JP5012321B2 - 自動変速機における作動油供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンによって駆動されるオイルポンプと電動モータによって駆動されるオイルポンプを備えた自動変速機における作動油供給装置に関するものである。

従来、例えば、特許文献１に記載されているように、エンジンによって常時駆動される第１オイルポンプと、電気モータによって任意に駆動制御される第２オイルポンプを備えた変速機用のオイルポンプ駆動装置が知られている。このようなオイルポンプ駆動装置によれば、エンジンが所定回転数に達するまでは、電気モータを駆動して第１および第２オイルポンプを駆動することにより、必要な吐出油量を小型のオイルポンプによって確保できる。また、エンジンが所定回転数を超えた場合には、電気モータを停止させることにより、エンジンの高回転領域においては余分な吐出油量を減少でき、オイルポンプ駆動ロスを小さくすることができる。
特開平６−１９３７１１号公報（段落００２８〜００３２、図３）

しかしながら、上記した特許文献１に記載されたような構成のオイルポンプ駆動装置においては、特に低温時に、作動油の粘度が高くなった場合、第１オイルポンプ１１はエンジンによって強制駆動されるため特に問題はないが、第２オイルポンプを駆動する電気モータの駆動トルクが粘性抵抗によって高くなり、低温始動時における負荷トルクが大きくなる問題があった。このために、その負荷トルクに打ち勝つに十分なモータ出力を得る必要があり、モータ容量が大きくなって、電動ポンプユニットが大型化し、車両搭載性が悪くなる問題があった。

本発明は、上記した従来の問題を解消するためになされたもので、低温始動時に、エンジンによって駆動される第１オイルポンプより吐出された圧油を第２オイルポンプの吸入ポートに供給して、低温の作動油を排出できるようにすることにより、電動モータの容量を小さくできる自動変速機における作動油供給装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明の特徴は、エンジンによって駆動される駆動軸に連結され、摩擦係合要素等を備えた自動変速機の油圧回路に油圧源からの作動油を吐出する第１オイルポンプと、電動モータによって駆動され、前記油圧源からの作動油を前記油圧回路に吐出する第２オイルポンプとを備えた自動変速機における作動油供給装置において、前記第２オイルポンプの吸入ポートを、前記油圧源側および前記第１オイルポンプの吐出ポート側の何れか一方に連通するとともに、前記第１オイルポンプの吐出通路および前記第２オイルポンプの吸入通路を連通遮断する電磁切替バルブと、前記第１オイルポンプの吐出ポートの吐出通路に接続される、前記第２オイルポンプの吐出通路である補助吐出通路中であって、前記第２オイルポンプの吐出ポートと前記第１オイルポンプの前記吐出通路とを結ぶ点よりも前記第２オイルポンプの前記吐出ポート側に設けられ、前記第１オイルポンプの前記吐出通路からの吐出油が前記第２オイルポンプの前記吐出ポート側に逆流することを防止するチェックバルブと、該電磁切替バルブをエンジンの低温始動時に切替えて、前記第２オイルポンプの吸入ポートを、前記第１オイルポンプの前記吐出ポート側に連通する切替え制御手段とを備えたことである。

請求項１に係る発明によれば、第２オイルポンプの吸入ポートを、油圧源側および第１オイルポンプの吐出ポート側の何れか一方に連通するとともに、第１オイルポンプの吐出通路および第２オイルポンプの吸入通路を連通遮断する電磁切替バルブと、第１オイルポンプの吐出ポートの吐出通路に接続される、第２オイルポンプの吐出通路である補助吐出通路中であって、第２オイルポンプの吐出ポートと第１オイルポンプの吐出通路とを結ぶ点よりも第２オイルポンプの吐出ポート側に設けられ、第１オイルポンプの吐出通路からの吐出油が第２オイルポンプの吐出ポート側に逆流することを防止するチェックバルブと、電磁切替バルブをエンジンの低温始動時に切替えて、第２オイルポンプの吸入ポートを、第１オイルポンプの吐出ポート側に連通する切替え制御手段とを備えている。
これにより、エンジンの低温始動時には、エンジンによって駆動される第１オイルポンプより吐出された圧油によって、第２オイルポンプを強制駆動させて、第２オイルポンプ内の低温の作動油を迅速に排出させることができ、第２オイルポンプを駆動するに必要な電動モータの駆動トルクを小さくすることができる。従って、電動モータのモータ容量として、低温始動時の粘性抵抗に打ち勝つ大きなモータ出力を不要にできるので、電動ポンプを小型にでき、車両搭載性が良くすることができる。
しかも、電磁切替バルブを切替えて第１オイルポンプの吐出油を自動変速機の油圧回路に供給する際に、吐出油が第２オイルポンプの吐出ポート側に逆流することを防止することができる。

請求項１に係る発明によれば、第２オイルポンプの吸入ポートを、油圧源側および第１オイルポンプの吐出ポート側の何れか一方に連通するとともに、第１オイルポンプの吐出通路および第２オイルポンプの吸入通路を連通遮断する電磁切替バルブと、電磁切替バルブをエンジンの低温始動時に切替えて、第２オイルポンプの吸入ポートを、第１オイルポンプの吐出ポート側に連通する切替え制御手段とを備えているので、エンジンの低温始動時には、エンジンによって駆動される第１オイルポンプより吐出された圧油によって、第２オイルポンプを強制駆動させて、第２オイルポンプ内の低温の作動油を迅速に排出させることができ、第２オイルポンプを駆動するに必要な電動モータの駆動トルクを小さくすることができる。従って、電動モータのモータ容量として、低温始動時の粘性抵抗に打ち勝つ大きなモータ出力を不要にできるので、電動ポンプを小型にでき、車両搭載性が良くすることができる。

請求項２に係る発明によれば、電動モータは、アイドリングストップ時に駆動されるようになっているので、アイドリングストップによって第１オイルポンプの駆動が停止された状態においても、電動モータによって駆動される第２オイルポンプより吐出された作動油を油圧回路に供給することができ、自動変速機の摩擦係合要素の締結状態を保持することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、１１はエンジン１０によって駆動され、エンジン１０の回転数に比例した吐出流量を吐出する第１オイルポンプを示し、１２は電動モータ１３によって駆動され、電動モータ１３の回転数に比例した吐出流量を吐出する第２オイルポンプを示す。これら第１および第２オイルポンプ１１、１２は、ギヤポンプ、トロコイドポンプあるいはベーンポンプ等の定吐出型ポンプで構成されている。

第１オイルポンプ１１の吐出ポート１１ａには、吐出通路１５が接続され、吸入ポート１１ｂには、自動変速機の油圧源としてのオイルパン１６に通ずる吸入通路１７が接続されている。吐出通路１５は、電磁切替バルブ１８を介して油圧回路２０に接続されるようになっている。油圧回路２０は、自動変速機のクラッチおよびブレーキ等の摩擦係合要素（油圧サーボ）、トルクコンバータおよびそのクーラ配管、ならびに自動変速機の潤滑部位に通ずる潤滑通路等を備え、油圧回路２０に供給されるＡＴＦ（オートマチックトランスミッションフルード）からなる作動油によって、摩擦係合要素およびトルクコンバータを制御するとともに、潤滑部位を潤滑するようになっている。

第１オイルポンプ１１がエンジン１０によって駆動されることにより、オイルパン１６に貯留された作動油が吸入通路１７を介して吸入ポート１１ｂより吸上げられ、吐出ポート１１ａよりエンジン回転数に比例した作動油が吐出通路１５に吐出されるようになっている。

第２オイルポンプ１２の吐出ポート１２ａには、吐出通路１５に接続された補助吐出通路２１が接続され、補助吐出通路２１中には、吐出通路１５から第２オイルポンプ１２の吐出ポート１２ａ側への逆流を防止するチェックバルブ２２が介挿されている。第２オイルポンプ１２の吸入ポート１２ｂには、吸入通路２３が接続され、吸入通路２３は電磁切替バルブ１８によって第１オイルポンプ１１の吐出ポート１１ａ側および吸入通路１７側の何れか一方に接続されるようになっている。

電磁切替バルブ１８は、入口側に２つのポートと、出口側に２つのポートを有する２位置４方向切替バルブからなり、第１オイルポンプ１１の吐出通路１５上および第２オイルポンプ１２の吸入通路２３上に配設されている。電磁切替バルブ１８の一方の入口ポートは、第１オイルポンプ１１の吐出ポート１１ａ側に接続され、他方の入口ポートは、吸入通路１７側に接続されている。また、電磁切替バルブ１８の一方の出口ポートは、油圧回路２０側に接続され、他方の出口ポートは、第２オイルポンプ１２の吸入ポート１２ｂ側に接続されている。

電磁切替バルブ１８は、通常はスプリングの付勢力によって図１に示す原位置に保持され、ソレノイドによって図４に示す切替位置に切替えられるようになっている。電磁切替バルブ１８が原位置に保持された状態においては、第１オイルポンプ１１の吐出ポート１１ａに接続された一方の入口ポートが、油圧回路２０に接続された一方の出口ポートに連通されるとともに、吸入通路１７に接続された他方の入口ポートが、第２オイルポンプ１２の吸入ポート１２ｂに接続された他方の出口ポートに連通されている。

この状態にあっては、第１および第２オイルポンプ１１、１２が、オイルパン１６と油圧回路２０との間に互いに並列に接続された関係となる。そして、電動モータ１３が停止されている状態においては、エンジン１０によって駆動される第１オイルポンプ１１より吐出された作動油が吐出通路１５を介して油圧回路２０に供給される。この状態で、電動モータ１３が駆動されると、エンジン１０によって駆動される第１オイルポンプ１１より吐出された作動油と、電動モータ１３によって駆動される第２オイルポンプ１２より吐出された作動油が吐出通路１５上において合流され、油圧回路２０に供給されるようになる。

このような構成により、第１オイルポンプ１１のポンプ容量を可及的に小さくでき、大流量が必要な自動変速機の変速制御時に、電動モータ１３を駆動させることにより、不足する流量を第２オイルポンプ１２によって補うことができる。これによって、第１オイルポンプ１１を駆動するに必要な駆動トルクを低減でき、無駄な動力損失を減少することができる。

電磁切替バルブ１８が切替位置に切替えられると、図４に示すように、第１オイルポンプ１１の吐出ポート１１ａに接続された一方の入口ポートが、第２オイルポンプ１２の吸入ポート１２ｂに接続された他方の出口ポートに連通されるとともに、吸入通路１７側に接続された他方の入口ポートおよび油圧回路２０側に接続された一方の出口ポートが閉止される。これによって、第１オイルポンプ１１と第２オイルポンプ１２の直列回路が構成され、第１オイルポンプ１１より吐出された作動油は、第２オイルポンプ１２および補助吐出通路２１を介して油圧回路２０に供給される。

電磁切替バルブ１８は、エンジン１０の低温始動時に、制御装置３０からの切替え指令に基づいて切替えられるようになっており、電磁切替バルブ１８の切替えによって、第１オイルポンプ１１の吐出ポート１１ａより吐出された圧油が、第２オイルポンプ１２の吸入ポート１２ｂに供給されるようになっている。

第２オイルポンプ１２を駆動する電動モータ１３は、アイドリングストップ時に、すなわち、車両の停車を検出してエンジンが停止された際に、制御装置３０からの起動指令に基づいて駆動されるようになっている。また、電動モータ１３は、自動変速機の変速制御時にも制御装置３０からの指令に基づいて駆動されるようになっている。

図２は、制御装置３０によって実行される電磁切替バルブ１８を切替え制御するためのフローチャートを示すもので、図２に示すプログラムは一定時間毎に割込みによって処理される。まず、ステップ１００において、車両のイグニッションがＯＮにされているか否かが判断され、ＯＮされている場合には、判断結果がＹ（ＹＥＳ）となり、ステップ１０２に移行する。ＯＮされていない場合には、判断結果がＮ（ＮＯ）となり、プログラムはリターンされる。ステップ１０２においては、シフトレバーのレンジがＰ（パーキング）レンジにあるかＮ（ニュートラル）レンジにあるか否かが判断され、ＰレンジあるいはＮレンジにある場合、すなわち、車両が停止状態にある場合には、判断結果がＹとなり、ステップ１０４に移行する。ＰレンジあるいはＮレンジ以外の走行レンジにある場合には、判断結果がＮとなり、プログラムはリターンされる。

ステップ１０４においては、バッテリ容量がハイレベルにあるか、ローレベルにあるかが判断され、ハイレベルにある場合には、判断結果がＨ（ＨＩＧＨ）となり、ステップ１０６に移行する。ローレベルにある場合には、判断結果がＬ（ＬＯＷ）となり、プログラムはリターンされる。さらに、ステップ１０６においては、オイルパン１６に貯留された作動油の温度、すなわち、ＡＴＦ温度が、所定温度よりも高いか低いかが判断され、低い場合には、判断結果がＬとなり、ステップ１０８に移行され、高い場合には、判断結果がＨとなり、プログラムはリターンされる。ステップ１０８においては、電磁切替バルブを一定時間切替える切替え指令が出力され、この切替え指令に基づいて、電磁切替バルブ１８が図４に示す状態に一定時間だけ切替え制御される。かかるステップ１０８は、請求項における切替え制御手段を構成している。

このように、電磁切替バルブ１８は、イグニッションがＯＮされたとき、車両が停止状態にあり、バッテリ容量が十分あり、かつＡＴＦ温度が低温の場合に切替えられる。言い換えれば、電磁切替バルブ１８は、エンジンの低温始動時に切替えられ、第１オイルポンプ１１の吐出圧によって第２オイルポンプ１２内の低温の作動油を強制的に排出するとともに、第２オイルポンプ１２を強制駆動して作動油の温度を早期に温めるように作用する。

図３は、上記した２つのオイルポンプ１１、１２の吐出特性を示す線図で、線図Ａは第１オイルポンプ１１の吐出特性を、線図Ｂは第２オイルポンプ１２の吐出特性を示し、実線Ｃは、第１および第２オイルポンプ１１、１２の吐出流量が合流された場合の流量を示す。

次に上記した構成における動作について説明する。通常電動モータ１３は停止されており、また、電磁切替バルブ１８は図１に示す原位置に保持されている。この状態においては、エンジン１０によって駆動される第１オイルポンプ１１が、オイルパン１６より作動油を吸上げて吐出通路１５に作動油を吐出し、吐出された作動油は油圧回路２０に供給される。

この状態で、エンジン１０がアイドリングストップされると、これが制御装置３０により検出されて、制御装置３０より電動モータ１３を起動するための起動指令が送出される。これによって、電動モータ１３が起動され、第２オイルポンプ１２が駆動される。第２オイルポンプ１２の駆動により、オイルパン１６より作動油が吸上げられて補助吐出通路２１に一定流量の作動油が吐出され、吐出された作動油はチェック弁２２および吐出通路１５を介して油圧回路２０に供給される。

これにより、アイドリングストップによって第１オイルポンプ１１の駆動が停止された状態においても、電動モータ１３によって駆動される第２オイルポンプ１２より吐出された作動油が油圧回路２０に供給されるので、アイドリングストップ時に締結状態にある自動変速機の摩擦係合要素（クラッチ）の締結状態を保持できるようになる。

アイドリングストップが解除されると、制御装置３０からの指令に基づいて電動モータ１３が停止され、第２オイルポンプ１２からの作動油の吐出が停止される。この結果、エンジン１０によって駆動される第１オイルポンプ１１より吐出された作動油のみが油圧回路２０に供給される。

また、車両の走行中に、自動変速機において変速制御が行われると、これが制御装置３０により検出されて、電動モータ１３が起動され、第２オイルポンプ１２が駆動される。これによって、油圧回路２０には、第１オイルポンプ１１より吐出された作動油と、第２オイルポンプ１２より吐出された作動油が合流されて供給されるので、大流量が必要な変速制御時においても、第１オイルポンプ１１で不足する流量を第２オイルポンプ１２によって補うことができ、第１オイルポンプ１１のポンプ容量を大きくする必要がない。

ところで、イグニッションがＯＮされると、図３に示すフローチャートのステップ１０２以降が実行され、ステップ１０６において、ＡＴＦ温度が、所定温度よりも低いと判断された場合には、ステップ１０８に移行されて、電磁切替バルブを一定時間切替える切替え指令が出力され、この切替え指令に基づいて、電磁切替バルブ１８のソレノイドが励磁され、電磁切替バルブ１８が図４に示す切替え位置に切替え制御される。

電磁切替バルブ１８の切替えにより、第１オイルポンプ１１より吐出された圧油が、電磁切替バルブ１８を介して第２オイルポンプ１２の吸入ポート１２ｂに供給される。この際、電動モータ１３はフリー回転できるように制御されており、第２オイルポンプ１２の吸入ポート１２ｂへの圧油の供給によって第２オイルポンプ１２が強制駆動される。これによって、第２オイルポンプ１２内の低温の作動油が強制的に循環されるとともに、第２オイルポンプ１２の強制駆動によって作動油（ＡＴＦ）の温度が早期に上昇される。電磁切替バルブ１８が切替えられて一定時間が経過すると、電磁切替バルブ１８のソレノイドが消磁され、電磁切替バルブ１８は再び図１に示す原位置に復帰される。

このように、エンジンの低温始動時には、エンジンによって駆動される第１オイルポンプ１１より吐出された圧油によって、第２オイルポンプ１２が強制駆動されるので、第２オイルポンプ１２内の低温の作動油が循環に排出される。従って、低温始動後に第２オイルポンプ１２を駆動する必要が生じた場合においても、第２オイルポンプ１２を駆動するに必要な電動モータ１３の駆動トルクを小さくすることができ、電動モータ１３のモータ容量として、低温時の粘性抵抗に打ち勝つ大きなモータ出力を不要にできる。これによって、電動ポンプ１３を小型にでき、車両搭載性を良くすることができる。

上記した実施の形態においては、第２オイルポンプ１２を駆動する電動モータ１３を、アイドリングストップ時および自動変速機の変速制御時に駆動させるようにしたが、電動モータ１３をアイドリングストップ時にのみ駆動させるようにすることもでき、このような場合には、エンジン１０によって駆動される第１オイルポンプ１１として、変速制御時に必要な流量を吐出できるポンプ容量を備えたものを用いればよい。

また、上記した実施の形態においては、低温始動時に、電磁切替バルブ１８を一定時間だけ切替えるようにしたが、電磁切替バルブ１８を切替えた後のＡＴＦ温度を検出して、ＡＴＦ温度が所定温度以上になったとき、電磁切替バルブ１８を原位置に復帰させるように制御してもよい。

さらに、電磁切替バルブ１８を切替える条件として、例えば、コイル温度の異常有無等のフェールセーフ項目を追加することもできる。

斯様に、上記した実施の形態で述べた具体的構成は、本発明の一例を示したものにすぎず、本発明はそのような具体的構成に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の態様を採り得るものである。

本発明の実施の形態を示す自動変速機における作動油供給装置を示す油圧系統図である。 電磁切替バルブを切替制御するフローチャートを示す図である。 ２つのオイルポンプの吐出特性を示す線図である。 図１の作動状態を示す油圧系統図である。

符号の説明

１０…エンジン、１１…第１オイルポンプ、１１ａ…吐出ポート、１１ｂ…吸入ポート、１２…第２オイルポンプ、１２ａ…吐出ポート、１２ｂ…吸入ポート、１３…電動モータ、１５…吐出通路、１６…オイルパン、１８…電磁切替バルブ、２３…吸入通路、３０…制御装置、１０８…切替え制御手段。

Claims (2)

1. エンジンによって駆動される駆動軸に連結され、摩擦係合要素等を備えた自動変速機の油圧回路に油圧源からの作動油を吐出する第１オイルポンプと、電動モータによって駆動され、前記油圧源からの作動油を前記油圧回路に吐出する第２オイルポンプとを備えた自動変速機における作動油供給装置において、
   前記第２オイルポンプの吸入ポートを、前記油圧源側および前記第１オイルポンプの吐出ポート側の何れか一方に連通するとともに、前記第１オイルポンプの吐出通路および前記第２オイルポンプの吸入通路を連通遮断する電磁切替バルブと、
   前記第１オイルポンプの吐出ポートの吐出通路に接続される、前記第２オイルポンプの吐出通路である補助吐出通路中であって、前記第２オイルポンプの吐出ポートと前記第１オイルポンプの前記吐出通路とを結ぶ点よりも前記第２オイルポンプの前記吐出ポート側に設けられ、前記第１オイルポンプの前記吐出通路からの吐出油が前記第２オイルポンプの前記吐出ポート側に逆流することを防止するチェックバルブと、
   該電磁切替バルブをエンジンの低温始動時に切替えて、前記第２オイルポンプの吸入ポートを、前記第１オイルポンプの前記吐出ポート側に連通する切替え制御手段と、
   を備えたことを特徴とする自動変速機における作動油供給装置。
2. 請求項１において、前記電動モータは、アイドリングストップ時に駆動されるようになっていることを特徴とする自動変速機における作動油供給装置。

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