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用于自動傳動裝置增強、延長停啟與起航的雙泵系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:12171407閱讀:289來源:國知局
用于自動傳動裝置增強、延長停啟與起航的雙泵系統(tǒng)的制作方法

本公開涉及一種機動車傳動裝置使用的機械驅(qū)動液壓泵的電動機驅(qū)動泵增強操作。



背景技術(shù):

本部分中的陳述僅提供與本公開相關(guān)的背景信息,可構(gòu)成或可不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

許多現(xiàn)代機動車輛自動傳動裝置,包括無極變速傳動裝置(CVT),使用受控的液壓流體(傳動油)來致動離合器。CVT傳動裝置還利用液壓流體來致動CVT皮帶和滑輪(或鏈和滑輪),以實現(xiàn)所希望的比例來優(yōu)化燃油經(jīng)濟性。此類液壓流體的控制是由包括多個滑閥的閥體實現(xiàn)的,這些滑閥通過通路復合體引導液壓流體流動至傳動裝置組件,包括CVT滑輪活塞,以及其它離合器和制動致動器。閥體通常由齒輪或葉片泵供應加壓的液壓流體,后者由發(fā)動機輸出軸或傳動裝置輸入軸驅(qū)動。

由于這是一種非常通用的傳動裝置配置,還因為此類自動傳動裝置的生產(chǎn)量,因此已經(jīng)進行了廣泛的研究和開發(fā),來減少成本和優(yōu)化這種泵的性能。例如,簡化這種泵以降低其重量和減少成本,減小其大小以改善包裝,改善低速性能,改善低溫性能,以及降低高速能量損耗等都成為發(fā)展和完善的區(qū)域。

固定排量泵,其驅(qū)動軸通常與傳動裝置變矩器從動軸偏軸定位,提供與發(fā)動機轉(zhuǎn)速成正比的流量。泵的大小標準通常是由傳動裝置在發(fā)動機低速空轉(zhuǎn)或停車到油門換檔情況下的液壓壓力和體積要求驅(qū)動的。由于泵內(nèi)的摩擦力隨泵轉(zhuǎn)子表面積大小的增加而增加,因此滿足鄰近發(fā)動機怠速或停車到油門換檔情況下傳動裝置油壓需求的直徑較大、排量較高的泵,當在車輛穩(wěn)定速度行駛條件下操作時,經(jīng)常導致不希望的傳動裝置旋轉(zhuǎn)損失,并降低傳輸效率。大的泵也會提供比傳動裝置在較高發(fā)動機轉(zhuǎn)速下所消耗量更大的油流,更高的泵浦功率消耗導致整體傳輸效率的損耗,并因此導致燃料經(jīng)濟性的降低。

本公開涉及一種單軸雙泵設(shè)計和一些改進措施,其在發(fā)動機怠速和停車到油門換檔情況下降低泵的旋轉(zhuǎn)損失并提高傳輸效率,同時增大對自動傳動裝置機械葉片泵的液壓需求。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

一種用于機動車輛傳動裝置的雙泵系統(tǒng)包括第一泵,第一泵連接至在機動車輛發(fā)動機運轉(zhuǎn)期間旋轉(zhuǎn)的泵軸并且與該泵軸共同旋轉(zhuǎn)。第二泵連接至電動機的電機軸。單向輥式離合器連接至第二泵和泵軸。單向輥式離合器被配置成允許泵軸或電機軸中旋轉(zhuǎn)得更快的那個來驅(qū)動第二泵。

根據(jù)另外的方面,泵軸和電機軸同軸對準。

根據(jù)另外的方面,第二泵是擺線(gerotor)齒輪泵。

根據(jù)另外的方面,擺線齒輪泵的外殼直接聯(lián)接至第一泵的泵外殼。

根據(jù)另外的方面,第二泵是葉片泵。

根據(jù)另外的方面,第二泵是雙軸線雙齒輪泵。

根據(jù)另外的方面,雙軸線泵的電機軸的縱向軸線偏離泵軸的縱向軸線。

根據(jù)另外的方面,電動機為12伏直流無刷電機。

根據(jù)另外的方面,電動機為48伏直流無刷電機。

根據(jù)另外的方面,電動機為300伏直流無刷電機。

根據(jù)另外的方面,電動機為80瓦電機。

根據(jù)另外的方面,電動機為250瓦電機。

根據(jù)另外的方面,電動機在泵軸不旋轉(zhuǎn)時被通電,此時車輛發(fā)動機關(guān)閉,以提供液壓流給傳動裝置。

根據(jù)另外的方面,電動機在泵軸旋轉(zhuǎn)時被通電,以使電機軸以比泵軸轉(zhuǎn)速更快的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),以利用來自第二泵的液壓流增強來自第一泵的液壓流。

從本文提供的描述中可以很明顯地看出另外的方面、優(yōu)點與應用領(lǐng)域。應當理解,具體實施方式以及具體實例僅僅是用于示例目的,并不旨在限制本發(fā)明的范圍。

附圖說明

本節(jié)描述的附圖僅用于說明的目的,并不旨在以任何方式限制本公開的范圍。附圖中的部件不一定按比例繪制,而是將重點放在說明本發(fā)明的原理上。此外,在附圖中,相同的參考標號表示各個視圖中相應的部分。在附圖中:

圖1是表示實現(xiàn)本發(fā)明的一種雙泵系統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)一部分的框圖;

圖2是根據(jù)本公開原理的雙泵系統(tǒng)的分解組裝圖;

圖3是圖2的組裝雙泵系統(tǒng)的橫截面正視圖;

圖4是本公開的另一方面的一種雙齒輪泵的分解組裝圖;以及

圖5是從圖2定義的雙泵系統(tǒng)修改得來的組裝雙泵系統(tǒng)的橫截面正視圖。

具體實施方式

以下描述在性質(zhì)上僅是示例性的,并不旨在限制本公開、其應用或用途。

參照圖1,一種用于機動車輛的示例性動力傳動系總體上由參考標號10來表示。動力傳動系10包括發(fā)動機12,用于提供動力和轉(zhuǎn)矩來推進機動車輛。發(fā)動機12在不脫離本公開范圍的前提下可以是常規(guī)的內(nèi)燃機或電動機,或任何其他類型的原動機。發(fā)動機啟動器13被連接到發(fā)動機12上以啟動發(fā)動機12。發(fā)動機12被配置成通過發(fā)動機輸出軸16提供驅(qū)動轉(zhuǎn)矩給啟動裝置14。發(fā)動機輸出軸16可以通過撓性板(未示出)或其它連接裝置連接到啟動裝置14。啟動裝置14可以是流體動力裝置,諸如流體聯(lián)軸器或變矩器、電動機或摩擦裝置,例如干式或濕式發(fā)射離合器或雙離合器。但是應當理解,在不脫離本公開范圍的前提下可以采用任何類型的啟動裝置14。

傳動裝置20可以是前輪驅(qū)動傳動裝置或后輪驅(qū)動傳動裝置。一般來說,傳動裝置20包括傳動裝置輸入軸22和傳動裝置輸出軸24。傳動裝置輸入軸22通過啟動裝置14與發(fā)動機12在功能上相互連接,并且接收來自發(fā)動機12的輸入轉(zhuǎn)矩或功率。因此,傳動裝置輸入軸22在啟動裝置14為流體動力裝置的情況下可以是渦輪軸,在啟動裝置14為雙離合器的情況下可以是雙輸入軸,或在啟動裝置14為電動機的情況下可以是驅(qū)動軸。

在傳動裝置輸入軸22和傳動裝置輸出軸24之間設(shè)置齒輪離合器裝置(未示出)。該齒輪離合器裝置可包括多個齒輪組、多個離合器和/或制動器,以及多個軸。多個齒輪組可以包括單個相互嚙合的齒輪,諸如行星齒輪組,其通過多個離合器和制動器的選擇性致動而連接到或選擇性地連接到多個軸。多個軸可包括并置軸或副軸、套筒和中心軸、反向或空轉(zhuǎn)軸,或它們的組合。離合器和制動器可選擇性地接合,以通過選擇地將多個齒輪組內(nèi)的各個齒輪聯(lián)接到多個軸來啟動多個齒輪比或速速比中的至少一者。但是應當理解,傳動裝置20內(nèi)的齒輪組、離合器和制動器,以及軸的具體排列方式和數(shù)目,可以在不脫離本公開范圍的前提下有所不同。

傳動裝置輸出軸24優(yōu)選與最終傳動單元26相連。傳動裝置20還包括傳動裝置控制模塊28。傳動裝置20還包括傳動裝置控制模塊28。傳動裝置控制模塊28優(yōu)選為電子控制裝置,其具有預編程數(shù)字計算機或處理器、控制邏輯、用于存儲數(shù)據(jù)的存儲器和至少一個輸入/輸出(I/O)外圍設(shè)備。傳動裝置控制模塊28經(jīng)由液壓控制系統(tǒng)30控制傳動裝置20的致動。傳動裝置控制模塊28經(jīng)由液壓控制系統(tǒng)30控制傳動裝置20的致動。液壓控制系統(tǒng)30操作用以通過選擇性地將液壓流體傳輸與機械地接合離合器和制動器的液壓致動器連通來選擇性地接合離合器和制動器。液壓流體在來自連接至液壓控制系統(tǒng)30的液壓泵系統(tǒng)32的壓力下被連通至離合器和制動器,如將在下文中更詳細地描述。

液壓泵系統(tǒng)32配置成將加壓的液壓流體提供至液壓控制系統(tǒng)30以及通過傳動裝置20將動力提供至最終傳動單元26。例如,在本發(fā)明的一個實施例中,液壓泵系統(tǒng)32限定偏軸雙泵系統(tǒng)34。雙泵系統(tǒng)34與轉(zhuǎn)子或泵軸36機械地連接。第一齒輪或鏈輪38連接至泵軸36,而第二齒輪40連接至啟動裝置14(例如,連接至形成啟動裝置14的一部分的轉(zhuǎn)矩變換器的外部外殼的輪轂),并以發(fā)動機速度驅(qū)動。傳動構(gòu)件,諸如傳動鏈42將第一齒輪或鏈輪38與第二齒輪40旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接在一起。雙泵系統(tǒng)34經(jīng)由第一流體端口44與液壓控制系統(tǒng)30流體連通。

參照圖2和圖3并再次參照圖1,采用本發(fā)明的原理的雙泵系統(tǒng)34包括第一泵46,其根據(jù)多個方面為機械驅(qū)動葉片泵,其與第二泵48軸向?qū)剩摰诙?8可以電驅(qū)動或者機械驅(qū)動。根據(jù)多個方面,第一泵46可以為于2011年10月25號提交的名稱為“用于傳動裝置的按需液壓泵和操作方法”的美國專利號8,042,331中所述的葉片泵,其全部內(nèi)容作為參考并入本文。作為葉片泵的第一泵46可以用作具有來自其兩個流動端口的平衡壓力輸出的平衡葉片泵,或可以用作具有隔離的或關(guān)閉的兩個輸出流動端口之一的雙泵。根據(jù)多個方面,第二泵48為擺線泵。第一泵46和第二泵48彼此聯(lián)接且相對于泵軸旋轉(zhuǎn)軸線50同軸地安裝。在一些布置中,雙泵系統(tǒng)34為“偏軸泵”組件,其完全浸沒在自動傳動裝置20(僅部分示出)的集水槽區(qū)域內(nèi)的液壓流體中。由于驅(qū)動泵軸36的泵軸旋轉(zhuǎn)軸線50不與傳動裝置20的傳動軸或傳動裝置輸入軸22同軸對準,故本文的雙泵系統(tǒng)34限定為“偏軸泵”。

偏軸泵的更多詳情在美國專利號6,964,631和于2012年5月18日提交的題目為“具有多個齒輪比的泵組件”的美國專利申請?zhí)?3/475,559(二者的全部內(nèi)容作為參考并入本文)中進行了描述。這種布置例如應用具有單向離合器的電動機來驅(qū)動泵的轉(zhuǎn)子組,不論該泵是否為平衡葉片泵或擺線齒輪泵。第一泵46和第二泵48一起限定聯(lián)接的雙泵,該聯(lián)接的雙泵可以類似于2014年4月8日提交的題目為“用于傳動裝置的雙泵”的專利申請?zhí)?4/247,867所述的雙泵的受控操作與傳動裝置液壓控制系統(tǒng)30連通,該專利申請的全部內(nèi)容作為參考并入本文。

雙泵系統(tǒng)34由鏈42部分地機械驅(qū)動,該鏈條42接合附接到泵軸36的花鍵端部52的驅(qū)動鏈輪38,從而用于以車輛的發(fā)動機12的旋轉(zhuǎn)速度軸向旋轉(zhuǎn)泵軸36。泵軸36延伸通過傳動裝置20的外殼的結(jié)構(gòu)前支撐件54??梢允褂妹娌棵芊?6將泵軸36密封在結(jié)構(gòu)前支撐件54處。施加到泵軸36的驅(qū)動鏈輪38處的扭轉(zhuǎn)或鏈輪負載通過軸承組件58運載以減輕偏向或施加到泵軸36的驅(qū)動鏈輪扭轉(zhuǎn)負載。

根據(jù)多個方面,第一泵46包括泵外殼60,該泵外殼60具有設(shè)置在泵軸46上并由泵外殼60內(nèi)的泵軸36旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子62接收在凸輪64中,該凸輪64具有中心貫穿其中的泵軸36。端口或止推板66緊固到泵外殼60,其將轉(zhuǎn)子62和凸輪64保持在泵外殼60的空腔內(nèi)止推板66可以或者直接緊固到結(jié)構(gòu)前支撐件54,或者在其他方面,密封板68可以位于在止推板66和結(jié)構(gòu)前支撐件54之間。當使用時,密封板68可包括用于入口和排放端口的液壓流體端口。流體過濾器70可以連接至泵外殼60的泵入口72,其用以在進入泵外殼60之前過濾液壓流體。根據(jù)多個方面,流體連接(未示出)還可形成在過濾器70和第二泵48的入口之間以在進入第二泵48之前過濾液壓流體。

第二泵48包括電動機74,其根據(jù)多個方面為12伏直流無刷電機。根據(jù)其他方面,電動機74還可為48伏直流無刷電機,或300伏直流無刷電機。根據(jù)多個方面,電動機74為80瓦電機。根據(jù)其他方面,電動機74為250瓦電機。電動機74的額定功率可以增加到250瓦定額,例如用以增加第二泵48的操作壓力或用以改進系統(tǒng)的低溫操作點。電機控制器76連接至電動機74,其從傳動裝置控制模塊28接收電動機74的操作的命令。根據(jù)多個方面,第二泵48為擺線泵78,其包括設(shè)置在擺線外齒輪82內(nèi)的擺線內(nèi)齒輪80。擺線泵78接收在蓋或擺線外殼84的空腔83內(nèi),該蓋或擺線外殼84例如使用緊固件連接至電動機74的外殼。

緊固件86用于將電動機74的組件、電機控制器76、擺線外殼84直接連接至泵外殼60使得擺線外殼84直接連接至泵外殼60以及連接至結(jié)構(gòu)性支撐件54。泵外殼60包括與泵軸36的縱向軸線50同軸對準的孔88使得泵軸36的一部分延伸通過孔88進入擺線外殼84。單向輥式離合器90與泵軸36旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接,并固定到擺線內(nèi)齒輪80。單向輥式離合器90例如可用作由德國荷索金勞勒市(Herzogenaurach)的舍弗勒股份公司(Schaeffler AG)以及其他來源制造的HFL系列沖壓外圈滾子離合器。單向輥式離合器90因此旋轉(zhuǎn)地將電動機74的電機軸聯(lián)接至泵軸36,其將參照圖3更詳細地示出和描述。

繼續(xù)參見圖3,并再次參考圖1和圖2,根據(jù)多個方面,雙泵系統(tǒng)34在組裝和安裝時包括泵外殼60,該泵外殼60通過位于泵外殼60和結(jié)構(gòu)前支撐54之間的密封板68固定到結(jié)構(gòu)前支撐54。泵外殼60提供相對的壓力板,包括第一壓力板92,其具有的第一面提供帶液壓流體油膜的示例性20微米的端部間隙以允許轉(zhuǎn)子62旋轉(zhuǎn),并且其還具有與密封板68接觸的第二面。泵外殼60的第二壓力板94包括的第一面為液壓流體油膜提供示例性20微米的端部間隙以允許轉(zhuǎn)子62旋轉(zhuǎn),以及提供與外殼擺線外殼84直接接觸的附接表面的第二面。根據(jù)多個方面,泵外殼60的第一壓力板92和第二壓力板94可以是剛性的,或者可以允許彈性撓曲,以向高排出壓力下的轉(zhuǎn)子62提供軸向壓力補償。軸向壓力補償要求第一壓力板92和第二壓力板94各自被設(shè)計成在加壓液壓流體產(chǎn)生的壓力負載下彈性地撓曲。該撓曲的值是預定的,以減小第一壓力板92和第二壓力板94和轉(zhuǎn)子62之間的“端部間隙”至約10微米至約30微米,以提高泵在高壓下的內(nèi)部間隙來改善泵的容積效率。

在泵軸36經(jīng)由孔88穿過第二壓力板94的位置上,軸套96可旋轉(zhuǎn)地支撐泵軸36,但允許滲漏一些液壓流體,用于泵軸36的旋轉(zhuǎn)潤滑。延伸至泵外殼60外的泵軸36的接合端部98被接收在單向輥式離合器90的聯(lián)接孔100內(nèi)。單向輥式離合器90在外部與擺線內(nèi)齒輪80聯(lián)接,使得由泵軸36的軸向旋轉(zhuǎn)帶動的單向輥式離合器90的旋轉(zhuǎn),在電動機74斷電時,或者如果泵軸36的轉(zhuǎn)速超過了電動機74的轉(zhuǎn)速,會使擺線內(nèi)齒輪80共同旋轉(zhuǎn)。

電動機74被軸向通電時旋轉(zhuǎn)電機軸102,其根據(jù)多個方面與泵軸36的縱向軸線50同軸地對準。通過使用第一軸承組件104和第二軸承組件106可將電機軸102旋轉(zhuǎn)地支撐在相對的兩端。通過利用來自控制器76的信號,使定子110被激勵,而使得由電機軸102攜帶的永磁體轉(zhuǎn)子108被誘導來讓電機軸102旋轉(zhuǎn)。電機軸102的花鍵端部112接合擺線內(nèi)齒輪80的類似花鍵孔114,并由此在電動機74被通電時旋轉(zhuǎn)擺線內(nèi)齒輪80。

單向輥式離合器90允許擺線泵78以泵軸36或機軸102中更快地旋轉(zhuǎn)的那個的速度來旋轉(zhuǎn)。例如,如果泵軸36旋轉(zhuǎn)時電動機74被斷電,則泵軸36旋轉(zhuǎn)第一泵46,并且還通過單向輥式離合器90的接合共同旋轉(zhuǎn)擺線泵78的齒輪,從而以與泵軸36相同的轉(zhuǎn)速機械地共同旋轉(zhuǎn)第一泵46和第二泵48。當電動機74被通電時,如果電機軸102的轉(zhuǎn)速低于泵軸36的轉(zhuǎn)速,那么單向輥式離合器90將擺線泵78聯(lián)接至泵軸36,從而允許泵軸36的轉(zhuǎn)速控制擺線泵78的轉(zhuǎn)速。當電動機74被通電,并且當電機軸102的轉(zhuǎn)速超過了泵軸36的轉(zhuǎn)速時,單向輥式離合器90把擺線泵78從泵軸36分離開,允許電機軸102的更高轉(zhuǎn)速來控制擺線泵78的轉(zhuǎn)速,從而超過泵軸36的轉(zhuǎn)速。與此同時,如果車輛發(fā)動機關(guān)閉并因此當泵軸36不旋轉(zhuǎn)時電動機74被通電,例如在發(fā)動機停啟操作過程中,則電機軸102和擺線泵78將以由控制器76設(shè)置的速度旋轉(zhuǎn),而不會影響未旋轉(zhuǎn)的泵軸36。

單向輥式離合器90因此允許電動機74在發(fā)動機運轉(zhuǎn)期間斷電,此時泵軸36在旋轉(zhuǎn),同時仍然提供第一泵46和第二泵48的機械旋轉(zhuǎn)??梢越邮艿氖?,當電動機74關(guān)閉時允許電機軸102繼續(xù)旋轉(zhuǎn),因為電機軸102的寄生或拖曳損失低,例如小于約0.05牛頓米。此外,如果電動機74以高于泵軸36的速度被操作,那么單向輥式離合器90還允許電動機74在發(fā)動機運轉(zhuǎn)期間與泵軸36旋轉(zhuǎn)時被通電,從而允許第二泵48以與泵軸36相同的轉(zhuǎn)速,或以高于泵軸的操作速度進行操作。更進一步地,在泵軸36以及第一泵46不旋轉(zhuǎn)時,電動機74可以被通電以旋轉(zhuǎn)第二泵48。

雙泵系統(tǒng)34的上述特征允許第二泵48被獨立地操作,以增強由第一泵46輸送的液壓流量和壓力。因此,雙泵系統(tǒng)34允許第一泵46的尺寸按照穩(wěn)定狀態(tài)公路駕駛條件下較小的液壓系統(tǒng)的需求設(shè)定,這與車輛最佳燃料經(jīng)濟性重合。電動機74也可以以選定的高于泵軸36轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速被操作,從而以高于泵軸36旋轉(zhuǎn)第二泵48的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)第一泵46,以便用第二泵48向傳動裝置離合器的可選擇液壓流增強第一泵46的液壓流。

如本文所用,術(shù)語“增強”(動詞與名稱形式)被定義為通過第二泵48的操作提供一種可變?nèi)萘康囊簤毫黧w流動的能力,通過電動機的操作速度74,使得第二泵48的轉(zhuǎn)速增大至高于泵軸36的轉(zhuǎn)速。這使發(fā)動機的轉(zhuǎn)速增大至高于電機軸102,使得第二泵48提供液壓流的附加部件,當?shù)谝槐?6和第二泵48被限制在泵軸36的轉(zhuǎn)速操作時,該液壓流大于由第一泵12和第二泵14提供的組合流。這允許第一泵46的尺寸設(shè)定為穩(wěn)定狀態(tài)駕駛操作所需的更小液壓系統(tǒng)流量,而第二泵48的速度在需要時增大以增強或暫時增加液壓流,以提供非穩(wěn)定狀態(tài)駕駛條件所需的液壓系統(tǒng)的流量平衡。

在具有本發(fā)明的雙泵系統(tǒng)34的機動車輛的操作中,雙泵系統(tǒng)34的部件可以按如下操作。當車輛以穩(wěn)定的公路速度操作時,液壓流需求是最小的,因此,電動機74可被斷電,并且系統(tǒng)液壓需求可以通過第一泵12和第二泵14的操作得到滿足,使用單向輥式離合器90以泵軸36的轉(zhuǎn)速共同驅(qū)動該第一泵12和第二泵14。如果請求升檔或降檔,電動機74可以暫時通電,并被設(shè)置成以高于泵軸36的轉(zhuǎn)速操作,從而以高于第一泵46的速度旋轉(zhuǎn)第二泵48,以暫時增強第一泵46的流量,從而提供填充傳動裝置20的離合器所需的附加液壓流量。電動機74的這個臨時操作可以在感測到換檔請求后約100毫秒內(nèi)啟動。電動機74可以隨后被操作約1至3秒以進行換檔,這通常發(fā)生在約1秒內(nèi),然后斷電。如果停啟操作發(fā)生,在這期間車輛停止,例如在交通燈處,發(fā)動機12可以被關(guān)閉,停止泵軸36的旋轉(zhuǎn)。在停啟操作期間,電動機74被通電以輸送必要的液壓流和壓力,以讓離合器準備好讓發(fā)動機重新啟動和傳動裝置20的升檔或降檔。

該雙泵系統(tǒng)34在“延長停啟”操作期間操作有利地提供了車輛操作以及“啟航”操作。延長停啟操作定義為車輛減速,在此期間變速箱離合器仍然保持轉(zhuǎn)矩,由于車輛仍正在減速直到停車,此時將要停車是可預料到的,因此需要停止發(fā)動機和泵軸36轉(zhuǎn)動,以改進燃料效率。在延長停啟操作期間,發(fā)動機將關(guān)閉,泵軸36將停止轉(zhuǎn)動,并且第一泵46將不進行轉(zhuǎn)動,因此電機74被通電以使第二泵48輸送維持傳動裝置離合器條件所需的液壓流體。

“啟航”定義為車輛持續(xù)額外操作一段時間,例如大約10-20秒,其間該車輛一直運動,但關(guān)掉發(fā)動機對改進燃料效率是有益的。這一過程可能在例如下坡操作過程中發(fā)生,其間不需要發(fā)動機動力也可維持車輛速度,因此需要關(guān)閉發(fā)動機以節(jié)約燃料并防止發(fā)動機進行風車式旋轉(zhuǎn)。在啟航期間,電機74被通電以操作第二泵48,從而當駕駛員按下加速器踏板時,輸送維持傳動裝置離合器用于發(fā)動機重啟以及傳動裝置20升檔或降檔所需的液壓流體。

雖然電動機74的占空比受到影響,針對“延長停啟”操作以及“啟航”操作的延長期的電機74的操作不會使系統(tǒng)部件熱降級。這歸因于雙泵系統(tǒng)34的組件,包括電機74被完全浸沒在傳動裝置20的集水槽的液壓流體中,從而通過控制傳動裝置液壓流體的溫度(約90攝氏度)使電機74對流地和感應地冷卻。

第二泵48和電機74的增強提供了許多益處。因為電機74可以在需要附加液壓流量的系統(tǒng)條件下,例如在車庫檔位、降檔或升檔時被操作,在穩(wěn)定的高速操作速度下可以縮小第一泵46的尺寸來更好地滿足系統(tǒng)的液壓需求。若第一泵46“尺寸過大”,這消除了可能發(fā)生的操作性損失,并因此提供了超過需求的流量,并且在穩(wěn)定的高速操作速度下與更高的寄生摩擦損失一起操作。電動機74和第二泵48也可以以比泵軸36的轉(zhuǎn)速更大的轉(zhuǎn)速進行操作,這通過單向輥式離合器90的使用可實現(xiàn),使得第二泵48的轉(zhuǎn)速超過發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。

值得注意的是,與傳統(tǒng)的單轉(zhuǎn)子二元平衡葉片泵相比,由于兩個排放口均具有貼靠泵軸的相同的投影面積,該泵輸送了100%或50%(通常指50/50分流)流量的高壓液壓流體。圖2和3所示的布置使得流量輸送更為優(yōu)化,包括修改的流量輸送分流,例如百分之80/20的流量輸送以在當向傳動裝置提供最佳的流量輸送時,最小化泵的功率消耗。然而在特定的傳動裝置中,例如連續(xù)變速傳動裝置,采用高壓和低壓的液壓流體。因此,通過第一泵46和第二泵48的配置,使得高壓和低壓的液壓流體的輸送可最大優(yōu)化泵的功率消耗。當更高的流體黏度可引起轉(zhuǎn)矩超出電機可產(chǎn)生的扭矩時,在較低環(huán)境溫度下驅(qū)動這兩個泵可以是更有利的,使得使用功率更小的電機成為可能。

在一些方面,雙泵系統(tǒng)34采用第一泵46來滿足低壓和高壓液壓泵需求,并采用設(shè)置為擺線齒輪泵的第二泵48來提供傳動裝置20的低壓液壓流體的冷卻和潤滑需求。這可通過將獨立的壓力調(diào)節(jié)閥(未示出)均與第一泵46和第二泵48液壓連接來完成。例如,第一泵46可在高壓下進行操作,例如60巴,而第二泵48可在低壓下進行操作,例如7至12巴,以在無極變速傳動裝置中使用。

根據(jù)多個方面,雙泵系統(tǒng)34包括第一泵46,第一泵46與泵軸36相連接且共同旋轉(zhuǎn),泵軸36在機動車輛發(fā)動機12運轉(zhuǎn)期間旋轉(zhuǎn)。第二泵48連接至電機74的電機軸102。單向輥式離合器90連接至第二泵48和泵軸36。單向輥式離合器90被配置成允許泵軸36或機軸102中旋轉(zhuǎn)得更快的那個來驅(qū)動第二泵48。泵軸36和電機軸102同軸地對準。

在一些方面,第一泵46和第二泵48都被封閉在通常為圓柱形的外殼中(未示出),外殼可以由兩個或更多零件形成。

現(xiàn)在參照圖4及繼續(xù)參照圖1至圖3,根據(jù)多個方面,作為擺線齒輪泵78的替代,可以將雙泵系統(tǒng)34改良以用具有雙齒輪泵116來取代第二泵48。雙齒輪泵116通常是指外-外或X-X型泵。在泵116中,第一齒輪118聯(lián)接至單向輥式離合器90,而第二齒輪120聯(lián)接至電動機124的電機軸122。泵116可以具有比擺線齒輪泵78的排量小的體積排量,例如泵116的提及排量為約0.5到1.5cc/rev,相比于約1.5到5.0cc/rev的擺線齒輪泵78的排量,同時泵116具有比擺線齒輪泵78更高的機械效率。泵116的雙齒輪配置允許電動機124的電機軸122的縱向旋轉(zhuǎn)軸126偏離泵軸36的縱向軸線50。相比于雙泵系統(tǒng)34的軸向式空間包層,這使得在傳動裝置20內(nèi)部定位電動機124具有更多的布置靈活性。泵116的雙齒輪設(shè)計提供了另外的好處,即相比于擺線齒輪泵78,泵116由于排量更小所以還可以增強至更高的系統(tǒng)壓力。

泵116還包含第一端口板128和第二端口板130,它們分別位于第一齒輪118和第二齒輪120的相對側(cè)。第一端口板128和第二端口板130與第一齒輪118和第二齒輪120一起被接收在泵外殼134的形狀一致的空腔132內(nèi)。與擺線齒輪泵外殼84相似,泵外殼134也被直接安裝至第一泵46的泵外殼60上。電動機124的控制器136也連接至傳動裝置控制模塊28,因此,也與控制器76一樣被用來當泵116通電時對其進行引導,并控制電動機124的操作速度。

現(xiàn)在參照圖5并繼續(xù)參照圖2,采用本發(fā)明原理的雙泵系統(tǒng)138包括第一泵140,根據(jù)多個方面的第一泵140是機械地驅(qū)動地葉片泵,并與第二泵142軸向地對準,第二泵142是電驅(qū)動的擺線齒輪泵。根據(jù)多個方面,第一泵140可包括葉片泵單元144,其相對于軸146的縱向軸線軸向旋轉(zhuǎn)。通過使用單向輥式離合器150將軸146可旋轉(zhuǎn)地連接至電機軸148,該單向輥式離合器150與參照圖2和圖3所述的單向輥式離合器90所起的作用相似。電機軸148延伸穿過泵蓋152并通過套筒154可旋轉(zhuǎn)地支撐至泵蓋152。泵蓋152將第一泵140與第二泵142分隔開。

第二泵142包括擺線齒輪泵組件152,該擺線齒輪泵組件152包括通過花鍵160連接至電機軸48的擺線齒輪泵內(nèi)齒輪158和與擺線齒輪泵內(nèi)齒輪158嚙合的擺線齒輪泵外齒輪162。擺線齒輪泵組件152可旋轉(zhuǎn)地支撐在泵體164中,泵體164通過套筒166密封在電機軸148中。電機轉(zhuǎn)子168通過花鍵170連接至電機軸148的自由端。電機轉(zhuǎn)子172包圍電機轉(zhuǎn)子168并通過空氣隙174與其分隔開。電機轉(zhuǎn)子168、電機轉(zhuǎn)子172和擺線齒輪泵組件152都被容納在單個電機外殼176中。電機控制器178連接至電機外殼76及由電機轉(zhuǎn)子168限定的電動機,并且電機轉(zhuǎn)子172從參照圖1限定的傳動裝置控制模塊28中接收操作指令。

單向輥式離合器150允許擺線泵組件152與葉片泵144一起共同旋轉(zhuǎn),或當電機定子172通電時,電機轉(zhuǎn)子168,進而擺線泵組件152可單獨操作。根據(jù)多個方面,擺線泵組件152延伸到由電機轉(zhuǎn)子168和電機定子172限定的內(nèi)部空間包層中。電機轉(zhuǎn)子168和電機定子172因此至少部分包圍擺線泵組件152來最小化第二泵142的軸向長度,并且由此與參考圖2所示和描述的雙泵系統(tǒng)34相比最小化雙泵系統(tǒng)138的軸向長度。

根據(jù)另外的方面,可以省略單向輥式離合器90,且第二泵可例如通過分享相同泵外殼或?qū)⒌诙镁o固至第一泵而直接連接至第一泵。兩個泵可共享入口端口,其中第二泵限定電動機驅(qū)動泵并且因此并未機械地連接至第一泵的機械驅(qū)動軸。

本公開的描述在本質(zhì)上僅僅是示例性的,因而不脫離本發(fā)明要點的變化被認為落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。這樣的變化不被認為是脫離了本發(fā)明的主旨和范圍。

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