JPH08144965A - 自動変速機のポンプ吐出量制御装置 - Google Patents
自動変速機のポンプ吐出量制御装置Info
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Abstract
性、燃費等を向上し、且つポンプノイズを低減する。 【構成】 エンジン動力により常に駆動する固定容量型
ギヤポンプ50が、自動変速機30を収容するケース3
の壁部3aにポンプカバー45を被せて取付けられ、こ
のギヤポンプ50の吐出圧を圧力調整弁60で所定のラ
イン圧に調圧する自動変速機30であって、ギヤポンプ
50の吐出ポート56と吸入ポート55の間にバイパス
油路64,65を連通し、このバイパス油路64,65
中に流量制御弁70を、圧力調整弁60のフィードバッ
ク圧により開閉するように設ける。
Description
いて油圧制御装置に作動油を供給する油圧ポンプの吐出
量を制御するポンプ吐出量制御装置に関する。
エンジン動力により常時駆動して作動油を吐出する油圧
ポンプを有し、この油圧ポンプの作動油を油圧制御装置
の圧力調整弁に導いて調圧することで、ライン圧、作動
圧、潤滑圧等を生じる。これら油圧がトルクコンバー
タ、各バルブ、クラッチ、ブレーキ、潤滑部等に供給さ
れて、変速制御するようになっている。従って、油圧ポ
ンプの駆動状態、ポンプ吐出量はエンジン回転数に応じ
て変動し、高回転時には必要以上にポンプの吐出量、負
荷が増大して燃費が悪化するため、これを低減すること
が要求される。
て、例えば特開昭58−204986号公報に示すよう
に可変容量型ポンプに構成した第1の先行技術がある。
また例えば実開昭63−69791号公報に示すよう
に、固定容量型ポンプと流量制御弁を組合わせた第2の
先行技術がある。
ーンポンプに偏心制御機構を組合わせたものであり、ハ
ウジングの内部にエンジンにより回転駆動するロータが
複数個のべーンを有して設けられ、ロータの周囲にカム
リングがロータに対して偏心することが可能に配設され
る。ロータ内にはべーンリングがカムリングと一緒に偏
心するように収容され、べーンがこれらカムリングとべ
ーンリングとの間に配置される。カムリングはリターン
スプリングが付勢され、このリターンスプリングと対向
して制御ピストンが係合する。制御ピストンの背後には
油圧室が形成され、この油圧室に圧力調整弁からのフィ
ードバック圧が導入するようになっている。
と、べーンにより吸入ポートから作動油を吸入し、吐出
ポートから圧縮して吐出する。このときフィードバック
圧が低くて制御ピストンが後退すると、カムリングが最
も大きく偏心し、吸込み容積が増大してポンプ吐出量が
多くなる。またエンジン回転数の上昇によりポンプ吐出
量が多くなると、圧力調整弁でライン圧が高くなること
でフィードバック圧も高くなり、このため制御ピストン
によりカムリングが押圧されてその偏心量が徐々に減少
する。そこで吸込み容積が減ってポンプ吐出量が減少す
るのであり、こうして設定回転数以上でポンプ吐出量が
一定化するように制御される。
制御弁を組合わせたものは、内歯噛合式ギヤポンプの吐
出ポートの下流に流量制御弁が、絞りの上、下流側の圧
力差によりスプールを移動してバイパスポートを開閉す
るように設けられる。そしてエンジン回転数によりポン
プ吐出量が多くなると、絞りの圧力差によりスプールを
移動してバイパスポートを開き、オイルの一部を吸込み
側にバイパスして吐出量が一定化制御される。
術の前者にあっては、カムリングと制御ピストンの偏心
制御機構が大型であるため、コストが嵩み、その収納ス
ペースが多く必要になる。そこでポンプや自動変速機の
油圧回路の構成の自由度が少なくなる。特に、油圧ポン
プが配置される壁部でフロントデフ装置のドライブピニ
オンを軸支する縦置きトランスアクスル型自動変速機に
おいては、油圧回路とピニオン支持を同時に満たす必要
があって、スペース上の制約が更に厳しくなる。またこ
の自動変速機では、フロントデフ装置のハイポイドギヤ
とドライブピニオンの噛合いによる大きいスラスト荷重
が壁部に作用し、この荷重による壁部の変形に伴うポン
プの破損、摩耗等を防止するため、壁部を含むハウジン
グ全体を鋳鉄製にして、充分な剛性を得る必要がある。
そこで自動変速機全体の大型化や重量増大を招く。
より摺接して係合するため、局部的に大きい摩擦力を生
じる。また制御ピストンは、3カ所にシールリングが配
置されているため、これらシールリングにより円滑な揺
動が阻害されてポンプ吐出量の制御を損うおそれがあ
る。更に、高油温の状態で長時間制御ピストンを揺動す
ると、シールリングの熱変形や摩耗により、シール性の
低下、吐出量の低下、偏心制御精度の悪化を招き、結果
として吐出効率を低下するおそれがある。
出するオイル自体により流量制御弁を作動する構成であ
るから、流量制御弁の精度が直接ポンプ吐出性能に影響
し、弁の配置も制約される。また流量制御弁が絞りの圧
力差により作動するため、絞りの口径を適正に設定する
必要がある。この場合に、油温によりオイルの粘度が変
化して同じ絞りの口径でも圧力差が変化するため、一義
的に決めることが難しい。
造でポンプ吐出量を制御して取付け性、燃費等を向上
し、ポンプノイズを低減すると共に、構成のコンパクト
化を図ることを目的とする。
め、本発明の請求項1に係る自動変速機のポンプ吐出量
制御装置は、エンジン動力により常に駆動する固定容量
型油圧ポンプが、自動変速機を収容するケースの壁部に
ポンプカバーを被せて取付けられ、この油圧ポンプの吐
出圧を圧力調整弁で所定のライン圧に調圧する自動変速
機において、油圧ポンプの吐出ポートと吸入ポートの間
にバイパス油路を連通し、このバイパス油路中に流量制
御弁を、圧力調整弁のフィードバック圧により開閉する
ように設けることを特徴とする。
制御装置は、バイパス油路が吸入ポートの容積増大側端
部の付近に連通されることを特徴とする。
制御装置は、流量制御弁が吐出ポートの圧縮開始側端部
の付近に取付けられ、バイパス油路が壁部において油圧
ポンプの周囲に形成されることを特徴とする。
ン運転時に油圧ポンプがエンジン動力により駆動して吐
出圧を発生し、この吐出圧が圧力調整弁でライン圧に調
圧され、このライン圧で自動変速機を作動して変速制御
等が行われる。このとき低いエンジン回転数のポンプ吐
出圧で高いライン圧を生じる場合は、圧力調整弁のフィ
ードバック圧が非常に小さくなり、このため流量制御弁
が閉じる。一方、高速時には高いフィードバック圧によ
り流量制御弁が開いて、ポンプ吐出量の一部がバイパス
油路により吸入ポートにバイパスし、これによりポンプ
負荷が低減して燃費等が良くなる。
油が吸入ポートの容積増大側端部の付近で、油圧ポンプ
の歯溝等に良好に加圧導入してキャビテーションが防止
され、これによりポンプノイズ等の騒音が低減する。
ス油路が、ケース壁部とポンプカバーにコンパクトにま
とめて取付け、形成される。
する。図6において、本発明が適応される自動変速機の
一例の概略について説明する。先ず、トルクコンバータ
ケース1、ディファレンシャルケース2の後部にトラン
スミッションケース3が接合し、トランスミッションケ
ース3の後部にエクステンションケース4が接合し、ト
ランスミッションケース3の下部にはオイルパン5が取
付けられる。
10のクランク軸11がトルクコンバータケース1内部
のロックアップクラッチ12を備えたトルクコンバータ
13に連結し、トルクコンバータ13からの入力軸14
がトランスミッションケース3内部の自動変速機30に
入力する。そして自動変速機30の後方に変速機出力軸
15が、入力軸14と同軸上に出力する。
て、入、出力軸14,15に対しフロントドライブ軸1
6が平行配置され、このフロントドライブ軸16の後端
が一対のリダクションギヤ17,18を介して変速機出
力軸15に連結する。フロントドライブ軸16の前端は
ディファレンシャルケース2内部のフロントディファレ
ンシャル装置19を介して前輪に連結され、変速動力を
常に前輪に伝達するように伝動構成される。
ションギヤ17は、更にエクステンションケース4内部
の油圧式多板クラッチのトランスファクラッチ23を介
してリヤドライブ軸20に連結され、このリヤドライブ
軸20からプロペラ軸21、リヤディファレンシャル装
置22等を介して後輪に伝動構成される。ここでトラン
スファクラッチ23のクラッチトルクは、あらゆる路面
での発進、旋回、ブレーキ等の走行状態、路面条件によ
り制御され、このクラッチトルクに応じ後輪にも動力伝
達して4輪駆動制御するようになっている。
タリギヤ31、リヤプラネタリギヤ32により前進4段
と後進1段を得る構成である。即ち、入力軸14がリヤ
プラネタリギヤ32のサンギヤ32aに、フロントプラ
ネタリギヤ31のリングギヤ31bおよびリヤプラネタ
リギヤ32のキャリア32cが変速機出力軸15に連結
する。そしてフロントプラネタリギヤ31のキャリア3
1cと一体的な連結要素33と、リングギヤ32bとの
間に、第1のワンウエイクラッチ34、フォワードクラ
ッチ35が直列的に設けられ、連結要素33と固定部材
であるケース側との間に、第2のワンウエイクラッチ3
6、ローリバースブレーキ37が並列的に設けられる。
連結要素33とリングギヤ32bとの間には、オーバラ
ンニングクラッチ38がバイパスして設けてある。
39には、バンドブレーキ40が設けられ、入力軸14
と一体的な連結要素41およびキャリア31cと一体的
な連結要素42との間には、ハイクラッチ43が設けら
れる。更に連結要素39と41との間には、リバースク
ラッチ44が設けられている。
ジまたは3レンジと2レンジの1速ではフォワードクラ
ッチ35が係合し、加速の場合は両ワンウエイクラッチ
34,36の作用で連結要素33と共にリングギヤ32
bをロックすることで、入力軸14からサンギヤ32
a,キャリア32cを介して変速機出力軸15に動力伝
達する。このとき、惰行時は第1のワンウエイクラッチ
34がフリーになり、オーバランニングクラッチ38を
係合して第1のワンウエイクラッチ34のフリー回転を
規制しても、第2のワンウエイクラッチ36がフリーに
なってエンジンブレーキは作用しない。1レンジの1速
では、ローリバースクラッチ37の係合でオーバランニ
ングクラッチ38を介してリングギヤ32bを常にロッ
クするため、エンジンブレーキが作用する。
では、上記フォワードクラッチ35とバンドブレーキ4
0とが係合し、このバンドブレーキ40によりサンギヤ
31aをロックする。そこでキャリア31cとリングギ
ヤ32bとが、連結要素33、フォワードクラッチ3
5、第1のワンウエイクラッチ34を介して回転し、1
速時よりもリングギヤ32bが回転する分だけ増速した
動力が出力する。このとき減速時には、オーバランニン
グクラッチ38の係合により連結要素33とリングギヤ
32bとを連結状態に保つことで、エンジン側に逆駆動
力が伝達してエンジンブレーキが作用する。
ワードクラッチ35とハイクラッチ43とが係合し、こ
のハイクラッチ43により入力軸14が連結要素41,
32、キャリア31c、連結要素33、フォワードクラ
ッチ35、第1のワンウエイクラッチ34を介してリン
グギヤ32bに連結する。このため、リヤプラネタリギ
ヤ32は一体化して、入力軸14と変速機出力軸15と
は直結する。このとき、減速時にオーバランニングクラ
ッチ38の結合で第1のワンウエイクラッチ34の空転
を規制することで、2速と同様にエンジンブレーキが作
用する。
ブレーキ40の係合でサンギヤ31aをロックする。こ
のため、フロントプラネタリギヤ31でハイクラッチ4
3によりキャリア31cに入力した動力でリングギヤ3
1bを増速することになり、これが変速機出力軸15に
伝達する。この場合は、第1、第2のワンウエイクラッ
チ34,36を介しないため常にエンジンブレーキが作
用する。
合でサンギヤ31aに入力軸14の動力が入力する。ま
た、ローリバースクラッチ37の係合で連結要素33と
共にキャリア31cをロックするため、フロントプラネ
タリギヤ31でリングギヤ31bに逆転してギヤ比の大
きい動力が出力し、この逆転動力が変速機出力軸15に
伝達して後進速になる。こうして、自動変速機30にお
いて前進4段後進1段の変速段が得られる。
ッションケース3に接合される壁部3aにポンプカバー
45が被着され、この壁部3a内に油圧ポンプとしてギ
ヤポンプ50が取付けられる。そしてクランク軸11と
一体的なトルクコンバータ13のポンプインペラ側のカ
バー13aがポンプドライブ軸46を介してギヤポンプ
50に、エンジン動力で常にポンプ駆動するように連結
される。このギヤポンプ50から吐出する作動油は、オ
イルパン5に収容されるコントロールバルブボデー47
に導入して種々の油圧を生じると共にバルブ動作し、こ
れによりロックアップクラッチ12、トルクコンバータ
13、自動変速機30、トランスファクラッチ23を油
圧制御するようになっている。
傍に大径の軸受25が装着され、この軸受25によりフ
ロントドライブ軸16の前端のドライブピニオン16a
が回転自在に支持される。そしてドライブピニオン16
aがフロントディファレンシャル装置19のハイポイド
ギヤによるクラウンギヤ19aに噛合い、全体として縦
置きトランスアクスル型自動変速機に構成される。
施例について説明する。ポンプ吐出量制御装置Aは、固
定容量型ギヤポンプ50に流量制御弁を組合わせて構成
される。ギヤポンプ50は、内歯噛合式のインナロータ
51とアウタロータ52を有し、両ロータ51,52が
壁部3aの凹部53に収容され、インナロータ51にポ
ンプドライブ軸46が連結する。両ロータ51,52が
回転する際の歯溝54の容積増大側に吸入ポート55
が、容積減少側に吐出ポート56がそれぞれ配置され、
吸入ポート55が油路57によりストレーナ58を介し
てオイルパン5に連通し、吐出ポート56が油路59に
より圧力調整弁60に連通する。
ライン圧PLが、その他方にスプリング力Fsとプレッ
シャモディファイヤ圧Pmが作用して、両者の関係で所
定のライン圧PLに調圧する。またライン圧調圧ポート
62の隣にフィードバック圧ポート63が設けられ、ポ
ンプ吐出圧Ppが高くなると両ポート62,63の連通
面積を増大してフィードバック圧Pfbを高く発生する
ように構成される。
イパス油路64により流量制御弁70に連通し、この流
量制御弁70がバイパス油路65を介してギヤポンプ5
0の吸入ポート55に連通する。ここでギヤポンプ50
の歯幅を大きく設定すると、吐出容量が増大するが、高
速回転時には吸入ポート55で歯幅中央部まで作動油が
入りにくくなり、これがキャビテーションの原因となっ
てポンプノイズを発生する。そこでバイパス油路65が
吸入ポート55の容積増大側端部の付近に連通され、バ
イパスする作動油を歯溝54の歯幅中央部に加圧導入し
てキャビテーション防ぐことが可能になっている。
71の一方にスプリング72が付勢され、その他方の油
圧室73に圧力制御弁60からのフィードバック圧Pf
bが油路66を介して作用する。そしてスプール71の
端部の受圧面積Dにフィードバック圧Pfbを乗算した
力(Pfb・D)とスプリング力Fsとの関係によりス
プール71が移動し、ランド71aがバイパス油路64
側のポート74を開閉してバイパス油路65側のポート
75との連通を制御するように構成されている。
る。エンジン運転時にエンジン動力がクランク軸11、
トルクコンバータ13のカバー13a、ポンプドライブ
軸46を介してギヤポンプ50のインナロータ51に伝
達して、インナロータ51とアウタロータ52が噛合い
ながら回転する。そして吸入ポート55で歯溝54の容
積増大に伴う負圧でオイルパン5の作動油がその歯溝5
4に吸込まれて搬送され、吐出ポート56で歯溝54の
作動油がその容積減少により圧縮して高圧で吐出され
る。こうしてエンジン動力により常にポンプ駆動して高
い油圧が得られ、この場合にエンジン回転数Nが低い場
合は吐出量Qが少なくて吐出圧Ppが低くなり、エンジ
ン回転数Nの上昇により吐出量Qが、図2のように増大
して吐出圧Ppが高くなる。
60と流量制御弁70に導かれ、圧力調整弁60で吐出
圧Ppを調圧して所定のライン圧PL、フィードバック
圧Pfbを生じる。そしてライン圧PLは、ロックアッ
プ制御手段によりトルクコンバータ13やロックアップ
クラッチ12に導入してロックアップ制御され、また変
速制御手段により自動変速機30に導入して上述のよう
に変速制御される。
いエンジン回転数Nのポンプ吐出圧Ppにより高いライ
ン圧PLを生じる場合は、吐出圧Ppの大半がライン圧
PLの発生に消費されるため、フィードバック圧Pfb
が非常に小さくなる。そこで流量制御弁70は、スプー
ル71がスプリング力Fsにより図の左側に移動してポ
ート74を閉じるように作動し、これによりポンプ吐出
量Qの戻りが遮断される。
てポンプ吐出圧Ppが高くなると、圧力調整弁60での
フィードバック圧Pfbも高くなる。そこで流量制御弁
70は、油圧室73のフィードバック圧Pfbによる力
が増大し、設定回転数Nsでその力がスプリング力Fs
に打ち勝ってスプール71が図の右側に移動すると、ポ
ート74が開いて吐出量Qの一部がバイパス油路64,
65により吸入ポート55にバイパスして戻る。そこで
実際のポンプ吐出量Qは、図2のように設定回転数Ns
以降で略一定化するように制御され、ポンプ負荷が少な
くなって燃費等が良くなる。このときバイパス油路65
の作動油が吸入ポート55の容積増大側端部の付近に加
圧して流入するため、その作動油が両ロータ51,52
の歯溝54の歯幅中央部に良好に導入して正圧化する。
そこでキャビテーションが防止されて、ポンプノイズの
騒音が低減する。
70の変形例について説明する。図3に示す流量制御弁
70は、バイパス油路64側のポート74を開閉するス
プール71のランド71aにテーパ部71bが設けられ
たもので、それ以外の構成部分は図1に示した流量制御
弁70と略同様である。この図3に示す流量制御弁70
では、スプール71が移動してランド71aがポート7
4を開閉する際に、テーパ部71bによりギヤポンプ5
0の吐出圧Pp、吐出量Qが徐々に変化して、ポンプ吐
出量Qの特性が滑らかに切換わる。
端が閉塞した中空筒状のスプール76を有するもので、
このスプール76には、バイパス油路64側のポート7
4に常時連通するポート76aと、スプール76の移動
に応じてバイパス油路65側のポート75との連通状態
が開閉制御されるポート76bとを有する。そしてスプ
ール76の移動に応じて変化する上記ポート76bとポ
ート75との開閉量に応じて、バイパス油路64側の作
動油がスプール76内を通過してバイパス油路65側に
バイパスするようになっている。
弁70等の取付け状態について説明する。先ず、壁部3
aに有底筒状の凹部53が形成され、壁部3aとポンプ
カバー45の両方において凹部53の所定の範囲に吸入
ポート55と吐出ポート56が形成される。そしてポン
プカバー45において吐出ポート56の圧縮開始側端部
の付近の半径方向に流量制御弁70が、ポート74等を
開口して取付けられる。また壁部3aにおいて凹部53
の周囲に吐出ポート56と流量制御弁70を連通するバ
イパス油路64、流量制御弁70と吸入ポート55を連
通するバイパス油路65が最短距離で形成され、最も外
側にフィードバック圧Pfbの油路66が形成される。
52を収容してポンプカバー45を重ね、両者をボルト
締めして組付けられる。また壁部3aにおいてポンプカ
バー45から外れた両ポート55,56の間の下部の孔
26に軸受25が取付けられ、この軸受25によりドラ
イブピニオン16aが支持されるのであり、これにより
コンパクトにまとまった構造になる。またギヤポンプ5
0と流量制御弁70がそれぞれ壁部3aとポンプカバー
45に分離して配置されるため、ドライブピニオン16
aによるスラスト荷重が壁部3aに作用しても、ギヤポ
ンプ50と流量制御弁70が良好な作動状態に確保され
る。
プを例にして説明したが、本発明は自動変速機や無段変
速機の固定容量型油圧ポンプであれば、ギヤポンプ以外
の例えばベーンポンプやローラベーンポンプなど全てに
適応できる。
1に係る自動変速機のポンプ吐出量制御装置では、エン
ジン動力により常に駆動する固定容量型油圧ポンプの吐
出ポートと吸入ポートの間にバイパス油路を連通し、こ
のバイパス油路中に流量制御弁を、圧力調整弁のフィー
ドバック圧により開閉するように設ける構成であるか
ら、ポンプ吐出量を確実に制御して燃費等を向上でき
る。固定容量型油圧ポンプとフィードバック圧により開
閉する流量制御弁の組合わせであるから、軽量、コンパ
クト、安価な構造になり、スペースや取付け自由度の点
でも有利になる。このため縦置きトランスアクスル型自
動変速機で、油圧ポンプとドライブピニオン等の軸受が
隣接配置される場合に適する。圧力調整弁のフィードバ
ック圧を流量制御弁の制御圧に利用するため、圧力調整
弁の調圧のバラツキ、油圧ポンプのオイルリークによる
容積効率の悪化等の影響を受けずにポンプ吐出量制御す
ることができる。
制御装置では、バイパス油路が吸入ポートの容積増大側
端部の付近に連通されるので、バイパスする作動油を歯
溝の歯幅中央部に加圧導入してキャビテーションを防止
することができる。このためポンプノイズの騒音が低減
する。
制御装置では、流量制御弁が吐出ポートの圧縮開始側端
部の付近に取付けられ、バイパス油路が壁部において油
圧ポンプの周囲に形成されるので、コンパクトな構造に
なり、組付け性等も良い。
置の実施例を示す油圧回路図である。
ので、(a)はポンプカバーの平面図、(b)はケース
壁部の平面図である。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 エンジン動力により常に駆動する固定容
量型油圧ポンプが、自動変速機を収容するケースの壁部
にポンプカバーを被せて取付けられ、この油圧ポンプの
吐出圧を圧力調整弁で所定のライン圧に調圧する自動変
速機において、 油圧ポンプの吐出ポートと吸入ポート
の間にバイパス油路を連通し、このバイパス油路中に流
量制御弁を、圧力調整弁のフィードバック圧により開閉
するように設けることを特徴とする自動変速機のポンプ
吐出量制御装置。 - 【請求項2】 バイパス油路は吸入ポートの容積増大側
端部の付近に連通されることを特徴とする請求項1記載
の自動変速機のポンプ吐出量制御装置。 - 【請求項3】 流量制御弁は吐出ポートの圧縮開始側端
部の付近に取付けられ、バイパス油路は壁部において油
圧ポンプの周囲に形成されることを特徴とする請求項1
記載の自動変速機のポンプ吐出量制御装置。
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