DE112006000430T5

DE112006000430T5 - Hydraulikschaltungsvorrichtung und Hybridantriebssystem, das diese Hydraulikschaltungsvorrichtung anwendet

Info

Publication number: DE112006000430T5
Application number: DE112006000430T
Authority: DE
Inventors: Kazuhito Enomoto; Kiyotomo Miura; Satoru Wakuta; Kazuhisa Ozaki; Nobuyuki Nagashima; Masatoshi Adachi; Masato Fujikawa; Tomoyuki Maruyama
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-03-22
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2026-03-21
Also published as: CN100520121C; CN101128689A; DE112006000430B4; JP4327756B2; US7637336B2; US20060231339A1; JP2006266306A; KR100864627B1; WO2006101097A1; KR20070100809A

Abstract

Hydraulikschaltungsvorrichtung, die mit einem Ventilkörper versehen ist, der in einer Ölpfanne an einem unteren Abschnitt von einem Gehäuse angeordnet ist, wobei der Ventilkörper ein Ventilloch, an dem das Ventil befestigt ist, eine Ablaufkammer, die mit einem Ablaufanschluss des Ventils verbunden ist, und ein Ablaufloch hat, das die Ablaufkammer mit einem externen Abschnitt verbindet, wobei das Ablaufloch an einer Position angeordnet ist, die versetzt von dem Ventilloch sich befindet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hydraulikschaltungsvorrichtung, die dazu geeignet ist, dass sie bei einem Ventilkörper in einem Antriebsstrang und insbesondere in einem Hybridantriebssystem, das in einem Fahrzeug montiert ist, angewendet wird. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Ablaufen bei einer Hydraulikschaltungsvorrichtung.
Hintergrund des Standes der Technik
Ein Antriebsstrang wie beispielsweise ein Automatikgetriebe oder ein Hybridantriebssystem, das in einem Fahrzeug montiert ist, hat typischerweise eine Hydraulikschaltungsvorrichtung, die Öl liefert, das als ein Schmieröl oder Arbeitsöl dient. Diese Hydraulikschaltungsvorrichtung weist einen Ventilkörper und verschiedene Ventile auf, die innerhalb des Ventilkörpers angeordnet sind. Der Ventilkörper ist in einer Ölpfanne angeordnet, die in einem unteren Abschnitt von einem Gehäuse des Automatikgetriebes oder Hybridantriebssystems vorgesehen ist.
Ein Ölsieb ist unterhalb des Ventilkörpers angeordnet. In der Ölpfanne befindliches Öl wird durch dieses Ölsieb angesaugt, und der Druck von diesem Öl wird dann reguliert und geeignet durch ein Umschaltventil wie beispielsweise ein Schaltventil, ein Druckregulierventil, wie beispielsweise ein Regulierventil oder ein Modulatorventil oder ein anderes Ventil, wie beispielsweise ein Rückschlagventil geschaltet. Nachdem es reguliert und geschaltet worden ist, wird das Öl dann entweder als ein Arbeitsöl zu verschiedenen hydraulischen Servos von dem Automatikgetriebe oder dem Hybridantriebssystem oder als ein Schmieröl zu den Bereichen geliefert, die ein Schmieren benötigen.
In dem Ventilkörper sind ein zylindrisches Ventilloch, in dem verschiedenen Ventile untergebracht sind, ein Kommunikationskanal, der mit einem Anschluss von jedem Ventil verbunden ist, und ein Ablaufloch ausgebildet, das eine Verbindung zwischen dem Ventilloch und einem Außenabschnitt vorsieht. Auf der Grundlage von der Schaltposition des Umschaltventils wird die Verbindung zwischen einem Eingangsanschluss und einem Ablaufanschluss derart geöffnet, dass überschüssiges Öl, das sich an dem Druckregulierventil befindet, durch den Ablaufanschluss freigegeben wird. Dieses Öl von dem Ablaufanschluss wird dann zur Außenseite des Ventilkörpers abgegeben, wo es in die Ölpfanne hinein wiedergewonnen wird (siehe die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer JP-A-10-184 859 ).
Bei diesem Stand der Technik öffnet dieses Ablaufloch an einem mittleren Abschnitt von einem Ventilloch in einem Ventilkörper derart, dass Ablauföl von dem Ablaufanschluss von jedem Ventil schnell von dem Ablaufloch zu der Außenseite abgegeben wird.
Offenbarung der Erfindung
Dieser Stand der Technik hat ein Ablaufloch, das in der Nähe von dem Apex (Scheitelpunkt) von einem zylindrischen Ausbauchungsabschnitt eines Ventilkörpers ausgebildet ist, in dem das Ventilloch ausgebildet ist (siehe das Bezugszeichen 25e in 3). Dieser Aufbau hat eine ausgezeichnete Ölabgabefähigkeit, da das von dem Ablaufanschluss des Ventils abgegebene Öl direkt in die Ölpfanne von dem Ablaufloch, das dem Ablaufanschluss entspricht, fließt. Jedoch ist es möglich, das feste Verschleißteilchen (Fremdstoffe), wie beispielsweise Metallstaub und Harzstücke, die sich mit dem Öl in der Ölpfanne vermischt haben, mit Leichtigkeit in das Ventilloch von dem Ablaufloch eintreten. Wenn diese Fremdstoffe in den Ventilanschluss und den Schieber eindringen, kann dies bewirken, dass das Ventil haften bleibt (hängen bleibt).
Insbesondere ist ein Hybridantriebssystem mit Elektromotoren (ein Steuermotor und ein Antriebsmotor) so versehen, dass Schmieröl zum Zwecke des Kühlens der Motoren fließt. Zu diesem Zeitpunkt schält sich ein Isolationsmaterial, wie beispielsweise ein Lack, der zum Beschichten der Spulen verwendet wird, ab und vermischt sich in der Form von Harzstücken (Beschichtungsstücken) mit dem Öl. Insbesondere in dem Fall von Kraftfahrzeugen, die mit einem FR-Hybridantriebssystem versehen sind, wird ein Antriebsmotor mit einer zunehmend großen Leistungsfähigkeit für größere Kraftfahrzeuge verwendet. Antriebsmotoren mit großer Leistungsfähigkeit erzeugen eine große Wärmemenge, was bedeutet, dass eine große Menge an Öl verwendet wird, um den Antriebsmotor zu kühlen. Dies führt in Kombination mit dem Umstand, dass die Ölpfanne an dem unteren Abschnitt von dem Antriebsmotorgehäuse angeordnet ist, zu der Tendenz, dass das Öl, das große Mengen an Harzstücken enthält, direkt zu der Ölpfanne zurück zirkuliert.
Aufgrund ihrer jeweiligen spezifischen Dichte (relativen Dichte) sinkt der Metallstaub zu dem Boden der Ölpfanne, während die Harzstücke in dem Öl schweben. Daher ist es, während nicht viel Metallstaub in das Ventilloch durch das Ablaufloch in dem Ventilkörper hinein gelangt, der in dem oberen Abschnitt von der Ölpfanne positioniert ist, außerordentlich wahrscheinlich, dass Harzstücke in das Ventilloch durch das Ablaufloch hinein gelangen.
Die vorliegende Erfindung soll somit eine Hydraulikschaltung schaffen, bei der verhindert wird, dass Fremdstoffe, wie beispielsweise Harzstücke, die sich mit dem Öl vermischt haben, durch ein Ablaufloch hinein gelangen, und außerdem ein Hybridantriebssystem zu schaffen, das diese Hydraulikschaltungsvorrichtung verwendet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung (siehe beispielsweise 3) ist eine Hydraulikschaltungsvorrichtung mit einem Ventilkörper (10) versehen, der in einer Ölpfanne (9) an einem unteren Abschnitt eines Gehäuses (7₂ ) angeordnet ist. Der Ventilkörper hat ein Ventilloch (20c, 20d), an dem ein Ventil befestigt ist, eine Ablaufkammer (24c, 24d), die mit einem Ablaufanschluss von dem Ventil verbunden ist, und ein Ablaufloch (25c, 25d), das die Ablaufkammer mit einem Außenabschnitt verbindet. In der Hydraulikschaltungsvorrichtung ist das Ablaufloch an einer Position angeordnet, die von dem Ventilloch versetzt ist.
Somit ist das Ablaufloch von dem Ventilloch, an dem das Ventil montiert ist, versetzt angeordnet. Demgemäß werden selbst dann, wenn Fremdstoffe, wie beispielsweise Harzstücke sich mit dem Öl beispielsweise vermischt haben, diese Fremdstoffe nicht direkt in den Ablaufanschluss von dem Ablaufloch hinein gelangen, womit ermöglicht wird, dass ein Ventilanhaften verringert wird.
Vorzugsweise hat in der Hydraulikschaltungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung das Ablaufloch (25c, 25d) einen langen schornsteinartigen Raum.
Da das Ablaufloch den langen schornsteinartig geformten offenen Raum hat, wie dies vorstehend beschrieben ist, ist es selbst dann, wenn Fremdstoffe, wie beispielsweise Harzstücke in dem Öl schweben und diese Fremdstoffe in das Ablaufloch beispielsweise geschwemmt werden, in hohem Maße wahrscheinlich, dass diese Fremdstoffe von dem Ablaufloch durch das Ablauföl von dem Ventil abgegeben werden. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass Fremdstoffe in die Ablaufkammer und des Weiteren in den Schieberabschnitt von dem Ablaufanschluss hinein gelangen und somit ein Ventilanhaften bewirken.
Des Weiteren erstreckt sich vorzugsweise bei der Hydraulikschaltungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Ablaufkammerseite (23c, 23d) von dem Ablaufloch (25c, 25d) bis zu im Wesentlichen der gleichen Höhe wie ein oberes Ende (a, b) von dem Ventilloch (20c, 20d) von der Ablaufkammer.
Daher werden selbst dann, wenn Fremdstoffe in das Ablaufloch hinein geschwemmt werden und bis zu der Ablaufkammer beispielsweise sich bewegen, diese nicht direkt in das Ventil eintreten, das an dem Ventilloch montiert ist, sondern statt dessen ist es wahrscheinlich, dass die Fremdstoffe zu dem Ablaufloch von dem Einlassabschnitt der Ablaufkammer abgegeben werden, wenn das Öl von dem Ablaufanschluss abgegeben wird.
Außerdem ist (siehe beispielsweise 2) bei der Hydraulikschaltungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein Sieb (11) in der Ölpfanne (9) angeordnet; und eine obere Fläche von einer Abdeckung (11a) des Siebes ist in der Nähe von einer Öffnung (e, f) des Ablaufloches (25c, 25d) angeordnet.
Somit ist die Öffnung von dem Ablaufloch in der Nähe der oberen Fläche von der Siebabdeckung angeordnet. Demgemäß kann verhindert werden, dass große Fremdstoffe die Öffnung von dem Ablaufloch erreichen, was somit die Möglichkeit verringert, dass Fremdstoffe in das Ablaufloch hinein gelangen.
Des Weiteren sind (siehe beispielsweise in 4) bei der Hydraulikschaltungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung Rippenabschnitte (j, k) an der Vorderseite und an der Rückseite von der Öffnung (i) von dem Ablaufloch (25h) ausgebildet; und ein Verbindungskanal (30), der nach links und rechts offen ist, ist zwischen diesen vorn und hinten befindlichen Rippenabschnitten ausgebildet.
Das heißt, Fremdstoffe, die sich mit dem Öl vermischt haben, werden durch die vorderen und hinteren Rippen blockiert, wenn die Hydraulikschaltungsvorrichtung in einem Kraftfahrzeug montiert ist und das in der Ölpfanne befindliche Öl sich in der nach vorn und nach hinten weisenden Richtung nach vorn und zurück bewegt, wenn das Fahrzeug losfährt und anhält. Demgemäß werden die Fremdstoffe nicht direkt in das Ablaufloch hinein geführt, so dass die Wahrscheinlichkeit verringert wird, dass diese in das Ablaufloch hinein gelangen. Des Weiteren ist es möglich, dass das Öl von dem Ablaufloch schnell von dem linken und rechten Verbindungskanal abgegeben wird.
Außerdem ist bei der Hydraulikschaltungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung der Ablaufanschluss von dem Ventil während des normalen Betriebs offen.
Somit ist der Ablaufanschluss von dem Ventil während des normalen Betriebs (das heißt anfänglich) offen. Normalerweise würden in diesem Fall die Fremdstoffe dazu neigen, dass sie durch den Ablaufanschluss hinein gelangen und dass sie ein Ventilanhaften bewirken, wobei jedoch, wie dies in den Ansprüchen 1 bis 5 beschrieben ist, verhindert wird, dass die Fremdstoffe durch das Ablaufloch hinein gelangen, womit ermöglicht wird, dass das Auftreten eines Ventilanhaftens vermindert wird.
Außerdem hat gemäß der vorliegenden Erfindung ein Hybridantriebssystem einen Elektromotor (2, 5), ein Getriebe (6) und die Hydraulikschaltungsvorrichtung. In dem Hybridantriebssystem sind der Elektromotor und das Getriebe in einem Gehäuse (7) untergebracht, und der Ventilkörper (10) ist in einer Ölpfanne (9) an einem unteren Abschnitt von dem Gehäuse angeordnet. Bei dem Hybridantriebssystem zirkuliert Schmieröl, dessen Druck durch ein in dem Ventilkörper befindliches Druckregulierventil reguliert worden ist, zurück zu der Ölpfanne, nach dem es zu dem Elektromotor geliefert worden ist und den Motor gekühlt hat.
Des Weiteren hat gemäß der vorliegenden Erfindung (siehe beispielsweise 1) ein Hybridantriebssystem (1) einen Steuerelektromotor (2), ein Kraftaufteilplanetengetriebe (3), einen Antriebselektromotor (5) und ein Getriebe (6). Das Kraftaufteilplanetengetriebe (3) hat ein erstes Element, zu dem die Abgabeleistung von einem Verbrennungsmotor übertragen wird, ein zweites Element, das mit dem Steuerelektromotor verbunden ist, und ein drittes Element, das mit einer Abgabewelle verbunden ist, und wobei die Abgabeleistung von dem Antriebselektromotor zu der Abgabewelle über das Getriebe (6) übertragen wird. Bei dem Hybridantriebssystem, das die Hydraulikschaltungsvorrichtung aufweist, sind der Steuerelektromotor (2), das Kraftaufteilplanetengetriebe (3), der Antriebselektromotor (5) und das Getriebe (6) in einem Gehäuse (7) untergebracht, ist der Ventilkörper (10) in einer Ölpfanne (9) an dem unteren Abschnitt von dem Gehäuse angeordnet und zirkuliert Schmieröl, dessen Druck durch ein Druckregulierventil, das sich in dem Ventilkörper befindet, reguliert wird, zurück zu der Ölpfanne (9), nach dem es zu dem Steuerelektromotor (2, 5) und dem Antriebselektromotor geliefert worden ist und diese Motoren gekühlt hat.
Bei dem Hybridantriebssystem, das mit derartigen Elektromotoren wie beispielsweise dem Steuermotor und dem Antriebsmotor versehen ist, neigen Stücke aus Harz, das als Isolationsmaterial verwendet wird, und insbesondere Stücke aus Harz, bei dem Lack, der zum Beschichten der Spulen verwendet wird, sich abgeschält hat, dazu, dass sie sich mit dem Schmieröl, das zum Kühlen der Elektromotoren verwendet wird, vermischen. Außerdem ist, da das Getriebe vorgesehen ist, ein Umschaltventil erforderlich, da ein Ablaufloch existiert, von dem Öl sogar während des Betriebs nicht stets abgegeben wird. Die Stücke aus Harz (Beschichtung), die in dem Öl schwimmen oder schweben, neigen dazu, dass sie durch das Ablaufloch hinein gelangen. Das Hybridantriebssystem ist hierbei jedoch derart aufgebaut, dass, wie dies bei dem vorstehend beschriebenen ersten bis sechsten Aspekt erläutert ist, verhindert wird, dass Fremdstoffe durch das Ablaufloch hinein gelangen, was das Auftreten eines Ventilanhaftens vermindert. Als ein Ergebnis ist es möglich, ein hochgradig zuverlässiges Hybridantriebssystem zu schaffen.
Außerdem sind bei dem Hybridantriebssystem gemäß der vorliegenden Erfindung der Steuerelektromotor (2), das Kraftaufteilplanetengetriebe (3), der Antriebselektromotor (5), das Getriebe (6) und die Abgabewelle sämtlich an einer einzigen Achse angeordnet; und die Ölpfanne (9) und der Ventilkörper (10) sind in einem unteren Abschnitt eines Motorgehäuses (7₂ ) angeordnet, in dem der Antriebselektromotor untergebracht ist.
Ein FR-Hybridantriebssystem, in dem verschiedene Vorrichtungen an einer einzigen Achse angeordnet sind, macht einen großen Betriebselektromotor erforderlich. Das Kühlen von diesem großen Antriebselektromotor macht eine große Menge an Schmieröl in angemessener Weise für die Menge an erzeugter Wärme erforderlich, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass sich Harzstücke hierbei in dem Öl vermischt haben. Darüber hinaus schwimmen (schweben) die Harzstücke in dem Öl und zirkulieren von dem Motorgehäuseabschnitt zurück direkt zu der Ölpfanne und dem Ventilkörper, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass sie durch das Ablaufloch hinein gelangen. Das Hybridantriebssystem gemäß einem neunten Aspekt ist jedoch derart aufgebaut, dass, wie dies in den Ansprüchen 1 bis 6 beschrieben ist, verhindert wird, dass die Harzstücke in das Ablaufloch hinein gelangen, womit das Auftreten eines Ventilanhaftens vermindert wird. Als ein Ergebnis ist es möglich, ein hochgradig zuverlässiges FR-Hybridantriebssystem zu schaffen.
Es ist hierbei zu beachten, dass die in Klammern gesetzten Bezugszeichen lediglich zum Zwecke der Bezugnahme auf die Zeichnungen vorgesehen sind und diese daher in keiner Weise den Umfang der Patentansprüche beeinflussen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt in schematischer Weise Schmier-/Kühlkanäle in einem Hybridantriebssystem, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet werden kann.
2 zeigt eine Seitenansicht von einem Motorgehäuseabschnitt und einem Ölpfannenabschnitt von dem Hybridantriebssystem, wobei ein Abschnitt entfernt worden ist.
3 zeigt eine Schnittansicht von einem unteren Körper eines Ventilkörpers.
4 zeigt eine Ansicht von unten von einem Ventilkörper gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt eine Ansicht von einer Hydraulikschaltungsvorrichtung in einem Hybridantriebssystem, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet worden ist. Das Hybridantriebssystem 1 ist für ein FR-Fahrzeug geeignet. Ein Verbrennungsmotor, der nicht gezeigt ist, ist mit der linken Seite von dem Hybridantriebssystem 1 verbunden und eine Antriebswelle ist mit seiner rechten Seite verbunden, wobei sie sich zu den Hinterrädern erstreckt. Dieses Hybridantriebssystem 1 hat einen Steuerelektromotor 2, ein Kraftaufteilplanetengetriebe 3, einen Antriebselektromotor 5 und ein Getriebe 6, die in dieser Reihenfolge an einer einzigen Achse angeordnet sind, die mit der Kurbelwelle von der Seite des Verbrennungsmotors ausgerichtet ist. Diese Vorrichtungen sind in einem Gehäuse 7 untergebracht, das aus separaten Gehäuseabschnitten 7₁ , 7₂ und 7₃ aufgebaut ist, die zu einer einzigen Einheit zusammengebaut worden sind.
Eine Ölpfanne 9 ist unterhalb des Motorgehäuseabschittes 72 angeschlossen, in dem der Antriebselektromotor 5 untergebracht ist. Ein Ventilkörper 10 ist an der unteren Fläche von dem Motorgehäuseabschnitt 7₂ in der Ölpfanne 9 befestigt. Außerdem ist ein Sieb 11 in der Ölpfanne 9 unterhalb von dem Ventilkörper 10 angeordnet. Ölkanäle 12 und 13 sind in einer Trenn- und Seitenwand von dem Gehäuse 7 ausgebildet. Ein Ölkanal 15 ist außerdem in einer Abgabewelle etc. ausgebildet, die eine Mitteldrehwelle ist.
In dem Ventilkörper 10 sind verschiedene Ventile untergebracht, wie beispielsweise Umschaltventile wie Schaltventile, Druckregulierventile wie Regulierventile und Modulatorventile und andere Ventile wie beispielsweise Rückschlagventile. Außerdem sind Ölkanäle, wie beispielsweise ein Ölkanal, der diese Ventile verbindet, und ein Eingangsölkanal und ein Ausgangsölkanal, die mit dem Sieb 11 verbunden sind, in dem Ventilkörper 10 ausgebildet. Außerdem ist eine Ölpumpe 16, die eine elektrische Pumpe oder dergleichen ist, in dem Ölkanal von dem Sieb 11 zwischengeordnet. Die Ölpumpe und der Ventilkörper 10 und dergleichen bilden die Hydraulikschaltungsvorrichtung.
In dem Hybridantriebssystem 1 wird die Abgabeleistung von dem Verbrennungsmotor zu einem ersten Element (beispielsweise ein Träger) von dem Planetengetriebe 3 über eine Dämpfervorrichtung und eine Eingangswelle übertragen und dann durch das Planetengetriebe 3 von einem zweiten Element (beispielsweise ein Sonnenrad) zu dem Steuermotor 2 und von einem dritten Element (beispielsweise ein Hohlrad) zu der Abgabewelle verteilt. In diesem Fall können das Drehmoment und die Drehabgabeleistung zu der Abgabewelle schrittlos eingestellt werden, indem der Steuermotor 2 gesteuert wird. Außerdem wird die Abgabeleistung von dem Antriebsmotor 5 zwischen zwei Drehzahlen, einer hohen Drehzahl (Hi) und einer niedrigen Drehzahl (Low) durch das Getriebe 6 geschaltet, das ein Planetengetriebe der Ravigneaux-Art und Schaltmechanismen, wie beispielsweise eine Bremse für niedrige Gangstufen (Low Brake) und eine Bremse für hohe Gangstufen (High Brake) aufweist, wobei sie danach zu der Abgabewelle abgegeben wird. Der Antriebsmotor 5 verwendet die durch den Steuermotor 2 erzeugte Energie als eine Energiequelle, und wenn die erzeugte Energie unzureichend ist, wird der Antriebsmotor 5 außerdem unter Verwendung von Energie von einer Batterie angetrieben, die durch den Steuermotor 2 gespeichert wird, der lediglich als ein Generator fungiert. Darüber hinaus fungiert der Antriebsmotor 5 auch als ein regenerativer Generator, wenn die Bremse betätigt wird.
Der Steuermotor 2 und der Antriebsmotor 5 sind jeweils bürstenlose Gleichstrommotoren, die einen Stator, um den herum Spulen bzw. Wicklungen (2a, 5a) gewunden sind, und einen Rotor haben, der einen Dauermagneten aufweist. Isolationselemente aus synthetischem Harz werden häufig bei den Motoren 2 und 5 verwendet. Insbesondere sind die Spulen 2a und 5a mit Isolationsmaterial wie beispielsweise ein Lack beschichtet.
Eine Hydraulikschaltungsvorrichtung, die aus dem Ventilkörper 10 und dergleichen ausgebildet ist, ist in dem Hybridantriebssystem 1 vorgesehen. Diese Hydraulikschaltungsvorrichtung hat sowohl einen Arbeitsölsteuerabschnitt, der den hydraulischen Druck zu den Hydraulikservos von der Bremse für niedrige Gangstufen (Low Brake) und der Bremse für hohe Gangstufen (High Brake) und dergleichen steuert, und einen Schmieröllieferabschnitt, der Schmieröl zu den Bereichen liefert, bei denen ein Schmieren erforderlich ist. Der Schmieröllieferabschnitt ist in 1 gezeigt.
In der Ölpfanne 9 gespeichertes Öl wird durch das Sieb 11 durch eine Ölpumpe 16 (herauf) gesaugt, die dann arbeitet, wenn das Hybridantriebssystem 1 angetrieben wird, und der Druck von diesem Öl wird dann durch ein Schmieröldruckregulierventil reguliert, das sich im Inneren von dem Ventilkörper 10 befindet. Das Schmieröl, dessen Druck reguliert worden ist, wird dann über die Ölkanäle 12 und 13 zu dem Steuermotor 2 und dem Antriebsmotor 5 so geliefert, dass beide Motoren 2 und 5 geschmiert und gekühlt werden. Die Spulen 2a und 5a der Motoren 2 und 5 neigen insbesondere dazu, dass sie Wärme erzeugen, und daher müssen sie durch eine ausreichende Menge an Schmieröl gekühlt werden. Außerdem wird das Schmieröl auch zu den Mittelöllöchern in der Abgabewelle, die eine Mitteldrehwelle ist, geliefert und wird zu dem Kraftverteilplanetengetriebe 3 und dem Getriebe 6 geführt, wo es das Planetengetriebe und die Bremsen und dergleichen schmiert. Nach dem Schmieren und Kühlen der Motoren 2 und 5, des Kraftverteilplanetengetriebes 3 und des Getriebes 6 fließt das Schmieröl danach entlang der Bodenfläche von dem Gehäuse 7 und zirkuliert zurück in die Ölpfanne 9 durch Verbindungslöcher 17 und 17.
2 zeigt eine Seitenansicht von dem Motorgehäuseabschnitt 7₂ und dem Abschnitt der Ölpfanne 9, wobei ein Abschnitt entfernt worden ist. Die linke Seite der Zeichnung ist die Seite des Kraftaufteilplanetengetriebes 3 (die Vorderseite oder die Seite von dem Verbrennungsmotor) und die rechte Seite der Zeichnung ist die Seite von dem Getriebe 6 (das heißt die Rückseite). Eine Vielzahl an Ölkanälen 13 zum Kühlen und Schmieren des Antriebsmotors 5 sind in dem Motorgehäuseabschnitt 7₂ ausgebildet. Der Ventilkörper 10, in dem eine Vielzahl an Ventillöchern 20a, 20b, 20c, 20d, 20e und 20f und Ölkanälen ausgebildet sind, ist an dem unteren Abschnitt von dem Motorgehäuseabschnitt 72 angeordnet. Die Zeichnung zeigt außerdem ein Loch 21 für einen Hydraulikdruckschwingungssteuerdämpfer, ein Ventilloch 20e für ein Druckregulierventil, das den hydraulischen Druck reguliert, und ein Verbindungsstück 20g von diesem Ventilloch 20e. Außerdem sind einige der Ventillöcher so dargestellt, dass sie mit einer Schraube verschlossen sind, und einige sind so dargestellt, dass sie nicht mit einer Schraube verschlossen sind.
Das Sieb 11 ist unterhalb des Ventilkörpers 10 angeordnet, wobei ein vorbestimmter schmaler Zwischenraum sich zwischen diesem und dem Ventilkörper 10 befindet. Die obere Seite von dem Sieb 11 ist eine Abdeckung 11a, die aus Metall oder einem synthetischen Harz hergestellt ist. Ein Siebabschnitt 11b, der aus einem nicht gewebten Textilstück oder dergleichen hergestellt ist, ist an der unteren Fläche der Abdeckung befestigt. Ein Einlassloch 22 erstreckt sich von dem Raum in dem Sieb 11 und ist mit der Ölpumpe 16 und einem Regulierventil verbunden.
3 zeigt eine Schnittansicht von einem unteren Körper 10a von dem Ventilkörper 10. Die rechte Seite der Zeichnung ist die Vorderseite (das heißt die Seite von dem Verbrennungsmotor) und die linke Seite ist die hintere Seite oder Rückseite. Die Ventillöcher 20a, 20b, 20c, 20d, 20e und 20f, die vorstehend beschrieben sind, sind in dem unteren Körper 10a ausgebildet. Ablaufkammern 24c, 24d und 24e sind in den Abschnitten der Ventillöcher 20c, 20d und 20e ausgebildet. Diese Ablaufkammern sind mit Ablaufanschlüssen der Ventile verbunden und Öl wird aus diesen Ventilablaufanschlüssen abgegeben.
Eine untere Wandfläche 23 von dem unteren Körper 10a ist so nach außen ausgebaucht, dass sie jedes der Ventillöcher 20c und 20d an einem Abschnitt der Ablaufkammern 24c und 24d umgibt. Wandabschnitte 23c und 23d, die entlang den Ventillöchern 20c und 20d nach oben vorragen, sind benachbart zu diesen Ausbauchungsabschnitten 23a und 23b ausgebildet. Die Wandabschnitte 23c und 23d erstrecken sich bis zu einer Höhe, die im Wesentlichen die gleiche wie diejenige der oberen Enden a und b der Ventillöcher 20c und 20d ist. Ablauflöcher 25c und 25d sind an Positionen ausgebildet, die nach vorn und nach hinten von den Ventillöchern 20c und 20d versetzt sind (das heißt in einer Richtung, die sich mit der axialen Richtung der Ventillöchern abwechselt [also senkrecht zu dieser ist]). Die Ablauflöcher 25c und 25d sind, wobei sie sich in einer schornsteinartigen Form nach unten erstrecken, durch Teilungsflächen 27 und 27 von dem unteren Körper 10a und ansteigenden Flächen 26c und 26d, die sich mit den Wandabschnitten 23c bzw. 23d fortlaufend erstrecken, ausgebildet. Untere offene Endabschnitte e und f von diesen Ablauflöchern 25c und 25d sind der oberen Fläche von der Siebabdeckung 11a über einen schmalen Zwischenraum g (siehe 2) von ungefähr 3 mm zugewandt. Ventile sind an diesen Ventillöchern 20c und 20d montiert, wobei sie die versetzten Ablauflöcher 25c und 25d haben. Diese Ventile sind derart, dass die Ablaufanschlüsse während des normalen Betriebs (das heißt anfänglich) offen sind, so dass dann, wenn Fremdstoffe in den Ablaufkammern 24c und 24d schwimmen, diese durch die Ablauföffnungen eindringen können und die Ventile zu einem Anhaften neigen.
Andererseits hat die Ablaufkammer 24e von dem Ventilloch 20e ein Ablaufloch 25e, das an dem Apexabschnitt von dem Ausbauchungsabschnitt 23e, das heißt, direkt unter dem Ventilloch 20e von dem unteren Körper 10a ausgebildet ist, in dem das Ventilloch 20e ausgebildet ist. Das Ablaufloch 25e gehört zum Stand der Technik, jedoch ist das an dem Ventilloch 20e montierte Ventil derart, dass der Ablaufanschluss durch den Schieber geschlossen ist, wenn das Ventil nicht arbeitet (während des normalen Betriebs und des Anfangszustands). Selbst wenn Fremdstoffe, wie beispielsweise Harzstücke, die in dem Öl schwimmen oder schweben, in die Ablaufkammer 24e durch das Ablaufloch 25e, das unterhalb ist, beispielsweise hinein gelangen, gelangen sie nicht in den Schieber von dem Ablaufanschluss, da der Ablaufanschluss von dem Ventil normalerweise geschlossen ist. Demgemäß ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Ventilanhaften auftritt, gering.
Nachfolgend ist der Betrieb von diesem Ausführungsbeispiel beschrieben. Das Hybridantriebssystem 1 ist derart, dass das Schmieröl zurück zu der Ölpfanne 9 durch die Verbindungslöcher 17 und 17 zirkuliert, nach dem der Steuermotor 2, das Kraftverteilplanetengetriebe 2, der Antriebsmotor 5 und das Getriebe 6 geschmiert und gekühlt worden sind. Das in der Ölpfanne 9 befindliche Öl enthält Fremdstoffe, wie beispielsweise Metallstaub, der durch ein Verschleißen der Zahnräder und dergleichen erzeugt wird, und Harzstücke, die sich aus Stücken der Motorisolation gebildet haben. Der Metallstaub sinkt zu dem Boden der Ölpfanne 9 aufgrund seiner spezifischen Dichte, während die Harzstücke, genauer gesagt Stücke von abgeschältem Lack, der zum Beschichten der Spulen 2a und 5a verwendet wird, filmartig sind und dazu neigen, dass sie in dem Öl schwimmen. Der Antriebsmotor 5 ist so groß, dass der Oberflächenbereich der Spulen 5a ebenfalls groß ist und eine große Menge an Wärme erzeugt wird, womit viel Schmieröl zum Kühlen des Antriebsmotors 5 erforderlich ist. Als ein Ergebnis davon schält sich viel Lack von den Spulen 5a ab und das Öl, das diese abgeschälten Harzbeschichtungsstücke enthält, neigt dazu, dass es direkt zurück durch das Verbindungsloch 17 zu der Ölpfanne 9 zirkuliert, die sich direkt unter dem Motorgehäuseabschnitt 7₂ befindet.
Obwohl das in der Ölpfanne 9 befindliche Öl schwebende Stücke aus Harz enthält, ist die untere Fläche von dem Ventilkörper 10 mit dem Ablaufloch in der Nähe der oberen Fläche der Abdeckung 11a des Siebes 11 angeordnet, so dass die Stücke aus Harz, insbesondere abgeschälte Lackartbeschichtung, die eine große Fläche hat, nicht ohne Weiteres in den Abschnitt des Zwischenraums g zwischen dem Ventilkörper 10 und dem Sieb 10 passen können. In dieser Weise wird verhindert, dass große schwebende Stücke aus Harz in das Ablaufloch durch den Zwischenraum g eindringen.
Darüber hinaus gelangt selbst dann, wenn Öl, das schwebende Stücke aus Harz enthält, in den Zwischenraumabschnitt hinein gelangt und dann in die Ablauflöcher 25c und 25d hinein gelangt, dieses nicht unmittelbar in den Schieberabschnitt von dem Ventilablaufanschluss, da die Ablauflöcher 25c und 25d versetzt von den Ventillöchern 20c und 20d angeordnet sind. Statt dessen wird schwebender Fremdstoff, der in dem Ablauflochabschnitt oder der Ablaufkammer in der Nähe von diesem Ablauflochabschnitt aufschwimmt oder dorthin geschwemmt wird, von dem Ablaufloch durch das Öl abgegeben, das aus dem Ablaufanschluss abgegeben wird, wenn das Ventil schaltet.
Darüber hinaus haben die Ablauflöcher 25c und 25d schornsteinartig geformte Räume, die in der Längsrichtung durch die ansteigenden bzw. sich erhebenden Abschnitte 26c und 26d der Wandflächen und der Teilung 27 ausgebildet sind. Daher ist es, wenn das Ablaufloch durch das Ventil derart geschlossen wird, dass das Öl gehalten wird und kein Öl in die Ablaufkammern 24c und 24d eingesaugt oder aus den Ablaufkammern 24c und 24d abgegeben wird, außerordentlich unwahrscheinlich, dass schwebende Verschleißteilchen von außerhalb des Ventils durch das lange Ablaufloch hindurch treten werden und bis zu den Ablaufkammern laufen werden. Selbst wenn schwebende Verschleißteilchen bis zu dem mittleren Abschnitt des langen Ablaufloches laufen, werden sie aus den Ablauflöchern 25c und 25d zusammen mit dem Ablauföl nach außen abgegeben, wenn das Ablauföl in die Ablaufkammern 24c und 24d abgegeben wird, wenn das Ventil zu der Ablaufkammer geschaltet wird.
Daher werden selbst dann, wenn die Harzfremdstoffe wie beispielsweise die Stücke aus abgeschältem Lack sich mit dem Öl vermischt haben, die Fremdstoffe nicht in das Ventil durch die Ablauflöcher 25c und 25d und die Ablaufkammern 24c und 24d eintreten, so dass ein Ventilanhaften nicht auftreten wird.
4 zeigt eine Ansicht von unten auf den unteren Ventilkörper 10 gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel, wobei die linke Seite in der Zeichnung nach vorn weist und die rechte Seite in der Zeichnung nach hinten weist. In der Zeichnung ist mit dem Bezugszeichen 23h der Ausbauchungsabschnitt zum Ausbilden des Ventillochs bezeichnet, der in der unteren Wandfläche 23 von dem Ventilkörper ausgebildet ist. Ein Ablaufloch 25h, das ähnlich den vorstehend erwähnten Ablauflöchern 25c und 25d ist, ist versetzt in dem Ventilloch ausgebildet, das sich in dem Ausbauchungsabschnitt 23h befindet. Das Ablaufloch 25h hat eine Form mit einem rechteckigen Querschnitt, die durch einen ansteigenden bzw. sich erhebenden Abschnitt 26h, der von einer Wandfläche eines Endabschnittes des Ausbauchungsabschnittes 23h sich nach unten erhebt, einen ansteigenden bzw. sich erhebenden Abschnitt 27a der Teilung (Trennwand) 27 und einen linken und einen rechten Seitenflächenabschnitt 27c und 27d ausgebildet ist. Dieses Ablaufloch 25h ist derart aufgebaut, dass die ansteigenden Abschnitte 26h und 27a, die Wandflächen in der nach vorn und nach hinten weisenden Richtung des Fahrzeugs sind, hoch sind, und die linke und rechte Seitenflächenwände 27c und 27d im Vergleich zu den vorstehend erwähnten ansteigenden Abschnitten niedrig sind. Als ein Ergebnis sind der vordere und der hintere Rippenabschnitt j und k, die durch die hohen Abschnitte der Wandflächen 26h und 27a in der nach vorn und nach hinten weisenden Richtung ausgebildet sind, an einem offenen Abschnitt i von dem Ablaufloch 25h ausgebildet. Diese Rippenabschnitte sind so angeordnet, dass ihre oberen Flächen an der oberen Fläche an der Siebabdeckung 11a anliegen oder nahe zu dieser sind. Als ein Ergebnis ist ein Verbindungskanal 30, der zu der linken und rechten Seite offen ist, durch die unteren Seitenwandflächen 27c und 27d ausgebildet.
Wenn das Kraftfahrzeug, in dem das Hybridantriebssystem 1 montiert ist, anfährt und anhält, bewirken die Trägheit und das Nicken von dem Fahrzeugkörper, dass das in der Ölpfanne 9 befindliche Öl sich in der nach vorn und nach hinten weisenden Richtung nach vorn und zurück bewegt. Diese Bewegung des Öls erleichtert es, dass in dem Öl schwebende Fremdstoffe in das Ablaufloch 25h eindringen. Da die Rippenabschnitte j und k, die durch den vorderen und den hinteren ansteigenden Abschnitt ausgebildet sind, an der Vorderseite und an der Rückseite von dem offenen Abschnitt i des Ablauflochs 25h ausgebildet sind, wird jedoch verhindert, dass schwebende Fremdstoffe direkt in das Ablaufloch 25h eindringen, wenn sich das Öl bewegt. Andererseits wird ermöglicht, dass das Öl schnell aus der Ablaufkammer durch den Verbindungskanal 30 fließt, der nach links und nach rechts offen ist.
In 4 sind mit den Bezugszeichen 25i und 25j ebenfalls Ablauflöcher bezeichnet. Des Weiteren sind der vordere und der hintere Rippenabschnitt j und k von dem Ablaufloch 25h an der Wandfläche von dem Ventilkörper 10 bei diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet. Alternativ können jedoch der vordere und der hintere Rippenabschnitt j und k auch an einem gegenüberliegenden Abschnitt von der Siebabdeckung 11a ausgebildet sein. Außerdem ist das Ablaufloch nicht auf eine Hydraulikschaltungsvorrichtung eines Hybridantriebssystem beschränkt, sondern kann auch bei einer anderen Hydraulikschaltungsvorrichtung wie beispielsweise eine Hydraulikschaltungsvorrichtung von einem Automatikgetriebe angewendet werden. Darüber hinaus ist, während die vorliegende Erfindung bei dem vorstehend dargelegten Ausführungsbeispiel so beschrieben ist, dass sie auf ein Hybridantriebssystem mit einem Steuerelektromotor, einem Kraftaufteilplanetengetriebe, einem Antriebselektromotor und einem Getriebe angewendet wird, die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt; sie kann auch bei einem Hybridantriebssystem angewendet werden, das einen Elektromotor und ein Getriebe aufweist.
Industrielle Anwendbarkeit
Die Hydraulikschaltungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann in einem Automatikgetriebe, einer Hybridantriebseinheit oder dergleichen angewendet werden, die in Personenkraftfahrzeugen, Lastkraftwagen, Bussen, landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugen oder dergleichen montiert ist. Darüber hinaus ist die Hydraulikschaltungsvorrichtung für eine derartige Anwendung beispielsweise als eine Hybridantriebseinheit gut geeignet, bei der Öl verwendet wird, um einen Elektromotor zu kühlen, und es daher wahrscheinlich ist, dass Fremdstoffe wie beispielsweise Harzstücke sich in dem Öl vermischen, und wobei es erforderlich ist, dass verhindert wird, dass die Fremdstoffe in ein Ablaufloch eindringen.
Zusammenfassung
Eine Hydraulikschaltungsvorrichtung und ein Hybridantriebsgerät, das die Hydraulikschaltungsvorrichtung anwendet, sind offenbart. Ablauflöcher (25c und 25d) sind in einem Ventilkörper (10a) an Positionen angeordnet, die von Ventillöchern (20c und 20d) versetzt sind. Die Ablauflöcher weisen schornsteinartige lange Räume auf. Selbst wenn ein Isolationsmaterial (Lack), das sich von einem Elektromotor abgeschält hat, in dem Öl schwebt, kann die Möglichkeit, dass dieses Isolationsmaterial von den Ablauflöchern (25c und 25d) in Ablaufkammern (24c und 24d) eindringt, verringert werden.

Claims

Hydraulikschaltungsvorrichtung, die mit einem Ventilkörper versehen ist, der in einer Ölpfanne an einem unteren Abschnitt von einem Gehäuse angeordnet ist, wobei der Ventilkörper ein Ventilloch, an dem das Ventil befestigt ist, eine Ablaufkammer, die mit einem Ablaufanschluss des Ventils verbunden ist, und ein Ablaufloch hat, das die Ablaufkammer mit einem externen Abschnitt verbindet, wobei das Ablaufloch an einer Position angeordnet ist, die versetzt von dem Ventilloch sich befindet.
Hydraulikschaltungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Ablaufloch einen langen schornsteinartig geformten Raum aufweist.
Hydraulikschaltungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Ablaufkammerseite von dem Ablaufloch sich im Wesentlichen bis zu der gleichen Höhe erstreckt wie ein oberes Ende von dem Ventilloch der Ablaufkammer.
Hydraulikschaltungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Sieb in der Ölpfanne angeordnet ist; und eine obere Fläche der Abdeckung des Siebes in der Nähe von einer Öffnung des Ablauflochs angeordnet ist.
Hydraulikschaltungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei Rippenabschnitte an der Vorderseite und an der Rückseite von der Öffnung des Ablauflochs ausgebildet sind; und ein Verbindungskanal, der nach links und nach rechts offen ist, zwischen diesem vorderen und hinteren Rippenabschnitt ausgebildet ist.
Hydraulikschaltungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Ablaufanschluss von dem Ventil während des normalen Betriebs offen ist.
Hybridantriebssystem mit: einem Elektromotor, einem Getriebe und der Hydraulikschaltungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Elektromotor und das Getriebe in einem Gehäuse untergebracht sind und der Ventilkörper in einer Ölpfanne an einem unteren Abschnitt von dem Gehäuse angeordnet ist; und Schmieröl, dessen Druck durch ein in dem Ventilkörper befindliches Druckregulierventil reguliert wird, zu der Ölpfanne zurück zirkuliert, nachdem es zu dem Elektromotor geliefert worden ist und den Motor gekühlt hat.
Hybridantriebssystem mit einem Steuerelektromotor, einem Kraftverteilplanetengetriebe, einem Antriebselektromotor und einem Getriebe, wobei das Kraftverteilplanetengetriebe ein erstes Element, zu dem eine Abgabeleistung von einem Verbrennungsmotor übertragen wird, ein zweites Element, das mit dem Steuerelektromotor verbunden ist, und ein drittes Element aufweist, das mit einer Abgabewelle verbunden ist, und wobei die Abgabeleistung von dem Antriebselektromotor zu der Abgabewelle über das Getriebe übertragen wird, wobei das Hybridantriebssystem folgendes aufweist: die Hydraulikschaltungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Steuerelektromotor, das Kraftverteilplanetengetriebe, der Antriebselektromotor und das Getriebe in einem Gehäuse untergebracht sind, und der Ventilkörper in einer Ölpfanne an einem unteren Abschnitt von dem Gehäuse angeordnet ist, und Schmieröl, dessen Druck durch ein in dem Ventilkörper befindliches Druckregulierventil reguliert wird, zu der Ölpfanne zurück zirkuliert, nachdem es zu dem Steuerelektromotor und dem Antriebselektromotor geliefert worden ist und diese Motoren gekühlt hat.
Hybridantriebssystem gemäß Anspruch 8, wobei der Steuerelektromotor, das Kraftverteilplanetengetriebe, der Antriebselektromotor, das Getriebe und die Abgabewelle sämtlich an einer einzige Achse angeordnet sind; und die Ölpfanne und der Ventilkörper in einem unteren Abschnitt von einem Motorgehäuseabschnitt angeordnet sind, in dem der Antriebselektromotor untergebracht ist.