JP6483140B2 - 油圧システムを備える変速装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念において詳説した種類の、油圧システムを備える変速装置に関する。

ドイツ国特許出願公開第10 2007 000 561号明細書は、第１圧力回路および第２圧力回路を有する油圧システムを備える変速装置を開示する。第２圧力回路に対して、第１圧力回路が規定の飽和状態に至ってから、作動流体を供給可能である。追加的に変速装置は、いわゆるスリーラインコンバータとして構成されたハイドロダイナミック式トルクコンバータ、およびそれに対応するコンバータロックアップクラッチを備えて構成される。コンバータロックアップクラッチは、第１圧力回路を介して、コンバータクラッチバルブの領域において調整可能な作動圧力により作動可能である。スリーラインコンバータのトーラス内部空間は、コンバータロックアップクラッチが開放された駆動状態において、第２圧力回路のコンバータスイッチバルブを介して、コンバータ圧力バルブの領域において調整可能なコンバータ圧力で附勢可能である。コンバータロックアップクラッチの作動圧力は、コンバータロックアップクラッチの締結方向に、およびスリーラインコンバータのトーラス内部空間のコンバータ圧力は、コンバータロックアップクラッチの開放方向に影響するよう、コンバータロックアップクラッチに作用する。

コンバータロックアップクラッチの調整状態および完全に締結された駆動状態においては、スリーラインコンバータのトーラス内部空間は、油圧システムにおいてコンバータロックアップクラッチの作動圧力を導く領域から、作動流体で附勢される。しかしながらこうした構成により、不都合なことに、油圧システムの第１圧力回路の非飽和駆動状態の間、変速装置において第１圧力回路から作動流体を供給される機能グループ、つまりコンバータロックアップクラッチに加え、シフト要素等である更なる変速装置構成部品も、およびスリーラインコンバータの冷却装置までもが、コンバータロックアップクラッチの調整駆動状態および完全に締結された駆動状態において、場合によっては、必要な範囲に、作動流体で附勢されない状況に至る可能性がある。

さらに変速装置作動の動的特性が、コンバータロックアップクラッチが作動圧力で附勢される際に、第１圧力回路を介して追加的にスリーラインコンバータに供給することで影響を受ける。スリーラインコンバータの方向へ、第１圧力回路から取り出される作動流体体積流は、例えば変速装置メインポンプにより可能な作動流体体積量を高めることで補償可能ではある。しかしながら、変速装置の油圧システムにおいて、変速装置メインポンプを介した追加的な供給が遅れれば、それが、変速装置で所望される高い動的特性に影響する。

ドイツ国特許出願公開第10 2007 000 561号明細書

従って本発明の課題は、油圧システムを備え、トルクコンバータへの油圧供給を確保し、および所望される高い動的特性で駆動可能な変速装置を提供することである。

この課題は、請求項１に記載の特徴を備える、本発明に従う変速装置により解決される。

本発明による変速装置は、第１圧力回路および第２圧力回路を有する油圧システムを備えて構成される。第２圧力回路に対して、第１圧力回路が規定の飽和状態に至ってから、作動流体を供給可能である。追加的に変速装置は、いわゆるスリーラインコンバータとして構成されたハイドロダイナミック式トルクコンバータ、およびそれに対応するコンバータロックアップクラッチを備えて構成される。コンバータロックアップクラッチは、第１圧力回路を介して、コンバータクラッチバルブの領域において調整可能な作動圧力により作動可能である。スリーラインコンバータのトーラス内部空間は、コンバータロックアップクラッチが開放された駆動状態において、第２圧力回路のコンバータスイッチバルブを介して、コンバータ圧力バルブの領域において調整可能なコンバータ圧力で附勢可能である。コンバータロックアップクラッチの作動圧力は、コンバータロックアップクラッチの締結方向に、およびスリーラインコンバータのトーラス内部空間のコンバータ圧力は、コンバータロックアップクラッチの開放方向に影響するよう、コンバータロックアップクラッチに作用する。

本発明に従い、コンバータロックアップクラッチがコンバータクラッチバルブを介して作動圧力で附勢される場合、トーラス内部空間に対して、コンバータスイッチバルブを介して、同様にコンバータ圧力バルブの領域において調整可能なコンバータ圧力を第２圧力回路により供給可能であり、およびバルブユニットとバルブユニットに後置接続されたスロットルユニットを介して、作動流体を第１圧力回路により供給可能である。

本発明による変速装置のスリーラインコンバータが、コンバータロックアップクラッチの非作動駆動状態および作動駆動状態の双方で、第１圧力回路の規定の飽和状態より上に、第２圧力回路から作動流体で附勢されることにより、本発明による変速装置を、所望される高い動的特性で駆動可能である。これは、第１圧力回路を介して作動流体を供給される１つまたは複数の変速装置構成部品の側からの要求が高まり、その要求により、第１圧力回路において少なくとも短時間の供給不足が引き起こされた場合、あらかじめ第２圧力回路の方向に導かれていた作動流体体積流を、そうした変速装置構成部品へ追加供給すべく、第１圧力回路を介して、即座に、および変速装置ポンプまたは変速装置における他の圧力源を実際に対応して作動させず、従って実質的に遅滞なく、追加的に利用可能であるという事実に起因する。そうした駆動状態が経過している間に、スリーラインコンバータの領域が供給不足の状態に陥ることを避けるため、スリーラインコンバータに対して、バルブユニットおよびバルブユニットに後置接続されたスロットルユニットを介して、第１圧力回路により、第１圧力回路からスリーラインコンバータの方向に導かれた、従来技術と比較して低減された作動流体体積流を供給可能である。この作動流体体積流により、トーラス内部空間およびトルクコンバータの周囲の領域における漏出体積流を補償可能であり、従って油圧システムの後述の領域における空気溜まりが回避される。

本発明による変速装置の有利な実施形態においては、コンバータスイッチバルブがコンバータロックアップクラッチの開放された駆動状態を示す、コンバータスイッチバルブの第１シフト位置において、コンバータ圧力バルブは、スリーラインコンバータのトーラス内部空間を介して、変速装置クーラーおよび変速装置潤滑ユニットと接続され、スリーラインコンバータのトーラス内部空間の出力側で、トーラス内部空間と変速装置クーラーと変速装置潤滑ユニットとの間に、逆止弁ユニットを備える。これにより、スリーラインコンバータのトーラス内部空間は、コンバータロックアップクラッチの開放時に、その際にトルクを伝達するスリーラインコンバータを十分に冷却すべく、第２圧力回路から変速装置クーラーおよび変速装置潤滑ユニットの方向へ貫流される。追加的にこの実施形態は、第２圧力回路が作動流体体積を供給されない第１圧力回路の非飽和駆動状態の間、第１圧力回路の供給不足の駆動状態が長く継続し、それによって第２圧力回路も供給不足の駆動状態となった場合、スリーラインコンバータのトーラス内部空間が変速装置クーラーおよび変速装置潤滑ユニットの方向で空になり、およびトーラス内部空間の領域において不所望にも空気溜まりが発生することを防止する。この場合、逆止弁ユニットにより、簡単な態様で空になることを防止する。

コンバータロックアップクラッチが作動圧力で附勢される、コンバータスイッチバルブの第２シフト位置において、本発明による変速装置の更なる有利な実施形態におけるコンバータ圧力バルブは、コンバータスイッチバルブを介して、変速装置クーラーおよび変速装置潤滑ユニット、ならびにスリーラインコンバータのトーラス内部空間の入力部の双方と接続され、トーラス内部空間は出力側で、コンバータスイッチバルブおよび逆止弁ユニットを介して、実質的な無圧領域と接続される。

これにより他方では、コンバータロックアップクラッチが完全に締結されるか、またはコンバータロックアップクラッチの伝達容量が、規定の作動圧力の作用により、対応する要求に応じてスリップ稼働を介して変化するコンバータロックアップクラッチ作動時の駆動状態において、第２圧力回路に導かれた作動流体体積流を、一部分はスリーラインコンバータを所望通りに冷却すべくスリーラインコンバータのトーラス内部空間周りで使用し、および他の部分はトーラス内部空間を通過し、直接変速装置クーラーおよび変速装置潤滑ユニットの方向に導くことが容易になる。

トーラス内部空間は、出力側でコンバータスイッチバルブおよび逆止弁ユニットを介して、実質的な無圧領域と接続しているため、トーラス内部空間は、コンバータロックアップクラッチの伝達容量を良好に調整可能とするために必要な、一定の油圧に調整される。他方でトーラス内部空間における一定の油圧は、第１圧力回路が非飽和駆動状態にあり、第２圧力回路が作動流体体積で附勢されない、変速装置の供給不足の駆動状態の間、第１圧力回路から、バルブユニットおよびバルブユニットに後置接続されたスロットルユニットを介して調整される。

逆止弁ユニットが、トーラス内部空間の出力部とコンバータスイッチバルブの間に配置された逆止弁を備え、該逆止弁の応答限界値が可変である場合、１つの逆止弁を介して、コンバータロックアップクラッチが開放された際にスリーラインコンバータが空になるのを防止すること、およびコンバータロックアップクラッチの作動時に、トーラス内部空間の油圧を一定にするために必要な機能の、双方を実現できる。

これに対して、本発明による変速装置の代替的な実施形態においては、逆止弁ユニットは、トーラス内部空間の出力部とコンバータスイッチバルブの間に配置された逆止弁、およびコンバータスイッチバルブと無圧領域の間に装備された更なる逆止弁を備える。逆止弁の応答限界値は、更なる逆止弁の応答限界値よりも小さい。更なる逆止弁を介して空になるのを防止可能であり、他方では、コンバータロックアップクラッチの作動時に、逆止弁を介してトーラス内部空間における一定の圧力レベルが保証される。

逆止弁ユニットが、トーラス内部空間の下流であり、およびコンバータスイッチバルブと変速装置クーラーと変速装置潤滑ユニットの間に逆止弁を備え、およびコンバータスイッチバルブと無圧領域の間に更なる逆止弁を備えて構成され、逆止弁の応答限界値が、更なる逆止弁の応答限界値よりも小さい場合、コンバータロックアップクラッチの作動時に、スリーラインコンバータのトーラス内部空間において一定の圧力レベルを実現することは、変速装置の最後に述べた実施形態と比べ、逆止弁ユニットの領域において、製作交差から受ける影響の範囲がより少ない。これは、トーラス内部空間から流出する作動流体体積流は、コンバータロックアップクラッチの作動時に、専らコンバータスイッチバルブ、およびコンバータスイッチバルブと無圧領域の間に備わる更なる逆止弁を介して、所望されるトーラス内部空間の一定圧力レベルへ調整されるべく導かれる事実に起因する。

コンバータクラッチバルブおよびコンバータスイッチバルブが、アクチュエータユニットを介して、パイロット圧で附勢可能である場合、本発明による変速装置は、僅かな労力で駆動可能である。なぜなら、コンバータロックアップクラッチの実際の駆動状態に応じた、コンバータスイッチバルブのその都度の切り換えを、簡単な態様で、アクチュエータユニットが可能とするパイロット圧に応じて、解除または実行可能なためである。

本発明による変速装置の、更なる有利な実施形態においては、コンバータクラッチバルブとコンバータロックアップクラッチの間にバルブユニットを備え、このバルブユニットにより、コンバータクラッチバルブとコンバータロックアップクラッチの間の接続を遮断可能である。これにより簡単な態様で、更にエネルギーを消費せずにバルブユニットを対応して作動させ、およびそれに伴ってコンバータクラッチバルブとコンバータロックアップクラッチの間の接続を遮断することで、コンバータロックアップクラッチに作用する作動圧力を保持し、およびコンバータロックアップクラッチに対してバルブユニットの上流に存在する油圧システムの領域において、エネルギー的に有効に、所望される圧力レベルで附勢する可能性が生じる。これにより、従来の油圧システムにおいて、コンバータロックアップクラッチの作動圧力を保持するために発生するその都度の動力損失であって、例えばそのために必要とされる変速装置ポンプの推進駆動により生じる動力損失を、バルブユニットとコンバータロックアップクラッチの間の領域が対応して気密に構成された場合に、簡単な態様で回避できる。

本発明による変速装置の、構造的に簡単であり構造スペースが僅かであることを特徴とする発展形態においては、バルブユニットを、コンバータクラッチバルブとコンバータロックアップクラッチのピストンチャンバの間の接続を分離する駆動状態または接続を可能とする駆動状態に、保つ、または移行させる圧力信号が、バルブユニットのバルブスプールに作用可能である。

コンバータクラッチバルブとバルブユニットの間の領域に存在し、およびコンバータクラッチバルブを介して調整可能な油圧と、バルブユニットとコンバータロックアップクラッチの間の領域に存在する油圧の双方が、各々、コンバータクラッチバルブとコンバータロックアップクラッチの間の接続を分離する方向または接続を可能とする方向で、バルブユニットのバルブスプールに作用可能である場合、本発明による変速装置を、僅かの制御および調整労力で駆動可能である。

請求項に記載の特徴、ならびに以下に記載された、本発明による変速装置の実施形態に関する特徴の双方は、各々の特徴そのものが独立した状態、または互いに随意に組み合わされた状態で、本発明の対象物を更に発展させるために適している。組み合わされた特徴の各々は、本発明の対象物を発展させることに関して制限を与えるものではなく、実質的に、単に例示的な特徴を示すものである。

本発明による変速装置の更なる利点および好適な実施形態は、請求項、および図面を参考に以下に原則的に記述する実施形態により明らかとなる。明確さに配慮し、異なる実施形態に関する記載において、構造的および機能的に同一の構成要素には、同一の符号を使用する。

本発明による変速装置の第１実施形態の油圧システムにおける、コンバータロックアップクラッチの非作動時の、油圧回路図の部分図である。 変速装置の、コンバータロックアップクラッチの作動時の、図１に対応する油圧回路図の部分図である。 本発明による変速装置の第２実施形態の、油圧システムの油圧回路図である。 図１または図３の変速装置の、時間ｔに亘る異なる駆動状態パラメータの複数の経過を示すグラフである。

図１は、変速装置２の油圧システム１の油圧回路図の一部を示す。油圧システム１は、第１圧力回路３および第２圧力回路４を備えて構成される。第２圧力回路４に対して、第１圧力回路３が規定の飽和状態に至ってから、作動流体を供給可能である。第１圧力回路３の圧力p_sysは、詳細には示されていないシステム圧力バルブの領域において調整される。システム圧力p_sysは、変速装置２および変速装置２を備えて構成された車両ドライブトレインにおいてその都度存在する駆動状態に対して、圧調整装置を介して所望される範囲に調整可能である。

第１圧力回路３が対応して飽和すると、変速装置メインポンプからシステム圧力バルブを介して、作動流体体積が第２圧力回路の方向へも更に導かれる。コンバータ圧力バルブ５の領域においては、いわゆる潤滑圧力p_Sが調整される。潤滑圧力p_Sは、コンバータスイッチバルブ６に作用する。コンバータスイッチバルブ６は、コンバータスイッチバルブ６にかかる、ばねユニット７のばね力に対して、電気油圧的な圧調整装置８の領域において調整可能な圧力信号p_8_WKにより、図１に示されるシフト位置から、図２に詳細に示される第２シフト位置に移行可能である。

圧力信号p_8_WKは、コンバータクラッチバルブ９に対しても作用し、およびコンバータクラッチバルブ９のばねユニット１０のばね力に反作用する。圧力信号p_8_WKはシステム圧力p_sysに依存し、システム圧力p_sysは、電気油圧的な圧調整装置８に作用する。追加的に、システム圧力p_sysはコンバータクラッチバルブ９の方向へも導かれる。コンバータクラッチバルブ９の領域においては、スリーラインコンバータとして構成されたハイドロダイナミック式トルクコンバータ１１に割り当てられた、コンバータロックアップクラッチ１２を作動する作動圧力p_WKを、圧力信号p_8_WKに応じて調整可能である。

コンバータクラッチバルブ９の下流には、この場合単に概略的に示された回転型給油ライン１３が備わる。この回転型給油ライン１３の領域においては、コンバータクラッチバルブ９を介してコンバータロックアップクラッチ１２の方向に導かれる作動流体体積が、ハウジング側の油導入チャネル１４から、変速装置２の回転構成部品の領域に備わる、更なる油導入チャネル１５へ導入される。他方、回転型給油ライン１３の下流では、更なる油導入チャネル１５にバルブユニット１６を備える。バルブユニット１６の領域において、コンバータクラッチバルブ９とコンバータロックアップクラッチ１２のピストンチャンバの間の接続を、分離可能または構築可能である。この場合、コンバータクラッチバルブ９とコンバータロックアップクラッチ１２の間の接続は、図１に示すバルブユニット１６の位置の場合、バルブユニット１６の領域で可能となり、一方、図２に示すバルブユニット１６の駆動状態においては、コンバータロックアップクラッチ１２はコンバータクラッチバルブ９から分離されている。

追加的にシステム圧力p_sysに対しては、充填前圧力p_VBが、コンバータクラッチバルブ９、および電気油圧的な圧調整装置８にも作用する。充填前圧力p_VBを介して、第１圧力回路３の領域において、充填前圧力レベルが保持される。この充填前圧力レベルにより、不所望な空気溜まりが、第１圧力回路３において実際にはシステム圧力p_sysで附勢されない領域で、僅かな労力で防止できる。充填前圧力p_VBでコンバータクラッチバルブ９を附勢し、およびそれによりコンバータロックアップクラッチ１２を附勢することにより、この領域に存在する作動流体体積が、液柱にかかる重力に起因して駆動時間の経過と共に流出すること、およびこの領域において不所望な空気溜まりが形成されることを、簡単な態様で防止する。これらの事象は、コンバータロックアップクラッチ１２の始動または作動を遅滞させ、およびコンバータロックアップクラッチの機能に影響を及ぼす。

図１に示す油圧システム１の駆動状態においては、コンバータロックアップクラッチ１２は実質的に完全に開放されており、駆動機械と被動部の間の車両ドライブトレインにおいて伝達されるトルクは、実質的に完全にハイドロダイナミック式トルクコンバータ１１を介して導かれる。そのために必要な駆動状態にハイドロダイナミック式トルクコンバータ１１を保持可能とし、および作用するトルクを流体力学的に転送する間に生じる熱放出をトルクコンバータ１１から導出可能とするために、ハイドロダイナミック式トルクコンバータ１１は、第１圧力回路３が対応して飽和状態を示す場合、コンバータスイッチバルブ６の下流で、第２圧力回路４からライン１７を介して作動流体体積を供給される。この場合、ライン１７を介して供給される作動流体体積は、他方では回転型給油ライン１８およびトルクコンバータ１１の取り入れ口を介して、ハイドロダイナミック式トルクコンバータ１１のトーラス内部空間１９に導かれ、トーラス内部空間１９を貫流する。続いて、作動流体体積は更にトルクコンバータ１１の流出口を介して、トルクコンバータ１１のトーラス内部空間１９から流出し、回転型給油ライン１８を介して、更なるライン２０へ導かれる。更なるライン２０は、他方でコンバータスイッチバルブ６へ還流する。回転型給油ライン１８とコンバータスイッチバルブ６の間には、逆止弁ユニット２１を備える。逆止弁ユニット２１の応答限界値はこの場合、供給されていない駆動状態でハイドロダイナミック式トルクコンバータ１１が不所望にも空転するのを防止するために、約０．１ｂａｒとする。図１に示すコンバータスイッチバルブ６の第１シフト位置においては、トーラス内部空間１９から導き出された作動流体体積は、変速装置クーラー２２、およびそれに対して直列配置された、変速装置クーラー２２に続く変速装置潤滑ユニット２３の方向に流れる。

第２圧力回路４からトルクコンバータ１１への供給に対して追加的に、規定された供給不足の駆動状態が存在する場合、トルクコンバータ１１を、システム圧力p_sysを導く第１圧力回路３の側から、この場合は逆止弁として構成されたバルブユニット２４および後置接続されたスロットルユニット２５を介して、作動流体体積で附勢可能である。

これにより、第２圧力回路４に対してシステム圧力弁を介して作動流体体積が供給されない、第１圧力回路３の非飽和駆動状態において、作動流体体積が、第１圧力回路３からバルブユニット２４およびスロットルユニット２５を介して、トーラス内部空間１９の方向に、回転型給油ライン１８を介して確実に導かれる。その後トルクコンバータ１１には、第２圧力回路４からは、回転型給油ライン１８の領域で発生し、トルクコンバータ１１の領域にも存在する漏出油体積流を補償するための対応供給をせずに、第１圧力回路３を介して、従来技術から既知の変速装置と比較して実質的に低減された変速装置油量が供給され、トルクコンバータ１１の機能に対して必要なトルクコンバータ１１の駆動状態が僅かの労力で保持される。

コンバータロックアップクラッチ１２の伝達容量を向上させる要求が存在する場合、コンバータクラッチバルブ９を図２に示す駆動状態に移行させ、この駆動状態に対して、作用するシステム圧力p_sysをバルブユニット１６の方向へ、対応して要求される範囲で、作動圧力p_WKとして更に導くために、圧調整装置８の領域において、コンバータロックアップクラッチ１２に関して要求される伝達容量に対応する圧力信号p_8_WKが発信される。バルブユニット１６の上流でバルブユニット１６に作用する作動圧力p_WKは、ばねユニット２６のばね力に対して同様に作用しつつ、バルブユニット１６のバルブスプール２７に作用する。追加的に、バルブユニット１６の下流に存在する作動圧力p_WKSも、作動圧力p_WK及びばねユニット２６のばね力に対して同様に作用しつつ、バルブスプール２７に作用する。これによりバルブユニット１６は、コンバータクラッチバルブ９を介して調整された作動圧力p_WKの場合、図１に示す駆動状態に移行され、およびコンバータロックアップクラッチ１２の伝達容量を、要求される範囲に調整可能である。

その都度、トーラス内部空間１９に作用する圧力p_WDが、コンバータロックアップクラッチ１２のピストン要素に対して開放方向にかかり、それによってコンバータロックアップクラッチ１２の作動圧力p_WKSと反作用するため、コンバータロックアップクラッチ１２を良好に調整可能とするためには、ハイドロダイナミック式トルクコンバータ１１のトーラス内部空間１９の圧力比を、ほぼ一定とすることが望まれる。これは、コンバータスイッチバルブ６の第１シフト位置において、コンバータロックアップクラッチ１２を良好に調整可能とするために必要な範囲で、第２圧力回路４および第１圧力回路３を介する供給を場合により交代することでは、通常保証できない。従ってコンバータスイッチバルブ６は、圧力信号p_8_WKによって、規定の圧力値より上に切り換えられ、およびコンバータロックアップクラッチ１２が調整駆動される以前に、既に第１シフト位置から図２に示す第２シフト位置へと切り換えられる。

コンバータスイッチバルブ６の第２シフト位置においては、トルクコンバータ１１またはそのトーラス内部空間１９は、逆止弁ユニット２８の応答限界値より大きい潤滑圧力p_Sの規定の圧力レベルより上に、第２圧力回路４から作動流体体積で附勢される。その後、コンバータ圧力バルブ５から供給される作動流体体積は部分的に、逆止弁ユニット２８、逆止弁ユニット２８の下流に備わるスロットルユニット２９およびコンバータスイッチバルブ６を介して、ライン１７へ導かれる。追加的に、コンバータ圧力バルブ５を介して導かれる作動流体体積は部分的に、逆止弁ユニット２８およびスロットルユニット２９に平行し、トルクコンバータ１１を通過し、コンバータスイッチバルブ６を介して変速装置クーラー２２および変速装置潤滑ユニット２３の方向へ更に導かれる。

トルクコンバータ１１のトーラス内部空間１９の下流には、逆止弁ユニット２１を備える更なるライン２０が備わる。更なるライン２０は、スイッチバルブユニット６の上流に、いわゆるコンバータ逆止弁３０を備え、コンバータスイッチバルブ６を介して追加的なライン３１と接続する。ライン３１は他方で、コンバータスイッチバルブ６の下流で更なる逆止弁３２、または逆止弁ユニット２１のコンバータフットポイントバルブを備えて構成される。この場合コンバータフットポイントバルブ３２は、コンバータスイッチバルブ６と無圧領域３３の間に配置され、約１ｂａｒの応答限界値を備え、トーラス内部空間１９の領域においてコンバータロックアップクラッチ１２を良好に調整可能とするために必要な一定の圧力比を、第２圧力回路４からトルクコンバータ１１へ供給するか、または第１圧力回路３からバルブユニット２４およびスロットルユニット２５を介してトルクコンバータ１１へ供給するかに関わらず、僅かの制御および調整労力で実現可能とする。

コンバータロックアップクラッチ１２の、実質的に締結された駆動状態においては、バルブユニット１６の下流に存在する、コンバータロックアップクラッチ１２の作動圧力p_WKSを、バルブユニット１６の上流に対応して存在する作動圧力p_WK無しで、バルブユニット１６を介して、図２に示す駆動状態に保つ可能性がある。そのために、バルブユニット１６のバルブスプール２７に対して、ばねユニット２６のばね力、ならびに作動圧力p_WKSおよび作動圧力p_WKに反作用する遮断圧力p_sperrが作用可能であり、バルブスプール２７を図２に示すシフト位置に移行させる。油圧システム１はそのために、バルブユニット１６とコンバータロックアップクラッチ１２の間の領域、ならびにバルブユニット１６の領域およびコンバータロックアップクラッチ１２の領域においても対応して気密に構成され、この領域に存在する漏出油体積流を僅かに抑え、圧力p_WKSを、バルブユニット１６の実質的な遮断駆動状態において、少なくともほぼ一定に保持する。従ってバルブユニット１６の遮断駆動状態においては、バルブユニット１６の上流の作動圧力p_WKを、充填前圧力レベルp_VBに対応して下げ、およびコンバータロックアップクラッチ１２を、動力損失を発生させるエネルギー消費無しで締結された駆動状態に保ち、およびそれによって、変速装置２を所望される高い総合効率で駆動する可能性がある。

図３は、図１および図２に実質的に対応する、変速装置２の油圧システム１の第２実施形態を示す。第２実施形態は、原則として図１および図２に従う油圧システムと同一の機能性に基づくが、バルブユニット１６の領域およびコンバータ逆止弁３０の領域において、図１および図２に従う油圧システム１と実質的に異なる。こうした理由から以下の記載においては、実質的に両油圧システム１の間の差異のみを詳細に取り上げ、図３に従う油圧システム１の更なる機能に関しては、図１および図２に関する記載を参照する。図３に示す油圧システム１の部分は、図１および図２に関して詳述した部品に加えて、更なる圧調整装置３４乃至３７を示す。これらの圧調整装置３４乃至３７に対しては、圧調整装置８に対するように、システム圧力p_sysが作用し、圧調整装置３４乃至３７の領域において、各作動圧力p_C、p_D、p_E、p_Fを変速装置２のシフト要素に対して調整可能であり、これらの作動圧力が、種々の変速比を実現すべく、変速装置の領域において対応する範囲で作動可能である。

図３に従う油圧システム１の実施形態においては、バルブユニット１６の上流で作用する作動圧力p_WKは、遮断圧力p_sperrに対して同様に作用しつつ、及びばねユニット２６のばね力およびバルブユニット１６の下流にその都度存在する作動圧力p_WKSに反作用しつつ、バルブユニット１６のバルブスプール２７に作用する。この場合、作動圧力p_WKおよびp_WKSの各々が作用する、バルブスプール２７の制御面積の面積比は１に等しい。これとは異なり、バルブスプール２７に作用する遮断圧力p_sperrは、バルブユニット１６の領域において２：１の比で変換される。これにより、例えばバルブユニット１６の下流の圧力p_WKSが圧力値１２ｂａｒの場合、バルブユニット１６は、約７ｂａｒまでの遮断圧力p_sperrで、コンバータクラッチバルブ９とコンバータロックアップクラッチ１２の間の接続を可能とする駆動状態に移行可能である。

従って図３の油圧システム１のバルブユニット１６は、図１および図２のバルブユニット１６と異なり、対応して作用する遮断圧力p_sperrなしで、ばねユニット１０により、コンバータクラッチバルブ９とコンバータロックアップクラッチ１２の間の接続を分離する駆動状態に保持され、従っていわゆるノーマルクローズ型バルブを実現する。このノーマルクローズ型バルブを介して、僅かな労力でコンバータロックアップクラッチ１２に通気し、およびそれに伴って、僅かな労力でコンバータロックアップクラッチ１２の伝達容量を低減可能である。

図４は、図１および図２、ならびに図３の油圧システム１の、異なる駆動状態パラメータの複数の経過を示す。駆動状態パラメータは、油圧システム１の駆動状態が経過する間、コンバータロックアップクラッチ１２が完全に開放された駆動状態から完全に締結された駆動状態まで、時間ｔに亘って調整される。

時点T0では、コンバータロックアップクラッチ１２は完全に開放され、バルブユニット１６の上流の作動圧力p_WKおよびバルブユニット１６の下流の作動圧力p_WKSは双方とも、実質的に充填前圧力レベルp_VBに対応する。遮断圧力p_sperrは、バルブユニット１６がコンバータロックアップクラッチ１２をコンバータクラッチバルブ９と接続する圧力レベルに対して等しい圧力レベルを有する。

トルクコンバータ１１のトーラス内部空間１９を通って導かれる作動流体体積流Qは、システム圧力p_sysの機能であり、最小値Q_minと最大値Q_maxの間で変化する値を有し、この値は実際に存在するシステム圧力p_sysに依存する。この場合最小値Q_minは、第２圧力回路４が作動流体体積で附勢されない、第１圧力回路３の非飽和状態に調整される。図１または図３の油圧システム１のこの駆動状態において、トルクコンバータ１１のフローは、バルブユニット２４、およびスロットルユニットまたは供給絞り２５を介して、第１圧力回路３から保持される。それとは異なり、トルクコンバータ１１のトーラス内部空間１９の領域の最大フロー値Q_maxは、第１圧力回路３の完全な飽和状態において、同時に最大で存在するシステム圧力p_sysに調整される。

トルクコンバータ１１のトーラス内部空間１９において調整する各コンバータ圧力p_WDは、時点T0で、存在する各システム圧力p_sysおよびそれに依存する潤滑圧力p_Sに同様に依存し、最小値p_Wdminと最大値p_Wdmaxの間で変化する。その際、最小値p_Wdminおよび最大値p_Wdmax、およびその間に存在する各コンバータ圧力p_WDは、他方では、図１または図３の油圧システム１の、既定の駆動状態に対して調整される。最小コンバータフローQ_minまたは最大コンバータフローQ_maxまたはその間に存在するトーラス内部空間１９の体積フローは、この既定の駆動状態に対して存在する。コンバータロックアップクラッチ１２が開放された状態、つまりこの場合時点T0では、トルクコンバータ１１のトーラス内部空間１９は、第２圧力回路４を介して変速装置クーラー２２および変速装置潤滑ユニット２３まで直列し、作動流体が還流して冷却される。この場合流量Qおよびコンバータ圧力p_WDは、システム圧力に依存し、コンバータ圧力バルブ５を介して調整される。

時点T1では、コンバータロックアップクラッチ１２の伝達容量を高めるという要求が発せられる。伝達容量を所望される範囲で、作動圧力p_WKまたはp_WKSで附勢可能とするため、図１の油圧システムにおける遮断圧力p_sperrは、実線で示された範囲で圧力値p_sperr1に引き上げられる。この圧力値p_sperr1に対して、バルブユニット１６が遮断駆動状態に確実に保たれる。同時に、コンバータロックアップクラッチ１２を締結するという要求のために、時点T1で、システム圧力p_sysおよび遮断圧力p_sperrが引き上げられ、続いてコンバータロックアップクラッチ１２のバルブユニット１６を、以下に詳述する態様で迅速に充填可能である。

時点T1に続く時点T2で、コンバータクラッチバルブ９は、圧調整装置８から対応する圧力信号p_8_WKで附勢され、および作動圧力p_WKの迅速充填圧力レベルp_WKSFが、バルブユニット１６に作用する。これによりバルブユニット１６は、バルブユニット１６がコンバータクラッチバルブ９とコンバータロックアップクラッチ１２の間の接続を可能とする駆動状態において、作用している遮断圧力p_sperrを上回り、および図３に詳細に示す、コンバータロックアップクラッチ１２のピストンチャンバ３８が、迅速充填圧力p_WKSFにより時点T3まで、いわゆる迅速充填パルスで附勢される。

時点T3では、作動圧力p_WK、およびそれにより作動圧力p_WKSも、バルブユニット１６の下流で、充填保障レベルp_WKFAに下げられ、時点T4までこのレベルにおかれる。時点T2では、コンバータクラッチバルブ９の作動が圧調整装置８により導かれ、圧力信号p_8_WKによりコンバータスイッチバルブ６も図１に示すシフト位置から図２に示すシフト位置へ移動され、トルクコンバータ１１の取り入れ口またはライン１７は、変速装置クーラー２２および変速装置潤滑ユニット２３と平行に切換えられる。

コンバータロックアップクラッチ１２のプレートは、時点T4では完全に互いに接している。コンバータロックアップクラッチ１２のこの駆動状態にから、作動圧力p_WKまたはp_WKSは各々、更に圧力が高まり、それに起因してコンバータロックアップクラッチ１２の伝達容量が即座に上昇する。

時点T2と時点T3の間に存在する更なる時点T5では、遮断圧力p_sperrは再び圧力値p_sperr1により動力損失を低減すべく、時点T0のレベルに引き下げられる。遮断圧力p_sperrを引き下げても、バルブユニット１６の駆動状態には作用しない。なぜならバルブユニット１６は、作動圧力p_WKまたはp_WKSおよびばねユニット２６により、コンバータクラッチバルブ９とコンバータロックアップクラッチ１２の間の接続を可能とする駆動状態に保たれるからである。追加的に、作動圧力p_WK、およびそれと共にバルブユニット１６の下流に存在する作動圧力p_WKSは、時点T4から圧力ランプを経て、コンバータロックアップクラッチ１２が実質的に完全に締結され、フルの伝達容量を有する締結圧力レベルp_WKschに導かれる。この場合作動圧力p_WKまたはp_WKSは、時点T6で締結圧力レベルp_WKschに達し、そして続いてこのレベルにおかれる。

締結圧力レベルp_WKschを、コンバータロックアップクラッチ１２の領域において実質エネルギー中立的に保持可能とするために、時点T7では、遮断圧力p_sperrは再び圧力値p_sperr2に引き上げられる。この圧力値p_sperr2に対してバルブユニット１６は、バルブスプール２７に作用する作動圧力p_WKおよびp_WKSに抗して、コンバータクラッチバルブ９とコンバータロックアップクラッチ１２の間の接続を遮断する駆動状態に確実に移行する。これにより、バルブユニット１６の下流に存在する作動圧力p_WKSが遮断され、およびコンバータロックアップクラッチ１２は、締結された駆動状態において、所望される範囲で、コンバータロックアップクラッチ１２を保持するために必要な締結圧力p_WKschにより、エネルギーを消費することなく附勢される。続いて、バルブユニット１６の上流の圧力p_WKは、締結圧力レベルp_WKschにより充填前圧力レベルp_VBに引き下げられる。それにより、バルブユニット１６の開放時に作動圧力p_WKSを保持するために必要な動力損失を避ける。

コンバータロックアップクラッチ１２の既定の迅速充填に起因して必要な作動流体体積が高まり、関連してシステム圧力p_sysが高まることで、時点T2のコンバータフローQは、最小値Q_minから、図４に示す最小フローレベルへ時点T2から上昇するか、または図４に示す最大フロー体積Q_maxへ時点T2から下降する。

時点T3では、最小フローQ_minの経過は、作動圧力p_WKまたはp_WKSが下降することに起因して再び下降する。作動圧力p_WKまたはp_WKSの下降にはシステム圧力p_sysの低下が伴い、続いて時点T4から時点T6まで僅かに上昇し、コンバータロックアップクラッチ１２の作動圧力p_WKの締結圧力レベルp_WKschに対応する値をとる。時点T7では、最小トーラスフローの経過Q_minは、再び時点T0のレベルに下がる。トルクコンバータ１１の最大トーラスフローの経過Q_maxは、時点T2から、実質的に一定のレベルにとどまる。

トーラス圧力p_WDは、時点T0乃至時点T2の間で、図１または図３の油圧システム１の既定の稼働に起因して変化し、および、コンバータスイッチバルブ６が第２シフト位置に移動され、およびコンバータ圧力p_WDがコンバータクラッチフットポイントバルブ３２の応答限界値に等しい時点T2から、一定の経過を有する。

時点T8では、バルブユニット１６の上流の作動圧力p_WKは、実質的に充填前圧力レベルp_VBを有するため、バルブスプール２７には、低減され、およびバルブユニット１６の接続可能とされた駆動状態方向にかかる、遮断圧力p_sperrに反作用する力成分のみがかかる。その際遮断圧力p_sperrは、他方では圧力値p_sperr2により時点T0の圧力レベルに降下可能であり、変速装置２駆動のエネルギー消費を低減可能である。

図１の油圧システム１が作動する間の遮断圧力p_sperrの上昇、および降下に関して前述した内容とは異なり、図３の油圧システム１の実施形態においては、簡単な態様で、コンバータロックアップクラッチ１２の全作動の間の遮断圧力p_sperrを、時点T0の圧力レベルにおくという可能性がある。なぜならバルブユニット１６が、コンバータロックアップクラッチ１２の作動に必要な範囲において、その都度存在する各作動圧力p_WKおよびp_WKSのみを介して、作動圧力p_sperrを追加的に制御および調整することなく作動可能なためである。コンバータロックアップクラッチ１２の調整段階が時点T8で終了した後、圧力信号p_8_WKは、コンバータスイッチバルブ６が確実に第２シフト位置に保たれる圧力レベルに導かれ、トーラス内部空間１９の領域において、前述の一定の圧力比を確保可能である。

油圧システム１の両実施形態において、トルクコンバータ１１の冷却は、コンバータロックアップクラッチ１２の開放された駆動状態においては、コンバータロックアップクラッチ１２が締結された駆動状態よりも、明らかに多い作動流体体積がトルクコンバータ１１を介して流れるよう設計される。

基本的に、本発明の変速装置における油圧システムの両実施形態により、変速装置の全駆動領域に亘って、ハイドロダイナミック式トルクコンバータにおいて、少なくとも最小フローが存在し、およびそれによって対応してコンバータが冷却される。この場合、ハイドロダイナミック式トルクコンバータのトーラス内部空間の領域における著しい圧力変動は、コンバータ圧力バルブが切り換えられていない場合には回避され、コンバータロックアップクラッチの領域における伝達容量の損失、およびそれに伴ってクラッチが不所望にもスリップする危険性が回避される。

追加的に、本発明による変速装置は、従来技術から既知の変速装置と比較して、ハイドロダイナミック式トルクコンバータに対する第１圧力回路からの供給が低減されており、ハイドロダイナミック式トルクコンバータは、第２圧力回路の供給不足の駆動状態においてのみ、第１圧力回路を介して供給されるため、高い動的特性で駆動可能である。

１ 油圧システム
２ 変速装置
３ 第１圧力回路
４ 第２圧力回路
５ コンバータ圧力バルブ
６ コンバータスイッチバルブ
７ ばねユニット
８ 圧調整装置
９ コンバータクラッチバルブ
１０ ばねユニット
１１ トルクコンバータ
１２ コンバータロックアップクラッチ
１３ 回転型給油ライン
１４ 油導入チャネル
１５ 更なる油導入チャネル
１６ バルブユニット
１７ ライン
１８ 回転型給油ライン
１９ トーラス内部空間
２０ 更なるライン
２１ 逆止弁ユニット
２２ 変速装置クーラー
２３ 変速装置潤滑ユニット
２４ バルブユニット
２５ スロットルユニット
２６ ばねユニット
２７ バルブスプール
２８ 逆止弁ユニット
２９ スロットルユニット
３０ 逆止弁、コンバータ逆止弁
３１ 追加ライン
３２ 更なる逆止弁ユニット
３３ 無圧領域
３４〜３７ 圧調整装置
３８ ピストンチャンバ
p_S 潤滑圧力
p_sperr 遮断圧力
p_sperr1、p_sperr2 遮断圧力の離散値
p_sys システム圧力
p_VB 充填前圧力
p_WD コンバータ圧力
p_Wdmax 最大コンバータ圧力
p_Wdmin 最小コンバータ圧力
p_WK バルブユニット１６上流のコンバータロックアップクラッチの作動圧力
p_WKFA コンバータロックアップクラッチの作動圧力の充填補償圧力
p_WKS バルブユニット１６下流のコンバータロックアップクラッチの作動圧力
p_WKsch コンバータロックアップクラッチの作動圧力の締結圧力
p_WKSF コンバータロックアップクラッチの作動圧力の迅速充填圧力
p_8_WK 圧力信号
Q コンバータフロー
Q_min 最小コンバータフロー
Q_max 最大コンバータフロー
T0乃至T8 離散時点
t 時間

Claims (10)

1. 第１圧力回路（３）および第２圧力回路（４）を有する油圧システム（１）を備える変速装置（２）であって、前記第２圧力回路（４）に対して、前記第１圧力回路（３）が規定の飽和状態に至ってから、作動流体を供給可能であり、スリーラインコンバータとして構成されたハイドロダイナミック式トルクコンバータ（１１）、および該ハイドロダイナミック式トルクコンバータ（１１）に対応するコンバータロックアップクラッチ（１２）を備え、該コンバータロックアップクラッチ（１２）は、前記第１圧力回路（３）を介して、コンバータクラッチバルブ（９）の領域において調整可能な作動圧力（p_WK、p_WKS）により作動可能であり、および前記トルクコンバータ（１１）のトーラス内部空間（１９）は、前記コンバータロックアップクラッチ（１２）が開放された駆動状態において、前記第２圧力回路（４）のコンバータスイッチバルブ（６）を介して、コンバータ圧力バルブ（５）の領域において調整可能なコンバータ圧力（p_WD）で附勢可能であり、前記コンバータロックアップクラッチ（１２）の前記作動圧力（p_WK、p_WKS）は、前記コンバータロックアップクラッチ（１２）の締結方向に、および前記トルクコンバータ（１１）の前記トーラス内部空間（１９）の前記コンバータ圧力（p_WD）は、前記コンバータロックアップクラッチ（１２）の開放方向に影響するよう、前記コンバータロックアップクラッチ（１２）に作用する変速装置（２）において、前記コンバータロックアップクラッチ（１２）が前記コンバータクラッチバルブ（９）を介して、前記作動圧力（p_WK、p_WKS）で附勢される場合、前記トーラス内部空間（１９）に対して、前記コンバータスイッチバルブ（６）を介して、同様に前記コンバータ圧力バルブ（５）の領域において調整可能な前記コンバータ圧力（p_WD）を前記第２圧力回路（４）により供給可能であり、およびバルブユニット（２４）と該バルブユニット（２４）に後置接続されたスロットルユニット（２５）を介して、作動流体を前記第１圧力回路（３）により供給可能であることを特徴とする変速装置（２）。
2. 請求項１に記載の変速装置であって、前記コンバータスイッチバルブ（６）が前記コンバータロックアップクラッチ（１２）の開放された駆動状態を導く、前記コンバータスイッチバルブ（６）の第１シフト位置において、前記コンバータ圧力バルブ（５）は、前記トルクコンバータ（１１）の前記トーラス内部空間（１９）を介して、変速装置クーラー（２２）および変速装置潤滑ユニット（２３）と接続され、前記トルクコンバータ（１１）の前記トーラス内部空間（１９）の出力側で、前記トーラス内部空間（１９）と前記変速装置クーラー（２２）と前記変速装置潤滑ユニット（２３）との間に、逆止弁ユニット（２１）を備えることを特徴とする変速装置。
3. 請求項２に記載の変速装置であって、前記コンバータロックアップクラッチ（１２）が作動圧力（p_WK、p_WKS）で附勢される、前記コンバータスイッチバルブ（６）の第２シフト位置において、前記コンバータ圧力バルブ（５）は、前記コンバータスイッチバルブ（６）を介して、前記変速装置クーラー（２２）および前記変速装置潤滑ユニット（２３）、ならびに前記トルクコンバータ（１１）の前記トーラス内部空間（１９）の入力部の双方と接続され、前記トーラス内部空間（１９）は出力側で、前記コンバータスイッチバルブ（６）および前記逆止弁ユニット（２１）を介して、実質的な無圧領域（３３）と接続されることを特徴とする変速装置。
4. 請求項２または３に記載の変速装置であって、前記逆止弁ユニットは、前記トーラス内部空間の出力部と前記コンバータスイッチバルブの間に配置された逆止弁を備え、該逆止弁の応答限界値は可変であることを特徴とする変速装置。
5. 請求項３に記載の変速装置であって、前記逆止弁ユニット（２１）は、前記トーラス内部空間（１９）の出力部と前記コンバータスイッチバルブ（６）の間に配置された逆止弁（３０）、および前記コンバータスイッチバルブ（６）と前記無圧領域（３３）の間に装備された更なる逆止弁（３２）を備え、前記逆止弁（３０）の応答限界値は、前記更なる逆止弁（３２）の応答限界値よりも小さいことを特徴とする変速装置。
6. 請求項３に記載の変速装置であって、前記逆止弁ユニット（２１）は、前記トーラス内部空間（１９）の下流であり、および前記コンバータスイッチバルブ（６）と前記変速装置クーラー（２２）と前記変速装置潤滑ユニット（２３）の間に配置された逆止弁（３０）、および前記コンバータスイッチバルブ（６）と前記無圧領域（３３）の間に装備された更なる逆止弁（３２）を備え、前記逆止弁（３０）の応答限界値は、前記更なる逆止弁（３２）の応答限界値よりも小さいことを特徴とする変速装置。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載の変速装置であって、前記コンバータクラッチバルブ（９）および前記コンバータスイッチバルブ（６）は、アクチュエータユニット（８）を介して、パイロット圧（p_8_WK）で附勢可能であることを特徴とする変速装置。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載の変速装置であって、前記コンバータクラッチバルブ（９）と前記コンバータロックアップクラッチ（１２）の間にバルブユニット（１６）を備え、該バルブユニット（１６）により、前記コンバータクラッチバルブ（９）と前記コンバータロックアップクラッチ（１２）の間の接続を遮断可能であることを特徴とする変速装置。
9. 請求項８に記載の変速装置であって、前記バルブユニット（１６）を、前記コンバータクラッチバルブ（９）と前記コンバータロックアップクラッチ（１２）の間の接続を分離する駆動状態または接続を可能とする駆動状態に、保つ、または移行させる圧力信号（p_sperr）が、前記バルブユニット（１６）のバルブスプール（２７）に作用可能であることを特徴とする変速装置。
10. 請求項９に記載の変速装置であって、前記コンバータクラッチバルブ（９）と前記バルブユニット（１６）の間の領域に存在し、および前記コンバータクラッチバルブ（９）を介して調整可能な油圧（p_WK）と、前記バルブユニット（１６）と前記コンバータロックアップクラッチ（１２）の間の領域に存在する油圧（p_WKS）の双方が、各々、前記コンバータクラッチバルブ（９）と前記コンバータロックアップクラッチ（１２）の間の接続を分離する方向または接続を可能とする方向で、前記バルブユニット（１６）の前記バルブスプール（２７）に作用可能であることを特徴とする変速装置。

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