JP2020067061A - オイル供給装置 - Google Patents
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Abstract
Description
車両におけるオイル供給装置は、車両における各部を動かすための仕事量が大きい場合に油圧が不足しないように設計されており、一定速で走行中である場合などのようにアクチュエータの油圧室容積の変動が少ない場合には、オイルポンプから供給されるオイルがほとんど使用されずオイルパンに戻される。従って、オイルポンプの駆動ロスが生じ、燃費が低下してしまっていた。
車両の走行状態などによって必要なオイル量は異なる。車両のオイル供給システムは、最も高い油圧が必要とされる状態に合わせてオイルを供給するため、必要とされる油圧が少ない状態においては、供給するオイルの大半が無駄となってしまい、車両の燃費を低下させてしまう虞がある。本構成では、オイル貯留部に貯留されたオイルの多寡に応じてフロートが上下することにより、オイルポンプから被供給部に供給される油圧が可変とされている。
オイル貯留部に貯留されたオイルに配置されたフロートが下方に位置した状態は、貯留されたオイルが少なく各部で消費されているオイル量や必要とされる油圧が多いことを示しており、フロートが上方に位置した状態は貯留されたオイルが多く各部で消費されているオイル量や必要とされる油圧が少ないことを示している。本構成によれば、各部で消費されているオイル量や必要とされる油圧が多い第1状態においては、各部で消費されているオイル量や必要とされる油圧が少ない第2状態よりも被供給部に供給されるオイル量が多くなるため、オイル量や油圧の需要と供給のバランスが取れた状態とされる。
オイルポンプが第1吐出回路と第2吐出回路を備えることにより、双方の吐出回路から被供給部にオイルが供給される状態と一方の吐出回路からのみ被供給部にオイルが供給される状態を切り換えることが可能となる。
ピストンの移動によって油圧が変化し、該油圧の変化に応じてスプールが移動されることにより、油路の切換が行われる。
第1伝達機構及び第2伝達機構を切り換える構造が用いられ、二つの伝達機構の変速比が異なるものとされることにより、オイルポンプを駆動する駆動軸の回転数が可変とされる。
第1伝達機構と第2伝達機構の比較においては、第1伝達機構によって駆動軸が駆動される方がオイルの供給量及び油圧が高くされている。仮に、切り替え機構に不具合が生じ、切り替え機構が正常に動作しなくなった場合に、本構成によれば第1伝達機構によってオイルポンプの駆動軸の回転動作が行われる。
図1は、本発明に係る実施形態としてのオイル供給装置1を備えた車両100の構成概要を示した図である。なお、図1では、車両100の構成のうち主に本発明に係る要部の構成のみを抽出して示している。
動力伝達装置3においては、エンジン2のクランクシャフト2aと無段変速機13のインプットシャフト14とがトルクコンバータ11、前後進切換機構12等を介して接続され、無段変速機構13のアウトプットシャフト15がギヤ4,5、ディファレンシャルギヤ6等を介して駆動輪7a,7bに接続されている。
以下の説明においては、上記のような前進クラッチCL及び後退ブレーキBRの係合/解除の制御を行う制御系をまとめて「CB制御系12b」と表記する。
また、セカンダリプーリ17は、アウトプットシャフト15に対する位置が固定とされアウトプットシャフト15と同軸に一体回転するセカンダリ側固定シーブ21と、アウトプットシャフト15の軸方向に変位可能なセカンダリ側可動シーブ22とを、同軸に対向配置することにより形成されている。
巻き掛け部材18は、プライマリ側固定シーブ19とプライマリ側可動シーブ20との間、セカンダリ側固定シーブ21とセカンダリ側可動シーブ22との間に形成された略V字の溝(以下「V溝」と表記する)に掛け渡されている。
エンジン制御ユニット8は、伝達装置制御ユニット9と通信を行っており、必要に応じてエンジン2の運転状態に関するデータを伝達装置制御ユニット9に出力する。また、必要に応じ、伝達装置制御ユニット9からの各種信号に基づいてエンジン2の運転制御を行う。
本実施の形態におけるオイル供給装置1の構成について、図2を参照して説明する。
オイル供給装置1は、オイルパン23、ストレーナ24、機械式のオイルポンプ25、ライン圧調整バルブ26、副調圧バルブ27、各種の油路Yを備えている。
また、本例におけるオイル供給装置1は、ポンプ仕事量調整機構28を備えている。
オイルパン23とオイルポンプ25の吸入回路の間には、ストレーナ24が取り付けられている。ストレーナ24の内部には、オイルに含まれる不純物を取り除くための濾過フィルタ(不図示)が設けられている。
ストレーナ24とオイルポンプの吸入回路の間の油路は油路Y1とされている。
また、第1構成例におけるオイルポンプ25には、吐出回路が二つ設けられている。メインの吐出回路は、油路Y2とされ、サブの吐出回路は油路Y3とされている。
図示は省略するが、油路Y4の先には、油路Y4から供給されるライン圧を更に調圧するための各種バルブ等の油圧調整部が設けられている。図1に示した伝達装置制御ユニット9は該油圧調整部の制御を行うことで、ロックアップクラッチ11dの締結及び解除の制御、前進クラッチCLや後退ブレーキBRの動作制御、無段変速機構13の変速制御等を実現する。
副調圧バルブ27の調圧により生じるオイルの余剰流は、帰還油路Y7を介して吸入回路(油路Y1)へ環流する。
ここで、本例における帰還油路Y7の経路上には、帰還オイルを一時的に貯留するオイル貯留部29が設けられている。オイル貯留部29には、貯留されたオイルに対して浮力を有するフロート30が配置されている。
ポンプ仕事量調整機構28は、切り替え機構31の一例としてのシリンダ機構31Aと、スプール弁32を備えている。
スプール37は、断面がバルブボディ36の断面と略同じ大きさ同じ形状とされた第1ランド38と、第1ランド38に対してバルブボディ36の軸方向に離隔して配置され第1ランド38と略同形状とされた第2ランド39と、バルブボディ36の内径よりも径が細くされ第1ランド38及び第2ランド39を接続する軸部40とを備えている。
なお、第3空間43とシリンダチューブ33の内部空間は密閉空間とされ、オイル以外の液体が充填されていてもよいし、空気が充填されていてもよい。
一方、図4は、オイル貯留部29に貯留された油量が多く、フロート30の浮力によりピストン34がシリンダチューブ33に対して十分押し込まれた状態を示している。シリンダチューブ33に対して十分押し込まれた状態におけるピストン34の位置を「第2位置」とする。また、ピストン34が第2位置に位置したときの切り替え機構31(シリンダ機構31A)の状態を「第2状態」と呼称する。
第1空間41が広くされ且つ第3空間43が狭くされる図3に示すようなスプール37の位置は、サブ吐出回路から供給される油圧をライン圧調整バルブ26へ供給する位置であるため、「供給位置」とされる。
第1空間41が狭くされ且つ第3空間43が広くされる図4に示すようなスプール37の位置は、サブ吐出回路から供給されるオイルをドレン回路(油路Y9)を介してオイルパン32へ帰還させる位置であるため、「ドレン位置」とされる。
また、シリンダ機構31Aが第2状態にあるときに、オイル貯留部29に貯留される作動油が減少しフロート30が下方に移動した場合には、シリンダ機構31Aは第1状態へと遷移し、スプール弁32による油路の切り替えが行われる。
また、図示はしていないが、スプール37に対する軸方向の力が働いていない場合にスプール37の位置が図3に示す状態を保つように、バネなどの部材によりスプール37が一方向に付勢されていてもよい。これにより、スプール37に対する軸方向の力が働かない状態(故障などの状態)に陥ったとしても、サブ吐出回路が油路Y8と接続され、十分な量のオイルが必要各部に供給される。
オイル供給装置の第2構成例について、図5を参照して説明する。なお、図2に示した第1構成例と同様の部分については、同一の符号を付し適宜説明を省略する。
本例におけるオイル供給装置1は、オイルポンプ25から吐出される作動油が流れる吐出回路が一つとされている。即ち、前述したサブ吐出回路が設けられていない。
吐出回路(油路Y2)は、オイルポンプ25から吐出された作動油をライン圧調整バルブ26へ供給するための油路とされている。
ポンプ仕事量調整機構28は、切り替え機構31の一例としてのスリーブ機構31Bを備えている。更に、ポンプ仕事量調整機構28は、トルクコンバータ11のポンプインペラ11aの軸(インペラ軸)の回転がギヤ等を介して伝達されることによりインペラ軸に従動して回転する従動軸S1の回転を更にオイルポンプ25の駆動軸S2に伝達する第1伝達機構44と、同じく従動軸S1の回転をオイルポンプ25の駆動軸S2に伝達する第2伝達機構45を備えている。
第1伝達機構44と第2伝達機構45は変速比が異なるものとされ、状況に応じて何れか一方の伝達機構のみを用いて従動軸S1の回転が駆動軸S2に伝達される。
第1アーム47は、略L字状に形成され、一端がフロート30に取り付けられると共に他端が第2アーム48の一端に連結される。第1アーム47のL字状の曲げ部分はオイル貯留部29に対する位置が固定された固定部47aとされている。即ち、第1アーム47は、フロート30の浮沈状態に応じて固定部47aを中心とした回転が可能とされている。
第3アーム49は、棒状に形成され、一端が第2アーム48と連結され他端がスリーブ46と連結されている。
スリーブ46によって第1スプロケット44aと従動軸S1を締結するための機構としては、例えばシンクロメッシュ機構を用いることができる。
図7に示す状態においては、スリーブ46が第3スプロケット45aと係合することにより、第3スプロケット45aが従動軸S1と一体に回転される。このとき、第1スプロケット44aは従動軸S1に対して非同期で回転運動される(即ち空転する)。スリーブ46と第3スプロケット45aが係合した状態におけるスリーブ46の位置を「第2位置」とする。また、この状態におけるスリーブ機構31Bの状態を「第2状態」とする。
スリーブ46によって第3スプロケット45aと従動軸S1を締結するための機構としては、例えばシンクロメッシュ機構を用いることができる。
従って、例えば、フロート30や第1アーム47、第2アーム48、或いは第3アーム49に不具合が生じ、フロート30の浮力がスリーブ46に適切に伝達されなくなった場合には、スリーブ46は第1スプロケット44a側に位置した状態が保たれる。
オイル供給装置の第3構成例について、図8を参照して説明する。第3構成例は、第2構成例と第3構成例を組み合わせた例である。前述した各例と同様の構成については、適宜説明を省略する。
ポンプ仕事量調整機構28は切り替え機構31を備えて構成されている。切り替え機構31は、オイルポンプ25からポンプ仕事量調節機構28に供給された油圧を油路Y8を介してライン圧調整バルブ26へ供給するか、或いは、油路Y9(ドレン回路)を介してオイルパン23へ帰還させるかを切り換える機構である。切り替え機構31の切り替え動作は、オイル貯留部29に配置されたフロート30によって可能とされている。
リンク53は、一端がピストンロッド35と接続され、他端には被案内突部53aが設けられている。
具体的には、案内溝55は、スリーブ46に近づくにつれて第1スプロケット44a側から第3スプロケット45a側に近づくように変位する略円弧状とされた円弧溝55aと、円弧溝55aの一端からスリーブ46に近づく方向に一直線に形成された直線溝55bとを備えている。従って、被案内突部53aが形成されたリンク53の一端は、ピストンロッド35の移動に伴って円弧を描きながら第1スプロケット44a側から第3スプロケット45a側へ移動された後、スリーブ46に近づくように移動される。
先ず、図9に示す状態は、フロート33が配置されたオイル貯留部29に貯留されたオイルが少なく、フロート33が下方に位置している状態(ピストン非作動状態)を示している。
なお、図9においては、フロート33が最も下方に位置する最下点よりも更に下方に油面が位置している状態を示しているが、フロート33が油面に浮いた状態であってもよい。
即ち、ピストン非作動状態は、シリンダ機構31A及びスリーブ機構31Bが共に「第1状態」とされる。
即ち、ピストン半作動状態は、シリンダ機構31Aが「第1状態」とされ、スリーブ機構31Bが「第2状態」とされる。
また、ピストン作動状態においては、リンク53の一端(被案内突部53a)が案内溝55の直線溝55bによって案内され、バネ部材52が収縮される。但し、スリーブ46は第3スプロケット45aと係合された状態は維持されるため、駆動軸S2の回転速度は遅い状態とされる。
即ち、ピストン作動状態は、シリンダ機構31A及びスリーブ機構31Bが共に「第2状態」とされる。
上述した各例において、オイル供給装置1は、車両100に用いられるオイル(作動油)の循環経路上に設けられたオイル貯留部29と、吸入したオイルを被供給部(ライン圧調整バルブ26等)に供給するオイルポンプ25と、オイル貯留部29に配置され、オイルに対して浮力を有するフロート30と、フロート30の上下位置に応じて可動部(ピストン34、スリーブ46)が第1位置に位置する第1状態と可動部が第2位置に位置する第2状態を切り換える切り替え機構(31,31A,31B)と、を備え、第1状態及び第2状態に応じてオイルポンプ25から被供給部に供給される単位時間あたりのオイル量が異なるように構成されている。
車両100の走行状態などによって必要なオイル量は異なる。車両100のオイル供給装置1は、最も高い油圧が必要とされる状態に合わせてオイルを供給するため、必要とされる油圧が少ない状態においては、供給するオイルの大半が無駄となってしまい、車両100の燃費を低下させてしまう虞がある。本構成では、オイル貯留部29に貯留されたオイルの多寡に応じてフロート30が上下することにより、オイルポンプ25から被供給部に供給される油圧が可変とされている。
これにより、オイル貯留部29に貯留されたオイルの量に応じてオイルポンプ25から被供給部に適切な油圧が供給されるため、オイルポンプ25の仕事量が適切に調整され、車両100の燃費向上に寄与することができる。
オイル貯留部29に貯留されたオイルに配置されたフロート30が下方に位置した状態は、貯留されたオイルが少なく各部で消費されているオイル量や必要とされる油圧が多いことを示しており、フロート30が上方に位置した状態は貯留されたオイルが多く各部で消費されているオイル量や必要とされる油圧が少ないことを示している。本構成によれば、各部で消費されているオイル量や必要とされる油圧が多い第1状態においては、各部で消費されているオイル量や必要とされる油圧が少ない第2状態よりも被供給部に供給されるオイル量が多くなるため、オイル量や油圧の需要と供給のバランスが取れた状態とされる。
オイル量や油圧の供給が適切とされることにより、オイルポンプ25の仕事量が最適化され、車両100の燃費向上に寄与することができる。
オイルポンプ25は第1吐出回路と第2吐出回路を備えることにより、双方の吐出回路から被供給部にオイルが供給される状態と一方の吐出回路からのみ被供給部にオイルが供給される状態を切り換えることが可能となる。
即ち、被供給部に供給すべきオイル量や油圧の多寡に応じて適宜第2吐出回路の接続先が切り換えられるため、オイルポンプ25の仕事量の最適化が図られ、車両100の燃費向上に寄与することが可能となる。
ピストン34の移動によって油圧が変化し、該油圧の変化に応じてスプール37が移動されることにより、油路の切換が行われる。
所謂スプール弁を用いることにより、第2吐出回路から供給されるオイルの油圧の影響を受けずに、油路の切り替えを行うことが可能である。
第1伝達機構44及び第2伝達機構45を切り換える構造が用いられ、二つの伝達機構の変速比が異なるものとされることにより、オイルポンプ25を駆動する駆動軸S2の回転数が可変とされる。
これにより、オイルポンプ25の仕事量が可変とされるため、オイルポンプ25の仕事量の最適化を図ることができ、車両100の燃費向上に寄与することができる。
第1伝達機構44と第2伝達機構45の比較においては、第1伝達機構44によって駆動軸S2が駆動される方がオイルの供給量及び油圧が高くされている。仮に、切り替え機構(31,31A,31B)に不具合が生じ、切り替え機構が正常に動作しなくなった場合に、本構成によれば第1伝達機構44によってオイルポンプ25の駆動軸S2の回転動作が行われる。
従って、切り替え機構に不具合が生じた場合に被供給部(ライン圧調整バルブ26等)に供給されるオイル量や油圧は高い状態が維持されるため、油量不足による各部の摩耗や損傷、或いは油圧不足による各部の動作不良を回避することができ、車両100が正常に動作する状態を確保することができる。
サクション回路(油路Y7)は、ライン圧調整バルブ26や副調圧バルブ27の下流に配置された油圧室等の必要各部に供給されなかった余剰のオイルが通る油路であるため、油圧室容積の変動等に対して油面が上下する際の応答性が良好となる。一方、オイルパン23に戻されたオイルは各部で使用されたオイルも戻ってくるため、油面の高さがそのまま油圧室容積の変動をダイレクトに反映したものとなるとは限らない。
従って、オイル貯留部29をサクション回路上に設けることにより、油圧室容積の変動に応じて即座にオイルポンプ25の仕事量を適切に変化させることができるため、車両100の燃費向上に好適である。
Claims (6)
- 車両に用いられるオイルの循環経路上に設けられたオイル貯留部と、
吸入したオイルを被供給部に供給するオイルポンプと、
前記オイル貯留部に配置され、オイルに対して浮力を有するフロートと、
前記フロートの上下位置に応じて可動部が第1位置に位置する第1状態と前記可動部が第2位置に位置する第2状態を切り換える切り替え機構と、を備え、
前記第1状態及び前記第2状態に応じて前記オイルポンプから前記被供給部に供給される単位時間あたりのオイル量が異なる
オイル供給装置。 - 前記切り替え機構は、前記フロートが下方に位置した状態において前記第1状態とされ、前記フロートが上方に位置した状態において前記第2状態とされ、
前記単位時間あたりのオイル量は、前記切り替え機構が前記第2状態とされるよりも前記第1状態とされる方が多くされた
請求項1に記載のオイル供給装置。 - 前記オイルポンプは第1吐出回路と第2吐出回路を有し、
前記切り替え機構は前記可動部とされたピストンを備えたシリンダ機構とされ、
前記ピストンが前記第1状態とされたことに応じて前記第2吐出回路と前記被供給部への供給回路が接続される供給位置に位置し、前記ピストンが前記第2状態とされたことに応じて前記第2吐出回路とオイルポンプの吸入側に戻すドレン回路が接続されるドレン位置に位置するスプールを備えた
請求項2に記載のオイル供給装置。 - 前記スプールは、前記ピストンの移動によって生じる油圧を用いて前記供給位置と前記ドレン位置を移動可能とされた
請求項3に記載のオイル供給装置。 - 前記切り替え機構が前記第1状態とされることによってエンジン動力を前記オイルポンプの駆動軸に伝達する第1伝達機構と、
前記切り替え機構が前記第2状態とされることによってエンジン動力を前記駆動軸に伝達する第2伝達機構と、を備え、
前記第1伝達機構の変速比は前記第2伝達機構の変速比よりも小さくされた
請求項2に記載のオイル供給装置。 - 前記可動部を前記第1位置側に付勢する付勢手段を備えた
請求項2に記載のオイル供給装置。
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JP2012241785A (ja) * | 2011-05-18 | 2012-12-10 | Toyota Motor Corp | 油圧制御装置 |
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