JP5446809B2 - 自動変速機用油圧制御装置 - Google Patents

Description

この発明は自動変速機用油圧制御装置に関する。さらに詳しくは、エンジンにより駆動され自動変速機に油圧を供給する機械式のオイルポンプを備えた自動変速機用油圧制御装置に関する。

従来の自動変速機用の機械式のオイルポンプ（以下、メカポンプと呼ぶ）では、エンジンの動力をトルクコンバータやスプロケットチェーンを介してメカポンプに伝達し、エンジンの回転速度に比例してポンプの回転速度を増減する構成とされたものが一般的である。この構成では、メカポンプによるオイルの論理吐出量は、通常、エンジンの回転速度が１０００〜１５００ｒｐｍ程度の低回転域でも充分になるように決められている。

一方、燃費低減を目的としたアイドリングストップ制御を適用する車両においては、アイドリングストップからのスムースな発進を実現するために、エンジン停止時も自動変速機内の変速クラッチの保持圧を確保することが必要である。しかし、エンジンの動力を利用して油圧を供給するメカポンプでは、エンジン停止時には油圧を供給することができない。そこで、アイドリングストップ制御を適用する車両は、メカポンプの他に、エンジン停止時に自動変速機内の変速クラッチに油圧を供給す電動オイルポンプ（以下、電動ポンプと呼ぶ）を備えている。

図５に、アイドリングストップ制御を適用する車両が備える、従来技術による自動変速機用油圧制御装置１１０の構成を示す。自動変速機用油圧制御装置１１０は、エンジン１２０により駆動されるメカポンプ１２２と、モータ１３２によりポンプ１３４が駆動される電動ポンプ１３０を備えている。このメカポンプ１２２はエンジン１２０駆動時にメカポンプ油路１４０を経由して、自動変速機の高圧回路の変速プーリ１５０およびクラッチ１５２と、低圧回路のトルコン１５４および潤滑油路１５６に油圧を供給する。そして、電動ポンプ１３０はエンジン１２０停止時にポンプ１３４からクラッチ１５２に保持圧を確保するための油圧を供給する。
特許文献１には、エンジンにより駆動され油圧を供給するメカポンプと、エンジン停止時に油圧を補助供給するモータ駆動の電動ポンプとを備えた自動変速機用油圧制御装置が記載されている。

特開２００１−９９２８２号公報

図５に示した自動変速機用油圧制御装置１１０のメカポンプ１２２は、従来技術による、エンジンの回転速度に比例してポンプの回転速度を増減する構成とされたメカポンプである。
図６に、メカポンプ１２２の回転速度とエンジン１２０の回転速度との関係を示す。ここで、エンジン１２０はアイドル回転速度よりも遅い回転速度では回転を維持できないので、アイドル回転速度よりも遅い回転速度は想定されない。よって、メカポンプ１２２は、エンジン１２０のアイドリングストップ時から、エンジン１２０がアイドル回転速度となるまでの間は回転が想定されず、この間は、電動ポンプ１３０によって自動変速機に油圧が供給される。そして、エンジン１２０の回転速度がアイドル回転速度以上では、エンジンの回転速度に比例してメカポンプ１２２の回転速度が増加し、メカポンプ１２２から自動変速機に油圧が供給される。そして、メカポンプ１２２の回転速度に比例して、メカポンプ１２２によりオイルの吐出流量が増加し、メカポンプ１２２の回転速度に比例してメカポンプ１２２の駆動トルクが増大する。

したがって、この種のメカポンプでは、エンジンの高速回転時には必要以上にメカポンプの駆動トルクを発生させて、燃費を悪化させてしまうという問題がある。そこで、本発明が解決しようとする課題は、エンジンの高速回転時にメカポンプの回転速度を適正に制御して、燃費を低減できる自動変速機用油圧制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明にかかる自動変速機用油圧制御装置は次の手段をとる。
まず、本発明の第１の発明は、エンジンにより駆動され自動変速機に油圧を供給するメカポンプを備えた自動変速機用油圧制御装置であって、
モータにより駆動される電動ポンプとエンジンからメカポンプへの伝動系の中途に設置された変速装置とを備え、該電動ポンプから該変速装置に油圧が供給される構成とされており、
前記変速装置は、前記電動ポンプから供給される油圧によって変速比が可変される自動変速機用油圧制御装置である。

この第１の発明によれば、エンジンからメカポンプへの伝動系の中途に設置された変速装置の変速比が、電動ポンプから変速装置に供給される油圧によって可変される構成とされている。そこで、エンジンの高速回転時に電動ポンプから変速装置に供給される油圧を調節して変速装置の変速比を変更して、メカポンプのエンジンに対する相対回転速度をエンジンの低速回転時に比べて低下させることができる。よって、エンジンの高速回転時にメカポンプの回転速度を適正に制御して、メカポンプの駆動トルクの増大を防ぎ、燃費を低減させることができる。

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る自動変速機用油圧制御装置であって、
前記電動ポンプはエンジン停止時に自動変速機に油圧を補助供給する電動ポンプであって、エンジン回転時に電動ポンプから変速装置に油圧を供給するように切り替える切替バルブを備えることを特徴とする。
この第２の発明によれば、従来はエンジンの回転が停止しているアイドリングストップ時のみ作動し、エンジン回転時には活用されることがなかった電動ポンプを、エンジン回転時に変速装置に油圧を供給する電動ポンプとして使用する。よって、変速装置に油圧を供給する電動ポンプは既設のものを利用できるので、実施コストを低減させることができる。

次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明または第２の発明に係る自動変速機用油圧制御装置であって、
前記変速装置は、エンジン回転速度が一定以上になってもメカポンプの回転速度が一定以上に上昇しないように変速比が可変されることを特徴とする。
この第３の発明によれば、エンジン回転速度が一定以上になってもメカポンプの回転速度が一定以上に上昇しないように変速装置の変速比が可変されるので、メカポンプの駆動トルクを一定の限度に抑えることができ、更に燃費を低減させることできる。

次に、本発明の第４の発明は、上記第１の発明ないし第３の発明のいずれかの発明に係る自動変速機用油圧制御装置であって、
前記電動ポンプから前記変速装置に供給される油圧は車速信号によって制御されることを特徴とする。
この第４の発明によれば、電動ポンプから変速装置に供給される油圧は車速信号によって制御されるので、車速に応じて変速装置による変速比を調節することにより、メカポンプから自動変速機に供給する油圧を適切な値に制御することができる。

上述の本発明の各発明によれば、次の効果が得られる。
まず、上述の第１の発明によれば、エンジンの高速回転時に電動ポンプから変速装置に供給される油圧を調節して変速装置の変速比を変更し、メカポンプのエンジンに対する相対回転速度をエンジンの低速回転時に比べて低下させることができる。よって、エンジンの高速回転時にメカポンプの回転速度を適正に制御して、メカポンプの駆動トルクの増大を防ぎ、燃費を低減させることができる。
次に上述の第２の発明によれば、変速装置に油圧を供給する電動ポンプは既設のものを利用できるので、実施コストを低減させることができる。
次に上述の第３の発明によれば、エンジン回転速度が一定以上になってもメカポンプの回転速度が一定以上に上昇しないように変速装置の変速比が可変されるので、メカポンプの駆動トルクを一定の限度に押さえることができ、更に燃費を低減させることができる。
次に上述の第４の発明によれば、車速に応じて変速装置による変速比を調節することにより、メカポンプから自動変速機に供給する油圧を適切な値に制御することができる。

実施例１の自動変速機用油圧制御装置における車両のアイドリングストップ時の状態を示す図である。 実施例１の自動変速機用油圧制御装置における車両の走行時の状態を示す図である。 実施例１の自動変速機用油圧制御装置におけるメカポンプの回転速度の制御を示す図である。 実施例１における電動ポンプの制御フローを示す図である。 従来技術によるアイドリングストップ制御を適用する車両の自動変速機用油圧制御装置の構成を示す図である。 従来技術におけるエンジン回転速度とメカポンプ回転速度の関係を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。

［実施例１の構成］
本発明の実施例１の自動変速機用油圧制御装置１０は、アイドリングストップ制御を適用する車両に使用される自動変速機用油圧制御装置である。
図１に、自動変速機用油圧制御装置１０における車両のアイドリングストップ時の状態を示す。自動変速機用油圧制御装置１０は、図１に示すように、エンジン２０により駆動されるメカポンプ２２と、モータ３２によりポンプ３４が駆動される電動ポンプ３０とを備えている。
メカポンプ２２はエンジン２０の動力により回転し、メカポンプ油路４０を経由して自動変速機の高圧回路の変速プーリ５０およびクラッチ５２と、低圧回路のトルコン５４および潤滑油路５６に油圧を供給する構成とされている。そして、エンジン２０からメカポンプ２２への動力の伝達系の中途には、変速装置２４が設置されている。
電動ポンプ３０は、エンジン２０の停止時に電動ポンプ油路４２により自動変速機のクラッチ５２に油圧を補助供給する電動ポンプであって、ポンプ３４と電動ポンプ油路４２の間に切替バルブ３６を備えている。そして、切替バルブ３６と前述の変速装置２４の間には油圧供給路３８が配設されている。そして、電動ポンプ３０はモータ３２の回転を制御するＥＣＵ１２により、エンジン２０の回転速度に基づいて制御される。
そして、エンジン２０が停止したアイドリングストップ状態では、図１に示すとおり、切替バルブ３６は、ポンプ３４から電動ポンプ油路４２に油圧を供給する状態に設定されており、油圧供給路３８への出口は遮蔽されている。

図２に、自動変速機用油圧制御装置１０における車両の走行時の状態を示す。エンジン２０が回転している車両の走行時には、切替バルブ３６は、ポンプ３４から油圧供給路３８に油圧を供給する状態に切り替えられており、電動ポンプ油路４２への出口は遮蔽されている。そして、電動ポンプ３０から油圧供給路３８を経て変速装置２４に油圧が供給され、変速装置２４は、電動ポンプ３０から供給される油圧により、変速比が可変される構成とされている。

［実施例１における油圧制御］
図３に、自動変速機用油圧制御装置１０における、エンジン２０の回転速度とメカポンプ２２の回転速度との関係を示す。
図３に符号ａで示したエンジン２０がアイドリングストップの状態では、エンジン２０により駆動されるメカポンプ２２は停止した状態であり、電動ポンプ３０の切替バルブ３６は、図１で示したポンプ３４から電動ポンプ油路４２に油圧が供給される状態に設定されている。そして、ＥＣＵ１２からの制御により電動ポンプ３０のモータ３２が、ポンプ３４から電動ポンプ油路４２を通じてクラッチ５２に油圧を補助供給できる速度で回転する。この時のモータ３２の回転速度を補助回転速度と呼ぶ。

そして、エンジン２０が始動して図３に符号ｂで示したアイドリング回転速度に達すると、ＥＣＵ１２により、切替バルブ３６が図２で示したポンプ３４から油圧供給路３８に油圧を供給する状態に切り替えられる。そして、ＥＣＵ１２からの制御によりモータ３２が回転して、電動ポンプ３０から油圧供給路３８を通じて変速装置２４に油圧が供給される状態となり、変速装置２４は電動ポンプ３０から供給される油圧により一定の変速比に調節される。この時のモータ３２の回転速度を所定速度と呼ぶ。

そして、エンジン２０の回転速度が図３に符号ｃで示した制御開始速度に達するまでは、ＥＣＵ１２によりモータ３２の回転速度が一定の所定速度となるように制御されて、電動ポンプ３０から変速装置２４に供給される油圧が一定に保たれる。そして、変速装置２４の変速比が一定に保たれるので、メカポンプ２２の回転速度はエンジン２０の回転速度に比例して増大することとなる。エンジン２０の回転速度がこの符号ｃで示した制御開始速度に対応するメカポンプ２２の回転速度は、自動変速機用油圧制御装置１０におけるメカポンプ２２の最大回転速度として設定されている。

そして、エンジン２０の回転速度が図３に符号ｃで示した制御開始速度を超えると、ＥＣＵ１２によりモータ３２の回転速度が高められて電動ポンプ３０から変速装置２４に供給される油圧が高められる。そして、エンジン２０の回転速度が速くなるほどメカポンプ２２の相対回転速度が遅くなるように、変速装置２４の変速比が可変される。そして、メカポンプ２２の回転速度が最大回転速度を保って一定となるように、変速装置２４の変速比が調節される。
なお、自動変速機用油圧制御装置１０ではメカポンプ２２の回転速度の上限とした最大回転速度は固定的なものではなく、ＥＣＵ１２の設定により、図３に実線と細線で記載した所定の範囲で変更させることができるものである。

図４に、ＥＣＵ１２による電動ポンプ３０の制御フローを示す。ＥＣＵ１２は電動ポンプ３０に対して、図４のＳＴＡＲＴからＥＮＤで示した制御を繰り返す。
まず、Ｓ１０により、エンジン２０が停止状態であるか否かを検査する。そして、エンジン２０が停止状態でなければ、Ｓ１２により、切替バルブ３６が変速装置２４側となっているか、すなわち、電動ポンプ３０から変速装置２４に油圧が供給できる状態となっているか否かを検査する。そして、切替バルブ３６が変速装置２４側となっていない時は、Ｓ１４により切替バルブ３６を変速装置２４側に切り替える。
次に、Ｓ１６によりエンジン２０の回転速度が制御開始速度以下か否かを検査する。そして、エンジン２０のエンジン２０の回転速度が制御開始速度以下でない時は、Ｓ１８により、メカポンプ２２の回転速度を最大回転速度に保つための変速比を算出し、Ｓ２０により、変速装置２４の変速比をＳ１８で算出した変速比にするために変速装置２４に供給する油圧を算出する。そして、Ｓ２２により、Ｓ２０で算出した油圧をポンプ３４から変速装置２４に供給することができるようにモータ３２の回転速度を設定する。

Ｓ１０の検査で、エンジン２０が停止状態の時は、Ｓ２８により、切替バルブ３６がクラッチ５２側となっているか、すなわち、電動ポンプ３０からクラッチ５２に油圧が供給できる状態となっているか否かを検査する。そして、切替バルブ３６がクラッチ５２側となっていない時は、Ｓ３０により切替バルブ３６をクラッチ５２側に切り替える。そして、Ｓ３２により電動ポンプ３０のモータ３２が、クラッチ５２に油圧を補助供給できる補助回転速度で回転しているか否かを検査し、モータ３２が補助回転速度で回転していない時は、Ｓ３４によりモータ３２の回転速度を補助回転速度に設定する。

Ｓ１６の検査で、エンジン２０の回転速度が制御開始速度以下の時は、Ｓ２４により、モータ３２は変速装置２４が一定の変速比となるように変速装置２４に油圧が供給できる所定速度で回転しているか否かが検査される。そして、モータ３２が所定速度でない時は、Ｓ２６により、モータ３２の回転速度が所定速度に設定される。

［効果］
実施例１によれば、エンジン２０の回転速度が一定以上になってもメカポンプ２２の回転速度が一定に保たれて、それ以上に上昇しないように変速装置２４の変速比が可変される。よって、メカポンプ２２の回転が適正に制御され、必要以上のオイルの流量および駆動トルクを発生することがなくなるので、エンジン２０の高速回転時におけるメカポンプ２２の駆動トルクを一定の限度に抑えることができ、燃費を低減させることできる。
また、従来はエンジン２０の回転が停止しているアイドリングストップ時のみ作動し、エンジン２０回転時には活用されることがなかった電動ポンプ３０を、エンジン２０回転時に変速装置２４に油圧を供給する電動ポンプとして使用する。よって、変速装置２４に油圧を供給する電動ポンプは既設のものを利用できるので、実施コストを低く抑えることができる。

［変形例］
実施例１では、エンジン２０の回転速度が一定以上になってもメカポンプ２２の回転速度が一定に保たれてそれ以上は上昇しないように制御する構成としたが、メカポンプ２２の回転速度は一定に保たなくても良い。例えば、図３に符号ｆにより想像線で示したように、エンジン２０の回転速度が一定以上となったときに、エンジン２０の回転速度に対してメカポンプ２２の回転速度を可変に制御できるように変速装置２４の変速比を制御してもよい。
また、実施例１では、ＥＣＵ１２によりエンジン２０の回転速度に基づいて電動ポンプ３０のモータ３２の回転速度が制御され、モータ３２の回転速度により電動ポンプ３０から変速装置２４に供給される油圧が決定される構成としているが、モータ３２の回転速度はＥＣＵ１２により車両の車速信号に基づいて制御される構成としても良い。一定速度での走行時は自動変速の機会が少なくメカポンプ２２から供給される油圧は低くてもよいので、モータ３２の回転速度を低速とし、メカポンプ２２が低速回転となるように変速装置２４に供給する油圧を調節することができる。そして、加速時には自動変速の機会が多くメカポンプ２２から供給される油圧は高いことが望ましいので、モータ３２の回転速度を高速とし、メカポンプ２２が高速回転となるように変速装置２４に供給する油圧を調節することができる。

また、実施例１ではアイドリングストップ時に自動変速機に油圧を補助供給する電動ポンプから、変速装置に油圧を供給する構成としたが、変速装置に油圧を供給するための専用の電動ポンプを備える構成としても良い。また、アンチロックブレーキシステム（以下、ＡＢＳと呼ぶ）を採用する車両では、ＡＢＳを作動させる油圧を確保するためにＡＢＳ制御用の電動ポンプを備えているので、この電動ポンプから変速装置に油圧を供給する構成とすることもできる。
その他、本発明に係る自動変速機用油圧制御装置はその発明の思想の範囲で、各種の形態で実施できるものである。

１０ 自動変速機用油圧制御装置
１２ ＥＣＵ
２０ エンジン
２２ メカポンプ
２４ 変速装置
３０ 電動ポンプ
３２ モータ
３４ ポンプ
３６ 切替バルブ
３８ 油圧供給路
４０ メカポンプ油路
４２ 電動ポンプ油路
５０ 変速プーリ
５２ クラッチ
５４ トルコン
５６ 潤滑油路
ａ アイドリングストップ
ｂ アイドル回転速度
ｃ 制御開始速度
ｆ メカポンプ回転速度

Claims (3)

1. エンジンにより駆動され自動変速機に油圧を供給するメカポンプを備えた自動変速機用油圧制御装置であって、
   モータにより駆動される電動ポンプと、エンジンからメカポンプへの伝動系の中途に設置された変速装置とを備え、該電動ポンプから該変速装置に油圧が供給される構成とされており、
   前記変速装置は前記電動ポンプから供給される油圧によって変速比が可変される構成であり、
   前記電動ポンプはエンジン停止時に自動変速機に油圧を補助供給する電動ポンプであって、エンジン回転時に電動ポンプから変速装置に油圧を供給するように切り替える切替バルブを備えることを特徴とする自動変速機用油圧制御装置。
2. 請求項１に記載の自動変速機用油圧制御装置であって、
   前記変速装置は、エンジン回転速度が一定以上になってもメカポンプの回転速度が一定以上に上昇しないように変速比が可変されることを特徴とする自動変速機用油圧制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の自動変速機用油圧制御装置であって、
   前記電動ポンプから前記変速装置に供給される油圧は車速信号によって制御されることを特徴とする自動変速機用油圧制御装置。
   

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