WO2014142016A1

WO2014142016A1 - オイル供給装置

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Publication number: WO2014142016A1
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Authority: WO
Inventors: 正悟宮本
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
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Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2014-09-18
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Abstract

　本発明は、車両に搭載される自動変速機に使用されるオイル供給装置に関し、アイドルストップ制御等が実施される車両に適用される。車両の原動機と該原動機とは別のモータとにより駆動されるオイルポンプと、前記原動機の駆動力を前記オイルポンプに伝達する締結解放要素とを備え、前記原動機の駆動系を介することなく前記モータにより前記オイルポンプを駆動する。

Description

オイル供給装置

　本発明は、例えば車両に搭載される自動変速機に使用されるオイル供給装置に関し、更に詳しくは、アイドルストップ制御等が実施される車両に適用されるオイル供給装置に関する。

　車両に搭載される自動変速機等の動作、及び潤滑・冷却等は、通常、搭載される車両の動力源である内燃機関（エンジン）で駆動される油圧ポンプ（機械式オイルポンプ）によるオイル供給（油圧供給）によって行われている。機械式オイルポンプはエンジンに連結されており、ポンプの仕様（固有吐出量）は変速機に求められる最大流量とエンジン回転数から決まり、エンジンの回転数と連動している。

　このため、エンジンにアイドルストップ機能等を搭載した場合、エンジンが自動停止すると機械式オイルポンプも停止する。この結果、機種によっては油圧の低下により変速機がニュートラル状態となったり、クラッチへのオイルの供給が停止されたりする場合がある。
　変速機がニュートラル状態になると、エンジンの起動により油圧が上昇したときに係合し、回転数差があるため振動が発生する。また、クラッチへの潤滑・冷却用のオイルの供給が停止されると、クラッチの冷却が不十分となり、その発熱が問題となることもある。

　そこで、機械式オイルポンプと並列に、エンジンとは独立して動作可能な電動オイルポンプを設け、エンジン停止中は、この電動オイルポンプにより、必要部位へのオイル供給（油圧供給）を行うことで、エンジン停止中も所定の油圧を確保して各部の状態を維持する等の手法が採用されている（例えば特許文献１参照）。

　また、Hybrid Electric Vehicle（ＨＥＶ）においては、油圧ポンプをエンジンと走行用モータの双方から駆動可能とし、双方からの入力で駆動できるようにするものが知られている（特許文献２及び３等参照）。
　更に、特許文献２では、エンジンと走行用モータで駆動される機械式オイルポンプに加えて、専用のモータで駆動される電動オイルポンプを設け、機械式オイルポンプの回転数が低い領域において吐出量の不足を補っている。

特開２００７－３２０３５３号公報特許４４７２９３５号公報特開２０１１－１７８２８０号公報

　しかしながら、特許文献１のような構成では、アイドルストップ（コーストストップを含む）時のみの限られた使用にも拘わらず、機械式オイルポンプと電動オイルポンプの２つのオイルポンプとそれぞれの吸入配管、吐出配管類などが必要になり、必ずしも電動オイルポンプを有効活用できていない。

　また、特許文献２及び特許文献３に記載されている技術は、ＨＥＶシステムが前提であるため、従来型（非ＨＥＶ）の車両への適応難易度が高く、システムも大型化する。
　更に、特許文献３に記載されている技術では、ＨＥＶにおける走行用モータを駆動源として油圧ポンプを駆動するため、状況によりエンジン負荷の一部をモータが補うなどして、任意に補助的な駆動を行うのは困難であった。

　本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、既存の機能を確保しつつ構成の簡素化が図れ、原動機の負荷の一部を補助して動力負荷を低減することも可能にしたオイル供給装置を提供することにある。

　上記の課題を解決するために、本発明のオイル供給装置は、車両の原動機と前記原動機とは別のモータとにより駆動されるオイルポンプと、前記原動機の駆動力を前記オイルポンプに伝達する締結解放要素とを備え、前記原動機の駆動系を介することなく前記モータにより前記オイルポンプを駆動することを特徴とする。

　本発明によれば、１つのオイルポンプを原動機とモータで選択的に駆動することにより、既存の機能を確保しつつオイルポンプ用部品を削減して構成の簡素化が図れる。また、必要に応じてオイルポンプを原動機とモータの双方で駆動することにより、原動機の負荷の一部をモータで補助して動力負荷を低減することも可能になる。

本発明の第１の実施形態に係るオイル供給装置を示すもので、車両に搭載される自動変速機に適用する際の概略図である。図１に示したオイル供給装置の要部を抽出して詳細に示す図である。図１及び図２に示したオイル供給装置における締結解放要素の構成例を示す図である。図１及び図２に示したオイル供給装置における締結解放要素の他の構成例を示す図である。走行シーン別の動作パターンについて説明するための図である。図５に示した動作パターンにおける車速、エンジン回転数、モータ回転数及びポンプ回転数と、モータ動作及び走行シーンとの関係を示すタイムチャートである。走行シーン別の他の動作パターンについて説明するための図である。図７に示した動作パターンにおける車速、エンジン回転数、モータ回転数及びポンプ回転数と、モータ動作及び走行シーンとの関係を示すタイムチャートである。本発明の第２の実施形態に係るオイル供給装置の要部を抽出して詳細に示す図である。本発明の第３の実施形態に係るオイル供給装置を示すもので、車両に搭載される自動変速機に適用する際の概略図である。図１０のシステム構成において、アシスト動作を行う際のエンジン回転数と駆動トルクとの関係を示す特性図である。図１０のシステム構成において、可変容量ポンプを採用してアシスト動作を行う際のエンジン回転数と駆動トルクとの関係を示す特性図である。本発明の第４の実施形態に係るオイル供給装置を示すもので、車両に搭載される自動変速機に適用する際の概略図である。図１３に示したシステムにおける第１、第２のワンウェイクラッチの構成例を示す図である。本発明の第５の実施形態に係るオイル供給装置を示すもので、車両に搭載される自動変速機に適用する際の概略図である。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
　［第１の実施形態］
　図１は、本発明の第１の実施形態に係るオイル供給装置を示すもので、車両の原動機がエンジン（内燃機関）で、このエンジンの自動変速機に適用する際の概略図である。また、図２は図１に示したオイル供給装置の要部を抽出して詳細に示している。

　車両の動力源であるエンジン（ＥＮＧ）１は、アイドルストップ機能付きであり、所定のアイドルストップ条件にてエンジン１への燃料供給を停止することによりエンジン１を自動停止する。その後、アイドルストップ解除条件の成立によりエンジン１への燃料供給を再開してエンジン１を起動させる。
　エンジン１の出力軸は、トルクコンバータ２を介して、変速装置（自動変速機）３に接続されている。変速装置３は、クラッチ４、無段変速機５、オイルポンプ７及び締結解放要素として働くワンウェイクラッチ９（第１の締結解放手段）などを含んで構成されている。

　クラッチ４は、湿式多板クラッチにより構成され、作動油の油圧制御によって締結／解放が制御される。詳しくは、このクラッチ４は、前後進切換機構における摩擦係合要素である。前後進切換機構は、例えば、エンジン出力軸と連結したリングギヤ、ピニオン及びピニオンキャリア、変速機入力軸と連結したサンギヤからなる遊星歯車機構と、変速機ケースをピニオンキャリアに固定する後退ブレーキと、変速機入力軸とピニオンキャリアを連結する前進クラッチとを含んで構成され、車両の前進と後退とを切換える。この場合、前後進切換機構における摩擦係合要素である前進クラッチ及び後退ブレーキが、クラッチ４に相当する。

　無段変速機５は、プライマリプーリ５ａ及びセカンダリプーリ５ｂと、これらプーリ５ａ，５ｂ間に巻き掛けたベルト５ｃとを含み、プライマリプーリ５ａの回転は、ベルト５ｃを介してセカンダリプーリ５ｂへ伝達され、セカンダリプーリ５ｂの回転は、出力軸１０から駆動車輪１６ａ，１６ｂへ伝達される。

　この無段変速機５においては、プライマリプーリ５ａの可動円錐板、及びセカンダリプーリ５ｂの可動円錐板を、それぞれの作動油の油圧制御によって軸方向に移動させて、各プーリ５ａ，５ｂとベルト５ｃとの接触位置半径を変えることにより、プライマリプーリ５ａとセカンダリプーリ５ｂのプーリ比（回転比）を変化させて、変速比を無段階に変化させることができる。

　オイルポンプ７は、駆動軸がエンジン１の出力軸にワンウェイクラッチ９を介して結合されるとともに、モータＭの回転軸に連結されており、動力源としてエンジン１及びモータＭの一方または双方で選択的に駆動されるようになっている。

　無段変速機５の出力軸１０上には、ファイナルギヤ１１が固定されている。ファイナルギヤ１１以降の構成として、例えば出力軸１０に対して、カウンタ軸１３が平行に配置されている。出力軸１０とカウンタ軸１３は、カウンタギヤ対１２を介して結合される。このカウンタギヤ対１２は、ファイナルギヤ１１とカウンタ軸１３に固定されたギヤ１２ａとが噛合して構成されている。

　カウンタ軸１３は、駆動車輪１６ａ，１６ｂの間の差動歯車ユニット１５を介して駆動車輪１６ａ，１６ｂに連結される。差動歯車ユニット１５は、駆動車輪１６ａ，１６ｂにそれぞれ車軸１７ａ，１７ｂを介して連結されたサイドギヤ（図示せず）を内蔵するギヤケース１５ａと、このギヤケース１５ａの外周に固定されたギヤ１５ｂとを備えている。上記差動歯車ユニット１５のギヤ１５ｂには、カウンタ軸１３上に固定されたギヤ１４が噛合される。これにより、カウンタ軸１３は、駆動車輪１６ａ，１６ｂと連動して回転するように、差動歯車ユニット１５を介して駆動車輪１６ａ，１６ｂに連結されている。

　図２に示すように、変速装置３のケース底部のオイルパン６にはオイルが貯留されており、このオイルが上記オイルポンプ７により吸入加圧され、調圧機構８を介してクラッチ４及びプーリ５ａ，５ｂの各油圧アクチュエータに作動油として供給される。

　オイルポンプ７は、変速装置３のケース内に設けられており、変速装置３の入力軸に設けられたスプロケット３ａによりエンジン１で駆動されるとともに、駆動軸がモータＭの回転軸に連結されてモータＭでも駆動可能に構成されている。変速装置３の入力軸とオイルポンプ７の駆動軸との間には、ワンウェイクラッチ９が設けられている。このワンウェイクラッチ９は、エンジン１による駆動部の回転数がモータＭの回転数よりも高いときにエンジン１とオイルポンプ７を締結し、エンジン１による駆動部の回転数がモータＭの回転数よりも低いときに解放する。

　よって、エンジン１の通常回転時にはワンウェイクラッチ９が締結状態となり、オイルポンプ７がエンジン１の駆動力によって駆動される。一方、アイドルストップ等によってエンジン１が停止し、モータＭの回転数の方が高くなると、ワンウェイクラッチ９が解放状態となり、オイルポンプ７はモータＭの駆動力によって駆動される。また、エンジン１によるオイルポンプ７の駆動時に、必要に応じてモータＭから駆動力を与えることでエンジン１の駆動力をアシスト可能に構成されている。このように、オイルポンプ７は、破線の矢印で示すように、動力源であるエンジン１とモータＭの一方または双方で選択的に駆動されるようになっている。

　ここでは、モータＭの容量がアイドルストップで通常用いられている程度の容量（駆動力）のものを利用することを前提としている。このため、基本的には、モータＭが最大回転数や最大出力で回転してもエンジン１の出力に比べて小さく、エンジン駆動によるオイルポンプの回転を追い越すことはない。

　調圧機構８は、供給各部（クラッチ４及びプーリ５ａ，５ｂ）ごとに、リリーフ機能を有する電磁弁を備えている。調圧機構８は、マイクロコンピュータを含んで構成される制御ユニット（Ｃ／Ｕ）２０の制御下で、オイルポンプ７の吐出圧を供給各部の目標圧に調圧して、供給各部に供給する。これにより、車両の前後進の切換えと変速比の制御とがなされる。また、インバータ（ＩＮＶ）２１は、制御ユニット２０の制御に基づき、ＰＷＭ制御（擬似的に正弦波を得るために一定周期でパルス幅を変調した電圧を発生させる制御）により、電源電圧（直流電圧）を交流電圧に変換してモータＭに供給する。

　オイルポンプ７は、調圧機構８を介してクラッチ４及びプーリ５ａ，５ｂに作動油としてオイルを供給する他、変速装置３の各部に潤滑及び冷却用のオイルを供給する。供給されたオイルはオイルパン６に戻されて循環される。このオイルパン６内には、油温センサ３０が設けられている。

　図３は、図１及び図２に示したオイル供給装置におけるワンウェイクラッチ９の構成例を示している。図３において、図１及び図２と対応する部分に同じ符号を付す。
　モータＭが停止状態から駆動状態になるときに、イナーシャが小さい方が応答性の点で有利であるので、本例ではモータＭの出力軸（ポンプ軸）側をワンウェイクラッチ９のイナーシャが小さいインナー９ａと接続し、アウター９ｂ，９ｂをスプロケット３ａによりエンジン１の出力軸側（駆動系）に接続している。

　上記のような構成において、アウター９ｂ，９ｂの回転がインナー９ａの回転よりも大きいときにはワンウェイクラッチ９がＯＮ（締結）状態となり、オイルポンプ７がエンジン１の駆動力によって駆動される。一方、アウター９ｂ，９ｂの回転がインナー９ａの回転よりも小さいときにはワンウェイクラッチ９がＯＦＦ（解放）状態となり、オイルポンプ７がモータＭの駆動力によって駆動される。これによって、アイドルストップ時のオイルポンプ７の動力切り換えをエンジン１とモータＭの回転数の差を利用して行うことができる。

　このような構成では、１つのオイルポンプ７をエンジン１とモータＭで選択的に駆動するため、オイルポンプの数を削減できるとともに、電動オイルポンプ（ＥＬＯＰ）用部品、例えばポンプギヤ、配管、ストレーナー及びリリーフ弁も不要となる。また、エンジン走行時にワンウェイクラッチ９を締結することで従来車両の動作を踏襲できる。従って、既存の機能を確保しつつ構成の簡素化が図れる。しかも、モータＭに異常が発生した時でも、オイルポンプ７をエンジン１で駆動してオイルを供給することができるので走行への影響を最小限にできる。

　加えて、ワンウェイクラッチ９によってエンジン１の出力軸（駆動系）がオイルポンプ７の駆動軸から切り離されるので、モータＭによる駆動時の負荷を最少限にできる。更に、ワンウェイクラッチ９を用いることでエンジン１の出力軸との締結／解放を油圧レスで実施することが可能である。

　なお、ワンウェイクラッチ９のインナー９ａとアウター９ｂ，９ｂの関係は逆にすることも可能であり、例えばモータＭの駆動力に余裕があり、応答性よりもエンジン負荷の軽減を優先する場合には、モータＭの出力軸側をワンウェイクラッチ９のアウター９ｂ，９ｂと接続し、インナー９ａをスプロケット３ａによりエンジン１の出力軸側に接続しても良い。

　図４は、図１及び図２に示したオイル供給装置における締結解放要素の他の構成例を示す図である。本例では、ワンウェイクラッチ９に代えて機械式クラッチ２２、例えば摩擦クラッチ、噛み合いクラッチ、単板クラッチ、遠心クラッチ及び電磁クラッチなどを用いている。この機械式クラッチ２２は、エンジン１で駆動するときには締結状態（クラッチＯＮ）、モータＭで駆動するときには解放状態（クラッチＯＦＦ）とする。

　ここで、機械式クラッチ２２は、クラッチアクチュエータの異常で解放できなくなると走行不能となる。また、解放状態では走行中に油圧を加え続ける必要があり、エネルギー的にロスにつながるため、通常は締結状態（ノーマルＣＬＯＳＥ）となる構成が好ましい。そして、クラッチＯＦＦは、モータ駆動後、所定回転数（必要流量）に到達した時点で実施するのが望ましい。これは、モータＭの回転数不足の状態でクラッチＯＦＦするとオイルが流量不足となる可能性があるためである。

　上述した説明では、１つのオイルポンプ７をエンジン１とモータＭで切り替えて駆動する場合について説明したが、オイルポンプ７をエンジン１とモータＭの双方で駆動し、エンジン１によるオイルポンプ７の駆動力をモータＭでアシストすることもできる。この場合には、ワンウェイクラッチ９を介してアシストできるようにするため、モータＭの目標回転数はエンジン１の回転数以上に設定する。また、機械式クラッチ２２を用いる場合は、締結／解放がエンジン１の回転数に依存せず、モータＭのトルク分がそのままアシスト量となるため、モータＭの回転数はアシスト目標に応じて容易に設定でき、モータ制御（オイルポンプアシスト）の難易度を下げることができる。

　更に、モータ容量が通常のアイドルストップで用いられている程度の比較的小さいものを例に取って説明したが、モータ容量が大きければエンジン駆動力（走行状態）に頼らず、オイルを必要供給量に合わせてモータＭを最適に制御することが可能になる。すなわち、アイドルストップ時には、ワンウェイクラッチ９が解放されるので、モータＭにより必要なオイル量を供給できる。しかも、モータ容量に余裕があるとその範囲内で最適流量にすることができる。加えて、オイルの油圧保持領域を超える駆動力をアシストに利用できる。このように、モータ容量を大きくすれば利用の自由度を高くできる。

　（実施例１）
　図５は走行シーン別の動作パターンについて説明するための図である。また、図６は図５に示した動作パターンにおける車速、エンジン回転数、モータ回転数及びポンプ回転数と、モータ動作及び走行シーンとの関係を示すタイムチャートである。本実施例１では、モータＭを車両の運転状況に応じて駆動している。

　ここでは、車両がエンジン停止状態から始動し、発進、加速、定常走行状態に到達した後、減速して停止（コーストストップまたはアイドルストップ）し、再発進するまでの一連の動作を示している。また、バッテリーの電力に余裕があるものと仮定し、コーストストップまたはアイドルストップ時の油圧保持だけでなく、アイドル、発進及び加速状態において、モータＭによりエンジン１をアシストするようにしている。

　このアシストには、オイルポンプ７の回転数と同等以上でモータＭを回動させる。アシスト量が大きすぎるとポンプ回転数が高すぎて無駄が生じるため、適切なアシスト量になるようにモータＭの回転数を設定する。アシスト量の最小値は、例えば最も負荷が小さいと考えられるクリープ時のエンジン１の駆動トルク（油温で変化）から決めることができる。アシストするか否かの判断は、少なくともバッテリー残量を考慮し、電力に余裕があるときにするのが望ましい。この判断には、更に、例えばバッテリーの温度が低温過ぎないか否か、モータＭが作動しないような故障フラグが立っていないかなども考慮するとより好ましい。

　エンジン１の始動前は、シフトレンジはパーキングＰ、ワンウェイクラッチ（ＯＷＣ）９はＯＮ（締結）、モータＭは停止状態であり、従来と同様である。時刻ｔ１にスタータが操作されると、エンジン１が始動されてエンジン回転数が上昇し、これに伴ってポンプ回転数も上昇する。この時、モータＭは停止状態である。

　そして、時刻ｔ２にエンジンが始動すると、エンジン回転数とポンプ回転数が所定の回転数で安定し、アイドル状態となる。この時刻ｔ２からモータＭによる駆動を開始し、アイドリング回転とほぼ同じ回転数（より正確には無負荷時に少し高い回転数になる駆動電流）でモータＭを回動させ、エンジン１によるオイルポンプ７の駆動力をモータＭでアシストする。この場合、モータＭは指示回転に達しないため、フィードバック補正等でモータＭへの電流が増大して行くが、制限電流状態で安定することとなる。あるいは、この場合専用の、アシスト目標に基づいて制限値を決める手法を採用しても良い。エンジン１でオイルポンプ７が回動するとフリクションになるトルクが発生するので、モータＭでアシストすることにより、エンジン１の駆動力を低減でき燃料消費が少なくなる。

　車両を発進するために、時刻ｔ３にパーキングＰ（またはニュートラルＮ）からドライブＤにシフト操作すると、負荷の増大によりエンジン回転数、モータ回転数及びポンプ回転数が一時的に低下する。続いて、時刻ｔ４に車両を発進させて加速を開始すると、車速の上昇に伴ってエンジン１、モータＭ、オイルポンプ７の各回転数が上昇する。この際、モータＭによりオイルポンプ駆動のアシストが行われることで、エンジン負荷を低減して燃費の向上などにも寄与できる。

　時刻ｔ５に定常走行状態になってエンジン回転数と車速が一定になると、エンジン１が低回転以外ではモータＭによるアシストを停止し、オイルポンプ７をエンジン１の駆動力のみによって駆動する。すなわち、エンジン効率の良いエンジン回転数、例えば４０００ｒ／ｍｉｎ以上では、エンジン１の駆動力を優先してオイルポンプ７を駆動する。このように、エンジン回転数が上がってくるとエンジン１の効率が良い領域になりアシストの効果が少なくなるので、エンジン１の効率が悪い低速回転で積極的にアシストした方が燃費の改善効果が高い。また、エンジン１の負荷が大きい急加速中にアシストすることで、燃費改善が期待できる。

　その後、時刻ｔ６にエンジンブレーキによる減速が開始されると、エンジン回転数とポンプ回転数が車速の低下に伴って低下する。この減速時には、オルタネータで発電することでバッテリーに電力を蓄える。この減速動作は、従来と同様である。続いて、ブレーキ操作が行われて、車両が予め定めた速度以下の低速になる（時刻ｔ７）と、エンジン１の回転数の低下によりワンウェイクラッチ９の締結が解放され（ＯＮからＯＦＦ）、モータＭによりオイルポンプ７が駆動されて油圧保持動作が開始される。

　この状態では、オイルポンプ７はモータＭの駆動により所定のポンプ回転数を維持する。このように、アイドルストップでエンジンが停止する少し前からオイルポンプ７をモータＭで駆動してアイドルストップに備える。このアイドルストップの準備開始タイミングは、モータ駆動による油圧応答性を考慮して時間（例えば温度によって何ｍｓｅｃから立ち上がるか）や油圧の計測値から決める。

　なお、コーストストップの場合には、車速が予め定めた低速、例えば１０ｋｍ／ｈ以下になるとエンジン１を停止させる。よって、コーストストップでエンジンが停止する少し前からオイルポンプ７をモータＭで駆動してコーストストップに備える。

　車両が停止（車速０ｋｍ／ｈ）すると、アイドルストップによりエンジン１が停止する（時刻ｔ８）。この時、ワンウェイクラッチ９は解放状態であり、モータＭによるオイルポンプ７の駆動により油圧保持が行われ、オイルポンプ７は所定のポンプ回転数を維持する。

　ここで、減速中（燃料カット中）等には燃費の向上はできないので、減速から車両停止後のアイドルストップ時はモータＭによるアシストは行わない。アイドルストップ時に油圧保持を行うときは、プーリ５ａ，５ｂやクラッチ４から漏れて行く分のオイルを補うように供給できれば良いので、モータＭの負荷は比較的小さくて済む。この油圧の確保には、オイルポンプ７から供給されるオイルが必要な流量となるように、モータＭを電流で制御するか、オイルポンプ７が所定の回転数となるようにモータＭで制御する。

　その後、時刻ｔ９にエンジンが起動し、シフトレンジがニュートラルＮからリバースＲまたはドライブＤになり、時刻ｔ１０に車両が発進すると、ワンウェイクラッチ９がＯＦＦ（解放）からＯＮ（締結）になり、モータＭは油圧保持動作からアシスト動作に切り替わる。この制御の切り替え条件は、「エンジン駆動回転数＞モータ回転数」が成立したときである。そして、時刻ｔ１１にエンジン回転数が安定した後は、加速、定常走行状態、減速、所定の速度以下または停止と、車両の運転状況に応じて同様な動作を繰り返す。

　上述したように、１つのオイルポンプ７をエンジン１とモータＭで選択的に駆動することで、システム構成を簡素化しながらモータＭによりアイドルストップ時（コーストストップ時）の油圧を確保できる。しかも、エンジン１とモータＭの双方でオイルポンプ７を駆動することで、エンジン１の駆動力をモータＭでアシストしてエンジン動力負荷を低減する、という新たな機能を付加できる。エンジン動力負荷の低減は、燃費の向上に寄与する。

　従って、既存の機能を確保しつつ構成の簡素化が図れ、原動機（エンジン）の負荷の一部を補助して動力負荷を低減することもできる。
　なお、モータＭによるオイルポンプ７の駆動からエンジン１によるオイルポンプ７の駆動に切り替える時には、モータＭの駆動をタイミング良く停止しないとエンジン１による駆動の負荷になる。逆に、エンジン１によるオイルポンプ７の駆動からモータＭによるオイルポンプ７の駆動に切り替える時には、モータＭをタイミング良く回転させ始めないとエンジン１が負荷になる。よって、切り替え動作のタイミングの設定に配慮する必要がある。

　（実施例２）
　図７は走行シーン別の他の動作パターンについて説明するための図であり、モータＭを車両の運転状況に応じて駆動している。また、図８は図７に示した動作パターンにおける車速、エンジン回転数、モータ回転数及びポンプ回転数と、モータ動作及び走行シーンとの関係を示すタイムチャートである。本実施例２でも、上述した実施例１と同様にモータＭを車両の運転状況に応じて駆動している。

　ここでは、車両がエンジン停止状態から始動し、発進、加速、定常走行状態に到達した後、減速して停止（コーストストップまたはアイドルストップ）し、再発進するまでの一連の動作を示している。また、コーストストップまたはアイドルストップ時の油圧保持だけでなく、エンジン１の始動時、アイドル、発進、加速及び定常状態においてモータＭによりエンジン１をアシストするとともに、オイルポンプ７の駆動軸にモータＭが連結されていることによるつれ回りを利用して、定常走行時や減速時に回生を行うようにしている。

　すなわち、走行シーンＮｏ．（１）に示すように、エンジン１の始動前にワンウェイクラッチ９を締結した状態では、図５及び従来と同様な動作になる。これに対し、走行シーンＮｏ．（１’）に示すように、エンジン１の始動前にワンウェイクラッチ９を解放することで、エンジン１が始動するまでの期間（時刻ｔ１，ｔ２間）、オイルポンプ７をモータＭのみで駆動する。図８の時刻ｔ１，ｔ２間に、モータ回転数を矢印で示すようにエンジン回転数よりも高く設定することで、ポンプ回転数もモータ回転数に比例して高くなり、ワンウェイクラッチ９が解放状態となってエンジン１の負荷を低減でき、エンジン始動をアシストできる。

　具体的には、バッテリーの電力に余裕がある場合、スタータを回すときに、エンジン始動信号受信後、モータＭをスタータ回転前からエンジン１の初爆前までの期間、正転方向に駆動することでモータＭにより始動を補助する。この場合には、モータＭをエンジン始動時に到達する回転数以上、例えばスタータによる３００～５００ｒ／ｍｉｎ前後より高い回転数で駆動すると良い。

　スタータの容量（出力）は決まっているので、オイルポンプ７による負荷を確実に低減でき、始動負荷が減少した分、スタータをより早く回せるので始動応答性を向上できる。この結果、オイルポンプ７の早期駆動による油圧供給応答性向上とスタータ駆動負荷低減が図れる。

　また、走行シーンＮｏ．（６’）、Ｎｏ．（７’）に示すように、定常（低速以外）状態と、減速（エンジンブレーキ）状態においては、ワンウェイクラッチ９が締結状態であるので、モータＭをつれ回り（回生）にする。この場合、走行シーンＮｏ．（６’）ではモータＭによる回生が可能である。走行シーンＮｏ．（７’）では、オルタネータによる発電が最大時のエンジンブレーキ負荷の減少を回避し、エンジンブレーキを増加させることができる。

　更に、走行シーンＮｏ．（９）においては、アイドルストップではなく、ブレーキオフや運転席シートベルトなど、他のアイドルストップ許可条件不成立でモータＭを停止させることもできる。

　なお、モータ回転数は、エンジン始動時とエンジン起動時（アイドルストップ解除）で異なる値に設定し、始動時の方が暖機のためにエンジン回転数が高いので、設定値は「始動時≧起動時」とすると良い。
　また、エンジン始動時のモータ回転数は、水温、油温（エンジン、変速機・減速機）、周囲温度、前回始動時の回転数（エンジン、モータ）履歴、のいずれかに基づいてエンジンの到達回転数を予測し、設定することができる。また、前回始動時の履歴を用いてモータ回転数を補正しても良い。

　［第２の実施形態］
　図９は、本発明の第２の実施形態に係るオイル供給装置の要部を抽出して示している。本実施形態では、図２に示したシステム構成に加えて、流量・油圧増加予測装置（流量・油圧増加予測手段）２３を設けている。流量・油圧増加予測装置２３は、各種の制御信号やセンサの計測値に基づいてオイルの流量や油圧の増加を予測する。各種の制御信号には、例えば変速要求、潤滑冷却要求、マニュアルモードでのシフトダウン要求、及びブレーキスイッチの状態等が含まれる。各種のセンサの計測値には、スロットル開度（アクセル開度、吸入空気量）の変化量、ブレーキ踏力、ブレーキ液圧、ブレーキストローク量／ブレーキ速度等が含まれる。これらの制御信号やセンサの計測値のいずれかを選択的に用いる。そして、この流量・油圧の増加予測に基づいてモータＭの駆動状態が最適となるように制御する。

　このように、各種の制御信号や既存のセンサ類からの信号に基づいてオイルの流量や油圧の増加を予測することで、システム構成の複雑化を抑制できる。
　なお、制御ユニット２０の制御プログラムを変更し、各種の制御信号や既存のセンサ類からの信号に基づいてオイルの流量や油圧の増加を予測するようにすることで、制御ユニット２０を流量・油圧増加予測装置２３として利用することもできる。
　他の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるので、図９において図２と同一構成部分には同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。

　次に、上記第２の実施形態に係るオイル供給装置の種々の使用例について説明する。
　（使用例１）
　本使用例１は、エンジン１のアシストにモータＭを利用し、モータＭをオイルの目標流量に応じて駆動するもので、流量・油圧増加予測装置２３で目標値が増加することを予測検知した時、モータ回転数を上昇させるものである。

　詳しくは、「エンジン回転数＞モータ回転数」及び「モータ回転数＞所定値１」の関係が成立した時にはモータＭを停止し、「モータ回転数≦所定値２」が成立した時にアシストを再開する。ここで、アシスト終了はワンウェイクラッチ９がＯＦＦとなるタイミングとなる。一方、アシスト再開時の所定値２は、ワンウェイクラッチ９がＯＮするタイミングとなる。
　これによって、オイルの必要流量の応答性向上と、モータアシストの継続によるエンジン負荷の低減が図れる。

　（使用例２）
　本使用例２は、オイルの流量を増加させて潤滑・冷却を向上させるもので、油温センサ３０で検知した油温が所定値以上（高温）の時に、「エンジン回転数＜モータ回転数」となるようにモータＭの回転数を上げて駆動し、潤滑・冷却流量が増加するよう制御する。このような制御によって、エンジン回転数の上昇を回避しつつ、オイル流量を増加させることで潤滑・冷却流量を確保でき、高速走行や渋滞時に有効である。
　これに対し、油温が所定値以下（低温）の時には、「エンジン回転数＜モータ回転数」となるようモータＭを駆動する。このようにすることで、モータＭの発熱による暖機（油温上昇）促進が期待できる。

　このように、油温状態に基づいてモータ動作を変更する。そして、例えば低油温ではオイルが高粘度になりポンプ駆動負荷が大きくなるため、低温ほどモータアシスト量を増やす。この際、オイルの必要流量となる回転数がモータ目標回転数の上限となる。モータＭに余力がある場合、モータ目標回転数の上限を超えるポンプ回転数は無駄となるので、目標回転数を超えないように抑制する。一方、モータＭに余力がない場合は、全力で駆動することになるので、耐熱保証できる範囲で電流量や駆動時間を設定する。

　（使用例３）
　極低温環境などで、例えばオイルがゲル状になってしまい、モータ能力上、駆動できない領域は、モータアシストを許可しないように設定する。例えば油温センサ３０で検知した油温（モータ温度などでも良い）が所定値１より低い場合にはモータ駆動を許可しない。そして、油温が所定値２以上となったときにモータ駆動を許可する。他の条件として、低電圧で電圧が足りない、他部品が故障（例えばリレー）で本制御が実施できない、または制御可能な操作量が不十分な場合にも、モータアシストを許可しないように設定する。

　（使用例４）
　本使用例４は、シリンダー位置の調整を行うものである。エンジン停止後にモータＭを逆回転させることでエンジン１のクランク軸を回動させ、特定のシリンダーを予め設定した位置に移動させる。ワンウェイクラッチ９は、逆回転させるとロックされるので、エンジン停止後にモータＭを逆回転させるとエンジン出力軸も回すことができる。これを利用して、エンジン停止時に、クランク軸を回動させ、ある特定のシリンダーを始動性が良くなる位置に調整し、エンジン１の始動性を高めることができる。

　（使用例５）
　アイドルストップ時には、高油温ほどオイルポンプ７の漏れ流量が増加するため、油温センサ３０で検出した油温が高くなるほどモータＭの目標回転数を増大させるように制御する。この油圧保持動作には、例えばモータＭへの電流制御を行う。一方、低油温時はオイルポンプ７の漏れ流量が低下するが、極低温時はオイルが高粘度となり圧力損失が増加するため、各油温におけるオイルポンプ７の容積効率を考慮し、モータＭの目標回転数を設定する。また、油温に限らず、水温他、運転状況での各部の変化内容に応じて、モータＭの目標回転数を設定すると良い。

　（使用例６）
　冷却水を用いてトランスミッションオイル温度を上昇させる機構を設けることで、暖機の早期化を図ることができる。
　（使用例７）
　急激な油温上昇が発生する場合、油温センサ３０による検出値でモータＭを制御していると、実油温と検出油温との相違が発生し、オイル供給量が不足することがある。そこで、上記流量・油圧増加予測装置２３で油温の相違が発生することを予測するようにし、油温の相違が予測された場合にはオイル供給量の目標値を増加させる。流量・油圧増加予測装置２３では、単位時間当たりの油温上昇率や、油温を上昇させる主な要因であるエンジン回転数、車速、高油圧などから実油温と検出油温との相違が発生するのを予測できる。

　（使用例８）
　ワンウェイクラッチ９のＯＦＦ故障時（解放故障時）には、エンジン駆動力でオイルポンプ７を駆動できないため、モータＭのみで駆動する。この時、モータ出力に応じた油圧となるため、エンジン駆動力制限や変速比固定等を行うことでトランスミッションに入力される駆動力を低減させて走行制限を行う。
　（使用例９）
　エンジン始動後、モータアシストしていない状態で、規定の油圧に達していることを確認することで、ワンウェイクラッチ９のＯＦＦ故障診断を実施できる。例えば、アイドル回転時に、油圧センサ出力値が０．３ＭＰａ未満で目標油圧が最大値になる場合にはＯＦＦ故障と判定する。

　［第３の実施形態］
　図１０は、本発明の第３の実施形態に係るオイル供給装置を示すもので、車両に搭載される自動変速機に適用する際の概略図である。本実施形態では、オイルポンプ７とモータＭ間に歯車（ギヤ）２４を設けている。
　他の基本的な構成は第１、第２の実施形態と同様であるので、図１０において図１と同一構成部分には同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。

　歯車２４によりモータＭの回転を減速することで、特定の回転領域（低速域）に特化しつつ、モータサイズの大型化を回避できる。このように、減速ギヤを追加することでエンジン効率の悪い低回転領域を積極的にアシストすることも可能である。また、負荷の大きいオイルポンプ７であっても減速することで容量の小さなモータＭで駆動できる。更に、容量の大きなモータＭであれば増速して用いることもでき、モータＭの高回転化によりアシスト領域を拡大することもできる。

　モータＭの回転を減速すると低回転で高トルクが得られ、増速すると高回転であるが低トルクになるので、例えば２段で変速するように構成することで高トルクと高速回転の両方が得られる。よって、歯車２４による変速比の設定で、アシスト領域とその駆動力を自由に設定できる。

　図１１は、図１０のシステム構成において、アシスト動作を行う際のエンジン回転数と駆動トルクとの関係を示す特性図である。ここでは、歯車２４の減速比１：ｎが、ｎ＝２の場合を例に取って示している。オイルポンプ７には、エンジン回転数の上昇に伴って大きくなる駆動トルクが掛かる。

　歯車２４により減速しない場合には、モータ出力はモータ回転の上昇に伴って低下し、その駆動トルクがアシスト用に得られる。
　これに対し、歯車２４により減速比１：２で減速すると、モータ出力はモータ回転の上昇に伴って低下するものの、減速しない場合のエンジン回転数の１／２まで、ほぼ２倍の大きな駆動トルクがアシスト用に得られる。
　このように、どちらの場合も破線で囲んで示すアイドルストップ時の要求オイル流量（Ｉ／Ｓ要求流量）を満たすことができるが、歯車２４でモータＭの回転を減速することにより、エンジン効率の悪い低回転領域を大きな駆動力で積極的にアシストすることができる。

　図１２は、図１０のシステム構成において、可変容量ポンプを採用してアシスト動作を行う際のエンジン回転数と駆動トルクとの関係を示す特性図である。ここでは、図１１と同様に歯車２４の減速比１：ｎが、ｎ＝２の場合を例に取って示している。オイルポンプ（可変容量ポンプ）７の駆動トルクは、駆動トルクが最小の場合（駆動トルクｍｉｎ）と、駆動トルクが最大の場合（駆動トルクｍａｘ）とでピークが異なるが、いずれの場合にも所定の回転数に達するまで同様な増加率で上昇した後、徐々に低下する。

　また、オイルの流量（流量ｍｉｎ、流量ｍａｘ）は、それぞれ所定の回転数に達するまで同様な増加率で上昇した後、一定になる。上記駆動トルクｍｉｎ、駆動トルクｍａｘ、流量ｍｉｎ及び流量ｍａｘは、可変容量ポンプの仕様によって決まる。
　可変容量ポンプは、回転数に応じて流量が変化する可変領域と、所定の回転数に到達した後はオイルの流量が一定になる領域とがあり、回転数が上昇しても吐出するオイルの流量を一定にでき、高速回転領域では駆動トルクを下げることができる。
　従って、可変容量ポンプを用いても特定の領域に特化することで十分なアシスト効果が得られる。

　なお、可変容量ポンプを用いる場合には、可変領域以外を用いてモータアシストできるようにモータ容量（サイズ）や減速機（歯車２４）を追加すると良い。
　このように、オイルポンプ７に可変容量ポンプを用いても、破線で囲んで示すようにＩ／Ｓ要求流量を満たすことができる。また、歯車２４でモータＭの回転を所定の減速比１：ｎで減速することにより、エンジン効率の悪い低回転領域を減速比に応じた大きな駆動力で積極的にアシストすることができる。

　［第４の実施形態］
　図１３は、本発明の第４の実施形態に係るオイル供給装置を示すもので、車両に搭載される自動変速機に適用する際の概略図である。本実施形態は、オイルポンプ７とモータＭ間に伝達及び遮断可能な要素、すなわち締結解放要素である第２のワンウェイクラッチ２５（第２の締結解放手段）を設けたものである。
　他の基本的な構成は第１乃至図３の実施形態と同様であるので、図１３において図１並びに図１０と同一構成部分には同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。

　第１、第２のワンウェイクラッチ９，２５はそれぞれ、エンジン回転数Ｎ_ＥＮＧとモータ回転数Ｎ_ＭＯＴが「Ｎ_ＥＮＧ＞Ｎ_ＭＯＴ」の時に、ワンウェイクラッチ９がＯＮ（締結）、ワンウェイクラッチ２５がＯＦＦ（解放）となる。また、「Ｎ_ＥＮＧ＜Ｎ_ＭＯＴ」の時に、ワンウェイクラッチ２５がＯＮ（締結）、ワンウェイクラッチ９がＯＦＦ（解放）となる。ここで、「Ｎ_ＥＮＧ＝Ｎ_ＭＯＴ」の場合は、ワンウェイクラッチ９または２５が締結状態となる。
　なお、モータ回転数を制御する時には、ポンプ回転数を認識する必要がある。このポンプ回転数は、例えばエンジン回転数やモータ位置センサ等を用いて推定できる。

　このように、第２のワンウェイクラッチ２５を設けることで、エンジン１のみでオイルポンプ７を駆動している時のモータＭのつれ回りを解放できる。特に、エンジン低回転領域に特化したモータＭを採用した場合には負荷の軽減効果が大きく、軸受やシールの高速対応によるコスト上昇を回避できる。また、モータＭの回転数の最大値が４０００ｒ／ｍｉｎの時、減速するとモータＭがそれ以上に高速回転してしまうが、高速回転時にワンウェイクラッチ２５でモータＭを切り離すことができる。

　よって、モータＭの制御や利用の自由度を高めることができる。加えて、モータＭとオイルポンプ７が直結されていると、モータ故障時に車両発進不能となる虞があるが、第２のワンウェイクラッチ２５を設けることでモータＭを切り離すことができ、信頼性向上の観点からも好ましい。

　図１４は、図１３に示したシステムにおける締結解放要素の構成例を示す図である。本例ではオイルポンプ７の駆動軸（ポンプ軸）をワンウェイクラッチ９，２５のイナーシャが小さいインナー９ａ，２５ａと接続し、ワンウェイクラッチ９のアウター９ｂ，９ｂをスプロケット３ａによりエンジン１の出力軸に接続している。また、ワンウェイクラッチ２５のアウター２５ｂ，２５ｂをモータＭの出力軸（ポンプ軸）に接続している。

　上記のような構成において、ワンウェイクラッチ９のアウター９ｂ，９ｂの回転がインナー９ａの回転よりも大きいときにはワンウェイクラッチ９がＯＮ（締結）状態となり、エンジン１の駆動力によってオイルポンプ７が駆動される。この時、モータＭの回転がエンジン回転より低いと、ワンウェイクラッチ２５のアウター２５ｂ，２５ｂの回転がインナー２５ａの回転よりも小さくなるので、ワンウェイクラッチ２５がＯＦＦ（解放）となり、モータＭがオイルポンプ７から切り離した状態になる。

　一方、モータＭの回転がエンジン回転より高いと、ワンウェイクラッチ２５のアウター２５ｂ，２５ｂの回転がインナー２５ａの回転よりも大きくなるので、ワンウェイクラッチ２５がＯＮ（締結）となり、モータＭでオイルポンプ７が駆動される。この時、ワンウェイクラッチ９のアウター９ｂ，９ｂの回転がインナー９ａの回転よりも大きくなるので、ワンウェイクラッチ９がＯＦＦ（解放）となり、モータＭの駆動力によってオイルポンプ７が駆動される。

　このようにして、アイドルストップ時のオイルポンプ７の動力切り換えをエンジン１とモータＭの回転数の差で行うことができる。
　なお、図４と同様に、ワンウェイクラッチ９及び／または２５に代えて機械式クラッチ、例えば摩擦クラッチ、噛み合いクラッチ、単板クラッチ、遠心クラッチ及び電磁クラッチなどを用いることもできるのは勿論である。

　［第５の実施形態］
　図１５は、本発明の第５の実施形態に係るオイル供給装置を示すもので、車両に搭載される自動変速機に適用する際の概略図である。本実施形態では、オイルポンプ７とモータＭ間に伝達又は遮断可能な要素、すなわち締結解放要素であるワンウェイクラッチ２５を設けるとともに、更にワンウェイクラッチ２５とモータＭ間に歯車（ギヤ）２４を設けている。

　他の基本的な構成は第１乃至図４の実施形態と同様であるので、図１５において図１、図１０及び図１３と同一構成部分には同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。
　このような構成では、第４の実施形態による効果に加えて第３の実施形態による効果もえられる。

　なお、上記第１乃至第５の実施形態では、自動変速機のオイルポンプに適用する場合を例に取って説明したが、潤滑油などの他のオイル供給装置にも同様にして適用できるのはもちろんである。
　また、第３乃至第５の実施形態において、第２の実施形態と同様に流量・油圧増加予測装置２３を設けても良く、使用例１から使用例９で説明したような制御や構成、方法などを適宜組み合わせることもできる。

　１…エンジン（原動機）、７…オイルポンプ、９，２５…ワンウェイクラッチ（締結解放手段）、２２…機械式クラッチ（締結解放手段）、Ｍ…モータ

Claims

　車両の原動機と前記原動機とは別のモータとにより駆動されるオイルポンプと、前記原動機の駆動力を前記オイルポンプに伝達する第１の締結解放手段とを備え、前記原動機の駆動系を介することなく前記モータにより前記オイルポンプを駆動する、オイル供給装置。
　前記第１の締結解放手段が、第１のワンウェイクラッチである、請求項１記載のオイル供給装置。
　前記第１のワンウェイクラッチは、前記原動機による駆動部の回転数が前記モータの回転数よりも高いときに前記原動機と前記オイルポンプを締結し、前記原動機による駆動部の回転数が前記モータの回転数よりも低いときに解放する、請求項２記載のオイル供給装置。
　前記第１の締結解放手段が、前記原動機で前記オイルポンプを駆動するときには締結状態、前記モータで前記オイルポンプを駆動するときには解放状態とされる機械式クラッチである、請求項１記載のオイル供給装置。
　前記機械式クラッチが、摩擦クラッチ、噛み合いクラッチ、単板クラッチ、遠心クラッチ及び電磁クラッチのいずれかを含む、請求項４記載のオイル供給装置。
　前記原動機により前記オイルポンプを駆動中に、前記モータを動作させる、請求項１記載のオイル供給装置。
　前記モータは、車両の運転状況に応じて前記オイルポンプを駆動する、請求項１記載のオイル供給装置。
　前記モータは、前記原動機の駆動負荷状態に応じて前記オイルポンプを駆動する、請求項１記載のオイル供給装置。
　制御信号及びセンサの計測値に基づいてオイルの流量と油圧の増加を予測する流量・油圧増加予測手段を更に備え、前記流量・油圧の増加予測に基づいて前記モータの駆動状態を制御する、請求項１記載のオイル供給装置。
　前記制御信号は、変速要求、潤滑冷却要求、マニュアルモードでのシフトダウン要求、及びブレーキスイッチの状態の少なくともいずれか１つを含み、前記センサの計測値は、スロットル開度の変化量、ブレーキ踏力、ブレーキ液圧、及びブレーキストローク量／ブレーキ速度の少なくともいずれか１つを含む、請求項９記載のオイル供給装置。
　前記モータの回転を減速して前記オイルポンプを駆動するギヤを更に備える、請求項１記載のオイル供給装置。
　前記モータの駆動力を前記オイルポンプに伝達する第２の締結解放手段を更に備える、請求項１に記載のオイル供給装置。
　前記第２の締結解放手段が、第２のワンウェイクラッチである、請求項１２記載のオイル供給装置。
　前記第２のワンウェイクラッチは、前記原動機による駆動部の回転数が前記モータの回転数よりも低いときに前記モータと前記オイルポンプを締結し、前記原動機による駆動部の回転数が前記モータの回転数よりも高いときに解放する、請求項１３記載のオイル供給装置。
　前記第２の締結解放手段が、前記原動機で前記オイルポンプを駆動するときには解放状態、前記モータで前記オイルポンプを駆動するときには締結状態とされる機械式クラッチである、請求項１２記載のオイル供給装置。
　前記機械式クラッチが、摩擦クラッチ、噛み合いクラッチ、単板クラッチ、遠心クラッチ及び電磁クラッチのいずれかを含む、請求項１５記載のオイル供給装置。
　前記モータの回転を減速して前記第２の締結解放手段に伝達するギヤを更に備える、請求項１２記載のオイル供給装置。