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技術 油圧供給装置

出願人 トヨタ自動車株式会社株式会社ジェイテクト
発明者 西村直樹中島真太郎
出願日 2014年6月6日 (6年6ヶ月経過) 出願番号 2014-117671
公開日 2015年12月21日 (5年0ヶ月経過) 公開番号 2015-230079
状態 特許登録済
技術分野 伝動装置(歯車、巻掛け、摩擦)の制御
主要キーワード 結線確認 ON指示 電源部分 ON指令 メカポンプ アイドリングストップ車両 電動ポンプユニット 主ポンプ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年12月21日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

主ポンプから補助ポンプへの逆流を防止する逆流防止弁故障を早期に検出、報知することができる油圧供給装置を提供する。

解決手段

エンジン1により駆動されるメカオイルポンプ2と、電動オイルポンプ3と、メカオイルポンプ2および電動オイルポンプ3によって油圧が供給される油圧回路9と、メカオイルポンプ2の吐出口から油圧回路9に至る油路と電動オイルポンプ3の吐出口との間に設けられたチェックバルブ13と、チェックバルブ13の故障を検出するECU5とを備える。電動オイルポンプ3は、電動オイルポンプ3が逆回転した場合の発電電力に応じて、駆動状態を示す状態信号を変化させるように構成される。ECU5は、電動モータに対して停止指令を出力している場合に、電動オイルポンプ3から状態信号を受信し、状態信号が指令に対応するものでない場合には、チェックバルブ13を含んだ油圧系統の異常が発生したことを報知する。

概要

背景

燃費向上や排気ガスの抑制のために、アイドリングストップを行なう車両が増えている。アイドリングストップ車両油圧回路には、エンジンで駆動される主ポンプであるメカオイルポンプ補助ポンプとして、電動オイルポンプオイルパンと油圧回路との間にメカオイルポンプと並列に設けられている。

特開2011−157981号公報には、トランスミッション油圧供給に適用され、エンジンによって駆動される主ポンプと電動モータによって駆動される補助ポンプとを備え、主ポンプから供給される油が補助ポンプの油路に流れるのを抑止する逆止弁を設けた油圧供給装置が開示されている。この油圧供給装置は、エンジンによって主ポンプが駆動しているときに、たとえば逆止弁の故障などによって、主ポンプから送出される油によって補助ポンプが逆回転させられた場合には、補助ポンプを正回転させ補助ポンプの吸入側高圧となるのを防止する。

概要

主ポンプから補助ポンプへの逆流を防止する逆流防止弁の故障を早期に検出、報知することができる油圧供給装置を提供する。エンジン1により駆動されるメカオイルポンプ2と、電動オイルポンプ3と、メカオイルポンプ2および電動オイルポンプ3によって油圧が供給される油圧回路9と、メカオイルポンプ2の吐出口から油圧回路9に至る油路と電動オイルポンプ3の吐出口との間に設けられたチェックバルブ13と、チェックバルブ13の故障を検出するECU5とを備える。電動オイルポンプ3は、電動オイルポンプ3が逆回転した場合の発電電力に応じて、駆動状態を示す状態信号を変化させるように構成される。ECU5は、電動モータに対して停止指令を出力している場合に、電動オイルポンプ3から状態信号を受信し、状態信号が指令に対応するものでない場合には、チェックバルブ13を含んだ油圧系統の異常が発生したことを報知する。

目的

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、主ポンプと補助ポンプとを含む油圧供給装置において主ポンプから補助ポンプへの逆流を防止する逆流防止弁の故障を早期に検出、報知することができる油圧供給装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

主駆動源により駆動される主ポンプと、電動モータおよび前記電動モータが力行状態となって正駆動される補助ポンプを含む電動ポンプユニットと、前記主ポンプおよび前記補助ポンプによって油圧が供給される油圧回路と、前記主ポンプの吐出口から前記油圧回路に至る油路と前記補助ポンプの吐出口との間に設けられた逆流防止弁と、前記電動ポンプユニットを制御するとともに前記逆流防止弁の故障を検出する制御装置とを備え、前記電動ポンプユニットは、前記電動モータが回生状態となるように前記補助ポンプが逆駆動された場合の発電電力に応じて、前記電動モータの駆動状態を示す状態信号を変化させるように構成され、前記制御装置は、前記電動モータに対して停止指令を出力している場合に、前記電動ポンプユニットから前記状態信号を受信し、前記状態信号が前記停止指令に対応するものでないときには、前記逆流防止弁を含んだ油圧系統の異常が発生したことを報知する、油圧供給装置

技術分野

0001

この発明は、油圧供給装置に関し、特に主ポンプ補助ポンプとを含む油圧供給装置に関する。

背景技術

0002

燃費向上や排気ガスの抑制のために、アイドリングストップを行なう車両が増えている。アイドリングストップ車両油圧回路には、エンジンで駆動される主ポンプであるメカオイルポンプの補助ポンプとして、電動オイルポンプオイルパンと油圧回路との間にメカオイルポンプと並列に設けられている。

0003

特開2011−157981号公報には、トランスミッション油圧供給に適用され、エンジンによって駆動される主ポンプと電動モータによって駆動される補助ポンプとを備え、主ポンプから供給される油が補助ポンプの油路に流れるのを抑止する逆止弁を設けた油圧供給装置が開示されている。この油圧供給装置は、エンジンによって主ポンプが駆動しているときに、たとえば逆止弁の故障などによって、主ポンプから送出される油によって補助ポンプが逆回転させられた場合には、補助ポンプを正回転させ補助ポンプの吸入側高圧となるのを防止する。

先行技術

0004

特開2011−157981号公報
特開2006−161853号公報

発明が解決しようとする課題

0005

電動オイルポンプ(補助ポンプ)がオイルパンと油圧回路との間にメカオイルポンプ(主ポンプ)と並列に設けられている構成では、エンジンが運転されている場合には、メカオイルポンプが駆動され、電動オイルポンプは停止されている。停止中の電動オイルポンプの吐出口にメカオイルポンプからの油が逆流することを防ぐために、一般には、逆流防止弁チェックバルブともいう)が設けられている。

0006

この逆流防止弁に故障が発生すると走行中に油圧が低下してクラッチ滑りが発生したり、油圧を発生させるためにメカオイルポンプで必要以上にオイルパンから潤滑油をくみ上げるので燃費が低下したりする。このような逆流防止弁の故障は、クラッチの滑りなどから間接的に故障であることが判明することはあっても直接的に検出することは難しい。逆流防止弁が油の流れを遮断できない場合には、できるだけ早期に検出し修理などを行なうことが望ましい。

0007

上記特開2011−157981号公報には、修理などを行なうために逆流防止弁の故障発生を早期に報知することは検討されておらず、この点には改善の余地がある。

0008

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、主ポンプと補助ポンプとを含む油圧供給装置において主ポンプから補助ポンプへの逆流を防止する逆流防止弁の故障を早期に検出、報知することができる油圧供給装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0009

この発明は、要約すると、油圧供給装置であって、主駆動源により駆動される主ポンプと、電動モータおよび電動モータが力行状態となって正駆動される補助ポンプを含む電動ポンプユニットと、主ポンプおよび補助ポンプによって油圧が供給される油圧回路と、主ポンプの吐出口から油圧回路に至る油路と補助ポンプの吐出口との間に設けられた逆流防止弁と、電動ポンプユニットを制御するとともに逆流防止弁の故障を検出する制御装置とを備える。電動ポンプユニットは、電動モータが回生状態となるように補助ポンプが逆駆動された場合の発電電力に応じて、電動モータの駆動状態を示す状態信号を変化させるように構成される。制御装置は、電動モータに対して駆動および停止の指令を出力し、電動ポンプユニットから状態信号を受信し、状態信号が指令に対応するものでない場合には、逆流防止弁を含んだ油圧系統の異常が発生したことを報知する。

0010

上記の構成によれば、逆流防止弁が故障すると補助ポンプに油が逆流し補助ポンプが逆回転する。補助ポンプが逆回転するとそれを駆動する電動モータも逆回転する。電動モータは逆回転すると状態信号を変化させる。たとえば、交流モータの場合には、電動モータがポンプ回転力によって回転すると、発電された交流電力インバータ回路整流されるので、この電圧を検出してもよい。また、直流モータの場合には逆回転すると負電圧の発電が起こるので、起電力が状態信号に反映されるように電動ポンプユニットを構成すればよい。制御装置は、状態信号が電動モータに対する指令と対応しないものであれば、油圧系統の異常が発生したことを直ちに報知するので、ユーザは早期の故障発見および修理が可能となる。

図面の簡単な説明

0011

この発明の実施形態を示す油圧供給装置の概略構成図である。
電動オイルポンプ3とECU5との接続に関する構成を示した回路図である。
制御部の出力する指令と状態信号STATEの関係を示す図である。
制御部5Aが行なう判定処理を説明するためのフローチャートである。

実施例

0012

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

0013

図1は、この発明の実施形態を示す油圧供給装置の概略構成図である。図1に示す油圧供給装置100は、たとえば、車両に搭載される。

0014

油圧供給装置100は、オイルパン6と、エンジン1と、メカオイルポンプ2と、電動オイルポンプ3と、チェックバルブ13と、リリーフバルブ14と、油圧回路9と、補機バッテリ4と、ECU5と、リレー8とを含む。油圧供給装置100が車両に搭載される場合、油圧回路9は、たとえばトランスミッションである。

0015

補機バッテリ4から12Vの電源電圧がECU5に供給される。ECU5は、リレー8を導通させることにより、電動オイルポンプ3に電源電圧を供給する。電源電圧が供給されると、後述するモータが力行状態となり、電動オイルポンプ3は、正駆動される。

0016

油圧供給装置100において、ECU5は、エンジン1が停止しているときは、電動オイルポンプ3を正回転方向に駆動する。このとき、主ポンプであるメカオイルポンプ2は停止しており、補助ポンプである電動オイルポンプ3が正回転駆動されることにより、チェックバルブ13を経由して油圧回路9に油が供給される。例えば、アイドリングストップ状態において油圧供給装置100はこのような動作を行なう。

0017

一方、ECU5は、エンジン1が駆動されているときは、電動オイルポンプ3の駆動を停止する。この時、エンジン1が駆動されていることにより、メカオイルポンプ2が正回転駆動され油圧回路9に油が供給される。そして、チェックバルブ13によってメカオイルポンプ2から電動オイルポンプ3への油の逆流が阻止される。

0018

ここで、図1に示すようにチェックバルブ13が破損すると、図中の矢印に示すようにメカオイルポンプ2から電動オイルポンプ3に向けて油が逆流してしまう。すると、電動オイルポンプ3は、逆流した油から力を受けて後述するモータ3Aが回生状態となるように逆駆動されて、発電機として作動する。

0019

このような状況を招くチェックバルブ13の破損はなるべく早く検出し報知することが望ましい。そこで、本実施の形態では、電動オイルポンプ3によって発電された電圧を電動オイルポンプ3が状態信号STATEによってECU5に知らせ、ECU5が発した指令と受信した状態信号STATEとに基づいてチェックバルブ13の故障を検出する。

0020

以下、電動オイルポンプ3とECU5との接続に関する構成をさらに説明する。
図2は、電動オイルポンプ3とECU5との接続に関する構成を示した回路図である。図2を参照して、電動オイルポンプ3は、モータ3Aと、モータ3Aによって駆動されるポンプ本体3Bと、モータ3Aを駆動するモータ駆動マイコン3Cと、モータ駆動マイコン3Cに電源電圧を供給する電源IC3Dと、トランジスタ3Eと、入力部3Fとを含む。入力部3Fは、モータのON/OFF駆動制御する制御信号PをECU5から受けてモータ駆動マイコン3Cに出力する。トランジスタ3Eは、モータ駆動マイコン3CによってON/OFFが制御される。トランジスタ3Eのコレクタからは状態信号STATEがECU5に出力される。

0021

ECU5は、制御部5Aとプルアップ抵抗5Bとを含む。制御部5Aは、信号OUTハイレベルにすることによりリレー8に電流を流す。すると、リレー8が導通し電源IC3Dが作動して、モータ駆動マイコン3CにDC電圧が供給される。

0022

図3は、制御部の出力する指令と状態信号STATEの関係を示す図である。
図2図3を参照して、制御部5AがモータにON指示を出す場合、信号OUTはハイレベル(たとえば12V)に設定され、リレー8の駆動コイルに電流が流れる。これにより、電源IC3Dが作動し、モータ駆動マイコン3Cは電源投入状態となる。このとき、制御部5Aから制御信号PによってモータON指示が与えられると、マイコン3Cは、モータ3Aを力行運転させるとともに、トランジスタ3Eを導通させる。油圧系統や電気系統が正常であれば、トランジスタ3Eが導通状態では、信号STATEは0V±αである(このとき状態信号Aが出力されているということとする)。αは判定時のマージンを示す。油圧系統や電気系統が異常であれば信号STATEは0V±αより外の範囲となる。異常の一例は、たとえば、リレー8や電源IC3Dの故障などにより、モータ駆動マイコン3Cに電源供給がされなくなった場合などが考えられ、このときには、信号STATEは12Vとなる。

0023

一方、制御部5AがモータにOFF指示を出す場合、信号OUTはローレベル(たとえば0V)に設定され、リレー8の駆動コイルには電流が流れない。この時、電源IC3Dは作動しないので、モータ駆動マイコン3Cにも電源電圧は供給されないため、トランジスタ3Eもオフ状態となる。このとき、油圧系統や電気系統が正常であれば信号STATEは12V±βである(このとき状態信号Bが出力されているということとする)。図2抵抗5Bによって信号STATEの信号線プルアップされているため、制御部5Aの入力部分で信号STATEは12V付近となる。なお、βは判定時のマージンを示す。異常であれば信号STATEは0V±βより外の範囲となる。異常は、たとえばチェックバルブ13が故障し、ポンプ本体3Bが逆流した油によって逆回転する場合などが考えられる。ポンプ本体3Bが逆回転すると、電源IC3Dから電源電圧が供給されていなくてもモータ駆動マイコン3Cは電源ON状態となる。モータ駆動マイコン3Cは、モータ3Aを駆動するインバータ回路を内蔵しており、モータ3Aが外力によって回転するとモータ3Aが発電機として動作し、発生した交流電圧がインバータ回路のダイオードによって整流され、モータ駆動マイコン3Cの電源部分に供給されるからである。

0024

このような状態で、モータ駆動マイコン3Cと入力部3Fの関係を次のような関係に定めておく。モータ駆動マイコン3Cは、入力部3Fの出力信号に基づいてトランジスタ3Eのオンオフを制御する。入力部3Fは、リレー8が導通して12Vの電圧が電動オイルポンプ3に供給されている状態では、制御部5AからのON/OFF指示に対応する信号をモータ駆動マイコン3Cに出力する。これによりモータ駆動マイコン3Cは、ON指示が制御部5Aから与えられた場合には、トランジスタ3Eをオンさせ、OFF指示が制御部5Aから与えられた場合には、トランジスタ3Eをオフさせるので、図3の正常時に示したように信号INが制御部5Aに入力される。一方、入力部3Fは、リレー8がオフ状態で12Vの電圧が電動オイルポンプ3に供給されていない状態では、制御部5AからOFF指示が与えられていても、トランジスタ3Eがオンとされる信号をモータ駆動マイコン3Cに出力するように構成される。

0025

すると、制御部5AがOFF指示を出している場合であっても、リレー8がオフであるとトランジスタ3Eをオンさせる信号をモータ駆動マイコン3Cに出力する。このときモータ3Aがオイルの逆流によって発電すると、モータ駆動マイコン3Cも通電するので、モータ駆動マイコン3Cはトランジスタ3Eをオンさせる。すると、信号STATEは、0Vになるので、図3のOFF指示時の異常時に判定されることになる。

0026

入力部3Fの構成は種々考えられるので図示しないが、たとえば、リレー8を介して与えられる12Vの電圧または電源IC3Dの出力する電圧にプルアップする抵抗や、これらの電圧を電源とする入力バッファ回路または反転回路などを組み合わせて、入力部3Fを構成することができる。また、リレー8を介して与えられる12Vの電圧または電源IC3Dの出力する電圧と制御信号Pとを論理回路(AND、OR、NOT回路などを組み合わせて得られる回路)に入力して上述の関係を実現してもよい。

0027

モータ駆動マイコン3Cと入力部3Fの関係を上記の関係とすることによって、制御部5Aは、OFF指示時であるのに信号STATEのレベルが12V±βの範囲外となったことによって、チェックバルブ13が故障したことを検出することができる。

0028

上記において信号STATEが異常を示す場合には、制御部5Aは報知部10にエラー表示を行なわせる。

0029

なお、状態信号STATEを発生する回路は、図2の構成に限らず種々構成可能であり、たとえば図3とは逆の極性の信号を出力するようにしてもよい。

0030

図4は、制御部5Aが行なう判定処理を説明するためのフローチャートである。図2図4を参照して、ステップS1において、制御部5AはモータON指令中であるか否かを判断する。ステップS1においてモータON指令中であれば(S1でYES)、ステップS2に処理が進められる一方、モータOFF指令中であれば(S1でNO)、ステップS3に処理が進められる。たとえば、エンジン運転中は、制御部5AはモータOFF指令を出力し、アイドリングストップなどエンジンを一時的に停止させる場合には、エンジンが完全に停止する前にモータON指令を出力しエンジンが再起動されてメカポンプの発生する油圧が高くなるまでモータON指令を継続する。

0031

ステップS2では、制御部5Aは状態信号STATEが状態信号Aとなっているか否かを判断する。状態信号Aは、図3に示したようにモータON指令時に12V±αの電圧を示す信号である。ステップS2においてSTATE=Aであれば(S2でYES)、ステップS4に処理が進められ正常であると判定される。ステップS2においてSTATEがAでなければ(S2でNO)、ステップS5に処理が進められ異常であると判定される。

0032

ステップS3では、制御部5Aは状態信号STATEが状態信号Bとなっているか否かを判断する。状態信号Bは、図3に示したようにモータOFF指令時に0V±βの電圧を示す信号である。ステップS3においてSTATE=Bであれば(S3でYES)、ステップS4に処理が進められ正常であると判定される。ステップS2においてSTATEがBでなければ(S3でNO)、ステップS5に処理が進められ異常であると判定される。

0033

ステップS4またはS5の判定処理が終了するとステップS6に処理が進められ、制御はメインルーチンに戻される。

0034

ステップS5において異常であると判定されると、ECU5の制御部5Aは、報知部10にエラー信号を出力する。報知部10は、ユーザにチェックバルブ13の故障を含む油圧系統の異常があることを報知する。

0035

以上説明した構成によれば、正常時は、ECU5が電動オイルポンプをON指示しているとき(アイドリングストップ時およびその前後や、結線確認時等)に状態信号STATEの電圧は0Vとなり、ECU5が電動オイルポンプをOFF指示しているときに状態信号STATEの電圧は12Vとなる。チェックバルブ13が故障したときに電動オイルポンプが逆回転すると、電動オイルポンプを駆動するモータが発電して電圧が出力される。ECU5はON指示、OFF指示と状態信号STATEとの関係を監視することによって、チェックバルブ13の故障などの油圧系統の異常を早期に検出し、ユーザに報知し修理を促すことができる。

0036

なお、図2に示した状態信号STATEを発生する構成は、種々変更が可能である。たとえば電動オイルポンプのドライバ回路を、ポンプのギヤ部が回されたことによる発電によって信号をONまたはOFF(極性は任意に選択可能)させるように構成してもよい。

0037

また、図2の構成では、状態信号STATEは、直接の信号線の電圧(0V/12V)によって電動オイルポンプ3からECU5に伝達されることとしたが、CAN(Controller Area Network)規格に従う通信などで状態信号STATEを送信してもよい。

0038

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

0039

1エンジン、2メカオイルポンプ、3電動オイルポンプ、3Aモータ、3Bポンプ本体、3Cダイオード、4補機バッテリ、5 ECU、5A 制御部、5Bプルアップ抵抗、6オイルパン、8リレー、9油圧回路、10報知部、13チェックバルブ、14リリーフバルブ、100油圧供給装置。

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