JP6318801B2 - 車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置 - Google Patents

車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置 Download PDF

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Description

本発明は、走行用駆動源と、補助モータと、オイルポンプと、を備え、走行用駆動源と補助モータのうちいずれか一方によりオイルポンプを駆動する車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置に関する。
車両用動力伝達装置において、変速機のオイルポンプは、回転軸を介して補助モータと連結されると共に、回転軸とクラッチと動力伝達軸を介してエンジン及び電動機と連結されている。このオイルポンプは、エンジンを駆動源とするエンジン走行中(HEV走行中)、クラッチを係合してエンジンにより駆動される。また、オイルポンプは、電動機を駆動源とするモータ走行中(EV走行中)、クラッチを解放して補助モータにより駆動される。(例えば、特許文献1参照)。
特開2009-190474号公報
しかしながら、従来の車両用動力伝達装置にあっては、エンジン走行中、オイルポンプで変速機への油圧を作るために必要なオイルポンプ必要回転数が、エンジンによりオイルポンプを駆動するときのオイルポンプ実回転数以上になることがある。このため、オイルポンプ必要回転数がオイルポンプ実回転数以上になると、オイルポンプからの吐出圧が不足し、変速機(必要部位)への必要油圧を作ることができない、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、オイルポンプ必要回転数がオイルポンプ実回転数以上のとき、必要部位への必要油圧を確保することができる車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置は、走行用駆動源と、補助モータと、必要部位への油圧を作るオイルポンプと、前記走行用駆動源と前記補助モータのうちいずれか一方により前記オイルポンプを駆動するオイルポンプ駆動制御手段と、を備えている。
この車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置において、オイルポンプ駆動切り替え機構を設けている。
前記オイルポンプ駆動切り替え機構は、前記オイルポンプの駆動源を、前記走行用駆動源と前記補助モータのうちいずれかに切り替える。
前記オイルポンプ駆動切り替え機構は、第1駆動断接機構と、第2駆動断接機構と、を有している。
第1駆動断接機構は、前記走行用駆動源と前記オイルポンプとの間に配置された、クラッチ締結により前記走行用駆動源から前記オイルポンプへの回転駆動の伝達を機械的に断接するワンウェイクラッチ機能を発揮し、クラッチ解放により完全遮断するツーウェイクラッチである。
第2駆動断接機構は、前記補助モータと前記オイルポンプとの間に配置された、前記補助モータから前記オイルポンプへの回転駆動の伝達を機械的に断接するワンウェイクラッチである。
前記オイルポンプ駆動制御手段は、前記オイルポンプで前記必要部位への油圧を作るために必要なオイルポンプ必要回転数を演算し、前記オイルポンプ必要回転数が、前記走行用駆動源により前記オイルポンプを駆動するときのオイルポンプ実回転数以上のとき、前記補助モータの回転数を前記オイルポンプ必要回転数以上の領域に高め、前記クラッチ締結により前記ワンウェイクラッチ機能を発揮する状態の前記第1駆動断接機構が機械的に遮断すると共に前記第2駆動断接機構が機械的に締結することで前記補助モータにより前記オイルポンプを駆動する。
また、前記オイルポンプ駆動制御手段は、前記オイルポンプ必要回転数が前記オイルポンプ実回転数未満のとき、前記走行用駆動源により前記オイルポンプを駆動するときの走行用駆動源駆動効率と、前記補助モータにより前記オイルポンプを駆動するときの補助モータ駆動効率と、を比較し、前記補助モータ駆動効率が前記走行用駆動源駆動効率より良いとき、前記クラッチ解放により前記第1駆動断接機構を完全遮断し、前記第2駆動断接機構が機械的に締結することで前記補助モータにより前記オイルポンプを駆動する。

よって、オイルポンプ必要回転数がオイルポンプ実回転数以上のとき、オイルポンプ駆動制御手段により、補助モータの回転数をオイルポンプ必要回転数以上の領域に高め、補助モータをオイルポンプの駆動源とする。
すなわち、オイルポンプ必要回転数がオイルポンプ実回転数以上のとき、補助モータの回転数をオイルポンプ必要回転数以上の領域に高め、オイルポンプ駆動切り替え機構によりオイルポンプの駆動源が、走行用駆動源から補助モータへ切り替えられる。このため、オイルポンプはオイルポンプ必要回転数で駆動されるので、オイルポンプからの吐出圧が確保される。
この結果、オイルポンプ必要回転数がオイルポンプ実回転数以上のとき、必要部位への必要油圧を確保することができる。
実施例1の車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置が適用されたFFプラグインハイブリッド車両を示す全体システム図である。 実施例1の車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置が適用されたFFプラグインハイブリッド車両の駆動系を示す概略図である。 実施例1のオイルポンプ駆動切り替え機構の概略端面図であって、図2のIII−III線における概略端面図である。 実施例1の車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置が適用されたFFプラグインハイブリッド車両のオイルポンプ駆動制御における処理を示すフローチャートである。 実施例1の車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置が適用されたFFプラグインハイブリッド車両のオイルポンプ駆動制御であって、入力トルクと必要油圧との関係を示すマップである。 実施例1の車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置が適用されたFFプラグインハイブリッド車両のオイルポンプ駆動制御であって、オイルポンプ必要回転数と必要油圧との関係を示すマップである。 実施例1の車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置が適用されたFFプラグインハイブリッド車両のオイルポンプ駆動制御であって、オイルポンプ回転数とオイルポンプ効率との関係を示すマップである。
以下、本発明の車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。
まず、構成を説明する。
実施例1の車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置を、「全体構システム成」、「オイルポンプ駆動制御処理構成」に分けて説明する。
[全体システム構成]
実施例1の車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置が適用されたFFハイブリッド車両(ハイブリッド車両の一例)の構成を説明する。図1はFFハイブリッド車両の全体を示す。以下、図1に基づいて、FFハイブリッド車両の全体システム構成を説明する。
FFハイブリッド車両の駆動系としては、図1に示すように、スタータモータ1(補助モータ、略称「ST」)と、横置きエンジン2(走行用駆動源、エンジン、略称「ENG」)と、第1クラッチ3(略称「CL1」)と、モータ/ジェネレータ4(走行用駆動源、走行用モータ、略称「MG」)と、第2クラッチ5(略称「CL2」)と、ベルト式無段変速機6(変速機、略称「CVT」)と、を備えている。ベルト式無段変速機6の出力軸は、終減速ギヤトレイン7と差動ギヤ8と左右のドライブシャフト9R,9Lを介し、左右の前輪10R,10L(駆動輪)に駆動連結される。なお、左右の後輪11R,11Lは、従動輪としている。
また、駆動系には、図1に示すように、第3クラッチ12(クラッチ、略称「CL3」)と、オイルポンプ駆動切り替え機構13と、を備えている。第3クラッチ12とオイルポンプ駆動切り替え機構13との間に設けられている第1ギヤGe1と第2ギヤGe2は、オイルポンプ駆動切り替え機構13において、スタータモータ1から出力される回転駆動の回転方向を、横置きエンジン2とモータ/ジェネレータ4から出力される回転駆動の回転方向と同一にする。
以下、各構成について説明する。
前記スタータモータ1は、横置きエンジン2のクランクシャフト16a(第1軸16)に設けられているリングギヤRiに噛み合うピニオンギヤPiを持ち、後述する14Vバッテリ22を電源とし、エンジン始動時にクランクシャフト16aを回転駆動するクランキングモータである。スタータモータ1のモータシャフト17a(第2軸17)は軸方向へ伸縮移動し、前記ピニオンギヤPiはモータシャフト17a(第2軸17)の軸方向移動に連動する。すなわち、横置きエンジン2を始動する場合は、モータシャフト17aを伸ばして、ピニオンギヤPiをリングギヤRiに噛み合わせ、それ以外の場合は、図1に示すように、ピニオンギヤPiをリングギヤRiに噛み合わせない。横置きエンジン2の始動後は、モータシャフト17aを縮ませて元に戻し、リングギヤRiとピニオンギヤPiの噛み合わせを解除する。
また、スタータモータ1は、第3クラッチ12及びオイルポンプ駆動切り替え機構13等を介して、オイルポンプ14を駆動する。
ここで、第1軸16は、走行用駆動源(横置きエンジン2、モータ/ジェネレータ4、以下「走行用駆動源2,4」とも記載する。)からの回転駆動を伝達する軸であり、横置きエンジン2からベルト式無段変速機6とオイルポンプ駆動切り替え機構13まで延びている。このため、クランクシャフト16aは、第1軸に含まれる。第2軸17は、スタータモータ1からの回転駆動を伝達する軸であり、スタータモータ1からオイルポンプ駆動切り替え機構13まで延びている。このため、スタータモータ1のモータシャフト17aと後述するモータ/ジェネレータ4のモータシャフトは、第2軸に含まれる。また、リングギヤRiは、クランクシャフト16aに設けられたフライホイールFWの外周に設けられている。
前記横置きエンジン2は、クランク軸方向を車幅方向としてフロントルームに配置したエンジンであり、電動ウォータポンプ2aと、横置きエンジン2の逆転を検知するクランク軸回転センサ2bと、を有する。
前記第1クラッチ3は、横置きエンジン2とモータ/ジェネレータ4との間に介装された油圧作動によるノーマルオープンの乾式多板摩擦クラッチであり、第1クラッチ油圧により完全締結/スリップ締結(スリップ状態)/解放が制御される。
前記モータ/ジェネレータ4は、第1クラッチ3を介して横置きエンジン2に連結された三相交流の永久磁石型同期モータである。このモータ/ジェネレータ4は、後述する強電バッテリ21を電源とし、ステータコイルには、力行時に直流を三相交流に変換し、回生時に三相交流を直流に変換するインバータ26が、ACハーネス27を介して接続される。
前記第2クラッチ5は、モータ/ジェネレータ4と駆動輪である左右の前輪10R,10Lとの間に介装された油圧作動による湿式の多板摩擦クラッチであり、第2クラッチ油圧により完全締結/スリップ締結(スリップ状態)/解放が制御される。実施例1の第2クラッチ5は、遊星ギヤによるベルト式無段変速機6の前後進切替機構に設けられた前進クラッチ5aと後退ブレーキ5bを流用している。つまり、前進走行時には、前進クラッチ5aが第2クラッチ5とされ、後退走行時には、後退ブレーキ5bが第2クラッチ5とされる。
前記ベルト式無段変速機6は、プライマリ油室とセカンダリ油室への変速油圧によりベルトの巻き付き径を変えることで無段階の変速比を得る変速機である。このベルト式無段変速機6には、オイルポンプ14(略称「O/P」)と、オイルポンプ14からのポンプ吐出圧を調圧することで生成したライン圧PLを元圧として第1,第2クラッチ油圧及び変速油圧等(必要部位への油圧)を作り出す図外のコントロールバルブユニットと、を有する。
前記オイルポンプ14は、走行用駆動源2,4とスタータモータ1のうちいずれか一方により駆動され、必要部位への油圧を作る。すなわち、後述するツーウェイクラッチ13eと第2ワンウェイクラッチ13fの断接により、走行用駆動源2,4とスタータモータ1のうちいずれか一方の回転駆動が、オイルポンプ駆動切り替え機構13及び第3軸18を介して、オイルポンプ14へ伝達される。これにより、オイルポンプ14は駆動される。また、オイルポンプ14は、オイルポンプ必要回転数(例えば、1000rpm)以上で駆動されることにより、必要部位への必要油圧を作ることができる。なお、車速等の変化により、必要油圧とオイルポンプ必要回転数は変更される。
前記第3クラッチ12は、スタータモータ1とオイルポンプ駆動切り替え機構13との間に介装された摩擦クラッチである。第3クラッチ12は、スタータモータ側に配置された第3クラッチ12のクラッチ部材が、モータシャフト17aと連結されていて、そのクラッチ部材はモータシャフト17aの軸方向移動に連動する。言い換えると、そのクラッチ部材はピニオンギヤPiの動作に連動する。すなわち、横置きエンジン2を始動する場合、ピニオンギヤPiをリングギヤRiに噛み合わせるので、第3クラッチ12は解放され、それ以外の場合、図1に示すように、第3クラッチ12は締結されている。なお、第3クラッチ12が締結されている場合、ピニオンギヤPiは、図1に示すように、フライホイールFWよりもスタータモータ側に設けられている。
前記オイルポンプ駆動切り替え機構13は、図1に示すように、走行用駆動源2,4及びスタータモータ1とオイルポンプ14との間に配置され、走行用駆動源2,4とスタータモータ1のうちいずれか一方の回転駆動を、オイルポンプ14に連結された第3軸18へ伝達する機構である。つまり、オイルポンプ駆動切り替え機構13は、オイルポンプ14を走行用駆動源2,4による駆動とスタータモータ1による駆動との間で切り替える、すなわち、オイルポンプ14の駆動源を切り替える。
オイルポンプ駆動切り替え機構13は、図2及び図3に示すように、第1スプロケット13a(第1プーリ部材)と、第2スプロケット13b(第2プーリ部材)と、第3スプロケット13c(第3プーリ部材)と、チェーンベルト13d(ベルト部材)と、ツーウェイクラッチ13e(第1駆動断接機構)と、第2ワンウェイクラッチ13f(第2駆動断接機構)と、を備えている。
前記第1スプロケット13aは、図2に示すように、走行用駆動源2,4とオイルポンプ14との間に配置され、第1軸16(ここでは、モータ/ジェネレータ4のモータシャフト(=変速機入力軸))に連結されている。前記第2スプロケット13bは、図2に示すように、スタータモータ1とオイルポンプ14との間に配置され、第2軸17に連結されている。前記第3スプロケット13cは、図2に示すように、走行用駆動源2,4及びスタータモータ1とオイルポンプ14との間に配置され、オイルポンプ14へ回転駆動を伝達する第3軸18に連結されている。前記チェーンベルト13d(ベルト部材)は、図3に示すように、第1スプロケット13a、第2スプロケット13b及記第3スプロケット13cに掛け渡されている。
前記ツーウェイクラッチ13eは、図2に示すように、第1軸16と第1スプロケット13aとの間に介装されている。ツーウェイクラッチ13e(図2の破線内)は、第4クラッチ締結(クラッチ締結)により走行用駆動源2,4からオイルポンプ14への回転駆動の伝達を機械的に断接するワンウェイクラッチ機能を発揮し、第4クラッチ解放(クラッチ解放)により完全遮断するものである。すなわち、このツーウェイクラッチ13eは、第4クラッチ13e1と第1ワンウェイクラッチ13e2から構成され、第4クラッチ13e1が第1ワンウェイクラッチ13e2に対し直列に配置される場合と、同等の機能を有する。以下、ツーウェイクラッチ13eは、第4クラッチ13e1と第1ワンウェイクラッチ13e2から構成されているものとして、説明する。
前記第4クラッチ13e1は、第1軸16と第1ワンウェイクラッチ13e2との間に介装された電磁クラッチであり、第4クラッチへの通電と非通電により完全締結/スリップ締結(スリップ状態)/解放が制御される。
前記第1ワンウェイクラッチ13e2は、図2に示すように、第1軸16と第1スプロケット13aとの間に介装され、第1インナーレース13e3と第1アウターレース13e4により構成されている。第1インナーレース13e3は、第1軸16に固定されているクラッチである。この第1ワンウェイクラッチ13e2は、第4クラッチ13e1の締結により、この第1インナーレース13e3の回転数が第1アウターレース13e4の回転数以上で回ろうとするときに機械的な係合により締結(接続)する。なお、この第1ワンウェイクラッチ13e2は、第1インナーレース回転数が第1アウターレース回転数未満であるとき、或いは、第1インナーレース13e3と第1アウターレース13e4の回転方向が反対であるときは機械的な係合が解除されて空転(解放、遮断)する。これにより、第1ワンウェイクラッチ13e2は、走行用駆動源2,4からオイルポンプ14への回転駆動の伝達を機械的に断接する。
前記第2ワンウェイクラッチ13f(ワンウェイクラッチ)は、図2に示すように、第2軸17と第2スプロケット13bとの間に介装され、第2インナーレース13f1と第2アウターレース13f2により構成されている。第2インナーレース13f1は、第2軸17に固定され、この第2インナーレース13f1の回転数が第2アウターレース13f2の回転数以上で回ろうとするときにのみ機械的な係合により締結するクラッチである。なお、この第2ワンウェイクラッチ13fは、第2インナーレース回転数が第2アウターレース回転数未満であるとき、或いは、第2インナーレース13f1と第2アウターレース13f2の回転方向が反対であるときは機械的な係合が解除されて空転(解放、遮断)する。これにより、第2ワンウェイクラッチ13fは、スタータモータ1からオイルポンプ14への回転駆動の伝達を機械的に断接する。
前記第1クラッチ3とモータ/ジェネレータ4と第2クラッチ5により1モータ・2クラッチの駆動システムが構成され、この駆動システムによる主な駆動態様として「EVモード」と「HEVモード」と「HEV WSCモード」を有する。「EVモード」は、第1クラッチ3を解放し、第2クラッチ5を締結してモータ/ジェネレータ4のみを駆動源に有する電気自動車モードであり、「EVモード」による走行を「EV走行」という。「HEVモード」は、両クラッチ3,5を締結して横置きエンジン2とモータ/ジェネレータ4を駆動源に有するハイブリッド車モードであり、「HEVモード」による走行を「HEV走行」という。「HEV WSCモード」は、「HEVモード」において、モータ/ジェネレータ4をモータ回転数制御とし、第2クラッチ5を要求駆動力相当の容量にてスリップ締結するCL2スリップ締結モードである。なお、「HEVモード」は、モータアシストモード(モータ力行)・エンジン発電モード(ジェネレータ回生)・減速回生発電モード(ジェネレータ回生)を有する。この「HEV WSCモード」は、駆動系にトルクコンバータのような回転差吸収継手を持たないことで、「HEVモード」での停車からの発進域等において、横置きエンジン2(アイドル回転数以上)と左右前輪10L,10Rの回転差をCL2スリップ締結により吸収するために選択される。
なお、図1の回生協調ブレーキユニット19は、ブレーキ操作時、原則として回生動作を行うことに伴い、トータル制動トルクをコントロールするデバイスである。この回生協調ブレーキユニット19には、ブレーキペダルと、横置きエンジン2の吸気負圧を用いる負圧ブースタと、マスタシリンダと、を備える。そして、ブレーキ操作時、ペダル操作量に基づく要求制動力から回生制動力を差し引いた分を液圧制動力で分担するというように、回生分/液圧分の協調制御を行う。
FFハイブリッド車両の電源システムとしては、図1に示すように、モータ/ジェネレータ4の電源としての強電バッテリ21と、14V系負荷の電源としての14Vバッテリ22と、を備えている。
前記強電バッテリ21は、モータ/ジェネレータ4の電源として搭載された二次電池であり、例えば、多数のセルにより構成したセルモジュールを、バッテリパックケース内に設定したリチウムイオンバッテリが用いられる。この強電バッテリ21には、強電の供給/遮断/分配を行うリレー回路を集約させたジャンクションボックスが内蔵され、さらに、バッテリ冷却機能を持つ冷却ファンユニット24と、バッテリ充電容量(バッテリSOC)やバッテリ温度を監視するリチウムバッテリコントローラ86と、が付設される。
前記強電バッテリ21とモータ/ジェネレータ4は、DCハーネス25とインバータ26とACハーネス27を介して接続される。インバータ26には、力行/回生制御を行うモータコントローラ83が付設される。つまり、インバータ26は、強電バッテリ21の放電によりモータ/ジェネレータ4を駆動する力行時、DCハーネス25からの直流をACハーネス27への三相交流に変換する。また、モータ/ジェネレータ4での発電により強電バッテリ21を充電する回生時、ACハーネス27からの三相交流をDCハーネス25への直流に変換する。
前記14Vバッテリ22は、スタータモータ1及び補機類である14V系負荷の電源として搭載された二次電池であり、例えば、エンジン車等で搭載されている鉛バッテリが用いられる。強電バッテリ21と14Vバッテリ22は、DC分岐ハーネス25aとDC/DCコンバータ37とバッテリハーネス38を介して接続される。DC/DCコンバータ37は、強電バッテリ21からの数百ボルト電圧を14Vに変換するものであり、このDC/DCコンバータ37を、ハイブリッドコントロールモジュール81により制御することで、14Vバッテリ22の充電量を管理する構成としている。
FFハイブリッド車両の制御システムとしては、図1に示すように、車両全体の消費エネルギーを適切に管理する機能を担う統合制御手段として、ハイブリッドコントロールモジュール81(オイルポンプ駆動制御手段、略称:「HCM」)を備えている。このハイブリッドコントロールモジュール81に接続される制御手段として、エンジンコントロールモジュール82(略称:「ECM」)と、モータコントローラ83(略称:「MC」)と、CVTコントロールユニット84(略称:「CVTCU」)と、リチウムバッテリコントローラ86(略称:「LBC」)と、を有する。ハイブリッドコントロールモジュール81を含むこれらの制御手段は、CAN通信線90(CANは「Controller Area Network」の略称)により双方向情報交換可能に接続される。
前記ハイブリッドコントロールモジュール81は、各制御手段、イグニッションスイッチ91、アクセル開度センサ92、車速センサ93等からの入力情報に基づき、様々な制御を行う。このハイブリッドコントロールモジュール81は、通電と非通電により、第4クラッチ13e1の完全締結/スリップ締結(スリップ状態)/解放の制御を行う。
また、ハイブリッドコントロールモジュール81は、ベルト無段変速機6の油圧源として設けられたオイルポンプ14のオイルポンプ駆動制御を行う。オイルポンプ駆動制御は、走行用駆動源2,4とスタータモータ1のうちいずれか一方によりオイルポンプ14を駆動する制御である。
前記エンジンコントロールモジュール82は、横置きエンジン2の燃料噴射制御や点火制御や燃料カット制御等を行う。前記モータコントローラ83は、インバータ26によるモータジェネレータ4の力行制御や回生制御等を行う。前記CVTコントロールユニット84は、第1クラッチ3の締結油圧制御、第2クラッチ5の締結油圧制御、ベルト式無段変速機6の変速油圧制御等を行う。前記リチウムバッテリコントローラ86は、強電バッテリ21のバッテリSOCやバッテリ温度等を管理する。
[オイルポンプ駆動制御処理構成]
図4は、ハイブリッドコントロールモジュール81にて実行されるオイルポンプ駆動制御処理流れ(オイルポンプ駆動制御手段)を示し、図5は、必要油圧マップを示し、図6は、オイルポンプ必要回転数マップを示し、図7は、オイルポンプ効率マップを示す。以下、図4〜図7に基づき、オイルポンプ駆動制御処理構成をあらわす図4の各ステップについて説明する。
ステップS1では、ベルト無段変速機6の入力トルク・入力回転数・変速比(Ratio)を読み込み、入力トルクと変速比によりオイルポンプ14の必要油圧を演算子、ステップS2へ進む。
ここで、必要油圧の演算は、例えば、図5に示す必要油圧マップを用いて、入力トルクと変速比(Low, Hi, Mid)により必要油圧を求める。
ステップS2では、ステップS1での必要油圧の演算に続き、オイルポンプ14のオイルポンプ必要回転数を演算し、ステップS3へ進む。
ここで、オイルポンプ14の必要回転数は、例えば、図6に示すオイルポンプ必要回転数マップを用いて、必要部位への必要油圧を演算する。なお、オイルポンプ14のオイルポンプ必要回転数は、必要油圧が上限油圧に達するまで、必要油圧の大きさに比例した回転数で与えられる。
ステップS3では、ステップS2でのオイルポンプ必要回転数の演算に続き、オイルポンプ14のオイルポンプ実回転数を演算し、ステップS4へ進む。
ここで、オイルポンプ14のオイルポンプ実回転数は、ベルト式無段変速機6の入力回転数(=走行用駆動源回転数)に、スプロケット径比による増速比を掛けあわせて演算される。すなわち、オイルポンプ14の駆動源をスタータモータ1とするときの「オイルポンプ実回転数」は、走行用駆動源2,4によりオイルポンプ14を駆動すると仮定したときの回転数をいう。なお、オイルポンプ14の駆動源を走行用駆動源2,4とするときの「オイルポンプ実回転数」は、実際のオイルポンプ14の回転数をいう。
ステップS4では、ステップS3でのオイルポンプ実回転数の演算に続き、ステップS2で演算されたオイルポンプ必要回転数が、ステップS3で演算されたオイルポンプ実回転数以上であるか否かを判断する。YES(オイルポンプ必要回転数≧オイルポンプ実回転数)の場合はステップS5へ進み、NO(オイルポンプ必要回転数<オイルポンプ実回転数)の場合はステップS7とステップS9へ進む。
ステップS5では、ステップS4でのオイルポンプ必要回転数≧オイルポンプ実回転数であるとの判断に続き、ツーウェイクラッチ13eの第4クラッチ13e1を締結し、ステップS6へ進む。
ここで、ツーウェイクラッチ13eは、第4クラッチ13e1の締結により、走行用駆動源2,4からオイルポンプ14への回転駆動の伝達を機械的に断接するワンウェイクラッチ機能を発揮する状態となる。なお、ステップS5と後述するステップS13の「ツーウェイクラッチ締結」は、第4クラッチ13e1の締結を意味する。
ステップS6では、ステップS5での第4クラッチ締結に続き、スタータモータ1によりオイルポンプ14を駆動し、RETURNへ進む。
ここで、停止しているスタータモータ1を回転させると共に、その回転数をオイルポンプ必要回転数以上の領域まで上昇させる(高める)ことで、オイルポンプ14は、スタータモータ1により駆動される。
ステップS7では、ステップS4でのオイルポンプ必要回転数<オイルポンプ実回転数であるとの判断に続き、スタータモータ1によりオイルポンプ14を駆動するときのスタータ駆動ロスを演算し、ステップS8へ進む。
ここで、停止しているスタータモータ1によりオイルポンプ14を駆動するときは、スタータモータ1の回転数をオイルポンプ必要回転数まで上昇させる。このため、オイルポンプの効率は、例えば、図7に示すオイルポンプ効率マップを用いて、オイルポンプ必要回転数により演算される。また、スタータ駆動ロスは、オイルポンプ効率100%から、演算されたオイルポンプ効率を減算することにより演算される。
ステップS8では、ステップS7でのスタータ駆動ロスの演算に続き、ステップS7で演算されたスタータ駆動ロスを、スタータモータ1の電機効率(例えば、90%)で割り、ステップS10へ進む。
ここで、ステップS7では、オイルポンプ必要回転数から演算されたスタータ駆動ロスに、スタータモータ1の電気効率を考慮して、最終的なスタータ駆動ロスを演算する。なお、この最終的なスタータ駆動ロスを、効率100%から減算すると、スタータ駆動効率(補助モータ駆動効率)になる。
ステップS9では、ステップS4でのオイルポンプ必要回転数<オイルポンプ実回転数であるとの判断に続き、走行用駆動源2,4によりオイルポンプ14を駆動する時の走行用駆動源駆動ロスを演算し、ステップS10へ進む。
ここで、走行用駆動源2,4すなわち第1軸16によりオイルポンプ14を駆動するときは、ステップS3で演算されたオイルポンプ実回転数でオイルポンプを駆動させる。このため、オイルポンプの効率は、例えば、図7に示すオイルポンプ効率マップを用いて、ステップS3で演算されたオイルポンプ実回転数により演算される。このとき、演算されたオイルポンプ効率が走行用駆動源駆動効率に相当する。また、走行用駆動源駆動ロスは、オイルポンプ効率100%から、演算されたオイルポンプ効率を減算することにより演算される。
ステップS10では、ステップS9でのスタータ駆動ロスの演算と、ステップS9での走行用駆動源駆動ロスの演算に続き、ステップS9で演算されたスタータ駆動ロスが、ステップS9で演算された走行用駆動源駆動ロス未満であるか否かを判断する。YES(スタータ駆動ロス<走行用駆動源駆動ロス)の場合はステップS11へ進み、NO(スタータ駆動ロス≧走行用駆動源駆動ロス)の場合はステップS13へ進む。
ステップS11では、ステップS10でのスタータ駆動ロス<走行用駆動源駆動ロス、すなわち、スタータ駆動効率は走行用駆動源駆動効率よりも駆動効率が良い、との判断に続き、ツーウェイクラッチ13eの第4クラッチ13e1を解放し、ステップS12へ進む。
ここで、ツーウェイクラッチ13eは、第4クラッチ13e1の解放により、走行用駆動源2,4からオイルポンプ14への回転駆動の伝達を完全遮断する。なお、ステップS11の「ツーウェイクラッチ解放」は、第4クラッチ13e1の解放を意味する。
ステップS12では、ステップS11での第4クラッチ解放に続き、スタータモータ1によりオイルポンプ14を駆動し、RETURNへ進む。
ここで、走行用駆動源2,4の回転駆動は、第4クラッチ解放により、ツーウェイクラッチ13eに伝達されない。このため、ステップS6と同様に、スタータモータ1の回転数をオイルポンプ必要回転数以上の領域まで上昇させることで、オイルポンプ14は、スタータモータ1により駆動される。
ステップS13では、ステップS10でのスタータ駆動ロス≧走行用駆動源駆動ロス、すなわち、走行用駆動源駆動効率はスタータ駆動効率よりも駆動効率が良い、との判断に続き、ツーウェイクラッチ13eの第4クラッチ13e1を締結し、ステップS14へ進む。
ここで、ツーウェイクラッチ13eは、第4クラッチ13e1の締結により、ステップS5と同様に、ワンウェイクラッチ機能を発揮する状態となる。
ステップS14では、ステップS13での第4クラッチ締結に続き、走行用駆動源2,4によりオイルポンプ14を駆動し、RETURNへ進む。
ここで、停止しているスタータモータ1を回転させないことで、オイルポンプ14は、走行用駆動源2,4により駆動される。
次に、作用を説明する。
実施例1の車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置における作用を、「オイルポンプ駆動切り替え機構の切り替え動作」、「第1のオイルポンプ駆動制御処理動作」、「第2のオイルポンプ駆動制御処理動作」、「第3のオイルポンプ駆動制御処理動作」、「駆動態様におけるオイルポンプの駆動切り替えパターン」、「オイルポンプの駆動切り替え制御作用」に分けて説明する。
[オイルポンプ駆動切り替え機構の切り替え動作]
オイルポンプ駆動切り替え機構13は、走行用駆動源2,4とスタータモータ1との回転数が高い方に、オイルポンプ14の駆動源を切り替える。この切り替えは、ツーウェイクラッチ13eと第2ワンウェイクラッチ13fの断接により行われる。
すなわち、ツーウェイクラッチ13eと第2ワンウェイクラッチ13fは、オイルポンプ14を走行用駆動源2,4による駆動とスタータモータ1による駆動との間で切り替える場合、走行用駆動源2,4とスタータモータ1との回転数が高い方すなわち走行用駆動源2,4に連結する第1軸16とスタータモータ1に連結する第2軸17のうち回転数が高い方に配置されているクラッチが締結する。
また、第4クラッチ締結によりツーウェイクラッチ13eがワンウェイクラッチ機能を発揮する状態のとき、ツーウェイクラッチ13eと第2ワンウェイクラッチ13fは機械的に断接する。すなわち、ワンウェイクラッチ機能を発揮する状態のツーウェイクラッチ13eと第2ワンウェイクラッチ13fは、オイルポンプ14を走行用駆動源2,4による駆動とスタータモータ1による駆動との間で切り替える場合、走行用駆動源2,4とスタータモータ1との回転数が高い方すなわち走行用駆動源2,4に連結する第1軸16とスタータモータ1に連結する第2軸17のうち回転数が高い方に配置されているクラッチが機械的に締結する。
つまり、第1軸16と第2軸17の回転数のセレクトハイにより、各ワンウェイクラッチ13e2,13fの空転・係合が機械的に自動制御される。これにより、スタータモータ1または走行用駆動源2,4がオイルポンプ14の駆動源になる。
なお、第1軸16と第2軸17との回転数が同一のときは、第1ワンウェイクラッチ13e2と第2ワンウェイクラッチ13fが両方とも機械的に締結する。
そして、第4クラッチ13e1が解放されているとき、走行用駆動源2,4の回転駆動が、完全遮断される。すなわち、オイルポンプ駆動切り替え機構13へ走行用駆動源2,4の回転駆動は伝達されないので、第3クラッチ12の締結時にスタータモータ1を回転させると、セレクトハイにより、スタータモータ1がオイルポンプ14の駆動源になる。
ここで、第4クラッチ13e1を解放から完全締結するとき、締結ショックを抑えるために、第4クラッチ13e1を徐々に締結するスリップ締結の制御を行う。これとは反対に、第4クラッチ13e1を完全締結から解放するときも、第4クラッチ13e1を徐々に開放するスリップ状態の制御を行う。
[第1のオイルポンプ駆動制御処理動作]
オイルポンプ必要回転数≧オイルポンプ実回転数であると判断されるときの第1のオイルポンプ駆動制御処理動作(第1制御処理動作)について、説明する。
オイルポンプ必要回転数≧オイルポンプ実回転数であると判断されるとき、オイルポンプを駆動する制御は、図4フローチャートにおいて、START→ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6→RETURNへと進む。すなわち、オイルポンプ必要回転数≧オイルポンプ実回転数であると判断されるとき、ツーウェイクラッチ13eの第4クラッチ13e1が締結され、ツーウェイクラッチ13eはワンウェイクラッチ機能(第1ワンウェイクラッチ13e2)を発揮する状態となる。そして、停止しているスタータモータ1を回転させると共に、その回転数をオイルポンプ必要回転数以上の領域まで上昇させることで、オイルポンプ14は、スタータモータ1により駆動される。
つまり、オイルポンプ駆動切り替え機構13では、スタータモータ1に連結する第2軸17の回転数(オイルポンプ必要回転数)が、走行用駆動源2,4に連結する第1軸16の回転数(オイルポンプ実回転数)よりも高くなるので、第1ワンウェイクラッチ13e2が空転し、第2ワンウェイクラッチ13fが機械的に締結する。したがって、オイルポンプ14は、スタータモータ1により駆動される。なお、第2軸17の回転数が上昇し、第2軸17の回転数が第1軸16の回転数より高くなったとき(セレクトハイ)、機械的な自動制御により、第1ワンウェイクラッチ13e2が空転し、第2ワンウェイクラッチ13fが締結する。
[第2のオイルポンプ駆動制御処理動作]
オイルポンプ必要回転数<オイルポンプ実回転数であると判断され、スタータ駆動ロス<走行用駆動源駆動ロスであると判断されるときの第2のオイルポンプ駆動制御処理動作(第2制御処理動作)について、説明する。
オイルポンプ必要回転数<オイルポンプ実回転数であると判断され、スタータ駆動ロス<走行用駆動源駆動ロスであると判断されるとき、オイルポンプを駆動する制御は、図4フローチャートにおいて、START→ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→「ステップS7→ステップS8とステップS9」→ステップS10→ステップS11→ステップS12→RETURNへと進む。すなわち、オイルポンプ必要回転数<オイルポンプ実回転数であると判断され、スタータ駆動ロス<走行用駆動源駆動ロスであると判断されるとき、ツーウェイクラッチ13eの第4クラッチ13e1が解放され、ツーウェイクラッチ13eは走行用駆動源2,4の回転駆動を完全遮断する。そして、停止しているスタータモータ1を回転させると共に、その回転数をオイルポンプ必要回転数以上の領域まで上昇させることで、オイルポンプ14は、スタータモータ1により駆動される。

つまり、オイルポンプ駆動切り替え機構13には、スタータモータ1に連結する第2軸17の回転数(オイルポンプ必要回転数)が伝達され、走行用駆動源2,4に連結する第1軸16の回転数(=オイルポンプ必要回転数よりも低い回転数)は伝達されない。このため、オイルポンプ駆動切り替え機構13では、第2軸17の回転数(オイルポンプ必要回転数)が、第1軸16の回転数(=オイルポンプ必要回転数よりも低い回転数)よりも高くなるので、ツーウェイクラッチ13e(第1ワンウェイクラッチ13e2)は空転するか回転せず、第2ワンウェイクラッチ13fが機械的に締結する。したがって、オイルポンプ14は、スタータモータ1により駆動される。なお、第1制御処理動作と同様に、第2軸17の回転数が上昇し、第2軸17の回転数が第1軸16の回転数より高くなったとき、各ワンウェイクラッチ13e2,13fの空転・締結が機械的に自動制御される。
[第3のオイルポンプ駆動制御処理動作]
オイルポンプ必要回転数<オイルポンプ実回転数であると判断され、スタータ駆動ロス≧走行用駆動源駆動ロスであると判断されるときの第3のオイルポンプ駆動制御処理動作(第3制御処理動作)について、説明する。
オイルポンプ必要回転数<オイルポンプ実回転数であると判断され、スタータ駆動ロス≧走行用駆動源駆動ロスであると判断されるとき、オイルポンプを駆動する制御は、図4フローチャートにおいて、START→ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→「ステップS7→ステップS8とステップS9」→ステップS10→ステップS13→ステップS14→RETURNへと進む。すなわち、オイルポンプ必要回転数<オイルポンプ実回転数であると判断され、スタータ駆動ロス<走行用駆動源駆動ロスであると判断されるとき、ツーウェイクラッチ13eの第4クラッチ13e1が締結され、ツーウェイクラッチ13eはワンウェイクラッチ機能(第1ワンウェイクラッチ13e2)を発揮する状態となる。そして、停止しているスタータモータ1を回転させないことで、オイルポンプ14は、走行用駆動源2,4により駆動される。

つまり、オイルポンプ駆動切り替え機構13では、走行用駆動源2,4に連結する第1軸16の回転数(オイルポンプ実回転数)が、スタータモータ1に連結する第2軸17の回転数(=第1軸16の回転数よりも低い回転数)よりも高くなるので、第2ワンウェイクラッチ13fは空転するか回転せず、第1ワンウェイクラッチ13e2が機械的に締結する。したがって、オイルポンプ14は、走行用駆動源2,4により駆動される。なお、第1軸16の回転数が上昇し、第1軸16の回転数が第2軸17の回転数より高くなったとき(セレクトハイ)、機械的な自動制御により、第1ワンウェイクラッチ13e2が締結し、第2ワンウェイクラッチ13fが空転する。例えば、第1制御処理動作から第3制御処理動作に切り替わるとき等である。
[駆動態様におけるオイルポンプの駆動切り替えパターン]
駆動態様として、主に、車両停車時、EVモード時、エンジン始動時、HEVモード時があり、各駆動態様に分けて、オイルポンプの駆動切り替えパターンを説明する。なお、スタータモータ1、横置きエンジン2、第1クラッチ3、モータ/ジェネレータ4、第2クラッチ5、第4クラッチ13e1及びモータシャフト17a(第2軸17)は、ハイブリッドコントロールモジュール81、エンジンコントロールモジュール82、モータコントローラ83、CVTコントロールユニット84、及びリチウムバッテリコントローラ86等からの指令に基づき制御されている。なお、第1軸16は走行用駆動源2,4により回転され、第2軸はスタータモータ1により回転される。
(車両停車時のオイルポンプの駆動切り替えパターン)
車両停車時は、第1クラッチ3と第2クラッチ5は解放され、第4クラッチ13e1は締結されている。第3クラッチ12は締結されている、すなわち、リングギヤRiにピニオンギヤPiが噛み合っていない状態である。また、車両停車時であるから、スタータモータ1、横置きエンジン2及びモータ/ジェネレータ4は作動されない。このため、オイルポンプ14は駆動されない。
(EVモード時のオイルポンプの駆動切り替えパターン)
EVモード時は、第1クラッチ3は解放されていて、第2クラッチ5と第3クラッチ12は締結されている。また、EVモード時であるから、モータ/ジェネレータ4は作動され、横置きエンジン2は作動されない。スタータモータ1と第4クラッチ13e1は、車両の走行状態に応じて、オイルポンプ駆動制御手段としてのハイブリッドコントロールモジュール81により、各制御処理動作が実行される。
例えば、EVモード時にモータ/ジェネレータ4を作動させない車両停止時等においては、オイルポンプ必要回転数がオイルポンプ実回転数以上のことがある。このような場合には、オイルポンプ必要回転数≧オイルポンプ実回転数であると判断され、第1制御処理動作が実行される。すなわち、オイルポンプ14は、スタータモータ1により駆動される。このため、オイルポンプ14はオイルポンプ必要回転数以上で駆動される。これにより、EVモード時、オイルポンプ14からの吐出圧が確保される。
その他、減速時、減速後の再加速時、車両停止からの発進時等においても、上記と同様に、オイルポンプ必要回転数≧オイルポンプ実回転数であると判断される場合、第1制御処理動作が実行される。
また、EV走行中においては、モータ/ジェネレータ4の回転を安定させるために、モータ回転数が比較的高くなるので、オイルポンプ実回転数が高くなる場合がある。また、モータ回転数が比較的に高いと、走行用駆動源駆動ロス(モータ/ジェネレータ・ロス)も比較的に大きくなる場合がある。
例えば、ステップS7〜9及び図7に基づき、スタータ駆動ロスと走行用駆動源駆動ロスを演算する。ステップS7では、図7において、オイルポンプ必要回転数がAとしたとき、オイルポンプ効率80%となり、スタータ駆動ロスは20%となる。ステップS8では、このスタータ駆動ロス20%をスタータモータ1の電機効率(例えば、90%)で割ると、最終的なスタータ駆動ロスは、約22%になる。これに対し、ステップS9では、図7において、オイルポンプ実回転数がBとしたとき、オイルポンプ効率50%となり、走行用駆動源駆動ロスは50%となる。
このような場合においては、オイルポンプ必要回転数(A)<オイルポンプ実回転数(B)であると判断され、スタータ駆動ロス(約22%)<走行用駆動源駆動ロス(50%)であると判断されるので、第2制御処理動作が実行される。すなわち、オイルポンプ14は、スタータモータ1により駆動される。このため、オイルポンプ14はオイルポンプ必要回転数以上で駆動される。これにより、EVモード時、オイルポンプ14からの吐出圧が確保される。
ただし、EV走行中の低速走行時等においては、オイルポンプ必要回転数<オイルポンプ実回転数であると判断され、スタータ駆動ロス≧走行用駆動源駆動ロスであると判断される場合がある。このように判断される場合においては、第3制御処理動作が実行される。すなわち、オイルポンプ14は、走行用駆動源であるモータ/ジェネレータ4により駆動される。このため、オイルポンプ14はオイルポンプ必要回転数よりも高回転で駆動される。これにより、EVモード時、オイルポンプ14からの吐出圧が確保される。
(エンジン始動時のオイルポンプの駆動切り替えパターン)
エンジン始動時は、第1クラッチ3は解放されていて、第2クラッチ5及び第4クラッチ13e1は締結されている。モータシャフト17aを作動させて、第3クラッチ12を解放させ、リングギヤRiにピニオンギヤPiを噛み合わせる。また、エンジン始動時は、EVモードにてエンジン始動要求すなわちEVモードからHEVモードへの遷移中(エンジン始動モード)であるから、モータ/ジェネレータ4は動作している。そして、スタータモータ1により横置きエンジン2を始動するので、ハイブリッドコントロールモジュール81は、スタータモータ1を回転させる。これにより、横置きエンジン2は、スタータモータ1の回転駆動により、クランキングされる。
このとき、第1クラッチ3は解放されているので、第1軸16はモータ/ジェネレータ4の回転駆動により回転される。また、第3クラッチ12は解放されているので、スタータモータ1の回転駆動は、第2ワンウェイクラッチ13fへ伝達されない。つまり、第1軸16と第2軸17の回転数のセレクトハイにより、第1ワンウェイクラッチ13e2が機械的に締結され、第2ワンウェイクラッチ13fが機械的に解放される。このように、各ワンウェイクラッチ13e,13fの締結・解放が機械的に自動制御される。
このため、スタータモータ1の回転駆動は、エンジン始動に使用される。また、オイルポンプ14は、モータ/ジェネレータ4により駆動される。そして、オイルポンプ14により必要部位への必要油圧が作られる。これにより、エンジン始動時、オイルポンプ14からの吐出圧が確保される。
なお、横置きエンジン2は、クランキング後、初爆により横置きエンジン2のエンジン回転数が上昇し、完爆により横置きエンジン2が自立運転状態になる。
(HEVモード時のオイルポンプの駆動切り替えパターン)
HEVモード時は、第1クラッチ3及び第2クラッチ5は締結されている。モータシャフト17aを作動させ、リングギヤRiとピニオンギヤPiの噛み合わせを解除して、第3クラッチ12を締結させる。また、HEVモード時であるから、横置きエンジン2は自立運転状態で動作している。モータ/ジェネレータ4は、HEVモードが有する各モードに応じて、力行・回生させる。スタータモータ1と第4クラッチ13e1は、車両の走行状態に応じて、オイルポンプ駆動制御手段としてのハイブリッドコントロールモジュール81により、各制御処理動作が実行される。
例えば、減速時からエンジン始動後の再加速初期等においては、オイルポンプ必要回転数がオイルポンプ実回転数以上のことがある。このような場合には、オイルポンプ必要回転数≧オイルポンプ実回転数であると判断され、第1制御処理動作が実行される。すなわち、オイルポンプ14は、スタータモータ1により駆動される。このため、オイルポンプ14はオイルポンプ必要回転数以上で駆動される。これにより、HEVモード時、オイルポンプ14からの吐出圧が確保される。
また、HEV走行中の登坂路等の高負荷走行時等においては、横置きエンジン2のエンジン回転数が著しく高くなるので、オイルポンプ実回転数が高くなる。このため、オイルポンプ必要回転数がオイルポンプ実回転数未満となる。また、エンジン回転数が著しく高いと、走行用駆動源駆動ロス(横置きエンジン・ロスまたは走行用駆動源駆動ロス)も比較的に大きくなる。
このような場合においては、オイルポンプ必要回転数<オイルポンプ実回転数であると判断され、スタータ駆動ロス<走行用駆動源駆動ロスであると判断されるので、第2制御処理動作が実行される。すなわち、オイルポンプ14は、スタータモータ1により駆動される。このため、オイルポンプ14はオイルポンプ必要回転数以上で駆動される。これにより、HEVモード時、オイルポンプ14からの吐出圧が確保される。
そして、HEV走行中の定速走行時等においては、オイルポンプ必要回転数<オイルポンプ実回転数であると判断され、スタータ駆動ロス≧走行用駆動源駆動ロスであると判断される場合がある。このように判断された場合においては、第3制御処理動作が実行される。すなわち、オイルポンプ14は、走行用駆動源である横置きエンジン2または横置きエンジン2とモータ/ジェネレータ4により駆動される。このため、オイルポンプ14はオイルポンプ必要回転数よりも高回転で駆動される。これにより、HEVモード時、オイルポンプ14からの吐出圧が確保される。
[オイルポンプ駆動切り替え制御作用]
例えば、エンジンと、電動機(走行用モータ)と、エンジン・電動機の動力を駆動輪へ伝達するための動力伝達軸と、クラッチを介して動力伝達軸と連結される変速機のオイルポンプと、回転軸を介して変速機のオイルポンプと連結されると共に、回転軸とクラッチと動力伝達軸を介してエンジンと連結されている補助モータと、を備えている車両用動力伝達装置を比較例とする。この比較例の車両用動力伝達装置によれば、オイルポンプは、エンジンを駆動源とするエンジン走行中、クラッチを係合してエンジンにより駆動される。また、オイルポンプは、電動機を駆動源とするモータ走行中、クラッチを解放して補助モータにより駆動される。
しかし、車両用動力伝達装置において、エンジン走行中、オイルポンプで変速機への油圧を作るために必要なオイルポンプ必要回転数が、エンジンによりオイルポンプを駆動するときのオイルポンプ実回転数以上になることがある。すなわち、オイルポンプ必要回転数がオイルポンプ実回転数以上になると、オイルポンプからの吐出圧が不足し、変速機(必要部位)への必要油圧を作ることができない、という課題があった。
これに対し、実施例1では、オイルポンプ必要回転数がオイルポンプ実回転数以上のとき、オイルポンプ駆動制御手段としてのハイブリッドコントロールモジュール81により、スタータモータ1の回転数をオイルポンプ必要回転数以上の領域に高め、スタータモータ1をオイルポンプ14の駆動源とする構成を採用した(図4、第1制御処理動作)。
すなわち、スタータモータ1の回転数をオイルポンプ必要回転数以上の領域に高め、オイルポンプ駆動切り替え機構13によりオイルポンプ14の駆動源が、走行用駆動源2,4からスタータモータ1へ切り替えられる。このため、オイルポンプ14はオイルポンプ必要回転数で駆動されるので、オイルポンプ14からの吐出圧が確保される。
この結果、オイルポンプ必要回転数がオイルポンプ実回転数以上のとき、必要部位への必要油圧を確保することができる。
実施例1では、オイルポンプ必要回転数がオイルポンプ実回転数未満のとき、走行用駆動源駆動ロスと、スタータ駆動ロスと、が比較され、駆動ロスの小さい方(走行用駆動源2,4、スタータモータ1)がオイルポンプ14の駆動源とされる構成を採用した(図4、第2制御処理動作、第3制御処理動作)。言い換えると、走行用駆動源2,4によりオイルポンプ14を駆動するときの走行用駆動源駆動効率と、スタータモータ1によりオイルポンプ14を駆動するときのスタータ駆動効率と、が比較され、駆動効率の良い方がオイルポンプ14の駆動源とされる。
例えば、車両用動力伝達装置において、HEV走行中の高負荷走行時は、オイルポンプ必要回転数よりエンジン(動力伝達軸)の回転数が著しく高くなり、エンジン(動力伝達軸)でオイルポンプを駆動すると、必要以上にオイルポンプが回転してしまい、無駄なエネルギーロスが発生する。また、HEV走行中の低負荷走行時は、オイルポンプ必要回転数が低くなり、エンジン(動力伝達軸)でオイルポンプを駆動すると、必要以上にオイルポンプが回転してしまい、無駄なエネルギーロスが発生する。さらに、EV走行中、車速が低い場合はエンジン(動力伝達軸)の回転数と補助モータの回転数が同等となり、補助モータ(スタータ)でオイルポンプを駆動すると、補助モータは電気効率ロスが大きいため効率が悪くなる。
これに対し、実施例1では、オイルポンプ必要回転数がオイルポンプ実回転数未満のとき、オイルポンプ14を駆動するときの駆動ロス(駆動効率)が考慮され、駆動ロスの小さい(駆動効率の良い)方(走行用駆動源2,4、スタータモータ1)がオイルポンプ14の駆動源とされている。
このため、無駄なエネルギーロスの発生が抑制される。これにより、オイルポンプ必要回転数がオイルポンプ実回転数未満のとき、最適な駆動効率で、オイルポンプ14がオイルポンプ必要回転数以上で駆動されるので、オイルポンプ14からの吐出圧が確保される。
この結果、オイルポンプ必要回転数がオイルポンプ実回転数未満のとき、オイルポンプ14を最適な駆動効率で駆動することができる。
実施例1では、第1駆動断接機構としてのツーウェイクラッチ13eと第2駆動断接機構としての第2ワンウェイクラッチ13fは、スタータモータ1によりオイルポンプ14が駆動されるとき、ツーウェイクラッチ13eを遮断すると共に第2ワンウェイクラッチ13fを接続する構成を採用し、走行用駆動源2,4によりオイルポンプ14が駆動されるとき、ツーウェイクラッチ13eを接続すると共に第2ワンウェイクラッチ13fを遮断する構成を採用した。
この結果、具体的な駆動断接機構の構成により、各オイルポンプ駆動制御処理動作を実行することができる。
実施例1では、ワンウェイクラッチ機能を発揮する状態のツーウェイクラッチ13eと第2ワンウェイクラッチ13fは、オイルポンプ14を走行用駆動源2,4による駆動とスタータモータ1による駆動との間で切り替える場合、走行用駆動源2,4に連結する第1軸16とスタータモータ1に連結する第2軸17のうち回転数が高い方に配置されているクラッチが機械的に締結する構成を採用した。つまり、第1軸16と第2軸17のうち、第1軸16の回転数が高い場合にはツーウェイクラッチ13eが機械的に締結し、第2軸17の回転数が高い場合には第2ワンウェイクラッチ13fが機械的に締結する。
例えば、車両用動力伝達装置において、オイルポンプを補助モータによる駆動からエンジンによる駆動へ切り換えるときは、動力伝達軸の回転数が回転軸の回転数を上回ったと判断されるまで、クラッチ締結の制御を実行することができない。そして、動力伝達軸の回転数が回転軸の回転数よりも低い状態でクラッチを締結すると、動力伝達軸の回転数に回転軸の回転数が同期するため、オイルポンプの回転数が低下する。このため、動力伝達軸の回転数が回転軸の回転数よりも低い場合は、変速機内のクラッチをスリップさせ、動力伝達軸の回転数をオイルポンプ必要回転数まで上昇させる必要がある。また、車両用動力伝達装置においては、EV走行からHEV走行へ切り替えるときは、クラッチを締結するが、そのクラッチ締結は、回転数・油圧・タイミングのバラツキを考慮して制御する必要がある。そして、バラツキに対応する余裕を見込むと、クラッチ締結のタイミングがれてしまう。

これに対し、実施例1では、ツーウェイクラッチ13eがワンウェイクラッチ機能を発揮する状態のとき、オイルポンプ14を走行用駆動源2,4による駆動とスタータモータ1による駆動との間で切り替える場合、センサやコントローラ等の複雑な電子制御系を要さず、走行用駆動源2,4第1軸16とスタータモータ1に連結する第2軸17の回転数のセレクトハイにより、各クラッチ13e,13fの締結・解放が機械的に自動制御される。このため、ツーウェイクラッチ13eがワンウェイクラッチ機能を発揮する状態のとき、走行用駆動源2,4とスタータモータ1を切り替える際、変速機内のクラッチをスリップさせる必要がない。
しかも、回転数のセレクトハイにより、各クラッチ13e,13fの締結・解放が機械的に自動制御されるので、オイルポンプ14を走行用駆動源2,4による駆動とスタータモータ1による駆動との間の切り替えタイミングに制限がなくなる。これにより、最適な回転でオイルポンプ14を駆動することができる。
この結果、ツーウェイクラッチ13eがワンウェイクラッチ機能を発揮する状態のとき、最適な回転でオイルポンプ14を駆動することができる。
実施例1では、走行用駆動源に少なくともモータ/ジェネレータ4を有する電動車両である構成を採用した。
例えば、EV走行中においては、走行用モータの回転を安定させるために、モータ回転数が比較的高くなるので、オイルポンプ実回転数が高くなる場合がある。また、モータ回転数が比較的に高いと、走行用モータによりオイルポンプ14を駆動するときモータ駆動ロスも比較的に大きくなる場合がある。このため、EV走行中、走行用モータによりオイルポンプ14を駆動すると、必要以上にオイルポンプが回転してしまい、無駄なエネルギーロスが発生する割合が高い。
これに対し、実施例1では、走行用駆動源に横置きエンジン2とモータ/ジェネレータ4とを有するFFハイブリッド車両(電動車両)において、オイルポンプ14を駆動するときの駆動ロス(駆動効率)が考慮され、駆動ロスが小さい(駆動効率が良い)方(走行用駆動源2,4、スタータモータ1)がオイルポンプ14の駆動源とされている。
このため、FFハイブリッド車両において、無駄なエネルギーロスの発生が抑制される。これにより、最適な駆動効率で、オイルポンプ14がオイルポンプ必要回転数以上で駆動されるので、オイルポンプ14からの吐出圧が確保される。
この結果、FFハイブリッド車両において、無駄なエネルギーロスの発生を抑制することができる。
実施例1では、駆動源は横置きエンジン2であり、補助モータは横置きエンジン2を始動するスタータモータ1であるとする構成を採用した。
このため、既存のスタータモータ1により横置きエンジン2をエンジン始動させることができる。しかも、既存のスタータモータ1によりオイルポンプ14を駆動させること(オイルポンプ駆動)ができる。
この結果、既存のスタータモータ1を、エンジン始動とオイルポンプ駆動に兼用することができる。
次に、効果を説明する。
実施例1の車載オイルポンプの駆動切り替え装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
(1) 走行用駆動源(横置きエンジン2、モータ/ジェネレータ4)と、補助モータ(スタータモータ1)と、必要部位への油圧を作るオイルポンプ14と、走行用駆動源(横置きエンジン2、モータ/ジェネレータ4)と補助モータ(スタータモータ1)のうちいずれか一方によりオイルポンプ14を駆動するオイルポンプ駆動制御手段(ハイブリッドコントロールモジュール81、図4)と、を備えた車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置において、
オイルポンプ14の駆動源を、走行用駆動源(横置きエンジン2、モータ/ジェネレータ4)と補助モータ(スタータモータ1)のうちいずれかに切り替えるオイルポンプ駆動切り替え機構13を設け、
オイルポンプ駆動制御手段(ハイブリッドコントロールモジュール81、図4)は、オイルポンプ14で必要部位への油圧を作るために必要なオイルポンプ必要回転数を演算し(図4のステップS2、図6)、オイルポンプ必要回転数が、走行用駆動源(横置きエンジン2、モータ/ジェネレータ4)によりオイルポンプ14を駆動するときのオイルポンプ実回転数以上のとき(図4のステップS4)、補助モータ(スタータモータ1)の回転数をオイルポンプ必要回転数以上の領域に高め、補助モータ(スタータモータ1)をオイルポンプ14の駆動源とする(図4のステップS6、第1制御処理動作)。
このため、オイルポンプ必要回転数がオイルポンプ実回転数以上のとき、必要部位への必要油圧を確保することができる。
(2) オイルポンプ駆動制御手段(ハイブリッドコントロールモジュール81、図4)は、オイルポンプ必要回転数がオイルポンプ実回転数未満のとき(図4のステップS4)、走行用駆動源(横置きエンジン2、モータ/ジェネレータ4)によりオイルポンプ14を駆動するときの走行用駆動源駆動効率(走行用駆動源駆動ロス、図4のステップS9)と、補助モータ(スタータモータ1)によりオイルポンプ14を駆動するときの補助モータ駆動効率(スタータ駆動ロス、図4のステップS7〜8)と、を比較し、駆動効率(駆動ロス)が良い(小さい)方(図4のステップS10、走行用駆動源2,4、スタータモータ1)をオイルポンプ14の駆動源とする(図4のステップS12と第2制御処理動作、または、図4のステップS14と第3制御処理動作)。
このため、(1)の効果に加え、オイルポンプ必要回転数がオイルポンプ実回転数未満のとき、オイルポンプ14を最適な駆動効率で駆動することができる。
(3) オイルポンプ駆動切り替え機構13は、
走行用駆動源(横置きエンジン2、モータ/ジェネレータ4)からの回転駆動を伝達する第1軸16に連結される第1プーリ部材(第1スプロケット13a)と、
補助モータ(スタータモータ1)からの回転駆動を伝達する第2軸17に連結される第2プーリ部材(第2スプロケット13b)と、
オイルポンプ14へ回転駆動を伝達する第3軸18に連結される第3プーリ部材(第3スプロケット13c)と、
第1プーリ部材(第1スプロケット13a)、第2プーリ部材(第2スプロケット13b)及び第3プーリ部材(第3スプロケット13c)に掛け渡されたベルト部材(チェーンベルト13d)と、
第1軸16と第1プーリ部材(第1スプロケット13a)との間に配置され、走行用駆動源(横置きエンジン2、モータ/ジェネレータ4)からオイルポンプ14への回転駆動の伝達を断接する第1駆動断接機構(ツーウェイクラッチ13e)と、
第2軸17と第2プーリ部材(第2スプロケット13b)との間に配置され、補助モータ(スタータモータ1)からオイルポンプ14への回転駆動の伝達を断接する第2駆動断接機構(第2ワンウェイクラッチ13f)と、を有し、
第1駆動断接機構(ツーウェイクラッチ13e)と第2駆動断接機構(第2ワンウェイクラッチ13f)は、補助モータ(スタータモータ1)によりオイルポンプ14を駆動するとき、第1駆動断接機構(ツーウェイクラッチ13e)を遮断すると共に第2駆動断接機構(第2ワンウェイクラッチ13f)を接続し、走行用駆動源(横置きエンジン2、モータ/ジェネレータ4)によりオイルポンプ14を駆動するとき、第1駆動断接機構(ツーウェイクラッチ13e)を接続すると共に第2駆動断接機構(第2ワンウェイクラッチ13f)を遮断する。
このため、(1)〜(2)の効果に加え、具体的な駆動断接機構の構成により、各オイルポンプ駆動制御処理動作を実行することができる。
(4) 第1駆動断接機構(ツーウェイクラッチ13e)は、第1軸16と第1プーリ部材(第1スプロケット13a)との間に介装され、クラッチ(第4クラッチ13e1)締結により走行用駆動源(横置きエンジン2、モータ/ジェネレータ4)からオイルポンプ14への回転駆動の伝達を機械的に断接するワンウェイクラッチ機能を発揮し、クラッチ(第4クラッチ13e1)解放により完全遮断するツーウェイクラッチ13eであり、
第2駆動断接機構(第2ワンウェイクラッチ13f)は、第2軸17と第2プーリ部材(第2スプロケット13b)との間に介装され、補助モータ(スタータモータ1)からオイルポンプ14への回転駆動の伝達を機械的に断接するワンウェイクラッチ(第2ワンウェイクラッチ13f)であり、
ワンウェイクラッチ機能を発揮する状態のツーウェイクラッチ13eとワンウェイクラッチ(第2ワンウェイクラッチ13f)は、オイルポンプ14を走行用駆動源(横置きエンジン2、モータ/ジェネレータ4)による駆動と補助モータ(スタータモータ1)による駆動との間で切り替える場合、走行用駆動源(横置きエンジン2、モータ/ジェネレータ4)に連結する第1軸16と補助モータ(スタータモータ1)に連結する第2軸17のうち回転数が高い方に配置されているクラッチ(ツーウェイクラッチ13e、第2ワンウェイクラッチ13f)が機械的に締結する。
このため、(3)の効果に加え、ツーウェイクラッチ13eがワンウェイクラッチ機能を発揮する状態のとき、最適な回転でオイルポンプ14を駆動することができる。
(5) 前記走行用駆動源(横置きエンジン2、モータ/ジェネレータ4)に少なくとも走行用モータ(モータ/ジェネレータ4)を有する電動車両である(FFハイブリッド車両)。
このため、(2)〜(4)の効果に加え、FFハイブリッド車両において、無駄なエネルギーロスの発生を抑制することができる。
(6) 駆動源はエンジン(横置きエンジン2)であり、
補助モータは、エンジン(横置きエンジン2)を始動するスタータモータ1である。
このため、(1)〜(5)の効果に加え、既存のスタータモータ1を、エンジン始動とオイルポンプ駆動に兼用することができる。
以上、本発明の車載オイルポンプの駆動切り替え装置を実施例1に基づき説明してきたが、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、変速機として無段変速機CVTであるベルト式無段変速機6とする例を示した。しかしながら、実施例1に示した構成に限られるものではない。例えば、ベルト式無段変速機6をその他の無段変速機CVTにしてもよいし、無段変速機CVTを自動変速機ATまたはMT変速機等にしても良い。また、無段変速機に限らず、有段変速機にしても良い。
実施例1では、第3クラッチ12は、スタータモータ側に配置された第3クラッチ12,100のクラッチ部材が、モータシャフト17aと連結されていて、そのクラッチ部材はモータシャフト17aの軸方向移動に連動する例を示した。しかしながら、実施例1に示した構成に限られるものではない。例えば、第3クラッチ12を、第1クラッチ3及び第2クラッチ5と同様に、油圧により制御されても良い。
実施例1では、第1〜第3プーリ部材を、第1〜第3スプロケット13a,13b,13cとし、ベルト部材をチェーンベルト13dとする例を示した。しかしながら、実施例1に示した構成に限られるものではない。例えば、プーリ部材をプーリとし、ベルト部材をベルトとしても良い。プーリ部材はローラであっても良い。また、プーリ部材及びベルト部材は、ベルト部材及びプーリ部材と接する部分にベルト部材滑り防止のための段が設けられていても良い。
実施例1では、第1駆動断接機構としてツーウェイクラッチ13eとし、第2駆動断接機構として第2ワンウェイクラッチ13fとする例を示した。しかしながら、実施例1に示した構成に限られるものではない。すなわち、図4のステップS5〜6、及び、ステップS11〜14と同様に機能する駆動断接機構であれば良い。また、駆動断接機構は、複数の構成を組み合わせることによりその機能を達成しても良い。
実施例1では、EVモード時とHEVモード時において、各制御処理動作が実行される一例を示した。しかしながら、実施例1に示した構成に限られるものではない。すなわち、図4のフローチャートに沿って、各制御処理動作が実行されれば良い。
実施例1では、電動車両として、FFハイブリッド車両とする例を示した。しかしながら、実施例1に示した構成に限られるものではない。例えば、FRハイブリッド車両や4WDハイブリッド車両やハイブリッド車両に対しても適用しても良い。また、ハイブリッド車両に限らず、プラグインハイブリッド車両や電気自動車等でも良い。要するに、走行用駆動源に少なくとも走行用モータを有していれば良い。
実施例1では、本発明の車載オイルポンプの駆動切り替え装置をFFハイブリッド車両に適用する例を示した。しかしながら、実施例1に示した構成に限られるものではない。例えば、FRハイブリッド車両や4WDハイブリッド車両やハイブリッド車両に対しても適用しても良い。また、ハイブリッド車両に限らず、プラグインハイブリッド車両や電気自動車やエンジン車(内燃機関車)等に対しても本発明の車載オイルポンプの駆動切り替え装置を適用することができる。
1 スタータモータ(補助モータ)
2 横置きエンジン(走行用駆動源、エンジン)
3 第1クラッチ(クラッチ)
4 モータ/ジェネレータ(走行用駆動源、走行用モータ)
13a 第1スプロケット(第1プーリ部材)
13b 第2スプロケット(第2プーリ部材)
13c 第3スプロケット(第3プーリ部材)
13d チェーンベルト(ベルト部材)
13e ツーウェイクラッチ(第1駆動断接機構)
13e1 第4クラッチ(クラッチ)
13e2 第1ワンウェイクラッチ
13f 第2ワンウェイクラッチ(第2駆動断接機構)
14 オイルポンプ(車載オイルポンプ)
16 第1軸
17 第2軸
18 第3軸
81 ハイブリッドコントロールモジュール(オイルポンプ駆動制御手段)

Claims (6)

  1. 走行用駆動源と、補助モータと、必要部位への油圧を作るオイルポンプと、前記走行用駆動源と前記補助モータのうちいずれか一方により前記オイルポンプを駆動するオイルポンプ駆動制御手段と、を備えた車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置において、
    前記オイルポンプの駆動源を、前記走行用駆動源と前記補助モータのうちいずれかに切り替えるオイルポンプ駆動切り替え機構を設け、
    前記オイルポンプ駆動切り替え機構は、
    前記走行用駆動源と前記オイルポンプとの間に配置された、クラッチ締結により前記走行用駆動源から前記オイルポンプへの回転駆動の伝達を機械的に断接するワンウェイクラッチ機能を発揮し、クラッチ解放により完全遮断するツーウェイクラッチである第1駆動断接機構と、
    前記補助モータと前記オイルポンプとの間に配置された、前記補助モータから前記オイルポンプへの回転駆動の伝達を機械的に断接するワンウェイクラッチである第2駆動断接機構と、を有し、
    前記オイルポンプ駆動制御手段は、
    前記オイルポンプで前記必要部位への油圧を作るために必要なオイルポンプ必要回転数を演算し、前記オイルポンプ必要回転数が、前記走行用駆動源により前記オイルポンプを駆動するときのオイルポンプ実回転数以上のとき、前記補助モータの回転数を前記オイルポンプ必要回転数以上の領域に高め、前記クラッチ締結により前記ワンウェイクラッチ機能を発揮する状態の前記第1駆動断接機構が機械的に遮断すると共に前記第2駆動断接機構が機械的に締結することで前記補助モータにより前記オイルポンプを駆動し、
    前記オイルポンプ必要回転数が前記オイルポンプ実回転数未満のとき、前記走行用駆動源により前記オイルポンプを駆動するときの走行用駆動源駆動効率と、前記補助モータにより前記オイルポンプを駆動するときの補助モータ駆動効率と、を比較し、前記補助モータ駆動効率が前記走行用駆動源駆動効率より良いとき、前記クラッチ解放により前記第1駆動断接機構を完全遮断し、前記第2駆動断接機構が機械的に締結することで前記補助モータにより前記オイルポンプを駆動する
    ことを特徴とする車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置。
  2. 請求項1に記載された車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置において、
    前記オイルポンプ駆動制御手段は、前記オイルポンプ必要回転数が前記オイルポンプ実回転数未満のとき、前記走行用駆動源駆動効率と、前記補助モータ駆動効率と、を比較し、前記走行用駆動源駆動効率が前記補助モータ駆動効率より良いとき、前記クラッチ締結により前記ワンウェイクラッチ機能を発揮する状態の前記第1駆動断接機構が機械的に締結すると共に前記第2駆動断接機構が機械的に遮断することで前記走行用駆動源により前記オイルポンプを駆動する
    ことを特徴とする車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載された車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置において、
    前記オイルポンプ駆動切り替え機構は、
    前記走行用駆動源からの回転駆動を伝達する第1軸に連結される第1プーリ部材と、
    前記補助モータからの回転駆動を伝達する第2軸に連結される第2プーリ部材と、
    前記オイルポンプへ回転駆動を伝達する第3軸に連結される第3プーリ部材と、
    前記第1プーリ部材、前記第2プーリ部材及び前記第3プーリ部材に掛け渡されたベルト部材と、
    前記第1軸と前記第1プーリ部材との間に配置された前記第1駆動断接機構と、
    前記第2軸と前記第2プーリ部材との間に配置された前記第2駆動断接機構と、を有し、
    前記第1駆動断接機構と前記第2駆動断接機構は、前記補助モータにより前記オイルポンプを駆動するとき、前記第1駆動断接機構を遮断すると共に前記第2駆動断接機構を接続し、前記走行用駆動源により前記オイルポンプを駆動するとき、前記第1駆動断接機構を接続すると共に前記第2駆動断接機構を遮断する
    ことを特徴とする車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置。
  4. 請求項3に記載された車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置において、
    記ワンウェイクラッチ機能を発揮する状態の前記ツーウェイクラッチと前記ワンウェイクラッチは、前記オイルポンプを前記走行用駆動源による駆動と前記補助モータによる駆動との間で切り替える場合、
    前記走行用駆動源に連結する前記第1軸と前記補助モータに連結する前記第2軸のうち回転数が高い方に配置されているクラッチが機械的に締結する
    ことを特徴とする車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置。
  5. 請求項1から請求項4までの何れか一項に記載された車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置において、
    前記走行用駆動源に少なくとも走行用モータを有する電動車両である
    ことを特徴とする車載オイルポンプの駆動切り替え制御装置。
  6. 請求項1から請求項5までの何れか一項に記載された車載オイルポンプの駆動切り替え装置において、
    前記走行用駆動源はエンジンであり、
    前記補助モータは、前記エンジンを始動するスタータモータである
    ことを特徴とする車載オイルポンプの駆動切り替え装置。

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