JP7226178B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特にケース内部のオイルミストがケース外部に噴出させられることを抑制する制御装置に関するものである。

電動機と駆動輪に動力を伝達するための回転部材とをケースの内部に収容するとともに、前記ケース内部と外部とを連通させるブリーザを有する動力伝達装置を備えた車両の、制御装置が知られている。たとえば特許文献１に記載の車両の制御装置がそれである。特許文献１に記載の車両の制御装置では、電動機の回転速度が所定回転速度より高回転速度であることが判断された場合には、ケース内部のオイルが激しく撹拌され、またその温度が高くなるので、ブリーザからオイルが漏れ出すいわゆるブリーザ吹きが生じる可能性があるとして、電動機の回転速度が所定回転速度よりも低回転速度に制御している。

特開２００９－０６７１４０号公報

ところで、ブリーザからオイルが漏れ出す場面として、たとえばケース内部にオイルミストが充満した状況下においてケース内部の空気温度が上昇した場面がある。このような場合には、ケース内の空気温度が上昇して空気が膨張することに伴って、ブリーザから多量のオイルミストが噴出させられる。しかしながら、特許文献１に記載の制御装置による制御は、上記場面に対応したものではないため、ブリーザから多量のオイルミストが噴出することを抑制することができない可能性があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、ケース内部のオイルミストがケース内部の空気温度の上昇によってブリーザからケース外部に噴出することを抑制する、車両の制御装置を提供することにある。

本発明の要旨とするところは、電動機と駆動輪に動力を伝達するための回転部材とをケースの内部に収容するとともに、前記ケース内部と外部とを連通させるブリーザを有する動力伝達装置を備えた車両の、制御装置であって、前記電動機の温度と前記回転部材の回転速度とに基づいて前記ケース内部に発生するオイルミスト量が所定量よりも多いと判断され、且つ前記ケース内部の空気温度の上昇勾配が所定上昇勾配よりも大きいと判断された場合に、前記電動機のトルクを低減させるトルク低減制御および前記回転部材の回転速度を低下させる回転速度低下制御の少なくとも一方の制御を実行する制御部を備えたことにある。

本発明の車両の制御装置によれば、前記電動機の温度と前記回転部材の回転速度とに基づいて前記ケース内部に発生するオイルミスト量が所定量よりも多いと判断され、且つ前記ケース内部の空気温度の上昇勾配が所定上昇勾配よりも大きいと判断された場合に、前記電動機のトルクを低減させるトルク低減制御および前記回転部材の回転速度を低下させる回転速度低下制御の少なくとも一方の制御が実行される。これにより、前記電動機の温度および前記回転部材の回転に基づく前記ケース内部のオイルのミスト化が抑制されて、前記ケース内部のオイルミスト量が所定量よりも多くなった状態すなわち前記ケース内部にオイルミストが充満した状況下であると判断され、且つ前記ケース内部の空気温度の上昇勾配が所定上昇勾配よりも大きいと判断された場合に、前記ケース内部のオイルミストが前記ブリーザを介して前記ケース外部に噴出することを抑制できる。

本発明が適用される車両の動力伝達装置を説明する骨子図である。 ＭＧ温度と回転速度との関係を示す図の一例である。 時間とケース内の空気温度との関係を示す図の一例である。 ケース内のオイルミストの噴出を抑制するための電子制御装置の制御動作の要部を説明するフローチャートである。

本発明は、走行用の駆動力源としてエンジンの他に走行用回転機すなわち駆動用電動機を有するハイブリッド車両や、電気自動車等に適用される。本発明が適用される車両は、たとえばＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型、ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）型あるいは４輪駆動型の動力伝達装置などを備えるものであっても良い。

以下、本発明の一実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が適用される車両１０のトランスアクスルすなわち動力伝達装置１２を説明する骨子図であって、その動力伝達装置１２を構成している複数の軸が共通の平面内に位置するように展開して示した展開図である。動力伝達装置１２は、駆動力源であるエンジン２０の出力を左右の駆動輪３８に伝達するものであって、たとえばトランスアクスルケース１４（以下、ケース１４という）内に収容され、エンジン２０の出力すなわち動力を駆動輪３８に伝達するための動力伝達経路を構成する回転部材１６を含んでいる。エンジン２０は、燃料の燃焼によって動力を発生するガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。ケース１４は、必要に応じて複数の部材にて構成される。

動力伝達装置１２には、駆動力源であるエンジン２０に連結された入力軸２２が設けられているとともに、入力軸２２に同心に遊星歯車装置２４および第１電動機ＭＧ１が設けられている。第１電動機ＭＧ１は、いわゆるモータジェネレータであって、電動モータおよび発電機として択一的に用いられるものである。遊星歯車装置２４は、たとえばシングルピニオン型の差動機構であって、キャリア２４ｃ、サンギヤ２４ｓおよびリングギヤ２４ｒを備えている。キャリア２４ｃには入力軸２２が連結され、サンギヤ２４ｓには第１電動機ＭＧ１が連結され、リングギヤ２４ｒにはエンジン出力歯車Ｇｅなどを介して第２電動機ＭＧ２が動力伝達可能に連結されている。第１電動機ＭＧ１は、たとえば回生制御などでサンギヤ２４ｓの回転速度を連続的に制御させることにより、エンジン２０の回転速度を連続的に変化させる制御が可能な回転機である。また、第１電動機ＭＧ１のトルクが０とされてサンギヤ２４ｓが空転させられることにより、エンジン２０と動力伝達装置１２との間の動力伝達が遮断され、エンジン２０の連れ廻りが防止される。

動力伝達装置１２には、エンジン出力歯車Ｇｅに噛み合わされている減速大歯車Ｇｒ１が設けられている。減速大歯車Ｇｒ１は、シャフト２８の一端部に設けられている。減速大歯車Ｇｒ１は、第２電動機ＭＧ２のモータ出力歯車Ｇｍに噛み合わされている。第２電動機ＭＧ２は、いわゆるモータジェネレータであって、電動モータまたは発電機として択一的に用いられるもので、たとえば電動モータとして機能するように力行制御されることにより、車両１０の走行用駆動力源として用いられる。

上記減速小歯車Ｇｒ２は、シャフト２８の他端部に設けられ、デファレンシャル装置３２のデフリングギヤＧｄに噛み合わされている。エンジン２０および第２電動機ＭＧ２からの動力は、デファレンシャル装置３２を介して左右のドライブシャフト３６に分配され、左右の駆動輪３８に伝達される。動力伝達装置１２では、エンジン出力歯車Ｇｅ、減速大歯車Ｇｒ１、減速小歯車Ｇｒ２、デフリングギヤＧｄ等によってギヤ機構が構成されている。

エンジン２０の動力を駆動輪３８に伝達するための回転部材１６は、たとえば入力軸２２、シャフト２８、第１電動機ＭＧ１、第２電動機ＭＧ２、遊星歯車装置２４、デファレンシャル装置３２、エンジン出力歯車Ｇｅ、減速大歯車Ｇｒ１、減速小歯車Ｇｒ２、デフリングギヤＧｄなどのケース１４内部の内蔵物である。

本実施例では、図１に示すように、ケース１４には、ケース内部とケース外部とを連通させるブリーザ５０が設けられている。ブリーザ５０は、たとえばケース内部の空間の空気をケース外部すなわち大気に排出して空間の内圧を調整する図示しないブリーザプラグを含んで構成されている。

車両１０は、車両１０の走行に関わる各部を制御する制御装置である電子制御装置１００を備えている。電子制御装置１００は、たとえばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。

電子制御装置１００には、車両１０が備える各種センサにより検出される各種入力信号が供給されるようになっている。たとえば、ＭＧ１回転速度センサ６０、ＭＧ２回転速度センサ６２、プラネタリ回転速度センサ６４、デフ回転速度センサ６６、エンジン回転速度センサ６８、６ＭＧ１温度センサ７０、ＭＧ２温度センサ７２、ＡＴＦ温度センサ７４、車速センサ７６などによる検出信号に基づく、ＭＧ１回転速度Ｎｇ１（rpm）、ＭＧ２回転速度Ｎｇ２（rpm）、遊星歯車装置２４のプラネタリ差回転速度ΔＮｐ（rpm）、デフすなわちデフリングギヤＧｄのデフ回転速度Ｎｄ（rpm）、エンジン回転速度Ｎｅ（rpm）、ＭＧ１温度Ｔｍ１（℃）、ＭＧ２温度Ｔｍ２（℃）、ＡＴＦ温度Ｔｏｉｌ（℃）、車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）などが、それぞれ供給される。ＡＴＦ温度Ｔｏｉｌは、たとえば遊星歯車装置２４などのトランスアクスルの駆動装置各部の潤滑及び冷却に用いられる作動油ＡＴＦ（オートマチックトランスミッションフルード）の温度である。

また、図１には図示していないが、たとえば、入力軸回転速度センサ、出力軸回転速度センサ、ギヤ機構回転速度センサ、ＭＧ１トルクセンサ、ＭＧ２トルクセンサなどによる検出信号に基づいて、入力軸２２の回転速度（rpm）、出力軸すなわちシャフト２８の回転速度（rpm）、ギヤ機構を構成するエンジン出力歯車Ｇｅ、減速大歯車Ｇｒ１、減速小歯車Ｇｒ２の回転速度（rpm）、ＭＧ１トルク（Ｎｍ）、ＭＧ２トルク（Ｎｍ）などが、それぞれ供給される。

電子制御装置１００からは、第１電動機ＭＧ１を制御する電動機制御指令信号Ｓｍ１、第２電動機ＭＧ２を制御する電動機制御指令信号Ｓｍ２などがそれぞれ出力される。また、電子制御装置１００からは、図１には図示していないが、たとえば、エンジン２０の出力制御のためのエンジン出力制御信号、油圧制御のための油圧制御指令信号などがそれぞれ出力される。

図１に示すように、電子制御装置１００は、制御機能の要部として、ＭＧ温度検出手段すなわちＭＧ温度検出部１０２、回転速度検出手段すなわち回転速度検出部１０４、ＡＴＦ温度検出手段すなわちＡＴＦ温度検出部１０６、オイルミスト量推定手段すなわちオイルミスト量推定部１１０、オイルミスト量判定手段すなわちオイルミスト量判定部１１２、ケース内空気温度推定手段すなわちケース内空気温度推定部１１４、空気温度上昇勾配判定手段すなわち空気温度上昇勾配判定部１１６、抑制制御手段すなわち抑制制御部１１８を機能的に備えている。

ＭＧ温度検出部１０２は、ＭＧ１温度センサ７０およびＭＧ２温度センサ７２によって検出された第１電動機ＭＧ１のＭＧ１温度Ｔｍ１および第２電動機ＭＧ２のＭＧ２温度Ｔｍ２のうち、いずれか大きい方の温度の値を電動機の温度すなわちＭＧ温度Ｔｍとして検出する。ここで、ＭＧ温度Ｔｍは、たとえば図示しないＭＧ温度決定部によってＭＧ１温度Ｔｍ１およびＭＧ２温度Ｔｍ２のうちいずれか大きい方の温度の値に決定されるものであってもよいし、両方の平均値に決定されてもよい。

回転速度検出部１０４は、ケース１４内部の内蔵物である回転部材１６の回転速度Ｎを検出する。たとえば入力軸２２、シャフト２８、第１電動機ＭＧ１、第２電動機ＭＧ２、遊星歯車装置２４、デファレンシャル装置３２、エンジン出力歯車Ｇｅ、減速大歯車Ｇｒ１、減速小歯車Ｇｒ２、デフリングギヤＧｄなどの回転速度Ｎを検出する。本実施例では、たとえば回転部材１６として遊星歯車装置２４が用いられ、回転速度検出部１０４は、プラネタリ差回転速度ΔＮｐを検出する。プラネタリ差回転速度ΔＮｐは、プラネタリギヤいわゆるピニオンの回転速度Ｎｐとエンジン回転速度Ｎｅいわゆるキャリア２４ｃの回転速度Ｎｅとの差回転速度である。プラネタリ回転速度Ｎｐは、たとえば遊星歯車装置２４において最も高回転速度になるものであって、回転部材１６において高回転速度になるものである。プラネタリ回転速度Ｎｐは、プラネタリギヤの関係式から、車速Ｖ（リングギヤ２４ｒの回転速度）、キャリア２４ｃの回転速度ＮｅおよびＭＧ１回転速度Ｎｇ１のうちの少なくとも２つに基づいて求められる。

ＡＴＦ温度検出部１０６は、ＡＴＦ温度センサ７４によってＡＴＦ温度Ｔｏｉｌを検出する。

オイルミスト量推定部１１０は、ＭＧ温度検出部１０２によって検出されたＭＧ温度Ｔｍと回転速度検出部１０４によって検出された回転速度Ｎとに基づいてケース１４内部に発生するオイルミスト量Ｑｍを推定する。オイルミストとは、たとえばケース１４内部の空気中に含まれる細かい油の粒子であって、オイルミスト量はその油の粒子の量をいう。オイルミスト量Ｑｍは、たとえばＭＧ温度Ｔｍと回転速度Ｎとの関係によって予め実験的に設定された図示しないオイルミスト量マップに基づいて推定する。

オイルミスト量判定部１１２は、オイルミスト量推定部１１０によって推定されたケース１４内部に発生するオイルミスト量Ｑｍが所定量Ｑthよりも多いか否かを判定する。所定量Ｑthは、予め実験的に設定されたオイルミストの閾値である。たとえばオイルミスト量Ｑｍが所定量Ｑthよりも多い場合には、ケース１４内部は、オイルミストが充満した状況下にある。

図２は、ＭＧ温度Ｔｍと回転速度Ｎとの関係を示す図の一例である。図２は、横軸がＭＧ温度Ｔｍを示し、縦軸が回転速度Ｎを示している。図２の実線ａは、ケース１４内部に発生するオイルミスト量Ｑｍが所定量Ｑthである状態の、ＭＧ温度Ｔｍと回転速度Ｎとの関係を示している。図２の範囲ｂすなわち図２において横軸と縦軸と実線ａとで囲まれた範囲ｂは、ケース１４内部に発生するオイルミスト量Ｑｍが所定量Ｑthよりも少ない状態の、ＭＧ温度Ｔｍと回転速度Ｎとの関係を示している。図２の範囲ｃは、ケース１４内部に発生するオイルミスト量Ｑｍが所定量Ｑthよりも多い状態の、ＭＧ温度Ｔｍと回転速度Ｎとの関係を示している。

図２に示す実線ａ上の点Ａを成すＭＧ温度Ｔｍａ且つ回転速度Ｎａの状態において、たとえばＭＧ温度Ｔｍａの状態で回転速度Ｎが回転速度Ｎａよりも大きくなるとケース１４内部に発生するオイルミスト量Ｑｍが所定量Ｑthよりも多くなり、ケース１４内部は、オイルミストが充満した状況となる。また、ＭＧ温度Ｔｍａ且つ回転速度Ｎａである場合に、回転速度Ｎａの状態でＭＧ温度ＴｍがＭＧ温度Ｔｍａよりも大きくなるとケース１４内部に発生するオイルミスト量Ｑｍが所定量Ｑthよりも多くなり、ケース１４内部は、オイルミストが充満した状況となる。

ケース内空気温度推定部１１４は、ＡＴＦ温度検出部１０６によって検出されたＡＴＦ温度Ｔｏｉｌに基づき、ケース１４内部の空気温度Ｔａを推定する。

空気温度上昇勾配判定部１１６は、ケース内空気温度推定部１１４によって推定された空気温度Ｔａの上昇勾配ΔＴａが所定上昇勾配ΔＴthよりも大きいか否かを判定する。所定上昇勾配ΔＴthは、予め実験的に設定されたケース１４内部の空気温度の上昇勾配の閾値である。たとえばオイルミスト量判定部１１２によってケース１４内部にオイルミストが充満した状況下にあると判定され、且つ空気温度上昇勾配判定部１１６によって上昇勾配ΔＴａが所定上昇勾配ΔＴthよりも大きいと判定された場合には、ケース１４内部に充満したオイルミストはケース１４内部の空気温度の上昇空気に伴う空気の膨張によってブリーザ５０を介してケース１４外部に噴出される。

図３は、時間ｔとケース１４内部の空気温度Ｔａとの関係を示す図の一例である。図３は、横軸が時間ｔを示し、縦軸がケース１４内部の空気温度Ｔａを示している。図３の実線ｄは、時間ｔに対するケース１４内部の空気温度Ｔａの変化を示している。たとえば時間ｔ１から時間ｔ２の所定時間Δｔにおけるケース１４内部の空気温度Ｔａの上昇勾配をΔＴａとして、所定時間Δｔにおける所定上昇勾配ΔＴthよりも大きいか否かが空気温度上昇勾配判定部１１６によって判定される。

抑制制御部１１８は、第１電動機ＭＧ１あるいは第２電動機ＭＧ２のトルクを低減させるトルク低減制御およびケース１４内部の内蔵物である回転部材１６の回転速度Ｎを低下させる回転速度低下制御の少なくとも一方の制御を実行する。具体的には、本実施例では、抑制制御部１１８は、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２のうちＭＧ温度検出部１０２によって検出された温度が大きい方の電動機のＭＧトルクＴｇの絶対値を低減させるトルク低減制御および回転部材１６である遊星歯車装置２４のプラネタリ回転数すなわち遊星歯車装置２４のプラネタリ差回転速度ΔＮｐの絶対値を低下させる回転速度低下制御の少なくとも一方の制御を実行する。抑制制御部１１８は、オイルミスト量判定部１１２によってケース１４内部にオイルミストが充満した状況下にあると判定され、且つ空気温度上昇勾配判定部１１６によって上昇勾配ΔＴａが所定上昇勾配ΔＴthよりも大きいと判定された場合に、上記トルク低減制御および上記回転速度低下制御の少なくとも一方の制御を実行する。

図４は、ケース１４内部のオイルミストの噴出を抑制するための電子制御装置１００の制御動作の要部を説明するフローチャートであり、繰り返し実行される。

オイルミスト量判定部１１２に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１０では、オイルミスト量推定部１１０によって推定されたケース１４内部に発生するオイルミスト量Ｑｍが所定量Ｑthよりも多いか否かが判定される。Ｓ１０の判定が肯定された場合、すなわちオイルミスト量Ｑｍが所定量Ｑthよりも多い場合には、空気温度上昇勾配判定部１１６に対応するＳ２０が実行される。Ｓ１０の判定が否定された場合、すなわちオイルミスト量Ｑｍが所定量Ｑthよりも少ない場合には、本ルーチンは終了させられる。

空気温度上昇勾配判定部１１６に対応するＳ２０では、ケース内空気温度推定部１１４によって推定された空気温度Ｔａの上昇勾配ΔＴａが所定上昇勾配ΔＴthよりも大きいか否かが判定される。Ｓ２０の判定が肯定された場合、すなわち上昇勾配ΔＴａが所定上昇勾配ΔＴthよりも大きい場合には、抑制制御部１１８に対応するＳ３０が実行される。Ｓ２０の判定が否定された場合、すなわち上昇勾配ΔＴａが所定上昇勾配ΔＴthよりも小さい場合には、本ルーチンは終了させられる。

抑制制御部１１８に対応するＳ３０では、ＭＧトルクＴｇの絶対値を低減させるトルク低減制御およびプラネタリ差回転速度ΔＮｐの絶対値を低下させる回転速度低下制御の少なくとも一方の制御が実行される。抑制制御部１１８によって上記トルク低減制御および上記回転速度低下制御の少なくとも一方の制御が実行された後に本ルーチンは終了させられる。

このように、本実施例の車両１０の電子制御装置１００によれば、ＭＧ温度Ｔｍと回転速度Ｎとに基づいてケース１４内部に発生するオイルミスト量Ｑｍが所定量Ｑthよりも多いと判断され、且つケース１４内部の空気温度の上昇勾配ΔＴａが所定上昇勾配ΔＴthよりも大きいと判断された場合に、ＭＧトルクＴｇを低減させるトルク低減制御およびプラネタリ差回転速度ΔＮｐを低下させる回転速度低下制御の少なくとも一方の制御が実行される。これにより、ＭＧ温度Ｔｍおよび回転速度Ｎに基づくケース１４内部のオイルのミスト化が抑制されて、ケース１４内部のオイルミスト量Ｑｍが所定量Ｑthよりも多くなった状態すなわちケース１４内部にオイルミストが充満した状況下であると判断され、且つケース１４内部の空気温度の上昇勾配ΔＴａが所定上昇勾配ΔＴthよりも大きいと判断された場合に、ケース１４内部のオイルミストがブリーザ５０を介してケース１４外部に噴出することを抑制できる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。

たとえば、前述の実施例においては、回転部材１６として遊星歯車装置２４が用いられ、抑制制御部１１８は、ＭＧトルクＴｇの絶対値を低減させるトルク低減制御およびプラネタリ差回転速度ΔＮｐの絶対値を低下させる回転速度低下制御の少なくとも一方の制御が実行されていたが、必ずしもこれに限らない。すなわち、回転部材１６として遊星歯車装置２４以外のケース１４内部の内蔵物、たとえばデファレンシャル装置３２などが用いられてもよい。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：車両
１４：ケース
１６：回転部材
３８：駆動輪
５０：ブリーザ
１００：電子制御装置（制御装置）
１１８：抑制制御部（制御部）
ＭＧ１：第１電動機（電動機）
ＭＧ２：第２電動機（電動機）
Ｔｍ：ＭＧ温度
ΔＮｐ：プラネタリ差回転速度（回転部材１６の回転速度）
Ｑｍ：オイルミスト量
Ｑth：所定量
ΔＴａ：上昇勾配
ΔＴth：所定上昇勾配

Claims (1)

1. 電動機と駆動輪に動力を伝達するための回転部材とをケースの内部に収容するとともに、前記ケース内部と外部とを連通させるブリーザを有する動力伝達装置を備えた車両の、制御装置であって、
   前記電動機の温度と前記回転部材の回転速度とに基づいて前記ケース内部に発生するオイルミスト量が所定量よりも多いと判断され、且つ前記ケース内部の空気温度の上昇勾配が所定上昇勾配よりも大きいと判断された場合に、前記電動機のトルクを低減させるトルク低減制御および前記回転部材の回転速度を低下させる回転速度低下制御の少なくとも一方の制御を実行する制御部を備えた
   ことを特徴とする車両の制御装置。

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