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JP2019120384A - 油圧供給システム - Google Patents

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Abstract

【課題】機械式オイルポンプを小型化することが可能な油圧供給システムを提供する。
【解決手段】油圧供給システムSは、エンジンの動力により作動する機械式オイルポンプ202と、モータの動力により作動する電動式オイルポンプ204と、機械式オイルポンプ202および電動式オイルポンプ204に接続され、機械式オイルポンプ202および電動式オイルポンプ204から供給されるオイルが流通する第1流路R1と、第1流路R1から分岐し、トルクコンバータ110を介してオイルパンTにオイルを還流させる第2流路R2と、電動式オイルポンプ204から送出されるオイルにより、第2流路R2を閉鎖する遮断機構(トルコン圧制御弁14、接続流路218)と、を備える。
【選択図】図2

Description

本発明は、油圧供給システムに関する。
特許文献1には、油圧作動装置にオイルを供給するため、エンジンによって駆動される機械式オイルポンプと、電動モータによって駆動される電動式オイルポンプとを備えた油圧供給システムについて開示がある。機械式オイルポンプは、例えば、アイドリングストップ制御時にエンジンの停止に伴って駆動を停止する。そのため、電動式オイルポンプは、アイドリングストップ制御時において、機械式オイルポンプに代わって駆動される。
特開2014−105665号公報
しかし、特許文献1では、アイドリングストップ終了直後、すなわち、エンジン再始動直後のエンジン回転数が低速であり、機械式オイルポンプから排出されるオイルの流量も少ない。したがって、油圧作動装置に必要なライン圧を確保するために、機械式オイルポンプが大型化してしまうといった問題があった。
そこで、本発明は、機械式オイルポンプを小型化することが可能な油圧供給システムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の油圧供給システムは、エンジンの動力により作動する機械式オイルポンプと、モータの動力により作動する電動式オイルポンプと、前記機械式オイルポンプおよび前記電動式オイルポンプに接続され、前記機械式オイルポンプおよび前記電動式オイルポンプから供給されるオイルが流通する第1流路と、前記第1流路から分岐し、トルクコンバータを介してオイルパンにオイルを還流させる第2流路と、前記電動式オイルポンプから送出されるオイルにより、前記第2流路を閉鎖する遮断機構と、を備える。
前記遮断機構は、前記第2流路のうち前記トルクコンバータよりも上流側に設けられ、前記第2流路を流通するオイルの油圧を、前記トルクコンバータに供給可能な油圧に制御するトルコン圧制御弁と、前記電動式オイルポンプと前記トルコン圧制御弁とを接続する接続流路と、を有し、前記トルコン圧制御弁は、前記接続流路から供給されるオイルの油圧によって、前記第2流路を閉鎖してもよい。
前記遮断機構は、前記第2流路のうち前記トルクコンバータよりも下流側に設けられ、前記第2流路を開閉する第2流路遮断弁と、前記電動式オイルポンプと前記第2流路遮断弁とを接続する接続流路と、を有し、前記第2流路遮断弁は、前記接続流路から供給されるオイルの油圧によって、前記第2流路を閉鎖してもよい。
前記第1流路のうち前記機械式オイルポンプから送出されるオイルと前記電動式オイルポンプから送出されるオイルとが合流する合流部と、前記電動式オイルポンプと、の間に設けられる第1流路逆止弁を有し、前記接続流路は、前記第1流路逆止弁と、前記電動式オイルポンプと、の間に接続されてもよい。
本発明によれば、機械式オイルポンプを小型化することが可能な油圧供給システムを提供することができる。
自動車の駆動系の構成を示す図である。 本実施形態における油圧供給システムの構成を示す概略図である。 本実施形態におけるトルクコンバータの油圧制御系を示す概略図である。 本実施形態におけるトルコン圧制御弁の構成を示す概略図である。 変形例における油圧供給システムの構成を示す概略図である。 変形例における逆止弁の構成を示す概略図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
図1は、自動車100の駆動系の構成を示す図である。図1では、制御信号の流れを実線の矢印で示し、オイルの流れを一点鎖線の矢印で示す。図1に示すように、自動車100は、駆動源としてエンジン102を備える。
エンジン102は、クランクシャフト102aを有し、燃焼室において燃料を燃焼させることによりピストンを往復動させてクランクシャフト102aを回転させる。
エンジン102のクランクシャフト102aには、トルクコンバータ110が接続される。トルクコンバータ110は、クランクシャフト102aに接続されたフロントカバー110aと、このフロントカバー110aに固定されたポンプインペラ110bと、を備えている。また、トルクコンバータ110は、フロントカバー110a内において、ポンプインペラ110bにタービンランナ110cが対向配置されており、このタービンランナ110cにタービンシャフト110dが接続されている。さらに、トルクコンバータ110は、ポンプインペラ110bおよびタービンランナ110cの間の内周側にステータ110eが配置され、内部に作動流体が封入されている。なお、ステータ110eは、トルクコンバータ110、前後進切換機構114、無段変速機118等を収容する変速機ケース120に固定されている。
ポンプインペラ110bおよびタービンランナ110cは、多数のブレードが設けられており、ポンプインペラ110bが回転することで作動流体が外周側に送出され、作動流体をタービンランナ110cに送ることでタービンランナ110cを回転させる。これにより、クランクシャフト102aからタービンランナ110cに動力が伝達される。つまり、エンジン102の動力がタービンシャフト110dに伝達される。
ステータ110eは、タービンランナ110cから送り出された作動流体の流動方向を変化させてポンプインペラ110bに還流させ、ポンプインペラ110bの回転を促進させる。そのため、トルクコンバータ110は伝達動力を増幅することができる。
また、トルクコンバータ110は、エンジン動力の伝達効率を向上させるため、入力要素であるクランクシャフト102aと出力要素であるタービンシャフト110dとを直結するロックアップ機構LUが設けられている。ロックアップ機構LUは、クラッチプレート110f、アプライ室110g、リリース室110hを備える。
クラッチプレート110fは、フロントカバー110aとタービンランナ110cとの間に設けられる。クラッチプレート110fは、タービンシャフト110dの軸方向に移動可能で、かつ、タービンシャフト110dと一体的に回転するように、タービンシャフト110dに支持されている。クラッチプレート110fは、後述する機械式オイルポンプ202から供給されるオイルの油圧によってフロントカバー110aに押し付けられると、フロントカバー110aと一体的に回転する。これにより、タービンシャフト110dがクラッチプレート110fを介してクランクシャフト102aと一体的に回転し、クランクシャフト102aからタービンシャフト110dへエンジン102の動力が直接的に伝達される。また、オイルの油圧を制御することでクラッチプレート110fがフロントカバー110aに滑りながら当接することにより、クランクシャフト102aからタービンシャフト110dへ伝達される動力を調整することができる。
アプライ室110gは、クラッチプレート110fのタービンランナ110c側に締結油室として区画されている。リリース室110hは、クラッチプレート110fのフロントカバー110a側に開放油室として区画されている。アプライ室110gにオイルが供給されることにより、クラッチプレート110fはフロントカバー110aに押し付けられ、ロックアップ機構LUはクランクシャフト102aとタービンシャフト110dとを直結する締結状態となる。一方、リリース室110hにオイルが供給されることにより、クラッチプレート110fはフロントカバー110aから引き離され、ロックアップ機構LUはクランクシャフト102aとタービンシャフト110dとを切り離す開放状態となる。また、リリース室110hとアプライ室110gとの圧力を調整することにより、フロントカバー110aに対するクラッチプレート110fの押し付け力を調整することができ、ロックアップ機構LUをスリップ状態に制御することが可能となる。
ギヤ機構112は、第1ギヤ112aおよび第2ギヤ112bにより構成される。第1ギヤ112aは、タービンシャフト110dに嵌合されており、タービンシャフト110dと一体的に回転する。第2ギヤ112bは、入力軸112cに嵌合されるとともに第1ギヤ112aに噛み合わされており、第1ギヤ112aの回転に伴って入力軸112cと一体的に回転する。入力軸112cは、機械式オイルポンプ202に接続される。タービンシャフト110dが回転すると、ギヤ機構112も回転し、ギヤ機構112の回転に伴って機械式オイルポンプ202が駆動される。
前後進切換機構114は、回転軸104aとタービンシャフト110dとの間に設けられ、回転軸104aとタービンシャフト110dとの接続および切断を切り替える。具体的には、前後進切換機構114は、機械式オイルポンプ202または電動式オイルポンプ204から供給されるオイルの油圧によって、タービンシャフト110dと回転軸104aとの接続および切断を切り換える。
前後進切換機構114は、前後進切換クラッチ(以下、フォワードクラッチという)114aおよび前後進切換ブレーキ(以下、リバースブレーキという)114bを含み、これらはいずれも油圧によって操作される。フォワードクラッチ114aが係合(ON)かつリバースブレーキ114bが解放(OFF)であるときには、エンジン102からの動力によって回転軸104aが正方向に回転させられる。フォワードクラッチ114aが解放(OFF)かつリバースブレーキ114bが係合(ON)であるときには、エンジン102からの動力によって回転軸104aが逆方向に回転させられる。フォワードクラッチ114aおよびリバースブレーキ114bがいずれも解放(OFF)であるときには、ニュートラル状態が実現され、エンジン102からの動力は回転軸104aに伝達されない。
無段変速機118は、プライマリプーリ126、セカンダリプーリ128、ベルト130を含む構成とされる。プライマリプーリ126は、回転軸104aに設けられ、セカンダリプーリ128は、回転軸104aに対して平行に配置された平行軸132に設けられる。ベルト130は、リンクプレートをローカーピンで連結したチェーンベルトで構成され、プライマリプーリ126とセカンダリプーリ128との間に張架され、プライマリプーリ126とセカンダリプーリ128との間で動力を伝達する。
プライマリプーリ126は、一対のシーブ126a、126bで構成される。一対のシーブ126a、126bは、互いに回転軸104aの軸方向に対向して設けられる。また、一対のシーブ126a、126b双方の対向面が、略円錐形状のコーン面126cとなっており、このコーン面126cによってベルト130が張架される溝が形成される。
同様に、セカンダリプーリ128は、一対のシーブ128a、128bで構成される。一対のシーブ128a、128bは、互いに平行軸132の軸方向に対向して設けられる。また、一対のシーブ128a、128b双方の対向面が、略円錐形状のコーン面128cとなっており、このコーン面128cによってベルト130が張架される溝が形成される。
そして、プライマリプーリ126のシーブ126bは、機械式オイルポンプ202または電動式オイルポンプ204から供給されるオイルの油圧により、回転軸104aの軸方向の位置が可変に構成されている。また、セカンダリプーリ128のシーブ128aは、機械式オイルポンプ202または電動式オイルポンプ204から供給される油圧により、平行軸132の軸方向の位置が可変に構成されている。
このように、プライマリプーリ126、セカンダリプーリ128は、一対のシーブ126a、126b、一対のシーブ128a、128bそれぞれの対向間隔が可変である。そのため、コーン面126c、128cの対向間隔が変わり、ベルト130が張架される溝幅が変更されると、ベルト130の張架される位置が変わる。
プライマリプーリ126を例に挙げると、コーン面126cの対向間隔が広くなり、ベルト130が張架される溝の幅が広くなると、コーン面126cのうち、ベルト130の張架される位置が内径側となり、ベルト130の巻き付け径が小さくなる。一方、コーン面126cの対向間隔が狭くなり、ベルト130が張架される溝の幅が狭くなると、コーン面126cのうち、ベルト130の張架される位置が外径側となり、巻き付け径が大きくなる。こうして、無段変速機118は、回転軸104aと平行軸132との間の伝達動力を無段変速する。
平行軸132は、ギヤ機構134を介して出力クラッチ136の固定ケース136aに接続される。出力クラッチ136は、固定ケース136aと、車軸138に接続された移動部材136bとが対向配置され、機械式オイルポンプ202または電動式オイルポンプ204から供給されるオイルの油圧により、移動部材136bが固定ケース136aに向けて移動する。
出力クラッチ136は、固定ケース136aと移動部材136bとが離間した遮断状態において、平行軸132と車軸138との間の動力の伝達を遮断する。また、出力クラッチ136は、油圧により固定ケース136aに移動部材136bが押し付けられた連結状態において、平行軸132と車軸138との間で動力が伝達され、その動力が車軸138に接続された車輪140に出力される。
また、出力クラッチ136は、車軸138から自己の動力伝達の許容量より大きな動力(外乱)が入力された場合には、固定ケース136aに対して移動部材136bが滑って動力の伝達が許容量以下に制限され、無段変速機118の動力伝達の許容量よりも大きな動力を無段変速機118に伝達することがない。すなわち、出力クラッチ136は、動力ヒューズとして機能する。
車両制御装置150は、中央処理装置(CPU)、プログラム等が格納されたROM、ワークエリアとしてのRAM等を含む半導体集積回路で構成される。CPUは、RAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより自動車100の各種制御を実行する。例えば、車両制御装置150は、エンジン102の駆動制御、無段変速機118の変速制御等を実行する。また、車両制御装置150は、後述する油圧供給システムSの駆動制御(油圧制御)を実行する。具体的に、車両制御装置150は、ロックアップ機構LUの駆動制御(油圧制御)、前後進切換機構114の駆動制御(油圧制御)、無段変速機118の駆動制御(油圧制御)、出力クラッチ136の駆動制御(油圧制御)等を実行する。また、車両制御装置150は、エンジン102を所定の停止条件成立時に自動停止させ、エンジン102を所定の再始動条件成立時に再始動させるアイドリングストップ制御を実行する。このように、車両制御装置150は、自動車100全体を統括制御する。
ここで、上記のように、トルクコンバータ110、前後進切換機構114、無段変速機118、出力クラッチ136(以下、これらを動力伝達機構ともいう)は、オイルの供給により動作する油圧作動装置として機能する。この油圧作動装置にオイルが供給されることで、エンジン102の動力を車輪140に伝達する動力伝達経路の接続、遮断、もしくは変速がなされる。そして、本実施形態の自動車100は、動力伝達機構の各油圧作動装置にオイルを供給する油圧供給システムSを備えている。
油圧供給システムSは、機械式オイルポンプ202と、電動式オイルポンプ204とを備えている。機械式オイルポンプ202は、エンジン102の動力で駆動する。電動式オイルポンプ204は、電動モータMの動力で駆動する。電動モータMは、バッテリ(図示せず)に接続され、当該バッテリから供給される電力により回転駆動する。
本実施形態では、車両制御装置150は、例えば所定のエンジン停止条件(アイドリングストップ開始条件)が成立した場合に、フューエルカット制御等を実行してエンジン102を一時的に停止(アイドリングストップ)させる。なお、エンジン停止条件としては、例えば、車速が0であり、かつ、電子機器が決められた電力未満で使用されていることなどである。
ただし、アイドリングストップ制御時においては、フォワードクラッチ114aに対して要求される油圧を確保する必要がある。しかしながら、エンジン102の駆動が停止されると、エンジン102を動力源とする機械式オイルポンプ202の作動も停止される。そのため、アイドリングストップ制御時には、機械式オイルポンプ202から各油圧作動装置にオイルを供給することができない。そのため、車両制御装置150は、アイドリングストップ制御時において、電動モータMを駆動させる。油圧供給システムSは、電動モータMが駆動されることで、電動式オイルポンプ204から各油圧作動装置にオイルを供給する。これにより、フォワードクラッチ114aの油圧を維持して、エンジン再始動時の応答性を良好にすることができる。
一方、車両制御装置150は、所定のエンジン再始動条件(アイドリングストップ終了条件)が成立した場合に、燃料供給制御や点火時期制御を実行してエンジン102を再始動する。なお、エンジン再始動条件としては、ブレーキペダルが離されたことや、電子機器が決められた電力以上で使用されたことなどである。
ここで、アイドリングストップ終了直後、エンジン102が再始動したとき、無段変速機118に対して要求される油圧が足りないと、ベルト130がコーン面126c、128cを滑り、コーン面126c、128cが傷つく(破損する)おそれがある。コーン面126c、128cが傷つくと、無段変速機118の変速が正常に行えなくなるおそれがある。そのため、アイドリングストップ終了直後においては、無段変速機118に対して要求される油圧を確保する必要がある。しかし、エンジン再始動直後においては、機械式オイルポンプ202から排出されるオイルの流量が少ないため、無段変速機118に対して要求される油圧を確保することが困難になる。したがって、従来は、機械式オイルポンプ202を大型化することで、エンジン再始動直後の無段変速機118に必要なライン圧を確保していた。これに対し、本実施形態の油圧供給システムSは、機械式オイルポンプ202を小型にすべく、次のように構成されている。以下に、本実施形態における油圧供給システムSの構成について詳述する。
図2は、本実施形態における油圧供給システムSの構成を示す概略図である。油圧供給システムSは、オイルが貯留されるオイルパンTを備えており、このオイルパンTに、吸入流路206aを介して機械式オイルポンプ202の吸入口が接続されている。また、吸入流路206aは、オイルパンTと機械式オイルポンプ202との間で、吸入流路206bに分岐する。吸入流路206bには、電動式オイルポンプ204の吸入口が接続されている。また、機械式オイルポンプ202の吐出口には、吐出流路208aが接続されており、電動式オイルポンプ204の吐出口には、吐出流路208bが接続されている。
吐出流路208aおよび吐出流路208bは、主要流路210に接続される。したがって、吐出流路208aを流れるオイル、および、吐出流路208bを流れるオイルは、主要流路210で合流する。このように、吐出流路208a、208bが主要流路210と接続する部分は、機械式オイルポンプ202から送出されるオイルと電動式オイルポンプ204から送出されるオイルとが合流する合流部として機能する。なお、吐出流路208bには、機械式オイルポンプ202から送出されたオイルが電動式オイルポンプ204に流入することを防止するため、逆止弁(第1流路逆止弁)212が設けられる。なお、機械式オイルポンプ202および電動式オイルポンプ204に接続され、機械式オイルポンプ202および電動式オイルポンプ204から供給されるオイルが流通する流路である吐出流路208a、208b、主要流路210をまとめて第1流路R1とよぶ。
主要流路210は、分岐流路210a、210b、210c、210d、210eに接続されている。主要流路210を流れるオイルは、分岐流路210a、210b、210c、210dを介して、トルクコンバータ110、前後進切換機構114、無段変速機118、出力クラッチ136に供給される。また、主要流路210を流れるオイルは、分岐流路210eを介して、変速機ケース120内の潤滑、動力伝達、冷却等のためにオイルを必要とする各潤滑部に供給される。各潤滑部とは、例えば、ベルト130とプライマリプーリ126、セカンダリプーリ128との接触部位、軸受、歯車の噛合部等である。なお、分岐流路210aには、詳しくは後述するトルクコンバータ圧制御弁(以下、トルコン圧制御弁という)14が設けられる。トルコン圧制御弁14は、分岐流路210aのうちトルクコンバータ110および後述するロックアップ制御弁50よりも上流側に設けられ、分岐流路210aを流通するオイルの油圧(ライン圧)を、トルクコンバータ110に供給可能な油圧に制御する。また、分岐流路210b、210c、210d、210eには、それぞれ不図示の圧力制御弁が設けられており、この圧力制御弁の制御により、前後進切換機構114、無段変速機118、出力クラッチ136、および、各潤滑部に供給される油圧が調整されている。また、主要流路210には、不図示のライン圧制御弁が接続されており、ライン圧制御弁によってライン圧が調圧されている。なお、第1流路R1から分岐する分岐流路210a、210b、210c、210d、210eをそれぞれ第2流路R2とよぶ。
分岐流路210aは、供給流路18と、給排流路56、58と、排出流路68、70とを有する。供給流路18は、トルコン圧制御弁14と後述するロックアップ制御弁50を接続し、トルコン圧制御弁14により制御されたオイルの油圧をロックアップ制御弁50に供給する。ロックアップ制御弁50は、供給流路18の接続先を、給排流路58および給排流路56のうちいずれか一方に切り換える。給排流路58は、ロックアップ制御弁50とリリース室110hを接続する。リリース室110hとアプライ室110gは、クラッチプレート110fを介して連通する。給排流路56は、アプライ室110gとロックアップ制御弁50を接続する。排出流路68、70は、ロックアップ制御弁50とオイルパンTを接続し、ロックアップ制御弁50から送出されるオイルをオイルパンTに排出する。
なお、排出流路68、70には、給排流路56、58および後述する上流側排出流路68a、70a内の油圧が完全に抜け落ちてしまうこと(ドレンバック)を防止するため、遮断弁(第2流路遮断弁)216が設けられている。遮断弁216は、分岐流路210aのうちトルクコンバータ110およびロックアップ制御弁50よりも下流側に設けられ、排出流路68、70を開閉することができる。排出流路68、70のうち、遮断弁216より上流側を上流側排出流路68a、70aといい、遮断弁216より下流側を下流側排出流路68b、70bという。
続いて、トルクコンバータ110が備えるロックアップ機構LUの油圧制御系について詳細に説明する。図3は、本実施形態におけるトルクコンバータ110の油圧制御系を示す概略図である。図3では、制御信号の流れを実線の矢印で示す。図3に示すように、ロックアップ機構LUのアプライ室110gやリリース室110hにオイルを供給するため、油圧制御系にはデューティ電磁弁62が設けられている。デューティ電磁弁62には、車両制御装置150から制御信号が入力され、車両制御装置150によりデューティ比が制御される。
分岐流路210aは、第1分岐流路210aaと、第2分岐流路210abに分岐し、第1分岐流路210aaには、トルコン圧制御弁14が接続され、第2分岐流路210abには、パイロット圧制御弁16が接続される。トルコン圧制御弁14はライン圧を所定のトルクコンバータ圧Ptに減圧して供給流路18に出力し、パイロット圧制御弁16はライン圧を所定のパイロット圧Ppに減圧してパイロット圧路20に出力する。なお、トルコン圧制御弁14から出力されるトルクコンバータ圧Ptは、ロックアップ制御弁50を介してトルクコンバータ110のアプライ室110gやリリース室110hに供給されることになる。
ロックアップ制御弁50は、ハウジング52とこれに移動自在に収容されるスプール弁軸54とを有している。ハウジング52は、トルクコンバータ圧Ptを導入する供給流路18が接続される供給ポート52a、アプライ室110gに連通する給排流路56が接続される給排ポート52b、リリース室110hに連通する給排流路58が接続される給排ポート52cを有している。また、スプール弁軸54の作動位置を制御するため、スプール弁軸54にはバネ部材60が組み付けられ、ハウジング52には3つのパイロットポート52d〜52fが形成されている。パイロットポート52dにはパイロット圧制御弁16からのパイロット圧Ppを導入するパイロット圧路20が接続されており、パイロットポート52eにはデューティ電磁弁62からのパイロット圧Pcを導入するパイロット圧路64が接続されており、パイロットポート52fには給排流路58から分岐するパイロット圧路66が接続されている。さらに、ハウジング52には2つの排出ポート52g、52hが形成されており、それぞれの排出ポート52g、52hには排出流路68、70が接続されている。
このロックアップ制御弁50は、デューティ電磁弁62から出力されるパイロット圧Pcを制御することにより、スプール弁軸54の作動位置を調整して各ポート52a〜52c、52g、52hの連通状態を制御することが可能となっている。ここで、デューティ電磁弁62は常開式のデューティソレノイドバルブとなっており、デューティ電磁弁62のデューティ比を0%に制御したときにはパイロット圧Pcが最大値(Pp)で出力される。また、デューティ電磁弁62のデューティ比を100%に制御したときにはパイロット圧Pcが最小値(0)で出力される。また、デューティ比を0%〜100%の間で調整することにより、パイロット圧Pcを最大値〜最小値の間で制御することが可能である。
パイロット圧Pcを最小値に設定することにより、スプール弁軸54をロックアップ締結位置(図3において左方向)に移動させる。これにより、ロックアップ制御弁50は、供給ポート52aを給排ポート52bに連通させるとともに、給排ポート52cを排出ポート52gに連通させるロックアップ締結状態となる。このロックアップ締結状態のとき、分岐流路210aを流通するオイルは、ロックアップ制御弁50から給排流路56を介してアプライ室110gに導入される。また、リリース室110h内のオイルは、給排流路58を介してロックアップ制御弁50に導入され、排出流路68を介してオイルパンTに排出される。このとき、クラッチプレート110fはフロントカバー110aに押し付けられ、ロックアップ機構LUはクランクシャフト102aとタービンシャフト110dとを直結する締結状態となる。
一方、パイロット圧Pcを最大値に設定することにより、スプール弁軸54をロックアップ開放位置(図3において右方向)に移動させる。これにより、ロックアップ制御弁50は、給排ポート52bを排出ポート52hに連通させるとともに、供給ポート52aを給排ポート52cに連通させるロックアップ開放状態となる。このロックアップ開放状態のとき、分岐流路210aを流通するオイルは、ロックアップ制御弁50から給排流路58を介してリリース室110hに導入される。また、アプライ室110g内のオイルは、給排流路58を介してロックアップ制御弁50に導入され、排出流路70を介してオイルパンTに排出される。このとき、クラッチプレート110fはフロントカバー110aから引き離され、ロックアップ機構LUはクランクシャフト102aとタービンシャフト110dとを切り離す開放状態となる。
ここで、ロックアップ制御弁50は、アイドリングストップ制御時において、ロックアップ開放状態に制御される。ロックアップ開放状態のとき、供給流路18および給排流路58は、トルクコンバータ110の油圧作動装置(ロックアップ機構LU)にオイルを導入する導入流路として機能する。また、給排流路56および排出流路70は、トルクコンバータ110の油圧作動装置(ロックアップ機構LU)からオイルパンTにオイルを還流する還流流路として機能する。ロックアップ開放状態の時、分岐流路210a(第2流路R2)に導入されたオイルは、導入流路を介してトルクコンバータ110のリリース室110hに導入され、アプライ室110gを通過した後、還流流路を介してオイルパンTに還流される。
なお、パイロット圧Pcを最小値と最大値との間に設定することにより、スプール弁軸54をロックアップ締結位置とロックアップ開放位置との間で停止させる。スプール弁軸54をロックアップ締結位置側の所定位置で停止させることにより、ロックアップ制御弁50は、開口面積を絞りながら供給ポート52aを給排ポート52bに連通させるとともに、開口面積を絞りながら給排ポート52cを排出ポート52gに連通させるスリップ締結状態に制御される。また、スプール弁軸54をロックアップ開放位置側の所定位置で停止させることにより、ロックアップ制御弁50は、開口面積を絞りながら給排ポート52bを排出ポート52hに連通させるとともに、開口面積を絞りながら供給ポート52aを給排ポート52cに連通させるスリップ開放状態に制御される。
ここで、トルクコンバータ110の油圧作動装置(ロックアップ機構LU)は、上述したように、クランクシャフト102aとタービンシャフト110dを一体的に回転させるために作動される。そのため、ロックアップ機構LUは、アイドリングストップ終了後(エンジン再始動後)から、クランクシャフト102aとタービンシャフト110dの回転数が近似するまでは、作動させる必要がない。また、ロックアップ機構LUは、アイドリングストップ制御中(エンジン102の一時停止時)も作動させる必要がない。したがって、エンジン102の一時停止時からエンジン再始動後のクランクシャフト102aとタービンシャフト110dの回転数が近似するまでの間、ロックアップ機構LUはロックアップ開放状態に制御される。ロックアップ開放状態時にロックアップ機構LUにオイルを供給すると、オイルは、還流流路を通ってそのままオイルパンTに還流される。つまり、ロックアップ機構LUがロックアップ開放状態であるとき、機械式オイルポンプ202または電動式オイルポンプ204から出力されるオイルは、ロックアップ機構LUの循環に消費される。したがって、ロックアップ機構LUがロックアップ開放状態であるとき、機械式オイルポンプ202または電動式オイルポンプ204から出力されるオイルは、ロックアップ機構LUで大量に消費され、主要流路210のライン圧が上昇し難くなる。
そこで、本実施形態では、油圧供給システムSは、図2に示すように、吐出流路208bとトルコン圧制御弁14とを接続する接続流路218を設けている。接続流路218は、吐出流路208bにおける電動式オイルポンプ204と逆止弁212との間に一端が接続され、他端がトルコン圧制御弁14に接続される。したがって、電動式オイルポンプ204が作動したとき、吐出流路208bを流れるオイルの一部は、トルコン圧制御弁14に供給される。トルコン圧制御弁14は、接続流路218から供給されるオイルの油圧によって、閉弁する。
図4は、本実施形態におけるトルコン圧制御弁14の構成を示す概略図である。図4(a)に示すように、トルコン圧制御弁14は、ハウジング300とこれに移動自在に収容されるスプール弁軸302とを有している。ハウジング300は、ライン圧PLを導入するライン圧ポート304、トルクコンバータ圧Ptを出力するトルコン圧ポート306を有している。また、スプール弁軸302の作動位置を制御するため、スプール弁軸302にはバネ部材308が組み付けられ、ハウジング300にはフィードバック圧Pfを導入するフィードバック圧ポート310が形成される。ライン圧ポート304には、分岐流路210aが接続されている。トルコン圧ポート306およびフィードバック圧ポート310には、供給流路18が接続されており、トルコン圧ポート306から出力されるトルクコンバータ圧Ptは、供給ポート52aおよびフィードバック圧ポート310に導入される。図4(a)に示す状態で、ライン圧PLは、まず、ライン圧ポート304に導入される。ライン圧ポート304に導入されたライン圧PLは、トルクコンバータ圧Ptとしてトルコン圧ポート306から出力される。トルコン圧ポート306から出力されたライン圧PLは、供給流路18を介して、フィードバック圧Pfとしてフィードバック圧ポート310に導入される。フィードバック圧ポート310に導入されたライン圧PLは、スプール弁軸302を図4中右側に押圧する。このとき、バネ部材308の押圧力は、フィードバック圧ポート310から導入されたライン圧PLによりスプール弁軸302の図4中右側に作用する押圧力より小さくなるように設定されている。
このように、ライン圧PL(フィードバック圧Pf)をフィードバック圧ポート310に導入することにより、スプール弁軸302をトルコン圧制御位置(図4中右側)に移動させる。図4(b)に示すように、スプール弁軸302をトルコン圧制御位置に移動させることにより、トルコン圧制御弁14は、開口面積を絞りながらライン圧ポート304をトルコン圧ポート306に連通させる。これにより、トルコン圧制御弁14は、ライン圧を所定のトルクコンバータ圧Ptに減圧することができる。
また、ハウジング300は、電動式オイルポンプ204から送出されるオイルの送出圧Pvを導入する送出圧ポート312を有する。送出圧ポート312には、接続流路218が接続されている。バネ部材308の押圧力は、送出圧ポート312から導入された送出圧Pvによりスプール弁軸302の図4中右側に作用する押圧力より小さくなるように設定されている。送出圧Pvを送出圧ポート312に導入することにより、スプール弁軸302をライン圧遮断位置(図4中右側)に移動させることができる。図4(c)に示すように、スプール弁軸302をライン圧遮断位置に移動させることにより、ライン圧ポート304は閉鎖される。このように、電動式オイルポンプ204が作動されるとき、吐出流路208bを流れるオイルの一部は、トルコン圧制御弁14に供給され、トルコン圧制御弁14を閉弁する。電動式オイルポンプ204は、接続流路218にオイルの油圧を供給することで、トルクコンバータ110のロックアップ機構LUにオイルを導入する導入流路(第2流路R2)を遮断することができる。
以上のように、本実施形態の油圧供給システムSは、アイドリングストップ制御時に、電動式オイルポンプ204を作動させる。電動式オイルポンプ204を作動させると、トルクコンバータ110(ロックアップ機構LU)にオイルを導入する導入流路(第2流路R2)が遮断される。導入流路が遮断されることで、トルクコンバータ110は、主要流路210からオイルの供給が停止される。したがって、電動式オイルポンプ204は、導入流路を遮断することで、トルクコンバータ110以外の各油圧差動装置にオイルを供給すればよくなるため、送出可能な油量を少なくすることができる。これにより、電動式オイルポンプ204は、従来よりも小型の電動式オイルポンプを使用することができる。
また、本実施形態の油圧供給システムSは、アイドリングストップ終了時(エンジン再始動時)からエンジン回転数が所定回転数以上に達するまでの間、電動式オイルポンプ204を作動させる。これは、アイドリングストップ終了直後、エンジン102が再始動したとき、エンジン回転数が低速であることから、機械式オイルポンプ202から排出されるオイルの流量が少ない状態となるためである。機械式オイルポンプ202から排出されるオイルの流量が少ないと、無段変速機118に対して要求される油圧を確保することが困難になる。したがって、本実施形態の油圧供給システムSは、アイドリングストップ終了後もエンジン回転数が所定回転数以上に達するまで、電動式オイルポンプ204を作動させている。
このとき、エンジン再始動に伴い、機械式オイルポンプ202も作動を開始する。機械式オイルポンプ202が作動している間であっても、電動式オイルポンプ204が作動されている間、ロックアップ機構LUにオイルを導入する導入流路が遮断される。導入流路が遮断されることで、トルクコンバータ110は、主要流路210からのオイルの供給が停止される。したがって、機械式オイルポンプ202は、導入流路が遮断されることで、トルクコンバータ110以外の各油圧差動装置にオイルを供給すればよくなるため、送出可能な油量を少なくすることができる。これにより、機械式オイルポンプ202は、従来よりも小型の機械式オイルポンプを使用することができる。オイルの供給先である油圧差動装置の数が削減されているため、機械式オイルポンプ202を従来よりも小型にしても、各油圧作動装置に必要なライン圧を十分に確保することが容易になる。
また、導入流路が遮断されることで、主要流路210のライン圧を高く維持することができ、無段変速機118(トルクコンバータ110以外の他の油圧作動装置)に供給する油圧を高く維持することができる。そのため、エンジン再始動後に、無段変速機118のベルト130がコーン面126c、128cを滑らなくなり、コーン面126c、128cが傷つくこと(すなわち、無段変速機118の破損)を防止することができる。
なお、本実施形態の油圧供給システムSは、エンジン回転数が所定回転数以上に達すると、電動式オイルポンプ204の作動を停止させる。電動式オイルポンプ204が作動を停止すると、トルクコンバータ110にオイルを導入する導入流路(第2流路R2)の遮断が解除され、導入流路(第2流路R2)をオイルが流通するようになる。機械式オイルポンプ202は、エンジン102の回転数の上昇に伴い、送出する油量および圧力が上昇する。そのため、機械式オイルポンプ202は、従来よりも小型の機械式オイルポンプが使用されても、トルクコンバータ110を含む各油圧作動装置に必要なライン圧を十分に確保することができる。
図5は、変形例における油圧供給システムSaの構成を示す概略図である。本変形例の油圧供給システムSaは、上記実施形態の接続流路218に代えて、吐出流路208bと遮断弁216とを接続する接続流路218Aを設けている。接続流路218Aは、吐出流路208bにおける電動式オイルポンプ204と逆止弁212との間に一端が接続され、他端が遮断弁216に接続される。したがって、電動式オイルポンプ204が作動したとき、吐出流路208bを流れるオイルの一部は、遮断弁216に供給される。遮断弁216は、接続流路218Aから供給されるオイルの油圧によって、閉弁する。
図6は、変形例における遮断弁216の構成を示す概略図である。遮断弁216は、ハウジング400とこれに移動自在に収容されるスプール弁軸402とを有している。ハウジング400は、ロックアップ機構LUから排出されるオイルを導入する導入ポート400aと、導入ポート400aから導入されたオイルをオイルパンTへ排出する排出ポート400bを有している。また、スプール弁軸402の作動位置を制御するため、スプール弁軸402にはバネ部材404が組み付けられる。導入ポート400aには、上流側排出流路68a、70aが接続され、排出ポート400bには、下流側排出流路68b、70bが接続されている。
図6(a)に示すように、ロックアップ機構LUからオイルが排出されていない(すなわち、導入ポート400aにオイルが導入されていない)とき、スプール弁軸402はバネ部材404の押圧力により、導入ポート400aを閉鎖する。このとき、スプール弁軸402は、排出ポート400bも閉鎖する。一方、ロックアップ機構LUからオイルが排出される(すなわち、導入ポート400aに導入されるオイルの圧力がバネ部材404の押圧力より大きい)とき、スプール弁軸402は、バネ部材404の押圧力に抗し、導入ポート400aを開放する。このとき、スプール弁軸402は、排出ポート400bも開放する。このように、ロックアップ機構LUから導入ポート400aにオイルが導入されることで、スプール弁軸402をオイル排出位置(図6中上側)に移動させる。図6(b)に示すように、スプール弁軸402をオイル排出位置に移動させることにより、遮断弁216は、導入ポート400aを排出ポート400bに連通させる。これにより、遮断弁216は、ロックアップ機構LUからオイルパンTへオイルを排出することができる。
また、ハウジング400は、電動式オイルポンプ204から送出されるオイルの送出圧Pvを導入する送出圧ポート400cを有する。送出圧ポート400cには、接続流路218Aが接続されている。送出圧Pvを送出圧ポート400cに導入することにより、スプール弁軸402をオイル排出停止位置(図6中下側)に移動させることができる。図6(c)に示すように、スプール弁軸402をオイル排出停止位置に移動させることにより、導入ポート400aおよび排出ポート400bは閉鎖される。このとき、ロックアップ機構LUからオイルが排出されても、バネ部材404の押圧力および送出圧Pvの方が、導入ポート400aに導入されるオイルの圧力より大きくなるように設定されている。そのため、スプール弁軸402をオイル排出停止位置に維持することができる。このように、電動式オイルポンプ204が作動したとき、吐出流路208bを流れるオイルの一部は、遮断弁216に供給され、遮断弁216を閉弁することができる。したがって、電動式オイルポンプ204は、接続流路218Aにオイルの油圧を供給することで、ロックアップ機構LUからオイルパンTへオイルを還流する還流流路(第2流路R2)を遮断することができる。
本変形例によれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。つまり、本変形例によれば、無段変速機118の破損を防止しつつ、機械式オイルポンプ202(電動式オイルポンプ204)を小型化することができる。
以上のように、上記実施形態の油圧供給システムSによれば、接続流路218にオイルの油圧を供給することにより、トルクコンバータ110のロックアップ機構LUにオイルを導入する導入流路(第2流路R2)を遮断することができる。つまり、上記実施形態の油圧供給システムSは、電動式オイルポンプ204から出力されるオイルにより、トルクコンバータ110が設けられる第2流路R2を閉鎖する遮断機構(接続流路218およびトルコン圧制御弁14)を有する。
また、上記変形例の油圧供給システムSaによれば、接続流路218Aにオイルの油圧を供給することにより、トルクコンバータ110のロックアップ機構LUからオイルを排出する排出流路(第2流路R2)を遮断することができる。つまり、上記変形例の油圧供給システムSaは、電動式オイルポンプ204から出力されるオイルにより、トルクコンバータ110が設けられる第2流路R2を閉鎖する遮断機構(接続流路218Aおよび遮断弁216)を有する。
これにより、油圧供給システムS、Saは、電動式オイルポンプ204が作動している間、トルクコンバータ110の油圧作動装置(ロックアップ機構LU)へのオイル供給を停止することができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、上記実施形態では、接続流路218は、吐出流路208bとトルコン圧制御弁14とを接続する例について説明した。しかし、これに限定されず、接続流路218は、電動式オイルポンプ204とトルコン圧制御弁14とを直接的に接続するようにしてもよい。また、上記変形例では、接続流路218Aは、吐出流路208bと遮断弁216とを接続する例について説明した。しかし、これに限定されず、接続流路218Aは、電動式オイルポンプ204と遮断弁216とを直接的に接続するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、電動式オイルポンプ204から送出されるオイルを、トルコン圧制御弁14に供給する構成について説明した。しかし、これに限定されず、例えば、主要流路210とトルコン圧制御弁14との間の流路(すなわち、分岐流路210a)を開閉する開閉機構を設け、さらに、接続流路218が電動式オイルポンプ204と開閉機構とを接続するように構成されてもよい。このような構成でも、電動式オイルポンプ204は、接続流路218にオイルの油圧を供給することで、ロックアップ機構LUにオイルを導入する導入流路を遮断することができる。
また、上記変形例では、電動式オイルポンプ204から送出されるオイルを、遮断弁216に供給する構成について説明した。しかし、これに限定されず、例えば、遮断弁216とオイルパンTとの間の流路(すなわち、下流側排出流路70b)を開閉する開閉機構を設け、さらに、接続流路218Aが電動式オイルポンプ204と開閉機構とを接続するように構成されてもよい。このような構成でも、電動式オイルポンプ204は、接続流路218Aにオイルの油圧を供給することで、ロックアップ機構LUからオイルパンTへオイルを還流する還流流路を遮断することができる。
本発明は、油圧供給システムに利用できる。
14 トルコン圧制御弁
102 エンジン
110 トルクコンバータ
202 機械式オイルポンプ
204 電動式オイルポンプ
218 接続流路
LU ロックアップ機構
M 電動モータ
R1 第1流路
R2 第2流路
S 油圧供給システム
T オイルパン

Claims (4)

  1. エンジンの動力により作動する機械式オイルポンプと、
    モータの動力により作動する電動式オイルポンプと、
    前記機械式オイルポンプおよび前記電動式オイルポンプに接続され、前記機械式オイルポンプおよび前記電動式オイルポンプから供給されるオイルが流通する第1流路と、
    前記第1流路から分岐し、トルクコンバータを介してオイルパンにオイルを還流させる第2流路と、
    前記電動式オイルポンプから送出されるオイルにより、前記第2流路を閉鎖する遮断機構と、
    を備えた油圧供給システム。
  2. 前記遮断機構は、
    前記第2流路のうち前記トルクコンバータよりも上流側に設けられ、前記第2流路を流通するオイルの油圧を、前記トルクコンバータに供給可能な油圧に制御するトルコン圧制御弁と、
    前記電動式オイルポンプと前記トルコン圧制御弁とを接続する接続流路と、
    を有し、
    前記トルコン圧制御弁は、前記接続流路から供給されるオイルの油圧によって、前記第2流路を閉鎖する請求項1に記載の油圧供給システム。
  3. 前記遮断機構は、
    前記第2流路のうち前記トルクコンバータよりも下流側に設けられ、前記第2流路を開閉する第2流路遮断弁と、
    前記電動式オイルポンプと前記第2流路遮断弁とを接続する接続流路と、
    を有し、
    前記第2流路遮断弁は、前記接続流路から供給されるオイルの油圧によって、前記第2流路を閉鎖する請求項1に記載の油圧供給システム。
  4. 前記第1流路のうち前記機械式オイルポンプから送出されるオイルと前記電動式オイルポンプから送出されるオイルとが合流する合流部と、前記電動式オイルポンプと、の間に設けられる第1流路逆止弁を有し、
    前記接続流路は、前記第1流路逆止弁と、前記電動式オイルポンプと、の間に接続される請求項2または3に記載の油圧供給システム。
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