JP4619383B2 - 油圧供給装置 - Google Patents
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Description
また、ポンプドライバが、油温に応じて回転数を設定するように構成されることが好ま
しい。
により、作動油の状態に応じて確実に気泡を分散化させることができ、電気モータを安定
動作させることができる。また、同様に、油温に応じて一定に維持される回転数を設定することによっても確実に気泡を分散化させることができ、電気モータを安定作動させることができる。
る油圧供給装置を有したハイブリッド車両の走行駆動系の構成を、図1を参照して説明す
る。
発電可能なモータ(「モータジェネレータ」と称する)4を有し、この駆動源に繋がって
ロックアップクラッチ5を備えたトルクコンバータ6と、自動変速機構7とが配設され、
自動変速機構7の出力軸が車輪8に繋がっている。このため、エンジン2およびモータジ
ェネレータ4からの駆動力が択一的に若しくは一緒にロックアップクラッチ5付きのトル
クコンバータ6および自動変速機構7を介して変速されて車輪8に伝達され、ハイブリッ
ド車両1が走行駆動される。
行)するときに、車輪8からの駆動力が自動変速機構7およびロックアップクラッチ5付
きのトルクコンバータ6を介して駆動源に伝達されるが、このとき、エンジン2によりエ
ンジンブレーキ作用(エンジンフリクショントルクに基づく制動作用)が生じるとともに
モータジェネレータ4を駆動して発電(エネルギー回生)を行う。
び噴射燃料の点火制御を行うとともに各気筒の吸排気バルブを閉止させて休筒状態とさせ
るバルブ作動制御を行うことができるエンジン運転制御装置3を備えている。このエンジ
ン運転制御装置3は、後述するコントロールユニット(ECU)15によりその作動が制
御され、所定の運転条件下において、エンジン2の自動停止始動制御(いわゆる、アイド
ル停止制御)が行われたり、一部若しくは全部の気筒の吸排気バルブを閉止状態とする休
筒制御が行われたりする。
タービン部材)間を係脱することが可能であり、ロックアップクラッチ5を解放した状態
では駆動源(エンジン2およびモータジェネレータ4)と自動変速機構7との間でトルク
コンバータ6を介して回転駆動力の伝達が行われる。一方、ロックアップクラッチ5を係
合させると、駆動源(モータジェネレータ4の出力軸)と自動変速機構7の入力軸とがト
ルクコンバータ6をバイパスして直結される。このロックアップクラッチ5の係脱制御は
油圧制御バルブ(HCV)12により行われるが、油圧制御バルブ12はコントロールユ
ニット15により作動制御される。すなわち、コントロールユニット15によりロックア
ップクラッチ5の係脱制御が行われる。
2から油圧作動変速クラッチへの油圧供給を行って運転状態に応じた所望の変速段を自動
的に設定して自動変速を行う。このとき油圧制御バルブ12は、コントロールユニット1
5により作動制御される。すなわち、コントロールユニット15により運転状態に応じた
自動変速制御が行われる。
介して供給される電力を受けて駆動されるが、このときパワードライブユニット11はコ
ントロールユニット15により制御される。すなわち、コントロールユニット15により
モータジェネレータ4の駆動制御が行われる。また、ハイブリッド車両1が減速走行する
ときには、車輪8からの駆動力を受けてモータジェネレータ4が回転駆動され、これが発
電機として機能して回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして
回収し、パワードライブユニット11を介してバッテリ10を充電する。このときの回生
エネルギー制御もパワードライブユニット11を介してコントロールユニット15により
行われる。
機構7の油圧供給源(油圧供給装置30)は、機械式オイルポンプ20と電動オイルポン
プ21を有して構成されている。機械式オイルポンプ20は、駆動源(エンジン2および
モータジェネレータ4)に連結されており、この駆動源の駆動力によって作動する。なお
、図1においては、説明を簡単にするために機械式オイルポンプ20をエンジン2の横に
記載しているが、実際には、この機械式オイルポンプ20は、トルクコンバータ6と自動
変速機構7の間に配設されている。
は、12Vバッテリ24から供給される電力をポンプドライバ23で制御することにより
駆動されるが、このポンプドライバ23はコントロールユニット15により制御される。
上述のように、コントロールユニット15によりアイドル停止制御が行われてエンジン2
が停止することにより、機械式オイルポンプ20から油圧供給が行われなくなるときに、
ポンプドライバ23を介してコントロールユニット15により電気モータ22が駆動され
、電動オイルポンプ21から作動油が供給される。なお、この電気モータ22には、直流
ブラシモータよりも効率が良く、センサ付きブラシレスモータよりも構造が簡単で安価な
三相センサレスブラシレスモータが用いられている。
ブ12、パワードライブユニット11およびポンプドライバ23の作動制御を行うのであ
るが、その制御のため、種々の検出信号が入力される。例えば、図示するように、アクセ
ルペダル9の踏み込みを検出するアクセルセンサ17からの検出信号、トルクコンバータ
6の入出力回転数を検出する回転数センサ18からの検出信号が入力され、さらに、図示
しないが、車速センサからの車速検出信号、エンジン回転センサからのエンジン回転数検
出信号、変速機のシフトポジション検出信号、ブレーキセンサからのブレーキ作動検出信
号、バッテリ10の残容量検出信号等がコントロールユニット15に入力される。
供給装置30は、オイルパン31、ストレーナ32、ストレーナ32と機械式オイルポン
プ20の吸入側とに繋がる第1油路33、機械式オイルポンプ20の吐出側と油圧制御バ
ルブ12とに繋がる第2油路34、第1油路33から分岐して電動オイルポンプ21の吸
入側に繋がる第3油路35、電動オイルポンプ21の吐出側と第2油路34とに繋がる第
4油路36、および、第4油路36と第3油路35とを繋ぐ第5油路37を有して構成さ
れている。また、第4油路36には、機械式オイルポンプ20からの作動油が電動オイル
ポンプ21に逆流しないように逆止弁38が設けられており、第5油路37には、第4油
路36側から順に、オリフィス39およびリリーフ弁40が設けられている。このリリー
フ弁40は、第4油路36の油圧が所定の値以上になると開放されて第4油路36の作動
油を第3油路35に流すように構成されている。なお、以降の説明において、電動オイル
ポンプ21から吐出された作動油が第5油路37(オリフィス39、リリーフ弁40)を
通ってオイルポンプ21に戻る回路をリサーキュ回路と呼ぶ。
動油がストレーナ32から第1油路33を通って機械式オイルポンプ20に吸い込まれ、
機械式オイルポンプ20で加圧されて第2油路34に吐出され油圧制御バルブ12に供給
される。一方、エンジン2が停止して機械式オイルポンプ20により油圧供給ができない
ときは、コントロールユニット15により電動オイルポンプ21が作動され、オイルパン
31の作動油がストレーナ32から第1油路33および第3油路35を通って電動オイル
ポンプ21に吸い込まれ、電動オイルポンプ21で加圧されて第4油路36に吐出されて
、第2油路34から油圧制御バルブ12に供給される。
1により必要油圧が供給されるため、エンジン2の再始動時における油圧の立ち上がり遅
れを防止し、発進応答遅れを防止することができる。なお、油圧制御バルブ12を介して
ロックアップクラッチ5および自動変速機構7に供給された作動油は第6油路41を介し
てオイルパン31に戻される。
モータであるため、永久磁石を有する回転子と、この回転子を囲むように設けられたステ
ータコイルとから構成されており、ポンプドライバ23からステータコイルに印加するパ
ルス電圧を調整してその回転が制御される。なお、パルス電圧の制御はパルス幅を制御す
るパルス幅変調(PWM)方式により制御される。
タコイルに印加するパルス電圧を制御する必要がある。そのため、ポンプドライバ23は
、電気モータ22の起動時に、瞬間的に電源供給を切断して電気モータ22をフリーラン
させ、この電気モータ22を内部の永久磁石による同期発電機として作動させることによ
り、その出力電圧から回転子の位置を特定する位置決め・同期モードを有しており、その
結果によりパルス電圧を制御して正確に電気モータ22を作動させることができる(この
状態をセンサレスモードと呼ぶ)。
するアイドル停止制御においてエンジン2の停止中に自動変速機構7の機能を維持するた
めに必要なものであるため、省電力運転することが要求される。自動変速機構7の機能を
維持するために必要な最低油圧をエンジン2の停止中に常時確保するためには、作動油の
油温や粘度の影響を受けにくいポンプ駆動トルクで電気モータ22を制御することが望ま
しい。そのため、コントロールユニット15は、ポンプドライバ23に対して電気モータ
22が出力すべきトルクの大きさをトルク指令値として出力する。
れを「巻き線電流」と呼ぶ)の電流値の間には比例関係があり、そのため、ポンプドライ
バ23は、コントロールユニット15からのトルク指令値に対して、巻き線電流の電流値
を電流センサ25で測定し、この測定値が所定の値、すなわち、所定のトルクとなるよう
に制御を行う(この制御を「トルク制御」と呼ぶ)。電気モータ22に印加される電圧値
で制御を行う方式にすると、印加する元電圧の変化や、ハーネスの抵抗値のバラツキによ
る影響を受けやすく正確な制御を行うことがより複雑になるからである。
イドル停止制御によるエンジン2の停止により車速が0になる前に電気モータ22が駆動
され電動オイルポンプ21が作動する。このときの油圧制御バルブ12に供給される油圧
(ライン圧PL)と電動オイルポンプ21から吐出される油圧(電動ポンプ圧PE)との関
係は図3に示すようになる。すなわち、アイドル停止制御の条件が揃い、車速が所定の値
より遅くなると(図3における時刻t0)、車速の低下に伴ってアイドル停止制御のため
の準備のため、コントロールユニット15は電気モータ22を駆動し、電動オイルポンプ
21を作動させる。なお、電動オイルポンプ21を作動させても電動オイルポンプ圧PE
が立ち上がるまでには若干の時間を必要とし、本実施形態においては図4における時刻t
1で電動ポンプ圧PEが実際に圧力を上昇させ始めている。一方、時刻t0からさらに車速
が低下して所定の車速になると(図4における時刻t1)、エンジン2が停止される。そ
のため、機械式オイルポンプ20の出力が低下し、ライン圧PLが低下する。電動ポンプ
圧PEが所定の値、すなわち、リリーフ弁40が開放される油圧P0に達すると(図3にお
ける時刻t2)、リリーフ弁40が開いてリサーキュ回路に作動油が流れる。そして、ラ
イン圧PLと電動ポンプ圧PEが一致したときに(図3における時刻t3、油圧P1)、逆止
弁38が開いて電動オイルポンプ21から吐出した作動油が油圧制御バルブ12に供給さ
れる。
は、この気泡を電動オイルポンプ21が吸い込むことで瞬間的な空回りが発生する。する
と、その瞬間だけ、電気モータ22に作用する負荷が減少してトルクが小さくなり、巻き
線電流も減少し、それに応じて、ポンプドライバ23が、トルクをトルク指令値に保つた
めに巻き線電流を増加させることになり、大きな負荷変動により電気モータ22の不安定
運転を誘発する可能性があった。
により油圧制御バルブ12に作動油が供給されるときの油圧P1より低く設定することに
より、逆止弁38が開いて電動オイルポンプ21から油圧制御バルブ12に作動油が供給
される前に、リサーキュ回路に作動油を循環させることができる。これにより、電動オイ
ルポンプ21側の油圧回路、すなわち、第3油路35や第4油路36において、作動油に
実体化した気泡が含まれていたとしても、リサーキュ回路を作動油が循環することで気泡
が攪拌されて、再度細かく分散化されるので、逆止弁38が開いて油圧制御バルブ12に
作動油が供給される時点では、電動オイルポンプ21の安定運転が可能となる。
第4油路36が達したときに開放してリサーキュ回路に作動油を循環させるように構成す
ることにより、電気モータ22が安定して動作できる最低回転数を維持することができる
。このような三相センサレスブラシレスモータは、最適運転領域を有しており、この領域
を外れた低い回転で作動させると不安定となる可能性があるからである。
ときは、常にリサーキュ回路を作動油が循環していることとなり、そのため、電動オイル
ポンプ21から吐出される作動油の脈動を小さくすることができるので、センサレスモー
ドにおける電気モータ22の制御を安定化させることができる。このようなセンサレスブ
ラシレスモータは、最適な運転負荷変動幅を有しており、急激な負荷変動でその動作が不
安定となる可能性があるからである。
の必要量が急増し、瞬間的に油圧が低下した場合、リリーフ弁40が閉じてリサーキュ回
路に流れていた作動油の流量をカットすることができるので、油圧の低下を防止すること
ができる。また、気泡が混入して油圧が異常に低下した場合にも、リリーフ弁40が閉じ
て作動油がリサーキュ回路を循環しないので、この気泡が自動変速機構7に排出され、早
期に正常な状態に戻すことができる。
るが、電動モータ22の起動時点において作動油中に気泡が含まれている状態でトルク制
御を行うと、上述のように電気モータ22の不安定運転を誘発する可能性がある。そのた
め、本実施例におけるポンプドライバ23は、コントロールユニット15からトルク指令
値を受けて電気モータ22を作動させるときは、位置決め・同期モード後に、一旦、電気
モータ22を所定の回転数で回転させ、この回転数を所定の時間だけ維持する制御行い(
これを「一定回転制御」と呼ぶ)、その後、トルク制御に移行するように構成されている
。
3は、時刻t1にコントロールユニット15からトルク指令値を受けると、電気モータ2
2を作動させ、位置決め・同期モードにより電気モータ22の回転子の位置決めと、ステ
ータコイルに印加するパルス電圧の同期とを行い、所定の回転数N0で作動させる(S1
00)。そして、所定の回転数N0に到達すると(時刻t2)、その回転数N0を維持する
ように一定回転制御を行う(S101)。このとき、一定回転制御を開始した時刻t2か
らの経過時間を計測して予め設定された保持時間tkと比較し(S102)、保持時間tk
を経過すると(時刻t2′)、電気モータ21の制御をトルク制御に切り替え、トルク指
令値となるように巻き線電流を制御する(S103)。なお、図4に示した時刻は図3に
示した時刻と対応しており、本実施例においては、一定回転制御が行われているときの電
動ポンプ圧PEが、リリーフ弁40が開放される油圧P0になるように設定されている。
転制御をしているときに、リリーフ弁40が開いてリサーキュ回路に作動油が循環する。
そのため、一定回転制御時においては、電動オイルポンプ21が気泡を吸い込んだとして
も電動モータ22の制御に影響はなく、その間に気泡が攪拌されて分散化されることとな
り、トルク制御に移行しても負荷変動が少なくなり、電気モータ22および電動オイルポ
ンプ21のセンサレスモードにおける安定運転が可能となる。
れる時間が変化する。すなわち、作動油の油温が低いほど、作動油の粘度が高くなり気泡
の攪拌に時間を要し、また、分散化できないときの負荷変動幅が大きくなるため、一定回
転制御の保持時間tkを長くする必要がある。
油の温度を測定し、その検出値をコントロールユニット15に入力することにより、コン
トロールユニット15から、ポンプドライバ23にトルク指令値を渡すときに合わせて作
動油の油温を渡すように構成することもできる。この油温により、ポンプドライバ23は
、保持時間tkの値を決定する。その処理を図7を用いて説明すると、位置決め・同期モ
ードにより電気モータ22の回転子の位置決めと、ステータコイルに印加するパルス電圧
の同期とを行い、所定の回転数N0で作動させた後(S110)、予めポンプドライバ2
3に設定されている、油温と保持時間tkの関係が設定されたマップより、コントロール
ユニット15から渡された油温に対する保持時間tkを検索する(S111)。そして、
回転数N0で一定回転制御を行い(S112)、経過時間が上述のマップから検索された
保持時間tkになるまで一定回転制御を保持し(S113)、その後トルク制御に移行す
る(S114)。
温が高いときに比べて電動ポンプ圧PEは高くなる。そのため、油温が低温時(高粘度時
)には、回転数を低く設定するのが望ましい。一定回転制御における回転数を常に一定に
すると、油温が低いときに電動ポンプ圧PEが高くなりすぎ、トルク制御に移行したとき
にトルクの段間差が大きくなるため、センサレスモードにおける電気モータ22の制御が
不安定となる可能性があるからである。このように油温により一定回転制御における回転
数N0を決定することにより、電動オイルポンプ21および電気モータ22の起動安定性
が得られる最低回転数を保持することができる。
イバ23の処理を図8を用いて説明する。ポンプドライバ23はコントロールユニット1
5からトルク指令値と油温を受け取ると、このポンプドライバ23に予め設定された油温
と回転数N0の関係が設定されたマップより、コントロールユニット15から渡された油
温に対応する回転数N0を検索する(S120)。そして、位置決め・同期モードにより
電気モータ22の回転子の位置決めと、ステータコイルに印加するパルス電圧の同期とを
行い、検索した回転数N0で作動させた後(S121)、その回転数N0を維持するように
一定回転制御を行い(S122)、予め設定された保持時間tkが経過するまでこの一定
回転制御を継続し(S123)、その後、トルク制御に移行する(S124)。
じて、一定回転制御における回転数N0と、この回転数N0を保持する保持時間tkとをマ
ップから検索して変更方式を同時に実現しても良い。
3油路35)にある気泡を分散化させるため一定回転制御の回転数N0や保持時間tkをポ
ンプドライバ23に予め設定された値にする、若しくは、油温により変化させる場合につ
いて説明したが、この第3油路35に気泡があると、図9に示すように、電動オイルポン
プ21がこの気泡を吸い込むことにより、吐出される油圧(すなわち、電動ポンプ圧PE
)が脈動する。そのため、図10に示すように、電動ポンプ圧PEを測定する油圧センサ
43を第4油路36に設け、その検出値をポンプドライバ23に入力することにより、こ
の油圧に応じて一定回転制御からトルク制御に移行するタイミングを決定するように構成
することもできる。
ポンプドライバ23の処理について図11を用いて説明する。ポンプドライバ23は、コ
ントローラユニット15からトルク指令値を受け取ると、位置決め・同期モードにより電
気モータ22の回転子の位置決めと、ステータコイルに印加するパルス電圧の同期とを行
い、予め設定されている回転数N0で作動させた後(S130)、この回転数N0を維持し
て一定回転制御を行う(S131)。このとき、油圧センサ43で検出される油圧からそ
の変動量を求め、変動量が所定の値より小さくなるまで一定回転制御を継続する(S13
2)。油圧の変動量が所定の値より小さくなる、すなわち、電動ポンプ圧PEの脈動が収
まったところで、ポンプドライバ23は、電気モータ22の制御をトルク指令値に基づい
たトルク制御に移行する(S133)。
出することができるため、トルク制御に移行後の電動オイルポンプ21および電気モータ
22のセンサレスモードにおける作動を安定させることができる。もちろん、上述のよう
に、作動油の油温を測定し、一定回転制御で維持する回転数N0を変化させる方法と組み
合わせることにより、電動オイルポンプ21および電気モータ22の作動をより安定させ
ることができる。
2 エンジン(駆動源)
4 モータジェネレータ(駆動源)
7 自動変速機構(変速機構)
8 車輪
20 機械式オイルポンプ
21 電動オイルポンプ
22 電気モータ
23 ポンプドライバ
24 12Vバッテリ(バッテリ)
30 油圧供給装置
37 第5油路(油路)
40 リリーフ弁
42 油温センサ
43 油圧センサ
tk 保持時間
Claims (3)
- 車両を走行させる駆動源と、
前記駆動源により駆動される機械式オイルポンプと、
バッテリにより駆動される三相ブラシレスセンサレスモータで構成される電気モータと、
前記電気モータにより駆動される電動オイルポンプと、
前記機械式オイルポンプおよび前記電動オイルポンプから供給される作動油により変速比を設定して、前記駆動源の回転駆動力を変速して車輪に伝達する変速機構と、
前記電気モータの作動を制御するポンプドライバと、
前記機械式オイルポンプからの作動油が前記電動オイルポンプに逆流しないように設けられた逆止弁と、
前記電動オイルポンプの吐出側と吸入側とを繋ぐ油路と、
前記油路に設けられ、前記吐出側の油圧が所定の値以上になったときに開放されるリリーフ弁と、を備え、
前記ポンプドライバが、前記電気モータを起動したときに、設定された保持時間だけ所定の一定回転数となるように前記電気モータを作動させ、その後、所定のトルクが出力されるように前記電気モータを作動させるように構成され、
前記リリーフ弁が開放される油圧が、前記電動オイルポンプが前記変速機構に作動油を供給する油圧よりも小さい値に設定されていることを特徴とする油圧供給装置。 - 前記作動油の油温を検出する油温センサを有し、
前記ポンプドライバが、前記油温に応じて前記保持時間を設定するように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の油圧供給装置。 - 前記ポンプドライバが、前記油温に応じて前記回転数を設定するように構成されたことを特徴とする請求項1または2に記載の油圧供給装置。
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