专利名称：液压设备的工作油调整设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于液压设备的工作油调整设备。更具体而言，本发明涉及一种用于液压设备的工作油调整设备，其调整油盘中工作油的液面。
背景技术：
诸如AT(自动变速器)或CVT(无级变速器)之类的变速器(液压设备)根据工作油(下面在本申请文件中，工作油也可以简单地称为“油”)的液压来工作。该工作油存储在油盘中，其被油泵从所述油盘中抽出并循环通过整个变速器，之后其于是返回到油盘。工作油的体积在其温度下降时减少。结果，当工作油的温度低的时候油盘中的工作油液面低于当温度高的时候的液面。当工作油液面低的时候，就有空气被油泵抽入的可能。另一方面，当工作油的温度高的时候，其体积增加，导致油盘中的工作油液面升高。如果工作油液面升得过高，则工作油可能从变速箱中的通气孔溅出。因此，必须调整油盘中的工作油液面。
日本专利申请早期公开No.JP-A-5-33853公开了一种能够控制工作油液面波动的工作油调整设备。JP-A-5-33853中的工作油调整设备在具有容纳工作油的油盘以及油冷却器的循环系统中包括以下部件设置在冷却回路一部分中的分配阀，其操作来将某些工作油从冷却回路分配出去；连接到分配阀的储油器，当分配阀在操作时工作油被送到所述储油器；回流阀，当工作油的温度低的时候，其操作来将储油器内的工作油送回；和控制单元，其控制分配阀，以根据工作油的液面或温度的升高来将工作油送到储油器。
根据以上公开文献中所描述的工作油调整设备，在具有油盘和油冷却器的循环系统中将工作油从冷却回路分配出去的分配阀，在控制单元的控制下根据工作油的液面或温度的增加而将工作油送到储油器，同时回流阀在工作油的温度低的时候操作来将储油器内的工作油送回，由此使得可以调整油盘中工作油的液面。
但是，在以上公开文献中所公开的工作油调整设备中，当工作油的温度低的时候，储油器内的工作油被送回到油盘。如果当工作油的温度低的时候工作油被供应到油冷却器，或者更具体而言，当启动时工作油的温度低，油盘中的工作油液面可能下降，可能导致油泵抽入空气，而这是不期望的。
发明内容
考虑到上述问题，本发明由此提供一种用于液压设备的工作油调整设备，其能够抑制油盘中工作油液面的降低。
根据本发明第一方面的用于液压设备的工作油调整设备调整供应到变速器的工作油。该工作油调整设备包括油盘，工作油存储在所述油盘中；储油器，工作油存储在所述储油器中并且所述储油器位于与所述油盘不同的位置处；油冷却器，用于冷却工作油；供油通路，所述供油通路连接到所述油冷却器，并且供应到所述油冷却器的工作油流动通过所述供油通路；排油通路，所述排油通路连接到所述油冷却器，并且从所述油冷却器排出的工作油流动通过所述排油通路；控制阀，所述控制阀连接到所述排油通路，并允许所述排油通路内的工作油根据所述工作油的温度而流出到所述油盘和所述储油器中的至少一个中；和旁通阀，所述旁通阀连接到所述供油通路，并允许所述供油通路内的工作油根据所述工作油的温度来绕开所述油冷却器和所述控制阀而流出到所述油盘中。
根据本发明的第一方面，连接到所述排油通路的控制阀允许所述排油通路内的工作油按照工作油的温度而流出到油盘和储油器中的至少一个中，从所述油冷却器排出的工作油流动通过所述排油通路。结果，可以通过这样来调整工作油液面，即在工作油的温度高的时候使工作油流出到储油器，由此抑制油盘中工作油液面的过度增加，并在工作油的温度低的时候使工作油流出到油盘，由此抑制油盘中工作油液面的降低。而且，连接到所述供油通路的旁通阀允许所述供油通路内的工作油根据工作油的温度来绕开油冷却器和控制阀而流出到油盘中。结果，当工作油的温度低的时候，工作油可以绕开油冷却器和控制阀而返回到油盘。因此工作油可以返回到油盘，而不被供应到油冷却器和储油器，由此抑制工作油液面的降低。结果，可以提供一种用于液压设备的工作油调整设备，其可以抑制油盘中工作油液面的降低。
根据本发明第二方面的用于液压设备的工作油调整设备除了本发明第一方面的结构之外，还包括在所述油冷却器和所述旁通阀之间设置在所述供油通路中的孔。
结果，抑制了供应到油冷却器的工作油，使得更多的工作油可以从旁通阀返回到油盘。
在根据本发明第三方面的工作油调整设备中，除了本发明第一方面或第二方面的结构之外，所述旁通阀包括操作装置，所述操作装置用于操作以使得当所述工作油的温度低于预定温度时，所述供油通路内的所述工作油绕开所述油冷却器和所述控制阀并流出到所述油盘中。
结果，可以在不单独设置用于旁通阀控制的电磁阀等的情况下操作旁通阀。
在根据本发明第四方面的工作油调整设备中，除了本发明第一方面或第二方面的结构之外，所述控制阀包括操作装置，所述操作装置用于操作以使得当所述工作油的温度高于预定温度时，所述排油通路内的所述工作油流出到所述储油器中。
结果，可以在不单独设置用于控制阀控制的电磁阀等的情况下操作控制阀。
在根据本发明第五方面的工作油调整设备中，除了本发明第三方面或第四方面的结构之外，所述操作装置是形状记忆弹簧。
结果，旁通阀和控制阀能够根据工作油的温度来操作，从而不需要被电控制。
在根据本发明第六方面的工作油调整设备中，除了本发明第三方面或第四方面的结构之外，所述操作装置是双金属片。
结果，旁通阀和控制阀能够根据工作油的温度来操作，从而不需要被电控制。
根据以上方面的液压设备可以是变速器。
通过在结合附图时，阅读本发明的优选实施例的以下详细说明，本发明的上述和其他目的、特征、优点、技术和工业重要性将被更好地理解，附图中图1是示出车辆的控制框图，该车辆安装有根据本发明一个示例性实施例的工作油调整设备；图2是变速器的剖视图；和图3是示出液压回路的视图。
具体实施例方式
在下面的说明中，将参考附图按照示例性实施例更详细地说明本发明。在说明中，相似的标号指示相似的部件。相似部件的各个命名和功能是相同的。因此将不重复详细说明。
现在将参考图1描述车辆，其中安装有根据本发明一个示例性实施例的用于液压设备的工作油调整设备。本说明中的车辆是FF(发动机前置前驱)车辆，但是用于变速器的工作油调整设备也可以安装在除FF车辆之外的其他车辆中。
车辆包括发动机1000、变速器2000、构成变速器2000一部分的行星齿轮单元3000、也构成变速器2000一部分的液压回路4000、差速齿轮5000、驱动轴6000、前轮7000、以及ECU(电子控制单元)8000。
发动机1000是内燃机，其在汽缸的燃烧室中燃烧从喷油器(未示出)喷射的燃油和空气的混合物。燃烧迫使汽缸中的活塞向下，由此转动曲轴。外燃机可以代替内燃机来使用。而且，电动马达等也可以代替发动机1000来使用。
变速器2000通过建立所期望的速比来将曲轴的速度改变到所期望的速度。变速器2000的输出齿轮与差速齿轮5000啮合。变速器2000也可以是CVT，其中使用皮带和一对带轮来代替行星齿轮单元3000。变速器2000也可以是自动MT(手动变速器)。下面将详细描述液压回路4000。
驱动轴6000通过花键配合等耦合到差速齿轮5000。动力通过驱动轴6000传递到左右前轮7000。
ECU 8000基于从车速传感器(未示出)、换档手柄位置开关(未示出)、和加速踏板开度传感器(未示出)等等输出的信号以及存储在ROM(只读存储器)中的图和程序，来控制各个设备，以使得车辆按需要行驶。
现在将参考图2来描述液压回路4000。液压回路4000包括阀体4100、滤清器4200、油泵4300、以及油冷却器4500。阀体4100设置在安装到变速箱2002下部的油盘2004中。存储在油盘2004中的工作油通过阀体4100供应到行星齿轮单元3000的各个摩擦啮合设备。
滤清器4200安装到阀体4100的下部。存储在油盘2004中的工作油从滤清器4200供应到阀体4100中，之后油泵4300使其循环通过液压回路4000，并随后返回到油盘2004。
油泵4300耦合到发动机1000的曲轴(未示出)。当曲轴旋转时，其驱动油泵4300，油泵4300产生工作油的液压。
储油器4400安装到变速箱2002的上部，位于油盘2004中工作油液面(即工作油表面)之上。油冷却器4500安装到变速箱2002之外。在液压回路4000内循环的工作油通过供油通路4502从阀体4100供应到油冷却器4500。供应到油冷却器4500的工作油通过与发动机1000的冷却剂或空气进行热交换而被冷却。这样被冷却的工作油随后从油冷却器4500通过排油通路4504返回到阀体4100。当工作油的温度(即工作油温度)高于预定温度时，控制阀4600允许已从油冷却器4500返回到阀体4100的工作油流出到储油器4400中。当工作油温度低于预定温度时，工作油回到油盘2004中滤清器4200附近。
将参考图3来进一步描述液压回路4000。控制阀4600包括排出端口4602、第一弹簧4604和第二弹簧4606。排出端口4602连通到油盘2004，以使得工作油从排出端口4602流出到油盘2004中。
第一弹簧4604是形状记忆弹簧，其具有根据工作油温度而变化的弹性模量。控制阀4600根据第一弹簧4604和第二弹簧4606的作用力的平衡来操作。当工作油温度在预定温度之上时，第一弹簧4604的作用力大于第二弹簧4606的作用力，导致控制阀4600转换到图3左边所示的位置。在此位置中，排油通路4504和储油器4400之间的连通被打开。结果，由油冷却器4500冷却的工作油从油冷却器4500供应到储油器4400，而非排出到油盘2004中。
当工作油温度低于预定温度时，第二弹簧4606的作用力强于第一弹簧4604的作用力，导致控制阀4600转换到图3右边所示的位置。在此位置中，排油通路4504和储油器4400之间的连通被关闭，而排油通路4504和排出端口4602之间的连通被打开。结果，由油冷却器4500冷却的工作油回到油盘2004，而不供应到储油器4400。
旁通阀4700连接到供油通路4502。该旁通阀4700包括弹簧4702。弹簧4702是形状记忆弹簧，其具有根据工作油温度而变化的弹性模量。当工作油温度低于预定温度时，弹簧4702的载荷(作用力)小，使得旁通阀4700由于从阀体4100中的锁止中继阀(未示出)供应到供油通路4502的工作油的液压而打开。当旁通阀4700打开时，供油通路4502内的工作油从旁通阀4700直接排出到油盘2004中滤清器4200附近。
当工作油温度高于预定温度时，弹簧4702的作用力增加。当这发生时，工作油在由弹簧4702的作用力所确定的压力下供应到油冷却器4500。
孔4800设置在供油通路4502中的油冷却器4500和旁通阀4700之间。孔4800增大了供油通路4502中的管路阻力，使得当旁通阀4700打开并且工作油温度等于或小于预定温度时，供应到油冷却器4500的工作油的流率降低，并且从旁通阀4700排出到油盘2004的工作油的流率增大。
现在将描述根据本发明示例性实施例的工作油调整设备基于以上结构的操作。
当工作油温度低于预定温度时，从锁止中继阀供应到供油通路4502的工作油绕开油冷却器4500和控制阀4600，并从旁通阀4700排出到油盘2004中。结果，当工作油的温度低时，工作油被排出到油盘2004中滤清器4200附近，而不被供应到油冷却器4500，这使得可以抑制油盘2004中工作油液面的下降。这使得可以减少所使用的工作油的量，由此使得重量和成本可以减少。而且，因为工作油不被供应到油冷却器4500，所以工作油的温度能够快速增加到合适温度。
当工作油温度高于预定温度时，旁通阀4700关闭，使得供油通路4502内的工作油被供应到油冷却器4500，在该处其被冷却。如果已由油冷却器4500冷却的工作油的温度等于或大于预定温度，则该工作油被控制阀4600供应到储油器4400。结果，因为工作油被保留在储油器4400中，所以油盘2004内的工作油液面将不会不必要地增加。因此，抑制了工作油从设置在变速箱2002的上部中的通气孔(未示出)溅出，于是避免了使油盘2004很深的需要。结果，变速器2000可以被制造得更小。
在本示例性实施例中提升阀被用作控制阀4600和旁通阀4700，但是滑阀可以代替来使用。而且，在本示例性实施例中，第一弹簧4604和第二弹簧4606是形状记忆弹簧，但是作为替代它们可以是双金属片弹簧。
如上所述，根据本示例性实施例的工作油调整设备包括控制阀，其允许工作油在工作油温度高于预定温度时流出到储油器中；和旁通阀，其允许工作油在工作油温度低于预定温度时绕开油冷却器和控制阀而流出到油盘中。结果，当工作油温度低于预定温度时，就允许工作油流出到油盘中，以抑制工作油液面的降低。此外，当工作油温度高于预定温度时，就允许工作油流出到储油器中，以抑制工作油液面变得比所需要的高。
本发明可以以其他具体形式实现，而不偏离其精神或实质特性。因此这些实施例应该在所有方面都看作说明性而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而非以上说明来指示，并因此在权利要求的等同物意义和范围内的所有变化都认为被包含在其中。
权利要求
1.一种用于液压设备的工作油调整设备，包括油盘(2004)，工作油存储在所述油盘中；储油器(4400)，工作油存储在所述储油器中并且所述储油器位于与所述油盘(2004)不同的位置处；油冷却器(4500)，用于冷却工作油；供油通路(4502)，所述供油通路连接到所述油冷却器(4500)，并且供应到所述油冷却器(4500)的工作油流动通过所述供油通路；排油通路(4504)，所述排油通路连接到所述油冷却器(4500)，并且从所述油冷却器(4500)排出的工作油流动通过所述排油通路；控制阀(4600)，所述控制阀连接到所述排油通路(4504)，并允许所述排油通路(4504)内的工作油根据所述工作油的温度而流出到所述油盘(2004)和所述储油器(4400)中的至少一个中；和旁通阀(4700)，所述旁通阀连接到所述供油通路(4502)，并允许所述供油通路(4502)内的工作油根据所述工作油的温度来绕开所述油冷却器(4500)和所述控制阀(4600)而流出到所述油盘(2004)中。
2.如权利要求1所述的工作油调整设备，还包括在所述油冷却器(4500)和所述旁通阀(4700)之间设置在所述供油通路(4502)中的孔(4800)。
3.如权利要求1或2所述的工作油调整设备，其中所述旁通阀(4700)包括操作装置，所述操作装置用于操作以使得当所述工作油的温度低于预定温度时，所述供油通路(4502)内的所述工作油绕开所述油冷却器(4500)和所述控制阀(4600)并流出到所述油盘(2004)中。
4.如权利要求3所述的工作油调整设备，其中所述操作装置是形状记忆弹簧。
5.如权利要求3所述的工作油调整设备，其中所述操作装置是双金属片。
6.如权利要求1或2所述的工作油调整设备，其中所述控制阀(4600)包括操作装置，所述操作装置用于操作以使得当所述工作油的温度高于预定温度时，所述排油通路(4504)内的所述工作油流出到所述储油器(4400)中。
7.如权利要求6所述的工作油调整设备，其中所述操作装置是形状记忆弹簧。
8.如权利要求6所述的工作油调整设备，其中所述操作装置是双金属片。
9.如权利要求1所述的工作油调整设备，其中所述液压设备是变速器(2000)。
全文摘要
本发明公开了一种液压设备的工作油调整设备。液压回路(4000)包括控制阀(4600)，其在工作油的温度高于预定温度时，允许已通过油冷却器(4500)的工作油流出到储油器中；和旁通阀(4700)，其在工作油的温度低于预定温度时，允许工作油绕开所述油冷却器(4500)和所述控制阀(4600)而流出到油盘中。
文档编号F01M11/02GK1673495SQ20051005882
公开日2005年9月28日 申请日期2005年3月28日 优先权日2004年3月26日
发明者菅原昭夫, 宫田英树, 森濑胜, 安田勇治 申请人:丰田自动车株式会社