JP2011080516A - 車両のオイルポンプ制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジンEng及びモータ/ジェネレータMGと、動力伝達経路上に設けられた油圧クラッチCL1,CL2と、入力軸INによって駆動されるメカオイルポンプM-O/Pと、メカオイルポンプM-O/Pの吐出圧力不足を補うように電動のサブオイルポンプS-O/Pの作動・停止を制御するATコントローラ7と、を備えている。このFRハイブリッド車両において、車両の走行状態に基づいて、所定時間後の先読み車速を推定し、先読み車速に基づいてメカオイルポンプM-O/Pの吐出圧力の不足が予測された場合、サブオイルポンプS-O/Pを停止状態から作動状態へと切り替える第2オイルポンプ制御手段(図2)を設けた。
【選択図】図2
Description
つまり、第1のオイルポンプは、車両の走行用駆動源である第1の駆動源で駆動されるため、車速の低下とともに第1の駆動源の回転数が低下し、第1のオイルポンプは、その吐出圧力が低下する。したがって、第1のオイルポンプの回転数の低下勾配が小さい緩減速時には、第1のオイルポンプの所定時間後の吐出圧力と実吐出圧力との乖離が小さくなり、第1のオイルポンプの回転数の低下勾配が大きい急減速時には、所定時間後の吐出圧力と実吐出圧力との乖離が大きくなる。このため、緩減速時と急減速時で、吐出圧力が不足すると判断した時間と実際に吐出圧力が不足するまでの時間を均一化することができる。例えば、所定時間を第2のオイルポンプの油圧立ち上がり遅れ時間以上にしておくと、急減速時であっても、第2のオイルポンプの駆動に指示した後、吐出圧力が不足する所定時間後には、第2のオイルポンプからの吐出圧力を確保することができる。また、緩減速時であって、第1のオイルポンプの回転数の低下勾配が小さくても、第1のオイルポンプの所定時間後の吐出圧力と実吐出圧力との乖離が小さくなるので、急減速時に比べ、第1のオイルポンプの吐出圧力が小さい状態で第2のオイルポンプが駆動されることになり、吐出圧力の不足を生じない状況で第2のオイルポンプを駆動するのを抑制することができる。
この結果、緩減速時であっても、無駄に第2のオイルポンプが駆動されることを防止しつつ、急減速時であっても、油受給部が油圧不足となることを防止することができる。
図1は、実施例1のオイルポンプ制御装置が適用された後輪駆動によるFRハイブリッド車両(車両の一例)を示す全体システム図である。
実施例1におけるFRハイブリッド車両の制御系は、図1に示すように、エンジンコントローラ1と、モータコントローラ2と、インバータ3と、バッテリ4と、第1クラッチコントローラ5と、第1クラッチ油圧ユニット6と、ATコントローラ7と、第2クラッチ油圧ユニット8と、ブレーキコントローラ9と、統合コントローラ10と、を有して構成されている。なお、エンジンコントローラ1と、モータコントローラ2と、第1クラッチコントローラ5と、ATコントローラ7と、ブレーキコントローラ9と、統合コントローラ10とは、情報交換が互いに可能なCAN通信線11を介して接続されている。
上記自動変速制御に加えて、統合コントローラ10から目標CL2トルク指令を入力した場合、第2クラッチCL2のスリップ締結を制御する指令をAT油圧コントロールバルブユニットCVU内の第2クラッチ油圧ユニット8に出力する第2クラッチ制御を行う。
さらに、ATコントローラ7は、メカオイルポンプM-O/Pの吐出圧力が不足を補うように、サブオイルポンプS-O/Pの作動・停止を制御する。
ここで、「所定時間」は、例えば、サブオイルポンプS-O/Pへの起動指示を出力してからポンプ吐出圧力が目標油圧に到達するまでの油圧立ち上がり相当時間に設定する。
先読み入力回転数=先読み車速×現在ギア比(CurGP)
の式により、自動変速機ATの入力軸INの先読み入力回転数を演算し、ステップS5へ進む。
なお、先読み入力回転数を演算するにあたって、自動変速機ATのギア比情報として、変速指令ギア比(NextGP)や制御ギア比(SftGP)ではなく、現在ギア比(CurGP)を用いることによって、先読み入力回転数が、(NextGP)や(SftGP)を用いる場合よりも低い回転数(サブオイルポンプS-O/Pの作動側)になるようにしている。
つまり、ステップS7での先読み入力回転数≦N1であるとの判断によりサブオイルポンプS-O/Pが作動状態へと切り替えられた場合には、実入力回転数≦N1を経験するまでは、ステップS14へと進む。
まず、「比較例のポンプ制御における懸念点」を説明し、続いて、実施例1のFRハイブリッド車両のオイルポンプ制御装置における作用を、「サブオイルポンプS-O/Pの停止→作動の切り替え制御作用」、「サブオイルポンプS-O/Pの作動→停止の切り替え制御作用」に分けて説明する。
メカオイルポンプとサブオイルポンプを併用し、メカオイルポンプの吐出圧力不足を補うようにサブオイルポンプの作動・停止を制御する比較例のポンプ制御では、自動変速機の入力回転数(=ポンプ回転数)が、メカオイルポンプで必要油圧を確保できない低回転数領域の入力回転数に達すると、サブオイルポンプを作動させて必要油圧を確保するようにしている。そして、サブオイルポンプを作動させた後は、自動変速機の入力回転数(=ポンプ回転数)が、メカオイルポンプで必要油圧を確保できる回転数まで上昇すると、サブオイルポンプを停止させるようにしている。
実施例1は、メカオイルポンプM-O/Pのポンプ回転数である入力回転数の先読み制御を行い、減速度に応じてサブオイルポンプS-O/Pの作動判定を前倒し予測により行うことで、無駄にサブオイルポンプS-O/Pが作動することを防止しつつ、油圧発生の遅れを防止するようにしている。つまり、現時点より(A秒+α)先の入力回転数を予測することを狙いとする。以下、図2及び図4を用いて、サブオイルポンプS-O/Pの停止→作動の切り替え制御作用を説明する。
実施例1では、先読み入力回転数を用いてサブオイルポンプS-O/Pの作動を判定するようにしているため、実入力回転数による停止判定に、車両減速度による停止判定を加えている。以下、図3を用いて、サブオイルポンプS-O/Pの作動→停止の切り替え制御作用を説明する。
実施例1のFRハイブリッド車両のオイルポンプ制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
このため、緩減速時であっても、無駄に第2のオイルポンプ(サブオイルポンプS-O/P)が駆動されることを防止しつつ、急減速時であっても、油受給部(自動変速機AT等)が油圧不足となることを防止することができる。
このため、機械式オイルポンプ(メカオイルポンプM-O/P)と電動式オイルポンプ(サブオイルポンプS-O/P)を搭載した車両において、緩減速時であっても、無駄に電動式オイルポンプ(サブオイルポンプS-O/P)が駆動されることを防止しつつ、急減速時であっても、油受給部である摩擦締結要素が油圧不足となることを防止することができる。
このため、自動変速機ATの入力軸INに機械式オイルポンプ(メカオイルポンプM-O/P)が設定された駆動系を持つ車両(FRハイブリッド車両)において、自動変速機ATの入力軸INの実回転数と減速度に基づき入力回転数情報を先読みすることで、無駄に電動式オイルポンプ(サブオイルポンプS-O/P)が起動されることを防止しつつ、急減速時であっても油圧不足となることを防止することができる。
このため、車両減速状態を監視し、先読み入力回転数に基づく判定処理と自動変速機ATの入力軸INの実回転数に基づく判定処理とに切り分けることで、急減速時における油圧不足防止と、定速走行時や緩減速時における電動式オイルポンプ(サブオイルポンプS-O/P)の無駄な起動防止と、の両立を図ることができる。
このため、急減速時の先読み入力回転数を用いた判定により電動式オイルポンプ(サブオイルポンプS-O/P)の作動を開始したが、その直後、車両減速度を抑えて定速走行に移行した場合、定速走行の維持を確認すると、直ちに電動式オイルポンプ(サブオイルポンプS-O/P)を停止することで、無駄な電動式オイルポンプ(サブオイルポンプS-O/P)の作動状態の維持を回避し、電動式オイルポンプ(サブオイルポンプS-O/P)の連続作動によるモータ発熱を防止することができる。
このため、自動変速機ATの入力軸INの実回転数が、機械式オイルポンプ(メカオイルポンプM-O/P)からの吐出圧力が確保される第2設定回転数N2を超えると、速やかに電動式オイルポンプ(サブオイルポンプS-O/P)を停止することで、エネルギー効率の悪化やモータ発熱を防止することができる。
このため、急ブレーキ操作による急停車時等のように、明らかに自動変速機ATの入力軸INの実回転数が短時間にて低下することが予測される場合、回転数条件の判定を待つことなく、直ちに電動式オイルポンプ(サブオイルポンプS-O/P)にモータ起動指示を出すことで、油圧の落ち込みを最小限に抑えることができる。
図5は、実施例2のATコントローラ7にて実行されるポンプ制御処理のうちサブオイルポンプS-O/Pを停止状態から作動状態へと切り替える処理の流れを示すフローチャートである(先読み車速推定手段、第2オイルポンプ制御手段)。以下、図5に示すフローチャートの各ステップについて説明する。
なお、ステップS21〜ステップS24とステップS26〜ステップS29の各ステップは、図2のフローチャートのステップS1〜ステップS4とステップS6〜ステップS9の各ステップに対応する処理ステップであるので説明を省略する。
ここで、「所定時間」は、例えば、サブオイルポンプS-O/Pへの起動指示を出力してからポンプ吐出圧力が目標油圧に到達するまでの油圧立ち上がり相当時間に設定する。
先読み入力回転数=先読み車速×現在ギア比(CurGP)
の式により先読み入力回転数を演算し、ステップS35へ進む。
なお、先読み入力回転数を演算するにあたって、自動変速機ATのギア比情報として、変速指令ギア比(NextGP)や制御ギア比(SftGP)ではなく、現在ギア比(CurGP)を用いることによって、先読み入力回転数が、(NextGP)や(SftGP)を用いる場合よりも低い回転数(サブオイルポンプS-O/Pの作動側)になるようにしている。
ここで、第4設定回転数N4は、サブオイルポンプS-O/Pの停止判定しきい値としての第1設定回転数N1より少し高い値に設定される(図7参照)。
実施例2のFRハイブリッド車両のオイルポンプ制御装置における作用を、「サブオイルポンプS-O/Pの停止→作動の切り替え制御作用」、「サブオイルポンプS-O/Pの作動→停止の切り替え制御作用」に分けて説明する。
減速状態からの急ブレーキ操作による停車時等のように、自動変速機ATへの実入力回転数が、急減速時ポンプ作動許可判定しきい値として設定された第3設定回転数N3以下であり、かつ、車両減速度が、急減速判定しきい値として設定された第3設定減速度A3以上と判断された場合には、図5のフローチャートにおいて、ステップS21→ステップS22→ステップS23→ステップS24→ステップS25→ステップS29へと進み、先読み入力回転数にかかわらず、実入力回転数条件と減速度条件の成立により、ステップS29において、サブオイルポンプS-O/Pに対するモータ起動指示により停止状態から作動状態へと切り替えられる。
実施例2は、先読み入力回転数を用いたサブオイルポンプS-O/Pの作動判定に合わせ、同じ先読み入力回転数を用いたサブオイルポンプS-O/Pの停止判定を行うようにしている。以下、図7を用いて、サブオイルポンプS-O/Pの作動→停止の切り替え制御作用を説明する。
なお、他の作用は、実施例1と同様であるので、説明を省略する。
実施例2のFRハイブリッド車両のオイルポンプ制御装置にあっては、実施例1の(3)〜(6)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
このため、減速状態からの急ブレーキ操作による停車時等のように、明らかに自動変速機ATの入力軸INの実回転数が、電動式オイルポンプ(サブオイルポンプS-O/P)の作動判定回転数まで低下することが予測される場合、油圧の落ち込みを最小限に抑えることができる。
このため、先読み入力回転数Ninfの変速変化により電動式オイルポンプ(サブオイルポンプS-O/P)が作動と停止を繰り返す制御ハンチングを防止することができると共に、第1設定回転数N1と第4設定回転数N4のヒステリシス幅を、電動式オイルポンプ(サブオイルポンプS-O/P)が停止しやすい小さい幅に抑えることができる。
図8は、実施例3のATコントローラ7にて実行されるポンプ制御処理のうちサブオイルポンプS-O/Pを停止状態から作動状態へと切り替える処理の流れを示すフローチャートである(先読み車速推定手段、第2オイルポンプ制御手段)。以下、図8に示すフローチャートの各ステップについて説明する。
ここで、「先読みO/P作動判定回転数NS」は、例えば、ステップS53の枠内に示すマップに示すように、車両減速度がゼロのとき先読みO/P作動判定回転数NSを最小値とし、車両減速度が大きくなるほど先読みO/P作動判定回転数NSの値を比例的に高めてゆくような特性を用いて算出する。
[サブオイルポンプS-O/Pの停止→作動の切り替え制御作用]
実施例1は、メカオイルポンプM-O/Pのポンプ回転数である入力回転数が、如何なる回転数となった時点でサブオイルポンプS-O/Pの作動を許可するかの先読み制御を行い、減速度に応じてサブオイルポンプS-O/Pの作動判定回転数を前倒し予測により行うことで、無駄にサブオイルポンプS-O/Pが作動することを防止しつつ、油圧発生の遅れを防止するようにしている。以下、図8を用いて、サブオイルポンプS-O/Pの停止→作動の切り替え制御作用を説明する。
なお、他の作用は、実施例1と同様であるので、説明を省略する。
実施例3のFRハイブリッド車両のオイルポンプ制御装置にあっては、実施例1の(1)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
このため、自動変速機ATの入力軸INに機械式オイルポンプ(メカオイルポンプM-O/P)が設定された駆動系を持つ車両(FRハイブリッド車両)において、減速度に基づきポンプ作動へ切り替える作動判定回転数情報を先読みすることで、無駄に電動式オイルポンプ(サブオイルポンプS-O/P)が起動されることを防止しつつ、急減速時であっても油圧不足となることを防止することができる。
MG モータ/ジェネレータ(第1の駆動源)
IN 入力軸(回転部材)
M-O/P メカオイルポンプ(第1のオイルポンプ、機械式オイルポンプ)
S-O/P サブオイルポンプ(第2のオイルポンプ、電動式オイルポンプ)
AT 自動変速機
CL1 第1クラッチ(摩擦締結要素)
CL2 第2クラッチ(摩擦締結要素)
RL 左後輪(駆動輪)
RR 右後輪(駆動輪)
1 エンジンコントローラ
2 モータコントローラ
3 インバータ
4 バッテリ
5 第1クラッチコントローラ
6 第1クラッチ油圧ユニット
7 ATコントローラ
8 第2クラッチ油圧ユニット
9 ブレーキコントローラ
10 統合コントローラ
23 モータ(第2の駆動源)
Claims (10)
- 車両を走行させる第1の駆動源と、
前記第1の駆動源により駆動される第1のオイルポンプと、
第2の駆動源で駆動される第2のオイルポンプと、
前記第1及び第2のオイルポンプから油が供給される油受給部と、
前記車両の走行状態に基づいて、前記車両の所定時間後の先読み車速を推定する先読み車速推定手段と、
前記先読み車速に基づいて、前記第1の駆動源に駆動される前記第1のオイルポンプの吐出圧力が、前記油受給部の必要とする圧力に対し、不足するか否かを予測し、前記第1のオイルポンプの吐出圧力が不足すると予測された場合、前記第2のオイルポンプを駆動する第2オイルポンプ制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両のオイルポンプ制御装置。 - 請求項1に記載された車両のオイルポンプ制御装置において、
前記油受給部は、前記第1の駆動源と駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられ、前記オイルポンプから供給される油により締結・開放状態が切り替わる摩擦締結要素であり、
前記第1のオイルポンプは、前記摩擦締結要素より前記動力伝達経路上の前記第1の駆動源側に設けられ、前記動力伝達経路上における回転部材によって駆動され、前記摩擦締結要素に油を供給する機械式オイルポンプであり、
前記第2のオイルポンプは、電動式オイルポンプであり、
前記第2の駆動源は、前記電動式オイルポンプを駆動するモータであり、
前記第2オイルポンプ制御手段は、前記電動式オイルポンプの作動・停止を制御する電動式オイルポンプ制御手段であって、前記先読み車速に基づいて、前記機械式オイルポンプを駆動する前記回転部材の所定時間後の先読み回転数を推定演算する先読み回転数演算手段を設け、
前記電動式オイルポンプ制御手段は、前記先読み回転数に基づいて起動判定を行い、起動判定がなされると前記電動式オイルポンプを停止状態から作動状態へと切り替えることを特徴とする車両のオイルポンプ制御装置。 - 請求項2に記載された車両のオイルポンプ制御装置において、
前記摩擦締結要素は、自動変速機内のクラッチであり、
前記回転部材は、前記自動変速機の入力軸であり、
前記先読み車速推定手段は、前記自動変速機の入力軸の実回転数と車両減速度に基づき、前記入力軸の所定時間後の先読み入力回転数を推定演算する手段であり、
前記電動式オイルポンプ制御手段は、前記電動式オイルポンプが停止状態のとき、前記先読み入力回転数が、ポンプ吐出圧力不足判定しきい値として設定された第1設定回転数以下になると、前記電動式オイルポンプを作動状態へ切り替えることを特徴とする車両のオイルポンプ制御装置。 - 請求項3に記載された車両のオイルポンプ制御装置において、
前記電動式オイルポンプ制御手段は、前記車両減速度が、先読み判定しきい値として設定された第1設定減速度以上のとき、前記先読み入力回転数が、ポンプ吐出圧力不足判定しきい値として設定された前記第1設定回転数以下になると、前記電動式オイルポンプを作動状態へ切り替え、前記車両減速度が、先読み判定しきい値として設定された前記第1設定減速度未満のとき、前記自動変速機の入力軸の実回転数が、ポンプ吐出圧力不足判定しきい値として設定された前記第1設定回転数以下になると、前記電動式オイルポンプを作動状態へ切り替えることを特徴とする車両のオイルポンプ制御装置。 - 請求項3または請求項4に記載された車両のオイルポンプ制御装置において、
前記電動式オイルポンプ制御手段は、前記電動式オイルポンプが作動状態のとき、前記自動変速機の入力軸の実回転数が、前記電動式オイルポンプが作動状態になってから、ポンプ吐出圧力不足判定しきい値として設定された前記第1設定回転数以下になったことがなく、かつ、前記車両減速度が、非減速状態判定しきい値として設定された第2設定減速度未満になると、前記電動式オイルポンプを停止状態へ切り替えることを特徴とする車両のオイルポンプ制御装置。 - 請求項3から請求項5までの何れか1項に記載された車両のオイルポンプ制御装置において、
前記電動式オイルポンプ制御手段は、前記電動式オイルポンプが作動状態のとき、前記自動変速機の入力軸の実回転数が、前記電動式オイルポンプが作動状態になってから、ポンプ吐出圧力不足判定しきい値として設定された前記第1設定回転数以下になったことがあり、かつ、前記自動変速機の入力軸の実回転数が、ポンプ停止判定しきい値として設定された第2設定回転数を超えると、前記車両減速度の大きさにかかわらず、前記電動式オイルポンプを停止状態へ切り替えることを特徴とする車両のオイルポンプ制御装置。 - 請求項3から請求項6までの何れか1項に記載された車両のオイルポンプ制御装置において、
前記電動式オイルポンプ制御手段は、前記電動式オイルポンプが停止状態のとき、前記車両減速度が、急減速判定しきい値として設定された第3設定減速度以上になると、前記先読み入力回転数にかかわらず、前記電動式オイルポンプを作動状態へ切り替えることを特徴とする車両のオイルポンプ制御装置。 - 請求項3から請求項6までの何れか1項に記載された車両のオイルポンプ制御装置において、
前記電動式オイルポンプ制御手段は、前記電動式オイルポンプが停止状態のとき、前記自動変速機の入力軸の実回転数が、急減速時ポンプ作動許可判定しきい値として設定された第3設定回転数以下であり、かつ、前記車両減速度が、急減速判定しきい値として設定された第3設定減速度以上になると、前記先読み入力回転数にかかわらず、前記電動式オイルポンプを作動状態へ切り替えることを特徴とする車両のオイルポンプ制御装置。 - 請求項3から請求項6までの何れか1項に記載された車両のオイルポンプ制御装置において、
前記先読み回転数演算手段は、車速検出値と減速度から所定時間後の先読み車速を演算し、先読み車速を前記自動変速機の変速比により入力回転数に換算することで、前記入力軸の所定時間後の先読み入力回転数を推定演算する手段であり、
前記電動式オイルポンプ制御手段は、前記電動式オイルポンプが作動状態のとき、前記先読み入力回転数が、前記第1設定回転数より高い第4設定回転数以上となったとき、前記電動式オイルポンプを停止状態へ切り替えるポンプ停止判定部を有し、前記自動変速機の変速により、前記先読み回転数が前記第4設定回転数以上となった場合、変速開始時における前記先読み入力回転数の値を保持または所定勾配で増大するように、停止判定のための変速時先読み入力回転数を設定し、該設定した変速時先読み入力回転数が前記先読み入力回転数以上になるまで、前記ポンプ停止判定部による停止判定を行わないことを特徴とする車両のオイルポンプ制御装置。 - 請求項2記載された車両のオイルポンプ制御装置において、
前記摩擦締結要素は、自動変速機内のクラッチであり、
前記回転部材は、前記自動変速機の入力軸であり、
前記先読み回転数演算手段は、車両減速度に基づき、前記電動式オイルポンプの作動許可を判定するための先読みポンプ作動判定回転数を推定演算する手段であり、
前記電動式オイルポンプ制御手段は、前記電動式オイルポンプが停止状態のとき、前記自動変速機の入力軸の実回転数が、前記先読みポンプ作動判定回転数以下になると、前記電動式オイルポンプを作動状態へ切り替えることを特徴とする車両のオイルポンプ制御装置。
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