JP2014077536A - 車両用自動変速機の油圧供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】高圧用オイルポンプで必要なだけの油圧が生成されるように流量を可変制御し、高圧用オイルポンプの駆動のための動力損失を最小化できるようにした車両用自動変速機の油圧供給システムを提供する。
【解決手段】オイルパンからオイルをポンピングして低圧の油圧を生成する低圧用オイルポンプと、低圧の油圧を安定した油圧に制御して低圧部に供給する低圧用レギュレータバルブと、低圧用オイルポンプから供給された低圧の油圧を高圧の油圧に昇圧させて高圧の油圧を高圧部に供給する高圧用オイルポンプと、高圧の油圧を安定した油圧に制御する高圧用レギュレータバルブと、を含んでなり、低圧用オイルポンプと高圧用オイルポンプは、１つの駆動軸によって駆動されて、高圧用オイルポンプは、運転条件に応じて吐出流量を調節することができる可変容量オイルポンプに適用することからなっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用自動変速機の油圧供給システムに関し、より詳細には、低圧用オイルポンプと高圧用オイルポンプが１つの駆動軸によって駆動する油圧供給システムであって、高圧用オイルポンプの吐出流量を可変的に制御して動力損失を防ぐことができるようにした車両用自動変速機の油圧供給システムに関する。

最近、世界的な原油高騰と排気ガス排出規制の強化に伴い、自動車メーカーは燃費を向上させることができる技術開発に総力を傾けている。
自動変速機における燃費改善は、動力伝達効率の向上によって達成され、動力伝達効率の向上は、オイルポンプの不必要な消費動力を小さくすることによって実現される。このような燃費改善のために、最近では、自動変速機に低圧用オイルポンプと高圧用オイルポンプを別途に備え、低圧用オイルポンプで生成された油圧は低圧部（トルクコンバータ、冷却、潤滑）に供給され、高圧用オイルポンプで生成された油圧は高圧部（変速時に選択的に作動する摩擦部材）に供給されるようにしている〔例えば、特許文献１、特許文献２参照〕。

より具体的には、自動変速機の通常の油圧は、低圧部が要求する油圧を基準として生成（すなわち、低圧用オイルポンプで生成）し、高圧部が要求する一部の油圧のみを高圧用オイルポンプで生成して高圧部に供給するようになっている。このために、オイルポンプ駆動のための消費動力を小さくすることによって燃費向上を達成することができ、これと同時にオイルポンプにかかる負荷を減少させ、騒音および振動減少と耐久性向上を図ることができる。

しかし、このようなオイル供給システムでは、低圧用オイルポンプと高圧用オイルポンプを１つの駆動軸によって駆動するようになる。この場合、低圧用オイルポンプと高圧用オイルポンプの回転数を独立に制御することが不可能となり、高圧用オイルポンプから必要以上に多くの流量を供給するようになる。

高圧用オイルポンプが必要以上に多くの油圧を供給するということは、必要以上に高圧の油圧を生成することを意味し、必要以上に高圧の油圧を生成するためには、高圧用オイルポンプを駆動するための駆動力が不必要に失われるという問題点を有している。

特開２００８−０６３９４７号公報 特開２０１２−０８２９４７号公報

本発明の目的は、低圧用オイルポンプと高圧用オイルポンプを１つの駆動軸で駆動し、高圧用オイルポンプで必要なだけの油圧が生成されるように流量を可変制御し、高圧用オイルポンプの駆動のための動力損失を最小化できるようにした車両用自動変速機の油圧供給システムを提供することにある。

本発明に係る車両用自動変速機の油圧供給システムは、オイルパンに貯蔵されたオイルを利用して低圧の油圧と高圧の油圧を生成し、低圧の油圧と高圧の油圧をそれぞれ低圧部と高圧部に供給する車両用自動変速機の油圧供給システムであって、オイルパンに貯蔵されたオイルをポンピングして低圧の油圧を生成する低圧用オイルポンプと、低圧用オイルポンプから供給された低圧の油圧を安定した油圧に制御し、この安定した油圧を低圧部に供給する低圧用レギュレータバルブと、低圧用オイルポンプから供給された低圧の油圧を高圧の油圧に昇圧させ、昇圧した高圧の油圧を高圧部に供給する高圧用オイルポンプと、高圧用オイルポンプから高圧部に供給された高圧の油圧を安定した油圧に制御する高圧用レギュレータバルブと、を含んでなり、低圧用オイルポンプと高圧用オイルポンプは、１つの駆動軸によって駆動されて、高圧用オイルポンプは、運転条件に応じて吐出流量を調節することができる可変容量オイルポンプに適用することからなっている。

高圧用オイルポンプは、代表的に可変容量ベインポンプであり、高圧用レギュレータバルブを制御するソレノイドバルブの制御圧によって制御される。
ソレノイドバルブは、代表的に比例制御ソレノイドバルブで構成される。

ここで、可変容量ベインポンプは、ａ）オイルを吸入する吸入ポート、吸入ポートに流入したオイルを吐出する吐出ポート、そして吸入ポートと吐出ポートに流体で連結したロータチャンバが備えられたハウジングと、ｂ）リング形状に形成されており、ハウジングのロータチャンバに配置され、その外周面の一側に荷重入力端が形成されたアウターロータ、アウターロータの内側に偏心して配置されて駆動軸に連結したインナーロータ、そしてインナーロータの外周面に放射状にスライディング可能に挿入された複数のベインを備えたポンピング手段と、ｃ）ハウジングの一側に配置されて、高圧用レギュレータバルブを制御するソレノイドバルブの制御圧に応じてアウターロータの偏心量を制御してポンプボリュームを可変する可変容量制御手段と、を有する構成である。

さらに、この可変容量制御手段は、ｘ）一側部にソレノイドバルブの制御圧が供給される流入ポート、他側部に排出ポートを有するバルブボディーと、ｙ）バルブボディー内部にスライディング可能に設けられ、１つのランドと、ランドの一側面で所定の長さに突出してアウターロータの荷重入力端に接触する作動ロッドを有するバルブスプールと、ｚ）ランドの他側面とバルブボディーの間に配置された弾性部材と、を有する構成とすることができる。

ここで、バルブボディーは、代表的にハウジングと一体に形成され、ハウジングと個別に形成され、ハウジング内に装着される。

本発明の実施形態によれば、高圧用オイルポンプを可変容量ベインポンプとし、可変容量ベインポンプの吐出流量を高圧部の油圧を制御するソレノイドバルブ（ＳＯＬ）の制御圧によって可変制御することにより、不必要に高圧の油圧が生成されることを防ぐことができる。また、不必要な油圧の生成を防ぎ、高圧用オイルポンプを駆動させるための駆動力を最小化することによって動力損失を減らすことができるようになる。

本発明に係る油圧供給システムの構成図である。 本発明に係る油圧供給システムに適用されるオイルポンプの構成図である。 本発明に係る油圧供給システムに適用される高圧用オイルポンプの概略的な構成図である。 本発明に係る油圧供給システムに適用される高圧用オイルポンプの可変容量制御手段の断面図である。

以下、本発明に係る油圧供給システムを、好ましい実施形態を挙げ、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。ただし、以下の説明を明確にするために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体に渡って同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付与している。また、構成の名称を第１、第２などと区分したのは、その構成の名称が同じであってこれを区分するためのものであり、その順序に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る油圧供給システムの構成図である。図１を参照すると、本発明に係る油圧供給システムは、低圧用オイルポンプ２で生成された低圧の油圧を、トルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）、冷却部、潤滑部などの低圧部４に供給し、高圧用オイルポンプ６で生成された高圧の油圧を、変速に関係する摩擦部材を作動させる高圧部８に供給できるように構成されている。

ここで、低圧の油圧は、トルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）の作動と冷却および潤滑を円滑にする程度の低い圧力を意味し、高圧の油圧は、変速時に選択的に作動する複数の摩擦部材を円滑に作動させる程度の高い圧力を意味している。

低圧用オイルポンプ２で生成された油圧は、低圧用レギュレータバルブ１０で安定した油圧に制御されて低圧部４に供給される。低圧用オイルポンプ２は、オイルパン（Ｐ）に貯蔵されたオイルを、第１吸入流路１２を通じて吸入し、低圧の油圧を第１低圧流路１４に吐出する。

低圧用レギュレータバルブ１０は、第１低圧流路１４と連結し、第１再循環流路１６を通じて第１吸入流路１２と連結する。
したがって、低圧用レギュレータバルブ１０は、第１低圧流路１４を通じて供給された油圧の一部を、第１再循環流路１６を通じて第１吸入流路１２に再循環させながら油圧を調節する。

このために、低圧用レギュレータバルブ１０は、スプールバルブでなされ、一側に配置された弾性部材１８の弾性力と、弾性部材１８の反対側に供給された第１低圧流路１４の油圧に応じて第１再循環流路１６の開口面積が調節され、低圧部４に供給される油圧が制御される。

高圧用オイルポンプ６で生成された油圧は、高圧用レギュレータバルブ２０で安定した油圧に制御されて高圧部８に供給される。高圧用オイルポンプ６は、低圧用オイルポンプ２から供給された低圧の油圧を高圧の油圧に昇圧させ、高圧の油圧を高圧流路２２を通じて高圧部８に供給する。

高圧用レギュレータバルブ２０は、高圧流路２２と連結し、第２再循環流路２４を通じて第１低圧流路１４と連結する。これにより、高圧用レギュレータバルブ２０は、高圧流路２２を通じて供給された油圧の一部を、第２再循環流路２４を通じて第１低圧流路１４に再循環しながら油圧を調節する。

このために、高圧用レギュレータバルブ２０は、通常のスプールバルブであり、比例制御が行われるソレノイドバルブ（ＳＯＬ）の制御圧、弾性部材２６の弾性力、そしてソレノイドバルブ（ＳＯＬ）の制御圧に対抗する高圧流路２２の油圧によって制御されるように構成される。弾性部材２６の弾性力は、高圧流路２２で要求する圧力に応じて任意に設定される。

上述したように、低圧用オイルポンプ２で生成された低圧の油圧は、低圧部４に供給され、高圧用オイルポンプ６で生成された高圧の油圧は、高圧部８に供給される。
低圧用オイルポンプ２と高圧用オイルポンプ６は、別々の駆動源によって駆動することができるが、本発明の実施形態では１つの駆動軸によって駆動するようにしている。

図２は、本発明の実施形態に係る油圧供給システムに適用されるオイルポンプの構成図である。図２を参照すると、低圧用オイルポンプ２と高圧用オイルポンプ６は、１つの駆動源３０と１つの駆動軸３２によって駆動している。駆動源３０は、エンジンまたはモータであってよく、駆動源３０が駆動軸３２を回転させると、駆動軸３２に配置された低圧用オイルポンプ２と高圧用オイルポンプ６が同じ方向に回転しながら油圧を生成する。

低圧用オイルポンプ２は、第１吸入口３４を通じて第１吸入流路１２と連結してオイルパン（Ｐ）のオイルを吸入し、第１吐出口３６を通じて第１低圧流路１４と連結して低圧部４に低圧の油圧を供給する。

高圧用オイルポンプ６は、第２吸入口３８を有し、第２吸入口３８は、連結流路４０を通じて第１吐出口３６と連結して、低圧用オイルポンプ２で生成された油圧を吸入する。そして、高圧用オイルポンプ６は、第２吐出口４２を通じて高圧流路２２と連結し、高圧部８に高圧の油圧を供給する。
連結流路４０は、図１に示した第１低圧流路１４の一部であり、第２吸入口３８は、第２再循環流路２４とも連結する。
この実施形態では、高圧用オイルポンプ６を可変容量ベインポンプで構成している。

図３は、油圧供給システムに適用される高圧用オイルポンプの概略的な構成図である。図３を参照すると、高圧用オイルポンプ６は可変容量ベインポンプであり、ハウジング１００、ポンピング手段２００、そして可変容量制御手段３００で構成されている。

ハウジング１００は、オイルを吸入する吸入ポート１０２と、吸入ポート１０２に流入したオイルを吐出する吐出ポート１０４と、さらに、吸入ポート１０２に連結してオイルが供給され、吐出ポート１０４に連結してオイルを吐出するロータチャンバ１０６が形成されている。

ポンピング手段２００は、アウターロータ２０２、インナーロータ２０４、および複数のベイン２０６を有している。
アウターロータ２０２は、大略リング形状でハウジング１００のロータチャンバ１０６に配置され、その外周面の一側には荷重入力端２０８が形成される。
インナーロータ２０４は、アウターロータ２０２の内側に偏心して配置され、駆動軸３２に連結して駆動する。
複数のベイン２０６は、インナーロータ２０４の外周面に放射状にスライディング可能に挿入され、円周方向に等間隔で配置される。
これにより、インナーロータ２０４が回転すると、ベイン２０６は放射状の外側に押されながら、その自由端部がアウターロータ２０２の内周面に接触する。

ポンピング手段２００は、駆動軸３２の駆動によってインナーロータ２０４が回転しながらロータチャンバ１０６に流入したオイルを加圧し、加圧したオイルを吐出ポート１０４に圧送するようになっている。

可変容量制御手段３００は、ハウジング１００の一側に備えられた収容チャンバ１０８に配置されており、運転条件に応じてアウターロータ２０２の偏心量を制御することによってポンプボリュームを制御する。

図４は、油圧供給システムに適用される高圧用オイルポンプの可変容量制御手段の断面図である。可変容量制御手段３００は、バルブボディー３１０とバルブスプール３２０で構成される。

バルブボディー３１０は、ハウジング１００によって形成され、あるいはハウジングとは別に形成されて、収容チャンバ１０８に装着される。
バルブボディー３１０は、一側にはソレノイドバルブ（ＳＯＬ）の制御圧が供給される流入ポート３１２が、他側には排出ポート（ＥＸ）が形成されている。そして、バルブボディー３１０の内部にスライディング可能に設けられたバルブスプール３２０は、１つのランド３２２と、ランド３２２の一側面で所定の長さに突出してアウターロータ２０２の荷重入力端２０８に接触する作動ロッド３２４が形成される。

ランド３２２の他側面とバルブボディー３１０の間には弾性部材３２６が配置される。これにより、バルブスプール３２０のランド３２２の一側面に流入ポート３１２に流入する制御圧が作用し、他側面には弾性部材３２６の弾性力が作用して、制御圧と弾性力のバランスによりバルブスプール３２０が左側または右側に移動する。

弾性部材３２６は、バルブスプール３２０のランド３２２とアジャスタボルト３２８の間に配置されて、作動初期状態でバルブスプール３２０を図面上の右側に押し、作動ロッド３２４が荷重入力端２０８と接触するようにする。この弾性部材３２６の弾性力は、流入ポート３１２に流入する制御圧の大きさに応じて当業者が任意に設定することができる。

高圧用オイルポンプ６の吐出流量は、流入ポート３１２に供給されたソレノイドバルブ（ＳＯＬ）の制御圧に応じて決定される。すなわち、ソレノイドバルブ（ＳＯＬ）の制御圧が供給されない場合には、図３および図４に示しているように、バルブスプール３２０が弾性部材３２６の弾性力によって図面上の右側に押され、アウターロータ２０２の偏心量を大きくする。したがって、高圧用オイルポンプ６の吐出流量を増大させる。

反対に、ソレノイドバルブ（ＳＯＬ）の制御圧が供給されると、ソレノイドバルブ（ＳＯＬ）の制御圧が弾性力より大きくなって、バルブスプール３２０を図面上の左側に移動させる。したがって、アウターロータ２０２の偏心量が減り、高圧用オイルポンプ６の吐出流量を減少させることになる。

以上、本発明の車両用自動変速機の油圧供給システムを、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、本発明の実施形態から当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者によって容易に変更され、均等であると認められる範囲のすべての変更を含むものである。

２：低圧用オイルポンプ
４：低圧部
６：高圧用オイルポンプ
８：高圧部
１０：低圧用レギュレータバルブ
１２：第１吸入流路
１４：第１低圧流路
１６、２４：第１、第２再循環流路
１８、２６：弾性部材
２０：高圧用レギュレータバルブ
２２：高圧流路
３０：駆動源
３２：駆動軸
３４：（低圧用オイルポンプにある）第１吸入口
３６：（低圧用オイルポンプにある）第１吐出口
３８：（高圧用オイルポンプにある）第２吸入口
４０：連結流路
４２：（高圧用オイルポンプにある）第２吐出口
１００：ハウジング、
１０２：（ハウジングの）吸入ポート
１０４：（ハウジングの）吐出ポート
１０６：（ハウジングの）ロータチャンバ
１０８：（ハウジングの）収容チャンバ
２００：ポンピング手段
２０２：（ポンピング手段の）アウターロータ
２０４：（ポンピング手段の）インナーロータ
２０６：（ポンピング手段の）ベイン
２０８：（ポンピング手段の）荷重入力端
３００：可変容量制御手段
３１０：（可変容量制御手段の）バルブボディー
３１２：（可変容量制御手段の）流入ポート
３２０：（可変容量制御手段の）バルブスプール
３２２：（可変容量制御手段の）ランド
３２４：（可変容量制御手段の）作動ロッド
３２６：（可変容量制御手段の）弾性部材
３２８：（可変容量制御手段の）アジャスタボルト
ＥＸ：（可変容量制御手段の）排出ポート
Ｐ：オイルパン
ＳＯＬ：ソレノイドバルブ

Claims (8)

1. オイルパンに貯蔵されたオイルを利用して低圧の油圧と高圧の油圧を生成し、前記低圧の油圧と前記高圧の油圧をそれぞれ低圧部と高圧部に供給する車両用自動変速機の油圧供給システムであって、
   前記オイルパンに貯蔵されたオイルをポンピングして低圧の油圧を生成する低圧用オイルポンプと、
   前記低圧用オイルポンプから供給された低圧の油圧を安定した油圧に制御し、前記安定した油圧を前記低圧部に供給する低圧用レギュレータバルブと、
   前記低圧用オイルポンプから供給された低圧の油圧を高圧の油圧に昇圧させ、昇圧した高圧の油圧を前記高圧部に供給する高圧用オイルポンプと、
   前記高圧用オイルポンプから前記高圧部に供給された高圧の油圧を安定した油圧に制御する高圧用レギュレータバルブと、
   を含み、
   前記低圧用オイルポンプと前記高圧用オイルポンプは、１つの駆動軸によって駆動されて、前記高圧用オイルポンプは、運転条件に応じて吐出流量を調節することができる可変容量オイルポンプに適用することを特徴とする車両用自動変速機の油圧供給システム。
2. 前記高圧用オイルポンプは、可変容量ベインポンプであることを特徴とする請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
3. 前記高圧用オイルポンプは、前記高圧用レギュレータバルブを制御するソレノイドバルブの制御圧によって制御されることを特徴とする請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
4. 前記ソレノイドバルブは、比例制御ソレノイドバルブで構成されることを特徴とする請求項３に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
5. 前記可変容量ベインポンプは、
   オイルを吸入する吸入ポート、前記吸入ポートに流入したオイルを吐出する吐出ポート、そして前記吸入ポートおよび前記吐出ポートに流体で連結したロータチャンバが備えられたハウジングと、
   リング形状に形成されており、前記ハウジングのロータチャンバに配置され、その外周面の一側に荷重入力端が形成されたアウターロータ、前記アウターロータの内側に偏心して配置されて駆動軸に連結したインナーロータ、そして前記インナーロータの外周面に放射状にスライディング可能に挿入された複数のベインを備えたポンピング手段と、
   前記ハウジングの一側に配置されて、前記高圧用レギュレータバルブを制御するソレノイドバルブの制御圧に応じて前記アウターロータの偏心量を制御してポンプボリュームを可変する可変容量制御手段と、
   を含むことを特徴とする請求項２に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
6. 前記可変容量制御手段は、
   一側部に前記ソレノイドバルブの制御圧が供給される流入ポート、他側部に排出ポートを有するバルブボディーと、
   前記バルブボディーにスライディング可能に内蔵され、１つのランドと、前記ランドの一側面で所定の長さに突出して前記アウターロータの荷重入力端に接触する作動ロッドを有するバルブスプールと、
   前記ランドの他側面と前記バルブボディーの間に配置された弾性部材と、
   を含むことを特徴とする請求項５に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
7. 前記バルブボディーは、前記ハウジングと一体に形成されることを特徴とする請求項６に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
8. 前記バルブボディーは、前記ハウジングと個別に形成され、前記ハウジング内に装着されることを特徴とする請求項６に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。

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