JP6772610B2 - 油圧供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の駆動源の駆動力によって駆動される第１のポンプ部と、電動モータによって駆動される第２のポンプ部とを有する油圧供給装置に関する。

近年、車両の燃費性能の向上を目的として、車両が信号待ち等により一時的に停止した際にエンジンを停止する所謂アイドリングストップ機能を備えた車両が普及しつつある。このような車両用の油圧供給装置として、機械式オイルポンプと電動オイルポンプとで油路形成部材を共通化することにより、小型化が図られた油圧供給装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の油圧供給装置は、エンジンの駆動力により駆動されて油圧供給対象としてのクラッチ及び変速機構に作動油を供給する機械式オイルポンプと、電動モータにより駆動されてアイドリングストップ時に作動油をクラッチ及び変速機構に供給する電動オイルポンプと、機械式オイルポンプと電動オイルポンプとの間に配置された油路形成部材とを備えている。油路形成部材には、機械式オイルポンプ及び電動オイルポンプに作動油を供給する共通の供給油路と、機械式オイルポンプから作動油が吐出される第１吐出油路と、電動オイルポンプから作動油が吐出される第２吐出油路とが形成されている。

この油圧供給装置では、アイドリングストップ機能によりエンジンが停止すると、機械式オイルポンプも停止する。そこで、機械式オイルポンプの停止状態において、電動オイルポンプによって作動油の供給を継続することで作動油の油圧を維持し、再発進時のクラッチの円滑な連結が可能になる。

特開２０１５−８６８４１号公報

しかし、特許文献１に記載の油圧供給装置では、油路形成部材における第１吐出油路と第２吐出油路とがそれぞれ独立して形成されているため、油路形成部材の小型化が制限される。また、第１吐出油路から第２吐出油路を経て電動オイルポンプに流入する作動油によって電動オイルポンプが逆回転してしまうことを防ぐため、逆止弁が必要となる。

そこで、本発明は、電動モータによって駆動されるポンプ部の逆回転を抑制しながら、装置の小型化を図ることが可能な油圧供給装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、車両の駆動源の駆動力によって駆動される第１のポンプ部と、モータ電流の供給を受けてトルクを発生する電動モータと、前記第１のポンプ部の回転中心と同軸の回転中心を有し、前記電動モータによって駆動される第２のポンプ部と、前記第１のポンプ部と前記第２のポンプ部との間に配置され、前記第１のポンプ部及び前記第２のポンプ部に作動油を供給する共通の供給油路、及び前記第１のポンプ部及び前記第２のポンプ部から作動油が吐出される共通の吐出油路が形成された油路形成部材と、前記電動モータに前記モータ電流を供給する制御部とを備え、前記制御部は、前記第２のポンプ部の非駆動状態において前記駆動源によって前記第１のポンプ部が駆動されるとき、前記吐出油路から前記第２のポンプ部に流入する作動油による前記第２のポンプ部の逆回転を抑制するように前記電動モータにモータ電流を供給する、油圧供給装置を提供する。

本発明に係る油圧供給装置によれば、電動モータによって駆動されるポンプ部の逆回転を抑制しながら、装置の小型化を図ることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る油圧供給装置が適用された車両の構成例を示す構成図である。 ポンプユニットの要部断面図である。 第１のポンプ部の構成例を示す図である。 油路形成部材の図２に示すＡ方向矢視図である。 油路形成部材の図２に示すＢ方向矢視図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る油圧供給装置が適用された車両（自動車）の要部の構成例を示す構成図である。

車両１００は、走行用の駆動源としてのエンジン１０１と、エンジン１０１から出力されるトルクを増幅して後段に伝達するトルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）１０２と、トルクコンバータ１０２から伝達されたトルクの後段への伝達及び遮断を行うクラッチ１０３と、変速比を連続的に変更可能なＣＶＴ（Continuously Variable Transmission：無段変速機）１１０と、ＣＶＴ１１０から伝達されたトルクをフロントアスクルシャフト１０４を介して左右の駆動輪としての前輪１０６（図１では一方の前輪のみを図示）に分配するフロントディファレンシャル１０５と、クラッチ１０３及びＣＶＴ１１０等の油圧供給対象に作動油を供給する油圧供給装置１０とを備える。

ＣＶＴ１１０は、溝幅が可変可能なプライマリプーリ１１１及びセカンダリプーリ１１２と、プライマリプーリ１１１及びセカンダリプーリ１１２に張架された伝達ベルト１１３とを備える。ＣＶＴ１１０は、プライマリプーリ１１１及びセカンダリプーリ１１２の溝幅を変更して有効径を変化させることで、変速比を連続的に変更することが可能になっている。

油圧供給装置１０は、複数の制御弁等を有してなる油圧回路１２と、オイルパン１１に貯留された作動油Ｌをストレーナ１２０及び油路１２１，１２２を介して油圧回路１２に供給するポンプユニット３と、油圧回路１２及び電動オイルポンプ３を制御する制御部２とを備える。油圧回路１２は、ポンプユニット３から供給された作動油Ｌを油路１２３を介してクラッチ１０３に供給すると共に、油路１２４，１２５を介してＣＶＴ１１０のプライマリプーリ１１１及びセカンダリプーリ１１２に供給する。また、油圧供給装置１０は、油圧回路１２から油圧供給対象に供給した作動油Ｌを油路１２６，１２１を介してオイルパン１１に戻すように構成されている。

図２は、ポンプユニット３の要部断面図である。なお、図２は、後述する図４及び図５のＣ方向矢視に対応する要部断面図である。ポンプユニット３は、エンジン１０１の駆動力によって駆動される第１のポンプ部４２を有するメカオイルポンプ４と、モータ電流の供給を受けてトルクを発生する電動モータ５２と、電動モータ５２によって駆動される第２のポンプ部５１と、第１のポンプ部４２と第２のポンプ部５１との間に配置された油路形成部材３０とを備える。

油路形成部材３０は、第１のポンプ部４２及び第２のポンプ部５１に作動油Ｌを供給する共通の供給油路３１と、第１のポンプ部４２及び第２のポンプ部５１から作動油Ｌが吐出される共通の吐出油路３３と、油路１２６に連通する戻り用油路３４とが形成されている。供給油路３１は油路１２１に連通し、吐出油路３３は油路１２２に連通している。

（メカオイルポンプの構成）
メカオイルポンプ４は、エンジン１０１からの駆動力によってスプロケット４０を介して回転する第１ロータシャフト４１と、第１ロータシャフト４１の回転によって作動油Ｌの吸入及び吐出を行う第１のポンプ部４２と、第１のポンプ部４２を収容する第１ポンプハウジング４３と、第１ロータシャフト４１を回転可能に支持する第１ポンププレート４４とを備える。

第１ポンプハウジング４３には、第１のポンプ部４２の回転によって作動油Ｌを供給油路３１から吸入する供給連通穴４３１と、作動油Ｌを吐出油路３３に吐出する吐出連通穴４３２とが形成されている。供給連通穴４３１は、一端開口部が供給開口３１ａを介して供給油路３１に連通し、他端開口部が第１のポンプ部４２に連通している。吐出連通穴４３２は、一端開口部が吐出開口３３ａを介して吐出油路３３に連通し、他端開口部が第１のポンプ部４２に連通している。第１ポンプハウジング４３及び第１ポンププレート４４は、図示しないボルトによって油路形成部材３０に取り付けられている。

（第１のポンプ部の構成）
図３は、第１のポンプ部４２の構成例を示す構成図である。本実施の形態では、第１のポンプ部４２が内接ギヤポンプとして構成されている。第１のポンプ部４２は、複数の内歯を有する環状のアウタロータ４２０と、複数の外歯を有する円板状のインナロータ４２１とを備えている。インナロータ４２１は、アウタロータ４２０の内周側に配置されている。アウタロータ４２０は、インナロータ４２１の外歯の数よりも１つ多い数の内歯を有し、インナロータ４２１の回転中心に対して偏心した位置を中心に回転自在となるように配置されている。

インナロータ４２１は、複数の外歯４２１ａのうち一部の外歯４２１ａがアウタロータ４２０の内歯４２０ａに噛み合うと共に、それぞれの外歯４２１ａがアウタロータ４２０の内面に内接しながら回転する。インナロータ４２１の中心部に形成された貫通穴には、第１ロータシャフト４１の第１軸部４１１が圧入されている。第１ロータシャフト４１の第２軸部４１２は、第１ポンププレート４４の貫通穴４４１に挿通されて回転可能に支持されている。これにより、インナロータ４２１は第１ロータシャフト４１と一体に回転する。

第１ロータシャフト４１が回転駆動されると、第１のポンプ部４２のアウタロータ４２０の内歯４２０ａとインナロータ４２１の外歯４２１ａとによって区画される複数の区画室の容積がインナロータ４２１の回転によって拡大と縮小を繰り返すので、これらの区画室に通じる供給連通穴４３１から供給された作動油Ｌを、吐出連通穴４３２から吐出油路３３を介して油圧回路１２に向けて送り出すポンプ動作が行われる。

（電動オイルポンプの構成）
電動オイルポンプ５は、第２ロータシャフト５０の回転によって作動油Ｌの吸入及び吐出を行う第２のポンプ部５１と、第２のポンプ部５１を作動させる回転駆動力を発生する電動モータ５２と、第２のポンプ部５１を収容する第２ポンププレート５３と、電動モータ５２を収容する内側ポンプハウジング５４及び外側ポンプハウジング５５とを備える。なお、第２のポンプ部５１が作動油Ｌを油圧回路１２側に吐出する方向の回転を正回転、この逆方向の回転を逆回転という。

（電動モータの構成）
電動モータ５２は、複数のティースを有する軟磁性金属からなるステータコア５２１と、ステータコア５２１の内側に配置されたロータコア５２２と、ロータコア５２２に固定された複数の永久磁石５２３とを有している。ロータコア５２２は、第２ロータシャフト５０に固定されている。

ステータコア５２１には、複数のティースにコイル巻線５２４が巻き回されている。コイル巻線５２４には、制御部２からモータ電流（励磁電流）が供給される。制御部２は、基板２０と、基板２０に搭載された複数の電子部品２１と、基板２０及び複数の電子部品２１を収容するコントローラケース２２とを備える。

（モータハウジングの構成）
内側ポンプハウジング５４及び外側ポンプハウジング５５は、ステータコア５２１をコイル巻線５２４と共に内側に保持する非磁性の樹脂部材である。内側ポンプハウジング５４及び外側ポンプハウジング５５は、第２ポンププレート５３と共に、ボルト５６によって油路形成部材３０に取り付けられている。内側ポンプハウジング５４には、第２ロータシャフト５０を回転可能に支持する貫通穴５４０が形成されている。外側ポンプハウジング５５には、第２ロータシャフト５０を回転可能に支持する穴５５０が形成されている。

（第２のポンプ部の構成）
第２のポンプ部５１は、第２のポンプ部４２と同様に内接ギヤポンプとして構成され、複数の内歯を有する環状のアウタロータ５１０と、複数の外歯を有する円板状のインナロータ５１１とを備えている。インナロータ５１１は、アウタロータ５１０の内周側に配置されている。アウタロータ５１０は、インナロータ５１１の外歯の数よりも１つ多い数の内歯を有し、インナロータ５１１の回転中心に対して偏心した位置を中心に回転自在となるように配置されている。

インナロータ５１１の中心部に形成された貫通孔及びロータコア５２２の中心部に形成された貫通孔には、第２ロータシャフト５０が圧入されている。第２ロータシャフト５０の一方の端部は、外側ポンプハウジング５５の穴５５０に挿入されて回転可能に支持され、第２ロータシャフト５０の中央部は、内側ポンプハウジング５４の貫通穴５４０に嵌合して回転可能に支持されている。これにより、第２ロータシャフト５０は、ロータコア５２２と共にインナロータ５１１と一体に回転する。

第２ロータシャフト５０が回転駆動されると、第２のポンプ部５１のアウタロータ５１０の内歯とインナロータ５１１の外歯とによって区画される複数の区画室の容積がインナロータ５１１の回転によって拡大と縮小を繰り返すので、これらの区画室に通じる供給開口３１ａから供給された作動油Ｌを、吐出開口３３ａから吐出油路３３を介して油圧回路１２に向けて送り出すポンプ動作が行われる。

第２ロータシャフト５０は、第１ロータシャフト４１と同軸配置されている。ポンプユニット３は、第１ロータシャフト４１及び第２ロータシャフト５０の回転軸線が共に水平となるように配置される。第１ロータシャフト４１が１回転することにより第１のポンプ部４２から吐出される作動油Ｌの量は、第２ロータシャフト５０が１回転することにより第２のポンプ部５１から吐出される作動油Ｌの量よりも多い。すなわち、本実施の形態では、メカオイルポンプ４を主ポンプとして、また電動オイルポンプ５を副ポンプとして、ポンプユニット３が構成されている。

（制御部による電動モータの制御）
制御部２は、エンジン１０１が停止しているとき（アイドリングストップ時）は、電動オイルポンプ５の電動モータ５２にモータ電流を供給する。また、制御部２は、エンジン１０１が低速（例えば２０００ｒｐｍ未満）で回転している場合は、メカオイルポンプ４による作動油Ｌの供給量を補うため、電動オイルポンプ５を高速で駆動するように制御する。

また、制御部２は、エンジン１０１が高速（例えば２０００ｒｐｍ以上）で回転し、メカオイルポンプ４のみによって十分な作動油Ｌを油圧回路１２に供給できる場合には、電動オイルポンプ５の第２のポンプ部５１の逆回転を抑制するように、電動モータ５２にモータ電流を供給する。つまり、電動モータ５２のコイル巻線５２４に、第２のポンプ部５１を正回転させる場合と同じ向きの電流を供給する。これは、第１のポンプ部４２から吐出油路３３に吐出された作動油Ｌの一部が電動オイルポンプ５の第２のポンプ部５１を介して供給油路３１に漏れることを抑制するためである。

本実施の形態では、制御部２が、第２のポンプ部５１の非駆動状態においてエンジン１０１によって第１のポンプ部４２が駆動されるとき、第２のポンプ部５１を逆回転させないために必要な電流以上のモータ電流を電動モータ５２に供給する。ここで、「第２のポンプ部５１の非駆動状態においてエンジン１０１によって第１のポンプ部４２が駆動されるとき」とは、より具体的には、油圧回路１２から余剰な作動油Ｌが油路１２６を介してオイルパン１１に戻される程度の十分な量の作動油Ｌをメカオイルポンプ４から吐出することができる場合であって、第２のポンプ部４２から単位時間あたりに吐出される作動油Ｌの量が、第２のポンプ部５１から単位時間あたりに吐出される作動油Ｌの量に比較して実質的に無視できる程度（例えば１％以下）である状態である。

この第２のポンプ部５１の非駆動状態において、第２のポンプ部５１を逆回転させないために必要なモータ電流は、エンジン１０１の回転数が高いほど大きくなる。このため、制御部２は、エンジン１０１の回転数が高いほど、電動モータ５２に供給するモータ電流を大きくする。

ただし、制御部２は、第２のポンプ部５１の非駆動状態において、上記のように第２のポンプ部５１を逆回転させないために必要な電流以上のモータ電流を電動モータ５２に供給することが望ましいが、必ずしもこれに限らず、第１のポンプ部４２から吐出される作動油Ｌによってクラッチ１０３やＣＶＴ１１０等の油圧供給対象に必要な量の作動油Ｌを供給することが可能であれば、第１のポンプ部４２から吐出される作動油Ｌの圧力によって第２のポンプ部５１が僅かに逆回転してもよい。

（油路形成部材の構成）
図４は、油路形成部材３０の図２に示すＡ方向矢視図である。図５は、油路形成部材３０の図２に示すＢ方向矢視図である。

油路形成部材３０には、図４及び図５に示すように、供給油路３１、貫通穴３２、吐出油路３３、戻り用油路３４、及びリリーフ弁取付け穴３５が形成されている。また、油路形成部材３０には、図４に示すように、メカオイルポンプ４側の合わせ面３０ａに、第１のポンプ部４２が供給油路３１から供給連通穴４３１を介して作動油Ｌを吸入する供給開口３１ａ、及び第１のポンプ部４２が吐出連通穴４３２を介して吐出油路３３に作動油Ｌを吐出する吐出開口３３ａが形成されている。

またさらに、油路形成部材３０には、図５に示すように、電動オイルポンプ５側の合わせ面３０ｂに、第２のポンプ部５１が供給油路３１から作動油Ｌを吸入する供給開口３１ｂ、及び第２のポンプ部５１が吐出油路３３に作動油Ｌを吐出する吐出開口３３ｂが形成されている。メカオイルポンプ４側の吐出開口３３ａと、電動オイルポンプ５側の吐出開口３３ｂとは、逆止弁を介することなく直接的に連通している。

なお、リリーフ弁は図示されていないが、リリーフ弁取付け穴３５にリリーフ弁を取り付けることにより、吐出油路３３に設けた圧力ポート３５ａにおける圧力が設定圧力を超えると、その圧力がリリーフ弁で開放され、作動油Ｌが開放ポート３５ｂを介して供給油路３１に戻される。

（油圧供給装置の動作）
次に、油圧供給装置１０の動作例について説明する。

（１）アイドリングストップ時
車両１００が走行停止し、かつエンジン１０１が停止したアイドリングストップ時には、メカオイルポンプ４も停止する。このとき、制御部２は、電動モータ５２のコイル巻線５２４に図略の蓄電池（バッテリー）からモータ電流を供給し、電動オイルポンプ５の第２のポンプ部５１を駆動する。

これにより、第２のポンプ部５１が正回転し、オイルパン１１に貯留されている作動油Ｌが、ストレーナ１２０、油路１２１、供給油路３１を介して第２のポンプ部５１に吸入される。また、第２のポンプ部５１から吐出された作動油Ｌが吐出油路３３及び油路１２２を介して油圧回路１２に供給される。油圧回路１２は、作動油Ｌをクラッチ１０３及びＣＶＴ１１０等の油圧供給対象に供給する。

（２）エンジン１０１が低速（例えば２０００ｒｐｍ未満）で回転している場合
エンジン１０１が低速（例えば２０００ｒｐｍ未満）で回転している場合は、エンジン１０１の駆動力によってメカオイルポンプ４が駆動される。メカオイルポンプ４が駆動されると、第１のポンプ部４２が正回転し、オイルパン１１に貯留されている作動油Ｌが、ストレーナ１２０、油路１２１、供給油路３１、及び供給連通穴４３１を介して第１のポンプ部４２に吸入される。また、第１のポンプ部４２から吐出される作動油Ｌが吐出連通穴４３２、吐出油路３３、及び油路１２２を介して油圧回路１２に供給される。またさらに、メカオイルポンプ４による作動油Ｌの供給量を補うため、制御部２は、第２のポンプ部５１が高速で正回転するように電動モータ５２にモータ電流を供給する。これにより、第１のポンプ部４２から吐出された作動油Ｌと第２のポンプ部５１から吐出された作動油Ｌとが吐出油路３３で合流し、油圧回路１２に供給される。

（３）エンジン１０１が高速（例えば２０００ｒｐｍ以上）で回転している場合
エンジン１０１が高速（例えば２０００ｒｐｍ以上）で回転している場合は、メカオイルポンプ４によって油圧回路１２に作動油Ｌが供給される。この際、制御部２は、吐出油路３３から逆流する作動油Ｌによって第２のポンプ部５１が逆回転しないように、電動モータ５２にモータ電流を供給する。この制御部２の動作により、メカオイルポンプ４及び電動オイルポンプ５で吐出油路３３を共有しながらも、逆止弁等を設けることなく、メカオイルポンプ４から油圧回路１２に作動油Ｌを供給することができる。

（実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、第２のポンプ部５１の非駆動状態において第１のポンプ部４２が駆動されるとき、制御部２が電動モータ５２にモータ電流を供給するので、吐出油路３３から第２のポンプ部５１に流入する作動油による第２のポンプ部５１の逆回転が抑制される。このため、第１のポンプ部４２から吐出された作動油Ｌが、第２のポンプ部５１から供給油路３１に逆流してしまうことが抑制され、ポンプ効率の低下が抑えられる。また、吐出油路３３から第２のポンプ部５１への作動油Ｌの流入を抑止するための逆止弁を設ける必要がないので、油圧供給装置１０の小型化を図ることが可能となる。

（付記）
以上、本発明の電動ポンプ制御装置を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、第１のポンプ部４２及び第２のポンプ部５１をギヤポンプとして構成した場合について説明したが、これに限らず、第１のポンプ部４２及び第２のポンプ部５１をベーンポンプとして構成してもよい。

また、上記実施の形態では、加工容易性を考慮して、第１のポンプ部４２が供給油路３１から供給連通穴４３１を介して作動油Ｌを吸入し、また第１のポンプ部４２が吐出連通穴４３２を介して吐出油路３３に作動油Ｌを吐出する場合について説明したが、これに限らず、第１のポンプ部４２が油路形成部材３０から直接的に作動油Ｌを吸入及び吐出するようにしてもよい。

またさらに、上記実施の形態では、油圧供給装置１０から油圧供給対象としてＣＶＴ１１０に作動油Ｌを供給する場合について説明したが、油圧供給対象はＣＶＴに限らず、様々な形式の自動変速装置や、自動変速機以外の油圧機器に油圧供給装置１０から作動油Ｌを供給することが可能である。

１０…油圧供給装置 １０１…エンジン（駆動源）
２…制御部 ３０…油路形成部材
３１…供給油路 ３３…吐出油路
４２…第１のポンプ部 ５１…第２のポンプ部
５２…電動モータ Ｌ…作動油

Claims (3)

1. 車両の駆動源の駆動力によって駆動される第１のポンプ部と、
   モータ電流の供給を受けてトルクを発生する電動モータと、
   前記第１のポンプ部の回転中心と同軸の回転中心を有し、前記電動モータによって駆動される第２のポンプ部と、
   前記第１のポンプ部と前記第２のポンプ部との間に配置され、前記第１のポンプ部及び前記第２のポンプ部に作動油を供給する共通の供給油路、及び前記第１のポンプ部及び前記第２のポンプ部から作動油が吐出される共通の吐出油路が形成された油路形成部材と、
   前記電動モータに前記モータ電流を供給する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記第２のポンプ部の非駆動状態において前記駆動源によって前記第１のポンプ部が駆動されるとき、前記吐出油路から前記第２のポンプ部に流入する作動油による前記第２のポンプ部の逆回転を抑制するように前記電動モータにモータ電流を供給する、
   油圧供給装置。
2. 前記制御部は、前記第２のポンプ部の非駆動状態において前記駆動源によって前記第１のポンプ部が駆動されるとき、前記第２のポンプ部を逆回転させないために必要な電流以上のモータ電流を前記電動モータに供給する、
   請求項１に記載の油圧供給装置。
3. 前記制御部は、前記第２のポンプ部の非駆動状態において前記駆動源によって前記第１のポンプ部が駆動されるとき、前記駆動源の回転数が高いほど前記電動モータに供給するモータ電流を大きくする、
   請求項１又は２に記載の油圧供給装置。

Images