JP4466025B2 - 自動変速機の電動ポンプ配設構造 - Google Patents

Description

本発明は、前進走行レンジでの車両停車の際のエンジンの一時停止時に、自動変速機の摩擦係合要素に油圧を供給してその摩擦係合要素の締結を維持する、エンジン回転駆動による油圧ポンプとは別に電動モータ駆動による油圧ポンプを有する電動ポンプユニットを備え、その電動ポンプユニットを変速機ケースの外部に配設した自動変速機の電動ポンプユニットの配設構造に関するもので、特に車両幅方向に横置き状態に搭載したエンジンに連接する自動変速機の電動ポンプユニットの配設構造に関するものである。

排気エミッションの低減と、燃料消費量の削減のため、停車中にはエンジンを自動的に停止させ、その状態で運転者が発進動作をとると、自動的にエンジンを再始動して発進を可能にするいわゆるアイドルストップシステムを備える車両が開発され実用に供されている。

このような車両の自動変速機には、前進走行レンジでの車両停車の際のエンジンの一時停止時に、自動変速機の摩擦係合要素に油圧を供給してその摩擦係合要素の締結を維持する、エンジン回転駆動による油圧ポンプとは別に電動モータ駆動による油圧ポンプを有する電動ポンプユニットを備えることが通例である。

この電動ポンプユニットを備えるに際して、電動ポンプユニットをどこに配設するのかが問題となる。この問題の対応として、例えば下記特許文献１、特許文献２に記載のものがある。これらは、従来の自動変速機をできるだけ生かし電動ポンプユニット追加による変更を可及的に少なくするため、自動変速機の内部に配設するのでなく、自動変速機の外部に配設する対応がなされている。
特開２００１−３１７６２３号公報 特開２００２−０５４７２４号公報

ところで、車種のバリエーションにより同一エンジン同一自動変速機の車種であってもアイドルストップシステムを付ける仕様と、付けない仕様が混在することがある。つまり、電動ポンプユニットを備える仕様と、電動ポンプユニットを備えない仕様が存在することになり、その際電動ポンプユニットを備える仕様における自動変速機の周囲のレイアウトは電動ポンプユニットを備えない仕様のベースのレイアウトに対し大幅な変更を強いられることになる。

上記特許文献１（図５）に記載の自動変速機の電動ポンプユニットの配設構造例は、車両幅方向に横置き状態に搭載したエンジンと連接する自動変速機の上方部に、車両前後方向に電動ポンプユニットを配設したものとしている。この例では、電動ポンプユニットを備える仕様の場合、電動ポンプユニットを備えない仕様の自動変速機の上方部の周囲レイアウトに対し大きな変更を強いられることになる。このような構成は、当然ながら電動ポンプユニットのレイアウトにおいてコンパクト性の観点から望ましいものとは言えない。

上記特許文献２（図２、図３）に記載の自動変速機の電動ポンプユニットの配設構造例は、車両前後方向に縦置き状態に搭載したエンジンに連接する自動変速機のトルクコンバータハウジング下部に、車両前後方向に電動ポンプユニットを配設したものとしている。この例を単純にたとえば、車両幅方向に横置き状態に搭載したエンジンに連接する自動変速機に適用したとすると、自動変速機の車両前方側にはラジエータ等の車載部品が存在するので、ラジエータ等の車載部品とのクリアランスが電動ポンプユニットを設置することで狭められることになる。そして、電動ポンプユニットと自動変速機本体との配管は電動ポンプユニットの移動変位を許容できない余裕のないタイトな設定となっている。このような構成では、車両の衝突時を想定すると、ラジエータ等の車載部品が車両後方側に変位し電動ポンプユニットに接触し車両前方から荷重が加わることになるが電動ポンプユニットはラジエータ等の車載部品と自動変速機本体の間に挟まれる結果となり、ラジエータ等の車載部品のいわゆるクラッシャブルゾーンが小さくなる。あるいは、電動ポンプユニットの取り付けブラケットが破壊され電動ポンプユニットの移動変位が発生したとすると、配管が余裕のないタイトな設定のため外れてオイル漏れを起こすことになる。その結果、車両の衝突性能が悪化することになる。また、この例で、ラジエータ等の車載部品とのクリアランスを確保するため、電動ポンプユニットをさらにトルクコンバータハウジング下方側に移動させたレイアウトとすることも考えられるが、この場合、電動ポンプユニットが車両の下方側に突き出すこととなり電動ポンプユニットの存在により車両としての地上高の確保が問題となり制約を受けこのようなレイアウトには限界がある。上記のような事態を防止するためには、どうしても電動ポンプの設定に伴って自動変速機の周囲にあるラジエータ等の車載部品のレイアウト変更が必要になることになる。

そこで、本発明は、このような問題を解消すべく、エンジンルーム内における車両幅方向に横置き状態に搭載したエンジンに連接する自動変速機の電動ポンプユニットの配設構造において、電動ポンプユニットを設定することによる自動変速機の周囲のレイアウトの変更を防止するとともに、車両の衝突性能への影響を低減する電動ポンプユニットの配設構造を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。
まず、請求項１に記載の発明は、車両前部のエンジンルーム内に、車両幅方向に横置き状態に搭載したエンジンに連接する自動変速機と、該自動変速機のトルクコンバータを収納する該エンジンに連結したトルクコンバータハウジングと、自動変速機構部と油圧制御部を収納する該トルクコンバータハウジングに連接した変速機ケースと、該変速機ケースの下部に設定した作動油を貯留するオイルパンと、該オイルパン内の作動油を吸い込み電動モータの回転により油圧を発生し該油圧制御部へ供給する油圧ポンプを有する電動ポンプユニットを備え、該電動ポンプユニットを該変速機ケースの外部に配設した自動変速機の電動ポンプユニットの配設構造を前提とするもので、上記電動ポンプユニットは上記トルクコンバータの軸方向と平行な軸心をもつ円柱状であり、該トルクコンバータハウジングの周囲であって、該トルクコンバータハウジングからみて車両前方方向の斜め下方部位置に配設され、該電動ポンプユニットには延設した支持腕部を有し、該支持腕部を該トルクコンバータハウジングに締結する締結位置は、該電動ポンプユニットの上部位置に設定し、該電動ポンプユニットの車両後方側には、該電動ポンプユニットと該トルクコンバータハウジングの外周湾曲部との間に、車両衝突による該電動ポンプユニットへの車両前方方向からの荷重により上記締結位置を支点として該電動ポンプユニットの移動変位する空間を確保するとともに、該電動ポンプユニットと上記オイルパン内及び上記油圧制御部との間を接続し作動油の油路を形成するオイルホースを備え、該オイルホースの長さは該電動ポンプユニットが上記空間内の移動変位を許容するように設定したことを特徴とする。

次に、請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の自動変速機の電動ポンプユニットの配設構造を前提とするもので、上記電動ポンプユニットには上部に上記支持腕部である第１支持腕部及び下部に第２支持腕部を有し、該第２支持腕部をブラケットを介して上記トルクコンバータハウジングに係止するとともに、上記ブラケットは、プレート材であり、上記空間内に配設したことを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、上記請求項２に記載の自動変速機の電動ポンプユニットの配設構造を前提とするもので、上記ブラケットのトルクコンバータハウジングへの取り付け位置は、上記電動ポンプユニットの上部位置に設定したことを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、上記請求項３に記載の自動変速機の電動ポンプユニットの配設構造を前提とするもので、上記ブラケットのトルクコンバータハウジングへの取り付け部と電動ポンプユニットへの取り付け部との中間部には、車両前後方向に対し垂直な平面部を有することを特徴とする。

まず、請求項１に記載の発明によれば、車両の衝突時に、ラジエータ等の車載部品が車両後方側に後退変位し電動ポンプユニットに車両前方から所定荷重以上の荷重が作用し、電動ポンプユニットがトルクコンバータハウジングへの電動ポンプユニットの支持腕部締結位置を支点としたモーメントが作用して支持腕部が変形し、電動ポンプユニットが電動ポンプユニットの車両後方側の電動ポンプユニットとトルクコンバータハウジングの外周湾曲部との間の空間へ容易に移動変位することになる。そのため、電動ポンプユニットはラジエータ等の車載部品とトルクコンバータハウジングの間に挟まれることがない。そのため、自動変速機の車両前方側周囲にあるラジエータ等の車載部品のいわゆるクラッシャブルゾーンが小さくなることはない。しかも、オイルホースの長さは電動ポンプユニットが上記空間内の移動変位を許容するように余裕のある設定にしているので、電動ポンプユニットの移動変位に伴うオイルホースのホース抜けがなくオイル漏れの発生を防止することができる。その結果、電動ポンプユニットの設定による車両の衝突性能の悪化が抑制できることになる。従って、電動ポンプユニットの設定に伴う自動変速機の周囲のレイアウトの変更を防止できる自動変速機の電動ポンプユニットの配設構造が実現される。

また、電動ポンプユニットは軸心をもつ円柱状とし、該電動ポンプユニットの軸心はトルクコンバータの軸方向と平行に設定するので、電動ポンプユニットをコンパクトに配設することが好適に実現される。

次に、請求項２に記載の発明によれば、電動ポンプユニットには上部方向に延設した上記支持腕部である第１支持腕部及び下部方向に延設した第２支持腕部を有していて、第２支持腕部をブラケットを介して記トルクコンバータハウジングに係止するとともに、ブラケットは、プレート材とし、上記空間内に配設するので、ブラケットの追加のための余剰のスペースが不要となりコンパクトなレイアウトを実現できる。しかも、ブラケットはプレート材であるので、車両の衝突時における電動ポンプユニットの移動変位への影響を小さくし、通常時における電動ポンプユニットの支持剛性を高めることができるので電動ポンプユニットの確実な取り付けが実現される。

また、請求項３に記載の発明によれば、ブラケットのトルクコンバータハウジングへの取り付け位置は、電動ポンプユニットの中心位置より上部位置に設定するので、ブラケットの車両前後方向に対する剛性を有効に小さくすることができ、車両の衝突時における電動ポンプユニットの移動変位への影響を小さくし、通常時における電動ポンプユニットの支持剛性を高めることが好適に実現される。

また、請求項４に記載の発明によれば、ブラケットのトルクコンバータハウジングへの取り付け部と電動ポンプユニットへの取り付け部との中間部には、車両前後方向に対し垂直な平面部を有するので、ブラケットの車両前後方向に対する剛性を有効に小さくすることができ、車両の衝突時における電動ポンプユニットの移動変位への影響を小さくし、通常時における電動ポンプユニットの支持剛性を高めることが好適に実現される。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る自動変速機の骨子図である。図１に示すように、自動変速機１は、車両前部のエンジンルーム内にエンジン２を横置きに配置したエンジン横置き式の車両に搭載されるもので、エンジン２のクランクシャフト３は車体幅方向に延び、該クランクシャフト３にトルクコンバータ４が連結されていると共に、該トルクコンバータ４のタービンシャフト５に自動変速機構部６が連結されている。この自動変速機構部６の出力軸７も車体幅方向に延び、この出力軸７に出力ギヤ８が設けられている。上記トルクコンバータ４は、エンジン２に連結したトルクコンバータハウジング９に収納されている。上記自動変速機構部６は、この自動変速機構部６の摩擦締結要素の締結解放を油圧制御する油圧制御部１１とともに、トルクコンバータハウジング９に連接した変速機ケース１０に収納されている。このトルクコンバータハウジング９には車両後方へ膨出するデフ収納部１２が設けられ、このデフ収納部１２に前輪用のデフ１３が収納されている。そして、このデフ１３には車体幅方向に延びる左右の前輪駆動軸１４Ｌ，１４Ｒが連結されている。

図２は、本発明の実施の形態に係る自動変速機を車両前方側から見た外観図である。図３は、自動変速機の電動ポンプユニットをエンジン側である車両側方側から見た外観図である。図に示すように、自動変速機１の電動ポンプユニット１６は、トルクコンバータハウジング９の周囲であって、トルクコンバータハウジング９の車両前方方向の斜め下方部に配設されている。電動ポンプユニット１６の配設位置は車両における最低地上高が確保されている。電動ポンプユニット１６は、軸心２５を持つ円柱状部を有し、この円柱状部に後述する電動モータ２９、電動モータ駆動による油圧ポンプ３０が内蔵されている。電動ポンプユニット１６の軸心２５はトルクコンバータ４の軸方向と平行に設定されている。電動ポンプユニット１６には、上部方向に延設した第１支持腕部１９及び下部方向に延設した第２支持腕部２０を有していて電動ポンプユニット１６に予め組み付けられている。第１支持腕部１９と第２支持腕部２０は車両幅方向に対し垂直な平面を有し、電動ポンプユニット１６の軸心２５よりトルクコンバータハウジング９側に偏心して設定されている。第１支持腕部１９の上端部は、トルクコンバータハウジング９の締結位置２１でボルト締結されている。この締結は、電動ポンプユニット１６の軸心２５と平行になる併設した２本のボルトで行われている。

このような構成により、電動ポンプユニット１６の車両後方側には、電動ポンプユニット１６とトルクコンバータハウジング９の外周湾曲部との間に、車両衝突による電動ポンプユニット１６への車両前方方向からの荷重により電動ポンプユニット１６の移動変位する空間２４を確保することができるようになる。

電動ポンプユニット１６の車両前方側には、ラジエータ２６、ラジエータファン２７、ラジエータ回りのパイプ類２８等からなる車載部品３０が設定されている。車両衝突の際には、車載部品３０が車両後方側に後退変位し、電動ポンプユニット１６の最前部に車両前方側から荷重が作用することになる。そして、その荷重が所定値以上になると、電動ポンプユニット１６がトルクコンバータハウジング９への第１支持腕部１９の締結位置２１を支点としたモーメントを受け、第１支持腕部１９が変形するとともに、電動ポンプユニット１６が上記空間２４へ移動変位する。そのようになることで、電動ポンプユニット１６は、車載部品３０とトルクコンバータハウジング９の間に挟まれることがなくなる。従って、車載部品３０のいわゆるクラッシャブルゾーンは、電動ポンプユニット１６が無い場合のレイアウトとほぼ同等にすることができる。つまり、電動ポンプユニット１６を設定したことによる車載部品３０のいわゆるクラッシャブルゾーンが電動ポンプユニット１６が無い場合に対し実質上小さくなることはない。

電動ポンプユニット１６の第２支持腕部２０下端部は、ブラケット２２を介してトルクコンバータハウジング９に締結されている。第２支持腕部２０下端部とブラケット２２の締結は、電動ポンプユニット１６の軸心２５と平行になる併設した２本のボルトで行われている。ブラケット２２の上方端部は、電動ポンプユニット１６の軸心位置より上部位置に設定されているトルクコンバータハウジング９の係止位置２３でボルト締結されている。またこの締結も同様に、電動ポンプユニット１６の軸心２５と平行になる併設した２本のボルトで行われている。プレート材で製作されているブラケット２２は、上記空間２４内に配設されており、その中間部には車両前後方向に対し垂直な平面部を有しており、２箇所の屈曲部を持っている。

このようなブラケット２２は、上記空間２４内に配設されるので、ブラケットの追加のための余剰のスペースが不要でありコンパクトなレイアウトを実現できる。しかも、車両前後方向の剛性は第１支持腕部１９よりかなり小さくできるので、車両衝突による電動ポンプユニット１６の空間２４への移動変位とともに、変形し圧縮されるので電動ポンプユニット１６の移動変位動作に与える影響を小さくすることができる。一方で、通常時には電動ポンプユニット１６の支持剛性を高めることができる。

電動ポンプユニット１６には、変速機ケース１０の下部に設定した作動油を貯留するオイルパン１５内の作動油を吸込み電動ポンプユニット１６へ導く作動油の油路であるオイルホース１７、この作動油を電動ポンプユニット１６で油圧を発生し変速機ケース１０内の油圧制御部１１へ導く作動油の油路であるオイルホース１８が各々コネクタを介して取り付けられている。オイルホース１７とオイルホース１８は、U字状に形成されていて、それぞれが電動ポンプユニット１６が上記空間２４内の移動変位を許容できる程度の長さの設定としている。

このようなオイルホースの配設により、オイルホースの油路抵抗を小さくすることができ性能悪化が防止できるとともに、車両衝突による電動ポンプユニット１６の空間２４への移動変位を許容することができるので、オイルホースのホース抜けがなくオイル漏れの発生を防止することができる。

以上のように、このような自動変速機の電動ポンプユニットの配設構造とすることで、電動ポンプユニットの設定による車両の衝突性能の悪化が抑制できることになる。従って、電動ポンプユニットの設定に伴う自動変速機の周囲のレイアウトの変更を防止できる自動変速機の電動ポンプユニットの配設構造が実現される。

次に、電動ポンプユニット１６の作用を説明する。図４は、エンジン回転駆動による油圧ポンプと電動モータ駆動による油圧ポンプとが切り替え使用される動作図である。

図４（ａ）はエンジン回転駆動による油圧ポンプの使用中の状況を示している。エンジン回転駆動による油圧ポンプ３１は、エンジンが運転されている間は常時駆動されている。電動モータ２９は非通電の状態である。オイルパン１５に収容されているオイルストレーナ３５の吸い込み口３６からオイルパン１５内の作動油が吸い込まれ、油路３７と油圧制御部１１と油路３３を経由してエンジン回転駆動による油圧ポンプ３１へ到達する。エンジン回転駆動による油圧ポンプ３１で油圧が作られ油路３４を経由して油圧制御部１１へ送られる。油圧制御部１１では自動変速機構部６の摩擦締結要素の締結解放が制御されることになる。エンジン回転駆動による油圧ポンプ３１と電動モータ駆動による油圧ポンプ３０を結ぶ油圧回路上に逆止弁１８が設定されている。逆止弁１８はエンジン回転駆動による油圧ポンプ３１の油圧により、電動ポンプユニット１６側への作動油の流れを止めている。

図４（ｂ）は電動モータ駆動による油圧ポンプの使用中の状況を示している。電動ポンプユニット１６は、電動モータ２９と電動モータ駆動による油圧ポンプ３０を備えている。電動モータ２９を通電することで油圧ポンプ３０が駆動されることになる。エンジン回転駆動による油圧ポンプ３１は停止している。オイルストレーナ３５の吸い込み口３６からオイルパン１５内の作動油が吸い込まれ、オイルホース１７で形成される油路を経由して電動モータ駆動による油圧ポンプ３０へ到達する。電動モータ駆動による油圧ポンプ３０で油圧が作られ、オイルホース１８で形成される油路と逆止弁１８と油路３４を経由して油圧制御部１１へ送られる。油圧制御部１１では自動変速機構部６の摩擦締結要素の締結解放が制御されることになる。

前進走行レンジでの車両停車の際に、燃費改善あるいは排出ガス低減のためエンジンを一時的に停止させると、エンジン回転駆動による油圧ポンプ３１が停止し油圧が立たなくなるので、自動変速機構部６の前進クラッチの締結が解放される。その状態で、発進動作が行われるとエンジンが再始動されエンジン回転駆動による油圧ポンプ３１が回転し油圧が上昇するが、油圧上昇の立ち上がりの遅れにより、前進クラッチの締結の遅れとその後の締結ショック発生という不具合が起こることになる。そこで、エンジンの停止タイミングと電動モータ駆動による油圧ポンプ３０の駆動タイミングを時間的にオーバーラップさせることで前進クラッチの締結を間断なく維持することでこのような不具合を防止することができる。

本発明の実施の形態に係る自動変速機の骨子図である。 本発明の実施の形態に係る自動変速機を車両前方側から見た外観図である。 自動変速機の電動ポンプをエンジン側である車両側方側から見た外観図である。 エンジン回転駆動による油圧ポンプと電動モータ駆動による油圧ポンプとが切り替え使用される動作図である。

１・・・自動変速機
２・・・エンジン
４・・・トルクコンバータ
６・・・自動変速機構部
９・・・トルクコンバータハウジング
１０・・・変速機ケース
１１・・・油圧制御部
１５・・・オイルパン
１６・・・電動ポンプユニット１６
１７、１８・・・オイルホース
１９・・・第１支持腕部
２０・・・第２支持腕部
２２・・・ブラケット
２９・・・電動モータ
３０・・・電動モータ駆動による油圧ポンプ
３１・・・エンジン回転駆動による油圧ポンプ
３２・・・逆止弁

Claims (4)

1. 車両前部のエンジンルーム内に、車両幅方向に横置き状態に搭載したエンジンに連接した自動変速機と、該自動変速機のトルクコンバータを収納する該エンジンに連結したトルクコンバータハウジングと、自動変速機構部と油圧制御部を収納する該トルクコンバータハウジングに連接した変速機ケースと、該変速機ケースの下部に設定した作動油を貯留するオイルパンと、該オイルパン内の作動油を吸い込み電動モータの回転により油圧を発生し該油圧制御部へ供給する油圧ポンプを有する電動ポンプユニットを備え、該電動ポンプユニットを該変速機ケースの外部に配設した自動変速機の電動ポンプユニットの配設構造において、
   上記電動ポンプユニットは上記トルクコンバータの軸方向と平行な軸心をもつ円柱状であり、該トルクコンバータハウジングの周囲であって、該トルクコンバータハウジングからみて車両前方方向の斜め下方部位置に配設され、
   該電動ポンプユニットには延設した支持腕部を有し、該支持腕部を該トルクコンバータハウジングに締結する締結位置は、該電動ポンプユニットの上部位置に設定し、
   該電動ポンプユニットの車両後方側には、該電動ポンプユニットと該トルクコンバータハウジングの外周湾曲部との間に、車両衝突による該電動ポンプユニットへの車両前方方向からの荷重により上記締結位置を支点として該電動ポンプユニットの移動変位する空間を確保するとともに、
   該電動ポンプユニットと上記オイルパン内及び上記油圧制御部との間を接続し作動油の油路を形成するオイルホースを備え、該オイルホースの長さは該電動ポンプユニットが上記空間内の移動変位を許容するように設定したことを特徴とする自動変速機の電動ポンプユニットの配設構造。
2. 上記電動ポンプユニットには上部に上記支持腕部である第１支持腕部及び下部に第２支持腕部を有し、
   該第２支持腕部は、ブラケットを介して上記トルクコンバータハウジングに係止されるとともに、
   上記ブラケットは、プレート材であり、上記空間内に配設したことを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の電動ポンプの配設構造。
3. 上記ブラケットのトルクコンバータハウジングへの取り付け位置は、上記電動ポンプユニットの上部位置に設定したことを特徴とする請求項２に記載の自動変速機の電動ポンプユニットの配設構造。
4. 上記ブラケットのトルクコンバータハウジングへの取り付け部と電動ポンプユニットへの取り付け部との中間部には、車両前後方向に対し垂直な平面部を有することを特徴とする請求項３に記載の自動変速機の電動ポンプユニットの配設構造。

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