(57)【要約】可変容量ポンプおよび油圧消費体を備える油圧システムのための、可変容量ポンプの作動を急速に高めることに加えて、その構造の結果として加熱のためにポンプのエネルギを利用することができる、油圧消費機構からの戻り回路に設けられる単純な構造が提案されている。制御される圧力調整弁が絞り弁と組み合わされて油圧消費体への供給側のラインに配置され、かつ可変容量ポンプを迂回するように圧力リリーフ弁が配置されている。
2005519242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変容量ポンプおよび油圧消費体、特に車両組立体を備える油圧システムであって、
前記可変容量ポンプが、吸引側においてリザーバに接続されているとともに、その戻り側がリザーバに接続された油圧消費体に回路の供給側において供給し、かつその行程容積を増加させる調整方向においてエネルギ貯蔵体によって荷重が負荷され、さらに油圧調整装置によって反対方向に作用され、
かつ前記油圧調整装置が、前記エネルギ貯蔵体の貯蔵された力に対抗する、前記油圧消費体からの供給需要の関数としての圧力が圧力調整弁を介して負荷され、あるいは圧力を負荷するためにリザーバに接続されている油圧システムにおいて、
前記圧力調整弁（１８）は、前記油圧消費体（３）から前記リザーバ（７）への戻りライン（５）に配置されているとともに、前記圧力の関数として前記油圧消費体（３）から前記リザーバ（７）への戻りラインを開放して前記調整装置（１６）に圧力を負荷するようになっており、
前記戻りラインは、前記圧力調整弁（１８）の下流に絞り（２６）を有しているとともに、前記圧力調整弁（１８）と前記絞り（２６）位置との間で分岐ライン（２７）を介して前記調整装置（１６）に接続され、
前記調整装置（１６）は、前記圧力調整弁（１８）を介して延びる開放された接続通路を介して前記リザーバ（７）に接続されて、その圧力を解放するようになっていることを特徴とする油圧システム。
【請求項２】
前記接続通路が、絞られている戻りライン（ライン部分２５）と並列に、絞られていない排出通路（ライン３０）を、前記圧力調整弁（１８）と前記リザーバ（７）との間に有していることを特徴とする請求項１に記載の油圧システム。
【請求項３】
前記圧力調整弁（１８）が、システムに関連するパラメータ、特に前記油圧消費体（３）の作動パラメータの関数として作動することを特徴とする請求項１または２に記載の油圧システム。
【請求項４】
制御される流量制御弁（１７）、特に絞り弁が、前記油圧消費体（３）への供給ラインに配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載した油圧システム。
【請求項５】
前記可変容量ポンプ（２）がベーンセルポンプとして設計されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載した油圧システム。
【請求項６】
前記可変容量ポンプ（２）に、圧力リリーフ弁（１１）を有した迂回回路（ライン９）が割り当てられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載した油圧システム。
【請求項７】
前記圧力リリーフ弁（１１）の応答圧力より高い圧力を、前記油圧消費体（３）の上流にある前記流量制御弁（１７）への供給ラインに、制御しつつ負荷することができることを特徴とする請求項１に記載の油圧システム。
【請求項８】
前記圧力リリーフ弁（１１）の応答圧力よりも高い圧力が、前記流量制御弁（１７）によって制御しつつ負荷することができることを特徴とする請求項１に記載の油圧システム。
【請求項９】
前記流量制御弁（１７）の上流の圧力が、前記流量制御弁（１７）の下流にある油圧消費体に許容される作動圧力よりも高いことを特徴とする請求項８に記載の油圧システム。
【請求項１０】
前記加熱運転が前記圧力リリーフ弁（１１）による圧力の解放によって生じることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載した油圧システム。
【請求項１１】
前記加熱運転が前記油圧消費体（３）を運転する前に行われることを特徴とする請求項１０に記載の油圧システム。
【請求項１２】
前記加熱運転が前記油圧消費体（３）の運転と平行して行われることを特徴とする請求項９または１０に記載の油圧システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の導入部分に記載した可変容量ポンプと油圧消費体、特に車両組立体とを備えた油圧システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
上述したタイプの油圧システムは、ＤＥ１９７２２４９５Ａ１から公知であるが、このシステムにおいては、可変容量ポンプが油圧消費体、例えば自動車の動力伝達系に用いるＣＶＴと呼ばれる変速機に作用する。ベーンセルポンプとして構成された可変容量ポンプは、その作動が高まる、すなわちその行程容積が増加するときには、ばねとして構成されたエネルギ貯蔵体によって負荷が加えられる。また、このポンプは、油圧調整装置に圧力を負荷することによって反対方向に調整することができる。この圧力は、可変容量ポンプから油圧消費体に至る供給側に接続された部分から延びる分岐回路を介して、調整装置に負荷される。可変容量ポンプから油圧消費体に至る回路との接続部分から延びる分岐回路には、操作可能な流量調整弁と、リザーバに向かう下流側にあるスロットルの形の流量制御弁とが設けられている。このスロットルの上流側の圧力は、制御スライドのための制御圧として用いられ、それによって制御圧は、制御スライドの位置の関数として油圧調整装置に負荷される。この制御圧をポンプの高圧側に接続することにより、行程容積を減少させる方向に可変容量ポンプを調整することができる。あるいは制御スライドによって調整装置の圧力を解放すると、作動が高まる方向の調整がエネルギ貯蔵体によって実行される。制御スライドによって油圧調節装置をリザーバに接続することにより、圧力を解放することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
油圧調整装置によって可変容量ポンプを操作するために、このシステムの基本設計は、油圧消費体によって受容される行程容積を上回る行程容積を常に必要とする。そして、この過剰な供給量は、油圧消費体の圧力ラインにおける圧力の急激な増加を可能とするという目的に基づいて公知の解決策において使用され、油圧消費体からの急な所望圧力要求を満たすようになっている。この目的のために、流量調整弁が開放する有効最小所望圧力にかかわりなく後者が閉じられるようにして、変調圧力を流量調整弁に切り換えることができる。これにより、過剰な行程容積がスロットルを介してリザーバへと流れることなく油圧消費体に供給される。この流量調整弁の切り換えに付随する圧力降下は、制御スライドの切り換えを生じさせる。その結果、油圧調整装置の圧力が解放され、ばねとして構成されたエネルギ貯蔵体が可変容量ポンプをより大きな行程容積に切り換える。前述したタイプの構造は、比較的複雑かつ高価であり、また安全上の理由から比較的大きな過剰行程容積を必要とし、その結果としてそれに相当する損失に帰着する。
【０００４】
本発明の目的は、可変容量ポンプが、迅速な応答で行程容積を増加させることによって油圧消費体側の自然発生的な要求を満足させることができるようにしつつ、ポンプ損失をできる限り小さくした、最初に言及したタイプの油圧システムを設計することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、請求項１に記載した特徴を有する油圧システムによって達成される。本発明においては、油圧調整装置を作動させる手段に設けられる圧力制御弁が、可変容量ポンプ、油圧消費体およびリザーバを備える油圧回路において、油圧消費体の下流側かつリザーバの上流側に配置される。これにより、油圧消費体側の要求あるいは圧力調整弁における変化を直ちに検出することができるとともに、圧力調整弁を作動させるためにシステムに関連するパラメータを重ね合わせ、かつそれらを油圧調整装置の適切な荷重負荷へと変換することができる。より詳しくは、可変容量ポンプの最大行程容積は、極めて少ない過剰分を油圧消費体の最大要求に上乗せしたものとなるように設計することができる。これにより、油圧消費体の最大要求量を上回る、運転のための過剰分を必要としないので、許容し得る漏れを考慮に入れても、機能を損なうリスクなしに損失を小さくすることができる。
【０００６】
本発明による解決策においては、比較的大きな、特に最大行程容積への切り換えが生じたときに、圧力制御弁を介して調整装置から出る流れを損失なしに各流路に適した大きさとすることができるので、エネルギ貯蔵体によってポンプを最大行程容積へと迅速に切り換えることが可能となり、応答速度はきわめて高いものとなる。
【０００７】
本発明においては、応答速度を高めるために、油圧消費体の要求が増加していることを示す情報を用いて圧力調整弁を作動させることができる。このように、本発明においては、油圧消費体による要求の増加が予期される今にも起こり得るギヤシフト操作のインジケータとして、例えば制動信号のような車両ダイナミックスの変数を用いることができる。これにより、油圧消費体からリザーバへの流れ断面積を減少させて、前もって圧力を増加させることができる。同時に、調整装置に加える負荷については、調整装置をリザーバに接続することによって可変容量ポンプの行程容積を増加させる。このような接続により、エネルギ貯蔵体による大きな行程容積の方向への可変容量ポンプの調整が可能となる。
【０００８】
本発明においては、これらの効果を最小の経費で達成することができる。油圧消費体への供給回路に、とりわけ制御絞り弁の形の流量制御弁を設けることが好都合である。この流量制御弁は、例えば圧力媒質の粘性の温度に関連した変化等を考慮に入れることができるように、油圧消費体の要求とは独立させて作動させることができる。
【０００９】
特に、このように構成された絞り弁は、本発明においては、可変容量ポンプを迂回するように圧力リリーフ弁を配設した状態で用いることができ、これにより、損失の原因としての圧力リリーフ弁に関連する基本的な供給を上回るように高められた行程容積で可変容量ポンプを運転し、油圧消費体および油圧消費体の要求に対する基本的な供給のために適合された可変容量ポンプの調整にマイナスの効果を及ぼさないようにし、短時間でかつ追加の装置なしに圧力媒質を急速に加熱できるようにして、油圧消費体の運転をより緩やかでより快適なものとすることができる。運転操作に関連しては、多くの場合に温度上の理由によって高められるアイドリング速度を考慮すると、始動してから車で走り去るまでに圧力媒質を予熱するために、例えば車両の静止運転を用いることができる。この場合、エンジンをより急速に加熱するに際して、この段階におけるエンジンに対するこの種の負荷はまた、冷間作動に起因する摩耗を減少させるために、かつ排気エミッションを浄化するための装置の機能のために好都合である。
【００１０】
本発明は、このように、ＣＶＴ変速機あるいは動力補助操舵システムといった様々な油圧消費体のために有利に用いることができる油圧システムを提供するが、その単純かつ省エネルギな構造にもかかわらず、油圧消費体の緩やかで快適な運転のための多くの異なる影響および良好な前提条件となる可能性がある。
【００１１】
本発明のさらなる詳細および特徴は、特許請求の範囲から明らかとなる。さらに、本発明は、本発明の種類の油圧システムを模式的に説明する例示的な実施例を用いつつ、以下に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この油圧システム１は、油圧消費体３を有する油圧回路に配置された可変容量ポンプ２を備えている。油圧回路は、可変容量ポンプ２から出発して油圧消費体３に開口する圧力ライン４と、油圧消費体３から出発してリザーバ７に接続された戻りライン５とから構成されている。例示的な実施例における戻りライン５は、リザーバ７から出発している可変容量ポンプ２のための吸入管８に接続されている。上述した供給側の回路と並列に設けられている回路は迂回（短絡）回路９であり、圧力ライン４の部分１０から出発するとともに、圧力リリーフ弁１１を介してリザーバ７あるいは可変容量ポンプ２の吸引側に接続され、この例示的な実施例においては吸入ライン８に開口している。
【００１３】
可変容量ポンプ２（図には模式的に示されている）は、それ自体は公知なベーンセルポンプとして構成されているとともに、可動リングを変位させることによってその行程容積を調整することができる。このため、可動リングには、第１に、好ましくはばねとして構成されるエネルギ貯蔵体が作用して行程容積を増加させる方向の調整を正確なものとし、第２に、可動リングを囲むポンプハウジングに配置された関連する調整手段である油圧調節装置が、反対方向に作用する。
【００１４】
例示的な実施例においては、このことが、油圧調整装置１６によって機能的に示されている。その（調整ユニット１２の一部としての）調整ピストン１３には、ばね１４として示されているエネルギ貯蔵体が行程容積を増加させる方向、すなわちこの可変容量ポンプ２の出力を増加させる方向に作用するとともに、油圧調整装置１６を示している関連した圧力チャンバ１５の油圧が反対方向に作用する。
【００１５】
油圧消費体３は、単なる例示としてかつ好ましくは（その詳細は図示されない）車両組立体、動力補助操舵システム、ＣＶＴ変速機、およびこの種の組立体と考え得る同等物によって構成される。油圧消費体３に対する供給側は、圧力ライン４として表されているが、調節可能なスロットルとしての形態の流量制御弁１７が設けられており、かつ戻り側には、油圧消費体３の下流の戻りライン５に圧力調整弁１８が設けられている。スロットルバルブとして構成された流量制御弁１７および圧力調整弁１８はいずれも制御弁として構成され、かつ本実施例においては磁気アクチュエータ１９，２０が、いずれもその詳細は示されない方法で制御装置が作用するアクチュエータとして設けられている。自動車あるいは油圧消費体に関連するパラメータは、この制御装置において処理されるとともに適切な作動信号に変換される。
【００１６】
圧力調整弁１８は、ピストン２１，２２の間に環状チャンバ２３が区切られたスライドバルブとして構成されている。戻りライン５のライン部分２４が圧力調整弁１８に開口し、かつ圧力調整弁１８からライン部分２５が延びている。ライン部分２５は、圧力調整弁１８と戻りラインを吸入管８に接続する箇所との間で延びている。絞りポイント２６がライン部分２５に配置されており、かつ制御ライン２７は、絞りポイント２６の上流において調整装置１６の圧力チャンバ１５へと分岐している。さらに、接続ライン２８が、ばね１４を収容しているチャンバ２９とライン部分２５の間に設けられ、絞りポイント２６の下流でライン部分２５に接続されている。接続ライン２８を介してリザーバ７あるいは吸入管８、さらにはチャンバ２９に接続されているライン３０が、圧力調整弁１８から出発して接続ライン２８に開口している。
【００１７】
可変容量ポンプ２は、油圧消費体３に適合した行程容積で作動する。油圧消費体３に受け入れられない容積部分は、余剰部分としてライン部分２４を介して圧力調整弁１８に供給され、かつそこを通過し、戻り側５のライン部分２５を介してリザーバ７あるいはポンプ２の吸引側へと供給される。油圧消費体３からの容積出力、具体的には漏れおよび流出容積は、接続部３４で示したように直接、または戻りライン５を介してリザーバ７に戻される。
【００１８】
圧力調整弁１８の初期位置は、ばね３１によって調整することができる。また、調整装置１６の圧力チャンバ１５には、圧力調整弁１８からの過剰な流体出力が、ライン部分２５から分岐している分岐ライン２７を介して作用し、それによってポンプ２の幾何学的な行程容積が減少する。調整ピストン１３に対して後側のチャンバ２９は、接続ライン２８を介して戻りライン５に接続されるとともに、接続ライン２８に接続されたライン３０を介して圧力調整弁１８の環状チャンバ２３に接続されており、これによって、ライン部分２４とライン部分２５との間の圧力調整弁１８を介した接続が遮断されると、ばね１４が調整ピストン１３を変位させることとなり、可変容量ポンプ２はその供給量が増加する方向に調整される一方で圧力チャンバ１５の容積が減少して流体が分岐ライン２７を介して流れ、すると環状チャンバ２３を介して接続ライン２８に開口しているライン３０が加圧され、圧力チャンバ１５から流れ出た流体のチャンバ２９への再循環が象徴的に現れる。そのような再循環は、圧力チャンバ１５の圧力が取り除かれたときにばね１４の形のエネルギ貯蔵体によって可能な限り迅速に、かつ流出側における抵抗を可能な限り低くして正確に、ポンプ２をその最大行程容積に切り換えることができるようにするために、本発明の状況において好都合である。
【００１９】
本発明は、このようにして、それぞれ有効な周辺条件に関連させてポンプ２の行程容積を油圧消費体３の要求に調整することができる解決案を提供する。油圧消費体からより大きな要求があったとき、あるいはこの要求が制御装置を介して信号化され、ライン部分２４とライン部分２５との間の流れの断面積を減少させるという意味において磁気アクチュエータ２２によってピストン２１が調整されると、圧力チャンバ１５内の圧力が減少してエネルギ貯蔵体としてのばね１４によりポンプ２の作動を高める方向に調整され、圧力チャンバ１５から流出した容積はライン部分２５に戻されて再び回路内に供給される。
【００２０】
油圧消費体３からの突然の要求があると、圧力調整弁１８のスライドの適切な変位により、環状チャンバ２３は移動して多かれ少なかれライン部分２５およびライン３０を覆う。その結果、絞り２６を迂回する、急速でほとんど絞られていない回路内への逆流が可能となり、必要とされるときの可変容量ポンプ２の急速な供給量の増加がこのようにして達成される。ばね１４によるエネルギの貯蔵が、減圧された圧力チャンバ１５に対抗して作用し、好ましくは圧力チャンバ１５の反対側、すなわちチャンバ２９に大きな寸法に相当する絞られていない流出通路が接続されたかのように、ばね１４による急な調整が可能となるからである。
【００２１】
磁気アクチュエータ１９によって追加的に作動させられるとともに、ばね３３で支持されているそのピストン３２により、それよりも高い圧力において油圧消費体３に負荷を加えることを許容する最小圧力の設定を可能とする流量制御弁１７によって、負荷されている仕事量に基づいて磁気アクチュエータ１９によってこの最小圧力を変更することが可能であり、かつ油圧消費体３への圧力ライン４のライン接続を遮断することもまた多かれ少なかれ可能である。このようにして、例えば、温度に依存する粘性が油圧消費体３およびその運転に及ぼす影響を少なくとも部分的に除去することが可能であり、かつ特に圧力調整弁１８の適切な作動に連動させて、油圧消費体の側からの需要あるいは要求を上回る供給量に可変容量ポンプ２を設定することもまた可能である。これにより、ライン９によって形成されている迂回接続部に配置されている圧力リリーフ弁１１が作動し、圧力リリーフ弁１１における圧力低下によって圧力媒質が加熱される効果が得られるので、例えば冷間な温度における始動の間に、圧力媒体の粘性の観点において、満足のいく快適な作動のために油圧消費体が必要とする充分な温度へと圧力媒質を急速に加熱するために、この加熱を利用することが可能となる。この加熱は、油圧消費体３に対する供給を開始する前に、あるいは油圧消費体３への供給に平行させて利用することができる。
【００２２】
このように、本発明は、可変容量ポンプおよび油圧消費体を備えた油圧システムのための単純な構造を提供する。そして、この構造は、油圧消費体からの戻りラインに設けられた、油圧消費体に対する供給側の供給ラインに配置された絞り弁と組み合わされた圧力制御弁および可変容量ポンプを迂回するように配置された圧力リリーフ弁により、可変容量ポンプの急速な供給能力の増加に加えて、ポンプエネルギーを加熱目的のために利用することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の油圧システムを模式的に説明する図。
【図１】
2005519242.tif 000003
【国際調査報告】
2005519242.tif 000004
2005519242.tif 000005
2005519242.tif 000006
2005519242.tif 000007
2005519242.tif 000008
2005519242.tif 000009