JP2005090659A - 駆動力伝達システム - Google Patents

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Abstract

【課題】 電動式ポンプの小型化が図られ、前進摩擦要素部への作動流体の供給が確実に停止される駆動力伝達システムを提供する。
【解決手段】 アイドリングストップ時に作動を停止するオイルポンプ20の出口側には第一逆止弁24が設置されている。そのため、アイドリングストップ時に作動する電動ポンプ21から吐出された作動流体は、第一逆止弁24によって遮断され、オイルポンプ20および油圧回路部50側へ流れない。これにより、電動ポンプ21は前進クラッチ31の係合を維持するために必要な流量の作動流体を吐出する能力を有していればよく、電動ポンプ21の小型化が図られる。また、電動ポンプ21から吐出された作動流体は、マニュアルバルブ32および油圧制御装置10を経由して前進クラッチ31へ供給される。そのため、前進クラッチ31における係合が不要なとき、前進クラッチ31への作動流体の供給は確実に停止される。
【選択図】 図1

Description

本発明は、駆動力伝達システムに関し、特に車両に搭載される駆動力伝達システムに関する。
エンジンから排出される二酸化炭素の低減、ならびにエンジンにおける燃料消費量の低減を図るため、エンジンがアイドリングに移行して所定の期間が経過すると、エンジンを停止するいわゆるアイドリングストップシステムを採用した車両が開発されている。アイドリングストップによりエンジンが停止している場合、エンジンから自動変速機へ駆動力を伝達するクラッチの係合が解除されると、エンジンの再始動後の車両発進時において、クラッチの係合に遅れが生じる。車両の発進時にクラッチの係合に遅れが生じると、車両に衝撃が加わり、車両の乗り心地が低下する。そこで、エンジンにより駆動され自動変速機のクラッチに作動流体を供給する機械式ポンプと並列にモータにより駆動される電動式ポンプを設置し、エンジン停止時にクラッチに作動流体を供給する技術が開示されている(特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)。これらの特許文献に開示されている技術では、電動式ポンプにより作動流体を供給することにより、エンジンの停止時におけるクラッチの係合を維持し、車両の発進時におけるクラッチの係合遅れを防止している。
特開2000−046166号公報 特開2001−280458号公報 特開2002−195399号公報
しかしながら、特許文献1または特許文献2に開示されている技術の場合、電動式ポンプの出口側はクラッチだけでなく自動変速機の他の油圧回路にも接続している。自動変速機の他の油圧回路には、例えば潤滑用の油圧回路、あるいはトルクコンバータ用の油圧回路など、多くの作動流体を消費する油圧回路が含まれている。そのため、電動式ポンプから吐出された作動流体は、クラッチに供給されるだけでなく、他の油圧回路にもリークする。その結果、クラッチの係合を維持するためには、電動式ポンプから吐出される作動流体の流量を増大する必要があり、電動式ポンプの大型化を招く。
一方、電動式ポンプの大型化を回避するため、特許文献3に開示されている技術では電動式ポンプから吐出される作動流体をクラッチへ直接供給している。これにより、多くの作動流体を消費する他の油圧回路への作動流体のリークを低減している。しかしながら、例えば電動式ポンプの回路の不具合などにより、電動式ポンプから作動流体が継続して吐出されると、シフトレバーを「Nレンジ」にシフトした場合でも、クラッチには作動流体が継続して供給されるおそれがある。
そこで、本発明の目的は、電動式ポンプの小型化が図られ、前進摩擦要素部への作動流体の供給が確実に停止される駆動力伝達システムを提供することにある。
請求項1記載の発明では、電動式ポンプと並列に設置されている機械式ポンプの出口側には第一弁手段が設置されている。第一弁手段は、機械式ポンプから前進摩擦要素部側への作動流体の流れを許容し、前進摩擦要素部側から機械式ポンプへの作動流体の流れを遮断する。電動式ポンプは、第一弁手段の反機械式ポンプ側および切換手段を経由して前進摩擦要素部に接続している。アイドリングストップ時、すなわちエンジンが停止しているとき、電動モータにより駆動される電動式ポンプから吐出された作動流体は、第一弁手段の反機械式ポンプ側および切換手段を経由して前進摩擦要素部へ供給される。一方、油圧回路部は、機械式ポンプと第一弁手段との間から分岐しているため、電動式ポンプから吐出された作動流体は第一弁手段で遮断される。これにより、電動式ポンプから吐出された作動流体は、前進摩擦要素部以外の油圧回路部には供給されない。その結果、電動式ポンプは、前進摩擦要素部における係合を維持するのに十分な流量の作動流体を吐出する能力を有していればよい。したがって、電動式ポンプの小型化を図ることができる。また、電動式ポンプの出口側は、第一弁手段の反機械式ポンプ側および切換手段を経由して前進摩擦要素部に接続している。切換手段はシフトレバーに連動するため、シフトレバーのポジションに応じて前進摩擦要素部への作動流体の供給は断続される。したがって、前進摩擦要素部への作動流体の供給が不要なとき、電動式ポンプから前進摩擦要素部への作動流体の供給は確実に停止することができる。
請求項2記載の発明では、電動式ポンプの出口側には第二弁手段が設置されている。第二弁手段は、電動式ポンプから前進摩擦要素部側への作動流体の流れを許容し、前進摩擦要素部側から電動式ポンプ側への作動流体の流れを遮断する。これにより、機械式ポンプが作動しているとき、機械式ポンプから吐出された作動流体は電動式ポンプ側へリークしない。したがって、機械式ポンプから電動式ポンプへの作動流体の流れを防止することができ、機械式ポンプの大型化を回避することができる。
請求項3記載の発明では、油圧回路部はライン圧制御手段および潤滑手段を有している。油圧回路部の潤滑手段は多くの作動流体を消費するのに対し、油圧回路部は第一弁手段と機械式弁手段との間から分岐している。そのため、大量の作動流体を消費する油圧回路部を備える場合でも、電動式ポンプから吐出された作動流体は第一弁手段により油圧回路部側への流れが遮断される。したがって、電動式ポンプの小型化を図ることができる。
請求項4記載の発明では、変速油圧制御手段は機械式ポンプまたは電動式ポンプから切換手段を経由して作動流体が供給される。そのため、機械式ポンプまたは電動式ポンプから吐出された作動流体は、変速油圧制御手段で油圧が調整された後、前進摩擦要素部へ供給される。したがって、前進摩擦要素部には係合に必要な作動流体を確実に供給することができる。また、作動流体は切換手段および変速油圧制御手段を経由して供給されるため、前進摩擦要素部への作動流体の供給が不要なとき、電動式ポンプから前進摩擦要素部への作動流体の供給は確実に停止することができる。
請求項5記載の発明では、制御油圧生成手段は第一逆止弁の反機械式ポンプ側から分岐している油圧回路に設置されている。そのため、機械式ポンプが停止しているとき、制御油圧生成手段には電動式ポンプから作動流体が供給される。したがって、機械式ポンプの作動が停止し電動式ポンプが作動するアイドリングストップ時においても、変速油圧制御手段には制御油圧生成手段から制御油圧が供給される。したがって、エンジンの作動の有無にかかわらず、前進摩擦要素部には係合に必要な作動流体を確実に供給することができる。また、エンジン停止時であっても、制御油圧生成手段で生成される制御油圧により、変速油圧制御手段から前進摩擦要素部へ供給される作動流体の油圧は制御される。したがって、前進摩擦要素部への作動流体の供給が不要なとき、電動式ポンプから前進摩擦要素部への作動流体の供給は確実に停止することができる。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の一実施形態による駆動力伝達システムを図1に示す。本発明の一実施形態による駆動力伝達システム1は、車両に搭載され、図示しないエンジンから図示しない自動変速機への駆動力の伝達を制御する。本実施形態の駆動力伝達システム1の場合、エンジンがアイドリング状態に移行して所定の期間が経過すると、エンジンが停止するいわゆるアイドリングストップシステムを採用している。
駆動力伝達システム1は、図示しないエンジン、トルクコンバータおよび自動変速機、ならびに変速油圧制御手段としての油圧制御装置10を備えている。また、駆動力伝達システム1は、機械式ポンプとしてのオイルポンプ20、電動式ポンプとしての電動ポンプ21、前進摩擦要素部としての前進クラッチ31、切換手段としてのマニュアルバルブ32、制御油圧生成手段としての制御油圧生成部40ならびに油圧回路部50を備えている。駆動力伝達システム1は、例えばECUなどの図示しない制御装置を備えている。制御装置は、CPU、ROMおよびRAMなどから構成されるマイクロコンピュータを有している。制御装置は、ROMに記録されているコンピュータプログラムを実行することにより、エンジンならびに自動変速機など駆動力伝達システム1を構成する各部を制御する。
オイルポンプ20は、図示しないエンジンのクランクシャフトに接続され、エンジンの作動にともなって駆動される。オイルポンプ20は、オイルタンク22に蓄えられている例えばATFなどの作動流体を加圧して吐出する。オイルポンプ20は、加圧した作動流体を第一出力通路部23を経由してマニュアルバルブ32へ供給する。第一出力通路部23は、オイルポンプ20の出口側とマニュアルバルブ32とを接続している。第一出力通路部23には、第一弁手段としての第一逆止弁24が設置されている。第一逆止弁24は、オイルポンプ20側からマニュアルバルブ32および前進クラッチ31側への作動流体の流れを許容するとともに、マニュアルバルブ32および前進クラッチ31側からオイルポンプ20側への作動流体の流れを遮断する。第一出力通路部23のオイルポンプ20と第一逆止弁24との間からは、油圧回路部50が分岐している。
電動ポンプ21はモータ25により駆動される。モータ25は、図示しないエンジンにより駆動される図示しない発電機または図示しないバッテリから供給される電力によって駆動される。バッテリには、発電機で発電された電力が蓄えられる。そのため、エンジンの停止時であっても、モータ25はバッテリに蓄えられている電力により駆動され、モータ25により電動ポンプ21が駆動される。電動ポンプ21は、オイルポンプ20と並列に設置されており、オイルタンク22に蓄えられている作動流体を加圧して吐出する。電動ポンプ21は、加圧した作動流体を第二出力通路部26および第一出力通路部23を経由してマニュアルバルブ32へ供給する。第二出力通路部26は、電動ポンプ21の出口側と第一逆止弁24の反オイルポンプ側における第一出力通路部23とを接続している。第二出力通路部26は、第一逆止弁24の反オイルポンプ側とマニュアルバルブ32との間に接続している。第二出力通路部26には、第二弁手段としての第二逆止弁27が設置されている。第二逆止弁27は、電動ポンプ21側からマニュアルバルブ32および前進クラッチ31側への作動流体の流れを許容するとともに、マニュアルバルブ32および前進クラッチ31側から電動ポンプ21側への作動流体の流れを遮断する。
マニュアルバルブ32は、シフトレバー33と連動する。シフトレバー33は、車両の運転者により操作され、所望のシフトレンジが選択される。シフトレバー33により所望のシフトレンジが選択されることにより、エンジンから自動変速機への駆動力の断続、ならびに自動変速機のシフトパターンが制御される。シフトレバー33により選択されるシフトレンジとしては、例えば「Pレンジ」、「Rレンジ」、「Nレンジ」および「Dレンジ」などがある。その他、シフトレンジとしては、例えば「2レンジ」、「Lレンジ」あるいは「ODレンジ」などを追加してもよい。車両の運転者がシフトレバー33を操作することにより、シフトレバー33に連動するマニュアルバルブ32のスプール34が軸方向へ移動する。スプール34の移動にともなって、マニュアルバルブ32と油圧制御装置10とを接続する接続通路部35が切り換えられる。第一出力通路部23からマニュアルバルブ32へ供給された作動流体は、シフトレバー33に連動するマニュアルバルブ32によって切り換えられた接続通路部35を経由して油圧制御装置10へ排出される。
油圧制御装置10は、スプール11とスプール11を軸方向へ往復移動可能に収容するハウジング12とを備えている。スプール11には、複数のランドが設置されており、ランドの外周壁はハウジング12の内周壁と摺動する。ハウジング12には複数のポートが開口しており、各ポートにはそれぞれ作動流体が流れる通路が接続している。油圧制御装置10は、スプール11の軸方向の一方の端部に付勢手段であるスプリング13を有している。また、油圧制御装置10は、スプール11の反スプリング側の端部側に作動流体が供給される制御油圧入力部14を有している。
第一出力通路部23の反オイルポンプ側からは、制御油圧生成部40が分岐している。制御油圧生成部40は、モジュレータ弁41およびソレノイド弁42を有している。制御油圧生成部40は、第一出力通路部23を流れる作動流体から制御油圧の作動流体を生成し、油圧制御装置10へ供給する。制御油圧生成部40で所定の制御油圧に調整された作動流体は、油圧制御装置10の制御油圧入力部14へ導入される。また、制御油圧生成部40からは、油圧通路部43が分岐している。油圧通路部43は、ロックアップ用の作動流体の油圧を制御する図示しないロックアップ用ソレノイド、ならびに後進時における作動流体の油圧を制御する図示しない後進用ソレノイドへ接続している。
油圧制御装置10のスプール11は、制御油圧入力部14に導入された制御油圧の作動流体から受ける力と、スプリング13から受ける力とが均衡する位置で停止する。スプリング13の押し付け力は概ね一定であるため、制御油圧生成部40において油圧制御装置10へ導入する制御油圧を調整することにより、スプール11の軸方向の位置は変化する。これにより、ハウジング12の各ポートの接続状態は変化し、油圧制御装置10に供給される作動流体が流れる接続通路部35と油圧制御装置10から作動流体が排出される制御通路部15との接続状態は変更される。油圧制御装置10は、制御通路部15を経由して前進クラッチ31および自動変速機に接続している。
油圧制御装置10から排出された作動流体は、前進クラッチ31へ供給される。前進クラッチ31は、乾式あるいは湿式の複数の摩擦係合要素を有している。前進クラッチ31は、複数の摩擦係合要素が係合することにより、エンジンの図示しない出力軸と自動変速機の図示しない入力軸とを接続する。そのため、前進クラッチ31は、作動流体が供給されると、複数の摩擦係合要素が係合し、エンジンの出力軸と入力軸とを接続する。また、油圧制御装置10から排出された作動流体は、制御通路部15を経由して自動変速機にも供給される。油圧制御装置10により作動流体が流れる制御通路部15を切り換えることにより、自動変速機へ供給される作動流体の油圧が調整される。その結果、自動変速機では、係合状態の変更ならびに変速段の切り換えが実行される。
油圧回路部50は、上述のようにオイルポンプ20と第一逆止弁24との間の第一出力通路部23から分岐している。油圧回路部50は、第一油圧通路部51、第二油圧通路部52、ライン圧制御手段としてのライン圧制御弁53、ならびに潤滑手段としての潤滑部54を有している。第一油圧通路部51は、第一出力通路部23から分岐し、反第一出力通路部側はライン圧制御弁53に接続している。また、第二油圧通路部52は、第一油圧通路部51から分岐し、潤滑部54およびセカンダリレギュレータ55に接続している。第二油圧通路部52には、ドレンバック用逆止弁56が設置されている。潤滑部54は、自動変速機の各種摩擦係合要素を潤滑するために、これらの各種摩擦係合要素へ作動流体を供給する。セカンダリレギュレータ55は、トルクコンバータへ供給される作動流体の油圧を調整し、所定の元圧を生成する。
次に、上記の構成の駆動力伝達システム1の作動について説明する。
制御装置は、エンジンがアイドリングへ移行したと判断すると、アイドリングへ移行してからの期間をカウントする。アイドリングへ移行したか否かの判断は、例えばアクセル開度、エンジンの回転数、あるいは車両の速度を検出することにより実施する。また、アクセルが全閉、ならびにエンジンの回転数がアイドリングに対応する場合であっても、車両が停止していない場合、制御装置はアイドリングへ移行したと判断しない。また、例えばアクセル開度が増加、エンジン回転数が上昇、あるいは車両の速度が変化した場合、制御装置はアイドリングへ移行した期間のカウントをリセットする。
エンジンがアイドリングでないとき、またはアイドリングへ移行し所定の期間が経過していないとき、エンジンは運転を継続する。そのため、オイルポンプ20はエンジンにより駆動され、オイルポンプ20は所定の油圧の作動流体を吐出する。オイルポンプ20から吐出された作動流体は、第一逆止弁24を開放し、第一出力通路部23からマニュアルバルブ32および油圧制御装置10を経由して前進クラッチ31へ供給される。また、オイルポンプ20から吐出された作動流体は、油圧回路部50の潤滑部54およびセカンダリレギュレータ55など、駆動力伝達システム1の各部へ供給される。
制御装置は、エンジンがアイドリングへ移行し、所定の期間が経過したと判断すると、エンジンへの燃料の供給を停止し、エンジンを停止させる。エンジンの停止にともなって、オイルポンプ20の作動は停止する。そのため、オイルポンプ20から吐出される作動流体の油圧は「0」となる。エンジンが停止されると、制御装置はモータ25へバッテリから電力を供給する。これにより、モータ25は電動ポンプ21を駆動する。電動ポンプ21が駆動されると、電動ポンプ21はオイルタンク22に蓄えられている作動流体を加圧し吐出する。電動ポンプ21から吐出された作動流体は、第二出力通路部26を流れる。このとき、オイルポンプ20は停止しているため、第二逆止弁27の電動ポンプ21側はオイルポンプ20側よりも作動流体の圧力が高くなる。そのため、第二逆止弁27は開放され、電動ポンプ21から吐出された作動流体は第一出力通路部23を経由してマニュアルバルブ32へ供給される。一方、第二逆止弁27を開放し第一出力通路部23へ流入した作動流体は、第一逆止弁24によりオイルポンプ20側への流れが遮断される。そのため、電動ポンプ21から吐出された作動流体は、第一逆止弁24よりもオイルポンプ20側ならびに油圧回路部50側へ流入することがない。
電動ポンプ21からマニュアルバルブ32へ供給された作動流体は、シフトレバー33に連動するマニュアルバルブ32によって選択された接続通路部35を経由して油圧制御装置10へ供給される。油圧制御装置10へ制御油圧の作動流体を供給する制御油圧生成部40は、第一出力通路部23と第二出力通路部26との接続部分よりもマニュアルバルブ32側から分岐している。そのため、制御油圧生成部40には、電動ポンプ21から吐出された作動流体が供給される。これにより、油圧制御装置10は、制御油圧生成部40から排出された制御油圧の作動流体により駆動される。接続通路部35から油圧制御装置10へ入力された作動流体は、油圧制御装置10により切り換えられた制御通路部15を経由して前進クラッチ31へ供給される。これにより、前進クラッチ31の複数の摩擦係合要素の係合は維持され、エンジンの出力軸と自動変速機の入力軸とは接続される。
車両の運転者がアクセルを踏み込む、あるいはシフトレバーを「Nレンジ」もしくは「Pレンジ」から「Dレンジ」へ移動させると、制御装置はエンジンを再始動させる。エンジンの再始動によって、エンジンの出力軸から自動変速機の入力軸にはエンジンの駆動力が伝達される。このとき、前進クラッチ31は電動ポンプ21から吐出された作動流体によって係合が維持されているため、エンジンの駆動力は円滑かつ遅れを生じることなく自動変速機へ伝達される。
以上説明したように本発明の一実施形態では、電動ポンプ21は前進クラッチ31へ作動流体を供給する。そのため、エンジンが停止している場合でも、電動ポンプ21から前進クラッチ31には係合に必要な作動流体が供給され、アイドリングストップ時においても前進クラッチ31の係合は維持される。したがって、エンジンの再始動後における前進クラッチ31の係合の遅れ、ならびに係合の遅れにともなう車両の衝撃を防止することができる。
本発明の一実施形態では、電動ポンプ21から吐出された作動流体は第一逆止弁24によりオイルポンプ20側および油圧回路部50側への流れが遮断される。そのため、潤滑部54などのように作動流体を消費する油圧回路部50が設置されている場合でも、電動ポンプ21から吐出された作動流体が流れる通路と作動流体を消費する通路とは遮断される。その結果、電動ポンプ21は、前進クラッチ31で係合を維持するために最小限の作動流体を吐出する能力を有していればよい。したがって、電動ポンプ21を小型化することができる。
本発明の一実施形態では、電動ポンプ21から吐出された作動流体は、マニュアルバルブ32および油圧制御装置10を経由して前進クラッチ31へ供給される。そのため、作動流体は、アイドリングストップに対応して係合を維持する必要があるときに前進クラッチ31へ供給される。その結果、何らかの原因により電動ポンプ21からの作動流体の吐出が停止されないときでも、前進クラッチ31への作動流体の供給は確実に停止される。したがって、不要な時期の前進クラッチ31の係合を防止でき、安全性を高めることができる。
また、本発明の一実施形態では、第二出力通路部26には第二逆止弁27が設置されている。そのため、オイルポンプ20の作動により吐出された作動流体は電動ポンプ21を経由してリークしない。したがって、オイルポンプ20の能力を高める必要がなく、オイルポンプ20の大型化を回避することができる。
以上説明した本発明の一実施形態では、第一出力通路部または第二出力通路部における作動流体の流れを開閉する弁手段として逆止弁を適用する例について説明した。しかし、逆止弁に限らず、例えば機械的に開閉する弁手段、あるいは制御装置からの指令により開閉する電磁弁などを適用してもよい。
本発明の一実施形態による駆動力伝達システムを示す模式図である。
符号の説明
1 駆動力伝達システム、10 油圧制御装置(変速油圧制御手段)、20 オイルポンプ(機械式ポンプ)、21 電動ポンプ(電動式ポンプ)、24 第一逆止弁(第一弁手段)、25 モータ、27 第二逆止弁(第二弁手段)、31 前進クラッチ(前進摩擦要素部)、32 マニュアルバルブ(切換手段)、33 シフトレバー、40 制御油圧生成部(制御油圧生成手段)、50 油圧回路部、53 ライン圧制御弁(ライン圧制御手段)、54 潤滑部(潤滑手段)

Claims (5)

  1. エンジンにより駆動され、自動変速機に作動流体を供給する機械式ポンプと、
    前記機械式ポンプと並列に設置され、電動モータにより駆動され、前記自動変速機に作動流体を供給する電動式ポンプと、
    前進時に係合され、前記エンジンの駆動力を前記自動変速機へ伝達する前進摩擦要素部と、
    前記機械式ポンプの出口側に設置され、前記機械式ポンプから前記前進摩擦要素部側への作動流体の流れを許容し、前記前進摩擦要素部側から前記機械式ポンプへの作動流体の流れを遮断する第一弁手段と、
    シフトレバーに連動して作動し、前記第一弁手段と前記前進摩擦要素部との間を流れる作動流体の流路を切り換える切換手段と、
    前記機械式ポンプと前記第一弁手段との間から分岐し、前記機械式ポンプから作動流体が供給される油圧回路部とを備え、
    前記電動式ポンプの出口側は、前記第一弁手段の反機械式ポンプ側、ならびに前記切換手段を経由して前記前進摩擦要素部に接続していることを特徴とする駆動力伝達システム。
  2. 前記電動式ポンプの出口側に設置され、前記電動式ポンプから前記前進摩擦要素部側への作動流体の流れを許容し、前記前進摩擦要素部側から前記電動式ポンプ側への作動流体の流れを遮断する第二弁手段をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の駆動力伝達システム。
  3. 前記油圧回路部は、ライン圧を制御するライン圧制御手段と、前記自動変速機の内部を潤滑する潤滑手段とを有することを特徴とする請求項1または2記載の駆動力伝達システム。
  4. 前記自動変速機へ供給する作動流体の油圧を制御する変速油圧制御手段をさらに備え、
    前記変速油圧制御手段には、前記第一弁手段の反機械式ポンプ側と前記第二弁手段の反電動式ポンプ側との接続部、ならびに前記切換手段を経由して作動流体が供給されることを特徴とする請求項1、2または3記載の駆動力伝達システム。
  5. 前記変速油圧制御手段に制御油圧の作動流体を供給する制御油圧生成手段をさらに備え、
    前記制御油圧生成手段は、前記第一逆止弁の反機械式ポンプ側から分岐している油圧回路に設置されていることを特徴とする請求項4記載の駆動力伝達システム。
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