KR20150120455A - 하이브리드 차량 - Google Patents

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KR20150120455A
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모리히로 나가미네
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신타로 오시오
다쿠로 히라노
요시히사 고다마
아키히로 야마모토
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쟈트코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 의한 하이브리드 차량은, 엔진으로 구동되는 기계식 오일 펌프와, 전동 모터에 구동되는 전동식 오일 펌프를 구비하고, 엔진을 정지해서 구동용 모터의 구동력에 의해 주행하는 전기 주행 모드에 의해 주행하고 있을 때는, 전동식 오일 펌프를 작동시키는 것으로 하였다.

Description

하이브리드 차량 {HYBRID VEHICLE}
본 발명은 엔진 및 전동 모터를 동력원으로서 탑재하고, 전동 모터에 의해서만 주행하는 전기 주행 모드(EV 모드)와, 전동 모터 및 엔진에 의해 주행하는 하이브리드 주행 모드(HEV 모드)를 선택 가능한 하이브리드 차량에 관한 것이다.
이러한 하이브리드 차량으로서, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 것과 같은 것이 알려져 있다. 이 하이브리드 차량은, 엔진이 무단 변속기 및 클러치를 차례로 개재해서 구동륜에 분리 가능하게 결합되고, 전동 모터가 구동륜에 항상 결합되어 있다. 또한, 엔진으로 구동되는 기계식 오일 펌프를 구비하고, 무단 변속기나 클러치에 오일을 공급하고 있다.
이 하이브리드 차량은, 엔진을 정지함과 함께 상기 클러치를 해방함으로써 전동 모터에만 의한 EV 모드에서의 전기 주행(EV 주행)이 가능하고, 엔진을 시동시킴과 함께 당해 클러치를 체결함으로써 전동 모터 및 엔진에 의한 HEV 모드에서의 하이브리드 주행(HEV 주행)이 가능하다.
또한, EV 주행 중에 클러치를 해방함으로써, 엔진이나 무단 변속기가 구동륜으로부터 분리되므로, EV 주행 중에 있어서의 엔진이나 무단 변속기의 마찰을 저감할 수 있다.
일본 특허 공개 제2000-199442호 공보
그러나 상기 종래 기술에 있어서는, 엔진 정지에 수반하여 기계식 오일 펌프가 정지해 버린다.
유압이 공급되지 않게 되면, 무단 변속기의 변속비는 Low측으로 마음대로 변속(이하, Low 복귀라고 기재함)되어 버린다. 이 Low 복귀의 발생 중 또는 발생 후에, EV 모드로부터 HEV 모드로의 전환을 행하는 데 있어서, Low 복귀하지 않을 경우에 비해 클러치를 체결할 때의 차속이 높을수록 클러치를 체결할 때의 클러치의 무단 변속기측 회전수가 클러치의 구동륜측 회전수를 하회할 가능성이 높아진다. 이 상태에서 클러치를 체결하면, 클러치의 체결에 따라 구동륜측 회전수가 끌어 내려져, 운전자가 당김 쇼크를 느끼게 된다.
본 발명은 상기 과제에 착안하여, EV 모드로부터 HEV 모드에 의한 주행으로 안정되게 전환할 수 있는 하이브리드 차량을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 목적을 위하여, 본 발명에 의한 하이브리드 차량은 구동용 모터로 구동륜을 구동 또는 회생 제동하고, 엔진을 정지해서 구동륜과 무단 변속기 사이의 클러치를 해방하고 있을 때는, 무단 변속기의 변속비를 유지하는 것으로 하였다.
따라서, 전기 주행 모드로 주행하고 있을 때에 기계식 오일 펌프가 정지되었다고 해도, 변속비 유지 수단에 의해 Low 복귀를 억제할 수 있게 되어, 클러치의 체결에 수반하는 당김 쇼크를 억제할 수 있다.
도 1은 제1 실시예의 하이브리드 차량의 구동계 및 그 전체 제어 시스템을 나타내는 개략 계통도이다.
도 2는 제1 실시예의 하이브리드 차량에 있어서, (a)는 당해 하이브리드 차량의 구동계 및 그 전체 제어 시스템을 나타내는 개략 계통도이며, (b)는 당해 하이브리드 차량의 구동계에 있어서의 V 벨트식 무단 변속기에 내장된 부변속기 내에 있어서의 클러치의 체결 논리도이다.
도 3은 제1 실시예의 변속기 컨트롤러에 저장되는 변속 맵의 일례이다.
도 4는 제1 실시예의 하이브리드 차량의 주행 모드가 설정된 모드 맵이다.
도 5는 제1 실시예의 배리에이터에 있어서의 힘의 작용 반작용을 나타내는 개략도이다.
도 6은 도 5의 배리에이터에 있어서의 힘의 작용 반작용의 관계와, 변속비 유지에 필요한 유압의 관계를 나타내는 특성도이다.
도 7은 제1 실시예의 EV 모드에서의 변속비 유지 제어 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 제1 실시예의 모드 천이 중의 변속비 유지의 상세를 나타내는 타임차트이다.
도 9는 비교예의 하이브리드 차량에 있어서 EV 모드 시에 유압이 발생하지 않는 경우에 있어서의 타임차트이다.
도 10은 제1 실시예의 하이브리드 차량에 있어서 EV 모드 시에 전동식 오일 펌프(EO/P)를 작동시켜서 유압을 발생시키는 경우에 있어서의 타임차트이다.
도 11은 차량 정지를 포함하는 변속비 유지 제어를 행한 경우의 타임차트이다.
도 12는 제1 실시예의 전동식 오일 펌프 작동 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 13은 제1 실시예의 전동식 오일 펌프 작동 처리를 나타내는 타임차트이다.
도 14는 제1 실시예의 전동식 오일 펌프 정지 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 15는 제1 실시예의 전동식 오일 펌프 정지 처리를 나타내는 타임차트이다.
도 16은 제2 실시예의 전동식 오일 펌프 작동 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 17은 제2 실시예의 전동식 오일 펌프 작동 처리를 나타내는 타임차트이다.
도 18은 제3 실시예의 전동식 오일 펌프 정지 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 19는 제3 실시예의 전동식 오일 펌프 정지 처리를 나타내는 타임차트이다.
도 20은 제4 실시예의 배리에이터와 유압 제어를 행하는 솔레노이드를 나타내는 개략 설명도이다.
도 21은 제5 실시예의 배리에이터와 유압 제어를 행하는 솔레노이드를 나타내는 개략 설명도이다.
도 22는 제6 실시예의 배리에이터를 나타내는 개략 설명도이다.
[제1 실시예]
도 1은, 제1 실시예의 하이브리드 차량의 구동계 및 그 전체 제어 시스템을 나타내는 개략 계통도이다. 도 1의 하이브리드 차량은, 엔진(1) 및 전동 모터(2)를 동력원으로 하여 탑재되고, 엔진(1)은 스타터 모터(3)에 의해 시동한다. 엔진(1)은, V 벨트식의 무단 변속기(4)를 개재해서 구동륜(5)에 적절히 분리 가능하게 구동 결합한다.
무단 변속기(4)의 배리에이터(CVT)는, 프라이머리 풀리(6)와, 세컨더리 풀리(7)와, 이들 풀리(6, 7) 사이에 걸친 V 벨트(8)(무단부 가요 부재)로 이루어지는 V 벨트식 무단 변속 기구이다. 또한, V 벨트(8)는 복수의 엘리먼트를 무단부 벨트에 의해 묶는 구성을 채용했지만, 체인 방식 등이라도 좋고 특별히 한정되지 않는다. 프라이머리 풀리(6)는 토크 컨버터(T/C)를 개재해서 엔진(1)의 크랭크 샤프트에 결합하고, 세컨더리 풀리(7)는 클러치(CL) 및 파이널 기어 세트(9)를 차례로 개재해서 구동륜(5)에 결합한다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 동력 전달 경로를 절단 및 접속하는 요소(클러치나 브레이크 등)를 총칭해서 클러치라고 기재한다. 도 1은, 동력 전달 경로를 개념적으로 나타내는 것이며, 후술하는 부변속기(31) 내에 설치된 하이 클러치(H/C), 리버스 브레이크(R/B) 및 로우 브레이크(L/B)를, 총칭해서 클러치(CL)라 기재하고 있다. 클러치(CL)가 체결 상태일 때, 엔진(1)으로부터의 동력은 토크 컨버터(T/C)를 지나 프라이머리 풀리(6)에 입력되고, 그 후 V 벨트(8), 세컨더리 풀리(7), 클러치(CL) 및 파이널 기어 세트(9)를 차례로 지나서 구동륜(5)에 달하고, 하이브리드 차량의 주행에 제공된다.
엔진 동력 전달 중, 프라이머리 풀리(6)의 풀리 V 홈 폭을 작게 하면서, 세컨더리 풀리(7)의 풀리 V 홈 폭을 크게 함으로써, V 벨트(8)와 프라이머리 풀리(6)의 권취 원호 직경을 크게 함과 동시에 세컨더리 풀리(7)와의 권취 원호 직경을 작게 한다. 이에 의해, 배리에이터(CVT)는 High측 풀리비(High측 변속비)로의 업 시프트를 행한다. High측 변속비로의 업 시프트를 한계까지 행한 경우, 변속비는 최고 변속비로 설정된다.
반대로 프라이머리 풀리(6)의 풀리 V 홈 폭을 크게 하면서, 세컨더리 풀리(7)의 풀리 V 홈 폭을 작게 함으로써, V 벨트(8)와 프라이머리 풀리(6)의 권취 원호 직경을 작게 함과 동시에 세컨더리 풀리(7)와의 권취 원호 직경을 크게 한다. 이에 의해, 배리에이터(CVT)는 Low측 풀리비(Low측 변속비)로의 다운 시프트를 행한다. Low측 변속비로의 다운 시프트를 한계까지 행한 경우, 변속은 최저 변속비로 설정된다.
배리에이터(CVT)는, 프라이머리 풀리(6)의 회전수를 검출하는 프라이머리 회전수 센서(6a)와, 세컨더리 풀리(7)의 회전수를 검출하는 세컨더리 회전수 센서(7a)를 갖고, 이들 양 회전수 센서에 의해 검출된 회전수에 기초하여 실제 변속비를 산출하고, 이 실제 변속비가 목표 변속비가 되도록 각 풀리의 유압 제어 등이 행하여진다.
전동 모터(2)는 파이널 기어 세트(11)를 개재해서 구동륜(5)에 항상 결합되고, 이 전동 모터(2)는 배터리(12)의 전력에 의해 인버터(13)를 통해서 구동된다.
인버터(13)는 배터리(12)의 직류 전력을 교류 전력으로 변환해서 전동 모터(2)에 공급함과 함께, 전동 모터(2)로의 공급 전력을 가감함으로써, 전동 모터(2)를 구동력 제어 및 회전 방향 제어한다.
또한 전동 모터(2)는, 상기 모터 구동 외에 발전기로서도 기능하고, 회생 제동용으로도 제공된다. 이 회생 제동 시는 인버터(13)가 전동 모터(2)에 회생 제동력분의 발전 부하를 가함으로써, 전동 모터(2)를 발전기로서 작용시켜, 전동 모터(2)의 발전 전력을 배터리(12)에 축전한다.
제1 실시예의 하이브리드 차량은, 클러치(CL)를 해방하는 동시에 엔진(1)을 정지시킨 상태에서 전동 모터(2)를 구동 또는 회생함으로써, 전동 모터(2)의 동력만이 파이널 기어 세트(11)를 지나 구동륜(5)에 도달하고, 전동 모터(2)만에 의한 전기 주행 모드(EV 모드)로 주행을 행한다. 이 사이, 클러치(CL)를 해방함으로써, 정지 상태의 엔진(1) 및 배리에이터(CVT)의 마찰을 저감하여, EV 주행 중의 불필요한 전력 소비를 억제한다.
상기 EV 모드에 의한 주행 상태에 있어서, 엔진(1)을 스타터 모터(3)에 의해 시동시킴과 함께 클러치(CL)를 체결시키면, 엔진(1)으로부터의 동력이 토크 컨버터(T/C), 프라이머리 풀리(6), V 벨트(8), 세컨더리 풀리(7), 클러치(CL) 및 파이널 기어 세트(9)를 차례로 지나서 구동륜(5)에 도달하게 되고, 하이브리드 차량은 엔진(1) 및 전동 모터(2)에 의한 하이브리드 주행 모드(HEV 모드)로 주행한다.
하이브리드 차량을 상기 주행 상태로부터 정차시키거나, 또는 이 정차 상태로 유지할 때에는, 구동륜(5)과 함께 회전하는 브레이크 디스크(14)를 캘리퍼(15)에 의해 끼움지지 가압해서 제동함으로써 목적을 달성한다. 캘리퍼(15)는 운전자가 답입하는 브레이크 페달(16)의 답력에 응동하는 부압식 브레이크 부스터(17)에 의한 배력(倍力) 하에서, 브레이크 페달 답력 대응의 브레이크 액압을 출력하는 마스터 실린더(18)에 접속되어 있다. 마스터 실린더(18)에 의해 발생한 브레이크 액압에 의해 캘리퍼(15)를 작동시켜서 브레이크 디스크(14)의 제동을 행한다. 하이브리드 차량은 EV 모드 및 HEV 모드 중 어떠한 경우든, 운전자가 액셀러레이터 페달(19)을 답입해서 지령하는 구동력 지령에 따른 토크로 차륜(5)을 구동하여, 운전자의 요구에 따른 구동력으로 주행한다.
하이브리드 컨트롤러(21)는, 하이브리드 차량의 주행 모드 선택과, 엔진(1)의 출력 제어와, 전동 모터(2)의 회전 방향 제어 및 출력 제어와, 배리에이터(CVT)의 변속 제어와, 부변속기(31)의 변속 제어 및 클러치(CL)의 체결, 해방 제어와, 배터리(12)의 충방전 제어를 실행한다. 이때, 하이브리드 컨트롤러(21)는 대응하는 엔진 컨트롤러(22), 모터 컨트롤러(23), 변속기 컨트롤러(24) 및 배터리 컨트롤러(25)를 통해서 이들 제어를 행한다.
하이브리드 컨트롤러(21)에는, 브레이크 페달(16)을 답입하는 제동 시에 오프(OFF)로부터 온(ON)으로 전환되는 상시 개방 스위치인 브레이크 스위치(26)로부터의 신호와, 액셀러레이터 페달 답입량(액셀러레이터 페달 개방도) APO를 검출하는 액셀러레이터 페달 개방도 센서(27)로부터의 신호가 입력된다. 하이브리드 컨트롤러(21)는 또한, 엔진 컨트롤러(22), 모터 컨트롤러(23), 변속기 컨트롤러(24) 및 배터리 컨트롤러(25)와의 사이에서, 내부 정보의 교환을 행한다.
엔진 컨트롤러(22)는 하이브리드 컨트롤러(21)로부터의 지령에 응답하여, 엔진(1)을 출력 제어하고, 모터 컨트롤러(23)는 하이브리드 컨트롤러(21)로부터의 지령에 응답해서 인버터(13)를 개재하여 전동 모터(2)의 회전 방향 제어 및 출력 제어를 행한다. 변속기 컨트롤러(24)는 하이브리드 컨트롤러(21)로부터의 지령에 응답하고, 엔진 구동되는 기계식 오일 펌프(O/P)[또는 펌프용 모터에 구동되는 전동식 오일 펌프(EO/P)]로부터의 오일을 매체로 하여, 배리에이터(CVT)[V 벨트식 무단 변속 기구(CVT)]의 변속 제어 및 부변속기(31)의 변속 제어 및 클러치(CL)의 체결, 해방 제어를 행한다. 배터리 컨트롤러(25)는 하이브리드 컨트롤러(21)로부터의 지령에 응답하여, 배터리(12)의 충방전 제어를 행한다.
도 2의 (a)는 제1 실시예의 하이브리드 차량의 구동계 및 그 전체 제어 시스템을 나타내는 개략 계통도이며, 도 2의 (b)는 제1 실시예의 하이브리드 차량의 구동계에 있어서의 무단 변속기(4)에 내장된 부변속기(31) 내에 있어서의 클러치(CL)(구체적으로는, H/C, R/B, L/B)의 체결 논리도이다. 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 부변속기(31)는 복합 선 기어(31s-1 및 31s-2)와, 이너 피니언(31pin)과, 아우터 피니언(31pout)과, 링 기어(31r)와, 피니언(31pin, 31pout)을 회전 가능하게 지지한 캐리어(31c)로 이루어지는 라비뇨형 플라네터리 기어 세트로 구성한다.
복합 선 기어(31s-1 및 31s-2) 중, 선 기어(31s-1)는 입력 회전 멤버로서 작용하도록 세컨더리 풀리(7)에 결합하고, 선 기어(31s-2)는 세컨더리 풀리(7)에 대하여 동일축에 배치하지만 자유롭게 회전할 수 있도록 한다.
선 기어(31s-1)에 이너 피니언(31pin)을 교합시키고, 이 이너 피니언(31pin) 및 선 기어(31s-2)를 각각 아우터 피니언(31pout)에 교합시킨다.
아우터 피니언(31pout)은 링 기어(31r)의 내주에 교합시켜, 캐리어(31c)를 출력 회전 멤버로서 작용하도록 파이널 기어 세트(9)에 결합한다.
캐리어(31c)와 링 기어(31r)를 클러치(CL)인 하이 클러치(H/C)에 의해 적절히 결합 가능하게 하고, 링 기어(31r)를 클러치(CL)인 리버스 브레이크(R/B)에 의해 적절히 고정 가능하게 하고, 선 기어(31s-2)를 클러치(CL)인 로우 브레이크(L/B)에 의해 적절히 고정 가능하게 한다.
부변속기(31)는, 하이 클러치(H/C), 리버스 브레이크(R/B) 및 로우 브레이크(L/B)를, 도 2의 (b)에 ○ 표시에 의해 나타내는 조합으로 체결시키고, 그 이외를 도 2의 (b)에 X 표시로 나타내는 바와 같이 해방시킴으로써 전진 제1속, 제2속, 후퇴의 변속단을 선택할 수 있다. 하이 클러치(H/C), 리버스 브레이크(R/B) 및 로우 브레이크(L/B)를 모두 해방하면, 부변속기(31)는 동력 전달을 행하지 않는 중립 상태이며, 이 상태에서 로우 브레이크(L/B)를 체결하면, 부변속기(31)는 전진 제1속 선택(감속) 상태가 되고, 하이 클러치(H/C)를 체결하면, 부변속기(31)는 전진 제2속 선택(직결) 상태가 되고, 리버스 브레이크(R/B)를 체결하면, 부변속기(31)는 후퇴 선택(역전) 상태가 된다.
도 2의 (a)의 무단 변속기(4)는, 모든 클러치(CL)(H/C, R/B, L/B)를 해방해서 부변속기(31)를 중립 상태로 함으로써, 배리에이터(CVT)[세컨더리 풀리(7)]와 구동륜(5) 사이를 분리할 수 있다.
도 2의 (a)의 무단 변속기(4)는, 엔진 구동되는 기계식 오일 펌프(O/P) 또는 펌프용 모터에 구동되는 전동식 오일 펌프(EO/P)로부터의 오일을 작동 매체로 하여 제어되는 것으로, 변속기 컨트롤러(24)가 라인압 솔레노이드(35), 로크업 솔레노이드(36), 프라이머리 풀리압 솔레노이드(37-1), 세컨더리 풀리압 솔레노이드(37-2), 로우 브레이크압 솔레노이드(38), 하이 클러치압&리버스 브레이크압 솔레노이드(39) 및 스위칭 밸브(41)를 개재하여, 배리에이터(CVT)의 당해 제어를 이하와 같이 제어한다. 또한, 변속기 컨트롤러(24)에는, 도 1에 대해서 전술한 신호에 추가하여, 차속 VSP를 검출하는 차속 센서(32)로부터의 신호 및 차량 가감 속도(G)를 검출하는 가속도 센서(33)로부터의 신호를 입력한다.
라인압 솔레노이드(35)는, 변속기 컨트롤러(24)로부터의 지령에 응동하고, 기계식 오일 펌프(O/P)로부터의 오일을 차량 요구 구동력 대응의 라인압(PL)으로 압력 조절한다. 또한, 기계식 오일 펌프(O/P)와 라인압 솔레노이드(35) 사이에는 전동식 오일 펌프(EO/P)가 접속되어 있고, 변속기 컨트롤러(24)로부터의 지령에 응동해서 펌프 토출압을 공급한다.
로크업 솔레노이드(36)는, 변속기 컨트롤러(24)로부터의 로크업 지령에 응동하여, 라인압(PL)을 적절히 토크 컨버터(T/C)를 향하게 함으로써, 토크 컨버터(T/C)를 소요에 따라서 입출력 요소 사이가 직결된 로크업 상태로 한다.
프라이머리 풀리압 솔레노이드(37-1)는, 변속기 컨트롤러(24)로부터의 CVT 변속비 지령에 응동해서 라인압(PL)을 프라이머리 풀리압으로 압력 조절하고, 이것을 프라이머리 풀리(6)에 공급함으로써, 프라이머리 풀리(6)의 V 홈 폭과, 세컨더리 풀리(7)의 V 홈 폭을, CVT 변속비가 변속기 컨트롤러(24)로부터의 지령에 일치하도록 제어해서 변속기 컨트롤러(24)로부터의 CVT 변속비 지령을 실현한다.
세컨더리 풀리압 솔레노이드(37-2)는, 변속기 컨트롤러(24)로부터의 클램프력 지령에 따라서 라인압(PL)을 세컨더리 풀리압으로 압력 조절하고, 이것을 세컨더리 풀리(7)에 공급함으로써, 세컨더리 풀리(7)가 V 벨트(8)를 미끄러지지 않도록 끼움지지 가압한다.
로우 브레이크압 솔레노이드(38)는, 변속기 컨트롤러(24)가 부변속기(31)의 제1속 선택 지령을 발하고 있을 때, 라인압(PL)을 로우 브레이크압으로서 로우 브레이크(L/B)에 공급함으로써 이것을 체결시켜, 제1속 선택 지령을 실현한다.
하이 클러치압&리버스 브레이크압 솔레노이드(39)는, 변속기 컨트롤러(24)가 부변속기(31)의 제2속 선택 지령 또는 후퇴 선택 지령을 발하고 있을 때, 라인압(PL)을 하이 클러치압&리버스 브레이크압으로서 스위칭 밸브(41)에 공급한다.
제1 실시예의 전동식 오일 펌프(EO/P)의 최대 토출 능력은, 기계식 오일 펌프(O/P)에 비하여 작게 설정되어 있고, 배리에이터(CVT)를 변속시킬 정도의 토출 능력은 갖고 있지 않고, 변속비를 유지할 정도의 토출 능력, 또는 윤활유를 공급할 정도의 토출 능력을 확보함으로써, 전동식 오일 펌프(EO/P)의 모터 및 펌프의 소형화를 도모하고 있다.
제2속 선택 지령 시는 스위칭 밸브(41)가, 솔레노이드(39)로부터의 라인압(PL)을 하이 클러치압으로서 하이 클러치(H/C)를 향하게 하여, 이것을 체결함으로써 부변속기(31)의 제2속 선택 지령을 실현한다.
후퇴 선택 지령 시는 스위칭 밸브(41)가, 솔레노이드(39)로부터의 라인압(PL)을 리버스 브레이크압으로서 리버스 브레이크(R/B)를 향하게 하여, 이것을 체결함으로써 부변속기(31)의 후퇴 선택 지령을 실현한다.
[변속 제어 처리에 대해서]
이어서 변속 제어 처리에 대해서 설명한다. 도 3은 제1 실시예의 변속기 컨트롤러(24)에 저장되는 변속 맵의 일례이다. 변속기 컨트롤러(24)는, 이 변속 맵을 참조하면서, 차량의 운전 상태(제1 실시예에서는 차속 VSP, 프라이머리 회전 속도 Npri, 액셀러레이터 페달 개방도 APO)에 따라, 무단 변속기(4)를 제어한다. 이 변속 맵에서는, 무단 변속기(4)의 동작점이 차속 VSP와 프라이머리 회전 속도 Npri에 의해 정의된다. 무단 변속기(4)의 동작점과 변속 맵 좌측 하부 코너의 0점을 연결하는 선의 기울기가 무단 변속기(4)의 변속비[배리에이터(CVT)의 변속비에 부변속기(31)의 변속비를 곱하여 얻어지는 전체 변속비, 이하「스루 변속비」라고 함]에 대응한다.
이 변속 맵에는, 종래의 벨트식 무단 변속기의 변속 맵과 마찬가지로, 액셀러레이터 페달 개방도 APO마다 변속선이 설정되어 있고, 무단 변속기(4)의 변속은 액셀러레이터 페달 개방도 APO에 따라서 선택되는 변속선을 따라서 행하여진다. 또한, 도 3에는 간단화를 위하여, 전체 부하선[액셀러레이터 페달 개방도 APO=8/8일 때의 변속선], 파셜선[액셀러레이터 페달 개방도 APO=4/8일 때의 변속선], 코스트선[액셀러레이터 페달 개방도 APO=0/8일 때의 변속선]만이 나타내어져 있다.
무단 변속기(4)가 저속 모드일 때는, 무단 변속기(4)는 배리에이터(CVT)의 변속비를 최Low 변속비로 해서 얻어지는 저속 모드 최Low선과 배리에이터(CVT)의 변속비를 최High 변속비로 해서 얻어지는 저속 모드 최High선 사이에서 변속할 수 있다. 이때, 무단 변속기(4)의 동작점은 A 영역과 B 영역 내를 이동한다. 한편, 무단 변속기(4)가 고속 모드일 때는, 무단 변속기(4)는 배리에이터(CVT)의 변속비를 최Low 변속비로 해서 얻어지는 고속 모드 최Low선과 배리에이터(CVT)의 변속비를 최High 변속비로 해서 얻어지는 고속 모드 최High선 사이에서 변속할 수 있다. 이때, 무단 변속기(4)의 동작점은 B 영역과 C 영역 내를 이동한다.
부변속기(31)의 각 변속단의 변속비는, 저속 모드 최High선에 대응하는 변속비(저속 모드 최High 변속비)가 고속 모드 최Low선에 대응하는 변속비(고속 모드 최Low 변속비)보다도 작아지도록 설정된다. 이에 의해, 저속 모드에서 취할 수 있는 무단 변속기(4)의 스루 변속비의 범위(도면 중, 「저속 모드 레시오 범위」)와 고속 모드에서 취할 수 있는 무단 변속기(4)의 스루 변속비의 범위(도면 중, 「고속 모드 레시오 범위」)가 부분적으로 중복되어, 무단 변속기(4)의 동작점이 고속 모드 최Low선과 저속 모드 최High선 사이에 끼이는 B 영역에 있을 때는, 무단 변속기(4)는 저속 모드, 고속 모드 중 어느 쪽의 모드도 선택 가능하게 되어 있다.
또한, 이 변속 맵 상에는 부변속기(31)의 변속을 행하는 모드 전환 변속선이 저속 모드 최High선 상에 겹치도록 설정되어 있다. 모드 전환 변속선에 대응하는 스루 변속비(이하, 「모드 전환 변속비 mRatio」라고 함)는 저속 모드 최High 변속비와 동등한 값으로 설정된다. 모드 전환 변속선을 이렇게 설정하는 것은, 배리에이터(CVT)의 변속비가 작을수록 부변속기(31)로의 입력 토크가 작아져, 부변속기(31)를 변속시킬 때의 변속 쇼크를 억제할 수 있기 때문이다.
그리고 무단 변속기(4)의 동작점이 모드 전환 변속선을 가로지른 경우, 즉 스루 변속비의 실제값이 모드 전환 변속비 mRatio를 넘어서 변화된 경우에는, 변속기 컨트롤러(24)는 배리에이터(CVT)와 부변속기(31)의 양쪽에서 협조 변속을 행하고, 고속 모드-저속 모드 사이의 전환을 행한다.
[모드 전환 제어에 대해서]
도 4는 제1 실시예의 하이브리드 차량의 주행 모드가 설정된 모드 맵이다. 도 4의 모드 맵에서는, 종축의 0보다 위는 액셀러레이터 페달 개방도에 따라서 설정되고, 0보다 아래에 대해서는 브레이크 스위치(26)의 온·오프 상태에 따라서 설정되어 있다. 액셀러레이터 페달(19)이 답입된 EV 역행 영역에 있어서는, 역행 차속 VSPX까지 EV 모드에 의한 역행 영역이 설정되어 있다. 또한, 이 역행 차속 VSPX의 상세에 대해서는 후술한다. 또한, 액셀러레이터 페달(19)이 대부분 답입되어 있지 않은 상태(예를 들어, 1/8보다도 충분히 작은 액셀러레이터 페달 개방도)를 나타내는 영역에는, 역행 차속 VSPX보다도 또한 고차속의 소정 차속 VSP1까지 EV 모드에 의한 역행 영역이 설정되어 있다. 이 소정 차속 VSP1 이하의 영역은 액셀러레이터 페달(19)이 답입된 상태에서는 대부분 선택되는 일은 없다.
한편, HEV 모드에 의한 주행 중에 액셀러레이터 페달(19)을 해방해서 코스팅(타성) 주행으로 이행한 경우나, HEV 모드에 의한 역행 상태로부터 브레이크 페달(16)을 답입해서 차량을 제동할 경우, 전동 모터(2)에 의한 회생 제동에 의해 차량의 운동 에너지를 전력으로 변환하고, 이것을 배터리(12)에 축전해 둠으로써 에너지 효율의 향상을 도모한다(HEV 회생 상태).
그런데 HEV 모드의 상태인 채 회생 제동(HEV 회생 상태)을 행할 때는, 클러치(CL)가 체결 상태이므로, 엔진(1)의 반대 구동력(엔진 브레이크)만큼 및 무단 변속기(4)의 마찰만큼만 회생 제동 에너지의 저하를 초래하게 되어, 에너지 회생 효율이 나쁘다.
그로 인해, HEV 모드에 의한 주행 중에 회생 제동이 개시되어, 소정 차속 VSP1을 하회하면, 클러치(CL)의 해방에 의해 엔진(1) 및 배리에이터(CVT)를 구동륜(5)으로부터 분리해서 EV 모드에 의한 주행으로 이행한다. 이에 의해 EV 회생 상태로 하여, 엔진(1) 및 무단 변속기(4)에 의한 마찰을 저감하고, 그만큼만 에너지 회생량을 벌 수 있도록 한다.
또한, EV 모드에 의해 주행할 때에는, 연비의 관점에서 코스팅 주행 중에 실행되고 있던 엔진(1)으로의 연료 분사의 중지(퓨엘 컷)가 클러치(CL)의 해방 시에도 계속되도록, 엔진(1)으로의 연료 분사의 재개(퓨엘 리커버)를 금지함으로써 엔진(1)을 정지시킨다.
[EV 모드에서의 변속비 유지에 대해서]
이어서, EV 모드에서의 변속비 유지에 대해서 설명한다. 예를 들어 도 4의 모드 맵 내에 기재된 화살표 (a)로 나타내는 바와 같이, HEV 회생 영역으로부터 브레이크 조작에 의해 감속하고, EV 회생 영역으로 들어감으로써 EV 회생 상태가 되면, 클러치(CL)를 해방하고, 엔진(1)을 정지시킨다. 그 후, 도 4의 화살표 (b)로 나타내는 바와 같이, 액셀러레이터 페달(19)을 답입함으로써, 요구 구동력이 소정 이상이 되면, HEV 역행 영역으로 이행한다. 마찬가지로, 예를 들어 도 4의 화살표 (c)로 나타내는 바와 같이, 액셀러레이터 페달(19)이 답입된 HEV 역행 영역으로부터 브레이크 조작에 의해 EV 회생 영역으로 들어감으로써 EV 회생 상태가 되면, 클러치(CL)를 해방하고, 엔진(1)을 정지시킨다. 그 후, 도 4의 화살표 (d)로 나타내는 바와 같이, 액셀러레이터 페달(19)을 답입함으로써 요구 구동력이 소정 이상으로 되면, HEV 역행 영역으로 이행한다. 이때는, 엔진(1)을 스타터 모터(3)에 의해 재시동시킴과 함께, 클러치(CL)를 체결해서 EV 모드로부터 HEV 모드로 전환한다.
이와 같이, 액셀러레이터 페달(19)을 해방한 후에, 재답입하는 운전을 행한 경우나, 주로 그러한 운전을 부득이하게 주행 환경 하에서 차량을 사용할 경우, 또는 브레이크 페달(16)을 답입해서 감속하고 있는 상태이며 차량 정지 전에 브레이크를 떼고, 액셀러레이터 페달(19)을 답입하는 등의 경우(이하, 체인지 마인드라고 기재함)에는, 필연적으로 EV 모드로부터 HEV 모드로의 전환이 행하여진다.
여기서, EV 모드에 의한 주행 시에 배리에이터(CVT)에 유압을 공급하지 않는 경우의 변속비의 변화에 대해서 설명한다. 도 5는 제1 실시예의 배리에이터에 있어서의 힘의 작용 반작용을 나타내는 개략도이다. 제1 실시예의 배리에이터(CVT)는, 세컨더리 풀리(7)의 풀리실 내에 세컨더리 풀리 홈 폭이 좁아지는 방향으로 가압하는 세컨더리 스프링(SEC_SPR)이 수납 장착되어 있다.
따라서, 프라이머리 풀리(6) 내의 유압이나 세컨더리 풀리(7) 내의 유압이 누락되면, 세컨더리 스프링(SEC_SPR)에 의한 세컨더리 추력(Fsec)이 지배적이게 되어, 세컨더리 풀리 홈 폭을 좁게 하는 힘이 작용한다. 이에 수반해서 V 벨트(8)에 장력(fs)이 발생하고(이하, 세컨더리 장력이라고 기재함), V 벨트(8)가 세컨더리 풀리(7)측으로 인장됨으로써 프라이머리 풀리(6)의 홈 폭이 넓어지는 힘이 작용한다.
기본적으로, 클러치(CL)는 해방 지령이 출력되고 있지만, 실제로는 오일 등의 질질 끌림이 발생함으로써, 각 풀리에 미소 회전이 발생하고 있으며, 이 상태에서 도 5에 도시한 바와 같은 힘이 작용하면, 배리에이터(CVT)의 변속비는 Low측으로 변속하는 Low 복귀가 발생한다. 예를 들어, 각 풀리가 회전하고 있지 않은 경우라도, V 벨트(8)가 풀리 홈 내를 직경 방향으로 이동하는 세로 미끄럼에 의해, 역시 배리에이터(CVT)의 변속비는 Low측으로 변속한다.
즉, EV 모드로 주행할 때, 배리에이터(CVT)에 아무런 유압을 공급하지 않을 경우에는, 경과 시간이나 유압의 누락 상태에 따라 변속비가 서서히 Low측으로 변속된다. 세컨더리 추력(Fsec)의 크기에 따라서는, 최종적으로는 최Low 변속비까지 변속하는 경우도 있다. EV 모드에서의 주행 중은, 엔진(1)이 정지하고, 또한 클러치(CL)가 해방된 상태로 되어 있으므로, 배리에이터(CVT)의 회전도 정지, 또는 매우 낮은 회전수로 되어 있다. 이로 인해, 프라이머리 회전수나 세컨더리 회전수를 검지할 수 없어, EV 모드로 주행 중에 실제 변속비를 검출할 수는 없다.
그렇다면, 체인지 마인드에 따라 EV 모드로부터 HEV 모드로의 모드 전환 요구가 출력된 경우, 먼저 엔진(1)을 시동해서 배리에이터(CVT)를 회전시켜, 변속비를 검지하고, 변속 제어를 행하고 나서 클러치(CL)의 체결을 행할 필요가 있어, 모드 전환에 시간이 걸린다고 하는 문제가 있다.
또한, 예를 들어 HEV 모드로부터 EV 모드로 전환할 때에, 사전에 최Low 변속비로 변속시켜 둠으로써, 미리 변속비를 인식해 두고, 검지 과정을 배제하는 것도 생각할 수 있다. 그러나 이 경우에는 EV 모드로 전환하기 전에 Low측으로 변속시킬 필요가 있고, 빠르게 EV 모드로 전환할 수 없어, 연비의 향상을 도모하기 어렵다.
또한, 최Low 변속비로 변속시키면, 비교적 고차속측에서 EV 모드로부터 HEV 모드로 전환할 경우, 구동륜측의 회전수와 동기를 도모하기 위해서는, 엔진 회전수를 상승시킬 필요가 있고, 엔진 회전수의 상승 시간만큼 운전자의 가속 요구에 대하여 지연이 되어 버린다. 엔진 회전수를 동기하기 전에 클러치(CL)를 단숨에 체결하면, 가속 요구를 출력하고 있음에도 당김 쇼크를 발생해 버려, 운전자에게 위화감으로 된다.
가령, EV 모드의 상태라도, 항상 배리에이터(CVT)의 변속비를 변속 맵에 따라서 변속시켜 두면, 어떤 타이밍에서 EV 모드로부터 HEV 모드로의 전환이 일어났다고 해도, 클러치(CL)에 상대 회전이 발생하고 있지 않으므로, 빠르게 모드를 전환할 수 있다. 그러나 비회전 상태의 배리에이터(CVT)를 강제적으로 변속시키기 위해서는 전동식 오일 펌프(EO/P)의 출력으로서 매우 큰 출력을 요구하게 되어, 에너지 소비량의 증대에 추가하여 대형화에 수반하는 차량 탑재성의 악화를 초래할 우려가 있다.
따라서, 제1 실시예에서는 HEV 모드에 의한 감속 중에 EV 모드(EV 회생 상태)로 전환하는 요구가 이루어졌을 때는, 그 시점에 있어서의 무단 변속기(4)의 변속비를 소정 변속비로서 유지하기 위해, 전동식 오일 펌프(EO/P)를 작동시키는 것으로 하였다.
[변속비 유지 방법에 대해서]
여기서, HEV 모드로부터 EV 모드로의 전환 시에 소정 변속비로 유지하는 방법에 대해서 설명한다. 도 6은 도 5의 배리에이터에 있어서의 힘의 작용 반작용의 관계와, 변속비 유지에 필요한 유압의 관계를 나타내는 특성도이다. 세컨더리 스프링(SEC_SPR)에 의해 세컨더리 추력(Fsec)이 발생하면, 변속비에 따른 세컨더리 장력(fs)이 발생한다. 이때, 프라이머리 풀리(6)에 착안하면, 풀리와 V 벨트(8)의 미끄럼 이동 저항[이하, 변속 저항(Fr)라 기재함]이 V 벨트(8)의 이동을 방해하는 방향으로 항상 작용한다.
세컨더리 스프링(SEC_SPR)의 세트 하중은, 모든 변속비 영역에서 미끄럼 이동 저항(Fr)에 이기는 크기로 설정되어 있다. 이때, 프라이머리 풀리(6)에 소정의 유압을 발생시켜서 장력(fp)을 발생시킨다. 이 장력(fp)의 크기는, 풀리 간 장력 차(|fs-fp|)가 변속 저항(Fr)보다도 작아지는 값이 되도록 소정의 유압을 공급한다. 예를 들어, 도 6의 굵은 실선으로 나타낸 바와 같이, 어떤 변속비 영역에서도 세컨더리 스프링(SEC_SPR)이 취할 수 있는 장력 범위 내가 되는 값을 설정하면, 풀리 간 장력차는 변속 저항(Fr)보다 작게 설정할 수 있으므로, 비교적 낮은 소정 유압을 공급하는 것만으로 변속비를 유지할 수 있다.
[변속비 유지 제어 처리]
도 7은 제1 실시예의 EV 모드에서의 변속비 유지 제어 처리를 나타내는 흐름도이다.
스텝 S1에서는, EV 모드 중에서, 또한 전동식 오일 펌프(EO/P)가 작동 중인지 여부를 판단하여, EV 모드가 아니거나(HEV 모드임), 또는 전동식 오일 펌프(EO/P)가 비작동 상태라 판단한 경우에는 스텝 S10으로 진행하고, 그 이외의 경우에는 스텝 S2로 진행한다.
스텝 S2에서는, EV 모드를 계속적으로 선택하는 요구가 있는지 여부를 판단하여, 계속적으로 EV 모드를 선택할 경우에는 스텝 S3으로 진행하고, 그 이외의 경우에는 스텝 S13으로 진행한다.
스텝 S3에서는, 전동식 오일 펌프(EO/P)의 작동 시간이, 미리 설정된 연속 작동 허용 시간(예를 들어 3분) 이상인지 여부를 판단하여, 연속 작동 허용 시간 미만이면 스텝 S4로 진행하고, 전동식 오일 펌프(EO/P)의 작동 시간이 연속 작동 허용 시간 이상인 경우에는 스텝 S13으로 진행하여 전동식 오일 펌프(EO/P)를 비작동으로 함[전동식 오일 펌프(EO/P)가 고온이 되어 있다고 판단해서 전동식 오일 펌프(EO/P)의 작동을 금지함]과 함께, EV 모드 대신에 HEV 모드를 선택한다. 이 경우, 전동식 오일 펌프(EO/P) 대신에 기계식 오일 펌프(O/P)가 작동하게 된다. 그리고 스텝 S14로 진행하여, 변속 맵으로 설정된 변속선대로 변속비 제어된다.
스텝 S10에서는, EV 모드로의 천이 요구가 있는지 여부를 판단하여, HEV 모드로부터 EV 모드로의 천이 요구가 있는 경우에는 스텝 S11로 진행하고, 그 이외의 경우에는 스텝 S13으로 진행하여 HEV 모드를 선택한다. 이 경우, 기계식 오일 펌프(O/P)가 작동하고 있으므로, 전동식 오일 펌프(EO/P)는 비작동이 된다. 그리고 스텝 S14로 진행하여, 변속 맵에 설정된 변속선대로 변속비 제어된다.
스텝 S11에서는, 전동식 오일 펌프(EO/P)가 과거에 연속 작동 허용 시간 이상, 연속 작동한 결과, 정지하고 있는 것은 아니며, 간단히 HEV 모드에 의해 정지하고 있는 상태인지 여부를 판단하여, HEV 모드에 의해 정지하고 있는 상태라 판단한 경우에는 스텝 S4로 진행하고, EV 모드를 선택해서 전동식 오일 펌프(EO/P)의 작동을 계속한다. 이와 함께, 세컨더리 풀리압 솔레노이드(37-2)를 폐쇄함과 함께 프라이머리 풀리압 솔레노이드(37-1)의 개방도를 제어하여, 전동식 오일 펌프(EO/P)로부터의 유압이 세컨더리 풀리(7) 내에 공급되는 일 없이 프라이머리 풀리(6) 내에만 공급되도록 하고, EV 모드 중의 변속비를 HEV 모드로부터 EV 모드로 전환할 때의 변속비로 유지한다(스텝 S5).
여기서, HEV 모드로부터 EV 모드로 전환할 때, 즉 모드 천이 중에 있어서의 소정 변속비의 상세에 대해서 설명한다. 도 8은, 제1 실시예의 모드 천이 중의 변속비 유지의 상세를 나타내는 타임차트이다. HEV 모드로 주행 중인 시각 t(A)에 있어서, EV 모드로의 전환 요구가 이루어지면, 클러치(CL)에는 해방 지령이 출력됨으로써 체결 용량이 0이 되도록 제어된다. 또한, 엔진(1)은 퓨엘 컷 리커버 제어의 금지에 의해 엔진 정지가 행하여진다. 이에 수반하여, 세컨더리 회전수, 프라이머리 회전수 및 엔진 회전수는, 시각 t(A)로부터 타성 회전하면서 서서히 회전수가 저하되고, 최종적으로 시각 t(B)에 있어서 정지한다. 이 회전수의 저하에 의해, 기계식 오일 펌프(O/P)의 토출량이 저하됨으로써 유압이 저하되고, 세컨더리 스프링(SEC_SPR)의 세트 하중에 의해 Low 복귀가 발생하여, 배리에이터(CVT)의 변속비는 서서히 Low측으로 변화된다.
이때, 천이 중의 시각 t(A)로부터 t(B) 사이, 즉 프라이머리 풀리(6)도 세컨더리 풀리(7)도 아직 회전하고 있는 상태에 있어서는, 회전수에 기초하여 배리에이터(CVT)의 변속비를 검출할 수 있다. 따라서, 변속비를 유지하는 타이밍, 또는 유지되는 소정 변속비는, HEV 모드로부터 EV 모드로의 천이 중이며 변속비를 인식할 수 있는 상태에서 적절히 설정되면 좋고, 모드 전환의 지령이 출력된 직후 등에 한정되는 것은 아니다.
스텝 S12에서는, 전동식 오일 펌프(EO/P)가 연속 작동 허용 시간 이상 작동함으로써 정지한 후, 전동식 오일 펌프(EO/P)의 냉각에 필요한 소정 시간(예를 들어 1분)이 경과되었는지 여부를 판단하고, 경과되어 있다고 판단한 경우에는 전동식 오일 펌프(EO/P)의 작동이 가능하므로, 스텝 S4으로 진행하여 EV 모드를 선택하고, 전동식 오일 펌프(EO/P)를 작동한다. 한편, 필요한 소정 시간이 경과되어 있지 않다고 판단한 경우에는, 전동 오일 펌프(EO/P)의 작동을 할 수 없으므로, 스텝 S13으로 진행하고, EV 모드로의 천이 요구가 있었다고 해도 HEV 모드를 선택하면서 전동식 오일 펌프(EO/P)를 비작동 상태로 하고, 스텝 S14에 있어서, 통상대로 변속비가 제어 상태가 된다. 이에 의해, EV 모드로부터 HEV 모드로 전환되는 일이 없어져, 기계식 오일 펌프(O/P)에 의해 항상 유압은 확보되므로, 당김 쇼크 등을 발생하는 일이 없다.
[차량 정지 전 체인지 마인드 시의 변속비 유지 제어 처리에 의한 작용]
상기 흐름도에 기초하는 작용에 대해서 설명한다. 먼저, 감속 중에 HEV 모드로부터 EV 모드로 전환되고, 그 후 차량 정지하지 않고 도중에 액셀러레이터 페달(19)이 답입되고(체인지 마인드), 다시 HEV 모드로 전환되는 장면에 대해서 설명한다.
(비교예에 기초하는 작용)
비교예로서 전동식 오일 펌프(EO/P)가 상시 비작동인 경우, 또는 전동식 오일 펌프(EO/P)를 구비하고 있지 않은 유닛의 경우에, HEV 모드로부터 EV 모드로 천이한 후, 체인지 마인드에 의해 HEV 모드로 천이한 경우의 문제에 대해서 설명한다. 도 9는 비교예의 하이브리드 차량에 있어서 EV 모드 시에 유압이 발생하지 않는 경우에 있어서의 타임차트이다. 최초의 주행 상태는, 액셀러레이터 페달(19)을 해방하고, 브레이크 페달(16)을 답입한 HEV 모드에서의 감속 상태이다.
시각 t1에 있어서, 차속 VSP가 모드 맵에 있어서 EV 회생 영역이 설정된 차속까지 저하되므로, HEV 회생 상태로부터 EV 회생 상태로 전환된다. 이에 의해, 클러치(CL)는 해방되고, 엔진(1)은 정지하고, 그에 수반하여 기계식 오일 펌프(O/P)의 유압도 0이 된다. 따라서, 배리에이터(CVT)의 변속비는 세컨더리 스프링(SEC_SPR)의 클램프력에 의해 최Low 변속비를 향해 서서히 변화되어 간다(Low 복귀).
시각 t2에 있어서, 운전자가 체인지 마인드에 의해 감속 상태로부터 액셀러레이터 페달(19)의 답입을 개시하고, 가속 요구를 행한다. 그리고 시각 t3에 있어서, 액셀러레이터 페달 개방도 APO가 모드 맵에 있어서 HEV 역행이 설정된 영역까지 커지면, EV 모드(EV 회생 상태)로부터 HEV 모드(HEV 역행 상태)로 전환된다.
이때, 클러치(CL)의 출력측 회전수(차속에 따른 값)가 비교적 높은 상태에 있는 한편, 배리에이터(CVT)의 변속비는 최Low 변속비까지 변화되고 있다. 따라서, 엔진 시동 후이며, 또한 클러치(CL)를 체결하기 직전에 있어서, 프라이머리 회전수가 배리에이터(CVT)에 의해 감속되어, 세컨더리 회전수가 프라이머리 회전수에 대하여 낮은 회전수가 되므로, 세컨더리 회전수가 출력측 회전수보다도 낮은 회전수가 되어 버린다. 이 상태에서 클러치(CL)를 체결하면, 세컨더리 회전수가 출력측 회전수에 따라 상승하고, 이에 수반해서 프라이머리 회전수(엔진 회전수)가 과회전 상태가 되어, 운전자에게 위화감을 줄 우려가 있다. 또한, 세컨더리 회전수가 클러치(CL)의 출력측 회전수보다 낮은 상태로부터 완전 체결 상태로 이행하므로, 구동륜에는 당김 쇼크가 발생한다. 즉, 운전자는 액셀러레이터 페달(19)을 답입해서 가속 요구를 하고 있는데, 엔진 회전수가 과잉으로 급격하게 올라가고, 나아가 당김 쇼크가 발생하므로, 매우 큰 위화감이 된다.
(제1 실시예에 기초하는 작용)
이어서, 제1 실시예에 대해서 설명한다. 도 10은 제1 실시예의 하이브리드 차량에 있어서 EV 모드 시에 전동식 오일 펌프(EO/P)를 작동시켜서 유압을 발생시키는 경우에 있어서의 타임차트이다. 최초의 주행 상태는, 액셀러레이터 페달(19)을 해방하고, 브레이크 페달(16)을 답입한 HEV 모드에서의 감속 상태이다.
시각 t11에 있어서, 차속 VSP가 모드 맵에 있어서 EV 회생이 설정된 영역까지 저하되므로, HEV 회생 상태로부터 EV 회생 상태로 전환된다. 이에 의해, 클러치(CL)는 해방되고, 엔진(1)은 정지하고, 그에 수반하여 기계식 오일 펌프(O/P)의 유압도 0이 된다. 이때, 전동식 오일 펌프(EO/P)를 작동시키기 위해, 어느 정도의 유압이 확보되고, 프라이머리 풀리(6)에 소정의 유압을 발생시켜서, 배리에이터(CVT)의 변속비를 HEV 모드로부터 EV 모드로 전환했을 때의 변속비로 유지한다.
시각 t21에 있어서, 운전자가 체인지 마인드에 의해 감속 상태로부터 액셀러레이터 페달(19)의 답입을 개시하고, 가속 요구를 행한다. 그리고 시각 t31에 있어서, 액셀러레이터 페달 개방도 APO가 모드 맵에 있어서 HEV 역행이 설정된 영역까지 커지면, EV 회생 상태로부터 HEV 역행 상태로 전환된다.
이때, 클러치(CL)의 출력측 회전수(차속에 따른 값)가 비교적 높은 상태에 있는 한편, 배리에이터(CVT)의 변속비는 HEV 모드로부터 EV 모드로 전환했을 때의 변속비로 유지되고 있다. HEV 모드로부터 EV 모드로 전환했을 때의 변속비는, 기본적으로 코스트 주행 상태로 전환되고 있으므로, 도 3에 도시한 변속 맵에 나타낸 바와 같이, 코스트선을 따른 변속비가 설정되어 있다. 따라서, 도 4의 화살표 (a)에 있어서의 차속에 있어서 HEV 모드로부터 EV 모드로 전환될 경우에는, 배리에이터(CVT)의 변속비가 최High 변속비 혹은 1보다도 High측의 변속비인 상태로 전환된다.
또한, 도 4의 화살표 (c)에 있어서의 차속에 있어서 HEV 모드로부터 EV 모드로 전환될 경우, HEV 모드에 의한 주행 중에 액셀러레이터 페달(19)을 답입하고 있으면, 모드 전환 직전의 변속비가 최Low 변속비 부근에 있는 경우를 상정할 수 있다. 여기서, EV 모드로의 전환에 수반하여 클러치(CL)를 해방하는 데 있어서, 「브레이크 페달(16) 답입 시간이 소정 시간 이상(예를 들어 2초 이상) 경과하고 있는 것」을 해방 조건으로 하고 있다. 따라서, 액셀러레이터 페달(19)이 해방됨으로써 도 3의 고속 모드 최High선이 선택되고, 변속비를 최Low 변속비 부근으로부터 최High 변속비를 향해 업 시프트할 때, 클러치 해방 조건에 따라 변속 시간이 확보되게 되어, 변속비는 최High 변속비 또는 최High 변속비 부근(적어도 1보다 High측의 변속비)으로 변속되어, 이 변속비가 유지된다.
따라서, 엔진 재시동 시에 있어서, 엔진 완폭(完爆)에 수반하여 엔진 회전수가 일단 급격하게 올라가면, 이 회전수가 배리에이터(CVT)에 의해 증속되어, 세컨더리 회전수를 상승시키므로, 세컨더리 회전수는 출력측 회전수보다 높은 상태가 된다. 이 상태로부터 완전 체결 상태로 이행하므로, 구동륜(5)에 당김 쇼크가 발생하는 일이 없다. 즉, 운전자는 액셀러레이터 페달(19)을 답입해서 가속 요구를 하면, 엔진 회전수가 과잉으로 급격하게 올라가는 일 없이 당김 쇼크를 회피하여, HEV 모드로 전환된다.
또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 매우 저차속이 되면, 최High 변속비인 상태에서는 엔진(1)이 아이들링 회전수를 하회해 버려 엔진 스톨을 초래하므로, 코스트선은 차속 저하에 수반하여 최Low 변속비를 향해 다운 시프트하도록 설정되어 있다. 이와 같이 매우 저차속 영역에서, 일단 크게 액셀러레이터 페달(19)을 답입한 HEV 모드로부터, 차속이 상승하기 전에 돌연 브레이크 페달(16)을 답입해서 EV 모드로의 전환이 행하여지는 장면에서는, 유지되는 변속비는 배리에이터(CVT)의 변속비가 1보다도 Low측이 될 우려가 있다. 그러나 이러한 특수한 경우에는, 다음 회에 클러치(CL)를 완전 체결하기 전에, 일단 배리에이터(CVT)를 High측으로 업 시프트함으로써 당김 쇼크를 억제하면 좋고, 특별히 문제는 없다.
또한, 도 3의 변속 맵에 나타낸 바와 같이, 액셀러레이터 페달(19)을 해방한 상태로 설정되는 목표 변속비는, 기본적으로 고속 모드 최High선을 따른 최High 변속비이다. 그러나 상술한 바와 같이, 가령 HEV 모드 시에 최Low 변속비가 설정되어 있었다고 하면, EV 모드로의 전환 시에 클러치 해방 조건으로 설정된 소정 시간(예를 들어 2초)만큼 최High 변속비를 향해 변속을 행했다고 해도, 최High 변속비까지 변속할 수 없는 경우가 있다. 이때에 최저한 달성되는 변속비를, 소정 변속비라 정의한다.
지금, HEV 모드로부터 EV 모드로 전환되어, 배리에이터(CVT)가 소정 변속비로 유지되고 있는 상태를 상정한다. 이 상태에서, 운전자가 액셀러레이터 페달(19)을 완만하게 답입하고, EV 모드의 EV 역행 상태인 그대로 차속이 상승하고, 도 4의 모드 맵에 나타내는 역행 차속 VSPX에 도달하면, EV 모드로부터 HEV 모드로의 모드 전환 요구가 출력된다. 이때, 엔진 재시동에 의해 엔진 완폭에 수반하여 엔진 회전수가 일단 올라가면, 이 회전수는, 소정 변속비에 의해 세컨더리 회전수를 상승시킨다. 이때, 역행 차속 VSPX는, 상승한 세컨더리 회전수가 클러치(CL)의 출력측 회전수 이상의 회전수가 되는 차속 영역으로 설정되어 있다. 즉, EV 역행 영역이 설정된 역행 차속 VSPX는, 배리에이터(CVT)를 유지할 수 있는 어떠한 변속비라도, HEV 모드로 전환할 때, 엔진 회전수가 과잉으로 급격하게 올라가는 일 없이 당김 쇼크를 피해서 HEV 모드로 전환할 수 있는 차속으로 설정되어 있다.
[차량 정지를 포함하는 변속비 유지 제어 처리에 의한 작용]
도 11은 차량 정지를 포함하는 변속비 유지 제어를 행한 경우의 타임차트이다. 여기에서는, 비교예로서 EV 모드 중은 Low 복귀에 의한 변속비로 하고, EV 모드로 전환되고 나서 소정 시간이 경과되면, 자동으로 최Low 변속비까지 변속하는 것을 예시한다.
(비교예에 기초하는 작용)
최초의 주행 상태는, 액셀러레이터 페달(19)을 해방하고, 브레이크 페달(16)을 답입한 HEV 모드에서의 감속 상태이다.
시각 t11에 있어서, 차속 VSP가 모드 맵에 있어서 EV 회생 영역이 설정된 차속까지 저하되므로, HEV 모드(HEV 회생 상태)로부터 EV 모드(EV 회생 상태)로 전환된다. 이에 의해, 클러치(CL)는 해방되고, 엔진(1)은 정지하고, 그에 수반하여 기계식 오일 펌프(O/P)의 유압도 0이 된다. 따라서, 배리에이터(CVT)의 변속비는, 최Low 변속비를 향해 서서히 변화되어 간다.
시각 t12에 있어서, 차량 정지했다고 해도, EV 모드이므로, 특별히 변속비 제어 등이 행하여지는 일은 없다. 그리고 시각 t13에 있어서, 운전자가 액셀러레이터 페달(19)의 답입을 개시하고, 가속 요구를 행한다. 그리고 시각 t14에 있어서, 차속 VSP가 모드 맵에 있어서 HEV 역행이 설정된 역행 차속 VSPX까지 커지면, EV 모드(EV 회생 상태)로부터 HEV 모드(HEV 역행 상태)로 전환된다.
이때, 클러치(CL)의 출력측 회전수(차속에 따른 값)가 비교적 높은 상태에 있는 한편, 배리에이터(CVT)의 변속비는 최Low 변속비까지 변화되고 있다. 따라서, 엔진 시동 후이며, 또한 클러치(CL)를 체결하기 직전에 있어서, 프라이머리 회전수가 배리에이터(CVT)에 의해 감속되므로, 세컨더리 회전수가 출력측 회전수보다도 낮은 회전수가 되어 버린다. 이 상태에서 클러치(CL)를 체결하면, 세컨더리 회전수가 출력측 회전수에 따라 상승하고, 이에 수반해서 프라이머리 회전수(엔진 회전수)가 과회전 상태가 되어, 운전자에게 위화감을 줄 우려가 있다. 또한, 세컨더리 회전수가 클러치(CL)의 출력측 회전수보다 낮은 상태로부터 완전 체결 상태로 이행하므로, 구동륜에는 당김 쇼크가 발생한다. 즉, 운전자는 액셀러레이터 페달(19)을 답입해서 가속 요구를 하고 있는데, 엔진 회전수가 과잉으로 급격하게 올라가고, 또한 당김 쇼크가 발생하므로, 매우 큰 위화감으로 된다.
(제1 실시예에 기초하는 작용)
이어서, 제1 실시예에 대해서 설명한다.
시각 t11에 있어서, 차속 VSP가 모드 맵에 있어서 EV 회생 영역이 설정된 차속까지 저하되므로, HEV 모드(HEV 회생 상태)로부터 EV 모드(EV 회생 상태)로 전환된다. 이에 의해, 클러치(CL)는 해방되고, 엔진(1)은 정지하고, 그에 수반하여 기계식 오일 펌프(O/P)의 유압도 0이 된다. 이때, 전동식 오일 펌프(EO/P)를 작동시키므로, 어느 정도의 유압이 확보되고, 프라이머리 풀리(6)에 소정의 유압을 발생시켜서, 배리에이터(CVT)의 변속비를 HEV 모드로부터 EV 모드로 전환했을 때의 변속비로 유지한다.
시각 t12에 있어서, 차량 정지했다고 해도, EV 모드이므로, 계속적으로 전동식 오일 펌프(EO/P)가 구동되고, 변속비의 유지가 계속된다. 그리고 시각 t13에 있어서, 운전자가 액셀러레이터 페달(19)의 답입을 개시하고, 가속 요구를 행한다. 그리고 시각 t14에 있어서, 차속 VSP가 모드 맵에 있어서 HEV 역행 영역이 설정된 역행 차속 VSPX까지 커지면, EV 모드(EV 회생 상태)로부터 HEV 모드(HEV 역행 상태)로 전환된다.
이때, 클러치(CL)의 출력측 회전수(차속에 따른 값)가 비교적 높은 상태에 있는 한편, 배리에이터(CVT)의 변속비는 HEV 모드로부터 EV 모드로 전환했을 때의 변속비로 유지되고 있다. HEV 모드로부터 EV 모드로 전환했을 때의 변속비는, 기본적으로 코스트 주행 상태로 전환되고 있으므로, 도 3에 도시한 변속 맵에 나타낸 바와 같이, 코스트선을 따른 변속비가 설정되어 있다. 따라서, 도 4의 화살표 (a)에 있어서의 차속에 있어서 HEV 모드로부터 EV 모드로 전환될 경우에는, 배리에이터(CVT)의 변속비가 최High 변속비 혹은 1보다도 High측의 변속비의 상태로 전환된다.
또한, 도 4의 화살표 (c)에 있어서의 차속에 있어서 HEV 모드로부터 EV 모드로 전환될 경우, HEV 모드에 의한 주행 중에 액셀러레이터 페달(19)을 답입하고 있으면, 모드 전환 직전의 변속비가 최Low 변속비 부근에 있는 경우를 상정할 수 있다. 여기서, EV 모드로의 전환에 수반하여 클러치(CL)를 해방하는 데 있어서, 「브레이크 페달(16) 답입 시간이 2초 이상 경과하고 있는 것」을 해방 조건으로 하고 있다. 따라서, 액셀러레이터 페달(19)이 해방됨으로써 도 3의 고속 모드 최High선이 선택되고, 변속비를 최Low 변속비 부근으로부터 최High 변속비를 향해 업 시프트할 때, 클러치 해방 조건에 의해 변속 시간이 확보되게 되어, 변속비는 최High 변속비 또는 최High 변속비 부근(적어도 1보다 High측의 변속비)으로 변속되어, 이 변속비가 유지된다.
따라서, 엔진 재시동 시에 있어서, 엔진 완폭에 수반하여 엔진 회전수가 일단 올라가면, 이 회전수가 배리에이터(CVT)에 의해 증속되어, 세컨더리 회전수를 상승시키므로, 세컨더리 회전수는 출력측 회전수보다 높은 상태가 된다. 이 상태로부터 완전 체결 상태로 이행하므로, 구동륜(5)에 당김 쇼크가 발생하는 일이 없다. 즉, 운전자는 액셀러레이터 페달(19)을 답입해서 가속 요구를 하면, 엔진 회전수가 과잉으로 급격하게 올라가는 일 없이 당김 쇼크를 피하여, HEV 모드로 전환된다. 또한, 클러치(CL)의 체결 시에 배리에이터(CVT)에 다운 시프트가 필요한 경우에는, 변속 제어에 의해 다운 시프트를 실행하면서 클러치(CL)를 체결함으로써, 운전자의 요구 구동력을 달성할 수 있다.
[전동식 오일 펌프 작동 처리에 대해서]
이어서, HEV 모드로부터 EV 모드로의 전환 요구가 있고, 전동식 오일 펌프(EO/P)를 작동할 때의 작동 처리에 대해서 설명한다. 도 12는 제1 실시예의 전동식 오일 펌프 작동 처리를 나타내는 흐름도이다.
스텝 S21에서는, HEV 모드로부터 EV 모드로의 천이 요구를 출력한다.
스텝 S22에서는, 엔진(1)을 온(작동 상태)으로부터 오프(정지 상태)로 전환한다. 구체적으로는, 연료 분사를 정지한다.
스텝 S23에서는, 라인압이 소정값 미만인지 여부를 판단하여, 소정값 미만일 때는 스텝 S27로 진행하여 전동식 오일 펌프(EO/P)의 작동 지령을 출력한다.
스텝 S24에서는, 기계식 오일 펌프(O/P)의 토출압이 소정값 미만인지 여부를 판단하여, 소정값 미만일 때는 스텝 S27로 진행하여 전동식 오일 펌프(EO/P)의 작동 지령을 출력한다.
스텝 S25에서는, 엔진 회전수가 소정값 미만인지 여부를 판단하여, 소정값 미만일 때는 스텝 S27로 진행하여 전동식 오일 펌프(EO/P)의 작동 지령을 출력한다.
스텝 S26에서는, 기계식 오일 펌프(O/P)의 회전수가 소정값 미만인지 여부를 판단하여, 소정값 미만일 때는 스텝 S27로 진행하여 전동식 오일 펌프(EO/P)의 작동 지령을 출력한다.
도 13은 제1 실시예의 전동식 오일 펌프 작동 처리를 나타내는 타임차트이다. 즉, 전동식 오일 펌프(EO/P)를 작동하는 데 있어서, 실제로 라인압이 저하, 또는 기계식 오일 펌프(O/P)의 토출압이 저하, 또는 기계식 오일 펌프(O/P)의 구동원인 엔진 회전수가 저하, 또는 기계식 오일 펌프(O/P)의 회전수가 저하 중 어느 한 조건이 만족되었을 때는, 변속비를 유지하기 위한 유압을 확보하기 위해서 전동식 오일 펌프(EO/P)를 작동해야 한다고 판단한다. 이에 의해, 전동식 오일 펌프(EO/P)가 불필요하게 구동되는 일이 없어, 전력 소비를 억제할 수 있다. 또한, 전동식 오일 펌프(EO/P)에 작동 지령을 출력하고 나서 실제로 토출압이 상승될 때까지 사이에는 응답 지연이 있으므로, 라인압이 순간적으로 0까지 저하되는 씬이 상정되지만, 일순 저하에 의해 배리에이터(CVT)의 변속비가 급격하게 Low측으로 변화되는 일은 없으므로, 큰 문제는 없다.
[전동식 오일 펌프 정지 처리에 대해서]
이어서, EV 모드로부터 HEV 모드로의 전환 요구가 있고, 전동식 오일 펌프(EO/P)를 정지할 때의 정지 처리에 대해서 설명한다. 도 14는 제1 실시예의 전동식 오일 펌프 정지 처리를 나타내는 흐름도이다.
스텝 S31에서는, EV 모드로부터 HEV 모드로의 천이 요구를 출력한다.
스텝 S32에서는, 엔진(1)을 오프(정지 상태)로부터 온(작동 상태)으로 전환한다. 구체적으로는, 스타터 모터를 구동하고, 연료 분사를 재개한다.
스텝 S33에서는, 라인압이 소정값 이상인지 여부를 판단하여, 소정값 이상일 때는 스텝 S37로 진행하여 전동식 오일 펌프(EO/P)의 비작동 지령을 출력한다.
스텝 S34에서는, 기계식 오일 펌프(O/P)의 토출압이 소정값 이상인지 여부를 판단하여, 소정값 이상일 때는 스텝 S37로 진행하여 전동식 오일 펌프(EO/P)의 비작동 지령을 출력한다.
스텝 S35에서는, 엔진 회전수가 소정값 이상인지 여부를 판단하여, 소정값 이상일 때는 스텝 S37로 진행하여 전동식 오일 펌프(EO/P)의 비작동 지령을 출력한다.
스텝 S36에서는, 기계식 오일 펌프(O/P)의 회전수가 소정값 이상인지 여부를 판단하여, 소정값 이상일 때는 스텝 S37로 진행하여 전동식 오일 펌프(EO/P)의 비작동 지령을 출력한다.
도 15는 제1 실시예의 전동식 오일 펌프 정지 처리를 나타내는 타임차트이다. 즉, 전동식 오일 펌프(EO/P)를 정지하는 데 있어서, 실제로 라인압이 확보, 또는 기계식 오일 펌프(O/P)의 토출압이 확보, 또는 기계식 오일 펌프(O/P)의 구동원인 엔진 회전수가 확보, 또는 기계식 오일 펌프(O/P)의 회전수가 확보 중 어느 한 조건이 충족되었을 때는, 변속비를 유지하고 있는 상태로부터 변속 가능한 상태로 되어 있어, 전동식 오일 펌프(EO/P)를 비작동해야 한다고 판단한다. 이에 의해, 전동식 오일 펌프(EO/P)가 불필요하게 구동되는 일이 없어, 전력 소비를 억제할 수 있다. 또한, 유압이 확보된 상태에서 전동식 오일 펌프(EO/P)에 비작동 지령을 출력하므로, 라인압이 순간적으로 0까지 저하되는 일이 없어, 응답성을 확보한 변속비 제어를 실현할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 제1 실시예에 있어서는 하기에 열거하는 작용 효과가 얻어진다.
(1-1) 엔진(1)과 배리에이터(CVT)(무단 변속기)와 전동 모터(2)(구동용 모터)를 갖고, 전동 모터(2)로 구동륜(5)을 구동 또는 회생 제동하고 있을 때에 구동륜(5)과 배리에이터(CVT) 사이를 해방 가능한 클러치(CL)를 설치한 하이브리드 차량에 있어서, 클러치(CL)를 해방하고 있을 때에 엔진(1)을 정지하는 하이브리드 컨트롤러(24)(이하, 컨트롤러라고 기재함)를 구비하고, 컨트롤러는 엔진(1)을 정지하고 있을 때에 배리에이터(CVT)의 변속비를 유지하는 것으로 하였다.
따라서, HEV 모드로부터 EV 모드로 빠르게 전환할 수 있어, 연비의 개선을 도모할 수 있다. 또한, EV 모드로부터 HEV 모드로 전환할 때에도, 변속비를 유지하고 있으므로, Low 복귀의 억제에 의해 과도한 엔진 회전수 상승을 초래하는 일이 없어, 운전자에게 부여하는 위화감을 억제할 수 있다.
(2-2) 엔진(1)에 구동되어 배리에이터(CVT)에 유압을 공급하는 기계식 오일 펌프(O/P)를 구비하고, 컨트롤러는 EV 모드에 의해 엔진을 정지하고 있을 때는, 전동식 오일 펌프(EO/P)에 의해 배리에이터(CVT)에 유압을 공급해서 배리에이터(CVT)의 변속비를 유지하는 것으로 하였다.
따라서, HEV 모드로부터 EV 모드로 빠르게 전환할 수 있어, 연비의 개선을 도모할 수 있다. 또한, EV 모드로부터 HEV 모드로 전환할 때에도, 변속비가 최Low측으로 변속하고 있지 않으므로, 과도한 엔진 회전수 상승을 초래하는 일이 없어, 운전자에게 부여하는 위화감을 억제할 수 있다. 또한, 클러치(CL)의 입력측 회전수가 출력측 회전수보다도 높은 상태를 유지할 수 있으므로, 클러치(CL)의 체결에 의한 당김 쇼크 등을 피하면서 신속한 모드 전환을 달성할 수 있다. 또한, 필요한 유압을 최소한으로 억제할 수 있어, 저렴하고 소형인 전동식 오일 펌프(EO/P)를 채용할 수 있다. 또한, 「HEV 모드로부터 EV 모드로 전환했을 때」라 함은, HEV 모드로부터 EV 모드로의 전환 지령 타이밍과 클러치(CL)의 해방 타이밍이 동일한 경우에는 전환 지령 타이밍이 좋다. 전환 지령 타이밍보다 후에 클러치(CL)가 해방될 경우에는, 어느 쪽인가의 타이밍의 변속비를 유지하는 것으로 하면 된다. 예를 들어, 전환 지령 타이밍으로부터 어느 정도 변속비를 High측으로 변속하고 싶은 경우에는, 클러치 해방 타이밍에 있어서의 변속비를 유지하는 것이 바람직한 경우가 있다.
(3-3) 배리에이터(CVT)는 프라이머리 풀리(6)와, 세컨더리 풀리(7)와, 양 풀리 사이에 걸쳐진 벨트(8)(무단부 가요 부재)와, 세컨더리 풀리(7)의 클램프력을 발생시키는 세컨더리 스프링(SEC_SPR)(탄성체)을 갖고, 컨트롤러는 프라이머리 풀리(6)에 일정압을 공급함으로써 변속비를 유지하는 것으로 하였다.
즉, 일정압을 공급하고, 세컨더리 스프링(SEC_SPR)에 기초하는 장력과, 벨트(8)와 각 풀리(6, 7) 사이의 미끄럼 이동 저항을 이용함으로써 벨트와 풀리의 관계를 고정할 수 있으므로, 전동식 오일 펌프(EO/P)를 작동시킬 때, 간단한 제어로 변속비를 유지할 수 있다.
(4-4) 컨트롤러는, 세컨더리 스프링(SEC_SPR)에 의해 벨트(8)에 발생하는 세컨더리 장력과, 일정압에 의해 벨트(8)에 발생하는 프라이머리 장력과의 차의 절댓값이, 각 풀리(6, 7)와 벨트(8) 사이에 발생하는 미끄럼 이동 저항에 의해 발생하는 저항 장력보다도 작아지도록 일정압을 공급한다.
따라서, 필요 최저한의 유압 공급에 의해 변속비를 유지할 수 있어, 전동식 오일 펌프(EO/P)에 요구하는 토출 능력이 작아지므로, 전동식 오일 펌프(EO/P)의 소형화를 도모할 수 있다.
(5-5) 컨트롤러는, EV 모드인 그대로 정차했을 때는, 정차 중에도 유지된 변속비의 유지를 계속한다.
즉, 차량이 정차될 때, 정차 후의 발진성을 고려해서 배리에이터(CVT)의 변속비를 최Low 변속비로 복귀시켜 두는 것이 일반적이다. 그러나 EV 모드에 의한 발진 전에 최Low 변속비로 복귀시켜 버리면, EV 모드에서 발진한 후, 차속이 상승해서 EV 모드로부터 HEV 모드로의 전환이 행하여질 때, 대응하는 클러치(CL)를 체결하면, 엔진 회전수의 상승에 의해 세컨더리 회전수가 클러치(CL)의 출력측 회전수보다도 낮은 상태가 되어, 클러치(CL)의 체결에 의해 엔진 회전수가 과잉으로 급격하게 올라감으로써, 운전자에게 위화감을 줄 우려가 있다.
이에 반해, HEV 모드로부터 EV 모드로의 전환 시의 변속비를 유지해 둠으로써, 세컨더리 회전수가 클러치(CL)의 출력측 회전수보다 높은 상태로부터 완전 체결 상태로 이행할 수 있어, 구동륜에는 당김 쇼크가 발생하는 일이 없다. 즉, 운전자는 액셀러레이터 페달(19)을 답입해서 가속 요구를 하면, 엔진 회전수가 과잉으로 급격하게 올라가는 일 없이, 당김 쇼크가 발생할 일도 없는 상태에서 HEV 모드로 전환된다. 또한, 클러치(CL)의 체결 시에 배리에이터(CVT)에 다운 시프트가 필요한 경우에는, 변속 제어에 의해 다운 시프트를 실행하면서 클러치(CL)를 체결함으로써, 운전자의 요구 구동력을 달성할 수 있다.
(6-6) 컨트롤러는, 기계식 오일 펌프(O/P)를 유압원으로 하는 유압 회로의 라인압이 소정압 미만, 기계식 오일 펌프(O/P)의 토출압이 소정압 미만, 엔진(1)의 회전수가 소정 회전수 미만, 기계식 오일 펌프(O/P)의 회전수가 소정 회전수 미만 중 어느 하나가 성립되었을 때는, 전동식 오일 펌프(EO/P)의 작동을 개시한다.
이에 의해, 전동식 오일 펌프(EO/P)가 불필요하게 구동되는 일이 없어, 전력 소비를 억제할 수 있다.
(7-9) 컨트롤러는, 기계식 오일 펌프(O/P)를 유압원으로 하는 유압 회로의 라인압이 소정압 이상, 기계식 오일 펌프(O/P)의 토출압이 소정압 이상, 엔진(1)의 회전수가 소정 회전수 이상, 기계식 오일 펌프(O/P)의 회전수가 소정 회전수 이상 중 어느 하나가 성립되었을 때는, 전동식 오일 펌프(EO/P)의 작동을 정지하는 것으로 하였다.
이에 의해, 전동식 오일 펌프(EO/P)가 불필요하게 구동되는 일이 없어, 전력 소비를 억제할 수 있다. 또한, 유압이 확보된 상태에서 전동식 오일 펌프(EO/P)에 비작동 지령을 출력하므로, 라인압이 순간적으로 0까지 저하되는 일이 없어, 응답성을 확보한 변속비 제어를 실현할 수 있다.
(8-10) 소정의 조건이 성립되었을 때는, 전동식 오일 펌프(EO/P)의 작동을 금지하는 스텝 S11(전동식 오일 펌프 작동 금지 수단)을 갖고, 컨트롤러는 전동식 오일 펌프(EO/P)의 작동이 금지되어 있을 때는, EV 모드를 선택해야 할 운전 상태라도 EV 모드를 금지해서 HEV 모드를 선택하는 것으로 하였다.
이에 의해, EV 모드로부터 HEV 모드로 전환되는 일이 없어져, 기계식 오일 펌프(O/P)에 의해 항상 유압은 확보되므로, 전동식 오일 펌프(EO/P)의 작동을 얻을 수 없어 변속비를 유지할 수 없는 등의 문제를 피할 수 있어, 당김 쇼크 등을 발생하는 일이 없다.
[제2 실시예]
이어서, 제2 실시예에 대해서 설명한다. 기본적인 구성은 제1 실시예와 동일하기 때문에, 상이한 점에 대해서만 설명한다. 도 16은 제2 실시예의 전동식 오일 펌프 작동 처리를 나타내는 흐름도이다. 제1 실시예에서는, 실제 유압 회로 내의 유압 상태를 검지해서 전동식 오일 펌프(EO/P)의 작동 개시를 판단하였다. 이에 반해, 제2 실시예에서는 HEV 모드로부터 EV 모드로의 천이 요구가 있었을 경우에는, 스텝 S210에 나타낸 바와 같이, 바로 전동식 오일 펌프(EO/P)의 작동을 행하고, 그 후, 스텝 S22에서 엔진(1)을 온으로부터 오프로 전환하는 점이 상이하다. 바꾸어 말하면, 엔진(1)의 정지 전에 전동식 오일 펌프(EO/P)를 작동한다.
도 17은 제2 실시예의 전동식 오일 펌프 작동 처리를 나타내는 타임차트이다. 이와 같이, 엔진(1)의 정지 전에 전동식 오일 펌프(EO/P)를 작동하므로, 작동 지령으로부터 실제로 전동식 오일 펌프(EO/P)가 토출압을 출력하는데 응답 지연이 있었다고 해도, 라인압이 크게 저하되는 상태를 피할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 제2 실시예에 있어서는 다음의 작용 효과가 얻어진다.
(9-7) 컨트롤러는, HEV 모드로부터 EV 모드로의 전환 지령이 출력되었을 때에 전동식 오일 펌프(EO/P)를 작동시키는 것으로 하였다.
따라서, 기계식 오일 펌프(O/P)의 작동이 정지하기 전에 전동식 오일 펌프(EO/P)의 작동을 개시할 수 있으므로, 라인압이 크게 저하되는 사태를 피할 수 있어, 안정된 변속비 제어를 실현할 수 있다.
[제3 실시예]
이어서, 제3 실시예에 대해서 설명한다. 기본적인 구성은 제1 실시예와 동일하므로, 상이한 점에 대해서만 설명한다. 도 18은 제3 실시예의 전동식 오일 펌프 정지 처리를 나타내는 흐름도이다. 제1 실시예에서는, 실제 유압 회로 내의 유압 상태를 검지해서 전동식 오일 펌프(EO/P)의 정지를 판단하였다. 이에 반해, 제3 실시예에서는 EV 모드로부터 HEV 모드로의 천이 요구가 있었을 경우에는, 스텝 S310에 나타낸 바와 같이, 바로 전동식 오일 펌프(EO/P)의 비작동 지령을 행하고, 그 후, 스텝 S32에서 엔진(1)을 오프로부터 온으로 전환하는 점이 상이하다. 바꾸어 말하면, 엔진(1)의 작동 전에 전동식 오일 펌프(EO/P)를 정지한다.
도 19는 제3 실시예의 전동식 오일 펌프 정지 처리를 나타내는 타임차트이다. 이와 같이, 엔진(1)의 작동 전에 전동식 오일 펌프(EO/P)의 작동을 정지하므로, 엔진 시동 타이밍의 지연이나, 그에 수반하는 기계식 오일 펌프(O/P)의 토출압 발생 지연 등에 의해 라인압이 저하되는 장면이 있지만, 전동식 오일 펌프(EO/P)를 빠르게 정지시킬 수 있어, 전력 소비를 억제할 수 있는 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 제3 실시예에 있어서는 다음의 작용 효과가 얻어진다.
(10-8) 컨트롤러는, EV 모드로부터 HEV 모드로의 전환 지령이 출력되었을 때에 전동식 오일 펌프(EO/P)의 작동을 정지하는 것으로 하였다.
따라서, 기계식 오일 펌프(O/P)의 작동 개시에 맞추어 전동식 오일 펌프(EO/P)를 정지할 수 있어, 불필요한 전력 소비를 억제할 수 있다.
[제4 실시예]
이어서, 제4 실시예에 대해서 설명한다. 기본적인 구성은 제1 실시예와 동일하므로, 상이한 점에 대해서만 설명한다. 도 20은 제4 실시예의 배리에이터와 유압 제어를 행하는 솔레노이드를 나타내는 개략 설명도이다. 제1 실시예에서는, 엔진(1)이 정지되어 기계식 오일 펌프(O/P)가 정지되고 있을 때에, 배리에이터(CVT)의 변속비를 소정 변속비로 유지할 때, 변속비 유지 수단으로서, 전동식 오일 펌프(EO/P)를 작동시켜서 피스톤유실에 유압을 공급함으로써 배리에이터(CVT)의 변속비를 유지하는 것으로 하였다. 이에 반해, 제4 실시예에서는 엔진(1)이 정지되어 기계식 오일 펌프(O/P)가 정지되고 있을 때에, 배리에이터(CVT)의 변속비를 소정 변속비로 유지할 때, 변속비 유지 수단으로서, 프라이머리 풀리압 솔레노이드(37-1) 및 세컨더리 풀리압 솔레노이드(37-2)를 완전 폐쇄로 해서 프라이머리 풀리(6) 및 세컨더리 풀리(7)의 피스톤유실을 밀봉하고, 변속비를 유지하는 것이다. 이에 의해, 전동식 오일 펌프(EO/P)를 구비하는 일 없이 변속비를 유지할 수 있어, 저비용화를 도모할 수 있다.
또한, 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 세컨더리 풀리 내에는 세컨더리 스프링(SEC_SPR)이 구비되어, 이 장력을 확보할 수 있다. 따라서, 풀리 간 장력 차가 변속 저항 이하가 되도록(도 6의 굵은 선 참조) 프라이머리 풀리압 솔레노이드(37-1)만을 완전 폐쇄로 함으로써, 변속비를 유지하는 것으로 해도 된다.
또한, 프라이머리 풀리압 솔레노이드(37-1)나 세컨더리 풀리압 솔레노이드(37-2)가 완전 폐쇄로 할 수 없는 방식의 유압 제어 밸브인 경우에는, 완전 폐쇄할 수 있는 제어 밸브를 별도로 추가함으로써 피스톤 유압을 밀봉하는 것으로 해도 된다.
[제5 실시예]
이어서, 제5 실시예에 대해서 설명한다. 기본적인 구성은 제4 실시예와 동일하므로, 상이한 점에 대해서만 설명한다. 도 21은 제5 실시예의 배리에이터와 유압 제어를 행하는 솔레노이드를 나타내는 개략 설명도이다. 제4 실시예에서는, 엔진(1)이 정지되어 기계식 오일 펌프(O/P)가 정지되고 있을 때에, 배리에이터(CVT)의 변속비를 소정 변속비로 유지할 때, 변속비 유지 수단으로서, 프라이머리 풀리압 솔레노이드(37-1) 및 세컨더리 풀리압 솔레노이드(37-2)를 완전 폐쇄로 해서 프라이머리 풀리(6) 및 세컨더리 풀리(7)의 피스톤유실을 밀봉하고, 변속비를 유지하였다. 이에 반해, 제5 실시예에서는 변속비 유지 수단으로서, 프라이머리 풀리압 솔레노이드(37-1)와 프라이머리 풀리(6) 사이의 유로 상 및 세컨더리 풀리압 솔레노이드(37-2)와 세컨더리 풀리(7) 사이의 유로 상에, 각각 개별로 완전 폐쇄 가능한 제어 밸브(51-1, 52-1)와, 어큐뮬레이터(52-1, 52-2)를 설치한 점이 상이하다.
HEV 모드에서의 주행 중, 제어 밸브(51-1, 52-1)를 제어하고, 어큐뮬레이터(52-1, 52-2) 내에 유압을 축압해 둔다. 그리고 EV 모드로 전환되어, 엔진(1)이 정지되어 기계식 오일 펌프(O/P)가 정지되고 있을 때에, 배리에이터(CVT)의 변속비를 소정 변속비로 유지할 때, 변속비 유지 수단으로서, 프라이머리압 솔레노이드(37-1) 및 세컨더리압 솔레노이드(37-2)를 완전 폐쇄로 하고, 프라이머리 풀리(6)와 세컨더리 풀리(7)의 피스톤 유압을 밀봉함과 함께, 제어 밸브(51-1, 51-2)를 개방하고, 어큐뮬레이터(52-1, 52-2)에 축압한 유압을 프라이머리 풀리(6)와 세컨더리 풀리(7)의 피스톤유실에 공급한다. 이에 의해, 밀봉이 불완전해서 오일 누설이 있었다고 해도, 어큐뮬레이터(52-1, 52-2)에 의해 누설분을 보상할 수 있어, 안정적으로 변속비를 소정 변속비로 유지할 수 있다.
[제6 실시예]
이어서, 제6 실시예에 대해서 설명한다. 기본적인 구성은 제1 실시예와 동일하므로, 상이한 점에 대해서만 설명한다. 도 22는 제6 실시예의 배리에이터를 나타내는 개략 설명도이다. 제1 실시예에서는, 엔진(1)이 정지되어 기계식 오일 펌프(O/P)가 정지되고 있을 때에, 배리에이터(CVT)의 변속비를 소정 변속비로 유지할 때, 변속비 유지 수단으로서, 전동식 오일 펌프(EO/P)를 작동시켜서 배리에이터(CVT)의 변속비를 유지하는 것으로 하였다. 이에 반해, 제6 실시예에서는 변속비 유지 수단으로서, 세컨더리 풀리(7)에 추력을 발생시키는 세컨더리 스프링(SEC_SPR)뿐만 아니라, 프라이머리 풀리(6)에도 추력을 발생시키기 위한 프라이머리 스프링(PRI_SPR)을 구비한 것이다.
즉, 도 6에 있어서 설명한 바와 같이, 풀리 간 장력차의 절댓값이 변속 저항(Fr) 이하가 되도록 프라이머리 풀리 추력을 발생시키면, 변속비는 변속 저항(Fr)에 의해 유지할 수 있다. 따라서, 프라이머리 스프링(PRI_SPR)의 장력(fp)을, 세컨더리 스프링(SEC_SPR)의 장력(fs)보다도 크게 설정함과 함께, 장력 차의 절댓값(|fs-fp|)이 변속 저항(Fr) 이하가 되도록 프라이머리 스프링(PRI_SPR)의 장력을 설정한다. 이에 의해, 엔진(1)이 정지되어 기계식 오일 펌프(O/P)가 정지되고 있을 때에, 제어 밸브 등을 작동시키지 않고 스프링력에 의해 배리에이터(CVT)의 변속비를 소정 변속비로 유지할 수 있다.
(다른 실시예)
이상, 본 출원 발명을 각 실시예에 기초하여 설명했지만, 상기 구성에 한정되지 않고, 다른 구성이라도 본 출원 발명에 포함된다.
실시예에서는, EV 모드 중에 변속비를 소정 변속비로 유지하는 것으로 했지만, 전동식 오일 펌프의 토출 능력을 높여, EV 모드 중도 변속비를 주행 상태에 따라서 변경하는 구성으로 해도 좋다. 이 경우, 배리에이터(CVT)를 회전시키지 않고 변속시켜도 좋고, 배리에이터(CVT)를 회전할 필요가 있는 경우에는, 클러치(CL)를 슬립 체결함으로써 배리에이터(CVT)를 회전시켜도 좋다.
실시예에서는 스타터 모터(3)에 의해 엔진 재시동을 행하는 구성을 나타냈지만, 다른 구성이라도 상관없다. 구체적으로는, 최근 들어 아이들링 스톱 기능을 구비한 차량이며, 얼터네이터를 모터·제네레이터로 치환하여, 이 모터·제네레이터에 얼터네이터 기능을 추가하여 엔진 시동 기능을 부가함으로써, 아이들링 스톱으로부터의 엔진 재시동 시에, 스타터 모터가 아닌, 이 모터·제네레이터에 의해 엔진 재시동을 행하는 기술이 실용화되어 있다. 본 출원 발명도 상기와 같은 모터·제네레이터에 의해 엔진 재시동을 행하는 구성으로 해도 좋다.
또한, 실시예에서는 모드 맵 내에서의 판단에 관한 것으로, 종축의 마이너스 영역에 대해서 브레이크 스위치(26)의 온 또는 오프에 기초해서 판단했지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 브레이크 페달(16)의 스트로크 센서의 출력값에 기초해서 판단하거나, 또는 마스터 실린더압 등을 검출하는 브레이크 액압 센서의 출력값에 기초해서 판단하도록 해도 좋다.
게다가 또한, 실시예에서는 세컨더리 풀리압 솔레노이드(37-2)를 설치한 예를 나타냈지만, 이 세컨더리 풀리압 솔레노이드(37-2)를 설치하지 않고, 라인압 솔레노이드(35)에 의해 압력 조절된 라인압(PL)을 세컨더리 풀리(7)에 직접 공급하도록 해도 좋다.
이 경우, 도 7의 스텝 S5에서 변속비를 소정 변속비로 유지할 때, 프라이머리 풀리(6) 내에 유압을 공급하는 것에 수반하여 세컨더리 풀리(7) 내에도 유압이 공급되게 되지만, 일반적으로 세컨더리 풀리의 수압 면적 < 프라이머리 풀리의 수압 면적으로서 설정되므로, 전동식 오일 펌프(EO/P)의 토출압이 극단적으로 크지 않은 한, 도 6에 나타낸 장력의 관계는 성립되어(장력의 대소 관계가 바뀌는 일은 없음), 프라이머리 풀리(6) 내에만 유압을 공급하는 경우와 마찬가지로 변속비를 소정 변속비로 유지할 수 있다.
1 : 엔진(동력원)
2 : 전동 모터(동력원)
3 : 스타터 모터
4 : V 벨트식 무단 변속기
5 : 구동륜
6 : 프라이머리 풀리
7 : 세컨더리 풀리
8 : V 벨트
CVT : 배리에이터(무단 변속 기구)
T/C : 토크 컨버터
9, 11 : 파이널 기어 세트
12 : 배터리
13 : 인버터
14 : 브레이크 디스크
15 : 캘리퍼
16 : 브레이크 페달
17 : 부압식 브레이크 부스터
18 : 마스터 실린더
19 : 액셀러레이터 페달
21 : 하이브리드 컨트롤러
22 : 엔진 컨트롤러
23 : 모터 컨트롤러
24 : 변속기 컨트롤러
25 : 배터리 컨트롤러
26 : 브레이크 스위치
27 : 액셀러레이터 페달 개방도 센서
O/P : 오일 펌프
31 : 부변속기
CL : 클러치
H/C : 하이 클러치
R/B : 리버스 브레이크
L/B : 로우 브레이크
32 : 차속 센서

Claims (10)

  1. 엔진과 무단 변속기와 구동용 모터를 갖고, 구동용 모터로 구동륜을 구동 또는 회생 제동하고 있을 때에 구동륜과 무단 변속기 사이를 해방 가능한 클러치를 설치한 하이브리드 차량에 있어서,
    상기 클러치를 해방하고 있을 때에 상기 엔진을 정지하는 엔진 정지 수단과,
    해당 엔진 정지 수단이 상기 엔진을 정지하고 있을 때에 상기 무단 변속기의 변속비를 유지하는 변속비 유지 수단을 설치한 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량.
  2. 제1항에 있어서, 상기 엔진으로 구동되어 상기 무단 변속기에 유압을 공급하는 기계식 오일 펌프를 구비하고,
    상기 변속비 유지 수단은, 상기 엔진 정지 수단이 상기 엔진을 정지하고 있을 때는, 전동 모터로 구동되는 전동식 오일 펌프에 의해 상기 무단 변속기에 유압을 공급해서 상기 무단 변속기의 변속비를 유지하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량.
  3. 제2항에 있어서, 상기 무단 변속기는 프라이머리 풀리와, 세컨더리 풀리와, 양 풀리 간에 걸쳐진 무단부 가요 부재와, 상기 세컨더리 풀리의 클램프력을 발생시키는 탄성체를 갖고,
    상기 변속비 유지 수단은, 상기 프라이머리 풀리에 일정압을 공급함으로써 변속비를 유지하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량.
  4. 제3항에 있어서, 상기 변속비 유지 수단은, 상기 탄성체에 의해 상기 무단부 가요 부재에 발생하는 세컨더리 장력과, 상기 일정압에 의해 상기 무단부 가요 부재에 발생하는 프라이머리 장력과의 차의 절댓값이, 상기 각 풀리와 상기 무단부 가요 부재 사이에 발생하는 미끄럼 이동 저항에 의해 발생하는 저항 장력보다도 작아지도록 상기 일정압을 공급하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엔진을 정지한 채 정차했을 때는, 정차 중에도 상기 유지된 변속비의 유지를 계속하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기계식 오일 펌프를 유압원으로 하는 유압 회로의 라인압이 소정압 미만, 상기 기계식 오일 펌프의 토출압이 소정압 미만, 상기 엔진의 회전수가 소정 회전수 미만, 상기 기계식 오일 펌프의 회전수가 소정 회전수 미만 중 어느 하나가 성립되었을 때는, 상기 전동식 오일 펌프의 작동을 개시하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엔진으로 주행하는 하이브리드 주행 모드로부터, 상기 엔진을 정지해서 상기 구동용 모터로 구동륜을 구동 또는 회생 제동하는 전기 주행 모드로의 전환 지령이 출력되었을 때에 상기 전동식 오일 펌프를 작동시키는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 전기 주행 모드로부터 상기 하이브리드 주행 모드로의 전환 지령이 출력되었을 때에 상기 전동식 오일 펌프의 작동을 정지하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 기계식 오일 펌프를 유압원으로 하는 유압 회로의 라인압이 소정압 이상, 상기 기계식 오일 펌프의 토출압이 소정압 이상, 상기 엔진의 회전수가 소정 회전수 이상, 상기 기계식 오일 펌프의 회전수가 소정 회전수 이상 중 어느 하나가 성립되었을 때는, 상기 전동식 오일 펌프의 작동을 정지하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 소정의 조건이 성립되었을 때는, 상기 전동식 오일 펌프의 작동을 금지하는 전동식 오일 펌프 작동 금지 수단을 갖고,
    상기 전동식 오일 펌프의 작동이 금지되고 있을 때는, 상기 구동용 모터로 구동륜을 구동 또는 회생 제동하는 전기 주행 모드를 선택해야 할 운전 상태라도 상기 전기 주행 모드를 금지해서 상기 엔진으로 주행하는 하이브리드 주행 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량.
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