JP2008536060A - 自動変速機および発進要素への油供給を制御するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、自動変速機および発進要素への油供給を制御するための方法および装置であって、走行エンジン（４）によって機械駆動可能なオイルポンプ（２）と電気駆動可能な第２オイルポンプ（３）とによって走行エンジン（４）の動作時にもその停止時にも自動変速機および／または発進要素、特に油冷式摩擦クラッチの液圧式制御機構への十分な油供給を確保することができ、それに加えて、少なくとも発進動作のとき電気駆動式オイルポンプ（３）が発進要素冷却（１１）のため低圧油流を提供することによってこの発進要素への冷却油供給を確保するものに関する。

Description

本発明は、独立請求項１、２１の前文に記載した自動変速機および発進要素への油供給を制御するための方法および装置に関する。

自動変速機は、車両駆動エンジンもしくは走行エンジンから提供される入力回転数を車輪の駆動に利用される出力回転数に変換するためにかなり以前から特に自動車内で利用される変速機であり、運転者は好適な変速比を選択する課題から少なくとも十分に負担軽減される。

自動変速機は、変速比を無段変更可能とすることができ、或いは固定変速比の個々の変速機変速段を有することができる。変速比は多くが液圧式切換要素によって切換えられ、それゆえに、体積流量および圧力の点で十分な油供給が動作用に不可欠である。これには大抵の場合、車両駆動エンジンによって機械駆動されるオイルポンプが役立つ。

最近の駆動コンセプトでは、燃料消費量および有害物質排出を最少にするためにしばしば制御装置が設けられ、これは特定条件が存在するときに車両駆動エンジンを自動的に切る。これは例えば車両の慣性走行中のいわゆる帆走動作時、および車両停止時に該当することがあり、始動停止機能の用語で知られている。運転者が走行の継続を意図し、もしくは運転者がアクセルペダル操作によって再び車両駆動エンジンから駆動トルクを要求することが確認されると、その場合、車両駆動エンジンは運転者の他の操作ステップなしに再度始動し、自動変速機内で相応する走行段が投入されまたは維持され、走行クラッチが係合する。

車両駆動エンジンによって機械駆動されるオイルポンプはエンジン停止時にやはり出力を提供しないので、電気駆動式補助オイルポンプを設けることが知られており、この補助オイルポンプは車両駆動ンジンの停止時に液圧供給を一貫して維持するか、または少なくとも必要な場合に、自動変速機の液圧切換および場合によってはその他の集成装置または構成要素への供給を可能とするために、所要の圧力において相応する油流を提供するかのいずれかである。

独国特許出願公開第１０１６２９７３号明細書により油供給部の駆動を制御するための装置が公知であり、この装置は機械式オイルポンプの他に電動オイルポンプを有する。両方のオイルポンプは自動変速機と、駆動エンジンと変速機との間にあるクラッチとを駆動するための液圧制御ユニットに供給するのに役立つ。駆動エンジンの遮断時にも自動変速機およびクラッチを切換えるために十分な液圧と相応する油質量流量とを提供するために、駆動エンジンの回転数限界値もしくはそれに関連した機械式オイルポンプの液圧を下まわると、特定判定基準に基づいて電動オイルポンプが作動される。駆動エンジンが再度作動され、その回転数が第２回転数閾値より上となったのち、電動オイルポンプは再び遮断される。

同様の装置が米国特許第５４７４４２８号明細書、米国特許第６３９０９４７号明細書、欧州特許出願公開第１２２３３６５号明細書により公知であり、それぞれ１つの電動オイルポンプが始動停止機能と合せて、駆動エンジン停止時に、変速機を切換えるのに十分な液圧の維持もしくは急速な確立を確保するのに役立つ。

駆動エンジンによって機械駆動されるオイルポンプの場合、ポンプ出力は、車両駆動エンジンの回転数にふつう固定的に連動しているので、少なくとも近似的にエンジン回転数に比例している。それに対して、自動変速機および走行クラッチを切換えるのに必要な圧力もしくは体積流量は近似的に一定しており、同じポンプによって変速機にふつうに潤滑油を供給する場合でも回転数もしくは走行速度の上昇に伴って僅かに上昇するだけである。機械駆動式オイルポンプは通常の走行動作中大抵の場合単独で作動され、電動オイルポンプはせいぜい駆動エンジンの回転数が特別低いときに投入されるので、機械式オイルポンプは、駆動エンジンの低い回転数において十分なポンプ出力を既に提供するように設計されていなければならない。このことは、高回転数のときに不必要に高い吐出し量とそれに相応するエネルギー損失に帰結する。

自動変速機への車両駆動エンジンの連結はふつう、一般に発進要素とも称されるクラッチ要素、特に摩擦クラッチを介して行われる。その際有利には、いわゆる湿式つまり油冷式発進要素を使用することができる。自動変速機内に設けられるクラッチ例えば変速機部材の同期化のためのクラッチと区別するために、これらの発進要素について以下では走行クラッチという用語が使用される。これに際して、走行クラッチが変速機から構造上分離されているか否かは些細なことである。決定的なのは駆動エンジンのトルクを切換可能に変速機に伝達するその機能であり、基本位置の「クラッチ解除」と「クラッチ完全係合」の他に、クラッチスリップを伴う中間位置もある。

走行中の変速機切換過程のとき走行クラッチに現れる負荷は大抵の場合比較的僅かであるにすぎないので、少なくとも自動変速機では、車両の走行速度、選択された変速段および車両駆動エンジンの回転数が完全なクラッチ係合を可能とするようになるまでは、発進過程のときクラッチは通例、スリップを伴って固定変速段で動作する。それゆえに、まさに発進過程のとき走行クラッチ用冷却液の需要は特別大きい。

車両駆動エンジンによって機械駆動されるオイルポンプのポンプ出力を高めるために駆動エンジン回転数を高めることは、駆動エンジン回転数に比例して走行クラッチの損失出力も上昇し、従って冷却油の需要も上昇するので、ここでの目標達成に導くものではない。

これらのオイルポンプを発進動作にとって十分なように設計する結果、車両駆動エンジンの高回転数のとき不必要に高いポンプ出力が提供され、従って大きなエネルギー損失が生じ、それらのことは燃料消費の高まり、排出値の高まりとなって表れる。

例えば調整可能な変速機を介して駆動エンジンおよび機械駆動式オイルポンプの回転速度の連動を解除し、或いは例えば吐出し量を調整可能なポンプによってオイルポンプのポンプ出力を必要な場合に低減し、こうしてエネルギー損失を減らすことは確かに基本的に考えることができるが、しかしこれらの解決策は機械的に真に支出を要し、従って高価であり、故障し易い傾向にある。

特開２００１‐０７４１３０号公報により、液圧式制御ユニットに供給するための電気駆動式オイルポンプを備えた液圧切換可能な変速機が公知である。機械駆動式オイルポンプが冷却油流を移送する。同じリザーバから供給を受ける両方の油回路の間にバイパス管路が設けられており、このバイパス管路は電動オイルポンプの故障時に機械駆動式オイルポンプを通して液圧式制御ユニットへの供給を確保するものである。その際、冷却用に設けられた油回路に電動オイルポンプの油流が移送されるのを逆止弁が妨げる。

それゆえにこの技術的解決策においても、機械式オイルポンプは、発進条件のとき最大必要となるポンプ出力に合せて設計されていなければならない。それに加えて、液圧式制御ユニットに供給するために電動オイルポンプを連続動作すると、機械エネルギーから電気エネルギーおよびその逆に機械エネルギーに変換するときかなりのエネルギー損失の原因となる。

このことを背景に、本発明の課題は、車両駆動エンジンによって機械駆動されるオイルポンプと第２電気駆動式オイルポンプとを用いて車両駆動エンジン動作時にもその停止時にも自動変速機および／または走行クラッチの液圧式制御機構への十分な油供給を確保することのできる、自動変速機および走行クラッチへの油供給を制御するための方法および装置を提供することである。それに加えて、少なくとも発進動作のとき電気駆動式オイルポンプが走行クラッチを冷却するための油流を提供することによって、走行クラッチの所要の冷却油供給が保証されていなければならない。

この課題の解決は独立請求項の特徴から明らかとなり、本発明の有利な諸構成、諸態様は従属請求項から読取ることができる。

本発明の根底にあるのは、走行エンジンの回転数を高めることによって吐出し量を高めることがここでの目標達成に導くものでないので、走行エンジンによって機械駆動されるオイルポンプが発進動作時に高まった冷却油需要をカバーするのに単独ではあまり適していないということと、その一方で低い回転数においてこの高い冷却油需要に合せてオイルポンプを設計すると通常の走行動作にとってオイルポンプのかなりの過寸法設計となり、従ってかなりのエネルギー損失を生じるとの認識である。本発明はさらに、走行エンジンによって機械駆動されるオイルポンプの吐出し量を必要に応じて制御して電気駆動式オイルポンプによって補充すると機械駆動式オイルポンプを小さく寸法設計することができ、これにより機械駆動式オイルポンプの調達時に費用上の諸利点が達成され、走行動作時に著しいエネルギー損失を避けることができるという点から出発する。

それによれば、本発明が出発点とするのは自動変速機および発進要素への油供給を制御するための方法であって、自動変速機および／または発進要素の少なくとも１つの液圧式制御機構に供給するための少なくとも２つのオイルポンプが高圧分岐もしくは低圧分岐中に設けられており、これらオイルポンプのうち第１オイルポンプが、走行エンジンによって機械駆動可能なオイルポンプ、第２オイルポンプが電気駆動可能なオイルポンプであり、少なくとも走行エンジン停止時および他の動作条件の存在時に第２オイルポンプが液圧式制御機構に供給するためのオイルポンプ出力を提供し、発進要素が液冷式となったものである。

既に触れたように、液冷式発進要素は、大抵の場合、駆動に関して走行エンジンと変速機との間に配置される油冷式摩擦クラッチであるが、しかし構造的には例えば変速機にまったく一体化しておくことができる。自動車の場合、走行エンジンはふつう内燃機関である。しかし自動車の駆動装置は電気モータと内燃機関とを備えたハイブリッド駆動装置を走行エンジンとして構成しておくこともできる。電気駆動式オイルポンプ動作用の他の動作条件は最も単純な場合十分な電気出力を提供することにあるとすることができるが、しかし例えば油温度または別のパラメータにも関係している。

ところで、提起された課題を方法に関して解決するために、本発明によれば付加的に、少なくとも発進動作のとき電気駆動式オイルポンプが発進要素冷却のための油流を提供するようになっている。

意外なほど簡単なこの措置によって、まさに発進クラッチ冷却のため著しく高い油流が必要である動作範囲のとき、走行エンジンによって機械駆動されるオイルポンプから加えるべきポンプ出力を低減することができる。これにより、最後のオイルポンプを全体としてかなり小さく設計することが可能となり、このことは重量および費用節約の他に、とりわけ走行エンジンの回転数が高いときにこのポンプの損失出力をかなり僅かなものとする。こうして自動車の燃料需要とその有害物質排出を減らすことができる。

付加的に、機械駆動式ポンプの損失出力は本来なら十分に熱に変換されるであろうが、この損失出力を減らすと望ましいことに油中への入熱が減少する。そのことから他の肯定的効果、例えば一層小型の油熱交換器を設けるか、或いはそれをまったく省く可能性が得られる。

本発明に係る方法の第１態様において、走行エンジンによって機械駆動されるオイルポンプは正常走行動作状態の間、つまり発進過程終了後、発進要素の再冷却に使用される油流の少なくとも大部分を提供する。ここで正常走行動作状態とは、駆動エンジンが作動し、走行クラッチが係合し、変速段が投入され、走行エンジンの回転数がアイドル回転数よりもかなり上にあるときの走行である。

その結果、車両動作の大部分の時間について電気駆動式オイルポンプは出力を下げて作動され、本方法の第２態様によれば好ましくはまったく停止することができることになる。

最後に指摘したことは、電気駆動式オイルポンプを僅かな総寿命に設計することを可能とするだけでなく、機械エネルギーから電気エネルギーおよびその逆に機械エネルギーへの損失を伴う転換を最少にできるので、エネルギー上の諸利点も有する。それに加えて、搭載電気系統および場合によっては車両バッテリおよび／または車両ゼネレータが強く負荷されることが少なくなる。

具体的応用事例において電気駆動式オイルポンプの極力僅かな動作割合と機械駆動式オイルポンプの極力僅かなポンプ出力との間で望ましい最適条件を確定することが開発者の課題として残る。所定のまたは想定された油粘性および温度において、駆動エンジンの特定限界回転数以降にオイルポンプが所要のポンプ出力を単独で提供できるようになった機械駆動式オイルポンプの設計がここでは実際的と考えられる。走行エンジンの有意義な限界回転数は例えば毎分１２００〜２５００回転の間とすることができよう。

機械駆動式オイルポンプの部分的故障または完全故障時のバックアップリザーブの意味で電気駆動式オイルポンプのポンプ出力を予定し、こうして油供給のフォールトトレランスを冗長性によって改善することが基本的に可能である。その場合、電気駆動式オイルポンプの故障時に機械駆動式オイルポンプはあらゆる動作状況において所要の油流を単独で提供できる。

しかし油供給のフォールトトレランスに対する要求が通常である車両の場合、走行エンジンによって機械駆動されるオイルポンプが発進要素を冷却するための油流を発進動作にとって単独で十分には提供できないように設計されていることが優先される。というのも、正常走行動作のときこのオイルポンプの構造寸法および損失出力はこうして小さく抑えることができるからである。

電気駆動式オイルポンプは必要な場合にのみ作動され、しかもそのポンプ出力がごく単純な手段で調整可能であるので、このオイルポンプは好ましくは、自動変速機および／または発進要素の液圧式制御機構に供給し発進要素を冷却するのに十分な油流を単独で提供できるように設計しておくことができる。

こうして油供給ポンプの場合、ごく僅かな付加的損失出力および部材費用において冗長性は達成される。部材費用および損失出力を最少にする過程で、この冗長性を省き、最大ポンプ出力需要のとき機械駆動式オイルポンプと電気駆動式オイルポンプが所定の駆動エンジン回転数においてまさに所要のポンプ出力を一緒に提供できるように電気駆動式オイルポンプのポンプ出力を選択することも当然に考えられる。その場合、動作信頼性の向上は特に請求項８〜１２に指摘した本発明に係る方法の諸態様によって達成することができ、それらが以下でさらに詳しく説明される。

オイルポンプのポンプ出力は、知られているように、単位時間当りに移送される油流と、その際に達成される移送油の圧力、もしくはポンプ吸込管路と吐出管路との間の油圧力差とで構成される。自動変速機および／または走行クラッチを駆動するための液圧式制御ユニットの動作にはしばしば比較的高い油圧力、但しごく僅かな流量が必要とされる一方、走行クラッチの冷却に使用される油流では、例えば油冷却器内を送られる油流の場合にも、事情がまったく逆となる。

この目的のために単純な減圧器によって油圧力を低下させると、この場合、過大なエネルギー損失と望ましくない油加熱を生じる。それに加えてこの場合オイルポンプは、液圧制御機構用に必要な高い圧力で所要の全油流を移送できるように設計されていなければならない。

本方法の一態様において、機械駆動式オイルポンプおよび／または電気駆動式オイルポンプが転換手段と協動し、電気駆動式ポンプおよび／または機械駆動式オイルポンプによって所定の移送圧力で移送される油量から、低減された移送圧力において増大された移送油量が生成され、これが発進要素の冷却に使用される。本発明を念頭に置くと、僅かな油圧力で間に合う部分油流の圧力のみがここで低減されることは自明のことである。そのことは、転換手段としてベンチュリノズルを使用することによって特別簡単、安価かつ僅かな整備で達成することができる。

電気駆動式オイルポンプはまさに駆動エンジン停止時に、それゆえにゼネレータ静止時に、十分な油供給を確保しなければならないが、しかし駆動エンジンの始動段階のとき搭載電気系統および車両内にあるバッテリの負荷が特別大きいので、本方法の他の構成によれば、電気駆動式オイルポンプに供給するために搭載電気系統および／またはバッテリの他にコンデンサも設けられている。これにより、例えば、老化した低い能力のバッテリの場合でも、オイルポンプの動作用に必要なエネルギーの少なくとも一部は比較的長い時間にわたってコンデンサ内に蓄えることができ、オイルポンプモータ用の短期的呼出しに備えている。

新品同様のバッテリの場合にも、バッテリの放電電流は走行エンジン始動直前に低減することができ、電気駆動式オイルポンプの各動作段階において搭載電気系統の電圧ディップを最少にすることができる。好適なコンデンサは例えば「ウルトラキャップ(Ultracap)」の名称で知られている。

それと並んで、電気駆動式オイルポンプを作動させるために提供される電気エネルギー量を判定するための装置が設けられており、提供される電気エネルギー量の第１限界値を下まわるとこの判定装置が第１過少信号を出力すると有利である。その際、提供されるエネルギー量は好ましくは短期的に呼出し可能なエネルギー量であり、搭載電気系統からそれを取出しても、許容されない電圧ディップ等の望ましくない効果や、搭載電気系統または車両バッテリの一部における望ましくない高い電流を生じることはない。

この装置は例えば元々設けられているいわゆるＳＯＣ監視またはＳＯＨ監視とすることができ、ＳＯＣは”State Of Charge”、つまり充電状態、ＳＯＨは”State Of Health”、つまり健康状態、もしくはバッテリの老化または破損である。

発進動作、つまり駆動エンジンの本来の始動に先行して十分な油圧力を提供することと、駆動エンジンの本来の始動過程は、第１過少信号の存在時、コンデンサが少なくともほぼ完全に充電されるまで防止することができ、これにより、走行エンジンの始動直前にバッテリの負荷は著しく低減される。その際、ほぼ完全な充電との用語は、所定の状況のもとでコンデンサ内に蓄えられた電荷に関係しており、コンデンサの物理的に可能な充電または最大充電に関係しているのではない。

その際さらに、コンデンサのほぼ完全な充電後、先行する電気取出しからバッテリが十分に回復できるように、電気駆動式オイルポンプの操作が許可されるまで一定の時間が経過しなければならないようにすることができる。この待ち時間は、有意義には、以下で詳しく説明する第２過少信号の存在と連動させることもできる。

電気駆動式オイルポンプを作動させるために提供される電気エネルギー量を判定するための装置が、提供される電気エネルギー量の第１限界値よりも低い第２限界値を下まわると第２過少信号を出力する場合、有意義には、僅かなおよび／または短期的出力隘路と出力供給における重大な障害とを区別することができる。前者には上記措置によって容易に対処できるのに対して、第２過少信号の存在は電気駆動式オイルポンプの電気出力供給の重大なおよび／または長期的問題を示唆しており、こうして特殊な動作戦略の選択を可能とする。

本発明に係る方法の１構成によれば、第２過少信号の存在時に電気駆動式オイルポンプが作動されず、発進動作用に不可欠な発進要素冷却油流が、走行エンジンによって機械駆動されるオイルポンプのみによって加えられるようになっている。

その際、自動変速機および／または発進要素の液圧式制御機構によって、発進過程は発進要素内で極力僅かな熱量が生成されるように構成される。こうして、例えば多少劣化した車両発進挙動のみによって運転者が気付くことのできるバッテリ消耗時に車両の非常動作が可能である。この戦略は当然に、電気駆動式オイルポンプが別の事情によって作動できない場合にも利用することができる。

最後に、電気駆動式オイルポンプを極力需要に即して制御するために、自動変速機および／または発進要素の液圧式制御機構の実際の油量需要および／または間近の油量需要を検出する油量需要検出素子を設け、この検出素子が、走行エンジンによって機械駆動されるオイルポンプによって実際のオイルポンプ出力および／または間近のオイルポンプ出力を算定し、また走行エンジンによって機械駆動されるオイルポンプのこの油量需要とオイルポンプ出力とから油量超過需要を算定すると有意義である。

こうして電気駆動式オイルポンプのポンプ出力は、一方では特別正確に制御してそのエネルギー需要を最少にすることができ、他方では間近な値の推定は電気駆動式オイルポンプのポンプ出力を早期に適合することを可能とし、ポンプ駆動時の時間遅延を考慮しても例えば回転数上昇時に慣性質量の不可避的加速度によって十分な総ポンプ出力が常に提供される。

その際、油量需要検出素子の入力量は好ましくはセンサ値をベースとすることができるが、しかし例えば数学モデルと自己学習法によって、または別の推定法によって算定することもできる。

油の粘性と発進要素を冷却するその能力は油温度に本質的に依存しているので、油量需要算定のさらなる向上は、油量需要および／またはオイルポンプ出力および／または油量超過需要の算定時に油温度を考慮することによって達成することができる。

本方法をエネルギー上最適に構成することは、その吐出し量が少なくとも油量超過需要に一致するように電気駆動式オイルポンプを制御するときに得られる。用語「一致」はこの場合ポンプ出力リザーブの提供を十分に含むことができる。

明細書の冒頭で簡単に触れたように、本発明は油供給システムのさまざまな動作モードを制御する方法にも関する。車両駆動エンジンが切られている第１動作モードのとき、
‐機械駆動可能なオイルポンプが停止し、電気駆動可能なオイルポンプが駆動され、
‐電気駆動式オイルポンプによる変速機への潤滑油供給および発進要素への冷却油供給が少なくとも大部分阻止されているように、切換弁が操作され、
‐機械駆動可能なオイルポンプを介して共通の油リザーバ内に油が流出せず、
‐自動変速機の切換要素を予充填保持しまたは予充填できるような油圧力を電気駆動式オイルポンプが生成し、この油圧力が切換要素用圧力調節器へと送られる。

この動作モードのとき、走行エンジン停止時にも変速機切換要素を予充填するための十分な油圧力供給が保証されていることが確保され、こうして走行エンジンの始動後、発進は場合によっては迅速に実行することができる。

主圧力弁が閉じていることによって、または機械駆動可能なポンプと主圧力弁との間の逆止弁がこのポンプに対して遮断位置にあることによって、または機械駆動可能なポンプがその非操作時にそれ自身で十分な遮断作用を生成することによって、主圧力弁を介して共通の油リザーバに逆流することは防止される。

車両が発進する第２動作モードによれば、
‐機械駆動可能なオイルポンプと電気駆動可能なオイルポンプが駆動され、
‐切換弁が発進要素に冷却油を供給するために実質開弁しており、
‐変速機の切換要素を切換えるのに十分に高い切換圧力が圧力調節器に印加されるように主圧力弁が調整されており、
‐圧力調節器に送られる圧力よりも低い圧力で油流が主圧力弁を通して切換弁へと送られ、
‐電気駆動式オイルポンプが少なくともなお、機械駆動式オイルポンプから提供されて発進要素を冷却する油流と加算して必要となる油流を移送するようになっている。

この第２動作モードでは確かに両方のオイルポンプが作動中であるが、しかし電気駆動可能なオイルポンプの軸動力は確実な動作にとって不可欠な範囲に限定されるだけであり、そのことから結局燃料が節約され、不必要な有害物質排出が避けられる。

第３動作モードでは、
‐機械駆動可能なオイルポンプが駆動され、電気駆動可能なオイルポンプが停止し、
‐切換弁が変速機に潤滑油を供給するために開弁しており、また発進要素に冷却油を供給するために実質閉弁しており、
‐変速機の切換要素を切換えるのに十分に高い切換圧力が圧力調節器に印加されるように主圧力弁が調整されており、
‐圧力調節器に送られる圧力よりも低い圧力で油流が主圧力弁を通して切換弁へと送られ、
‐逆止弁が、電気駆動可能なオイルポンプの上流側で、主切換弁を介して供給される油流の圧力によって閉弁されており、遮断された電気駆動可能なオイルポンプを介して油の流出が起きることはない。

この第３動作モードでは、発進過程後に車両が長時間、中程度または高い走行エンジン回転数で例えば高速走行中であり、機械駆動可能なポンプは油供給システム内のすべての負荷に十分供給することができる。発進要素の再冷却はなお僅かな範囲で行われるにすぎない。電動ポンプが完全に切られており、そのことから上記諸利点が生じる。

本発明は、方法請求項の少なくとも１つによる車両内の自動変速機および発進要素への油供給を制御するための装置であって、車両走行エンジンによって機械駆動可能なポンプと、電気モータによって駆動可能なポンプと、油供給部の主圧分岐中の変速機切換要素用圧力調節器と、油冷却器と、油供給部の低圧分岐中の変速機潤滑要素および発進要素冷却要素と、油供給部の主圧分岐と低圧分岐との間の結合管路とを有するものにも関する。

この装置は、本発明によれば付加的に、機械駆動可能なポンプが油供給部の主圧分岐中に配置され、電気駆動可能なポンプが低圧分岐中に配置されており、主圧分岐中に主圧力弁が配置されており、この主圧力弁でもって、機械駆動可能なオイルポンプによって生成される油圧が、主圧分岐に供給するための主圧と低圧分岐に供給するための低圧とに調整可能であり、結合管路が主圧力弁の低圧出口と油供給部の低圧分岐とを互いに結合するように構成されている。

この装置でもって前記基本的方法規則は実行可能であり、そこに述べられた有利な諸効果が達成される。

本発明の有利な一構成では、逆止弁と油冷却器との間の前記結合管路が油供給部の低圧分岐に通じている。

それに加えて、主圧分岐と結合管路との間の予充填管路中に逆止弁が配置されており、この逆止弁が主圧のもとで油の低圧分岐への流入を防止し、但し低圧のもとで油の主圧分岐への流入を可能とすると、有利であると判定される。

最後に、低圧分岐中で油冷却器の下流側に、遮断位置を有する切換弁が配置されており、この切換弁から油管路が変速機潤滑要素へと分岐し、また油管路が発進要素冷却要素へと分岐し、この要素は開弁され、または単位時間当り流通すべき油量に関して周期的に駆動できるようにすることができる。

前記方法および上記装置は、有利には、請求項１の前文により装備したあらゆる車両において利用することができる。しかし特別な諸利点は、始動停止機能を有する車両、走行エンジンとしてハイブリッド駆動装置を有する車両において得られる。というのも、これらの車両は大抵、特別強い程度にエネルギー効率に合せて設計されているからである。

さらに付記しておくなら、構造上分離された２つのオイルポンプの代わりに１つのポンプ機構を使用することもでき、このポンプ機構は選択的に、または同時でも、走行エンジンによって機械駆動することも、電気モータを介して電気駆動することもできる。そのような構造は、例えば、ワンウェイクラッチを相反する末端に取付けた連続的ポンプ軸によって容易に実現することができる。その場合、電気駆動装置によって提供される出力が駆動エンジンによるパワー出力を上まわるときクラッチが駆動エンジンに対して空走することになろう。

他方で、車両駆動エンジンによって加えられる出力と電気ポンプ駆動装置の僅かな出力をポンプ内で一緒にすることも可能であろう。それゆえに、２つの異なる駆動装置を備えたこのようなオイルポンプは構造上分離された前記２つのオイルポンプに一致する。最後に、複数の電動ポンプを設けることが可能であり、それらのうち例えば２つの電動ポンプが個別の油回路に供給する。

本発明は、添付図面に示す１実施例に基づいてさらに説明される。図面は単一の図で本発明に係る方法を実施するための車両内の油供給システムの略液圧図式を示す。この油供給システムは左側に主圧分岐１４、右側に低圧分岐１５を有する。

例えば変速機および／または油冷式摩擦クラッチのオイルパンとすることのできる共通の油リザーバ１から、分岐する油管路が２つのオイルポンプの吸込側へと通じており、第１オイルポンプ２は内燃エンジン４によって機械駆動され、第２オイルポンプ３は電気モータ５によって駆動される。これらのポンプ２、３の吐出側または圧力側は主圧力弁６を介して互いに結合可能であり、電気駆動式オイルポンプ３の下流側に取付けられる第１逆止弁７は、電気モータ５が切られている場合にも、油がオイルポンプ３を通してリザーバ１へと逆流するのを防止する。

両方のオイルポンプ２、３は主圧力弁６を介して圧力調節器と切換要素８または別の液圧式制御機構とに結合されており、制御機構は例えば自動変速機内部の液圧式アクチュエータ、および／または発進要素、特に油冷式摩擦クラッチ（両方とも図示せず）の調整用の液圧式アクチュエータと結合されている。

その際、予充填管路１７中の第２逆止弁９は電気駆動式オイルポンプ３によって移送される油が主圧分岐１４内を流れるのを可能とするが、しかし逆方向の流れを妨げる。両方のオイルポンプ２、３は主圧力弁６もしくは第１逆止弁７を介して第２管路分岐である低圧分岐１５と結合されており、低圧分岐は変速機潤滑要素１０と発進要素冷却要素１１とに供給する。それに加えて、この低圧分岐１５中に油冷却器１２と、遮断位置を備えた切換弁１３が設けられており、この切換弁でもってこの油回路１５の油流は油管路１８もしくは１９を通して変速機潤滑要素１０と発進要素冷却要素１１とに分配可能である。油は引き続きそれぞれ流れて油リザーバ１に戻る（図示せず）。

車両始動段階のときまず電気モータ５によってポンプ３が駆動され、このポンプは油流を好適な圧力で主圧力弁６もしくは第２逆止弁９を介して切換要素用圧力調節器８に提供し、少なくとも自動変速機の切換要素の予充填を維持しおよび／または発進要素の少なくとも１つのシフトもしくは迅速な発進を可能とする。この時点に切換弁１３が閉じており、電動オイルポンプ３によって生成される総ポンプ出力が（出力損失を除いて）圧力調節器８に印加され、切換要素用に提供される。

変速機と発進要素が好適な位置にあると、内燃エンジン４の始動が許可され、内燃エンジンはその始動後、固定回転数での機械的連結を介してオイルポンプ２を駆動する。

機械駆動式オイルポンプ２によって生成されるポンプ出力は主圧力弁６を通して切換要素用圧力調節器８にも、変速機潤滑要素１０にも、発進要素冷却要素１１にも送られ、分配比と各油圧力は主圧力弁６内で調整可能である。

同時に、電気モータ５によって駆動されるオイルポンプ３は補足的ポンプ出力を圧力調節器８と切換要素と変速機潤滑要素１０と発進要素冷却要素１１とに提供することができる。切換弁１３は遅くとも内燃エンジン４の始動直後に開弁されるが、しかし必要なら既に事前に少なくとも部分的に開弁することができ、こうして内燃エンジンの始動前の段階でも変速機の最適な潤滑と発進要素への冷却油の十分な充填とが保証される。

最後に図中特別な変更態様として、逆止弁７と油冷却器１２との間の低圧分岐１５中にベンチュリノズル２０が配置されており、このベンチュリノズルによって、機械駆動可能なポンプおよび／または電動駆動可能なポンプからの油流は低圧力回路１５内で、圧力降下を犠牲に高めることができる。

本発明に係る方法を実施するための車両内の油供給システムの略液圧図である。

符号の説明

１ 油リザーバ
２ 内燃エンジン４によって駆動される第１オイルポンプ
３ 電気モータ５によって駆動される第２オイルポンプ
４ 内燃エンジン、走行エンジン、駆動エンジン
５ 電気モータ
６ 主圧力弁
７ 第１逆止弁
８ 切換要素用圧力調節器
９ 第２逆止弁
１０ 変速機潤滑要素
１１ 発進要素冷却要素
１２ 油冷却器
１３ 遮断位置を備えた切換弁
１４ 油供給部の主圧分岐
１５ 油供給部の低圧分岐
１６ 結合管路
１７ 予充填管路
１８ 油管路
１９ 油管路
２０ 転換手段、ベンチュリノズル

Claims (24)

1. 車両内の自動変速機および発進要素への油供給を制御するための方法であって、自動変速機および／または発進要素の少なくとも１つの液圧式制御機構に供給するための少なくとも２つのオイルポンプが高圧分岐（１４）もしくは低圧分岐（１５）中に設けられており、これらオイルポンプのうち第１オイルポンプが、走行エンジン（４）によって機械駆動可能なオイルポンプ（２）、第２オイルポンプが電気駆動可能なオイルポンプ（３）であり、少なくとも走行エンジン（４）の停止時および他の動作条件の存在時に第２オイルポンプが液圧式制御機構に供給するためのオイルポンプ出力を提供し、発進要素が液冷式であるものにおいて、
   少なくとも車両発進動作のとき電気駆動式オイルポンプ（３）が発進要素冷却（１１）のための低圧油流を提供することを特徴とする方法。
2. 発進過程終了後、正常走行動作状態の間に機械駆動式オイルポンプ（２）が、発進要素の再冷却に使用される油流の少なくとも大部分を提供することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 正常走行動作状態の間に機械駆動式オイルポンプ（２）が、発進要素の冷却に使用される油流を少なくともほぼ単独で提供することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 機械駆動式オイルポンプ（２）は、発進要素を冷却するための発進動作用に十分な油流を単独では提供できないように設計されていることを特徴とする、請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の方法。
5. 電気駆動式オイルポンプ（３）は、自動変速機および／または発進要素の液圧式制御機構に供給しおよび／または発進要素を冷却するのに十分な油流を単独で提供できるように設計されていることを特徴とする、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の方法。
6. 機械駆動式ポンプ（２）および／または電気駆動式オイルポンプ（３）が転換手段（２０）と協動し、これらのオイルポンプ（２、３）の少なくとも１つによって所定の移送圧力で移送される油量から、低減された移送圧力において増大された移送油量が生成され、これが発進要素の冷却に使用されることを特徴とする、請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の方法。
7. 転換手段（２０）としてベンチュリノズルが使用されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 走行エンジン（４）停止時に電気駆動式オイルポンプ（２）がバッテリおよび／またはコンデンサから電気を供給されることを特徴とする、請求項１〜７のうちのいずれか一項に記載の方法。
9. 電気駆動式オイルポンプ（３）を作動させるために提供される電気エネルギー量を判定するための装置が使用され、提供される電気エネルギー量の第１限界値を下まわるとこの判定装置が第１過少信号を出力することを特徴とする、請求項１〜８のうちのいずれか一項に記載の方法。
10. 第１過少信号の存在時、コンデンサが少なくともほぼ完全に充電されるまで、発進動作が妨げられることを特徴とする、請求項８または９に記載の方法。
11. 電気駆動式オイルポンプ（３）を作動させるために提供される電気エネルギー量を判定するための装置が、提供される電気エネルギー量の第１限界値よりも低い第２限界値を下まわると第２過少信号を出力することを特徴とする、請求項９または１０に記載の方法。
12. 第２過少信号の存在時に電気駆動式オイルポンプ（３）が作動されず、発進動作用に不可欠な発進要素冷却油流が、走行エンジン（４）によって機械駆動されるオイルポンプ（２）のみによって加えられ、自動変速機および／または発進要素の液圧式制御機構は発進要素内で極力僅かな熱量が生成されるように発進過程を構成することを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
13. 自動変速機および／または発進要素の液圧式制御機構の実際の油量需要および／または間近の油量需要を検出する油量需要検出素子が利用され、この検出素子が、走行エンジン（４）によって機械駆動されるオイルポンプ（２）によって実際のオイルポンプ出力および／または間近のオイルポンプ出力を算定し、また走行エンジン（４）によって機械駆動されるオイルポンプ（２）の油量需要とオイルポンプ出力とから油量超過需要を算定することを特徴とする、請求項１〜１２のうちのいずれか一項に記載の方法。
14. 油量需要および／またはオイルポンプ出力および／または油量超過需要の算定時に油温度が考慮されることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
15. 電気駆動式オイルポンプ（３）はその吐出し量が少なくとも油量超過需要に一致するように制御されることを特徴とする、請求項１３または１４に記載の方法。
16. 駆動装置としてハイブリッド駆動装置が利用されることを特徴とする、請求項１〜１５のうちのいずれか一項に記載の方法。
17. 先行請求項により作動される自動車が始動停止機能を装備していることを特徴とする、請求項１〜１６のうちのいずれか一項に記載の方法。
18. 第１動作モードのとき、
    ‐機械駆動可能なオイルポンプ（２）が停止し、電気駆動可能なオイルポンプ（３）が駆動され、
    ‐電気駆動式オイルポンプ（３）による変速機への潤滑油供給（１０）および発進要素への冷却油供給（１１）が少なくとも大部分阻止されているように、切換弁（１３）が操作され、
    ‐機械駆動可能なオイルポンプ（２）を介して共通の油リザーバ（１）内に油は流出できず、
    ‐自動変速機の切換要素を予充填保持しまたは予充填できるような油圧を電気駆動式オイルポンプ（３）が生成し、この油圧が切換要素用圧力調節器（８）へと送られることを特徴とする、請求項１〜１７のうちのいずれか一項に記載の方法。
19. 第２動作モードのとき、
    ‐機械駆動可能なオイルポンプ（２）と電気駆動可能なオイルポンプ（３）が駆動され、
    ‐切換弁（１３）が発進要素に冷却油を供給（１１）するために実質開弁しており、
    ‐変速機の切換要素を切換えるのに十分に高い切換圧力が圧力調節器（８）に印加されるように主圧力弁（２）が調整されており、
    ‐圧力調節器（８）に送られる圧力よりも低い圧力で油流が主圧力弁（２）を通して切換弁（１３）へと送られ、
    ‐電気駆動式オイルポンプ（３）が少なくとも、機械駆動式オイルポンプ（２）から提供されて発進要素（１１）を冷却する油流と加算して必要となる油流をなお移送することを特徴とする、請求項１〜１７のうちのいずれか一項に記載の方法。
20. 第３動作モードのとき、
    ‐機械駆動可能なオイルポンプ（２）が駆動され、電気駆動可能なオイルポンプ（３）が停止し、
    ‐切換弁（１３）が変速機に潤滑油を供給（１０）するために開弁しており、また発進要素に冷却油を供給（１１）するために実質閉弁しており、
    ‐変速機の切換要素を切換えるのに十分に高い切換圧力が圧力調節器（８）に印加されるように主圧力弁（２）が調整されており、
    ‐圧力調節器（８）に送られる圧力よりも低い圧力で油流が主圧力弁（２）を通して切換弁（１３）へと送られ、
    ‐逆止弁（７）が、電気駆動可能なオイルポンプ（３）の上流側で、主切換弁（６）を介して供給される油流の圧力によって閉弁されており、遮断された電気駆動可能なオイルポンプ（３）を介して油の流出が起きることはないことを特徴とする、請求項１〜１７のうちのいずれか一項に記載の方法。
21. 請求項１〜２０のうちのいずれか一項に記載の方法に基づき車両内の自動変速機および発進要素への油供給を制御するための装置であって、車両走行エンジン（４）によって機械駆動可能なポンプ（２）と、電気モータ（５）によって駆動可能なポンプ（３）と、油供給部の主圧分岐（１４）中の変速機切換要素用圧力調節器（８）と、油冷却器（１２）と、変速機潤滑部（１０）と、油供給部の低圧分岐（１５）中の発進要素冷却部（１１）と、油供給部の主圧分岐（１４）と低圧分岐（１５）との間の結合管路（１６）とを有するものにおいて、機械駆動可能なポンプ（２）が油供給部の主圧分岐（１４）中に配置され、電気駆動可能なポンプ（１５）が低圧分岐（１５）中に配置されており、主圧分岐（１４）中に主圧力弁（６）が配置されており、この主圧力弁でもって、機械駆動可能なオイルポンプ（２）によって生成される油圧力が、主圧分岐（１４）に供給するための主圧力と低圧分岐（１５）に供給するための低圧力とに調整可能であり、結合管路（１６）が主圧力弁（６）の低圧出口と油供給部の低圧分岐（１５）とを互いに結合することを特徴とする装置。
22. 逆止弁（７）と油冷却器（１２）との間の結合管路（１６）が油供給部の低圧分岐（１５）に通じていることを特徴とする、請求項２１に記載の装置。
23. 主圧分岐（１４）と結合管路（１６）との間の予充填管路（１７）中に逆止弁（９）が配置されており、この逆止弁は主圧力のもとで油が低圧分岐（１５）に流入するのを防止し、但し低圧力のもとで油が主圧分岐（１４）に流入するのを可能とすることを特徴とする、請求項２１または２２に記載の装置。
24. 低圧分岐（１５）中で油冷却器（１２）の下流側に、遮断位置を有する切換弁（１３）が配置されており、この切換弁から油管路（１８）が変速機潤滑要素（１０）へと分岐し、また油管路（１９）が発進要素冷却要素（１１）へと分岐し、この要素は開弁され、または単位時間当り流通すべき油量に関して周期的に駆動することができることを特徴とする、請求項２１〜２３のうちのいずれか一項に記載の装置。

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