(57)【要約】【課題】過大な吐出流量変化を招くことなく、エンジンアイドル時の吐出流量を増加させることのできる車両用ポンプ装置を提供すること。【解決手段】エンジン２には入出力間の差動回転を許容可能なトルクコンバータ４が接続されるとともに、同エンジン２とオイルポンプ１１との間には遊星歯車機構２０が介在される。遊星歯車機構２０の第１要素を構成するプラネタリキャリヤ１９は、エンジン２の出力部（クランク軸７と一体に回転するトルクコンバータ４のインペラ軸１０）に接続され、同じく第２要素を構成するリングギヤ１７には、オイルポンプ１１の入力部１５が接続される。そして、当該遊星歯車機構２０の第３要素を構成するサンギヤ１６は、トルクコンバータ４の出力軸を構成するタービン軸８に接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを駆動源として流体ポンプを駆動する車両用ポンプ装置において、
前記エンジンには入出力間の差動回転を許容することが可能な継手装置が接続されるとともに、前記エンジンと前記流体ポンプとの間には差動機構が介在されるものであって、
前記差動機構の第１要素及び第２要素は、それぞれ対応する前記エンジンの出力部及び前記流体ポンプの入力部に接続されるとともに、該差動機構の第３要素には、前記継手装置の出力部が接続されること、を特徴とする車両用ポンプ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用ポンプ装置において、
前記継手装置は、前記エンジンとトランスミッションとの間に設けられたトルクコンバータであって、前記差動機構の第３要素は、前記トランスミッションの入力部側において前記接続されること、を特徴とする車両用ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンを駆動源として流体ポンプを駆動する車両用ポンプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジン回転に比例した回転で流体ポンプを駆動する車両用ポンプ装置においては、その回転数が最も低くなるエンジンアイドル時に合わせてポンプ容量を決定するのが一般的である。しかしながら、当該エンジンアイドル時における十分な吐出流量を確保すべくポンプ容量を大とする、或いはエンジン出力に対するポンプ入力の変速比（増速比）を大とすれば、車両走行時には、そのエンジン回転の上昇に伴う過大な余剰流の発生、及びそれによるエネルギー損失が問題となる。
【０００３】
この点を踏まえ、従来、エンジンと流体ポンプとの間に差動機構（遊星歯車機構）を設け、その第１及び第２要素をエンジンの出力部及び流体ポンプの入力部にそれぞれ接続するとともに、当該差動機構の第３要素をトランスミッションの出力部に接続するポンプ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
即ち、上記構成によれば、トランスミッション出力に応じて、エンジン出力に対するポンプ入力の変速比（増速比）を可変させることができる。そして、当該トランスミッション出力は、エンジンがアイドル回転となる車両停車時には略ゼロであり、且つ、車速の上昇とともに増加するという特徴を有している。従って、車速上昇に応じてポンプ入力の増速比を低減することが可能となり、その結果、高い増速比を選択してエンジンアイドル時における十分な吐出流量を確保しつつ、エンジンが高回転となる蓋然性の高い車速上昇時における過大な余剰流の発生を抑制してエネルギー消費の低減を図ることができるようになる。
【特許文献１】特開２００７−５１２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、トランスミッション出力は車速に比例するのに対し、エンジン出力は車両の走行状態に応じて大きく変動する。このため、上記従来の構成では、その吐出流量変化が極めて大きくなるという問題がある。特に、急加速時等、減速比の高いギヤを選択してエンジン回転を高く維持するような状況においては、トランスミッション出力に対し、エンジン出力が一方的に高回転になることで、流体ポンプは、その増速比が高いまま、高回転で駆動されることになる。その結果、上記のような過大な余剰流によるエネルギー損失が発生するとともに、当該高回転駆動に合わせた流体ポンプの強化、並びにその大きな吐出流量変化に対応可能な油路設計及び油圧制御が必要になるといった課題を残しており、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、過大な吐出流量変化を招くことなく、エンジンアイドル時の吐出流量を増加させることのできる車両用ポンプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、エンジンを駆動源として流体ポンプを駆動する車両用ポンプ装置において、前記エンジンには入出力間の差動回転を許容することが可能な継手装置が接続されるとともに、前記エンジンと前記流体ポンプとの間には差動機構が介在されるものであって、前記差動機構の第１要素及び第２要素は、それぞれ対応する前記エンジンの出力部及び前記流体ポンプの入力部に接続されるとともに、該差動機構の第３要素には、前記継手装置の出力部が接続されること、を要旨とする。
【０００８】
即ち、エンジンがアイドル回転となる車両停車時には、継手装置により差動が許容されることで同継手装置の出力部は略停止した状態となり、その後、車速の上昇とともに継手装置の出力部が回転することにより、当該出力部とエンジンの出力部と差動は小さくなる。従って、上記構成によれば、第１要素への入力を増速して第２要素から出力するとともに、第３要素への入力によりその増速比が低減されるように差動機構を構成することで、比較的高い増速比を設定してエンジンアイドル時における十分な吐出流量を確保する。そして、エンジン回転上昇時の過大な余剰流については、その増速比低下作用により、これを抑制することができる。その結果、過大な吐出流量変化を招くことなく、エンジンアイドル時の吐出流量を増加させることができる。そして、高い増速比を採用することによるポンプ容量及びサイズの小型化と併せて、その最大吐出流量の低減により得られる利点、具体的には、ポンプ強度及び油路径の適正化、並びに流速低下によるキャビテーション抑制効果、更には、吐出流量変化幅の低減による油圧制御の容易化等、数多くの利益を享受することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記継手装置は、前記エンジンとトランスミッションとの間に設けられたトルクコンバータであって、前記差動機構の第３要素は、前記トランスミッションの入力部側において前記接続されること、を要旨とする。
【００１０】
即ち、多くの車両に搭載された既存のトルクコンバータを利用することで、構成の簡素化を図ることができる。加えて、差動機構における増速比低下作用の基礎となる第３要素への入力を、トランスミッションの入力部側に配置されたトルクコンバータの出力部とすることにより、当該トランスミッションの変速比（減速比）の影響を排除することができる。これにより、当該第３要素に入力される回転に対し、第１要素に入力されるエンジン出力に基づく回転が一方的に高回転なる状況を回避して、流体ポンプの吐出流量変化を小さく抑えることができる。従って、上記構成によれば、より効果的に、過大な吐出流量変化を招くことなく、エンジンアイドル時の吐出流量を増加させることができるようになる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、過大な吐出流量変化を招くことなく、エンジンアイドル時の吐出流量を増加させることが可能な車両用ポンプ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態では、車両用ポンプ装置１の駆動源であるエンジン２とそのエンジン出力を変速して車両の駆動系に伝達するトランスミッション３との間には、継手装置としてのトルクコンバータ４が介在されている。
【００１３】
トルクコンバータ４は、回転自在に対向配置されたインペラ５及びタービン６を備えており、インペラ５には、エンジン２の出力部を構成するクランク軸７が接続され、タービン６には、同トルクコンバータ４の出力部を構成するタービン軸８が連結されている。そして、これらインペラ５及びタービン６の回転に伴って、当該インペラ５とタービン６との間に介在された粘性流体が循環流動することにより、その入出力間の差動を許容しつつトルク伝達することが可能な構成となっている。
【００１４】
尚、このトルクコンバータ４には、ロックアップクラッチ９が設けられている。そして、そのロックアップクラッチ９を締結させることで、インペラ５とタービン６との相対回転を規制、即ちその入出力間の差動を禁止することが可能となっている。
【００１５】
また、本実施形態のインペラ５には、インペラ軸１０が設けられている。そして、本実施形態では、このインペラ軸１０の回転をオイルポンプ１１に伝達することにより同オイルポンプ１１を駆動し、これにより上記トランスミッション３に用いられる粘性流体を循環させる構成となっている。
【００１６】
詳述すると、本実施形態では、インペラ軸１０には、同インペラ軸１０とともに一体回転する第１プーリ１２が設けられており、インペラ軸１０の回転は、この第１プーリ１２に架け渡されたベルト１３を介して第２プーリ１４へと伝達される。そして、その第２プーリ１４の回転がオイルポンプ１１の入力部１５に伝達されることにより、同オイルポンプ１１が駆動される。
【００１７】
さらに詳述すると、本実施形態では、この第２プーリ１４とオイルポンプ１１との間には、同軸に配置されたサンギヤ１６及びリングギヤ１７、並びにこれらの間に介在されたプラネタリギヤ１８及び同プラネタリギヤ１８を自転可能且つ公転可能に支承するプラネタリキャリヤ１９を備えてなる遊星歯車機構２０が介在されている。
【００１８】
本実施形態では、上記第２プーリ１４は、同遊星歯車機構２０において第１要素を構成するプラネタリキャリヤ１９が接続され、オイルポンプ１１の入力部１５は、同じく第２要素を構成するリングギヤ１７に接続されている。そして、これにより、インペラ軸１０の回転がオイルポンプ１１の入力部１５へと伝達されるようになっている。
【００１９】
また、本実施形態では、上記トルクコンバータ４のタービン軸８には、同タービン軸８とともに一体回転する第３プーリ２１が設けられるとともに、上記遊星歯車機構２０のサンギヤ１６には第４プーリ２２が連結されている。そして、これら第３プーリ２１及び第４プーリは、両者に架け渡されたベルト２３により駆動連結されている。
【００２０】
即ち、本実施形態では、遊星歯車機構２０において第３要素を構成するサンギヤ１６には、トルクコンバータ４の出力部を構成するタービン軸８が接続されている。そして、これにより、そのサンギヤ１６に入力される回転に応じて、プラネタリキャリヤ１９に入力される回転とリングギヤ１７から出力される回転との間の変速比（増速）が変更される構成となっている。
【００２１】
具体的には、本実施形態の遊星歯車機構２０は、その第１要素を構成するプラネタリキャリヤ１９への入力を増速して第２要素を構成するリングギヤ１７から出力するとともに、第３要素を構成するサンギヤ１６への入力によりその増速比が低減される。より具体的には、そのサンギヤ１６の回転速度が速くなるほど、上記増速比がより大きく低減されるように構成されている。そして、本実施形態では、遊星歯車機構２０の第３要素であるサンギヤ１６にトルクコンバータ４の出力部を構成するタービン軸８を接続した場合における増速比の変化特性を利用することにより、上述のような過大な吐出流量変化を生じさせることなく、エンジンアイドル時におけるオイルポンプ１１の吐出流量を増加させることが可能となっている。
【００２２】
即ち、エンジン２がアイドル回転となる車両停車時には、トルクコンバータ４により差動が許容されることで、当該トルクコンバータ４の出力部を構成するタービン軸８は略停止した状態となり、これにより遊星歯車機構２０の増速比は最大となる。そして、車速の上昇とともに当該タービン軸８とインペラ軸１０との差動回転、即ちトルクコンバータ出力とエンジン出力との差動が小さくなり、遊星歯車機構２０の第３要素を構成するサンギヤ１６の回転が上昇することで、当該遊星歯車機構２０の増速比は低減される。従って、上記構成によれば、比較的高い増速比を遊星歯車に設定してエンジンアイドル時における十分な吐出流量を確保するとともに、エンジン回転上昇時における過大な余剰流の発生については、上記遊星歯車機構２０の増速比低下作用により、これを抑制することができる。
【００２３】
また、特に、その遊星歯車機構２０における増速比低下作用の基礎となるサンギヤ１６への入力を、トランスミッション３の入力部側に配置されたトルクコンバータ４の出力部（タービン軸８）とすることにより、当該トランスミッション３の変速比（減速比）の影響を排除することができる。これにより、当該第３要素としてのサンギヤ１６に入力される回転に対し、第１要素としてのプラネタリキャリヤ１９に入力されるエンジン出力に基づく回転が一方的に高回転なる状況を回避して、オイルポンプ１１の吐出流量変化を小さく抑えることができる。従って、過大な吐出流量変化を招くことなく、エンジンアイドル時の吐出流量を増加させることができるようになる。その結果、高い増速比を採用することによるポンプ容量及びサイズの小型化と併せて、その最大吐出流量の低減により得られる利点、具体的には、ポンプ強度及び油路径の適正化、並びに流速低下によるキャビテーション抑制効果、更には、吐出流量変化幅の低減による油圧制御の容易化等、数多くの利益を享受することができる。
【００２４】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、入出力間の差動回転を許容することが可能な継手装置として、エンジン２とトランスミッション３との間に介在されたトルクコンバータ４を用いる構成とした。しかし、これに限らず、入出力間の差動回転を許容可能なものであれば、トルクコンバータ４以外の継手を用いる構成に具体化してもよい。
【００２５】
・本実施形態では、トランスミッション３に用いられる粘性流体を循環させるためのオイルポンプ１１を駆動することとしたが、これに限らず、その他の流体ポンプを駆動する構成に適用してもよい。
【００２６】
・本実施形態では、本発明をエンジン２とオイルポンプ１１との間に介在される差動機構として遊星歯車機構２０を用いる構成に具体化した。しかし、これに限らず、第１要素への入力を増速して第２要素から出力し、且つ第３要素への入力によりその増速比を低減することが可能なものであれば、その他の差動機構を用いる構成に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】車両用ポンプ装置の概略構成を示すスケルトン図。
【符号の説明】
【００２８】
１…車両用ポンプ装置、２…エンジン、３…トランスミッション、４…トルクコンバータ、５…インペラ、６…タービン、７…クランク軸、８…タービン軸、９…ロックアップクラッチ、１０…インペラ軸、１１…オイルポンプ、１２…第１プーリ、１３…ベルト、１４…第２プーリ、１５…入力部、１６…サンギヤ、１７…リングギヤ、１８…プラネタリギヤ、１９…プラネタリキャリヤ、２０…遊星歯車機構、２１…第３プーリ、２２…第４プーリ、２３…ベルト。
【図１】
2009299825.tif 000003