(57)【要約】【課題】アイドリングストップ機能を備えた四輪駆動車両において、エンジンの駆動力をプロペラシャフトに伝達するギヤ機構のギヤがオイルを撹拌することによるエネルギーロスの低減を図った電動ポンプ制御装置を提供する。【解決手段】電動ポンプ制御装置１０は、第１の貯留部１１０ａと第２の貯留部１１０ｂとを連通させる管路１２ｄ，１２ｅ，１２ｇに設けられた電磁弁１４と、四輪駆動モードの走行時には、第１の貯留部１１０ａから管路１２ｄ，１２ｅ，１２ｇを介して第２の貯留部１１０ｂに作動油１６を供給し、二輪駆動モードの走行時には、第２の貯留部１１０ｂから管路１２ｄ，１２ｅ，１２ｇを介して第１の貯留部１１０ａに作動油１６を供給するように電動ポンプ１１７及び電磁弁１４を制御するポンプＥＣＵ１１とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油が供給されることによりエンジンからの駆動力を伝達するクラッチと、前記クラッチが伝達する駆動力をプロペラシャフトに伝達するギヤ機構と、前記クラッチに供給する作動油を貯留する第１の貯留部と、前記ギヤ機構の一部が浸漬するように作動油を貯留する第２の貯留部と、車両の走行中に前記第１の貯留部から前記クラッチに作動油を供給するエンジンポンプと、車両の停止中に前記エンジンを停止するアイドリングストップ中に前記第１の貯留部から前記クラッチに作動油を供給する電動ポンプとを有し、二輪駆動モードと四輪駆動モードとを切り替え可能な四輪駆動車両に搭載され、
前記第１の貯留部と前記第２の貯留部とを連通させる管路に設けられた電磁弁と、
四輪駆動モードの走行時には前記第１の貯留部から前記管路を介して前記第２の貯留部に作動油を供給し、二輪駆動モードの走行時には前記第２の貯留部から前記管路を介して前記第１の貯留部に作動油を供給するように前記電動ポンプ及び前記電磁弁を制御する制御部と、
を備えた電動ポンプ制御装置。
【請求項２】
前記電動ポンプは、正転及び逆転駆動可能に構成され、
前記第１の貯留部と前記第２の貯留部とを連通させる前記管路は、作動油を双方向に供給するものであり、
前記電動ポンプは、前記管路の前記クラッチへの分岐部と前記第１の貯留部との間に配置され、
前記電磁弁は、前記管路の前記分岐部と前記第２の貯留部との間に配置された、
請求項１に記載の電動ポンプ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、四輪駆動車両のアイドリングストップ時に使用される電動ポンプを制御する電動ポンプ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の低燃費化を目的として、車両の走行停止時にエンジンを停止する所謂アイドリングストップ機能を備えた車両が普及しつつある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の車両は、駆動力を発生するエンジンと、変速比を連続的に変更可能な変速機構と、エンジンの駆動力を変速機構に伝達するクラッチと、エンジンにより駆動されてクラッチに作動油を供給するエンジンポンプと、アイドリングストップ時に作動油をクラッチに供給する電動ポンプとを備えている。そして、アイドリングストップによりエンジンポンプが停止した場合には、電動ポンプにより作動油の供給を継続することで、その作動油の油圧をトルク伝達直前の値に維持し、再発進時のクラッチの円滑な連結を可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−７８０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、エンジンの駆動力を主駆動輪（例えば前輪）に常時伝達すると共に、走行状態に応じてエンジンの駆動力をプロペラシャフトを介して補助駆動輪（例えば後輪）に伝達する四輪駆動車両にも、アイドリングストップ機能が搭載される場合がある。このような四輪駆動車両は、トランスアクスル内において駆動力をプロペラシャフトに伝達するギヤ機構を有している。このギヤ機構は、例えばハイポイドギヤ対からなり、歯面における摺動抵抗を低減するために、一部がオイルに浸漬された半浸状態で使用される。
【０００６】
上記のように構成された四輪駆動車両では、走行時にプロペラシャフトが回転することにより、ギヤ機構のギヤがオイルを撹拌することによるエネルギーロスが発生する。本発明者らは、車両のさらなる低燃費化を図るべく、この走行時におけるエネルギーロスを低減する方策を鋭意研究した。その結果、四輪駆動車両が主駆動輪にのみ駆動力が伝達される二輪駆動モードで走行する際には、プロペラシャフトにトルクを伝達するギヤ機構に焼き付き等が発生し難いため、ギヤ機構へのオイルの供給量を減らすことができ、オイルの供給量を減らせば、ギヤ機構のギヤがオイルを撹拌することによるエネルギーロスを低減できるという知見を得た。
【０００７】
本発明は、この知見に基づいてなされたものであり、アイドリングストップ機能を備えた四輪駆動車両において、エンジンの駆動力をプロペラシャフトに伝達するギヤ機構のギヤがオイルを撹拌することによるエネルギーロスの低減を図った電動ポンプ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、作動油が供給されることによりエンジンからの駆動力を伝達するクラッチと、前記クラッチが伝達する駆動力をプロペラシャフトに伝達するギヤ機構と、前記クラッチに供給する作動油を貯留する第１の貯留部と、前記ギヤ機構の一部が浸漬するように作動油を貯留する第２の貯留部と、車両の走行中に前記第１の貯留部から前記クラッチに作動油を供給するエンジンポンプと、車両の停止中に前記エンジンを停止するアイドリングストップ中に前記第１の貯留部から前記クラッチに作動油を供給する電動ポンプとを有し、二輪駆動モードと四輪駆動モードとを切り替え可能な四輪駆動車両に搭載され、前記第１の貯留部と前記第２の貯留部とを連通させる管路に設けられた電磁弁と、四輪駆動モードの走行時には前記第１の貯留部から前記管路を介して前記第２の貯留部に作動油を供給し、二輪駆動モードの走行時には前記第２の貯留部から前記管路を介して前記第１の貯留部に作動油を供給するように前記電動ポンプ及び前記電磁弁を制御する制御部と、を備えた電動ポンプ制御装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アイドリングストップ機能を備えた四輪駆動車両において、エンジンの駆動力をプロペラシャフトに伝達するギヤ機構のギヤがオイルを撹拌することによるエネルギーロスの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る電動ポンプ制御装置が適用された四輪駆動車両の概略の構成を示す図である。
【図２】電動ポンプ制御装置が制御する油圧回路を示す図である。
【図３】電動ポンプ制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る電動ポンプ制御装置が適用された四輪駆動車両の概略の構成を示す図である。
【００１２】
この四輪駆動車１００は、駆動源としてのエンジン１０１と、エンジン１０１が発生した駆動力を一対のフロントアクスルシャフト１０２及びプロペラシャフト１０３に分配するトランスアクスル１１０と、一対のフロントアクスルシャフト１０２にそれぞれ連結された一対の前輪１０４と、プロペラシャフト１０３を介して伝達された駆動力をギヤ機構１０５を介してリヤディファレンシャル１０６に伝達する駆動力伝達機構１２０と、リヤディファレンシャル１０６により分配された駆動力を一対の後輪１０８に伝達する一対のリヤアクスルシャフト１０７とを備える。
【００１３】
この四輪駆動車１００は、駆動力伝達機構１２０によって駆動力が伝達される場合には、主駆動輪としての一対の前輪１０４及び補助駆動輪としての一対の後輪１０８が駆動される四輪駆動状態となり、駆動力伝達機構１２０によって駆動力が伝達されない場合には、主駆動輪としての一対の前輪１０４にのみ駆動力が伝達される二輪駆動状態となる。
【００１４】
また、四輪駆動車１００は、後述する電動ポンプ１１７を制御する制御部としてのポンプＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１と、ポンプＥＣＵ１１及びその他のＥＣＵを統括的に制御する統括ＥＣＵ１３０とを備えている。統括ＥＣＵ１３０は、ポンプＥＣＵ１１の他、エンジン１０１を制御するエンジンＥＣＵ、後述する無段変速機（以下「ＣＶＴ（Continuously Variavle Tranmission）」という）１１３を制御するＣＶＴＥＣＵ等の各種ＥＣＵを制御する。
【００１５】
統括ＥＣＵ１３０は、アイドリングストップ条件（例えば、パワースイッチオン、アクセルオフ、ブレーキオン等）を満たした場合に、エンジン１０１を停止するようにエンジンＥＣＵを制御すると共に、アイドリングストップ信号ＳｉをポンプＥＣＵ１１に送信する。また、統括ＥＣＵ１３０は、アイドリングストップ状態からアイドリングストップ条件を満たさなくなった場合に、エンジン１０１を始動するようにエンジンＥＣＵを制御すると共に、アイドリングストップ信号ＳｉのポンプＥＣＵ１１への送信を停止する。またさらに、統括ＥＣＵ１３０は、四輪駆動状態（四輪駆動モード）のときは四輪駆動モードを示す４ＷＤ信号Ｓ４ＷＤをポンプＥＣＵ１１に送信し、二輪駆動状態（二輪駆動モード）のときは二輪駆動モードを示す２ＷＤ信号Ｓ２ＷＤをポンプＥＣＵ１１に送信する。
【００１６】
（トランスアクスル）
トランスアクスル１１０は、エンジン１０１から伝達された駆動力のトルクを増幅して後段に伝達するトルクコンバータ１１１と、トルクコンバータ１１１から伝達されたトルクの後段への伝達又は遮断を行うクラッチ１１２と、変速比を連続的に変更可能なＣＶＴ１１３と、ＣＶＴ１１３から伝達されたトルクを左右の前輪１０４に差動を許容して分配するフロントディファレンシャル１１４と、フロントディファレンシャル１１４のデフケース１１４ａとプロペラシャフト１０３とを連結するギヤ機構１１５と、クラッチ１１２に作動油を供給することが可能なエンジンポンプ１１６及び電動ポンプ１１７とを備える。
【００１７】
ＣＶＴ１１３は、溝幅が可変可能なプライマリプーリ１１３ａ及びセカンダリプーリ１１３ｂと、プライマリプーリ１１３ａ及びセカンダリプーリ１１３ｂに張架された伝達ベルト１１３ｃとを備える。ＣＶＴ１１３は、プライマリプーリ１１３ａ及びセカンダリプーリ１１３ｂの溝幅を変更して有効径を変化させることで、変速比を連続的に変更することが可能になっている。
【００１８】
クラッチ１１２は、油圧室と、油圧室に供給される作動油によって移動するピストンと、ピストンの移動によって摩擦係合する一対の摩擦板と、一対の摩擦板を離間させる方向にピストンを付勢するバネとを備える。クラッチ１１２の油圧室に供給される作動油の油圧は、トルク伝達時にはエンジンＥＣＵによってトルクを伝達するのに必要な所定の値に設定され、アイドリングストップ中はポンプＥＣＵ１１によって所定の値よりも低いトルク伝達直前の値、すなわち一対の摩擦板が摩擦係合する直前の値に設定されている。
【００１９】
ギヤ機構１１５は、フロントディファレンシャル１１４のデフケース１１４ａに連結されたリングギヤ１１５ａと、プロペラシャフト１０３に連結され、リングギヤ１１５ａに噛合するドライブピニオン１１５ｂとを備える。リングギヤ１１５ａ及びドライブピニオン１１５ｂは、例えばハイポイドギヤからなり、ギヤ軸を直交させて噛み合っている。
【００２０】
トランスアクスル１１０のケースの底部の異なる位置には、クラッチ１１２に供給する作動油１６を貯留する第１の貯留部１１０ａ（図２参照）と、ギヤ機構１１５の潤滑油としてリングギヤ１１５ａの一部が浸漬するように作動油１６を貯留する第２の貯留部１１０ｂ（図２参照）とが設けられている。
【００２１】
（駆動力伝達機構）
駆動力伝達機構１２０は、プロペラシャフト１０３に連結されたハウジング１２１と、ハウジング１２１に対して相対回転可能に支持されたインナシャフト１２６と、ハウジング１２１の内周面とインナシャフト１２６の外周面との間に配置されたメインクラッチ１２２と、ハウジング１２１の回転力をメインクラッチ１２２への押圧力に変換するカム機構１２３と、ハウジング１２１の回転力をカム機構１２３に伝達するパイロットクラッチ１２４と、パイロットクラッチ１２４を作動させる電磁力を発生する電磁コイル１２５とを備え、ハウジング１２１とインナシャフト１２６との間のトルク伝達を断続することで、エンジン１０１の駆動力の伝達状態を変更して二輪駆動モードと四輪駆動モードとを切り替える。
【００２２】
四輪駆動モードでは、電磁コイル１２５への通電によってパイロットクラッチ１２４が作動し、カム機構１２３がメインクラッチ１２２の押圧力となるカム推力を発生させる。一方、二輪駆動モードでは、電磁コイル１２５への通電が停止され、メインクラッチ１２２が解放状態となる。すなわち二輪駆動モードでは、ハウジング１２１からインナシャフト１２６へのトルク伝達が遮断され、四輪駆動モードでは、ハウジング１２１からインナシャフト１２６へトルクが伝達される。
【００２３】
４ＷＤＥＣＵは、統括ＥＣＵ１３０から二輪駆動モードを示す２ＷＤ信号Ｓ２ＷＤが送信されると、電磁コイル１２５への通電を停止してハウジング１２１からインナシャフト１２６へのトルク伝達を遮断して二輪駆動状態とする。また、４ＷＤＥＣＵは、統括ＥＣＵ１３０から四輪駆動モードを示す４ＷＤ信号Ｓ４ＷＤが送信されると、電磁コイル１２５に通電してハウジング１２１からインナシャフト１２６へのトルク伝達を行わせて四輪駆動状態とする。
【００２４】
ギヤ機構１０５は、駆動力伝達機構１２０のインナシャフト１２６に接続されたピニオンギヤシャフト１０５ａと、ビ二オンギヤシャフト１０５ａに設けられたピニオンギヤ１０５ｂと、リヤディファレンシャル１０６のデフケース１０６ａに設けられ、ピニオンギヤ１０５ｂに噛合するリングギヤ１０５ｃとを備え、ピニオンギヤシャフト１０５ａから伝達されたトルクをデフケース１０６ａに伝達する。
【００２５】
上記構成により、二輪駆動モードでは、エンジン１０１は、その駆動力をトルクコンバータ１１１、クラッチ１１２、ＣＶＴ１１３、フロントディファレンシャル１１４を介してフロントアクスルシャフト１０２に出力することにより、一対の前輪１０４を駆動する。また、四輪駆動モードでは、エンジン１０１は、その駆動力をトランスアクスル１１０を介してフロントアクスルシャフト１０２に出力することにより一対の前輪１０４を駆動するとともに、エンジン１０１の駆動力をトランスアクスル１１０を介してプロペラシャフト１０３、駆動力伝達機構１２０、ギヤ機構１０５及びリヤディファレンシャル１０６を介してリヤアクスルシャフト１０７に出力することにより、一対の後輪１０８を駆動する。
【００２６】
（油圧回路）
図２は、ポンプ制御装置１０が制御する油圧回路を示す図である。この油圧回路は、第１の貯留部１１０ａ、第２の貯留部１１０ｂ、及びクラッチ１１２間を管路１２（１２ａ〜１２ｇ）で連通して構成されている。前述したように、第１及び第２の貯留部１１０ａ，１１０ｂは、トランスアクスル１１０のケースの底部の異なる位置に形成されている。
【００２７】
第１の貯留部１１０ａからクラッチ１１２に至る管路１２は２系統あり、このうち一方の系統を構成する管路１２ａ，１２ｂ，１２ｃには、エンジンポンプ１１６及び逆止弁１３ａが設けられている。また、他方の系統を構成する管路１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｃには、電動ポンプ１１７及び逆止弁１３ｂが設けられている。管路１２ｅは、分岐部１２ｈにおいて管路１２ｆ及び管路１２ｇに分岐する。
【００２８】
また、管路１２ｅから分岐部１２ｈを経て第２の貯留部１１０ｂに至る管路１２ｇには、電磁弁１４が設けられている。電磁弁１４は、本実施の形態では、通電時に弁が開く常閉型のものを用いる。
【００２９】
エンジンポンプ１１６は、エンジン１０１によって駆動され、第１の貯留部１１０ａに貯留されている作動油１６を管路１２ａ，１２ｂ，１２ｃを介してクラッチ１１２に供給する。
【００３０】
電動ポンプ１１７は、ＤＣブラシレスモータ等の電動モータ１５により正転及び逆転駆動可能に構成されており、正転駆動されることにより第１の貯留部１１０ａに貯留されている作動油１６を管路１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｃを介してクラッチ１１２に、又は管路１２ｄ，１２ｅ，１２ｇを介して第２の貯留部１１０ｂに供給する。電動モータ１５の正転駆動時において、作動油１６がクラッチ１１２及び第２の貯留部１１０ｂのいずれに供給されるかは、電磁弁１４のＯＮ／ＯＦＦ状態によって切り替えられる。本実施の形態では、電動ポンプ１１７がクラッチ１１２に作動油１６を供給するときは電磁弁１４がＯＦＦ（閉）状態となり、第２の貯留部１１０ｂに作動油１６を供給するときは電磁弁１４がＯＮ（開）状態となる。
【００３１】
また、電動ポンプ１１７は、電磁弁１４のＯＮ状態で逆転駆動されることにより、第２の貯留部１１０ｂに貯留されている作動油１６を管路１２ｇ，１２ｅ，１２ｄを介して第１の貯留部１１０ａに供給する。
【００３２】
（本実施の形態に係る電動ポンプ制御装置１０の動作）
図３は、本実施の形態に係る電動ポンプ制御装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。
【００３３】
ポンプＥＣＵ１１は、アイドリングストップ中か否か、すなわち統括ＥＣＵ１３０からアイドリングストップ信号Ｓｉが送信されたか否かを判断し（Ｓ１）、アイドリングストップ信号Ｓｉを受信すると（Ｓ１：Ｙｅｓ）、電動ポンプ１１７を正転駆動するように電動モータ１５を制御し（Ｓ２）、かつ電磁弁１４に通電せずに電磁弁１４をＯＦＦ状態のままとする（Ｓ３）。電動モータ１５は、ポンプＥＣＵ１１の制御により電動ポンプ１１７を正転駆動する。
【００３４】
電動ポンプ１１７は、電磁弁１４のＯＦＦ状態で正転駆動されることにより、第１の貯留部１１０ａに貯留されている作動油１６を管路１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｃ及び逆止弁１３ｂを介してクラッチ１１２に供給する。クラッチ１１２に供給される作動油１６の油圧は、トルク伝達直前の値に設定されている。これにより、クラッチ１１２のピストンは、一対の摩擦板が摩擦係合する直前まで移動する。
【００３５】
一方、上記ステップＳ１において、ポンプＥＣＵ１１は、アイドリングストップ中でないとき（Ｓ１：Ｎｏ）、すなわちアイドリングストップ信号Ｓｉが送信されていないとき、駆動モードが四輪駆動モードであるか否か、すなわち４ＷＤ信号Ｓ４ＷＤが送信されているか否かを判断し（Ｓ４）、４ＷＤ信号Ｓ４ＷＤが送信されているときは（Ｓ４：Ｙｅｓ）、電動ポンプ１１７を正転駆動するように電動モータ１５を制御し（Ｓ５）、かつ電磁弁１４に通電して電磁弁１４をＯＮ状態とする（Ｓ６）。
【００３６】
電動ポンプ１１７は、電磁弁１４のＯＮ状態で正転駆動されると、第１の貯留部１１０ａに貯留されている作動油１６を管路１２ｄ，１２ｅ，１２ｇ及び電磁弁１４を介して第２の貯留部１１０ｂに供給する。
【００３７】
また、上記ステップＳ４において、ポンプＥＣＵ１１は、四輪駆動モードでないとき、すなわち２ＷＤ信号Ｓ２ＷＤが送信されているときは（Ｓ４：Ｎｏ）、電動ポンプ１１７を逆転駆動するように電動モータ１５を制御し（Ｓ７）、かつ電磁弁１４に通電して電磁弁１４をＯＮ状態とする（Ｓ８）。
【００３８】
電動ポンプ１１７は、電磁弁１４のＯＮ状態で逆転駆動されると、第２の貯留部１１０ｂに貯留されている作動油１６を管路１２ｇ，１２ｅ，１２ｄ及び電磁弁１４を介して第１の貯留部１１０ａに供給する。これにより、第２の貯留部１１０ｂに貯留されている作動油１６が減少し、リングギヤ１１５ａが作動油１６を撹拌することによる撹拌抵抗が低減される。
【００３９】
なお、二輪駆動モードにおける走行時は、ギヤ機構１１５におけるリングギヤ１１５ａ及びドライブピニオン１１５ｂの噛み合い部における歯面の面圧が四輪駆動モードの場合よりも低いので、リングギヤ１１５ａが作動油１６に浸らない程度に第２の貯留部１１０ｂにおける作動油１６を減らしても、歯面に焼き付き等が発生するおそれはない。
【００４０】
（実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
【００４１】
（１）二輪駆動モードでの走行時に、第２の貯留部１１０ｂに貯留されてギヤ機構１１５の潤滑油として機能する作動油１６の油量が減少するので、リングギヤ１１５ａが作動油１６を撹拌することによるエネルギーロスを低減することができ、燃費が向上する。
【００４２】
（２）アイドリングストップ中に駆動される電動ポンプ１１７を利用してギヤ機構１１５を潤滑する第２の貯留部１１０ｂの油量を制御しているので、新たに電動ポンプを設ける必要がなく、四輪駆動車１００の部品点数及び重量の増加を抑制することができる。
【００４３】
（３）電動ポンプ１１７に正逆転駆動が可能なものを用いているので、油圧回路を簡素にすることができる。
【００４４】
以上、本発明の電動ポンプ制御装置を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。
【００４５】
上記実施の形態では、電動ポンプと電動モータとを別体として説明したが、一つのハウジング内に電動ポンプと電動モータとを一体に組み込んでもよい。また、電動ポンプ１１７は一方向回転のものを用いてもよい。この場合には、複数の電磁弁を設けることにより、作動油１６の流路を切り替えることが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１０…電動ポンプ制御装置、１１…ポンプＥＣＵ、１２（１２ａ〜１２ｇ）…管路、１２ｈ…分岐部、１３ａ、１３ｂ…逆止弁、１４…電磁弁、１５…電動モータ、１６…作動油、１００…四輪駆動車、１０１…エンジン、１０２…フロントアクスルシャフト、１０３…プロペラシャフト、１０４…前輪、１０５…ギヤ機構、１０５ａ…ピニオンギヤシャフト、１０５ｂ…ピニオンギヤ、１０５ｃ…リングギヤ、１０６…リヤディファレンシャル、１０６ａ…デフケース、１０７…リヤアクスルシャフト、１０８…後輪、１１０…トランスアクスル、１１０ａ…第１の貯留部、１１０ｂ…第２の貯留部、１１１…トルクコンバータ、１１２…クラッチ、１１３ａ…プライマリプーリ、１１３ｂ…セカンダリプーリ、１１３ｃ…伝達ベルト、１１４…フロントディファレンシャル、１１４ａ…デフケース、１１５…ギヤ機構、１１５ａ…リングギヤ、１１５ｂ…ドライブピニオン、１１６…エンジンポンプ、１１７…電動ポンプ、１２０…駆動力伝達機構、１２１…ハウジング、１２２…メインクラッチ、１２３…カム機構、１２４…パイロットクラッチ、１２５…電磁コイル、１２６…インナシャフト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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