JP2007139188A - 複式ポンプ高低圧油圧回路 - Google Patents

Abstract

【課題】出力が低減された又は制限された車両用油圧装置を提供すること。
【解決手段】エンジン駆動車両のための油圧装置が提供されている。この油圧装置は、加圧流体を、第一の供給ライン２６を介して高圧回路１１へ供給するための高圧エンジン駆動ポンプ１２を含んでいる。この装置はまた、低圧流体を、第二の供給ライン２４を介して低圧回路１３へ供給するための低圧エンジン駆動ポンプ２０をも含んでいる。当該装置はまた、圧力応答逃がし弁３０をも含んでいる。圧力逃がし弁３０は、前記第一の供給ラインに接続された検知ポート３６と、前記第一の供給ラインに接続された入口３２と、前記第二の供給ラインを介して前記第二の回路に接続されている出口３４とを備えている。前記圧力逃がし弁３０は、前記高圧回路の必要性が満たされたときに開く。締切弁５２が、前記高圧回路１１とリザーバ７０との間の連通を制御し、制御ユニットが、前記高圧回路の動作の関数として前記締切弁を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用油圧回路のような油圧回路に関する。

公知の油圧装置は、高圧低圧両方の装置又は回路を備えている。例えば、公知の生産用トラクタは、電気−油圧静圧駆動ユニットと油圧機械式トランスミッションとを含んでいる無限可変トランスミッション（ＩＶＴ）を含んでいる。電気−油圧静圧駆動ユニットは、可変変位ユニットを制御するヨークの作動のための高圧油圧流体の供給源を必要とし、一方、油圧機械式トランスミッションは、トランスミッション制御クラッチを作動させるために低い供給圧力のみを必要とする。

車両用油圧装置においては、装置全体の流量条件は、典型的には、遅いエンジン回転速度におけるポンプの大きさによって指示され、これは、より速いエンジン回転速度におけるより大きな流れ及びより大きな出力損失をもたらす。この公知の生産装置においては、単一の高圧ギヤポンプが高圧及び低圧両方の油圧要素に油圧流体を供給する。この単一のポンプは、遅い空転エンジン回転速度において十分な量の油圧流体を供給することができる大きさとしなければならないが、その結果として、速いエンジン回転速度においては必要とされるよりも多量の油圧流体を供給して過剰の油圧流体の流れを生成し且つエンジン出力を消耗するであろう。

従来の車両用油圧装置は、利用可能な油圧出力を減少させる寄生的損失を有する。ある種の装置は、エンジン回転速度が速くなると流量を減少させるように可変容量形ポンプを使用している。他の装置は、容積形ギヤポンプを使用している。しかしながら、エンジン回転速度が速くなると、油圧の流れ及び最終的には出力がそれに従って損失する。
米国特許６，７６１，６５８ "ジョンディア７０００ＴＥＮシリーズのトラクタの無限可変トランスミッション（ＩＶＴ）"，ＡＳＭＥ ＩＭＥＣＥ ２００２

従って、本発明は、出力が低減された又は制限された車両用油圧装置を提供することである。

本発明の更に別の目的は、ポンプを最小の大きさとすることができる車両用油圧装置を提供することである。

これらの及びその他の目的は、エンジン駆動車両のための油圧装置である本発明によって達成される。本発明の油圧装置は、第一の供給ラインを介して加圧流体を高圧回路へ供給するための高圧エンジン駆動ポンプを含んでいる。この装置は更に、第二の供給ラインを介して低圧流体を低圧回路へ供給するための低圧エンジン駆動ポンプを含んでいる。この装置はまた圧力応答逃がし弁をも含んでいる。この逃がし弁は、第一の供給ラインに接続された検知ポートと、前記第一の供給ラインに接続された入口と、第二の供給ラインを介して前記第二の回路に接続された出口とを含んでいる。逃がし弁は、高圧回路の必要性が満たされると開く。締切弁が高圧回路とリザーバとの間の連通を制御し、制御弁が前記締切弁を高圧回路の動作の関数として制御する。

添付図面を参照すると、油圧装置１０は、高圧の静圧ユニット制御装置１１と低圧ＩＶＴ静圧制御ユニット１３とを含んでいる無限可変トランスミッション（ＩＶＴ）９に対する流体の連通を制御する。このようなＩＶＴは公知であり、２００４年７月にＳｔｅｔｌｅｒに付与され且つ本願の譲受人に譲渡された米国特許６，７６１，６５８において４モード油圧機械式トランスミッションとして記載されている（特許文献１）。当該米国特許は参考として本明細書に組み入れられている。このようなＩＶＴはまた、“ジョンディア７０００ＴＥＮシリーズのトラクタの無限可変トランスミッション（ＩＶＴ）”，ＡＳＭＥ ＩＭＥＣＥ ２００２においてＭｉｓｔｒｙ及びＳｐａｒｋｓによって記載されており、これもまた本明細書に参考として組み込まれている（非特許文献１）。この公知のＩＶＴは、ハイクラッチ、ロークラッチ及びリバースクラッチを含む制御クラッチを含んでいる。これらのクラッチは、ＩＶＴが駆動レバー８８の操作に応答して種々のモード間を移行するように作動せしめられる。例えば、モード２からモード３への移行は、ロークラッチを切り離し且つハイクラッチをつなぐことによって或いはその逆によって生じる。モード１からモード５への移行は、ロークラッチを切り離し且つリバースクラッチをつなぐことによって或いはその逆によってもたらされる。

油圧装置１０は、加圧流体を例えば３０バールのような高圧で第一の供給ライン２６及びフィルタ１４を介してＩＶＴ９の静圧ユニット制御装置１１へ供給するエンジン駆動高圧容積形ポンプ１２を含んでいる。油圧装置１０はまた、２０バールのような低圧油圧流体を第二の供給ライン２４を介してＩＶＴ９の低圧油圧制御装置１３へ供給するエンジン駆動低圧容積形ポンプ２０をも含んでいる。

油圧装置１０はまた、第一の供給ライン２６に接続された入口３２と、第二の供給ライン２４に接続された出口３４と、オリフィス３８を介して第一の供給ライン２６と連通している圧力検知ポート３６と、圧力設定ばね４０とを備えている圧力調整逃がし弁３０をも含んでいる。圧力設定ばね４０は、出口３４に流体連通された流体の圧力が例えば３０バールの圧力に制限されるように設定されている。

補給水及び冷却フローライン４４は、制御装置１１からの流体をフィルタ４６を介して第二の供給ライン２４へと連通させる。冷却剤／潤滑剤ライン４８は、制御装置１１からの流体をフィルタ５０を介してソレノイド作動の電気−油圧式ループドレン締切弁５２の入口へと連通させる。弁５２は、ライン４８がライン６８に対して完全に開かれている第一の位置へとばね付勢されている。ソレノイドが付勢されると、弁５２は、ライン４８がオリフィス５３を介してライン６８に接続される第二の位置すなわち制限位置となるであろう。

第二の供給ライン２４はまた、圧力逃がし弁５４の入口とも連通している。ライン５６は、弁５４の出口をアキュムレータ５８に連通させている。ライン６０は、弁５４の別の出口を油冷却装置６２を介して排水路へと連通させ且つ冷却装置逃がし弁６４の入口へと連通させている。弁５２の出口は、フィルタ６６及びライン６８を介して弁６４の入口へと連通されている。油冷却装置６２及び弁６４の出口は、リザーバ７０及び潤滑剤圧力逃がし弁７２の入口へと連通されている。流体は、ライン７４によってリザーバ７０からポンプ１２の入口へと連通されている。

弁５２のソレノイドは、マイクロプロセッサによる電子制御ユニット８０によって制御される。制御ユニット８０は、対地速度又は車輪速度センサー８２から対地速度信号を受け取る。制御ユニット８０はまた、エンジンスロットル位置センサー８４又はエンジン回転速度センサー（図示せず）からエンジン回転速度信号を受け取る。制御ユニット８０はまた、ＩＶＴ９を制御するためにオペレータによって使用される速度又は駆動制御レバー８８に結合されたレバー位置センサー８６からレバー位置信号を受け取る。例えば、このようなレバーは、製品ジョンディア７０００ＴＥＮシリーズのトラクタにおいて使用されている。

制御ユニットは、検知された対地速度から導かれる車両の加速度、検知されたスロットル位置から導かれるエンジン回転速度及び駆動又は速度制御レバー８８の動作の関数として弁５２を制御するのが好ましい。より特別には、制御ユニット８０は、モード２とモード３との間及びモード１とモード５との間でのＩＶＴの（いずれかの方向への）移行中に弁５２を第二の制限位置へ動かすのが好ましい。制御ユニット８０はまた、１１００ｒｐｍより遅いエンジン回転速度における安定状態の作動中に弁５２を第二の制限位置へと動かすのが好ましい。制御ユニット８０はまた、エンジン回転速度が１５００ｒｐｍよりも遅く、車両加速度が１０ミリ／秒当たり４０メートル／時よりも大きいときに、弁５２を第二の制限位置へ動かすのが好ましい。

高圧の制御装置１１による必要性が満たされると、逃がし弁３０が開き、流体を高圧ポンプ１２によって生成される圧力よりも低い２０バールのような圧力で第一の高圧供給ライン２６から第二の低圧供給ライン２４へ供給する。この結果、低圧ポンプ２０は、クラッチユニット１３の通常の要件のみを供給するために最小の大きさとすることができる。ポンプ２０の大きさを最小化することによって、ポンプ２０を駆動するのに必要とされるエンジン出力が減じられ、他の機能及び仕事のために使用できるエンジン出力がより大きくなるであろう。

逃がし型の圧力制御弁３０は、静圧ユニット制御装置１１のための制御圧力を維持し、安定状態での作動中の過剰な流れが、トランスミッションクラッチ１３と冷却及び潤滑のような他の機能とのために、ポンプ２０からの流れと組み合わせられる。更に、ループ排水締切弁５２は、ある種の特別なエンジン回転速度及びシフトシーケンス中に静圧ユニット制御装置１１から取り出される供給流量を制御し且つ電子制御ユニット８０によって制御される。

制御された締切弁５２無しで、静圧ユニット制御装置１１からのループ流れは、固定オリフィスを横切る圧力低下によって決定され且つ望ましくはない低いエンジン回転速度での制御回路からの流れの取り出しを増大させる。この締切弁は、静圧ユニット制御装置1１の過渡中にこの流れを遮断し、シフト過渡状態及び低エンジン回転速度は、この流れがクラッチのシフト又はシフトアキュムレータ５８の再充填のために使用されるのを可能にする。これらの回路の機能を組み合わせることによって、装置全体の流れが減じられ且つ出力損失が減じられる。各回路及びポンプは、その必要性に適した大きさして出力損失を減じることができる。

以上、本発明を特別な実施形態に関連させて説明したが、上記の説明を参考にして多くの代替例、変形例及び変更例が当業者にとって明らかとなるであろうということが理解されるべきである。例えば、油圧回路は、装備機器、ステアリング、ブレーキ、前独立連結サスペンションシリンダ及び／又は能動シート構成部品のような高圧の一般車両用油圧機能又は構成部品並びに低圧の車両油圧機能を含む他の高圧及び低圧の油圧機能との流体連通を制御することができる。従って、本発明は、特許請求の範囲の精神及び範囲に含まれるこのような代替例、変形例及び変更例の全てを包含することを意図している。

図１は、本発明による車両用油圧装置の簡素化された回路図である。

符号の説明

９ 無限に可変のトランスミッション（ＩＶＴ）、
１０ 油圧装置、
１１ 高圧の静圧ユニット制御装置、
１２ 高圧容積形ポンプ、
１３ ＩＶＴ静圧制御ユニット、
１４ フィルタ、
２０ 低圧容積形ポンプ、
２４ 第二の供給ライン、
２６ 第一の供給ライン、
３０ 圧力調整逃がし弁、
３２ 入口、 ３４ 出口、
３６ 圧力検知ポート、
３８ オリフィス、
４０ 圧力設定ばね、
４４ 冷却フローライン、
４６ フィルタ、
４８ 冷却剤／潤滑剤ライン、
５０ フィルタ、
５２ ソレノイド作動電気−油圧ループ排水締切弁、
５３ オリフィス、
５４ 圧力逃がし弁、
５６ ライン、
５８ アキュムレータ、
６０ ライン、
６２ 油冷却装置、
６４ 冷却装置逃がし弁、
６６ フィルタ、
６８ ライン、
７０ リザーバ、
７２ 潤滑剤圧力逃がし弁、
７４ ライン、
８０ 電子制御ユニット、
８２ 対地速度又は車輪速度センサー、
８４ エンジンスロットル位置センサー、
８６ レバー位置センサー、
８８ 速度又は駆動制御レバー

Claims (10)

1. 車両用油圧装置であり、
   第一の供給ラインを介して加圧流体を高圧回路へ供給するための高圧ポンプと、
   第二の供給ラインを介して加圧流体を低圧回路へ供給するための低圧ポンプと、
   前記高圧回路とリザーバとの間の連通を制御する締切弁と、
   前記第一の供給ラインに接続された入口と、前記第二の供給ラインに接続された出口と、前記第一の供給ラインと連通している圧力検知ポートと、前記高圧回路の必要性が満たされると開き且つ流体を前記高圧ポンプによって生成される圧力よりも低い圧力で前記第一の供給ラインから前記第二の供給ラインへ供給する圧力調整逃がし弁と、
   前記高圧回路の動作の関数として前記締切弁を制御する制御ユニットとを含む車両用油圧装置。
2. 請求項１に記載の車両用油圧装置であり、
   前記締切弁が、前記高圧回路と連通している入口と、リザーバ及び弁部材に連通している出口とを有し、前記弁部材が、前記入口が前記出口と自由に連通する第一の位置と、前記入口がオリフィスを介して前記出口と連通する第二の位置とを有している車両用油圧装置。
3. 請求項１に記載の車両用油圧装置であり、
   前記高圧回路がトランスミッションの動作の関数として前記締切弁を制御するようになされている車両用油圧装置。
4. 請求項１に記載の車両用油圧装置であり、
   前記高圧回路が無限可変トランスミッション（ＩＶＴ）の一部分を形成しており、
   前記制御ユニットが前記ＩＶＴの動作の関数として前記締切弁を制御している車両用油圧装置。
5. 請求項１に記載の車両用油圧装置であり、
   前記高圧ポンプと前記低圧ポンプとがエンジンによって駆動される車両用油圧装置。
6. 高圧回路によって制御されるアクチュエータを備えた静圧ユニットと、低圧回路によって制御される制御クラッチとを備えているトランスミッションを駆動するエンジンを備えた車両のための油圧装置であって、
   加圧流体を第一の供給ラインを介して前記高圧回路に供給するための高圧容積形ポンプと、
   低圧流体を第二の供給ラインを介して前記低圧回路に供給するための低圧容積形ポンプと、
   前記高圧回路の必要性が満たされると作動して、流体を前記高圧ポンプによって形成される圧力よりも低い圧力で前記第一の供給ラインから前記第二の供給ラインへ供給する圧力応答弁と、
   前記高圧回路とリザーバとの間の連通を制御する締切弁と、
   前記第一の供給ラインに接続された入口と、前記第二の供給ラインに接続された出口と、前記第一の供給ラインと連通している圧力検知ポートとを有する圧力調整逃がし弁であって、前記高圧回路の必要性が満たされると開いて流体を前記高圧ポンプによって形成される圧力より低い圧力で前記第一の供給ラインから前記第二の供給ラインへ供給する前記圧力調整逃がし弁と、
   前記締切弁を前記高圧回路の動作の関数として制御する制御ユニットとを含む油圧装置。
7. 請求項６に記載の油圧装置であって、
   前記締切弁は、前記高圧回路と連通した入口と、リザーバと連通している出口と、弁部材とを備え、当該弁部材が、前記入口が前記出口と自由に連通している第一の位置と、前記入口がオリフィスを介して前記出口と連通する第二の位置とを有している油圧装置。
8. 請求項６に記載の油圧装置であって、
   前記制御ユニットが、前記トランスミッションの動作の関数として前記締切弁を制御するようになされている油圧装置。
9. 請求項６に記載の油圧装置であって、
   前記トランスミッションが無限可変トランスミッション（ＩＶＴ）を含んでおり、前記制御ユニットが前記ＩＶＴの動作の関数として前記締切弁を制御するようになされた油圧装置。
10. 請求項６に記載の油圧装置であって、
    前記高圧ポンプと前記低圧ポンプとが前記エンジンによって駆動される油圧装置。

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