本發(fā)明涉及車輛中的泵送系統(tǒng)，諸如用于泵送冷卻劑流體以冷卻機載發(fā)熱系統(tǒng)(例如，電源，諸如電池組以及例如動力系，諸如發(fā)動機和變速器或超級增壓器(supercharger，機械增壓器))。

背景技術：

車輛包括用于冷卻車輛發(fā)熱部件(諸如車輛的電池組(在電動車輛和混合動力車輛中)和車輛動力系)的冷卻回路(例如，用于內(nèi)燃機冷卻的防凍劑和用于變速器的變速器流體)。傳統(tǒng)上，這是使用獨立的泵完成的。然而，如果其中一個泵故障，則該泵的冷卻回路將會不足或故障，并且相關聯(lián)的車輛部件將迅速過熱。

傳統(tǒng)閥潛在地可用于控制從雙泵到一個或多個回路的流動。然而，這樣的系統(tǒng)需要多個閥和/或復雜閥，并且還需要用于選擇性致動的控制系統(tǒng)。需要一種簡化的系統(tǒng)，其在設計上是靈活的、在性能上是有效的、堅固且耐用的，但是該系統(tǒng)使用最少的部件并且通常使用非復雜的部件。

技術實現(xiàn)要素：

在本發(fā)明的一個方面，提供了具有獨立的第一流體冷卻回路和第二流體冷卻回路的泵裝置，所述泵裝置包括第一泵和第二泵；以及具有閥殼體的回路切換閥，所述閥殼體限定分別連接至所述第一泵和第二泵的第一入口和第二入口，并且具有分別連接至所述第一冷卻回路和第二冷卻回路的第一出口和第二出口。閥具有能夠相對于第一入口和第二入口以及第一出口和第二出口移位的芯(spool)。閥和芯被配置成使得當?shù)谝槐门c第二泵相比產(chǎn)生壓力差時，芯移位且使第一泵和第二泵以串聯(lián)布置連接，其中第一入口連接至第二出口并且所述第二入口連接至所述第一出口，從而使來自所述第一泵和第二泵的流體串聯(lián)流過所述第一回路和所述第二回路。閥和芯還被配置成使得當?shù)诙门c第一泵相比產(chǎn)生壓力差時，芯移位至不同的位置，并且使得第一泵和第二泵以并聯(lián)布置連接，其中，第一入口連接至第一出口，并且第二入口連接至第二出口，從而使得來自第一泵的流體僅流動通過第一回路，并且來自第二泵的流體僅流動通過第二回路。

在本發(fā)明中的較狹義方面，芯上的制動特征與閥殼體、插塞子等的特征相接，以對芯的移動提供機械阻力，直到達到由第一閥入口和第二閥入口之間的流體壓力差產(chǎn)生的作用在所述芯上的預定力。預定力能夠通過設計而調(diào)節(jié)到期望的切換壓力差，使得芯的位置從第一位置變化到第二位置，從而選擇期望的流體回路構造，諸如并聯(lián)布置或串聯(lián)布置。

在另一較狹義方面，防抖動設備與閥相關聯(lián)，以防止閥的芯進行不可接受的抖動和/或振動。

提供了一種控制第一流體冷卻回路和第二流體冷卻回路的方法，該方法包括：提供第一泵和第二泵；以及提供具有閥殼體的回路切換閥，所述閥殼體限定分別連接至所述第一泵和第二泵的第一入口和第二入口，并且具有分別連接至所述第一冷卻回路和第二冷卻回路的第一出口和第二出口；所述閥具有能夠相對于所述第一入口和所述第二入口以及所述第一出口和所述第二出口移位的芯。該方法包括：當?shù)谝槐迷诘诙弥皢踊蚺c第二閥入口相比在第一閥入口中產(chǎn)生充足的壓力差時，將芯移位至第一位置，以使第一泵和第二泵以串聯(lián)布置連接，其中，第一入口連接至第二出口，第二入口連接至第一出口，從而使來自第一泵和第二泵的流體串聯(lián)流動通過第一回路和第二回路。該方法包括：當?shù)诙迷诘谝槐弥皢踊蚺c第一閥入口相比在第二閥入口中產(chǎn)生充足的壓力差時，將芯移位至第二位置，以使第一泵和第二泵以并聯(lián)布置連接，在該并聯(lián)布置中，第一入口連接至第一出口并且第二入口連接至第二出口，從而使得來自所述第一泵的流體僅流動通過所述第一回路，并且來自所述第二泵的流體僅流動通過所述第二回路。

一種控制第一流體冷卻回路和第二流體冷卻回路的方法，該方法包括：提供具有正排量的第一泵和第二泵，提供限定分別連接至第一泵和第二泵的第一入口和第二入口的回路切換閥，并且具有連接至所述第一冷卻回路和所述第二冷卻回路的第一出口和第二出口；所述閥具有能夠相對于所述第一入口和所述第二入口以及所述第一出口和所述第二出口移位的芯，當所述第一泵流動方向被反轉(zhuǎn)時，在所述第一入口中產(chǎn)生小于所述第二入口中壓力的真空或負壓，將芯移位至第一位置，并且當?shù)诙昧鲃臃较虮环崔D(zhuǎn)時，在第二入口中產(chǎn)生小于第一入口中壓力的真空或負壓，將芯移位至第二位置。以使得芯的第一位置和第二位置對第一冷卻回路和第二冷卻回路中的冷卻劑的流動產(chǎn)生有利影響且對泵操作產(chǎn)生有利影響的方式連接閥。

本發(fā)明的目的是消除用于控制雙泵的操作的許多控制裝置和部件，所述雙泵與電動液壓閥相互連接并由電動液壓閥控制。本發(fā)明的改進顯著減少了對多種物品(諸如電氣硬件、軟件、電磁體和線束)的需求，否則需要所述多種物品來控制泵以及泵所連接的冷卻回路。還允許使用雙泵的可控輸出來選擇優(yōu)選的流體回路配置。

本發(fā)明的目的是提供一種冷卻系統(tǒng)上的雙泵泵送系統(tǒng)，即使當雙泵中之一故障時，該系統(tǒng)也能夠提供連續(xù)的冷卻。

在研究了以下說明書、權利要求和附圖之后，本領域技術人員將理解和領會到本發(fā)明的這些和其他方面、目的和特征。

附圖說明

圖1至圖2為泵裝置的示意圖，該泵裝置包括雙泵和回路切換閥，所述回路切換閥連接至并聯(lián)布置的電池冷卻回路和動力系冷卻回路(即，分離的回路)，該閥處于一個泵使流體移動通過電池冷卻回路且另一個泵使流體移動通過動力系冷卻回路的狀態(tài)。

圖3至圖4為與圖1和圖2類似的泵裝置的示意圖，但是其中閥移位，因此使得回路以串聯(lián)布置(即，串聯(lián)組合)連接，閥處于雙泵(或者如果期望，僅上述泵的其中之一)將流體移動通過組合的電池冷卻回路和動力系冷卻回路的狀態(tài)。

圖5至圖6為包括雙泵和回路切換閥的原型雙泵設備的透視圖和分解透視圖，該回路切換閥以實現(xiàn)與圖1至圖4所示類似的功能控制的布置連接。

圖7為圖5至圖6中的閥的平面圖，該平面圖朝向墊圈和閥取得。

圖8為與圖7類似的平面圖，但是該平面圖去除了墊圈，從而更好地示出了下面的端口。

圖9為圖5的裝置的透視圖，其中閥殼體被示為透明的，該閥殼體限定輸入1和輸入2，以及輸出a和輸出b，閥芯處于第一位置中并示出了從輸入1到輸出a的流動路徑(已突出顯示)；圖9a為從輸入1到輸出a的流體流動的視圖，去除了結構以更好地示出流體移動的路徑。

圖10為與圖9類似的裝置的透視圖，其中閥殼體被示為透明的，閥芯處于移位的第二位置并且示出了從輸入1到輸出b的流動路徑(已突出顯示)；并且圖10a是從輸入1到輸出b的流體流動的視圖，去除了結構以更好地示出流體移動的路徑。

圖11為與圖9類似的裝置的透視圖，其中閥殼體被示為透明的，閥芯處于第一位置并且示出了從輸入2到輸出b的流動路徑(已突出顯示)；圖11a是從輸入2到輸出b的流體流動圖，去除了結構以更好地示出流體移動的路徑。

圖12為與圖9類似的裝置的透視圖，其中閥殼體被示為透明的，閥芯處于移位的第二位置并且示出了從輸入2到輸出a的流動路徑(已突出顯示)；圖12a是從輸入2到輸出a的流體流動的視圖，去除了結構以更好地示出流體移動的路徑。

圖13為芯的端部和用于閥體的共線插塞的局部橫截平面圖，示出了芯的端部上的o形環(huán)和插塞上的制動器，所述制動器防止芯抖動且提供對芯位置變化的阻力，直到在第一入口和第二入口之間出現(xiàn)限定的閾值壓力差。

圖14為與圖5類似的具有閥的改進泵裝置的透視圖，但是具有更緊湊的設計，泵結構集成到閥殼體中，包括形成入口和出口、用于泵葉輪的蝸殼(volute)、附接突出部以及相關特征的一體結構。

圖15為示出了用于上述雙泵和閥布置的方法的流程圖。

具體實施方式

提供了泵裝置30(圖1)，該泵裝置用于車輛(諸如客車以及其他輪式載客車輛和載重車輛)，其中，上述車輛具有多個冷卻回路：諸如用于冷卻車輛動力傳動系、發(fā)動機、變速器、相關聯(lián)的輔助系統(tǒng)及其任何組合中的至少之一的第一冷卻回路；以及用于冷卻電池、電源、逆變器(inverter)、渦輪增壓加熱系統(tǒng)、車輛加熱系統(tǒng)及其任何組合中的至少之一的第二冷卻回路。本發(fā)明的裝置簡化了泵和冷卻系統(tǒng)控制，減少和/或消除了部件(并因此減小了總重量)，為泵故障提供了集成備份，并且提供了緊湊的集成系統(tǒng)。

所示的泵裝置30(圖1)包括第一泵31和第二泵32以及可操作地連接至第一冷卻回路34和第二冷卻回路35的閥33，其中，閥33具有芯36，該芯由泵以期望的順序被策略性地啟動時第一入口和第二入口的初始壓力差控制。這大大簡化了控制并減少了泵送系統(tǒng)的部件。具體地，芯36的移動由從第一泵31和/或第二泵32提供的初始壓力控制。所示的閥33被配置且相互連接成使得當?shù)诙y入口中的第二泵32流體回路壓力大于來自第一泵31的第一閥入口時(圖1，諸如當泵31首先接通時)，閥33的芯36移位(在圖1中向左)，導致第一泵31和第二泵32以并聯(lián)布置連接(圖2)，從而第一泵31僅使流體移動通過第一回路34，并且第二泵32僅使流體移動通過第二回路35。但是當?shù)谝婚y入口中的第一泵31流體回路壓力大于來自第二泵32的第二閥入口時(圖3至圖4，諸如當泵32首先接通而泵31保持關閉時)，閥33的芯36移位(在圖3中向右)，導致第一泵31和第二泵32以串聯(lián)布置連接(圖4)，其中，流體被串聯(lián)地泵送通過第一回路34，然后通過第二回路35。

通過這種布置，消除了許多閥部件和控制部件，因為閥的控制僅僅通過首先被激活的那個泵或者僅僅通過與另一個泵相比產(chǎn)生充足壓力差的那個泵來實現(xiàn)。同樣通過這種布置，諸如在其中一個泵故障的情況下(即，通過串聯(lián)連接回路)，一個泵可以作為另一個泵的臨時備用。通過這種布置，一個泵可以充當用于兩個回路的連續(xù)泵，然而可以通過激活兩個泵來提供附加的冷卻。值得注意的是，雙泵可以提供不同的泵送體積，以使得當泵并聯(lián)操作時在每個冷卻回路中提供第一冷卻速率，但是當泵串聯(lián)操作時在組合回路中提供不同的冷卻速率。可替代地，泵可以充當彼此的備用，其中一個充當臨時措施以繼續(xù)泵送冷卻流體直到故障泵被修理。

更具體地，在本實施例中，閥33附接至雙泵31、32以及部分地限定在閥體80(也稱為“閥殼體”)內(nèi)部的互連流體通道中。(諸如通過在第一泵31之前啟動第二泵32)在第二泵32中產(chǎn)生大于第一泵31中的壓力差(圖1)使閥33的芯36移位，以使得第一泵和第二泵連接至稱為“并聯(lián)冷卻回路”(例如，變速器冷卻回路和電池冷卻回路)的獨立的流體管線(參見圖2)。具體地，當泵32被接通(第一泵保持關閉)時，加壓流體從第二泵進入第二入口51，沿控制通道52到達閥33的芯36的端部，使得芯36向左移位。當向左移位時，加壓流體從第二入口51流經(jīng)流通通道53、54到第二出口55。流體并未流過通道62。當隨后接通第一泵31(并且芯36由于其另一端上的持續(xù)壓力而不移位)時，流體從閥的第一入口56流經(jīng)流通通道57、58到第一出口59。值得注意的是，由于控制通道52作用在芯36的相對端上的平衡流體壓力以及設計到芯膛孔中的任何附加制動力(圖13)，沿控制線60流過的加壓流體不使閥33的芯36移位。

可替代地，在第一泵31(圖3)中產(chǎn)生大于第二泵32的壓力差(即，首先啟動第一泵31)使得閥33的芯36移位(在圖3中向右)，使得第一泵和第二泵在稱為“串聯(lián)冷卻回路”的同一回路(圖4)中串聯(lián)連接。例如，流體從收集槽/收集罐通過第一泵被泵送到變速器并且返回到第二泵，然后被泵送到電池，然后返回到收集槽(或泵送回到第一泵，這取決于系統(tǒng)要求)。具體地，當?shù)谝槐?1被首先接通或被要求更快地泵送而產(chǎn)生壓力差時，加壓流體從第一入口56沿控制通道60流至閥33的芯36的左端，導致芯36向右移位。當向右移位時，加壓流體從第一入口56流經(jīng)流通通道61、62到第二出口55。當隨后接通第二泵32(并且芯36不移位)時，流體從第二入口51流經(jīng)流通通道57、58到達第一出口59。因此，建立了串聯(lián)回路，其中泵31和泵32均位于該回路中并且進行泵送(如果雙泵都接通)。值得注意的是，由于控制通道60作用在芯36的相對端上的平衡流體壓力以及設計到芯膛孔中的任何附加制動力(圖13)，沿控制線52流動的加壓流體不會使閥33的芯36移位。此外，來自第二泵32的加壓流體流入第二入口51，流經(jīng)流通通道57、58到達第一出口59。值得注意的是，如果期望延長泵的使用時間并且如果一個泵可以處理所需的系統(tǒng)流體輸送量，可以關閉泵31或泵32中之一。

顯著特征是，這種布置消除了已知的類似系統(tǒng)中的許多電子控制裝置和傳感器以及其他相對昂貴的部件(體現(xiàn)在簡化制造和簡化組裝方面)，因此使得整個系統(tǒng)的成本低得多，且整個系統(tǒng)的重量較低。本發(fā)明的裝置尤其潛在地適用于混合動力車輛和電驅(qū)動車輛中，其中所述混合動力車輛和電驅(qū)動車輛需要電池(或逆變器)冷卻，并且其中變速器或內(nèi)燃機也需要冷卻。需要注意的是，本發(fā)明的閥體被設計和定位成使得任何泄漏均流回至槽，因為相同的流體用于冷卻兩種車輛附件(例如，變速器和電池)。這種泄漏還防止在芯的端部處收集的流體造成芯的鎖定。此外，本發(fā)明的閥系統(tǒng)緊湊并且設計成用于最小的空間需求，因此便于該閥系統(tǒng)放置在較小的低重量車輛內(nèi)。

圖5和圖6示出了示例性原型雙泵裝置，其包含圖1至圖4中的裝置30的特征和特性。使用相同的數(shù)字但是包括字母“a”來標示相同和類似的特征和特性。這是為了減少冗余的討論。

裝置30a(圖5)包括雙泵31a和32a以及回路切換閥33a，其中，芯36a可操作地連接至回路34a和回路35a。閥殼體80a(圖6)包括芯腔室81a和端口蓋82a，所述芯腔室可操作地支撐閥33，所述端口蓋在接口處使用流體密封墊片65a附接至芯腔室81a。閥殼體80a包括第一入口56a(連接至第一泵31a的輸出)、第一出口59a、第二入口51a(連接至第二泵32a的出口)和第二出口55a。圖7為圖5至圖6中的閥的平面圖，該平面圖朝向墊圈65a和閥33a取得；且圖8為與圖7類似的平面圖，但是其中，該平面圖去除了墊圈以更好地示出下面的端口以及入口/出口。

圖9為圖5的裝置的透視圖，其中，閥殼體被示為透明的，該閥殼體限定輸入1、2以及輸出a、b，閥芯處于第一位置(向左移位)并且示出了從輸入1到輸出a的流動路徑(已突出顯示)。

圖10為與圖9類似的裝置的透視圖。其中，閥殼體被示出為透明的，閥芯處于移位的第二位置(向右移位)并且示出了從輸入1到輸出b的流動路徑(已突出顯示)。

圖11為與圖9類似的裝置的透視圖。其中，閥殼體被示出為透明的，閥芯處于第一位置(向左移位)并且示出了從輸入2到輸出b的流動路徑(已突出顯示)。

圖12為與圖9類似的裝置的透視圖。其中，閥殼體被示出為透明的，閥芯處于移位的第二位置(向右移位)并且示出了從輸入2到輸出a的流動路徑(已突出顯示)。

圖13為芯36a的端部和用于閥體81a(也稱為“芯腔室”)的共線插塞83a的局部橫截平面圖。插塞83a和閥體81a形成防抖動設備。所示的防抖動設備包括插塞83a中的膛孔85a、膛孔85a中的環(huán)形脊86a、以及從芯36a的端部延伸的突起87a上的o形環(huán)88a，其中，o形環(huán)88a與脊86a的相互作用防止芯抖動。

圖14為與圖5類似的具有閥的改進的泵裝置的透視圖，但是該透視圖具有更緊湊的設計，其中，泵結構集成到閥殼體中。

本創(chuàng)新為許多雙泵構造提供了優(yōu)勢。具體地，本發(fā)明可以潛在地與2015年5月21日提交的共有的、準許的、在審的美國申請序列號14/718,671中所示的多泵系統(tǒng)一起使用并為所述多泵系統(tǒng)提供優(yōu)勢，為了讀者受益，將所述美國申請的公開內(nèi)容并入本文。優(yōu)點包括如電子器件的集成以及減少用于控制所需的電氣部件，冷卻回路的優(yōu)點，以及通過用于單個線束的公共連接器得到的改進電連接。

圖1至圖12的實施例示出了芯腔室作為非常獨特且單獨的單元。可以想到的是，包括芯腔室和端口蓋的閥殼體(80)可以包括泵(31、32)的泵殼體的特征，如圖14所示，從而允許這樣的組裝，即，以緊湊的組裝將芯腔室定位成更靠近電動機/泵。還應注意的是，在不損害功能的前提下，可以減小芯直徑和膛孔的尺寸以匹配特定車輛系統(tǒng)的功能要求。

圖15為示出了與上述雙泵和閥布置有關的使用方法的流程圖。

應當理解的是，在不脫離本發(fā)明概念的情況下，可以對上述結構進行改變和修改，并且進一步地，應當理解的是，這些概念旨在被所附權利要求所涵蓋，除非這些權利要求通過其語言另有明示要求。