(57)【要約】【課題】電動ポンプの出力を低出力化してコストを低減できると共に、シンプルな構造でメカニカルポンプによるエンジンの負荷を低減して、燃費を向上できる車両用の油圧回路を提供する。【解決手段】モータ３１により駆動される電動ポンプ３２と切換バルブ３３とをメカニカルポンプ２３の上流側から分岐する分岐路３０の上流側から順に配置し、高圧回路２１の油圧が高圧Ｐ１未満の場合には、モータ３１により電動ポンプ３２を駆動すると共に切換バルブ３３により分岐路３０の接続先を高圧回路２１にし、高圧回路２１の油圧が高圧Ｐ１以上、且つ低圧回路２２の油量が必要油量未満の場合には、モータ３１により電動ポンプ３２を駆動すると共に切換バルブ３３により分岐路３０の接続先を低圧回路２２にし、それ以外の場合には、電動ポンプ３２を停止する構成にした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧により動作する油圧機器に供給される高圧の作動油が流れる高圧回路と、該高圧回路の下流側に配置されて冷却用及び潤滑用の低圧の作動油が流れる低圧回路と、該高圧回路の上流側に配置されてエンジンにより駆動されるメカニカルポンプと、モータにより駆動される電動ポンプとを備えた車両用の油圧回路において、
前記メカニカルポンプの上流側から分岐する分岐路と、該分岐路の接続先を前記高圧回路及び前記低圧回路のどちらか一方に切り換える切換手段とを備え、前記電動ポンプと該切換手段とを該分岐路の上流側から順に配置し、
前記メカニカルポンプから前記高圧回路に供給される作動油の油圧を前記高圧に設定し、且つ前記エンジンの回転数がアイドル回転数よりも大きい充足回転数になったときの前記メカニカルポンプの吐出油量を前記高圧回路における前記油圧機器を作動させる作動油量と前記低圧回路における冷却及び潤滑に必要な必要油量の最大必要油量との両方を充たす充足油量に設定し、
前記電動ポンプの吐出方向を前記分岐路の上流から下流に向う方向に設定し、且つ前記電動ポンプの吐出圧を前記低圧に設定し、
前記高圧回路の油圧が前記高圧未満の場合には、前記モータにより前記電動ポンプを駆動すると共に前記切換手段により前記分岐路の接続先を前記高圧回路にし、
前記高圧回路の油圧が前記高圧以上、且つ前記低圧回路の油量が前記必要油量未満の場合には、前記モータにより前記電動ポンプを駆動すると共に前記切換手段により前記分岐路の接続先を前記低圧回路にし、
それ以外の場合には、前記電動ポンプを停止する構成にしたことを特徴とする車両用の油圧回路。
【請求項２】
前記切換手段を、前記高圧回路の前記油圧機器の上流側のライン圧により切り換えられる切換バルブで構成し、該ライン圧が前記低圧以上、前記高圧未満の場合には、前記分岐路の接続先が前記高圧回路に切り換えられ、該ライン圧が前記高圧以上の場合には、前記分岐路の接続先が前記低圧回路に切り換えられる構成にした請求項１に記載の車両用の油圧回路。
【請求項３】
前記エンジンの回転数がアイドル回転数になったときの前記メカニカルポンプの吐出油量を前記作動油量以上に設定した請求項１又は２に記載の車両用の油圧回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の油圧回路に関し、より詳細には、電動ポンプの出力を低出力化してコストを低減できると共に、シンプルな構造でメカニカルポンプによるエンジンの負荷を低減して、燃費を向上できる車両用の油圧回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の油圧回路は、油圧機器を作動させる高圧、且つ小油量の作動油が流れる高圧回路と、冷却用及び潤滑用の低圧、且つ大油量の作動油が流れる低圧回路とを備えている。エンジンにより駆動されるメカニカルポンプによって油圧回路の油量を賄うには、エンジンの回転数がアイドル回転数のときのメカニカルポンプの吐出油量を高圧回路と低圧回路とを充足する吐出油量にする必要がある。そのため、メカニカルポンプの容量の大容量化と出力の高圧化との必要が生じて、エンジンへの負荷が大きくなり燃費が悪化していた。
【０００３】
そこで、エンジンにより駆動されるメカニカルポンプとモータにより正逆両方向に駆動される電動ポンプとを備えた車両用の油圧回路が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この装置は冷却用や潤滑用に使用される作動油のメカニカルポンプからの供給油量が不足したときには、電動ポンプを一方向に回転させて電動ポンプによりその不足分を補っている。そのため、メカニカルポンプの容量を可及的に小容量なものにして、エンジンへの負荷を低減している。
【０００５】
また、メカニカルポンプの非駆動時には、電動ポンプを他方向に回転させて電動ポンプにより湿式クラッチなどの油圧機器に作動油を供給している。そのため、アイドルストップ時などにも油圧機器に作動油を供給可能としている。なお、油圧機器としては、湿式クラッチの他に、トルクコンバータなどを例示することができる。
【０００６】
しかし、電動ポンプを利用して高圧回路と低圧回路とへのアシストを行うためには、電動ポンプの容量を大容量化、且つ出力を高圧化する必要があり、電動ポンプに掛かるコストが増大する。また、上記の装置にはメカニカルポンプ用の回路と電動ポンプ用の回路との二つの回路が必要となるので、油圧回路が複雑化する。加えて、電動ポンプ用の回路も電動ポンプの正逆両方向の流れに対応させるために複雑化する。更に、電動ポンプを正逆両方向に回転させるためには、モータの構造やモータの制御が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−７２４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その課題は、電動ポンプの出力を低出力化してコストを低減できると共に、シンプルな構造でメカニカルポンプによるエンジンの負荷を低減して、燃費を向上できる車両用の油圧回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための本発明の車両用の油圧回路は、油圧により動作する油圧機器に供給される高圧の作動油が流れる高圧回路と、該高圧回路の下流側に配置されて冷却
用及び潤滑用の低圧の作動油が流れる低圧回路と、該高圧回路の上流側に配置されてエンジンにより駆動されるメカニカルポンプと、モータにより駆動される電動ポンプとを備えた車両用の油圧回路において、前記メカニカルポンプの上流側から分岐する分岐路と、該分岐路の接続先を前記高圧回路及び前記低圧回路のどちらか一方に切り換える切換手段とを備え、前記電動ポンプと該切換手段とを該分岐路の上流側から順に配置し、前記メカニカルポンプから前記高圧回路に供給される作動油の油圧を前記高圧に設定し、且つ前記エンジンの回転数がアイドル回転数よりも大きい充足回転数になったときの前記メカニカルポンプの吐出油量を前記高圧回路における前記油圧機器を作動させる作動油量と前記低圧回路における冷却及び潤滑に必要な必要油量の最大必要油量との両方を充たす充足油量に設定し、前記電動ポンプの吐出方向を前記分岐路の上流から下流に向う方向に設定し、且つ前記電動ポンプの吐出圧を前記低圧に設定し、前記高圧回路の油圧が前記高圧未満の場合には、前記モータにより前記電動ポンプを駆動すると共に前記切換手段により前記分岐路の接続先を前記高圧回路にし、前記高圧回路の油圧が前記高圧以上、且つ前記低圧回路の油量が前記必要油量未満の場合には、前記モータにより前記電動ポンプを駆動すると共に前記切換手段により前記分岐路の接続先を前記低圧回路にし、それ以外の場合には、前記電動ポンプを停止する構成にしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の車両用の油圧回路によれば、電動ポンプをメカニカルポンプの吐出油量が少ない場合に不足する冷却用及び潤滑用の作動油を供給するものとして使用すると共に、分岐路に正方向のみ回転する電動ポンプと切換手段とを備えるというシンプルな構造で、メカニカルポンプと電動ポンプとの両方を活用して作動油を供給できる。これにより、電動ポンプを吐出圧の低い低出力なものにして低コスト化を図ると共に、シンプルな構造でメカニカルポンプによるエンジンの負荷を低減して、燃費を向上できる。
【００１１】
また、メカニカルポンプの容量をより小さい容量に設定しても、エンジンの回転数が充足回転数よりも低い場合に生じるメカニカルポンプの吐出油量の不足分を電動ポンプで補うことができるので、油圧機器の作動不良、冷却不足及び潤滑不足を回避できる。従って、メカニカルポンプによるエンジンへの負荷を低減して、燃費を向上できる。
【００１２】
加えて、エンジンが始動する際、あるいはエンジンがアイドルストップから復帰する際に、電動ポンプの吐出した作動油が油圧機器に供給されるので、メカニカルポンプの始動トルクを低減して燃費の悪化を回避できると共に、油圧機器の油圧確保時間を早めることができ、ドライバビリティを向上できる。
【００１３】
更に、エンジンの回転数が充足回転数よりも低い場合に、電動ポンプを常時駆動しなくてもよいので、電動ポンプの使用頻度が低減して、電気エネルギーの消費量を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の車両用の油圧回路の実施形態を例示する回路図であり、エンジンの始動時を示す。
【図２】本発明の車両用の油圧回路の実施形態を例示する回路図であり、エンジンの通常運転時を示す。
【図３】図１のメカニカルポンプの回転数と吐出油量との関係及び従来技術のメカニカルポンプの回転数と吐出油量との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の車両用の油圧回路の実施形態について説明する。図１及び図２は、本発明の実施形態の油圧回路２０の構成を示す。なお、図中の矢印は作動油の流れを示してい
る。
【００１６】
この油圧回路２０は、ディーゼルエンジン（以下、エンジン）１０を搭載した車両に設けられた油圧機器に油圧を供給すると共に冷却用及び潤滑用の作動油を供給するものである。この油圧機器としては、クラッチ１１やトルクコンバータ１２などを例示することができる。また、冷却用及び潤滑用の作動油は作動油クーラー１３で冷却されて、分配器１４を経由して各所に分配されている。
【００１７】
油圧回路２０はクラッチ１１やトルクコンバータ１２に高圧の作動油を供給する高圧回路２１と、高圧回路２１の下流側に配置されて冷却用及び潤滑用の低圧の作動油を供給する低圧回路２２とを備えている。
【００１８】
この油圧回路２０は、高圧回路２１の上流側に配置されたメカニカルポンプ２３がエンジン１０により駆動されると、油溜まり２４の作動油がオイルフィルター２５を経由して高圧回路２１に流れ込み、次いで、高圧回路２１を流れた作動油が低圧回路２２に流れ込み、油溜まり２６に溜まるように構成されている。また、高圧回路２１とメカニカルポンプ２３との間には、調圧バルブ２７が配置されており、メカニカルポンプ２３から高圧回路２１に流れ込む作動油の圧力が予め定めた油圧（高圧）以上にならないように、調節されている。
【００１９】
高圧回路２１には、クラッチ１１の締結圧を制御するクラッチ制御バルブ２８と、トルクコンバータ１２への油路を切り換えて、トルクコンバータ１２に設けられた図示しないロックアップクラッチの締結及び非締結を切り換えるロックアップ制御バルブ２９とを備えている。
【００２０】
高圧回路２１においては、クラッチ１１の締結に必要な作動油及びトルクコンバータ１２のロックアップクラッチの締結に必要な作動油の油圧を高圧Ｐ１とし、且つその油量を作動油量Ｑ１とする。一方、低圧回路２２においては、冷却用及び潤滑用に必要な作動油の油圧を高圧Ｐ１よりも低い低圧Ｐ２とし、且つその油量を必要油量として、その必要油量の最大値を最大必要油量Ｑ２とする。
【００２１】
このような油圧回路２０において、メカニカルポンプ２３の上流側から分岐する分岐路３０と、図示しない制御装置によって制御されるモータ３１により駆動される電動ポンプ３２と、分岐路３０の接続先を高圧回路２１及び低圧回路２２のどちらか一方に切り換える切換手段として切換バルブ３３とを備えている。この電動ポンプ３２と切換バルブ３３とは、分岐路３０の上流側から順に配置されている。
【００２２】
分岐路３０は上流側に配置された第一分岐路３４と下流側に並列に配置された第二分岐路３５及び第三分岐路３６とを有しており、第二分岐路３５及び第三分岐路３６のそれぞれには下流側から上流側に作動油が流れないようにチェックバルブ３７、３８が介設されている。この第二分岐路３５は高圧回路２１の上流側に接続しており、第三分岐路３６は低圧回路２２の上流側に接続されている。
【００２３】
この分岐路３０においては、モータ３１により電動ポンプ３２が駆動されると、油溜まり２４の作動油がオイルフィルター２５を経由して第一分岐路３４に流れ込み、次いで、切換バルブ３３によって第二分岐路３５及び第三分岐路３６のどちらか一方に流れ込むように構成されている。
【００２４】
図３は、実線が本発明におけるメカニカルポンプ２３の回転数と吐出油量との関係を示し、点線が従来技術のメカニカルポンプの回転数と吐出油量との関係を示すグラフである
。ここで、作動油量Ｑ１と最大必要油量Ｑ２との両方を充たす吐出油量を充足油量Ｑ３とする。また、エンジン１０がアイドル回転数未満の回転数且つ吐出油量が作動油量Ｑ１を充たしたときのメカニカルポンプ２３の回転数を作動回転数Ｎ１、エンジン１０がアイドル回転数のときのメカニカルポンプ２３の回転数をアイドル回転数Ｎ２、及びエンジン１０がアイドル回転数超且つ吐出油量が充足油量Ｑ３を充たしたときのメカニカルポンプ２３の回転数を充足回転数Ｎ３とする。
【００２５】
メカニカルポンプ２３の吐出圧と吐出油量とはエンジン１０の回転数に合わせて昇降する。但し、調圧バルブ２７によりメカニカルポンプ２３から高圧回路２１に供給される作動油の最大油圧は高圧Ｐ１に設定されている。また、充足回転数Ｎ３になったときのメカニカルポンプ２３の吐出油量は充足油量Ｑ３に設定されている。
【００２６】
従って、このメカニカルポンプ２３はアイドル回転数Ｎ２のときに充足油量Ｑ３となる使用の従来技術のメカニカルポンプよりも容量が小容量のものになっている。なお、メカニカルポンプ２３の容量には、エンジン１０の動力にから発電され、その発電された電力により駆動する電動ポンプ３２側の電動化効率や、油圧回路２０の高圧回路２１のアキュムレータ容量も関与している。
【００２７】
電動ポンプ３２の吐出方向は分岐路３０の上流から下流に向う方向に設定されている。また、その吐出圧は低圧Ｐ２に設定されている。更に、その吐出油量は充足油量Ｑ３とアイドル回転数Ｎ２になったときのメカニカルポンプ２３のアイドル油量Ｑ４との差分を補えるように最大が差分油量Ｑ５に設定されている。
【００２８】
よって、この電動ポンプ３２は、メカニカルポンプ２３の吐出油量では、冷却用及び潤滑用に必要な必要油量に充たないときに、その必要油量を補うものである。この差分油量Ｑ５はゼロよりも大きく、最大必要油量Ｑ２以下となる。従って、この電動ポンプ３２はクラッチ１１の締結及びトルクコンバータ１２のロックアップクラッチの締結に必要な油圧が供給可能なものと比較して出力の低い低コストなものになっている。
【００２９】
なお、差分油量Ｑ５は電動化効率等によって決まる燃料消費低減量（燃費改善効果）と電動ポンプ３２の導入によるシステムコスト増のバランスとから決定されている。また、モータ３１の回転を制御して電動ポンプ３２の吐出圧及び吐出油量を可変する構成にしてもよい。電動ポンプ３２の吐出圧及び吐出油量を可変する場合には、メカニカルポンプ２３の回転数がアイドル回転数Ｎ２から充足回転数Ｎ３になるまでの充足油量Ｑ３に対して不足している不足油量ΔＱ１分を補うように、メカニカルポンプ２３の回転数の上昇に合わせて電動ポンプ３２の回転数を下降するとよい。
【００３０】
この油圧回路２０の動作について説明する。この油圧回路２０は、高圧回路２１の油圧が高圧Ｐ１未満の場合、つまり、メカニカルポンプ２３の回転数が作動回転数Ｎ１未満でメカニカルポンプ２３の吐出油量が作動油量Ｑ１未満の場合には、図１に示すように、モータ３１により電動ポンプ３２を駆動すると共に切換バルブ３３により分岐路３０の接続先を高圧回路２１にしている。また、高圧回路２１の油圧が高圧Ｐ１以上、且つ低圧回路２２の油量が必要油量未満の場合、つまりメカニカルポンプ２３の回転数が作動回転数Ｎ１以上、充足回転数Ｎ３未満の範囲でメカニカルポンプ２３の吐出油量が作動油量Ｑ１以上、充足油量Ｑ３未満の場合には、図２に示すように、モータ３１により電動ポンプ３２を駆動すると共に切換バルブ３３により分岐路３０の接続先を低圧回路２２にしている。そして、それ以外の場合には、電動ポンプ３２を停止している。
【００３１】
ここでいう、高圧回路２１の油圧が高圧Ｐ１未満の場合とは、エンジン１０が始動する場合やエンジン１０がアイドルストップから復帰する場合のことである。また、高圧回路
２１の油圧が高圧Ｐ１以上、且つ低圧回路２２の油量が必要油量未満の場合とは、作動油の温度が比較的高くなるクラッチ１１の半クラッチ制御中やトルクコンバータ１２のロックアップクラッチの非締結時などの場合のことである。なお、必要油量は潤滑状況や作動油の冷却状況によりゼロ以上、最大必要油量Ｑ２以下の範囲で変動している。この必要油量はエンジン１０の動作状況などから算出されている。
【００３２】
このように、油圧回路２０は、エンジン１０により駆動されるメカニカルポンプ２３とモータ３１により駆動される電動ポンプ３２との両方を使用して、油圧機器への油圧の供給と作動油による冷却及び潤滑を行っている。この際に、電動ポンプ３２をメカニカルポンプ２３の吐出油量が少ない場合に不足する冷却用及び潤滑用の作動油を供給するものとして使用すると共に、切換バルブ３３によって電動ポンプ３２からの作動油を高圧回路２１及び低圧回路２２のどちらか一方に切り換えている。
【００３３】
これにより、電動ポンプ３２を吐出圧の低い低出力なものにして低コスト化を図ると共に、従来技術の油圧回路よりもシンプルな構造として、回路の複雑化を回避して単純化を図っている。また、電動ポンプ３２を正方向のみに回転するだけでよく、モータ３１の制御もオンオフ制御という単純な制御でよいので、コストの低減には有利となる。
【００３４】
更に、メカニカルポンプ２３の動作状況に応じて切換バルブ３３を切り換えることで、以下の効果を奏する。
【００３５】
第一に、メカニカルポンプ２３の容量をより小さい容量に設定しても、メカニカルポンプ２３の回転数が充足回転数Ｎ３よりも低い場合に生じる作動油の吐出油量の不足分を電動ポンプ３２で補うことができるので、クラッチ１１やトルクコンバータ１２のロックアップクラッチなどの油圧機器の作動不良や、冷却不足及び潤滑不足を回避できる。従って、メカニカルポンプ２３によるエンジン１０への負荷を低減して、燃費を向上できる。
【００３６】
図３に示すように、メカニカルポンプ２３の回転数がアイドル回転数Ｎ２から充足回転数Ｎ３になるまでは、充足油量Ｑ３に対して不足油量ΔＱ１分が不足するが、本発明によれば、この不足油量ΔＱ１分を電動ポンプ３２によって補うことができる。また、本発明のメカニカルポンプ２３は、従来のメカニカルポンプと比較して不要油量ΔＱ２分、エンジン１０への負荷が低減できる。
【００３７】
第二に、エンジン１０が始動する際、又はエンジン１０がアイドルストップから復帰する際に、電動ポンプ３２の吐出した作動油がクラッチ１１やトルクコンバータ１２のロックアップクラッチなどの油圧機器に供給される。これにより、電動ポンプ３２のアシストによってメカニカルポンプ２３の始動トルクを低減して燃費の悪化を回避できると共に、クラッチ１１やトルクコンバータ１２のロックアップクラッチなどの油圧機器の油圧確保時間を早めて、ドライバビリティを向上できる。
【００３８】
第三に、メカニカルポンプ２３の回転数が充足回転数Ｎ３よりも低い場合に、電動ポンプ３２を常時駆動しなくてもよいので、電動ポンプ３２の使用頻度が低減して、電気エネルギーの消費量を低減できる。これにより、コストの低減には有利となる。
【００３９】
上記の油圧回路２０においては、高圧回路２１の上流側から分岐したライン圧供給路３９を切換バルブ３３に接続して、切換バルブ３３が高圧回路２１のクラッチ１１やトルクコンバータ１２のロックアップクラッチなどの油圧機器の上流側のライン圧により切り換えられるものが望ましい。
【００４０】
このライン圧により切り換えられる切換バルブ３３の動作について説明する。切換バル
ブ３３は、図２に示すように、そのライン圧が低圧Ｐ２以上、高圧Ｐ１未満の場合には、分岐路３０の接続先が高圧回路２１に切り換えられ、図１に示すように、ライン圧が高圧Ｐ１以上の場合には、分岐路３０の接続先が低圧回路２２に切り換えられている。
【００４１】
このように、切換バルブ３３をライン圧で切り換える構成にすると、油圧回路２０を電動ポンプ３２の駆動及び停止の制御を行う電気的な制御装置のみで制御することができるので、制御の単純化には有利となる。
【００４２】
また、上記の油圧回路２０においては、メカニカルポンプ２３の回転数がアイドル回転数Ｎ２になったときのメカニカルポンプ２３の吐出油量を作動油量Ｑ１以上に設定することが望ましい。
【００４３】
この構成によれば、アイドル回転数Ｎ２以上の場合には、メカニカルポンプ２３で作動油量Ｑ１を賄うことができるので、電動ポンプ３２の吐出圧を低圧Ｐ２としても、クラッチ１１やトルクコンバータ１２のロックアップクラッチなどの油圧機器の作動不良を回避できる。従って、電動ポンプ３２を低コストなものを使用できる。
【００４４】
なお、上記の実施形態では、切換バルブ３３をライン圧で切り換える構成を例に説明したが、この構成には限定されない。例えば、制御装置によって電気的に切り換えるものを用いてもよい。
【００４５】
また、上記の実施形態の電動ポンプ３２の吐出圧（低圧Ｐ２）は、エンジン１０がアイドルストップから始動する際には、車両がクリープ走行に必要な伝達トルクを伝達可能なクラッチ１１の締結圧を充たすことが望ましい。また、電動ポンプ３２の吐出圧は、エンジン１０が走行中には、冷却用及び潤滑用の油路の圧力損失量よりも大きくなることが望ましい。従って、電動ポンプ３２の吐出圧は、例えば、０．２ＭＰａ以上、０．５ＭＰａ以下が望ましい。
【符号の説明】
【００４６】
１０  エンジン
１１  クラッチ
１２  トルクコンバータ
１３  作動油クーラー
１４  分配器
２０  油圧回路
２１  高圧回路
２２  低圧回路
２３  メカニカルポンプ
３０  分岐路
３１  モータ
３２  電動ポンプ
３３  切換バルブ
３４  第一分岐路
３５  第二分岐路
３６  第三分岐路
Ｎ１  作動回転数
Ｎ２  アイドル回転数
Ｎ３  充足回転数
Ｐ１  高圧
Ｐ２  低圧
Ｑ１  作動油量
Ｑ２  最大必要油量
Ｑ３  充足油量
Ｑ４  アイドル油量
Ｑ５  差分油量
【図１】
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【図２】
2016056838.tif 000004
【図３】
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