JP2017048857A - 車両の制御装置、及び車両の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ始動時のクラッチ締結時間を短くする車両の制御装置を提供する。【解決手段】少なくともモータ１を含む駆動源と、駆動源により駆動されるオイルポンプ１０と、駆動源と接続され、オイルポンプ１０の停止に伴い解放状態となるクラッチ３２と、オイルポンプ１０からクラッチ３２への油圧経路を開閉する油圧アクチュエータ１１ａとを有する車両を制御する車両の制御装置であって、駆動源を停止する駆動源制御部１２と、駆動源制御部１２による駆動源停止中に、油圧経路を開放状態とする油圧アクチュエータ制御部１２と、を備える。【選択図】 図２

Description

本発明は車両の制御装置、及び車両の制御方法に関するものである。

特許文献１には、モータによって駆動されるメカオイルポンプに加えて、電動オイルポンプを有し、各オイルポンプから吐出される油によって発生する油圧を自動変速機に供給可能な車両が開示されている。

特許文献１に記載された車両では、停車中には電動オイルポンプを用いて自動変速機に油圧を供給している。

特開２００７−１００８６６号公報

電動オイルポンプを追加するとコストが増加するため、上記車両において電動オイルポンプを設けないことも考えられる。

電動オイルポンプを設けない場合の車両発進時の自動変速機の制御方法としては以下の方法が考えられる。

（１）停車時にモータを駆動し、メカオイルポンプによって油圧を発生させ、発生させた油圧によって自動変速機のクラッチを締結し、自動変速機を動力伝達状態とする。

（２）停車時にモータを停止する一方、発進時にモータを駆動し、メカオイルポンプによって油圧を発生させ、油圧発生後に自動変速機のクラッチを締結する指示を出力し、自動変速機を動力伝達状態とする。

上記（１）の方法では、停車中にモータを駆動するので、モータによって電力が消費され、電費が悪化する。

一方、上記（２）の方法では、発進時に油圧の発生後にクラッチを締結する指示を出力するので、実際にクラッチが動力伝達状態となるまでの時間が長くなり、発進が遅くなる。

本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、電費の悪化を抑制すると共に、モータを停止させた後の発進時における発進性を向上させることを目的とする。

本発明のある態様に係る車両の制御装置は、少なくともモータを含む駆動源と、駆動源により駆動されるオイルポンプと、駆動源と接続され、オイルポンプの停止に伴い解放状態となるクラッチと、オイルポンプからクラッチへの油圧経路を開閉する油圧アクチュエータとを有する車両を制御する車両の制御装置であって、駆動源を停止する駆動源制御部と、駆動源制御部による駆動源停止中に、油圧経路を開放状態とする油圧アクチュエータ制御部と、を備える。

本発明の別の態様に係る車両の制御方法は、少なくともモータを含む駆動源と、駆動源により駆動されるオイルポンプと、駆動源と接続され、オイルポンプの停止に伴い解放状態となるクラッチと、オイルポンプからクラッチへの油圧経路を開閉する油圧アクチュエータとを有する車両を制御する車両の制御方法であって、駆動源を停止し、駆動源の停止中に、油圧経路を開放状態とする。

これら態様によると、少なくともモータを含む駆動源を停止する際に、クラッチへの油圧経路を開放状態とすることで（油圧アクチュエータへの指示圧を設定圧以上にすることで）、駆動源によって消費される電費を抑制する共に、駆動源を停止させた後の発進時にクラッチを締結するまでの時間を短くし発進性を向上させることができる。

第１実施形態の車両を示す概略構成図である。 第１実施形態のコントローラを示す概略構成図である。 第１実施形態のモータ制御を説明するタイムチャートである。 第２実施形態のモータ制御を説明するタイムチャートである。 第２実施形態のモータ制御を説明するタイムチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の第１実施形態について説明する。なお、以下の説明において、ある変速機構の「変速比」は、当該変速機構の入力回転速度を当該変速機構の出力回転速度で割って得られる値であり、変速比が大きい場合を「Ｌｏｗ」、小さい場合を「Ｈｉｇｈ」という。

図１は本発明の第１実施形態に係る車両の概略構成図である。この車両は駆動源としてモータ１を備え、モータ１の出力回転は、第１ギヤ列３、変速機４、第２ギヤ列５、差動装置６を介して駆動輪７へと伝達される。

モータ１は、駆動源としても機能し、駆動輪７から動力が伝達されて連れ回される場合には発電機としても機能する。

変速機４には、モータ１の回転が入力されモータ１の動力の一部を利用して駆動されるメカオイルポンプ１０が設けられている。また、変速機４には、メカオイルポンプ１０から吐出される油によって発生する油圧を調圧して変速機４の各部位に供給する油圧制御回路１１が設けられている。

変速機４は、摩擦伝達機構としてのベルト式無段変速機構（以下、「バリエータ２０」という。）と、バリエータ２０に直列に設けられる副変速機構３０とを備える。「直列に設けられる」とはモータ１から駆動輪７に至るまでの動力伝達経路においてバリエータ２０と副変速機構３０とが直列に設けられるという意味である。副変速機構３０は、この例のようにバリエータ２０の出力軸に直接接続されていてもよいし、その他の変速ないし動力伝達機構（例えば、ギヤ列）を介して接続されていてもよい。

バリエータ２０は、プライマリプーリ２１と、セカンダリプーリ２２と、各プーリ２１、２２の間に掛け回されるＶベルト２３とを備える。バリエータ２０は、プライマリプーリ圧、及びセカンダリプーリ圧に応じてＶ溝の幅が変化してＶベルト２３と各プーリ２１、２２との接触半径が変化し、バリエータ２０の実変速比が無段階に変化する。

副変速機構３０は前進２段・後進１段の変速機構である。副変速機構３０は、２つの遊星歯車のキャリアを連結したラビニョウ型遊星歯車機構３１と、ラビニョウ型遊星歯車機構３１を構成する複数の回転要素に接続され、それらの連係状態を変更する複数の摩擦締結要素（Ｌｏｗブレーキ３２、Ｈｉｇｈクラッチ３３、Ｒｅｖブレーキ３４）とを備える。各摩擦締結要素３２〜３４への供給油圧を調整し、各摩擦締結要素３２〜３４の締結・解放状態を変更すると、副変速機構３０の変速段が変更される。

Ｌｏｗブレーキ３２が締結され、Ｈｉｇｈクラッチ３３、及びＲｅｖブレーキ３４が解放されると、副変速機構３０の変速段は１速となる。Ｈｉｇｈクラッチ３３が締結され、Ｌｏｗブレーキ３２、及びＲｅｖブレーキ３４が解放されると、副変速機構３０の変速段は２速となる。また、Ｒｅｖブレーキ３４が締結され、Ｌｏｗブレーキ３２、及びＨｉｇｈクラッチ３３が解放されると、副変速機構３０の変速段は後進となる。

バリエータ２０の実変速比と、副変速機構３０の変速段とを変更することで、変速機４全体の変速比ｉが変更される。

コントローラ１２は、モータ１および変速機４を統合的に制御するコントローラ１２であり、図２に示すように、ＣＰＵ１２１と、ＲＡＭ・ＲＯＭからなる記憶装置１２２と、入力インターフェース１２３と、出力インターフェース１２４と、これらを相互に接続するバス１２５とから構成される。

入力インターフェース１２３には、アクセルペダル５１の操作量であるアクセルペダル開度ＡＰＯを検出するアクセルペダル開度センサ４１の出力信号、プライマリプーリ回転速度Ｎｐｒｉを検出するプライマリ回転速度センサ４２の出力信号、セカンダリプーリ回転速度Ｎｓｅｃを検出するセカンダリ回転速度センサ４３の出力信号、車速ＶＳＰを検出する車速センサ４４の出力信号、シフトレバー５０の位置を検出するインヒビタスイッチ４５の出力信号、ブレーキペダル５２の操作量に対応したブレーキ液圧ＢＲＰを検出するブレーキ液圧センサ４６からの信号等が入力される。

記憶装置１２２には、モータ１の制御プログラム、変速機４の変速制御プログラム、これらプログラムで用いられる各種マップ・テーブルが格納されている。ＣＰＵ１２１は、記憶装置１２２に格納されているプログラムを読み出して実行し、入力インターフェース１２３を介して入力される各種信号に対して各種演算処理を施して、スロットル開度信号、変速制御信号などを生成し、生成した信号を出力インターフェース１２４を介してモータ１、油圧制御回路１１に出力する。ＣＰＵ１２１が演算処理で使用する各種値、その演算結果は記憶装置１２２に適宜格納される。

油圧制御回路１１は複数の流路、複数の油圧制御弁で構成される。油圧制御回路１１は、コントローラ１２からの変速制御信号などに基づき、複数の油圧制御弁を制御して油圧の供給経路を切り換えるとともにメカオイルポンプ１０から吐出された油によって発生した油圧から必要な油圧を調製し、これを変速機４の各部位に供給する。これにより、バリエータ２０の実変速比、副変速機構３０の変速段が変更され、変速機４の変速が行われる。

図１においては、Ｌｏｗブレーキ３２へのクラッチ実圧を制御する油圧アクチュエータを構成する油圧制御弁１１ａを図示する。

本実施形態の車両は、電動オイルポンプを有しておらず、メカオイルポンプ１０から吐出される油を用いて変速機４などに油圧が供給される。従って、モータ１が停止した場合には、メカオイルポンプ１０も停止するので、変速機４などに油圧を供給することができない。

そこで、本実施形態では、停車中、または走行中にモータ１が停止した後に、モータ１を再駆動する時に以下で説明するモータ制御を行っている。なお、シフトレバー５０がＤレンジ、またはＮレンジとなっており、アクセルペダル５１の踏み込みがなく、ブレーキペダル５２が踏み込まれ、車速ＶＳＰが極低車速である場合に、駆動源であるモータ１を停止するアイドルストップ制御を終了した後のモータ制御を一例として説明する。アイドルストップ制御、モータ制御は、コントローラ１２によって実行される。

図３は、第１実施形態のモータ制御を説明するタイムチャートである。アイドルストップ制御中、シフトレバー５０がＤレンジとなっており、副変速機構３０では各摩擦締結要素３２〜３４が解放され、停車し、モータ１が停止している。

アイドルストップ制御中であっても、Ｌｏｗブレーキ３２へのクラッチ指示圧はゼロではなく、設定圧以上に設定されている。図３において、クラッチ指示圧を破線で示し、クラッチ実圧を実線で示す。設定圧は予め設定された値であり、Ｌｏｗブレーキ３２を締結状態とする指示圧である。このようなクラッチ指示圧が油圧制御弁１１ａに出力されることにより、油圧制御回路１１ではＬｏｗブレーキ３２に油圧を供給するように油路（油圧経路）が形成される。クラッチ指示圧が高くなると、Ｌｏｗブレーキ３２に油圧を供給する油路の開度が大きくなる。

このようにクラッチ指示圧が油圧制御弁１１ａに出力されても、アイドルストップ制御中はモータ１が駆動していないので、実際には油圧はＬｏｗブレーキ３２には供給されず、Ｌｏｗブレーキ３２は解放されたままである。

時間ｔ０において、ブレーキペダル５２の踏み込みがなくなると、アイドルストップ制御を終了し、モータ１が駆動される。モータ１は、モータ１のトルクＴｍが目標モータトルクとなるように制御される。モータ１が駆動されることにより、メカオイルポンプ１０から油が吐出され、Ｌｏｗブレーキ３２に油圧が供給される。アイドルストップ制御による停車中も、Ｌｏｗブレーキ３２へのクラッチ指示圧は設定圧となっており、Ｌｏｗブレーキ３２に油圧を供給する油路は開放状態となっている。従って、モータ１の回転速度Ｎｍの上昇と共に、Ｌｏｗブレーキ３２のクラッチ実圧も上昇し、Ｌｏｗブレーキ３２が締結される。モータ１が駆動され、Ｌｏｗブレーキ３２が締結されることで、モータ１から駆動輪７にトルクが伝達され、車両が発進し、車速ＶＳＰが上昇する。

本発明の第１実施形態の効果について説明する。

例えばアイドルストップ制御を実行し、モータ１を停止しているときに、Ｌｏｗブレーキ３２に油圧を供給する油路を開放状態とする。これにより、モータ１が駆動されると直ぐに、Ｌｏｗブレーキ３２に油圧が供給される。そのため、発進時にモータ１を駆動してからＬｏｗブレーキ３２が締結するまでの時間を短くすることができ、発進性を向上させることができる。また、モータ１の停止中に油圧を供給するための電動オイルポンプを設ける必要がなく、停車中にメカオイルポンプ１０を駆動するためにモータ１を駆動させる必要が無く電費の悪化を抑制することができる（請求項１、５、６に対応する効果）。

次に本発明の第２実施形態について説明する。

第２実施形態においては、第１実施形態に対してモータ制御が異なっている。第２実施形態のモータ制御について図４のタイムチャートを用いて説明する。第２実施形態においても、第１実施形態と同様にアイドルストップ制御が実行され、停車している。

時間ｔ０において、ブレーキペダル５２の踏み込みがなくなると、アイドルストップ制御を終了し、モータ１が駆動される。アクセルペダル５１は踏み込まれていない。ここでは、モータ１のトルクＴｍが徐々に大きくなるようにモータ１が制御される。具体的には、モータ１のトルクＴｍが第１設定時間をかけて目標モータトルクとなるようにモータ１が制御される。第１設定時間は、予め設定された時間であり、Ｌｏｗブレーキ３２が締結する際に、運転者に与えるショックを低減するように設定されている。アクセルペダル５１が踏み込まれておらず、アクセルペダル開度ＡＰＯがゼロの場合には、目標モータトルクは、車両がクリープ走行可能なトルクであるクリープトルク設定値である。

モータ１が駆動され、Ｌｏｗブレーキ３２のクラッチ実圧が上昇し、Ｌｏｗブレーキ３２が締結されることで、モータ１から駆動輪７にトルクが伝達され、車両が発進し、車速ＶＳＰが上昇する。

本実施形態では、第１設定時間をかけてモータ１のトルクＴｍを増加することで、モータ１の回転速度Ｎｍが徐々に増加し、メカオイルポンプ１０から吐出される油量も徐々に増加する。従って、Ｌｏｗブレーキ３２に油圧を供給する油路を開放状態としている場合であっても、Ｌｏｗブレーキ３２に供給される油圧が徐々に増加し、Ｌｏｗブレーキ３２のクラッチトルク容量も徐々に増加する。これにより、Ｌｏｗブレーキ３２の急締結を抑制すると共に、駆動輪７に伝達されるトルクが急増することを抑制することができる。また、モータ１のトルクＴｍが徐々に増加することで、Ｌｏｗブレーキ３２に入力されるトルクも徐々に増加するので、駆動輪７に伝達されるトルクが急増することを抑制することができる。なお、図４においては、駆動輪７に伝達されるトルクの変化によって運転者に与えるショックを加速度Ｇによって表している。加速度Ｇの変化が小さいほど、運転者に与えるショックが低減されていることを表している。本実施形態では、第１設定時間をかけてモータ１のトルクＴｍを増加することで、加速度Ｇの変化は小さく、運転者に与えるショックが低減されている。

このようにして、Ｌｏｗブレーキ３２が締結する際に、運転者に与えるショックを低減することができる。

時間ｔ０から第１設定時間が経過した時間ｔ１において、モータ１のトルクＴｍが目標モータトルク（クリープトルク設定値）となる。このように、第１設定時間は、図４において時間ｔ１から時間ｔ０を引いた時間に対応する。

次に、アクセルペダル５１が踏み込まれた場合のモータ制御について図５のタイムチャートを用いて説明する。ここでも、図４と同様にアイドルストップ制御が実行され、停車している。

時間ｔ０において、ブレーキペダル５２の踏み込みがなくなると、アイドルストップ制御を終了し、モータ１が駆動される。アクセルペダル５１は踏み込まれていない。モータ１のトルクＴｍが徐々に高くなるようにモータ１が制御される。具体的な方法は図４を用いた説明したモータ制御と同様である。これにより、モータ１のトルクＴｍが徐々に大きくなるようにモータ１が制御される。モータ１が駆動されることで、Ｌｏｗブレーキ３２のクラッチ実圧が上昇する。

時間ｔ１において、アクセルペダル５１が踏み込まれ、アクセルペダル開度ＡＰＯが徐々に大きくなる。モータ１のトルクＴｍを第１設定時間をかけて目標モータトルクまで大きくしている間に、アクセルペダル５１が踏み込まれた場合、アクセルペダル開度ＡＰＯの増加開始から第２設定時間の間、アクセルペダル開度ＡＰＯに応じたモータ１のトルク増加を行わない。第２設定時間は、予め設定された時間であり、第１設定時間よりも長く設定される。ここでは、第２設定時間の間、モータ１のトルクＴｍはアクセルペダル開度ＡＰＯが増加した時のトルクＴｍに保持される。これにより、Ｌｏｗブレーキ３２のクラッチトルク容量が十分に大きくなる前にモータ１のトルクＴｍが増加することを抑制し、Ｌｏｗブレーキ３２の滑りを抑制することができる。また、モータ１のトルクＴｍが急激に増加することを抑制することで、メカオイルポンプ１０から吐出される油が急激に増加することを抑制する。これにより、Ｌｏｗブレーキ３２が締結する際に、運転者に与えるショックを低減することができる。

モータ１のトルクＴｍが保持されている間であっても、モータ１の回転速度Ｎｍを増加することで、メカオイルポンプ１０から吐出される油量が増加し、Ｌｏｗブレーキ３２が締結する。

アクセルペダル開度ＡＰＯの増加開始から第２設定時間が経過した時間ｔ２において、モータ１のトルクＴｍの増加を開始する。これにより、モータ１の回転速度Ｎｍが増加する。また、モータ１のトルクＴｍが増加するので、Ｌｏｗブレーキ３２のクラッチトルク容量を増加させるために、Ｌｏｗブレーキ３２のクラッチ指示圧が増加し、クラッチ実圧も増加する。このように第２設定時間は、図５において時間ｔ２から時間ｔ１を引いた時間に相当する。

次に第２実施形態の効果について説明する。

例えばアイドルストップ制御後にモータ１を駆動する時に、モータ１のトルクＴｍを第１設定時間かけて徐々に増加させ、メカオイルポンプ１０が吐出する油量を徐々に増加させる。これにより、アイドルストップ制御中にＬｏｗブレーキ３２に油圧を供給する油路を開放状態としている場合であっても、Ｌｏｗブレーキ３２のクラッチトルク容量が徐々に増加する。そのため、Ｌｏｗブレーキ３２の急締結を抑制すると共に、駆動輪７に伝達されるトルクが急増することを抑制することができる。また、モータ１のトルクＴｍが徐々に増加することで、Ｌｏｗブレーキ３２に入力されるトルクも徐々に増加するので、駆動輪７に伝達されるトルクが急増することを抑制することができる。従って、Ｌｏｗブレーキ３２が締結する際に、運転者に与えるショックを低減することができる。（請求項２に対応する効果）。

モータ１のトルクＴｍを第１設定時間かけて徐々に増加しているときに、アクセルペダル開度ＡＰＯが増加すると、アクセルペダル開度ＡＰＯが増加を開始してから第２設定時間経過後にアクセルペダル開度ＡＰＯに応じたモータ１のトルクＴｍの増加を開始する。また、第２設定時間を第１設定時間よりも長く設定する。これにより、モータ１のトルクＴｍを第１設定時間かけて徐々に増加しているときに、アクセルペダル５１が踏み込まれた場合であっても、Ｌｏｗブレーキ３２のクラッチトルク容量が十分に大きくなる前にモータ１のトルクＴｍが増加することを抑制し、Ｌｏｗブレーキ３２の滑りを抑制することができる。また、モータ１のトルクＴｍが急激に増加することを抑制することで、メカオイルポンプ１０から吐出される油が急激に増加することを抑制する。これにより、Ｌｏｗブレーキ３２が締結する際に、運転者に与えるショックを低減することができる（請求項３に対応する効果）。

モータ１のトルクＴｍを第１設定時間かけてクリープトルク設定値まで増加させることで、モータ１を駆動源して用いて発進する場合であっても、エンジンを駆動源として用いて発進する場合と同様の車両挙動を実現することができ、運転者に違和感を与えることを抑制することができる（請求項４に対応する効果）。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

上記実施形態では、停車中に駆動源であるモータ１を停止させるアイドルストップ制御を終了した後のモータ制御について説明したが、例えば走行中にモータ１を停止させるコーストストップ制御を終了した後にモータ１を駆動する制御に適用してもよい。コーストストップ制御は、例えば、シフトレバー５０がＤレンジであり、車速ＶＳＰが所定車速未満であり、アクセルペダル５１が踏み込まれておらず、かつブレーキペダル５２が踏み込まれている場合などに実行される。所定車速は、予め設定された低車速である。

上記実施形態は、駆動源としてモータ１を有する車両について説明したが、駆動源としてモータ１に加えてエンジンを有する車両において、発進時などにモータ１を駆動する制御に適用してもよい。

また、変速機４は、副変速機構３０ではなく、前後進切替機構を有して構成されてもよい。さらに、変速機４は、バリエータ２０ではなく、有段変速機、トロイダル型の無段変速機を有して構成されてもよい。

また、上記実施形態では、発進時にＬｏｗブレーキ３２を締結させたが、Ｈｉｇｈクラッチ３３を締結する場合に上記モータ制御を適用してもよい。

１ ：モータ
４ ：変速機
７ ：駆動輪
１０ ：メカオイルポンプ（オイルポンプ）
１１ ：油圧制御回路
１１ａ ：油圧制御弁（油圧アクチュエータ）
１２ ：コントローラ（駆動源制御部、油圧アクチュエータ制御部）
２０ ：バリエータ
３０ ：副変速機構
３２ ：Ｌｏｗブレーキ（クラッチ）

Claims (6)

1. 少なくともモータを含む駆動源と、
   前記駆動源により駆動されるオイルポンプと、
   前記駆動源と接続され、前記オイルポンプの停止に伴い解放状態となるクラッチと、
   前記オイルポンプから前記クラッチへの油圧経路を開閉する油圧アクチュエータとを有する車両を制御する車両の制御装置であって、
   前記駆動源を停止する駆動源制御部と、
   前記駆動源制御部による駆動源停止中に、前記油圧経路を開放状態とする油圧アクチュエータ制御部と、
   を備えることを特徴とする車両の制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の制御装置であって、
   前記駆動源制御部は、停車中、または走行中に前記駆動源を停止した後に前記駆動源を駆動する時に前記モータのトルクを第１設定時間かけて徐々に増加させることにより、前記オイルポンプが吐出する油量を徐々に増加させる、
   ことを特徴とする車両の制御装置。
3. 請求項２に記載の車両の制御装置であって、
   前記駆動源制御部は、アクセルペダル開度に応じて前記モータのトルクを制御する一方、前記アクセルペダル開度が増加を開始してから第２設定時間経過後に前記モータのトルク増加を開始し、
   前記第２設定時間は、前記第１設定時間よりも長く設定されている、
   ことを特徴とする車両の制御装置。
4. 請求項２または３に記載の車両の制御装置であって、
   前記駆動源制御部は、停車中、または走行中に前記駆動源を停止した後に前記駆動源を駆動する際に前記モータのトルクを前記第１設定時間かけてクリープトルク設定値まで増加させる、
   ことを特徴とする車両の制御装置。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の車両の制御装置であって、
   前記油圧アクチュエータは、前記油圧経路の開閉を指示する指示圧が大きいほど前記油圧経路の開度が大きくなり、
   前記油圧アクチュエータ制御部は、前記駆動源制御部による駆動源停止中に、前記指示圧を設定値以上に設定する、
   ことを特徴とする車両の制御装置。
6. 少なくともモータを含む駆動源と、
   前記駆動源により駆動されるオイルポンプと、
   前記駆動源と接続され、前記オイルポンプの停止に伴い解放状態となるクラッチと、
   前記オイルポンプから前記クラッチへの油圧経路を開閉する油圧アクチュエータとを有する車両を制御する車両の制御方法であって、
   前記駆動源を停止し、
   前記駆動源の停止中に、前記油圧経路を開放状態とする、
   ことを特徴とする車両の制御方法。

Images