JP5381648B2 - バルブポンプの制御装置および車両の油圧制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、液体室に液体を吸入し、かつ、液体室から液体を吐出する際にバルブが開閉されるように構成されたバルブポンプの制御装置、およびバルブポンプを有する車両の油圧制御装置に関するものである。

オイル使用部に供給するポンプを動力源により駆動するように構成された油圧制御装置の一例が、特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された自動変速機の油圧制御装置は、エンジン自動停止およびエンジン始動制御をおこなう車両に搭載されている。この特許文献１に記載された油圧制御装置は、エンジンにより駆動される機械式油圧ポンプと、機械式油圧ポンプから供給される油圧を調圧し、かつ自動変速機の摩擦係合要素および発進クラッチへの油圧の供給を切り替える油圧制御ユニットと、エンジンの自動停止時に駆動されて前記発進クラッチに油圧を供給する電動式油圧ポンプと、油圧制御ユニットと発進クラッチとの間に設けられたフェールセーフ油圧回路とを備えている。

このフェールセーフ油圧回路は、油圧制御ユニットから発進クラッチへの油圧の供給および遮断をおこなう電磁開閉弁と、この電磁開閉弁が閉じた状態で油圧制御ユニットからの油圧を電磁開閉弁を迂回して発進クラッチに供給する第１逆止弁とを備えている。この電磁開閉弁と第１逆止弁とは並列に設けられており、電磁開閉弁および第１逆止弁から発進クラッチに至る経路に、前記電動式油圧ポンプから吐出された作動油が供給される油路が接続されている。そして、その油路に、電動式油圧ポンプから吐出された作動油が逆流することを防止する第２逆止弁が設けられている。

そして、エンジンが運転されて機械式油圧ポンプが駆動され、吐出された作動油が油圧制御ユニットを経由して発進クラッチに供給され、発進クラッチが係合される。これに対して、アイドルストップ時のように、エンジンが停止すると機械式油圧ポンプも停止する。そこで、エンジン再始動時の変速ショックを抑えるために、電動式油圧ポンプを駆動して発進クラッチへ油圧を供給する。このとき、電磁開閉弁を閉状態にすることにより、電動式油圧ポンプから発進クラッチに供給される作動油が、油圧制御ユニット側に漏れることを防止できる。このように、発進クラッチに最低限必要な油圧を供給することで、電動式油圧ポンプとして小型なものを使用可能であるとされている。なお、機械式オイルポンプおよび電動オイルポンプを有する油圧制御装置の一例は、特許文献２にも記載されている。

一方、電動オイルポンプとは駆動原理が異なるポンプを有する油圧制御装置の一例が、特許文献３に記載されている。この特許文献３に記載された油圧制御装置は、エンジントルクがトルクコンバータを経由して自動変速機に伝達されるように構成された車両において、そのトルクコンバータにオイルを供給するものである。この特許文献３に記載された油圧制御装置は、エンジンにより駆動されるオイルポンプの他に、バルブポンプを有している。このバルブポンプは、給排出口に圧油を供給する方向に、直列に第一の逆止弁および第二の逆止弁が設けられ、第二の逆止弁はタンクまたはドレーンに吸い込みラインで接続されている。さらに、第一および第二の逆止弁間に連通するシリンダ室と、シリンダ室を拡縮するピストンと、ピストンを往復動する電磁コイルが設けられている。そして、コントローラからのＯＮ−ＯＦＦ電流を電磁コイルに流して、ピストンを往動させることにより、吸入側逆止弁を開放させてオイルをシリンダ室に吸い込み、ピストンを復動させることにより排出側逆止弁を開放させて、シリンダ室のオイルを給排出口に圧油を供給するように構成されている。なお、バルブポンプのより具体的な構成例は特許文献４に記載されている。さらに、電動オイルポンプを有する油圧制御装置の一例が特許文献５に記載されている。

特開２００２−１６８３３０号公報 特開平１１−１３２３２１号公報 特開２００８−１８０３０３号公報 特開平６−１８４８６６号公報 特開２００５−３１８６８０号公報

上記の特許文献１、２に記載されているように、エンジンにより駆動されるオイルポンプの他に電動オイルポンプが設けられている油圧制御装置においては、エンジンが停止されているときにも、電動オイルポンプを駆動すればオイル使用部にオイルを供給することができる。また、特許文献１、２に記載されている電動オイルポンプに代えて、特許文献３、４に記載されているバルブポンプを用いることもできる。しかしながら、オイル使用部にオイルを供給する油圧源として、特許文献３、４に記載されているようなバルブポンプを用いると、オイルの吸入および吐出をおこなうためにバルブが開閉すると打撃音が生じる問題があった。

この発明は上記課題を解決するためになされたもので、液体を吸入および吐出する際に生じる打撃音を相対的に小さくすることのできるバルブポンプおよび車両の油圧制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために請求項１の発明は、往復動する可動部材と、この可動部材の往復動により圧力の上昇および低下が交互に発生する液体室と、この液体室に連通され、かつ、前記流体室の圧力が低下する過程で前記液体室に吸入される液体が通る吸入口と、前記液体室に連通され、かつ、前記液体室の圧力が上昇する過程で前記液体室から吐出される液体が通る吐出口と、前記液体室の圧力が低下する過程で第１弁座から離れるように移動して前記吸入口を開放し、かつ、前記液体室の圧力が上昇する過程で前記第１弁座に近づくように移動して前記吸入口を閉じる第１弁体と、前記液体室の圧力が低下する過程で第２弁座に近づくように移動して前記吐出口を閉じ、かつ、前記液体室の圧力が上昇する過程で前記第２弁座から離れるように移動して前記吐出口を開放する第２弁体とを備え、前記可動部材の往復動を制御することにより、前記吐出口から吐出される液体の流量を制御するバルブポンプの制御装置において、前記吐出口から吐出される液体の流量が、前記液体を使用する液体使用部における目標流量以上となるように制御する際に、前記液体室の圧力を低下させて前記液体室に液体を吸入する過程で前記第２弁体と前記第２弁座とが接触せず、かつ、前記液体室の圧力を上昇させて前記液体室から液体を吐出する過程で前記第１弁体と前記第１弁座とが接触しないように、前記可動部材の往復動を制御することを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記可動部材が磁性材料により構成されており、電圧が断続されて前記可動部材を往復動させる磁気吸引力を発生する電磁コイルと、この電磁コイルに電圧を印加する駆動電源とが設けられており、前記駆動電源から前記電磁コイルに印加する電圧の周波数を制御することにより、単位時間あたりにおける前記可動部材の往復動回数および前記吐出口から吐出される液体の流量が制御されるように構成されていることを特徴とするバルブポンプの制御装置である。

請求項３の発明は、オイル使用部に供給するオイルを吐出し、かつ、車両の走行用動力源により駆動される機械式オイルポンプと、可動部材が往復動されて前記オイル使用部に供給するオイルを吐出するバルブポンプとを有し、このバルブポンプが、前記可動部材の往復動により圧力の上昇および低下が交互に発生する油室と、この油室に連通され、かつ、前記油室の圧力が低下する過程で前記油室に吸入されるオイルが通る吸入口と、前記油室に連通され、かつ、前記油室の圧力が上昇する過程で前記油室から吐出されるオイルが通る吐出口と、前記油室の圧力が低下する過程で第１弁座から離れるように移動して前記吸入口を開放し、かつ、前記油室の圧力が上昇する過程で前記第１弁座に近づくように移動して前記吸入口を閉じる第１弁体と、前記油室の圧力が低下する過程で第２弁座に近づくように移動して前記吐出口を閉じ、かつ、前記油室の圧力が上昇する過程で前記第２弁座から離れるように移動して前記吐出口を開放する第２弁体とを備え、前記可動部材の往復動を制御することにより、前記吐出口から吐出されるオイルの流量を制御するように構成されているとともに、前記機械式オイルポンプまたは前記バルブポンプのいずれか一方から吐出されたオイルを選択的に前記オイル使用部に供給するように構成されている車両の油圧制御装置において、前記エンジンが停止されて機械式オイルポンプからオイルが吐出されず、かつ、前記バルブポンプの吐出口から吐出するオイルの流量が、前記オイル使用部における目標流量以上となるように制御する際に、前記油室の圧力を低下させて前記油室にオイルを吸入する過程で前記第２弁体と前記第２弁座とが接触せず、かつ、前記油室の圧力を上昇させて前記油室からオイルを吐出する過程で前記第１弁体と前記第１弁座とが接触しないように、前記可動部材の往復動を制御することを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、バルブポンプの吐出口から吐出される液体の流量が目標流量以上となるように制御する際に、流体室に流体を吸入するときには第２弁体が第２弁座に接触せず、流体室から流体を吐出するときには第１弁体が第１弁座に接触しないように、可動部材の往復動を制御する。したがって、弁体と弁座との接触による打撃音を相対的に小さくすることができる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、駆動電源から電磁コイルに印加する電圧の周波数を制御することより、バルブポンプから吐出される液体の流量および可動部材の往復動回数を制御することができる。

請求項３の発明によれば、機械式オイルポンプが停止されているときに、バルブポンプから吐出されるオイルの流量が、オイル使用部の目標流量以上となるように制御する際に、バルブポンプの油室にオイルを吸入するときには、第２弁体が第２弁座に接触せず、バルブポンプの油室からオイルを吐出するときには、第１弁体が第１弁座に接触しないように、可動部材の往復動を制御する。したがって、弁体と弁座との接触による打撃音を相対的に小さくすることができる。

この発明におけるバルブポンプの構成例を示す断面図である。 この発明における油圧制御装置を備えた車両の構成を示す模式図である。 この発明における油圧制御装置の構成例を示す模式図である。 図１に示されたバルブポンプを制御する際に用いるマップである。

この発明において、液体を使用する液体使用部には、動力伝達装置の変速比、または動力伝達装置のトルク容量を制御する油圧室と、動力伝達により発熱、摩耗、焼き付きなどが発生する可能性があり、かつ、液体が供給されて潤滑もしくは冷却がおこなわれる被潤滑部と、液体を燃焼させるエンジンの燃焼室とが含まれる。この発明におけるオイル使用部には、動力源の動力が伝達される動力伝達装置のトルク容量、動力伝達装置の変速比を制御する油圧室、オイルが供給されて潤滑または冷却される被潤滑部が含まれる。前記動力伝達装置には、クラッチおよびブレーキなどの摩擦係合装置、変速機が含まれる。この変速機には、入力回転数と出力回転数との間の変速比を無段階（連続的）に変更可能な無段変速機と、入力回転数と出力回転数との間の変速比を段階的（不連続）に変更可能な有段変速機が含まれる。前記無段変速機にはベルト型無段変速機、トロイダル型無段変速機が含まれる。また、有段変速機には遊星歯車式変速機、選択歯車式変速機などが含まれる。前記被潤滑部には、動力伝達装置の一部を構成する回転要素、例えば、歯車、プーリ、ベルト、ディスク、ローラなどの他、回転要素を支持する軸受が含まれる。さらに、この発明における吸入口および吐出口は、液体もしくはオイルが通る経路であり、吸入口および吐出口には、開口部、ケーシングに形成した貫通穴、切欠部などが含まれる。この発明における機械式オイルポンプは、動力源の動力により可動部材が回転運動または往復運動することにより、オイルの吸入および吐出をおこなうオイルポンプであり、機械式オイルポンプには、ギヤポンプ、ベーンポンプ、プランジャポンプなどが含まれる。

この発明の油圧制御装置を備えた車両の構成を、図２および図３に基づいて説明する。図２に示された車両１においては、駆動輪（図示せず）に動力を伝達する動力源としてエンジン２が設けられている。このエンジン２は燃料を燃焼させた時に発生する熱エネルギを運動エネルギに変換して出力する動力装置である。このエンジン２としては内燃機関、具体的にはガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどを用いることができる。また、駆動輪に伝達する動力を発生する動力源として電動モータを用いた車両でもよい。さらには、動力源としてエンジンおよび電動モータを有する車両であってもよい。

この実施例では、動力源としてエンジン２を単独で用いているものとして説明する。前記エンジン２から駆動輪に至る動力伝達経路には、前後進切換装置３および無段変速機４が設けられている。この前後進切換装置３および無段変速機４は、ケーシング（図示せず）の内部に設けられている。前後進切換装置３は、トルクを伝達する入力部材５および出力部材６が同軸上に配置されている。そして、エンジントルクが流体伝動装置（図示せず）を経由して入力部材５に伝達されるとともに、その入力部材５に回転方向に対して、出力部材６の回転方向を正逆に切り換えることができるように構成されている。この実施例においては、遊星歯車機構式の前後進切換装置３が用いられている。具体的に説明すると、前後進切換装置３はダブルピニオン型の遊星歯車機構を備えている。

この遊星歯車機構は、同軸上に配置されたサンギヤ７およびリングギヤ８と、サンギヤ７に噛合された第１ピニオンギヤ９と、第１ピニオンギヤ９およびリングギヤ８に噛合された第２ピニオンギヤ１０と、第１ピニオンギヤ９および第２ピニオンギヤ１０を自転かつ公転可能に支持したキャリヤ１１とを有している。また、前後進切換装置３は、サンギヤ７とキャリヤ１１とを接続または解放するクラッチＣ１と、リングギヤ８を固定または解放するブレーキＢＲとを備えている。そして、クラッチＣ１が係合され、かつ、ブレーキＢＲが解放されると、サンギヤ７とキャリヤ１１とが一体回転し、入力部材５の回転方向と出力部材６の回転方向とが同じになる。これに対して、ブレーキＢＲが係合され、かつ、クラッチＣ１が解放されると、リングギヤ８が反力要素となり、入力部材５が正回転し、出力部材６が逆回転する。この実施例においては、クラッチＣ１の係合および解放を制御する油圧室１２が設けられているとともに、ブレーキＢＲの係合および解放を制御する油圧室が設けられている。

前記無段変速機４にはベルト型無段変速機およびトロイダル型無段変速機が含まれる。ここでは、ベルト型無段変速機が用いられているものとして説明し、便宜上、「ベルト型無段変速機４」と記す。このベルト型無段変速機４はプライマリプーリ１３およびセカンダリプーリ１４を有しており、そのプライマリプーリ１３およびセカンダリプーリ１４に環状のベルト１５が巻き掛けられている。このプライマリプーリ１３が前記出力部材６と一体回転するように連結されている。また、プライマリプーリ１３は、軸線に沿った方向に移動可能な可動片と、軸線に沿った方向には移動しない固定片とを有している。また、プライマリプーリ１３の可動片に与える推力を調整することにより、プライマリプーリ１３におけるベルト１５の巻き掛け半径を制御する油圧室１６が設けられている。

さらに、セカンダリプーリ１４は、軸線に沿った方向に移動可能な可動片と、軸線に沿った方向には移動しない固定片とを有している。また、セカンダリプーリ１４の可動片に与える推力を調整することにより、セカンダリプーリ１４からベルト１５に加えられる挟圧力を制御する油圧室１７が設けられている。そして、油圧室１６のオイル量を制御することにより、ベルト型無段変速機４の変速比が制御される。これに対して、油圧室１７の油圧を制御することにより、ベルト型無段変速機４の伝達トルクが制御される。前記油圧室１２，１６，１７にオイルを供給する油圧制御装置１８が設けられている。

上記の油圧制御装置１８の構成例を図３に基づいて説明する。前記エンジン２の動力により駆動されてオイルパン１９からオイルを吸入し、吸入したオイルを油路２０へ吐出するオイルポンプ（機械式オイルポンプ）２１が設けられている。このオイルポンプ２１から油路２０へ吐出されたオイルは、オイル必要部２２へ供給されるとともに、油圧室１２，１７にも供給されるように構成されている。このオイル必要部２２には流体伝動装置が含まれる。流体伝動装置は前記エンジンから入力部材５に至る動力伝達経路の一部を構成する装置であり、作動油の運動エネルギにより動力伝達をおこなうように構成されている。

前記油路２０と油圧室１２との間にはチェック弁（逆止弁）２３およびクラッチコントロールバルブ２４が設けられている。このクラッチコントロールバルブ２４は、入力ポート２５および出力ポート２６ならびにドレーンポート２７を有している。このクラッチコントロールバルブ２４は、入力ポート２５と出力ポート２６とを接続または遮断することができるとともに、出力ポート２６とドレーンポート２７とを接続また遮断することができるように構成されている。

そして、出力ポート２６が油路２８を介在させて油圧室１２に接続されている。また、ドレーンポート２７はオイルパン１９に接続されている。さらに、入力ポート２５には油路２９が接続されており、その油路２９と前記油路２０との間に前記チェック弁２３が設けられている。このチェック弁２３は、油路２０と油路２９との圧力差により開閉されるバルブであり、オイルポンプ２１から油路２０に吐出されたオイルが油路２９に供給されることを許容（開く）し、油路２９のオイルが油路２０に向けて流れることを阻止する（閉じる）ように構成されている。

一方、油路２０と油圧室１７との間にはチェック弁（逆止弁）３０およびシーブコントロールバルブ３１が設けられている。シーブコントロールバルブ３１は、入力ポート３２および出力ポート３３ならびにドレーンポート３４を有している。このシーブコントロールバルブ３１は、入力ポート３２と出力ポート３３とを接続または遮断することができるとともに、出力ポート３３とドレーンポート３４とを接続また遮断することができるように構成されている。

そして、出力ポート３３が油路３５を介在させて油圧室１７に接続されている。また、ドレーンポート３４はオイルパン１９に接続されている。さらに、入力ポート３２には油路３６が接続されており、その油路３６と前記油路２０との間にチェック弁３０が設けられている。このチェック弁３０は、油路２０と油路３６との圧力差により開閉されるバルブであり、オイルポンプ２１から油路２０に吐出されたオイルが油路３６に供給されることを許容（開く）し、油路３６のオイルが油路２０に向けて流れることを阻止する（閉じる）ように構成されている。

また、前記油圧室１２，１７にオイルを供給する油圧源としてバルブポンプ４１が設けられている。このバルブポンプ４１の具体的な構成例を図１に基づいて説明する。この実施例で用いるバルブポンプ４１は、いわゆる電磁ポンプと呼ばれるものであり、バルブポンプ４１は、ケーシング４２内に設けられ、かつ、電圧が印加されて磁気吸引力を形成する電磁コイル４３と、ケーシング４２内に往復動可能に設けられたプランジャ（ピストン）４４と、プランジャ４４を磁気吸引力とは逆向きに移動させる力を生じるバネ（図示せず）と、ケーシング４２内に形成された油室４５と、油室４５を通るオイルの流通方向を一方向に規制する逆止弁５４，４７とを有している。

前記プランジャ４４は磁性材料により構成されており、その中心軸線に沿った方向に往復動自在にケーシング４２内に配置されている。このプランジャ４４の中心軸線に沿った方向の端部は、前記油室４５に配置されている。さらに、プランジャが中心軸線に沿った方向に移動するときのストローク（移動範囲）を規制するストッパ（図示せず）が設けられている。さらに、電磁コイル４３に電圧を印可する駆動電源５８が設けられている。この駆動電源５８は直流電源または交流電源のいずれでもよく、駆動電源５８から電磁コイル４３に印可される電圧が、電子制御装置４６により制御されるように構成されている。

前記逆止弁５４は、オイルパン１９と油室４５とを接続するオイルの通過経路に設けられており、逆止弁５４は、吸入口（ポート）４８が開口された弁座４９と、油室４５内に配置され、かつ、吸入口４８を開閉する弁体（ボール）５０とを有する。また、吸入口４８は油路５６を経由してオイルパン１９に接続されている。この弁体５０は油室４５内で自由な移動が可能に構成されており、弁体５０は弁座４９に接触したり、弁座４９から離れたりすることができる。このように構成された逆止弁５４は、弁体５０が弁座４９から離れて吸入口４８が開放されると、オイルパン１９のオイルが吸入口４８を経由して油室４５内へ吸入されることを許容する。一方、弁体５０が弁座４９に接触して吸入口４８が閉じられると、油室４５のオイルが吸入口４８を経て油路５６へ流出することを防止する。

これに対して、逆止弁４７は、油路３８と油室４５とを接続するオイルの通過経路に設けられており、逆止弁４７は、吐出口（ポート）５１が開口された弁座５２と、吐出口５１と油路３８とを接続する通路５７に配置され、かつ、吐出口５１を開閉する弁体（ボール）５５とを有する。このように、弁体５５は油室４５の外部に配置されており、前記通路５７で自由に移動が可能である。弁体５５は弁座５２に接触したり、弁座５２から離れたりすることができる。このように構成された逆止弁４７は、弁体５５が弁座５２から離れて吐出口５１が開放されると、油室４５のオイルが吐出口５１を経由して油路３８へ吐出されることを許容する。一方、弁体５５が弁座５２に接触して吐出口５１を閉じると、油路３８のオイルが吐出口５１を経て油室４５へ戻ることを防止する。

このように構成されたバルブポンプ４１においては、電磁コイル４３に電圧が印加されると磁気吸引力が発生してプランジャ４４がバネの力に抗して所定方向に移動し、電圧が遮断されるとバネの力でプランジャ４４が逆方向に移動する。したがって、電磁コイル４３への電圧の印加および遮断を交互に繰り返すことにより、プランジャ４４がケーシング４２内で往復動する。このプランジャ４４の往復動により、油室４５の容積が拡大および縮小される。

具体的には、図１においてプランジャ４４が下向きに移動して油室４５の容積が拡大されると、その油室４５が負圧となり（油圧が低下し）、逆止弁５４が開放されてオイルパン１９のオイルが油室４５内に吸入されるとともに、逆止弁４７が閉じられる。これに対して、プランジャ４４が図１で上向きに移動して油室４５の容積が縮小される過程では油室４５の油圧が上昇する。すると、逆止弁５４が閉じられるとともに、逆止弁４７が開放されて油室４５内のオイルが油路３８へ吐出される。このように、バルブポンプ４１においては、オイルの吸入と吐出とを繰り返しておこなうことができ、バルブポンプ４１は往復動型の容積ポンプとして機能する。

また、油路３８と油路２８との間にはチェック弁４０が設けられている。このチェック弁４０は、油路３８と油圧室１２との差圧により開閉されるバルブであり、バルブポンプ４１から吐出されたオイルが油路２８に供給されることを許容（開く）し、油路２８のオイルが油路３８に向けて流れることを阻止する（閉じる）ように構成されている。またバルブポンプ４１から油路３８に吐出されたオイルを油路３５に供給する経路が設けられており、その経路にはチェック弁５３が設けられている。このチェック弁５３は、油路３８と油圧室１７との差圧により開閉されるバルブであり、バルブポンプ４１から吐出されたオイルが油圧室１７に供給されることを許容（開く）し、油路３５のオイルが油路３８に向けて流れることを阻止する（閉じる）ように構成されている。

一方、エンジン２および前後進切換装置３およびベルト型無段変速機４を制御する電子制御装置４６が設けられており、この電子制御装置４６には、エンジン回転数、ベルト型無段変速機４の入力回転数および出力回転数、車速、アクセルペダルの踏み込み量、ブレーキペダルの踏み込み量、シフトポジション、油圧制御装置１８内におけるオイルの温度（油温）などを検知するセンサの信号が入力される。そして、電子制御装置４６に入力される信号に基づいて、エンジン出力が制御され、かつ、ベルト型無段変速機４の変速比および伝達トルクが制御され、さらには、前後進切換装置３のクラッチＣ１の係合および解放が制御され、ブレーキＢＲの係合および解放が制御され、さらには、バルブポンプ４１の吐出流量が制御される。

つぎに、図１に示された油圧制御装置１８の制御および作用を説明する。まず、エンジン２の動力によりオイルポンプ２１が駆動されると、そのオイルポンプ２１から吐出されたオイルが油路２０に供給される。また、車両を走行させるシフトポジションとしてドライブ（Ｄ）ポジションが選択されると、クラッチコントロールバルブ２４が制御されて、入力ポート２５と出力ポート２６が接続されるとともに、ドレーンポート２７と出力ポート２６とが遮断される。そして、油路２０の油圧と油路２９との差圧によりチェック弁２３が開放されると、油路２０のオイルがクラッチコントロールバルブ２４および油路２８を経由して油圧室１２に供給される。このようにして、油圧室１２の油圧が上昇し、クラッチＣ１が係合される。なお、ドライブポジションが選択された場合は、ブレーキＢＲの係合または解放を制御する油圧室の油圧が低下し、ブレーキＢＲが解放される。このようにして、クラッチＣ１が係合され、かつ、ブレーキＢＲが解放されると、エンジントルクが前後進切換装置３を経由して、ベルト型無段変速機４のプライマリプーリ１３に伝達される。

また、ドライブポジションが選択されているときに、前記電子制御装置４６において、ベルト型無段変速機４の目標変速比が求められ、ベルト型無段変速機４の変速比を目標変速比に近づける制御がおこなわれる。例えば、ベルト型無段変速機４の変速比を相対的に大きくする変速をおこなう場合は、油圧室１６のオイル量が減少され、プライマリプーリ１３におけるベルト１５の巻き掛け半径が相対的に小さくなる。これに対して、ベルト型無段変速機４の変速比を相対的に小さくする変速をおこなう場合は、油圧室１６のオイル量が増加され、プライマリプーリ１３におけるベルト１５の巻き掛け半径が相対的に大きくなる。また、ベルト型無段変速機４の変速比を一定に維持する場合は、油圧室１６のオイル量が一定に維持される。

一方、エンジン２からベルト型無段変速機４に入力されるトルクに基づいて、ベルト型無段変速機４の目標トルク容量が求められ、その目標トルク容量に基づいて、シーブコントロールバルブ３１が制御される。例えば、ベルト型無段変速機４のトルク容量を増加する場合は、入力ポート３２と出力ポート３３が接続されるとともに、ドレーンポート３４と出力ポート３３とが遮断される。そして、油路２０の油圧と油路３６の油圧との差によりチェック弁３０が開放されると、油路２０のオイルがシーブコントロールバルブ３１および油路３５を経由して油圧室１７に供給され、油圧室１７の油圧が上昇する。このようにして、セカンダリプーリ１４からベルト１５に加えられる挟圧力が高められ、ベルト型無段変速機４のトルク容量が増加する。

これに対して、エンジン２からベルト型無段変速機４に入力されるトルクが低下する場合は、入力ポート３２と出力ポート３３が遮断されるとともに、ドレーンポート３４と出力ポート３３とが接続される。すると、油圧室１７のオイルが油路３５およびシーブコントロールバルブ３１を経由してオイルパンに排出される。このようにして、セカンダリプーリ１４からベルト１５に加えられる挟圧力が低下し、ベルト型無段変速機４のトルク容量が低下する。

さらに、エンジン２から前後進切換装置４に入力されるトルクが一定であり、かつベルト型無段変速機４に入力されるトルクが一定である場合について説明する。この場合は、シーブコントロールバルブ２１が制御されて、出力ポート３３が閉じられ、クラッチＣ１のトルク容量を一定に制御することができる。なお、オイルポンプ２１からオイルが吐出されているときはバルブポンプ４１が停止されている。つまり、バルブポンプ４１からオイルは吐出されないため、油路３８の油圧は油路２８の油圧よりも低く、かつ、油路３８の油圧は油路２８の油圧よりも低い。したがって、チェック弁４０，５３が共に閉じられており、油圧室１２，１７のオイルが油路３８へ排出されることはない。上記のようにして、ベルト型無段変速機４の変速比およびトルク容量が制御され、エンジンから前後進切換装置３を経由してベルト型無段変速機４に伝達されたトルクが駆動輪に伝達されて駆動力が発生する。

これに対して、ニュートラル（Ｎ）ポジションまたはパーキング（Ｐ）ポジションが選択されると、クラッチコントロールバルブ２４が制御されて、入力ポート２５と出力ポート２６とが遮断されるとともに、ドレーンポート２７と出力ポート２６とが接続される。すると、油圧室１２の油圧が油路２８およびクラッチコントロールバルブ２４を経由してオイルパン１９にドレーンされ、クラッチＣ１が解放される。また、ニュートラル（Ｎ）ポジションまたはパーキング（Ｐ）ポジションが選択されると、シーブコントロールバルブ３１が制御されてドレーンポート３４と出力ポート３３とが接続され、かつ、入力ポート３２が閉じられる。このため、油圧室１７のオイルが油路３５およびシーブコントロールバルブ３１を経由してオイルパン１９にドレーンされ、ベルト型無段変速機４のトルク容量が低下する。

ところで、ドライブポジションが選択されている場合であっても、車両が停止し、かつ、アクセルペダルが戻され、さらにブレーキペダルが踏み込まれた場合に、エンジン２を停止する制御、つまり、エコラン制御をおこなうことが可能である。このエコラン制御は、信号待ち、渋滞などで一時的に車両が停止するときに実行される。このエコラン制御が実行されると、エンジン２が停止されるため、オイルポンプ２１からはオイルが吐出されなくなる。

このエコラン制御を実行中に、ブレーキペダルが戻され、かつ、アクセルペダルが踏み込まれると、エンジン２が始動してオイルポンプ２１が駆動され、そのオイルポンプ２１から吐出されたオイルが、前記と同様の作用により油圧室１２および油圧室１７に供給される。このように、エコラン制御によりエンジン２が一時的に停止されている場合は、比較的短時間でエンジン２が再始動される。このため、エコラン制御によりエンジン２を停止している間、ニュートラルポジションまたはパーキングポジションが選択されている場合と同じように、油圧室１２から完全にオイルを排出し、かつ、油圧室１７から完全にオイルを排出すると、エンジン２が始動されてから、油圧室１２の油圧が必要油圧（目標油圧）に到達するまでの待機時間、および油圧室１７の油圧が必要油圧（目標油圧）に到達するまでの待機時間が相対的に長くなり、運転者が違和感を持つ。特に、油圧室１７の油圧が低下していると、車両の発進時における駆動力不足を招くおそれがある。

そこで、この実施例においては、エコラン制御によりエンジン２が停止している間、油圧室１２，１７からオイルを排出せずに、バルブポンプ４１を駆動して、そのバルブポンプ４１から吐出されたオイルを油圧室１２，１７に供給することにより、油圧室１２，１７の油圧を必要油圧に保持することができる。以下、エコラン制御によりエンジン２が停止しているときに、バルブポンプ４１を駆動して油圧室１２，１７にオイルを供給する作用および制御を説明する。

まず、車両が停止し、かつ、エコラン制御によりエンジン２が停止しているときには、クラッチコントロールバルブ２４の出力ポート２６が閉じられるとともに、シーブコントロールバルブ３１の出力ポート３３が閉じられる。また、電磁コイル４３への通電および非通電が交互に繰り返されて、バルブポンプ４１からオイルが油路３８へ吐出される。油路３８の油圧が油圧室１２の油圧を超えるとチェック弁４０が開放されて、バルブポンプ４１から吐出されたオイルが油路２８を経由して油圧室１２に供給される。また、油路３８の油圧が油圧室１７の油圧を超えるとチェック弁５３が開放されて、バルブポンプ４１から吐出されたオイルが油路３５を経由して油圧室１７に供給される。上記のようにして、油圧室１２，１７の油圧が上昇する。

ここで、バルブポンプ４１の吐出流量の制御について説明する。バルブポンプ４１は、油圧室１２，１７にオイルを供給するものであるから、バルブポンプ４１の吐出流量は、油圧室１２，１７の必要油圧（目標油圧）、より具体的には高い方の必要油圧を満たすような値に制御される。例えば、油圧室１２の必要油圧（目標油圧）は、エンジン２からクラッチＣ１に入力されるトルクに対してクラッチＣ１で滑りを回避することのできる油圧の最低値である。また、油圧室１７の必要油圧（目標油圧）は、エンジン２からベルト型無段変速機４に入力されるトルクに対して、ベルト１５の滑りを回避することのできる油圧の最低値である。上記した油圧室１２，１７の必要油圧のうち、いずれか高い方の必要油圧から、バルブポンプ４１から吐出するオイルの必要流量（目標流量）を求める。なお、この必要流量を求めるにあたり、油圧室、油路、バルブなどにおける漏れ量を加味してもよい。そして、バルブポンプ４１における実際の吐出流量が必要流量以上となるように、駆動電源５９から電磁コイル４３に印加される電圧の周波数を制御する。

ところで、バルブポンプ４１がオイルを吸入および吐出する場合、逆止弁４７，５４の開閉が繰り返される。具体的には、逆止弁４７では弁体５５が弁座５２に接触したり離れたりする作用を繰り返す一方、逆止弁５４では弁体５０が弁座４９に接触したり離れたりする作用を繰り返して打撃音が生じる。この実施例においては、バルブポンプ４１の吐出流量を制御するにあたり、逆止弁４７，５４の開閉による打撃音を相対的に小さくする（弱くする）制御を実行する。このように、逆止弁４７，５４の開閉による打撃音を相対的に小さくする制御に用いる図４のマップが、電子制御装置４６に記憶されている。図４のマップにおいては、横軸に電磁コイル４３に電圧を印加する駆動電源５８の周波数が示され、縦軸にバルブポンプ４１の吐出流量が示されている。周波数が所定値X1未満では、周波数が相対的に高くなることに伴い、吐出流量が増加する傾向である。これに対して、周波数が所定値X1以上になると、周波数が相対的に高くなることに伴い、吐出流量が減少する傾向となる。

このような特性となる理由は以下の通りである。周波数が所定値X1未満では、単位時間あたりにおけるプランジャ４４の往復動回数が増加すると、プランジャ４４の往復動に対して弁体５０，５５が追従して動作し、弁体５０が弁座４９に完全に接触したり離れたりするとともに、弁体５５が弁座５２に完全に接触したり離れたりする。つまり、プランジャ４４が図１で下向きに移動して逆止弁５４が開放されて油室４５にオイルが吸入され、ついで、プランジャ４４が図１で上向きに移動して油室４５の油圧が上昇すると、逆止弁４７が開放され、かつ逆止弁５４が閉じられて、油室４５のオイルが油路３８へ吐出される。このように油室４５のオイルを油路３８へ吐出するときに、逆止弁５４が完全に閉じられているから、油室４５のオイルがポート４８を経由してオイルパン１９に戻ることはない。

これに対して、周波数が所定値X1以上になると、単位時間あたりにおけるプランジャ４４の往復動回数が増加しても、そのプランジャ４４の往復動に対して弁体５０，５５が追従できなくなる。これは、オイルと弁体との間に生じる流動抵抗（摩擦抵抗）が高まるからである。すると、弁体５０が弁座４９に接触しなくなるとともに、弁体５５が弁座５２に接触しなくなり、弁体５５と弁座５２との間に隙間が形成される。つまり、プランジャ４４が図１で上向きに動作しても、弁体５０が弁座４９に接触しないため、油室４５のオイルを油路３８へ吐出する際に、油室４５のオイルの一部がポート４８を経由してオイルパン１９に戻る。そして、周波数が相対的に高くなるほど、弁体５０と弁座４９との間に形成される隙間量が相対的に大きくなる。したがって、図４のマップのように、周波数が相対的に高くなるほど、吐出流量が相対的に低下する特性となる。また、弁体５０も同様に弁座５２には接触することなく、弁座５２に近づいたり離れたりする動作を繰り返す。

以上のように、バルブポンプ４１が図４のマップに示す特性を有しているので、この実施例においては、バルブポンプ４１における実際の吐出流量が必要流量以上となるように、電磁コイル４３に印加する電圧の周波数を制御するにあたり、所定値X1以上の周波数を選択する。すると、プランジャ４４が往復動しても弁体５０は弁座に接触せず、かつ、弁体５５は弁座５２に接触しないため、打撃音が相対的に小さくなるか、または打撃音が生じなくなり、静粛性が向上する。特に、バルブポンプ４１が駆動するときはエンジン２が停止しているため、有効である。また、バルブポンプ４１は電動オイルポンプと比べて構造がシンプルである。具体的には、磁性材料により構成されたプランジャ４４が磁気回路を兼ねている。さらに、バルブポンプ４１は電磁コイル４３が１組であり、電動オイルポンプを駆動するブラシレス回転モータに比べて駆動回路が単純である。

ここで、具体例で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、車両１が、この発明の車両に相当し、プランジャ４４が、この発明の可動部材に相当し、油室４５が、この発明の液体室および油室に相当し、吸入口４８が、この発明の吸入口に相当し、吐出口５１が、この発明の吐出口に相当し、弁体５０が、この発明の第１弁体に相当し、弁座４９が、この発明の第１弁座に相当し、弁体５５が、この発明の第２弁体に相当し、弁座５２が、この発明の第２弁座に相当し、バルブポンプ４１が、この発明のバルブポンプに相当し、エンジン２が、この発明の走行用動力源に相当し、オイルポンプ２１が、この発明の機械式オイルポンプに相当し、駆動電源５８がこの発明の駆動電源に相当する。

上記の各具体例においては、オイルポンプ２１またはバルブポンプ４１から吐出されたオイルが、クラッチＣ１の係合および解放を制御する油圧室１２にオイルが供給されるように構成されているが、オイルポンプ２１またはバルブポンプ４１から吐出されたオイルが、ブレーキＢＲの係合および解放を制御する油圧室に供給されるように構成されていてもよい。また、第１動力源はエンジンではなくフライホイールでもよい。

さらに、ベルト型無段変速機を例として説明しているが、他の無段変速機、例えば、トロイダル型無段変速機であってもよい。このトロイダル型無段変速機は、入力ディスクおよび出力ディスクと、パワーローラとを有するものであり、パワーローラの傾転角度を制御することにより変速比が制御されるように構成されている。また、入力ディスクおよび出力ディスクの回転軸線に沿った方向に挟圧力を加えることにより伝達トルクを制御する挟圧力発生装置が設けられている。その挟圧力発生装置により発生する挟圧力は、油圧室の油圧により制御されるように構成される。このトロイダル型無段変速機の挟圧力を発生させる油圧室に、オイルポンプ２１またはバルブポンプ４１から吐出されたオイルが供給されるように構成することもできる。

さらに、無段変速機ではなく、有段変速機のクラッチまたはブレーキの係合および開放を制御する油圧室に、オイルポンプ２１またはバルブポンプ４１から吐出されたオイルが供給されるように構成された油圧制御装置でもよい。さらにまた、図３の油圧制御装置においては、オイルポンプ２１およびバルブポンプ４１から吐出されたオイルが、複数の油圧室に供給されるように構成されているが、オイルの供給先（オイル使用部）は単数でもよい。さらに、オイルポンプ２１が設けられておらず、バルブポンプ４１から吐出された液体が液体使用部に供給されるように構成された装置であってもよい。例えば、車両の燃料タンクからバルブポンプ４１が燃料（液体）を吸入し、そのバルブポンプ４１から吐出された燃料が、インジェクタを経由してエンジンの燃焼室（液体使用部）に供給されるように構成されていてもよい。このとき、エンジンの燃焼室に供給される燃料の目標供給量（目標流量）は、例えば、車速およびアクセルペダルの踏み込み量に基づいて求められる。このように、図１に示されたバルブポンプ４１を車両用エンジンの燃料供給装置に用いることもできる。

１…車両、 ２…エンジン、 ２１…オイルポンプ、 ４１…バルブポンプ、 ４３…電磁コイル、 ４４…プランジャ、 ４５…油室、 ４８…吸入口、 ４９，５２…弁座、 ５１…吐出口、 ５０，５５…弁体、 ５８…駆動電源。

Claims (3)

1. 往復動する可動部材と、この可動部材の往復動により圧力の上昇および低下が交互に発生する液体室と、この液体室に連通され、かつ、前記流体室の圧力が低下する過程で前記液体室に吸入される液体が通る吸入口と、前記液体室に連通され、かつ、前記液体室の圧力が上昇する過程で前記液体室から吐出される液体が通る吐出口と、前記液体室の圧力が低下する過程で第１弁座から離れるように移動して前記吸入口を開放し、かつ、前記液体室の圧力が上昇する過程で前記第１弁座に近づくように移動して前記吸入口を閉じる第１弁体と、前記液体室の圧力が低下する過程で第２弁座に近づくように移動して前記吐出口を閉じ、かつ、前記液体室の圧力が上昇する過程で前記第２弁座から離れるように移動して前記吐出口を開放する第２弁体とを備え、前記可動部材の往復動を制御することにより、前記吐出口から吐出される液体の流量を制御するバルブポンプの制御装置において、
   前記吐出口から吐出される液体の流量が、前記液体を使用する液体使用部における目標流量以上となるように制御する際に、前記液体室の圧力を低下させて前記液体室に液体を吸入する過程で前記第２弁体と前記第２弁座とが接触せず、かつ、前記液体室の圧力を上昇させて前記液体室から液体を吐出する過程で前記第１弁体と前記第１弁座とが接触しないように、前記可動部材の往復動を制御することを特徴とするバルブポンプの制御装置。
2. 前記可動部材が磁性材料により構成されており、電圧が断続されて前記可動部材を往復動させる磁気吸引力を発生する電磁コイルと、この電磁コイルに電圧を印加する駆動電源とが設けられており、前記駆動電源から前記電磁コイルに印加する電圧の周波数を制御することにより、単位時間あたりにおける前記可動部材の往復動回数および前記吐出口から吐出される液体の流量が制御されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のバルブポンプの制御装置。
3. オイル使用部に供給するオイルを吐出し、かつ、車両の走行用動力源により駆動される機械式オイルポンプと、可動部材が往復動されて前記オイル使用部に供給するオイルを吐出するバルブポンプとを有し、このバルブポンプが、前記可動部材の往復動により圧力の上昇および低下が交互に発生する油室と、この油室に連通され、かつ、前記油室の圧力が低下する過程で前記油室に吸入されるオイルが通る吸入口と、前記油室に連通され、かつ、前記油室の圧力が上昇する過程で前記油室から吐出されるオイルが通る吐出口と、前記油室の圧力が低下する過程で第１弁座から離れるように移動して前記吸入口を開放し、かつ、前記油室の圧力が上昇する過程で前記第１弁座に近づくように移動して前記吸入口を閉じる第１弁体と、前記油室の圧力が低下する過程で第２弁座に近づくように移動して前記吐出口を閉じ、かつ、前記油室の圧力が上昇する過程で前記第２弁座から離れるように移動して前記吐出口を開放する第２弁体とを備え、前記可動部材の往復動を制御することにより、前記吐出口から吐出されるオイルの流量を制御するように構成されているとともに、前記機械式オイルポンプまたは前記バルブポンプのいずれか一方から吐出されたオイルを選択的に前記オイル使用部に供給するように構成されている車両の油圧制御装置において、
   前記エンジンが停止されて機械式オイルポンプからオイルが吐出されず、かつ、前記バルブポンプの吐出口から吐出するオイルの流量を、前記オイル使用部における目標流量以上となるように制御する際に、前記油室の圧力を低下させて前記油室にオイルを吸入する過程で前記第２弁体と前記第２弁座とが接触せず、かつ、前記油室の圧力を上昇させて前記油室からオイルを吐出する過程で前記第１弁体と前記第１弁座とが接触しないように、前記可動部材の往復動を制御することを特徴とする車両の油圧制御装置。

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