JP2008128097A - オイルポンプの駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの回転数が変動する場合であっても、オイルポンプを安定して駆動することができるオイルポンプの駆動装置を提供する。
【解決手段】オイルポンプ１７の駆動軸１８，１９とエンジン１の出力軸２１との間でトルクを伝達する第１トルク伝達系統１８と、駆動軸１８，１９とフライホイール５２の回転軸５３との間でトルクを伝達する第２トルク伝達系統１９とを備え、オイルポンプ１７をエンジン１の動力により駆動するとともにフライホイール５２の慣性力により駆動可能なオイルポンプの駆動装置において、第１トルク伝達系統１８と出力軸２１との間に、出力軸２１の回転数よりも駆動軸１８，１９の回転数が低い場合に係合し、出力軸２１の回転数よりも駆動軸１８，１９の回転数が高い場合に空転するワンウェイクラッチ２２が設けられている。
【選択図】図１

Description

この発明は、オイルポンプを、エンジンの動力により駆動するとともに、フライホイールの慣性力を利用して駆動することができるオイルポンプの駆動装置に関するものである。

ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどのエンジンを動力源として使用する場合、一般に、そのエンジンの出力側には変速機が設けられる。例えば、車両に搭載されたエンジンの変速機として、車両の走行状態に基づいて制御される自動変速機が広く普及している。この自動変速機には、有段式の変速機や変速比が連続的（無段階）に変化する無段変速機が含まれるが、これらいずれの自動変速機であっても変速比の制御のために油圧が広く使用されている。例えば有段式の自動変速機であれば、エンジンの出力を変速機構に伝達するための入力クラッチや、変速段を設定するためのクラッチあるいはブレーキが、油圧サーボ機構によって係合および解放されるように構成されている。また、無段変速機であれば、その変速機構に対して動力を入力する入力クラッチを油圧によって係合するように構成され、また特に、ベルト式の無段変速機であれば、プーリに対するベルトの巻き掛かり径を変化させるため、あるいはベルトに対するプーリの挟圧力（狭持力）を設定するために、ベルトが巻き掛かるプーリの溝幅を変化させる変速機構を油圧によって動作させるように構成されている。

そして、エンジンに備えられた自動変速機を制御する油圧を発生させるためにオイルポンプが設けられている。従来、そのオイルポンプは、エンジンにより駆動するように構成されるのが一般的であるが、その場合、エンジンの停止に伴ってオイルポンプも駆動を停止するため、例えば、エコランシステムが搭載された車両において、エコラン制御実行中のエンジン自動停止時あるいはエンジン再始動時などの場合に、自動変速機を制御するのに必要な油圧を得られなくなる可能性がある。そこで、エンジンが回転している際の回転エネルギ（慣性力）をフライホイールに蓄積し、エンジンの停止時に、そのフライホイールに蓄積された回転エネルギを利用してオイルポンプを駆動させることが考えられる。

例えば、特許文献１には、エネルギ回生制御を可能にすることを目的として、フライホイールを利用した発明が記載されている。この特許文献１に記載された油圧装置および発電設備に関する発明は、所要量の慣性モーメントを内在または付加により具備した第１の油圧ポンプモータと、その第１の油圧ポンプモータにより発生された油動力によって駆動される第２の油圧ポンプモータと、その第２の油圧ポンプモータの回転軸に接続されたフライホイールと、第２の油圧ポンプモータの流出ポートから第１の油圧ポンプモータの流入ポートに接続された油路とが備えられた構成となっている。そして、その構成によれば、第１の油圧ポンプモータで発生した油動力により第２の油圧ポンプモータを回転駆動させ、フライホイールにエネルギを蓄積することができる。そしてフライホイールに蓄積されたエネルギにより、第１の油圧ポンプモータの始動や加速を補助することができる、とされている。

また、特許文献２には、車両の走行時における運動エネルギを蓄積し、かつ蓄積されている運動エネルギを車輪に伝達するフライホイールを備えた挙動制御装置により車速を調整する車両の制御装置に関する発明が記載されている。

特開２００４−２３９３７３号公報 特開２００３−１６５３６１号公報

上記の特許文献１および特許文献２に記載されている発明のように、運動エネルギを蓄積することのできるフライホイールを利用することで、エンジンの停止時であってもオイルポンプを駆動させることができる。しかしながら、エンジン運転時の運動（回転）エネルギをフライホイールに蓄積させる場合、エンジン回転数が減少することに伴い、フライホイールに蓄積されるエネルギも減少し、その結果、オイルポンプを駆動するのに必要なエネルギが不足して、オイルポンプを安定して駆動することができなくなってしまうおそれがあった。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、エンジンの回転数が変動する場合であっても、オイルポンプを安定して駆動することができるオイルポンプの駆動装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、オイルポンプの駆動軸とエンジンの出力軸との間でトルクを伝達する第１トルク伝達系統と、前記駆動軸とフライホイールの回転軸との間でトルクを伝達する第２トルク伝達系統とを備え、前記オイルポンプを前記エンジンの動力により駆動するとともに前記フライホイールの慣性力により駆動可能なオイルポンプの駆動装置において、前記第１トルク伝達系統と前記出力軸との間に、前記出力軸の回転数よりも前記駆動軸の回転数が低い場合に係合し、前記出力軸の回転数よりも前記駆動軸の回転数が高い場合に空転するワンウェイクラッチが設けられていることを特徴とする装置である。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、始動時に前記エンジンをクランキングするとともに、前記オイルポンプを駆動可能なスタータモータを有するエンジン始動機構を更に備え、前記エンジン始動機構が、前記エンジンをクランキングせずに前記オイルポンプを駆動する第１の作動状態と、前記エンジンをクランキングし、かつ前記オイルポンプを駆動する第２の作動状態と、前記エンジンおよび前記オイルポンプのいずれも駆動しない第３の作動状態とを選択的に切り換えるように構成されていることを特徴とする装置である。

また、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記エンジン始動機構が、前記エンジンを始動するべく設定されるエンジン始動モードが開始され、かつ未だ前記エンジンが停止している場合に、前記エンジン始動モードの開始から所定時間経過するまでは前記第１の作動状態を選択し、前記所定時間が経過した後に前記第２の作動状態を選択することを特徴とする装置である。

また、請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記エンジン始動機構が、前記エンジン始動モードが開始され、かつ前記第２の作動状態が選択された場合に、前記エンジン始動モードの開始から所定時間経過した後に前記第３の作動状態を選択することを特徴とする装置である。

そして、請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明において、前記オイルポンプの駆動装置が、前記エンジンと、前記オイルポンプから供給される油圧により変速動作が制御されるベルト式無段変速機とが搭載された車両の前記オイルポンプを駆動する装置であることを特徴とするものである。

したがって、請求項１の発明によれば、エンジンが所定の回転数以上で運転されている場合は、エンジンが出力する動力によりオイルポンプが駆動されるとともに、そのエンジンが出力する動力の運動（回転）エネルギが、フライホイールに慣性力として蓄積される。そして、エンジンの回転数が低下もしくはエンジンが停止することなどにより、エンジンの出力軸の回転数がオイルポンプの駆動軸の回転数を下回った場合には、エンジンの出力軸とオイルポンプの駆動軸との間に設けられたワンウェイクラッチが空転することで、エンジンの出力軸とオイルポンプの駆動軸との間の動力伝達系統が遮断され、オイルポンプがフライホイールに蓄積された慣性力により駆動される。そのため、エンジンの回転数が高い状態でフライホイールに蓄積された運動エネルギを、エンジンの回転数が低下もしくはエンジンが停止した場合に、オイルポンプを駆動するためのエネルギとして効果的に使用することができ、エンジンの回転数が変動する場合であってもオイルポンプを安定して駆動することができる。

また、請求項２の発明によれば、停止しているエンジンを始動する際には、そのエンジンをクランキングして始動させるエンジン始動機構のスタータモータの動力により、オイルポンプが駆動される。その場合、エンジン始動機構は、その作動状態が、エンジンをクランキングせずにオイルポンプのみを駆動する第１の作動状態と、エンジンおよびオイルポンプを同時に駆動（もしくはクランキング）する第２の作動状態と、エンジンおよびオイルポンプのいずれも駆動（もしくはクランキング）しない第３の作動状態との３つの作動状態に適宜切り換えられて運転される。そのため、エンジンの運転状態に応じてエンジン始動機構を作動させて、エンジンのクランキングおよびオイルポンプの駆動を適切に行うことができる。例えば、エンジンの始動時に、油温が低くオイルの粘性が高い状態のときに、エンジン始動機構を第１の作動状態に設定し、予めオイルポンプのみを駆動させておき、その後、エンジン始動機構を第２の作動状態に切り換えて設定してオイルポンプを駆動しつつエンジンをクランキングして始動させることで、エンジン始動時のいわゆる油圧の立ち上がり遅れを回避し、油圧を必要とする装置各部に、速やかにかつ適切に油圧を供給することができる。

さらに、請求項３の発明によれば、エンジンが停止している状態で、エンジンを始動させるための指令（制御信号）が出力されるエンジン始動モードが開始された場合、そのエンジン始動モードの開始から所定時間の間、すなわち油温が低くオイルの粘性が高い状態の間は、エンジン始動機構が第１の作動状態に設定され、その間オイルポンプのみが駆動される。そしてエンジン始動モードの開始から所定時間経過した時点、すなわちオイルポンプが駆動され油圧が上昇するとともに油温が所定温度まで上昇した時点で、エンジン始動機構が第２の作動状態に切り換えられて設定され、オイルポンプが駆動されるとともに、エンジンがクランキングされてエンジンの始動が行われる。そのため、エンジン始動時のいわゆる油圧の立ち上がり遅れを回避し、油圧を必要とする装置各部に、速やかにかつ適切に油圧を供給することができる。

また、請求項４の発明によれば、エンジン始動モードの開始後に所定時間が経過し、エンジン始動機構が第２の作動状態に切り換えられて設定された場合、その後さらに所定の時間が経過した時点で、エンジン始動機構が第３の作動状態、すなわちエンジンのクランキングを停止するとともに、エンジン始動機構の動力源によるオイルポンプの駆動を停止する状態に切り換えられて設定される。そのため、エンジンの始動が完了したと判断できる所定の時間が経過した場合に、エンジンのクランキングを停止し、スタータモータによりオイルポンプを駆動していた状態からエンジンの動力によりオイルポンプを駆動する状態に切り換えることができる。

そして、請求項５の発明によれば、エンジンが所定の回転数以上で運転されている場合は、エンジンが出力する動力によりベルト式無段変速機を制御するための油圧を供給するオイルポンプが駆動されるとともに、そのエンジンが出力する動力の運動（回転）エネルギが、フライホイールに慣性力として蓄積される。そして、エンジンの回転数が低下もしくはエンジンが停止することなどにより、エンジンの出力軸の回転数がオイルポンプの駆動軸の回転数を下回った場合には、エンジンの出力軸とオイルポンプの駆動軸との間に設けられたワンウェイクラッチが空転することで、エンジンの出力軸とオイルポンプの駆動軸との間の動力伝達系統が遮断され、オイルポンプがフライホイールに蓄積された慣性力により駆動される。そのため、エンジンの回転数が高い状態でフライホイールに蓄積された運動エネルギを、エンジンの回転数が低下もしくはエンジンが停止した場合に、オイルポンプを駆動するためのエネルギとして効果的に使用することができ、エンジンの回転数が変動する場合であってもオイルポンプを安定して駆動させ、油圧を必要とするベルト式無段変速機の各部に安定して油圧を供給することができる。

また、エンジンを始動する場合には、エンジン始動機構によりエンジンがクランキングされるとともに、そのエンジン始動機構のスタータモータによりオイルポンプが駆動される。その場合、エンジン始動機構は、その作動状態が、エンジンをクランキングせずにオイルポンプのみを駆動する第１の作動状態と、エンジンおよびオイルポンプを同時に駆動（もしくはクランキング）する第２の作動状態と、エンジンおよびオイルポンプのいずれも駆動（もしくはクランキング）しない第３の作動状態との３つの作動状態に適宜切り換えられて運転される。そのため、エンジン始動時のいわゆる油圧の立ち上がり遅れを回避し、油圧を必要とするベルト式無段変速機の各部に速やかにかつ適切に油圧を供給することができ、エンジン始動時の油圧の立ち上がり遅れに起因するベルト式無段変速機のベルト滑りを防止もしくは抑制することができる。

（第１の構成例）
つぎに、この発明を図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、この発明におけるオイルポンプの駆動装置の第１の構成例を適用したＦＦ車（フロントエンジンフロントドライブ；エンジン前置き前輪駆動車）のスケルトン図である。図１において、１は車両の動力源としてのエンジンであり、このエンジン１としては内燃機関、具体的にはガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどが用いられる。そして、エンジン１のクランクシャフト２が車両の幅方向に配置されている。なお、以下の説明においては、エンジン１として便宜上、ガソリンエンジンを用いた場合について説明する。

エンジン１の出力側には、変速機３が設けられている。この変速機３は、具体的にはベルト式の無段変速機３であり、内部中空のケーシング４を有し、そのケーシング４の内部には、トルクコンバータ５と、前後進切り換え機構６と、ベルト式無段変速機構７と、最終減速機（言い換えれば差動装置）８とが設けられている。

トルクコンバータ５の構成について説明する。ケーシング４の内部には、クランクシャフト２と同一の軸線（図示せず）を中心として回転可能なインプットシャフト９が設けられており、インプットシャフト９におけるエンジン１側（図１の左側）の端部には、トルクコンバータ５のタービンランナ１０が取り付けられている。

一方、クランクシャフト２の後端（図１の右側）には、エンジン１のフライホイール１１を介して、トルクコンバータ５のフロントカバー１２が連結されており、フロントカバー１２には、トルクコンバータ５のポンプインペラ１３が接続されている。これらタービンランナ１０とポンプインペラ１３とは対向して配置され、タービンランナ１０およびポンプインペラ１３の内側にはステータ１４が設けられている。また、インプットシャフト９におけるフロントカバー１２側（図１の左側）の端部には、ダンパ機構１５を介してロックアップクラッチ１６が設けられている。そして、上記のように構成されたフロントカバー１２およびポンプインペラ１３などにより形成されたケーシング（図示せず）内に、作動流体としてのオイルが供給されている。

上記構成により、エンジン１の動力（トルク）がクランクシャフト２からフロントカバー１２に伝達される。この時、ロックアップクラッチ１６が解放されている場合は、ポンプインペラ１３のトルクが流体によりタービンランナ１０に伝達され、ついでインプットシャフト９に伝達される。なお、ポンプインペラ１３からタービンランナ１０に伝達されるトルクは、ステータ１４により増幅される。これに対して、ロックアップクラッチ１６が係合されている場合は、フロントカバー１２のトルクが機械的にインプットシャフト９に伝達される。

ケーシング４の内部におけるトルクコンバータ５のエンジン１と反対側（図１の右側）で、インプットシャフト９と平行な軸線上に、ベルト式無段変速機３の各部に圧油を供給するために必要な油圧を発生させるオイルポンプ１７が設けられている。このオイルポンプ１７は、例えばギヤポンプやベーンポンプあるいはトロコイドポンプなどの公知の構成のものであって、オイルポンプ１７のロータ軸（図示せず）とそれぞれ互いに一体回転する駆動軸１８，１９を回転駆動させることにより、オイルを吸入し、圧油として吐出するように構成されている。そして、それら駆動軸１８，１９が、オイルポンプ１７をその軸線方向に貫通して前後両方向（図１の左右両方向）にそれぞれ突出した構成となっている。すなわち、オイルポンプ１７は、その軸線方向でトルクコンバータ５側（図１の左側）に第１駆動軸１８が突出して配置され、その軸線方向でベルト式無段変速機構７側（図１の右側）に第２駆動軸１９が突出して配置された構成となっている。

オイルポンプ１７の第１駆動軸１８に、エンジン１の動力をオイルポンプ１７へ伝達するチェーン伝動機構２０の出力軸２１が、ワンウェイクラッチ２２を介して連結されている。具体的には、このチェーン伝動機構２０は、トルクコンバータ５と前後進切り換え機構６との間に配置されていて、ポンプインペラ１３のケーシングの外側で、インプットシャフト９の外周側に、ポンプインペラ１３と一体回転する中空軸状のハブ２３が形成されていて、このハブ２３に一体的に形成もしくは固定されたスプロケット２４と、出力軸２１のトルクコンバータ５側（図１の左側）の端部に一体的に形成もしくは固定されたスプロケット２５と、これらスプロケット２４，２５に巻き掛けられたローラチェーン２６とから構成されている。

ワンウェイクラッチ２２は、チェーン伝動機構２０の出力軸２１の回転数がオイルポンプ１７の第１駆動軸１８の回転数よりも高い場合に係合状態となり、出力軸２１の回転数が第１駆動軸１８の回転数よりも低い場合に解放状態となるように、すなわち空転するように構成されている。このような構成により、エンジン１の動力（トルク）が直接ポンプインペラ１３およびチェーン伝動機構２０を介して出力軸２１へ伝達され、その出力軸２１の回転数がオイルポンプ１７の第１駆動軸１８の回転数よりも高い場合に、出力軸２１へ伝達されたエンジン１のトルクがワンウェイクラッチ２２を介して第１駆動軸１８へ伝達される。すなわち、エンジン１の動力によりオイルポンプ１７を駆動することができる。なお、この発明による装置においては、このオイルポンプ１７は、上記のようにエンジン１の動力によって駆動される以外に、エンジン１とは異なる他の駆動源によっても駆動することができるように構成されている。その具体的な構成については後述する。

ベルト式無段変速機構７は、インプットシャフト９と同心状に配置された駆動側シャフト（プライマリシャフト）２７と、そのプライマリシャフト２７と相互に平行に配置された従動側シャフト（セカンダリシャフト）２８とを有している。プライマリシャフト２７には駆動側プーリ（プライマリプーリ）２９が設けられており、セカンダリシャフト２８側には従動側プーリ（セカンダリプーリ）３０が設けられている。プライマリプーリ２９は、プライマリシャフト２７に固定された固定シーブ３１と、プライマリシャフト２７の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ３２とを有している。また、この可動シーブ３２をプライマリシャフト２７の軸線方向に動作させることにより、可動シーブ３２と固定シーブ３１とを接近・離隔させる油圧アクチュエータ３３が設けられている。この油圧アクチュエータ３３は、プライマリシャフト２７の軸線方向に動作するピストン（図示せず）およびリターンスプリング（図示せず）などを備えた公知のものである。

一方、セカンダリプーリ３０は、セカンダリシャフト２８に固定された固定シーブ３４と、セカンダリシャフト２８の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ３５とを有している。また、この可動シーブ３５をセカンダリシャフト２８の軸線方向に動作させることにより、可動シーブ３５と固定シーブ３４とを接近・離隔させる油圧アクチュエータ３６が設けられている。この油圧アクチュエータ３６は、セカンダリシャフト２８の軸線方向に動作するピストン（図示せず）およびリターンスプリング（図示せず）などを備えた公知のものである。さらに、プライマリプーリ２９およびセカンダリプーリ３０に対してベルト３７が巻き掛けられている。

上記のように構成されたベルト式無段変速機構７においては、油圧アクチュエータ３３に作用する油圧を制御することにより、固定シーブ３１と可動シーブ３２との間の溝幅が調整される。その結果、プライマリプーリ２９におけるベルト３７の巻き掛け半径が変化し、ベルト式無段変速機構７の入力回転数と出力回転数との比、すなわち変速比が無段階（連続的）に制御される。この変速にともない、油圧アクチュエータ３６に作用する油圧を制御することにより、ベルト３７に対する挟圧力（言い換えればベルト３７の張力）が制御される。油圧アクチュエータ３３，３６に作用する油圧は装置の元圧であるライン圧を所定の値に制御したものである。

前後進切り換え機構６は、インプットシャフト９とベルト式無段変速機構７との間の動力伝達経路に設けられている。この前後進切り換え機構６はダブルピニオン形式の遊星歯車機構３８を有している。この遊星歯車機構３８は、インプットシャフト９のベルト式無段変速機構７側の端部（図１の右側）に設けられたサンギヤ３９と、このサンギヤ３９の外周側に、サンギヤ３９と同心状に配置されたリングギヤ４０と、サンギヤ３９に噛み合わされたピニオンギヤ４１と、このピニオンギヤ４１およびリングギヤ４０に噛み合わされたピニオンギヤ４２と、これらピニオンギヤ４１，４２を、サンギヤ３９の周囲を一体的に公転可能な状態で保持したキャリヤ４３とを有している。そして、このキャリヤ４３とプライマリシャフト２７とが連結されている。また、キャリヤ４３とインプットシャフト９との間の動力伝達経路を接続・遮断するクラッチＣＬが設けられている。さらに、ケーシング４側には、リングギヤ４０の回転・固定を制御するブレーキＢＲが設けられている。

ベルト式無段変速機構７と最終減速機８との間の動力伝達経路には、セカンダリシャフト２８と相互に平行なインターミディエイトシャフト４４が設けられている。インターミディエイトシャフト４４にはカウンタドリブンギヤ４５とファイナルドライブギヤ４６とが形成されている。セカンダリシャフト２８にはカウンタドライブギヤ４７が形成され、そのカウンタドライブギヤ４７とカウンタドリブンギヤ４５とが噛み合わされている。

そして、最終減速機８はリングギヤ４８を有し、そのリングギヤ４８とファイナルドライブギヤ４６とが噛み合わされている。また、リングギヤ４８はデフケース（図示せず）の外周に形成され、このデフケースの内部には複数のピニオンギヤ（図示せず）が取り付けられている。このピニオンギヤには２つのサイドギヤ（図示せず）が噛み合わされている。２つのサイドギヤには別個にフロントドライブシャフト４９が接続され、各フロントドライブシャフト４９には、駆動輪（前輪）５０が接続されている。

前述したように、この発明におけるオイルポンプ１７は、通常はエンジン１の動力によって駆動される。したがって、エンジン１が停止している場合は、そのエンジン１の動力によりオイルポンプ１７を駆動することができない。例えば、最近では、排ガスの削減や燃費の向上のために、車両の停止時に所定の条件が成立した場合に、内燃機関を自動的に停止するいわゆるエコランシステムが開発されているが、この種のシステムを採用している車両において、上記のようにエンジン１の停止と同時にオイルポンプ１７の駆動が停止すると、油圧が発生されなくなり、ベルト式無段変速機３に対する油圧の供給が停止する。その結果、走行途中での一時的な停車時にエンジン１が自動停止すると同時に、ベルト式無段変速機３がいわゆるニュートラル状態になってしまい、再発進時に、クラッチＣＬやブレーキＢＲの係合・解放状態が切り替わったり、またニュートラル状態から所定の変速比の設定状態に急激に変化することにより、出力トルクが急激に増大し、ショックが派生するなどの可能性がある。

そこで、この発明におけるオイルポンプの駆動装置は、エンジン１の回転数が変動する場合であっても、オイルポンプ１７を安定して駆動することができるように構成されている。すなわち、エンジン１の運転が停止されたり、あるいはエンジン１の回転数が低下するなどして、エンジン１の回転数が変動する場合に、エンジン１が定常運転されていた際に蓄えたエネルギを利用してオイルポンプ１７を駆動することで、ベルト式無段変速機３に対して必要な油圧を安定して供給することが可能なオイルポンプ駆動装置５１が設けられている。

具体的には、このオイルポンプ駆動装置５１は、エンジン１の動力によりオイルポンプ１７を駆動するために、前述したように、エンジン１の動力（トルク）を直接出力軸２１へ伝達するチェーン伝動機構２０と、チェーン伝動機構２０の出力軸２１の回転数がオイルポンプ１７の第１駆動軸１８の回転数よりも高い場合に係合するワンウェイクラッチ２２とが設けられていて、さらに、エンジン１のトルクによる運動（回転）エネルギを慣性力（慣性トルク）として蓄積することができるフライホイール５２が設けられている。

すなわち、オイルポンプ１７およびワンウェイクラッチ２２と同一軸線上に、フライホイール５２が配置されていて、そのフライホイール５２の回転軸５３と、オイルポンプ１７の第２駆動軸１９とが一体回転可能に連結されている。言い換えると、オイルポンプ１７とフライホイール５２とが、第２駆動軸１９および回転軸５３を介して、トルク伝達可能に直結されている。すなわち、この図１に示す第１の構成例においては、第１駆動軸１８により構成される動力伝達系統が、この発明における第１トルク伝達系統に相当し、第２駆動軸１９により構成される動力伝達系統が、この発明における第２トルク伝達系統に相当している。

上記の構成により、出力軸２１の回転数が第１駆動軸１８の回転数よりも大きく、出力軸２１と第１駆動軸１８との間に設けられているワンウェイクラッチ２２が係合し、エンジン１の動力によりオイルポンプ１７が駆動される場合に、オイルポンプ１７とともにフライホイール５２が駆動されることで、エンジン１の動力すなわち回転エネルギが、フライホイール５２にその慣性トルクとして蓄えられる。

また、出力軸２１の回転数が第１駆動軸１８の回転数よりも小さく、出力軸２１と第１駆動軸１８との間に設けられているワンウェイクラッチ２２が空転し、エンジン１とオイルポンプ１７との動力伝達経路が遮断された場合であって、フライホイール５２が慣性トルクを有している場合には、そのフライホイール５２の慣性トルクによりオイルポンプ１７が駆動される。

したがって、エンジン１が所定の回転数以上で安定して運転されている定常運転状態のときに、そのエンジン１が出力する動力によりオイルポンプ１７を駆動するとともに、その動力による回転エネルギを、フライホイール５２の慣性トルクとして蓄積することができる。そして、エンジン１の回転数が低下もしくはエンジン１が停止した場合に、定常運転状態でフライホイール５２に蓄積された慣性トルクを利用してオイルポンプ１７を駆動することができる。そのため、エンジン１の回転数が変動する場合であっても、オイルポンプ１を安定して駆動させ、油圧を必要とするベルト式無段変速機３の各部に安定して油圧を供給することができる。

（第２の構成例）
図２は、この発明におけるオイルポンプの駆動装置の第２の構成例を適用したＦＦ車のスケルトン図である。この第２の構成例は、前述の図１で示した第１の構成例で説明したオイルポンプ駆動装置５１に対して、エンジン１を始動させるための機構を付加した構成例である。したがって、図２において、前述の図１の構成と同様の部分には、図１に付した符号と同様の符号を付してその説明を省略する。

一般に、エンジン１を始動する際に、油温が低くオイルの粘性が高くなっている状態では、オイルの粘性抵抗が大きくなる。そのため、エンジン１の始動と同時にオイルポンプ１７が駆動されたとしても、ベルト式無段変速機３の各部で必要とされる圧力まで油圧を上昇させる、いわゆる油圧の立ち上がりに時間が掛かり、油圧を必要とする装置各部に適正な油圧を迅速に供給できない場合があった。そこで、この発明におけるオイルポンプの駆動装置は、エンジン１の始動時に、エンジン１をクランキングするとともに、オイルポンプ１７を駆動することができ、さらに、エンジン１のクランキングの有無およびオイルポンプ１７の駆動・非駆動の組み合わせによる、エンジン１およびオイルポンプ１７の作動状態を、適宜に選択的に切り換えることにより、エンジン始動時に装置各部に必要な適正な油圧を確保し、エンジン１を始動することができるように構成されている。

すなわち、図２において、エンジン１を始動する際にエンジン１をクランキングするスタータモータ６２を駆動源として備え、そのスタータモータ６２によりオイルポンプ１７を駆動することができ、さらに、エンジン１およびオイルポンプ１７の作動状態を、エンジン１の始動の状況あるいは運転状態に応じて適宜に切り換えることが可能なエンジン始動機構６１が設けられている。

具体的には、エンジン始動機構６１は、オイルポンプ１７と同一軸線上で、オイルポンプ１７のチェーン伝動機構２０と反対側（図２の右側）に、スタータモータ６２が配置されている。このスタータモータ６２は、バッテリ（図示せず）から電力が供給されることにより駆動されて動力（トルク）を出力する電動モータ部（図示せず）と、電圧が印加されることにより起動し、スタータモータ６２のロータ（図示せず）と一体回転するとともに軸線方向に移動可能なモータ出力軸６３をその軸線方向に動作させるマグネットスイッチ部（図示せず）とを主体に構成されている。

より具体的には、上記のスタータモータ６２のマグネットスイッチ部は、モータ出力軸６３を、その延長軸線上でオイルポンプ１７の方向（図１の左方向）に、印加される電圧の大小に応じて２段階に突出させられるように構成されている。すなわち、マグネットスイッチ部に所定の電圧値よりも低い低電圧ＶLが印加された場合は、モータ出力軸６３を前記オイルポンプ１７の方向の１段目の位置ＰVLに突出させ、マグネットスイッチ部に所定の電圧値よりも高い高電圧ＶHが印加された場合には、モータ出力軸６３を１段目の位置ＰVLよりもさらに前記オイルポンプ１７の方向に突出した２段目の位置ＰVHに突出させることができる構成となっている。

また、モータ出力軸６３とオイルポンプ１７の第２駆動軸１９とが、モータ出力軸６３が１段目の位置ＰVLに突出させられた場合に係合する第１クラッチ６４を介して連結されている。すなわち、スタータモータ６２のマグネットスイッチ部に低電圧ＶLを印加することにより、この第１クラッチ６４を係合させ、モータ出力軸６３と第２駆動軸１９とを動力伝達可能な状態に連結することができる構成となっている。したがって、スタータモータ６２のマグネットスイッチ部に低電圧ＶLが印加されるようにスタータモータ６２に供給する電力を制御することで、スタータモータ６２が出力するトルクによりオイルポンプ１７のみを駆動することができる。すなわち、エンジン１が停止している状態で、スタータモータ６２のトルクにより、エンジン１をクランキングせずにオイルポンプ１７だけを駆動することができる。なお、この場合、スタータモータ６２のマグネットスイッチ部に高電圧ＶHが印加される場合と比較して、スタータモータ６２に供給される電力量は少なくなり、スタータモータ６２が出力するトルクも小さくなるが、オイルポンプ１７を駆動するのに必要なトルクは、エンジン１をクランキングするのに必要なトルクに対して十分に小さいため、スタータモータ６２が出力するトルクが小さくとも、オイルポンプ１７を駆動することが可能である。

さらに、モータ出力軸６３と、出力軸２１に対して動力を伝達する伝動機構６５とが、モータ出力軸６３が２段目の位置ＰVHに突出させられた場合に係合する第２クラッチ６６を介して連結されている。具体的には、伝動機構６５は、出力軸２１およびスプロケット２５に一体的に形成もしくは固定された歯車６７と、その歯車６７と噛み合わされた歯車６８と、その歯車６８が一方（図２の左側）の端部に固定されたシャフト６９と、そのシャフト６９の他方（図２の右側）の端部に固定された歯車７０とから構成されている。

一方、第２クラッチ６６は、上記の伝動機構６５の歯車７０と、モータ出力軸６３が２段目の位置ＰVHに突出させられた場合に歯車７０と噛み合わされる歯車７１とから構成されている。したがって、スタータモータ６２のマグネットスイッチ部に高電圧ＶHを印加することで、この第２クラッチ６６を係合させ、すなわち歯車７０と歯車７１とを噛み合わせ、モータ出力軸６３と出力軸２１とを動力伝達可能な状態に連結することができる構成となっている。したがって、スタータモータ６２のマグネットスイッチ部に高電圧ＶHが印加されるようにスタータモータ６２に供給する電力を制御することで、スタータモータ６２が出力するトルクによりエンジン１をクランキングすることができる。

また、スタータモータ６２のマグネットスイッチ部に高電圧ＶHを印加して、スタータモータ６２によりエンジン１をクランキングする際に、オイルポンプ１７の第１駆動軸１８の回転数がスタータモータ６２のトルクにより駆動されている出力軸２１の回転数よりも低い場合は、そのスタータモータ６２のトルクにより、エンジン１をクランキングしつつ、オイルポンプ１７を駆動することができる。

そして、第２駆動軸１９のオイルポンプ１７と第１クラッチ６４との間には、第２駆動軸１９に歯車７２が一体的に形成もしくは固定されていて、その歯車７２に、フライホイール７３の回転軸７４に一体的に形成もしくは固定された歯車７５が噛み合わされるように、フライホイール７３が配置されている。すなわち、この図２に示す第２の構成例においては、第１駆動軸１８により構成される動力伝達系統が、この発明における第１トルク伝達系統に相当し、第２駆動軸１９および歯車７２と歯車７５とによる歯車対により構成される動力伝達系統が、この発明における第２トルク伝達系統に相当している。

したがって、上記のように構成されるエンジン始動機構６１は、スタータモータ６２に供給する電力およびその電圧を制御することにより、エンジン１およびオイルポンプ１７の作動状態を、３つの状態に区分して設定することができる。具体的には、スタータモータ６２のマグネットスイッチ部に低電圧ＶLが印加されるようにスタータモータ６２に供給する電力を制御することで、エンジン１をクランキングせずにオイルポンプ１７だけを駆動する第１の作動状態を設定することができる。また、スタータモータ６２のマグネットスイッチ部に高電圧ＶHが印加されるようにスタータモータ６２に供給する電力を制御することで、エンジン１をクランキングし、かつオイルポンプ１７を駆動する第２の作動状態を設定することができる。そして、スタータモータ６２に供給する電力を“０”にすること、すなわちスタータモータ６２に電力が供給されないように制御することで、エンジン１およびオイルポンプ１７のいずれも駆動（クランキング）しない第３の作動状態を設定することができる。

上記の構成により出力軸２１の回転数が第１駆動軸１８の回転数よりも大きく、出力軸２１と第１駆動軸１８との間に設けられているワンウェイクラッチ２２が係合し、エンジン１もしくはスタータモータ６２の動力によりオイルポンプ１７が駆動される場合に、オイルポンプ１７とともにフライホイール７３が駆動されることで、エンジン１もしくはスタータモータ６２の動力による回転エネルギが、フライホイール７３にその慣性トルクとして蓄えられる。

また、出力軸２１の回転数が第１駆動軸１８の回転数よりも小さく、出力軸２１と第１駆動軸１８との間に設けられているワンウェイクラッチ２２が空転し、エンジン１およびスタータモータ６２とオイルポンプ１７との動力伝達経路が遮断された場合であって、フライホイール７３が慣性トルクを有している場合には、そのフライホイール７３の慣性トルクによりオイルポンプ１７が駆動される。

したがって、エンジン１が所定の回転数以上で安定して運転されている定常運転状態のときに、そのエンジン１もしくはスタータモータ６２が出力する動力によりオイルポンプ１７を駆動するとともに、その動力による回転エネルギをフライホイール７３の慣性トルクとして蓄積することができる。そして、エンジン１の回転数が低下もしくはエンジン１が停止した場合に、定常運転状態のときにフライホイール７３に蓄積された慣性トルクを利用してオイルポンプ１７を駆動することができる。そのため、エンジン１の回転数が変動する場合であっても、オイルポンプ１を安定して駆動させ、油圧を必要とするベルト式無段変速機３の各部に安定して油圧を供給することができる。

そしてさらに、エンジン１を始動する場合、具体的には、エンジンが停止している状態で、エンジンを始動させるための指令もしくは制御信号が出力されるエンジン始動モードが開始された場合に、そのエンジン始動モードの開始から所定時間Ｔ1が経過するまでの間、すなわち油温が低くオイルの粘性が高い状態であると判断される間は、スタータモータ６２のマグネットスイッチ部に低電圧ＶLが印加されるようにスタータモータ６２に供給する電力を制御することで、エンジン始動機構６１が第１の作動状態に設定され、その間オイルポンプ１７のみが駆動される。

また、エンジン始動モードの開始から所定時間Ｔ1が経過した時点、すなわちオイルポンプが駆動され油圧が上昇するとともに油温が所定温度まで上昇したと判断された時点で、スタータモータ６２のマグネットスイッチ部に高電圧ＶHが印加されるようにスタータモータ６２に供給する電力を制御することで、エンジン始動機構６１が第２の作動状態に切り換えられて設定され、オイルポンプ１７が駆動されるとともに、エンジン１がクランキングされてエンジン１の始動が開始される。

そして、エンジン始動モードの開始から所定時間Ｔ1よりも長い所定時間Ｔ2が経過した時点、すなわちエンジン１のクランキングの開始から所定時間が経過してエンジン１の始動が完了したと判断された時点で、スタータモータ６２に電力が供給されないように制御することで、スタータモータ６２によるエンジン１のクランキングを停止し、スタータモータ６２によりオイルポンプ１７を駆動していた状態から、エンジン１の動力もしくはフライホイール７３の慣性トルクによりオイルポンプ１７を駆動する状態に切り換えることができる。

したがって、エンジン１の始動時に、油温が低くオイルの粘性が高い状態の場合に、エンジン始動機構６１を第１の作動状態に設定し、予めオイルポンプ１７のみを駆動させておき、その後、エンジン始動機構６１を第２の作動状態に切り換えて設定してオイルポンプ１７を駆動しつつエンジン１をクランキングして始動させることで、エンジン始動時のいわゆる油圧の立ち上がり遅れを回避し、油圧を必要とするベルト式無段変速機３の各部に、速やかにかつ適切に油圧を供給することができる。

ベルト式無段変速機３において、エンジン１の始動時に油圧の立ち上がりが遅くなると、前後進切り換え機構６のクラッチＣＬあるいはブレーキＢＲでの摩擦抵抗によるトルクが、ベルト式無段変速機構７に伝達されることで、ベルト滑りが発生する可能性がある。そこで、上記のように、エンジン始動機構６１を制御・作動させて、エンジン１始動時の油圧の立ち上がり遅れを回避することで、エンジン１始動時のベルト式無段変速機３でのベルト滑りの発生を防止することができる。またその結果、クラッチＣＬあるいはブレーキＢＲのクラッチパック（隙間）を小さくすることができ、それらクラッチＣＬおよびブレーキＢＲのクラッチパックの管理を容易にし、係合・解放制御時の制御性を向上させることができる。ひいては、ベルト式無段変速機３の小型・軽量化、およびコスト低減を図ることができる。

なお、この発明は、上記の具体例に限定されないのであって、上記の具体例では、この発明を適用したエンジン始動機構が、エンジンの出力側に設けられたベルト式無段変速機を制御するための油圧を発生させるオイルポンプを駆動する例を示しているが、ベルト式無段変速機以外に、他の方式の無段変速機、あるいは有段の自動変速機など、油圧を必要とする他の形式の変速機、さらには油圧を必要とする変速機以外の他の産業機械・装置であってもよい。

そして、上記の具体例では、この発明を適用したエンジン始動機構が、ＦＦ方式の車両に搭載されている例を示しているが、ＦＲ方式あるいはその他の方式の車両、あるいは四輪駆動車両、さらには車両以外の他の産業機械・装置に搭載することも可能である。

この発明のオイルポンプの駆動装置を搭載した車両の駆動系統の第１の構成例を示す模式図（スケルトン図）である。 この発明のオイルポンプの駆動装置を搭載した車両の駆動系統の第２の構成例を示す模式図（スケルトン図）である。

符号の説明

１…エンジン、 ２…クランクシャフト、 ３…ベルト式無段変速機、 １７…オイルポンプ、 １８…第１駆動軸（第１トルク伝達系統）、 １９…第２駆動軸（第２トルク伝達系統）、 ２０…チェーン伝動機構、 ２１…出力軸、 ２２…ワンウェイクラッチ、 ５１…オイルポンプ駆動装置、 ５２，７３…フライホイール、 ５３，７４…回転軸、 ６１…エンジン始動機構、 ６２…スタータモータ、 ６４…第１クラッチ、 ６６…第２クラッチ、 ７２，７５…歯車。

Claims (5)

1. オイルポンプの駆動軸とエンジンの出力軸との間でトルクを伝達する第１トルク伝達系統と、前記駆動軸とフライホイールの回転軸との間でトルクを伝達する第２トルク伝達系統とを備え、前記オイルポンプを前記エンジンの動力により駆動するとともに前記フライホイールの慣性力により駆動可能なオイルポンプの駆動装置において、
   前記第１トルク伝達系統と前記出力軸との間に、前記出力軸の回転数よりも前記駆動軸の回転数が低い場合に係合し、前記出力軸の回転数よりも前記駆動軸の回転数が高い場合に空転するワンウェイクラッチが設けられていることを特徴とするオイルポンプの駆動装置。
2. 始動時に前記エンジンをクランキングするとともに、前記オイルポンプを駆動可能なスタータモータを有するエンジン始動機構を更に備え、
   前記エンジン始動機構は、前記エンジンをクランキングせずに前記オイルポンプを駆動する第１の作動状態と、前記エンジンをクランキングし、かつ前記オイルポンプを駆動する第２の作動状態と、前記エンジンおよび前記オイルポンプのいずれも駆動しない第３の作動状態とを選択的に切り換えるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のオイルポンプの駆動装置。
3. 前記エンジン始動機構は、前記エンジンを始動するべく設定されるエンジン始動モードが開始され、かつ未だ前記エンジンが停止している場合に、前記エンジン始動モードの開始から所定時間経過するまでは前記第１の作動状態を選択し、前記所定時間が経過した後に前記第２の作動状態を選択することを特徴とする請求項２に記載のオイルポンプの駆動装置。
4. 前記エンジン始動機構は、前記エンジン始動モードが開始され、かつ前記第２の作動状態が選択された場合に、前記エンジン始動モードの開始から所定時間経過した後に前記第３の作動状態を選択することを特徴とする請求項３に記載のオイルポンプの駆動装置。
5. 前記オイルポンプの駆動装置は、前記エンジンと、前記オイルポンプから供給される油圧により変速動作が制御されるベルト式無段変速機とが搭載された車両の前記オイルポンプを駆動する装置であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のオイルポンプの駆動装置。

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