JP5010965B2 - 油圧制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば自動変速機やハイブリッド車用駆動装置などの車両用駆動装置等に作動油を供給するための油圧制御装置に関する。
自動変速機などの車両用駆動装置に作動油を供給するための油圧制御装置に関する技術として、例えば下記の特許文献1には、以下のようなハイブリッド駆動装置の油圧制御装置の技術が開示されている。この油圧制御装置は、機械式オイルポンプ及び電動オイルポンプの2種類のオイルポンプを備えており、オイルパンからストレーナを介して吸入した作動油をオイルポンプから吐出することにより油圧を発生させる。そして、オイルポンプで発生された油圧は、調圧弁により所定のライン圧に調圧されて各部へ供給される。調圧後の作動油の供給先には、ハイブリッド駆動装置の各部の潤滑油路や摩擦係合要素の動作制御用の制御弁等が含まれる。また、調圧後の作動油の供給先には、作動油を冷却するためのオイルクーラも含まれる。この油圧制御装置では、オイルクーラの上流側にクーラバイパス弁としてのチェックバルブが設けられており、オイルクーラへ供給される作動油の油圧が高すぎる場合には、クーラバイパス弁が開いて作動油をドレンする。これにより、オイルクーラに過大な油圧が作用しないような構成となっている。そして、この油圧制御装置では、オイルクーラを通過した作動油、クーラバイパス弁が開いた際にドレンされる作動油、或いは各部の潤滑油路へ供給された作動油は、いずれもオイルパンへ排出される構成となっている。
特開2006−291981号公報
しかし、上記のような従来の構成では、以下のような課題が存在する。すなわち、油温が低く作動油の粘性が高い状態では、作動油が車両用駆動装置の各部に留まる時間が長くなるため、オイルパンに戻るまでに時間を要する。したがって、オイルパン内の作動油の液面が低下し、車両の走行状態によっては、オイルポンプが空気を吸い込み、油圧が一時的に低下する場合が生じ得る。
また、オイルパンへ戻った作動油は、再びストレーナを介して吸引されてオイルポンプにより吐出される。ここで、作動油がストレーナを通過する際には圧力損失が生じ、特に油温が低く作動油の粘性が高い状態ではその圧力損失が大きくなる。したがって、特に油温が低い場合に、ストレーナを通過する作動油の量が多いと、オイルポンプの効率が低下する。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、特に油温が低く作動油の粘性が高い状態でも、オイルポンプが空気を吸い込むことを抑制できるとともに、オイルポンプの効率を高めることができる油圧制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明に係る油圧制御装置の特徴構成は、オイルパンと、オイルポンプと、前記オイルパンと前記オイルポンプの吸入ポートとの間に設けられたストレーナと、前記オイルポンプから供給される作動油の油圧を所定圧に調圧する調圧弁と、前記調圧弁による調圧後の作動油が供給され、当該作動油の冷却を行うオイルクーラと、前記オイルクーラへ供給される作動油が流れるクーラ供給油路に入力ポートが接続され、前記クーラ供給油路内の作動油の油圧が所定の開弁圧以上となったときに前記入力ポートを出力ポートに連通させるクーラバイパス弁とを備え、前記オイルクーラを通過した作動油は、前記オイルパンへ排出され、前記クーラバイパス弁の前記出力ポートを、前記オイルポンプの前記吸入ポートと前記ストレーナとの間の吸入油路に接続するクーラバイパス油路を備える点にある。
この特徴構成によれば、作動油の油温が低く粘性が高い等の理由により、オイルクーラへ供給される作動油の油圧が所定の開弁圧以上となった場合に、クーラバイパス弁の出力ポート側に排出される作動油を、前記クーラバイパス油路を通じて、オイルポンプの吸入ポートとストレーナとの間の吸入油路に戻すことができる。したがって、クーラバイパス弁の出力ポート側に排出される作動油に関して、オイルポンプの吸引力を利用して作動油をオイルポンプの吸入ポートへ迅速に戻すことができるため、オイルポンプが空気を吸い込むことを抑制できる。また、前記クーラバイパス油路を通じて戻された作動油は、ストレーナを介さずにオイルポンプの吸入ポートに吸入されるため、作動油がストレーナを通過する際の圧力損失をなくしてオイルポンプの効率を高めることができる。
また、この特徴構成によれば、オイルクーラを通過した作動油については、オイルパンへ排出された後、ストレーナを通って吸引されてオイルポンプにより吐出される。したがって、オイルクーラ内で異物が作動油に混入した場合にもストレーナにより異物を除去できるので、異物を含む作動油がオイルポンプに吸入されることを防止できる。
ここで、前記オイルクーラの圧力損失と、前記クーラバイパス弁の前記開弁圧との関係が、所定の第一温度領域の油温では、前記クーラ供給油路を流れる全油量の90%以上が前記オイルクーラへ供給され、前記第一温度領域より低温の第二温度領域の油温では、前記クーラ供給油路を流れる全油量の90%以上が前記クーラバイパス弁を通って前記クーラバイパス油路へ供給されるように設定されていると好適である。
この構成は、油温が低くなるに従って粘性が高くなる作動油の特性を利用して、作動油の油温が比較的低く粘性が高い状態でのオイルクーラの圧力損失が非常に大きくなるようにすることによってオイルクーラ側へ作動油を流れにくくするとともに、それにより高まったクーラ供給油路内の作動油の油圧によりクーラバイパス弁が開くように、オイルクーラ及びクーラバイパス弁を設定したものである。したがって、この構成によれば、作動油の油温が比較的低い第二温度領域内である場合に、前記クーラ供給油路を流れる作動油のほとんどを、オイルクーラへ送ることなく、前記クーラバイパス油路を介してオイルポンプの吸入ポートへ迅速に戻すことができる。よって、オイルポンプが空気を吸い込むことを抑制できるとともに、作動油がストレーナを通過する際の圧力損失をなくしてオイルポンプの効率を高めることができる。また、このように作動油の油温が比較的低い場合に、オイルクーラを通すことなく作動油を循環させることにより、作動油の温度を早期に上昇させることができる。更に、このような構成とするために、オイルクーラ及びクーラバイパス弁の特性を設定するだけで、他に弁などの装置を新たに設ける必要がないため、油圧制御装置の全体を簡略化及び小型化できるとともに、製造コストの上昇を抑制することができる。
一方、作動油の油温が比較的高い第一温度領域内である場合には、前記クーラ供給油路を流れる作動油のほとんどをオイルクーラへ送ることになるため、作動油を効率的に冷却することができる。また、作動油の油温が比較的低く粘性が高い状態でのオイルクーラの圧力損失が非常に大きくなるように設定しているため、これと相反するオイルクーラの特性として、油温が高く粘性が低い状態での作動油の冷却性能を高めることができる。以上のことから、この構成によれば、温度に起因する作動油の特性を利用して、作動油の油温が低い状態でのオイルポンプの動作の安定性及び効率の向上と、作動油の油温が高い状態での作動油の冷却性能の向上とを両立させることができる。
また、前記クーラバイパス弁の前記入力ポートと前記オイルクーラとの間の前記クーラ供給油路中に温度調整弁を備え、前記温度調整弁は、所定の第一温度領域の油温では、前記オイルクーラへ作動油を供給し、前記第一温度領域より低温の第二温度領域の油温では、前記吸入油路に接続された第二クーラバイパス油路へ作動油を供給するように流路を切り替える構成とすると好適である。
この構成によれば、前記温度調整弁により作動油の流路を切り替えることにより、作動油の油温が比較的低い第二温度領域内である場合には、作動油を、オイルクーラへ送ることなく、前記第二クーラバイパス油路を介してオイルポンプの吸入ポートへ迅速に戻すことができる。よって、オイルポンプが空気を吸い込むことを抑制できるとともに、作動油がストレーナを通過する際の圧力損失をなくしてオイルポンプの効率を高めることができる。また、このように作動油の油温が比較的低い場合に、オイルクーラを通すことなく作動油を循環させることにより、作動油の温度を早期に上昇させることができる。一方、作動油の油温が比較的高い第一温度領域内である場合には、作動油をオイルクーラへ送り、作動油を冷却することができる。
また、前記調圧弁の排出ポートを、前記吸入油路に接続する帰還油路を更に備える構成とすると好適である。
この構成によれば、前記調圧弁による作動油の油圧の調圧の結果、前記調圧弁から排出された作動油も、前記帰還油路を通じて、オイルポンプの吸入ポートとストレーナとの間の吸入油路に戻すことができる。これにより、オイルポンプの吸入ポートへ戻す作動油の量を増やすことができるため、オイルポンプが空気を吸い込むことを抑制できるとともに、作動油がストレーナを通過する際の圧力損失をなくしてオイルポンプの効率を高めることができる。
また、前記調圧弁として、前記オイルポンプから供給される作動油の油圧を所定の第一圧に調圧する第一調圧弁と、前記第一調圧弁による調圧後の作動油の油圧を前記第一圧より低い所定の第二圧に調圧する第二調圧弁とを有し、前記第二圧に調圧後の作動油が、前記オイルクーラへ供給される構成とすると好適である。
この構成によれば、例えば車両用駆動装置等の作動油の供給先の必要に応じて、前記第一圧と第二圧の2段階の油圧を供給できるとともに、そのような供給先に優先的に作動油を供給した後の余剰の作動油を対象として、適切にオイルクーラによる冷却を行うことができる。
また、前記オイルポンプとして、第一オイルポンプと第二オイルポンプとを有し、前記第一オイルポンプ及び前記第二オイルポンプは、それぞれ逆流防止弁を介して前記調圧弁へ作動油を供給する構成とすると好適である。
この構成によれば、例えば異なる駆動源により駆動される2つのオイルポンプを有する場合にも、一方のオイルポンプから吐出された作動油が他方のオイルポンプへ逆流することを防止できる。したがって、2つのオイルポンプによる作動油の吐出を適切に行うことができる。
また、この油圧制御装置が車両用駆動装置の各部に作動油を供給する場合に、前記オイルクーラへ供給される作動油は、前記調圧弁による調圧後、前記車両用駆動装置の各部を通らずに供給される構成とすると好適である。
この構成によれば、オイルクーラへ供給される作動油が、クーラ供給油路へ到達するまでに車両用駆動装置の各部を通ることにより、作動油に異物が混入することを防止できる。したがって、クーラバイパス弁の出力ポート側に排出される作動油を、オイルポンプの吸入ポートとストレーナとの間の吸入油路に戻す構成とした場合にも、異物を含む作動油がオイルポンプに吸入されることを防止できる。
また、前記調圧弁による調圧後の作動油が、前記オイルクーラへ供給される作動油と分離されて前記車両用駆動装置の潤滑油路へ供給される構成とすると好適である。
この構成によれば、調圧弁による調圧後の作動油を車両用駆動装置の潤滑油路へ供給しつつ、余剰の作動油を対象として、適切にオイルクーラによる冷却を行うことができる。
1.第一の実施形態
本発明の第一の実施形態について図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係る油圧制御装置1の油圧回路の構成を示す図である。ここでは、本発明に係る油圧制御装置1を、少なくとも変速装置92を備えた車両用駆動装置の各部に作動油を供給するための装置に適用した例について説明する。
1−1.オイルポンプ周辺
図1に示すように、本実施形態に係る油圧制御装置1は、オイルポンプ2として、図示しないエンジンにより駆動される機械式オイルポンプ21と、電動モータ23により駆動される電動オイルポンプ22との2つを有している。これらの機械式オイルポンプ21及び電動オイルポンプ22は、それぞれ吸入ポート21a、22aから作動油を吸入し、吐出ポート21b、22bから作動油を吐出する。本実施形態においては、機械式オイルポンプ21及び電動オイルポンプ22の一方が本発明における第一オイルポンプに相当し、他方が第二オイルポンプに相当する。なお、以下の説明において、単に「オイルポンプ2」という場合には、これらの機械式オイルポンプ21及び電動オイルポンプ22を総称するものとする。
機械式オイルポンプ21及び電動オイルポンプ22は、吸入油路p1を介してストレーナ24に接続されている。ストレーナ24は、オイルパン25と機械式オイルポンプ21及び電動オイルポンプ22の吸入ポート21a、22aとの間に設けられ、オイルパン25に溜まっている作動油をオイルポンプ2が吸入する際に、作動油に含まれる異物を除去するためのろ過器である。吸入油路p1は、ストレーナ24と機械式オイルポンプ21の吸入ポート21及び電動オイルポンプ22の吸入ポート22とを接続する油路である。この吸入油路p1は、機械式オイルポンプ21又は電動オイルポンプ22の作動中は、基本的に負圧状態となる。オイルパン25には、作動油が貯留されており、潤滑油路91及び変速装置92を含む車両用駆動装置の各部を循環した後の作動油は、オイルパン25へ排出される。
また、機械式オイルポンプ21及び電動オイルポンプ22は、それぞれ逆流防止弁31、32を介して第一油路p6へ作動油を吐出する。ここでは、機械式オイルポンプ21の下流に第一逆流防止弁31が設けられ、電動オイルポンプ22の下流に第二逆流防止弁32が設けられている。これらの逆流防止弁31、32は、いずれもオイルポンプ2側から第一油路p6側への作動油の通過を許容するが、第一油路p6側からオイルポンプ2側への作動油の通過を防止するものとなっている。これにより、機械式オイルポンプ21及び電動オイルポンプ22の一方が動作している状態で、当該動作中のオイルポンプ2から吐出された作動油が他方のオイルポンプ2へ逆流することを防止している。第一油路p6は、後述するように、第一調圧弁41に接続されているとともに、第二油路p7を介して第二調圧弁42に接続されている。これにより、機械式オイルポンプ21及び電動オイルポンプ22は、それぞれ逆流防止弁31、32を介して第一調圧弁41及び第二調圧弁42へ作動油を供給する構成となっている。また、第一油路p6にはリリーフ弁33が設けられている。本例では、リリーフ弁33は、第一逆流防止弁31及び第二逆流防止弁32より下流側であって、第一調圧弁41より上流側の第一油路p6に入力ポート33aが接続されるように設けられている。このリリーフ弁33は、第一油路p6内の作動油の油圧が所定の開弁圧以上に高くなった場合に、入力ポート33aを出力ポート33bに連通させることにより、作動油を排出して油圧を下げるための弁である。図示は省略するが、このリリーフ弁33の出力ポート33bは、オイルパン25に接続されており、出力ポート33bから流出した作動油はオイルパン25へ排出される。
1−2.調圧弁周辺
この油圧制御装置1は、オイルポンプ2から供給される作動油の油圧を所定圧に調圧する調圧弁4として、第一調圧弁41と第二調圧弁42とを有している。第一調圧弁41は、オイルポンプ2から供給される作動油の油圧を所定の第一圧PL1に調圧するための弁である。また、第二調圧弁42は、第一調圧弁41による調圧後の作動油の油圧を第一圧PL1より低い所定の第二圧PL2に調圧するための弁である。第一調圧弁41の基準油室41a及び第二調圧弁42の基準油室42aへは、それぞれ図示しないリニアソレノイド弁から供給される基準圧PLbの作動油が供給される。この基準圧PLbの作動油は、第一調圧弁41及び第二調圧弁42における作動油の調圧の際の基準となる油圧である。また、油圧制御装置1は、第一調圧弁41の排出ポート41d及び第二調圧弁42の排出ポート42dを、吸入油路p1に接続する帰還油路p4を備えている。なお、図1には、第一調圧弁41及び第二調圧弁42のスプール41p、42pの位置が異なる2つの状態を左右に分けて示しており、図中右半分はスプール41p、42pが上方位置にある状態を示し、図中左半分はスプール41p、42pが下方位置にある状態を示している。また、以下の説明において、単に「調圧弁4」という場合には、これらの第一調圧弁41及び第二調圧弁42を総称するものとする。
第一調圧弁41は、スプール41pと、このスプール41pを一端側(図1における下方側、第一調圧弁41について以下同じ)に付勢するスプリング41sとを備えている。また、第一調圧弁41は、スプール41pの他端側(図1における上方側、第一調圧弁41について以下同じ)に設けられた基準油室41aと、スプール41pの一端側に設けられたフィードバック油室41bと、調圧ポート41cと、排出ポート41dと、出力ポート41eとを備えている。上記の通り、基準油室41aには、基準圧PLbの作動油が供給される。一方、フィードバック油室41bには、フィードバック圧として、第一調圧弁41による調圧後の作動油が供給される。したがって、スプール41pの一端側に作用するフィードバック圧と、他端側に作用するスプリング41sの付勢力及び基準圧PLbとのつり合いにより、スプール41pの位置が定まる。すなわち、フィードバック圧が、スプリング41sの付勢力と基準圧PLbとの合計より高い場合には、スプール41pが他端側へ移動して調圧ポート41cと排出ポート41dとの連通開口量が大きくなり、逆に低い場合には、スプール41pが一端側へ移動して調圧ポート41cと排出ポート41dとの連通開口量が小さくなる。すなわち、第一調圧弁41は、第一調圧弁41による調圧後の油圧であるフィードバック圧に応じて、調圧ポート41cから排出ポート41dへ排出される作動油の量を調整することにより、調圧ポート41cに連通する第一油路p6内の作動油の油圧を第一圧PL1に調圧する。
第一調圧弁41の排出ポート41dから排出された作動油は、帰還油路p4を通って吸入油路p1へ送られる。これにより、第一調圧弁41による調圧の際に排出された作動油は、ストレーナ24を通過することなく再びオイルポンプ2の吸入ポート21a、22aに吸入される。よって、オイルポンプ2が空気を吸い込むことを抑制できるとともに、作動油がストレーナ24を通過する際の圧力損失をなくしてオイルポンプ2の効率を高めることができる。また、出力ポート41eは、第二油路p7に接続されている。そして、出力ポート41eは、フィードバック圧がスプリング41sの付勢力と基準圧PLbとの合計より高く、スプール41pが他端側へ一定量以上移動した際に、調圧ポート41cに連通する。この状態では、調圧ポート41cから出力ポート41eを介して第二油路p7へ作動油が送られる。
第一油路p6は、車両用駆動装置の変速装置92に接続されており、第一調圧弁41により第一圧PL1に調圧後の作動油は、この変速装置92へ送られる。ここで、変速装置92は、図示は省略するが、クラッチやブレーキ等の摩擦係合要素の動作を制御する制御弁や、この制御弁から作動油の供給を受けて動作する摩擦係合要素の油圧シリンダ等を備えている。また、第一油路p6は、オリフィスOr1を介して第二油路p7に接続されている。このオリフィスOr1は、第一油路p6から第二油路p7への作動油の流入を規制することにより、第一油路p6内の作動油の油圧と第二油路p7内の作動油の油圧とをほぼ切り離した状態で、作動油を第二油路p7側へ送る役割を果たしている。
第二調圧弁42も第一調圧弁41とほぼ同様の構成を有している。すなわち、第二調圧弁42は、スプール42pと、このスプール42pを一端側(図1における上方側、第二調圧弁42について以下同じ)に付勢するスプリング42sとを備えている。また、第二調圧弁42は、スプール42pの他端側(図1における下方側、第二調圧弁42について以下同じ)に設けられた基準油室42aと、スプール42pの一端側に設けられたフィードバック油室42bと、調圧ポート42cと、排出ポート42dとを備えている。上記の通り、基準油室42aには、基準圧PLbの作動油が供給される。一方、フィードバック油室42bには、フィードバック圧として、第二調圧弁42による調圧後の作動油が供給される。したがって、スプール42pの一端側に作用するフィードバック圧と、他端側に作用するスプリング42sの付勢力及び基準圧PLbとのつり合いにより、スプール42pの位置が定まる。すなわち、フィードバック圧が、スプリング42sの付勢力と基準圧PLbとの合計より高い場合には、スプール42pが他端側へ移動して調圧ポート42cと排出ポート42dとの連通開口量が大きくなり、逆に低い場合には、スプール42pが一端側へ移動して調圧ポート42cと排出ポート42dとの連通開口量が小さくなる。すなわち、第二調圧弁42は、第二調圧弁42による調圧後の油圧であるフィードバック圧に応じて、調圧ポート42cから排出ポート42dへ排出される作動油の量を調整することにより、調圧ポート42cに連通する第二油路p7内の作動油の油圧を第二圧PL2に調圧する。
第二調圧弁42の排出ポート42dから排出された作動油は、帰還油路p4を通って吸入油路p1へ送られる。これにより、第二調圧弁42による調圧の際に排出された作動油は、ストレーナ24を通過することなく再びオイルポンプ2の吸入ポート21a、22aに吸入される。よって、オイルポンプ2が空気を吸い込むことを抑制できるとともに、作動油がストレーナ24を通過する際の圧力損失をなくしてオイルポンプ2の効率を高めることができる。
第二油路p7は、上記のとおり、第二調圧弁42のフィードバック油室42b及び調圧ポート42cに接続されており、第二油路p7内の作動油の油圧は、第二調圧弁42により第二圧PL2に調圧される。そして、第二油路p7は、その下流側において分岐しており、分岐した一方の油路がクーラ供給油路p2となり、他方の油路が潤滑供給油路p8となっている。潤滑供給油路p8は、車両用駆動装置の潤滑油路91に接続されており、第二調圧弁42により第二圧PL2に調圧後の作動油は、潤滑供給油路p8を通って潤滑油路91へ送られる。なお、潤滑供給油路p8には、オリフィスOr2が設けられており、潤滑供給油路p8を流れる作動油は、オリフィスOr2を介して潤滑油路91に供給される。これにより、第二調圧弁42による調圧後の作動油は、クーラ供給油路p2を通ってオイルクーラ5へ供給される作動油と分離されて車両用駆動装置の潤滑油路91へ供給される。なお、潤滑油路91へ供給された作動油は、車両用駆動装置の各部の潤滑に用いられた後、最終的にオイルパン25へ排出される。
1−3.オイルクーラ周辺
クーラ供給油路p2は、オイルクーラ5に接続されており、第二圧PL2に調圧後の作動油は、オイルクーラ5へ供給される。クーラ供給油路p2における潤滑供給油路p8との分岐点より下流側には、潤滑供給油路p8側へ流れる作動油との流量調整のためのオリフィスOr3が設けられている。また、クーラ供給油路p2における更に下流側には、クーラバイパス弁6の入力ポート6aが接続されている。ここで、第二油路p7からクーラ供給油路p2へ続くオイルクーラ5への作動油の供給経路には、例えばトルクコンバータ等の車両用駆動装置の一部は介挿されていない。したがって、オイルクーラ5へ供給される作動油は、第二調圧弁42による調圧後、車両用駆動装置の各部を通らずに供給される。このため、クーラバイパス弁6の出力ポート6b側に排出される作動油を吸入油路p1に戻すクーラバイパス油路p3中にストレーナ等の異物除去装置を備えない構成であっても、異物を含む作動油がオイルポンプ2に吸入されることを防止できる。一般的に、車両用駆動装置がトルクコンバータを備えた自動変速装置である場合には、オイルクーラ5へ供給される作動油は、トルクコンバータを通ってからオイルクーラ5へ供給される構成となっていることが多い。一方、トルクコンバータを備えないハイブリッド車用駆動装置では、オイルクーラ5へ供給される作動油は、車両用駆動装置の各部を通らずに供給される構成となっていることが多い。したがって、この油圧制御装置1の構成は、特にトルクコンバータを備えないハイブリッド車用駆動装置の各部に作動油を供給するための装置に適している。
クーラバイパス弁6は、上記の通り、オイルクーラへ供給される作動油が流れるクーラ供給油路p2に入力ポート6aが接続されている。そして、このクーラバイパス弁6は、クーラ供給油路p2を流れる作動油の油圧が所定の開弁圧以上となったときに入力ポート6aを出力ポート6bに連通させるリリーフ弁となっている。すなわち、クーラバイパス弁6は、クーラ供給油路p2に接続された入力ポート6a内の作動油の油圧が予め設定された所定の開弁圧以上となった場合に、開弁して入力ポート6aと出力ポート6bとを連通させる。このクーラバイパス弁6の開弁圧の設定については、後述する。クーラバイパス弁6の出力ポート6bは、吸入油路p1に接続されたクーラバイパス油路p3に接続されている。このクーラバイパス油路p3は、クーラバイパス弁6の出力ポート6bを、オイルポンプ2の吸入ポート21a、22aとストレーナ24との間の吸入油路p1に接続する油路である。このようなクーラバイパス油路p3を備えることにより、クーラバイパス弁6の出力ポート6b側に排出される作動油を、オイルポンプ2の吸引力を利用して、オイルポンプ2の吸入ポート21a、22aとストレーナ24との間の吸入油路p1へ迅速に戻すことができる。したがって、オイルポンプ2が空気を吸い込むことを抑制できるとともに、作動油がストレーナ24を通過する際の圧力損失をなくしてオイルポンプ2の効率を高めることができる。
オイルクーラ5は、作動油の冷却を行う装置である。ここでは、第二調圧弁42による調圧後の作動油が、クーラ供給油路p2を通ってオイルクーラ5へ供給される。オイルクーラ5は、例えば、熱交換用の細管を積層して配置するとともに、この細管に隣接して冷却水又は空気が流れるようにした構造を有しており、この細管に作動油を流すことにより、作動油と冷却水又は空気との間で熱交換を行う構成となっている。そして、オイルクーラ5を通過した作動油は、クーラ排出油路p5を通ってオイルパン25へ排出される。なお、オイルクーラ5の構成は、特に限定されるものではなく、公知の各種の構成を用いることができる。
本実施形態においては、オイルクーラ5の圧力損失と、クーラバイパス弁6の開弁圧との関係が、所定の第一温度領域の油温では、クーラ供給油路p2を流れる全油量の90%以上がオイルクーラ5へ供給され、第一温度領域より低温の第二温度領域の油温では、クーラ供給油路p2を流れる全油量の90%以上がクーラバイパス弁6を通ってクーラバイパス油路p3へ供給されるように設定されている。ここで、オイルクーラ5の圧力損失は、作動油がオイルクーラ5内を通る際の通油抵抗の大きさに応じて大きくなり、例えば、オイルクーラ5を構成する細管の管路長、管路断面積、及び管路形状等により決定される。また、クーラバイパス弁6の開弁圧は、弁体の形状(特に弁体が油圧を受ける面積)や弁体を付勢するばね等の付勢手段の付勢力の大きさ等により決定される。そして、本実施形態においては、これらオイルクーラ5の圧力損失とクーラバイパス弁6の開弁圧との関係を適切に設定することにより、作動油の油温に応じて、適切な経路に作動油を供給するように制御する構成としている。
すなわち、一般的に、作動油は、油温が高くなるに従って粘性が低くなり、油温が低くなるに従って粘性が高くなる。そこで、本実施形態に係る油圧制御装置1では、作動油の油温が比較的低く粘性が高い状態で、オイルクーラ5の圧力損失が非常に大きくなるように設定することにより、オイルクーラ5側へ作動油を流れにくくする。また、それとともに、オイルクーラ5側へ作動油が流れにくいことにより高まったクーラ供給油路p2内の作動油の油圧により、クーラバイパス弁6が開くように、オイルクーラ5の圧力損失とクーラバイパス弁6の開弁圧との関係を設定する。更に、作動油の油温が比較的高く粘性が低い状態では、オイルクーラ5の圧力損失が十分に小さく、クーラ供給油路p2内の作動油の油圧がクーラバイパス弁6の開弁圧以下となるように、オイルクーラ5の圧力損失とクーラバイパス弁6の開弁圧との関係を設定する。
具体的には、作動油の油温が第一温度領域の下限温度以上であって作動油の粘性が比較的低い状態で、オイルクーラ5の圧力損失によるクーラ供給油路p2内の作動油の油圧がクーラバイパス弁6の開弁圧未満となるように、オイルクーラ5の圧力損失とクーラバイパス弁6の開弁圧との関係を設定する。これにより、第一温度領域の油温で、クーラ供給油路p2を流れる作動油のほぼ全てがオイルクーラ5へ供給される。また、作動油の油温が第二温度領域の上限温度以下であって作動油の粘性が比較的高い状態で、クーラ供給油路p2内の作動油の油圧がクーラバイパス弁6の開弁圧以上となり、更に、オイルクーラ5を流れる作動油の量がクーラ供給油路p2を流れる全油量の10%未満となるように、オイルクーラ5の圧力損失とクーラバイパス弁6の開弁圧との関係を設定する。これにより、第二温度領域の油温で、クーラ供給油路p2を流れる全油量の90%以上がクーラバイパス弁6を通ってクーラバイパス油路p3へ供給される。
また、オイルクーラ5の圧力損失とクーラバイパス弁6の開弁圧との関係を設定するに際して、第一温度領域及び第二温度領域は、以下のように設定すると好適である。すなわち、本実施形態に係る油圧制御装置1は、車両用駆動装置の各部に作動油を供給するための装置であるので、第一温度領域は車両の暖気終了後(或いは走行中)の作動油の温度範囲を含むように設定し、第二温度領域は車両の冷間始動等の作動油の温度範囲を含むように設定すると好適である。例えば、第一温度領域は20〜130℃に設定し、第二温度領域は−30〜0℃に設定すると好適である。なお、第一温度領域について下限の温度のみを設定し、第二温度領域について上限の温度のみを設定しても好適である。
2.第二の実施形態
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。図2は、本実施形態に係る油圧制御装置1の油圧回路の構成を示す図である。この図に示すように、本実施形態に係る油圧制御装置1は、クーラ供給油路p2中におけるクーラバイパス弁6の入力ポート6aとオイルクーラ5との間に、温度調整弁7を備えるとともに、この温度調整弁7と吸入油路p1とを接続する第二クーラバイパス油路p3bを備える点で、上記第一の実施形態とは相違する。以下、本実施形態に係る油圧制御装置1について、上記第一の実施形態との相違点を中心として詳細に説明する。なお、特に説明しない点については、上記第一の実施形態と同様の構成となっている。
本実施形態においては、クーラ供給油路p2は、温度調整弁7を介してオイルクーラ5に接続されている。また、クーラ供給油路p2における温度調整弁7の上流側には、クーラバイパス弁6の入力ポート6aが接続されている。すなわち、この油圧制御装置1は、クーラバイパス弁6の入力ポート6aとオイルクーラ5との間のクーラ供給油路p2中に温度調整弁7を備えている。クーラバイパス弁6の構成は、上記第一の実施形態と同様であり、クーラバイパス弁6の出力ポート6bは、吸入油路p1に接続されたクーラバイパス油路p3に接続されている。
温度調整弁7は、作動油の油温に応じて流路を切り替えるサーモスタット弁である。本実施形態においては、温度調整弁7は、入力ポート7aがクーラ供給油路p2の上流側に接続され、第一出力ポート7bがオイルクーラ5に接続されるクーラ供給油路p2の下流側に接続され、第二出力ポート7cが第二クーラバイパス油路p3bに接続されている。そして、この温度調整弁7は、所定の第一温度領域の油温では、オイルクーラ5へ作動油を供給し、第一温度領域より低温の第二温度領域の油温では、吸入油路p1に接続された第二クーラバイパス油路p3bへ作動油を供給するように流路を切り替える。すなわち、この温度調整弁7は、作動油の油温が比較的高温の第一温度領域の場合には、入力ポート7aと第一出力ポート7bとを連通させ、作動油をオイルクーラ5へ供給する。一方、この温度調整弁7は、作動油の油温が比較的低温の第二温度領域の場合には、入力ポート7aと第二出力ポート7cとを連通させ、作動油を第二クーラバイパス油路p3bへ送る。本実施形態においては、第二クーラバイパス油路p3bは、クーラバイパス油路p3に接続されており、クーラバイパス油路p3を介して吸入油路p1に接続されている。なお、第二クーラバイパス油路p3bを、クーラバイパス油路p3とは別個に構成しても好適である。
ここで、第一温度領域及び第二温度領域は、上記第一の実施形態と同様に設定すると好適である。すなわち、本実施形態に係る油圧制御装置1は、車両用駆動装置の各部に作動油を供給するための装置であるので、第一温度領域は車両の暖気終了後(或いは走行中)の作動油の温度範囲を含むように設定し、第二温度領域は車両の冷間始動等の作動油の温度範囲を含むように設定すると好適である。但し、本実施形態においては、温度調整弁7の過渡特性にもよるが、上記第一の実施形態の構成と比べて、第一温度領域と第二温度領域との間をより近接させることが可能である。したがって、例えば、第一温度領域は15〜130℃に設定し、第二温度領域は−30〜5℃に設定すると好適である。なお、第一温度領域について下限の温度のみを設定し、第二温度領域について上限の温度のみを設定しても好適である。また、これら第一温度領域と第二温度領域との間の過渡領域では、温度調整弁7は、オイルクーラ5と第二クーラバイパス油路p3bとの両方に作動油を配分する構成とすることができる。
3.第三の実施形態
次に、本発明の第三の実施形態について説明する。図3は、本実施形態に係る油圧制御装置1の油圧回路の構成を示す図である。この図に示すように、本実施形態に係る油圧制御装置1は、オイルクーラ5を通過した作動油が、吸入油路p1に接続されたクーラ排出油路p5へ供給される構成となっているとともに、クーラ排出油路p5中にサブストレーナ8が設けられている点で、上記第一の実施形態とは相違する。以下、本実施形態に係る油圧制御装置1について、上記第一の実施形態との相違点を中心として詳細に説明する。なお、特に説明しない点については、上記第一の実施形態と同様の構成となっている。
本実施形態においては、オイルクーラ5を通過した作動油が流れるクーラ排出油路p5が、クーラバイパス油路p3に接続されている。すなわち、クーラ排出油路p5は、クーラバイパス油路p3を介して吸入油路p1に接続されている。なお、クーラバイパス弁6の構成は、上記第一の実施形態と同様である。よって、クーラバイパス弁6の入力ポート6aは、オイルクーラへ供給される作動油が流れるクーラ供給油路p2に接続されており、出力ポート6bは、吸入油路p1に接続されたクーラバイパス油路p3に接続されている。したがって、本実施形態に係る油圧制御装置1の構成によれば、オイルクーラ5を通過した作動油をクーラ排出油路p5及びクーラバイパス油路p3を通じて、クーラバイパス弁6の出力ポート6b側に排出された作動油をクーラバイパス油路p3を通じて、共にオイルポンプ2の吸入ポート21a、22aとストレーナ24との間の吸入油路p1に戻すことができる。したがって、オイルポンプ2の吸引力を利用して作動油をオイルポンプ2の吸入ポート21a、22aへ迅速に戻すことができるため、オイルポンプ2が空気を吸い込むことを抑制できる。また、このように吸入油路p1へ戻された作動油は、ストレーナ24を介さずにオイルポンプ2の吸入ポート21a、22aに吸入されるため、作動油がストレーナ24を通過する際の圧力損失をなくしてオイルポンプ2の効率を高めることができる。
また、クーラ排出油路p5中には、サブストレーナ8が設けられている。サブストレーナ8は、オイルクーラ5を通過した作動油に含まれる異物を除去するためのろ過器である。このようにしたことにより、オイルクーラ5内で異物が作動油に混入した場合にもサブストレーナ8により異物を除去できるので、異物を含む作動油がオイルポンプ2に吸入されることを防止できる。なお、本実施形態においては、クーラ排出油路p5におけるサブストレーナ8より上流側には、クーラ排出油路p5内の空気を抜くためのエア抜き用弁9が設けられている。
4.その他の実施形態
(1)上記第一の実施形態及び第二の実施形態における、第一温度領域及び第二温度領域の設定例は、油圧制御装置1を車両用駆動装置の各部に作動油を供給するための装置に適用する場合の単なる一例である。したがって、第一温度領域及び第二温度領域を、上記の例とは異なる温度領域に設定することも当然に可能である。
(2)上記の各実施形態においては、油圧制御装置1が、調圧弁4の排出ポート41d、42dを、吸入油路p1に接続する帰還油路p4を備える構成を例として説明した。しかし、本発明の適用範囲はこれに限定されない。したがって、帰還油路p4を備えない構成とすることも可能である。
(3)上記の各実施形態においては、機械式オイルポンプ21と電動オイルポンプ22の2つのオイルポンプ2を備える構成を例として説明した。しかし、本発明の適用範囲はこれに限定されない。したがって、オイルポンプ2を一つだけ備える構成とし、或いは3つ以上のオイルポンプ2を備える構成とすることも本発明の好適な実施形態の一つである。
(4)上記の各実施形態においては、第一調圧弁41と第二調圧弁42の2つの調圧弁4を備える構成を例として説明した。しかし、本発明の適用範囲はこれに限定されない。したがって、調圧弁4を一つだけ備える構成とし、或いは3つ以上の調圧弁4を備える構成とすることも本発明の好適な実施形態の一つである。
(5)上記の各実施形態においては、油圧制御装置1を、自動変速機やハイブリッド車用駆動装置などの車両用駆動装置等に作動油を供給するための装置に適用した場合の例について説明した。しかし、本発明の適用範囲はこれに限定されない。したがって、車両用駆動装置以外の油圧機器等へ作動油を供給するための油圧制御装置1として本発明を適用することも可能である。
本発明は、例えば自動変速機やハイブリッド車用駆動装置などの車両用駆動装置等に作動油を供給するための油圧制御装置に好適に利用することができる。
本発明の第一の実施形態に係る油圧制御装置の油圧回路の構成を示す図 本発明の第二の実施形態に係る油圧制御装置の油圧回路の構成を示す図 本発明の第三の実施形態に係る油圧制御装置の油圧回路の構成を示す図
符号の説明
1:油圧制御装置
2:オイルポンプ
21:機械式オイルポンプ(第一オイルポンプ)
22:電動オイルポンプ(第二オイルポンプ)
21a、22a:オイルポンプの吸入ポート
24:ストレーナ
25:オイルパン
31、32:逆流防止弁
4:調圧弁
41:第一調圧弁
42:第二調圧弁
41d、42d:調圧弁の排出ポート
5:オイルクーラ
6:クーラバイパス弁
6a:クーラバイパス弁の入力ポート
6b:クーラバイパス弁の出力ポート
7:温度調整弁
8:サブストレーナ
91:潤滑油路
p1:吸入油路
p2:クーラ供給油路
p3:クーラバイパス油路
p3b:第二クーラバイパス油路
p4:帰還油路
p5:クーラ排出油路

Claims (8)

  1. オイルパンと、オイルポンプと、前記オイルパンと前記オイルポンプの吸入ポートとの間に設けられたストレーナと、前記オイルポンプから供給される作動油の油圧を所定圧に調圧する調圧弁と、前記調圧弁による調圧後の作動油が供給され、当該作動油の冷却を行うオイルクーラと、前記オイルクーラへ供給される作動油が流れるクーラ供給油路に入力ポートが接続され、前記クーラ供給油路内の作動油の油圧が所定の開弁圧以上となったときに前記入力ポートを出力ポートに連通させるクーラバイパス弁とを備え、
    前記オイルクーラを通過した作動油は前記オイルパンへ排出され、
    前記クーラバイパス弁の前記出力ポートを、前記オイルポンプの前記吸入ポートと前記ストレーナとの間の吸入油路に接続するクーラバイパス油路を備える油圧制御装置。
  2. 前記オイルクーラの圧力損失と、前記クーラバイパス弁の前記開弁圧との関係が、所定の第一温度領域の油温では、前記クーラ供給油路を流れる全油量の90%以上が前記オイルクーラへ供給され、前記第一温度領域より低温の第二温度領域の油温では、前記クーラ供給油路を流れる全油量の90%以上が前記クーラバイパス弁を通って前記クーラバイパス油路へ供給されるように設定されている請求項1に記載の油圧制御装置。
  3. 前記クーラバイパス弁の前記入力ポートと前記オイルクーラとの間の前記クーラ供給油路中に温度調整弁を備え、
    前記温度調整弁は、所定の第一温度領域の油温では、前記オイルクーラへ作動油を供給し、前記第一温度領域より低温の第二温度領域の油温では、前記吸入油路に接続された第二クーラバイパス油路へ作動油を供給するように流路を切り替える請求項1に記載の油圧制御装置。
  4. 前記調圧弁の排出ポートを、前記吸入油路に接続する帰還油路を更に備える請求項1からのいずれか一項に記載の油圧制御装置。
  5. 前記調圧弁として、前記オイルポンプから供給される作動油の油圧を所定の第一圧に調圧する第一調圧弁と、前記第一調圧弁による調圧後の作動油の油圧を前記第一圧より低い所定の第二圧に調圧する第二調圧弁とを有し、前記第二圧に調圧後の作動油が、前記オイルクーラへ供給される請求項1からのいずれか一項に記載の油圧制御装置。
  6. 前記オイルポンプとして、第一オイルポンプと第二オイルポンプとを有し、
    前記第一オイルポンプ及び前記第二オイルポンプは、それぞれ逆流防止弁を介して前記調圧弁へ作動油を供給する請求項1からのいずれか一項に記載の油圧制御装置。
  7. 車両用駆動装置の各部に作動油を供給する油圧制御装置であって、
    前記オイルクーラへ供給される作動油は、前記調圧弁による調圧後、前記車両用駆動装置の各部を通らずに供給される請求項1からのいずれか一項に記載の油圧制御装置。
  8. 前記調圧弁による調圧後の作動油が、前記オイルクーラへ供給される作動油と分離されて前記車両用駆動装置の潤滑油路へ供給される請求項に記載の油圧制御装置。
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