JP2014152892A - 制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】車両用自動変速機の油量調整機構によるオイルレベルの調整作業時間を従来に比較して長くして作業性を向上させる制御装置を提供する。
【解決手段】油面高さ維持制御部６２によって、オイルの温度Ｔoilにも拘わらず、そのオイルの油面高さＨoilが予め定められた適正範囲に維持されるようにエンジン回転数ＮＥが制御させられるので、自動変速機１６の油量調整機構２６によるオイルレベルの調整作業時間ｔｂを長くすることができ作業性が向上する。
【選択図】図６

Description

本発明は、オイル貯留容器内のオイルレベルを調整する自動変速機の油量調整機構に関し、特に、オイルの油面高さを適正な範囲内に比較的長い間維持させてその油量調整機構によるオイルレベルを調節する作業時間を長くさせる技術に関する。
自動変速機の作動時にオイルを必要とする車両用油圧装置は、その自動変速機のケース内に液密に収容されており、そのケース下部に設けられているオイル貯留容器内に貯留されたオイルレベルを調整する構造として、例えば特許文献１等に記載のオーバーフロー方式の油量調整機構がある。上記油量調整機構では、前記オイル貯留容器の底壁のドレン穴に排出筒を液密に立設し、その排出筒の長さで定まる排出高さを超えるオイルをその排出筒を通してドレン穴から排出してオイルレベルを設定している。
また、上記のような自動変速機の油量調整機構では、前記排出筒の排出高さが予め定められた所定温度のオイルを前提としてそのオイルが適切な油量となるオイルレベルに設定されており、例えば前記オイルレベルの調整時においてオイルの温度が前記所定温度と異なると同じ油量でもオイルレベルが変化してしまう。このため、例えば特許文献１乃至３に示すように、エンジンを駆動させてオイルを前記所定温度に暖めてから前記油量調整機構によりオイルレベルの調整を行っている。
特開２０１０−００７７９２号公報 特開２００６−１７７４５０号公報 特開平１１−３２５２３５号公報
しかしながら、上記のようなやり方では、比較的速やかにオイルの温度が前記所定温度から上がってしまうので、前記油量調整機構によるオイルレベルの調整作業に許容される時間が比較的短くなって作業性が悪くなるという問題があった。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、車両用自動変速機の油量調整機構によるオイルレベルの調整作業時間を従来に比較して長くして作業性を向上させる制御装置を提供することにある。
本発明者は以上の事情を背景として種々の解析や検討を重ねた結果、以下に示す事実に到達した。すなわち、エンジンによって駆動されるオイルポンプを備えた車両において、エンジンを一定の回転数でオイルの温度を上昇させると、オイルの体積増加とオイルの粘度低下による自動変速機内の各部からのオイル戻り量の増加によって、オイルの油面高さが上がる。一方、オイルの温度が一定でエンジン回転数を上昇させると、前記オイルポンプによるオイル汲み上げ量と、前記自動変速機の各部からのオイル戻り量とのバランスで決まるが、総じてオイル汲み上げ量の方がエンジン回転数に対する感度が高いので、オイルの油面高さが下がる現象がある。これにより、オイルの温度に応じてエンジン回転数を上昇制御することによって、オイルの温度に拘わらず、そのオイルの油面高さを維持させて作業時間を長くすることが可能であることを見い出した。本発明はこのような知見に基づいて為されたものである。
斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、(a) エンジンによって駆動されるオイルポンプと、オイル貯留容器の底壁のドレン穴に排出筒を液密に立設し、その排出筒で定まる排出高さを超えるオイルをその排出筒を通して前記ドレン穴から排出して、そのオイル貯留容器内のオイルレベルを調整する車両用自動変速機の油量調整機構とを備え、前記エンジンの作動中にその油量調整機構の前記オイルレベルの調整に適した油面高さとなるようにエンジンを駆動させる制御装置であって、(b) 前記オイルの温度にも拘わらず、そのオイルの油面高さが予め定められた適正範囲に維持されるように前記エンジンの回転数を制御することにある。
このように構成された制御装置によれば、前記オイルの温度にも拘わらず、そのオイルの油面高さが予め定められた適正範囲に維持されるように前記エンジンの回転数が制御させられるので、車両用自動変速機の油量調整機構によるオイルレベルの調整作業時間を長くすることができ作業性が向上する。
本発明が好適に適用される車両用駆動装置に係る駆動系統及び制御系統の構成を概念的に示す図である。 図１の車両用駆動装置においてオイルパンに設けられた油量調整機構の構成を説明するための断面図である。 図１の車両用駆動装置において電子制御装置に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 図３の電子制御装置における油面高さ維持制御部において、オイルの温度に拘わらずオイルの油面高さを維持するために油温に応じてエンジン回転数を制御させる際に用いられるその油温と目標エンジン回転数との関係を示すマップである。 図３の電子制御装置において、作業者により図２の油量調整機構を用いてオイルレベルの調整作業を実行可能にする制御作動の一例を説明するフローチャートである。 図５のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートである。
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明が好適に適用される車両用駆動装置１０に係る駆動系統及び制御系統の構成を概念的に示す図である。図１に示すように、車両用駆動装置１０は、駆動源として機能するエンジン１２を備えており、そのエンジン１２より発生させられた駆動力は、トルクコンバータ１４、自動変速機(車両用自動変速機)１６をそれぞれ介して図示しない１対の駆動輪へ伝達されるように構成されている。
エンジン１２は、例えば、燃料が燃焼室内に直接噴射される筒内噴射型のガソリンエンジン等の内燃機関である。エンジン１２の駆動（出力トルク）を制御するために、電子スロットル弁を開閉制御するスロットルアクチュエータ、燃料噴射制御を行う燃料噴射装置、及び点火時期制御を行う点火装置等を備えた出力制御装置１８が設けられている。この出力制御装置１８は、後述する電子制御装置(制御装置)４０から供給される指令に従ってスロットル制御のためにスロットルアクチュエータにより電子スロットル弁を開閉制御する他、燃料噴射制御のために燃料噴射装置による燃料噴射を制御し、点火時期制御のために点火装置による点火時期を制御する等してエンジン１２の出力制御を実行する。
自動変速機１６のケース２０の内部には、変速用のギヤや油圧クラッチなどオイルを必要とする複数個の部材が備えられており、これらに供給されるオイルがケース２０の下部に接続されているオイルパン(オイル貯留容器)２２に貯留されている。また、トルクコンバータ１４のポンプ翼車１４ｐにはオイルポンプ２４が連結されており、そのオイルポンプ２４がエンジン１２のクランク軸１２ａが回転することによって駆動すると、オイルパン２２に貯留されているオイルが汲み上げられてそのオイルを必要とする自動変速機１６内の各部材に供給されるようになっている。
オイルパン１２に貯留されるオイルは、予め最適な油量に調整されて封入されている。例えば、オイルの油量が多すぎると、ギヤをはじめとする回転部材のオイルに浸漬される面積が大きくなるので、回転部材の回転抵抗(攪拌抵抗)が大きくなって燃費が悪化する。一方、オイルの油量が少なすぎると、ギヤや油圧クラッチに十分なオイルが供給できなくなり、ギヤの焼き付きや変速にも影響が生じる。従って、焼き付きや変速に影響が生じない範囲で燃費悪化も抑制される最適な油量が予め実験的に求められており、その求められた油量がオイルパン１２内に封入されている。
このオイルパン１２に貯留される油量の調整の際には、オイルパン２２に設けられた油量調整機構２６が使用される。図２に上記油量調整機構２６の断面図を示す。
図２に示すように、油量調整機構２６には、オイルパン２２の底壁２２ａに形成された円状のドレン穴２２ｂと、そのドレン穴２２ｂに液密に立設された筒状の排出筒２８と、その排出筒２８をオイルパン２２の底壁２２ａに固定するためにそのオイルパン２２の底壁２２ａの内壁面２２ｃであってドレン穴２２ｂの外周に液密に例えば溶接等により固定された筒状のシートプラグ３０と、ドレン穴２２ｂを塞ぐドレンプラグ３２とが備えられている。なお、シートプラグ３０に固定された排出筒２８において、その排出筒２８の排出高さＨすなわち排出筒２８の軸心Ｃ方向におけるその排出筒２８の上端からオイルパン２２の底壁２２ａまでの高さＨは、オイル温度が予め定められた温度例えば本実施例では４０℃の時における最適な油量の油面高さＨoilすなわちオイルレベルと同じになるように設定されている。
車両用駆動装置１０は、図１に例示するような制御系統を備えている。この図１に示す電子制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵがＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、エンジン１２の駆動制御等の各種制御を実行する。
図１に示すように、電子制御装置４０には、車両用駆動装置１０に設けられた各センサにより検出される各種入力信号が供給されるようになっている。例えば、エンジン回転速度センサ４２により検出されるエンジン回転数ＮＥ(rpm)を表す信号、油温センサ４４により検出されるオイルパン２２内のオイルの温度Ｔoil(℃)を表す信号、イグニッションスイッチ４６の操作位置等を表す信号、車速センサ４８により検出される車速Ｖ(km/h)を表す信号、シフトポジションセンサ５０により検出されるシフトレバーのシフトポジションＰＳＨを表す信号等が電子制御装置４０に入力される。
また、電子制御装置４０から、車両用駆動装置１０に設けられた各装置に各種出力信号が供給されるようになっている。例えば、エンジン１２の駆動制御のためにそのエンジン１２の出力制御装置１４に供給される信号、電子制御装置４０にＩ／Ｆ(Interface)５２を介して接続された例えば液晶パネルを有する情報表示装置である診断ツール５４に供給される信号、インストルメンタルパネルに設けられたＤレンジのポジションランプ５６に供給される信号等が、電子制御装置４０から各部へ供給される。
図３は、電子制御装置４０に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。この図３に示す油量調整モード判定部５８は、オイルパン２２に貯留されているオイルの油量を油量調整機構２６により調整するための油量調整モードであるか否かを判定する。たとえば、油量調整モード判定部５８では、車両が停止状態であり且つイグニッションスイッチ４６がＯＮでエンジン１２が作動状態である時において、電子制御装置４０にＩ／Ｆ５２を介して診断ツール５４を接続して例えばシフトレバーをＮポジションからＤポジションへ移動させＤポジションからＮポジションへ戻す操作を１．５秒以内に連続６秒間以上行って、そのシフトレバーを非走行ポジション例えばＮポジション或いはＰポジションに移動させることによって、上記油量調整モードであると判定される。また、油量調整モード判定部５８では、上記油量調整モード中において、上記条件を満たさなくなった場合に、例えばイグニッションスイッチ４６がＯＦＦにされる場合や車両が走行状態になった場合等に、上記油量調整モードが解除され上記油量調整モードではないと判定される。なお、油量調整モード判定部５８では、上記油量調整モードであるか否かを判定すると、その判定を診断ツール５４に表示するようになっている。
油温判定部６０は、油温センサ４４からの信号によりオイルの温度Ｔoil(℃)を逐次検出しており、その検出されたオイルの温度Ｔoilが、予め定められた所定温度Ｔ１(℃)例えば本実施例では４０℃より高い(Ｔoil＞Ｔ１)か否かを判定する。なお、上記４０℃は、油量調整機構２６における排出筒２８の排出高さＨと最適な油量の油面高さＨoilとが同じになるように設定されたオイル温度である。
油面高さ維持制御部６２は、オイルの温度Ｔoilが油量調整機構２６によるオイルレベルの調整作業に適した温度Ｔ１になると、そのオイルの温度Ｔ１の時の油面高さＨoilを適正な範囲内に維持する期間が長くなるようにオイルの温度Ｔoilに応じてエンジン回転数ＮＥを制御する。すなわち、油面高さ維持制御部６２は、油量調整モード判定部５８で前記油量調整モードであると判定され、且つ、油温判定部６０で油量調整機構２６によるオイルレベルの調整作業に適した温度すなわち所定温度Ｔ１(４０℃)より高くなったと判定されると、例えば図４に示すマップを用いて油温センサ４４から検出されるオイルの温度Ｔoilから目標エンジン回転数ＮＥＴ(rpm)を設定して、エンジン回転数ＮＥが上記目標エンジン回転数ＮＥＴとなるように出力制御装置１８を制御する。なお、油面高さ維持制御部６２では、オイルの油面高さＨoilが適正な範囲内に維持されるように図４のマップを使用してオイルの温度Ｔoilに応じてエンジン回転数ＮＥを制御している時において、例えばエンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥ１(例えば１５００rpm)以上となると上記制御を終了させて、エンジン１２を通常のエンジン回転数に制御すなわちエンジン１２をアイドル状態のエンジン回転数に制御する。
油面高さ維持制御部６２で使用される図４のマップは、エンジン１２を一定のエンジン回転数ＮＥでオイルの温度Ｔoilが上昇することにより高くなる油面高さＨoilと、オイルの温度Ｔoilが一定でエンジン回転数ＮＥが上昇することによって低くなる油面高さＨoilとを考慮して、オイルの温度Ｔoilに拘わらずその油面高さＨoilが維持されるように予め実験的に設定されたものである。なお、エンジン１２を一定のエンジン回転数ＮＥでオイルの温度Ｔoilを上昇させると、オイルの体積増加とオイルの粘度低下による自動変速機１６内の各部からのオイル戻り量の増加によって油面高さＨoilが高くなる。また、オイルの温度Ｔoilが一定でエンジン回転数ＮＥを上昇させると、オイルポンプ２４によるオイル汲み上げ量が自動変速機１６の各部からのオイル戻り量より大きくなるので油面高さＨoil低くなる。
ランプ表示制御部６４は、作業者に油量調整機構２６によりオイルレベルの調整作業が実行可能であるか否かを知らせるために、Ｄレンジのポジションランプ５６の点灯或いは点滅を制御する。すなわち、ランプ表示制御部６４は、油量調整モード判定部５８で油量調整モードであると判定され、油温判定部６０で油量調整機構２６によるオイルレベルの調整作業に適した温度Ｔ１になったと判定されると、Ｄレンジのポジションランプ５６を点灯させる。また、ランプ表示制御部６４では、油面高さ維持制御部６２でオイルの油面高さＨoilが適正な範囲内に維持されるようにオイルの温度Ｔoilに応じてエンジン回転数ＮＥを制御している間は、Ｄレンジのポジションランプ５６の点灯を継続させる。そして、油面高さ維持制御部６２でエンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥ１より高くなると、Ｄレンジのポジションランプ５６を点滅させる。つまり、ランプ表示制御部６４では、Ｄレンジのポジションランプ５６を点灯させることにより作業者に油量調整機構２６によるオイルレベルの調整作業が実行可能であること知らせ、Ｄレンジのポジションランプ５６を点滅させることにより作業者に上記オイルレベルの調整作業が実施できないことを知らせる。なお、ランプ表示制御部６４では、油量調整モード判定部５８で油量調整モードでないと判定されると、Ｄレンジのポジションランプ５６を消灯させる。
図５は、電子制御装置４０において、作業者により油量調整機構２６を用いてオイルレベルの調整作業を実行可能にする制御作動の一例を説明するフローチャートである。なお、図６は、図５のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートである。
先ず、油量調整モード判定部５８に対応するステップ(以下、ステップを省略する)Ｓ１において、前記油量調整モードであるか否かが判定される。このＳ１の判定が否定される場合には本ルーチンが終了させられるが肯定される場合(図６のｔ１時点)には、油温判定部６０に対応するＳ２が実行される。上記Ｓ２では、オイルの温度Ｔoilが油量調整機構２６によるオイルレベルの調整作業に適した温度Ｔ１より高くなったか否かが判定される。このＳ２の判定が否定される場合には繰り返し上記Ｓ２が実行されるが肯定される場合(図６のｔ２時点)には、ランプ表示制御部６４に対応するＳ３が実行される。上記Ｓ３では、Ｄレンジのポジションランプ５６が点灯させられる。
次に、油面高さ維持制御部６２に対応するＳ４において、オイルレベルの調整作業に適した温度Ｔ１の時の油面高さＨoilを適正な範囲内に維持するするために図４のマップを用いてオイルの温度Ｔoilに応じてエンジン回転数ＮＥが制御させられる。また、次に、油面高さ維持制御部６２に対応するＳ５において、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥ１より高くなったか否かが判定される。このＳ５の判定が否定される場合には繰り返し上記Ｓ３およびＳ４が実行されるが肯定される場合(図６のｔ３時点)には、油面高さ維持制御部６２およびランプ表示制御部６４に対応するＳ６が実行される。上記Ｓ６では、Ｓ４で実行されていた制御が終了され、Ｄレンジのポジションランプ５６が点滅させられる。
次に、油面高さ維持制御部６２に対応するＳ７において、エンジン１２が通常のエンジン回転数すなわちアイドル状態のエンジン回転数に制御される。また、次に、油量調整モード判定部５８に対応するＳ８において、上記油量調整モードが終了したか否かすなわち上記油量調整モードではなくなったか否かが判定される。このＳ８の判定が否定される場合には繰り返し上記Ｓ６およびＳ７が実行されるが肯定される場合には、ランプ表示制御部６４に対応するＳ９が実行され、Ｄレンジのポジションランプ５６が消灯させられる。
また、図６のｔ２からｔ３までの間すなわちＤレンジのポジションランプ５６が点灯している間において、作業者によって油量調整機構２６を用いてオイルレベルの調整作業が行われる。すなわち、本実施例では、図６のｔ２からｔ３までの間の時間が油量調整機構２６によるオイルレベルの調整作業時間ｔｂとなる。なお、上記油量調整機構２６によるオイルレベルの調整作業では、作業者が、始めに、油量調整機構２６のドレンプラグ３２を取り外して、自動変速機１６のケース２０に形成された図示しないオイル注入穴からオイルを注入する。オイルが注入されるとオイルパン２２の油面高さＨoilが徐々に上昇して、その油面高さＨoilが排出筒２８の排出高さＨを超えると、オイルが排出筒２８を通りドレン穴２２ｂから排出される。作業者は、ドレン穴２２ｂからオイルが排出されるのを確認してオイルの注入を止めてドレンプラグ３２を塞ぐ。これによって、オイルパン２２に貯留する油量が最適な油量に調整される。
また、図４および図６には、オイルレベルの調整作業に適したオイルの温度Ｔ１になった後に、エンジン回転数を一定に制御する従来技術を示す破線が示されている。なお、図４および図６の実線は、本実施例を示す。図６に示すように、実線に示す本実施例では、オイルレベルの調整作業に適したオイルの温度Ｔ１になった後、その温度Ｔ１の時の油面高さＨoilを適正な範囲内に維持する期間が長くなるようにオイルの温度Ｔoilに応じてエンジン回転数ＮＥが制御されるので、上記従来技術での油量調整機構２６によるオイルレベルの調整作業時間ｔａ(sec)より本実施例での油量調整機構２６によるオイルレベルの調整作業時間ｔｂ(sec)が長くなる。
上述のように、本実施例の電子制御装置４０によれば、油面高さ維持制御部６２によって、オイルの温度Ｔoilにも拘わらず、そのオイルの油面高さＨoilが予め定められた適正範囲に維持されるようにエンジン回転数ＮＥが制御させられるので、自動変速機１６の油量調整機構２６によるオイルレベルの調整作業時間ｔｂを長くすることができ作業性が向上する。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、その他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例の油面高さ維持制御部６２において、図４のマップを用いてオイルの温度Ｔoilに応じてエンジン回転数ＮＥを制御している時において、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥ１以上となると上記制御を終了させていたが、例えばオイルの温度Ｔoilが所定のオイル温度以上になると上記制御を終了させても良い。
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
１２：エンジン
１６：自動変速機(車両用自動変速機)
２２：オイルパン(オイル貯留容器)
２２ａ：底壁
２２ｂ：ドレン穴
２４：オイルポンプ
２６：油量調整機構
２８：排出筒
４０：電子制御装置(制御装置)
６２：油面高さ維持制御部
Ｈ：排出高さ
Ｈoil：油面高さ
ＮＥ：エンジン回転数(回転数)
Ｔoil：オイルの温度

Claims (1)

  1. エンジンによって駆動されるオイルポンプと、オイル貯留容器の底壁のドレン穴に排出筒を液密に立設し、該排出筒で定まる排出高さを超えるオイルを該排出筒を通して前記ドレン穴から排出して、該オイル貯留容器内のオイルレベルを調整する車両用自動変速機の油量調整機構とを備え、前記エンジンの作動中に該油量調整機構の前記オイルレベルの調整に適した油面高さとなるようにエンジンを駆動させる制御装置であって、
    前記オイルの温度にも拘わらず、該オイルの油面高さが予め定められた適正範囲に維持されるように前記エンジンの回転数を制御することを特徴とする制御装置。
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