CN102635529A - 用于汽车变速箱的油泵的驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车变速箱的油泵的驱动装置(2)，其特别是用于自动变速箱的油泵(6)，其中油泵(6)一方面能够借助超越离合器(34)与驱动马达连接，另一方面与附加的、由汽车的汽车电路供电的电动马达(22)驱动连接。本发明规定，电动马达(22)布置在泵壳(8)的外部，并且电动马达(22)通过抗转动的驱动连接与在泵壳内的从动的泵轮驱动连接。

Description

用于汽车变速箱的油泵的驱动装置
分案申请说明
本申请是申请号是200780006351.1、申请日是2007年2月12日且发明名称是“用于汽车变速箱的油泵的驱动装置”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于汽车变速箱的油泵的驱动装置。
背景技术
特别的是自动变速箱需要油泵来润滑控制装置和操作装置并向控制装置和操作装置提供油，在所有运行状态下，油泵输送需要的油量和需要的油压。
在陈旧的构造中，油泵通常直接或间接与驱动马达驱动连接，以使得通常构造为所谓定量泵的油泵的转速和泵功率相对于驱动马达的转速按照比例进行改变。为了在驱动马达空转时特别是为了向变速箱提供其功能所必须的泵功率，根据驱动马达的空转转速设计油泵。这意味着，在驱动马达的更高转速情况下，油泵输送的量是所必须的油量的很多倍。由此，这种油泵需要过多的能量，容易气蚀并且按比例生成高的运转噪音。此外，管路横截面肯定严重超过预定尺寸。另一缺点在于，在驱动马达停止情况下，根本没有泵功率可以使用，使得变速箱消极停止并且由此变速箱不能为随后的功能提供预先准备。
为满足对变速箱的自主性、舒适性和能消耗降低而不断提出的更高要求而建议，除了由驱动马达驱动的主油泵外，还设有电驱动的附加油泵，在驱动马达停止情况下，附加油泵仍提供变速箱必须的油供应，并且在驱动马达的转速低的情况下支持主油泵。但是这意味着设计费用和施工费用相当巨大，因为除了电动驱动装置之外，还需要第二个泵，其连接到现有的液压循环装置上，并且对于附加油泵的开关还需要独立的传感装置。此外，安置该附加构件到预给定的结构空间内容易导致问题。
根据DE19750675C1，一种驱动装置是已知的，其中唯一的油泵在马达停止的情况下自己驱动，并且在马达转速低于预给定的阈值转速情况下，唯一的油泵通过电动马达驱动，而在马达转速高于该预给定的阈值转速情况下，唯一的油泵通过汽车的驱动马达驱动。在这个已知的结构中，电动马达和油泵相互同心布置并且与变速箱输入轴以同心方式布置在共同的壳体内，其中油泵被构造为具有驱动的空心齿轮的内齿轮泵。转子和空心齿轮被构造为一体的构件，由此在电动马达的转子和油泵的空心齿轮之间实现固定的驱动连接。因为电动马达的转子位于泵压力室的内部，由于必需要扩大空心齿轮，在执行滑动轴承功能的空心齿轮外直径上就出现摩擦问题，并且通过在泵压力室内的不同材料的结合，在温度变化过程中出现密封缝隙改变。此外，在泵构件的材料选择上，必须考虑到其对电的附加驱动装置的特性的影响，这限制了材料的选择。
根据DE10160466C1，尽管已经公开了一种驱动装置，然而其中电动马达的定子和转子布置在泵壳的外部。在电动马达的转子和内齿轮泵的从动的内齿轮之间的驱动连接并不是以固定方式构成，而是通过独立且可转动地支承在传动输入轴上的套筒式连接部实现的，该连接部与内齿轮以固定方式连接，并且一方面可以与变速箱输入轴，而另一方面可以各自通过独立的超越离合器与电动马达的转子连接。这种布置方式保证两个驱动系统以这样的方式相互分离，即相应的非主动的驱动系统不需要被主动的驱动系统携同牵引，因为附加了超越离合器以及因为与布置在泵壳内的齿轮连接的连接部的转子位于泵壳的外部，所以设计和施工的费用比较高。
发明内容
由于该背景技术，本发明的任务因此在于，实现一种驱动装置，在降低设计和施工费用情况下，该驱动装置不具有与布置在泵壳内的电动马达相关的上述缺点。
该任务通过本发明的驱动装置解决。
本发明以此认识为基础，即在从动的油泵泵轮与电动马达转子处于空间分离的情况下，在这些构件之间的固定连接是可行的和有意义的，这是因为由此可以简化驱动连接的设计和施工。
下文中，本发明提供一种驱动装置，该驱动装置用于汽车变速箱的油泵，其中所述油泵一方面能够借助超越离合器与驱动马达连接，另一方面所述油泵与附加的、由汽车的汽车电路供电的电动马达驱动连接，其中所述电动马达在泵壳的外部与变速箱输入轴同轴地布置在独立的电动马达壳体内，并且所述电动马达具有径向内置的转子，其特征在于，所述电动马达通过抗转动的驱动连接持久地与所述油泵的设置在所述泵壳内的从动的内齿轮连接，其中所述转子转动支承在所述电动马达壳体内并且构成环绕所述变速箱输入轴的轴毂前凸出部，所述轴毂前凸出部通过机械的驱动连接与所述油泵的所述从动的内齿轮抗转动地连接。
特别是通过将电动马达布置在泵壳外部的布置方式进一步避免了与DE19750675C1有关的上述的缺点，从而不用考虑摩擦问题以及在温度变化过程中出现的密封间隙改变，所述密封间隙改变通过在泵压力室内的不同材料的结合而出现。同样，泵构件的材料选择不会因为空间的分离而对电的附加驱动装置的特性产生影响。
因为在电动马达的转子和从动的油泵泵轮之间存在直接的抗转动的驱动连接，所以相对于开头所述的DE10160466C1获得巨大的设计和施工的简化，这是由于取消了可转动地支承在变速箱输入轴上的独立的连接部及第二个超越离合器。如果该电的附加驱动装置是未激活的，那么因为在转子和泵轮之间存在抗转动的驱动连接，所以转子也因此旋转；当油泵处于机械驱动阶段时，电的附加驱动装置可以作为发电机运行，这在给定情况下可以以有利的方式被利用。
根据本发明的优选的实施方式设有驱动装置，其中，电动马达以已知的方式与变速箱输入轴同轴设置并且电动马达具有径向的内置的转子，其中电动马达布置在独立的电动马达壳体内，并且其中转子转动支承在电动马达壳体内并且构成环绕变速箱输入轴的轴毂前凸出部，轴毂前凸出部通过机械的驱动连接而抗转动地与油泵或者从动的油泵泵轮连接。与DE10160466C1中的连接部不同，相对于变速箱输入轴，轴毂前凸出部不需要自己的转动支承，因为轴毂前凸出部构成电动马达的转子的组成部分并且通过电动马达转动支承在电动马达壳体内。
本发明的另一构造方式建议，转子的轴毂前凸出部可以借助超越离合器与被驱动马达驱动的构件连接。该构件应该优选是位于在给定情况下现有的分离离合器或起动离合器之前的驱动链内，这是因为其也可以在离合器分离的情况下被驱动马达转动驱动。
根据本发明的另一构造方式，转子的轴毂前凸出部可以与布置在驱动马达和变速箱之间的液力转换器的泵部件连接。在该特征的结构性构造方式中规定，在液力转换器的泵部件上构成有轴毂套筒，轴毂套筒环绕变速箱输入轴并延伸进入到电动马达的区域内，而超越离合器布置在转子的轴毂套筒和轴毂前凸出部之间。
如果布置在转换器和变速箱之间的油泵的电动马达的定子和转子被布置在位于变速箱的前板上且构成电动马达壳体的盖之内，就获得结构方面特别紧凑的解决方案，其中特别有利地利用了通过液力转换器的液压循环而预给定的结构空间，正如根据实施例进一步说明的那样。
本发明的关于紧凑结构的另一有利构造方式在于，油泵被构造为与变速箱输入轴同轴的内齿轮泵，所述内齿轮泵具有从动的内齿轮，内齿轮泵包括轴向连接在电动马达壳体上的泵壳，并且转子的轴毂前凸出部通过泵壳的以同轴方式环绕变速箱输入轴的开口密封突入到泵壳内，以及通过啮合或者诸如此类方式，轴毂前凸出部与油泵的内齿轮以抗转动方式连接，
在这里，根据本发明的另一构造方式也可以将整个油泵布置在构成电动马达壳体的盖内部。
本发明的关于紧凑结构的另一有利构造方式在于，油泵被构造为与变速箱输入轴同轴的叶片泵，所述叶片泵具有从动的内齿轮(FZP转子)，该叶片泵被布置在变速箱的背对内燃机或变速箱的前板的那一侧。在这里，该叶片泵的与内燃机连接的驱动轴在轴向方向上与最好被设计为空心轴的变速箱输入轴以同轴方式穿过变速箱。
在该叶片泵的一种构造方式中，近似于前述的内齿轮泵，泵壳整合到变速箱的后壁的盖内或者整合到变速箱壳体的后壁内，或者泵壳直接连接到这个盖或者后壁上，并且电动马达壳体直接连接到泵壳上或者整合到泵壳内。在这种情况下，电动马达如泵一样布置在背对内燃机马达的变速箱侧，可选地是电动马达布置在泵的变速箱侧或者泵的背离变速箱的那一侧。
在另一构造方式中，叶片泵与变速箱输入轴以同轴方式布置，该泵自己布置在变速箱的背对内燃机马达的那一侧的区域内，泵的驱动轴通过变速箱居中引导，泵的驱动轴和内燃机马达之间存在有效连接，泵的驱动轴和电动马达之间存在附加的有效连接并且该电动马达(空间可见的)布置在靠近内燃机马达的区域内，例如布置在变速箱的前板区域内，与变速箱输入轴以同轴方式布置。在这里，泵驱动轴和电动马达之间的所述有效连接可以具有空转机构，并且在与内燃机马达有效连接的泵驱动轴在变速箱输入轴内部以居中方式运行这种情况下，所述有效连接可以通过贯穿被构造为空心轴的变速箱输入轴的方式具有例如磁性的或者电感性的扭矩传递装置。
假如需要或者允许在汽车内存在安装空间，根据本发明的另一个改进构造方式，该油泵可以构造为与变速箱输入轴的轴线轴向平行的泵，其具有从泵壳突出的泵输入轴，其中电动马达的转子的轴毂前凸出部借助传动装置与泵输入轴抗转动地连接。这种布置方式创造了这样一种可能性，即，通过选择传动装置的传动比，泵既可以在由内燃机驱动时优化其尺寸也可以在由电动马达驱动时优化其尺寸。例如在向快速方向传动的情况下，泵可以被构造的更小，这关于结构空间、重量、成本和效率具有相应的优点。油泵可以是任意样式，例如构造为叶片泵。
为了获得油泵的特别紧凑的结构类型在这里规定，将油泵整合在面对内燃机马达的变速箱前板内，其中油泵穿过电动马达的壳体轴向固定在所述变速箱的前板上。但是也可以规定，将油泵布置在构成电动马达壳体的盖内，该盖与变速箱的前板以抗旋转方式连接。
本发明还包括另外的变形布置方式，例如这样一种布置方式，其中电动马达轴向平行于与变速箱输入轴同轴的油泵，或者这样一种布置方式，其中不仅电动马达而且油泵也与变速箱输入轴轴向平行，其中电动马达和油泵可以相互同轴或者轴向平行。
附图说明
根据实施例进一步阐述本发明。为此在本说明书中附有附图。图中：
图1示出根据本发明的示例性的驱动装置的纵剖面图，其具有与变速箱输入轴以同轴方式布置的电动马达以及同轴布置的油泵；
图2示出根据本发明的示例性的驱动装置的纵剖面图，其具有与变速箱输入轴以同轴方式布置的电动马达以及以轴向平行方式布置的油泵；以及
图3示出具有根据本发明的驱动装置的示例性的变速箱的示意图，其具有与变速箱输入轴以同轴方式布置的电动马达以及同轴布置的油泵，电动马达和油泵布置在变速箱的背对变速箱的驱动马达的那一侧。
具体实施方式
在图1中例示的根据本发明的驱动装置2被用于驱动油泵6，油泵6与未示出的变速箱的输入轴4同轴布置，用于变速箱的润滑油供应和压力油供应。
油泵6被构造为传统的、因而未单独描述的内齿轮泵，油泵6包括泵壳8、从动的内齿轮10以及与内齿轮10共同作用的未示出的空心齿轮。
油泵6布置在容纳室12内，容纳室12构成在前板14上，该前板14布置在未示出的变速箱的端面上。泵壳8通过固定螺栓16固定在容纳室12内。
构成电动马达壳体18的盖封闭容纳室12，该盖构成轴向连接在容纳室12上的另一容纳室20，在容纳室20内，电动马达22以与输入轴4和油泵6同轴的方式布置。
电动马达22包括固定布置在电动马达壳体18内的定子24，汽车的汽车电路或发电机通过供电线路26给定子24供应电流。转子28径向布置在定子24内，并且转子28通过座位滑动轴承或者滚动轴承构造的轴承30而可转动地支承在电动马达壳体18内。转子28构成围绕变速箱输入轴4的轴毂前凸出部32，轴毂前凸出部32通过任意的机械驱动连接(例如齿啮合)抗转动地与油泵6的从动的内齿轮10连接。
转子的轴毂前凸出32可以借助超越离合器34与由驱动马达驱动的构件连接。在图1所示的实施例中，通过围绕变速箱输入轴4的、延伸到电动马达22的区域内的轴毂套筒36形成被驱动马达驱动的构件，例如在液力转换器的、与驱动马达连接的泵部件上(或者在机械离合装置的马达侧部分上)构成轴毂套筒36。
超越离合器34被这样设计，即其允许轴毂前凸出部32相对于停止的或缓慢运行的轴毂套筒36转动，然而如果轴毂套筒36的转速大于轴毂前凸出部32的转速，那么在这两个构件之间建立同步连接。
所描述的驱动装置的功能这样实现：
在驱动马达停止或者以缓慢的转速(例如空转转速或者略微超过空转转速的转速)运行的情况下，油泵6被电动马达22驱动具有一定的转速，该转速确保对于变速箱的润滑和功能的足够的油供应。如果驱动马达达到其中轴毂套筒36超过轴毂前凸出部32的转速，那么超越离合器34夹紧，从而油泵6被驱动马达驱动。此刻向电动马达22的电流供应关闭。因为在这种运行模式下，转子28通过轴毂前凸出部转动驱动，所以电动马达可以作为发电机而被驱动。
根据本发明的布置方式可以实现在驱动马达停止的情况下在自动变速箱内保持切换的档位，对此一定的油压是必须的。因此在马达开始运行之后，不用考虑针对前进档的离合器加载时间，这意味着增强了汽车驱动链运行能力的自主性。同样可以保持变速箱冷却，由此变速箱为随后的起动过程预备先决条件。有利的是，油泵的电驱动装置可以借助开始-停止功能驱动内燃机，而不会在起动时出现延迟。减低消耗量和减少废气排放的潜力是显著的。另一优点由此在于，提供了牵引驱动马达的可能性。
在驱动马达运行情况下，电辅助驱动可以在马达转速低的情况下承担另外的功能，例如操作驻车制动缸、冷却转换器以避免热积聚或者冷却潮湿的起动离合器。在电动马达尺寸合适的情况下，在全混合驱动时能够实现其它的功能，如在纯电动的行驶时闭合传动离合器；在马达开始运转时，在蠕动行驶时或者当滑动期间冷却起动离合器等等。
图2示出根据本发明的示例性的驱动装置的局部纵剖图，其中不同于图1设有以轴向平行于变速箱输入轴104的方式布置的油泵106。
电动马达122以近似于在图1的方式构造并且包括定子124和转子128，其中定子124布置在构成电动马达壳体118的盖内，转子128可转动地支承在电动马达壳体118内，在转子128上构成有围绕变速箱输入轴104的轴毂前凸出部132。轴毂前凸出部132支承链轮或者带轮140，布置在油泵106的泵输入轴144上的链轮或者带轮146通过链条或皮带142与链轮或者带轮146以抗转动方式驱动连接。
布置在驱动马达和变速箱之间的液力转换器150具有与驱动马达以抗转动方式连接的泵部件148，在泵部件148上构成有围绕变速箱输入轴104的轴毂套筒136，该轴毂套筒136延伸至电动马达122的区域内。超越离合器134布置在轴毂套筒136和轴毂前凸出部132之间，如果轴毂套筒136超过轴毂前凸出部132，那么如图1所示超越离合器134驱动轴毂前凸出部132。
图2中所示的驱动装置的功能对应根据图1所述的功能。
如之前说明书导语中所说明的，本发明还包括在图1的例子中应该被说明的另一实施方式。在这里，与变速箱的输入轴4同轴的油泵6被与所述变速箱输入轴轴向平行的未示出的电动马达驱动，该电动马达例如通过链轮或者皮带驱动装置而与近似于轴毂前凸出部32的轴毂前凸出部固定驱动连接。在这种情况下，提供链轮或者带轮代替在图1中以28标识的转子，链轮或者带轮与电动马达驱动连接，这不必单独说明。其余的、特别是关于油泵6的安装和布置方式以及内齿轮10与轴毂前凸出部32及超越离合器34的连接对应于在图1中所示的构造方式的结构。
图3示出示例性的变速箱的非常简化的示意图，其具有根据本发明的驱动装置，该驱动装置具有与变速箱输入轴同轴布置的电动马达以及与变速箱的输入轴同轴布置的油泵，其中电动马达和油泵布置在变速箱的与变速箱驱动马达相对的那一侧。这种布置方式特别适于具有前置横向驱动装置的汽车，其中驱动马达和变速箱横切于汽车的车辆前进方向布置，这种布置方式也适合于具有前置纵向驱动装置或者后置纵向驱动装置的汽车，其中驱动马达沿汽车的车辆前进方向布置并且变速箱具有差速器。图3所示示例性变速箱是针对前置横向驱动装置的。
在图3中变速箱以201标识，变速箱输入轴以204标识，以轴向平行于变速箱输入轴204的方式布置的变速箱输出以260标识。变速箱输入轴204与变速箱201的未进一步示出的驱动马达有效连接，例如以已知的方式通过液力转换器连接，在这种情况下，变速箱输入轴204与该转换器的泵轮连接。用于变速箱的油供应而设置的油泵以206标识，其布置在变速箱201的背对驱动马达的那一侧，并且例如可以构造为紧凑构造的叶片泵或者轴向狭长构造的内齿轮泵。泵壳以208标识。
一方面，油泵206通过变速箱201的在图3中未进一步示出的驱动马达驱动。为此，设有泵输入轴244，其与油泵206的泵轮抗旋转地连接并且在全部轴向长度上居中贯穿变速箱201。为此，变速箱输入轴204构造为同轴环绕泵输入轴244的空心轴。例如，如果在驱动马达和变速箱输入轴204之间的力线上设有液力转换器，那么所述泵输入轴244与该转换器的涡轮转子连接。
根据本发明，油泵206也可以通过以222标识的电动马达驱动。该电动马达与变速箱输入轴204和泵输入轴244同轴。用于油泵206的电动马达222的转速和扭矩传递以类似于根据图1的实施例的方式实现。包围泵壳208的电动马达壳体218与变速箱壳体抗旋转地连接并且抗旋转地接纳电动马达222的定子224，在图3中，例如位于油泵206的与驱动马达相对的那一侧。电动马达222的可转动的转子228居中布置在定子224内，转子228通过空转离合器234与油泵206的从动的泵轮或与泵输入轴244有效连接。在与图3不同的另一构造方式中，例如也可以这样设计，即空转离合器布置在始终与变速箱的驱动轴连接的泵输入轴和油泵的泵轮之间的力线中，并且电动马达的转子始终与油泵的泵轮连接。
附图标记
2 驱动装置
4 变速箱输入轴
6 油泵
8 泵壳
10 内齿轮
12 容纳室
14 前板
16 固定螺栓
18 盖/电动马达壳体
20 容纳室
22 电动马达
24 定子
26 供给管路
28 转子
30 轴承
32 轴毂前凸出部
34 超越离合器
36 轴毂套筒
40 链轮/带轮
42 链条/皮带
44 输入轴
46 链轮/带轮
48 泵部件
50 液力转换器
104 变速箱输入轴
106 油泵
118 电动马达壳体
122 电动马达
124 定子
128 转子
132 轴毂前凸出部
134 超越离合器
136 轴毂套筒
140 链轮/带轮
142 链条/皮带
144 泵输入轴
146 链轮/带轮
148 泵部件
150 液力转换器
201 变速箱
204 变速箱输入轴
208 油泵
208 泵壳
218 电动马达壳体
222 电动马达
224 定子
228 转子
234 超越离合器
244 泵输入轴
260 变速箱输出

Claims (3)

1.一种驱动装置，其用于汽车变速箱的油泵，其中所述油泵(6)一方面能够借助超越离合器与驱动马达连接，另一方面所述油泵(6)与附加的、由汽车的汽车电路供电的电动马达(22)驱动连接，其中所述电动马达(22)在泵壳(8)的外部与变速箱输入轴(4)同轴地布置在独立的电动马达壳体(18)内，并且所述电动马达(22)具有径向内置的转子(28)，
其特征在于，
所述电动马达(22)通过抗转动的驱动连接持久地与所述油泵(6)的设置在所述泵壳(8)内的从动的内齿轮(10)连接，
其中所述转子(28)转动支承在所述电动马达壳体(18)内并且构成环绕所述变速箱输入轴(4)的轴毂前凸出部(32)，所述轴毂前凸出部(32)通过机械的驱动连接与所述油泵(6)的所述从动的内齿轮(10)抗转动地连接，并且
其中，所述油泵(106)被构造为与所述变速箱输入轴(104)的轴线轴向平行的泵，所述油泵(106)具有从所述泵壳突出的泵输入轴(144)，并且所述转子(128)的所述轴毂前凸出部(132)借助传动装置与所述泵输入轴(144)抗转动地连接。
2.根据权利要求1所述的驱动装置，其中，所述油泵(106)布置在构成所述电动马达壳体(118)的盖的内部。
3.根据权利要求2所述的驱动装置，其中，所述油泵(106)布置在所述变速箱的前板(14)的内部。
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