JP5134663B2 - 変速機のオイル供給装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、電動オイルポンプから吐出されるオイルの油圧は、オイルの粘度に依存する。また、オイルの粘度はオイルの温度に対応する。例えば、電動モータが上記の所定の吐出圧に応じたポンプ駆動トルクでオイルポンプを駆動しても、オイルの温度が低いと、オイルの粘度が高いため実際の吐出圧は所定吐出圧に達しないことになる。この場合には、所定吐出圧を得るにはポンプ駆動トルクを増加させなくてはならない。
例えば、電動オイルポンプが停止しておりオイルがオイル回路内に循環せずに停止している状態では、油温センサの雰囲気温度と電動オイルポンプの雰囲気温度とに差異があると、油温センサにおける油温と電動オイルポンプ近傍の油温とが乖離する場合がある。
また、前記制御装置は、前記検出温度と前記オイルポンプの近傍のオイルの温度とが乖離していると判断すると、前記検出温度に応じた駆動トルクで回転する場合の回転数上昇率よりも低い回転数上昇率で回転するように前記電動モータを回転数制御することにより前記オイル温度乖離時制御を行なうことが好ましい。
さらに、前記制御装置は、始動後にオイルの回路内でオイルが1循環するだけの期間だけ前記オイル温度乖離時制御を行なうことが好ましい。
オイル温度乖離時制御として、検出温度に応じた駆動トルクで回転する場合の回転数よりも低い回転数で回転するように電動モータを回転数制御することにより、電動モータの負荷トルクを小さくすることができ、電動モータの脱調を防止することができる。
或いは、オイル温度乖離時制御として、予め設定された極低油温時にも前記オイルポンプを始動可能な予め設定された駆動トルクで前記電動モータをオープンループ制御することにより前記オイル温度乖離時制御を行なえば、オイルポンプの近傍のオイル温度が大幅に低い場合に、電動モータをより確実に始動させることができる。
<システム構成>
まず、図1を参照して、車両の要部のシステム構成を説明する。
図1に示すように、本実施形態にかかる車両には、車両の駆動源であるエンジン1と、自動変速機3と、エンジン1の出力軸11と自動変速機3の入力軸31との間に介装され、入力側のポンプ21及び出力側のタービン22を有するトルクコンバータ2とがそなえられている。自動変速機3の出力軸32には、プロペラシャフト4やディファレンシャル5等の動力伝達機構を介して左右の駆動輪6,6が連結されており、エンジン1の駆動力がトルクコンバータ2及び自動変速機3を介して車両の駆動輪6,6に伝達される。
自動変速機3は、変速機ケーシング30内に複数のギヤ対を有するギヤ機構33が入力軸31と出力軸32との間にそなえられ、選択した変速段に応じたギヤ対が使用されて所要の変速段が達成される。つまり、ギヤ機構33には、複数のギヤ対から所要のギヤ対を選択して使用するために、図示しないクラッチ及びブレーキの摩擦係合要素が装備され、それぞれが供給される油圧に応じて断接し、選択変速段に応じた摩擦係合要素の断接組み合わせによって目的の変速段が達成される。
また、変速機ケーシング30の下部にはオイル(ATF:Automatic Transmission Fluid,以下、ATFとも言う)51を貯留したオイルパン50が装備されている。ここでは、コントロールバルブ40は、オイルパン50内の上部で貯留されたATF51の液面よりも上方に配設されている。トルクコンバータ2と変速機3との間には、トルクコンバータ2のポンプ21側(エンジン回転の入力側)に接続されて機械式オイルポンプ7が装備されている。機械式オイルポンプ7の作動時には、オイルパン50内に貯留されたATF51は機械式オイルポンプ7の吸引力を受けてストレーナ52によりろ過された上で吸引されて、油路54a,54b等を通じてコントロールバルブ40及びトルクコンバータ2内や自動変速機3内の各部等に供給され作動油や潤滑油として機能した後、再びオイルパン50内に戻るようになっている(図1中の白抜き矢印参照)。
したがって、アイドル停止制御によりエンジン1が停止していても、電動オイルポンプ82により必要油圧が供給されるため、エンジン1の初期始動時や再始動時における油圧の立ち上がり遅れを防止し、発進応答遅れを防止することができる。
コントロールユニット90は、通常時は、電動モータ81をトルク制御する。つまり、電動モータ81の出力トルク(ポンプ駆動トルク)と電動モータ81の図示しないステータコイルに流れる電流(これを「巻き線電流」と呼ぶ)の電流値との間には比例関係があるので、ポンプドライバ84は、コントロールユニット90からのトルク指令値に対して、巻き線電流の電流値を電流センサ85で測定し、この測定値が所定の値、すなわち、所定のトルクとなるように制御を行う(この制御を「トルク制御」と呼ぶ)。
ATF51等のオイルの場合、油温が低いほど粘性が高いので電動オイルポンプ82を駆動するために必要とするポンプ駆動トルクは高くなる。そこで、必要とする油圧や油量を得るためには、コントロールユニット90は、ポンプドライバ84へのトルク指令値をATF51の油温に応じて設定する必要がある。本油圧供給装置には、図2に示すように、オイルパン50に貯留されているATF51の油温を検出する油温センサ72を有しており、この油温センサ72の検出値がコントロールユニット90に入力されるように構成される。
そこで、自動変速機構3の機能を維持するために必要な最低油圧をエンジン1の停止中に常時確保するためには、ATF51の油温に対応した過不足のないポンプ駆動トルクで電動モータ81を制御するように、コントロールユニット90では、通常時には、油温センサ72の検出値に対応したポンプ駆動トルクを設定し、電動モータ81が設定したポンプ駆動トルクを出力するように、ポンプドライバ84へトルク指令値を送って制御する。
ところで、電動オイルポンプ82は、自動変速機3の外側に設けられるが、必ずしもオイルパン50の直近に設けられるとは限らない。つまり、オイルパン50の直近に、電動オイルポンプ82及び電動モータ81の設置スペースを確保することは容易ではなく、電動オイルポンプ82をオイルパン50から大きく離隔させて配置しなくてはならない場合が多い。本実施形態でも、電動オイルポンプ82がオイルパン50から大きく離隔している場合を想定している。
このように、電動オイルポンプ82のATF51の温度が油温センサ72の検出油温と大きく乖離していると判定した場合には、検出油温に対応したトルク指令値では電動モータ81のトルクが不足してしまい、電動モータ81を始動できなくなったり、制御態様によっては電動モータ81の脱調を招き、適正な制御ができなくなったりするが、コントロールユニット90では、このとき、電動モータ81に、電動オイルポンプ82のATF51が極低温であっても始動出来るだけのポンプ駆動トルクが出力されるように電動モータ81を制御する(この制御を「オイル温度乖離時制御」とする)。
そこで、電動オイルポンプ82が作動してATF51がオイル回路内を一巡程度できる時間t0を予め設定して、コントロールユニット90では、「オイル温度乖離時制御」をこの設定時間t0だけ継続したら、通常の制御、つまり、油温センサ72の検出値に対応したポンプ駆動トルクを設定し、電動モータ81が設定したポンプ駆動トルクを出力するように、ポンプドライバ84へトルク指令値を送って制御する、「油温対応トルク制御」に切り換えるようにしている。
検出温度TATFが基準値TATF0よりも高くなるか、フラグFMが1にセットされると(ステップS70)、油温センサ72の検出値に対応したポンプ駆動トルクを設定し(油温対応トルク制御、ステップS80)、電動モータ81が設定したポンプ駆動トルクを出力するように、ポンプドライバ84へトルク指令値を送って制御する(油温対応トルク制御、ステップS90)。
図5に示すフローチャートは、運転者によってイグニッションキー・オンの操作が行われた際に、暖機運転として行なわれる制御である。
運転者によってイグニッションキー・オンの操作が行われると、図5に示すフローがスタートし、まず、油温センサ72の検出温度TATFを取り込む(ステップS110)。次に、検出温度TATFが基準値TATF0以下か否かを判断し(ステップS120)、検出温度TATFが基準値TATF0以下なら、第1タイマのカウントを開始し(ステップS130)、これと共に、電動モータ81を所定の回転数に制御する(ステップS140)。このステップS140の回転数制御は、電動オイルポンプ82におけるATF51が極低温であっても始動できるように、電動モータの回転数を低くした回転数制御を行ない、負荷トルクを小さくする制御(オイル温度乖離時制御)である。
さらに、この図5のフローチャートに示す暖機運転の制御と、図3のフローチャートに示す制御とを組み合わせることもできる。この場合、図5のフローチャートのステップS160以降のトルク制御による確認作業を省略することもできる。トルク制御を省略した場合には、回転数制御(ステップS140)を行ない、第1タイマカウント値tが設定時間t0に達した後に、フラグFMを1にセットするステップを加える。このように、フラグFMを1にセットするステップを加えることにより、暖機運転を行なった後には、図3のフローチャートにおいても、すぐにトルク制御に以降し、回転数制御(オイル温度乖離時制御)を繰り返すことを回避することができる。
また、上記実施形態では、回転数制御(オイル温度乖離時制御)において、電動モータ81の回転数を低めに設定することによってポンプ駆動トルクの出力値を高めるものを例示したが、このような制御に加えて、電動モータ81の回転数の上昇を制限することも考えられる。例えば、図4に示すように、回転数制御の実施中には、電動モータ81の回転数が急増しないように、略一定の時間勾配で増加させる。このような制御により電動モータ81の負荷トルクの増加をさらに低減することが可能になる。
3 自動変速機
2 トルクコンバータ
7 機械式オイルポンプ
40 コントロールバルブ
50 オイルパン
51 ATF
52 ストレーナ
54a,54b,54c,54d 油路
56 オリフィス
55 リリーフ弁
57 逆止弁
72 油温センサ
81 電動モータ
82 電動オイルポンプ
83 バッテリ
84 ポンプドライバ
90 コントロールユニット(制御装置)
Claims (5)
- 変速機の外部に配置されると共に電動モータによって駆動され、吐出したオイルを前記変速機に供給するオイルポンプと、
前記オイルポンプから離隔した位置に配置されて前記オイルの温度を検出する油温センサと、
前記油温センサにより検出されたオイルの温度である検出温度に応じた駆動トルクを出力するように前記電動モータを制御すると共に、前記電動モータの始動時に前記検出温度と前記オイルポンプの近傍のオイルの温度とが乖離している可能性があると判断したら、前記検出温度に応じた駆動トルクを出力するように前記電動モータを制御する前に、前記検出温度に応じた駆動トルクで回転する場合の回転数よりも低い回転数で回転するように前記電動モータを回転数制御するオイル温度乖離時制御を行なう制御装置とをそなえている
ことを特徴とする変速機のオイル供給装置。 - 前記制御装置は、前記検出温度が、予め設定された所定温度以下の場合に、前記検出温度と前記オイルポンプの近傍のオイルの温度とが乖離していると判断する
ことを特徴とする請求項1記載の変速機のオイル供給装置。 - 前記制御装置は、前記検出温度と前記オイルポンプの近傍のオイルの温度とが乖離していると判断すると、前記検出温度に応じた駆動トルクで回転する場合の回転数上昇率よりも低い回転数上昇率で回転するように前記電動モータを回転数制御することにより前記オイル温度乖離時制御を行なう
ことを特徴とする請求項1又は2記載の変速機のオイル供給装置。 - 前記制御装置は、前記検出温度と前記オイルポンプの近傍のオイルの温度とが乖離していると判断すると、予め設定された極低油温時にも前記オイルポンプを始動可能な予め設定された駆動トルクで前記電動モータをオープンループ制御することにより前記オイル温度乖離時制御を行なう
ことを特徴とする請求項1又は2記載の変速機のオイル供給装置。 - 前記制御装置は、始動後にオイルの回路内でオイルが1循環するだけの期間だけ前記オイル温度乖離時制御を行なう
ことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の変速機のオイル供給装置。
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