JP5136438B2 - 車両の制動力制御装置および制動力制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの駆動力によってオイルポンプを駆動し、そのオイルポンプの油圧を変速機に伝達して変速を行うようにした車両の制動力制御装置および制動力制御方法に関する。

一般に、エンジン走行中にクラッチを締結した状態でアクセルオンすると、エンジンのフリクショントルク（減速力）によって所定の制動力が得られる（いわゆるエンジンブレーキ）。しかし、このエンジンのフリクショントルクによって得られる制動力は、エンジンの回転数によって変化するため、エンジン回転数が低い場合には充分な制動力が得られない。
そのため、例えば以下の特許文献１などでは、アクセルオン時に必要な要求制動力を演算し、それに応じて変速機の変速比を変化させることでエンジンのフリクショントルクを増加させて所望の制動力を得るようにした技術を提案している。

特開２００３−２０８６号公報

ところで、前記特許文献１のような技術では、変速機の変速比を増大させる場合、減速が開始してから変速比の変更が完了するまでに時間を要するため、ある程度の遅れが生ずる。この結果、エンジンのフリクショントルク（減速力）が所定値に達するまでに遅れが生じてしまい、制動距離が長くなる可能性がある。
そこで、本発明はこのような課題に解決するために案出されたものであり、その目的は、減速要求に対してエンジンのフリクショントルク（減速力）を素早く所定値まで到達できる新規な車両の制動力制御装置および制動力制御方法を提供するものである。

前記目的を達成するために本発明は、エンジンの駆動力によってオイルポンプを駆動すると共に、当該オイルポンプの油圧を変速機に伝達して変速を行うようにした車両の制動力制御装置に関する。
この車両の制動力制御装置は、アクセルオフによる要求制動力を算出する制動力算出手段と、当該制動力算出手段で算出した要求制動力と前記エンジンのフリクショントルクとを比較する比較手段と、バルブ制御手段とを備える。

そして、このバルブ制御手段は、前記比較手段による比較により前記要求制動力が前記エンジンのフリクショントルクを超えていると判断したときは、前記ポンプの油圧を調整するためのバルブを制御して前記ポンプの油圧を上昇させる。具体的には、前記比較手段による比較により前記要求制動力が前記エンジンのフリクショントルクを超えていると判断したときは、前記オイルポンプの油圧を調整するためのバルブをアクセルオンのときに比べて閉じる方向に制御する。

本発明によれば、バルブ制御手段によってバルブが閉じられるとポンプの油圧が高くなってそのポンプを駆動するためのトルクが増大する。そして、このポンプはエンジンにより駆動されているため、その分だけポンプを駆動するためのトルクが必要となり、エンジンのフリクショントルクが増大する。
すなわち、アクセルオフによる要求制動力が通常のエンジンのフリクショントルクを超えている場合でも、変速機の油圧回路のバルブを閉じるだけでエンジンのフリクショントルクを増大することができる。
これにより、減速要求に対してエンジンのフリクショントルク（減速力）を素早く所定値まで到達させることができる。この結果、制動距離が長くなるのを防止できる。

本発明に係るハイブリッド車１００およびこれに適用する制動力制御装置（駆動制御装置）の実施の一形態を示す全体構成図である。 複数のバルブを有する油圧回路を備えた変速機１０４の概要を示す構成図である。 本発明に係る制動力制御方法の流れの一例を示すフローチャート図である。 （ａ）は各バルブＡ〜Ｄごとのバルブ制御時間に対する応答性を、（ｂ）は各バルブＡ〜Ｄごとのバルブ制御時間に対する圧力変化量をそれぞれ示したマップ図である。 （ａ）は図４（ａ）に基づく必要応答時間とバルブ制御順序との関係を、（ｂ）図４（ｂ）に基づく必要フリクションと選択バルブとの関係をそれぞれ示したマップ図である。 、アクセルオンからアクセルオフしたときに所定の減衰力を得るまでに要する変速比変更時間の一例を示したグラフ図である。

以下、本発明の制動力制御装置の実施の一形態を添付図面を参照しながら説明する。
（構成）
図１は、本発明の制動力制御装置を備えたハイブリッド車両１００を示す全体構成図である。
図示するように、このハイブリッド車両１００は、エンジン１０１と、モータ１０２と、オイルポンプ（Ｏ／Ｐ）１０３と、無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）１０４と、第１クラッチ１０５と、第２クラッチ１０６とを有する。さらに、このハイブリッド車両１００は、駆動輪（タイヤ）１０７と、ドライバー操作部１０８と、ディファレンシャルギア１０９と、制御部（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）２０１と、ナビゲーションシステム３０１とを有する。
エンジン１０１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関からなる。そして、このエンジン１０１は、制御部（ＥＣＵ）２０１からの制御指令に基づいてドライバーのトルク要求（具体的にはアクセル開度）に応じて車両駆動のためのトルクを発生する。

モータ１０２は、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルを巻き付けた同期型モータジェネレータなどからなる。このモータ１０２は、制御部（ＥＣＵ）２０１からの制御指令に基づいてインバータ（図示せず）により作り出された三相交流を印加することにより、ドライバーのトルク要求（具体的にはアクセル開度）に応じたトルクを出力する。そして、このモータ１０２は、トルク要求が低い場合は単独で駆動トルクを発生（ＥＶ走行状態）し、トルク要求が高い場合には、エンジン１０１の駆動トルクをアシスト（ＨＥＶ走行状態）する。なお、このモータ２０１は、制動時にロータが外力により回転しているときには、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能して図示しないバッテリを充電する（回生制動）。

また、このモータ２０１は、無段変速機（ＣＶＴ）１０４の変速比を制御するためのオイルポンプ（Ｏ／Ｐ）１０３の駆動源としても機能する。
オイルポンプ（Ｏ／Ｐ）１０３は、制御部（ＥＣＵ）２０１からの制御指令に基づいて動作し、モータ２０１の動力によって発生する油圧を調整することによって無段変速機（ＣＶＴ）１０４の変速比を制御する。

無段変速機（ＣＶＴ）１０４は、制御部（ＥＣＵ）２０１からの制御指令に基づいて動作し、エンジン１０１およびモータ１０２のトルクを駆動輪１０７へと適切に伝達するよう変速比（プライマリとセカンダリ）を設定する。実際のトルク伝達は、第２クラッチ１０６を介して接続した入力（プライマリ軸）から出力軸（セカンダリ軸）へとトルクを伝え、ディファレンシャルギア１０９を介して駆動輪１０７に伝達する。そして、この無段変速機（ＣＶＴ）１０４は、図２に示すように複数のバルブ（バルブＡ、バルブＢ、バルブＣ、バルブＤ）によって制御可能な油圧回路を備える。なお、図２に示す油圧回路およびその各バルブＡ〜Ｄの制御については後述する。

第１クラッチ１０５は、エンジン１０１とモータ１０２との間に介装した油圧式単板クラッチなどからなる。この第１クラッチ１０５は、制御部（ＥＣＵ）２０１からの制御指令に基づいて動作し、エンジン１０１とモータ１０２との間のトルク伝達を制御する。そして、例えばＥＶ走行時にはその締結を解除し、ＨＥＶ走行時およびエンジン１０１のトルクのみでの走行時には締結状態とする。

第２クラッチ１０６は、制御部（ＥＣＵ）２０１からの制御指令に基づいて動作し、モータ１０２と無段変速機（ＣＶＴ）１０４との間のトルク伝達を制御する。そして、通常走行している際には（一部の場合を除いて）締結状態となり、ドライバー操作部１０８のシフトがＰまたはＮレンジ時、およびモータ１０２側と無段変速機（ＣＶＴ）１０４側の回転差が正から負に切り替わる際にその締結を解除する。

駆動輪（タイヤ）１０７は、無段変速機（ＣＶＴ）１０４のプライマリ軸から駆動力を得てエンジン１０１およびモータ１０２のトルクを無段変速機（ＣＶＴ）１０４を介して路面へと伝達する機能を有する。また、回生制動時には運動エネルギー（慣性力）を無段変速機（ＣＶＴ）１０４を介してモータへと伝達する機能を有する。
ドライバー操作部１０８は、アクセルペダルやシフト操作部などからなり、ドライバー操作によるシフトレンジおよびアクセル開度情報を制御部（ＥＣＵ）２０１に伝える機能を有する。そして、制御部（ＥＣＵ）２０１は、このドライバー操作部１０８からの情報に基づいてエンジン１０１とモータ１０２への要求トルク（配分含む）、および無段変速機（ＣＶＴ）１０４の変速比を制御する。

また、この制御部（ＥＣＵ）２０１は、さらにナビゲーションシステム３０１から得られる地形情報とドライバー操作部１０８からの情報とを基づいてエンジン１０１とモータ１０２への要求トルク（配分含む）および無段変速機（ＣＶＴ）１０４の変速比を適切に設定するようにオイルポンプ１０３を制御する。
そして、本発明においては、この制御部（ＥＣＵ）２０１が制動力制御装置およびその各手段の主たる構成として機能して図２に示した無段変速機（ＣＶＴ）１０４の油圧回路の各バルブＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度およびその順序などを制御する。

ナビゲーションシステム３０１は、道順案内などを行いドライバーの運転を支援する公知の車載システムであり、制御部（ＥＣＵ）２０１に対して現在位置情報や経路案内情報の他、少なくとも地形情報を送る機能を有する。
無段変速機（ＣＶＴ）１０４の油圧回路を構成する各バルブＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、図２に示すようにこの変速機内の油圧を制御するものであり、前述したように制御部（ＥＣＵ）２０１からの制御指令によって動作する。

そして、バルブＡは、フォワード／リバースクラッチ４０７や潤滑・冷却系５００を制御するラインＬ１の油圧を制御する。
バルブＢ、バルブＣは、それぞれプライマリプーリ４０５を制御するラインＬ２およびセカンダリプーリ４０６を制御するラインＬ３の油圧をそれぞれ制御する。
バルブＤは、バルブＡからの余剰油と、潤滑・冷却系５００を制御するラインＬ４の油圧を制御する。
プライマリプーリ４０５は、バルブＢによって制御され、無段変速機（ＣＶＴ）１０４の変速比を適切に設定する。
セカンダリプーリ４０６は、バルブＣによって制御され、無段変速機（ＣＶＴ）１０４の変速比を適切に設定する。なお、プライマリプーリ４０５とセカンダリプーリ４０６はこれらバルブＢ、バルブＣによって同時に制御される。

（作用）
次に、このような構成をしたハイブリッド車両１００に搭載する制動力制御装置による制御方法を図３のフローチャート図を参照しながら説明する。
先ず、制御部（ＥＣＵ）２０１は、最初のステップＳ１１において、ドライバー操作部１０８を把握し、その操作状態がＤレンジかつアクセルオフ（コースト状態）であるか否かを判断する。その結果、Ｄレンジかつアクセルオフでないと判断したとき（Ｎｏ）は、そのまま待機するが、Ｄレンジかつアクセルオフであると判断したとき（Ｙｅｓ）は、次のステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１２では、制御部（ＥＣＵ）２０１は、ナビゲーションシステム３０１を活用し、地形情報を得て坂道勾配を把握し、必要なフリクション量を演算する。
そして、制御部（ＥＣＵ）２０１は、その演算の結果に基づいて無段変速機（ＣＶＴ）１０４内の油圧変化を急峻にすべきか否かを判断する。その判断の結果、油圧変化を急峻にすべきと判断したとき（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１３側に移行し、急峻にすべきでないと判断したとき（Ｎｏ）は、ステップＳ１５側に移行してそれぞれの処理を実行する。

ステップＳ１３において、制御部（ＥＣＵ）２０１は、油圧変化を急峻にすべきと判断したときは応答性を重視することを決定し、必要応答時間を演算して次のステップＳ１４に移行する。
ステップＳ１４では、ステップＳ１３で演算した必要応答時間に応じて、例えば図５（ａ）に示すようなバルブの選択順序を決定し、決定した順序でバルブを制御することで処理を終了する。

一方、ステップＳ１５において、制御部（ＥＣＵ）２０１は、油圧変化を急峻にする必要がないと判断したときは、圧力変化量を重視することを決定して次のステップＳ１６に移行する。
ステップＳ１６では、必要フリクションに応じて制御するバルブを選択し、例えば図５（ｂ）に示すように選択したバルブ数で制御することで処理を終了する。

図４（ａ）は前述した各バルブＡ〜Ｄのバルブ制御時間と応答性との関係を、また、図４（ｂ）は、各バルブＡ〜Ｄのバルブ制御時間と圧力変化との関係をそれぞれ示すマップの一例を示したものである。また、図５（ａ）は、必要応答時間に応じたバルブ制御順序の一例を、図５（ｂ）は、必要フリクションに応じた選択バルブの一例を示したものである。

先ず、図４（ａ）に示すように、バルブ制御時間に対する応答性は、バルブＣが最も速く、次いでバルブＤ、バルブＡと続き、バルブＢが最も遅くなっている。
従って、図５（ａ）に示すように、必要とされる応答時間が最も速い「０〜Ｘ１」の場合は、応答性が速い順に各バルブを選択することになる（Ｃ→Ｄ→Ａ→Ｂ）。そして、次に応答時間が速い「Ｘ１〜Ｘ２」の場合は、バルブＣ→Ｄまでは最も速いパターンと同じであるが、次に選択するのは最も応答性が低いバルブＢを選択し、次に応答性が低いバルブＡを選択する（Ｃ→Ｄ→Ｂ→Ａ）。
以後、同図に示すようにその必要応答時間に応じたバルブの制御順序を選択することで必要な応答性を得ることができる。

一方、図４（ｂ）に示すように、バルブ制御時間に対する圧力変化量は、バルブＡが最も大きく、次いでバルブＢ、バルブＣと続き、バルブＤが最も小さくなっている。
従って、図５（ｂ）に示すように、必要とされるフリクションが最も小さい「０〜Ｆ１」の場合は、圧力変化量が最も小さいバルブＤを選択することになる。そして、次に必要とされるフリクションが大きい「Ｆ１〜Ｆ２」の場合は、バルブＤ、Ｃを選択し、以後必要フリクションが高くなるに従って圧力変化量が大きい方のバルブを選択して制御する。そして、必要フリクションが最大「Ｆ（ｎ−１）〜Ｆｎ」の場合は、全てのバルブＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを選択することで最大のフリクションを得ることができる。

図６は、アクセルオンからアクセルオフしたときに所定の減衰力を得るまでに要する変速比変更時間の一例を示したものである。
図示するように、本発明の制御方法に係る実施例（応答性重視の場合および圧力変化量重視の場合）においては、いずれも従来例に比べて短時間で所定の減衰力に到達することができる。
しかも、前述したように、各バルブの制御順序を制御したり、選択するバルブによって任意の応答時間および必要なフリクションを得ることが可能となるため、よりきめ細かい高精度な制動力制御を行うことができる。

なお、本実施の形態では、特に図５（ａ）において、必要応答時間に応じて各バルブを順に制御する例で示したが、いずれか２つ以上のバルブまたは全てのバルブを同時に制御するなどの方法であっても良い。
また、前記課題を解決するための手段に開示した本願発明の制動力制御装置を構成する「制動力算出手段」は、ドライバー操作部１０８や制御部（ＥＣＵ）２０１などに対応する。また、同じく「比較手段」は、制御部（ＥＣＵ）２０１やナビゲーションシステム３０１に対応し、「バルブ制御手段」は、制御部（ＥＣＵ）２０１やオイルポンプ１０３をなどに対応する。

（効果）
次に、本発明の効果を説明する。
本発明の制動力制御装置および制動力制御方法によれば、以下のような効果を発揮する。
（１）本発明は、要求制動力がエンジンのフリクショントルクを超えているときは、オイルポンプの油圧を調整するためのバルブを制御してオイルポンプの油圧を上昇させる。
具体的には、比較手段による比較により要求制動力がエンジンのフリクショントルクを超えていると判断したときは、オイルポンプの油圧を調整するためのバルブをアクセルオンのときに比べて閉じる方向に制御する。

このようにバルブが閉じられるとオイルポンプの油圧が高くなってそのオイルポンプを駆動するためのトルクが増大する。そして、このオイルポンプはエンジンにより駆動されているため、その分だけオイルポンプを駆動するためのトルクが必要となり、エンジンのフリクショントルクが増大する。
すなわち、アクセルオフによる要求制動力が通常のエンジンのフリクショントルクを超えている場合でも、変速機のバルブを閉じるだけでエンジンのフリクショントルクを増大することができる。
これにより、減速要求に対してエンジンのフリクショントルク（減速力）を素早く所定値まで到達させることができるため、制動距離が長くなるのを防止できる。

（２）本発明はさらにエンジンのフリクショントルクを超える要求制動力の大きさに応じて前記バルブの開度を制御する。
これによって、その要求制動力の大きさに応じた減衰力を機敏に得ることができる。
（３）本発明はさらにオイルポンプの油圧を調整するためのバルブが複数あってそれら各バルブがそれぞれバルブ制御時間に対する応答性が異なるときは、必要応答時間に応じてこれら各バルブの制御順序を変える。
これによって、図５（ａ）に示すように必要とされる応答時間に応じた最適な応答性を得ることができる。

（４）本発明はさらにポンプの油圧を調整するためのバルブが複数あってそれら各バルブがそれぞれバルブ制御時間に対する圧力変化量が異なるときは、要求制動力の大きさに応じて各バルブを選択して制御する。
これによって、図５（ｂ）に示すように必要とされる要求制動力（必要フリクション）に応じた最適なフリクション量を得ることができる。
（５）本発明はさらに前記複数のバルブを同時に制御可能となっている。
これによって、適切なフリクション量および応答性を設定することができ、結果的に制御の自由度を増すことができる。

１００…ハイブリッド車両
１０１…エンジン
１０２…モータ
１０３オイルポンプ（Ｏ／Ｐ）
１０４…変速機（ＣＶＴ）
１０５…第１クラッチ
１０６…第２クラッチ
１０７…駆動輪（タイヤ）
１０８…ドライバー操作部
１０９…ディファレンシャル
２０１…制御部（ＥＣＵ）
３０１…ナビゲーションシステム
４０５…プライマリプーリ
４０６…セカンダリプーリ

Claims (6)

1. エンジンで駆動力されるポンプの油圧で変速を行う変速機を有する車両の制動力制御装置であって、
   アクセルオフによる要求制動力を算出する制動力算出手段と、
   当該制動力算出手段で算出した要求制動力と前記エンジンのフリクショントルクとを比較する比較手段と、
   当該比較手段による比較により前記要求制動力が前記エンジンのフリクショントルクを超えていると判断したときは、前記ポンプの油圧を調整するためのバルブを制御して前記ポンプの油圧を上昇させるバルブ制御手段と、を備えたことを特徴とする車両の制動力制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の制動力制御装置において、
   前記バルブ制御手段は、前記エンジンのフリクショントルクを超える前記要求制動力の大きさに応じて前記バルブの開度を制御することを特徴とする車両の制動力制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両の制動力制御装置において、
   前記バルブ制御手段は、前記ポンプの油圧を調整するためのバルブが複数あると共に当該各バルブがそれぞれバルブ制御時間に対する応答性が異なるときは、前記必要応答時間に応じて前記各バルブの制御順序を変えることを特徴とする車両の制動力制御装置。
4. 請求項１または２に記載の車両の制動力制御装置において、
   前記バルブ制御手段は、前記ポンプの油圧を調整するためのバルブが複数あると共に当該各バルブがそれぞれバルブ制御時間に対する圧力変化量が異なるときは、前記要求制動力の大きさに応じて前記バルブを選択して制御することを特徴とする車両の制動力制御装置。
5. 請求項３または４に記載の車両の制動力制御装置において、
   前記バルブ制御手段は、前記複数のバルブを同時に制御することを特徴とする車両の制動力制御装置。
6. エンジンの駆動力によってポンプを駆動すると共に、当該ポンプの油圧を変速機に伝達して変速を行うようにした車両の制動力制御方法であって、
   アクセルオフによる要求制動力を算出した後、算出した要求制動力と前記エンジンのフリクショントルクとを比較し、前記要求制動力が前記エンジンのフリクショントルクを超えていると判断したときは、前記ポンプの油圧を調整するためのバルブを制御して前記ポンプの油圧を上昇させることを特徴とする車両の制動力制御方法。

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