CN113124152A - 混合动力专用变速箱液压*** - Google Patents

混合动力专用变速箱液压*** Download PDF

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CN113124152A CN202110425220.9A CN202110425220A CN113124152A CN 113124152 A CN113124152 A CN 113124152A CN 202110425220 A CN202110425220 A CN 202110425220A CN 113124152 A CN113124152 A CN 113124152A
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valve
control subsystem
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李卫强
朱顺利
解建
于晓春
韩启锋
苏鹏
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Kuntye Vehicle System Changzhou Co Ltd
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Abstract

本发明揭示了一种混合动力专用变速箱液压***，包括供油子***、主油压控制子***、离合器控制子***、换挡控制子***和润滑冷却子***，供油子***内设置有相联的第一电子泵和第二电子泵，主油压控制子***包括与第二电子泵连接的开关控制阀，开关控制阀控制第二电子泵切换连通润滑油路或主油路，且主油压控制子***内具有与主油路连通的第一蓄能器。本发明的供油子***采用双联电子泵供油，设置开关控制阀进行高低压油路切换，配合第一蓄能器的使用，使得电子泵切换工作模式，在高压区可以间断工作，降低了电子泵在高压区的工作时间，提高了电子泵的寿命，提高了整个液压***的效率，同时，可以有助于整个***的节能减排。

Description

混合动力专用变速箱液压***
技术领域
本发明涉及汽车变速箱技术领域，具体地涉及一种混合动力专用变速箱液压***。
背景技术
通常所说的混动***，指的是油电混合动力***。能将发动机与驱动电机的动力以一定的方式耦合在一起并能实现变速、变扭的传动***，就是混动变速箱。混动变速箱通常可分为专用混动变速箱和基于传统变速箱集成混动单元（驱动电机及相应的控制***）的改进型混动变速箱。
在混动***中，驱动电机的工作方式极为灵活：可以单独驱动车辆，实现纯电行驶；可作为发动机的启动装置，辅助发动机启动；可为发动机提供助力，提高车辆的加速能力；可在与发动机共同驱动车辆时，通过调整发动机的扭矩负荷改善发动机的燃油经济性；还可以作为能量回馈装置，回收车辆减速中的制动能量等。
但随着汽车油耗及排放的国家法规日益加严，混合动力专用变速箱面临更加高的能耗要求，而现有技术的供油***设计不够合理，变速箱的冷却润滑油路的油泵和主油路的油泵在工作时会出现抢油现象，增大了出油口滤网的过滤负载；各***功能之间液压***的结构设计的不合理设置导致油泵过度工作，产生不必要的能耗，以及过高的排放，最终会影响变速箱的使用效果，影响变速箱中各部件的使用性能及使用寿命。
因此，一种结构设计合理的适合混合动力变速箱的液压***是目前急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种混合动力专用变速箱液压***。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
混合动力专用变速箱液压***，包括供油子***、主油压控制子***、离合器控制子***、换挡控制子***和润滑冷却子***，所述供油子***内设置有相连的且由同一电机控制的第一电子泵和第二电子泵；
所述主油压控制子***包括与所述第二电子泵连接的开关控制阀，所述开关控制阀控制所述第二电子泵切换连通润滑油路或主油路，且所述主油压控制子***内具有与所述主油路连通的第一蓄能器；第一状态下，当所述主油压控制子***内的主油压低于设定值时，所述第二电子泵通过所述开关控制阀连通主油路，并给所述第一蓄能器供油；第二状态下，当所述主油压控制子***内的主油压达到设定值时，所述第二电子泵通过所述开关控制阀连通润滑油路，所述第二电子泵给所述润滑冷却子***供油。
优选的，所述润滑油路连通所述润滑冷却子***，所述主油路依次连通所述主油压控制子***、换挡控制子***和离合器控制子***，所述主油路的油压高于所述润滑油路。
优选的，所述第一蓄能器内部具有气囊，所述气囊内具有预充压力，第一状态下，所述第一蓄能器充油蓄能；第二状态下，所述第一蓄能器向所述离合器控制子***、换挡控制子***供油。
优选的，所述主油压控制子***内设置有安全阀，所述安全阀位于所述主油路上，并限制所述主油路的最高油压。
优选的，所述主油压控制子***内设置有第一单向阀，所述第一单向阀靠近所述开关控制阀设置并控制液压油从所述供油子***向主油压控制子***单向流入。
优选的，所述主油压控制子***内设置有压力传感器，所述压力传感器靠近所述离合器控制子***设置。
优选的，所述开关控制阀与第一单向阀的输入端之间的主油路上设置有高压滤清器，所述油箱与所述第一电子泵、第二电子泵的输入端之间设置有滤清器。
优选的，所述离合器控制子***包括依次与所述主油路连通的离合器控制阀和离合器，所述合器控制阀和离合器的输入端前均设有滤网，所述滤网与所述离合器之间并联有第二蓄能器，所述离合器控制阀的弹簧端设置有一反馈油路，且其与所述油箱连通的泄油端设置有第二单向阀。
优选的，所述换挡控制子***包括两组电磁阀单元，每组电磁阀单元都具有电磁阀和两个滤网，所述电磁阀的弹簧端具有反馈油路，两个所述滤网分别设置于所述电磁阀的输入端和输出端，两个电磁阀单元之间连接有一换挡活塞，并对所述换挡活塞内换挡拨叉进行差动控制。
优选的，所述润滑冷却子***包括相连通的温度传感器、油冷器、旁通阀和一组节流孔，所述温度传感器设置于所述油冷器和旁通阀的输入端，所述旁通阀与所述油冷器并联，液压油从所述油冷器或旁通阀的输出端输出并通过节流孔输出。
本发明的有益效果主要体现在：
1、供油子***采用双联电子泵供油，设置开关控制阀进行高低压油路切换，配合第一蓄能器的使用，当蓄能器蓄油达到***需求时，利用开关控制阀，切换到润滑油路，电子泵切换工作模式，使电子泵在高压区可以间断工作，降低了电子泵在高压区的工作时间，提高了电子泵的寿命，提高了整个液压***的效率，同时，可以有助于整个***的节能减排；
2、第一蓄能器给所述离合器控制子***、换挡控制子***提供稳定的流量和压力，在第一蓄能器的压力降低到设定最低值前，持续为整个子***提供稳定的压力，为控制的精确性、平顺性、稳定性提供了保证，并且第一蓄能器内部具有气囊，使得第一蓄能器具有可以满足***需求的预充压力；
3、第一单向阀可以防止主油路内的液压油向开关控制阀回流，确保第一蓄能器给所述离合器控制子***、换挡控制子***供油；
4、安全阀限制整个***的最高压力，保护主油压控制子***的安全；
5、压力传感器靠近离合器控制子***设置，使得压力传感器测得的压力值更加接近离合器压力的真实值，为TCU的控制提供了更为准确的数据支撑；
6、设置有滤清器、高压滤清器以及滤网来对液压油进行层层过滤，保证了液压油油品的清洁；
7、离合器控制阀的弹簧端具有反馈油路，来使弹簧力、反馈压力与电磁力形成动态平衡，对离合器压力的控制可以实现平滑曲线线性控制，以及电磁阀的弹簧端具有反馈油路，来提高电磁阀控制的精确性；
8、第二蓄能器的设置可以吸收因主油路的波动引起的油振及液压冲击，使离合器的结合和分离这两种状态更为平稳；
9、换挡控制子***是由两组电磁阀单元组成，电磁阀与离合器控制阀为同一型号，具有良好的互换性；
10、两组电磁阀单元配合使用，可差动控制，减小了同步器的冲击和同步换挡时的NVH，为同步器换挡提供了保证；
11、润滑冷却油经油冷器和油滤器后给变速箱零部件润滑冷却，提升了润滑冷却的效果；
12、油冷器设有旁通阀，在油冷器发生堵塞时，旁通阀打开，保证了润滑子***有足够的润滑油供给需要润滑的零部件；
13、各润滑点利用节流孔控制流量，降低了成本。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
图1：本发明变速箱液压控制***的液压示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限于本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。
如图1所示，本发明揭示了一种混合动力专用变速箱液压***，包括供油子***1、主油压控制子***2、离合器控制子***3、换挡控制子***4和润滑冷却子***5，下面结合附图详细描述各个子***的结构及工作过程。
如图1所示，为本发明的供油子***1。所述供油子***1包括用于提供液压油的油箱100，以及用以从所述油箱100内输出液压油的第一电子泵101和第二电子泵102，所述第一电子泵101和第二电子泵102之间相连并由同一电机控制，实现双联电子泵供油。具体的，所述第一电子泵101通过润滑油路6与所述润滑冷却子***5连通，所述第二电子泵102通过开关控制阀201与主油路7连通，所述主油压控制子***2通过所述主油路7连通所述换挡控制子***4和润滑冷却子***5。本发明中的所述第一电子泵101和第二电子泵102与所述油箱100之间设置有滤清器103，来过滤从所述油箱100内的液压油，保证油品的清洁。
所述主油压控制子***2包括开关控制阀201、第一蓄能器202、安全阀203、压力传感器204、第一单向阀205以及高压滤清器206。
所述开关控制阀201设置于所述主油压控制子***2与所述第二电子泵102之间并由TCU控制，本发明中的所述主油路7的油压高于所述润滑油路6，通过所述开关控制阀201的左右移动来控制所述第二电子泵102切换连通润滑油路6或主油路7，所述主油路7及与之连通的子***形成高压区。具体的，第一状态下，当所述主油压控制子***2内的主油压低于设定值时，所述开关控制阀201连通主油路7，所述第二电子泵102给所述主油压控制子***2供油；第二状态下，当所述主油压控制子***2内的油压达到设定值时，所述开关控制阀201连通润滑油路6，所述第二电子泵102给所述润滑冷却子***5供油。所述第二电子泵102通过第一状态、第二状态的切换，来实现其在高压区进行间断工作，降低了第二电子泵102在高压区的工作时间，提高了第二电子泵102的寿命，提高了整个液压***的效率，同时，可以有助于整个***的节能减排。
所述第一蓄能器202设置于所述第一单向阀204和压力传感器205之间并与主油路7连通。第一状态下，所述第一蓄能器202充油蓄能；第二状态下，所述第一蓄能器202向所述离合器控制子***3、换挡控制子***4供油。进一步的，所述第一蓄能器202内部具有气囊，所述气囊内具有预充压力，使其可以满足***的压力需求。在优选实施例中，所述气囊内充入的气体为氮气。所述第一蓄能器202的设置可以为所述离合器控制子***3、换挡控制子***4提供稳定的流量和压力，在所述第一蓄能器202的压力降到设定的最低值前，所述第一蓄能器202持续为整个所述主油压控制子***2提供稳定的压力，为控制的精确性、平顺性和稳定性提供了保证。所述安全阀203与所述主油路7连通，能够限制整个***的最高压力，来保护所述主油压控制子***2的安全。
所述第一单向阀204靠近所述开关控制阀201设置并控制液压油从所述供油子***1向主油压控制子***2单向流入，所述压力传感器205靠近所述离合器控制子***3设置。所述压力传感器205与所述主油路7连通，来实时监测整个所述主油压控制子***2的压力，并且使得所述开关控制阀201可以根据测得的压力值来进行切换连通润滑油路6或主油路7。同时，所述压力传感器205靠近所述离合器控制子***3设置，使得所述压力传感器205测得的压力数值更加接近离合器压力的真实值，为TCU的控制提供了更为准确的数据支撑。
所述高压滤清器206设置于所述开关控制阀201与第一单向阀204的输入端之间，来保证所述主油路7内的油品清洁。
所述离合器控制子***3包括依次与所述主油路7连通的离合器控制阀301和离合器302，离合器控制阀301为VFS电磁阀控制离合器，使得所述离合器控制阀301对通过的液压油的压力和流量做到精确控制。具体的，通过控制所述离合器控制阀301电流的大小控制其阀芯与阀体配合开口面积的大小和控制离合器302活塞腔液压油的多少，进行调节离合器302活塞腔中液压油压力的大小，进而调节离合器302传递扭矩的大小。
为了提升液压油在进出所述离合器302容腔的清洁度，避免因杂质造成滑阀的卡滞，所述合器控制阀301和离合器302的输入端前均设置有滤网8。所述离合器控制阀301与所述油箱100连通的泄油端设置有第二单向阀303，来避免液压油的回流。
进一步的，所述离合器控制阀301的弹簧端设置有一反馈油路10。所述反馈油路10使弹簧力、反馈压力与电磁力形成动态平衡，对所述离合器302压力的控制可以实现平滑曲线线性控制，提高控制所述离合器302结合和分离的精确性。
所述离合器控制阀301的输出端设置有与所述离合器302并联的第二蓄能器305，所述第二蓄能器305与所述离合器控制阀301之间设置有所述滤网8。设置的所述第二蓄能器3可以吸收因主油路7的波动引起的油振及液压冲击，使离合器302的结合和分离这两种状态更为平稳。
所述换挡控制子***4包括两组电磁阀单元，每组电磁阀单元都具有电磁阀401和两个滤网8，两个所述电磁阀401为同一型号，并且在本优选实施例中，所述电磁阀401和所述离合器控制阀301也为同一型号，使其具有良好的互换性。两个所述滤网8分别设置于所述电磁阀401的输入端和输出端，所述滤网8的设置可以进一步提高流入或流出所述电磁阀401的液压油的油品清洁，防止所述电磁阀401被杂质卡滞。
进一步的，所述电磁阀401的弹簧端具有反馈油路10，所述反馈油路10的设置可以在所述电磁阀401控制时，提高其控制的精确性。
两个电磁阀单元之间连接有一换挡活塞402，并对所述换挡活塞402内换挡拨叉403进行差动控制。具体的挡位切换如下：1挡时，TCU根据工况控制右端的电磁阀401电流的大小进行动作，压力油进入右侧活塞，由于所述换挡活塞402与所述换挡拨叉403一体，在压力的作用下使所述换挡拨叉403平稳地推动同步器中的同步环进行换挡。在换挡快要结束的时候，为避免换挡冲击，降低换挡的NVH，TCU控制左端的电磁阀401进行动作，给左端换挡活塞402一个较小的压力，形成差动控制，使换挡结束时无冲击，平缓完成换挡。同时，在换挡活塞402上设置有位移传感器（图中未示出），根据位移信号，可以判断挡位是否完成和左端的电磁阀401进入差动控制的时间。位移传感器判断换挡完成后，TCU控制右端的电磁阀401电流为零。
所述润滑冷却子***5包括相连通的温度传感器501、油冷器502、旁通阀503和一组节流孔504，所述温度传感器501设置于所述油冷器502和旁通阀503的输入端，即检测进入所述润滑冷却子***5的液压油的温度，由于液压油在变速箱工作过程中持续供油，这样设置可以实时监测整个变速箱的油温，为整个变速箱内的电磁阀401、离合器控制阀301的温度补偿系数提供了实时数据，保证了整个变速箱的控制。
液压油经过所述油冷器502后再输出，给变速箱的零部件进行润滑冷却，提高了润滑冷却的效果，保证了整个变速箱的零部件能够在一个合理的温度区间正常工作。
所述旁通阀503与所述油冷器502并联，液压油从所述油冷器502或旁通阀503的输出端输出并通过节流孔504输出。所述旁通阀503的设置可以在油冷器502发生堵塞时，打开进行油体的输入，保证了润滑子***有足够的润滑油供给需要润滑的零部件。
在本优选实施例中，每个润滑点都具有节流孔504来控制流量，进一步降低成本。具体的，在本发明中，所述第一电子泵101和第二电子泵102为润滑冷却的流量源，所述第一电子泵101和/或第二电子泵102的转速根据所述润滑冷却子***5的需求进行调节，由各个润滑点的节流孔504控制流量，调节润滑冷却油路压力的大小，在进行润滑冷却的同时，减少不必要的能耗，节约成本。
如图1所示，本发明中还设置有驻车子***9，所述驻车子***9设置有与所述主油路7连通的控制阀901和液压驻车机构902，所述驻车子***9也由所述第一蓄能器202供油，此***不是本发明的重点，此处不做赘述。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.混合动力专用变速箱液压***，包括供油子***（1）、主油压控制子***（2）、离合器控制子***（3）、换挡控制子***（4）和润滑冷却子***（5），其特征在于：所述供油子***（1）内设置有相连的且由同一电机控制的第一电子泵（101）和第二电子泵（102）；
所述主油压控制子***（2）包括与所述第二电子泵（102）连接的开关控制阀（201），所述开关控制阀（201）控制所述第二电子泵（102）切换连通润滑油路（6）或主油路（7），且所述主油压控制子***（2）内具有与所述主油路（7）连通的第一蓄能器（202）；第一状态下，当所述主油压控制子***（2）内的主油压低于设定值时，所述第二电子泵（102）通过所述开关控制阀（201）连通主油路（7），并给所述第一蓄能器（202）供油；第二状态下，当所述主油压控制子***（2）内的主油压达到设定值时，所述第二电子泵（102）通过所述开关控制阀（201）连通润滑油路（6），所述第二电子泵（102）给所述润滑冷却子***（5）供油。
2.根据权利要求1所述的混合动力专用变速箱液压***，其特征在于：所述润滑油路（6）连通所述润滑冷却子***（5），所述主油路（7）依次连通所述主油压控制子***（2）、换挡控制子***（4）和离合器控制子***（3），所述主油路（7）的油压高于所述润滑油路（6）。
3.根据权利要求2所述的混合动力专用变速箱液压***，其特征在于： 所述第一蓄能器（202）内部具有气囊，所述气囊内具有预充压力，第一状态下，所述第一蓄能器（202）充油蓄能；第二状态下，所述第一蓄能器（202）向所述离合器控制子***（3）、换挡控制子***（4）供油。
4.根据权利要求3所述的混合动力专用变速箱液压***，其特征在于：所述主油压控制子***（2）内设置有安全阀（203），所述安全阀（203）位于所述主油路（7）上，并限制所述主油路（7）的最高油压。
5.根据权利要求4所述的混合动力专用变速箱液压***，其特征在于：所述主油压控制子***（2）内设置有第一单向阀（204），所述第一单向阀（204）靠近所述开关控制阀（201）设置并控制液压油从所述供油子***（1）向主油压控制子***（2）单向流入。
6.根据权利要求5所述的混合动力专用变速箱液压***，其特征在于： 所述主油压控制子***（2）内设置有压力传感器（205），所述压力传感器（205）靠近所述离合器控制子***（3）设置。
7.根据权利要求6所述的混合动力专用变速箱液压***，其特征在于：所述开关控制阀（201）与第一单向阀（204）的输入端之间的主油路（7）上设置有高压滤清器（206），所述油箱（100）与所述第一电子泵（101）、第二电子泵（102）的输入端之间设置有滤清器（103）。
8.根据权利要求1-7任一所述的混合动力专用变速箱液压***，其特征在于：所述离合器控制子***（3）包括依次与所述主油路（7）连通的离合器控制阀（301）和离合器（302），所述合器控制阀（301）和离合器（302）的输入端前均设有滤网（8），所述滤网（8）与所述离合器（302）之间并联有第二蓄能器（305），所述离合器控制阀（301）的弹簧端设置有一反馈油路（10），且其与所述油箱（100）连通的泄油端设置有第二单向阀（303）。
9.根据权利要求1-7任一所述的混合动力专用变速箱液压***，其特征在于：所述换挡控制子***（4）包括两组相同的电磁阀单元，每组电磁阀单元都具有电磁阀（401）和两个滤网（8），所述电磁阀（401）的弹簧端具有反馈油路（10），两个所述滤网（8）分别设置于所述电磁阀（401）的输入端和输出端，两个电磁阀单元之间连接有一换挡活塞（402），并对所述换挡活塞（402）内换挡拨叉（403）进行差动控制。
10.根据权利要求1-7任一所述的混合动力专用变速箱液压***，其特征在于：所述润滑冷却子***（5）包括相连通的温度传感器（501）、油冷器（502）、旁通阀（503）和一组节流孔（504），所述温度传感器（501）设置于所述油冷器（502）和旁通阀（503）的输入端，所述旁通阀（503）与所述油冷器（502）并联，液压油从所述油冷器（502）或旁通阀（503）的输出端输出并通过节流孔（504）输出。
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