JP2012172745A - トランスミッションの油圧回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 機械式油圧ポンプおよび電動油圧ポンプを備える車両において、トランスミッションからの戻り油を有効に利用してエンジンの燃費を向上させる。
【解決手段】 電動モータ２４に接続された電動油圧ポンプ２３が停止し、エンジン１１に接続された機械式油圧ポンプ２２が作動しているとき、トランスミッション１３からの戻り油を第１チェックバルブ３７を介装した第３油路Ｐ５，Ｐ７および第２油路Ｐ３を介して電動油圧ポンプ２３に供給し、電動油圧ポンプ２３を油圧モータとして作動させることで電動モータ２４をジェネレータとして機能させた後に、リリーフバルブ３５および第４油路Ｐ４を介して作動油タンク３１に戻すので、戻り油のエネルギーを電気エネルギーとして回収してエンジン１１の燃費を高めることができる。また作動油クーラ３６の上流の戻り油の油圧が低下するので、特別のリリーフバルブを必要とせずに作動油クーラ３６を保護することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、エンジンにより駆動される機械式油圧ポンプで作動油タンクの作動油を第１油路を介してトランスミッションに供給するとともに、エンジンの停止時には電動モータで駆動される電動油圧ポンプで前記作動油タンクの作動油を第２油路を介して前記第１油路に供給するトランスミッションの油圧回路に関する。

かかるトランスミッションの油圧回路は、下記特許文献１により公知である。

このトランスミッションの油圧回路によれば、エンジンが運転されているときには機械式油圧ポンプが発生する油圧をトランスミッションに供給することができ、またアイドルストップ制御等でエンジンが停止しているときには、電動油圧ポンプが発生する油圧をチェックバルブを介してトランスミッションに供給することができる。これにより、アイドルストップ制御の終了に伴ってエンジンが始動されて機械式油圧ポンプが油圧を発生する前に、電動油圧ポンプが発生する油圧でトランスミッションに予め所望の変速段を確立しておくことで、車両の発進を遅滞なく行わせることができる。

特開２００７−２３２１１５号公報

ところでトランスミッションからの戻り油は温度上昇しているため、作動油クーラで冷却された後に作動油タンクに戻される。このとき、前記戻り油はかなりの高圧であるため、その戻り油を直接作動油クーラに供給すると、作動油クーラが損傷する虞がある。そこで、作動油クーラの上流側に設けたリリーフバルブを介して戻り油の一部を作動油タンクに戻し、リリーフバルブの設定圧に減圧された残りの作動油を作動油クーラに供給することが考えられる。

しかしながら上述のようにすると、高圧の戻り油が作動油タンクに無駄に捨てられてしまうため、油圧を発生する機械式油圧ポンプの駆動力が無駄に消費されてエンジンの燃費を悪化させる可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、機械式油圧ポンプおよび電動油圧ポンプを備える車両において、トランスミッションからの戻り油を有効に利用してエンジンの燃費を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、エンジンにより駆動される機械式油圧ポンプで作動油タンクの作動油を第１油路を介してトランスミッションに供給するとともに、エンジンの停止時には電動モータで駆動される電動油圧ポンプで前記作動油タンクの作動油を第２油路を介して前記第１油路に供給するトランスミッションの油圧回路において、前記トランスミッションからの戻り油を第１チェックバルブを介して前記第２油路に供給する第３油路を備えることを特徴とするトランスミッションの油圧回路が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記第２油路に、前記機械式油圧ポンプ側から前記電動油圧ポンプ側への作動油の流通を阻止する第２チェックバルブを介装したことを特徴とするトランスミッションの油圧回路が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記電動油圧ポンプの余剰の吐出油をリリーフバルブを介して前記作動油タンクに戻す第４油路と、前記トランスミッションおよび前記第１チェックバルブ間の前記第３油路を前記作動油タンクに接続する第５油路と、前記第５油路に介装した作動油クーラとを備えることを特徴とするトランスミッションの油圧回路が提案される。

尚、実施の形態の油路Ｐ２は本発明の第１油路に対応し、実施の形態の油路Ｐ３は本発明の第２油路に対応し、実施の形態の油路Ｐ４は本発明の第４油路に対応し、実施の形態の油路Ｐ５は本発明の第３油路に対応し、実施の形態の油路Ｐ６は本発明の第５油路に対応し、実施の形態の油路Ｐ７は本発明の第３油路に対応する。

請求項１の構成によれば、エンジンの運転時には機械式油圧ポンプで作動油タンクの作動油を第１油路を介してトランスミッションに供給し、エンジンの停止時には電動モータで駆動される電動油圧ポンプで作動油タンクの作動油を第２油路および前記第１油路を介してトランスミッションに供給する。機械式油圧ポンプが作動しているときにトランスミッションからの戻り油を第３油路および第２油路を介して電動油圧ポンプに供給し、電動油圧ポンプを油圧モータとして逆回転させることで電動モータをジェネレータとして機能させた後に作動油タンクに戻すので、戻り油のエネルギーを電気エネルギーとして回収してエンジンの燃費を向上させることができる。

また請求項２の構成によれば、第２油路に機械式油圧ポンプ側から電動油圧ポンプ側への作動油の流通を阻止する第２チェックバルブを介装したので、電動油圧ポンプが停止して機械式油圧ポンプが作動しているときに、機械式油圧ポンプの吐出油が電動油圧ポンプ側に流出するのを阻止することができる。

また請求項３の構成によれば、トランスミッションおよび第１チェックバルブ間の第３油路を作動油タンクに接続する第５油路に作動油クーラを介装したので、トランスミッションからの戻り油の一部を作動油クーラを通過させて冷却することができる。このとき、電動油圧ポンプの余剰の吐出油をリリーフバルブを介して作動油タンクに戻す第４油路を設けたことで、機械式油圧ポンプからトランスミッションに供給された作動油が戻り油となって作動油クーラに供給されるときの油圧の上限を前記リリーフバルブの開弁圧に規制し、作動油クーラに過剰な油圧が作用して損傷するのを防止することができる。このように、電動油圧ポンプの吐出圧の上限を規制するリリーフバルブを利用して作動油クーラに供給される油圧の上限を規制することができるので、部品点数の削減および構造の簡素化が可能になる。

ハイブリッド車両の全体構成を示す図。（実施の形態） トランスミッションの油圧回路を示す図。（実施の形態） トランスミッションの油圧回路を示す図。（従来例）

以下、図１〜図３に基づいて本発明の実施の形態および従来例を説明する。

図１に示すように、ハイブリッド車両の走行用駆動源は、直列に接続されたエンジン１１およびモータ・ジェネレータ１２で構成される。モータ・ジェネレータ１２に接続されたトランスミッション１３にはロックアップクラッチ１４を備えたトルクコンバータ１５が設けられており、トランスミッション１３の出力側には駆動輪１６が接続される。従って、エンジン１１および／またはモータ・ジェネレータ１２の駆動力はトランスミッション１３で変速されて駆動輪１６に伝達される。また走行中にアクセルペダルの踏み込みが解除されて車両が減速するとき、駆動輪１６からの駆動力がトランスミッション１３を介してモータ・ジェネレータ１２に逆伝達され、モータ・ジェネレータ１２がジェネレータとして駆動されて回生制動されることで、車両の運動エネルギーが電気エネルギーとして回収される。

レシプロ型のエンジン１１は、燃料噴射制御、点火制御、バルブ休止制御等を司るエンジン運転制御装置１７を備えており、このエンジン運転制御装置１７は電子制御ユニット１８によって作動が制御され、所定の運転条件下において、エンジン１１の自動停止始動制御（いわゆるアイドルストップ制御）や、一部あるいは全部の気筒の休筒制御が行われる。

トルクコンバータ１５は、ロックアップクラッチ１４を係合することでエンジン１１および／またはモータ・ジェネレータ１２をトランスミッション１３に直結することができ、またロックアップクラッチ１４を係合解除することでエンジン１１および／またはモータ・ジェネレータ１２のトルクを増幅してトランスミッション１３に伝達することができる。ロックアップクラッチ１４の係脱制御は、電子制御ユニット１８に接続された油圧制御バルブ（ＨＣＶ）１９により行われる。トランスミッション１３は複数の変速ギヤ列を備えた有段式のもので、電子制御ユニット１８に接続された油圧制御バルブ１９で複数の変速クラッチの係脱を行うことで、車両の運転状態に応じて自動変速される。

モータ・ジェネレータ１２は、バッテリ２０からパワードライブユニット２１を介して供給される電力でモータとして駆動されるとともに、車両の減速時には回生制動されてジェネレータとして駆動されることで、その発電電力がパワードライブユニット２１を介してバッテリ２０に充電される。モータ・ジェネレータ１２の駆動および回生制動を司るパワードライブユニット２１は、電子制御ユニット１８に接続されて制御される。

トランスミッション１３やロックアップクラッチ１４に油圧を供給すべく、機械式油圧ポンプ２２と電動油圧ポンプ２３とが設けられる。機械式油圧ポンプ２２はエンジン１１に接続されて駆動され、電動油圧ポンプ２３は専用の電動モータ２４に接続されて駆動される。電動油圧ポンプ２３は、モータ・ジェネレータ１２用のバッテリ２０とは別個の、ライト等の車載機器を駆動するための１２Ｖのバッテリ２５に、ポンプドライバ２６を介して接続される。本実施の形態では、電動モータ２４は電動油圧ポンプ２３を駆動するだけでなく、電動油圧ポンプ２３が油圧モータとして作動するときにジェネレータとして機能してバッテリ２５を充電する。電動モータ２４の駆動および回生を司るポンプドライバ２６は電子制御ユニット１８に接続されて制御される。

エンジン１１の運転中は、エンジン１１により駆動される機械式油圧ポンプ２２が発生する油圧がトランスミッション１３やロックアップクラッチ１４に供給されるが、アイドル停止制御によってエンジン１１が停止して機械式油圧ポンプ２２が停止したとき、電動モータ２４により駆動される電動油圧ポンプ２３が発生する油圧がトランスミッション１３やロックアップクラッチ１４に供給される。またエンジン１１の運転中に機械式油圧ポンプ２２からトランスミッション１３やロックアップクラッチ１４に供給された作動油は戻り油となって作動油タンク３１に戻されるが、その戻り油の油圧を利用して電動油圧ポンプ２３が油圧モータとして駆動され、その油圧モータでジェネレータとして駆動された電動モータ２４が発電した電力が、ポンプドライバ２６を介してバッテリ２５に充電される。

次に、図２に基づいてトランスミッション１３やロックアップクラッチ１４に油圧を供給する油圧回路を説明する。

作動油タンク３１のストレーナ３２から延びる油路Ｐ１に前記機械式油圧ポンプ２２の吸入ポートが接続され、機械式油圧ポンプ２２の吐出ポートからトランスミッション１３に延びる油路Ｐ２（第１油路）に、機械式油圧ポンプ２２の吐出圧をライン圧に調圧するレギュレータバルブ３３が介装される。また油路Ｐ１に前記電動油圧ポンプ２３の吸入ポートが接続され、電動油圧ポンプ２３の吐出ポートからレギュレータバルブ３３の上流側の油路Ｐ２に延びる油路Ｐ３（第２油路）に、第２チェックバルブ３４が介装される。第２チェックバルブ３４は、油路Ｐ３側から油路Ｐ２側への作動油の流通を許容し、油路Ｐ２側から油路Ｐ３側への作動油の流通を阻止するように配置される。

電動油圧ポンプ２３の吸入側の油路Ｐ１と吐出側の油路Ｐ３とを接続する油路Ｐ４（第４油路）にリリーフバルブ３５が介装されており、このリリーフバルブ３５は電動油圧ポンプ２３の吐出圧が所定値を超えたときに開弁して吐出側の作動油を吸入側に戻すようになっている。

トランスミッション１３の変速やロックアップクラッチ１４の係脱に使用された戻り油は、油路Ｐ５（第３油路）と、作動油クーラ３６を介装した油路Ｐ６（第５油路）とを介して作動油タンク３１に戻される。作動油クーラ３６は、トランスミッション１３やロックアップクラッチ１４を通過して温度上昇した作動油を冷却する。油路Ｐ５と、電動油圧ポンプ２３および第２チェックバルブ３４間の油路Ｐ３とを接続する油路Ｐ７（第３油路）に第１チェックバルブ３７が介装される。第１チェックバルブ３７は、油路Ｐ５側から油路Ｐ３側への作動油の流通を許容し、油路Ｐ３側から油路Ｐ５側への作動油の流通を阻止するように配置される。

尚、トランスミッション１３からの戻り油のうち、潤滑に供された後の戻り油は比較的に低温であるため、作動油クーラ３６を通過しない油路Ｐ８を介して作動油タンク３１に戻される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

エンジン１１の運転中には機械式油圧ポンプ２２がエンジン１１によって駆動されるため、電動油圧ポンプ２３は駆動されずに停止する。作動油タンク３１からストレーナ３２を介して油路Ｐ１に汲み上げられた作動油は、機械式油圧ポンプ２２に吸入されて油路Ｐ２に吐出される。油路Ｐ２の吐出油はレギュレータバルブ３３を通過してライン圧に調圧された後、油圧制御バルブ１９を介してトランスミッション１３に供給され、トランスミッション１３の変速クラッチやトルクコンバータ１５のロックアップクラッチ１４を作動させる。このとき、油路Ｐ２の油圧は油路Ｐ３の油圧よりも高いため、第２チェックバルブ３４が閉弁し、機械式油圧ポンプ２２の吐出油が停止した電動油圧ポンプ２３側に流出するのが防止される。

またアイドルストップ制御によってエンジン１１が停止しているとき、電動モータ２４によって電動油圧ポンプ２３が駆動され、作動油タンク３１からストレーナ３２を介して油路Ｐ１に汲み上げられた作動油は、電動油圧ポンプ２３に吸入されて油路Ｐ３に吐出される。このとき、機械式油圧ポンプ２２は停止していて油路Ｐ２は低圧であるため、第２チェックバルブ３４が開弁し、油路Ｐ３の吐出油は油路Ｐ２に流入してトランスミッション１３に供給される。また油路Ｐ３の油圧は油路Ｐ５の油圧よりも高いため、第１チェックバルブ３７が閉弁し、電動油圧ポンプ２３の吐出油が作動油タンク３１側に流出するのが防止される。電動油圧ポンプ２３の吐出圧が所定値以上になると、電動油圧ポンプ２３に付設されたリリーフバルブ３５が開弁して余剰の作動油を油路Ｐ３から油路Ｐ４および油路Ｐ１を経て作動油タンク３１に戻すことで、電動モータ２４の負荷を低減して消費電力を削減することができる。

このように、エンジン１１の停止時に電動油圧ポンプ２３を駆動してトランスミッション１３に油圧を供給することで、アイドル停止制御から復帰してエンジン１１が始動され、機械式油圧ポンプ２２が発生する油圧が充分に立ち上げるまでの間、トランスミッション１３の変速機能等を維持することができる。

トランスミッション１３から油路Ｐ５に排出された高温の戻り油は、油路Ｐ６に介装した作動油クーラ３６を通過して作動油タンク３１に戻される。このとき、電動油圧ポンプ２３は停止して油路Ｐ３は低圧になっているため、油路Ｐ５の作動油の一部が第１チェックバルブ３７を押し開いて油路Ｐ７に流入する。また機械式油圧ポンプ２２が作動しているために、第２チェックバルブ３４は閉弁状態に維持され、油路Ｐ７の作動油は油路Ｐ３を逆流して電動油圧ポンプ２３の吐出ポートに供給され、電動油圧ポンプ２３を油圧モータとして逆回転させた後に吸入ポートから油路Ｐ１を介して作動油タンク３１に戻される。

このように、エンジン１１で機械式油圧ポンプ２２が作動しているとき、トランスミッション１３からの戻り油の油圧を利用して電動油圧ポンプ２３を油圧モータとして機能させ、その駆動力で電動モータ２４をジェネレータとして機能させてバッテリ２５を充電することができる。これによりバッテリ２５を充電するために設けられた既存のジェネレータ（不図示）を小型化し、前記ジェネレータを駆動するエンジン１１の負荷を軽減して燃費を向上させることができる。

またトランスミッション１３からの戻り油はかなり高圧であるため、その戻り油を作動油クーラ３６に直接供給すると該作動油クーラ３６が損傷する虞がある。しかしながら本実施の形態によれば、トランスミッション１３からの戻り油の油圧はリリーフバルブ３５の開弁圧まで低下するため、作動油クーラ３６の損傷を防止することができる。

尚、エンジン１１が停止して電動油圧ポンプ２３が作動しているとき、油路Ｐ３の油圧は油路Ｐ５の油圧よりも高くなって第１チェックバルブ３７は閉弁する。よって作動油クーラ３６にはトランスミッション１３からの戻り油がそのまま供給されることになるが、そもそも電動油圧ポンプ２３の吐出圧はリリーフバルブ３５によって抑えられているため、作動油クーラ３６が損傷する虞はない。

図３は従来例を示すもので、図２の実施の形態と比較すると明らかなように、従来例は実施の形態の油路Ｐ７および第１チェックバルブ３７を備えておらず、代わりに作動油クーラ３６の上流に設けたリリーフバルブ３８を、油路Ｐ９を介して作動油クーラ３６の下流の油路Ｐ６に接続している。

この従来例では、トランスミッション１３からの戻り油をリリーフバルブ３８から作動油タンク３１に戻すことで、作動油クーラ３６に高い油圧が加わらないようにして該作動油クーラ３６の保護を図っている。従来例は、実施の形態の油路Ｐ７および第１チェックバルブ３７を備えていないため、電動油圧ポンプ２３を油圧モータとして機能させることで電動モータ２４をジェネレータとして機能させることができない。

一方、本実施の形態では、油路Ｐ７および第１チェックバルブ３７を追加したことにより、電動油圧ポンプ２３を油圧モータとして機能させるとともに電動モータ２４をジェネレータとして機能させることができ、しかも電動油圧ポンプ２３に付設したリリーフバルブ３５を利用して作動油クーラ３６に高い油圧が加わらないようにできるので、従来例のリリーフバルブ３８を廃止して部品点数を削減することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態のトランスミッション１３は有段式のものに限定されず、無段式のものであっても良い。

１１ エンジン
１３ トランスミッション
２２ 機械式油圧ポンプ
２３ 電動油圧ポンプ
２４ 電動モータ
３１ 作動油タンク
３４ 第２チェックバルブ
３５ リリーフバルブ
３６ 作動油クーラ
３７ 第１チェックバルブ
Ｐ２ 油路（第１油路）
Ｐ３ 油路（第２油路）
Ｐ４ 油路（第４油路）
Ｐ５ 油路（第３油路）
Ｐ６ 油路（第５油路）
Ｐ７ 油路（第３油路）

Claims (3)

1. エンジン（１１）により駆動される機械式油圧ポンプ（２２）で作動油タンク（３１）の作動油を第１油路（Ｐ２）を介してトランスミッション（１３）に供給するとともに、エンジン（１１）の停止時には電動モータ（２４）で駆動される電動油圧ポンプ（２３）で前記作動油タンク（３１）の作動油を第２油路（Ｐ３）を介して前記第１油路（Ｐ２）に供給するトランスミッションの油圧回路において、
   前記トランスミッション（１３）からの戻り油を第１チェックバルブ（３７）を介して前記第２油路（Ｐ３）に供給する第３油路（Ｐ５，Ｐ７）を備えることを特徴とするトランスミッションの油圧回路。
2. 前記第２油路（Ｐ３）に、前記機械式油圧ポンプ（２２）側から前記電動油圧ポンプ（２３）側への作動油の流通を阻止する第２チェックバルブ（３４）を介装したことを特徴とする、請求項１に記載のトランスミッションの油圧回路。
3. 前記電動油圧ポンプ（２３）の余剰の吐出油をリリーフバルブ（３５）を介して前記作動油タンク（３１）に戻す第４油路（Ｐ４）と、前記トランスミッション（１３）および前記第１チェックバルブ（３７）間の前記第３油路（Ｐ５，Ｐ７）を前記作動油タンク（３１）に接続する第５油路（Ｐ６）と、前記第５油路（Ｐ６）に介装された作動油クーラ（３６）とを備えることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のトランスミッションの油圧回路。

Images