JP7153628B2 - 油圧制御装置 - Google Patents

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本発明は、第1ポンプと油圧作動部との間に第2ポンプ及びバイパス弁が並列に接続され、第1ポンプからバイパス弁を介して油圧作動部に第1オイルを供給するか、又は、第1オイルを第2ポンプで加圧し、加圧した第1オイルを第2オイルとして油圧作動部に供給する油圧制御装置に関する。
例えば、車両の変速機において、第1ポンプ(メカポンプ)と変速機の油圧作動部との間に、モータの駆動によって動作する第2ポンプ(電動ポンプ)とバイパス弁(チェック弁)とを並列に接続した油圧制御装置が、特許文献1に開示されている。この場合、エンジンの始動時に、先ず、第1ポンプからバイパス弁を介して油圧作動部に第1オイルを供給する(第1状態)。その後、モータの駆動によって第2ポンプを駆動させ、第1ポンプから供給される第1オイルを第2ポンプで加圧し、加圧した第1オイルを第2オイルとして第2ポンプから油圧作動部に供給する(第2状態)。なお、油圧作動部としては、例えば、ベルト式無段変速機のプーリ(駆動プーリ及び従動プーリ)の油室などがある。
上記構成の油圧制御装置では、油圧作動部(無段変速機構)に対して第1オイルが供給される第1状態と、第2オイルが供給される第2状態との切り替えは、バイパス弁の開閉によって行われる。すなわち、第2ポンプからの第2オイルの吐出量(流量)がバイパス弁を通過する第1オイルの流量(第1ポンプからの第1オイルの吐出量)を上回ると、バイパス弁の下流側油路のオイルの圧力(ライン圧PH)が上流側油路のオイルの圧力(出力圧P1)よりも高くなる。これにより、バイパス弁が閉状態となり、第1ポンプからバイパス弁を介した油圧作動部への第1オイルの供給が、第2ポンプから油圧作動部への第2オイルの供給に切り替わる。この結果、第1オイルの油路への流通が阻止されると共に、油圧作動部に対する第2ポンプによる第2オイルの圧送が行われる。その一方で、第2ポンプの停止又は低回転状態等によって、第2ポンプの吐出量が少なくなる場合には、バイパス弁が開き、第1オイルが油圧作動部に供給される。
上記の油圧制御装置では、第2状態において第2ポンプの駆動により第1ポンプの仕事量を低減させている。その際、第2ポンプの吸入側に設けられた油圧センサで検出したオイルの油圧(第1ポンプの吐出圧)を用いてフィードバック制御を行うことで、第2ポンプの目標回転数を算出している。(特許文献2)
ところが、この油圧制御装置では、電動ポンプである第2ポンプはその特性として回転数が高くなるとトルクが低下する傾向がある。そのため、上記のフォードバック制御でフィードバック量が増加することで第2ポンプの回転数が増加し過ぎると、第2ポンプの吐出圧が不安定になるおそれがある。それにより、油圧作動部に供給する油圧が安定しないことなどによって、車両の燃費削減の効果を十分に得られなくなるおそれがある。
特開2015-200369号公報 特開2019-35426号公報
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、第2ポンプの目標回転数の算出においてフィードバック制御による第2ポンプの回転数の過度の増加を抑制でき、第2ポンプの吐出圧を安定させることができる油圧制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明にかかる油圧制御装置(10)は、第1ポンプ(20)と変速機の油圧作動部(56)との間に、モータ(32)によって駆動される第2ポンプ(30)及びバイパス弁(58)が並列に接続され、前記第1ポンプ(20)から前記バイパス弁(58)を介して前記油圧作動部(56)に第1オイルを供給する第1状態と、前記第1ポンプ(20)から供給される前記第1オイルを前記第2ポンプ(30)で加圧し、加圧した前記第1オイルを第2オイルとして前記油圧作動部(56)に供給する第2状態とを切替可能な油圧制御装置(10)において、前記第2ポンプ(30)における前記第1オイルの吸入側のオイルの圧力(P1)を検出する油圧検出手段(26)と、前記第2状態における前記第2ポンプ(30)の目標回転数(NA)を算出する制御部(28)と、を有し、前記制御部(28)は、前記油圧検出手段(26)が検出した前記第1オイルの圧力値(P1)と、前記油圧作動部(56)に供給されるオイルの圧力値(PH)の推定値と、前記第1ポンプ(20)から前記変速機における前記油圧作動部(56)よりも低圧で作動する他の油圧作動部(114)や潤滑対象(108)に供給される第3オイルの圧力値(P3)の推定値と、を用いて前記第1オイルの圧力値(P1)を前記第3オイルの圧力値(P3)の推定値に一致させるための前記第2ポンプ(30)の前記目標回転数(NA)を算出すると共に、前記油圧検出手段(26)が検出した前記第1オイルの圧力値(P1)から、前記第3オイルの圧力値(P3)の推定値を減算することにより、前記目標回転数(NA)に対するフィードバック量を算出し、前記フィードバック量の算出を行う時間の領域として、前記目標回転数に対するフィードバック量を更新する更新領域と、前記目標回転数(NA)に対するフィードバック量の更新を一時的に停止するホールド領域とを含むことを特徴とする。
本発明にかかる油圧制御装置によれば、第2ポンプの目標回転数に対するフィードバック量の算出において、フィードバック量の算出を行う時間の領域として、目標回転数のフィードバック量を更新する更新領域と、目標回転数のフィードバック量の更新を一時的に停止するホールド領域とを含むことで、フィードバック量の更新を一時的に停止せずに更新し続ける場合と比較して、電動ポンプである第2ポンプの回転数の過度の増加を抑制できるので、第2ポンプの吐出圧を安定させることができる。したがって、油圧作動部の動作を安定させることができるので、車両の燃費削減の効果をより確実に得ることができる。なお、本発明でいうフィードバック量の算出とは、油圧検出手段が検出した第1オイルの圧力値と第3オイルの圧力値の推定値とを比較してそれらの差によって両者が一致するように、あるいは一致するとみなせる値となるような値を算出することをいう。
また、この油圧制御装置(10)では、前記更新領域から前記ホールド領域への切り替えは、前記第2ポンプ(30)の前記目標回転数(NA)に対する前記第2ポンプ(30)の実回転数(NB)が所定の範囲(L1)外となったことに基づいて行われるようにしてもよい。またこの場合、前記ホールド領域から前記更新領域への切り替えは、前記第2ポンプ(30)の前記目標回転数(NA)に対する前記第2ポンプ(30)の前記実回転数(NB)が前記所定の範囲(L1)外から前記所定の範囲(L1)内となったことに基づいて行われるとよい。
この構成によれば、第2ポンプの目標回転数に対する第2ポンプの実回転数が所定の範囲外となったことで更新領域からホールド領域への切り替えを行うようにしたことで、目標回転数に対して実回転数が大きく離れた値となることを回避できるようになり、目標回転数に対して実回転数の精度を高めることが可能となる。
また、第2ポンプの目標回転数に対する第2ポンプの実回転数が所定の範囲内に戻ったことでホールド領域から更新領域への切り替えを行うようにしたことで、目標回転数に対して実回転数が近づいた場合にはフィードバック量の更新を再開することで、より早期に実回転数を最終的な目標回転数に移行させることが可能となる。
また、この油圧制御装置(10)では、前記制御部(28)は、前記第1オイルの圧力値(P1)と前記第3オイルの圧力値(P3)の推定値との差が所定値以下となってから所定時間が経過し、かつ、所定時間当たりの前記第1オイルの圧力値(P1)と前記第3オイルの圧力値(P3)の推定値との差が所定の範囲内となったことを条件として、前記フィードバック制御を終了して前記目標回転数(NA)を一定とする制御に移行するようにしてもよい。
フィードバック制御を継続した場合はフィードバック量を更新し続けるため、第2ポンプの目標回転数が上昇し続け、車両の燃費が悪化するおそれがある。そうするとフィードバック量を固定する場合に比べて燃費の悪化度が大きくなる。そのためここでは、上記の条件が成立した場合にフィードバック制御を終了して目標回転数を一定とする制御に移行するようにしている。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における対応する構成要素の図面参照番号を参考のために示すものである。
本発明の油圧制御装置によれば、第2ポンプの目標回転数の算出においてフィードバック制御による第2ポンプの回転数の過度の増加を抑制でき、第2ポンプの吐出圧を安定させることができる。
本発明の一実施形態に係る油圧制御装置の構成図である。 ライン圧調整バルブの構成図である。 (a)は、第1状態のオイルの流れを示す図、(b)は、第2状態のオイルの流れを示す図である。 ライン圧の推定値の算出手順を示すブロック図である。 第2ポンプの目標回転数の算出手順を示すブロック図である。 フィードバック制御を行う制御ユニット内の処理手順を示すブロック図である。 サーボ状態における各値の変化を説明するためのタイミングチャートである。 第2ポンプの目標回転数について説明するためのグラフである。 第2ポンプの目標回転数の算出手順を示すブロック図である。 第1回転数を算出するためのグラフである。 第2回転数を算出するためのグラフである。 第4回転数を算出するためのグラフである。 サーボ状態における第2ポンプの目標回転数の変化を示すタイミングチャートである。 初期モードでの第2ポンプの目標回転数を説明するためのタイミングチャートである。 フィードバックモードにおける各値の変化を示すタイミングチャートである。 出力圧とライン圧の推定値との一致判断について説明するためのグラフである。 初期モード、フィードバックモード、固定モードの各モードにおける各値の変化を示すタイミングチャートである。 初期モード、フィードバックモード、固定モードの移行条件を示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る油圧制御装置の構成図である。同図に示す油圧制御装置10は、例えば、無段変速機(CVT)である変速機12を搭載する車両14に適用される。
油圧制御装置10は、車両14のエンジン16によって駆動され且つリザーバ18に貯留されたオイル(作動油)を汲み上げて圧送する第1ポンプ(メカポンプ)20を有する。第1ポンプ20の出力側には、第1ポンプ20から圧送されるオイルを第1オイルとして流す油路22が接続されている。油路22の途中には、スプール弁であるライン圧調整バルブ(調圧バルブ)24が設けられている。
油路22において、ライン圧調整バルブ24の下流側には、出力圧センサ(P1センサ)26が配設されている。出力圧センサ26は、油路22を流れる第1オイルの圧力(第1ポンプ20の出力圧)P1を逐次検出し、検出した出力圧P1を示す検出信号を後述する制御ユニット28に逐次出力する油圧センサである。また、油路22の下流側には、第1ポンプ20よりも小容量の第2ポンプ30が接続されている。
第2ポンプ30は、車両14に備わるモータ32の回転によって駆動され、且つ、油路22を介して供給された第1オイルを第2オイルとして出力する電動ポンプである。この場合、第2ポンプ30は、供給された第1オイルを加圧し、加圧した第1オイルを第2オイルとして圧送可能である。モータ32は、ドライバ34の制御により回転する。ドライバ34は、制御ユニット28から供給される制御信号に基づいてモータ32の駆動を制御する一方で、モータ32の駆動状態(例えば、第2ポンプ30の回転数(回転速度)Nepに応じたモータ32の回転数(回転速度)Nem)を示す信号を制御ユニット28に逐次出力する。第2ポンプ30、モータ32及びドライバ34によって電動ポンプユニット36が構成される。
一方、エンジン16のクランク軸38には、ACG(交流発電機)40が連結されている。ACG40は、エンジン16の駆動に伴うクランク軸38の回転によって発電する。ACG40によって発電された交流電力は、整流器42で整流され、バッテリ44に充電される。バッテリ44には、該バッテリ44の電圧Vを検出する電圧センサ46と、バッテリ44から流れる電流Iを検出する電流センサ48とが配設されている。電圧センサ46は、バッテリ44の電圧Vを逐次検出し、検出した電圧Vを示す検出信号を制御ユニット28に逐次出力する。電流センサ48は、バッテリ44から流れる電流Iを逐次検出し、検出した電流Iを示す検出信号を制御ユニット28に逐次出力する。ドライバ34は、バッテリ44からの電力供給によって駆動する。
第2ポンプ30の出力側には油路50が接続されている。油路50は、下流側で2つの油路50a、50bに分岐している。一方の油路50aは、レギュレータバルブ52a及び油路54aを介して、変速機12のベルト式の無段変速機構56を構成するドリブンプーリ56aに接続されている。他方の油路50bは、レギュレータバルブ52b及び油路54bを介して、無段変速機構56を構成するドライブプーリ56bに接続されている。
2つの油路22、50の間には、バイパス弁58が第2ポンプ30と並列に接続されている。バイパス弁58は、第2ポンプ30を迂回するように設けられた逆止弁であり、上流側の油路22から下流側の油路50の方向へのオイル(第1オイル)の流通を許容する一方で、下流側の油路50から上流側の油路22の方向へのオイル(第2オイル)の流通を阻止する。
また、油路54aには、ドリブンプーリ56aに供給されるオイルの圧力(ドリブンプーリ56aの側圧であるプーリ圧)PDNを検出する油圧センサとしての側圧センサ62が配設されている。
油路50から分岐する油路50cの下流側には、CRバルブ64が接続されている。CRバルブ64は、上流側が油路50cに接続され、下流側が油路66を介して2つの制御バルブ68a、68b、CPCバルブ70及びLCCバルブ72に接続されている。CRバルブ64は、減圧弁であって、油路50cから供給されるオイル(第2オイル)を減圧し、減圧したオイルを油路66を介して、各制御バルブ68a、68b、CPCバルブ70及びLCCバルブ72に供給する。
各制御バルブ68a、68bは、ソレノイドを有するノーマルオープン型の電磁弁であり、制御ユニット28から制御信号(電流信号)が供給されてソレノイドが通電している間、弁閉状態となり、一方で、ソレノイドが通電していない状態では、弁開状態となる。
一方の制御バルブ68aは、ドリブンプーリ56a用のソレノイドバルブであり、弁開状態では、CRバルブ64から油路66を介して供給されたオイルを、油路74aを介してレギュレータバルブ52aに供給すると共に、油路76a(図2参照)を介してライン圧調整バルブ24に供給する。なお、図1では、便宜上、油路76aの図示を省略している。
また、他方の制御バルブ68bは、ドライブプーリ56b用のソレノイドバルブであり、弁開状態では、CRバルブ64から油路66を介して供給されたオイルを、油路74bを介してレギュレータバルブ52bに供給すると共に、油路76b(図2参照)を介してライン圧調整バルブ24に供給する。なお、油路76bについても、図1では、便宜上、図示を省略している。
従って、一方のレギュレータバルブ52aは、制御バルブ68aから油路74aを介して供給されるオイルの圧力をパイロット圧とし、油路50、50aを介して供給されるオイルのライン圧PHが所定圧以上であれば、弁開状態となり、油路54aを介してドリブンプーリ56aに該オイルを供給する。また、他方のレギュレータバルブ52bは、制御バルブ68bから油路74bを介して供給されるオイルの圧力をパイロット圧とし、油路50、50bを介して供給されるオイルのライン圧PHが所定圧以上であれば、弁開状態となり、油路54bを介してドライブプーリ56bに該オイルを供給する。
なお、制御バルブ68aは、油路74a、76aに出力されるオイルの圧力を調整可能である。また、制御バルブ68bは、油路74b、76bに出力されるオイルの圧力を調整可能である。
CPCバルブ70は、上流側が油路66に接続され、下流側が油路78を介してマニュアルバルブ80に接続されている。CPCバルブ70は、前進クラッチ82a及び後進ブレーキクラッチ82b用のソレノイドバルブである。この場合、制御ユニット28から制御信号が供給されてソレノイドが通電している間、CPCバルブ70は、弁開状態となり、油路66、78を連通させ、オイルをマニュアルバルブ80に供給する。
マニュアルバルブ80は、上流側が油路78に接続され、下流側が油路84aを介して前進クラッチ82aに接続されると共に、油路84bを介して後進ブレーキクラッチ82bに接続されている。マニュアルバルブ80は、スプール弁であって、車両14の運転席近傍に設けられたレンジセレクタ86を運転者が操作し、P(駐車)、R(後進)、N(ニュートラル)、D(前進、ドライブ)等のシフトレンジのいずれかを選択したときに、選択されたシフトレンジに応じて、図示しないスプールが軸方向に所定量移動する。これにより、マニュアルバルブ80は、油路78を介して供給されるオイルを、油路84aを介して前進クラッチ82aに供給することで車両14の前進方向への走行を可能にするか、又は、油路84bを介して後進ブレーキクラッチ82bに供給することで車両14の後進方向への走行を可能にする。油路84aの途中には、該油路84aに供給されるオイルの圧力(クラッチ圧)を検出するクラッチ圧センサ88が設けられている。
油路22からライン圧調整バルブ24を介して分岐する油路90には、該油路90を介して第1オイルが供給される低圧系の油圧作動部が接続される。油路90の下流側には、低圧系の油圧作動部としてTCレギュレータバルブ104、オイルウォーマ106が接続されており、また、潤滑対象として変速機12の潤滑系108が接続されている。TCレギュレータバルブ104は、油路110を介してLCCバルブ72に接続されると共に、下流側にロックアップクラッチ112を内蔵するトルクコンバータ114が接続されている。
LCCバルブ72は、ロックアップクラッチ112用のソレノイドバルブであり、制御ユニット28から制御信号が供給されてソレノイドが通電している間、弁開状態となり、油路66、110を連通させ、オイルをTCレギュレータバルブ104に供給する。TCレギュレータバルブ104は、スプール弁であって、LCCバルブ72から油路110を介して供給されるオイルの圧力に応じて、図示しないスプールが軸方向に作動することにより、油路90を介して供給される第3オイルを減圧し、減圧した第3オイルをトルクコンバータ114及びロックアップクラッチ112に供給する。
オイルウォーマ106は、油路90から供給される第3オイルを所定温度に暖め、暖めた第3オイルを無段変速機構56を構成するプーリシャフト56c、ベアリング56d及びベルト56eに供給する。また、潤滑系108は、変速機12を構成するベアリングやギヤ等の各種の潤滑対象である。
油圧制御装置10は、エンジン回転数センサ116、油温センサ118、車速センサ120、アクセルセンサ122及び制御ユニット28をさらに有する。エンジン回転数センサ116は、第1ポンプ20の回転数Nmpに応じたエンジン16のエンジン回転数Newを逐次検出し、検出したエンジン回転数New(回転数Nmp)を示す検出信号を制御ユニット28に逐次出力する。油温センサ118は、第1オイル又は第2オイルの温度(油温)Toを逐次検出し、検出した油温Toを示す検出信号を制御ユニット28に逐次出力する。車速センサ120は、車両14の車速Vsを逐次検出し、検出した車速Vsを示す検出信号を制御ユニット28に逐次出力する。アクセルセンサ122は、運転者が操作する図示しないアクセルペダルの開度を逐次検出し、検出した開度を示す検出信号を制御ユニット28に逐次出力する。
制御ユニット28は、変速機12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)、又は、エンジン16を制御するECU(エンジン・コントロール・ユニット)として機能するCPU等のマイクロコンピュータである。そして、制御ユニット28は、図示しない記憶部に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、油圧制御装置に対する各種の制御を実施する。
〔ライン圧調整バルブ24〕
図2は、ライン圧調整バルブ24の構成図である。ライン圧調整バルブ24は、第1スプール92a及び第2スプール92bを内蔵するスプール弁である。第1スプール92aは、比較的長尺の断面略I字状の弁体であって、ライン圧調整バルブ24の内部で、軸方向(図2の左右方向)に沿って配置されている。第2スプール92bは、第1スプール92aよりも短尺の断面略Y字状のスプールであって、ライン圧調整バルブ24の内部で、前記軸方向に沿って、第1スプール92aの右側に配置されている。この場合、第1スプール92aと第2スプール92bとの間には、第1弾性部材94aが介挿され、第1弾性部材94aは、第1スプール92aを図1の左方向に付勢する。また、第2スプール92bは、該第2スプール92bの右側に配置された第2弾性部材94bによって第1スプール92a側に付勢される。
ライン圧調整バルブ24は、第1~第7ポート96a~96gを有する。第1ポート96a及び第2ポート96bは、ライン圧調整バルブ24の外周面の中央部分に互いに対向するように設けられている。また、第1ポート96a及び第2ポート96bは、ライン圧調整バルブ24の内周面側に軸方向回りに形成された図示しない溝等により、第1スプール92aの位置に関わりなく連通し、油路22の一部を構成する。この場合、第1ポート96aは、ライン圧調整バルブ24における第1オイルの入口ポートであり、第2ポート96bは、第1オイルの出口ポートである。
そして、ライン圧調整バルブ24の外周面における第2ポート96bの位置を中心として、図2の左側には、第2ポート96bから離間するように、第3ポート96c及び第4ポート96dが順に設けられ、一方で、図2の右側には、第2ポート96bから離間するように、第5~第7ポート96e~96gが順に設けられている。
第3ポート96cは、第2ポート96bの左側に隣接して設けられており、油路90が接続されている。第4ポート96dは、ライン圧調整バルブ24の左端部に設けられ、油路98を介して、油路50に接続されている。第5ポート96eは、第2ポート96bの右側に隣接して設けられており、油路100を介して、油路50に接続されている。なお、図1では、便宜上、各油路98、100の図示を省略している。第6ポート96fは、第5ポート96eの右側に設けられており、油路76bに接続されている。第7ポート96gは、ライン圧調整バルブ24の右端部に設けられ、油路76aに接続されている。
従って、第4ポート96d及び第5ポート96eには、それぞれ、油路50を流れるライン圧PHのオイル(第1オイル又は第2オイル)が、油路98、100を介して供給される。また、第6ポート96fには、制御バルブ68bから油路76bを介してオイルが供給される。さらに、第7ポート96gには、制御バルブ68aから油路76aを介してオイルが供給される。
第1スプール92aの外周面において、第1ポート96a及び第2ポート96bに対向する部分に溝を軸方向回りに形成することにより、第1ポート96aに対向する部分が凹部102aとして形成されると共に、第2ポート96bに対向する部分が凹部102bとして形成される。また、第1スプール92aの外周面において、第3ポート96cに対向する部分に溝を軸方向回りに形成することにより、凹部102aに隣接する凹部102cと、凹部102bに隣接する凹部102dとが形成される。
そして、ライン圧調整バルブ24では、第4ポート96dに供給されるオイルの圧力(ライン圧PH、出力圧P1)は、第6ポート96f及び第7ポート96gに供給されるオイルの圧力よりも高いが、バルブのオイル接触面積が異なるため、釣り合っており、その釣り合い点よりも高いオイルの圧力が第4ポート96dに供給されると、第1スプール92aは、ライン圧PHにより、第1弾性部材94aの弾性力や、第6ポート96fに供給されるオイルの圧力に抗して、図2の右方向に移動する。これにより、凹部102cと第1ポート96aとが連通し、第1ポート96a、凹部102c、102d、第3ポート96cを介して、油路90に第1オイルを流すことが可能となる。なお、ライン圧調整バルブ24において、油路90を流れる第1オイルの圧力は、油路22を介して第2ポンプ30及びバイパス弁58に流れる第1オイルの出力圧P1よりも低い場合がある。そのため、以下の説明では、油路90を流れる第1オイルを第3オイルと呼称する場合がある。
次に、以上のように構成される本実施形態に係る油圧制御装置10の動作について説明する。ここでは、主として、後述する第1ポンプ30の出力圧P1又はライン圧PH(推定値)を用いて、制御ユニット28がモータ32に対するフィードバック制御を行うことにより、第2ポンプ30を駆動制御する場合について説明する。
<油圧制御装置10の基本的な動作>
上記のフィードバック制御の動作説明に先立ち、油圧制御装置10の基本的な動作について説明する。この基本的な動作では、主として、リザーバ18から第1ポンプ20等を介して無段変速機構56にオイルを供給する油圧系統の動作について説明する。
先ず、エンジン16の駆動に起因して第1ポンプ20が駆動を開始すると、第1ポンプ20は、リザーバ18のオイルを汲み上げ、汲み上げたオイルを第1オイルとして圧送を開始する。これにより、第1オイルは、第1ポート96a及び第2ポート96bを介して油路22を流れる。出力圧センサ26は、油路22を流れる第1オイルの圧力(出力圧)P1を逐次検出し、検出結果を示す信号を制御ユニット28に出力する。また、エンジン回転数センサ116は、エンジン回転数Newを逐次検出し、検出結果を示す信号を制御ユニット28に逐次出力する。
この場合、モータ32は駆動していないため、油路22を流れる第1オイルは、図3(a)で模式的に図示するように、太線のラインに沿って、バイパス弁58を介して油路50に流れる。これにより、第1オイルは、油路50、98を介して第4ポート96dに供給され、且つ、油路50、100を介して第5ポート96eに供給されると共に、油路50、50cを介してCRバルブ64に供給される。CRバルブ64は、供給された第1オイルを減圧し、減圧した第1オイルを油路66を介して制御バルブ68a、68bにそれぞれ供給する。
ここで、制御ユニット28から制御バルブ68a、68bのソレノイドに予め制御信号(電流値IDN、IDR)が供給され、制御バルブ68a、68bは、弁閉状態にある。そこで、各ソレノイドへの制御信号の供給を停止すると、制御バルブ68a、68bは、弁閉状態から弁開状態に切り替わる。これにより、制御バルブ68aは、油路74aを介してレギュレータバルブ52aにオイルを供給すると共に、油路76aを介して第7ポート96gにオイルを供給する。また、制御バルブ68bは、油路74bを介してレギュレータバルブ52bにオイルを供給すると共に、油路76bを介して第6ポート96fにオイルを供給する。
レギュレータバルブ52aは、油路74aを介して供給されたオイルの圧力をパイロット圧とし、第1オイルの圧力が所定圧以上であれば、連通状態となり、該第1オイルを油路54aを介してドリブンプーリ56aに供給する。側圧センサ62は、ドリブンプーリ56aに供給される第1オイルの圧力(側圧でもあるプーリ圧PDN)を逐次検出し、検出結果を示す信号を制御ユニット28に逐次出力する。
一方、レギュレータバルブ52bは、油路74bを介して供給されたオイルの圧力をパイロット圧とし、第1オイルの圧力(ライン圧PH)が所定圧以上であれば、連通状態となり、該第1オイルを油路54bを介してドライブプーリ56bに供給する。
なお、ライン圧調整バルブ24では、第4ポート96dに第1オイルが供給され、制御バルブ68bから第6ポート96fにオイルが供給されると共に、制御バルブ68aから第7ポート96gにオイルが供給されている。この場合、第1オイルの圧力(ライン圧PH、出力圧P1)は、各制御バルブ68a、68bからのオイルの圧力よりも高いので、第1スプール92aは、ライン圧PHにより、第1弾性部材94aの弾発力や該オイルの圧力に抗して、図2の右方向に移動する。これにより、凹部102cと第1ポート96aとが連通し、第1ポート96a、凹部102c、102d、第3ポート96c及び油路90を介して、第1オイルを第3オイルとして潤滑系108等の低圧系に供給することが可能となる。
このように、第1ポンプ20が駆動している状態において、制御ユニット28からドライバ34に制御信号を供給すると、該ドライバ34は、制御信号に基づいてモータ32を駆動させ、第2ポンプ30を駆動させる。これにより、第2ポンプ30は、油路22を流れる第1オイルを第2オイルとして出力する。
そして、第2オイルが油路50を流れ、第2オイルの流量(第2ポンプ30の吐出流量)が第1オイルの流量(第1ポンプ20の吐出流量)を上回ると、バイパス弁58では、油路50側のオイルの圧力(ライン圧PH)が油路22側のオイルの圧力(出力圧P1)よりも高くなる。これにより、バイパス弁58は弁閉状態となり、図3(a)に示す第1ポンプ20からバイパス弁58及び油路50を介した無段変速機構56等への第1オイルの供給が、図3(b)で太線に示すように、第2ポンプ30から油路50を介した無段変速機構56等への第2オイルの供給に切り替わる。この結果、第1オイルの油路50への流通が阻止されると共に、無段変速機構56等に対する第2ポンプ30による第2オイルの圧送が行われる。第2オイルは、油路50、98を介して第4ポート96dに供給され、油路50、100を介して第5ポート96eに供給されると共に、CRバルブ64に供給される。なお、ドライバ34は、モータ32のモータ回転数Nem(第2ポンプ30の回転数Nep)を示す信号を制御ユニット28に逐次出力する。
CRバルブ64は、供給された第2オイルを減圧し、減圧した第2オイルを油路66を介して制御バルブ68a、68bにそれぞれ供給する。制御バルブ68aは、弁開状態であるため、油路74aを介してレギュレータバルブ52aにオイルを供給すると共に、油路76aを介して第7ポート96gにオイルを供給する。また、制御バルブ68bも、弁開状態であるため、油路74bを介してレギュレータバルブ52bにオイルを供給すると共に、油路76bを介して第6ポート96fにオイルを供給する。
この結果、レギュレータバルブ52aは、油路74aを介して供給されたオイルの圧力をパイロット圧として、第2オイルをドリブンプーリ56aに供給する。側圧センサ62は、ドリブンプーリ56aに供給される第2オイルの圧力(側圧PDN)を逐次検出して制御ユニット28に出力する。一方、レギュレータバルブ52bは、油路74bを介して供給されたオイルの圧力をパイロット圧とし、第2オイルをドライブプーリ56bに供給する。
このように、加圧された第2オイルがドリブンプーリ56a及びドライブプーリ56bに供給されるので、第1オイルの圧力(出力圧)P1を低下させて、第1ポンプ20の負荷を軽減させることができる。この場合、ライン圧調整バルブ24の第4ポート96dに供給される第2オイルの圧力(ライン圧PH)をパイロット圧として、第1スプール92aが図2の右方向に移動し、第1ポート96aと凹部102cとの開度(開口面積)が大きくなることによって、出力圧P1を低下させることができる。
また、ライン圧調整バルブ24では、第6ポート96f及び第7ポート96gにオイルがそれぞれ供給されている。この場合、ライン圧PHが該オイルの圧力よりも高いので、第1スプール92aは、第1弾性部材94aの弾性力やオイルの圧力に抗して、図2の右方向にさらに移動する。これにより、凹部102bと第5ポート96eとが連通すると、油路22と油路100とが連通する。この結果、油路100に供給される第2オイルの圧力(ライン圧PH)の上昇が抑えられ、該ライン圧PHを所定圧に維持することが可能となる。
ここで、第2ポンプ30を作動して当該第2ポンプ30から第2オイルを供給する状態について詳細に説明する。なお、以下では、第2ポンプ30を作動して当該第2ポンプ30から第2オイルを供給する状態を「サーボ状態」という。
ここではまず、サーボ状態における各値の変化を説明するにあたって、サーボ状態における第2ポンプ30の目標回転数NAの算出について説明する。第2ポンプ30の目標回転数NAの算出においては、まず、制御ユニット28でライン圧PHの推定値が算出されると共に、第3オイルの圧力(以下、「低油圧」という。)P3の推定値が算出される。
<ライン圧PHの推定>
図4は、ライン圧PHの推定値の算出手順を示すブロック図である。制御ユニット28は、制御バルブ68aのソレノイドに供給する制御信号である電流値IDNと、制御バルブ68bのソレノイドに供給する制御信号である電流値IDRとを用い、予め記憶されている各種のマップを参照して、ライン圧PHの推定値を算出する。
制御ユニット28は、側圧(プーリ圧)PDN等を指令値として、該指令値に応じたライン圧PH(推定ライン圧PH)を推定する。
ドリブンプーリ56aの側圧PDNは、油路50から油路50a、レギュレータバルブ52a及び油路54aを介してドリブンプーリ56aに供給されるオイルの圧力である。側圧PDNは、制御バルブ68aから油路74aを介してレギュレータバルブ52aに供給されるオイルの圧力(パイロット圧)に応じて調整可能である。一方、ドライブプーリ56bの側圧PDRは、油路50から油路50b、レギュレータバルブ52b及び油路54bを介してドライブプーリ56bに供給されるオイルの圧力である。側圧PDRは、制御バルブ68bから油路74bを介してレギュレータバルブ52bに供給されるオイルの圧力(パイロット圧)に応じて調整可能である。
そこで、制御ユニット28は、予め記憶されている3Dマップを参照し、制御バルブ68aのソレノイドに供給される制御信号(電流値IDN)に応じた側圧PDNの推定値(指令値としての推定側圧PDNe)を求める。また、制御ユニット28は、予め記憶されている他の3Dマップを参照し、制御バルブ68bのソレノイドに供給される制御信号(電流値IDR)に応じた側圧PDRの推定値(指令値としての推定側圧PDRe)を求める。
各3Dマップは、第1オイル又は第2オイルの油温To毎に作成された電流値IDN、IDRと推定側圧PDNe、PDReとの関係を示す3次元マップである。従って、制御ユニット28は、現在の油温To及び電流値IDN、IDRに応じた推定側圧PDNe、PDReを、3Dマップから特定する。
次に、制御ユニット28は、特定した2つの推定側圧PDNe、PDReのうち、高い油圧値を目標側圧PDmとして決定する。次に、制御ユニット28は、予め記憶されている1Dマップを参照し、目標側圧PDmに応じたライン圧PHの目標値PHtを特定する。1Dマップは、目標側圧PDmとライン圧PHとの関係を示す1次元マップである。
最後に、制御ユニット28は、目標値PHtに所定量のマージンを加えた値をライン圧PHの推定値(推定ライン圧PH)として決定する。
<低油圧P3の推定>
制御ユニット28は、予め記憶されている変速機12の油圧系統の各構成要素に応じた複数のマップを参照することにより、油路90を介して、TCレギュレータバルブ104、オイルウォーマ106及び潤滑系108に供給される第3オイルの圧力(低油圧)P3を推定する。
変速機12の油圧系統を構成する各構成要素の特性がマップとして予め記憶されている。そこで、制御ユニット28は、予め記憶されている各構成要素の特性のマップを用いて、低油圧P3(推定値P3e)を推定する。
具体的に、制御ユニット28は、ライン圧PHの推定値と、CPCバルブ70に供給する制御信号の電流値ICPCとを用いて、CRバルブ64を通過するオイルの圧力PCRを推定する。この場合、制御ユニット28は、温度毎に圧力PCRを求め、求めた圧力PCRの特性をマップとして設定する。
次に、制御ユニット28は、圧力PCRのマップと、LCCバルブ72のソレノイドに供給する制御信号の電流値ILCCとを用いて、TCレギュレータバルブ104を通過するオイルの圧力PLCCを推定する。圧力PLCCは、ロックアップクラッチ112に供給されるオイルの圧力でもある。この場合、制御ユニット28は、温度毎に圧力PLCCを求め、求めた圧力PLCCの特性をマップとして設定する。
次に、制御ユニット28は、電流値IDN、IDR及び側圧PDN、PDRのマップから、油路50、50a、50bを介してドリブンプーリ56a及びドライブプーリ56bに至る油圧経路のリーク量を求める。また、制御ユニット28は、電流値ILCCのマップからLCCバルブ72のリーク量を求めると共に、電流値ICPCのマップからCRバルブ64のリーク量及びCPCバルブ70のリーク量を求める。
さらに、制御ユニット28は、ドリブンプーリ56a及びドライブプーリ56bのプーリ室の面積と、ドリブンプーリ56a及びドライブプーリ56bの回転数とから、変速動作中の無段変速機構56に供給すべき第2オイルの流量(ドリブンプーリ56a及びドライブプーリ56bの変速流量)を算出する。
そして、制御ユニット28は、ドリブンプーリ56a及びドライブプーリ56bに至る油圧経路のリーク量と、LCCバルブ72のリーク量と、CPCバルブ70のリーク量と、CRバルブ64のリーク量と、変速流量と、ドリブンプーリ56a及びドライブプーリ56bのリーク量とを加算して、第2ポンプ30からドリブンプーリ56a及びドライブプーリ56bに至る高圧の油圧系統に供給すべきオイルの流量QPHを算出する。
次に、制御ユニット28は、第1ポンプ20からの第1オイルの吐出流量から、流量QPHを減算することにより、油路90を介して低圧系に供給される第3オイルの流量Q3を算出する。
次に、制御ユニット28は、TCレギュレータバルブ104を通過するオイルの圧力PLCCと、第3オイルの流量Q3とに基づいて、第1オイル又は第2オイルの油温Toに応じた低油圧P3の推定値を算出する。
図5は、第2ポンプ30の目標回転数NAの算出手順を示すブロック図である。第2ポンプ30の目標回転数の算出では、図5に示すように、ライン圧PHの推定値151と油温センサ118で検出した油温152とを用いて、必要流量算出部153で油圧作動部である無段変速機構56に必要なオイルの流量(必要流量)154を算出する。また、ライン圧PHの推定値155と低油圧P3の推定値156とを用いて、差圧算出部157でそれらの差圧ΔP(=ライン圧PH-低油圧P3)の推定値158を求める。また、出力圧センサ26で検出した出力圧P1の検出値159と低油圧P3の推定値160とを用いて、F/B量算出部162でフィードバック量163を算出する。そして、加算部164で差圧ΔPの算出値158にフィードバック量163を加算することでそれらの加算値165を算出し、この加算値165と必要流量154とを用いて、回転数算出部166で第2ポンプ30の目標回転数NAを算出する。
F/B量算出部162でのフィードバック量の算出について詳細に説明する。図6は、出力圧センサ26が検出した出力圧P1を用いて、差圧ΔPに対するフィードバック制御を行う制御ユニット28内の処理を図示した説明図である。すなわち、図6は、第2ポンプ30の回転数の上昇に伴う出力圧P1の変化量を制御ユニット28にフィードバックさせることにより、低油圧P3の推定値を目標値として、出力圧P1をフィードバック制御する制御手法である。
制御ユニット28は、ライン圧PHの推定値が推定されると共に、低油圧P3の推定値が推定される場合に、ライン圧PHの推定値から低油圧P3の推定値を減算して差圧ΔPの指令値ΔPi(=PHe-P3e)を生成する。また、制御ユニット28は、ライン圧PHの推定値から、出力圧センサ26が検出した出力圧P1を減算することにより、差圧ΔPの推定値ΔPe(=PHe-P1)を算出する。
次に、制御ユニット28は、指令値ΔPiから推定値ΔPeを減算することにより偏差Δe(=ΔPi-ΔPe)を求める。求めた偏差Δeは、比例積分要素(PI制御)に通され、指令値ΔPiと加算される。つまり、制御ユニット28は、偏差Δeを指令値ΔPiに対するフィードバック量としてフィードバック制御を行う。
この場合、Δe=ΔPi-ΔPe=(PHe-P3e)-(PHe-P1)=P1-P3eである。従って、制御ユニット28は、出力圧P1が低油圧P3の推定値となるように、指令値ΔPiに対するフィードバック制御を行う。次に、制御ユニット28は、第1オイル又は第2オイルの油温Toも考慮して、フィードバック制御後の指令値ΔPiを調整する。その後、必要流量Qと、調整後の指令値ΔPiとを用いて、第2ポンプ30に対する回転数の指令値を算出する。
図7は、サーボ状態における各値の変化を説明するためのタイミングチャートである。このタイミングチャートでは、出力圧P1、ライン圧PH(推定値)、低油圧P3(推定値)、第2ポンプ30の作動状態(作動/停止)及び作動モード(初期モード、フィードバックモード、固定モード)、第2ポンプ30の目標回転数NA及び実回転数NBの経過時間tに対する変化を示している。
図7のタイミングチャートにおいて、時点t11以前は第2ポンプ30が停止している。この状態では、第1ポンプ20からバイパス弁58及び油路50を介して、無段変速機構56に第1オイルが供給される(図3(a)参照)。そのため、油路50を流れる第1オイルの圧力である出力圧P1はライン圧PHと等しい(出力圧P1=ライン圧PH)。また、低油圧P3は、ライン圧PH及び出力圧P1よりも低い(ライン圧PH>低油圧P3、出力圧P1>低油圧P3)。
そして、時点t11において第2ポンプ30が作動すると、その後、第2ポンプ30から油路50を介した無段変速機構56への第2オイルの供給(図3(b)参照)に切り替わる。従って、図3(b)に示す状態となった後は、第2オイルの圧力がライン圧PHとなる。
ここで、油圧制御装置10の制御ユニット28は、経過時間tに対して、第2ポンプ30の実回転数NB(第2ポンプ30のトルク)が上昇するように、ドライバ34を介してモータ32を制御する。それにより、第2ポンプ30の実回転数NBの上昇に伴って、第2ポンプ30から吐出される第2オイルの流量が徐々に増加する。この結果、時点t11以降、経過時間tに伴って出力圧P1を徐々に低下させることができる。
そして、第2ポンプ30の作動状態(サーボ状態)では、初期モード(INIモード)、フィードバックモード(F/Bモード)、固定モード(FIXモード)の各モードを順に経ることで第2ポンプ30の運転が行われる。初期モードでは、時点t11に第2ポンプ30の目標回転数NAが上昇し、それに伴い実回転数NBが目標回転数NAに追従して次第に上昇する。なお、この初期モードでは、第2ポンプ30の目標回転数NAは、油圧作動部での消費に必要な流量のみを吐出可能な回転数(図5の必要流量154のみに対応する目標回転数)であるため、初期モードの間は出力圧P1の低下は生じない。第2ポンプ30の実回転数NBが目標回転数NAに一致したと判断したら初期モードを終了する。
初期モードに続くフィードバックモードでは、第2ポンプ30の実回転数NBが次第に上昇することで出力圧P1が低油圧P3に向けて低下してゆく。それと共に、第2ポンプ30の回転数のフィードバック制御が行われる。すなわち、制御ユニット28は、出力圧センサ26が検出した出力圧P1と、ライン圧PHの推定値と、低油圧P3の推定値とを用いて、第2ポンプ30の回転数のフィードバック制御を行う。このフィードバックモードでは、第2ポンプ30の実回転数NBの上昇に伴う出力圧P1の変化量を制御ユニット28にフィードバックさせることにより、低油圧P3を目標値として出力圧P1をフィードバック制御する。
この結果、例えば、各圧力の規定値と実際の圧力値との誤差や、第2ポンプ30の吐出性能のバラツキに起因して、オープン制御の目標回転数(図5に示す差圧ΔP(=ライン圧PH-低油圧P3)の算出値158に対応する目標回転数)を用いて出力圧P1を低油圧P3にまで低下させることができなくても、時点t12以降のフィードバックモードにおいて、フィードバック量(図5のF/B量163)を加えた目標回転数を用いることで、出力圧P1を低油圧P3にまで低下させることができる。
時点t13にフィードバックモードが終了すると、その時点で出力圧P1が低油圧P3にまで低下し(P1≒P3)、その後、出力圧P1は、低油圧P3に維持される(固定モード)。すなわち、固定モードでは、第2ポンプ30の回転数が略一定に保持されることでP1≒P3の状態が維持される。その後、時点t14に第2ポンプ30の運転が停止すると、第2ポンプ30の目標回転数NAが停止回転数(≒0)となり、実回転数NBもそれに追従して低下して次第に停止回転数となる。それにより、時点t14以降、出力圧P1がライン圧PHに向けて次第に上昇してゆく。上記のような第2ポンプ30の作動により、出力圧P1が低下した状態では、第1ポンプ20の仕事量が削減され、車両14の燃費の向上が見込める。
ここで、サーボ状態における第2ポンプ30の目標回転数について詳細に説明する。サーボ状態では、先の図5に示すように、第2ポンプ30の目標回転数NAを算出し、当該目標回転数NAに基づいて第2ポンプ30を作動する。この際、出力圧P1を低油圧P3の推定値に一致させるように第2ポンプ30の目標回転数NAを設定している。図8は、第2ポンプ30の目標回転数NAについて説明するためのグラフで、横軸に第2ポンプ30の回転数、縦軸に圧力を取っている。同図のグラフに示すように、第2状態における第2ポンプ30の最終的な目標回転数NAは、無段変速機構56での消費流量(リーク流量を含む必要流量と変速流量の合計)のオイルを吐出するために必要な回転数である第1回転数N1と、出力圧P1をライン圧PHの推定値から低油圧P3の推定値まで低下させるために必要な回転数である第2回転数N2と、第2回転数N2で低下した出力圧P1と低油圧P3の推定値との差分(エラー量)を補正するフィードバック補正を行う際のフィードバック(F/B)量に相当する回転数である第3回転数N3と、固定モードで出力圧P1を低油圧P3の推定値に確実に一致させるために加算する固定モード加算項としての回転数である第4回転数N4との合計の値となる。すなわち、第2ポンプ30の最終的な目標回転数NA=第1回転数N1+第2回転数N2+第3回転数N3+第4回転数N4、となる。なおここで、第2回転数N2で低下した出力圧P1と低油圧P3の推定値との差分(エラー量)が生じるのは、ライン圧PHの推定値に誤差(推定値のずれ)が有る場合があり、その誤差のために、ライン圧PHの推定値を用いて算出した第2回転数N2に基づいて出力圧P1を低下させても低油圧P3の推定値には完全に一致せず、出力圧P1と低油圧P3の推定値とに差分が生じるためである。したがって、この差分をフィードバック(F/B)量である第3回転数N3で補正するようにしている。以下、これら第1乃至第4回転数N1~N4の算出方法について説明する。
図9は、第2ポンプ30の目標回転数NAの算出手順を示すブロック図である。同図に示すように、第2ポンプ30の目標回転数NAの算出では、まず、ライン圧PHのオイルが流通する油路50の推定リーク流量201と無段変速機構56の変速流量202とを加算部203で加算することで無段変速機構56の消費流量204を算出し、当該消費流量204と油温205に基づいて、第1回転数算出部206で、無段変速機構56の消費流量(必要流量と変速流量の合計)のオイルを供給するために必要な回転数である第1回転数N1を算出する。
図10は、第1回転数N1を算出するためのグラフである。同図のグラフでは、横軸に必要流量を取り、縦軸に第2ポンプ30の回転数を取っている。同図に示すように、第1回転数N1は、油温ごとに作成された必要流量と回転数との関係を示すマップを用いて、当該マップ上の値を検索することで算出される。ここでは、油温ごとに必要流量と回転数は比例関係にある。したがって、必要流量と油温から第1回転数N1が決まる。
図9に戻り、続けて、ライン圧PHの推定値207から低油圧P3の推定値208を減算部209で減算した値に加算部210でフィードバック補正項211を加算する。その値と油温212とに基づいて、第2、第3回転数算出部213で、出力圧P1を低油圧P3の推定値まで低下させるために必要な第2ポンプ30の回転数である第2回転数N2と第3回転数N3の合計値を算出する。
図11は、出力圧P1を低油圧P3の推定値まで低下させるために必要な第2ポンプ30の回転数(第2回転数N2)を算出するためのグラフである。同図のグラフでは、横軸に差圧ΔP=出力圧P1-低油圧P3(推定値)を取り、縦軸に第2ポンプ30の回転数を取っている。第2回転数N2の算出においては、油温ごとに作成されたΔP=出力圧P1-低油圧P3(推定値)と回転数との関係を示すマップを用いて、当該マップ上の値を検索することで算出される。同図のグラフに示すように、第2ポンプ30が無段変速機構56の消費流量(必要流量)を供給している状態において、油温ごとに第2ポンプ30の差圧と流量は比例関係にある。したがって、ΔP=出力圧P1-低油圧P3(推定値)と油温とから必要回転数である第2回転数N2が決まる。また、フィードバック量である第3回転数N3は、先の図6に示す手順で算出される回転数である。
また、固定モードにおいて、第2ポンプ30の回転数として、出力圧P1が低油圧P3の推定値と等しくなるような最小回転数を維持していても、その状態から無段変速機構56のレシオが変化することにより、出力圧P1が低油圧P3の推定値と一致しない値となる可能性がある。そのため、固定モードでは、出力圧P1を低油圧P3の推定値に対してより精度良く一致させるための制御として、第2ポンプ30の目標回転数に固定モード用の加算回転数(第4回転数N4)を加算するようにしている。
図12は、固定モード用の加算回転数(第4回転数N4)を算出するためのグラフで、横軸に無段変速機構56のレシオ(変速比)を取り、縦軸に加算回転数(第4回転数N4)を取っている。同図のグラフに示すように、固定モード用の加算回転数は、油温別の無段変速機構56のレシオ(変速比)と加算回転数との関係を定めたマップに基づいて算出される。ここで、パラメータとして無段変速機構56のレシオ(変速比)が必要な理由は、同じレシオの変化率でも変速流量が異なるためであり、油温が必要な理由は、油温によって第2ポンプ30の吐出性能が異なるためである。
再び図9に戻り、第1回転数算出部206で算出した第1回転数N1と、第2、第3回転数算出部213で算出した第2回転数N2と第3回転数N3との合計と、固定モード用の加算回転数である第4回転数N4とを加算部214で加算することで、第2ポンプ30の目標回転数NAのベース値215を算出し、当該ベース値215に変化量制限部216で変化量制限を加味することで、第2ポンプ30の最終的な目標回転数NAを算出する。なお、変化量制限部216で加味する変化量制限とは、通常は、第2ポンプ30の目標回転数NAに対する実回転数NBを、アンダーシュート及びオーバーシュート(下方値及び上方値へのずれ)を防止できる変化量で目標回転数NBに収束させるようにしているが、目標回転数NAと実回転数NBとの偏差が大きいときは、当該変化量に対してより大きな変化量を設定することで、より短時間で実回転数NBを目標回転数NAに収束させるようにしているものである。
図13は、サーボ状態における第2ポンプ30の目標回転数の変化を示すタイミングチャートである。このタイミングチャートでは、出力圧P1、第2ポンプ30の目標回転数NA、制御モード(初期モード、F/Bモード、固定モード)の変化、第2ポンプ30の作動/停止状態それぞれの経過時間tに対する変化を示している。同図のタイミングチャートに示すように、初期モードにおいて第2ポンプ30が作動する時点t21以降、第2ポンプ30の目標回転数NA=第1回転数N1となる。その後、時点t22に初期モードモードからフィードバックモードに移行すると、それ以降、第2ポンプ30の目標回転数NAに第2回転数N2と第3回転数N3が加算されて、目標回転数NA=第1回転数N1+第2回転数N2+第3回転数N3となる。そして、時点t23にフィードバックモードから固定モードに移行すると、それ以降、第2ポンプ30の目標回転数NAに更に第4回転数N4が加算されて、目標回転数NA=第1回転数N1+第2回転数N2+第3回転数N3+第4回転数N4となる。
このように、本実施形態の油圧制御装置では、初期モードにおける第2ポンプ30の目標回転数を第1回転数N1のみとしているが、この理由について説明する。図14(a)は、初期モードでの第2ポンプ30の目標回転数を第1回転数N1+第2回転数N2とした場合、同図(b)は、初期モードでの目標回転数を第1回転数N1のみとした場合の各値の変化を示すタイミングチャートである。同図のタイミングチャートでは、制御モード(初期モード、F/Bモード、固定モード)の変化、第2ポンプ30の目標回転数NA及び実回転数NB、ライン圧PH(推定値)、出力圧P1、低油圧P3(推定値)それぞれの経過時間tに対する変化を示している。本実施形態の油圧制御装置では、同図(b)に示すように、初期モードにおける第2ポンプ30の目標回転数NAを第1回転数N1のみとし、初期モードに続くフィードバックモードでの目標回転数NAを第1回転数N1+第2回転数N2+第3回転数N3としており、また、初期モードからフィードバックモードへの移行条件として、後述するように出力圧P1がライン圧PHの推定値に一致したとの判断を条件としている。これに対して、同図(a)に示すように、仮に初期モードでの目標回転数NAを第1回転数N1+第2回転数N2とすると、初期モードでの第2回転数N2の加算によって初期モードの間に(フィードバックモードに移行する前に)出力圧P1が低下を開始して低油圧P3に近い値となる。これにより、フィードバックモードに移行した直後にフィードバックモードの終了判断がされて固定モードに移行することで、フィードバック加算量である第3回転数N3が加算される前に固定モード加算項である第4回転数N4が加算されてしまうという現象が発生する。これにより、初期モードからフィードバックモードへの移行を安定的に判断できないため、結果的に実際にフィードバックモードが終了するまでに要する時間が長くなってしまい、第2ポンプ30の実回転数NBが目標回転数NAに達するまでにかかる時間が長くなるという問題がある。
これに対して、図14(b)に示すように、初期モードでの目標回転数NAを第1回転数N1のみとし、初期モードに続くフィードバックモードでの目標回転数NAを第1回転数N1+第2回転数N2+第3回転数N3とすれば、初期モードの間は出力圧P1が低下せずライン圧PHと一致した状態が維持される。これにより、フィードバックモードに移行した直後にフィードバックモードの終了判断がされるおそれが無くなるので、初期モードからフィードバックモードへの移行を安定的に判断できるようになり、実際にフィードバックモードが終了するまでに要する時間を短く抑えることができるようになる。したがって、第2ポンプ30の実回転数NBが目標回転数NAに達するまでにかかる時間を短くすることができる。
ここで、フィードバックモードにおける制御の詳細について説明する。図15は、フィードバックモードにおける各値の変化を示すタイミングチャートである。同図のタイミングチャートでは、制御モード(初期モード、F/Bモード、固定モード)の変化、フィードバック量(第2ポンプ30の目標回転数NAのフィードバック量)、第2ポンプ30の目標回転数NA及び実回転数NB、目標回転数NAと実回転数NBの差の値DN、出力圧P1(センサ値)、ラインPH(推定値)、低油圧P3(推定値)それぞれの経過時間tに対する変化を示している。
ここでは、時点t31以前の初期モードにおいて、後述するフィードバックモード移行条件が成立することによって、第2ポンプ30の作動状態が初期モードからフィードバックモードに移行する。時点t31より前には、第2ポンプ30の目標回転数NAは、NA=第1回転数N1である。そして、時点t31に第2ポンプ30の作動状態がフィードバックモードとなることで、それ以降、第2ポンプ30の目標回転数NAに、第2回転数N2と第3回転数N3とが加算される。そして、時点t31~時点t34までのフィードバックモードのうち、時点t31~時点t32までの間はフィードバック量が更新される時間領域(更新領域)であり、当該更新領域ではフィードバック量の更新が行われることで目標回転数NAが徐々に増加してゆく。そして、時点t32において実回転数NBが目標回転数NAに対して所定の範囲L1を超える(範囲外となる)ことで、フィードバック量の更新が停止され、それ以降、時点t33までフィードバック量の更新が一時的に停止されるホールド領域となる。ホールド領域では、フィードバック量の更新が停止されるため、目標回転数NAは一定となる。なお、第2ポンプ30用のドライバ34内部のフィードバック制御で目標回転数(指示回転数)NAに対して実回転数NBをフィードバックさせるため、ホールド領域でも第2ポンプ30の実回転数NBは目標回転数NAに対して追従する。
その後、時点t33に実回転数NBが目標回転数NAに対して所定の範囲L1内となることで、再びホールド領域から更新領域に移行して、フィードバック量の更新が再開される。ここでは、目標回転数NAに対して高回転側及び低回転側に所定の値の幅を有する範囲L1を設定し、実回転数NBがその範囲内にあるか否かで更新領域とホールド領域の切り替えを行っている。あるいは、図15に示す目標回転数NAと実回転数NBの差の値DNの変化に示すように、当該差の値DNが所定の範囲L2内にあるか否かで判断しても同様である。
その後、時点t34において後述する固定モード移行条件が成立することで第2ポンプ30の作動状態がフィードバックモードから固定モードに移行する。したがって、時点t34以降、固定モードにおいて第2ポンプ30の目標回転数NA及びフィードバック量が固定(一定)となる。なお、固定モードでは、第2ポンプ30の目標回転数NAは、NA=第1回転数N1+第2回転数N2+第3回転数N3+第4回転数N4となる。
このように、フィードバックモードでは、フィードバック制御を行う時間の領域として、目標回転数NAのフィードバック量を更新する更新領域と、目標回転数NAのフィードバック量の更新を一時的に停止するホールド領域とを含む。また、フィードバック量を更新する更新領域からフィードバック量の更新を一時的に停止するホールド領域への切り替えは、第2ポンプ30の目標回転数NAに対して第2ポンプ30の実回転数NBが所定の範囲L1外となったことに基づいて行われる。
ここで、初期モードからフィードバックモードへ移行するフィードバックモード移行条件について説明する。フィードバックモード移行条件は、初期モードにおいて出力圧P1がライン圧PHの推定値に一致していると判断することを条件としている。この理由は下記である。すなわち、第2ポンプ30の停止状態から初期モードに移行した際、第2ポンプ30の制御の起動モードになるため、図15の符号Yに示すように、第2ポンプ30の実回転数NBが目標回転数NAに対して上方値側へ大きくずれるオーバーシュートが発生する。これにより、製品固体のバラつきなどによっては、バイパス弁58が閉じてライン圧PHと出力圧P1とに差圧が発生する可能性がある。このような現象が発生している場合にそのままフィードバックモードに移行すると、フィードバックモードでの制御量(フォードバック量)を正しく算出できないおそれがある。そのためここでは、フィードバックモードへの移行条件として、初期モードにおいて出力圧P1がライン圧PHの推定値に一致しているとの判断を条件としている。
図16は、出力圧P1とライン圧PHの推定値との一致判断について説明するためのグラフである。同図のグラフでは、第2ポンプ30の作動状態(停止/作動)、制御モード(初期モード、F/Bモード)の変化、第2ポンプ30の目標回転数NA及び実回転数NB、出力圧P1、ライン圧PH(推定値)、ライン圧PH(推定値)と出力圧P1との差圧(ΔP=|ライン圧(推定値)-出力圧P1|)、それぞれの経過時間tに対する変化を示している。
ここでは、初期モードにおける時点t41に第2ポンプ30の目標回転数NAが第1回転数N1となる。これにより、第2ポンプ30の実回転数NBも上昇を開始する。また、時点t41に第1タイマー(フィードバック強制移行タイマー)TM21がカウントダウンを開始する。この第1タイマーTM21は、後述する第2タイマーTM22、第3タイマーTM23のカウントアップ条件が万一成立しない場合に、フィードバックモードに移行できないことを防止するためのバックアップ用のタイマーである。その後、時点t42に第2ポンプ30の目標回転数NAと実回転数NBとの差が所定値以下となることで、第2タイマーTM22がカウントダウンを開始する。その後、時点t43にライン圧PH(推定値)と出力圧P1との差圧ΔPが所定の閾値D1を越え、時点t44に当該差圧ΔPが閾値D1を下回る。これにより第3タイマー(確定タイマー)TM23がカウントダウンを開始する。第3タイマーTM23は、差圧ΔPが閾値D1を上回った場合にはリセットされる。上記の第2タイマーTM22と第3タイマーTM23の両方がカウントアップしたら、出力圧P1とライン圧PHの推定値とが一致したと判断して、フィードバックモードに移行する。万一、これら第2タイマーTM22と第3タイマーTM23の両方がカウントアップしない場合でも、第1タイマーTM21がカウントアップした場合には、強制的にフィードバックモードに移行する。
次に、フィードバックモードから固定モードに移行する固定モード移行条件について説明する。固定モード移行条件として、出力圧P1と低油圧P3の推定値との差が所定値PM以下(P1-P3(推定値)≦PM)、かつ、出力圧P1と低油圧P3の推定値との差の変化量が第1の所定値DP1以上かつ第2の所定値DP2以下(DP1≦Δ(P1-P3(推定値))≦DP2)の状態で所定時間が経過した場合に固定モードに移行する。したがって、出力圧P1と低油圧P3の推定値との差の変化量が所定値DP1以上かつ所定値DP2以下(DP1≦Δ(P1-P3(推定値))≦DP2)の状態の時間を計測するタイマー(固定モード強制移行タイマー)TM11(図15参照)がカウントアップしたら固定モードに移行する。なお、タイマーTM11のカウントダウン中に上記の条件が不成立となったらタイマーTM11はリセットされる。
上記の固定モード移行条件で固定モード強制移行タイマーTM11が必要な理由は、次の通りである。すなわち、フィードバック状態を継続した場合はフィードバック量を更新し続けるため、目標回転数NAが上昇し続けて車両の燃費が悪化するおそれがある。そうすると、フィードバック量を固定する場合に比べて燃費の悪化度が大きくなるため、固定モード強制移行タイマーTM11で固定モードへ移行させるようにしている。
次に、初期モード、フィードバックモード、固定モードでの各値の変化について説明する。図17は、各モードにおける各値の変化を示すタイミングチャートである。このタイミングチャートでは、サーボ実施判断フラグ(実施/不実施)、第2ポンプ30の目標回転数NA及び実回転数NB、フィードバックモード移行判断タイマーTM22、出力圧P1、低油圧P3(推定値)、出力圧P1-低油圧P3(推定値)、サーボ状態安定カウンタ、フィードバック補正量(P項、I項、F/B項)それぞれの経過時間tに対する変化を示している。
図17のタイミングチャートでは、時点t53以前の初期モードにおいて、時点t51にサーボ実施判断フラグが0(不実施)から1(実施)となることで、第2ポンプ30の目標回転数NAが上昇する。その後、第2ポンプ30の実回転数NBが目標回転数NAに追従して上昇してゆく。これにより、出力圧P1が次第に低下してゆく。時刻t52に実回転数NBと目標回転数NAとの差が所定値以下となることで(符号A)、フィードバックモード移行判断タイマーTM22がカウントダウンを開始する。その後、時点t53にフィードバックモード移行判断タイマーTM22がカウントアップし(符号B)、かつ、出力圧P1-低油圧P3(推定値)が所定値P1以下となる(符号C)ことで、初期モードからフィードバックモードに移行する。これにより、以降、第2ポンプ30の目標回転数にフィードバック制御用の補正量Mに相当する回転数(第3回転数N3)が加算される。ここでのフィードバック制御用の補正量Mは、P項(比例項)とI項(積分項)を足し合わせたもの(P項+I項)であるF/B項に相当する値である。
その後、フィードバックモードにおける時点t54から時点t55までの間の出力圧P1-低油圧P3(推定値)の変化量が所定範囲内であると判断されることで(符号D)、時点t55に固定モードへ移行する。すなわちここでは、出力圧P1-低油圧P3(推定値)の変化量が所定範囲内の状態でサーボ状態安定カウンタがカウントアップすることで固定モードに移行する。時点t55以降の固定モードでは、第2ポンプ30の目標回転数NAが一定となる。そして、時点t56にサーボ実施判断フラグが0(不実施)となることで、第2ポンプ30が停止して固定モードを終了する。
図18は、初期モード、フィードバックモード、固定モードの移行条件を示すフローチャートで、図17のタイミングチャートに対応する処理の流れを示すフローである。ここではまず、サーボ作動中(サーボ実施判断フラグが1(実施))であるか否かを判断し(ステップST1-1)、その結果、サーボ作動中でなければ(NO)、タイマー(フィードバックモード移行判断タイマー)TM22をセットし(ステップST1-2)、初期モードとする(ステップST1-3)。一方、ステップST1-1でサーボ作動中であれば(YES)、続けて、第2ポンプ30の目標回転数NAと実回転数NBの偏差が所定値以下であるか、または初期モード以外のモードであるかを判断する(ステップST1-4)。その結果、第2ポンプ30の目標回転数NAと実回転数NBの偏差が所定値以下ではなくかつ初期モードである場合(NO)には、タイマー(フィードバックモード移行判断タイマー)TM22をセットし(ステップST1-2)、初期モードとする(ステップST1-3)。一方、ステップST1-4で第2ポンプ30の目標回転数NAと実回転数NBの偏差が所定値以下であるか、または初期モード以外のモードである場合(YES)には、続けてタイマーTM22が所定値以下であるか(カウントアップしたか)否かを判断する(ステップST1-5)。その結果、タイマーTM22が所定値以下でなければ(NO)、初期モードとし(ステップST1-3)、タイマーTM22が所定値以下であれば(YES)、続けて、出力圧P1-低油圧P3(推定値)が所定値以下であるか否かを判断する(ステップST1-6)。その結果、出力圧P1-低油圧P3(推定値)が所定値以下でなければ(NO)、フィードバック項を算出して(ステップST1-7)、フィードバックモード(F/Bモード)に移行する(ステップST1-8)。一方、ステップST1-6で出力圧P1-低油圧P3(推定値)が所定値以下であれば(YES)、続けて、出力圧P1-低油圧P3(推定値)の変化量が所定量以下であり、かつ所定時間が経過したか否かを判断する(ステップST1-9)。その結果、出力圧P1-低油圧P3(推定値)の変化量が所定値以下ではないか、または所定時間が経過していない場合(NO)には、フィードバック項を算出して(ステップST1-7)、フィードバックモードに移行する(ステップST1-8)。一方、ステップST1-9で出力圧P1-低油圧P3(推定値)の変化量が所定値以下であり、かつ所定時間が経過した場合(YES)には、固定モードに移行する(ステップST1-10)。
ここで、図18のフローチャートにおいて、ステップST1-4で第2ポンプ30の目標回転数NAと実回転数NBの偏差が所定値以下である場合(YES)は、図17のタイミングチャートにおける符号Aに該当し、ステップST1-5でタイマーが所定値以下である場合(YES)は、符号Bに該当し、ステップST1-6で出力圧P1-低油圧P3(推定値)が所定値以下である場合(YES)は、符号Cに該当し、ステップST1-9で出力圧P1-低油圧P3(推定値)の変化量が所定値以下であり、かつ所定時間が経過した場合(YES)は、符号Dに該当する。
以上説明したように、本実施形態の油圧制御装置によれば、第2ポンプ30の目標回転数NAに対するフィードバック量の算出において、フィードバック量の算出を行う時間の領域として、目標回転数NAのフィードバック量を更新する更新領域と、目標回転数NAのフィードバック量の更新を一時的に停止するホールド領域とを含む。これにより、フィードバック量の更新を一時的に停止せずに更新し続ける場合と比較して、電動ポンプである第2ポンプ30の回転数の過度の増加を抑制できるので、第2ポンプ30の吐出圧を安定させることができる。したがって、油圧作動部の動作を安定させることができるので、車両の燃費削減の効果をより確実に得ることができる。
また、本実施形態の油圧制御装置では、第2ポンプ30の目標回転数NAに対する第2ポンプ30の実回転数NBが所定の範囲外となったことで更新領域からホールド領域への切り替えを行うようにしたことで、目標回転数NAに対して実回転数NBが大きく離れた値となることを回避できるようになり、目標回転数NAに対する実回転数NBの精度を高めることが可能となる。
また、第2ポンプ30の目標回転数NAに対する第2ポンプ30の実回転数NBが所定の範囲内に戻ったことでホールド領域から更新領域への切り替えを行うようにしたことで、目標回転数NAに対して実回転数NBが近づいた場合にはフィードバック量の更新を再開することで、より早期に実回転数NBを最終的な目標回転数NAに移行させることが可能となる。
また、本実施形態の油圧制御装置では、第1オイルの圧力値である出力圧P1と第3オイルの圧力値である低油圧P3の推定値との差が所定値以下となってから所定時間が経過し、かつ、所定時間当たりの出力圧P1と低油圧P3の推定値との差が所定の範囲内となったことを条件として、フィードバック制御を終了して第2ポンプ30の目標回転数NAを一定とする固定モードへ移行するようにしている。
仮に、フィードバック制御を継続した場合はフィードバック量を更新し続けるため、第2ポンプ30の目標回転数NAが上昇し続け、車両の燃費が悪化するおそれがある。そうするとフィードバック量を固定する場合に比べて燃費の悪化度が大きくなる。そのためここでは、上記の条件によってフィードバックモードから固定モードへ移行させるようにしている。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
10 油圧制御装置
12 変速機
14 車両
16 エンジン
18 リザーバ
20 第1ポンプ
22 油路
24 ライン圧調整バルブ
26 出力圧センサ
28 制御ユニット
30 第2ポンプ
32 モータ
34 ドライバ
36 電動ポンプユニット
38 クランク軸
42 整流器
44 バッテリ
46 電圧センサ
48 電流センサ
50 油路
52a レギュレータバルブ
52b レギュレータバルブ
56 無段変速機構(油圧作動部)
56a ドリブンプーリ
56b ドライブプーリ
58 バイパス弁
62 側圧センサ
68a 制御バルブ
68b 制御バルブ
80 マニュアルバルブ
82a 前進クラッチ
82b 後進ブレーキクラッチ
90 油路
104 TCレギュレータバルブ
106 オイルウォーマ
108 潤滑系
110 油路
112 ロックアップクラッチ
114 トルクコンバータ(他の油圧作動部)
116 エンジン回転数センサ
118 油温センサ
120 車速センサ
122 アクセルセンサ
P1 出力圧
P3 低油圧
PH ライン圧

Claims (4)

  1. 第1ポンプと変速機の油圧作動部との間に、モータによって駆動される第2ポンプ及びバイパス弁が並列に接続され、
    前記第1ポンプから前記バイパス弁を介して前記油圧作動部に第1オイルを供給する第1状態と、前記第1ポンプから供給される前記第1オイルを前記第2ポンプで加圧し、加圧した前記第1オイルを第2オイルとして前記油圧作動部に供給する第2状態とを切替可能な油圧制御装置において、
    前記第2ポンプにおける前記第1オイルの吸入側のオイルの圧力を検出する油圧検出手段と、
    前記第2状態における前記第2ポンプの目標回転数を算出する制御部と、を有し、
    前記制御部は、
    前記油圧検出手段が検出した前記第1オイルの圧力値と、
    前記油圧作動部に供給されるオイルの圧力値の推定値と、
    前記第1ポンプから前記変速機における前記油圧作動部よりも低圧で作動する他の油圧作動部や潤滑対象に供給される第3オイルの圧力値の推定値と、を用いて前記第1オイルの圧力値を前記第3オイルの圧力値の推定値に一致させるための前記第2ポンプの前記目標回転数を算出すると共に、
    前記油圧検出手段が検出した前記第1オイルの圧力値から、前記第3オイルの圧力値の推定値を減算することにより、前記目標回転数に対するフィードバック量を算出し、
    前記フィードバック量の算出を行う時間の領域として、前記目標回転数に対するフィードバック量を更新する更新領域と、前記目標回転数に対するフィードバック量の更新を一時的に停止するホールド領域とを含む
    ことを特徴とする油圧制御装置。
  2. 前記更新領域から前記ホールド領域への切り替えは、前記第2ポンプの前記目標回転数に対する前記第2ポンプの実回転数が所定の範囲外となったことに基づいて行われる
    ことを特徴とする請求項1に記載の油圧制御装置。
  3. 前記ホールド領域から前記更新領域への切り替えは、前記第2ポンプの前記目標回転数に対する前記第2ポンプの前記実回転数が前記所定の範囲外から前記所定の範囲内となったことに基づいて行われる
    ことを特徴とする請求項2に記載の油圧制御装置。
  4. 前記制御部は、前記第1オイルの圧力値と前記第3オイルの圧力値の推定値との差が所定値以下となってから所定時間が経過し、かつ、所定時間当たりの前記第1オイルの圧力値と前記第3オイルの圧力値の推定値との差が所定の範囲内となったことを条件として、前記フィードバック制御を終了して前記目標回転数を一定とする制御に移行する
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の油圧制御装置。
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