JP6211321B2 - 車両用電動オイルポンプの制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、動力を車軸に伝達する動力伝達装置にオイルを供給する電動オイルポンプを制御する制御装置に関する。
特許文献1には、エンジンに接続される動力伝達装置(変速機構、発進用摩擦要素など)にオイルを供給するポンプとして、エンジンで駆動される機械式オイルポンプと、モータで駆動される電動オイルポンプとを備えた自動車において、機械式オイルポンプが停止するアイドルストップ中に電動オイルポンプを駆動する技術が開示されている。
特開2009−293649号公報
ところで、電動オイルポンプの駆動周波数を高くすると駆動騒音が低下するため、車両の乗員が感知する騒音レベルを低下させるためには、駆動周波数を高く設定することが望まれる。
しかし、電動オイルポンプの駆動周波数が高いと、駆動周波数が低い場合に比べて駆動回路の発熱量が大きくなり、電動オイルポンプを連続的に使用する状況では、駆動回路の熱による損傷が発生する可能性がある。
ここで、駆動回路の放熱性を高めれば熱による駆動回路の損傷を抑制できる。しかし、例えば、エンジンで駆動される機械式オイルポンプと電動オイルポンプとを備え、機械式オイルポンプを主として用い電動オイルポンプを補助的に用いるシステムであって、電動オイルポンプを連続的に使用する状態が限られる場合に、電動オイルポンプの連続使用状態でも十分な放熱性能を得られるように駆動回路の放熱性を高めると、コストアップや駆動回路の大型化を招くことになり、逆に、駆動周波数を低く設定して発熱量を抑えるようにすると、騒音が増して車両の商品性を低下させてしまうことになる。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、電動オイルポンプの駆動騒音による商品性の低下、及び、電動オイルポンプの駆動回路のコストアップ,大型化を抑制しつつ、駆動回路の熱による損傷を抑制できる、車両用電動オイルポンプの制御装置を提供することを目的とする。
本発明によれば、その1つの態様において、車両の被牽引状態で電動オイルポンプを駆動する場合、車両の自走状態で電動オイルポンプを駆動する場合に比べて電動オイルポンプの駆動周波数を低くする。
上記発明によると、電動オイルポンプの駆動回路の発熱及び消費電力を抑制でき、また、駆動回路の大型化及びコストアップを抑制できる。
本発明の実施形態におけるハイブリッド車両の駆動系を示す図である。 本発明の実施形態における動力伝達装置の非駆動状態での電動オイルポンプの制御を示すフローチャートである。 本発明の実施形態における動力伝達装置の駆動状態での電動オイルポンプの制御を示すフローチャートである。 本発明の実施形態における動力伝達装置の駆動状態での電動オイルポンプの駆動要求の判定処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態における動力伝達装置の駆動状態と非駆動状態とにおける電動オイルポンプの制御パターンの違いを概略的に示すタイムチャートである。 本発明の実施形態における動力伝達装置の駆動状態と非駆動状態とにおける電動オイルポンプの制御パターンの違いを、車速、アクセル開度、クラッチ入力トルクなどに応じて示すタイムチャートである。 本発明の実施形態における動力伝達装置の駆動状態と非駆動状態とにおける電動オイルポンプの目標流量を示す線図である。 本発明の実施形態における動力伝達装置の非駆動状態での電動オイルポンプの制御を示すフローチャートである。 本発明の実施形態における電動オイルポンプの駆動周波数の変更処理を示すフローチャートである。
以下に本発明の実施の形態を説明する。
本発明に係る車両用電動オイルポンプの制御装置の一例として、ハイブリッド車両に適用した例を、以下で図面に従って説明する。
図1は、ハイブリッド車両の駆動系を示す。図1の駆動系は、エンジン(内燃機関)1、第1クラッチ2、モータジェネレータ3、動力伝達装置4を備え、動力伝達装置4の出力が車軸20に伝達される。
動力伝達装置4は、遊星歯車機構41a、後退ブレーキ41b、前進クラッチ(第2クラッチ)41cを備えた前後進切替機構41、及び、無段変速機構42とで構成される。
無段変速機構42は、プライマリプーリ42a、セカンダリプーリ42b、これらプーリ間に掛けられたVベルト42cを含んで構成され、プライマリプーリ42aの回転は、Vベルト42cを介してセカンダリプーリ42bへ伝達され、セカンダリプーリ42bの回転は、車軸20に伝達されて車両が駆動される。
そして、プライマリプーリ42aの可動円錐板及びセカンダリプーリ42bの可動円錐板を軸方向に移動させてVベルト42cとの接触位置半径を変えることにより、プライマリプーリ42aとセカンダリプーリ42bとの間の回転比つまり変速比を変えることができる。
また、モータジェネレータ3と前後進切替機構41との間の回転軸43によって駆動される機械式オイルポンプ5を設けてある。そして、エンジン1及び/又はモータジェネレータ3によって回転駆動される機械式オイルポンプ5が吐出するオイルは、調圧機構6を介して前後進切替機構41及び無段変速機構42に油圧作動用、潤滑用及び冷却用として供給される。
更に、機械式オイルポンプ5と並列に、モータ(電動機)7aで回転駆動される電動オイルポンプ7を設けてある。この電動オイルポンプ7が吐出するオイルは、前後進切替機構41に潤滑用及び冷却用として供給される。
調圧機構6及び電動オイルポンプ7の動作は、マイクロコンピュータを備えた制御装置8によって制御される。
制御装置8は、バッテリ(電源)22が接続されるインバータ(駆動回路)9のPWM制御を介して電動オイルポンプ7(モータ7a)の作動(ポンプモータ7aへの電力供給)を制御する。
上記の構成のハイブリッド車両の駆動系での走行モードとして、第1クラッチ2を締結しエンジン1及びモータジェネレータ3を動力源として走行するハイブリッド走行モードと、第1クラッチ2を解放しモータジェネレータ3を動力源として走行する電気自動車走行モードとの2つが設定される。
制御装置8には、駆動系の状態を検出する各種センサの出力信号が入力される。
各種センサとしては、機械式オイルポンプ5及び電動オイルポンプ7が循環させるオイルを滞留させるオイルパン10内でのオイル温度TOを検出する温度センサ11、車速VSPを検出する車速センサ12、運転者が操作するアクセルペダルの開度ACCを検出するアクセル開度センサ13、ブレーキ操作の有無を検出するブレーキスイッチ14、前後進切替機構41の入力側回転速度Ninを検出する入力回転センサ15、前後進切替機構41の出力側回転速度Noutを検出する出力回転センサ16、エンジン1の目標駆動力(要求駆動力)ELを検出する目標駆動力センサ17、車両走行路面の勾配θを検出する勾配センサ18などが設けられている。
次に制御装置8による電動オイルポンプ7の制御の一例を、図2〜図4のフローチャートに従って説明する。
図2のフローチャートに示すルーチンは、車両のエンジンスイッチ(イグニッションスイッチ、スタートスイッチ)がオンされて制御装置8に電源が投入されている状態において、制御装置8によって実行される。
まず、制御装置8は、ステップS101で、電動オイルポンプ(電動OP)7の作動準備が完了しているか否かを検出すると共に、電動オイルポンプ7の駆動経験フラグを0に落とすリセット処理を行う。
電動オイルポンプ7の作動準備が完了している状態とは、例えば、電動オイルポンプ7(モータ7a)に向けてバッテリ22の電力を出力するリレーがオン状態で、かつ、バッテリ電圧VBが規定範囲内で、かつ、電動オイルポンプ7やインバータ9について故障発生が検出されていない状態である。
電動オイルポンプ7の作動準備が完了している場合、換言すれば、電動オイルポンプ7の作動が可能な状態であれば、制御装置8は、ステップS102へ進む。
ステップS102で、制御装置8は、動力伝達機構4の前後進切替機構41が、動力を伝達する駆動状態(駆動レンジ)であるか、動力を伝達しない非駆動状態(非駆動レンジ)であるかを検出する。
制御装置8は、前後進切替機構41が駆動状態であるか非駆動状態であるかを、AT(Automatic Transmission)のセレクターによるレンジの選択信号に基づき検出する。つまり、制御装置8は、セレクターによりニュートラルレンジ(Nレンジ)が選択されていれば非駆動状態を検出し、Nレンジ以外のドライブレンジ(Dレンジ)などが選択されていれば駆動状態を検出する。
ここで、制御装置8は、前後進切替機構41が駆動状態であることを検出すると、ステップS114の駆動状態用制御(通常制御)を実施する。
ステップS114の駆動状態用制御(駆動状態での制御パターン)の一例を、図3及び図4のフローチャートに従って説明する。
図3のフローチャートのステップS201で、制御装置8は、前記ステップS101と同様に、電動オイルポンプ(電動OP)7の作動準備が完了しているか否かを検出し、作動準備が完了していれば、ステップS202へ進む。
ステップS202で、制御装置8は、温度センサ11が検出するオイル温度TO(℃)を読み込む。ステップS203で、制御装置8は、オイル温度TOに基づき電動オイルポンプ7の目標回転数rpm(又は目標流量L/min)を算出する。
制御装置8は、前後進切替機構41の駆動状態でのオイル温度TOと目標回転数rpm(目標流量L/min)との相関を規定する変換テーブルや関数などを備え、係る相関に基づいてオイル温度TOの検出値から目標回転数rpm(目標流量L/min)を算出する。
制御装置8は、オイル温度TOが高いほどより高い目標回転数rpm(より大きな目標流量L/min)を設定する。これにより、オイル温度が高い場合にオイル流量が多くなってオイルの循環による冷却性能が高まり、オイル温度TOの上昇が抑制される。
但し、電動オイルポンプ7の目標回転数rpm(目標流量L/min)をオイル温度TOに応じて変更する構成に限定されず、制御装置8は、例えば、目標回転数rpm(目標流量L/min)を固定値とすることができる。
ステップS204で、制御装置8は、電動オイルポンプ7の駆動要求が成立しているか否かを検出する。
ここで、電動オイルポンプ7の駆動要求とは、機械式オイルポンプ5が駆動されていて機械式オイルポンプ5によってオイルが循環されている状態で、オイル流量の不足分を電動オイルポンプ7の作動によって補うことを要求する指令である。
制御装置8は、例えば、湿式多板クラッチなどの摩擦係合要素である前進クラッチ41cのスリップ状態において、機械式オイルポンプ5が吐出するオイルに電動オイルポンプ7が吐出するオイルを付加してオイル流量の総量を増やすために電動オイルポンプ7の駆動要求を設定する。
換言すれば、前進クラッチ41cの解放状態又は滑りのない完全締結状態であれば発熱量が少なく、潤滑や冷却に必要とされるオイル流量は機械式オイルポンプ5が吐出するオイル流量で充たされる。
一方、前進クラッチ41cのスリップ状態では発熱量が多く、機械式オイルポンプ5が吐出するオイル流量では潤滑や冷却に不十分となるため、電動オイルポンプ7を駆動させて潤滑や冷却に十分なオイル流量を確保する。
制御装置8は、ステップS204における電動オイルポンプ7の駆動要求の検出を、例えば図4のフローチャートに示すようにして行う。
図4のフローチャートにおいて、制御装置8は、ステップS301で、前進クラッチ41cの温度が所定値以上であるか否かを検出する。
制御装置8は、前進クラッチ41cの温度をクラッチ入力トルク(エンジン負荷)や回転数差(スリップ回転数)などに基づき推定する演算を行い、又は、前進クラッチ41cに設けた温度センサの信号に基づき前進クラッチ41cの温度を検出する。
また、ステップS301において前進クラッチ41cの温度と比較する所定値は、電動オイルポンプ7を作動させてオイル流量を増やす必要があるか否かを検出するための閾値であり、電動オイルポンプ7によってオイル流量を増やさないと前進クラッチ41cの温度が許容温度を超えて高くなる可能性がある温度を基準とする温度である。
前進クラッチ41cの温度が前記所定値以上であればオイル流量の不足分を電動オイルポンプ7によって補う必要があり、制御装置8は、ステップS308へ進んで電動オイルポンプ7の駆動要求を設定する。
一方、前進クラッチ41cの温度が所定値未満である場合、前進クラッチ41cの温度条件としては電動オイルポンプ7を駆動する必要はないが、前進クラッチ41cの温度条件以外の条件で駆動が要求される場合があるので、制御装置8はステップS302以降の処理に進む。
ステップS302で、制御装置8は、前進クラッチ41cがスリップ状態であるか否かを、前進クラッチ41cの入出力間の回転数差(スリップ回転数)に基づいて検出する。
ここで、前進クラッチ41cがスリップ状態でない場合、即ち、前進クラッチ41cが解放状態又は回転数差のない完全締結状態である場合は、スリップによる発熱に対応するためのオイル流量の増量は不要である。
そこで、制御装置8は、前進クラッチ41cがスリップ状態でない場合はステップS307へ進み、電動オイルポンプ7の駆動要求を不成立とする。
一方、前進クラッチ41cがスリップ状態である場合は、スリップに伴う発熱に対応するためのオイル流量の増量が必要となる可能性があるので、制御装置8は、ステップS303の処理へ進む。
ステップS303で、制御装置8は、車両の走行路が所定値より急な上り勾配であって、かつ、車両ブレーキのオフ状態であるか否かを検出する。
車両の走行路が急な上り勾配でかつブレーキがオフ状態である場合、車両を発進させるために前進クラッチ41cを締結させるときの負荷トルクが大きく、前進クラッチ41cの締結過程での発熱量が多くなることが見込まれる。
このため、制御装置8は、ステップS308へ進んで、電動オイルポンプ7の駆動要求を設定する。
一方、制御装置8は、ステップS303で勾配の条件及び/又はブレーキの条件が成立していないことを検出すると、ステップS304へ進み、アクセル開度ACCが所定開度以上でかつブレーキがオンである状態が所定時間以上継続しているか否かを検出する。
ステップS304の条件が成立する場合には、ブレーキペダルを踏んだままの状態でアクセルペダルを踏み込み、エンジン1の出力を上げた状態でブレーキをオフして急発進させる状況が想定される。
そして、係る状況では、前進クラッチ41cの入力トルクが大きく前進クラッチ41cの締結過程での発熱量が多くなることが見込まれる。そこで、制御装置8は、ステップS308へ進んで電動オイルポンプ7の駆動要求を設定する。
また、制御装置8は、ステップS304において急発進状態ではないこと、つまり、アクセル開度ACC、ブレーキ、継続時間の3条件のうちの少なくとも1つが成立していないことを検出すると、ステップS305へ進む。
ステップS305で、制御装置8は、前進クラッチ41cの入力トルク(エンジン負荷)が所定値を超えかつ車速が所定値以下である状態が所定時間以上継続しているか否かを検出する。
ステップS305の条件が成立する場合は、上り勾配や積載重量の増加などによって車両を発進させるためのトルク(発進負荷)が高くなっている状況であり、この場合、前進クラッチ41cの入力トルク及び負荷トルクが大きく前進クラッチ41cの締結過程での発熱量が多くなることが見込まれる。
そこで、制御装置8は、ステップS308へ進んで、電動オイルポンプ7の駆動要求を設定する。
一方、制御装置8は、ステップS305において発進負荷の高い状態ではないこと、つまり、入力トルク、車速、継続時間の3条件のうちの少なくとも1つが成立していないことを検出すると、ステップS306へ進む。
ステップS306で、制御装置8は、無段変速機構42の変速比が所定値以下であって、かつ、車速VSPが所定値以下である状態であるか否かを検出する。
ステップS306の条件が成立する状況は、有段変速機における2速発進のような状態であり、負荷トルクが大きく前進クラッチ41cの締結過程での発熱量が多くなることが見込まれる。
そこで、制御装置8は、ステップS308へ進んで電動オイルポンプ7の駆動要求を設定する。
一方、制御装置8は、ステップS306において2速発進状態ではないこと、つまり、変速比、車速の2条件のうちの少なくとも1つが成立していないことを検出すると、ステップS307へ進んで電動オイルポンプ7の駆動要求を不成立とする。
2速発進状態でない場合は、前進クラッチ41cのスリップ状態であっても前進クラッチ41cでの発熱量はオイル流量の増量が必要なほどに多くないため、制御装置8は、電動オイルポンプ7の駆動を不要とする。
また、制御装置8は、ステップS307、ステップS308で電動オイルポンプ7の駆動の要否を設定すると、ステップS309で係る設定を確定する。
尚、ステップS303〜ステップS306に例示した発熱量の検出処理に限定されるものではなく、制御装置8は、他の処理によって前進クラッチ41cの発熱量を推定することができる。
また、制御装置8は、前進クラッチ41cの解放過程における発熱量の検出を行って、電動オイルポンプ7の駆動の要否を設定することができる。
制御装置8は、上記のようにして電動オイルポンプ7の駆動の要否を検出した結果を、図3のフローチャートのステップS204にて判断し、電動オイルポンプ7の駆動が不要であれば、ステップS207へ進んで電動オイルポンプ7を停止させる。
制御装置8がステップS207で電動オイルポンプ7を停止させても機械式オイルポンプ5はエンジン1で駆動され、機械式オイルポンプ5が吐出するオイルは調圧機構6を介して前後進切替機構41及び無段変速機構42に供給され、オイルの必要供給量は確保される。
一方、制御装置8は、ステップS204において電動オイルポンプ7の駆動要求があることを検出すると、ステップS205へ進んで、ステップS203で設定した目標回転数rpm(目標流量L/min)を電動オイルポンプ7の駆動制御における指令値に設定する。
そして、制御装置8は、ステップS206で、目標回転数rpm(目標流量L/min)に基づき電動オイルポンプ7をPWM制御する。
制御装置8は、目標回転数rpmと実際のポンプ回転数(モータ回転数)rpmとの差(制御エラー)に基づいてPWM制御におけるデューティ比を決定し、決定したデューティ比の操作信号によってインバータ9におけるスイッチング素子をPWM制御する。
前述した制御装置8による電動オイルポンプ7の制御では、前進クラッチ41cのスリップ状態であって前進クラッチ41cの発熱量が多くしかも増大傾向にある場合に、機械式オイルポンプ5によって前進クラッチ41cに供給されるオイルに加えて電動オイルポンプ7からも前進クラッチ41cにオイル供給を行う。
これにより、オイルによる前進クラッチ41cの冷却性能が高まり、前進クラッチ41cの温度上昇が抑制される。
上記のように、制御装置8は、前後進切替機構41の駆動状態においては、前進クラッチ41cのスリップ状態で発熱量が多くなると電動オイルポンプ7を駆動してオイル流量(循環量)の増量を図る。
機械式オイルポンプ5はエンジン1で駆動されるため、図5(A)に示すように、車両発進状態でのポンプ回転速度が低いときには吐出流量が少なく、車速が高くなるつまりエンジン1の回転速度が高くなるに従って機械式オイルポンプ5の吐出流量は増大する。
一方、前進クラッチ41cは締結過程でのスリップ状態で発熱し、前進クラッチ41cが発熱する条件は発進加速するときの車速が低い条件である。
つまり、前進クラッチ41cが発熱する条件で機械式オイルポンプ5の吐出量が少ないことになり、発進加速状態において機械式オイルポンプ5が吐出するオイルでは前進クラッチ41cを十分に冷却することができない。
そこで、図5(A)に示すように、機械式オイルポンプ5が吐出するオイルに電動オイルポンプ7が吐出するオイルを付加し、両ポンプ5,7の総量で前進クラッチ41cの冷却に必要なオイル流量を確保する。
図6(A)のタイムチャートは、前後進切替機構41の駆動状態における制御装置8による電動オイルポンプ7の制御パターンの一例を示す。
図6(A)のタイムチャートにおいて、時刻t1でニュートラルレンジ(非駆動状態)からドライブレンジ(駆動状態)に切り替わると、制御装置8は前進クラッチ41cの締結操作を行う。
時刻t2で、制御装置8は、アクセル開操作に伴って前進クラッチ41cの入力トルクが設定値を超えたことに基づいて電動オイルポンプ7を起動し、時刻t3で、制御装置8は、前進クラッチ41cが完全締結状態に移行したことに基づいて電動オイルポンプ7を停止させる。
また、時刻t4では、減速に伴い前進クラッチ41cがスリップ状態に移行し、更に、車軸20側から駆動される状態となって前進クラッチ41cの入出力間での回転速度差が大きくなるので、制御装置8は、電動オイルポンプ7を再起動する。そして、制御装置8は、時刻t5での減速の収束に伴って電動オイルポンプ7を停止させる。
更に、時刻t6で、制御装置8は、スリップ状態でのアクセルの踏み込みに伴う入力トルクの増大に対応するために電動オイルポンプ7を起動させ、時刻t7でアクセルが戻されたことによって電動オイルポンプ7を停止させる。
上記図3及び図4のフローチャートに示した制御装置8の処理は、図2のフローチャートのステップS102で、制御装置8が前後進切替機構41の駆動状態であることを検出して、ステップS114に進んだ場合の処理である。
一方、制御装置8は、ステップS102で前後進切替機構41が非駆動状態(ニュートラルレンジ)であることを検出すると、ステップS103以降の処理に進む。
尚、前後進切替機構41の非駆動状態とは、前後進切替機構41が非動作状態であってかつモータジェネレータ3がトルクを発生しない非動作状態である場合である。
ステップS103で、制御装置8は、オイル温度TOの検出値を読み込む。
次いで、制御装置8は、ステップS104においてオイル温度TO(℃)に応じて電動オイルポンプ7の目標回転数rpm(目標流量L/min)を算出する。
制御装置8は、前後進切替機構41の非駆動状態でのオイル温度TOと目標回転数rpm(目標流量L/min)との相関を規定する変換テーブルや関数などを備え、係る相関に基づいてオイル温度TOの検出値から目標回転数rpm(目標流量L/min)を算出する。
制御装置8は、前後進切替機構41が駆動状態である場合と同様に、非駆動状態においてオイル温度TOが高いほどより高い目標回転数rpm(より大きな目標流量L/min)を設定する。
これにより、オイル温度が高い場合にオイル流量が多くなってオイルの循環による冷却性能が高まり、オイル温度TOの上昇が抑制される。
ここで、前後進切替機構41の非駆動状態では、前進クラッチ41cの締結トルクが発生せず、かつ、前後進切替機構41の入力トルクも小さいことから、前進クラッチ41cでの発熱量は駆動状態である場合に比べて小さくなる。
そこで、制御装置8は、非駆動状態での目標回転数rpm(目標流量L/min)を、同じオイル温度TOにおいて駆動状態よりも低い値に設定する。
図7は、オイル温度TOと目標回転数rpm(目標流量L/min)との相関を、前後進切替機構41の駆動状態と非駆動状態とでそれぞれに示す図である。
制御装置8は、前後進切替機構41の駆動状態と非駆動状態との双方でオイル温度TOが高くなるほど目標回転数rpm(目標流量L/min)をより高く設定するが、同じオイル温度TOでは、駆動状態に適用する目標回転数rpm(目標流量L/min)を非駆動状態に適用する目標回転数rpm(目標流量L/min)よりも高く設定する。
尚、目標回転数rpm(目標流量L/min)は、少なくとも潤滑、冷却に必要な流量が確保できればよく、図7に示すような特性に限定されるものではなく、また、制御装置8は、オイル温度TOに応じた目標回転数rpm(目標流量L/min)の変更処理を省略し、予め設定した一定の目標回転数rpm(目標流量L/min)に基づき電動オイルポンプ7を駆動することができる。
図2のフローチャートのステップS105で、制御装置8は、車速VSPが所定値(1)以上であるか否かを検出する。
ステップS105における所定値(1)は、車両が他車に牽引されて走行している状態(被牽引状態、当該車両が牽引される側)であるか否かを判断するための値であり、前後進切替機構41の非駆動状態において車速VSPが所定値(1)以上である場合には、車両が被牽引走行状態である可能性があると推定できるようにしてある。
ここで、ニュートラル状態で車両が停止している場合、制御装置8は、車速VSPが所定値(1)未満であると検出して、ステップS110へ進み、電動オイルポンプ7を停止する。
車両がニュートラルレンジで停止しているか又は停止直前の低速状態である場合は、機械式オイルポンプ5が停止していたとしても前進クラッチ41cの温度上昇やオイル切れを抑制できるので、制御装置8は、電動オイルポンプ7を停止させて無用な電力消費を抑制する。
また、エンジン1の運転状態で前後進切替機構41の非駆動状態になっている場合には、エンジン1で機械式オイルポンプ5が駆動され、機械式オイルポンプ5から前後進切替機構41に潤滑用、冷却用のオイルが供給されるので、電動オイルポンプ7の駆動は不要となる。
一方、エンジン1の停止状態で前後進切替機構41の非駆動状態になっている場合、機械式オイルポンプ5が停止して機械式オイルポンプ5から前後進切替機構41へのオイルの供給が行われなくなる。
しかし、車両が停止しているか若しくは低速走行状態であれば、前後進切替機構41が車軸20側から回転駆動されたとしても前進クラッチ41cの入力トルク及びスリップ回転数は小さく発熱量は少ないから、電動オイルポンプ7を駆動させなくても前後進切替機構41の過熱や潤滑オイル切れを十分に抑制できる。
従って、制御装置8は、ステップS105で車速VSPが所定値(1)未満であることを検出すると、ステップS110へ進み、電動オイルポンプ7を停止させる。
一方、車速VSPが所定値(1)以上である場合、制御装置8は、エンジン1及びモータジェネレータ3の運転を停止させた状態(つまり、機械式オイルポンプ5の停止状態)で車両が牽引されている可能性があり、かつ、車速が高いことで前後進切替機構41での発熱が高くなっていると推定できる。
即ち、エンジン1やモータジェネレータ3による駆動力が車軸20に伝達されない状態での走行は、惰性走行や牽引されての走行がある。そして、駆動力が車軸20に伝達されない状態での走行でも、前後進切替機構41が車軸20側から駆動されることによって発熱し、発熱量は車速が高くなって前後進切替機構41の回転(前進クラッチ41cの出力軸回転)が高くなるほど多くなる。
そこで、制御装置8は、ステップS105で車速VSPが所定値(1)以上であることを検出すると、ステップS106へ進み、ステップS104で設定した目標回転数rpm(目標流量L/min)に基づき電動オイルポンプ7を駆動し、電動オイルポンプ7から吐出されたオイルを前後進切替機構41に潤滑、冷却用として供給する。
また、ステップS106で、制御装置8は、電動オイルポンプ7が駆動されたことを検出するためのフラグ(電動オイルポンプ駆動経験フラグ)を立ち上げる。
車両の牽引は、一般的にエンジン1(及びモータジェネレータ3)の運転を停止させて行われ、このとき機械式オイルポンプ5が停止することになる。しかし、車軸20側から前後進切替機構41に回転駆動トルクが伝わることで、前後進切替機構41で発熱が生じる。
係る被牽引状態で、図5(B)に示すように、電動オイルポンプ7から前後進切替機構41に潤滑、冷却用オイルを供給することで、被牽引状態で前後進切替機構41が過熱し、潤滑オイル切れとなることを抑制できる。
また、制御装置8は、電動オイルポンプ7の目標回転数rpm(目標流量L/min)をオイル温度TOに応じて設定するので、発熱量が低い状態で電動オイルポンプ7から過剰なオイルを吐出させてしまうこと、換言すれば、エンジン1が停止していてバッテリ22への充電が行われない状態での無駄な電力消費を抑制できる。
尚、制御装置8は、電動オイルポンプ7の目標回転数rpm(目標流量L/min)をオイル温度TO及び車速VSPに応じて設定することができ、車速VSPが同じでもオイル温度TOが高いほど目標回転数rpm(目標流量L/min)を高く、オイル温度TOが同じでも車速VSPが高いほど目標回転数rpm(目標流量L/min)を高く設定することができる。
また、制御装置8は、オイル温度TOの情報を用いずに、電動オイルポンプ7の目標回転数rpm(目標流量L/min)を車速VSPに基づいて設定することができ、この場合、車速VSPが高いほど目標回転数rpm(目標流量L/min)を高く設定することができる。
前後進切替機構41が車軸20側から回転駆動される牽引状態では、前進クラッチ41cの入出力間での回転速度差は車速が高くなるほど大きくなり、回転速度差が大きくなるほど発熱量が多くなるので、制御装置8は、車速VSPが高いほど目標回転数rpm(目標流量L/min)を高く設定する。
また、前後進切替機構41が非駆動状態であってかつ車速VSPが所定値(1)以上である状態としては、前述のように惰性走行が含まれる。
しかし、エンジン1の運転状態での惰性走行では、機械式オイルポンプ5は駆動状態となってオイルを前後進切替機構41に供給するので、オイル温度TOが低く抑制される。
従って、制御装置8は、惰性走行状態でオイル温度TOに応じて目標回転数rpm(目標流量L/min)を設定する場合に、目標回転数rpmを低く設定するか、又は、電動オイルポンプ7の停止指令を設定する。
ステップS107で、制御装置8は、前後進切替機構41が非駆動状態から駆動状態に切り替えられたか否か、換言すれば、ニュートラルレンジからドライブレンジに切り替えられたか否かを検出する。
ここで、前後進切替機構41が非駆動状態から駆動状態に切り替えられた場合には、被牽引状態ではなく、機械式オイルポンプ5がエンジン1で駆動されている状態であることを示す。
そこで、制御装置8は、ステップS114へ進んで、前進クラッチ41cの締結過程に伴う発熱に対処するために電動オイルポンプ7からオイル供給を行わせる制御を実施する。
一方、前後進切替機構41の非駆動状態(ニュートラルレンジ)が継続している場合、制御装置8は、ステップS108へ進み、電動オイルポンプ7の動作時間(継続駆動時間)が所定値(1)以上になっているか否かを検出する。
ステップS108における所定値(1)は、電動オイルポンプ7の継続動作を許容できる最大時間であり、動作時間に対するバッテリ22(電源)の消耗(放電)や、動作時間に対する電動オイルポンプ7(モータ7a)やインバータ9の温度上昇などに基づく値である。
電動オイルポンプ7の動作時間が所定値(1)以上になると、制御装置8は、ステップS110へ進んで電動オイルポンプ7を停止させ、バッテリ22の消耗やインバータ9などの温度上昇を抑制する。
一方、制御装置8は、ステップS108で、電動オイルポンプ7の動作時間が所定値(1)未満であることを検出すると、ステップS109へ進み、車速VSPが所定値(2)を下回っているか否かを検出する。
尚、ステップS109における所定値(2)はステップS105における所定値(1)よりも低い値であり、係る所定値(1)、(2)の設定によって、車速に基づく電動オイルポンプ7の動作、停止制御のハンチングを抑制する。
電動オイルポンプ7を駆動させている状態で車速VSPが所定値(2)を下回るようになった場合、即ち、被牽引状態での交差点における一時停止や目的地までの移送が終了し駐車された場合などでは、前後進切替機構41での発熱量が小さくなり、機械式オイルポンプ5の停止状態であっても電動オイルポンプ7からのオイル供給が不要になる。
そこで、制御装置8は、電動オイルポンプ7を駆動させている状態で車速VSPが所定値(2)を下回ると、ステップS110へ進んで電動オイルポンプ7を停止させる。
これに対し、車速VSPが所定値(2)以上である状態を維持している場合、前後進切替機構41が車軸20側から回転駆動されることで発熱して電動オイルポンプ7からのオイル供給が必要となるので、制御装置8は、ステップS106へ戻って電動オイルポンプ7の駆動を継続させる。
制御装置8は、ステップS110へ進んで電動オイルポンプ7を停止させた場合、次いでステップS111へ進み、電動オイルポンプ駆動経験フラグが立っているか否かを検出する。
そして、制御装置8は、電動オイルポンプ駆動経験フラグが立っている場合、即ち、前後進切替機構41の非駆動状態で電動オイルポンプ7を駆動させていたものの、ステップS108やステップS109での処理で電動オイルポンプ7を停止させた経緯がある場合には、ステップS112へ進む。
ステップS112で、制御装置8は、電動オイルポンプ7を継続的に停止させていた時間(停止時間)が所定値(2)以上になっているか否かを検出する。
ここで、制御装置8は、電動オイルポンプ7の停止時間が所定値(2)未満であることを検出すると、ステップS110に戻り、電動オイルポンプ7の停止状態を継続させる。
一方、制御装置8は、電動オイルポンプ7の停止時間が所定値(2)以上になっていることを検出すると、ステップS113へ進み、電動オイルポンプ駆動経験フラグを落とす処理(フラグのリセット処理)を実施する。
制御装置8は、ステップS113でフラグのリセット処理を実施すると、ステップS101に戻り、車両の被牽引状態が継続していることを検出すると、電動オイルポンプ7を再度駆動させる。
従って、制御装置8は、車両の被牽引状態が継続する場合に電動オイルポンプ7を断続的に駆動させ、これにより、バッテリ22の消耗を抑制しつつ前後進切替機構41及び電動オイルポンプ7などの温度上昇を抑制する。
尚、被牽引状態で電動オイルポンプ7を駆動させることによるバッテリ22の消耗を抑制するために、制御装置8は、牽引の駆動力(運動エネルギー)を電力(電気エネルギー)に変換する回生制御を実施し、回生電力をバッテリ22に充電させることができる。
また、制御装置8は、被牽引状態でエンジン1を自動的に始動させて、図示を省略したオルタネータ(発電機)をエンジン1で駆動させ、オルタネータが発電した電力をバッテリ22に充電させることができる。
更に、制御装置8は、回生制御やエンジン1の自動始動制御を、被牽引状態での電動オイルポンプ7の駆動によってバッテリ22が所定以上に消耗したことを検出したときに実施することができる。
ここで、制御装置8は、バッテリ22の消耗を電動オイルポンプ7の動作時間に基づいて検出することができる他、バッテリ22の電圧、電動オイルポンプ7の消費電力などからバッテリ22の消耗を検出することができる。
また、電動オイルポンプ7の消費電力は、オイル温度が低くオイルの粘度が高くなるほど大きくなるので、制御装置8は、テップS108における動作時間の所定値(1)を、オイル温度が低いほど短い時間に変更することができる。
これにより、バッテリ22の消耗を抑制しつつ電動オイルポンプ7の駆動時間を可及的に長くすることができ、電動オイルポンプ7によるオイル供給により前後進切替機構41の潤滑や冷却を十分に行わせることができる。
図6(B)は、前後進切替機構41の非駆動状態(車両の被牽引状態)における、車速などの運転状態と電動オイルポンプ7の作動状態との相関を示す。
図6(B)において、牽引によって車速VSPが上がった時刻t8から、換言すれば、前進クラッチ41cの入出力間での回転速度差が生じたときから、制御装置8は、電動オイルポンプ7の駆動を開始する。
制御装置8は、時刻t8で電動オイルポンプ7の駆動を開始すると、車両が停止する時刻t9までの間において電動オイルポンプ7の駆動を継続し、時刻t8から時刻t9までの間では、車速の増大(減少)による発熱量の増大(減少)に伴うオイル温度の上昇(低下)に応じて電動オイルポンプ7の回転数を増大(減少)させる回転数制御を実施する。
ここで、制御装置8は、電動オイルポンプ7を一定の回転数で駆動することができるが、車速やオイル温度に応じてポンプ回転数を変更することで、前後進切替機構41の温度上昇を抑制しつつ、電動オイルポンプ7の電力消費を可及的に少なくできる。
即ち、図6(B)において、時刻t10から時刻t11においても制御装置8は電動オイルポンプ7を駆動するが、時刻t8から時刻t9までの間での走行に比べて時刻t10から時刻t11までの間は車速が低いことから、制御装置8は、電動オイルポンプ7の回転数を低く抑制して電力消費を抑える。
ところで、図2のフローチャートに示した電動オイルポンプ7の駆動制御の一例では、制御装置8は、前後進切替機構41の非駆動状態(被牽引状態)での電動オイルポンプ7のオン、オフを車速VSPに応じて切り替えるが、制御装置8は、前後進切替機構41の発熱状態(温度状態)に応じて電動オイルポンプ7を動作させることができる。
図8のフローチャートは、前後進切替機構41の非駆動状態において前後進切替機構41の発熱状態(温度状態)に応じて電動オイルポンプ7を動作させる制御の一例を示し、図2のフローチャートに示したルーチンに代えて制御装置8にて実行される。
図8のフローチャートにおいて、制御装置8は、ステップS401において、ステップS101と同様に電動オイルポンプ7の作動準備が完了しているか否かを検出する。
そして、制御装置8は、電動オイルポンプ7の作動準備が完了している場合、ステップS402に進んでオイル温度TOを読み込む。
次いで、制御装置8は、ステップS403で、ステップS104と同様にオイル温度TO(℃)に応じて電動オイルポンプ7の目標回転数rpm(目標流量L/min)を算出する。
次のステップS404で、制御装置8は、ステップS102と同様に前後進切替機構41が非駆動状態であるか否かを検出する。
前後進切替機構41が駆動状態である場合、制御装置8は、ステップS405へ進み、前記図3及び図4のフローチャートに従って電動オイルポンプ7の動作を制御する。
一方、前後進切替機構41が非駆動状態であれば、制御装置8は、ステップS406へ進み、前後進切替機構41が発熱状態(温度上昇状態)であるか否かを例えばオイル温度TOに基づいて検出する。
ここで、制御装置8は、前後進切替機構41の非駆動状態でのオイル温度TOの初期値を記憶し、この初期温度よりもオイル温度TOが所定値以上に高くなった場合に前後進切替機構41が発熱状態(温度上昇状態)であることを検出することができる。
また、制御装置8は、前後進切替機構41が発熱することでオイル温度TOが上回る温度を閾値として設定し、オイル温度TOが閾値を超えたときに前後進切替機構41が発熱状態(温度上昇状態)であることを検出することができる。
ステップS406で、制御装置8は、オイル温度TOに基づいて前後進切替機構41の発熱状態を検出できる他、前進クラッチ41cの温度、前後進切替機構41に含まれる軸受の温度、モータジェネレータ3のコイル温度などの前後進切替機構41の温度を代表する温度又は前後進切替機構41の温度に相関する温度を検出し、係る温度検出値の上昇に基づいて前後進切替機構41の発熱状態を検出することができる。
制御装置8は、ステップS406で前後進切替機構41が発熱状態であることを検出すると、ステップS407へ進み、ステップS403で設定した目標回転数rpm(目標流量L/min)に基づき電動オイルポンプ7を駆動する。
次いで、制御装置8は、ステップS408において前後進切替機構41が駆動状態(駆動レンジ)に切り替わったか否かを検出し、前後進切替機構41が非駆動状態から駆動状態に切り替わった場合にはステップS405へ進む。
一方、前後進切替機構41が継続して非駆動状態であれば、制御装置8は、ステップS409へ進み、ステップS108と同様に電動オイルポンプ7の動作時間が所定値(1)以上になっているか否かを検出する。
そして、制御装置8は、電動オイルポンプ7の動作時間が所定値(1)未満である場合は、ステップS407に戻ることで電動オイルポンプ7の駆動を継続する。
一方、動作時間が所定値(1)以上になると、制御装置8は、ステップS410へ進んで電動オイルポンプ7を停止させ、バッテリ22の消耗及び電動オイルポンプ7の温度上昇を抑制する。
制御装置8は、ステップS410へ進んで電動オイルポンプ7を停止させると、次いでステップS411へ進み、電動オイルポンプ駆動経験フラグが立っているか否かを検出する。
そして、電動オイルポンプ駆動経験フラグが立っていて、前後進切替機構41の非駆動状態で電動オイルポンプ7を駆動させていた場合、制御装置8は、ステップS412へ進む。
ステップS412で、制御装置8は、電動オイルポンプ7の停止時間が所定値(2)以上になっているか否かを検出する。
そして、制御装置8は、電動オイルポンプ7の停止時間が所定値(2)未満であればステップS410に戻って電動オイルポンプ7の停止状態を継続させ、停止時間が所定値(2)以上になればステップS413へ進んで電動オイルポンプ駆動経験フラグを落とすリセット処理を実施する。
制御装置8は、電動オイルポンプ駆動経験フラグを落とすリセット処理を実施した後にステップS401に戻ったときに被牽引状態が継続していれば、電動オイルポンプ7を再度駆動させる。
これにより、電動オイルポンプ7は車両の被牽引状態が継続するときに断続的に作動することになり、バッテリ22の消耗を抑制しつつ前後進切替機構41及び電動オイルポンプ7の温度上昇を抑制することができる。
ところで、制御装置8は、前述のように電動オイルポンプ7のモータ7aをPWM制御するが、係るPWM制御におけるPWM周波数(駆動周波数、制御周波数)を車両状態に応じて変更する機能を有している。
電動オイルポンプ7のPWM制御におけるPWM周波数を高くすれば駆動騒音を低減できるものの、PWM周波数が高いとインバータ9(駆動回路)の発熱量が大きくなるため、電動オイルポンプ7の駆動時間が長引くとインバータ9における耐熱限界を超えてしまう可能性がある。
そこで、制御装置8は、PWM周波数を車両状態に応じて変更することで、電動オイルポンプ7の駆動騒音の増大による商品性の低下を抑制しつつインバータ9の発熱量を許容内に抑えることで発熱によるインバータ9の損傷を抑制する。
次に、制御装置8によるPWM周波数の可変制御の一例を、図9のフローチャートに従って説明する。
図9のフローチャートに示すルーチンは、車両のエンジンスイッチがオンされて制御装置8に電源が投入されている状態において、制御装置8によって実行される。
制御装置8は、まず、ステップS501において、電動オイルポンプ7を駆動する条件が成立しているか否か、つまり、電動オイルポンプ7のモータ7aについてPWM制御を実施する状態であるか否かを検出する。
ここで、電動オイルポンプ7を駆動する条件でない場合はPWM周波数の設定は不要であるので、制御装置8は、図9のフローチャートに示すルーチンをそのまま終了させる。
一方、電動オイルポンプ7を駆動する条件である場合、制御装置8は、ステップS502へ進み、車両の被牽引状態であるか否かを前後進切替機構41の非駆動状態であるか否か及び車速に基づいて検出する。即ち、制御装置8は、前後進切替機構41の非駆動状態(Nレンジ選択状態)であってかつ車速が設定速度よりも高い場合に車両が被牽引状態であることを検出する。
車両の被牽引状態である場合、制御装置8は、ステップS508へ進み、電動オイルポンプ7のPWM制御におけるPWM周波数fとして、標準PWM周波数fSよりも低い低PWM周波数fLを選定する。
制御装置8は、PWM周波数fとして、発熱量の抑制よりも駆動騒音の低減を優先する標準PWM周波数fSと、駆動騒音の低減よりも発熱量の抑制を優先する低PWM周波数fLとを制御定数としてメモリに記憶していて、ステップS508では、駆動騒音の低減よりも発熱量の抑制を優先する低PWM周波数fLに従って電動オイルポンプ7をPWM制御する設定を行う。
車両の被牽引状態では車両に人が乗っていないため騒音の増大によって不快感を与えることがなく、騒音の増大が車両の商品性を低下させることにはならない。
一方、車両の被牽引状態ではエンジン1及びモータジェネレータ3が作動停止状態に保持されるために機械式オイルポンプ5が作動せず、前後進切替機構41の潤滑,冷却は電動オイルポンプ7からのオイル供給に依存し、電動オイルポンプ7が作動する時間割合が通常走行状態に比べて多くなり、以って、インバータ9における発熱量が多くなる。
そこで、制御装置8は、車両の被牽引状態である場合(前後進切替機構41の非駆動状態)には、エンジン1やモータジェネレータ3を動力源として走行する場合(自走状態、前後進切替機構41の駆動状態)に比べて、電動オイルポンプ7のPWM制御におけるPWM周波数fを低くする。
係るPWM周波数fの低下処理により、車両の被牽引状態におけるインバータ9での発熱量及び消費電力を抑制し、インバータ9の熱による損傷及び被牽引状態でのバッテリ消耗を抑制することができる。
また、PWM制御におけるPWM周波数fを低くすることで被牽引状態でのインバータ9における発熱量を抑制するから、標準PWM周波数fSでのPWM制御に適合する放熱性能を備える必要がなく、インバータ9の大型化及びコストアップを抑制できる。
つまり、機械式オイルポンプ5が作動する自走状態では、電動オイルポンプ7が補助的に用いられ、機械式オイルポンプ5による吐出量の不足分を電動オイルポンプ7からの吐出で補うことになるため、電動オイルポンプ7から大流量のオイルを長時間に亘って吐出させることは殆どない。
これに対し、被牽引状態では、機械式オイルポンプ5が停止するため、電動オイルポンプ7が大流量のオイルを長時間に亘って吐出する必要が生じる場合がある。係る長時間駆動において、標準PWM周波数fSでPWM制御を行ってもインバータ9の温度が過剰に上昇しないようにするためには、より低い低PWM周波数fLでPWM制御する場合よりも発熱量が多くなるから、より高い放熱性能を備える必要が生じる。そして、より高い放熱性能を実現するためには、インバータ9が大型化し、また、インバータ9のコストアップを招くことになる。
一方、低PWM周波数fLでPWM制御すれば、インバータ9の発熱量を標準PWM周波数fSでPWM制御する場合よりも低くできるから、放熱性能を下げてもインバータ9の温度上昇を十分に抑えることができ、放熱設備のための大型化、コストアップを抑制できる。
尚、車両の被牽引状態では、バッテリ22の消耗(放電)をなるべく抑制することが望まれるので、車両の被牽引状態でステップS508へ進んだ場合、制御装置8は、バッテリ22の電圧が低いほど(バッテリ22が放電しているほど)PWM周波数fをより低くすることができる。
また、車両の被牽引状態で電動オイルポンプ7を駆動する場合、電源であるバッテリ22の放電(消耗)が過剰に進むことを抑制するために、バッテリ電圧VBが下限電圧を上回っていることを条件として電動オイルポンプ7を駆動するが、バッテリ電圧VBの低下に基づき電動オイルポンプ7の駆動を停止すると、前後進切替機構41を十分に潤滑、冷却させることができなくなる。
そこで、制御装置8は、車両の被牽引状態においてバッテリ22の電圧条件などから電動オイルポンプ7の駆動を途中で停止する場合には、牽引する側の車両の運転者などに向けて、電動オイルポンプ7によるオイル循環が停止し前後進切替機構41の潤滑、冷却が十分に行えなくなることを警告する処理を実施することができる。
制御装置8は、前述の警告処理として、車両に備えられたクラクション(警笛)を自動で鳴らす処理、ヘッドライトなどのライト類を自動で点灯(点滅)させる処理、ワイパーを自動で動作させる処理、予め記憶したメールアドレス(牽引する側の車両の運転者のメールアドレスなど)にメールを送信する処理などのうちの複数或いは1つを実施することができる。
制御装置8は、図9のフローチャートのステップS502で車両が被牽引状態でないことを検出すると、ステップS503へ進み、車両が設定速度を上回る高車速で走行しているか否かを検出する。
車両の高速走行状態では、低速走行状態である場合に比べて車両における騒音レベルが全体的に増大して電動オイルポンプ7の駆動騒音の許容値が上がる一方、電動オイルポンプ7における目標の吐出流量が増してインバータ9の発熱量が多くなる。
そこで、制御装置8は、車両の高速走行状態ではステップS508へ進み、電動オイルポンプ7のPWM制御におけるPWM周波数fとして、標準PWM周波数fSよりも低い低PWM周波数fLを選定する。つまり、制御装置8は、車両の走行速度が高くなるとPWM周波数fをより低くする。
これにより、電動オイルポンプ7の駆動騒音が車両の商品性を低下させてしまうことを抑制しつつ、インバータ9の発熱量を抑制して熱によるインバータ9の損傷を抑制でき、また、インバータ9における電力ロスを低減することができる。
また、制御装置8は、ステップS503で車両の高速走行状態でないことを検出すると、ステップS504へ進み、車両の動力源であるエンジン1(又はモータジェネレータ3)の回転速度が設定速度を上回る高回転状態であるか否かを検出する。
エンジン1(又はモータジェネレータ3)の回転速度が設定速度を上回る高回転状態では、車両の高速走行状態と同様に、車両における騒音レベルが全体的に増大して電動オイルポンプ7の駆動騒音の許容値が上がる一方、電動オイルポンプ7における目標の吐出流量が増してインバータ9の発熱量が多くなる。
そこで、制御装置8は、エンジン1(又はモータジェネレータ3)の高回転状態ではステップS508へ進み、電動オイルポンプ7のPWM制御におけるPWM周波数fとして、標準PWM周波数fSよりも低い低PWM周波数fLを選定する。つまり、制御装置8は、エンジン1(又はモータジェネレータ3)の回転速度が高くなるとPWM周波数fをより低くする。
これにより、電動オイルポンプ7の駆動騒音が車両の商品性を低下させてしまうことを抑制しつつ、インバータ9の発熱量を抑制して熱によるインバータ9の損傷を抑制することができ、また、インバータ9における電力ロスを低減することができる。
また、制御装置8は、ステップS504でエンジン1(又はモータジェネレータ3)の高回転状態でないことを検出すると、ステップS505へ進み、電動オイルポンプ7の目標回転数rpm(又は目標流量L/min)が設定回転数(又は設定流量)を上回る高吐出量状態であるか否かを検出する。
電動オイルポンプ7が高吐出量状態となるのはオイル温度が高いときであって、オイル温度は高負荷で車両が駆動されている場合に上昇するから、電動オイルポンプ7が高吐出量状態である場合には、一般的に電動オイルポンプ7の駆動騒音の許容値が上がる状況であり、しかも、高吐出量とするためにインバータ9の発熱量が多くなる。
そこで、制御装置8は、電動オイルポンプ7の高吐出量状態ではステップS508へ進み、電動オイルポンプ7のPWM制御におけるPWM周波数fとして、標準PWM周波数fSよりも低い低PWM周波数fLを選定する。つまり、制御装置8は、電動オイルポンプ7の吐出流量(回転速度)が高くなるとPWM周波数fをより低くする。
これにより、電動オイルポンプ7の駆動騒音が車両の商品性を低下させてしまうことを抑制しつつ、インバータ9の発熱量を抑制して熱によるインバータ9の損傷を抑制することができ、また、インバータ9における電力ロスを低減することができる。
更に、制御装置8は、ステップS505で電動オイルポンプ7の高吐出量状態でないことを検出すると、ステップS506へ進み、車両の車室内の騒音レベルが設定値を上回る高騒音状態であるか否かを検出する。
制御装置8は、高騒音状態であるか否かの検出を、車室内の音を電気信号に変換するマイクロフォンを用いて検出することができる他、車速、エンジン回転速度、車両の窓の開閉状態、エアコンディショナーの風量設定、オーディオ機器の音量設定などから推定することができる。
車室内の騒音が高くなるに従って、電動オイルポンプ7の駆動騒音の許容値が上がることになってPWM周波数fをより低くすることができ、PWM周波数fをより低くすることで、インバータ9における発熱量及び消費電力(電力ロス)を抑制できる。
そこで、制御装置8は、高騒音状態ではステップS508へ進み、電動オイルポンプ7のPWM制御におけるPWM周波数fとして、標準PWM周波数fSよりも低い低PWM周波数fLを選定する。つまり、制御装置8は、車室内の騒音が高くなるとPWM周波数fをより低くする。
これにより、電動オイルポンプ7の駆動騒音が車両の商品性を低下させてしまうことを抑制しつつ、インバータ9の発熱量を抑制して熱によるインバータ9の損傷を抑制することができ、また、インバータ9における電力ロスを低減することができる。
一方、制御装置8は、ステップS506にて高騒音状態でないことを検出した場合、つまり、車両が被牽引状態ではない(自走状態である)場合があって、高車速,高エンジン回転速度,高吐出流量でなく、しかも、車室内の騒音レベルが低い場合には、ステップS507に進んで、電動オイルポンプ7のPWM制御におけるPWM周波数fとして標準PWM周波数fSを選定する。
標準PWM周波数fSは、他の騒音発生源が発する音が低い条件であっても、電動オイルポンプ7の駆動騒音を十分に低いレベルを抑えることができるPWM周波数fであり、電動オイルポンプ7の駆動騒音が耳障りとなって車両の商品性を低下させることを抑制できる。
上記実施形態で説明した各技術的思想は、矛盾が生じない限りにおいて適宜組み合わせて使用することができる。
また、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば種々の変形態様を採り得ることは自明である。
PWM周波数fの変更を実施する車両状態を、ステップS502〜ステップS506で判断した運転状態に限定するものではなく、制御装置8は、ステップS502〜ステップS506の運転状態のうちのいずれか1つ又は一部に応じてPWM周波数fを変更することができる。
また、制御装置8は、ステップS502〜ステップS506の条件のうちの複数が成立する場合に、PWM周波数fとして低PWM周波数fLを選択することができる。例えば、制御装置8は、車両の被牽引状態(S502)であって、かつ、高車速又は電動オイルポンプ7の目標回転数rpmが高い場合に、PWM周波数fを低PWM周波数fLとすることができる。
また、制御装置8は、PWM周波数fを変更する条件として、路面の凸凹、降雨状態、風速、トンネル走行状態などの車両の走行環境を、PWM周波数fを変更するための車両状態に含めることができる。
つまり、制御装置8は、路面の凸凹が大きい場合、降雨状態、風速が速い場合、トンネル内を走行している場合には車室内の騒音レベルが上がるので、PWM周波数fを低くすることができる。ここで、制御装置8は、路面の凸凹を例えば車両のサスペンションのストローク量(車高)の変化に基づき検出することができ、降雨状態を例えば車両のワイパーの作動状態に基づいて検出することができ、また、トンネル走行を例えばGPSなどによる車両の位置情報に基づいて検出することができる。
また、制御装置8は、車速や目標回転数rpm(又は目標流量L/min)の増大に応じてPWM周波数fを徐々に(複数段階に)低下させることができる。
また、制御装置8は、インバータ9の温度を検出し、インバータ9の温度が設定温度よりも高くなった場合には、電動オイルポンプ7の駆動騒音を乗員が感じ易い条件であっても温度低下を優先させてPWM周波数fを低下させることができる。
また、車両が複数の走行モードのうちの1つとして燃費を優先するエコモードを備える場合に、制御装置8は、車両の運転者が前記エコモードを選択している場合に、PWM周波数fを低下させることができる。
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
(イ)
動力を車軸に伝達する動力伝達装置にオイルを供給する電動オイルポンプを制御する制御装置であって、
車室内の騒音が大きくなるに応じて前記電動オイルポンプの駆動周波数を低くする、車両用電動オイルポンプの制御装置。
上記発明によると、車室の騒音が大きく電動オイルポンプの騒音が目立たなくなるときに電動オイルポンプの駆動周波数を低くすれば、電動オイルポンプの騒音によって車両の商品性が損なわれることを抑制しながら、電動オイルポンプの駆動回路の発熱及び電力消費を抑制することができる。
(ロ)
動力を車軸に伝達する動力伝達装置にオイルを供給する電動オイルポンプを制御する制御装置であって、
前記車両の被牽引状態で前記電動オイルポンプを駆動する場合には、前記車両の自走状態で前記電動オイルポンプを駆動する場合に比べて前記電動オイルポンプの駆動周波数を低くする、車両用電動オイルポンプの制御装置。
上記発明によると、車両の被牽引状態では車室内に乗員が居ないため、電動オイルポンプの騒音が高くなることが許容されるので、電動オイルポンプの駆動周波数を低くし、騒音は高くなるものの駆動回路における発熱量及び電力消費を抑制する。
(ハ)
動力を車軸に伝達する動力伝達装置にオイルを供給する電動オイルポンプを制御する制御装置であって、
前記電動オイルポンプのオイル吐出量の増大に応じて前記電動オイルポンプの駆動周波数を低くする、車両用電動オイルポンプの制御装置。
上記発明によると、電動オイルポンプのオイル吐出量が増大すると、電動オイルポンプの駆動周波数を低くすることで、駆動回路の発熱量及び電力消費を抑制する。
(ニ)
動力を車軸に伝達する動力伝達装置にオイルを供給する電動オイルポンプを制御する制御装置であって、
車両の被牽引状態で前記電動オイルポンプを駆動する場合に、前記電動オイルポンプの電源電圧の低下に応じて前記電動オイルポンプの駆動周波数を低くする、車両用電動オイルポンプの制御装置。
上記発明によると、電源電圧の低下に応じて電動オイルポンプの駆動周波数を低くすることで電力消費を抑制し、被牽引状態でのバッテリ消耗を抑制する。
(ホ)
被牽引状態において電源電圧の低下に応じて、外部に向けた警告のために車両搭載機器を動作させる、請求項(ニ)記載の車両用電動オイルポンプの制御装置。
上記発明によると、被牽引状態において電源電圧が低下してきて、電動オイルポンプの駆動を継続することが困難になると、外部に電源電圧の低下を警告すべく車両搭載機器を動作させ、例えば牽引する側の車両の乗員などに電源電圧の低下(電動オイルポンプの作動限界)を認識させる。
(へ)
動力を車軸に伝達する動力伝達装置にオイルを供給する電動オイルポンプを制御する制御装置であって、
前記車両の被牽引状態で前記電動オイルポンプを駆動する場合には、前記車両の自走状態で前記電動オイルポンプを駆動する場合に比べて前記電動オイルポンプの駆動周波数を低くし、かつ、前記電動オイルポンプの電源電圧の低下に応じて前記駆動周波数を低くする、車両用電動オイルポンプの制御装置。
上記発明によると、車両の被牽引状態では車室内に乗員が居ないため、電動オイルポンプの騒音が高くなることが許容されるので、電動オイルポンプの駆動周波数を低くし、騒音は高くなるものの駆動回路における発熱量及び電力消費を抑制すると共に、電源電圧の低下に応じて電動オイルポンプの駆動周波数を低くすることで電力消費を抑制し、被牽引状態でのバッテリ消耗を抑制する。
(ト)
動力を車軸に伝達する動力伝達装置にオイルを供給するオイルポンプとして、前記電動オイルポンプと共に、前記動力伝達装置と動力源との間の回転軸によって回転駆動される機械式オイルポンプを備える、請求項(イ)から(ヘ)のいずれか1つに記載の車両用電動オイルポンプの制御装置。
上記発明によると、機械式オイルポンプは、エンジンなどの動力源の作動が停止する被牽引状態では停止することになるが、電動オイルポンプを作動させることで被牽引状態での動力伝達装置の潤滑,冷却を行える。ここで、電動オイルポンプを作動させるときの駆動周波数を運転状態に応じて変更することで、騒音性能の低下を抑制しつつ駆動回路の発熱、電力消費を抑制する。
1…エンジン、2…第1クラッチ、3…モータジェネレータ、4…動力伝達装置、5…機械式オイルポンプ、7…電動オイルポンプ、7a…モータ、8…制御装置、9…インバータ(駆動回路)、20…車軸、22…バッテリ(電源)、41…前後進切替機構、42…無段変速機構

Claims (3)

  1. 動力を車軸に伝達する動力伝達装置にオイルを供給する電動オイルポンプを制御する制御装置であって、
    車両の被牽引状態で前記電動オイルポンプを駆動する場合、車両の自走状態で前記電動オイルポンプを駆動する場合に比べて前記電動オイルポンプの駆動周波数を低くする、車両用電動オイルポンプの制御装置。
  2. 車両の被牽引状態で前記電動オイルポンプを駆動する場合、前記電動オイルポンプの電源電圧の低下に応じて前記電動オイルポンプの駆動周波数を低くする、請求項1記載の車両用電動オイルポンプの制御装置。
  3. 車両の被牽引状態で前記電動オイルポンプを駆動する場合、前記電動オイルポンプの電源電圧の低下に応じて、車両の警笛を鳴らす処理、車両のライト類を点灯させる処理、車両のワイパーを動作させる処理のうちの少なくとも1つを実施する、請求項2記載の車両用電動オイルポンプの制御装置。
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