專利名稱：車用自動變速器的供油系統、包括其的自動變速器和車輛的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于車輛的自動變速器的供油系統，包括該供油系統的自動變速器和 車輛。
背景技術：
車輛的自動變速器需要加壓的油從而致動自動變速器的變速機構和離合器。自動 變速器可包括供油系統，該供油系統包括用于供給加壓的油的油泵。一般地，油泵通過車輛 驅動器而采用機械方式被驅動。如果車輛驅動器是內燃機，那么油泵可被曲柄軸驅動。在油泵以機械的方式被曲柄軸驅動的系統中，在導致曲柄軸轉動的發動機初始啟 動和以足夠轉數(rpm)(轉/分)旋轉并驅動機械泵從而將油以足以致動離合器的壓力供 給至自動變速器并允許車輛向前移動之間存在延遲。US2009/0118878A1公開一種車用供油系統，包括用于具有自動變速器的混合電動 車輛的機械驅動油泵以及外部電動驅動油泵。該外部電動驅動油泵能夠在初始啟動以及車 輛行駛期間使用。在車輛停止之后的快速啟動情況下，該系統可通過優選地將足夠量的油 供給至變速器和發動機離合器而提供更快速地響應。但是，使用額外的外部電動驅動油泵具有下述劣勢，由于外部油泵與供油系統之 間的額外連接，這一添加的部件增加了供油系統的復雜性。該添加的部件也增加了供油系 統的尺寸。因此，需要提供一種用于自動變速器的供油系統，其中，能夠更簡單并且更緊湊地 容納電動泵。
發明內容
本申請提供一種用于車輛的自動變速器的供油系統，包括閥體和電動油泵。該閥 體容納多個液壓控制閥從而控制自動變速器的主壓，變矩器和換檔，該閥體與油底殼流體 連通。該電動油泵由電源驅動并且用以經由多個液壓控制閥將油泵送進入自動變速器。根 據本發明，該電動油泵定位在閥體中或在油底殼中。將電動油泵布置在閥體或油底殼這一結構實現了一種緊湊的供油系統并且不需 要在電動油泵周圍設置額外的殼體，也不需要在外部電動油泵的殼體與閥體和/或自動變 速器之間延伸的額外回路元件。該電動油泵可定位在閥體或油底殼中已經存在的儲油室 中，使得不需要額外的導管將泵連接至供油系統。該電動油泵可采用任何設計。在一些實施例中，電動油泵采用US6，350，108或US 5，145，3 中公開的類型，上述兩篇文檔的完整內容通過引用的方式結合于此。這些類型的 電驅動泵包括殼體，具有內齒外部泵齒輪，以及環繞內齒齒輪的定子繞組。該內齒齒輪與外 齒內部泵齒輪嚙合，使得當外部泵齒輪旋轉時，內部泵齒輪與外部泵齒輪的相互嚙合趨向 于將低壓流體抽吸進入泵，在內部泵齒輪與外部泵齒輪之間的截獲容積(trapped volume) 中對該流體加壓，并且將加壓的油從泵的出口排出。
在一項實施例中，該電動油泵水平地定位在閥體或油底殼中。該結構使得電動油 泵能夠定位在閥體或油底殼的儲油腔中，即使在車輛的移動使得儲油腔的水平位偏離于完 全水平的情況下。在一項實施例中，當車輛的車輛驅動器被停止時，該電動油泵是可致動的。驅動該 電動油泵的電源可獨立于車輛驅動器進行操作，以便在車輛驅動器被停止時致動該電動油 泵。這使得電動油泵能夠在車輛驅動器啟動之前將加壓的油供給至自動變速器。這使得車 輛能夠比可由車輛驅動器直接地驅動的油泵實現的啟動更快速地進行初始啟動。在另一實施例中，當車輛的車輛驅動器空載時，該電動油泵是可致動的。當車輛靜 止并且車輛驅動器不向變速器供給扭矩時該車輛驅動器空載。例如，在交通堵塞時會發生 多次空載停止。在空載停止期間，電源可被致動從而驅動電動油泵，使得加壓油可被輸送至 離合器，諸如自動變速器的雙離合器或變矩器，并且與采用由車輛驅動器直接地驅動的泵 而可實現的情況相比，允許車輛啟動并更快速地向前移動。本申請的供油系統可用于道路車輛的自動變速器的停止和啟動系統，從而在駕駛 員已經壓下油門踏板之后提供快速地響應。該電動油泵可用以以致動離合器機構和/或變速機構所需的壓力供給油，該離合 機構諸如變矩器或雙離合器，這使得變速器能夠從空檔換擋到驅動擋。該電動油泵可以被 構造成僅以致動離合器機構所需的壓力供給油，因此，僅在車輛驅動器啟動時或車輛從空 載停止起步時供給油。在這一實施例，該供油系統可包括諸如機械泵的額外的泵，它由車輛 的車輛驅動器驅動。該機械油泵可用于一旦車輛驅動器已經啟動則將加壓油供給至自動變 速器ο可替代地，該電動泵可被構造成以不僅在初始啟動時致動離合器所需的壓力供給 油，而且致動該自動變速器的進一步的離合器所需的壓力供給油，從而能夠改變自動變速 器的檔位。在這一實施例中，該供油系統可僅僅包括電動油泵，不包括進一步的電動油泵或 機械油泵。在該供油系統進一步包括由車輛驅動器驅動的機械油泵的實施例中，該機械油泵 可以被構造成將油供給至多個液壓控制閥并且被構造成致動該離合器機構從而致動該變 速機構。該車輛驅動器可以是內燃機，諸如火花點火發動機或柴油發動機。但是，該車輛驅 動器可以是由例如電池或燃料電池驅動的電動驅動器。如果存在機械油泵的話，該機械油泵可定位成與自動變速器的輸入軸的軸線同軸 或者偏離該自動變速器的輸入軸的軸線。該機械油泵的位置可根據可用的空間進行選擇。本申請也提供一種用于車輛的自動變速器，包括輸入軸，變速機構，離合器機構， 輸出軸和根據上述其中一個實施例所述的供油系統。該自動變速器也包括用以驅動該電動 油泵的電源。當電源驅動該泵時，該電動油泵被構造成經由容納在閥體中的多個液壓控制 閥將油供給至變速機構和離合器機構。該電源可獨立于主車輛驅動器諸如內燃機進行操作，從而使得在主車輛驅動器停 止或空載停止時加壓油能夠供給至自動變速器，從而實現具有快速響應的自動變速器用停 止和啟動系統。該離合器機構可以是將扭矩從發動機傳遞至變速器或者使發動機從變速器脫離的變矩器或雙離合器。雙離合器可配置以使得第一離合器被致動從而致動奇數擋位，而第 二離合器被致動從而致動偶數擋位。本申請也提供包括根據上述實施例所述的自動變速器的車輛。該車輛還可包括車 輛驅動器，該車輛驅動器可被構造成驅動機械油泵，如果后者存在的話。在一項實施例中，該車輛是道路車輛，該車輛驅動器是內燃機，諸如火花點火發動 機或柴油發動機。總體來說，本申請提供一種供油系統，用于將加壓油供給至車輛的自動變速器，其 包括可水平定位在油底殼或閥體中的電動油泵。該電動油泵由電源驅動，該電源獨立于諸 如內燃機的主車輛驅動器操作。因此，該電動泵可用于當車輛驅動器停止或空載停止時將 油壓供給至自動變速器，從而實現停止和啟動系統中的快速響應。電動油泵定位在油底殼 或閥體中能夠實現一種緊湊的系統。如果該電動油泵直接地定位在閥體或油底殼中的儲油腔，那么能夠避免使用額外 的導管將電動油泵連接至供油系統。這減小了供油系統的回路的連接件的數量并且減少了 可能的泄漏位置。
現在將參照
實施例。圖1示出根據第一實施例的自動變速器的供油系統，圖2示出根據第二實施例的自動變速器的供油系統，以及圖3示出圖1和2的供油系統中使用的電動泵。附圖標記
1供油系統
2自動變速器
3輸入軸
4變速機構
5離合器機構
6輸出軸
7閥體
8油底殼
9電動油泵
10電動油泵的電源
11液壓控制閥
12過濾器
13機械油泵
14電動泵
15內部泵齒輪
16外部泵齒輪
17定子
18極件
19 永磁體20 繞組
具體實施例方式圖1示出根據第一實施例的未示出的車輛的自動變速器2的供油系統1的示意 圖。自動變速器2包括由車輛驅動器驅動的輸入軸3，該車輛驅動器諸如火花點火發 動機或柴油發動機。自動變速器2也包括變速機構4和采用變矩器形式的離合器機構5，其 將輸入軸3連接至輸出軸6并且將扭矩從輸入軸3傳遞至輸出軸6。自動變速器2包括多 個檔位，例如5至8個前進檔位。供油系統1包括閥體7，其容納總地由11標識的多個液壓控制閥，它們布置成通過 將加壓的油供給至變速機構4而執行自動變速器2的變速。這些閥配置成指令不同檔位。 閥體7也控制主壓力并且將加壓的油供給至變矩器5。閥體7與油底殼8流體連通。供油系統1還包括由電源10驅動的電動油泵9。電動油泵9被布置和構造成經由 多個液壓控制閥11將油泵送入自動變速器2。在圖1所示的實施例中，電動油泵9定位在 閥體10中。尤其地，電動油泵9在閥體7中水平地定位。如這里所使用的，“水平地”指代 大體平行于車輛底部的方向。電動油泵9定位在供油系統1的回路中、過濾器12的上游，該過濾器12在這一實 施例中定位在油底殼8中。電動油泵9被構造成通過過濾器12將加壓的油供給至液壓控 制閥11和變矩器5，并也進入自動變速器2的變速機構4。電源10能夠獨立于車輛驅動器例如內燃機工作，并且可用于當發動機停機或當 發動機怠速時驅動電動油泵9。因此，電源10能夠驅動電動油泵9以將加壓的油供給至自 動變速器2，同時使內燃機停止或處于怠速停止。供油系統1還包括由內燃機驅動的機械油泵13。在這一實施例中，機械油泵13定 位成與自動變速器2的輸入軸3同軸。在其他未示出的實施例中，機械油泵可定位成偏離 于輸入軸3。一旦車輛驅動器以足夠的速度旋轉從而驅動機械油泵13使得其以足夠用于自動 變速器的變速機構和離合器的壓力供給油，機械油泵13可用于代替電動油泵9。如果車輛處于怠速停止并且車輛應當被向前驅動，例如，響應于駕駛員壓下油門 踏板，那么電源10可被致動從而驅動電動油泵9以將加壓的油供給至自動變速器2從而使 得變矩器5能夠被致動并且使得車輛能夠向前移動。與使用直接由發動機驅動的機械油泵13的情況相比，變矩器5的致動能夠通過使 用電驅動的電動油泵9而更快速地執行，這是因為發動機需要短時間來足夠快速地旋轉從 而驅動機械油泵13以供給所需的油壓。因此，圖1所示的供油系統1可使用在自動變速器 的停止和啟動系統中，從而降低壓下油門與車輛運行之間的延遲。圖2示出根據第二實施例的自動變速器2的供油系統1。該自動變速器2包括與 第一實施例相同的許多特征，它們都是用相同的附圖標記示出，但是不再進行詳細地描述。在第二實施例的供油系統1中，電動油泵9定位在油底殼8中，而不是如同第一實 施例那樣定位在閥體7中。電動油泵仍然水平地定位。在第二實施例中，油被抽出，首先通過過濾器12，然后進入電動油泵9，之后，加壓的油被輸送至自動變速器2。根據第二實施例的供油系統1也包括由內燃機驅動的機械油泵13。如同在第一實 施例中，一旦車輛驅動器以足以驅動機械油泵13的速度旋轉使得其以足夠用于自動變速 器2的變速機構4的壓力供給油，可使用機械油泵13來代替電動油泵9。圖3示出可用作圖1和2所示的供油系統1的電動油泵9的電動泵14。US 6，350，108和US 5，145，329中公開的這種類型的電動泵適用作圖1和2所示的供油系統1 中的電動油泵9。電動泵14包括外部形成齒部的內部泵齒輪15和內部形成齒輪的外部泵齒輪16， 該外部泵齒輪16偏心地設置從而與內部泵齒輪15進行相對旋轉。該內部泵齒輪15和外 部泵齒輪16設置在由具有入口和出口的殼體限定的腔中。外部泵齒輪16可被視作電動機的轉子。這一電動機的定子17集成在泵殼體中并 且包括沿周向間隔的多個極件18，每個極件具有電連接至電驅動線路10的繞組20。外部 泵齒輪16的外表面包括交替極化的多個永磁體19。當繞組20通過電驅動線路10而被電氣供能時，由于永磁體19與定子17的繞組 20和相關磁性結構18之間的磁性相互作用，致使永磁體19隨著外部泵齒輪16旋轉。外部 泵齒輪16與內部泵齒輪15的相互嚙合通過入口抽吸低壓流體，將其在內部泵齒輪15與外 部泵齒輪16之間的截獲容積中加壓并且將加壓流體通過出口排出，由此其被導引進入液 壓控制閥11來致動自動變速器系統2的離合器。電動泵14可定位在圖1和2所示的供油系統1的油底殼8或閥體7中。
權利要求
1.一種用于車輛的自動變速器O)的供油系統(1)，該系統包括閥體(7)，該閥體容納多個液壓控制閥(11)從而控制自動變速器O)的主壓，變矩器 (5)和換檔，所述閥體(7)與油底殼(8)流體連通，以及電動油泵(9)，該電動油泵由電源(10)驅動從而經由所述多個液壓控制閥(11)將油泵 送進入所述自動變速器0)，其中，所述電動油泵(9)定位在所述閥體(7)中或在油底殼(8)中。
2.根據權利要求1所述的供油系統，其中，所述電動油泵(9)水平地定位。
3.根據權利要求1或2所述的供油系統(1)，其中，當車輛的車輛驅動器被停止時，所 述電動油泵(9)是可致動的。
4.根據權利要求1或2所述的供油系統(1)，其中，當車輛的車輛驅動器空載時，所述 電動油泵(9)是可致動的。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的供油系統(1)，其中，所述電動油泵(9)被構造 成以致動所述變速機構所需的壓力供給油。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的供油系統(1)，還包括由車輛驅動器驅動的機 械油泵(13)，用于將油供給至所述多個液壓閥(11)。
7.根據權利要求3至6中任一項所述的供油系統(1)，其中，所述車輛驅動器是內燃機。
8.根據權利要求6或7所述的供油系統(1)，其中，所述機械油泵(1 定位成與所述 自動變速器⑵的輸入軸⑶的軸線同軸。
9 根據權利要求6或7所述的供油系統(1)，其中，所述機械油泵(13)定位成偏離所 述自動變速器⑵的輸入軸⑶的軸線。
10.一種用于車輛的自動變速器O)，包括 輸入軸⑶，變速機構⑷， 離合器機構(5)， 輸出軸(6)，根據權利要求1至9中任一項所述的供油系統(1)，以及 用以驅動所述電動油泵(9)的電源(10)，其中，當所述電源(10)驅動所述電動油泵(9)時，所述電動油泵(9)用以經由多個液 壓控制閥(11)將油供給至所述變速機構(4)和所述離合器機構(5)。
11.根據權利要求10所述的自動變速器，其中，所述離合器機構(5)是變矩器或雙離合
12.一種包括根據權利要求10或11所述的自動變速器O)的車輛。
13.根據權利要求12所述的車輛，還包括用以驅動機械油泵(1 的車輛驅動器。
14.根據權利要求13所述的車輛，其中，所述車輛驅動器是內燃機。
15.根據權利要求1至9中任一項所述的供油系統(1)在車輛的停止和啟動系統中的 用途。
全文摘要
一種用于車輛的自動變速器(2)的供油系統(1)設置成包括閥體(7)和電動油泵(9)。閥體(7)容納多個液壓控制閥(11)從而控制主壓，變矩器和自動變速器的換檔。所述閥體(7)與油底殼(8)流體連通。該電動油泵(9)由電源(10)驅動并且用以經由所述多個液壓控制閥(11)將油泵送進入所述自動變速器(2)。所述電動油泵(9)定位在所述閥體(7)中或在油底殼(8)中。
文檔編號F16H61/40GK102080723SQ20101056968
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月1日 優先權日2009年12月1日
發明者艾塔克.德米爾 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司