[发明专利]用于混合变速箱的调制控制系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年2月17日提交的美国专利申请61/443750的优先权，其通过引用方式结合到本申请中。

背景技术

随着对全球气候变化以及油料供应的日益关注，近来已经存在一种开发用于机动车的多种混合系统的趋势。虽然已经提出了多种混合系统，但是每个系统通常都要求显著地改动相应车辆的传动系。这些改动使得难以对已存在车辆的系统进行改装。此外，这些系统中的一些具有导致显著的功率损失的趋势，这又损害了车辆的燃料经济性。因此，在此领域中需要改进。

混合变速箱的一个改进领域是液压系统的结构和设置。混合动力车辆、特别是与这种车辆相关的混合变速箱模块具有取决于发动机条件和操作模式的多种润滑和冷却的需求。为了解决这些需求，通过至少一个液压泵来输送油。两个液压泵作为混合动力车辆的液压系统的一部分而被包括进来时，部分地基于润滑和冷却需求并且部分地基于优先级来控制每个液压泵的操作。液压泵（机械的和电动的）之间的优先级部分地基于需求，并且部分地基于混合动力车辆的操作状态或模式。

发明内容

这里描述的混合系统（和方法）是用在混合系统中的混合变速箱模块的一部分，所述混合系统适合用在车辆中，并且适用于运输系统和用在其他环境中。混合系统通常为整装地和自立式的系统，其能够不需要显著地消耗来自相应的车辆或运输系统中的其他系统的资源而起作用。混合模块包括电气机器（电机）。

这种自立式设计又降低了对于其他系统、例如变速箱和润滑系统所需要的修改的量，这是由于不必增加其他系统的容量以补偿由混合系统产生的增加的工作负荷。例如，混合系统结合了其自己的能够独立于变速箱和发动机而工作的润滑和冷却系统。流体循环系统包括用于循环流体的机械泵，以及当需要时可为机械泵分担工作负载的电动泵，所述流体可用作润滑剂、液压流体和/或冷却剂。如下文将进一步解释地，这种双重机械/电动泵系统有助于降低所要求的机械泵的尺寸和重量，并且如果需要，也允许系统在完全电动模式中运转，在所述完全电动模式中仅有电动泵循环流体。

更特别地是，所描述的液压系统（为了示例性的实施方案的目的）与混合电动车(HEV)相结合而使用。作为所描述的液压系统的一部分而被包括的是平行设置的机械油泵和电动油泵。每个泵的控制和每个泵的操作顺序部分地取决于混合动力车辆的操作状态或模式。这里描述了与混合动力车辆相关的多个系统模式。对于这里所描述的液压系统，存在将特别描述的三种模式，并且这三种模式包括电模式（E-模式）、过渡模式和巡航模式。

如将从下文描述中理解地是，所描述的液压系统（和方法）构造并设置为解决部件润滑的需求和在车辆操作期间经受高温的混合模块的这些部分的冷却的需求。特定的结构和操作特征为液压模块提供了改善的液压系统。

混合模块的紧凑设计对其多个子部件、例如其液压装置和离合器提出了要求和约束。为了提供轴向紧凑的设置，离合器的活塞具有凹陷，以接收使活塞返回到通常脱开的位置处的活塞弹簧。活塞中的用于弹簧的凹陷造成了在活塞的相对的表面区域中的不平衡。这种不平衡由导致用作活塞的液压流体的流体积聚的高离心力而加剧。结果，形成了对于活塞压力的非线性关系，这使得非常难以精确地控制活塞。为了解决这种问题，活塞具有偏置部分，使得活塞的两侧具有相同的面积和直径。通过相同的面积，可严格并可靠地控制离合器的操作。用于离合器的液压装置也结合有溢出特征，这降低了液压锁定的风险，同时保证了适当的填充和润滑。

除了用作离合器的液压流体之外，液压流体也可用作电机以及其他部件的冷却剂。混合模块包括限定了流体通道的套筒，流体通道为了冷却的目的而围绕着电机。套筒具有多个将流体从流体通道喷射到定子绕组上并因此冷却绕组的喷射通道，所述绕组通常趋向于产生了对于电机来说的大部分的热。流体具有从混合模块中和在扭矩转换器的周围泄漏的趋势。为了阻止扭矩转换器的动力损失，扭矩转换器周围的区域应当为相对干燥，即没有流体。为了保持流体不溢出并且不侵入扭矩转换器，混合模块包括阻档装置。特别地，混合模块具有驱使流体经窗口返回到电机的叶轮片。随后，将流体排到油槽中，使得流体可回流和再循环。