JP6084991B2 - 自動変速機の油圧供給装置 - Google Patents

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Description

この発明は自動変速機の油圧供給装置に関する。
この発明に近い技術としてこれまでに特許文献1記載の技術が知られている。特許文献1記載の技術はサイクロイドポンプとベーンポンプからなる複合ポンプを備え、メインポンプとしての固定容量型のサイクロイドに対して可変容量のベーンポンプを併設することにより、必要十分な吐出油圧と吐出容量を確保するように構成している。
特開2003−27912号公報
特許文献1記載の技術は上記のように固定容量ポンプと可変容量ポンプからなる複合ポンプを用いることで無駄なエネルギの発生を可能な限り抑制するように構成しているが、一旦発生させたエネルギの活用については記載していない。そのようなエネルギの活用は複数の油圧アクチュエータと潤滑系を備える自動変速機において特に求められる。
従って、この発明は上記した不都合を解消し、複数の油圧アクチュエータと潤滑系を備える自動変速機においてエネルギを効果的に活用するようにした自動変速機の油圧供給装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために、請求項1にあっては、リザーバから作動油を汲み上げて吐出する油圧ポンプを介して複数個の油圧アクチュエータと潤滑系に油圧を供給する自動変速機の油圧供給装置において、前記油圧ポンプと前記複数個の油圧アクチュエータとを接続する第1、第2油路と、前記第1、第2油路に配置されて前記油圧ポンプから吐出される作動油の油圧を前記複数個の油圧アクチュエータで要求される油圧に減圧する第1、第2レギュレータバルブと、前記第1、第2レギュレータバルブから排出される作動油を前記潤滑系または前記リザーバに接続する第3、第4油路と、エジェクタとを備え、前記エジェクタのノズルを前記第3、第4油路の一方に接続し、前記エジェクタの吸入部を前記リザーバに接続し、前記エジェクタのディフューザで合流させた作動油を第5油路を介して前記潤滑系に供給すると共に、前記ノズルに接続されるべき前記第3、第4通路の一方は、油圧が高い方の作動油が流れる油路であるように構成した。
請求項2に係る自動変速機の油圧供給装置にあっては、前記第3、第4油路の他方を前記エジェクタの吸入部に接続するように構成した。
請求項に係る自動変速機の油圧供給装置にあっては、前記吸入部に接続されるべき前記第3、第4通路の他方は、油圧が低い方の作動油が流れる油路である如く構成した。
請求項に係る自動変速機の油圧供給装置にあっては、前記ノズルに接続されるべき前記第3、第4通路の一方を選択する選択手段を備える如く構成した。
請求項に係る自動変速機の油圧供給装置にあっては、前記吸入部が前記リザーバに断接手段を介して接続されると共に、前記断接手段は前記潤滑系の目標油圧に基づいて前記吸入部と前記リザーバを接続あるいは遮断する如く構成した。
請求項に係る自動変速機の油圧供給装置にあっては、前記油圧ポンプが固定容量ポンプである如く構成した。
請求項に係る自動変速機の油圧供給装置にあっては、前記油圧ポンプが可変容量ポンプである如く構成した。
請求項1に係る自動変速機の油圧供給装置にあっては、油圧ポンプと複数個の油圧アクチュエータとを接続する第1、第2油路に配置されて油圧ポンプから吐出される作動油の油圧を複数個の油圧アクチュエータで要求される油圧に減圧する第1、第2レギュレータバルブと、第1、第2レギュレータバルブから排出される作動油を潤滑系またはリザーバに接続する第3、第4油路と、エジェクタとを備え、エジェクタのノズルを第3、第4油路の一方に接続し、その吸入部をリザーバに接続し、そのディフューザで合流させた作動油を第5油路を介して潤滑系に供給すると共に、ノズルに接続されるべき第3、第4通路の一方は、油圧が高い方の作動油が流れる油路であるように構成したので、油圧ポンプで発生された油圧エネルギを効果的に活用することができる。
即ち、油圧ポンプから吐出された作動油の油圧を油圧アクチュエータの要求油圧に減圧するレギュレータバルブから排出される作動油をエジェクタを用いて潤滑系に供給するように構成したので、レギュレータバルブの排油から大きな流量の潤滑油を発生させることができる。
従って、油圧ポンプで発生すべき必要な流量を特許文献1を含む従来技術に比して少なくすることができ、結果としてエジェクタによる流量増大効果によって油圧ポンプで発生したエネルギを熱として排出することに因るエネルギ損失を低減することができる。
また、油圧ポンプの要求流量が減少するために所定条件での自動変速機の運転時の単位時間当たりの発熱量を低減することになるので、作動油の温度を下げることができ、作動油の劣化による耐磨耗特性あるいは耐ジャダ性の低下を防止でき、結果として自動変速機の耐久信頼性をより高めることができる。さらには、作動油の冷却能力を補うためのオイルクーラなどを設置することに因る重量やコスト増加を阻止することも可能となる。
請求項2に係る自動変速機の油圧供給装置にあっては、第3、第4油路の他方をエジェクタの吸入部に接続するように構成したので、吸入部の油圧、換言すればエネルギ値を、リザーバから吸入部に導く構成に比し、高くすることができるため、エジェクタの入力エネルギ合計値をより大きくでき、油圧ポンプで発生された油圧エネルギを効果的に活用することができる。
さらに、エジェクタのノズルと吸入部における作動油の流速の差によるディフューザでの乱流の発生頻度を減らすることができるので、エジェクタのエネルギ変換効率も上げることができ、結果として出口の油圧(エネルギ)を大きくすることができる。
また、ノズルに接続されるべき第3、第4通路の一方は、油圧が高い方の作動油が流れる油路である如く構成したので、作動油のノズルでの流速が吸入部でのそれを上回るため、エジェクタのディフューザにおけるノズルと吸入部の作動油の流速の差による乱流の発生頻度をより確実に減らすことができる。その結果、エジェクタのエネルギ変換効率もより確実に上げることができ、ディフューザから出力される作動油の油圧、換言すればエネルギ(流量と圧力の積)を大きくすることができる。
尚、ノズルに接続されるべき第3、第4通路の一方を選択する選択手段を備えるように構成すれば、選択手段を介して例えばエジェクタの吸入部に導かれる作動油の油圧を吸入部の圧力より確実に大きくすることも可能となり、同様にエジェクタのディフューザにおける乱流の発生頻度をより確実に減らすことができ、エジェクタのエネルギ変換効率もより確実に上げることができてディフューザから出力される作動油の油圧、換言すればエネルギ(流量と圧力の積)を大きくすることができる。
請求項に係る自動変速機の油圧供給装置にあっては、吸入部に接続されるべき第3、第4通路の他方は、油圧が低い方の作動油が流れる油路である如く構成したので、同様にエジェクタのディフューザにおける乱流の発生頻度をより確実に減らすことができ、エジェクタのエネルギ変換効率もより確実に上げることができてディフューザから出力される作動油の油圧(エネルギ)を大きくすることができる。
請求項に係る自動変速機の油圧供給装置にあっては、前記ノズルに接続されるべき第3、第4通路の一方を選択する選択手段を備える如く構成したので、エジェクタのノズルに油圧の高い方の作動油をより確実に導くことができ、同様にエジェクタのディフューザにおける乱流の発生頻度をより確実に減らすことができ、エジェクタのエネルギ変換効率もより確実に上げることができ、ディフューザから出力される作動油の油圧(エネルギ)を大きくすることができる。
請求項に係る自動変速機の油圧供給装置にあっては、吸入部がリザーバに断接手段を介して接続されると共に、断接手段は潤滑系の目標油圧に基づいて吸入部とリザーバを接続あるいは遮断する如く構成したので、例えば潤滑系の目標油圧と実圧の差に基づいて吸入部とリザーバを接続あるいは遮断することで潤滑系の油圧と流量を目標値に制御することが可能となる。
それにより、潤滑油の作動油量が多すぎることで自動変速機の内部の作動油の攪拌抵抗が増大して動力伝達効率が低減する、あるいは逆に、作動油量が不足して自動変速機の内部で磨耗が発生するといった事象を確実に回避することができる。
請求項に係る自動変速機の油圧供給装置にあっては、油圧ポンプが固定容量ポンプである如く構成したので、上記した効果に加え、比較的簡易な構造で発生すべき必要な油圧や流量を確実に発生させることができる。
請求項に係る自動変速機の油圧供給装置にあっては、油圧ポンプが可変容量ポンプである如く構成したので、上記した効果に加え、同図に示す如く、発生する必要流量を減少させることができる。
この発明の第1実施例に係る自動変速機の油圧供給装置を概略的に示す模式図である。 図1に示す油圧供給機構を概略的に示す模式図である。 図2に示す油圧供給機構の動作を示すフロー・チャートである。 同様に図2に示す油圧供給機構の動作を示すフロー・チャートである。 図2に示す油圧供給機構によるエネルギ損失の特性を示す説明図である。 第1実施例の変形例を示す、図5と同様、油圧供給機構によるエネルギ損失の特性を示す説明図である。 この発明の第2実施例に係る自動変速機の油圧供給装置の油圧供給機構を概略的に示す模式図である。 この発明の第3実施例に係る自動変速機の油圧供給装置の油圧供給機構を概略的に示す模式図である。
以下、添付図面に即してこの発明に係る自動変速機の油圧供給装置を実施するための形態を説明する。
図1は、この発明の第1実施例に係る自動変速機の油圧供給装置を概略的に示す模式図、図2は図1に示す油圧供給機構を概略的に示す模式図、図3と図4は図2の油圧供給機構の動作を示すフロー・チャート、図5は図2の油圧供給機構によるエネルギ損失の特性を示す説明図である。
図1において、符号10はエンジン(内燃機関(原動機))を示す。エンジン10は駆動輪12を備えた車両14に搭載される(車両14はエンジン10と駆動輪12などで部分的に示す)。
エンジン10の吸気系に配置されたスロットルバルブ(図示せず)は車両運転席床面に配置されるアクセルペダル16との機械的な接続が絶たれて電動モータなどのアクチュエータからなるDBW(Drive By Wire)機構18に接続され、DBW機構18で開閉される。
スロットルバルブで調量された吸気はインテークマニホルドを通って流れ、各気筒の吸気ポート付近でインジェクタ20から噴射された燃料と混合して混合気を形成し、吸気バルブが開弁されたとき、当該気筒の燃焼室に流入する。燃焼室において混合気は点火プラグで点火されて燃焼し、ピストンを駆動してクランクシャフトに接続される出力軸22を回転させた後、排気となってエンジン10の外部に放出される。
エンジン10の出力軸22の回転はトルクコンバータ24を介して無段変速機(Continuously Variable Transmission。自動変速機。以下「CVT」という)26に入力される。即ち、エンジン10の出力軸22はトルクコンバータ24のポンプ・インペラ24aに接続される一方、それに対向配置されて流体(作動油.ATF)を収受するタービン・ランナ24bはメインシャフト(入力軸)MSに接続される。トルクコンバータ24は、シリンダ内を摺動自在なピストンからなる油圧機構を備えたロックアップクラッチ24cを備える。
CVT26はメインシャフトMS、より正確にはその外周側シャフトに配置されるドライブ(DR)プーリ(入力プーリ)26aと、メインシャフトMSに平行であると共に、駆動輪12に連結されるカウンタシャフト(出力軸)CS、より正確にはその外周側シャフトに配置されるドリブン(DN)プーリ(出力プーリ)26bと、その間に掛け回される無端伝達要素、例えば金属製のベルト26cからなる。
ドライブプーリ26aは、メインシャフトMSの外周側シャフトに相対回転不能で軸方向移動不能に配置された固定プーリ半体26a1と、メインシャフトMSの外周側シャフトに相対回転不能で固定プーリ半体26a1に対して軸方向に相対移動可能な可動プーリ半体26a2と、可動プーリ半体26a2の側方に設けられて油圧(作動油ATFの圧力)を供給されるとき可動プーリ半体26a2を固定プーリ半体26a1に向けて押圧する、ピストンとシリンダとスプリングからなる油圧機構26a3を備える。
ドリブンプーリ26bは、カウンタシャフトCSの外周側シャフトに相対回転不能で軸方向移動不能に配置された固定プーリ半体26b1と、カウンタシャフトCSに相対回転不能で固定プーリ半体26b1に対して軸方向に相対移動可能な可動プーリ半体26b2と、可動プーリ半体26b2の側方に設けられて油圧を供給されるとき可動プーリ半体26b2を固定プーリ半体26b1に向けて押圧する、ピストンとシリンダとスプリングからなる油圧機構26b3を備える。
CVT26は前後進切換機構28を介してエンジン10に接続される。前後進切換機構28は、車両14の前進方向への走行を可能にする前進クラッチ28aと、後進方向への走行を可能にする後進ブレーキクラッチ28bと、その間に配置されるプラネタリギヤ機構28cからなる。CVT26はエンジン10に前進クラッチ28aを介して接続される。前進クラッチ28aと後進ブレーキクラッチ28bは、シリンダ内を摺動自在なピストンからなる油圧機構を備える。
プラネタリギヤ機構28cにおいて、サンギヤ28c1はメインシャフトMSに固定されると共に、リングギヤ28c2は前進クラッチ28aを介してドライブプーリ26aの固定プーリ半体26a1に固定される。サンギヤ28c1とリングギヤ28c2の間には、ピニオン28c3が配置される。ピニオン28c3は、キャリア28c4でサンギヤ28c1に連結される。キャリア28c4は、後進ブレーキクラッチ28bが作動させられると、それによって固定(ロック)される。
カウンタシャフトCSの回転はギヤを介してセカンダリシャフト(中間軸)SSから駆動輪12に伝えられる。即ち、カウンタシャフトCSの回転はギヤ30a,30bを介してセカンダリシャフトSSに伝えられ、その回転はギヤ30cを介してディファレンシャル32からドライブシャフト(駆動軸)34を介して左右の駆動輪(右側のみ示す)12に伝えられる。
このように、CVT26は、トルクコンバータ24を介してエンジン10に接続される一方、前後進切換機構28を介して駆動輪12に接続される。CVT26のドライブ/ドリブンプーリ26a,26bとトルクコンバータ24のロックアップクラッチ24cと前後進切換機構28の前進クラッチ28c(と後進ブレーキクラッチ28b)は上記したように26a3,26b3などの油圧機構を備えていることから、以降、CVT26のドライブ/ドリブンプーリ26a,26bとトルクコンバータ24のロックアップクラッチ24cと前後進切換機構28の前進クラッチ28c(と後進ブレーキクラッチ28b)を油圧アクチュエータという。
前後進切換機構28において前進クラッチ28aと後進ブレーキクラッチ28bの切換は、車両運転席に設けられたレンジセレクタ36を運転者が操作して例えばP,R,N,Dなどのレンジのいずれかを選択することで行われる。運転者のレンジセレクタ36の操作によるレンジ選択は油圧供給機構40のマニュアルバルブに伝えられる。
図2に示す如く、油圧供給機構40は、リザーバ42から作動油を汲み上げて吐出する1個の油圧ポンプ44と、油圧ポンプ44と複数個の油圧アクチュエータ(ドライブ/ドリブンプーリ26a,26b、ロックアップクラッチ24c、前進クラッチ28c(と後進ブレーキクラッチ28b))とを接続する第1、第2油路46,48と、第1、第2油路46,48に配置されて油圧ポンプ44から吐出される作動油の油圧を上記した複数個の油圧アクチュエータで要求される油圧に減圧する第1、第2レギュレータバルブ50,52と、第1、第2レギュレータバルブ50,52から排出される作動油を潤滑系54またはリザーバ42に接続する第3、第4油路56,58と、エジェクタ60とを備える。第1、第2油路46,48は接続油路46aで接続される。
エジェクタ60はノズル60aが第3、第4油路56,58の一方、より具体的には油圧が高い方の作動油が流れる第3油路56に接続され、吸入部60bがリザーバ42に接続され(リザーバ42に貯留する作動油に浸漬され)、ディフューザ60cで合流させた作動油を第5油路62を介して潤滑系54に供給するように構成される。また、第3、第4油路56,58の他方、即ち、第4油路58はエジェクタ60の吸入部60bにも接続されるように構成される。
リザーバ42はCVT26が変速機ケース(図示せず)に収容されて車両14に搭載されるとき、重力方向において下方に形成されるオイルパン(油溜め)を意味する。また、潤滑系54はドライブ/ドリブンプーリ26a,26b、ギヤ30a,30bなどの潤滑用に作動油を必要とする部位を意味する。
エジェクタ60は公知の如く、ノズル60aから流入させた流体の流速を縮径部で上げて負圧あるいは真空を生成し、それによって吸入部60bから別の流体を吸入してディフューザ60cで合流(混合)させ、出口60dから出力させる機能を奏する。
油圧ポンプ44はインナロータとアウタロータを有する内接型のギヤポンプ(固定容量ポンプ)からなり、エンジン(E)10の出力軸22にベルト・プーリなどの適宜な増減速手段を介して接続され、エンジン10に駆動されるとき、リザーバ42から作動油を汲み上げて第1、第2油路46,48に吐出する。
油圧ポンプ44は、油圧アクチュエータの必要油圧のうちの最も高圧の値を出力できる吐出圧[MPa]を備えると共に、油圧アクチュエータで必要とされる流量を超える余剰流量を出力できるように容量[l/min]が決定される。図2に、ドライブ/ドリブンプーリ26a,26bの油圧アクチュエータに供給される必要油圧をDR,DN、前進クラッチ28a(と後進ブレーキクラッチ28b)の油圧アクチュエータに供給される必要油圧をFCL、ロックアップクラッチ24cの油圧アクチュエータに供給される必要油圧をLCで示すと共に、潤滑系42に供給される必要油圧についてはLUで示す。
図2に示したドライブ/ドリブンプーリ26a,26bの油圧アクチュエータDR,DN、前進クラッチ28a(と後進ブレーキクラッチ28b)の油圧アクチュエータFCL、ロックアップクラッチ24cの油圧アクチュエータLCと潤滑系LUに供給される必要油圧は、定常運転状態においては、図5に示す如く、ドライブ/ドリブンプーリ26a,26bのDR,DNが最も高圧であり、前進クラッチ28a(と後進ブレーキクラッチ28b)のFCL、ロックアップクラッチ24cのLC、潤滑系54のLUの順で低下する。尚、ドライブ/ドリブンプーリ26a,26bの油圧はレシオにより逆転してDNの方が高圧となることもあるため、図示例は一例である。
図2に示す如く、油圧アクチュエータ、即ち、ドライブ/ドリブンプーリ26a,26bはグループ1に、前進クラッチ28a(と後進ブレーキクラッチ28b)とロックアップクラッチ26cとからなる油圧アクチュエータはグループ2にグループ化され、グループのそれぞれに第1、第2レギュレータバルブ(メインレギュレータバルブ)50,52が配置される。
第1、第2レギュレータバルブ50,52は全て電磁ソレノイドバルブからなり、電磁ソレノイドのプランジャで変位自在なスプールを有し、通電量に応じてプランジャが変位して接続される油圧需要先に供給されるべき油圧をそれぞれのグループにおける必要油圧に対応する値となるように調整(減圧)する。
より具体的には、第1レギュレータバルブ50はグループ1の、第2レギュレータバルブ52はグループ2の油圧がグループのうちの大きい方の値となるまで、油圧ポンプ44の吐出圧を減圧する。
図示の如く、第1、第2油路46,48には第1、第2サブレギュレータバルブ66,68と切換バルブ70,72が接続される。第1、第2サブレギュレータバルブ66,68も第1、第2レギュレータバルブ50,52と同様に電磁ソレノイドバルブからなる。第1、第2切換バルブ70,72も同様に全て電磁ソレノイドバルブからなり、電磁ソレノイドのプランジャで変位自在なスプールを有する。
第1サブレギュレータバルブ66は第1レギュレータバルブ50で減圧されて第1油路46から供給される作動油の油圧をドライブ/ドリブンプーリ26a,26bの必要油圧DR,DNに減圧し、第1切換バルブ70は励磁/消磁されるとき、減圧された作動油を必要とするドライブ/ドリブンプーリ26a,26b(より具体的にはその油圧機構26a3,26b3)に供給する。
第2サブレギュレータバルブ68は第2レギュレータバルブ52で減圧されて第2油路48から供給される作動油の油圧を前進クラッチ28a(と後進ブレーキクラッチ28b)とロックアップクラッチ26cの必要油圧FCL,LCに減圧し、第2切換バルブ72は励磁/消磁されるとき、減圧された作動油を必要とする前進クラッチ28a(と後進ブレーキクラッチ28b)とロックアップクラッチ26c(より具体的にはそれの油圧機構)に供給する。
油圧供給機構40は、CVT26のドライブ/ドリブンプーリ26a,26b、より具体的にはその油圧機構26a3,26b3に油圧を供給して可動プーリ半体26a2,26b2を軸方向に移動させ、ドライブ/ドリブンプーリ26a,26b間のプーリ幅を変化させてベルト26cの巻掛け半径を変化させ、よってエンジン10の回転を駆動輪12に伝達する変速比(レシオ)を無段階に変化させる。
また、図示は省略するが、油圧供給機構40は油圧ポンプ44と油圧アクチュエータを接続する油路に配置される種々の制御バルブと電磁バルブを備え、運転状態に応じてトルクコンバータ24のロックアップクラッチ24c(より具体的にはその油圧機構)に油圧を供給し、ロックアップクラッチ24cを係合・開放すると共に、運転者によって操作されたレンジセレクタ36の位置に応じて動作するマニュアルバルブを介して油圧を前後進切換機構28の前進クラッチ28aまたは後進ブレーキクラッチ28b(より具体的にはそれらの油圧機構)に供給し、車両14を前進方向あるいは後進方向に走行可能にする。
また、油圧供給機構40において、第3、第4油路56,58は第3切換バルブ(選択手段)74を介してエジェクタ60のノズル60aに接続される。第3切換バルブ74も第1、第2切換バルブ70,72と同様に電磁ソレノイドバルブからなり、電磁ソレノイドのプランジャで変位自在なスプールを有する。
第3切換バルブ74は消磁されるとき、第3、第4油路56,58の一方、より具体的には油圧が高い方の作動油が流れる第3油路56をエジェクタ60のノズル60aに接続し、第3、第4油路56,58の他方、より具体的には油圧が低い方の作動油が流れる第4通路58を下流の第4切換バルブ(断接手段)76に接続する一方、励磁されるとき第3、第4油路56の他方、より具体的には油圧が低い方の作動油が流れる第4油路58をエジェクタ60のノズル60aに接続し、一方を第4切換バルブ76に接続する。即ち、第3切換バルブ74は、第3油路56の油圧が第4油路58の油圧より高い場合には消磁され、第4油路58の油圧が第3油路56の油圧より高い場合には励磁される。
第4切換バルブ76も電磁ソレノイドバルブからなり、電磁ソレノイドのプランジャで変位自在なスプールを有する。第4切換バルブ76は消磁されるとき、第3、第4油路56,58のいずれか(一方)をリザーバ42と第4切換バルブ76の間にある、一方の第1チェックバルブ78に接続する一方、励磁されるとき第3、第4油路56,58のいずれか(他方)をリザーバ42と第4切換バルブ76の間にある、他方の第2チェックバルブ80と接続する。尚、第1、第2チェックバルブ78,80は、それぞれが逆向きに作動油の逆流を防止する。また、第3、第4切換バルブ74,76の消磁、励磁による作動方向は上記に示した例と逆であっても良い。
第3切換バルブ74の下流において、ノズル60aに接続されなかった第3、第4油路56,58のいずれか、図示例の場合には第3、第4油路56,58の他方(油圧が低い方の作動油が流れる第4通路58)は途中で分岐してエジェクタ60の吸入部60bに接続される。即ち、エジェクタ60の吸入部60bはリザーバ42と第4通路58に接続される。
図1の説明に戻ると、エンジン10のカム軸(図示せず)付近などの適宜位置にはクランク角センサ90が設けられ、ピストンの所定クランク角度位置ごとにエンジン回転数NEを示す信号を出力する。吸気系においてスロットルバルブの下流の適宜位置には絶対圧センサ92が設けられ、吸気管内絶対圧(エンジン負荷)PBAに比例した信号を出力する。
DBW機構18のアクチュエータにはスロットル開度センサ94が設けられ、アクチュエータの回転量を通じてスロットルバルブの開度THに比例した信号を出力すると共に、アクセルペダル16の付近にはアクセル開度センサ96が設けられてアクセルペダル16の運転者による踏み込み量(アクセルペダル操作量)に相当するアクセル開度APに比例する信号を出力する。
上記したクランク角センサ90などの出力は、エンジンコントローラ100に送られる。エンジンコントローラ100はCPU,ROM,RAM,I/Oなどからなるマイクロコンピュータを備え、それらセンサ出力に基づいてDBW機構18の動作を制御すると共に、インジェクタ20を介して燃料噴射や点火装置を介して点火時期を制御する。
メインシャフトMSにはNTセンサ(回転数センサ)102が設けられてメインシャフトMSの回転数NT(変速機入力軸回転数)を示すパルス信号を出力すると共に、CVT26の入力プーリ26aの付近の適宜位置にはNDRセンサ(回転数センサ)104が設けられてドライブプーリ26aの回転数NDRに応じたパルス信号を出力する。
また、ドリブンプーリ26bの付近の適宜位置にはNDNセンサ(回転数センサ)106が設けられてドリブンプーリ26bの回転数NDN(変速機出力軸回転数)を示すパルス信号を出力すると共に、セカンダリシャフトSSのギヤ30bの付近には車速センサ(回転数センサ)110が設けられてセカンダリシャフトSSの回転数と回転方向を示すパルス信号(具体的には車速Vを示すパルス信号)を出力する。
また、前記したレンジセレクタ36の付近にはレンジセレクタスイッチ112が設けられ、運転者によって選択されたR,N,Dなどのレンジに応じた信号を出力すると共に、油圧供給機構40の第3、第4油路56,58には第1、第2、第3の圧力センサ114,116,118が配置され、第3、第4通路56,58を流れる作動油の油圧P1,P2,P3を示す信号を出力する。
上記したNTセンサ72などの出力はシフトコントローラ120に送られる。シフトコントローラ120もCPU,ROM,RAM,I/Oなどからなるマイクロコンピュータを備えると共に、エンジンコントローラ100と通信自在に構成される。
シフトコントローラ120はそれら検出値に基づき、油圧アクチュエータの必要油圧に基づいて第1、第2レギュレータバルブ50,52、第1、第2サブレギュレータバルブ66,68、第1から第4切換バルブ70,72,74,76の動作を制御し、油圧アクチュエータと潤滑系54に必要な油圧と流量が供給されるように制御する。
シフトコントローラ120の第3、第4切換バルブ74,76の制御について説明すると、図3はそのうちの第3切換バルブ74の制御、図4は第4切換バルブ76の制御を示すフロー・チャートである。
図3を参照して説明すると、S10(S:処理ステップ)において第1レギュレータバルブ50から排出されるグループ1(第3油路56)の油圧(排圧)は第2レギュレータバルブ52から排出されるグループ2の油圧(排圧)より大きいか否かを第1、第2油圧センサ114,116の出力から判断する。
S10で肯定されるときはS12に進み、エジェクタ60のノズル60aにグループ1(第3油路56)を接続する一方、S10で否定されるときはS14に進み、グループ2(第4油路58)をエジェクタ60のノズル60aに接続する。
これにより、エジュクタ60のノズル60aに(吸入部60bに比して)高い油圧の作動油を供給することができ、作動油のノズル60aでの流速が吸入部60bでのそれを上回るので、エジェクタ60のディフューザ60cにおけるノズル60aと吸入部60bの作動油の流速の差による乱流の発生頻度をより確実に減らすことができる。その結果、エジェクタ60のエネルギ変換効率もより確実に上げることができ、ディフューザ60cから出力される作動油の油圧、換言すればエネルギ(流量と圧力の積)を大きくすることができる。
次いで、図4を参照して説明すると、S100において第3油圧センサ118の出力から検出された油圧P3が目標油圧より高いか否か判断する。
S100で肯定されるときはS102に進み、第4切換バルブ76を第1チェックバルブ78が開放される方向に連通(動作)させ、第3、第4油路56,58のいずれかからリザーバ42に作動油が流れるように接続する。一方、S100で否定されるときはS104に進み、第4切換バルブ76を第2チェックバルブ80が開放される方向に連通(動作)させ、リザーバ42からエジェクタ60の吸入部60bに作動油が流れるように接続する。
このように潤滑系の目標油圧と実圧の差に基づいて吸入部60bとリザーバ42を接続あるいは遮断することで、潤滑系54の油圧と流量を目標油圧に制御することが可能となり、作動油(潤滑油)の油量が多すぎることでCVT26の内部の作動油の攪拌抵抗が増大して動力伝達効率が低減する、あるいは逆に、油量が不足してCVT26の内部で磨耗が発生するといった事象を確実に回避することができる。尚、目標油圧は少し高めに設定すると、上記した不都合を一層確実に回避することができる。
上記した如く、この実施例においては、リザーバ42から作動油を汲み上げて吐出する1個の油圧ポンプ44と複数個の油圧アクチュエータを接続する第1、第2油路46,48と、第1、第2油路46,48に配置されて油圧ポンプ44から吐出される作動油の油圧(圧力)を油圧アクチュエータで要求される油圧に減圧する第1、第2レギュレータバルブ(メインレギュレータバルブ)50,52と、第1、第2レギュレータバルブ50,52から排出される作動油を潤滑系54またはリザーバ42に接続する第3、第4油路56,58とエジェクタ60とを備えると共に、エジェクタ60はノズル60aが第3、第4油路56,58の一方(第3油路56)に接続され、吸入部60bがリザーバ42に接続され、ディフューザ60cで合流させた作動油を第5油路62を介して潤滑系54に供給し、第3、第4油路56,58の他方(第4油路58)は第4切換バルブ76を介してエジェクタ60の吸入部60bに接続されるように構成した。
エジェクタ60のディフューザ60cの出口60dでのエネルギはノズル60aと吸入部60bのエネルギに所定の効率ηをかけたものに等しいことから、従来捨てられるはずであったエネルギを有する作動油の流れが効率ηを持つエネルギの作動油の流れに変換されることになる。
発明者たちはこの作動油の流れに着目し、CVT26の潤滑系54に分配することで、従来、潤滑系の必要油圧LUのために発生させなければならなかった油圧ポンプ44のエネルギを低減するようにした。
図5は図2の油圧供給機構40によるエネルギ損失の特性を示す説明図である。
図示の如く、油圧ポンプ44で発生させるべき油圧は、必要油圧DR,DNのうちの高い方とほぼ一致するが、この実施例においては、従来捨てられるはずであったエネルギを有する作動油の流れをエジェクタ60を介して効率ηを持つエネルギの作動油の流れに変換して潤滑用の作動油の必要油圧LUとして用いるように構成したので、図5に「再生エネルギ」と記載される(油圧Pと流量Vの積からなる)分だけ油圧ポンプ44で発生された油圧エネルギを効果的に活用することができ、第1、第2レギュレータバルブ50,52の排油から大きな流量の潤滑用の必要油圧LUを発生させることができる。潤滑用の必要油圧LUの破線部分は余剰分を示す。
従って、このエジェクタ60による流量増大効果によって油圧ポンプ44で発生すべき必要な流量を従来技術に比して低減でき、油圧ポンプ44で発生したエネルギを熱として排出することに因るエネルギ損失を低減することができる。
また、油圧ポンプ44に対する発生要求流量が減少するために所定条件での自動変速機の運転時の単位時間当たりの発熱量を低減することになるので、作動油の温度を下げることができ、作動油の劣化による金属製部品間の耐磨耗特性あるいは前進クラッチ28aなどの耐ジャダ性の低下を防止でき、結果としてCVT26の耐久信頼性をより高めることができる。さらには、作動油の冷却能力を補うためのオイルクーラなどを設置することに因る重量やコスト増加を阻止することも可能となる。
また、第3、第4油路56,58の他方をエジェクタ60の吸入部60bに接続するように構成したので、吸入部60bの油圧、換言すればエネルギ値を、リザーバ42から吸入部60bに導く構成に比して高くすることができてエジェクタ60の再生エネルギの値をより大きくでき、油圧ポンプ44で発生された油圧エネルギを一層効果的に活用することができる。
さらに、エジェクタ60のノズルと吸入部60bにおける作動油の流速の差によるディフューザ60cでの乱流の発生頻度を減らすことができるので、エジェクタ60cのエネルギ変換効率も上げることができ、結果として出口60dの油圧(エネルギ)を大きくすることができる。
また、エジェクタ60のノズル60aに接続されるべき第3、第4通路56,58の一方は、油圧が高い方の作動油が流れる油路である如く構成したので、作動油のノズル60aでの流速が吸入部60bでのそれを上回るため、エジェクタ60のディフューザ60cにおける乱流の発生頻度をより確実に減らすことができる。その結果、エジェクタ60のエネルギ変換効率もより確実に上げることができ、ディフューザ60cから出力される作動油の油圧、換言すればエネルギを大きくすることができる。
また、ノズル60aに接続されるべき第3、第4通路56,58の一方を選択する第3切換バルブ(選択手段)74を備える如く構成したので、選択手段を介して例えばエジェクタ60の吸入部60bに導かれる作動油より大きくすることも可能となり、同様にエジェクタ60のディフューザ60cにおける乱流の発生頻度をより確実に減らすことができる。その結果、エジェクタ60のエネルギ変換効率もより確実に上げることができ、ディフューザ60cから出力される作動油の油圧(エネルギ)を大きくすることができる。
また、吸入部60bに接続されるべき第3、第4通路56,58の他方は、油圧が低い方の作動油が流れる油路である如く構成したので、同様にエジェクタ60のディフューザ60cにおける乱流の発生頻度をより確実に減らすことができる。その結果、エジェクタ60のエネルギ変換効率もより確実に上げることができ、ディフューザ60cから出力される作動油の油圧(エネルギ)を大きくすることができる。
また、吸入部60bがリザーバ42に第4切換バルブ(断接手段)76を介して接続されると共に、第4切換バルブ76は潤滑系54の目標油圧に基づいて吸入部60bとリザーバ42を接続あるいは遮断する如く構成したので、潤滑系54の目標油圧と実圧の差に基づいて吸入部60bとリザーバ42を接続あるいは遮断することで潤滑系54の油圧と流量を目標値に制御することが可能となる。
それにより、作動油(潤滑油)の油量が多すぎることでCVT26の内部の作動油の攪拌抵抗が増大して動力伝達効率が低減する、あるいは逆に、油量が不足してCVT26の内部で磨耗が発生するといった事象を確実に回避することができる。
また、油圧ポンプ44が固定容量ポンプである如く構成したので、上記した効果に加え、比較的簡易な構造で発生すべき必要な流量を確実に発生させることができる。
図6は第1実施例の変形例を示す、油圧供給機構によるエネルギ損失の特性を示す説明図である。
第1実施例から変形させた点は、油圧ポンプ44が可変容量ポンプからなる如く構成したことである。可変容量ポンプを用いたことで、構造としては若干複雑になるものの、同図に示す如く、油圧ポンプ44が発生すべき必要流量を減少させることができる。尚、残余の構成および効果は第1実施例と異ならない。
図7はこの発明の第2実施例に係る自動変速機の油圧供給装置の油圧供給機構を概略的に示す模式図である。
第2実施例においては、リザーバ42から作動油を汲み上げて吐出する1個の油圧ポンプ44と、油圧ポンプ44と複数個の油圧アクチュエータ(ドライブ/ドリブンプーリ26a,26b、ロックアップクラッチ24c、前進クラッチ28c(と後進ブレーキクラッチ28b))とを接続する第1、第2油路46,48と、第1、第2油路46,48に配置されて油圧ポンプ44から吐出される作動油の油圧を上記した複数個の油圧アクチュエータで要求される油圧に減圧する第1、第2レギュレータバルブ(メインレギュレータバルブ)50,52と、第1、第2レギュレータバルブ50,52から排出される作動油を潤滑系54またはリザーバ42に接続する第3、第4油路56,58と、エジェクタ60とを備えると共に、エジェクタ60のノズル60aを第3、第4油路56,58の一方、より具体的には一般的に油圧が高い方の作動油が流れる第3油路56に接続し、エジェクタ60の吸入部60bをリザーバ42(と油圧が低い方の作動油が流れる第4油路58)に接続し、ディフューザ60cで合流させた作動油を第5油路62を介して潤滑系54に供給するように構成される。
第1実施例と相違する点は、第2実施例にあっては、第1実施例の構成を簡略化し、第1実施例の第3、第4切換バルブ74,76を除去するようにしたことである。即ち、第3、第4油路56,58はエジェクタ60などにそのまま接続されるように構成したことである。
第2実施例は上記のように構成したので、第1実施例と同様、油圧ポンプ44で発生された油圧エネルギを効果的に活用することができ、第1、第2レギュレータバルブ50,52、特に第1レギュレータバルブ50の排油から大きな流量の潤滑油を発生させることができる。エジェクタ60による再生エネルギの量は第1実施例とほぼ同量である。
このように、第2実施例は、構成が簡易となる反面、潤滑系54の油圧と流量の目標値への制御が困難となる点を除くと、残余の構成と効果は第1実施例と異ならない。
図8はこの発明の第3実施例に係る自動変速機の油圧供給装置の油圧供給機構を概略的に示す模式図である。
第3実施例においても、第1実施例と同様、リザーバ42から作動油を汲み上げて吐出する1個の油圧ポンプ44と、油圧ポンプ44と複数個の油圧アクチュエータ(ドライブ/ドリブンプーリ26a,26b、ロックアップクラッチ24c、前進クラッチ28c(と後進ブレーキクラッチ28b))とを接続する第1、第2油路46,48と、第1、第2油路46,48に配置されて油圧ポンプ44から吐出される作動油の油圧を上記した複数個の油圧アクチュエータで要求される油圧に減圧する第1、第2レギュレータバルブ50,52と、第1、第2レギュレータバルブ(メインレギュレータバルブ)50,52から排出される作動油を潤滑系54またはリザーバ42に接続する第3、第4油路56,58と、エジェクタ60とを備えると共に、エジェクタ60のノズル60aを第3、第4油路56,58の一方、より具体的には油圧が高い方の作動油が流れる第3油路56に接続し、エジェクタ60の吸入部60bをリザーバ42に接続し、ディフューザ60cで合流させた作動油を第5油路62を介して潤滑系54に供給するように構成される。
第1実施例と相違する点は、第3実施例にあっては、第2実施例と同様に第1実施例の第3、第4切換バルブ74,76を除去すると共に、エジェクタ60に加え、第2エジェクタ600を追加したように構成したことである。
即ち、エジェクタ60と第2エジェクタ600とを備え、エジェクタ60のノズル60aを第3、第4油路56,58の一方、より具体的には油圧が高い方の作動油が流れる第3油路56に接続し、エジェクタ60の吸入部60bをリザーバ42に接続し、ディフューザ60cで合流させた作動油を第5油路62を介して潤滑系54に供給すると共に、第2エジェクタ600のノズル600aを第3、第4油路56,58の他方、より具体的には油圧が低い方の作動油が流れる第4油路58に接続し、エジェクタ600の吸入部600bをリザーバ42に接続し、ディフューザ600cで合流させた作動油を第5油路62,620を介して潤滑系54に供給するように構成した。
第3実施例は上記のように構成したので、エジェクタ60に加え、第2エジェクタ600が追加されたことから、再生エネルギの量は第1実施例に比して増加することができ、第2エジェクタ600による分も含めて油圧ポンプ44で発生された油圧エネルギをさらに効果的に活用することができ、第1、第2レギュレータバルブ50,52の排油から大きな流量の潤滑油を発生させることができる。
第3実施例は、第2実施例と同様、潤滑系54の油圧と流量の目標値への制御が困難となる反面、第2エジェクタ600が追加されることで再生エネルギが増加する点を除くと、残余の構成と効果は第1実施例と異ならない。
上記した如く、第1から第3実施例にあっては、リザーバ42から作動油を汲み上げて吐出する油圧ポンプ44を介して複数個の油圧アクチュエータ(ドライブ/ドリブンプーリ26a,26b、前進クラッチ28a(と後進ブレーキクラッチ28b)、ロックアップクラッチ26c)と潤滑系54に油圧を供給する自動変速機(CVT)26の油圧供給装置において、前記油圧ポンプ44と前記複数個の油圧アクチュエータとを接続する第1、第2油路46,48と、前記第1、第2油路46,48に配置されて前記油圧ポンプ44から吐出される作動油の油圧を前記複数個の油圧アクチュエータで要求される油圧に減圧する第1、第2レギュレータバルブ50,52と、前記第1、第2レギュレータバルブ50,52から排出される作動油を前記潤滑系54または前記リザーバに接続する第3、第4油路56,58と、エジェクタ60とを備えると共に、前記エジェクタ60のノズル60aを前記第3、第4油路56,58の一方に接続し、前記エジェクタ60の吸入部60bを前記リザーバ42に接続し、前記エジェクタ60のディフューザ60cで合流させた作動油を第5油路62を介して前記潤滑系54に供給するように構成したので、油圧ポンプ44で発生された油圧エネルギを効果的に活用することができる。
また、第3実施例にあっては、エジェクタ60と第2エジェクタ600とを備え、エジェクタ60のノズル60aを第3、第4油路56,58の一方、より具体的には油圧が高い方の作動油が流れる第3油路56に接続し、エジェクタ60の吸入部60bをリザーバ42に接続し、ディフューザ60cで合流させた作動油を第5油路62を介して潤滑系54に供給すると共に、第2エジェクタ600のノズル600aを第3、第4油路56,58の他方、より具体的には油圧が低い方の作動油が流れる第4油路58に接続し、エジェクタ600の吸入部600bをリザーバ42に接続し、ディフューザ600cで合流させた作動油を第5油路62,620を介して潤滑系54に供給するように構成したので、エジェクタ60に加え、第2エジェクタ600が追加されたことから、再生エネルギの量は第1実施例に比して増加することができ、第2エジェクタ600による分も含めて油圧ポンプ44で発生された油圧エネルギをさらに効果的に活用することができ、第1、第2レギュレータバルブ50,52の排油から大きな流量の潤滑油を発生させることができる。
また、前記第3、第4油路56,58の他方を前記エジェクタ60の吸入部60bに接続するように構成したので、吸入部60bの油圧、換言すればエネルギ値を、リザーバ42から吸入部に導く構成に比し、高くすることができるため、エジェクタ60の入力エネルギ合計値をより大きくでき、油圧ポンプ44で発生された油圧エネルギを効果的に活用することができる。
また、前記ノズル60aに接続されるべき前記第3、第4通路56,58の一方は、油圧が高い方の作動油が流れる油路である如く構成したので、作動油のノズル60aでの流速が吸入部60bでのそれを上回るので、エジェクタ60のディフューザ60cにおけるノズル60aと吸入部60bの作動油の流速の差による乱流の発生頻度をより確実に減らすことができ、エジェクタ60のエネルギ変換効率もより確実に上げることができ、ディフューザ60cから出力される作動油の油圧(エネルギ)を大きくすることができる。
また、前記ノズル60aに接続されるべき前記第3、第4通路56,58の一方を選択する選択手段(第3切換バルブ74)を備える如く構成したので、選択手段を介して例えばエジェクタ60の吸入部60bに導かれる作動油の油圧を吸入部60bの圧力より確実に大きくすることも可能となるため、同様にエジェクタ60のディフューザ60cにおける乱流の発生頻度をより確実に減らすことができ、エジェクタ60のエネルギ変換効率もより確実に上げることができ、ディフューザ60cから出力される作動油の油圧(エネルギ)を大きくすることができる。
また、前記吸入部60bに接続されるべき前記第3、第4通路56,58の他方は、油圧が低い方の作動油が流れる油路である如く構成したので、同様にエジェクタ60のディフューザ60cにおける乱流の発生頻度をより確実に減らすことができ、エジェクタ60のエネルギ変換効率もより確実に上げることができ、ディフューザ60cから出力される作動油の油圧を大きくすることができる。
また、前記ノズル60aに接続されるべき前記第3、第4通路56,58の一方を選択する選択手段(第3切換バルブ74)を備える如く構成したので、エジェクタ60のノズル60aに油圧の高い方の作動油をより確実に導くことができ、同様にエジェクタ60のディフューザ60cにおける乱流の発生頻度をより確実に減らすことができ、エジェクタ60のエネルギ変換効率もより確実に上げることができ、ディフューザ60cから出力される作動油の油圧を大きくすることができる。
また、前記吸入部60bが前記リザーバ42に断接手段(第4切換バルブ76)を介して接続されると共に、前記断接手段は前記潤滑系54の目標油圧に基づいて前記吸入部60bと前記リザーバ42を接続あるいは遮断する如く構成したので、例えば潤滑系54の目標油圧と実圧の差に基づいて吸入部60bとリザーバ42を接続あるいは遮断することで潤滑系54の油圧と流量を目標値に制御することが可能となり、潤滑油の作動油量が多すぎることで生じる事象を確実に回避することができる。
また、前記油圧ポンプ44が固定容量ポンプである如く構成したので、上記した効果に加え、比較的簡易な構造で発生すべき必要な油圧や流量を確実に発生させることができる。
また、前記油圧ポンプが可変容量ポンプである如く構成したので、上記した効果に加え、図6に示す如く、発生する必要流量を確実に減少させることができる。
上記において第1から第3実施例まで種々の構成を開示したが、それらは構成要素を増減するなどして種々の変形が可能であることはいうまでもない。
この発明によれば、リザーバから作動油を汲み上げて吐出する油圧ポンプと複数個の油圧アクチュエータとを接続する第1、第2油路に配置されて油圧ポンプから吐出される作動油の油圧を油圧アクチュエータで要求される油圧に減圧する第1、第2レギュレータバルブと、それらから排出される作動油を潤滑系などに接続する第3、第4油路と、エジェクタとを備えると共に、エジェクタのノズルを第3、第4油路の一方に接続し、吸入部をリザーバに接続し、ディフューザで合流させた作動油を第5油路から潤滑系に供給するように構成したので、複数の油圧アクチュエータと潤滑系を備える自動変速機においてエネルギを効果的に活用することができる。
10 エンジン(内燃機関。原動機)、12 駆動輪、14 車両、16 アクセルペダル、18 DBW機構、24 トルクコンバータ、24c ロックアップクラッチ(油圧アクチュエータ)、26 無段変速機(CVT。自動変速機)、26a,26b ドライブ/ドリブンプーリ(油圧アクチュエータ)、26a3,26b3 油圧機構、28 前後進切換機構、28c 前進クラッチ(油圧アクチュエータ)、40 油圧供給機構、42 リザーバ、44 油圧ポンプ、46,48 第1、第2油路、50,52 第1、第2レギュレータバルブ(メインレギュレータバルブ)、54 潤滑系、56 第3油路、58 第4油路、60,600 エジェクタ、60a,600a ノズル、60b,600b 吸入部、60c,600c ディフューザ、60d 出口、62,620 第5油路、66,68 第1、第2サブレギュレータバルブ、70,72 第1、第2切換バルブ、74 第3切換バルブ(選択手段)、76 第4切換バルブ(断接手段)、100 エンジンコントローラ、120 シフトコントローラ

Claims (7)

  1. リザーバから作動油を汲み上げて吐出する油圧ポンプを介して複数個の油圧アクチュエータと潤滑系に油圧を供給する自動変速機の油圧供給装置において、前記油圧ポンプと前記複数個の油圧アクチュエータとを接続する第1、第2油路と、前記第1、第2油路に配置されて前記油圧ポンプから吐出される作動油の油圧を前記複数個の油圧アクチュエータで要求される油圧に減圧する第1、第2レギュレータバルブと、前記第1、第2レギュレータバルブから排出される作動油を前記潤滑系または前記リザーバに接続する第3、第4油路と、エジェクタとを備え、前記エジェクタのノズルを前記第3、第4油路の一方に接続し、前記エジェクタの吸入部を前記リザーバに接続し、前記エジェクタのディフューザで合流させた作動油を第5油路を介して前記潤滑系に供給すると共に、前記ノズルに接続されるべき前記第3、第4通路の一方は、油圧が高い方の作動油が流れる油路であることを特徴とする自動変速機の油圧供給装置
  2. 前記第3、第4油路の他方を前記エジェクタの吸入部に接続したことを特徴とする請求項1記載の自動変速機の油圧供給装置。
  3. 前記吸入部に接続されるべき前記第3、第4通路の他方は、油圧が低い方の作動油が流れる油路であることを特徴とする請求項2記載の自動変速機の油圧供給装置。
  4. 前記ノズルに接続されるべき前記第3、第4通路の一方を選択する選択手段を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の自動変速機の油圧供給装置。
  5. 前記吸入部が前記リザーバに断接手段を介して接続されると共に、前記断接手段は前記潤滑系の目標油圧に基づいて前記吸入部と前記リザーバを接続あるいは遮断することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の自動変速機の油圧供給装置。
  6. 前記油圧ポンプが固定容量ポンプであることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の自動変速機の油圧供給装置。
  7. 前記油圧ポンプが可変容量ポンプであることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の自動変速機の油圧供給装置。
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