JPH11280643A

JPH11280643A - 自動変速機用油圧ポンプ装置

Info

Publication number: JPH11280643A
Application number: JP10086480A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Kato; 芳章加藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】自動変速機等の油圧回路に油圧を供給するポ
ンプ装置として、実際に必要なポンプ吐出量に応じてポ
ンプのアンロード量を制御することにより確実にポンプ
駆動損失を軽減する。【解決手段】エンジン駆動される第１、第２の油圧ポ
ンプ３２ａ、３２ｂと、一方の油圧ポンプ３２ｂの吐出
圧を低圧側に連通するドレン通路４２と、ドレン通路４
２の途中に介装されるアンロード弁３０と、油圧ポンプ
３２の要求吐出量を検出する検出手段と、この検出結果
に基づいてアンロード弁３０の開閉を制御する制御手段
とを設け、要求吐出量がそのときの第１の油圧ポンプ３
２ａの吐出量以下であるときはアンロード弁３０を介し
て第２の油圧ポンプ３２ｂの吐出油を低圧側に開放す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエンジン駆動の油圧
ポンプにおいてその駆動損失を軽減するようにした改良
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術と解決すべき課題】吐出油量を段階的に制
御することにより駆動損失の軽減を図ったポンプ装置と
して、例えばＳＡＥペーパー第９３０６６８号に記載の
フローコントロールバルブ付デュアルステージローラー
べ一ンポンプがある。このポンプは２つの吐出ポートを
備えており、ポンプ駆動回転数（エンジン回転数）が一
定以上になると、一方の吐出ポートを吸込側にバイパス
させることによりポンプ駆動負荷を軽減できるようにな
っている。

【０００３】しかしながら、このポンプにおいては、２
つの吐出ボートから吐出するポンプ固有吐出量が均等で
あるため、ポンプ駆動回転数が一定以上になってもまだ
エネルギーロスが多いことと、基本的にポンプ回転数に
よりポンプ吐出量を２段階に変更するため、実際に必要
なポンプ仕事に対応してポンプ吐出量を切り換えられる
とは限らないという問題点がある。

【０００４】本発明は、このような問題点に着目してな
されたもので、実際に必要なポンプ吐出量に応じてポン
プのアンロード量を制御することにより確実にポンプ駆
動損失を軽減できるようにしたポンプ装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】（１）上記問題を解決す
るために、請求項１の発明は、エンジン駆動される２基
以上の油圧ポンプと、一部の油圧ポンプの吐出圧を低圧
側に連通するドレン通路と、ドレン通路の途中に介装さ
れるアンロード弁と、油圧ポンプの要求吐出量を検出す
る検出手段と、この検出結果に基づいてアンロード弁の
開閉を制御する制御手段とを備えた。

【０００６】（２）請求項２の発明は、上記請求項１の
発明の要求吐出量を検出する手段として、油圧回路に設
けられるリリーフ弁のドレーン回路上にオリフィスを介
装すると共に、制御手段を、このオリフィスの上流側圧
力に基づいてアンロード弁の開閉を制御する構成とし
た。

【０００７】（３）請求項３の発明は、上記請求項１の
発明の要求吐出量を検出する手段を、自動変速機の変速
指令信号に基づき、該変速機の油圧回路が要求する理論
吐出量を算出する構成とすると共に、制御手段を、前記
理論吐出量に基づいてアンロード弁の開閉を制御する構
成とした。

【０００８】（４）請求項４の発明は、上記請求項２の
発明のアンロード弁を、オリフィス上流の油圧力が所定
値以上となったときにポンプのドレン通路を開くように
構成されているものとした。

【０００９】（５）請求項５の発明は、上記請求項３の
発明のアンロード弁を、制御手段からの指令に基づいて
作動する電磁弁で構成されているものとした。

【００１０】（６）請求項６の発明は、上記請求項１の
発明において、油温を検出する手段と、アンロード弁の
開弁圧を変化させる手段とを備え、油温が上昇するほど
アンロード弁の開弁圧を高めるように制御手段が構成さ
れたものとする。

【００１１】

【作用・効果】（１）上記各発明において、自動変速機
など油圧ポンプの負荷に供給される全体の油量は、その
負荷が要求する油量つまり検出手段による検出結果に応
じてアンロード弁が作動することで調整される。すなわ
ち要求油量が少なければアンロード弁の開度が増し、要
求油量が多ければアンロード弁の開度が減じて、所定の
油圧ポンプからのドレン量を増減させることで必要限度
の油量が負荷に供給される。他の油圧ポンプはエンジン
回転に応じた固有の油量を常時吐出しているので、要求
油量の変動にかかわらず必要最低量は当該ポンプの作動
により応答よく供給可能である。したがって、各ポンプ
の固有吐出量を用途に応じて設定することで、油圧供給
の応答性を確保したうえで、駆動損失を要求油量に応じ
て最小限に抑えることができる。

【００１２】（２）請求項２の発明によれば、リリーフ
弁からのドレン流量がオリフィス上流の圧力で代表され
る。このドレン流量は負荷を含めた油圧回路全体の油量
の収支を示しており、このドレン量の増大に応じてアン
ロード弁を開弁させることにより結果的にドレン量を所
定値以下に抑えて必要最小のポンプ吐出量に制御するこ
とができる。

【００１３】（３）請求項３の発明によれば、流体式変
速機やベルト式無段変速機などの自動変速機を備えた車
両において、油圧負荷となる自動変速機の要求油量はそ
の変速状態に応じて算出される。すなわち、油圧ポンプ
が吐出すべき理論吐出量は自動変速機の変速指令信号か
ら判断して算出することが可能であり、この算出結果に
基づいてアンロード弁の開度を制御することで油圧ポン
プの駆動損失を最小限に抑えることができる。

【００１４】（４）請求項４の発明によれば、請求項２
の発明におけるオリフィス上流の圧力に応動してポンプ
ドレン通路を開閉するようにアンロード弁を構成したの
で、簡単な構成で油圧ポンプの吐出量を制御することが
できる。

【００１５】（５）請求項５の発明によれば、請求項３
の発明におけるアンロード弁の開度が電磁弁により制御
されるので、負荷の要求油量に対して油圧ポンプの吐出
量をきわめて正確に制御することが可能である。

【００１６】（６）請求項６の発明によれば、請求項１
の発明のアンロード弁の開弁圧が油温が上昇するほど高
くなるように制御されるので、油温の上昇に伴い必要潤
滑油量を確保した吐出量制御が可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第一の実施形態を
添付図面に基づいて説明する。図１および図２は、無段
変速機用の油圧源として本発明を適用した場合の、油圧
回路構成の一例を示す。図において２０はベルト式無段
変速機（ＣＶＴ）であり、エンジン回転が入力する入力
プーリ２１と駆動系に接続される出力プーリ２２とがそ
れぞれの油室２１ａ，２２ａに作用する油圧に応じて相
反的にプーリ幅を変化させることで両者に掛け回された
ベルト２３の接触半径を変化させて入力プーリ２１から
出力プーリ２２への変速比を無段階に変化させる。

【００１８】この無段変速機の油圧系統は、エンジン駆
動される油圧ポンプ装置１０の吐出圧を加減するリリー
フ弁として、ライン圧制御弁２３，その下流に位置して
図示しない油圧クラッチ類やトルクコンバータへの制御
油圧を調整するクラッチ圧制御弁２４，無段変速機２０
の油室２１ａ，２２ａへの油圧を調整する変速制御弁２
５などを備えている。

【００１９】ライン圧制御弁２３は運転状態に応じて無
段変速機２０のベルト−プーリ間に必要な摩擦力を確保
するためのもので、後述する制御回路１９からの指令に
応じてデューティソレノイド弁の開度（パルス幅）を制
御することで油圧ポンプ装置１０からの吐出圧を必要な
油圧に調整する。クラッチ圧制御弁２４は前記ライン圧
制御弁２３の下流に位置して、同じく制御回路１９から
のデューテイ制御信号に応じて後退用クラッチ等への制
御圧力を調整する。変速制御弁２５は制御回路１９から
の信号に応じて各プーリ２１，２２に配分して目標変速
比に制御するためのもので、この圧力配分は位置指令と
して制御回路１９から付与される信号に応動するステッ
プモータ等によって決められる。

【００２０】制御回路１９は本発明の制御手段としての
機能を有するもので、入力プーリ回転数、出力プーリ回
転数（車速）、スロットル開度、エンジン回転数、変速
機インヒビタスイッチ状態、油温、ドレン油圧などが入
力し、これらの運転状態パラメータに基づいて上記目標
変速比、目標ライン圧、クラッチ制御油圧に相当する指
令値を出力して無段変速機２０を制御すると共に、必要
な油量を得るための油圧ポンプ装置１０の要求吐出量を
演算して後述するアンロード弁３０の開閉を制御する。

【００２１】油圧ポンプ装置１０は図２に示したように
構成されている。図において、エンジン３１にはポンプ
３２が直結されている。このポンプ３２は、固有吐出量
が例えば１回転あたり６ccと比較的小容量のポンプ３２
ａと、同じく１２ccと比較的大容量のポンプ３２ｂとが
同時にエンジン駆動されるようにタンデム配置となって
いる。

【００２２】各ポンプ３２ａ，３２ｂの吸入ボート３３
は共通であり、ストレーナー３４を介して、リザーバー
タンク１１に溜められる油を吸入する。ポンプ３２の吐
出ポート３６は、上述した無段変速機のライン系油圧通
路４１に直接連通しているが、ポンプ３２ｂの吐出ポー
ト３７は、チェック弁３８を介してライン系油圧通路４
１に接続している。ポンプ３２ｂの吐出ポート３７はさ
らにドレン通路４２を介して低圧側、例えばタンク１１
に連通しており、このドレン通路４２の途中にアンロー
ド弁３０が介装されている。

【００２３】アンロード弁３０は、制御回路１９からの
指令に応動する電磁弁で構成されており、前記指令に基
づいてドレン通路４２を閉止するか開放するかの何れか
の位置に選択的に制御される。ドレン通路４２が閉ざさ
れた状態では第２のポンプ３２ｂの吐出油はチェック弁
３８を開いてライン系油圧回路４１に合流し、したがっ
て負荷側に供給される総油量は各ポンプ３２ａ、３２ｂ
の吐出量の合計となる。これに対して、ドレン通路４２
が開かれたアンロード状態では第２のポンプ３２ｂの吐
出油は低圧側に開放されるので、負荷側には第１のポン
プ３２ａの吐出油のみが供給されることになる。

【００２４】図３はこのような油圧系統を有する無段変
速機の吐出量制御の概要を示したものである。この制御
では、まず無段変速機２０の現在の変速比ｉｐと、運転
状態に応じて定めた次ステップにおける目標変速比ｉｐ
＋との偏差に基づきこの偏差をゼロにするための入力プ
ーリ２１と出力プーリ２２のプーリストロークΔＬｐ、
ΔＬｓを求め、これらのストローク量とプーリ油室２１
ａ，２２ａのそれぞれの断面積Ａｐ，Ａｓとから単位時
間ΔＴあたりに各プーリ油室に供給する油量Ｑｐ、Ｑｓ
を求め、これらの和を変速に必要な油量Ｑｒとする。一
方、現在のライン圧ＰＬ、油温Ｔoil、車速Ｖｓｐか
ら、油圧系のリーク流量ＱLe、潤滑流量ＱLub、ベルト
潤滑油量Ｑ２をテーブル検索または演算により求め、前
記Ｑｒにこれらを加味したものをこの油圧系統の油圧ポ
ンプ３２に対する時々刻々の要求吐出量Ｑｔとして設定
する。次に、この演算吐出量Ｑｔとの比較において、第
１のポンプ３２ａの現在の吐出流量Ｑを、エンジン回転
数Ｎｅ、１回転あたりの吐出量Ｄ１、容積効率ηｖから
算出し、この吐出量だけでまかなえれば、つまりＱ≧Ｑ
ｐならばアンロード弁３０をオンにして第２のポンプ３
２ｂの吐出圧をアンロードし、ポンプ３２ａだけではま
かなえないと判断される場合、つまりＱ＜Ｑｐのときは
アンロード弁３０をオフにして第２のポンプ３２ｂのア
ンロードをキャンセルする。

【００２５】このようにして、図４に示したように、第
２のポンプ３２ｂの吐出油圧は、運転状態に応じて無段
変速機２０の要求する油量がそのときの第１のポンプ３
２ａの吐出量Ｑｔを超えるときにのみ利用され、それ以
外の運転状態ではアンロードされて固有吐出量の少ない
第１のポンプ３２ａのみによる運転となるため、油圧ポ
ンプ装置としての仕事量が抑制されてその駆動損失が効
果的に軽減される。また、この場合常時ポンプ仕事をす
るポンプ３２ａの固有吐出量は、第２のポンプ３２ｂに
比較して小さめに設定してあるので、ポンプ３２ａを駆
動するエンジンが最高回転数になっても、それほど吐出
量は多くならず、したがってポンプ騒音の点でも有利で
ある。

【００２６】図５に本発明の第２の実施形態を示す。こ
の実施形態では、変速機油圧系の各リリーフ弁２３〜２
５のドレン回路４４の途中にオリフィス４５を設け、ド
レン流量増大時にその上流側に生じる圧力をパイロット
圧としてアンロード作動する常閉のアンロード弁３０を
設けた点で第１の実施形態と異なる。アンロード弁３０
は、通常はスプリング３０ａの張力によりドレン通路４
２を閉ざす位置にあるが、ドレン回路４４のドレン流量
がある程度以上となるとスプリング３０ａに抗してアン
ロード位置に作動し、第２の油圧ポンプ３２ｂの吐出油
をアンロードする。ドレン回路４４の流量はその上流側
の油圧回路の必要油量とポンプ吐出油量との差に相当す
るから、のドレン流量に基づいて油圧ポンプのアンロー
ドを行うことにより油圧ポンプの仕事量を必要限度に抑
えてその駆動損失を軽減することができる。

【００２７】なお、図５の構成において、アンロード弁
３０を図２と同様の電磁弁で構成し、オリフィス４５上
流の圧力を圧力センサで検出して所定圧に達したときに
アンロード弁３０をアンロード作動させるように制御回
路１９（図１参照）を構成するようにしてもよく、これ
によりさらに精度の高い油圧制御が可能となる。

【００２８】図６は本発明の第３の実施形態である。こ
の実施形態は図５のものに加えて、アンロード弁３０を
閉じ方向に付勢するスプリング３０ａの張力を加勢する
電磁ソレノイド３０ｂを設け、検出した油温（Ｔoil）
に応じて、油温が上昇したときに電磁ソレノイド３０ｂ
によりアンロード弁３０がアンロード作動するドレン油
圧を高めるように制御回路１９を構成してある。この構
成においてスプリング３０ａのばね力を予め弱めに設定
しておけば、変速機油圧系の油圧が低め（従って潤滑流
量は少なめ）になるように、ポンプ３２が吐出制御され
る。一方、油温が所定値以上となったときに電磁ソレノ
イド３０ｂによりスプリング力を加勢することにより、
変速機油圧系の油圧が高め（従って潤滑流量は多め）に
なるように、ポンプ３２の吐出制御を行うことができ
る。これにより、油温の上昇に伴う油の粘性低下とリー
ク量の増大を補償しうる適切な油圧制御が比較的簡単な
構成で実現される。

【００２９】なお、上記各実施形態としては、変速機と
してベルト式ＣＶＴを例にして説明したが、本発明は通
常のトルクコンバータと遊星歯車列とを組み合わせた流
体式自動変速機等の油圧回路にも適用可能である。ま
た、ポンプ形式としては、２組のべ一ンポンプをタンデ
ムに配置したもの以外にも、歯数の異なるドリブンギヤ
を２組み持った外接ギヤポンプなどを適用するようにし
てもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態に係る無段変速機の油
圧系および制御系の概略図。

【図２】上記第一の実施形態に係る油圧ポンプ装置の概
略構成図。

【図３】同じく制御回路の制御論理を示すブロック図。

【図４】エンジン回転数とポンプ吐出量特性の関係を示
す特性線図。

【図５】本発明の第二の実施形態に係る油圧ポンプ装置
の概略構成図。

【図６】本発明の第三の実施形態に係る油圧ポンプ装置
の概略構成図。

【符号の説明】

１０油圧ポンプ装置１１タンク１９制御回路２０無段変速機２１入力プーリ２２出力プーリ２３ライン圧制御弁２４クラッチ圧制御弁２５変速制御弁３１エンジン３２油圧ポンプ３２ａ第１のポンプ３２ｂ第２のポンプ３８チェック弁４１ライン系油圧回路４２ドレン通路４４ドレン回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ１６Ｈ 61/00 Ｆ０４Ｂ 21/02 Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジン駆動される２基以上の油圧ポン
プと、一部の油圧ポンプの吐出圧を低圧側に連通するド
レン通路と、ドレン通路の途中に介装されるアンロード
弁と、油圧ポンプの要求吐出量を検出する検出手段と、
この検出結果に基づいてアンロード弁の開閉を制御する
制御手段とを備えたことを特徴とする自動変速機用油圧
ポンプ装置。
【請求項２】要求吐出量を検出する手段として、油圧
回路に設けられるリリーフ弁のドレーン回路上にオリフ
ィスを介装すると共に、制御手段を、このオリフィスの上流側圧力に基づいてア
ンロード弁の開閉を制御する構成としたことを特徴とす
る請求項１に記載の自動変速機用油圧ポンプ装置。
【請求項３】要求吐出量を検出する手段を、自動変速
機の変速指令信号に基づき、該変速機の油圧回路が要求
する理論吐出量を算出する構成とすると共に、制御手段を、前記理論吐出量に基づいてアンロード弁の
開閉を制御する構成としたことを特徴とする請求項１に
記載の自動変速機用油圧ポンプ装置。
【請求項４】アンロード弁は、オリフィス上流の油圧
力が所定値以上となったときにポンプのドレン通路を開
くように構成されていることを特徴とする請求項２に記
載の自動変速機用油圧ポンプ装置。
【請求項５】アンロード弁は、制御手段からの指令に
基づいて作動する電磁弁で構成されていることを特徴と
する請求項３に記載の自動変速機用油圧ポンプ装置。
【請求項６】油温を検出する手段と、アンロード弁の
開弁圧を変化させる手段とを備え、油温が上昇するほど
アンロード弁の開弁圧を高めるように制御手段が構成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機
用油圧ポンプ装置。