JP2002227978A - 自動車用自動変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車用自動変速装置に用いられるオイルポ
ンプを小型化して動力損失を低減することである。 【解決手段】 ワンウェイクラッチ６７が設けられたス
プロケット６２が装着されたオイルポンプシャフト２６
と、ワンウェイクラッチ６６が設けられたスプロケット
６３が装着されたモータ主軸６１ａと、スプロケット６
４が取り付けられたポンプ駆動軸６０ａとをそれぞれの
スプロケット６２，６３，６４にチェーン６５を掛け渡
すことにより連結する。電動モータ６１に電動モータ制
御装置６９を設け、回転検出装置６８により検出された
エンジンの回転数が所定値以下の場合には電動モータ６
１を回転させ電動モータ６１によりオイルポンプ６０を
駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動変速機の変速要
素を作動するためのオイルポンプを有する自動車用自動
変速装置に関し、たとえば、ベルト式無段変速機を用い
た自動車用自動変速装置に適用して有効な技術に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車用自動変速装置としては、遊星歯
車機構を有する多段式自動変速機やベルトを用いて無段
階に自動変速動作を行うベルト式無段変速機などを有す
るものがあり、いずれの自動変速装置においても変速機
を構成する変速要素をオイルポンプにより発生する油圧
によって作動するようにしている。このオイルポンプの
駆動方法としては特開平11-321365号公報に示すような
ものもあるが、通常はエンジン出力軸に直結されて、エ
ンジンによって駆動されるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、オイルポンプ
をエンジン出力軸に直結して駆動することは機構を簡素
化する上では望ましいが、オイルポンプの吐出量はエン
ジンの回転数に比例して増減することになるため、低回
転域で自動変速機の機能を確保するために必要な油量を
確保しようとすると、高回転域では自動変速機が必要と
する以上の油量を吐出することになり、高回転域での動
力損失が発生することになる。また、高回転域での動力
損失を低減させるためにオイルポンプを小型化するなど
して高回転域での吐出量を減らす設定とすると、低回転
域での油量が不足して自動変速機の機能を確保できない
ことになる。

【０００４】本発明の目的は、自動車用自動変速装置に
用いられるオイルポンプを小型化して動力損失を低減す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の自動車用自動変
速装置は、エンジン出力軸の回転を変速して駆動輪に伝
達する自動変速機を有する自動車用自動変速装置であっ
て、前記エンジン出力軸に連結され、前記自動変速機を
構成する変速要素に作動油を供給するオイルポンプと、
前記オイルポンプのポンプ駆動軸に連結されるモータ主
軸を有する電動モータと、前記エンジン出力軸の回転数
が所定値以下のときに前記モータ主軸の回転を前記ポン
プ駆動軸に伝達する第１クラッチと、前記エンジン出力
軸の回転数が所定値以上のときに前記エンジン出力軸の
回転を前記ポンプ駆動軸に伝達する第２クラッチとを有
することを特徴とする。

【０００６】本発明の自動車用自動変速装置は、前記ポ
ンプ駆動軸に固定されたポンプ側回転体と、前記モータ
主軸に装着されたモータ側回転体と、前記エンジン出力
軸に装着されたエンジン側回転体とに巻掛け伝動要素を
掛け渡し、前記第１クラッチを前記モータ側回転体に設
け、前記第２クラッチを前記エンジン側回転体に設けた
ことを特徴とする。

【０００７】本発明の自動車用自動変速装置は、前記自
動変速機がベルト式無段変速機であるのがよい。

【０００８】本発明にあっては、エンジン出力軸の回転
数が所定値以下の場合には電動モータによってオイルポ
ンプを駆動するようにしたので、オイルポンプを小型化
して高回転域での動力損失を低減することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１０】図１は本発明の一実施の形態である自動車
用自動変速装置を有する駆動系を示すスケルトン図であ
り、図２は図１に示す自動車用自動変速装置を有する駆
動系の詳細を示す断面図である。

【００１１】図１、図２に示すように本実施の形態にお
ける自動車用自動変速装置では自動変速機としてベルト
式無段変速機（ＣＶＴ）が用いられており、図示しない
エンジンに駆動されるクランク軸１０の回転は、発進装
置としてのトルクコンバータ２０と前後進切換装置３０
とを介して無段変速機４０に伝達されるようになってい
る。

【００１２】トルクコンバータ２０はエンジンのクラン
ク軸１０に連結されて回転するフロントカバー２１と、
このフロントカバー２１に連結されたポンプ側ケース２
２とを有し、ポンプ側ケース２２の内側に設けられたポ
ンプインペラ２３に対向して配置されたタービンランナ
ー２４はタービン軸２５に直結されている。またポンプ
側ケース２２にはオイルポンプシャフト２６が取り付け
られており、このオイルポンプシャフト２６はクランク
軸１０に直結して回転駆動されるようになっている。ポ
ンプインペラ２３とタービンランナー２４との間にはス
テータ２７が配置され、ステータ２７はワンウェイクラ
ッチ２８により支持されている。タービンランナー２４
にはフロントカバー２１に係合するロックアップクラッ
チ２９が設けられており、ロックアップクラッチ２９の
一方側はアプライ室２９ａであり、他方側はリリース室
２９ｂである。リリース室２９ｂ内に供給した油圧をア
プライ室２９ａを介して循環させることによりトルクコ
ンバータ２０は作動状態となり、また、アプライ室２９
ａとリリース室２９ｂとに供給する油圧を制御すること
によりロックアップクラッチ２９のオン、オフを行うよ
うになっている。

【００１３】前後進切換機構３０はトルクコンバータ２
０の出力軸であるタービン軸２５の回転を無段変速機４
０に正方向に伝達するための前進用クラッチ３１と、逆
方向に伝達するための後退用クラッチ３２とを有してい
る。前進用クラッチ３１を接続状態とするとタービン軸
２５は無段変速機４０の入力軸つまりプライマリ軸４１
と直結状態となりタービン軸２５の回転はプライマリ軸
４１に正方向に伝達されることになる。後退用クラッチ
３２を接続状態とするとタービン軸２５の回転は遊星歯
車機構３３によって逆方向に減速してプライマリ軸４１
に伝達されることになる。

【００１４】無段変速機４０は、前後進切換装置３０に
連結されたプライマリ軸４１と、これと平行となった出
力軸つまりセカンダリ軸４２とを有している。プライマ
リ軸４１にはプライマリプーリ４３が設けられており、
このプライマリプーリ４３はプライマリ軸４１に固定さ
れた固定プーリ４３ａと、これに対向してプライマリ軸
４１にボールスプラインなどにより軸方向に摺動自在に
装着される可動プーリ４３ｂとを有し、プーリのコーン
面間隔つまりプーリ溝幅が可変となっている。プライマ
リプーリ４３の溝幅を変化させるために可動プーリ４３
ｂの背面には、プライマリ軸４１に固定されたシリンダ
４４と可動プーリ４３ｂに固定されシリンダ４４の内周
面に摺動自在に接触するプランジャ４５とにより駆動油
室４６が形成されており、この駆動油室４６に対して油
圧の供給、排出を行うことによりプライマリプーリ４３
の溝幅を変化させるようになっている。

【００１５】セカンダリ軸４２にはセカンダリプーリ４
７が設けられており、このセカンダリプーリ４７はセカ
ンダリ軸４２に固定された固定プーリ４７ａと、これに
対向してセカンダリ軸４２にボールスプラインなどによ
り軸方向に摺動自在に装着される可動プーリ４７ｂとを
有し、プーリのコーン面間隔つまりプーリ溝幅が可変と
なっている。セカンダリプーリ４７の溝幅を変化させる
ために可動プーリ４７ｂの背面には、可動プーリ４７ｂ
に固定されたシリンダ４８とセカンダリ軸４２に固定さ
れシリンダ４８の内周面に摺動自在に接触するプランジ
ャ４９とにより駆動油室５０が形成されており、この駆
動油室５０に対して油圧の供給、排出を行うことにより
セカンダリプーリ４７の溝幅を変化させるようになって
いる。

【００１６】プライマリプーリ４３とセカンダリプーリ
４７との間にはベルト５１が掛け渡されており、両方の
プーリ４３，４７の溝幅を相対的に変化させて、それぞ
れのプーリ４３，４７に対するベルト５１の巻き付け径
の比率を変化させることにより、プライマリ軸４１の回
転を無段階に変速してセカンダリ軸４２に伝達すること
ができる。

【００１７】セカンダリ軸４２の回転は減速歯車列５
２，５３とディファレンシャル装置５４を介してドライ
ブシャフト５５ａ，５５ｂに伝達されるようになってお
り、前輪駆動車の場合にはドライブシャフト５５ａ，５
５ｂはそれぞれ駆動輪としての左右の前輪を駆動するこ
とになる。また、この自動車用自動変速装置は４輪駆動
車にも用いることができ、その場合はディファレンシャ
ル装置５４と後輪との間にエクステンション機構が設け
られることになる。

【００１８】本実施の形態に示す自動車用自動変速装置
には、トルクコンバータ２０のアプライ室２９ａとリリ
ース室２９ｂ、前後進切換装置３０の前進用クラッチ３
１と後退用クラッチ３２、無段変速機４０の駆動油室４
６，５０などの変速要素に作動油を供給するためにオイ
ルポンプ６０が設けられている。

【００１９】図３は図１に示す自動車用自動変速装置に
用いられるオイルポンプの駆動構造を示す斜視図であ
り、クランク軸１０に直結されたエンジン出力軸として
のオイルポンプシャフト２６にはスプロケット６２が装
着されている。このオイルポンプシャフト２６に対して
モータ主軸６１ａが平行となるように電動モータ６１が
自動変速装置に組み付けられており、モータ主軸６１ａ
にはスプロケット６３が装着されている。オイルポンプ
６０はそのポンプ駆動軸６０ａがモータ主軸６１ａに平
行となるように自動変速装置に組み付けられており、ポ
ンプ駆動軸６０ａにはスプロケット６４が固定されてい
る。これらのスプロケット６２，６３，６４にはチェー
ン６５が掛け渡されており、それぞれのスプロケット６
２，６３，６４の回転が相互に伝達されるようになって
いる。本実施の形態ではチェーン６５は１本となってい
るが、複数本掛け渡すようにしてもよい。

【００２０】モータ主軸６１ａとスプロケット６３との
間には、モータ主軸６１ａの回転をポンプ駆動軸６０ａ
に伝達するために第１クラッチとしてのワンウェイクラ
ッチ６６が設けられ、オイルポンプシャフト２６とスプ
ロケット６２との間には、エンジン出力軸としてのオイ
ルポンプシャフト２６の回転をポンプ駆動軸６０ａに伝
達するために第２クラッチとしてのワンウェイクラッチ
６７が設けられている。

【００２１】ワンウェイクラッチ６６はモータ主軸６１
ａに装着されたスプロケット６３の回転数よりもモータ
主軸６１ａの回転数の方が速いときにはモータ主軸６１
ａの回転をスプロケット６３に伝達し、エンジン回転数
が所定値以上となりスプロケット６３の回転数がモータ
主軸６１ａの回転数より速くなってモータ主軸６１ａが
スプロケット６３に対して相対的に逆方向に回転すると
きには空転する。同様に、ワンウェイクラッチ６７はエ
ンジン回転数が所定値以上のときにはオイルポンプシャ
フト２６の回転をスプロケット６２に伝達し、所定値以
下となってオイルポンプシャフト２６がスプロケット６
２に対して相対的に逆方向に回転するときには空転す
る。

【００２２】回転体としてのそれぞれのスプロケット６
２，６３，６４には、巻掛け伝動要素としてのチェーン
６５が掛け渡されているが、それぞれのスプロケットに
代えてプーリを用いる場合には、ベルトが巻掛け伝動要
素として使用される。

【００２３】トルクコンバータ２０のフロントカバー２
１の外周には、回転検出装置６８が設けられておりエン
ジンの回転数を検出できるようになっている。また電動
モータ６１には電動モータ制御装置６９が取り付けられ
ており、電動モータ６１の回転を制御することができる
ようになっている。

【００２４】図４はエンジン出力軸の回転数とオイルポ
ンプの吐出量との関係を示す特性線図であり、実線は本
発明の特性を示し、破線および一点鎖線はそれぞれオイ
ルポンプ６０をエンジンのみによって駆動した場合の特
性を示す。

【００２５】オイルポンプ６０をエンジンのみによって
駆動するようにした場合には、オイルポンプ６０の吐出
量はエンジン回転数に比例して増減することになる。そ
のため、低回転域において無段変速機４０の機能を果た
すために必要な油量を確保しようとすると大きなオイル
ポンプを用いるか小型のオイルポンプを高い増速率で駆
動することになる。その結果、オイルポンプは高回転域
では無段変速機４０が必要とする以上の油量を吐出する
ことになり、高回転域での動力損失が発生する。また、
高回転域での動力損失を低減させるためにオイルポンプ
を小型化して高回転域での吐出量を減らす設定とする
と、低回転域での油量が不足して無段変速機４０の機能
を確保できないことになる。

【００２６】そのため本発明の自動車用自動変速装置で
は、エンジン出力軸の回転数が所定値以下では、電動モ
ータ６１によってオイルポンプ６０を駆動し、所定値以
上ではエンジンによってオイルポンプ６０を駆動するよ
うにしている。

【００２７】図４に示すように、回転検出装置６８によ
り検出されたエンジン出力軸の回転数が所定値以下の場
合には、電動モータ制御装置６９により電動モータ６１
を作動させることにより一定の回転数でオイルポンプ６
０を駆動することができるので、エンジン出力軸の回転
数が低いときでも所望の油量を確保することができる。
一方、エンジン出力軸の回転数が所定値以上になると、
電動モータ制御装置６９により電動モータ６１を停止さ
せ、エンジンによってオイルポンプ６０を駆動するよう
にしたので、オイルポンプ６０を小型化して高回転域で
の動力損失を低減することができる。

【００２８】図５は、図１に示す自動車用自動変速装置
の変形例であって、オイルポンプと電動モータとを同軸
状に設けた場合を示すスケルトン図である。

【００２９】図５に示す変形例は、図１に示す実施の形
態では互いに平行に設けられていたモータ主軸６１ａと
ポンプ駆動軸６０ａとを同軸状に配置した場合を示して
おり、ポンプ駆動軸６０ａはモータ主軸６１ａに装着さ
れたスプロケット６３に固定されている。スプロケット
６３とモータ主軸６１ａとの間には第１クラッチとして
のワンウェイクラッチ６６が設けられており、オイルポ
ンプシャフト２６に装着されたスプロケット６２とオイ
ルポンプシャフト２６との間には第２クラッチとしての
ワンウェイクラッチ６７が設けられている。これらのス
プロケット６２，６３には巻掛け伝達要素としてのチェ
ーン６５が掛け渡され、それぞれのスプロケット６２，
６３の回転が相互に伝達されるようになっている。

【００３０】ワンウェイクラッチ６６はスプロケット６
３の回転数よりもモータ主軸６１ａの回転数の方が速い
ときにはモータ主軸６１ａの回転をポンプ駆動軸６０ａ
に伝達し、エンジン回転数が所定値以上となりスプロケ
ット６３の回転数がモータ主軸６１ａの回転数より速く
なってモータ主軸６１ａがスプロケット６３に対して相
対的に逆方向に回転するときには空転する。同様に、ワ
ンウェイクラッチ６７はエンジン回転数が所定値以上の
ときにはオイルポンプシャフト２６の回転をポンプ駆動
軸６０ａに伝達し、所定値以下となってオイルポンプシ
ャフト２６がスプロケット６２に対して相対的に逆方向
に回転するときには空転する。

【００３１】トルクコンバータ２０のフロントカバー２
１の外周には、回転検出装置６８が設けられておりエン
ジンの回転数を検出できるようになっている。また電動
モータ６１には電動モータ制御装置６９が取り付けられ
ており、電動モータ６１の回転数を制御することができ
るようになっている。

【００３２】したがって、図１に示す場合と同様に、回
転検出装置６８により検出されたエンジン出力軸の回転
数が所定値以下の場合には、電動モータ制御装置６９に
より電動モータ６１を作動させることにより一定の回転
数でオイルポンプ６０を駆動することができるので、エ
ンジン出力軸の回転数が低いときでも所望の油量を確保
することができる。一方、エンジン出力軸の回転数が所
定値以上になると、電動モータ制御装置６９により電動
モータ６１を停止させ、エンジンによってオイルポンプ
６０を駆動するようにしたので、オイルポンプ６０を小
型化して高回転域での動力損失を低減することができ
る。

【００３３】図６は図１に示す自動車用自動変速装置の
変形例であって、オイルポンプへの回転の伝達を歯車に
よって行うようにした場合を示す断面図である。

【００３４】図６に示す変形例では、モータ主軸６１
ａ、オイルポンプシャフト２６にはそれぞれ歯車７０，
７１が装着されており、ポンプ駆動軸６０ａには歯車７
２が固定されている。歯車７０，７１はそれぞれ歯車７
２に噛み合わされており、回転を伝達ができるようにな
っている。モータ主軸６１ａと歯車７０との間にはワン
ウェイクラッチ６６が設けられており、オイルポンプシ
ャフト２６と歯車７１との間にはワンウェイクラッチ６
７が設けられている。

【００３５】ワンウェイクラッチ６６は歯車７１，７２
を介してエンジンにより駆動される歯車７０の回転数よ
りもモータ主軸６１ａの回転数が速いときにはモータ主
軸６１ａの回転を歯車７０に伝達し、エンジン回転数が
所定値以上となり歯車７１，７２を介してエンジンによ
り駆動される歯車７０の回転数がモータ主軸６１ａの回
転数より速くなりモータ主軸６１ａが歯車７０に対して
相対的に逆方向に回転するときには空転する。同様に、
ワンウェイクラッチ６７はエンジン回転数が所定値以上
のときにはオイルポンプシャフト２６の回転を歯車７１
に伝達し、所定値以下となってオイルポンプシャフト２
６が歯車７１に対して相対的に逆方向に回転するときに
は空転する。

【００３６】したがって、図１に示す場合と同様に、エ
ンジン出力軸の回転数が所定値以下の場合には、電動モ
ータ６１により一定の回転数でオイルポンプ６０を駆動
することができるので、エンジン出力軸の回転数が低い
ときでも所望の油量を確保することができる。一方、エ
ンジン出力軸の回転数が所定値以上になると、エンジン
によってオイルポンプ６０を駆動するようにしたので、
オイルポンプ６０を小型化して高回転域での動力損失を
低減することができる。

【００３７】本発明は前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変更可能で
あることはいうまでもない。たとえば、本実施の形態で
は、自動変速機としてベルト式無段変速機が用いられて
いるがこれに限らず、遊星歯車機構を有する多段式自動
変速機や他の形式の自動変速機であってもよい。

【００３８】本実施の形態では、ワンウェイクラッチ６
６，６７はそれぞれモータ主軸６１ａ、オイルポンプシ
ャフト２６とに配置されているが、エンジン出力軸の回
転数が所定値以下の場合にモータ主軸６１ａがオイルポ
ンプ６０を駆動し、エンジン出力軸の回転数が所定値以
上の場合にオイルポンプシャフト２６がオイルポンプ６
０を駆動するように配置されていれば、その配置場所は
いずれのものであってもよい。

【００３９】また、本実施の形態では第１、第２クラッ
チとしてワンウェイクラッチ６６，６７を用いている
が、これらを電磁クラッチとしてもよい。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、エンジン出力軸の回転
数が所定値以下の場合には電動モータによってオイルポ
ンプを駆動するようにしたので、オイルポンプを小型化
して高回転域での動力損失を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である自動車用自動変速
装置を有する駆動系を示すスケルトン図である。

【図２】図１に示す自動車用自動変速装置を有する駆動
系の詳細を示す断面図である。

【図３】図１に示す自動車用自動変速装置に用いられる
オイルポンプの駆動構造を示す斜視図である。

【図４】エンジン出力軸の回転数とオイルポンプの吐出
量との関係を示す特性線図である。

【図５】図１に示す自動車用自動変速装置の変形例であ
って、オイルポンプと電動モータとを同軸状に設けた場
合を示すスケルトン図である。

【図６】図１に示す自動車用自動変速装置の変形例であ
って、オイルポンプへの回転の伝達を歯車によって行う
ようにした場合を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ クランク軸 ２０ トルクコンバータ ２６ オイルポンプシャフト ３０ 前後進切換装置 ４０ 無段変速機 ４３ プライマリプーリ ４７ セカンダリプーリ ５１ ベルト ６０ オイルポンプ ６０ａ ポンプ駆動軸 ６１ 電動モータ ６１ａ モータ主軸 ６２ スプロケット ６３ スプロケット ６４ スプロケット ６５ チェーン ６６ ワンウェイクラッチ ６７ ワンウェイクラッチ ６８ 回転検出装置 ６９ 電動モータ制御装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン出力軸の回転を変速して駆動輪
   に伝達する自動変速機を有する自動車用自動変速装置で
   あって、 前記エンジン出力軸に連結され、前記自動変速機を構成
   する変速要素に作動油を供給するオイルポンプと、 前記オイルポンプのポンプ駆動軸に連結されるモータ主
   軸を有する電動モータと、 前記エンジン出力軸の回転数が所定値以下のときに前記
   モータ主軸の回転を前記ポンプ駆動軸に伝達する第１ク
   ラッチと、 前記エンジン出力軸の回転数が所定値以上のときに前記
   エンジン出力軸の回転を前記ポンプ駆動軸に伝達する第
   ２クラッチとを有することを特徴とする自動車用自動変
   速装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の自動車用自動変速装置に
   おいて、前記ポンプ駆動軸に固定されたポンプ側回転体
   と、前記モータ主軸に装着されたモータ側回転体と、前
   記エンジン出力軸に装着されたエンジン側回転体とに巻
   掛け伝動要素を掛け渡し、前記第１クラッチを前記モー
   タ側回転体に設け、前記第２クラッチを前記エンジン側
   回転体に設けたことを特徴とする自動車用自動変速装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の自動車用自動変
   速装置において、前記自動変速機がベルト式無段変速機
   であることを特徴とする自動車用自動変速装置。