JP2022110531A - 車両 - Google Patents

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Yuya Kitsuta
眞太郎 亀田
Shintaro Kameda
徹也 松本
Tetsuya Matsumoto
忍 倉地
Shinobu Kurachi
貞人 梶原
Sadahito Kajihara
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Abstract

【課題】簡易な構成により、加速要求に対する応答性能の低下を抑制可能な車両を提供する。【解決手段】エンジン11と、モータジェネレータ12と、油圧に応じて動力伝達経路を接続するクラッチを有する変速機TMと、エンジン11の回転に伴って駆動され、変速機TMに油圧を供給する機械式油圧供給装置15Aと、蓄圧によって変速機TMに油圧を供給する蓄圧器15Bと、油圧供給を制御する油圧制御装置16と、各部を制御する制御装置22とを備える。制御装置22は、減速要求に基づき燃料カット制御を実行し、エンジン11が所定回転数に低下した場合、エンジン11の回転数を0よりも大きい所定回転数に維持する回転数維持制御を実行する。油圧制御装置16は、加速要求の際に、機械式油圧供給装置15Aから変速機TMに供給される油圧が所定値未満であれば、蓄圧器15Bから変速機TMに油圧を供給する。【選択図】図1

Description

本発明は、車両に関する。
エンジンと駆動輪と間の動力伝達経路に、当該動力伝達経路を断接可能な断接装置(例えばクラッチ)を備える車両がある。このような断接装置は、例えば、エンジンの回転(運転)によって駆動される機械式オイルポンプによって油圧が供給されることで、動力伝達経路を接続可能に構成されている。
ところで、近年の車両には、燃費性能向上の観点から、減速中あるいは停車中に、エンジンへの燃料供給を停止してエンジンの回転を停止させるようにしたものがある。エンジンの回転が停止されると、エンジンの回転によって駆動される機械式オイルポンプも停止する。このため、機械式オイルポンプが、エンジンと駆動輪と間の動力伝達経路を断接可能な断接装置に必要な油圧を供給できなくなり、加速要求(あるいは発進要求)等に対する車両の応答性能が低下することがあった。
そこで、特許文献1には、機械式オイルポンプに加えて電動式オイルポンプも設け、機械式オイルポンプによって必要な油圧を確保できない場合には、電動式オイルポンプの油圧を利用するようにした技術が開示されている。
特許第6521019号公報
しかしながら、上記の従来技術にあっては、機械式オイルポンプによって必要な油圧を確保できない場合には、電動式オイルポンプの油圧を利用するようにしている。このため、機械式オイルポンプに加えて電動式オイルポンプも設ける必要があり、車両の構成が煩雑になるおそれがある。また、上記の従来技術にあっては、機械式オイルポンプによって必要な油圧を確保できない状態が長く続くような場合には、その間、電動オイルポンプを駆動させておく必要があり、車両の消費電力が増加するおそれもある。
本発明は、簡易な構成により、車両への加速要求に対する応答性能の低下を抑制することが可能な車両を提供する。
本発明は、
内燃機関と、
前記内燃機関を回転駆動可能な回転電機と、
前記内燃機関と駆動輪との間の動力伝達経路を断接可能に設けられ、所定値以上の油圧が供給されることに応じて前記動力伝達経路を接続する断接装置と、
前記断接装置に油圧を供給する油圧供給装置と、
前記油圧供給装置による前記断接装置への油圧供給を制御する油圧制御装置と、
前記内燃機関および前記回転電機を制御する制御装置と、
を備える車両であって、
前記油圧供給装置は、
前記内燃機関の回転に伴って駆動され、前記断接装置に油圧を供給する機械式油圧供給装置と、
予め蓄えた圧力によって前記断接装置に油圧を供給する蓄圧器と、を備えており、
前記制御装置は、
前記車両に対する減速要求に基づいて、前記内燃機関への燃料供給を停止する燃料カット制御を実行し、
前記燃料カット制御の実行に伴って前記内燃機関の回転数が所定回転数まで低下した場合に、前記回転電機によって前記内燃機関を回転駆動する、又は前記内燃機関への燃料供給を行うことにより、前記内燃機関の回転数を0よりも大きい所定回転数に維持する回転数維持制御を実行し、
前記油圧制御装置は、
前記車両に対する加速要求があった際に、前記機械式油圧供給装置によって前記断接装置に供給される油圧が前記所定値未満であれば、前記蓄圧器による前記断接装置への油圧供給を行わせる。
本発明によれば、簡易な構成により、車両への加速要求に対する応答性能の低下を抑制することが可能な車両を提供できる。
本発明の一実施形態の車両の一部構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態の車両が備える変速機の概略構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態の車両の動作の第1例を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態の車両の動作の第2例を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態の車両の動作の第3例を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態の車両の動作の第4例を示すタイミングチャートである。
以下、本発明の車両の一実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
(車両の構成)
図1に示すように、本実施形態の車両1は、いわゆるハイブリッド電気自動車(Hybrid Electrical Vehicle)であり、エンジン11と、モータジェネレータ12と、変速機TMと、油圧供給装置15と、油圧制御装置16と、バッテリ17と、電力変換装置21と、制御装置22と、駆動輪DWと、を備えている。なお、図1において、太実線は機械連結を示し、二重破線は電気配線を示し、実線矢印は制御信号を示し、破線は油路を示している。
エンジン11は、燃料(例えばガソリン)が供給されることによって回転駆動する。エンジン11から出力された動力(以下、単にエンジン11の出力ともいう)は、エンジン11と機械的に連結された変速機TMを介して駆動輪DWに伝達され、車両1の走行に供される。また、エンジン11は、モータジェネレータ12とも機械的に連結されている。このため、エンジン11の出力によってモータジェネレータ12を回転駆動したり、モータジェネレータ12から出力された動力(以下、単にモータジェネレータ12の出力ともいう)によってエンジン11を回転駆動したりすることも可能である。
また、エンジン11は、油圧供給装置15に含まれる後述の機械式油圧供給装置15Aとも機械的に連結されており、エンジン11が回転駆動することによって機械式油圧供給装置15Aも駆動するようになっている。
モータジェネレータ12は、例えば三相の交流モータであり、電力が供給されることによって動力を出力する電動機として機能する。モータジェネレータ12は、電力変換装置21を介して、バッテリ17と電気的に接続されている。
ここで、バッテリ17は、例えば、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、100~400[V]といった高電圧を出力可能に構成されたバッテリである。バッテリ17の蓄電セルとしては、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等を用いることができる。また、電力変換装置21は、インバータやDC/DCコンバータ等を備えて構成されるとともに、制御装置22によって制御され、電力の変換を行う装置である。例えば、電力変換装置21は、バッテリ17から供給された直流電力を三相の交流電力に変換してモータジェネレータ12に供給したり、モータジェネレータ12から供給された三相の交流電力を直流電力に変換してバッテリ17に供給したりする。
モータジェネレータ12は、電力変換装置21を介してバッテリ17の電力が供給されることで、エンジン11を回転駆動する。モータジェネレータ12がエンジン11を回転駆動することで、後述するように、燃料カット制御の実行に伴ってエンジン11への燃料供給が停止されている際にも、エンジン11の回転数を0[rpm]よりも大きい所定回転数(例えば後述の回転数N1)に維持することができる。なお、モータジェネレータ12の出力は、変速機TMを介して駆動輪DWに伝達されることで、車両1の走行に供されてもよい。
また、モータジェネレータ12は、回転駆動されることによって発電を行う発電機としても機能する。モータジェネレータ12は、燃料の供給に伴って回転駆動するエンジン11によって回転駆動されるほか、車両1の制動等に伴って駆動輪DW側から入力される動力によっても回転駆動され得る。モータジェネレータ12によって発電された電力は、電力変換装置21を介してバッテリ17に供給され、バッテリ17の充電に供される。
変速機TMは、複数の変速段(例えば7段)を有する多段式変速機であり、エンジン11から駆動輪DWまでの動力伝達経路に設けられる。一例として、変速機TMは、図2に示すように、トルクコンバータ13と、ギヤボックス14と、を含んで構成される。
トルクコンバータ13は、ポンプインペラ131と、タービンランナ132と、ステータ133と、ロックアップクラッチ134と、を備える。ポンプインペラ131は、エンジン11及びモータジェネレータ12と機械的に連結され、これらの回転駆動に伴って一体回転する。タービンランナ132は、ポンプインペラ131の作動油吐出口に近接して配置される作動油流入口を有するとともに、ギヤボックス14の入力軸141と機械的に連結され、入力軸141と一体回転する。ステータ133は、タービンランナ132とポンプインペラ131との間に挟まれるように配置され、タービンランナ132からポンプインペラ131に戻る作動油の流れを偏向する。また、ステータ133は、ワンウェイクラッチ135を介してトルクコンバータ13のハウジング(不図示)等に支持されている。トルクコンバータ13は、ポンプインペラ131とタービンランナ132との間に形成された循環路に作動油を循環させることにより、作動油を介してポンプインペラ131からタービンランナ132に動力(回転動力)を伝達できる。
ロックアップクラッチ134は、エンジン11とギヤボックス14の入力軸141との機械的な接続を断接可能なクラッチである。ロックアップクラッチ134を締結状態とすることで、エンジン11の出力をギヤボックス14の入力軸141に直接伝達することが可能となる。すなわち、ロックアップクラッチ134が締結状態であるとき、エンジン11(より厳密にはエンジン11の出力軸)とギヤボックス14の入力軸141とは、一体回転する。
ギヤボックス14は、エンジン11やモータジェネレータ12の出力がトルクコンバータ13を介して伝達される入力軸141と、入力軸141に伝達された動力を変速可能な複数の変速機構と、これら複数の変速機構のうちのいずれかの変速機構により変速された動力を駆動輪DW側へ出力する出力ギア144aを含む出力部材144と、を備える。
ギヤボックス14が備える複数の変速機構は、第1変速機構142と、第2変速機構143とを含む。第1変速機構142は、第1変速クラッチ142aと、第1変速クラッチ142aが締結状態となることで入力軸141と一体回転する第1ドライブギヤ142bと、出力部材144と一体回転する第1ドリブンギヤ142cと、を備える。第2変速機構143は、第2変速クラッチ143aと、第2変速クラッチ143aが締結状態となることで入力軸141と一体回転する第2ドライブギヤ143bと、出力部材144と一体回転する第2ドリブンギヤ143cと、を備える。なお、第1変速クラッチ142aや第2変速クラッチ143aといったギヤボックス14(すなわち変速機TM)が備える変速機構に設けられたクラッチを、以下、変速クラッチともいう。
なお、図2には、ギヤボックス14が備える変速機構として、第1変速機構142及び第2変速機構143のみを図示しているが、ギヤボックス14は、例えば、第1変速機構142及び第2変速機構143以外の変速機構(不図示)も備えている。
ロックアップクラッチ134、第1変速クラッチ142a、及び第2変速クラッチ143aといった変速機TMが備える各クラッチ(以下、単に、変速機TMのクラッチともいう)を締結状態とするか解放状態とするかは、制御装置22によって制御される。また、変速機TMのクラッチは、油圧供給装置15から変速機TMに対して供給される作動油による油圧によって作動する。例えば、変速機TMのクラッチは、油圧供給装置15により変速機TMに対して所定値以上の油圧(例えば後述する油圧P1)が供給されている場合に締結状態となることができ、エンジン11から駆動輪DWまでの動力伝達経路を接続できる。
図1に戻り、油圧供給装置15は、油圧制御装置16によって制御され、変速機TMに対して油圧を供給する。具体的に説明すると、油圧供給装置15は、機械式油圧供給装置15Aと、蓄圧器15Bと、逆止弁31とを含んで構成される。
機械式油圧供給装置15Aは、いわゆる機械式オイルポンプであり、エンジン11の回転に伴って駆動され、変速機TMに対して油圧を供給可能に構成されている。すなわち、機械式油圧供給装置15Aは、エンジン11が回転しているときには変速機TMに対して油圧を供給できる一方、エンジン11が回転していないときには変速機TMに対して油圧を供給できない。また、エンジン11が回転しているときであっても、その回転数が小さいときには、機械式油圧供給装置15Aは、変速機TMに対して、変速機TMのクラッチを締結状態とするのに必要な油圧を供給できない。換言すると、エンジン11の回転数が所定回転数(例えば後述の回転数N1)未満の場合には、機械式油圧供給装置15Aは、変速機TMに対して、エンジン11から駆動輪DWまでの動力伝達経路を接続するのに必要な油圧を供給できない。なお、機械式油圧供給装置15Aにより変速機TMに対して供給される油圧を、以下、ライン圧ともいう。
蓄圧器15Bは、蓄圧器15B内に導入された作動油による圧力を蓄えておくことが可能なアキュムレータであり、蓄圧された油圧(以下、アキューム圧ともいう)を変速機TMに対して供給可能に構成されている。例えば、蓄圧器15Bは、機械式油圧供給装置15Aと変速機TM(例えば変速機TMのクラッチ)とをつなぐ油路から分岐した分岐油路に、逆止弁31を介して接続される。
機械式油圧供給装置15Aによるライン圧がアキューム圧よりも高い場合、機械式油圧供給装置15Aと変速機TMとをつなぐ油路を流れる作動油の一部は、逆止弁31を介して蓄圧器15B内に導入される。また、機械式油圧供給装置15Aによるライン圧がアキューム圧以下となっても、蓄圧器15B内に導入された作動油が機械式油圧供給装置15Aと変速機TMとをつなぐ油路に戻らないように逆止弁31によって制限され、アキューム圧が維持される。
また、逆止弁31は、油圧制御装置16によって制御されるアクチュエータ等によって強制的に開放させることも可能となっている。このため、例えば、エンジン11停止等によりライン圧が立っていないときに逆止弁31を開放させることで、蓄圧器15B内に導入されていた作動油を機械式油圧供給装置15Aと変速機TMとをつなぐ油路へ放出し、アキューム圧を変速機TMに対して供給することができるようになっている。なお、逆止弁31は、例えば1つまたは複数のワンウェイバルブによって実現できる。
油圧制御装置16は、制御装置22及び油圧供給装置15と通信可能に設けられ、制御装置22からの情報に基づいて、油圧供給装置15による変速機TMへの油圧供給を制御する。油圧制御装置16は、例えば、各種演算を行うプロセッサ、各種情報を記憶する記憶装置、油圧制御装置16の内部と外部とのデータの入出力を制御する入出力装置等を備えるECU(Electronic Control Unit)によって実現される。
例えば、油圧制御装置16は、車両1に対する加速要求があった際に、逆止弁31を開放させる。これにより、前述したように、蓄圧器15Bに蓄圧された油圧(アキューム圧)を変速機TMに供給できる。車両1に対する加速要求としては、例えば、車両1におけるアクセルONや、車両1におけるブレーキOFFを挙げることができる。ここで、アクセルONとは、車両1のアクセルペダルに対する操作量が所定量以上の状態(例えばアクセルペダルが踏み込まれた状態)とされることであり、ブレーキOFFとは、車両1のブレーキペダルに対する操作量が所定量未満の状態(例えばブレーキペダルが踏み込まれていない状態)とされることである。
より具体的には、油圧制御装置16は、車両1に対する加速要求があった際に、機械式油圧供給装置15Aによって変速機TMに供給される油圧(ライン圧)が変速機TMのクラッチを締結状態とするのに必要な所定値未満であれば、逆止弁31を開放させ、蓄圧器15Bによる変速機TMへの油圧供給を行わせる。これにより、変速機TMに供給される油圧を確保でき、変速機TMのクラッチを締結状態とすること、すなわち、エンジン11から駆動輪DWまでの動力伝達経路を接続することが可能となる。
制御装置22は、エンジン11、変速機TM、電力変換装置21、及び油圧制御装置16等を制御する装置であり、例えば、各種演算を行うプロセッサ、各種情報を記憶する記憶装置、制御装置22の内部と外部とのデータの入出力を制御する入出力装置等を備えるECUによって実現される。
制御装置22には不図示の各種センサが接続されており、制御装置22は、これら各種センサから入力される情報に基づいて、エンジン11、変速機TM、電力変換装置21、及び油圧制御装置16等を制御する。制御装置22に接続されるセンサとしては、エンジン11の回転数を検出する回転数センサ、車両1の速度(以下、車速ともいう)を検出する車速センサ、ブレーキON/OFFを検出するブレーキペダルセンサ、アクセルON/OFFを検出するアクセルペダルセンサ、変速機TMの変速段を検出するギヤポジションセンサ、及びバッテリ17の出力を検出するバッテリセンサ等を挙げることができる。さらに、制御装置22には、油圧制御装置16によって変速機TMに供給される油圧を検出する油圧センサが接続されていてもよい。そして、制御装置22は、この油圧センサによって検出された油圧を油圧制御装置16に通知するようにしてもよい。また、制御装置22は、この油圧センサによって検出された油圧に基づいて、例えば、蓄圧器15Bを開放するように油圧制御装置16に指示するようにしてもよい。
制御装置22は、例えば、車両1の走行中において、車両1に対する減速要求があった場合に、エンジン11への燃料供給を停止する燃料カット制御を実行する。車両1に対する減速要求としては、例えば、車両1におけるアクセルOFFや、車両1におけるブレーキONを挙げることができる。ここで、アクセルOFFとは、車両1のアクセルペダルに対する操作量が所定量未満の状態(例えばアクセルペダルが踏み込まれていない状態)とされることであり、ブレーキONとは、車両1のブレーキペダルに対する操作量が所定量以上の状態(例えばブレーキペダルが踏み込まれた状態)とされることである。
また、制御装置22は、車両1に対する減速要求があり、且つ予め定められた燃料カット制御の実行条件が成立した場合に、燃料カット制御を実行するようにしてもよい。制御装置22は、車両1が減速して車速が所定速度(例えば10[km/h])以下になった場合には、その時点でエンジン11を停止させるようにしてもよい。
また、制御装置22は、燃料カット制御の実行に伴ってエンジン11の回転数が所定回転数まで低下した場合に、エンジン11の回転数を0[rpm]よりも大きい所定回転数(例えば後述の回転数N1)に維持する回転数維持制御を実行する。回転数維持制御において、制御装置22は、例えば、モータジェネレータ12によってエンジン11を回転駆動することにより、エンジン11の回転数を所定回転数に維持する。また、回転数維持制御において、制御装置22は、エンジン11への燃料供給を行うことにより、エンジン11の回転数を所定回転数に維持してもよい。制御装置22は、例えば、車速が閾値(例えば5[km/h])以下となる等の所定条件が成立するまで回転数維持制御を実行して、エンジン11の回転数を所定回転数に維持する。
また、制御装置22は、車両1に対する加速要求があると、加速要求があった旨を油圧制御装置16に通知する。加速要求があった旨の通知を制御装置22から受け付けた油圧制御装置16は、前述したように逆止弁31を開放させることで、蓄圧器15Bによる変速機TMへの油圧の供給を行わせることが可能である。
(車両の動作例)
次に、図3から図6を参照して車両1の動作例について説明する。
(第1例)
まず、図3を参照して、車両1の動作の第1例について説明する。図3に示すように、変速機TMにおけるいずれかの変速クラッチ及びロックアップクラッチ134が締結状態とされ、車両1が走行している(すなわち車速>0)時刻T0において、アクセルOFFされたとする。そして、時刻T0後の時刻T1において、予め定められた燃料カット制御の実行条件が成立したとする。この場合、制御装置22は、時刻T1から燃料カット制御を開始する。
ロックアップクラッチ134が締結状態であれば、エンジン11は、変速機TMを介して駆動輪DWと機械的に接続される。このため、ロックアップクラッチ134が締結状態であって、車両1がある程度の車速で走行しているときには、燃料カット制御が実行されても、駆動輪DW側からの動力によってエンジン11を回転駆動することができる。そして、このエンジン11の回転駆動に伴う機械式油圧供給装置15Aのライン圧により、変速機TMに対して所定の油圧P1を供給することも可能である。ここで、油圧P1は、変速機TMのクラッチ(例えば変速クラッチ)を締結状態とするために必要な油圧である。
一方、ロックアップクラッチ134が締結状態のまま車速が低下すると(すなわち駆動輪DW側からエンジン11に伝達される動力が減少すると)、エンジンストール(以下、エンストともいう)が発生するおそれがある。そこで、エンスト防止の観点から、制御装置22は、燃料カット制御中に、車速センサからの情報に基づいて車速が予め定められた速度V1(ただし速度V1>0)となったことを検出すると、ロックアップクラッチ134を解放状態にする。図3に示す例では、時刻T1後の時刻T2において、制御装置22は、車速が速度V1となったことを検出したため、ロックアップクラッチ134を解放状態にしている(「LC OFF」と図示)。
ロックアップクラッチ134を解放状態とすると、駆動輪DW側からの動力がエンジン11に伝達されなくなるので、エンジン11の回転数は低下する。仮に、その状態のまま何もしなければ、エンジン11の回転は停止してしまう。そこで、制御装置22は、ロックアップクラッチ134を解放状態とした後、回転数センサからの情報に基づいてエンジン11の回転数が回転数N1まで低下したことを検出すると、エンジン11の回転数を回転数N1に維持する回転数維持制御を実行する。
回転数維持制御において、制御装置22は、例えば、バッテリ17の電力をモータジェネレータ12に供給して、モータジェネレータ12によってエンジン11を回転駆動する。また、このとき、制御装置22は、エンジン11の回転数が回転数N1に維持されるように、電力変換装置21を介して、モータジェネレータ12の駆動を制御する。
図3に示す例では、時刻T2後の時刻T3において、制御装置22は、エンジン11の回転数が回転数N1となったことを検出したため、モータジェネレータ12によるエンジン11の回転駆動を開始して、エンジン11の回転数を回転数N1に維持している。ここで、回転数N1は、機械式油圧供給装置15Aのライン圧として前述した油圧P1を確保できるエンジン11の回転数である。
このように、制御装置22は、回転数維持制御によりエンジン11の回転数を回転数N1に維持することで、機械式油圧供給装置15Aのライン圧により、変速機TMに対して油圧P1を供給することができる。
その後、制御装置22は、車速が予め定められた速度V2(ただし速度V2<速度V1)となるまで、回転数維持制御を実行する。ここで、速度V2は、車両1が停止する直前の速度(すなわち車両1が間もなく停止することが見込まれる速度)であり、例えば5[km/h]とすることができる。これにより、車速が速度V2となるまで(すなわち車両1が停止する直前まで)、エンジン11の回転数は回転数N1に維持される。
そして、制御装置22は、車速が速度V2となると、回転数維持制御を終了する。図3に示す例では、時刻T3後の時刻T4において、車速が速度V2となったため、制御装置22は、その時点で回転数維持制御(ここではモータジェネレータ12によるエンジン11の回転駆動)を終了させている。
このようにして回転数維持制御が終了すると、燃料カット制御が実行されているため、エンジン11の回転数は0[rpm]に向かって低下していく。そして、図3に示す例では、時刻T4後の時刻T5において、エンジン11の回転数が0[rpm]となっている。
また、回転数維持制御が終了して、エンジン11の回転数が回転数N1よりも低下することで、機械式油圧供給装置15Aによるライン圧も低下していく。その結果、変速機TMのクラッチへ供給可能な油圧も、時刻T4から0[Pa]に向かって低下していく。
なお、図3に示す例において、仮に、回転数維持制御を行わないようにした場合には、図3における太破線に示すように、時刻T3後、エンジン11の回転数は、回転数N1を下回り、そのまま0[rpm]に向かって低下していく。このため、時刻T3後、機械式油圧供給装置15Aのライン圧により、変速機TMに対して油圧P1の供給を維持できなくなる。これにより、変速機TMの変速クラッチが解放状態となり、エンジン11から駆動輪DWまでの動力伝達経路が切断されることになる。このような状態で、車両1に対する加速要求があった場合、変速機TMのクラッチを再度接続するまでに時間を要し、その結果、加速要求に対する車両1の応答性能が低下し得る。
なお、ここで説明した動作例では、車両1に対する減速要求として、アクセルOFFされることに基づいて、燃料カット制御が実行された場合の例を説明したが、これに限らない。例えば、アクセルOFFの代わりに、ブレーキON、あるいはアクセルOFF後のブレーキONに基づいて、燃料カット制御が実行されるようにしてもよい。
(第2例)
次に、図4を参照して、車両1の動作の第2例について説明する。この第2例は、回転数維持制御によりエンジン11の回転数が回転数N1に維持されているときに車両1に対する加速要求があった場合の例である。なお、以下の図4の説明において、図3と同様の箇所には同一の符号を用い、その内容の説明は適宜省略する。
図4に示すように、回転数維持制御によりエンジン11の回転数が回転数N1に維持されている最中の時刻T6、すなわち車速が速度V2(図3参照)となる前の速度V3(ただし速度V3>速度V2)である時刻T6において、アクセルONされたとする。
制御装置22は、アクセルペダルセンサからの情報に基づいて、アクセルONされたことを検出すると、燃料カット制御を終了し、エンジン11への燃料の供給を再開させる。また、制御装置22は、燃料カット制御の終了に伴って回転数維持制御を終了させる。
時刻T6では、エンジン11の回転数が回転数N1であり、機械式油圧供給装置15Aが変速機TMに対して変速機TMのクラッチを締結状態とするのに必要な油圧P1の供給を維持できている状態であるため、アクセルONに伴って、遅滞なく、エンジン11の回転数が上昇するとともに、エンジン11の動力が駆動輪DWに伝達されて車速が上昇する。
このように、車両1では、車速が速度V2となるまで、回転数指示制御によりエンジン11の回転数がモータジェネレータ12によって回転数N1に維持され、機械式油圧供給装置15Aが変速機TMへ必要な油圧を適切に供給できる状態とされる。このため、車両1が停止する直前まで、車両1に対する加速要求があった場合には、この加速要求に対する応答の遅れが少ないスムーズな加速を実現できる。
(第3例)
次に、図5を参照して、車両1の動作の第3例について説明する。この第3例は、車両1が停止した後に車両1に対する加速要求があった場合の例である。なお、以下の図5の説明において、図3と同様の箇所には同一の符号を用い、その内容の説明は適宜省略する。
図5に示すように、時刻T4において、ブレーキON且つアクセルOFFの状態で減速している車両1の車速が速度V2まで低下したことで、回転数維持制御(例えばモータジェネレータ12によるエンジン11の回転駆動)が終了している。これにより、エンジン11の回転数は、時刻T4から0[rpm]に向かって低下して、時刻T5において0[rpm]となっている。
また、エンジン11の回転数が回転数N1を下回ることで、機械式油圧供給装置15Aによって変速機TMに供給される油圧も低下する。その結果、変速機TMに供給される油圧も、時刻T4から0[Pa]に向かって低下していく。なお、車両1は、時刻T5と略同時に停止している(すなわち車速が0[km/h]となっている)。
車両1が停止した後の時刻T7において、ブレーキOFFされたとする。制御装置22は、ブレーキペダルセンサからの情報に基づいて、ブレーキOFFを検出すると、燃料カット制御を終了(OFF)して、エンジン11への燃料の供給を再開させる。これにより、エンジン11が回転駆動し始める。
しかしながら、時刻T5から時刻T7までの間はエンジン11の回転が停止されていたため、時刻T7の時点では機械式油圧供給装置15Aが駆動しておらず、機械式油圧供給装置15Aによって変速機TMに油圧を供給することができない。そこで、制御装置22は、車両1に対する加速要求があった旨を油圧制御装置16に通知することで油圧制御装置16を制御して、蓄圧器15B内に蓄圧されている油圧を変速機TMに供給させる。これにより、図5中の符号Aに示すように、エンジン11の回転数が上昇して機械式油圧供給装置15Aが変速機TMに必要な油圧を供給できる状態となる前に、蓄圧器15B内に蓄圧されている油圧を利用して、変速機TMに供給される油圧を速やかに高めることができる。
なお、変速機TMに供給される油圧を蓄圧器15Bによって高められるのは、例えば0.5[sec]程度の短い期間であるが、この間に、エンジン11の回転数が上昇して、機械式油圧供給装置15Aが変速機TMへ必要な油圧を適切に供給できる状態となる。したがって、変速機TMに供給される油圧を速やかに油圧P1まで高めることが可能となり、例えば、時刻T7直後の時刻T8において、アクセルONされると、遅滞なくエンジン11の動力を駆動輪DWに伝達して、この加速要求に対する応答の遅れが少ないスムーズな加速(発進)を実現できる。
このように、車両1及びエンジン11が停止して機械式油圧供給装置15Aから変速機TMに油圧を適切に供給できなくなった場合には、蓄圧器15Bによって変速機TMへの油圧供給を行うことで、変速機TMに供給される油圧を迅速に高めることができるので、車両1に対する加速要求への応答の遅れが少ない良好な加速(発進)を実現できる。
なお、ここで説明した動作例では、車両1に対する加速要求として、ブレーキOFFされることに基づいて、蓄圧器15Bから変速機TMに油圧が供給される例を説明したが、これに限らない。例えば、ブレーキOFFの代わりに、アクセルONに基づいて、蓄圧器15Bから変速機TMに油圧が供給されるようにしてもよい。
(第4例)
次に、図6を参照して、車両1の動作の第4例について説明する。なお、以下の図6の説明において、図3と同様の箇所には同一の符号を用い、その内容の説明は適宜省略する。また、図6において、符号NEで示す実線はエンジン11の回転数(図2においてNEで示す矢印も参照)を示しており、符号NMで示す破線はギヤボックス14の入力軸141の回転数(図2においてNMで示す矢印も参照)を示している。
図6に示すように、変速機TMにおけるいずれかの変速クラッチ及びロックアップクラッチ134が締結状態とされ、車両1が走行している(すなわち車速>0)時刻T10において、アクセルOFFされたとする。そして、時刻T10後の時刻T11において、予め定められた燃料カット制御の実行条件が成立したとする。この場合、制御装置22は、時刻T11から燃料カット制御を開始する。なお、このとき、ギヤボックス14の変速段は、例えば4速であるものとする。
時刻T11後の時刻T12において、ブレーキONされたとする。アクセルOFFに加えてブレーキONされることにより、時刻T12から、車速は一層と低下する。また、このとき、ロックアップクラッチ134が締結状態であるため、車速の低下に伴って、エンジン11の回転数及びギヤボックス14の入力軸141の回転数も一層と低下する。
ロックアップクラッチ134が締結状態であるときに車速が低下すると、それに伴って、エンジン11の回転数も低下し得る。しかし、制御装置22は、ギヤボックス14の変速段を下げることで、駆動輪DW側からの動力により、エンジン11の回転数及びギヤボックス14の入力軸141の回転数を、車速及び変速段(変速比)に応じた回転数まで増加させることができる。図6に示す例では、制御装置22は、時刻T13において、ギヤボックス14の変速段を4速から3速に変更している。これに伴って、エンジン11の回転数及びギヤボックス14の入力軸141の回転数は、時刻T13から一時的に増加している。
制御装置22は、車速がさらに低下した時刻T14において、ギヤボックス14の変速段を今度は3速から1速に変更している。これに伴って、エンジン11の回転数及びギヤボックス14の入力軸141の回転数は、時刻T14から再び増加している。そして、制御装置22は、このようにして変速段を1速にした後(すなわち下げきった後)に、車速がさらに低下してくると、ロックアップクラッチ134を解放状態にする。これにより、エンストの発生を抑制できる。
図6に示す例では、制御装置22は、時刻T15において、ロックアップクラッチ134を解放状態としている。ただし、この時点では、エンジン11の回転数が回転数N1以上であることから、ライン圧により、変速機TMに供給可能な油圧として前述した油圧P1が得られている。したがって、このときには、ライン圧により、必要に応じて油圧P1に変速機TMに供給することができる。
ところで、ロックアップクラッチ134が解放状態となると、駆動輪DW側からの動力が、ギヤボックス14には伝達されるものの、エンジン11には伝達されなくなる。したがって、図6に示すように、ギヤボックス14の入力軸141の回転数は、1速への変更に伴って時刻T15後も一時的に増加するものの、エンジン11の回転数は時刻T15から低下する。すなわち、ギヤボックス14の入力軸141の回転数と、エンジン11の回転数とが乖離する。仮に、この状態で何もしなければ、エンジン11の回転はそのまま停止してしまう。
そこで、制御装置22は、ロックアップクラッチ134を解放状態とした後に、回転数センサからの情報に基づいて、エンジン11の回転数が回転数N1まで低下したことを検出すると、回転数維持制御を実行する。図6に示す例では、時刻T15後の時刻T16において、エンジン11の回転数が回転数N1となったため、制御装置22は、時刻T16から回転数維持制御を実行し、モータジェネレータ12による回転駆動によってエンジン11の回転数を回転数N1に維持している。この回転数維持制御(すなわちモータジェネレータ12によるエンジン11の回転駆動)は、前述したように、例えば、車速が速度V2(図6では不図示)となると終了する。そして、その後の時刻T17において、車両1は停止(すなわち車速=0)している。
このように、制御装置22は、車両1が所定の速度V1(速度V1>0)となったときから停止するまで、燃料カット制御を継続して実行することで、燃料カット制御が行われている期間をできるだけ長くでき、車両1の燃費性能の向上を図れる。
一方、図6中の符号Bに示すように、制御装置22は、ロックアップクラッチ134を解放状態とした後に一時的に燃料カット制御を停止して、エンジン11に対して燃料を供給することにより、エンジン11の回転数を維持するようにしてもよい。このようにした場合、エンジン11に対して燃料が供給されている間には、モータジェネレータ12によるエンジン11の回転駆動がなくても、エンジン11の回転数の低下を抑制できる。これにより、モータジェネレータ12によるエンジン11の回転駆動が行われる期間を短くでき、モータジェネレータ12による消費電力の削減を図れる。
以上説明したように、本実施形態の車両1によれば、車両1に対する加速要求があった際に、機械式油圧供給装置15Aによって変速機TMに供給される油圧が動力伝達経路を接続させるために必要な油圧に満たない場合には、蓄圧器15Bによる迅速な変速機TMへの油圧供給を行うことができる。このため、燃料カット制御の開始に伴って実行される回転数維持制御(エンジン11の回転数N1の維持)を、車速が速度V2以下になったときに終了させても、蓄圧器15Bによる油圧供給により加速要求に対する良好な応答性能を維持することができる。したがって、蓄圧器15Bを用いた簡易な構成により、加速要求に対する良好な応答性能を維持しながら、車両1において消費される電力の削減を図ることができる。
また、車速が速度V2となるまで、すなわち車両1が停止する直前まで、モータジェネレータ12によってエンジン11の回転数が回転数N1に維持されるので、加速要求に対する良好な応答性を長く維持することができる。
(変形例)
以上に説明した例では、図2に示したように、制御装置22は、燃料カット制御の実行によってエンジン11の回転数が低下した場合、回転数維持制御を実行する(例えばモータジェネレータ12によってエンジン11を回転駆動させる)ことにより、その低下した回転数が回転数N1になったとき(例えば時刻T3)から車速が速度V2以下となるまで(例えば時刻T4)、エンジン11の回転数を回転数N1に維持しているが、これに限らない。
例えば、制御装置22は、低下したエンジン11の回転数が回転数N1になったとき(例えば時刻T3)から、車両1に対する加速要求があるまで、回転数維持制御を実行することによりエンジン11の回転数を回転数N1に維持するようにしてもよい。この加速要求には、例えば、アクセルONやブレーキOFF等の操作が含まれる。このようにすれば、車両1に対する加速要求があるまでエンジン11の回転数を回転数N1に維持できるので、車速の低下にかかわらず(例えば車両1が停止した後も)、機械式油圧供給装置15Aから変速機TMに対して必要な油圧(例えば油圧P1)を供給することができ、良好な応答性能を維持できる。
また、例えば、制御装置22は、低下したエンジン11の回転数が回転数N1になったとき(例えば時刻T3)から、所定期間(例えば5[sec])が経過するまで、回転数維持制御を実行することによりエンジン11の回転数を回転数N1に維持するようにしてもよい。このようにすれば、モータジェネレータ12を電動機として長期間作動させ続けることによる消費電力の増大を抑制できる。
また、例えば、制御装置22は、低下したエンジン11の回転数が回転数N1になったとき(例えば時刻T3)から、バッテリ17の残容量が閾値以下となるまで、回転数維持制御を実行することによりエンジン11の回転数を回転数N1に維持するようにしてもよい。エンジン11の回転数をモータジェネレータ12で維持する際にはバッテリ17の電力が使用される。この場合、制御装置22は、バッテリセンサから入力される情報に基づいてバッテリ17の残容量を認識し、バッテリ17の容量が閾値よりも多く残っているときにバッテリ17の電力を使用してエンジン11の回転数を維持する。このようにすれば、バッテリ17の残容量が閾値以下のときはバッテリ17の電力は使用されないため、バッテリ17が過放電状態となるのを防止できる。
ところで、蓄圧器15Bのアキューム圧を変速機TMに供給すれば、変速機TMのクラッチを締結状態とすることができる。このため、前述した回転数維持制御を行わず、車両1が走行しているとき(すなわち車速>0のとき)にも、蓄圧器15Bのアキューム圧を変速機TMに適宜供給するようにして、変速機TMのクラッチを締結状態とすることが考えられる。しかしながら、このようにすると、変速機TMのクラッチを締結状態となった際に、車両1の商品性の低下につながり得る過大なショックが生じるおそれがある。
具体的に説明すると、一方側と他方側との間を断接するクラッチは、一方側の回転数と他方側の回転数とが同じであれば、急速に締結状態としても(以下、急係合ともいう)、ショック(トルク変動)は発生しない。逆に、一方側の回転数と他方側の回転数とに差があるときに急係合するとショックが発生する。
仮に、車両1が停止しており且つエンジン11も停止していれば、エンジン11の回転数、入力軸141の回転数及び出力部材144の回転数は、いずれも0となる。このため、車両1が停止しており且つエンジン11も停止しているときには、図5中の符号Aに示したように、蓄圧器15Bのアキューム圧を変速機TMに供給して変速機TMのクラッチを急係合しても車両1の商品性の低下につながり得る過大なショックは発生しない。
一方、車両1が走行しており(すなわち車速>0)且つエンジン11が停止しているときに、変速機TMのクラッチが解放状態であると、殆どの場合、エンジン11の回転数、入力軸141の回転数及び出力部材144の回転数に差が生じる。このため、このようなときに、蓄圧器15Bのアキューム圧を変速機TMに供給して変速機TMのクラッチを急係合すると、車両1の商品性の低下につながり得る過大なショックが生じ得る。このため、制御装置22では、前述したように、車両1及びエンジン11が停止している場合に限り、蓄圧器15Bのアキューム圧を変速機TMに供給して変速機TMのクラッチの係合を行うようにすることで、車両1の商品性の低下につながり得る過大なショックが生じるのを回避している。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
また、本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。
(1) 内燃機関(エンジン11)と、
前記内燃機関を回転駆動可能な回転電機(モータジェネレータ12)と、
前記内燃機関と駆動輪(駆動輪DW)との間の動力伝達経路を断接可能に設けられ、所定値以上の油圧が供給されることに応じて前記動力伝達経路を接続する断接装置(ロックアップクラッチ134、第1変速クラッチ142a、第2変速クラッチ143a)と、
前記断接装置に油圧を供給する油圧供給装置(油圧供給装置15)と、
前記油圧供給装置による前記断接装置への油圧供給を制御する油圧制御装置(油圧制御装置16)と、
前記内燃機関および前記回転電機を制御する制御装置(制御装置22)と、
を備える車両(車両1)であって、
前記油圧供給装置は、
前記内燃機関の回転に伴って駆動され、前記断接装置に油圧を供給する機械式油圧供給装置(機械式油圧供給装置15A)と、
予め蓄えた圧力によって前記断接装置に油圧を供給する蓄圧器(蓄圧器15B)と、を備えており、
前記制御装置は、
前記車両に対する減速要求に基づいて、前記内燃機関への燃料供給を停止する燃料カット制御を実行し、
前記燃料カット制御の実行に伴って前記内燃機関の回転数が所定回転数まで低下した場合に、前記回転電機によって前記内燃機関を回転駆動する、又は前記内燃機関への燃料供給を行うことにより、前記内燃機関の回転数を0よりも大きい所定回転数に維持する回転数維持制御を実行し、
前記油圧制御装置は、
前記車両に対する加速要求があった際に、前記機械式油圧供給装置によって前記断接装置に供給される油圧が前記所定値未満であれば、前記蓄圧器による前記断接装置への油圧供給を行わせる、車両。
(1)によれば、車両に対する加速要求があった際に、機械式油圧供給装置によって断接装置に供給される油圧が所定値未満であれば、蓄圧器による迅速な断接装置への油圧供給を行うことができるので、蓄圧器を用いた簡易な構成により、加速要求に対する応答性能の低下を抑制できる。
(2) (1)に記載の車両であって、
前記制御装置は、前記内燃機関の回転数が前記所定回転数まで低下したときから、前記車両の速度が閾値以下となるまで、前記回転数維持制御を実行する、車両。
(2)によれば、車両の速度が閾値以下になるまで内燃機関の回転数が所定回転数に維持されるので、加速要求に対する良好な応答性を長く維持できる。
(3) (1)に記載の車両であって、
前記制御装置は、前記内燃機関の回転数が前記所定回転数まで低下したときから、前記車両に対する加速要求があるまで、前記回転数維持制御を実行する、車両。
(3)によれば、車両に対する加速要求があるまでエンジンの回転数を所定回転数に維持することで、車速の低下にかかわらず、例えば、車両が停車状態になっても、加速要求に対する良好な応答性を維持できる。
(4) (1)に記載の車両であって、
前記制御装置は、前記内燃機関の回転数が前記所定回転数まで低下したときから、所定期間が経過するまで、前記回転数維持制御を実行する、車両。
(4)によれば、内燃機関の回転数が所定回転数まで低下したときから所定期間が経過すると回転数維持制御を終了させることができるので、回転数維持制御を長期間実行することによる回転電機の消費電力の増加や燃費の悪化を抑制できる。
(5) (1)に記載の車両であって、
前記回転電機は、前記車両のバッテリ(バッテリ17)から供給された電力によって前記内燃機関を回転駆動し、
前記制御装置は、前記内燃機関の回転数が前記所定回転数まで低下したときから、前記バッテリが所定状態となるまで、前記回転数維持制御を実行する、車両。
(5)によれば、例えば、バッテリの残容量が閾値以下のときには、内燃機関を回転駆動させるための電力としてバッテリの電力を使用しないようにすることで、バッテリが過放電状態となるのを防止することができる。
(6) (1)~(5)のいずれかに記載の車両であって、
前記制御装置は、前記車両が所定の速度となったときから停止するまで、前記燃料カット制御を継続して実行する、車両。
(6)によれば、燃料カット制御が行われている期間をできるだけ長くでき、車両の燃費性能の向上を図れる。
1 車両
11 エンジン(内燃機関)
12 モータジェネレータ(回転電機)
134 ロックアップクラッチ(断接装置)
142a 第1変速クラッチ(断接装置)
143a 第2変速クラッチ(断接装置)
15 油圧供給装置
15A 機械式油圧供給装置
15B 蓄圧器
16 油圧制御装置
17 バッテリ
22 制御装置
DW 駆動輪

Claims (6)

  1. 内燃機関と、
    前記内燃機関を回転駆動可能な回転電機と、
    前記内燃機関と駆動輪との間の動力伝達経路を断接可能に設けられ、所定値以上の油圧が供給されることに応じて前記動力伝達経路を接続する断接装置と、
    前記断接装置に油圧を供給する油圧供給装置と、
    前記油圧供給装置による前記断接装置への油圧供給を制御する油圧制御装置と、
    前記内燃機関および前記回転電機を制御する制御装置と、
    を備える車両であって、
    前記油圧供給装置は、
    前記内燃機関の回転に伴って駆動され、前記断接装置に油圧を供給する機械式油圧供給装置と、
    予め蓄えた圧力によって前記断接装置に油圧を供給する蓄圧器と、を備えており、
    前記制御装置は、
    前記車両に対する減速要求に基づいて、前記内燃機関への燃料供給を停止する燃料カット制御を実行し、
    前記燃料カット制御の実行に伴って前記内燃機関の回転数が所定回転数まで低下した場合に、前記回転電機によって前記内燃機関を回転駆動する、又は前記内燃機関への燃料供給を行うことにより、前記内燃機関の回転数を0よりも大きい所定回転数に維持する回転数維持制御を実行し、
    前記油圧制御装置は、
    前記車両に対する加速要求があった際に、前記機械式油圧供給装置によって前記断接装置に供給される油圧が前記所定値未満であれば、前記蓄圧器による前記断接装置への油圧供給を行わせる、車両。
  2. 請求項1に記載の車両であって、
    前記制御装置は、前記内燃機関の回転数が前記所定回転数まで低下したときから、前記車両の速度が閾値以下となるまで、前記回転数維持制御を実行する、車両。
  3. 請求項1に記載の車両であって、
    前記制御装置は、前記内燃機関の回転数が前記所定回転数まで低下したときから、前記車両に対する加速要求があるまで、前記回転数維持制御を実行する、車両。
  4. 請求項1に記載の車両であって、
    前記制御装置は、前記内燃機関の回転数が前記所定回転数まで低下したときから、所定期間が経過するまで、前記回転数維持制御を実行する、車両。
  5. 請求項1に記載の車両であって、
    前記回転電機は、前記車両のバッテリから供給された電力によって前記内燃機関を回転駆動し、
    前記制御装置は、前記内燃機関の回転数が前記所定回転数まで低下したときから、前記バッテリが所定状態となるまで、前記回転数維持制御を実行する、車両。
  6. 請求項1~5のいずれか一項に記載の車両であって、
    前記制御装置は、前記車両が所定の速度となったときから停止するまで、前記燃料カット制御を継続して実行する、車両。
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