JP5534830B2 - 油圧制御装置と油圧制御装置のエア抜き方法 - Google Patents
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Description
この油圧制御装置において、前記油圧ユニットは、
オイル供給源からオイルが供給されるシリンダ室を備えたシリンダと、
該シリンダとともに前記シリンダ室を形成し、前記シリンダ室に前記オイルが給排されるとき前記シリンダに対して摺動するピストンと、
前記シリンダ室の容積を縮小させる側に、前記ピストンを付勢する付勢手段と、
前記シリンダに設けられ、前記シリンダ室へ給排される前記オイルが通流するオイル給排口と、
を備えている。
前記コントロールバルブは、前記ピストンが、前記付勢手段により付勢され、前記シリンダ室の容積を縮小するとき、前記オイル給排口を介して、前記シリンダ室に存在するエアをオイル排出部に排出するバルブを備えている。
そして、前記オイル給排口は、前記シリンダ室に前記コントロールバルブを介して前記オイルが供給されたとき、前記シリンダ室に存在するエアが集まる前記シリンダの上方位置に設定した。
前記油圧ユニットの組付け時、前記ピストンを摺動させ前記シリンダ室の容積を拡大する加圧を行い、その後、前記ピストンが戻ってシリンダ室の容積を縮小する減圧を行うという加圧・減圧を単位とするエア抜き制御を行うエア抜き制御手段を備えた。
前記エア抜き制御手段は、加圧・減圧を単位とする前記エア抜き制御の指令値の出力に対する前記ピストンのストローク応答性を監視し、ストローク応答性を示す値が、エアが抜けた場合に相当する所定値に達したらエア抜き制御を終了する。
この状態で付勢手段により、ピストンをシリンダ室の容積を縮小させる側に摺動させ、シリンダ室に存在するエアが、オイル排出口を介して、バルブからオイル排出部に排出される。その際、オイル給排口を、エアが集まるシリンダの上方位置に設定したため、シリンダ室のエアは、オイルよりも先にシリンダ室から抜ける。このように、シリンダ室の上方位置にオイル給排口を設けたため、別途、エア抜き用のパイプを設けることなく、ピストンのストローク動作を伴う加圧・減圧を行うだけで、シリンダ室のエアを抜くことができる。
この結果、コストと重量の増大を招くことなく、油圧応答性の確保を図ることができる。
加えて、エア抜き制御手段により、油圧ユニットの組付け時、油路、コントロールバルブ及びシリンダ室にエアが充満している状態で、ピストンを摺動させシリンダ室の容積を拡大する加圧が行われ、それらに充満しているエアが圧縮される。そして、エア圧縮された容積分のオイルが油路、コントロールバルブ及びシリンダ室に供給される。オイル供給により、シリンダ室内では、比重の関係でオイルが下側に移動し、エアが上側に移動する。その後、エア抜き制御手段により、ピストンが戻ってシリンダ室の容積を縮小する減圧が行われ、シリンダ室からは上側に移動したエアがオイル給排口を介して排出される。そして、油圧が低下するにつれてエアは元の容積に拡大しながら排出されてゆく。エア排出後、シリンダ室内には、オイルのみが残り、オイルとエアが入れ替わった形になり、油圧ユニットの組付け時の状態に対してエア量が低下する。
この結果、油圧ユニットの組付け後、車両走行の初期から油圧応答性の確保を図ることができる。
さらに、エア抜き制御手段により、ピストンのストローク応答性が監視され、ストローク応答性を示す値が、エアが抜けた場合に相当する所定値に達したらエア抜き制御を終了させる。
すなわち、応答性を監視しない場合、エアが抜けにくい場合を考慮し、ある程度余計にオン・オフ(加圧・減圧)を繰り返さないといけないのに対し、応答性を監視する場合、応答性が担保されればエア抜き制御を終了することができる。このため、応答性を監視する場合は、応答性を監視しない場合に比べ、素早く短時間にてエア抜き制御を終了することができる。
また、それぞれのオン・オフ時間も、応答性を監視しない場合では、ある程度のマージンを持たなければならないのに対し、応答性を監視する場合では、ピストンストロークが所定量に達するとオン・オフをそれぞれ終了することができるので、オン・オフ時間も短縮することができる。
この結果、応答性が担保されればエア抜き制御を終了することができるし、オン・オフ時間も短縮することができることで、応答性を監視しない場合に比べ、素早く短時間にてエア抜き制御を終了することができる。
図1は、実施例1のクラッチ油圧制御装置(油圧制御装置の一例)が適用された後輪駆動によるFRハイブリッド車両を示す全体システム図である。以下、図1に基づき全体システム構成を説明する。
実施例1におけるFRハイブリッド車両の制御系は、図1に示すように、エンジンコントローラ1と、モータコントローラ2と、インバータ3と、バッテリ4と、第1クラッチコントロールバルブ6と、ATコントローラ7と、ATコントロールバルブ8と、ブレーキコントローラ9と、統合コントローラ10と、を有して構成されている。なお、各コントローラ1,2,7,9と、統合コントローラ10とは、情報交換が互いに可能なCAN通信線11を介して接続されている。
このATコントローラ7は、第1クラッチ油圧ユニット14のピストンストローク位置を検出する第1クラッチストロークセンサ15からのセンサ情報と、統合コントローラ10からの目標CL1トルク指令と、他の必要情報を入力する。そして、第1クラッチCL1の締結・スリップ締結・開放を制御する指令を、第1クラッチコントロールバルブ6に出力する(第1クラッチ制御)。
このATコントローラ7は、統合コントローラ10から目標CL2トルク指令を入力すると、第2クラッチCL2のスリップ締結制御指令を、ATコントロールバルブ8に出力する(第2クラッチ制御)。
つまり、CSCシリンダ40への油圧供給が無いときは、ダイアフラムスプリング35による付勢力にて第1クラッチCL1の完全締結を保つ。そして、CSCシリンダ40への油圧供給があるときは、ダイアフラムスプリング35の付勢力に抗して摺動するCSCピストン41のストローク量を制御することにより、スリップ締結から完全開放までをコントロールする。なお、CSCとは、「Concentric Slave Cylinder」の略である。
そして、スプールバルブ60の第1クラッチ圧ポート60dとライン圧ポート60eが非連通状態(=第1クラッチ圧ポート60dとドレーンポート60fが連通状態)のとき、ダイアフラムスプリング35の付勢力によるピストンストロークを伴ってCSCシリンダ室42の容積が縮小すると、CSCシリンダ室42と、CSCシリンダ室42からスプールバルブ60に至る油路に存在するエアとオイルの一部を、ドレーンポート60fとドレーン油路63を経過してオイルパン39に排出する。
このATコントロールバルブ8による通常走行時におけるライン圧PLは、自動変速機ATで行う変速制御の元圧として、アクセル開度等に応じた圧力に調圧される。これに対し、エア抜き制御時におけるライン圧PLは、エア抜き制御でピストンストローク状態とする加圧時、配管51,53内のエアをCSCシリンダ室42に送り込めるだけの圧力として予め規定しておいた規定圧力PLsに調圧される。このとき、CSCシリンダ室42の容積も、配管51,53内のエアをCSCシリンダ室42に送り込めるように、その容積が規定されている。
ここで、「第1設定時間T1」は、加圧指令(油圧指令値ON)の開始からCSCピストン41が最大ストローク位置に達するまでに要する時間を予め計測しておき、この計測データに基づき、無駄時間を抑えた必要最小限域の所要時間に設定される(図6参照)。
ここで、「第2設定時間T2」は、減圧指令(油圧指令値OFF)の開始からCSCピストン41が初期位置に戻るまでに要する時間を予め計測しておき、この計測データに基づき、無駄時間を抑えた必要最小限域の所要時間に設定される(図6参照)。
ここで、「設定カウント値N」は、加圧・減圧の単位を1回としてカウントするエア抜き制御指令の出力を、油圧応答性が確保されるエア抜け状態に達する所要回数に基づいて設定される。
まず、「先行技術の解決すべき課題」の説明を行い、続いて、実施例1のクラッチ油圧制御装置における作用を、「本発明のエア抜き方法のメカニズム」、「組み付け時のエア抜き作用」に分けて説明する。
ノーマルクローズによる乾式クラッチの油圧ユニットは、外部のクラッチペダル(マスターシリンダ)と油圧シリンダ(CSC)を閉回路で繋ぎ、クラッチペダル操作により油圧シリンダに圧力を掛け、弾性力により締結されている乾式クラッチの開放を行っている(実公平7−29313号公報参照)。
本発明は、上記課題を解決するため、初期組み付け時やリペア組み付け時、閉回路に存在する残留エアを、コントローラからの制御指令による加圧・減圧作動(ピストンストローク)を行うだけで抜くというように、ブリーザ(エア抜きパイプ)無しでエア抜きを行う装置及びエア抜き方法を提案するものである。以下、図8〜図10に基づいて、本発明のエア抜き方法のメカニズムを説明する。
初期組み付け時やリペア組み付け時であって、組み付け初期状態では、図10(b)に示すように、CSCシリンダ室42と、オイル給排口44を介して接続される内配管51、配管コネクタ50、外配管53、ケース内油路54、第1クラッチ圧油路55に、大気圧レベルのエアが充満している状態である。
ピストンストローク状態でのオイルとエアの動きを述べる。
(a) まず、CSCピストン41のストローク分の容積によるオイルが、エアが充満している閉回路内に供給される。
(b) 油圧が掛かり、閉回路内のエアが圧縮される。
ここで、閉回路内のエア圧縮は、PV=一定という関係、つまり、油圧Pを高くするほど閉回路内のエア容積を小さくするという関係により圧縮される。例えば、図8に点線矢印C0-C1に示すように、閉回路内のエア容積がB0のとき、油圧を0からP1まで高めると、閉回路内のエア容積がB0からB1まで圧縮される。
(c) エア圧縮された容積分のオイルが閉回路内に供給される。
例えば、エア容積がB0からB1まで圧縮されると、圧縮された容積分(B0−B1)のオイルが閉回路内に供給される。
(d) CSCシリンダ40のCSCシリンダ室42内は、エアとオイルの比重の違いにより、図10(c)に示すように、エアが上部に、オイルは下部に分かれる。なお、オイル給排口44を介してCSCシリンダ室42に接続される油路系51,50,53,54,55は、図10(c)に示すように、オイルがほぼ充満している状態となる。
ピストン戻り状態でのオイルとエアの動きを述べる。
(a) CSCピストン41が戻った容積分のオイルが排出されていく。
(b) CSCシリンダ室42からは、下部のオイルを残したままで、上部に分かれたエアが、オイル給排口44を介して排出される。
(c) 油圧が低下するにつれてエアは元の容積に拡大しながら排出されてゆく。
(d) エア排出後、CSCシリンダ室42内には、オイルのみが残る。
(e) 図10(d)に示すように、オイルとエアが入れ替わった形になり、初期状態に対してエア量が低下する。
上記説明は、閉回路内にエアが充満している初期状態から1回だけ油圧オン・オフしたとき、ピストンストローク状態からピストン戻り状態に移行してエアを排出し、エア量を低下させるメカニズムである。しかし、1回だけの油圧オン・オフによっては、高いクラッチ油圧応答性を確保できる残留エア量までエア量が低減するという確かな保障がない。そこで、本発明のエア抜き制御では、確実な残留エア量の低減を目指し、油圧オン・オフを複数回繰り返すようにしている。
Vair(n)=(Vp−Vs)+Vair(n-1)油圧制御装置K …(1)
の計算式にてあらわすことができる。
但し、(1)式において、Vpは配管分の容量(図10(a)参照)、VsはCSCピストン41のストローク容量(図10(a)参照)、Vair(n-1)は油圧オン(n-1)回後の残留エア量、Kは油圧による圧縮係数である。
初期組み付け時やリペア組み付け時におけるエア抜き作用を、図4〜図6に基づいて説明する。
つまり、ステップS1では、サブオイルポンプS-O/Pがモータ駆動されると共に、ATコントロールバルブ8により規定圧力PLsによるライン圧PLが作り出される。そして、ステップS2では、第1クラッチコントローラ5からバルブソレノイド61aに対し油圧指令値ONが出力され、この油圧指令値ONの出力は、第1設定時間T1が経過するまで継続される。
つまり、ステップS4では、第1クラッチコントローラ5からバルブソレノイド61aに対し油圧指令値OFFが出力され、この油圧指令値OFFの出力は、第2設定時間T2が経過するまで継続される。
実施例1のクラッチ油圧制御装置とクラッチ油圧制御装置のエア抜き方法にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
このため、コストと重量の増大を招くことなく、油圧ユニット(第1クラッチ油圧ユニット14)の油圧応答性(クラッチ油圧応答性)の確保を図る油圧制御装置(クラッチ油圧制御装置)を提供することができる。
このように、エアの排出先を油圧制御装置(クラッチ油圧制御装置)のオイル排出部(オイルパン39)としたため、エアの排出とともに排出されるオイルを回収する手段を別途設ける必要がない。これにより、エア抜き作業を効率化することができる。
このため、クラッチ油圧ユニット(第1クラッチ油圧ユニット14)の組付け後、車両走行の初期から油圧応答性(クラッチ油圧応答性)の確保を図ることができる。
このため、エア抜き制御動作で、無駄時間を抑えて加圧と減圧を素早く行うことができ、エア抜き作業時間の短縮化を図ることができる。
このため、エア抜き効果が大きい回数だけ加圧・減圧を行うことで、高いエア抜き効果を達成しながらも、エア抜き作業時間の短縮化を図ることができる。すなわち、加圧・減圧を1回の単位とするエア抜き制御では、ある回数を超えるとエア抜け量が小さく抑えられ、残留エア量がほぼ横這い状態となることによる。
このため、ピストン(CSCピストン41)のストロークを伴う1回のエア抜き作業が終わったタイミングで次のエア抜き作業が開始されるため、エア抜き量を損なうことなく、エア抜き作業時間の短縮化を図ることができる。
このため、油圧ユニット(第1クラッチ油圧ユニット14)とコントロールバルブ(第1クラッチコントロールバルブ6)が配管(内配管51、外配管53)を用いて接続されている場合であっても、効率良いエア抜き作業にて確実に残留エアを抜くことができる。
このため、油圧応答性の要求が高いクラッチ(第1クラッチCL1)に、本発明のエア抜き制御を適用することにより、ハイブリッド車両としての駆動力性能と燃費性能の両立を図ることができる。
このため、コストと重量の増大を招くことなく、油圧ユニット(第1クラッチ油圧ユニット14)の油圧応答性(クラッチ油圧応答性)の確保を図る油圧制御装置(クラッチ油圧制御装置)のエア抜き方法を提供することができる。
ここで、「CSCピストンストローク量St_1」は、CSCピストンストローク量の開放側規定値である(図12参照)。
ここで、「油圧オン時間Ton_1」は、実施例1の加圧指令(油圧指令値ON)に相当する時間に規定される。
ここで、「CSCピストンストローク量St_2」は、CSCピストンストローク量の締結完了ストロークの相当する規定値である(図12参照)。
ここで、「油圧オフ時間Toff_1」は、実施例1の減圧指令(油圧指令値OFF)の相当する時間に規定される(図12参照)。
ここで、「CSCピストンストローク応答時間T_1」は、油圧指令値ONの出力時点から、第1クラッチCL1が開放ストローク位置に達する時点までに要するピストンストローク時間が、エア抜き時の応答性による所要時間に規定される。
なお、実施例2のハード構成は、実施例1の図1〜図4に示す構成と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
実施例2では、設備側のコントローラからエア抜き制御の開始指令が、総合コントローラ10に出力され、エア抜き制御が開始される。
このT(=Ton)が、所定の応答性をあらわすCSCピストンストローク応答時間T_1(エアが抜けていれば、第1クラッチCL1を開放できる時間で、例えば、0.5秒程度)以下となれば、エア抜き制御を終了する。
しかし、この減圧時、圧縮された空気が抜けて、2回目の加圧で、CSCピストン41が十分にストロークできるようになったことを示している。
それでも、エアが十分に抜けていないため、2回目の加圧では、応答性を判断するCSCピストンストローク応答時間T_1より、所定量だけCSCピストン41がストロークするまで時間がかかっていることを示している。
その後の減圧工程では、再び、エアが抜かれるため、3回目の加圧では、応答性を判断するCSCピストンストローク応答時間T_1と同じ時間で、CSCピストン41のピストンストロークがSt_1に到達している。この時点で応答性が確保されていると判断し、エア抜き制御処理を終了する。
また、それぞれのオン・オフ時間も、実施例1では、ある程度のマージンを持たなければならないのに対し、実施例2では、ピストンストロークが所定量に達するとオン・オフをそれぞれ終了することができるので、オン・オフ時間も短縮することができる。
なお、他の作用は、実施例1と同様であるので、説明を省略する。
実施例2のクラッチ油圧制御装置にあっては、下記の効果を得ることができる。
このため、実施例1の(1)〜(4)の効果に加え、応答性が担保されればエア抜き制御を終了することができるし、オン・オフ時間も短縮することができることで、実施例1に比べ、素早く短時間にてエア抜き制御を終了することができる。
CL1 第1クラッチ(クラッチ)
MG モータ/ジェネレータ(モータ)
RL,RR 左右後輪(駆動輪)
S-O/P サブオイルポンプ(オイルポンプ)
6 第1クラッチコントロールバルブ(コントロールバルブ)
14 第1クラッチ油圧ユニット(クラッチ油圧ユニット)
39 オイルパン(オイル排出部)
40 CSCシリンダ(シリンダ)
41 CSCピストン(ピストン)
42 CSCシリンダ室(シリンダ室)
43 ダイアフラムスプリング(付勢手段)
44 オイル給排口
51 内配管(配管)
53 外配管(配管)
60 スプールバルブ(切り替えバルブ)
60f ドレーンポート
61 ソレノイドバルブ(切り替えバルブ)
Claims (6)
- 油圧ユニットと、該油圧ユニットとは油路を介して接続されたコントロールバルブと、を備えた油圧制御装置において、
前記油圧ユニットは、
オイル供給源からオイルが供給されるシリンダ室を備えたシリンダと、
該シリンダとともに前記シリンダ室を形成し、前記シリンダ室に前記オイルが給排される
とき前記シリンダに対して摺動するピストンと、
前記シリンダ室の容積を縮小させる側に、前記ピストンを付勢する付勢手段と、
前記シリンダに設けられ、前記シリンダ室へ給排される前記オイルが通流するオイル給排
口と、
を備え、
前記コントロールバルブは、前記ピストンが、前記付勢手段により付勢され、前記シリンダ室の容積を縮小するとき、前記オイル給排口を介して、前記シリンダ室に存在するエアをオイル排出部に排出するバルブを備え、
前記オイル給排口は、前記シリンダ室に前記コントロールバルブを介して前記オイルが供給されたとき、前記シリンダ室に存在するエアが集まる前記シリンダの上方位置に設定し、
前記油圧ユニットの組付け時、前記ピストンを摺動させ前記シリンダ室の容積を拡大する加圧を行い、その後、前記ピストンが戻ってシリンダ室の容積を縮小する減圧を行うという加圧・減圧を単位とするエア抜き制御を行うエア抜き制御手段を備え、
前記エア抜き制御手段は、加圧・減圧を単位とする前記エア抜き制御の指令値の出力に対する前記ピストンのストローク応答性を監視し、ストローク応答性を示す値が、エアが抜けた場合に相当する所定値に達したらエア抜き制御を終了する
ことを特徴とする油圧制御装置。 - 請求項1に記載された油圧制御装置において、
前記オイル排出部と、前記シリンダ室にオイルを供給するオイルポンプと、を備え、
前記オイル排出部は、前記シリンダ室から排出された前記オイルを貯留し、
前記オイルポンプは、前記オイル排出部に貯留されたオイルを吸入して前記シリンダ室にオイルを供給する
ことを特徴とする油圧制御装置。 - 請求項1または請求項2に記載された油圧制御装置において、
前記エア抜き制御手段は、前記エア抜き制御の指令値の加圧・減圧の波形を、ステップ状波形とすることを特徴とする油圧制御装置。 - 請求項1から請求項3までの何れか1項に記載された油圧制御装置において、
前記油路は、前記油圧ユニットと前記コントロールバルブを接続する配管の内壁により形成された油路であり、
前記シリンダは、加圧時、前記配管内のエアを前記シリンダ室に送り込めるように、前記シリンダ室の容積を規定し、
前記エア抜き制御手段は、加圧時、前記配管内のエアを前記シリンダ室に送り込めるように、加圧時の油圧の大きさを規定する
ことを特徴とする油圧制御装置。 - 請求項1から請求項4までの何れか1項に記載された油圧制御装置において、
前記油圧ユニットにより締結・開放されるクラッチを有し、
前記クラッチは、エンジンとモータと駆動輪を備えたハイブリッド駆動系のうち、前記エンジンと前記モータの間に介装され、電気自動車走行モードの選択時に開放され、ハイブリッド車走行モードの選択時に締結される走行モード選択クラッチである
ことを特徴とする油圧制御装置。 - 油圧ユニットと、該油圧ユニットとは油路を介して接続されたコントロールバルブと、を備えた油圧制御装置のエア抜き方法において、
前記油圧ユニットは、
前記オイル供給源からオイルが供給されるシリンダ室を備えたシリンダと、
該シリンダとともに前記シリンダ室を形成し、前記オイルが給排されるとき前記シリンダに対して摺動するピストンと、
前記シリンダ室の容積を減少させる側に、該ピストンを付勢する付勢手段と、
前記シリンダ室に設けられ、前記シリンダ室へ給排される前記オイルが通流するオイル給排口と、を備え、
前記コントロールバルブは、前記ピストンが前記付勢手段により付勢され、前記シリンダ室の容積が縮小するとき、前記オイル給排口を介して、前記シリンダ室に前記コントロールバルブを介して前記オイルが供給されたとき、前記シリンダ室に存在するエアをオイル排出部に排出するバルブを備え、
前記油圧ユニットと前記コントロールバルブを組み付ける組み付け工程と、
前記組み付け後、前記ピストンを摺動させ前記シリンダ室の容積を拡大する加圧を行い、その後、前記ピストンが戻って前記シリンダ室の容積を縮小する減圧を行い、前記シリンダ室の容積の縮小に伴い前記シリンダ室に存在するエアを前記オイル排出部に排出し、加圧・減圧を単位とするエア抜き制御の指令値の出力に対する前記ピストンのストローク応答性を監視し、ストローク応答性を示す値が、エアが抜けた場合に相当する所定値に達したらエア抜き制御を終了するエア抜き工程と、
を有することを特徴とする油圧制御装置のエア抜き方法。
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