(57)【要約】      （修正有）【課題】急減速時のベルト滑りを防止する。【解決手段】ベルト式無段変速機１１と、ベルト式無段変速機のプライマリプーリ１１Ａと接続する回転電機３と、を有する車両を制御する車両の制御装置（コントローラ）１００は、減速度の変化に応じて回転電機の負トルクを追従して変化させる。【選択図】図１
2019031193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト式無段変速機と、
前記ベルト式無段変速機のプライマリプーリと接続する回転電機と、を有する車両を制御する車両の制御装置であって、
減速度の変化に応じて前記回転電機の負トルクを追従して変化させる制御部を有することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の制御装置において、
前記車両は、前記回転電機よりも上流に締結要素を有し、
前記制御部は、前記締結要素が締結されている場合に、前記締結要素が開放されている場合よりも前記回転電機の負トルクを増加させることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車両の制御装置において、
前記車両は、駆動源を有し、
前記制御部は、前記回転電機が前記駆動源と直結されている場合に、前記回転電機が前記駆動源と直結されていない場合よりも前記回転電機の負トルクを増加させることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項４】
ベルト式無段変速機と、
前記ベルト式無段変速機のプライマリプーリと接続する回転電機と、を有する車両を制御する車両の制御方法であって、
減速度の変化に応じて前記回転電機の負トルクを追従して変化させることを特徴とする車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置及び車両の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ベルト駆動式の無段変速機と、エンジンにより発生させられた回転トルクの伝達と遮断とを切り替えるクラッチと、クラッチの下流側に設けられた回転電機と、を有する車両が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２３４０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の車両では、急減速が生じると、無段変速機のセカンダリプーリはブレーキの制動力によって停止しようとする。一方、プライマリプーリには、エンジンやトルクコンバータなどの慣性力が作用する。この慣性力が大きい場合には、セカンダリプーリの動作にプライマリプーリが追従できず、ベルト滑りが発生する。このようにして、ベルト滑りが発生すると、プーリやベルトが損傷するおそれがある。
【０００５】
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、急減速時のベルト滑りを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様によれば、ベルト式無段変速機と、ベルト式無段変速機のプライマリプーリと接続する回転電機と、を有する車両を制御する車両の制御装置は、減速度の変化に応じて回転電機の負トルクを追従して変化させる制御部を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の別の態様によれば、ベルト式無段変速機と、ベルト式無段変速機のプライマリプーリと接続する回転電機と、を有する車両を制御する車両の制御方法は、減速度の変化に応じて回転電機の負トルクを追従して変化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
これらの態様によれば、急減速時のベルト滑りを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るコントローラが実行する制御のフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係るコントローラが実行する制御のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
図１は、本実施形態を適用するハイブリッド車両（以下、単に「車両」ともいう。）の概略構成図である。車両は、駆動源としてのエンジン１と、ベルト式の無段変速機２と、回転電機としてのモータジェネレータ（以下、ＭＧともいう）３と、電動オイルポンプ６と、駆動輪８と、制御装置としてのコントローラ１００と、を備える。
【００１２】
エンジン１は、ガソリンまたは軽油を燃料とする内燃機関であり、コントローラ１００からの指令に基づいて回転速度、トルク等が制御される。
【００１３】
無段変速機２は、トルクコンバータ９と、締結要素としてのフォワードクラッチ１０と、バリエータ１１と、ファイナルギア装置１３と、オイルポンプ２２と、を備える。
【００１４】
トルクコンバータ９は、インペラ１４と、タービン１５と、締結要素としてのロックアップクラッチ１６と、を備える。ロックアップクラッチ１６が締結されると、トルクコンバータ９の入力軸と出力軸（駆動軸１７）とが直結状態となり、入力軸と出力軸とが同速回転する。以下、ロックアップクラッチ１６をＬＵクラッチ１６とも称する。
【００１５】
バリエータ１１は、プライマリプーリ１１Ａと、セカンダリプーリ１１Ｂと、ベルト１２と、を備える。バリエータ１１では、プライマリプーリ１１Ａに供給される油圧と、セカンダリプーリ１１Ｂに供給される油圧と、が制御されることで、各プーリ１１Ａ，１１Ｂとベルト１２との接触半径が変更され、これにより変速比が変更される。
【００１６】
フォワードクラッチ１０は、トルクコンバータ９とプライマリプーリ１１Ａとの間に配置される。フォワードクラッチ１０が締結されると、エンジン１の回転トルクが駆動軸１７、１８を介してプライマリプーリ１１Ａへ伝達される。フォワードクラッチ１０の締結・解放は、コントローラ１００により、運転状態に応じて切り替えられる。
【００１７】
無段変速機２は、Ｄレンジすなわちドライブレンジ、Ｒレンジすなわちリバースレンジ、Ｎレンジすなわちニュートラルレンジ、Ｐレンジすなわち駐車レンジ等のレンジを有する。無段変速機２のレンジは、シフトレバー４０によって選択される。
【００１８】
ＭＧ３は、ベルト及びプーリからなる伝達機構２０を介してプライマリプーリ１１Ａの回転軸に接続されている。ＭＧ３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回転電機である。ＭＧ３は、コントローラ１００からの指令に基づいて、インバータ４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。ＭＧ３は、バッテリ５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ができる。バッテリ５は、例えば４８[Ｖ]の高電圧バッテリである。このため、ＭＧ３が電動機として動作することでＥＶ走行が可能となる。また、ＭＧ３は、ロータがエンジン１や駆動輪８から回転エネルギーを受ける場合には、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、バッテリ５を充電することができる。つまり、ＭＧ３は車両の運動エネルギーを電力として回生することができる。回生制御は、車両減速時等に実行される。なお、ＭＧ３の発電量は、界磁電流を調整することで制御される。
【００１９】
オイルポンプ２２は、ベルト及びプーリからなる伝達機構２１を介してエンジン１の出力軸と接続されている。オイルポンプ２２は、エンジン１の回転が入力され、エンジン１の動力の一部を利用して駆動される。オイルポンプ２２から吐出された油は、変速用回路を含む車両の油圧制御回路に供給される。
【００２０】
なお、車両はオイルポンプ２２の他に、電動オイルポンプ６も備える。電動オイルポンプ６は、コントローラ１００からの指令に基づいて、インバータ７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。このため、電動オイルポンプ６は、エンジン１が停止している場合でも作動可能である。電動オイルポンプ６から吐出された油も、油圧制御回路に供給される。このため、無段変速機２は、オイルポンプ２２または電動オイルポンプ６の少なくともいずれかからの供給油圧に基づき制御される。
【００２１】
コントローラ１００には、エンジン回転速度Ｎｅを検出するエンジン回転速度センサ２５からの信号と、アクセル開度ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ２３からの信号と、ブレーキペダルの踏み込み量ＢＰＲに基づくブレーキ踏力を検出するブレーキセンサ２４からの信号と、無段変速機２のシフトレンジ（前進、後進、ニュートラル及びパーキングを切り替えるシフトレバー４０の位置）を検出するインヒビタスイッチ２６からの信号と、車速を検出する車速センサ２７からの信号と、が入力される。なお、コントローラ１００には、これらの他にも、図示しないプライマリプーリ１１Ａの回転速度を検出するセンサ、セカンダリプーリ１１Ｂの回転速度を検出するセンサ等の各検出信号が入力される。
【００２２】
コントローラ１００は中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ１００を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。なお、コントローラ１００の後述するトルク制御を実行する制御部とは、コントローラ１００の機能を仮想的なユニットとしたものであり、物理的な存在を意味するものではない。
【００２３】
エンジン１で発生した動力は、トルクコンバータ９、駆動軸１７、フォワードクラッチ１０、駆動軸１８、バリエータ１１、出力軸１９、ファイナルギア装置１３を介して駆動輪８へ伝達される。ＭＧ３で発生した動力は、伝達機構２０、バリエータ１１、出力軸１９、ファイナルギア装置１３を介して駆動輪８へ伝達される。
【００２４】
コントローラ１００は、エンジン１の動力で走行するエンジン走行モードと、ＭＧ３の動力で走行するＥＶ走行モードと、を運転状態に応じて切り替える。コントローラ１００は、エンジン走行モードにおいてはフォワードクラッチ１０を締結し、ＥＶ走行モードにおいてはフォワードクラッチ１０を解放する。なお、発進時や高速道路への合流時等のように、より高出力が必要な場合には、エンジン１の動力とＭＧ３の動力とを用いるハイブリッド走行モードを実行する。
【００２５】
次に、急減速時に、コントローラ１００が実行するＭＧ３のトルク制御について説明する。
【００２６】
例えば、前進走行中に急ブレーキをかけると、図示しないブレーキの制動力によって、セカンダリプーリ１１Ｂは、駆動輪８に機械的に接続されているため駆動輪８とともに急減速する。一方、プライマリプーリ１１Ａにも、ベルト１２を介してブレーキの制動力が作用するが、プライマリプーリ１１Ａにはエンジン１やトルクコンバータ９などの慣性力が作用する。このとき、慣性力がプライマリプーリ１１Ａとベルト１２との摩擦力を上回ると、ベルト滑りが発生する。このようにしてベルト滑りが発生すると、プライマリプーリ１１Ａやベルト１２が損傷するおそれがある。
【００２７】
そこで、本実施形態では、このようなベルト滑りを防止するために、コントローラ１００は急減速時にＭＧ３のトルク制御を行う。以下に、図２に示すフローチャートを参照しながら、このトルク制御について具体的に説明する。
【００２８】
ステップＳ１１では、急減速が発生したか否かを判定する。具体的には、コントローラ１００は、車速センサ２７によって検出された車速の単位時間当たりの速度の変化量（減速度）を算出し、この変化量（減速度）の絶対値が閾値以上であった場合に急減速（急ブレーキ）が発生したと判定する。急減速が発生したと判定されるとステップＳ１２に進み、急減速が発生していないと判定されるとＥＮＤに進む。なお、急減速の判定を、ブレーキセンサ２４によって検出されたブレーキの踏力に基づいて行ってもよい。あるいは、加速度センサを設けて、この加速度センサによって検出された加速度に基づいて行ってもよい。
【００２９】
ステップＳ１２では、ＭＧ３に発生させるトルクを演算する。具体的には、コントローラ１００は、車両の減速度の変化に応じてＭＧ３に発生させる負トルク（ＭＧ３が負荷として作用するためのトルク）を演算する。急減速時にプライマリプーリ１１Ａに作用する慣性力は、減速度に応じて変化する。このため、コントローラ１００は、減速度の絶対値が大きくなればその分負トルクの絶対値を大きくし、減速度の絶対値が小さくなればその分負トルクの絶対値を小さくする。つまり、負トルクをプライマリプーリ１１Ａに作用する慣性力に対応するように変化させる。
【００３０】
ステップＳ１３では、ＭＧ３にトルク指令を出力する。具体的には、コントローラ１００は、ステップＳ１２において演算された負トルクを発生させる。ＭＧ３に発生させる負トルクは、例えば、ＭＧ３が発電する発電量に対応する。このため、界磁電流を調整してＭＧ３が発電する発電量を制御することで、ＭＧ３の負トルク（負荷）を調整することができる。なお、ＭＧ３に発生させる負トルクは、ＭＧ３の逆回転向き（正回転とは反対向き）のトルクと対応させてもよい。この場合、印加電流を調整することで負トルク（逆回転向きのトルク）を調整することができる。
【００３１】
ステップＳ１４では、急減速状態が終了したか否かを判定する。具体的には、減速度の絶対値が閾値未満になったか否かを判定する。減速度の絶対値が閾値未満になれば、ＥＮＤに進み、減速度の絶対値が閾値以上であれば、ステップＳ１２に戻りトルク制御を継続する。
【００３２】
このように、本実施形態では、減速度の絶対値が閾値以上になった場合に、減速度の変化に追従するようにしてＭＧ３に負トルクを発生させる。別の言い方をすると、この負トルクを発生させることによって、ＭＧ３にプライマリプーリ１１Ａに作用する慣性力を吸収させる。これにより、急減速時において、セカンダリプーリ１１Ｂのストローク(巻きつき半径)変化に対する変速速度に、プライマリプーリ１１Ａのストローク(巻きつき半径)変化の変速速度を追従させることができる。つまり、急減速時において、セカンダリプーリ１１Ｂとプライマリプーリ１１Ａとを同期させることができる。これにより、急減速時のベルト滑りを防止することができる。
【００３３】
なお、減速度の変化に対する追従とは、減速度の変化を検知しながら、減速度の変化と相似するようにＭＧ３の負トルクを変化させることをいう。本実施形態では、減速度の変化を検知しながら負トルクを変化させている。このため、ＭＧ３の負トルクは、減速度の変化より少し遅れて（応答時間分遅れて）変化する。
【００３４】
通常のＭＧ３による回生制御は、減速度の変化が生じ始める前にＭＧ３の発電量を増やすように設定するものである。具体的には、減速度の変化が生じ始める前に、バッテリ５の残容量等に基づいて予め必要発電量（ＭＧ３の発電量）が設定されている。そして、減速度の変化が生じると、必要発電量に応じた発電量を発電する。これに対し、本実施形態におけるＭＧ３のトルク制御は、減速度の変化に追従させるものであるから、ＭＧ３の発電量（ＭＧ３の負トルク）は減速度の変化より遅れて変化する。したがって、本実施形態におけるトルク制御は、回生制御とは異なる。
【００３５】
なお、急減速時に、フォワードクラッチ１０が締結されている場合には、フォワードクラッチ１０の上流側のイナーシャが加わるため、増加イナーシャ分だけプライマリプーリ１１Ａに作用する正方向の慣性力が大きくなる。このため、コントローラ１００が、増加イナーシャ分を考慮して負トルクを増加させるようにしてもよい。これにより、急減速時に、負トルクを適切に発生させ、確実にベルト滑りを防止することができる。
【００３６】
さらに、急減速時に、フォワードクラッチ１０に加えトルクコンバータ９のＬＵクラッチ１６が締結されている場合には、さらにエンジン１(クランクシャフト分)のイナーシャが加わるため、この増加イナーシャ分だけプライマリプーリ１１Ａの正方向の慣性力がさらに大きくなる。このため、コントローラ１００が、この増加イナーシャ分を考慮して負トルクをさらに増加させるようにしてもよい。これにより、急減速時に、負トルクをより適切に発生させ、より確実にベルト滑りを防止することができる。
【００３７】
続いて、図３に示すタイムチャートを参照しながら、トルク制御について説明する。図３におけるＳｅｃ変速速度とは、セカンダリプーリ１１Ｂのストローク(巻きつき半径)変化に対する変速速度、別の言い方をすると、セカンダリプーリ１１Ｂの溝幅の変化の速度である。図３におけるＰｒｉ変速速度とは、プライマリプーリ１１Ａのストローク(巻きつき半径)変化に対する変速速度、別の言い方をすると、プライマリプーリ１１Ａの溝幅の変化の速度である。図３におけるＲａｔｉｏとは、プライマリプーリ１１Ａとセカンダリプーリ１１Ｂとの回転速度の比である。
【００３８】
まず、ドライバがアクセルペダルから足を離し(時刻ｔ１)、急減速するためにブレーキペダルを踏む(時刻ｔ２)。これにより、加速度Ｇが負側に急激に大きくなって、車速が低下する。なお、加速度Ｇが負側に大きくなると、減速度は大きくなる。
【００３９】
このとき、コントローラ１００は、減速度の絶対値が閾値以上になると急減速（急ブレーキ）が発生したと判定し（時刻ｔ３）、インバータ４を制御して減速度の大きさに応じた負トルクをＭＧ３に発生させる。図３におけるＭＧトルクに示されるように、ＭＧ３に実際に負トルクが発生するまでに若干の遅れが発生する。
【００４０】
図３における加速度Ｇの太い点線は、従来（ＭＧ３が負トルクを発生していない場合）の加速度Ｇ（減速度）の変化を示している。本実施形態では、ＭＧ３の負トルク分だけ減速度（制動力）が大きくなる。これにより、従来のものに比べ、制動距離が短くなる。
【００４１】
車両が減速を開始すると、車速に応じてプライマリプーリ１１Ａ及びセカンダリプーリ１１Ｂのストローク(巻きつき半径)が変更され、変速比が変更される。このとき、セカンダリプーリ１１Ｂのストローク(巻きつき半径)変化に対する変速速度と、プライマリプーリ１１Ａのストローク(巻きつき半径)変化の変速速度とは、同期するように変化する。逆に言うと、ＭＧ３に発生させる負トルクは、急減速時に、セカンダリプーリ１１Ｂの変速速度とプライマリプーリ１１Ａの変速速度とが同期するような値に設定される。
【００４２】
なお、図３におけるＰｒｉ変速速度及びＲａｔｉｏの太い点線は、ベルト１２に滑りが生じた場合を示している。Ｐｒｉ変速速度がＳｅｃ変速速度に追従できなくなると、ベルト滑りが生じる。これにより、Ｐｒｉ変速速度が急変するので、見かけ上のＲａｔｉｏも急変する。
【００４３】
その後、車両の減速度が閾値未満になると、コントローラ１００は、ＭＧ３による負トルクの発生を終了し、トルク制御を終了する。そして、車両は停止する（時刻ｔ４）。
【００４４】
このように、本実施形態では、減速度の絶対値が閾値以上になった場合に、減速度の変化に追従するようにしてＭＧ３に負トルクを発生させるので、急減速時において、ベルト滑りを防止できる。つまり、セカンダリプーリ１１Ｂとプライマリプーリ１１Ａとを同期させることができる。また、本実施形態では、ＭＧ３の負トルク分だけ減速度（制動力）が大きくなるので、制動距離を短くできる。
【００４５】
以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
【００４６】
本実施形態のハイブリッド車両では、コントローラ１００は、減速度の変化に応じてＭＧ３の負トルクを追従して変化させる。
【００４７】
具体的には、減速度の絶対値が閾値以上になった場合に、コントローラ１００は、減速度の変化に追従するようにしてＭＧ３に負トルクを発生させる。これにより、急減速時に、プライマリプーリ１１Ａに上流側の機器によるイナーシャが作用しても、セカンダリプーリ１１Ｂとプライマリプーリ１１Ａとを同期させることができる。よって、急減速時のベルト滑りを防止できる（請求項１、４に対応する効果）。
【００４８】
コントローラ１００は、締結要素（フォワードクラッチ１０）が締結されている場合に、締結要素（フォワードクラッチ１０）が開放されている場合よりもＭＧ３の負トルクを増加させる。
【００４９】
ＭＧ３よりも上流に締結要素（フォワードクラッチ１０）を有する場合、締結要素（フォワードクラッチ１０）の締結時は締結要素（フォワードクラッチ１０）の上流側のイナーシャが加わるため、増加イナーシャ分だけプライマリプーリ１１Ａの正方向の慣性力が大きくなる。このため、コントローラ１００は、増加イナーシャ分を考慮して負トルクを増加させる。これにより、急減速時に、負トルクを適切に発生させ、確実にベルト滑りを防止することができる（請求項２に対応する効果）。
【００５０】
コントローラ１００は、ＭＧ３がエンジン１（駆動源）と直結されている場合に、ＭＧ３がエンジン１と直結されていない場合よりもＭＧ３の負トルクを増加させる。
【００５１】
ＭＧ３がエンジン１と直結されている場合、具体的には、トルクコンバータ９のＬＵクラッチ１６及びフォワードクラッチ１０が締結されている場合には、エンジン１(クランクシャフト分)のイナーシャが加わるため、この増加イナーシャ分だけプライマリプーリ１１Ａの正方向の慣性力が大きくなる。このため、コントローラ１００は、この増加イナーシャ分を考慮して負トルクを増加させる。これにより、急減速時に、負トルクをより適切に発生させ、より確実にベルト滑りを防止することができる（請求項３に対応する効果）。
【００５２】
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。
【００５３】
本実施形態におけるトルク制御は、急減速のときに行うことが好ましいが、緩減速のときに行っても良い。
【００５４】
また、上記実施形態では、回転電機としてモータジェネレータ（ＭＧ３）を用いていたが、これに限らず他のモータや発電機を採用してもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１００    コントローラ（制御装置、制御部）
１        エンジン（駆動源）
２        無段変速機
３        ＭＧ（回転電機）
８        駆動輪
９        トルクコンバータ
１０      フォワードクラッチ（締結要素）
１１      バリエータ
１１Ａ    プライマリプーリ
１１Ｂ    セカンダリプーリ
１２      ベルト
１６      ロックアップクラッチ（締結要素）
２７      車速センサ
【図１】
2019031193.tif 000003
【図２】
2019031193.tif 000004
【図３】
2019031193.tif 000005