JP2011226516A - 車両用制御装置及び攪拌損失検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変速機内部における流体の攪拌損失の増大に対して適正に対応することができる車両用制御装置及び攪拌損失検知装置を提供することを目的とする。
【解決手段】動力を発生可能な電動機８と動力を変速して駆動輪３に伝達可能な変速機９とを搭載し流体が電動機８の冷却と変速機９内部の潤滑とを行う車両２に用いられ、電動機８の損失変化と変速機９内部の流体の温度変化とに基づいて、変速機９内部における流体の攪拌損失の増大を抑制する抑制制御を実行することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用制御装置及び攪拌損失検知装置に関する。

従来の車両用制御装置として、例えば、特許文献１には変速機構部の油温を検出する油温センサを備え、油温センサによって検出された油温が所定の温度領域となったときに、エンジンの出力トルクに制限を加える自動変速機の変速制御装置が開示されている。これにより、この自動変速機の変速制御装置は、例えば、油温が所定の温度領域となったときに、車両の速度を制限しフリクション等を低減することで、油温の低下を促すことができ、油温の上昇を防止することができる。

特開２００４−１９０４９２号公報

ところで、上述のような特許文献１に記載されている自動変速機の変速制御装置は、単に油温センサによって検出された油温を監視するものであることから、例えば、変速機内部における油（流体）の攪拌損失が増大した場合に、油温を下げる対処が遅れるおそれがあるなど、適正な対応がとれないことがあった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、変速機内部における流体の攪拌損失の増大に対して適正に対応することができる車両用制御装置及び攪拌損失検知装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る車両用制御装置は、動力を発生可能な電動機と前記動力を変速して駆動輪に伝達可能な変速機とを搭載し流体が前記電動機の冷却と前記変速機内部の潤滑とを行う車両に用いられ、前記電動機の損失変化と前記変速機内部の前記流体の温度変化とに基づいて、前記変速機内部における前記流体の攪拌損失の増大を抑制する抑制制御を実行することを特徴とする。

また、上記車両用制御装置では、前記電動機の損失変化量を前記変速機内部の前記流体の温度変化量で除算した値に相当する判定値が予め設定された所定値以下になった際に前記抑制制御を実行するものとすることができる。

また、上記車両用制御装置では、前記抑制制御として前記変速機への入力回転数を低減する制御を実行するものとすることができる。

また、上記車両用制御装置では、前記抑制制御として前記変速機内部への前記流体の供給圧力を低減する制御を実行するものとすることができる。

また、上記車両用制御装置では、前記抑制制御として前記変速機からの出力回転数を制限する制御を実行するものとすることができる。

また、上記車両用制御装置では、前記変速機への入力回転数を低減する第１抑制制御、前記変速機内部への前記流体の供給圧力を低減する第２抑制制御、前記変速機からの出力回転数を制限する第３抑制制御の順で段階的に前記抑制制御を実行するものとすることができる。

上記目的を達成するために、本発明に係る攪拌損失検知装置は、動力を発生可能な電動機と前記動力を変速して駆動輪に伝達可能な変速機とを搭載し流体が前記電動機の冷却と前記変速機内部の潤滑とを行う車両に用いられ、前記電動機の損失変化と前記変速機内部の前記流体の温度変化とに基づいて前記変速機内部における前記流体の攪拌損失の増大を検知することを特徴とする。

本発明に係る車両用制御装置、攪拌損失検知装置は、電動機の損失変化と変速機内部の流体の温度変化とに基づいて、変速機内部における流体の攪拌損失の増大に対して適正に対応することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係るＥＣＵが適用される車両の概略構成を示す模式図である。 図２は、実施形態に係るＥＣＵによる制御の一例を説明するフローチャートである。

以下に、本発明に係る車両用制御装置及び攪拌損失検知装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１は、実施形態に係るＥＣＵが適用される車両の概略構成を示す模式図、図２は、実施形態に係るＥＣＵによる制御の一例を説明するフローチャートである。

本実施形態の車両制御システム１は、図１に示すように、車両２に搭載され、この車両２を制御するためのシステムである。車両２は、駆動輪３を回転駆動して推進するために、走行用動力源（原動機）として、少なくとも電動機としてのモータジェネレータ（以下、特に断りのない限り「モータ」と略記する）８を搭載した車両であり、ここでは、モータ８に加えてさらに内燃機関としてのエンジン６を搭載したいわゆる「ハイブリッド車両」である。

本実施形態の車両制御システム１は、駆動装置４と、車両用制御装置としてのＥＣＵ５とを備える。車両制御システム１は、動力を発生可能なモータ８と、動力を変速して駆動輪３に伝達可能な変速機９とを搭載し、流体としての作動油がモータ８の冷却と変速機９内部の潤滑とを行う車両２に用いられる。そして、本実施形態の車両制御システム１は、典型的には、ＥＣＵ５が駆動装置４を制御し、エンジン６を可及的に効率の良い状態で運転する一方、動力やエンジンブレーキ力の過不足をモータ８で補い、さらには減速時にエネルギの回生をおこなうことにより、エンジン６による排気ガスを低減し、同時に燃費の向上を図るように構成されたシステムである。

なお、以下で説明するＥＣＵ５は、車両２の各部を制御する車両用制御装置であると共に攪拌損失検知装置でもある。つまり、ＥＣＵ５は、攪拌損失検知装置としての機能も有している。すなわち、以下の説明では、ＥＣＵ５は、攪拌損失検知装置としても兼用されるものとして説明するが、これに限らず、車両用制御装置と攪拌損失検知装置とが別個に構成されていてもよい。

駆動装置４は、上述したようにハイブリッド形式の駆動装置であり、１つのエンジン（ＥＮＧ）６と、１つのモータ８とを有し、これらにより駆動輪３を回転駆動するものである。より詳細には、駆動装置４は、エンジン（ＥＮＧ）６と、トルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）７と、モータ（ＭＧ）８と、変速機（Ｔ／Ｍ）９とを含んで構成される。駆動装置４は、エンジン６が発生させる動力とモータ８が発生させる動力とを変速機９で変速して車両２の駆動輪３に伝達可能である。ここでの駆動装置４は、各要素が駆動輪３への動力の伝達経路においてエンジン６、トルクコンバータ７、モータ８、変速機９、駆動輪３の順で設けられている。なお、以下の説明では特に断りのない限り、駆動装置４は、１つのモータ８を備える構成であるものとして説明するが、これに限らず、モータを複数、例えば２つ備える構成であってもよい。また、駆動装置４における各要素の配列は、下記で説明するものに限られない。

エンジン６は、燃料を消費して車両２の駆動輪３に作用させる動力を発生させる動力源であり、変速機９などを介して駆動輪３と連結され駆動輪３に作用させるエンジントルク（機関トルク）を発生させることができる。エンジントルクとは、エンジン６の出力軸であるクランク軸に生じるトルクである。エンジン６は、燃料を燃焼させることにより燃料のエネルギを機械的仕事に変換して出力する熱機関であって、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどがその一例である。エンジン６は、燃料の燃焼に伴ってクランク軸に機械的な動力（エンジントルク）を発生させ、この機械的動力をクランク軸から駆動輪３に向けて出力可能である。

トルクコンバータ７は、動力の伝達経路におけるエンジン６と変速機９との間に設けられる流体継手の一種である。トルクコンバータ７は、例えば、ロックアップ機構（不図示）を解放状態とすることで、エンジン６からの動力をコンバータ内部の作動流体、例えば作動油（オイル）を介して変速機９側に伝達することができる。このとき、トルクコンバータ７は、内部の作動流体を介して動力を伝達する際に所定のトルク比でトルクを増幅して変速機９側に伝達する。一方、トルクコンバータ７は、例えば、ロックアップ機構を係合状態とすることで、エンジン６からの動力を内部の作動流体を介さずに変速機９側に伝達することができる。このとき、トルクコンバータ７は、エンジン６からの動力をほぼそのままのトルクで変速機９側に伝達する。

モータ８は、動力の伝達経路においてトルクコンバータ７より駆動輪３側で駆動輪３と連結されこの駆動輪３に作用させるモータトルクを発生可能である。ここでのモータ８は、動力の伝達経路におけるトルクコンバータ７と変速機９との間に設けられる。モータトルクとは、モータ８の出力軸であるロータ軸に生じるトルクである。モータ８は、供給された電力を機械的動力に変換する電動機としての機能と、入力された機械的動力を電力に変換する発電機としての機能とを兼ね備えた回転電機、いわゆるモータジェネレータである。すなわち、モータ８は、電力の供給により駆動し電気エネルギを機械エネルギに変換して出力する力行機能と、機械エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを兼ね備えている。

モータ８は、例えば、回転子であるロータと固定子であるステータとを有する交流同期電動機等で構成されている。モータ８は、インバータ１０に電気的に接続され、インバータ１０は、バッテリ１１に電気的に接続される。インバータ１０は、バッテリ１１の電力の入出力を制御するものであり、バッテリ１１とモータ８との電力の授受を制御する。モータ８は、ロータ軸を介して機械的動力を入出力可能となっている。モータ８は、バッテリ１１からインバータ１０を介して交流電力の供給を受けて駆動し、ロータが結合されたロータ軸に機械的な動力（モータトルク）を発生させ、この機械的動力をロータ軸から駆動輪３に向けて出力可能である。すなわち、モータ８は、例えば、ステータが電力の供給を受けて回転磁界を発生させ、その回転磁界に引き付けられてロータが回転することでロータ軸にモータトルクを発生させる。また、モータ８は、例えば、ロータ軸が機械的動力を受けて回転することで回生による発電が可能であり、この発電によって生じた電力は、インバータ１０を介してバッテリ１１に蓄えられる。このとき、モータ８は、ロータに生じる回転抵抗により、ロータの回転を制動（回生制動）することができる。この結果、モータ８は、回生制動時には、電力の回生によりロータ軸に負のモータトルクであるモータ回生トルクを発生させ、結果的に、車両２に制動力を付与することができる。

変速機９は、動力の伝達経路におけるモータ８と駆動輪３との間に設けられ、エンジン６の回転出力又はモータ８の回転出力、あるいは、両方の回転出力を統合し変速して出力可能である。変速機９は、例えば、有段変速機（ＡＴ）、無段変速機（ＣＶＴ）、マルチモードマニュアルトランスミッション（ＭＭＴ）、シーケンシャルマニュアルトランスミッション（ＳＭＴ）、デュアルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）など種々の公知の自動変速機を用いることができる。変速機９は、入力軸に入力される回転動力を所定の変速比で変速して出力軸に伝達することができ、この出力軸からプロペラ軸１２、差動装置１３、駆動軸１４などを介して駆動輪３に向けて出力することができる。この変速機９は、ＥＣＵ５によって制御される。

より詳細には、変速機９は、例えば、ケーシング９ａ内部に変速機構本体部をなす回転要素群（回転体群）９ｂが収容される。回転要素群９ｂは、複数の回転体を含んで構成され、例えば、歯車機構等の噛み合い部を含んで構成される。回転要素群９ｂは、例えば、キャリア、サンギヤ、リングギヤなどの複数の回転要素からなる遊星歯車機構（プラネタリギヤ）や遊星ローラ機構などの差動作用を有する機構を複数組含んで構成される。変速機９は、例えば、エンジン６のクランク軸がトルクコンバータ７を介していずれか１つの回転要素に結合され、モータ８のロータ軸が他の回転要素に結合される。また、変速機９は、例えば、後述する作動油の油圧によって作動するクラッチやブレーキなどの係合要素を含んで構成される。変速機９は、クラッチ、ブレーキが運転状態に応じて適宜作動し係合状態と解放状態とが切り替えられることで、運転状態に応じて、回転要素群９ｂをなす機構等の作動状態が自動的に変更され、駆動輪３への動力伝達経路が切り替えられ、動力の入出力状態や変速状態が切り替えられる。これにより、変速機９は、多様な動力伝達状態を設定することができ、各種のモードや所定の変速比を設定することができる。そして、変速機９は、入力軸に入力される回転動力を回転要素群９ｂの作動状態に応じた所定の変速比で変速して出力軸に伝達することができる。

ここで、このような変速機９は、例えば、複数のシフトレンジ（シフトポジション）に対応しており、運転者によるシフトレバーの操作によって複数のシフトレンジから運転者の任意のシフトレンジを選択できるように構成されている。変速機９は、運転者によって選択されたシフトレンジに応じた種々の走行モードで車両２を走行させることができる。運転者によって選択されうるシフトポジションとしては、例えば、いわゆる、パーキング（Ｐ）レンジ、リバース（Ｒ）レンジ、ニュートラル（Ｎ）レンジ、ドライブ（Ｄ）レンジ、シーケンシャル（Ｓ）レンジなどがある。Ｐレンジは、変速機９における動力伝達が遮断され変速機９の出力軸がロックされるレンジ、Ｒレンジは、車両２を後進走行させるためのレンジ、Ｎレンジは、変速機９における動力伝達が遮断されるレンジ、Ｄレンジは、ＥＣＵ５により所定の変速比（変速段）の範囲内にて自動変速制御を実行しつつ車両２を前進走行させるレンジ、Ｓレンジは、いわゆる運転者による手動変速操作モード（マニュアルモード）を成立させつつ車両２を前進走行させるレンジである。

例えば、変速機９は、Ｓレンジが選択された状態では、運転者がシフトレバーをさらにアップシフト（＋）側又はダウンシフト（−）側に操作することで、これに応じて運転者の任意の変速比（変速段）が選択される。典型的には、変速機９は、Ｓレンジが選択された状態では、Ｄレンジが選択された状態と比較して、エンジン回転数を高く維持するように制御される。例えば、変速機９は、Ｓレンジが選択された状態では、遊星歯車機構などの回転要素のうちの１つにモータ８（あるいは他のモータ）の出力を作用させ他の回転要素のうちの１つの回転をブレーキにより阻止することで回転数比を連続的に変化させることができる状態、いわゆる無段変速状態とすることができる。そして、変速機９は、Ｓレンジが選択された状態では、例えば、後述のＥＣＵ５によりモータ８の出力が調整されることで、Ｄレンジが選択された状態と比較して、同等の車速（駆動力）に対してエンジン回転数、言い換えれば、変速機９への入力回転数が相対的に高くなるように制御される。

なお、変速機９の回転要素群９ｂは、遊星歯車機構や遊星ローラ機構などの差動作用を有する機構にかえて、例えば、それぞれに所定の変速比が割り当てられた複数の変速段をなす複数の歯車群等を含んで構成されてもよい。この場合、変速機９は、例えば、クラッチ、ブレーキが運転状態に応じて適宜作動し係合状態と解放状態とが切り替えられることで、運転状態に応じて、回転要素群９ｂをなす複数の変速段のうちの所定の変速段が自動的に選択される。そして、変速機９は、入力軸に入力される回転動力をこの選択された変速段に割り当てられた変速比で変速して出力軸に伝達することができる。

ここで、この駆動装置４は、油圧制御装置１５を含んで構成され、この油圧制御装置１５から供給される流体としての作動油によってトルクコンバータ７や変速機９などが作動する。油圧制御装置１５は、例えば、ＥＣＵ５により制御される種々の公知の油圧制御回路によって構成される。油圧制御装置１５は、この駆動装置４の各部に供給される作動油の流量あるいは油圧を制御する。油圧制御装置１５は、複数の油路、オイルリザーバ、オイルポンプ、複数の電磁弁などを含んで構成される。

そして、油圧制御装置１５が制御する作動油は、駆動装置４の各部における摺動部を潤滑する潤滑流体（潤滑油）や発熱部を冷却する冷却流体（冷却媒体）としても兼用される。つまり、油圧制御装置１５は、駆動装置４の潤滑対象部位や冷却対象部位へ、潤滑流体や冷却流体として作動油を供給する流体供給装置としても機能する。ここでは、油圧制御装置１５が制御する作動油は、モータ８の冷却と変速機９内部の潤滑とを行う共通の流体として用いられる。すなわち、油圧制御装置１５は、例えば、変速機９のケーシング９ａ内部に作動油を供給することで、この作動油を、歯車等の噛み合い部を含んで構成される回転要素群９ｂなどを潤滑する潤滑油として機能させる。また、ここでのモータ８は、例えば、変速機９のケーシング９ａ内部と連通する空間内に設けられ、これにより、変速機９のケーシング９ａ内部に貯留された作動油がモータ８を冷却する冷却流体としても機能する。

上記のように構成される駆動装置４は、エンジン６が発生させた動力をトルクコンバータ７、変速機９などを介して駆動輪３に伝達することができる。また、駆動装置４は、モータ８が発生させた動力を変速機９などを介して駆動輪３に伝達することができる。この結果、車両２は、駆動輪３の路面との接地面に駆動力［Ｎ］が生じ、これにより走行することができる。また、駆動装置４は、モータ８による回生制動時には、回生によりロータ軸あるいはこれに一体回転可能に連結された回転軸に負のトルクである回生トルクを発生させることができる。この結果、車両２は、駆動輪３の路面との接地面に制動力［Ｎ］が生じ、これにより制動することができる。なお、この車両２は、モータ８などとは別個に油圧式のブレーキ装置（不図示）やステアリング装置（不図示）なども備えている。

ＥＣＵ５は、エンジン６やモータ８を協調して制御するための制御装置であり、駆動装置４を含む車両２の各部の駆動を制御するものである。ＥＣＵ５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路である。ＥＣＵ５は、アクセルペダル（不図示）の操作量、例えば、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１６、車両２の走行速度である車速を検出する車速センサ１７、変速機９内部の作動油の温度であるＴ／Ｍ油温を検出する油温センサ１８、モータ８の温度であるＭＧ温度を検出するＭＧ温度センサ１９やエンジン６、モータ８などを含む駆動装置４の各部に設けられた種々のセンサが電気的に接続される。ここで、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）は、運転者が車両２に要求する加速要求操作の操作量に応じた値に相当する。そして、ＥＣＵ５は、エンジン６の燃料噴射装置、点火装置やスロットル弁装置、インバータ１０、バッテリ１１、油圧制御装置１５などが電気的に接続される。ＥＣＵ５は、種々のセンサから検出した検出結果に対応した電気信号が入力され、入力された検出結果やバッテリ１１の蓄電状態ＳＯＣなどの各部の状態に応じて駆動装置４を含む車両２の各部に駆動信号を出力しこれらの駆動を制御する。ＥＣＵ５は、運転状態に応じて駆動装置４を制御し、エンジン６とモータ８とを併用又は選択使用することで、車両２において様々な車両走行（走行モード）を実現することができる。

ところで、本実施形態の車両制御システム１は、例えば、変速機９内部における作動油の攪拌損失、すなわち、変速機９の回転要素群９ｂの回転に伴ったケーシング９ａ内部の作動油（流体）の攪拌損失が増大した場合に、適正に対処しなければ作動油が過熱状態（過剰に過熱された状態）となるおそれがある。

そこで、本実施形態のＥＣＵ５は、モータ８の損失変化と変速機９内部の作動油の温度変化とに基づいて当該作動油の攪拌損失の増大に対して対応するようにしている。ここでは、ＥＣＵ５は、変速機９内部における作動油の攪拌損失の増大を判定するための内部攪拌判定値に応じて、当該作動油の攪拌損失の増大に対して対応するようにしている。

具体的には、ＥＣＵ５が用いる内部攪拌判定値は、モータ８の損失変化量と変速機９内部の作動油の温度変化量とに基づいた判定値である。ここでの内部攪拌判定値は、モータ８の損失変化量を変速機９内部の作動油の温度変化量で除算した値に相当する判定値である。ＥＣＵ５は、モータ８の動作状態に応じて推定されるモータ８の損失としてのモータ損失（推定値）と、油温センサ１８が検出した変速機９内部の作動油の温度としてのＴ／Ｍ油温（実測値）とに応じて内部攪拌判定値を算出する。モータ８のモータ損失は、典型的には、入力電力と出力仕事の差として定義される。ＥＣＵ５は、種々の公知の手法によりモータ損失を算出することができる。ＥＣＵ５は、例えば、モータ８が出力する実際のモータトルクと、モータ８の実際のモータ回転数（ロータ軸の回転数）とに基づいて、予め記憶しているモータ損失マップ（不図示）からモータ８のモータ損失を算出する。モータトルク、モータ回転数は、駆動装置４の各部に設けられた種々のセンサの検出結果に応じて取得できる。そして、ＥＣＵ５は、推定したモータ損失と実測したＴ／Ｍ油温とに基づいて、例えば、下記の数式（１）を用いて内部攪拌判定値を算出することができる。

内部攪拌判定値＝［モータ損失の変化量の単位時間平均値］／［Ｔ／Ｍ油温の変化量の単位時間平均値］ ・・・ （１）

上記のような駆動装置４では、例えば、モータ８のモータ損失がほとんど変化せずほぼ一定であるにもかかわらず、Ｔ／Ｍ油温が増加する場合、変速機９内部における作動油の内部攪拌が相対的に増大し、この内部攪拌が相対的に大きい状態にあると推定することができる。これは、モータ損失による発熱と、変速機９内部における作動油の内部攪拌による発熱と、変速機９内部のＴ／Ｍ油温との関係において、例えば、モータ損失がほぼ一定であるにもかかわらず、Ｔ／Ｍ油温の上昇が生じるのは、変速機９の回転要素群９ｂの回転に伴ったケーシング９ａ内部の作動油（流体）の攪拌損失が増加したからであると推定できるためである。逆に、駆動装置４では、例えば、モータ８のモータ損失が増加した際にこのモータ損失の変化に対してＴ／Ｍ油温も上昇しＴ／Ｍ油温変化量が大きくなった場合、変速機９内部における作動油の内部攪拌が相対的に大きい状態にあると推定できる。このため、上記のようにして算出される内部攪拌判定値が小さくなった場合、変速機９内部における作動油の攪拌損失、すなわち、Ｔ／Ｍ損失が急変したと推定することができる。この結果、ＥＣＵ５は、内部攪拌判定値を用いて変速機９内部における作動油の攪拌損失、すなわち、Ｔ／Ｍ損失の急激な増大を適正に検知することができ、例えば、Ｔ／Ｍ油温が急激に上昇する前に変速機９内部における作動油の内部攪拌による発熱の進行を早期に検知することができる。

本実施形態のＥＣＵ５は、モータ８の損失変化と変速機９内部の作動油の温度変化とに基づいて、変速機９内部における作動油の攪拌損失の増大を抑制する抑制制御を実行する。ここではＥＣＵ５は、上記の内部攪拌判定値が予め設定された所定値以下になった際に、変速機９内部における作動油の攪拌損失の増大を抑制する抑制制御を実行する。より詳細には、ＥＣＵ５は、内部攪拌判定値に応じて変速機９内部における作動油の攪拌損失の増大を検知する。すなわち、ＥＣＵ５は、内部攪拌判定値が予め設定される所定値以下になった際に、変速機９内部における作動油の攪拌損失の増大を検知し、検知した作動油の攪拌損失の増大に対する対処として、変速機９内部における作動油の攪拌損失の増大を抑制する抑制制御を実行する。ここで内部攪拌判定値に対して設定される所定値は、作動油が過熱状態となることを抑制するべく、実験等に応じて予め設定しＥＣＵ５の記憶部に記憶しておけばよい。

この結果、ＥＣＵ５は、Ｔ／Ｍ油温が急激に上昇する前に、上記のように内部攪拌判定値に応じて変速機９内部における作動油の攪拌損失の急激な増大を適正に検知することができ、例えば、単純にＴ／Ｍ油温のみを監視するような場合と比較して、Ｔ／Ｍ油温の上昇傾向、言い換えれば、作動油の過熱の可能性（傾向）を早期に検知することができる。これにより、ＥＣＵ５は、変速機９内部における作動油の攪拌損失の増大を抑制する抑制制御の実行などによって、変速機９内部における作動油の攪拌損失の増大に対して早期に適正な対応をとることができ、例えば、作動油の温度上昇を抑制する対処が遅れることを抑制することができ、作動油が過熱状態となることを未然に防止することができる。

ここで、ＥＣＵ５は、上記のようにモータ８の損失変化と変速機９内部の作動油の温度変化とに基づいた内部攪拌判定値を用いて変速機９内部における作動油の攪拌損失の急激な増大の有無を検知する場合、単純にＴ／Ｍ油温のみを監視するような場合と比較して、作動油の内部攪拌による発熱の進行具合などに応じて作動油の状態を複数段階に切り分けることもできる。そして、ＥＣＵ５は、これに応じて抑制制御などの対応の内容を段階的に切り替えることができ、これにより、変速機９内部における作動油の攪拌損失の増大に対して、状況に応じたより適正な対応をとることができる。

本実施形態のＥＣＵ５は、変速機９内部における作動油の攪拌損失の増大を抑制する抑制制御として、制御内容の異なる複数種類の抑制制御を実行可能であり、例えば、運転者が要求する動力性能に対して影響の少ない抑制制御から段階的に実行する。これにより、ＥＣＵ５は、運転者が要求する動力性能の制限の最小化を図ることができる。

ここでは、ＥＣＵ５は、変速機９内部における作動油の攪拌損失の増大を抑制する抑制制御として、制御内容が相互に異なる第１抑制制御と第２抑制制御と第３抑制制御とを実行可能である。ＥＣＵ５は、内部攪拌判定値が予め設定された所定値以下になった際には、第１抑制制御、第２抑制制御、第３抑制制御の順で段階的に抑制制御を実行する。

第１抑制制御は、変速機９への入力回転数を低減する抑制制御である。ＥＣＵ５は、内部攪拌判定値が予め設定された所定値以下になった際には、抑制制御として、まず、変速機９への入力回転数を低減する制御であるこの第１抑制制御を実行する。

ＥＣＵ５は、第１抑制制御を実行する場合、現時点での駆動力を保持しつつ変速機９への入力回転数が低減するように変速機９などを制御する。ＥＣＵ５は、内部攪拌判定値が予め設定された所定値以下になる前と、所定値以下になった後との相対的な関係において、内部攪拌判定値が所定値以下になった後の変速機９への入力回転数が相対的に低くなるように変速機９などを制御し、場合によってはエンジン６やモータ８などの出力を制御する。

例えば、ＥＣＵ５は、上述したように、選択可能なシフトレンジとしてＳレンジが含まれており、車両２の走行中にＳレンジが選択されているような場合には、Ｓリジェクト制御を実行することで、エンジン回転数、言い換えれば、変速機９への入力回転数を低減する第１抑制制御を実行することができる。ここで、Ｓリジェクト制御とは、モータ８の出力や変速機９を制御して、Ｓレンジが選択されている状態からＤレンジが選択されている状態に相当する状態に強制的に切り替え移行する制御である。ＥＣＵ５は、第１抑制制御としてＳリジェクト制御を実行することで、例えば、エンジン回転数、言い換えれば、変速機９への入力回転数に関して、実質的にアップシフト（変速比を相対的に小さくする変速）とほぼ同様の作用を得ることができ、すなわち、エンジン回転数を低減し、変速機９への入力回転数を低減することができる。

ＥＣＵ５は、抑制制御としてこの第１抑制制御を実行することで、変速機９への入力回転数が相対的に高回転である状態で変速機９内部における作動油の攪拌が継続することを抑制することができる。これにより、ＥＣＵ５は、変速機９内部における作動油の攪拌量を抑制し、攪拌損失の増大を抑制することができ、作動油の温度上昇を抑制することができる。

なお、ＥＣＵ５は、変速機９を制御し、変速比を相対的に小さくする変速であるアップシフトを強制的に実行することで、エンジン回転数を低減し、変速機９への入力回転数を低減する第１抑制制御を実行してもよい。

第２抑制制御は、変速機９内部への作動油の供給圧力を低減する抑制制御である。ＥＣＵ５は、内部攪拌判定値が予め設定された所定値以下になった際には、抑制制御として、第１抑制制御の次に、変速機９内部への作動油の供給圧力を低減する制御であるこの第２抑制制御を実行する。ＥＣＵ５は、典型的には、油温センサ１８が検出するＴ／Ｍ油温が実際に上昇し始めて予め設定される第１所定油温以上となった際に第２抑制制御を実行する。

ここでは、ＥＣＵ５は、さらにＴ／Ｍ油温、Ｔ／Ｍ油温変化量、モータ温度、要求駆動力などが所定の条件を満たした場合に、第２抑制制御を実行する。ＥＣＵ５は、例えば、Ｔ／Ｍ油温が第１所定油温以上であること、Ｔ／Ｍ油温変化量が予め設定される所定変化量以上であること及び要求駆動力が予め設定される所定駆動力以下であることの３つの条件を満たした場合、又は、Ｔ／Ｍ油温が第１所定油温以上であること、ＭＧ温度が予め設定される所定ＭＧ温度以上であること及び要求駆動力が予め設定される所定駆動力以下であることの３つの条件を満たした場合に第２抑制制御を実行する。ＥＣＵ５は、油温センサ１８による検出結果に応じてＴ／Ｍ油温、Ｔ／Ｍ油温変化量を取得することができる。要求駆動力は、運転者が車両２に要求する駆動力であり、種々の公知の手法によって算出することができる。ＥＣＵ５は、アクセル開度センサ１６、車速センサ１７による検出結果に応じてアクセル開度、車速を取得し、取得したアクセル開度、車速に応じて要求駆動力を算出することができる。ＥＣＵ５は、ＭＧ温度センサ１９による検出結果に応じてモータ８のＭＧ温度を取得することができる。Ｔ／Ｍ油温に対して設定される第１所定油温、Ｔ／Ｍ油温変化量に対して設定される所定変化量、要求駆動力に対して設定される所定駆動力、ＭＧ温度に対して設定される所定ＭＧ温度は、それぞれ、作動油が過熱状態となることを抑制するべく、実験等に応じて予め設定しＥＣＵ５の記憶部に記憶しておけばよい。

なおここで、要求駆動力が予め設定される所定駆動力以下であることを条件としているのは、要求駆動力が相対的に大きい場合は変速機９にて伝達される動力（トルク）が相対的に大きくなることから、このような場合に変速機９内部への作動油の供給圧力を低減し潤滑対象部位への作動油の供給量を低減することがふさわしくないためである。また、所定ＭＧ温度は、駆動装置４に走行用動力源としてモータ８のようなモータが複数個用いられている場合には、各モータに対してそれぞれ個別に設定される。そして、ＥＣＵ５は、それぞれのモータごとに個別にＭＧ温度が所定ＭＧ温度以上であるか否かを判定すればよく、例えば、すべてのモータに関し、ＭＧ温度が所定ＭＧ温度以上であると判定された場合に第２抑制制御を実行する。

ＥＣＵ５は、第２抑制制御を実行する場合、変速機９内部への作動油の供給圧力が低減するように油圧制御装置１５などを制御する。ＥＣＵ５は、Ｔ／Ｍ油温、Ｔ／Ｍ油温変化量、モータ温度、要求駆動力などが上記所定の条件を満たす前と、満たした後との相対的な関係において、満たした後の変速機９内部への作動油の供給圧力が相対的に低くなるように油圧制御装置１５などを制御する。

例えば、ＥＣＵ５は、油圧制御装置１５が油圧制御系の元圧であるライン圧または潤滑対象部位への潤滑圧のレベルを複数段階に切り替えることができるものである場合には、潤滑切替制御を実行することで、変速機９内部への作動油の供給圧力を低減する第２抑制制御を実行することができる。ここで、潤滑切替制御とは、油圧制御装置１５を制御して、ライン圧または潤滑圧のレベルを相対的に高いＨｉレベルから相対的に低いＬｏレベルへ強制的に切り替える制御である。

ＥＣＵ５は、抑制制御としてこの第２抑制制御を実行することで、変速機９内部の回転要素群９ｂなどへの作動油の供給油量を低減することができ、回転要素群９ｂなどによって攪拌される攪拌油量を低減できる。これにより、ＥＣＵ５は、変速機９内部における作動油の攪拌量をさらに抑制し、攪拌損失の増大をさらに抑制することができ、作動油の温度上昇をさらに抑制することができる。

第３抑制制御は、変速機９からの出力回転数を制限する抑制制御である。ＥＣＵ５は、内部攪拌判定値が予め設定された所定値以下になった際には、最終的に、抑制制御として、変速機９からの出力回転数を制限する制御であるこの第３抑制制御を実行する。ＥＣＵ５は、典型的には、油温センサ１８が検出するＴ／Ｍ油温がさらに上昇し第１所定油温より高い温度として予め設定される第２所定油温を超えた際に第３抑制制御を実行する。

ＥＣＵ５は、第３抑制制御を実行する場合、変速機９からの出力回転数を制限するように変速機９を制御する。ＥＣＵ５は、Ｔ／Ｍ油温が第２所定油温を超えた後の変速機９からの出力回転数が所定の回転数以下になるように制限する。ＥＣＵ５は、例えば、車速制限制御を実行することで、変速機９からの出力回転数を制限する第３抑制制御を実行することができる。ここで、車速制限制御とは、車両２の最高車速を強制的に制限する制御である。ＥＣＵ５は、例えば、変速機９を制御してＮレンジが選択されている状態に相当する状態に強制的に切り替え移行することで、変速機９における動力伝達を遮断して駆動輪３で作用する駆動力を制限し、これにより、最高車速を所定の車速以下に制限することで、変速機９からの出力回転数を制限する第３抑制制御を実行することができる。

ＥＣＵ５は、抑制制御としてこの第３抑制制御を実行することで、相対的に高車速であり変速機９からの出力回転数が相対的に高回転である状態で変速機９内部における作動油の攪拌が継続することを抑制することができる。これにより、ＥＣＵ５は、変速機９内部における作動油の攪拌量を確実に抑制し、攪拌損失の増大を確実に抑制することができ、作動油の温度上昇を確実に抑制することができる。また、ＥＣＵ５は、例えば、車両２の車速を低下させることでフリクション等を低減できるので、発熱量を抑制しＴ／Ｍ油温を低下させることができる。

なお、ＥＣＵ５は、エンジン６やモータ８の出力を制限し、駆動輪３に作用する駆動力を制限して最高車速を所定の車速以下に制限することで、変速機９からの出力回転数を制限する第３抑制制御を実行するようにしてもよい。

次に、図２のフローチャートを参照して、本実施形態に係るＥＣＵ５による制御の一例を説明する。なお、これらの制御ルーチンは、数ｍｓないし数十ｍｓ毎の制御周期で繰り返し実行される。

まず、ＥＣＵ５は、Ｔ／Ｍ損失の急変を検知したか否か、すなわち、攪拌状態であるか否かを判定する（ＳＴ１）。ＥＣＵ５は、例えば、現在のモータ損失（推定値）と現在のＴ／Ｍ油温（実測値）とに基づいて、上記の数式（１）を用いて内部攪拌判定値を算出し、この内部攪拌判定値が予め設定された所定値以下であるか否かに基づいてＴ／Ｍ損失の急変を検知したか否かを判定する。

ＥＣＵ５は、Ｔ／Ｍ損失の急変を検知したと判定した場合（ＳＴ１：Ｙｅｓ）、第１抑制制御としてＳリジェクト制御を実行しＳリジェクト状態で車両２を走行させる（ＳＴ２）。

次に、ＥＣＵ５は、現在のＴ／Ｍ油温が規定値Ｘ１以上であるか否かを判定する（ＳＴ３）。この規定値Ｘ１は、Ｔ／Ｍ油温に対して予め設定される第１所定油温に相当する。

ＥＣＵ５は、現在のＴ／Ｍ油温が規定値Ｘ１以上であると判定した場合（ＳＴ３：Ｙｅｓ）、現在のＴ／Ｍ油温変化量が規定値Ｙ以上であるか否かを判定する（ＳＴ４）。この規定値Ｙは、Ｔ／Ｍ油温変化量に対して予め設定される所定変化量に相当する。

ＥＣＵ５は、現在のＴ／Ｍ油温変化量が規定値Ｙ以上であると判定した場合（ＳＴ４：Ｙｅｓ）、現在の要求駆動力が規定値Ｚ以下であるか否かを判定する（ＳＴ５）。この規定値Ｚは、要求駆動力に対して予め設定される所定駆動力に相当する。

ＥＣＵ５は、現在の要求駆動力が規定値Ｚ以下であると判定した場合（ＳＴ５：Ｙｅｓ）、第２抑制制御として潤滑切替制御を実行しライン圧または潤滑圧のレベルをＨｉレベルから低いＬｏレベルへ切り替えた状態で車両２を走行させる（ＳＴ６）。

次に、ＥＣＵ５は、現在のＴ／Ｍ油温が規定値Ｘ２を超えたか否かを判定する（ＳＴ７）。この規定値Ｘ２は、Ｔ／Ｍ油温に対して予め設定される第２所定油温に相当し、規定値Ｘ１より大きな値である。

ＥＣＵ５は、現在のＴ／Ｍ油温が規定値Ｘ２を超えたと判定した場合（ＳＴ７：Ｙｅｓ）、第３抑制制御として車速制限制御を実行し最高車速を所定の車速以下に制限した状態で車両２を走行させる（ＳＴ８）。

次に、ＥＣＵ５は、現在のＴ／Ｍ油温が規定値Ｘ２未満であるか否かを判定する（ＳＴ９）。

ＥＣＵ５は、現在のＴ／Ｍ油温が規定値Ｘ２未満であると判定した場合（ＳＴ９：Ｙｅｓ）、最高車速を所定の車速以下に制限した状態を解除し（ＳＴ１０）、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。ＥＣＵ５は、現在のＴ／Ｍ油温が規定値Ｘ２以上であると判定した場合（ＳＴ９：Ｎｏ）、ＳＴ８に戻って以降の処理を繰り返し実行する。

ＥＣＵ５は、ＳＴ４にて現在のＴ／Ｍ油温変化量が規定値Ｙ未満であると判定した場合（ＳＴ４：Ｎｏ）、又は、ＳＴ５にて現在の要求駆動力が規定値Ｚより大きいと判定した場合（ＳＴ５：Ｎｏ）、現在のＭＧ温度が規定値α以上であるか否かを判定する（ＳＴ１１）。この規定値αは、ＭＧ温度に対して予め設定される所定ＭＧ温度に相当する。ＥＣＵ５は、走行用動力源としてのモータが複数ある場合には、各モータに対してこのＳＴ１１の判定を行う。

ＥＣＵ５は、現在のＭＧ温度が規定値α以上であると判定した場合（ＳＴ１１：Ｙｅｓ）、現在の要求駆動力が規定値Ｚ以下であるか否かを判定する（ＳＴ１２）。

ＥＣＵ５は、現在の要求駆動力が規定値Ｚ以下であると判定した場合（ＳＴ１２：Ｙｅｓ）、上述のＳＴ６に移行する。

ＥＣＵ５は、ＳＴ３にて現在のＴ／Ｍ油温が規定値Ｘ１未満であると判定した場合（ＳＴ３：Ｎｏ）、ＳＴ７にて現在のＴ／Ｍ油温が規定値Ｘ２以下であると判定した場合（ＳＴ７：Ｎｏ）、ＳＴ１１にて現在のＭＧ温度が規定値α未満であると判定した場合（ＳＴ１１：Ｎｏ）、あるいは、ＳＴ１２にて現在の要求駆動力が規定値Ｚより大きいと判定した場合（ＳＴ１２：Ｎｏ）、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。

ＥＣＵ５は、ＳＴ１にて、Ｔ／Ｍ損失の急変を検知していないと判定した場合（ＳＴ１：Ｎｏ）、抑制制御を実行せず、車両２を通常走行させ、あるいは通常走行を継続して（ＳＴ１３）、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。

この結果、ＥＣＵ５は、変速機９内部における作動油の攪拌損失の増大に対する適正な対応と動力性能の制限最小化との両立を図ることができ、すなわち、作動油の過熱抑制と動力性能の制限最小化との両立を図ることができる。

以上で説明した実施形態に係るＥＣＵ５によれば、動力を発生可能なモータ８と動力を変速して駆動輪３に伝達可能な変速機９とを搭載し作動油がモータ８の冷却と変速機９内部の潤滑とを行う車両２に用いられ、モータ８の損失変化と変速機９内部の作動油の温度変化とに基づいて、変速機９内部における作動油の攪拌損失の増大を抑制する抑制制御を実行する。ここでは、ＥＣＵ５は、モータ８の損失変化量を変速機９内部の作動油の温度変化量で除算した値に相当する内部攪拌判定値に応じて変速機９内部における作動油の攪拌損失の増大を検知する。すなわち、ＥＣＵ５は、モータ８の損失変化量を変速機９内部の作動油の温度変化量で除算した値に相当する内部攪拌判定値が予め設定された所定値以下になった際に抑制制御を実行する。したがって、ＥＣＵ５は、モータ８の損失変化と変速機９内部の作動油の温度変化とに基づいて、変速機９内部における作動油の攪拌損失の増大に対して適正に対応することができる。

なお、上述した本発明の実施形態に係る車両用制御装置及び攪拌損失検知装置は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。

以上で説明したＥＣＵ５は、モータ８の損失変化量を変速機９内部の作動油の温度変化量で除算した値に相当する内部攪拌判定値に応じて変速機９内部における作動油の攪拌損失の増大を検知し、抑制制御を実行するものとして説明したがこれに限らない。ＥＣＵ５は、内部攪拌判定値を用いずに、単にモータ８の損失変化と変速機９内部の作動油の温度変化とに基づいて変速機９内部における作動油の攪拌損失の増大を検知し、あるいは、抑制制御を実行する構成であってもよい。例えば、ＥＣＵ５は、変速機９内部の攪拌により作動油中に多量の空気が含まれてモータ８の発熱部の冷却性能が低下するような場合などを想定して、モータ８の損失変化量が小さいことを前提とした上で、変速機９内部の作動油の温度変化を監視し、作動油の温度が上昇したと判定した場合に、変速機９内部における作動油の攪拌損失の増大を検知し、あるいは、抑制制御を実行する構成であってもよい。

以上で説明した車両２は、ハイブリッド車両であるものとして説明したがこれに限らない。ＥＣＵ５が適用される車両２は、モータ８を搭載する一方、エンジン６を搭載しない車両、いわゆるＥＶ車両（電気自動車）であってもよい。

以上の説明では、ＥＣＵ５は、第１抑制制御、第２抑制制御、第３抑制制御の順で段階的に抑制制御を実行するものとして説明したが、必ずしもこの順番でなくてもよく、また、全部を実行しなくてもよい。すなわち、ＥＣＵ５は、第１抑制制御、第２抑制制御、あるいは、第３抑制制御のうちの少なくとも１つを実行すればよい。

以上のように本発明に係る車両用制御装置及び攪拌損失検知装置は、電動機と変速機とを搭載し流体が電動機の冷却と変速機内部の潤滑とを行う種々の車両に用いられる車両用制御装置及び攪拌損失検知装置に適用して好適である。

１ 車両制御システム
２ 車両
３ 駆動輪
４ 駆動装置
５ ＥＣＵ（車両用制御装置、攪拌損失検知装置）
６ エンジン
７ トルクコンバータ
８ モータ（電動機）
９ 変速機
９ａ ケーシング
９ｂ 回転要素群

Claims (7)

1. 動力を発生可能な電動機と前記動力を変速して駆動輪に伝達可能な変速機とを搭載し流体が前記電動機の冷却と前記変速機内部の潤滑とを行う車両に用いられ、前記電動機の損失変化と前記変速機内部の前記流体の温度変化とに基づいて、前記変速機内部における前記流体の攪拌損失の増大を抑制する抑制制御を実行することを特徴とする、
   車両用制御装置。
2. 前記電動機の損失変化量を前記変速機内部の前記流体の温度変化量で除算した値に相当する判定値が予め設定された所定値以下になった際に前記抑制制御を実行する、
   請求項１に記載の車両用制御装置。
3. 前記抑制制御として前記変速機への入力回転数を低減する制御を実行する、
   請求項１又は請求項２に記載の車両用制御装置。
4. 前記抑制制御として前記変速機内部への前記流体の供給圧力を低減する制御を実行する、
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
5. 前記抑制制御として前記変速機からの出力回転数を制限する制御を実行する、
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
6. 前記変速機への入力回転数を低減する第１抑制制御、前記変速機内部への前記流体の供給圧力を低減する第２抑制制御、前記変速機からの出力回転数を制限する第３抑制制御の順で段階的に前記抑制制御を実行する、
   請求項１又は請求項２に記載の車両用制御装置。
7. 動力を発生可能な電動機と前記動力を変速して駆動輪に伝達可能な変速機とを搭載し流体が前記電動機の冷却と前記変速機内部の潤滑とを行う車両に用いられ、前記電動機の損失変化と前記変速機内部の前記流体の温度変化とに基づいて前記変速機内部における前記流体の攪拌損失の増大を検知することを特徴とする、
   攪拌損失検知装置。

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