具有變量油泵的車輛的製作方法

2023-11-05 07:18:32

具有變量油泵的車輛的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種具有變量油泵的車輛，該車輛能夠包括通過輸入軸接收來自動力源的扭矩的太陽齒輪、其內周與太陽齒輪的外周有一定距離的齒圈、布置在齒圈的內周和太陽齒輪的外周之間的行星齒輪、連接輸出軸的支架、通過連接支架的輸出軸泵油的液壓泵以及布置在齒圈外側以選擇地旋轉齒圈的馬達。
【專利說明】具有變量油慄的車輛
[0001]相關申請交叉引用
[0002]本申請要求2013年3月11日提交的韓國專利申請N0.10-2013-0025571的優先權，該申請的全部內容通過引用結合於此以用於所有的目的。

【技術領域】
[0003]本發明涉及具有變量液壓泵的車輛，該變量液壓泵可變地改變液壓泵的負載用以產生發動機或者變速器所需的液壓從而降低能量損失或者消耗。

【背景技術】
[0004]最近，人們對燃料消耗量節省技術進行了研究以減少CO2，並且ISG(Idle stop andgo-怠速停機起動)系統在預定的停止條件下關閉發動機並在預定的重啟條件下重啟發動機。
[0005]該ISG (怠速停機起動)系統利用比如車輛速度、發動機轉速、冷卻劑溫度之類的信息以在預定的條件下使車輛停止，並且此後通過當車況要求重啟發動機的情況下重啟發動機以能夠正常行駛。
[0006]當發動機充分地預熱、冷卻劑溫度比預定值高、車輛速度很低或者為零(O)、變速器擋位為空擋且剎車踏板操作預定時間時，所述怠速停機起動系統停止發動機以進入怠速停止條件。
[0007]該ISG裝置能夠將車輛燃料消耗效率增加5%至15%。通常，自動變速器(AT)必須有在具有ISG系統的車輛的怠速停止條件下提供油壓的電動液壓泵。
[0008]因此，具有自動變速器和ISG系統的車輛包括一個機械泵,該機械泵布置於自動變速器中以在ISG無操作條件下由發動機操作，並產生控制自動變速器和輔助電動液壓泵所需的液壓，該輔助電動液壓泵是在ISG操作條件下操作用於自動變速器產生液壓。
[0009]該具有自動變速器和ISG系統的車輛有兩個泵，即為一個機械泵和一個輔助電動液壓泵，其中機械泵在發動機操作時操作，而輔助電動液壓泵在發動機無操作時可選擇地操作。
[0010]該具有自動變速器和ISG系統的車輛必須有兩個具有相等功能的泵，因此車輛成本增加，車輛重量也增加，而燃料消耗惡化。
[0011]公開於該發明【背景技術】部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般【背景技術】的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。


【發明內容】

[0012]本發明致力於提供一種具有變量液壓泵的車輛，其具有通過最佳地控制液壓泵負載而將液壓泵能量損耗、燃料消耗以及液壓波動最小化的優點。
[0013]根據本發明的各個方面的具有變量液壓泵的車輛可以包括通過輸入軸接收來自動力源的扭矩的太陽齒輪；內周與太陽齒輪的外周有一定距離的齒圈；布置在齒圈的內周和太陽齒輪的外周之間的行星齒輪；與輸出軸相連的支架；通過連接到支架的輸出軸泵油的液壓泵；以及布置在齒圈的外側以選擇地旋轉齒圈的馬達。
[0014]所述具有變量液壓泵的車輛可以進一步包括軸單向離合器和一個齒圈單向離合器，該軸單向離合器使輸入軸繞一個方向上旋轉，該齒圈單向離合器使齒圈繞另一個方向上旋轉。所述動力源能夠為內燃機或者馬達。
[0015]所述具有變量液壓泵的車輛可以進一步包括控制器，該控制器依靠輸入軸的轉速控制馬達從而使液壓泵被控制在預定的最佳速度。所述馬達可以在預定的轉速下操作從而使泵在怠速停止條件下以最小轉速下操作。當動力源操作時，補償值能夠依油溫而施加到液壓泵的目標轉速上。
[0016]在根據本發明的各個方面的具有變量液壓泵的車輛中，液壓泵的轉速依照發動機的轉速或者行駛條件被馬達最佳地控制以能夠減少能源損耗。並且，由液壓泵形成的液壓波動減少以能夠改善穩定性。進一步地，依油溫而施加補償值以能夠安全地產生液壓而且使用一個馬達以最佳地控制液壓泵的負載。
[0017]本發明的方法和裝置具有其他的特徵和優點，通過結合於此的說明書附圖以及隨後與說明書附圖一起用於說明本發明某些原理的【具體實施方式】，這些特徵和優勢將會變得清楚或得以更為具體地闡明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為根據本發明的布置在車輛中的示例性變量液壓泵的示意剖視圖。
[0019]圖2為根據本發明的布置在車輛中的示例性變量液壓泵的示意圖。
[0020]圖3為示出根據本發明的布置在車輛中的示例性變量液壓泵的操作方法的示意圖；其中Ne:發動機每分鐘轉速；Np:油泵每分鐘轉速(預定最佳值)；Nm:馬達每分鐘轉速(控制值)；N_isg:馬達每分鐘轉速(發動機怠速停止條件)；Zs:太陽齒輪的齒輪數量；Zr:齒圈的齒輪數量；α:根據溫度變化的補償值。
[0021]圖4為示出根據本發明的示例性變量液壓泵的依據油溫變化補償值的曲線圖。
[0022]圖5為示出根據本發明的布置在車輛中的示例性變量液壓泵的控制方法的流程圖。
[0023]圖6A,6B,6C和6D為不出根據本發明的車輛的變量液壓泵的操作條件的不意圖。

【具體實施方式】
[0024]現在將詳細參考本發明的各個實施例，其示例在附圖中示出並在下文中描述。雖然本發明結合示例性實施例描述，但是應當理解，這些描述並非意圖將本發明限制到這些示例性實施例相反地，本發明旨在不僅覆蓋這些示例性實施例，而且覆蓋各種替代方案、修改、等同方案以及其他實施例，這些替代方案、修改、等同方案以及其他實施例能夠被包括於由所附權利要求書限定的本發明的精神及範疇內。
[0025]圖1為布置在車輛中的變量液壓泵的示意剖視圖，而圖2為根據本發明的各種實施例的布置在車輛中的變量液壓泵的不意圖。參見圖1和圖2,車輛的變量液壓泵包括作為動力源的發動機100、輸入軸160、軸單向離合器155、太陽齒輪110、行星齒輪105、齒圈140、齒圈單向離合器150、馬達145、支架115、輸出軸120、液壓泵135以及泵殼165。進一步地，泵殼165包括吸入通道125和排出通道130，油從吸入通道吸入液壓泵135，並且從排出通道130排出油。
[0026]發動機100的扭矩通過輸入軸160輸入到變量液壓泵的太陽齒輪110，且軸單向離合器155布置於輸入軸160的外周以使得輸入軸160隻繞一個旋轉方向旋轉。該齒圈單向離合器150布置於齒圈140的外周以使得齒圈140隻繞另一個旋轉方向旋轉。該馬達145繞另一個旋轉方向旋轉齒圈140。
[0027]輸入輸入軸160的扭矩傳輸到太陽齒輪110、行星齒輪105、齒圈140、支架115以及輸出軸120從而使液壓泵135泵油。當發動機100停止操作時，馬達145旋轉齒圈140而以最小負載操作液壓泵135，且當發動機100慢於預定速率旋轉輸入軸160時，馬達145操作液壓泵135於預定的最佳負載。
[0028]參見圖2，液壓泵135能夠為各種泵的種類中的一種。例如，根據本發明各種實施例的液壓泵能夠使用擺線型內齒輪。
[0029]圖3為示出根據本發明各種實施例的布置在車輛中的變量液壓泵的操作方法的示意圖。參見圖3，Ne表示發動機100的轉速或者輸出軸120的轉速或者太陽齒輪110的轉速，Np表示液壓泵135或者支架115的轉速，Nm表示馬達145或者齒圈140的轉速，Zs表示太陽齒輪110的齒輪數量，以及Zr表示齒圈140的齒輪數量。
[0030]液壓泵135的轉速Np由槓桿原理決定，也即，Np能夠由發動機100的轉速Ne、馬達145的轉速Nm、太陽齒輪110的齒輪數量Zs以及齒圈140的齒輪數量Zr決定。也即，如果發動機145的轉速在發動機100轉速固定的條件下增加，則液壓泵135的轉速增加，且如果發動機100的轉速在馬達145的轉速固定的條件下增加，則液壓泵135的轉速增加。
[0031]圖4為示出根據本發明各種實施例的變量液壓泵的依據油溫變化的補償值的曲線圖。參見圖4，水平軸表示油溫，且垂直軸表示作為補償值的阿爾法(α)值。阿爾法值用來控制液壓泵135的目標轉速。參見圖5，補償值的使用方法將會被進一步描述。
[0032]圖5為示出根據本發明各種實施例的布置在車輛中的變量液壓泵的控制方法的示意圖。參見圖5，控制從步驟S500開始，且在步驟S510確定該馬達145是否正常。確定馬達145是否正常的方法參見已公開的技術，其細節描述在本發明裡將省略。如果確定馬達145是不正常的，則在步驟S570中產生失敗代碼，且發動機100在步驟S580的預定失敗模式下操作。此時，馬達145不操作，且液壓泵135由發動機100操作。
[0033]在步驟S520和步驟S530中確定車輛是否處於怠速停止(ISG)條件。所述怠速停止條件(一種發動機在怠速條件下停止的條件)能夠由車輛速度和制動操控力確定。例如，當車輛速度小於或者等於預定的基礎數值(ISG參考數值)以及制動操控力大於或者等於預定值(I SG參考數值)時，該ISG條件被滿足。如果車輛不處於怠速停止條件，則執行步驟S550,而車輛處於怠速停止條件時，則執行步驟S540。
[0034]如果確定發動機100停止且Ne在步驟S540中為零(0)，則執行步驟S590。馬達145的轉速(Nm)在步驟S590中維持在預定值(N_isg)。如果確定發動機100的轉速Ne在步驟S540中不為零(0)，則在步驟S550中確定油溫是否大於參考值。如果確定油溫大於參考值，則執行步驟S560，而如果確定油溫小於參考值，則執行步驟S595。
[0035]馬達145的轉速(Nm)由控制器通過公式_Zs/Zr* (Ne-(Np+α )) - (Np+α )在步驟S560中計算得出。另外，馬達145的轉速(Nm)由控制器通過公式-Zs/Zr* (Ne-Np)-Np在步驟S595中計算得出。
[0036]圖6A,6B,6C和6D為不出根據本發明各種實施例的車輛的變量液壓泵的操作條件的示意圖。
[0037]圖6A示出發動機100在怠速條件下操作，其中馬達145的轉速被維持在一個相對較高的狀態從而使液壓泵135的轉速被維持在預定的最佳值。
[0038]圖6B示出發動機100在低負載條件下操作，其中馬達145的轉速被維持在一個相對中間的狀態從而使液壓泵135的轉速被維持在預定的最佳值。
[0039]圖6C示出發動機100在高負載條件下操作，其中馬達145的轉速被維持在一個相對低或者不操作的狀態從而使液壓泵135的轉速被維持在預定的最佳值。
[0040]圖6D示出發動機100停止以待操作，其中馬達145的轉速被維持在一個怠速狀態從而使液壓泵135的轉速被維持在預定的最佳值。
[0041]在本發明的各種實施例中，馬達能夠被認為是一般馬達單元的定子而齒圈能夠被認為是馬達單元的轉子。
[0042]為了便於所附權利要求書的解釋方便以及準確定義，術語「內」和「外」用於參照示範性實施例的特徵在附圖中的位置來描述這些特徵。
[0043]前述對本發明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述並非想窮盡本發明，或者將本發明限定為所公開的精確形式，並且很顯然，根據上述教導，可以進行很多改變和變化。。對示例性實施方式進行選擇和描述的目的在於解釋本發明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的其它技術人員能夠實現並利用本發明的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本發明的範圍意在由所附的權利要求書及其等同形式所限定。
【權利要求】
1.一種具有變量液壓泵的車輛，包括: 太陽齒輪，所述太陽齒輪通過輸入軸接收來自動力源的扭矩； 齒圈，所述齒圈的內周與所述太陽齒輪的外周保持有距離； 行星齒輪，所述行星齒輪布置在齒圈的內周和太陽齒輪的外周之間； 支架，所述支架與輸出軸相連； 液壓泵，所述液壓泵通過與支架相連的輸出軸泵油；以及 馬達，所述馬達布置在齒圈的外側以選擇性地旋轉齒圈。
2.根據權利要求1所述的具有變量液壓泵的車輛，進一步包括: 軸單向離合器，所述軸單向離合器使輸入軸繞一個方向旋轉；以及 齒圈單向離合器,所述齒圈單向離合器使齒圈繞另一方向旋轉。
3.根據權利要求1所述的具有變量液壓泵的車輛，其中所述動力源為內燃機或者馬達。
4.根據權利要求1所述的具有變量液壓泵的車輛，進一步包括控制器，所述控制器依靠輸入軸的轉速控制馬達從而使液壓泵被控制在預定的最佳速度。
5.根據權利要求4所述的具有變量液壓泵的車輛，其中所述馬達在預定的轉速下進行操作從而使所述液壓泵在怠速停止條件下以最小轉速進行操作。
6.根據權利要求4所述的具有變量液壓泵的車輛，其中當動力源操作時，根據油溫將補償值施加到液壓泵的目標轉速上。
【文檔編號】F16H59/72GK104048033SQ201310408233
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年9月10日 優先權日:2013年3月11日
【發明者】黃真榮 申請人:現代自動車株式會社