KR102057569B1

KR102057569B1 - 자동차용 오일 펌프 장치

Info

Publication number: KR102057569B1
Application number: KR1020177022634A
Authority: KR
Inventors: 라이마르 바르넥케; 발데마르 크놀; 랄프 슈프렝어; 홀거 타게; 카르스텐 코르넬젠; 토마스 비른바움; 프랑크 뮐러; 베른트 모어토어스트; 헨닝 뵐-브룬
Original assignee: 폭스바겐 악티엔 게젤샤프트
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2016-01-13
Publication date: 2020-01-14
Also published as: US10598271B2; DE102015200317A1; CN107110333B; EP3245426A1; WO2016113133A1; EP3245426B1; KR20170106393A; CN107110333A; US20170299047A1

Abstract

본 발명은, 펌프부(3) 및 전기 펌프 모터(4)를 구비한 오일 펌프(2)를 가진 자동차용 오일 펌프 장치(1)에 관한 것으로, 펌프부(3)는 펌프 모터(4)와 작동 연결되어 있으며, 펌프부(3) 및/또는 펌프 모터(4)는 하우징(5)에 장착될 수 있고, 이 경우 하우징(5)은 오일 챔버(7)를 적어도 부분적으로 제한한다. 펌프부(3)는 하우징(5) 내부에서, 그리고 펌프 모터(4)는 외부로부터 하우징(5)에 장착될 수 있음으로써, 펌프부(3)에서의 밀봉 문제가 예방되고, 설치 공간 수요가 적어진다.

Description

자동차용 오일 펌프 장치

본 발명은, 특허 청구항 1의 특징들을 갖는 자동차용 오일 펌프 장치에 관한 것이다.

DE 10 2007 018 504 A1호로부터 자동차 변속기용 오일 펌프 장치가 공지되어 있다. 수력학적 펌프부와 전기 펌프 모터가 모터/펌프 유닛 형상의 오일 펌프를 형성한다. 이와 같은 모터/펌프 유닛은 변속기 하우징 내 오일 조(oil bath) 내에서 오일 레벨(oil level) 아래에 배치된다. 펌프부에 의해 변속기 오일이 펌프 유입구에서 흡인되고, 펌프 배출구로부터 윤활 라인 내부로 그리고 그와 병행하여 냉각 분기 내부로 이송된다. 윤활 라인을 통해 변속기의 윤활 지점에 변속기 오일이 공급된다. 냉각 라인을 통해서는 작동 매체가 하나 또는 복수의 분사 노즐에 도달하고, 이(들) 분사 노즐을 통해서 변속기 오일이 냉각될 변속기 부분에 도달한다. 그 다음에, 변속기 오일이 재차 변속기 하우징 내에 수집된다. 저온에서 변속기 오일이 윤활 지점에 공급되는 것을 보장하기 위하여, 임계 온도 한계점 아래에서는 냉각 라인이 차단 장치를 통해 폐쇄됨에 따라, 저온에서 강하게 감소한 모터/펌프 유닛의 전체 이송량이 윤활 지점에 도달하게 된다. 전기 모터의 고장 시 변속기 분해가 필수적이다.

DE 43 42 233 A1호로부터, 변속기용 오일 펌프 장치가 공지되어 있다. 이 오일 펌프 장치는 펌프부를 구비한 오일 펌프를 포함한다. 펌프부는 한 편으로는 출력 샤프트를 통해 연소 엔진과 결합할 수 있고, 다른 한 편으로는 전기 모터 형태의 펌프 모터와 결합할 수 있다. 변속기는, 서로 연결되어 오일 챔버를 형성하는 제1 하우징 및 제2 하우징을 가지며, 상기 오일 챔버는 변속기 메커니즘, 차동 메커니즘 및 기어휠 오일 펌프 형상의 펌프부를 포함한다. 기어휠 오일 펌프는 펌프 하우징을 구비하며, 상기 펌프 하우징은 내부에서 제1 하우징에 고정되어 있다. 제2 하우징의 외부에는, 단방향 클러치를 통해서 기어휠 오일 펌프와 연결되어 있는 전기 모터가 배치되어 있다. 전기 모터는 오일 챔버 외부에 배치되어 있다. 전기 모터는 외부에서 제2 하우징에 배치되어 있다. 제2 하우징은 상응하는 개구를 구비하며, 이 경우 전기 모터의 출력 샤프트가 개구를 관통하여 단방향 클러치를 통해서 펌프부의 구동 샤프트와 연결되어 있다. 단방향 클러치의 외부 회전자 및 내부 회전자는 윤활유의 유입을 위한 윤활유 홀(hole)을 통해서 윤활된다. 모터 제어 장치가 플러그에 의해 전기 모터에 접속되어 있다. 모터 제어 장치는, 전기 모터의 회전을 제어하기 위한 전기 에너지의 공급을 제어한다. 그렇기 때문에, 기어휠 오일 펌프는 전기 모터에 의해 또는 차량 엔진에 의해서 구동될 수 있다. 구동기 선택 수단이, 차량 엔진의 출력 샤프트의 회전수가 예정된 회전수보다 적으면 전기 모터를 이용해서 오일 펌프를 구동하기 위해 제1 힘 전달 경로를 선택하고, 차량 엔진의 출력 샤프트의 회전수가 예정된 회전수를 초과하는 경우에는 차량 엔진을 이용해서 오일 펌프를 구동하기 위해 제2 힘 전달 경로를 선택한다.

종래 기술을 형성하는 EP 2 302 264 B1호로부터, 자동차 변속기용 오일 펌프 장치가 공지되어 있다. 여기서는 메인 오일 펌프가 제공되고, 이 메인 오일 펌프는 자동차의 연소 엔진에 의해 구동될 수 있다. 또한, 오일 펌프 장치는 펌프부 및 전기 모터 형상의 펌프 모터를 갖춘 추가 오일 펌프를 구비한다. 펌프부와 펌프 모터가 하나의 유닛을 형성한다. 추가 오일 펌프는 외부에서 변속기에 장착된다. 자동차에는 스타트-스톱 시스템(start-stop system)이 장착되어 있다. 연소 엔진이 꺼지면, 메인 오일 펌프가 더 이상 이송 기능을 하지 않는다. 이제, 연소 엔진의 정지 동안 클러치 및/또는 액추에이터에 상응하는 오일 압력을 제공하기 위해 추가 오일 펌프가 이용된다. 메인 오일 펌프 및 추가 오일 펌프는 오일 팬으로부터 오일 여과기(oil strainer)를 이용해서 오일을 흡인한다. 오일 팬 내부에는, 2개의 오일 펌프, 즉 추가 오일 펌프 및 메인 오일 펌프로부터 오일을 공급받는 오일 압력 제어 장치가 배치되어 있다. 오일 압력 제어 장치에 의해 상응하는 클러치에 압력유(pressure oil)가 공급된다. 모터, 토크 컨버터 및 변속기가 자동차의 전방 영역에 횡방향으로 배치되어 있다. 추가 오일 펌프는 변속기의 측방 단부측 하우징 벽에 배치되어 있다. 상기 하우징 벽은 구동된 전방 휠들의 방향을 향한다. 상기 하우징 벽은 토크 컨버터 및 모터로부터 먼 쪽을 향하여 배치되며, 이 경우 추가 오일 펌프는 방향 조종된 전방 휠의 영역 외부에 배치된다. 변속기 뒤에는 차축 차동 장치가 배치되어 있다. 추가 오일 펌프는 펌프부, 펌프 모터 및 제어 장치를 구비하며, 이들 3개의 부재는 실질적으로 수직으로 융기되어 위·아래로 서로 겹쳐서 배치되며, 이 경우 상측에 펌프부, 하측에 제어 장치, 그리고 이들 사이에 펌프 모터가 배치된다. 이때, 펌프부는 피스톤 펌프로서 형성된다.

일반적인 오일 펌프 장치는 아직까지 최적으로 형성되어 있지 않다. 변속기 하우징 외부에 장착된 추가 오일 펌프는, 밀봉 문제가 있을 수 있는 추가 연결부를 필요로 한다. 또한, 이러한 장치는 변속기 하우징 외부에 추가의 설치 공간을 필요로 한다.

본 발명의 과제는, 펌프부에서의 밀봉 문제가 예방되고 설치 공간 수요가 감소하도록, 도입부에 언급한 오일 펌프 장치를 설계하고 개선하는 것이다.

본 발명의 상기 과제는, 특허 청구항 1의 특징들을 갖는 오일 펌프 장치에 의해 해결된다.

펌프부는 하우징 내부에 장착될 수 있고, 펌프 모터는 외부로부터 하우징에 장착될 수 있다. 펌프부가 오일 챔버 내에 배치되어 있기 때문에, 밀봉 문제가 방지되고, 하우징 외부에서의 설치 공간 수요가 감소한다. 또한, 이러한 구성은 전기 펌프 모터가 외부에서 간단히 교체될 수 있다는 장점이 있다. 하우징은 특히 클러치 하우징으로서 형성되고, 특히 부가적으로 변속기 챔버도 제한한다. 그렇기 때문에, 펌프 모터를 교체하기 위해 변속기를 분해할 필요가 없다. 펌프부는 특히 변속기 내부에서 클러치 하우징에 나사 결합된다.

펌프 모터 및 펌프부는 중간축에 의해 서로 연결되어 있다. 중간축은 특히 분실되지 않도록 펌프부 내에 통합되어 있다. 바람직하게, 중간축은 강성 지지되지 않고 관절식으로 지지되며, 이는, 카르단 샤프트와 유사하게 펌프 모터와 펌프부 간의 각도 에러가 보상될 수 있는 장점이 있다. 펌프 모터와 펌프부 사이에서의 동력 전달은 바람직하게 형상 결합식 연결을 통해 이루어진다. 예를 들어 형상 결합식 연결로서 플러그인 치합(plug-in toothing) 또는 다중 에지 프로파일과의 연결이 제공될 수 있으며, 이 경우 중간축과 펌프 모터가 상기 형상 결합식 연결을 통해 서로 연결된다. 관절식으로 설치된 중간축이 각도 오프셋으로 인해 펌프 모터 및 펌프부의 지지 위치로 힘을 전혀 유도하지 않음으로써, 효율 이점이 획득된다. 그렇기 때문에, 중간축의 관절식 지지의 마찰 손실은 무시될 수 있다.

본 발명에서, 하우징은 외부로부터 접근할 수 있는 수용부를 구비하며, 이 경우 수용부는 조립 벽에 의해 삽입 방향으로 제한된다. 펌프 모터는 적어도 부분적으로 수용부 내부에 배치될 수 있다. 이때, 펌프 모터는 조립 벽 상에 센터링된다. 바람직하게는, 펌프 모터의 외부 둘레와 수용부 사이에 마찬가지로 오일로 채워진 간극이 잔존함에 따라, 펌프 모터가 그 주연부에 걸쳐 냉각된다. 조립 벽이 특히 연결 개구들을 구비함으로써, 수용부 및 경우에 따라서는 특히 펌프 모터 둘레의 간극이 마찬가지로 변속기의 오일 챔버와 유체 연결된다.

펌프부는 내부에서 조립 벽에 장착될 수 있다. 펌프부는 하우징에 바람직하게는 나사 결합된다. 유압 펌프부는 고정되어 있으며, 외부로부터 접근할 수 없도록 변속기 챔버 내에 통합되어 있다. 펌프부와 펌프 모터는 바람직하게 하나의 공통 시트를 통해 조립 벽 상에 센터링된다.

제안된 오일 펌프는, 중간축에 회전 밀봉부가 접해 있지 않음으로써 마찰 손실이 방지된다는 장점도 있다. 바람직하게는, 펌프 모터의 지지 위치에 접촉하는 밀봉부도 전혀 제공되지 않는다. 상응하는 조립 벽이 마찬가지로 오일 챔버 내에존재함으로써, 밀봉부가 전혀 불필요하다.

제어 장치가 특히 나사 연결에 의해 펌프 모터의 헤드와 연결된다. 제어 장치는 적어도 부분적으로 수용부 외부에 놓이고, 이로써 클러치 하우징 외부에도 놓인다. 수용부는 제어 장치와 접속되어 있다. 제어 장치는 수용부에 대하여 밀봉된다. 이때, 제어 장치의 하우징은 클러치 하우징의 수용부 내에 맞물릴 수 있고, 이와 같은 상응하는 하우징 영역과 밀봉 상태로 연결될 수 있다.

펌프 모터와 제어 장치는 하나 이상의 전기 라인에 의해, 특히 하나 이상의 3상 라인에 의해 연결된다. 또한, 제어 장치 하우징과 펌프 모터 하우징 사이의 천이 지점에서는, 예컨대 그라우팅(grouting)에 의해서, 상기 전류 전도 라인들의 오일 밀봉이 구현된다.

내연 기관 및 변속기는 자동차의 전방 영역에 횡방향으로 내장된다. 변속기는 바람직하게 2중 클러치 변속기로서 형성된다. 오일 펌프는 바람직하게 차동 장치의 주변에 배치된다. 오일 펌프는 특히 차동 장치 아래에 배치된다. 따라서, 오일 펌프는 흡인 필터에 가깝게 배치될 수 있다. 펌프 모터의 회전자 샤프트는 특히 차동 장치의 액슬 샤프트에 대해 평행하게 연장된다.

제어 장치의 조립 후, 제어 장치는 4륜 차량의 경우 앞차축 구동부 혹은 앞차축 차동 잠금 장치(differential lock) 혹은 앵글 드라이브(angle drive)의 영역에서 클러치 하우징에 배치된다. 4륜 차량 혹은 차동 잠금식 차량의 경우, 상기와 같은 배치는 열전달이 일어나지 않는 장점이 있다. 다른 추가 장치들이 예를 들어 정면 표준 구조 방식으로 설치되지 않으면, 제어 장치가 배기 가스 시스템의 열에 노출될 수 있다. 제어 장치의 열 방출 혹은 냉각은 상응하게 견고하게 형성된, 클러치 하우징과 제어 장치의 나사 결합을 통해, 또는 대안적인 구조 형상에서는 클러치 하우징과 제어 장치의 면 접촉을 통해 이루어질 수 있다.

오일 펌프는, 특히 예컨대 건식 클러치/2중 클러치를 갖춘 자동화 변속기와 같이 오일 수요가 상대적으로 더 적은 변속기의 경우, 변속기의 유일한 압력 공급원일 수 있다.

다른 바람직한 일 변형예에서는, 자동차 변속기의 오일 펌프 장치가 내연 기관에 의해 기능상 효과적으로 구동되는 메인 오일 펌프를 구비하고, 이 오일 펌프가 추가 오일 펌프로서 구동된다. 추가 오일 펌프는 바람직하게, 기존의 전자기계 시스템 컨셉만 약간 변경하면 되는 방식으로, 유압 회로 및 회로도에 통합되어 있다. 유압 회로는 바람직하게, 추가 오일 펌프가 전환 밸브의 일 스위칭 위치에서는 전자기계 시스템에 압력유를 공급하고, 전환 밸브의 다른 일 스위칭 위치에서는 또한 바람직하게, 특히 클러치, 바람직하게는 2중 클러치의 냉각유 분기에 직접 압력유를 공급할 수 있도록 형성된다. 냉각유 공급은 시스템 메인 압력보다 더 작은 압력만을 필요로 한다. 따라서, 예를 들어 10바아의 높은 시스템 메인 압력에서도 예를 들어 3바아 미만의 더 작은 압력에서 많은 양의 냉각유를 공급할 수 있다. 이는 특히, 예를 들어 산악 지형을 오르거나 트레일러를 이용해서 견인될 때와 같은 주행 상황에서 바람직하다. 또한, 이를 통해, 차량 정지 상태에서 또는 공회전 시 클러치의 재냉각을 가능케 할 수 있다. 전환 밸브의 통합에 의해, 냉각부 및 구동 요소에 상호 독립적으로 오일 체적이 공급될 수 있다. 전환 밸브가 제공됨으로써, 동일한 시스템 출력에서 펌프 모터의 더 적은 전기 구동 출력이 제공될 수 있다. 펌프 모터의 더 작은 설계는, 낮은 엔진 회전수에서도 차내 전력 시스템 혹은 전력 공급 장치가 과도하게 부하를 받지 않는 장점이 있다. 그럼으로써, 펌프 모터의 설치 공간도 축소된다. 그 결과, 펌프 모터 및 제어 장치는 더 적은 열량을 흡수할 수밖에 없고, 평균적으로 더 차가우며, 이 역시 부품 비용을 절감시킨다.

연소 엔진에 의해 구동되는 메인 오일 펌프는 바람직하게 베인 셀 펌프(vane cell pump)이다. 베인 셀 펌프의 흡인 어려움을 예방하기 위하여, 예를 들어 운전자석 도어의 개방 후 주행 시작 전에 추가 오일 펌프에 의해 메인 오일 펌프의 과급이 수행될 수 있다. 이와 같은 기능은 전자기계 시스템에 의해 용이하게 실행될 수 있다. 바람직하게는, 전자기계 시스템 유닛을 이용해서 공급 라인이 개폐될 수 있으며, 이 경우 공급 라인은 전자기계 시스템 유닛을 메인 오일 펌프와 연결한다. 특히, 압력 및 냉각유 체적 흐름이 전혀 요구되지 않는 경우에는, 발생하는 시스템 누설과 별개로 추가 오일 펌프의 전체 오일 체적 흐름이 공급 라인을 통해 메인 펌프의 흡기 시스템 내로 흐른다. 이때, 흡기 시스템이 오일로 채워진 상태에서는, 흡인 어려움이 전혀 발생하지 않는다. 추가 오일 펌프는 바람직하게 제어 장치의 액추에이터로서 작동된다. 오일 펌프의 제어 장치는 기어-CAN-버스를 통해 제어 신호 및 설정 변수를 제공받는다. 바람직한 실시예에서는, 추가 오일 펌프가 변속기 제어 장치와 무관한 전기 전압 및 출력 공급부를 구비한다. 이로써, 향후의 적용을 위해, 변속기 제어 장치를 변경할 필요 없이, 펌프를 예를 들어 12볼트에서 48볼트로 용이하게 전환할 수 있다.

그렇기 때문에, 도입부에 언급된 단점들이 회피되고, 상응하는 장점들이 달성된다.

본 발명에 따른 오일 펌프 장치를 형성하고 개선할 수 있는 가능 방법은 여러 가지가 있다. 이를 위해, 먼저 특허 청구항 1의 종속 청구항들이 참조될 수 있다. 이하에서, 도면 및 관련 설명을 참조로 본 발명의 바람직한 구성을 더 상세히 설명한다.

도 1은 클러치 하우징에 배치된 추가 오일 펌프 및 차축 차동 장치의 개략적 단면도이다.
도 2는 추가 오일 펌프의 세부 단면도이다.
도 3은 내연 기관 및 2중 클러치 변속기를 갖춘 자동차의 매우 개략화된 도면이다.
도 4는 추가 오일 펌프 및 메인 오일 펌프를 갖춘 제1 유압 회로의 개략도이다.
도 5는 메인 오일 펌프 및 추가 오일 펌프를 갖춘 또 다른 유압 회로의 매우 개략화된 도면이다.

도 1 및 도 2에서는, 상세하게 도시되지 않은 자동차 변속기용 추가 오일 펌프(2)를 갖춘 오일 펌프 장치(1)를 확인할 수 있다.

추가 오일 펌프(2)는 유압 회로(26 또는 27) 내에 통합되어 있으며(도 4 및 도 5 참조), 이 경우 유압 회로(26, 27)는 메인 오일 펌프(28)를 각각 하나씩 구비하며, 이 경우 메인 오일 펌프(28)는 [상응하는 펌프부(3) 및 펌프 모터(4)를 갖춘] 추가 오일 펌프(2)에 대해 병렬로 배치되어 있다. 펌프부(3)는 특히 기어휠 펌프(toothed wheel pump)로서 형성되어 있다. 펌프부(3)는 제로터 펌프(gerotor pump)로서, 즉 기어링 펌프로서 또는 크레센트 펌프(crescent pump)로서도 형성될 수 있다.

유압 회로(26, 27)에 대하여 더 상세하게 논하기 전에, 먼저 추가 오일 펌프(2)의 배치 상태 및 형상을 도 1 및 도 2를 참조해서 설명한다.

추가 오일 펌프(2)는 정유압 펌프부(3) 및 펌프 모터(4)를 구비한다. 펌프부(3)는 펌프 모터(4)에 의해서 구동될 수 있고, 펌프 모터(4)와 작동 연결되어 있다. 펌프부(3)와 펌프 모터(4)는 하나의 하우징(5)에 장착되어 있다. 하우징(5)은 특히 클러치 하우징(6)으로서 형성되어 있다. 하우징(5)은 오일 챔버(7)를 제한한다.

도입부에 언급한 단점들은 이제, 펌프부(3)가 하우징(5) 내부에 장착될 수 있고, 펌프 모터(4)가 외부로부터 하우징(5)에 장착될 수 있음으로써 회피된다. 하우징(5)은 수용부(8)를 구비한다. 펌프부(3)는 내부로부터 하우징(5)에 장착되고, 펌프 모터(4)는 제어 장치(9)와 함께 외부로부터 하우징(5)의 수용부(8) 내에 장착된다. 구동 유닛은 펌프 모터(4) 및 제어 장치(9)로 구성되고, 고객 서비스를 위해 외부로부터 접근할 수 있게 배치되어 있기 때문에 교체 가능하다.

하우징(5)은 조립 벽(10)을 구비한다. 조립 벽(10)은 수용부 내부로 돌출하는 시트(11)를 구비한다. 펌프 모터(4)는 시트(11) 상에 센터링되어 있다. 시트(11)는 관통부(12)를 둘러싼다. 또한, 내부에서 조립 벽(10)의 다른 측에서는 펌프부(3)가 관통부(12) 상에 센터링되어 있다. 시트(11)와 관통부(12)는 조립 벽(10) 상에 센터링되어 형성되어 있다. 관통부(12)는 특히 원통형으로 형성되고, 도면에 도시되지 않은, 추가 오일 펌프(2)의 가상의 펌프 축에 대해 동축으로 연장된다. 관통부(12) 및 시트(11)는 펌프부(3) 및 펌프 모터(4)의 공동 센터링을 가능하게 한다.

조립 벽(10)이 개구(37)를 가짐으로써 오일이 수용부(8) 내에 도달할 수 있다. 그렇기 때문에, 수용부(8)는 오일 챔버(7)의 일부분도 형성한다. 펌프 모터(4)는 오일 챔버(7) 내부에 있다. 펌프 모터(4)와 수용부(8) 사이에는 간극(36)이 잔존한다. 이로 인해, 펌프 모터(4)의 외부 둘레가 상응하는 오일(도시되지 않음)에 의해 냉각될 수 있다.

중간축(13)이 제공되어 있으며(도 2 참조), 이 경우 중간축(13)은 관통부(12)에 의해 펌프부(3)와 펌프 모터(4)를 서로 연결한다. 중간축(13)은 분실되지 않도록 펌프부(3) 내에 통합되어 있다. 펌프 모터(4)와 펌프부(3) 사이에서의 동력 전달은 플러그인 치합 혹은 다중 에지 프로파일(상세하게 도시되지 않음)을 통해 이루어지거나, 대안적으로 다른 형상 결합식 연결을 통해 이루어진다. 중간축(13)은 바람직하게 강성으로 지지되지 않음으로써 카르단 샤프트와 유사하게 펌프 모터(4)와 펌프부(3) 간의 각도 에러를 보상할 수 있다.

제어 장치(9)는 펌프 모터(4)의 헤드(14)에 배치되어 있다. 제어 장치(9)는 특히 펌프 모터(4)와 연결되어 있다. 바람직하게는, 제어 장치(9)를 펌프 모터(4)와 연결하는 나사 연결부(15)(도 1 참조)가 제공되어 있다. 제어 장치(9), 특히 제어 장치(9)의 상응하는 하우징(상세하게 도시되지 않음)은 이제, 클러치 하우징(6)의 수용부(8)를 주변에 대하여 밀봉할 목적으로 사용된다. 이 목적을 위해, 제어 장치(9)가 적어도 부분적으로 수용부(8) 내부로 돌출하고, 상응하는 밀봉 수단(16)에 의해서 수용부(8)의 내부 둘레에 밀봉 방식으로 접한다. 제어 장치(9)는 펌프 모터(4)와 반대로 부분적으로 클러치 하우징(6) 외부에 놓여 있다. 밀봉 수단(16)은 특히 오링으로서 형성될 수 있다. 대안적으로는, 제어 장치(9)를 수용부(8)에 대해 밀봉하기 위하여, 성형 밀봉 링 또는 멀티 립 씰(multi-lip seal)이 밀봉 수단(16)으로서 이용될 수 있다. 또한, 오일 순환식 펌프 모터(4)에 대한 제어 장치(9)의 구동부 내부 오일 밀봉부도 제공되어 있다. 이를 위해, 특히 전류 전도 3상 라인이 그라우팅에 의해 펌프 모터(4)에 대해 밀봉될 수 있다. 특히 유리 그라우팅이 이용될 수 있다.

도 1에 잘 나타나 있듯이, 여기서는 추가 오일 펌프(2)가 차동 장치(17)의 영역에 배치되어 있다. 차동 장치(17)는 특히 2개의 액슬 샤프트(18, 19)를 구비하고, 이들 액슬 샤프트는 상응하는 보상 휠(20)을 통해서 작동 연결되어 있다. 그에 상응하게, 보상 휠(20)은 구동된 보상 하우징(21)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 펌프부(3) 및 펌프 모터(4)는 차동 장치(17)의 주변에서 클러치 하우징(6)에 혹은 그 내부에 배치되어 있다. 펌프부(3) 및 펌프 모터(4)로 이루어진 이와 같은 시스템의 축은 차동 장치(17)의 중심 아래에, 도면에 도시되지 않은 흡인 필터에 가급적 가깝게 놓여 있다. 상기 시스템의 축은 액슬 샤프트(18, 19)의 상응하는 축에 대해 동일 평면상에 있다. 하지만, 추가 오일 펌프(2)의 축의 완전히 다른 형태의 정렬도 가능하다.

펌프부(3)의 설치 공간은 지지 구조물과, 즉 클러치 하우징(6)의 내부 면에 형성되어 있는 상응하는 리브와 중첩된다. 펌프부(3)는 바람직하게 지지 기능을 갖고, 펌프부(3)의 휠 세트(상세하게 도시되지 않음) 내에서 변형을 야기하지 않으면서 상응하는 하중을 전달한다. 하우징(5)은 리브(도시되지 않음)를 구비하며, 이 경우 리브는 펌프부(3)의 영역에 리세스를 가지고, 이때 펌프부(3)가 리세스 상에 걸쳐져서 상기 영역에서 리브의 보강 기능을 실행한다. 펌프부(3)는 펌프 하우징(38)을 구비한다. 펌프 하우징(38)은, 필요한 리브 지지 기능이 펌프 하우징(38)에 의해서 실행되도록 형성되어 있다. 이 경우, 상기 구조는, 전달될 하중이 펌프 하우징(38) 내에서의 변형, 즉 상응하는 휠 세트의 변형을 최대로 적게 야기하도록 선택된다. 펌프 하우징(38)은 3개의 나사를 통해서 클러치 하우징(6)과 연결된다. 추가 오일 펌프(2)의 유압 부분, 즉 펌프부(3)는 외부로부터 접근할 수 없도록 기어 챔버 내에 통합되어 있다.

제어 장치(9)는 특히 만곡 형상으로, 혹은 "바나나(banana) 형상으로" 형성되고, 이로써 도 1에서 차동 장치(17)의 우측 영역을 호 세그먼트 형상으로 둘러싼다. 여기서 제어 장치(9)는 앞차축 구동부 혹은 앞차축 차동 잠금 장치를 위한 접점 영역에 배치되어 있다. 이들 어셈블리의 장착 시, 제어 장치(9)가 앞차축 구동부의 하우징(22)과 하우징(5) 사이에 배치된다. 4륜 차량 혹은 차동 잠금 장치를 갖춘 차량의 경우에는, 더 강한 가열이 일어나지 않는다. 이들 추가 장치가 설치되어 있지 않으면, 제어 장치(9)가 배기 가스 시스템의 열에 노출될 수 있다. 이 경우, 제어 장치(9)의 냉각은 클러치 하우징(6)과의 견고한 나사 결합을 통해서 이루어지거나, 대안적인 구조적 형상에서는 클러치 하우징(6)과 제어 장치(9)의 면 접촉을 통해서 이루어진다. 상기 전기 구동식 추가 오일 펌프(2)는 기존의 설치 공간 내에서 횡방향으로 내장된 2중 클러치 변속기(DKG)(도 3 참조) 내에 통합될 수 있다. 추가 오일 펌프(2)가 300와트의 최대 출력을 수용하는 경우에는, 특히 분당 15리터 이하의 냉각유가 공급될 수 있다.

도 3에는, 내연 기관(VKM) 및 2중 클러치 변속기(DKG)가 도시되어 있다. 2중 클러치 변속기(DKG)는 변속기 제어 장치(GSG)에 의해 개회로 제어 또는 폐회로 제어된다. 구동부-CAN-버스(CAN-Controller Area Network)를 통해, 변속기 제어 장치(GSG)가 모터 제어 장치(MSG)와 연결되어 있다. 변속기-CAN-버스를 통해, 변속기 제어 장치(GSG)가 펌프 제어 장치(9/PSG)와 연결되어 있다. 펌프 제어 장치(9/PSG)는 전류 또는 전압 공급 장치(23)와 연결되어 있다. 이 전압 공급 장치(23)는 전술한 바와 같이 12볼트로 동작할 수 있거나, 대안적인 실시예에서는 예를 들어 48볼트를 공급할 수 있다. 전압 공급 장치(23)는 변속기 제어 장치(GSG)의 전압 공급 장치와 무관하다. 이로써, 향후 적용을 위해, 변속기 제어 장치(GSG)를 변경할 필요 없이, 추가 오일 펌프(2)를 예를 들어 12볼트에서 48볼트로 용이하게 전환할 수 있다. 펌프 모터(4)는 변속기 제어 장치(GSG)의 액추에이터로서 작동되고, 기어-CAN-버스를 통해 제어 신호 및 목표 변수를 제공받는다.

추가 오일 펌프(2)가 도 3에는 상세하게 도시되어 있지 않지만 여기서는 차동 장치(17) 아래에 배치되며, 이 경우 차동 장치(17)로부터 2개의 액슬 샤프트(18, 19)가 뻗어 나와서 상응하는 구동 휠(24, 25)을 구동한다. 내연 기관(VKM) 및 2중 클러치 변속기는 자동차의 정면 영역에 횡방향으로 설치된다.

이하에서는 이제 도 4 및 도 5를 참조해서 2개의 유압 회로(26, 27)를 설명한다.

유압 회로(26, 27)는 먼저 메인 오일 펌프(28)를 각각 하나씩 구비하며, 이 경우 메인 오일 펌프(28)는 각각 상응하는 펌프부(3) 및 펌프 모터(4)를 갖춘 추가 오일 펌프(2)에 대해 병렬로 배치된다. 메인 오일 펌프(28) 및 추가 오일 펌프(2)는 변속기 오일 팬(30)으로부터 흡인 필터(29)를 통해서 상응하는 변속기 오일을 이송한다. 메인 오일 펌프(28)는 전자기계 시스템 유닛(31)에 오일을 공급한다. 전자기계 시스템 유닛(31)으로부터 상응하는 액추에이터(32) 또는 클러치(33)에도 압력유가 공급된다. 또한, 전자기계 시스템 유닛(31)을 통해서는, 도 4 및 도 5의 좌측에 2개의 피니언 기어로 도시되어 있는 바와 같이, 변속기에 냉각유 또는 윤활유가 공급된다. 추가 오일 펌프(2)는 이제 메인 오일 펌프(28)와 병행하여 마찬가지로 상응하는 오일을 전자기계 시스템 유닛(31)으로 이송한다. 여기서, 전자기계 시스템 유닛(31)과 추가 오일 펌프(2) 사이에는 체크 밸브(34)가 제공되어 있다. 체크 밸브(34)는 일 실시예에서 하우징(5) 내부에 배치된다. 대안적으로, 체크 밸브(34)는 전자기계 시스템 유닛(31) 내에 통합될 수 있다.

또한, 체크 밸브(39)는 메인 오일 펌프(28)의 하류에 배치되어 있다. 추가 오일 펌프(2)만 이송 기능을 하고 메인 오일 펌프(28)는 이송 기능을 하지 않는다면, 체크 밸브(39)가 메인 오일 펌프(28)에 대한 추가 오일 펌프(2)의 이송 흐름을 차단함으로써, 이송 흐름이 전자기계 시스템(31)으로 안내된다. 메인 오일 펌프(28)가 이송 방향과 반대로 관류되는 것은 체크 밸브(39)에 의해서 저지된다. 체크 밸브(39)는 일 실시예에서 하우징(5) 내부에 배치된다. 체크 밸브(39)는 메인 오일 펌프(28) 내에 통합될 수 있다. 대안적으로, 체크 밸브(39)는 전자기계 시스템 유닛(31) 내에 통합될 수 있다.

도 5에 도시된 실시예에서는, 메인 오일 펌프(28)가 조정될 수 있다. 이와 같은 조정 가능성은, 내연 기관(VKM)의 회전수가 낮은 경우에도 계속해서 충분한 냉각유가 공급되도록 보장해준다. 도 4에 도시된 실시예에서는, 메인 오일 펌프(28)가 정용량형 펌프(fixed displacement pump)로서 형성되어 있다. 이때 밸브(35)는 추가 오일 펌프(2) 하류에서 추가 오일 펌프(2)와 체크 밸브(34) 사이에 배치되어 있다. 상기 밸브(35)에 의해서는, 메인 압력 미만에서 냉각유를 공급하는 것이 가능하다. 밸브(35)의 제어는 전자기계 시스템 유닛(31) 내에 있는 전기 파일럿 밸브에 의해 이루어질 수 있다. 대안적으로, 밸브(35)는 직접 제어될 수 있다. 밸브(35)는 하우징(5) 내부에 배치될 수 있다. 밸브(35)는 대안적인 실시예에서 전자기계 시스템 유닛(31) 내에 통합될 수 있다. 메인 오일 펌프(28)는 정용량형 오일 펌프로서 형성되어 있고, 큰 행정 체적을 갖는다. 따라서, 각각의 작동 상황에서 충분한 오일 공급이 보장된다.

특히, 자동차는 자동 스타트-스톱 장치를 구비한다. 기존의 연소 엔진에서는 메인 오일 펌프(28)가 이송 기능을 하지 않기 때문에, 이제 추가 오일 펌프(2)가 제공되어 있다. 추가 오일 펌프에 의해서는, 특히 시간당 2km 이상에서도 자동 스타트-스톱 장치가 구현될 수 있고, 내연 기관(VKM)이 설치된 자동차의 세일링 모드가 구현될 수 있다. 추가 오일 펌프(2)의 배치에 의해 시스템은 견고하다. 또한, 추가 오일 펌프(2)에 의해서는, 더 긴 사용 시간 및 자동 스타트-스톱 장치에서도 시스템 압력이 충분히 신속하게 구성될 수 있도록 보장된다. 더 나아가, 추가 오일 펌프(2)에 의해 구동 트레인 내 전체 효율이 증대될 수 있다. 특히, 활성화를 위해 그리고 냉각 및 윤활 목적으로 유압 보조 에너지를 공급함으로써 손실이 줄어들 수 있다. 상응하는 유압 회로(26, 27) 내에는 추가의 유압 어큐뮬레이터가 통합되어 있지 않다. 메인 오일 펌프(28)는 예를 들어 더 작게 설계될 수 있는데, 그 이유는 추가 오일 펌프(2)의 접속에 의해서 극단적인 상황이 보상될 수 있기 때문이다. 특히, 소개된 추가 오일 펌프(2)에 의해서는, 예컨대 7km/h의 더 높은 속도에서도 이미 스타트-스톱 기능이 제공될 수 있고, 내연 기관(VKM)이 설치된 자동차의 세일링 모드가 구현될 수 있다. 추가 오일 펌프(2)에 의해서는, 자동차가 정지해 있는 경우에도 유압 에너지가 압력유 공급 또는 윤활유 공급의 형태로 제공될 수 있다.

메인 오일 펌프(28)는 베인 셀 펌프로서 형성될 수 있다. 이때, 추가 오일 펌프(2)는, 베인 셀 펌프 혹은 메인 오일 펌프(28)의 흡인 어려움을 피할 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어 메인 오일 펌프(28)의 과급이 추가 오일 펌프(2)에 의해서 이루어질 수 있으며, 이 경우 전자기계 시스템 유닛(31)은 추가의 공급 라인(40)을 통해서 메인 오일 펌프(28)의 흡기 시스템과 연결된다. 공급 라인(40)은 바람직하게 메인 오일 펌프(28)의 흡기 매니폴드(도시되지 않음) 내로 연통된다. 바람직하게는, 전자기계 시스템 유닛(31)을 이용해서 공급 라인(40)이 개폐될 수 있다. 이 경우, 메인 오일 펌프(28)의 과급은 전자기계 시스템 유닛(31)에 의해서 이루어진다. 압력 및 냉각유 체적 흐름이 전혀 요구되지 않는 경우에는, 발생하는 시스템 누설과 별개로 추가 오일 펌프(2)의 전체 오일 체적 흐름이 추가 공급 라인(40)을 통해서 메인 오일 펌프(28)의 흡기 시스템으로 흐른다. 이때, 메인 오일 펌프(28)의 흡기 시스템이 오일로 채워진 상태에서는, 흡인의 어려움이 전혀 발생하지 않는다.

1: 오일 펌프 장치
2: 추가 오일 펌프
3: 펌프부
4: 펌프 모터
5: 하우징
6: 클러치 하우징
7: 오일 챔버
8: 수용부
9: 제어 장치
10: 조립 벽
11: 시트
12: 관통부
13: 중간축
14: 헤드
15: 나사 연결부
16: 밀봉 수단
17: 차동 장치
18: 액슬 샤프트
19: 액슬 샤프트
20: 보상 휠
21: 보상 하우징
22: 하우징(전방 휠 축 구동부)
23: 전압 공급 장치
24: 구동 휠
25: 구동 휠
26: 유압 회로
27: 유압 회로
28: 메인 오일 펌프
29: 흡인 필터
30: 변속기 오일 팬
31: 전자기계 시스템 유닛
32: 액추에이터
33: 클러치
34: 체크 밸브
35: 밸브
36: 간극
37: 개구
38: 펌프 하우징
39: 체크 밸브
40: 공급 라인
VKM: 내연 기관
DKG: 2중 클러치 변속기
GSG: 변속기 제어 장치
PSG: 펌프 제어 장치
MSG: 모터 제어 장치

Claims

펌프부(3) 및 전기 펌프 모터(4)를 구비한 추가 오일 펌프(2)를 가진 자동차 변속기용 오일 펌프 장치(1)로서, 상기 펌프부(3)가 펌프 모터(4)와 작동 연결되어 있고, 펌프부(3) 및/또는 펌프 모터(4)가 하우징(5)에 장착될 수 있으며, 상기 하우징(5)이 오일 챔버(7)를 적어도 부분적으로 제한하는, 자동차 변속기용 오일 펌프 장치에 있어서,
펌프부(3)는 하우징(5) 내부에서 장착될 수 있고,
그리고 펌프 모터(4)는, 변속기를 분해할 필요 없이 펌프 모터(4)가 하우징의 외부에서 교체될 수 있도록, 외부로부터 하우징(5)에 장착될 수 있고,
하우징(5)은 수용부(8)를 가지며, 펌프 모터(4)가 적어도 부분적으로 상기 수용부(8) 내에 결합되고,
하우징(5)은 수용부(8)를 제한하는 조립 벽(10)을 구비하고, 상기 조립 벽(10)은 관통부(12)를 구비하며, 펌프부(3)는 내부에서 상기 조립 벽(10)에 센터링되고, 펌프 모터(4)는 외부에서 상기 조립 벽(10)에 센터링되고,
펌프부(3)와 펌프 모터(4)가 관절식으로 배치된 중간축(13)을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기용 오일 펌프 장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 펌프 모터(4)에 제어 장치(9)가 배치되며, 이 제어 장치(9)는 펌프 모터(4)에 대해 밀봉되는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기용 오일 펌프 장치.
제4항에 있어서, 제어 장치(9)가 하나 이상의 밀봉 수단(16)에 의해 수용부(8)에 대해 밀봉되는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기용 오일 펌프 장치.
제1항에 있어서, 추가 오일 펌프(2)가 자동차 변속기의 차동 장치(17)의 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기용 오일 펌프 장치.
삭제
제1항에 있어서, 펌프부(3)가 하우징(5)과 나사 결합되며, 상기 펌프부(3)가 하우징(5)의 보강 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기용 오일 펌프 장치.
제8항에 있어서, 하우징(5)이 리브를 가지며, 상기 리브는 펌프부(3)의 영역에 리세스를 가지며, 상기 펌프부(3)가 리세스 상에 걸쳐 있는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기용 오일 펌프 장치.
제1항에 있어서, 내연 기관(VKM)에 의해 기능상 효과적으로 구동되는 메인 오일 펌프(28)를 구비하고, 상기 메인 오일 펌프는 유압 회로(26, 27) 내에서 추가 오일 펌프(2)에 대해 병렬로 배치되는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기용 오일 펌프 장치.
제1항에 있어서, 추가 오일 펌프(2) 하류에 전환 밸브가 제공되며, 상기 전환 밸브의 일 스위칭 위치에서는 추가 오일 펌프(2)가 전자기계 시스템에 오일을 공급하고, 다른 일 스위칭 위치에서는 냉각유 분기에 오일을 공급하는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기용 오일 펌프 장치.
제1항에 있어서, 추가 오일 펌프(2)가 변속기 제어 장치(GSG)와 무관한 전기 전압 공급 장치(23)를 구비한 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기용 오일 펌프 장치.
제10항에 있어서, 메인 오일 펌프(28)의 흡기 시스템이 추가 오일 펌프(2)에 의해 과급될 수 있는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기용 오일 펌프 장치.
제1항에 있어서, 하우징(5)이 클러치 하우징(6)으로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기용 오일 펌프 장치.
제14항에 있어서, 클러치 하우징(6)이 변속기 하우징의 일부를 형성하고, 그리고/또는 상기 변속기 하우징을 적어도 부분적으로 밀봉하는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기용 오일 펌프 장치.