用於變速器電動油泵的電動機輔助的製作方法

2023-05-31 15:28:36 2

用於變速器電動油泵的電動機輔助的製作方法
【專利摘要】一種用於輔助混合電動動力傳動系統中的變速器油泵在車輛啟動期間快速產生變速器油壓的方法。電動機最初用來提供瞬時扭矩來使油泵旋轉，且快速產生變速器油壓。在通過電動機提供初始輔助之後，油泵電動機為油泵提供動力，且保持混合動力傳動系統內的油壓。
【專利說明】用於變速器電動油泵的電動機輔助
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2011年3月4日遞交的序列號為61/449，136的美國臨時申請的權益。【技術領域】
[0003]本公開涉及一種用於輔助混合電動變速器中的變速器油泵的方法，尤其涉及一種用於輔助變速器油泵以在車輛啟動期間快速產生變速器油壓以在來自於操作者的起動信號之後快速實現電力推進的方法。
【背景技術】
[0004]當前的混合動力傳動系統電動機提供了多重功能,包括發動機啟動、電力推進、電能回收、和同步換擋策略。雖然車輛的內燃機完全關閉，但許多混合動力傳動系統允許車輛運行。當內燃機關閉時，為了給使離合器和混合動力傳動系統的運行必不可少的其它裝置運行的液壓油加壓，典型地必須運行電動油泵。由於成本、包裝、效率、和其它原因，電動油泵典型地是一種小的、低功率的泵。因此，當混合動力傳動系統已經閒置了長時間段時，尤其是在寒冷的氣候中，液壓用油的粘性加上電動油泵的小尺寸，當從混合動力傳動系統被啟動時到液壓達到變速器運行足夠的壓力時，可能導致幾秒的延遲。在某些情況下，從給液壓系統加壓的指令到獲得足夠的壓力時，可能花費超過2.25秒。在某些情況下，沒有內燃機的輔助，僅僅電動油泵可能不能獲得足夠的油壓。

【發明內容】

[0005]在一種方式中，本公開提供了一種運行混合動力傳動系統的方法，所述混合動力傳動系統包括電動機、與電動機連接的超越離合器、與超越離合器連接的油泵電動機、和與油泵電動機連接的油泵。該方法包括:啟動電動機，使油泵旋轉；和啟動油泵電動機，使油泵旋轉。該方法還包括在油泵旋轉之後，使電動機停止作用。
[0006]在另一種方式中，本公開提供了一種運行混合動力傳動系統的方法，所述混合動力傳動系統包括發動機、與發動機連接的變速器輸入軸、通過行星齒輪組與變速器輸入軸連接的電動機、和與變速器輸入軸連接的超越離合器。超越離合器與變速器輸入軸連接，使得超越離合器可以關於變速器輸入軸在第一方向上旋轉，但被阻止關於變速器輸入軸在相反的第二方向上旋轉。該混合動力傳動系統還包括具有與超越離合器連接的油泵電動機轉子的油泵電動機、和具有與超越離合器連接的油泵推動器的油泵。該運行混合動力傳動系統的方法還包括:為電動機提供動力，使油泵推動器旋轉；一旦為電動機提供了動力，則為油泵電動機提供動力；和在為油泵電動機提供動力之後，利用超越離合器將電動機從油泵電動機轉子和油泵推動器中斷開連接。該運行混合動力傳動系統的方法使油泵在所需的時間內獲得所需的油壓。
[0007]從詳細的描述和所提供的權利要求中，本公開其它領域的實用性將變得顯而易見。但應當理解，包括公開的實施方式和附圖的詳細描述事實上僅示例性的以說明為目的，而不限制本發明及其應用或使用的範圍。因此，不脫離本發明的主旨的變型在本發明的範圍之內。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為根據本公開的原理的混合動力傳動系統的側視示意圖；
[0009]圖2為發動機、變速器輸入軸、油泵電動機轉子、油泵推動器、和電動機的示例性轉速的曲線圖；
[0010]圖3為在使泵用電動機轉速急劇上升和穩定期間的混合動力傳動系統的槓桿圖；
[0011]圖4為在急劇下降和液壓切換期間的混合動力傳動系統的槓桿圖。
【具體實施方式】
[0012]圖1為根據本公開的原理的混合動力傳動系統的側視示意圖。混合動力傳動系統包括發動機1、行星齒輪組3、和電動機30。發動機I通過變速器輸入軸2連接到行星齒輪組3的輸入端。變速器輸入軸2可以與發動機曲軸為同一個軸，或者是不同的軸。行星齒輪組3的輸出端通過變速器軸4連接到電動機30。行星齒輪組3可以是行星齒輪組或混合動力傳動系統的操作事項所需的任何其它類型的齒輪組。混合動力傳動系統可以以任何所需的方式連接到車輛的驅動系統的其餘部件。
[0013]變速器輸入軸2包括同軸地安裝在其上的超越離合器5。超越離合器5允許在超越離合器5和變速器輸入軸2之間的在第一旋轉方向上的自由旋轉運動，但不允許在超越離合器5和變速器輸入軸2之間的在第二(即相反)旋轉方向上的任何旋轉。因此，超越離合器5可以在第一自由旋轉方向上比變速器輸入軸2旋轉得快。超越離合器5可以是空程離合器、單向軸承、或允許在超越離合器5和變速器輸入軸2之間的在第一方向上、但不在相反方向上旋轉的任何其它裝置。
[0014]混合動力傳動系統還包括油泵電動機10和油泵20。油泵電動機10包括與超越離合器5聯接的油泵電動機轉子11和與混合動力傳動系統的變速器殼6聯接的油泵電動機定子12。油泵20包括與超越離合器5聯接的油泵推動器21和與混合動力傳動系統的變速器殼6聯接的油泵殼22。油泵電動機轉子U、油泵推動器21、和超越離合器5全部聯接在一起，且圍繞變速器輸入軸2同步地旋轉。當為油泵電動機10提供動力時，油泵電動機轉子11、油泵推動器21、和超越離合器5全部旋轉。油泵20與變速器液壓系統(未示出)聯接，這將在本技術中容易理解。
[0015]在隨著發動機I的運轉而車輛運行期間，發動機使變速器輸入軸2旋轉。當發動機I運行時，超越離合器5被接合從而與變速器輸入軸2同步旋轉。在隨著發動機I的運轉而運行期間，油泵電動機10被關閉。超越離合器5的旋轉也使油泵電動機轉子11和油泵推動器21旋轉，從而產生油壓以為混合動力傳動系統內的離合器提供動力且允許動力傳動系統運行。
[0016]當關閉運轉中的發動機I時(即「發動機停止操作」)，油泵電動機10被啟動，從而使油泵電動機轉子11和與油泵推動器21聯接的超越離合器5旋轉。當發動機I關閉時，發動機I和變速器輸入軸2不旋轉。與此同時，超越離合器5圍繞著變速器輸入軸2自由旋轉。油泵電動機轉子11的旋轉也使油泵推動器21旋轉，從而產生油壓，且促進混合動力傳動系統的運行。
[0017]在某些運轉情況(包括冷啟動和在零下條件下的啟動)中，油泵電動機10不能夠在所需的時間內向混合動力傳動系統提供足夠的油壓。本公開的混合動力傳動系統能夠在車輛啟動和其它需要的期間為油泵電動機10提供輔助功能。
[0018]圖2為發動機1、變速器輸入軸2、油泵電動機轉子11、油泵推動器21、變速器軸4、和電動機30的示例性轉速的曲線圖。結合圖2，在車輛啟動(初始Utl至D)期間，混合動力傳動系統的部件都不旋轉。在h時，電動機30被啟動，從而使電動機30和變速器軸4以第一轉速(以每分鐘的轉數(RPM)計)旋轉。均通過行星齒輪組3與電動機30連接的發動機1、變速器輸入軸2、超越離合器5、油泵電動機轉子11、油泵推動器21以第二轉速(以RPM計)旋轉。超越離合器5通過變速器輸入軸2的旋轉被接合。應當注意的是，儘管發動機I在圖2的啟動方法期間是旋轉的，但發動機I從未被啟動(無火花或無燃料)。在某些實施方式中，發動機I可以通過離合機構選擇性地與變速器輸入軸2斷開連接，使得發動機I在啟動程序期間不旋轉。
[0019]在&和t2 (急劇上升)之間，由於電動機30施加的扭矩，電動機30、變速器軸4、發動機1、變速器輸入軸2、超越離合器5、油泵電動機轉子11、油泵推動器21的轉速快速地增大。
[0020]在t2時，油泵電動機10被啟動。從而，在t2和t3 (使泵用電動機穩定)之間，油泵電動機10和電動機30提供扭矩，以為油泵推動器21提供動力。在此期間，油泵電動機10穩定，且產生了符合混合動力傳動系統要求的油壓。從而，混合動力傳動系統現具有足夠的油壓以使混合動力傳動系統的離合器能夠使用，從而使車輛能夠移動。在t3時，電動機30關閉，而油泵電動機10保持啟動，以繼續為油泵推動器21的旋轉提供動力，從而為混合動力傳動系統提供油壓。在t3和t4 (急劇下降)之間，電動機30、變速器軸4、發動機I和變速器輸入軸2現均不被提供動力，轉速快速地下降，直到在t4時，它們不再旋轉。在t3和t5(液壓切換)之間，不再具有電動機30輔助的油泵電動機10為混合動力傳動系統提供油壓，且在t5 (穩定)時，達到穩態油壓。在丨5後，油泵電動機10穩定，且在沒有電動機30的輔助下能夠為混合動力傳動系統提供足夠且一致的油壓。
[0021]在示例性實施方式中，最初利用電動機30來輔助油泵電動機10提供足夠的油壓的公開的混合動力傳動系統在小於2秒內可以達到足夠的油壓。在一個示例性實施方式中，在小於1.5秒內可以獲得足夠的油壓。在另一個示例性實施方式中，在小於1.25秒內可以獲得足夠的油壓。在另一示例性實施方式中，在小於I秒內可以獲得足夠的油壓。足夠的油壓可以在600kPa和1000kPa之間、可以小於600kPa或大於600kPa。在一個實施方式中，足夠的油壓可以是600kPa、700kPa、800kPa、900kPa或lOOOkPa。當使用現有技術的不具有電動機30輔助的油泵電動機10時，(如圖2中虛線所示)直到t6才達到對於混合動力傳動系統足夠且一致的油壓。現有技術的系統可能花費超過2.25秒以獲得足夠的油壓。
[0022]如在圖2中描述的混合動力傳動系統的運行方法允許在混合動力傳動系統內快速地給油加壓。這使得採用混合動力傳動系統的車輛在車輛啟動之後，比僅僅依靠油泵電動機來提供扭矩而產生油壓的車輛更加快速地被置於移動當中。在某些實施方式中，該方法或運行可以使採用混合動力傳動系統的車輛幾乎立即被驅動。在此類實施方式中，在t3後，將不使電動機30失去動力。而是，電動機30通過離合機構或其它裝置與變速器輸入軸2斷開連接，使得電動機30旋轉並使車輛移動而不需要變速器輸入軸2或發動機旋轉。在某些實施方式中，在啟動電動機30之前、同時、或在之後的任何時間，油泵電動機10可以啟動。
[0023]圖3為在使泵電動機轉速急劇上升和穩定期間的混合動力傳動系統的槓桿圖。如由槓桿L1所描述的，在使泵電動機轉速急劇上升和穩定(圖2中的h至t3)期間，電動機30的旋轉使發動機I和油泵推動器21旋轉。如由槓桿匕所描述的，由電動機30向油泵推動器21施加的扭矩(T4am)被由變速器殼施加的扭矩(Titt)衡消。在此期間，發動機I不被啟動，且不提供任何扭矩。
[0024]圖4為在急劇下降和液壓切換期間的混合動力傳動系統的槓桿圖。如由槓桿1^所描述的，在急劇下降和液壓切換(圖2中的t3至t5)期間，油泵電動機10為油泵推動器21提供動力以在所需的RPM下旋轉而不需要電動機30的輔助。發動機I和電動機30都不旋轉。從變速器輸入軸2的旋轉中脫離的超越離合器5允許油泵電動機轉子11和油泵推動器21關於變速器輸入軸2自由地旋轉。如由槓桿匕所描述的，由電動機30向油泵推動器21施加的扭矩(T_m)被由變速器殼施加的扭矩(Titt)衡消。
[0025]因此，電動機30可以用來輔助油泵電動機10初始產生用於混合動力傳動系統的油壓。一旦獲得了預定的油壓，電動機30就與油泵電動機10斷開連接，然後無輔助的油泵電動機10保持著用於混合動力傳動系統的預定的油壓。電動機30現可以用於推進或混合動力傳動系統所需的任何其它功能。
[0026]所公開的用於油泵電動機的電動機輔助可以與任何混合動力傳動系統使用，該混合動力傳動系統包括但不限制於單電動機混合動力傳動系統或雙電動機混合動力傳動系統。在雙電動機混合動力傳動系統，任何一個電動機或兩個電動機相結合可以為油泵電動機提供輔助。
【權利要求】
1.一種運行混合動力傳動系統的方法，所述混合動力傳動系統包括: 電動機； 聯接至所述電動機的超越離合器； 聯接至所述超越離合器的油泵電動機；和 聯接至所述油泵電動機的油泵， 所述方法包括: 啟動所述電動機，以使所述油泵旋轉； 啟動所述油泵電動機，以使所述油泵旋轉；和 在所述油泵旋轉之後，使所述電動機停止作用。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，相比於所述電動機未被啟動，啟動所述電動機使所述油泵較快地獲得所需的油壓。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，在所述電動機被停止作用之後，所述油泵電動機繼續使所述油泵旋轉。
4.根據權利要求3所述的方法，其中，所述超越離合器聯接到所述電動機，使得所述超越離合器能夠相對於所述電動機在第一旋轉方向上自由旋轉，但在相反的第二旋轉方向上與所述電動機一起同步旋轉。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述混合動力傳動系統還包括: 通過變速器軸與行星齒輪組聯接的所述電動機； 與變速器輸入軸聯接的所述行星齒輪組；和 與所述超越離合器聯接的所述變速器輸入軸。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述超越離合器聯接到所述電動機，使得所述超越離合器能夠相對於所述電動機在第一旋轉方向上自由旋轉，但在相反的第二旋轉方向上與所述電動機一起同步旋轉。
7.根據權利要求6所述的方法，還包括與所述變速器輸入軸聯接的發動機，其中，所述發動機未被啟動。
8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述變速器輸入軸選擇性地聯接到所述發動機。
9.根據權利要求6所述的方法，其中，在所述電動機被停止作用之後，所述電動機使所述行星齒輪組中的齒輪旋轉。
10.根據權利要求3所述的方法，其中，所述方法使所述油泵在期望的時間內獲得期望的油壓。
11.根據權利要求10所述的方法，其中，所述期望的油壓為至少約600kPa，所述期望的時間為小於約1.25秒。
12.—種運行混合動力傳動系統的方法,所述混合動力傳動系統包括: 發動機； 與所述發動機聯接的變速器輸入軸； 通過行星齒輪組與所述變速器輸入軸聯接的電動機； 與所述變速器輸入軸聯接的超越離合器，其中，所述超越離合器聯接到所述變速器輸入軸，使得所述超越離合器能夠相對於所述變速器輸入軸在第一方向上旋轉，但被阻止相對於所述變速器輸入軸在相反的第二方向上旋轉；油泵電動機，所述油泵電動機具有與所述超越離合器聯接的油泵電動機轉子；和 油泵，所述油泵具有與所述超越離合器聯接的油泵推動器， 所述方法包括: 為所述電動機提供動力，以使所述油泵推動器旋轉； 一旦已為所述電動機提供了動力，則為所述油泵電動機提供動力；和在為所述油泵電動機提供動力之後，利用所述超越離合器將所述電動機與所述油泵電動機轉子和所述油泵推動器斷開連接，其中，所述方法使所述油泵在期望的時間內獲得期望的油壓。
13.根據權利要求12所述的方法，其中，在將所述電動機與所述油泵電動機轉子和所述油泵推動器斷開連接之後，所述油泵電動機繼續使所述油泵推動器旋轉。
14.根據權利要求13所述的方法，其中，所述變速器輸入軸為所述發動機的曲軸。
15.根據權利要求14所述的方法，其中，所述發動機未被啟動。
16.根據權利要求13所述的方法，其中，在將所述電動機與所述油泵電動機轉子和所述油泵推動器斷開連接之後，所述電動機使所述行星齒輪組中的齒輪旋轉。
17.根據權利要求12所述的方法，其中，所述期望的油壓為至少約600kPa，所述期望的時間為小於約1.25秒。
18.根據權利要求16所述的方法，其中，所述期望的油壓為至少約600kPa，所述期望的時間為小於約2秒。
19.根據權利要求12所述·的方法，其中，所述變速器輸入軸選擇性地聯接到所述發動機。
20.根據權利要求19所述的方法，其中，所述期望的油壓為至少約800kPa，所述期望的時間為小於約1.5秒。
【文檔編號】B60K6/48GK103547840SQ201280011583
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年3月2日 優先權日:2011年3月4日
【發明者】拉斯洛·希德格, 付振興, 劉曉東, 杜米特·普尤 申請人:克萊斯勒集團有限責任公司