JP2022525003A - 液圧動作式無段変速機及び無段変速機を動作させるための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ハイブリッド車両若しくは純粋な電気自動車用の又はハイブリッド車両若しくは純粋な電気自動車内の液圧動作式無段変速機（９）であって、プライマリ液圧シリンダ（２０２）を備えた液圧調整可能なプライマリプーリ（９３）と、セカンダリ液圧シリンダ（２０３）を備えた液圧調整可能なセカンダリプーリ（９４）と、これらのプーリ（９３，９４）に巻き付けられて摩擦接触する可撓性駆動要素（９５）と、少なくとも前記液圧シリンダ（２０２，２０３）内の液圧を制御するための電気液圧式制御システムと、を備える無段変速機（９）に関する。本発明によれば、本変速機は、２つの電気駆動ポンプ（２０１，２０５）を備え、２つの電気駆動ポンプ（２０１，２０５）のうちの第１のポンプ（２０１）は、第１の液圧管路（２０４）を介して前記液圧シリンダ（２０２，２０３）の少なくとも１つに液圧流体を供給可能であり、２つの電気駆動ポンプ（２０１，２０５）のうちの第２のポンプ（２０５）は、第２の液圧管路（２０６）を介して可撓性駆動要素（９５）とプーリ（９３，９４）との間の前記摩擦接触部（２１６）に液圧流体を供給可能である。

Description

本発明は、後述の請求項１の上位概念において定義されるように、液圧動作式無段変速機に関する。そのような変速機は、例えば、欧州特許出願公開第１４８２２１５号明細書などの刊行物又は国際公開第２００７／１４１３２３号若しくは国際公開第２０１３／０９７８８０号などの国際出願などから、当該技術分野において一般的に公知であり、乗用車及びその他の車両のドライブトレーンに広く適用されている。

既知の無段変速機には、プライマリプーリ即ち駆動プーリと、セカンダリプーリ即ち従動プーリと、これらのプーリに巻き付けられて摩擦接触する可撓性駆動要素とが含まれている。そのような各プーリは、シャフト上に配置された２つの円錐（台）状のディスクを含み、２つの円錐（台）状のディスクのうちの少なくとも一方のディスクは、軸方向に移動可能であり、プーリの液圧シリンダに作用する液圧の影響下においてディスクに向かって付勢可能である。可撓性駆動要素には、金属製のプッシュベルト、金属製の駆動チェーン、又は、繊維強化ゴム製のプルベルトなど、いくつかのタイプがある。典型的な車両用途の変速機においては、駆動プーリは、電気モータや内燃機関などの車両の原動機に接続されて回転駆動され、従動プーリは、その従動輪に接続されて回転駆動される。

無段変速機の動作中に、可撓性駆動要素は、プーリシリンダのそれぞれ一方の液圧の作用によって、各プーリの２つのディスクの間においてクランプされる。次いで、可撓性駆動要素とプーリとの間の摩擦により、回転速度及び付随するトルクが、一方のプーリから他方のプーリへ伝達可能である。また、これらの各シリンダの圧力によって、より具体的には、特に、各プーリにおける可撓性駆動要素上に各シリンダの圧力によってそれぞれ作用するクランプ力の間の比率によって、各プーリにおける即ちそれらのディスク間の可撓性駆動要素の曲率半径が制御される。その結果、これらの曲率半径は、変速機の速度比を決定し、この速度比は、それぞれのシリンダ圧力の適当な設定により、変速機の設計によって決定される速度比範囲内において任意の値に制御することができる。この目的のために、即ち、それぞれのシリンダ圧力の生成及び制御のために、変速機、電気液圧式制御システムをさらに含む。

既知の電気液圧式制御システムは、少なくとも、液圧流体のためのリザーバと、リザーバから制御システムの他の部品に加圧された液圧流体を供給するためのポンプと、制御システムのそのような他の部品へ向かう液圧流体の液圧及び／又はそのような他の部品からの液圧流体の通流を制御するための１つ以上の液圧弁とを含む。制御システムは、プーリシリンダや、可撓性駆動要素とプーリとの間の摩擦接触部など、動作中にそのような変速機部品を潤滑及び／又は冷却するために液圧流体を必要とする複数の液圧使用部をさらに含む。

欧州特許出願公開第１４８２２１５号明細書 国際公開第２００７／１４１３２３号 国際公開第２０１３／０９７８８０号

従来の車両においては、制御システムのポンプは、典型的には、内燃機関によって駆動され、従って、エンジンの動作中は常に加圧された液圧流体が、制御システムの他の部品に供給される。しかしながら、ハイブリッド車両又は電気自動車においては、ポンプは、典型的には、自身の電気モータによって電気的に駆動され、そのため、加圧された液圧流体の供給は、車両の原動機が停止しているときにも利用可能であり又は少なくとも利用可能となり得る。そのようなハイブリッド車両又は電気自動車においては、典型的には、その全体的な動作効率が最も重要であると考えられる。そのようなハイブリッド車両又は電気自動車の特定の用途のために、本発明は、従来技術よりも動力効率を向上させた新規の無段変速機を提供することを課題としている。

本発明によれば、上述した課題は、後述の請求項１による新規の無段変速機によって達成される。この新規の変速機は、２つの電気駆動ポンプを備えており、２つの電気駆動ポンプのうちの第１のポンプは、少なくとも第１の液圧管路を介してプーリシリンダの少なくとも１つに液圧流体を供給可能であるように配置されており、２つの電気駆動ポンプのうちの第２のポンプは、少なくとも第２の液圧管路を介して可撓性駆動要素とプーリとの間の摩擦接触部に液圧流体を供給可能であるように配置されている。この新規変速機は、その電気液圧式制御システムが、既知の電気液圧式制御システムよりもさらに効率的に動作することを可能にする。特に、この新規の変速機においては、２つのポンプが、それぞれ異なる圧力レベルで動作することができ、これらのそれぞれのポンプ（吐出）圧力は、それぞれのポンプによって液圧流体がそれぞれ供給される液圧使用部の圧力要件に適合している。この点に関して、動作中に、プーリシリンダは、平均して比較的小さい液圧流体の通流を必要とし、及び／又は、断続的にのみではあるが比較的高い圧力レベルでの通流を必要とするのに対し、前記摩擦接触部は、典型的には、実質的に連続的ではあるが比較的低い圧力レベルでの液圧流体の通流を必要とすることに留意されたい。無段変速機のこれら２つの液圧使用部への液圧流体の供給を分離することにより、制御システムのポンプが、前記摩擦接触部によって必要とされる液圧流体の通流を、少なくとも１つのプーリシリンダによって必要とされる圧力で供給することを有利に回避することができる。その上さらに、特に、第１のポンプは、少なくとも１つのプーリシリンダが液圧流体のいずれの通流も必要としないとき、例えば、変速機が停止しているときに、有利には完全に停止させることができる。

本発明に係る無段変速機の好適な実施形態においては、第１のポンプの電気モータには、比較的高い電圧で電力が供給され、第２のポンプの電気モータには、比較的低い電圧で電力が供給される。これにより、これらのポンプは、それぞれの液圧使用部によって提起される圧力及び通流の要件に最適に一致する。より具体的には、第１のポンプは、主要バッテリによって、即ち、その電気モータ原動機にも電力を供給するハイブリッド車両又は電気自動車の主要電源網の実施によって電力を供給することができ、第２のポンプは、二次電池によって、即ち、ダッシュボード機能部、ラジオ、室内灯などのその二次／補助機能にも電力を供給する二次又は補助電気回路の実施によって電力を供給することができる。主要電源網は、典型的には、ハイブリッド車両では４８ボルト以上、完全な即ち純粋な（バッテリ）電気自動車では３００乃至４００ボルトの電圧を伝送するのに対し、二次電源網は、より低い電圧、典型的には１２ボルトの電圧を伝送する。

本発明に係る無段変速機のより詳細な実施形態においては、少なくとも、第３番の液圧管路を介してプーリシリンダのそれぞれ他の１つに液圧接続された又は少なくとも液圧接続可能な第３の電気駆動ポンプが設けられている。この第３のポンプも、ハイブリッド車両又は電気自動車の主要バッテリによって有利に電力を供給することができる。

本発明に係る変速機の費用効果の高い実施形態においては、第１のポンプは、第３のポンプを省略することができるように、両方のプーリシリンダに液圧接続されている。この場合、プーリシリンダ内の圧力レベルの１つ、即ち、シリンダ圧力の１つは、好適には、制御された動作によって、即ち、制御システムの電子部品を介した第１のポンプの制御された電気駆動によって、即ち、有利には、この目的のために（液圧）圧力制御弁を適用することなく（例えば、必要とされるシリンダ圧力と測定されたシリンダ圧力との間の差分に依存して）調整される。次いで、シリンダ圧力のそれぞれ他の１つは、第１のポンプと前記他の１つのプーリシリンダとの間に（液圧流体の通流に関連して）配置されたそれぞれのシリンダ圧力制御弁を用いて、前記１つのシリンダ圧力から導出される。代替的に、両方のシリンダ圧力は、それぞれのシリンダ圧力制御弁によってそれぞれ調整される。次いで、シリンダ圧力は、第１のポンプのポンプ圧力から導出され、次いで、このポンプ圧力は、第１のポンプの制御された動作によって、例えば、必要とされるポンプ圧力と測定されたポンプ圧力との間の差分に依存して調整される。代替的に、さらなる圧力制御弁即ちポンプ圧力制御弁が、第１のポンプのポンプ圧力の調整のために適用可能であり、その場合、第１のポンプの前記制御された動作は、そのポンプ圧力制御弁の吐出流に有利に関連し得る。この後者の吐出流は、リザーバに直接戻すことができるが、好適には、第２のポンプを有利に軽減するために、可撓性駆動要素とプーリとの間の摩擦接触部に供給される。

前述の圧力制御弁は、それぞれの要求圧力と、それぞれの測定圧力との間の差分に関連して、それぞれのパイロット圧力の影響下において間接的に、又は、有利にはソレノイドなどのそれぞれの電気的アクチュエータによって直接的に、電気液圧式制御システムの電子部品によって、公知の方法により操作される。

本発明の２つ又は３つのポンプは、基本的に有利に、即ち、高い費用効果のもとで同一の電気モータによって一般的に駆動することができる。次いで、この場合、これらの一般的に駆動されるポンプのそれぞれのポンプ圧力は、それぞれのポンプ圧力制御弁によって調整される。それにもかかわらず、それぞれのポンプによって生成される液圧及び通流を、そのようなそれぞれのポンプによってそれぞれ液圧接続される及び／又は液圧流体が供給される液圧使用部によって必要とされる液圧及び通流に最適に適合させるために、このポンプは、好適には、他の１つ以上のポンプから独立して駆動される。この目的のために、そのような独立して駆動される各ポンプは、それ自体の電気モータを備えている。この場合、そのような独立して駆動されるポンプのポンプ圧力は、好適には、制御された動作によって、即ち、制御システムの電子部品を介したこのポンプの制御された電気駆動によって、即ち、有利にはこの目的のためにポンプ圧力制御弁を適用することなく（例えば、必要とされるポンプ圧力と測定されたポンプ圧力との間の差分に依存して）調整される。より好適には、そのような調整されたポンプ圧力は、このポンプによってそれぞれ液圧接続される及び／又は液圧流体が供給される液圧使用部の圧力要件に相当する。例えば、シリンダ圧力は、それぞれ第１のポンプ及び第３のポンプの制御された電気駆動によって調整することができる。

本発明に係る無段変速機の純粋な電気自動車における費用効果の高い他の実施形態においては、本発明の２つ又は３つのポンプのうちの少なくとも１つは、この電気自動車の原動機としても機能する電気モータによって電気的に駆動される。この場合、前記少なくとも１つのポンプは、液圧接続された、及び／又は、液圧流体を１つ以上のプーリシリンダに供給するポンプである（即ち、上記第１のポンプ又は第３のポンプに相当する）。他の１つ以上のポンプは、それぞれ、好適には他のポンプのみを駆動する専用のさらなる電気モータを備え、及び／又は、さらなる電気モータによって駆動可能である。制御システムのこの特定の配置は、シリンダ圧力が主に原動機電気機械が動作しているとき、即ち、車両を運転しているとき、又は、車両によって駆動されているとき（即ち、回生ブレーキがかかっているとき）に必要とされるため可能である。もちろん、制御システムのそのような配置構成においては、前記少なくとも１つのポンプによって生成される液圧は、原動機電気機械の制御された動作によって調整することができず、代わりに、ポンプ圧力制御弁をこの目的のために適用する必要がある。

本発明に係る無段変速機の他のより詳細な実施形態においては、液圧スイッチ即ち開閉弁が、第１又は第３の液圧管路と、第２の液圧管路との間に設けられ、この液圧スイッチは、少なくとも、液圧流体が第２の液圧管路から第１又は第３の液圧管路にそれぞれ通過し得るように設計され配置されている。この液圧スイッチは、第２の液圧管路内の圧力レベルがそれぞれ第１又は第３の液圧管路内の圧力レベルよりも高い場合に（のみ）開く受動的な一方向逆止弁であり得る。この液圧スイッチにより、第１又は第３の液圧管路は（従って、これらにそれぞれが液圧接続されたプーリシリンダも）、第１のポンプがエネルギを節約するために停止したとき、例えば、変速機が最小のトルクを伝達しているとき、又は、トルクを全く伝達していないときに、それぞれ第２のポンプによって有利に加圧を続けることができる。従って、この液圧スイッチは、特に、無段変速機の上記の実施形態においても有用であり、ここで、第１のポンプ及び／又は第３のポンプは、停止している可能性もあれば、逆方向に回転している可能性もある、電気自動車の原動機によって駆動される。

好適には、本発明によれば、液圧アキュムレータは、少なくとも選択的に、第１又は第３の液圧管路に液圧接続されている。アキュムレータは、必要な流量が多いとき、例えば、変速機の速度比が変更されたときに、そこに貯蔵されている液圧流体を放出することによって、第１のポンプ及び／又は第３のポンプからそれぞれ最大限必要とされる液圧流体の通流を有利に低減させる。代替的又は付加的に、アキュムレータは、第１のポンプが停止しているときに、第１又は第３の液圧管路のそれぞれの加圧を（従って、それぞれに接続されているプーリシリンダも同様に）有利に保持するために使用することができる。所望又は必要に応じて、例えば、第１又は第３の液圧管路のそれぞれがシリンダ圧力制御弁を介さずにプーリシリンダに直接接続されている場合には、アキュムレータと第１又は第３の液圧管路のそれぞれとの間に液圧スイッチが（も）設けられる。この後者の液圧スイッチは、アキュムレータ内の圧力レベルが第１又は第３の液圧管路内のそれぞれの圧力レベルよりも高い場合にのみ開く受動的な一方向逆止弁であってもよいが、好適には、制御システムの電子部品によって能動的に制御可能である。後者の場合、アキュムレータの充填及び排出は、そのような圧力差だけではなく、他の動作パラメータに関連して制御することができ、例えば、車両の緊急停止中に、第１又は第３の液圧管路内のそれぞれにおいて高い圧力レベルへの急速な昇圧が必要なときに、アキュムレータの充填を防止することができる。

可撓性駆動要素とプーリとの間の前記摩擦接触部に加えて、典型的には、シャフトベアリングなどの車両ドライブトレーンの他の構成要素も、それらの潤滑及び／又は冷却のために液圧流体の通流を必要とする。この場合、本発明によれば、好適には、第２のポンプと、第２の液圧管路と少なくとも部分的に並行して配置されたこれらの他のドライブトレーン構成要素との間にさらなる液圧管路が設けられる。詳細には、新規な無段変速機の制御システムの後者の配置構成においては、
－前記さらなる液圧管路と並行して配置された第２の液圧管路の区間にオイルフィルタを設けることができ、これによって、前記他のドライブトレーン構成要素によって必要とされる液圧流体の通流がそのようなフィルタを有利にバイパスし、従って、そのようなフィルタによって発生する圧力低下を回避する一方で、前記摩擦接触部には、フィルタリングされた液圧流体が有利に供給されるようにする、又は、
－前記さらなる液圧管路と並行して配置された第２の液圧管路の区間に（液圧）流量制御弁又は切換弁を設けることができ、これによって、前記摩擦接触部への液圧流体の通流を、例えば、変速機が停止しているときに完全に遮断したり、例えば、前記摩擦接触部において発生する摩擦熱に依存して制御したり、又は、その両方を有利に可能にすることができる。

この後者の流量制御弁又は切換弁は、好適には、第１又は第３の液圧管路内のそれぞれの液圧、他の液圧管路内の液圧、又は、そのような第１又は第３の液圧管路のそれぞれに接続されている及び／又はそのような第１又は第３の液圧管路のそれぞれから液圧流体を供給される液圧使用部の液圧の影響下において、動作可能即ち切り替え可能である。結局のところ、これらの液圧は、変速機が動作中であるか又は停止しているか、即ち、その可撓性駆動要素が回転しているか否か及び／又はトルクを伝達しているか否かを示している。その上さらに、この場合、少なくとも第１又は第３の液圧管路と、第２の液圧管路との間の前記液圧スイッチと組み合わせて適用される場合、流量制御弁又は切換弁は、好適には、第１又は第３の液圧管路内のそれぞれの液圧が第２のポンプのポンプ圧力を超えているときにのみ開かれる。代替的に、流量制御又は切換弁は、ハイブリッド車両の液圧操作可能なクラッチなど、変速機が停止しているときに周囲圧力に保持されている液圧使用部の液圧によって開かれる。

好適には、熱交換装置は、第２のポンプによって生成された液圧流体の全通流が自身を通過するように、第２のポンプと、第２の液圧管路との間及び（存在する場合には）上記さらなる液圧管路との間に配置される。

本発明に係る無段変速機は、非限定的な自身の例示的な実施形態を用いて、及び、図面を参照して、以下においてより詳細に説明される。

無段変速機を含む変速機システムを備えた特定のタイプのハイブリッドパワートレーンの主要構成要素の機能的配置構成の概略図である。 変速機システムの、特にその無段変速機の新規な電気液圧式制御システムの実施形態を示した図である。 変速機システムの、特にその無段変速機の新規な電気液圧式制御システムの他の実施形態を示した図である。

図１は、乗用車などの車両用のハイブリッドパワートレーンを示している。ハイブリッドパワートレーンのそのような図示の機能的配置構成において、ハイブリッドパワートレーンは、クランクシャフト１１を備えた内燃機関即ちＩＣＥ１、ロータシャフト２１を備えた電気機械即ちＥＭ２、ホイールシャフト３１を備えた２つの従動輪３、及び、それらの間にある変速機システム４を含む。既知の変速機システム４は、無段変速機９及び第１の差動歯車装置５を含む。

無段変速機９は、ＩＣＥ１に駆動的に即ち回転可能に接続された（図１の実施形態においては、ＩＣＥ１と一体的に回転する）入力シャフト９１と、２つのギヤホイール９６，１００のセットを介して第１の差動歯車装置５に駆動的に接続された出力シャフト９２とを備えている。無段変速機９は、連続的な速度比範囲内において自身の入力シャフト９１と出力シャフト９２との間の速度比を変更することができる。

図１の自身の例示的な実施形態においては、無段変速機９は、入力及び出力シャフト９１，９２のそれぞれ一方に各々が関連する（即ち、取り付けられ、場合によっては部分的に一体成形された）回転可能な２つの可変プーリ９３及び９４並びにこれらを駆動的に接続するためにプーリ９３及び９４の周囲に巻き付けられた可撓性駆動要素９５の形態において構成されている。ＩＣＥ１（又は原動機電気機械などの他のタイプの車両の原動機；図示せず）に直接（場合によってはギヤホイールのセットを介して）接続されている入力シャフト９１上のプーリ９３は、典型的にはプライマリプーリ９３と表記され、一方、可撓性駆動要素９５を介してＩＣＥ１に接続されている出力シャフト９２上のプーリ９４は、典型的にはセカンダリプーリ９４と表記される。各プーリ９３，９４は、それぞれ２つの円錐（台）状のディスクを含むことが既知であり、２つの円錐（台）状のディスクのうちの少なくとも一方のディスクは、それぞれのシャフト９１，９２上において軸方向に移動可能であり、各プーリ９３，９４のそれぞれの液圧シリンダ、即ち、プライマリ液圧シリンダ及びセカンダリ液圧シリンダのそれぞれにおいて作用するそれぞれの液圧、即ち、プライマリ液圧又はセカンダリ液圧の影響下において他方のディスクに向かって付勢され得る。

無段変速機９の動作中に、可撓性駆動要素９５は、それぞれプライマリ圧力及びセカンダリ圧力の結果として、各プーリ９３、９４の２つのディスクの間にクランプされる。次いで、回転速度及び付随するトルクは、それらの間の摩擦を用いて可撓性駆動要素９５によってプーリ９３，９４間において伝達可能である。これらのプライマリ及びセカンダリ圧力、特に、それによって、プーリ９３，９４における可撓性駆動要素９５にそれぞれ作用するクランプ力間の比は、各プーリ９３，９４における可撓性駆動要素９５の曲率半径、即ち、これらのディスク間の曲率半径も決定する。その結果、これらの曲率半径は、無段変速機９の前記速度比を決定する。この目的のために、即ち、プライマリ及びセカンダリ圧力を生成及び制御するために、無段変速機９は、電気液圧式制御システムをさらに含み、そのうちの２つの可能な実施形態が図２及び図３に示されている。

第１の差動歯車装置５は、３つの回転可能な部材５１，５４，５３を備えており、これらはそれぞれ直接的に又は少なくとも直結的に、無段変速機９の出力シャフト９２、ＥＭ２のロータシャフト２１、及び、従動輪３のホイールシャフト３１に接続されている。第１の差動歯車装置５は、それらの間に提供される回転速度比に基づいて、その回転可能な部材５１，５４，５３に作用するトルクレベルのバランスを取る。

図１の自身の例示的な実施形態においては、第１の差動歯車５は、１つ以上の遊星歯車５２と噛み合う中央の太陽歯車５１と、太陽歯車５１と同軸上において回転可能に配置された遊星支持体５３によって回転可能に支持された遊星歯車５２と噛み合うと共に太陽歯車５１とも同軸上において回転可能に配置されたリング歯車５４とを備えた遊星歯車装置５の形態である。ブリッジングクラッチ５５は、遊星歯車装置５の一部として、その遊星支持体５３と太陽歯車５１との間に設けられている。このブリッジングクラッチ５５は、遊星歯車装置５を内部においてロックするために閉じることができ、それによって、遊星歯車装置５の太陽歯車５１、遊星支持体５３及びリング歯車５４が一体となって回転する。遊星歯車装置５の太陽歯車５１は、第２のクラッチ８、補助シャフト１０１上の補助歯車１００、この補助歯車１００と噛み合う出力シャフト９２上の出力歯車９６、及び、無段変速機９自体を介して、ＩＣＥ１のクランクシャフト１１に結合される。

第２のクラッチ８は、駆動的に接続するために、即ち、ＩＣＥ１及び無段変速機９を遊星歯車装置５に結合するために、閉じることができ、又は、結合解除するために、即ち、ＩＣＥ１及び無段変速機９をハイブリッドパワートレーンの残余から切り離すために、開くことができる。遊星歯車装置５のリング歯車５４は、アイドラ歯車２３を介してＥＭ２のロータシャフト２１上のピニオン歯車２２に結合され、遊星歯車装置５の遊星支持体５３は、さらなる差動歯車７１を含む最終減速歯車装置７を介して従動輪３に結合される。この最終減速歯車装置７は、ＩＣＥ１及び／又はＥＭ２と、従動輪３との間の減速を提供し、一方、そのさらなる差動歯車７１は、当技術分野で一般的知識であるように、２つの従動輪３がそれぞれの回転速度でそれぞれ回転することを可能にしている。

変速機システム４は、ブレーキロック又はパークロック６を備えており、このパークロック６は、ロックするために、即ち、最終減速歯車装置７の回転を防止するために、係合することができる。この場合、ＩＣＥ１は、ＥＭ２を、特に車両のバッテリ２４の充電のために駆動することができ、ＥＭ２は、ＩＣＥ１を、特にその始動のために、車両の従動輪３を同時に駆動及び／又は回転させることなく駆動することができる。パークロック６が解放されると、ＥＭ２は、バッテリ２４から電力を引き出しながら車両を駆動することができ、場合によってはＩＣＥ１によって支援される。パークロック６の代わりに、車両を同時に駆動することなくバッテリ２４を充電するために車両ホイールブレーキを（自動的に）係合することももちろん可能である。

この特定のタイプのハイブリッドパワートレーンのさらなる技術的詳細並びにその特定の利点及び動作は、蘭国特許発明第１０４２１９９号明細書に記載されている。

なお、本発明は、このようにハイブリッドパワートレーンに関連して説明されているが、ＩＣＥ１を搭載していない完全な電気自動車のドライブトレーンにも同様に適用可能であることに留意されたい。

図２及び図３は、それぞれ、新規の変速機システム４の、特にその無段変速機９の電気液圧式制御システムの可能な実施形態を示し、従って、それに関連する本発明の特定の技術的態様を示している。そのような実施形態のいずれかにおいて、制御システムは、２つの電気駆動ポンプ２０１，２０５を備えている。

第１の電気駆動ポンプ２０１は、プライマリ液圧シリンダ２０２及びセカンダリ液圧シリンダ２０３のうちの少なくとも一方に液圧流体を供給し又は少なくとも供給可能であり、ここで、プライマリ圧力（図２、図３：「Prim. Press.」）及びセカンダリ圧力（図２、図３：「Sec. press.」）は、加圧された液圧流体をそのような液圧シリンダ２０２，２０３の少なくとも一方に供給するために、少なくとも第１の液圧管路２０４を介してそれぞれ作用する。液圧シリンダ２０２，２０３内のそれぞれの圧力、即ち、プライマリ圧力及びセカンダリ圧力は、それぞれのシリンダ圧力制御弁、即ち、プライマリシリンダ圧力制御弁及びセカンダリシリンダ圧力制御弁２１７，２１８を用いて制御される。制御システムの図示の実施形態においては、これらのシリンダ圧力制御弁２１７，２１８は、電気アクチュエータ（図２、図３：「ＤＥＳＣ－ＮＨ」）を直接的に用いて有利に操作される。

第１のポンプ２０１によって生成される液圧、即ち、第１の液圧管路２０４内の圧力は、この第１のポンプ２０１の一部であり、又は、少なくともこの第１のポンプ２０１を駆動する電気モータＥＭの制御された動作によって所望のレベルに向かって制御される。代替的に、図示はされていないが、第１の液圧管路２０４内の圧力は、シリンダ圧力制御弁２１７，２１８のうちの一方によって制御することができ、その場合、ポンプ圧力は、それぞれのシリンダ圧力、即ち、プライマリシリンダ圧力又はセカンダリシリンダ圧力に相当する。その上さらに、さらなる圧力制御弁即ちポンプ圧力制御弁を、第１の液圧管路２０４内の圧力を制御するために、制御システム（図示せず）に含めることができる。

第２の電気駆動ポンプ２０５は、少なくとも第２の液圧管路２０６を介して可撓性駆動要素９５とプーリ９３，９４との間の摩擦接触部２１６に、そのような摩擦接触部２１６（図２、図３：「Var.lubr./cooling」）の潤滑及び冷却のために液圧流体を供給し又は少なくとも供給可能である。このように図示されたその配置構成においては、２つのポンプ２０１，２０５は、それぞれ異なる圧力レベルで動作することができ、このそれぞれのポンプ圧力は、それぞれのポンプ２０１，２０５によってそれぞれ液圧流体が供給される液圧シリンダ２０２，２０３又は前記摩擦接触部２１６などの液圧使用部の圧力要件に適合している。制御システムの図示の実施形態においては、この第２のポンプ２０５によって生成される液圧、即ち、第２の液圧管路２０６内の圧力は、この第２のポンプ２０５内に含まれ、又は、少なくともこの第２のポンプ２０５を駆動する電気モータＥＭの制御された動作によって所望のレベルに向かって制御される。しかしながら、まださらに（ポンプ）圧力制御弁を、この目的のために制御システム（図示せず）に含めることができる。

制御システムの図示の実施形態においては、２つの液圧シリンダ２０２，２０３は、第１のポンプ２０１によって（加圧された）液圧流体を供給されるが、第３の電気駆動ポンプを制御システム（図示せず）に含めることができ、それによって、各液圧シリンダ２０２，２０３は、そのような第１及び第３のポンプのそれぞれ１つによって（加圧された）液圧流体が供給される。

２つのポンプ２０１，２０５は、基本的に、制御システムの費用効果の高い実施形態において、同一の電気モータＥＭによって一般的に駆動することができる。しかしながら、電力損失を最小にするために、これらの２つのポンプ２０１，２０５は、それぞれ、好適には、それぞれの電気モータＥＭを含み又は少なくともそれによって駆動される。後者の場合、第１のポンプ２０１の電気モータＥＭは、好適には、比較的高い電圧で電力が供給され、一方、第２のポンプ２０５の電気モータＥＭは、好適には、比較的低い電圧で電力が供給される。含まれる場合、前記第３のポンプは、好適には、それぞれの電気モータＥＭも備えており、同様に好適には、第１のポンプ２０１と同等の、即ち、比較的高い電圧で電力を供給される。

可撓性駆動要素９５とプーリ９３，９４との間の摩擦接触部２１６に加えて、典型的には、シャフトベアリングなどの変速機システム４の他の構成要素２０８も、それらの潤滑及び／又は冷却のために液圧流体の通流を必要とする（図２，図３：「Ｔｒ．ｌｕｂｒ．／ｃｏｏｌｉｎｇ」）。このために、第２のポンプ２０５とこれらの他の変速機構成要素２０８との間において、例えば、（図２及び図３に示されるように）第２の液圧管路２０６から分岐したさらなる液圧管路２０９が設けられる。次いで、好適には、オイルフィルタ２１０が、さらなる液圧管路２０９と並行して延在する（即ち、その分岐点を超えて設けられている）第２の液圧管路２０６の区間に設けられる。これにより、第２のポンプ２０５によって生成された液圧流体の通流のうち、前記摩擦接触部２１６に向けられた部分のみがそのようなオイルフィルタ２１０を通過し、前記摩擦接触部２１６の機械的摩耗／摩擦接触部２１６内の機械的摩耗を促進する可能性がある浮遊微粒子をそこから除去する一方で、前記他の変速機構成要素２０８に向けられた圧力の損失を最小限に抑制することができる。その上さらに、熱交換装置２１５は、好適には、第２のポンプ２０５によって生成された液圧流体の全通流が自身を通過するように、第２のポンプ２０５と、第２の液圧管路２０６及びさらなる液圧管路２０９の両方との間に設けられている。この熱交換装置２１５は、好適には、自身を通過する液圧流体を冷却及び加熱することができる。

図３に示されるように、制御システムは、第２の液圧管路２０６と第１の液圧管路２０４との間に、第２の液圧管路２０６内の圧力が、第１の液圧管路２０４内の圧力よりも高い場合に、第２の液圧管路２０６から第１の液圧管路２０４への液圧流体の通過を可能にするように配置された逆止弁２０７を設けることができる。そのような逆止弁２０７によれば、例えば、無段変速機９が動作していないとき、即ち、トルクを伝達していないときのエネルギをセーブするために、第１のポンプ２０１が停止しているときは、第２のポンプ２０５によって第１の液圧管路２０４の加圧された状態が保持される。これにより、液圧シリンダ２０２，２０３の加圧された状態を維持することができ、従って、プーリ９３，９４に対する可撓性駆動要素９５の不所望な滑りを防止することができる。従って、制御システムにこの逆止弁２０７を含めることは、完全な電気自動車においては特に有益であり、第１のポンプ２０１が、本明細書において上述したように、その原動機電気機械によって駆動される場合にはなおさらである。

その上さらに、制御システムは、さらなる液圧管路２０９と並行して延在する第２の液圧管路２０６の区間に切換弁２１１を備えることができる。この切換弁２１１は、前記摩擦接触部２１６への液圧流体の通流を、例えば、その中で発生する摩擦熱に依存して制御することができるようにする。この切換弁２１１を用いることにより、前記摩擦接触部２１６への液圧流体の通流を、例えば、無段変速機９が停止しているときに完全に遮断することができ、例えば、そのような接触部２１６において発生する摩擦熱への依存性を調整することができ、又は、その両方が可能である。

この後者の切換弁２１１は、好適には、第１の液圧管路２０４内の液圧、又は、（図３に示されるように）そのような第１の液圧管路２０４に接続されている及び／又はそのような第１の液圧管路２０４から液圧流体を供給される液圧使用部２１３内の液圧の影響下において動作可能であり、即ち、切り換えられ又は調整される。結局のところ、この後者の液圧は、無段変速機９が動作中であるか又は停止しているか、即ち、その可撓性駆動要素が回転しているか否か及び／又はトルクを伝達しているか否かを示している。その上さらに、切換弁２１１が前述の逆止弁２０７と組み合わせて適用されている場合、第１の液圧管路２０４及び第２の液圧管路２０６は、切換弁２１１を動作させるための前記液圧が、第２のポンプ２０５のポンプ圧力よりも高くなければならず、又は、ハイブリッド車両の液圧操作可能なクラッチ２１３のように、無段変速機９が停止しているときに、この後者のポンプ圧力に対して減圧された状態の、例えば周辺圧力に保持されている液圧使用部から取り出されなければならない。そうでなければ、切換弁２１１は、第１のポンプ２０１がスイッチオフされたときに閉じないか、又は、決して開かないかのいずれかである。この点に関して、切換弁２１１のそのような切換挙動は、典型的には、切換弁２１１を開くように作用する前記液圧に対して切換弁２１１を閉じるように作用するスプリング２１４によって決定されることに留意されたい。

本発明は、先行する説明の全体や添付の図面の総ての詳細に加えて、添付の一連の特許請求の範囲の総ての特徴にも関し、それらを含むものである。特許請求の範囲における括弧書きの参照は、その範囲を限定するものではなく、それぞれの特徴の拘束力のない単なる例示として提供されている。請求された特徴は、場合によっては、所定の製品又は所定のプロセスにおいて別個に適用することができるが、一般的には、そのような特徴の２つ以上の任意の組合せをそこに適用することも可能である。

本発明は、本明細書に明示的に記載されている実施形態及び／又は実施例に限定されるものではなく、関連する技術分野の当業者の手の届く範囲にある、その変形形態、修正形態及び実用的な適用形態をも包含するものである。

Claims (15)

1. ハイブリッド車両若しくは純粋な電気自動車用の又はハイブリッド車両若しくは純粋な電気自動車内の液圧動作式無段変速機（９）であって、
   プライマリ液圧シリンダを備えた液圧調整可能なプライマリプーリと、
   セカンダリ液圧シリンダを備えた液圧調整可能なセカンダリプーリと、
   これらのプーリに巻き付けられて摩擦接触する可撓性駆動要素と、
   少なくとも前記液圧シリンダ内の液圧を制御するための電気液圧式制御システムと、
   を備える液圧動作式無段変速機（９）において、
   前記変速機（９）は、２つの電気駆動ポンプを備えており、
   前記２つの電気駆動ポンプのうちの第１のポンプは、第１の液圧管路を介して前記液圧シリンダの少なくとも１つに液圧流体を供給可能であり、
   前記２つの電気駆動ポンプのうちの第２のポンプは、第２の液圧管路を介して前記可撓性駆動要素と前記プーリとの間の前記摩擦接触部に液圧流体を供給可能である、
   ことを特徴とする液圧動作式無段変速機（９）。
2. 前記第１のポンプは、４８ボルト以上、好適には３００乃至４００ボルトの比較的高い電圧で電力を供給され、前記第２のポンプは、４８ボルト未満、好適には１２ボルトの比較的低い電圧で電力を供給される、請求項１に記載の変速機（９）。
3. 前記液圧シリンダ内の液圧の一方は、前記第１のポンプによって生成された圧力に相当し、それに対して、前記液圧シリンダ内の液圧のそれぞれ他方は、好適には４８ボルト以上の比較的高い電圧で電力を供給される第３のポンプによって生成された圧力に相当し、又は、シリンダ圧力制御弁を用いて前記一方の液圧から導出された圧力に相当する、請求項１又は２に記載の変速機（９）。
4. 前記第１のポンプによって生成される圧力は、ポンプ圧力制御弁を用いて調整される、請求項１又は２に記載の変速機（９）。
5. 前記ポンプ圧力制御弁によって通過した液圧流が、前記可撓性駆動要素と前記プーリとの間の前記摩擦接触部に供給される、請求項４に記載の変速機（９）。
6. 前記２つの電気駆動ポンプは、単一の電気モータを共有し、即ち、単一の電気モータによって駆動され、前記第２のポンプによって生成される圧力は、さらなるポンプ圧力制御弁を用いて調整される、請求項４又は５に記載の変速機（９）。
7. 前記第１のポンプは、前記車両の原動機としても機能する電気モータによって駆動される、請求項４又は５に記載の変速機（９）。
8. 前記第２の液圧管路内の圧力レベルが前記第１の液圧管路内の圧力レベルよりも高い場合に、前記第２の液圧管路から前記第１の液圧管路への液圧流体の通過を可能にする液圧スイッチが、前記第１及び第２の液圧管路の間に設けられている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の変速機（９）。
9. 前記第１の液圧管路に、好適には液圧スイッチを介して液圧接続された液圧アキュムレータが設けられている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の変速機（９）。
10. 前記変速機（９）の前記液圧シリンダとは別の部分に液圧流体を供給するための前記第２の液圧管路と、前記可撓性駆動要素と前記プーリとの間の前記摩擦接触部との間に並行して延在するさらなる液圧管路が設けられている、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の変速機（９）。
11. 前記第２の液圧管路の前記さらなる液圧管路と並行して延在する区間に、オイルフィルタが設けられている、請求項１０に記載の変速機（９）。
12. 前記第２のポンプから前記摩擦接触部への液圧流体の通流を制御するために、前記第２の液圧管路の前記さらなる液圧管路と並行して延在する区間に、流量制御弁又は切換弁が設けられている、請求項１０又は１１に記載の変速機（９）。
13. 前記流量制御弁又は切換弁は、前記第１の液圧管路内の液圧若しくは他の液圧管路内の液圧、又は、そのような第１の液圧管路に接続されている及び／又はそのような第１の液圧管路から液圧流体を供給される液圧使用部の液圧の影響下において動作可能である、請求項１２に記載の変速機（９）。
14. 熱交換装置が、前記第２のポンプによって生成された液圧流体の全通流が自身を通過するように、前記第２のポンプと前記第２の液圧管路との間に配置されている、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の変速機（９）。
15. 請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の液圧動作式無段変速機（９）を動作させるための方法において、
    可撓性駆動要素が回転しておらず、プーリ間においてトルクを伝達していないときに、第１のポンプを停止させることを特徴とする方法。

Images