JP4527106B2 - スターティングクラッチ付き変速機の油圧システム - Google Patents

Description

本発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念部分において詳細に定義された方式に従う、スターティングクラッチ装備の変速機の油圧システムに関する。

自動車のドライブトレーン内においては、通常、スターティングクラッチまたは流体動力学式トルクコンバーターが、スターティング要素として使用される。特に、流体動力学式トルクコンバーターを使用する場合、自動変速機の潤滑及び冷却のコンセプトは、当該流体動力学式トルクコンバーターも潤滑油回路も変速機の油圧システムの二次回路を介して油圧ポンプによって賄われる、というように設計されている。変速機内でギヤを調整するために設けられているシフト要素ならびに変速機のパイロット要素は、一次回路を介して油圧ポンプによって油圧油が供給される。

一次回路と二次回路との間の優先付けは、いわゆる主圧力弁またはシステム圧力弁を介して行われる。それは、油圧ポンプと一次回路または二次回路との間に配置され、油圧ポンプによって送られる油圧油の流量を必要に応じて両回路に配分する。

主圧力弁を介して二次回路に供給される油圧油は、まず、流体動力学式トルクコンバーターに供給される。続いて、その油圧油は、冷却のためにオイルクーラーを貫流し、その後、引き続き変速機を潤滑するために使用される。

流体動力学式トルクコンバーターに代わり、スターティング要素として摩擦伝達クラッチが使用される場合、冷却用に必要な油圧油の流量は、スターティングクラッチを貫流後、油圧油タンクに還流され、変速機を潤滑するためには、もはや使用されることができない。それ故、油圧ポンプの吐出性能が低いと、場合によっては変速機の潤滑不足になる。

その他、実践から公知の複数の油圧システムがある。それらを介して、スターティングクラッチの冷却装置、油圧油用の冷却装置、及び、変速機の潤滑剤供給装置は、油圧油で作動される。それら油圧システムでは、オイルクーラー（油圧油冷却装置）内を貫流する流量を制限するために、分岐回路が設けられている。当該分岐回路を介して、場合によって過剰な油圧油が油圧油タンクに誘導されるようになっている。オイルクーラー内を貫流する流量の制限は、許容を超える高圧によって冷却装置が損傷するのを回避するために考慮されている。

しかしながら、この場合、冷却装置内の過圧を回避するために油圧油タンクに誘導される流量は、スターティングクラッチの冷却用にも、また潤滑剤の供給用にも配分されず、その結果、特に油圧ポンプの吐出性能が低い場合、二次回路のこの二つの領域に必要な量の油圧油が供給されない、という欠点がある。

本発明の課題は、油圧油内の冷却装置内での許容を超える高圧が回避され、同時に、スターティングクラッチの冷却にも、変速機の潤滑剤の供給にも、油圧ポンプの吐出性能が低いときでも油圧油の供給が保証される、スターティングクラッチ付き変速機の油圧システムを提供することである。

この課題は、本発明に従って、特許請求の範囲の請求項１の特徴に従う油圧システムよって解決される。

（油圧油用の）冷却装置の後ろ且つスターティングクラッチの冷却装置の前ならびに潤滑剤供給装置の前で二次回路に流入する制御可能なバイパス管によって、前記冷却装置内を貫流する油圧油の流量を制限できるという、スターティングクラッチを装備した変速機の本発明に従う油圧システムを使用すれば、有利なことに油圧油の冷却装置内の圧力を最大値に制限できる。他方、冷却装置の許容圧力に関しては、過剰な油圧油が簡単な方法で二次回路内に残され、スターティングクラッチの冷却装置ならびに潤滑剤供給装置に供給される。これにより、直前に挙げた油圧システムの両領域への供給不足は、油圧ポンプの吐出性能が低い時でも、回避される。

本発明に従う対象物のその他の利点及び有利な形態は、特許請求の範囲及び図面に関して原理的に記述された実施の形態から明らかにされる。

図面の唯一の図は、スターティングクラッチを装備した変速機の油圧システムの図を示しており、当該システムは、圧力制限機能と減圧機能とを利用可能な弁（一体型圧力制限及び減圧弁）ならびに冷却装置の背後に取り付けられた分配弁を備えている。

その図面から、油圧ポンプ２を介して油圧油で作動可能な油圧システム１の概要がわかる。主圧力弁３が、油圧ポンプ２の後に取り付けられており、当該主圧力弁３は、油圧油タンク４から送油される油圧油を、あらかじめ決められている優先付けに従って、シフト要素の作動を行う図示された一次回路２４と、油圧システム１の二次回路５と、に配分する。

二次回路５は、本件の場合、一体型圧力制限及び減圧弁６、油圧油タンク４から送油される油圧油を冷却するための冷却装置７、分配弁８、詳細描写されていないスターティングクラッチ用の冷却装置９、及び、描写されていない変速機用の潤滑剤供給装置１０を包括している。

一体型圧力制限及び減圧弁６は、油圧ポンプ２と主圧力弁３とによって、いわゆる二次システム圧で作動される。その際、一体型圧力調整及び減圧弁６を介して、冷却装置７の油圧油の供給が優先される。これにより、油圧ポンプ２の送量が少ない時でも、主圧力弁３を介して二次回路５に供給される油圧油の流量は、一体型圧力調整及び減圧弁６を介して、まず冷却装置７の方向に送られ、そこから初めて分配弁８に導かれる、ということが保証されている。

一体型圧力制限及び減圧弁６（以下、弁６と簡略化される）において、冷却装置の流れ抵抗から結果として生じて設定された圧力値を超えるような冷却装置７の動圧が発生する場合、当該弁６を介してバイパス管１１が開かれ、冷却装置７内の許容できない高圧を回避するために、油圧油の流量の所定の割合が合流点１２の方向に導かれる。

二次回路５が飽和している場合、弁６は、弁６のプッシャー１６（Schieber ）の面積比に基づき、圧力制限制御端から減圧制御端に切り替わる。その結果、冷却装置７内の過圧ないし当該冷却装置を貫流する流量ならびに二次回路５内の全体の圧力が、最大の飽和圧と呼ばれる圧力値に制限される。

冷却装置７とバイパス管１１とをそれぞれ介して導かれるこの二つの油圧油の流量は、二次回路５の合流点１２において合流され、一体となって分配弁８に供給される。そこから、合流した冷却装置９の油圧油の流量がスターティングクラッチまたは潤滑剤供給装置１０に導かれる。分配弁８と変速機の潤滑剤供給装置１０との間に延びる供給管１３と、分配弁８とスターティングクラッチの冷却装置９との間に延びるもう一本の供給管１４と、の間には、バイパスチャンネル１５が設けられている。これを介して、油圧油の交換が、供給管１３ともう一本の供給管１４との間で可能である。

変速機の周囲温度が低い時、及び、変速機の作動開始直後の時、油圧油を早期に運転温度に昇温できるように、弁６と冷却装置７との間に延びる供給管１７からもう一本のバイパス管１８が分岐し、これが冷却装置７と合流点１２との間に延びる二次回路５の油圧管１９に流入する。そのもう一本のバイパス管１８には、本実施の形態では、熱絞り（Thermoblende ）２０が設けられており、その油圧油断面は油圧油の温度に応じて変化する。これによって、油圧油の流量は、冷却装置７を介して、変速機の温度要求に適合されることができる。

これに対する代案として、弁６と冷却装置７との間の供給管１７の中に熱絞りが配置され、当該熱開口部を介して弁６において冷却装置７の動圧がシミュレートされ、この動圧が変速機ないし油圧油の低温時に弁６を介してバイパス管１１を開かせる、ということももちろん考慮され得る。この方法では、冷却装置７はすでにその最大許容動圧の前でバイパスされ、また、油圧油の早期加熱も達成される。

冷却装置を貫流する油圧油の温度に依存した流量制御は、特に油圧油の低温時において、油圧油の粘度が低いような望ましい運転温度の早期達成につながる。これにより、油圧システム１では圧力損失が少なくなり、変速機の潤滑向上が達成される。

スターティング・クラッチの冷却装置９と変速機の潤滑剤供給装置１０との間の、分配弁８に供給される油圧油の流量の配分は、２本の制御管２１、２２を介して行われる。これらを介して、分配弁８は制御可能である。その際、スターティングプロセスに対するある要求があって、そのプロセスでは摩擦伝達シフト要素として構成されているスターティングクラッチがすべり段階で締結されるとき、制御ライン２１を介して制御圧信号が発生している。

油圧システム１のこの状態では、分配弁８は、制御ライン２１を介して、分配弁８に供給される油圧油の流量がスターティングクラッチの冷却装置９に導かれるように、作動される。これにより、スターティングクラッチの冷却装置９は油圧ポンプ２の吐出能力が低いときでも油圧油が供給され、他方、変速機の潤滑剤供給装置１０の油圧油の供給は低い優先性でもう一本の供給管１４から始まりバイパスチャンネル１５を介して行われる、ということが保証されている。

スターティングプロセスが基本的に終了し、スターティングクラッチが締結されると、スターティングクラッチ内に生じる出力損失及びそれに伴う変速機内の出力損失は小さいので、油圧油の流量は分配弁８から変速機の潤滑剤供給装置１０の方向に導かれる。

スターティングクラッチのこの作動状態では、スターティングクラッチの作動圧は、制御ライン２２を介して分配弁８にも掛かっており、分配弁８が制御ライン２１の制御圧信号に抗して切り替えられるほどに、高い。これによって、分配弁８に供給される油圧油の流量は、供給管１３を介して変速機の潤滑剤供給装置１０に導かれ、スターティングクラッチの冷却装置９は、バイパスチャンネル１５を介して油圧油によって作動される。

バイパスチャンネル１５は、逆止弁装置２６で構成されており、当該逆止弁は、バイパスチャンネル１５のスロットル装置２７に並行して取り付けられている。潤滑剤供給装置１０とスターティングクラッチの冷却装置９との間の圧力差がマイナスの場合、油圧油は、スターティングクラッチの冷却装置９から逆止弁装置２６を経由して潤滑剤供給装置１０へ導かれることができる。何故なら、ここでは、潤滑剤供給装置に油圧油を十分に供給するために、より大きな油圧断面を使用できるからである。反対方向には、油圧油は、一体型スロットル弁及び逆止弁装置２６を介して導かれることができないので、供給管１３と供給管１４との間の交換（入れ替え）は、バイパスチャンネル１５のより小さな油圧断面を有するスロットル装置２７を介して行われる。

スターティングプロセス終了後は、スターティングクラッチの冷却装置９の需要量がかなり少ないために、有利な態様で、同じように冷却装置７の流量が減少され得る。それにより、変速機のより少ない出力損失への適合も可能である。今、潤滑剤供給装置１０に供給される油圧油の流量は、車速がより高速のとき、特にホイールセットの潤滑のためならびに変速機のその他の摩擦伝達シフト要素の潤滑のために使用される。

分配弁８のシフトポイントは、本実施の形態では、変速機のニュートラル状態と変速機の第一速段階とを呈示するために理想的な態様で切り替えられる変速機のシフト要素の作動圧と、スターティングクラッチとプッシャー２３に作用するスプリング２５との作動圧と、に依存する。このような形態及びそれと共に作用する分配弁８の作動は、スターティングクラッチに掛かっている負荷ならびにその回転数差に依存した切替点（シフトポイント）の調整を可能にし、これによって、二次回路５における油圧油の極めて需要に即した案内（ガイド）が達成される。

前述の油圧システム及びそれに関連する弁６と分配弁８との作動により、実践から公知の変速機の油圧システムと比べて、油圧ポンプを介して送られる流量のかなり効果的な利用が達成される。これは、有利な態様で、変速機効率の改善につながる。さらに、ポンプ出力の利用の際に達成される最適化により、実践から公知のシステムの場合に比べて、より小さな油圧ポンプを使用することが可能である。

図示された油圧システム１の形態とは異なり、冷却装置７内の許容を超える高い圧力値を回避するために、油圧システムの一つの単純化された形態では、バイパス管１１を作動するために、弁６の代わりに１つの逆止弁を使用することが考慮され得る。この場合、二次回路内の圧力ピークを回避するには、逆止弁は十分ではあり得ても最適ではないかもしれない、ということに配慮しなければならない。というのは、逆止弁は、一体型圧力制限及び減圧弁に比べて、過圧をバイパス管１１から同じ程度に十分早く減圧する状況にはないからである。

スターティングクラッチを装備した変速機の油圧システムの図である。

Claims (11)

1. スターティングクラッチを有する変速機の油圧システム（１）であって、
   一次回路（２４）及び二次回路（５）を備えており、
   前記スターティングクラッチの冷却装置（９）、油圧油用の冷却装置（７）、及び、変速機の潤滑剤供給装置（１０）が、二次回路（５）に一体化されており、
   前記冷却装置（７）は、前記スターティングクラッチの冷却装置（９）に対して前置されており、
   前記冷却装置（７）を貫流する油圧油の流量が、制御可能なバイパス管（１１）によって制限可能であり、
   前記パイパス管（１１）は、前記冷却装置（７）の後であって前記スターティングクラッチの冷却装置（９）の前において、前記二次回路（５）に合流するようになっており、
   前記バイパス管（１１）は、前記冷却装置（７）に対して前置された圧力制限機能と減圧機能とを利用可能な弁（６）を介して、制御可能である
   ことを特徴とする油圧システム。
2. 前記冷却装置（７）を貫流する油圧油の流量、及び、前記バイパス管（１１）を介して導かれる油圧油の流量は、前記冷却装置（７）に対して後置された分配弁（８）の前で合計される
   ことを特徴とする請求項１に記載の油圧システム。
3. 前記油圧油の合計された流量の第１の部分は、前記分配弁（８）の第１の出力ポートから、前記スターティングクラッチの冷却装置（９）に分配され、
   前記油圧油の合計された流量の第２の部分は、前記分配弁（８）の第２の出力ポートから、前記変速機の潤滑剤供給装置（１０）に分配される
   ことを特徴とする請求項２に記載の油圧システム。
4. スターティングクラッチが締結している時、
   前記油圧油の合計された流量の第１の部分が、前記分配弁（８）の第２の出力ポートを介して前記潤滑剤供給装置（１０）に分配されて、
   前記油圧油の第２の部分が、前記分配弁（８）の第２の出力ポートに接続されたバイパス管（１５）を介して、前記スターティングクラッチの冷却装置（９）に分配される
   ことを特徴とする請求項３に記載の油圧システム。
5. 前記分配弁（８）の制御は、スターティングクラッチの作動圧、当該分配弁（８）のスプリング（２５）、及び、変速機のスターティングギヤを示すためにシフトされる、変速機のシフト要素の作動圧、に依存して行われる
   ことを特徴とする請求項３に記載の油圧システム。
6. 前記分配弁（８）は、油圧油の合計された流量が変速機のスターティングプロセスの際に当該分配弁（８）の後方で本質的にスターティングクラッチの前記冷却装置（９）に供給され得る、というように制御され得る
   ことを特徴とする請求項２に記載の油圧システム。
7. 前記潤滑剤供給装置（１０）は、スターティングクラッチの前記冷却装置（９）と前記分配弁（８）との間で分岐するバイパス管（１５）を介して、油圧油で作動され得る
   ことを特徴とする請求項６に記載の油圧システム。
8. 前記バイパス管（１５）は、スロットル装置（２７）と逆止弁装置（２６）とを含んでおり、
   前記潤滑剤供給装置（１０）とスターティングクラッチの前記冷却装置（９）との間に負圧条件が存在する場合に、油圧油は、スターティングクラッチの前記冷却装置（９）から前記逆止弁装置（２６）を経由して前記潤滑剤供給装置（１０）へと導かれ得る
   ことを特徴とする請求項７に記載の油圧システム。
9. 前記二次回路（５）の油圧油の流量の配分は、
   前記冷却装置（７）内で設定可能な圧力値に達するまで、圧力制限機能と減圧機能とを利用可能な弁（６）を介して当該冷却装置（７）の方向に行われ、
   前記圧力値に達した際には、油圧油の流量の一部が圧力制限機能と減圧機能とを利用可能な弁（６）からバイパス管（１１）を経由して前記冷却装置（７）に導かれ得る
   ことを特徴とする請求項１に記載の油圧システム。
10. スターティングクラッチを有する変速機の油圧システム（１）であって、
    一次回路（２４）及び二次回路（５）を備えており、
    前記スターティングクラッチの冷却装置（９）、油圧油用の冷却装置（７）、及び、変速機の潤滑剤供給装置（１０）が、二次回路（５）に一体化されており、
    前記冷却装置（７）は、前記スターティングクラッチの冷却装置（９）に対して前置されており、
    前記冷却装置（７）を貫流する油圧油の流量が、制御可能なバイパス管（１１）によって制限可能であり、
    前記パイパス管（１１）は、前記冷却装置（７）の後であって前記スターティングクラッチの冷却装置（９）の前において、前記二次回路（５）に合流するようになっており、
    前記バイパス管（１１）は、前記冷却装置（７）に対して前置された圧力制限機能と減圧機能とを利用可能な弁（６）を介して、制御可能であり、
    圧力制限機能と減圧機能とを利用可能な前記弁（６）は、前記二次回路（５）が油圧油で飽和している時は、減圧弁として機能する一方、その他の時には、圧力制限弁として機能するようになっている
    ことを特徴とする油圧システム。
11. スターティングクラッチを有する変速機の油圧システム（１）であって、
    一次回路（２４）及び二次回路（５）を備えており、
    前記スターティングクラッチの冷却装置（９）、油圧油用の冷却装置（７）、及び、変速機の潤滑剤供給装置（１０）が、二次回路（５）に一体化されており、
    前記冷却装置（７）は、前記スターティングクラッチの冷却装置（９）に対して前置されており、
    前記冷却装置（７）を貫流する油圧油の流量が、制御可能なバイパス管（１１）によって制限可能であり、
    前記パイパス管（１１）は、前記冷却装置（７）の後であって前記スターティングクラッチの冷却装置（９）の前において、前記二次回路（５）に合流するようになっており、
    前記バイパス管（１１）は、前記冷却装置（７）に対して前置された圧力制限機能と減圧機能とを利用可能な弁（６）を介して、制御可能であり、
    更なるバイパス管（１８）が、前記冷却装置（７）をバイパスするために前記冷却装置（７）への流入部に設けられており、
    熱絞り（２０）が前記更なるバイパス管（１８）に一体化されていて、前記更なるバイパス管（１８）の油圧油断面が油圧油の温度に依存して可変である
    ことを特徴とする油圧システム。

Images