JP3716757B2 - Oil pump control device and air mixing amount estimation device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はオイルポンプ制御装置に係り、特に、エア混入に拘らず常に適切な量の作動油を供給できるオイルポンプ制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
油圧によりベルトを挟圧して動力を伝達するとともに、プーリの溝幅を変更して変速比を変化させるベルト式無段変速機や、油圧アクチュエータによってクラッチやブレーキの作動状態が切り換えられることにより、変速比(変速段)や前後進などの動力伝達状態が変更される油圧式変速機、油圧式前後進切換装置など、車両には種々の油圧式動力伝達装置が搭載されている。特開平10−89445号公報に記載の車両用動力伝達装置はその一例で、変速比等の動力伝達状態を変更したり、歯車等の回転メンバを潤滑したりするため、オイルポンプによって所定量の作動油が供給されるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような作動油には潤滑時の攪拌などでエアが混入することが避けられないが、従来はこのようなエアの混入を考慮していないため、そのエアの体積分だけ実質的に作動油の供給量が不足し、潤滑性能が損なわれたり所望の油圧が得られずに変速速度が遅くなったりするなどの可能性があった。また、このような作動油不足が生じないように供給量を一定量だけ嵩上げすることが考えられるが、エア混入量は条件によって変化するため場合によって必要以上の作動油が供給されることになり、オイルポンプの過剰出力で燃費等のエネルギーロスが発生する。
【0004】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、エア混入に拘らず常に適切な量の作動油が供給されるようにして、作動油不足を回避しながらオイルポンプの過剰出力によるエネルギーロスを低減することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第1発明は、動力伝達装置を構成している回転メンバの潤滑に用いられ、その回転メンバの回転に伴って攪拌される作動油を汲み上げて、その動力伝達装置の油圧制御系へ供給するオイルポンプの制御装置において、前記回転メンバの回転速度および作動油温度を考慮してその作動油のエア混入量を求め、そのエア混入に拘らず必要油量が供給されるように前記オイルポンプの吐出量を制御することを特徴とする。
なお、「吐出量」は単位時間当たりの作動油の圧送流量で、作動油に混入したエアを含むものである。
【0007】
第2発明は、第1発明のオイルポンプ制御装置において、(a) 前記動力伝達装置の作動状態に応じて前記作動油の必要油量を求める必要油量算出手段と、(b) 前記回転メンバの回転速度および作動油温度に基づいてエア混入量を求めるエア混入量推定手段と、(c) 前記必要油量および前記エア混入量に基づいて前記オイルポンプの吐出量を求める吐出量算出手段とを有することを特徴とする。
【0008】
第3発明は、第1発明または第2発明のオイルポンプ制御装置において、前記オイルポンプは専用の電動モータによって回転駆動されるものであることを特徴とする。
【0010】
【発明の効果】
このようなオイルポンプ制御装置においては、作動油のエア混入に関与する回転メンバの回転速度および作動油温度を考慮してエア混入量を求め、そのエア混入に拘らず必要油量が供給されるようにオイルポンプの吐出量が制御されるため、エア混入に拘らず常に適切な量の作動油が油圧制御系へ供給されるようになり、エア混入に起因する作動油不足を回避しながらオイルポンプの過剰出力によるエネルギーロスを低減できる。
【0011】
すなわち、作動油が動力伝達装置を構成している回転メンバの潤滑に用いられ、その回転メンバの回転に伴って攪拌されると、その攪拌時にエアが混入するとともに、その混入量は回転メンバの回転速度が速い程多くなるため、その回転メンバの回転速度を考慮してオイルポンプの吐出量を制御することにより、エア混入量に応じて常に適切な量の作動油が供給されるようになる。
また、作動油に消泡剤が用いられている場合には、その消泡剤の温度特性によってエア混入量は変化し、一般に作動油温度が高くなると消泡性能が低下してエア混入量が多くなるため、その作動油温度を考慮してオイルポンプの吐出量を制御することにより、温度上昇に伴うエア混入量の増加に拘らず常に適切な量の作動油が供給されるようになる。
【0012】
第2発明は、必要油量算出手段により動力伝達装置の作動状態に応じて作動油の必要油量を求める場合で、エア混入量算出手段によりエア混入に関与する回転メンバの回転速度および作動油温度に基づいてエア混入量を求めるとともに、吐出量算出手段によりそれ等の必要油量およびエア混入量からオイルポンプの吐出量を求めるため、エア混入に拘らず常に必要油量算出手段によって求められた必要油量の作動油が供給されるようになり、エア混入に起因する作動油不足を回避しながらオイルポンプの過剰出力によるエネルギーロスを良好に低減できる。
【0013】
第3発明では、オイルポンプが専用の電動モータによって回転駆動されるため、車両駆動力など他の駆動力に影響を与えることなく、エア混入量を考慮して吐出量を高い精度で適切に制御できる。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明は、油圧によりベルトを挟圧して動力を伝達するとともに、プーリの溝幅を変更して変速比を変化させるベルト式無段変速機や、油圧アクチュエータによってクラッチやブレーキの作動状態が切り換えられることにより、変速比(変速段)や前後進などの動力伝達状態が変更される油圧式変速機、油圧式前後進切換装置、左右の駆動輪に動力を分配する差動装置など、車両用の各部の動力伝達装置に作動油を供給し、動力伝達状態を変更するとともに各部を潤滑するオイルポンプの制御装置に好適に適用されるが、車両用以外の動力伝達装置に作動油を供給したり、潤滑のみを目的として動力伝達装置に作動油を供給したりする場合にも適用され得るなど、種々の態様を採用できる。
【0016】
オイルポンプとしては、歯車ポンプやベーンポンプなどの回転式ポンプが好適に用いられるが、直動式のポンプなど種々のポンプを採用できる。オイルポンプを駆動する駆動源としては、第3発明のように専用の電動モータを採用することが望ましいが、駆動力を制御可能な内燃機関など他の駆動源を用いることもできる。また、車両走行用の駆動源など、オイルポンプ以外の駆動源を兼ねているものでも良い。
【0018】
第2発明のエア混入量推定手段は、例えばエア混入に関与する物理量(回転メンバの回転速度および作動油温度を含む、以下同じ)をパラメータとして予め実験によって求められた相関関係(演算式やマップなど)、或いは理論的に導かれた演算式などにより、実際の物理量の値に応じてエア混入量を算出するように構成される。上記物理量とエア混入量との関係は、例えばオイルポンプの吐出量と油圧との関係はエア混入量によって変化するため、物理量の値を変更しながら吐出量と油圧との関係を求めることにより、エア混入量を推定することが可能であり、例えば所定の基準油圧を発生させることができる吐出量を求めるようにすれば良い。
【0019】
ここで、油圧そのものを検出してオイルポンプの吐出量を制御すれば、エア混入量の影響を低減できるが、油圧センサは高価でしかも経時的に検出精度が低下するなど必ずしも高い信頼性が得られないため、第2発明のように必要油量を求めて吐出量を制御しているのが一般的で、エア混入によって実質的な作動油の供給量が変化するため、エア混入量を考慮して吐出量を制御する必要があるのである。エア混入量としてエア混入率を用いることもできる。
【0020】
第2発明では、エア混入量推定手段によってエア混入量が求められ、吐出量算出手段によりそのエア混入量および必要油量に基づいて吐出量が算出されるが、エア混入量に関与する物理量に応じて必要油量を補正することによりエア混入量を反映した吐出量を直接求める補正手段を採用することもできる。この補正手段による補正量は実質的にエア混入量に相当するため、この場合の補正手段は、上記エア混入量推定手段および吐出量算出手段の両方の機能を兼ね備えているものと見做すことができ、第2発明の一実施態様である。
【0021】
また、第2発明では動力伝達装置の作動状態に応じて必要油量を求めるようになっているが、第1発明の実施に際しては、作動状態に拘らず必要油量が殆ど変化しない場合など、予め一定の必要油量が定められている場合であっても良い。すなわち、第1発明は、例えば作動油のエア混入に関与する物理量に基づいてエア混入量を求め、該エア混入に拘らず所定の必要油量が供給されるようにオイルポンプの吐出量を制御するように構成される。
【0022】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明が適用されたハイブリッド駆動制御装置10を説明する概略構成図で、図2は変速機12などの動力伝達機構の骨子図であり、このハイブリッド駆動制御装置10は、燃料の燃焼で動力を発生するエンジン14、電動機および発電機として用いられるモータジェネレータ16、およびダブルピニオン型の遊星歯車装置18を備えて構成されており、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)車両などに横置きに搭載されて使用される。遊星歯車装置18のサンギヤ18sにはエンジン14が連結され、キャリア18cにはモータジェネレータ16が連結され、リングギヤ18rは第1ブレーキB1を介してケース20に連結されるようになっている。また、キャリア18cは第1クラッチC1を介して変速機12の入力軸22に連結され、リングギヤ18rは第2クラッチC2を介して入力軸22に連結されるようになっている。エンジン14は内燃機関で、遊星歯車装置18は合成分配機構として機能する歯車式差動装置である。
【0023】
上記クラッチC1、C2および第1ブレーキB1は、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる湿式多板式の油圧式摩擦係合装置で、油圧制御回路24から供給される作動油によって摩擦係合させられるようになっている。図3は、油圧制御回路24の要部を示す図で、電動ポンプを含む電動式油圧発生装置26で発生させられた元圧PCが、マニュアルバルブ28を介してシフトレバー30(図1参照)のシフトポジションに応じて各クラッチC1、C2、ブレーキB1へ供給されるようになっている。シフトレバー30は、運転者によって操作されるシフト操作部材で、本実施例では「B」、「D」、「N」、「R」、「P」の5つのシフトポジションに選択操作されるようになっており、マニュアルバルブ28はケーブルやリンク等を介してシフトレバー30に連結され、そのシフトレバー30の操作に従って機械的に切り換えられるようになっている。
【0024】
「B」ポジションは、前進走行時に変速機12のダウンシフトなどにより比較的大きな動力源ブレーキが発生させられるシフトポジションで、「D」ポジションは前進走行するシフトポジションであり、これ等のシフトポジションでは出力ポート28aからクラッチC1およびC2へ元圧PCが供給される。第1クラッチC1へは、シャトル弁31を介して元圧PCが供給されるようになっている。「N」ポジションは動力源からの動力伝達を遮断するシフトポジションで、「R」ポジションは後進走行するシフトポジションで、「P」ポジションは動力源からの動力伝達を遮断するとともに図示しないパーキングロック装置により機械的に駆動輪の回転を阻止するシフトポジションであり、これ等のシフトポジションでは出力ポート28bから第1ブレーキB1へ元圧PCが供給される。出力ポート28bから出力された元圧PCは戻しポート28cへも入力され、上記「R」ポジションでは、その戻しポート28cから出力ポート28dを経てシャトル弁31から第1クラッチC1へ元圧PCが供給されるようになっている。
【0025】
クラッチC1、C2、およびブレーキB1には、それぞれコントロール弁32、34、36が設けられ、それ等の油圧PC1、PC2、PB1が制御されるようになっている。クラッチC1の油圧PC1についてはON−OFF弁38によって調圧され、クラッチC2およびブレーキB1についてはリニアソレノイド弁40によって調圧されるようになっている。
【0026】
そして、上記クラッチC1、C2、およびブレーキB1の作動状態に応じて、図4に示す各走行モードが成立させられる。すなわち、「B」ポジションまたは「D」ポジションでは、「ETCモード」、「直結モード」、「モータ走行モード(前進)」の何れかが成立させられ、「ETCモード」では、第2クラッチC2を係合するとともに第1クラッチC1および第1ブレーキB1を開放した状態、言い換えればサンギヤ18s、キャリア18c、およびリングギヤ18rが相対回転可能な状態で、エンジン14およびモータジェネレータ16を共に作動させてサンギヤ18sおよびキャリア18cにトルクを加え、リングギヤ18rを回転させて車両を前進走行させる。「直結モード」では、クラッチC1、C2を係合するとともに第1ブレーキB1を開放した状態で、エンジン14を作動させて車両を前進走行させる。「直結モード」ではまた、バッテリ42(図1参照)の蓄電量(残容量)SOCに応じて、モータジェネレータ16を力行制御するとともにその分だけエンジントルクを削減したり、モータジェネレータ16を発電制御するとともにその分だけエンジントルクを増加させたりすることにより、蓄電量SOCを例えば充放電効率が優れた適正な範囲内に保持するようになっている。また、「モータ走行モード(前進)」では、第1クラッチC1を係合するとともに第2クラッチC2および第1ブレーキB1を開放した状態で、モータジェネレータ16を作動させて車両を前進走行させる。「モータ走行モード(前進)」ではまた、アクセルOFF時などにモータジェネレータ16を回生制御することにより、車両の運動エネルギーで発電してバッテリ42を充電するとともに車両に制動力を作用させることができる。
【0027】
「N」ポジションまたは「P」ポジションでは、「ニュートラル」または「充電・Eng始動モード」の何れかが成立させられ、「ニュートラル」ではクラッチC1、C2および第1ブレーキB1の何れも開放する。「充電・Eng始動モード」では、クラッチC1、C2を開放するとともに第1ブレーキB1を係合し、モータジェネレータ16を逆回転させてエンジン14を始動したり、エンジン14により遊星歯車装置18を介してモータジェネレータ16を回転駆動するとともに発電制御することにより、電気エネルギーを発生させてバッテリ42を充電したりする。
【0028】
「R」ポジションでは、「モータ走行モード(後進)」または「フリクション走行モード」が成立させられ、「モータ走行モード(後進)」では、第1クラッチC1を係合するとともに第2クラッチC2および第1ブレーキB1を開放した状態で、モータジェネレータ16を逆方向へ回転駆動してキャリア18c、更には入力軸22を逆回転させることにより車両を後進走行させる。「フリクション走行モード」は、上記「モータ走行モード(後進)」での後進走行時にアシスト要求が出た場合に実行されるもので、エンジン14を始動してサンギヤ18sを正方向へ回転させるとともに、そのサンギヤ18sの回転に伴ってリングギヤ18rが正方向へ回転させられている状態で、第1ブレーキB1をスリップ係合させてそのリングギヤ18rの回転を制限することにより、キャリア18cに逆方向の回転力を作用させて後進走行をアシストするものである。
【0029】
前記変速機12はベルト式無段変速機(CVT)で、その出力軸44からカウンタ歯車46を経て差動装置48のリングギヤ50に動力が伝達され、その差動装置48により左右の駆動輪(本実施例では前輪)52に動力が分配される。変速機12は、一対の可変プーリ12a、12bを備えており、プライマリ側(入力側)の可変プーリ12aの油圧シリンダによってV溝幅が変更されることにより変速比γ(=入力軸回転速度Nin/出力軸回転速度Nout )が連続的に変化させられるとともに、セカンダリ側(出力側)の可変プーリ12bの油圧シリンダによってベルト挟圧力(張力)が調整されるようになっている。前記油圧制御回路24は、変速機12の変速比γやベルト張力を制御するための回路を備えており、共通の電動式油圧発生装置26から作動油が供給される。油圧制御回路24の作動油はまた、オイルパン96(図5参照)に蓄積されて遊星歯車装置18や差動装置48を潤滑するとともに、一部がモータジェネレータ16に供給されて冷却するようになっている。
【0030】
本実施例のハイブリッド駆動制御装置10は、図1に示すHVECU60によって制御されるようになっている。HVECU60は、CPU、RAM、ROM等を備えていて、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実行することにより、電子スロットルECU62、エンジンECU64、M/GECU66、T/MECU68、前記油圧制御回路24のON−OFF弁38、リニアソレノイド弁40、エンジン14のスタータ70などを制御する。電子スロットルECU62はエンジン14の電子スロットル弁72を開閉制御するもので、エンジンECU64はエンジン14の燃料噴射量や可変バルブタイミング機構、点火時期などによりエンジン出力を制御するもので、M/GECU66はインバータ74を介してモータジェネレータ16の力行トルクや回生制動トルク等を制御するもので、T/MECU68は変速機12の変速比γやベルト張力などを制御するものである。スタータ70は電動機および発電機として機能するモータジェネレータで、ベルト或いはチェーンなどの動力伝達装置を介してエンジン14のクランクシャフトに連結されている。
【0031】
上記HVECU60には、アクセル操作量センサ76からアクセル操作部材としてのアクセルペダル78の操作量θacを表す信号が供給されるとともに、シフトポジションセンサ80からシフトレバー30のシフトポジションを表す信号が供給される。また、エンジン回転速度センサ82、モータ回転速度センサ84、入力軸回転速度センサ86、出力軸回転速度センサ88、CVT油温センサ90、冷却水温センサ91から、それぞれエンジン回転速度(回転数)Ne、モータ回転速度(回転数)Nm、入力軸回転速度(入力軸22の回転速度)Nin、出力軸回転速度(出力軸44の回転速度)Nout 、油圧制御回路24の作動油の温度THCVT 、エンジン14の冷却水温THW を表す信号がそれぞれ供給される。CVT油温センサ90は作動油温度検出手段に相当し、出力軸回転速度Nout は車速Vに対応する。この他、バッテリ42の蓄電量SOCなど、運転状態を表す種々の信号が供給されるようになっている。蓄電量SOCは単にバッテリ電圧であっても良いが、充放電量を逐次積算して求めるようにしても良い。アクセル操作量θacは運転者の出力要求量に相当する。
【0032】
図5は、油圧制御回路24の概略構成を説明するブロック線図で、トランスアクスル92は前記変速機12、遊星歯車装置18、差動装置48などを含んでおり、その中の油圧制御系94は、変速機12の変速用、ベルト挟圧用の油圧シリンダや、遊星歯車装置18の第1ブレーキB1やクラッチC1、C2、などの油圧アクチュエータ、および前記ON−OFF弁38、リニアソレノイド弁40などHVECU60によって電気的に制御される電磁式の切換弁や油圧制御弁などである。そして、オイルパン96内の作動油がオイルポンプ100によって汲み上げられ、上記油圧制御系94へ供給されて油圧アクチュエータを作動させる一方、余剰分がトランスアクスル92内の各部の潤滑などに使用されるとともに、一部がオイルクーラ114へ循環させられて作動油温度THCVT が調整される。トランスアクスル92は車両用動力伝達装置に相当し、そのうち油圧を介して動力伝達が行われる遊星歯車装置18および変速機12は油圧式動力伝達装置に相当する。
【0033】
オイルポンプ100は歯車ポンプなどの回転式ポンプで、専用の電動モータ98によって回転駆動されるようになっており、これらのオイルポンプ100および電動モータ98を含んで前記電動式油圧発生装置26が構成されている。電動モータ98は、HVECU60によって制御されるようになっており、レゾルバなどの回転速度センサ102、および電流計104からモータ回転速度NPM、モータトルクに対応する駆動電流IPMを表す信号がそれぞれHVECU60に供給される。モータ回転速度NPMはポンプ回転速度すなわちオイルポンプ100の吐出量に対応し、モータトルクに対応する駆動電流IPMはオイルポンプ100の駆動力、更には発生油圧に対応する。油圧制御回路24は油圧回路に相当し、HVECU60、電動モータ98、オイルポンプ100を含んで油圧制御装置が構成されている。
【0034】
図6は、油圧制御回路24のうち前記元圧PCの基になるライン油圧PL を発生する部分を示す回路図で、オイルポンプ100によりストレーナ106を介して吸い上げられた作動油は、圧力制御弁として機能するプライマリレギュレータバルブ108によって所定のライン油圧PL に調圧される。プライマリレギュレータバルブ108には、HVECU60によってデューティ制御されるリニアソレノイド弁110の信号圧PSLS が供給されるようになっており、その信号圧PSLS に応じてライン油圧PL が制御されるとともに、余分な作動油が油路112へドレーンされる。ライン油圧PL は、元圧PCの基になる他、変速機12の変速制御やベルト挟圧力の制御にも用いられるもので、例えばアクセル操作量θacすなわち動力伝達機構の伝達トルクなどをパラメータとして求められる必要油圧PL * となるように調圧される。油路112の作動油は、油圧制御回路24の各部の潤滑部位へ供給されるとともに、一部はオイルクーラ114へ供給されて冷却されるようになっており、適量の作動油が潤滑部位およびオイルクーラ114へ供給されるように調圧弁116によって所定油圧に調圧される。
【0035】
図7は、オイルポンプ100の作動を説明するフローチャートで、オイルポンプ制御装置として機能する部分であり、HVECU60の信号処理により所定のサイクルタイムで繰り返し実行される。ステップS1では、トランスアクスル92の作動状態に応じて必要オイル流量Qを算出する。必要オイル流量Qは、基本的には油圧制御回路24の漏れ量、クーラ循環流量、および潤滑流量を加算することによって求められ、変速機12の変速時や前記図4の走行モードの切換時など作動油が使用される時には増量補正される。漏れ量は、作動油の粘性が低い高温時程多くなるとともに、油圧が高くなる程増加するため、作動油温度THCVT や油圧に対応する駆動電流IPMをパラメータとして予め定められたマップや演算式などから求められる。また、潤滑流量およびクーラ循環流量は、入力軸回転速度Ninや出力軸回転速度Nout 、作動油温度THCVT 、エンジン出力に対応するスロットル弁開度などをパラメータとして求められる。上記必要オイル流量Qは必要油量に相当し、HVECU60による一連の信号処理のうちステップS1を実行する部分は必要油量算出手段として機能している。
【0036】
ステップS2では、入力軸回転速度Nin、出力軸回転速度Nout 、作動油温度THCVT 、および油圧に対応する駆動電流IPMをパラメータとして予め定められたデータマップに基づいて、それ等の実際の値から作動油へのエアの混入率RA を算出する。本実施例では、遊星歯車装置18および差動装置48がオイルパン96内の作動油に浸漬されて潤滑されるようになっているため、それ等の回転に伴って攪拌されるとともに掻き上げられる際にエアが混入するとともに、その回転速度が速い程エア混入率RA が高くなるため、それ等の回転速度に対応する入力軸回転速度Ninおよび出力軸回転速度Nout がエア混入率RA に影響する。また、消泡剤が用いられて気泡の発生を抑えているが、その消泡剤は作動油温度THCVT が高くなると性能が低下してエア混入率RA が高くなるため、作動油温度THCVT によってもエア混入率RA が変化する。上記遊星歯車装置18や差動装置48は、作動油によって潤滑される回転メンバで、HVECU60による一連の信号処理のうちステップS2を実行する部分はエア混入量推定手段として機能している。エア混入率RA はエア混入量に対応する。
【0037】
上記入力軸回転速度Nin、出力軸回転速度Nout 、作動油温度THCVT 、および駆動電流IPMは、エア混入量に関与する物理量で、それ等の物理量に基づいてエア混入率RA を求めるためのデータマップは、予め実験によって求められる。すなわち、オイルポンプ100のポンプ回転速度NP (吐出量に対応)と発生油圧との関係はエア混入率RA によって変化するため、上記各物理量の値を変更しながら所定の基準油圧を発生するポンプ回転速度NP を調べると、そのポンプ回転速度NP はエア混入率RA を反映しており、それ等の物理量をパラメータとしてエア混入率RA を求めるためのデータマップを作成することができる。
【0038】
ステップS3では、上記ステップS1で求めた必要オイル流量QおよびステップS2で求めたエア混入率RA に基づいて必要オイル汲み上げ量Q* を算出する。具体的には、必要オイル流量Qに対してエア混入量分だけ加算して必要オイル汲み上げ量Q* を求めるのであり、オイルポンプ100によってその必要オイル汲み上げ量Q* だけ所定量のエアを含んだ作動油が汲み上げられて吐出されることにより、エアを除いた実質的な作動油量として必要オイル流量Qが圧送されることになる。オイル汲み上げ量は吐出量に対応し、HVECU60による一連の信号処理のうちステップS3を実行する部分は吐出量算出手段として機能している。
【0039】
ステップS4では、作動油温度THCVT や油圧に対応する駆動電流IPM、ポンプ回転速度すなわちモータ回転速度NPMに基づいてポンプ容積効率ηを求め、ステップS5では、前記必要オイル汲み上げ量Q* およびポンプ容積効率ηに基づいて、必要オイル汲み上げ量Q* の吐出量で作動油が吐出される目標ポンプ回転速度NP * を算出する。そして、最後のステップS6で、その目標ポンプ回転速度NP * でオイルポンプ100が回転するように、電動モータ98の目標駆動電流IPM * を算出して出力する。すなわち、実際のモータ回転速度NPMが上記目標ポンプ回転速度NP * に対応する回転速度となるように、それ等の偏差などに基づいて目標駆動電流IPM *を算出し、その目標駆動電流IPM *で電動モータ98を作動させるのである。
【0040】
このように本実施例では、トランスアクスル92の作動状態に応じて必要オイル流量Qを求める(S1)とともに、エア混入に関与する物理量に基づいてエア混入率RA を求め(S2)、それ等の必要オイル流量Qおよびエア混入率RA から必要オイル汲み上げ量Q* を算出して(S3)、その必要オイル汲み上げ量Q* で吐出するようにオイルポンプ100を制御するようになっているため、エア混入に拘らず常に必要オイル流量Qの作動油が供給されるようになり、エア混入に起因する作動油不足を回避しながら電動モータ98の過剰出力によるエネルギーロスが低減されて燃費が向上する。
【0041】
すなわち、作動油のエア混入に関与する物理量、具体的には入力軸回転速度Nin、出力軸回転速度Nout 、作動油温度THCVT 、および油圧に対応する駆動電流IPM、をパラメータとして予め定められたデータマップからエア混入率RA を求め、そのエア混入率RA を考慮してオイルポンプ100の吐出量、すなわち必要オイル汲み上げ量Q* が求められるため、エア混入に拘らず常に適切な量の作動油が供給されるのである。具体的には、作動油が遊星歯車装置18や差動装置48の潤滑に用いられるため、それ等の回転に伴って攪拌されることによりエアが混入するが、それ等の回転速度に対応する入力軸回転速度Ninや出力軸回転速度Nout を考慮してオイルポンプ100の吐出量が制御されるため、攪拌時のエア混入に拘らず常に適切な量の作動油が供給されるのである。また、本実施例の作動油は消泡剤により気泡の発生が抑えられており、作動油温度THCVT が高くなると消泡性能が低下してエア混入率RA が高くなるが、その作動油温度THCV T を考慮してオイルポンプ100の吐出量が制御されるため、温度上昇に伴うエア混入率RA の増加に拘らず常に適切な量の作動油が供給される。
【0042】
また、入力軸回転速度Nin、出力軸回転速度Nout 、作動油温度THCVT 、および油圧に対応する駆動電流IPMに基づいて予め定められたデータマップからエア混入率RA を算出するようになっているため、実測することが困難なエア混入率RA を簡便な手法で求めることができる。
【0043】
また、本実施例ではオイルポンプ100が専用の電動モータ98によって回転駆動されるため、車両駆動力など他の駆動力に影響を与えることなく、エア混入量を考慮して吐出量を高い精度で適切に制御できる。
【0044】
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、これ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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるオイルポンプ制御装置を備えているハイブリッド駆動制御装置を説明する概略構成図である。
【図2】図1のハイブリッド駆動制御装置の動力伝達系を示す骨子図である。
【図3】図1の油圧制御回路の一部を示す回路図である。
【図4】図1のハイブリッド駆動制御装置において成立させられる幾つかの走行モードと、クラッチおよびブレーキの作動状態との関係を説明する図である。
【図5】図1の油圧制御回路の概略構成を説明するブロック線図である。
【図6】図5の油圧制御回路の油圧発生部分を具体的に示す回路図である。
【図7】図5の油圧制御回路のオイルポンプの作動を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
18:遊星歯車装置(回転メンバ) 48:差動装置(回転メンバ) 60:HVECU 92:トランスアクスル(動力伝達装置) 98:電動モータ 100:オイルポンプ RA :エア混入率(エア混入量) Nin:入力軸回転速度 Nout :出力軸回転速度 THCVT :作動油温度
ステップS1:必要油量算出手段
ステップS2:エア混入量推定手段
ステップS3:吐出量算出手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an oil pump control device, and more particularly to an oil pump control device that can always supply an appropriate amount of hydraulic oil regardless of air mixing.
[0002]
[Prior art]
A belt-type continuously variable transmission that changes the gear ratio by changing the pulley groove width and the operating state of the clutch and brake are switched by a hydraulic actuator, while the belt is pinched by hydraulic pressure to transmit power. Various hydraulic power transmission devices are mounted on the vehicle, such as a hydraulic transmission in which a power transmission state such as a ratio (shift speed) and a forward / reverse movement is changed, and a hydraulic forward / reverse switching device. The vehicle power transmission device described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-89445 is an example, and a predetermined amount of power is transmitted by an oil pump in order to change a power transmission state such as a gear ratio or to lubricate a rotating member such as a gear. Hydraulic oil is supplied.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, it is inevitable that air will be mixed into such hydraulic oil by agitation during lubrication. However, since such air mixing has not been considered in the past, the volume of the air is substantially reduced. There is a possibility that the supply amount of the hydraulic oil is insufficient, the lubrication performance is deteriorated, or the speed change speed is lowered without obtaining a desired hydraulic pressure. In addition, it is conceivable to increase the supply amount by a certain amount so that such a shortage of hydraulic oil does not occur. However, since the air mixing amount changes depending on conditions, more hydraulic oil than necessary is supplied in some cases. , Energy loss such as fuel consumption occurs due to excessive output of the oil pump.
[0004]
The present invention has been made against the background of the above circumstances, and the object of the present invention is to always supply an appropriate amount of hydraulic oil regardless of air mixing, while avoiding shortage of hydraulic oil. It is to reduce the energy loss due to the excessive output of the pump.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the first invention provides a power transmission device.Is used to lubricate the rotating member constituting the engine, and pumps up the hydraulic oil that is agitated as the rotating member rotates, to the hydraulic control system of the power transmission deviceIn the control device of the oil pump to be supplied,In consideration of the rotational speed of the rotating member and the operating oil temperature, the amount of air mixed in the hydraulic oil is obtained, and the required amount of oil is supplied regardless of the mixed air.The discharge amount of the oil pump is controlled.
The “discharge amount” is a pressure-feeding flow rate of the hydraulic oil per unit time and includes air mixed in the hydraulic oil.
[0007]
First2Invention is the firstMysteriousIn the oil pump control device, (a) required oil amount calculation means for obtaining the required oil amount of the hydraulic oil according to the operating state of the power transmission device; and (b)Rotational speed and hydraulic oil temperature of the rotating memberAnd (c) a discharge amount calculating means for determining a discharge amount of the oil pump based on the necessary oil amount and the air mixture amount. .
[0008]
First3The invention is the first inventionOr the second inventionIn the oil pump control apparatus, the oil pump is rotationally driven by a dedicated electric motor.
[0010]
【The invention's effect】
In such an oil pump control device, it is involved in air contamination of hydraulic oil.Determine the amount of air contamination taking into account the rotational speed and hydraulic oil temperature of the rotating member, and supply the required amount of oil regardless of the air contamination.Because the oil pump discharge rate is controlled, an appropriate amount of hydraulic oil is always supplied regardless of air contamination.To hydraulic control systemThus, energy loss due to excessive output of the oil pump can be reduced while avoiding shortage of hydraulic oil due to air mixing.
[0011]
IeThe hydraulic oil is used to lubricate the rotating member constituting the power transmission device, and is stirred as the rotating member rotates.When,Air is mixed during the stirring, and the amount of mixing increases as the rotational speed of the rotating member increases.For,By controlling the discharge amount of the oil pump in consideration of the rotation speed of the rotating member, an appropriate amount of hydraulic oil is always supplied according to the air mixing amount.Become.
In addition, when a defoaming agent is used in the hydraulic oil, the air mixing amount varies depending on the temperature characteristics of the defoaming agent. Generally, when the hydraulic oil temperature rises, the defoaming performance decreases and the air mixing amount decreases. Therefore, by controlling the discharge amount of the oil pump in consideration of the hydraulic oil temperature, an appropriate amount of hydraulic oil is always supplied regardless of an increase in the amount of air mixed with the temperature rise.
[0012]
First2The invention relates to the case where the required oil amount is calculated according to the operating state of the power transmission device by the required oil amount calculating means and is involved in the air mixing by the air mixing amount calculating means.Rotating member rotation speed and hydraulic oil temperatureThe amount of air mixed is calculated based on the above, and the discharge amount of the oil pump is calculated from the required amount of oil and the amount of air mixed by the discharge amount calculating means. The required amount of hydraulic oil is supplied, and energy loss due to excessive output of the oil pump can be satisfactorily reduced while avoiding shortage of hydraulic oil due to air mixing.
[0013]
First3In the invention, since the oil pump is rotationally driven by a dedicated electric motor, the discharge amount can be appropriately controlled with high accuracy in consideration of the air mixing amount without affecting other driving forces such as the vehicle driving force.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the operating state of the clutch and the brake is switched by a belt type continuously variable transmission that changes the gear ratio by changing the groove width of the pulley, and the hydraulic actuator while clamping the belt with hydraulic pressure. This makes it possible for vehicles such as hydraulic transmissions that change power transmission conditions such as gear ratios (shift speeds) and forward / reverse travel, hydraulic forward / reverse switching devices, and differential devices that distribute power to left and right drive wheels. It is suitably applied to an oil pump control device that supplies hydraulic oil to the power transmission device of each part, changes the power transmission state and lubricates each part, but supplies hydraulic oil to a power transmission device other than for vehicles. Various aspects can be adopted such as being applicable to the case where hydraulic oil is supplied to the power transmission device only for lubrication.
[0016]
As the oil pump, a rotary pump such as a gear pump or a vane pump is preferably used, but various pumps such as a direct-acting pump can be employed. As a drive source for driving the oil pump,3Although it is desirable to employ a dedicated electric motor as in the invention, other driving sources such as an internal combustion engine capable of controlling the driving force can also be used. Moreover, what served also as drive sources other than an oil pump, such as a drive source for vehicle travel, may be used.
[0018]
First2The air mixing amount estimation means of the invention is, for example, a physical quantity involved in air mixing.(Including the rotational speed of the rotating member and hydraulic oil temperature, the same applies hereinafter)It is configured to calculate the air mixing amount according to the actual physical quantity value based on the correlation (arithmetic expression, map, etc.) obtained by experiment in advance using as a parameter, or the theoretically derived arithmetic expression. . The relationship between the physical quantity and the air mixing amount is, for example, that the relationship between the discharge amount of the oil pump and the hydraulic pressure varies depending on the air mixing amount, so by obtaining the relationship between the discharge amount and the hydraulic pressure while changing the value of the physical quantity, The amount of air mixing can be estimated, and for example, a discharge amount that can generate a predetermined reference hydraulic pressure may be obtained.
[0019]
Here, if the oil pressure itself is detected and the oil pump discharge amount is controlled, the influence of the air mixing amount can be reduced, but the oil pressure sensor is expensive and the detection accuracy decreases with time. Because2As in the invention, it is common to control the discharge amount by obtaining the required oil amount. Since the actual supply amount of hydraulic oil changes due to air mixing, the discharge amount is controlled in consideration of the air mixing amount. It is necessary to do. An air mixing rate can also be used as the air mixing amount.
[0020]
First2In the present invention, the air mixing amount is obtained by the air mixing amount estimating means, and the discharge amount is calculated based on the air mixing amount and the required oil amount by the discharge amount calculating means, but according to the physical quantity involved in the air mixing amount. It is also possible to employ correction means for directly calculating the discharge amount reflecting the air mixing amount by correcting the necessary oil amount. Since the correction amount by the correction unit substantially corresponds to the air mixing amount, it is assumed that the correction unit in this case has both functions of the air mixing amount estimation unit and the discharge amount calculation unit. CanThis is an embodiment of the second invention.
[0021]
The second2In the invention, the required oil amount is obtained according to the operating state of the power transmission device,FirstIn carrying out the invention, it may be a case where a certain required oil amount is determined in advance, such as a case where the required oil amount hardly changes regardless of the operating state. That is, according to the first aspect of the present invention, for example, the air mixing amount is obtained based on the physical amount involved in the air mixing of the hydraulic oil, and the discharge amount of the oil pump is controlled so that a predetermined required oil amount is supplied regardless of the air mixing. Configured to do.
[0022]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining a hybrid
[0023]
The clutches C1 and C2 and the first brake B1 are wet multi-plate hydraulic friction engagement devices that are frictionally engaged by a hydraulic actuator, and are frictionally engaged by hydraulic oil supplied from the
[0024]
The “B” position is a shift position in which a relatively large power source brake is generated due to a downshift of the
[0025]
The clutches C1, C2 and the brake B1 are provided with
[0026]
Then, according to the operating states of the clutches C1, C2 and the brake B1, the travel modes shown in FIG. 4 are established. That is, in the “B” position or the “D” position, any one of “ETC mode”, “direct connection mode”, and “motor traveling mode (forward)” is established, and in the “ETC mode”, the second clutch C2 is engaged. In a state where the first clutch C1 and the first brake B1 are disengaged and in other words, the
[0027]
In the “N” position or the “P” position, either “neutral” or “charging / Eng start mode” is established, and in “neutral”, all of the clutches C1, C2 and the first brake B1 are released. In the “charging / engage start mode”, the clutches C1 and C2 are disengaged and the first brake B1 is engaged, and the
[0028]
In the “R” position, “motor travel mode (reverse)” or “friction travel mode” is established, and in “motor travel mode (reverse)”, the first clutch C1 is engaged and the second clutch C2 and the second clutch With the one brake B1 released, the
[0029]
The
[0030]
The hybrid
[0031]
The
[0032]
FIG. 5 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the
[0033]
The
[0034]
FIG. 6 shows a line oil pressure P that is the basis of the original pressure PC in the oil pressure control circuit 24.LThe hydraulic oil sucked up by the
[0035]
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the
[0036]
In step S2, the input shaft rotational speed Nin, the output shaft rotational speed Nout, and the hydraulic oil temperature THCVTAnd the drive current I corresponding to the hydraulic pressurePMBased on a predetermined data map using as a parameter, the air mixing ratio R into the hydraulic fluid from those actual valuesAIs calculated. In the present embodiment, the
[0037]
Input shaft rotational speed Nin, output shaft rotational speed Nout, hydraulic oil temperature THCVT, And drive current IPMIs a physical quantity related to the air mixing amount, and the air mixing rate R based on these physical quantitiesAA data map for obtaining is obtained in advance by experiments. That is, the pump rotational speed N of the
[0038]
In step S3, the required oil flow rate Q obtained in step S1 and the air mixing rate R obtained in step S2.ARequired oil pumping amount Q*Is calculated. Specifically, the required oil pumping amount Q is added to the required oil flow rate Q by the air mixing amount.*The required amount of oil pumped by the
[0039]
In step S4, the hydraulic oil temperature THCVTDrive current I corresponding to pressure and hydraulic pressurePM, Pump rotation speed, ie motor rotation speed NPMThe pump volumetric efficiency η is obtained based on the above, and in step S5, the required oil pumping amount Q*And required oil pumping volume Q based on pump volumetric efficiency η*Target pump rotational speed N at which hydraulic oil is discharged at a discharge amount ofP *Is calculated. In the last step S6, the target pump rotational speed NP *The target drive current I of the
[0040]
Thus, in this embodiment, the required oil flow rate Q is obtained according to the operating state of the transaxle 92 (S1), and the air mixing rate R is based on the physical quantity involved in air mixing.A(S2), required oil flow rate Q and air mixing rate RARequired oil pumping amount Q*Is calculated (S3), and the required oil pumping amount Q*Since the
[0041]
That is, the physical quantity involved in the air mixing of the hydraulic oil, specifically the input shaft rotational speed Nin, the output shaft rotational speed Nout, the hydraulic oil temperature THCVTAnd the drive current I corresponding to the hydraulic pressurePM, As a parameter, the air mixing rate R from a predetermined data mapAThe air mixing rate RAThe amount of
[0042]
Also, input shaft rotational speed Nin, output shaft rotational speed Nout, hydraulic oil temperature THCVTAnd the drive current I corresponding to the hydraulic pressurePMThe air mixing rate R from a predetermined data map based onAThe air mixing rate R, which is difficult to measure, is calculated.ACan be obtained by a simple technique.
[0043]
In this embodiment, since the
[0044]
As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this is an embodiment to the last, and this invention implements in the aspect which added various change and improvement based on the knowledge of those skilled in the art. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a hybrid drive control device including an oil pump control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a skeleton diagram showing a power transmission system of the hybrid drive control device of FIG. 1;
FIG. 3 is a circuit diagram showing a part of the hydraulic control circuit of FIG. 1;
4 is a diagram for explaining the relationship between several travel modes established in the hybrid drive control device of FIG. 1 and the operating states of clutches and brakes.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a hydraulic control circuit in FIG. 1;
6 is a circuit diagram specifically showing a hydraulic pressure generating portion of the hydraulic control circuit of FIG. 5. FIG.
7 is a flowchart for explaining the operation of an oil pump of the hydraulic control circuit of FIG. 5;
[Explanation of symbols]
18: Planetary gear device (rotating member) 48: Differential device (rotating member) 60: HVECU 92: Transaxle (power transmission device) 98: Electric motor 100: Oil pump RA: Air mixing rate (air mixing amount) Nin: Input shaft rotation speedEvery time Nout: Output shaft rotation speedEvery time THCVT: Hydraulic oil temperatureEvery time
Step S1: Required oil amount calculation means
Step S2: Air mixing amount estimation handSteps
Step S3: Discharge amount calculation means
Claims (3)
前記回転メンバの回転速度および作動油温度を考慮して該作動油のエア混入量を求め、該エア混入に拘らず必要油量が供給されるように前記オイルポンプの吐出量を制御する
ことを特徴とするオイルポンプ制御装置。In a control apparatus for an oil pump that is used to lubricate a rotating member constituting a power transmission device, pumps up hydraulic oil that is agitated as the rotary member rotates and supplies the hydraulic oil to a hydraulic control system of the power transmission device. ,
Determining the amount of air contamination of the hydraulic oil in consideration of the rotational speed of the rotating member and the temperature of the hydraulic oil, and controlling the discharge amount of the oil pump so that the required amount of oil is supplied regardless of the air contamination. Oil pump control device.
前記回転メンバの回転速度および作動油温度に基づいてエア混入量を求めるエア混入量推定手段と、
前記必要油量および前記エア混入量に基づいて前記オイルポンプの吐出量を求める吐出量算出手段と
を有することを特徴とする請求項1に記載のオイルポンプ制御装置。A required oil amount calculating means for determining a required oil amount of the hydraulic oil according to an operating state of the power transmission device;
An air mixing amount estimation means for obtaining an air mixing amount based on the rotational speed and hydraulic oil temperature of the rotating member;
The oil pump control device according to claim 1, further comprising: a discharge amount calculating unit that calculates a discharge amount of the oil pump based on the required oil amount and the air mixing amount.
ことを特徴とする請求項1または2に記載のオイルポンプ制御装置。 The oil pump is an oil pump control equipment according to claim 1 or 2, characterized in that rotationally driven by a dedicated electric motor.
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