[发明专利]用于混合动力电动汽车的电动油泵系统和控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及具有内燃机的汽车动力传动系统(powertrain)，该内燃机具有电动马达提供动力的内燃机油润滑泵。

背景技术

混合动力电动汽车动力传动系统一般地具有两个电机和一个内燃机。在一种运行模式中，内燃机和电机定义两条通向汽车主动轮(tractionwheels)的动力通道。一个电机在一种运行模式中作为发电机，在另一种运行模式中作为马达。同样地，另一个电机作为马达或发电机运行也取决于运行模式。上述电机电连接至高压牵引电池。

在所谓的分开动力(divided power)混合动力电动汽车动力传动系统中，第一动力源是这样建立的，即内燃机输出动力通过对第一电机的控制被分成两条通道，该第一电机在这种情况下将作为发电机。一条机械动力通道从内燃机延伸通过齿轮系统到传动装置，其传输驱动动力到汽车的主动轮。一条电动力通道从内燃机延伸到发电机和第二电机，该第二电机在这种情况下将作为马达。马达的输出扭矩通过传动装置传输到主动轮。通过控制发电机速度，将内燃机动力分开以实现所谓的正动力分配(positivepower split)。如果发电机作为马达，从发电机输入到传动装置的动力将建立所谓的负动力分配(negative power split)。发电机在这样的动力传动系统结构中可以被制动，这样内燃机可以通过完全机械的通道传输扭矩，因为马达建立有电力通道，该马达由电池提供动力。

当该动力传动系统要提供第二动力源时，在汽车的前进和倒退运行中不依赖内燃机，马达单独地使用电池动力向主动轮提供驱动扭矩。内燃机关闭，发电机使用电池动力独立地作为马达驱动汽出行进。

从前面的描述中可以明显看到，每一次动力传动系统从一种运行模式转换到另一种时，内燃机必须启动或关闭。

传统的动力传动系统中的内燃机，需要润滑油泵(lubrication oilpump)，其通常由内燃机驱动，润滑油从内燃机油槽流经内燃机的移动组件进行循环。其然后流回到一个槽中。在这种结构中的油槽称为湿槽(wetsump)。

具有湿槽的内燃机的一个例子可以在第5,606,946号美国专利(图7a)中看到。如果内燃机具有所谓的干槽(dry sump)，内燃机驱动油泵必须快速地从辅助储油器向内燃机传输润滑油。例如，美国第5,606,946号专利的图7b示出了这样的润滑油流回路。

在前面所述类型的混合动力电动汽车中，内燃机频繁地关闭和开启将会减少燃料消耗，但是在每次启动之前，在润滑油系统中会有低油压。频繁的内燃机启动/关闭循环会因为在内燃机的相对移动的元件表面的薄油膜而增加内燃机磨损，其对内燃机的使用寿命有潜在的不利影响。在典型的混合动力电动汽车动力传动系统中，电机的独特的工作周期根据环境和内燃机的使用情况而不同。为日常的内燃机保养，什么时候应该进行内燃机换油也是很难察觉的。

发明内容

本发明的实施例公开的动力传动系统结构具有内燃机，该内燃机具有干油槽，其与内燃机润滑油泵流体连通(fluid communication)，该油泵由电动马达驱动，该电动马达由牵引电池控制模块控制的动力传动电池提供动力。油泵具有位于动力传动系统的适宜位置的单独的储油器。

牵引电池控制模块从汽车系统控制器接收适当的指令，该汽车系统控制器依次对输入信号，包括由驾驶员操控的油门踏板动作决定的驾驶员动力指令，牵引电池荷电状态，操作者选择的汽车传动驱动级和环境输入，其包括内燃机油压，内燃机速度，内燃机油温，内燃机载荷，内燃机运行时间和汽车排气系统催化剂温度作出响应。控制器同时会监测内燃机油过滤器寿命。

控制运算规则会使用汽车控制器提醒操作者需要依照保养时间表更换内燃机油过滤器。该提醒通过一个给定的油泵驱动扭矩来探测内燃机油泵压力来完成。如果内燃机油过滤器开始阻塞，就需要更大的电动马达扭矩来克服润滑油系统的流阻。在校准的最大马达扭矩级别，其可以从最大电流或电压变化计算得到，一个标记会设置在汽车系统控制器中，警报信号会发送到位于乘员舱的组合仪表显示装置(instrument cluster display)，以告知操作者油过滤器应该更换了。

为了避免内燃机在油泵压力低于最佳值时起动，本发明的方法会在内燃机起动过程开始之前，使内燃机充足油压。这样通过在内燃机起动模式期间提供重要的油膜，将避免内燃机磨损。