JP2020041580A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】機械式オイルポンプの定格容量を小さくしながら、電動オイルポンプの出力が制限される場合、必要油量に対して供給油量が不足するのを防止すること。【解決手段】ベルト式無段変速機CVTの制御装置は、バリエータ4と油圧制御ユニット7とCVTコントロールユニット8を備える。CVTコントロールユニット8に、オイルポンプ作動制御部80を有する。オイルポンプ作動制御部80は、電動オイルポンプ70bの出力が制限されない場合、機械式オイルポンプ70aと電動オイルポンプ70bの両方を用いて必要油量を確保する。電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合、電動オイルポンプ70bの出力が制限されない場合よりバリエータ4(油圧機器)の作動を制限する。【選択図】図4
Description
本発明は、車両に搭載される自動変速機の制御装置に関する。
従来、車両用制御装置として、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装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この従来装置は、無段変速機に、エンジンの動力により駆動される機械式オイルポンプと、電動モータの動力により駆動される電動オイルポンプとを備えている。
上記従来装置にあっては、電動オイルポンプを、エンジン停止時だけでなくエンジン作動中(通常運転時)にも用いることにより、電動オイルポンプでオイルを供給できる分、機械式オイルポンプの容量を小さくできる。しかし、機械式オイルポンプの容量を小さくすると、バッテリ容量不足やバッテリ異常等により電動オイルポンプの出力が制限される場合、必要油量に対して供給油量(=オイルポンプ油量)が不足する虞がある、という問題があった。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、機械式オイルポンプの定格容量を小さくしながら、電動オイルポンプの出力が制限される場合、必要油量に対して供給油量が不足するのを防止することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の自動変速機の制御装置は、走行用駆動源と駆動輪との間に介装される変速機構と、変速機構を含む油圧機器の油圧を制御する油圧制御ユニットと、油圧制御ユニットへ制御指令を出力する変速機コントローラと、を備える。
油圧制御ユニットに、走行用駆動源により駆動される機械式オイルポンプと、走行用駆動源とは別の電動モータにより駆動される電動オイルポンプと、を有する。
変速機コントローラは、機械式オイルポンプと電動オイルポンプの作動を制御するオイルポンプ作動制御部を有する。
オイルポンプ作動制御部は、電動オイルポンプの出力が制限されない場合、機械式オイルポンプと電動オイルポンプの両方を用いて必要油量を確保する。
電動オイルポンプの出力が制限される場合、電動オイルポンプの出力が制限されない場合より油圧機器の作動を制限する。
油圧制御ユニットに、走行用駆動源により駆動される機械式オイルポンプと、走行用駆動源とは別の電動モータにより駆動される電動オイルポンプと、を有する。
変速機コントローラは、機械式オイルポンプと電動オイルポンプの作動を制御するオイルポンプ作動制御部を有する。
オイルポンプ作動制御部は、電動オイルポンプの出力が制限されない場合、機械式オイルポンプと電動オイルポンプの両方を用いて必要油量を確保する。
電動オイルポンプの出力が制限される場合、電動オイルポンプの出力が制限されない場合より油圧機器の作動を制限する。
このため、機械式オイルポンプの定格容量を小さくしながら、電動オイルポンプの出力が制限される場合、必要油量に対して供給油量が不足するのを防止することができる。
以下、本発明の自動変速機の制御装置を実施するための形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。
実施例1における制御装置は、トルクコンバータと前後進切替機構とバリエータと終減速機構により構成されるベルト式無段変速機(自動変速機の一例)を搭載したエンジン車に適用したものである。以下、実施例1の構成を、「全体システム構成」、「オイルポンプ作動制御装置の概要構成」、「オイルポンプ作動制御処理構成」に分けて説明する。
[全体システム構成]
図1は、実施例1のベルト式無段変速機の制御装置が適用されたエンジン車の駆動系と制御系を示す。以下、図1に基づいて、全体システム構成を説明する。
図1は、実施例1のベルト式無段変速機の制御装置が適用されたエンジン車の駆動系と制御系を示す。以下、図1に基づいて、全体システム構成を説明する。
エンジン車の駆動系は、図1に示すように、エンジン1と、トルクコンバータ2と、前後進切替機構3と、バリエータ4と、終減速機構5と、駆動輪6,6と、を備えている。ここで、ベルト式無段変速機CVTは、トルクコンバータ2と前後進切替機構3とバリエータ4と終減速機構5を図外の変速機ケースに内蔵することにより構成される。
エンジン1は、ドライバによるアクセル操作による出力トルクの制御以外に、外部からのエンジン制御信号により出力トルクを制御可能である。このエンジン1には、スロットルバルブ開閉動作や燃料カット動作等によりトルク制御を行う。例えば、アクセル足離し操作によるコースト走行時、燃料カット制御が実行される。
エンジン1のクランクシャフトには、スタータモータ機能と、発進域でのエンジンアシスト機能と、後述するバッテリ70dの充電容量(以下、「SOC」という。)が低いときに充電する回生発電機能と、を有するモータジェネレータ10が連結される。
トルクコンバータ2は、トルク増幅機能やトルク変動吸収機能を有する流体継手による発進要素である。トルク増幅機能やトルク変動吸収機能を必要としないとき、エンジン出力軸11(=トルクコンバータ入力軸)とトルクコンバータ出力軸21を直結可能なロックアップクラッチ20を有する。このトルクコンバータ2は、ポンプインペラ23と、タービンランナ24と、ステータ26と、を構成要素とする。ポンプインペラ23は、エンジン出力軸11にコンバータハウジング22を介して連結される。タービンランナ24は、トルクコンバータ出力軸21に連結される。ステータ26は、変速機ケースにワンウェイクラッチ25を介して設けられる。
前後進切替機構3は、バリエータ4への入力回転方向を前進走行時の正転方向と後退走行時の逆転方向で切り替える機構である。この前後進切替機構3は、ダブルピニオン式遊星歯車30と、複数枚のクラッチプレートによる前進クラッチ31と、複数枚のブレーキプレートによる後退ブレーキ32と、を有する。前進クラッチ31は、Dレンジ等の前進走行レンジ選択時に前進クラッチ圧Pfcにより油圧締結される。後退ブレーキ32は、Rレンジ等の後退走行レンジ選択時に後退ブレーキ圧Prbにより油圧締結される。なお、前進クラッチ31と後退ブレーキ32は、Nレンジ(ニュートラルレンジ)の選択時には、前進クラッチ圧Pfcと後退ブレーキ圧Prbをドレーンすることでいずれも解放される。
バリエータ4は、プライマリプーリ42と、セカンダリプーリ43と、プーリベルト44と、を有し、ベルト接触径の変化により変速比(バリエータ入力回転とバリエータ出力回転の比)を無段階に変化させる無段変速機能を備える。プライマリプーリ42は、バリエータ入力軸40の同軸上に配された固定プーリ42aとスライドプーリ42bにより構成され、スライドプーリ42bはプライマリ圧室45に導かれるプライマリ圧Ppriによりスライド動作する。セカンダリプーリ43は、バリエータ出力軸41の同軸上に配された固定プーリ43aとスライドプーリ43bにより構成され、スライドプーリ43bはセカンダリ圧室46に導かれるセカンダリ圧Psecによりスライド動作する。プーリベルト44は、プライマリプーリ42のV字形状をなすシーブ面と、セカンダリプーリ43のV字形状をなすシーブ面とに掛け渡されている。このプーリベルト44は、環状リングを内から外へ多数重ね合わせた2組の積層リングと、打ち抜き板材により形成され、2組の積層リングに沿って挟み込みにより環状に積層して取り付けられた多数のエレメントにより構成されている。なお、プーリベルト44としては、プーリ進行方向に多数配列したチェーンエレメントを、プーリ軸方向に貫通するピンにより結合したチェーンタイプのベルトであっても良い。
終減速機構5は、バリエータ出力軸41からのバリエータ出力回転を減速すると共に差動機能を与えて左右の駆動輪6,6に伝達する機構である。この終減速機構5は、減速ギヤ機構として、バリエータ出力軸41に設けられたアウトプットギヤ52と、アイドラ軸50に設けられたアイドラギヤ53及びリダクションギヤ54と、デフケースの外周位置に設けられたファイナルギヤ55と、を有する。そして、差動ギヤ機構として、左右のドライブ軸51,51に介装されたディファレンシャルギヤ56を有する。
エンジン車の制御系は、図1に示すように、油圧制御ユニット7と、CVTコントロールユニット8(略称「CVTCU」)と、エンジンコントロールユニット9(略称「ECU」)と、を備えている。電子制御系であるCVTコントロールユニット8とエンジンコントロールユニット9は、互いの情報を交換可能なCAN通信線13により接続されている。
油圧制御ユニット7は、プライマリ圧室45に導かれるプライマリ圧Ppri、セカンダリ圧室46に導かれるセカンダリ圧Psec、前進クラッチ31への前進クラッチ圧Pfc、後退ブレーキ32への後退ブレーキ圧Prb、等を調圧するユニットである。この油圧制御ユニット7は、オイルポンプ源70と、オイルポンプ源70からの吐出圧に基づいて各種油圧機器の制御圧を調圧する油圧制御回路71と、を備える。ここで、油圧機器とは、バリエータ4、ロックアップクラッチ20、前進クラッチ31、後退ブレーキ32、等を含む油圧作動の機器をいう。
ここで、オイルポンプ源70は、後述するように、エンジン1により回転駆動する機械式オイルポンプ70aと、エンジン1とは別の電動モータ70cにより回転駆動する電動オイルポンプ70bと、を併用している。
油圧制御回路71には、ライン圧ソレノイド弁72と、プライマリ圧ソレノイド弁73と、セカンダリ圧ソレノイド弁74と、セレクトソレノイド弁75と、ロックアップ圧ソレノイド弁76と、を有する。なお、各ソレノイド弁72,73,74,75,76は、CVTコントロールユニット8から出力される制御指令値(指示電流)によって調圧動作を行う。
ライン圧ソレノイド弁72は、CVTコントロールユニット8から出力されるライン圧指令値に応じ、オイルポンプ70からの吐出圧を、指令されたライン圧PLに調圧する。このライン圧PLは、各種の制御圧を調圧する際の元圧であり、駆動系を伝達するトルクに対してベルト滑りやクラッチ滑りを抑える油圧とされる。
プライマリ圧ソレノイド弁73は、CVTコントロールユニット8から出力されるプライマリ圧指令値に応じ、ライン圧PLを元圧として指令されたプライマリ圧Ppriに減圧調整する。セカンダリ圧ソレノイド弁74は、CVTコントロールユニット8から出力されるセカンダリ圧指令値に応じ、ライン圧PLを元圧として指令されたセカンダリ圧Psecに減圧調整する。
セレクトソレノイド弁75は、CVTコントロールユニット8から出力される前進クラッチ圧指令値又は後退ブレーキ圧指令値に応じ、ライン圧PLを元圧として指令された前進クラッチ圧Pfc又は後退ブレーキ圧Prbに減圧調整する。
ロックアップ圧ソレノイド弁76は、CVTコントロールユニット8から出力される指示電流Aluに応じ、ロックアップクラッチ20を締結/スリップ締結/解放するLU指示圧Pluに調圧する。
CVTコントロールユニット8は、ライン圧制御や変速制御や前後進切替制御やロックアップ制御、等を行う。ライン圧制御では、アクセル開度等に応じた目標ライン圧を得る指令値をライン圧ソレノイド弁72に出力する。変速制御では、目標変速比(目標プライマリ回転Npri*)を決めると、決めた目標変速比(目標プライマリ回転Npri*)を得る指令値をプライマリ圧ソレノイド弁73及びセカンダリ圧ソレノイド弁74に出力する。前後進切替制御では、選択されているレンジ位置に応じて前進クラッチ31と後退ブレーキ32の締結/解放を制御する指令値をセレクトソレノイド弁75に出力する。ロックアップ制御では、ロックアップクラッチ20を締結/スリップ締結/解放するLU指示圧Pluを制御する指示電流Aluをロックアップ圧ソレノイド弁76に出力する。
CVTコントロールユニット8には、プライマリ回転センサ90、車速センサ91、セカンダリ圧センサ92、油温センサ93、インヒビタスイッチ94、ブレーキスイッチ95、タービン回転センサ96からのセンサ情報やスイッチ情報が入力される。さらに、セカンダリ回転センサ97、プライマリ圧センサ98、ライン圧センサ99等からのセンサ情報が入力される。
エンジンコントロールユニット9には、エンジン回転センサ12、アクセル開度センサ14、等からのセンサ情報が入力される。CVTコントロールユニット8は、エンジン回転情報やアクセル開度情報をエンジンコントロールユニット9へリクエストすると、CAN通信線13を介し、エンジン回転数Neやアクセル開度APOの情報を受け取る。さらに、エンジントルク情報をエンジンコントロールユニット9へリクエストすると、CAN通信線13を介し、エンジンコントロールユニット9において推定演算される実エンジントルクTeの情報を受け取る。
図2は、自動変速モードでの無段変速制御をバリエータ4により実行する際に用いられるDレンジ無段変速スケジュールの一例を示す。
Dレンジ選択時の変速制御は、車速VSP(車速センサ91)とアクセル開度APO(アクセル開度センサ14)により特定される図2のDレンジ無段変速スケジュール上での運転点(VSP,APO)により、目標プライマリ回転数Npri*を決める。そして、プライマリ回転センサ90からの実プライマリ回転数Npriを、目標プライマリ回転数Npri*に一致させるプーリ油圧のフィードバック制御により行われる。
なお、変速比は、Dレンジ無段変速スケジュールの最Low変速比線や最High変速比線から明らかなように、ゼロ運転点から引かれる変速比線の傾きであらわされる。よって、運転点(VSP,APO)により目標プライマリ回転数Npri*を決めることは、バリエータ4の目標変速比を決めることになる。
即ち、Dレンジ無段変速スケジュールは、図2に示すように、運転点(VSP,APO)に応じて最Low変速比と最High変速比による変速比幅の範囲内で変速比を無段階に変更するように設定されている。例えば、車速VSPが一定のときは、アクセル踏み込み操作を行うと目標プライマリ回転数Npri*が上昇してダウンシフト方向に変速し、アクセル戻し操作を行うと目標プライマリ回転数Npri*が低下してアップシフト方向に変速する。アクセル開度APOが一定のときは、車速VSPが上昇するとアップシフト方向に変速し、車速VSPが低下するとダウンシフト方向に変速する。
ここで、Dレンジ無段変速スケジュールは、図2に示すように、アクセル足離し操作によるコースト時において目標プライマリ回転数Npri*が低い回転数位置に“通常コースト線”が設定されている。加えて、“通常コースト線”より目標プライマリ回転数Npri*が高い回転数位置に“SOC不足時コースト線(電動オイルポンプ70bの出力制限時コースト線)”が設定されている。なお、プライマリ回転数Npriは、トルクコンバータ2のロックアップクラッチ20が締結されているロックアップ状態ではエンジン回転数Neと一致する。
[オイルポンプ作動制御装置の概要構成]
図4は、実施例1のオイルポンプ作動制御を行う油圧制御系と電子制御系のシステムを示す。以下、図4に基づいてオイルポンプ作動制御装置の概要構成を説明する。
図4は、実施例1のオイルポンプ作動制御を行う油圧制御系と電子制御系のシステムを示す。以下、図4に基づいてオイルポンプ作動制御装置の概要構成を説明する。
オイルポンプ作動制御装置が適用される駆動系は、エンジン1(走行用駆動源)と、トルクコンバータ2と、前後進切替機構3と、バリエータ4(無段変速機構)と、終減速機構5と、駆動輪6と、を備えている。エンジン1は、機械式オイルポンプ70aを駆動する。トルクコンバータ2は、ロックアップクラッチ20を有する。前後進切替機構3は、前進クラッチ31と後退ブレーキ32を有する。バリエータ4は、プライマリプーリ42とセカンダリプーリ43とプーリベルト44を有する。
オイルポンプ作動制御装置が適用される油圧制御系は、油圧源70と、油圧制御回路71と、プライマリ圧ソレノイド弁73と、セカンダリ圧ソレノイド弁74と、を備える。
油圧源70は、機械式オイルポンプ70aと、電動オイルポンプ70bと、電動モータ70cと、バッテリ70dと、を備える。
機械式オイルポンプ70aは、吸入ポートにオイルストレーナ70eからの共通吸入油路70fが接続され、吐出ポートに一方向弁70gを有する第1吐出油路70hが接続される。電動オイルポンプ70bは、吸入ポートにオイルストレーナ70eからの共通吸入油路70fが接続され、吐出ポートに一方向弁70iを有する第2吐出油路70jが接続される。そして、第1吐出油路70hと第2吐出油路70jの合流吐出油路70kを介してポンプ吐出油が油圧制御回路71に供給される。
電動オイルポンプ70bは、電動オイルポンプ70bを駆動する電動モータ70cと、電動モータ70cの駆動回路であるモータドライバ70mと、モータ回転センサ70nと、ドライバ温度センサ70pと、を有して電動オイルポンプユニットが構成される。モータドライバ70mには、電動オイルポンプ70bの駆動時にCVTコントロールユニット8からモータ回転数指令が入力される。モータドライバ70mからCVTコントロールユニット8へは、モータ回転数情報やドライバ温度情報や自己診断情報やバッテリSOC情報が出力される。
バッテリ70dは、モータジェネレータ10により充電される電動モータ70cの電源であり、リレースイッチ70qを介してモータドライバ70mに接続される。バッテリ70dには、SOCセンサ70rが設けられる。リレースイッチ70qには、CVTコントロールユニット8からスイッチON/OFF指令が入力される。つまり、ELOP作動許可フラグOFFのときは、CVTコントロールユニット8からスイッチOFF指令が入力されて電動オイルポンプ70bの駆動が停止される。そして、モータジェネレータ10により充電によりバッテリSOCが回復してELOP作動許可フラグONになると、CVTコントロールユニット8からスイッチON指令が入力されて電動オイルポンプ70bを再駆動する。
オイルポンプ作動制御装置が適用される電子制御系は、CAN通信線13により接続されるCVTコントロールユニット8とエンジンコントロールユニット9を備え、CVTコントロールユニット8には、機械式オイルポンプ70aと電動オイルポンプ70bの作動を制御するオイルポンプ作動制御部80を有する。
オイルポンプ作動制御部80は、ELOP作動許可フラグONであって電動オイルポンプ70bの出力が制限されない場合、機械式オイルポンプ70aと電動オイルポンプ70bの両方を用いて必要油量を確保する。ELOP作動許可フラグOFFであって電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合、電動オイルポンプ70bの出力が制限されない場合よりバリエータ4等による油圧機器の作動を制限する。そして、バリエータ4等による油圧機器の作動制限によって必要油量を低下することで、機械式オイルポンプ70aからの吐出油量にて必要油量を確保する。なお、「ELOP作動許可フラグON」とは、電動オイルポンプ70bの作動を許可するフラグ状態を示し、「ELOP作動許可フラグOFF」とは、電動オイルポンプ70bの作動を禁止するフラグ状態を示す。
オイルポンプ作動制御部80は、ELOP作動許可フラグONであって電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合、バリエータ4の変速速度を制限することによって必要油量を低下する。このとき、バリエータ4の変速速度制限制御と、電動オイルポンプ70bの出力が制限されない場合よりエンジン1の回転数を高くするバリエータ4の変速制御と、を併用する。
[オイルポンプ作動制御処理構成]
図4は、実施例1のCVTコントロールユニット8のオイルポンプ作動制御部80にて実行されるオイルポンプ作動制御処理の流れを示す。以下、図4の各ステップについて説明する。なお、この処理は、所定の制御周期により繰り返し処理動作が行われる。
図4は、実施例1のCVTコントロールユニット8のオイルポンプ作動制御部80にて実行されるオイルポンプ作動制御処理の流れを示す。以下、図4の各ステップについて説明する。なお、この処理は、所定の制御周期により繰り返し処理動作が行われる。
ステップS1では、スタートに続き、ELOP作動許可フラグがONであるか否かを判断する。YES(ELOP作動許可フラグON)の場合はステップS3へ進み、NO(ELOP作動許可フラグOFF)の場合はステップS2へ進む。
ここで、「ELOP作動許可フラグ」は、電動モータ70cに接続されるバッテリ70dの容量が、ELOP作動可能SOC閾値よりも低いSOC低下線に到達すると、ELOP作動許可フラグをON→OFFとし電動オイルポンプ70bの出力制限を開始する。そして、バッテリ70dの容量が、充電によりELOP作動可能SOC閾値以上に回復すると、ELOP作動許可フラグをOFF→ONとし電動オイルポンプ70bの出力制限を終了する。つまり、ELOP作動許可フラグがOFFの間は、電動オイルポンプ70bの作動を禁止する(図8参照)。
ステップS2では、S1でのELOP作動許可フラグONであるとの判断に続き、バリエータ4の変速速度(アップシフト、ダウンシフトを含む)を通常変速速度とし、ステップS5へ進む。
ステップS3では、S1でのELOP作動許可フラグOFFであるとの判断に続き、バリエータ4の変速速度(アップシフト、ダウンシフトを含む)を通常変速速度より遅くする変速速度制限を施し、ステップS4へ進む。
ステップS4では、S3での変速速度制限に続き、アクセル足離し操作によるコースト状態のとき、エンジン回転数NeがSOC不足時コースト回転数を超えているか否かを判断する。YES(エンジン回転数Ne>SOC不足時コースト回転数)の場合はステップS5へ進み、NO(エンジン回転数Ne≦SOC不足時コースト回転数)の場合はステップS6へ進む。
ここで、エンジン回転数Neの情報は、エンジン回転センサ12からエンジンコントロールユニット9及びCAN通信線13を介して取得する。
ステップS5では、S2での通常変速速度、或いは、S4でのエンジン回転数Ne>SOC不足時コースト回転数であるとの判断に続き、図2のDレンジ無段変速スケジュールにて“通常コースト線”を選択し、エンドへ進む。
即ち、ELOP作動許可フラグONで通常変速速度であるとき、或いは、エンジン回転数Ne>SOC不足時コースト回転数であるときは、通常の無段変速制御を実行する。
ステップS6では、S4でのエンジン回転数Ne≦SOC不足時コースト回転数であるとの判断に続き、図2のDレンジ無段変速スケジュールにて“SOC不足時コースト線”を選択し、エンドへ進む。
ここで、“SOC不足時コースト線”を選択した後、ドライバによるアクセル踏み込み操作を利用してエンジン回転数Neを、“通常コースト線”による回転数から“SOC不足時コースト線”による回転数まで上昇させる変速速度制限のダウンシフト制御を行う。
次に、実施例1の作用を、「背景技術と課題」、「課題解決手段と課題解決作用」、「オイルポンプ作動制御作用」に分けて説明する。
[背景技術と課題]
燃費向上技術としては、例えば、エンジン車やハイブリッド車において、停車時にエンジンを停止するアイドリングストップ制御が採用されている。このアイドリングストップ制御では、停車時にエンジンを停止するため、機械式オイルポンプからのポンプ吐出油が無くなる。よって、油圧制御されるステップATやCVTを搭載している場合、機械式オイルポンプと電動オイルポンプを併用している。
燃費向上技術としては、例えば、エンジン車やハイブリッド車において、停車時にエンジンを停止するアイドリングストップ制御が採用されている。このアイドリングストップ制御では、停車時にエンジンを停止するため、機械式オイルポンプからのポンプ吐出油が無くなる。よって、油圧制御されるステップATやCVTを搭載している場合、機械式オイルポンプと電動オイルポンプを併用している。
これに対し、さらなる燃費向上を図るため、機械式オイルポンプをダウンサイズし、エンジンの機械式オイルポンプによるフリクションを低減したいという要求がある。
現状において機械式オイルポンプと電動オイルポンプを併用するとき、図5に示すように、エンジン運転時においては、必要油量を確保する供給油量を機械式オイルポンプからの吐出油量で分担して機械式OP作動域とする。そして、機械式オイルポンプからの吐出油量を望めないエンジン停止を含むアイドル回転数未満の領域においては、必要油量を確保する供給油量を電動オイルポンプからの吐出油量で分担するというものである。
このため、機械式オイルポンプをダウンサイズしようとしても、エンジン回転数に対する供給油量として必要油量を確保するだけのサイズ(定格容量)のものとしなければならないという限界があり、要求を満足するダウンサイズ化を達成できない。なお、図5の機械式OP作動域を決めるエンジン回転数に対する供給油量の勾配角度の大きさが、機械式オイルポンプの定格容量をあらわす。
そこで、エンジン運転時においても、必要油量を確保する供給油量を機械式オイルポンプと電動オイルポンプを併用した吐出油量で分担すると、要求を満足する機械式オイルポンプのダウンサイズ化することが可能である。
しかし、この場合、電動オイルポンプが正常に作動し、機械式オイルポンプからの吐出油量では不足する供給油量を電動オイルポンプからの吐出油量によりアシストし続けていることが条件になる。このため、バッテリSOC不足やバッテリ異常やバッテリ温度上昇等により電動オイルポンプの出力が制限される場合、必要油量に対して機械式オイルポンプからの供給油量が不足してしまう、という課題がある。
[課題解決手段と課題解決作用]
この発明は、上記課題に着目し、機械式オイルポンプ70aで不足する油量を電動オイルポンプ70bで過渡的にアシストし、電動オイルポンプ70bの出力制限に対して必要油量の低下により対応することをコンセプトとしてなされたものである。課題を解決する手段として、CVTコントロールユニット8に、オイルポンプ作動制御部80を有する。オイルポンプ作動制御部80は、電動オイルポンプ70bの出力が制限されない場合、機械式オイルポンプ70aと電動オイルポンプ70bの両方を用いて必要油量を確保する。電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合、電動オイルポンプ70bの出力が制限されない場合よりバリエータ4を含む油圧機器の作動を制限する手段を採用した。
この発明は、上記課題に着目し、機械式オイルポンプ70aで不足する油量を電動オイルポンプ70bで過渡的にアシストし、電動オイルポンプ70bの出力制限に対して必要油量の低下により対応することをコンセプトとしてなされたものである。課題を解決する手段として、CVTコントロールユニット8に、オイルポンプ作動制御部80を有する。オイルポンプ作動制御部80は、電動オイルポンプ70bの出力が制限されない場合、機械式オイルポンプ70aと電動オイルポンプ70bの両方を用いて必要油量を確保する。電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合、電動オイルポンプ70bの出力が制限されない場合よりバリエータ4を含む油圧機器の作動を制限する手段を採用した。
このように、電動オイルポンプ70bの出力が制限されない場合、機械式オイルポンプ70aと電動オイルポンプ70bの両方を用いて必要油量を確保している。このため、エンジン回転数Neを横軸としオイルポンプによる供給油量を縦軸とする二次元平面内に区分した機械式オイルポンプ作動域と電動オイルポンプ作動域を示すと図6に示すようになる。よって、エンジン1のアイドル回転数以上の領域において必要油量を確保する供給油量を機械式オイルポンプ70aと電動オイルポンプ70bを併用した吐出油量で分担する。この場合、図6の矢印Aで示すように、電動オイルポンプ70bが分担する電動オイルポンプ作動域の分、機械式OP作動域を決めるエンジン回転数に対する供給油量の勾配角度の大きさが図5の勾配角度よりも小さくなる。このため、機械式オイルポンプ70aの定格容量を、比較例に比べて低くすることが可能である。
そして、電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合、電動オイルポンプ70bの出力が制限されない場合よりバリエータ4の変速制御での変速速度を制限するようにしている。即ち、電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合、図6の矢印Bで示すように、オイルポンプ動作点P1からオイルポンプ動作点P2へと移動し、キックダウン時の必要油量Q1に対して供給油量が不足することがある。これに対し、電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合、バリエータ4の変速速度を遅くする変速速度の制限によって、通常変速速度とした場合に比べ必要油量を低下させている。つまり、図6の矢印Dに示すように、必要油量を、キックダウン時の必要油量(通常)Q1からキックダウン時の必要油量(変速速度制限)Q2まで低下させている。このように、必要油量そのものを低下させることによって、電動オイルポンプ70bからの供給油量が無くなったとしても、オイルポンプ動作点P2での機械式オイルポンプ70aからの供給油量は、キックダウン時の必要油量(変速速度制限)Q2を上回ることになる。
このため、機械式オイルポンプ70aの定格容量を小さくしながら、電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合、必要油量に対して供給油量が不足するのを防止することができる。この結果、機械式オイルポンプ70aをダウンサイズし、エンジン1の機械式オイルポンプ70aによるフリクションを低減し、さらなる燃費の向上を図りたいという要求に応えることができる。
次に、電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合、バリエータ4の変速速度制限制御と併用されるバリエータ4の変速制御についてその作用を説明する。
電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合、バリエータ4の変速速度制限を行うと共に、電動オイルポンプ70bの出力が制限されない場合よりエンジン回転数Neを高くするバリエータ4の変速制御を行うようにしている。即ち、電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合、コースト線の選択を通常コースト線からSOC不足時コースト線へ切り替えることによるバリエータ4のダウンシフトでエンジン回転数Neが高くなる。エンジン回転数Neが高くなると、機械式オイルポンプ70aのポンプ回転数が高くなることで、図6の矢印Cで示すように、オイルポンプ動作点P1から機械式オイルポンプ70aの供給油量特性線に沿ってオイルポンプ動作点P3へと移動する。よって、オイルポンプ動作点P3での機械式オイルポンプ70aからの供給油量は、オイルポンプ動作点P1での機械式オイルポンプ70aの供給油量より増大する。よって、電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合、バリエータ4の変速速度制限制御による必要油量低下作用と、機械式オイルポンプ70aからの供給油量増大作用の併用により、キックダウン時の必要油量(変速速度制限)Q2が余裕を持って確保される。
[オイルポンプ作動制御作用]
ELOP作動許可フラグがONであるとき、図4のフローチャートにおいて、S1→S2→S5→エンドへと進む流れが繰り返される。よって、S2では、バリエータ4の変速速度が通常変速速度とされ、S5では、図2のDレンジ無段変速スケジュールにて“通常コースト線”が選択される。即ち、ELOP作動許可フラグONであるときは、通常の無段変速制御が実行される。
ELOP作動許可フラグがONであるとき、図4のフローチャートにおいて、S1→S2→S5→エンドへと進む流れが繰り返される。よって、S2では、バリエータ4の変速速度が通常変速速度とされ、S5では、図2のDレンジ無段変速スケジュールにて“通常コースト線”が選択される。即ち、ELOP作動許可フラグONであるときは、通常の無段変速制御が実行される。
また、ELOP作動許可フラグOFFであるが、エンジン回転数Ne>SOC不足時コースト回転数であるとき、図4のフローチャートにおいて、S1→S3→S4→S5→エンドへと進む流れが繰り返される。よって、S3では、バリエータ4の変速速度が制限され、S5では、図2のDレンジ無段変速スケジュールにて“通常コースト線”が選択される。即ち、ELOP作動許可フラグOFFであるが、エンジン回転数Ne>SOC不足時コースト回転数であるときは、変速速度を制限しながら“通常コースト線”を選択する無段変速制御が実行される。
一方、ELOP作動許可フラグがOFFであり、かつ、エンジン回転数Ne≦SOC不足時コースト回転数であるとき、図4のフローチャートにおいて、S1→S3→S4→S6→エンドへと進む流れが繰り返される。よって、S3では、バリエータ4の変速速度が制限され、S6では、図2のDレンジ無段変速スケジュールにて“SOC不足時コースト線”が選択される。即ち、ELOP作動許可フラグOFFであり、かつ、エンジン回転数Ne≦SOC不足時コースト回転数であるときは、変速速度を制限しながら“SOC不足時コースト線”を選択する無段変速制御が実行される。
ここで、“SOC不足時コースト線”を選択する無段変速制御では、ドライバによるアクセル踏み込み操作(キックダウン操作)を利用してエンジン回転数Neを、“通常コースト線”による回転数から“SOC不足時コースト線”による回転数まで上昇させるダウンシフト制御が行われる。
次に、ELOP作動許可フラグON→ELOP作動許可フラグOFF→ELOP作動許可フラグONへと移行するときのオイルポンプ作動制御作用を、図8のタイムチャートに基づいて説明する。
ELOP作動許可フラグがONである時刻t1にてアクアセル踏み込みによるキックダウン操作が行われると、目標変速比(目標Ratio)はロー変速比とされ、ダウンシフトによりエンジン回転数Neが上昇する。そして、時刻t1の直後からは車速の上昇に応じて目標変速比(目標Ratio)はハイ変速比とされ、アップシフトによりエンジン回転数Neが低下する。
時刻t2にてバッテリSOCがSOC低下線まで低下すると、ELOP作動許可フラグがONからOFFへと書き替えられると共に、コースト線が“通常コースト線”から“SOC不足時コースト線”に切り替えられる。
時刻t3にてアクセル足離し操作が行われると、目標変速比(目標Ratio)は最ハイ変速比へと移行し、時刻t3の直後にてエンジン回転数Neが“通常コースト線”の回転数まで低下する。そして、時刻t4にてアクアセル踏み込みによるキックダウン操作が行われると、キックダウン操作を利用して“通常コースト線”による回転数から“SOC不足時コースト線”による回転数までエンジン回転数Neを上昇させる変速速度制限によるダウンシフト制御が実行される。
時刻t5にてアクセル足離し操作が行われると、目標変速比(目標Ratio)は時刻t4直後の変速比が維持され、エンジン回転数Neは、“SOC不足時コースト線”による回転数に保たれる。そして、時刻t6にてアクアセル踏み込みによるキックダウン操作が行われると、目標変速比(目標Ratio)はロー変速比とされ、変速速度制限によるダウンシフトによりエンジン回転数Neが上昇する。時刻t7にてアクセル足離し操作が行われると、目標変速比(目標Ratio)は最ハイ変速比へと移行して変速速度制限によるアップシフトが行われる。よって、時刻t7の直後にてエンジン回転数Neが“SOC不足時コースト線”による回転数まで低下し、その後、“SOC不足時コースト線”による回転数を維持する。
時刻t8にてバッテリSOCがELOP作動可能SOC閾値まで復活すると、ELOP作動許可フラグがOFFからONへと書き替えられると共に、コースト線が“SOC不足時コースト線”から“通常コースト線”に切り替えられる。
時刻t9にてアクアセル踏み込みによるキックダウン操作が行われると、目標変速比(目標Ratio)はロー変速比へと移行して通常変速速度のダウンシフトによりエンジン回転数Neが上昇する。そして、時刻t9の直後からは車速の上昇に応じて目標変速比(目標Ratio)はハイ変速比とされ、通常変速速度のアップシフトによりエンジン回転数Neが低下する。
時刻t10にてアクセル足離し操作が行われると、目標変速比(目標Ratio)は最ハイ変速比に向かって変化し、エンジン回転数Neは、“通常コースト線”による回転数まで低下し、その後、“通常コースト線”による回転数に保たれる。
このように、時刻t4の直後からELOP作動許可フラグがOFFからONへと書き替えられる時刻t8までは、変速制御を経験すると、変速速度を遅くする変速速度制限がかけられる。そして、時刻t4の直後からELOP作動許可フラグがOFFからONへと書き替えられる時刻t8までは、エンジン回転数Neが“SOC不足時コースト線”による回転数以上に保たれ、ELOP作動許可フラグOFF時に機械式オイルポンプ70aの吐出油量が増大する。よって、変速速度制限による必要油量の低下作用と、“SOC不足時コースト線”の選択による機械式オイルポンプ70aからの吐出油量増大作用と、を併せた作用が得られることにより、必要油量が確保される。
以上説明したように、実施例1のベルト式無段変速機CVTの制御装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。
(1) 走行用駆動源(エンジン1)と駆動輪6との間に介装される変速機構(バリエータ4)と、
変速機構(バリエータ4)を含む油圧機器の油圧を制御する油圧制御ユニット7と、
油圧制御ユニット7へ制御指令を出力する変速機コントローラ(CVTコントロールユニット8)と、
を備える自動変速機(ベルト式無段変速機CVT)の制御装置において、
油圧制御ユニット7に、走行用駆動源(エンジン1)により駆動される機械式オイルポンプ70aと、走行用駆動源(エンジン1)とは別の電動モータ70cにより駆動される電動オイルポンプ70bと、を有し、
変速機コントローラ(CVTコントロールユニット8)は、機械式オイルポンプ70aと電動オイルポンプ70bの作動を制御するオイルポンプ作動制御部80を有し、
オイルポンプ作動制御部80は、電動オイルポンプ70bの出力が制限されない場合、機械式オイルポンプ70aと電動オイルポンプ70bの両方を用いて必要油量を確保し、
電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合、電動オイルポンプ70bの出力が制限されない場合より油圧機器の作動を制限する。
このため、機械式オイルポンプ70aの定格容量を小さくしながら、電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合、必要油量に対して供給油量が不足するのを防止することができる。
変速機構(バリエータ4)を含む油圧機器の油圧を制御する油圧制御ユニット7と、
油圧制御ユニット7へ制御指令を出力する変速機コントローラ(CVTコントロールユニット8)と、
を備える自動変速機(ベルト式無段変速機CVT)の制御装置において、
油圧制御ユニット7に、走行用駆動源(エンジン1)により駆動される機械式オイルポンプ70aと、走行用駆動源(エンジン1)とは別の電動モータ70cにより駆動される電動オイルポンプ70bと、を有し、
変速機コントローラ(CVTコントロールユニット8)は、機械式オイルポンプ70aと電動オイルポンプ70bの作動を制御するオイルポンプ作動制御部80を有し、
オイルポンプ作動制御部80は、電動オイルポンプ70bの出力が制限されない場合、機械式オイルポンプ70aと電動オイルポンプ70bの両方を用いて必要油量を確保し、
電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合、電動オイルポンプ70bの出力が制限されない場合より油圧機器の作動を制限する。
このため、機械式オイルポンプ70aの定格容量を小さくしながら、電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合、必要油量に対して供給油量が不足するのを防止することができる。
(2) オイルポンプ作動制御部80は、電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合、機械式オイルポンプ70aからの吐出油量にて必要油量を確保するように、油圧機器の作動制限によって必要油量を低下する。
このため、機械式オイルポンプ70aを所望するレベルまでダウンサイズ化しても、電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合、必要油量に対して供給油量が不足するのを確実に防止することができる。
このため、機械式オイルポンプ70aを所望するレベルまでダウンサイズ化しても、電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合、必要油量に対して供給油量が不足するのを確実に防止することができる。
(3) オイルポンプ作動制御部80は、電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合、変速機構(バリエータ4)の変速速度を制限することによって必要油量を低下する。
このため、油圧機器の作動を停止してしまうという制限ではなく、変速機能を残したままで変速速度を制限することによって必要油量を低下することができる。
即ち、油圧機器のうち、必要油量を左右する影響が大きいのが、必要とする油量が多い変速機構(バリエータ4)による変速である。よって、変速機構(バリエータ4)の変速速度に着目し、必要油量の低下を、変速速度の制限度合いによる調整とした。
このため、油圧機器の作動を停止してしまうという制限ではなく、変速機能を残したままで変速速度を制限することによって必要油量を低下することができる。
即ち、油圧機器のうち、必要油量を左右する影響が大きいのが、必要とする油量が多い変速機構(バリエータ4)による変速である。よって、変速機構(バリエータ4)の変速速度に着目し、必要油量の低下を、変速速度の制限度合いによる調整とした。
(4) オイルポンプ作動制御部80は、電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合、電動オイルポンプ70bの出力が制限されない場合より油圧機器の作動を制限する油圧機器作動制限制御と、電動オイルポンプ70bの出力が制限されない場合より走行用駆動源(エンジン1)の回転数を高くする変速機構(バリエータ4)の変速制御と、を併用する。
このため、油圧機器の作動制限による必要油量の低下作用と、機械式オイルポンプ70aからの供給油量増大作用とにより、電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合に必要油量に対して供給油量が不足するのを防止することができる。
この結果、電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合の対策として2つの対策を有することで、変速条件等によって2つの対策を使い分けることができる。また、2つの対策を併用すると、1つの対策による場合に比べ、油圧機器の作動制限制御量や変速制御量を低減することができる。
このため、油圧機器の作動制限による必要油量の低下作用と、機械式オイルポンプ70aからの供給油量増大作用とにより、電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合に必要油量に対して供給油量が不足するのを防止することができる。
この結果、電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合の対策として2つの対策を有することで、変速条件等によって2つの対策を使い分けることができる。また、2つの対策を併用すると、1つの対策による場合に比べ、油圧機器の作動制限制御量や変速制御量を低減することができる。
(5) 走行用駆動源は、エンジン1であり、
変速機構は、変速比を無段階に制御するバリエータ4である。
このため、変速速度を制限する場合、バリエータ4による変速比を滑らかに変化させることができると共に、機械式オイルポンプ70aによるエンジン1のフリクション低減によりエンジン1の燃費向上を達成することができる。
変速機構は、変速比を無段階に制御するバリエータ4である。
このため、変速速度を制限する場合、バリエータ4による変速比を滑らかに変化させることができると共に、機械式オイルポンプ70aによるエンジン1のフリクション低減によりエンジン1の燃費向上を達成することができる。
以上、本発明の自動変速機の制御装置を実施例1に基づき説明してきた。しかし、具体的な構成については、この実施例1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、設計の変更や追加等は許容される。
実施例1では、オイルポンプ作動制御部80として、電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合、バリエータ4の変速速度を制限することによって必要油量を低下する例を示した。しかし、オイルポンプ作動制御部としては、電動オイルポンプの出力が制限される場合、バリエータによる変速を停止し、変速比を固定する制限とし、必要油量を最小限とする例としても良い。また、バリエータ等による複数の油圧機器に対し作動制限・作動停止・作動制限/作動停止の組み合わせを用いる例としても良い。なお、電動オイルポンプの出力制限は、電動オイルポンプの出力を所定の上限値に抑える制限と、電動オイルポンプの出力をゼロとするポンプ停止による制限とを含む。
実施例1では、オイルポンプ作動制御部80として、電動オイルポンプ70bの出力が制限される場合、油圧機器作動制限制御と、エンジン1の回転数を高くするバリエータ4の変速制御と、を併用する例を示した。しかし、オイルポンプ作動制御部としては、電動オイルポンプの出力が制限される場合、電動オイルポンプの出力が制限されない場合より油圧機器の作動を制限する制御を用いるだけで、必要油量に対して供給油量が不足するのを防止する例としても良い。
実施例1では、本発明の制御装置を、自動変速機としてベルト式無段変速機CVTを搭載したエンジン車に適用する例を示した。しかし、本発明の制御装置は、自動変速機として、ステップATと呼ばれる有段変速機を搭載した車両や副変速機付き無段変速機構を搭載した車両等に適用しても良い。また、適用される車両としても、エンジン車に限らず、走行用駆動源にエンジンとモータを搭載したハイブリッド車、走行用駆動源にモータを搭載した電気自動車等に対しても適用できる。
1 エンジン(走行用駆動源)
CVT ベルト式無段変速機
2 トルクコンバータ
3 前後進切替機構
4 バリエータ(変速機構)
5 終減速機構
6 駆動輪
7 油圧制御ユニット
73 プライマリ圧ソレノイド弁
74 セカンダリ圧ソレノイド弁
8 CVTコントロールユニット(変速機コントローラ)
80 オイルポンプ作動制御部
9 エンジンコントロールユニット
12 エンジン回転センサ
14 アクセル開度センサ
91 車速センサ
94 インヒビタスイッチ
96 タービン回転センサ
99 ライン圧センサ
CVT ベルト式無段変速機
2 トルクコンバータ
3 前後進切替機構
4 バリエータ(変速機構)
5 終減速機構
6 駆動輪
7 油圧制御ユニット
73 プライマリ圧ソレノイド弁
74 セカンダリ圧ソレノイド弁
8 CVTコントロールユニット(変速機コントローラ)
80 オイルポンプ作動制御部
9 エンジンコントロールユニット
12 エンジン回転センサ
14 アクセル開度センサ
91 車速センサ
94 インヒビタスイッチ
96 タービン回転センサ
99 ライン圧センサ
Claims (5)
- 走行用駆動源と駆動輪との間に介装される変速機構と、
前記変速機構を含む油圧機器の油圧を制御する油圧制御ユニットと、
前記油圧制御ユニットへ制御指令を出力する変速機コントローラと、
を備える自動変速機の制御装置において、
前記油圧制御ユニットに、前記走行用駆動源により駆動される機械式オイルポンプと、前記走行用駆動源とは別の電動モータにより駆動される電動オイルポンプと、を有し、
前記変速機コントローラは、前記機械式オイルポンプと前記電動オイルポンプの作動を制御するオイルポンプ作動制御部を有し、
前記オイルポンプ作動制御部は、前記電動オイルポンプの出力が制限されない場合、前記機械式オイルポンプと前記電動オイルポンプの両方を用いて必要油量を確保し、
前記電動オイルポンプの出力が制限される場合、前記電動オイルポンプの出力が制限されない場合より前記油圧機器の作動を制限する
ことを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 請求項1に記載された自動変速機の制御装置において、
前記オイルポンプ作動制御部は、前記電動オイルポンプの出力が制限される場合、前記機械式オイルポンプからの吐出油量にて前記必要油量を確保するように、前記油圧機器の作動制限によって必要油量を低下する
ことを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 請求項1又は2に記載された自動変速機の制御装置において、
前記オイルポンプ作動制御部は、前記電動オイルポンプの出力が制限される場合、前記変速機構の変速速度を制限することによって必要油量を低下する
ことを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 請求項1から3までの何れか一項に記載された自動変速機の制御装置において、
前記オイルポンプ作動制御部は、前記電動オイルポンプの出力が制限される場合、前記電動オイルポンプの出力が制限されない場合より前記油圧機器の作動を制限する油圧機器作動制限制御と、前記電動オイルポンプの出力が制限されない場合より前記走行用駆動源の回転数を高くする前記変速機構の変速制御と、を併用する
ことを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 請求項1から4までの何れか一項に記載された自動変速機の制御装置において、
前記走行用駆動源は、エンジンであり、
前記変速機構は、変速比を無段階に制御するバリエータである
ことを特徴とする自動変速機の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018168572A JP2020041580A (ja) | 2018-09-10 | 2018-09-10 | 自動変速機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018168572A JP2020041580A (ja) | 2018-09-10 | 2018-09-10 | 自動変速機の制御装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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ID=69799173
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2018168572A Pending JP2020041580A (ja) | 2018-09-10 | 2018-09-10 | 自動変速機の制御装置 |
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-
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- 2018-09-10 JP JP2018168572A patent/JP2020041580A/ja active Pending
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