JP2010249205A - 車両の油圧制御機構 - Google Patents

Abstract

【課題】２つのオイルポンプを備えた車両の油圧制御機構において、逆止弁を設けなくとも停止中のオイルポンプへの逆流を防止することができる車両の油圧制御機構を提供する。
【解決手段】本実施例によれば、電動オイルポンプ１２から出力される第１油圧Ｐ１および機械式オイルポンプ１６から出力される第２油圧Ｐ２に基づいて、第１入力ポート１４および第２入力ポート１８の少なくともいずれか一方を吐出ポート２４と連通させる切替弁１０を有するため、切替弁１０によって油圧の逆流が好適に防止される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の油圧制御機構に係り、特に、２つのオイルポンプを有する油圧制御機構に関するものである。

従来、自動変速機等からなる車両の動力伝達装置においては、油圧によって駆動される油圧アクチュエータが複数個備えられており、油圧制御機構によってその複数個の油圧アクチュエータの駆動状態が制御されることで、動力伝達装置の作動状態が制御されてきた。また、油圧制御機構に供給される油圧は、例えばエンジンによって駆動される機械式のオイルポンプによって発生させられ、上記油圧を元圧として油圧アクチュエータ等に供給される。

近年では、例えばエコラン車両やハイブリッド車両など、エンジンが車両の走行状態に応じて停止されるものもあり、エンジン停止時（すなわち機械式のオイルポンプの停止時）に油圧を供給する代替手段として、機械式のオイルポンプとは別に例えば電動モータによって駆動される電動オイルポンプを並列に備えた車両も実現されている。例えば特許文献１に記載のハイブリッド車両においてもエンジン駆動ポンプおよびモータ駆動ポンプを備えており、パワーステアリング装置において、それぞれ逆止弁（チェックバルブ）を介して接続され、操作状態に応じて２つのポンプを選択的に作動させている。また、特許文献２においても、２つのオイルポンプを並列に有する油圧コントロールユニットにおいて、それぞれの逆止弁を介して接続され、いずれか高い側の油圧が油圧コントロールユニットに出力されるように構成されている。

特許第３８２４８１２号公報 特許第３８９６６４０号公報

ところで、特許文献１および２をはじめとする２のオイルポンプを有する油圧制御機構において、いずれか一方のオイルポンプから油圧を供給する際、非駆動中の他方のオイルポンプへの逆流を防止するための逆止弁が各オイルポンプの出口に設けられている。ここで、上記逆止弁を設けない場合、駆動しているオイルポンプから非駆動中のオイルポンプ側に作動油が逆流することとなるので、損失が大きくなり、オイルポンプの効率が低下し、油圧制御機構への油圧供給が不十分となる可能性が生じる。これに対して、オイルポンプの容量（ポンプ容量）を増加させることで、油圧供給の低下を防止することができるが、エンジンによって駆動する機械式オイルポンプの場合、エンジンへの負荷が増大し、燃費が悪化する。また、電動モータによって駆動される電動オイルポンプの場合、電動モータが大きくなり、コスト高や搭載性が悪化する。したがって、逆止弁は必要となるが、逆止弁を設けることで、コスト高や搭載性の自由度が制限されるなどの問題があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、２つのオイルポンプを備えた車両の油圧制御機構において、逆止弁を設けなくとも停止中のオイルポンプへの逆流を防止することができる車両の油圧制御機構を提供することにある。

上記目的を達成するための、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、(a)第１のオイルポンプと第２のオイルポンプとを備える車両の油圧制御機構において、(b)前記第１のオイルポンプに接続される第１入力ポートと、前記第２のオイルポンプと接続される第２入力ポートとを、備え、(c)前記第１のオイルポンプから出力される第１油圧に基づいて、前記第１入力ポートと吐出ポートとを連通させ、(d)前記第２のオイルポンプから出力される第２油圧に基づいて、前記第２入力ポートと前記吐出ポートとを連通させ、(e)前記第１のオイルポンプから出力される第１油圧および前記第２のオイルポンプから出力される第２油圧に基づいて、前記第１入力ポートおよび前記第２入力ポートと前記吐出ポートとを連通させる切替弁を有することを特徴とする。

請求項１にかかる発明の車両の油圧制御機構によれば、前記第１のオイルポンプから出力される第１油圧に基づいて、前記第１入力ポートと吐出ポートとを連通させ、前記第２のオイルポンプから出力される第２油圧に基づいて、前記第２入力ポートと前記吐出ポートとを連通させ、前記第１のオイルポンプから出力される第１油圧および前記第２のオイルポンプから出力される第２油圧に基づいて、前記第１入力ポートおよび前記第２入力ポートと前記吐出ポートとを連通させる切替弁を有するものである。このようにすれば、前記第１のオイルポンプから出力される第１油圧および前記第２のオイルポンプから出力される第２油圧に基づいて、前記第１入力ポートおよび前記第２入力ポートの少なくともいずれか一方を吐出ポートと連通させる切替弁を有するため、切替弁によって油圧の逆流が好適に防止される。例えば、第１のオイルポンプ駆動がされる一方、第２のオイルポンプが停止される場合、第１のオイルポンプから出力される第１油圧によって、第１入力ポートと吐出ポートが連通される一方、第２入力ポートと吐出ポートとの連通が遮断されるように、切換弁の油路が切り替えられる。また、第１のオイルポンプが停止される一方、第２のオイルポンプが駆動される場合、第２のオイルポンプから出力される第２油圧によって、第１入力ポートと吐出ポートとの連通が遮断される一方、第２入力ポートと吐出ポートとが連通されるように、切換弁の油路が切り替えられる。さらに、第１のオイルポンプおよび第２のオイルポンプから油圧が出力される場合、第１油圧および第２油圧によって、第１入力ポートおよび第２入力ポートと吐出ポートとが連通されるように、切替弁の油路が切り替えられる。上記のように切替弁の油路が第１油圧および第２油圧によって好適に切り替えられることで、逆止弁を設けることなく、油圧制御機構への油圧の供給が可能となる。

本発明の切替弁を説明するための油圧回路図である。 本発明の切替弁を説明するための他の油圧回路図である。 本発明の切替弁を説明するためのさらに他の油圧回路図である。 電動オイルポンプおよび機械式オイルポンプの作動状態に対する切替弁の連通状態を示す図である。 モータ走行からエンジン走行に切り替わる場合を一例とする、切替弁の連通状態を説明する図である。

ここで、好適には、前記切替弁は、切替弁内の油路を切り替えるためのスプール弁子を有しており、第１油圧によってスプール弁子を一方側に移動させるための第１油室と、第２油圧によってスプール弁子を一方向側とは反対である他方向側に移動させるための第２油室を備えており、第１油圧および第１油室でのスプール弁子の受圧面積に基づく付勢力、第２油圧および第２油室でのスプール弁子の受圧面積に基づく付勢力、およびスプリング力によってスプール弁子が適宜移動させられるものである。このようにすれば、第１油室の受圧面積、第２油圧の受圧面積、およびスプリング力を好適に設定することで、スプール弁子を第１油圧および第２油圧に応じて好適に移動させることができる。

また、好適には、前記第１のオイルポンプは、電動モータによって駆動される電動オイルポンプであり、前記第２のオイルポンプは、エンジンによって駆動される機械式のオイルポンプである。このようにすれば、第２のオイルポンプはエンジン駆動中は駆動される一方、エンジン停止時は非駆動となるが、エンジン停止中に電動モータによって第１のオイルポンプを駆動させることで、常時油圧アクチュエータへの油圧供給が可能となる。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が好適に適用されるハイブリッド形式の車両用動力伝達装置において、油圧制御機構に油圧を供給する際に、油圧供給経路を好適に切り替える切替弁１０を説明するための油圧回路図である。切替弁１０は、電動オイルポンプ１２に接続されている第１入力ポート１４および機械式オイルポンプ１６に接続されている第２入力ポート１８を、電動オイルポンプ１２から出力される第１油圧Ｐ１および機械式オイルポンプ１６から出力される第２油圧Ｐ２に基づいて、吐出ポート２４へ適宜連通するように切り替えるための弁であり、例えば油圧制御回路のバルブボデー２０内に設けられている。なお、吐出ポート２４から出力される油圧は、図示しないレギュレータバルブ等によって調圧され、例えば図示しない複数個の油圧アクチュエータの元圧として供給される。なお、本実施例の電動オイルポンプ１２が本発明の第１のオイルポンプに対応しており、機械式オイルポンプ１６が本発明の第２のオイルポンプに対応している。

切替弁１０は、内部にスプール弁子２２を備えており、そのスプール弁子２２の位置が変更されることで油路が切り替えられるようになっている。切替弁１０には、第１入力ポート１４と接続されている第１油路２６、第２入力ポート１８と接続されている第２油路２８、吐出ポート２４に接続されて適宜第１油路２６と連通される第３油路３０、吐出ポート２４に接続されて適宜第２油路２８と連通される第４油路３２、第１油路２６から分岐されて第１油室３４に接続される第５油路３６、および第２油路２８から分岐されて第２油室３８に接続される第６油路４０が形成されている。

また、スプール弁子２２は、第１油室３４に供給される第１油圧Ｐ１を受けるための第１ランド２２ａ、第２油室３８に供給される第２油圧Ｐ２を受けるための第２ランド２２ｂ、および第１油路２６と第３油路３０との連通並びに第２油路２８と第４油路３２との連通を適宜遮断するための第３ランド２２ｃを備えている。さらに、第２油室３８にはスプリング４２が設けられており、スプール弁子２２を第１油室３４側に向かって付勢している。また、第１ランド２２ａの受圧面積をＡ１とし、第２ランド２２ｂの受圧面積Ａ２と定義する。なお受圧面積は、第１、第２ランド（２２ａ、２２ｂ）と第１、第２油室（３４、３８）とが接触する面積に相当する。

第１入力ポート１４には、電動オイルポンプ１２によって発生させられた第１油圧Ｐ１が供給される。電動オイルポンプ１２は、電動モータ４４によって駆動させられる歯車式のギヤポンプで構成される。また、第２入力ポート１８には、機械式オイルポンプ１６によって発生させられた第２油圧Ｐ２が供給される。機械式オイルポンプ１６は、エンジン４６の駆動に伴って駆動される歯車式のギヤポンプで構成される。したがって、エンジン４６が停止されると、機械式オイルポンプ１６は停止されることとなる。このような場合に、電動オイルポンプ１２が駆動されることで、エンジン４６が停止されても油圧アクチュエータ等への油圧の供給が可能となる。

ここで、本実施例のハイブリッド形式の動力伝達装置では、エンジン走行中はエンジンの駆動に伴って機械式オイルポンプ１６が駆動させられ、モータ走行に切り替えられると、エンジン４６が停止されるため、油圧の供給源が機械式オイルポンプ１６から電動オイルポンプ１２に切り替えられる。したがって、上記のように電動オイルポンプ１２と機械式オイルポンプ１６とで、適宜油圧を発生させることとなる。

ここで、図１は、例えばエンジン走行中において、機械式オイルポンプ１６を駆動させる一方、電動オイルポンプ１２を停止させた場合の切替弁１０の状態を示している。図１について説明すると、機械式オイルポンプ１６の駆動に伴って、第２油圧Ｐ２が第２入力ポート１８から供給される。このとき、電動オイルポンプ１２は停止中であるため、電動オイルポンプ１２から油圧は供給されない。

そして、第２油圧Ｐ２が第６油路４０を通って第２油室３８へ供給されるため、第２油圧Ｐ２および第２ランド２２ｂの受圧面積Ａ２に基づく付勢力Ｆ２（＝Ｐ２×Ａ２）およびスプリング４２による付勢力ＦＳによって、スプール弁子２２が第１油室３４側に移動させられている。このようにスプール弁子２２が移動させられると、図１に示すように、第２油路２８と第４油路３２とが連通させられるので、第２油圧Ｐ２が第４油路３２を通って吐出ポート２４から出力される。一方、第１油路２６と第３油路３０との連通は、第３ランド２２ｃによって遮断（非連通）される。すなわち、機械式オイルポンプ１６から出力される第２油圧Ｐ２に基づいて、第２入力ポート１８と吐出ポート２４とが連通される一方、第１入力ポート１４と吐出ポート２４とが非連通とされる。したがって、第２油圧Ｐ２の第１油路２６側への逆流が防止される。

図２は、例えばモータ走行中において、エンジン４６が停止されるに伴って機械式オイルポンプ１６が停止される一方、電動オイルポンプ１２を駆動させた場合の切替弁１０の状態を示している。図２について説明すると、電動オイルポンプ１２の駆動に伴って、第１油圧Ｐ１が第１入力ポート１４から供給される。このとき、機械式オイルポンプ１６は停止中であるため、機械式オイルポンプ１６から油圧は供給されない。

そして、第１油圧Ｐ１が第５油路３６を通って第１油室３４に供給されるため、第１油圧Ｐ１および第１ランド２２ａの受圧面積Ａ１に基づく付勢力Ｆ１（＝Ｐ１×Ａ１）が、スプリング４２による付勢力ＦＳを上回り、スプール弁子２２が第２油室３８側へ移動させられる。このようにスプール弁子２２が移動させられると、図２に示すように、第１油路２６と第３油路３０とが連通させられるので、第１油圧Ｐ１が第３油路３０を通って吐出ポート２４から出力される。一方、第２油路２８と第４油路３２との連通は、第３ランド２２ｃによって遮断（非連通）される。すなわち、電動オイルポンプ１２から出力される第１油圧Ｐ１に基づいて、第１入力ポート１４と吐出ポート２４とが連通される一方、第２入力ポート１８と吐出ポート２４とが非連通とされる。したがって、第１油圧Ｐ１の第２油路２８側の逆流が防止される。

図３は、例えばエンジン回転が低下して必要とされる油圧が機械式オイルポンプ１６のみでは発生させることができないと判断されたときに、電動オイルポンプ１２をさらに駆動させて油圧を発生させた場合の切替弁１０の状態を示している。図３について説明すると、電動オイルポンプ１２の駆動に伴って、第１油圧Ｐ１が第１入力ポート１４から供給されると共に、機械式オイルポンプ１６の駆動に伴って、第２油圧Ｐ２が第２入力ポート１８から供給される。

このとき、第１油圧Ｐ１が第５油路３６を通って第１油室３４へ供給されるため、第１油圧Ｐ１および第１ランド２２ａの受圧面積Ａ１に基づく付勢力Ｆ１が発生する。また、第２油圧Ｐ２が第６油路４０を通って第２油室３８へ供給されるため、第２油圧Ｐ２および第３ランド２２ｃの受圧面積Ａ２に基づく付勢力Ｆ２が発生する。したがって、スプール弁子２２には、付勢力Ｆ１、付勢力Ｆ２、およびスプリング４２による付勢力ＦＳが同時に作用する。ここで、付勢力Ｆ１は、式（１）で示され、付勢力Ｆ２は、式（２）で示され、スプール弁子２２に作用する力（付勢力）の関係は、式（３）に示す力（付勢力）の釣り合い式で示される。

Ｆ１＝Ｐ１×Ａ１・・・・（１）
Ｆ２＝Ｐ２×Ａ２・・・・（２）
Ｆ１＝Ｆ２＋ＦＳ＝Ｐ１×Ａ１＝Ｐ２×Ａ２＋ＦＳ・・・・（３）

そして、上記式（３）が成立する位置にスプール弁子２２が移動させられる。したがって、図３に示す状態で式（３）が成立するように、すなわちスプール弁子２２が釣り合うように、スプリング４２の弾性力、受圧面積Ａ１、Ａ２が設定される。例えば、電動オイルポンプ１２の第１油圧Ｐ１および機械式オイルポンプ１６の第２油圧Ｐ２が等しい場合、スプリング４２の付勢力ＦＳを考慮して、受圧面積Ａ１が受圧面積Ａ２よりも大きくなるよう設計される。

図３に示すようにスプール弁子２２が移動されると、第１油路２６および第３油路３０が連通されると共に、第２油路２８および第４油路３２が連通されることで、電動オイルポンプ１２および機械式オイルポンプ１６の両方からの油圧が吐出ポート２４から出力される。

上記をまとめると図４に示す表の通りとなる。なお、図４において、ポンプ１（ＥＯＰ）が電動オイルポンプ１２に対応しており、ポンプ２（ＭＯＰ）が機械式オイルポンプ１６に対応している。態様（１）は、電動オイルポンプ１２（ＥＯＰ）が駆動する一方、機械式オイルポンプ１６（ＭＯＰ）が停止された場合を示している。このとき、第１油路２６と第３油路３０とが連通する一方、第２油路２８および第４油路３２がランド２２ｃによって非連通とされる（図２参照）。態様（２）は、電動オイルポンプ１２（ＥＯＰ）が停止される一方、機械式オイルポンプ１６（ＭＯＰ）が駆動された場合を示している。このとき、第１油路２６および第３油路３０が第３ランド２２ｃによって非連通とされる一方、第２油路２８および第４油路３２が連通される（図１参照）。態様（３）は、電動オイルポンプ１２（ＥＯＰ）および機械式オイルポンプ１６（ＭＯＰ）が同時に駆動された場合を示している。このとき、第１油路２８および第３油路３０が連通されると共に、第２油路２８および第４油路３２が連通される状態となる（図３参照）。上記より、切替弁１０では、電動オイルポンプ１２から出力される第１油圧Ｐ１および機械式オイルポンプ１６から出力される第２油圧Ｐ２に基づいて、第１入力ポート１４および第２入力ポート１８が吐出ポート２４に連通される。

図５に、モータ走行からエンジン走行へ切り替わるに際して、電動オイルポンプ１２および機械式オイルポンプ１６の作動状態に基づいて、切替弁１０の油路が切り替えられる態様を一例として説明する。なお、図５においても電動オイルポンプ１２がＥＯＰに対応しており、機械式オイルポンプ１６がＭＯＰに対応している。

Ｓ１は、車両停止時やモータ走行（ＥＶ走行）時の状態を示している。このとき、電動オイルポンプ１２（ＥＯＰ）のみ駆動されるので、態様（１）および図２の状態となる。具体的には、第１油路２６および第３油路３０が連通される一方、第２油路２８および第４油路３２が非連通とされる。したがって、機械式オイルポンプ１６側への油圧の逆流が防止される。

次いで、エンジン４６が起動されると、エンジン４６起動直後は、エンジン回転速度が低いため、機械式オイルポンプ１６（ＭＯＰ）による油圧供給が不十分となる（Ｓ２）。このとき、電動オイルポンプ１２（ＥＯＰ）をさらに駆動させることで、態様（３）および図３の状態となる。したがって、第１油路２６と第３油路３０とが連通されると共に、第２油路２８と第４油路３２とが連通されることで、電動オイルポンプ１２および機械式オイルポンプ１６から出力される油圧（第１油圧Ｐ１および第２油圧Ｐ２）が吐出ポート２４から吐出される。

そして、エンジン回転速度が高くなると、機械式オイルポンプ１６（ＭＯＰ）による油圧供給量が大きくなるため、電動オイルポンプ１２（ＥＯＰ）が停止される（Ｓ３）。このとき、機械式オイルポンプ１６（ＭＯＰ）のみ駆動されるので、態様（２）および図１に示す状態となる。したがって、第１油路２６と第３油路３０とが非連通とされる一方、第２油路２８と第４油路３２とが連通されるため、電動オイルポンプ１２側への油圧の逆流が防止される。

上述のように、本実施例によれば、電動オイルポンプ１２から出力される第１油圧Ｐ１および機械式オイルポンプ１６から出力される第２油圧Ｐ２に基づいて、第１入力ポート１４および第２入力ポート１８の少なくともいずれか一方を吐出ポート２４と連通させる切替弁１０を有するため、切替弁１０によって油圧の逆流が好適に防止される。例えば、電動オイルポンプ１２が駆動される一方、機械式オイルポンプ１６が停止される場合、電動オイルポンプ１２から出力される第１油圧Ｐ１によって、第１入力ポート１４と吐出ポート２４が連通される一方、第２入力ポート１８と吐出ポート２４との連通が遮断されるように、切換弁１０の油路が切り替えられる。また、電動オイルポンプ１２が停止される一方、機械式オイルポンプ１６が駆動される場合、機械式オイルポンプ１６から出力される第２油圧Ｐ２によって、第１入力ポート１４と吐出ポート２４との連通が遮断される一方、第２入力ポート１８と吐出ポート２４とが連通されるように、切換弁１０の油路が切り替えられる。さらに、電動オイルポンプ１２および機械式オイルポンプ１６から油圧が出力される場合、第１油圧Ｐ１および第２油圧Ｐ２によって、第１入力ポート１４および第２入力ポート１８と吐出ポート２４とが連通されるように、切替弁１０の油路が切り替えられる。上記のように切替弁１０の油路が第１油圧Ｐ１および第２油圧Ｐ２によって好適に切り替えられることで、逆止弁を設けることなく、油圧制御機構への油圧の供給が可能となる。

また、本実施例によれば、切替弁１０は、切替弁内の油路を切り替えるためのスプール弁子２２を有しており、第１油圧Ｐ１によってスプール弁子２２を一方側に移動させるための第１油室３４と、第２油圧Ｐ２によってスプール弁子２２を一方向側とは反対である他方向側に移動させるための第２油室３８を備えており、第１油圧Ｐ１および第１油室３４でのスプール弁子２２の受圧面積Ａ１に基づく付勢力Ｆ１、第２油圧Ｐ２および第２油室３８でのスプール弁子２２の受圧面積Ａ２に基づく付勢力Ｆ２、およびスプリング力ＦＳによってスプール弁子２２が適宜移動させられるものである。このようにすれば、第１油室３４の受圧面積Ａ１、第２油圧３８の受圧面積Ａ２、およびスプリング力ＦＳを好適に設定することで、スプール弁子２２を第１油圧Ｐ１および第２油圧Ｐ２に応じて好適に移動させることができる。

また、本実施例によれば、切替弁１０を設けることで、逆止弁を省略することができるため、部品点数の増加を抑制することができ、製造コストを抑制することができる。また、搭載性を向上させることができる。また、切替弁１０においては、電動オイルポンプ１２および機械式オイルポンプ１６の両方から吐出ポートへ油圧を供給することができる。

また、本実施例によれば、エンジン停止時は、機械式オイルポンプ１６が停止されるが、このときに電動オイルポンプ１２を駆動させることで、エンジン停止時であっても油圧供給が可能となる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、ハイブリッド形式の車両において本発明が好適に適用されているが、例えば車両停止時にはエンジンが停止されるエコラン形式の車両であっても本発明を好適に適用することができる。すなわち、２つのオイルポンプが設けられる油圧制御機構を有する車両であれば、適宜本発明を適用することができる。

また、前述の実施例では、電動オイルポンプ１２が第１入力ポート１４に接続されると共に、機械式オイルポンプ１６が第２入力ポート１８に接続されているが、電動オイルポンプ１２が第２入力ポート１８に接続されると共に、機械式オイルポンプ１６が第１入力ポート１４に接続される構成であっても構わない。

また、前述の実施例では、電動オイルポンプ１２および機械式オイルポンプ１６共に、歯車式のギヤポンプで構成されているが、例えばベーン式のオイルポンプなど他の形式のオイルポンプであっても構わない。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：切替弁
１２：電動オイルポンプ（第１のオイルポンプ）
１４：第１入力ポート
１６：機械式オイルポンプ（第２のオイルポンプ）
１８：第２入力ポート
２４：吐出ポート
Ｐ１：第１油圧
Ｐ２：第２油圧

Claims (1)

1. 第１のオイルポンプと第２のオイルポンプとを備える車両の油圧制御機構において、
   前記第１のオイルポンプに接続される第１入力ポートと、前記第２のオイルポンプと接続される第２入力ポートとを、備え、
   前記第１のオイルポンプから出力される第１油圧に基づいて、前記第１入力ポートと吐出ポートとを連通させ、
   前記第２のオイルポンプから出力される第２油圧に基づいて、前記第２入力ポートと前記吐出ポートとを連通させ、
   前記第１のオイルポンプから出力される第１油圧および前記第２のオイルポンプから出力される第２油圧に基づいて、前記第１入力ポートおよび前記第２入力ポートと前記吐出ポートとを連通させる切替弁を有することを特徴とする車両の油圧制御機構。

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