JP6131850B2

JP6131850B2 - 油圧制御装置

Info

Publication number: JP6131850B2
Application number: JP2013269598A
Authority: JP
Inventors: 聡安中
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2017-05-24
Anticipated expiration: 2033-12-26
Also published as: JP2015124826A

Description

本発明は、機械式オイルポンプと電動オイルポンプとを併用した油圧制御装置に関する。

従来、車両の動力源（エンジン）から駆動輪へ動力を伝達するための動力伝達装置の各構成要素を油圧によって制御する構成として、エンジン動力により作動する機械式オイルポンプに加え、モータ駆動による電動オイルポンプを備える油圧制御装置が知られている。

これら各ポンプは、燃料消費量の低減を目的としてアイドリングストップ機能を備える車両に対応させたもので、エンジン駆動時には機械式オイルポンプを用い、アイドリングストップ時には電動オイルポンプを用いるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

また、この油圧制御装置では、装置内でオイルを搬送するための油圧経路内に、所定圧力を超えた場合にオイルの余剰流を排出できる圧力調整弁（リリーフ弁）を設け、余剰流量を適宜調整して油圧経路の油圧変動を抑制することができるよう構成されている。

特開２０１２−２４１７８５号公報

しかしながら、従来の油圧制御装置のリリーフ弁は、機械式オイルポンプが作動するか否かに関わらず一定であった。このため、機械式オイルポンプの作動中に電動オイルポンプがエア抜きするために、必要以上の消費電力で電動オイルポンプを作動させてエア抜きしており、燃費が悪化し易いという問題があった。

そこで、本発明は、上述したような従来の問題を解決するためになされたもので、機械式オイルポンプの作動中に電動オイルポンプが必要最小限の消費電力でエア抜きすることができ、消費電力を低滅するとともに燃費を向上させることができる油圧制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る油圧制御装置は、上記課題を解決するため、オイルを貯留するオイルパンと動力伝達装置を接続する第１の油圧経路と、エンジン駆動により第１の油圧経路を介して前記動力伝達装置にオイルを供給する前記第１の油圧経路の中途部に配置された機械式オイルポンプと、前記機械式オイルポンプの上流で前記第１の油圧経路と分岐し、前記機械式オイルポンプの下流で前記第１の油圧経路と合流する第２の油圧経路と、モータ駆動により前記第２の油圧経路を介して前記動力伝達装置にオイルを供給する前記第２の油圧経路の中途部に配置された電動オイルポンプと、前記電動オイルポンプの下流で前記第２の油圧経路と分岐し、前記第２の油圧経路中の余剰オイルを貯留するドレンパンと接続する第３の油圧経路と、前記電動オイルポンプを作動させて前記第２の油圧経路からエアを排出する前記第３の油圧経路の中途部に配置されたリリーフ弁と、を備え、前記機械式オイルポンプが作動しているときの前記リリーフ弁の開方向の設定圧を信号圧で可変とし、前記第２の油圧経路からエアを排出するため前記電動オイルポンプが作動する際に、前記リリーフ弁に信号圧を供給し、前記リリーフ弁の開方向の設定圧を下げるよう構成した。

この構成により、本発明に係る油圧制御装置においては、リリーフ弁の開方向の設定圧を機械式オイルポンプが作動しているときは機械式オイルポンプが作勤していないときよりも下げるため、機械式オイルポンプ作動中では電動オイルポンプはエア抜きするために必要最小限の消費電力でエア抜きすることができる。よって、消費電力を低滅することができ、燃費を向上させることができる。

本発明によれば、機械式オイルポンプの作動中に電動オイルポンプが必要最小限の消費電力でエア抜きすることができ、消費電力を低滅するとともに燃費を向上させることができる油圧制御装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る油圧制御装置の要部を説明する機能ブロック図である。本発明の実施の形態２に係る油圧制御装置の要部を説明する機能ブロック図である。

以下、本発明に係る油圧制御装置を、図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
まず、構成について説明する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る油圧制御装置１０の要部を説明する機能ブロック図である。

図１に示した油圧制御装置１０は、例えば、エンジン（Ｅ／Ｇ）１１を動力源として使用する車両において、そのエンジン１１の出力側には車両の走行状態に基づいて変速状態を自動制御する自動変速機を動力伝達装置として設けた場合に適用したものである。

この自動変速機は、変速比が段階的に変化する有段式の変速機や変速比が無段階に変化する無段変速機が含まれるが、これらいずれの自動変速機であっても変速比の制御のために油圧が広く使用されている。

例えば、有段式の自動変速機であれば、エンジン１１の出力を自動変速機に伝達するための入力クラッチや、変速段を設定するためのクラッチあるいはブレーキなどの摩擦係合装置が、油圧アクチュエータや油圧サーボ機構などの油圧機器によって係合および解放されるように構成されている。

また、無段変速機であれば、その変速機構に対して動力を入力する入力クラッチを油圧によって係合するように構成され、特にベルト式無段変速機であれば、プーリに対するベルトの巻き掛かり径を変化させるため、あるいはベルトに対するプーリの挟圧力（あるいは狭持力）を設定するために、ベルトが巻き掛けられるプーリの溝幅を変化させる可動シーブなどの変速機構を油圧によって動作させるように構成されている。

したがって、車両用変速機の変速動作を制御する油圧制御装置１０には、上述した各種の制御機器に潤滑・作動油となるオイルを供給する供給経路のライン圧を信号圧用の油圧に調圧するモジュレータバルブ（図示せず）や、このモジュレータバルブにより調圧された油圧を元圧としてエンジン１１の駆動負荷に応じた制御信号圧（油圧信号）を生成し出力するリニアソレノイドバルブ等が配置されている。

さらに、油圧制御装置１０には、自動変速機を制御する油圧を発生させるためにオイルポンプが設けられている。このオイルポンプは、通常、エンジン１１の出力によって駆動されるように構成されるのが一般的である。ただし、その場合は、エンジン１１が停止するとオイルポンプも駆動を停止するため、例えば、一時的な停車時にエンジンの自動停止・再始動を行ういわゆるエコラン（あるいはアイドリングストップ）システムが搭載された車両では、エコランによるエンジン１１の停止中あるいはエンジン１１の再始動時に、自動変速機を制御するために必要な所定の油圧を確保できなくなる。

すなわち、エコランの実行時にエンジン１１を自動停止した場合は、その後の発進に対応できる変速比を維持するために、具体的には発進に対応する変速比を設定する際に係合・解放されるクラッチやブレーキなどの摩擦係合装置の係合状態を維持するために、あるいは、その際にプーリの溝幅を変化させるための可動シーブの位置を維持するために、自動変速機内で所定の油圧を保持しておく必要がある。

そこで、上記のようなエコランシステムが搭載された車両においては、エンジン１１が停止している場合であっても自動変速機で必要な油圧を確保するために、エンジン１１の出力により駆動される通常の機械式オイルポンプ１２に加えて、エンジン１１以外の動力源によって駆動される他のオイルポンプ、例えば、電動モータ１３の出力により駆動される電動オイルポンプ１４が設けられている。

具体的には、機械式オイルポンプ１２は、オイルを貯留したオイルパン１５と自動変速機とを接続した第１の油圧経路１６の中途部に配置されている。

一方、電動オイルポンプ１４は、第１の油圧経路１６のオイルフィルタ１７と機械式オイルポンプ１２との間から分岐され、かつ機械式オイルポンプ１２の下流側で合流する第２の油圧経路１８の中途部に配置されている。

第２の油圧経路１８の最下流付近、すなわち第１の油圧経路１６との合流部分よりも上流側には、第１の油圧経路１６に流れるオイルが第２の油圧経路１８に逆流するのを阻止する逆止弁１９が配置されている。また、第２の油圧経路１８の電動オイルポンプ１４と逆止弁１９との間には、第２の油圧経路１８中の余剰オイルを貯留するためのドレンパン２０と接続した第３の油圧経路２１が接続されている。

この第３の油圧経路２１には、電動オイルポンプ１４を作動させて第２の油圧経路１８からエアを排出するリリーフ弁２２が配置されている。

リリーフ弁２２は、スプール（図示せず）を一方向（閉方向）に押圧するバネ２３と、スプールをバネ２３とは逆方向（開方向）に押圧する力を発生するパイロット圧供給ライン２４と、パイロット圧供給ライン２４とは別にスプールをバネ２３とは逆向きに押圧する力を発生する信号圧入力ポート２５と、を有している。この信号圧入力ポート２５には、上述した信号圧が入力可能となっている。

上記の構成において、自動変速機の油圧制御装置１０は、油圧の発生源としての機械式オイルポンプ１２が自動変速機と連結されたエンジン１１の出力により作動するとともに、他の油圧の発生源としての電動オイルポンプ１４が、エンジン１１とは別に、車載バッテリ（図示せず）等からの電源供給によりエンジン１１に対して独立して運転・制御できるの動力源である電動モータ１３の出力により作動する。

そして、自動変速機の油圧制御装置１０は、通常時、すなわちエンジン１１が駆動している場合は、機械式オイルポンプ１２により油圧を発生させ、エンジン１１が停止した場合には、電動オイルポンプ１４により油圧を発生させて、それら機械式オイルポンプ１２又は電動オイルポンプ１４が吐出するオイルを、自動変速機の油圧作動部及び潤滑や冷却のためにオイルを必要とするオイル供給部に供給する。

なお、上記のように電動モータ１３はエンジン１１に対して独立に運転することができるので、エンジン１１の駆動により機械式オイルポンプ１２が作動して油圧を発生している場合には、電動モータ１３により電動オイルポンプ１４を作動させ、リリーフ弁２２から第２の油圧経路１８のエア抜きを行う。

この際、リリーフ弁２２は、エンジン１１の駆動により機械式オイルポンプ１２が作動して油圧を発生している場合には、信号圧入力ポート２５に入力される信号圧により解放してエア抜きを行う。すなわち、リリーフ弁２２の開方向の設定圧を信号圧で可変とし、機械式オイルポンプ１２の作動時にエア抜きのために電動オイルポンプ１４が作動する際、信号圧入力ポート２５に入力される信号圧を上昇させることでリリーフ弁２２の開方向の設定圧を下げ、電動オイルポンプ１４の負荷を低減する。

一方、リリーフ弁２２は、エンジン１１の駆動停止により電動オイルポンプ１４が作動して油圧を発生している場合には、パイロット圧供給ライン２４に入力されるパイロット圧により解放してエア抜きを行う。

この構成により、本実施の形態に係る油圧制御装置１０は、エンジン１１が駆動して機械式オイルポンプ１２が作動しているときのリリーフ弁２２の開方向の設定圧を、エンジン１１が停止して機械式オイルポンプ１２が作動していないときのリリーフ弁２２の開方向の設定圧よりも下げることができる。

したがって、エンジン１１が駆動して機械式オイルポンプ１２が作動しているときには、電動オイルポンプ１４は必要最小限の消費電力でエア抜きすることができる。

これにより、電動オイルポンプ１４の消費電力を低減することができ、燃費を向上することができる。

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２に係る油圧制御装置１０の要部を説明する機能ブロック図である。

図２に示した油圧制御装置１０は、見掛け上は上記実施の形態１と同様であるが、リリーフ弁２２には、上記実施の形態１の信号圧入力ポート２５に変えて、パイロット圧入力ポート（又はＰＬ制御圧入力ポート）２６が設けられている。

これにより、リリーフ弁２２は、エンジン１１の駆動により機械式オイルポンプ１２が作動して油圧を発生している場合には、パイロット圧入力ポート（又はＰＬ制御圧入力ポート）２６に入力されるパイロット圧（又はＰＬ制御圧（ＰＬ制御バルブのパイロット圧＝リニアソレノイド圧））により解放してエア抜きを行うようになっている。すなわち、リリーフ弁２２の開方向の設定圧をパイロット圧（又はＰＬ制御圧）で可変とし、機械式オイルポンプ１２の作動時にエア抜きのために電動オイルポンプ１４が作動する際、パイロット圧入力ポート２６に入力されるパイロット圧（又はＰＬ制御圧）を上昇させることでリリーフ弁２２の開方向の設定圧を下げ、電動オイルポンプ１４の負荷を低減する。

一方、リリーフ弁２２は、エンジン１１の駆動停止により電動オイルポンプ１４が作動して油圧を発生している場合には、パイロット圧供給ライン２４に入力されるパイロット圧により解放してエア抜きを行うようになっている。

したがって、このような構成においても、上記実施の形態１と同様に、エンジン１１が駆動して機械式オイルポンプ１２が作動しているときのリリーフ弁２２の開方向の設定圧を、エンジン１１が停止して機械式オイルポンプ１２が作動していないときのリリーフ弁２２の開方向の設定圧よりも下げることができる。

これにより、電動オイルポンプ１４の消費電力を低減することができ、燃費を向上することができる。また、信号圧として既存回路の油圧を利用し、新たな構成品を追加せずに電動オイルポンプ１４の消費電力を低減することができ、しかも制御の簡素化に貢献することができる。

以上のように、本発明に係る油圧制御装置は、機械式オイルポンプの作動中に電動オイルポンプが必要最小限の消費電力でエア抜きすることができ、消費電力を低滅するとともに燃費を向上させることができるという効果を有し、機械式オイルポンプと電動オイルポンプとを併用した油圧制御装置として有用である。

１０…油圧制御装置、１１…エンジン、１２…機械式オイルポンプ、１３…電動モータ、１４…電動オイルポンプ、２２…リリーフ弁。

Claims

オイルを貯留するオイルパンと動力伝達装置を接続する第１の油圧経路と、
エンジン駆動により第１の油圧経路を介して前記動力伝達装置にオイルを供給する前記第１の油圧経路の中途部に配置された機械式オイルポンプと、
前記機械式オイルポンプの上流で前記第１の油圧経路と分岐し、前記機械式オイルポンプの下流で前記第１の油圧経路と合流する第２の油圧経路と、
モータ駆動により前記第２の油圧経路を介して前記動力伝達装置にオイルを供給する前記第２の油圧経路の中途部に配置された電動オイルポンプと、
前記電動オイルポンプの下流で前記第２の油圧経路と分岐し、前記第２の油圧経路中の余剰オイルを貯留するドレンパンと接続する第３の油圧経路と、
前記電動オイルポンプを作動させて前記第２の油圧経路からエアを排出する前記第３の油圧経路の中途部に配置されたリリーフ弁と、を備え、
前記機械式オイルポンプが作動しているときの前記リリーフ弁の開方向の設定圧を信号圧で可変とし、前記第２の油圧経路からエアを排出するため前記電動オイルポンプが作動する際に、前記リリーフ弁に信号圧を供給し前記リリーフ弁の開方向の設定圧を下げるよう構成したことを特徴とする油圧制御装置。