JP2005509116A

JP2005509116A - 車両用の駆動部

Info

Publication number: JP2005509116A
Application number: JP2003542800A
Authority: JP
Inventors: クラクスナー・ディーター; ブゾルト・トーマス; グロースピーチュ・ヴォルフガング; シュタイナー・エドゥアルト
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2005-04-07
Also published as: EP1446590B1; DE10155050A1; US7351175B2; DE50214262D1; WO2003040580A8; EP1446590A1; US20040178041A1; WO2003040580A1; EP1446590B2

Abstract

本発明は、駆動ユニットと変速機との間のトルク伝達のためにこの駆動ユニットとこの変速機（２３２）との間に配置されたクラッチ装置（２０２）を有する車両用の駆動部に関する。この場合、このクラッチ装置は、圧力媒体の作用下で操作可能な少なくとも１つのクラッチ配置（２０４，２０６）を有し、この変速機は、割当てられたアクチュエータ（２３４）によって圧力媒体の作用下で操作可能であり、この場合、駆動ユニットによって駆動されるか又は駆動可能な１台の共用のポンプ配置（２０９）に基づいて、ｉ）クラッチ配置の操作用の圧力媒体が供給可能であり、ｉｉ）駆動媒体がこの駆動媒体の作用下で駆動させるためのクラッチ装置に供給可能であり、ｉｉｉ）変速機の操作用の圧力媒体が供給可能であり、この場合、ポンプ配置は、出力圧力に関して及び／又は出力体積流量に関して制御又は調整可能な少なくとも１つのポンプ（２０９）を有する。

Description

【０００１】
本発明は、駆動ユニットと変速機との間にクラッチ装置を備えた車両用の駆動部に関する。この場合、このクラッチ装置は、圧力媒体の作用下で操作可能な少なくとも１つのクラッチ配置を有する。このクラッチ配置の場合、圧力媒体がポンプ配置によって供給される。
【０００２】
このようなクラッチシステムは、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第 100 56 954 号明細書及びドイツ連邦共和国特許出願公開第 101 02 874 号明細書から公知である。以下で説明されている発明は、これらの公開公報を的確に引用している。
【０００３】
クラッチシステムは、特にツインプレートクラッチを有する湿式ダブルクラッチシステムとして形成されている。このクラッチシステムは、クラッチ装置内に組み込まれた副シリンダの作用下で油圧式に操作可能である。このようなダブルクラッチシステムは、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第 100 04 179 号明細書から公知である。
【０００４】
湿式ダブルクラッチシステムは、プレートクラッチを操作するために高圧の圧力媒体に対しては少量の体積流量を必要とし、かつ摩擦ライニング又はプレートを冷却するために比較的低圧の駆動媒体に対しては比較的多量の体積流量を必要とする。駆動ユニットの瞬間の回転数に対応する体積流量又は出力圧力を絶えず供給するこの駆動ユニットによって機械的に駆動されるポンプによる従来の解決手段に対して、特別に合わせられた１つのポンプ配置を体積流量ごとに使用することが、ドイツ連邦共和国特許出願公開第 100 56 954 号明細書及びドイツ連邦共和国特許出願公開第 101 02 874 号明細書から公知である。ポンプが電動機によって駆動される場合、特に大出力つまりトルクの大きい駆動ユニットのときに、クラッチ装置の冷却オイルの必要量が多いことが分かっている。したがって、要求される（電動機用の）スペースが、必要なポンプ出力に起因して非常に大きくなるため、クラッチ装置を冷却する電動ポンプを駆動させるために電動機を使用することは不利である。しかしながら、駆動ユニットによって持続的に駆動される単純なポンプによる従来の解決手段に戻ることは、エネルギー上の理由から問題外である。駆動ユニットによって持続的に駆動されるポンプの場合でも、過度な機械装置の経費及び制御に関する経費が必要であることなしに、ポンプの出力圧力又は／及び出力体積流量が制御又は調整可能であることが分かっている。
【０００５】
変速機を操作する圧力媒体も、クラッチ配置の操作とクラッチを冷却する駆動媒体の供給との双方を担うポンプ配置によって供給して、油圧式に操作可能な変速機の場合に変速機だけを操作するポンプを削減することが有益であるという思想を本発明はさらに基礎とする。確かに、一般にクラッチ操作に対するよりも明らかに高い油圧レベルが、変速機、特に自動変速機の油圧操作に対して必要とされる。３つの異なる体積流量が、多種多様な車両に対して、特に排気量の大きい車両つまりトルクの大きい車両に対して本発明に基づいて比較的安価に実現され得ることが分かっている。これらの体積流量は、例えば油圧で操作すべき湿式のクラッチシステムと油圧で操作すべき変速機とを駆動させるために必要とされる。すなわち、クラッチ配置を操作するためには比較的少ない体積流量で高い圧力を必要とし、変速機を操作するためには比較的少ない体積流量で高い圧力、場合によっては非常に高い圧力を必要とし、そしてクラッチ配置を冷却するためには比較的多い体積流量で低い圧力を必要とする。
【０００６】
制御可能な又は調整可能なポンプは、好ましくは敷設されたアクチュエータによって圧力媒体の作用下で制御又は調整可能である。この場合、ポンプの制御又は調整用の圧力媒体は、特にポンプ配置又はポンプに基づいてそれ自体で供給可能である。
【０００７】
ポンプ配置によって引き起こされるエネルギー消費を低減させるため、共用のポンプ配置の出力圧力又は／及び出力体積流量を要求に応じて調整する制御ループを有効に設けてもよい。出力圧力又は／及び出力体積流量の要求に応じた制御も考慮される。
【０００８】
クラッチの操作に割り当てられた第１アキュムレータ配置及び変速機の操作に割り当てられた第２アキュムレータ配置を駆動部内に割り当てられた油圧システム内に効果的に設けてもよい。これに対して、第１アキュムレータ配置が油圧システムの第１状況中にポンプ配置の作用下で充填可能であり、第２アキュムレータ配置が油圧システムの第２状況中にポンプ配置の作用下で充填可能であり、最大駆動媒体流が油圧システムの別の状況中にクラッチ装置に供給可能であることがさらに提唱される。
【０００９】
制御可能な又は調整可能なポンプに関しては、種々のポンプが考慮される。例えば、ポンプの偏芯度に関して調節可能なーンポンプが考慮されるか又は調節可能なアキシャルピストンポンプ若しくはラジアルピストンポンプも考慮される。
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。
【００１１】
図１は、クラッチシステム２００を概略的に示す。このクラッチシステム２００は、外側の第１ラジアルクラッチ配置２０６及び内側の第２ラジアルクラッチ配置２０４を有する湿式ダブルクラッチ２０２を備える。クラッチ配置２０４，２０６は、湿式クラッチ配置、例えば湿式シングルプレートクラッチ配置である。これらの湿式シングルプレートクラッチ配置はそれぞれ、知られているように少なくとも１つのプレートパッケージ (Lamellenpaket)を有する。これらのプレートパッケージは、この実施の形態では放射状に重なり合って配置されていて、ダブルクラッチ内に組込まれた油圧副シリンダに割当てられた操作ピストンによってそれぞれ操作される。このようなダブルクラッチの事例は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第 100 04 179 号明細書中で公開されている。
【００１２】
クラッチシステム２００は１つのポンプ２０９を有する。このポンプ２０９は、駆動部の駆動ユニットによって、通常は内燃機関によって機械的に駆動される。特に流体静力学的なポンプつまり排水機械として構成されたポンプが使用される。駆動部のその時その時の回転数に関係なく制御可能な及び／又は調整可能であるポンプ２０９は、分配弁２３０を介して一方では圧力媒体、特に圧力オイルを比較的高い圧力で供給する。この圧力は、ダブルクラッチ２０２のクラッチ配置２０４，２０６を操作するのに十分である。クラッチ配置を選択的に操作するため、このクラッチ配置のこれらの精確な油圧副シリンダがそれぞれ、割当てられた弁２１４又は２１６を介して分配弁２３０とポンプ２０９に連結されている。このポンプは、油だめ２２から圧力媒体を吸い込む。
【００１３】
さらにこのポンプは、分配弁２３０を介して比較的多い体積流量の冷却媒体、特に冷却オイルを−相対的に見て−より低い圧力レベルで供給する。この圧力レベルは、クラッチ配置２０４，２０６を冷却するために作用する。さらに、ポンプ２０９は、分配弁２３０を介して圧力媒体、特に圧力オイルを比較的高い圧力で、場合によっては非常に高い圧力で供給する。この圧力は、割当てられたアクチュエータ２３４によって駆動部の変速機２３２を操作するのに十分である。この変速機は、特に示されていない制御ユニットの作用下で自動的に操作可能なダブルクラッチ変速機又はパワーシフト変速機である。この変速機は、第１クラッチ配置２０６に割当てられた第１変速機入力軸及び第２クラッチ配置２０４に割当てられた第２変速機入力軸を有する。これらの入力軸は、特に同軸に向かい合って延在する。
【００１４】
図２は、図１中に示された基本構造のクラッチシステムの実施の形態をより詳しく示す。
【００１５】
図２によれば、半クラッチ動作がより長い場合は油だめ２２２内のオイルの温度も著しく上昇しうるので、ダブルクラッチ２０２（このダブルクラッチ２０２の両クラッチ配置２０４，２０６がそれぞれ、図２では油圧副シリンダ４２４又は４２６によって示されている）の冷却オイルが、熱交換器３００を通じて供給される。オイルの温度が、この熱交換器３００によってダブルクラッチを冷却するのに十分な温度レベルに保持される。冷却オイルの粘度がより低温時に上昇する虞があり、特に低温時の熱交換機３００の流れ抵抗に起因して、場合によってはダブルクラッチがもはや十分な冷却オイルを得ないか又は非常に高いオイル圧力が破損を引き起こしうるので、例えば電気的に制御可能な又は弾性力下にあるバイパス弁３０２が設けられている。オイル冷却器３０２の下流のオイル圧力が所定の圧力を超えると、このバイパス弁３０２が開かれるか又は開状態に移行する。次いで冷却オイルが、オイル冷却器３００を通じてダブルクラッチに送られる。
【００１６】
駆動部の内燃機関２３６によって駆動されるポンプ２０９が、吸引フィルタ３２２を介して油だめ２２２からオイルを吸引する。このポンプ２０９は、例えば 120bar までの排出圧力を供給するために仕様決定されている。いわゆる圧力フィルタ３２４が、排出側でポンプにさらに後続連結されている。この圧力フィルタ３２４は、場合によってはバイパス弁を有する。圧力センサ３２６が、排出圧力を監視するために使用される。この圧力センサ３２６は、安全を確保するために圧力制御弁３２８を有する。圧力が 120bar を超えた場合、この圧力制御弁３２８が開いて、圧力オイルを油だめ２２２に排出する。
【００１７】
クラッチ操作圧力オイルループが、開閉弁３３０を介してポンプ２０９の排出側に連結されている。リターン弁３３２が、開閉弁３３０に後続配置されている。加圧下にあるガスを充填した圧力オイルタンク３０４が、クラッチ操作圧力オイルループ内に組込まれている。この圧力オイルタンク３０４は、例えば 30barの最大タンク圧力に対して仕様決定されている。この圧力オイルタンク３０４は、均一な圧力レベルを維持し、かつクラッチ操作圧力オイルループとポンプ２０９との間の連結部分が遮断されている期間を調節するために使用される。
【００１８】
両クラッチ装置２０４，２０６の操作副シリンダが、それぞれの制御／調整弁２１４又は２１６を介して圧力センサ３０４に連結されている。リターン弁３３２と弁２１４，２１６との間の圧力オイルループが、圧力制御弁３０８によって過度に高い、場合によっては破損を招く圧力オイルの圧力から保護されている。圧力制御弁３０８は、例えば 30barの圧力で開く。タンク３０４の充填状態で決まるこの圧力オイルループ内の圧力が、圧力センサ３１０によって検出される。
【００１９】
もう１つの圧力制御弁３１２は、弁２１４，２１６の排出側にかかり、クラッチ装置の油圧副シリンダに作用する圧力が最大値を超えないように働いて破損を同様に防止する。両油圧副シリンダを監視し、これらの副シリンダを過圧力から保護するのに十分な圧力制御弁が、２つのリターン弁３１４，３１６によって得られる。
【００２０】
特に圧力制御／調整弁として構成された弁２１４，２１６が、ダブルクラッチ２０２の両クラッチ配置に割当てられた副シリンダ４２４，４２６内の圧力を調整又は制御する。主に、この副シリンダは、操作圧力を調整する。この目的のため、それぞれの圧力センサ４２８又は４３０が、弁２１４，２１６の排出側に設けられている。パルスダンパ４３２，４３４が、圧力ピークを吸収し、目標圧力の信頼性の高い調整を可能にする。
【００２１】
クラッチ配置が通常の開放タイプである場合、クラッチの遮断状態中に圧力オイルを油だめ２２２に排出する緊急排出弁４３６が有効に設けられ得る。この排出弁４３６は、圧力オイルを排出することによってその都度の伝達方向にあるクラッチ配置の緊急の遮断又は急激な遮断を可能にする。
【００２２】
クラッチ配置に冷却オイルを供給する冷却オイルループが、電気的に開閉可能な絞り弁４４０を介してポンプ２０９の排出側に連結されている。第１の開閉状態では、冷却オイルが、ほとんど絞られないで絞り弁４４０を通じて冷却器３００又はバイパス３０２経由でクラッチ装置２０２へ流れる。絞り弁４４０の第２の開閉状態では、絞り弁が絞られた状態になる。この絞り状態は、比較的少量の冷却オイルしかクラッチ装置へ流さず、ポンプ２０９と絞り弁４４０と開閉弁３３０との間の領域内のオイル圧力の圧力上昇を可能にする。その結果、開閉弁３３０の開いた状態では、圧力タンク３０４がリターン弁３３２によって充填され得る。目標圧力（圧力タンク３０４の最大充填状態）に到達すると（このことは、圧力センサ３１０を用いて割当てられた電子制御ユニットによって検出され得る）、開閉弁３３０が再び閉められ、場合によっては絞り弁４４０が、絞り状態からほとんど絞られない貫流状態に再び移行する。
【００２３】
図２によれば、もう１つの圧力タンク４４４が、リターン弁４４２を介してポンプ２０９に連結されている。この圧力タンク４４４は、駆動部の変速機に割当てられた変速機アクチュエータに圧力媒体を供給するために使用される。この圧力タンク４４４は、タンク３０４よりも高い圧力に対して、例えば 120bar の最大圧力に対して仕様決定されている。図１に対する説明を参照のこと。この圧力タンク４４４は、圧力タンク３０４と同様に冷却の必要がより少ない段階で充填され得る。この目的のために、絞り弁４４０が、絞られる状態にされ、かつ開閉弁３３０が閉められている状態で保持される。ポンプが全開出力で駆動する場合、絞り弁４４０と開閉弁３３０と変速機アクチュエータとの間の圧力が、タンク４４４を充填するのに十分な圧力値に上昇する。タンク３０４の最大タンク圧力が、より高い圧力に対して仕様決定されたタンク４４４の十分な充填を不可能にするので、タンク３０４とタンク４４４の同時の充填は一般に不可能になる。
【００２４】
既に説明したように、ポンプは、出力体積流量又は／及び出力圧力に関して調節可能（制御可能又は／及び調整可能）である。出力体積流量又は出力圧力を要求に応じて制御又は調整するためには、ポンプを開ループ制御又は−特に−制御ループ内に含めることが好ましい。ポンプは、原理的に任意の方法で、例えば電気工学的に（電動機によって）調整できる。確かに、圧力媒体の作用下のポンプの調整が好ましい。このことは、図２の実施の形態で実現される。油圧副シリンダ４５０が、制御／調整弁４５２を介して圧力タンク３０４に連結されている。ポンプは、割当てられた制御ユニットで弁４５２を適切に制御することによって要求に応じて、例えば３次元特性曲線に基づいて調節され得る。圧力センサ３２６によって検出された出力圧力に基づいて、場合によっては駆動状況に応じてプリセット可能な目標圧力値に対して、要求に応じた制御が可能である。
【００２５】
これに対して特に、ただ１つの制御ユニットが、各種の弁を操作又は制御するために使用される。この制御ユニットは、各種のセンサから、例えば油だめ２２２内のオイルの温度を検出する少なくとも１つの温度センサ４５４からも測定信号を受取る。
【００２６】
図２の実施の形態の重要な観点は、内燃機関によって駆動されるポンプ、すなわち発生する体積流量と圧力要求に対して仕様決定されているポンプ２０９が１台しか設けられていない点である。クラッチ操作ループ内に設けられているタンク３０４及び変速機操作ループ内に設けられているタンク４４４は、ポンプが高圧下で大量の送り流量を常に供給しないで済むために使用される。何故なら、これらのタンクが、冷却オイルを必要としないか又は微量しか必要としない期間に充填され得るからである。そのため、弁４４０及び弁３３０が開閉されるので、ポンプ２０９によって送られるオイルが或る程度「貯蔵される」。すなわち、圧力が上昇するので、タンク３０４又はタンク４４４が充填され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】
湿式ダブルクラッチを有する本発明のクラッチシステムの基本構造を概略的に示す。この場合、クラッチシステムに属する変速機が、車両の駆動部によってさらに概略的に示されている。
【図２】
図１中に示された基本構造による本発明のクラッチシステムの具体的な実施の形態を示す。
【符号の説明】
２００クラッチシステム
２０２ダブルクラッチ，クラッチ装置
２０４クラッチ配置，クラッチ装置
２０６クラッチ配置，クラッチ装置
２０９ポンプ配置，ポンプ
２１４圧力制御弁，制御／調整弁
２１６圧力制御弁，制御／調整弁
２２２油だめ
２３０分配弁
２３２変速機（トランスミッション）
２３４アクチュエータ
２３６内燃機関
３００熱交換器，オイル冷却器
３０２バイパス弁
３０４圧力オイルタンク
３０８圧力制御弁
３１２圧力制御弁
３１４リターン弁
３１６リターン弁
３２２吸引フィルタ
３２４圧力フィルタ
３２６圧力センサ
３２８圧力制御弁
３３０開閉弁
３３２リターン弁
４２４副シリンダ
４２６副シリンダ
４２８圧力センサ
４３０圧力センサ
４３２パルスダンパ
４３４パルスダンパ
４３６緊急排出弁
４４０絞り弁
４４４圧力タンク
４５０副シリンダ
４５２制御／調整弁
４５４温度センサ

Claims

駆動ユニットと変速機との間のトルク伝達のためにこの駆動ユニットとこの変速機（２３２）との間に配置されたクラッチ装置（２０２）を有する車両用の駆動部において、この場合、このクラッチ装置は、圧力媒体の作用下で操作可能な少なくとも１つのクラッチ配置（２０４，２０６）を有し、この変速機は、割当てられたアクチュエータ（２３４）によって圧力媒体の作用下で操作可能であり、この場合、駆動ユニットによって駆動されるか又は駆動可能な１台の共用のポンプ配置（２０９）に基づいて、ｉ）クラッチ配置の操作用の圧力媒体が供給可能であり、ｉｉ）駆動媒体がこの駆動媒体の作用下で駆動させるためのクラッチ装置に供給可能であり、ｉｉｉ）変速機の操作用の圧力媒体が供給可能であり、この場合、ポンプ配置は、出力圧力に関して及び／又は出力体積流量に関して制御又は調整可能な少なくとも１つのポンプ（２０９）を有する。
ポンプ（２０９）は、割当てられたアクチュエータ（４５２，４５０）によって圧力媒体の作用下で制御又は調整可能であり、この場合、ポンプの制御又は調整用のこの圧力媒体は、特にポンプ配置（２０９）に基づいて供給可能であることを特徴とする請求項１に記載の駆動部。
ポンプ配置（２０９）の出力圧力及び／又は出力体積流量を要求に応じて制御する制御ループを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動部。
油圧システム内のクラッチの操作に割当てられた第１圧力タンク配置（３０４）及び変速機の操作に割当てられた第２圧力タンク配置（４４４）を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動部。
クラッチ配置（２０４，２０６）は、湿式のクラッチ配置であること、駆動媒体の作用下の駆動は、湿式の駆動であること、及び、駆動媒体は、駆動液、場合によっては冷却液であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動部。
クラッチ装置は、多重クラッチ装置、特にダブルクラッチ装置（２０２）として構成されていて、第１クラッチ配置（２０６）及び第２クラッチ配置（２０４）を有し、少なくとも１つの第１副シリンダ（４２４）が、この第１クラッチ配置（２０６）に割当てられていて、少なくとも１つの第２副シリンダ（２２６）が、この第２クラッチ配置（２０４）に割当てられていて、この場合、これらの両副シリンダに関係なくポンプ配置（２０９）によって互いに供給される媒体が、圧力媒体として供給可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の駆動部。
請求項１〜６のいずれか１項に記載の駆動部用のクラッチシステムにおいて、このクラッチシステムは：
圧力媒体の作用下で操作可能な少なくとも１つのクラッチ配置（２０４，２０６）及び駆動部の駆動ユニットによって駆動される又は駆動可能な１台の共用のポンプ配置（２０９）を有し、これらの配置に基づいて、ｉ）クラッチ配置の操作用の圧力媒体が供給可能であり、ｉｉ）駆動媒体がこの駆動媒体の作用下で駆動させるためのクラッチ装置に供給可能であり、ｉｉｉ）圧力媒体の作用下で操作可能な駆動部の変速機（２３２）の操作用の圧力媒体が供給可能であり、この場合、ポンプ配置は、出力圧力に関して及び／又は出力体積流量に関して制御又は調整可能な少なくとも１つのポンプ（２０９）を有する。