JP5423436B2

JP5423436B2 - 油圧制御装置

Info

Publication number: JP5423436B2
Application number: JP2010017947A
Authority: JP
Inventors: 誉洋大野; 和也安藤
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2030-01-29
Also published as: JP2011157987A

Description

本発明は、エンジンの回転駆動力を出力軸に伝達する経路に設けられた出力用自動変速機に圧力油を供給する油圧制御装置に関する。

近年では、エンジンの回転駆動力を変速して出力軸に伝達する自動変速機（ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）又はＡＴ（Automatic Transmission））が広く利用されている。
そして、自動変速機の変速動作等に必要な圧力油を供給するオイルポンプは、エンジンによって常時回転駆動されることから、更なる燃費改善のために、可変容量化、もしくは可変速度化等、より効率の良いオイルポンプが望まれてきている。
そこで、特許文献１に記載された従来技術では、エンジンの回転駆動力が、ＮレンジやＲレンジ等に無段変速機を介さずに伝達される第１の経路と、Ｄレンジ等に無段変速機を介して伝達される第２の経路と、にて出力軸に伝達される構成を有しており、第１の経路で回転する第１のオイルポンプと、第２の経路で回転する第２のオイルポンプとを備え、ＮレンジやＲレンジにて第１の経路でエンジンの回転動力が伝達されている場合は第２のオイルポンプが回転しないように構成し、エンジンの駆動損失を低減することができる無段変速機が開示されている。
また特許文献２に記載された従来技術では、フライホイールが接続されたオイルポンプを用い、ワンウェイクラッチを介してエンジンの回転駆動力をフライホイール付オイルポンプに伝達し、エンジン側の回転数のほうがフライホイール側の回転数よりも高い場合はフライホイールが係合し、エンジン側の回転数よりもフライホイール側の回転数のほうが高い場合はフライホイールが空転するように構成されたオイルポンプの駆動装置が開示されている。
また特許文献３に記載された従来技術では、エンジンの回転数に対するオイルポンプの回転数を変速するオイルポンプ変速機構と、無段変速機の変速速度を判定してポンプ変速機構を制御してポンプ回転速度を可変させるオイルポンプ変速制御部とを有する無段変速制御装置が開示されている。

特開平５−１０４１６号公報特開２００８−１２８０９７号公報特開２００９−２１６１７２号公報

従来から、エンジンの回転駆動力にてオイルポンプを回転させ、変速機の変速動作等に用いる圧力油をオイルポンプから供給するシステムが利用されている。しかし、エンジンの回転数とオイルポンプの回転数が比例関係にあり、エンジンが高回転時には必要以上の回転数でオイルポンプを回転させることになり、燃費の向上に対して好ましくない。
また、可変容量ポンプとしてはピストンポンプが広く利用されているが、ピストンポンプ部からのオイル漏れが避けられないこと、その部分の隙間が小さいため異物混入により耐久性が比較的低いこと、更にトルク伝達のために圧力を高圧にしなければならないこと、等により実現は非常に困難である。また、容量を低減した場合に理論トルクは低減するが、ポンプロストルクは低減しないので、駆動側であるエンジンから見ると、ポンプ容量低減分の負荷が低減できるのみであるので、期待するほどの効率向上は望めない。
また、特許文献１に記載された従来技術では、伝達経路に合わせて２つのオイルポンプを切替え、第２の経路にて第２のオイルポンプを回転させているが、第２のオイルポンプを（出力用）無段変速機の出力軸にて回転させており、当該第２のオイルポンプを効率良い回転数で制御することはできず（無段変速機の変速状態に依存する）、燃費の向上に対して好ましくない。
また特許文献２に記載された従来技術では、エンジンが高回転時には必要以上の回転数でオイルポンプを回転させることになるとともにフライホイールを回転させる必要もあるので、オイルポンプを効率良い回転数で制御することができず、燃費の向上に対して好ましくない。
また特許文献３に記載された従来技術では、オイルポンプに変速機構を設け、エンジンの回転数に対してオイルポンプの回転数を変速することができる。しかし、変速機構として、ワンウェイクラッチと第３ギヤと第４ギヤを介してオイルポンプに回転動力を伝達する経路と、アクチュエータ（圧力油で作動）で制御可能なクラッチと第１ギヤと第２ギヤを介してオイルポンプに回転動力を伝達する経路と、の２速切替機構が開示されているが、クラッチを制御するアクチュエータに供給する圧力油を供給する別のオイルポンプが必要である。そして、当該別のオイルポンプにてエンジンの回転駆動力を無駄にしないように、当該別のオイルポンプの回転数を制御する必要があるが、この点についての記載は見受けられない。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、出力用自動変速機の変速動作等に必要な圧力油を供給するオイルポンプ（エンジンの回転駆動力の一部を利用して回転させる）について、より耐久性に優れ、エンジンの回転駆動力に対してより効率良く制御することができる油圧制御装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための手段として、本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの油圧制御装置である。
請求項１に記載の油圧制御装置は、エンジンの駆動力によって回転駆動され、エンジンの駆動力を出力軸に伝達する第１の経路に設けられた出力用自動変速機に圧力油を供給するオイルポンプと、前記エンジンの駆動力を前記オイルポンプに伝達する第２の経路に設けられたポンプ用トロイダル型無段変速機と、にて構成され、前記オイルポンプから供給される圧力油の一部が、前記ポンプ用トロイダル型無段変速機の動作を制御するバリエータの制御に使用されている油圧制御装置である。

また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの油圧制御装置である。
請求項２に記載の油圧制御装置は、請求項１に記載の油圧制御装置であって、前記ポンプ用トロイダル型無段変速機の出力に対応する部材と前記オイルポンプのロータとが一体的に形成されている油圧制御装置である。

また、本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの油圧制御装置である。
請求項３に記載の油圧制御装置は、請求項１または２に記載の油圧制御装置であって、更に、前記エンジンの停止時において前記出力用自動変速機に圧力油を供給する電動ポンプを備えており、前記エンジンの停止時において、前記電動ポンプから供給される圧力油の一部が、前記ポンプ用トロイダル型無段変速機の動作を制御するバリエータの制御に使用されている油圧制御装置である。

請求項１に記載の油圧制御装置を用いれば、ポンプ用トロイダル型無段変速機を介してエンジンの回転駆動力をオイルポンプに伝達することで、より耐久性に優れ、エンジンの回転数に対してオイルポンプを効率良い回転数に制御することができる。
また、ポンプ用トロイダル型無段変速機の動作に必要な圧力油を、効率良い回転数に制御したオイルポンプから供給することで、更に効率良くポンプ用トロイダル型無段変速機を制御することができる。

また、請求項２に記載の油圧制御装置によれば、よりシンプルに小型化することが可能であり、ギヤ等の伝達機構を介さずにより耐久性に優れるとともにロスが少なくより効率良くオイルポンプに回転駆動力を伝達することができる油圧制御装置を実現することができる。

また、請求項３に記載の油圧制御装置によれば、エンジン停止時であっても、ポンプ用トロイダル型無段変速機を適切に制御することが可能であり、エンジン始動時、及び始動の直後における出力用自動変速機に必要な圧力油を適切にオイルポンプから供給させることができる。

本発明の油圧制御装置１の一実施の形態を説明するブロック図である。ポンプ用トロイダル型無段変速機１０のバリエータと、オイルポンプのロータとを一体的に形成した例を説明する図である。

以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の油圧制御装置１の一実施の形態を説明するブロック図である。
図１に示すように、本発明の油圧制御装置１は、ポンプ用トロイダル型無段変速機１０とオイルポンプ２０とで構成されている。また図１に示す例では、油圧制御装置１は、より適切にポンプ用トロイダル型無段変速機１０を制御するための制御手段５０、切替手段４０、電動ポンプ３０も備えている。

図１に示すように、エンジン６０の回転駆動力は、第１の経路Ｋ１にて、出力用自動変速機７０を介して出力軸に伝達され、車輪等の回転駆動に使用される。
また、エンジン６０の回転駆動力（回転駆動力の一部）は、第２の経路Ｋ２にて、ポンプ用トロイダル型無段変速機１０を介してオイルポンプ２０のロータに伝達される。そしてオイルポンプ２０は、出力用自動変速機７０の変速動作等に必要な圧力油を出力用自動変速機７０に供給する。
制御手段５０には、エンジン６０、出力用自動変速機７０の動作状態に関する信号等（出力回転数等）が入力され、制御手段５０は電動ポンプ３０や切替手段４０を制御するとともにポンプ用トロイダル型無段変速機１０の変速動作等を制御する。なお、制御手段５０にてポンプ用トロイダル型無段変速機１０を変速させるアクチュエータ等の記載は省略している。
切替手段４０にはオイルポンプ２０からの圧力油と電動ポンプ３０からの圧力油が入力され、切替手段４０はポンプ用トロイダル型無段変速機１０にどちらの圧力油を供給するか、を切替える。
例えば制御手段５０は、エンジン６０が停止時であることを検出すると、電動ポンプ３０を駆動し、切替手段４０を電動ポンプ３０の側に切替え、エンジン６０の始動後は、電動ポンプ３０を停止し、切替手段４０をオイルポンプ２０の側に切替える。

オイルポンプ２０は、エンジン６０の回転駆動力（回転駆動力の一部）を使って回転駆動され、出力用自動変速機７０の変速動作等にて必要な圧力油を供給する。
そしてオイルポンプ２０（または電動ポンプ３０）から切替手段４０を介してポンプ用トロイダル型無段変速機１０に供給される圧力油は、ポンプ用トロイダル型無段変速機１０の変速動作等を制御するバリエータの制御に利用される。
電動ポンプ３０は主にエンジン停止時に駆動され、エンジン６０の回転駆動力を必要とするオイルポンプ２０では圧力油を供給できない場合に使用される。

ポンプ用トロイダル型無段変速機１０は、入力ディスク１１ａ及び１１ｂのそれぞれと、出力ディスク１２と、入力ディスク及び出力ディスクとの間に配置されたローラ１３ａ及び１３ｂと、で構成されたいわゆるバリエータを有している。
入力ディスク１１ａ及び１１ｂには入力シャフト１４を介してエンジン６０からの回転駆動力が入力され、出力ディスク１２に接続された出力シャフト１５には、入力ディスク１１ａ及び１１ｂからローラ１３ａ及び１３ｂを介して出力ディスク１２に、変速後の回転駆動力が伝達される。そして出力シャフト１５からオイルポンプ２０のロータを回転させる。

なお、図１及び図２の例に示す構成では、出力シャフト１５（出力に対応する部材）とオイルポンプ２０のロータとを一体的に形成しており、よりシンプルに小型化することが可能であり、ギヤ等の伝達機構を介さずにより耐久性に優れるとともにロスが少なくより効率良くオイルポンプ２０に回転駆動力を伝達することができる。
また、オイルポンプ２０のハウジング部を出力ディスクと一体化するように構成してもよい。

また図１に示すように、ポンプ用トロイダル型無段変速機１０の変速等の動作（入力ディスク１１ａと１１ｂとを対向している方向に押し付ける力や、ローラ１３ａ、１３ｂの位置を移動及び保持する力）を制御するバリエータの制御用の圧力油は、当該ポンプ用トロイダル型無段変速機１０にて効率良い回転数に制御されたオイルポンプ２０から供給される構成としている。これにより、バリエータの制御専用のオイルポンプを設ける必要が無く、部品点数を削減できるとともに、より効率良くエンジン６０の回転駆動力を利用することができる。
なお、エンジン６０の停止時には、既に説明したように、オイルポンプ２０からではなく電動ポンプ３０から圧力油が供給され、エンジン始動前におけるポンプ用トロイダル型無段変速機１０の状態を適切な状態にしておくことができる。
また、ポンプ用トロイダル型無段変速機１０の耐久性については、既に種々の車両にて車輪の駆動用として利用した評価実績があり、充分な耐久性と信頼性を確保することができている。

また、ポンプ用トロイダル型無段変速機１０の変速特性については、制御手段５０にて自由に設定することができる。例えばエンジンのトルクが小さい低回転（所定回転数以下）では、エンジン６０からの回転数とオイルポンプ２０の回転数とが比例関係となるようにポンプ用トロイダル型無段変速機１０の変速比が一定となるように制御し、所定回転数を超えた領域では、オイルポンプ２０を最も効率良く運転できる回転数（最も効率良く圧力油を供給できる回転数）となるように、ポンプ用トロイダル型無段変速機１０の変速比を、無段階に且つ滑らかに変更する。
これにより、エンジン６０の回転駆動力に対して直結して比例関係のみで回転する従来のオイルポンプと比較して、数％の効率向上（すなわち燃費の向上）を期待することができる。

本発明の油圧制御装置１は、本実施の形態で説明した外観、構成、構造、処理等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
本実施の形態の説明では、３枚のディスクを用いたダブルキャビティの構成の例を示したが、２枚のディスクを用いたシングルキャビティの構成としてもよい。
本実施の形態の説明では、オイルポンプ２０の回転数を変速制御する例で説明したが、オイルポンプ２０に限定されず、エンジン６０の回転駆動力を利用して回転させる種々の補機（ウォータポンプ等）の変速制御用としてトロイダル型無段変速機を適用することができる。
また、本実施の形態の説明では、フルトロイダル型のポンプ用トロイダル型無段変速機１０の例にて説明したが、ハーフトロイダル型等の無段変速機で代用しても良い。

１油圧制御装置
１０ポンプ用トロイダル型無段変速機
１１ａ、１１ｂ入力ディスク
１２出力ディスク
１３ａ、１３ｂロータ
１４入力シャフト
１５出力シャフト
２０オイルポンプ
３０電動ポンプ
４０切替手段
５０制御手段
６０エンジン
７０出力用自動変速機

Claims

エンジンの駆動力によって回転駆動され、エンジンの駆動力を出力軸に伝達する第１の経路に設けられた出力用自動変速機に圧力油を供給するオイルポンプと、
前記エンジンの駆動力を前記オイルポンプに伝達する第２の経路に設けられたポンプ用トロイダル型無段変速機と、にて構成され、
前記オイルポンプから供給される圧力油の一部が、前記ポンプ用トロイダル型無段変速機の動作を制御するバリエータの制御に使用されている、
油圧制御装置。
請求項１に記載の油圧制御装置であって、
前記ポンプ用トロイダル型無段変速機の出力に対応する部材と前記オイルポンプのロータとが一体的に形成されている、
油圧制御装置。
請求項１または２に記載の油圧制御装置であって、
更に、前記エンジンの停止時において前記出力用自動変速機に圧力油を供給する電動ポンプを備えており、
前記エンジンの停止時において、前記電動ポンプから供給される圧力油の一部が、前記ポンプ用トロイダル型無段変速機の動作を制御するバリエータの制御に使用されている、
油圧制御装置。