CN115560067A - 一种混合动力变速箱液压系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混合动力变速箱液压系统，该液压系统包括主油路机构、离合器控制机构、换挡控制机构；所述工位控制阀、所述换档阀组和所述多位阀至少能够配置形成控制换档执行机构处于三个档位的三个换档油路；换档过程中，所述离合控制阀控制所述离合器处于分离状态，换档结束后，所述离合控制阀控制所述离合器处于接合状态；液压系统结构简单，直接通过工位控制阀控制机械多位阀的切换，完成车辆的升/降档工作，同时可以通过调节压力控制阀和流量控制阀的控制电流或电压，实现机械多位阀出油口液压油的压力调节，为换挡执行机构提供所需压力。其中，压力控制阀和流量控制阀为闭环控制，控制效果稳定，控制精度较高，且不受温度的影响。
Description
技术领域
本发明涉及换档控制技术领域，特别涉及一种混合动力变速箱液压系统。
背景技术
面临能源消耗和环境污染日趋严重的局面以及国内外油耗和排放法规日益严苛的挑战，各大汽车公司纷纷着力研发具有超高燃油经济性的电动驱动系统。在汽车驱动系统电动化的进程中，兼顾燃油经济性和技术成熟度的混合动力系统成为了现阶段较为理想的一种选择。
对于含有换档元件的混合动力变速箱，会涉及到换档执行机构和离合器执行机构的控制，这些功能一般都会采用液压系统来实现，而液压系统的结构设计和控制策略的好坏最终会体现在变速箱的工作性能上，并影响变速箱各零部件的使用性能及使用寿命。
当前，双泵驱动的双离合器自动变速箱液压系统中，主油路控制机构分别与离合器压力控制机构和换档控制机构相连。其中，换档控制机构分别与四个档位的驱动活塞相连，离合器压力控制机构的输出端分别与一对离合器油腔相连，通过控制主油路油压及流向，实现变速器不同的工作模式。当前的液压系统中包括机械泵、辅助电子泵和压力切换阀，辅助电子泵与机械泵共同支持主油路建压和润滑油路冷却流量控制。
因此，如何提供一种工作可靠性比较高的液压系统，是本领域内技术人员关注的技术问题之一。
发明内容
本发明的目的为提供一种结构简单的混合动力变速箱液压系统。
本发明提供了一种混合动力变速箱液压系统，包括以下部件：
主油路机构，至少包括压力油路、回油油路和油泵总成，所述油泵总成设置于所述压力油路；
离合器控制机构，包括离合控制阀，其至少具有两个工位，用于控制离合器处于接合状态和断开状态；
换档控制机构，包括换档阀组、多位阀和工位控制阀；
所述换档阀组、所述离合控制阀和所述工位控制阀并联于所述压力油路和所述回油油路之间；并且所述工位控制阀的其中一油口连通所述多位阀的控制油路，以控制所述工位控制阀的工作位置；
所述工位控制阀、所述换档阀组和所述多位阀至少能够配置形成控制换档执行机构处于三个档位的三个换档油路；换档过程中，所述离合控制阀控制所述离合器处于分离状态，换档结束后，所述离合控制阀控制所述离合器处于接合状态。
可选的，所述换档阀组包括压力控制阀和流量控制阀，所述压力控制阀的第一油口连通所述压力油路，所述压力控制阀的第二油口同时连通所述流量控制阀的第一工作口和所述多位阀的第一口，所述压力控制阀的第三油口连通回油油路；
所述流量控制阀的第二工作口连通所述多位阀的第二口，所述流量控制阀的第三工作口连通回油油路；
所述多位阀的第三口和第四口连通第一换档执行机构；
所述工位控制阀控制所述多位阀处于同一位置状态时，通过控制所述流量控制阀的控制压力、所述压力控制阀的控制压力，能够实现换档执行机构处于两个不同档位。
可选的，所述多位阀还包括第五口、第六口、第七口和第八口，所述第五口和所述第六口分别连通第二换档执行机构的两个液压腔，所述第七口和所述第八口均连通油箱；
当所述工位控制阀控制所述多位阀处于第一位置状态、所述压力控制阀的控制压力大于所述流量控制阀的控制压力时，所述第一换档执行机构处于1档位置，所述第二换档执行机构通过所述多位阀的内部通道与油箱相通；当所述工位控制阀控制所述多位阀处于第一位置状态、所述压力控制阀的控制压力小于所述流量控制阀的控制压力时，所述第一换档执行机构处于2档位置，所述第二换档执行机构通过所述多位阀的内部通道与油箱相通。
可选的，当所述工位控制阀控制所述多位阀处于第二位置状态、所述压力控制阀的控制压力大于所述流量控制阀的控制压力时，所述第二换档执行机构处于3档位置，所述第一换档执行机构通过所述工位控制阀与油箱相通。
可选的，所述压力控制阀、所述流量控制阀、所述工位控制阀和所述离合控制阀均为两位三通电磁阀，所述多位阀有两个工作位置。
可选的，包括压力传感器和温度传感器，所述压力传感器和所述温度传感器均设置于所述压力油路，分别用于检测所述压力油路的压力和温度。
可选的，所述油泵总成的出油口还设置有压力过滤器，所述压力过滤器包括并联的过滤部件和单向阀。
可选的，还包括蓄能器，设置于所述压力过滤器的下游，所述蓄能器包括壳体，所述壳体的内部包括弹簧腔和液压腔，所述弹簧腔具有稳压弹簧，所述液压腔具有工作油口，所述工作油口连通所述压力油路。
可选的，还包括泄压阀，与所述蓄能器的工作油口对接连接于所述压力油路，当所述压力油路的油压高于最大压力，则部分油液自所述泄压阀流至油箱。
可选的，还包括单向阀，设置于所述油泵总成出口。
本发明中的液压系统结构简单，直接通过工位控制阀控制机械多位阀的切换，完成车辆的升/降档工作，同时可以通过调节压力控制阀和流量控制阀的控制电流或电压，实现机械多位阀出油口液压油的压力调节，为换挡执行机构提供所需压力。其中，压力控制阀和流量控制阀为闭环控制，控制效果稳定，控制精度较高，且不受温度的影响。
附图说明
图1为本发明一种实施例中混合动力变速箱液压系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，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。
请参考图1，图1为本发明一种实施例中混合动力变速箱液压系统的结构示意图。
本发明提供了一种混合动力变速箱液压系统，该混合动力变速箱液压系统可以适用于双电机(P1/P2电机+P2.5/P3电机)混合动力系统，需要说明的是P1电机位于发动机曲轴上，在离合器之前；P2电机位于变速箱输入端，在离合器之后；P3电机位于变速箱输出端；P2.5电机位于变速箱内部。P1-P3电机定义均属于本领域常规技术，可进一步参考现有资料。当然，本文所提供的液压系统也可以适用于其他结构车辆的控制。
本发明所提供的混合动力变速箱液压系统包括主油路机构、离合器控制机构、换档控制机构。
其中，主油路机构至少包括压力油路、回油油路和油泵总成3，油泵总成设置于压力油路。在一种具体实施方式中，油泵总成的上游可以设置过滤部件2，以过滤进入油泵总成3的油液，避免对油泵总成3以及后续部件产生影响。油泵总成3可以包括电机油泵等动力部件。
离合器控制机构包括离合控制阀9，其至少具有两个工位，用于控制离合器处于接合状态和断开状态；具体地，离合控制阀9通过其内部油路可以实现压力油路驱动离合执行机构10动作，进而实现离合器的接合和断开。离合控制阀9可以为两位三通阀，当然也可以为其他结构的阀体，只要能够实现离合器的接合和断开功能即可。
换档控制机构，包括换档阀组、多位阀16和工位控制阀8。多位阀16至少具有两个工作位置，其工作位置的转换通过工位控制阀8实现。工位控制阀8的其中一油口连通多位阀的控制油路，以控制工位控制阀的工作位置。即工位控制阀连接于多位阀16的控制端口的油路上，通过改变工位控制阀8的出口油压而改变多位阀16控制端口的油压，进而控制多位阀16的工作位置。后文中给出了一种具体结构的工位控制阀和多位阀结构，详见后文描述。
本发明中的换档阀组、离合控制阀9和工位控制阀8并联于压力油路和回油油路之间；也就是说，本发明中的换挡阀组、离合控制阀9和工位控制阀8的动作均有压力油路进行控制。
本发明中工位控制阀8、换档阀组和多位阀至少能够配置形成控制换档执行机构处于三个档位的三个换档油路，以满足三个档位换档需求。并且换档过程中，离合控制阀9控制离合器处于分离状态，换档结束后，离合控制阀9控制离合器处于接合状态。
在一种具体实施例中，混合动力变速箱液压系统中换档阀组可以包括压力控制阀17和流量控制阀18，压力控制阀17的第一油口连通压力油路，压力控制阀17的第二油口同时连通流量控制阀18的第一工作口和多位阀的第一口，压力控制阀17的第三油口连通回油油路。流量控制阀18的第二工作口连通多位阀的第二口，流量控制阀18的第三工作口连通回油油路。
也就是说，压力控制阀17的第二油口通过分支管路同时能够连通流量控制阀18和多位阀16的工作口。
多位阀的第三口和第四口连通第一换档执行机构14；第一换挡执行机构14可以参考现有技术结构，其包括通过液压油驱动的换挡块。各换挡执行机构中换挡块位置检测可以通过位移传感器检测，例如第一换挡机构14设置有第一位移传感器14，第二换挡机构13设置有第二位移传感器12。
工位控制阀控制多位阀处于同一位置状态时，通过控制流量控制阀18的控制压力、压力控制阀17的控制压力，能够实现换档执行机构处于两个不同档位。
在上述实施方式的基础上，多位阀还可以进一步包括第五口、第六口、第七口和第八口，第五口和第六口分别连通第二换档执行机构的两个液压腔，第七口和第八口均连通油箱1；当工位控制阀控制多位阀处于第一位置状态、压力控制阀17的控制压力大于流量控制阀18的控制压力时，第一换档执行机构处于1档位置，第二换档执行机构通过多位阀的内部通道与油箱1相通；当工位控制阀控制多位阀处于第一位置状态、压力控制阀17的控制压力小于流量控制阀18的控制压力时，第一换档执行机构处于2档位置，第二换档执行机构通过多位阀的内部通道与油箱相通。
当工位控制阀控制多位阀处于第二位置状态、压力控制阀17的控制压力大于流量控制阀18的控制压力时，第二换档执行机构处于3档位置，第一换档执行机构通过工位控制阀与油箱相通。
下文以压力控制阀17、流量控制阀18、工位控制阀和离合控制阀9均为两位三通电磁阀，多位阀有两个工作位置为例介绍一种具体的控制方式。
请参考图1，当车辆进入1档时，离合控制阀9和换挡控制机构中的工位控制阀8、流量控制阀17和压力控制阀18均收到控制指令(该控制指令可以来自整车控制器)，离合控制阀9中的液压油由第一端口P流向第二端口A，建立离合器分离所需油压，离合器执行机构10向右运动，完成离合器的分离；工位电磁阀8中的液压油由第一口P流向第二口A，多位阀16的阀芯向左运动，左侧油路导通；压力控制阀18的液压油由第一油口P流向第二油口A和流量控制阀17中的液压油由第一工作口P流向第二工作口A，建立1档所需油压；基于1档的换挡策略，流量控制阀17控制的油压大于压力控制阀18控制的油压，第一档换挡执行机构15向右运动，完成进1档的动作；待完成档位切换后，离合器控制机构中的离合控制阀9和换挡控制机构中的工位控制阀8、流量控制17和压力控制阀18再次收到控制指令，其内的液压油分别从相对应的卸油口T回流至油箱，同时实现离合器的接合。
当车辆1档升2档时，原理同进1档一样，主要区别是流量控制阀17控制的油压小于压力控制阀18控制的油压，第一档换挡执行机构15向左运动，完成进2档的动作。
当车辆2档升3档时，原理同进1档一样，主要区别是工位控制阀8无需建立油压，多位阀16保持初始位置，即右侧油路导通；流量控制阀17控制的油压大于压力控制阀18控制的油压，第二换挡执行机构13向右运动，完成进3档的动作。
降档的切换原理同上述升档一样，此处再赘述。另外，上述例举的升降档原理只是本发明的其中一种，其余原理(如定义的档位不同和多位阀的初始位置不同等)均属于本发明的范畴。
本发明中的液压系统结构简单，直接通过工位控制阀控制机械多位阀的切换，完成车辆的升/降档工作，同时可以通过调节压力控制阀和流量控制阀的控制电流或电压，实现机械多位阀出油口液压油的压力调节，为换挡执行机构提供所需压力。其中，压力控制阀和流量控制阀为闭环控制，控制效果稳定，控制精度较高，且不受温度的影响。
上述各实施例中的混合动力变速箱液压系统的还包括压力传感器7和温度传感器20，压力传感器7和温度传感器20均设置于压力油路。压力传感器7用于检测出油口位置的油压，温度传感器20可以用于检测压力油路的温度，具体地可以测量油泵总成3的进油口或者油箱1位置的温度，及时了解油液温度和压力，当油液温度和压力出现异常时，可以及时处理，避免温度异常影响系统的正常工作，大大提高了系统的工作稳定性。
再者，上述油泵总成的出油口还可以设置有压力过滤器4，可以进一步将油泵总成3出油口的油液进行过滤，避免杂质进入后续各控制阀，从而保障各控制阀的正常工作性能。
本发明还提供了一种具体的实施方式中，液压系统还包括蓄能器6，设置于压力过滤器的下游，蓄能器6包括壳体，壳体的内部包括弹簧腔和液压腔，弹簧腔具有稳压弹簧，液压腔具有工作油口，工作油口连通压力油路。蓄能器6可起到稳定压力油路油液压力的作用，从而保证离合器执行机构和换挡执行机构良好的工作。
在另一种具体实施例中，混合动力变速箱液压系统还可以包括泄压阀19，与蓄能器6的工作油口对接连接于压力油路，当压力油路的油压高于最大压力，则部分油液自泄压阀19流至油箱。当主油路液压油压力超出泄压阀19的压力设定值时，泄压阀19打开，泄压阀19对压力油路进行分压，直到压力油路的液压油压力恢复正常，以保证液压系统工作的安全性。即泄压阀19可起到过载保护的作用，当液压系统内的液压油压力超出设定值时，泄压阀19打开，主油路压力降低，从而对液压系统实现保护。
除此之外，本发明的混合动力变速箱液压系统还可以包括单向阀5，设置于油泵总成3的出口。单向阀5的设置，可避免液压油回流至油泵3中。
以上对本发明所提供的一种混合动力变速箱液压系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.混合动力变速箱液压系统，其特征在于，包括以下部件：
主油路机构，至少包括压力油路、回油油路和油泵总成，所述油泵总成设置于所述压力油路；
离合器控制机构，包括离合控制阀，其至少具有两个工位，用于控制离合器处于接合状态和断开状态；
换档控制机构，包括换档阀组、多位阀和工位控制阀；
所述换档阀组、所述离合控制阀和所述工位控制阀并联于所述压力油路和所述回油油路之间；并且所述工位控制阀的其中一油口连通所述多位阀的控制油路，以控制所述工位控制阀的工作位置；
所述工位控制阀、所述换档阀组和所述多位阀至少能够配置形成控制换档执行机构处于三个档位的三个换档油路；换档过程中，所述离合控制阀控制所述离合器处于分离状态，换档结束后，所述离合控制阀控制所述离合器处于接合状态。
2.如权利要求1所述的混合动力变速箱液压系统，其特征在于，所述换档阀组包括压力控制阀和流量控制阀，所述压力控制阀的第一油口连通所述压力油路，所述压力控制阀的第二油口同时连通所述流量控制阀的第一工作口和所述多位阀的第一口，所述压力控制阀的第三油口连通回油油路；
所述流量控制阀的第二工作口连通所述多位阀的第二口，所述流量控制阀的第三工作口连通回油油路；
所述多位阀的第三口和第四口连通第一换档执行机构；
所述工位控制阀控制所述多位阀处于同一位置状态时，通过控制所述流量控制阀的控制压力、所述压力控制阀的控制压力，能够实现换档执行机构处于两个不同档位。
3.如权利要求2所述的混合动力变速箱液压系统，其特征在于，所述多位阀还包括第五口、第六口、第七口和第八口，所述第五口和所述第六口分别连通第二换档执行机构的两个液压腔，所述第七口和所述第八口均连通油箱；
当所述工位控制阀控制所述多位阀处于第一位置状态、所述压力控制阀的控制压力大于所述流量控制阀的控制压力时，所述第一换档执行机构处于1档位置，所述第二换档执行机构通过所述多位阀的内部通道与油箱相通；当所述工位控制阀控制所述多位阀处于第一位置状态、所述压力控制阀的控制压力小于所述流量控制阀的控制压力时，所述第一换档执行机构处于2档位置，所述第二换档执行机构通过所述多位阀的内部通道与油箱相通。
4.如权利要求3所述的混合动力变速箱液压系统，其特征在于，当所述工位控制阀控制所述多位阀处于第二位置状态、所述压力控制阀的控制压力大于所述流量控制阀的控制压力时，所述第二换档执行机构处于3档位置，所述第一换档执行机构通过所述多位阀的内部通道与油箱相通。
5.如权利要求3所述的混合动力变速箱液压系统，其特征在于，所述压力控制阀、所述流量控制阀、所述工位控制阀和所述离合控制阀均为两位三通电磁阀，所述多位阀有两个工作位置。
6.如权利要求1至5任一项所述的混合动力变速箱液压系统，其特征在于，包括压力传感器和温度传感器，所述压力传感器和所述温度传感器均设置于所述压力油路，分别用于检测所述压力油路的压力和温度。
7.如权利要求1至5任一项所述的混合动力变速箱液压系统，其特征在于，所述油泵总成的出油口还设置有压力过滤器，所述压力过滤器包括并联的过滤部件和单向阀。
8.如权利要求7所述的混合动力变速箱液压系统，其特征在于，还包括蓄能器，设置于所述压力过滤器的下游，所述蓄能器包括壳体，所述壳体的内部包括弹簧腔和液压腔，所述弹簧腔具有稳压弹簧，所述液压腔具有工作油口，所述工作油口连通所述压力油路。
9.如权利要求8所述的混合动力变速箱液压系统，其特征在于，还包括泄压阀，与所述蓄能器的工作油口对接连接于所述压力油路，当所述压力油路的油压高于最大压力，则部分油液自所述泄压阀流至油箱。
10.如权利要求1至5任一项所述的混合动力变速箱液压系统，其特征在于，还包括单向阀，设置于所述油泵总成出口。
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| US20200132187A1 (en) * | 2018-10-29 | 2020-04-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hydraulic control unit of vehicle drive system |
| CN111306295A (zh) * | 2018-12-12 | 2020-06-19 | 上海汽车集团股份有限公司 | 混合动力变速箱液压控制系统以及车辆 |
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