DE69513240T2

DE69513240T2 - Einrichtung zur wirksamen Schmierung eines Kraftübertragungssystems in einem Kraftfahrzeug bei der Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE69513240T2
Application number: DE69513240T
Authority: DE
Inventors: Daisuke Inoue; Hiroshi Ito; Hideki Yasue
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1994-08-12
Filing date: 1995-08-10
Publication date: 2000-06-08
Anticipated expiration: 2015-08-11
Also published as: EP0895002A3; JPH08105520A; US5662188A; EP0696697B1; DE69528999D1; EP0895002B1; EP0696697A1; JP3322072B2; DE69513240D1; EP0895002A2; DE69528999T2

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein Motorfahrzeug, das eine Schmiervorrichtung für ein Kraftübertragungssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 hat.

Diskussion des Standes der Technik

Ein Kraftübertragungssystem wie beispielsweise ein Getriebe, eine Drehzahlreduzierungsvorrichtung oder eine Differentialgetriebevorrichtung, die in einem Motorfahrzeug verwendet wird, ist mit einer Schmiervorrichtung zur Schmierung verschiedener sich drehender Bauteile des Kraftübertragungssystems ausgestattet, um Lagerabschnitte und gegeneinander abwälzende Abschnitte der sich drehenden Bauteile vor Fressen oder frühem Verschleiß zu schützen. Deshalb wurden verschiedenen Arten einer solchen Schmiervorrichtung für das Fahrzeugkraftübertragungssystem vorgeschlagen. Als ein Beispiel der Schmiervorrichtung ist eine sogenannte "Ölbadschmierung" bekannt, bei der Abschnitte des Kraftübertragungssystems in ein Schmieröl eingetaucht werden, das in einer geeigneten Ölwanne gelagert ist, und das Schmieröl wird durch die sich drehenden Bauteile im Inneren des Kraftübertragungssystems während dem Betrieb zerstäubt. Ein anderes Beispiel der Schmiervorrichtung ist als sogenannte "zwangszugeführte Schmierung" bekannt, wobei das Schmieröl, das in der Ölwanne gespeichert ist, durch eine geeignete Ölpumpe angesaugt und unter Druck gesetzt wird und das unter Druck stehende Öl an die Schmierpunkte wie beispielsweise die Lagerung und sich abwälzende Abschnitte der Drehbauteile geliefert wird. In einer Schmiervorrichtung, wie sie in der Offenlegungsveröffentlichung Nr. 5-89061 der ungeprüften japanischen Gebrauchsmusteranmeldung offenbart ist, wird das Kraftübertragungssystem der Ölbadschmierung unterzogen, wenn die Drehzahl des Fahrzeugs relativ niedrig ist, während das Kraftübertragungssystem andererseits der zwangszugeführten Schmierung ebenso wie der Ölbadschmierung unterzogen wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs relativ hoch ist. Ferner sind zwei Arten an zwangszugeführter Schmierung bekannt, nämlich die mechanische zwangszugeführte Schmierung, bei der die Pumpe zur Lieferung des Schmieröls durch ein Bauteil des Kraftübertragungssystems angetrieben wird, und eine elektrisch betriebene zwangszugeführte Schmierung, bei der eine elektrisch betriebene Pumpe verwendet wird, um das Schmieröl zu fördern.
In der oben beschriebenen Ölbadschmierung wird das gespeicherte Schmieröl durch die Drehbauteile des Kraftübertragungssystems verrührt und zerstäubt, wenn diese Bauteile gedreht werden. In diesem Fall leidet das Fahrzeug in unerwünschter Weise an einem Energieverlust, insbesondere, wenn das Fahrzeug mit einer relativ hohen Geschwindigkeit fährt, d. h. wenn die sich drehenden Bauteile des Kraftübertragungssystems mit einer relativ hohen Drehzahl gedreht werden. Wenn die Ölbadschmierung in einem Elektrofahrzeug verwendet wird, wird die Reisedistanz des Fahrzeugs pro einer Batterieladung unerwünscht reduziert. Ferner neigt das Öl dazu, überhitzt zu werden, da das Schmieröl durch die sich drehenden Bauteile intensiv verrührt wird, was zu einer frühen Verschlechterung des Öls führt. Darüber hinaus ist die Bildung von Bläschen als ein Ergebnis der Vermischung des Öls durch die sich drehenden Bauteile in dem Schmieröl wahrscheinlich und das Übertragungssystem neigt dazu, an einer Ölleckage zu leiden.
In manchem Elektrofahrzeug wird die Fahrzeuggeschwindigkeit ausschließlich durch die Drehzahl eines Antriebsmotors des Fahrzeuges gesteuert. In diesem Fall ist die Drehzahl der Eingangs welle des Kraftübertragungssystems jedoch während dem Fahren des Fahrzeugs mit einer hohen Geschwindigkeit extrem hoch und das Kraftübertragungssystem kann durch die Ölbadschmierung nicht in notwendigen Maße um ein ausreichendes Ausmaß geschmiert werden.
Bei der Schmiervorrichtung, wie sie in der obigen Veröffentlichung offenbart ist, unterliegt das Kraftübertragungssystem zusätzlich zu der Ölbadschmierung der zwangszugeführten Schmierung, während das Fahrzeug mit einer relativen hohen Geschwindigkeit fährt. Diese Anordnung ist in der Lage, einen ausreichenden Schmiereffekt während dem Fahren des Fahrzeuges mit einer relativ hohen Geschwindigkeit sicherzustellen. Ferner kann die Menge des Schmieröls, das für die Ölbadschmierung verwendet wird, verringert werden, und der Energieverlust aufgrund der Vermischung des Öls durch die sich drehenden Bauteile wird dementsprechend reduziert. Jedoch leidet das Fahrzeug aufgrund der Vermischung des Öls durch die sich drehenden Bauteile des Kraftübertragungssystems an dem Energieverlust, solange das Kraftübertragungssystem der Ölbadschmierung unterliegt, während das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit fährt. Somit ist die offenbarte Schmiervorrichtung nicht im notwendigen Maße zufriedenstellend, wenn sie in dem Elektrofahrzeug verwendet wird, bei dem die Drehzahl des Kraftübertragungssystems extrem hoch ist, wenn sich das Fahrzeug mit eine relativ hohen Geschwindigkeit bewegt, und bei dem eine Verbesserung der Fahrdistanz pro einer Batterieladung erforderlich ist.
Im Unterschied zu der Ölbadschmierung ist es für die oben beschriebene mechanische zwangszugeführte Schmierung nicht wahrscheinlich, den Energieverlust hervorzurufen. Jedoch werden in dem Elektrofahrzeug alle drehbaren Bauteile des Kraftübertragungssystems ausgeschaltet, wenn das Fahrzeug gestoppt wird. Dementsprechend wird eine mechanische Ölpumpe, die dazu angepaßt ist, durch die Drehung des Kraftübertragungssystems betrieben zu werden, auch ausgeschaltet und deshalb wird das Schmieröl nicht mehr an das Kraftübertragungssystem geliefert. Dies bedeutet, daß das Kraftübertragungssystem nicht infolge des Wiederstarts des Fahrzeugs nach einem Halt in angemessener Weise geschmiert wird. Genauer gesagt beginnt das Kraftübertragungssystem beim Starten des Fahrzeugs, gedreht zu werden und dementsprechend wird das Schmieröl durch die mechanische Pumpe gefördert und allmählich an das Kraftübertragungssystem geliefert. Im tatsächlichen Betriebszustand des Fahrzeugs benötigt es jedoch eine gewisse Zeit, bevor das geförderte Öl das Kraftübertragungssystem erreicht. Ferner ist die Drehzahl des Kraftübertragungssystems bei und unmittelbar nach dem Start des Fahrzeugs für gewöhnlich relativ gering und dementsprechend ist die Menge an Schmieröl, das von der Pumpe gefördert wird, gering. Es ist jedoch eine große Menge an Schmieröl erforderlich, um das Kraftübertragungssystem bei und unmittelbar nach dem Start des Fahrzeugs ausreichend zu schmieren, da ein vergleichsweise großes Drehmoment auf das Kraftübertragungssystem über dessen Eingangswelle übertragen wird und eine relativ große Lastmenge auf das Lager und die sich abwälzenden Abschnitte des Kraftübertragungssystem wirkt. Im Falle, daß die Fahrzeugräder beim Anfahren des Fahrzeugs auf der Straßenoberfläche durchrutschen, werden die Zahnräder der Differentialgetriebevorrichtung mit einer hohen Drehzahl gedreht, wobei eine große Lastmenge darauf aufgebracht wird, und deshalb ist eine große Menge Schmieröl erforderlich, um die Zahnräder zu schmieren. Wenn die Zahnräder nicht in geeigneter Weise geschmiert werden, würden diese aufgrund des Mangels an Schmieröl beschädigt werden.
Bei der elektrisch betriebenen zwangszugeführten Schmierung ist die elektrisch Pumpe in der Lage, Schmieröl an das Kraftübertragungssystem unabhängig von der Drehzahl des Kraftübertragungssystems zu fördern. Auf diese Weise wird die elektrisch betriebene zwangszugeführte Schmierung vorzugsweise bei Elektrofahrzeugen verwendet, wo alle sich drehenden Bauteile des Kraftübertragungssystems infolge des Anhaltens des Fahrzeugs ausgeschaltet werden. Jedoch leidet die elektrisch betriebene zwangszugeführte Schmierung an verschiedenen Problemen, wie nachstehend beschrieben wird. Beispielsweise benötigt die elektrisch betriebene zwangszugeführte Schmierung einen Elektromotor zum Betreiben der elektrischen Pumpe, was die Herstellungskosten der Schmiervorrichtung im Vergleich zu der vorstehend beschriebenen mechanischen zwangszugeführten Schmierung in die Höhe treibt. Ferner haben Bauteile des Elektromotors wie beispielsweise eine Schleifbürste eine vergleichsweise kürzere Lebensdauer als das Fahrzeug selbst und müßten regelmäßig ersetzt und geprüft werden. Dieser regelmäßige Ersatz und die regelmäßige Prüfung machen die Fahrzeuginstandhaltung aufwendig. Um eine ausreichende Schmierwirkung beim Starten des Fahrzeugs in der die Elektropumpe verwendenden Schmiervorrichtung zu erhalten, muß der Motor der Elektropumpe im Betriebszustand zum Betreiben der Elektropumpe gehalten werden, so daß er in der Lage ist, das Schmieröl kontinuierlich an das Kraftübertragungssystem zu fördern, sogar während sich das Fahrzeug in einem Stopzustand befindet, da es nicht möglich ist, vorauszusehen, wann das Beschleunigungspedal durch den Fahrzeugführer zum Wiederstarten des Fahrzeugs herabgedrückt wird. In diesem Fall ist der von dem Elektromotor zum kontinuierlichen Betreiben der Elektropumpe verbrauchte elektrische Strom im allgemeinen größer als der Energieverlust der durch die mechanische zwangszugeführte Schmierung erfahren wird, bei dem die mechanische Pumpe durch Drehung des Kraftübertragungssystems betrieben wird.
Der Oberbegriff des Anspruchs 1 geht von einem Fahrzeug aus, insbesondere von einem Getriebe für ein Fahrzeug, das ein Schmiersystem hat, wie es in der US 5,158,152 offenbart ist. Dieses Schmiersystem weist eine Ölwanne zum Bevorraten von Schmieröl auf, in das sich drehende Bauteile des Übertragungssystems zumindest teilweise eingetaucht werden, um die sogenannte Ölbadschmierung auszuführen. Des weiteren hat das Schmiersystem ein Hilfsölreservoir, das über Ölkanäle mit der Ölwanne verbunden ist, in der eine Ölpumpe angeordnet ist, um das Öl während eines Hochgeschwindigkeitsbetriebes des Kraftübertragungssystems von der Ölwanne zu dem Hilfsölreservoir zu fördern. Es wird offenbart, daß in den Ölkanälen Ausstoßlöcher vorgesehen sind, um die sich drehenden Teile des Übertragungssystems zu schmieren, wenn die Ölpumpe in Betrieb ist. Das bedeutet, daß das Schmier system gemäß diesem Dokument aus einer Kombination einer Ölbadschmierung und einer zwangszugeführten Schmierung besteht, wobei in dem Fall, wenn das Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit fährt, die Ölmenge, die durch die Ölpumpe geliefert wird, gering ist, so daß der Ölpegel in der Ölwanne hoch ist und der Abschnitt der Zahnräder des Getriebes, die in das Schmieröl eingetaucht werden, relativ groß ist. Das von der Ölpumpe gepumpte Öl wird zu den Ausstoßlöchern geliefert, zum direkten Schmieren der sich drehenden Teile des Getriebes und zum Hilfsölreservoir. Bei einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit nimmt die Menge des Schmieröls, das von der Ölpumpe gepumpt wird, so zu, daß ein Teil des Öls, der nicht durch die Ausstoßlöcher ausgespritzt wird und der deshalb zu dem Hilfsölreservoir geliefert wird, ebenso ansteigt. Es wird des weiteren offenbart, daß die Ölmenge, die von der Ölwanne an das Hilfsölreservoir transportiert wird, in Abhängigkeit von jeglicher Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht wird, da die Ölpumpe wirksam mit dem Getriebe verbunden ist. Andererseits wird das in dem Hilfsölresevoir gespeicherte Öl durch eine kleine Bohrung mit einer im wesentlichen konstanten Strömungsrate an das Getriebegehäuse ausgestoßen. Dies bedeutet, daß der Ölpegel in der Ölwanne während einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit so fällt, daß der Abschnitt der Zahnräder des Getriebes, die in das Öl eingetaucht werden, relativ klein ist.
Mit anderen Worten, dieses Dokument lehrt, daß die Ölpumpe Schmieröl in Abhängigkeit von der Getriebegeschwindigkeit an die Ausstoßbohrungen und das Hilfsölreservoir liefert, um den Ölpegel in Ölwanne in Abhängigkeit von einer Zunahme oder Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit zu erhöhen oder abzusenken.
In Anbetracht dieses Standes der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Motorfahrzeug zu entwickeln, das durch einen Elektromotor betrieben und mit einem Schmiersystem ausgerüstet ist, das einen geringen Energieverlust hervorruft.
Diese Aufgabe wird durch ein Motorfahrzeug, daß die technischen Merkmale gemäß dem Patentanspruch 1 enthält, gelöst.
In einem herkömmlichen Getriebe gemäß dem Stand der Technik besteht das Problem des Energieverlustes, insbesondere bei einem Elektromotorfahrzeug, der aus der Ölbadschmierung hervorgeht und der die Fahrdistanz des Elektrofahrzeuges pro Batterieladung unerwünscht reduziert. Um dieses Problem zu minimieren, wird erfindungsgemäß nur die zwangszugeführte Schmierung bewirkt, nachdem die Fahrzeuggeschwindigkeit den Grenzwert überschritten hat, d. h., nachdem die vorbestimmte Menge an Schmieröl in dem Hilfsölreservoir gespeichert worden ist.
Ferner kann das Problem entstehen, daß das Kraftübertragungssystem gemäß dem Stand der Technik während einem zeitweisen Stop des Fahrzeugs nicht geschmiert werden kann, wenn die Schmierung nur durch die zwangszugeführten Schmierung bewirkt wird. Diesbezüglich soll betont werden, daß ein Elektromotorfahrzeug für gewöhnlich in einer solchen Art und Weise angepaßt wird, daß alle sich drehenden Bauteile des Kraftübertragungssystems während dem Stop des Fahrzeugs in einer Ruhestellung sind, um die Energieresourcen zu schonen.
Das heißt, die mechanische Ölpumpe wird während dem zeitweisen Stop des Elektromotorfahrzeugs nicht betrieben und das Getriebe wird nicht geschmiert.
Ein Motorfahrzeug unter Verwendung eines Verbrennungsmotors als Antriebsquelle, wie es beispielsweise in der DE-A-39 21 932 offenbart ist, das auch die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 enthält, leiden nicht an den oben erläuterten Problemen. Deshalb muß die Schmiervorrichtung in dem motorgetriebenen Fahrzeug nicht so angeordnet werden, daß der Pegel des Ölbads unterhalb des unteren Endes des Getriebes angesenkt wird, nachdem die Fahrzeugdrehzahl einen bestimmten Wert überschritten hat, da der Energieverlust aufgrund der Ölbadschmierung einen beträchtlich kleineren Einfluß auf die Energiesparsamkeit bei dem motorbetriebenen Fahrzeug hat, als im Elektromotorfahrzeug. In dieser Hinsicht lehrt der Stand der Technik, daß das Automatik-Getriebe teilweise in das Ölbad eingetaucht wird, sogar wenn das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit fährt.
Ferner muß das motorbetriebene Fahrzeug, bei dem die mechanische Ölpumpe noch durch das Getriebe betrieben werden kann, sogar während dem zeitweisen Stop des Fahrzeugs, nicht so konstruiert sein, daß das Getriebe durch die Ölbadschmierung geschmiert wird, nachdem das Fahrzeug gestoppt worden ist. In dem Elektromotorfahrzeug der vorliegenden Erfindung wird jedoch das Getriebe in das Ölbad eingetaucht, wenn das Schmieröl nicht in dem Ölreservoir gespeichert wird, d. h., wenn das Fahrzeug gestoppt wird.
In der vorliegenden Schmiervorrichtung wird das Kraftübertragungssystem hauptsächlich durch die mechanische Ölpumpe unter Zwangszuführung geschmiert, während das Kraftübertragungssystem zur gleichen Zeit der Ölbadschmierung unterzogen wird, bevor die vorbestimmte Ölmenge mit einer Zunahme der Drehzahl des Kraftübertragungssystem in dem Ölreservoir angesammelt wird. Auf diese Weise gewährleistet die Schmiervorrichtung einen zufriedenstellenden Schmiereffekt bei und unmittelbar nach dem Start des Fahrzeugs, d. h. wenn die Drehzahl des Kraftübertragungssystems relativ niedrig ist. Wenn die Drehzahl des Kraftübertragungssystems zunimmt, wird das Schmieröl in dem Ölreservoir angesammelt. Folglich wird das Schmieröl, das in dem Bodenabschnitt des Gehäuses gespeichert war, um ein solches Ausmaß verringert, daß das Kraftübertragungssystem nicht mehr in das Ölbad eingetaucht wird. In diesem Zustand wird die Ölbadschmierung nicht bewirkt und deshalb wird das Kraftübertragungssystem ausschließlich durch die zwangszugeführte Schmierung mittels der mechanischen Ölpumpe geschmiert, wodurch der Energieverlust und das Überhitzen des Schmieröls vermieden werden, was aus der Vermischung des Öls durch die sich drehenden Bauteile des Kraftübertragungssystems bewirkt würde, während die Drehzahl des Kraftübertragungssystems relativ hoch ist. Die vorliegende Vor richtung stellt eine wirksame Schmierung sicher, wenn sie in einem Elektrofahrzeug verwendet wird, bei dem die Drehzahl des Kraftübertragungssystems während einer Hochgeschwindigkeitsfahrt des Fahrzeugs übermäßig hoch ist.
Die vorbestimmte kritische Fördermenge der mechanischen Ölpumpe, bei der das Schmieröl beginnt, in dem Ölreservoir gespeichert zu werden, ist eine Menge, die gewährleistet, daß die Schmiervorrichtung einen zufriedenstellenden Schmiereffekt ausschließlich durch die zwangszugeführte Schmierung, die durch die mechanische Ölpumpe bewirkt wird, geschaffen wird. Es ist wünschenswert, daß die kritische Fördermenge auf einen Wert eingestellt wird, der so niedrig wie möglich ist, um den Energieverlust aufgrund der Vermischung des Öls durch die sich drehenden Bauteile des Kraftübertragungssystems zu minimieren. Das Ölreservoir in der vorliegenden Schmiervorrichtung kann ein Sammelbehälter sein. In diesem Fall wird das Schmieröl dann, wenn die Fördermenge der Ölpumpe den vorbestimmten kritischen Wert überschreitet und der hydraulische Druck des Öls höher als ein vorbestimmter Wert wird, mit einer Zurückziehbewegung eines Kolbens in den Sammelbehälter in einer Richtung zur Erhöhung des Volumens der Sammelkammer des Sammelbehälters allmählich in dem Sammelbehälter gesammelt. Das Ölreservoir kann mit einer Strömungsreguliervorrichtung ausgerüstet sein, die es erlaubt, daß das gesammelte Schmieröl mit einer gesteuerten Strömungsrate ausgestoßen wird, so wie eine Öffnung oder ein Strömungswiderstandselement, das eine geeignete Querschnittsfläche hat, oder mit einem Strömungssteuerventil. In diesem Fall wird das Schmieröl, das in das Ölreservoir strömt, ausgestoßen, ohne darin angesammelt zu werden, während die Fördermenge der mechanischen Ölpumpe gering ist, und das Schmieröl beginnt, in dem Ölreservoir gesammelt zu werden, wenn eine Menge des Öls, das in das Ölreservoir strömt, einen vorbestimmten Wert überschreitet. Das von dem Ölreservoir ausgestoßene Schmieröl kann direkt in das Ölbad am Boden des Gehäuses zurückgebracht werden, oder auf die Schmierpunkte in dem Kraftübertragungssystem gerichtet werden.
In der so konstruierten Schmiervorrichtung wird das Kraftübertragungssystem ausreichend über seinen gesamten Drehzahlbereich von einer relativ niedrigen Drehzahl zu einer relativ hohen Drehzahl ausreichend geschmiert, während der Energieverlust reduziert wird und das Überhitzen des Schmieröls verhindert wird. Die vorliegende Erfindung wird vorzugsweise in einem Elektrofahrzeug verwendet, in dem die Drehzahl des Kraftübertragungssystems beträchtlich hoch ist, wenn die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs hoch ist. Ferner ist die vorliegende Vorrichtung wirksam, um die Fahrdistanz pro einer Autobatterieladung des Elektrofahrzeugs zu verbessern. In der Schmiervorrichtung gemäß diesem Aspekt der Erfindung wird das Kraftübertragungssystem, das prinzipiell durch das Öl, das von der mechanischen Pumpe gefördert wird, zwangsgeschmiert wird, auch Ölbadgeschmiert, wenn die Fahrzeugfahrgeschwindigkeit relativ niedrig ist. Diese Anordnung erlaubt es, die Kosten der Herstellung der Schmiervorrichtung zu reduzieren und den elektrischen Leistungsverbrauch des Fahrzeugs zu reduzieren, im Vergleich zu dem elektrisch betriebenen zwangszugeführten Schmiersystem, bei dem die Pumpe zur Förderung des Schmieröls durch einen Elektromotor betrieben wird. Des weiteren gewährleistet diese Anordnung einen ausreichenden Schmiereffekt mit einer hohen Zuverlässigkeit und erlaubt eine leichte Instandhaltung des Fahrzeugs, wobei die regulären Prüf- und Austauschkosten einer Schleifbürste und anderer Komponenten des Elektropumpenmotors minimiert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die obigen und optionale Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung, werden anhand des Studiums der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verstanden:
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, das ein Kraftübertragungssystem zur Verwendung in einem Elektrofahrzeug zeigt, das mit einer Schmiervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist.
Die Fig. 2A-2G sind Graphen, die die Ölpegel und die Strömungsraten in die Schmiervorrichtung der Fig. 1 zeigen, die sich mit der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs ändern.
Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm, das ein Kraftübertragungssystem zeigt, das mit einer Schmiervorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgerüstet ist.
Fig. 4 ist eine Ansicht, die in anderes Beispiel einer Sammelkammer, die in der Schmiervorrichtung aus Fig. 3 verwendet wird, zeigt.
Fig. 5 ist ein schematisches Diagramm, das ein Kraftübertragungssystem mit einer Schmiervorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Steuerungsprogramm zur Steuerung eines Solenoidventils, das in der Schmiervorrichtung aus Fig. 5 verwendet wird, zeigt.
Fig. 7 ist ein schematisches Diagramm, das ein Kraftübertragungssystem mit einer Schmiervorrichtung gemäß einem noch weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
Fig. 8 ist ein schematisches Diagramm, das einen hydraulischen Schaltkreis zeigt, der in einem Elektrofahrzeug verwendet wird, der gemäß einem noch weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebaut ist.
Fig. 9 ist eine Ansicht, die eine spezifische Anordnung eines Drucksteuerungsventils und eines Strömungssteuerungsventils zeigt, die in dem hydraulischen Schaltkreis aus Fig. 8 verwendet werden.
Fig. 10 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Steuerungsprogramm zur Steuerung eines Elektromotors zum Betreiben einer Pumpe, die in der Schmiervorrichtung aus Fig. 8 verwendet wird, zeigt.
Fig. 11 ist ein Graph, der ein Verhältnis zwischen der Drehzahl des Elektromotors, der in der Schmiervorrichtung aus Fig. 8 verwendet wird, und der Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt.
Fig. 12 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Ventils zeigt, das in der Schmiervorrichtung aus Fig. 8 anstelle des Drucksteuerungsventils und des Strömungssteuerungsventils verwendet wird.
Fig. 13 ist ein schematisches Diagramm, das eine Schmiervorrichtung zeigt, die in einem Elektrofahrzeug verwendet wird, die gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebaut ist.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Unter zunächster Bezugnahme auf das schematische Diagramm aus Fig. 1 sind ein Elektroantriebsmotor 10 und eine Hinterachse 12 (transaxle) für ein Elektromotorfahrzeug dargestellt. Die Hinterachse 12 enthält ein Gehäuse 14, eine Drehzahlreduzierungsvorrichtung der Planetengetriebebauart 16 und eine Differentialgetriebevorrichtung von der Kegelradgetriebebauart 18, die in dem Gehäuse 14 so untergebracht sind, daß sie koaxial zu dem Elektroantriebsmotor 10 angeordnet sind. Die Drehzahlreduzierungsvorrichtung 16 enthält ein Sonnenrad 22, das mit einer Motorwelle 20 des Antriebsmotors 10 verbunden ist, mehrere Planetengetrieberitzel 24, die mit dem Sonnenrad 22 wälzen, einen Träger 26, der die Planetengetrieberitzel 24 drehbar lagert, und ein Ringzahnrad, das mit dem Gehäuse 14 verbunden ist und mit den Planetengetrieberitzeln 24 wälzt. Die Differentialgetriebevorrichtung 18 enthält eine Welle 30, die einstückig an dem Träger 26 befestigt ist und die in einer Ebene senkrecht zu einer Achse der Drehzahlreduzierungsvorrichtung 16 gedreht wird, ein Paar aus ersten Kegelradzahnrädern 32, die drehbar auf der Welle 30 montiert sind, zweite Kegelzahnräder 34, 36, die so vorgesehen sind, daß sie koaxial zu der Drehzahlreduzierungsvorrichtung 16 drehbar vorgesehen sind, und die mit den jeweiligen ersten Kegelradzahnrädern 32 wälzen. Die zweiten Kegelradzahnräder 34, 36 sind mit den jeweiligen Übertragungswellen 38, 40 verkeilt, die mit den jeweiligen linken und rechten und Antriebsrädern des Fahrzeugs verbunden sind, so daß die zweiten Kegelradzahnräder 34, 36 zusammen mit den Getriebewellen 38, 40 gedreht werden. Die Drehung der Motorwelle 20 des Antriebsmotors 10 wird in das Sonnenrad 22 eingeleitet und durch den Träger 26 an die Differentialgetriebevorrichtung 18 ausgegeben, wobei das Ringzahnrad 28 als ein Reaktionselement dient. Die Drehgeschwindigkeit des Trägers 26 in Bezug zum Sonnenrad 22 ist in einem vorbestimmten geeigneten Übersetzungsverhältnis der Drehzahlreduzierungsvorrichtung 16 reduziert. Auf diese Wiese wird die Drehung des Motors 10 über die Drehzahlreduzierungsvorrichtung 16 und die Differentialgetriebevorrichtung 18 auf die Übertragungswellen 38, 40 übertragen. In diesem Ausführungsbeispiel bilden die Drehzahlreduzierungsvorrichtung 16, die Differentialgetriebevorrichtung 18 und die Übertragungswellen 38, 40 ein Kraftübertragungssystem. Es soll betont werden, daß die Hinterachse 12, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, größer als der Antriebsmotor 10 wie er in der Figur gezeigt ist, hergestellt wird.
Mit dem Träger 26 ist ein Pumpenantriebszahnrad 44 zum Betreiben einer mechanischen Pumpe in der Gestalt einer Zahnradpumpe 46 verbunden. Wenn das Zahnrad 44 während dem Fahren des Fahrzeuges durch die Drehung des Trägers 26 gedreht wird, saugt die Zahnradpumpe 46 ein Schmieröl aus einer Ölwanne 48, die im Bodenabschnitt des Gehäuses 14 ausgebildet ist, ein und fördert das Schmieröl über einen Zwangsführungsölkanal 50, der in dem Gehäuse 14 und der Hinterachse 12 ausgebildet ist, zu ausgewählten Schmierpunkten des Kraftübertragungssystems wie den Lagerabschnitten der Motorwelle 20 des Antriebsmotors 10, den Planetenzahnrädern 24, den Übertragungswellen 38, 40, den sich abwälzenden Abschnitten der Zahnräder der Drehzahlreduzierungsvorrichtung 16 und zu der Differentialgetriebevorrichtung 18. Eine Fördermenge der Zahnradpumpe 46 ändert sich proportional zu einer Änderung der Drehzahl des Trägers 26 und der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Wie in dem Graph in Fig. 2 gezeigt ist, ändert sich die Fördermenge der Zahnradpumpe 46 linear mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Die Fördermenge der Zahnradpumpe 46 ist Null, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V Null ist, d. h., während das Fahrzeug gestoppt ist. Das Schmieröl, das zu den Schmierpunkten des Kraftübertragungssystems geliefert wurde, tropft von den Schmierpunkten nach unten in den Boden des Gehäuses 14 oder wird durch einen nicht gezeigten Rücklaufkanal zu demselben zurückgeleitet. Die Menge des Schmieröls, das in dem Gehäuse 14 gespeichert ist, ist so vorbestimmt, daß das Ölbad einen Ölpegel A hat, der durch eine obere gestrichelte Linie in Fig. 1 angezeigt wird, nämlich so, daß die im wesentlichen unteren halben Abschnitte der Drehzahlreduzierungsvorrichtung 16 und der Differentialgetriebevorrichtung 18 in das Ölbad eingetaucht werden, wenn sich das Übertragungssystem in der Ruhestellung befindet. Die Zahnradpumpe 46 kann durch irgendeine andere mechanische Pumpe ersetzt werden, wie beispielsweise eine Flügelradpumpe oder eine Rootspumpe (eine Rotationspumpe der Nockenbauart).
Über einen Verzweigungskanal 53 ist ein Ölreservoir 52, das an einem oberen Abschnitt des Gehäuses 14 angeordnet ist, mit dem Zwangszuführungsölkanal 50 verbunden. Das Ölreservoir 52 ist dazu angepaßt, einen Teil des Schmieröls, das durch die Zahnradpumpe 46 gefördert wird, aufzunehmen. Das Schmieröl, das in das Ölreservoir 52 strömt, wird davon durch Schwerkraft mit einer vorbestimmten Strömungsrate durch eine Drainageöffnung 54, die am Boden des Ölreservoirs 52 ausgebildet ist, ausgestoßen. Die Menge des von der Drainageöffnung 54 ausgestoßenen Öls ist bevor die Fahrzeuggeschwindigkeit V eine vorbestimmte Geschwindigkeit SPD1 erreicht, gleich einem Betrag des Schmieröls, das in das Ölreservoir 52 strömt. Mit anderen Worten, das Schmieröl, das in das Ölreservoir 52 strömt, wird durch die Drainageöffnung 54 ausgestoßen, ohne in dem Ölreservoir 52 angesammelt zu wer den, bevor die Fahrzeuggeschwindigkeit V die Geschwindigkeit SPD1 erreicht. Die Menge des Schmieröls, das in das Ölreservoir 52 strömt, überschreitet die Ausstoßmenge aus der Drainageöffnung 54, nachdem die Fahrzeuggeschwindigkeit V die Geschwindigkeit SPD1 erreicht und bevor das Ölreservoir 52 voll Öl wird. Als ein Ergebnis wird das Schmieröl in dem Ölreservoir 52 angesammelt. Die Ölkapazität des Ölreservoirs ist so bestimmt, daß das Schmieröl, das in dem Gehäuse 14 gespeichert ist, einen Ölpegel B hat, der durch eine niedrigere gestrichelte Linie in Fig. 1 angezeigt wird, wenn das Ölreservoir 52 voll von dem Schmieröl ist. Dieser Ölpegel B wird so bestimmt, daß die Drehzahlreduzierungsvorrichtung 16 und die Differentialgetriebevorrichtung 18 oberhalb des Ölpegels B angeordnet sind, d. h., daß diese Vorrichtungen nicht mehr in das Schmieröl eingetaucht werden, das in dem Bodenabschnitt des Gehäuses 14 gespeichert ist. Bei dieser Anordnung wird deshalb das Kraftübertragungssystem während der Fahrzeugfahrgeschwindigkeit, die niedriger als die vorbestimmte Geschwindigkeit SPD1 ist, der Ölbadschmierung unterzogen, wobei die Abschnitte der Drehzahlreduzierungsvorrichtung 16 und der Differentialgetriebevorrichtung 18 in das Schmieröl eingetaucht werden, das in dem Bodenabschnitt des Gehäuses 14 gespeichert ist. Zur gleichen Zeit wird das Kraftübertragungssystem der zwangszugeführten Schmierung unterzogen, wobei die Drehzahlreduzierungsvorrichtung 16 und die Differentialgetriebevorrichtung 18 durch das Schmieröl, daß durch die Zahnradpumpe 46 gefördert und durch den Zwangsführungsölkanal 50 zugeführt wird, geschmiert werden. Nachdem die Fahrzeuggeschwindigkeit die vorbestimmte Geschwindigkeit SPD1 erreicht hat, wird der Ölpegel in dem Gehäuse 14 auf den Pegel B gesenkt, wie vorstehend beschrieben wurde, bei dem es unmöglich ist, die Ölbadschmierung zu bewirken, da der Ölpegel B unterhalb der Drehzahlreduzierungsvorrichtung 16 und der Differentialgetriebevorrichtung 18 liegt. Somit werden diese Vorrichtungen nur der zwangszugeführten Schmierung unterzogen. Es ist vorteilhaft, wenn die vorbestimmte Geschwindigkeit SPD1 auf einen Wert eingestellt wird, der niedrig genug ist, um den Energieverlust aufgrund der Vermischung des Schmieröls durch das Kraftübertragungssystem zu reduzieren, wobei gewährleistet wird, daß das Kraftübertragungssystem nur durch das Schmieröl, das durch die Zahnradpumpe 46 gefördert wird, ausreichend über Zwangszuführung geschmiert wird. Beispielsweise wird der Wert SPD1 so bestimmt, daß er gleich der Fahrzeuggeschwindigkeit ist, bei der die Drehzahl der Motorwelle 20 des Antriebsmotors 10 ungefähr 1000 Umdrehungen pro Minute beträgt. Jedoch hängt der Wert SPD1 von dem Drehzahlverhältnis der Drehzahlreduzierungsvorrichtung 16 und anderen Parametern ab. Die Größe der Drainageöffnung 54 ist so bestimmt, daß das Schmieröl beginnt, in dem Ölreservoir 52 bei der so bestimmten Geschwindigkeit SPD 1 angesammelt zu werden.
Die Graphen der Fig. 2A-2G zeigen Ölpegel und Strömungsraten des Schmieröls, die mit der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs variieren. Die gezeigten Ölpegel und Strömungsraten sind solche, die verwirklicht werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit für eine lange Zeit auf jedem Wert gehalten wird (beispielsweise auf SPD1). Diesbezüglich wird beispielsweise festgestellt, daß das Ölreservoir 52 mit dem Öl gefüllt wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit bei der vorbestimmten kritischen Geschwindigkeit SPD1 gehalten wird. Wie in den Graphen 2D und 2E gezeigt ist, ist die Strömungsrate des Schmieröls in das Ölreservoir 52 konstant gleich der Rate der Strömung des Schmieröls, das durch die Drainageöffnung 54 aus dem Ölreservoir 52 ausgestoßen wird, mit Ausnahme der Zeitperiode, die oben beschrieben wurde. Nachdem die Fahrzeuggeschwindigkeit V die vorbestimmte Geschwindigkeit SPD1 überschritten hat und das Schmieröl allmählich in dem Ölreservoir 52 angesammelt wird, fährt die Rate der Strömung des Schmieröls in das Ölreservoir 52 fort, mit einer Zunahme des hydraulischen Drucks des Schmieröls, das von der Zahnradpumpe 46 geliefert wird, anzusteigen und die Rate der Ausstoßströmung des Öls von der Drainageöffnung 54 wird dementsprechend erhöht. Nachdem das Ölreservoir 52 mit dem Schmieröl gefüllt ist, wird der Widerstand des Schmieröls aufgrund seiner Strömung in das Ölreservoir 52 vergleichsweise groß gemacht und die Rate der Zunahme der Schmierölmenge, die für die zwangszugeführte Schmierung der Schmierpunkte in dem Kraftübertragungssystem verwendet wird, wird dementsprechend erhöht. Mit dem Zwangsführungsölkanal 50 ist ein Überdruckventil 56 verbunden, um einen übermäßigen Anstieg des Drucks des Schmieröls, das durch die Zahnradpumpe 46 gefördert wird, zu verhindern, und um eine Last, die auf die Zahnradpumpe 46 wirkt, zu reduzieren, um den Energieverlust zu minimieren. Der Überdruck des Ventils 56 wird vorzugsweise auf einen Wert eingestellt, der so niedrig wie möglich ist, während gewährleistet wird, daß die Schmierpunkte in dem Kraftübertragungssystem in angemessener Weise durch das Schmieröl, das von der Zahnradpumpe 46 geliefert wird, geschmiert werden. Bei der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD1 ist die Menge des durch die Zahnradpumpe 46 geförderten Öls für die zwangszugeführte Schmierung ausreichend. In Anbetracht dessen kann der Überdruck des Ventils 56 beispielsweise auf einem Niveau eingestellt werden, das etwas höher als ein Niveau ist, das der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD1 entspricht.
In der so aufgebauten Schmiervorrichtung wird das Kraftübertragungssystem prinzipiell über Zwangszuführung durch das Schmieröl geschmiert, das von der Zahnradpumpe 46 gefördert wird. Die Abschnitte der Drehzahlreduzierungsvorrichtung 16 und der Differentialgetriebevorrichtung 18 werden jedoch in das Schmierölbad im Bodenabschnitt des Gehäuses 14 eingetaucht, bevor die Fahrzeuggeschwindigkeit V die vorbestimmte Geschwindigkeit SPD1 erreicht und deshalb bevor das Schmieröl in dem Ölreservoir 52 angesammelt wird. Dementsprechend wird das Kraftübertragungssystem sowohl der Ölbadschmierung als auch der zwangszugeführten Schmierung unterzogen, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit V die vorbestimmte Geschwindigkeit SPD1 erreicht hat. Diese Anordnung gewährleistet eine ausreichende Schmierwirkung sogar wenn die Fördermenge der Zahnradpumpe 46 relativ gering ist, d. h., sogar wenn die Strömungsrate des Öls, das für die zwangszugeführte Schmierung verwendet wird, relativ niedrig ist, beispielsweise unmittelbar nach dem Start des Fahrzeugs. Somit ist diese Anordnung in der Lage, die Lagerabschnitte und die Zahnräder des Kraftübertragungssystems gegen Fressen, Verschleiß und Beschädigungen zu schützen, was aus einem Mangel an Schmieröl resultieren würde, wodurch eine beträchtliche Verbesserung der Lebensdauer der Bauteile des Kraftübertragungssystems sichergestellt wird. Bei dieser Anordnung werden beispielsweise die Zahnräder der Differentialgetriebevorrichtung 18 auch mit einer hohen Zuverlässigkeit vor Beschädigung aufgrund eines Mangels an Schmieröl geschützt, sogar wenn die Fahrzeugräder auf der Straßenoberfläche beim Anfahren des Fahrzeugs durchrutschen.
Nachdem die Fahrzeuggeschwindigkeit V die vorbestimmte Geschwindigkeit SPD1 erreicht hat, wird das Schmieröl, das von der Zahnradpumpe 46 geliefert wird, über den Verzweigungsölkanal 53 allmählich in dem Ölreservoir 52 angesammelt. Als ein Ergebnis fällt der Pegel des Schmierbades in dem Bodenabschnitt des Gehäuses 14 von dem Pegel A auf den Pegel B, wie in Fig. 1 gezeigt ist. In diesem Zustand befinden sich die Drehzahlreduzierungsvorrichtung 16 und die Differentialgetriebevorrichtung 18 vollständig oberhalb des Pegels B, was es unmöglich macht, diese Vorrichtungen durch die Ölbadschmierung zu schmieren. Auf diese Weise wird das Kraftübertragungssystem hauptsächlich durch das Schmieröl, das durch die Zahnradpumpe 46 gefördert und durch den Zwangsführungsölkanal 50 zugeführt wird, zwangsgeschmiert, wobei der Energieverlust und das Überhitzen des Schmieröls wirksam verhindert werden, was durch das Verrühren des Schmieröls hervorgerufen würde, wenn das Kraftübertragungssystem mit einer relativ hohen Drehzahl gedreht wird. Die zwangszugeführte Schmierung ist in der Lage, einen ausreichenden Schmiereffekt zu gewährleisten, wenn die Motorwelle 20 des Antriebsmotors 10 mit einer relativ hohen Drehzahl gedreht wird.
Bei der so aufgebauten Schmiervorrichtung wird das Kraftübertragungssystem über den gesamten Bereich seiner Drehzahl von einer relativ niedrigen Drehzahl zu einer relativ hohen Drehzahl ausreichend geschmiert, während der Energierverlust reduziert und das Überhitzen des Schmieröls, das an die Schmierpunkte geliefert wird, vermieden wird. Ferner kann die Fahrdistanz des vorliegenden Elektrofahrzeuges pro Batterieladung beträchtlich erhöht werden, im Vergleich zu dem herkömmlichen Elektrofahrzeug, bei dem das Kraftübertragungssystem nur durch die Ölbadschmierung geschmiert wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Kraftübertragungssystem, das hauptsächlich über Zwangszuführung geschmiert wird, auch im Ölbad geschmiert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ niedrig ist. Diese Anordnung gestattet reduzierte Herstellungskosten der Schmiervorrichtung und einen reduzierten elektrischen Stromverbrauch des Fahrzeuges im Vergleich zu dem elektrisch betriebenen zwangszugeführten Schmiersystem, bei dem eine Pumpe zur Förderung des Schmieröls durch einen dafür bestimmten Elektromotor angetrieben wird. Des weiteren gewährleistet diese Anordnung einen zufriedenstellenden Schmierungseffekt mit eine hohen Zuverlässigkeit und gestaltet eine einfache Instandhaltung des Fahrzeuges, wobei ein reguläres Prüfen und Ersetzen einer Schleifbürste und anderer Komponenten des Elektropumpenmotors beseitigt werden.
Als nächstes wird auf Fig. 3 Bezug genommen, wo eine Schmiervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben wird, in dem die gleichen Bezugszeichen wie im vorhergehenden ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden, um die entsprechenden Baueile zu benennen und eine detaillierte Erläuterung davon wird weggelassen.
In diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Verzweigungsölkanal 53 mit einem Sammelbehälter 60 anstelle des Ölreservoirs 52, das im ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird, verbunden. In einer Modifikation, die nicht Teil der Erfindung ist, kann die Schmierölmenge, die in dem Gehäuse 14 gespeichert ist, vorbestimmt werden, so daß sie einen Ölpegel C verwirklicht, wie er durch eine gestrichelte Linie in Fig. 3 angezeigt wird, so daß die Drehzahlreduzierungsvorrichtung 16 und die Differentialgetriebevorrichtung 18 oberhalb des Schmierölbades positioniert werden können. Der Sammelbehälter 60 hat einen Kolben 64, der durch eine Feder 62 vorgespannt ist. Wenn der hydraulische Druck des Schmieröls, das durch den Verzweigungsölkanal 53 strömt, höher als ein vorbestimmtes Niveau wird (d. h., ein eingestellter Druck des Sammelbehälters 60), der der Vorspannkraft der Feder 62 entspricht, strömt das Schmieröl in den Sammelbehälter 60, während es den Kolben 64 entgegen der Vorspannkraft der Feder 62 schiebt. Der oben angegebene eingestellte Druck des Sammelbehälters 60 wird so bestimmt, daß er es dem Schmieröl gestattet, nur dann in den Sammelbehälter 60 zu strömen, nachdem eine ausreichende Menge des Schmieröls an die Schmierpunkte des Kraftübertragungssystems geliefert wurde. Bei dieser Anordnung wird das geförderte Öl ausschließlich an die Schmierpunkte für die zwangszugeführte Schmierung geliefert, wenn die Drehzahl des Kraftübertragungssystems relativ niedrig ist, d. h., wenn die Menge des Schmieröls, das durch die Zahnradpumpe 46 gefördert wird, relativ gering ist. Nachdem eine ausreichende Menge des Öls an die Schmierpunkte gefördert wurde, wird es dem Öl gestattet, in den Sammelbehälter 16 zu strömen und darin gesammelt zu werden. Der eingestellte Druck des Sammelbehälters 60 wird so eingestellt, wie er durch Verändern der Vorspannkraft der Feder 62 oder einer Vorbelastungswirkung auf den Kolben 64 gewünscht ist. Der Sammelbehälter 60, der in diesem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird, kann durch einen Sammelbehälter irgendeines anderen Typs ersetzt werden, beispielsweise kann ein Sammelbehälter 78, wie er in Fig. 4 gezeigt ist, in der vorliegenden Schmiervorrichtung verwendet werden. Dieser Sammelbehälter 78 hat eine Gaskammer 76, die teilweise durch eine Membran 74 gebildet wird. Der eingestellte Druck des Sammelbehälters 78 kann durch Verändern des Gasdrucks in der Kammer 76 eingestellt werden.
Bei der so aufgebauten Schmiervorrichtung ist ein Rückschlagventil 66 zwischen dem Verzweigungsölkanal 53 und dem Sammelbehälter 60 vorgesehen. Das Schmieröl strömt durch das Rückschlagventil 66 in den Sammelbehälter 60, wenn der Druck des Schmieröls in dem Verzweigungsölkanal 53 höher als der oben beschriebenen eingestellte Druck des Sammelbehälters 60 ist. Die vorliegende Schmiervorrichtung ist ferner mit einer Ausstoßleitung 68 zwischen dem Sammelbehälter 60 und dem Verzweigungsölkanal 53 versehen, so daß die Ausstoßleitung 68 parallel zu dem Rückschlagventil 66 angeordnet ist. Wenn der Öldruck in dem Verzweigungsölkanal 53 niedriger als derjenige in dem Sammelbehälter 60 wird, wird der Kolben 64 in die Vorspannrichtung der Feder 62 bewegt. Als ein Ergebnis wird das in dem Sammelbehälter 60 gespeicherte Schmieröl über die Ausstoßleitung 68 in den Verzweigungsölkanal 53 ausgestoßen und anschließend zu den Schmierpunkten geliefert. Bei der Ausstoßleitung 68 ist eine Öffnung 70 als Strömungseinschränkungsvorrichtung vorgesehen, um eine Strömungsrate des Schmieröls, das von dem Sammelbehälter 60 ausgestoßen wird, zu beschränken. Im Falle, daß die Zahnradpumpe 46 infolge des Stoppens des Fahrzeuges ausgeschaltet wird, wird das Schmieröl, das in dem Sammelbehälter 60 gespeichert ist, davon für eine gegebene Zeitdauer, d. h. ungefähr für drei bis fünf Minuten, was etwas länger als ein üblicher Stop des Fahrzeuges beim Warten für ein Verkehrssignallicht ist, geliefert. Bei dieser Anordnung werden die Schmierpunkte in dem Kraftübertragungssystem für eine Weile durch das Schmieröl, das von dem Sammelbehälter 60 ausgestoßen wird, geschmiert, sogar nachdem die Zahnradpumpe 46 ausgeschaltet wird, wenn das Fahrzeug stoppt. Die Menge und der eingestellte Druck des Sammelbehälters 60 und der Querschnittsfläche des Fluidstroms der Öffnung 70 werden so bestimmt, daß das Schmieröl für eine gewünschte Zeitdauer aus dem Sammelbehälter 60 ausgestoßen wird, nachdem die Zahnradpumpe 46 ausgeschaltet wurde. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann das Schmieröl in dem Sammelbehälter 60 über die Ausstoßleitung 68 fließen, wenn der Druck des Schmieröls, das durch den Verzweigungsölkanal 53 strömt, höher als der voreingestellte Druck des Sammelbehälters 60 wird.
Bei der so aufgebauten Schmiervorrichtung wird eine ausreichende Menge des Schmieröls durch die Zahnradpumpe 46 an die Schmierpunkte gefördert, während das Fahrzeug läuft, während zur gleichen Zeit ein Teil des Schmieröls über den Verzweigungsölkanal 53 in den Sammelbehälter 60 strömt und darin gespeichert wird. Wenn andererseits die Fördermenge der Zahnradpumpe 46 mit einer Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt und der Öldruck in dem Verzweigungsölkanal 53 niedriger als derjenige in dem Sammelbehälter 60 wird, wird das Schmieröl in dem Sammelbehälter 60 über die Ausstoßleitung 68 mit einer Strömungsrate, die durch die Öffnung 70 gesteuert wird, an die Schmierpunkte ausgestoßen. Bei dieser Anordnung werden deshalb sogar dann, wenn das Schmieröl infolge des Stoppens des Fahrzeugs nicht durch die Zahnradpumpe 46 gefördert wird, die Schmierpunkte in angemessener Weise für die vorbestimmte Zeitdauer durch das Schmieröl geschmiert, das von dem Sammelbehälter 60 mit der vorbestimmten Strömungsrate über die Ausstoßleitung 68 geliefert wird. Auf diese Weise leidet diese Anordnung nicht an einer unzureichenden Versorgung mit Schmieröl, wenn das Fahrzeug wieder gestartet wird, nachdem es für eine relativ kurze Zeitdauer angehalten ist, während dem das Schmieröl weiter aus dem Sammelbehälter 60 gefördert wird. Die Schmiervorrichtung gemäß des vorliegenden Ausführungsbeispiels, ist aufgrund des Schmieröls, das aus dem Sammelbehälter 60 ausgestoßen wird, wenn das Kraftübertagungssystem mit einer relativ niedrigen Drehzahl gedreht wird, d. h., wenn die Schmierpunkte des Kraftübertragungssystems nicht durch das Schmieröl ausreichend geschmiert werden können, das von der Zahnradpumpe 46 gefördert wird, in der Lage, eine ausreichende Schmierwirkung zu gewährleisten.
In der Schmiervorrichtung gemäß der Abwandlung, die nicht Teil der Erfindung ist, können die Schmierpunkte in dem Kraftübertragungssystem nicht durch das Schmieröl, das in dem Sammelbehälter 60 gespeichert ist, durch Zwangszuführung geschmiert werden, wie vorstehend beschrieben wurde, da das Schmieröl infolge eines ersten Anfahrens des Fahrzeugs oder Wiederstarten des Fahrzeugs nach einem Stop für eine relativ lange Zeitdauer nicht in dem Sammelbehälter 60 gespeichert ist. Jedoch kann diese Anordnung zumindest eine ausreichende Schmierwirkung gewährleisten, wenn das Fahrzeug nach dem Stop für eine relativ kurze Zeitdauer wieder gestartet wird, während dem das Schmieröl in dem Sammelbehälter 60 fortfährt, über die Ausstoßleitung 68 ausgestoßen und an das Kraftübertragungssystem gefördert zu werden. Somit ist eine solche Schmiervorrichtung in der Lage, die Lagerabschnitte und die Kraftübertragungszahnräder vor einem Fressen, Verschleiß oder Beschädigung aufgrund des Mangels an Schmieröl zu schützen, und eine beträchtlich verbesserte Lebensdauer der Komponenten des Kraftübertragungssystems zu gewährleisten, im Vergleich zu einer Schmiervorrichtung, bei der die Schmierpunkte nur durch das Öl geschmiert werden, das von der Zahnradpumpe 46 geliefert wird. In der Schmiervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es dem Schmieröl nur dann gestattet, in den Sammelbehälter 60 zu strömen, nachdem eine ausreichende Ölmenge an die Schmierpunkte geliefert wurde. Dementsprechend kann beim ersten Starten des Fahrzeugs oder beim Wiederstarten des Fahrzeugs nach dem Anhalten für eine relativ lange Zeitdauer eine Vergleichsweise geringe Menge an Schmieröl wirksam für die zwangszugeführte Schmierung an die Schmierpunkte verwendet werden, da das Schmieröl, das durch die Zahnradpumpe 46 gefördert wird, ausschließlich an die Schmierpunkte geliefert wird.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Schmiervorrichtung jedoch so konstruiert sein, daß Abschnitte der Drehzahlreduzierungsvorrichtung 16 und der Differentialgetriebevorrichtung 18 der Ölbadschmierung unterzogen werden, so daß diese Vorrichtungen nämlich teilweise in das Schmierölbad am Boden des Gehäuses 14 eingetaucht werden, bevor das Schmieröl zum Teil in dem Sammelbehälter 60 angesammelt wird.
In der vorliegenden Schmiervorrichtung wird das Schmieröl in dem Sammelbehälter 60 aufgrund der Bewegung des Kolbens 64 in der Vorspannrichtung der Feder 62 dazu gezwungen, ausgestoßen zu werden, wenn der Öldruck in dem Verzweigungsölkanal 53 niedriger als derjenige in dem Sammelbehälter 60 wird. Im Unterschied zu dem Ölreservoir 52 in der Schmiervorrichtung des vorausgehenden ersten Ausführungsbeispiels, in dem das angesammelte Öl durch Schwerkraft durch die Drainageöffnung 54 aus dem Ölreservoir 52 tropft, hat der vorliegende Sammelbehälter 60 eine Freiheit beim Einstellen der Ausströmungsrate des Öls aus dem Sammelbehälter 60, da die Rate des Ausstoßstromes durch Verändern der Querschnittsfläche der Öffnung 70 wie gewünscht eingestellt wird.
Des weiteren ist die Einschränkung bei dem Festlegen des Ortes für den Sammelbehälter 60 geringer, im Vergleich zu der Schmiervorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels, in dem es erforderlich ist, daß das Ölreservoir 52 oberhalb des Kraftübertragungssystems angeordnet wird.
Als nächstes wird auf Fig. 5 bezug genommen, wo eine Schmiervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt ist. In der Ausstoßleitung 68 der Schmiervorrichtung aus Fig. 5 ist ein solenoidbetriebenes Ventil 80 (im nachfolgenden wird darauf als "Solenoidventil" bezug genommen) anstelle der Öffnung 70 im zweiten Ausführungsbeispiel aus Fig. 3 vorgesehen. Das Solenoidventil 80 wird unter der Steuerung eines Steuergerätes 82 wahlweise in eine offene Position und in eine geschlossene Position gebracht. Wenn das Solenoidventil 80 in der geöffneten Position angeordnet ist, ist es dem Schmieröl, das in dem Sammelbehälter 60 gespeichert ist, gestattet, über die Ausstoßleitung 68 in den Verzweigungsölkanal 53 geleitet zu werden, um die Schmierpunkte in dem Kraftübertragungssystem zu schmieren, wenn die Ölmenge, die von der Zahnradpumpe 46 gefördert wird, nicht ausreicht, um die Schmierpunkte zu schmieren. Das Steuergerät 82 ist hauptsächlich aus einem Mikrocomputer, der eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), ein ROM (Nur-Lese-Speicher) und ein RAM (Random-Access-Speicher) beinhaltet, aufgebaut. Das Steuergerät 82 empfängt ein Ausgangssignal eines Drehzahlsensores 84, der eine Drehzahl der Motorwelle 20 des Antriebsmotors 10 angibt, und ein Ausgangssignal eines Beschleunigungsvorrichtungspositionssensors 86, wie beispielsweise eines Potentiometers, das eine Betriebsmenge θ eines Beschleunigungspedals, das in dem Fahrzeug vorgesehen ist, angibt. Die erfaßte Drehzahl der Motorwelle 20 wird verwendet, um eine Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs zu erhalten. Auf der Basis der erhaltenen Fahrzeuggeschwindigkeit V und des erfaßten Betriebsbetrages θ bestimmt das Steuergerät 82, ob die Schmierpunkte an einem Mangel an Schmieröl leiden. Wenn festgestellt wird, daß die Schmierpunkte an einem Mangel an Öl leiden, gibt das Steuergerät 82 ein Antriebssignal SD zum Plazieren des Solenoidventils 80 in die geöffnete Position aus, um es dem in dem Sammelbehälter 60 gespeicherten Schmieröl zu gestatten, über die Ausstoßleitung 68 zur Schmierung der Schmierpunkte in den Verzweigungsölkanal 53 ausgestoßen zu werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dient das Solenoidventil 80 als Ventilvorrichtung zum Gestatten oder Verhindern der Ausstoßströmung von Schmieröl aus dem Sammelbehälter 60, während das Steuergerät 82 als Ventilsteuervorrichtung zur Steuerung des Solenoidventils 80 dient, um wahlweise in die geöffnete oder geschlossene Position gebracht zu werden. Des weiteren sind die Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Betriebsbetrag θ des Beschleunigungspedals, die durch die jeweiligen Sensoren erfaßt werden, Informationen, die notwendig sind, um zu bestimmen, ob die Schmierpunkte an Ölmangel leiden. Es soll betont werden, daß der Betriebsbetrag θ des Beschleunigungspedals einer Last entspricht, die auf das Kraftübertragungssystem aufgebracht wird, da das Drehmoment des Motors 10 in Abhängigkeit von dem Betriebsbetrag A des Beschleunigungspedals gesteuert wird.
Unter Bezugnahme auf ein Ablaufdiagramm gemäß Fig. 6 ist eine Routine gezeigt, die durch das Steuergerät 82 ausgeführt wird, zur Steuerung des Solenoidventils 82, um wahlweise in die geöffnete Position und die geschlossene Position gebracht zu werden. Die Routine wird mit Schritt S1 begonnen, um festzustellen, ob sich das Solenoidventil 80 in der geschlossenen Position befindet, oder nicht, auf der Basis, ob das Antriebssignal SD vorliegt oder nicht. Wenn das Solenoidventil 80 in der geschlossenen Position ist, wird eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten, und die Steuerungsströmung geht zu Schritt S2, um festzustellen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V niedriger als ein erster Grenzwert VA ist oder nicht. Wenn eine bestätigende Entscheidung (JA) in Schritt S2 erhalten wird, wird Schritt S3 durchgeführt, um festzustellen, ob der Betriebsbetrag θ des Beschleunigungspedals größer als ein erster Grenzwert θA ist oder nicht. Wenn der Betrag θ größer als der erste Grenzwert θA ist, wird Schritt S3 von dem schritt S4 gefolgt, bei dem das Steuer gerät das Antriebssignal SD ausgibt, um das Solenoidventil 80 in die geöffnete Position zu plazieren. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V niedriger als der erste Grenzwert VA ist, und der Betriebsbetrag θ des Beschleunigungspedals größer als der erste Grenzwert θA ist, mit anderen Worten, wenn das Fahrzeug mit einer relativ niedrigen Drehzahl fährt, wobei das Beschleunigungspedal um einen beträchtlichen Betrag herabgedrückt ist, unterliegt das Kraftübertragungssystem einer relativ großen Kraft. In diesem Zustand, beispielsweise unmittelbar nach dem Anfahren des Fahrzeugs ist eine große Menge an Schmieröl erforderlich, um die Schmierpunkte zu schmieren, während der Fördergrad der Zahnradpumpe 46 unzureichend ist. Demgemäß betreibt das Steuergerät 82 das Solenoidventil 80, um in die geöffnete Position gebracht zu werden, und gestattet, daß das Schmieröl, das in dem Sammelbehälter 60 gespeichert ist, daraus ausgestoßen wird und über die Ausstoßleitung 68 und den Verzweigungsölkanal 53 an die Schmierpunkte geliefert wird.
Wenn andererseits eine negative Entscheidung (NEIN) in Schritt S1 erhalten wird, d. h., wenn sich das Solenoidventil 80 in der geöffneten Position befindet, geht der Steuerungsablauf zu Schritt S5, um festzustellen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer als ein zweiter Grenzwert VB ist oder nicht. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer als VB ist, bedeutet dies, daß das Kraftübertragungssystem in angemessener Weise durch das Schmieröl, das von der Zahnradpumpe 46 gefördert wird, geschmiert wird, und deshalb geht die Steuerung zu Schritt S7, wo das Steuergerät 82 die Abgabe des Antriebssignals SD beendet, um das Solenoidventil 82 zu schließen, um die Ausstoßströmung des Schmieröls aus dem Sammelbehälter 60 zu untersagen. Wenn in Schritt S5 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, d. h., wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht größer als der zweite Grenzwert VB ist, wird Schritt S5 von Schritt S6 gefolgt, um festzustellen, ob der Betriebsbetrag θ des Beschleunigungspedals kleiner als ein zweiter Grenzwert θB ist oder nicht. Wenn der Betrag θ kleiner als θB ist, bedeutet dies, daß die Last, die auf das Kraftübertragungssystem wirkt, nicht groß ist, und dem entsprechend geht die Steuerungsströmung zum Schritt S7, um das Solenoidventil 80 in die geschlossene Position zu bringen, um eine Ausstoßströmung des Schmieröls aus dem Sammelbehälter 60 zu untersagen. Es soll betont werden, daß der zweite Grenzwert VB auf einem Wert eingestellt ist, der größer als der erste Grenzwert VA ist, während der zweite Grenzwert θB als ein Wert eingestellt ist, der niedriger als der erste Grenzwert θA ist.
In der Schmiervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Solenoidventil 80 geöffnet, um es dem Schmieröl zu erlauben, aus dem Sammelbehälter 60 ausgestoßen zu werden, wenn die Schmierpunkte an dem Mangel an Schmieröl leiden. Auf diese Weise gestattet diese Anordnung eine effektivere Verwendung des Schmieröls, das in dem Sammelbehälter 60 gespeichert ist, um das Kraftübertragungssystem im Vergleich zu der Schmiervorrichtung des vorherigen Ausführungsbeispiels aus Fig. 3 zu schmieren, wodurch die Lagerabschnitte und die Zahnräder des Kraftübertragungssystems gegen Fressen, Verschleiß oder Beschädigung aufgrund des Mangels an Schmieröl geschützt sind, so daß eine weiter verlängerte Lebensdauer der Komponenten des Kraftübertragungssystems sichergestellt wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Solenoidventil 80 geöffnet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V kleiner als der vorbestimmte erste Grenzwert VA ist und der Betriebsbetrag θ des Beschleunigungspedals größer als der vorbestimmte erste Grenzwert θA ist. Jedoch kann das Solenoidventil 80 in Abhängigkeit von einer geeigneten Datentabelle zur Öffnung oder Schließung des Ventils 80 in Abhängigkeit von den beiden Parametern V und θ geöffnet werden, um eine hochgenaue Steuerung des Solenoidventils 80 zuzulassen. Alternativ kann das Solenoidventil 80 durch Verwendung geeigneter Parameter, die sich von V und θ unterscheiden, gesteuert werden.
Als nächstes wird eine Schmiervorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben. In der Schmiervorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel hat die Drehzahlreduzierungsvorrichtung 16 des Planetenzahnradtyps einen Träger 90, in dem ein Unterbringungsraum 92 ausgebildet ist, um die Differentialgetriebevorrichtung 18 darin unterzubringen. Der Unterbringungsraum 92 empfängt und speichert das Schmieröl, das von der Zahnradpumpe 46 gefördert wird und leitet dies durch einen Zwangszuführungsölkanal 94, der durch das Gehäuse 14 und die Getriebewelle 40 ausgebildet ist, wodurch die Lagerung und die sich wälzenden Abschnitt der Zahnräder der Differentialgetriebevorrichtung 18 in dem Unterbringungsraum 92 durch das gelieferte Schmieröl geschmiert werden. In der Schmiervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispieles sind zusätzliche Ölkanäle durch den Träger 90 und die Übertragungswelle 38 ausgebildet, so daß die Lager und die sich abwälzenden Abschnitte der Planetenzahnräder 24 und die Lagerabschnitte der Übertragungswelle 38 und die Motorwelle 20 durch das gelieferte Schmieröl geschmiert werden. Ein Ölreservoir 98 ist über einen Verzweigungsölkanal 97 mit dem Zwangszuführungsölkanal 94 verbunden. Das Ölreservoir 98 nimmt einen Teil des Schmieröls, das von der Zahnradpumpe 46 gefördert wird, auf und speichert es. Das in dem Ölreservoir 98 gespeicherte Öl wird über eine Ausstoßleitung 102, die mit dem Ölreservoir 98 verbunden ist, in den Verzweigungsölkanal 97 ausgestoßen und wird folglich durch den Zwangszuführungskanal 94 in den Unterbringungsraum 92 geleitet. Die Ausstoßleitung 102 hat eine Öffnung 100 als Strömungseinschränkungsvorrichtung zur Beschränkung der Rate der Ausstoßströmung des Schmieröls aus dem Ölreservoir 98. Die Differentialgetriebevorrichtung 18 in dem Unterbringungsraum 92 wird der Ölbadschmierung unterzogen, wobei die Abschnitte der Differentialgetriebevorrichtung 18 in das Schmieröl in dem Unterbringungsraum 92 eingetaucht werden. Das Schmieröl leckt beispielsweise durch die Lagerabschnitte der Differentialgetriebevorrichtung 18. Das leckende Schmieröl fährt fort, über eine Periode von einer Woche bis einem Monat herabzutropfen und wird folglich am Boden des Gehäuses 14 gesammelt. Der Träger 90 ist mit einem Überdruckventil 96 versehen, das dazu angepaßt ist, beispielsweise aufgrund einer Zentrifugalkraft entgegen einer Vorspannkraft einer Feder in eine geöffnete Position ge bracht zu werden, wenn die Drehzahl des Kraftübertragungssystems einen vorbestimmten Wert überschreitet. Wenn das Überdruckventil 96 in die geöffnete Position gebracht wird, wird es dem Schmieröl in dem Unterbringungsraum 92 gestattet, durch das Ventil 96 nach außerhalb des Unterbringungsraums 92 ausgestoßen zu werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel arbeitet der Träger 90 mit dem Überdruckventil 96 zusammen, um ein Ölrückhaltebauteil zu bilden.
In der so aufgebauten Schmiervorrichtung unterliegt die Differentialgetriebevorrichtung 18, die in dem Unterbringungsraum 92 angeordnet ist, der Ölbadschmierung, d. h., die Differentialgetriebevorrichtung 18 wird in das Schmieröl in dem Unterbringungsraum 92 eingetaucht, während die Drehzahl des Kraftübertragungssystems relativ niedrig ist und das Überdruckventil 96 sich in der geschlossenen Position befindet, um den Ausstoß des Schmieröls aus dem Unterbringungsraum zu untersagen. Andererseits wird das Schmieröl in dem Unterbringungsraum 92 aus dem Unterbringungsraum 92 ausgestoßen, während die Drehzahl des Kraftübertragungssystems relativ hoch ist, d. h., wenn das Überdruckventil 96 aufgrund der Zentrifugalkraft geöffnet ist, was es unmöglich macht, das Kraftübertragungssystem im Ölbad zu schmieren. Somit wird das Kraftübertragungssystem ausschließlich durch das Schmieröl zwangsgeschmiert, das durch die Zahnradpumpe 46 gefördert wird. Diese Anordnung gewährleistet deshalb einen zufriedenstellenden Schmiereffekt über einen Gesamtbereich der Drehzahl des Kraftübertragungssystems von einer relativ niedrigen Drehzahl bis zu einer relativ hohen Drehzahl. Da die Ölbadschmierung zur gleichen Zeit in der Schmiervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht bewirkt werden kann, während die Drehzahl des Kraftübertragungssytems relativ hoch ist, wie vorstehend beschrieben wurde, erfährt die vorliegende Schmiervorrichtung keinen Energieverlust, der aus dem Verrühren des Schmieröls resultieren würde.
In der vorliegenden Schmiervorrichtung wird das Schmieröl während der Fahrt des Fahrzeugs in dem Ölreservoir 98 angesam melt, während das Schmieröl andererseits durch Schwerkraft mit einer gesteuerten Strömungsrate durch die Öffnung 100 aus dem Ölreservoir 98 ausgestoßen wird, wenn der Öldruck in dem Verzweigungsölkanal 97 niedriger als ein vorbestimmter Pegel ist, als ein Ergebnis der Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit. Das ausgestoßene Schmieröl wird durch den Zwangszuführungsölkanal 94 geleitet und konsequenter Weise in dem Unterbringungsraum 92 angesammelt, in dem sich die Differentialgetriebevorrichtung 18 befindet, so daß das Kraftübertragungssystem für einen geeigneten Zeitraum der Ölbadschmierung unterzogen wird, was für eine ausreichende Schmierwirkung sorgt, wenn das Fahrzeug nach einem Stop für eine relativ lange Zeitdauer wiedergestartet wird. In der vorliegenden Schmiervorrichtung wird das Schmieröl in dem Unterbringungsraum 92 für eine geeignete Zeitdauer zurückgehalten, so daß die Differentialgetriebevorrichtung 18 in das Schmieröl in dem Unterbringungsraum 92 eingetaucht wird. Diese Anordnung gewährleistet des weiteren eine wirksame Schmierung, besonders wenn das Fahrzeug nach einem Stop für eine relativ lange Zeitdauer wiedergestartet wird. Da das Volumen des Ölreservoirs 98 ausreichend ist, solange ein ausreichender Betrag des Schmieröls zum Unterbringungsraum 92 geliefert werden kann, kann das Volumen kleiner gemacht werden, im Vergleich zu dem Ölreservoir 52 der Schmiervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus Fig. 1, was zu einer Reduzierung einer Gesamtmenge des Schmieröls, das in der Schmiervorrichtung verwendet wird, führt. In Fig. 7 bezeichnet eine gestrichelte Linie im Unterbringungsraum 92 einen Ölpegel, der sich einstellt, wenn das Schmieröl in dem Ölreservoir 98 vollständig zum Unterbringungsraum 92 geliefert wird, nachdem das Fahrzeug gestoppt ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann das Ölreservoir 98 durch den Sammelbehälter ersetzt werden, der im zweiten oder dritten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
In der vorliegenden Schmiervorrichtung hat der Träger 90 wie vorstehend beschrieben das Überdruckventil 96, das dazu angepaßt ist, aufgrund der Zentrifugalkraft geöffnet zu werden, wenn die Drehzahl des Trägers 90 den vorbestimmten Wert überschreitet, wodurch das Schmieröl aus dem Unterbringungsraum 92 ausgestoßen wird, was die Ölbadschmierung im Inneren des Raums 92 beendet. Auf diese Weise erleidet die vorliegende Anordnung keinen herkömmlichen Energieverlust, der auftreten würde, wenn die Ölbadschmierung fortgeführt wird, während die Drehzahl des Kraftübertragungssystems relativ hoch ist. Ferner ist es in der Schmiervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel möglich, eine ausreichende Menge des Schmieröls im Inneren des Unterbringungsraums 92 für eine relativ lange Zeitdauer zu halten, beispielsweise von einer Woche bis zu einem Monat, indem eine Ölmenge eingestellt wird, die aus den Komponenten des Kraftübertragungssystems leckt. Dementsprechend kann die Differentialgetriebevorrichtung 18 unter gewöhnlichen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs in angemessener Weise geschmiert werden, wenn das Fahrzeug anfangs gestartet wird und wenn das Fahrzeug nach einem Stop für eine relativ lange Zeitdauer wiedergestartet wird.
Wenn kein Unterschied zwischen den Drehzahlen der linken und der rechten Räder des Fahrzeuges vorliegen, werden der Träger 90 und die Differentialgetriebevorrichtung 18 gemeinsam gedreht. In diesem Fall wird das Schmieröl, das in dem Unterbringungsraum 92 zurückgehalten wird, nicht durch die drehenden Bauteile des Kraftübertragungssystems verrührt, was zu einer Reduzierung des Energieverlustes aufgrund der Verrührung des Schmieröls führt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 8 ist als nächstes eine Schmiervorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, in der das Schmieröl an ein Kraftübertragungssystem bzw. /oder einen Getriebezug geliefert wird, der im allgemeinen in Fig. 8 mit 110 bezeichnet ist, um den Getriebezug 110 zu schmieren, während das Öl zur gleichen Zeit an eine Servolenkung geliefert wird, die mit 112 bezeichnet ist, um eine Lenkkraft, die durch einen Fahrzeugführer auf ein Lenkrad aufgebracht wird, zu verstärken. Der Getriebezug/die Kraftübertragung 110 enthält eine Krafterzeugungsvorrichtung wie beispielsweise den Elektromotor 10 und ein Kraftübertragungssystem wie beispielsweise die Hinterachse 12, wie sie in den vor herigen Ausführungsbeispielen verwendet werden. Ähnlich dem Kraftübertragungssystem in den vorherigen Ausführungsbeispielen sind die sich drehenden Bauteile des Getriebezugs/der Kraftübertragung 110 während dem Stop des Fahrzeugs alle in der Ruhestellung. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine mechanische Ölpumpe 114 wie eine Zahnradpumpe direkt oder über ein Zahnrad und über eine Riemenscheibe mit einem geeigneten drehbaren Bauteil des Getriebezugs 110 verbunden. Die Ölpumpe 114 ist dazu angepaßt, das Schmieröl aus einer Ölwanne oder einem Ölsumpf 116 zu fördern und das Öl an einen Versorgungskanal 118 zu liefern, während das Fahrzeug in eine Vorwärtsrichtung fährt. In dem Versorgungskanal 118 ist ein erstes Rückschlagventil 120 vorgesehen. Ferner ist parallel zu der Ölpumpe 114 ein zweites Rückschlagventil 122 vorgesehen. Diese Rückschlagventile 120 und 122 sind vorgesehen, um zu verhindern, daß das Schmieröl aus dem Versorgungskanal 118 zurück zur Pumpe 114 strömt, und um des weiteren zu verhindern, daß ein Abschnitt des Versorgungskanals 118 zwischen dem ersten Rückschlagventil 120 und der Ölpumpe 114 während einer Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs evakuiert werden. Es soll angemerkt werden, daß die Schmiervorrichtungen in den vorherigen Ausführungsbeispielen zu denselben Zwecken wie vorstehend beschrieben mit solchen Rückschlagventilen versehen sein können. Alternativ werden die Schmiervorrichtungen so konstruiert, daß es der Ölpumpe untersagt ist, während der Rückwärtsfahrt gedreht zu werden, indem beispielsweise eine Einwegkupplung vorgesehen ist.
Mit dem Versorgungskanal 118 ist eine elektrisch betriebenen Pumpe 124 verbunden, so daß die Pumpe 124 parallel mit der Ölpumpe 114 verbunden ist. Dementsprechend strömt das Schmieröl, das von der Elektropumpe 124 gefördert wird, ebenso wie das Schmieröl, das von der mechanischen Pumpe 114 gefördert wird, durch den Versorgungskanal 118. Die elektrische Pumpe 124 wird durch einen Elektromotor 126 betrieben, der durch eine fahrzeugseitige elektrische Stromquelle wie eine Batterie gedreht wird. Der Betrieb des Elektromotors 126 wird durch ein Steuergerät 128 gesteuert, das als Vorrichtung zur Steuerung der elektrischen Pumpe 124 dient. Der Versorgungskanal 118 ist mit einem Druckregelventil 130 verbunden und der hydraulische Druck des Schmieröls, das durch den Versorgungskanal 118 strömt, wird durch das Druckregelventil 130 auf ein vorbestimmtes Niveau eingestellt. Das Schmieröl, dessen Druck durch das Druckregelventil 130 eingestellt wurde, wird teilweise an einen Drehschieber 132 der Servolenkung 112 gefördert, während das übrige Öl andererseits über einen zwischenliegenden Ölkanal 134 an ein Strömungsregelventil 136 gefördert wird und anschließend über einen Versorgungskanal 138 mit einer gesteuerten Strömungsrate an den Getriebezug 110 geliefert wird. Das Ventil 136 ist mit einem Drainagekanal 140 verbunden, so daß das Schmieröl, das nicht an den Getriebezug 110 geliefert wird, durch den Drainagekanal 140 in die Ölwanne 116 zurückkehrt. Das Druckregelventil 130 und das Strömungsregelventil 136 sind so aufgebaut, wie in Fig. 9 gezeigt ist.
Wie in Fig. 9 gezeigt ist, enthält das Druckregelventil 130 einen Spulenkörper 130a, eine Solenoidspule 130b zum Vorspannen des Spulenkörpers 130a in die Richtung nach rechts wie in Fig. 9 gezeigt ist, und eine Rückführungskammer 130c, die das Schmieröl aufnimmt, das über einen Rückführungskanal 142 aus dem Versorgungskanal 118 geliefert wird. Der Druck in der Rückführungskammer 130c wirkt auf den Spulenkörper 130a in die linke Richtung, die in Fig. 9 gezeigt ist. Das Druckregelventil 130 stellt den hydraulischen Druck des Schmieröls in dem Versorgungskanal 118 so ein, daß die Vorspannkraft der Solenoidspule 130b mit einer Druckkraft, die durch den Druck in der Rückführkammer 130c erzeugt wird, ausgeglichen ist. Die Vorspannkraft der Solenoidspule 130b, mit anderen Worten, die elektromagnetische Kraft der Solenoidspule 130b wird durch das Steuergerät 128 gesteuert. Auf diese Weise wird der hydraulisch Druck des Schmieröls, das an den Drehschieber 132 der Servolenkung 112 geliefert wird, eingestellt. Der Drehschieber 132 ist dazu angepaßt, die Lenkkraft die auf ein Lenkrad 144, das zum Steuern der Fahrzeugräder durch einen Zylinder 146 und eine nicht gezeigte Stange verwendet wird, wirkt. Das Verstärkungsverhältnis wird mit Zunahme des hy draulischen Drucks, der auf den Zylinder 146 aufgebracht wird, erhöht. Das Schmieröl, das zur Verstärkung der Lenkkraft an die Servolenkung 112 geliefert wird, wird durch einen Drainagekanal 148 zur Ölwanne 116 zurückgeleitet.
Das Strömungsregelventil 136, das auch in Fig. 9 gezeigt ist, enthält einen Spulenkörper 136a, eine Feder 136b zum Vorspannen des Spulenkörpers 136a, eine Feder 136b zum Vorspannen des Spulenkörpers 136a in die linke Richtung wie in Fig. 9 gezeigt ist, und eine Rückführkammer 136c die das Schmieröl, das von dem dazwischenliegenden Ölkanal 134 über einen Rückführungskanal 150 geliefert wird, aufnimmt. Der Druck in der Rückführungskammer 136c wirkt auf den Spulenkörper 136a in die rechte Richtung, wie in Fig. 9 gezeigt ist. Das Strömungsregelventil 136 stellt den Druck des Schmieröls in dem dazwischenliegenden Ölkanal 134 so ein, daß die Vorspannkraft der Feder 136b mit einer Druckkraft die durch den Druck in der Rückführungskammer 136c erzeugt wird, ausgeglichen ist. Mit anderen Worten, der Öldruck in dem zwischenliegenden Ölkanal 134 ist auf einen vorbestimmten konstanten Pegel eingestellt, der der Vorspannkraft der Feder 136b entspricht. Das Schmieröl, dessen Druck durch das Strömungsregelventil 136 eingestellt wird, wird durch einen Versorgungskanal 138 über einen Strömungsbeschränker 136d mit einer vorbestimmten konstanten Strömungsrate, die durch den Beschränker 136d gesteuert wird, an den Getriebezug 110 geliefert. Die Strömungsrate ist so vorbestimmt, daß eine ausreichende Schmierwirkung erhalten wird, ungeachtet der Drehzahl des Getriebezugs 110 und des Drehmoments, das auf den Getriebezug 110 übertragen wird.
Das Steuergerät 128 wird im Prinzip durch einen Mikrocomputer einschließlich einer CPU (zentral verarbeiteten Einheit), ein RAM (Random-Access-Speicher) und ein ROM (Nur-Lese-Speicher) gebildet. Das Steuergerät 128 empfängt von der Geschwindigkeitserfassungseinrichtung 152, die mit dem Getriebezug 110 versehen ist, ein Ausgangssignal SNP, das für eine Drehzahl NP eines gegebenen Drehbauteils in dem Getriebezug 110 steht. Die Drehzahl NP entspricht der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Das Steuergerät 128 bringt ein Solenoidsteuersignal SS auf das Druckregelventil 130 auf, um einen Strom zum Erregen der Solenoidspule 130b zu steuern, so daß der Öldruck, der durch das Druckventil 130 eingestellt wird, mit einer Zunahme der Drehzahl NP abnimmt, mit anderen Worten, die Kraft, die durch die Servolenkung 112 verstärkt wird, nimmt mit einer Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit V ab. Ferner sieht das Steuergerät 128 ein Motorsteuersignal SM zur Steuerung des Elektromotors 126 vor, um mit einer vorbestimmten Drehzahl NM betrieben zu werden, so daß die Ölpumpe 124 durch den Elektromotor 126 betätigt wird, um das Schmieröl zu fördern, wenn der Getriebezug 110 nicht in angemessener Weise durch das Schmieröl, das von der Ölpumpe 114 geliefert wird, geschmiert wird.
Unter Bezugnahme auf ein Ablaufdiagramm aus Fig. 10 ist eine Routine dargestellt, die durch das Steuergerät 128 zur Erzeugung des Motorsteuersignals SM zum Betreiben des Elektromotors 126 ausgeführt wird. Die Routine wird mit Schritt S1 begonnen, in dem das Steuergerät 128 das Drehzahlsignal SNP, das durch die Erfassungsvorrichtung 152 des Getriebezugs 110 erzeugt wird, einliest. Schritt S1 wird von Schritt S2 gefolgt, um eine Fördermenge QA der Ölpumpe 114 auf der Basis der Drehzahl NP, die durch das Signal SNP dargestellt ist, in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Gleichung oder einer Datentabelle zu berechnen. Die Fördermenge QA kann nämlich aus der Drehzahl NP des Getriebezugs 110 erhalten werden, da die Drehzahl NP mit der Betriebsgeschwindigkeit der Ölpumpe 114 übereinstimmt. Der Steuerungsablauf geht anschließend zu Schritt S3, um auf der Basis der Drehzahl NP eine Ölmenge QB zu berechnen, die erforderlich ist, um den Getriebezug 110 zu schmieren. Die erforderliche Menge QB gestattet es dem Druckregelventil 130, den Druck des Schmieröls in dem Versorgungskanal 118 auf einen vorbestimmten Pegel gemäß dem Solenoidsteuersignal SS, das von dem Steuergerät 128 geliefert wird, einzustellen. Die erforderliche Ölmenge QB ist eine ausreichende Menge, die mit einer gesteuerten Strömungsrate über das Druckregelventil 130 und das Strömungsregelventil 136 an den Getriebezug 110 geliefert werden soll. Ähnlich zu der Fördermenge QA kann die erforderliche Menge QB auf der Basis der Drehzahl NP gemäß einer geeigneten Gleichung oder Datentabelle erhalten werden, da das Druckregelventil 130 den Druck des Schmieröls in dem Versorgungskanal 118 in Abhängigkeit von der Drehzahl NP des Getriebezugs 110 einstellt.
Die Steuerungsströmung geht anschließend zu Schritt S4, um festzustellen, ob die Fördermenge QA kleiner als die erforderliche Menge QB ist oder nicht. Wenn die ausgestoßene Menge QA nicht kleiner als die erforderliche Menge QB ist, bedeutet dies, daß der Getriebezug 110 in angemessener Weise durch das von der Ölpumpe 114 geförderte Schmieröl geschmiert wird, und der Steuerungsablauf geht zu Schritt S5, um einen Mangel der Ölmenge QC auf Null einzustellen. Wenn in Schritt S4 beurteilt wird, daß die Fördermenge QA kleiner als die erforderliche Menge QB ist, wird Schritt S4 von Schritt S6 gefolgt, um den Mangelbetrag QC durch Subtrahieren der tatsächlich geförderten Menge QA von der erforderlichen Menge QB zu berechnen (QC = QB - QA). Die Fördermenge QA nimmt proportional mit einer Zunahme der Drehzahl NP, d. h. der Fahrzeuggeschwindigkeit V, zu. Andererseits nimmt die erforderliche Menge QB als Gesamtheit mit einer Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit V ab, weil das vorliegende Ausführungsbeispiel so angepaßt ist, daß die Menge, die an den Getriebezug 110 geliefert wird, im wesentlichen konstant ist, unabhängig von einer Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit V, und so daß die Menge, die an die Servolenkvorrichtung 112 geliefert wird, mit einer Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit V abnimmt. Dementsprechend wird die Fördermenge QA kleiner als die erforderliche Menge QB, während das Fahrzeug mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit fährt oder das Fahrzeug angehalten wird, und in Schritt S4 wird eine bestätigende Entscheidung (JA) erhalten. Während das Fahrzeug mit einer mittleren oder einer hohen Geschwindigkeit fährt, ist die Fördermenge QA größer als die erforderliche Menge QB und in Schritt S4 wird eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten. Der Steuerungsablauf geht anschließend zu Schritt S7, um eine Motordrehzahl NM zu berechnen, mit der der Elektromotor 126 gedreht wird, um es der elektrischen Pumpe 124 zu gestatten, das Schmieröl mit einer Menge zu fördern, die gleich der in Schritt S6 berechneten Mangelmenge QC ist. Die Berechnung in Schritt S7 zur Erhaltung der Motordrehzahl NM wird gemäß einer geeigneten Gleichung oder einer Datentabelle bewirkt. Der Schritt S7 wird von Schritt S8 gefolgt, indem das Steuergerät 128 ein Motorsteuersignal SM zum Betreiben des Elektromotors 125 mit der erhaltenen Motordrehzahl NM erzeugt. Es soll klargestellt sein, daß ein Teil des Steuergerätes 128, der dazu bestimmt ist, die Routine aus Fig. 10 auszuführen, als Motorsteuerungsvorrichtung zur Steuerung des Motors 126 zur Steuerung der Ölpumpe 124 dient.
Die Schmiervorrichtung, die gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aufgebaut ist, ist mit der Elektropumpe 124 versehen, die durch den Motor 126 betätigt wird und parallel zu der mechanischen Ölpumpe 124 angeordnet ist. Die elektrische Pumpe 124 wird durch das Steuergerät 128 so gesteuert, daß die elektrische Pumpe 124 das Schmieröl mit einer Menge fördert, die gleich der Mangelmenge QC ist, wenn die Fördermenge der mechanischen Pumpe 114 zur Schmierung des Getriebezuges 110 unzureichend ist. Bei dieser Anordnung kann eine ausreichende Menge an Schmieröl während einer niedrigen Drehzahlgeschwindigkeit des Fahrzeuges oder beim Starten oder Anfahren des Fahrzeuges, d. h. während die Fördermenge der mechanischen Ölpumpe 114 relativ niedrig ist, durch die elektrische Pumpe 124 an den Getriebezug 110 geliefert werden. Demgemäß wird der Getriebezug 110 vor Fressen, Verschleiß und Beschädigungen geschützt, was durch den Mangel an Schmieröl hervorgerufen werden würde, wodurch eine beträchtliche verbesserte Lebenserwartung der Lager und Zahnräder gewährleistet wird, und die Servolenkungsvorrichtung 112 in der beabsichtigten Art funktioniert. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es nicht erforderlich, daß der Getriebezug 110 immer in das Schmieröl eingetaucht wird, da der Getriebezug 110 durch das Öl, das von der Elektropumpe 124 geliefert wird, in angemessener Weise geschmiert werden kann, sogar beim Anfahren des Fahrzeugs oder beim Fahren des Fahrzeugs mit einer geringen Geschwindigkeit. Dies schafft einen Vorteil der weiteren Reduktion des Energieverlustes aufgrund der Verrührung des Öls durch den Getriebezug während der Fahrt des Fahrzeugs mit einer hohen Geschwindigkeit.
Während das Fahrzeug mit einer mittleren oder hohen Geschwindigkeit fährt, kann der Getriebezug 110 durch das Schmieröl, das von der mechanischen Pumpe 114 geliefert wird, ohne den Betrieb der elektrischen Pumpe 124 in angemessener Weise geschmiert werden. Auf diese Weise wird der elektrische Stromverbrauch in der vorliegenden Schmiervorrichtung im Vergleich zur herkömmlichen Schmiervorrichtung, in der das Schmieröl ausschließlich durch die elektrische Pumpe geliefert wird, reduziert. Ferner wird die Lebensdauer einer Schleifbürste und anderer Bauteile des elektrischen Motors 126 merklich verbessert, wodurch eine leichte Instandhaltung des Fahrzeuges und verbesserte Betriebszuverlässigkeit der Schmiervorrichtung gewährleistet wird. Genauer gesagt wird die Motordrehzahl NM, mit der der Elektromotor 126 gedreht wird, um die elektrische Pumpe 124 zu betreiben, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel genau gesteuert, so daß die elektrische Pumpe 124 in der Lage ist, das Schmieröl mit einer Menge an den Getriebezug 110 zu liefern, die gleich der Mangelmenge QC ist, die durch das Steuergerät 128 errechnet wird, was zu einer weiteren Reduzierung des elektrischen Stromverbrauches und zu einer weiteren Verbesserung der Lebensdauer der Komponenten der elektrischen Pumpe 124 führt. In dem in Fig. 11 gezeigten Graph zeigt eine durchgehenden Linie das Verhältnis zwischen der Motordrehzahl NM und der Fahrzeuggeschwindigkeit V in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, während eine einpunktierte, gestrichelte Linie das Verhältnis in einer Schmiervorrichtung ohne der mechanischen Pumpe 114 zeigt, in der das Schmieröl ausschließlich durch die Pumpe 124 geliefert wird. Wie in dem Graph gezeigt ist, ist die Betriebszeit des elektrischen Motors 126 im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträchtlich kürzer.
Die vorliegende Schmiervorrichtung ist dazu angepaßt, einen Teil des Schmieröls als Arbeitsfluid zum Betreiben der Servolenkung 112 zu verwenden. Dies beseitigt eine elektrische Pumpe ausschließlich für die Servorlenkung 112, wodurch die Gesamtkosten und das Gesamtgewicht der Vorrichtung 112 reduziert wird. In der vorliegenden Schmiervorrichtung wurde das Schmieröl, dessen Druck durch das Druckregelventil 130 eingestellt wurde und das nicht an die Servorlenkungsvorrichtung 112 geliefert wird, an den Getriebezug 110 gefördert. Somit wird das von der mechanischen Ölpumpe 114 und der elektrischen Pumpe 124 geförderte Schmieröl wirksam zur Schmierung des Getriebezugs 110 verwendet. Die erforderliche Ölmenge QB für die Schmierung des Getriebezugs 110 wird reduziert, was es ermöglicht, eine Gesamtmenge des elektrischen Stroms, der verbraucht werden muß, zu reduzieren.
Unter Bezugnahme auf Fig. 12 ist ein Ventil 156 dargestellt, das anstelle des Druckregelventils 130 und des Strömungsregelventils 136 in der Schmiervorrichtung gemäß Fig. 8 verwendet wird. Dieses Ventil 156 enthält einen Spulenkörper 156a, eine Solenoidspule 156b zum Vorspannen der Spule 156a in die rechte Richtung, die in Fig. 12 gezeigt ist, und eine Rückführungskammer 156c, die das Schmieröl von dem Versorgungskanal 118 über den Rückführungskanal 142 aufnimmt. Der Druck in der Rückführungskammer 156c wirkt auf den Spulenkörper 156a in die linke Richtung, wie in Fig. 12 gezeigt ist. Das Ventil 156 stellt den Öldruck in dem Versorgungskanal 118 so ein, daß die Vorspannkraft der Solenoidspule 156b mit einer Druckkraft, die durch den Druck in der Rückführungskammer 156c erzeugt wird, ausgeglichen ist. Das Schmieröl, dessen Druck durch das Ventil 156 eingestellt wurde, wird an den Drehschieber 132 der Servolenkungsvorrichtung 112 geliefert. Das Schmieröl, das nicht an den Drehschieber 132 geliefert wird, wird über den Versorgungskanal 138 in einer geeigneten Menge an den Getriebezug 110 geliefert und das verbleibende Öl wird über den Drainagekanal 140 in die Ölwanne 116 zurückgeleitet.
Als nächstes wird ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 13 beschrieben. Im Unterschied zu dem vorhergehenden fünften Ausführungsbeispiel ist der zweite Drainagenkanal 148 mit dem dazwischenliegenden Ölkanal 143 verbunden und der Versorgungskanal 118 ist mit einem Sammelbehälter 160 verbunden. Bei dieser Anordnung wird das Schmieröl, das von dem Drehschieber 132 ausgestoßen wird, durch den zweiten Drainagekanal 148 in den zwischenliegenden Kanal 134 geleitet. Dementsprechend wird das Schmieröl, das durch die Ölpumpe 114 gefördert wird, die von dem elektrischen Motor 126 betrieben wird, vollständig in das Strömungsregelventil 136 gefördert, wodurch das Schmieröl des weiteren effizient zur Schmierung des Getriebezugs 110 verwendet wird und die erforderliche Menge QB des Schmieröls zur Schmierung des Getriebezugs 110 reduziert wird, was zu einer Reduzierung des elektrischen Stromverbrauchs des Fahrzeugs führt. Die vorliegende Schmiervorrichtung ist so aufgebaut, daß das Schmieröl aus dem Sammelbehälter 160 ausgestoßen wird, wenn die Fördermenge der Ölpumpe 114 relativ gering ist. Diese Anordnung ist wirksam, um die Fördermenge der elektrischen Pumpe 124 so zu reduzieren, daß der elektrische Strom, der von dem elektrischen Motor 126 verbraucht wird, weiter reduziert wird. Beispielsweise kann das Volumen oder der Druck des Öls in dem Sammelbehälter 160 auf der Basis der Position des Kolbens in dem Sammelbehälter 160 oder des hydraulischen Drucks in dem Sammelbehälter 160 erfaßt werden. Auf der Basis des erfaßten Volumens oder Drucks in dem Sammelbehälter 160 bestimmt das Steuergerät 128, ob die Menge des Schmieröls ausreicht oder nicht und steuert den Betrieb der elektrischen Pumpe 124. Das vorliegende Ausführungsbeispiel kann so modifiziert werden, daß der Sammelbehälter 160 durch das Ölreservoir 52, 98 ersetzt wird, das in den vorherigen Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 und 7 verwendet wird. Zwischen dem Sammelbehälter 160 und dem Versorgungskanal 118 kann eine Ventilvorrichtung zum Gestatten oder Untersagen der Ausstoßströmung des Öls aus dem Sammelbehälter 160 vorgesehen werden, wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5.
Während die vorliegende Erfindung anhand ihrer derzeit bevorzugten Ausführungsformen zum lediglichen Zwecke der Illustration detailliert beschrieben wurde, soll klargestellt werden, daß die Erfindung nicht auf die Details der dargestellten Ausführungsbeispiele begrenzt ist, sondern daß sie in anderer Form verkörpert werden kann.
In den oben beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen in den Fig. 1 bis 7 werden die Schmiervorrichtungen für die Hinterachse 12 verwendet, die die Drehzahlreduzierungsvorrichtung 16 und die Differentialgetriebevorrichtung 18 enthalten. Die Konstruktion der Geschwindigkeitsreduzierungsvorrichtung 16 und der Differentialgetriebevorrichtung 18 kann in geeigneter Weise modifiziert werden. Ferner ist das Prinzip der Erfindung gleichsam anwendbar auf verschiedene Arten an Kraftübertragungssystemen wie beispielsweise einer Übertragung unter Verwendung von Kupplungen und Bremsen, die wahlweise betätigt werden, um eine Vielzahl an Übersetzungsverhältnissen zu schaffen.
In der Schmiervorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel aus Fig. 8 wird das Schmieröl sind der im wesentlichen konstanten Strömungsrate an den Getriebezug 110 geliefert, ungeachtet der Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Drehmoments, das von dem elektrischen Antriebsmotor 10 auf den Getriebezug 110 übertragen wird. Die Strömungsrate des Schmieröls, das an den Getriebezug 110 geliefert wird, kann durch Vorsehen eines geeigneten Strömungsregelventils wie beispielsweise eines solenoidbetriebenen Ventils, das in der Lage ist, die Strömungsrate automatisch einzustellen, in Abhängigkeit von der Belastung, die auf dem Getriebezug 110 aufgebracht wird, d. h., in Abhängigkeit von der Drehzahl NP eines drehbaren Bauteiles des Getriebezuges 110, dem Drehmoment, das auf dem Getriebezug 110 übertragen wird, oder der Änderungsrate des übertragenen Drehmoments, gesteuert werden. In diesem Fall berechnet das Steuergerät 128 die erforderliche Ölmenge QB unter Berücksichti gung der von dem Strömungsregelventil eingestellten Strömungsrate.
Im fünften Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 wird der Druck des Schmieröls, das an die Servolenkungsvorrichtung 112 geliefert wird, durch das Druckregelventil 130 auf der alleinigen Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit V, d. h. auf der Basis der Drehzahl NP des Getriebezugs 110 eingestellt. Jedoch kann der hydraulische Druck, der auf die Servolenkungsvorrichtung 112 aufgebracht wird, durch Verwendung anderen Parameter wie dem Lenkwinkel, der Winkelgeschwindigkeit oder der Winkelbeschleunigung des Lenkrades 144 genau eingestellt werden.
Die Servolenkungsvorrichtung 112 in den fünften und sechsten Ausführungsbeispielen der Fig. 9 und 13 können modifiziert werden, um von einer Geschwindigkeitsabtastbauart zu sein, bei der der hydraulische Druck in dem Versorgungskanal 118 mit einer Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit V gesenkt wird, wenn der hydraulische Druck des Schmieröls, das von der Ölpumpe 114 gefördert wird, auf den Spulenkörper 130a des Druckregelventils 130 in die linke Richtung, wie in Fig. 9 zu sehen, aufgebracht wird. Eine ähnliche Abwandlung des Strömungsregelventils 136 ist möglich. Das heißt, wenn der Druck des von der Ölpumpe 114 geförderten Öls auf den Spulenkörper 136a in die linke Richtung wie in Fig. 9 zu sehen aufgebracht wird, kann die Menge des Schmieröls, das über den Versorgungskanal 138 zum Getriebezug 110 geliefert wird, mit einer Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit V erhöht werden.
Der Aufbau der hydraulischen Schaltungen in den fünften und sechsten Ausführungsbeispielen der Fig. 9 und 13 kann ferner modifiziert werden. Beispielsweise kann das Strömungsregelventil 136 beseitigt werden, so daß das Schmieröl von dem Druckregelventil 130 direkt über den dazwischenliegenden Ölkanal 134 zum Getriebezug 110 gefördert wird. Alternativ können beide Druck- und Strömungsregelventile 130, 136 beseitigt werden. In diesem Fall wird das Schmieröl in dem Versorgungskanal 118 direkt an den Drehschieber 132 der Servolenkungsvorrichtung 112 gefördert, während das Schmieröl, das von dem Drehschieber 132 ausgestoßen wird, über den Drainagekanal 148 zum Getriebezug 110 gefördert wird, um den Getriebezug 110 zu schmieren.
Es soll klargestellt sein, daß die vorliegende Erfindung mit verschiedenen anderen Änderungen, Abwandlungen und Verbesserungen ausgebildet werden kann, die dem Fachmann einfallen können, ohne den Umfang der Erfindung, der in den nachfolgenden Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.

Claims

1. Kraftfahrzeug mit einer Schmiervorrichtung, enthaltend

(a) ein Kraftübertragungssystem (16, 18, 38, 40), das drehende Elemente hat, die alle infolge des Stoppens des Fahrzeugs in eine Ruhestellung gelangen,

(b) ein Gehäuse (14), das das Kraftübertragungssystem beherbergt und das ein Schmieröl in einem Bodenabschnitt davon speichert,

(c) eine mechanische Ölpumpe (46), die durch das Kraftübertragungssystem betrieben wird, und die arbeitet, um das Schmieröl von dem Bodenabschnitt des Gehäuses zu Schmierpunkten des Kraftübertragungssystems zu liefern, um eine erzwungen zugeführte Schmierung des Kraftübertragungssystems zu bewirken, und

(d) einen Ölspeicher (52) zur Speicherung des Schmieröls, das durch die mechanische Pumpe geliefert wird, wenn eine Fördermenge der mechanischen Ölpumpe einen vorbestimmten Wert überschreitet, und

wobei ein Schmierölbad, das in dem Bodenabschnitt des Gehäuses gespeichert ist, einen ersten Ölpegel (A) hat, wenn eine Schmierölmenge, die in dem Ölspeicher gespeichert ist, im wesentlichen Null ist, und einen zweiten Ölpegel (B), wenn eine vorbestimmte Menge an Schmieröl in dem Ölspeicher gespeichert ist, wobei der erste Ölpegel (A) so bestimmt wird, daß ein Abschnitt des Kraftübertragungssystems in das Schmierölbad eingetaucht wird, um eine ausreichende Ölbadschmierung des Kraftübertragungssystems sicherzustellen, wobei die Schmiervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß das Kraftfahrzeug ein elektromotorisch betriebenes Fahrzeug ist, und daß die Schmiervorrichtung so konfiguriert ist, daß die vorbestimmte Schmierölmenge in dem Ölspeicher (52) gespeichert wird, wenn die Fördermenge der mechanischen Pumpe (46) den vorbestimmten Wert mit einer Zunahme der Drehzahl des Kraftübertragungssystems (16, 18, 38, 40) über einen vorbestimmten Grenzwert (5201) hinaus überschreitet, wobei die vorbestimmte Menge so bestimmt wird, daß das in dem Gehäuse (14) gespeicherte Schmieröl auf den zweiten Ölpegel (B) abgesenkt wird, der sich unterhalb des unteren Endes des Kraftübertragungssystems befindet, so daß die erzwungen zugeführte Schmierung des Kraftübertragungssystems nur dann bewirkt wird, nachdem die Drehzahl den vorbestimmten Grenzwert (SPD1) überschritten hat.

2. Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölspeicher (52) eine Ausstoßvorrichtung (54) zum Ausstoßen des Schmieröls davon zur Schmierung des Kraftübertragungssystems hat.

3. Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölspeicher (52) eine Strömungsreguliervorrichtung zur Regulierung einer Strömungsrate des aus dem Ölspeicher (52) durch die Ausstoßvorrichtung (54) ausgestoßenen Öls hat, so daß der Ölspeicher (52) beginnt, das Schmieröl zu speichern, wenn die Fördermenge der mechanischen Ölpumpe (46) den vorbestimmten Wert überschreitet.

4. Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstoßvorrichtung (54) eine Drainageöffnung hat, die durch eine Bodenwand des Ölspeichers (52) hindurch ausgebildet ist, wobei die Drainageöffnung so dimensioniert ist, daß der Ölspeicher (52) beginnt, das Öl zu speichern, wenn die Fördermenge der mechanischen Ölpumpe (46) den vorbestimmten Wert überschreitet.