JP2022097233A - オイル供給制御装置、伝動ユニットおよび動力システム - Google Patents

Abstract

【課題】大型化を回避した上で安定したオイル供給を実現可能なオイル供給制御装置、伝動ユニットおよび動力システムを提供する。【解決手段】オイル供給制御装置５０は、エンジンの駆動に応じて駆動するオイルポンプ１４から油圧クラッチ２４への作動オイルの供給を制御するものであって、オイルポンプ１４に至る上流側油路５４と、オイルポンプ１４に至る下流側油路５５と、を有して作動オイルが流通する油圧供給路５３と、下流側油路５５に設けられ、エンジンの回転数の増加に応じて下流側に流出する作動オイルの流量を減少させる比例制御弁７５と、比例制御弁７５で生じた余剰オイルを上流側油路５４に戻す戻し油路７８と、を備えている。【選択図】図６

Description

本発明は、オイル供給制御装置、伝動ユニットおよび動力システムに関する。

従来、エンジン等の駆動源によってオイルポンプを駆動し、このオイルポンプから吐出されるオイルの油圧によって、変速機やクラッチ等の油圧機器を作動させる油圧制御装置が知られている。
例えば、特許文献１には、オイルポンプ２１ａの二つの吐出ポート２１，２２からそれぞれ油路３１，３２を延ばし、第一の油路３１は油圧機器（制御対象ＯＣ）に接続し、第二の油路３２は切換弁５１を介して第一の油路３１の上流側にそれぞれ接続した構成が開示されている。係る構成において、切換弁５１の作動によって、二つの油路３１，３２で油圧機器にオイルを供給する全吐出状態と、第一の油路３１のみで油圧機器にオイルを供給する半吐出状態と、が切り替わる。二つの油路３１，３２には、それぞれ逆止弁４１，４２が設けられている。

特開２０２０－０９０９８４号公報

ところで、オイルポンプは、エンジンの駆動に連動して駆動する。オイルポンプの回転数（オイル吐出量）は、エンジンの回転数に応じて増減する。エンジン回転数の上昇によりオイル吐出量が上昇すると、油圧制御装置に設けた油圧レギュレータが作動し、余剰オイルを油圧供給路の上流側に戻す。
上述のような油圧システムにおいて、オイルを貯留するオイルタンクの容量は、オイル循環時にもオイルポンプの吸入不足が生じないように設定される。
しかし、エンジン回転数が最大まで上昇したときにもオイル不足が生じないようにするためには、オイルタンクの容量を、エンジンの最大回転数に応じた容量に設定する必要がある。このため、オイルタンクひいては装置全体を大型化させるという課題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、大型化を回避した上で安定したオイル供給を実現することができるオイル供給制御装置、伝動ユニットおよび動力システムを提供する。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、駆動源の駆動に応じて駆動するオイルポンプから油圧機器への作動オイルの供給を制御するオイル供給制御装置であって、前記作動オイルを貯留するオイルタンクから前記オイルポンプに至る上流側油路と、前記オイルポンプから前記油圧機器に至る下流側油路と、を有し、前記作動オイルが流通する油圧供給路と、前記下流側油路に設けられ、前記駆動源の回転数の増加に応じて下流側に流出する前記作動オイルの流量を減少させる制御弁と、前記制御弁から前記上流側油路に至り、前記制御弁で前記作動オイルの流量を減少させることで生じた余剰オイルを前記上流側油路に戻す戻し油路と、を備えている。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載のオイル供給制御装置と、前記駆動源と、前記駆動源の駆動により駆動される被駆動装置と、の間に配置されて、前記駆動源の駆動力を前記被駆動装置に伝達可能とする、前記油圧機器である伝動装置と、前記伝動装置を収容するとともに前記オイルタンクを兼ねる伝動ケースと、を備え、前記伝動ケースは、前記駆動源と前記被駆動装置との間に配置されている伝動ユニットを提供する。

請求項３に記載した発明は、請求項２に記載の伝動ユニットと、前記駆動源と、前記被駆動装置と、を備えている動力システムを提供する。

請求項１～３に記載した発明によれば、大型化を回避した上で安定したオイル供給を実現することができるオイル供給制御装置、伝動ユニットおよび動力システムを提供することができる。
すなわち、オイルポンプが駆動源と一体的に駆動し、このオイルポンプから吐出されたオイルを油圧機器に供給する構成では、駆動源の回転数が増加すると、これに伴いオイルポンプの吐出量も増加する。制御弁から延びる戻し油路には、制御弁による油圧（オイル流量）の調整に伴い、上流側油路に戻る余剰オイルが流れる。
一般に、オイルの戻し量およびオイルタンクの容量は、駆動源における使用頻度の高い回転数でオイルポンプが駆動した場合の吐出量（通常流量）を基準に設定される。すなわち、オイルポンプが通常流量で駆動する場合、オイルタンク内のオイルが不足することなく、装置内で安定してオイルを循環させることができる。
これに対し、駆動源の回転数（ひいてはオイルポンプの吐出量）が使用頻度の低い最大回転数まで増加すると、オイルポンプの最大吐出量（最大流量）に対して生じる余剰オイルは、通常流量を基準に設定したオイルの戻し量よりも多くなる。この場合、油圧回路のリリーフ弁が作動したり、オイルタンク内のオイルが不足してオイルポンプの吐出を不安定にさせたりすることが考えられる。
実施形態では、油圧供給路の下流側油路に、駆動源の回転数の増加に応じて作動オイルの流量を減少させる制御弁を備えている。制御弁は、駆動源の回転数（ひいてはオイルポンプの吐出量）が増加した場合は、バルブ開度を変化させて、下流側油路のオイル流量を減少させるとともに、戻し油路のオイル流量を増加させる。これにより、駆動源の回転数が上昇してオイルポンプの吐出量が増加しても、下流側油路のオイル流量が制御弁で制限され、多くの余剰オイルが速やかに上流側油路に戻される。これにより、オイルタンクの容量を増加させる等による装置全体の大型化を回避するとともに、オイルポンプの吐出を安定させて油圧供給を安定させることができる。

請求項２に記載した発明によれば、上記効果に加え、駆動源と被駆動装置との間にオイルタンクを兼ねる伝動ケースが配置される構成において、オイルタンクが大型化して駆動源と被駆動部とを大きく離間させることを抑え、伝動ユニットひいては動力システムの大型化を確実に抑えることができる。また、油圧機器である伝動装置がオイルタンク内に配置されるので、伝動装置の潤滑等を良好に行うことができる。

本発明の実施形態における動力システムの断面を含む説明図である。 上記動力システムの斜視図である。 上記動力システムの伝動ユニットをエンジンと反対側から見た斜視図である。 上記動力システムの伝動ユニットをエンジン側から見た斜視図である。 上記伝動ユニットの断面図である。 上記伝動ユニットのオイル供給制御装置の構成図である。 上記オイル供給制御装置で比例制御弁を用いてオイル流量を調整する場合の各種パラメータ等の変化を示すタイムチャートである。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

＜動力システム＞
図１、図２に示すように、実施形態の動力システム１は、エンジン１０（駆動源）と、油圧ポンプ１５（被駆動装置）と、クラッチユニット２０（伝動ユニット）と、を備えている。
エンジン１０は、例えば直列四気筒型の内燃機関である。エンジン１０は、クランクケース１１内にクランクシャフト１２（駆動軸）を収容している。エンジン１０は、例えばクランクシャフト１２と同軸の出力軸１３をクランクケース１１の外部に突出させている。出力軸１３は、エンジン１０の運転に伴い回転駆動力を出力する。

出力軸１３には、クラッチユニット２０に備える油圧クラッチ２４（伝動装置）を介して、油圧ポンプ１５が接続されている。油圧ポンプ１５は、エンジン１０および後述するモータジェネレータ１８の少なくとも一方から回転動力が入力されて駆動する。油圧ポンプ１５は、駆動によって外部に供給する油圧を発生させる。油圧ポンプ１５が発生した油圧は、例えば建設機械や産業機械の油圧アクチュエータ等に供給される。

以下、油圧クラッチ２４を単にクラッチ２４ということがある。クラッチ２４は、油圧供給により接続状態となって、エンジン１０の出力軸１３と油圧ポンプ１５の入力部１６（入力軸）との間で回転駆動力を伝達可能とする。
図中線Ｃ１は互いに同軸の出力軸１３および入力部１６の回転中心軸線を示す。動力システム１は、出力軸１３の軸方向（軸線Ｃ１に沿う方向、図中矢印Ｆ１１方向）を水平にして車載される。図中矢印Ｆ１２は軸方向Ｆ１１と直交しかつ車載時に水平となる幅方向、図中矢印Ｆ１３は軸方向Ｆ１１および幅方向と直交しかつ車載時に垂直となる上下方向、をそれぞれ示している。

動力システム１は、例えば油圧ショベル等の建設機械、フォークリフト等の産業機械等の特殊車両に搭載される。これらの搭載車両は、油圧シリンダや油圧モータ等の油圧アクチュエータを備えている。動力システム１は、搭載車両の油圧アクチュエータに供給する油圧を発生させる。

クラッチユニット２０は、エンジン１０の出力軸１３と油圧ポンプ１５の入力部１６との間に配置される。クラッチユニット２０は、エンジン１０に比べて小型であり、異なるエンジン１０にも載せ替えが容易である。油圧ポンプ１５の入力部１６は、エンジン１０の出力軸１３と同軸に配置される回転要素である。クラッチユニット２０は、エンジン１０の出力軸１３と油圧ポンプ１５の入力部１６との間の動力伝達を断接するクラッチ２４を備えている。クラッチ２４は、エンジン１０の出力軸１３と油圧ポンプ１５の入力部１６との間の動力伝達の可否を切り替える。

クラッチユニット２０は、クラッチ２４等を収容する伝動ケース３０を備えている。伝動ケース３０は、出力軸１３の軸方向Ｆ１１でエンジン１０と油圧ポンプ１５との間に配置されている。
図３～図５を併せて参照し、伝動ケース３０は、エンジン１０の出力軸１３およびこれと同軸の回転要素を収容する円筒状の筒状ケース部３１と、筒状ケース部３１よりも大径をなして筒状ケース部３１のエンジン１０側に配置され、出力軸１３に設けられたフライホイール１３ａを収容するホイールハウジング３２と、筒状ケース部３１の油圧ポンプ１５側に配置され、前記幅方向Ｆ１２および上下方向Ｆ１３の各幅よりも前記軸方向Ｆ１１の幅が狭い偏平状をなす偏平状ケース部３３と、を備えている。

偏平状ケース部３３は、軸方向Ｆ１１から見て、幅方向の一側に向けて上下幅を広げつつ延出している。偏平状ケース部３３は、軸方向Ｆ１１から見て、略三角形状をなしている。偏平状ケース部３３の幅方向一側の部位は、軸方向視でホイールハウジング３２よりも幅方向一側に張り出している。この張り出し部分を張り出し部３４と称する。また、偏平状ケース部３３における軸方向でエンジン１０側を向く側面を第一側面３５、偏平状ケース部３３における軸方向で油圧ポンプ１５側を向く側面を第二側面３６と称する。例えば、第一側面３５および第二側面３６は、軸方向と直交する平面状をなしている。

軸方向Ｆ１１において、偏平状ケース部３３のエンジン１０側（第一側面３５よりもエンジン１０側）には、ホイールハウジング３２の少なくとも一部（実施形態では全体）が配置されている。軸方向Ｆ１１において、偏平状ケース部３３の張り出し部３４のエンジン１０側（第一側面３５よりもエンジン１０側）には、モータジェネレータ１８の少なくとも一部（実施形態では全体）が配置されている。軸方向Ｆ１１において、偏平状ケース部３３のエンジン１０側（第一側面３５よりもエンジン１０側）には、さらに、後述する油圧レギュレータ６０および油路切替弁７０（比例制御弁７５）が配置されている。

モータジェネレータ１８は、例えばＭＲモータとして構成されている。モータジェネレータ１８は、不図示のインバータを介して車載電源（二次バッテリ）に接続されている。モータジェネレータ１８は、車載電源からの電力供給に応じて駆動力を発生する電動機として機能する。モータジェネレータ１８は、エンジン１０からの動力伝達に応じて電力を発電する発電機として機能する。例えば、モータジェネレータ１８が発電した電力は、車載電源に充電される。モータジェネレータ１８と車載電源との間で授受される電力は、不図示のインバータにより調整される。

動力システム１は、電子制御装置（ＥＣＵ）としての制御部１７を備えている。制御部１７は、エンジン１０の駆動等に係る各種演算処理を行う演算処理回路と、制御用のプログラムやデータが記憶された記憶装置と、を備えている。

制御部１７には、各種の検出信号が入力されている。この検出信号には、エンジン１０の回転数（例えばクランク軸の回転数）、エンジン１０の各種温度、アクセル操作量（出力要求量）、車速等の車両状態、車載電源の蓄電量、等が含まれている。これらの検出信号に基づき、制御部１７が動力システム１の運転制御を行う。この運転制御には、エンジン１０の運転制御、モータジェネレータ１８の力行／回生（発電）の制御、オイル供給制御装置５０の電磁弁の制御、が含まれている。

モータジェネレータ１８は、エンジン１０に対しては、クラッチ２４を介して動力伝達可能に連結されている。モータジェネレータ１８は、クラッチ接続時には、エンジン１０と動力伝達可能であり、クラッチ切断時には、エンジン１０と動力伝達不能である。モータジェネレータ１８は、油圧ポンプ１５に対しては、クラッチ２４を介さず常に動力伝達可能に連結されている。

動力システム１は、クラッチ２４の断接によって、エンジン１０と油圧ポンプ１５との間、およびエンジン１０とモータジェネレータ１８との間の各々で、動力伝達の可否を切り替える。クラッチ２４が接続状態にあるとき、エンジン１０と油圧ポンプ１５との間、およびエンジン１０とモータジェネレータ１８との間の各々で、動力伝達が可能となる。クラッチ２４が切断状態にあるとき、エンジン１０と油圧ポンプ１５との間、およびエンジン１０とモータジェネレータ１８との間の各々で、動力伝達が不能となる。

動力システム１は、クラッチ２４の断接を伴う制御により、以下の第一、第二および第三運転モードでの運転が可能である。クラッチユニット２０は、油圧ポンプ１５を駆動する動力を、エンジン１０およびモータジェネレータ１８の少なくとも一方で行うように、動力伝達経路を切り替える。

第一運転モード（エンジン駆動モード（充電モード））は、クラッチ２４を接続状態とし、エンジン１０の駆動により油圧ポンプ１５を駆動するとともに、エンジン１０の駆動によりモータジェネレータ１８を駆動する。すなわち、エンジン１０でモータジェネレータ１８を駆動して発電を行いながら、エンジン１０で油圧ポンプ１５を駆動させて油圧を発生させることが可能である。これにより、車載電源の充電を行いながら、油圧ポンプ１５の出力で車両走行等を行うことが可能である。また、車両の運動エネルギーを出力軸１３からモータジェネレータ１８へ入力可能な構成であれば、第一運転モードは車両の運動エネルギーを電気に回生する回生モードでもある。

第二運転モード（エンジン＋モータ駆動モード（エンジンアシストモード））は、クラッチ２４を接続状態とし、エンジン１０およびモータジェネレータ１８の両方の駆動により油圧ポンプ１５を駆動する。すなわち、エンジン１０およびモータの両方の動力で油圧ポンプ１５を駆動させて油圧を発生させることが可能である。これにより、エンジン１０による油圧ポンプ１５の駆動をモータジェネレータ１８でアシストし、高出力を得ることが可能である。

第三運転モード（モータ駆動モード）は、クラッチ２４を切断状態とし、エンジン１０を停止させるとともにモータジェネレータ１８のみを駆動させ、モータジェネレータ１８の駆動により油圧ポンプ１５を駆動する。すなわち、エンジン１０を停止させてモータジェネレータ１８の駆動のみで油圧ポンプ１５を駆動させて油圧を発生させることが可能である。これにより、エンジン１０を停止させた状態で、モータジェネレータ１８によって油圧ポンプ１５を駆動させて油圧を得ることが可能である。

＜クラッチユニット＞
図５、図６に示すように、クラッチユニット２０は、油圧供給により作動するクラッチ２４と、クラッチ２４に対する作動オイルの供給を制御するオイル供給制御装置５０と、を備えている。
図５を参照し、クラッチユニット２０は、エンジン１０の出力軸１３に一体回転可能に連結される第一連結軸２１と、油圧ポンプ１５の入力部１６に一体回転可能に連結される第二連結軸２２と、を備えている。第一連結軸２１は、エンジン１０の出力軸１３と同軸に配置され、出力軸１３と常時一体に回転する。第二連結軸２２は、油圧ポンプ１５の入力部１６と同軸に配置され、入力軸と常時一体に回転する。第一連結軸２１および第二連結軸２２は、互いに同軸に配置され、これら第一連結軸２１と第二連結軸２２との間に、クラッチ２４が構成されている。第一連結軸２１および第二連結軸２２は、クラッチ２４を介して動力伝達を断接可能に連結されている。

クラッチ２４は、外部（オイルポンプ１４）から油圧が供給されて作動する。クラッチ２４は、ノーマルオープンの油圧クラッチである。クラッチ２４は、外部からの油圧供給により接続状態（エンジン１０および油圧ポンプ１５間の動力伝達が可能な状態）となる。クラッチ２４は、外部からの油圧供給の消失により切断状態（エンジン１０および油圧ポンプ１５間の動力伝達が不能な状態）となる。

例えば、クラッチ２４は、出力軸１３と同軸の円板状の摩擦板（クラッチ板）を複数備えた多板クラッチである。
図６を参照し、オイル供給制御装置５０は、エンジン１０に連動するオイルポンプ１４が吐出したオイル（油圧）を、一定圧に制御（調圧）して出力する。オイル供給制御装置５０は、クラッチ接続時、調圧した一定の油圧をクラッチ２４に供給する。オイルポンプ１４は、エンジン１０に一体に設けられている。オイルポンプ１４は、エンジン１０の駆動に伴い駆動する。オイルポンプ１４は、エンジン始動後は常にクランクシャフト１２に連動して駆動する。エンジン１０は、出力要求の増加に応じて回転数を増加させる。オイルポンプ１４は、エンジン回転数の増加に応じて吐出量を増加させる。オイル供給制御装置５０からオイルポンプ１４よりも上流側に戻されるオイルの流量は、エンジン回転数の増加に応じて増加する。

オイル供給制御装置５０からクラッチ２４に油圧が供給されると、クラッチ２４が接続状態となり、第一連結軸２１と第二連結軸２２とが動力伝達可能に連結される。クラッチ２４への油圧供給がなくなると、クラッチ２４が切断状態となり、第一連結軸２１と第二連結軸２２との動力伝達可能な連結が解除される（すなわち動力伝達が不能となる）。

図３、図４を併せて参照し、伝動ケース３０の偏平状ケース部３３は、軸方向Ｆ１１から見て、幅方向の一側に向けて上下幅を広げつつ延出している。偏平状ケース部３３は、軸方向Ｆ１１から見て、略三角形状をなしている。以下、偏平状ケース部３３の軸方向Ｆ１１視の形状について説明する。偏平状ケース部３３には、出力軸１３を中心とした円形状の第一円形部３７と、第一円形部３７に対して幅方向一側に離間した位置で上下に並ぶ第二円形部３８および第三円形部３９と、が形成されている。偏平状ケース部３３の外周部には、第一円形部３７および第二円形部３８に上方から接する接線に沿う上辺部４１と、第一円形部３７および第三円形部３９に下方から接する接線に沿う下辺部４２と、第二円形部３８および第三円形部３９に幅方向一側から接する接線に沿う側辺部４３と、が形成されている。

図５を参照し、偏平状ケース部３３の幅方向他側のエンジン１０側には、第一側面３５よりもエンジン１０側に突出する筒状ケース部３１が設けられている。伝動ケース３０の内部には、クラッチ作動用オイルであるクラッチフルードが貯留されている。伝動ケース３０は、クラッチフルードを貯留するオイルタンク３０ａを兼ねている。

モータジェネレータ１８と油圧ポンプ１５との間には、伝動ギヤ列４４が構成されている。伝動ギヤ列４４は、モータジェネレータ１８の出力軸１３と同軸の第一ギヤ軸４５と、油圧ポンプ１５の入力部１６と同軸の第二ギヤ軸４６と、第一ギヤ軸４５及び第二ギヤ軸４６の間に配置される中継ギヤ軸４７と、を備えている。

第一ギヤ軸４５には、第一伝動ギヤ４５ａが一体に設けられている。第二ギヤ軸４６には、第二伝動ギヤ４６ａが一体に設けられている。中継ギヤ軸４７には、第一伝動ギヤ４５ａに噛み合う第一中継ギヤ４７ａと、第二伝動ギヤ４６ａに噛み合う第二中継ギヤ４７ｂと、が一体回転可能に設けられている。第一伝動ギヤ４５ａは、第一中継ギヤ４７ａより小径である。第二中継ギヤ４７ｂギヤは、第二伝動ギヤ４６ａよりも小径である。

したがって、モータジェネレータ１８の駆動力は、第一伝動ギヤ４５ａと第一中継ギヤ４７ａとの間で減速されるとともに、第二中継ギヤ４７ｂと第二伝動ギヤ４６ａとの間でも減速されて、油圧ポンプ１５に伝達される。クラッチ接続時には、エンジン１０の駆動力は、第二伝動ギヤ４６ａと第二中継ギヤ４７ｂとの間で増速されるとともに、第一中継ギヤ４７ａと第一伝動ギヤ４５ａとの間でも増速されて、モータジェネレータ１８に伝達される。

＜オイル供給制御装置５０＞
図６は、実施形態のオイル供給制御装置５０の構成を示している。オイル供給制御装置５０は、オイルポンプ１４の駆動によりオイルタンク３０ａ内のクラッチオイルを循環させる油圧回路５１と、油圧回路５１の各部に設けられてクラッチ２４に供給するオイルの圧力および流量を制御する各種の油圧制御弁と、を備えている。実施形態のオイル供給制御装置５０は、エンジン１０に一体に（着脱不能に）設けられたオイルポンプ１４を含まないが、この構成に限らない。例えば、エンジン１０に対して着脱可能なオイルポンプ１４を含む構成でもよい。

油圧回路５１の上流端には、サクションフィルタ５２が設けられている。サクションフィルタ５２は、オイルタンク３０ａ内のクラッチオイルに浸漬されている。オイルタンク３０ａは、油圧回路５１を循環させるクラッチオイルを貯留するとともに、油圧回路５１を循環したクラッチオイルを回収する。オイルタンク３０ａは、貯留したクラッチオイルの温度を検出する油温センサ３０ｂを備えている。実施形態のオイルタンク３０ａは、伝動ケース３０で構成されているが、この構成に限らない。例えば、専用のオイルタンク３０ａを備えてもよい。

油圧回路５１は、オイルタンク３０ａからオイルポンプ１４を経てクラッチ２４に至る油圧供給路５３を備えている。油圧供給路５３は、オイルタンク３０ａからオイルポンプ１４に至る上流側油路５４と、オイルポンプ１４から油圧機器に至る下流側油路５５と、を備えている。
上流側油路５４には、後述する戻し油路７８が接続されている。戻し油路７８は、上流側油路５４の下流端であるオイルポンプ１４の吸入部において接続されてもよい。上流側油路５４の上流端は、サクションフィルタ５２に接続されている。

下流側油路５５の途中には、油圧レギュレータ６０と、油路切替弁７０と、が設けられている。また、下流側油路５５には、オイルポンプ１４と油圧レギュレータ６０との間の油路で油圧を検出する第一油圧センサ５８ａと、油圧レギュレータ６０と油路切替弁７０との間の油路に配置されるオイルフィルタ５９と、油路切替弁７０とクラッチ２４との間の油路で油圧を検出する第二油圧センサ５８ｂと、が設けられている。油圧レギュレータ６０および油路切替弁７０は、下流側油路５５の上流端（オイルポンプ１４の吐出部）や下流端（クラッチ２４の入力部）に配置されてもよい。
以下、下流側油路５５におけるオイルポンプ１４と油圧レギュレータ６０との間の油路を第一下流側油路５５ａ、油圧レギュレータ６０と油路切替弁７０との間の油路を第二下流側油路５５ｂ、油路切替弁７０とクラッチ２４との間の油路を第三下流側油路５５ｃ、と称する。

油圧レギュレータ６０は、第一下流側油路内の油圧（すなわちオイルポンプ１４の吐出圧）を予め設定した規定の油圧に調整する。油圧レギュレータ６０は、例えば機械式の減圧弁（調圧弁）であり、二次側の油圧を一次側の油圧よりも低い一定圧力に維持する。

図６を参照し、油圧回路５１は、油圧レギュレータ６０から延びて上流側油路５４に至り、油圧レギュレータ６０で生じた余剰オイルをオイルタンク３０ａに戻す戻し油路５６を備えている。

オイルポンプ１４の吐出口は、第一下流側油路５５ａを介して、油圧レギュレータ６０に接続されている。オイルポンプ１４の吸入口は、上流側油路５４を介して、サクションフィルタ５２に接続されている。
クラッチ２４には、第三下流側油路５５ｃを介して、油路切替弁７０が接続されている。

実施形態の油路切替弁７０は、油圧レギュレータ６０から出力された油圧（オイル）のクラッチ２４への供給の有無を切り替えるとともに、油圧レギュレータ６０から出力された油圧（オイル）の流量を調整可能な流量調整弁である。例えば、油路切替弁７０は、エンジン回転数に応じてクラッチ２４に対する油圧供給量（オイル流量）を変化させる比例制御弁７５（リニアソレノイドバルブ）である。クラッチ２４は、油路切替弁７０の作動により、接続状態と切断状態とを切り替える。クラッチ２４の接続状態では、クラッチ２４における作動油圧が供給される油室は、油路切替弁７０の連通ポート７６を介して第二下流側油路５５ｂに連通する。これにより、クラッチ２４の油室には、第二下流側油路５５ｂの油圧（油圧レギュレータ６０を経た油圧）が供給される。クラッチ２４の切断状態では、クラッチ２４の油室は、油路切替弁７０の戻しポート７７（ドレンポート）を介して戻し油路７８に連通する。これにより、クラッチ２４の油室から作動油圧が排出される。例えば、戻し油路７８は、上流側油路５４に連通している。

さらに、実施形態では、比例制御弁７５の作動により、エンジン回転数に応じた量のオイルをクラッチ２４に供給可能である。オイルポンプ１４は、エンジン回転数の増加に応じてオイル吐出量を増加させる。実施形態では、エンジン回転数の増加に応じて、比例制御弁７５のバルブ開度を減少させて、連通ポート７６のオイル流量を減少させる。このとき、エンジン回転数の増加に応じて、戻しポート７７のオイル流量を増加させることとなる。すなわち、比例制御弁７５からのオイル戻り量が、エンジン１０の回転数に応じて可変となる。

比例制御弁７５は、連通ポート７６の開通量もしくは開通時間を電気的に制御するソレノイド７５ａを備えている。比例制御弁７５は、動力システム１の各部の動作を電気的に制御するＥＣＵとしての制御部１７によって、ソレノイド７５ａに通電する電流値が制御される。比例制御弁７５は、連通ポート７６の開通量もしくは開通時間を調整することによって、クラッチ２４への油圧供給量を０～１００％の間で無段階に調整可能である。

比例制御弁７５は、バルブ開度を段階的に調整するものでもよい。すなわち、比例制御弁７５は、エンジン１０の回転数が第一回転数にあるとき、バルブ開度を第一開度とし、エンジン１０の回転数が前記第一回転数よりも高い第二回転数にあるとき、バルブ開度を前記第一開度よりも低い第二開度としてもよい。

図７は、比例制御弁７５を用いてオイル流量を調整する場合の各種パラメータ等の変化を示すタイムチャートである。
動力システム１において、エンジン始動後、クラッチ２４に油圧が供給されると、クラッチ２４がＯＦＦ状態（切断状態）からＯＮ状態（接続状態）に変化する（図中タイミングＴ１）。これにより、エンジン１０の出力によって油圧ポンプ１５やモータジェネレータ１８を駆動させることが可能となる。

クラッチ接続時、クラッチ油圧（供給油圧）は、クラッチ２４を接続作動させない（切断状態を維持する）程度の待機油圧Ｐ１（油圧０を含む）から、クラッチ２４を接続作動させる接続油圧Ｐ２に変化する。このとき、比例制御弁７５の連通ポート７６の開度は、クラッチ２４に油圧を供給しない（または接続油圧Ｐ２未満の油圧（例えば待機油圧Ｐ１）を供給する）開度Ｄ１（全閉を含む）から、クラッチに接続油圧Ｐ２を供給する開度Ｄ２に変化する。またこのとき、クラッチ２４への供給油圧の増加により、オイルタンク３０ａの残油量は、タイミングＴ１前の油量Ｖ１から油量Ｖ２に減少する。

クラッチ接続状態では、クラッチ油圧は一定の規定値（クラッチ接続油圧Ｐ２）に保たれる。一方、タイミングＴ１以降、エンジン１０への出力要求によってエンジン回転数が増加した場合には（図中範囲Ｎ１）、比例制御弁７５が開度Ｄ２のままでは（図中線Ｌ１１）、オイルタンク３０ａに戻るオイルの流量が不足し、タンク残量が減少することがある（図中線Ｌ１２）。タンク残量が減りすぎると、オイルポンプ１４の吸入不足が生じてしまう。オイルタンク３０ａの容量を増加させると、装置を大型化させてしまう。

これに対し、実施形態では、エンジン回転数の増加と反比例するように、比例制御弁７５の開度を減少させるようにした（図中線Ｌ２１）。これにより、エンジン回転数の増加に伴いオイルポンプ１４の吐出量が増加しても、比例制御弁７５のバルブ開度が減少してオイル戻し量を増加させるので、比例制御弁７５が開度一定の場合に比べて、タンク残量の減少を抑えることができる（図中線Ｌ２２）。

図４を参照し、油圧レギュレータ６０の伝動ケース３０への取り付け状態において、油圧レギュレータ６０は、バルブ軸方向（図中線Ｃ２に沿う方向）を動力システム１の上下方向に対して上側ほど幅方向の一側（図中左側）に位置するように傾斜して配置されている。油圧レギュレータ６０のバルブ軸方向の中間部には、軸方向Ｆ１１でエンジン１０側を向いて開口する入力ポート１１１が設けられている。入力ポート１１１には、オイルポンプ１４の吐出口から延びる不図示の配管（上流側油路５４）が接続されている。

油圧レギュレータ６０のバルブ軸方向の中間部における上向きの側面には、斜め上方を向いて開口する出力ポート１１２が設けられている。油圧レギュレータ６０よりも幅方向の他側（図中右側）には、伝動ケース３０の筒状ケース部３１が配置されている。筒状ケース部３１の上方には、幅方向に延びる油路切替弁７０（比例制御弁７５）が配置されている（図２、図３参照）。油圧レギュレータ６０の出力ポート１１２は、第一下流側油路５５ａを介して、油路切替弁７０の入力ポート（不図示）に接続されている。

油路切替弁７０の下端部には、下方（筒状ケース部３１側）に向けて開口する出力ポート（連通ポート７６）が設けられている。筒状ケース部３１の上端部には、筒状ケース部３１の外周壁を貫通する油路が形成されている。この油路を介して、油路切替弁７０の出力ポートと、筒状ケース部３１内に収容されたクラッチ２４の油室とが連通されている。油路切替弁７０の上端部には、上方に向けて開口する戻しポート７７（図６参照）が設けられている。油路切替弁７０の戻しポート７７には、不図示の配管（戻し油路７８）の一端が接続されている。例えば、前記配管の他端は、伝動ケース３０（オイルタンク３０ａ）に接続されている。

油圧レギュレータ６０のバルブ軸方向の中間部における下向きの側面には、下向きにオフセットした後に軸方向Ｆ１１でエンジン１０側を向いて開口する戻しポート１１３が設けられている。油圧レギュレータ６０よりも戻しポート１１３側に離間した部位には、伝動ケース３０の第三円形部３９が配置されている。第三円形部３９内には、サクションフィルタ５２が収容されている。第三円形部３９およびサクションフィルタ５２は、車両搭載時には伝動ケース３０（オイルタンク３０ａ）の下端部に位置する。第三円形部３９のエンジン１０側の中心部には、エンジン１０側を向いて開口する接続ポート５２ａが設けられている。接続ポート５２ａには、オイルポンプ１４の吸入口に至る不図示の配管（上流側油路５４）が接続されている。

＜作用＞
次に、実施形態の作用について説明する。
まず、エンジン１０が始動すると、クランクシャフト１２の駆動に連動してオイルポンプ１４が駆動する。伝動ケース３０（オイルタンク３０ａ）内には、クラッチ作動用のオイル（クラッチフルード）が貯留されている。オイルポンプ１４は、上流側油路５４を介してオイルタンク３０ａ内のフルードを吸入するとともに、下流側油路５５に向けてフルードを吐出する。クラッチ２４の少なくとも一部はフルード内に浸漬され、もってクラッチ２４の潤滑および冷却等が良好になされる。
エンジン１０は、出力要求に応じて回転数を増減させる。出力要求によりエンジン回転数が増加すると、これに伴いオイルポンプ１４の吐出量も増加する。このとき、クラッチ２４に供給する油圧は一定なので、油圧回路５１の上流側へ戻すオイル戻し量が増加する。

実施形態では、油路切替弁を比例制御弁７５とし、エンジン回転数に応じて油路切替弁の開度を変更する。換言すれば、油路切替弁から上流側油路に戻すオイル流量を比例弁開度によって制御する。
例えば、比例制御弁７５は、パラメータ（実施形態ではエンジン回転数）に応じて、供給路の開度を０～１００％の間で無段階に変化させる。比例制御弁７５は、エンジンが低回転のときは、油圧供給路の開度を相対的に大きくする（流路断面積を大きくする）。比例制御弁７５は、エンジンが高回転のときは、油圧供給路の開度を相対的に小さくする（流路断面積を小さくする）。比例制御弁７５でカットオフされた油圧は、オイルタンク３０ａに戻してもよいが、実施形態では、上流側油路５４に戻している。これにより、オイルポンプ１４の吸入負圧によってオイルが強制的にオイルポンプ１４へ戻されるので、余剰オイルを効率的に循環させることができる。

以上説明したように、上記実施形態におけるオイル供給制御装置５０は、エンジン１０の駆動に応じて駆動するオイルポンプ１４から油圧クラッチ２４への作動オイルの供給を制御するものであって、前記作動オイルを貯留するオイルタンク３０ａから前記オイルポンプ１４に至る上流側油路５４と、前記オイルポンプ１４から前記クラッチ２４に至る下流側油路５５と、を有し、前記作動オイルが流通する油圧供給路５３と、前記下流側油路５５に設けられ、前記エンジン１０の回転数の増加に応じて下流側に流出する前記作動オイルの流量を減少させる比例制御弁７５と、前記比例制御弁７５から前記上流側油路５４に至り、前記比例制御弁７５で前記作動オイルの流量を減少させることで生じた余剰オイルを前記上流側油路５４に戻す戻し油路７８と、を備えている。
実施形態のクラッチユニット２０は、上記オイル供給制御装置５０と、以下のクラッチ２４と、を備えている。クラッチ２４は、エンジン１０と、エンジン１０の駆動により駆動される油圧ポンプ１５と、の間に配置されて、エンジン１０の駆動力を油圧ポンプ１５に伝達可能とする。
実施形態の動力システム１は、上記クラッチユニット２０と、エンジン１０と、油圧ポンプ１５と、を備えている。

上記構成によれば、大型化を回避した上で安定したオイル供給を実現可能なオイル供給制御装置５０、クラッチユニット２０および動力システム１を提供することができる。
すなわち、オイルポンプ１４がエンジン１０と一体的に駆動し、このオイルポンプ１４から吐出されたオイルを油圧機器に供給する構成では、エンジン１０の回転数が増加すると、これに伴いオイルポンプ１４の吐出量も増加する。クラッチ２４には、油圧供給により接続状態となった後も、一定量の油圧（オイル）が供給され続ける。したがって、油路切替弁７０から延びる戻し油路７８には、上流側油路５４に戻す余剰オイルが流れる。
一般に、オイルの戻し量およびオイルタンク３０ａの容量は、エンジン１０における使用頻度の高い回転数でオイルポンプ１４が駆動した場合の吐出量（通常流量）を基準に設定される。すなわち、オイルポンプ１４が通常流量で駆動する場合、オイルタンク３０ａ内のオイルが不足することなく、装置内で安定してオイルを循環させることができる。
これに対し、エンジン１０の回転数（ひいてはオイルポンプ１４の吐出量）が使用頻度の低い最大回転数まで増加すると、オイルポンプ１４の最大吐出量（最大流量）に対して生じる余剰オイルは、通常流量を基準に設定したオイルの戻し量よりも多くなる。この場合、油路切替弁７０のバルブ開度が一定では、油圧回路５１のリリーフ弁が作動したり、オイルタンク３０ａ内のオイルが不足してオイルポンプ１４の吐出を不安定にさせたりすることが考えられる。
実施形態では、油圧供給路の下流側油路に設けた油路切替弁に、エンジンの回転数の増加に応じて作動オイルの流量を減少させる比例制御弁を採用している。比例制御弁は、エンジンの回転数（ひいてはオイルポンプの吐出量）が増加した場合は、バルブ開度を変化させて、下流側油路のオイル流量を減少させるとともに、戻し油路のオイル流量を増加させる。これにより、エンジン１０の回転数が上昇してオイルポンプ１４の吐出量が増加しても、下流側油路のオイル流量が制限され、多くの余剰オイルが速やかに上流側油路に戻される。これにより、オイルタンク３０ａの容量を増加させる等による装置全体の大型化を回避するとともに、オイルポンプ１４の吐出を安定させて油圧供給を安定させることができる。

上記クラッチユニット２０において、前記エンジン１０と前記油圧ポンプ１５との間に配置され、前記エンジン１０の駆動力を前記油圧ポンプ１５に伝達可能とする前記クラッチ２４と、前記クラッチ２４を収容するとともに前記オイルタンク３０ａを兼ねる伝動ケース３０と、を備え、前記伝動ケース３０は、前記エンジン１０と前記油圧ポンプ１５との間に配置されている。
この構成によれば、上記効果に加え、エンジン１０と油圧ポンプ１５との間にオイルタンク３０ａを兼ねる伝動ケース３０が配置される構成において、オイルタンク３０ａが大型化してエンジン１０と油圧ポンプ１５とを大きく離間させることを抑え、クラッチユニット２０ひいては動力システム１の大型化を確実に抑えることができる。また、油圧機器であるクラッチ２４がオイルタンク３０ａ内に配置されるので、クラッチ２４の潤滑等を良好に行うことができる。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、駆動源は、エンジン１０（内燃機関）に限らず、電動機でもよい。クラッチ２４は、油圧供給により接続状態となるノーマルオープンではなく、油圧供給により切断状態となるノーマルクローズでもよい。伝動装置は、動力伝達を断接するクラッチ２４に限らず、変速機の変速動作を制御するクラッチでもよい。また、伝動装置は、油圧供給により変速作動する変速機でもよい。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１ 動力システム
１０ エンジン（駆動源）
１３ 出力軸
１３ａ フライホイール
１４ オイルポンプ
１８ モータジェネレータ
２０ クラッチユニット（伝動ユニット）
２４ クラッチ（油圧機器、伝動装置）
３０ 伝動ケース
３０ａ オイルタンク
３２ ホイールハウジング
３３ 偏平状ケース部
５０ オイル供給制御装置
５３ 油圧供給路
５４ 上流側油路
５５ 下流側油路
７０ 油路切替弁（制御弁）
７５ 比例制御弁（制御弁）
７８ 戻し油路
Ｆ１１ 軸方向

Claims (3)

1. 駆動源の駆動に応じて駆動するオイルポンプから油圧機器への作動オイルの供給を制御するオイル供給制御装置であって、
   前記作動オイルを貯留するオイルタンクから前記オイルポンプに至る上流側油路と、前記オイルポンプから前記油圧機器に至る下流側油路と、を有し、前記作動オイルが流通する油圧供給路と、
   前記下流側油路に設けられ、前記駆動源の回転数の増加に応じて下流側に流出する前記作動オイルの流量を減少させる制御弁と、
   前記制御弁から前記上流側油路に至り、前記制御弁で前記作動オイルの流量を減少させることで生じた余剰オイルを前記上流側油路に戻す戻し油路と、を備えている、オイル供給制御装置。
2. 請求項１に記載のオイル供給制御装置と、
   前記駆動源と、前記駆動源の駆動により駆動される被駆動装置と、の間に配置されて、前記駆動源の駆動力を前記被駆動装置に伝達可能とする、前記油圧機器である伝動装置と、
   前記伝動装置を収容するとともに前記オイルタンクを兼ねる伝動ケースと、を備え、
   前記伝動ケースは、前記駆動源と前記被駆動装置との間に配置されている、伝動ユニット。
3. 請求項２に記載の伝動ユニットと、
   前記駆動源と、
   前記被駆動装置と、を備えている、動力システム。

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