CN107303856B - 动力系统及车辆 - Google Patents

Abstract

一种动力系统及车辆，所述动力系统包括变速箱和电机，所述动力系统还包括：高压油泵，耦接所述电机，用于为高压油路提供高压油，所述高压油路用于驱动所述变速箱；低压油泵，耦接所述电机，用于为低压油路提供低压油，所述低压油路用于润滑所述变速箱；换向阀，用于切换所述高压油泵输出的高压油的流向，以使所述高压油流向所述高压油路或所述低压油路；其中，所述低压油的压强低于所述高压油的压强，所述高压油泵经由换向阀与所述高压油路连接。本发明技术方案降低了动力系统成本和能耗。

Description

动力系统及车辆

技术领域

本发明涉及车辆动力工程技术领域，尤其涉及一种动力系统及车辆。

背景技术

随着汽车技术的发展和汽车的普及，对于车辆的性能的要求越来越高。其中，车辆的动力系统是车辆的关键部件，

现有技术中，双离合变速箱由于其具备灵活性、舒适性外以及提供无间断的动力输出的优点，在车辆中应用广泛。在混合动力车辆中，还可以配置发动机与双离合变速箱通过离合器耦合，离合器结合时，发动机曲轴输出的扭矩可传递至双离合变速箱；离合器断开时，则可以切断发动机与双离合变速箱之间的扭矩传递。双离合变速箱中的离合器从动片和变速箱输入轴连接，从动片转动，输入轴就转动，离合器在变速箱切换档位时切断来自发动机的动力。离合器在工作过程中，会产生高温，如果不进行有效的冷却，就会导致变速箱离合器或制动器摩擦片烧损等多种故障。为此，可以通过设置单独的液体冷却系统，如油冷却系统，对离合器进行冷却。

但是，多离合器和多冷却系统的配置导致车辆动力系统复杂，成本增加。

发明内容

本发明解决的技术问题是如何降低动力系统成本和能耗。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种动力系统，所述动力系统包括变速箱和电机，所述动力系统还包括：

高压油泵，耦接所述电机，用于为高压油路提供高压油，所述高压油路用于驱动所述变速箱；低压油泵，耦接所述电机，用于为低压油路提供低压油，所述低压油路用于润滑所述变速箱；其中，所述低压油的压强低于所述高压油的压强，所述高压油泵经由换向阀与所述高压油路连接，所述换向阀用于切换所述高压油泵输出的高压油的流向，以使所述高压油流向所述高压油路或所述低压油路。

可选的，所述高压油路的油压小于预设安全油压时，所述高压油泵通过所述换向阀为所述高压油路提供所述高压油；所述高压油路的油压高于预设工作最大油压时，控制所述高压油泵通过所述换向阀为所述低压油路提供所述高压油。

可选的，所述低压油路上连接有油冷器。

可选的，所述低压油路上连接有油冷器旁通阀，所述油冷器旁通阀与所述油冷器并联。

可选的，环境温度低于设定温度阈值时，所述油冷器旁通阀打开，所述低压油经由所述油冷器旁通阀旁通；环境温度高于所述设定温度阈值时，所述油冷器旁通阀关闭，所述低压油经由所述油冷器进行冷却。

可选的，所述动力系统还包括离合器，所述变速箱通过所述离合器和发动机耦合，所述离合器由所述高压油路驱动。

可选的，所述低压油路连接有流量电磁阀，所述流量电磁阀用于切换所述低压油路对所述变速箱和/或所述离合器进行冷却。

可选的，所述离合器断开时，所述低压油路与所述变速箱贯通，冷却所述变速箱；所述离合器结合时，控制所述低压油路与所述离合器贯通，冷却所述离合器。

可选的，所述动力系统还包括多路阀，所述变速箱通过所述多路阀与档位执行器耦合，以切换档位。

可选的，所述动力系统还包括压力电磁阀，所述多路阀通过所述压力电磁阀与所述高压油路连通。

可选的，所述压力电磁阀的出口压力是通过电流控制的，所述出口压力达到设定开启阈值时，所述多路阀打开，所述出口压力达到设定传递阈值时，所述变速箱传递扭矩，经由所述多路阀控制所述档位执行器执行相应档位。

为解决上述技术问题，本发明实施例还公开了一种车辆，所述车辆包括所述动力系统。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

本发明实施例的动力系统中，高压油泵耦接所述电机，用于为高压油路提供高压油，所述高压油路用于驱动所述变速箱；低压油泵耦接所述电机，用于为低压油路提供低压油，所述低压油路用于润滑所述变速箱。上述方案利用高低压分离供油的方式，实现按需提供流量，同时实现驱动和冷却润滑操作，有效降低了电机的功率及尺寸，提高动力系统的效率并降低油耗。

进一步，所述低压油路上可以连接有油冷器，可以通过控制低压油路实现对离合器的冷却和润滑操作；低压油路的油液流量可由电机的转速进行调节，从而满足动力系统在各个工况下的冷却润滑需求。

此外，所述高压油泵可以经由换向阀与高压油路连接，当高压油路的油压高于预设工作最大油压时，换向阀使得高压油泵输出的高压油流入低压油路，以释放过高的油压；当高压油路的油压低于预设安全油压时，换向阀使得高压油泵输出的高压油流入高压油路，以进行常规的驱动。

附图说明

图1是本发明实施例一种动力系统的结构示意图；

图2是本发明实施例另一种动力系统的结构示意图；

图3是本发明实施例一种压力电磁阀的结构示意图；

图4是图3所示压力电磁阀的控制特性示意图；

图5是本发明实施例一种流量电磁阀的控制特性示意图。

具体实施方式

如背景技术中所述，现有技术中，多离合器和多冷却系统的配置导致车辆动力系统复杂，成本增加；同时，由于动力油路和冷却油路分离，导致系统能耗增加。

本发明技术方案基于动力系统的工作机理，将变速箱及冷却单元集成于一体，以同时满足动力系统中变速箱的动力和冷却控制。同时，采用大排量低压油泵及小排量高压油泵分别实现冷却润滑及变速箱控制功能，从而实现按需提供流量，降低系统能耗。尤其是对于混合动力车辆，相对于现有技术中采用单独设置混合动力控制单元和冷却单元的实施方式，本发明技术方案可以实现动力系统零部件的共用，从而降低成本。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

本发明实施例所称离合器可以为湿式离合器。湿式离合器可以通过浸泡油散发热量，进行冷却。

图1是本发明实施例一种动力系统的结构示意图。

请参照图1，动力系统包括：变速箱110、高压油泵102、低压油泵103、电机101和换向阀104。

其中，高压油泵102耦接所述电机101，用于为高压油路1提供高压油，所述高压油路1用于驱动所述变速箱110；低压油泵103耦接所述电机101，用于为低压油路2提供低压油，所述低压油路用于润滑所述变速箱110。

本实施例通过电机101同时驱动高压油泵102和低压油泵103，利用高低压分离供油的方式，可有效降低电机101的功率及尺寸，提高动力系统的效率并降低油耗。

可以理解的是，所述低压油的压强低于所述高压油的压强。

本实施例中，所述高压油泵103经由换向阀104与所述高压油路1连接，所述换向阀104用于切换所述高压油泵103输出的高压油的流向，以使所述高压油流向所述高压油路1或所述低压油路2。

具体实施中，高压油泵103经由换向阀104输出高压油至油路3，油路3与低压油路2连通，进而将高压油输送至低压油路2。

本实施例中，所述低压油路2上连接有油冷器108；所述低压油路2上还连接有油冷器旁通阀105，所述油冷器旁通阀105与所述油冷器108并联。

具体实施中，低压油路2上还连接有喷油嘴109，用于将低压油路2中的油喷洒至齿轴系统112，对齿轴系统112进行润滑，例如可以是齿轴及轴承

本实施例中，动力系统可以驱动至少一个档位，变速箱110通过多路阀107与档位执行器111耦合，多路阀107和变速箱110相互配合以驱动不同的档位执行器111，以切换档位。

本实施例中，所述高压油路1的油压小于预设安全油压时，例如可以是25bar时，控制所述高压油泵103通过所述换向阀104为所述高压油路1提供所述高压油；所述高压油路1的油压高于预设工作最大油压时，例如可以是40bar时，控制所述高压油泵103通过所述换向阀104为低压油路2提供所述高压油。低压油泵103为低压油路2提供大排量低压油。

具体实施中，高压油泵103通过换向阀104为油路3提供高压油，油路3与低压油路2连通，从而为低压油路2提供小排量高压油。

本实施例中，环境温度低于设定温度阈值时，所述油冷器旁通阀105打开，所述低压油经由所述油冷器旁通阀105旁通，降低系统的油阻，从而可以降低低温环境下油泵的负载；环境温度高于所述设定温度阈值时，所述油冷器旁通阀105关闭，所述低压油经由所述油冷器108进行冷却，进而通过油路4对变速箱110进行冷却，实现高温环境下对动力系统的变速箱110的冷却。

具体实施中，在低压油路2进行冷却的同时，低压油还可以通过喷油嘴109将油液喷洒至需要润滑的部位，例如可以是齿轴及轴承等。

可以理解的是，所述预设安全油压、所述预设工作最大油压和所述设定温度阈值可以由用户根据实际的应用环境做适应性的调整。

图2是本发明实施例另一种动力系统的结构示意图。

请参照图2，所述动力系统包括：双离合变速箱和离合器C0。

其中，双离合变速箱包括第一离合器C1和第二离合器C2。离合器C0、第一离合器C1和第二离合器C2由高压油路22进行驱动。

本实施例中，所述动力系统为混合动力系统，有发动机(图未示)和驱动电机作为驱动单元，可以利用电池存储的电能驱动车辆行驶。双离合变速箱集成于驱动电机及发动机中间。第一离合器C1和第二离合器C2与驱动电机固定连接，并分别将扭矩传递至对应的输入轴。发动机与双离合变速箱通过离合器C0耦合，离合器C0的执行器19结合时，发动机曲轴输出的扭矩可传递至双离合变速箱；离合器C0的执行器19断开时，则可以切断发动机与双离合器变速箱之间的扭矩传递。

本实施例中，高压油泵3为高压油路22提供高压油，驱动离合器C0、第一离合器C1和第二离合器C2；第一离合器C1和第二离合器C2分别与多路阀35配合，实现对不同档位的拨叉器41、42、43和44的控制和切换，其中，第一离合器C1和第二离合器C2分别通过压力电磁阀27和压力电磁阀36控制多路阀35的状态，离合器C0通过压力电磁阀21控制发动机与双离合器变速箱之间的扭矩传递；高压油泵3还可以通过换向阀29为油路23提供高压油，油路23与由低压油泵2供油的低压油路7连通，进而可以通过低压油路7实现对离合器C0、第一离合器C1和第二离合器C2的冷却以及润滑功能，其中，低压油路7经由油冷器10进行冷却，低压油路7经由喷油嘴12进行润滑。

具体实施中，离合器C0、第一离合器C1和第二离合器C2分别耦合压力传感器18、压力传感器24和压力传感器40，检测相应油压，以根据压力大小分别控制电磁阀21、压力电磁阀27和压力电磁阀36。

本实施例中，所述动力系统利用蓄能器17存储高压油，并通过压力传感器16实时监测高压油路22的油压。当高压油路22的油压高于预设最大工作压力时，开关电磁阀31打开，控制高压油路22的油液通过油路30，推动换向阀29，使得高压油泵3提供的高压油通过油路23与低压油路7连通；同时，高压油路22的高压油由蓄能器17提供。当高压油路22的油压低于预设安全工作油压时，开关电磁阀31关闭，使得换向阀29将高压油泵3提供的高压油输送至高压油路22。

具体实施中，换向阀29与高压油路22之间设置有单向阀28，以控制油液只能从换向阀29流向高压油路22，防止高压油路22的油液回流；高压油泵3经由压滤器6将高压油传输至换向阀29，在低压油路7上设置有压滤器11，压滤器6和压滤器11可以过滤液压油，保证液压油的纯度，减少杂质对动力系统部件的磨损或堵塞。

本实施例中，低压油路7由大排量低压油泵2提供流量，油冷器10和油冷器旁通阀9并联，当环境温度较低时，油冷器旁通阀9打开，低压油路7的油液旁通，从而降低了系统的油阻，由此可以降低低温下油泵的负载；当温度升高时，油冷器旁通阀9关闭，从而使低压油路7的油液必须经过油冷器10冷却。低压油路7的油液通过喷油嘴12将润滑油喷洒至需要润滑的部位。同时，低压油路7的油液与流量电磁阀15连通，当离合器C0断开时，低压油路7与油路13贯通，从而冷却第一离合器C1和第二离合器C2；当离合器C0结合时，流量电磁阀15控制低压油路7与油道14贯通，从而同时冷却第一离合器C1、第二离合器C2以及离合器C0。低压油路7的油液流量可由流量电磁阀15阀芯开度及电机4的转速进行调节，从而满足动力系统在各个工况下的冷却润滑需求。

具体实施中，低压油泵2的输出油液流量过大导致低压油路7中油液压力增大时，可以通过油冷器限压阀8将多余的油液流量引流至油底壳45，从而确保通过油冷器10的油压不超过设定值，例如设定值可以是5bar，以防止动力系统相关元件由于高压油冲击出现损耗。

图3是本发明实施例一种压力电磁阀的结构示意图；图4是图3所示压力电磁阀的控制特性示意图。

一并参照图3和图4，油液通过压力电磁阀的P口流向A口，油液输出压力可以通过电流进行控制。当控制电流逐渐增大时，A口的输出压力随着控制电流的大小线性增加。当A口的输出压力达到开启压力值Pon时，压力电磁阀打开；A口的高压油与离合器执行器相连，当压力增加至传递压力值Ptp时，离合器执行器开始传递扭矩；当压力增加至峰值压力值Pmax时，离合器执行器能够传递最大扭矩。

可以理解的是，开启压力值Pon、传递压力值Ptp和峰值压力值Pmax可以由用户进行自定义配置。

继续参照图2，离合器C0、第一离合器C1和第二离合器C2分别耦合蓄能器20、蓄能器26和蓄能器37，蓄能器20、蓄能器26和蓄能器37可以吸收油液压力冲击，维持离合器的控制油压稳定。

本发明实施例的档位执行器为拨叉执行器。拨叉控制油路(未标示)用于驱动拨叉执行器执行相应的档位以及不同档位的切换操作，拨叉控制油路包括压力电磁阀32、流量电磁阀33、开关电磁阀34和多路阀35。

一并参照图2至图4，多路阀35由压力电磁阀27和压力电磁阀36联动控制。当压力电磁阀27的输出压力高于开启压力值Pon时，第二离合器C2的执行器25控制油路46以推动多路阀35，使得拨叉控制油路(未标示)与第二离合器C2对应的拨叉执行器进行油缸连接，例如可以是拨叉控制油路与1/7档拨叉执行器41及3/5档拨叉执行器43进行油缸连接；当压力电磁阀37的输出压力高于开启压力值Pon时，第一离合器C1的执行器38控制油路39以推动多路阀35，使得拨叉控制油路与第一离合器C1对应的拨叉执行器进行油缸连接，例如可以是拨叉控制油路与2/6档拨叉执行器44及4/R档拨叉执行器42执行油缸连接。由此可以实现，当第一离合器C1结合时，可以进行偶数档换档操作；当第二离合器C2结合时，可以进行奇数档换档操作。同时，由于开启压力值Pon压力小于传递压力值Ptp，因此可以实现静态挂档，即在离合器不结合的情况下，实现换档操作。

本实施例中通过设置开关电磁阀34，控制高压油路至多路阀35的通断，在档位执行时关闭，换档时打开，从而可以有效防止多档啮合发生。

请参照图5，图5是本发明实施例一种流量电磁阀的控制特性示意图。流量电磁阀具备两个出口，出口A和出口B，可以通过电流控制电磁阀的出口以及流经电磁阀的油液流量。电流大小在0至第一阈值电流I1范围内时，曲线1代表油液从出口A流出，流经电磁阀的油液流量与电流大小成正比；电流大小大于第二阈值电流I2时，曲线2代表油液从出口B流出，流经电磁阀的油液流量与电流大小成正比。例如可以是，当电流在0-0.5范围内变化时，液压油流向电磁阀出口A，在压差恒定的情况下，A口流量大小随电流大小比例变化；当电流在0.5-1变化时，压油流向电磁阀出口B，在压差恒定的情况下，B口流量大小随电流大小比例变化。

可以理解的是，第二阈值电流I2大于第一阈值电流I1，第一阈值电流I1和第二阈值电流I2的大小可以由用户根据实际的应用环境自定义配置。

本实施例中，基于图5所示的流量电磁阀的控制特性控制流量电磁阀33，基于图4所示的压力电磁阀的控制特性控制压力电磁阀32，从而满足拨叉控制油路的供油需求。

本实施例的拨叉控制油路为高压低泄漏回路，从而使离合器执行器及拨叉执行器结构更小巧、布置更紧凑。

本实施例可以通过将混合动力控制及冷却专用元件的接口进行封堵的方式，以使得动力系统可以应用于传统湿式双离合变速箱。

本发明实施例通过同一电机同时驱动高压油泵和低压油泵，通过控制电机转速实现按需提供流量，从而在发动机停止时，高压油泵和低压油泵均不受影响；可以支持混合动力系统变速箱换档及冷却润滑的功能。同时，利用双离合变速箱预挂档的工作机理，通过离合器控制油路和多路阀连通，实现选档操作。

本发明实施例还公开了一种车辆，所述车辆配置有前述任一实施例所述的动力系统。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (11)

1.一种动力系统，包括变速箱和电机，其特征在于，还包括：

高压油泵，耦接所述电机，用于为高压油路提供高压油，所述高压油路用于驱动所述变速箱；

低压油泵，耦接所述电机，用于为低压油路提供低压油，所述低压油路用于润滑所述变速箱；所述低压油泵和所述高压油泵均连接油底壳；

换向阀，用于切换所述高压油泵输出的高压油的流向，以使所述高压油流向所述高压油路或所述低压油路；

蓄能器，存储高压油；

其中，所述低压油的压强低于所述高压油的压强，所述高压油泵经由换向阀与所述高压油路连接；

所述高压油路的油压小于预设安全油压时，所述高压油泵通过所述换向阀为所述高压油路提供所述高压油；

所述高压油路的油压高于预设工作最大油压时，控制所述高压油泵通过所述换向阀为所述低压油路提供所述高压油，所述高压油路的高压油由蓄能器提供。

2.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，所述低压油路上连接有油冷器。

3.根据权利要求2所述的动力系统，其特征在于，所述低压油路上连接有油冷器旁通阀，所述油冷器旁通阀与所述油冷器并联。

4.根据权利要求3所述的动力系统，其特征在于，环境温度低于设定温度阈值时，所述油冷器旁通阀打开，所述低压油经由所述油冷器旁通阀旁通；环境温度高于所述设定温度阈值时，所述油冷器旁通阀关闭，所述低压油经由所述油冷器进行冷却。

5.根据权利要求2所述的动力系统，其特征在于，还包括：

离合器，所述变速箱通过所述离合器和发动机耦合，所述离合器由所述高压油路驱动。

6.根据权利要求5所述的动力系统，其特征在于，所述低压油路连接有流量电磁阀，所述流量电磁阀用于切换所述低压油路对所述变速箱和/或所述离合器进行冷却。

7.根据权利要求5所述的动力系统，其特征在于，所述离合器断开时，所述低压油路与所述变速箱贯通，冷却所述变速箱；

所述离合器结合时，控制所述低压油路与所述离合器贯通，冷却所述离合器。

8.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，还包括：

多路阀，所述变速箱通过所述多路阀与档位执行器耦合，以切换档位。

9.根据权利要求8所述的动力系统，其特征在于，还包括：

压力电磁阀，所述多路阀通过所述压力电磁阀与所述高压油路连通。

10.根据权利要求9所述的动力系统，其特征在于，所述压力电磁阀的出口压力是通过电流控制的，所述出口压力达到设定开启阈值时，所述多路阀打开，所述出口压力达到设定传递阈值时，所述变速箱传递扭矩，经由所述多路阀控制所述档位执行器执行相应档位。

11.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至10任一项所述的动力系统。

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