CN115217807A - 车辆、用于车辆的动力总成的液压系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆、用于车辆的动力总成的液压系统及其控制方法，车辆的动力总成的液压系统包括：油箱、主冷却油路、多个冷却支路，主冷却油路的一端与油箱连通，主冷却油路上设有第一油泵、冷却器；多个冷却支路与主冷却油路的另一端连接，第一油泵用于将油箱内的油液泵向冷却支路，多个冷却支路上均设有独立控制的控制元件，控制元件用于控制相应的冷却支路的开闭，多个冷却支路用于驱动电机、发电机、离合器、变速器中的至少一个冷却。由此，各个冷却支路以及控制元件形成集成化冷却阀组结构，每个电磁阀都能够对所处的冷却支路进行独立开闭与调节，以实现独立的流量控制，实现对各个动力终端的冷却流量进行独立地调节控制。

Description

车辆、用于车辆的动力总成的液压系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及车辆领域，尤其是涉及一种车辆、用于车辆的动力总成的液压系统及其控制方法。
背景技术
随着汽车能源的多样化，混合动力汽车动力总成集成了多领域的零部件，各个零部件包括：轴齿、离合器、驱动电机、发电机、控制器等，这些零部件需要通过冷却以工作在合适的温度。现有技术中，多个零部件的冷却油路由一个油泵控制，且各个零部件的冷却油路分别通过节流阀与油泵连接，也就是说各个零部件的冷却润滑按节流阀的尺寸比例分配。因此，现有技术为了满足具有最大冷却需求的零部件的流量，容易使得对其他零部件的冷却的供应大于需求，导致一些零部件不能在高效温度范围内运行，总成效率低。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种车辆、用于车辆的动力总成的液压系统及其控制方法，使得各个动力终端的流量可按需调节。
根据本发明第一方面实施例的用于车辆的动力总成的液压系统，所述动力总成包括驱动电机、发电机、离合器、变速器中的一个或多个，所述液压系统包括：油箱、主冷却油路、多个冷却支路，所述主冷却油路的一端与所述油箱连通，所述主冷却油路上设有第一油泵、冷却器；多个所述冷却支路与所述主冷却油路的另一端连接，所述第一油泵用于将所述油箱内的油液泵向所述冷却支路，冷却多个所述冷却支路上均设有控制元件，所述控制元件用于控制相应的所述冷却支路的开闭，多个所述冷却支路用于对所述驱动电机、所述发电机、所述离合器、所述变速器中的一个或多个进行冷却。
由此，各个冷却支路以及控制元件形成集成化冷却阀组结构，每个电磁阀都能够对所处的冷却支路进行独立开闭与调节，以实现独立的流量控制，实现对各个动力终端的冷却流量进行独立地调节控制。
在一些实施例中，所述冷却支路至少包括第一至第四冷却支路，所述第一冷却支路用于对所述驱动电机进行冷却，所述第二冷却支路用于对所述发电机进行冷却，所述第三冷却支路用于对所述离合器进行冷却，所述第四冷却支路用于对所述变速器进行冷却。
在一些实施例中，所述控制元件为比例调节电磁阀，每个所述比例调节电磁阀用于接收车辆控制器发出的信号并根据该信号调节自身的开度。
在一些实施例中，所述液压系统还包括驱动油路，所述驱动油路连接在所述油箱和所述离合器之间，所述驱动油路上设有第二油泵以及压力控制电磁阀，所述第二油泵用于将油液泵向驱动油路，所述驱动油路用于控制所述离合器的闭合与断开。
在一些实施例中，所述液压系统还包括两个泵电机，一个所述泵电机与所述第一油泵传动连接，另一个所述泵电机与所述第二油泵传动连接。
可选地，所述液压系统还包括一个泵电机，所述泵电机的一端与所述第一油泵传动连接，所述泵电机的另一端与所述第二油泵传动连接。
可选地，所述液压系统还包括一个泵电机，所述泵电机的一端依次与所述第一油泵、所述第二油泵串联传动连接。
在一些实施例中，所述液压系统还包括补流油路，所述补流油路连接在所述驱动油路与所述主冷却油路之间，在所述驱动油路为所述离合器供油时，所述补流油路断开，当所述补流油路接通时，所述驱动油路的油液单向地流向所述主冷却油路。
在一些实施例中，所述补流油路包括：主补流油路、子调节油路，所述主补流油路上设有压力滑阀以及单向阀，所述压力滑阀的进口与所述驱动油路连接，所述压力滑阀的出口通过单向阀连接到所述主冷却油路，当所述驱动油路的压力大于所述压力滑阀的开启阈值时，所述压力滑阀开启。所述子调节油路的两端分别与所述压力滑阀、所述驱动油路连接，所述子调节油路上还设有压力电磁阀，所述压力电磁阀为二位三通电磁阀，所述压力电磁阀的第一接口与所述驱动油路连接，所述压力电磁阀的第二接口与所述节流孔连接，所述压力电磁阀的第三接口与所述油箱连通。
在一些实施例中，所述冷却支路还具有多个子支路，每个子支路上设有子支路电磁阀或子支路节流阀。
根据本发明第二方面实施例的车辆包括：所述的液压系统、控制器、动力分配模块、压力计算模块、终端流量计算模块、液压统筹模块，所述控制器接收驾驶需求信息和路况信息；所述动力分配模块根据驾驶需求信息以及路况信息计算所述动力总成的各个动力终端所需的转速信息、扭矩信息，其中，所述动力终端包括驱动电机、发电机、离合器、变速器中的一个或多个；所述压力计算模块根据所述动力分配模块的转速信息、扭矩信息计算驱动压力需求；所述终端流量计算模块根据所述动力分配模块的转速信息、扭矩信息和所述主冷却油路的油液温度计算各个所述动力终端的冷却流量需求；所述液压统筹模块根据所述驱动压力需求、各个所述动力终端的冷却流量需求计算所述第一油泵的转速、所述第二油泵的转速、所述控制元件的开度和所述压力控制电磁阀的开度。
根据本发明第三方面实施例的车辆动力总成的液压系统的控制方法包括：
根据驾驶需求信息、路况信息，计算所述动力总成的各个动力终端所需的转速信息、扭矩信息，其中，所述动力终端包括驱动电机、发电机、离合器、变速器中的一个或多个；根据各个所述动力终端所需的转速信息、扭矩信息，计算驱动压力需求和各个所述动力终端的冷却流量需求；根据所述驱动压力需求和各个所述动力终端的冷却流量需求计算所述第一油泵的转速、所述第二油泵的转速、所述冷却支路的流量和所述压力控制电磁阀的开度。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的液压系统的示意图。
图2是根据本发明实施例的液压系统的示意图(混动车辆在电动模式下工作)。
图3是根据本发明实施例的液压系统的示意图(混动车辆在并联模式下工作)。
图4是根据本发明实施例的液压系统的示意图(混动车辆在串联模式下工作)。
图5、6为根据本发明另一个实施例的液压系统的油泵的示意图。
图7是根据本发明又一个实施例的液压系统的冷却支路的示意图。
图8是根据本发明实施例的车辆的各个组成模块的示意图。
图9是根据本发明实施例的液压系统的控制方法的示意图。
附图标记：
液压系统100，
油箱10，第一油泵20，冷却器30，第一控制元件40a，第二控制元件40b，第三控制元件40c，第四控制元件40d，子支路电磁阀40e，子支路节流孔40f，驱动电机50a，离合器50b，变速器50c，发电机50d，第二油泵60，压力滑阀71，单向阀72，压力电磁阀73，第一接口731，第二接口732，第三接口733，压力控制电磁阀80，第一安全阀91，第二安全阀92，泵电机93，
主冷却油路m，第一冷却支路n1，第二冷却支路n2，第三冷却支路n3，第四冷却支路n4，驱动油路p，主补流油路q1，子调节油路q2。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
下面参考图1-图9描述根据本发明实施例的车辆、用于车辆的动力总成的液压系统及其控制方法。
根据本发明第一方面实施例的用于车辆的动力总成的液压系统100，车辆包括驱动电机、发电机、离合器、变速器中的一个或多个，液压系统包括：油箱10、主冷却油路m、多个冷却支路。
如图1所示，主冷却油路m的一端与油箱10连通，主冷却油路m上设有第一油泵20。第一油泵20用于将油箱10内的油液泵向冷却支路，多个冷却支路与主冷却油路m的另一端连接，多个冷却支路上均设有独立控制的控制元件，控制元件用于控制相应的冷却支路的开闭，多个冷却支路用于驱动电机50a、离合器50b、变速器50c、发电机50d中的一个或多个进行冷却。
每个冷却支路n对应于一个动力终端的冷却，动力终端包括但不局限于驱动电机50a、离合器50b、变速器50c和发电机50d。
由此，各个冷却支路以及控制元件形成集成化冷却阀组结构，每个电磁阀都能够对所处的冷却支路进行独立开闭与调节，以实现独立的流量控制，实现对各个动力终端的冷却流量进行独立地调节控制。
在一些实施例中，冷却支路至少包括第一冷却支路n1、第二冷却支路n2、第三冷却支路n3、第四冷却支路n4，第一冷却支路n1用于对驱动电机50a进行冷却，第二冷却支路n2用于对发电机50d进行冷却，第三冷却支路n3用于对离合器50b进行冷却，第四冷却支路n4用于对变速器50c进行冷却。相应地，各个冷却支路上的控制元件分别为第一控制元件40a、第二控制元件40b、第三控制元件40c、第四控制元件40d。
由此，混动车辆运行中存在一种能耗或同时多种能源参与驱动的形式，例如：纯电模式(驱动电机50a参与驱动，发动机和发电机50d不工作)、并联模式(发动机和驱动电机50a同时参与驱动)，采用第一冷却支路n1、第二冷却支路n2、第三冷却支路n3至第四冷却支路n4分别对驱动电机50a、发电机50d、离合器50b、变速器50c进行冷却。主冷却油路m上设置冷却器30，以对主冷却油路m、冷却支路的油液进行冷却，由此不仅能够实现对各个动力终端的冷却，还能够起到冷却降温的作用。
可选地，控制元件为比例调节电磁阀，每个比例调节电磁阀用于接收车辆控制器发出的信号并根据该信号调节自身的开度。由此，各个比例调节电磁阀不仅能够控制相应冷却支路的开闭，还能按需调节各个冷却支路的流量。
在图1、2所示的具体实施例中，液压系统100还包括驱动油路p，驱动油路p连接在油箱10和离合器50b之间，驱动油路p上设有第二油泵60以及压力控制电磁阀80，第二油泵60用于将油液泵向驱动油路p，驱动油路p用于为离合器提供油液。
由此，驱动油路p连接在离合器与油箱10之间，输出压力以控制离合器的闭合与断开。具体地，根据驱动需求压力和离合器当前压力，需要给离合器补压时，压力控制电磁阀80连通驱动油路p和离合器，并控制第二油泵60打压；需要给离合器泄压时，压力控制电磁阀80断开驱动油路p和离合器，并连通油箱10和离合器。
此外，主冷却油路m还可以引出第一安全支路，第一安全支路位于冷却器30与第一油泵20之间，冷却支路上设置第一安全阀91，第一安全阀91连接到油箱10，以在主冷却油路m、冷却支路的油液压力超过预设压力时进行泄压。
同理，驱动油路p也可以引出第二安全支路，第二安全支路靠近第二油泵60设置，第二安全阀92连接到油箱10，以在驱动油路p的油液压力超过预设压力时进行泄压。
在一些实施例中，液压系统还包括两个泵电机93，一个泵电机93与第一油泵20传动连接，另一个泵电机93与第二油泵60传动连接。通过两个泵电机93分别控制第一油泵20和第二油泵60，便于精准地分别控制驱动油路p和主冷却油路m的油液压力。
可选地，在另一些实施例中，液压系统还包括一个泵电机93，泵电机93的一端与第一油泵20传动连接，泵电机93的另一端与第二油泵60传动连接。
或者，可选地，液压系统还包括一个泵电机93，泵电机93的一端依次与第一油泵20、第二油泵60串联传动连接。通过一个泵电机93同时控制第一油泵20和第二油泵60，从而对液压系统100的结构进行精简并降低了液压系统100的成本。
如图3所示，液压系统100还包括补流油路，补流油路连接在驱动油路p与主冷却油路m之间，当补流油路接通时，驱动油路p的油液单向地流向主冷却油路m。
由此，当压力控制电磁阀80开启时，此时油箱10内的油液可以经驱动油路p被第二油泵60泵出并供给到离合器，同时补流油路断开，不利用驱动油路p、第二油泵60为主冷却油路m补流；当冷却油路流量不足时需要驱动油路补油，压力控制电磁阀80关闭，此时补流油路在压力的作用下接通驱动油路p与主冷却油路m，油箱10内的油液经驱动油路p、第二油泵60进入到补流油路，起到为冷却支路补流的作用。
在图4所示的实施例中，补流油路包括：主补流油路q1、子调节油路q2，主补流油路q1上设有压力滑阀71以及单向阀72，压力滑阀71进口均与驱动油路p连接，压力滑阀71的出口通过单向阀72连接到主冷却油路m，当驱动油路p的压力大于压力滑阀71的开启阈值时，压力滑阀71开启。子调节油路q2的一端与压力滑阀71连接，子调节油路q2的另一端与驱动油路p连接，子调节油路q2上还设有压力电磁阀73，压力电磁阀73用于调节压力滑阀71的开启阈值。
这样，可以通过控制驱动油路p的压力实现对补流油路的接通与断开，当驱动油路p的压力处于某一阈值范围内时，控制压力电磁阀73开启，子调节油路q2与压力滑阀71的节流孔731接通，压力电磁阀73能够控制节流孔731的流量以及压力，进而控制了压力滑阀71处于打开状态或关闭状态，实现了主补流油路q1的通断。由此，采用电控制压力电磁阀73、第二油泵60以及压力滑阀71，就能实现补流油路的通断，响应灵敏。
在图7所示的实施例中，冷却支路还具有多个子支路，每个子支路上设有子支路电磁阀40e或子支路节流阀40f。由此，多个子支路还能够为不同的动力终端进行冷却。
如图8所示，根据本发明第二方面实施例的车辆包括：上述实施例的液压系统100、控制器、动力分配模块、压力计算模块、终端流量计算模块、流量统筹模块。
控制器接收驾驶需求信息和路况信息。举例而言，在传统驾驶模式下，获取油门踏板信息、路面坡度信息；在辅助驾驶模式下，获取驾驶员需求信息、路况预测信息；在自动驾驶模式下，获取加速度需求信息。
动力分配模块根据驾驶需求信息以及路况信息计算动力总成的各个动力终端所需的转速信息、扭矩信息，其中，动力终端包括驱动电机、发电机、离合器、变速器中的一个或多个。
压力计算模块根据动力分配模块的转速信息、扭矩信息计算驱动压力需求。具体而言，所述压力计算模块根据所述动力分配模块的动力传递路径，计算不同动力传递路径切换的压力需求，比如从发动机串联模式切换到发动机驱动车辆模式的离合器结合压力需求。
终端流量计算模块根据动力分配模块的转速信息、扭矩信息和所述主冷却油路的油液温度信息计算各个动力终端的冷却流量需求。
液压统筹模块根据驱动压力需求、各个动力终端的冷却流量需求计算第一油泵的转速、第二油泵的转速、控制元件的开度和压力控制阀的开度。换言之，根据压力计算模块的压力需求和终端流量计算模块的汇总流量需求计算第一油泵的转速信息、压力控制电磁阀和各个控制元件的开度信息，根据终端流量计算模块的汇总流量需求计算第二油泵的转速信息，根据每个动力终端的冷却流量需求计算对应控制元件(可以是电磁阀)的流量信息。由此，终端流量计算部根据部件在不同温度下的性能，计算每个部件效率都最优的冷却流量需求。
如图9所示，根据本发明第三方面实施例的车辆动力总成的液压系统100的控制方法包括：
S1、根据驾驶员需求信息、预测路况信息，计算动力总成的动力需求，计算动力总成的各个动力终端所需的转速信息、扭矩信息。
S2、根据转速信息、扭矩信息计算各个动力终端的流量需求；根据所需的压力以及各个动力终端的流量需求计算液压系统100的压力需求。
S3、根据压力需求和各个动力终端的流量需求计算油泵的转速、各个电磁阀所需的压力和流量控制信号。
这样，根据车辆状态计算各部件的冷却需求和冷却总流量需求，输出油泵信号，实现系统流量按需供应，降低流量损失；通过控制冷却流量使得各个动力终端都在高效温度范围内运行，各个动力终端的冷却流量按需分配，提高系统效率。
参见下表一，为液压系统100的不同模式下的压力以及各个动力终端的冷却流量。
表一
Figure BDA0003022484150000071
由此，在纯电模式下，无需为发电机50d提供油液，在并联模式下，第二油泵60为驱动油路p提供油液，第一油泵20为冷却支路提供冷却液；在串联模式下，第二油泵60通过补流油路向主冷却油路m补流。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于车辆的动力总成的液压系统，所述动力总成包括驱动电机、发电机、离合器、变速器中的一个或多个，其特征在于，所述液压系统包括：
油箱；
主冷却油路，所述主冷却油路的一端与所述油箱连通，所述主冷却油路上设有第一油泵、冷却器；
多个冷却支路，多个所述冷却支路与所述主冷却油路的另一端连接，所述第一油泵用于将所述油箱内的油液泵向所述冷却支路，多个所述冷却支路上均设有控制元件，所述控制元件用于控制相应的所述冷却支路的开闭，多个所述冷却支路用于对所述驱动电机、所述发电机、所述离合器、所述变速器中的一个或多个进行冷却。
2.根据权利要求1所述的用于车辆动力总成的液压系统，其特征在于，所述冷却支路至少包括第一至第四冷却支路，所述第一冷却支路用于对所述驱动电机进行冷却，所述第二冷却支路用于对所述发电机进行冷却，所述第三冷却支路用于对所述离合器进行冷却，所述第四冷却支路用于对所述变速器进行冷却。
3.根据权利要求1所述的用于车辆动力总成的液压系统，其特征在于，所述控制元件为比例调节电磁阀，每个所述比例调节电磁阀用于接收车辆控制器发出的信号并根据该信号调节自身的开度。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于车辆动力总成的液压系统，其特征在于，所述液压系统还包括驱动油路，所述驱动油路连接在所述油箱和所述离合器之间，所述驱动油路上设有第二油泵以及压力控制电磁阀，所述第二油泵用于将油液泵向驱动油路，所述驱动油路用于控制所述离合器的闭合与断开。
5.根据权利要求4所述的用于车辆动力总成的液压系统，其特征在于：
所述液压系统还包括两个泵电机，一个所述泵电机与所述第一油泵传动连接，另一个所述泵电机与所述第二油泵传动连接；或
所述液压系统还包括一个泵电机，所述泵电机的一端与所述第一油泵传动连接，所述泵电机的另一端与所述第二油泵传动连接；或
所述液压系统还包括一个泵电机，所述泵电机的一端依次与所述第一油泵、所述第二油泵串联传动连接。
6.根据权利要求4所述的用于车辆动力总成的液压系统，其特征在于，所述液压系统还包括补流油路，所述补流油路连接在所述驱动油路与所述主冷却油路之间，当所述补流油路接通时，所述驱动油路的油液单向地流向所述主冷却油路。
7.根据权利要求6所述的用于车辆动力总成的液压系统，其特征在于，所述补流油路包括：
主补流油路，所述主补流油路上设有压力滑阀以及单向阀，所述压力滑阀的进口与所述驱动油路连接，所述压力滑阀的出口通过单向阀连接到所述主冷却油路，当所述驱动油路的压力大于所述压力滑阀的开启阈值时，所述压力滑阀开启；
子调节油路，所述子调节油路的一端与所述压力滑阀连接，所述子调节油路的另一端与所述驱动油路连接，所述子调节油路上还设有压力电磁阀，所述压力电磁阀用于调节所述压力滑阀的开启阈值。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的用于车辆动力总成的液压系统，其特征在于，所述冷却支路还具有多个子支路，每个子支路上设有子支路电磁阀或子支路节流阀。
9.一种车辆，其特征在于，包括：
如权利要求4-8中任一项所述的液压系统；以及
控制器，所述控制器接收驾驶需求信息和路况信息；
动力分配模块，所述动力分配模块根据驾驶需求信息以及路况信息计算所述动力总成的各个动力终端所需的转速信息、扭矩信息，其中，所述动力终端包括驱动电机、发电机、离合器、变速器中的一个或多个；
压力计算模块，所述压力计算模块根据所述动力分配模块的转速信息、扭矩信息计算驱动压力需求；
终端流量计算模块，所述终端流量计算模块根据所述动力分配模块的转速信息、扭矩信息和所述主冷却油路的油液温度信息计算各个所述动力终端的冷却流量需求；
液压统筹模块，所述液压统筹模块根据所述驱动压力需求、各个所述动力终端的冷却流量需求计算所述第一油泵的转速、所述第二油泵的转速、所述控制元件的开度和所述压力控制电磁阀的开度。
10.一种如权利要求4-8中任一项所述的车辆动力总成的液压系统的控制方法，其特征在于，包括：
根据驾驶需求信息、路况信息，计算所述动力总成的各个动力终端所需的转速信息、扭矩信息，其中，所述动力终端包括驱动电机、发电机、离合器、变速器中的一个或多个；
根据各个所述动力终端所需的转速信息、扭矩信息，计算驱动压力需求和各个所述动力终端的冷却流量需求；
根据所述驱动压力需求和各个所述动力终端的冷却流量需求计算所述第一油泵的转速、所述第二油泵的转速、所述冷却支路的流量和所述压力控制电磁阀的开度。
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