JP4433851B2 - 変速機の作動油調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、変速機の作動油調整装置に関し、特に、オイルパン内のオイルレベルを調整する変速機の作動油調整装置に関する。

ＡＴ（Automatic Transmission）やＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）などの変速機は、作動油の油圧により作動する。作動油は、オイルパンに蓄えられており、オイルポンプによりオイルパンから吸出され、変速機内を循環したあと、オイルパンに戻される。作動油は、温度が低下すると体積が縮小する。そのため、作動油の温度が低い場合は、高い場合に比べて、オイルパン内のオイルレベルが下がる。オイルレベルが下がると、オイルポンプが空気を吸ってしまうおそれがある。一方、作動油の油温が高い場合は、作動油の体積が膨張するため、オイルパン内のオイルレベルが上がる。オイルレベルが上がりすぎると、作動油がトランスミッションケースのブリーザから吹きこぼれるおそれがある。したがって、オイルパン内のオイルレベルを調整する必要がある。

特開平５−３３８５３号公報（特許文献１）は、オイルレベル変動を制御可能なオイル調整装置を開示する。特許文献１に記載のオイル調整装置は、作動油を受けるオイルパンと、オイルクーラを有する循環系において、クーラ回路の一部に設けられて回路から分岐して油を分配するように作動する分配弁と、分配弁と接続して分配弁作動時に作動油が送られるオイルリザーバと、リザーバ内の作動油を低温で戻すよう作動する戻し弁と、油温またはオイルレベル上昇に応じて作動油をオイルリザーバへ出すように分配弁に対する制御を行なう制御装置とを含む。

この公報に記載のオイル調整装置によると、オイルパン、オイルクーラを有する循環系のクーラ回路から分岐して油を分配する分配弁は、制御装置による制御の下、油温または液面レベル上昇に応じて作動油をオイルリザーバへ出し、他方、戻し弁は、低温になるとリザーバ内の油を戻すように作動する。これにより、オイルパン内のオイルレベルを調整することができる。
特開平５−３３８５３号公報

しかしながら、上述の公報に記載のオイル調整装置においては、作動油温が低い場合にリザーバ内の作動油をオイルパンに戻しているが、作動油温が低い場合、特に、始動時の作動油温が低い場合に、作動油がオイルクーラに供給されると、オイルパン内のオイルレベルが下がるおそれがある。そのため、オイルポンプが空気を吸ってしまうおそれがあるという問題点があった。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、オイルパン内のオイルレベルの低下を抑制することができる変速機の作動油調整装置を提供することである。

第１の発明に係る変速機の作動油調整装置は、変速機に供給される作動油を調整する。この作動油調整装置は、作動油が蓄積されるオイルパンと、オイルパンとは異なる位置で、作動油が蓄積されるリザーバと、作動油を冷却するオイルクーラと、オイルクーラに接続され、オイルクーラに供給される作動油が流れる供給油路と、オイルクーラに接続され、オイルクーラから排出された作動油が流れる排出油路と、排出油路に接続され、排出油路内の作動油を、作動油温に応じて、オイルパンおよびリザーバの少なくともいずれか一方へ流出させるコントロールバルブと、供給油路に接続され、作動油温に応じて、供給油路内の作動油を、オイルクーラおよびコントロールバルブを避けてオイルパンに流出させるバイパスバルブとを含む。

第１の発明によると、オイルクーラから排出された作動油が流れる排出油路に接続されたコントロールバルブが、排出油路内の作動油を、作動油温に応じて、オイルパンおよびリザーバの少なくともいずれか一方へ流出させる。これにより、たとえば作動油温が高い場合は、リザーバにオイルを流出させて、オイルパン内のオイルレベルの過度な上昇を抑制し、作動油温が低い場合は、オイルパンにオイルを流出させて、オイルパン内のオイルレベルの低下を抑制してオイルレベルを調整することができる。また、供給油路に接続されたバイパスバルブが、作動油温に応じて、供給油路内の作動油を、オイルクーラおよびコントロールバルブを避けてオイルパンに流出させる。これにより、作動油温が低い場合は、オイルクーラおよびコントロールバルブをバイパスして、作動油をオイルパンに戻すことができる。そのため、作動油を、オイルクーラおよびリザーバに供給することなくオイルパンに戻し、オイルレベルの低下を抑制することができる。その結果、オイルパン内のオイルレベルの低下を抑制することができる変速機の作動油調整装置を提供することができる。

第２の発明に係る変速機の作動油調整装置は、第１の発明の構成に加え、オイルクーラとバイパスバルブとの間で、供給油路に設けられたオリフィスをさらに含む。

第２の発明によると、オイルクーラとバイパスバルブとの間の供給油路には、オリフィスが設けられている。これにより、オイルクーラに供給される作動油を抑制し、より多くの作動油をバイパスバルブからオイルパンに戻すことができる。

第３の発明に係る変速機の作動油調整装置においては、第１または２の発明の構成に加え、バイパスバルブは、作動油温が予め定められた温度よりも低い場合は、供給油路内の作動油を、オイルクーラおよびコントロールバルブを避けてオイルパンに流出させるように作動するための作動手段を含む。

第３の発明によると、バイパスバルブには、作動油温が予め定められた温度よりも低い場合に、供給油路内の作動油を、オイルクーラおよびコントロールバルブを避けてオイルパンに流出させるように作動するための作動手段が設けられている。これにより、別途バイパスバルブ制御用のソレノイドバルブなどを設けることなく、バイパスバルブを作動させることができる。

第４の発明に係る変速機の作動油調整装置においては、第１または２の発明の構成に加え、コントロールバルブは、作動油温が予め定められた温度よりも高い場合は、排出油路内の作動油を、リザーバに流出させるように作動するための作動手段を含む。

第４の発明によると、コントロールバルブには、作動油温が予め定められた温度よりも高い場合に、排出油路内の作動油を、リザーバに流出させるように作動するための作動手段が設けられている。これにより、別途、コントロールバルブ制御用のソレノイドバルブなどを設けることなく、コントロールバルブを作動させることができる。

第５の発明に係る変速機の作動油調整装置においては、第３または４の発明の構成に加え、作動手段は、形状記憶スプリングである。

第５の発明によると、作動手段には、形状記憶スプリングが用いられている。これにより、電気的な制御をすることなく、作動油温に応じて、バイパスバルブおよびコントロールバルブを作動させることができる。

第６の発明に係る変速機の作動油調整装置においては、第３または４の発明の構成に加え、作動手段は、バイメタルである。

第６の発明によると、作動手段には、バイメタルが用いられている。これにより、電気的な制御をすることなく、作動油温に応じて、バイパスバルブおよびコントロールバルブを作動させることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本実施の形態に係る変速機の作動油調整装置を搭載した車両について説明する。この車両は、ＦＦ（Front engine Front drive）車両である。なお、本実施の形態に係る自動変速機の制御装置を搭載した車両は、ＦＦ以外の車両であってもよい。

車両は、エンジン１０００と、トランスミッション２０００と、トランスミッション２０００の一部を構成するプラネタリーギヤユニット３０００と、トランスミッション２０００の一部を構成する油圧回路４０００と、ディファレンシャルギヤ５０００と、ドライブシャフト６０００と、前輪７０００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０００とを含む。

エンジン１０００は、インジェクタ（図示せず）から噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。なお、内燃機関の代わりに外燃機関を用いても良い。また、エンジン１０００の代わりに回転電機などを用いてもよい。

トランスミッション２０００は、所望のギヤ段を形成することにより、クランクシャフトの回転数を所望の回転数に変速する。トランスミッション２０００の出力ギヤは、ディファレンシャルギヤ５０００と噛合っている。なお、プラネタリーギヤユニット３０００の代わりに一対のプーリとベルトとを用い、トランスミッション２０００をＣＶＴとして構成してもよい。また、トランスミッション２０００を自動ＭＴ（Manual Transmission)として構成してもよい。油圧回路４０００については、後で詳述する。

ディファレンシャルギヤ５０００にはドライブシャフト６０００がスプライン嵌合などによって連結されている。ドライブシャフト６０００を介して、左右の前輪７０００に動力が伝達される。

ＥＣＵ８０００は、車速センサ（図示せず）、ポジションスイッチ（図示せず）およびアクセル開度センサ（図示せず）などから送られてきた信号、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。

図２を参照して、油圧回路４０００について説明する。油圧回路４０００は、バルブボデー４１００と、ストレーナ４２００と、オイルポンプ４３００と、オイルクーラ４５００とを含む。バルブボデー４１００は、トランスミッションケース２００２の下方に取付けられたオイルパン２００４の内部に設けられている。オイルパン２００４に蓄えられた作動油は、バルブボデー４１００を介して、プラネタリギヤユニット３０００の各摩擦係合要素に供給される。

ストレーナ４２００は、バルブボデー４１００の下方に取付けられている。オイルパン２００４の内部に蓄えられた作動油は、ストレーナ４２００からバルブボデー４１００内に供給される。供給された作動油は、油圧回路４０００内をオイルポンプ４３００を介して循環し、オイルパン２００４に戻される。

オイルポンプ４３００は、エンジン１０００のクランクシャフト（図示せず）に連結されている。クランクシャフトが回転することにより、オイルポンプ４３００が駆動させられる。オイルポンプ４３００が駆動することにより、作動油の油圧が発生させられる。

リザーバ４４００は、オイルパン２００４内のオイルレベル（作動油の油面）よりも上方に位置するように、トランスミッションケース２００２の上部に設けられている。オイルクーラ４５００は、トランスミッションケース２００２の外部に設けられている。油圧回路４０００内を循環する作動油は、供給油路４５０２を介してバルブボデー４１００からオイルクーラ４５００に供給される。オイルクーラ４５００に供給された作動油は、エンジン１０００の冷却水あるいは空気との間で熱交換させられ、冷却される。冷却された作動油は、排出油路４５０４を介してオイルクーラ４５００からバルブボデー４１００に戻される。オイルクーラ４５００からバルブボデー４１００に戻された作動油は、作動油の温度（作動油温）が予め定められた温度よりも高い場合、コントロールバルブ４６００によりリザーバ４４００に流出させられる。作動油温が予め定められた温度よりも低い場合、作動油は、オイルパン２００４の内部であってストレーナ４２００の近傍に戻される。

図３を参照して、油圧回路４０００についてさらに説明する。コントロールバルブ４６００は、ドレンポート４６０２と、第１スプリング４６０４と、第２スプリング４６０６とを含む。ドレンポート４６０２は、オイルパン２００４と連通している。作動油は、ドレンポート４６０２からオイルパン２００４に流出する。

第１スプリング４６０４は、作動油温に応じて、その弾性係数が変化する形状記憶スプリングである。第１スプリング４６０４と第２スプリング４６０６との付勢力のバランスにより、コントロールバルブ４６００は作動する。作動油温が予め定められた温度よりも高い場合、第１スプリング４６０４の付勢力が第２スプリング４６０６の付勢力に勝り、コントロールバルブ４６００が、図３において左側の状態となる。この状態では、排出油路４５０４とリザーバ４４００とが連通させられる。したがって、オイルクーラ４５００から、オイルクーラ４５００により冷却された作動油は、オイルパン２００４には排出されず、リザーバ４４００に供給される。

作動油温が予め定められた温度よりも低い場合、第２スプリング４６０６の付勢力が第１スプリング４６０４の付勢力に勝り、コントロールバルブ４６００は、図３において右側の状態となる。この状態では、排出油路４５０４は、リザーバ４４００から遮断され、ドレンポート４６０２に連通される。これにより、オイルクーラ４５００で冷却された作動油がリザーバ４４００に供給されずにオイルパン２００４に戻される。

供給油路４５０２には、バイパスバルブ４７００が接続されている。バイパスバルブ４７００は、スプリング４７０２を含む。スプリング４７０２は、作動油温に応じて、その弾性係数が変化する形状記憶スプリングである。作動油温が、予め定められた温度よりも低い場合、スプリング４７０２の荷重（付勢力）が低くなるため、ロックアップリレーバルブ（図示せず）から供給油路４５０２に供給された作動油の油圧によりバイパスバルブ４７００は開放する。バイパスバルブ４７００が開放すると、供給油路４５０２内の作動油は、バイパスバルブ４７００から直接オイルパン２００４の内部で、ストレーナ４２００の近傍に作動油が排出される。

作動油温が、予め定められた温度よりも高い場合、スプリング４７０２の付勢力が高くなる。この場合、オイルクーラ４５００には、スプリング４７０２の付勢力により定まる油圧で作動油が供給される。

供給油路４５０２には、オイルクーラ４５００とバイパスバルブ４７００との間でオリフィス４８００が設けられている。オリフィス４８００により、供給油路４５０２の管路抵抗が大きくなるため、バイパスバルブ４７００が開放されている場合において、予め定められた温度以下では、オイルクーラ４５００に供給される作動油の流量が減り、バイパスバルブ４７００からオイルパン２００４に排出される作動油の流量が増加する。

以上のような構成に基づき発現する本実施の形態に係る作動油調整装置の作用について説明する。

ロックアップリレーバルブから供給油路４５０２に供給された作動油は、作動油温が予め定められた温度よりも低い場合、オイルクーラ４５００およびコントロールバルブ４６００をバイパスして、バイパスバルブ４７００からオイルパン２００４に排出される。これにより、作動油温の低温時は、オイルクーラ４５００に作動油が供給されず、オイルパン２００４の内部であって、ストレーナ４２００の近傍に作動油が排出されるため、オイルパン２００４の内部のオイルレベルの低下を抑制することができ、作動油の量を減らすことができて、質量およびコスト削減が可能となる。また、オイルクーラ４５００に作動油が供給されないため、作動油を適切な温度に素早く昇温させることが可能となる。

作動油温が予め定められた温度よりも高い場合、バイパスバルブ４７００は閉じ、供給油路４５０２内の作動油が、オイルクーラ４５００に供給され、冷却される。オイルクーラ４５００で冷却された作動油の温度が、予め定められた温度以上であれば、作動油は、コントロールバルブ４６００によりリザーバ４４００へ供給される。これにより、作動油がリザーバ４４００に保持されるため、オイルパン２００４内のオイルレベルが必要以上に高くならない。そのため、作動油がトランスミッションケース２００２の上部に設けられたブリーザ（図示せず）から吹きこぼれることが抑制され、オイルパン２００４を深くする必要がなくなるため、トランスミッション２０００の小型化が可能となる。

なお、本実施の形態においては、コントロールバルブ４６００およびバイパスバルブ４７００にはポペット弁を用いたが、ポペット弁の代わりに、スプール弁を用いてもよい。また、本実施の形態においては、第１スプリング４６０４およびスプリング４７０２を形状記憶スプリングとして説明したが、形状記憶スプリングの代わりに、バイメタルを用いてもよい。

以上のように、本実施の形態に係る作動油調整装置は、作動油温が予め定められた温度よりも高い場合、作動油をリザーバに流出させるコントロールバルブと、作動油温が予め定められた温度よりも低い場合は、オイルクーラおよびコントロールバルブをバイパスして作動油をオイルクーラに流出させるバイパスバルブとを含む。これにより、作動油温が予め定められた温度よりも低い場合は、オイルパンに作動油を流出してオイルレベルが下がることを抑制することができる。また、オイルクーラで冷却された作動油の温度が予め定められた温度よりも高い場合は、リザーバに作動油を流出してオイルレベルが必要以上に上がることを抑制することができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る作動油調整装置を搭載した車両を示す制御ブロック図である。 トランスミッションの断面図である。 油圧回路を示す図である。

符号の説明

２０００ トランスミッション、４０００ 油圧回路、４１００ バルブボデー、４２００ ストレーナ、４３００ オイルポンプ、４４００ リザーバ、４５００ オイルクーラ、４６００ コントロールバルブ、４６０２ ドレンポート、４６０４ 第１スプリング、４６０６ 第２スプリング、４７００ バイパスバルブ、４７０２ スプリング、４８００ オリフィス、４５０２ 供給油路、４５０４ 排出油路。

Claims (5)

1. 変速機の作動油調整装置であって、
   作動油が蓄積されるオイルパンと、
   前記オイルパンとは異なる位置で、作動油が蓄積されるリザーバと、
   作動油を冷却するオイルクーラと、
   前記オイルクーラに接続され、前記オイルクーラに供給される作動油が流れる供給油路と、
   前記オイルクーラに接続され、前記オイルクーラから排出された作動油が流れる排出油路と、
   前記排出油路に接続され、前記排出油路内の作動油を、作動油温に応じて、前記オイルパンおよび前記リザーバの少なくともいずれか一方へ流出させるコントロールバルブと、
   前記供給油路に接続され、作動油温に応じて、前記供給油路内の作動油を、前記オイルクーラおよび前記コントロールバルブを避けて前記オイルパンに流出させるバイパスバルブと、
   前記オイルクーラと前記バイパスバルブとの間で、前記供給油路に設けられたオリフィスとを含む、変速機の作動油調整装置。
2. 前記バイパスバルブは、作動油温が予め定められた温度よりも低い場合は、前記供給油路内の作動油を、前記オイルクーラおよび前記コントロールバルブを避けて前記オイルパンに流出させるように作動するための作動手段を含む、請求項１に記載の変速機の作動油調整装置。
3. 前記コントロールバルブは、作動油温が予め定められた温度よりも高い場合は、前記排出油路内の作動油を、前記リザーバに流出させるように作動するための作動手段を含む、請求項１に記載の変速機の作動油調整装置。
4. 前記作動手段は、形状記憶スプリングである、請求項２または３に記載の変速機の作動油調整装置。
5. 前記作動手段は、バイメタルである、請求項２または３に記載の変速機の作動油調整装置。

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