具有用於複式泵的閥組件的混合動力系的製作方法

2023-07-26 22:13:16 1

專利名稱：具有用於複式泵的閥組件的混合動力系的製作方法
技術領域：
本發明涉及構造成有選擇地從兩個泵向變速器供給液壓的閥組件。
背景技術：
混合動力系通常使用可操作地連接到變速器的發動機和電動機。 在一定條件下停止和重新起動發動機以提高燃料經濟性。當發動機停 止時，期望變速器保持接合以減少駕駛員命令時將動力輸送至車輪的 延遲時間。自動變速器需要對離合器施加液壓以保持接合。液壓由油 泵提供。在現有的變速器中，油泵由發動機驅動。由於發動機停止，必須 設置替代的裝置以向離合器提供壓力。 一些現有混合動力系包括由電 動機驅動的向離合器提供液壓的輔助泵，以保持變速器接合。閥控制 液壓，使得其或者從發動機驅動的泵單獨地提供，或者從輔助泵單獨 地提供。因此，主泵必須具有足以提供足夠壓力的尺寸，以在發動機 為低速時保持離合器接合。發明內容動力系包括第一泵、第二泵及限定了通路的管道，閥組件可操作 地將第一泵、第二泵與通路互相連接.閥組件構造用於至少三個操作 模式。在第一模式中，閥組件提供第一泵與通路之間的流體連通，並 且不允許第二泵與流體通路之間的流體連通。在第二模式中，閥組件 既提供第 一泵與流體通路之間的流體連通，也提供第二泵與流體通路 之間的流體連通。在第三模式中，閥組件不允許第一泵與通路之間的 流體連通，並提供第二泵與通路之間的流體連通。因此，閥組件既可使任意一個泵單獨地向通路提供壓力流體，也 可使兩個泵同時地向通路提供壓力流體，使得各泵增強另一個泵對通 路的輸出。這種增強可使至少一個泵的尺寸小於現有的泵，因而降低 了泵的燃料消耗。閥的第二模式還提供了只有第一泵的操作與只有第二泵的操作之間的平穩過渡，即在從第一模式至第三模式的過渡中， 第二模式減少對通路中壓力的衝擊或使該沖擊最小。在具體實施例中，動力系包括第一動力源(例如，電動機)和第 二動力源(例如內燃機)，以及變速器。第一和第二動力源為混合結 構，以向變速器的輸入軸提供轉矩。第一動力源可操作地連接到第一 泵以有選擇地驅動第一泵，第二動力源可操作地連接到第二泵以有選 擇地驅動第二泵。通路與變速器流體連通，更具體地，通路與變速器 的液壓離合器作用迴路流體連通。在具體實施例中，閥組件構造成使得第一、第二和第三模式根據 第一和第二泵供應的液壓自動地出現。更具體地，在具體實施例中，當第一泵的液壓高於第一預定量時自動地出現第一模式，當第二泵的 液壓高於第二預定量時自動地出現第二模式，當第二泵的液壓高於第 三預定量時自動地出現第三模式。 還提供了相應的方法。結合附圖，從下面對實現本發明的最佳模式的詳細描述可容易地 理解本發明的上述特徵和優點以及其它特徵和優點。


圖l為混合動力傳動系統的示意圖，包括以局部剖面側視圖示出的處於第一操作模式的閥組件；圖2為處於第二操作模式的圖1的閥組件的局部剖面側視示意圖； 圖3為處於第三操作模式的圖1的閥組件的局部剖面側視示意圖； 圖4為處於第四操作模式的圖1的閥組件的局部剖面側視示意圖； 圖5為處於第五操作模式的圖1的閥組件的局部剖面側視示意圖；以及圖6為圖1的閥組件的另一個示意局部剖面側視圖。
具體實施方式
參考圖l，示意性地示出了混合動力系IO。動力系10包括混合結合的第一動力源和第二動力源。在所述實施例中，第一動力源為發動機 14,第二動力源為電動機18。發動機14包括可旋轉的曲軸22，電動機 18包括轉子26。可有選擇地接合的轉矩傳動裝置30，例如離合器，使轉子26和曲軸22相互連接。如本領域技術人員所理解的，轉子26連接到變速器38的輸入軸34。 在輸入軸34與轉子26之間可使用可有選擇地接合的轉矩傳動裝置(未 示出)或液力變矩器(未示出)。這樣，當轉矩傳動裝置30接合時， 曲軸22也通過轉子26連接到變速器38的輸入軸34上。因此，轉子26和 曲軸22可操作地連接到輸入軸34以有選擇地向其提供機械動力。本領 域的技術人員會認識到在本發明範圍內可使用的其它混合動力繫結 構。主泵42可操作地連接到曲軸"以被曲軸22所驅動，例如通過帶式 傳動或鏈式傳動46。輔助泵50可操作地連接到轉子26以被轉子26所驅 動，例如通過帶式傳動或鏈式傳動54。管道60確定了與主泵42流體連 通的通路64;如本領域技術人員所理解的，主泵42構造成向通路64提 供壓力流體，即液壓。管道68確定了與輔助泵50流體連通的通路72; 如本領域技術人員所理解的，輔助泵50構造成向通路72提供壓力流 體。動力系10還包括與通路64、 72流體連通的閥組件76。閥組件76包 括限定圓柱形腔室84的閥體80。閥組件76包括位於腔室84中並構造成 在腔室84中有選擇地平移的第一滑閥(shuttle) 88和第二滑閥92。 腔室84的特徵為在腔室84相對兩末端具有由閥體80限定的兩個孔口 96、 100。孔口96與管道68的通路72流體連通，因此也與輔助泵50流 體連通。孔口 100與管道60的通路64流體連通，因此也與主泵42流體 連通。腔室84的特徵為還具有將腔室84與另一個腔室112互相連通的兩個 孔口104、 108。孔口104、 108從腔室84徑向地延伸。腔室112與由管道 120確定的通路116流體連通。通路116與壓力調節閥124流體連通，並 且壓力調節閥124與變速器38流體連通以向變速器的液壓迴路提供壓 力流體，其中如本領域技術人員所理解的，變速器液壓迴路包括離合 器作用腔(未示出)。更具體地，壓力調節閥124通過限定通路132的 管道128與變速器38流體連通。因此，孔口104、 108與通路116、壓力 調節閥124和變速器38流體連通。於1997年2月11日授予Long等人的美 國專利No. 5，601, 506中描述了一種用於變速器的液壓迴路，本文通 過參考併入其全部內容。如本領域技術人員所理解的，通路72還與排洩閥136流體連通，通 路64還與排洩閥140流體連通。各排洩閥包括偏壓著止動器148的彈簧 144。當通路72中的壓力超過預定量時，該壓力克服彈簧144的偏壓， 使得止動器148不再阻塞排洩閥136，從而隨著通過排洩閥136釋放流 體降低了壓力。類似地，當通路64中的壓力超過預定量時，該壓力克 服彈簧144的偏壓，使得止動器148不再阻止排洩閥140，從而隨著通 過排洩閥140釋放流體降低了壓力。排洩閥140打開的壓力高於排洩閥 136打開的壓力。滑閥88的特徵為具有與腔室84的內表面密封接觸的大致圓柱形表 面152。滑閥88的特徵還有具有與管道68的通路72流體連通的表面 156。滑閥88的另一個特徵為具有暴露於腔室84的表面160。類似地，滑閥92的特徵為具有與腔室84的內表面密封接觸的大致 圓柱形表面164,滑閥92的特徵還有具有與管道60的通路64流體連通 的表面168。滑閥92的另一個特徵為具有暴露於腔室84及相對表面160 的表面170。滑閥92還確定了通過孔口108和反饋孔178與腔室112流體 連通的腔室174，其中反饋孔178相對於滑閥92徑向地延伸。腔室174 沿著滑閥88的方向開口 ，以與腔室84和滑閥88的表面160流體連通。 滑閥92在表面164中確定了凹部182，以確保在滑閥M的移動期間不阻 塞反饋孔178與腔室112之間的流體連通。在腔室之中的滑閥88、 92之間插入有螺旋彈簧186，該彈簧偏壓著 滑閥88、 92使其彼此遠離，如圖l中所示.滑閥88的特徵為具有從表 面156的突起190;突起190與管道68的壁相接觸以限制滑閥88的移動。 類似地，元件194從滑閥92的表面168突起，並與管道60的壁接觸以限 制滑閥92的移動。圖l中示出了閥組件操作的第一模式。更具體地，在發動機14和電 動機18停止或關閉的情況下，所以泵42、 50不給通路64、 72中的流體 增壓，允許彈簧186將滑閥88、 92偏壓在所示的各自關閉位置中。滑 閥88阻塞孔口 96和104以阻止通路72與腔室112之間的流體連通，從而 阻止了輔助泵50與腔室112之間的流體連通。滑閥92阻塞了孔口 100， 因此阻止了通路64與腔室112之間的流體連通，從而阻止了主泵42與 腔室112之間的流體連通。參考圖2，其中相同的附圖標記指的是圖l中相同的部件，所示的閥組件76處於第二操作模式。更具體地，電動機(圖1中的18所示)正 驅動輔助泵(圖2的50所示)，使輔助泵將壓力流體200A供應進管道68 的通路72。壓力流體200A將力施加在滑閥88的表面156上。表面156上 的力克服了彈簧186的偏壓，使滑閥88朝著滑閥92平移，並移進所示 的滑閥88並不完全阻塞孔口 96和104的打開位置。因此，當滑閥88處 於其打開位置時，允許腔室112與通路72之間通過孔口96、腔室84的 一部分以及孔口 104的流體連通。輔助泵的壓力流體200A這樣進入腔 室112、通路116，最後進入變速器(圖1的38所示)的離合器作用腔。 因此，當通路68中的壓力足以使滑閥88移向其打開位置時，會自動地 出現第二操作模式。當閥組件處於第二操作模式時，流體200A在滑閥88上的力壓縮彈 簧186，並在滑閥92上產生相應的力增加；但是，元件194防止滑閥92 從腔室84延伸超過圖1和圖2中所示的完全關閉位置，在此完全關閉位 置中滑閥92阻塞孔口 IOO與孔口 108之間流路，從而阻止通路64與腔室 112之間的流體連通，在第一操作模式期間，發動機(14所示)不運 行，從而主泵(圖1的42所示)不向通路64提供壓力流體。參考圖3，其中相同的附圖標記指的是圖l中相同的部件，所示的閥 組件76處於第三操作模式。更具體地，發動機(圖1的14所示)運行 並驅動主泵(圖1的42所示)；因此，主泵向管道60的通路64供應壓 力流體200B。壓力流體200B在滑閥92的表面168上施加力。表面168上的力克服 了彈簧186的偏壓，使滑閥92朝著滑閥88平移，並移進所示的滑閥92 不完全阻塞孔口100和108的打開位置。因此，當滑閥92處於其打開位 置時，腔室112通過孔口 100、腔室84的一部分以及孔口 108與通路64 流體連通。主泵的壓力流體200B這樣進入腔室112、通路116，最後進 入變速器(圖1的38所示)的離合器作用腔。在第二操作模式期間，輔助泵也供應壓力流體MOA,因此壓力流 體200A將滑閥88保持在打開位置，從而允許壓力流體200A從輔助泵進 入腔室112。因此當通路64中的壓力足以將滑閥92移向其打開位置時，自動地出現第三操作模式。參考圖4，其中相同的附圖標記指的是圖l-3中相同的部件，所示的 閥組件76處於第四操作模式。當由主泵增壓的流體200B壓力高於由輔助泵增壓的流體200A時，自動地促發第四操作模式。更具體地，主泵 的流體200B將力施加在滑閥92上，包括表面168,使滑閥92移動，從 而相應地壓縮彈簧186,彈簧186繼而將力施加在滑閥88上，將滑閥88 推向其關閉位置。另外，孔178使腔室174中的壓力升高至通路64中的 壓力，相應地將腔室84中和表面160上的壓力升高至通路64中的壓力。 由彈簧186和流體作用在表面160上的力高於輔助泵流體200A施加在滑 閥88的表面156上的力，其中輔助泵的流體200A的壓力低於主泵的流 體200B。因此，滑閥88離開滑閥92移向所示的滑閥88阻塞孔口104的 位置，從而阻止輔助泵與腔室112之間的流體連通.參考圖5，其中相同的附圖標記指的是圖l-4中相同的部件，所示的 閥組件76處於第五操作模式，其中流體200B的壓力比流體200A的壓力 足夠大，使得由彈簧和從孔178的流體施加在滑閥88上的力(包括表 面160上的力)比流體200A施加在表面156上的力足夠大，從而使滑閥 88移向其完全關閉位置，在完全關閉位置中，滑閥88既阻塞孔口96也 阻塞孔104 由於輔助泵為死頭的，即阻止流體從輔助泵流出，所以 通路72中流體200A的壓力足夠高，使得流體200A通過輔助排洩閥釋 放，如圖5中所示。參考圖6，其中相同的附圖標記指的是圖5中相同的部件，因為發動 機曲軸已經達到足以驅動主泵在流體200B中產生足夠的壓力的速度，使得無需輔助泵的增量，所以關閉輔助泵。儘管已經詳細描述了實現本發明的最佳模式，但是本發明所屬領 域的技術人員應當認識到在所附權利要求範圍內實現本發明的各種可 選"^殳計和實施方式，
權利要求
1. 一種動力系，包括構造成提供液壓的第一泵，；構造成提供液壓的第二泵，；限定通路的管道；以及閥組件；所述閥組件構造成足以在第一操作模式、第二操作模式和第三操作模式中操作，在所述第一操作模式中，所述閥組件提供所述第一泵與所述通路之間的流體連通，並阻止所述第二泵與所述通路之間的流體連通，在所述第二操作模式中，所述閥組件既提供所述第一泵與所述通路之間的流體連通，也提供所述第二泵與所述通路之間的流體連通，在所述第三操作模式中，所述閥組件阻止所述第一泵與所述通路之間的流體連通，並提供所述第二泵與所述通路之間的流體連通。
2. 如權利要求1所述的動力系，其中所述閥組件構造成使得當 所述第一泵提供超過第一預定量的液壓時自動地出現所述第一模式， 並且當所述第二泵提供超過第二預定量的液壓時自動地出現所述第二 模式。
3. 如權利要求1所述的動力系，其中所述閥組件包括閥體，所述閥體限定有腔室，其中所述腔室的特徵為具有第一孔 口和第二孔口 ；第一滑閥，所述第一滑閥可有選擇地在第一位置與第二位置之間 在所述腔室中平移，其中在所述笫一位置，所述第一滑閥阻塞所述第 一孔口，從而阻止所述通路與所述第一泵之間的流體連通，在所述第二位置，所述第一泵與所述通路流體連通；第二滑閥，所述第二滑閥可有選擇地在第一位置與第二位置之間在所述腔室中平移，其中在所述第一位置，所述第二滑閥阻塞所述第 二孔口，從而阻止所述通路與所述第二泵之間的流體連通，在所述第 二位置，所述第二泵與所述通路流體連通。
4. 如權利要求1所述的動力系，其中所述閥組件還包括位於所述第一滑閥和第二滑閥之間的彈簧，使得所述彈簧將所述第一滑閥和 第二滑閥偏壓在其各自的第一位置中。
5. 如權利要求4所述的動力系，其中所述第一滑閥限定有與所 述第一泵流體連通的第一表面，所述第一表面被充分定位成使得所述 第一表面上的充足液壓使所述第一滑閥從其第一位置移到其第二位置；其中所述第二滑閥限定有與所述第二泵流體連通的第二表面，所 述第二表面被充分地定位成使得所述第二表面上的充足液壓使所述第 二滑閥從其第一位置移到其第二位置。
6. 如權利要求5所述的動力系，其中所述第二滑閥限定有提供 所述通路與所述腔室之間流體連通的孔。
7. 如權利要求1所述的動力系，還包括第一動力源，可操作地連接到所述第一泵，並構造成有選擇地驅 動所述第一泵；第二動力泵，可操作地連接到所述第二泵，並構造成有選擇地驅 動所述第二泵；以及與所述通路流體連通的變速器。
8. —種閥組件，包括閥體，所述閥體限定有腔室，其中所述腔室的特徵為具有第一孔 口、第二孔口、第三孔口和第四孔口；第一滑閥，所述第一滑閥可有選擇地在第一位置與第二位置之間 平移，其中在所述第一位置，所述第一滑閥阻止所述第一孔口與所述 第三孔口之間的流體連通，在所述笫二位置，所述第一孔口與所述第 三孔口彼此流體連通；第二滑閥，所述第二滑閥可有選擇地在第一位置與第二位置之間平移，其中在所述第一位置，所述第二滑閥阻止所述第二孔口與所述 第四孔口之間的流體連通，在所述第二位置，所述笫二孔口與所述第 四孔口彼此流體連通。
9. 如權利要求8所述的閥組件，其中所述閥體包括至少部分地 限定所述腔室的表面，並且其中所述第一滑閥和第二滑閥與該表面密 封地接觸。
10. 如權利要求8所述的閥組件，還包括在所述腔室中所述第一 滑閥和第二滑閥之間的彈簧，使得所述彈簧將所述第一滑閥和第二滑 閥偏壓在其各自的第一位置中。
11. 如權利要求8所述的閥組件，其中所述第二滑閥限定有孔，所述第四孔口與所述第 一滑閥通過該孔彼此流體連通。
12. 如權利要求8所述的閥組件，其中所述第一滑閥被充分地構 造和定位成使得所述第一孔口的充足壓力使所述第一滑閥移到其相應 的第二位置；並且其中所述第二滑閥被充分地構造和定位成使得所述 第二孔口的充足壓力使所述第二滑閥移到其相應的第二位置。
13. —種向混合動力系中變速器提供液壓的方法，其中所述混合 動力系包括由第一動力源驅動的第一泵和由第二動力源驅動的第二 泵，所述方法包括以第一模式搮作所述動力系，包括提供所述第一泵與所述變速器 之間的流體連通，而阻止所述第二泵與所述變速器之間的流體連通；在所述以第一模式操作所述動力系之後，以第二模式操作所述動 力系，包括同時地提供所述笫一泵與所述變速器之間的流體連通和提 供所述第二泵與所述變速器之間的流體連通；以及在所述以第二模式操作所述動力系之後，以第三模式操作所述動 力系，包括阻止所述第一泵與所述變速器之間的流體連通，而提供所 述第二泵與所述變速器之間的流體連通。
全文摘要
一種動力系，包括第一泵和第二泵。管道限定了用於從第一泵或第二泵向變速器提供液壓的通路。閥組件構造成可有選擇地單獨從第一泵、單獨從第二泵、和從第一泵和第二泵向通路提供液壓。因此閥組件使第一泵和第二泵能彼此增強，從而使至少一個泵的尺寸能夠小於沒有此閥組件時的尺寸。
文檔編號F16H61/48GK101275671SQ20071008895
公開日2008年10月1日 申請日期2007年3月26日 優先權日2007年3月26日
發明者S·P·穆爾曼 申請人:通用汽車環球科技運作公司