KR20170118158A - 차량용 유압 제어 장치 및 유압 제어 방법 - Google Patents

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슈사쿠 가타쿠라
유타카 시미즈
요오코 요시오카
유키요시 이누타
도모유키 고이케
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쟈트코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 모터/제네레이터(M/G)에 의해 구동되어 제1 유압(P1)을 발생시키는 기계식 오일 펌프(O/P)와, 서브 모터(S/M)에 의해 구동되어 제2 유압(P2)을 발생시키는 전동 오일 펌프(M/O/P)와, 컨트롤러(10)를 구비하는 유압 제어 장치에 관한 것이다. 컨트롤러(10)는 기계식 오일 펌프(O/P)의 출력이 불안정해지는 제1 차속(V1) 미만의 저차속 영역이며, 운전자로부터의 요구 구동력이 발생했을 때, 이 요구 구동력에 따라서 결정되는 필요 유압(Pne)으로부터 제1 유압(P1)을 차감한 보충 유압(Pα)보다도 제2 유압(P2)이 커지도록, 전동 오일 펌프(M/O/P)를 제어한다.

Description

차량용 유압 제어 장치 및 유압 제어 방법
본 발명은 주행 구동원에 의해 구동되는 제1 오일 펌프와, 전동 모터에 의해 구동되는 제2 오일 펌프를 구비한 차량용 유압 제어 장치에 관한 것이다.
종래, 주행 구동원에 의해 구동되는 제1 오일 펌프와, 전동 모터에 의해 구동되는 제2 오일 펌프를 구비하고, 운전자로부터의 요구 구동력에 기초하여, 주행 구동원과 구동륜의 사이에 배치되어 동력을 전달하는 클러치나 배리에이터 등의 동력 전달 부재가 슬립되지 않는 필요 유압을 확보하도록, 제1, 제2 오일 펌프를 제어하는 차량용 유압 제어 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
그런데, 주행 구동원의 회전수가 낮은 저차속 영역에서의 발진이나 가속에서는, 제1 오일 펌프의 회전수도 낮아, 제1 오일 펌프 토출압만으로는 필요 유압에 대하여 충분한 유압을 확보할 수 없는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 제1 오일 펌프 토출압으로는 부족한 분량을 제2 오일 펌프 토출압으로 보충하는 것을 생각할 수 있다.
그러나, 종래의 차량용 유압 제어 장치에서는, 제2 오일 펌프 토출압을 부족분(보충분)의 유압으로 설정하고 있기 때문에, 누설이나 유압 변동 등에 의해, 제1, 제2 오일 펌프 토출압으로 조달하는 실유압이, 필요 유압에 비하여 낮아지는 경우가 있었다. 특히, 발진 시 등의 저차속 영역에서는, 주행 구동원 회전수가 낮고, 제1 오일 펌프 토출압이 변동되기 쉽기 때문에, 이 제1 오일 펌프 토출압이 상정보다도 낮아져, 필요 유압을 확보할 수 없을 우려가 있었다. 그리고, 필요 유압을 확보할 수 없으면, 동력 전달 부재에 있어서 슬립이 발생하여, 운전자가 의도하는 구동력을 구동륜에 전달할 수 없게 될 우려가 있었다.
본 발명은 제1 오일 펌프의 출력이 불안정한 저차속 영역에 있어서의 요구 구동력 발생 시에, 필요 유압을 확보할 수 있는 차량용 유압 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일본 특허 공개 제2012-097813호 공보
본 발명의 차량용 유압 제어 장치는, 제1 오일 펌프와, 제2 오일 펌프와, 제2 오일 펌프 컨트롤러를 구비하고 있다.
상기 제1 오일 펌프는, 주행 구동원에 의해 구동되어 유압 공급을 행한다.
상기 제2 오일 펌프는, 주행 구동원과는 별도의 전동 모터에 의해 구동되어 유압 공급을 행한다.
상기 제2 오일 펌프 컨트롤러는, 차속이 제1 차속 미만의 저차속 영역이며 운전자로부터의 요구 구동력이 발생했을 때, 상기 요구 구동력에 따라서 결정되는 필요 유압으로부터 제1 오일 펌프 토출압을 차감한 보충 유압보다도 제2 오일 펌프 토출압이 커지도록 상기 제2 오일 펌프를 구동한다.
본원 발명의 차량용 유압 제어 장치에서는, 저차속 영역이며 주행 구동원 회전수가 낮고, 제1 오일 펌프 토출압에 변동이 발생함으로써, 이 제1 오일 펌프 토출압이 상정보다도 낮아졌다고 하더라도, 제2 오일 펌프 토출압을 보충 유압보다도 크게 하기 때문에, 필요 유압에 대하여 제1 오일 펌프 토출압으로는 부족한 분량을 확실하게 조달할 수 있다. 이 결과, 제1 오일 펌프의 출력이 불안정한 저차속 영역에 있어서의 요구 구동력 발생 시에, 필요 유압을 확보할 수 있다.
도 1은 실시예의 제어 장치가 적용된 하이브리드 차량을 나타내는 전체 시스템도이다.
도 2는 실시예의 하이브리드 차량에 구비된 유압 제어 회로를 나타내는 유압 회로도이다.
도 3은 실시예의 통합 컨트롤러로 실행되는 필요 유압 담보 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 운전자의 요구 구동력에 따라서 결정되는 필요 총유량과 필요 유압의 관계를 나타내는 필요 유량 테이블을 도시하는 특성선도이다.
도 5의 (a)는 전동 오일 펌프에 의한 유압 공급 기능을 도시하는 특성도이며, (b)는 전동 오일 펌프 회전수에 마진을 갖게 하는 것을 설명하는 설명도이다.
도 6은 실시예의 제어 장치에 있어서, 발진 시의 액셀러레이터 개방도·브레이크 답입량·차속·전동 오일 펌프 목표 회전수·기계식 오일 펌프 회전수의 각 특성을 나타내는 타임 차트이다.
이하, 본 발명의 차량용 유압 제어 장치를 실시하기 위한 형태를, 도면에 나타내는 실시예에 기초하여 설명한다.
(실시예)
먼저, 실시예의 차량용 유압 제어 장치의 구성을, 「하이브리드 차량의 전체 시스템 구성」, 「유압 제어 회로의 상세 구성」, 「필요 유압 담보 처리 구성」으로 나누어 설명한다.
[하이브리드 차량의 전체 시스템 구성]
도 1은 실시예의 제어 장치가 적용된 하이브리드 차량(차량의 일례)을 도시하는 전체 시스템도이다. 이하, 도 1에 기초하여, 실시예의 하이브리드 차량 전체 시스템 구성을 설명한다.
실시예의 차량용 유압 제어 장치는, 도 1에 도시하는 하이브리드 차량에 적용되어 있다. 이 하이브리드 차량의 구동계는, 엔진 Eng와, 제1 클러치 CL1과, 모터/제네레이터 MG와, 제2 클러치 CL2와, 무단 변속기 CVT와, 파이널 기어 FG와, 좌구동륜 LT와, 우구동륜 RT를 구비하고 있다.
상기 엔진 Eng는, 희박 연소 가능하고, 스로틀 액추에이터에 의한 흡입 공기량과 인젝터에 의한 연료 분사량과, 점화 플러그에 의한 점화 시기의 제어에 의해, 엔진 토크가 지령값과 일치하도록 제어된다.
상기 제1 클러치 CL1은, 엔진 Eng와 모터/제네레이터 MG의 사이의 위치에 개재 장착된다. 이 제1 클러치 CL1로서는, 예를 들어 다이어프램 스프링에 의한 압박력으로 상시 해방(노멀 오픈)의 건식 클러치가 사용되고, 엔진 Eng로부터 모터/제네레이터 MG 간의 완전 체결/반 체결/해방을 행한다. 이 제1 클러치 CL1이 완전 체결 상태라면 모터 토크와 엔진 토크가 제2 클러치 CL2에 전달되고, 해방 상태라면 모터 토크만이 제2 클러치 CL2에 전달된다. 또한, 완전 체결/반 체결/해방의 제어는, 유압 액추에이터에 대한 스트로크 제어로 행해진다.
상기 모터/제네레이터 MG는, 주행 구동원이 되는 교류 동기 모터 구조이며, 발진 시나 주행 시에 구동 토크 제어나 회전수 제어를 행함과 함께, 제동 시나 감속 시에 회생 브레이크 제어에 의한 차량 운동 에너지의 배터리 BAT로의 회수를 행하는 것이다.
상기 제2 클러치 CL2는, 모터/제네레이터 MG와 좌우 구동륜 LT, RT의 사이에 개재 장착된 마찰 체결 요소이다. 이 제2 클러치 CL2는, 여기에서는 유압 작동에 의한 습식의 다판 마찰 클러치로 구성되고, 제2 클러치 유압에 의해 완전 체결/슬립 체결/해방이 제어된다. 실시예의 제2 클러치 CL2는, 유성 기어에 의한 무단 변속기 CVT의 전후진 전환 기구에 설치된 전진 클러치 FC와 후퇴 브레이크 RB를 유용하고 있다. 즉, 전진 주행 시에는, 전진 클러치 FC가 제2 클러치 CL2가 되고, 후퇴 주행 시에는, 후퇴 브레이크 RB가 제2 클러치 CL2가 된다.
상기 무단 변속기 CVT는, 프라이머리 풀리 Pri와, 세컨더리 풀리 Sec와, 이 프라이머리 풀리 Pri와 세컨더리 풀리 Sec의 사이에 걸쳐진 풀리 벨트 V를 갖는 벨트식 무단 변속기이다. 프라이머리 풀리 Pri와 세컨더리 풀리 Sec는, 각각 유압이 공급됨으로써 풀리 벨트 V를 끼움 지지하면서 풀리 폭을 변경하고, 풀리 벨트 V를 끼움 지지하는 면의 직경을 변경하여 변속비(풀리비)를 자유롭게 제어한다.
또한, 모터/제네레이터 MG의 모터 출력축 MGout에는, 체인 CH를 개재하여 기계식 오일 펌프 O/P(제1 오일 펌프)의 입력 기어가 접속되어 있다. 이 기계식 오일 펌프 O/P는, 모터/제네레이터 MG의 회전 구동력에 의해 구동되는 오일 펌프이며, 예를 들어 기어 펌프나 베인 펌프 등이 사용된다. 또한, 이 기계식 오일 펌프 O/P는, 모터/제네레이터 MG의 회전 방향에 관계없이 작동유의 토출이 가능하게 되어 있다.
또한, 여기에서는, 유압원으로서, 모터/제네레이터 MG와는 별도로 설치된 서브 모터 S/M(전동 모터)의 회전 구동력에 의해 구동되는 전동 오일 펌프 M/O/P(제2 오일 펌프)가 설치되어 있다.
이 전동 오일 펌프 M/O/P는, 삼상 교류 모터 구조이며, 회전수 제어에 의한 작동유의 토출 유량의 제어가 가능하게 되어 있다.
그리고, 이 기계식 오일 펌프 O/P와 전동 오일 펌프 M/O/P는, 제1, 제2 클러치 CL1, CL2 및 무단 변속기 CVT에 공급하는 작동 유압(제어압)을 만들어 내는 유압 공급원 OIL로 되어 있다. 이 유압 공급원 OIL에서는, 기계식 오일 펌프 O/P로부터의 토출 유량이 충분할 때에는 서브 모터 S/M을 정지하여 전동 오일 펌프 M/O/P를 정지시킨다. 또한, 기계식 오일 펌프 O/P로부터의 토출 유량이 저하되면, 서브 모터 S/M을 구동하여 전동 오일 펌프 M/O/P를 작동시켜, 이 전동 오일 펌프 M/O/P로부터도 작동유를 토출시킨다.
그리고, 이 하이브리드 차량은, 제1 클러치 CL1과 모터/제네레이터 MG와 제2 클러치 CL2에 의해 1 모터·2 클러치의 구동 시스템이 구성되고, 이 구동 시스템에 의한 주된 구동 형태로서 「EV 모드」와 「HEV 모드」를 갖는다.
상기 「EV 모드」는, 제1 클러치 CL1을 해방하고, 제2 클러치 CL2를 체결하여 모터/제네레이터 MG만을 구동원에 갖는 전기 자동차 모드이다.
상기 「HEV 모드」는, 제1, 제2 클러치 CL1, CL2를 체결하여 엔진 Eng와 모터/제네레이터 MG를 구동원에 갖는 하이브리드 차 모드이다.
실시예의 하이브리드 차량의 제어계는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 인버터 INV와, 배터리 BAT와, 통합 컨트롤러(10)와, 변속기 컨트롤러(11)와, 클러치 컨트롤러(12)와, 엔진 컨트롤러(13)와, 모터 컨트롤러(14)와, 배터리 컨트롤러(15)를 구비하고 있다.
상기 인버터 INV는, 직류/교류의 변환을 행하여, 모터/제네레이터 MG의 구동 전류를 생성한다. 또한 생성하는 구동 전류의 위상을 역전함으로써 모터/제네레이터 MG의 출력 회전을 반전한다.
상기 배터리 BAT는, 충방전 가능한 이차 전지이며, 모터/제네레이터 MG에 대한 전력 공급과, 모터/제네레이터 MG가 회생한 전력의 충전을 행한다.
상기 통합 컨트롤러(10)는, 배터리 상태(여기서는, 배터리 컨트롤러(15)로부터 입력), 액셀러레이터 개방도(여기서는, 액셀러레이터 개방도 센서(21)에 의해 검출), 및 차속(여기서는, 변속기 출력 회전수에 동기한 값, 변속기 출력 회전수 센서(22)에 의해 검출)으로부터 운전자의 요구 구동력에 따른 목표 구동 토크를 연산한다. 그리고, 그 결과에 기초하여 각 액추에이터(모터/제네레이터 MG, 엔진 Eng, 제1 클러치 CL1, 제2 클러치 CL2, 무단 변속기 CVT)에 대한 지령값을 연산하여, 각 컨트롤러(11 내지 15)에 송신한다.
또한, 이 통합 컨트롤러(10)는 전동 오일 펌프 M/O/P의 제어를 행하는 제2 오일 펌프 컨트롤러이다. 즉, 이 통합 컨트롤러(10)에서는, 전동 오일 펌프 M/O/P의 유량 제어를, 차속이 후술하는 제1 차속 V1 이하일 때와, 제1 차속 V1보다 크고 후술하는 제2 차속 V2 이하일 때와, 제2 차속 V2보다 클 때로 전환한다.
상기 변속기 컨트롤러(11)는 통합 컨트롤러(10)로부터의 변속 지령을 달성하도록 변속 제어를 행한다. 이 변속 제어는, 유압 제어 회로(100)을 통해 공급된 라인압 PL을 원압으로 하여, 무단 변속기 CVT의 프라이머리 풀리 Pri와, 세컨더리 풀리 Sec에 공급하는 유압을 제어함으로써 행해진다.
그리고, 라인압 PL로부터 프라이머리 풀리 Pri에 공급하는 유압과, 세컨더리 풀리 Sec에 공급하는 유압을 만들어 냈을 때 발생한 잉여압은, 제1 클러치 CL1이나 제2 클러치 CL2의 냉각이나 윤활로 돌려진다.
상기 클러치 컨트롤러(12)는 제2 클러치 입력 회전수(모터 회전수 센서(23)에 의해 검출), 제2 클러치 출력 회전수(제2 클러치 출력 회전수 센서(24)에 의해 검출), 클러치 유온(작동 유온 센서(25)에 의해 검출)을 입력한다. 또한, 이 클러치 컨트롤러(12)는 통합 컨트롤러(10)로부터의 제1 클러치 제어 지령 및 제2 클러치 제어 지령을 달성하도록, 제1 클러치 제어, 제2 클러치 제어를 각각 행한다. 이 제1 클러치 제어는, 유압 제어 회로(100)를 통해 공급된 라인압 PL을 원압으로 하여, 제1 클러치 CL1에 공급되는 유압을 제어함으로써 행해진다. 또한, 제2 클러치 제어는, 유압 제어 회로(100)를 통해 공급된 라인압 PL을 원압으로 하여, 제2 클러치 CL2에 공급되는 유압을 제어함으로써 행해진다.
그리고, 라인압 PL로부터 제1 클러치 CL1에 공급되는 유압과, 제2 클러치 CL2에 공급되는 유압을 만들어 냈을 때 발생한 잉여압은, 제1 클러치 CL1이나 제2 클러치 CL2의 냉각이나 윤활로 돌려진다.
또한, 무단 변속기 CVT의 프라이머리 풀리 Pri, 세컨더리 풀리 Sec, 제2 클러치 CL2에 대하여, 라인압 PL을 원압으로 한 제어 유압을 공급하는 회로를, 여기에서는 「변속 기구용 유압계 Sup」라고 한다. 또한, 제2 클러치 CL2의 냉각이나 윤활을 행하는 회로를, 여기에서는 「변속 기구의 냉각/윤활계 Lub」라고 한다(도 2 참조).
상기 엔진 컨트롤러(13)는 엔진 회전수(엔진 회전수 센서(26)에 의해 검출)를 입력함과 함께, 통합 컨트롤러(10)로부터의 목표 엔진 토크에 대응한 엔진 토크 지령값을 달성하도록 엔진 Eng의 토크 제어를 행한다.
상기 모터 컨트롤러(14)는, 모터 회전수(모터 회전수 센서(23)에 의해 검출)를 입력함과 함께, 통합 컨트롤러(10)로부터의 목표 모터 토크에 대응한 모터 토크 지령값이나 모터 회전수 지령값을 달성하도록 모터/제네레이터 MG의 제어를 행한다.
또한, 이 실시예에서는, 액셀러레이터 OFF 상태(액셀러레이터 개방도 센서(21)에 의해 검출)이며 브레이크가 ON 상태(브레이크 스위치(27)에 의해 검출)인 정차 중, 즉 아이들 스톱 조건의 성립 중, 엔진 Eng 및 모터/제네레이터 MG의 양쪽을 정지시키는 아이들 스톱 제어가 행해진다. 또한 이 아이들 스톱 조건의 성립 중일 때에는, 서브 모터 S/M도 정지한다.
상기 배터리 컨트롤러(15)는 배터리 BAT의 충전 상태를 관리하고, 그 정보를 통합 컨트롤러(10)에 송신한다. 또한, 배터리 BAT의 충전 상태는, 배터리 전압 센서(15a)가 검출하는 전원 전압과, 배터리 온도 센서(15b)가 검출하는 배터리 온도에 기초하여 연산된다.
[유압 제어 회로의 상세 구성]
도 2는 실시예의 하이브리드 차량에 구비된 유압 제어 회로를 나타내는 유압 회로도이다. 이하, 도 2에 기초하여, 실시예의 유압 제어 회로의 상세 구성을 설명한다.
상기 유압 제어 회로(100)는 기계식 오일 펌프 O/P와 전동 오일 펌프 M/O/P를 포함하는 유압 공급원 OIL의 토출압을 라인압 PL로 압력 조절하고, 변속 기구용 유압계 Sup에 공급한다. 또한, 이 유압 제어 회로(100)에서는, 변속 기구용 유압계 Sup에 유압 공급했을 때 발생한 잉여압을, 변속 기구의 냉각/윤활계 Lub에 공급한다. 또한, 이 유압 제어 회로(100)에서는, 전환 밸브(107)를 전환함으로써, 전동 오일 펌프 M/O/P로부터 토출된 작동유를 변속 기구의 냉각/윤활계 Lub에 직접 공급한다.
즉, 실시예의 유압 제어 회로(100)는 도 2에 도시하는 바와 같이, 기계식 오일 펌프 O/P와, 전동 오일 펌프 M/O/P와, 제1 유로(101)와, 제1 플래퍼 밸브(101a)와, 제2 유로(102)와, 제2 플래퍼 밸브(102a)와, 제3 유로(103)와, 라인압 압력 조절 밸브(104)(압력 조절 밸브)와, 라인압 유로(105)와, 냉각계 유로(106)와, 전환 밸브(107)를 갖고 있다.
상기 기계식 오일 펌프 O/P는, 토출 포트(110a)에 제1 유로(101)가 접속되고, 흡입 포트(110b)에 오일 팬(108)에 회수된 작동유를 흡입하는 흡입 회로(109a)가 접속되어 있다. 그리고, 이 기계식 오일 펌프 O/P는, 모터/제네레이터 MG가 회전 구동함으로써 구동되고, 흡입 회로(109a)를 통해 오일 팬(108)으로부터 작동유를 흡입하여, 제1 유로(101)에 작동유를 토출한다. 이때의 토출 유량은, 모터/제네레이터 MG의 회전수에 의존한다. 즉, 기계식 오일 펌프 O/P가 1회전함으로써, 이 기계식 오일 펌프 O/P로부터 토출되는 유량은 결정되어 있고, 펌프 회전수와 펌프 토출 유량은 일정 회전수(유량)까지는 비례 관계로 되어 있다.
상기 전동 오일 펌프 M/O/P는, 토출 포트(111a)에 제2 유로(102)가 접속되고, 흡입 포트(111b)에 오일 팬(108)에 회수된 작동유를 흡입하는 흡입 회로(109a)가 접속되어 있다. 그리고, 이 전동 오일 펌프 M/O/P는, 서브 모터 S/M이 회전 구동함으로써 구동되고, 흡입 회로(109a)를 통해 오일 팬(108)으로부터 작동유를 흡입하여, 제2 유로(102)에 작동유를 토출한다.
여기서, 전동 오일 펌프 M/O/P의 토출 유량은, 펌프 회전수에 의존한다. 즉, 전동 오일 펌프 M/O/P가 1회전함으로써, 이 전동 오일 펌프 M/O/P로부터 토출되는 유량은 정해져 있고, 펌프 회전수와 펌프 토출 유량은 일정 회전수(유량)까지는 비례 관계로 되어 있다. 이로부터, 전동 오일 펌프 M/O/P에 대하여 목표 회전수를 설정하는 것은, 전동 오일 펌프 M/O/P에 유량을 지시하는 것과 동의라고 할 수 있다.
또한, 이 실시예에 있어서의 전동 오일 펌프 M/O/P는, 일반적인 아이들 스톱 제어 중에만 사용되는 전동 오일 펌프에 비하여, 토출 유량이 큰 오일 펌프를 사용한다. 즉, 이 전동 오일 펌프 M/O/P의 토출 유량(제2 유압 P2)만으로 제2 클러치 CL2의 체결/해방 제어를 행하거나, 무단 변속기 CVT를 변속시키거나 하는 유압을 확보할 수 있는 오일 펌프로 한다. 따라서, 발진 시에 반드시 기계식 오일 펌프 O/P를 구동시킬 필요는 없고, 이 전동 오일 펌프 M/O/P만을 구동시키면 된다.
상기 제1 유로(101)는 일단이 기계식 오일 펌프 O/P의 토출 포트(110a)에 접속되고, 타단에 제1 플래퍼 밸브(101a)가 설치되어 있다. 이 제1 유로(101)는 기계식 오일 펌프 O/P로부터 토출된 작동유가 흐르는 유로이며, 이 제1 유로(101)에 있어서의 유압(이하, 「제1 유압 P1」이라고 함)이, 소위 기계식 오일 펌프 O/P로부터 공급되는 유압(제1 오일 펌프 토출압)이 된다. 그리고, 이 제1 유압 P1은, 기계식 오일 펌프 O/P의 회전수(토출 유량)에 비례한다.
또한, 이 제1 유로(101)는 제1 플래퍼 밸브(101a)가 개방됨으로써 제3 유로(103)와 연통된다.
상기 제2 유로(102)는 일단이 전동 오일 펌프 M/O/P의 토출 포트(111a)에 접속되고, 타단에 제2 플래퍼 밸브(102a)가 설치되어 있다. 이 제2 유로(102)는 전동 오일 펌프 M/O/P로부터 토출된 작동유가 흐르는 유로이며, 이 제2 유로(102)에 있어서의 유압(이하, 「제2 유압 P2」라고 함)이, 소위 전동 오일 펌프 M/O/P로부터 공급되는 유압(제2 오일 펌프 토출압)이 된다. 그리고, 이 제2 유압 P2는, 전동 오일 펌프 M/O/P의 회전수(토출 유량)에 비례한다.
또한, 이 제2 유로(102)는 제2 플래퍼 밸브(102a)가 개방됨으로써, 제3 유로(103)와 연통된다. 또한, 이 제2 유로(102)는 도중 위치에 전환 밸브(107)가 개재 장착되어 있다. 즉, 제2 유로(102)는 도중 위치가 분단되어, 한쪽이 전환 밸브(107)의 전환 밸브 입력 포트(107a)에 접속되고, 다른 쪽이 전환 밸브(107)의 전환 밸브 출력 포트(107b)에 접속되어 있다.
또한, 이 제2 유로(102)에는, 제2 유압 P2를 검출하는 제2 압력 센서(28)와, 압력 누설 밸브(28a)가 설치되어 있다. 그리고, 제2 압력 센서(28)에 의해 감시되고 있는 제2 유압 P2가 소정의 릴리프압에 도달하면, 압력 누설 밸브(28a)가 개방되고, 제2 유로(102) 내의 작동유를 드레인하게 되어 있다.
상기 제1 플래퍼 밸브(101a)는 기계식 오일 펌프 O/P측으로의 작동유의 역류를 방지하는 밸브이며, 제1 유압 P1이 제3 유로(103)에 있어서의 유압(이하, 「제3 유압 P3」이라고 함)보다도 커지면 개방되는 특성을 갖는다. 또한, 상기 제2 플래퍼 밸브(102a)는 전동 오일 펌프 M/O/P측으로의 작동유의 역류를 방지하는 밸브이며, 제2 유압 P2가 제3 유압 P3보다도 커지면 개방되는 특성을 갖는다.
여기서, 제3 유압 P3의 크기는, 제1 유압 P1과 제2 유압 P2 중 높은 쪽의 유압으로 결정된다. 즉, 이 제1, 제2 플래퍼 밸브(101a, 102a)는, 제1 유압 P1과 제2 유압 P2 중 높은 편의 유압에 대응한 쪽이 개방되고, 다른 쪽이 폐쇄된다. 이에 의해, 제3 유압 P3은, 플래퍼 밸브가 개방된 쪽의 유압과 동일한 크기가 된다.
또한, 제1, 제2 플래퍼 밸브(101a, 102a)는, 제1 유압 P1과 제2 유압 P2의 사이에 유압 차가 없을 때에는 양쪽 모두 개방된다. 그리고, 유압 차가 없는 상태로부터, 제1 유압 P1과 제2 유압 P2 중 어느 한쪽의 유압이 높아지면, 이 유압 차에 기초하여, 높은 쪽의 유압에 대응한 플래퍼 밸브의 개방도가 커져 가고, 다른 쪽 플래퍼 밸브가 점차 닫혀 간다.
상기 제3 유로(103)는 일단이 두갈래로 나누어져 있고, 두갈래로 나뉜 것 중 한쪽이 제1 플래퍼 밸브(101a)에 접속되고, 다른 쪽이 제2 플래퍼 밸브(102a)에 접속되어, 제1 유로(101)와 제2 유로(102)의 양쪽으로부터의 작동유의 유입을 가능하게 하고 있다. 그리고, 이 제3 유로(103)의 타단은, 라인압 압력 조절 밸브(104)의 입력 포트(104a)에 접속되어 있다.
즉, 이 제3 유로(103)는 유압 공급원 OIL(기계식 오일 펌프 O/P 및/또는 전동 오일 펌프 M/O/P)로부터 토출된 작동유가 흐르는 유로이며, 이 제3 유로(103)에 있어서의 유압인 제3 유압 P3은, 라인압 압력 조절 밸브(104)에 의해 압력 조절되는 라인압 PL의 원압이 된다.
상기 라인압 압력 조절 밸브(104)는 제3 유압 P3을 압력 조절하여, 변속 기구용 유압계 Sup에 공급하는 라인압 PL을 만들어 내는 압력 조정 밸브이다.
즉, 이 라인압 압력 조절 밸브(104)는, 입력 포트(104a)에 제3 유로(103)가 접속되고, 출력 포트(104b)에 변속 기구용 유압계 Sup에 연결되는 라인압 유로(105)가 접속되어 있다. 그리고, 이 라인압 압력 조절 밸브(104)로는, 통합 컨트롤러(10)로부터의 지시값에 의해 스풀을 이동시키고, 제3 유로(103) 내의 작동유를 도시하지 않은 드레인 회로로 릴리프함으로써 라인압 PL을 압력 조절한다.
여기서, 이 라인압 압력 조절 밸브(104)에 있어서, 라인압 PL의 헌팅을 방지하면서 적정하게 압력 조절하기 위해서는, 스풀을 급격하게 이동시키지 않도록 할 필요가 있다. 즉, 라인압 압력 조절 밸브(104)에 유입되는 작동유의 유입 속도가, 밸브마다 고유로 정해져 있는 밸브 응답 속도를 초과하지 않도록 해야만 한다.
상기 라인압 유로(105)는 라인압 압력 조절 밸브(104)에 의해 라인압 PL로 압력 조절된 작동유가 흐르는 유로이다. 이 라인압 유로(105)에는, 압력 조정 밸브(105a)가 설치되고, 라인압 PL로부터 변속 기구용 유압계 Sup에 필요한 유압을 차감한 잉여압을, 변속 기구의 냉각/윤활계 Lub로 릴리프하게 되어 있다.
상기 냉각계 유로(106)는 일단이 전환 밸브(107)의 냉각측 포트(107c)에 접속되고, 타단이 변속 기구의 냉각/윤활계 Lub에 연결되어, 전환 밸브(107)가 냉각 모드로 전환되었을 때, 전동 오일 펌프 M/O/P로부터 토출된 작동유를, 변속 기구의 냉각/윤활계 Lub에 공급한다.
또한, 변속 기구의 냉각/윤활계 Lub에서 사용된 작동유는, 드레인 회로(109b)를 통해 오일 팬(108)에 회수된다.
상기 전환 밸브(107)는 제2 유로(102)에 설치되고, 통합 컨트롤러(10)로부터의 전환 지령에 기초하여, 전동 오일 펌프 M/O/P로부터 토출된 작동유를 제3 유로(103)에 공급시키거나, 전동 오일 펌프 M/O/P로부터 토출된 작동유를 변속 기구의 냉각/윤활계 Lub에 공급시키거나 한다.
즉, 이 전환 밸브(107)는 온·오프 솔레노이드와 전환 밸브를 갖고 있으며, 전환 밸브 입력 포트(107a)를 전환 밸브 출력 포트(107b)에 연통시켰을 때, 제2 유로(102)가 완전 개통된다. 또한, 전환 밸브 입력 포트(107a)를 냉각측 포트(107c)에 연통시켰을 때, 제2 유로(102)는 냉각계 유로(106)로 전환된다.
또한, 상기 변속 기구용 유압계 Sup는, 라인압 유로(105)에 설치된 변속기용 압력 조절 밸브(112a)와, 라인압 유로(105)에 설치된 제2 클러치용 압력 조절 밸브(112b)를 갖고 있다. 그리고, 변속기용 압력 조절 밸브(112a)에 의해, 라인압 PL을 원압으로 하여 프라이머리 풀리 Pri나 세컨더리 풀리 Sec에 공급되는 유압이 압력 조절된 다음, 프라이머리 풀리 Pri나 세컨더리 풀리 Sec에 유압 공급이 이루어진다. 또한, 제2 클러치용 압력 조절 밸브(112b)에 의해, 라인압 PL을 원압으로 하여 전진 클러치 FC나 후퇴 브레이크 RB에 공급되는 유압이 압력 조절된 다음, 전진 클러치 FC나 후퇴 브레이크 RB에 유압 공급이 이루어진다.
[필요 유압 담보 처리 구성]
도 3은 실시예의 통합 컨트롤러로 실행되는 필요 유압 담보 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다. 이하, 실시예의 필요 유압 담보 처리 구성을 도시하는 도 3의 각 스텝에 대하여 설명한다.
스텝 S1에서는, 차축의 회전수가 제로인지 여부, 즉 정차되어 있는지 여부를 판단한다. "예"(차축 회전수=0)일 경우에는, 정차 중이라고 보고 스텝 S2로 진행한다. "아니오"(차축 회전수>0)일 경우에는, 주행 중이라고 보고 스텝 S6으로 진행한다.
여기서, 차축의 회전수는, 제2 클러치 출력 회전수 센서(24)에 의해 검출된 제2 클러치 출력 회전수에 기초하여 판단한다.
스텝 S2에서는, 스텝 S1에서의 차축 회전수=0이라는 판단에 이어서, 브레이크가 ON 상태인지 여부, 즉 브레이크가 밟히고 있는지 여부를 판단한다. "예"(브레이크 ON)인 경우에는, 완전 정차 중이며 운전자로부터의 구동력 요구가 없다고 보고 스텝 S3으로 진행한다. "아니오"(브레이크 OFF)인 경우에는, 스텝 S4로 진행한다.
여기서, 브레이크 상태는, 브레이크 스위치(27)에 의해 검출한다.
스텝 S3에서는, 스텝 S2에서의 브레이크 ON이라는 판단, 또는, 스텝 S4에서의 구동력 요구 없음이라는 판단 중 어느 것에 이어서, 전동 오일 펌프 M/O/P의 목표 회전수를 제로로 설정하여 서브 모터 S/M을 정지하고, 리턴으로 진행된다. 또한, 이때, 아이들 스톱 제어를 행하는 것으로 보고, 모터/제네레이터 MG도 정지한다. 이에 의해, 기계식 오일 펌프 O/P 및 전동 오일 펌프 M/O/P는 모두 작동하지 않고, 유압 공급원 OIL로부터의 작동유의 공급은 정지된다.
또한, 유압 공급원 OIL로부터의 작동유 공급이 정지됨으로써, 제3 유로(103)나, 라인압 유로(105), 변속 기구용 유압계 Sup 내의 회로로부터는 작동유가 빠져, 라인압 PL이나 프라이머리 풀리 Pri, 세컨더리 풀리 Sec, 제2 클러치 CL2(전진 클러치 FC나 후퇴 브레이크 RB)에 공급되는 유압은 저하된다.
스텝 S4에서는, 스텝 S3에서의 브레이크 OFF라는 판단, 또는 스텝 S6에서의 차속≤제1 차속 V1이라는 판단 중 어느 것에 이어서, 운전자로부터의 구동력 요구가 발생했는지 여부를 판단한다. "예"(구동력 요구 있음)일 경우에는, 유압 제어 회로(100)로의 유압 공급을 빠르게 행할 필요가 있다고 보고 스텝 S5로 진행한다. "아니오"(구동력 요구 없음)일 경우에는, 유압 제어 회로(100)로의 급속한 유압 공급은 불필요하다고 보고 스텝 S3으로 복귀된다.
여기서, 운전자로부터의 구동력 요구의 유무는, 액셀러레이터 개방도의 ON/OFF 상태에 기초하여 행한다. 액셀러레이터 개방도가 ON이 되면 구동력 요구가 있다고 판단한다. 또한, 액셀러레이터 개방도는, 액셀러레이터 개방도 센서(21)에 의해 검출한다. 여기서, 구동력 요구 있음이라는 판단은, 액셀러레이터 개방도가 소정값 이상이 되었을 때나, 액셀러레이터 개방도의 변화 속도가 소정값 이상(소위 급답입 시)이어도 된다.
스텝 S5에서는, 스텝 S4에서의 구동력 요구 있음이라는 판단에 이어서, 전동 오일 펌프 M/O/P의 목표 회전수를, 미리 설정된 「저속 시 회전수 Nmax」로 설정하고, 리턴으로 진행한다.
여기서, 「저속 시 회전수 Nmax」란, 전동 오일 펌프 M/O/P의 최고 회전수이며, 제2 유압 P2를 최대 출력압(압력 누설 밸브(28a)가 개방하는 릴리프압)으로 하는 값이다. 또한, 이 최대 출력압은, 운전자의 요구 구동력에 따라서 정해지는 필요 유압 Pne로부터 제1 유압 P1을 차감한 보충 유압 Pα보다도 큰 값이다. 또한, 「필요 유압 Pne」란, 운전자로부터의 요구 구동력에 기초하여 주행 구동원(엔진 Eng나 모터/제네레이터 MG)이 발생시키는 토크를, 무단 변속기 CVT나 제2 클러치 CL2에 있어서 전달하기 위해 필요한 최저 유압이다. 이 「필요 유압 Pne」는, 운전자의 요구 구동력(여기에서는, 액셀러레이터 개방도에 따라 크기를 판정함)이 클수록 높은 값으로 설정된다.
스텝 S6에서는, 스텝 S1에서의 차축 회전수>0이라는 판단에 이어서, 차속이 미리 설정한 제1 차속 V1보다 높은지 여부를 판단한다. "예"(차속>제1 차속 V1)일 경우에는 스텝 S7로 진행한다. "아니오"(차속≤제1 차속 V1)일 경우에는 스텝 S4로 진행한다.
여기서, 「제1 차속 V1」이란, 기계식 오일 펌프 O/P의 회전수가 낮고, 이 기계식 오일 펌프 O/P로부터의 토출 유량이 변동되는 저차속 영역의 상한값이며, 여기에서는 2 내지 3㎞/h로 설정한다. 즉, 예를 들어 베인 펌프를 포함하는 기계식 오일 펌프 O/P에서는, 회전수가 너무 낮으면 로터의 홈에 내장된 베인이 튀어나오지 않아, 작동유를 토출할 수 없다. 그러나, 베인이 튀어나오는 펌프 회전수는, 펌프 상태나 작동유 상태(온도·점도 등)에 따라 상이하므로, 동일한 펌프 회전수이더라도 토출 유량에 차이가 발생한다.
그로 인해, 이 제1 차속 V1 이하의 저차속 영역에서는, 기계식 오일 펌프 O/P의 토출 유량을 기대할 수 없다.
스텝 S7에서는, 스텝 S6에서의 차속>제1 차속 V1이라는 판단에 이어서, 차속이 미리 설정한 제2 차속 이하인지 여부를 판단한다. "예"(차속≤제2 차속 V2)일 경우에는, 기계식 오일 펌프 O/P와 전동 오일 펌프 M/O/P의 양쪽으로부터의 유압 공급이 필요하다고 보고 스텝 S8로 진행한다. "아니오"(차속>제2 차속 V2)일 경우에는, 기계식 오일 펌프 O/P만의 유압 공급에 의해 필요 유압 Pne를 조달할 수 있다고 보고 스텝 S11로 진행한다.
여기서, 「제2 차속 V2」란, 기계식 오일 펌프 O/P의 토출 유량이 안정되고, 제1 유압 P1만의 유압 공급에 의해 필요 유압 Pne를 담보할 수 있다고 판단할 수 있는 차속이며, 여기에서는 10㎞/h로 설정한다.
스텝 S8에서는, 스텝 S7에서의 차속≤제2 차속 V2라는 판단에 이어서, 운전자의 요구 구동력에 따라서 정해지는 필요 유압 Pne를 조달하기 위해 필요한 유압 공급원 OIL의 필요 총유량 Fne를 설정하고, 스텝 S9로 진행한다.
여기서, 필요 총유량 Fne는, 도 4에 도시하는 필요 총유량 Fne와 필요 유압 Pne의 관계를 나타내는 필요 유량 테이블에 기초하여 설정한다. 또한, 이 필요 총유량 Fne를 설정할 때, 우선 요구 구동력에 따른 목표 구동 토크를 연산한다. 그리고, 이 목표 구동 토크를 필요 유압 Pne로 환산하고 나서, 도 4의 필요 유량 테이블을 사용하여 필요 총유량 Fne를 설정한다.
또한, 운전자의 요구 구동력에 따른 목표 구동 토크는, 배터리 상태, 액셀러레이터 개방도, 차속으로부터 연산한다.
스텝 S9에서는, 스텝 S8에서의 필요 총유량 Fne의 설정에 이어서, 이 스텝 S8에서 연산한 필요 총유량 Fne와 기계식 오일 펌프 O/P의 토출 유량으로부터, 보충 유량 Fα를 토출시키기 위해 필요한 전동 오일 펌프 M/O/P의 보충 시 회전수 Nα를 산출하고, 스텝 S10으로 진행한다.
여기서, 「보충 유량 Fα」란, 필요 유압 Pne를 담보하기 위해 전동 오일 펌프 M/O/P로 조달할 필요가 있는 유량이며, 필요 총유량 Fne로부터 기계식 오일 펌프 O/P의 토출 유량을 차감한 값이다. 또한, 「보충 시 회전수 Nα」란, 보충 유량 Fα를 토출하기 위해 필요한 전동 오일 펌프 M/O/P의 회전수이며, 이하의 식 (1)에 의해 산출한다.
보충 유량 Fα=(필요 총유량 Fne-기계식 오일 펌프 회전수×기계식 오일 펌프 토출 유량 환산 계수)/전동 오일 펌프 토출 유량 환산 계수 …(1)
여기서, 기계식 오일 펌프 회전수는, 모터 회전수 센서(23)에 의해 검출한 모터/제네레이터 MG의 회전수로부터 산출한다. 또한, 기계식 오일 펌프 토출 유량 환산 계수는, 기계식 오일 펌프 O/P가 1회전당 토출하는 작동유 유량이며, 기계식 오일 펌프 O/P마다 미리 설정되어 있다. 또한, 전동 오일 펌프 토출 유량 환산 계수는, 전동 오일 펌프 M/O/P가 1회전당 토출되는 작동유 유량이며, 전동 오일 펌프 M/O/P마다 미리 설정되어 있다.
스텝 S10에서는, 스텝 S9에서의 보충 시 회전수 Nα의 산출에 이어서, 전동 오일 펌프 목표 회전수를, 스텝 S9에서 산출한 보충 시 회전수 Nα와, 미리 설정된 하한 회전수 Nmin 중, 어느 큰 쪽의 값으로 설정하여, 리턴으로 진행한다.
여기서, 「하한 회전수 Nmin」이란, 라인압 압력 조절 밸브(104)가 적정하게 압력 조절할 수 있는 밸브 응답 속도에 기초하여 설정되는 값이다.
즉, 라인압 압력 조절 밸브(104)는 상기 밸브 응답 속도를 초과하여 작동유가 유입되면, 스풀이 급이동해 버려 라인압 PL의 헌팅(오버슈트와 언더슈트를 반복하는 현상)이 발생한다. 그리고, 라인압 PL이 언더슈트함으로써, 필요 유압 Pne를 하회할 우려가 있다. 그로 인해, 라인압 압력 조절 밸브(104)로의 작동유 유입 속도는, 이 밸브 응답 속도를 초과하지 않도록 상승 구배에 상한값이 설정되어 있다.
한편, 전동 오일 펌프 M/O/P는, 도 5의 (a)에 도시하는 바와 같이, 펌프 회전수를 제로로부터 목표 회전수 Nth까지 상승시킬 때, 최대 출력으로 구동하면 소정의 시간 ta에 상승시킬 수 있다. 그러나, 이때의 회전수의 상승 구배(토출 유량에 비례)는, 밸브 응답 속도를 초과하지 않도록 제한된 라인압 압력 조절 밸브(104)로의 작동유 유입 속도의 상승 구배보다도 크게 되어 있다. 그로 인해, 전동 오일 펌프 M/O/P의 회전수를 급격하게 올려서 최대 출력으로 구동하면, 라인압 압력 조절 밸브(104)로의 적정한 압력 조절을 행할 수 없어, 무단 변속기 CVT나 제2 클러치 CL2 등의 동력 전달 부재의 전달 용량이 부족하여, 슬립이 발생할 우려가 있다.
또한, 전동 오일 펌프 M/O/P를, 라인압 압력 조절 밸브(104)의 밸브 응답 속도를 초과하지 않는 출력으로 구동하고, 전동 오일 펌프 M/O/P의 회전수의 상승 구배를, 밸브 응답 속도를 초과하지 않도록 제한된 라인압 압력 조절 밸브(104)로의 작동유 유입 속도의 상승 구배에 합하면, 펌프 회전수를 제로로부터 목표 회전수 Nth까지 상승시키기 위해 시간 tb가 필요하게 된다.
그래서, 전동 오일 펌프 M/O/P의 출력을, 라인압 압력 조절 밸브(104)의 밸브 응답 속도를 초과하지 않는 출력으로 억제하면서, 최대 출력으로 구동한 경우와 같은 시간(ta)에 펌프 회전수를 제로로부터 목표 회전수 Nth까지 상승시키기 위해서는, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이, 전동 오일 펌프 회전수의 초기값(회전수의 상승 개시 시점에서의 회전수)에 마진을 갖게 해 둘 필요가 있다. 그리고, 이 마진분의 회전수가, 하한 회전수 Nmin이 된다. 전동 오일 펌프 M/O/P의 회전수에 마진(하한값)을 갖게 해 둠으로써, 가속 요구 등에 의해 필요 유압 Pne가 상승해도, 라인압 압력 조절 밸브(104)로의 적정한 압력 조절을 가능하게 하여, 무단 변속기 CVT 등의 동력 전달 부재의 전달 용량의 부족을 방지할 수 있다.
또한, 제2 유압 P2가 전동 오일 펌프 M/O/P의 회전수에 비례하므로, 전동 오일 펌프 목표 회전수를 이 「하한 회전수 Nmin」으로 설정한 경우에는, 제2 유압 P2는, 라인압 압력 조절 밸브(104)가 적절하게 압력 조절 제어할 수 있는 밸브 응답 속도에 기초하여 설정되는 하한 유압 Pmin으로 설정되게 된다. 또한, 전동 오일 펌프 목표 회전수를, 보충 시 회전수 Nα로 설정한 경우에는, 제2 유압 P2는, 필요 유압 Pne로부터 제1 유압 P1을 차감한 보충 유압 Pα로 설정되게 된다.
스텝 S11에서는, 스텝 S7에서의 차속>제2 차속 V2라는 판단에 이어서, 전동 오일 펌프 목표 회전수를, 스텝 S9에서 산출한 보충 시 회전수 Nα로부터 소정의 감소량을 차감한 값과, 제로 중, 어느 큰 쪽의 값으로 설정하고, 리턴으로 진행한다.
이에 의해, 차속이 제2 차속 V2를 초과하면, 제2 유압 P2는 서서히 저감되어 가서 정지한다.
이어서, 실시예의 차량용 유압 제어 장치에 있어서의 작용을, 「발진 시 필요 유압 담보 작용」과, 「기타 특징적 작용」으로 나누어서 설명한다.
[발진 시 필요 유압 담보 작용]
도 6은 실시예의 제어 장치에 있어서, 발진 시의 액셀러레이터 개방도·브레이크 답입량·차속·전동 오일 펌프 목표 회전수·기계식 오일 펌프 회전수의 각 특성을 나타내는 타임 차트이다. 이하, 도 6에 기초하여, 실시예의 발진 시 필요 유압 담보 작용을 설명한다.
도 6에 나타내는 타임 차트에 있어서의 시각 t1 이전에는, 브레이크가 밟혀 차속이 제로로 되어 있다. 즉, 차축 회전수가 제로이며, 브레이크가 ON 상태로 되어 있다. 이에 의해, 도 3에 도시하는 흐름도에 있어서, 스텝 S1→스텝 S2→스텝 S3으로 진행되고, 전동 오일 펌프 M/O/P의 목표 회전수가 제로로 설정되어 서브 모터 S/M이 정지된다. 또한, 이때, 아이들 스톱 제어를 행한다고 보고, 모터/제네레이터 MG가 정지되고, 기계식 오일 펌프 O/P도 정지된다. 이에 의해, 유압 공급원 OIL로부터의 작동유 공급이 정지되어, 라인압 유로(105) 등에 충전되어 있었던 작동유가 빠진다.
그 후, 시각 t1 시점에 있어서, 브레이크가 OFF 상태가 되는데, 이때 액셀러레이터 페달은 밟히고 있지 않다. 그로 인해, 스텝 S1→스텝 S2→스텝 S4→스텝 S3으로 복귀되고, 전동 오일 펌프 M/O/P의 목표 회전수는 제로인 상태가 되어, 서브 모터 S/M은 정지 상태를 유지한다.
시각 t2 시점에 있어서, 액셀러레이터 페달이 답입되어 운전자로부터의 구동력 요구가 발생했다고 판단되면, 스텝 S4→스텝 S5로 진행하고, 서브 모터 S/M의 운전을 개시함과 함께, 전동 오일 펌프 M/O/P의 목표 회전수가 「저속 시 회전수 Nmax」로 설정된다. 그리고, 시각 t3 시점에, 차축이 회전을 개시하여 차속이 상승하기 시작한다. 그러나, 시각 t4에 있어서 차속이 제1 차속 V1에 도달할 때까지는, 스텝 S1→스텝 S6→스텝 S4→스텝 S5로 진행하고, 전동 오일 펌프 M/O/P의 목표 회전수는 「저속 시 회전수 Nmax」로 계속 설정된다.
그리고, 시각 t4 시점에 있어서, 차속이 제1 차속 V1을 초과하면, 스텝 S6→스텝 S7로 진행한다. 그리고, 시각 t5 시점에 있어서 차속이 제2 차속 V2에 도달할 때까지는, 스텝 S7→스텝 S8→스텝 S9→스텝 S10으로 진행하고, 전동 오일 펌프 M/O/P의 목표 회전수는, 필요 총유량 Fne으로부터 기계식 오일 펌프 O/P의 토출 유량을 차감한 보충 유량 Fα를 토출시키기 위해 필요한 「보충 시 회전수 Nα」나, 미리 설정된 「하한 회전수 Nmin」 중, 어느 큰 쪽의 값으로 설정된다.
즉, 도 6에서는, 시각 t4 내지 시각 t4'의 사이는, 보충 시 회전수 Nα>하한 회전수 Nmin이 되기 때문에, 전동 오일 펌프 M/O/P의 목표 회전수는 「보충 시 회전수 Nα」로 설정된다. 또한, 이 「보충 시 회전수 Nα」는, 필요 총유량 Fne와 기계식 오일 펌프 O/P의 토출 유량의 차이에 따라서 정해지기 때문에, 차속의 상승에 수반하여 기계식 오일 펌프 O/P의 회전수가 올라감으로써, 이 기계식 오일 펌프 O/P의 토출 유량이 증가함에 따라, 점차 저감되어 간다.
그리고, 시각 t4' 내지 시각 t5의 사이는, 보충 시 회전수 Nα<하한 회전수 Nmin이 되기 때문에, 전동 오일 펌프 M/O/P의 목표 회전수는 「하한 회전수 Nmin」으로 설정된다. 이에 의해, 차속이 제2 차속 V2에 도달할 때까지, 전동 오일 펌프 M/O/P의 목표 회전수는, 기계식 오일 펌프 O/P의 토출 유량에 관계없이 「하한 회전수 Nmin」을 유지한다.
시각 t5 시점에 있어서, 차속이 제2 차속 V2를 초과하면, 스텝 S7→스텝 S11로 진행하고, 전동 오일 펌프 M/O/P의 목표 회전수는, 「보충 시 회전수 Nα」로부터 소정의 감소량을 차감한 값이나, 제로 중, 어느 큰 쪽의 값으로 설정된다.
이에 의해, 전동 오일 펌프 M/O/P의 목표 회전수는 점차 저감되어 가고, 시각 t6 시점에 제로가 되면, 서브 모터 S/M이 정지되어, 전동 오일 펌프 M/O/P로부터의 작동유의 공급은 종료된다.
이와 같이, 실시예에서는, 운전자로부터의 구동력 요구가 발생하고 나서, 기계식 오일 펌프 O/P의 회전수가 낮고, 이 기계식 오일 펌프 O/P의 출력이 불안정한(기계식 오일 펌프 O/P로부터의 작동유 토출 유량을 기대할 수 없는) 저차속 영역(제로 내지 V1)인 동안, 전동 오일 펌프 M/O/P의 목표 회전수가 「저속 시 회전수 Nmax」로 계속 설정된다.
여기서, 「저속 시 회전수 Nmax」는, 전동 오일 펌프 M/O/P의 최고 회전수이며, 제2 유압 P2를 최대 출력압으로 하는 값이다. 또한, 이 최대 출력압은, 운전자의 요구 구동력에 따라서 결정되는 필요 유압 Pne로부터 제1 유압 P1을 차감한 보충 유압 Pα보다도 큰 값이다.
이에 의해, 기계식 오일 펌프 O/P의 출력이 불안정한 저차속 영역(제로 내지 V1)에서는, 전동 오일 펌프 M/O/P를 최고 회전수로 구동시킴으로써, 제2 유압 P2를 보충 유압 Pα보다도 큰 값으로 할 수 있다. 이 결과, 기계식 오일 펌프 O/P로부터의 토출 유량의 변동에 의해, 제1 유압 P1이 상정보다도 낮아졌다고 하더라도, 필요 유압 Pne에 대하여 제1 유압 P1으로는 부족한 만큼을, 제2 유압 P2에 의해 확실하게 조달할 수 있다. 그로 인해, 저차속 영역에 있어서의 요구 구동력 발생 시에, 필요 유압 Pne를 확보할 수 있다.
그리고, 필요 유압 Pne를 확보할 수 있기 때문에, 무단 변속기 CVT의 프라이머리 풀리 Pri나 세컨더리 풀리 Sec, 제2 클러치 CL2와 같은 동력 전달부의 슬립이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 운전자가 의도하는 구동력을 좌우 구동륜 LT, LR에 전달할 수 있다.
또한, 이 실시예에서는, 「저속 시 회전수 Nmax」가, 전동 오일 펌프 M/O/P의 최고 회전수이며, 제2 유압 P2를 최대 출력압으로 하는 값으로 되어 있다.
여기서, 예를 들어 발진 직후의 추가적인 가속 요구(액셀러레이터 페달의 답입 증가)가 발생하는 운전 씬에서는, 가속 요구에 의해 필요 유압 Pne는 증대된다. 이에 대해, 전동 오일 펌프 M/O/P를 최고 회전수로 구동함으로써, 추가적인 가속 요구가 이루어진 경우이더라도, 제3 유압 P3이 증대된 필요 유압 Pne가 될 때까지의 시간을 단축할 수 있어, 구동력의 응답성을 향상시킬 수 있다.
또한, 이 실시예에서는, 정차 중의 연비 향상을 위해, 차축 회전이 제로(=차속 제로)이며 브레이크 ON일 때에는, 아이들 스톱 제어를 행하고, 모터/제네레이터 MG와 서브 모터 S/M을 모두 정지한다. 이에 의해, 유압 공급원 OIL로부터의 작동유 공급이 정지되고, 라인압 유로(105) 등의 유압 제어 회로(100)로부터 작동유가 빠진다. 그로 인해, 발진 요구가 발생했을 때, 유압 제어 회로(100) 내에 작동유가 충분히 충전되어 있지 않아, 무단 변속기 CVT 등의 동력 전달 부재에 있어서 동력 전달이 가능해질 때까지 요구 발생으로부터 타임 래그가 일어날 우려가 있다.
그러나, 실시예에 있어서, 「저속 시 회전수 Nmax」를 전동 오일 펌프 M/O/P의 최고 회전수로 함으로써, 발진 시에 이 전동 오일 펌프 M/O/P를 최대 출력으로 구동하게 되어, 유압 제어 회로(100) 내의 작동유 충전을 최대한 빠르게 행할 수 있다. 이 결과, 동력 전달 부재에 있어서 동력 전달이 가능해질 때까지의 타임 래그를 단축할 수 있다.
[기타 특징적 작용]
실시예에서는, 차속이 제1 차속 V1 내지 제2 차속 V2인 동안, 즉, 기계식 오일 펌프 O/P의 토출 유량이, 필요 유압 Pne를 담보할 수 있을 정도는 아니기는 하지만, 변동이 작아졌다고 판단할 수 있으면, 전동 오일 펌프 M/O/P의 목표 회전수를, 필요 총유량 Fne로부터 기계식 오일 펌프 O/P의 토출 유량을 차감한 보충 유량 Fα를 토출시키기 위해 필요한 「보충 시 회전수 Nα」나, 미리 설정된 「하한 회전수 Nmin」 중, 어느 큰 쪽의 값으로 설정한다.
즉, 차속의 증가에 수반해서 기계식 오일 펌프 O/P로부터의 작동유의 토출 유량이 증가하여, 제1 유압 P1이 증대되는 것, 또한, 차속이 증가함으로써 추가적인 가속 요구가 행해질 가능성이 낮은 점에서, 차속이 제1 차속 V1을 초과하면, 제2 유압 P2를 필요 유압 Pne로부터 제1 유압을 차감한 보충 유압 Pα로 설정하고, 조금씩 저하시켜 간다.
이에 의해, 전동 오일 펌프 M/O/P의 회전수를 억제하여, 서브 모터 S/M에 있어서의 전력 소비량을 억제할 수 있다.
또한, 차속이 제1 차속 V1 내지 제2 차속 V2인 동안에 있어서, 보충 시 회전수 Nα<하한 회전수 Nmin이 되면, 전동 오일 펌프 M/O/P의 목표 회전수는, 「하한 회전수 Nmin」으로 설정되고, 이 「하한 회전수 Nmin」에 의해 하한값이 제한된다.
여기서, 「하한 회전수 Nmin」은, 라인압 압력 조절 밸브(104)가 적절하게 압력 조절 제어할 수 있는 밸브 응답 속도에 기초하여 설정되고, 전동 오일 펌프 M/O/P의 출력을 라인압 압력 조절 밸브(104)의 밸브 응답 속도를 초과하지 않는 출력으로 억제하면서, 최대 출력으로 구동한 경우와 같은 시간(ta)에 펌프 회전수를 제로로부터 목표 회전수 Nth까지 상승시키기 위한 마진이 확보된다.
이에 의해, 발진 후에 액셀러레이터 페달의 답입 증가 등에 따라 운전자로부터의 요구 구동력이 증대해도, 라인압 압력 조절 밸브(104)에 의한 적절한 압력 조절을 행하면서, 전동 오일 펌프 M/O/P의 회전수를 최대 출력 시와 같은 스피드로 빠르게 상승시킬 수 있다. 그로 인해, 라인압 PL의 헌팅이 방지되고, 무단 변속기 CVT 등의 동력 전달 부재의 전달 용량이, 동력 전달 부재로의 입력 토크를 하회하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 동력 전달 부재가 슬립되는 것을 방지할 수 있다.
이어서, 효과를 설명한다.
실시예의 차량용 유압 제어 장치에 있어서는, 하기에 열거하는 효과를 얻을 수 있다.
(1) 주행 구동원(모터/제네레이터 MG)에 의해 구동되어 유압 공급을 행하는 제1 오일 펌프(기계식 오일 펌프 O/P)와,
상기 주행 구동원(모터/제네레이터 MG)과는 별도의 전동 모터(서브 모터 S/M)에 의해 구동되어 유압 공급을 행하는 제2 오일 펌프(전동 오일 펌프 M/O/P)와,
차속이 제1 차속 V1 미만인 저차속 영역이며 운전자로부터의 요구 구동력이 발생했을 때, 상기 요구 구동력에 따라서 결정되는 필요 유압 Pne로부터 제1 오일 펌프 토출압(제1 유압 P1)을 차감한 보충 유압 Pα보다도 제2 오일 펌프 토출압(제2 유압 P2)이 커지도록 상기 제2 오일 펌프(전동 오일 펌프 M/O/P)를 구동하는 제2 오일 펌프 컨트롤러(통합 컨트롤러(10))
를 구비하는 구성으로 하였다.
이에 의해, 제1 오일 펌프(기계식 오일 펌프 O/P)의 출력이 불안정한 저차속 영역에 있어서의 요구 구동력 발생 시에, 필요 유압 Pne를 확보할 수 있다.
(2) 상기 제2 오일 펌프 컨트롤러(통합 컨트롤러(10))는, 상기 제2 오일 펌프 토출압(제2 유압 P2)이 상기 제2 오일 펌프(전동 오일 펌프 M/O/P)의 최대 출력압이 되도록 상기 제2 오일 펌프(전동 오일 펌프 M/O/P)를 구동하는 구성으로 하였다.
이에 의해, (1)의 효과에 더하여, 추가적인 가속 요구가 이루어진 경우이더라도, 제3 유압 P3이 증대된 필요 유압 Pne가 될 때까지의 시간을 단축할 수 있고, 구동력의 응답성을 향상시킬 수 있다.
(3) 상기 제2 오일 펌프 컨트롤러(통합 컨트롤러(10))는 상기 차속이 상기 제1 차속 V1 이상이며, 당해 제1 차속 V1보다도 높은 제2 차속 V2 이하인 동안, 제2 오일 펌프 토출압(제2 유압 P2)이 상기 보충 유압 Pα가 되도록 상기 제2 오일 펌프(전동 오일 펌프 M/O/P)를 구동하는 구성으로 하였다.
이에 의해, (1) 또는 (2)의 효과에 더하여, 제1 유압 P1이 증대됨과 함께 추가적인 가속 요구가 행해질 가능성이 낮아지면, 전동 오일 펌프 M/O/P의 회전수를 억제하여, 서브 모터 S/M에 있어서의 전력 소비량을 억제할 수 있다.
(4) 상기 제2 오일 펌프 컨트롤러(통합 컨트롤러(10))는, 제2 오일 펌프 토출압(제2 유압 P2)을 상기 보충 유압 Pα로 할 때, 상기 제1 오일 펌프 토출압(제1 유압 P1) 및/또는 상기 제2 오일 펌프 토출압(제2 유압 P2)에 의해 발생하는 유압(제3 유압 P3)을 압력 조절하는 압력 조절 밸브(라인압 압력 조절 밸브(104))가 적정하게 압력 조절 제어할 수 있는 밸브 응답 속도에 기초하여 설정할 하한 유압을 설정하는 구성으로 하였다.
이에 의해, (3)의 효과에 더하여, 서브 모터 S/M에 있어서의 전력 소비량을 억제하면서, 운전자로부터의 요구 구동력이 증대되었을 때에는, 라인압 PL의 헌팅을 방지하면서, 전동 오일 펌프 M/O/P의 회전수를 최대 출력 시와 같은 스피드로 빠르게 상승시켜, 동력 전달 부재의 전달 용량이 입력 토크를 하회하는 것을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 차량용 유압 제어 장치를 실시예에 기초하여 설명하였지만, 구체적인 구성에 대해서는, 이 실시예에 한정되는 것은 아니고, 특허 청구 범위의 각 청구항에 관한 발명의 요지를 일탈하지 않는 한, 설계의 변경이나 추가 등은 허용된다.
실시예에서는, 차속이 제1 차속 V1 이하인 동안에는, 전동 오일 펌프 M/O/P를 최고 회전수로 구동시켜, 제2 유압 P2가 전동 오일 펌프 M/O/P의 최대 출력압이 되도록 하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정하지 않는다. 제2 유압 P2가 최대 출력압보다 작더라도, 예를 들어 필요 유압 Pne보다도 커지도록 전동 오일 펌프 M/O/P를 구동해도 된다.
여기서, 기계식 오일 펌프 O/P는, 구동륜에 구동력을 출력하기 위한 주행 구동원(모터/제네레이터 MG)에 의해 구동되기 때문에, 운전 상태에 따라는 회전수가 제한된다. 즉, 전동 오일 펌프 M/O/P와 같이, 목표 회전수를 자유롭게 설정할 수 없다. 그래서, 차속이 제1 차속 V1보다도 낮은 저차속 영역에 있어서, 제2 유압 P2가 필요 유압 Pne보다도 커지도록 함으로써, 기계식 오일 펌프 O/P의 토출 유량(제1 유압 P1)에 관계없이, 필요 유압 Pne를 확실하게 확보할 수 있다.
또한, 실시예에서는, 도 6의 타임 차트에 도시한 바와 같이, 차속이 제1 차속 V1로부터 제2 차속 V2인 동안에 있어서, 시각 t4'까지는, 보충 시 회전수 Nα>하한 회전수 Nmin이 되고, 전동 오일 펌프 목표 회전수를 「보충 시 회전수 Nα」로 설정하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정하지 않는다. 예를 들어, 필요 유압 Pne가 낮은 점에서, 차속이 제1 차속 V1을 초과한 순간, 전동 오일 펌프 목표 회전수를 「하한 회전수 Nmin」으로 설정해도 된다.
즉, 차속이 제1 차속 V1부터 제2 차속 V2인 동안에는, 필요 유압 Pne의 크기에 따라서 전동 오일 펌프 목표 회전수의 설정값이 변동된다.
또한, 실시예에서는, 차속이 제로(차축 회전수가 제로)이며 브레이크 ON의 정차 상태로부터, 액셀러레이터 페달이 답입되어 발진하는 씬에 있어서, 본 발명을 적용한 예를 나타냈지만, 본 발명을 적용하는 씬은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 매우 저차속(제1 차속 V1 이하)으로 주행 중에, 가속하기 위해 액셀러레이터 페달을 답입하여 가속하고, 그 후 차속의 변화가 작아지는 씬이더라도 적용할 수 있다.
즉, 저차속 영역이며, 기계식 오일 펌프 O/P의 출력이 불안정한 씬이라면, 정차 중인지 주행 중인지는 관계없이 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 실시예에서는, 본 발명의 차량용 유압 제어 장치를 엔진 Eng와 모터/제네레이터 MG를 갖는 하이브리드 차량에 적용하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정하지 않는다. 모터/제네레이터 MG만을 탑재한 전기 자동차나, 엔진 Eng만을 탑재한 엔진차, 또한 플러그인 하이브리드차나 연료 전지차 등이더라도 적용할 수 있다.
그리고, 기계식 오일 펌프 O/P는, 엔진 Eng에 의해 구동되는 것이어도 된다.

Claims (6)

  1. 주행 구동원에 의해 구동되어 유압 공급을 행하는 제1 오일 펌프와,
    상기 주행 구동원과는 별도의 전동 모터에 의해 구동되어 유압 공급을 행하는 제2 오일 펌프와,
    차속이 제1 차속 미만의 저차속 영역이며 운전자로부터의 요구 구동력이 발생했을 때, 상기 요구 구동력에 따라서 결정되는 필요 유압으로부터 제1 오일 펌프 토출압을 차감한 보충 유압보다도 제2 오일 펌프 토출압이 커지도록 상기 제2 오일 펌프를 구동하는 제2 오일 펌프 컨트롤러를 구비하는, 차량용 유압 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 오일 펌프 컨트롤러는, 상기 제2 오일 펌프 토출압이 상기 필요 유압보다도 커지도록 상기 제2 오일 펌프를 구동하는, 차량용 유압 제어 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 오일 펌프 컨트롤러는, 상기 제2 오일 펌프 토출압을 상기 제2 오일 펌프의 최대 출력압이 되도록 상기 제2 오일 펌프를 구동하는, 차량용 유압 제어 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 오일 펌프 컨트롤러는, 상기 차속이 상기 제1 차속 이상이며, 당해 제1 차속보다도 높은 제2 차속 이하인 동안, 제2 오일 펌프 토출압이 상기 보충 유압이 되도록 상기 제2 오일 펌프를 구동하는, 차량용 유압 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 오일 펌프 컨트롤러는, 제2 오일 펌프 토출압을 상기 보충 유압으로 할 때, 상기 제1 오일 펌프 토출압 및/또는 상기 제2 오일 펌프 토출압에 의해 발생하는 유압을 압력 조절하는 압력 조절 밸브가 적정하게 압력 조절 제어할 수 있는 밸브 응답 속도에 기초하여 설정할 하한 유압을 설정하는, 차량용 유압 제어 장치.
  6. 유압 제어 방법이며,
    주행 구동원에 의해 구동되어 유압 공급을 행하는 제1 오일 펌프와, 상기 주행 구동원과는 별도의 전동 모터에 의해 구동되어 유압 공급을 행하는 제2 오일 펌프를 구비한 차량용 유압 공급 장치에 있어서, 차속이 제1 차속 미만의 저차속 영역이며 운전자로부터의 요구 구동력이 발생했을 때, 상기 요구 구동력에 따라서 결정되는 필요 유압으로부터 제1 오일 펌프 토출압을 차감한 보충 유압보다도 제2 오일 펌프 토출압이 커지도록 상기 제2 오일 펌프를 구동하는, 유압 제어 방법.
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