JP5602860B2 - ハイブリッド変速機用液圧制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用液圧制御装置、特に、ハイブリッド電気車両のハイブリッド変速機に用いられる液圧制御装置に関する。

エネルギー不足、公環境への意識の高まり、およびより厳しくなる政府の規制により、環境に優しい電気車両や燃料電池車両が出現している。しかしながら、様々な技術上の制約により、この種の車両を短期間で広く普及させることは困難である。したがって、現在では、技術的に比較的成熟したハイブリッド電気車両が比較的に望まれる選択肢となっている。

ハイブリッド電気車両の変速機として、無段変速を実現するために、トヨタ自動車株式会社のハイブリッド電気車両であるプリウス（登録商標）のハイブリッド変速機等の遊星歯車式変速機構が広く利用されている。一般的には、この種の変速機において、従来の自動変速機に設けられており主にシフト制御に使用されるような液圧制御装置は設けられていない。変速機の変速効率を高めるためには、ハイブリッド変速機にロックアップ・クラッチを設けることが必要である。これにより、変速機が何らかの特殊な操作状態にある場合に、モータをロックしてエンジンの全パワーを出力軸に伝達することができる。或いは、電気で走行している場合には、エンジンがロックされてエンジンが逆回転しないようにすることができる。このようなロックアップ機構を動作させるためには、液圧オイルラインが必要である。

さらに、ハイブリッド変速機のモータの冷却やベアリングへの給油等を実現し、且つパーキングロック機構等を実現するために、対応する液圧オイルラインもまた必要である。しかしながら、ハイブリッド変速機用の一体型液圧制御装置はこれまでのところ存在しない。中国特許公開公報第１８６２０６２号に開示されている自動変速機用の液圧制御装置及び液圧制御方法等の、従来の自動変速機用の様々な種類の液圧制御装置が存在しているが、これらはハイブリッド変速機に使用される液圧制御装置には適していない。

中国特許公開公報第１８６２０６２号

本発明は、ハイブリッド変速機が専用の液圧制御装置を有さないという問題を解決することを目的とし、冷却及び給油オイルライン、クラッチ制御オイルライン及び電磁制御オイルラインを備えた、ハイブリッド変速機用液圧制御装置を提供する。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の解決方法を提供する。

本発明は、オイルポンプと、これに接続された主オイルラインと、を備えたハイブリッド変速機用液圧制御装置であって、前記主オイルラインは、冷却及び給油オイルラインと、クラッチ制御オイルラインと、電磁制御オイルラインと、にそれぞれ接続されており、主オイルラインは、アンロード弁上のオイル孔を介して冷却及び給油オイルラインに接続されており、冷却及び給油オイルラインは、同時に、アンロード弁の弁スプール制御オイルポートに接続されているとともに、アンロード弁のオイル出口は、オーバーフロー弁のオイル入口と、クラッチ制御オイルラインと、にそれぞれ接続されており、オーバーフロー弁のオイル入口は、冷却及び給油オイルラインに接続されており、冷却器が、冷却及び給油オイルラインに設けられており、クラッチ制御オイルラインは、第１及び第２の比例減圧弁のオイル入口に、それぞれ接続されており、減圧弁が、電磁制御オイルラインと主オイルラインとの間に設けられており、電磁制御オイルラインは、オイル孔を介して、第１及び第２の比例減圧弁の弁スプール制御オイルポートに、それぞれ接続されており、電磁制御オイルラインは、また、オイル孔を介して、スイッチソレノイドと、パーキングロック・液圧オイルシリンダと、にそれぞれ接続されている、ことを特徴とするハイブリッド変速機用液圧制御装置である。

本発明によるハイブリッド変速機用液圧制御装置は、主オイルラインを、冷却及び給油オイルライン、クラッチ制御オイルライン及び電磁制御オイルラインに分割しているため、液圧制御用のハイブリッド変速機のニーズに応えることができる。ハイブリッド変速機のエンジン或いはモータをロックするために用いられる第１及び第２のロックアップ・クラッチは、クラッチ制御オイルラインを介して制御することができる。したがって、変速機の動作状態をよりよく制御することができるとともに、その伝達効率を高めることができる。圧力解放弁とオーバーフロー弁とを、主オイルライン内の圧力を規定するよう使用することができ、これにより液圧制御装置の通常動作が確保される。圧力解放弁のオイル孔は冷却及び給油オイルラインに直接的に接続しているため、液圧制御装置の主オイルラインの圧力がオーバ−フロー弁の設定圧力に達しなくても、冷却及び給油オイルラインはオイル連通しているであろう。したがって、変速機に迅速に注油することができる。冷却及び給油オイルラインに設けられた冷却器はオイルラインのオイル温度を冷却することができるため、モータに対する冷却効果が高められる。オイル孔は、液圧オイルが通過するとき、減衰減圧効果を有する。したがって、オイル孔の後の電磁制御オイルラインの出口圧力が大きく減少する。オイルは、オイルタンクに接続された比例減圧弁のパイロット弁を通過してオイルタンクに戻る。比例減圧弁のパイロット弁がオンにされると、そのオイルラインは全体的にシールされるため、オイル孔の出口圧力が増加する。したがって、比例減圧弁の主弁の弁スプールが作動されるため、比例減圧弁が開き、これにより、エンジン或いはモータのロッキング機能が達成される。比例減圧弁のヒステリシス効果により、ロックアップ・クラッチの一時的な制動は回避される。更に、電磁制御オイルラインが、スイッチソレノイドとパーキングロック・液圧オイルシリンダとにオイル孔を介してそれぞれ接続しているため、オイル孔を通過する液圧オイルは、スイッチソレノイドがオンにされる前に、スイッチソレノイドを介して直接オイルタンクに戻る。スイッチソレノイドがオンにされた後、その弁スプールが移動してオイルラインを全体的にシールする。その後、オイル孔の出口圧力が上昇して、パーキングロック・液圧オイルシリンダが作動する
。これにより、パーキングロック機能が達成される。

好適には、冷却器と並列に設けられた過圧保護逆止弁が、冷却及び給油オイルラインに設けられている。冷却及び給油オイルライン内の圧力が過圧保護逆止弁の設定圧力値より大きいとき、過圧保護逆止弁が開いて圧力を減少させる。これにより、冷却器を過圧から保護することができる。

好適には、集積緩衝装置が、クラッチ制御オイルラインと、電磁制御オイルラインと、にそれぞれ設けられている。これにより、圧力変動を小さくすることができる。

好適には、主オイルライン内の設定圧力が７バール乃至９バールであり、電磁制御オイルライン内の設定圧力が４バール乃至６バールである。これは、制御装置の各オイルラインの通常動作のためである。

好適には、第１及び第２の比例減圧弁のパイロット弁がオンにされると、第１及び第２の比例減圧弁は、それらの各オイル出口を介して、ハイブリッド変速機の第１及び第２のロックアップ・クラッチの係合をそれぞれ制御することを特徴とする。

好適には、スイッチソレノイドがオンにされると、パーキングロック・液圧オイルシリンダが作動して、パーキングロックを達成する。

要するに、本発明は以下の有利な効果を奏する。すなわち、（１）主オイルラインの圧力がオーバーフロー弁の設定圧力に達する前から、システムの冷却及び給油オイルラインがオイル連通しているため、変速機に可能な限り早く注油することができる。（２）冷却器を過圧から保護することができる。（３）比例減圧弁を用いてロックアップ・クラッチを制御することで、その制動性能を向上させることができる。

図１は、本発明による液圧回路の原理図である。

以下の詳細な説明は、本質的に単なる例示であって、用途や使用の制限を意図するものではない。更に、本発明は、上記の「発明の技術分野」、「発明の背景」及び「発明の要約」或いは以下の説明に記載されるか示唆されるいかなる理論にも拘束されることを意図するものではない。

図１に示す実施形態において、本発明によるハイブリッド変速機用液圧制御装置は、オイルタンク１と、対応するオイルポンプ２と、を備えている。フィルタ３がオイルポンプ２の前方に設けられており、また、温度センサ４がオイルタンク１内に設けられて温度制御を容易にしている。

燃料の逆戻りを防止するために、逆止弁９がオイルポンプ２の出口端において主オイルライン５上に設けられている。主オイルライン５は、アンロード弁１２のオイル入口１３と、減圧弁４４のオイル入口４５とに、それぞれ接続している。アンロード弁のオイル入口１４は、オーバーフロー弁１８のオイル入口１９と、クラッチ制御オイルライン７とに、それぞれ接続している。アンロード弁のオイル孔１６および弁スプール制御オイルポート１７と、オーバーフロー弁のオイル出口２０とは、冷却及び給油オイルライン６に共通して接続されている。アンロード弁のオイル排液ポート１５はオイルタンク１に接続している。

冷却及び給油オイルライン６は、圧力センサ２１を過ぎた後、２本のラインに分岐している。一方のラインは冷却器２３に接続してこの冷却器２３の２つの端部はそれぞれ逆止弁９を備えて一方向に開放可能である。また、他方のラインは過圧保護逆止弁２２に接続している。これらの２本のラインは合流して、温度センサ４とモータ冷却オイル入口２５とにそれぞれ接続し、且つ速度調整弁２６を介して給油システムのオイル入口２７に接続している。

圧力を安定させたり制御したりするため、圧力センサ２１と集積緩衝装置２９とが、アンロード弁のオイル出口１４に接続されたクラッチ制御オイルライン７に設けられている。次いで、クラッチ制御オイルライン７は第１比例減圧弁３０のオイル入口３３と、第２比例減圧弁３７のオイル入口４０とに、それぞれ接続している。第１及び第２の比例減圧弁のオイル入口３４、４１は、次いでハイブリッド変速機の第１及び第２のロックアップ・クラッチのオイル入口３６、４３に、それぞれ接続している。ハイブリッド変速機が他のロックアップ・クラッチを有する場合には、クラッチ制御オイルライン７は、このような他のロックアップ・クラッチのオイル入口に接続していてもよい。

主オイルライン５は、減圧弁４４による減圧後に、圧力をおよそ５バールに維持する。減圧弁のオイル出口４６は電磁制御オイルライン８に接続している。したがって、電磁制御オイルライン８は、およそ５バール、例えば４乃至６バールの圧力を有する。電磁制御オイルライン８は、フィルタ３を過ぎた後、３本のラインに分岐して、集積緩衝装置２９に接続している。分岐後の第１及び第２のラインは、第１及び第２の比例減圧弁の弁スプール制御オイルポート３５、４２にオイル孔４９を介してそれぞれ接続しており、第３のラインはスイッチソレノイド５０とパーキングロック・液圧オイルシリンダ５１とに、オイル孔４９を介してそれぞれ接続している。

以下の説明は、本発明の液圧システムにおけるオイルラインの動作原理を説明することを目的としている。

［冷却及び給油オイルライン］
システムが作動し始めると、オイルタンク１内のオイルがオイルポンプ２によって加圧されて、該オイルは逆止弁９を通過した後アンロード弁１２と減圧弁４４とに流入する。オイルラインの圧力はこの時点では比較的低いので、アンロード弁のオイル出口１４における圧力はオーバーフロー弁１８の設定圧力には達しないため、オーバーフロー弁１８は開かない。したがって、アンロード弁のオイル孔１６からのオイルは冷却及び給油オイルライン６に流入する。変速機に迅速に注油することができるとともに、冷却器２３によってオイルが冷却された後にモータを冷却することができる。

アンロード弁のオイル出口１４における圧力が次第に上昇してオーバーフロー弁１８の設定圧力を超えると、オーバーフロー弁１８が開き、オーバーフロー弁のオイル出口２０からのオイルが冷却及び給油オイルライン６に流入する。アンロード弁のオイル出口１４における圧力が上昇し続けると、オーバーフロー弁のオイル出口２０における圧力がこれとともに上昇する。その後、冷却及び給油オイルライン６に接続されたアンロード弁の弁スプール制御オイルポート１７における圧力が上昇して、これによりアンロード弁１２の弁スプールが作動する。続いて、アンロード弁のオイル排液ポート１５が切り替えられて開き、主オイルライン５内の圧力をおよそ８バール、例えば７乃至９バールに保ちながら、余分なオイルがオイルタンク１に戻されるよう流れる。冷却及び給油オイルライン６内の圧力が高すぎる場合には、過圧保護逆止弁２２が開き、冷却及び給油オイルライン６内の圧力を下げるため、冷却器２３が効果的に保護される。

［クラッチ制御オイルライン及び電磁制御オイルライン］
第１及び第２の比例減圧弁のパイロット弁３２、３９がオンにされていない場合、電磁制御オイルライン８のオイルは、第１及び第２の比例減圧弁の弁スプール制御オイルポート３５、４２に流入し、第１及び第２の比例減圧弁のパイロット弁３２、３９を直接通過してオイルタンク１に戻る。第１及び第２の比例減圧弁の主弁３１、３８は開かず、対応する第１及び第２のロックアップ・クラッチは作動しない。

第１比例減圧弁のパイロット弁３２がオンにされた後、その弁スプールが作動してオイル出口を全体的にシールするため、第１比例減圧弁の弁スプール制御オイルポート３５における圧力が上昇する。これにより、第１比例減圧弁の主弁３１の弁スプールが作動して、第１比例減圧弁のオイル入口３３とオイル出口３４とが開き、第１ロックアップ・クラッチが作動する。したがって、そのロック機能が達成される。第１比例減圧弁のパイロット弁３２が再度オフにされた後、その弁スプールは元の位置に戻る。第１比例減圧弁の弁スプール制御オイルポート３５に入ったオイルは再度オイルタンク１に戻るよう流れ、圧力を下げる。第１比例減圧弁の主弁３１の弁スプールは、リセットしてオイル入口３３とオイル出口３４との間のオイルラインを遮断するため、第１ロックアップ・クラッチが解放される。

第２比例減圧弁３７の開放及びリセットの制御原理は、第１比例減圧弁３０のそれと同様である。

また、電磁制御オイルライン８に接続されたパーキングロック・液圧オイルシリンダ５１が、スイッチソレノイド５０と並列に設けられている。したがって、スイッチソレノイド５０がオンにされていない場合には、オイル孔４９を通過するオイルは、スイッチソレノイド５０を直接介してオイルタンク１に戻るよう流れるため、パーキングロック・液圧オイルシリンダ５１は作動しない。スイッチソレノイド５０がオンにされると、その弁スプールが作動してオイルラインを全体的にシールするため、オイル孔４９を通過するオイルは、パーキングロック・液圧オイルシリンダ５１に入ってこれを作動させる。したがって、パーキングロックが達成される。スイッチソレノイド５０が再度オフにされると、その弁スプールがリセットしてオイルラインを再び開く。この時、オイル孔４９からのオイルはオイルタンク１に再度戻るよう流れ、圧力が解放されるため、パーキングロック・液圧オイルシリンダ５１は解放される。

Claims (9)

1. オイルポンプ（１）と、これに接続された主オイルライン（５）と、を備えた
   ハイブリッド電気車両の変速機用液圧制御装置であって、
   前記主オイルライン（５）は、冷却及び給油オイルライン（６）と、クラッチ制御オイルライン（７）と、電磁制御オイルライン（８）と、にそれぞれ接続されており、
   主オイルライン（５）は、アンロード弁（１２）上のオイル孔（１６）を介して冷却及び給油オイルライン（６）に接続されており、
   冷却及び給油オイルライン（６）は、同時に、アンロード弁（１２）の弁スプール制御オイルポート（１７）に接続されているとともに、
   アンロード弁のオイル出口（１４）は、オーバーフロー弁（１８）のオイル入口（１９）と、クラッチ制御オイルライン（７）と、にそれぞれ接続されており、
   オーバーフロー弁のオイル出口（２０）は、冷却及び給油オイルライン（６）に接続されており、
   冷却器（２３）が、冷却及び給油オイルライン（６）に設けられており、
   クラッチ制御オイルライン（７）は、第１及び第２の比例減圧弁（３０、３７）のオイル入口（３３、４０）に、それぞれ接続されており、
   減圧弁（４４）が、電磁制御オイルライン（８）と主オイルライン（５）との間に設けられており、
   電磁制御オイルライン（８）は、オイル孔（４９）を介して、第１及び第２の比例減圧弁の弁スプール制御オイルポート（３５、４２）に、それぞれ接続されており、
   電磁制御オイルライン（８）は、また、オイル孔（４９）を介して、スイッチソレノイド（５０）と、パーキングロック・液圧オイルシリンダ（５１）と、にそれぞれ接続されている、
   ことを特徴とするハイブリッド電気車両の変速機用液圧制御装置。
2. 冷却器（２３）と並列に設けられた過圧保護逆止弁（２２）が、前記冷却及び給油オイルライン（６）に設けられていることを特徴とする、
   請求項１に記載のハイブリッド電気車両の変速機用液圧制御装置。
3. 集積緩衝装置（２９）が、クラッチ制御オイルライン（７）と、電磁制御オイルライン（８）と、にそれぞれ設けられていることを特徴とする、
   請求項１又は２に記載のハイブリッド電気車両の変速機用液圧制御装置。
4. 主オイルライン（５）内の圧力が、７バール乃至９バールであることを特徴とする、
   請求項１又は２に記載のハイブリッド電気車両の変速機用液圧制御装置。
5. 主オイルライン（５）内の圧力が、７バール乃至９バールであることを特徴とする、
   請求項３に記載のハイブリッド電気車両の変速機用液圧制御装置。
6. 電磁制御オイルライン（８）内の圧力が、４バール乃至６バールであることを特徴とする、
   請求項４に記載のハイブリッド電気車両の変速機用液圧制御装置。
7. 電磁制御オイルライン（８）内の圧力が、４バール乃至６バールであることを特徴とする、
   請求項５に記載のハイブリッド電気車両の変速機用液圧制御装置。
8. 第１及び第２の比例減圧弁のパイロット弁がオンにされると、第１及び第２の比例減圧弁は、それらの各オイル出口を介して、ハイブリッド電気車両の変速機の第１及び第２のロックアップ・クラッチの係合をそれぞれ制御することを特徴とする、
   請求項１又は２に記載のハイブリッド電気車両の変速機用液圧制御装置。
9. スイッチソレノイドがオンにされると、パーキングロック・液圧オイルシリンダが作動して、パーキングロックを実現することを特徴とする、
   請求項１又は２に記載のハイブリッド電気車両の変速機用液圧制御装置。

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