CN1945063A

CN1945063A - 自动变速器

Info

Publication number: CN1945063A
Application number: CN200610142069.3A
Authority: CN
Inventors: 森濑胜
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-10-03
Filing date: 2006-10-08
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2026-10-08
Also published as: DE102006046850B4; JP2007100795A; DE102006046850A1; US7624660B2; CN100501198C; JP4619257B2; US20070078036A1

Abstract

一种自动变速器(2)，它具有液压供应单元(5)，该液压供应单元与齿轮系(4)一起布置于箱体(9)内，该液压供应单元根据液压流体供应的液压而切换齿轮系(4)的档位状态(传动比)；另外该自动变速器还具有控制单元(6)，它电动地控制液压供应单元。控制单元(6)布置于箱体(9)内，并可分离地连接于液压供应单元(5)上。一个用于临时存放供应给齿轮系(4)的液压流体、并用所存放的液压流体冷却控制单元(6)的存储部分(63)也布置于箱体(9)内。

Description

自动变速器

技术领域

本发明涉及一种可安装于车辆等上的自动变速器。

背景技术

除了形成用于传递动力的齿轮系的多个齿轮外，自动变速器还具有液压供应单元，该液压供应单元利用液压来切换齿轮速比，另外还设置有控制单元，该控制单元根据车辆的行驶状态而控制液压供应单元的电磁阀。液压供应单元位于自动变速器的箱体内，而控制单元由于具有多个电子部件，通常位于箱体外侧。

使液压供应单元和控制单元彼此相距一段距离，其中一个位于箱体内，另一个位于箱体外，这样增加了电气连接两者的信号线的长度。由于例如噪声等的权重，随着信号线长度的增大，控制信号的可靠性就会降低。

因此可以想到，通过将控制单元和液压供应单元一起放置在自动变速器的箱体内，可以使连接液压供应单元和控制单元的信号线变得更短。

但是，这种结构的问题是，当控制单元自身产生热量时，由于齿轮系等其它部件的热辐射和箱体内的热量积累，使得控制单元里的元器件的温度可能超出可允许的温度。这样，控制单元的可靠性就会降低。

发明内容

因此，考虑到上述的情形，本发明旨在提供一种自动变速器，它能够抑制控制单元的温度上升，同时保持液压供应单元和控制单元之间的良好电气连接。

根据本发明的自动变速器具有液压供应单元，它与齿轮系一起位于箱体内，并根据液压流体的液压供应而切换齿轮系的档位状态(齿轮速比)，该自动变速器还具有电动地控制液压供应单元的控制单元。在箱体内还设置有存储部分，它临时存放供应给齿轮系的液压流体，并用所存放的液压流体对控制单元进行冷却。

根据这种结构，控制单元位于自动变速器的箱体内，并可分离地与液压供应单元连接在一起，从而无需使用连接液压供应单元和控制单元的信号线。这样，就避免了其他情况下所需要的长信号线的问题。另外，供应给齿轮系的液压流体被临时存放在箱体内的存储部分中，可对控制单元进行冷却。这样，就可以防止控制单元的温度上升，同时保持液压供应单元和控制单元之间的良好电气连接。

在上述的结构中，用于从箱体外***控制单元的通孔和用于引导控制单元***箱体的引导部分可形成于箱体上，而存储部分可以形成于该引导部分上。

根据这种结构，引导控制单元***的引导部分也可以用作供应液压流体的存储部分，从而可以避免另外增加存储部分而导致自动变速器的尺寸增加。

另外在上述的结构中，存储部分可以形成于控制单元机壳的外表面上。

根据这种结构，由于存储部分是形成于控制单元机壳的外表面上，在机壳内的控制单元可以很好地被存放在存储部分中的液压流体所冷却。

在上述的结构中，该自动变速器还可以具有冷却液压流体的机油冷却器，它位于箱体外，由机油冷却器所冷却的液压流体中至少有一部分在经过存储部分的存放后被供应给液压供应单元。

根据这种结构，由机油冷却器冷却到一个较低温度的液压流体在被供应给液压供应单元之前被存放于存储部分中。因此，在液压流体由于自动变速器工作而产生的热量导致温度升高之前输送，可以使存储部分的冷却功能保持较高的水平。

当液压流体受热，例如由于自动变速器工作而产生的摩擦热等而使得液压流体的温度升高时，由于液压流体的热膨胀，机油盘中的液压流体面会升高。因此，若液压流体的温度变得过高，机油盘中的液压流体的表面高度就不能够保持在适当的范围内。

因此在上述的结构中，存储部分应具有一个计量阀，它可以将存放在存储部分中的液压流体排出到机油盘中，该计量阀是温度敏感阀，它的开度受到温度变化的调节，例如，存储部分中的液压流体温度越高，就会有越少的液压流体排出。

根据这种结构，计量阀的开度相应于液压流体的温度而自动受到调节，使得当液压流体温度越高，排放到机油盘中的液压流体量越少。因此，液压流体温度越高，机油盘中的液压流体净含量越少。这样，即使液压流体有较大程度的热膨胀，机油盘中的液压流体的表面高度仍然可以维持在适当的范围内。

另外在上述的结构中，计量阀可以由一种形状记忆合金组成，并且是一种温度敏感阀，其开度根据存储部分中的液压流体温度而变化。根据这种结构，存储部分中的计量阀可以用一种简单的结构实现。

附图说明

本发明上述以及进一步的目的、特点和优点将会从下面结合附图对优选实施例的说明中体现，其中在这些附图中，相同的数字用于表示相同的部件，其中：

图1是示意性地描述根据第一个实施例的自动变速器及其周边装置的结构的框图；

图2是根据第一个实施例的自动变速器的剖视图；

图3A和3B是根据第一个实施例的计量阀的剖视图；

图4是根据第二个实施例的自动变速器的剖视图；

图5是显示计量阀的修改示例的剖视图。

具体实施方式

在下述的说明中，将针对优选实施例而详细对本发明进行说明。

下面，将结合图1至图3对根据本发明第一实施例的自动变速器进行说明。

图1是示意性地描述用于车辆的自动变速器以及周边装置的结构的框图。

如图所示，发动机1和自动变速器2安装在车辆上。自动变速器2包括变矩器3，它与发动机1的输出轴连接；齿轮系4，它与变矩器3的输出轴连接；液压供应单元5，它根据液压流体的液压供应而切换齿轮系4的档位状态(传动比)；以及控制单元6，它根据车辆的行驶状态和发动机的工作状态而控制液压供应单元5的液压供应。液压供应单元5包含多个电磁阀51，如调节阀。控制单元6通过切换电磁阀51的开关状态而控制从液压供应单元5到变矩器3和齿轮系4的液压供应。变矩器3、齿轮系4、液压供应单元5和控制单元6均安装在由齿轮箱7和机油盘8组成的箱体9内。另外，该控制单元包括多个电子部件，它们被安置在树脂机壳61内，以防止被液压流体弄脏。

同时，用于冷却液压流体的机油冷却器10位于箱体9外。有两条管道用于连接冷却器10和自动变速器2内的液压供应***。其中一条管道为进液道11，用于将高温的液压流体引入到机油冷却器10中，另外一条管道为回流道12，用于将已经被机油冷却器10冷却的液压流体排回到自动变速器2中。

下面将结合图2来说明箱体9内的液压供应单元5和控制单元6的布置，图2显示了自动变速器2的横剖结构。

如图2所示，液压供应单元5包括位于齿轮系4一侧的上机体52和位于机油盘8一侧的下机体53。控制单元6位于液压供应单元5的上方。安放控制单元6的机壳61包括包围整个控制单元6的外壳部分62，位于该外壳部分62外表面的存储部分63，以及从该外壳部分62向上和向下延伸的连接部分65a和65b。如图2所示，存储部分63形成为使得将外壳部分62的整个***包住。在外壳部分62的外壁和存储部分63的内壁之间形成有环状凹槽部分64。由机油冷却器10冷却的液压流体经过回流道12并进入到存储部分63中，即进入到凹槽部分64中。然后，当自动变速器2工作时，控制单元6就会被供应到存储部分63中的液压流体所冷却。存储部分63的高度优选地等于或大于控制单元6的高度。理想地，两者的位置关系为，整个控制单元6刚好适合存储部分63所形成的区域。

在齿轮箱7内形成有通孔71，连接器13从齿轮箱7外***到该通孔71内。其中连接部分65a的一端***到该连接器13内，使控制单元6与发动机1和自动变速器2等内部的各种传感器的信号线14产生电气连接。

另一个连接部分65b可分离地与在上机体52和下机体53之间延伸的信号线54的接头55接合，使控制单元6与液压供应单元5的电磁阀51等产生电气连接。

在齿轮箱7的上部形成有回流口72，它与存储部分63的凹槽部分64对应。回流道12连接至回流口72上。因此，由机油冷却器10所冷却的液压流体经过回流口72而回到自动变速器2中。此时，冷却的液压流体通过回流口72而直接流入到存储部分63中。

在存储部分63的底部形成有排出口66，用于将存储部分63中的液压流体排出到机油盘8中。在该排出口66中设置有计量阀67，该计量阀67用于根据计量阀67的开度来调节通过排出口66排出的液压流体量。该计量阀67是一个温度敏感阀，其开度自动地根据液压流体的温度变化而改变，使得存储部分63中的液压流体温度越高，排出的液压流体越少。

下面将结合图3A和3B来说明该计量阀67。图3A和3B显示了该计量阀67的剖面结构。图3A显示了液压流体温度低时的计量阀67，而图3B显示了液压流体温度高时的计量阀67。

如图3A所示，阀盖68形成在存储部分63的底部上，覆盖排出口66。在阀盖68的斜上部形成有连通阀盖68内外的流入孔。存储部分63中的液压流体通过该流入孔69而流入到阀盖68内。此外，在阀盖68内设置有用于调节排出口66开关状态的阀体80。该阀体80通常为柱形，并且在其上端部分形成有法兰81。阀体80的下端部分为向下的锥形。

而且，在法兰81和阀盖68内壁的上部之间设有弹簧82。同样，在法兰81和阀盖68内壁的下部之间设有弹簧83。因此，阀体80被弹簧82向下压，被弹簧83向上顶。阀体80保持在弹簧82和83各自向上和向下的弹簧力平衡的位置上。在上述两弹簧82和83中，设置在法兰81和阀盖68内壁上部之间的弹簧82由一种形状记忆合金形成，高温时膨胀，低温时收缩。

下面将说明计量阀67的工作原理。当存储部分63中的液压流体温度低时，其影响(即，降低)弹簧82的温度。此时，弹簧82相应地收缩，使得弹簧82向下压阀体80的力比起高温时要小。这样，阀体80就基本处于阀盖68内表面上部与存储部分63顶面之间的中部，如图3A所示。因此，阀体80不能关闭排出口66，从而使液压流体能够通过排出口66回到机油盘8中。

另一方面，当存储部分63中的液压流体温度高时，其影响(即，增加)弹簧82的温度。此时，弹簧82相应地膨胀，使弹簧82向下压阀体82的力比起低温时要大。这样，阀体80就落到比温度低时更低的一个位置上，从而减少通过排出口排出的液压流体量。当温度进一步升高，阀体80进一步下降，并完全关闭排出口66，如图3B所示。

上述实施例能够获得以下的效果。

(1)控制单元6位于自动变速器2的箱体9内，并可分离地连接于液压供应单元5，从而无需使用连接液压供应单元5和控制单元6的信号线。这样就避免了使用长信号线的问题。另外，供应给齿轮系4的液压流体临时存放在箱体9内的存储部分63中，从而使控制单元6可被液压流体所冷却。这样，就可以防止控制单元6的温度上升，同时保持了液压供应单元5和控制单元6之间的良好电气连接。

(2)存储部分63形成在包围控制单元6的外壳部分62的***表面上，使得存储部分63中的液压流体能够尽可能与容纳在机壳61内的控制单元6接近。这样，控制单元6能被液压流体良好地冷却。

(3)由机油冷却器10冷却而温度下降的液压流体在流到液压供应单元5前，先存放在存储部分63中。因此，在液压流体由于随着自动变速器2工作而产生热使得温度升高之前供应该液压流体，可以使存储部分63的冷却功能维持在较高的水平。

(4)当由于自动变速器2工作而产生的摩擦热等使液压流体受热并且温度上升时，由于液压流体的热膨胀，机油盘8液压流体面升高。因此，如果液压流体温度变得过高，机油盘8的液压流体面高度将不能维持在适当的范围内。

考虑到这点，根据本实施例，当液压流体温度较高时，调节计量阀67的开度从而减少排放到机油盘8上的液压流体量。因此，液压流体温度越高，机油盘8中的液压流体净含量越少。这样，即使液压流体出现较大程度的热膨胀，机油盘8的液压流体面高度仍然能保持在适当的范围内。

下面将结合图4而说明根据本发明第二个实施例的自动变速器。本实施例与第一个实施例的不同之处有两点。第一，用于从箱体外***控制单元的通孔和用于在***时引导控制单元的引导部分形成于变速箱内。第二，用于临时存放液压流体的存储部分形成于引导部分上。

下面，将主要集中于上述与第一个实施例不同的两点而说明第二个实施例。齿轮系4和液压供应单元5的结构与上述第一个实施例中的相同。

如图4所示，通孔171形成于齿轮箱107上，装有控制单元106的机壳161从齿轮箱107外***到该通孔171中。法兰162形成于机壳161上，并固定在齿轮箱107的***表面上。控制单元106包含多个电子部件。发动机1和自动变速器2中的各种传感器的信号线14连接至该机壳161的一端上，使信号线14和控制单元106发生电气连接。

而且，在机壳161另一端上设置有连接部分163。该连接部分163可分离地与上机体52和下机体53之间的信号线54的接头55连接，从而使控制单元106与液压供应单元5的电磁阀51等发生电气连接。机壳161由整块树脂形成。

在齿轮箱107上形成通孔171的部分中有一个用于在***机壳109时引导控制单元106的引导部分172，如图4所示。如图所示，在该引导部分172的***形成有一个存储部分173，从而包围引导部分172的整个***。在引导部分172的外壁与存储部分173的内壁之间形成有环状凹槽部分174。由机油冷却器10冷却的液压流体经过回流道12并流入到存储部分173中，即流入到凹槽部分174中。当自动变速器2工作时，控制单元106由供应到存储部分173中的液压流体所冷却。因此，存储部分173形成在机壳161垂直方向上对应控制单元106的位置上。存储部分173的高度优选为等于或大于控制单元106的高度。理想地，两者的位置关系为，整个控制单元6刚好适合存储部分63所形成的区域。

另外，如同第一实施例，在存储部分173的底部形成有一个用于将存储部分173中的液压流体排出到机油盘108上的排出孔175，在该排出孔175中设有一个计量阀176。

上述的实施例能够获得以下的效果。

引导部分172有助于在控制单元106与液压供应单元5连接时对齐控制单元106，从而使两者更加容易连接。引导部分172还能作用供应液压流体的存储部分173，从而可以防止在另设存储部分173的情况下引起自动变速器2的尺寸增大。

上述的实施例还可以通过下述的改动实现。

在上述的实施例中，计量阀67是利用由形状记忆合金组成的弹簧而实现的。但该计量阀67的结构不受此限制。例如，该计量阀也可以由一种双金属材料组成，它是通过将两块各自具有不同热膨胀系数的不同金属相互组合而形成的。更特别地，可以应用这样一种结构，提供一种平板状计量阀181来打开和关闭排出孔180，如图5所示。在这种情况下，计量阀181是这样的，当温度低时，它就会变形并移动到如虚线所示的位置上，当温度高时，它就会向另一边变形并移动到如实线所示的位置上。这种结构可以实现计量阀181的调节，使得液压流体温度越高，从存储部分中排出的液压流体量越少。

在上述的实施例中，排出孔66和175以及计量阀67和176都设在存储部分63和173的底表面上。但即使没有这种结构，控制单元也可以得到冷却。在这种情况下，例如，液压流体可以从存储部分顶表面的开口部分溢出而流到机油盘108上。或者，可以省去计量阀67和176，液压流体可以通过排出孔66和175而流到机油盘108上。

在上述的结构中，所有经过机油冷却器10冷却后回流到自动变速器2的液压流体都流入到存储部分63和173中。但是，其结构也可以是只有部分液压流体流入到存储部分63和173中。此外，如无必要使冷却功能保持为较高的水平，经过冷却的液压流体也无需直接流入到存储部分中。

在上述的实施例中，存储部分63和173的结构为包围控制单元6的外壳部分62或控制单元106的引导部分172的整个***。但存储部分63和173也可以设计为只包围外壳部分62或引导部分172的部分***。

存储部分63和173包围整个控制单元6和106。但另外也可以应用这样一种结构，其中通过将存储部分设在对应于控制单元6和106温度上升较大的部位上而实现对控制单元6和106的局部冷却。

在第二个实施例中，引导部分172和存储部分173为一整体。但另外也可以令引导部分172和存储部分173分别形成。

电动地控制液压供应单元的控制单元可以是仅仅控制自动变速器2的控制单元，即所谓的自动变速器专用控制单元，或者也可以是除控制自动变速器之外组合了控制发动机1的发动机控制的控制单元。

实现液压供应单元5与控制单元6和106连接的方法并不受上述实施例中所述方法的限制。也就是说，其连接方法也可以与上述的不同，只要控制单元位于箱体内，并可分离地与液压供应单元连接即可。

尽管是结合了典型实施例而对本发明加以说明，但应当理解，本发明并不受这些典型实施例或结构所限制。相反，本发明旨在囊括各种改动和等同的布置形式。此外，尽管这些典型实施例的各种零件是以各种典型的组合和结构而显示的，但其他包括更多、更少或仅有一个零部件的组合和结构，都应在本发明的精神和范围之内。

Claims

1.一种自动变速器，它具有液压供应单元(5)，该液压供应单元与齿轮系(4)一起设置于箱体(9)内，该液压供应单元根据液压流体提供的液压而切换该齿轮系(4)的档位状态即传动比；另外该自动变速器还具有控制单元(6，106)，它电动地控制所述液压供应单元(5)；其特征在于

所述控制单元(6，106)设置于所述箱体(9)内，并可分离地连接于所述液压供应单元(5)上，并且在所述箱体(9)内设置存储部分(63，173)，该存储部分(63，173)用于临时存储供应给所述齿轮系(4)的液压流体并用所存储的液压流体冷却所述控制单元(6，106)。

2.根据权利要求1的自动变速器，其中，用于从所述箱体(9)外侧***所述控制单元(6，106)的通孔(71)和用于当所述控制单元(6，106)***到所述箱体(9)内时引导该控制单元(6，106)的引导部分形成于该箱体(9)内，而所述存储部分(63，173)形成于该引导部分上。

3.根据权利要求1的自动变速器，其中所述存储部分(63，173)形成于容纳该控制单元(6，106)的机壳***表面上。

4.根据权利要求1至3任何一项的自动变速器，其特征在于进一步包含：

用于冷却液压流体的机油冷却器(10)，它设置于所述箱体(9)外侧，

其中，由所述机油冷却器(10)冷却的液压流体中至少有一部分在存储部分(63，173)中被存储后，被供应给所述液压供应单元(5)。

5.根据权利要求1至3任何一项的自动变速器，其中所述存储部分(63，173)具有计量阀(67，176)，它将存储于该存储部分(63，173)中的液压流体排出到机油盘(8)上，该计量阀(67，176)是温度敏感阀，它的开度被这样调节：所述存储部分(63，173)中的液压流体的温度越高，排出的液压流体就越少。

6.根据权利要求4的自动变速器，其中所述存储部分(63，173)具有计量阀(67，176)，它将存储于该存储部分(63，173)中的液压流体排出到机油盘(8)上，该计量阀(67，176)是温度敏感阀，它的开度被这样调节：该存储部分(63，173)中的液压流体的温度越高，排出的液压流体就越少。

7.根据权利要求1至3任何一项的自动变速器，其中所述存储部分(63，173)具有计量阀(67，176)，它将存储于该存储部分(63，173)中的液压流体排出到机油盘(8)上，该计量阀(67，176)由一种形状记忆合金形成，而且是温度敏感阀，其中它的开度根据该存储部分(63，173)中的液压流体的温度而变化。

8.根据权利要求4的自动变速器，其中所述存储部分(63，173)具有计量阀(67，176)，它将存储于该存储部分(63，173)中的液压流体排出到机油盘(8)上，该计量阀(67，176)由一种形状记忆合金形成，而且是温度敏感阀，其中它的开度根据该存储部分(63，173)中的液压流体的温度变化。