油油口、64主油出油路口、65润滑油路、66驻车控制油路、67驱动电磁件、68阀芯复位弹簧、7二位三通阀、71机械滑阀、72阀体。

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。

本发明提供了一种电流控制复合开关阀，包括油箱1，所述油箱1一侧外部设有第一吸油过滤器21，所述油箱1另一侧外部设有第二吸油过滤器22，所述第一吸油过滤器21和第二吸油过滤器22的输出端均与油箱1内腔相连，所述第一吸油过滤器21输入端连接有回油口3和机械泵41，所述第二吸油过滤器22输入端连接有电动泵42和内部单向阀43，所述机械泵41连接端设有高压出口单向阀5，所述内部单向阀43和高压出口单向阀5连接端均设有驻车执行机构6，所述驻车执行机构6连接端设有二位三通阀7；

所述驻车执行机构6包括主油进油路口61、泄油口62、压力油进油油口63、主油出油路口64、润滑油路65、驻车控制油路66、驱动电磁件67和阀芯复位弹簧68；

所述二位三通阀7包括机械滑阀71和阀体72；

所述驻车执行机构6包括三种工作状态，所述驻车执行机构6工作状态的改变由驱动电磁件67的驱动电流决定；

所述驻车执行机构6处于第一种工作状态时，驱动电磁件67的工作电流≤二位三通阀7保持第一种工作状态的最大电流值，泄油口62与驻车控制油路66相连，机械滑阀71在阀芯复位弹簧68的作用下运动到（或保持在）锁止位置，此时车辆应处于停止状态，所述压力油进油油口63与主油进油路口61和主油出油路口64相连，此时启动电动泵42压力油将由主油进油路口61进入主油路建立压力，实际上，由于此时驻车系统处于锁止状态，不允许变速器有诸如换挡、分合离合器等操作，所以此位置的主要作用是保持驻车控制油路的油压为零；

所述驻车执行机构6处于第二种工作状态时，此时，主油进油路口61开始与二位三通阀7开始联通的电流值≤驱动电磁件67的工作电流≤压力油进油油口63与主油进油路口61开始断开联通的电流值，所述主油进油路口61与驻车控制油路66相连，系统压力油通过此连通的油路驱动驻车装置解除锁止状态并维持解锁状态，驻车装置解锁速度的快慢取决于进油路口61与驻车控制油路66之间的过流面积以及进油路口61的油压，所述压力油进油油口63与主油进油路口61和主油出油路口64相连，启动电动泵42后由主油进油路口61进入主油路与机械泵41输出油液共同建立系统压力，该状态常用于配合发动机启停系统使用，可以明显改善车辆起步响应速度；

所述驻车执行机构6处于第三种工作状态时，此时，压力油进油油口63与润滑油路65开始联通的电流值≤驱动电磁件67的工作电流，所述主油进油路口61与驻车控制油路66相连，系统压力油通过此连通的油路驱动机械滑阀71带动阀体72进行活塞运动，解除锁止状态并维持，解锁速度的快慢取决于主油进油路口61与驻车控制油路66之间的过流面积以及主油进油路口61的油压，同时，所述压力油进油油口63与润滑油路65相连，启动电动泵42，电动泵42出油口将直接与润滑油路65连通，满足离合器及变速器轴齿润滑的需求。

所述主油进油路口61和主油出油路口64在物理结构上设置为一个油口，大幅减小了机械滑阀71和阀体72的长度及油路复杂程度；

所述驻车执行机构6由第二种工作状态切换为第三种工作状态时的过程中的临界点时，压力油进油油口63与主油出油路口64和润滑油路65同时连通；这种情况下，电动泵42的输出负荷却不会在切换过程中产生突变而对电动泵42本身或系统油路产生不利影响；最终简化了液压系统的整体设计，降低了生产成本；

所述驱动电磁件67设置为直动式电磁铁，同样的泄露指标下，机械滑阀71与阀体72之间的间隙及公差可以加大，降低机械滑阀71和阀体72的制造难度，二位三通阀7的抗污染能力也相应提升；

所述驱动电磁件67设置为先导电磁阀，先导电磁阀的输出压力在各个使用工况条件下，可以不受其供油压力变化的影响；

所述驱动电磁件67伸出长度等于阀芯复位弹簧68的被压缩量；

所述内部单向阀43与电动泵42输出端相连，所述高压出口单向阀5与机械泵41输出端相连；

所述第一吸油过滤器21和第二吸油过滤器22输出端均设有导管，两导管与油箱1连接处合并为一个导油管，所述导油管底端设置于油箱1内腔底部。

如图1所示的，实施方式具体为：驱动电磁件67取代了现有设计中常用的两个开关阀，可以通过调节驱动电磁件67驱动电流的大小精确控制油路上二位三通阀7的机械滑阀71的位置，从而对阀的各个工作状态进行细微调节，以满足整车不同行驶工况时对电磁阀同一工作状态的不同需求；整体结构包括二位三通阀7和驻车执行机构6两部分，并且通过设计优化，将主油进油路口61与主油出油路口64合并成一个，使驻车执行机构6的整体结构更加简单紧凑，油路设计简单；

驱动电磁件67断电或失效时，二位三通阀7切换至第一种工作状态，此时电动泵42启动产生的高压油仍然可以进入主油路，可以确保整车高速行驶过程中不会发生意外驻车的动作；而在车辆停止，驻车锁止机构解锁，驻车执行机构在自身阀芯复位弹簧68的作用下进入驻车状态后，车辆将无法再次解除驻车状态进入行驶状态，无安全风险；在机械滑阀71因卡滞而停止在非初始位置时，车辆仍然可以保持之前的运行状态，只有在车辆停止并进行驻车操作时，必须待发动机停转后才能锁止成功，而重新启动发动机后，车辆会自动解除驻车，但是考虑到需要先踩下制动踏板才允许启动发动机，不会有意外的安全风险，此外，不论驱动电磁件67处于何种失效状态，结合整车的诊断及故障处理功能，都可以更好的保证车辆的操作安全。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电流控制复合开关阀，包括油箱（1），其特征在于：所述油箱（1）一侧外部设有第一吸油过滤器（21），所述油箱（1）另一侧外部设有第二吸油过滤器（22），所述第一吸油过滤器（21）和第二吸油过滤器（22）的输出端均与油箱（1）内腔相连，所述第一吸油过滤器（21）输入端连接有回油口（3）和机械泵（41），所述第二吸油过滤器（22）输入端连接有电动泵（42）和内部单向阀（43），所述机械泵（41）连接端设有高压出口单向阀（5），所述内部单向阀（43）和高压出口单向阀（5）连接端均设有驻车执行机构（6），所述驻车执行机构（6）连接端设有二位三通阀（7）；

所述驻车执行机构（6）包括主油进油路口（61）、泄油口（62）、压力油进油油口（63）、主油出油路口（64）、润滑油路（65）、驻车控制油路（66）、驱动电磁件（67）和阀芯复位弹簧（68）；

所述二位三通阀（7）包括机械滑阀（71）和阀体（72）；

所述驻车执行机构（6）包括三种工作状态，所述驻车执行机构（6）工作状态的改变由驱动电磁件（67）的驱动电流决定；

所述驻车执行机构（6）处于第一种工作状态时，泄油口（62）与驻车控制油路（66）相连，所述压力油进油油口（63）与主油进油路口（61）和主油出油路口（64）相连，启动电动泵（42）压力油将由主油进油路口（61）进入主油路建立压力；

所述驻车执行机构（6）处于第二种工作状态时，所述主油进油路口（61）与驻车控制油路（66）相连，所述压力油进油油口（63）与主油进油路口（61）和主油出油路口（64）相连，启动电动泵（42）后由主油进油路口（61）进入主油路与机械泵（41）输出油液共同建立系统压力；

所述驻车执行机构（6）处于第三种工作状态时，所述主油进油路口（61）与驻车控制油路（66）相连，所述压力油进油油口（63）与润滑油路（65）相连，启动电动泵（42），电动泵（42）出油口将直接与润滑油路（65）连通。

2.根据权利要求1所述的一种电流控制复合开关阀，其特征在于：所述主油进油路口（61）和主油出油路口（64）在物理结构上设置为一个油口。

3.根据权利要求1所述的一种电流控制复合开关阀，其特征在于：所述驻车执行机构（6）由第二种工作状态切换为第三种工作状态时的过程中的临界点时，压力油进油油口（63）与主油出油路口（64）和润滑油路（65）同时连通。

4.根据权利要求1所述的一种电流控制复合开关阀，其特征在于：所述驱动电磁件（67）设置为直动式电磁铁。

5.根据权利要求1所述的一种电流控制复合开关阀，其特征在于：所述驱动电磁件（67）设置为先导电磁阀。

6.根据权利要求4或5任意一项所述的一种电流控制复合开关阀，其特征在于：所述驱动电磁件（67）伸出长度等于阀芯复位弹簧（68）的被压缩量。

7.根据权利要求1所述的一种电流控制复合开关阀，其特征在于：所述内部单向阀（43）与电动泵（42）输出端相连，所述高压出口单向阀（5）与机械泵（41）输出端相连。

8.根据权利要求1所述的一种电流控制复合开关阀，其特征在于：所述第一吸油过滤器（21）和第二吸油过滤器（22）输出端均设有导管，两导管与油箱（1）连接处合并为一个导油管，所述导油管底端设置于油箱（1）内腔底部。

Images