(57)【要約】油圧システムは、シフト機構（２０）と、前記シフト機構（２０）に加圧流体を提供するように構成されたポンプアセンブリ（３０）と、電気モーター（４０）と、を備える。シフト機構（２０）の動作は、ポンプアセンブリ（３０）から電気モーター（４０）への接続を開く働きをするバルブ機能を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用の油圧システム（１０）であって、
シフト機構（２０）と、
前記シフト機構（２０）に加圧流体を提供するように構成されたポンプアセンブリ（３０）と、
電気モーター（４０）と、
を備え、
前記シフト機構（２０）の動作は、前記ポンプアセンブリ（３０）から前記電気モーター（４０）への接続を開く働きをするバルブ機能を制御する、油圧システム。
【請求項２】
請求項１に記載の油圧システムであって、前記シフト機構（２０）は、可動シフトピストン（２２）を備え、前記ポンプアセンブリ（３０）から前記電気モーター（４０）への接続が、前記シフトピストン（２２）がその端部位置の１つに到達したときにだけ、開かれるようになっている、油圧システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の油圧システムであって、前記シフト機構（２０）と前記電気モーター（４０）との間に配置されたパイロットバルブ（７０）をさらに備える、油圧システム。
【請求項４】
請求項３に記載の油圧システムであって、前記パイロットバルブ（７０）は、前記シフトピストン（２２）がその端部位置の１つに到達したときに開くように構成されている、油圧システム。
【請求項５】
請求項２に記載の油圧システムであって、前記シフトピストン（２２）の動作に反応する少なくとも１つの別のバルブ（９０ａ，９０ｂ）をさらに備える、油圧システム。
【請求項６】
請求項５に記載の油圧システムであって、前記少なくとも１つの別のバルブ（９０ａ，９０ｂ）は、前記シフトピストン（２２）に統合されている、油圧システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の油圧システムであって、前記ポンプアセンブリ（３０）は、可逆ポンプを備える、油圧システム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の油圧システムであって、前記シフト機構（２０）は、前記シフト機構（２０）を所望のシフト位置に保つ留置装置（２６）を備える、油圧システム。
【請求項９】
請求項８に記載の油圧システムであって、前記留置装置（２６）は、傾斜面（２６ｃ）によって分けられた複数の異なるシフト位置（２６ａ）を備える、油圧システム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の油圧システム（１０）を備える車両ドライブライン。車両用の油圧システム（１０）が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用油圧システムに関する。具体的には、本発明は、車両ドライブラインのシフト機構を作動させるための油圧システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
乗用車などの現代の四輪自動車では、電気モーターは、いわゆるトルクベクタリングによって駆動トルク分配の追加的制御を提供するだけでなく、従来の燃焼機関の代替を提供し得る。
【０００３】
電気モーターが駆動トルクを提供する場合では、そのような電気推進モーターは、唯一の車両の駆動ユニットとして配置され得る、または、燃焼機関と直列にまたは並列に配置されていわゆるハイブリッド車を形成し得る。
【０００４】
電気駆動モーターもトルクベクタリングモーターも含む駆動構成の一例は、同じ出願人による特許文献１に記載されている。
【０００５】
今日の乗用車の電力システムは、通常１２Ｖに基づいている。比較的低い電圧のために、電動推進装置などの高電力ユーティリティについて提案される解決策は、追加的電源および高出力電子機器を必要とする。
【０００６】
近年の間に１２Ｖシステムを４８Ｖに基づく電力システムに置き換える動きが見られる。電力が増加するにつれて、新規で改良された解決策が適用でき、追加的高出力電子機器を必要とする従来の解決策に取って代わる。
【０００７】
上記の従来技術の駆動構成は、推進目的の高出力電気モーターと、トルクベクタリング目的のより小さな電気モーターと、を含む。４８Ｖが適用できるときは、単一の電気モーターだけを使用するハイブリッド駆動、および、電気モーターが推進用の二次駆動源として使用される第１モードと、電気モーターが駆動トルクを再分配する（すなわち一次駆動から）のに使用される第２モードと、の間でシフトされるように構成されるトランスミッション、の設計を発展させることが可能である。
【０００８】
推進、トルクベクタリングのいずれかにまたは両方に、使用される電気モーターは、例えばトルク出力および回転速度に関する、電気モーターのより広い範囲の動作パラメータを提供するために、油圧作動ギアが設けられてよい。
【０００９】
これに加えて、電気機器を冷却する必要もある。これは、オイルを電気機器に供給することによってなされてよく、冷却オイルが、電気機器の回転部分の周りで循環する。
【００１０】
ギアスイッチ、および、推進、トルクベクタリング、または両方のための電気モーター、を作動させるシフト機構の使用は、２つの油圧システムを必要とする。複雑性およびコストを減少するために、ギア切換も冷却も提供できる単一の油圧システムが従って有利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第２０１０１０１５０６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明は、好ましくは、当技術分野における上記で特定された欠陥および欠点の１つ以上を単独でまたはあらゆる組み合わせで、軽減、緩和または除去しようとし、添付の請求項による方法および装置を提供することによって少なくとも上記の問題を解決する。
【００１３】
構想は、油圧システムを提供することによって上記の欠点を解決することであり、その油圧システムは、シフト機構によってギアを作動させる働きをし、そのシフト機構は、バルブの一部を形成し、そのバルブは、開いているときに作動液が電気モーターを冷却できるようにする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１の態様によると、車両用油圧システムが提供される。システムは、シフト機構と、前記のシフト機構に加圧流体を提供するように構成されたポンプアセンブリと、電気モーターと、を備える。シフト機構の動作は、ポンプアセンブリから電気モーターへの接続を開く働きをするバルブ機能を制御する。
【００１５】
実施形態では、シフト機構は、可動シフトピストンを備え、ポンプアセンブリから電気モーターへの接続が、シフトピストンがその端部位置の１つに到達したときにだけ、開かれるようになっている。
【００１６】
油圧システムは、シフト機構と電気モーターとの間に配置されたパイロットバルブをさらに備えてよい。
【００１７】
パイロットバルブは、シフトピストンがその端部位置の１つに到達したときに開くように構成されてよい。
【００１８】
実施形態では、油圧システムは、シフトピストンの動作に反応する少なくとも１つの別のバルブを備える。
【００１９】
少なくとも１つの別のバルブは、前記のシフトピストンに統合されてよい。
【００２０】
実施形態では、ポンプアセンブリは、可逆ポンプを備える。
【００２１】
別の実施形態では、シフト機構は、シフト機構を所望のシフト位置に保つ留置装置を備える。
【００２２】
留置装置は、傾斜面によって分けられた複数の異なるシフト位置を備えてよい。
【００２３】
第２の態様によると、車両ドライブラインが提供される。車両ドライブラインは、第１の態様による油圧システムを備える。
【００２４】
発明は、添付図面を参照してさらに詳しく記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態による油圧システムの概略図である。
【図２】別の実施形態による油圧システムの概略図である。
【図３】実施形態による油圧システムの概略図である。
【図４】さらなる実施形態による油圧システムの概略図である。
【図５】様々な実施形態による油圧システムと共に使用するための２つのバルブの断面図である。
【図６】様々な実施形態による油圧システムと共に使用するための留置装置の側面図である。
【図７】実施形態による油圧システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下で、油圧システムの様々な例が記載される。全てのシステムに共通するのは、油圧システムが、シフト機構と、前記のシフト機構に加圧流体を提供するように構成されたポンプアセンブリと、電気モーターと、を含むことである。油圧システムは、シフト機構の動作がポンプアセンブリから電気モーターへの接続を開く働きをするバルブ機能を制御するように、構成され、作動液が電気モーターの冷却のために電気モーターへ流れることができる。
【００２７】
油圧システムの詳細になる前に、適切な適用に関するいくつかの全般的コメントを簡潔に示す。以下に記載される油圧システムは、例えば、トルクベクタリング機能、電気駆動機能、または両方を有するドライブライン構成で実施されてよい。ドライブライン構成は、以下のように構成されてよい。
ｉ）ドライブラインは、トルクベクタリングモードに対応する１つのモードと、駆動モードに対応する１つのモードと、の２つのモードの少なくとも１つで動作できる；
ｉｉ）油圧システムは、少なくとも２つの異なるトランスミッションによる差動機構に接続可能である単一のモーターを備え、異なるトランスミッションが異なるモードに対応する；
ｉｉｉ）ドライブラインは、駆動構成の多くの異なる種類だけでなく多くの異なる方法で、乗用車などの車両で実施され得る。
【００２８】
ハイブリッド駆動は、乗用車または他の四輪車に通常望ましい。ハイブリッド駆動は、駆動源を内燃機関から電気モーターまたはその逆に変更する可能性、または、全輪駆動を提供するために、前または後車軸を駆動する電気モーターを、前または後車軸のもう一方を駆動する内燃機関に加えて使用する可能性、を表し得る。
【００２９】
トルクベクタリング装置が特に適用できるドライブライン構成の典型的な一例は、前車軸を駆動する内燃機関と、電気駆動後車軸と、を有する乗用車などの四輪車である。後車軸は、本明細書に記載される実施形態のいずれかによる油圧システムの一部を形成する電気モーターによって駆動され、車両は、内燃機関だけ（すなわち前輪駆動）、電気モーターだけ（すなわち後輪駆動）、または電気モーターと組み合わせた内燃機関（すなわち全輪駆動）、で駆動され得る。当然のことながら、電気モーターは、内燃期間が車両を駆動するときに、トルクベクタリングを提供できる。
【００３０】
当然のことながら、様々なドライブライン構成が、本出願の電気モーターに適用できる。例えば、油圧システムは、上記のモードの１つを提供するためだけに、完全な電気自動車で使用されることができる、または、それは後車軸の代わりに前車軸に配置されてよい。
【００３１】
別の適用は、電気モーターがトルクベクタリングにだけ使用されるドライブラインである。
【００３２】
シフト機構は、モードをシフトさせるために提供される。電気モーターがトルクベクタリングを提供するだけのように構成されている場合では、シフト機構は、モードを、ニュートラル（すなわち電気モーターがトルクベクタリングモードから切り離される）と、係合（すなわち電気モーターがトルクベクタリングモードに接続される）と、の間で変更する。電気モーターが駆動トルク（すなわち推進）を提供するだけのように構成されている場合では、シフト機構は、モードを、ニュートラル（すなわち電気モーターが推進モードから切り離される）と、係合（すなわち電気モーターが推進モードに接続される）と、の間で変更する。電気モーターに減速段階が利用できる場合では追加のモードを利用でき、シフト機構が、モードを、ニュートラルと、高速モードと、低速モードと、の間で変更し得る。電気モーターが駆動トルクまたはトルクベクタリングを提供するように構成されている場合では、シフト機構は、モードを、ニュートラル（すなわち、電気モーターが推進およびトルクベクタリングから切り離される）と、トルクベクタリングモードと、推進モードと、の間で変更する。そのような実施形態について、電気モーターに減速段階が利用できる場合では追加のモードを利用でき、シフト機構が、モードを、ニュートラルと、高速モードと、低速モードと、トルクベクタリングモードと、の間で変更し得る。
【００３３】
作動にも冷却にもポンプを使用することによって、かなりのコスト、重量および空間の節減ができる。
【００３４】
今度は図１を見ると、油圧システム１０の実施形態が記載されている。油圧システム１０は、シフト機構２０、圧力源の機能を果たすポンプアセンブリ３０、上記の説明に従って、トルクベクタリング、推進、または両方を提供するように構成された電気モーター４０と、を備える。
【００３５】
ポンプアセンブリ３０は、電気モーター３２およびポンプ装置３４を含む可逆ポンプアセンブリである。可逆ポンプアセンブリ３０は、２つの可能な方向のうちの１つにシフト機構２０を作動させるのに使用される。可逆ポンプアセンブリ３０は、本明細書でさらに詳しく記載されないが、同じ出願人のＰＣＴ／ＳＥ２０１５／０５２０２４に基づいて実施されてよい。
【００３６】
シフト機構２０は、シリンダ２４の内部に配置された可動シフトピストン２２と、シフトピストン２２と共に移動可能な留置装置２６と、を備える。シフトピストン２２および留置装置２６は、ニュートラルモードと、ハイブリッドモードと、トルクベクタリング（ＴＶ）モードと、に対応する３つの位置のいずれか１つの間で移動可能である。位置センサー２８が、シフトピストン２２の現在位置を監視するように提供されてよい。
【００３７】
留置装置２６は、ポンプアセンブリ３０が止められもする場合に、シフトピストン２２を選択された位置（ハイブリッド／ニュートラル／ＴＶ）に保持するのに使用される。
【００３８】
ポンプアセンブリ３０が始動するとき、所定の圧力の作動液が、ピストン２２の第１の側でシリンダ２４に流入し、シリンダ２４の内側のシフトピストン２２の動作を引き起こす。ポンプアセンブリ３０が反対方向で駆動されるとき、所定の圧力の作動液が、ピストン２２の第２の側でシリンダ２４に流入し、反対方向へのシリンダ２４の内側のシフトピストン２２の動作を引き起こす。シフトピストン２２がその端部位置の１つに到達すると、ピストンシリンダー２４の開口は、ポンプ流が冷却回路５０に入ることができるようにし、冷却回路５０では、それは、電気モーター４０を冷却するのに、および電気モーター４０の潤滑に、使用されることができる。
【００３９】
温かいオイルの還流は、タンクに戻る前に熱交換器６０を随意に通過することができる。熱交換器６０は、オイル／エア式であることができ、図１に示されている電気モーターハウジング４２に組み込まれることができる。
【００４０】
図２は、油圧システム１０の代替実施形態を示し、シフトピストン２２からの流れが、冷却流用のパイロットバルブ７０を制御するのに使用される。パイロットバルブ７０を使用することによって、冷却流用の開口は、より大きく作られることができ、従って圧力降下は、図１に示されているシステム１０に比べて少なくなることができる。
【００４１】
図２に示されるように、シフトピストン２２がその端部位置に到達したとき、パイロットバルブ７０用の制御流は、ポンプアセンブリ３０からパイロットバルブ７０にシリンダ２４を通って運ばれる。冷却流体は、その結果としてパイロットバルブ７０を通って冷却回路５０に入り得る。フロートエアバルブ８０が、パイロットバルブ７０からタンクへの逆流を防ぐために流体回路に配置されてよい。
【００４２】
図３は、図２の油圧システムと類似している油圧システム１０を示す。この場合、シフトピストン２２自体の動作は、冷却回路５０への制御流を制御する２つのバルブ９０ａ，９０ｂを作動させるのに使用される。図３に見られるように、シフトピストン２２がその端部位置に到達したときに、バルブ９０ｂは自動的に開いて流体が冷却回路５０に入れるようにする。
【００４３】
図４は、冷却回路５０への冷却流を制御するバルブ９０ａ，９０ｂがシフトピストン２２に組み込まれている、油圧システム１０を示す。
【００４４】
バルブ９０ａ，９０ｂは、さらに図５に示されている。それぞれのバルブは、ピストン２２の第１の側（例えば留置装置２６に面する側）に位置する、２つのバルブスプリング９１ａ，９１ｂと、２つのバルブプレート９３ａ，９３ｂと、を備える。さらに、それぞれのバルブは、ピストン２２の第２の側に位置する、２つのバルブスプリング９２ａ，９２ｂと、２つのバルブプレート９４ａ，９４ｂと、を備える。それぞれのバルブ９０ａ，９０ｂにあるバルブプレート９３ａ，９４ａ，９３ｂ，９４ｂは、バルブピン９５ａ，９５ｂによって互いに接続される。
【００４５】
システムがそのハイブリッドモードにあるとき、第１の側のバルブスプリング９１ａ，９１ｂおよび第１の側のバルブプレート９３ａ，９３ｂに加えられる圧力は、シフトピストン２２の方へバルブプレート９３ａ，９３ｂを押し、従って冷却回路５０を閉じる。圧力のさらなる増加は、シフトピストン２２の動作を引き起こし、従って留置装置２６をニュートラルモードに動かす。圧力のよりさらなる増加は、ＴＶモードに対応する、その端部位置の方にシフトピストン２２を動かし続ける。ＴＶモードに到達したとき、第２の側のバルブスプリング９１ａ，９１ｂは伸びるが、冷却回路５０は、第１の側のバルブプレート９３ａ，９３ｂによって依然としてブロックされる。ピストン２２の第１の側で圧力が減少し、それは、第１の側のバルブスプリング９２ａ，９２ｂが、シフトピストン２２から遠ざかるバルブプレート９３ａ，９３ｂの動作を引き起こすという結果になる。従って、冷却回路５０は開かれて流体が入ることができる。
【００４６】
システムがニュートラルモードにあるときに、代わりに第２の側のバルブスプリング９２ａ，９２ｂおよび第２の側のバルブプレート９４ａ，９４ｂに圧力を加えることによって、シフトピストン２２は、反対方向に戻り、従ってピストン２２をハイブリッドモードの方に動かす。圧迫側を変更することは、反応時間の部分的な増加を引き起こす。バルブプレート９３ａ，９３ｂは、シフトピストン２２が移動できる前に、最初に冷却回路を止める必要があるからである。
【００４７】
留置装置２６は、さらに図６に示されている。留置装置２６は、好ましくはばね付勢式ボール２６ｂを受け取る溝２６ａを有する。溝２６ａは、個々のおよび隔てられた異なるシフト位置を形成するように設計された形状を有する。それらの位置２６ａの間で、留置装置２６は、例えば傾斜のような、シフトピストン２２の動作に役立つ表面２６ｃを有する。
【００４８】
良好なシフトクオリティおよび速度を保証するために、シフトピストン２２の動作は、位置センサー２８によって監視することができる。他の実施形態では、ポンプ電流も、代替としてまたは冗長用センサー２８との組み合わせで監視することができる。
【００４９】
図７は、油圧システム１０のさらなる実施形態を示し、ばね付勢シフトピストン２２が、ポンプ３０が稼働しているときの接続位置と、ポンプ３０が止められたときの非接続位置と、の２つの位置だけを可能にしている。図７に示されるように、シフトピストン２２がその端部位置に到達したときに、冷却回路５０が開かれて電気モーター（図示せず）への流体の流れを可能にする。
【００５０】
図７のポンプアセンブリ３０は、好ましくは、例えばジロータ・ポンプのような、高い流下能力および低い圧力の種類のものであり得る。
【００５１】
ポンプモーター３２の速度およびそれに関するポンプ流は、電気モーター４０に瞬間的に必要な冷却エフォートに応じて制御されることができ、従って、全流が必要でないときにエネルギー消費を低減する。
【００５２】
この説明にわたって、電気モーター４０の冷却は、冷却作動オイルを送り出すオイルポンプ３０によって行われる。オイルポンプは、電気モーター３２によって駆動される。オイルポンプのオイル流れは、電気モーター４０が接続される流線の異なる位置に位置する電気式または機械式バルブおよび／または速度変調によって制御されてよい。冷却回路５０は、電気モーター４０に電力を供給するのに使用される出力電子機器の冷却を提供するようにさらに配置されてよい。
【００５３】
代替実施形態では、トルクベクタリング装置のステータ、巻線、および／またはロータは、冷却回路５０を通じてオイルをそれに吹き付けることによって直接冷却されてよい。代替的に、オイルジャケットまたはオイル流路が、この関連で使用されてよい。
【００５４】
実施形態では、油圧システムは、オイル／空気またはオイル／水熱交換器６０を備える。熱交換器６０は、ハウジング４２または電気モーター４０の他の部品と一体になってよい、または冷却回路５０に動作可能なように結合される別体のユニットとして提供されてよい。
【００５５】
実施形態では、トランスミッションおよび／またはハイポイドギアは、オイル冷却回路５０の一部を形成する。
【００５６】
電気モーター４０のアクティブまたは現在のモードは、好ましくは、位置センサー２８などのモード検出装置によって検出され、例えば、電気モーター４０のアクティブモードを検出する、ホール、レゾルバ、エンコーダ、ポテンショメータ、ＧＭＲ、ＭＲ、またはＰＬＣＤである。
【００５７】
実施形態では、モード検出装置は、電気モーター４０のアクティブモードを検出する、モーター電流／電圧／速度監視ユニットおよび／または圧力センサーを備える。
【００５８】
上記の実施形態の全てについて、電気モーター４０は、スイッチドリラクタンスモーター（ＳＲＭ）であってよい。原則として、そのようなモーターの種類は、欠陥ロータ位置信号で求められるよりも低いトルクしか供給できない。１つ以上の相導体の断絶、制御電子機器の全損失、または短絡で、ＳＲＭモーターは、トルクを全く供給せず、それは安全にかなり有利である。
【００５９】
別の実施形態では、電気モーター４０は、例えばかご形誘導モーター（ＳＣＩＭ）または巻線形誘導モーター（ＷＲＩＭ）などの、誘導モーターである。
【００６０】
実施形態では、電気モーター４０は、巻線形回転子同期モーター（ＷＲＳＭ）とも称される、他励式同期モーターである。
【００６１】
実施形態では、電気モーター４０は、可変リラクタンスモーターまたは同期リラクタンスモーター、永久磁石モーター、ブラシレス直流モーター、または直流モーターである。電気モーター４０は、ロータ位置センサーフィードバックの有無にかかわらず配置される。
【００６２】
本発明は、特定の実施形態に関して記載されたが、本明細書で説明された特定の形態に限定するものではない。むしろ、発明は、添付の請求項によってのみ限定され、特定の上記のもの以外の実施形態が、これらの添付の請求項の範囲内で同様に可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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2017530311.tif 000011