CN112178183B - 一种多挡混合动力变速箱的电液控制*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多挡混合动力变速箱的电液控制***，包括第一泵油装置、第二泵油装置、离合器执行机构和可将驱动电机与发动机的动力进行耦合并进行换挡操作的多个耦合换挡执行机构，它还包括液压驻车执行机构和液压控制模块，第一泵油装置和第二泵油装置均通过液压控制模块连接并控制离合器执行机构、多个耦合换挡执行机构和液压驻车执行机构动作；液压控制模块包括分别与离合器执行机构、多个耦合换挡执行机构和液压驻车执行机构连接并导入油液的换向阀组和与换向阀组连接并控制换向阀动作的控制阀组。离合器动力耦合控制、同步器换挡控制以及液压驻车机构控制共用一个压力控制油路，简化了结构，降低了成本。

Description

一种多挡混合动力变速箱的电液控制***

技术领域

本发明涉及变速箱控制***技术领域，具体地指一种多挡混合动力变速箱的电液控制***。

背景技术

目前行业内新能源汽车混合动力变速箱电液控制***，根据各自实际功能需求，以及控制逻辑，针对性的进行设计，大致上都由供油***、电液控制模块、冷却***，及其他电液辅件集成。以某款减速器式功率分流混合动力变速箱的电液控制***为例说明：其电液控制***供油***油源由一个机械油泵和一个电动泵联合组成，其中机械油泵由发动机端齿轮驱动，发动机工作时，该油泵进行供油，电动油泵采用大功率油泵电机，车辆在纯电模式，或者增程模式低速运行时，该油泵参与工作。电液控制模块根据***需求，实现***压力与流量的调节控制。两个驱动电机冷却采用油冷，驻车采用电子驻车。现有技术的混合动力变速箱通常包括离合器、同步器和电子驻车机构。通过电液控制***，控制离合器耦合或者脱开，实现混动变速箱动力源的切换与耦合，电子驻车机构用单独的电机减速***实现驻车作动，***集成度较差，开发成本较高，同时由于采用大功率电子油泵，成本较高，能耗较大。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种集成度高、成本低、能耗小的多挡混合动力变速箱的电液控制***。

为实现此目的，本发明所设计的多挡混合动力变速箱的电液控制***，包括第一泵油装置、第二泵油装置、离合器执行机构和可将驱动电机与发动机的动力进行耦合并进行换挡操作的多个耦合换挡执行机构，其特征在于：它还包括液压驻车执行机构和液压控制模块，所述第一泵油装置和所述第二泵油装置均通过所述液压控制模块连接并控制所述离合器执行机构、所述多个耦合换挡执行机构和所述液压驻车执行机构动作；所述液压控制模块包括分别与所述离合器执行机构、所述多个耦合换挡执行机构和所述液压驻车执行机构连接并导入油液的换向阀组和与所述换向阀组连接并控制所述换向阀组动作的控制阀组。

进一步的，多挡混合动力变速箱的电液控制***还包括可控制所述第一泵油装置和所述第二泵油装置向电机冷却管路和轴齿润滑管路泵油的温控管路。

进一步的，所述液压控制模块还包括可控制所述第一泵油装置向所述温控管路或所述多个换向阀泵油的第一泵油控制机构。

进一步的，所述液压控制模块还包括可控制所述第二泵油装置向所述温控管路泵油的第二泵油控制机构、可控制所述第二泵油装置向所述换向阀组泵油的第三泵油控制机构和可控制所述第二泵油装置向多个所述控制阀组泵油的第四泵油控制机构。

进一步的，所述温控管路包括冷却器和控制冷却器工作的温控阀，所述温控阀包括与所述第一泵油控制机构和所述第二泵油控制机构连接的温控阀油液输入端以及与所述电机冷却管路和轴齿润滑管路连接的温控阀油液输出端。

进一步的，所述多个耦合换挡执行机构包括至少三个同步器耦合换挡执行机构，所述三个同步器耦合换挡执行机构包括第一单边同步器耦合换挡执行机构、双边同步器耦合换挡执行机构和第二单边同步器耦合换挡执行机构。

进一步的，所述换向阀组包括与所述液压驻车执行机构连接的液压驻车换向滑阀、与所述第一单边同步器耦合换挡执行机构连接的第一单边同步器换向滑阀、与所述双边同步器耦合换挡执行机构连接的双边同步器换向滑阀、与所述第二单边同步器耦合换挡执行机构连接的第二单边同步器换向滑阀和与所述离合器执行机构连接的离合器换向滑阀。

进一步的，所述控制阀组包括与所述液压驻车换向滑阀连接的液压驻车开关电磁阀、与所述第一单边同步器换向滑阀连接的第一单边同步器先导流量控制电磁阀、与所述双边同步器换向滑阀连接的双边同步器先导流量控制电磁阀、与所述第二单边同步器换向滑阀连接的第二单边同步器先导流量控制电磁阀和与所述离合器换向滑阀连接的离合器开关电磁阀。

进一步的，所述第一泵油控制机构包括与第一泵油装置连接的电子泵油换向滑阀和与所述电子泵油换向滑阀连接的电子泵油开关电磁阀，所述电子泵油换向滑阀包括分别与所述换向阀和所述温控管路连接的两个电子泵油换向滑阀油液输出端和与所述第一泵油装置连接的电子泵油换向滑阀油液输入端，所述电子泵油开关电磁阀连接有所述控制阀组。

更进一步的，所述第二泵油控制机构包括连接于第二泵油装置与温控管路之间的稳压阀；所述第三泵油控制机构包括连接于所述第二泵油装置与所述多个换向阀之间的压力控制滑阀和与所述压力控制滑阀连接的先导压力控制电磁阀；所述第四泵油控制机构包括连接于所述第二泵油装置与多个所述控制阀之间的减压滑阀；所述减压滑阀的油液输出端与所述先导压力控制电磁阀的油液输入端之间连接有管路。

本发明的有益效果是：

1、离合器动力耦合控制、同步器换挡控制以及液压驻车机构控制共用一个压力控制油路，简化了结构，降低了成本。

2、通过电子泵油开关电磁阀和电子泵油换向滑阀对电子油泵负载进行切换，在压力控制阶段将电子油泵切换到低压油路进行轮齿润滑和电机冷却，高压油路与电子油泵隔离，从而使电子油泵能够以较低的功率运行，降低电子油泵使用功率，有助于节省能耗，降低成本。

3、电液控制***进行油路控制采用先导式电磁阀，因为该类阀自身阀芯阀套间间隙设计较大，对***清洁度敏感程度较低，有利于降低变速箱开发过程清洁度管控成本。

4、通过稳压阀一方面确保液压***压力稳定；另一方面当机械油泵泵油压力过大，从稳压阀溢流的液压油具有一定的压力，将这部分液压油用于电机冷却和轴齿润滑而不是直接流回油箱，可以对从稳压阀溢流出的液压油的能量进行充分利用，有助于节能降耗。

附图说明

图1为本发明中多挡混合动力变速箱的电液控制***示意图；

其中，1—油箱，2—吸滤器，3—第二泵油装置，4—第一泵油装置，5—液压控制模块(5.1—稳压阀，5.2—先导压力控制电磁阀，5.3—压力控制滑阀，5.4—减压滑阀，5.5—电子泵油开关电磁阀，5.6—电子泵油换向滑阀，5.7—离合器开关电磁阀，5.8—离合器换向滑阀，5.9—第一单边同步器先导流量控制电磁阀，5.10—第一单边同步器换向滑阀，5.11—双边同步器先导流量控制电磁阀，5.12—双边同步器换向滑阀，5.13—第二单边同步器先导流量控制电磁阀，5.14—第二单边同步器换向滑阀，5.15—液压驻车开关电磁阀，5.16—液压驻车换向滑阀，5.17—油压传感器)，6—温控管路，7—冷却器，8—轴齿润滑管路，9—离合器执行机构，10—第一单边同步器耦合换挡执行机构，11—双边同步器耦合换挡执行机构，12—第二单边同步器耦合换挡执行机构，13—液压驻车执行机构，14—电机冷却管路，15—温控阀。

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所示的多挡混合动力变速箱的电液控制***，包括电子油泵(第一泵油装置4)、机械油泵(第二泵油装置3)、离合器执行机构9、可将驱动电机与发动机的动力进行耦合并进行换挡操作的多个耦合换挡执行机构、液压驻车执行机构13和液压控制模块5，电子油泵和机械油泵均通过液压控制模块5连接并控制离合器执行机构9、多个耦合换挡执行机构和液压驻车执行机构13动作；液压控制模块5包括分别与离合器执行机构9、多个耦合换挡执行机构和液压驻车执行机构13连接并导入油液的多个换向阀和与多个换向阀连接并控制换向阀动作的控制阀。

多个耦合换挡执行机构包括至少三个同步器耦合换挡执行机构，三个同步器耦合换挡执行机构包括第一单边同步器耦合换挡执行机构10、双边同步器耦合换挡执行机构11和第二单边同步器耦合换挡执行机构12。换向阀包括与液压驻车执行机构13连接的液压驻车换向滑阀5.16、与第一单边同步器耦合换挡执行机构10连接的第一单边同步器换向滑阀5.10、与双边同步器耦合换挡执行机构11连接的双边同步器换向滑阀5.12、与第二单边同步器耦合换挡执行机构12连接的第二单边同步器换向滑阀5.14和与离合器执行机构9连接的离合器换向滑阀5.8。控制阀包括与液压驻车换向滑阀5.16连接的液压驻车开关电磁阀5.15、与第一单边同步器换向滑阀5.10连接的第一单边同步器先导流量控制电磁阀5.9、与双边同步器换向滑阀5.12连接的双边同步器先导流量控制电磁阀5.11、与第二单边同步器换向滑阀5.14连接的第二单边同步器先导流量控制电磁阀5.13和与离合器换向滑阀5.8连接的离合器开关电磁阀5.7。第一泵油控制机构包括与电子油泵连接的电子泵油换向滑阀5.6和与电子泵油换向滑阀5.6连接的电子泵油开关电磁阀5.5，电子泵油换向滑阀5.6包括分别与换向阀和温控管路6连接的两个电子泵油换向滑阀油液输出端和与电子油泵连接的电子泵油换向滑阀油液输入端，电子泵油开关电磁阀5.5连接多个控制阀。

电液控制***还包括可控制电子油泵和机械油泵向电机冷却管路14和轴齿润滑管路8泵油的温控管路6。温控管路6包括冷却器7和控制冷却器7工作的温控阀15。

液压控制模块5还包括可控制电子油泵向温控管路6或多个换向阀泵油的第一泵油控制机构、可控制机械油泵向温控管路6泵油的第二泵油控制机构、可控制机械油泵向多个换向阀泵油的第三泵油控制机构和可控制机械油泵向多个控制阀泵油的第四泵油控制机构。

温控阀15包括与第一泵油控制机构和第二泵油控制机构连接的温控阀油液输入端以及与电机冷却管路14和轴齿润滑管路8连接的温控阀油液输出端。

第二泵油控制机构包括连接于机械油泵与温控管路6之间的稳压阀5.1；第三泵油控制机构包括连接于机械油泵与多个换向阀之间的压力控制滑阀5.3和与压力控制滑阀5.3连接的先导压力控制电磁阀5.2；第四泵油控制机构包括连接于机械油泵与多个控制阀之间的减压滑阀5.4；减压滑阀5.4的油液输出端与先导压力控制电磁阀5.2的油液输入端之间连接有管路。

本发明中，机械油泵或电动油泵从油箱1吸油，油液经吸滤器2过滤后，进入机械油泵或电动油泵。油液被机械油泵泵出后，由低压力油变成高压力油。油液被电子油泵泵出后，经过两位三通换向滑阀(电子泵油换向滑阀5.6)右侧工作位置，然后在压力控制滑阀5.3出口与压力控制滑阀5.3输出油液汇合。机械油泵泵出的油液又分成两路，一路到达压力控制滑阀5.3入口处，一路经过减压滑阀5.4左侧工作位置，达到各个电磁阀入口处。调节先导压力控制电磁阀5.2控制电流大小，控制先导压力控制电磁阀5.2输出油液压力，先导压力控制电磁阀5.2调节后的压力油作用在压力控制滑阀5.3的液压力反馈端，由于先导压力控制电磁阀5.2的输出压力与压力控制滑阀5.3的输出压力之和等于压力控制滑阀5.3的弹簧回复力，由于弹簧回复力已知，因此可通过调节先导压力控制电磁阀5.2的输出压力来调节压力控制滑阀5.3的输出压力。由这两个阀联合实现压力控制滑阀5.3输出油液压力的大小控制。输出的压力油到达两位四通换向滑阀(离合器换向滑阀5.8)，第一单边同步器换向滑阀5.10、第二单边同步器换向滑阀5.14，三位四通流量控制换向滑阀(双边同步器换向滑阀5.12)，两位三通换向滑阀(液压驻车换向滑阀5.16)等滑阀的入口处。同时，多余油液经过一个稳压阀5.1流入温控管路6和冷却器7的入口。

当油压传感器5.17监测到压力控制滑阀5.3输出油液压力达到某一值时，电子油泵停止工作，调节电子泵油开关电磁阀5.5的控制电流，使其切换到上方工作位置，电子泵油开关电磁阀5.5的入口端油液到达两位三通换向滑阀(电子泵油换向滑阀5.6)的压力反馈端，推动两位三通换向滑阀(电子泵油换向滑阀5.6)切换至左侧工作位置。电子油4开始工作，电子油泵4泵出的油液经过两位三通换向滑阀(电子泵油换向滑阀5.6)，到达温控管路6和冷却器7的入口。

当油温较高时，温控阀管路6和冷却器7的入口油液进入冷却器7进行冷却，然后回到变速箱，进入轴齿润滑管路8，对驱动电机进行冷却，对齿轴进行润滑。当油温较低时，温控管路6和冷却器7的入口油液直接回到变速箱，进入轴齿润滑管路8，对驱动电机进行冷却，对齿轴进行润滑。

如图1所示，当需要牙嵌式离合器执行机构(离合器执行机构9即C4)耦合时，调节开关阀电磁阀(离合器开关电磁阀5.7)控制电流，使两位四通换向滑阀(离合器换向滑阀5.8)处于左侧工作位置。入口压力油经过两位四通换向滑阀(离合器换向滑阀5.8)，进入牙嵌式离合器执行机构(离合器执行机构9即C4)，推动活塞左移，使离合器执行机构9耦合。当需要离合器执行机构9脱开时，调节开关阀电磁阀(离合器开关电磁阀5.7)控制电流，使两位四通换向滑阀(离合器换向滑阀5.8)处于右侧工作位置。入口压力油经过两位四通换向滑阀(离合器换向滑阀5.8)，进入离合器执行机构9，推动活塞右移，使离合器执行机构9脱开。

当需要第一单边同步器耦合换挡执行机构10(C1)耦合时，调节第一单边同步器先导流量控制电磁阀5.9控制电流，使第一单边同步器换向滑阀5.10处于左侧工作位置。入口压力油经过第一单边同步器换向滑阀5.10，进入第一单边同步器耦合换挡执行机构10，推动活塞左移，使(C1)耦合。当需要第一单边同步器耦合换挡执行机构10(C1)脱开时。调节第一单边同步器先导流量控制电磁阀5.9控制电流，使第一单边同步器换向滑阀5.10处于右侧工作位置。入口压力油经过第一单边同步器换向滑阀5.10，进入第一单边同步器耦合换挡执行机构10，推动活塞右移，使(C1)脱开。

当需要第二单边同步器耦合换挡执行机构12(C3)耦合时，调节第二单边同步器先导流量控制电磁阀5.13控制电流，使第二单边同步器换向滑阀5.14处于右侧工作位置。入口压力油经过第二单边同步器换向滑阀5.14，进入第二单边同步器耦合换挡执行机构12，推动活塞右移，使(C3)耦合。当需要第二单边同步器耦合换挡执行机构12(C3)脱开时，调节第二单边同步器先导流量控制电磁阀5.13控制电流，使第二单边同步器换向滑阀5.14处于左侧工作位置。入口压力油经过第二单边同步器换向滑阀5.14，进入第二单边同步器耦合换挡执行机构12，推动活塞左移，使(C3)脱开。

当需要双边同步器耦合换挡执行机构11(B1)耦合、(C2)脱开时，调节双边同步器先导流量控制电磁阀5.11控制电流，使双边同步器换向滑阀5.12处于右侧工作位置。入口压力油经过双边同步器换向滑阀5.12，进入双边同步器耦合换挡执行机构11，推动活塞右移，使(B1)耦合、(C2)脱开。双边同步器耦合稳定后，调节双边同步器先导流量控制电磁阀5.11控制电流大小，双边同步器换向滑阀5.12处于中间工作位置。当需要双边同步器耦合换挡执行机构11(B1)脱开、(C2)耦合时，再次调节双边同步器先导流量控制电磁阀5.11控制电流，使双边同步器换向滑阀5.12处于左侧工作位置。入口压力油经过双边同步器换向滑阀5.12，进入双边同步器耦合换挡执行机构11，推动活塞左移，使(B1)脱开、(C2)耦合。

车辆点火后，需要解除驻车状态，此时发动机启动怠速，驱动电机不工作。提供电流开启液压驻车开关电磁阀5.15，已经准备在入口的压力油作用在液压驻车换向滑阀5.16的液压力反馈端，推动液压驻车换向滑阀5.16切换至左侧工作位置，使其通往液压驻车执行机构13的油路开启。压力控制滑阀5.3输出的压力油经过液压驻车换向滑阀5.16，通往液压驻车执行机构13，完成驻车解除。完成驻车解除后，撤销电流关闭液压驻车开关电磁阀5.15，液压驻车换向滑阀5.16切换至右侧工作位置，使其通往液压驻车执行机构13的油路关闭，且液压驻车机构自带的锁止电磁铁通电以保持驻车解除状态。当车辆需要驻车时，调节驻车机构自带的锁止电磁铁电流为零，锁止取消，驻车机构在其本身回位弹簧的作用下，回到默认驻车位置，完成驻车。

如下表所示，当车辆需要处于模式①时，电液控制***使驻车处于解除状态，控制C1、C2、C4脱开，C3和B1耦合，此时发动机直驱，处于1挡。

当车辆需要处于模式②时，电液控制***使驻车处于解除状态，控制C1、C2脱开，C3、C4和B1耦合，此时发动机和驱动电机同时驱动，处于1挡。

当车辆需要处于模式③时，电液控制***使驻车处于解除状态，控制C1、C2、C3和B1脱开，C4耦合，此时发动机动力直驱，处于1挡。

当车辆需要处于模式④时，电液控制***使驻车处于解除状态，控制C1、C4和B1脱开，C2、C3耦合，此时发动机驱动，驱动电机驱动或发电，处于2挡。

当车辆需要处于模式⑤时，电液控制***使驻车处于解除状态，控制C1和B1脱开，C2、C3和C4耦合，此时发动机驱动，驱动电机驱动或发电，处于2挡。

当车辆需要处于模式⑥时，电液控制***使驻车处于解除状态，控制C2、C4和B1脱开，C1和C3耦合，此时发动机直驱，处于3挡。

当车辆需要处于模式⑦时，电液控制***使驻车处于解除状态，控制C2和B1脱开，C1、C3和C4耦合，此时发动机驱动，驱动电机驱动或发电，处于3挡。

当车辆需要处于模式⑧时，电液控制***使驻车处于解除状态，控制C3和B1脱开，C1、C2和C4耦合，此时发动机驱动，驱动电机发电，处于4挡。

当车辆需要处于模式⑨时，电液控制***使车辆保持驻车状态，控制C3、C4和B1脱开，C1和C2耦合，此时发动机驱动，驱动电机发电，处于4挡。

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 (7)

1.一种多挡混合动力变速箱的电液控制***，包括第一泵油装置（4）、第二泵油装置（3）、离合器执行机构（9）和可将驱动电机与发动机的动力进行耦合并进行换挡操作的多个耦合换挡执行机构，其特征在于：它还包括液压驻车执行机构（13）和液压控制模块（5），所述第一泵油装置（4）和所述第二泵油装置（3）均通过所述液压控制模块（5）连接并控制所述离合器执行机构（9）、所述多个耦合换挡执行机构和所述液压驻车执行机构（13）动作；所述液压控制模块（5）包括分别与所述离合器执行机构（9）、所述多个耦合换挡执行机构和所述液压驻车执行机构（13）连接并导入油液的换向阀组和与所述换向阀组连接并控制所述换向阀组动作的控制阀组；所述多挡混合动力变速箱的电液控制***还包括可控制所述第一泵油装置（4）和所述第二泵油装置（3）向电机冷却管路（14）和轴齿润滑管路（8）泵油的温控管路（6）；以及可控制所述第一泵油装置（4）向所述温控管路（6）或所述换向阀组泵油的第一泵油控制机构；所述液压控制模块（5）还包括可控制所述第二泵油装置（3）向所述温控管路（6）泵油的第二泵油控制机构、可控制所述第二泵油装置（3）向所述换向阀组泵油的第三泵油控制机构和可控制所述第二泵油装置（3）向所述控制阀组泵油的第四泵油控制机构；所述第一泵油控制机构包括与第一泵油装置（4）连接的电子泵油换向滑阀（5.6）和与所述电子泵油换向滑阀（5.6）连接的电子泵油开关电磁阀（5.5），所述电子泵油换向滑阀（5.6）包括分别与所述换向阀组和所述温控管路（6）连接的两个电子泵油换向滑阀油液输出端和与所述第一泵油装置（4）连接的电子泵油换向滑阀油液输入端，所述电子泵油开关电磁阀（5.5）连接有所述控制阀组。

2.如权利要求 1 所述的多挡混合动力变速箱的电液控制***，其特征在于：所述温控管路（6）包括冷却器（7）和控制冷却器（7）工作的温控阀（15），所述温控阀（15）包括与所述第一泵油控制机构和所述第二泵油控制机构连接的温控阀油液输入端以及与所述电机冷却管路（14）和轴齿润滑管路（8）连接的温控阀油液输出端。

3.如权利要求 1 所述的多挡混合动力变速箱的电液控制***，其特征在于：所述多个耦合换挡执行机构包括至少三个同步器耦合换挡执行机构，所述三个同步器耦合换挡执行机构包括第一单边同步器耦合换挡执行机构（10）、双边同步器耦合换挡执行机构（11）和第二单边同步器耦合换挡执行机构（12）。

4.如权利要求 3 所述的多挡混合动力变速箱的电液控制***，其特征在于：所述换向阀组包括与所述液压驻车执行机构（13）连接的液压驻车换向滑阀（5.16）、与所述第一单边同步器耦合换挡执行机构（10）连接的第一单边同步器换向滑阀（5.10）、与所述双边同步器耦合换挡执行机构（11）连接的双边同步器换向滑阀（5.12）、与所述第二单边同步器耦合换挡执行机构（12）连接的第二单边同步器换向滑阀（5.14）和与所述离合器执行机构（9）连接的离合器换向滑阀（5.8）。

5.如权利要求 4 所述的多挡混合动力变速箱的电液控制***，其特征在于：所述控制阀组包括与所述液压驻车换向滑阀（5.16）连接的液压驻车开关电磁阀（5.15）、与所述第一单边同步器换向滑阀（5.10）连接的第一单边同步器先导流量控制电磁阀（5.9）、与所述双边同步器换向滑阀（5.12）连接的双边同步器先导流量控制电磁阀（5.11）、与所述第二单边同步器换向滑阀（5.14）连接的第二单边同步器先导流量控制电磁阀（5.13）和与所述离合器换向滑阀（5.8）连接的离合器开关电磁阀（5.7）。

6.如权利要求 1 所述的多挡混合动力变速箱的电液控制***，其特征在于：所述第二泵油控制机构包括连接于第二泵油装置（3）与温控管路（6）之间的稳压阀（5.1）；所述第三泵油控制机构包括连接于所述第二泵油装置（3）与所述换向阀组之间的压力控制滑阀（5.3）和与所述压力控制滑阀（5.3）连接的先导压力控制电磁阀（5.2）；所述第四泵油控制机构包括连接于所述第二泵油装置（3）与所述控制阀组之间的减压滑阀（5.4）。

7.如权利要求6所述的多挡混合动力变速箱的电液控制***，其特征在于：所述减压滑阀（5.4）的油液输出端与所述先导压力控制电磁阀（5.2） 的油液输入端之间连接有管路。

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