JPWO2013098922A1 - 油圧制御装置及び車両制御装置 - Google Patents

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Abstract

油圧制御装置1は、モータ32の駆動により油圧経路36を介して動力伝達装置5のベルト式の無段変速機構11にオイルを供給する電動ポンプ33と、電動ポンプ33により供給されるオイルを利用して内部にオイルを蓄圧し、油圧経路36を介して、蓄圧されたオイルを吐出してC1制御系18に供給するアキュムレータ44と、を備える。この構成により、アイドリングストップ機能の実行時に油圧制御に用いる電動ポンプ33やアキュムレータ44の大型化を抑制できる。

Description

本発明は、油圧制御装置及び車両制御装置に関する。
従来、車両の動力源(エンジン)から駆動輪へ動力を伝達するための動力伝達装置の各構成要素を、エンジン動力により作動する機械式のメカポンプを供給源とする油圧によって制御する構成が知られている。
一方、近年、燃料消費量の低減等を目的として、車両運転中にエンジンを停止させる技術、所謂アイドリングストップ機能を備える車両が増えている。このような車両では、アイドリングストップ機能の実行中には、エンジン停止に伴いメカポンプも停止するため、動力伝達装置を制御するためのメカポンプとは別の油圧供給源が必要となる。
このため、従来、アイドリングストップ機能を備える車両において、エンジン停止時の油圧供給源として、モータ駆動による電動ポンプや、通常走行時に油圧を蓄圧するアキュムレータを備える構成が提案されている。例えば特許文献1には、車両停止中のアイドリングストップ状態からのエンジン再始動時に、アキュムレータに蓄圧されている作動油を前進用クラッチに供給する構成が開示されている。また特許文献2,3には、エンジンの再始動時に、アキュムレータに蓄圧されたオイルを吐出することによって動力伝達装置のクラッチに油圧を供給すると共に、電動ポンプを作動させて動力伝達装置に油圧供給する構成が開示されている。
特開2010−151226号公報 特開2002−115755号公報 特開2002−130449号公報
特許文献1〜3等に記載されるような従来の油圧制御装置は、主に車両停止時にアイドリングストップ機能が実行されることを対象としたものである。ここで、上記のアイドリングストップ機能を車両の減速走行時に実行しようとすると、車両停止時に実行した場合と比べて、動力伝達装置の制御のためにより大きな油圧が必要とされる状況が考えられる。具体的には、例えば、動力伝達装置の一要素としてベルト式無段変速機構を含む構成の車両において、車両の惰性走行時にアイドリングストップ機能を実行中に、急制動、悪路走行、路面変化などの外乱が駆動輪側から動力伝達装置に入力された状況が挙げられる。
このような状況では、駆動輪側からの外乱入力によりトルク変動が生じ、ベルト式無段変速機構のベルトに滑りが発生する虞がある。このようなベルト滑り発生を防止できるよう、要求されるベルト挟圧力が大きくなるため、このベルト挟圧力を制御する油圧も高いレベルを必要とされる。このような大きなベルト挟圧力の要求に対応するためには、電動ポンプやアキュムレータを大型化する必要があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アイドリングストップ機能の実行時に油圧制御に用いる電動ポンプやアキュムレータの大型化を抑制できる油圧制御装置及び車両制御装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る油圧制御装置は、ベルト式無段変速機構及びクラッチを含む動力伝達装置を作動させるために供給されるオイルの油圧を制御する油圧制御装置において、モータ駆動により油圧経路を介して前記動力伝達装置の前記ベルト式無段変速機構にオイルを供給する電動ポンプと、前記電動ポンプにより供給されるオイルを利用して内部にオイルを蓄圧し、前記油圧経路を介して前記蓄圧されたオイルを吐出して前記クラッチに供給するアキュムレータと、を備えることを特徴とする。
また、上記の油圧制御装置において、前記アキュムレータが、前記電動ポンプにより供給されるオイルを作動圧として利用することでオイルの蓄圧及び吐出を行うことが好ましい。
また、上記の油圧制御装置は、前記電動ポンプにより供給されたオイルを、前記アキュムレータの背圧を調整する背圧室に導入可能に連通された油路と、前記油路上に設けられ、前記背圧室へのオイルの導入または前記背圧室からのオイルの排出を制御する蓄圧制御弁と、を備え、前記アキュムレータは、前記蓄圧制御弁により前記油路から前記背圧室へ前記電動ポンプより供給されたオイルが導入されている状態では、内部にオイルを蓄圧し、また、前記蓄圧制御弁により前記背圧室から前記油路へオイルが排出される状態では、内部に蓄圧されたオイルを前記油圧経路に吐出して前記クラッチに供給することが好ましい。
また、上記の油圧制御装置は、前記アキュムレータと前記油圧経路との間に設けられ、前記油圧経路側から前記アキュムレータへのオイルの流れを防止する蓄圧用チェック弁を備えることが好ましい。
また、上記の油圧制御装置において、前記アキュムレータが、前記電動ポンプにより供給されるオイルを蓄圧することが好ましい。
また、上記の油圧制御装置が、前記電動ポンプにより供給されたオイルを前記アキュムレータに導入可能に連通された蓄圧用油路と、前記アキュムレータと前記油圧経路とを接続する吐出用油路と、前記吐出用油路上に設けられ、前記アキュムレータと前記油圧経路との連通及び遮断を切り替える切替弁と、を備え、前記アキュムレータは、前記電動ポンプが駆動され、かつ前記切替弁により前記油圧経路から遮断されている場合に、前記蓄圧用油路から前記電動ポンプにより供給されたオイルを内部に蓄圧し、前記切替弁により前記油圧経路と連通されている場合に、内部に蓄圧されたオイルを、前記吐出用油路を介して前記油圧経路に吐出して前記クラッチに供給することが好ましい。
同様に、上記課題を解決するために、本発明に係る車両制御装置は、ベルト式無段変速機構及びクラッチを含む動力伝達装置と、前記動力伝達装置を作動させるために供給されるオイルの油圧を制御する上記の油圧制御装置と、を備えることを特徴とする。
本発明に係る油圧制御装置及び車両制御装置では、電動ポンプは、ベルト式無段変速機構に直接的にオイルを供給するため、電動ポンプからベルト式無段変速機構までの漏れ流量を低減させることが可能となり、電動ポンプの小型化が可能となる。また、アキュムレータからのオイル供給の時期を、アイドリングストップ機能から復帰してエンジンが再始動されるまでの短時間に限定できるため、アキュムレータの小型化が可能である。このように本発明に係る油圧制御装置及び車両制御装置は、アイドリングストップ機能の実行時に油圧制御に用いる電動ポンプやアキュムレータの大型化を抑制できるという効果を奏する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る油圧制御装置を搭載する車両の構成を示す概略図である。 図2は、図1中の油圧制御装置の概略構成を示す図である。 図3は、車速に応じた必要ベルト挟圧(セカンダリ圧)Pdの一例を示す図である。 図4は、アキュムレータの蓄圧の仕組みを説明するための概略図である。 図5は、アキュムレータの吐出の仕組みを説明するための概略図である。 図6は、本実施形態の油圧制御装置により実施されるアキュムレータの蓄圧処理及び吐出処理を示すフローチャートである。 図7は、本発明の第2実施形態に係る油圧制御装置の概略構成を示す図である。
以下に、本発明に係る油圧制御装置及び車両制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
[第1実施形態]
図1〜6を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る油圧制御装置1を搭載する車両2の構成を示す概略図であり、図2は、図1中の油圧制御装置1の概略構成を示す図であり、図3は、車速に応じた必要ベルト挟圧(セカンダリ圧)Pdの一例を示す図であり、図4は、アキュムレータの蓄圧の仕組みを説明するための概略図であり、図5は、アキュムレータの吐出の仕組みを説明するための概略図であり、図6は、本実施形態の油圧制御装置1により実施されるアキュムレータ44の蓄圧処理及び吐出処理を示すフローチャートである。
まず、図1を参照して、本実施形態に係る油圧制御装置1を搭載する車両2の構成について説明する。図1に示すように、この車両2は、走行時における動力源としてのエンジン3と、駆動輪4と、動力伝達装置5と、油圧制御装置1と、ECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)7とを備える。
エンジン3は、車両2を走行させる走行用駆動源(原動機)であり、燃料を消費して車両2の駆動輪4に作用させる動力を発生させる。エンジン3は、燃料の燃焼に伴って機関出力軸であるクランクシャフト8に機械的な動力(エンジントルク)を発生させ、この機械的動力をクランクシャフト8から駆動輪4に向けて出力可能である。
動力伝達装置5は、エンジン3から駆動輪4へ動力を伝達するものである。動力伝達装置5は、エンジン3から駆動輪4への動力の伝達経路中に設けられ、液状媒体としてのオイルの圧力(油圧)によって作動する。
より詳細には、動力伝達装置5は、トルクコンバータ9、前後進切替機構10、無段変速機構11、減速機構12、デファレンシャルギヤ13等を含んで構成される。動力伝達装置5は、エンジン3のクランクシャフト8と無段変速機構11のインプットシャフト14とがトルクコンバータ9、前後進切替機構10等を介して接続され、無段変速機構11のアウトプットシャフト15が減速機構12、デファレンシャルギヤ13、駆動軸16等を介して駆動輪4に接続される。
トルクコンバータ9は、エンジン3と前後進切替機構10との間に配置され、エンジン3から伝達された動力のトルクを増幅させて(又は維持して)、前後進切替機構10に伝達することができる。トルクコンバータ9は、回転自在に対向配置されたポンプインペラ9a及びタービンランナ9bを備え、フロントカバー9cを介してポンプインペラ9aをクランクシャフト8と一体回転可能に結合し、タービンランナ9bを前後進切替機構10に連結して構成されている。そして、これらポンプインペラ9a及びタービンランナ9bの回転に伴って、ポンプインペラ9aとタービンランナ9bとの間に介在された作動油などの粘性流体が循環流動することにより、その入出力間の差動を許容しつつトルクを増幅して伝達することが可能である。
また、トルクコンバータ9は、タービンランナ9bとフロントカバー9cとの間に設けられ、タービンランナ9bと一体回転可能に連結されたロックアップクラッチ9dをさらに備える。このロックアップクラッチ9dは、後述の油圧制御装置1から供給されるオイルの圧力によって作動し、フロントカバー9cとの係合状態(ロックアップON)と解放状態(ロックアップOFF)とに切り替えられる。ロックアップクラッチ9dがフロントカバー9cと係合している状態では、フロントカバー9c(すなわちポンプインペラ9a)とタービンランナ9bが係合され、ポンプインペラ9aとタービンランナ9bとの相対回転が規制され、入出力間の差動が禁止されるので、トルクコンバータ9は、エンジン3から伝達されたトルクをそのまま前後進切替機構10に伝達する。
前後進切替機構10は、エンジン3からの動力(回転出力)を変速可能であると共に、その回転方向を切替可能である。前後進切替機構10は、遊星歯車機構17、摩擦係合要素としての前後進切替クラッチ(フォワードクラッチ)C1及び前後進切替ブレーキ(リバースブレーキ)B1等を含んで構成される。遊星歯車機構17は、相互に差動回転可能な複数の回転要素としてサンギヤ、リングギヤ、キャリア等を含んで構成される差動機構であり、前後進切替クラッチC1及び前後進切替ブレーキB1は、遊星歯車機構17の作動状態を切り替えるための係合要素であり、例えば多板クラッチなどの摩擦式の係合機構等によって構成することができ、ここでは油圧式の湿式多板クラッチを用いる。
前後進切替機構10は、後述の油圧制御装置1から供給されるオイルの圧力によって前後進切替クラッチC1、前後進切替ブレーキB1が作動し作動状態が切り替えられる。前後進切替機構10は、前後進切替クラッチC1が係合状態(ON状態)、前後進切替ブレーキB1が解放状態(OFF状態)である場合に、エンジン3からの動力を正転回転(車両2が前進する際にインプットシャフト14が回転する方向)でインプットシャフト14に伝達する。前後進切替機構10は、前後進切替クラッチC1が解放状態、前後進切替ブレーキB1が係合状態である場合に、エンジン3からの動力を逆転回転(車両2が後進する際にインプットシャフト14が回転する方向)でインプットシャフト14に伝達する。前後進切替機構10は、ニュートラル時には、前後進切替クラッチC1、前後進切替ブレーキB1共に解放状態とされる。本実施形態では、このような前後進切替クラッチC1及び前後進切替ブレーキB1の係合/解除の制御を行う制御系をまとめて「C1制御系」18と呼ぶ。
無段変速機構11は、エンジン3から駆動輪4への動力の伝達経路における前後進切替機構10と駆動輪4との間に設けられ、エンジン3の動力を変速して出力可能な変速装置である。無段変速機構11は、後述の油圧制御装置1から供給されるオイルの圧力によって作動する。
無段変速機構11は、インプットシャフト14に伝達(入力)されるエンジン3からの回転動力(回転出力)を所定の変速比で変速して変速機出力軸であるアウトプットシャフト15に伝達し、このアウトプットシャフト15から駆動輪4に向けて変速された動力を出力する。無段変速機構11は、より詳細には、インプットシャフト(プライマリシャフト)14に連結されたプライマリプーリ20、アウトプットシャフト(セカンダリシャフト)15に連結されたセカンダリプーリ21、プライマリプーリ20とセカンダリプーリ21との間に掛け渡されたベルト22などを含んで構成されるベルト式の無段自動変速機(Continuously Variable Transmission:CVT)である。
プライマリプーリ20は、プライマリシャフト14の軸方向に移動可能な可動シーブ20a(プライマリシーブ)と、固定シーブ20bとを同軸に対向配置することにより形成され、同様に、セカンダリプーリ21は、セカンダリシャフト15の軸方向に移動可能な可動シーブ21a(セカンダリシーブ)と、固定シーブ21bとを同軸に対向配置することにより形成される。ベルト22は、これら可動シーブ20a,21aと固定シーブ20b,21bとの間に形成されたV字溝に掛け渡されている。
そして、無段変速機構11では、後述の油圧制御装置1からプライマリプーリ20のプライマリシーブ油圧室23、セカンダリプーリ21のセカンダリシーブ油圧室24に供給されるオイルの圧力(プライマリ圧、セカンダリ圧)に応じて、可動シーブ20a,21aが固定シーブ20b,21bとの間にベルト22を挟み込む力(ベルト挟圧力)を、プライマリプーリ20及びセカンダリプーリ21の個々で制御することができる。これにより、プライマリプーリ20及びセカンダリプーリ21のそれぞれにおいて、V字幅を変更してベルト22の回転半径を調節することができ、プライマリプーリ20の入力回転速度に相当する入力回転数(プライマリ回転数)とセカンダリプーリ21の出力回転速度に相当する出力回転数(セカンダリ回転数)との比である変速比を無段階に変更することが可能となっている。また、プライマリプーリ20及びセカンダリプーリ21のベルト挟圧力が調整されることで、これに応じたトルク容量で動力を伝達することが可能となっている。
減速機構12は、無段変速機構11からの動力の回転速度を減速してデファレンシャルギヤ13に伝達する。デファレンシャルギヤ13は、減速機構12からの動力を、各駆動軸16を介して各駆動輪4に伝達する。デファレンシャルギヤ13は、車両2が旋回する際に生じる旋回の中心側、つまり内側の駆動輪4と、外側の駆動輪4との回転速度の差を吸収する。
上記のように構成される動力伝達装置5は、エンジン3が発生させた動力をトルクコンバータ9、前後進切替機構10、無段変速機構11、減速機構12、デファレンシャルギヤ13等を介して駆動輪4に伝達することができる。この結果、車両2は、駆動輪4の路面との接地面に駆動力[N]が生じ、これにより走行することができる。
油圧制御装置1は、流体としてのオイルの油圧によってトルクコンバータ9のロックアップクラッチ9d、前後進切替機構10の前後進切替クラッチC1及び前後進切替ブレーキB1、無段変速機構11のプライマリシーブ20a及びセカンダリシーブ21a等を含む動力伝達装置5を作動させるものである。油圧制御装置1は、例えば、ECU7により制御される種々の油圧制御回路を含んで構成される。油圧制御装置1は、複数の油路、オイルリザーバ、オイルポンプ、複数の電磁弁などを含んで構成され、後述するECU7からの信号に応じて、動力伝達装置5の各部に供給されるオイルの流量あるいは油圧を制御する。また、この油圧制御装置1は、動力伝達装置5の所定の箇所の潤滑を行う潤滑油供給装置としても機能する。
ECU7は、車両2の各部の駆動を制御するものである。ECU7は、物理的には、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路である。ECU7の機能は、ROMに保持されるアプリケーションプログラムをRAMにロードしてCPUで実行することによって、CPUの制御のもとで車両2内の各種装置を動作させると共に、RAMやROMにおけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。本実施形態では、ECU7は、上述の油圧制御装置1を制御することによって、トルクコンバータ9、前後進切替機構10、無段変速機構11など動力伝達装置5の各部の制御を行う。なお、ECU7は、上記の機能に限定されず、車両2の各種制御に用いるその他の各種機能も備えている。
また、上記のECU7とは、エンジン3を制御するエンジンECU、動力伝達装置5(油圧制御装置1)を制御するT/M ECU、アイドリングストップ(S&S(スタート&ストップ))制御を実行するためのS&S ECUなどの複数のECUを備える構成であってもよい。
次に、図2を参照して本実施形態に係る油圧制御装置1の構成について説明する。
図2に示すように、油圧制御装置1は、動力伝達装置5の各部にオイルを供給するオイル供給源として、エンジン3(以下「Eng.」とも表記する)の駆動により駆動される機械式のメカポンプ(機械ポンプ)31を備えている。メカポンプ31は、油圧制御装置1内のドレン34に貯留されたオイルをストレーナ35で濾過した後に吸入圧縮して吐出する。メカポンプ31は、吐出したオイルを、油圧経路36を介して動力伝達装置5に供給することができる。
油圧経路36には、プライマリレギュレータバルブ39が設けられている。プライマリレギュレータバルブ39は、メカポンプ31で発生された油圧を調圧するものである。プライマリレギュレータバルブ39には、SLSリニアソレノイド40により制御圧Pslsが供給され、プライマリレギュレータバルブ39は、この制御圧Pslsに応じて、油圧経路36内の油圧を調整する。そして、プライマリレギュレータバルブ39によって調圧された油圧経路36内の油圧がライン圧PLとして用いられる。
プライマリレギュレータバルブ39は、例えば、弁本体内で弁体(スプール)がその軸方向に摺動して流路の開閉もしくは切替を行うスプール弁を適用することができ、入力ポートに油圧経路36が接続され、パイロット圧を入力するパイロットポートにSLSリニアソレノイド40が接続され制御圧Pslsが入力され、出力ポートからライン圧PLの調圧により発生する余剰流を排出するよう構成することができる。
メカポンプ31は、油圧経路36を介して、前後進切替機構10のC1制御系18(前後進切替クラッチC1及び前後進切替ブレーキB1)と、無段変速機構11(プライマリシーブ20aのプライマリシーブ油圧室23及びセカンダリシーブ21aのセカンダリシーブ油圧室24)に対して、プライマリレギュレータバルブ39によってライン圧PLに調圧された油圧を供給可能に接続されている。
無段変速機構11(プライマリシーブ20a及びセカンダリシーブ21a)へ接続される油圧経路36は、プライマリシーブ20aのプライマリシーブ油圧室23へ油圧を供給する第1油路36aと、セカンダリシーブ21aのセカンダリシーブ油圧室24へ油圧を供給する第2油路36bとに分岐される。
このうち第2油路36b上には、LPM(Line Pressure Modulator)No.1バルブ(ベルト挟圧制御弁)41が設けられている。LPM No.1バルブ41は、ライン圧PLを元圧として調圧された油圧を出力する。LPM No.1バルブ41には、SLSリニアソレノイド40により制御圧Pslsが供給される。
LPM No.1バルブ41は、例えばスプール弁であり、ECU7によりデューティ制御されるSLSリニアソレノイド40の出力油圧Pslsをパイロット圧として、バルブ内に導入されるライン圧PLを元圧として調圧(減圧)された油圧を出力する。LPM No.1バルブ41から調圧して出力された油圧は、セカンダリ圧Pd(ベルト挟圧)として用いられ、セカンダリシーブ油圧室24に供給される。つまり、LPM No.1バルブ41は、制御圧Pslsに応じてセカンダリ圧Pdを制御する。セカンダリシーブ油圧室24に供給されたセカンダリ圧Pdに応じてセカンダリシーブ21aの推力が変化し、無段変速機構11のベルト挟圧力が増減させられる。
なお、第2油路36b上のLPM No.1バルブ41とセカンダリシーブ油圧室24との間には、セカンダリ圧Pdを検出する圧力センサ43が設けられており、検出したセカンダリ圧Pdの情報をECU7に送信するよう構成されている。
第1油路36a上には、第1変速制御弁47及び第2変速制御弁48が設けられている。第1変速制御弁47は、ECU7によりデューティ制御される第1デューティソレノイド(DS1)49から供給される制御圧Pds1に応じて、プライマリシーブ油圧室23へのオイル供給を調整する。また、第2変速制御弁48は、ECU7によりデューティ制御される第2デューティソレノイド(DS2)50から供給される制御圧Pds2に応じて、プライマリシーブ油圧室23からのオイル排出を調整する。
つまり、第1デューティソレノイド49が作動すると、第1変速制御弁47からオイルがプライマリシーブ油圧室23に導入され、プライマリシーブ20aがプライマリプーリ20の溝幅を狭める方向に移動して、この結果、ベルト22の掛径が増加してアップシフトする。第2デューティソレノイド50が作動すると、第2変速制御弁48によりプライマリシーブ油圧室23からオイルが排出され、プライマリシーブ20aがプライマリプーリ20の溝幅を広げる方向に移動して、この結果ベルト22の掛径が減少してダウンシフトする。このように、第1デューティソレノイド49及び第2デューティソレノイド50を作動させて制御圧Pds1,Pds2を調整することで、プライマリシーブ油圧室23内のオイル量を変化させ、無段変速機構11の変速比を制御することができる。
C1制御系18へ接続される油圧経路36上には、LPM No.2バルブ(調圧弁)54が設けられている。LPM No.2バルブ54は、LPM No.1バルブ41と同様に例えばスプール弁であり、バルブ内に導入されるライン圧PLを元圧として調圧(減圧)された所定の油圧Plpm2を出力する。
油圧経路36は、LPM No.2バルブ54の下流側で第3油路36c、第4油路36d、第5油路36eに分岐されている。第3油路36cは、上述のSLSリニアソレノイド40に接続されている。SLSリニアソレノイド40は、ECU7から送信されたデューティ信号(デューティ値)によって決まる電流値に応じて、制御圧を発生させる電磁バルブであり、本実施形態では、入力された油圧Plpm2から制御圧Pslsを出力し、LPM No.1バルブ41、プライマリレギュレータバルブ39及びセカンダリレギュレータバルブ51へ制御圧Pslsを供給している。
第4油路36dは、ソレノイド調整バルブ55に接続されている。ソレノイド調整バルブ55は、LPM No.2バルブ54と同様に例えばスプール弁であり、入力される油圧Plpm2を元圧として調圧された所定の油圧Psmを出力する。
第4油路36dのソレノイド調整バルブ55より下流には、さらに第1デューティソレノイド(DS1)49、第2デューティソレノイド(DS2)50、SL ON/OFFソレノイド56、及びDSUデューティソレノイド57に並列接続されている。第1デューティソレノイド(DS1)49、第2デューティソレノイド(DS2)50、SL ON/OFFソレノイド56、及びDSUデューティソレノイド57は、SLSリニアソレノイド40と同様に、ECU7から送信されたデューティ信号(デューティ値)によって決まる電流値に応じて、制御圧を発生させる電磁バルブであり、本実施形態では、ソレノイド調整バルブ55により調圧された油圧Psmから、それぞれ制御圧Pds1,Pds2,Psl,Pdsuを出力する。第1デューティソレノイド49及び第2デューティソレノイド50により生成される制御圧Pds1,Pds2は、無段変速機構11のプライマリシーブ油圧室23のオイル量を制御する第1変速制御弁47及び第2変速制御弁48へ供給される。SL ON/OFFソレノイド56及びDSUデューティソレノイド57により生成される制御圧Psl,Pdsuは、後述する第5油路36e上のシフトバルブ61や、L/U制御系53(トルクコンバータ9のロックアップクラッチ9dの係合/解放を制御する制御系)に供給される。
第5油路36eからは、さらに第6油路36fが分岐されており、この第6油路36fは、油圧Plpm2のオイルを、オリフィス58を経由して動力伝達装置5内の所定の箇所の各部潤滑などに供給できるよう構成されている。なお、図2には図示しないが各部潤滑に供給されたオイルは、最終的にドレン34に戻されるよう油路が形成されている。
第6油路36fより下流側の第5油路36e上には、SLCリニアソレノイド60(クラッチ圧制御弁)が設けられている。SLCリニアソレノイド60は、SLSリニアソレノイド40などと同様に、ECU7から送信されたデューティ信号(デューティ値)によって決まる電流値に応じて、制御圧を発生させる電磁バルブである。本実施形態では、SLCリニアソレノイド60は、油圧Plpm2を元圧として、C1制御系18へ供給する制御圧(クラッチ圧)Pc1を制御する。
また、第5油路36eには、このSLCリニアソレノイド60を迂回する迂回経路36gが形成されており、SLCリニアソレノイド60の下流側にて、第5油路36eと共にシフトバルブ61(切替弁)に接続されている。
シフトバルブ61は、C1制御系18に供給する油圧を、SLCリニアソレノイド60により調整されたクラッチ圧Pc1、または、迂回経路36gから入力されるLPM No.2バルブ54により調圧された油圧Plpm2から選択するものである。シフトバルブ61は、SL ON/OFFソレノイド56及びDSUデューティソレノイド57により生成される制御圧Psl,Pdsuに応じて切り替えられる。本実施形態では、シフトバルブ61は、SL ON/OFFソレノイド56から制御圧Pslが入力される場合には、SLCリニアソレノイド60により調整されたクラッチ圧Pc1をC1制御系18に供給するよう切り替わり、一方、DSUデューティソレノイド57から制御圧Pdsuが入力される場合には、迂回経路36gからの油圧Plpm2をC1制御系18に供給するよう切り替わる。
第5油路36eのシフトバルブ61の下流側には、さらにマニュアルバルブ62が設けられている。マニュアルバルブ62は、車両2の運転者のシフト操作に連動して油路を切り替えるものである。例えば、シフトポジションが「D(前進)」の場合には、マニュアルバルブ62は、C1制御系18のうち前後進切替クラッチC1へ油路を接続し、前後進切替クラッチC1を制御可能とする。「R(後進)」の場合には、マニュアルバルブ62は、C1制御系18のうち前後進切替ブレーキB1へ油路を接続し、前後進切替ブレーキB1を制御可能とする。シフトポジションが「N(ニュートラル)」の場合には、マニュアルバルブ62は油路を前後進切替クラッチC1及び前後進切替ブレーキB1のどちらへも接続しない。
プライマリレギュレータバルブ39の出力ポートには、セカンダリレギュレータバルブ51が接続されている。このセカンダリレギュレータバルブ51も、プライマリレギュレータバルブ39と同様にスプール弁であり、ECU7によりデューティ制御されるSLSリニアソレノイド40の制御圧Pslsに応じて、プライマリレギュレータバルブ39から排出される余剰流の油圧を調圧するものである。
プライマリレギュレータバルブ39の出力ポートには、さらにトルクコンバータ9のロックアップクラッチ9dの係合/解放を制御するL/U制御系53が接続されており、プライマリレギュレータバルブ39から余剰流が発生したときには、セカンダリレギュレータバルブ51によって余剰流が調圧され、この調圧された余剰流がL/U制御系53(または無段変速機構11より低圧で制御可能な低圧制御系)に供給されるよう構成されている。
また、セカンダリレギュレータバルブ51は、出力ポートから余剰流の調圧により発生するさらなる余剰流を、動力伝達装置5内の所定の箇所の各部潤滑などに供給できるよう構成されている。図2には図示しないが、L/U制御系53や各部潤滑などに供給された余剰流は、最終的にドレン34に戻されるよう油路が形成されている。
なお、図2に示す例では、単一のSLSリニアソレノイド40が、プライマリレギュレータバルブ39、セカンダリレギュレータバルブ51、LPM No.1バルブ41の制御圧Pslsを生成する構成としたが、各バルブにそれぞれ個別のリニアソレノイドを設けて、ECU7により制御圧を個別に制御可能とする構成であってもよい。
ここで、特に本実施形態の車両2には、燃費向上などのため、車両2の停車中または走行中にエンジン3を停止させる機能、所謂アイドリングストップ機能(本実施形態では「S&S制御」ともいう)が備えられおり、特に減速走行時など、車両2の走行中に所定の条件を満たす場合に、エンジン3の停止とクラッチの解除とを併せて行った状態で走行するアイドリングストップ走行(本実施形態では「減速S&S制御」ともいう)を実施可能に構成されている。アイドリングストップ走行中にはエンジン3が停止するため、エンジン駆動により作動するメカポンプ31も停止する。そこで、本実施形態の油圧制御装置1は、このようなアイドリングストップ機能の実行時、すなわちエンジン3の停止時におけるメカポンプ31の代替として、電気で作動するモータ32の駆動により作動する電動ポンプ33を備えている。
電動ポンプ33は、メカポンプ31と同様に油圧制御装置1内のドレン34に貯留されたオイルをストレーナ35で濾過した後に吸入圧縮して吐出するオイルポンプである。電動ポンプ33は、図2に示すように、その吐出口に接続される出口流路37を介して、油圧経路36の第2油路36bに連通されている。この出口流路37上には、油圧経路36の第2油路36bから電動ポンプ33へのオイルの逆流を防止するチェック弁38が設けられている。このように、電動ポンプ33は、アイドリングストップ機能の実行中のエンジン3が停止してメカポンプ31が停止されたときに、モータ32の駆動により油圧経路36の第2油路36bに油圧Peop1のオイルを供給し、無段変速機構11のベルト滑りを抑制するのに充分なセカンダリ圧(ベルト挟圧)Pdを確保できるよう構成されている。
第2油路36b上には、LPM No.1バルブ41より上流側に、チェック弁(昇圧用チェック弁)52が設けられ、電動ポンプ33から吐出されたオイルが上流側(メカポンプ31、C1制御系18の側)へ逆流したり、プライマリシーブ20aへ接続する第1油路36aへ流入するのを防止して、電動ポンプ33によるセカンダリ圧Pdの昇圧を効率よく行うことができるよう構成されている。そして、電動ポンプ33からの出口流路37は、このチェック弁52とセカンダリシーブ油圧室24との間、より好適には、チェック弁52とLPM No.1バルブ41との間にて油圧経路36に接続されている。
なお、電動ポンプ33が吐出可能なオイルの油圧Peop1は、アイドリングストップ走行中のセカンダリ圧Pdが、無段変速機構11のベルト22の滑り発生が回避できる最低限のベルト挟圧力を確保するために要求されるレベルを維持できる程度であればよい。このようなベルト挟圧力は、車両2がアイドリングストップ走行中に急制動、悪路走行、路面変化などの外乱が駆動輪4側から動力伝達装置5に入力され、大きなトルク変動が発生した場合でも、このトルク変動に耐えてベルト滑りを防止できるものである。本実施形態の油圧制御装置1では、消費電力10ワット程度の電動ポンプを用いれば、このようなベルト挟圧力を実現可能な油圧Peop1を出力することができる。
また、電動ポンプ33は、ECU7からの制御指令に基づきモータ32の駆動力を調整することにより、吐出量を制御可能に構成されている。例えば、車速に応じて吐出量を変更して油圧Peop1を制御することで、車速に応じた必要ベルト挟圧力を発生させるためのセカンダリ圧(ベルト挟圧)Pdを確保することができる。なお、車速と必要ベルト挟圧(セカンダリ圧Pd)との関係は、例えば図3に示すように、車速の超低速域では必要ベルト挟圧が一定であり、その後車速の増加に応じて必要ベルト挟圧も単調増加し、車速が所定値に到達すると必要ベルト挟圧が再び一定値となるよう設定することができる。
図2に戻り、また、出口流路37のチェック弁38より上流側には、電動ポンプ33から吐出されたオイルの一部を、シフトバルブ61のパイロットポートに連通させる第2出口流路63が設けられている。
シフトバルブ61は、エンジン3の駆動時には、上述のように、SL ON/OFFソレノイド56及びDSUデューティソレノイド57により生成される作動圧Psl,Pdsuにより、C1制御系18へ油圧を供給する油路を、第5油路36eまたは迂回経路36gのいずれか一方に切り替えることができる。第5油路36eがC1制御系18と接続された場合、C1制御系18には、SLCリニアソレノイド60により適宜制御されるクラッチ圧Pc1のオイルが供給される。迂回経路36gがC1制御系18と接続された場合、C1制御系18には、LPM No.2バルブ54により調圧された所定の油圧Plmp2のオイルが供給される。
本実施形態では、第2出口流路63を介して電動ポンプ33からオイルの一部(図2には油圧Peop2として示す)がシフトバルブ61に供給されたときに、シフトバルブ61は、第5油路36eをC1制御系18と接続するよう切り替わるよう構成されている。
この構成により、アイドリングストップ機能の実行時、電動ポンプ33が作動している期間では、シフトバルブ61が第5油路36eをC1制御系18と接続させており、C1制御系18に供給するオイルのクラッチ圧Pc1をSLCリニアソレノイド60により制御することが可能となる。
また、通常走行時にSL ON/OFFソレノイド56がフェール(故障)した場合でも、電動ポンプ33を駆動させればシフトバルブ61を切替制御することが可能となるので、フェールセーフ上有利となる。
さらに、従来は、SL ON/OFFソレノイド56及びDSUデューティソレノイド57をシフトバルブ61の切替制御と、L/U制御系53の制御に併用していたため、両者の独立制御ができなかったが、本実施形態では電動ポンプ33をシフトバルブ61の切替制御に用いるため、C1制御系18とL/U制御系53とを独立に制御することが可能となり、制御自由度が高い。
また、第2出口流路63は、図2に示すように、後述するアキュムレータ44の第2背圧室44eにも接続されており、電動ポンプ33から出力された油圧Peop2を利用してアキュムレータ44の背圧を調整可能に構成されている。なお、電動ポンプ33が出口流路37に吐出する油圧Peop1と、第2出口流路63に吐出する油圧Peop2は同一である。
C1制御系18へ接続される油圧経路36(好ましくは第5油路36e)上には、アキュムレータ44が接続されている。アキュムレータ44は、油圧を内部に蓄えて保持(蓄圧)しておき、必要に応じてこの保持された油圧をC1制御系18に供給(吐出)できるよう構成されている。
アキュムレータ44は、段付シリンダ44a内で一方向に摺動可能に嵌合された段付ピストン44bを備えている。この段付ピストン44bの小径部により、段付シリンダ44a内の小径側端部にはオイルを蓄圧するための蓄圧室44cが形成され、段付ピストン44bの移動により蓄圧室44cの容積を変更可能に構成されている。
アキュムレータ44の蓄圧室44cは、ドレン34に貯留されたオイルを吸入して蓄圧するための蓄圧用油路64と、蓄圧したオイルを油圧経路36へ吐出するための吐出用油路65と接続されている。蓄圧用油路64上には、吐出時にドレン34側へのオイル流出を防止するためのチェック弁66が設けられている。また、吐出用油路65上には、蓄圧時に油圧経路36からアキュムレータ44へのオイルの流入を防止するチェック弁67(蓄圧用チェック弁)が設けられている。
蓄圧用油路64上のチェック弁66よりアキュムレータ44側、または吐出用油路65上のチェック弁67よりアキュムレータ44側には、アキュムレータ44に蓄圧されるオイルの圧力(アキュムレータ圧)Paccを検出する圧力センサ46が設けられ、検出したアキュムレータ圧Paccの情報をECU7に送信するよう構成されている。
アキュムレータ44の段付シリンダ44a内の大径側端部には、段付ピストン44bの大径部により第1背圧室44dが形成されている。この第1背圧室44dには、段付ピストン44bを蓄圧室44c側へ付勢するスプリング44fが配設され、段付ピストン44bの摺動に伴うスプリング44fの変形に応じて付勢力を変化させ、すなわち背圧の大きさを変化させることができるよう構成されている。アキュムレータ44の蓄圧時には、段付ピストン44bが押し込まれて蓄圧室44cの容積が広げられ、オイルが内部に蓄えられ、この背圧と、蓄圧室44c内に蓄圧されるオイルの圧力(アキュムレータ圧Pacc)とが釣り合った状態となる。一方、アキュムレータ44の吐出時には、スプリング44fの付勢力を利用してピストンを押し出すことで蓄圧されたオイルを内部から吐出して、C1制御系18に供給する。
ここで、スプリング44fにより発生できる背圧は、段付ピストン44bの大径側端面が段付シリンダ44aの大径側端部と突き当たった状態で最大値となる。この背圧の最大値は、例えば、アキュムレータ44からのオイルを吐出したときに、クラッチ圧Pc1を少なくともパック詰め圧に維持できる程度の圧力にできるよう、スプリング44fのバネ長やバネ定数などを調整することで予め設定することができる。ここで、「パック詰め圧」とは、前後進切替クラッチC1のクラッチプレートが摩擦材と当接する(詰まる)状態となるようクラッチパック(前後進切替クラッチC1の作動油室)に作動油を充填できる油圧のことをいう。
アキュムレータ44の段付シリンダ44aの段差部と、段付ピストン44bの段差部との間には、第2背圧室44e(背圧室)が形成される。アキュムレータ44は、この第2背圧室44eへのオイル供給量を調整することで、段付ピストン44bの背圧を調整することができるよう構成されている。第2背圧室44eへのオイル供給量が増加すると、段付ピストン44bは段付シリンダ44aの大径側端部側に移動し、蓄圧室44cの容積が拡張されて、蓄圧室44cにオイルが蓄圧される。第2背圧室44eのオイル供給量が低減すると、段付ピストン44bはスプリング44fの付勢力により段付シリンダ44aの小径側端部側に移動し、蓄圧室44cの容積が縮小されて、蓄圧室44cからオイルが吐出される。すなわち、第2背圧室44eへ供給するオイルの油圧が、アキュムレータ44の蓄圧/吐出を切り替える作動圧として機能する。第2背圧室44eは、背圧制御用油路68(油路)と接続されており、背圧制御用油路68を介してオイル導入/排出が行われる。
背圧制御用油路68には、第2出口流路63が接続されており、電動ポンプ33から出力された油圧Peop2のオイルが、第2出口流路63及び背圧制御用油路68を介して第2背圧室44eに供給されるよう構成されている。背圧制御用油路68上には、アキュムレータ44の第2背圧室44eへのオイル供給または第2背圧室44eからのオイル排出を制御するための蓄圧制御弁45が設けられている。
蓄圧制御弁45は、例えば3つのポートを備える電磁弁であり、通電時/非通電時によって連通するポートを切り替えることができる所謂3ウェイオンオフ弁である。蓄圧制御弁45の各ポートは、それぞれ第2出口流路63、背圧制御用油路68、排出口Exと接続されており、通電時には第2出口流路63と背圧制御用油路68とを連通する状態(以下の説明ではこの状態を、蓄圧制御弁45をオープン(開弁)した状態とする)となり、非通電時には、背圧制御用油路68と排出口Exとを連通する状態(以下の説明ではこの状態を、蓄圧制御弁45をクローズ(閉弁)した状態とする)となる。
アキュムレータ44の蓄圧及び吐出動作は、この蓄圧制御弁45により制御される。図4を参照してアキュムレータ44の蓄圧の仕組みについて説明する。図4に示すように、蓄圧制御弁45がオープンされると、第2出口流路63と背圧制御用油路68とが連通されるので、アキュムレータ44の第2背圧室44eに、電動ポンプ33から出力された油圧Peop2が供給される(図4に「(1)油圧供給」と示す)。第2背圧室44eに油圧Peop2が供給されることで、段付ピストン44bは蓄圧室44cの容積を拡大する方向に移動して、段付シリンダ44aの大径側端部に突き当たる(図4に「(2)ピストンストローク」と示す)。これにより、蓄圧室44cが最大容積まで拡大し、蓄圧用油路64からドレン34に貯留されているオイルが吸い上げられ、アキュムレータ44の蓄圧室44c内にオイルが吸入されて、蓄圧される(図4に「(3)オイル吸入(蓄圧)」と示す)。このとき、吐出用油路65のチェック弁67によって油圧経路36からのオイル吸入は防止される。
つまり、蓄圧時には、アキュムレータ44の段付ピストン44bが段付シリンダ44aに突き当たる位置まで移動するため、背圧が最大値となり、背圧と釣り合う蓄圧室44c内のオイルの圧力(アキュムレータ圧Pacc)も最大値となる。背圧の最大値は、上述のように、アキュムレータ44からのオイルを吐出したときに、クラッチ圧Pc1を少なくともパック詰め圧に維持できる程度の圧力であるので、このときアキュムレータ44に蓄圧されるオイルの圧力であるアキュムレータ圧Paccも同等の圧力となる。
図5を参照してアキュムレータ44の吐出の仕組みについて説明する。図5に示すように、蓄圧制御弁45がクローズされると、背圧制御用油路68と排出口とが連通されるので、アキュムレータ44の第2背圧室44eから油圧が排出される(図5に「(1)油圧排出」と示す)。第2背圧室44eから油圧Peop2が排出されることで、段付ピストン44bがスプリング44fの付勢力により蓄圧室44cの容積を縮小する方向に移動する(図5に「(2)ピストンストローク」と示す)。これにより、アキュムレータ44の蓄圧室44c内に蓄圧されていたオイルが吐出用油路65に吐出される(図5に「(3)オイル吐出」と示す)。このとき、蓄圧用油路64のチェック弁66によってドレン34側へのオイル流出は防止される。
そして、アキュムレータ44からのオイルの吐出によって、C1制御系18へ供給されるオイルのクラッチ圧Pc1が少なくともパック詰め圧まで上昇される。
蓄圧制御弁45の開閉動作は、ECU7によって制御されている。蓄圧制御弁45は、ECU7により供給電流を調整することで開閉を切り替えられる。なお、蓄圧制御弁45は、「第2出口流路63と背圧制御用油路68とを連通する状態」と「背圧制御用油路68と排出口とを連通する状態」とを切り替えることができればよく、スプール弁など他の弁構造を用いてもよいし、例えば2ポートを備えるオンオフ弁と接続経路を切り替える切替弁とを組み合わせるなど複数の弁構造を組み合わせて用いてもよい。
図2に戻り、アキュムレータ44(吐出用油路65)が油圧経路36と接続される位置は、SLCリニアソレノイド60より上流側であり、好ましくは、LPM No.2バルブ54より下流側であり、より好ましくは、油圧経路36の第5油路36eのうち第6油路36fとの分岐より下流側である。また、油圧経路36上のアキュムレータ44の接続位置より上流側(図2の例では、第6油路36fより下流の位置)には、チェック弁59が設けられ、アキュムレータ44から吐出されたオイルの上流側への逆流を防止して、アキュムレータ44による油圧Plpm2の昇圧を効率よく行うことができるよう構成されている。
なお、本実施形態では、以上に述べた車両2の構成要素のうち、少なくともエンジン3、動力伝達装置5(特に無段変速機構11及びC1制御系18(前後進切替クラッチC1))、及び油圧制御装置1(特にメカポンプ31、電動ポンプ33、アキュムレータ44)が、本実施形態に係る車両制御装置として機能するものである。
次に図6のフローチャートを参照して、本実施形態に係る油圧制御装置1の動作について説明する。図6のフローチャートに示す一連の処理は、油圧制御装置1の電動ポンプ33や蓄圧制御弁45、車両2の各種センサ情報などを利用して、ECU7により例えば所定周期ごとに実施される。
図6に示すように、まず、減速S&S制御(アイドリングストップ走行)が実行中か否かが確認される(S101)。減速S&S制御の実行期間としては、例えば制御開始時のエンジン停止指示から、制御終了時のエンジン起動完了判定までの期間とすることができる。減速S&S制御が実行されていない場合(S101のNo)にはステップS102に移行する。減速S&S制御が実行中である場合(S101のYes)にはステップS108に移行する。
ステップS101にて減速S&S制御が実行されていないと判定された場合には、現在の車両速度が、減速S&S制御の実行が許可される車速(S&S許可車速)以下であるか否かが確認される(S102)。車両速度がS&S許可車速より大きい場合(S102のNo)にはステップS103に移行する。車両速度がS&S許可車速以下である場合(S102のYes)にはステップS106に移行する。
ステップS102にて車両速度がS&S許可車速より大きいと判定された場合には、フューエルカット制御が実行中であるか否か、または車両速度が所定値以下であるか否かが確認される(S103)。この所定値には、ステップS102で用いたS&S許可車速以上の値が設定される。フューエルカット制御が実行中である場合、または車両速度が所定値以下である場合(S103のYes)には、ステップS105に移行する。それ以外の場合(S103のNo)にはステップS104に移行する。
ステップS104の条件が満たされなかった場合には、電動ポンプ33の駆動が停止され、蓄圧制御弁45がクローズされ、減速S&S制御の実行が禁止される(S104)。
一方、ステップS104の条件が満たされている場合には、電動ポンプ33が駆動され、蓄圧制御弁45がオープンされ(S105)、図4を参照して説明したアキュムレータ44の蓄圧処理が開始される。つまり本実施形態では、車両速度がS&S許可車速以上所定値以下の範囲となったときに、アキュムレータ44の蓄圧処理を開始することができる。
ステップS102にて車両速度がS&S許可車速以下であると判定された場合には、車速以外の減速S&S制御の実行が許可される条件(S&S開始許可条件)が成立しているか否かが確認される(S106)。S&S開始許可条件とは、例えばブレーキ/アクセル操作、車両減速状態、バッテリ状態、油温、エンジン冷却水温度等の各種情報について設定されている。S&S開始許可条件が成立している場合(S106のYes)には、ステップS107に移行する。S&S開始許可条件が成立していない場合(S106のNo)には処理を終了する。
ステップS106にてS&S開始許可条件が成立していると判定された場合には減速S&S制御が実行され(S107)、C1制御系18の開放制御及びエンジンの停止制御が実施される。なお、このときステップS105において実施された電動ポンプ33駆動と蓄圧制御弁オープンの状態は維持されており、引き続きアキュムレータ44に蓄圧されている。
ステップS101にて減速S&S制御が実行されている判定された場合には、S&S復帰要求があったか否かが確認される(S108)。S&S復帰要求とは、減速S&S制御から通常のエンジン走行制御に復帰させる指令であり、例えばブレーキがオフとなったり、ブレーキの負圧が低下したり、バッテリ電圧が低下するなどの状態をトリガとして検知することができる。S&S復帰要求があった場合(S108のYes)にはステップS109に移行し、S&S復帰要求がない場合(S108のNo)には処理を終了する。
ステップS108にてS&S復帰要求があったと判定された場合には、エンジン3の再起動制御が開始されると共に、蓄圧制御弁45がクローズされ(S109)、図5を参照して説明したアキュムレータ44の吐出処理が実行される。アキュムレータ44から吐出されたオイルによって、C1制御系18に供給するクラッチ圧Pc1をパック詰め圧まで増加させるC1パック詰め制御を実施できる。
そして、エンジン起動が完了したか否かが確認される(S110)。エンジン起動が完了していない場合には(S110のNo)には処理を終了する。エンジン起動が完了した場合(S110のYes)には、電動ポンプ33の駆動が停止される(S111)。
次に、本実施形態に係る油圧制御装置1の効果について説明する。
本実施形態の油圧制御装置1は、エンジン3と、無段変速機構11及びC1制御系18(前後進切替クラッチC1)を含む動力伝達装置5と、を備える車両2に搭載され、動力伝達装置5を作動させるために供給されるオイルの油圧を制御する。この車両2は、エンジン3の停止とC1制御系18(前後進切替クラッチC1)の解除とを行うアイドリングストップ機能を、車両停止時だけでなく、減速時などの車両走行中にも実行可能である。
従来、アイドリングストップ機能を車両停止時に実行する場合には、動力伝達装置5のベルト式の無段変速機構11が、エンジン再始動時のクランキングの影響を受けない程度のベルト挟圧力を確保できればよかった。具体的には、ベルト挟圧力を制御するセカンダリシーブ21aへ供給されるセカンダリ圧Pdとして0.3MPa程度の油圧が要求されていた。
これに対し、本実施形態のように車両走行中にもアイドリングストップ機能を実行する場合には、より大きなベルト挟圧力が必要となる状況が考えられる。例えば、アイドリングストップ走行中に急制動、悪路走行、路面変化などの外乱による回転変動が駆動輪4側から動力伝達装置5に入力されると、この外乱入力によってトルク変動が発生し、無段変速機構11においてベルト22の滑りが発生する虞があり、動力伝達に悪影響が出る場合がある。このような外乱入力の影響を受けないために確保すべきベルト挟圧力は、上記の車両停止時のものに比べて大きなものとなる。具体的には、セカンダリ圧Pdとして約1.5Mpa程度の油圧、約6(リットル/分)程度のオイル流量が要求され、また、数十ミリ秒での油圧応答性も求められる。
このようなベルト挟圧力を確保するために、メカポンプ31の代替として電動ポンプ33を利用した場合、すなわち、電動ポンプ33により油圧経路36へオイルを供給する構成とした場合、電動ポンプ33を非常に大きくする必要がある。例えば上記の例のように車両停止時に比べて5倍の油圧を発生させるには電動ポンプは約25倍の容積が必要であるし、車両停止時のアイドリングストップ機能のために消費電力が数十ワットクラスの電動ポンプで済んだのに対し、車両走行時のアイドリングストップ機能のためには消費電力がキロワットクラスの電動ポンプが必要となる。また、必要なベルト挟圧が大きくなると、電動ポンプ33から無段変速機構11までの油圧経路36内の漏れ流量も大きくなるため、漏れ流量の影響を考慮して電動ポンプをさらに大型化する必要がある。このような電動ポンプの大型化は、コスト増大や搭載性悪化などの問題が懸念される。
また、アイドリングストップ状態からの復帰時には、エンジン再起動の完了までにC1制御系18(前後進切替クラッチC1)を速やかに再始動可能な状態(作動可能な状態、クラッチパックを詰めた状態)にしておき、C1制御系18の制御応答性を確保しておくことが望ましい。
そこで、本実施形態の油圧制御装置1は、モータ32の駆動により油圧経路36を介して動力伝達装置5のベルト式の無段変速機構11にオイルを供給する電動ポンプ33と、電動ポンプ33により供給されるオイルを利用して内部にオイルを蓄圧し、油圧経路36を介して、蓄圧されたオイルを吐出してC1制御系18に供給するアキュムレータ44と、を備える。
上記の構成により、アイドリングストップ機能の実行中には、電動ポンプ33により無段変速機構11にオイルが供給されるので、ベルト22の滑り発生を防止可能なベルト挟圧力を確保できるようセカンダリ圧Pdを昇圧して無段変速機構11に供給することができる。
また、電動ポンプ33は、無段変速機構11に直接的にオイルを供給するため、電動ポンプ33から無段変速機構11までの漏れ流量を低減させることが可能となり、電動ポンプ33の小型化が可能となる。
一方、アイドリングストップ機能から復帰してエンジン3が再始動する際には、アキュムレータ44により蓄圧されたオイルがC1制御系18に供給されるため、アイドリングストップ状態からの復帰時には、エンジン再起動の完了までにC1制御系18(前後進切替クラッチC1)を速やかに再始動可能な状態(作動可能な状態、クラッチパックを詰めた状態)にしておき、C1制御系18の制御応答性を確保することができる。
また、アキュムレータ44からのオイル供給の時期を、アイドリングストップ走行終了時からエンジン再起動までの短時間に限定できるため、また、アキュムレータ44の蓄圧はベルト挟圧力より要求油圧の低いC1制御系18の制御に利用されるため、アキュムレータ44の小型化が可能である。
このように、本実施形態の油圧制御装置1によれば、アイドリングストップ機能の実行時に油圧制御に用いる電動ポンプ33やアキュムレータ44の大型化を抑制できる。
さらに、アキュムレータ44は、電動ポンプ33により供給されるオイルを利用して内部にオイルを蓄圧する構成のため、メカポンプ31からの吐出オイルを消費せずに蓄圧が可能である。このため、例えばエンジン低回転時、ライン圧PLの増圧指示時、高油温時などメカポンプ31による吐出流量が少ない状態であっても、蓄圧動作による油圧制御装置1の油圧調圧特性や応答性への影響を低減できるのでアキュムレータ44への蓄圧実施が可能となり、この結果、アキュムレータ44の蓄圧が可能となるタイミングを拡大することが可能となる。
ここで、メカポンプ31の吐出オイルをアキュムレータ44に導入して蓄圧を行う構成の場合には、アイドリングストップ機能の実行中はメカポンプ31が停止し蓄圧処理を実施できないため、アキュムレータ44のオイル漏れなどの影響によりアキュムレータ44内に蓄圧されたオイルの油圧であるアキュムレータ圧Paccが低下する虞がある。アキュムレータ圧Paccは、アイドリングストップ機能からの復帰時にクラッチ圧Pc1をパック詰め圧まで増圧できる程度に維持しておく必要があるため、アイドリングストップ機能を長時間継続できない場合がある。これに対し本実施形態では、アキュムレータ44は、電動ポンプ33により供給されるオイルを利用して内部にオイルを蓄圧する構成のため、エンジン3が停止するアイドリングストップ機能実行中でも蓄圧が可能となる。このため、オイル漏れなどの影響でアキュムレータ圧Paccが低下した場合でも適宜アキュムレータ44に蓄圧できるので、アイドリングストップ機能の継続時間短縮を抑制でき、アイドリングストップ機能の長期間の実施が可能となる。
また、本実施形態に係る油圧制御装置1では、アキュムレータ44が、電動ポンプ33により供給されるオイルを作動圧として利用することでオイルの蓄圧及び吐出を行う。
この構成により、電動ポンプ33から吐出されたオイルが、直接アキュムレータ44内に導入して蓄圧するのではなく単に作動圧として利用されるので、電動ポンプ33の吐出流量を増加させることなく、アキュムレータの蓄圧、保圧、吐出などの制御を行うことが可能となり、アキュムレータ制御の効率化を図ることができる。
また、本実施形態に係る油圧制御装置1は、電動ポンプ33により供給されたオイルを、アキュムレータ44の背圧を調整する第2背圧室44eに導入可能に連通された背圧制御用油路68と、この背圧制御用油路68上に設けられ、第2背圧室44eへのオイルの導入または第2背圧室44eからのオイルの排出を制御する蓄圧制御弁45と、を備える。アキュムレータ44は、蓄圧制御弁45により背圧制御用油路68から第2背圧室44eへ電動ポンプ33より供給されたオイルが導入されている状態では、内部にオイルを蓄圧し、また、蓄圧制御弁45により第2背圧室44eから背圧制御用油路68へオイルが排出される状態では、内部に蓄圧されたオイルを油圧経路36に吐出してC1制御系18に供給する。
この構成により、アキュムレータ制御に利用するオイルの量をアキュムレータ44の第2背圧室44eに導入できる量のみに抑えることができるので、アキュムレータ制御のより一層の効率化を図ることができる。また、蓄圧制御弁45の開閉動作を制御することで、第2背圧室44eのオイル供給及び排出を切り替えて、アキュムレータ44の蓄圧、保圧、吐出の制御ができるので、アキュムレータ制御を簡便かつ高精度に実行することができる。
また、本実施形態に係る油圧制御装置1は、アキュムレータ44と油圧経路36との間に設けられ、油圧経路36側からアキュムレータ44へのオイルの流れを防止するチェック弁67を備える。
この構成により、蓄圧時に蓄圧用油路64からドレン34のオイルがアキュムレータ44に導入される際に、油圧経路36からのオイルが導入されるのを防止できるので、アキュムレータ44の蓄圧制御に伴い油圧経路36のオイル、すなわちメカポンプ31から吐出されたオイルを消費するのを防止することが可能となり、この結果、アキュムレータ44の蓄圧動作中であっても油圧経路36の油圧低下を抑制して、C1制御系18の油圧制御の精度を維持できる。
[第2実施形態]
次に図7を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。図7は、本発明の第2実施形態に係る油圧制御装置1aの概略構成を示す図である。
図7に示すように、本実施形態の油圧制御装置1aは、電動ポンプ33により供給されるオイルをアキュムレータ84に蓄圧する点で、第1実施形態の油圧制御装置1と異なるものである。
本実施形態のアキュムレータ84は、第1実施形態のアキュムレータ44と同様の構成であってもよいし、その他の既知の構成としてもよい。例えば図7には、シリンダ84a内部にピストン84bが摺動可能に配置され、このピストン84bとシリンダ84aにより形成される蓄圧室84c内にオイルを蓄圧する構成のピストン式のアキュムレータ84を例示している。
アキュムレータ84の蓄圧室84cは、蓄圧用油路74及び吐出用油路75と接続されている。蓄圧用油路74は、電動ポンプ33の第2出口流路63と接続され、電動ポンプ33により供給されたオイルをアキュムレータ84に導入可能に連通された油路である。蓄圧用油路74上には、吐出時に電動ポンプ33側へのオイル流出を防止するためのチェック弁76が設けられている。
吐出用油路75は、アキュムレータ84に蓄圧したオイルを油圧経路36へ吐出するための油路である。吐出用油路75は、第1実施形態の吐出用油路65と同様に、SLCリニアソレノイド60より上流側、好ましくは、LPM No.2バルブ54より下流側、より好ましくは、油圧経路36の第5油路36eのうち第6油路36fとの分岐より下流側にて、油圧経路36と接続される。
吐出用油路75上には、アキュムレータ84と油圧経路36との連通及び遮断を切り替える蓄圧制御弁85(切替弁)が設けられている。蓄圧制御弁85の開閉動作は、ECU7によって制御されている。蓄圧制御弁85は、例えば図7に示すような電磁ポペット弁であり、ECU7により供給電流を調整することで開閉を切り替えられる。なお、蓄圧制御弁85は、スプール弁など他の弁構造を用いてもよい。
アキュムレータ84へのオイルの蓄圧及びアキュムレータ84からのオイルの吐出は、蓄圧制御弁85と、電動ポンプ33の動作によって制御される。
蓄圧制御弁85がクローズ(閉弁)されると、アキュムレータ84と油圧経路36とが遮断される。このとき電動ポンプ33が駆動されていると、電動ポンプ33から吐出されたオイルは、第2出口流路63及び蓄圧用油路74を介してアキュムレータ84の蓄圧室84cに導入されて蓄圧される。
一方、蓄圧制御弁85がオープン(開弁)されると、アキュムレータ84と油圧経路36とが連通し、アキュムレータ84に蓄圧されていたオイルが油圧経路36に吐出される。また、このとき、蓄圧用油路74上のチェック弁76によって電動ポンプ33側へのオイル流出が防止される。
本実施形態に係る油圧制御装置1aは、第1実施形態と同様に、電動ポンプ33により無段変速機構11にオイルを供給し、アキュムレータ84によりC1制御系18にオイルを供給する構成であるので、アイドリングストップ機能の実行時に油圧制御に用いる電動ポンプ33やアキュムレータ44の大型化を抑制できる。
また、本実施形態に係る油圧制御装置1aでは、アキュムレータ84が電動ポンプ33により供給されるオイルを利用して(より詳細には電動ポンプ33により供給されるオイルを蓄圧して)内部にオイルを蓄圧する構成のため、メカポンプ31からの吐出オイルを消費せずに蓄圧が可能である。このため、例えばエンジン低回転時、ライン圧PLの増圧指示時、高油温時などメカポンプ31による吐出流量が少ない状態であっても、蓄圧動作による油圧制御装置1の油圧調圧特性や応答性への影響を低減できるのでアキュムレータ84への蓄圧実施が可能となり、この結果、アキュムレータ44の蓄圧が可能となるタイミングを拡大することが可能となる。
ここで、メカポンプ31の吐出オイルをアキュムレータ44に導入して蓄圧を行う構成の場合には、アイドリングストップ機能の実行中はメカポンプ31が停止し蓄圧処理を実施できないため、アキュムレータ84のオイル漏れなどの影響によりアキュムレータ84内に蓄圧されたオイルの油圧Paccが低下する虞がある。アキュムレータ84内の蓄圧油圧は、アイドリングストップ機能からの復帰時にクラッチ圧Pc1をパック詰め圧まで増圧できる程度に維持しておく必要があるため、アイドリングストップ機能を長時間継続できない場合がある。これに対し本実施形態では、アキュムレータ84は、電動ポンプ33により供給されるオイルを利用して内部にオイルを蓄圧する構成のため、エンジン3が停止するアイドリングストップ機能実行中でも蓄圧が可能となる。このため、オイル漏れなどの影響でアキュムレータ圧Paccが低下した場合でも適宜蓄圧できるので、アイドリングストップ機能の長期間の実施が可能である。
また、本実施形態に係る油圧制御装置1aは、電動ポンプ33により供給されたオイルをアキュムレータ84に導入可能に連通された蓄圧用油路74と、アキュムレータ84と油圧経路36とを接続する吐出用油路75と、吐出用油路75上に設けられ、アキュムレータ84と油圧経路36との連通及び遮断を切り替える蓄圧制御弁85と、を備える。アキュムレータ84は、電動ポンプ33が駆動され、かつ蓄圧制御弁85により油圧経路36から遮断されている場合に、蓄圧用油路74から電動ポンプ33により供給されたオイルを内部に蓄圧し、蓄圧制御弁85により油圧経路36と連通されている場合に、内部に蓄圧されたオイルを、吐出用油路75を介して油圧経路36に吐出してC1制御系18に供給する。
この構成により、蓄圧制御弁85の開閉動作を制御することで、アキュムレータ84の蓄圧、保圧、吐出の制御ができるので、アキュムレータ制御を簡便かつ高精度に実行することができる。
以上、本発明について好適な実施形態を示して説明したが、本発明はこれらの実施形態により限定されるものではない。本発明は、以上で説明した実施形態を複数組み合わせることで構成してもよいし、実施形態の各構成要素を、当業者が置換することが可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものに変更することが可能である。
上記実施形態では、油圧制御装置1,1aによって無段変速機構11と共に油圧制御されるクラッチとして、前後進切替機構10のC1制御系18(前後進切替クラッチC1及び前後進切替ブレーキB1)を例示したが、このクラッチは、解放状態としてエンジン3と駆動輪4側との間の回転トルクを遮断し、また、係合状態としてエンジン3と駆動輪4側との間でトルクを伝達できるものであれば、前後進切替機構10以外のクラッチを用いてもよい。
また、電動ポンプ33は、無段変速機構11のベルト挟圧力を制御するシーブに対してオイルを供給可能に油圧経路36に接続されていればよい。上記実施形態では、セカンダリシーブ21aがベルト挟圧力を制御する構成を例示しているため、電動ポンプ33は、セカンダリシーブ21aへオイルを供給する第2油路36bに接続されているが、プライマリシーブ20aがベルト挟圧力を制御する構成の場合には、プライマリシーブ20aへオイルを供給する第1油路36aに電動ポンプ33を接続することができる。
1,1a 油圧制御装置
2 車両
5 動力伝達装置
11 無段変速機構(ベルト式無段変速機構)
18 C1制御系(クラッチ)
32 モータ
33 電動ポンプ
36 油圧経路
44,84 アキュムレータ
44e 第2背圧室(背圧室)
45 蓄圧制御弁
67 チェック弁(蓄圧用チェック弁)
68 背圧制御用油路(油路)
74 蓄圧用油路
75 吐出用油路
85 蓄圧制御弁(切替弁)
上記課題を解決するために、本発明に係る油圧制御装置は、ベルト式無段変速機構及びクラッチを含む動力伝達装置を作動させるために供給されるオイルの油圧を制御する油圧制御装置において、モータ駆動により油圧経路を介して前記動力伝達装置の前記ベルト式無段変速機構及び前記クラッチのうち前記ベルト式無段変速機構にオイルを供給する電動ポンプと、前記電動ポンプにより供給されるオイルを利用して内部にオイルを蓄圧し、前記油圧経路を介して前記蓄圧されたオイルを吐出して、前記動力伝達装置の前記ベルト式無段変速機構及び前記クラッチのうち前記クラッチに供給するアキュムレータと、を備えることを特徴とする。


上記課題を解決するために、本発明に係る油圧制御装置は、ベルト式無段変速機構及びクラッチを含む動力伝達装置を作動させるために供給されるオイルの油圧を制御する油圧制御装置において、モータ駆動により油圧経路を介して前記動力伝達装置の前記ベルト式無段変速機構及び前記クラッチのうち前記ベルト式無段変速機構にオイルを供給する電動ポンプと、前記電動ポンプにより供給されるオイルを利用して内部にオイルを蓄圧し、前記油圧経路を介して前記蓄圧されたオイルを吐出して、前記動力伝達装置の前記ベルト式無段変速機構及び前記クラッチのうち前記クラッチに供給するアキュムレータと、エンジンによって駆動され、前記動力伝達装置にオイルを供給する機械式ポンプと、を備えることを特徴とする。

Claims (7)

  1. ベルト式無段変速機構及びクラッチを含む動力伝達装置を作動させるために供給されるオイルの油圧を制御する油圧制御装置において、
    モータ駆動により油圧経路を介して前記動力伝達装置の前記ベルト式無段変速機構にオイルを供給する電動ポンプと、
    前記電動ポンプにより供給されるオイルを利用して内部にオイルを蓄圧し、前記油圧経路を介して前記蓄圧されたオイルを吐出して前記クラッチに供給するアキュムレータと、
    を備えることを特徴とする油圧制御装置。
  2. 前記アキュムレータが、前記電動ポンプにより供給されるオイルを作動圧として利用することでオイルの蓄圧及び吐出を行うことを特徴とする、請求項1に記載の油圧制御装置。
  3. 前記電動ポンプにより供給されたオイルを、前記アキュムレータの背圧を調整する背圧室に導入可能に連通された油路と、
    前記油路上に設けられ、前記背圧室へのオイルの導入または前記背圧室からのオイルの排出を制御する蓄圧制御弁と
    を備え、
    前記アキュムレータは、前記蓄圧制御弁により前記油路から前記背圧室へ前記電動ポンプより供給されたオイルが導入されている状態では、内部にオイルを蓄圧し、また、前記蓄圧制御弁により前記背圧室から前記油路へオイルが排出される状態では、内部に蓄圧されたオイルを前記油圧経路に吐出して前記クラッチに供給する、
    ことを特徴とする、請求項2に記載の油圧制御装置。
  4. 前記アキュムレータと前記油圧経路との間に設けられ、前記油圧経路側から前記アキュムレータへのオイルの流れを防止する蓄圧用チェック弁を備えることを特徴とする、請求項2または3に記載の油圧制御装置。
  5. 前記アキュムレータが、前記電動ポンプにより供給されるオイルを蓄圧することを特徴とする、請求項1に記載の油圧制御装置。
  6. 前記電動ポンプにより供給されたオイルを前記アキュムレータに導入可能に連通された蓄圧用油路と、
    前記アキュムレータと前記油圧経路とを接続する吐出用油路と、
    前記吐出用油路上に設けられ、前記アキュムレータと前記油圧経路との連通及び遮断を切り替える切替弁と、
    を備え、
    前記アキュムレータは、前記電動ポンプが駆動され、かつ前記切替弁により前記油圧経路から遮断されている場合に、前記蓄圧用油路から前記電動ポンプにより供給されたオイルを内部に蓄圧し、前記切替弁により前記油圧経路と連通されている場合に、内部に蓄圧されたオイルを、前記吐出用油路を介して前記油圧経路に吐出して前記クラッチに供給する、
    ことを特徴とする、請求項5に記載の油圧制御装置。
  7. ベルト式無段変速機構及びクラッチを含む動力伝達装置と、
    前記動力伝達装置を作動させるために供給されるオイルの油圧を制御する請求項1〜6のいずれか1項に記載の油圧制御装置と、
    を備えることを特徴とする車両制御装置。
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