JP3767222B2

JP3767222B2 - オイル供給装置

Info

Publication number: JP3767222B2
Application number: JP00518099A
Authority: JP
Inventors: 昌典石戸
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1999-01-12
Filing date: 1999-01-12
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2019-01-12
Also published as: JP2000205387A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オイルポンプの吐出路の圧油を所定時に排出する排出路を有したオイル供給装置、特に、排出路に絞りを設けたオイル供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の自動変則装置には一般的に流体伝動装置やその他の各種の油圧アクチュエータが配備され、これら油圧アクチュエータには切換え操作用の圧油がオイルポンプより供給されている。
【０００３】
ところで、車両はその停車時に走行に移る場合、シフトレバーがニュートラルレンジ（Ｎ）よりドライブレンジ（Ｄ）へ切換えられ、これに応じて流体伝動装置である動力伝達系の各油圧アクチュエータが切換え操作される。このため、エンジン駆動中は常に回転しているエンジン出力軸側であるトルクコンバータのポンプ側にオイルポンプを取付けておき、停車時にあっても切換え油圧を確保できるようにしたものがある。
【０００４】
このようなエンジン駆動のオイルポンプを備えたオイル供給装置の一例が特開平８−１４４９６５号公報に開示される。このオイル供給装置はエンジン駆動のオイルポンプの吐出ポートと吸入ポートの間に流量制御弁を設け、吐出路に圧力調整弁を設け、この圧力調整弁のフィードバック圧が大きな場合にこの油圧を受けた流量制御弁が開き、吐出油を吸入路に迂回させて、ポンプ負荷を低減し、キャビテーションの発生を抑制している。しかし、このオイル供給装置ではエンジン始動時のような低回転時に流量制御弁が閉じており、このためライン圧が上昇してポンプ負荷が急増し、エンジンの始動性を良好に保持できない。
図７には他のオイル供給装置の例を示した。
【０００５】
ここで、エンジン駆動のオイルポンプ１００はその吐出路１１０に調圧弁１２０、マニュアルシフト弁１３０及び油圧クラッチ１４０等の各種の油圧アクチュエータを取付けている。マニュアルシフト弁１３０はドライブ（Ｄ）レンジで吐出路１１０を油圧クラッチ１４０側のポートに連通し、Ｐレンジでは油圧クラッチ１４０側のポートを閉じ、吐出路１１０をスプール１３１に設けた開口ａに続く排出路１９０に連通する。
【０００６】
この場合、Ｐレンジでの吐出路１１０の圧油を開口ａに続く排出路１９０より排出してポンプ負荷を低減し、始動性を確保しようとすると、開口ａ、即ち、排出路断面積を比較的大きく設定することが望ましい。一方、Ｐレンジでエンジン回転数及びポンプ回転数が急増する極低温でのアイドルアップ運転時に吐出路１１０の油圧を高め、調圧弁１２０の導入路１５０に大きな操作油圧を加えて、スプール１２１を開弁方向に移動させ、戻し路１８０を開放して吸入路１６０の負圧化を抑え、キャビテーションの発生を抑えようとすると、開口ａ、即ち、排出路断面積を比較的小さく設定することが望ましい。
【０００７】
このように、排出路１９０の開口ａ、即ち、排出路断面積は、始動性の確保のためには大きく、キャビテーションの抑制のためには小さく設定することが望ましく、従来は相反する要求を満たすために、双方の要求をそこそこ満たす妥協点を求めて、開口ａの絞り内径を設定していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、特開平８−１４４９６５号公報のオイル供給装置では始動性の確保ができず、図７のオイル供給装置では始動性の確保とキャビテーションの抑制の相反する要求をそこそこ満たすだけでしかなく双方を確実に満たせるオイル供給装置が望まれている。
【０００９】
特に小排気量車両では、近年、その制御性を確保する上で大排気量車と比べてエンジントルクに対し相対的に大きな容量のオイルポンプを装備するように成ってきている。このため、小排気量車での出力当たりの負荷が増加する傾向にあり、始動性の悪化を抑えるため排出路断面積を大きくして吐出路油圧を低下させる必要性がより高まっている。一方、耐久性、静粛性確保の観点よりキャビテーションの発生を抑制する必要性も高まっており、妥協点を求めることはますます困難となっている。
【００１０】
本発明の目的は、始動性の確保とキャビテーションの抑制の双方を確実に満たせるオイル供給装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１の発明では、エンジンにより駆動されるオイルポンプを備え、このオイルポンプの吐出路と吸入路との間に吐出路の油圧が所定値を上回ると開く調圧弁を配設し、上記吐出路には排出路を接続し、同排出路により所定時に上記吐出路の圧油を排出し、上記排出路に流量感応型可変絞り弁を設け、この流量感応型可変絞り弁により、排出路の油流量が少ないと排出路断面積を拡げ、多いと調圧弁を開くように排出路断面積を狭めている。
ここで、所定時、例えば、吐出路から排出路に流入する油流量が少ない始動時のような場合には、流量感応型可変絞り弁が排出路断面積を拡げ、吐出路の油圧を下げ、オイルポンプの負荷を下げ、始動性を確保でき、排出路に流入する油流量が多いアイドルアップ時のような場合に、流量感応型可変絞り弁が排出路断面積を狭め、調圧弁を開くようにして、オイルポンプの吐出路を吸入路に連通し、吸入路の負圧化によるキャビテーションの発生を抑制し、異音発生や耐久性低下を防止できる。
【００１２】
好ましくは自動変速機のオイル供給装置において、上記排出路はパーキングレンジに保持されたマニュアルシフト弁を介し吐出路に連通されることが良い。この場合、マニュアルシフト弁がパーキングレンジに保持される場合、始動やアイドルアップがなされることより、オイルポンプがオイル供給不要の運転域である始動時（この時エンジン回転数はアイドル回転数より低い）やアイドルアップ時に、マニュアルシフト弁が吐出路の圧油を排出路に排出するように容易に構成でき、従来装置を容易に兼用でき、この点で構成の簡素化、低コスト化を図れる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１記載のオイル供給装置において、上記流量感応型可変絞り弁は、流入口及び流出口より排出路断面積が大で底面が上記流出口より低位に形成されたボール収容室と、上記流出口の周囲に形成された絞り通路と、同ボール収容室に収容され油流量の増加変動に応じて上記底面より上記流出口を狭めるよう変動するボールとを有することを特徴とする。
この場合、自重とオイルの動圧とのバランスによりボール収容室内の排出路断面積を可変させるボールを用いるので、構造の簡素化、低コスト化を図れる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１、図２には本発明の適用されたオイル供給装置１を示した。このオイル供給装置１は図示しない自動車の自動変速機内の油圧クラッチ２やその他の各油圧アクチュエータ、あるいは多数の潤滑／冷却要部に圧油を供給するように構成されている。
【００１５】
オイル供給装置１は油圧源のオイルポンプ３と、オイルポンプ３の吐出路４と吸入路５の間に取り付けられる調圧弁としての油圧調整弁６と、吐出路４の油圧調整弁６の下流側に取り付けられるマニュアルシフト弁７と、吐出路４のマニュアルシフト弁７の下流側に取り付けられる油圧クラッチ２等の各種の油圧アクチュエータと、オイルポンプ３が吸入路５を介し吸入する油を貯溜するオイルパン９及びオイルフィルタ１０とを備える。
オイルポンプ３は図示しないエンジン出力軸側と一体のトルクコンバータのポンプ軸８に取付られ、エンジン駆動時には常時回転して、圧油を吐出路４側に吐出する。
【００１６】
油圧調整弁６は吐出路４の油圧を所定値に保持するもので、吐出路４の油圧を操作油圧として導入路１２より取り込み、その操作油圧と戻しばね１１とのバランス作動に応じてスプール１４が戻し路１３を開閉するように構成される。戻し路１３の下流端は吸入路５に連通し、適時に吐出路４の圧油を吸入路５を介してオイルポンプ３の吸入口に供給できる。なお、ここでの所定値とは、後述するスプール１５がパーキングレンジ（Ｐ）に保持された状態での調圧値であり、エンジンがアイドルアップ運転域に入り、キャビテーションの発生域に入った場合の吐出路油圧の内で比較的低い値が設定され、操作油圧がこの所定値を上回ると速やかに戻しばね１１の弾性力に抗してスプール１４が戻し路１３を開放できるように設定されている。油圧調整弁６は、スプール１５がドライブレンジ（Ｄ）等に保持された場合においては、過度の吐出圧を排除するためのレギュレータ機能を示す。なお、この油圧調整弁６は、レギュレータ機能を発揮するための調圧値とキャビテーション防止のための所定値とを同一値に設定しているが、場合により、両油圧に差を設定できる図示しない油圧調整弁を用いても良い。
【００１７】
マニュアルシフト弁７は図示しないシフトレバーと連動するスプール１５をバルブボデー１６内に摺動可能に収容する。スプール１５はパーキングレンジ（Ｐ）、リバースレンジ（Ｒ）、ニュートラルレンジ（Ｎ）、ドライブレンジ（Ｄ）等の走行レンジ（２）、（Ｌ）へ選択的に切換えられる。ここで、マニュアルシフト弁７のスプール１５がドライブレンジ（Ｄ）にあると、吐出路４は油圧クラッチ２側のポートと連通し、停車時や始動時に使用されるパーキングレンジ（Ｐ）にあると、油圧クラッチ２側のポートを閉じ、吐出路４をスプール１５に形成された後述する流入口１９１を介し排出路１７に連通させる。
【００１８】
スプール１５はその一端に図示しないシフトレバーとの連結部１５１を形成され、他端近傍に外径方向に延びる連通穴１５２を形成され、その連通穴１５２とスプール１５の他端との間に排出路１７の一部を成す流量感応型可変絞り弁１８を取付ている。
【００１９】
図２に示すように、流量感応型可変絞り弁１８はスプール１５の中心線Ｌに対し同心的に形成されたボール収容室１９を備える。このボール収容室１９は連通穴１５２の中央に開口する円形断面の流入口１９１と下流側の流出口１９２と、流入口１９１及び流出口１９２より低位に形成され排出路断面積が流入口１９１及び流出口１９２より大の底面１９３を形成されている。底面１９３と流出口１９２の間はコーン型の穴に形成され、その傾斜面１９５の下流端が流出口１９２に連結している。図３に示すように、流出口１９２は円形断面でその周辺位置に、絞り通路１９４が切り込み形成されている。底面１９３上には転動可能に金属性のボール２０が配設される。なお、場合によりボール２０は金属以外の樹脂等で成形されても良い。このボール２０はボール収容室１９に流入する油の流量の増加変動、即ち油の動圧を受け、この動圧と自重ｗのバランスで転動し、動圧が比較的大きいと底面１９３より流出口に移動し、同流出口１２を閉じるよう変動できる。ボール２０の外径は流出口１９２の内径より僅かに大きく設定される。このためボール２０が流出口１９２を閉じた場合、上下の絞り通路１９４のみより油が排出路１７の下流側に流動し、この際、ボール２０の下流側部位に負圧域を形成させ、ボール２０を流出口１９２に吸着可能に構成されている。
【００２０】
なお、図２の流量感応型可変絞り弁１８では、底面１９３と流出口１９２の間はコーン型の穴に形成され、傾斜面１９５が流出口１９２に連結されているが、ここでのボールが比較的軽量の場合、あるいは油の流量が比較的大きな場合には底面１９３と流出口１９２の間を図５の如く段差部１９６をもって不連続に連結するようにしても良く、図６の如く逆傾斜面１９７に形成しても良い。これらの場合、ボール収容室１９における流量が所定値を上回ると、底面１９３のボールが浮き上がり、直接流出口１９２側に吸着されることにより排出路断面積を狭めることとなる。
【００２１】
このようなオイル供給装置１の作動を説明する。
ここでシフトレバーのスプール１５がパーキングレンジ（Ｐ）にある状態で、エンジンの始動処理がなされるとする。この場合、オイルポンプ３が比較的低速回転され、吐出路４に吐出された圧油は流入口１９１よりボール収容室１９を経て流出口１９２より排出路１７の下流側に流下する。この時、図４（ａ）に示すように、ボール２０は流入口１９１からの緩やかな油の流れｆに当たり、比較的小さな動圧を受けるが、この動圧に応じた押し上げ力が自重ｗを上回ることなく、ボール２０が傾斜面１９５を登ることはなく、流出口１９は開放状態に保持され、ボール収容室１９での排出路断面積は比較的大きく保持される。このため、吐出路４の油圧は速やかにボール収容室１９を経て排出路１７の下流側に排出され、ポンプ負荷は低く保持され、たとえ極低温時の始動であっても始動を良好に保持できる。
【００２２】
この始動後において、図示しないエンジン制御系にアイドルアップ指令が成され、エンジン回転数が急増し、これに伴いポンプ回転数が急増するとする。
【００２３】
この場合、吐出路４に吐出された比較的多量の圧油の比較的大きな流れは流入口１９１よりボール収容室１９を経て排出路１７の下流側に流下する。この時、流入口１９１からボール２０に向けて流速の大きな油の流れｆ１が当たり続け、比較的大きな動圧を受けたボール２０は自重ｗに抗して傾斜面１９５を登り、流出口１９を閉じ、図２に２点鎖線で示す位置にがたつくことなく保持される。この時、周辺の絞り通路１９４のみより油が排出路１７の下流側に流動し、ボール２０はその下流側に生じた負圧で流出口１９２に吸着された状態を保持できる。
【００２４】
この吸着可能な構造により、油の流量が増加していく時のボール作動流量と、油の流量が低下していく時のボール作動流量にヒステリシスを設けることができる。これにより、上記油の流量の増加側と低下側のボール作動流量が同一である場合に懸念されるボールの作動ハンチングによるボールの振動を防止することができ、作動音の防止、耐久性の向上を図ることができる。
【００２５】
このため、ボール収容室１９の排出路断面積は十分に小さく絞られ、吐出路４の油圧は急増する。この急増した油圧は導入路１２を介し油圧調整弁６に操作油圧として加わる。油圧調整弁６は戻しばね１１の弾性力である所定の調圧値を閉弁方向に受けているが、操作油圧がその閉弁方向の弾性力を容易に上回ることとなり、スプール１４が戻し路１３を開放し、吐出路４の圧油を吸入路５に供給する。この時、オイルポンプ３は比較的高回転しており、オイルパン９の油をオイルフィルタ１０を介し吸入するのみでは吸入路５側の負圧化を招き、キャビテーションを発生させるところであるが、吐出路４からの圧油の供給を受け、吸入路５側の負圧化によるキャビテーションの発生を抑制し、異音発生や耐久性低下を防止することができる。
【００２６】
なお、暖機後の走行時には、シフトレバーのスプール１５がドライブレンジ（Ｄ）等の走行レンジに切り替わり、吐出路４は油圧クラッチ２側のポートに連通し、この油圧クラッチ２やその他の各油圧アクチュエータ、あるいは多数の潤滑／冷却要部に圧油を供給でき、流入口１９１より排出路１７側は閉鎖され、無駄な圧油の流れを防止できる。これと同時に、油圧調整弁６はレギュレータ機能を発揮し、吐出路４の過度の油圧の上昇を調整することとなる。
【００２７】
図１のオイル供給装置で用いた流量感応型可変絞り弁１８は排出路１７の流量に感応して排出路断面積を増減調整するボール２０を用いており、比較的構造が簡素化され、低コスト化を図れる。しかも、流量感応型可変絞り弁１８はスプール１５の一端に一体形成されていたため、従来のマニュアル弁に流量感応型可変絞り弁１８を追加して形成することが容易であり、実施容易化を図れる。なお、場合により、マニュアルシフト弁７より排出路１７下流側のバルブボデー１６上に図示しない流量感応型可変絞り弁を別途設けても良く、この場合も同様の作用効果を得ることができる。
【００２８】
図１のオイル供給装置では過度の吐出圧排除のためのレギュレータ機能を有する油圧調整弁６をキャビテーションの発生防止のための調圧弁として兼用していたが、これに代えて、レギュレータ機能を有する油圧調整弁とは別に吐出路４と吸入路５間をキャビテーションの発生防止のために適時に開放する図示しない調圧弁を別途に用いても良い。この場合も図１のオイル供給装置と同様の作用効果を得られ、特に、レギュレータ機能で用いる調圧値とは無関係にキャビテーションの発生防止のための所定値の設定を行える利点がある。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１の発明では、吐出路の圧油を所定時に排出する排出路に流量感応型可変絞り弁を設けたので、所定時、例えば、吐出路から排出路に流入する油流量が少ない始動時のような場合には、流量感応型可変絞り弁が排出路断面積を拡げ、吐出路の油圧を下げ、オイルポンプの負荷を下げ、始動性を確保でき、排出路に流入する油流量が多いアイドルアップ時のような場合には、流量感応型可変絞り弁が排出路断面積を狭め、調圧弁を開くようにして、オイルポンプの吐出路を吸入路に連通し、吸入路の負圧化によるキャビテーションの発生を抑制し、異音発生や耐久性低下を防止できる。
【００３０】
請求項２の発明では、自重とオイルの動圧とのバランスによりボール収容室内の排出路断面積を可変させるボールを用いるので、構造の簡素化、低コスト化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例としてのオイル供給装置のオイル回路図である。
【図２】図１のオイル供給装置で用いる流量感応型可変絞り弁の拡大断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１のオイル供給装置で用いる流量感応型可変絞り弁の作動説明図であり、（ａ）は低流量時、（ｂ）は高流量時を示す。
【図５】本発明における流量感応型可変絞り弁の変形例を示す断面図である。
【図６】本発明における流量感応型可変絞り弁の別の変形例を示す断面図である。
【図７】従来のオイル供給装置のオイル回路図である。
【符号の説明】
１オイル供給装置
３オイルポンプ
４吐出路
５吸入路
６調圧弁
１７排出路
１８流量感応型可変絞り弁
１９ボール収容室
１９１流入口
１９２流出口
１９３底面
１９４絞り通路
２０ボール

Claims

エンジンにより駆動されるオイルポンプと、
上記オイルポンプの吐出路と吸入路との間に配設され、上記吐出路の油圧が所定値を越えたとき開く調圧弁と、
上記吐出路に接続され、同吐出路の圧油を所定時に排出する排出路と、
上記排出路に設けられ、同排出路の油流量が少ないと排出路断面積を拡げ、多いと上記調圧弁を開くように排出路断面積を狭める流量感応型可変絞り弁と、
を具備したことを特徴とするオイル供給装置。
上記流量感応型可変絞り弁は、流入口及び流出口より排出路断面積が大で底面が上記流出口より低位に形成されたボール収容室と、上記流出口の周囲に形成された絞り通路と、同ボール収容室に収容され油流量の増加変動に応じて上記底面より上記流出口を狭めるよう変動するボールとを有することを特徴とする請求項１記載のオイル供給装置。