JP6597555B2

JP6597555B2 - 車両用油圧制御装置

Info

Publication number: JP6597555B2
Application number: JP2016210785A
Authority: JP
Inventors: 有永里
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-10-27
Filing date: 2016-10-27
Publication date: 2019-10-30
Anticipated expiration: 2036-10-27
Also published as: JP2018069890A

Description

本発明は、機械式可変容量オイルポンプ及び電動式オイルポンプを用いて変速機に油圧を供給する車両用油圧制御装置に関する。

特許文献１には、いずれも１ポート型の機械式オイルポンプ及び電動式オイルポンプを用いて、ライン圧、セカンダリ圧、及び潤滑圧の３つの油圧を変速機の各油圧供給先に供給する車両用油圧制御装置が記載されている。

特開２０１４−１１４９１０号公報

一般に、電動式オイルポンプの効率が最も良くなる動作点は吐出量が多い（回転数が高い）領域内にある。しかしながら、特許文献１記載の装置は、エンジンへの燃料供給停止時には電動式オイルポンプを用いて制御圧を供給している。このため、特許文献１記載の装置によれば、エンジンへの燃料供給停止時には、吐出量が少なく、効率の悪い領域で電動式オイルポンプが駆動されることによって、変速機の効率（伝達効率）が低下する。また、回生が可能な電動機を備える車両や発電機を備える車両においては、車両の走行状態によっては余剰な電力が発生する場合がある。しかしながら、特許文献１記載の装置では、このような余剰な電力を電動式オイルポンプの駆動に用いることは検討されてなく、改善の余地がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、電動式オイルポンプの駆動電力量の増加に伴う燃費の悪化を招くことなく変速機の効率を向上可能な車両用油圧制御装置を提供することにある。

本発明に係る車両用油圧制御装置は、回生が可能な電動機又は発電機と、前記電動機又は前記発電機によって発電された電力を蓄電するバッテリと、を備える車両に搭載され、機械式可変容量オイルポンプ及び電動式オイルポンプを用いて変速機に油圧を供給する車両用油圧制御装置であって、前記電動式オイルポンプを現在の動作点の効率よりも効率が良い動作点で駆動させた場合の駆動電力量の増加分が、前記バッテリに蓄電されている余剰な電力量より小さい場合、前記バッテリに蓄電されている電力を利用して現在の動作点の効率よりも効率が良い動作点で前記電動式オイルポンプを駆動すると共に、前記機械式可変容量オイルポンプの吐出容量を低下させる制御手段を備えることを特徴とする。

本発明に係る車両用油圧制御装置によれば、電動式オイルポンプを現在の動作点の効率よりも効率が良い動作点で駆動させた場合の駆動電力量の増加分が、バッテリに蓄電されている余剰な電力量より小さい場合、バッテリに蓄電されている電力を利用して現在の動作点の効率よりも効率が良い動作点で電動式オイルポンプを駆動すると共に、機械式可変容量オイルポンプの吐出容量を低下させるので、電動式オイルポンプの駆動電力量の増加に伴う燃費の悪化を招くことなく変速機の効率を向上させることができる。

図１は、本発明の一実施形態である車両用油圧制御装置の構成を示す模式図である。図２は、本発明の一実施形態である油圧制御処理の流れを示すフローチャートである。図３は、電動式オイルポンプの吐出量と全効率及び駆動電力量との関係を示す図である。図４は、エンジン回転数の時間変化に対するライン圧系必要流量及び潤滑圧系必要流量の時間変化の一例を示す図である。図５は、従来及び本発明の油圧制御処理における機械式可変容量オイルポンプ及び電動式オイルポンプの吐出量を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である車両用油圧制御装置の構成及びその動作について説明する。

〔構成〕
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態である車両用油圧制御装置の構成について説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態である車両用油圧制御装置１は、回生が可能な電動機２と、電動機２によって発電された電力を蓄電するバッテリ３と、を備える車両に搭載され、機械式可変容量オイルポンプ（ＭＯＰ）４及び電動式オイルポンプ（ＥＯＰ）５を用いて変速機６に油圧を供給する装置である。なお、車両は、電動機２の代わりに又は電動機２に加えて発電機を備え、発電機によって発電された電力をバッテリ３に蓄電する車両であってもよい。

ＭＯＰ４は、２ポート型の機械式可変容量オイルポンプによって構成され、車両に搭載されたエンジン７によって駆動される。ＭＯＰ４は、メインポート４ａを介して変速機６のライン圧系（シーブ系及びクラッチ系）６ａに高圧の油圧を供給し、サブポート４ｂを介して変速機６の潤滑圧系（クーラ・潤滑系）６ｂに低圧の油圧を供給する。ＭＯＰ４は、メインポート４ａの吐出量とサブポート４ｂの吐出量との比（ポート比）を変化できるように構成されている。

なお、メインポート４ａとライン圧系６ａとを結ぶ油路４ｃとサブポート４ｂと潤滑圧系６ｂとを結ぶ油路４ｄとの間には逆止弁４ｅが設けられている。逆止弁４ｅは、油路４ｃ側の油圧が油路４ｄ側の油圧よりも高い場合は閉じている。一方、油路４ｃ側の油圧が油路４ｄ側の油圧よりも低い場合は、逆止弁４ｅは開き、サブポート４ｂから吐出された油圧がライン圧系６ａに供給される。

ＥＯＰ５は、１ポート型の電動式オイルポンプによって構成され、電動機８によって駆動される。ＥＯＰ５は、ポート５ａを介して変速機６の潤滑圧系６ｂに低圧の油圧を供給することにより、ＭＯＰ４の吐出量では足りない潤滑系必要流量をアシストする。

このような構成を有する車両用油圧制御装置１では、車両に搭載されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０が、以下に示す油圧制御処理を実行することにより、ＥＯＰ５の駆動電力量の増加に伴う燃費の悪化を招くことなく変速機６の効率を向上させる。以下、図２〜図５を参照して、本発明の一実施形態である油圧制御処理を実行する際のＥＣＵ１０の動作について説明する。ＥＣＵ１０は、本発明に係る制御手段として機能する。

〔油圧制御処理〕
図２は、本発明の一実施形態である油圧制御処理の流れを示すフローチャートである。図２に示すフローチャートは、車両のイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り換えられたタイミングで開始となり、油圧制御処理はステップＳ１の処理に進む。油圧制御処理は、車両のイグニッションスイッチがオン状態である間、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。

ステップＳ１の処理では、ＥＣＵ１０が、ＥＯＰ５の現在の動作点における吐出量Ｑeop_0とＥＯＰ５の全効率（効率）が最も良い動作点における吐出量Ｑeop_peakの大小関係を比較する。比較の結果、吐出量Ｑeop_0が吐出量Ｑeop_peakより小さい場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、油圧制御処理をステップＳ２の処理に進める。具体的には、図３（ａ）に示すように、ＥＣＵ１０は、ＥＯＰ５の現在の動作点Ｐ１における吐出量Ｑeop_0がＥＯＰ５の全効率が最も良い動作点Ｐ２における吐出量Ｑeop_peakより小さい場合、油圧制御処理をステップＳ２の処理に進める。なお、図３（ａ）中、曲線Ｌ１は、ＥＯＰ５の全効率と吐出量との関係を示す曲線である。一方、吐出量Ｑeop_0が吐出量Ｑeop_peak以上の大きさである場合には（ステップＳ１：Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、油圧制御処理をステップＳ４の処理に進める。

ステップＳ２の処理では、ＥＣＵ１０が、バッテリ３に蓄電されている電力量のうち、ＥＯＰ５の駆動に使用可能な余剰な電力量（ＳＯＣ使用可能残量）ΔＰbatを算出する。具体的には、ＥＣＵ１０は、回生可能な電動機を備える車両においては、車両の駆動に用いられる電力量に対する回生電力量の余剰分をＳＯＣ使用可能残量として算出し、発電機を備える車両においては、電気部品の使用電力量に対する発電電力量の余剰分をＳＯＣ使用可能残量として算出する。また、図３（ｂ）に示すように、ＥＣＵ１０は、ＥＯＰ５の動作点を現在の動作点Ｐ３から全効率が最も良い動作点Ｐ４に移動させることに伴うＥＯＰ５の駆動電力量の増加分（使用電力増加分）ΔＰeopを算出する。そして、ＥＣＵ１０は、ＳＯＣ使用可能残量ΔＰbatが使用電力増加分ΔＰeopより大きいか否かを判別する。判別の結果、ＳＯＣ使用可能残量ΔＰbatが使用電力増加分ΔＰeopより大きい場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、油圧制御処理をステップＳ３の処理に進める。一方、ＳＯＣ使用可能残量ΔＰbatが使用電力増加分ΔＰeop以下の大きさである場合には（ステップＳ２：Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、油圧制御処理をステップＳ４の処理に進める。

ステップＳ３の処理では、ＥＣＵ１０が、ＥＯＰ５の吐出量を全効率が最も良い動作点における吐出量に設定する。また、ＥＣＵ１０は、変速機６が必要とするオイル流量（Ｔ／Ｍ必要流量）からＥＯＰ５の吐出量を減算した値をＭＯＰ４の吐出量に設定する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、一連の油圧制御処理は終了する。

ステップＳ４の処理では、ＥＣＵ１０が、変速機６のライン圧系６ａが必要とするオイル流量をＭＯＰ４のメインポート比で除算した値をＭＯＰ４の吐出量に設定する。また、ＥＣＵ１０は、変速機６が必要とするオイル流量（Ｔ／Ｍ必要流量）からＭＯＰ４の吐出量を減算した値をＥＯＰ５の吐出量に設定する。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、一連の油圧制御処理は終了する。

最後に、図４，図５を参照して、本発明の一実施形態である油圧制御処理による効果について説明する。図４は、エンジン回転数の時間変化に対するライン圧系必要流量及び潤滑圧系必要流量の時間変化の一例を示す図である。図５は、従来及び本発明の油圧制御処理における機械式可変容量オイルポンプ及び電動式オイルポンプの吐出量を示す図である。

いま図４（ａ），（ｂ）に示すように、エンジン回転数の変化に応じてライン圧系及び潤滑圧系の必要流量が変化する場合を考える。なお、図４（ａ），（ｂ）において、線Ｌ３はエンジン回転数、線Ｌ４はライン圧系の必要流量、線Ｌ５は潤滑圧系の必要流量を示している。この場合、従来の油圧制御装置では、図４（ａ），（ｂ）に示す時間ｔにおいては、図５に示すように、ＭＯＰ４（メインポート及びサブポート）を用いてライン圧系及び潤滑圧系の必要流量の一部を供給し、ＥＯＰ５を用いてＭＯＰ４では足りない潤滑圧系の必要流量を供給していた。すなわち、ＥＯＰ５はＭＯＰ４では足りないオイルを吐出していた。このため、ＭＯＰ４は、吐出量が少なく、効率が悪い領域で動作していた。

これに対して、本発明の一実施形態である油圧制御装置では、ＥＯＰ５を現在の動作点の効率よりも効率が良い動作点で駆動させた場合の駆動電力量の増加分が、バッテリ３に蓄電されている余剰な電力量より小さい場合、ＥＣＵ１０が、図５に示すように、バッテリ３に蓄電されている電力を利用してＥＯＰ５の吐出量を増加させることによってＥＯＰ５のみで潤滑圧系６ｂに油圧を供給する。すなわち、ＥＣＵ１０は、現在の動作点の効率よりも効率が良い動作点でＥＯＰ５を駆動する。また、ＥＣＵ１０は、ＭＯＰ４の吐出容量を低下させる。これにより、ＥＯＰ５の吐出量が増加した分、ＭＯＰ４の吐出量を下げることができるので、変速機６の効率が向上する。また、ＥＯＰ５の駆動にはバッテリ３の余剰電力が用いられるため、ＥＯＰ５の駆動電力量の増加に伴い燃費が悪化することを抑制できる。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１車両用油圧制御装置
２，８電動機
３バッテリ
４機械式可変容量オイルポンプ
５電動式オイルポンプ
６変速機
７エンジン
１０ＥＣＵ

Claims

回生が可能な電動機又は発電機と、前記電動機又は前記発電機によって発電された電力を蓄電するバッテリと、を備える車両に搭載され、機械式可変容量オイルポンプ及び電動式オイルポンプを用いて変速機に油圧を供給する車両用油圧制御装置であって、
前記電動式オイルポンプは、通常時は効率が最も良い動作点の吐出量よりも吐出量が小さい側で駆動され、前記電動式オイルポンプを現在の動作点の効率よりも効率が良い動作点で駆動させた場合の駆動電力量の増加分が、前記バッテリに蓄電されている電動式オイルポンプの駆動に使用可能な電力量より小さい場合、前記バッテリに蓄電されている電力を利用して現在の動作点の効率よりも効率が良い動作点で前記電動式オイルポンプを駆動すると共に、前記機械式可変容量オイルポンプの吐出容量を低下させる制御手段を備えることを特徴とする車両用油圧制御装置。