(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
車両に搭載されエンジンによって駆動されるメカオイルポンプと電気モータによって駆動される電動オイルポンプとから油が供給される自動変速機における電動オイルポンプの制御方法であって、
前記車両の走行中、前記自動変速機の潤滑に必要な潤滑流量および前記自動変速機のクラッチピストンをストロークさせるために締結される前記自動変速機のクラッチの油室に油を充填するために必要なチャージ流量の和である前記自動変速機で必要とされる流量を算出し、
算出された前記自動変速機で必要とされる流量が、前記自動変速機で必要な油圧を確保した状態になってから生じる前記自動変速機の締結予定のクラッチの油室に油を充填してクラッチピストンをストロークさせるために利用できる油の流量である前記メカオイルポンプの余裕流量よりも多い場合に前記電動オイルポンプを駆動する、
電動オイルポンプの制御方法。
【発明の概要】
【0004】
車両走行中はメカオイルポンプが発生する油圧によってクラッチの締結容量や潤滑要求等によって決まる必要油圧を確保することができるので、電動オイルポンプを駆動する必要はないと考えられる。
【0005】
しかしながら、メカオイルポンプが発生する油圧によって必要油圧を確保できる場合であっても、エンジンの回転速度が低くメカオイルポンプから供給される油の流量が少ない場合は、締結予定のクラッチの油室に油を充填するのに時間を要してクラッチピストンのストローク速度が低下し、意図した変速速度が得られない可能性がある。
【0006】
さらに、近年、次に行われる変速で実現される変速段を予測し、予測される変速段で締結されるクラッチの油室に予め油を充填(プリチャージ)しておき、当該クラッチを締結直前の状態で待機させておくことにより、次に変速を行う時の変速速度を向上させる予測制御と呼ばれる技術が提案されている。このような予測制御を行う自動変速機においては、必要な流量が多くなる傾向にあり、上記変速速度の低下の問題が顕著となる。
【0007】
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、電動オイルポンプの駆動条件を見直し、油の流量不足に起因する自動変速機の変速速度の低下を防止することを目的とする。
【0008】
本発明のある態様によれば、車両に搭載される自動変速機であって、エンジンによって駆動されて前記自動変速機に油を供給するメカオイルポンプと、電気モータによって駆動されて前記自動変速機に油を供給する電動オイルポンプと、前記車両の走行中、
前記自動変速機の潤滑に必要な潤滑流量および前記自動変速機のクラッチピストンをストロークさせるために締結される前記自動変速機のクラッチの油室に油を充填するために必要なチャージ流量の和である前記自動変速機で必要とされる油の流量を算出し、算出された前記自動変速機で必要とされる油の流量が前記自動変速機で必要な油圧を確保した状態で生じる
前記自動変速機の締結予定のクラッチの油室に油を充填してクラッチピストンをストロークさせるために利用できる油の流量である前記メカオイルポンプの余裕流量よりも多い場合に前記電動オイルポンプを駆動するコントローラと、を備えた自動変速機が提供される。
【0009】
本発明の別の態様によれば、これに対応する電動オイルポンプの制御方法が提供される。
【0010】
これらの態様によれば、車両走行中であっても、自動変速機で必要とされる油の流量がメカオイルポンプの余裕流量よりも多い場合に電動オイルポンプが駆動されるので、自動変速機における油の流量不足を防止でき、油の流量不足に起因する変速速度の低下を防止できる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【0013】
図1は、本発明が適用される自動変速機10及びその油圧回路20の概略構成を示している。
【0014】
自動変速機10は、複数の遊星歯車機構(不図示)、ロックアップ機構11、及び、複数のクラッチ12を有し、複数のクラッチ12のうち締結されるクラッチの組み合わせを変更することにより複数の変速段を実現することができる有段変速機である。自動変速機10は、車両に搭載され、動力源としてのエンジン(不図示)から入力される回転を変速段に応じた変速比で変速し、駆動輪(不図示)へと出力する。
【0015】
自動変速機10のロックアップ機構11、複数のクラッチ12及び潤滑部位には油圧回路20から油が供給される。油圧回路20は、レギュレータバルブ21及び複数のコントロールバルブ22を備える。レギュレータバルブ21はメカオイルポンプ31及び電動オイルポンプ32のいずれか一方又は両方が発生する油圧を元圧としてライン圧PLを生成するソレノイドバルブである。複数のコントロールバルブ22は、ロックアップ機構11及び複数のクラッチ12の各油室に供給される油の油圧を調整するソレノイドバルブである。
【0016】
自動変速機10の入力軸からメカオイルポンプ31へはギヤを介して回転が伝達可能になっており、メカオイルポンプ31はエンジンによって駆動される。メカオイルポンプ31によって生成される油圧はエンジンの回転に依存して変化し、エンジンが停止するとメカオイルポンプ31によって生成される油圧はゼロになる。
【0017】
電動オイルポンプ32は、電気モータ32mによって駆動されるポンプである。電気モータ32mは図示しないバッテリから供給される電力によって駆動することができるので、電動オイルポンプ32はエンジンの運転状態に関係無く駆動することができる。
【0018】
コントローラ40は、車両の運転状態に応じて自動変速機10のロックアップ状態及び変速段を制御する。
【0019】
具体的には、コントローラ40には、アクセルペダルの操作量APOを検出するセンサ51、自動変速機10の油温Tを検出するセンサ52、自動変速機10の入力軸の回転速度Nin(∝メカオイルポンプ31の回転速度Nmop)を検出するセンサ53、車速VSPを検出するセンサ54、ライン圧PLを検出するセンサ55等からの信号が入力される。
【0020】
コントローラ40は、これらに基づき目標とするロックアップ状態及び変速段を決定し、目標とするロックアップ状態及び変速段が実現されるよう、ロックアップ機構11及び複数のクラッチ12への油の供給状態を変更する。
【0021】
また、コントローラ40は、次の変速で実現される変速段を予測し、予測される変速段で締結されるクラッチの油室に予め油を充填(プリチャージ)して当該クラッチを締結直前の状態で待機させておき、次の変速を行う時の変速速度を向上させる予測制御を併せて行う。予測される変速段は、例えば、現在の変速段に隣接するアップシフト側とダウンシフト側の変速段である。
【0022】
ところで、自動変速機10で必要とされる油圧(以下、目標ライン圧tPL)は、ロックアップ機構11で必要なトルク容量を実現するのに必要な油圧Plu、選択中の変速段で締結されるクラッチで必要なトルク容量を実現するのに必要な油圧Pcl、選択中の変速段及び予測される変速段で締結されるクラッチの各々の油室に油を充填するのに必要な油圧のうち最も高い値(必要チャージ圧)Pchg、自動変速機10の潤滑部位に油圧を供給するのに必要な油圧(必要潤滑圧)Plubをそれぞれ算出し、それらのうち最も高い値を選択することで算出される。そして、メカオイルポンプ31の回転速度Nmopが目標ライン圧tPLを確保できる回転速度(以下、「必要回転速度」という。)Nreqを超えていれば油圧が足りていると考えられる。
【0023】
しかしながら、締結予定のクラッチの油室に油を充填してクラッチピストンをストロークさせるために利用できる油の流量(余裕流量Qmgn)は、
図2に示されるように、メカオイルポンプ31の回転速度Nmopが必要回転速度Nreqに達し、目標ライン圧tPLを確保できるようになってから初めて確保される。
【0024】
このため、車両走行中であっても、メカオイルポンプ31の回転速度Nmopと必要回転速度Nreqとの差が小さく、余裕流量Qmgnも少ないと、締結予定のクラッチの油室に油を充填するのに時間がかかり、クラッチピストンのストローク速度低下により変速速度が低下する。
【0025】
そこで、本実施形態では、コントローラ40は、車両走行中、以下に説明する電動オイルポンプ駆動制御を実行し、車両が走行中であっても油の流量が不足する状況では電動オイルポンプ32を積極的に駆動するようにし、油の流量不足に起因する変速速度の低下を防止する。
【0026】
図3は、電動オイルポンプ駆動制御の内容を示したフローチャートである。本フローチャートは、車両走行中、コントローラ40によって繰り返し実行される。
【0027】
以下、
図3を参照しながら電動オイルポンプ駆動制御の内容について詳述する。
【0028】
まず、ステップS1では、コントローラ40は、メカオイルポンプ31の余裕流量Qmgnを算出する。余裕流量Qmgnは、ここでは
図4に示すNmop−PL特性テーブルを用いて算出する。Nmop−PL特性テーブルは、メカオイルポンプ31の回転速度Nmopとメカオイルポンプ31が駆動されることで発生するライン圧PLとの関係を油温T毎に示したものである。
【0029】
コントローラ40は、センサ52で検出される油温Tに対応するNmop−PL特性線を
図4に示すNmop−PL特性テーブルから選択し、選択されたNmop−PL特性線を用いて目標ライン圧tPLを確保するのに必要なメカオイルポンプ31の回転速度である必要回転速度Nreqを検索する。余裕流量Qmgnは、メカオイルポンプ31の回転速度Nmop(センサ53によって検出される回転速度Ninから算出されるメカオイルポンプ31の現在の回転速度)と必要回転速度Nreqとの偏差に比例するので、コントローラ40は、この偏差に定数Vthを掛けて余裕流量Qmgnを算出する。
【0030】
Nmop−PL特性テーブルとしては、初期状態では個体差や経年劣化を考慮しないものが予め用意されるが、本実施形態では、これらを考慮できるよう、センサ検出値から求まる実際のNmop−PL特性に基づきNmop−PL特性テーブルを随時補正し、ステップS1の処理では補正後のNmop−PL特性テーブルを用いるようにする。
【0031】
具体的には、コントローラ40は、実際のNmop−PL特性を、センサ53で検出される自動変速機10の入力軸の回転速度Ninから算出されるメカオイルポンプ31の回転速度Nmopと、センサ55で検出されるライン圧PLとに基づき求め、Nmop−PL特性テーブルで規定されているNmop−PL特性と実際のNmop−PL特性とのずれを算出し、算出されたずれが縮小ないし解消されるようNmop−PL特性テーブルを修正する。
【0032】
ステップS2では、コントローラ40は、余裕流量Qmgnがゼロよりも少ないか判断する。余裕流量Qmgnがゼロよりも少ない場合は、メカオイルポンプ31の回転速度Nmopが必要回転速度Nreqよりも低く、自動変速機10で必要とされる油圧である目標ライン圧tPLを確保できていない。このような場合は、コントローラ40は処理をステップS10に進め、電動オイルポンプ32を直ちに起動し、ロックアップ機構11のロックアップ不良や複数のクラッチ12の締結不良が起こらないようにする。
【0033】
これに対し、余裕流量Qmgnがゼロよりも多い場合は、コントローラ40は処理をステップS3に進める。
【0034】
ステップS3では、コントローラ40は、自動変速機10で必要とされる潤滑流量である必要潤滑流量Qlubを算出する。具体的には、コントローラ40は、
図5に示すテーブルを参照して、目標ライン圧tPLの算出で用いた必要潤滑圧Plub及びセンサ52で検出される油温Tに対応する値を検索することで、必要潤滑流量Qlubを算出する。必要潤滑流量Qlubは、必要潤滑圧Plubが高くなるほど、また、油温Tが高くなるほど多くなる傾向を有する。油温Tが高くなるほど必要潤滑流量Qlubが増えるのは、油温Tが高くなるほど油の粘度が下がり、コントロールバルブ22等からの油のリーク量が増大するからである。
【0035】
ステップS4では、コントローラ40は、複数のクラッチ12のうち締結予定のクラッチの油室に油を充填するために必要な油の流量である必要チャージ流量Qchgを算出する。
【0036】
具体的には、コントローラ40は、目標ライン圧tPLからリターン圧Prtn(定数)を引いて得られるクラッチ回路圧損及びセンサ52で検出される油温Tに対応する値を
図6に示すテーブルから検索することで、締結予定のクラッチ各々について必要チャージ流量qchgを算出し、それらの総和を必要チャージ流量Qchgとして算出する。
【0037】
必要チャージ流量Qchg、qchgは、必要チャージ圧Pchgが高くなるほど、また、油温Tが高くなるほど多くなる傾向を有する。油温Tが高くなるほど必要チャージ流量Qchg、qchgが増えるのは、油温Tが高くなるほど油の粘度が下がり、コントロールバルブ22等からの油のリーク量が増大するからである。
【0038】
ステップS5では、コントローラ40は、必要潤滑流量Qlubと必要チャージ流量Qchgの和である必要流量Qreqが余裕流量Qmgnよりも多いか判断する。必要流量Qreqが余裕流量Qmgnよりも多い場合は、油の流量が不足しているので、コントローラ40は処理をステップS6以降に進め、電動オイルポンプ32を駆動することによって不足している流量を補う。
【0039】
具体的には、コントローラ40は電動オイルポンプ32を起動し(ステップS6)、不足流量Qdef(=必要流量Qreq−余裕流量Qmgn)を電動オイルポンプ32から供給するために必要な電動オイルポンプ32の回転速度である目標回転速度tNeopを算出する(ステップS7)。
【0040】
目標回転速度tNeopは、
図7に示すテーブルから基本目標回転速度btNeopを検索し、検索された値に対して油圧補正係数を掛けて算出される。
【0041】
図7に示すテーブルは、電動オイルポンプ32の回転速度と電動オイルポンプ32からの流量の関係を規定したテーブルである。油温Tが高いほど油の粘度が下がって電動オイルポンプ32の内部リーク量が増えるので、不足流量Qdefが同じであっても油温Tが高いほど目標回転速度tNeopは高くなる傾向を有する。
【0042】
また、ライン圧PLが高いほど電動オイルポンプ32の内部リーク量が増大するので、目標ライン圧tPLが高いほど油圧補正係数には大きな値が設定される。
【0043】
目標回転速度tNeopを算出したら、コントローラ40は、電動オイルポンプ32の回転速度Neopが目標回転速度tNeopになるように電動オイルポンプ32を回転速度制御する。これにより、不足流量Qdefに等しい流量の油が電動オイルポンプ32から供給され、流量不足は回避される。
【0044】
一方、ステップS5で、必要流量Qreqが余裕流量Qmgnよりも多くないと判断された場合は、油の流量が足りているので、コントローラ40は、処理をステップS11に進め、電動オイルポンプ32を駆動しないようにする。電動オイルポンプ32駆動中であれば、コントローラ40は、電動オイルポンプ32を停止させる。
【0045】
したがって、上記電動オイルポンプ駆動制御によれば、自動変速機10で必要とされる油の流量(以下、「必要流量」という。)Qreqが算出され、必要流量Qreqが、自動変速機10で必要な油圧(目標ライン圧tPL)を確保した状態で生じるメカオイルポンプ31の余裕流量Qmgnよりも多い場合に電動オイルポンプ32が駆動される。
【0046】
具体的には、必要流量Qreqが余裕流量Qmgnよりも多い場合は、必要流量Qreqから余裕流量Qmgnを引いた流量(以下、「不足流量」という。)Qdefの油が電動オイルポンプ32から供給されるように電動オイルポンプ32を駆動する。
【0047】
これにより、自動変速機10における油の流量不足を防止できるので、油の流量不足に起因する自動変速機10の変速速度の低下を防止できる。また、電動オイルポンプ32が不必要に駆動されるのを防止し、電動オイルポンプ32が無駄に駆動されることによる電動オイルポンプ32の耐久性の低下、バッテリ消費量の増大、油量過多による抵抗増加を防止できる。
【0048】
なお、この有利な作用効果は、自動変速機10が本実施形態のように予測制御を行う場合に顕著である。
【0049】
また、余裕流量QmgnをNmop−PL特性テーブルを参照して算出するようにし、Nmop−PL特性テーブルで規定されるNmop−PL特性とセンサ53、55の検出値から求まる実際のNmop−PL特性とのずれを算出し、このずれが縮小されるようにNmop−PL特性テーブルを修正するようにした。
【0050】
これにより、個体差や経年劣化を考慮に入れて余裕流量Qmgnを精度よく算出することが可能になり、より適切な時期に電動オイルポンプ32を駆動することが可能になる。
【0051】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【0052】
例えば、上記実施形態は自動変速機10が有段変速機であるとして説明したが、自動変速機は無段変速機や、無段変速機と有段変速機を組み合わせた変速機であってもよい。
【0053】
本願は日本国特許庁に2015年3月25日に出願された特願2015−063134号に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。