专利名称：车用自动变速器的供油系统、包括其的自动变速器和车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于车辆的自动变速器的供油系统，包括该供油系统的自动变速器和 车辆。
背景技术：
车辆的自动变速器需要加压的油从而致动自动变速器的变速机构和离合器。自动 变速器可包括供油系统，该供油系统包括用于供给加压的油的油泵。一般地，油泵通过车辆 驱动器而采用机械方式被驱动。如果车辆驱动器是内燃机，那么油泵可被曲柄轴驱动。在油泵以机械的方式被曲柄轴驱动的系统中，在导致曲柄轴转动的发动机初始启 动和以足够转数(rpm)(转/分)旋转并驱动机械泵从而将油以足以致动离合器的压力供 给至自动变速器并允许车辆向前移动之间存在延迟。US2009/0118878A1公开一种车用供油系统，包括用于具有自动变速器的混合电动 车辆的机械驱动油泵以及外部电动驱动油泵。该外部电动驱动油泵能够在初始启动以及车 辆行驶期间使用。在车辆停止之后的快速启动情况下，该系统可通过优选地将足够量的油 供给至变速器和发动机离合器而提供更快速地响应。但是，使用额外的外部电动驱动油泵具有下述劣势，由于外部油泵与供油系统之 间的额外连接，这一添加的部件增加了供油系统的复杂性。该添加的部件也增加了供油系 统的尺寸。因此，需要提供一种用于自动变速器的供油系统，其中，能够更简单并且更紧凑地 容纳电动泵。
发明内容
本申请提供一种用于车辆的自动变速器的供油系统，包括阀体和电动油泵。该阀 体容纳多个液压控制阀从而控制自动变速器的主压，变矩器和换档，该阀体与油底壳流体 连通。该电动油泵由电源驱动并且用以经由多个液压控制阀将油泵送进入自动变速器。根 据本发明，该电动油泵定位在阀体中或在油底壳中。将电动油泵布置在阀体或油底壳这一结构实现了一种紧凑的供油系统并且不需 要在电动油泵周围设置额外的壳体，也不需要在外部电动油泵的壳体与阀体和/或自动变 速器之间延伸的额外回路元件。该电动油泵可定位在阀体或油底壳中已经存在的储油室 中，使得不需要额外的导管将泵连接至供油系统。该电动油泵可采用任何设计。在一些实施例中，电动油泵采用US6，350，108或US 5，145，3 中公开的类型，上述两篇文档的完整内容通过引用的方式结合于此。这些类型的 电驱动泵包括壳体，具有内齿外部泵齿轮，以及环绕内齿齿轮的定子绕组。该内齿齿轮与外 齿内部泵齿轮啮合，使得当外部泵齿轮旋转时，内部泵齿轮与外部泵齿轮的相互啮合趋向 于将低压流体抽吸进入泵，在内部泵齿轮与外部泵齿轮之间的截获容积(trapped volume) 中对该流体加压，并且将加压的油从泵的出口排出。
在一项实施例中，该电动油泵水平地定位在阀体或油底壳中。该结构使得电动油 泵能够定位在阀体或油底壳的储油腔中，即使在车辆的移动使得储油腔的水平位偏离于完 全水平的情况下。在一项实施例中，当车辆的车辆驱动器被停止时，该电动油泵是可致动的。驱动该 电动油泵的电源可独立于车辆驱动器进行操作，以便在车辆驱动器被停止时致动该电动油 泵。这使得电动油泵能够在车辆驱动器启动之前将加压的油供给至自动变速器。这使得车 辆能够比可由车辆驱动器直接地驱动的油泵实现的启动更快速地进行初始启动。在另一实施例中，当车辆的车辆驱动器空载时，该电动油泵是可致动的。当车辆静 止并且车辆驱动器不向变速器供给扭矩时该车辆驱动器空载。例如，在交通堵塞时会发生 多次空载停止。在空载停止期间，电源可被致动从而驱动电动油泵，使得加压油可被输送至 离合器，诸如自动变速器的双离合器或变矩器，并且与采用由车辆驱动器直接地驱动的泵 而可实现的情况相比，允许车辆启动并更快速地向前移动。本申请的供油系统可用于道路车辆的自动变速器的停止和启动系统，从而在驾驶 员已经压下油门踏板之后提供快速地响应。该电动油泵可用以以致动离合器机构和/或变速机构所需的压力供给油，该离合 机构诸如变矩器或双离合器，这使得变速器能够从空档换挡到驱动挡。该电动油泵可以被 构造成仅以致动离合器机构所需的压力供给油，因此，仅在车辆驱动器启动时或车辆从空 载停止起步时供给油。在这一实施例，该供油系统可包括诸如机械泵的额外的泵，它由车辆 的车辆驱动器驱动。该机械油泵可用于一旦车辆驱动器已经启动则将加压油供给至自动变 速器ο可替代地，该电动泵可被构造成以不仅在初始启动时致动离合器所需的压力供给 油，而且致动该自动变速器的进一步的离合器所需的压力供给油，从而能够改变自动变速 器的档位。在这一实施例中，该供油系统可仅仅包括电动油泵，不包括进一步的电动油泵或 机械油泵。在该供油系统进一步包括由车辆驱动器驱动的机械油泵的实施例中，该机械油泵 可以被构造成将油供给至多个液压控制阀并且被构造成致动该离合器机构从而致动该变 速机构。该车辆驱动器可以是内燃机，诸如火花点火发动机或柴油发动机。但是，该车辆驱 动器可以是由例如电池或燃料电池驱动的电动驱动器。如果存在机械油泵的话，该机械油泵可定位成与自动变速器的输入轴的轴线同轴 或者偏离该自动变速器的输入轴的轴线。该机械油泵的位置可根据可用的空间进行选择。本申请也提供一种用于车辆的自动变速器，包括输入轴，变速机构，离合器机构， 输出轴和根据上述其中一个实施例所述的供油系统。该自动变速器也包括用以驱动该电动 油泵的电源。当电源驱动该泵时，该电动油泵被构造成经由容纳在阀体中的多个液压控制 阀将油供给至变速机构和离合器机构。该电源可独立于主车辆驱动器诸如内燃机进行操作，从而使得在主车辆驱动器停 止或空载停止时加压油能够供给至自动变速器，从而实现具有快速响应的自动变速器用停 止和启动系统。该离合器机构可以是将扭矩从发动机传递至变速器或者使发动机从变速器脱离的变矩器或双离合器。双离合器可配置以使得第一离合器被致动从而致动奇数挡位，而第 二离合器被致动从而致动偶数挡位。本申请也提供包括根据上述实施例所述的自动变速器的车辆。该车辆还可包括车 辆驱动器，该车辆驱动器可被构造成驱动机械油泵，如果后者存在的话。在一项实施例中，该车辆是道路车辆，该车辆驱动器是内燃机，诸如火花点火发动 机或柴油发动机。总体来说，本申请提供一种供油系统，用于将加压油供给至车辆的自动变速器，其 包括可水平定位在油底壳或阀体中的电动油泵。该电动油泵由电源驱动，该电源独立于诸 如内燃机的主车辆驱动器操作。因此，该电动泵可用于当车辆驱动器停止或空载停止时将 油压供给至自动变速器，从而实现停止和启动系统中的快速响应。电动油泵定位在油底壳 或阀体中能够实现一种紧凑的系统。如果该电动油泵直接地定位在阀体或油底壳中的储油腔，那么能够避免使用额外 的导管将电动油泵连接至供油系统。这减小了供油系统的回路的连接件的数量并且减少了 可能的泄漏位置。
现在将参照
实施例。图1示出根据第一实施例的自动变速器的供油系统，图2示出根据第二实施例的自动变速器的供油系统，以及图3示出图1和2的供油系统中使用的电动泵。附图标记
1供油系统
2自动变速器
3输入轴
4变速机构
5离合器机构
6输出轴
7阀体
8油底壳
9电动油泵
10电动油泵的电源
11液压控制阀
12过滤器
13机械油泵
14电动泵
15内部泵齿轮
16外部泵齿轮
17定子
18极件
19 永磁体20 绕组
具体实施例方式图1示出根据第一实施例的未示出的车辆的自动变速器2的供油系统1的示意 图。自动变速器2包括由车辆驱动器驱动的输入轴3，该车辆驱动器诸如火花点火发 动机或柴油发动机。自动变速器2也包括变速机构4和采用变矩器形式的离合器机构5，其 将输入轴3连接至输出轴6并且将扭矩从输入轴3传递至输出轴6。自动变速器2包括多 个档位，例如5至8个前进档位。供油系统1包括阀体7，其容纳总地由11标识的多个液压控制阀，它们布置成通过 将加压的油供给至变速机构4而执行自动变速器2的变速。这些阀配置成指令不同档位。 阀体7也控制主压力并且将加压的油供给至变矩器5。阀体7与油底壳8流体连通。供油系统1还包括由电源10驱动的电动油泵9。电动油泵9被布置和构造成经由 多个液压控制阀11将油泵送入自动变速器2。在图1所示的实施例中，电动油泵9定位在 阀体10中。尤其地，电动油泵9在阀体7中水平地定位。如这里所使用的，“水平地”指代 大体平行于车辆底部的方向。电动油泵9定位在供油系统1的回路中、过滤器12的上游，该过滤器12在这一实 施例中定位在油底壳8中。电动油泵9被构造成通过过滤器12将加压的油供给至液压控 制阀11和变矩器5，并也进入自动变速器2的变速机构4。电源10能够独立于车辆驱动器例如内燃机工作，并且可用于当发动机停机或当 发动机怠速时驱动电动油泵9。因此，电源10能够驱动电动油泵9以将加压的油供给至自 动变速器2，同时使内燃机停止或处于怠速停止。供油系统1还包括由内燃机驱动的机械油泵13。在这一实施例中，机械油泵13定 位成与自动变速器2的输入轴3同轴。在其他未示出的实施例中，机械油泵可定位成偏离 于输入轴3。一旦车辆驱动器以足够的速度旋转从而驱动机械油泵13使得其以足够用于自动 变速器的变速机构和离合器的压力供给油，机械油泵13可用于代替电动油泵9。如果车辆处于怠速停止并且车辆应当被向前驱动，例如，响应于驾驶员压下油门 踏板，那么电源10可被致动从而驱动电动油泵9以将加压的油供给至自动变速器2从而使 得变矩器5能够被致动并且使得车辆能够向前移动。与使用直接由发动机驱动的机械油泵13的情况相比，变矩器5的致动能够通过使 用电驱动的电动油泵9而更快速地执行，这是因为发动机需要短时间来足够快速地旋转从 而驱动机械油泵13以供给所需的油压。因此，图1所示的供油系统1可使用在自动变速器 的停止和启动系统中，从而降低压下油门与车辆运行之间的延迟。图2示出根据第二实施例的自动变速器2的供油系统1。该自动变速器2包括与 第一实施例相同的许多特征，它们都是用相同的附图标记示出，但是不再进行详细地描述。在第二实施例的供油系统1中，电动油泵9定位在油底壳8中，而不是如同第一实 施例那样定位在阀体7中。电动油泵仍然水平地定位。在第二实施例中，油被抽出，首先通过过滤器12，然后进入电动油泵9，之后，加压的油被输送至自动变速器2。根据第二实施例的供油系统1也包括由内燃机驱动的机械油泵13。如同在第一实 施例中，一旦车辆驱动器以足以驱动机械油泵13的速度旋转使得其以足够用于自动变速 器2的变速机构4的压力供给油，可使用机械油泵13来代替电动油泵9。图3示出可用作图1和2所示的供油系统1的电动油泵9的电动泵14。US 6，350，108和US 5，145，329中公开的这种类型的电动泵适用作图1和2所示的供油系统1 中的电动油泵9。电动泵14包括外部形成齿部的内部泵齿轮15和内部形成齿轮的外部泵齿轮16， 该外部泵齿轮16偏心地设置从而与内部泵齿轮15进行相对旋转。该内部泵齿轮15和外 部泵齿轮16设置在由具有入口和出口的壳体限定的腔中。外部泵齿轮16可被视作电动机的转子。这一电动机的定子17集成在泵壳体中并 且包括沿周向间隔的多个极件18，每个极件具有电连接至电驱动线路10的绕组20。外部 泵齿轮16的外表面包括交替极化的多个永磁体19。当绕组20通过电驱动线路10而被电气供能时，由于永磁体19与定子17的绕组 20和相关磁性结构18之间的磁性相互作用，致使永磁体19随着外部泵齿轮16旋转。外部 泵齿轮16与内部泵齿轮15的相互啮合通过入口抽吸低压流体，将其在内部泵齿轮15与外 部泵齿轮16之间的截获容积中加压并且将加压流体通过出口排出，由此其被导引进入液 压控制阀11来致动自动变速器系统2的离合器。电动泵14可定位在图1和2所示的供油系统1的油底壳8或阀体7中。
权利要求
1.一种用于车辆的自动变速器O)的供油系统(1)，该系统包括阀体(7)，该阀体容纳多个液压控制阀(11)从而控制自动变速器O)的主压，变矩器 (5)和换档，所述阀体(7)与油底壳(8)流体连通，以及电动油泵(9)，该电动油泵由电源(10)驱动从而经由所述多个液压控制阀(11)将油泵 送进入所述自动变速器0)，其中，所述电动油泵(9)定位在所述阀体(7)中或在油底壳(8)中。
2.根据权利要求1所述的供油系统，其中，所述电动油泵(9)水平地定位。
3.根据权利要求1或2所述的供油系统(1)，其中，当车辆的车辆驱动器被停止时，所 述电动油泵(9)是可致动的。
4.根据权利要求1或2所述的供油系统(1)，其中，当车辆的车辆驱动器空载时，所述 电动油泵(9)是可致动的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的供油系统(1)，其中，所述电动油泵(9)被构造 成以致动所述变速机构所需的压力供给油。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的供油系统(1)，还包括由车辆驱动器驱动的机 械油泵(13)，用于将油供给至所述多个液压阀(11)。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的供油系统(1)，其中，所述车辆驱动器是内燃机。
8.根据权利要求6或7所述的供油系统(1)，其中，所述机械油泵(1 定位成与所述 自动变速器⑵的输入轴⑶的轴线同轴。
9 根据权利要求6或7所述的供油系统(1)，其中，所述机械油泵(13)定位成偏离所 述自动变速器⑵的输入轴⑶的轴线。
10.一种用于车辆的自动变速器O)，包括 输入轴⑶，变速机构⑷， 离合器机构(5)， 输出轴(6)，根据权利要求1至9中任一项所述的供油系统(1)，以及 用以驱动所述电动油泵(9)的电源(10)，其中，当所述电源(10)驱动所述电动油泵(9)时，所述电动油泵(9)用以经由多个液 压控制阀(11)将油供给至所述变速机构(4)和所述离合器机构(5)。
11.根据权利要求10所述的自动变速器，其中，所述离合器机构(5)是变矩器或双离合
12.一种包括根据权利要求10或11所述的自动变速器O)的车辆。
13.根据权利要求12所述的车辆，还包括用以驱动机械油泵(1 的车辆驱动器。
14.根据权利要求13所述的车辆，其中，所述车辆驱动器是内燃机。
15.根据权利要求1至9中任一项所述的供油系统(1)在车辆的停止和启动系统中的 用途。
全文摘要
一种用于车辆的自动变速器(2)的供油系统(1)设置成包括阀体(7)和电动油泵(9)。阀体(7)容纳多个液压控制阀(11)从而控制主压，变矩器和自动变速器的换档。所述阀体(7)与油底壳(8)流体连通。该电动油泵(9)由电源(10)驱动并且用以经由所述多个液压控制阀(11)将油泵送进入所述自动变速器(2)。所述电动油泵(9)定位在所述阀体(7)中或在油底壳(8)中。
文档编号F16H61/40GK102080723SQ20101056968
公开日2011年6月1日 申请日期2010年12月1日 优先权日2009年12月1日
发明者艾塔克.德米尔 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司