CN103216444A - 可变容量泵的运转状态切换装置 - Google Patents

Abstract

一种可变容量泵的运转状态切换装置，当可变容量泵处于半容量运转状态时，通过可靠地判定出排出流量的不足而切换成全容量运转状态，来确保变速器的变速功能和润滑功能。发热判定单元（M3）判定为在变速器（T）设置的锁止离合器（44）发热时，是可变容量泵（OP）的排出容量不足而使得锁止离合器打滑的时候，因此，这时运转状态切换单元（M4）将可变容量泵从半容量运转状态切换成全容量运转状态，由此，能够使可变容量泵的排出容量增加以防止锁止离合器的耐久性降低，并且能够确保变速器的变速功能和润滑功能。并且，从判定为锁止离合器的发热消除起经过预定时间后，允许可变容量泵的半容量运转状态，因此，能够将锁止离合器的再发热防范于未然。

Description

可变容量泵的运转状态切换装置

技术领域

本发明涉及可变容量泵的运转状态切换装置，所述可变容量泵的运转状态切换装置具备：可变容量泵，其将从多个吸入端口吸入的工作液从多个排出端口排出，以向变速器供给工作液；和运转状态切换单元，其将所述可变容量泵切换成全容量运转状态或者部分容量运转状态，所述全容量运转状态为所述多个吸入端口与所述多个排出端口完全切断的运转状态，所述部分容量运转状态为所述多个吸入端口的至少一个与所述多个排出端口的至少一个连通的运转状态。

背景技术

相关可变容量泵通过下述的专利文献1被公知。

在用发动机驱动机动车的变速器用可变容量泵的情况下，由于像叶轮泵那样的容积型泵的排出流量与转速成比例，因此，如果想要在发动机转速低的范围内确保必要的排出流量，则在发动机转速高的范围内排出流量变得过剩，存在驱动可变容量泵的动力被白白消耗从而发动机的燃料消耗量增加的问题。

因此，关于下述专利文献1所记载的发明，在发动机转速不足预定值的范围内使可变容量泵在全容量运转状态下运转，在发动机转速为预定值以上的范围内使可变容量泵在半容量运转状态下运转，由此，实现发动机的燃料消耗量的节减。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2011-163258号公报

如图8的（A）所示，允许机油泵的半容量运转仅限于下述情况：在半容量运转状态下的机油的排出流量即使提供变速器的变速、泄漏以及润滑所消耗的机油的流量，也还是能够确保预定值以上的富余流量。机油泵处于半容量运转状态时的机油的排出流量由机油泵的规格决定，但如图8的（B）所示，在变速、泄漏以及润滑所消耗的实际的机油流量比计算值大的情况下，或者如图8的（C）所示，在半容量运转状态下的机油的排出流量因机油泵的个体性能的差异等而比预想小的情况下，在半容量运转状态下富余流量不足或者变得无法完全确保，因此有可能影响变速器的变速功能和润滑功能。

发明内容

本发明鉴于上述情况而完成，本发明的目的在于，当机油泵处于半容量运转状态时，通过可靠地判定出排出流量的不足而切换成全容量运转状态，来确保变速器的变速功能和润滑功能。

为了达成上述目的，根据第一方面所记载的发明，提出一种可变容量泵的运转状态切换装置，其特征在于，所述可变容量泵的运转状态切换装置具备：可变容量泵，其将从多个吸入端口吸入的工作液从多个排出端口排出，以向变速器供给工作液；和运转状态切换单元，其将所述可变容量泵切换成全容量运转状态或者部分容量运转状态，所述全容量运转状态为所述多个吸入端口与所述多个排出端口完全切断的运转状态，所述部分容量运转状态为所述多个吸入端口的至少一个与所述多个排出端口的至少一个连通的运转状态，所述可变容量泵的运转状态切换装置具备发热判定单元，所述发热判定单元用于判定在所述变速器设置的液压离合器的发热，当所述运转状态切换单元判定为所述液压离合器发热时，所述运转状态切换单元禁止所述部分容量运转状态。

并且，根据第二方面所记载的发明，在第一方面的结构的基础上提出了一种可变容量泵的运转状态切换装置，其特征在于，所述发热判定单元检测所述液压离合器的发热量，并且当所述发热量为预定值以上时判定为液压离合器发热。

并且，根据第三方面所记载的发明，在第一方面的结构的基础上提出了一种可变容量泵的运转状态切换装置，其特征在于，所述发热判定单元测知所述液压离合器的摩擦件的表面温度，并且当所述表面温度为预定值以上时判定为液压离合器发热。

并且，根据第四方面所记载的发明，在第一方面～第三方面中的任一方面的结构的基础上提出了一种可变容量泵的运转状态切换装置，其特征在于，自所述发热判定单元判定为所述液压离合器的发热消除起经过预定时间后，所述运转状态切换单元允许所述部分容量运转状态。

另外，实施方式中的锁止离合器44与本发明的液压离合器对应，实施方式中的机油泵OP与本发明的可变容量泵对应，实施方式中的带式无级变速器T与本发明的变速器对应。

根据第一方面的结构，能够将可变容量泵切换成全容量运转状态或者部分容量运转状态，所述可变容量泵将从多个吸入端口吸入的工作液从多个排出端口排出，以向变速器供给工作液，所述全容量运转状态为多个吸入端口与多个排出端口完全切断的运转状态，所述部分容量运转状态为多个吸入端口中的至少一个与多个排出端口中的至少一个连通的运转状态。当发热判定单元判定为在变速器设置的液压离合器发热时，是可变容量泵的排出容量不足而使得液压离合器打滑的时候，因此，这时运转状态切换单元将可变容量泵从部分容量运转状态切换成全容量运转状态，由此，能够使可变容量泵的排出容量增加以防止因液压离合器的打滑导致的耐久性降低，并且能够确保变速器的变速功能和润滑功能。

并且，根据第二方面的结构，当液压离合器的发热量为预定值以上时判定为液压离合器发热，因此，能够可靠地判定出成为液压离合器打滑的原因的可变容量泵的排出容量的不足。

并且，根据第三方面的结构，当液压离合器的摩擦件的表面温度为预定值以上时判定为液压离合器发热，因此，能够可靠地判定出成为液压离合器打滑的原因的可变容量泵的排出容量的不足。

并且，根据第四方面的结构，自发热判定单元判定为液压离合器的发热消除起经过预定时间后，运转状态切换单元允许可变容量泵的部分容量运转状态，因此，在液压离合器的打滑消除并且温度充分降低后才恢复到部分容量运转状态，由此，能够将液压离合器的再发热防范于未然。

附图说明

图1是机动车的驱动力传递系统的概略图。

图2是示出带式无级变速器的液压回路的一部分的图。

图3是机油泵全容量运转时的作用说明图。

图4是机油泵半容量运转时的作用说明图。

图5是机油泵的运转状态切换装置的控制系统的模块图。

图6是说明机油泵的运转状态切换装置的作用的时序图。

图7是说明机油泵的运转状态切换装置的作用的流程图。

图8的（A）～（C）是允许机油泵的半容量运转状态的条件的说明图。

标号说明

16A：吸入端口

16B：吸入端口

17A：排出端口

17B：排出端口

44：锁止离合器（液压离合器）

M3：发热判定单元

M4：运转状态切换单元

OP：机油泵（可变容量泵）

T：带式无级变速器（变速器）

具体实施方式

下面，基于图1～图7对本发明的实施方式进行说明。

首先，基于图1对带式无级变速器T的结构进行说明。发动机E的驱动力经由变矩器31、前进后退切换机构32、带式无级变速器T、减速器33、差速器D以及左右的足轴34、34传递至左右的驱动轮W、W。

变矩器31具备：泵轮37，其固定于与发动机E的曲轴35连接的前罩36；涡轮39，其固定于输出轴38；导轮43，其配置于泵轮37以及涡轮39之间，并经由单向离合器40以及导轮轴41而与箱体42连接；以及锁止离合器44，其能够将前罩36与涡轮39直接连结。在锁止离合器44解除卡合的状态下，借助于在泵轮37、涡轮39、以及导轮43之间循环的工作流体使曲轴35的驱动力增大扭矩并传递至输出轴38，在锁止离合器44卡合的状态下，曲轴35的驱动力直接传递至输出轴38。

前进后退切换机构32由双行星轮式的行星齿轮机构45、前进离合器46、以及倒车制动器47构成。行星齿轮机构45具备：太阳齿轮48；齿圈49；行星轮架50；以及多个内侧行星齿轮51…以及外侧行星齿轮52…，所述多个内侧行星齿轮51…以及外侧行星齿轮52…被行星轮架50支承为可旋转自如并且相互啮合的同时，与太阳齿轮48以及齿圈49啮合。带式无级变速器T的主轴54同轴地嵌合于输出轴38的外周，主轴54经由前进离合器46能够与输出轴38结合。并且，行星齿轮机构45的行星轮架50与主轴54连接，齿圈49经由倒车制动器47能够与箱体42结合。

因此，当使前进后退切换机构32的前进离合器46卡合时，变矩器31的输出轴38的旋转被直接传递至带式无级变速器T的主轴54，确立前进变速档。并且，当使前进后退切换结构32的倒车制动器47卡合从而使行星轮架50与箱体42结合时，变矩器31的输出轴38的旋转被减速，且变为反转而传递至带式无级变速器T的主轴54，确立后退变速档。

带式无级变速器T由以下部分构成：驱动带轮56，其设置在主轴54；从动带轮57，其设置在中间轴55；以及金属传动带58，其卷绕于驱动带轮56以及从动带轮57。驱动带轮56具备固定侧带轮半体59以及可动侧带轮半体60，通过控制被供给至带轮油室61的液压能够控制槽宽。并且，从动带轮57具备固定侧带轮半体62以及可动侧带轮半体63，通过控制被供给至带轮油室64的液压能够控制槽宽。因此，通过使被供给至驱动带轮56以及从动带轮57的带轮油室61、64的液压发生变化，能够连续地控制变速比，并且能够防止驱动带轮56以及从动带轮57与金属传动带58之间的打滑。

减速器33具备：第一减速齿轮65，其被固定设置于带式无级变速器T的中间轴55；第二减速齿轮67，其被固定设置于减速轴66并与第一减速齿轮65啮合；以及最终驱动齿轮68，其被固定设置于减速轴66，最终驱动齿轮68与在差动器D的壳体固定设置的最终从动齿轮69啮合。

发动机E的曲轴35与机油泵OP经由主动链轮70、环状传动链71、以及从动链轮72连接。机油泵OP所排出的机油作为工作液供给至变矩器31、前进离合器46、倒车制动器47、带轮油室61、64等，并且作为润滑油供给至被润滑部。

在图2中，示出了带式无级变速器T的液压回路的一部分。由多个叶轮泵构成的可变容量的机油泵OP具备：椭圆形状的定子11；转子12，其配置于定子11的内部；泵轴13，其将转子12支承为可旋转自如；多个叶片14…，其被支承为在转子12的周围沿径向出没自如并与定子11的内表面滑动接触；多个工作室15…，其由定子11、转子12、以及叶片14…划分出来；第一、第二吸入端口16A、16B，其能够与容积扩大的工作室15…连通；以及第一、第二排出端口17A、17B，其能够与容积缩小的工作室15…连通。

当利用发动机E的驱动力使转子12沿箭头方向旋转时，机油从第一吸入端口16A被吸入到容积扩大的工作室15，随着转子12的旋转，机油从容积缩小的工作室15排出到第一排出端口17A。同样地，机油从第二吸入端口16B被吸入到容积扩大的工作室15，随着转子12的旋转，机油从容积缩小的工作室15排出到第二排出端口17B。

从油箱18延伸出的油路P1分支成两股油路P2、P3，一方的油路P2与第一吸入端口16A连接，并且另一方的油路P3与第二吸入端口16B连接。从第一排出端口17A延伸出的油路P4、P5与带式无级变速器T的带轮油室、液压离合器以及液压制动器等液压致动器（actuator）19连接，在油路P4和油路P5之间，夹装有将机油泵OP的排出压调节成主压力的调压阀20。

泵换档阀21具备：滑柱23，其被弹簧22施力；端口21a，其与经由换档电磁阀24传递来调节压的油路P6相连；端口21b，其经由油路P7与油路P1相连；端口21c，其经由油路P8与第二排出端口17B相连，端口21d，其经由油路P9与油路P4相连；以及端口21e，其与传递来调节压的油路P10相连。

接下来，对切换机油泵OP的容量的液压回路的作用进行说明。

如图3所示，当机油泵OP进行全容量运转时，由常开电磁阀构成的换档电磁阀24消磁而打开，调节压传递至泵换档阀21的右端的端口21a。这时，调节压也传递至泵换档阀21的左端的端口21e，但泵换档阀21的滑柱23借助于弹簧22的弹压力向左移动。

其结果是，端口21c和端口21d彼此连通，机油泵OP的第二排出端口17B通过油路P8→端口21c→端口21d→油路P9这一路径与油路P4连通，由此，第一、第二排出端口17A、17B所排出的机油在油路P4合流，并且经由调压阀20以及油路P5而被供给至液压致动器19和被润滑部。

如图4所示，当机油泵OP进行半容量运转时，由常开电磁阀构成的换档电磁阀24励磁而关闭，调节压向泵换档阀21的端口21a的传递被切断，因此，传递至泵换档阀21的左端的端口21e的调节压克服弹簧22的弹压力，从而滑柱23向右移动。

其结果是，端口21b和端口21c彼此连通，机油泵OP的第二排出端口17B通过油路P8→端口21c→端口21b→油路P7这一路径与油路P1连通，由此，第二排出端口17B所排出的机油返回到第一、第二吸入端口16A、16B侧，只有第一排出端口17A所排出的机油被供给至油路P4。由机油泵OP的半容量运转所产生的液压与全容量运转所产生的液压同样地被供给至液压致动器19和被润滑部。

如图5所示，将机油泵OP在半容量运转状态和全容量运转状态之间进行切换的电子控制单元U具备：半容量运转状态排出流量计算单元M1、必要排出流量计算单元M2、发热判定单元M3以及运转状态切换单元M4。

半容量运转状态排出流量计算单元M1基于由发动机转速传感器Sa检测到的发动机转速、和由变速器油温传感器Sc检测到的变速器油温，计算出机油泵OP处于半容量运转状态时的机油的排出流量。机油泵OP被发动机E的曲轴35驱动，因此该排出流量与发动机转速成比例。并且，当油温上升使得机油的粘性变低时，机油泵OP中的机油的泄漏量增加。因此，机油泵OP在半容量运转状态下的机油的排出流量能够基于发动机转速以及油温计算出。

必要排出流量计算单元M2基于车辆的规格和车辆的运转状态，计算出为了提供给带式无级变速器T的变速、泄漏、以及润滑等液压泵OP当前所必需的必要排出流量。

发热判定单元M3根据如下参数来判定锁止离合器44的发热：由发动机转速传感器Sa检测到的发动机转速（即，变矩器31的输入转速）；由涡轮转速传感器Sb检测到的变矩器31的涡轮39的转速（即，变矩器31的输出转速）；由变速器油温传感器Sc检测到的变速器油温；以及机油泵OP的排出液压的指令值。更具体地说，锁止离合器44的发热根据锁止离合器44的发热量、和锁止离合器44的摩擦片（facing）的表面温度进行判定。

锁止离合器44的发热量能够根据锁止离合器44的转矩容量和锁止离合器44的旋转差计算出，所述锁止离合器44的转矩容量根据机油泵OP的排出液压的指令值以及由变速器油温传感器Sc检测到的变速器油温计算出，所述锁止离合器44的旋转差根据由发动机转速传感器Sa检测到的变矩器31的输入转速以及由涡轮转速传感器Sb检测到的变矩器31的输出转速计算出。

并且，锁止离合器44的摩擦片的表面温度能够根据所述锁止离合器44的发热量和锁止离合器44的冷却量计算出。锁止离合器44的冷却量能够根据供给至锁止离合器44的机油的流量计算出，机油的流量能够根据机油泵OP的转速、即由发动机转速传感器Sa检测到的发动机转速计算出。

运转状态切换单元M4构成为：对由半容量运转状态排出流量计算单元M1计算出的机油泵OP的排出流量、和由必要排出流量计算单元M2计算出的机油泵OP的必要排出流量进行比较，并基于该比较结果对换档电磁阀24进行控制，从而运转状态切换单元M4将机油泵OP的运转状态切换成全容量运转状态或者半容量运转状态。即，若从机油泵OP的必要流量中减去在半容量运转状态下的实际流量而得的差量超过预先设定的富余流量，则使机油泵OP为半容量运转状态，若所述差量未超过预先设定的富余流量，则使机油泵OP为全容量运转状态，由此，将用于驱动机油泵OP的驱动力抑制为最小限度的同时确保了必要的排出流量。

但是，当机油泵OP处于半容量运转状态时，在发热判定单元M3判定为由锁止离合器44的打滑导致发热的情况下，判定为由于机油泵OP的排出容量不足因此无法使锁止离合器44维持在不发生打滑的卡合状态，禁止半容量运转并强制地切换成全容量运转。下面，基于图6以及图7对其作用进行详细说明。

在图6的时序图中，首先，在处于锁止离合器（LC）高温半容量运转禁止标记为“0”（不禁止半容量运转）且半容量运转允许标记为“0”（不允许半容量运转）的状态时，若在时刻t1从机油泵OP在半容量运转状态下的实际流量中减去必要流量而得的差量超过预先设定的富余流量，则半容量运转允许标记变为“1”（允许半容量运转），机油泵OP从全容量运转状态切换成半容量运转状态。

这时，当机油泵OP由于某些原因在半容量运转状态下的排出容量不足而使得锁止离合器44连续发生微小的打滑时，锁止离合器44的发热量增加，并且锁止离合器44的摩擦片的表面温度增加。其结果是，当在时刻t2锁止离合器44的发热量超过带有滞后的阈值Hi、且在时刻t3锁止离合器44的摩擦片的表面温度超过带有滞后的阈值Hi时，LC高温半容量运转禁止标记变为“1”（禁止半容量运转），并且半容量运转许可标记变为“0”（不允许半容量运转），由此，机油泵OP从半容量运转状态切换成全容量运转状态。

其结果是，机油泵OP的排出容量增加，足够量的工作液以及润滑油被供给至锁止离合器44，由此，抑制锁止离合器44的打滑并且促进冷却，锁止离合器44的发热量以及摩擦片的表面温度降低。然后，当在时刻t4锁止离合器44的发热量低于带有滞后的阈值Lo、且在时刻t5锁止离合器44的摩擦片的表面温度低于带有滞后的阈值Lo时，在该时刻t5半容量运转状态再允许计时器开始计时。

然后，当经过预定时间而在时刻t6半容量运转再允许计时器进行倒计时时，LC高温半容量运转禁止标记变为“0”（不禁止半容量运转）、并且半容量运转允许标记变为“1”（允许半容量运转），由此，机油泵OP从全容量运转状态切换成半容量运转状态。

接下来，基于图7的流程图对上述作用进行更详细的说明。

首先，若在步骤S1中锁止离合器44未发热，则在步骤S2中使锁止离合器（LC）发热标记为“0”（未发热），若在所述步骤S1中锁止离合器44发热，则在步骤S3中使LC发热标记为“1”（发热）。若在接下来的步骤S4中锁止离合器44的表面为低温，则在步骤S5中使锁止离合器（LC）高温标记为“0”（低温），若在所述步骤S4中锁止离合器44的摩擦片为高温，则在步骤S6中使LC高温标记为“1”（高温）。

当在接下来的步骤S7中机油泵OP处于半容量运转中时（图6中的时刻t1～时刻t3），若在步骤S8中LC发热标记以及LC高温标记都为“1”且锁止离合器44发热，则在步骤S9中设置半容量运转再允许计时器，在步骤S10中使LC高温半容量运转禁止标记为“1”，从半容量运转状态切换成全容量运转状态。

当在所述步骤S7中机油泵OP处于全容量运转中而不是半容量运转中时（图6中的时刻t1之前以及时刻t3～时刻t6），若在步骤S11中LC高温半容量运转禁止标记为“0”（不禁止半容量运转）（图6中的时刻t1之前），则在步骤S12中维持LC高温半容量运转禁止标记为“0”。

当在所述步骤11中LC高温半容量运转禁止标记为“1”（禁止半容量运转）时（图6中的时刻t3～时刻t6），若在步骤S13中LC发热标记以及LC高温标记不是都为“0”（图6中的时刻t3～时刻t5），则在步骤S14中维持LC高温半容量运转禁止标记为“1”（禁止半容量运转）。

当在所述步骤S13中LC发热标记以及LC高温标记都为“0”时（图6中的时刻t5～时刻t6），若在步骤S15中半容量运转再允许计时器处于计数中，则在所述步骤S14中维持LC高温半容量运转禁止标记为“1”（禁止半容量运转），若在所述步骤S15中半容量运转再允许计时器没有倒计时，则在步骤S16中使LC高温半容量运转禁止标记为“0”（不禁止半容量运转）。

像上述那样，当发热判定单元M3判定为变速器T的变矩器31的锁止离合器44发热时，是机油泵OP的排出容量不足而使得锁止离合器44打滑的时候，因此，这时运转状态切换单元M4将机油泵OP从半容量运转状态切换成全容量运转状态，由此，能够使机油泵OP的排出容量增加来防止锁止离合器44的耐久性降低，并且能够确保带式无级变速器T的变速功能和润滑功能。

并且，当锁止离合器44的发热量为预定值以上时，或者当锁止离合器44的摩擦片的表面温度为预定值以上时，发热判定单元M3判定为锁止离合器44发热，因此，能够可靠地判定出成为锁止离合器44打滑的原因的机油泵OP的排出容量的不足。

而且，从发热判定单元M3判定为锁止离合器44的发热消除起经过预定时间后，运转状态切换单元M4允许机油泵OP重新开始半容量运转，因此，锁止离合器44的打滑消除且温度充分降低后才恢复到半容量运转状态，由此，能够将锁止离合器44的再发热防范于未然。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但在不脱离其要旨的范围内能够对本发明进行各种设计变形。

例如，本发明的可变容量泵不限定于实施方式中的叶轮泵，也可以是齿轮泵或次摆线泵。

并且，本发明的部分容量运转状态不限定于半容量运转状态，也可以是容量比全容量运转状态小的运转状态。

并且，本发明的变速器不限定于实施方式中的带式无级变速器T，能够替换成任意形式的变速器。

并且，本发明的液压离合器不限定于实施方式中的变矩器31的锁止离合器44，也可以是设置于变速器的变速离合器等任意的离合器或制动器。

并且，在实施方式中，根据锁止离合器44的发热量和锁止离合器44的冷却量计算出锁止离合器44的摩擦片的温度，但不限定于此，也可以根据各种参数进行推定，也可以安装传感器进行检测。另外，权利要求书中的“测知”包括计算、推定以及检测。

Claims (4)

1.一种可变容量泵的运转状态切换装置，所述可变容量泵的运转状态切换装置具备：可变容量泵（OP），其将从多个吸入端口（16A、16B）吸入的工作液从多个排出端口（17A、17B）排出，以向变速器（T）供给工作液；和运转状态切换单元（M4），其将所述可变容量泵（OP）切换成全容量运转状态或者部分容量运转状态，所述全容量运转状态为所述多个吸入端口（16A、16B）与所述多个排出端口（17A、17B）完全切断的运转状态，所述部分容量运转状态为所述多个吸入端口（16A、16B）的至少一个与所述多个排出端口（17A、17B）的至少一个连通的运转状态，

所述可变容量泵的运转状态切换装置的特征在于，

所述可变容量泵的运转状态切换装置具备发热判定单元（M3），所述发热判定单元（M3）用于判定在所述变速器（T）设置的液压离合器（44）的发热，当所述发热判定单元（M3）判定为所述液压离合器（44）发热时，所述运转状态切换单元（M4）禁止所述部分容量运转状态。

2.根据权利要求1所述的可变容量泵的运转状态切换装置，其特征在于，

所述发热判定单元（M3）检测所述液压离合器（44）的发热量，并且当所述发热量为预定值以上时判定为液压离合器（44）发热。

3.根据权利要求1所述的可变容量泵的运转状态切换装置，其特征在于，

所述发热判定单元（M3）测知所述液压离合器（44）的摩擦件的表面温度，并且当所述表面温度为预定值以上时判定为液压离合器（44）发热。

4.根据权利要求1～权利要求3中的任一项所述的可变容量泵的运转状态切换装置，其特征在于，

自所述发热判定单元（M3）判定为所述液压离合器（44）的发热消除起经过预定时间后，所述运转状态切换单元（M4）允许所述部分容量运转状态。

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