JP2010071351A - 油圧システム及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルポンプの損失を低減すると共に、エンジンの低回転時において作動油の一部を潤滑油として供給可能な油圧システムを提供すること。
【解決手段】油圧システム１は、エンジンの回転によって駆動するオイルポンプ１１と、オイルポンプ１１によって供給された油によって作動する少なくとも１つのアクチュエータ１４と、アクチュエータ１４の前に配置され、アクチュエータ１４への油の供給を制御する第１制御弁１３と、オイルポンプ１１と第１制御弁１３との間の第１油路に配置され、アクチュエータ１４への油圧を所定油圧以下にするように第１油路から油を流出させるリリーフ弁１２と、リリーフ弁１２から流出した油を貯留するタンク１５と、トランスミッションにおける変速要素１７と、タンク１５から変速要素１７へ油を供給する第２油路に配置され、タンク１５に貯留された油の変速要素１７への供給を制御する第２制御弁１６と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車における作動油及び潤滑油の供給に使用される油圧システムに関し、例えば、自動化されたマニュアルトランスミッションに使用される油圧システムに関する。

自動車のトランスミッションにおいて、シフト操作やクラッチ操作を行うアクチュエータは、例えばエンジンの回転によって駆動するオイルポンプから供給された作動油によって作動する。このような作動油の油路において、オイルポンプからの吐出圧を所定圧に維持するために、オイルポンプを駆動する軸の内部にリリーフ弁を設け、該リリーフ弁から流出した作動油を変速要素に潤滑油として供給する自動車用変速機が知られている（特許文献１参照）。
特開２００２−２１９８７号公報

以下の分析は、本発明の観点から与えられる。

エンジンの駆動によってオイルポンプを駆動する場合、通常、アクチュエータに作動油を供給するオイルポンプは、エンジンが低回転の時でも駆動するように設計されている。そのため、エンジンが高回転の時には、必要以上の吐出圧が発生することになる。このような状態は、エンジンの動力を効率的に利用することができておらず、燃費を低下させる原因となっている。

特許文献１に記載の自動車用変速機においては、オイルポンプからの吐出圧を所定圧に維持しているが、オイルポンプの吐出圧が低いエンジンの低回転時にはリリーフ弁から作動油を潤滑油として供給することはできない。

本発明の目的は、オイルポンプの損失を低減すると共に、エンジンの低回転時において作動油の一部を潤滑油として供給可能な油圧システムを提供することである。

本発明の第１視点によれば、エンジンの回転によって駆動するオイルポンプと、オイルポンプによって供給された油によって作動する少なくとも１つのアクチュエータと、アクチュエータの前に配置され、アクチュエータへの油の供給を制御する第１制御弁と、オイルポンプと第１制御弁との間の第１油路に配置され、アクチュエータへの油圧を所定油圧以下にするように第１油路から油を流出させるリリーフ弁と、リリーフ弁から流出した油を貯留するタンクと、トランスミッションにおける少なくとも１つの変速要素と、タンクから変速要素へ油を供給する第２油路に配置され、タンクに貯留された油の変速要素への供給を制御する第２制御弁と、を備える油圧システムを提供する。

上記第１視点の好ましい形態によれば、第２制御弁は、エンジン駆動時に開き、エンジン停止時に閉じる。

上記第１視点の好ましい形態によれば、油圧システムは、少なくとも１つの変速要素を収容するケーシングをさらに備える。少なくとも１つの変速要素は、ケーシング底部に油が溜まった際、該油を掻き揚げることによって潤滑される。

上記第１視点の好ましい形態によれば、タンクに貯留された油は、潤滑油としてクラッチにも供給される。

上記第１視点の好ましい形態によれば、油圧システムは、タンクの貯留量が所定量を越えないように変速要素及びクラッチのうち少なくとも一方へ油を逃がす第３油路をさらに備える。

上記第１視点の好ましい形態によれば、少なくとも１つのアクチュエータは、シフト操作及びクラッチ操作のうち少なくとも１つを行う。

本発明の第２視点によれば、エンジンの回転によってオイルポンプを駆動し、油を作動油として少なくとも１つのアクチュエータに供給する工程、オイルポンプの吐出圧が少なくともアクチュエータの作動に必要な圧力を越えた際、アクチュエータへの油路から油を流出させてタンクに貯留する工程、及びエンジン駆動時に、タンクに貯留された油を潤滑油として少なくとも１つの変速要素に供給する工程を含む油圧システムの制御方法を提供する。

上記第２視点の好ましい形態によれば、少なくとも、油が油路からタンクへ流出していない際には、タンクに貯留された油を少なくとも１つの変速要素に供給する共に、少なくとも１つの変速要素のケーシングに溜まった油を変速要素で掻き揚げることによって、少なくとも１つの変速要素を潤滑する。

上記第２視点の好ましい形態によれば、エンジンの回転数が所定回転数以上のとき、タンクの油の貯留量を多くする。

上記第２視点の好ましい形態によれば、タンクへの油の流入がタンクからの油の流出より多い場合、タンクの貯留量が所定量を越えないようにタンクの油を変速要素及びクラッチのうち少なくとも一方へ供給する。

本発明は、以下の効果のうち少なくとも１つを有する。

本発明によれば、エンジンの回転数が高いときにおいて、アクチュエータの作動に必要な圧力を越えるオイルポンプ圧力を油の貯留又は潤滑油の供給として利用するので、エネルギーを効率的に利用することができる。

本発明によれば、リリーフ弁から油が流出されないようなエンジン回転数が低い状態であっても、タンクに貯留した油を使用して変速要素を潤滑させることができる。また、エンジンの回転数が低いときには、変速要素のケーシングに溜まった油を掻き揚げることによっても変速要素を潤滑させることもできる。

本発明の油圧システムの一実施形態について説明する。図１に、本発明の第１実施形態に係る油圧システムの油路概念図を示す。図２に、本発明の第１実施形態に係る油圧システムの概略図を示す。図３に、本発明の油圧システムにおけるタンク部分の概略部分断面図を示す。本発明の油圧システム１０は、エンジン２０の回転によって駆動するオイルポンプ１１と、オイルポンプ１１から供給された油２５を作動油として所定の要素を動作させる少なくとも１つのアクチュエータ１４と、アクチュエータ１４の前に配置され、アクチュエータ１４への供給を制御する第１制御弁１３と、オイルポンプ１１と第１制御弁１３との間の第１油路に配置され、第１油路における油圧を所定油圧以下にするリリーフ弁１２と、リリーフ弁１２から流出した油２５を貯留するタンク１５と、トランスミッションにおける少なくとも１つの変速要素１７と、タンク１５から変速要素１７へ油２５を供給する第２油路２３に配置され、タンク１５に貯留された油の変速要素１７への供給を制御する第２制御弁１６と、アクチュエータ１４や変速要素１７から回収された油２５を、オイルポンプ１１が吸入する油として貯留するオイルパン１８ａと、を備える。

オイルポンプ１１は、油２５を作動油としてアクチュエータ１４に供給するものであり、さらに油２５を潤滑油としてクラッチ１９に供給するものでもよい。

アクチュエータ１４としては、例えば、シフト操作を実行するアクチュエータ１４ａ、クラッチ操作を実行するアクチュエータ１４ｂ等を適用させることができる。

リリーフ弁１２は、少なくとも、アクチュエータ１４の作動に必要な油圧以上の油圧が生じた際に油２５をタンク１５へ流出させると好ましい。リリーフ弁１２としては、適宜好適な種類の弁を使用することができる。リリーフ弁１２は、オイルポンプ１１から作動油を供給されるアクチュエータ１４が複数ある場合、各アクチュエータ１４に対してそれぞれ配置すると好ましい。

第２制御弁１６は、エンジン２０駆動時に開となり、エンジン２０停止時に閉となる弁でもよいし、エンジン２０の回転数に応じて弁開度を調節可能な弁でもよい。

タンク１５には、タンク１５から流出する油２５よりタンク１５へ流入する油が多い場合に、タンク１５の油の貯留量が所定量となるように油を逃がす第３油路２２を設けてもよい。第３油路２２は、例えば、油２５を変速要素１７に潤滑油として供給する油路でもよいし、オイルパン１８ａへ戻す油路でもよいし、あるいは複数の箇所へ、例えば変速要素１７とクラッチ１９へ、油２５を供給する油路でもよい。また、タンク１５に第３油路を形成しない場合には、タンク１５は、油２５をオイルパン１８ａへオーバーフローさせるだけの形態でもよい。あるいは、タンク１５は、全体のオイル量及びオイル分布を考慮して、オーバーフローさせないような形態にすることもできる。

変速要素１７は、ケーシング１８に収容されており、ケーシング１８の底部はオイルパン１８ａとなっている。オイルパン１８ａには、エンジン２０回転数が低い場合（例えば、リリーフ弁１２からタンク１５へ油２５が流出されていない場合）に、タンク１５から変速要素１７へ供給された油２５が貯まるようにすると好ましい。これにより、変速要素１７の回転によってケーシングに溜まった油を掻き揚げて潤滑することができ、タンク１５からの油の供給がなくなった場合であっても変速要素１７を潤滑することができる。

変速要素１７は、変速機構に含まれる少なくとも１つの要素であり、変速要素１７としては、例えば、ギア、ベアリング、同期装置、オイルシール等が挙げられる。

次に、本発明の油圧システムの制御方法について説明する。まず、エンジン２０始動によって、オイルポンプ１１も駆動し、油２５を作動油としてアクチュエータ１４に供給する。エンジン２０の回転数が低いときには、リリーフ弁１２は開放せず、オイルポンプ１１から吐出された油２５はすべてアクチュエータ１４に供給される。そして、エンジン２０の回転数が高くなり、油圧が所定油圧を越えた場合（例えば、アクチュエータ１４の作動に必要な油圧を越えた場合）には、リリーフ弁１２が開放となり、油２５はリリーフ弁１２から流出し、リリーフ弁１２からの第４油路２１を通じてタンク１５に流入される。

タンク１５の流出口に配置された第２制御弁１６は、例えば、エンジン２０の駆動時に開となり、エンジン２０停止時に閉となる。第２制御弁１６が開くことによって、タンク１５に貯留された油２５は、第２油路２３を通じて変速要素１７へ潤滑油として供給される。例えば、図３に示す形態においては、第２油路２３に形成された供給孔２３ａから油２５がギア１７ａへ流下又は滴下される。これにより、エンジン２０の回転数が低く、リリーフ弁１２から油２５の流出がないときであっても、エンジン２０高回転時にタンク１５に貯留した油２５を変速要素１７へ潤滑油として供給することができる。タンク１５から潤滑油を供給することにより、掻き揚げによる潤滑油供給に比べて、車両燃費を向上させることができる。

タンク１５から変速要素１７へ供給された油は、エンジン２０の低回転数時にはオイルポンプ１１の吐出量が少ないので、オイルパン１８ａに溜まることになる。このとき、変速要素１７の潤滑は、タンク１５からの油の供給がない場合であっても、ケーシング底部に溜まった油を変速要素１７で掻き揚げることによっても行われる。

タンク１５への油の流入量とタンク１５からの油の流出量は、エンジン２０の高回転時にタンク１５の貯留量が多くなるように調節すると好ましい。また、タンク１５の貯留量が所定量を越える場合あるいは満タンになる場合には、タンク１５に流入する油又はタンク１５からオーバーフローする油を変速要素１７、クラッチ１９、オイルパン１８ａ又は複数の要素へ供給すると好ましい。

本発明によれば、エンジン２０の高回転数時には、リリーフ弁１２から流出した油をタンク１５に貯留すると共に変速要素１７の潤滑に使用し、エンジン２０の低回転数時には、タンク１５に貯留した油を変速要素１７へ潤滑油として供給すると共に、変速要素１７において再潤滑させることができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る油圧システムについて説明する。図４に、本発明の第２実施形態に係る油圧システムの油路概念図を示す。第１実施形態においては、タンク１５から第２制御弁を通じて流出する油は変速要素に供給していたが、第２実施形態に係る油圧システム３０においては、タンク１５からの油をさらにクラッチ１９にも潤滑油として供給している。それ以外の形態は、第１実施形態と同様である。

本発明の油圧システム及びその制御方法は、上記実施形態に基づいて説明されているが、上記実施形態に限定されることなく、本発明の範囲内において、かつ本発明の基本的技術思想に基づいて、上記実施形態に対し種々の変形、変更及び改良を含むことができることはいうまでもない。また、本発明の請求の範囲の枠内において、種々の開示要素の多様な組み合わせ・置換ないし選択が可能である。

本発明のさらなる課題、目的及び展開形態は、請求の範囲を含む本発明の全開示事項からも明らかにされる。

本発明の油圧システム及びその制御方法は、例えば自動車のトランスミッションに適用することができ、好適には、自動化されたマニュアルトランスミッションに適用することができる。

本発明の第１実施形態に係る油圧システムの油路の概念図。 本発明の第１実施形態に係る油圧システムの概略図。 本発明の油圧システムにおけるタンク部分の概略部分断面図。 本発明の第２実施形態に係る油圧システムの油路の概念図。

符号の説明

１０，３０ 油圧システム
１１ オイルポンプ
１２ リリーフ弁
１３ 第１制御弁
１４ アクチュエータ
１４ａ シフト操作用アクチュエータ
１４ｂ クラッチ操作用アクチュエータ
１５ タンク
１６ 第２制御弁
１７ 変速要素
１７ａ ギア
１８ ケーシング
１８ａ オイルパン
１９ クラッチ
２０ エンジン
２１ 第４油路
２２ 第３油路
２３ 第２油路
２３ａ 供給孔
２５ オイル

Claims (10)

1. エンジンの回転によって駆動するオイルポンプと、
   前記オイルポンプによって供給された油によって作動する少なくとも１つのアクチュエータと、
   前記アクチュエータの前に配置され、前記アクチュエータへの油の供給を制御する第１制御弁と、
   前記オイルポンプと前記第１制御弁との間の第１油路に配置され、前記アクチュエータへの油圧を所定油圧以下にするように前記第１油路から油を流出させるリリーフ弁と、
   前記リリーフ弁から流出した油を貯留するタンクと、
   トランスミッションにおける少なくとも１つの変速要素と、
   前記タンクから前記変速要素へ油を供給する第２油路に配置され、前記タンクに貯留された油の前記変速要素への供給を制御する第２制御弁と、を備えることを特徴とする油圧システム。
2. 前記第２制御弁は、エンジン駆動時に開き、エンジン停止時に閉じることを特徴とする請求項１に記載の油圧システム。
3. 前記少なくとも１つの変速要素を収容するケーシングをさらに備え、
   前記少なくとも１つの変速要素は、前記ケーシング底部に油が溜まった際、該油を掻き揚げることによって潤滑されることを特徴とする請求項１又は２に記載の油圧システム。
4. 前記タンクに貯留された油は、潤滑油としてクラッチにも供給されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の油圧システム。
5. 前記タンクの貯留量が所定量を越えないように前記変速要素及びクラッチのうち少なくとも一方へ油を逃がす第３油路をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の油圧システム。
6. 前記少なくとも１つのアクチュエータは、シフト操作及びクラッチ操作のうち少なくとも１つを行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の油圧システム。
7. エンジンの回転によってオイルポンプを駆動し、油を作動油として少なくとも１つのアクチュエータに供給する工程、
   前記オイルポンプの吐出圧が少なくとも前記アクチュエータの作動に必要な圧力を越えた際、前記アクチュエータへの油路から油を流出させてタンクに貯留する工程、及び
   エンジン駆動時に、前記タンクに貯留された油を潤滑油として少なくとも１つの変速要素に供給する工程を含むことを特徴とする油圧システムの制御方法。
8. 少なくとも、油が前記油路から前記タンクへ流出していない際には、前記タンクに貯留された油を前記少なくとも１つの変速要素に供給する共に、前記少なくとも１つの変速要素のケーシングに溜まった油を前記変速要素で掻き揚げることによって、前記少なくとも１つの変速要素を潤滑することを特徴とする請求項７に記載の油圧システムの制御方法。
9. エンジンの回転数が所定回転数以上のとき、前記タンクの油の貯留量を多くすることを特徴とする請求項７又は８に記載の油圧システムの制御方法。
10. 前記タンクへの油の流入が前記タンクからの油の流出より多い場合、前記タンクの貯留量が所定量を越えないように前記タンクの油を前記変速要素及びクラッチのうち少なくとも一方へ供給することを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の油圧システムの制御方法。

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