JP6058374B2 - 車両用自動変速機の油圧供給システム - Google Patents

車両用自動変速機の油圧供給システム Download PDF

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Description

本発明は、車両用自動変速機の油圧供給システムに関し、より詳しくは、高圧用オイルポンプの故障などによる作動停止時、エンジンの駆動力により前記高圧用オイルポンプが作動され得るようにすることによって、安全性と信頼性を向上させることができるようにした車両用自動変速機の油圧供給システムに関する。
最近、世界的な原油高と排気ガス排出規制が強化されることに伴って、自動車メーカーは燃費を向上させることができる技術開発に総力を傾けている。
自動変速機における燃費改善は、動力伝達効率の向上を通じて達成され得、前記動力伝達効率の向上は、オイルポンプの不必要な消費動力を最少化することによって実現され得る。
このように燃費改善のために最近は、自動変速機に低圧用オイルポンプと高圧用オイルポンプを別途に備えて、前記低圧用オイルポンプで生成された油圧は低圧部（トルクコンバーター、冷却、潤滑）に供給されるようにし、前記高圧用オイルポンプで生成された油圧は高圧部（変速時に選択的に作動される摩擦部材）に供給されるようにしている。
より具体的には、自動変速機の通常の油圧は、前記低圧部が要求する油圧を基準に生成（つまり、低圧用オイルポンプで生成）し、高圧部が要求する一部の油圧のみを高圧用オイルポンプで生成して前記高圧部に供給するようになっている。
これによって、オイルポンプの駆動のための消費動力を最少化することによって、燃費向上を達成することができると共に、オイルポンプにかかる負荷を減少させて騒音および振動減少と耐久性の向上を図ることができる。
そして、このような油圧供給システムにおいては、低圧用オイルポンプと高圧用オイルポンプを一つの駆動軸で駆動したり、前記低圧用オイルポンプはエンジンの駆動力で駆動し、前記高圧用オイルポンプはモータの駆動力で駆動することが普遍的である。
しかし、一つの駆動軸により低圧用オイルポンプおよび高圧用オイルポンプを駆動する場合には、前記低圧用オイルポンプと高圧用オイルポンプの回転数を独立的に制御することが不可能であった。また、前記高圧用オイルポンプでは、変速機で要求する最も高い圧力で油圧を吐出しなければならないため、不必要な動力が損失されるという問題点がある。
これとは異なり、前記低圧用オイルポンプは、エンジンの駆動力で駆動され、高圧用オイルポンプはモータの駆動力で駆動される場合には、前記モータの故障またはバッテリーの残量不足などにより前記モータの作動が停止されることがある。この場合、高圧部への油圧の供給が中断されて変速機が損傷され得る。
本発明の実施形態の目的は、高圧用オイルポンプの故障などによる作動停止時、エンジンの駆動力により前記高圧用オイルポンプが作動するようにすることによって、安全性と信頼性を向上させることができるようにした車両用自動変速機の油圧供給システムを提供する。
本発明の一つまたは複数の実施形態による車両用自動変速機の油圧供給システムは、オイルファンに貯蔵されたオイルを用いて低圧の油圧と高圧の油圧を生成し、前記低圧の油圧と高圧の油圧をそれぞれ低圧部と高圧部に供給するように構成されている。
前記油圧供給システムは、エンジンにより駆動されて前記オイルファンに貯蔵されたオイルをポンピングし、低圧の油圧を生成し、前記生成された低圧のオイルを低圧部に供給する低圧用オイルポンプ；モータにより駆動されて前記低圧用オイルポンプから低圧の油圧の供給を受け、前記低圧の油圧を高圧の油圧に昇圧させて高圧部に供給する高圧用オイルポンプ；前記低圧用オイルポンプと前記高圧用オイルポンプを同一軸線上に収容するポンプハウジング；前記ポンプハウジングの内部で前記低圧用オイルポンプの第１駆動軸と前記高圧用オイルポンプの第２駆動軸とを選択的に連結するクラッチ；および前記クラッチに作動圧を選択的に供給するように構成されたソレノイドバルブ；を含むことができる。
油圧供給システムは、前記ソレノイドバルブを制御するトランスミッション制御ユニット；および前記トランスミッション制御ユニットにより制御されて前記モータを制御するモータ制御器；をさらに含むことができる。
前記ポンプハウジングは、前記オイルファンに流体が流れるように連結され、前記低圧用オイルポンプにオイルファンのオイルを供給するように構成された第１吸入口；前記低圧用オイルポンプにより生成された低圧の油圧を吐出し、前記低圧部に流体が流れるように連結されて前記低圧の油圧を供給するように構成された第１吐出口；前記第１吐出口に流体が流れるように連結される連結流路；前記連結流路と前記高圧用オイルポンプに流体が流れるように連結されて前記低圧用オイルポンプから吐出される低圧の油圧を前記高圧用オイルポンプに供給するように構成された第２吸入口；前記高圧用オイルポンプにより生成された高圧の油圧を吐出し、前記高圧部に流体が流れるように連結されて前記高圧の油圧を供給するように構成された第２吐出口；および前記クラッチが配置されるクラッチ収容部；を含むことができる。
前記クラッチは、油圧式多板クラッチから構成され得る。
前記クラッチは、外径部に複数のクラッチプレートが配置され、前記高圧用オイルポンプの第２駆動軸と連結されるクラッチリテーナ；外径部に前記クラッチプレートの間に配置される複数のクラッチディスクが配置され、前記低圧用オイルポンプの第１駆動軸と連結されるクラッチハブ；前記クラッチリテーナの内側に配置されて前記クラッチリテーナとの間に油圧室を形成するピストン；前記油圧室の反対側に配置されて前記ピストンを常時前記油圧室側に押圧するリターンスプリング；および前記油圧室にソレノイドバルブの作動圧を供給する作動圧流路；を含むことができる。
前記クラッチリテーナは、内径ボス部を通じて前記第２駆動軸にスプライン結合され得る。
前記クラッチハブは、内径ボス部を通じて前記第１駆動軸にスプライン結合され得る。
油圧供給システムは、前記低圧用オイルポンプと前記低圧部との間に配置されて前記低圧用オイルポンプで生成された低圧の油圧を調節する低圧レギュレーターバルブをさらに含むことができる。
前記低圧レギュレーターバルブは、前記低圧の油圧の一部を前記低圧用オイルポンプに再び供給する第１再循環流路と連結され得る。
油圧供給システムは、前記高圧用オイルポンプと前記高圧部との間に配置されて前記高圧用オイルポンプで生成された高圧の油圧を調節する高圧レギュレーターバルブをさらに含むことができる。
前記高圧レギュレーターバルブは、前記高圧の油圧の一部を前記高圧用オイルポンプに再び供給する第２再循環流路と連結され得る。
車両用自動変速機の油圧供給システムによると、高圧用オイルポンプの故障などによる作動停止時、エンジンの駆動力により前記高圧用オイルポンプが作動するようにすることによって、安全性と信頼性を向上させることができる。
本発明の実施形態による自動変速機の油圧供給システムの構成図である。 本発明の実施形態による油圧供給システムに適用されるオイルポンプの構成図である。 本発明の実施形態による油圧供給システムのオイルポンプに適用されたクラッチの構成図である。
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
但し、本実施形態を明確に説明するために説明上不要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似する構成要素については同一の参照符号を付与して説明する。
以下の説明で構成の名称を第１、第２などに区分したのは、その構成の名称が同一で、これを区分するためであり、必ずしもその順序に限定されるわけではない。
図１は、本発明の実施形態による自動変速機の油圧供給システムの模式図である。
図１を参照すると、本発明の実施形態による油圧供給システムは、低圧用オイルポンプ２で生成された低圧の油圧をトルクコンバーター（Ｔ／Ｃ）、冷却部、潤滑部などのような低圧部４に供給し、高圧用オイルポンプ６で生成された高圧の油圧を変速に関連する摩擦部材を作動させるための高圧部８に供給するように構成される。
前記で低圧の油圧は、トルクコンバーター（Ｔ／Ｃ）の作動と冷却および潤滑を円滑にする程度の低い圧力を意味し、高圧の油圧は、変速時に選択的に作動する複数の摩擦部材を円滑に作動させる程度の高い圧力を意味する。
前記低圧用オイルポンプ２で生成された油圧は、低圧用レギュレーターバルブ１０で安定した油圧に制御されて前記低圧部４に供給される。
つまり、前記低圧用オイルポンプ２は、オイルファンＰに貯蔵されたオイルを吸入流路１２を通じて吸入して低圧流路１４に低圧の油圧を吐出する。
そして、前記低圧用レギュレーターバルブ１０は、低圧流路１４と連結され、第１再循環流路１６を通じて前記吸入流路１２と連結される。
したがって、前記低圧用レギュレーターバルブ１０は、前記低圧流路１４を通じて供給される油圧の一部を前記再循環流路１６を通じて吸入流路１２に再循環させて油圧を調節する。
前記高圧用オイルポンプ６で生成された油圧は、高圧用レギュレーターバルブ１８で安定した油圧に制御されて高圧部８に供給される。
前記高圧用オイルポンプ６は、前記低圧用オイルポンプ２から供給される低圧の油圧を高圧の油圧に昇圧させて高圧流路２０を通じて高圧部８に供給されるようにする。
つまり、前記高圧用レギュレーターバルブ１８は、前記高圧流路２０と連結され、第２再循環流路２２を通じて前記低圧流路１４と連結される。これによって、前記高圧用レギュレーターバルブ１８は、前記高圧流路２０を通じて供給される油圧の一部を前記第２再循環流路２２を通じて再循環させて油圧を調節する。
したがって、前記低圧用オイルポンプ２で生成された低圧の油圧は低圧部４に供給され、高圧用オイルポンプ６で生成された高圧の油圧は高圧部８に供給される。
図２は、本発明の実施形態による油圧供給システムに適用されるオイルポンプの構成図である。
図２を参照すると、低圧用オイルポンプ２と高圧用オイルポンプ６は、それぞれ異なる動力源により駆動される。
前記低圧用オイルポンプ２は、第１駆動軸３０を通じて動力源であるエンジンＥＮＧと連結されて前記エンジンＥＮＧの駆動力により駆動され、前記高圧用オイルポンプ６は、第２駆動軸３１により動力源であるモータＭと連結されて前記モータＭの駆動力により駆動される。
そして、前記低圧用オイルポンプ２と高圧用オイルポンプ６は、一つのポンプハウジング３４内に同一軸線上に配置されており、それぞれ異なる動力源であるエンジンＥＮＧとモータＭにより駆動されて油圧を生成する。
このために、前記ポンプハウジング３４には、第１吸入口３６、第１吐出口３８、連結流路４０、第２吸入口４２、第２吐出口４４、クラッチ収容部４６が形成され、前記クラッチ収容部４６には、前記第１駆動軸３０と第２駆動軸３１を選択的に連結するクラッチＣが配置される。
前記で第１吸入口３６と第１吐出口３８は、前記低圧用オイルポンプ２の作動に関連し、前記第２吸入口４２と第２吐出口４４は、前記高圧用オイルポンプ６の作動に関連し、前記連結流路４０は、前記第１吐出口３８と第２吸入口４２を連結する。
したがって、前記低圧用オイルポンプ２は、前記第１吸入口３６と第１吸入流路１２を通じてオイルファンＰのオイルを吸入し、前記第１吐出口３８は、低圧流路１４と連結されて低圧部４に低圧の油圧を供給すると同時に前記連結流路４０に油圧を供給する。
前記高圧用オイルポンプ６は、第２吸入口４２が連結流路４０を通じて前記第１吐出口３８と連結されて前記低圧用オイルポンプ２で生成された油圧を吸入し、第２吐出口４２が高圧流路２０と連結されて高圧部８に高圧の油圧を供給する。
前記連結流路４０は、低圧流路１４に含まれ得る。
そして、前記高圧のオイルポンプ６を駆動するモータＭは、モータ制御器４８により制御され、前記モータ制御器４８は、トランスミッション制御ユニットＴＣＵの制御により前記モータＭを制御するようになる。
そして、前記トランスミッション制御ユニットＴＣＵは、ソレノイドバルブＳＯＬを制御して前記クラッチＣに供給されるクラッチ作動圧を制御する。前記ソレノイドバルブＳＯＬは、車両のオイル供給源（図示せず）に連結されてオイルの供給を受け、前記供給されたオイルを用いてクラッチ作動圧を生成する。
前記ソレノイドバルブＳＯＬが作動すると、前記クラッチＣに作動圧が供給され、前記クラッチＣは前記第１、第２駆動軸３０、３１を相互連結して一つの駆動軸として作動するようにする。
そして、前記ソレノイドバルブＳＯＬが作動しないと、前記クラッチＣに作動圧が供給されないようにして前記クラッチＣの作動が解除される。したがって、前記第１、第２駆動軸３０、３１が互いに分離され、それぞれ独立的に駆動される。
図３は、本発明の実施形態による油圧供給システムのオイルポンプに適用されたクラッチの構成図である。
図３を参照すると、本発明の実施形態に適用されるクラッチＣは、油圧を用いる通常の多板クラッチからなることができる。
これをより詳しく説明すると、クラッチリテーナ５０の外径部に形成された内輪凹凸部５２に複数のクラッチプレート５４を並んで設置し、クラッチハブ５６の外径部に形成された外輪凹凸部５８には前記クラッチプレート５４の間に複数のクラッチディスク６０が配置される。
そして、前記クラッチリテーナ５０の内側にはピストン６２が配置されて前記クラッチリテーナ５０との間に油圧室６４が形成され、前記油圧室６４の反対側には前記ピストン６２を常時前記油圧室６４側へ押圧する弾性力を提供するようにリターンスプリング６６が配置される。
そして、前記クラッチリテーナ５０の内径ボス部６８は、前記第２駆動軸３１とスプライン結合され、前記クラッチハブ５６の内径ボス部７０は、第１駆動軸３０とスプライン結合される。
また、前記油圧室６４は、ポンプハウジング３４に形成される作動圧流路７２と連結されて前記ソレノイドバルブＳＯＬの制御圧の供給を受ける。
本発明の実施形態では、クラッチリテーナ５０が第２駆動軸３１と連結され、クラッチハブ５６が第１駆動軸３０と連結されるものを例示したが、これに限定されない。つまり、クラッチリテーナ５０が第１駆動軸３０と連結され、クラッチハブ５６が第２駆動軸３１と連結されてもよい。
また、本発明の実施形態では、前記クラッチＣが油圧式多板クラッチであるものを例示したが、これに限定されない。つまり、前記第１、第２駆動軸３０、３１を連結することができるものであれば如何なるクラッチも本発明の実施形態に適用され得る。
正常的な運転状態で、前記ソレノイドバルブＳＯＬはスイッチングオフされ、前記ソレノイドバルブＳＯＬがスイッチングオフされると前記油圧室６４に作動圧が供給されない。
そうすると、前記第１、第２駆動軸３０、３１は相互回転干渉が発生しない状態で動力源であるエンジンＥＮＧとモータＭによりそれぞれ駆動されて低圧部４と高圧部８に油圧を供給するための駆動力を提供する。
そして、車両の走行中、前記高圧用オイルポンプ６が故障やバッテリー残量不足などにより作動が不可能な場合には、トランスミッション制御ユニットＴＣＵで前記ソレノイドバルブＳＯＬをスイッチングオンする。
そうすると、前記ソレノイドバルブＳＯＬは前記クラッチＣに制御圧を供給し、前記ソレノイドバルブＳＯＬから伝達された制御圧が前記作動圧流路７２を通じて前記油圧室６４に供給される。この場合、前記ピストン６２がリターンスプリング６６の弾性力を克服しながら前進してクラッチプレート５４とクラッチディスク６０を圧着させる。
これによって、上記第１駆動軸３０と第２駆動軸３１は相互連結されて一つの駆動軸として作動し、前記エンジンＥＮＧの駆動力により低圧用オイルポンプ２及び高圧用オイルポンプ６が同時に作動しながらそれぞれ低圧及び高圧の油圧を供給する。したがって、正常的な運転が可能となる。
前記のように、低圧用オイルポンプ２はエンジンにより駆動され、高圧用オイルポンプ６はモータＭにより駆動される本発明の実施形態による自動変速機の油圧供給システムにおいて、前記モータＭの故障およびバッテリー残量の不足などにより前記高圧用オイルポンプ６が駆動されない時、低圧用オイルポンプ２の第１駆動軸３０と高圧用オイルポンプ６の第２駆動軸３１を前記クラッチＣにより相互連結することによって、エンジンＥＮＧの駆動力により前記高圧用オイルポンプ６を正常に駆動させることができる。
これによって、自動変速機の低圧部４と高圧部８に安定した油圧が供給されて油圧制御の安全性と信頼性を向上させることができる。
以上で本発明の好適な実施形態を開示しているが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の実施形態から当該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に発明して均等であると認められる範囲のすべての変更を含む。
２・・・低圧用オイルポンプ
４・・・低圧部
６・・・高圧用オイルポンプ
８・・・高圧部
１０・・・低圧用レギュレーターバルブ
１２・・・吸入流路
１４・・・低圧流路
１６、２２・・・第１、第２再循環流路
１８・・・高圧用レギュレーターバルブ
２０・・・高圧流路
３０、３１・・・第１、第２駆動軸
３４・・・ポンプハウジング
３６、４２・・・第１、第２吸入口
３８、４４・・・第１、第２吐出口
４０・・・連結流路
５０・・・クラッチリテーナ
５４・・・クラッチプレート
５６・・・クラッチハブ
６０・・・クラッチディスク
６２・・・ピストン
６４・・・油圧室
Ｃ・・・クラッチ
Ｍ・・・モータ
ＳＯＬ・・・ソレノイドバルブ

Claims (11)

  1. オイルファンに貯蔵されたオイルを用いて低圧の油圧と高圧の油圧を生成し、前記低圧の油圧と高圧の油圧をそれぞれ低圧部と高圧部に供給する車両用自動変速機の油圧供給システムにおいて、
    エンジンにより駆動されて前記オイルファンに貯蔵されたオイルをポンピングし、低圧の油圧を生成し、前記生成された低圧のオイルを低圧部に供給する低圧用オイルポンプ；
    モータにより駆動されて前記低圧用オイルポンプから低圧の油圧の供給を受け、前記低圧の油圧を高圧の油圧に昇圧させて高圧部に供給する高圧用オイルポンプ；
    前記低圧用オイルポンプと前記高圧用オイルポンプを同一軸線上に収容するポンプハウジング；
    前記ポンプハウジングの内部で前記低圧用オイルポンプの第１駆動軸と前記高圧用オイルポンプの第２駆動軸とを選択的に連結するクラッチ；および
    前記クラッチに作動圧を選択的に供給するように構成されたソレノイドバルブ；
    を含む、車両用自動変速機の油圧供給システム。
  2. 前記ソレノイドバルブを制御するトランスミッション制御ユニット；および
    前記トランスミッション制御ユニットにより制御されて前記モータを制御するモータ制御器；
    をさらに含む、請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
  3. 前記ポンプハウジングは、
    前記オイルファンに流体が流れるように連結され、前記低圧用オイルポンプにオイルファンのオイルを供給するように構成された第１吸入口；
    前記低圧用オイルポンプにより生成された低圧の油圧を吐出し、前記低圧部に流体が流れるように連結されて前記低圧の油圧を供給するように構成された第１吐出口；
    前記第１吐出口に流体が流れるように連結される連結流路；
    前記連結流路と前記高圧用オイルポンプに流体が流れるように連結されて前記低圧用オイルポンプから吐出される低圧の油圧を前記高圧用オイルポンプに供給するように構成された第２吸入口；
    前記高圧用オイルポンプにより生成された高圧の油圧を吐出し、前記高圧部に流体が流れるように連結されて前記高圧の油圧を供給するように構成された第２吐出口；および
    前記クラッチが配置されるクラッチ収容部；
    を含むことを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
  4. 前記クラッチは、油圧式多板クラッチからなることを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
  5. 前記クラッチは、
    外径部に複数のクラッチプレートが配置され、前記高圧用オイルポンプの第２駆動軸と連結されるクラッチリテーナ；
    外径部に前記クラッチプレートの間に配置される複数のクラッチディスクが配置され、前記低圧用オイルポンプの第１駆動軸と連結されるクラッチハブ；
    前記クラッチリテーナの内側に配置されて前記クラッチリテーナとの間に油圧室を形成するピストン；
    前記油圧室の反対側に配置されて前記ピストンを常時前記油圧室側に押圧するリターンスプリング；および
    前記油圧室にソレノイドバルブの作動圧を供給する作動圧流路；
    を含むことを特徴とする、請求項３に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
  6. 前記クラッチリテーナは、内径ボス部を通じて前記第２駆動軸にスプライン結合されることを特徴とする、請求項５に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
  7. 前記クラッチハブは、内径ボス部を通じて前記第１駆動軸にスプライン結合されることを特徴とする、請求項５に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
  8. 前記低圧用オイルポンプと前記低圧部との間に配置されて前記低圧用オイルポンプで生成された低圧の油圧を調節する低圧レギュレーターバルブをさらに含む、請求項３に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
  9. 前記低圧レギュレーターバルブは、前記低圧の油圧の一部を前記低圧用オイルポンプに再び供給する第１再循環流路と連結されていることを特徴とする、請求項８に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
  10. 前記高圧用オイルポンプと前記高圧部との間に配置されて前記高圧用オイルポンプで生成された高圧の油圧を調節する高圧レギュレーターバルブをさらに含む、請求項３に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
  11. 前記高圧レギュレーターバルブは、前記高圧の油圧の一部を前記高圧用オイルポンプに再び供給する第２再循環流路と連結されていることを特徴とする、請求項１０に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
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