JP6546816B2 - ポンプシステム及びポンプシステムの制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ポンプシステム及びポンプシステムの制御方法に関する。
特許文献1には、惰性走行制御中、すなわち車両走行時に走行用駆動源を自動停止することで惰性走行を行っている際に、駆動輪からオイルポンプに動力を伝達してオイルポンプを駆動する技術が開示されている。特許文献1ではさらに、車速が所定車速以下である場合には、電動機によってオイルポンプを駆動することが開示されている。
特許第5035468号
惰性走行制御では、走行用駆動源を停止しながら惰性走行を行うことで、燃費向上を図ることができる。ところが、惰性走行制御中に駆動輪からの動力でオイルポンプを駆動すると、オイルポンプの仕事分、車両の運動エネルギが消費される。結果、その分惰性走行距離が短くなり、燃費向上効果が損なわれる虞がある。
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、惰性走行制御中に駆動輪からの動力でオイルポンプを駆動する場合に、燃費改善を図ることが可能なポンプシステム及びポンプシステムの制御方法を提供することを目的とする。
本発明のある態様のポンプシステムは、車両の走行用駆動源により駆動されてオイルを吐出するオイルポンプと、前記オイルポンプを駆動するように設けられたモータと、前記オイルポンプへの動力伝達装置として設けられ、前記走行用駆動源から前記オイルポンプへの動力伝達及び動力伝達の遮断を行う第1動力伝達装置と、前記車両の駆動輪から前記オイルポンプへの動力伝達及び動力伝達の遮断を行う第2動力伝達装置と、前記モータから前記オイルポンプへの動力伝達及び動力伝達の遮断を行う第3動力伝達装置と、を含み、前記車両の走行時に前記走行用駆動源を自動停止することで惰性走行を行う惰性走行制御中に、前記第2動力伝達装置によって前記駆動輪から前記オイルポンプへの動力伝達を行う動力伝達装置と、前記惰性走行制御中に、前記モータに電力を供給するバッテリの充電状態を示す状態量が第1所定量よりも大きい場合に、前記モータを駆動し、前記動力伝達装置に前記第3動力伝達装置による前記モータから前記オイルポンプへの動力伝達を行わせる制御部と、前記走行用駆動源から前記駆動輪に動力を伝達する動力伝達経路に設けられたバリエータの変速比を制御する変速比制御部と、を備える。前記第2動力伝達装置は、前記バリエータを介した前記駆動輪から前記オイルポンプへの動力伝達及び動力伝達の遮断を行うように設けられる。前記動力伝達装置は、前記第2動力伝達装置及び前記第3動力伝達装置に設けられ、一方の締結要素に前記バリエータを介した前記駆動輪からの動力が入力されるとともに、他方の締結要素に前記モータの動力が入力されるクラッチをさらに含む。前記クラッチは、前記一方の締結要素の回転速度が、前記他方の締結要素の回転速度よりも高い場合に、前記第2動力伝達装置によって前記駆動輪から前記オイルポンプへの動力伝達を行わせるとともに、前記他方の締結要素の回転速度が、前記一方の締結要素の回転速度よりも高い場合に、前記第3動力伝達装置によって前記モータから前記オイルポンプへの動力伝達を行わせる。前記制御部は、前記モータを駆動するにあたり、前記他方の締結要素の回転速度が前記一方の締結要素の回転速度よりも高くなるように前記モータを制御する。前記変速比制御部は、前記惰性走行制御中に前記バリエータの入力側回転速度が第1所定回転速度よりも低い第2所定回転速度になるように前記バリエータの変速比を制御する。前記第1所定回転速度及び前記第2所定回転速度は、前記惰性走行制御中に車速に応じて前記バリエータの変速比を最小変速比よりも大きく且つ最大変速比よりも小さい変速比範囲内で制御する場合に設定される前記バリエータの入力側回転速度である。
本発明の別の態様によれば、車両の走行用駆動源により駆動されてオイルを吐出するオイルポンプと、前記オイルポンプを駆動するように設けられたモータと、前記オイルポンプへの動力伝達装置として設けられ、前記走行用駆動源から前記オイルポンプへの動力伝達及び動力伝達の遮断を行う第1動力伝達装置と、前記車両の駆動輪から前記オイルポンプへの動力伝達及び動力伝達の遮断を行う第2動力伝達装置と、前記モータから前記オイルポンプへの動力伝達及び動力伝達の遮断を行う第3動力伝達装置と、を含み、前記車両の走行時に前記走行用駆動源を自動停止することで惰性走行を行う惰性走行制御中に、前記第2動力伝達装置によって前記駆動輪から前記オイルポンプへの動力伝達を行う動力伝達装置と、前記走行用駆動源から前記駆動輪に動力を伝達する動力伝達経路に設けられたバリエータとを備え、前記第2動力伝達装置は、前記バリエータを介した前記駆動輪から前記オイルポンプへの動力伝達及び動力伝達の遮断を行うように設けられ、前記動力伝達装置は、前記第2動力伝達装置及び前記第3動力伝達装置に設けられ、一方の締結要素に前記バリエータを介した前記駆動輪からの動力が入力されるとともに、他方の締結要素に前記モータの動力が入力されるクラッチをさらに含み、前記クラッチは、前記一方の締結要素の回転速度が、前記他方の締結要素の回転速度よりも高い場合に、前記第2動力伝達装置によって前記駆動輪から前記オイルポンプへの動力伝達を行わせるとともに、前記他方の締結要素の回転速度が、前記一方の締結要素の回転速度よりも高い場合に、前記第3動力伝達装置によって前記モータから前記オイルポンプへの動力伝達を行わせるポンプシステムを制御するための制御方法であって、前記惰性走行制御中に、前記モータに電力を供給するバッテリの充電状態を示す状態量が第1所定量よりも大きい場合に、前記他方の締結要素の回転速度が前記一方の締結要素の回転速度よりも高くなるように前記モータを駆動し、前記動力伝達装置に前記第3動力伝達装置による前記モータから前記オイルポンプへの動力伝達を行わせることと、前記惰性走行制御中に前記バリエータの入力側回転速度が第1所定回転速度よりも低い第2所定回転速度になるように前記バリエータの変速比を制御することと、を含み、前記第1所定回転速度及び前記第2所定回転速度を、前記惰性走行制御中に車速に応じて前記バリエータの変速比を最小変速比よりも大きく且つ最大変速比よりも小さい変速比範囲内で制御する場合に設定される前記バリエータの入力側回転速度とするポンプシステムの制御方法が提供される。
これらの態様によれば、バッテリに余裕がある場合には、惰性走行制御中にモータでオイルポンプを駆動することで、車両の運動エネルギがオイルポンプで消費されないようにすることができる。したがって、惰性走行制御中に駆動輪からの動力でオイルポンプを駆動する場合に、惰性走行距離を向上させることで、燃費改善を図ることができる。
実施形態のポンプシステムを搭載する車両の概略構成図である。 実施形態の制御の一例をフローチャートで示す図である。 変速マップの一例を示す図である。 実施形態の制御に対応するタイミングチャートの一例を示す図である。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、バリエータの変速比は、入力回転速度を出力回転速度で除算した値であり、変速比が大きい場合をLow、変速比が小さい場合をHighと言う。
図1は、車両1の概略構成図である。車両1は、エンジン2と、トルクコンバータ3と、モータジェネレータ4と、ポンプ5と、第1ワンウェイクラッチ6と、前後進切替機構7と、バリエータ8と、第2ワンウェイクラッチ9と、終減速機構10と、駆動輪11と、油圧回路100と、を備える。
エンジン2は、車両1やポンプ5の駆動源を構成する。エンジン2の出力は、トルクコンバータ3、第1ワンウェイクラッチ6、前後進切替機構7、バリエータ8、及び終減速機構10を介して駆動輪11へと伝達される。換言すれば、トルクコンバータ3や第1ワンウェイクラッチ6や前後進切替機構7やバリエータ8や終減速機構10は、エンジン2から駆動輪11に動力を伝達する動力伝達経路に設けられる。
トルクコンバータ3は、流体を介して動力を伝達する。トルクコンバータ3では、ロックアップクラッチを締結することで、動力伝達効率を高めることができる。
モータジェネレータ4は、ポンプ5の駆動源を構成する。以下では、モータジェネレータ4をM/G4と称す。M/G4には、インバータ41が設けられる。M/G4は、インバータ41から出力される電力により駆動される。インバータ41には、バッテリ42が接続される。M/G4が車両1の制動時に電力として回生するエネルギは、インバータ41を介してバッテリ42に供給される。M/G4は、例えば三相交流により駆動される同期型回転電機により構成される。
ポンプ5は、エンジン2、M/G4、プライマリプーリ81(駆動輪11)のうち少なくとも1つから動力が伝達されると駆動し、油を吐出する。
第1ワンウェイクラッチ6は、エンジン2及びバリエータ8間、具体的にはトルクコンバータ3及び前後進切替機構7間に設けられる。第1ワンウェイクラッチ6は、第1内輪61と、第1外輪62と、第1クラッチ部63と、を備える。また、第1ワンウェイクラッチ6には、第1動力伝達部64と、第2動力伝達部65と、第3動力伝達部66と、第4動力伝達部67とが設けられる。
第1内輪61は、第1クラッチ部63を介して第1外輪62と係合する。第1内輪61には、エンジン2の動力が伝達される。第1内輪61は、エンジン2の出力軸の回転に応じて回転するように設けられる。第1内輪61は具体的には、エンジン2の出力軸と一体回転するように設けられる。
第1外輪62は、第1動力伝達部64を介してM/G4の回転軸と連結し、第2動力伝達部65を介してポンプ5の回転軸と連結する。また、第1外輪62は、第3動力伝達部66を介して車両空調用のエアコンプレッサ14の回転軸と連結し、第4動力伝達部67を介してウォーターポンプ15の回転軸と連結する。第1動力伝達部64、第2動力伝達部65、第3動力伝達部66、及び第4動力伝達部67は例えば、ベルトやチェーンで構成することができる。なお、第1動力伝達部64、第2動力伝達部65、第3動力伝達部66、及び第4動力伝達部67は例えば、さらに動力を断続するクラッチを有して構成されてもよい。
第1クラッチ部63は、エンジン2の駆動に応じて得られる第1内輪61の回転速度が、M/G4の駆動、または第2ワンウェイクラッチ9を介してプライマリプーリ81(駆動輪11)から伝達される動力に応じて得られる第1外輪62の回転速度よりも高い場合に、第1内輪61と第1外輪62とを係合し、第1内輪61から第1外輪62に動力を伝達する。また、第1クラッチ部63は、エンジン2の駆動に応じて得られる第1内輪61の回転速度が、M/G4の駆動、及びプライマリプーリ81から伝達される動力に応じて得られる第1外輪62の回転速度よりも低い場合に、第1内輪61と第1外輪62との係合を解除し、第1内輪61から第1外輪62への動力伝達を遮断する。
エンジン2の駆動に応じて得られる第1内輪61の回転速度は、第1ワンウェイクラッチ6におけるエンジン側回転速度である回転速度Neを構成する。また、M/G4の駆動、及びプライマリプーリ81から伝達される動力に応じて得られる第1外輪62の回転速度は、第1ワンウェイクラッチ6におけるモータ側回転速度である回転速度Nm1を構成する。
このため、第1ワンウェイクラッチ6では、回転速度Neが回転速度Nm1よりも高い場合に、第1内輪61が第1クラッチ部63を介して第1外輪62を連れ回し、エンジン2の動力をポンプ5に伝達する。一方、走行中にエンジン2が停止した場合など、回転速度Neが回転速度Nm1よりも低い場合には、第1外輪62が第1内輪61を連れ回すことはなく、第1内輪61及び第1外輪62は互いに自由に回転する。したがって、エンジン2と、ポンプ5及びM/G4との動力伝達は遮断される。
本実施形態の車両1では、このような第1ワンウェイクラッチ6及び第2動力伝達部65を有して構成される第1動力伝達装置110によって、エンジン2からポンプ5への動力伝達及び動力伝達の遮断を行うことができるようになっている。
前後進切替機構7は、エンジン2及びバリエータ8間、具体的には第1ワンウェイクラッチ6及びバリエータ8間に設けられる。前後進切替機構7は、前進走行に対応する正転方向と後退走行に対応する逆転方向との間で、入力される回転の回転方向を切り替える。
前後進切替機構7は具体的には、前進クラッチ71と、後退ブレーキ72と、を備える。前進クラッチ71は、回転方向を正転方向とする場合に連結される。後退ブレーキ72は、回転方向を逆転方向とする場合に連結される。前進クラッチ71及び後退ブレーキ72の一方は、エンジン2とバリエータ8と間で回転を断続するクラッチとして構成することができる。前後進切替機構7の前進クラッチ71、及び後退ブレーキ72が解放されると、エンジン2とバリエータ8との間の動力伝達が遮断される。
バリエータ8は、プライマリプーリ81と、セカンダリプーリ82と、プライマリプーリ81及びセカンダリプーリ82に巻き掛けられたベルト83と、を有する。以下では、プライマリをPRIとも称し、セカンダリをSECとも称す。バリエータ8は、PRIプーリ81とSECプーリ82との溝幅をそれぞれ変更することでベルト83の巻掛け径を変更して変速を行うベルト式無段変速機構を構成している。
PRIプーリ81は、固定プーリ81aと、可動プーリ81bと、PRI室81cと、を有する。PRIプーリ81では、PRI室81cに供給されるプライマリ圧を制御することにより、可動プーリ81bが作動し、PRIプーリ81の溝幅が変更される。
SECプーリ82は、固定プーリ82aと、可動プーリ82bと、SEC室82cと、を有する。SECプーリ82では、SEC室82cに供給されるセカンダリ圧を制御することにより、可動プーリ82bが作動し、SECプーリ82の溝幅が変更される。
ベルト83は、PRIプーリ81の固定プーリ81aと可動プーリ81bとにより形成されるV字形状をなすシーブ面と、SECプーリ82の固定プーリ82aと可動プーリ82bとにより形成されるV字形状をなすシーブ面に巻き掛けられる。
第2ワンウェイクラッチ9は、PRIプーリ81の後方に設けられる。第2ワンウェイクラッチ9は、第2内輪91と、第2外輪92と、第2クラッチ部93と、を備える。また、第2ワンウェイクラッチ9には、第5動力伝達部94が設けられる。
第2内輪91は、第2クラッチ部93を介して第2外輪92と係合する。第2内輪91は、PRIプーリ81の固定プーリ81aの回転軸と連結し、第2内輪91には固定プーリ81aの回転が伝達される。
第2外輪92は、第5動力伝達部94を介してM/G4の回転軸と連結する。第5動力伝達部94は例えば、ベルトやチェーンで構成することができる。なお、第5動力伝達部94は例えば、さらに動力を断続するクラッチを有して構成されてもよい。
第2クラッチ部93は、PRIプーリ81の回転に応じて得られる第2内輪91の回転速度が、第2外輪92の回転速度よりも高い場合に、第2内輪91と第2外輪92とを係合し、第2内輪91から第2外輪92に動力を伝達する。また、第2クラッチ部93は、第2内輪91の回転速度が、第2外輪92の回転速度よりも低い場合に、第2内輪91と第2外輪92との係合を解除し、第2内輪91から第2外輪92への動力伝達を遮断する。
PRIプーリ81の回転が伝達される第2内輪91の回転速度は、第2ワンウェイクラッチ9におけるPRIプーリ81側回転速度である回転速度Npriを構成する。また、第2外輪92の回転速度は、第2ワンウェイクラッチ9におけるモータ側回転速度である回転速度Nm2を構成する。
このため、第2ワンウェイクラッチ9では、回転速度Npriが回転速度Nm2よりも高い場合に、第2内輪91が第2クラッチ部93を介して第2外輪92を連れ回し、PRIプーリ81の回転をポンプ5に伝達する。一方、回転速度Npriが回転速度Nm2よりも低い場合には、第2外輪92が第2内輪91を連れ回すことはなく、第2内輪91、及び第2外輪92は互いに自由に回転する。したがって、PRIプーリ81の回転はポンプ5に伝達されない。
このように、本実施形態の車両1においては、M/G4の回転軸に第2ワンウェイクラッチ9を介してPRIプーリ81の回転を伝達可能となっている。また、第2ワンウェイクラッチ9、第5動力伝達部94、M/G4の回転軸、第1動力伝達部64、第1外輪62(第1ワンウェイクラッチ6)、及び第2動力伝達部65を有して構成される第2動力伝達装置120によって、駆動輪11からポンプ5への動力伝達及び動力伝達の遮断を行うことができるようになっている。第2動力伝達装置120は、バリエータ8を介した駆動輪11からポンプ5への動力伝達及び動力伝達の遮断を行う。
そのため、前後進切替機構7によってエンジン2とバリエータ8との動力伝達が遮断され、エンジン2が停止している場合であっても、第2動力伝達装置120を介してPRIプーリ81の回転をポンプ5に伝達し、ポンプ5を駆動することができる。即ち、第5動力伝達部94によって駆動輪11からポンプ5に動力を伝達可能となっている。
なお、エンジン2が停止しておらず、前後進切替機構7によってエンジン2とバリエータ8との動力伝達が行われている場合には、第2内輪91の回転速度Npriが第2外輪92の回転速度Nm2よりも低くなるように、第2ワンウェイクラッチ9、及び第5動力伝達部94は構成されている。
また、第2外輪92を第5動力伝達部94を介してポンプ5の回転軸に直接連結してもよい。
第2動力伝達装置120は、第1動力伝達装置110とともに、ポンプ5への動力伝達装置である動力伝達装置150を構成する。動力伝達装置150は、第1動力伝達装置110、第2動力伝達装置120、及び次に説明する第3動力伝達装置のうちいずれかによる動力伝達を行う場合に、他の動力伝達装置による動力伝達の遮断を行う。
本実施形態では、第2動力伝達装置120はさらに、M/G4からポンプ5への動力伝達及び動力伝達の遮断を行う第3動力伝達装置として構成される。換言すれば、第2動力伝達装置120は、第3動力伝達装置を兼ねるように構成される。第2動力伝達装置120は例えば、次のようにして第3動力伝達装置として機能する。
すなわち、第2動力伝達装置120によって駆動輪11からポンプ5への動力伝達を行っている際には、M/G4を駆動し、第2外輪92の回転速度Nm2を第2内輪91の回転速度Npriよりも高めることで、第2ワンウェイクラッチ9の係合を解除することができる。
そしてこのような場合に、第2動力伝達装置120は、駆動輪11からポンプ5への動力伝達の遮断を行うと同時に、M/G4からポンプ5への動力伝達を行うことで、第3動力伝達装置としても機能する。
また、M/G4からポンプ5への動力伝達を行っている際には、M/G4の駆動を停止し、第2外輪92の回転速度Nm2を第2内輪91の回転速度Npriよりも低下させることで、第2ワンウェイクラッチ9を係合状態にすることができる。
そしてこのような場合に、第2動力伝達装置120は、駆動輪11からポンプ5への動力伝達を行うと同時に、M/G4からポンプ5への動力伝達の遮断を行うことで、第3動力伝達装置としても機能する。
第2ワンウェイクラッチ9は、第2動力伝達装置120、及び第2動力伝達装置120が兼ねる第3動力伝達装置に設けられ、一方の締結要素である第2内輪91にバリエータ8を介した駆動輪11からの動力が入力されるとともに、他方の締結要素である第2外輪92にM/G4の動力が入力されるクラッチを構成する。
終減速機構10は、バリエータ8からの出力回転を駆動輪11に伝達する。終減速機構10は、複数の歯車列やディファレンシャルギアを有して構成される。終減速機構10は、車軸を介して駆動輪11を回転する。
油圧回路100は、複数の流路、複数の油圧制御弁で構成される。油圧回路100は、コントローラ12からの信号に基づいて、ポンプ5から吐出された油で発生する油圧から必要な油圧を調整する。そして、油圧回路100は、プライマリ圧として調整した油圧をバリエータ8のPRIプーリ81に供給するとともに、セカンダリ圧として調整した油圧をSECプーリ82に供給する。また、油圧回路100は、前後進切替機構7、トルクコンバータ3にも油圧を供給する。
車両1はコントローラ12をさらに備える。コントローラ12は、電子制御装置であり、コントローラ12には、センサ・スイッチ群13からの信号が入力される。
センサ・スイッチ群13は例えば、アクセル開度APOを検出するアクセル開度センサや、ブレーキペダルの踏み込み量BRPに基づくブレーキ踏力を検出するブレーキセンサや、車速VSPを検出する車速センサや、回転速度Neを検出するエンジン回転速度センサを含む。
センサ・スイッチ群13はさらに例えば、PRI圧を検出するPRI圧センサや、SEC圧を検出するSEC圧センサや、PRIプーリ81の入力側回転速度である回転速度Npriを検出するPRI回転速度センサや、SECプーリ82の出力側回転速度である回転速度Nsecを検出するSEC回転速度センサや、変速レバーの操作位置を検出するインヒビタスイッチを含む。
コントローラ12は、センサ・スイッチ群13からの信号に基づき、M/G4や油圧回路100を制御する。バリエータ8の変速比は、コントローラ12及び油圧回路100によって、ポンプ5が吐出するオイルを制御することで変更される。
ところで、車両1では、エンジン2の燃費を向上させるために、セイリングストップ制御が行われる。セイリングストップ制御は、車両1の走行時にエンジン2を自動停止することで惰性走行を行う惰性走行制御であり、例えば、車速VSPが所定車速よりも高く、アクセルペダルの踏み込みがない場合、及びブレーキペダルの踏み込みがない場合に実行される。セイリングストップ制御はさらに、バリエータ8の変速比が最小変速比である場合に行うことができる。本実施形態では、これらの4つの条件がセイリングストップ制御の実行条件を構成する。以下では、セイリングストップ制御を単にSS制御と称す。
SS制御中は、エンジン2を停止し、前後進切替機構7の前進クラッチ71、及び後退ブレーキ72を解放し、エンジン2とバリエータ8との動力伝達を遮断している。従って、動力伝達装置150では、第1動力伝達装置110によるエンジン2から第1ワンウェイクラッチ6を介したポンプ5への動力伝達は行われない。
SS制御中は、動力伝達装置150は、第2動力伝達装置120によって駆動輪11から、バリエータ8のPRIプーリ81、第2ワンウェイクラッチ9などを介してポンプ5へ動力伝達を行う。
駆動輪11からの動力伝達によってポンプ5を駆動している場合、ポンプ5の吐出量は、PRIプーリ81の回転速度Npri(車速VSP)に応じて決まる。エンジン2から駆動輪11への動力伝達経路において、エンジン2側に設けられたPRIプーリ81の回転速度Npriは、バリエータ8の入力側回転速度を構成する。
車両1において、ポンプシステム200は、ポンプ5、動力伝達装置150、コントローラ12及び油圧回路100を有して構成される。
次に、コントローラ12が行う制御の一例を図2に示すフローチャートを用いて説明する。
ステップS1で、コントローラ12は、SS制御中であるか否かを判定する。このような判定は例えば、SS制御の実行条件が成立し、且つエンジン2の再始動条件が不成立である否かを判定することで行うことができる。
エンジン2の再始動条件は例えば、アクセルペダルが踏み込まれたこと、したがってエンジン2への加速要求が行われたことを含む条件とすることができる。エンジン2の再始動条件は、SS制御の実行条件が不成立になったことであってもよい。
ステップS1で否定判定であれば、処理はステップS10に進む。ステップS10で、コントローラ12は、M/G4によるポンプ5の駆動の実行を許可する。ステップS10の後には、本フローチャートを一旦終了する。
ステップS1で肯定判定であれば、処理はステップS2に進む。ステップS2で、コントローラ12は、バリエータ8の変速比制御を実行する。当該変速比制御については後述する。
ステップS3で、コントローラ12は、SOC(state of charge)が、第1所定量αよりも大きいか否かを判定する。SOCは、バッテリ42の充電状態を示す状態量であり、例えばバッテリ42の蓄電量である。第1所定量αは、バッテリ42に余裕があるか否かを判定するための値であり、例えば最低限確保すべき蓄電量である。第1所定量αは、実験等に基づき予め設定することができる。
ステップS3で肯定判定であれば、処理はステップS4に進む。ステップS4で、コントローラ12は、M/G4によるポンプ5の駆動の実行が許可されているか否かを判定する。ステップS4で肯定判定であれば、処理はステップS5に進む。
ステップS5で、コントローラ12は、M/G4を駆動して、M/G4によるポンプ5の駆動を行う。具体的にはコントローラ12は、M/G4を駆動して、第2ワンウェイクラッチ9の係合を解除する。
これにより、第3動力伝達装置によるM/G4からポンプ5への動力伝達を動力伝達装置150に行わせることができるので、M/G4でポンプ5を駆動することができる。ステップS5の後には、本フローチャートの処理は一旦終了する。
その後、SOCが低下し、ステップS3で否定判定された場合、処理はステップS6に進む。ステップS6で、コントローラ12は、M/G4を停止する。これにより、第2ワンウェイクラッチ9が係合し、第2動力伝達装置120による駆動輪11からポンプ5への動力伝達を動力伝達装置150に行わせることができるので、駆動輪11からの動力でポンプ5を駆動することができる。
続いてステップS7で、コントローラ12は、M/G4によるポンプ5の駆動の実行を禁止する。ステップS7の後には、本フローチャートの処理は一旦終了する。
その後、ステップS3で肯定判定された場合には、ステップS4で否定判定される結果、処理はステップS8に進む。ステップS8で、コントローラ12は、SOCが第2所定量βを上回ったか否かを判定する。第2所定量βは、第1所定量αよりも大きな値に設定される。第2所定量βは、ヒステリシスすなわち不感帯を設定するための値であり、実験等に基づき予め設定することができる。
ステップS8で否定判定であれば、処理はステップS6に進む。したがってこの場合には、SOCが第1所定量αよりも大きくても、M/G4によるポンプ5の駆動は行われない。
ステップS8で肯定判定であれば、処理はステップS9に進み、コントローラ12は、M/G4によるポンプ5の駆動の実行を許可する。ステップS9の後には、処理はステップ5に進む。
本フローチャートにおいて、コントローラ12は、SS制御中に、ステップS3で否定判定であった場合には、ステップS8で肯定判定されるまでの間、M/G4によるポンプ5の駆動の実行を禁止する。すなわち、コントローラ12は、SS制御中に、SOCが第1所定量αよりも小さい場合には、SOCが第2所定量βを上回るまでの間、M/G4によるポンプ5の駆動の実行を禁止する。
ところで、コントローラ12は、ステップS2で、回転速度Npriが第1所定回転速度Npri1よりも低くなるようにバリエータ8の変速比を制御する。
第1所定回転速度Npri1は、エンジン2への加速要求がない場合にエンジン2に設定される回転速度Ne、したがってアイドル回転速度に応じた回転速度Npriであり、例えば1,100rpmである。回転速度Neに応じた回転速度Npriは、エンジン2からバリエータ8に回転速度Neがそのまま伝達される場合には回転速度Neとすることができ、エンジン2からバリエータ8に回転速度Neが変速されて伝達される場合には、変速される分だけ回転速度Neと異なる回転速度とすることができる。本実施形態では、第1所定回転速度Npri1は、アイドル回転速度の最低値に応じた回転速度Npriに設定される。第1所定回転速度Npri1は、例えばエンジン2の冷却水温など、車両1の運転状態に応じた可変値であってよい。
コントローラ12は具体的には、回転速度Npriが第1所定回転速度Npri1よりも低い第2所定回転速度Npri2になるようにバリエータ8の変速比を制御する。
第2所定回転速度Npri2は、SS制御中にポンプ5で必要とされる必要吐出量に応じた回転速度Npriであり、例えば500rpmである。必要吐出量は、SS制御が行われている車両1の状態に応じて、実験等に基づき予め設定することができる。第2所定回転速度Npri1は、例えばポンプ5が吐出するオイルの温度など、車両1の運転状態に応じた可変値であってよい。
コントローラ12はさらに具体的には、次に説明するように変速線の切り替えを行い、切り替えた変速線に従ってバリエータ8の変速比を制御する。
図3は、変速マップの一例を示す図である。バリエータ8は、変速マップに基づき変速される。変速マップでは、バリエータ8の動作点が、車速VSPと回転速度Npriとに応じて示される。
変速マップにおいて、バリエータ8の変速比は、バリエータ8の動作点と変速マップの零点を結ぶ線の傾きで示される。バリエータ8の変速は、バリエータ8の変速比を最大にして得られる最Low線と、バリエータ8の変速比を最小にして得られる最High線との間で行うことができる。
バリエータ8の変速は、アクセル開度APOに応じて選択される変速線に従って行われる。このため、変速マップには変速線がアクセル開度APO毎に設定されている。図3では、変速線として、アクセル開度APO=0のときの変速線である第1変速線L1及び第2変速線L2を例示する。変速線は、車速VSPに応じたバリエータ8の変速比設定を示す。
第1変速線L1は、車速VSPが第1High側車速VSP11よりも高い場合に、最High線に設定され、バリエータ8の変速比を最小変速比にする。第1変速線L1は、バリエータ8の変速比を最小変速比よりも大きくする際、したがって車速VSPが第1High側車速VSP11を下回る際に、回転速度Npriが第1所定回転速度Npri1になるように設定される。
第1変速線L1は、バリエータ8の変速比を最小変速比よりも大きく且つ最大変速比よりも小さい変速比範囲内で制御する場合、具体的には車速VSPが第1High側車速VSP11よりも低く且つ第1Low側車速VSP12よりも高い場合に、回転速度Npriが第1所定回転速度Npri1になるように設定される。第1変速線L1は、バリエータ8の変速比を最大変速比にする場合、具体的には車速VSPが第1Low側車速VSP12よりも低い場合に、最Low線に設定される。
第1変速線は、具体的にはコースト線である。したがって、第1所定回転速度Npriはコースト走行中に、バリエータ8の変速に応じて設定される回転速度Npri、つまりバリエータ8の変速比を最小変速比よりも大きく且つ最大変速比よりも小さい変速比範囲内で制御する場合に設定される回転速度Npriを構成する。
コースト走行中は、駆動輪11からの動力がエンジン2に伝達される走行状態とすることができる。また、コースト走行中は、エンジン2が自動停止された走行状態とすることができる。この場合、第1所定回転速度Npriは、エンジン2を始動する際の回転速度Neであるクランクキング回転速度に応じた回転速度Npriとすることができる。
第2変速線L2は、車速VSPが第2High側車速VSP21よりも高い場合に、最High線に設定され、バリエータ8の変速比を最小変速比にする。第2High側車速VSP21は、第1High側車速VSP11よりも低く設定される。このため、第2変速線L2は、バリエータ8の変速比を最小変速比よりも大きくする際には、回転速度Npriが第1所定回転速度Npri1よりも低くなるように設定される。第2変速線L2は、バリエータ8の変速比を最小変速比よりも大きくする際には、回転速度Npriが第2所定回転速度Npri2になるように設定される。
第2変速線L2は、バリエータ8の変速比を最小変速比よりも大きく且つ最大変速比よりも小さい変速比範囲内で制御する場合、具体的には車速VSPが第2High側車速VSP21よりも低く且つ第2Low側車速VSP22よりも高い場合に、回転速度Npriが第2所定回転速度Npri2になるように設定される。第2変速線L2は、バリエータ8の変速比を最大変速比にする場合、具体的には車速VSPが第2Low側車速VSP22よりも低い場合に、最Low線に設定される。
前述した図2に示すフローチャートのステップS2で、コントローラ12は、このような第2変速線L2への変速線の切り替えを行い、切り替えた第2変速線L2に従って変速比制御を行う。コントローラ12は、変速線を第1変速線L1から第2変速線L2に切り替える。
図4は、コントローラ12が行う制御に対応するタイミングチャートの一例を示す図である。タイミングT1では、アクセル開度APOがゼロになる。結果、タイミングT1からは、回転速度Neが低下し始める。
このとき、エンジン2とバリエータ8との動力伝達は遮断されていない。このため、回転速度Neの低下に応じて回転速度Npriやポンプ5の仕事も低下し始める。また、減速度が発生し、車速VSPも低下し始める。タイミングT1では、変速線が第1変速線L1に切り替えられる。このため、タイミングT1からは、バリエータ8の変速比は最小変速比に向かって低下し始める。タイミングT1からタイミングT2までは、M/G4は停止しており、SOCは低下していない。
タイミングT2では、バリエータ8の変速比が最小変速比になる。結果、SS制御が開始される。SS制御では、エンジン2を停止する。このため、タイミングT2からは、回転速度Neが大きく低下し始める。また、SS制御では、エンジン2とバリエータ8との動力伝達を遮断する。このため、タイミングT2からは、減速度が大幅に軽減され、車速VSPの低下が抑制される。タイミングT2では、変速線が第1変速線L1から第2変速線L2に切り替えられる。
タイミングT2では、SOCが第1所定量αよりも大きい。このため、タイミングT2では、M/G4の駆動が開始され、M/G4の出力が大きくなる。M/G4は、第2外輪92の回転速度Nm2が第2内輪91の回転速度Npriよりも僅かに高くなるように制御される。このため、タイミングT2からは、第2ワンウェイクラッチ9の係合が解除され、M/G4によってポンプ5が駆動される。また、M/G4の出力に応じて、ポンプ5の仕事が発生するとともにSOCが低下する。
タイミングT2からは、回転速度Npriは、車速VSPに応じて次第に低下する。M/G4の出力は、第2ワンウェイクラッチ9が係合しないように、回転速度Npriに応じて低下される。この際に、M/G4は、ポンプ5の仕事がSS制御中にポンプ5で必要とされる必要仕事になるように制御される。
タイミングT3では、回転速度Npriは第1所定回転速度Npri1になる。但し、変速線が第2変速線L2に切り替えられているので、回転速度Npriは、タイミングT3以降も引き続き車速VSPに応じて低下する。M/G4の出力も、回転速度Npriに応じて引き続き低下される。
タイミングT4では、回転速度Npriは第2所定回転速度Npri2になる。また、ポンプ5の仕事は、SS制御中の必要仕事になる。結果、SS制御中にポンプ5で必要とされる必要吐出量が確保される。
タイミングT4からは、回転速度Npriが第2所定回転速度Npri2になるようにバリエータ8の変速比が制御される結果、回転速度Npri、M/G4の出力及びポンプ5の仕事はそのまま維持される。
SOCは、タイミングT3及びタイミングT4間で第2所定量βを下回り、さらにタイミングT5で第1所定量αを下回る。このため、タイミングT5では、M/G4が停止してM/G4の出力がゼロになる。これにより、第2ワンウェイクラッチ9で係合が行われ、駆動輪11からの動力によってポンプ5が駆動される。タイミングT5からは、SS制御中は、SOCが第2所定量βを上回るまでの間、M/G4によるポンプ5の駆動の実行も禁止される。
なお、タイミングT4でM/G4の動力に応じて得られるポンプ5の仕事は、実際にはSS制御中の必要仕事よりも大きい。但し、第2外輪92の回転速度Nm2が第2内輪91の回転速度Npriよりも僅かに高くなるようにM/G4を制御する関係上、その差は僅かなので、ここではタイミングT4で得られるポンプ5の仕事をSS制御中の必要仕事とみなして説明した。
これに関連し、M/G4の動力に応じて得られるポンプ5の仕事をより厳密にSS制御中の必要仕事にすることも可能である。このためには、バエリータ8の変速比制御で用いる第2所定回転速度Npri2をさらに低く設定し、もとの第2所定回転速度Npri2まで第2外輪92の回転速度Nm2を低下させるようにすればよい。
このとき、バエリータ8の変速比制御では、第2ワンウェイクラッチ9を係合解除状態にするために第2外輪92の回転速度Nm2及び第2内輪91の回転速度Npri間に設定する回転速度差の分だけ、第2所定回転速度Npri2をさらに低く設定すればよい。
次に、ポンプシステム200の主な作用効果について説明する。ポンプシステム200は、ポンプ5と、M/G4と、第1動力伝達装置110、第2動力伝達装置120及び第2動力伝達装置120が兼ねる第3動力伝達装置を含み、SS制御中に第2動力伝達装置120によって駆動輪11からポンプ5への動力伝達を行う動力伝達装置150と、SS制御中にSOCが第1所定量αよりも大きい場合に、M/G4を駆動し、第3動力伝達装置によってM/G4からポンプ5への動力伝達を行わせる制御部としてのコントローラ12と、を備える。
このような構成のポンプシステム200によれば、バッテリ42に余裕がある場合には、SS制御中にM/G4でポンプ5を駆動することで、車両1の運動エネルギがポンプ5で消費されないようにすることができる。したがって、SS制御中に駆動輪11からの動力でポンプ5を駆動する場合に、惰性走行距離を向上させることで、燃費改善を図ることができる(請求項1、4に対応する効果)。
ポンプシステム200は、バリエータ8の変速比を制御する変速比制御部としてのコントローラ12、をさらに備える。第2動力伝達装置120は、バリエータ8を介した駆動輪11からポンプ5への動力伝達及び動力伝達の遮断を行うように設けられる。動力伝達装置150は、第2ワンウェイクラッチ9をさらに含む。制御部としてのコントローラ12は、M/G4を駆動するにあたり、第2外輪92の回転速度Nm2が第2内輪91の回転速度Npriよりも高くなるようにM/G4を制御する。変速比制御部としてのコントローラ12は、SS制御中に、回転速度Npriが第1所定回転速度Npri1よりも低くなるようにバリエータ8の変速比を制御する。
このような構成のポンプシステム200によれば、SS制御中にM/G4でポンプ5を駆動する際に、ポンプ5の仕事がSS制御中の必要仕事になるまで、すなわち可能な限りM/G4の出力を低下させることができる。このため、M/G4で必要以上に大きな出力を発生させずに済む分、バッテリ42の電力消費を抑制することができる。結果、SS制御中にSOCが第1所定量αを下回り難くなる分、M/G4でポンプ5を長く駆動し続けることができるので、惰性走行距離の向上による更なる燃費改善を図ることができる(請求項2に対応する効果)。
ポンプシステム200では、制御部としてのコントローラ12は、SS制御中に、SOCが第1所定量αよりも小さい場合には、SOCが第2所定量βを上回るまでの間、M/G4によるポンプ5の駆動の実行を禁止する。
このような構成のポンプシステム200によれば、ヒステリシスを設けることで、SOCが第1所定量α付近で変動しても、M/G4の駆動、停止が無駄に繰り返されないようにすることができる(請求項3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ものに過ぎず、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、第2内輪91をPRIプーリ81の固定プーリ81aの回転軸に連結したが、例えば前後進切替機構7及びバリエータ8の間の回転部材に第2内輪91を連結し、駆動輪11からポンプ5に動力を伝達することも可能である。
上記実施形態では、動力伝達装置150が第1ワンウェイクラッチ6や第2ワンウェイクラッチ9を有して構成される場合について説明した。しかしながら、動力伝達装置150には、第1ワンウェイクラッチ6や第2ワンウェイクラッチ9の代わりに例えば、摩擦式のクラッチが用いられてもよい。この場合、動力伝達装置150は例えば、第1ワンウェイクラッチ6や第2ワンウェイクラッチ9と同様の動力伝達を摩擦式のクラッチに行わせるように構成されたコントローラ12や油圧回路100をさらに含む構成として把握することができる。
上記実施形態では、第2動力伝達装置120が第3動力伝達装置を兼ねる場合について説明した。しかしながら、第3動力伝達装置は、第2動力伝達装置120とは異なる動力伝達装置として設けられてもよい。
上記実施形態では、走行用駆動源がエンジン2である場合について説明した。しかしながら、走行用駆動源は例えば、モータや、エンジン2及びモータであってもよい。
上記実施形態では、バリエータ8がベルト式無段変速機構である場合について説明した。しかしながら、バリエータ8は例えばトロイダル型無段変速機構であってもよい。
上記実施形態では、変速マップ上に規定した第2変速線L2等の変速線に従って、バリエータ8の変速比を制御する場合について説明した。しかしながら、変速線に従ってバリエータ8の変速比を制御することは例えば、演算式によって規定した変速線に従ってバリエータ8の変速比を制御することを含む。
1 車両
2 エンジン(走行用駆動源)
5 ポンプ
7 前後進切替機構
8 バリエータ
11 駆動輪
12 コントローラ(変速比制御部)
100 油圧回路
110 第1動力伝達装置
120 第2動力伝達装置
150 動力伝達装置
200 ポンプシステム

Claims (3)

  1. 車両の走行用駆動源により駆動されてオイルを吐出するオイルポンプと、
    前記オイルポンプを駆動するように設けられたモータと、
    前記オイルポンプへの動力伝達装置として設けられ、
    前記走行用駆動源から前記オイルポンプへの動力伝達及び動力伝達の遮断を行う第1動力伝達装置と、
    前記車両の駆動輪から前記オイルポンプへの動力伝達及び動力伝達の遮断を行う第2動力伝達装置と、
    前記モータから前記オイルポンプへの動力伝達及び動力伝達の遮断を行う第3動力伝達装置と、を含み、
    前記車両の走行時に前記走行用駆動源を自動停止することで惰性走行を行う惰性走行制御中に、前記第2動力伝達装置によって前記駆動輪から前記オイルポンプへの動力伝達を行う動力伝達装置と、
    前記惰性走行制御中に、前記モータに電力を供給するバッテリの充電状態を示す状態量が第1所定量よりも大きい場合に、前記モータを駆動し、前記第3動力伝達装置によって前記モータから前記オイルポンプへの動力伝達を行わせる制御部と、
    前記走行用駆動源から前記駆動輪に動力を伝達する動力伝達経路に設けられたバリエータの変速比を制御する変速比制御部と、
    を備え
    前記第2動力伝達装置は、前記バリエータを介した前記駆動輪から前記オイルポンプへの動力伝達及び動力伝達の遮断を行うように設けられ、
    前記動力伝達装置は、前記第2動力伝達装置及び前記第3動力伝達装置に設けられ、一方の締結要素に前記バリエータを介した前記駆動輪からの動力が入力されるとともに、他方の締結要素に前記モータの動力が入力されるクラッチをさらに含み、
    前記クラッチは、
    前記一方の締結要素の回転速度が、前記他方の締結要素の回転速度よりも高い場合に、前記第2動力伝達装置によって前記駆動輪から前記オイルポンプへの動力伝達を行わせるとともに、
    前記他方の締結要素の回転速度が、前記一方の締結要素の回転速度よりも高い場合に、前記第3動力伝達装置によって前記モータから前記オイルポンプへの動力伝達を行わせ、
    前記制御部は、前記モータを駆動するにあたり、前記他方の締結要素の回転速度が前記一方の締結要素の回転速度よりも高くなるように前記モータを制御し、
    前記変速比制御部は、前記惰性走行制御中に前記バリエータの入力側回転速度が第1所定回転速度よりも低い第2所定回転速度になるように前記バリエータの変速比を制御し、
    前記第1所定回転速度及び前記第2所定回転速度は、前記惰性走行制御中に車速に応じて前記バリエータの変速比を最小変速比よりも大きく且つ最大変速比よりも小さい変速比範囲内で制御する場合に設定される前記バリエータの入力側回転速度である、
    ことを特徴とするポンプシステム。
  2. 請求項1に記載のポンプシステムであって、
    前記制御部は、前記惰性走行制御中に、前記状態量が前記第1所定量よりも小さい場合には、前記状態量が前記第1所定量よりも値が大きい第2所定量を上回るまでの間、前記モータによる前記オイルポンプの駆動の実行を禁止する、
    ことを特徴とするポンプシステム。
  3. 車両の走行用駆動源により駆動されてオイルを吐出するオイルポンプと、前記オイルポンプを駆動するように設けられたモータと、前記オイルポンプへの動力伝達装置として設けられ、前記走行用駆動源から前記オイルポンプへの動力伝達及び動力伝達の遮断を行う第1動力伝達装置と、前記車両の駆動輪から前記オイルポンプへの動力伝達及び動力伝達の遮断を行う第2動力伝達装置と、前記モータから前記オイルポンプへの動力伝達及び動力伝達の遮断を行う第3動力伝達装置と、を含み、前記車両の走行時に前記走行用駆動源を自動停止することで惰性走行を行う惰性走行制御中に、前記第2動力伝達装置によって前記駆動輪から前記オイルポンプへの動力伝達を行う動力伝達装置と、前記走行用駆動源から前記駆動輪に動力を伝達する動力伝達経路に設けられたバリエータとを備え、前記第2動力伝達装置は、前記バリエータを介した前記駆動輪から前記オイルポンプへの動力伝達及び動力伝達の遮断を行うように設けられ、前記動力伝達装置は、前記第2動力伝達装置及び前記第3動力伝達装置に設けられ、一方の締結要素に前記バリエータを介した前記駆動輪からの動力が入力されるとともに、他方の締結要素に前記モータの動力が入力されるクラッチをさらに含み、前記クラッチは、前記一方の締結要素の回転速度が、前記他方の締結要素の回転速度よりも高い場合に、前記第2動力伝達装置によって前記駆動輪から前記オイルポンプへの動力伝達を行わせるとともに、前記他方の締結要素の回転速度が、前記一方の締結要素の回転速度よりも高い場合に、前記第3動力伝達装置によって前記モータから前記オイルポンプへの動力伝達を行わせるポンプシステムを制御するための制御方法であって、
    前記惰性走行制御中に、前記モータに電力を供給するバッテリの充電状態を示す状態量が第1所定量よりも大きい場合に、前記他方の締結要素の回転速度が前記一方の締結要素の回転速度よりも高くなるように前記モータを駆動し、前記動力伝達装置に前記第3動力伝達装置による前記モータから前記オイルポンプへの動力伝達を行わせることと、
    前記惰性走行制御中に前記バリエータの入力側回転速度が第1所定回転速度よりも低い第2所定回転速度になるように前記バリエータの変速比を制御することと、
    を含み、
    前記第1所定回転速度及び前記第2所定回転速度を、前記惰性走行制御中に車速に応じて前記バリエータの変速比を最小変速比よりも大きく且つ最大変速比よりも小さい変速比範囲内で制御する場合に設定される前記バリエータの入力側回転速度とする、
    ことを特徴とするポンプシステムの制御方法。
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