JP6354427B2 - 車両用油圧制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、走行駆動源によって作動される機械式オイルポンプと、電動モータによって作動される電動オイルポンプと、を備えた車両用油圧制御装置に関する発明である。
従来、走行駆動源であるエンジンによって作動される機械式オイルポンプと、アイドルストップ制御によるエンジン停止中に作動する電動オイルポンプと、を備えた車両用油圧制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2011-185380号公報
ところで、従来の車両用油圧制御装置にあっては、アイドルストップ制御によってエンジンが停止したことで、機械式オイルポンプが停止したとき、電動オイルポンプを作動してアイドルストップ中に変速機構において必要な油圧を確保している。しかしながら、このとき、変速機構の冷却/潤滑については、何ら考慮されていない。
そのため、例えば登り坂においてアイドルストップした場合等、再発進時の要求駆動力が大きくて変速機構内のクラッチ負担が大きいと想定されるとき、再発進に伴ってクラッチ温度が高くなりすぎてしまうおそれがある。
すなわち、機械式オイルポンプが停止するアイドルストップ制御後の再発進時に、変速機構への供給油圧の低下による発進性能の悪化を防止することと、再発進に伴って変速機構内のクラッチ焼き付き発生を防止することと、の両立を図る必要がある。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、機械式オイルポンプ停止後の再発進性能の低下と、再発進時のクラッチ焼き付き防止の両立を図ることができる車両用油圧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、本発明の車両用油圧制御装置は、機械式オイルポンプと、電動オイルポンプと、第1油圧供給油路と、第2油圧供給油路と、冷却系油路と、切替弁と、回路制御手段と、を備えている。
前記機械式オイルポンプは、走行駆動源によって作動される。
前記電動オイルポンプは、前記走行駆動源とは別の電動モータによって作動される。
前記第1油圧供給油路は、前記機械式オイルポンプから吐出された作動油を、変速機構用油圧系へ供給する。
前記第2油圧供給油路は、前記電動オイルポンプから吐出された作動油を、前記変速機構用油圧系へ供給する。
前記冷却系油路は、前記電動オイルポンプから吐出された作動油を、変速機構の冷却/潤滑系へ供給する。
前記切替弁は、前記電動オイルポンプの吐出油路に設けられ、該吐出油路を、前記第2油圧供給油路と前記冷却系油路とのいずれか一方に接続する。
前記回路制御手段は、前記電動オイルポンプ及び前記切替弁の動作を制御する。そして、この回路制御手段は、前記機械式オイルポンプの停止中、前記電動オイルポンプを作動させると共に、前記変速機構油圧系への供給油圧が必要油圧以上のとき、前記切替弁によって前記吐出油路を前記冷却系油路に接続し、前記変速機構用油圧系への供給油圧が必要油圧を下回るとき、前記切替弁によって前記吐出油路を前記第2油圧供給油路に接続する切替弁制御を行う。
よって、本発明の車両用油圧制御装置では、機械式オイルポンプが停止している間、電動オイルポンプが作動する。そして、変速機構用油圧系への供給油圧が必要油圧以上であれば、切替弁によって吐出油路が冷却系油路に接続され、変速機構用油圧系への供給油圧が必要油圧を下回れば、切替弁によって吐出油路が第2油圧供給油路に接続される。
これにより、機械式オイルポンプの停止中、変速機構用油圧系への供給油圧が必要油圧以上のときには、電動オイルポンプから吐出された作動油が、変速機構の冷却/潤滑系へ供給され、変速機構の冷却/潤滑を行うことができる。そのため、再発進時に変速機構の温度を低下させておくことができ、再発進時に変速機構内のクラッチ焼き付きが生じることを防止できる。
一方、機械式オイルポンプの停止中、変速機構用油圧系への供給油圧が必要油圧を下回るときには、電動オイルポンプから吐出された作動油が、変速機構用油圧系へ供給され、変速機構用油圧系への供給油圧を確保することができる。そのため、機械式オイルポンプ停止後の再発進時に、変速機構での油圧立ち上がり時間が不要となり、走行駆動源のトルク伝達を直ちに行うことができて、発進性能の悪化を防止することができる。
この結果、機械式オイルポンプ停止後の再発進性能の低下と、再発進時のクラッチ焼き付き防止の両立を図ることができる。
実施例1の制御装置が適用された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のハイブリッド車両に備えられた油圧制御回路を示す油圧回路図である。 実施例1の統合コントローラにて実行されるアイドルストップ中切替弁制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例1の制御装置において、アイドルストップ時に切替弁を制御する際の車速・ブレーキ動作・モータ/ジェネレータ回転数の各特性を示すタイムチャートである。 実施例1の制御装置において、アイドルストップ時に切替弁を制御する際の機械式オイルポンプ回転数・電動オイルポンプ回転数・ライン圧・切替弁状態の各特性を示すタイムチャートである。
以下、本発明の車両用油圧制御装置を実施するための形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。
(実施例1)
まず、実施例1の車両用油圧制御装置の構成を、「ハイブリッド車両の全体システム構成」、「油圧制御回路の詳細構成」、「アイドルストップ中切替弁制御処理構成」に分けて説明する。
[ハイブリッド車両の全体システム構成]
図1は、実施例1の制御装置が適用されたハイブリッド車両(車両の一例)を示す全体システム図である。以下、図1に基づいて、実施例1のハイブリッド車両の全体システム構成を説明する。
実施例1の車両用油圧制御装置は、図1に示すハイブリッド車両に適用されている。このハイブリッド車両の駆動系は、エンジンEngと、第1クラッチCL1と、モータ/ジェネレータMGと、第2クラッチCL2と、無段変速機CVTと、ファイナルギヤFGと、左駆動輪LTと、右駆動輪RTと、を備えている。
前記エンジンEngは、希薄燃焼可能であり、スロットルアクチュエータによる吸入空気量とインジェクタによる燃料噴射量と、点火プラグによる点火時期の制御により、エンジントルクが指令値と一致するように制御される。
前記第1クラッチCL1は、エンジンEngとモータ/ジェネレータMGとの間の位置に介装される。この第1クラッチCL1としては、例えば、ダイアフラムスプリングによる付勢力にて常時解放(ノーマルオープン)の乾式クラッチが用いられ、エンジンEngからモータ/ジェネレータMG間の完全締結/半締結/解放を行なう。この第1クラッチCL1が完全締結状態ならモータトルクとエンジントルクが第2クラッチCL2へと伝達され、解放状態ならモータトルクのみが、第2クラッチCL2へと伝達される。なお、完全締結/半締結/解放の制御は、油圧アクチュエータに対するストローク制御にて行われる。
前記モータ/ジェネレータMGは、走行駆動源になる交流同期モータ構造であり、発進時や走行時に駆動トルク制御や回転数制御を行うと共に、制動時や減速時に回生ブレーキ制御による車両運動エネルギーのバッテリBATへの回収を行なうものである。
前記第2クラッチCL2は、モータ/ジェネレータMGと左右駆動輪LT,RT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/解放が制御される。実施例1の第2クラッチCL2は、遊星ギアによる無段変速機CVTの前後進切替機構に設けられた前進クラッチFCと後退ブレーキRBを流用している。つまり、前進走行時には、前進クラッチFCが第2クラッチCL2とされ、後退走行時には、後退ブレーキRBが第2クラッチCL2とされる。
前記無段変速機CVTは、プライマリプーリPriと、セカンダリプーリSecと、このプライマリプーリPriとセカンダリプーリSecの間に掛け渡されたプーリベルトVを有するベルト式無段変速機である。プライマリプーリPriとセカンダリプーリSecは、それぞれ油圧が供給されることでプーリ幅を変更し、プーリベルトVを挟持する面の径を変更して変速比(プーリ比)を自在に制御する。
さらに、モータ/ジェネレータMGのモータ出力軸MGoutには、チェーンCHを介して機械式オイルポンプO/Pの入力ギアが接続されている。この機械式オイルポンプO/Pは、モータ/ジェネレータMGの回転駆動力によって作動するオイルポンプであり、例えばギアポンプやベーンポンプ等が用いられる。また、この機械式オイルポンプO/Pは、モータ/ジェネレータMGの回転方向に拘らずオイル吐出が可能となっている。さらに、ここでは、オイルポンプとして、モータ/ジェネレータMGとは別に設けられたサブモータS/Mの回転駆動力によって作動する電動オイルポンプM/O/Pが設けられている。
そして、この機械式オイルポンプO/Pと電動オイルポンプM/O/Pは、第1,第2クラッチCL1,CL2及び無段変速機CVTへ供給する作動油圧(制御圧)を作り出す油圧供給源OILとなっている。この油圧供給源OILでは、機械式オイルポンプO/Pからの吐出流量が十分であるときはサブモータS/Mを停止して電動オイルポンプM/O/Pを停止させる。また、機械式オイルポンプO/Pからの吐出流量が低下すると、サブモータS/Mを駆動して電動オイルポンプM/O/Pを作動させ、この電動オイルポンプM/O/Pからも作動油を吐出させる。
そして、このハイブリッド車両は、第1クラッチCL1とモータ/ジェネレータMGと第2クラッチCL2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「WSCモード」を有する。
前記「EVモード」は、第1クラッチCL1を解放し、第2クラッチCL2を締結してモータ/ジェネレータMGのみを駆動源に有する電気自動車モードである。
前記「HEVモード」は、第1,第2クラッチCL1,CL2を締結してエンジンEngとモータ/ジェネレータMGを駆動源に有するハイブリッド車モードである。
前記「WSCモード」は、第1クラッチCL1を締結し、モータ/ジェネレータMGをモータ回転数制御すると共に、第2クラッチCL2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。この「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、エンジンEng(アイドル回転数以上)と左右駆動輪LT,RTとの回転差をCL2スリップ締結により吸収するために選択される。
実施例1のハイブリッド車両の制御系は、図1に示すように、インバータINVと、バッテリBATと、統合コントローラ10と、変速機コントローラ11と、クラッチコントローラ12と、エンジンコントローラ13と、モータコントローラ14と、バッテリコントローラ15と、を備えている。
前記インバータINVは、直流/交流の変換を行い、モータ/ジェネレータMGの駆動電流を生成する。また生成する駆動電流の位相を逆転することでモータ/ジェネレータMGの出力回転を反転する。
前記バッテリBATは、充放電可能な二次電池であり、モータ/ジェネレータMGへの電力供給と、モータ/ジェネレータMGが回生した電力の充電を行う。
前記統合コントローラ10は、バッテリ状態(ここでは、バッテリコントローラ15から入力)、アクセル開度(ここでは、アクセル開度センサ21により検出)、及び車速(ここでは、変速機出力回転数に同期した値、変速機出力回転数センサ22により検出)から目標駆動トルクを演算する。そして、その結果に基づき各アクチュエータ(モータ/ジェネレータMG、エンジンEng、第1クラッチCL1、第2クラッチCL2、無段変速機CVT)に対する指令値を演算し、各コントローラ11〜15へと送信する。
また、この統合コントローラ10は、アイドルストップ制御部10aを有している。このアイドルストップ制御部10aでは、車速やブレーキ操作等に基づいて停車(車両停止)を判定したとき(=アイドルストップ時)、エンジンEng及びモータ/ジェネレータMGからなる走行駆動源を停止する。そして、運転者のブレーキ操作(ブレーキスイッチセンサ23により検出)やアクセル操作、ステアリング操作等に基づき、アイドルストップ後の再発進意図の発生したとき(=再発進時)、エンジンEngやモータ/ジェネレータMGからなる走行駆動源を再始動させる。
さらに、この統合コントローラ10は、電動オイルポンプM/O/Pの動作と、後述する油圧制御回路100が有する切替弁106の動作を制御する回路制御手段である。すなわち、この統合コントローラ10では、停車に伴って走行駆動源を停止し、それに伴って機械式オイルポンプO/Pが停止するアイドルストップ中、路面勾配(勾配センサ24により検出)やクラッチ油温(作動油温センサ25により検出)に基づき、サブモータS/Mを駆動して電動オイルポンプM/O/Pを作動させる。そして、このときのライン圧PLの大きさに応じて切替弁106の切替制御を行う。
さらに、この統合コントローラ10では、機械式オイルポンプO/Pの吐出流量(モータ回転数センサ26の検出値から演算)が所定値を下回ると、サブモータS/Mを駆動して電動オイルポンプM/O/Pを作動させると共に、機械式オイルポンプ吐出流量に応じて電動オイルポンプM/O/Pの回転数制御を行う。
前記変速機コントローラ11は、統合コントローラ10からの変速指令を達成するように変速制御を行なう。この変速制御は、油圧制御回路100を介して供給されたライン圧PLを元圧として、無段変速機CVTのプライマリプーリPriに供給する油圧と、セカンダリプーリSecに供給する油圧をそれぞれ制御することで行われる。
そして、ライン圧PLからプライマリプーリPriに供給する油圧と、セカンダリプーリSecに供給する油圧を作り出した際に生じた余剰圧は、第1クラッチCL1や第2クラッチCL2の冷却や潤滑に回される。
前記クラッチコントローラ12は、第2クラッチ入力回転数(モータ回転数センサ26により検出)、第2クラッチ出力回転数(第2クラッチ出力回転数センサ27により検出)、クラッチ油温(作動油温センサ25により検出)を入力する。また、このクラッチコントローラ12は、統合コントローラ10からの第1クラッチ制御指令及び第2クラッチ制御指令を達成するように、第1クラッチ制御、第2クラッチ制御をそれぞれ行う。この第1クラッチ制御は、油圧制御回路100を介して供給されたライン圧PLを元圧として、第1クラッチCL1に供給される油圧を制御することで行われる。また、第2クラッチ制御は、油圧制御回路100を介して供給されたライン圧PLを元圧として、第2クラッチCL2に供給される油圧を制御することで行われる。
そして、ライン圧PLから第1クラッチCL1に供給される油圧と、第2クラッチCL2に供給される油圧を作り出した際に生じた余剰圧は、第1クラッチCL1や第2クラッチCL2の冷却や潤滑に回される。
なお、無段変速機CVTのプライマリプーリPri、セカンダリプーリSec、第2クラッチCL2に対し、ライン圧PLを元圧とした制御油圧を供給する回路を、ここでは「変速機構用油圧系Sup」という。また、第2クラッチCL2の冷却や潤滑を行う回路を、ここでは「変速機構の冷却/潤滑系Lub」という。
前記エンジンコントローラ13は、エンジン回転数(エンジン回転数センサ28により検出)を入力すると共に、統合コントローラ10からの目標エンジントルクに対応したエンジントルク指令値を達成するようにエンジントルク制御を行なう。
前記モータコントローラ14は、統合コントローラ10からの目標モータトルクに対応したモータトルク指令値やモータ回転数指令値を達成するようにモータ/ジェネレータMGの制御を行なう。
前記バッテリコントローラ15は、バッテリBATの充電状態を管理し、その情報を統合コントローラ10へと送信する。なお、バッテリBATの充電状態は、バッテリ電圧センサ15aが検出する電源電圧と、バッテリ温度センサ15bが検出するバッテリ温度とに基づいて演算している。
[油圧制御回路の詳細構成]
図2は、実施例1のハイブリッド車両に備えられた油圧制御回路を示す油圧回路図である。以下、図2に基づいて、実施例1の油圧制御回路の詳細構成を説明する。
前記油圧制御回路100は、機械式オイルポンプO/Pと電動オイルポンプM/O/Pからなる油圧供給源OILの吐出圧をライン圧PLに調圧し、変速機構用油圧系Supに供給する。また、この油圧制御回路100では、変速機構用油圧系Supに油圧供給した際に生じた余剰圧を、変速機構の冷却/潤滑系Lubに供給する。さらに、この油圧制御回路100では、切替弁106を切り替えることで、電動オイルポンプM/O/Pから吐出された作動油を変速機構の冷却/潤滑系Lubに直接供給する。
すなわち、実施例1の油圧制御回路100は、図2に示すように、機械式オイルポンプO/Pと、電動オイルポンプM/O/Pと、ライン圧制御弁101と、第1油圧供給油路102と、第2油圧供給油路103と、冷却系油路104と、電動オイルポンプ吐出油路105と、切替弁106と、を有している。
前記機械式オイルポンプO/Pは、吐出ポート110aに第1油圧供給油路102が接続され、吸込ポート110bにストレーナ107に回収された作動油を吸い込む吸込回路108が接続されている。そして、モータ/ジェネレータMGが回転駆動することで作動し、吸込回路108を介してストレーナ107から作動油を吸い込み、第1油圧供給油路102へと作動油を吐出する。このときの吐出圧は、モータ/ジェネレータMGの回転数に依存する。
前記電動オイルポンプM/O/Pは、吐出ポート111aに電動オイルポンプ吐出油路105が接続され、吸込ポート111bにストレーナ107に回収された作動油を吸い込む吸込回路108が接続されている。そして、サブモータS/Mが回転駆動することで作動し、吸込回路108を介してストレーナ107から作動油を吸い込み、電動オイルポンプ吐出油路105へと作動油を吐出する。このときの吐出圧は、サブモータS/Mの回転数に依存する。
前記ライン圧制御弁101は、油圧供給源OILの吐出圧(機械式オイルポンプO/Pの吐出圧及び/又は電動オイルポンプM/O/Pの吐出圧)を元圧にして、変速機構用油圧系Supへ供給するライン圧PLを調圧する圧力調整弁である。
すなわち、このライン圧制御弁101は、入力ポート101aに、第1油圧供給油路102と、第2油圧供給油路103が接続され、出力ポート101bに、変速機構用油圧系Supに繋がるライン圧回路101cが接続されている。そして、このライン圧制御弁101では、統合コントローラ10からの指示値によってスプールを移動させ、第1油圧供給油路102及び/又は第2油圧供給油路103から供給される作動油を図示しないドレン回路に逃がすことで、ライン圧PLを調圧する。
なお、ライン圧回路101cには、圧力調整弁101dが設けられ、ライン圧PLから変速機構用油圧系Supに必要な油圧を差し引いた余剰圧を、変速機構の冷却/潤滑系Lubに逃がすようになっている。
前記第1油圧供給油路102は、一端が機械式オイルポンプO/Pの吐出ポート110aに接続され、他端がライン圧制御弁101の入力ポート101aに接続され、機械式オイルポンプO/Pから吐出された作動油を、ライン圧制御弁101の入力ポート101aへ供給する。この第1油圧供給油路102の中間部には、第1逆止弁102aが設けられている。
前記第1逆止弁102aは、ライン圧制御弁101側から機械式オイルポンプO/P側へ作動油が流れることを防止する弁である。
前記第2油圧供給油路103は、一端が切替弁106の油圧供給側ポート106aに接続され、他端がライン圧制御弁101の入力ポート101aに接続され、電動オイルポンプM/O/Pから吐出された作動油を、ライン圧制御弁101の入力ポート101aへ供給する。この第2油圧供給油路103の中間部には、第2逆止弁103aが設けられている。
前記第2逆止弁103aは、ライン圧制御弁101側から電動オイルポンプM/O/P側へ作動油が流れることを防止する弁である。
前記冷却系油路104は、一端が切替弁106の冷却側ポート106bに接続され、他端が変速機構の冷却/潤滑系Lubに繋がり、電動オイルポンプM/O/Pから吐出された作動油を、変速機構の冷却/潤滑系Lubへ供給する。
なお、変速機構の冷却/潤滑系Lubにて使用された作動油は、ドレン回路109を介してストレーナ107に回収される。
前記電動オイルポンプ吐出油路105は、一端が電動オイルポンプM/O/Pの吐出ポート111aに接続され、他端が切替弁106の入力ポート106cに接続され、電動オイルポンプM/O/Pから吐出された作動油を、切替弁106を介して第2油圧供給油路103或いは冷却系油路104へ供給する。
この電動オイルポンプ吐出油路105には、電動オイルポンプM/O/Pの吐出圧を検出する圧力センサ29と、圧力リーク弁105aが設けられている。そして、圧力センサ29によって監視されている電動オイルポンプM/O/Pの吐出圧が、所定の上限圧に達したら、圧力リーク弁105aが開き、電動オイルポンプ吐出油路105内の圧力を逃がすようになっている。
前記切替弁106は、電動オイルポンプ吐出油路105に設けられ、統合コントローラ10からの切替指令に基づいて、電動オイルポンプ吐出油路105を、第2油圧供給油路103と冷却系油路104とのいずれか一方に接続する。
すなわち、この切替弁106は、オン・オフソレノイドと切替バルブを有しており、切替弁106の入力ポート106cを油圧供給側ポート106aに連通させたとき、電動オイルポンプ吐出油路105と第2油圧供給油路103が接続される。また、切替弁106の入力ポート106cを冷却側ポート106bに連通させたとき、電動オイルポンプ吐出油路105と冷却系油路104が接続される。
なお、前記変速機構用油圧系Supは、ライン圧回路101cに設けられた変速機用調圧弁112aと、ライン圧回路101cに設けられた第2クラッチ用調圧弁112bと、を有している。そして、変速機用調圧弁112aにより、ライン圧PLを元圧にしてプライマリプーリPriやセカンダリプーリSecに供給される油圧が調圧された上、プライマリプーリPriやセカンダリプーリSecに油圧供給がなされる。また、第2クラッチ用調圧弁112bにより、ライン圧PLを元圧にして前進クラッチFCや後退ブレーキRBに供給される油圧が調圧された上、前進クラッチFCや後退ブレーキRBに油圧供給がなされる。
[アイドルストップ中切替弁制御処理構成]
図3は、実施例1の統合コントローラにて実行されるアイドルストップ中切替弁制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、図3に基づいて、実施例1のアイドルストップ中切替弁制御処理構成を説明する。なお、このアイドルストップ中切替弁制御処理は、車速が所定値を下回り、機械式オイルポンプO/Pからの吐出流量が低下したことで、切替弁106を油圧供給側に切り替えて電動オイルポンプ吐出油路105と第2油圧供給油路103を接続すると共に、サブモータS/Mを駆動して電動オイルポンプM/O/Pを作動させたら開始する。
ステップS1では、車速がゼロになったか否かを判断する。YES(車速=ゼロ)の場合にはステップS2へ進む。NO(車速>ゼロ)の場合にはステップS1を繰り返す。
ここで、車速は、変速機出力回転数に同期した値であり、変速機出力回転数センサ22の検出値に基づいて求める。
ステップS2では、ステップS1での車速=ゼロとの判断に続き、ブレーキペダルが踏み込み操作されているか否かを判断する。YES(ブレーキON)の場合にはステップS3へ進む。NO(ブレーキOFF)の場合にはステップS14へ進む。
ここで、ブレーキペダルの踏み込み操作は、ブレーキスイッチセンサ23により検出されるブレーキスイッチがONになっているか否かに基づいて判断する。
ステップS3では、ステップS2でのブレーキONとの判断に続き、車両が完全に停車しているとしてアイドルトップ制御を実施し、ステップS4へ進む。
ここで、「アイドルストップ制御」は、停車に伴って駆動中の走行駆動源(エンジンEng及び/又はモータ/ジェネレータMG)を停止する。なお、これにより機械式オイルポンプO/Pも停止する。
ステップS4では、ステップS3でのアイドルストップ制御の実施に続き、車両が停車した路面の勾配を検出し、ステップS5へ進む。
ここで、路面勾配は、勾配センサ24により検出する。
ステップS5では、ステップS4での路面勾配の検出に続き、変速機構用油圧系Supや変速機構の冷却/潤滑系Lubに流れる作動油の温度(=クラッチ油温)を検出し、ステップS6へ進む。
ここで、クラッチ油温は、作動油温センサ25により検出する。
ステップS6では、ステップS5でのクラッチ油温の検出に続き、ステップS4にて検出した路面勾配が予め設定した勾配閾値以上であるか、又は、ステップS5にて検出したクラッチ油温が予め設定した所定温度範囲外であるか否かを判断する。YES(路面勾配≧勾配閾値又はクラッチ油温=所定温度範囲外)の場合にはステップS7へ進む。NO(路面勾配<勾配閾値及びクラッチ油温=所定温度範囲内)の場合にはステップS13へ進む。
ここで、「勾配閾値」は、再発進時に生じる要求駆動力が、第2クラッチCL2で伝達可能な駆動力になると判断される登り方向の勾配値である。また、「所定温度範囲」とは、電動オイルポンプM/O/Pの応答性を満足すると共に、変速機構用油圧系Supに供給された作動油のリーク量が許容できると判断される温度範囲であり、ここでは20℃から110℃とする。なお、クラッチ油温が低いときには、作動油の粘性が上昇して電動オイルポンプM/O/Pの応答性が低下する。また、クラッチ油温が高いときには、作動油の粘性が低下して作動油のリーク量が多くなる。
ステップS7では、ステップS6での路面勾配≧勾配閾値又はクラッチ油温=所定温度範囲外との判断に続き、サブモータS/Mを駆動して電動オイルポンプM/O/Pを作動させ、ステップS8へ進む。
ステップS8では、ステップS7での電動オイルポンプM/O/Pの作動に続き、ライン圧制御弁101によって調圧されたライン圧PLが必要油圧以上であるか否かを判断する。YES(ライン圧PL≧必要油圧)の場合にはステップS9へ進む。NO(ライン圧PL<必要油圧)の場合にはステップS12へ進む。
ここで、ライン圧PLは、ライン圧回路101cに設けた図示しない圧力センサによって検出する。また、「必要油圧」とは、再発進時に速やかなトルク伝達を可能とする値であり、ここでは2MPaとする。
ステップS9では、ステップS8でのライン圧PL≧必要油圧との判断に続き、変速機構用油圧系Supにおいて必要油圧が確保されており、再発進要求が生じても走行駆動源のトルクを速やかに左右駆動輪LT,RTへと伝達し、直ちに発進することが可能であるとして、切替弁106を冷却側に切り替え制御して、電動オイルポンプ吐出油路105を冷却系油路104に接続し、ステップS10へ進む。
これにより、電動オイルポンプM/O/Pから吐出された作動油は、変速機構の冷却/潤滑系Lubに供給される。なお、このステップS9での切替制御以前に、すでに切替弁106が冷却側になっている場合には、この切替弁=冷却側の状態を維持する。
ステップS10では、ステップS9での切替弁=冷却側との切替制御に続き、切替弁106が冷却側に切替制御されてからの時間(=タイマー)が所定時間に達したか否かを判断する。YES(タイマー≧所定時間)の場合にはステップS11へ進む。NO(タイマー<所定時間)の場合には切替弁=冷却側の状態を維持したまま、ステップS2へ戻る。
ここで、「所定時間」は、ライン圧回路101cからの作動油のリークにより、ライン圧PLが必要油圧を下回ったと判断される時間であり、ここでは3分間とする。
ステップS12では、ステップS8でのライン圧PL<必要油圧との判断に続き、変速機構用油圧系Supにおいて必要油圧が確保されておらず、再発進要求が生じたときに走行駆動源のトルクを速やかに左右駆動輪LT,RTへと伝達し、直ちに発進することができないとして、切替弁106を油圧供給側に切り替え制御して、電動オイルポンプ吐出油路105を第2油圧供給油路103に接続し、ステップS2へ戻る。
これにより、電動オイルポンプM/O/Pから吐出された作動油は、変速機構用油圧系Supに供給される。なお、このステップS12での切替制御以前に、すでに切替弁106が油圧供給側になっている場合には、この切替弁=油圧供給側の状態を維持する。
ステップS13では、ステップS6での路面勾配<勾配閾値及びクラッチ油温=所定温度範囲内との判断に続き、路面勾配が平坦で再発進時にエンジン始動が不要であると共に、クラッチ油温が適切で電動オイルポンプM/O/Pの応答性及び変速機構用油圧系Supでの作動油のリーク量をいずれも許容できるとして、サブモータS/Mを停止して電動オイルポンプM/O/Pを停止し、ステップS2へ戻る。
ステップS14では、ステップS2でのブレーキOFFとの判断に続き、ドライバーに再発進意図が発生したとして、クリープ走行を開始し、エンドへ進む。
ここで、「クリープ走行」とは、モータ/ジェネレータMGを駆動して、登り坂でアクセルペダルとブレーキペダルを両方足離ししても、車両がずり下がらない程度のクリープトルクを車両に与えることである。なお、このクリープ走行中には、ライン圧PLを維持したり変速機構の冷却/潤滑系Lubへの油圧供給が必要であるため、このステップS14でのクリープ走行の開始以前に電動オイルポンプM/O/Pが停止している場合には、サブモータS/Mを駆動して電動オイルポンプM/O/Pを作動させる。
次に、実施例1の車両用油圧制御装置におけるアイドルストップ制御中の切替弁切り替え作用を説明する。
[アイドルストップ制御中の切替弁切り替え作用]
図4A,図4Bは、実施例1の制御装置において、アイドルストップ時に切替弁を制御する際の車速・ブレーキ動作・モータ/ジェネレータ回転数・機械式オイルポンプ回転数・電動オイルポンプ回転数・実ライン圧・切替弁状態の各特性を示すタイムチャートである。以下、図4A,図4Bに基づき、実施例1のアイドルストップ制御中の切替弁切り替え作用を説明する。
走行中に停車するため、ブレーキペダルを踏み込み操作した場合を考える。このとき、ブレーキスイッチがONとなり、車速は次第に低下していく。一方、車速の低下に伴って変速機出力回転数が低下し、変速機回転軸に連結したモータ/ジェネレータMGの回転数も低下する。ここで、機械式オイルポンプO/Pの回転数は、モータ/ジェネレータMGの回転数に同期しており、機械式オイルポンプ回転数が低下する。
この結果、機械式オイルポンプO/Pからの吐出流量が低下して、変速機構用油圧系Supにおいて必要な油圧を確保することができなくなる。そのため、切替弁106を油圧供給側に切り替えて電動オイルポンプ吐出油路105と第2油圧供給油路103を接続すると共に、サブモータS/Mを駆動して電動オイルポンプM/O/Pを作動させる。これにより、電動オイルポンプM/O/Pから吐出された作動油は、変速機構用油圧系Supに供給される。
上記のような状態での走行中、図4Aに示す時刻t時点において、車速がゼロに達すると、モータ/ジェネレータ回転数がゼロになって、図4Bにおける機械式オイルポンプ回転数もゼロになり、この機械式オイルポンプO/Pからの作動油供給は停止する。そして、図3に示すフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3へと進んでアイドルストップ制御が実施される。つまり、駆動中の走行駆動源(HEVモードでの走行中の場合にはエンジンEng及びモータ/ジェネレータMG、EVモードでの走行中の場合にはモータ/ジェネレータMG)を停止する。これにより、機械式オイルポンプO/Pの作動は停止する。
そして、ステップS4→ステップS5→ステップS6へと進み、路面勾配とクラッチ油温を検出すると共に、路面勾配が勾配閾値以上であるか又はクラッチ油温が所定温度範囲外であるかが判断される。
ここで、車両が登り坂の途中で停車したことで路面勾配が勾配閾値以上であったり、停車前に長時間走行していたことでクラッチ油温が高温であったり、極寒地のためにクラッチ油温が低温であったりした場合には、ステップS6からステップS7へと進んで、電動オイルポンプM/O/Pが作動される。この時刻t時点では、すでに電動オイルポンプM/O/Pは作動しているため、この作動状態が継続される。また、このときの電動オイルポンプ回転数は、サブモータS/Mの運転効率のよい回転数に維持される。
なお、路面勾配が勾配閾値以上のときには、アイドルストップ後の再発進時に生じる要求駆動力が高くなり、アイドルストップ中に確保していたライン圧PLを元圧とした第2クラッチ油圧では、第2クラッチCL2がスリップ締結してしまう。そして、第2クラッチCL2がスリップ締結すると、クラッチ温度が高温になりクラッチ焼き付きが発生するおそれが生じる。そのため、再発進に伴ってクラッチ焼き付きが生じることを防止するために、アイドルストップ中に変速機構の冷却/潤滑系Lubへ積極的に油圧供給を行う必要があるので、電動オイルポンプM/O/Pを作動させる。
また、クラッチ油温が高温のときには、アイドルストップ中に変速機構用油圧系Supから作動油が短時間でリークしてしまう。そのため、アイドルストップ後の再発進時におけるライン圧PLを確保するまでの時間が長くなってしまい、速やかに発進することができなくなる。このような発進性能の低下を防止するため、アイドルストップ中に変速機構用油圧系Supへ油圧供給を行う必要があるので、電動オイルポンプM/O/Pを作動させる。
さらに、クラッチ油温が低温のときには、電動オイルポンプM/O/Pの応答性が低いため、ライン圧PLの変動に対し、電動オイルポンプM/O/Pの吐出流量を速やかに制御することができない。そのため、ライン圧PLの変動に対して速やかに対応するために、電動オイルポンプM/O/Pを作動させる。
次に、ステップS8へと進み、ライン圧PLが必要油圧以上であるか否かを判断する。この時刻t時点では、車速がゼロになる前に、電動オイルポンプM/O/Pから吐出された作動油を変速機構用油圧系Supに供給していたため、ライン圧PLは必要油圧以上になっている。そのため、ステップS9へと進んで切替弁106が冷却側に切替制御される。
これにより、電動オイルポンプ吐出油路105が冷却系油路104に接続され、電動オイルポンプM/O/Pから吐出された作動油は、変速機構の冷却/潤滑系Lubに供給される。そして、時刻t時点では、この切替弁106を冷却側に切り替えた直後であるため、ステップS10→ステップS2へと戻って、図3に示すアイドルストップ中切替弁制御処理を繰り返す。
その後、電動オイルポンプM/O/Pから吐出された作動油を変速機構の冷却/潤滑系Lubに供給し続けると、変速機構用油圧系Supから作動油がリークし、ライン圧PLは時間とともに低下していく。
ここで、ライン圧PLの増減は応答遅れを有している。そのため、実際のライン圧PL(実ライン圧)は、図4Bに示すように、切替弁106の切替直後では直ちに低下せず、切替弁106を切り替えた後、しばらくライン圧PLを維持してから緩やかに低下していく。
そして、時刻t時点において、ライン圧PLが必要油圧を下回ると、ステップS8→ステップS12へと進み、切替弁106が油圧供給側に切替制御される。
これにより、電動オイルポンプ吐出油路105が第2油圧供給油路103に接続され、電動オイルポンプM/O/Pから吐出された作動油は、変速機構用油圧系Supに供給される。これにより、ライン圧PLは上昇していく。
なお、実際のライン圧PLは、応答遅れにより、図4Bに示すように、切替弁106を切り替えた後、しばらく低下し続けてから上昇していく。
時刻t時点において、ライン圧PLが必要油圧以上になったら、ステップS8→ステップS9へと進み、再び切替弁106が冷却側に切替制御される。
これにより、電動オイルポンプ吐出油路105が冷却系油路104に再び接続され、電動オイルポンプM/O/Pから吐出された作動油は、変速機構の冷却/潤滑系Lubに供給される。これにより、ライン圧PLはリークによって低下していく。
なお、実際のライン圧PLは、応答遅れにより、切替弁106を切り替えた後、しばらく上昇した後、緩やかに低下していく。
時刻t時点において、ライン圧PLが再び必要油圧を下回ると、ステップS8→ステップS12へと進み、再び切替弁106が油圧供給側に切替制御される。
これにより、電動オイルポンプ吐出油路105が第2油圧供給油路103に再び接続され、電動オイルポンプM/O/Pから吐出された作動油は、変速機構用油圧系Supに供給される。
そして、図4Aに示すように、時刻t時点において、ブレーキ足離し操作が行われ、ブレーキスイッチがOFFになったら、ステップS2→ステップS14へと進み、クリープ走行が開始される。すなわち、モータ/ジェネレータMGを駆動して、登り坂でアクセルペダルとブレーキペダルを両方足離ししても、車両がずり下がらない程度のクリープトルクが車両に与えられる。また、このモータ/ジェネレータMGの駆動によって、機械式オイルポンプO/Pが作動し、図4Bに示すように機械式オイルポンプ回転数が上昇していく。そして、この機械式オイルポンプO/Pから吐出された作動油は、第1油圧供給油路102を介して変速機構用油圧系Supに供給され、ライン圧PLは上昇する。
このように、実施例1の制御装置では、走行駆動源が停止して機械式オイルポンプO/Pの作動が停止するアイドルストップ中に、サブモータS/Mによって作動される電動オイルポンプM/O/Pを作動すると共に、ライン圧PLが変速機構用油圧系Supにおいて必要な油圧以上であれば、切替弁106を冷却側に切り替えて、変速機構の冷却/潤滑系Lubに積極的に作動油を供給する。
これにより、機械式オイルポンプO/Pの停止中に、第2クラッチCL2等を冷却することができ、クラッチ温度を十分に低下させておくことができる。そのため、アイドルストップ後(機械式オイルポンプO/Pの停止後)の再発進時に、第2クラッチCL2をスリップ締結することがあっても、第2クラッチ温度が短時間でクラッチ上限温度に達することを防止して、クラッチ焼き付きが生じることを防止できる。
また、この制御装置では、走行駆動源が停止して機械式オイルポンプO/Pの作動が停止するアイドルストップ中に、サブモータS/Mによって作動される電動オイルポンプM/O/Pを作動すると共に、ライン圧PLが変速機構用油圧系Supにおいて必要な油圧を下回れば、切替弁106を油圧供給側に切り替えて、変速機構用油圧系Supに作動油を供給する。
これにより、アイドルストップ中に、変速機構用油圧系Supからリークによって作動油が抜けてしまうことを防止して、必要なライン圧PLを確保することができる。そのため、アイドルストップ後の再発進時に、変速機構用油圧系Supにおける油圧立ち上がり時間が不要となり、走行駆動源のトルク伝達を直ちに行うことができて、発進性能の低下を防止することができる。
さらに、再発進時点において、変速機構用油圧系Supでの必要油圧を電動オイルポンプM/O/Pによって確保できているので、再発進時、第2クラッチCL2がスリップ締結することはない。そのため、走行駆動源であるモータ/ジェネレータMGからの出力トルクの損失を抑えて左右駆動輪LT,RTに伝達することができ、燃費の向上を図ることができる。
すなわち、再発進時点において、変速機構用油圧系Supでの必要油圧が確保されていない場合では、第2クラッチCL2を締結するだけの第2クラッチ油圧を確保することができない。そのため、再発進時に第2クラッチCL2がスリップ締結状態になり、この第2クラッチCL2において、伝達トルクロスが発生してしまう。これに対し、再発進時点において必要油圧を確保したことで、再発進時に第2クラッチCL2を直ちに完全締結することができ、この第2クラッチCL2における伝達トルクロスをなくして、その分の燃費向上を図ることができる。
また、登り坂において機械式オイルポンプO/Pの作動が停止した場合であっても、電動オイルポンプM/O/Pの作動によって発進性能の低下とクラッチ焼付き防止をいずれも担保できるので、機械式オイルポンプO/Pを作動させる必要がなく、エンジンEngやモータ/ジェネレータMGを完全に停止することができる。そのため、燃費悪化を抑制することができる。
しかも、電動オイルポンプM/O/Pの作動によって変速機構用油圧系Supでの必要油圧は確保されているため、登り坂での後退リスクを低減することができる。
そして、この実施例1では、機械式オイルポンプO/Pの作動が停止するアイドルストップ中、路面勾配が所定の勾配閾値より小さい場合であって、クラッチ油温が所定温度範囲内であるときには、図3に示すフローチャートにおいて、ステップS6→ステップS13へと進み、電動オイルポンプM/O/Pを停止する。つまり、路面勾配が所定の勾配閾値以上又はクラッチ油温が所定温度範囲外のときに限り、電動オイルポンプM/O/Pを作動させると共に、切替弁106を油圧供給側と冷却側のいずれかに切り替える切替弁制御を行う。
これにより、ブレーキペダルを足離しした際の後退リスクが低く、作動油のリーク量が少なくてアイドルストップ中にライン圧PLが低下しにくく、さらに、再発進時の要求駆動力が低くて第2クラッチCL2がスリップ締結するおそれのない場合には、アイドルストップ中に電動オイルポンプM/O/Pを停止することができる。
このため、サブモータS/Mを駆動する電力消費を抑えることができ、バッテリSOCの低下を抑制することができる。
さらに、この実施例1では、機械式オイルポンプO/Pの作動が停止するアイドルストップ中に電動オイルポンプM/O/Pを作動させると共に、切替弁106を冷却側に切替制御したときには、ステップS9→ステップS10へと進んで、この切替弁106を冷却側に切り替えてからの時間をカウントし、この時間が所定時間を経過したらステップS11に進んで切替弁106を油圧供給側に切替制御する。
そのため、例えばライン圧回路101cに設けた圧力センサが故障して、ライン圧PLを正確に把握することができなくても、切替弁106を冷却側に切り替えてからの時間に基づいてライン圧PLの低下を予測し、必要油圧を確保することができる。
次に、効果を説明する。
実施例1の車両用油圧制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
(1)走行駆動源(モータ/ジェネレータMG)によって作動される機械式オイルポンプO/Pと、
前記走行駆動源(モータ/ジェネレータMG)とは別の電動モータ(サブモータS/M)によって作動される電動オイルポンプM/O/Pと、
前記機械式オイルポンプO/Pから吐出された作動油を、変速機構用油圧系Supへ供給する第1油圧供給油路102と、
前記電動オイルポンプM/O/Pから吐出された作動油を、前記変速機構用油圧系Supへ供給する第2油圧供給油路103と、
前記電動オイルポンプM/O/Pから吐出された作動油を、変速機構の冷却/潤滑系Lubへ供給する冷却系油路104と、
前記電動オイルポンプM/O/Pの吐出油路(電動オイルポンプ吐出油路105)に設けられ、該吐出油路(電動オイルポンプ吐出油路105)を、前記第2油圧供給油路103と前記冷却系油路104とのいずれか一方に接続する切替弁106と、
前記電動オイルポンプM/O/P及び前記切替弁106の動作を制御する回路制御手段(統合コントローラ10)と、を備え、
前記回路制御手段(統合コントローラ10)は、前記機械式オイルポンプO/Pの停止中、前記電動オイルポンプM/O/Pを作動させると共に、前記変速機構用油圧系Supへの供給油圧が必要油圧以上のとき、前記切替弁106によって前記吐出油路(電動オイルポンプ吐出油路105)を前記冷却系油路104に接続し、前記変速機構用油圧系Supへの供給油圧が必要油圧を下回るとき、前記切替弁106によって前記吐出油路(電動オイルポンプ吐出油路105)を前記第2油圧供給油路103に接続する切替弁制御を行う構成とした。
これにより、機械式オイルポンプO/P停止後の再発進性能の低下と、再発進時のクラッチ焼き付き防止の両立を図ることができる。
(2) 前記回路制御手段(統合コントローラ10)は、前記機械式オイルポンプO/Pの停止中、路面勾配が所定の勾配閾値以上又は前記作動油の温度が所定温度範囲外のとき、前記切替弁制御を行う構成とした。
これにより、(1)の効果に加え、切替弁制御の実施を必要なシーンに限って実施することができ、電動オイルポンプM/O/Pを作動するサブモータS/Mを駆動するための電力消費を抑えることができ、バッテリSOCの低下を抑制することができる。
(3) 前記回路制御手段(統合コントローラ10)は、前記機械式オイルポンプO/Pの停止中、路面勾配が所定の勾配閾値を下回り且つ前記作動油の温度が所定温度範囲内のとき、前記電動オイルポンプM/O/Pを停止する構成とした。
これにより、(1)又は(2)の効果に加え、電動オイルポンプM/O/Pを作動するサブモータS/Mを駆動するための電力消費を抑えることができ、バッテリSOCの低下を抑制することができる。
(4) 前記回路制御手段は、前記切替弁制御中、前記吐出油路を前記冷却系油路に接続してから所定時間が経過したら、前記切替弁によって前記吐出油路の接続先を前記冷却系油路から前記第2油圧供給油路に切り替える構成とした。
これにより、(1)又は(2)の効果に加え、例えばライン圧回路101cに設けた圧力センサが故障して、ライン圧PLを正確に把握することができなくても、必要油圧を確保することができる。
以上、本発明の車両用油圧制御装置を実施例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、本発明の車両用油圧制御装置をエンジンEngとモータ/ジェネレータMGを有するハイブリッド車両に適用する例を示したが、これに限らない。モータ/ジェネレータMGのみを搭載した電気自動車や、アイドルストップするエンジンEngのみを搭載したエンジン車、さらにプラグインハイブリッド車や燃料電池車等であっても適用することができる。
また、実施例1では、走行駆動源をモータ/ジェネレータMGとする例を示したが、これに限らない。例えば、機械式オイルポンプを作動させる走行駆動源をエンジンEngとしてもよい。
さらに、実施例1では、変速機構用油圧系Supを、無段変速機CVTのプライマリプーリPri、セカンダリプーリSec、第2クラッチCL2に対し、ライン圧PLを元圧とした制御油圧を供給する回路とする例を示したが、例えば、第1クラッチCL1に対して制御油圧を供給する回路を含んでいてもよい。つまり、「変速機構用油圧系」は、変速機に設けられたコントロールバルブユニットを介しての油圧供給が行われる回路である。
また、変速機構としては、無段変速機CVTに限らず、有段の自動変速機を含むものであってもよい。
Eng エンジン
CL1 第1クラッチ
MG モータ/ジェネレータ(走行駆動源)
CL2 第2クラッチ
CVT 無段変速機
LT 左駆動源
RT 右駆動源
CH チェーン
O/P 機械式オイルポンプ
S/M サブモータ
M/O/P 電動オイルポンプ
10 統合コントローラ(油圧制御手段)
100 油圧制御回路
101 ライン圧制御弁
101a 入力ポート
102 第1油圧供給油路
103 第2油圧供給油路
104 冷却系油路
105 電動オイルポンプ吐出油路
106 切替弁
Sup 変速機構用油圧系
Lub 変速機構の冷却/潤滑系

Claims (4)

  1. 走行駆動源によって作動される機械式オイルポンプと、
    前記走行駆動源とは別の電動モータによって作動される電動オイルポンプと、
    前記機械式オイルポンプから吐出された作動油を、変速機構用油圧系へ供給する第1油圧供給油路と、
    前記電動オイルポンプから吐出された作動油を、前記変速機構用油圧系へ供給する第2油圧供給油路と、
    前記電動オイルポンプから吐出された作動油を、変速機構の冷却/潤滑系へ供給する冷却系油路と、
    前記電動オイルポンプの吐出油路に設けられ、該吐出油路を、前記第2油圧供給油路と前記冷却系油路とのいずれか一方に接続する切替弁と、
    前記電動オイルポンプ及び前記切替弁の動作を制御する回路制御手段と、を備え、
    前記回路制御手段は、前記機械式オイルポンプの停止中、前記電動オイルポンプを作動させると共に、前記変速機構用油圧系への供給油圧が必要油圧以上のとき、前記切替弁によって前記吐出油路を前記冷却系油路に接続し、前記変速機構用油圧系への供給油圧が必要油圧を下回るとき、前記切替弁によって前記吐出油路を前記第2油圧供給油路に接続する切替弁制御を行う
    ことを特徴とする車両用油圧制御装置。
  2. 請求項1に記載された車両用油圧制御装置において、
    前記回路制御手段は、前記機械式オイルポンプの停止中、路面勾配が所定の勾配閾値以上又は前記作動油の温度が所定温度範囲外のとき、前記切替弁制御を行う
    ことを特徴とする車両用油圧制御装置。
  3. 請求項2に記載された車両用油圧制御装置において、
    前記回路制御手段は、前記機械式オイルポンプの停止中、前記路面勾配が前記勾配閾値を下回り且つ前記作動油の温度が前記所定温度範囲内のとき、前記電動オイルポンプを停止する
    ことを特徴とする車両用油圧制御装置。
  4. 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載された車両用油圧制御装置において、
    前記回路制御手段は、前記切替弁制御中、前記吐出油路を前記冷却系油路に接続してから所定時間が経過したら、前記切替弁によって前記吐出油路の接続先を前記冷却系油路から前記第2油圧供給油路に切り替える
    ことを特徴とする車両用油圧制御装置。
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