DE102006019096B4 - Variables Motor/Generator-Kühlungssteuersystem für elektrisch verstellbare Hybridfahrzeuggetriebe - Google Patents
Variables Motor/Generator-Kühlungssteuersystem für elektrisch verstellbare Hybridfahrzeuggetriebe Download PDFInfo
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Abstract
Variables Motor/Generator-Kühlungssteuersystem (210) für ein elektrisch verstellbares Hybridfahrzeuggetriebe, umfassend:
ein Relaisventil (216), das eine erste Position und eine zweite Position aufweist;
ein Regelventil (214);
eine Leitungsdruckquelle (268) für Druckfluid;
mehrere Motoren/Generatoren (276, 278), von denen jeder einzeln über einen von mehreren Versorgungskanälen (244, 246) mit dem Regelventil (214) in selektiver Fluidverbindung steht; und
ein Solenoidventil (212), welches das Relaisventil (216) und das Regelventil (214) so steuert, dass das Druckfluid von der Leitungsdruckquelle (268) selektiv an jeden der mehreren Motoren/Generatoren (276, 278) zum Kühlen übertragen wird.
ein Relaisventil (216), das eine erste Position und eine zweite Position aufweist;
ein Regelventil (214);
eine Leitungsdruckquelle (268) für Druckfluid;
mehrere Motoren/Generatoren (276, 278), von denen jeder einzeln über einen von mehreren Versorgungskanälen (244, 246) mit dem Regelventil (214) in selektiver Fluidverbindung steht; und
ein Solenoidventil (212), welches das Relaisventil (216) und das Regelventil (214) so steuert, dass das Druckfluid von der Leitungsdruckquelle (268) selektiv an jeden der mehreren Motoren/Generatoren (276, 278) zum Kühlen übertragen wird.
Description
- TECHNISCHES GEBIET
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuersystem zum selektiven Steuern der Fluidströmungsrate, um eine Kühlung von mindestens einer Motor/Generator-Anordnung eines elektrisch verstellbaren Hybridgetriebes zu bewirken.
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Es ist ein elektrisch verstellbares Hybridgetriebe für Fahrzeuge vorgeschlagen worden, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern und Abgasemissionen zu verringern. Das elektrisch verstellbare Getriebe teilt mechanische Leistung zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle mittels einer Differentialzahnradanordnung in eine mechanische Leistungsstrecke und eine elektrische Leistungsstrecke auf. Die mechanische Leistungsstrecke kann Kupplungen und zusätzliche Zahnräder umfassen. Die elektrische Leistungsstrecke kann zwei elektrische Leistungseinheiten, oder Motor/Generator-Anordnungen, anwenden, von denen jede als Motor oder Generator arbeiten kann. Mit einem elektrischen Speichersystem, wie etwa einer Batterie, kann das elektrisch verstellbare Getriebe in ein Antriebssystem für ein Hybridelektrofahrzeug eingebaut werden.
- Das Hybridantriebssystem verwendet eine elektrische Leistungsquelle wie etwa Batterien, sowie eine Maschinenleistungsquelle. Die elektrische Leistungsquelle ist mit den Motor/Generator-Einheiten über eine elektronische Steuereinheit verbunden, die die elektrische Leistung wie erforderlich verteilt. Die elektronische Steuereinheit weist auch Verbindungen mit der Maschine und dem Fahrzeug auf, um die Betriebseigenschaften oder den Betriebsbedarf zu bestimmen, so dass die Motor/Generator-Anordnungen entweder als Motor oder als Generator geeignet betrieben werden. Wenn sie als Generator betrieben wird, nimmt die Motor/Generator-Anordnung Leistung von entweder dem Fahrzeug oder der Maschine auf und speichert Leistung in der Batterie oder liefert diese Leistung, um eine andere elektrische Einrichtung oder eine andere Motor/Generator-Anordnung zu betreiben.
- Darüber hinaus können die Statoren für jede elektrische Motor/Generator-Anordnung, die in dem elektrisch verstellbaren Hybridgetriebe enthalten ist, unterschiedliche Kühlungsraten erfordern, die vom Arbeitszyklus jedes Motors/Generators abhängen. Die Kühlung des Stators wird typischerweise durchgeführt, indem der Stator mit einer kalibrierten Strömungsrate von Getriebefluid gebadet wird, was ermöglicht, dass die durch den Betrieb der Motoren/Generatoren erzeugte Wärme auf das Fluid übertragen wird. Eine kontinuierlich hohe Kühlungsrate ist einfach zu implementieren, jedoch können zusätzliche Pumplasten und Umlauf/Durchrutschverluste eine Abnahme des Wirkungsgrades über ein selektiv variables Motor/Generator-Kühlsystem erzeugen.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem in der
DE 10 2006 018 169 A1 beschriebenen Motor/Generator-Kühlsystem, das dem nachfolgend unter Bezugnahme auf die1 bis5 beschriebenen Motor/Generator-Kühlsystem entspricht, in wirtschaftlicher Hinsicht verbessertes Motor/Generator-Kühlsystem zu schaffen, das insbesondere mit weniger Ventilen auskommt. - ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung stellt ein variables Motor/Generator-Kühlungssteuersystem für ein elektrisch verstellbares Hybridfahrzeuggetriebe bereit, das ein Relaisventil mit einer ersten Position und einer zweiten Position, ein Regelventil, eine Leitungsdruckquelle für Druckfluid und mehrere Motoren/Generatoren aufweist, von denen jeder einzeln über einen von mehreren Versorgungskanälen mit dem Regelventil in selektiver Fluidverbindung steht. Es ist auch ein Solenoidventil vorgesehen, das dazu dient, das Relaisventil und das Regelventil zu steuern und somit das Druckfluid von der Leitungsdruckquelle selektiv an jeden der mehreren Motoren/Generatoren zum Kühlen weiterzuleiten. Das Solenoidventil der vorliegenden Erfindung kann ein Solenoidventil vom Typ mit variablem Druck sein, das dazu dient, das Relaisventil und das Regelventil zu steuern, indem ein Steuerkanal selektiv und variabel unter Druck gesetzt wird.
- Jeder der mehreren Versorgungskanäle kann mindestens eine Öffnung umfassen. Zusätzlich kann die Leitungsdruckquelle mit dem Regelventil über einen Leitungsdruckquellenkanal in Fluidverbindung stehen. Der Leitungsdruckkanal kann eine Öffnung umfassen.
- Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Arten zur Ausführung der Erfindung in Verbindung genommen mit den begleitenden Zeichnungen deutlicher werden.
- KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist ein schematisches Schaubild eines aus derDE 10 2006 018 169 A1 bekannten variablen Motor/Generator-Kühlsystems für ein elektrisch verstellbares Hybridgetriebe, das einen Betriebszustand mit ausgeschalteter Maschine darstellt; -
2 ist ein schematisches Schaubild des variablen Motor/Generator-Kühlsystems für ein elektrisch verstellbares Hybridgetriebe gemäß1 , das einen Betriebszustand mit eingeschalteter Maschine und geringer Kühlströmung zu sowohl Motor/Generator A als auch Motor/Generator B darstellt; -
3 ist ein beispielhaftes schematisches Schaubild des variablen Motor/Generator-Kühlsystems für ein elektrisch verstellbares Hybridgetriebe gemäß den voranstehenden Figuren, das einen Betriebszustand mit eingeschalteter Maschine und starker Kühlströmung zu dem Motor/Generator A und geringer Kühlströmung zu dem Motor/Generator B darstellt; -
4 ist ein beispielhaftes schematisches Schaubild eines variablen Motor/Generator-Kühlsystems für ein elektrisch verstellbares Hybridgetriebe gemäß den voranstehenden Figuren, das einen Betriebszustand mit eingeschalteter Maschine und geringer Kühlströmung zu dem Motor/Generator A und starker Kühlströmung zu dem Motor/Generator B darstellt; -
5 ist ein beispielhaftes schematisches Schaubild des variablen Motor/Generator-Kühlsystems für ein elektrisch verstellbares Hybridgetriebe gemäß den voranstehenden Figuren, das einen Betriebszustand mit eingeschalteter Maschine und starker Kühlströmung zu dem Motor/Generator A und starker Kühlströmung zu dem Motor/Generator B darstellt; -
6 ist ein schematisches Schaubild, das ein erfindungsgemäßes Motor/Generator-Kühlsystem für ein elektrisch verstellbares Hybridfahrzeuggetriebe zeigt, das einen Betriebszustand mit eingeschalteter Maschine und starker Kühlströmung zu dem Motor/Generator A und dem Motor/Generator B darstellt; -
7 ist ein schematisches Schaubild, das das erfindungsgemäße Motor/Generator-Kühlsystem für ein elektrisch verstellbares Hybridfahrzeuggetriebe zeigt, das einen Betriebszustand mit eingeschalteter Maschine und starker Kühlströmung zu dem Motor/Generator A und keiner Kühlung für den Motor/Generator B darstellt; -
8 ist ein schematisches Schaubild, das das erfindungsgemäße Motor/Generator-Kühlsystem für ein elektrisch verstellbares Hybridfahrzeuggetriebe zeigt, das einen Betriebszustand mit eingeschalteter Maschine und proportionaler Kühlung zwischen dem Motor/Generator A und dem Motor/Generator B darstellt; -
9 ist ein schematisches Schaubild, das das erfindungsgemäße Motor/Generator-Kühlsystem für ein elektrisch verstellbares Hybridfahrzeuggetriebe zeigt, das einen Betriebszustand mit eingeschalteter Maschine und keiner Kühlung für den Motor/Generator A und starker Kühlströmung für den Motor/Generator B darstellt; und -
10 ist ein schematisches Schaubild, das das erfindungsgemäße Motor/Generator-Kühlsystem für ein elektrisch verstellbares Hybridfahrzeuggetriebe zeigt, das einen Betriebszustand mit eingeschalteter Maschine und keiner Kühlung für den Motor/Generator A und keiner Kühlung für den Motor/Generator B darstellt. - BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
- In den Zeichnungen, in denen in allen Ansichten gleiche Bezugszeichen die gleichen oder entsprechenden Teile darstellen, ist in den
1 bis5 ein multiplextes Steuersystem10 zu sehen, das ein Solenoidventil12 , ein Multiplexventil14 , ein Dämpferabstimmventil16 , ein Relaisventil18 und ein Relaisventil20 aufweist. Das Solenoidventil12 ist ein Solenoidventil vom Typ mit variablem Druck, das ein Solenoidventil mit variabler Entleerung oder Pulsweitenmodulation umfassen kann. Fachleute auf dem Gebiet von Steuersystemen werden feststellen, dass es andere Arten von Solenoidventilen geben kann, die mit dem multiplexten Steuersystem10 vereinbar sind. Das Solenoidventil12 ist von einem normal im Low-Zustand befindlichen Typ, in dem das Solenoidventil12 den Durchtritt von Druckfluid nicht zulassen wird, wenn die elektrische Leistung für das Solenoidventil12 unterbrochen ist. Es kann jedoch abhängig von der Anwendung und dem gewünschten Ausgangszustand des multiplexten Steuersystems10 bei einer Unterbrechung elektrischer Leistung ein normal im High-Zustand befindlicher Typ verwendet werden. - Das Solenoidventil
12 befindet sich mit einem Auslasskanal22 (EX), einer Steuerdruckquelle24 (CTL) und einem Steuerkanal25 in Fluidverbindung. Der Auslasskanal22 stellt sicher, dass Druckfluid aus dem Inneren des Solenoidventils12 bei Rücknahme der Betätigung des Solenoidventils12 abgeführt wird. Die Steuerdruckquelle24 liefert ein Druckfluidsignal, um zuzulassen, dass der Steuerkanal25 durch die Betätigung des Solenoidventils12 selektiv mit variierenden Druckpegeln unter Druck gesetzt werden kann. - Das Multiplexventil
14 weist eine Bohrung26 und einen darin verschiebbar angeordneten Ventilschieber28 auf. Der Ventilschieber28 weist Stege30 ,32 und34 auf. Zusätzlich ist zwischen den Stegen30 und32 eine Vertiefung36 gelegen, wohingegen zwischen den Stegen32 und34 eine Vertiefung38 gelegen ist. Der Ventilschieber28 ist in der Bohrung26 durch eine Feder40 vorgespannt. Das Multiplexventil14 befindet sich mit einer Hilfsdruckquelle42 , dem Auslasskanal22 , dem Dämpferabstimmventil-Steuerkanal44 , dem Steuerkanal25 , einem Motor/Generator-Steuerkanal46 und einem Auslasskanal48 (EX) in Fluidverbindung. Der Ventilschieber28 dient dazu, jeden dieser Kanäle abhängig von der Position des Ventilschiebers28 in der Bohrung26 selektiv zu öffnen und zu blockieren. - Das Dämpferabstimmventil
16 weist eine Bohrung50 und einen darin verschiebbar angeordneten Ventilschieber52 auf. Der Ventilschieber52 weist Stege54 und56 auf, wobei dazwischen eine Vertiefung58 gelegen ist. Der Ventilschieber52 ist in der Bohrung50 durch eine Feder60 vorgespannt. Das Dämpferabstimmventil16 befindet sich in Fluidverbindung mit dem Dämpferabstimmventil-Steuerkanal44 , einem Auslasskanal62 , einem Dämpferverriegelungskupplungs-Versorgungskanal64 und einer Leitungsdruckquelle66 (LINE). Der Ventilschieber52 dient dazu, jeden dieser Kanäle abhängig von der Position des Ventilschiebers52 in der Bohrung50 selektiv zu öffnen und zu blockieren. Der Dämpferverriegelungskupplungs-Versorgungskanal64 ist die Leitung, durch die Druck fluid selektiv strömen wird, um ein Einrücken der Dämpferverriegelungskupplung68 zu bewirken. - Das Relaisventil
18 weist eine Bohrung70 und einen darin verschiebbar angeordneten Ventilschieber72 auf. Der Ventilschieber72 weist Stege74 und76 auf, wobei dazwischen eine Vertiefung78 gelegen ist. Der Ventilschieber72 ist in der Bohrung70 durch eine Feder80 vorgespannt. Die Feder80 ist in einer Federkammer82 enthalten, die durch den Steg76 , die Bohrung70 und eine Endwand84 gebildet ist. Der Steg76 weist eine Differenzfläche85 auf, die dazu dient, eine gewünschte Druckdifferenz zwischen entgegengesetzten Enden des Ventilschiebers72 bereitzustellen. Das Relaisventil18 befindet sich in Fluidverbindung mit dem Motor/Generator-Steuerkanal46 , einem Motor/Generator-A-Kühlversorgungskanal86 , einer Leitungsdruckquelle66' (LINE), einem Differenzdruckkanal88 und einem Auslasskanal90 (EX). Der Ventilschieber72 dient dazu, jeden dieser Kanäle abhängig von der Position des Ventilschiebers72 in der Bohrung70 selektiv zu öffnen oder zu blockieren. - Der Motor/Generator-A-Kühlversorgungskanal
86 ist die Leitung, durch die Druckfluid strömen kann, um ein Kühlen des Motors/Generators A92 zu bewirken. Die Menge an Kühlströmung, die für den Motor/Generator A92 verfügbar ist, wird durch das Ausmaß an Druck bestimmt, das von der Leitungsdruckquelle66' sowie durch den Zweig94 oder96 des Motor/Generator-A-Kühlversorgungskanals86 , durch den das Fluid strömen kann, bereitgestellt wird. Der Zweig94 weist eine einzelne Öffnung98 auf, die eine geringfügige Verengung in der Strömung bewirken wird, wenn sie mit dem Mehrfachöffnungssatz100 des Zweigs96 verglichen wird. Die Auswahl von Zweig94 oder96 wird letztendlich von der Position des Ventilschiebers72 in der Bohrung70 abhängen. - Das Relaisventil
20 weist eine Bohrung102 und einen darin verschiebbar angeordneten Ventilschieber104 auf. Der Ventilschieber104 weist Stege106 ,108 und110 auf. Zusätzlich ist zwischen den Stegen106 und108 eine Vertiefung112 gelegen, während zwischen den Stegen108 und110 eine Vertiefung114 gelegen ist. Der Ventilschieber104 ist in der Bohrung102 durch eine Feder116 vorgespannt. Das Relaisventil20 befindet sich in Fluidverbindung mit dem Motor/Generator-Steuerkanal46 , einem Auslasskanal118 (EX), dem Differenzdruckkanal88 , einer Steuerdruckquelle24' (CTL), einem Motor/Generator-B-Kühlversorgungskanal120 , einer Leitungsdruckquelle66'' und einem Auslasskanal122 (EX). Der Ventilschieber104 dient dazu, jeden dieser Kanäle abhängig von der Position des Ventilschiebers104 in der Bohrung102 selektiv zu öffnen oder zu blockieren. - Der Motor/Generator-B-Kühlversorgungskanal
120 ist die Leitung, durch die Druckfluid strömen kann, um eine Kühlung des Motors/Generators B124 zu bewirken. Das Ausmaß an Kühlströmung, die für den Motor/Generator B124 verfügbar ist, wird durch das Ausmaß an Druck bestimmt, der von der Leitungsdruckquelle66'' (LINE) sowie durch den Zweig126 oder128 des Motor/Generator-Kühlversorgungskanals120 , durch den das Fluid strömen kann, bereitgestellt wird. Der Zweig126 weist eine einzige Öffnung130 auf, die eine relativ geringfügige Verengung der Fluidströmung bewirken wird, wenn sie mit dem Mehrfachöffnungssatz132 des Zweigs128 verglichen wird. Die Auswahl des Zweigs126 oder128 hängt letztlich von der Position des Ventilschiebers104 in der Bohrung102 ab. - Die Leitungsdruckquellen
66 ,66' und66'' werden typischerweise auf dem gleichen Druck gehalten, jedoch muss das nicht so sein. Die Steuerdruckquellen24 und24' werden gleichermaßen typischerweise auf dem gleichen Druckpegel gehalten, jedoch muss dies nicht so sein. Zusätzlich können Öffnungen134A und134B als eine zusätzliche Maßnahme einer Fluidströmungssteuerung vorgesehen sein. - Elektrische Betriebsart-Maschine aus
- In
1 ist ein beispielhaftes schematisches Schaubild des multiplexten Steuersystems10 zum selektiven Steuern der Dämpferverriegelungskupplung68 und der Kühlung des Motors/Generators A92 und des Motors/Generators B124 zu sehen, das den Betriebszustand mit ausgeschalteter Maschine darstellt. Hybridelektrofahrzeuge können Motoren durch Batterieleistung selektiv mit Energie beaufschlagen, um eine Bewegung des Hybridelektrofahrzeugs zu bewirken. Die Betriebsart mit ausgeschalteter Maschine wird manchmal als ”elektrische Betriebsart” bezeichnet. Während dieses Betriebszustandes wird eine Hilfsdruckquelle42 , wie etwa eine elektrisch gesteuerte Hydraulikpumpe, angewandt, um den Fluiddruck in dem elektrisch verstellbaren Hybridgetriebe aufrechtzuerhalten. Da ein Betrieb in der ”elektrischen Betriebsart” begrenzt ist, und Drehmomentanforderungen an die Motoren/Generatoren niedrig und von kurzer Dauer sind, wird von dem Motor/Generator A92 und dem Motor/Generator B124 kein großes Ausmaß an Kühlung erfordert. - Die Dämpferverriegelungskupplung
68 sollte eingerückt werden, wenn die Brennkraftmaschine gestoppt und gestartet wird, was auftritt, wenn in die und aus der ”elektrischen Betriebsart” übergegangen wird. Dieses Kuppeln ist erforderlich, um die Torsionsschwingungen zu vermeiden, die zu einer Maschine gehören, die sich in und aus ihrem Torsionsresonanzpunkt bewegt. Wenn das Fahrzeug in eine Betriebsart eintritt, in der die Brennkraftmaschine gestoppt werden kann, wird die Hilfsdruckquelle42 von dem Fahrzeugsteuersystem (das nicht gezeigt ist) aktiviert. Dieses Druckfluid von der Hilfsdruckquelle42 zwingt den Ventilschieber28 des Multiplexventils14 in eine Druckeinstellungsposition. Die Vertiefung36 wird eine Fluidverbindung zwischen dem Steuerkanal25 und dem Dämpferabstimmventil-Steuerkanal44 zulassen. - Das Solenoidventil
12 kann nun den Fluiddruck innerhalb des Dämpferabstimmventil-Steuerkanals44 präzise steuern, indem geregeltes Fluid von der Steuerdruckquelle24 in den Steuerkanal25 eingelassen wird. Wenn das Solenoidventil12 die Zunahme des Drucks innerhalb des Dämpferabstimmventil-Steuerkanals44 zulässt, wird sich der Ventilschieber52 des Dämpferabstimmventils16 aus seiner Federeinstellungsposition, wie sie in den2 bis5 gezeigt ist, bewegen, um eine Vorspannung gegen die Feder60 auszuüben. Der Ventilschieber52 wird sich in eine Abstimmposition, wie sie in1 gezeigt ist, bewegen, wenn der Fluiddruck, der auf Steg54 wirkt, die Kraft der Feder60 überwindet. An diesem Punkt wird die Dämpferverriegelungskupplung68 aufhören, Fluiddruck durch den Dämpferverriegelungskupplungs-Versorgungskanal64 in den Auslasskanal62 über die Vertiefung58 abzulassen. Statt dessen wird der Steg54 den Auslasskanal62 blockieren, und der Steg56 wird zulassen, dass Druckfluid von der Leitungsdruckquelle66 in den Dämpferverriegelungskupplungs-Versorgungskanal64 über die Vertiefung58 eintritt. Der erhöhte Fluiddruck in dem Dämpferverriegelungskupplungs-Versorgungskanal64 wird ein Einrücken der Dämpferverriegelungskupplung68 ermöglichen. - Gleichzeitig wird die Position des Ventilschiebers
28 in dem Multiplexventil14 bewirken, dass jeglicher Fluiddruck in dem Motor/Generator-Steuerkanal46 durch den Auslasskanal48 über Vertiefung38 abgelassen wird. Dies wird sicherstellen, dass sowohl der Ventilschieber72 des Relaisventils18 als auch der Ventilschieber104 des Relaisventils20 in der Federeinstellungsposition bleiben werden, wodurch eine minimale Menge an Kühlfluid an den Motor/Generator A92 bzw. den Motor/Generator B124 über Zweig96 bzw.128 geliefert wird. - Maschine an – geringe Kühlströmung zu Motor/Generator A und Motor/Generator B
-
2 ist ein beispielhaftes schematisches Schaubild des multiplexten Steuersystems10 zum selektiven Steuern des Einrückens der Dämpferverriegelungskupplung und des Kühlens des Motors/Generators, die die Betriebszustände mit eingeschaltetem Motor und geringer Kühlströmung zu sowohl Motor/Generator A92 als auch Motor/Generator B124 darstellt. Die Hilfsdruckquelle42 wird im Anschluss an den Neustart der Maschine ausgeschaltet, wodurch der Fluiddruck, der auf den Ventilschieber28 des Multiplexventils14 wirkt, entlastet wird. Die Feder40 wird den Ventilschieber28 in die Federeinstellungsposition vorspannen. Der Dämpferabstimmventil-Steuerkanal44 wird dann durch den Auslasskanal22 mittels Vertiefung36 geleert. Das Fehlen an Fluiddruck, der auf Steg54 wirkt, wird zulassen, dass die Feder60 den Ventilschieber52 des Dämpferabstimmventils16 in einen Federeinstellungszustand vorspannt. Infolgedessen wird sich der Steg56 in eine Position bewegen, um die Leitungsdruckquelle66 zu blockieren und das Ausrücken der Dämpferverriegelungskupplung68 zuzulassen, indem der Fluiddruck durch den Dämpferverriegelungskupplungs-Versorgungskanal64 in den Auslasskanal62 über Vertiefung58 abgelassen wird. Dieser Zustand wird für die Dauer der Zustände mit eingeschalteter Maschine andauern. - Bei niedrigen Druckwerten innerhalb des Steuerkanals
25 werden sowohl der Ventilschieber72 in dem Relaisventil18 als auch der Ventilschieber104 in dem Relaisventil20 in der Federeinstellungsposition bleiben. In diesem Stadium wird der Steg76 des Ventilschiebers72 das Druckfluid der Leitungsdruckquelle66' daran hindern, in den Zweig94 des Motor/Generator-A-Versorgungskanals86 einzutreten. Statt dessen wird das Druckfluid von der Leitungsdruckquelle66' in Zweig96 gelenkt, wo es den Mehrfachöffnungssatz100 durchqueren muss, bevor es in den Motor/Generator-A-Versorgungskanal86 eintritt und schließlich ein Kühlen des Motors/Generators A bewirkt. - Ebenso wird der Steg
110 des Ventilschiebers104 verhindern, dass das Druckfluid von der Leitungsdruckquelle66'' in Zweig126 des Motor/Generator-B-Versorgungskanals120 eintritt. Stattdessen wird das Druckfluid von der Leitungsdruckquelle66'' in Zweig128 gelenkt, wo es einen Mehrfachöffnungssatz132 durchqueren muss, bevor es in den Motor/Generator-B-Versorgungskanal120 eintritt und schließlich ein Kühlen des Motors/Generators B124 bewirkt. Zusätzlich wird bei in der Federeinstellungsposition befindlichem Ventilschieber104 der Steg108 eine Fluidströmung von der Steuerdruckquelle24' zu dem Differenzdruckkanal88 blockieren. - Die starke Strömungsverengung der Mehrfachöffnungssätze
100 und132 erzeugt einen Zustand mit geringer Fluidströmungsrate in dem Motor/Generator-A-Versorgungskanal86 bzw. dem Motor/Generator-B-Versorgungskanal120 . Fachleute werden erkennen, dass die Strömungsrate auf die spezifische Anwendung zugeschnitten werden kann, indem das Ausmaß an Verengung in den Zweigen96 und128 und/oder der Druckwert der Leitungsdruckquellen66' und66'' eingestellt werden. - Maschine an – geringe Kühlströmung zu Motor/Generator B und starke Kühlströmung zu Motor/Generator A
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3 ist ein beispielhaftes schematisches Schaubild des multiplexten Steuersystems10 zum selektiven Steuern des Einrückens der Dämpferverriegelungskupplung und des Kühlens des Motors/Generators, das den Betriebszustand mit eingeschalteter Maschine und starker Kühlströmung zu dem Motor/Generator A92 und geringer Kühlströmung zu dem Motor/Generator B124 darstellt. Wenn das Solenoidventil12 betätigt wird, um eine stärkere Fluidübertragung zwischen dem Steuerkanal25 und der Steuerdruckquelle24 zuzulassen, wird der Fluiddruck in sowohl dem Steuerkanal25 als auch dem Motor/Generator-Steuerkanal46 zunehmen. Der erhöhte Druck in dem Motor/Generator-Steuerkanal46 wird den Ventilschieber72 des Relaisventils18 in eine Druckeinstellungsposition gegen die Feder80 vorspannen. Die Position des Ventilschiebers72 in der Bohrung70 wird zulassen, dass Druckfluid von der Leitungsdruckquelle66' über Vertiefung78 in beide Zweige94 und96 des Motor/Generator-A-Versorgungskanals86 strömt. Der Motor/Generator A92 wird nun Fluid durch eine einzige Öffnung98 mit einer viel höheren Strömungsrate aufnehmen, als wenn sich der Ventilschieber72 in der Federeinstellungsposition befindet. - Die Feder
116 des Relaisventils20 ist ausreichend steif, um den Ventilschieber104 in die Federeinstellungsposition vorzuspannen, wodurch sichergestellt ist, dass die Fluidströmung zu dem Motor/Generator B124 auf einem niedrigen Pegel bleiben wird. Die Leitungsdruckquelle66'' wird fortfahren, Druckfluid über den Zweig128 an den Motor/Generator-B-Versorgungskanal120 zu liefern. Die starke Strömungsverengung des Mehrfachöffnungssatzes132 wird einen Zustand mit geringer Fluidströmungsrate in dem Motor/Generator-B-Versorgungskanal120 erzeugen. - Maschine an – geringe Kühlströmung zu Motor/Generator A und starke Kühlströmung zu Motor/Generator B
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4 ist ein beispielhaftes schematisches Schaubild des multiplexten Steuersystems10 zum selektiven Steuern des Einrückens der Dämpferverriegelungskupplung und des Kühlens des Motors/Generators, die den Betriebszustand mit eingeschalteter Maschine und geringer Kühlströmung zu dem Motor/Generator A92 und starker Kühlströmung zu dem Motor/-Generator B124 darstellt. Wenn das Solenoidventil12 betätigt wird, um eine noch stärkere Fluidverbindung zwischen dem Steuerkanal25 und der Steuerdruckquelle24 zuzulassen, wird der Fluiddruck in sowohl dem Steuerkanal25 als auch dem Motor/Generator-Steuerkanal46 weiter zunehmen. Infolgedessen wird der Fluiddruck in dem Motor/Generator-Steuerkanal46 den Ventilschieber104 des Relaisventils20 in eine Druckeinstellungsposition vorspannen. Die Position des Ventilschiebers104 in der Bohrung102 wird zulassen, dass Druckfluid von der Leitungsdruckquelle66'' in sowohl Zweig126 als auch Zweig128 des Motor/Generator-B-Versorgungskanals120 über Vertiefung114 strömen wird. Der Motor/Generator B124 wird nun Fluid durch eine einzige Öffnung130 mit einer viel höheren Strömungsrate aufnehmen, als wenn sich der Ventilschieber104 in der Federeinstellungsposition befindet. - Indem der Ventilschieber
104 in die Druckeinstellungsposition bewegt wird, wird die Vertiefung112 nun zulassen, dass die Steuerdruckquelle24' den Differenzdruckkanal88 unter Druck setzen wird. Der Differenzdruckkanal88 wird wiederum die Federkammer82 unter Druck setzen und auf die Differenzfläche85 des Stegs76 wirken, um den Ventilschieber72 des Relaisventils18 in die Federeinstellungsposition vorzuspannen. In dieser Position wird der Steg76 des Ventilschiebers72 verhindern, dass das Druckfluid der Leitungsdruckquelle66' in Zweig94 des Motor/Ge nerator-A-Versorgungskanals86 eintritt. Stattdessen wird das Druckfluid von der Leitungsdruckquelle66 in Zweig96 gelenkt, wo es den Mehrfachöffnungssatz100 durchqueren muss, bevor es in den Motor/Generator-A-Versorgungskanal86 eintritt und schließlich das Kühlen des Motors/Generators A92 bewirkt. Die starke Verengung des Mehrfachöffnungssatzes100 wird einen Zustand mit geringer Fluidströmungsrate in dem Motor/Generator-A-Versorgungskanal86 erzeugen. - Maschine an – starke Kühlströmung zu Motor/Generator A und starke Kühlströmung zu Motor/Generator B
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5 ist ein beispielhaftes schematisches Schaubild des multiplexten Steuersystems10 zum selektiven Steuern des Einrückens der Dämpferverriegelungskupplung und des Kühlens des Motors/Generators, das den Betriebszustand mit eingeschalteter Maschine und starker Kühlströmung zu dem Motor/Generator A92 und starker Kühlströmung zu dem Motor/Generator B124 darstellt. Wenn das Solenoidventil12 betätigt wird, um eine noch stärkere Fluidverbindung zwischen dem Steuerkanal25 und der Steuerdruckquelle24 zuzulassen, wird der Fluiddruck in sowohl dem Steuerkanal25 als auch dem Motor/Generator-Steuerkanal46 weiter zunehmen. Infolgedessen wird der Motor/Generator-Steuerkanal46 den Ventilschieber104 des Relaisventils20 in eine Druckeinstellungsposition vorspannen. Die Position des Ventilschiebers104 in der Bohrung102 wird Druckfluid von der Leitungsdruckquelle66'' in beide Zweige126 und128 über Vertiefung114 einlassen. Der Motor/Generator B124 wird nun Fluid durch eine einzige Öffnung130 mit einer viel höheren Strömungsrate aufnehmen, als wenn sich der Ventilschieber104 in der Federeinstellungsposition befindet. - Zusätzlich hat nun der erhöhte Druck in dem Motor/Generator-Steuerkanal
46 einen ausreichenden Betrag, um den Ventilschieber72 , der in dem Relaisventil18 enthalten ist, in die Druckeinstellungsposition vorzuspannen, indem sowohl die Federkraft der Feder80 als auch die Kraft, die auf die Differenzfläche85 des Stegs76 wirkt, überwunden werden. Die Position des Ventilschiebers72 in der Bohrung70 wird Druckfluid von der Leitungsdruckquelle66 über Vertiefung78 in beide Zweige94 und96 einleiten. Der Motor/Generator A92 wird nun Fluid durch eine einzige Öffnung98 mit einer viel höheren Strömungsrate aufnehmen, als wenn sich der Ventilschieber72 in der Federeinstellungsposition befindet. - In den
6 bis10 ist das erfindungsgemäße variable Motor/Generator-Kühlsystem210 mit einem Solenoidventil212 , einem Regelventil214 und einem Relaisventil216 zu sehen. Das Solenoidventil212 ist ein Solenoidventil vom Typ mit variablem Druck und kann ein Solenoidventil mit variabler Entleerung oder ein pulsweitenmoduliertes Solenoidventil sein. Fachleute auf dem Gebiet von Steuersystemen werden erkennen, dass andere Arten von Solenoidventilen mit dem variablen Motor/Generator-Kühlsystem210 vereinbar sind. Das Solenoidventil212 ist ein Solenoidventil vom normal im Low-Zustand befindlichen Typ. Es wird deshalb nicht zulassen, dass Druckfluid hindurchtritt, wenn die elektrische Leistung zu dem Solenoidventil212 unterbrochen ist. Es kann abhängig von der Anwendung und dem gewünschten Ausgangszustand des variablen Motor/Generator-Kühlsystems210 nach Leistungsverlust auch ein normal im High-Zustand befindlichen Typ verwendet werden. - Das Solenoidventil
212 befindet sich in Fluidverbindung mit einem Auslasskanal218 (EX), einer Steuerdruckquelle220 (CTL) und einem Steuerkanal222 . Der Auslasskanal218 stellt sicher, dass kein Druckfluid nach Rücknahme der Betätigung in dem Solenoidventil212 verbleibt. Die Steu erdruckquelle220 liefert ein Druckfluidsignal, um zuzulassen, dass der Steuerkanal222 selektiv mit variierenden Druckpegeln durch die Betätigung des Solenoidventils212 unter Druck gesetzt wird. - Das Regelventil
214 weist eine Bohrung224 und einen darin verschiebbar angeordneten Ventilschieber226 auf. Der Ventilschieber226 weist Stege228 ,230 und232 auf. Zusätzlich ist eine Vertiefung234 zwischen den Stegen228 und230 gelegen, während zwischen den Stegen230 und232 eine Vertiefung236 gelegen ist. Der Ventilschieber226 ist in der Bohrung224 durch eine Feder238 vorgespannt. Das Regelventil214 befindet sich mit dem Steuerkanal222 , einem ersten Relaisventilkanal240 , einem zweiten Relaisventilkanal242 , einem Motor/Generator-A-Kühlversorgungskanal244 , einem Motor/Generator-B-Kühlversorgungskanal246 und einem ersten Zweig248 und einem zweiten Zweig250 eines Leitungsdruckquellenkanals252 in Fluidverbindung. Der Ventilschieber226 dient dazu, jeden der Kanäle abhängig von der Position des Ventilschiebers226 in der Bohrung224 selektiv zu öffnen und zu blockieren. - Das Relaisventil
216 weist eine Bohrung254 und einen darin verschiebbar angeordneten Ventilschieber256 auf. Der Ventilschieber256 weist Stege258 und260 auf. Zusätzlich ist eine Vertiefung262 zwischen den Stegen258 und260 gelegen. Der Ventilschieber256 ist in der Bohrung254 durch eine Feder264 vorgespannt. Das Relaisventil216 befindet sich mit dem Steuerkanal222 , einem Auslasskanal266 (EX), dem ersten Relaisventilkanal240 und dem zweiten Relaisventilkanal242 in Fluidverbindung. Der Ventilschieber256 dient dazu, jeden dieser Kanäle abhängig von der Position des Ventilschiebers256 in der Bohrung254 selektiv zu öffnen und zu blockieren. - Eine Leitungsdruckquelle
268 (LINE) dient dazu, den Druck in dem Leitungsdruckquellenkanal252 aufrechtzuerhalten. Der Leitungsdruckquellenkanal252 , der Motor/Generator-A-Kühlkanal244 und der Motor/Generator-B-Kühlkanal246 weisen jeweils eine darin angeordnete Fluidsteueröffnung270 ,272 bzw.274 auf. Ein Motor/Generator A276 befindet sich in Fluidverbindung mit dem Motor/Generator-A-Kühlkanal244 , während sich ein Motor/Generator B278 in Fluidverbindung mit dem Motor/Generator-B-Kühlkanal246 befindet. - Maschine an – starke Kühlströmung zu Motor/Generator A und Motor/Generator B
-
6 zeigt ein variables Motor/Generator-Kühlsystem210 für ein elektrisch verstellbares Hybridfahrzeuggetriebe, das den Betriebszustand mit eingeschalteter Maschine und starker Kühlströmung zu dem Motor/Generator A276 und dem Motor/Generator B278 darstellt. In dieser Betriebsart wird das Solenoidventil212 nicht zulassen, dass Fluid von der Steuerdruckquelle220 den Steuerkanal222 unter Druck setzt. Infolgedessen werden der Ventilschieber226 des Regelventils214 und der Ventilschieber256 des Relaisventils216 in die Federeinstellungsposition vorgespannt bleiben. Um ein Kühlen des Motors/Generators A276 zu bewirken, wird Druckfluid von der Leitungsdruckquelle268 die Öffnung270 durchqueren und in den Leitungsdruckquellenkanal252 eintreten. Das Fluid wird anschließend im Zweig250 strömen und die Vertiefung236 durchqueren, wonach es in den Motor/Generator-A-Kühlversorgungskanal244 eintreten wird. Das Druckfluid muss dann die Öffnung272 durchqueren, bevor es in den Motor/Generator A276 eintritt. - Um ein Kühlen des Motors/Generators B
278 zu bewirken, wird Druckfluid in dem Zweig248 an den zweiten Relaisventilkanal242 über die Vertie fung234 übertragen. Die Vertiefung262 des Ventilschiebers256 wird zulassen, dass Druckfluid von dem zweiten Relaisventilkanal242 in den ersten Relaisventilkanal240 strömt. Das Druckfluid wird dann um den Steg232 des Ventilschiebers226 herum und in den Motor/Generator-B-Kühlkanal246 eintreten. Die Öffnung274 liefert eine Maßnahme zur Strömungssteuerung für das Druckfluid, das in den Motor/Generator B278 eintritt. Fluiddruck von dem ersten Relaisventilkanal240 , der auf die Unterseite des Steges232 des Ventilschiebers226 wirkt, wird sicherstellen, dass der Ventilschieber226 in der Federeinstellungsposition bleiben wird. - Fachleute werden erkennen, dass die Fluidströmungsrate zu dem Motor/Generator A
276 und dem Motor/Generator B278 verändert werden kann, indem der Fluiddruck in der Leitungsdruckquelle268 sowie die Größe der Öffnungen270 ,272 und274 erhöht oder verringert werden. - Maschine an – starke Kühlströmung zu Motor/Generator A und keine Kühlströmung zu Motor/Generator B
-
7 zeigt ein variables Motor/Generator-Kühlsystem210 für ein elektrisch verstellbares Hybridfahrzeuggetriebe, das den Betriebszustand mit eingeschalteter Maschine und starker Kühlströmung zu dem Motor/Generator A276 und keiner Kühlung für den Motor/Generator B278 darstellt. Wenn das Solenoidventil212 betätigt wird, um eine stärkere Druckfluidverbindung zwischen der Steuerdruckquelle220 und dem Steuerkanal222 zuzulassen, wird der Ventilschieber256 gegen die Feder264 vorgespannt. Wenn der Fluiddruck in dem Steuerkanal222 eine ausreichende Größe aufweist, um die Federkraft, die von der Feder264 ausgeübt wird, zu überwinden, wird sich der Ventilschieber256 in eine Druckeinstellungsposition bewegen, wie sie in den7 bis10 gezeigt ist. In dieser Position wird der Steg258 des Ventilschiebers256 den ersten Relaisventilkanal240 blockieren, wodurch eine Fluidströmung zu dem Motor/Generator-B-Versorgungskanal246 unterbrochen wird. Der Fluiddruck in dem Steuerkanal222 weist eine unzureichende Größe auf, um die Federkraft, die durch die Feder238 auf den Ventilschieber226 ausgeübt wird, zu überwinden. Deshalb wird der Ventilschieber226 in der Federeinstellungsposition bleiben. - Zusätzlich wird Druckfluid in dem zweiten Relaisventilkanal
242 in der Vertiefung262 gefangen werden, wodurch eine Fluidströmung in dem zweiten Relaisventilkanal242 unterbunden wird. Das Druckfluid in dem Leitungsdruckquellenkanal252 wird in den Zweig250 und anschließend in den Motor/Generator-A-Kühlversorgungskanal244 über Vertiefung236 strömen, wo das Fluid die Öffnung272 durchqueren muss, bevor es in den Motor/Generator A276 eintritt. Diese Betriebsart wird das maximale Ausmaß an Fluidströmung zu dem Motor/Generator A276 und keine Fluidströmung zu dem Motor/Generator B278 liefern. - Maschine an – proportionale Kühlströmung zu Motor/Generator A und Motor/Generator B
-
8 zeigt ein variables Motor/Generator-Kühlsystem210 für ein elektrisch verstellbares Hybridfahrzeuggetriebe, das einen Betriebszustand mit proportionaler Kühlung zwischen dem Motor/Generator A276 und dem Motor/Generator B278 darstellt. Wenn das Solenoidventil212 betätigt wird, um eine stärkere Druckfluidübertragung zwischen der Steuerdruckquelle220 und dem Steuerkanal222 zuzulassen, wird der Fluiddruck in dem Steuerkanal222 schließlich eine ausreichende Größe aufweisen, um die Federkraft, die durch die Feder238 auf den Ventilschieber226 ausgeübt wird, zu überwinden. Der Ventilschieber226 wird gegen die Feder238 vorgespannt und sich in der Bohrung224 des Regelventils240 bewegen, bis er einen Druckregelpunkt erreicht, wie es in8 gezeigt ist. - In dieser Position wird die Vertiefung
236 Druckfluid in dem Zweig250 des Leitungsdruckquellenkanals252 proportional zwischen dem Motor/Generator-A-Kühlversorgungskanal244 und dem Motor/Generator-B-Kühlversorgungskanal246 übertragen. Durch Verändern des Fluiddrucks in dem Steuerkanal222 wird der Ventilschieber226 den Anteil von Fluid, der zu dem Motor/Generator A276 und zu dem Motor/Generator B278 strömt, variieren. Fachleute werden erkennen, dass die proportionale Fluidverteilungseigenschaft eingestellt werden kann, indem die geometrischen Eigenschaften des Ventilschiebers226 und der Öffnungen270 ,272 und274 verändert werden. Da die Vertiefung236 eine Fluidverbindung zwischen dem Zweig250 und dem ersten Relaisventilkanal240 zulässt, wird zusätzlich der erste Relaisventilkanal240 ein Druckrückkopplungssignal an die Unterseite des Steges232 liefern, um die Kräfte, die auf den Ventilschieber226 wirken, auszugleichen. - Maschine an – keine Kühlströmung zu Motor/Generator A und starke Kühlströmung zu Motor/Generator B
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9 zeigt ein variables Motor/Generator-Kühlsystem210 für ein elektrisch verstellbares Hybridfahrzeuggetriebe, das einen Betriebszustand ohne Kühlung für den Motor/Generator A276 und mit starker Kühlströmung für den Motor/Generator B278 darstellt. Wenn das Solenoidventil212 betätigt wird, um den Steuerkanal222 mit Fluiddruck zu versorgen, der größer ist als der des Rückkopplungsdrucksignals, das auf den Steg232 wirkt, wird der Ventilschieber226 gegen die Feder238 zu einem noch größeren Ausmaß vorgespannt, wie es in9 gezeigt ist. Die Position des Ventilschiebers226 in der Ventilbohrung224 wird bewirken, dass der Steg230 eine Fluidströmung zu dem Motor/Generator-A-Kühlversorgungskanal244 blockiert. Indem er dies macht, wird die Fluidströmung zu dem Motor/Generator A276 unterbrochen. Die Fluidströmungsrate zu dem Motor/Generator B278 wird zunehmen, da das Druckfluid in dem Zweig250 nun über die Vertiefung236 an den Motor/Generator-B-Kühlversorgungskanal246 übertragen wird. - Maschine an – keine Kühlströmung zu dem Motor/Generator A und keine Kühlströmung zu dem Motor/Generator B
-
10 zeigt ein variables Motor/Generator-Kühlsystem210 für ein elektrisch verstellbares Hybridfahrzeuggetriebe, das einen Betriebszustand mit eingeschalteter Maschine und keiner Kühlung für den Motor/Generator A276 und keiner Kühlung für den Motor/Generator B278 darstellt. Wenn das Solenoidventil212 betätigt wird, um die maximale Fluidübertragung zwischen der Steuerdruckquelle220 und dem Steuerkanal222 zuzulassen, wird der Ventilschieber226 gegen die Feder238 vorgespannt und sich in eine Druckeinstellungsposition bewegen, wie es in10 gezeigt ist. In dieser Position werden die Stege228 und230 des Ventilschiebers226 derart arbeiten, dass sie eine Fluidströmung von beiden Zweigen248 bzw.250 des Leitungsdruckquellenkanals252 blockieren. Somit wird eine Fluidströmung zu dem Motor/Generator-A-Kühlversorgungskanal244 und dem Motor/Generator-B-Kühlversorgungskanal246 und schließlich zu dem Motor/Generator A276 und dem Motor/Generator B278 verhindert. - Indem mehrere Betriebsarten einer Motor/Generator-Kühlung bereitgestellt werden, können mehrere Motor/Generator-Anordnungen mit variierenden Raten abhängig von dem Arbeitszyklus jedes Motors/Generators unabhängig gekühlt werden. Zunahmen des Wirkungsgrades können durch reduzierte Pumplasten und Umlauf-/Durchrutschverluste erzielt werden, indem die Fluidströmung selektiv gesteuert wird, um das Kühlen jedes Motors/Generators zu bewirken.
Claims (6)
- Variables Motor/Generator-Kühlungssteuersystem (
210 ) für ein elektrisch verstellbares Hybridfahrzeuggetriebe, umfassend: ein Relaisventil (216 ), das eine erste Position und eine zweite Position aufweist; ein Regelventil (214 ); eine Leitungsdruckquelle (268 ) für Druckfluid; mehrere Motoren/Generatoren (276 ,278 ), von denen jeder einzeln über einen von mehreren Versorgungskanälen (244 ,246 ) mit dem Regelventil (214 ) in selektiver Fluidverbindung steht; und ein Solenoidventil (212 ), welches das Relaisventil (216 ) und das Regelventil (214 ) so steuert, dass das Druckfluid von der Leitungsdruckquelle (268 ) selektiv an jeden der mehreren Motoren/Generatoren (276 ,278 ) zum Kühlen übertragen wird. - Variables Motor/Generator-Kühlungssteuersystem nach Anspruch 1, wobei jeder der mehreren Versorgungskanäle mindestens eine Öffnung (
272 ,274 ) umfasst. - Variables Motor/Generator-Kühlungssteuersystem nach Anspruch 1, wobei die Leitungsdruckquelle (
268 ) über einen Leitungsdruckquellenkanal (252 ) mit dem Regelventil (214 ) in Fluidverbindung steht. - Variables Motor/Generator-Kühlungssteuersystem nach Anspruch 3, wobei der Leitungsdruckquellenkanal (
252 ) mindestens eine darin angeordnete Öffnung (270 ) umfasst. - Variables Motor/Generator-Kühlungssteuersystem nach Anspruch 1, wobei das Solenoidventil (
212 ) ein Ventil vom Typ mit variablem Druck ist. - Variables Motor/Generator-Kühlungssteuersystem nach Anspruch 1, wobei das Solenoidventil (
212 ) das Relaisventil (216 ) und das Regelventil (214 ) steuert, indem ein Steuerkanal (222 ) selektiv variabel unter Druck gesetzt wird.
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