JP2017044307A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アイドリングストップ制御によるエンジンの停止時に、自動変速機のクラッチによる動力の伝達を遮断させることができる、車両用制御装置を提供する。【解決手段】車両１は、エンジン２を動力源とする自動車である。エンジン２の出力は、トルクコンバータ３および無段変速機４を介して、車両１の駆動輪に伝達される。無段変速機４には、車両１の前進時に係合されるクラッチ（発進クラッチ）Ｃが内蔵されている。無段変速機４は、エンジン２の動力により駆動される機械式オイルポンプ１１と、電動モータの動力により駆動される電動オイルポンプ１２とを備えている。アイドリングストップ制御によるエンジン２の停止後、車両１が停車するまで、電動オイルポンプ１２の作動が制限される。これにより、車両１が停止するまでは、電動オイルポンプ１２の発生油圧がクラッチＣに供給されない。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車などの車両に用いられる制御装置に関する。

近年、エンジンを駆動源とする車両には、燃費の向上などの目的で、いわゆるアイドリングストップ機能制御が広く採用されている。アイドリングストップ制御では、たとえば、ブレーキペダルが運転者の足で踏み込まれて、ブレーキが作動し、車速が所定の自動停止速度（たとえば、１０ｋｍ／ｈ程度）以下に低下すると、エンジンが自動停止（アイドリングストップ）される。エンジンの自動停止後は、たとえば、ブレーキペダルから足が離されて、ブレーキが解除されると、エンジンが自動的に再始動される。

アイドリングストップ制御を採用した車両において、変速機として、無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）などの自動変速機を搭載したものがある。自動変速機を搭載した車両は、自動変速機で使用される油圧を発生させるためのオイルポンプを必要とする。オイルポンプとして、エンジンの動力により駆動される機械式オイルポンプのみが搭載されていると、アイドリングストップ制御によるエンジンの停止中、機械式オイルポンプの駆動が停止するので、自動変速機に必要な油圧を確保することができない。そのため、かかる車両には、機械式オイルポンプに加えて、電動モータの動力により駆動される電動オイルポンプを搭載したものがある。

特開２０１３−１８１４０８号公報

機械式オイルポンプおよび電動オイルポンプの両方を搭載した車両の油圧回路では、たとえば、機械式オイルポンプの発生油圧（Ｍ−ＯＰ圧）の油路と電動オイルポンプの発生油圧（Ｅ−ＯＰ圧）の油路とが合流している。これらの油路の合流点よりも油圧の供給方向の下流側には、自動変速機に供給される油圧を制御するためのソレノイドバルブ（油圧制御バルブ）が設けられている。また、ソレノイドバルブよりも油圧の供給方向の下流側には、自動変速機に供給される油圧をソレノイドバルブにより調圧された油圧と合流点よりも油圧の供給方向の下流側の合流油路を流通する油の油圧（ソレノイドバルブにより調圧されていない油圧）とに切り替えるためのガレージバルブが設けられている。さらに、油圧回路には、ガレージバルブを駆動するためのスイッチソレノイドバルブが含まれる。スイッチソレノイドバルブは、通電／非通電により開閉が切り替えられるバルブであり、通電時に、合流油路を流通する油圧をガレージバルブに供給する。

図３は、ＩＤＳ作動前後における電動オイルポンプの駆動状態ならびに機械式オイルポンプおよび電動オイルポンプの発生油圧の時間変化を示す図である。

アイドリングストップ制御によりエンジンが自動停止されると（時刻Ｔ１１）、機械式オイルポンプの駆動が停止し、機械式オイルポンプの発生油圧が低下する。一方、エンジンの自動停止に応答して、電動オイルポンプの駆動が開始されて、電動オイルポンプの発生油圧が上昇する。

機械式オイルポンプおよび電動オイルポンプの両方が車両に搭載される場合、コストおよびサイズの観点から、比較的小型の電動オイルポンプが採用される。そのため、電動オイルポンプの発生油圧は、機械式オイルポンプの発生油圧よりも低く、電動オイルポンプの発生油圧がスイッチソレノイドからガレージバルブに供給されても、ガレージバルブのスプールの位置をソレノイドバルブにより調圧された油圧が出力される位置に移動させることはできない。その結果、エンジンの自動停止後は、電動オイルポンプの発生油圧がガレージバルブから自動変速機に供給される。

電動オイルポンプの発生油圧が自動変速機に供給されると、無段変速機に内蔵された発進クラッチ（車両の前進時に係合されるクラッチ）から油圧が抜けず、発進クラッチの係合状態が維持される。発進クラッチが係合した状態では、自動変速機のインプット軸が回転している。そのため、自動変速機がベルト式の無段変速機である場合、車両に急ブレーキがかけられて、自動変速機のアウトプット軸が急減速すると、イナーシャトルクがベルトに作用することにより、推力の不足が生じ、ベルトの滑りが発生するおそれがある。

本発明の目的は、アイドリングストップ制御によるエンジンの停止時に、自動変速機のクラッチによる動力の伝達を遮断させることができる、車両用制御装置を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る車両用制御装置は、エンジンと、エンジンにより駆動される機械式オイルポンプと、電動オイルポンプと、入力軸に入力されるエンジンからの動力を伝達／遮断するクラッチを備え、入力軸に入力される動力を変速して出力軸に伝達する自動変速機とを搭載した車両に用いられる制御装置であって、所定の停止条件が成立したことに応答して、エンジンを停止させ、当該停止後に所定の再始動条件が成立したことに応答して、エンジンを再始動させるアイドリングストップ制御を実行するアイドリングストップ制御手段と、アイドリングストップ制御によるエンジンの停止後、少なくとも車両が停車するまで、電動オイルポンプの作動を制限するポンプ作動制限手段とを含む。

この構成によれば、アイドリングストップ制御によるエンジンの停止後、少なくとも車両が停車するまで、電動オイルポンプの作動が制限される。これにより、車両が停車するまでは、電動オイルポンプの発生油圧がクラッチに供給されないので、クラッチによる動力の伝達を遮断させることができる。そのため、車両に急ブレーキがかけられて、自動変速機の出力軸が急減速しても、その急減速によるイナーシャトルクの発生を抑制することができる。たとえば、自動変速機がベルト式の無段変速機である場合には、イナーシャトルクがベルトに作用することを抑制でき、ベルトの滑りの発生を抑制することができる。その結果、ベルトの寿命を延ばすことができる。

車両用制御装置は、車両の停車に応答して、電動オイルポンプを作動させるポンプ作動制御手段をさらに含む構成であってもよい。

これにより、車両の停車中に自動変速機の各部にオイルを供給することができ、オイルによる各部の湿潤状態を維持することができる。

本発明によれば、アイドリングストップ制御によるエンジンの停止時に、自動変速機のクラッチによる動力の伝達を遮断させることができる。

本発明の一実施形態に係るＥＣＵが搭載された車両の要部の構成を示す図である。 ＩＤＳ作動前後における車速、電動オイルポンプの駆動状態ならびに機械式オイルポンプおよび電動オイルポンプの発生油圧の時間変化を示す図である。 ＩＤＳ作動前後における電動オイルポンプの駆動状態ならびに機械式オイルポンプおよび電動オイルポンプの発生油圧の時間変化を示す図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜車両の要部構成＞

図１は、本発明の一実施形態に係るＥＣＵが搭載された車両１の要部の構成を示す図である。

車両１は、エンジン（Ｅ／Ｇ）２を動力源とする自動車である。エンジン２の出力は、トルクコンバータ３および無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）４を介して、車両１の駆動輪（たとえば、左右の前輪）に伝達される。

無段変速機４は、公知のベルト式の構成を有している。具体的には、無段変速機４は、プライマリ軸５と、プライマリ軸５と平行に設けられたセカンダリ軸６と、プライマリ軸５に相対回転不能に支持されたプライマリプーリ７と、セカンダリ軸６に相対回転不能に支持されたセカンダリプーリ８と、プライマリプーリ７とセカンダリプーリ８とに巻き掛けられたベルト９とを備えている。また、無段変速機４には、車両１の前進時に係合されるクラッチ（発進クラッチ）Ｃが内蔵されている。

無段変速機４は、エンジン２の動力により駆動される機械式オイルポンプ１１と、電動モータの動力により駆動される電動オイルポンプ１２と、油（オイル）を貯留するオイルパン１３とを備えている。

機械式オイルポンプ１１には、吸込油路１４の一端が接続されている。吸込油路１４の他端は、オイルパン１３に貯留された油に浸漬されている。機械式オイルポンプ１１は、オイルパン１３から吸込油路１４を介して油を吸い上げる。

吸込油路１４の途中部には、分岐油路１５の一端が接続されている。分岐油路１５の他端は、機械式オイルポンプ１１から吐出される油が流通する合流油路１６に接続されている。電動オイルポンプ１２は、分岐油路１５の途中部に介装されており、オイルパン１３から吸込油路１４および分岐油路１５を介して油を吸い上げる。電動オイルポンプ１２から吐出される油は、分岐油路１５を流通して、分岐油路１５から合流油路１６に合流する。

無段変速機４の油圧回路２１には、ガレージバルブ２２、ソレノイドバルブ２３およびスイッチソレノイドバルブ２４が含まれる。

ガレージバルブ２２は、スリーブ３１を備えている。スリーブ３１内には、スプール３２が中心線方向に移動可能に設けられている。スプール３２には、ランド部３３，３４が中心線方向に間隔を空けて形成されている。また、スリーブ１３１内には、中心線方向の一端側（下側）の端部に、スプール３２を他端側（上側）に付勢するスプリング３５が設けられている。

スリーブ３１の周壁には、第１入力ポート４１、第２入力ポート４２、信号ポート４３および出力ポート４４が形成されている。

第１入力ポート４１は、スプール３２が最上に位置する状態で、ランド部３３，３４間と連通し、スプール３２が最下に位置する状態で、ランド部３３により閉鎖される。第１入力ポート４１には、合流油路１６から分岐した分岐油路４５が接続されている。

第２入力ポート４２は、スプール３２が最上に位置する状態で、ランド部３４により閉鎖され、スプール３２が最下に位置する状態で、ランド部３３，３４間と連通する。第２入力ポート４２には、ソレノイドバルブ２３から延びる油路４６が接続されている。

信号ポート４３は、スプール３２の位置にかかわらず、ランド部３３とスリーブ３１の上端との間と連通する。信号ポート１４２には、スイッチソレノイドバルブ２４から延びる信号油路４７が接続されている。

出力ポート４４は、スプール３２の位置にかかわらず、ランド部３３，３４間と連通する。出力ポート４４には、クラッチＣに油を供給する供給油路４８が接続されている。

ソレノイドバルブ２３には、電流値により出力油圧を制御可能なバルブ、たとえば、リニアソレノイドバルブが用いられている。ソレノイドバルブ２３には、合流油路１６から分岐した分岐油路４９が接続されている。ソレノイドバルブ２３は、分岐油路４９から入力される油圧を電流値に応じて調圧し、その調圧された油圧を油路４６に出力する。

スイッチソレノイドバルブ２４は、通電／非通電により開閉が切り替えられるバルブであるスイッチソレノイドバルブ２４には、合流油路１６の油圧が入力されており、スイッチソレノイドバルブ２４が通電により開状態になると、スイッチソレノイドバルブ２４から信号油路４７に合流油路１６の油圧が出力される。

機械式オイルポンプ１１の駆動時は、スイッチソレノイドバルブ２４が通電により開状態である場合、スイッチソレノイドバルブ２４から信号油路４７を介してガレージバルブ２２の信号ポート４３に合流油路１６の油圧、つまり機械式オイルポンプ１１の発生油圧が供給される。信号ポート４３に供給される油圧により、ガレージバルブ２２のスプール３２が最下の位置に移動し、スリーブ３１内で第２入力ポート４２と出力ポート４４とが連通する。そのため、ソレノイドバルブ２３から調圧された油圧が出力され、その油圧が油路４６を介して第２入力ポート４２に入力されていれば、出力ポート４４および信号油路４７を介してクラッチＣに調圧された油圧が供給される。

一方、スイッチソレノイドバルブ２４が非通電により閉状態である場合、スイッチソレノイドバルブ２４から油圧が出力されず、ガレージバルブ２２の信号ポート４３に油圧が入力されない。そのため、ガレージバルブ２２のスプール３２は、スプリング３５の付勢力により最上の位置に位置し、スリーブ３１内で第１入力ポート４１と出力ポート４４とが連通する。このとき、第１入力ポート４１には、合流油路１６から分岐油路４５を介して機械式オイルポンプ１１の発生油圧が入力されるので、その機械式オイルポンプ１１の発生油圧が出力ポート４４および信号油路４７を介してクラッチＣに供給される。

また、機械式オイルポンプ１１が停止し、電動オイルポンプ１２が駆動されているときには、スイッチソレノイドバルブ２４に通電されず、スイッチソレノイドバルブ２４が非通電により閉状態に保持される。そのため、電動オイルポンプ１２の駆動時には、電動オイルポンプ１２の発生油圧がガレージバルブ２２の第１入力ポート４１に入力され、その電動オイルポンプ１２の発生油圧が出力ポート４４および信号油路４７を介してクラッチＣに供給される。

車両１には、各部を制御するため、ＣＰＵおよびメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭなど）を含む構成の複数のＥＣＵ（電子制御ユニット）５１が備えられている。ＥＣＵ５１には、ＣＶＴＥＣＵ、ＩＤＳＥＣＵなどが含まれる。複数のＥＣＵは、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信プロトコルによる双方向通信が可能に接続されている。

ＣＶＴＥＣＵは、各種センサから入力される信号および他のＥＣＵから入力される種々の情報などに基づいて、電動オイルポンプ１２、油圧回路２１に含まれるガレージバルブ２２、ソレノイドバルブ２３およびスイッチソレノイドバルブ２４などの各種のバルブを制御する。

車両１は、アイドリングストップ機能を搭載している。ＩＤＳＥＣＵは、アイドリングストップ機能のための制御であるアイドリングストップ制御を実行する。このアイドリングストップ制御に必要な情報として、ＩＤＳＥＣＵには、車速およびブレーキペダルの操作量などの情報が入力される。

アイドリングストップ制御では、車両１の走行中に、ブレーキペダルが操作される（踏み込まれる）と、ＩＤＳＥＣＵにより、所定の自動停止条件が成立しているか否かが繰り返し判断される。自動停止条件は、たとえば、車速が所定の車速（たとえば、１０ｋｍ／ｈ）以下であり、かつ、ブレーキペダルが一定時間以上操作されているという条件である。自動停止条件が成立すると、ＩＤＳＥＣＵからＩＤＳ要求が出力され、このＩＤＳ要求に応答して、エンジン２を制御するエンジンＥＣＵにより、エンジン２が自動停止される。

アイドリングストップ制御によるエンジン２の自動停止中は、所定の再始動条件が成立しているか否かが繰り返し判断される。再始動条件は、たとえば、エンジン２の自動停止中に、ブレーキペダルの操作が解除される（ブレーキペダルから運転者の足が離される）という条件である。再始動条件が成立すると、ＩＤＳＥＣＵにより、再始動要求が出力され、エンジンＥＣＵにより、エンジン２が再始動される。

図２は、ＩＤＳ作動前後における車速、電動オイルポンプ１２の駆動状態ならびに機械式オイルポンプ１１および電動オイルポンプ１２の発生油圧の時間変化を示す図である。

アイドリングストップ制御によりエンジン２が自動停止されると（時刻Ｔ１）、機械式オイルポンプ１１の駆動が停止し、機械式オイルポンプ１１の発生油圧が低下する。

エンジン２が自動停止されても、電動オイルポンプ１２が直ちには駆動されない。エンジン２の自動停止後、車両１が停車して、車速が０（ゼロ）になると、電動オイルポンプ１２が駆動される。

＜作用効果＞

以上のように、アイドリングストップ制御によるエンジン２の停止後、車両１が停車するまで、電動オイルポンプ１２の作動が制限される。これにより、車両１が停止するまでは、電動オイルポンプ１２の発生油圧がクラッチＣに供給されないので、クラッチＣによる動力の伝達を遮断させることができる。そのため、車両１に急ブレーキがかけられて、無段変速機４の出力軸が急減速しても、その急減速によるイナーシャトルクの発生を抑制することができる。その結果、イナーシャトルクがベルト９に作用することを抑制でき、ベルト９の滑りの発生を抑制することができる。その結果、ベルト９の寿命を延ばすことができる。

また、車両１の停車に応答して、電動オイルポンプ１２が作動される。これにより、車両１の停車中に無段変速機４の各部にオイルを供給することができ、オイルによる各部の湿潤状態を維持することができる。

＜変形例＞

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、前述の実施形態では、車両１の停車に応答して、電動オイルポンプ１２が作動されるとしたが、車両１の停車後、たとえば、車速が０に低下してから所定時間が経過したことに応答して、電動オイルポンプ１２が作動されてもよい。また、車速が０ではなく（車速が０に低下する前に）、エンジン２が再始動される場合に、電動オイルポンプ１２が作動されてもよい。

なお、車両１の停車の概念には、車両１の車速が０である状態はもちろん、車速が微速（たとえば、３ｋｍ／ｈ以下）である状態も含まれる。

また、前述の実施形態では、自動変速機の一例として、ベルト式の無段変速機４を取り上げたが、自動変速機は、無段変速機４に限らず、有段式の自動変速機（ＡＴ：Automatic Transmission）であってもよいし、動力分割式無段変速機であってもよい。動力分割式無段変速機は、動力分割式無段変速機は、変速比の変更により動力を無段階に変速するベルト式の無段変速機構と、動力を一定の変速比で変速する一定変速機構と、無段変速機構からの動力と一定変速機構からの動力とを出力する出力歯車機構とを備え、駆動源の動力を２系統に分割して伝達可能な変速機である。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ 車両
２ エンジン
４ 無段変速機
５ プライマリ軸（入力軸）
６ セカンダリ軸（出力軸）
１１ 機械式オイルポンプ
１２ 電動オイルポンプ
５１ ＥＣＵ（制御装置、アイドリングストップ制御手段、ポンプ作動制限手段）
Ｃ クラッチ

Claims (1)

1. エンジンと、前記エンジンにより駆動される機械式オイルポンプと、電動オイルポンプと、入力軸に入力される前記エンジンからの動力を伝達／遮断するクラッチを備え、前記入力軸に入力される動力を変速して出力軸に伝達する自動変速機とを搭載した車両に用いられる制御装置であって、
   所定の停止条件が成立したことに応答して、前記エンジンを停止させ、当該停止後に所定の再始動条件が成立したことに応答して、前記エンジンを再始動させるアイドリングストップ制御を実行するアイドリングストップ制御手段と、
   前記アイドリングストップ制御による前記エンジンの停止後、少なくとも前記車両が停車するまで、前記電動オイルポンプの作動を制限するポンプ作動制限手段とを含む、制御装置。

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