JP5548697B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、アイドルストップが行われる前に電動オイルポンプを始動する車両の制御装置に関する。
特許文献1に開示された車両のエンジン制御装置は、無段変速機等の駆動力伝達系に制御油圧を供給する駆動系のオイルポンプに加えて、電動オイルポンプを備える。当該エンジン制御装置は、エンジン停止制御処理を行った後に電動オイルポンプを駆動する。このため、エンジン停止のためにオイルポンプが停止しても、電動オイルポンプの駆動により駆動力伝達系に作動油が供給される。その結果、エンジン停止時に駆動力伝達系の作動不良を防止でき、再発進時の駆動力伝達不良を防止できる。
上記エンジン制御装置は、図12に示すアイドルストップ制御ルーチンを実行する。当該アイドルストップ制御ルーチンでは、図12に示すように、ステップs1で車両の運転情報(データ)が各センサから入力され、記憶処理され、ステップs2ではエンジン回転数Neが始動判定値である所定値Ne1を上回る駆動時か否か判断し、駆動時にはステップs3、停止時にはステップs4に進む。停止時にステップs4に達すると、キーオン信号あるいはエンジンの始動条件が満たされて始動信号Ss、Sskが入力されているか否か判断し、Noではそのままメインルーチンにリターンする。
ステップs2でエンジン駆動時であるとしてステップs3に進むと、エンジン停止許可車速設定処理を行なう。エンジン停止許可車速設定処理では、現在の車両の速度Vcnおよび一定時間前の車両Vcn−1の速度からその減算値δVを求め、減速度−α=δV/δtを算出し、減速度−αに応じたエンジン停止許可車速Voを許可車速設定マップmp1で演算し、ステップs6に進む。
ステップs6ではエンジン停止制御処理を実行する。図13に示すように、エンジン停止制御処理ルーチンでは、ステップb1で減速度−αが予め設定されている停止可能判定値−α1以下であるか判断し、Yesで定常の違和感を生じない制動モード内にあると見做すと、ステップb2に達し、ここでは現在の車速Vcnがエンジン停止許可車速Vo以下であるか否か判断し、これにより、Yesで、自動停止制御を許可できる制動モードにあると判断すると、ステップb3に、自動停止制御をキャンセルすべき運転域ではそのままメインルーチンにリターンする。
ステップb3ではブレーキペダルが踏込み状態(踏込み信号Sbオン)であるか否か判断し、オンではステップb4に進み、オフでは自動停止条件が満足されず、そのままメインルーチンにリターンする。ステップb4では自動停止条件が成立することより、燃料供給装置や点火装置を停止させ車速Vcがゼロでなくてもそのままエンジン停止を実行し、アイドルストップ制御ルーチンにリターンする。
ステップs6の後で、ステップs7に進む。ステップs7では、無段変速機等の駆動力伝達系に制御油圧を供給する電動オイルポンプを駆動させ、メインルーチンにリターンする。この処理により電動オイルポンプの駆動により駆動系のオイルポンプがエンジンストップで停止していても、エンジン停止時に作動油圧を油圧切換え機構に供給できる。
日本国特開2005−147048号公報
上記説明したように、特許文献1のエンジン制御装置は、ステップs6でエンジン停止制御処理を実行した後に、ステップs7で電動オイルポンプを駆動する。しかし、エンジン停止直後に電動オイルポンプを駆動しても、駆動力伝達系に十分な制御油圧を供給できるとは限らない。このため、車両停止直後にアイドルストップを行う際には、エンジン停止前に電動オイルポンプを駆動しておくことが望ましい。但し、車両が停止する前に電動オイルポンプを駆動すると、車両停止後に電動オイルポンプを駆動する場合と比べて電力が消費される。したがって、消費電力を低減するためには、車両の走行状態に応じたタイミングで電動オイルポンプを始動する必要がある。
本発明の目的は、アイドルストップが行われる前に電動オイルポンプを最適のタイミングで始動可能な車両の制御装置を提供することである。
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項1に記載の発明の制御装置は、駆動源として少なくとも内燃機関(例えば、実施の形態での内燃機関103)を含む駆動力発生部(例えば、実施の形態での電動機101及び内燃機関103)と、前記駆動力発生部から駆動力が入力される入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との比を変化させる自動変速機(例えば、実施の形態での無段変速機105)と、蓄電器からの電力供給によって駆動して、前記自動変速機に作動油圧を供給する電動オイルポンプ(例えば、実施の形態での電動オイルポンプ109)と、車両の走行速度を検出する車速検出部(例えば、実施の形態での回転数センサ111a,111b及びマネジメントECU117)と、を備え、前記駆動力発生部のアイドルストップを行う車両の制御装置(例えば、実施の形態でのマネジメントECU117)であって、当該制御装置は、前記駆動力発生部が発生した駆動力によって前記車両が走行中に、当該車両の走行速度の変化量に応じて設定された車速に関する条件が満たされると、前記アイドルストップが行われる前に前記電動オイルポンプを始動制御することを特徴としている。
さらに、請求項2に記載の発明の制御装置では、前記車両が減速走行時に設定される前記条件が示す車速は、当該車両の走行速度の変化量が小さいときには低く設定され、前記変化量が大きいときには高く設定され、当該制御装置は、前記条件が示す車速まで前記車両の走行速度が低下すると、前記電動オイルポンプを始動制御することを特徴としている。
さらに、請求項3に記載の発明の制御装置では、前記電動オイルポンプが駆動した状態でアイドルストップが行われる前に前記車両が加速に転じた時に設定される前記条件が示す車速は、当該車両の走行速度の変化量が小さいときには高く設定され、前記変化量が大きいときには低く設定され、当該制御装置は、前記条件が示す車速に前記車両の走行速度が到達すると、前記電動オイルポンプを停止制御することを特徴としている。
さらに、請求項4に記載の発明の制御装置では、前記車両が加速に転じた時に設定される前記条件が示す車速は、前記車両が減速走行時に設定される前記条件が示す車速よりも高いことを特徴としている。
さらに、請求項5に記載の発明の制御装置では、前記車両は、前記電動オイルポンプが前記自動変速機に供給する作動油の温度を検出する油温検出部(例えば、実施の形態での油温センサ119)を備え、前記車速に関する条件は、前記車両の走行速度の変化量及び前記作動油の温度に応じて設定され、前記条件が示す車速は、前記車両の走行速度の変化量が一定であれば、前記作動油の温度が高いほど低く設定されていることを特徴としている。
請求項1〜2に記載の発明の制御装置によれば、アイドルストップが行われる前に電動オイルポンプを駆動するにあたり、車両走行速度の変化量に応じた最適のタイミングで電動オイルポンプを始動制御するため、その消費電力を抑えることができる。
請求項3〜4に記載の発明の制御装置によれば、電動オイルポンプが駆動した状態でアイドルストップが行われる前に車両が加速に転じたときに電動オイルポンプを停止するにあたり、車両走行速度の変化量に応じた最適なタイミングで電動オイルポンプの駆動を停止することができる。
請求項5に記載の発明の制御装置によれば、電動オイルポンプが自動変速機に所望の作動油圧を供給するまでに要する時間が油温によって異なることが考慮されている。このため、油温が低く電動オイルポンプが供給する実際の作動油圧に応答遅れが生じる場合であっても、アイドルストップ前に電動オイルポンプが所望の作動油圧を自動変速機に供給している状態とすることができる。
一実施形態のHEVの内部構成を示すブロック図 CVT105の内部構成、並びに、電動機101、内燃機関103、機械式オイルポンプ107、電動オイルポンプ109、マネジメントECU117及び駆動輪123L,123Rの各々とCVT105との関係を示す図 油温に応じた減速度に対する車速しきい値VthLを示すグラフ 油温に応じた加速度に対する車速しきい値VthHを示す、車速しきい値VthLとの相対比較が可能なグラフ 車両が減速時にマネジメントECU117が行う動作を示すフローチャート 図5に示したステップS101で行われるサブルーチンを示すフローチャート 車両が減速時に行われる電動オイルポンプ109の始動制御の開始タイミング等の例を示すタイムチャート 車両が減速時に行われる電動オイルポンプ109の始動制御の開始タイミング等の例を示すタイムチャート 電動オイルポンプ109が駆動した状態でアイドルストップが行われる前に車両が加速に転じた際にマネジメントECU117が行う動作を示すフローチャート 車両が加速に転じた際に行われる電動オイルポンプ109の停止制御の開始タイミング等の例を示すタイムチャート 他の実施形態の車両の内部構成を示すブロック図 特許文献1のエンジン制御装置が実行するアイドルストップ制御ルーチンのフローチャート 特許文献1のエンジン制御装置が実行するエンジン停止制御処理ルーチンのフローチャート
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
HEV(Hybrid Electrical Vehicle:ハイブリッド電気自動車)は、電動機及び/又は内燃機関の駆動力によって走行する。以下説明するHEVでは、電動機の駆動軸は、内燃機関の駆動軸に直結されている。
図1は、一実施形態のHEVの内部構成を示すブロック図である。図1に示すHEV(以下、単に「車両」という。)は、電動機(MOT)101と、内燃機関(ENG)103と、トルクコンバータを含むベルト式の無段変速機(CVT:Continuously Variable Transmission)105と、機械式オイルポンプ(OP)107と、電動オイルポンプ(EOP)109と、回転数センサ111a,111bと、モータECU(MOT ECU)113と、エンジンECU(ENG ECU)115と、マネジメントECU(MG ECU)117とを備える。さらに、図1には図示していないが、車両は、油温センサ119を備える。
電動機101は、例えば3相交流モータであり、車両が走行するための駆動力を発生する。電動機101には、図示しないインバータを介して蓄電器から高電圧(例えば100〜200V)の電力が供給される。内燃機関103は、車両が走行するための駆動力を発生する。電動機101及び内燃機関103からの駆動力は、CVT105及び駆動軸121を介して駆動輪123L,123Rに伝達される。
CVT105は、電動機101及び/又は内燃機関103からの駆動力を、所望の変速比での回転数及びトルクに変換して、駆動軸121に伝達する。図2は、CVT105の内部構成、並びに、電動機101、内燃機関103、機械式オイルポンプ107、電動オイルポンプ109、マネジメントECU117及び駆動輪123L,123Rの各々とCVT105との関係を示す図である。機械式オイルポンプ107は、内燃機関103の運転に伴って駆動し、CVT105に所定の油圧を供給する。電動オイルポンプ109は、図示しない蓄電器からの電力供給によって駆動し、CVT105に所定の油圧を供給する。
なお、上述したように、電動機101の駆動軸は内燃機関103の駆動軸に直結されている。このため、内燃機関103が停止状態であっても、電動機101が駆動すれば、内燃機関103の駆動軸が回転して機械式オイルポンプ107も駆動される。
油温センサ119は、機械式オイルポンプ107及び電動オイルポンプ109が用いる作動油の温度(以下「油温」という)を検出する。油温センサ119によって検出された油温を示す信号は、マネジメントECU117に送られる。回転数センサ111a,111bは、駆動輪123L,123Rの各回転数を検出する。回転数センサ111a,111bによって検出された駆動輪123L,123Rの各回転数を示す信号は、マネジメントECU117に送られる。
モータECU113は、電動機101の運転を制御する。エンジンECU115は、内燃機関103の運転を制御する。マネジメントECU117は、電動機101及び内燃機関103等の制御を行う。また、マネジメントECU117には、回転数センサ111a,111bからの信号、並びに、ブレーキペダルの踏み込み状態に関する情報(ブレーキペダル状態情報)及びアクセルペダルの踏み込み状態に関する情報(アクセルペダル状態情報)が入力される。また、マネジメントECU117は、回転数センサ111a,111bから送られた信号に基づいて、車両の走行速度(以下「車速」という)Vpを算出する。さらに、マネジメントECU117は、車速Vpから減速度又は加速度を算出する。
マネジメントECU117は、ブレーキペダルの状態及びアクセルペダルの状態、並びに、図示しない真空倍力装置の各状態に基づいて、アイドルストップ前における電動オイルポンプ109の始動前条件を満たすか否かを判断する。なお、真空倍力装置は、内燃機関103の吸気による負圧を利用して、ドライバのブレーキ踏力をアシストするものである。マネジメントECU117は、ブレーキペダルが踏まれた状態であり、真空倍力装置における負圧が所定値以上であり、かつ、アクセルペダルが踏まれていない状態のとき、マネジメントECU117は、始動前条件が満たされたと判断する。
マネジメントECU117は、始動前条件が満たされた後、電動オイルポンプ109を始動するタイミングを決定するための車速しきい値Vthを導出する。車速しきい値VthLは、車両の減速度及び油温に応じて異なる。図3は、油温に応じた減速度に対する車速しきい値VthLを示すグラフである。当該グラフは、図示しないメモリにマップとして格納されている。図3に示すように、所定の油温に対する車速しきい値VthLは、減速度に対して段階的に異なり、減速度が小さいときの車速しきい値VthLは低く設定され、減速度が大きいときの車速しきい値VthLは高く設定されている。減速度が大きいとき、ドライバによる車両を停止させようとする意思は強いと考えられ、車両が停止してアイドルストップを行う可能性が高いためである。また、所定の減速度に対する車速しきい値VthLは、油温が低いほど高く設定されている。油温が低いときは作動油の粘性が高いため、電動オイルポンプ109の駆動による制御油圧に応答遅れが生じるためである。
マネジメントECU117は、上記説明した始動前条件が満たされたと判断したとき、車速Vpが車速しきい値Vthまで低下した時点で電動オイルポンプ109を始動制御する。その後、車両が停止すると、マネジメントECU117は、アイドルストップするようエンジンECU115に指示する。
一方、マネジメントECU117は、電動オイルポンプ109が駆動した状態でアイドルストップが行われる前に車両が加速に転じて、車速しきい値Vth以下であった車速Vpが上昇して車速しきい値VthHに到達すると、電動オイルポンプ109を停止制御する。車速しきい値VthHも、車両の加速度及び電動オイルポンプ109の油温に応じて異なる。図4は、油温に応じた加速度に対する車速しきい値VthHを示す、車速しきい値VthLとの相対比較が可能なグラフである。当該グラフは、図示しないメモリにマップとして格納されている。図4に示すように、所定の油温に対する車速しきい値VthHは、加速度に対して段階的に異なり、加速度が小さいときの車速しきい値VthHは高く設定され、加速度が大きいときの車速しきい値VthHは低く設定されている。また、所定の加速度に対する車速しきい値VthHは、油温が高いほど低く設定されている。なお、加速度及び油温にかかわらず、車速しきい値VthHは、車速しきい値VthLよりも高く設定されている。
図5は、車両が減速時にマネジメントECU117が行う動作を示すフローチャートである。図5に示すように、マネジメントECU117は、アイドルストップ前における電動オイルポンプ109の始動前条件を満たすか否かを判断する(ステップS101)。図6は、図5に示したステップS101で行われるサブルーチンを示すフローチャートである。図6に示すように、マネジメントECU117は、ブレーキペダル状態情報に基づいて、ブレーキペダルが踏まれている状態か否かを判断する(ステップS201)。当該判断の結果、ブレーキペダルが踏まれている状態であればステップS203に進み、ブレーキペダルが踏まれていない状態であればステップS205に進む。ステップS205では、マネジメントECU117は、始動前条件を満たさない(始動前条件が不成立)と判断してメインルーチンに戻る。
ステップS203では、マネジメントECU117は、真空倍力装置における負圧が所定値以上であるか否かを判断する。当該判断の結果、負圧が所定値以上であればステップS207に進み、負圧が所定値未満であればステップS205に進む。ステップS207では、マネジメントECU117は、アクセルペダル状態情報に基づいて、アクセルペダルが踏まれていない状態か否かを判断する。当該判断の結果、アクセルペダルが踏まれていない状態であればステップS209に進み、アクセルペダルが踏まれている状態であればステップS205に進む。ステップS209では、マネジメントECU117は、始動前条件を満たす(始動前条件が成立)と判断してメインルーチンに戻る。
次に、マネジメントECU117は、ステップS103において、ステップS101で判断した始動前条件が成立の場合はステップS105に進み、不成立の場合は処理を終了する。ステップS105では、マネジメントECU117は、マップ検索等を行うことによって、減速度及び油温に応じた車速しきい値VthLを導出する。次に、マネジメントECU117は、車速Vpと車速しきい値VthLとを比較し(ステップS107)、車速Vpが車速しきい値VthL以下(Vp≦VthL)になるとステップS109に進む。ステップS109では、マネジメントECU117は、電動オイルポンプ109の始動制御を開始する。
図7は、車両が減速時に行われる電動オイルポンプ109の始動制御の開始タイミング等の例を示すタイムチャートである。図7に示すように、アクセルペダルが踏まれておらず、かつ、ブレーキペダルが踏まれた状態で、油温が一定の場合、減速度が大きいときは車速Vaのときに電動オイルポンプ109の始動制御が開始され、減速度が小さいときは車速Vaよりも低い車速Vbのときに電動オイルポンプ109の始動制御が開始される。なお、電動オイルポンプ109の始動制御が開始され、電動オイルポンプ109がCVT105に所望の油圧を実際に供給するまでには時間を要する。図7のタイムチャートでは、電動オイルポンプ109がCVT105に供給する油圧(EOPによる油圧)の指令値を一点鎖線で示し、実値を実線で示した。
このように、車両が減速走行時、アイドルストップが行われる前における電動オイルポンプ109の始動制御が開始されるタイミングは、電動オイルポンプ109がCVT105に所望の油圧を供給するまでに要する時間を考慮して、減速度が大きいときは早く、減速度が小さいときは遅く設定される。その結果、アイドルストップが行われる前に電動オイルポンプ109を駆動しても、その消費電力を抑えることができる。
図8は、車両が減速時に行われる電動オイルポンプ109の始動制御の開始タイミング等の例を示すタイムチャートである。図8に示すように、アクセルペダルが踏まれておらず、かつ、ブレーキペダルが踏まれた状態で、減速度が略一定の場合、油温が低いときは車速Vaのときに電動オイルポンプ109の始動制御が開始され、油温が高いときは車速Vaよりも低い車速Vbのときに電動オイルポンプ109の始動制御が開始される。なお、電動オイルポンプ109の始動制御が開始され、電動オイルポンプ109がCVT105に所望の油圧を実際に供給するまでには時間を要する。さらに、油温が低いときは作動油の粘性が高いため、電動オイルポンプ109の始動から油圧が所望値となるまでには、油温が高いときと比べてさらに時間を要する。図8のタイムチャートでは、電動オイルポンプ109がCVT105に供給する油圧(EOPによる油圧)の指令値を一点鎖線で示し、実値を実線で示した。
このように、車両が減速走行時、アイドルストップが行われる前における電動オイルポンプ109の始動制御が開始されるタイミングは、電動オイルポンプ109がCVT105に所望の油圧を供給するまでに要する時間が油温によって異なることを考慮して、油温が低いときは早く、油温が高いときは遅く設定される。したがって、油温が低く電動オイルポンプ109が供給する実際の油圧に応答遅れが生じる場合であっても、アイドルストップ前に電動オイルポンプ109が所望の油圧をCVT105に供給している状態とすることができる。
図9は、電動オイルポンプ109が駆動した状態でアイドルストップが行われる前に車両が加速に転じた際にマネジメントECU117が行う動作を示すフローチャートである。図9に示すように、マネジメントECU117は、電動オイルポンプ109が駆動中か否かを判断する(ステップS301)。当該判断の結果、電動オイルポンプ109が駆動中であればステップS303に進み、電動オイルポンプ109が駆動中でなければ処理を終了する。ステップS303では、マネジメントECU117は、マップ検索等を行うことによって、加速度及び油温に応じた車速しきい値VthHを導出する。次に、マネジメントECU117は、車速Vpと車速しきい値VthHとを比較し(ステップS305)、車速Vpが車速しきい値VthHを超える(Vp>VthH)とステップS307に進む。ステップS307では、マネジメントECU117は、電動オイルポンプ109の停止制御を開始する。
図10は、車両が加速に転じた際に行われる電動オイルポンプ109の停止制御の開始タイミング等の例を示すタイムチャートである。図10に示すように、電動オイルポンプ109が駆動した状態でアイドルストップが行われる前に車両が加速に転じた際、加速度が大きいときは車速Vcのときに電動オイルポンプ109の停止制御が開始され、加速度が小さいときは車速Vcよりも高い車速Vdのときに電動オイルポンプ109の停止制御が開始される。なお、電動オイルポンプ109の停止制御が開始され、電動オイルポンプ109がCVT105に供給する油圧が実際に0になるまでには時間を要する。図10のタイムチャートでは、電動オイルポンプ109がCVT105に供給する油圧(EOPによる油圧)の指令値を一点鎖線で示し、実値を実線で示した。
このように、電動オイルポンプ109が駆動した状態でアイドルストップが行われる前に車両が加速に転じたときに電動オイルポンプ109の停止制御が行われるタイミングは、加速度が大きいときは早く、加速度が小さいときは遅く設定される。加速度が大きいときはドライバの加速意思が大きく、車両をすぐに停止する可能性は低いと考えられる。このように、ドライバの走行意思に応じた最適なタイミングで電動オイルポンプ109の駆動を停止することができる。
なお、本実施形態ではHEVを例に説明したが、図11に示すように、駆動源としては内燃機関103のみを備えた車両であっても良い。HEVの場合、内燃機関103は電動機101によって始動されるが、駆動源として内燃機関103のみを備える車両の場合、内燃機関103は図11に示したセルモータ201によって始動される。また、無段変速機(CVT)105の代わりに自動有段変速機(AT:Automatic Transmission)が設けられても良い。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、2009年11月18日出願の日本特許出願(特願2009−262910)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
101 電動機(MOT)
103 内燃機関(ENG)
105 無段変速機(CVT)
107 機械式オイルポンプ(OP)
109 電動オイルポンプ(EOP)
111a,111b 回転数センサ
113 モータECU(MOT ECU)
115 エンジンECU(ENG ECU)
117 マネジメントECU(MG ECU)
119 油温センサ
201 セルモータ

Claims (5)

  1. 駆動源として少なくとも内燃機関を含む駆動力発生部と、
    前記駆動力発生部から駆動力が入力される入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との比を変化させる自動変速機と、
    蓄電器からの電力供給によって駆動して、前記自動変速機に作動油圧を供給する電動オイルポンプと、
    車両の走行速度を検出する車速検出部と、を備え、前記駆動力発生部のアイドルストップを行う車両の制御装置であって、
    当該制御装置は、前記駆動力発生部が発生した駆動力によって前記車両が走行中に、当該車両の走行速度の変化量に応じて設定された車速に関する条件が満たされると、前記アイドルストップが行われる前に前記電動オイルポンプを始動制御することを特徴とする制御装置。
  2. 請求項1に記載の制御装置であって、
    前記車両が減速走行時に設定される前記条件が示す車速は、当該車両の走行速度の変化量が小さいときには低く設定され、前記変化量が大きいときには高く設定され、
    当該制御装置は、前記条件が示す車速まで前記車両の走行速度が低下すると、前記電動オイルポンプを始動制御することを特徴とする制御装置。
  3. 請求項1又は2に記載の制御装置であって、
    前記電動オイルポンプが駆動した状態でアイドルストップが行われる前に前記車両が加速に転じた時に設定される前記条件が示す車速は、当該車両の走行速度の変化量が小さいときには高く設定され、前記変化量が大きいときには低く設定され、
    当該制御装置は、前記条件が示す車速に前記車両の走行速度が到達すると、前記電動オイルポンプを停止制御することを特徴とする制御装置。
  4. 請求項3に記載の制御装置であって、
    前記車両が加速に転じた時に設定される前記条件が示す車速は、前記車両が減速走行時に設定される前記条件が示す車速よりも高いことを特徴とする制御装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の制御装置であって、
    前記車両は、前記電動オイルポンプが前記自動変速機に供給する作動油の温度を検出する油温検出部を備え、
    前記車速に関する条件は、前記車両の走行速度の変化量及び前記作動油の温度に応じて設定され、
    前記条件が示す車速は、前記車両の走行速度の変化量が一定であれば、前記作動油の温度が高いほど低く設定されていることを特徴とする制御装置。
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