具有变量油泵的车辆的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有变量油泵的车辆，该车辆能够包括通过输入轴接收来自动力源的扭矩的太阳齿轮、其内周与太阳齿轮的外周有一定距离的齿圈、布置在齿圈的内周和太阳齿轮的外周之间的行星齿轮、连接输出轴的支架、通过连接支架的输出轴泵油的液压泵以及布置在齿圈外侧以选择地旋转齿圈的马达。
【专利说明】具有变量油栗的车辆
[0001]相关申请交叉引用
[0002]本申请要求2013年3月11日提交的韩国专利申请N0.10-2013-0025571的优先权，该申请的全部内容通过引用结合于此以用于所有的目的。
【技术领域】
[0003]本发明涉及具有变量液压泵的车辆，该变量液压泵可变地改变液压泵的负载用以产生发动机或者变速器所需的液压从而降低能量损失或者消耗。
【背景技术】
[0004]最近，人们对燃料消耗量节省技术进行了研究以减少CO2，并且ISG(Idle stop andgo-怠速停机起动)系统在预定的停止条件下关闭发动机并在预定的重启条件下重启发动机。
[0005]该ISG (怠速停机起动)系统利用比如车辆速度、发动机转速、冷却剂温度之类的信息以在预定的条件下使车辆停止，并且此后通过当车况要求重启发动机的情况下重启发动机以能够正常行驶。
[0006]当发动机充分地预热、冷却剂温度比预定值高、车辆速度很低或者为零(O)、变速器挡位为空挡且刹车踏板操作预定时间时，所述怠速停机起动系统停止发动机以进入怠速停止条件。
[0007]该ISG装置能够将车辆燃料消耗效率增加5%至15%。通常，自动变速器(AT)必须有在具有ISG系统的车辆的怠速停止条件下提供油压的电动液压泵。
[0008]因此，具有自动变速器和ISG系统的车辆包括一个机械泵,该机械泵布置于自动变速器中以在ISG无操作条件下由发动机操作，并产生控制自动变速器和辅助电动液压泵所需的液压，该辅助电动液压泵是在ISG操作条件下操作用于自动变速器产生液压。
[0009]该具有自动变速器和ISG系统的车辆有两个泵，即为一个机械泵和一个辅助电动液压泵，其中机械泵在发动机操作时操作，而辅助电动液压泵在发动机无操作时可选择地操作。
[0010]该具有自动变速器和ISG系统的车辆必须有两个具有相等功能的泵，因此车辆成本增加，车辆重量也增加，而燃料消耗恶化。
[0011]公开于该发明【背景技术】部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般【背景技术】的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
【发明内容】
[0012]本发明致力于提供一种具有变量液压泵的车辆，其具有通过最佳地控制液压泵负载而将液压泵能量损耗、燃料消耗以及液压波动最小化的优点。
[0013]根据本发明的各个方面的具有变量液压泵的车辆可以包括通过输入轴接收来自动力源的扭矩的太阳齿轮；内周与太阳齿轮的外周有一定距离的齿圈；布置在齿圈的内周和太阳齿轮的外周之间的行星齿轮；与输出轴相连的支架；通过连接到支架的输出轴泵油的液压泵；以及布置在齿圈的外侧以选择地旋转齿圈的马达。
[0014]所述具有变量液压泵的车辆可以进一步包括轴单向离合器和一个齿圈单向离合器，该轴单向离合器使输入轴绕一个方向上旋转，该齿圈单向离合器使齿圈绕另一个方向上旋转。所述动力源能够为内燃机或者马达。
[0015]所述具有变量液压泵的车辆可以进一步包括控制器，该控制器依靠输入轴的转速控制马达从而使液压泵被控制在预定的最佳速度。所述马达可以在预定的转速下操作从而使泵在怠速停止条件下以最小转速下操作。当动力源操作时，补偿值能够依油温而施加到液压泵的目标转速上。
[0016]在根据本发明的各个方面的具有变量液压泵的车辆中，液压泵的转速依照发动机的转速或者行驶条件被马达最佳地控制以能够减少能源损耗。并且，由液压泵形成的液压波动减少以能够改善稳定性。进一步地，依油温而施加补偿值以能够安全地产生液压而且使用一个马达以最佳地控制液压泵的负载。
[0017]本发明的方法和装置具有其他的特征和优点，通过结合于此的说明书附图以及随后与说明书附图一起用于说明本发明某些原理的【具体实施方式】，这些特征和优势将会变得清楚或得以更为具体地阐明。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为根据本发明的布置在车辆中的示例性变量液压泵的示意剖视图。
[0019]图2为根据本发明的布置在车辆中的示例性变量液压泵的示意图。
[0020]图3为示出根据本发明的布置在车辆中的示例性变量液压泵的操作方法的示意图；其中Ne:发动机每分钟转速；Np:油泵每分钟转速(预定最佳值)；Nm:马达每分钟转速(控制值)；N_isg:马达每分钟转速(发动机怠速停止条件)；Zs:太阳齿轮的齿轮数量；Zr:齿圈的齿轮数量；α:根据温度变化的补偿值。
[0021]图4为示出根据本发明的示例性变量液压泵的依据油温变化补偿值的曲线图。
[0022]图5为示出根据本发明的布置在车辆中的示例性变量液压泵的控制方法的流程图。
[0023]图6A,6B,6C和6D为不出根据本发明的车辆的变量液压泵的操作条件的不意图。
【具体实施方式】
[0024]现在将详细参考本发明的各个实施例，其示例在附图中示出并在下文中描述。虽然本发明结合示例性实施例描述，但是应当理解，这些描述并非意图将本发明限制到这些示例性实施例相反地，本发明旨在不仅覆盖这些示例性实施例，而且覆盖各种替代方案、修改、等同方案以及其他实施例，这些替代方案、修改、等同方案以及其他实施例能够被包括于由所附权利要求书限定的本发明的精神及范畴内。
[0025]图1为布置在车辆中的变量液压泵的示意剖视图，而图2为根据本发明的各种实施例的布置在车辆中的变量液压泵的不意图。参见图1和图2,车辆的变量液压泵包括作为动力源的发动机100、输入轴160、轴单向离合器155、太阳齿轮110、行星齿轮105、齿圈140、齿圈单向离合器150、马达145、支架115、输出轴120、液压泵135以及泵壳165。进一步地，泵壳165包括吸入通道125和排出通道130，油从吸入通道吸入液压泵135，并且从排出通道130排出油。
[0026]发动机100的扭矩通过输入轴160输入到变量液压泵的太阳齿轮110，且轴单向离合器155布置于输入轴160的外周以使得输入轴160只绕一个旋转方向旋转。该齿圈单向离合器150布置于齿圈140的外周以使得齿圈140只绕另一个旋转方向旋转。该马达145绕另一个旋转方向旋转齿圈140。
[0027]输入输入轴160的扭矩传输到太阳齿轮110、行星齿轮105、齿圈140、支架115以及输出轴120从而使液压泵135泵油。当发动机100停止操作时，马达145旋转齿圈140而以最小负载操作液压泵135，且当发动机100慢于预定速率旋转输入轴160时，马达145操作液压泵135于预定的最佳负载。
[0028]参见图2，液压泵135能够为各种泵的种类中的一种。例如，根据本发明各种实施例的液压泵能够使用摆线型内齿轮。
[0029]图3为示出根据本发明各种实施例的布置在车辆中的变量液压泵的操作方法的示意图。参见图3，Ne表示发动机100的转速或者输出轴120的转速或者太阳齿轮110的转速，Np表示液压泵135或者支架115的转速，Nm表示马达145或者齿圈140的转速，Zs表示太阳齿轮110的齿轮数量，以及Zr表示齿圈140的齿轮数量。
[0030]液压泵135的转速Np由杠杆原理决定，也即，Np能够由发动机100的转速Ne、马达145的转速Nm、太阳齿轮110的齿轮数量Zs以及齿圈140的齿轮数量Zr决定。也即，如果发动机145的转速在发动机100转速固定的条件下增加，则液压泵135的转速增加，且如果发动机100的转速在马达145的转速固定的条件下增加，则液压泵135的转速增加。
[0031]图4为示出根据本发明各种实施例的变量液压泵的依据油温变化的补偿值的曲线图。参见图4，水平轴表示油温，且垂直轴表示作为补偿值的阿尔法(α)值。阿尔法值用来控制液压泵135的目标转速。参见图5，补偿值的使用方法将会被进一步描述。
[0032]图5为示出根据本发明各种实施例的布置在车辆中的变量液压泵的控制方法的示意图。参见图5，控制从步骤S500开始，且在步骤S510确定该马达145是否正常。确定马达145是否正常的方法参见已公开的技术，其细节描述在本发明里将省略。如果确定马达145是不正常的，则在步骤S570中产生失败代码，且发动机100在步骤S580的预定失败模式下操作。此时，马达145不操作，且液压泵135由发动机100操作。
[0033]在步骤S520和步骤S530中确定车辆是否处于怠速停止(ISG)条件。所述怠速停止条件(一种发动机在怠速条件下停止的条件)能够由车辆速度和制动操控力确定。例如，当车辆速度小于或者等于预定的基础数值(ISG参考数值)以及制动操控力大于或者等于预定值(I SG参考数值)时，该ISG条件被满足。如果车辆不处于怠速停止条件，则执行步骤S550,而车辆处于怠速停止条件时，则执行步骤S540。
[0034]如果确定发动机100停止且Ne在步骤S540中为零(0)，则执行步骤S590。马达145的转速(Nm)在步骤S590中维持在预定值(N_isg)。如果确定发动机100的转速Ne在步骤S540中不为零(0)，则在步骤S550中确定油温是否大于参考值。如果确定油温大于参考值，则执行步骤S560，而如果确定油温小于参考值，则执行步骤S595。
[0035]马达145的转速(Nm)由控制器通过公式_Zs/Zr* (Ne-(Np+α )) - (Np+α )在步骤S560中计算得出。另外，马达145的转速(Nm)由控制器通过公式-Zs/Zr* (Ne-Np)-Np在步骤S595中计算得出。
[0036]图6A,6B,6C和6D为不出根据本发明各种实施例的车辆的变量液压泵的操作条件的示意图。
[0037]图6A示出发动机100在怠速条件下操作，其中马达145的转速被维持在一个相对较高的状态从而使液压泵135的转速被维持在预定的最佳值。
[0038]图6B示出发动机100在低负载条件下操作，其中马达145的转速被维持在一个相对中间的状态从而使液压泵135的转速被维持在预定的最佳值。
[0039]图6C示出发动机100在高负载条件下操作，其中马达145的转速被维持在一个相对低或者不操作的状态从而使液压泵135的转速被维持在预定的最佳值。
[0040]图6D示出发动机100停止以待操作，其中马达145的转速被维持在一个怠速状态从而使液压泵135的转速被维持在预定的最佳值。
[0041]在本发明的各种实施例中，马达能够被认为是一般马达单元的定子而齿圈能够被认为是马达单元的转子。
[0042]为了便于所附权利要求书的解释方便以及准确定义，术语“内”和“外”用于参照示范性实施例的特征在附图中的位置来描述这些特征。
[0043]前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。。对示例性实施方式进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。
【权利要求】
1.一种具有变量液压泵的车辆，包括: 太阳齿轮，所述太阳齿轮通过输入轴接收来自动力源的扭矩； 齿圈，所述齿圈的内周与所述太阳齿轮的外周保持有距离； 行星齿轮，所述行星齿轮布置在齿圈的内周和太阳齿轮的外周之间； 支架，所述支架与输出轴相连； 液压泵，所述液压泵通过与支架相连的输出轴泵油；以及 马达，所述马达布置在齿圈的外侧以选择性地旋转齿圈。
2.根据权利要求1所述的具有变量液压泵的车辆，进一步包括: 轴单向离合器，所述轴单向离合器使输入轴绕一个方向旋转；以及 齿圈单向离合器,所述齿圈单向离合器使齿圈绕另一方向旋转。
3.根据权利要求1所述的具有变量液压泵的车辆，其中所述动力源为内燃机或者马达。
4.根据权利要求1所述的具有变量液压泵的车辆，进一步包括控制器，所述控制器依靠输入轴的转速控制马达从而使液压泵被控制在预定的最佳速度。
5.根据权利要求4所述的具有变量液压泵的车辆，其中所述马达在预定的转速下进行操作从而使所述液压泵在怠速停止条件下以最小转速进行操作。
6.根据权利要求4所述的具有变量液压泵的车辆，其中当动力源操作时，根据油温将补偿值施加到液压泵的目标转速上。
【文档编号】F16H59/72GK104048033SQ201310408233
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2013年3月11日
【发明者】黄真荣 申请人:现代自动车株式会社