JP6751998B2 - 自動変速機の油圧制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機の油圧制御装置に係り、詳しくは自動変速機の油圧制御による暖機促進技術に関する。

自動変速機は、停車、発進、走行、変速の各状態に応じて、必要な作動油圧を確保するため、また不必要な油圧の発生によるエンジン回転動力の損失、つまりは燃費悪化を避けることを目的として、油圧を段階的にもしくは無段階に調節可能な油圧調整機構を備えている。

自動変速機の作動油は低温となると粘性が高くなり、ギヤの切り替え遅れや、クラッチの接続応答性の低下等により、変速ショックや急発進時のフィーリング不良が生じるおそれがある。特に油温が０℃近くまで低下するとギヤの切り替えが不能となり走行に大きな支障をきたす場合もある。

そこで、エンジンの冷却水と自動変速機の作動油との間の熱交換を行う熱交換器を設け、当該熱交換器に循環させる冷却水流量を増加させることで自動変速機の作動油温度を上昇させる技術が開発されている（特許文献１参照）。

特開２０１０−５３７７２号公報

しかしながら、特許文献１では、自動変速機の作動油を暖機するための熱交換器を設けなければならないため、部品点数の増加やレイアウトの複雑化を招くという問題がある。

また、一般に、車両停止状態では燃費低減を優先すべく自動変速機の油圧は低く設定され、暖機時間が長くなるという問題がある。さらに、車両走行状態においても、変速動作が不要な状況では、燃費を優先するために油圧を低く維持する傾向にあり、この場合も自動変速機の暖機時間は長くなる。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、燃費の悪化を抑制しつつ、暖機時間を短縮することのできる自動変速機の油圧制御装置を提供することにある。

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。

（１）本適用例に係る自動変速機の油圧制御装置では、車両の駆動源であるエンジンと、前記エンジンからの駆動力を断接するクラッチ機構と、前記クラッチを介して前記エンジンと接続され、前記エンジンの回転駆動力を変速する変速機構と、前記エンジンにより駆動され、前記クラッチに作動油を供給する油圧供給手段と、前記作動油の油圧を調整する油圧調整手段と、前記作動油の温度を検出する油温検出手段と、少なくとも走行レンジ及び非走行レンジを含むシフト位置を選択するチェンジレバーと、前記チェンジレバーにより走行レンジが選択されており、発進時及び変速時以外の通常走行時であり、且つ前記クラッチ機構のクラッチ押し付け圧が所定圧より高い場合に、前記油圧調整手段により前記作動油の油圧を高圧側に維持し、前記チェンジレバーにより走行レンジが選択されており、発進時及び変速時以外の通常走行時であり、且つ前記クラッチ機構のクラッチ押し付け圧が所定圧以下である場合に、前記油温検出手段により検出される前記作動油の温度が所定温度以上である場合は、前記油圧調整手段により前記作動油の油圧を低圧側に制御し、前記油温検出手段により検出される前記作動油の温度が所定温度未満である場合は、前記油圧調整手段により前記作動油の油圧を前記低圧側より高い高圧側に制御する油圧制御手段と、を備え、前記作動油の油圧を高圧側に制御することで前記エンジンの負荷エネルギーにより前記作動油の温度上昇を促進する。

（２）本適用例に係る自動変速機の油圧制御装置において、前記油圧調整手段は、油圧を二段階に調整する段階調整電磁弁を備えており、前記段階調整電磁弁により前記高圧側と前記低圧側への油圧制御を行うこととしてもよい。

上記手段を用いる本発明によれば、燃費の悪化を抑制しつつ、暖機時間を短縮することができる。

本発明の一実施形態に係る自動変速機の油圧制御装置を備える車両の駆動系を示す概略構成図である。 本発明の一実施形態に係るＴＣＵが実行する油圧制御ルーチンを示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態における自動変速機の油圧制御装置を備える車両の駆動系を示す概略構成図であり、同図に基づき説明する。

図１に示す車両１は、走行用の駆動源であるエンジン２がクラッチユニット３（クラッチ機構）を介して変速ユニット４（変速機構）に接続された構成の駆動装置を備えている。車両１は、エンジン２からの駆動力をクラッチユニット３及び変速ユニット４を経て左右の駆動輪５、５（例えば後輪）に伝達することにより走行を行うものである。

詳しくは、エンジン２が出力する回転駆動力（以下、単に駆動力という）は入力軸１０を介してクラッチユニット３に入力され、クラッチユニット３内で２系統に分岐される。クラッチユニット３は第１クラッチ１１ａ及び第２クラッチ１１ｂの２つのクラッチを有しており、クラッチユニット３内で２系統に分岐されたエンジン２の駆動力の一方は第１クラッチ１１ａの入力側に伝達され、他方は第２クラッチ１１ｂの入力側に伝達されるようになっている。

図１では簡略化してブロック図として示しているが、クラッチユニット３は油圧回路を有している。当該油圧回路はエンジン２の回転に伴い駆動する油圧ポンプ１２（油圧供給手段）から連結油路１３を介して油圧調整機構１４（油圧調整手段）に接続され、当該油圧調整機構１４から第１油路１５ａ及び第２油路１５ｂを介して第１クラッチ１１ａ及び第２クラッチ１１ｂに接続されている。油圧調整機構１４は第１クラッチ１１ａ及び第２クラッチ１１ｂに対応して電磁弁を有しており、油圧ポンプ１２から圧送された作動油（ＡＴＦ：Automatic Transmission Fluid）を、当該電磁弁により設定された油圧に調整して、第１クラッチ１１ａ又は第２クラッチ１１ｂに供給する。第１クラッチ１１ａ及び第２クラッチ１１ｂは、この供給される作動油の油圧に応じて断接動作を行う湿式多板クラッチである。

また、オイルパンから油圧ポンプ１２まで作動油を導入する導入油路１６には、作動油の温度（油温）を検出する油温センサ１７（油温検出手段）が設けられている。なお、第１クラッチ１１ａ及び第２クラッチ１１ｂは、図面上では並列して記載しているが、実際は同軸上にて、第１クラッチ１１ａは内側、第２クラッチ１１ｂは外側に配設されて構成されている。

変速ユニット４は、第１クラッチ１１ａ及び第２クラッチ１１ｂに対応して、第１変速機構１８ａ（図１のＧ１）及び第２変速機構１８ｂ（図１のＧ２）の２系統の変速機構を備えている。第１クラッチ１１ａの出力側は第１変速機構１８ａの入力軸に連結され、第２クラッチ１１ｂの出力側は第２変速機構１８ｂの入力軸に連結されている。

第１クラッチ１１ａに対応している第１変速機構１８ａは、前進用の変速段として第１速、第３速、及び第５速の奇数段の変速ギヤを有している。第２クラッチ１１ｂに対応している第２変速機構１８ｂは、前進用の変速段として第２速、第４速、及び第６速の偶数段の変速ギヤを有している。なお、後退用の変速段は図示しないが第１変速機構１８ａに含まれているとする。また、変速ユニット４はクラッチユニット３とは異なる作動油が供給され、当該作動油による油圧により第１変速機構１８ａ及び第２変速機構１８ｂの変速動作が行われる。

そして、第１変速機構１８ａから出力される駆動力、及び第２変速機構１８ｂから出力される駆動力は、いずれも共通の出力軸１９を介してデファレンシャル装置２０に伝達され、左右の駆動輪５、５に割り振られるようになっている。このように本実施形態においては、クラッチユニット３及び変速ユニット４により、いわゆるデュアルクラッチ変速機（自動変速機）が構成されている。

当該構成の車両１は、第１クラッチ１１ａ及び第２クラッチ１１ｂのそれぞれが切断状態にあるときには、ニュートラル状態となる。一方、第１クラッチ１１ａ及び第２クラッチ１１ｂのいずれかが接続状態にあるときには、エンジン２が変速ユニット４のうち接続状態にあるクラッチに対応した変速機構を介して、駆動輪５等と機械的に接続されることとなる。

このように車両１は、エンジン２の動力が第１クラッチ１１ａ及び第１変速機構１８ａを介して駆動輪５に伝達される第１の動力伝達系と、エンジン２の動力が第２クラッチ１１ｂ及び第２変速機構１８ｂを介して駆動輪５に伝達される第２の動力伝達系の２系統の動力伝達系を有している。

車両１には、このようなデュアルクラッチ変速機を制御するＴＣＵ（トランスミッションコントロールユニット）３０（油圧制御手段）が搭載されている。ＴＣＵ３０は上記油温センサ１７と例えば導線により接続されており、油温センサ１７により検出される油温情報を取得可能である。

さらに車両１の運転席には走行レンジの切り替えを行うチェンジレバー３１が設けられている。そして、運転者によるチェンジレバー操作により選択されているシフト位置（変速レンジ）を検出するシフト位置センサ３２（シフト位置検出手段）も設けられている。シフト位置としては、駐車時に選択するＰ（パーキング）レンジ、変速ユニット８のギヤをニュートラルとするＮ（ニュートラル）レンジ、前進走行時に選択するＤ（ドライブ）レンジ、後退時に選択するＲ（リバース）レンジ等がある。つまり、Ｐレンジ及びＮレンジが非走行レンジであり、Ｄレンジ及びＲレンジが走行レンジとなる。ＴＣＵ３０は、当該シフト位置センサ３２と、例えばＣＡＮにより接続されており、シフト位置センサ３２により検出されるシフト位置情報を取得可能である。

さらにＴＣＵ３０は、エンジン２の制御を行うエンジンＥＣＵ３３や図示しない他の制御ユニットとも接続されており、エンジンＥＣＵ３３からはエンジン回転数やエンジントルク等の情報を取得可能である。

ＴＣＵ３０はクラッチユニット３の油圧調整機構１４や、変速ユニット４の各変速機構１７ａ、１７ｂに対応する油圧調整機構とも接続され、これらの油圧調整機構を制御することで変速制御を行う。例えば、ＴＣＵ３０はクラッチユニット３の油圧調整機構１４により、各クラッチ１１ａ、１１ｂの断接及びクラッチ押し付け圧を調整する。

そして、本実施形態におけるＴＣＵ３０は、シフト位置、車両１の走行状態、クラッチ押し付け圧、及び作動油の温度に基づいて、寒冷地等の低温環境下に対応した自動変速機の暖機を促進させるための油圧制御を行う。

図２には本実施形態におけるＴＣＵ３０が実行する暖機促進のための油圧制御ルーチンを示すフローチャートが示されており、以下、図２のフローチャートに沿って説明する。なお、本実施形態の油圧調整機構１４は、クラッチ１１ａ、１１ｂへの無段階油圧調整機構として比例制御電磁弁と、油圧の段階的調整機構として段階調整電磁弁とを備えている。本実施形態の油圧制御では、クラッチユニット３の油圧調整機構１４により設定される油圧として２種類の設定値、即ち高圧側と低圧側の設定値を有しており、ＴＣＵ３０によっていずれかの設定値に切り替えることで各クラッチ１１ａ、１１ｂへの油圧が制御される。

まず、図２に示すステップＳ１において、ＴＣＵ３０は、シフト位置センサ３２により現在のシフト位置を検出し、選択されているレンジが走行レンジ、即ちＤレンジ又はＲレンジであるか否かを判別する。当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合は次のステップＳ２に進む。

ステップＳ２において、ＴＣＵ３０は、エンジンＥＣＵ３３等の情報から車両１が通常走行状態にあるか否かを判別する。通常走行状態は発進時、変速時を除いた走行状態であり、当該判別結果が偽（Ｎｏ）である場合、即ち発進時や変速時である場合はステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、ＴＣＵ３０は、確実な発進又は変速を行うべく、クラッチユニット３における油圧を高圧側に設定するよう油圧調整機構１４を制御し、当該ルーチンをリターンする。

一方、上記ステップＳ２の判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合、即ち通常走行時にはステップＳ４に進む。

ステップＳ４において、ＴＣＵ３０は、クラッチ押し付け圧が予め定めた所定圧以下であるか否かを判別する。当該クラッチ押し付け圧は第１クラッチ１１ａ及び第２クラッチ１１ｂのうち接続状態にあるクラッチにおける押し付け圧である。所定圧は、例えば低圧側の設定値と同じ圧力とする。なお、クラッチ押し付け圧の変化に応じて、クラッチ押し付け圧が減少しつつある場合は、低圧側の設定値より低い値を所定圧とし、クラッチ押し付け圧が上昇しつつある場合は、低圧側の設定値より高い値を所定圧とするようにしてもよい。当該判別結果が偽（Ｎｏ）である場合、即ちクラッチ押し付け圧が所定圧より高い場合は上記ステップＳ３に進み、高圧側の油圧を維持する。

一方、ステップＳ４の判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合、即ち所定圧以下のクラッチ押し付け圧でクラッチを接続している場合は、次のステップＳ５に進む。

また、上記ステップＳ１の判別結果が偽（Ｎｏ）である場合、即ち走行レンジがＰレンジやＮレンジの非走行レンジである場合にもステップＳ５に進む。

ステップＳ５において、ＴＣＵ３０はクラッチユニット３の油圧回路の暖機が必要であるか否かを判別する。具体的にはＴＣＵ３０は、この時点で暖機促進制御を行っていない（非暖機中）の場合は作動油の温度が２０℃以上であるか否かにより、暖機促進制御を行っている（暖機中）の場合は作動油の温度が４０℃以上であるか否かにより判別を行う。当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合、即ち作動油の温度が非暖機中であれば２０℃以上、暖機中であれば４０℃以上である場合にはステップＳ６に進む。

ステップＳ６において、ＴＣＵ３０は油圧を低圧側に設定し、当該ルーチンをリターンする。つまり、シフト位置が走行レンジにあり、通常走行を行っており、クラッチ押し付け圧が所定圧以下で、暖機の必要がない場合には、油圧を低圧側に設定する。これにより、油圧確保のためにエンジン２にかかる負荷を低減し、不要な燃費低下を防ぐことができる。

一方、上記ステップＳ５の判別結果が偽（Ｎｏ）である場合、即ちクラッチユニット３の油圧回路が低温状態にあり、暖機が必要である場合にはステップＳ７に進む。

ステップＳ７においてＴＣＵ３０は油圧調整機構１４にて油圧を高圧側に設定する。このように油圧を高圧側にすることで、エンジン２の負荷を上げ、その分のエネルギーにより作動油の温度上昇を促進させ、当該ルーチンをリターンする。

以上のように、変速等が不要であり且つ暖機も不要なときは、クラッチユニット３の油圧を低圧側に設定して、無駄なエンジン負荷の増大を防ぎ、燃費を向上させることができる。

一方でクラッチユニット３の油圧が低圧でよい状況でも、暖機が必要であるときには、油圧を高圧側に制御することで油圧回路の暖機を促進させる。これにより、寒冷地等における暖機所要時間を短縮することができ、ユーザーの利便性を向上させることができる。また暖機が速やかに行われることで低油温に起因するギヤの切り替え遅れや、クラッチの接続応答性の低下を抑えることができ、フィーリングの悪化を低減することができる。

このようなことから本実施形態に係る自動変速機の油圧制御装置によれば、燃費の悪化を抑制しつつ、暖機時間を短縮することができる。

以上で本発明に係る自動変速機の油圧制御装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。

上記実施形態ではＴＣＵ３０はクラッチユニット３の油圧調整機構１４にて油圧を高圧側と低圧側の２段階で制御しているが、油圧制御の設定は２段階に限られるものではない。

例えば、油圧調整機構が油圧を無段階に調整可能であってもよい。その場合、暖機を行う必要のない通常時においては、その状況に応じたクラッチ押し付け圧に合わせて油圧を設定し、暖機促進時には油圧調整機構により調整可能な範囲における最大圧力に設定すればよい。これにより上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態では自動変速機のクラッチユニット３の油圧回路における暖機について説明したが、本発明は油圧回路を有する変速ユニット４にも同様に適用可能である。例えば油圧調整機構を変速ユニットのギヤ切り替えにも利用可能とし、変速ユニットの油圧制御では、図２のステップＳ４においてクラッチ押し付け圧をギヤ入れ圧に置き換えればよい。油圧調整機構はクラッチユニット及び変速ユニットに対し共通のものであってもよいし、それぞれ専用に設けてもよく、本発明はどちらでも適用可能である。

また、上記実施形態の自動変速機はクラッチユニット３及び変速ユニット４によるデュアルクラッチ変速機であるが、本発明が適用可能な自動変速機は、これに限られるものではない。本発明は、油圧によりクラッチの断接又は変速ギヤの切り替えを行う自動変速機に適用できる。

１ 車両
２ エンジン
３ クラッチユニット（クラッチ機構）
４ 変速ユニット（変速機構）
１１ａ 第１クラッチ
１１ｂ 第２クラッチ
１２ 油圧ポンプ（油圧供給手段）
１３ 連結油路
１４ 油圧調整機構（油圧調整手段）
１５ａ 第１油路
１５ｂ 第２油路
１６ 導入油路
１７ 油温センサ（油温検出手段）
１８ａ 第１変速機構
１８ｂ 第２変速機構
３０ ＴＣＵ（油圧制御手段）
３１ チェンジレバー
３２ シフト位置センサ
３３ エンジンＥＣＵ

Claims (2)

1. 車両の駆動源であるエンジンと、
   前記エンジンからの駆動力を断接するクラッチ機構と、
   前記クラッチ機構を介して前記エンジンと接続され、前記エンジンの回転駆動力を変速する変速機構と、
   前記エンジンにより駆動され、前記クラッチ機構に作動油を供給する油圧供給手段と、
   前記作動油の油圧を調整する油圧調整手段と、
   前記作動油の温度を検出する油温検出手段と、
   少なくとも走行レンジ及び非走行レンジを含むシフト位置を選択するチェンジレバーと、
   前記チェンジレバーにより走行レンジが選択されており、発進時及び変速時以外の通常走行時であり、且つ前記クラッチ機構のクラッチ押し付け圧が所定圧より高い場合に、前記油圧調整手段により前記作動油の油圧を高圧側に維持し、
   前記チェンジレバーにより走行レンジが選択されており、発進時及び変速時以外の通常走行時であり、且つ前記クラッチ機構のクラッチ押し付け圧が所定圧以下である場合に、
   前記油温検出手段により検出される前記作動油の温度が所定温度以上である場合は、前記油圧調整手段により前記作動油の油圧を低圧側に制御し、
   前記油温検出手段により検出される前記作動油の温度が所定温度未満である場合は、前記油圧調整手段により前記作動油の油圧を前記低圧側より高い高圧側に制御する油圧制御手段と、 を備え、前記作動油の油圧を高圧側に制御することで前記エンジンの負荷エネルギーにより前記作動油の温度上昇を促進する自動変速機の油圧制御装置。
2. 前記油圧調整手段は、油圧を二段階に調整する段階調整電磁弁を備えており、前記段階調整電磁弁により前記高圧側と前記低圧側への油圧制御を行うことを特徴とする、請求項１に記載の自動変速機の油圧制御装置。

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