JP2011195102A

JP2011195102A - ハイブリッド車における自動変速機のオイルポンプ制御装置

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Publication number: JP2011195102A
Application number: JP2010066754A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Hirao; 俊一平尾; Katsuhiko Miyamoto; 勝彦宮本; Hiroyuki Tanaka; 寛之田中
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2011-10-06
Anticipated expiration: 2030-03-23
Also published as: JP5282752B2

Abstract

【課題】エンジンとモータとを有しそれぞれで走行可能なハイブリッド車において、ＣＶＴを作動させる電動オイルポンプの作動頻度を低減し、またはオイルポンプ出力を低減してポンプ作動騒音を低減することを課題とする。
【解決手段】エンジン４から入力される回転を変速して車両の駆動力を出力するＣＶＴ１２と、エンジン４を停止した状態でも車両の走行を可能とすべく前記ＣＶＴ１２からの出力とは別系統で車両の駆動力を出力する走行用モータ２と、ＣＶＴ１２の変速制御用の油圧を供給する電動ポンプ２４と、変速比検出手段３６と、エンジン４を停止し第１車速以下で走行用モータ２により走行する場合、変速比が所定のオーバドライブ値になるまでは電動ポンプ２４を作動させ、所定のオーバドライブ値になると電動ポンプ２４を停止する制御手段２８と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータとエンジンを有するハイブリッド車両における自動変速機のオイルポンプ制御装置に関し、特に、エンジンの起動、停止に関係なくＣＶＴ（無段変速機）用の油圧を発生する電動オイルポンプの制御装置に関する。

従来から、エンジン車のＣＶＴ油圧ポンプは、エンジン回転による機械式駆動の油圧ポンプが主に用いられているが、エンジンとモータとでそれぞれ独立して走行可能なハイブリッド車では、エンジンを停止してモータ走行する場合においてもＣＶＴを作動させる必要があることから、電動オイルポンプを採用している。
しかし、このハイブリッド車の電動オイルポンプを、停車中やモータでの低速走行中等のロードノイズが小さい時に作動させると、電動オイルポンプの作動音が聞こえ、耳触りとなる場合がある。

このようなオイルポンプの作動騒音低減に関する技術として、特許文献１（特開２０００−１８３７７号公報）が知られている。
この特許文献１には、図５に示すように、オイルポンプ０１からの供給油圧を利用して変速機０２の変速比が変速機制御装置０３により制御される車両の自動変速装置が示されている。
変速機（無段変速機）０２の油圧駆動機構に対するオイルポンプ０１からの供給圧力（ライン圧）を、制御装置０４により制御し、特に、ブレーキを踏んで所定の低車速以下の停車条件においてライン圧を最低ライン圧より下げて、オイルポンプ０１を駆動する電動モータ０５の駆動エネルギやポンプ騒音を低減する技術が開示されている。

特開２０００−１８３７７号公報

しかしながら、特許文献１は、制動時でかつ所定の低車速以下においてオイルポンプ０１の回転数を低下させるものであり、オイルポンプの回転数を低下させる運転条件が限られた領域だけであるため、オイルポンプ０１の騒音低減効果には限界がある。
また、特許文献１は図５に示すような、モータ０６の出力、さらにはエンジン０１０の出力を、変速機０２を介して車輪０８に伝達する動力伝達機構であるため、オイルポンプ０１を作動して変速させる運転領域が多く頻繁にオイルポンプ０１が作動しており、オイルポンプ０１を停止させて騒音低減を行わせることが難しい。

そこで、本発明は、これら問題に鑑みてなされたもので、エンジンとモータとを有しそれぞれで走行可能なハイブリッド車において、ＣＶＴを作動させる電動オイルポンプの作動頻度を低減し、またはオイルポンプ出力を低減してポンプ作動騒音を低減することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、エンジンと、同エンジン側から入力される回転を車速とアクセル開度に応じて変速して車両の駆動力を出力する自動変速機と、前記エンジンを停止した状態でも車両の走行を可能とすべく前記自動変速機からの出力とは別系統で車両の駆動力を出力する走行用モータと、前記自動変速機に変速制御用の油圧を供給する電動オイルポンプと、前記自動変速機の変速比を検出する変速比検出手段と、前記エンジンを停止し第１車速以下で前記走行用モータにより走行する場合、前記変速比が所定のオーバドライブ値になるまでは前記電動オイルポンプを作動させ、前記変速比が所定のオーバドライブ値になると前記電動オイルポンプを停止する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

かかる発明によれば、第１車速以下のエンジンを停止させたモータ走行中において、変速比が所定のオーバドライブ値になるまでは電動オイルポンプから変速制御用の油圧が供給されて変速制御されて、所定のオーバドライブ変速比になると電動オイルポンプを停止してオーバドライブ変速比が維持される。従って、所定の車速に上昇するまでは、所定のオーバドライブ変速比に達したら電動オイルポンプの作動が停止されるため、ポンプ作動頻度が減って騒音の低減効果が得られる。さらに無駄な電動オイルポンプによる電力消費が抑制される。

さらに、所定のオーバドライブ変速比が維持されるため、車速が上昇して第１車速を超えて、エンジン走行が付加される領域に達してエンジンが再始動する際に、エンジン回転数と自動変速機の入力回転数差を小さくすることができ、エンジン再始動時のショックを小さくできる。

また、本発明において好ましくは、前記電動オイルポンプ出力を、前記第１車速より低い第２車速までを、該第２車速を超えて運転する場合に比べて低下させるとよい。
すなわち、第１車速より低い第２車速以下においては、エンジンを停止させたモータ走行中においての電動オイルポンプの出力を、第２車速を超えて運転する場合に比べて低下させるので、低車速領域での電動オイルポンプの騒音を低減させることができる。

また、本発明において好ましくは、車両の停車中を検出する停車検出手段を更に有し、前記制御手段は、停車中は前記エンジンおよび電動オイルポンプを停止するとよい。
このように、停車中はエンジンおよび電動オイルポンプが停止されるので、停車時のエンジンおよび電動オイルポンプの騒音を効果的に低減することができる。

また、本発明において好ましくは、前記制御手段は、前記第１車速以下でのエンジンを停止させたモータ走行時において、前記電動オイルポンプを作動させて停車前にロー変速比にするとよい。
このように、モータ走行時において、停車前に電動オイルポンプを作動させてロー変速比にするため、停車前に停車からの発進にそなえてロー変速比に確実に制御するため、モータ走行による発進の際に、発進性を確保できる。

本発明によれば、エンジンとモータとを有しそれぞれで走行可能なハイブリッド車において、ＣＶＴを作動させる電動オイルポンプの作動頻度を低減し、またはオイルポンプ出力を低減してポンプ作動騒音を低減することができる。さらに電動オイルポンプの電力消費を抑制できる。

ハイブリッド車の全体構成を示す説明図である。オイルポンプ制御装置における制御フローを示すフローチャートである。電動ポンプ駆動時の変速比とエンジン回転数と車速との関係を示す説明図である。電動ポンプ停止時の変速比とエンジン回転数と車速との関係を示す図３対応の比較説明図である。従来技術の説明図である。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。

図１を参照して、ハイブリッド車１の全体構成について説明する。
このハイブリッド車両は、第１モータジェネレータ２によるモータ単独走行と、エンジン４によるエンジン単独走行と、第１モータジェネレータ２とエンジン４との両方によるモータエンジン走行とのそれぞれの走行が可能になっている。

第１モータジェネレータ２は、後車軸６に設けられた後軸差動装置８に第１モータジェネレータ２の出力軸が直接接続されて左右の後輪１０、１０を駆動するようになっている。
また、エンジン４は、車両前方に配置され、エンジン出力にはベルト式のＣＶＴ（無段変速機）１２が接続されている。すなわち、エンジン４のクランクシャフトはトルクコンバータ（流体継手）１４、および前後進切換用のクラッチ１６を介してプライマリプーリ（不図示）に接続され、プライマリプーリは無端状ベルトによってセカンダリプーリ（不図示）と連結し、センカダリプーリは減速機構を介して前車軸１８に設けられた前軸差動装置２０に接続されて左右の前輪２２、２２を駆動するようになっている。

このようにＣＶＴ１２は、トルクコンバータ（流体継手）１４、前後進切換用のクラッチ１６、プライマリプーリ、およびセカンダリプーリがユニット化されて構成されている。なお、ＣＶＴ１２はベルト式に限られず、トロイダル式ＣＶＴ等その他の型式のものであってもよい。
また、第１モータジェネレータ２と、エンジン４との前後の配置関係を逆にして、前車軸１８に第１モータジェネレータ２を設け、後車軸６にエンジン４およびＣＶＴ１２を配置したハイブリッド車として構成してもよい。

また、ＣＶＴ１２の変速比を制御するために電動ポンプ（電動オイルポンプ）２４が設けられ、ＥＣＵ（電子制御ユニット）２６内の、オイルポンプ制御装置（制御手段）２８によって、電動ポンプ２４の作動が制御される。電動ポンプ２４が制御されることによって、ＣＶＴ１２のプライマリプーリおよびセカンダリプーリを作動させるための油圧アクチュエータへの作動油の供給が制御されて、両プーリの有効径を変更して、変速比を変更し、変速比に応じてエンジンの駆動力が減速されて前輪２２、２２に伝達される。また、この変速比の制御は車速とアクセル開度に応じて変更されて車両の駆動力を出力するようになっている。

前記ＥＣＵ２６には、既に説明したように電動ポンプ２４の制御を行うオイルポンプ制御装置２８が設けられるとともに、エンジン４の始動、停止、および回転数制御を行うエンジン制御装置（不図示）、およびバッテリ３０の充電状態を監視して第１モータジェネレータ２、および第２モータジェネレータ３２へ発電指令をしてバッテリ３０への充電を制御するバッテリ制御装置（不図示）が設けられている。

エンジン４の前端部にはクランクシャフトに連動する第２モータジェネレータ３２が装着される。この第２モータジェネレータ３２は、ＥＣＵ２６からの制御指令を受けてモータ駆動時にはバッテリ３０から出力される直流電力をインバータ３４で３相交流電力に変換して第２モータジェネレータ３２に供給し、一方、第２モータジェネレータ３２の回生動作時には、第２モータジェネレータ３２から出力される３相交流電力を直流電力に変換してバッテリ３０に充電するようになっている。

後軸差動装置８に連結した第１モータジェネレータ２に対しても、前記第２モータジェネレータ３２と同様に、ＥＣＵ２６からの制御指令を受けてモータ駆動時にはバッテリ３０から出力される直流電力をインバータ３４で３相交流電力に変換して第１モータジェネレータ２に供給し、一方、第１モータジェネレータ２の回生動作時には、第１モータジェネレータ２から出力される３相交流電力を直流電力に変換してバッテリ３０に充電するようになっている。

また、ＥＣＵ２６には、ＣＶＴ１２のプライマリプーリとセカンダリプーリとの回転速度から変速比を検出する変速比センサ３６からの信号、およびセカンダリプーリの回転速度から車速を検出する車速センサ３８からの信号が入力され、オイルポンプ制御装置２８の制御に用いられる。また、この車速センサ３８は、車速がゼロの場合には車両の停車中を検出するので、停車検出手段としても機能する。

以上のような構成からなるハイブリッド車において、低速域（例えば、３０ｋｍ／ｈ以下）の場合には、第１モータジェネレータ２によるモータ駆動だけによるモータ単独走行が行われ、中、高速域（例えば、３０ｋｍ／ｈを超える）の場合、または登坂等の負荷が大きい場合には、エンジン４によるエンジン走行が加わり、第１モータジェネレータ２によるモータ走行と、エンジン４によるエンジン走行が併用される。
この３０ｋｍ／ｈの車速は第１車速の閾値として、この閾値を超えるとエンジン４が作動して、エンジン４からの駆動力が作用するため車体にトルクショックが発生する。このトルクショックの発生を極力抑えるために後述するオイルポンプ制御装置２８によってＣＶＴ１２の変速比および電動ポンプ２４の出力が制御される。

次に、そのオイルポンプ制御装置２８による変速比制御について、図２の制御フローを参照して説明する。
まず、ステップＳ１で開始すると、ステップＳ２で、車両が停車中かどうかを判定する。この判定は、車速センサ３８からなる停車検出手段によって停車状態を判定する。車速がゼロであれば停車中と判定して、ステップＳ８で電動ポンプ２４の駆動デューティ比率をゼロ％とする。すなわち、電動ポンプ２４の出力を停止する。
このように、車速ゼロの状態ではＣＶＴ１２の変速比の変化がないため電動ポンプ２４を停止することで、電動ポンプ２４の作動音をなくして騒音を低減するので、停車時のエンジンおよび電動オイルポンプの騒音を効果的に低減できる。さらに無駄な電動ポンプによる電力消費が抑制される。

なお、ステップＳ２で停車中でないと判定した場合、すなわち走行中の場合には、エンジン４が停止して、第１モータジェネレータ２によるモータ走行中である。このエンジン４が停止したモータ走行時に、図１に示すようにＣＶＴ１２の変速比をＨｉ側に変化させてモータ走行時の余分な負荷とならないようにするとともに、エンジン４が再始動したときのトルクショックの発生を抑えるために、電動ポンプ２４によって変速比をオーバドライブ側へ向けて変化させるように変速比制御が行われる。

また、エンジン４の停止中の第１モータジェネレータ２によるモータ走行中に、前後進切換用のクラッチ１６を断にしておき、実質的なニュートラル状態としておいてもよい。このようにクラッチ１６を断にすることで、モータ走行時の余分な走行負荷を低減して、燃費の向上が図られる。

次に、ステップＳ２で、停車中でない場合には、ステップＳ３に進んで、車速が第１車速より低い第２車速、例えば１０ｋｍ／ｈ未満かどうかを判定する。車速が１０ｋｍ／ｈ未満の場合には、ステップＳ７に進んで、電動ポンプ２４の駆動デューティ比率を小にする。すなわち、車速が１０ｋｍ／ｈ以上の通常の駆動デューティ比率より小さい値とする。例えば、電動ポンプ２４の定格出力の３０％程度とする（ポンプ駆動可能な最低デューティ比率よりは大きく通常デューティ比率よりは小さい値とする）。

このように、１０ｋｍ／ｈ未満のような低車速では、電動ポンプ２４の駆動デューティ比率を３０％程度の小さい比率で運転するため、低車速領域での電動ポンプ２４の騒音を低減させることができる。また、駆動デューティ比率を３０％程度という小さい比率で運転するので、電動ポンプ２４の定格出力に対して余裕をもった運転領域での使用であり、定格出力ぎりぎりで使用する場合に比べて、電動ポンプ２４からの騒音発生を抑えることができる。
その結果、低速運転域のロードノイズが低い状況下で、しかもエンジンが停止して電動ポンプ２４の作動音が耳触りになる状況下でも、電動ポンプ２４からの騒音を効果的に低減できる。

次に、ステップＳ３で車速が１０ｋｍ／ｈ以上であると判定した場合には、ステップＳ４に進んで、変速比が０．５以下かどうかを判定する。変速比の判定は、変速比センサ３６からの検出信号を基に行い、０．５以下のオーバドライブ側にある場合には、ステップＳ５で、電動ポンプ２４の駆動デューティ比率をゼロ％とする。すなわち、電動ポンプ２４の出力を停止状態とする。電動ポンプ２４の作動が停止されるとその時の変速比に維持されるため、０．５以下のオーバドライブ状態に維持される。
これによって、電動ポンプ２４の作動頻度が減って騒音の低減効果が得られ、さらに無駄な電動ポンプ２４による電力消費が抑制される。

さらに、０．５以下のオーバドライブ変速比に維持されるため、車速が上昇して第１車速（３０ｋｍ／ｈ）を超えて、第１モータジェネレータ２によるモータ走行にエンジン４による駆動トルクが付加される領域に達してエンジン４が始動する際に、エンジン回転数とＣＶＴ１２との回転数差を小さくすることができ、第１車速以上でのエンジン始動時に発生するショックを低減できる。

なお、エンジン４の停止中に、前後進切換用のクラッチ１６を断状態にして実質的なニュートラル状態とする制御が行われる場合には、第１車速を超えてエンジン始動後にクラッチ１６を接続する際のショックを低減できる。

ステップＳ４で変速比が０．５を超える場合、すなわちオーバドライブになっていない場合には、ステップＳ６に進んで電動ポンプ２４の駆動デューティ比率を大にする。すなわち、４０％程度の駆動デューティ比率で駆動して、変速比をオーバドライブ側へと変速させる。そして、ステップＳ９でリターンして終了する。
なお、オーバドライブ側の変速比０．５、および第１車速の３０ｋｍ／ｈ、第２車速の１０ｋｍ／ｈは、それぞれ一例であり、エンジン４を始動するタイミングや電動ポンプ２４の定格出力等によって最適な閾値に設定される。

さらに、図２のフローチャートには示していないが、オイルポンプ制御装置２８には、前記第１車速（３０ｋｍ／ｈ）以下での、エンジン４を停止させたモータ走行時において、電動ポンプ２４を作動させて停車前にロー変速比にしてもよい。つまり、車速がほぼゼロになる直前に電動ポンプ２４を作動させてロー変速比にする。このため、停車前に停車からの発進にそなえてロー変速比に確実に制御できるため、モータ走行による発進の際に、発進性を確保できる。

次に、電動ポンプ２４の駆動有無による変速比の変化状態を、実車によって確認した結果を、図３、４を参照して説明する。
図３は、電動ポンプ２４を駆動したときの変速比の変化状態を示している。第１モータジェネレータ２によるモータ走行中に、エンジン４の停止中、例えばｔ_０〜ｔ_１の間において、電動ポンプ２４によって変速比が、Ｌｏ側からＨｉ側へなだらかに低下してオーバドライブ側へ変化していくことが示されている。

一方、図４は、電動ポンプ２４を駆動しない場合を示し、エンジン４の停止中、例えばｔ_２〜ｔ_３の間において、エンジンを停止したときの変速比の変化状態が維持されて一定となることを示している。

なお、図３、図４でＶ_０は、エンジン４が始動する第１車速を示し、本実施形態では前記のように例えば３０ｋｍ／ｈとしている。
図３、図４に示すように、電動ポンプ２４の作動によって変速比が、Ｌｏ側からＨｉ側へなだらかに低下してオーバドライブ側へ変化させ第１車速以上でのエンジン始動時のショックが低減される。

本発明によれば、エンジンとモータとを有しそれぞれで走行可能なハイブリッド車において、ＣＶＴを作動させる電動オイルポンプの作動頻度を低減し、またはオイルポンプ出力を低減してポンプ作動騒音を低減することができる。さらに電動オイルポンプの電力消費を抑制できるので、ハイブリッド車における自動変速機のオイルポンプ制御装置への利用に適している。

１ハイブリッド車
２第１モータジェネレータ（走行用モータ）
４エンジン
８後軸差動装置
１２ＣＶＴ（自動変速機）
１４トルクコンバータ（流体継手）
１６クラッチ
２０前軸差動装置
２４電動ポンプ（電動オイルポンプ）
２６ＥＣＵ
２８オイルポンプ制御装置（制御手段）
３０バッテリ
３２第２モータジェネレータ
３４インバータ
３６変速比センサ（変速比検出手段）
３８車速センサ（停車検出手段）

Claims

エンジンと、同エンジン側から入力される回転を車速とアクセル開度に応じて変速して車両の駆動力を出力する自動変速機と、
前記エンジンを停止した状態でも車両の走行を可能とすべく前記自動変速機からの出力とは別系統で車両の駆動力を出力する走行用モータと、
前記自動変速機に変速制御用の油圧を供給する電動オイルポンプと、
前記自動変速機の変速比を検出する変速比検出手段と、
前記エンジンを停止し第１車速以下で前記走行用モータにより走行する場合、前記変速比が所定のオーバドライブ値になるまでは前記電動オイルポンプを作動させ、前記変速比が所定のオーバドライブ値になると前記電動オイルポンプを停止する制御手段と、
を備えたことを特徴とするハイブリッド車における自動変速機のオイルポンプ制御装置。
前記電動オイルポンプ出力を、前記第１車速より低い第２車速までを、該第２車速を超えて運転する場合に比べて低下させることを特徴とする請求項１または２記載のハイブリッド車における自動変速機のオイルポンプ制御装置。
車両の停車中を検出する停車検出手段を更に有し、前記制御手段は、停車中は前記エンジンおよび電動オイルポンプを停止することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車における自動変速機のオイルポンプ制御装置。
前記制御手段は、前記第１車速以下でのエンジンを停止させたモータ走行時において、前記電動オイルポンプを作動させて停車前にロー変速比にすることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車における自動変速機のオイルポンプ制御装置。