JP2014231886A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧系のライン圧を確保する。【解決手段】駆動輪２１に動力伝達経路６７を介して連結される走行用モータ１２と、動力伝達経路６７とエンジン１１との間に設けられる入力クラッチ３０と、動力伝達経路６７によって回転駆動されるメカポンプ６１と、電動モータ６２によって回転駆動される電動ポンプ６３と、を有する。制御ユニット５１は、メカポンプ６１の作動状態に基づいて、メカポンプ６１の吐出圧力不足を判定する。制御ユニット５１は、メカポンプ６１が吐出圧力不足であると判定された場合に、電動ポンプ６３を駆動する。制御ユニット５１は、メカポンプ６１が吐出圧力不足であると判定された場合に、入力クラッチ３０の締結動作を禁止する。【選択図】図２

Description

本発明は、オイルポンプを備える車両用制御装置に関する。

近年、エンジンおよび走行用モータを備えるハイブリッド車両として、無段変速機等の変速機構を組み込んだ車両が開発されている。また、ハイブリッド車両の走行モードとして、エンジンを停止させて走行用モータのみを駆動するモータ走行モードがある。このように、エンジンを停止するモータ走行モードにおいても、変速機構等の油圧系に対して作動油を供給する必要があることから、車両には走行用モータによって駆動されるオイルポンプが搭載されている。

また、走行用モータに駆動されるオイルポンプの吐出圧力は、走行用モータの回転速度つまり車速に連動するため、低車速時にはオイルポンプの吐出圧力が低下することになる。このように、オイルポンプの吐出圧力が低下する低車速時においても、油圧系に対する作動油の供給を継続することが必要となっている。そこで、走行用モータによって駆動されるオイルポンプに加え、電動オイルポンプを搭載したハイブリッド車両が提案されている（特許文献１参照）。このような車両においては、低車速時に電動オイルポンプを駆動することにより、油圧系の基本油圧であるライン圧を確保することが考えられる。

特開２０１０−２３４９２２号公報

しかしながら、低車速時に電動オイルポンプを駆動する車両においては、急制動等が行われて車速が急低下した場合に、最低限のライン圧を確保することが困難となるおそれがある。すなわち、急制動時には車速に連動するオイルポンプの吐出圧力が急低下することから、補助的に駆動される電動オイルポンプの吐出能力によっては、一時的にライン圧が不足してしまうおそれがある。

本発明の目的は、油圧系のライン圧を確保することにある。

本発明の車両用制御装置は、駆動輪に動力伝達経路を介して連結される走行用モータと、前記動力伝達経路とエンジンとの間に設けられる油圧クラッチと、前記動力伝達経路によって回転駆動される第１オイルポンプと、電動モータによって回転駆動される第２オイルポンプと、前記第１オイルポンプの作動状態に基づいて、前記第１オイルポンプの吐出圧力不足を判定するポンプ動作判定部と、前記第１オイルポンプが吐出圧力不足であると判定された場合に、前記第２オイルポンプを駆動するポンプ制御部と、前記第１オイルポンプが吐出圧力不足であると判定された場合に、前記油圧クラッチの締結動作を禁止するクラッチ制御部と、を有する。

本発明によれば、第１オイルポンプが吐出圧力不足と判定された場合に、第２オイルポンプを駆動するとともに油圧クラッチの締結動作を禁止している。これにより、第２オイルポンプを用いて供給される作動油を増やすとともに、油圧クラッチによって消費される作動油を減らすことができ、油圧系のライン圧を確保することが可能となる。

車両に搭載されるパワーユニットの一例を示す概略図である。 本発明の一実施の形態である車両用制御装置の構成を示す概略図である。 モータ走行モードにおける車速とクラッチ圧との関係の一例を示す線図である。 （ａ）〜（ｃ）はモータ走行モードにおける入力クラッチの作動状態を示す説明図である。 クラッチ圧、タービン回転数、プライマリ回転数およびエンジン回転数の推移を示す線図である。 制御ユニットによって実行されるポンプ動作判定の手順の一例を示すフローチャートである。 ポンプ動作判定において急減速状態であると判定される際の回転数差の変化状況を示す説明図である。 ポンプ動作判定において急減速状態であると判定される際の回転数差の変化状況を示す説明図である。 ポンプ動作判定およびライン圧確保制御を実行したときのライン圧の変動状況を示す線図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は車両に搭載されるパワーユニット１０の一例を示す概略図である。図１に示すように、パワーユニット１０は、動力源としてエンジン１１および走行用モータ１２を有している。また、パワーユニット１０には変速機構としての無段変速機１３が設けられており、無段変速機１３にはプライマリプーリ１４およびセカンダリプーリ１５が設けられている。プライマリプーリ１４の一方側には、トルクコンバータ１６を介してエンジン１１が連結される一方、プライマリプーリ１４の他方側には、走行用モータ１２が連結されている。また、セカンダリプーリ１５には、トルクリミッタとして機能するヒューズクラッチ１７を介して、駆動輪出力軸１８が連結されている。この駆動輪出力軸１８には、ディファレンシャル機構１９およびアクスル軸２０を介して駆動輪２１が連結されている。また、エンジン１１のクランク軸２２には、駆動ベルト２３を介してモータジェネレータ２４が連結されている。モータジェネレータ２４は、発電機および電動機として機能する所謂ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）であり、モータジェネレータ２４を用いてクランク軸２２を始動回転させることが可能となる。

エンジン１１と走行用モータ１２との間には、解放状態と締結状態とに切り換えられる入力クラッチ（油圧クラッチ）３０が設けられている。入力クラッチ３０は、トルクコンバータ１６のタービン軸３１に連結されるクラッチハブ３２と、プライマリ軸３３に連結されるクラッチドラム３４とを備えている。クラッチハブ３２には摩擦板３５が取り付けられており、クラッチドラム３４には摩擦板３５に対向する摩擦板３６が取り付けられている。また、クラッチドラム３４にはピストン３７が組み込まれており、ピストン３７の背面側には締結油室３８が区画されている。締結油室３８に作動油を供給することにより、ピストン３７を締結方向に移動させて摩擦板３５，３６を互いに押し付けることができ、入力クラッチ３０を締結状態に切り換えることが可能となる。一方、締結油室３８から作動油を排出することにより、図示しないリターンスプリングによってピストン３７を解放方向に移動させて摩擦板３５，３６の押し付けを解除することができ、入力クラッチ３０を解放状態に切り換えることが可能となる。また、締結油室３８に供給される作動油の圧力を調整することにより、入力クラッチ３０をスリップ状態に制御することが可能となる。なお、入力クラッチ３０のスリップ状態とは、いわゆる半クラッチ状態であり、摩擦板３５，３６同士が滑りながら押し当てられる状態である。このように、入力クラッチ３０は摩擦クラッチとして機能している。

入力クラッチ３０を解放状態に制御することにより、プライマリプーリ１４とエンジン１１とを切り離すことが可能となる。これにより、走行モードをモータ走行モードに設定することができ、エンジン１１を停止させて走行用モータ１２の動力のみを駆動輪２１に伝達することが可能となる。一方、入力クラッチ３０を締結状態に制御することにより、プライマリプーリ１４とエンジン１１とを接続することが可能となる。これにより、走行モードをエンジン走行モードとしてのパラレル走行モードに設定することができ、走行用モータ１２およびエンジン１１の動力を駆動輪２１に伝達することが可能となる。なお、エンジン走行モードとしては、走行用モータ１２とエンジン１１との双方を駆動するパラレル走行モードに限られることはなく、エンジン動力を駆動輪２１に伝達する走行モードであれば如何なる走行モードであっても良い。例えば、エンジン走行モードとして、走行用モータ１２を空転或いはトルクを発生させない状態とし、エンジン動力のみを駆動輪２１に伝達するエンジン走行モードを採用しても良い。

エンジン１１と入力クラッチ３０との間に設けられるトルクコンバータ１６は、クランク軸２２にフロントカバー４０を介して連結されるポンプインペラ４１と、このポンプインペラ４１に対向するとともにタービン軸３１に連結されるタービンランナ４２とを備えている。また、滑り要素であるトルクコンバータ１６には、定常走行等における動力伝達効率を向上させるため、フロントカバー４０とタービン軸３１とを直結するロックアップクラッチ４３が設けられている。

無段変速機１３は、走行用モータ１２に連結されるプライマリ軸３３と、これに平行となるセカンダリ軸４４とを有している。プライマリ軸３３にはプライマリプーリ１４が設けられており、プライマリプーリ１４の背面側にはプライマリ室４５が区画されている。また、セカンダリ軸４４にはセカンダリプーリ１５が設けられており、セカンダリプーリ１５の背面側にはセカンダリ室４６が区画されている。さらに、プライマリプーリ１４およびセカンダリプーリ１５には駆動チェーン４７が巻き掛けられている。プライマリ室４５に供給されるプライマリ圧とセカンダリ室４６に供給されるセカンダリ圧とを調整することにより、プーリ溝幅を変化させて駆動チェーン４７の巻き付け径を変化させることが可能となる。これにより、プライマリ軸３３からセカンダリ軸４４に対する無段変速が可能となる。

以下、モータ走行モードからパラレル走行モードへの切り換えに備えた入力クラッチ３０の締結制御について説明する。図２は本発明の一実施の形態である車両用制御装置５０の構成を示す概略図である。図２において図１に示す部材と同一の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。図２に示すように、車両用制御装置５０は、パワーユニット１０とこれの制御系とを備えている。また、車両用制御装置５０には、第１モード設定部、第２モード設定部およびクラッチ制御部として機能する制御ユニット５１が設けられている。制御ユニット５１には、タービン軸３１の回転速度（以下、タービン回転数と記載する）を検出するタービン回転センサ５２、プライマリ軸３３の回転速度（以下、プライマリ回転数と記載する）を検出するプライマリ回転センサ５３、セカンダリ軸４４の回転速度を検出するセカンダリ回転センサ５４、走行用モータ１２の回転速度を検出するモータ回転センサ５５、駆動輪２１の回転速度（以下、車速と記載する）を検出する車輪速センサ５６が接続されている。制御ユニット５１には、運転者によるアクセルペダルの操作状況を検出するアクセル開度センサ５７、運転者によるブレーキペダルの操作状況を検出するブレーキスイッチ５８等が接続されている。また、制御ユニット５１はモータジェネレータ２４や図示しない補機類に接続されており、制御ユニット５１からの制御信号によってエンジン１１の作動状態が制御されている。さらに、制御ユニット５１は走行用モータ１２のインバータ５９に接続されており、制御ユニット５１からの制御信号によって走行用モータ１２の作動状態が制御されている。なお、制御ユニット５１は、制御信号等を演算するＣＰＵ、制御プログラム、演算式およびマップデータ等を格納するＲＯＭ、一時的にデータを格納するＲＡＭ等によって構成される。

走行モードとしてモータ走行モードを設定する際には、制御ユニット５１によって後述するバルブユニット６０を制御することにより、締結油室３８から作動油が排出されて入力クラッチ３０が解放状態に制御される。一方、走行モードとしてパラレル走行モードを設定する際には、制御ユニット５１によってバルブユニット６０を制御することにより、締結油室３８に作動油が供給されて入力クラッチ３０が締結状態に制御される。また、制御ユニット５１は、アクセルペダルの踏み込み量（以下、アクセル開度と記載する）や車速等に基づいて走行モードを設定する。例えば、制御ユニット５１は、アクセルペダルが小さく踏み込まれた場合、つまり車両に対する要求駆動トルクが小さい場合には、入力クラッチ３０を解放するとともにエンジン１１を停止するモータ走行モードを設定する。一方、制御ユニット５１は、アクセルペダルが大きく踏み込まれた場合、つまり車両に対する要求駆動トルクが大きい場合には、入力クラッチ３０を締結するとともにエンジン１１を駆動するパラレル走行モードを設定する。すなわち、モータ走行モードが設定されている状態のもとで、アクセルペダルが大きく踏み込まれた場合には、走行モードがモータ走行モードからパラレル走行モードに切り換えられるため、エンジン１１を始動するとともに入力クラッチ３０を締結する必要がある。このように、エンジン１１を始動して入力クラッチ３０を締結することは、アクセルペダルが踏み込まれてからパラレル走行モードでの加速走行を行うまでの応答性を低下させる要因であった。そこで、車両用制御装置５０は、パラレル走モードへの切り換えに備え、モータ走行モードにおいて予め入力クラッチ３０を締結状態に制御している。

以下、入力クラッチ３０の締結制御について詳細に説明する。図３はモータ走行モードにおける車速Ｖとクラッチ圧Ｐｃとの関係の一例を示す線図である。なお、図３にはモータ走行モードでの減速走行から停車を経て加速走行を行う走行状況が示されている。また、図３に示されるクラッチ圧Ｐｃとは、バルブユニット６０から入力クラッチ３０の締結油室３８に供給される作動油の目標圧力である。図３に示すように、車速Ｖが所定の閾値Ｖａを上回る状況では、入力クラッチ３０の制御状態がフェーズ１（Ｐｈ１）に設定されることで、クラッチ圧Ｐｃがゼロに設定されて入力クラッチ３０が解放状態に制御される。そして、車速Ｖが所定の閾値Ｖｂを下回ると、入力クラッチ３０の制御状態がフェーズ２（Ｐｈ２）に設定され、クラッチ圧Ｐｃが所定の目標油圧Ｐ１に引き上げられる。フェーズ２とは、入力クラッチ３０の締結油室３８を作動油で満たすための制御状態であり、フェーズ２の維持時間は、入力クラッチ３０が前回解放されてからの経過時間に基づいて設定される。すなわち、入力クラッチ３０の解放時間が長くなる程に、締結油室３８から作動油が多く流出することから、作動油を充填するフェーズ２の維持時間も長く設定される。

所定の維持時間が経過してフェーズ２が完了すると、入力クラッチ３０の制御状態がフェーズ３（Ｐｈ３）に設定される。フェーズ３においては、プライマリ軸３３の回転がタービン軸３１に伝達され始める初期のスリップ状態に入力クラッチ３０を制御するため、クラッチ圧Ｐｃが所定の待機圧Ｐ２に向けて調整される。また、フェーズ３での目標値となる待機圧Ｐ２は、入力クラッチ３０の個体差で締結されることが無いように、入力クラッチ３０を締結する際の学習制御等によって調整される。なお、待機圧Ｐ２の学習制御は、例えば、図示しないセレクトレバーを操作して走行レンジを切り換えるタイミング、つまり入力クラッチ３０を解放状態から締結状態に切り換えるタイミング等で実施される。そして、前述したフェーズ３の制御中に、車速Ｖが所定の閾値Ｖｄを下回ると、入力クラッチ３０の制御状態がフェーズ４（Ｐｈ４）に設定され、クラッチ圧Ｐｃが徐々に引き上げられる。このフェーズ４においては、タービン回転数とプライマリ回転数との回転数差が所定範囲に収束するか否か、つまり入力クラッチ前後の回転速度が同期したか否かが判定される。フェーズ４において、タービン回転数とプライマリ回転数との回転数差が所定範囲に収束したと判定された場合には、入力クラッチ３０の制御状態がフェーズ５（Ｐｈ５）に設定され、クラッチ圧Ｐｃが所定の目標油圧Ｐ３に向けて急速に引き上げられる。このフェーズ５を実行することにより、入力クラッチ３０はスリップ状態から締結状態に制御される。このように、モータ走行モードでの走行中に、車速Ｖが閾値Ｖｂを下回る場合には、入力クラッチ３０がスリップ状態から締結状態に向けて制御される。

入力クラッチ３０の締結状態は、車速Ｖが所定の閾値Ｖｃを上回るまで継続される。車速Ｖが閾値Ｖｃを上回ると、入力クラッチ３０の制御状態がフェーズ６（Ｐｈ６）に設定され、クラッチ圧Ｐｃが所定の目標油圧Ｐ４に向けて急速に引き下げられる。クラッチ圧Ｐｃが目標油圧Ｐ４に到達すると、入力クラッチ３０の制御状態がフェーズ７（Ｐｈ７）に設定され、クラッチ圧Ｐｃが待機圧Ｐ２に向けて徐々に引き下げられる。このように、入力クラッチ３０をスリップ状態に制御するフェーズ７においても、フェーズ３と同様に、クラッチ圧Ｐｃを待機圧Ｐ２に制御している。すなわち、フェーズ３における入力クラッチ３０のスリップ状態と、フェーズ７における入力クラッチ３０のスリップ状態とは、同じ締結力で制御されるスリップ状態となっている。そして、車速Ｖが閾値Ｖａを上回ると、入力クラッチ３０の制御状態が再びフェーズ１（Ｐｈ１）に設定され、クラッチ圧Ｐｃがゼロに設定されて入力クラッチ３０が解放状態に制御される。このように、モータ走行モードでの走行中に、車速Ｖが閾値Ｖｃを上回る場合には、入力クラッチ３０がスリップ状態から解放状態に向けて制御される。

ここで、図４（ａ）〜（ｃ）はモータ走行モードにおける入力クラッチ３０の作動状態を示す説明図である。前述したように、モータ走行モードにおいて、制御ユニット５１は、車速に基づき入力クラッチ３０の作動状態を制御している。すなわち、図４（ａ）に示すように、車両減速時に車速Ｖが閾値Ｖｂ以上になると、エンジン１１を停止させたまま入力クラッチ３０が解放状態に制御される。また、図４（ｂ）に示すように、車両減速時に車速Ｖが閾値Ｖｂを下回ると、エンジン１１を停止させたまま入力クラッチ３０がスリップ状態に制御される。さらに、図４（ｃ）に示すように、車両減速時に車速Ｖが閾値Ｖｄを下回ると、エンジン１１を停止させたまま入力クラッチ３０が締結状態に制御される。このように、モータ走行モードでの車両減速時には、エンジン１１の停止状態を維持したまま、入力クラッチ３０が解放状態からスリップ状態を経て締結状態に制御される。

続いて、モータ走行モードでの車両加速時について説明する。図４（ｃ）に示すように、車両加速時に車速Ｖが閾値Ｖｃを下回ると、エンジン１１を停止させたまま入力クラッチ３０が締結状態に制御される。また、図４（ｂ）に示すように、車両加速時に車速Ｖが閾値Ｖｃ以上になると、エンジン１１を停止させたまま入力クラッチ３０がスリップ状態に制御される。さらに、図４（ａ）に示すように、車両加速時に車速Ｖが閾値Ｖａ以上になると、エンジン１１を停止させたまま入力クラッチ３０が解放状態に制御される。このように、モータ走行モードでの車両加速時には、エンジン１１を停止状態に維持したまま、入力クラッチ３０が締結状態からスリップ状態を経て解放状態に制御される。なお、車両走行中に入力クラッチ３０がスリップ状態や締結状態に制御されると、エンジン１１のクランク軸２２が停止した状態のもとで、トルクコンバータ１６のタービン軸３１が回転することになる。すなわち、車両走行中に入力クラッチ３０がスリップ状態や締結状態に制御されると、トルクコンバータ１６はポンプインペラ４１とタービンランナ４２とを相対回転させるスリップ状態となる。

なお、前述した図３に示される走行状況とは、減速から停車を経て加速する走行状況であることから、入力クラッチ３０の制御状態は、フェーズ１、フェーズ２、フェーズ３、フェーズ４、フェーズ５、フェーズ６、フェーズ７の順に移行している。しかしながら、前述した各フェーズの移行順序に限られることはなく、車速が増減した場合には、他の順序で入力クラッチ３０の制御状態が移行することになる。例えば、図３に符号Ｖ１で示すように、フェーズ２の実行中に車速が上昇して閾値Ｖａを上回る場合には、制御状態がフェーズ１に移行して入力クラッチ３０が解放状態に制御される。また、図３に符号Ｖ２で示すように、フェーズ４の実行中に車速が上昇して閾値Ｖｃを上回る場合には、制御状態がフェーズ６に移行して入力クラッチ３０が解放過程でのスリップ状態に制御される。さらに、図３に符号Ｖ３で示すように、フェーズ７の実行中に車速が低下して閾値Ｖｄを下回る場合には、制御状態がフェーズ４に移行して入力クラッチ３０が締結過程でのスリップ状態に制御される。

ここで、図５はクラッチ圧Ｐｃ、タービン回転数Ｎｔ、プライマリ回転数Ｎｐおよびエンジン回転数Ｎｅの推移を示す線図である。図５にはモータ走行モードからパラレル走行モードに切り換えられる走行状況が示されている。また、図５においては、図面の理解を容易にするため、部分的に回転数Ｎｔ，Ｎｐ，Ｎｅが重なる場合であっても、回転数Ｎｔ，Ｎｐ，Ｎｅを若干ずらして記載している。なお、図５に示される所定値Ａ１とは、走行モードを設定するためにアクセル開度Ａｃｃと比較される値である。本実施の形態においては、アクセル開度Ａｃｃが所定値Ａ１を下回る場合に走行モードとしてモータ走行モードを設定し、アクセル開度Ａｃｃが所定値Ａ１以上となる場合に走行モードとしてパラレル走行モードを設定している。

図５に示すように、車速Ｖが閾値Ｖｂを下回ると（符号α１）、入力クラッチ３０が解放状態からスリップ状態に制御される。これにより、入力クラッチ３０を介してプライマリ軸３３からタービン軸３１に動力が伝達され、タービン回転数Ｎｔがプライマリ回転数Ｎｐに向けて上昇する。さらに、車速Ｖが低下して閾値Ｖｂを下回ると（符号α２）、クラッチ圧Ｐｃが徐々に引き上げられる。タービン回転数Ｎｔとプライマリ回転数Ｎｐとが同期すると（符号α３）、クラッチ圧Ｐｃが急速に引き上げられて入力クラッチ３０は締結状態に制御される。その後、アクセルペダルが踏み込まれてアクセル開度Ａｃｃが所定値Ａ１を超えると（符号α４）、走行モードとしてパラレル走行モードが設定され、エンジン１１が始動されてエンジン回転数Ｎｅが上昇する（符号α５）。また、パラレル走行モードの設定に伴って入力クラッチ３０は締結状態に維持されることから、エンジン回転数Ｎｅに向けてタービン回転数Ｎｔおよびプライマリ回転数Ｎｐが上昇する。このように、アクセルペダルが大きく踏み込まれた場合には、事前に締結された入力クラッチ３０を締結状態に保持したままエンジン１１が始動されるため、走行モードをモータ走行モードからパラレル走行モードに素早く切り換えることが可能となる。すなわち、モータ走行モードにおいて予め入力クラッチ３０を締結したので、エンジン１１始動後に入力クラッチ前後の回転数を同期させる必要が無く、モータ走行モードからパラレル走行モードに切り換える際の応答性を高めることが可能となる。

以下、無段変速機１３や入力クラッチ３０等に対する作動油の供給について説明する。図２に示すように、無段変速機１３等に対して作動油を供給するため、パワーユニット１０には、プライマリ軸３３等によって回転駆動される第１オイルポンプ６１（以下、メカポンプと記載する）と、電動モータ６２によって回転駆動される第２オイルポンプ６３（以下、電動ポンプと記載する）とが設けられている。また、パワーユニット１０には、作動油の供給先や圧力を制御するため、複数の電磁バルブや油路によって構成されるバルブユニット６０が設けられている。そして、メカポンプ６１や電動ポンプ６３から吐出された作動油は、バルブユニット６０を経て、無段変速機１３やトルクコンバータ１６等に供給される。

メカポンプ６１は、一方向クラッチ６４を備えたチェーン機構６５を介してプライマリ軸３３に連結されている。すなわち、メカポンプ６１は、チェーン機構６５からなる第１駆動系６６を介してプライマリ軸３３に連結されている。このように、メカポンプ６１は、第１駆動系６６を介して、動力伝達経路６７の一部を構成するプライマリ軸３３に連結されている。動力伝達経路６７とは、走行用モータ１２と駆動輪２１とを接続する動力伝達経路、つまり動力伝達要素群や動力伝達要素を意味している。本実施の形態において、動力伝達経路６７は、走行用モータ１２に固定されるロータ軸６８、プライマリ軸３３、セカンダリ軸４４、ヒューズクラッチ１７、駆動輪出力軸１８、ディファレンシャル機構１９およびアクスル軸２０等によって構成される。また、メカポンプ６１は、一方向クラッチ６９を備えたチェーン機構７０を介してトルクコンバータ１６に固定される中空軸７１に連結されている。すなわち、メカポンプ６１は、チェーン機構７０、中空軸７１およびトルクコンバータ１６からなる第２駆動系７２を介して、エンジン１１のクランク軸２２に連結されている。

一方向クラッチ６４は、正転方向に回転するプライマリ軸３３からメカポンプ６１に動力を伝達する一方、これとは逆向きの動力伝達を遮断している。同様に、一方向クラッチ６９は、正転方向に回転する中空軸７１からメカポンプ６１に動力を伝達する一方、これとは逆向きの動力伝達を遮断している。すなわち、プライマリ軸３３が中空軸７１よりも速く回転する場合には、走行用モータ１２側のプライマリ軸３３によってメカポンプ６１が駆動される一方、中空軸７１がプライマリ軸３３よりも速く回転する場合には、エンジン１１側の中空軸７１によってメカポンプ６１が駆動される。なお、プライマリ軸３３の正転方向とは、前進走行時におけるプライマリ軸３３の回転方向である。また、中空軸７１の正転方向とは、エンジン駆動時におけるクランク軸２２の回転方向である。

このように、メカポンプ６１は、走行用モータ１２側のプライマリ軸３３によって駆動される構造を有するとともに、エンジン１１側の中空軸７１によって駆動される構造を有している。これにより、エンジン１１が駆動されるパラレル走行モードにおいては、エンジン１１によってメカポンプ６１を駆動することができ、メカポンプ６１からバルブユニット６０に作動油を供給することが可能となる。また、エンジン１１が停止されるモータ走行モードにおいても、プライマリ軸３３が回転する車両走行時には、プライマリ軸３３によってメカポンプ６１を駆動することが可能となる。また、モータ走行モードにおいては、車速低下に伴ってプライマリ軸３３の回転速度が所定値を下回ると、メカポンプ６１の吐出圧力が低下することから電動ポンプ６３を駆動している。これにより、メカポンプ６１と電動ポンプ６３との双方からバルブユニット６０に作動油を供給することができ、無段変速機１３等を制御する油圧系の基本油圧であるライン圧を確保することが可能となる。なお、モータ走行モードでの車両停止時においても、電動ポンプ６３の駆動状態を継続することにより、油圧系のライン圧を確保している。また、モータ走行モードでの車速上昇に伴ってプライマリ軸３３の回転速度が所定値を上回ると、メカポンプ６１の吐出圧力が回復することから電動ポンプ６３は停止される。

前述したように、モータ走行モードにおいて、車速が低下して所定値を下回る場合には、電動ポンプ６３が駆動される。車速が緩やかに低下する場合、つまり電動ポンプ６３の回転速度が緩やかに低下する場合には、ライン圧の不足を招くことなく、車速に基づいて電動ポンプ６３の起動タイミングを決定することが可能となる。しかしながら、車速が急速に低下する場合、つまり電動ポンプ６３の回転速度が急速に低下する場合には、メカポンプ６１の吐出圧力も急速に低下することから、車速だけに基づいて電動ポンプ６３の起動タイミングを決定すると、電動ポンプ６３の起動が遅れて一時的にライン圧が不足するおそれがある。そこで、車両用制御装置５０は、後述するメカポンプ６１の動作判定（以下、ポンプ動作判定と記載する）を実行し、メカポンプ６１が吐出圧力不足であると判定された場合には、電動ポンプ６３を駆動するとともに、作動油の消費を抑制するライン圧確保制御を実行する。

以下、車両用制御装置５０によって実行されるポンプ動作判定およびライン圧確保制御について説明する。ポンプ動作判定およびライン圧確保制御を実行するため、制御ユニット５１は、ポンプ動作判定部およびポンプ制御部として機能している。図６は制御ユニット５１によって実行されるポンプ動作判定の手順の一例を示すフローチャートである。図６に示すように、ステップＳ１〜Ｓ４では、ポンプ動作判定を実施するための前提条件について判定される。なお、ステップＳ１〜Ｓ４の前提条件を満たさない状況とは、メカポンプ６１の吐出圧力不足が発生しない状況である。

ステップＳ１では、現在の走行モードがモータ走行モードであるか否かが判定される。モータ走行モードが設定されている場合には、ステップＳ２に進み、ブレーキスイッチ５８の検出信号に基づいて、ブレーキペダルが踏まれているか否かが判定される。ステップＳ２において、ブレーキスイッチ５８からＯＮ信号が出力されており、ブレーキペダルの踏み込みによる車両制動時であると判定された場合には、ステップＳ３に進み、モータ回転センサ５５によって検出される実モータ回転数Ｎ１が、所定の速度閾値Ｘａを下回るか否かが判定される。実モータ回転数Ｎ１が速度閾値Ｘａを下回る場合には、ステップＳ４に進み、実モータ回転数Ｎ１が減速中であるか否かが判定される。そして、ステップＳ４において、実モータ回転数Ｎ１が減速中であると判定された場合には、ステップＳ１〜Ｓ４の各前提条件を満足することから、ステップＳ５に進み、ポンプ動作判定が開始される。なお、ステップＳ１〜Ｓ４のいずれかにおいて、前提条件を満たしていないと判定された場合には、ポンプ動作判定を行うことなくルーチンを抜ける。

ステップＳ５では、車輪速センサ５６からの検出信号に基づいて、走行用モータ１２の回転速度である予測モータ回転数Ｎ２が算出される。すなわち、ステップＳ５では、アクスル軸２０の回転速度、ディファレンシャル機構１９の終減速比、無段変速機１３の変速比に基づいて、走行用モータ１２の予測モータ回転数Ｎ２が算出される。続いて、ステップＳ６では、予測モータ回転数Ｎ２から実モータ回転数Ｎ１を減算することで回転数差ΔＮが算出される。ステップＳ７では、回転数差ΔＮが、判定閾値Ｘｂを上回るか否かが判定される。ここで、回転数差ΔＮが判定閾値Ｘｂを上回る状況とは、後述するように、車両の急減速に伴って走行用モータ１２の回転速度が急低下する状況、つまりメカポンプ６１の回転速度が急低下する状況である。すなわち、ステップＳ７において、回転数差ΔＮが判定閾値Ｘｂを上回る場合には、メカポンプ６１の回転速度が急低下して吐出圧力不足に陥る状況であることから、ステップＳ８に進み、メカポンプ６１の吐出圧力不足を伴う急減速状態であると判定される。

ここで、図７はポンプ動作判定において急減速状態であると判定される際の回転数差ΔＮの変化状況を示す説明図である。図７に示すように、モータ走行モードにおいて、運転者によってブレーキペダルが踏み込まれると、図示しない油圧ブレーキ機構等によって駆動輪２１に制動力が加えられる。特に、凍結路面等の低μ路においてブレーキ操作が為された場合には、駆動輪２１の回転速度Ｎ３が急速に低下することから、ヒューズクラッチ１７の負荷が増大してヒューズクラッチ１７がスリップを開始することになる。ここで、走行用モータ１２と駆動輪２１との間の動力伝達経路６７を、ヒューズクラッチ１７を境に分けて考える。すなわち、動力伝達経路６７を、走行用モータ１２側のプライマリ軸３３等によって構成される動力伝達経路６７ａと、駆動輪２１側の駆動輪出力軸１８等によって構成される動力伝達経路６７ｂとに分けて考える。前述したように、ヒューズクラッチ１７がスリップすると、走行用モータ１２側の動力伝達経路６７ａから、駆動輪２１側の動力伝達経路６７ｂが切り離された状態となる。さらに、ブレーキ操作が為されている場合には、走行用モータ１２が回生状態に制御されることから、動力伝達経路６７ａに回生トルクつまり制動トルクが加えられた状態となっている。すなわち、ヒューズクラッチ１７がスリップした場合には、走行用モータ１２によって制動される動力伝達経路６７ａから、回転質量体である動力伝達経路６７ｂが切り離されるため、動力伝達経路６７ａの減速速度が動力伝達経路６７ｂの減速速度を上回る現象が発生する。

すなわち、ヒューズクラッチ１７のスリップを伴う制動時には、動力伝達経路６７ａの回転速度に基づき算出される実モータ回転数Ｎ１が、動力伝達経路６７ｂの回転速度に基づき算出される予測モータ回転数Ｎ２よりも、急速に低下することになる。このため、実モータ回転数Ｎ１と予測モータ回転数Ｎ２との速度差である回転数差ΔＮの大きさを判定することにより、ヒューズクラッチ１７をスリップさせるような制動状況を素早く検出することが可能となる。また、前述したように、ヒューズクラッチ１７をスリップさせるような制動状況とは、動力伝達経路６７ａの回転速度つまりメカポンプ６１の回転速度が急低下する状況である。すなわち、回転数差ΔＮの大きさを判定することにより、メカポンプ６１の吐出圧力不足を伴う急減速状態を素早く検出することが可能となる。

また、前述の説明では、実モータ回転数Ｎ１と予測モータ回転数Ｎ２との回転数差ΔＮに基づいて、メカポンプ６１の吐出圧力不足を伴う急減速状態であるか否かを判定（以下、急減速判定と記載する）している。しかしながら、メカポンプ６１の吐出圧力不足を判定する方法としては、前述した判定方法に限られることはなく、メカポンプ６１の回転状態や吐出状態等の作動状態に基づく判定方法であれば、如何なる判定方法を採用しても良い。例えば、実モータ回転数Ｎ１の減速速度の絶対値が所定値を超える場合に、メカポンプ６１の吐出圧力不足を伴う急減速状態であると判定しても良い。また、メカポンプ６１の回転速度の減速速度の絶対値が所定値を超える場合や、駆動輪２１の回転速度Ｎ３の減速速度の絶対値が所定値を超える場合等に、メカポンプ６１の吐出圧力不足を伴う急減速状態であると判定しても良い。さらに、メカポンプ６１の吐出圧力を検出する油圧センサを用いることにより、メカポンプ６１の吐出圧力の減少速度の絶対値が所定値を超える場合に、メカポンプ６１の吐出圧力不足を伴う急減速状態であると判定しても良い。

続いて、急減速判定後に実行されるライン圧確保制御について説明する。図８はポンプ動作判定において急減速状態であると判定される際の回転数差ΔＮの変化状況を示す説明図である。図８に示すように、ステップＳ１１では、急減速判定が為されているか否かが判定される。ステップＳ１１において、急減速判定されている場合には、ステップＳ１２に進み、電動ポンプ６３の駆動が開始され、ステップＳ１３に進み、入力クラッチ３０の締結動作が禁止される。続いて、ステップＳ１４では、所定時間に渡ってライン圧が所定値を上回って確保されているか否かが判定される。ステップＳ１４において、ライン圧が確保されていないと判定された場合には、ステップＳ１２に戻り、電動ポンプ６３の駆動状態が継続されるとともに、入力クラッチ３０の締結禁止が継続される。一方、ステップＳ１４において、ライン圧が確保されていると判定された場合には、ステップＳ１５に進み、入力クラッチ３０の締結禁止が解除される。このように、メカポンプ６１の吐出圧力不足を伴う急減速状態である場合には、電動ポンプ６３から作動油を供給するとともに、入力クラッチ３０の締結動作を禁止して作動油の消費を抑制している。これにより、油圧系における作動油の収支を改善することができるため、油圧系におけるライン圧不足の発生を回避することができ、無段変速機のクランプ力不足等を回避して正常に動作させることが可能となる。

ここで、図９はポンプ動作判定およびライン圧確保制御を実行したときのライン圧の変動状況を示す線図である。図９には、モータ走行モードでの走行中にブレーキペダルが踏み込まれ、車両が急減速して停止するまでの状況が示されている。なお、符号Ｐｃは入力クラッチ３０に供給されるクラッチ圧を示し、符号Ｐｍはメカポンプ６１から吐出される作動油の圧力を示し、符号Ｐｅは電動ポンプ６３から吐出される作動油の圧力を示している。また、符号Ｐｉｎはポンプ６１，６３からバルブユニット６０に入力される作動油の圧力を示し、符号ＴＰＬは制御ユニット５１が設定する目標ライン圧を示し、符号ＰＬは実際に確保されるライン圧を示している。

図９に示すように、モータ走行モードでの走行中にブレーキペダルが踏み込まれ、低下する車速Ｖが閾値Ｖｂを下回った場合には、パラレル走行モードに備えて入力クラッチ３０の締結制御が開始される（符号β１）。続いて、車両制動中に急減速判定が為されると（符号β２）、電動ポンプ６３の駆動が開始されるとともに（符号β３）、入力クラッチ３０の締結動作が禁止される（符号β４）。そして、ライン圧の確保が確認されて急減速判定が解除されると（符号β５）、入力クラッチ３０の締結禁止が解除され、車速Ｖが閾値Ｖｂを下回ることから入力クラッチ３０の締結動作が再開される（符号β６）。このように、急減速判定が為された場合には、電動ポンプ６３から作動油を供給するとともに、入力クラッチ３０の締結動作を禁止することにより、油圧系におけるライン圧不足の発生を回避している。すなわち、図９に符号Ｘ１で示すように、急減速判定にも関わらず入力クラッチ３０の締結動作を継続することは、メカポンプ６１の吐出圧力不足が発生している状態のもとで、入力クラッチ３０によって作動油を消費することになる。このため、符号Ｘ２で示すように、バルブユニット６０への入力圧力Ｐｉｎと、これを元に調圧されるライン圧ＰＬとが一時的に落ち込むおそれがあるが、矢印Ｘ３で示すように、急減速判定が解除されてから入力クラッチ３０を締結させることにより、ライン圧ＰＬの過度な落ち込みを回避することが可能となるのである。

なお、前述の説明では、ライン圧確保制御において、電動ポンプ６３を駆動するとともに入力クラッチ３０の締結動作を禁止しているが、これに限られることはない。例えば、急減速判定が為された場合に、メカポンプ６１の回転速度を上昇させるためにエンジン１１を始動しても良い。すなわち、メカポンプ６１と電動ポンプ６３との双方からバルブユニット６０に作動油を供給することにより、ライン圧不足をより確実に解消することが可能となる。

本発明は前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変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、ブレーキペダルの踏み込みによる車両制動時にポンプ動作判定を実行しているが、これに限られることはなく、車間距離等に応じて自動的に車両を制動する自動ブレーキによる車両制動時にポンプ動作判定を実行しても良い。また、前述の説明では、油圧クラッチとして複数枚の摩擦板を備えた多板式の入力クラッチ３０を用いているが、これに限られることはなく、油圧クラッチとして単板式の入力クラッチを採用しても良い。

前述の説明では、車速として駆動輪２１の回転速度を用いているが、これに限られることはなく、プライマリ軸３３やセカンダリ軸４４等の回転速度に基づいて車速を算出しても良い。また、前述の説明では、変速機構としてチェーンドライブ式の無段変速機１３を用いているが、これに限られることはなく、ベルトドライブ式やトラクションドライブ式の無段変速機であっても良く、遊星歯車式や平行軸式の自動変速機であっても良い。さらに、メカポンプ６１や電動ポンプ６３としては、内接式のギヤポンプであっても良く、外接式のギヤポンプであっても良い。

なお、モータ走行モードでの走行中に入力クラッチ３０を締結する速度範囲としては、例えば１０ｋｍ／ｈ以下や５ｋｍ／ｈ以下であることが好ましいが、この速度範囲に限られることはない。モータ走行モードで入力クラッチ３０を締結する速度範囲としては、エンジン１１、トルクコンバータ１６および入力クラッチ３０等の仕様に基づいて決定される。

１１ エンジン
１２ 走行用モータ
１３ 無段変速機（変速機構）
１６ トルクコンバータ
２１ 駆動輪
３０ 入力クラッチ（油圧クラッチ）
５０ 車両用制御装置
５１ 制御ユニット（ポンプ動作判定部，ポンプ制御部，クラッチ制御部，第１モード設定部，第２モード設定部）
６１ メカポンプ（第１オイルポンプ）
６２ 電動モータ
６３ 電動ポンプ（第２オイルポンプ）
６７ 動力伝達経路

Claims (5)

1. 駆動輪に動力伝達経路を介して連結される走行用モータと、
   前記動力伝達経路とエンジンとの間に設けられる油圧クラッチと、
   前記動力伝達経路によって回転駆動される第１オイルポンプと、
   電動モータによって回転駆動される第２オイルポンプと、
   前記第１オイルポンプの作動状態に基づいて、前記第１オイルポンプの吐出圧力不足を判定するポンプ動作判定部と、
   前記第１オイルポンプが吐出圧力不足であると判定された場合に、前記第２オイルポンプを駆動するポンプ制御部と、
   前記第１オイルポンプが吐出圧力不足であると判定された場合に、前記油圧クラッチの締結動作を禁止するクラッチ制御部と、
   を有する、車両用制御装置。
2. 請求項１記載の車両用制御装置において、
   前記エンジンと前記油圧クラッチとの間に設けられるトルクコンバータと、
   走行モードとして、前記油圧クラッチを解放し、前記エンジンを停止し、前記走行用モータを駆動するモータ走行モードを設定する第１モード設定部と、
   走行モードとして、前記油圧クラッチを締結し、前記エンジンを駆動するエンジン走行モードを設定する第２モード設定部と、
   を有し、
   前記クラッチ制御部は、
   前記第１オイルポンプが吐出圧力不足と判定されていない状態のもとで、前記モータ走行モードでの走行中に車速が閾値を下回る場合には、前記油圧クラッチを締結動作させる一方、
   前記第１オイルポンプが吐出圧力不足と判定されている状態のもとで、前記モータ走行モードでの走行中に車速が閾値を下回る場合には、前記油圧クラッチの締結動作を禁止する、車両用制御装置。
3. 請求項１または２記載の車両用制御装置において、
   前記動力伝達経路には変速機構が設けられ、前記第１オイルポンプおよび前記第２オイルポンプから前記変速機構に作動油が供給される、車両用制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
   前記ポンプ動作判定部は、前記第１オイルポンプの回転状態に基づいて吐出圧力不足を判定する、車両用制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
   前記ポンプ動作判定部は、車両制動時に前記第１オイルポンプの吐出圧力不足を判定する、車両用制御装置。

Images