JP2006105179A - 自動変速機の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低温でのエンジン始動時において、自動変速機を作動させるために作動油のライン圧を上昇させる際に生じるオーバーシュートを抑制し得る、自動変速機の油圧制御装置を提供する。
【解決手段】本発明による自動変速機の油圧制御装置は、エンジンにより駆動するオイルポンプと、変速機構のライン圧を発生させるライン圧制御弁と、ライン圧指示圧を指令して当該ライン圧を上昇させるライン圧制御手段とを具え、前記オイルポンプを主軸から離間させて配置し、該主軸と該オイルポンプの回転軸とをチェーンで結合し、エンジンによる前記主軸の回転により前記オイルポンプを駆動する自動変速機において、前記オイルポンプからの作動油の吐出量が低い低温でのエンジン始動時における、前記上昇させるライン圧を、予め定めたライン圧指示圧の最大値よりも小さい値に制限すると共に、エンジン回転数を制限して前記オイルポンプからの作動油の吐出量を抑制する。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両用の自動変速機において、この自動変速機を動作させるための作動油の油圧を制御する装置に関するものであり、特に低温（-20℃以下）でのエンジン時において油圧を適切に制御するものである。

図1はかかる自動変速機の一例を示すものである。図示の変速機10は、自動変速機の中でもベルト式無段変速機と呼ばれるものであり、変速機ケース11内に変速機構12およびオイルポンプ13が収容され、図示しないエンジンの回転がトルクコンバータ14を介して入力軸15から変速機構12のプライマリプーリ16へ伝達される。この無段変速機10においては、変速機12のプライマリプーリ16と図示しないセカンダリプーリとの間に図示しないベルトを掛け渡し、プライマリプーリ16およびセカンダリプーリそれぞれのプーリ幅を変化させて各プーリにおけるベルトとの接触部分の半径を変化させることにより、連続的な変速動作を行うものである。

オイルポンプ13は、上述したように変速機構12による変速を行うためのプーリの動作を油圧によって行うための作動油を供給するものである。図示の自動変速機10においては、トルクコンバータ14のコンバータシェル17と結合したスプロケット18と、オイルポンプ13の駆動軸19の一端に取り付けたスプロケット20とをチェーン21で連結している。したがって、図示しないエンジンの回転がトルクコンバータ14を経て、スプロケット18，20を連結するチェーン21を介して駆動軸18を回転駆動させ、それによってポンプギヤ22が動作して作動油が供給される。

オイルポンプ13より供給される作動油は、変速機構12を動作させるために所定の圧力（ライン圧P_L）に設定される。この圧力を設定（発生させる）ために調圧弁（ライン圧制御弁）が用いられる。図2はこの調圧弁を概略示すものである。調圧弁30は本体31内にスプール32およびばね33を収容し、四カ所のポート34〜37を有する。ここでポート35はドレンポートであり、ポート37は図示しないソレノイド弁と接続しており、このソレノイド弁は同様に図示しない制御装置からの信号によって、調圧弁30によりライン圧を発生させるための信号に応じた圧力（信号圧P_S）を与える。

エンジン始動時においては、調圧弁30によって図2および図3に示すような過程でライン圧P_Lを発生させる。まず、エンジンを始動させる(Key On)と制御装置に組み込まれたプログラムが起動する。このプログラムは目標とする値のライン圧P_Lを発生させるために、ソレノイド弁に送信する信号に応じた指示圧P_Cを設定し、出力する。ここでは、図3に破線で示すようにエンジン始動（すなわちプログラム起動）直後からある小さい値を維持した後、指示圧P_Cを目標値まで一気に上昇させる（ステップ入力）。これは、一般にエンジン始動直後（特に低温時）は作動油の粘性が低く、油圧系全体の抵抗が高いため、オイルポンプの駆動負担を軽減させる必要があるからである。

これと並行して上記指示圧P_Cに応じた信号が制御装置からソレノイド弁に送信され、信号圧P_Sが調圧弁30のポート37に加えられる。それによってスプール32は図2の右側から左側へ（図示の状態Aから状態B）へ移動する。スプール32が完全に左側（状態B）に移動し、エンジン回転数を上昇させるとオイルポンプ13より供給される作動油の供給量も増加し、図3に実線で示すようにライン圧P_Lも上昇する。その後、ライン圧P_Lの上昇に伴ってスプール32は右側（状態A）へ移動するが、ポート37側の指示圧P_Cとポート34側の圧力（フィードバック圧P_F、ライン圧P_Lに等しい）およびばね33の釣り合いにより、ライン圧P_Lは所定の値（目標値）に保たれることとなる。

ここで、エンジン始動直後におけるオイルポンプ13の吐出量が低い状態から、エンジン回転数の上昇に伴って吐出量が増加すると、ライン圧P_Lの上昇に伴ってスプール32が右側へ移動する際、ポート37側の作動油が圧縮されて圧力、すなわち信号圧P_Sが上昇してしまう。そのため、前述した油圧の釣り合いが保たれなくなり、釣り合いを取るためにライン圧P_Lもさらに上昇することとなる。その結果、圧力が釣り合い状態になる過程で、図3に一点鎖線で示すように実際のライン圧P_Lにオーバーシュートが生じる。これは、特にエンジン始動後に運転者がアクセルペダルを踏み込んでエンジン回転数を急上昇させた際、それに伴ってオイルポンプ13からの吐出量が急激に増加した場合に顕著になる。このことは、特に低温時には図4に示すようにより顕著なものとなる。

このライン圧P_Lに生じるオーバーシュートは、図4に示すように大きなものとなった場合、自動変速機、特に無段変速機の場合プーリに過度の圧力を加え、また図1に示したオイルポンプ13を駆動するためのチェーン21に負荷を与えることとなり、この負荷に耐えうる高価なチェーンが必要になる。

そのため、ライン圧P_Lに生じるオーバーシュートを抑制するため、例えば特許文献1に記載の方法が提案されている。ここでは、低温でのエンジン始動時において、実際のライン圧P_Lが予め設定した値以上である時間が、所定時間継続したときに、ライン圧P_Lが調圧状態であると判断して、その後指示圧を最大値としている。

しかしながら、この場合、指示圧を最大値にする時間を遅らせるのみであり、指示圧を一気に上昇させることによる前述した問題を解消することは困難であった。
特開2004-124959号公報

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑み、低温でのエンジン始動時において、自動変速機を作動させるために作動油のライン圧を上昇させる際に生じるオーバーシュートを抑制し得る、自動変速機の油圧制御装置を提供することを目的とするものである。

この目的のため、第一発明による自動変速機の油圧制御装置は、
エンジンにより駆動するオイルポンプと、
該オイルポンプを元圧とする変速機構のライン圧を発生させるライン圧制御弁と、
エンジン始動直後には前記ライン圧制御弁に対して前記ライン圧が最小となるようなライン圧指示圧を指令し、その後エンジン回転数の上昇に合わせて前記ライン圧が前記変速機構を動作可能とするようなライン圧指示圧を指令して当該ライン圧を上昇させるライン圧制御手段とを具え、
前記オイルポンプを前記変速機構の主軸から離間させて配置すると共に、前記エンジンによって回転する第一のスプロケットとチェーンを介して連結した第二のスプロケットと該オイルポンプの回転軸とを結合し、前記エンジンの回転により前記オイルポンプを駆動する自動変速機において、
前記オイルポンプからの作動油の吐出量が低い低温でのエンジン始動時における前記上昇させるライン圧を予め定めたライン圧指示圧の最大値よりも小さい値に制限して、前記オイルポンプからの作動油の吐出量を抑制することを特徴とするものである。

第二発明による自動変速機の油圧制御装置は、
エンジンにより駆動するオイルポンプと、
該オイルポンプを元圧とする変速機構のライン圧を発生させるライン圧制御弁と、
エンジン始動直後には前記ライン圧制御弁に対して前記ライン圧が最小となるようなライン圧指示圧を指令し、その後エンジン回転数の上昇に合わせて前記ライン圧が前記変速機構を動作可能とするようなライン圧指示圧を指令して当該ライン圧を上昇させるライン圧制御手段とを具え、
前記オイルポンプを前記変速機構の主軸から離間させて配置すると共に、前記エンジンによって回転する第一のスプロケットとチェーンを介して連結した第二のスプロケットと該オイルポンプの回転軸とを結合し、前記エンジンの回転により前記オイルポンプを駆動する自動変速機において、
前記オイルポンプからの作動油の吐出量が低い低温でのエンジン始動時におけるエンジン回転数を制限して、前記オイルポンプからの作動油の吐出量を抑制することを特徴とするものである。

また第三発明よる自動変速機の油圧制御装置は、
エンジンにより駆動するオイルポンプと、
該オイルポンプを元圧とする変速機構のライン圧を発生させるライン圧制御弁と、
エンジン始動直後には前記ライン圧制御弁に対して前記ライン圧が最小となるようなライン圧指示圧を指令し、その後エンジン回転数の上昇に合わせて前記ライン圧が前記変速機構を動作可能とするようなライン圧指示圧を指令して当該ライン圧を上昇させるライン圧制御手段とを具え、
前記オイルポンプを前記変速機構の主軸から離間させて配置すると共に、前記エンジンによって回転する第一のスプロケットとチェーンを介して連結した第二のスプロケットと該オイルポンプの回転軸とを結合し、前記エンジンの回転により前記オイルポンプを駆動する自動変速機において、
前記オイルポンプからの作動油の吐出量が低い低温でのエンジン始動時における、前記上昇させるライン圧を、予め定めたライン圧指示圧の最大値よりも小さい値に制限すると共にエンジン回転数を制限して、前記オイルポンプからの作動油の吐出量を抑制することを特徴とするものである。

さらに第四発明による自動変速機の油圧制御装置は、前記第一〜第三発明のいずれかにおいて、
前記自動変速機がベルト式無段変速機であって、
前記制限するライン圧を、当該無段変速機のベルトに滑りが発生しない最低限の値とすることを特徴とするものである。

第一発明による自動変速機の油圧制御装置は、低温でのエンジン始動に際し、自動変速機の変速機構を動作させるための作動油のライン圧を、従来のようにエンジン始動時から所定時間経過後に一気に最大値まで上昇させず、その最大値よりも小さい値に制限することにより、オイルポンプから作動油が過剰に吐出されないようにしている。

それによって、ライン圧が急上昇したときのオーバーシュートの発生を抑制し、このオーバーシュート発生による変速機構、特に無段変速機のプーリに過度の圧力が加わったり、オイルポンプを駆動するためのチェーンに過剰な負荷が加わってこれらが損傷することを効果的に防止することが可能となる。

第二発明による自動変速機の油圧制御装置は、低温でのエンジン始動に際し、エンジン回転数を制限することにより、オイルポンプから作動油が過剰に吐出されないようにしている。

それによって、ライン圧の急上昇とそれによるオーバーシュートの発生を抑制し、このオーバーシュート発生による変速機構、特に無段変速機のプーリに過度の圧力が加わったり、オイルポンプを駆動するためのチェーンに過剰な負荷が加わってこれらが損傷することを効果的に防止することが可能となる。

また第三発明による自動変速機の油圧制御装置は、低温でのエンジン始動に際し、自動変速機の変速機構を動作させるための作動油のライン圧を、従来のようにエンジン始動時から所定時間経過後に一気に最大値まで上昇させず、その最大値よりも小さい値に制限すると共にエンジン回転数を制限することにより、オイルポンプから作動油が過剰に吐出されないようにしている。

それによって、ライン圧が急上昇したときのオーバーシュートの発生を抑制し、このオーバーシュート発生による変速機構、特に無段変速機のプーリに過度の圧力が加わったり、オイルポンプを駆動するためのチェーンに過剰な負荷が加わってこれらが損傷することをより一層効果的に防止することが可能となる。

さらに第四発明による自動変速機の油圧制御装置は、特に無段変速機の場合に、ライン圧を上昇させる際の上限値として、無段変速機のベルトに滑りが発生しない最小限の値としている。

それによって、エンジン回転数およびライン圧が上昇する値を制限しつつも、無段変速機による変速動作が実行でき、車両が走行可能な状態とすることが可能である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。なお、この実施形態における自動変速機は前述した図1に示したものと同様とし、またライン圧制御弁も前述した図2に示したものと同様とするため、それぞれ説明は省略する。

図5は本発明による自動変速機の油圧制御装置における、低温でのエンジン始動時のライン圧およびエンジン回転数の変化を示すタイムチャートである。

本発明においても、エンジンを始動させると図示しない制御装置（ライン圧制御手段を含む）に組み込まれた、目標とする値のライン圧P_Lを発生させるために、ソレノイド弁に送信する信号に応じた指示圧P_Cを設定し、出力するプログラムが起動する。ここでも、図に破線で示すように指示圧P_Cをエンジン始動時から所定の小さい値にP_Lminに維持し、一定の時間が経過した後、指示圧P_Cの値を目標とする値まで上昇させる。

本発明においては、目標とする値のライン圧P_Lを発生させるための指示圧P_Cの値を、従来の値（ここではP_Lmaxと呼ぶ）よりも小さい値（ここではP_Lmidと呼ぶ）としている。これは、従来のように指示圧P_Cの値を一気にP_Lmaxまで上昇させた場合、前述したようにライン圧P_Lに生じるオーバーシュートが大きくなり、それによって無段変速機のプーリに過度の圧力が加わったり、オイルポンプを駆動するためのチェーンに過剰な負荷が加わるのを防ぐためである。

ここで、目標値とするライン圧P_Lの値であるP_Lmidは、無段変速機のベルトに滑りが生じない最低限の値とする。この値以下とすると、ベルトに滑りが生じる可能性があるからである。

本発明においては、エンジン始動時において、上述したようなライン圧P_Lの制御を行うと共に、エンジン回転数の制御も行う。図5の上側に示すように、エンジン始動時からエンジン回転数を所定の小さい値にN_minに維持し、一定の時間が経過した後、目標とする値まで上昇させる。

本発明による制御では、上昇させるエンジン回転数を、従来の値（ここではN_maxとする）よりも低い値（ここではN_midとする）に制限している。それによって、エンジン回転数の急激な上昇に伴うオイルポンプからの作動油の吐出量が過度に上昇することを防ぎ、ライン圧P_Lに生じるオーバーシュートを小さくすることができる。

図5に示すように、上述した制御を行うことにより、ライン圧P_Lに生じるオーバーシュートを小さくすることができる。これは、ライン圧P_Lの目標値が低くなるように指示圧P_Cを設定することにより、ライン圧P_Lの値が過度に大きくならないように調圧弁（ライン圧制御弁）を適切に制御し、またエンジン回転数の上昇を制限することにより、オイルポンプからの作動油の吐出量が過剰にならないように制御していることによる。

以上説明したように、本発明による自動変速機の油圧制御装置は、低温下でのエンジン始動に際し、自動変速機の作動油の油圧（ライン圧）と、エンジン回転数とを並行して適切に制御することにより、ライン圧を上昇させる際のオーバーシュートを抑制し、このオーバーシュート発生による変速機構、特に無段変速機のプーリに過度の圧力が加わったり、オイルポンプを駆動するためのチェーンに過剰な負荷が加わってこれらが損傷することを効果的に防止することが可能となる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、無段変速機以外の自動変速機、特に有段変速機の油圧制御にも適用可能である。

ベルト式無段変速機の一例を示す断面図である。 図1の変速機に用いる調圧弁とその動作を概略示す図である。 低温下でのエンジン始動に際しての、従来の制御によるエンジン回転数およびライン圧の変化を示すタイムチャートである。 従来の制御によるライン圧の変化を示すタイムチャートであり、特にライン圧に過度のオーバーシュートが発生した状態を示すものである。 低温下でのエンジン始動に際しての、本発明に係る制御によるエンジン回転数およびライン圧の変化を示すタイムチャートである。

符号の説明

10 無段変速機
11 変速機ケース
12 変速機構
13 オイルポンプ
14 トルクコンバータ
15 入力軸
16 プライマリプーリ
17 コンバータシェル
18，20 スプロケット
19 オイルポンプ13の駆動軸
21 チェーン
30 調圧弁
31 調圧弁本体
32 スプール
33 ばね
34，35，36，37 ポート

Claims (4)

1. エンジンにより駆動するオイルポンプと、
   該オイルポンプを元圧とする変速機構のライン圧を発生させるライン圧制御弁と、
   エンジン始動直後には前記ライン圧制御弁に対して前記ライン圧が最小となるようなライン圧指示圧を指令し、その後エンジン回転数の上昇に合わせて前記ライン圧が前記変速機構を動作可能とするようなライン圧指示圧を指令して当該ライン圧を上昇させるライン圧制御手段とを具え、
   前記オイルポンプを前記変速機構の主軸から離間させて配置すると共に、前記エンジンによって回転する第一のスプロケットとチェーンを介して連結した第二のスプロケットと該オイルポンプの回転軸とを結合し、前記エンジンの回転により前記オイルポンプを駆動する自動変速機において、
   前記オイルポンプからの作動油の吐出量が低い低温でのエンジン始動時における前記上昇させるライン圧を、予め定めたライン圧指示圧の最大値よりも小さい値に制限して、前記オイルポンプからの作動油の吐出量を抑制することを特徴とする自動変速機の油圧制御装置。
2. エンジンにより駆動するオイルポンプと、
   該オイルポンプを元圧とする変速機構のライン圧を発生させるライン圧制御弁と、
   エンジン始動直後には前記ライン圧制御弁に対して前記ライン圧が最小となるようなライン圧指示圧を指令し、その後エンジン回転数の上昇に合わせて前記ライン圧が前記変速機構を動作可能とするようなライン圧指示圧を指令して当該ライン圧を上昇させるライン圧制御手段とを具え、
   前記オイルポンプを前記変速機構の主軸から離間させて配置すると共に、前記エンジンによって回転する第一のスプロケットとチェーンを介して連結した第二のスプロケットと該オイルポンプの回転軸とを結合し、前記エンジンの回転により前記オイルポンプを駆動する自動変速機において、
   前記オイルポンプからの作動油の吐出量が低い低温でのエンジン始動時におけるエンジン回転数を制限して、前記オイルポンプからの作動油の吐出量を抑制することを特徴とする自動変速機の油圧制御装置。
3. エンジンにより駆動するオイルポンプと、
   該オイルポンプを元圧とする変速機構のライン圧を発生させるライン圧制御弁と、
   エンジン始動直後には前記ライン圧制御弁に対して前記ライン圧が最小となるようなライン圧指示圧を指令し、その後エンジン回転数の上昇に合わせて前記ライン圧が前記変速機構を動作可能とするようなライン圧指示圧を指令して当該ライン圧を上昇させるライン圧制御手段とを具え、
   前記オイルポンプを前記変速機構の主軸から離間させて配置すると共に、前記エンジンによって回転する第一のスプロケットとチェーンを介して連結した第二のスプロケットと該オイルポンプの回転軸とを結合し、前記エンジンの回転により前記オイルポンプを駆動する自動変速機において、
   前記オイルポンプからの作動油の吐出量が低い低温でのエンジン始動時における、前記上昇させるライン圧を予め定めたライン圧指示圧の最大値よりも小さい値に制限すると共にエンジン回転数を制限して、前記オイルポンプからの作動油の吐出量を抑制することを特徴とする自動変速機の油圧制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項記載の装置において、
   前記自動変速機がベルト式無段変速機であって、
   前記制限するライン圧を、当該無段変速機のベルトに滑りが発生しない最低限の値とすることを特徴とする自動変速機の油圧制御装置。

Images