JP3775050B2 - ハイブリッド車両の油圧供給装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車両の油圧供給装置に関し、特に、モータジェネレータ系のフェール時にハイブリッド車両のリンプホームを可能とする技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
燃焼機関(本明細書を通じてエンジンという)とモータジェネレータを動力とするハイブリッド車両において、そのパワートレインが図4に示すような構成を採るものがある。このパワートレインでは、スタータSで始動可能なエンジンEとモータジェネレータMとの間に入力クラッチCが配設され、モータジェネレータMにより駆動されるオイルポンプPによりトランスミッションTと入力クラッチCを操作する油圧制御ユニットBの作動油圧を確保している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような構成を採るハイブリッド車両のパワートレインでは、車両駆動に必要なトランスミッションTの油圧源をモータジェネレータ駆動によるオイルポンプPに依存している。また、通常、モータジェネレータMの電源は、スタータSや補記類を作動させるための12Vの低圧バッテリとは別の専用の高圧バッテリとされている。そして、常時エンジン駆動のジェネレータにより充電される低圧バッテリとは異なり、高圧バッテリは、車両の走行モードによっては、充電が不十分となる可能性がある。こうした事情から、バッテリの能力が極端に低下する極低温時等において、モータジェネレータ駆動用のバッテリが出力不能となると、オイルポンプPを駆動できなくなることが懸念される。こうした場合は、エンジンEを起動しても走行ができない。こうした事態は、車両を長期間放置し、高圧系バッテリが自己放電しきった場合にも生じる。また、バッテリの上記のようなトラブルに限らず、モータジェネレータ系のシステムがフェールした場合にも同様の事態が生じる。
【0004】
このように、駆動源としてエンジンの動力は確保されているにも拘わらず、油圧源が確保できないだけで車両が全く走行不能となってしまうのでは不都合であり、高圧バッテリの充電不足や過放電も含めたモータジェネレータ系のシステムフェール時でも、エンジンがフェールしていない限り、最低限の走行すなわちリンプホームは可能とされることが望ましい。
【0005】
そこで本発明は、電源のトラブルを含めたモータジェネレータ系のシステムフェール時でも、車両走行を可能とするハイブリッド車両の油圧供給装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記第1の目的を達成するため、本発明は、エンジンとモータジェネレータの間に油圧作動のクラッチが配設され、油圧源としてモータジェネレータで駆動されるメインオイルポンプを備えるハイブリッド車両の油圧供給装置において、エンジンで駆動されるサブオイルポンプと、該サブオイルポンプを、メインオイルポンプの駆動時に、エンジンから切り離す駆動解除手段とが設けられたことを特徴とする。
【0007】
上記の構成において、前記駆動解除手段は、メインオイルポンプの吐出圧で作動するアクチュエータを有する構成とすることができる。
【0008】
また、前記駆動解除手段は、サブオイルポンプとエンジンとの駆動連結及び切離しを行う係脱機構を有する構成とすることもできる。
【0009】
更に、前記サブオイルポンプは、クラッチの油圧サーボに油路で接続された構成としてもよい。
【0010】
更に、前記メインオイルポンプとサブオイルポンプは、油路の切換手段を介してクラッチの油圧サーボに接続された構成としてもよい。
【0011】
【発明の作用及び効果】
本発明の請求項1記載の構成によると、モータジェネレータの駆動不能によりメインオイルポンプの油圧を生じさせることができないときでも、エンジンで駆動されるサブオイルポンプによりエンジン走行に最低限必要なクラッチの作動のための油圧が確保されるため、モータジェネレータ系のフェール時でも、エンジンが起動できる限り車両走行を可能とすることができる。
【0012】
そして、請求項2に記載の構成によると、サブオイルポンプの吐出圧によるクラッチの係合で、メインオイルポンプが作動するようになると、その吐出圧でアクチュエータを作動させて、サブオイルポンプの駆動を解除することができるので、サブオイルポンプの不要な作動を自動的に解除することができる。
【0013】
更に、請求項3に記載の構成によると、サブオイルポンプの駆動を係脱機構により解除することができるため、モータジェネレータ系がフェールしていない通常のエンジン駆動時に、サブオイルポンプを駆動することによるロスをなくすことができる。
【0014】
次に、請求項4に記載の構成によると、サブオイルポンプの吐出圧を専らクラッチの作動に使用することができるため、サブオイルポンプを必要最小限の容量の小形のポンプとすることで、サブオイルポンプを設けることによる装置の大形化を避けることができる。
【0015】
また、請求項5に記載の構成によると、メインオイルポンプの起動後は、容量の大きなメインオイルポンプの吐出圧でクラッチの係合を確保できるため、エンジン駆動による確実な車両走行が可能となる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿い、本発明の実施形態について説明する。図1は第1実施形態に係る油圧供給装置を示す。この装置は、図4を参照して前記したような、エンジンEとモータジェネレータMの間に油圧作動のクラッチCが配設され、油圧源としてモータジェネレータMで駆動されるオイルポンプPを備えるハイブリッド車両に適用されている。したがって、以下、全体構成との関連については図4を参照し、油圧供給装置の部分構成については図1を参照しながら説明する。
【0017】
この装置は、上記オイルポンプPをメインオイルポンプ1とし、エンジンEで駆動されるサブオイルポンプ2と、サブオイルポンプ2をメインオイルポンプ1の駆動時にエンジンEから切り離す駆動解除手段とが設けられたものとされている。
【0018】
サブオイルポンプ2は、この形態では、外接する2つのギヤ21,22が噛合する外歯噛合式のギヤポンプとされ、例えば、モータジェネレータMを収容するユニットケース10内に配設されている。サブオイルポンプ2の吸入ポートは、トランスミッションTの油圧制御ユニットBの下部に通常オイルパンとして設けられた油溜まり9に吸い込み油路91を介して接続され、吐出ポートは、シャトルバルブの形態を採る切換手段6を介してクラッチCの油圧サーボ5に接続されている。
【0019】
サブオイルポンプ2の駆動解除手段は、メインオイルポンプ1の吐出圧で作動するアクチュエータ3と係脱機構4を有する。アクチュエータ3は、例えば、モータジェネレータMを収容するユニットケース10内に配設されている。アクチュエータ3は、ケース10内に形成されたシリンダ30と、その内部で摺動可能なピストン31と、ピストン31に一端を軸方向に一体に固定され、他端をユニットケース10からエンジン側に軸周シール35を漏れ止めして突出させたロッド33とで構成されている。ロッド33は、サブオイルポンプ2の駆動軸を兼ねており、その中間部分をポンプ歯車21に、スプライン係合又は2面幅(軸周の2面を並行に切り欠いたもの)により駆動連結されている。
【0020】
サブオイルポンプ2をエンジンEに連結する係脱機構4は、エンジンEのクランクシャフトに固定されたリングギヤ8に噛合可能なスパーギヤの形態を採る駆動ギヤ34とされている。駆動ギヤ34は、アクチュエータ3のロッド33の一端に固定されている。
【0021】
切換手段を構成するシャトルバルブ6は、対向する2つのインポート61,62と、それらの間に設けられた弁室に開口するアウトポート63を備える構成とれ、両インポート61,62を選択的に開閉するチェックボール60が、弁室内にスプリング64によりインポート61側に負荷して設けられている。
【0022】
メインオイルポンプ1は、油圧制御ユニットBのバルブボディ内に配設されたレギュレータバルブの調圧作動でライン圧(PL )とされるライン圧油路94に接続され、更に、アクチュエータ3のシリンダ30に接続されている。バルブボディ内のライン圧油路94、又はバルブボディ内に配設されたマニュアルバルブを経たレンジ圧(PR )の出力油路95に接続され、油圧サーボ5への油圧の給排を制御する入力クラッチコントロールバルブ7は、シャトルバルブ6を介してクラッチCの油圧サーボ5に接続されている。かくして、メインオイルポンプ1とサブオイルポンプ2は、切換手段6を介してクラッチの油圧サーボ3に接続されている。詳しくは、クラッチCの油圧サーボ5は、その供給油路93をシャトルバルブ6のアウトポート63に接続され、チェックボール60の切換位置に応じてサブオイルポンプ2の吐出ポートに連なる油路92又は入力クラッチコントロールバルブ7のアウトポートに連なる油路96に接続されることになる。なお、図1において、油路の×印はドレーン接続を表す。
【0023】
このように構成された油圧供給装置において、モータジェネレータMが作動不能となると、それにより駆動されるメインオイルポンプ1によるオイルの吐出がなされなくなり、ライン圧油路94に油圧が生じなくなる。これによりアクチュエータ3への油圧供給もなくなり、ピストン31は、スプリング32の負荷で押し戻された図示の位置になる。このとき、係脱機構4の駆動ギヤ34はリングギヤ8に噛合する。したがって、この状態でエンジンEを始動させると、ロッド33はエンジンEを動力として回転し、サブオイルポンプ2が作動を開始する。これによりサブオイルポンプ2の吐出ポートから油路92を経てシャトルバルブ6に入る油圧は、チェックボール60をスプリング64の負荷に抗して押し退け、油路93を経て油圧サーボ5に供給される。この油圧供給により、クラッチCの最低限の係合が達成される。
【0024】
こうしてクラッチ係合がなされると、それによりモータジェネレータMがエンジンEの駆動力で回転し始めるので、メインオイルポンプ1も作動し始め、それによりライン圧油路94に油圧が生じ始める。このメインオイルポンプ1の起動による油圧の立ち上がりは、その回転速度の増加による吐出流量の増加で急激に上昇する特性を有するため、ポンプを一定の速度まで加速することで所要のライン圧が確保される。これによりアクチュエータ3のピストン31は、スプリング32の負荷に抗して前進し、それによるロッド33の前進で係脱機構4の駆動ギヤ34はリングギヤ8との噛合から外れてサブオイルポンプ2は停止する。このとき、ライン圧又はレンジ圧は、油路95、入力クラッチコントロールバルブ7、油路96を経てシャトルバルブ6に入り、チェックボール60を押し退けて油路93から油圧サーボ5に供給されるようになる。
【0025】
こうして吐出流量の大きなメインオイルポンプ1によるライン圧の供給がなされるようになると、クラッチCの係合圧は、サブオイルポンプ2による油圧供給時よりも十分に高めることができ、車両の走行負荷に耐え得るクラッチ係合状態が確保される。この場合、メインオイルポンプ1の吐出圧によりサブオイルポンプ2の駆動ギヤ34とリングギヤ8との噛合が解除されるため、エンジン運転中に再度係脱機構4が噛合することはない。なお、モータジェネレータ駆動不能時は、クラッチCを常時係合とすることで、メインオイルポンプ1の駆動によりクラッチCの係合圧を確保する。
【0026】
次に、図2は係脱機構を変更した第2実施形態を示す。この形態では、エンジン側のリングギヤ8Aの外周側端面に専用の噛合歯81が形成され、これに噛合する噛合歯341がロッド33端の駆動ギヤ34Aの外周側端面に形成されている。この係脱機構4Aの場合、リングギヤ8Aの構成は若干複雑になるが、係脱作動は、第1実施形態のものに比べて容易となる利点が得られる。
【0027】
最後に、図3は更に係脱機構を変更した第3実施形態を示す。この形態では、エンジン側のリングギヤ8Bに円錐面82が形成され、これに摩擦係合する円錐面342がロッド33端の駆動ギヤ34Bに形成されている。こうした形態の係脱機構4Bによると、動力の伝達力は前記2形態のものより低くなるが、係合作動をより確実なものとすることができる利点が得られる。
【0028】
以上要するに、この油圧供給装置では、必要最小限の容量のサブオイルポンプ2を設け、それをエンジンEで直接駆動することによりメインオイルポンプ1の駆動に最低限必要なクラッチCの係合を確保することで、結果的に、その後の走行のためのクラッチCの完全な係合と、トランスミッションTの最低限の作動(例えば、トランスミッションT内の複数のクラッチ及びブレーキの内の最小限のものを係合させて達成される変速段を維持する)を可能とし、リンプホームを可能としているのである。
【0029】
以上、本発明を3つの実施形態に基づき詳説したが、本発明は上記実施形態の開示内容のみに限定されることなく、特許請求の範囲に記載の事項の範囲内で種々に細部の具体的構成を変更して実施可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のハイブリッド車両の油圧供給装置の第1実施形態を回路構成を記号化して示す模式的断面図である。
【図2】本発明のハイブリッド車両の油圧供給装置の第2実施形態の係脱機構のみを示す模式的断面図である。
【図3】本発明のハイブリッド車両の油圧供給装置の第3実施形態の係脱機構のみを示す模式的断面図である。
【図4】本発明が適用されるハイブリッド車両のパワートレインを示すブロック図である。
【符号の説明】
E エンジン
M モータジェネレータ
C クラッチ
1 メインオイルポンプ
2 サブオイルポンプ
3 アクチュエータ(駆動解除手段)
4 係脱機構(駆動解除手段)
5 油圧サーボ
6 シャトルバルブ(切換手段)
Claims (5)
- エンジンとモータジェネレータの間に油圧作動のクラッチが配設され、油圧源としてモータジェネレータで駆動されるメインオイルポンプを備えるハイブリッド車両の油圧供給装置において、
エンジンで駆動されるサブオイルポンプと、
該サブオイルポンプを、メインオイルポンプの駆動時に、エンジンから切り離す駆動解除手段とが設けられたことを特徴とする、ハイブリッド車両の油圧供給装置。 - 前記駆動解除手段は、メインオイルポンプの吐出圧で作動するアクチュエータを有する、請求項1記載のハイブリッド車両の油圧供給装置。
- 前記駆動解除手段は、サブオイルポンプとエンジンとの駆動連結及び切離しを行う係脱機構を有する、請求項1又は2記載のハイブリッド車両の油圧供給装置。
- 前記サブオイルポンプは、クラッチの油圧サーボに油路で接続された、請求項1、2又は3記載のハイブリッド車両の油圧供給装置。
- 前記メインオイルポンプとサブオイルポンプは、油路の切換手段を介してクラッチの油圧サーボに接続された、請求項1〜4のいずれか1項記載のハイブリッド車両の油圧供給装置。
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