專利名稱：具有用于復(fù)式泵的閥組件的混合動(dòng)力系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及構(gòu)造成有選擇地從兩個(gè)泵向變速器供給液壓的閥組件。
背景技術(shù)：
混合動(dòng)力系通常使用可操作地連接到變速器的發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)。 在一定條件下停止和重新起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以提高燃料經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停 止時(shí)，期望變速器保持接合以減少駕駛員命令時(shí)將動(dòng)力輸送至車輪的 延遲時(shí)間。自動(dòng)變速器需要對(duì)離合器施加液壓以保持接合。液壓由油 泵提供。在現(xiàn)有的變速器中，油泵由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。由于發(fā)動(dòng)機(jī)停止，必須 設(shè)置替代的裝置以向離合器提供壓力。 一些現(xiàn)有混合動(dòng)力系包括由電 動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)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(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的泵單獨(dú)地提供，或者從輔助泵單獨(dú) 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(fā)動(dòng)機(jī) 為低速時(shí)保持離合器接合。發(fā)明內(nèi)容動(dòng)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(gòu)造用于至少三個(gè)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，并 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，并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(gè)泵單獨(dú)地向通路提供壓力流體，也 可使兩個(gè)泵同時(shí)地向通路提供壓力流體，使得各泵增強(qiáng)另一個(gè)泵對(duì)通 路的輸出。這種增強(qiáng)可使至少一個(gè)泵的尺寸小于現(xiàn)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(wěn)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(duì)通路中壓力的沖擊或使該沖擊最小。在具體實(shí)施例中，動(dòng)力系包括第一動(dòng)力源(例如，電動(dòng)機(jī))和第 二動(dòng)力源(例如內(nèi)燃機(jī))，以及變速器。第一和第二動(dòng)力源為混合結(jié) 構(gòu)，以向變速器的輸入軸提供轉(zhuǎn)矩。第一動(dòng)力源可操作地連接到第一 泵以有選擇地驅(qū)動(dòng)第一泵，第二動(dòng)力源可操作地連接到第二泵以有選 擇地驅(qū)動(dòng)第二泵。通路與變速器流體連通，更具體地，通路與變速器 的液壓離合器作用回路流體連通。在具體實(shí)施例中，閥組件構(gòu)造成使得第一、第二和第三模式根據(jù) 第一和第二泵供應(yīng)的液壓自動(dòng)地出現(xiàn)。更具體地，在具體實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝槐玫囊簤焊哂诘谝活A(yù)定量時(shí)自動(dòng)地出現(xiàn)第一模式，當(dāng)?shù)诙玫?液壓高于第二預(yù)定量時(shí)自動(dòng)地出現(xiàn)第二模式，當(dāng)?shù)诙玫囊簤焊哂诘?三預(yù)定量時(shí)自動(dòng)地出現(xiàn)第三模式。 還提供了相應(yīng)的方法。結(jié)合附圖，從下面對(duì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式的詳細(xì)描述可容易地 理解本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖l為混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的示意圖，包括以局部剖面?zhèn)纫晥D示出的處于第一操作模式的閥組件；圖2為處于第二操作模式的圖1的閥組件的局部剖面?zhèn)纫暿疽鈭D； 圖3為處于第三操作模式的圖1的閥組件的局部剖面?zhèn)纫暿疽鈭D； 圖4為處于第四操作模式的圖1的閥組件的局部剖面?zhèn)纫暿疽鈭D； 圖5為處于第五操作模式的圖1的閥組件的局部剖面?zhèn)纫暿疽鈭D；以及圖6為圖1的閥組件的另一個(gè)示意局部剖面?zhèn)纫晥D。
具體實(shí)施方式
參考圖l，示意性地示出了混合動(dòng)力系IO。動(dòng)力系10包括混合結(jié)合的第一動(dòng)力源和第二動(dòng)力源。在所述實(shí)施例中，第一動(dòng)力源為發(fā)動(dòng)機(jī) 14,第二動(dòng)力源為電動(dòng)機(jī)18。發(fā)動(dòng)機(jī)14包括可旋轉(zhuǎn)的曲軸22，電動(dòng)機(jī) 18包括轉(zhuǎn)子26?？捎羞x擇地接合的轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)裝置30，例如離合器，使轉(zhuǎn)子26和曲軸22相互連接。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，轉(zhuǎn)子26連接到變速器38的輸入軸34。 在輸入軸34與轉(zhuǎn)子26之間可使用可有選擇地接合的轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)裝置(未 示出)或液力變矩器(未示出)。這樣，當(dāng)轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)裝置30接合時(shí)， 曲軸22也通過轉(zhuǎn)子26連接到變速器38的輸入軸34上。因此，轉(zhuǎn)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(jī)械動(dòng)力。本領(lǐng) 域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到在本發(fā)明范圍內(nèi)可使用的其它混合動(dòng)力系結(jié) 構(gòu)。主泵42可操作地連接到曲軸"以被曲軸22所驅(qū)動(dòng)，例如通過帶式 傳動(dòng)或鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)46。輔助泵50可操作地連接到轉(zhuǎn)子26以被轉(zhuǎn)子26所驅(qū) 動(dòng)，例如通過帶式傳動(dòng)或鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)54。管道60確定了與主泵42流體連 通的通路64;如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，主泵42構(gòu)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(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，輔助泵50構(gòu)造成向通路72提供壓力流 體。動(dòng)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包括位于腔室84中并構(gòu)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的特征為在腔室84相對(duì)兩末端具有由閥體80限定的兩個(gè)孔口 96、 100?？卓?6與管道68的通路72流體連通，因此也與輔助泵50流 體連通?？卓?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的特征為還具有將腔室84與另一個(gè)腔室112互相連通的兩個(gè) 孔口104、 108?？卓?04、 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(diào)節(jié)閥124流體連通，并 且壓力調(diào)節(jié)閥124與變速器38流體連通以向變速器的液壓回路提供壓 力流體，其中如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，變速器液壓回路包括離合 器作用腔(未示出)。更具體地，壓力調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)閥124和變速器38流體連通。于1997年2月11日授予Long等人的美 國(guó)專利No. 5，601, 506中描述了一種用于變速器的液壓回路，本文通 過參考并入其全部?jī)?nèi)容。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，通路72還與排泄閥136流體連通，通 路64還與排泄閥140流體連通。各排泄閥包括偏壓著止動(dòng)器148的彈簧 144。當(dāng)通路72中的壓力超過預(yù)定量時(shí)，該壓力克服彈簧144的偏壓， 使得止動(dòng)器148不再阻塞排泄閥136，從而隨著通過排泄閥136釋放流 體降低了壓力。類似地，當(dāng)通路64中的壓力超過預(yù)定量時(shí)，該壓力克 服彈簧144的偏壓，使得止動(dòng)器148不再阻止排泄閥140，從而隨著通 過排泄閥140釋放流體降低了壓力。排泄閥140打開的壓力高于排泄閥 136打開的壓力。滑閥88的特征為具有與腔室84的內(nèi)表面密封接觸的大致圓柱形表 面152。滑閥88的特征還有具有與管道68的通路72流體連通的表面 156。滑閥88的另一個(gè)特征為具有暴露于腔室84的表面160。類似地，滑閥92的特征為具有與腔室84的內(nèi)表面密封接觸的大致 圓柱形表面164,滑閥92的特征還有具有與管道60的通路64流體連通 的表面168?；y92的另一個(gè)特征為具有暴露于腔室84及相對(duì)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(duì)于滑閥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(dòng)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(yuǎn)離，如圖l中所示.滑閥88的特征為具有從表 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(dòng)。 類似地，元件194從滑閥92的表面168突起，并與管道60的壁接觸以限 制滑閥92的移動(dòng)。圖l中示出了閥組件操作的第一模式。更具體地，在發(fā)動(dòng)機(jī)14和電 動(dòng)機(jī)18停止或關(guān)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(guān)閉位置中?；?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?；y92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(biāo)記指的是圖l中相同的部件，所示的閥組件76處于第二操作模式。更具體地，電動(dòng)機(jī)(圖1中的18所示)正 驅(qū)動(dòng)輔助泵(圖2的50所示)，使輔助泵將壓力流體200A供應(yīng)進(jìn)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，并移進(jìn)所示 的滑閥88并不完全阻塞孔口 96和104的打開位置。因此，當(dāng)滑閥88處 于其打開位置時(shí)，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(jìn)入腔 室112、通路116，最后進(jìn)入變速器(圖1的38所示)的離合器作用腔。 因此，當(dāng)通路68中的壓力足以使滑閥88移向其打開位置時(shí)，會(huì)自動(dòng)地 出現(xiàn)第二操作模式。當(dāng)閥組件處于第二操作模式時(shí)，流體200A在滑閥88上的力壓縮彈 簧186，并在滑閥92上產(chǎn)生相應(yīng)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(guān)閉位置，在此完全關(guān)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(fā)動(dòng)機(jī)(14所示)不運(yùn) 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(biāo)記指的是圖l中相同的部件，所示的閥 組件76處于第三操作模式。更具體地，發(fā)動(dòng)機(jī)(圖1的14所示)運(yùn)行 并驅(qū)動(dòng)主泵(圖1的42所示)；因此，主泵向管道60的通路64供應(yīng)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，并移進(jìn)所示的滑閥92 不完全阻塞孔口100和108的打開位置。因此，當(dāng)滑閥92處于其打開位 置時(shí)，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(jìn)入腔室112、通路116，最后進(jìn) 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(yīng)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(jìn) 入腔室112。因此當(dāng)通路64中的壓力足以將滑閥92移向其打開位置時(shí)，自動(dòng)地出現(xiàn)第三操作模式。參考圖4，其中相同的附圖標(biāo)記指的是圖l-3中相同的部件，所示的 閥組件76處于第四操作模式。當(dāng)由主泵增壓的流體200B壓力高于由輔助泵增壓的流體200A時(shí)，自動(dòng)地促發(fā)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(dòng)，從 而相應(yīng)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(guān)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(yīng)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上的力高于輔助泵流體200A施加在滑 閥88的表面156上的力，其中輔助泵的流體200A的壓力低于主泵的流 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(biāo)記指的是圖l-4中相同的部件，所示的 閥組件76處于第五操作模式，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(guān)閉位置，在完全關(guān)閉位置中，滑閥88既阻塞孔口96也 阻塞孔104 由于輔助泵為死頭的，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通過輔助排泄閥釋 放，如圖5中所示。參考圖6，其中相同的附圖標(biāo)記指的是圖5中相同的部件，因?yàn)榘l(fā)動(dòng) 機(jī)曲軸已經(jīng)達(dá)到足以驅(qū)動(dòng)主泵在流體200B中產(chǎn)生足夠的壓力的速度，使得無需輔助泵的增量，所以關(guān)閉輔助泵。盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式，但是本發(fā)明所屬領(lǐng) 域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各種可 選"^殳計(jì)和實(shí)施方式，
權(quán)利要求
1. 一種動(dòng)力系，包括構(gòu)造成提供液壓的第一泵，；構(gòu)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(gòu)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，并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，并提供所述第二泵與所述通路之間的流體連通。
2. 如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力系，其中所述閥組件構(gòu)造成使得當(dāng) 所述第一泵提供超過第一預(yù)定量的液壓時(shí)自動(dòng)地出現(xiàn)所述第一模式， 并且當(dāng)所述第二泵提供超過第二預(yù)定量的液壓時(shí)自動(dòng)地出現(xiàn)所述第二 模式。
3. 如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力系，其中所述閥組件包括閥體，所述閥體限定有腔室，其中所述腔室的特征為具有第一孔 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(quán)利要求1所述的動(dòng)力系，其中所述閥組件還包括位于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(quán)利要求4所述的動(dòng)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(quán)利要求5所述的動(dòng)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(quán)利要求1所述的動(dòng)力系，還包括第一動(dòng)力源，可操作地連接到所述第一泵，并構(gòu)造成有選擇地驅(qū) 動(dòng)所述第一泵；第二動(dòng)力泵，可操作地連接到所述第二泵，并構(gòu)造成有選擇地驅(qū) 動(dòng)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，其中所述腔室的特征為具有第一孔 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(quán)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，并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(quán)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(quán)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(quán)利要求8所述的閥組件，其中所述第一滑閥被充分地構(gòu) 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(yīng) 的第二位置；并且其中所述第二滑閥被充分地構(gòu)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(yīng)的第二位置。
13. —種向混合動(dòng)力系中變速器提供液壓的方法，其中所述混合 動(dòng)力系包括由第一動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)的第一泵和由第二動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)的第二 泵，所述方法包括以第一模式搮作所述動(dòng)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(dòng)力系之后，以第二模式操作所述動(dòng) 力系，包括同時(shí)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(dòng)力系之后，以第三模式操作所述動(dòng) 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(dòng)力系，包括第一泵和第二泵。管道限定了用于從第一泵或第二泵向變速器提供液壓的通路。閥組件構(gòu)造成可有選擇地單獨(dú)從第一泵、單獨(dú)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(qiáng)，從而使至少一個(gè)泵的尺寸能夠小于沒有此閥組件時(shí)的尺寸。
文檔編號(hào)F16H61/48GK101275671SQ20071008895
公開日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2007年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月26日
發(fā)明者S·P·穆爾曼 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司