CN113492825B - 一种车辆控制总成、方法、装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆控制总成、方法、装置及车辆，所述总成包括：发电机、皮带轮、机油泵以及离合器，机油泵的转子轴固定在发电机的驱动轴上，皮带轮用于连接外部发动机，离合器集成在发电机的皮带轮上。其中，离合器用于在发动机启动前，或在发动机启动时，且车辆电池电量大于或等于预设值时，控制发电机的转子轴与皮带轮处于断开连接状态，以通过车辆电池驱动发电机运转，带动机油泵运转。在发动机启动时，且车辆电池电量小于预设值时，控制发电机的转子轴与皮带轮处于连接状态，以使得皮带轮在外部发动机的作用下带动发电机运转给车辆电池充电，并驱动机油泵运转。

Description

一种车辆控制总成、方法、装置及车辆

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种车辆控制总成、方法、装置及车辆。

背景技术

传统汽车发电机布置在发动机上，采用皮带驱动发电机发电，提供电力给汽车电器及给汽车电池充电。传统发动机机油泵有机械式机油泵和电子油泵，其中机械泵由发动机驱动，只能在发动机启动后才开始工作。电子泵由电机驱动机油泵，可以在发动机停机时工作。

但当在发动机停机较长时间后，发动机油道里面机油都回流到发动机油底壳，当发动机再次启动时，机油需要先填充油道空间，导致发动机油道末端油压建立时间较长，发动机油道末端用油部件会工作在无油状态，增加发动机油道末端用油部件磨损，缩短零件寿命。特别在低温冷启动时，由于机油粘度大，机油流动慢，该问题更加严重。

而如果采用电动机油泵作为发动机主油泵，电动机油泵功率要求较大(一般要求大于1kw)，电动机油泵体积会非常大，现有发动机边界一般布置不了大功率电动机油泵。目前行业内应用的电动机油泵一般200W以下，无法满足发动机主油泵需求。所以只能同时采用电动机油泵和机械泵，其中电动机油泵只用于冷启动填充油道和预润滑，机械泵还是作为主油泵，该方案未充分利用电动机油泵且存在占用过大空间、成本较高等问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种车辆控制总成、方法、装置及车辆，该总成能够以较小的空间占比和更低的成本，实现在发动机启动前，预润滑发动机各传动部件，在发动机启动时机油泵继续工作，保证发动机油路末端快速建立油压。

第一方面，本发明通过本发明的一实施例提供如下技术方案：

一种车辆控制总成，包括：发电机、皮带轮、机油泵以及离合器，所述机油泵的转子轴固定在所述发电机的驱动轴上，所述皮带轮用于连接外部发动机，所述离合器集成在所述发电机的皮带轮上；其中，所述离合器用于在所述发动机启动前，或在所述发动机启动时，且车辆电池电量大于或等于预设值时，控制所述发电机的转子轴与所述皮带轮处于断开连接状态，以通过车辆电池驱动所述发电机运转，带动所述机油泵运转；在所述发动机启动时，且车辆电池电量小于所述预设值时，控制所述发电机的转子轴与所述皮带轮处于连接状态，以使得所述皮带轮在外部发动机的作用下带动所述发电机运转给车辆电池充电，并驱动所述机油泵运转。

优选地，所述离合器为电磁离合器。

优选地，所述电磁离合器包括主动轮与从动轮，所述皮带轮与所述电磁离合器的主动轮固定，所述发电机的转子轴与所述电磁离合器的从动轮固定；当所述电磁离合器通电时，所述主动轮与所述从动轮通过电磁力吸合，使得所述皮带轮与所述发电机的转子轴处于连接状态，所述电磁离合器断电时，所述主动轮与所述从动轮脱开，使得所述皮带轮与所述发电机的转子轴处于断开连接状态。

优选地，所述机油泵的转子轴通过过盈配合固定在所述发电机的驱动轴上。

优选地，所述预设值为所述车辆电池电量的10％到20％。

优选地，所述发电机的驱动轴长度为所述机油泵的转子轴长度的两倍。

优选地，所述总成还包括：车辆检测单元；所述车辆检测单元与所述离合器连接，用于实时检测车辆发动机的启动状态以及车辆电池电量剩余量，并根据检测结果，向所述离合器发送相应的控制指令。

第二方面，本发明通过本发明的一实施例，提供如下技术方案：

一种车辆控制方法，包括：应用于前述第一方面任一项所述总成，所述方法包括：

在车辆发动机启动前，或在所述发动机启动时，且检测到车辆电池电量大于或等于预设值时，发送第一控制指令到离合器，控制发电机的转子轴与皮带轮处于断开连接状态，以通过车辆电池驱动所述发电机运转，带动机油泵运转；

在所述发动机启动时，且检测到车辆电池电量小于所述预设值时，发送第二控制指令到所述离合器，控制所述发电机的转子轴与所述皮带轮处于连接状态，以使得所述皮带轮在外部发动机的作用下带动所述发电机运转给车辆电池充电，并驱动所述机油泵运转。

第三方面，本发明通过本发明的一实施例，提供如下技术方案：

一种车辆控制装置，应用于前述第一方面任一项所述总成，所述装置包括：

第一控制模块，用于在车辆发动机启动前，或在所述发动机启动时，且检测到车辆电池电量大于或等于预设值时，发送第一控制指令到离合器，控制发电机的转子轴与皮带轮处于断开连接状态，以通过车辆电池驱动所述发电机运转，带动机油泵运转；

第二控制模块，用于在所述发动机启动时，且检测到车辆电池电量小于所述预设值时，发送第二控制指令到所述离合器，控制所述发电机的转子轴与所述皮带轮处于连接状态，以使得所述皮带轮在外部发动机的作用下带动所述发电机运转给车辆电池充电，并驱动所述机油泵运转。

第四方面，本发明通过本发明的一实施例，提供如下技术方案：

一种车辆，包括：外部发动机以及前述第一方面中任一项所述总成。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供的一种车辆控制总成、方法、装置及车辆，包括发电机、皮带轮、机油泵以及离合器，机油泵的转子轴固定在发电机的驱动轴上，皮带轮用于连接外部发动机，离合器集成在发电机的皮带轮上。通过将车辆发电机和机油泵集成，在车辆电池大于或等于预设值时，通过离合器断开发电机与皮带轮的连接，使得机油泵可以作为单独电动机油泵使用，以实现在发动机启动前，通过车辆电池驱动机油泵预先运转，使得机油泵预先填充发动机油道，预润滑发动机用油部件，提高发动机零件使用寿命。在电池低于预设值时，通过离合器接通发电机与皮带轮的连接，使得机油泵作为传统机械泵使用。在发动机启动时机油泵可以作为电动机油泵使用，可以精确匹配发动机不同工况下压力需求，降低发动机油耗。由于采用了将机油泵与发电机连接，通过离合器控制皮带轮与发电机的断开与接通，从而该方案能通过简单的结构改进、较小的空间占比及低成本的情况下，在发动机启动前实现对传动部件的润滑，从而避免发动机的磨损问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的车辆控制总成的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的电磁离合器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的电动机油泵的节油原理图；

图4为本发明实施例提供的车辆控制方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的车辆控制装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的车辆的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种车辆控制总成、方法、装置及车辆，能够以较小的空间占比和更低的成本，实现在发动机启动前，预润滑发动机各传动部件，在发动机启动时机油泵继续工作，保证发动机油路末端快速建立油压。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

一种车辆控制总成，包括：发电机、皮带轮、机油泵以及离合器，所述机油泵的转子轴固定在所述发电机的驱动轴上，所述皮带轮用于连接外部发动机，所述离合器集成所述发电机的皮带轮上；其中，所述离合器用于在所述发动机启动前，或在所述发动机启动时，且车辆电池电量大于或等于预设值时，控制所述发电机的转子轴与所述皮带轮处于断开连接状态，以通过车辆电池驱动所述发电机运转，带动所述机油泵运转；在所述发动机启动时，且车辆电池电量小于所述预设值时，控制所述发电机的转子轴与所述皮带轮处于连接状态，以使得所述皮带轮在外部发动机的作用下带动所述发电机运转给车辆电池充电，并驱动所述机油泵运转。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

第一方面，本发明实施例提供的车辆控制总成，具体来讲，如图1所示，包括：发电机101、皮带轮102、机油泵103以及离合器104，该机油泵的转子轴105固定在发电机的驱动轴106上，皮带轮102用于连接外部发动机，离合器104集成在发电机101的皮带轮102上。皮带轮102固定在发电机的转子轴109上，离合器104能够控制皮带轮102与发电机的转子轴109的连接状态。以及，机油泵103用于进油与出油的机油泵进油口107和机油泵出油口108。

可以想到，外部发动机将通过皮带与皮带轮连接，当发动机运转时，将带动皮带轮动作，若此时皮带轮与发电机处于连接状态，则发动机的运转将带动发电机运转。另外，机油泵的转子轴可以通过过盈配合固定在发电机的驱动轴上。

需要说明的是，该总成可以包括车辆检测单元(图中未示出)，车辆检测单元与离合器连接，用于实时检测车辆发动机的启动状态以及车辆电池电量剩余量，并根据检测结果，向离合器发送相应的控制指令。

具体地，离合器用于在发动机启动前，或在发动机启动时，且车辆电池电量大于或等于预设值时，控制发电机的转子轴与皮带轮处于断开连接状态，以通过车辆电池驱动发电机运转，带动机油泵运转。在发动机启动时，且车辆电池电量小于预设值时，控制发电机的转子轴与皮带轮处于连接状态，以使得皮带轮在外部发动机的作用下带动发电机运转给车辆电池充电，并驱动机油泵运转。其中，预设值可以为能够带动发电机转动的基础电量，举例来说，预设值可以为车辆电池电量的10％到20％。

作为一种可选地实施例，这里的离合器可以为电磁离合器，如图2所示，该电磁离合器包括主动轮201与从动轮202，皮带轮102与电磁离合器的主动轮201固定，发电机的转子轴109与电磁离合器的从动轮202固定。

当电磁离合器通电时，主动轮与从动轮通过电磁力吸合，并通过连接在主动和从动轮上的摩擦片结合在一起，使得皮带轮与发电机的转子轴处于连接状态，电磁离合器断电时，主动轮与从动轮脱开，使得皮带轮与发电机转子轴处于断开连接状态。

在具体实施例中，在发动机启动前，且车辆电池电量剩余量能够驱动发电机运转时，此时，将通过车辆电池带动机油泵运转，泵送机油填充整个润滑油路，且预润滑发动机各个用油部件。当发动机启动时，发动机油道末端油压已经建立，所以发动机油道末端用油部件不会工作在无油状态，可以保证发动机各个用油部件良好的润滑，提升零件寿命。

在发动机启动时，且车辆电池电量剩余量能够驱动发电机运转时，发电机不需要给车辆电池充电，离合器仍然断开发电机与皮带轮连接，通过电池驱动发电机运转，带动机油泵运转。由于是电池驱动机油泵运转，此时，机油泵将作为电动机油泵使用，它能够根据用油部件需求调节电动机油泵转速，可以在发动机每个工况下精确匹配发动机用油部件需求，从而降低发动机油耗。

具体而言，如图3所示的线形图，横坐标为发动机转速(单位rpm)，纵坐标为泵油量，当发动机转速为怠速时，对机油泵排量需求最大，当发动机转速为中高转速时，对机油泵排量需求下降。其中，图3中的阴影部分表示了电动机油泵相比于传统机油泵的节油量。由于，机油泵泵油量＝机油泵排量×机油泵转速，且传统机油泵由发动机曲轴驱动(机油泵转速和发动机转速成比例关系)，随着发动机转速提高，机油泵转速提高，机油泵泵油量会大大超出发动机需求量。而电动机油泵由电动机驱动机油泵工作，且电动机可以根据需求调节机油泵转速，所以电动机油泵能够完全精确的匹配发动机需求，电动机油泵相对传统机油泵节油效果明显。

在发动机启动时，且车辆电池电量剩余量不能够驱动发电机运转时，发电机需要给汽车电池进行充电，由此，离合器需要控制发电机与皮带轮处于连接状态，通过发动机皮带带动发电机运转给汽车电池充电，且驱动机油泵运转，使得机油泵润滑发动机各个用油部件此时的机油泵由发动机皮带驱动，因此，此时的机油泵是作为传统机械泵使用。

进一步地，为了使得发电机的驱动轴能更好地带动机油泵的转子轴转动，发电机驱动轴的长度可以根据机油泵转子轴的长度进行设计，举例来说，发电机的驱动轴长度为所述机油泵的转子轴长度的两倍。

本申请通过在车辆发电机基础上集成机油泵功能，发电机仍然能被发动机皮带驱动，在发电机皮带轮上集成电磁离合器，发电机的转子轴从发电机后端延伸出去，机油泵的转子轴可以通过过盈配合的方式固定在发电机的驱动轴上，从而通过发电机来带动机油泵的运转，在发电机后端壳体上集成机油泵其它油路。由于车辆发电机一般功率大于1kW，可以满足发动机主油泵功率需求，且集成发电机和机油泵仍然安装在传统发电机位置，发电机直径不变，仅仅长度方向增加，现有发动机在不占用过多空间的情况下，可以布置下该集成方案。

综上所述，本申请实施例提供的车辆控制总成，通过将机油泵集成在发电机的驱动轴上，在皮带轮与发电机之间增加具有离合功能的装置，实现在发动机启动前，驱动机油泵预先运转，填充发动机油道，以预润滑发动机各个用油部件。从而避免了发动机在未润滑的情况下直接运转导致的磨损问题，且在发动机启动后，机油泵可以作为单独电动机油泵使用，精确匹配发动机不同工况下压力需求，降低发动机油耗。

第二方面，基于同一发明构思，本实施例提供了一种车辆控制方法，应用于前述第一方面中任一项所述控制总成。如图4所示，包括以下步骤S101至步骤S102。

步骤S101，在车辆发动机启动前，或在发动机启动时，且检测到车辆电池电量大于或等于预设值时，发送第一控制指令到离合器，控制发电机的转子轴与皮带轮处于断开连接状态，以通过车辆电池驱动发电机运转，带动机油泵运转。

步骤S102，在发动机启动时，且检测到车辆电池电量小于预设值时，发送第二控制指令到所述离合器，控制发电机的转子轴与皮带轮处于连接状态，以使得皮带轮在外部发动机的作用下带动发电机运转给车辆电池充电，并驱动机油泵运转。

在具体实施例中，车辆能够根据检测得到的发动机状态以及电池电量剩余情况，发送相应的指令到离合器，来控制离合器的通断电，从而控制发动机的转子轴与皮带轮的连接。

需要说明的是，步骤S101至步骤S102的具体实施过程可以参照上述车辆控制总成实施例中的相应描述，此处不再赘述。

本发明实施例所提供的一种车辆控制方法，其实现原理及产生的技术效果和前述车辆控制总成实施例相同，为简要描述，方法实施例部分未提及之处，可参考前述车辆控制总成实施例中相应内容。

第三方面，基于同一发明构思，本实施例提供了一种车辆控制装置，应用于前述第一方面中任一项所述控制总成。如图5所示，所述装置包括：

第一控制模块301，用于在车辆发动机启动前，或在发动机启动时，且检测到车辆电池电量大于或等于预设值时，发送第一控制指令到离合器，控制发电机的转子轴与皮带轮处于断开连接状态，以通过车辆电池驱动发电机运转，带动机油泵运转。

第二控制模块302，用于在发动机启动时，且检测到车辆电池电量小于预设值时，发送第二控制指令到离合器，控制发电机的转子轴与皮带轮处于连接状态，以使得皮带轮在外部发动机的作用下带动发电机运转给车辆电池充电，并驱动机油泵运转。

以上各模块可以是由软件代码实现，此时，上述的各模块可存储于控制设备的存储器内。以上各模块同样可以由硬件例如集成电路芯片实现。

本发明实施例所提供的一种车辆控制装置，其实现原理及产生的技术效果和前述车辆控制总成实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述车辆控制总成实施例中相应内容。

第四方面，基于同一发明构思，本实施例提供了一种车辆500，如图6所示，包括外部发动机502以及前述第一方面中任一项所述的车辆控制总成501。

由于本发明实施例所介绍的车辆包括的车辆控制总成在前述已经进行说明，故而基于本发明实施例所介绍的车辆控制总成，本领域所属人员能够了解该车辆的具体结构及效果原理，在此不再赘述。凡是包括本发明实施例的车辆控制总成的车辆都属于本发明所欲保护的范围。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的模块。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令模块的制造品，该指令模块实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种车辆控制总成，其特征在于，包括：发电机、皮带轮、机油泵以及离合器，所述机油泵的转子轴固定在所述发电机的驱动轴上，所述皮带轮用于连接外部发动机，所述离合器集成在所述发电机的皮带轮上；

其中，所述离合器用于在所述发动机启动前，或在所述发动机启动时，且车辆电池电量大于或等于预设值时，控制所述发电机的转子轴与所述皮带轮处于断开连接状态，以通过车辆电池驱动所述发电机运转，带动所述机油泵运转，以预润滑所述发动机各传动部件；

在所述发动机启动时，且车辆电池电量小于所述预设值时，控制所述发电机的转子轴与所述皮带轮处于连接状态，以使得所述皮带轮在外部发动机的作用下带动所述发电机运转给车辆电池充电，并驱动所述机油泵运转。

2.如权利要求1所述的总成，其特征在于，所述离合器为电磁离合器。

3.如权利要求2所述的总成，其特征在于，所述电磁离合器包括主动轮与从动轮，所述皮带轮与所述电磁离合器的主动轮固定，所述发电机的转子轴与所述电磁离合器的从动轮固定；

当所述电磁离合器通电时，所述主动轮与所述从动轮通过电磁力吸合，使得所述皮带轮与所述发电机的转子轴处于连接状态，所述电磁离合器断电时，所述主动轮与所述从动轮脱开，使得所述皮带轮与所述发电机的转子轴处于断开连接状态。

4.如权利要求1所述的总成，其特征在于，所述机油泵的转子轴通过过盈配合固定在所述发电机的驱动轴上。

5.如权利要求1所述的总成，其特征在于，所述预设值为所述车辆电池电量的10％到20％。

6.如权利要求1所述的总成，其特征在于，所述发电机的驱动轴长度为所述机油泵的转子轴长度的两倍。

7.如权利要求1所述的总成，其特征在于，还包括：车辆检测单元；

所述车辆检测单元与所述离合器连接，用于实时检测车辆发动机的启动状态以及车辆电池电量剩余量，并根据检测结果，向所述离合器发送相应的控制指令。

8.一种车辆控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-7中任一项所述总成，所述方法包括：

在车辆发动机启动前，或在所述发动机启动时，且检测到车辆电池电量大于或等于预设值时，发送第一控制指令到离合器，控制发电机的转子轴与皮带轮处于断开连接状态，以通过车辆电池驱动所述发电机运转，带动机油泵运转，以预润滑所述发动机各传动部件；

在所述发动机启动时，且检测到车辆电池电量小于所述预设值时，发送第二控制指令到所述离合器，控制所述发电机的转子轴与所述皮带轮处于连接状态，以使得所述皮带轮在外部发动机的作用下带动所述发电机运转给车辆电池充电，并驱动所述机油泵运转。

9.一种车辆控制装置，其特征在于，应用于权利要求1-7中任一项所述总成，所述装置包括：

第一控制模块，用于在车辆发动机启动前，或在所述发动机启动时，且检测到车辆电池电量大于或等于预设值时，发送第一控制指令到离合器，控制发电机的转子轴与皮带轮处于断开连接状态，以通过车辆电池驱动所述发电机运转，带动机油泵运转，以预润滑所述发动机各传动部件；

第二控制模块，用于在所述发动机启动时，且检测到车辆电池电量小于所述预设值时，发送第二控制指令到所述离合器，控制所述发电机的转子轴与所述皮带轮处于连接状态，以使得所述皮带轮在外部发动机的作用下带动所述发电机运转给车辆电池充电，并驱动所述机油泵运转。

10.一种车辆，其特征在于，包括外部发动机以及权利要求1-7中任一项所述总成。

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