JP2010149652A - 油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動オイルポンプに異常が発生したときであっても、油圧を確保することができる油圧制御装置を提供すること。
【解決手段】クラッチを解放するように制御されている場合に、クラッチが解放していないときには油圧回路に異常が発生していると判断するようにした。電動オイルポンプが故障している場合、駆動モータの回転数を設定値以上に上昇させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、油圧制御装置に関する。

この種の技術としては、特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報に記載の技術は、ハイブリッド車両において、電動オイルポンプに異常が発生しているときには、エンジンを始動するものである。
特開２００５−２０７３０５号公報

上記従来技術においては、エンジンの始動が完了するまでは油圧を確保することができないという問題があった。

本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、電動オイルポンプに異常が発生したときであっても、油圧を確保することができる油圧制御装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明においては、電動オイルポンプが故障している場合であって、駆動モータの回転数が設定値より小さいときには、駆動モータの回転数を設定値以上に上昇させるとともに、発進クラッチの締結トルクを目標トルクと一致するように制御するようにした。

よって、電動オイルポンプに異常が発生したときであっても、油圧を確保することができる。

以下、本発明の油圧制御装置を実現する最良の形態を、実施例１に基づいて説明する。

［実施例１］
〔駆動系の構成〕
まず、実施例１における車両の駆動系の構成を説明する。
図１は、実施例１の車両の制御装置が適用された後輪駆動によるハイブリッド車両を示す全体システム図である。このハイブリッド車両の駆動系は、エンジンEと、フライホイールFWと、第１クラッチCL1と、駆動モータとして機能するモータジェネレータMGと、メカオイルポンプMOP（機械式オイルポンプ）と、電動オイルポンプEOPと、第２クラッチCL2（発進クラッチ）と、自動変速機ATと、プロペラシャフトPSと、ディファレンシャルDFと、左ドライブシャフトDSLと、右ドライブシャフトDSRと、左後輪RL（駆動輪）と、右後輪RR（駆動輪）と、を有している。なお、FLは左前輪、FRは右前輪である。

（エンジン）
エンジンEは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。なお、エンジン出力軸にはフライホイールFWが設けられている。

（第１クラッチ）
第１クラッチCL1は、エンジンEとモータジェネレータMGとの間に介装された締結要素であり、後述する第１クラッチコントローラ５からの制御指令に基づいて、第１クラッチ油圧ユニット６により作り出された制御油圧（第１クラッチ圧）により、その締結および解放が制御される。

（モータジェネレータ）
モータジェネレータMG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が巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流を印加することにより制御される。このモータジェネレータMGは、バッテリ４からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし（この状態を「力行」と呼ぶ）、ロータが外力により回転している場合には、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バッテリ４を充電することもできる（この動作状態を「回生」と呼ぶ）。なお、このモータジェネレータMGのロータは、図外のダンパを介して自動変速機ATの入力軸に連結されている。

（第２クラッチ）
第２クラッチCL2は、モータジェネレータMGと左右後輪RL,RRとの間に介装された締結要素（クラッチ）であり、後述するATコントローラ７からの制御指令に基づいて、第２クラッチ油圧ユニット８により作り出された制御油圧により、その締結および解放が制御される。第２クラッチCL2は、ハイブリッド車両専用クラッチとして新たに追加したものではなく、自動変速機ATの各変速段にて締結される複数の締結要素のうち、いくつかの締結要素を流用している。なお、第２クラッチCL2には、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できる湿式多板クラッチを用いているが、他の構成としてもよい。

（自動変速機）
自動変速機ATは、前進５速後退１速等の有段階の変速比を、車速VSPやアクセル開度AP等に応じて、予め設定されATコントローラ７に記憶された変速マップに従って自動的に切り替える変速機である。自動変速機ATの出力軸は、プロペラシャフトPS、ディファレンシャルDF、左ドライブシャフトDSL、右ドライブシャフトDSRを介して左右後輪RL,RRに連結されている。

（走行モード）
このハイブリッド車両の駆動系は、第１クラッチCL1の締結・解放状態に応じた３つの走行モードを有している。第１の走行モードは、第１クラッチCL1の解放状態で、モータジェネレータMGの動力のみを動力源として走行するモータ使用走行モードとしての電気自動車走行モード（以下、「EV走行モード」）である。第２の走行モードは、第１クラッチCL1の締結状態で、エンジンEを動力源に含みながら走行するエンジン使用走行モード（以下、「HEV走行モード」）である。

第３の走行モードは、第１クラッチCL1は締結状態で第２クラッチCL2をスリップ制御させ、エンジンEを動力源に含みながら走行するエンジン使用スリップ走行モード（以下、「WSC（Wet Start Clutch）走行モード」と略称する。）である。このモードは、特にバッテリSOCが低いときやエンジン水温が低いときに、クリープ走行を達成する。更に、エンジン停止状態からの発進時にエンジン始動しつつ駆動力を出力可能なモードである。

さらに上記HEV走行モードは、「エンジン走行モード」と「モータアシスト走行モード」と「走行発電モード」との３つの走行モードを有している。「エンジン走行モード」は、エンジンEのみを動力源として駆動輪を動かす。「モータアシスト走行モード」は、エンジンEとモータジェネレータMGの２つを動力源として駆動輪を動かす。「走行発電モード」は、エンジンEを動力源として駆動輪RR,RLを動かすと同時に、モータジェネレータMGを発電機として機能させる。

上記走行発電モードは、定速運転時や加速運転時には、エンジンEの動力を利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させ、発電した電力をバッテリ４の充電のために使用する。また、減速運転時には、制動エネルギーを利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させ、制動エネルギーを回生する。

（メカオイルポンプ）
メカオイルポンプMOPは、モータジェネレータMGの出力軸に設けられ、EV走行モードのときにはモータジェネレータMGによって駆動され、HEV走行モードのときにはエンジンEとモータジェネレータMGとによって駆動される。メカオイルポンプMOPが駆動すると、自動変速機AT内のオイルパンに貯留されている油を、オイルストレーナを介して吸入し、自動変速機ATに備えられた図外の油圧コントロールバルブに供給する。

（電動オイルポンプ）
電動オイルポンプEOPは、電動モータによって駆動されるオイルポンプであって、EV走行モードまたはアイドルストップ制御時に駆動される。電動オイルポンプEOPが駆動すると、メカオイルポンプMOPと同じく自動変速機AT内のオイルパンに貯留されている油を、オイルストレーナを介して吸入し、自動変速機ATに備えられた図外の油圧コントロールバルブに供給する。

〔駆動系の構成〕
次に、実施例１におけるハイブリッド車両の制御系を説明する。ハイブリッド車両の制御系は、後述する各種センサおよびスイッチの他、エンジンコントローラ１、モータコントローラ２、インバータ３、バッテリ４、第１クラッチコントローラ５、第１クラッチ油圧ユニット６、ATコントローラ７、第２クラッチ油圧ユニット８、ブレーキコントローラ９、電動オイルポンプコントローラ２６、および統合コントローラ１０（電動オイルポンプ異常検出手段、モータジェネレータ回転数検出手段、モータジェネレータ制御手段、発進クラッチ締結トルク制御手段、異常時制御手段）を有している。

第１クラッチ油圧ユニット６および第２クラッチ油圧ユニット８は、自動変速機ATに備えられた図外の油圧コントロールバルブ内に設けられている。この第１クラッチ油圧ユニット６および第２クラッチ油圧ユニット８には、油圧コントロールバルブ内で事前に調圧されたライン圧が供給される。

なお、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、第１クラッチコントローラ５と、ATコントローラ７と、ブレーキコントローラ９と、電動オイルポンプコントローラ２６、統合コントローラ１０とは、情報交換が可能なCAN通信線１１を介して互いに接続されている。

各種センサおよびスイッチは、エンジン回転数センサ１２、レゾルバ１３、第１クラッチ油圧センサ１４、ストロークセンサ１５、アクセル開度センサ１６、車速センサ１７、第２クラッチ油圧センサ１８、AT油温センサ７a、車輪速センサ１９、ブレーキストロークセンサ２０、モータ回転数センサ２１、第２クラッチ出力回転数センサ２２、ブレーキ油圧センサ２４、およびバッテリ電力センサ２５を有している。

（エンジンコントローラ）
エンジンコントローラ１は、エンジン回転数センサ１２が検出したエンジン回転数Neや統合コントローラ１０からの目標エンジントルク指令Te*等の情報に基づき、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。エンジンコントローラ１内には、エンジンEの燃料噴射量やスロットル開度等に基づいてエンジントルクTeを推定するエンジントルク推定部１aが設けられている。エンジン回転数Ne（第１クラッチCL1入力回転数）や推定されたエンジントルクTeの情報は、CAN通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給される。

（モータコントローラ）
モータコントローラ２は、レゾルバ１３が検出したモータジェネレータMGのロータ回転位置、および統合コントローラ１０からの目標モータトルク指令Tm*等に基づき、モータジェネレータMGのモータ動作点（Nm,Tm）を制御する指令をインバータ３へ出力する。モータコントローラ２内には、モータジェネレータMGに流れる電流値に基づいてモータトルクTmを推定するモータトルク推定部２aが設けられている。推定されたモータトルクTmの情報は、CAN通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給される。

（第１クラッチコントローラ）
第１クラッチコントローラ５は、第１クラッチ油圧センサ１４が検出した第1クラッチ圧、ストロークセンサ１５が検出したストロークセンサ値C1S、および統合コントローラ１０からの第１クラッチ制御指令（ストローク目標値C1S*）に基づき、第１クラッチCL1の締結・解放を制御する指令（ストローク目標値C1S*を実現する第1クラッチ圧指令値）を演算し、これを第１クラッチ油圧ユニット６に出力する。検出したストロークセンサ値C1Sの情報は、CAN通信線１１を介して統合コントローラ１０に入力される。

（ATコントローラ）
ATコントローラ７は、アクセル開度センサ１６が検出したアクセル開度AP、車速センサ（AT出力回転数センサ）１７が検出した車速VSP、第２クラッチ油圧センサ１８が検出した第２クラッチ圧、AT油温センサ７aが検出したAT油温、および統合コントローラ１０からの第２クラッチ制御指令（第２クラッチ締結トルク目標値）等に基づき、第２クラッチCL2の締結・解放を制御する指令を第２クラッチ油圧ユニット８に出力する。第２クラッチCL2は、通常走行時には目標トルクT*に安全率をかけた目標トルクよりも若干高い締結トルクに設定される。ここで目標トルクT*は、目標エンジントルク指令Te*と目標モータトルクTm*との合計である。なお、アクセル開度AP、車速VSP、およびAT油温は、CAN通信線１１を介して統合コントローラ１０に入力される。

（ブレーキコントローラ）
ブレーキコントローラ９は、車輪速センサ１９が検出した４輪の各車輪速、ブレーキストロークセンサ２０が検出したブレーキストロークBS、および統合コントローラ１０からの回生協調制御指令に基づき、回生協調ブレーキ制御を行う。例えば、ブレーキ踏み込み制動時、ブレーキストロークBSから算出される要求制動力に対し回生制動力だけでは不足する場合、その不足分を機械制動力（液圧制動力やモータ制動力）で補うように制御する。

（電動オイルポンプコントローラ）
電動オイルポンプコントローラ２６は、統合コントローラ１０からの電動オイルポンプ制御指令に基づき、電動オイルポンプEOPの駆動・停止を制御する指令を演算し、これを電動オイルポンプEOPに出力する。電動オイルポンプEOPは、EV走行モード時または車両停車時におけるアイドルストップ制御時において駆動される。

（統合コントローラ）
統合コントローラ１０は、ドライバのアクセル操作量や車両挙動等に基づいて駆動輪に付与する目標トルクT*を演算するとともに、車両全体の消費エネルギーを管理し、最高効率で車両を走らせる機能を有している。統合コントローラ１０は、モータ回転数センサ２１が検出したモータ回転数Nm、第２クラッチ出力回転数センサ２２が検出した第２クラッチ出力回転数N2out、ブレーキ油圧センサ２４が検出したブレーキ圧、バッテリ電力センサ２５が検出したバッテリ４の使用可能な電力容量（以下、バッテリSOC）、およびCAN通信線１１を介して得られた各情報、すなわちエンジン回転数Ne（第１クラッチCL1入力回転数）、ストロークセンサ値C1S、アクセル開度AP、車速VSP、およびブレーキストロークBS等の入力を受ける。

〔電動オイルポンプ異常時処理〕
図２は、統合コントローラ１０において油圧回路の異常は判断する処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、EV走行モード時に行われ、HEV走行モード時には行われない。

ステップＳ１では、電動オイルポンプEOPに異常が発生しているか否かを判定し、異常が発生している場合にはステップＳ２へ移行し、異常が発生していない場合にはステップＳ１の処理を繰り返す。
ステップＳ２では、モータジェネレータMGの回転数が設定値より小さいか否かを判断し、回転数が設定値より小さい場合にはステップＳ３へ移行し、回転数が設定値以上である場合にはステップＳ７へ移行する。

ステップＳ３では、車速がゼロ（停車中）であるか否かを判定し、車速がゼロでない（走行中）の場合にはステップＳ４へ移行し、車速がゼロの場合にはステップＳ６へ移行する。
ステップＳ４では、第２クラッチCL2を解放またはスタンバイ状態に制御して、ステップＳ６へ移行する。
ステップＳ５では、第２クラッチCL2の締結トルクを目標トルクT*と一致するように制御して、ステップＳ６へ移行する。

ステップＳ６では、モータジェネレータMGの回転数を設定値以上にまで上昇させて、処理を終了する。
ステップＳ７では、電動オイルポンプEOPを使用する車速領域でのEV走行モードを禁止して、処理を終了する。

〔油圧回路異常判断処理動作〕
HEV走行モード時には、エンジンEが駆動しており、エンジンEは常にアイドル回転以上の回転数で回転しているため、メカオイルポンプMOPによりライン圧以上の油圧を確保することができる。しかし、EV走行モード時には、エンジンEが停止しているため、メカオイルポンプMOPはモータジェネレータMGのみで駆動されることとなる。モータジェネレータMGは車速に応じた回転数で駆動されるため、低車速走行時には回転数が十分でなく、メカオイルポンプMOPによりライン圧以上の油圧を確保することができない。またアイドルストップ時にはエンジンEもモータジェネレータMGも停止しているため、メカオイルポンプMOPを駆動することができないため油圧を発生させることができない。

そこでEV走行モード時やアイドルストップ時には、電動オイルポンプコントローラ２６によって電動オイルポンプEOPを駆動制御する。メカオイルポンプMOPのみではライン圧以上の油圧を確保できない場合であっても、電動オイルポンプEOPが駆動することによりライン圧以上の油圧を確保することができる。

EV走行モード時に、電動オイルポンプEOPに異常が発生しているときには、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２と移行する。ステップＳ２における設定値とは、メカオイルポンプMOPによりライン圧以上の油圧を確保することができる回転数の値のことである。すなわち、モータジェネレータMGの回転数が設定値より小さい場合にはメカオイルポンプMOPによりライン圧以上の油圧を確保できないと判定し、モータジェネレータMGの回転数が設定値以上の場合にはメカオイルポンプMOPによりライン圧以上の油圧を確保できると判定している。

ステップＳ２において、メカオイルポンプMOPによりライン圧以上の油圧を確保できないと判断した場合には、最終的にステップＳ６においてモータジェネレータMGの回転数を設定値以上まで上昇させるように制御する。モータジェネレータMGは目標トルクT*に応じてトルク制御をされているが、ステップＳ６では回転数制御に切り替えている。そのため、モータジェネレータMGの出力トルクが目標トルクT*に対して上昇してしまう。

そこで、ステップＳ３において停車中と判定した場合には、ステップＳ４において第２クラッチCL2を解放またはスタンバイ状態に制御する。ここでスタンバイ制御とは、第２クラッチCL2をすぐに締結できるぎりぎりの解放状態に待機させる制御である。これにより駆動輪側にトルクが伝達されないため、急に車両が動き出すといったことがない。

またステップＳ３において走行中と判定した場合には、ステップＳ５において第２クラッチCL2の締結トルクが目標トルクT*と一致するように制御する。前述のように、通常走行時には第２クラッチCL2の締結トルクは目標トルクT*に安全率を掛けた値に設定されるが、ステップＳ５ではこの安全率を掛けない値を締結トルクとしている。これによりモータジェネレータMGの出力トルクが、第２クラッチCL2の締結トルクよりも大きいときには第２クラッチCL2はスリップ制御されることとなり、駆動輪側に伝達されるトルクは目標トルクT*に制御されるため、車両挙動が変動することがない。

ステップＳ２において、メカオイルポンプMOPによりライン圧以上の油圧を確保できると判断した場合には、ステップＳ７において電動オイルポンプを使用する車速領域でのEV走行モードを禁止する。すなわち、EV走行モード選択時に、電動オイルポンプEOPを駆動しなければならない低車速領域においてはHEV走行モードを選択することとなる。

〔作用〕
EV走行モード時に電動オイルポンプEOPに異常が発生したときには、特に低車速時においてはモータジェネレータMGによってメカオイルポンプMOPを駆動してもライン圧を確保することができない。エンジンEを始動してメカオイルポンプMOPを駆動することによりライン圧を確保することができるが、この場合エンジンEの始動が完了するまでは油圧を確保することができなかった。

そこでモータジェネレータMGの回転数が、メカオイルポンプMOPを駆動してライン圧を確保できる回転数より低い場合には、目標トルクT*に応じて制御されていたモータジェネレータMGの回転数を上昇させるようにした。このとき、モータジェネレータMGの回転数が上昇し、出力トルクが目標トルクT*よりも高くなるため、第２クラッチを目標トルクT*と一致するように制御して、駆動輪側に伝達するトルクは目標トルクT*と一致するようにしている。
この構成を採用したことにより、EV走行モード時に電動オイルポンプEOPに異常が発生してもエンジンEが始動するよりもレスポンスの早いモータジェネレータMGのみでメカオイルポンプMOPを駆動してライン圧を確保することが可能となるため、ライン圧の変動を抑制することができる。

また、EV走行モード時に電動オイルポンプEOPに異常が発生してもエンジンEを始動することなく、モータジェネレータMGのみでメカオイルポンプMOPを駆動してライン圧を確保することが可能となる。そのため、EV走行モードのまま（HEV走行モードに移行せずに）走行を継続することができ、燃費を向上させることができる。

また、モータジェネレータMGの回転数を上昇させることによりモータジェネレータMGの出力トルクが上昇した場合であっても、第２クラッチCL2の締結トルクが目標トルクT*と一致しているため、駆動輪側に伝達されるトルクの変動がなく車両挙動を安定させることができる。

更に、車両が停車中であるときには第２クラッチCL2を解放するようした。この構成により、車両が停車中には駆動輪側にトルクが伝達しないため、車両が急に発進することを防止できる。

〔実施例１の効果〕
以下、実施例１から把握される、本発明の油圧制御装置が有する効果を列挙する。

（１）駆動輪に付与する動力を発生するモータジェネレータMGと、モータジェネレータMGと駆動輪との間に介装される第２クラッチCL2と、電動モータにより駆動される電動オイルポンプEOPと、モータジェネレータMGにより駆動されるメカオイルポンプMOPと、モータジェネレータMGの回転数を検出するモータ回転数センサ２１と、通常時は目標トルクT*に応じてモータジェネレータMGの出力トルクを制御するとともに、第２クラッチCL2の締結トルクを目標トルクT*より高く制御し、電動オイルポンプEOPに異常が発生している場合であって、モータジェネレータMGの回転数が設定値より小さいときには締結トルクを目標トルクT*と一致するように制御するとともに、モータジェネレータMGの回転数を設定値以上に上昇させるように制御する統合コントローラ１０とを設けた。

よって、EV走行モード時に電動オイルポンプEOPに異常が発生してもエンジンEが始動するよりもレスポンスの早いモータジェネレータMGのみでメカオイルポンプMOPを駆動してライン圧を確保することが可能となるため、ライン圧の変動を抑制することができる。

また、EV走行モード時に電動オイルポンプEOPに異常が発生してもエンジンEを始動することなく、モータジェネレータMGのみでメカオイルポンプMOPを駆動してライン圧を確保することが可能となる。そのため、EV走行モードのまま（HEV走行モードに移行せずに）走行を継続することができ、燃費を向上させることができる。

また、モータジェネレータMGの回転数を上昇させることによりモータジェネレータMGの出力トルクが上昇した場合であっても、第２クラッチCL2の締結トルクが目標トルクT*と一致しているため、駆動輪側に伝達されるトルクの変動がなく車両挙動を安定させることができる。

（２）統合コントローラ１０は、電動オイルポンプEOPが故障している場合であって、モータジェネレータMGの回転数が設定値より小さく、また車両が停車中であるときには第２クラッチCL2を解放するように制御するようにした。
よって、車両が停車中には駆動輪側にトルクが伝達しないため、車両が急に発進することを防止できる。

［他の実施例］
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。

実施例１の油圧制御装置では、ハイブリッド車両に用いているがエンジンを有しない電動車両に適用しても良い。

実施例１の車両の制御装置が適用された後輪駆動によるハイブリッド車両を示す全体システム図である。 実施例１の統合コントローラにおける制御処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 統合コントローラ
２１ モータ回転数センサ
MG モータジェネレータ
EOP 電動オイルポンプ
MOP メカオイルポンプ
CL2 第２クラッチ

Claims (2)

1. 駆動輪に付与する動力を発生する駆動モータと、
   前記駆動モータと前記駆動輪との間に介装される発進クラッチと、
   電動モータにより駆動される電動オイルポンプと、
   前記駆動モータにより駆動される機械式オイルポンプと、
   前記電動オイルポンプの異常を検出する電動オイルポンプ異常検出手段と、
   前記駆動モータの回転数を検出するモータ回転数検出手段と、
   目標トルクに応じて前記駆動モータの出力トルクを制御するモータ制御手段と、
   前記発進クラッチの締結トルクを前記目標トルクより高く制御する発進クラッチ締結トルク制御手段と、
   前記電動オイルポンプが故障している場合であって、前記駆動モータの回転数が設定値より小さいときには、前記締結トルクを前記目標トルクと一致するように制御するとともに、前記駆動モータの回転数を前記設定値以上に上昇させる異常時制御手段と、
   を設けたことを特徴とする油圧制御装置。
2. 請求項１に記載の油圧制御装置において、
   前記発進クラッチ締結トルク制御手段は、前記電動オイルポンプが故障している場合であって、前記駆動モータの回転数が設定値より小さく、また車両が停車中であるときには発進クラッチを解放するように制御することを特徴とする油圧制御装置。

Images