(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動され、変速機にオイルを供給するメインポンプと、
電動モータにより駆動され、前記メインポンプよりも吐出量が少ないアシストポンプと、
前記アシストポンプの吐出流路に接続され、該アシストポンプから吐出されたオイルを蓄積および開放するアキュムレータと、
前記メインポンプの吐出流路に接続されるとともに、前記アシストポンプの吐出流路に前記アキュムレータを介して接続され、該メインポンプの吐出流路の油圧、および、該アシストポンプの吐出流路の油圧のうち、圧力が高い吐出流路からオイルを前記変速機に供給する高圧開放バルブと、
を備え、
前記高圧開放バルブは、前記メインポンプの吐出流路の油圧が、油圧脈動により低下して前記アシストポンプの吐出流路の油圧より低くなった場合に、該アシストポンプの吐出流路からオイルを前記変速機に供給することを特徴とするポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されるポンプシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載される機械式のオイルポンプは、エンジンにより駆動され、変速機等にオイルを供給している。しかしながら、一つのオイルポンプのみが設けられている場合、高油圧負荷時に必要な吐出量を満足するようにオイルポンプ容量を設定すると、低油圧負荷時には必要以上のオイルを吐出することになり、オイルポンプによる損失が大きくなってしまうといった問題があった。
【０００３】
そこで、エンジンにより駆動されるメインポンプ、および、電動モータにより駆動されるアシストポンプが設けられ、アシストポンプの吐出流路上にチェックバルブが配置されるとともに、チェックバルブの下流側で、メインポンプおよびアシストポンプの吐出流路が合流するポンプシステムが提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
このポンプシステムでは、メインポンプを駆動してオイルの供給を行い、メインポンプでのオイル吐出量（流量）が不足した場合に、アシストポンプを駆動させてメインポンプの不足分を補うことで、メインポンプの容量を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４８４３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のポンプシステムでは、メインポンプおよびアシストポンプに圧力脈動が発生している場合、これら２つのポンプによって発生する圧力脈動の関係によっては、アシストポンプからチェックバルブを介して合流位置にオイルを十分に供給することができず、全体としてオイル供給量を増加させることができなくなってしまうといった問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑み、オイル供給量を増加することが可能なポンプシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のポンプシステムは、エンジンにより駆動され、変速機にオイルを供給するメインポンプと、電動モータにより駆動され、前記メインポンプよりも吐出量が少ないアシストポンプと、前記アシストポンプの吐出流路に接続され、該アシストポンプから吐出されたオイルを蓄積および開放するアキュムレータと、前記メインポンプの吐出流路に接続されるとともに、前記アシストポンプの吐出流路に前記アキュムレータを介して接続され、該メインポンプの吐出流路の油圧、および、該アシストポンプの吐出流路の油圧のうち、圧力が高い吐出流路からオイルを前記変速機に供給する高圧開放バルブと、を備え、前記高圧開放バルブは、前記メインポンプの吐出流路の油圧が、油圧脈動により低下して前記アシストポンプの吐出流路の油圧より低くなった場合に、該アシストポンプの吐出流路からオイルを前記変速機に供給する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、オイル供給量を増加することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】自動車の構成を示す図である。
【図２】ポンプシステムの構成を示す図である。
【図３】メインポンプの構成を示す図である。
【図４】メインポンプの吐出流路の油圧およびアシストポンプの吐出流路の油圧を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１４】
図１は、自動車１の構成を示す図である。図１に示すように、自動車１は、エンジン１０、第１モータジェネレータ１２、第２モータジェネレータ１４を有する所謂ハイブリッド自動車である。
【００１５】
エンジン１０は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンが適用され、不図示の燃料タンクから供給される燃料（ガソリン、軽油等）を燃焼させることで動力を得、得られた動力を、クランクシャフト１０ａに接続されたダンパ１６に出力する。
【００１６】
第１モータジェネレータ１２は、主に発電機として機能し、発電することにより得られた電力をバッテリに供給することで、バッテリを充電する。また、第１モータジェネレータ１２は、モータとしても機能する場合があり、この場合にはバッテリから供給される電力によって駆動する。
【００１７】
第２モータジェネレータ１４は、主にモータとして機能し、不図示のバッテリから供給される電力により駆動する。また、第２モータジェネレータ１４は、発電機としても機能する場合があり、この場合には発電することにより得られた電力をバッテリに供給することで、バッテリを充電する。
【００１８】
ダンパ１６は、エンジン１０から伝達された動力を、振動を抑制しつつ入力軸１６ａに伝達する。入力軸１６ａは、動力分割機構１８のキャリア１８ｄが接続され、キャリア１８ｄと一体的に回転する。
【００１９】
動力分割機構１８は、サンギヤ１８ａ、プラネタリギヤ１８ｂ、リングギヤ１８ｃ、キャリア１８ｄにより構成される遊星歯車である。リングギヤ１８ｃは、サンギヤ１８ａと同軸上に配置され、かつ、サンギヤ１８ａの径方向外側に配置される。プラネタリギヤ１８ｂは、サンギヤ１８ａとリングギヤ１８ｃとの間に複数配置されており、サンギヤ１８ａおよびリングギヤ１８ｃとそれぞれ噛み合っている。キャリア１８ｄは、サンギヤ１８ａと同軸上に回転自在に支持されており、プラネタリギヤ１８ｂを回転自在に支持する。したがって、プラネタリギヤ１８ｂは、プラネタリギヤ１８ｂの中心軸周りに自転可能であるとともに、キャリア１８ｄの中心軸線周りに公転可能である。
【００２０】
サンギヤ１８ａは、第１モータジェネレータ１２の回転軸１２ａに接続されており、回転軸１２ａと一体的に回転する。リングギヤ１８ｃは、第２モータジェネレータ１４の回転軸１４ａに接続されており、回転軸１４ａと一体的に回転する。
【００２１】
また、回転軸１４ａには、ドライブギヤ２０が一体的に回転可能に嵌合されており、ドライブギヤ２０は、回転軸１４ａに対して並行に配置されたドライブシャフト２２に対して一体的に回転可能に嵌合されたドリブンギヤ２４に噛合されている。ドライブシャフト２２は、両端に車輪２６が接続され、車輪２６と一体的に回転する。
【００２２】
自動車１では、エンジン１０から出力された動力が、ダンパ１６を介して動力分割機構１８のキャリア１８ｄに伝達される。そして、第１モータジェネレータ１２が発電機として機能し、第２モータジェネレータ１４がモータとして機能する場合、動力分割機構１８では、キャリア１８ｄが回転することで公転するプラネタリギヤ１８ｂの回転によって、サンギヤ１８ａおよびリングギヤ１８ｃが動力を伝達しつつ独立した回転数で回転する。これにより、動力分割機構１８は、エンジン１０から伝達された動力を分割し、サンギヤ１８ａを介して第１モータジェネレータ１２に伝達するとともに、リングギヤ１８ｃを介して第２モータジェネレータ１４の回転軸１４ａに伝達する。そして、回転軸１４ａは、第２モータジェネレータ１４から出力された動力、および、動力分割機構１８によって分割されたエンジン１０からの動力を、ドライブギヤ２０、ドリブンギヤ２４、ドライブシャフト２２を介して車輪２６に伝達する。第１モータジェネレータ１２は、サンギヤ１８ａを介して伝達された動力により発電する。
【００２３】
また、第１モータジェネレータ１２がモータとして機能し、第２モータジェネレータ１４が発電機として機能する場合、エンジン１０から出力された動力が、ダンパ１６を介して動力分割機構１８のキャリア１８ｄに入力されるとともに、第１モータジェネレータ１２から出力された動力が動力分割機構１８のサンギヤ１８ａに入力される。そうすると、動力分割機構１８では、サンギヤ１８ａおよびプラネタリギヤ１８ｂの回転によってリングギヤ１８ｃが回転する。これにより、動力分割機構１８は、エンジン１０から入力される動力、および、第１モータジェネレータ１２から入力される動力を、リングギヤ１８ｃ、回転軸１４ａ、ドライブギヤ２０、ドリブンギヤ２４、ドライブシャフト２２を介して車輪２６に伝達する。また、第２モータジェネレータ１４は、リングギヤ１８ｃを介して伝達された動力により発電する。
【００２４】
また、自動車１には、第１モータジェネレータ１２および第２モータジェネレータ１４を冷却するためのオイルを、第１モータジェネレータ１２および第２モータジェネレータ１４に供給するポンプシステム３０が設けられている。
【００２５】
図２は、ポンプシステム３０の構成を説明する図である。図２に示すように、ポンプシステム３０は、メインポンプ３２、アシストポンプ３４、電動モータ３６、アキュムレータ３８、高圧開放バルブ４０、リリーフバルブ４２を含んで構成される。
【００２６】
メインポンプ３２は、エンジン１０により常時駆動される機械式のポンプであり、エンジン１０がアイドリング状態で十分な吐出量が確保できるよう設定されている。メインポンプ３２の吐出流路には高圧開放バルブ４０が接続される。
【００２７】
アシストポンプ３４は、電動モータ３６により常時駆動される機械式のポンプであり、メインポンプ３２の吐出量よりも少ない吐出量に設定されている。アシストポンプ３４の吐出流路には高圧開放バルブ４０が接続されている。
【００２８】
アキュムレータ３８は、アシストポンプ３４の吐出流路上に設けられており、アシストポンプ３４から吐出されたオイルの油圧が予め設定された圧力よりも高い場合にはオイルを一時的に蓄積（蓄圧）し、その後、オイルの油圧が予め設定された圧力よりも低くなると蓄積したオイルを高圧開放バルブ４０側に開放することで、高圧開放バルブ４０に付加される油圧を一定に保つ。
【００２９】
高圧開放バルブ４０は、２つの流入ポートが設けられるとともに、１つの排出ポートが設けられている。２つの流入ポートのうち１つの流入ポートには、メインポンプ３２が接続されているとともに、もう１つの流入ポートには、アキュムレータ３８を介してアシストポンプ３４が接続されている。そして、高圧開放バルブ４０は、２つの流入ポートのうち、圧力が高い流入ポートを排出ポートと連通させ、圧力が低い流入ポートを排出ポートに対して遮断させる。
【００３０】
リリーフバルブ４２は、アシストポンプ３４の吐出流路および吸入流路を連通する迂回流路上に設けられ、アシストポンプ３４の吐出流路が予め設定された圧力以上となった場合に、アシストポンプ３４の吐出流路から吸入流路にオイルを戻す一方向弁である。
【００３１】
図３は、メインポンプ３２の構成を説明する図である。ここで、図３に示すように、メインポンプ３２は、例えば内接歯車ポンプであり、外周面に複数の外歯が設けられたインナーロータ５０と、内周面に複数の内歯が設けられたアウターロータ５２とを含んで構成される。メインポンプ３２は、インナーロータ５０とアウターロータ５２との複数の隙間がそれぞれポンプ室５４となっている。
【００３２】
インナーロータ５０は、エンジン１０の動力で回転する不図示のシャフトが中心に挿通され、シャフトと一体的に回転する。インナーロータ５０の外歯は、アウターロータ５２の内歯よりも歯の数が１つ少なく、インナーロータ５０とアウターロータ５２とは、互いに偏心した状態で噛合されている。インナーロータ５０が図３中実線の矢印方向に回転すると、アウターロータ５２も一体となって回転するが、このとき、複数のポンプ室５４が、順次、縮小と拡大を繰り返すこととなる。
【００３３】
そして、インナーロータ５０およびアウターロータ５２を収容するハウジング５６には、吸入ポート５６ａおよび吐出ポート５６ｂが設けられている。吸入ポート５６ａは、複数のポンプ室５４のうち、インナーロータ５０およびアウターロータ５２の回転に伴ってポンプ室５４が容積を拡大する範囲に開口しており、容積拡大による負圧作用でポンプ室５４にオイルを導く。一方、吐出ポート５６ｂは、吸入ポート５６ａよりも回転方向後方であって、インナーロータ５０およびアウターロータ５２の回転に伴ってポンプ室５４が容積を縮小する範囲に開口しており、容積縮小による圧縮作用で圧縮されたポンプ室５４内のオイルが吐出される。
【００３４】
このような構成でなるメインポンプ３２では、インナーロータ５０およびアウターロータ５２の回転に伴って、吐出ポート５６ｂの一部または全部をインナーロータ５０およびアウターロータ５２が塞ぐため、吐出ポート５６ｂの開口面積が変化する。これに伴い、吐出ポート５６ｂの開口面積が拡大していくに連れてメインポンプ３２から吐出されるオイル量が増加するとともに油圧も上昇し、吐出ポート５６ｂの開口面積が縮小していくに連れてメインポンプ３２から吐出されるオイル量が減少するとともに油圧も低下する。したがって、メインポンプ３２は、吐出流路に油圧脈動を発生させることになる。
【００３５】
一方、アシストポンプ３４は、メインポンプ３２と同様に、例えば内接歯車ポンプであり、吐出流路に油圧脈動を発生させることになるが、アシストポンプ３４の吐出流路にはアキュムレータ３８が設けられているため、高圧開放バルブ４０に付加される油圧は略一定に保たれる。
【００３６】
したがって、高圧開放バルブ４０は、メインポンプ３２の吐出流路の油圧がアシストポンプ３４の吐出流路の油圧よりも高い場合には、メインポンプ３２側の流入ポートと排出ポートとを連通させ、メインポンプ３２から吐出されたオイルを第１モータジェネレータ１２および第２モータジェネレータ１４に供給する。
【００３７】
また、高圧開放バルブ４０は、メインポンプ３２の吐出流路の油圧がアシストポンプ３４の吐出流路の油圧よりも低い場合には、アシストポンプ３４の吐出流路側の流入ポートと排出ポートとを連通させ、アシストポンプ３４から吐出されたオイルを第１モータジェネレータ１２および第２モータジェネレータ１４に供給する。
【００３８】
図４は、メインポンプ３２の吐出流路の油圧Ｐ１およびアシストポンプ３４の吐出流路の油圧Ｐ２を説明する図である。
【００３９】
図４に示すように、メインポンプ３２の吐出流路の油圧Ｐ１は時間とともに脈動する。一方、アシストポンプ３４の吐出流路の油圧Ｐ２は略一定となる。そして、高圧開放バルブ４０は、メインポンプ３２から吐出されるオイル、および、アシストポンプ３４から吐出されるオイルのうち、油圧が高い方のオイルを第１モータジェネレータ１２および第２モータジェネレータ１４に供給する。
【００４０】
したがって、メインポンプ３２の吐出流路の油圧Ｐ１がアシストポンプ３４の吐出流路の油圧Ｐ２よりも低い場合、図４中ハッチングで示す領域に相当するオイルが、アシストポンプ３４から第１モータジェネレータ１２および第２モータジェネレータ１４に供給されることになる。
【００４１】
このように、ポンプシステム３０は、メインポンプ３２が直接的に高圧開放バルブ４０に接続されているとともに、アシストポンプ３４がアキュムレータ３８を介して高圧開放バルブ４０に接続されている。これにより、ポンプシステム３０は、メインポンプ３２で発生する圧力脈動によって油圧が低下した場合に、一定油圧に保たれたアシストポンプ３４から第１モータジェネレータ１２および第２モータジェネレータ１４にオイルを供給する。一方、ポンプシステム３０は、メインポンプ３２で発生する圧力脈動によって油圧が上昇した場合にはメインポンプ３２から第１モータジェネレータ１２および第２モータジェネレータ１４にオイルを供給する。
【００４２】
したがって、ポンプシステム３０は、圧力脈動が発生するメインポンプ３２を用いた場合に、メインポンプ３２単体でオイルを供給する場合と比して、オイル供給量を増加させることができる。
【００４３】
また、ポンプシステム３０は、オイル供給量を増加させることで、第１モータジェネレータ１２および第２モータジェネレータ１４の冷却性能を高めることができる。
【００４４】
以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例又は修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。
【００４５】
上記実施形態では、オイルを供給する対象部材として第１モータジェネレータ１２および第２モータジェネレータ１４を例に挙げて説明したが、これに限らず、変速機やエンジンを対象部材とし、ポンプシステム３０を対象部材の冷却、潤滑等に用いるようにしてもよい。
【００４６】
また、上記実施形態では、メインポンプ３２がエンジン１０によって駆動され、アシストポンプ３４が電動モータ３６によって駆動されるようにしたが、メインポンプ３２およびアシストポンプ３４を駆動する駆動源はこれに限らず、他の駆動源であってもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、メインポンプ３２およびアシストポンプ３４に内接歯車ポンプを適用する場合を例に挙げて説明したが、メインポンプ３２およびアシストポンプ３４は、他の機械式ポンプであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、車両に搭載されるポンプシステムに利用できる。
【符号の説明】
【００４９】
３０  ポンプシステム
３２  メインポンプ
３４  アシストポンプ
４０  高圧開放バルブ
【図１】
0006666766.tif 000002
【図２】
0006666766.tif 000003
【図３】
0006666766.tif 000004
【図４】
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