説明

オイルポンプ

【課題】エンジン停止時や低回転時でも圧油を供給可能であって、レイアウト性の悪化やコストの増加を抑えることができるオイルポンプを提供すること。
【解決手段】エンジン1とモータ2とが1つのオイルポンプ3を駆動可能に構成し、アイドルストップ制御中のようにエンジン1の停止時には、モータ2によってオイルポンプ3を駆動するようにした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、圧油を供給するオイルポンプに関する。
【背景技術】
【0002】
この種の技術としては、停車時にエンジンを停止するアイドルストップシステムを搭載した車両において、エンジン回転によって作動するメカポンプと、電動ポンプとの2つのオイルポンプを備え、エンジン停止時やエンジン再始動時のエンジン低回転時には電動ポンプによって圧油を供給するようにしている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2004−286148号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上記従来技術にあっては、オイルポンプを2つ設けたためレイアウト性の悪化やコストの増加といった問題があった。
【0004】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、エンジン停止時や低回転時でも圧油を供給可能であって、レイアウト性の悪化やコストの増加を抑えることができるオイルポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記の目的を達成するため、本発明では、圧油を供給するオイルポンプにおいて、モータによってオイルポンプを駆動する第1駆動手段と、エンジンによってオイルポンプを駆動する第2駆動手段と、オイルポンプを駆動する駆動手段を、第1駆動手段から第2駆動手段へ切替える切替手段と、を備えた。
【発明の効果】
【0006】
よって、エンジン停止時や低回転時でも圧油を供給可能にしつつ、レイアウト性の悪化やコストの増加を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
以下、本発明のオイルポンプを実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。
【実施例1】
【0008】
まず、本実施例のアイドルストップシステム搭載車について説明する。
【0009】
図1はアイドルストップシステム搭載車の駆動系と制御系とを示す全体システム図である。
【0010】
アイドルストップシステム搭載車は、エンジン1と、モータ2と、エンジン1及びモータ2により駆動されるオイルポンプ3と、オイルポンプ3で発生した圧油によって締結と開放とを行う前進クラッチ4及び後退ブレーキ5を備えた前後進切替機構6と、オイルポンプ3で発生した油圧によって変速制御されるベルト式無段変速機7とを備える。
【0011】
エンジン1は、エンジン回転と一体回転するエンジン出力軸8が接続され、このエンジン出力軸8はトーショナルダンパ9を介してクラッチ入力軸10に接続される。クラッチ入力軸10には、トーショナルダンパ9によってエンジン1の回転変動を低減されるものの、ほぼエンジン1の回転数が入力されるので、前述のエンジン出力軸8と共にエンジン1の出力軸を形成している。このクラッチ入力軸10上には、モータ2とオイルポンプ3とが設けられる。
【0012】
オイルポンプ3は、クラッチ入力軸10に伝達されたエンジン1の回転出力によって駆動すると共に、モータ2によっても駆動可能に形成されている。図2に示すように、クラッチ入力軸10と同軸上に、モータ2とオイルポンプ3とが設けられる。オイルポンプ3の被駆動軸は、モータ2の出力軸と一体に回転するように接続されている。また、図3に示すように、モータ2をクラッチ入力軸10とは異なる軸上に設けて、モータ2の出力軸とオイルポンプ3の被駆動軸とをチェーン31等で連結するようにしても良い。
【0013】
また、オイルポンプ3の被駆動軸は、ワンウェイクラッチ30を介してクラッチ出力軸と接続される。このワンウェイクラッチ30は、例えばアウタレースとインナレースとの間にスプラグが並べて配置されたものであり、インナレースの内周にクラッチ入力軸10が挿入されて一体に回転し、アウタレースの外周にオイルポンプ3の被駆動軸が固定されて、一体に回転するようにしている。このワンウェイクラッチ30のインナレースとアウタレースとの相対回転が、スプラグが立つ方向(ロック方向)であれば、インナレースとアウタレースとは一体に回転する。一方、ワンウェイクラッチ30のインナレースとアウタレースとの相対回転が、スプラグが寝る方向(フリー方向)であれば、インナレースとアウタレースとは自由に相対回転可能になる。このワンウェイクラッチ30によって、クラッチ入力軸10の回転数がモータ2の回転数よりも小さいときには、クラッチ入力軸10からの駆動力は伝達されないように構成されている。なお、このワンウェイクラッチ30は、本発明の切替手段に相当する。
【0014】
オイルポンプ3はオイルタンク12から油を吸引し圧油を発生させ、この圧油はライン圧コントロールユニット13でライン圧に調圧されて、油圧によって作動する装置に供給される。
【0015】
前後進切替機構6は、前進クラッチ4及び後退ブレーキ5と、単純遊星歯車11とを備える。前進クラッチ4及び後退ブレーキ5は図示しないピストンに圧油を作用させることによりプレートを押圧する締結状態と、ピストンの圧油を排出することによりプレートの押圧力を解除する解放状態とに切替可能に構成される。ピストンには、ライン圧コントロールユニット13でライン圧に調圧された圧油を、図示しないクラッチ圧コントロールユニットで、前進クラッチ4又は後退ブレーキ5の締結圧制御に応じて油圧が調圧された圧油が供給される。
【0016】
単純遊星歯車11は、クラッチ出力軸14と同心上で回転するサンギヤ11sと、このサンギヤ11sの外周で噛合う複数のピニオン11pと、ピニオン11pと噛合うリングギヤ11rと、ピニオン11pを回転自在に支持するキャリア11cとを備えている。サンギヤ11sは、前進クラッチ4のドリブン側部分及びクラッチ出力軸14に、またキャリア11cは、後退ブレーキ5の被固定側部分に、またリングギヤ11rは、前進クラッチ4のドライブ側部分にそれぞれ連結されている。
【0017】
ベルト式無段変速機7は、クラッチ出力軸14に連結されたプライマリプーリ15と、変速機出力軸16に連結されたセカンダリプーリ17と、プライマリプーリ15及びセカンダリプーリ17間に掛け渡されたCVTベルト18とを備えている。プライマリプーリ15及びセカンダリプーリ17は、それぞれ固定シーブ15a、17aやこの固定シーブ15a、17aに対して接近、離反する可動シーブ15b、17b等を有する。また、プライマリプーリ15及びセカンダリプーリ17の可動シーブ15b、17bの背面には、プライマリプーリ油室19及びセカンダリプーリ油室20が設けられている。プライマリプーリ油室19には、ライン圧コントロールユニット13でライン圧に調圧された圧油を、変速油圧コントロールユニット21によって、変速制御に応じて調圧された圧油が供給される。また、セカンダリプーリ油室20には、ライン圧に調圧された圧油が供給される。プライマリプーリ油室19に変速制御に応じて調圧された圧油が供給されることで、プライマリプーリ15及びセカンダリプーリ17の可動シーブ15b、17bが変位させられて、CVTベルト18の回転半径が変化して無段変速可能に構成されている。
【0018】
ベルト式無段変速機7のセカンダリプーリ17側の変速機出力軸16の端部には出力ギヤ22が固定され、この出力ギヤ22より大径のドライブギヤ23に噛合わされる。
【0019】
ドライブギヤ23には、ディファレンシャルギヤ24の2個のピニオンが固定され、これらのピニオンに左右からそれぞれサイドギヤが噛合わされる。各サイドギヤには、ドライブシャフト25が連結されて左右の駆動輪26を駆動するようにしてある。
【0020】
また制御系として、エンジン1の制御を行うエンジン制御装置27と、アイドルストップ制御を行うアイドルストップ制御装置28と、エンジン制御装置27とアイドルストップ制御装置28との制御信号を統合し、エンジン1等を制御する統合制御装置29とを備える。
【0021】
次に、作用を説明する。
【0022】
[アイドルストップ制御]
アイドルストップ制御装置28では、例えば、ドライバがブレーキを操作した状態で車両停止している等の条件により、ドライバの車両停止意図が判断できる場合には、エンジン1を停止するアイドルストップ制御を開始する。一方、アイドルストップ制御を開始後、ドライバがブレーキを離す等の条件により、ドライバの車両発進意図が判断できる場合には、エンジン1を再始動してアイドルストップ制御を終了する。
【0023】
[オイルポンプの作用]
エンジン1のみによって駆動されるオイルポンプの場合、アイドルストップ制御中にはエンジン1が停止してしまうので、オイルポンプも停止してしまい圧油を供給することができない。そのため、アイドルストップ制御中は、前進クラッチ4及び後退ブレーキ5のピストンや、プライマリプーリ油室19及びセカンダリプーリ油室20に作用していた圧油が抜けてしまう。エンジン1が再始動すると、前進クラッチ4及び後退ブレーキ5のピストンやプライマリプーリ油室19及びセカンダリプーリ油室20に圧油を供給し始めるが、油を充填するまでに時間を要するので、再発進時にスムーズな発進応答性を得ることができない虞がある。
【0024】
エンジン停止時や低回転時にも圧油の供給できるように、エンジン1により駆動されるオイルポンプの他にモータ2で駆動するオイルポンプを新たに設けることで、上記問題を解決することはできるが、オイルポンプを2つ設ける必要がありレイアウト性が悪化する。また、モータ2で駆動するオイルポンプは、エンジン1が停止している又はエンジン1の回転数が小さいときにのみ駆動するので、利用効率が悪くコスト増加となってしまう。
【0025】
そこで、本実施例では、本発明のおける第1駆動手段としてモータ2によるオイルポンプ3の駆動と、本発明における第2駆動手段としてのエンジン1によるオイルポンプ3の駆動との両方で1つのオイルポンプ3を駆動できるようにした。これにより、エンジン1が停止時又は低回転時にはモータ2を動作させてオイルポンプ3を駆動できる。
【0026】
また、本実施例のオイルポンプ3のイナーシャエネルギーは、車両の駆動系イナーシャエネルギーと比べると遥かに小さく、モータ2はオイルポンプ3駆動できる程度に設計されたものであって、低出力モータである。よって、オイルポンプ3に駆動側のイナーシャエネルギーが伝達されている状態では負荷が大きすぎるので、モータ2はオイルポンプ3を駆動することができない。
【0027】
一方、エンジン1の回転数がモータ2の回転数よりも大きいときには、ワンウェイクラッチ30の作用によって、クラッチ入力軸10からオイルポンプ3へ駆動力が伝達される。
【0028】
そこで、オイルポンプ3とクラッチ入力軸10との間にワンウェイクラッチ30を設けた。エンジン1が停止時又は低回転時に、モータ2によってオイルポンプ3を駆動する際には、ワンウェイクラッチ30によって、オイルポンプ3へ駆動側のイナーシャエネルギーも伝達されない。よって、駆動側からの負荷がオイルポンプ3へ伝達しないので、モータ2はオイルポンプ3を駆動することができる。
【0029】
また、エンジン1の回転数がモータ2の回転数よりも十分大きくなると、モータ2を停止して、省電力化を図っている。
【0030】
本実施例では、エンジン1とオイルポンプ3との間にのみワンウェイクラッチ30を設けたが、モータ2とオイルポンプ3との間にもワンウェイクラッチを設けても良い。これにより、エンジン1によってオイルポンプ3を駆動する際には、モータ2のイナーシャエネルギーがオイルポンプ3側へ伝達しないので、エンジン1側への負荷を低減できる。
【0031】
図4は、オイルポンプ3の回転数上昇のタイムチャートを示す。
【0032】
時間t0で、アイドルストップ制御が開始され、エンジン1が停止するとモータ2が動作して、オイルポンプ3はモータ2によって駆動される。
【0033】
時間t0から時間t1では、アイドルストップ制御によって、エンジン1は停止しているので、モータ2が回転数N1でオイルポンプ3を駆動する。
【0034】
時間t1で、アイドルストップが終了し、エンジン1が再始動する。時間t2まではエンジン1の回転数は、モータ2の回転数N1より小さいので、ワンウェイクラッチ30のインナレースとアウタレースとの相対回転はフリー方向に回転する。このとき、エンジン1からオイルポンプ3への駆動力は伝達されず、引き続きモータ2によってオイルポンプ3は駆動される。
【0035】
時間t2で、エンジン1の回転数がモータ2の回転数N1よりも大きくなると、ワンウェイクラッチ30のインナレースとアウタレースとの相対回転はロック方向に回転する。このとき、エンジン1からオイルポンプ3への駆動力が伝達されて、以降、エンジン1によってオイルポンプ3は駆動され、エンジン1の回転数が十分上昇した時間t3においてモータ2を停止する。
【0036】
次に本実施例の効果を説明する。
【0037】
(1)1つのオイルポンプ3を、エンジン1及びモータ2によって駆動できるようにした。よって、通常はエンジン1によって駆動するオイルポンプ3を、モータ2によっても駆動可能にすると共に、他にオイルポンプを設ける場合に比べて省スペース化を図ることができ、またオイルポンプ3の使用頻度を高めることができるので、レイアウト性の向上、コストの低減を図ることができる。
【0038】
(2)ワンウェイクラッチ30によって、エンジン1の回転数がモータ2の回転数よりも大きいときには、エンジン1によってオイルポンプ3を駆動することができるので、モータ2でオイルポンプ3を駆動するよりも、高出力な駆動力を入力することができる。よって、エンジン1によるオイルポンプ3の駆動によって、より高圧な油圧を発生させることができる。
【0039】
(3)エンジン1側からオイルポンプ3への駆動力の伝達と非伝達とを切替えるクラッチとして、ワンウェイクラッチ30を用いた。よって、制御装置等を設けることなく、エンジン1とモータ2との差動回転数によって、自動的にエンジン1側からオイルポンプ3への駆動力の伝達と非伝達とを切替えることができる。
【0040】
(4)エンジン1の回転数が十分大きくなると、モータ2を停止するようにしたので、省電力化を図ることができる。
【0041】
(5)アイドルストップ制御中のように、エンジン1の停止時にはモータ2によってオイルポンプ3を駆動することができるので、油圧回路内に十分な圧油を供給することができる。よって、アイドルストップ制御中においても、前進クラッチ4及び後退ブレーキ5のピストンや、プライマリプーリ油室19及びセカンダリプーリ油室20に作用していた圧油が抜けてしまうのことを防ぐことができる。したがって、エンジン1の再始動時にも、前進クラッチ4及び後退ブレーキ5のピストンやプライマリプーリ油室19及びセカンダリプーリ油室20に油が充填した状態から油圧制御を始めるので、再発進時にスムーズな発進応答性を得ることができる。
【0042】
(6)モータ2の回転数がエンジン1の回転数よりも大きいときには、モータ2によってオイルポンプ3を駆動することができる。よって、アイドルストップ制御中においても、前進クラッチ4及び後退ブレーキ5のピストンや、プライマリプーリ油室19及びセカンダリプーリ油室20に作用していた圧油が抜けてしまうのことを防ぐことができる。また、オイルポンプ3を十分に駆動することができないようなエンジン1の回転数が低回転時においても、オイルポンプ3によってオイルポンプ3を駆動することにより、十分な油圧を発生させることができる。よって、車両再発進時においてもスムーズな発進応答性を得ることができる。
【0043】
(7)オイルポンプ3を、エンジン1の出力軸を構成するクラッチ入力軸10と同軸上に設けるようにした。よって、クラッチ入力軸10の径方向外側にスペースが少ないような車両に搭載する際には、レイアウト性を向上させることができる。
【0044】
(8)モータ2を、エンジン1の出力軸を構成するクラッチ入力軸10と同軸上に設けるようにした。よって、クラッチ入力軸10の径方向外側にスペースが少ないような車両に搭載する際には、レイアウト性を向上させることができる。
【0045】
(9)モータ2をクラッチ入力軸10とは異なる軸上に設けて、モータ2の出力軸とオイルポンプ3の被駆動軸とをチェーン31で連結するようにしたので、クラッチ入力軸10の軸方向長さを短縮でき、クラッチ入力軸10の軸方向にスペースが少ないような車両に搭載する際には、レイアウト性を向上させることができる。
【0046】
以上、本発明のオイルポンプを実施例1に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加は許容される。
【0047】
例えば、実施例1では、クラッチ入力軸10とオイルポンプ3の被駆動軸との間にワンウェイクラッチ30を設けたが、エンジン1とモータ2との差動回転数を演算して、クラッチ入力軸10とオイルポンプ3の被駆動軸との間の断接を行う電磁クラッチ等を設けても良い。
【産業上の利用可能性】
【0048】
実施例1では、本発明のオイルポンプは、ベルト式無段変速機搭載車のみならず、有段変速機搭載車やトロイダル式無段変速機搭載車や自動MT搭載車やハイブリット車や電気自動車等、要するに油圧制御を行う装置を有し、この装置に圧油を供給するオイルポンプを備えた様々な車両に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0049】
【図1】ベルト式無段変速機搭載車の駆動系と制御系を示す全体システム図である。
【図2】オイルポンプとモータとをクラッチ入力軸の同軸上に設ける構成を示す図である。
【図3】モータをクラッチ入力軸と異なる軸上に設ける構成を示す図である。
【図4】エンジン又はモータによるオイルポンプの駆動の切替えを示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【0050】
1 エンジン
2 モータ
3 オイルポンプ
10 クラッチ入力軸
30 ワンウェイクラッチ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧油を供給するオイルポンプにおいて、
モータによって前記オイルポンプを駆動する第1駆動手段と、
エンジンによって前記オイルポンプを駆動する第2駆動手段と、
前記オイルポンプを駆動する駆動手段を、前記第1駆動手段から前記第2駆動手段へ切替える切替手段と、
を備えることを特徴とするオイルポンプ。
【請求項2】
請求項1に記載のオイルポンプにおいて、
前記切替手段は、前記エンジンの回転数が前記モータの回転数よりも大きいときには前記第2駆動手段に切替ることを特徴とするオイルポンプ。
【請求項3】
請求項1又は請求項2に記載のオイルポンプにおいて、
前記切替手段は、前記エンジンと前記オイルポンプとの間に設けたワンウェイクラッチであることを特徴とするオイルポンプ。
【請求項4】
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のオイルポンプにおいて、
前記切替手段は、前記エンジンの回転数が前記モータの回転数よりも大きくなると前記モータを停止することを特徴とするオイルポンプ。
【請求項5】
請求項1に記載のオイルポンプにおいて、
前記切替手段は、前記オイルポンプを駆動する駆動手段を、前記第2駆動手段から前記第1駆動手段へ切替えることを特徴とするオイルポンプ。
【請求項6】
請求項5に記載のオイルポンプにおいて、
前記切替手段は、前記モータの回転数が前記エンジンの回転数よりも大きいときには前記第2駆動手段から前記第1駆動手段に切替ることを特徴とするオイルポンプ。
【請求項7】
請求項1に記載のオイルポンプにおいて、
前記オイルポンプは、前記エンジンの出力軸と同軸上に設けられることを特徴とするオイルポンプ。
【請求項8】
請求項1に記載のオイルポンプにおいて、
前記モータは、前記エンジンの出力軸と同軸上に設けられることを特徴とするオイルポンプ。
【請求項9】
請求項1に記載のオイルポンプにおいて、
前記モータは、前記エンジンの出力軸と異なる軸上に設けられることを特徴とするオイルポンプ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2006−316666(P2006−316666A)
【公開日】平成18年11月24日(2006.11.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−138590(P2005−138590)
【出願日】平成17年5月11日(2005.5.11)
【出願人】(000003997)日産自動車株式会社 (16,386)
【Fターム(参考)】