多路流体控制回路的制作方法
【专利摘要】一种车辆，包括一个或多个电牵引马达、发动机、缓冲旁路离合器（DBC）组件、变速器、流体泵、多路流体控制回路、和控制器。两个离合器和DBC组件选择性地接合，以在八种变速器操作状态之间进行选择。DBC组件将发动机选择性地连接到变速器。泵使得用于冷却马达（一个或多个）和促动离合器的流体循环。回路具有可变力螺线管（VFS）和仅三个开/关螺线管阀。螺线管被一起多路使用，以控制去往DBC组件以及去往离合器的流。VFS阀控制到开/关螺线管的管线压力。控制器将信号传递到VFS以及开/关螺线管阀，以在八种不同的变速器操作状态之间做出选择。本文还公开了多路流体控制回路。
【专利说明】多路流体控制回路
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多路流体控制回路。
【背景技术】
[0002]混合动力变速器包括一个或多个电牵引马达、发动机和各种行星齿轮组。控制器响应于变化的混合动力控制要求而调节来自发动机和/或一个或全部两个牵引马达的扭矩。液压流体经由流体回路被提供，以促动变速器内的离合器，以及冷却牵引马达的线圈。然而，传统的流体回路设计对于一些混合动力变速器配置来说不那么适合。
【发明内容】
[0003]此处公开了一种车辆，其包括多路流体控制回路。回路控制两个离合器(Cl和C2)以及缓冲旁路离合器(DBC)，同时独立地提供润滑油增压功能。这使用仅三个开/关螺线管实现，所述三个开/关螺线管如这里所述地一起多路使用。
[0004]在传统配置中，2-模式混合动力变速器使用两个不同的开/关螺线管阀连通换挡螺线管阀，以分别控制Cl和C2离合器。DBC经由第三开/关螺线管阀控制，而第四开/关螺线管阀提供润滑剂增压功能。这控制十种不同的状态。本方法识别没有充分使用的两个状态并去掉这两个状态，并令开/关螺线管阀多路使用以控制余下的八种状态。
[0005]特别地，这里公开的车辆，在一个实施例中，包括电牵引马达、具有输出轴的发动机、缓冲旁路离合器(DBC)组件、变速器、流体泵、和多路流体控制回路。DBC组件连接到输出轴。变速器包括第一和第二离合器，其连同DBC组件一起被选择性地接合和断开，以在仅八种变速器状态之间进行选择。流体泵使得用于冷却马达并用于促动离合器的流体循环。
[0006]多路流体控制回路具有可变力螺线管(VFS)以及仅三个开/关螺线管，包括第一、第二和第三开/关螺线管。三个开/关螺线管被一起多路使用，以控制去往DBC组件以及第一和第二离合器的流体流。VFS阀操作为控制去往开/关螺线管的管线压力。控制器，与多路流体控制回路连通，将信号传递到VFS阀和开/关螺线管阀，以在八种不同的变速器操作状态之间进行选择。
[0007]本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本发明的最佳模式的以下详细描述连同附图时显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是具有如这里所述的多路流体回路的车辆的不意图；
[0009]图2是可用于图1所示中车辆的多路流体回路的示意图；
[0010]图3是描述了图1的变速器的各种状态、以及用来产生各种变速器状态的螺线管和离合器状态的表格。
【具体实施方式】[0011]参考附图，示例车辆10在图1中被示意性地示出，其具有内燃发动机12和变速器13。变速器13可实施为混合动力变速器，具有如将在下文中参考图3所描述的八种不同的变速器状态。变速器13接收进入多路流体控制回路40的流体压力(箭头P)，多路流体控制回路的一个示例在图2中示出。回路40使得能够使用更少的部件，并由此实现降低的重量和封装空间，同时允许全部的八种变速器状态在任何总体换挡控制方案中有效率地按照需要被执行。
[0012]图1的变速器13可包括如图所示的第一和第二行星齿轮组20和30，以及相应的第一和第二马达/发电机单元(MGU) 14和16。发动机12通过图1所示实施例中的缓冲旁路离合器(DBC)组件18将输入扭矩(T1)传递到第一行星齿轮组20。图1中示出的特定示例仅提供了用于混合动力电动车辆的一种可行的动力传动系设计，在该情形中提供了双模式混合动力传动系。
[0013]流体泵15通过发动机12和/或分开的泵马达(未示出)经由可旋转驱动构件11(例如凸轮轴)驱动，以由此令流体循环到多路流体控制回路40。回路40使用多路阀构造，以将离合器压力(箭头Pc)提供到车辆10的不同的由流体提供动力的部件，包括例如DBC组件18、第一离合器Cl、和第二离合器C2。回路40可还向相应的第一和第二 MGU14和16，比如到每个MGU14和16的定子和转子的线圈或绕组提供冷却和润滑流。
[0014]图1的车辆10还可包括控制器50。控制器50执行存储在有形、非暂时存储装置52上的指令，以便自动地在八种不同的变速器操作状态之间做出选择。如图1中示意地示出的控制器50可配置为数字计算机，其除了存储装置52之外还具有例如只读存储器(ROM)、闪存、或其他磁性或光学存储介质、处理器54、以及任何所需量的瞬时存储器，比如随机访问存储器(RAM)和电可擦除可编程只读存储器(EEPR0M)。控制器50还可以包括高速时钟、模拟数字(A/D)电路、数字模拟(D/A)电路、和输入/输出电路和装置(I/O)、以及适当的信号调制和缓冲电路。控制器50可经由通信总线(例如如图所示的控制器局域网(CAN)总线35)而与多路流体控制回路40通信，并由此，控制器50能够在控制变速器13的各种离合器状态中传送任何所需的输出信号(箭头55)。
[0015]在图1中示出的示例性实施例中，第一行星齿轮组20分别包括第一、第二、和第三节点22、24和26。输入构件21连接到第一节点22，例如环齿轮，且经由DBC组件18接收来自发动机12的输入扭矩(箭头T1X互连构件19将第二节点24，例如行星齿轮架，连接到最终的驱动组件25，所述驱动组件25随后将输出扭矩(箭头Tj传递到一组驱动轮(未示出)。第三节点26，例如太阳齿轮，可连接到第一 MGU14的马达输出轴17。
[0016]第二行星齿轮组30类似地包括相应的第一、第二和第三节点32、34和36。第二离合器C2是旋转离合器，将第一行星齿轮组20的第三节点26连接到第二行星齿轮组30的第一节点32。第一节点32还经由第一离合器Cl (例如制动器)固接到变速器的静止构件
33。相应的第一和第二行星齿轮组20和30的第二节点24、34被经由如图所示的互连构件19连接。第二 MGU16的马达输出轴23连接到第三节点36。由此，来自MGU14和16的马达输出扭矩被选择性地使用(单独地或与来自发动机12的扭矩一起)，以在下文中参考图3所述的八种变速器操作状态的一些中为变速器13提供动力。
[0017]参考图2，多路流体控制回路40被多路使用，以便仅用三个开/关螺线管控制八种不同的变速器操作状态。在图2的特定实施例中，回路40包括阀体31，其包含或连接到相应的第一、第二和第三开/关螺线管阀V1、V2和V3。回路40还包括可变力螺线管(VFS)阀V4。
[0018]特别地，三个开/关螺线管阀V1-V3和VFS阀V4 —起被多路使用，以提供用于上述的八种变速器操作状态的所需功能。第一开/关螺线管阀Vl可用作用于离合器Cl的换挡螺线管。另外，阀Vl提供流体压力到DBC组件18，并控制此后称为“润滑剂增压(lubeboost)”的状态。该状态将在下文参考图3更详细地说明。第二开/关螺线管阀V2始终用作C2换挡螺线管，且由此控制流体压力向第二离合器C2的递送。第三开/关螺线管阀V3可用作Cl换挡螺线管，单独地或与第一开/关螺线管阀Vl结合地使用。VFS阀V4提供对回路40内管线压力(箭头Pl)的总体控制。
[0019]图2中所示的阀体31限定多个不同的内部流动通道。为阀V1-V3提供有排出口61，其中排出口 61被剖开显示，以便于图示的简明。如本领域所理解的，每个排出口 61引导回到流体池(未示出)。而且，尽管示出了多于七个流动通道，但流体通道可基于它们各自的功能而被简化为七个主流动通道。即，每个列出的“流动通道”可包括多个流动路径、分支或分路，每个共同地提供相同功能。
[0020]多路的流体控制回路40包括第一流动通道42，该第一流动通道承载穿过回路40的管路压力。第一流动通道42从流体泵15经由压力调节阀(PRV) 38到VFS阀V4运载流体。流体泵15将流体从池(未示出)抽吸，优选地通过池过滤器28。缓冲器62可以设置在VFS阀V4与PRV38之间，以在PRV38调节管线压力(Pl)时帮助抑制压力脉动。吸入管线29与PRV38流体连通，且引导回到如图所示的流体泵15池的入口。VFS阀V4最终将处于管路压力(PJ下的流体经由第一流动通道42的分支或分路递送到阀V1-V3。第一流动通道42可包括泄压阀75。VFS阀V4最终控制PRV38的位置，从而PRV38可以提供用于冷却的流，如上所述。
[0021]第二流动通道44限定回到池(未示出)的升高的排出口 45。术语“升高的”是指当阀体31安装在图1的车辆10中时排出口 45相对于池的相对位置。第二流动路径44提供用于通过各种阀从离合器Cl、C2排出的任何流体的排出回填流动路径，所述阀由开/关螺线管V1-V3控制。
[0022]第三流动通道46通过如图所示的第二开/关螺线管阀V2从补偿器馈送阀27提供流体压力到离合器C2。补偿器馈送阀2调节到离合器C2的补偿器的压力。如本领域所知，补偿器是在离合器活塞的释放侧上的密封的空间。通常，旋转离合器比如C2，从不完全排出流体。在高旋转速度下，在离合器活塞的作用侧上被捕获的流体会由于向心力而产生压力，该压力可足以在不希望作用时作用于离合器。为了抵抗这一点，流体被有意地泵送到活塞的释放侧内，以补偿或“平衡”作用侧上的压力，从而不形成使活塞运动到其作用状态的净力。当离合器被应用时，其补偿器被排尽到第二流体通道44内，例如通过开/关螺线管阀V2。
[0023]仍参考图2，第四流动通道48从第一开/关螺线管阀Vl提供流体压力到润滑剂调节阀组件70。润滑剂调节阀组件70经由第五流动通道47从PRV38接收用于冷却和润滑的流体。由此，用于润滑和冷却的流体经由PRV38被提供到第五流动通道47并提供到润滑剂调节阀组件70。润滑剂调节阀组件70提供各种功能。一个功能是，经由第六流体通道59将流体馈送到喷射装置72，例如喷射杆或喷嘴，其继而将流体分别引导到图1的第一和第二 MGU14和16的定子80、82上。另一功能是，将冷却流体经由第七流动通道57馈送到图1的第一和第二 MGU14、16的转子14R、16R。在最终到达并冷却转子14R、16R之前，经过第七流动通道57的流体可经过如图1所示的变速器13的热交换器66和齿轮箱64。尽管为了图示的简明而未示出，但是流体可随后经由重力和任何需要的返回管线而返回到池。
[0024]在图2的多路流体控制回路40中，离合器C2经由第二开/关螺线管阀V2通过第三流动通道46馈送，并由此，在图2中所示的流体回路40中，阀V2用作C2换挡螺线管。DBC组件18仅经由第一开/关螺线管阀Vl馈送。由此，阀Vl在所示构造中用作用于DBC组件18的唯一的换挡螺线管。离合器Cl还通过阀Vl馈送，并根据需要，通过来自蓄积器60的流体压力(Pa)馈送。以此方式，阀Vl还可用作用于离合器Cl的换挡螺线管。
[0025]另外，阀Vl与润滑剂调节阀组件70之间的流体连接，例如第四流动通道48，还使得阀Vl能够以“润滑剂增压”能力作用。即，当齿轮箱64、相应的第一和第二 MGU14和16的转子14R、16R或其他部件需要额外的润滑时，阀Vl可偏压润滑剂调节阀组件70，以提供更高的压力到第七流动通道57。下文参考图3详细描述润滑剂增压状态和维持的变速器操作状态。
[0026]参考图3，显示了在建立八种不同的变速器操作状态之一的过程中，用于图2的三个开/关螺线管V1-V3以及VFS螺线管V4的控制的逻辑表格。图1的变速器13的正常状态(列*)包括停车(P)、倒车(R)、空挡低速(队)、空挡高速(NH)、模式I (M1X固定齿轮(FG)、模式2 (M2)、和模式O (Mtl)15对应于每个正常状态(列*)的发动机(E)状态包括“发动机关闭”(_)、“发动机运行”(O)、和“起动”(S)，其中“起动”描述了图1中所示的发动机12的主动重新启动。接下来的列(V4)指示了，图2的VFS阀V4在全部状态中提供经调节的管线压力(Pl*)。
[0027]列1-8描述了八种不同的变速器操作状态，所述变速器操作状态使用仅三个开/关螺线管阀，即阀V1-V3，控制。示出了对于每种状态1-8的所需离合器状态，其中X表示接合的离合器，空白表示断开的离合器。在状态2、4、6和7中，字母B的存在表示润滑剂增压状态。在列Vl中，润滑剂增压被标记为LB。其余的列指示用于相应离合器状态的阀V1-V3的状态，其中I指示阀的开/打开状态，O指示对于正常闭合的阀的关/闭合状态，即被命令的开状态允许阀馈送相应的离合器Cl、C2或DBC。
[0028]由此，相对于传统的方式，本多路设计的使用允许减少开/关螺线管的数量。例如，如图2中所示，仅三个开/关螺线管阀，即V1-V3，被用来控制图1中所示的变速器13的所需的八种状态。图2中的该多路流体控制回路40由此简化任何所需的阀控制逻辑，同时还降低成本、重量和封装空间。
[0029]尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。
【权利要求】
1.一种车辆,包括: 电牵引马达； 发动机，具有输出轴； 缓冲旁路离合器(DBC)组件，连接到输出轴； 变速器，具有第一和第二离合器，其中离合器和DBC组件被选择性地接合和断开，以在仅八种变速器操作状态之间进行选择，且其中DBC组件选择性地将输出轴连接到变速器； 流体泵，使得用于冷却马达并用于促动离合器的流体循环； 多路流体控制回路，具有可变力螺线管(VFS)以及三个开/关螺线管阀，包括第一、第二和第三开/关螺线管阀，其中三个开/关螺线管阀被一起多路使用，以控制去往DBC组件以及去往第一和第二离合器的流体流，且其中VFS阀操作为控制去往开/关螺线管的管线压力；和 控制器，与多路流体控制回路通信，其中控制器将信号传递到VFS螺线管和开/关螺线管阀，以由此在八种不同的变速器操作状态之间进行选择。
2.如权利要求1所述的车辆，其中: 变速器包括静止构件以及第一和第二行星齿轮组； 每个行星齿轮组具有第一、第二和第三节点； 第一离合器连接到第二齿轮组的第一节点；和 第二离合器连接到连接在第一齿轮组的第三节点和第二齿轮组的第一节点之间。
3.如权利要求2所述的车辆，其中电牵引马达包括第一和第二牵引马达，所述第一和第二牵引马达分别连接到第一和第二齿轮组的第三节点，且其中发动机经由DBC组件选择性地连接到第一齿轮组的第一节点。
4.如权利要求1所述的车辆，其中第一开/关螺线管阀将流体压力馈送到DBC组件和第一离合器，第二开/关螺线管阀将流体压力馈送到第二离合器，且第三开/关螺线管阀将流体压力馈送到第一离合器。
5.如权利要求1所述的车辆，进一步包括喷射装置，所述喷射装置邻近电牵引马达定位，其中来自VFS阀的流体经由喷射杆而被馈送到电牵引马达的定子绕组上。
6.如权利要求1所述的车辆，其中流体回路包括液压蓄积器，所述液压蓄积器与第一离合器流体连通。
7.如权利要求1所述的车辆，其中第一和第三开/关螺线管阀操作为用于第一离合器的换挡螺线管，第二开/关螺线管阀为用于第二离合器的换挡螺线管。
8.如权利要求7所述的车辆，其中八种变速器操作状态包括多个润滑剂增压状态，其中第一开/关螺线管阀被控制以递送流体到变速器，而不管第一离合器的接合状态如何。
9.如权利要求1所述的车辆，进一步包括压力调节阀，其中多路流体控制回路包括流动通道，所述流动通道将流体从流体泵经由压力调节阀运载至VFS阀。
10.如权利要求9所述的车辆，其中多路流体控制回路包括润滑剂调节阀组件，并限定流动通道，所述流动通道从第一开/关螺线管阀提供流体压力到润滑剂调节阀组件。
【文档编号】B60R16/08GK103847495SQ201310655195
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月6日 优先权日:2012年12月6日
【发明者】B.W.惠特马什 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司