JP2005337502A - 自動車用自動変速機の給油のための油圧回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 第１の圧力レベルＰ１の第１の体積流量Ｖ１の供給のための低圧回路（４）と、第２の高い圧力レベルＰ２の第２の体積流量Ｖ２の供給のための高圧回路（５）とからなる多段自動変速機の給油のための油圧回路（３、１２）において、変速機の需要に適応した給油が得られるように構成する。
【解決手段】 第１の体積流量Ｖ１の第１の圧力レベルＰ１を必要に応じて高い圧力レベルＰ２に調節し、同じ圧力レベルＰ２の２つの体積流量Ｖ１、Ｖ２を統合する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動車用の、自動変速機とりわけ多段自動変速機の給油のための油圧回路であって、油圧回路が、第１の圧力レベルの第１の体積流量の供給のための低圧回路と、第２の高い圧力レベルの第２の体積流量の供給のための高圧回路とからなるものに関する。本発明は、本出願の優先権主張の基礎となるドイツ国特許出願の出願日よりも後に公開（ＤＥ１０３１０１８３Ａ１）された出願人によるドイツ国特許出願第１０３１０１８３．７号に記載された主題に基づいている。

自動変速機、特に多段自動変速機の給油は、実際には内接歯車ポンプとして形成されたオイルポンプによって行われる。オイルポンプはトルクコンバータと変速機ハウジングの間に配置され、エンジン側で、即ちコンバータのポンプギヤを介して駆動される。このような設計では、低いエンジン回転数でたいてい供給不足が、高いエンジン回転数で供給過剰が生じ、従ってオイルポンプを調整しなければならない。この調整は −出願人の国際公開公報ＷＯ９３／１１３７６で提案されたように− 吸込み区域の絞りによって行われる。その場合内接歯車ポンプのほかにラジアルピストンポンプも好適である。吸込み側を絞ったポンプによって、ある駆動回転数からほぼ一定の動力消費でほぼ一定の送出し流量が生じる。

もう一つの改善策はいわゆるタンデムポンプ、即ち機械的に駆動される２ポンプ系である。その場合２つのポンプの一方は高い回転数で無圧送り出しに切換えられる。このようなタンデムポンプの一層の改良が出願人の国際公開公報ＷＯ９９／２５９７９により知られている。即ち１個のオイルポンプで在来の機械式駆動部分と電気式駆動部分を組み合わせたもので、電気駆動は低い回転数範囲を、機械駆動は高い回転数範囲をカバーする。こうして変速機の改善された給油が得られる。

オイル送出し流量を変速機の需要に適応させる別の提案が、出願人のドイツ国特許公開ＤＥ１０１５９１４７Ａ１により公知である。その場合内接歯車式油圧ポンプが２つのポンプ段を有し、これらのポンプ段は独自の吐出し通路で異なる圧力レベルの油流を給送する。その場合状況に応じて、例えばシフト命令によりシフト操作が開始され、クラッチへの補給のために高いオイル需要を充足しようとするときは、第２のポンプ段を接続又は切断することができる。

また圧力及び油量の需要が相違しかつ変動する複数の油圧回路の圧油供給のため、特にＣＶＴ駆動機構及び変速機オートマチックセレクタの作動油、潤滑剤及び冷却剤供給のための多系統式可変容量ポンプが、ドイツ国特許公開ＤＥ３９１３４１４Ａ１によって公知である。その場合ベーンポンプによって異なる圧力レベルの２つ以上の送出し流量が発生され、それぞれ個々の負荷に送られる。こうして需要に適応した特定の送出し流量がポンプによって個々の負荷に供給される。

別の多系統式ポンプが米国特許第５，７２２，８１５号により公知である。そこでは、３つの吐出し側出口を有する制御可能なロータ型ポンプによって３つの送出し流量が発生され、ポンプ回転数に応じて送出し流量が断続される。そのとき高い回転数範囲でカットオフが行われ、それに伴って動力が節約される。

最後に、ドイツ国出願第１０３１０１８３．７号（ＤＥ１０３１０１８３Ａ１）の出願人の先出願には、異なる圧力レベルの少なくとも２つの部分流を給送し、これらの部分流が必要に応じて断続される多系統式ラジアルピストンポンプが記載されている。
国際公開ＷＯ９９／２５９７９ ドイツ国特許公開ＤＥ１０１５９１４７Ａ１ ドイツ国特許公開ＤＥ３９１３４１４Ａ１ 米国特許第５，７２２，８１５号 ドイツ国特許公開ＤＥ１０３１０１８３Ａ１（本願の優先日より後に公開）

本発明の課題は、高圧回路と低圧回路に分離された自動変速機の給油のための油圧回路を、変速機の需要に適応した給油が得られるように構成することである。

この課題は請求項１の特徴によって解決される。本発明によれば２つの体積流量を必要に応じて統合し、高い圧力レベルの体積流量を給送することができる。そのために適当な切換え手段が設けられる。等しい又は異なる送出し流量が任意の周知の搬送手段、例えば歯車ポンプ、ベーンポンプ又はラジアルピストンポンプによって発生される。これは２つの吐出し系統をもつ１個の共通のポンプ又は２個の異なるポンプである。本発明に基づく解決策は、オイル供給を変速機の現在の需要に適応させ、こうして動力節約の利点をもたらす。高圧側の高い又は最大のオイル需要は、特にギヤチェンジの際にシフト要素に作動油を補充しなければならないときに現れる。ギヤチェンジは統計的に数パーセントの時間割合を占めるに過ぎないから、ギヤチェンジのためのこの時間以外では、クラッチの漏油の補充に十分な少量の高圧体積流量を送ればよい。これに対して潤滑と冷却のための第２の体積流量は低い圧力レベルで送ることができる。その結果生じる駆動力の節約は、自動車の燃料消費の減少となって現れる。

本発明の好ましい実施態様が従属請求項で明らかである。本発明に基づく第１のバリエーションによれば、高圧回路の圧力は圧力制限弁によって、低圧回路の圧力は圧力調節器により調節される圧力制限弁によって調整される。高圧回路のための圧力制限弁は定圧を保つが、低圧回路のための圧力制限弁は変更することができ、例えばギヤチェンジの際に高い圧力にセットすることができる。そこで低圧回路でも高い圧力レベルＰ２の送出し流量が発生される。そのために２つの回路の間に逆止め弁を設けることが好ましい。逆止め弁は高圧回路側へ開放しており、こうして２つの回路が合併され、高い圧力レベルＰ２の大きな送出し流量が給送される。ギヤチェンジの後に低圧回路の圧力制限弁の設定値が再び圧力レベルＰ１に戻され、それとともに逆止め弁も閉じる。

第２のバリエーションでは、２つの体積流量の統合のために、切換え可能な方向弁が設けられる。方向弁は第１の操作位置で２つの体積流量の別個の平行流を可能にし、第２の操作位置で２つの体積流量が１つの流れに合流し、即ち統合される。それとともに低圧回路の圧力制限弁は機能を中止する。即ち２つの搬送手段又はポンプは圧力制限弁に対して高い圧力レベルＰ２で動作する。

本発明の別の好ましい実施態様では異なるタイプのポンプが設けられ、第１の実施形態においては、低圧回路のための第１の搬送手段が電気的に駆動され、高圧回路のための第２の搬送手段が機械的に、特に多段自動変速機のトルクコンバータのポンプギヤによって駆動される。しかし高圧及び低圧のための２つの搬送手段を１つの２系統式ポンプに統合することも可能である。ポンプは −周知のように− 内接又は外接歯車ポンプ、ラジアルピストンポンプ又はベーンポンプとして構成することができる。

以下に本発明の実施例について添付図面を参照して詳述する。

図１は２つの体積流量、即ち図示しない低圧回路のためのＶ１及び図示しない高圧回路のためのＶ２を給送するダブルベーンポンプの概略図を示す。図示の実施例では体積流量Ｖ２及びＶ２の送出し量は異なる。矢印Ｖ１、Ｖ２の異なる幅でこれを示唆した。ベーンポンプ１は中心点Ｍを有するロータ２を備えている。中心点Ｍを図面で左又は右へずらせることができ、こうして同じ又は異なる送出し量が生じる。前述のように、給油は潤滑及び冷却も、多段自動変速機のシフト要素、即ちクラッチ及びブレーキへの補給も包含する。これは同じか或いは異なる送出し量で異なる圧力レベルで行われる。従って全供給量が低圧レベルＰ１及び高圧レベルＰ２の２つの体積流量Ｖ１、Ｖ２に分割される。ダブルベーンポンプ１は、自動車用多段自動変速機の給油の多数の可能なポンプ設計の一例である。２つの体積流量への分割は、本願の優先日後に公開された出願人のドイツ国特許公開ＤＥ１０３１０１８３Ａ１に記載された２系統式ラジアルピストンポンプで行うこともできる。

図２はそれぞれ搬送手段６、７により作動油が供給される低圧回路４及び高圧回路５を有する、一部だけ図示した油圧回路３の回路図を示す。高圧回路５は圧力制限弁８によって固定された圧力レベルＰ２を有する。この圧力レベルＰ２は、図示しないシフト要素への補給のために必要な主圧力又は常用圧力又はシステム圧力に相当する。低圧回路４は調節可能な圧力制限弁９によって調整される圧力レベルＰ１を有する。図示しない圧力調節器によって電磁的調整が行われる。逆止め弁１１を備えた接続管１０が低圧回路４と高圧回路５の間にある。逆止め弁１１は高圧回路５の方向に開放する。

図示した回路図によって２つの運転モード、即ち異なる圧力レベルＰ１、Ｐ２の２つの体積流量による第１の運転モードと、高い圧力レベルＰ２を有するただ１つの体積流量による第２の運転モードが可能である。

２つの体積流量による運転−ギヤチェンジ時間を除く−の場合は、調節可能な圧力制限弁９が低い圧力レベルＰ１にセットされ、ポンプ６は圧力レベルＰ１の体積流量Ｖ１を管路部分４ａを経て油圧回路３へ、即ちとりわけ潤滑及び冷却目的のために給送する。これに対してポンプ７は高い圧力レベルＰ２の体積流量Ｖ２を管路部分５ａを経て油圧回路３へ送る。この場合は図１に従って比較的少量の体積流量Ｖ２がシフト要素の圧力保持のために、即ちシフト要素の漏油の補充のために使用される。

多段自動変速機でギヤチェンジを行おうとするときは、第２の運転モードが導入される。この場合は高い圧力レベルＰ２の大きな体積流量が必要になる。従って圧力制限弁９が圧力調節器によって調節され、高い圧力レベルＰ２にセットされる。それとともに低圧回路４の圧力が高圧Ｐ２に上昇するから、過圧弁１１が開き、高圧回路５に接続される。２つのポンプ６、７はここで−最大出力で−圧力レベルＰ２の２つの体積流量を給送する。これらの体積流量は逆止め弁１０の後方で合併され、管路部分５ａを経て高圧回路３に給入される。ギヤチェンジのために設けられたシフト要素は今や作動油が補給され、シフト操作を行うことができる。ギヤチェンジの後に圧力調節器は圧力制限弁９で圧力レベルをＰ２からＰ１に減少するから、再び異なる圧力レベルの２つの体積流量が給送される。そこでポンプ６は再び低い出力で動作する。

図２に示した構成の図示しない変型は、逆止め弁１１を廃止し、高い低圧により圧力制限弁８を「開放」位置へ偏らせることによって高圧回路５への開放を行うものである。

図３は２つの体積流量Ｖ１、Ｖ２を統合するための変更回路図による、一部を図示した油圧回路１２について、本発明の別の実施例を示す。同じ部材には同じ参照符号を使用する。ポンプ７及び高い圧力レベルＰ２をセットするための圧力制限弁８が高圧回路５に設けられている。ポンプ６を有する低圧回路４に圧力制限弁１３が配属されている。圧力制限弁１３は低い圧力レベルＰ１に固定されており、図２の圧力制限弁９と異なり調節不能である。低圧回路４及び高圧回路５の送出し管路は、２つの操作位置１４ａ、１４ｂを許す制御可能な方向弁１４によって互いに連結されている。図面には第１の操作位置１４ａが示されている。この位置で低圧回路４の体積流量Ｖ１と高圧回路５の体積流量Ｖ２は互いに分離されている。異なる圧力レベルの２つの体積流量は、図２の実施例と同様に、管路部分４ａ、４ｂを経て油圧回路１２に到達する。符号１４ｂで示した方向弁１４の第２の操作位置で、２つの体積流量即ち低圧回路４からのＶ１と高圧回路５からのＶ２が合併される。そこでポンプ６は圧力制限弁８に対して高い圧力レベルＰ２で動作するから、高い圧力レベルＰ２の統合された送出し流量が生じ、管路部分５ａを経て油圧回路１２に供給される。図２の実施例と同様に、この操作位置１４ｂでギヤチェンジを行うことができる。シフト操作を行った後、方向弁１４が操作位置１４ａにリセットされ、２つの回路４、５が再び分離され、ポンプ６は再び圧力制限弁１３に対して低い圧力レベルＰ１で動作する。

体積流量の分割が非対称なダブルベーンポンプの概略図を示す。 ２つの体積流量を統合するための第１の回路変型を示す。 体積流量の統合のための第２の変型を示す。

符号の説明

１ ダブルベーンポンプ
２ ロータ
３ 油圧回路
４ 低圧回路
４ａ 管路部分
５ 高圧回路
５ａ 管路部分
６ 第１の搬送手段
７ 第２の搬送手段
８ 圧力制限弁（高圧）、固定
９ 圧力制限弁（低圧）、調節可能
１０ 接続管
１１ 逆止め弁
１２ 油圧回路
１３ 圧力制限弁（低圧）、固定
１４ 方向弁
１４ａ 第１の操作位置
１４ｂ 第２の操作位置
Ｖ１ 第１の体積流量
Ｖ２ 第２の体積流量
Ｐ１ 低圧
Ｐ２ 高圧
Ｍ ロータの中心点

Claims (13)

1. 自動車用の、自動変速機とりわけ多段自動変速機の給油のための油圧回路（３、１２）であって、該油圧回路が、第１の圧力レベルＰ１の第１の体積流量Ｖ１の供給のための低圧回路（４）と、第２の高い圧力レベルＰ２の第２の体積流量Ｖ２の供給のための高圧回路（５）とからなるものにおいて、
   第１の体積流量Ｖ１の第１の圧力レベルＰ１を必要に応じて高い圧力レベルＰ２に調節することができ、同じ圧力レベルＰ２の２つの体積流量Ｖ１、Ｖ２を統合することができる油圧回路。
2. 体積流量Ｖ１、Ｖ２の統合が多段自動変速機のギヤシフトの開始時に行われることを特徴とする請求項１に記載の油圧回路。
3. 高圧回路（５）に圧力レベルＰ２の保持のための圧力制限弁（８）が配属されていることを特徴とする請求項１または２に記載の油圧回路。
4. 低圧回路（４）に圧力レベルＰ１の保持のための圧力制限弁（９）が配属されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の油圧回路。
5. 圧力レベルＰ１の変更とりわけ圧力レベルＰ２への昇圧のために、圧力制限弁（９）を圧力調節器により調節することができることを特徴とする請求項４に記載の油圧回路。
6. 第１の体積流量Ｖ１の供給のために低圧回路（４）に第１の搬送手段（６）が配属され、第２の体積流量Ｖ２の搬送のために高圧回路に第２の搬送手段（７）が配属されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の油圧回路。
7. 高圧回路（５）と低圧回路（４）の間に、高圧回路（５）側へ開放する逆止め弁（１１）が配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の油圧回路。
8. 切換え可能な方向弁（１４）により２つの体積流量Ｖ１、Ｖ２を統合することができることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の油圧回路。
9. 方向弁（１４）が２つの操作位置（１４ａ、１４ｂ）、即ち、２つの体積流量Ｖ１、Ｖ２が分離されている第１の位置（１４ａ）及び２つの体積流量Ｖ１、Ｖ２が合流される第２の位置（１４ｂ）を有することを特徴とする請求項８に記載の油圧回路。
10. ２つの搬送手段（６、７）がタンデムポンプを構成することを特徴とする請求項６に記載の油圧回路。
11. 第１の搬送手段（６）が電気駆動ポンプとして、第２の搬送手段（７）が機械的に、特に多段自動変速機のポンプギヤによって駆動されるポンプとして構成されていることを特徴とする請求項６に記載の油圧回路。
12. ２つの搬送手段（６、７）が２系統式ポンプとして構成されていることを特徴とする請求項６に記載の油圧回路。
13. 搬送手段（６、７）が歯車ポンプ、ラジアルピストンポンプ又はベーンポンプとして構成されていることを特徴とする請求項６、１０または１２に記載の油圧回路。

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