JP2016536533A

JP2016536533A - 流体アセンブリ

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Publication number: JP2016536533A
Application number: JP2016528229A
Authority: JP
Inventors: ヘアコマードミニク; ジョージマクミリアンロイアル; グレーテルマルコ
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-11-08
Filing date: 2014-10-13
Publication date: 2016-11-24
Also published as: CN105705837A; WO2015067259A1; US20160290482A1; DE112014005095A5; US10138995B2; CN105705837B

Abstract

本発明は、少なくとも１つの流体式の作動システムと１つの流体エネルギ源とを備える、少なくとも１つの自動車構成要素、特にトランスミッションまたはクラッチを流体式に作動させる流体アセンブリに関する。本発明は、流体エネルギ源が、第１の圧送方向と、第１の圧送方向とは逆向きの第２の圧送方向とを有する流体ポンプを有し、第２の圧送方向で、流体ポンプは、自動車構成要素を冷却する所定の流体流量を供給することを特徴とする。

Description

本発明は、少なくとも１つの流体式の作動システムと１つの流体エネルギ源とを備える、少なくとも１つの自動車構成要素、特にトランスミッションまたはクラッチを流体式に作動させる流体アセンブリに関する。さらに本発明は、このような流体アセンブリを備える、少なくとも１つの自動車構成要素、たとえばトランスミッションまたはクラッチを流体式に作動させる方法に関する。

独国特許出願公開第１０２００８００９６５３号明細書により、自動車のデュアルクラッチトランスミッションを制御する液圧アセンブリが知られている。この液圧アセンブリは、液圧媒体を用いて液圧エネルギを液圧アセンブリに供給する液圧エネルギ源と、液圧エネルギを蓄えるための蓄圧器と、液圧媒体によりデュアルクラッチトランスミッションのクラッチを冷却するクラッチ冷却系と、第１のクラッチおよび第２のクラッチを作動させるクラッチアクチュエータとを備え、液圧エネルギ源は、２つの流体電気ポンプを備える。独国特許出願公開第１０２０１００４７８０１号明細書により、流体静力学アクチュエータが知られている。この流体静力学アクチュエータは、ハウジングと、ハウジング内で軸方向に移動可能で、圧力媒体で充填された圧力チャンバを加圧するピストンとを有するマスタシリンダを備え、回転駆動を軸方向移動に変換する、スリーブを有する遊星転がり伝動装置をさらに備え、遊星転がり伝動装置は、電気モータにより駆動される。

本発明の課題は、少なくとも１つの流体式の作動システムと１つの流体エネルギ源とを備える、少なくとも１つの自動車構成要素、特にトランスミッションまたはクラッチの作動を簡単にすることである。

この課題は、少なくとも１つの流体式の作動システムと１つの流体エネルギ源とを備える、少なくとも１つの自動車構成要素、特にトランスミッションまたはクラッチを流体式に作動させる流体アセンブリであって、流体エネルギ源は、第１の圧送方向と、第１の圧送方向とは逆向きの第２の圧送方向とを有する流体ポンプを有し、第２の圧送方向で、流体ポンプは、自動車構成要素を冷却する所定の流体流量を供給することにより、解決される。流体アセンブリは、好適には、液圧媒体、たとえばハイドロリックオイルを用いて運転される液圧アセンブリである。自動車構成要素は、好適にはトランスミッションまたはクラッチである。流体ポンプは、好適には容積形ポンプ、たとえばベーンポンプ、歯車ポンプまたはピストンポンプである。流体ポンプを駆動するために、たとえば電気モータが用いられる。第１の圧送方向で、流体ポンプは、クラッチを作動させるため、たとえば閉じるために用いられる。第２の圧送方向で、流体ポンプは、デュアルクラッチを冷却するために用いられる。同時に、流体ポンプは、第２の圧送方向で、クラッチを開くために用いられる。

２つの流体式の作動システムと２つの流体エネルギ源とを備える、少なくとも２つの自動車構成要素、特に２つの部分トランスミッションまたは２つの部分クラッチを流体式に作動させる流体アセンブリでは、上述の課題は、択一的にまたは追加的に、流体エネルギ源が、それぞれ第１の圧送方向と、第１の圧送方向とは逆向きの第２の圧送方向とを有する２つの流体ポンプを有し、第２の圧送方向で、それぞれの流体ポンプは、少なくとも１つの、特に作動されていないまたは起動されていない、前記のまたは両方の自動車構成要素、特にデュアルクラッチまたはトランスミッションを冷却する所定の流体流量を供給することにより解決される。本発明に係る流体アセンブリにより、自動車における、通常ぎりぎりに寸法決めされる構造スペースを最適に利用することができる。好適には可逆式ポンプとして構成される両方の流体ポンプにより、少なくとも１つまたは２つの自動車構成要素の流体式の作動だけではなく、冷却も簡単に実現される。第１の圧送方向で、流体ポンプは、それぞれのクラッチを作動させるため、たとえば閉じるために用いられる。第２の圧送方向で、流体ポンプは、デュアルクラッチを冷却するために用いられる。同時に、流体ポンプは、第２の圧送方向で、それぞれのクラッチを開くために用いられる。一方の流体ポンプが第１の圧送方向で運転され、他方の流体ポンプは、好適には第２の圧送方向で冷却のために用いられる。

１つまたは複数の流体ポンプが、入口側および出口側で、それぞれ１つの弁を介して、流体リザーバに接続されている。これにより、両方の圧送方向で圧力を生成して、その際、流体を補充することが簡単に実現される。

流体アセンブリの別の好適な実施の態様によれば、１つまたは複数の流体ポンプの冷却側に、補助ポンプ、特にサクションジェットポンプが配置されている。１つまたは複数の流体ポンプは、少なくとも１つの自動車構成要素を作動させるために、冷却目的のために一般的である値よりも著しく高い圧力および体積流量に設計されている。したがって、好適にはサクションジェットポンプとして構成される補助ポンプは、１つまたは複数の流体ポンプから供給される体積流量を増大させ、かつ供給される圧力を低下させるために用いられる。

流体アセンブリの別の好適な実施の態様によれば、１つまたは複数の流体ポンプの冷却側もしくは前記の冷却側に、蓄圧器および／またはプライオリティロジックが配置されている。好適には、蓄圧器により、望ましくない冷却媒体の供給不足を調整することができる。このような供給不足は、オーバーラップ接続および別の運転状態の間に生じることがある。好適には、蓄圧器を適宜に空状態化するかまたは充填するために、プライオリティロジックが設けられてよい。プライオリティロジックは、能動的または受動的な弁または絞りを有してよい。

流体アセンブリの別の好適な実施の態様によれば、補助ポンプまたは蓄圧器と流体ポンプとの間に１つの弁が接続されている。これにより、特に少なくとも１つの自動車構成要素の作動時、流体ポンプの冷却側の流体の望ましくない逆流または吸込が確実に阻止される。

流体アセンブリの別の好適な実施の態様によれば、補助ポンプまたは蓄圧器とそれぞれの流体ポンプとの間にそれぞれ１つの弁が接続されている。これにより、２つの流体ポンプを有する態様では、特定の運転状態で、所定の冷却媒体流量が生成されることなく、流体が一方の流体ポンプから他方の流体ポンプへ圧送されることが簡単に阻止される。

流体アセンブリの別の好適な実施の態様によれば、弁は、逆止弁として構成されている。逆止弁により、本発明に係る流体アセンブリの前述の機能を、簡単かつ経済的に実現することができる。

前述の流体アセンブリを有する、少なくとも１つの自動車構成要素、たとえばトランスミッションまたはクラッチを流体式に作動させる方法では、前述の課題は、代替的にまたは追加的に、流体ポンプを、第１の圧送方向で、自動車構成要素を作動させるために使用し、第２の圧送方向で、自動車構成要素を冷却するために使用することで解決される。これにより、自動車構成要素を作動させかつ冷却するために、単一の流体ポンプしか必要とされないという利点が得られる。

前述の流体アセンブリを有する、少なくとも２つの自動車構成要素、特に２つの部分トランスミッションまたは２つの部分クラッチを流体式に作動させる方法では、前述の課題は、代替的にまたは追加的に、複数の流体ポンプを、第１の圧送方向で、流体ポンプに対応して配置された自動車構成要素を作動させるために使用し、第２の圧送方向で、別の、特に作動されていないかもしくは起動されていない、前記のまたは両方の自動車構成要素を冷却するために使用することで解決される。各自動車構成要素に対応して、１つの流体ポンプが配置されている。一方の自動車構成要素の作動時に、他方の自動車構成要素に対応して配置された流体ポンプは、冷却のために使用されてよく、またその逆もいえる。オーバーラップ領域では、冷却媒体流量は、たとえば蓄圧器によって、ほぼ一定に保持することができる。

本発明の別の利点、特徴および詳細は、図面に関して様々な実施の形態が詳しく記載されている以下の記載から明らかである。

第１の実施の形態による流体アセンブリの流体回路図である。第２の実施の形態による、図１と同様の流体アセンブリを示す。本発明に係る流体アセンブリの大幅に概略化された図である。オーバーラップ段階での冷却体積流量の推移が具体的に示された、上下に配置された２つのデカルト座標系の線図である。

図１および図２には、流体回路図として、本発明に係る流体アセンブリの２つの実施の形態１；２１が示されている。流体アセンブリ１；２１は、自動車（図示されていない）のパワートレーンに配置されている。パワートレーンにおいて、流体アセンブリ１；２１は、第１の自動車構成要素２；２２および／または第２の自動車構成要素３；２３を作動させるために用いられる。作動プロセスを惹起する作動エネルギは、流体ポンプ４，５；２４，２５により提供される。

流体ポンプ４，５；２４，２５は、液圧ポンプ、特に容積形ポンプとして構成されている。圧送運転中、液圧ポンプ４，５；２４，２５は、流体リザーバとも称される液圧媒体リザーバ６；２６から液圧媒体を吸い込む。

本発明の主要な態様によれば、流体ポンプ４，５；２４，２５は、矢印記号で示すように、正逆の圧送方向で作動することができる、いわゆる可逆式ポンプとして構成されている。

図１および図２において、記号で示された自動車構成要素２，３；２２，２３を含む右側は、自動車構成要素の態様に応じて、クラッチ側またはトランスミッション側と称される。図１および図２において、流体ポンプ４，５；２４，２５の左に配置された側は、冷却側とも称される。

可逆式ポンプとしての態様により、流体ポンプ４，５；２４，２５は、流体を、流体リザーバ６から、クラッチ側もしくはトランスミッション側へ、または冷却側へ圧送する。圧送方向を逆転するために、たとえば流体ポンプ４，５；２４，２５の回転する容積体の回転方向が逆転される。

本発明の主要な態様によれば、流体ポンプ４，５；２４，２５は、自動車構成要素２，３；２２，２３を作動させるためだけではなく、前述の自動車構成要素を冷却するためにも使用される。別個の冷却ポンプは、好適には省略することができる。本発明の別の態様によれば、流体ポンプ４，５；２４，２５から供給される冷却流体流量は、短いオーバーラップ段階を除いて、完全に制御可能であり、したがってエネルギに関して冷却流体流量を最適に保持することができる。

本発明による流体ポンプ４，５；２４，２５の二重機能を実現するために、弁７，８，９；２７，２８，２９が設けられている。流体ポンプ４に対応して配置された弁は、符号７ａ，８ａ，９ａで示されている。流体ポンプ５に対応して配置された弁は、符号７ｂ，８ｂ，９ｂで示されている。流体ポンプ２４に対応して配置された弁は、符号２７ａ，２８ａ，２９ａで示されている。流体ポンプ２５に対応して配置された弁は、符号２７ｂ，２８ｂ，２９ｂで示されている。

弁９；２９は、冷却側に配置されている。冷却側には、さらに選択的な蓄圧器１４；３３および補助ポンプ１５；３４が配置されている。矩形１６；３５により、冷却側に、両方の自動車構成要素２，３；２２，２３が示唆されており、自動車構成要素２，３；２２，２３は、流体ポンプ４，５；２４，２５により冷却することができる。相応の流体流量が、再び冷却リザーバ６；２６に供給される。蓄圧器１４；３３の運転は、同様に選択的なプライオリティロジック１７；３６により最適化される。

図１に示した自動車構成要素２，３は、デュアルクラッチの部分クラッチである。部分クラッチ２，３を作動させるために、スレーブシリンダ１０ａ，１０ｂが用いられる。スレーブシリンダ１０ａ，１０ｂは、流体ポンプ４，５の出口と接続されている。作動システム１１ａ，１１ｂは、たとえば図示されていない作動軸受と圧力ポット１２ａ，１２ｂとを備え、圧力ポット１２ａ，１２ｂを介して、圧着板１３ａ，１３ｂに作動力が加えられる。

矩形の破線で記号化して示した自動車構成要素２，３は、ブラックボックスとして設けられている。ブラックボックスには、液圧式に作動させられる任意のクラッチタイプが配置されてよい。

部分クラッチ２，３は、径方向または軸方向に重ね合わせることができる。部分クラッチ２，３への力導入は、図示の実施の形態では、別個のスレーブシリンダ１０ａ，１０ｂを介して接続軸受１１ａ，１１ｂと組み合わせて行われる。部分クラッチ２，３を作動させるために、本発明の範囲内で、別のアクチュエータ、たとえばアーム（レバー）を使用してもよい。

各部分クラッチ２，３は、該部分クラッチ２，３と接続された可逆式ポンプ４，５により作動させられる。流体ポンプまたは可逆式ポンプ４，５は、クラッチ側で弁７ａ，７ｂを介して、冷却側で弁８ａ，８ｂを介して、リザーバ６と接続されている。この場合、弁７，８は、逆止弁として構成されている。これにより、流体ポンプ４，５の両方の圧送方向で圧力を簡単に生成し、その際、リザーバ６から流体を確実に補充することができる。

図１において、流体ポンプ４，５が右方へ、つまりクラッチ側へ圧送を行うと、部分クラッチ２，３が作動させられる。図１において、流体ポンプ４，５が左方へ、つまり冷却側へ圧送を行うと、所定の冷却流体流量が冷却側へ圧送される。実際に、一方の流体ポンプ４，５は、それぞれの部分クラッチ２，３を作動させるために使用される一方、他方の流体ポンプ５，４は、所定の冷却流体流量を供給するために使用される。もちろん、両方の部分クラッチ２，３のいずれも作動させられないときには、両方の流体ポンプ４，５を冷却に使用してもよい。

流体ポンプ４，５の冷却流体流量または冷却油流量は、弁９ａ，９ｂを介して、まとめて案内される。弁９ａ，９ｂも、同様に逆止弁として構成されている。逆止弁９ａ，９ｂは、特定の運転状態で、所定の冷却流体流量が生成されることなく、流体が一方のポンプ４，５から他方のポンプ５，４へ圧送されることを阻止する。

冷却油の望ましくない供給不足を調整するために、選択的な蓄圧器１４が用いられる。このような供給不足は、両方の流体ポンプ４，５がそれぞれの部分クラッチ２，３を作動させるために使用されるときに、オーバーラップ段階で生じ得る。プライオリティロジック１７は、好適には、蓄圧器１４を適宜空状態にするまたは充填するために用いられる。プライオリティロジック１７は、能動的または受動的な弁を備えてよい。プライオリティロジックは、絞りとして構成してもよい。

補助ポンプ１５は、好適には、サクションジェットポンプとして構成されていて、流体ポンプ４，５から供給される冷却流体流量を増大させて、その圧力を低下させるために用いられる。

図２では、冷却側は、図１と同様に構成されている。図２では、流体ポンプ２４，２５と弁２７，２８と流体リザーバ２６との相互接続も、図１と同様に構成されている。繰り返しを避けるために、これらについては、前述の図１の記載を参照されたい。以下では、主に、図１に示す流体アセンブリ１と図２に示す流体アセンブリ２１との相違点について言及する。

図２では、車両構成要素２２，２３は、トランスミッション構成要素である。図２では、部分トランスミッション３２ａ，３２ｂが矩形によって示されている。部分トランスミッション３２ａ，３２ｂは、スレーブシリンダ３０ａ，３０ｂを介して作動させられ、スレーブシリンダ３２ａ，３２に弁３１ａ，３１ｂが前置されている。弁３１ａ，３１ｂは、電磁作動式の２ポート２位置方向制御弁として構成されている。

部分トランスミッション３２ａ，３２ｂのギヤ段を切り換えるためかつ／またはギヤ段を選択するために、流体ポンプ２４，２５によって所望の圧力または所望の作動体積が供給される。

図３には、図１および図２に示した本発明に係る流体アセンブリ１；２１の原理が大幅に簡略化して示されている。矩形５１，５２は、デュアルクラッチの２つの部分クラッチを表している。矩形５３，５４は、２つの流体ポンプを表しており、流体ポンプは、正逆の圧送方向に流体を圧送することができる。矩形５５は、部分クラッチ５１，５２を備えるデュアルクラッチの冷却を表している。

矢印６１，６２によって、流体ポンプ５３，５４の第１の圧送方向または回転方向が示されており、流体ポンプ５３，５４は、第１の圧送方向または回転方向で、部分クラッチ５１，５２を作動させるために使用される。別の矢印６３，６４によって、流体ポンプ５３，５４の逆向きのまたは第２の圧送方向または回転方向が示されており、流体ポンプ５３，５４は、逆向きのまたは第２の圧送方向または回転方向で、冷却５５用の冷却流体流量を供給する。

図４には、上下に配置された２つのデカルト座標系の線図が示されている。両方の座標系の線図のｘ軸に、それぞれ時間ｔが適切な時間単位で記載されている。図４の上側に配置された座標系の線図のｙ軸に、部分クラッチ（たとえば図３の５１，５２）のモーメントが適切な単位で記載されている。図４の下側の座標系の線図のｙ軸に、冷却体積流量が適切な単位で記載されている。

破線で示すグラフ３８は、時間に関する第１の部分クラッチ５１のモーメントの推移を表している。実線のグラフ３９は、時間に関する第２の部分クラッチ５２のモーメントの推移を表している。破線４２は、時間に関する第１のポンプ５３の冷却流体流量を表している。実線のグラフ４３は、時間に関する第２の流体ポンプ５４の冷却流体流量の推移を表している。二点鎖線４４は、時間に関する、蓄圧器（図１では１４）から供給される体積流量の推移を表している。

図４には、蓄圧器の使用によって、冷却流体流量をオーバーラップ段階でほぼ一定に保持する方法が示されている。最初の時点では、グラフ３８に示すように、第１の部分クラッチ５１だけで作動が行われる。グラフ３９に示すように、第２の部分クラッチ５２は開いている。グラフ４３に示すように、冷却に必要な体積流量が、第２のポンプ５４から供給されてもよいし、自由に制御されてもよい。

オーバーラップ時点は、時点４０で始まり、時点４１で終わる。時点４０から、第２のクラッチ５２を閉じるために、第２のポンプ５４が必要とされる。したがって、第２のポンプ５４は、もはや冷却流体流量を供給することができない。第１のクラッチ５１は、開かれる。この場合、第１のポンプ５３は、自動的に流体を冷却の方向へ圧送する。

この体積流量は、もちろんオーバーラップの副産物であり、したがって、冷却の観点からは制御不能である。この体積流量が小さすぎると、自動的に蓄圧器（図１では１４）が空状態化され、線４４により示すように、そのために流体を提供する。時点４１から、オーバーラップが終わり、専ら第２の部分クラッチ５２で作動が行われる。ここでは、第１のポンプ５３が、冷却のために完全に制御可能になっている。この時点で、蓄圧器（図１では１４）を再充填することができる。

１流体アセンブリ
２第１の自動車構成要素
３第２の自動車構成要素
４流体ポンプ
５流体ポンプ
６リザーバ
７弁
８弁
９弁
１０スレーブシリンダ
１１接続軸受
１２圧力ポット
１３圧着板
１４蓄圧器
１５補助ポンプ
１６矩形
１７プライオリティロジック
２１流体アセンブリ
２２第１の自動車構成要素
２３第２の自動車構成要素
２４流体ポンプ
２５流体ポンプ
２６リザーバ
２７弁
２８弁
２９弁
３０スレーブピストン
３１弁
３２部分トランスミッション
３３蓄圧器
３４補助ポンプ
３５矩形
３６プライオリティロジック
３８破線のグラフ
３９実線のグラフ
４２破線のグラフ
４３実線のグラフ
４４二点鎖線

Claims

少なくとも１つの流体式の作動システム（１１，３１）と１つの流体エネルギ源とを備える、少なくとも１つの自動車構成要素（２，３；２２，２３）、特にトランスミッションまたはクラッチを流体式に作動させる流体アセンブリであって、
前記流体エネルギ源は、第１の圧送方向と、該第１の圧送方向とは逆向きの第２の圧送方向とを有する流体ポンプ（４，５；２４，２５）を有し、前記第２の圧送方向で、前記流体ポンプ（４，５；２４，２５）は、前記自動車構成要素（２，３；２２，２３）を冷却する所定の流体流量を供給することを特徴とする、流体アセンブリ。
２つの流体式の作動システム（１１ａ，１１ｂ；３１ａ，３１ｂ）と２つの流体エネルギ源とを備える、少なくとも２つの自動車構成要素（２，３；２２，２３）、特に２つの部分トランスミッションまたは２つの部分クラッチを流体式に作動させる流体アセンブリであって、
前記流体エネルギ源は、それぞれ第１の圧送方向と、該第１の圧送方向とは逆向きの第２の圧送方向とを有する２つの流体ポンプ（４，５；２４，２５）を有し、前記第２の圧送方向で、それぞれの前記流体ポンプ（４，５；２４，２５）は、少なくとも１つの、特に作動されていないまたは起動されていない、前記のまたは両方の前記自動車構成要素（２，３；２２，２３）、特にデュアルクラッチまたはトランスミッションを冷却する所定の流体流量を供給することを特徴とする、流体アセンブリ。
１つまたは複数の前記流体ポンプ（４，５；２４，２５）は、入口側および出口側で、それぞれ１つの弁（７，８；２７，２８）を介して、流体リザーバ（６；２６）に接続されている、請求項１または２記載の流体アセンブリ。
１つまたは複数の前記流体ポンプ（４，５；２４，２５）の冷却側に、補助ポンプ（１５；３４）、特にサクションジェットポンプが配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の流体アセンブリ。
１つまたは複数の前記流体ポンプ（４，５；２４，２５）の冷却側もしくは前記冷却側に、蓄圧器（１４；３３）および／またはプライオリティロジック（１７；３６）が配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の流体アセンブリ。
前記補助ポンプ（１５；３４）または前記蓄圧器（１４；３３）と前記流体ポンプ（４，５；２４，２５）との間に１つの弁（９；２９）が接続されている、請求項５記載の流体アセンブリ。
前記補助ポンプ（１５；３４）または前記蓄圧器（１４；３３）とそれぞれの前記流体ポンプ（４，５；２４，２５）との間にそれぞれ１つの弁（９；２９）が接続されている、請求項５記載の流体アセンブリ。
前記弁（７，８，９：２７，２８，２９）は、逆止弁として構成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の流体アセンブリ。
請求項１から８までのいずれか１項記載の流体アセンブリ（１；２１）を有する、少なくとも１つの自動車構成要素（２，３；２２，２３）、たとえばトランスミッションまたはクラッチを流体式に作動させる方法であって、
流体ポンプ（４，５；２４，２５）を、第１の圧送方向で、前記自動車構成要素（２，３；２２，２３）を作動させるために使用し、第２の圧送方向で、前記自動車構成要素（２，３；２２，２３）を冷却するために使用することを特徴とする、方法。
請求項１から８までのいずれか１項記載の流体アセンブリ（１；２１）を有する、少なくとも２つの自動車構成要素（２，３；２２，２３）、特に２つの部分トランスミッションまたは２つの部分クラッチを流体式に作動させる方法であって、
複数の流体ポンプ（４，５；２４，２５）を、第１の圧送方向で、該流体ポンプに対応して配置された前記自動車構成要素（２，３；２２，２３）を作動させるために使用し、第２の圧送方向で、別の、特に作動されていないもしくは起動されていない、前記のまたは両方の前記自動車構成要素（２，３；２２，２３）を冷却するために使用することを特徴とする、方法。