JP4661078B2 - 油圧供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、油圧供給装置に関し、特に、２以上のオイルポンプを備える車両用の油圧供給装置に関する。

車両の油圧供給装置において、燃料の節約や排気エミッションの低減を目的としたエンジンの自動停止時や、低回転時の油圧や油量不足を補完するために、エンジンからの駆動軸とメカニカルに繋げられた主オイルポンプに加えて、電動オイルポンプを並列に配置し、補助的に動作可能としたものが知られている。例えば、特開２００２−３１０２７２号公報には、電動ポンプ（補助油圧ポンプ）として、センサレスブラシレスＤＣモータを用いることのできる２ポンプの油圧供給装置が紹介されている。

図３は、上記した公報記載の油圧供給装置の構成を表した図である。図３を参照すると、負荷９に対して、主オイルポンプ７１と、電動モータ７２で駆動される電動オイルポンプ７３とが並列に配置され、電動オイルポンプ７３の吐出側油路には、逆止弁７４が設けられ、主オイルポンプ７１から電動オイルポンプ７３側への油圧の伝達を阻止可能となっている。しかしながら、図３の構成では、電動オイルポンプ７３から主オイルポンプ７１側への油圧の伝達を阻止するような弁等は、設けられておらず、電動オイルポンプ７３の作動時に油圧が主オイルポンプ７１側に伝達されるため主オイルポンプ７１から油が漏れてしまい余計に油量が必要となってしまっている。この種の油圧供給装置の電動オイルポンプは、エンジン停止時の主オイルポンプが停止する間に油圧を供給する補助的なものであるが、変速制御と潤滑・冷却等の２種類の負荷に対して、十分な流量を確保できるような大容量のものを採用することを前提としているといえる。

特開２００２−３１０２７２号公報

上記公報記載の構成において、消費電力、コスト的に有利な少容量タイプの電動オイルポンプを採用することが望まれるが、この場合、自動変速機内のクラッチの締結／解放制御のための油圧、油量を確保しつつ、車両各部のオイルの循環による冷却及び潤滑容量を確保することが困難となってしまうという問題点がある。

また、大容量の電動オイルポンプでは、消費電力のほか、バッテリの大型化や電力マネジメントの制約が多くなるといった状況も招いてしまう。

本発明は、上記各事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、小容量タイプの電動オイルポンプを利用可能として車両への搭載性を向上するとともに、油圧の供給対象を可変にすることにより、電動オイルポンプの消費電力を抑え、車両全体のエネルギ消費を低減できる油圧供給装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための手段を提供する本発明の第１の視点によれば、車両のエンジンにより駆動され変速制御機構を含む車両の各機構に所定の油圧にて作動油を供給する主オイルポンプと、該主オイルポンプの吐出油路に所定の油圧にて作動油を供給可能な電動オイルポンプとを備える油圧供給装置において、変速制御の際に必要に応じて、油路のうち、変速制御用油路への油圧供給を優先可能とした油圧供給装置が提供される。該油圧供給装置の主オイルポンプ及び電動オイルポンプの吐出側の油路には、一のオイルポンプから他のオイルポンプ側への油流を阻止する第１、第２の逆止弁が配設され、前記主オイルポンプ及び電動オイルポンプの吐出油路の合流点より下流側の油路であって、変速制御用油路を除く少なくとも１系統の油路には、閉動作可能な電磁制御弁が配設される。より好ましくは、前記電磁制御弁は、潤滑系及び冷却系の油路に配設され、前記逆止弁により主オイルポンプへの油圧伝達を阻止するとともに、該電磁制御弁に通電し閉動作させて、変速制御用油路への油圧供給を優先する。

本発明によれば、エンジンに駆動される主オイルポンプと補助の電動オイルポンプとを備え、エンジン停止時に電動オイルポンプにより油圧を発生する油圧供給装置において、油圧の供給先である自動変速機のクラッチ制御機構（クラッチ制御装置、クラッチピストン室）と車両各部の冷却機構、潤滑機構とのうち、後者への油路が電磁弁により閉となり自動変速機のクラッチ要素の係合圧及び圧油量が優先的に維持される。これにより、小容量タイプの電動オイルポンプであっても、車両がアイドリングストップ機能等によりエンジンが停止し、主オイルポンプが油圧を発生しない時に、クラッチ要素の係合油圧不足に起因する変速ショックを回避することができる。

また、冷却機構、潤滑機構への油路の途中に設けられた電磁弁が閉の時は、開の時に比べて、クラッチ要素の係合力維持に必要とする電動オイルポンプの電力消費を飛躍的に抑えることが可能となるとともに、車両全体でのエネルギの消費抑制並びにバッテリの小型化をも図ることができ、油圧供給装置の車両への搭載性が向上する。

更に、油圧の供給先の変更を電磁弁で可能とする構成としているため、アイドリングストップ時やハイブリッド車のモータ単独駆動によるエンジン停止時に対応して、冷却機構、潤滑機構への油路の途中に設けられた電磁弁を閉として、自動変速機のクラッチ要素の係合圧及び圧油量を優先的に維持することができるとともに、電磁弁の閉の状態が所定時間継続し、冷却機構、潤滑機構への油圧供給が必要とされた場合には、電磁弁を開とすることができ、車両の状態に応じた電力消費マネジメントが可能となる。

続いて、本発明のその好ましい実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、は、本発明に係る油圧供給装置の一実施の形態の構成を表した油圧回路図である。図１を参照すると、油圧供給装置７は、エンジン（図示せず）の駆動軸とメカニカルに繋げられ連動する主オイルポンプ７１と、ブラシレスモータからなる電動モータ（オイルポンプモータともいう）７２で駆動される電動オイルポンプ７３とを備え、オイルパン７０内の作動油を負荷９ａ、９ｂに圧送可能となっている。

主オイルポンプ７１の吐出側油路と、電動オイルポンプ７３の吐出側油路には、それぞれ逆止弁（チェックバルブ）７４、７４Ａが設けられている。従って、主オイルポンプ７１は、逆止弁（チェックバルブ）７４による逆流阻止のもとに負荷９ａ、９ｂ側に所定の油圧にて作動油を供給可能となっている。同様に、電動オイルポンプ７３は、逆止弁（チェックバルブ）７４Ａによる逆流阻止のもとに負荷９ａ、９ｂ側に所定の油圧にて作動油を供給可能となっている。

ここで、負荷９ａは、トルクコンバータや各潤滑機構等の潤滑系及びモータコイルの冷却油路等の冷却系の負荷であり、負荷９ｂは、自動変速機の摩擦係合要素等を選択的に所定の圧にて係合及び解放（非係合）制御するためのクラッチ制御ソレノイド、変速制御ソレノイド等の変速制御系の負荷である。そして、主オイルポンプ７１及び電動オイルポンプ７３の吐出側油路の合流点より先（下流側）の負荷９ａに通ずる油路には、電磁制御弁７６と、オリフィス７７とが配設されている。

電磁制御弁７６は、ソレノイドの励磁により動作し、通電時に閉動作するノーマルオープンソレノイドバルブである。従って、ソレノイドに通電することで、負荷９ａ側への油路を遮断することが可能であり、また、非通電状態にすることで、負荷９ａ側へ油圧を供給することが可能となっている。

図２は、エンジンとモータジェネレータとの２つの駆動源が備えられた車両（ハイブリッド車ともいう）に搭載された場合の本発明に係る油圧供給装置７の動作を説明するためのタイミングチャートであり、車両がモータ単独で走行する状態、即ち、ＥＶ走行中における各ソレノイドの動作を表したものである。まず、クラッチ制御ソレノイド（クラッチ制御ＳＯＬ）の締結状態から切り離し状態への切り替えがなされるにあたって、油圧供給装置７は、電磁制御弁７６を閉動作させる制限ソレノイド（制限ＳＯＬ）をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替え、負荷９ａ側への油路を遮断する（時点ｔ１）。

クラッチ制御ソレノイド（クラッチ制御ＳＯＬ）の締結状態から切り離し状態への切り替え、変速制御ソレノイドの作動による所定の変速段への変速、クラッチの締結と、一連の変速制御がなされるが、油圧供給装置７は、制限ソレノイド（制限ＳＯＬ）のＯＮ状態の保持を継続する（時点ｔ２〜ｔ５）。

クラッチ制御ソレノイド（クラッチ制御ＳＯＬ）の切り離し状態から締結状態への切り替えがなされてから、所定の時間が経過した段階（時点ｔ６）で、油圧供給装置７は、電磁制御弁７６を閉動作させる制限ソレノイド（制限ＳＯＬ）をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替え、負荷９ａ側への油路の遮断を終了する。

以上のように、負荷９ｂへの油圧乃至油量が必要なとき、油圧供給装置７は、変速制御系のソレノイドの作動に先立って（或いは、少なくとも同時に）、負荷９ａへの油路を遮断する制限ソレノイド（制限ＳＯＬ）をＯＮ状態にする動作を行うため、逆止弁７４Ａによる逆流阻止とも相俟って、電動オイルポンプ７３からの油圧は、変速制御系の負荷９ｂに効率よく供給される。

一般に、電動オイルポンプの出力容量（油量）は、潤滑・冷却系の負荷（上記実施の形態の負荷９ａ）に対応する油圧作動機構の冷却能力や潤滑容量を決定し、変速制御系の負荷（上記実施の形態の負荷９ｂ）に対応する油圧作動機構の変速速度やクラッチ締結・解放速度を決定する。上記のとおりに、変速時に必要に応じて、潤滑・冷却系の負荷（上記実施の形態の負荷９ａ）への油路を遮断するともに、主オイルポンプ側への逆流をも阻止する本発明の構成によれば、大容量の電動オイルポンプを用いずとも済む。そして、電動オイルポンプのサイズダウン・低容量化は、本発明に係る逆止弁（チェックバルブ）及び電磁制御弁の追加コストよりも大きなコスト低減効果をもたらす。

また、本発明によれば、上記電動オイルポンプのサイズダウン・低容量化による機能上の不利益は極小化される。その理由は、油圧供給装置の負荷を、潤滑・冷却系の負荷（上記実施の形態の負荷９ａ）と、変速制御系の負荷（上記実施の形態の負荷９ｂ）とに２分し、その相違に応じた適切な油圧の供給制御を可能としたためである。前者の負荷は、前者の負荷は長時間の流量が必要なものの、長くとも数分以下の短期間での流量停止に関しては、システムへの悪影響（潤滑不足や冷却不足）をもたらさず、後者の負荷は、前者の負荷に対する流量停止時間と同等以下の短期間の油量供給で足りることからすれば、変速制御系の負荷（上記実施の形態の負荷９ｂ）のみを作動させるに十分な容量の電動オイルポンプであれば、システムへの悪影響は限定される。

なお、上記した実施の形態では、ノーマルオープンソレノイドバルブを用いて本発明を具現しているため、故障時に、油路が遮断されてしまう等の事態を未然に防ぐことのできる構成となっている。

以上、本発明について、とりわけ作用については、説明の便宜上エンジンとモータジェネレータとの２つの駆動源が備えられた車両での動作を例示して詳説したが、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明は、特許請求の範囲に記載の事項の範囲内で種々に細部の具体的構成を変更して種々の装置に適用可能なものである。例えば、特開２００２−３１０２７２号公報に記載されたように、逆止弁７４と、電動オイルポンプとの間にリリーフ弁（図３の７５参照）を設ける構成にすることも可能である。

本発明の一実施の形態に係る油圧供給装置の構成を表した油圧回路図である。 本発明の一実施の形態に係る油圧供給装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。 従来の油圧供給装置の構成を表した油圧回路図である。

符号の説明

７ 油圧供給装置
９、９ａ、９ｂ 負荷
７０ オイルパン
７１ 主オイルポンプ
７２ 電動モータ（オイルポンプモータ）
７３ 電動オイルポンプ
７４、７４Ａ 逆止弁
７５ リリーフ弁
７６ 電磁制御弁
７７ オリフィス

Claims (3)

1. 車両のエンジンにより駆動されて、変速制御機構を含む車両の各機構に所定の油圧にて作動油を供給する主オイルポンプと、該主オイルポンプの吐出油路に所定の油圧にて作動油を供給可能な電動オイルポンプとを備える油圧供給装置において、
   前記主オイルポンプ及び電動オイルポンプの吐出側の油路にそれぞれ配設され、一のオイルポンプから他のオイルポンプ側への油流を阻止する第１、第２の逆止弁と、
   前記主オイルポンプ及び電動オイルポンプの吐出側の油路の合流点より下流の油路であって、前記変速制御機構に通ずる油路以外の油路に配設され、閉動作して前記変速制御機構への油圧供給を優先可能な電磁制御弁と、を備えたこと、
   を特徴とする油圧供給装置。
2. 請求項１に記載の油圧供給装置において、
   前記電磁制御弁は、通電時に前記変速制御機構に通ずる油路以外の油路を遮断すること、
   を特徴とする油圧供給装置。
3. 車両のエンジンにより駆動されて、変速制御機構を含む車両の各機構に所定の油圧にて作動油を供給する主オイルポンプと、該主オイルポンプの吐出油路に所定の油圧にて作動油を供給可能な電動オイルポンプとを備える油圧供給装置において、
   前記主オイルポンプ及び電動オイルポンプの吐出側の油路にそれぞれ配設され、一のオイルポンプから他のオイルポンプ側への油流を阻止する第１、第２の逆止弁と、
   前記主オイルポンプ及び電動オイルポンプの吐出側の油路の合流点より下流の油路であって、前記変速制御機構に通ずる油路以外の油路に配設された電磁制御弁と、を備え、
   前記変速制御機構のソレノイドの作動に先立って前記電磁制御弁を閉動作し前記変速制御機構への油圧供給を優先すること、
   を特徴とする油圧供給装置。

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