用於混合動力車輛的自動變速器的製作方法

2023-10-07 22:32:14 2

專利名稱：用於混合動力車輛的自動變速器的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及一種自動變速器，並且更確切地講，涉及一種與混合動力車輛一起使用而設計的自動變速器。
背景技術：
一般而言，陸地車輛要求一個由三個基本部件組成的動力傳動系。這些部件包括一個動力設備(如一臺內燃發動機)、一個動力傳輸部件、以及多個車輪。這個動力傳輸部件典型地被簡稱為「變速器」。發動機扭矩和速度是根據車輛的牽引力要求而在變速器中進行轉換的。混合動力車輛使用兩種分離的動力設備。一個動力設備典型地是一臺內燃發動機。另一個是一臺電動機。這個電動機是由存儲在一組電池中的電能來提供動力的，該組電池典型地同樣被支撐在該車輛上。這些電池可以通過一臺由該內燃發動機驅動的發電機來由該內燃發動機充電或者從另一個外部電源來充電。對變速器進行控制和調整從而以一種高效的並且有成本效益的方式來實現所希望車輛乘員舒適性的目標是一件複雜的事情。在變速器中為了使每一次換檔平穩並有效地進行存在著大量的事件要適當地定時和執行。此外，由於對自動變速器的控制是通過液壓地致動該變速器中的這些不同的部件來實現的，所以重要的是提供一個穩定的液壓壓力。 因為多個液壓致動的裝置以一種預定的並且精確的方式來對所提供的用於使它們致動的給定的壓力作出反應，所以對該液壓壓力的不精確的控制導致該變速器不精確的操作和控制。在一臺自動變速器中建立並且保持一個穩定的液壓壓力可以是成問題的。如以上所提及的，用泵來提供加壓的液壓流體用於變速器的控制和致動。另外，些離合器和齒輪組件是由該液壓流體的二次流動來潤滑和冷卻的。在常規車輛中，這種泵是通過一種從發動機取出的動力來機械地驅動的。因而，從泵傳送的液壓壓力響應於發動機轉速增加而隨著泵速度的增加而增加。在常規車輛中保持從泵所傳輸的液壓壓力的這些挑戰在混合動力車輛中不過是更複雜了。在一臺混合動力車輛中，當車輛以低速短距離行駛時(例如在停停走走的交通和城市駕駛中)電動機是可運行的。然而，即使在電動機驅動車輛時，變速器的這些離合器以及其他部件仍然需要得到加壓的變速器流體。因此，人們已知在電動機可運行時使用由電動機驅動的一個分離的泵來確保該變速器得到足夠的加壓的流體。因而，用於混合動力車輛的變速器典型地用兩個分離的泵彼此獨立地作用以便在所有運行條件下向該變速器提供加壓的流體。這實質上要求根據是否內燃發動機或者電動機正在驅動車輛而交替地運行具有相似大小和排量的兩個冗餘的泵。這種安排導致增加的成本和複雜性，因為該變速器必須被配置為根據該混合動力設備的哪個部分是在運行而從兩個分離的來源接收液壓流體。此外，在具有用於相同目的兩個泵但根據用於驅動混合式發動機(hybrid engine) 的動力源而可交替運行這些泵存的情況下在某種低效率。在本領域中已知的一種變速器具有兩個離合器、並且通常簡稱為雙(或者二重)
6離合器變速器(DCT)。雙離合器結構經常是同軸並且協作性配置的以便從一個飛輪安排中取得動力輸入。然而，一些設計具有一種同軸的雙離合組件，但這些離合器位於該變速器主體的相反側並且具有不同的輸入源。不管怎樣，雙離合器變速器典型地在相伴地驅動一個輸出軸的兩個輸入軸的每個上包括一個動力傳輸組件。每個離合器和相關聯的多個齒輪組可以獨立地進行換檔和離合。以此方式，能夠以一種自動變速器形式獲得在不同檔位間不間斷的動力升檔和降檔、連同手動變速器的高機械效率。因此，通過有效使用某些雙離合器變速器可以實現燃料經濟性和車輛性能的顯著提高。這些因素使得雙離合器變速器成為對於混合式發動機的一種有吸引力的部件。雖然在相關領域中已知的自動變速器對於它們預期的目是總體上是起作用的，但在本領域中對於在混合式發動機的多個動力設備與變速器之間具有改進的運行性相互作用的混合式發動機所用的變速器仍然存在一種需求。此外，在本領域中對於這樣一種與混合式發動機相關聯地使用的變速器仍然存在一種需求，這種變速器與市場中可獲得的現有系統相比生產起來不太複雜並且不太昂貴。同時，在本領域中對於為了同混合式發動機一起使用而設計的一種變速器仍然存在一種需求，該混合式發動機能夠快速地且高效地為該變速器的控制與致動以及為了以一種有成本效益的方式冷卻該變速器的不同部件提供加壓的液壓流體。

發明內容
相關領域中的缺陷在本發明的一種用於混合動力車輛的自動變速器中得以克服， 其中該車輛具有一個動力設備，該動力設備包括一臺內燃發動機以及一臺電動機。該變速器包括一個具有加壓流體源的液壓迴路，並且進一步包括輸送用於致動該變速器的多個部件的加壓流體的一個致動迴路、以及一個輸送用於冷卻該變速器的多個部件的加壓流體的冷卻迴路。該加壓的流體源包括由該混合動力車輛的內燃發動機運行性地驅動的一個第一泵以及由電動機運行性地驅動的一個第二泵。一對單向閥被串聯地安置並且與該第二泵處於流體連通。該第一泵是可運行的以便在該車輛由內燃發動機運行性地驅動時向致動迴路以及冷卻迴路供應加壓的流體。該第二泵用來該第一泵在某些預定條件下由內燃發動機運行性地驅動並且在該第一單向閥開放時向該冷卻迴路供應加壓的流體。此外，該第二泵還用來在內燃發動機不再運行性地驅動第一泵並且第一和第二單向閥開放時向該致動迴路與該冷卻迴路供應加壓的流體。以此方式，並且在某些預定條件下，第一以及第二泵兩者都是可運行的以便在必要時將加壓的流體供應到該液壓迴路中。可能會發生在例如當傳輸至該冷卻迴路的壓力下降到一個預定值以下。在這種情況下，由電動機驅動的該第二泵在該第一單向閥開放時協助第一泵向冷卻迴路提供冷卻流體。這種安排允許使用較小排量的、機械驅動的第一泵，並且由此降低了變速器的成本。


在閱讀了以下結合附圖進行的說明之後，當更好地理解了本發明時將會很容易地認識它的其他目標、特徵及優點，在附圖中圖1是可以使用本發明的液壓閥的變速器的一個代表性實例的示意性圖示；
圖2是用於雙離合器變速器的一個代表性液壓迴路的示意圖。
具體實施例方式一種可以用於混合式發動機的自動變速器的一個代表性實例在圖1中總體上以 10表示。在這種情況下，在此說明並且展示的自動變速器是一種雙離合器變速器。然而，本領域的普通技術人員可從隨後的說明中將理解本發明可以同用於混合式發動機的任何類型的自動變速器相關聯地使用。因而，本領域的普通技術人員將會理解本發明是由在此給出的權利要求來限定的，而不是由在圖1中所展示並在以下所說明的這種雙離合器變速器所限定的。如圖1所示，雙離合器變速器10可以包括一個總體上以12表示的同軸雙離合器組件；一個總體上以14表示的第一輸入軸；一個總體上以16表示的、與該第一輸入軸同軸的第二輸入軸；一個總體上以18表示的副軸；一個輸出軸20 ；—個倒檔副軸22 ；總體上以M表示的多個同步器。雙離合器變速器10形成了車輛動力傳動系的一部分並且負責從混合動力設備 (如一臺內燃發動機或者電動機)獲得一個扭矩輸入，並且通過多個可選擇的傳動比將該扭矩傳輸給車輛的驅動車輪。雙離合器變速器10通過同軸雙離合器組件12將來自動力設備的所施加的扭矩運行性地引導到或者第一輸入軸14上或者第二輸入軸16上。這些輸入軸14和16包括一個第一齒輪系，這些齒輪與被安置在副軸18上的一個第二齒輪系處於恆定嚙合。第一齒輪系的每一個齒輪與第二齒輪系中的一個齒輪相互作用，以便提供用於傳輸扭矩的不同的傳動比設定值。副軸18還包括一個第一輸出齒輪，它與安置在輸出軸20上的一個第二輸出齒輪處於恆定嚙合。這些同步器M被安置在這兩個輸入軸14、16以及副軸18上、並且由多個換檔致動器沈(圖幻運行性地控制以便選擇性地接合這些傳動比設定值之一。因此，扭矩被從發動機傳輸到同軸雙離合器組件12上、到輸入軸14或16之一上、經過這些傳動比設定值之一到達副軸18上、並且到輸出軸20上。輸出軸20進一步將輸出扭矩提供給該動力傳動系的其餘部分。另外，倒檔副軸22包括一個中間齒輪，該中間齒輪被安置在該第一齒輪系之一與該第二齒輪系之一之間，這允許副軸18以及輸出軸20 的一種反向的轉動。以下將對這些部件逐一予以更詳細的討論。確切地說，同軸雙離合器組件12包括一個第一離合器機構32以及一個第二離合器機構34。第一離合器機構32部分地實體地連接到一個飛輪(未示出)的一部分上並且部分地實體地附接到第一輸入軸14上，這樣使得第一離合器機構32可以運行性地並且選擇性地將第一輸入軸14與該飛輪接合或脫離接合。類似地，第二離合器機構34被部分地實體地連接到該飛輪的一部分上並且被部分地實體地附接到第二輸入軸16上，這樣使得第二離合器機構34可以運行性地並且選擇性地將第二輸入軸16與該飛輪接合或脫離接合。 如在圖1展示的一個實施方案中所示，第一和第二離合器機構32、34是同軸的，這樣使得第一離合器機構32的外殼體觀裝配在第二離合器機構34的外殼體36的內部。類似地，第一和第二輸入軸14、16也是同軸的，這樣使得第二輸入軸16是空心的並且具有一個內部直徑來允許第一輸入軸14通過其中並且部分地被第二輸入軸16支撐。儘管有圖1中示出的這個實施方案，本領域的普通技術人員將理解第一和第二離合器機構32、34可以實體地同中心地安排在變速器之內，而不是圖1所展示的並行結構。類似地，該第一與第二輸入軸還可以被安排為彼此相對是平行的。
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第一輸入軸14包括一個第一輸入齒輪38以及一個第三輸入齒輪42。第一輸入軸 14在長度上比第二輸入軸16更長，這樣使得第一輸入齒輪38以及一個第三輸入齒輪42被彼此相鄰地安置在第一輸入軸14的一部分上，該部分延伸超過第二輸入軸16。第二輸入軸 16包括一個第二輸入齒輪40、一個第四輸入齒輪44、一個第六輸入齒輪46、以及一個倒檔輸入齒輪48。如圖1所示，第二輸入齒輪40與倒檔輸入齒輪48被固定地支撐在第二輸入軸16上而第四輸入齒輪44和第六輸入齒輪46被可轉動地圍繞第二輸入軸16支撐在軸承組件50上，這樣使得它們的轉動是不受限制的，除非該伴隨同步器被接合，如將在以下予以更詳細的討論。副軸18包括與這些輸入軸14、16上的那些相對的齒輪、或副軸齒輪。如圖1所示， 副軸18包括一個第一副軸齒輪52、一個第二副軸齒輪54、一個第三副軸齒輪56、一個第四副軸齒輪58、一個第六副軸齒輪60、以及一個倒檔副軸齒輪62。副軸18固定地保持第四副軸齒輪58和第六副軸齒輪60，而第一、第二、第三、以及倒檔副軸齒輪52、54、56、62被軸承組件50圍繞副軸18支撐，這樣使得它們的轉動不受限制，除非該伴隨同步器被接合，如將在以下予以更詳細的討論。副軸18還固定地保持一個第一驅動齒輪64，該第一驅動齒輪嚙合地接合輸出軸20上對應的第二從動齒輪66。第二從動齒輪66被固定地安裝在輸出軸 20上。輸出軸20從變速器10向外延伸以提供用於該動力傳動系的其餘部分的一種附接。倒檔副軸22是一個相對短的軸，該軸具有一個單個倒檔中間齒輪72，該倒檔中間齒輪被安置在第二輸入軸16上的倒檔輸入齒輪48與副軸18上的倒檔副軸齒輪62之間並且與這兩個倒檔副軸齒輪嚙合地接合。因此，當這些倒檔齒輪48、62、以及72被接合時，在倒檔副軸22上的倒檔中間齒輪72使得副軸18在與這些前進齒輪相反的旋轉方向上轉動， 由此提供了輸出軸20的反向旋轉。應該理解，雙離合器變速器10的所有這些軸都被安置並且被旋轉地緊固在變速器10中，這是通過某些方式的軸承組件，如滾柱軸承，例如在圖1 中以68示出。不同的前進齒輪與倒齒輪的接合以及脫離接合是通過該變速器之內的這些同步器M的致動而實現的。如圖1所示，在雙離合器變速器10的這個實例中，存在著四個同步器74、76、78、和80，這些同步器用來通過這六個前進檔和倒檔進行切換。應該理解，存在著許多種已知類型的同步器，這些同步器能夠使一個齒輪與一根軸接合，並且為了進行本文討論的目的所使用的具體類型超出了本發明的範圍。一般來講，任何類型的通過一個換檔叉或類似的裝置可移動的同步器均可採用。如圖1的代表性實例中所示，這些同步器是雙側、雙致動同步器，這樣使得當它們從一個中央的空檔位置離開而到達右側時將一個齒輪接合到其對應的軸上，並且當它們移動到左側時則將另一個齒輪接合到其對應的軸上。確切地說，通過參見圖1所展示的實例，同步器78可以被致動到達左側以接合副軸18上的第一副軸齒輪52或者被致動到達右側以接合第三副軸齒輪56。同步器80可以被致動到達左側以接合倒檔副軸齒輪62或者被致動到達右側以接合第二副軸齒輪M。同樣，同步器 74可以被致動到達左側以接合第四輸入齒輪44或者被致動到達右側以接合第六輸入齒輪 46。同步器76被致動到達右側以將第一輸入軸14的末端直接接合到輸出軸20上，由此提供用於第五齒輪的一個直接的1 1( 一比一)的傳動比。沒有用來接合到同步器76的左側的齒輪組。應該理解，雙離合器變速器的這個實例是代表性的，並且對於雙離合器變速器 10，其他齒輪組、同步器和換檔致動器的安排是有可能的而不偏離本發明的範圍。
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應當進一步理解到，雙離合器變速器10的運行是由某種類型的控制裝置來完成的，如監視變速器10的功能性的一個電子控制單元(ECU)，或者是由可以安裝雙離合器變速器10的車輛的一個電子控制單元來完成。在任何情況下，存在一種控制裝置(它在本發明的範圍之外)，它通過一個存儲的控制方案或者一系列的控制方案(本發明僅僅是其中的一部分)來控制並運行該雙離合器變速器。該控制裝置有能力來提供多個合適的電壓、 信號和/或液體壓力來運行變速器10並且具體是離合器接合功能。雙離合器組件12的第一和第二離合器機構32和34通過同步器M以一種相對於不同齒輪組的致動器的協調方式被可運行地接合和脫離接合，以便選擇性地將扭矩傳輸給輸出軸20。通過舉例，如果扭矩被傳輸到車輛的驅動輪上以便從靜置啟動開始移動，可能將會接合雙離合器變速器10的最小的、或第一傳動比。因此，如在圖1中所示，同步器78將被驅動到達左側以使第一副軸齒輪52接合到副軸18上並且第一離合器機構32將被接合以便經過該第一齒輪組將扭矩從發動機傳輸到輸出軸20上。當車輛速度增加並且ECU確定這些狀況要求換檔到該第二齒輪組時，同步器80將首先被驅動到達右側以使第二副軸齒輪M與副軸18相接合。然後，當第一離合器機構32被脫離接合時，第二離合器機構34將被接合。以此方式，進行了一次動力換檔而不發生動力中斷。對於雙離合器變速器10每次檔位變換均發生離合器32和34的這種動力換檔的轉換。當未啟用的離合器(現在是來臨的離合器)被接合時，所施加的負載使得一個動力浪湧越過該離合器被傳輸，帶來從遍布離合器上發生的滑動而產生的伴隨的熱量。來臨的離合器的溫度快速地增加(或者成為尖峰)到一個點上，這裡如果未提供適當的冷卻則這些離合器板或摩擦材料可能被損壞。另外，積聚的熱量(如果未被適當地消散掉)將使雙離合器變速器10的整體溫度大大增加並且可以引起以上提到的這些損壞性作用。同時，當來臨的離合器的溫度正在急劇上升時，該脫離接合的、或離去的離合器將停止傳輸扭矩。當負載移除時，該脫離接合的離合器將停止產生熱量，因此急劇地降低了其冷卻要求。在圖2中總體上用110表示用於控制和冷卻該雙離合器變速器的這些離合器32、 34的一個液壓迴路，在此貫穿這些附圖，相同的數字被用來表示相同的部件。該液壓迴路 110包括一個總體上用112表示的加壓的冷卻源。此外，液壓迴路110包括一個總體上用 114表示的致動迴路，該致動迴路輸送用於致動該雙離合器變速器的多個部件(例如離合器32、34以及類似的部件)的加壓的流體。另外，液壓迴路110還包括一個總體上用116 表示的冷卻迴路，該冷卻迴路輸送用於潤滑和冷卻該雙離合器變速器的多個部件(例如離合器32、34以及上述這些齒輪)的加壓的流體。致動迴路114還包括第一和第二離合器致動閥門(總體上以118、120表示)，它們類似地與加壓的冷卻流體源112處於流體連通。第一和第二離合器致動閥門118、120各自對應該雙離合器變速器的這兩個離合器32、34之一，並且被適配為將加壓的流體提供給該雙離合器變速器的這些離合器32、34中對應的每一個從而致動這些離合器。致動迴路114 還包括一個總體上以122表示的換擋致動系統，該換擋致動系統與加壓的流體源112處於流體連通並且用來選擇性地向多個換擋致動器沈提供流體動力以便致動這些同步器M並且在該多個齒輪中選擇指定的齒輪。冷卻迴路116包括一個總體上以IM表示的潤滑劑閥，該潤滑劑閥被類似地安置為與加壓的流體源112處於流體連通，並且出於潤滑和冷卻該雙離合器變速器的每個離合器的目的用來通過離合器潤滑管線125提供流體。總體上以1 表示的一個潤滑劑控制致動器與潤滑劑閥1 處於流體連通，並且被適配為選擇性地控制該潤滑劑閥，如將在以下予以更詳細的說明。冷卻迴路116還包括一個離合器支持潤滑劑輸送管線128，該離合器支持潤滑劑輸送管線與加壓的流體源112處於流體連通並且被適配為向該雙離合器變速器的這些離合器32、34提供加壓的冷卻流體。離合器支持潤滑劑輸送管線1 用於向多個軸承以及這些離合器的多個其他內部工作件提供加壓的流體以便使它們保持冷卻。此外，冷卻迴路116包括一個齒輪潤滑劑輸送管線130，該齒輪潤滑劑輸送管線與加壓的流體源112 處於流體連通並且用作向該雙離合器變速器的這些齒輪提供加壓的冷卻流體。圖2所示的液壓迴路110的這些部件各自將在以下予以更詳細的說明。一個總體上以132表示的主壓力調節器被安置為與加壓的流體源112處於流體連通，並且被適配為向液壓迴路110提供一個預定的設定系統壓力。加壓的流體源112包括一個第一泵134，它由該混合動力車輛的內燃發動機運行性地驅動。此外，加壓的流體源112 還包括一個第二泵136，該第二泵由電動機138運行性地驅動。第一和第二泵134、136各自通過一個過濾器142從一個油底殼140中抽取冷卻流體，並且經過一個主壓力管線144將加壓的冷卻流體提供給主壓力調節器132。一個冷卻單元146經過管線148與該加壓的流體源處於流體連通並且被適配為使冷卻流體與其他介質進行熱交換。被加熱的冷卻流體流過一個限流器150、經過冷卻單元146、並且然後遍及冷卻迴路116進行分配。一對單向閥 152、巧4被串聯地安置並且與第二泵136處於流體連通。在第一泵134被該內燃發動機運行性地驅動時，第一泵134運行以便向致動迴路114與冷卻迴路116供應加壓的流體。第二泵136用來當第一泵134在某些預定的條件下被該內燃發動機運行性地驅動(如在以下被更詳細地說明的)並且第一單向閥開放時向冷卻迴路116供應加壓的流體。此外，該第二泵還用來在該內燃發動機不再運行性地驅動第一泵134並且第一和第二單向閥152、巧4 開放時向致動迴路114和冷卻迴路116 二者供應加壓的流體。第一和第二泵134、136連同這些單向閥152、巧4與該混合式發動機的內燃發動機和電動機138的相互作用將在以下進行更詳細的說明。主壓力調節器132將調節的管線156中的壓力保持在一個預定的運行壓力上，或者保持在如將在下文更詳細說明的設定點。主壓力調節器132在圖2中被示意地示出在其閉合位置並且包括一個閥門本體158，其中一個閥門構件160被可移動地支撐在閥門本體 158之中。主壓力調節器132還包括多個內部流動通道(總體上以162表示)以及一個偏置構件164，該偏置構件作用在閥門構件160上使其向右偏置，如在該圖中所示。主壓力管線144中的壓力通過一個流動限制器166被提供到主調節器閥門132的右側，該流動限制器減小了流動體積但保持了所施加的壓力。流體壓力被傳輸到主壓力調節器132的右側並且克服了偏置構件164的彈力並且將主壓力調節器132的閥門構件160從該關閉位置向左移動到中間運行位置。一個調節控制管線168(如圖2的虛線所示)將一個可控制的偏置力在左側提供給主壓力調節器132。調節控制管線168在管線壓力控制閥170的控制之下將該系統壓力的一部分傳輸至主壓力調節器132的左側。管線壓力控制閥170由一個電子控制單元(ECU)電動操作，以便在液壓迴路110 之內設置該調節壓力設定點，並且然後通過將輸出壓力調節到該設定點而保持所希望的壓力。通過將經過該過濾器172提供給閥門170的主壓力的某些部分進行洩流，管線壓力控制閥170通過調節管線168將可供使用的主壓力的一個變化部分提供給主壓力調節器132。 更確切地說，管線壓力控制閥170在圖2中被示意地展示並且包括一個閥門本體174、一個由閥門本體174可移動地支撐的閥門構件176、以及一個螺線管178。螺線管178被適配為使管線壓力控制閥170的閥門構件176移動，來產生通過該閥門的一個隨輸送到螺線管170 的電流而變化的流通面積，並且來將一個預定量值的加壓的流體通過一個流動限制器180 輸送到主壓力調節器132的左側，從而協助將主壓力調節器132的閥門構件160移動到閉合位置上並且對抗由通過流動限制器166作用於閥門構件160的右側上的冷卻流體所產生的力。以此方式，管線壓力控制閥170設置了用於主壓力調節器132的希望的輸出壓力設置點。管線壓力控制閥170然後改變該調節控制管線168中的壓力以使得從主壓力調節器 132傳輸的輸出壓力保持在所希望的輸出壓力設置點附近，同時將由於下遊壓力改變導致的輸出壓力的波動考慮在內。主壓力調節器132還提供了對於在主壓力管線144中超過了管線壓力控制閥170 的即時校正能力的快速增加、或者浪湧的控制。主調節器閥門構件132打開了多個額外的流動通道，這些流動通道不僅允許流體經過主壓力調節器132繼續流到調節的管線156，並且還允許所增加的流動的一部分通過冷卻流體管線180以及抽吸管線182到達冷卻迴路 116。由主壓力調節閥構件132使抽吸管線182通常保持關閉。然而，當主壓力管線134中急劇或快速增加的壓力驅動主壓力調節器閥門構件160向左到頭時，流動的一個矯正的部分被反饋到第一泵134的抽吸側。當抽吸管線182放出過度壓力流的浪湧時，主調節器閥門構件132移動回到中間位置152上。調節的管線156向致動迴路114提供加壓的流體。致動迴路114通過過濾的管線 184以及相關聯的支路186、188供應第一和第二離合器致動閥門118、120。在到達該第一和第二離合器致動閥門每一個之前，流體在190處被過濾。第一和第二離合器致動閥門118、 120各自包括一個閥門本體192、一個可移動地支撐在閥門本體192中的閥門構件194、以及一個螺線管196。螺線管196被適配為移動閥門構件194以產生經過離合器致動閥門118、 120的流通面積，以對應地經過輸送管線198、200將預定量值的加壓的流體輸送給每個離合器32、34，以便選擇性地對其進行致動。第一和第二離合器致動閥門118、120由E⑶控制以便與對應的離合器選擇性地接合和脫離接合。一個閥門返回管線202經過一個流動限制器204在與螺線管196的致動相反的方向上提供一個偏置力。類似地，一個閥門平衡管線 206經過一個流動限制器208將一個額外的力提供在閥門構件194的螺線管側上。第一和第二離合器致動閥門118、120各自還包括在這些離合器致動閥門下遊以及在這些離合器上遊的一個輸出過濾器210以及一個溢流閥212，以便為用來致動這些離合器所提供的壓力提供一個最大上限。在它們的不工作的模式下，第一和第二離合器致動閥門118、120各自將任何加壓的流體返回油底殼140。如圖2所示，第一和第二離合器致動閥門118、120各自被示出處於其不工作的位置中。如以上指出的，致動迴路114還包括一個總體上以122表示的換擋致動系統，該換擋致動系統與加壓的流體源112處於流體連通並且用作選擇性地向多個換擋致動器沈提供流體能量以便致動多個同步器M並且在該多個齒輪中選擇指定的齒輪。更確切地說，換擋致動系統122包括與加壓的流體源112處於流體連通的第一和第二多路閥214、216以及第一和第二致動器調節閥218、220。第一和第二致動器調節閥218、220包括一個閥門元件221並且所起的作用是將加壓的流體導向到這些換擋致動器沈的相反側上。第一和第二多路閥214、216是可運行的以便在多個齒輪中選定一對預定的相鄰齒輪，加壓的流體是從第一和第二致動器調節閥218、220輸送到這對預定的相鄰齒輪上。第一和第二調節器控制閥222、2M分別通過控制管線2沈、2觀與第一和第二致動器調節閥218、220處於流體連通。因而，第一和第二調節器控制閥222、2M被適配為選擇性地控制第一和第二致動器調節閥218、220。為此，第一和第二調節器控制閥222、2M各自與加壓的冷卻流體源112處於流體連通並且包括一個閥門本體230、一個可移動地支撐在閥門本體230中的閥門構件232、以及一個螺線管234。螺線管234被適配為移動相關聯的第一和第二調節器控制閥222、224的閥門構件232以便向第一和第二致動器調節閥218、220 中的一個對應的致動器調節閥的閥門構件221產生一個控制信號壓力來將閥門構件221對抗偏置構件223的偏置地移動從而打開第一和第二致動器調節閥218、220中的一個對應的致動器調節閥。以此方式，第一和第二致動器調節閥218、220通過第一和第二多路閥214、 216輸送一個受控的、預定量值的加壓的流體，以便移動一個預定的換擋致動器沈以及一個相關聯的同步器M從而在該雙離合器變速器的多個齒輪中選定一個預定的齒輪。以一種類似的方式，第一和第二多路閥214、216各自受一個開/關電磁閥236、238控制。進而， 開/關電磁閥236、238各自受E⑶控制。如以上指出的，冷卻迴路116包括一個潤滑劑閥124，該潤滑劑閥與加壓的流體源 112處於流體連通，並且被適配為控制向該雙離合器變速器的多個離合器的加壓的流體的流動。更具體地說，主壓力調節器132被安置為通過輸送管線240在這些泵134、136與潤滑劑閥116之間處於流體連通。一個冷卻劑限度閥(cooler limit valve) 242被運行地連接為與該潤滑劑閥1 處於流體連通，以便為通過主壓力調節器132經過管線240和支路 244提供到冷卻劑閥IM上的正壓力提供一個最大的上限。潤滑劑閥IM包括一個閥門本體246以及一個可移動地支撐在閥門本體246中的閥門構件M8，以便選擇性地並且獨立地將一個冷卻流體的流動通過離合器潤滑管線125提供給該雙離合器變速器的這些離合器 32,34中的每一個。為此，潤滑劑閥IM包括一個偏置構件M7，該偏置構件作用在該閥門構件上以使其偏置到一個常閉的位置中。如以上指出的，一個潤滑劑控制致動器1 與潤滑劑閥IM處於流體連通，並且被適配為選擇性地控制該潤滑劑閥。因此，控制致動器1 經過支路249通過這個過濾器250 與加壓的冷卻流體源112處於流體連通。控制致動器1 包括一個閥門本體252、一個可移動地由閥門本體252支撐的閥門構件254、以及一個螺線管256。螺線管256被適配為移動潤滑劑控制致動器126的閥門構件254，以便產生一個穿過該控制致動器的流通面積，該流通面積是傳輸到螺線管256的電流的一個函數，並且通過管線258(如虛線所示)將預定量值的加壓的流體通過一個流動限流器260輸送到潤滑劑閥124(如圖2所展示)的閥門構件M8的右側。一個反饋管線262從加壓的流體管線258中洩壓，並且將該洩出壓力傳輸到如圖2所示的控制致動器126的左側，以便協助將這些閥門元件254返回到它的閉合位置。以此方式，一個受控量的冷卻流體被提供到潤滑劑閥1 的右側，以便移動其閥門構件 248抵抗偏置構件248的偏置，以便選擇性地打開該潤滑劑閥，由此將一個受控的預定量值的冷卻流體輸送給該雙離合器變速器的這些離合器。在運行中，加壓的冷卻流體被第一和第二泵134、136提供到致動迴路114和冷卻
13迴路116中。在該混合動力車輛的內燃發動機可運行時，它驅動第一泵134。在這種運行條件下，加壓的流體被通過主壓力管線144提供至主壓力調節器132。主壓力調節器132在液壓迴路110中設定了系統壓力。加壓的流體經由支路沈4(在一個被示意性的示出為266 的點處截斷主壓力管線144)經過調節的管線156被提供給致動迴路114。加壓的流體流經調節的管線156到達過濾的管線184。如上所述，過濾的管線184將加壓的流體供應給第一和第二離合器致動閥門118、120以及換擋致動系統122。在內燃發動機可運行時，第一泵134還將加壓的流體供應到冷卻迴路116中。因此，加壓的流體從主壓力調節器132中流出並且通過冷卻流體管線180進入冷卻迴路116。 更確切地說，加壓的冷卻流體通過冷卻流體管線180流到離合器潤滑劑支持管線1 並且經由支路268至齒輪潤滑130。支路268還通過管線MO向潤滑劑閥IM供應加壓的流體。第一泵134的輸出是該內燃發動機的RPM的一個函數。在低速但是高熱量的情況下，在冷卻迴路116中的壓力可能會下降到一個預定值之下，例如五巴。在該內燃發動機運行性地驅動第一泵134並且在冷卻迴路116中的流體壓力下降到一個預定值以下時，本發明的液壓迴路110被設計為使用第二泵136來輔助該第一泵以便向冷卻迴路116提供加壓的流體。更確切地說，在收到這種命令時，第二泵136可以由電動機138驅動(即使在該內燃發動機運行時)以便向冷卻迴路116供應加壓的流體。這樣，當在冷卻迴路116中的壓力低於一個預定值時，第一單向閥152將響應於由第二泵136傳輸的流體壓力而開啟。然後冷卻流體將通過支路270通過被示意性地以272示出的接點經由管線240流至潤滑劑閥 124。冷卻流體還將流入冷卻器旁路274並且然後通過接點272至齒輪潤滑管線130。在內燃發動機不再可運行時，第二泵136承擔全部責任用於將加壓的流體供應到致動迴路114與冷卻迴路116兩者中。更確切地說，在第一泵134關閉並且第二泵136可運行時，第一和第二單向閥152、巧4兩者將離開閥座來通過調節的管線156向致動迴路114 並且經由支路270、管線240以及冷卻劑旁路274向冷卻迴路116提供加壓的流體。還將從主壓力調節器132供應加壓的冷卻流體通過管線180以及離合器潤滑劑支持管線1 提供至冷卻迴路116中。在液壓迴路110中的該壓力由主壓力調節器132來調節。主壓力調節器132由壓力控制閥門170控制，這進而由E⑶控制以建立一個系統壓力。類似地，第一和第二離合器致動閥118、120由E⑶控制，以便選擇性地通過輸送管線198、200將加壓的流體提供給離合器32、34，從而對其進行致動。潤滑劑控制致動器1 類似地由ECU控制，以便提供作用在潤滑劑閥1 的右手側上的預定量值的加壓的流體。更確切地說，潤滑劑控制致動器1 的螺線管256被適配為移動它的閥門構件254，以便產生一個通過潤滑劑控制致動器1 的流動面積，該流動面積是傳輸到螺線管256的電流的一個函數，並且通過管線258將預定量值的加壓的流體輸送到潤滑劑閥124的閥門構件M8的右側。這進而控制潤滑劑閥IM 的致動，以便將選擇的、預定量值的冷卻流體提供給該雙離合器變速器的這些離合器32、34 的每一個。類似地，換擋致動系統122是受E⑶控制，以便經由調節的管線156和過濾的管線184通過第一和第二致動器調節閥218、220以及第一和第二多路閥214、216來控制在該雙離合器變速器的這些檔位之間的換擋。因此，用於本發明的混合動力車輛的雙離合器變速器被配置為使得第一和第二泵 134,136兩者可以是可運行的以便在必要時將加壓的流體供應到該液壓迴路中。如以上更
14詳細地說明的，當傳輸至冷卻迴路116的壓力下降到一個預定值之下時這可能會發生。在這種情況下，由電動機138驅動的第二泵136在第一單向閥152打開時協助第一泵134以便向冷卻迴路116提供冷卻流體。這種安排允許了使用一個較小排量的、機械地驅動的第一泵134，並且因而降低了變速器的成本。還應該理解，同樣可使用其他的路線安排而不偏離本發明的範圍。本發明已經以一種說明性的方式進行了描述。應該理解，所使用的術語是旨在處於這些文字的說明性並非限制性的意義。鑑於以上的傳授內容，本發明的很多修改和變體都是可能的。因此，本發明可在權利要求的範圍內以與具體說明不同的方式來實施。
權利要求
1.一種用於混合動力車輛的自動變速器，該混合動力車輛具有一個動力設備，該動力設備包括一臺內燃發動機和一臺電動機，所述變速器包括一個液壓迴路(110)，該液壓迴路具有一個加壓的流體源(112)，所述液壓迴路包括一個致動迴路(114)以及一個冷卻迴路(116)，該致動迴路輸送用於致動所述變速器的多個部件的加壓的流體，並且該冷卻迴路輸送用於冷卻所述變速器的多個部件的加壓的流體；所述加壓的流體源(11 包括一個第一泵(134)和一個第二泵(136)，該第一泵由該混合動力車輛的內燃發動機運行性地驅動，並且該第二泵由該電動機(138)運行性地驅動， 一對單向閥(152，154)被串聯地安置並且與所述第二泵(136)處於流體連通；所述第一泵(134)是可運行的以便在由該內燃發動機運行性地驅動時向所述致動迴路(114)以及所述冷卻迴路(116)供應加壓的流體；並且所述第二泵(136)用來當所述第一泵(134)在某些預定條件下由所述內燃發動機運行性地驅動並且所述第一單向閥(152)開放時向所述冷卻迴路(116)供應加壓的流體、並且進一步用來在所述內燃發動機不再運行性地驅動所述第一泵(134)並且所述第一和第二單向閥(152，154)開放時向所述致動迴路(114)和所述冷卻迴路供應加壓的流體。
2.如權利要求1所述的用於混合動力車輛的自動變速器，其中，所述變速器包括一對離合器(32，34)，這些離合器將該動力設備與第一以及第二輸入軸(14，16)運行性地相互連接，所述致動迴路(114)包括第一和第二離合器致動閥(118，120)，這些離合器致動閥與所述加壓的流體源(112)以及所述這對離合器(32，34)中對應的一個處於流體連通，所述這對第一和第二離合器致動閥(118，120)各自是可運行的以便將加壓的流體提供到所述這對離合器中對應的每一個上從而對其進行致動。
3.如權利要求2所述的用於混合動力車輛的自動變速器，進一步包括多個齒輪，這些齒輪被運行性地支撐在所述第一和第二輸入軸(14，16)上並且被適配為通過所述雙離合器變速器以不同傳動比傳輸扭矩；多個同步器(M)，這些同步器與相鄰的一對齒輪相關聯；以及多個換擋致動器( )，這些換擋致動器用於致動所述同步器以便在這些相鄰的齒輪之間進行選擇；所述致動迴路(114)進一步包括一個換擋致動系統(122)，該換擋致動系統與所述加壓的流體源(11 處於流體連通並且用來選擇性地向所述換擋致動器06)提供流體動力以便致動所述同步器並且在所述多個齒輪中選定一個指定的齒輪。
4.如權利要求3所述的用於混合動力車輛的自動變速器，其中，所述換擋致動系統 (122)包括與所述加壓的流體源處於流體連通的第一和第二多路閥014，216)以及第一和第二致動器調節閥018，220)，所述第一和第二致動器調節閥(218，220)各自包括一個閥門構件021)，該閥門元件是可運行的以便將加壓的流體導向到所述換擋致動器06)的相反側上，所述第一和第二多路閥(214，216)是可運行的以便在所述多個齒輪中選擇一對預定的相鄰齒輪，所述加壓的流體是從所述第一和第二致動器調節閥(218，220)輸送到這對預定的相鄰齒輪上。
5.如權利要求4所述的用於混合動力車輛的自動變速器，進一步包括第一和第二調節器控制閥022，2 )，這兩個調節器控制閥與所述第一和第二致動器調節閥(218，220) 處於流體連通並且被適配為選擇性地控制所述第一和第二致動器調節閥，所述第一和第二調節器控制閥(222，224)各自與所述加壓的流體源(11 處於流體連通並且包括一個閥門本體030)、一個可移動地支撐在所述閥門本體(230)中的閥門構件032)、以及一個螺線管034)，所述螺線管被適配為移動所述相關聯的第一和第二調節器控制閥022,2 )的所述閥門構件032)以便向所述第一和第二致動器調節閥(218，220)中對應的一個致動器調節閥的所述閥門構件(221)產生一個控制信號壓力來對抗所述偏置構件(22 的偏置而移動所述閥門構件從而打開所述第一和第二致動器調節閥018，220)中對應的一個致動器調節閥，由此通過所述第一和第二多路閥(214，216)輸送一個受控的、預定量值的加壓的流體以便移動一個預定的換擋致動器06)以及一個相關聯的同步器04)從而在所述雙離合器變速器的該多個齒輪中選定一個預定的齒輪。
6.如權利要求1所述的用於混合動力車輛的自動變速器，其中，所述冷卻迴路(116)包括一個潤滑劑閥(IM)，該潤滑劑閥與所述加壓的流體源(11 處於流體連通並且被適配為控制加壓的流體向所述變速器的所述離合器的流動。
7.如權利要求6所述的用於混合動力車輛的自動變速器，其中，所述潤滑劑閥(124)包括一個閥門本體(M6)和一個可移動地支撐在所述閥門本體(M6)中的閥門構件(M8)，以便將一個冷卻流體流動提供給所述變速器的所述離合器，其中所述潤滑劑閥(124)包括一個偏置構件047)，該偏置構件作用在該閥門構件(M8)上以將其偏置到一個常閉的位置上。
8.如權利要求7所述的用於混合動力車輛的自動變速器，進一步包括一個潤滑劑控制致動器(126)，該潤滑劑控制致動器與所述潤滑劑閥(124)處於流體連通並且被適配為選擇性地控制所述潤滑劑閥(IM)，所述潤滑劑控制致動器(126)與所述加壓的流體源 (112)處於流體連通並且包括一個閥門本體052)、一個可移動地支撐在所述閥門本體中的閥門構件0 )、以及一個螺線管056)，所述螺線管被適配為移動所述潤滑劑控制致動器的所述閥門構件(254)來對所述潤滑劑閥(124)的所述閥門構件(M8)產生一個控制信號壓力來對抗所述偏置構件047)的偏置而移動所述閥門構件從而選擇性地打開所述潤滑劑閥(124)，由此將一個受控的、預定量值的冷卻流體輸送給該變速器的這些離合器。
9.如權利要求1所述的用於混合動力車輛的自動變速器，其中，所述冷卻迴路(116)包括一個離合器支持潤滑劑輸送管線(128)，該離合器支持潤滑劑輸送管線與所述加壓的流體源(11 處於流體連通並且被適配為向該變速器的離合器提供加壓的流體。
10.如權利要求1所述的用於混合動力車輛的自動變速器，其中，所述冷卻迴路(116) 包括一個齒輪潤滑劑輸送管線(130)，該齒輪潤滑劑輸送管線與所述加壓的流體源(112) 處於流體連通並且是可運行的以便向該變速器的這些齒輪提供加壓的冷卻流體。
11.如權利要求1所述的用於混合動力車輛的自動變速器，進一步包括一個主壓力調節器(132)，該主壓力調節器與所述加壓的冷卻流體源(11 處於流體連通並且被適配為向所述液壓迴路(110)提供一個預定的設定系統壓力。
12.如權利要求11所述的用於混合動力車輛的自動變速器，其中，所述主壓力調節器 (132)被安置為在所述加壓的冷卻流體源(11 與所述潤滑劑閥(124)以及所述潤滑劑控制致動器(126)之間處於流體連通。
13.一種用於混合動力車輛的雙離合器變速器，該混合動力車輛具有一個動力設備，該動力設備包括一臺內燃發動機和一臺電動機，所述雙離合器變速器包括一對離合器(32，34)，這些離合器運行性地將該動力設備與第一和第二輸入軸(14， 16)相互連接；一個液壓迴路(110)，該液壓迴路具有一個加壓的流體源(112)；第一和第二離合器致動閥(118，120)，這些離合器致動閥與所述加壓的冷卻流體源 (112)以及所述這對離合器(32，34)中對應的一個處於流體連通，所述這對第一和第二離合器致動閥(118，120)各自是可運行的以便將加壓的流體提供給所述這對離合器中對應的每一個從而對其進行致動；一個潤滑劑閥(1 )，該潤滑劑閥與所述加壓的流體源(11 處於流體連通並且被適配為控制加壓的冷卻流體向所述雙離合器變速器的多個部件的流動；所述加壓的流體源(11 包括一個第一泵(134)和一個第二泵(136)，該第一泵由該混合動力車輛的該內燃發動機運行性地驅動，並且該第二泵由該電動機(138)運行性地驅動，一對單向閥(152，154)被串聯地安置並且與所述第二泵(136)處於流體連通；所述第一泵(134)是可運行的以便在所述內燃發動機運行時向所述液壓迴路(110)供應加壓的流體；並且所述第二泵(136)用來在所述內燃發動機和所述電動機(138)是可運行的並且所述第一單向閥(15 開放時供應加壓的流體、並且進一步用來在所述第一和第二單向閥(152， 154)開放並且所述電動機(138)可運行時向所述第一和第二離合器致動器(118，120)供應加壓的流體。
14.如權利要求13所述的用於混合動力車輛的雙離合器變速器，其中，所述潤滑劑閥(124)包括一個閥門本體046)以及一個可移動地支撐在所述閥門本體中的閥門構件048)，以便將一個冷卻流體流動提供給該雙離合器變速器的該對離合器(32，34)的每一個，其中所述潤滑劑閥(124)包括一個偏置構件047)，該偏置構件作用在該閥門構件 (248)上以將其偏置到一個常閉的位置上。
15.如權利要求14所述的用於混合動力車輛的雙離合器變速器，進一步包括一個潤滑劑控制致動器(1 )，該潤滑劑控制致動器與所述潤滑劑閥(124)處於流體連通並且被適配為選擇性地控制所述潤滑劑閥，所述潤滑劑控制致動器(126)與所述加壓的流體源 (112)處於流體連通並且包括一個閥門本體052)、一個可移動地支撐在所述閥門本體中的閥門構件0 )、以及一個螺線管056)，所述螺線管被適配為移動所述潤滑劑控制致動器(126)的所述閥門構件054)以便向所述潤滑劑閥(124)的所述閥門構件(M8)產生一個控制信號壓力來對抗所述偏置構件047)的偏置而移動所述閥門構件，從而選擇性地打開所述潤滑劑閥(124)，由此將一個受控的、預定量值的冷卻流體輸送給該雙離合器變速器的這些離合器(32，34)。
16.如權利要求13所述的用於混合動力車輛的雙離合器變速器，其中，所述雙離合器變速器進一步包括多個齒輪，該多個齒輪被運行性地支撐在所述第一和第二輸入軸(14， 16)上並且被適配為通過所述雙離合器變速器以不同傳動比傳輸扭矩；多個同步器(M)， 這些同步器與相鄰的齒輪對相關聯；以及多個換擋致動器( )，這些換擋致動器用於致動所述同步器04)以便在這些相鄰的齒輪之間進行選擇；所述液壓迴路(110)進一步包括一個換擋致動系統(122)，該換擋致動系統與所述加壓的流體源(112)處於流體連通並且用來選擇性地向所述換擋致動器06)提供流體動力以便致動所述同步器04)並且在所述多個齒輪中選定一個指定的齒輪。
17.如權利要求16所述的用於混合動力車輛的雙離合器變速器，其中，所述換擋致動4/4頁系統(122)包括與所述加壓的流體源(112)處於流體連通的第一和第二多路閥(214，216) 以及第一和第二致動器調節閥018，220)，所述第一和第二致動器調節閥(218，220)是可運行的以便將加壓的流體導向到所述換擋致動器06)的相反側上，所述第一和第二多路閥(214，216)是可運行的以便在所述多個齒輪中選擇一對預定的相鄰齒輪，所述加壓的流體是從所述第一和第二致動器調節閥(218，220)輸送到這對預定的相鄰齒輪上。
18.如權利要求17所述的用於混合動力車輛的雙離合器變速器，進一步包括第一和第二調節器控制閥022，2 )，這兩個調節器控制閥與所述第一和第二致動器調節閥 (218,220)處於流體連通並且被適配為選擇性地控制所述第一和第二致動器調節閥，所述第一和第二調節器控制閥(222，224)各自與所述加壓的流體源(11 處於流體連通並且包括一個閥門本體030)、一個可移動地支撐在所述閥門本體Q30)中的閥門構件032)、 以及一個螺線管034)，所述螺線管被適配為移動所述相關聯的第一和第二調節器控制閥 (222,224)的所述閥門構件032)以便向所述第一和第二致動器調節閥Ql8，220)中對應的一個致動器調節閥的所述閥門構件021)產生一個控制信號壓力來對抗所述偏置構件023)的偏置而移動所述閥門構件021)從而打開所述第一和第二致動器調節閥(218， 220)中對應的一個致動器調節閥，由此通過所述第一和第二多路閥(214，216)輸送一個受控的、預定量值的加壓的流體，以便移動一個預定的換擋致動器06)以及一個相關聯的同步器04)從而在所述雙離合器變速器的該多個齒輪中選定一個預定的齒輪。
19.如權利要求13所述的用於混合動力車輛的雙離合器變速器，進一步包括一個主壓力調節器(132)，該主壓力調節器與所述加壓的流體源(11 處於流體連通並且被適配為向所述液壓迴路提供一個預定的設定系統壓力。全文摘要
本發明提供一種用於混合動力車輛的自動變速器，該自動變速器包括一個的液壓迴路(110)，該液壓迴路具有一個加壓的流體源(112)；一個致動迴路(114)，該致動迴路輸送用於致動該變速器的多個部件的加壓的流體；以及一個用於冷卻該變速器的多個部件的冷卻迴路(116)。該加壓的流體源包括由該混合動力車輛的內燃發動機運行性地驅動的一個第一泵(134)以及由電動機(138)運行性地驅動的一個第二泵(136)。當第一泵(134)在某些預定條件下由內燃發動機運行性地驅動時，第二泵(136)用來向冷卻迴路(116)供應加壓的流體。
文檔編號F16H57/04GK102224032SQ200980146863
公開日2011年10月19日 申請日期2009年12月4日 優先權日2008年12月9日
發明者M·考尼格, X·項 申請人:博格華納公司