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技术领域

本发明涉及汽车技术，尤其是涉及一种适用于混合动力汽车的变速箱润滑系统及方 法。

背景技术

现有的一种变速箱润滑系统采用电动泵建立油压，并通过电机控制器控制电动泵的 电机执行设定的润滑策略，即根据当前的档位和车速信号控制电机的转速从而调节电动 泵的油泵的喷油量。相较于传统靠齿轮转动离心力提供润滑动力的飞溅润滑和利用直联 在齿轮轴的机械泵喷油润滑，这样的系统解决了变速箱在低速大扭矩工况下润滑不良的 问题，电动机转速的调节独立于变速箱转速的特性也使得这样的系统克服了变速箱在高 速运行时不存在润滑过度的缺点。

另一方面，随着地球环境恶化，环保型汽车越来越得到重视，特别是混合动力汽车， 目前已得到广泛的应用。混合动力汽车的动力系统复杂，特别是重度混合动力汽车采用 大功率驱动电机，驱动电机驱动力传递路径和发动机动力传输路径都有可能工作在低速 大扭矩和高速区域，使得变速箱润滑系统的喷油点和喷油量大为增加。因此，假若润滑 系统采用电动泵，将对电动泵的功率提出了更高的要求。然而给电机供电的直流电压是 既定的(12V)，且变速箱及其周围空间的有限和整车减重的要求又决定了电油泵总成的 体积和重量，要提高电机的功率势必会增加电机的电流。另外，由于润滑油的粘度随温 度变化而变化，电机在同样的转速下，润滑油温度越低电机的需求功率越大，特别是严 寒天气下，电机起动负载很大，会出现起动困难，甚至堵转的情况。再者如果电机长期 高转速工作，电机的温升将降低电机性能特别是永磁体造成严重退磁，使电机的带载能 力越来越差。最终将影响润滑系统的工作寿命和变速箱的润滑效果。

随着汽车燃油经济性指标越来越被重视，汽车变速箱呈现多挡化趋势，换挡更加频 繁。双离合自动档汽车需要液压系统为换挡及离合器的脱离、结合提供动力，机构的动 作更加频繁，特别是重度混合动力汽车力求有强劲的动力输出，为保证大扭矩下的润滑 效果，不能选择粘度过低的变速箱油。

综上，为保证繁重的离合、换挡、润滑、冷却任务，且低温下润滑油粘度大，为保 证电机的带载能力，势必要加装大容量电油泵和电机。再者，这样的润滑系统缺少对系 统流量、油温的必要监控，缺乏系统控制的反馈量，不利于保证润滑系统的可靠性。也 即是，现有的润滑系统存在体积、重量大，可靠性不足，节能精准控制无法实现的缺点。

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，本发明需要提供一种 适用于混合动力汽车的变速箱润滑系统及方法。

本发明较佳实施方式的适用于混合动力汽车的变速箱润滑系统，其包括变速箱、润 滑油、电动泵、控制器及机械泵。所述润滑油收容于所述变速箱内。所述电动泵连通所 述变速箱的底部及顶部。所述控制器与所述电动泵连接，用于控制所述电动泵根据润滑 策略将所述润滑油从所述变速箱的底部吸出并加压后从所述变速箱的顶部喷淋以为所 述变速箱润滑。所述机械泵连通所述变速箱的底部及顶部。所述机械泵与所述汽车的发 动机连接，用于随所述发动机启动以将所述润滑油从所述变速箱的底部吸出并加压后从 所述变速箱的顶部喷淋以为所述变速箱润滑。

在所述汽车同时由驱动电机及所述发动机驱动的情况下，即使所述驱动电机驱动力 传递路径和所述发动机动力传输路径都工作在低速大扭矩和高速区域，所述变速箱润滑 系统都能满足润滑需求。

在一些实施方式中，所述混合动力汽车包括纯电动模式以及混合动力模式，所述控 制器控制电动泵在所述纯电动模式下为变速箱润滑以及在所述混合动力模式下选择性 地为变速箱润滑。

在一些实施方式中，所述控制器用于在所述混合动力模式下当所述发动机转速低于 第一预设转速时控制所述电动泵启动。

在一些实施方式中，所述控制器用于在所述混合动力模式下当所述发动机转速高于 第二预设转速时控制所述电动泵不启动。

在一些实施方式中，所述变速箱的底部形成有第一接口及第二接口，所述变速箱的 顶部形成有回油接口，所述润滑系统还包括第一出油管、第二出油管及回油管，所述第 一出油管连接所述第一接口及所述回油管，所述第二出油管连接所述第二接口及所述回 油管，所述回油管连接所述回油接口，所述电动泵设置在所述第一出油管上，所述机械 泵设置在所述第二出油管上。

在一些实施方式中，还包括单向阀，所述单向阀连接所述第一出油管、所述第二出 油管及所述回油管，所述单向阀用于防止所述机械泵未启动时所述第一出油管的所述润 滑油进入所述第二出油管及防止所述电动泵未启动时所述第二出油管的所述润滑油进 入所述第一出油管。

在一些实施方式中，所述变速箱润滑系统还包括油冷器，所述油冷器设置在所述回 油管上，用于冷却所述润滑油。

在一些实施方式中，所述油冷器与所述发动机的机油冷却器相连以使所述冷油器利 用所述机油冷却器的冷却水的高温对所述润滑油加热。

在一些实施方式中，所述变速箱润滑系统还包括滤清器，所述滤清器设置在所述回 油管上，用于过滤所述润滑油。

在一些实施方式中，所述变速箱润滑系统还包括油压传感器，所述油压传感器设置 在所述回油管上，用于测量所述回油管内的油压；所述油压传感器与所述控制器连接， 用于向控制器反馈所述油压。

在一些实施方式中，所述电动泵内置泄压阀，所述泄压阀可设置泄压点，所述泄压 阀用于当所述电动泵内压强达到所述泄压点时打开泄压。

在一些实施方式中，所述温度感测器设置在所述变速箱的底部，用于感测所述润滑 油的油温，所述温度传感器与所述传动控制器连接，用于反馈所述油温，以供传动控制 器控制确定所述电动泵启动及运行。

本发明较佳实施方式的适用于混合动力汽车的变速箱润滑方法，其特征在于，所述 汽车包括变速箱、润滑油、电动泵及机械泵，所述润滑油收容于所述变速箱内，所述电 动泵及所述机械泵分别连通所述变速箱的底部及顶部，用于将所述润滑油从所述变速箱 的底部吸出并加压后从所述变速箱的顶部喷淋以为所述变速箱润滑；所述方法包括以下 步骤：

判断所述汽车当前的工作模式，所述工作模式包括由驱动电机的纯电动模式及由所 述驱动电机及发动机同时驱动的混合动力模式；及

当所述汽车处于所述纯电动模式时，所述电动泵为所述变速箱润滑；当所述汽车处 于所述混合动力模式时，所述机械泵随所述发动机启动而启动对所述变速箱润滑，所述 电动泵根据所述发动机的转速选择性地启动或关闭。14.如权利要求13的变速箱润滑方 法，其特征在于，所述控制器在所述混合动力模式下当所述发动机转速低于第一预设转 速时控制所述电动泵为变速箱润滑

所述控制器在所述混合动力模式下当所述发动机转速高于第二预设转速时控制所 述电动泵不为变速箱润滑，其中，所述第二预设转速高于第一预设转速。

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方式的描述中将变得 明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个较佳实施方式的变速箱润滑系统的示意图。

图2为本发明另一个较佳实施方式的变速箱润滑系统的示意图。

图3是本发明较佳实施方式的变速箱润滑方法的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至 终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参 考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语″第一″、″第二″仅用于描述目的，而 不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定 有″第一″、″第二″的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本 发明的描述中，″多个″的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语″安装″、 ″相连″、″连接″应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或 一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也 可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。 对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含 义。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简 化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例， 并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考 字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设 置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通 技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1，本发明一个较佳实施方式的变速箱润滑系统10适用于混合动力汽车。 混合动力汽车可由驱动电机驱动(electricvehicle，EV模式)或者同时由驱动电机及发动 机驱动(hybrid-electricvehicle，HEV模式)。变速箱润滑系统10包括变速箱11、润滑 油12、电动泵13、控制器14及机械泵15。润滑油12收容于变速箱11内。电动泵 13及连通变速箱11的底部及顶部。控制器14与电动泵13连接用于控制电动泵13将 润滑油12从变速箱11的底部吸出并加压后从变速箱11的顶部喷淋出以为变速箱11 润滑。机械泵15连通变速箱11的底部及顶部。机械泵15与汽车的发动机连接，用于 随发动机启动以将润滑油12从变速箱11的底部吸出并加压后从变速箱11的顶部喷淋 以为变速箱11润滑。

EV模式下，混合动力汽车一般以较低的车速行驶，变速箱11的润滑要求较低，此 时由电动泵13工作，即能够满足混合动力汽车在EV模式下的润滑需求。HEV模式下， 混合动力汽车一般以较高的车速行驶，此时变速箱11的润滑要求较高，即需要较大的 润滑量，此时由主要由机械泵15工作，以满足润滑要求，电动泵13可选择参与或者 不参与，充分利用机械泵15相对于电动泵13大排量、大功率的优点。

本发明较佳实施方式的变速箱润滑系统10，在混合动力汽车HEV模式下，若混合 动力汽车工作在低速大扭矩工况下，此时发动机转速较低，单独使用机械泵15进行润 滑不能满足此工况下的变速箱的润滑要求，因此需同时启动电动泵13及机械泵15。如 此，变速箱润滑系统10的喷油点和喷油量增加的情况下都能满足润滑需求。当发动机 转速较高时，此时单独使用机械泵15进行润滑已能满足此工况下的变速箱的润滑要求， 可减小电动泵13的转速或者关闭电动泵13。因此，在EV模式下，控制器14控制电 动泵13启动，而在HEV模式下控制电动泵13选择性启动。

电动泵13的流量是容易调节的，机械泵15是随发动机工作，不容易调整。电动 泵13可以对机械泵15进行补充，精确调节润滑量。

作为另一个实施例，在HEV模式下，变速箱润滑系统10仅由机械泵15参与变速 箱11润滑，电动泵13不参与变速箱11润滑。此优点是：避免了机械泵15和电动泵 13同时工作两路润滑油流动的互相干涉，也避免了电动泵13的频繁起停，增强了系统 可靠性。

具体的，电动泵13包括油泵131及电机132。控制器14与电机132连接，以控 制电机132的转速，从而实现润滑策略。

变速箱11的底部形成有第一接口111及第二接口112，变速箱11的顶部形成有 回油接口113，润滑系统10还包括第一出油管16、第二出油管17、回油管18及单向 阀19，第一出油管16连接第一接口111及单向阀19，第二出油管17连接第二接口 112及单向阀19，回油管18连接回油接口113及单向阀19，电动泵13设置在第一 出油管16上，机械泵15设置在第二出油管17上，单向阀19用于防止机械泵15未 启动时第一出油管16的润滑油12进入第二出油管17及防止电动泵13未启动时第二 出油管17的润滑油进入第一出油管16。

也即是说，单向阀19可以防止汽车工作在EV模式时，第二出油管17由于机械泵 15未启动没有油压导致润滑油12由电动泵13吸油后从第一出油管16回油到第二出 油管17，以及单向阀19可以防止汽车工作在HEV模式时，第一出油管16由于电动泵 13未启动没有油压导致润滑油12由机械泵15吸油后从第二出油管17回油到第一出 油管16。

变速箱润滑系统10还包括油冷器1a，油冷器1a设置在回油管18上，用于降低 润滑油12的温度。

油冷器13还可以与发动机的机油冷却器连接。如此，油冷器13可利用机油冷却 器的冷却水的高温对润滑油进行加热。因此，油冷器13兼有高温冷却和低温加热功能。 当油温低于发动机机油冷却水时，油冷器13对润滑油12进行加热，以降低电动泵13 的负载，改善润滑效果，提高传动效率。当油温高于发动机机油冷却水时，油冷器13 对润滑油12进行冷却，使油温保持在合适的区间，避免润滑油12的粘度过低而使变 速齿轮温升过高，延长齿轮工作寿命。

实际使用时，变速箱11内的变速齿轮相互摩擦将使润滑油12温度上升，而油温 过高会使润滑油12粘度过低，影响润滑效果。

变速箱润滑系统10还包括滤清器1b，滤清器设置在回油管18上，用于过滤润滑 油12。

变速齿轮在磨合阶段易产生金属碎屑，因此，过滤润滑油12对于提高变速齿轮的 寿命具有重要的作用。

变速箱润滑系统10还包括油压传感器1c，油压传感器1c设置在回油管18上，用 于测量回油管18内的油压。油压传感器1c与控制器14连接，用于反馈油压。

如此，可以防止油压过低或者油压过高的情况发生。油压一方面可以反映喷射润滑 油的多少，就是喷射量。油压还是反馈到电动泵13上，对电动泵13的流量进行调节。

具体的，变速箱润滑系统10还包括设置在回油管18上的三通管1d，油压传感器 1c设置在三通管1d的出口之一。

机械泵15还包括出油油路151，出油油路151与汽车的换挡机构或离合液压系统 连接，用于向换挡机构或离合液压系统提供动力。

如此，既可提供动力又可避免发动机高速运行时润滑回路油压过高。

另外，变速箱润滑系统10还包括喷淋头1e，喷淋头1e设置在变速箱11内，且 位于顶部并与回油接口113连接以喷淋润滑油12。

请参阅图2，本发明另一个较佳实施方式的变速箱润滑系统10a与变速箱润滑系统 10基本相同。

但在本实施方式中，电动泵13内置泄压阀(图未示)，泄压阀可设置泄压点，泄压 阀用于当电动泵13内压强达到泄压点时打开泄压。

如此同样可以防止电动泵13的油压过高。

结合出油油路的泄压，变速箱润滑系统10可省去了额外的泄压装置或者压力监测 装置(也即是可以省去油压传感器1c，以最小的成本做到了系统过压力保护，提升了系 统的可靠性。因此，本实施方式中，油压传感器1c省去。

控制器14与汽车的传动控制器20连接，传动控制器20用于给控制器输入控制信 号，控制器14根据控制信号执行润滑策略。

变速箱润滑系统10a包括温度感测器1f，温度感测器1f设置在变速箱11的底部， 用于感测润滑油12的油温，温度传感器1f与传动控制器20连接，用于反馈油温。

另外，油冷器1a与发动机的机油冷却器相连。

如此，油冷器13兼有高温冷却和低温加热功能。当油温低于发动机机油冷却水时， 油冷器13对润滑油12进行加热，以降低电动泵13的负载，改善润滑效果，提高传动 效率。当油温高于发动机机油冷却水时，油冷器13对润滑油12进行冷却，使油温保 持在合适的区间，避免润滑油12的粘度过低而使变速齿轮温升过高，延长齿轮工作寿 命。

对变速齿轮润滑冷却来说，润滑油应在一定的温度区间内。过高的温度即润滑油粘 度过低，导致润滑效果差，且加速润滑油老化；过低的温度即润滑油粘度过高，降低传 动效率，且润滑油流动性差，润滑油覆盖不全面。

对润滑用的电动泵13来说，高的润滑油温度意味着电动泵13负载小，喷射一定 量的润滑油电动泵13所需消耗的功率小；而低得润滑油则相反，即负载大，功耗大， 且有可能造成电动本起动困难。因此润滑油温度高时，电动泵13采用较低的占空比进 行启动或运行；反之，则需采用较高的占空比进行启动或运行。

本发明较佳实施方式的用于混合动力汽车的变速箱润滑方法包括以下步骤：

判断汽车当前的工作模式，工作模式包括由驱动电机的纯电动模式及由驱动电机及 发动机同时驱动的混合动力模式；及

根据汽车当前工作模式，选择性地启动或关闭电动泵13以及机械泵15为变速箱 11润滑。

当处于汽车处于纯电动模式，电动泵13为变速箱11润滑；当汽车处于混合动力 模式，机械泵15与发动机轴连并随发动机启动为变速箱11润滑，电动泵13选择性启 动或关闭为变速箱11润滑。

当汽车处于混合动力模式，机械泵15与发动机轴连并随发动机启动为变速箱11 润滑而随发动机关闭而关闭，电动泵13关闭。

当汽车处于混合动力模式，机械泵15与发动机轴连并随发动机启动为变速箱11 润滑而随发动机关闭而关闭，电动泵13根据发动机的转速选择性启动或关闭。

当发动机的转速低于第一预设转速n1时，电动泵13启动为变速箱11润滑；当发 动机的转速高于第二预设转速n2时，电动泵13关闭停止为变速箱11润滑，第二预设 转速n2高于第一预设转速n1。

可以理解，设置第一预设转速n1及第二预设转速n2可以防止电机132频繁启动。

当发动机转速介于第一预设转速n1和第二预设转速n2之间，发动机转速与电动 泵13的电机转速呈负相关。

当处于汽车处于纯电动模式，先启动电动泵13后或者在电动泵13启动的情况下 根据汽车的档位及车速持续运行、启动或关闭电动泵13；当处于汽车处于混合动力模 式，电动泵13启动的情况下根据汽车的档位及车速及发动机的转速持续运行、启动或 关闭电动泵13。

启动电动泵13是根据电动泵13的母线电压、功率器件的温度判断是否启动。

电动泵13启动后根据电动泵13的三相绕组整合电流、直流母线电压、功率器件 温度及油压判断是否降速或关闭。

在本说明书的描述中，参考术语″一个实施方式″、″一些实施方式″、″示意性 实施方式″、″示例″、″具体示例″、或″一些示例″等的描述意指结合所述实施方 式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方式或示 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方式或示例。 而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例 中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，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方式进行多种变化、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。