WO2026014121A1

WO2026014121A1 - 車両の制御装置、車両の制御方法、及びプログラム

Info

Publication number: WO2026014121A1
Application number: PCT/JP2025/020179
Authority: WO
Inventors: 知正池田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; JATCO Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; JATCO Ltd
Priority date: 2024-07-12
Filing date: 2025-06-04
Publication date: 2026-01-15
Anticipated expiration: 2027-01-12

Abstract

［課題］電動オイルポンプの運転効率を高める。［解決手段］車両の制御装置は、電動オイルポンプを有するユニットが搭載された車両の制御装置であり、車両がレディオフ状態からレディオン状態になり、且つレディオフ状態が所定時間継続している場合に、電動オイルポンプを駆動する制御部を有する。

Description

車両の制御装置、車両の制御方法、及びプログラム

　本発明は車両の制御装置、車両の制御方法、及びプログラムに関する。

　特許文献１には、専用の電動モータにより駆動される電動オイルポンプで潤滑や冷却のためのオイルを供給する電気自動車のパワートレインのユニットが開示されている。

国際公開第２０２３／２７７０５８号

　車両の状態は、走行準備ができているレディオンと、走行準備ができていないレディオフとの間で切り換えられる。レディオンは、エンジン車の場合はイグニッションオンとも呼ばれ、レディオン時には、例えば各種補機への電源が供給されて車両走行が可能な状態となる。

　一方、レディオフ時には、各種補器への電源が供給されなくなり、電動オイルポンプからのオイルの潤滑供給は行われなくなる。このため、レディオフ時には油膜切れ（油膜が不十分な状態）が発生し得る。

　しかしながら、車両がレディオフ状態からレディオン状態になった場合に、電動オイルポンプを駆動させると、場合によっては、電動オイルポンプからのオイルの潤滑供給が過剰なものとなり、過剰な潤滑供給で費やされる消費電力によって、電動オイルポンプの運転効率が悪化し得る。

　本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、電動オイルポンプの運転効率を高めることを目的とする。

　本発明のある態様によれば、電動オイルポンプを有するユニットが搭載された車両の制御装置であって、前記車両がレディオフ状態からレディオン状態になり、且つ前記レディオフ状態が所定時間継続している場合に、前記電動オイルポンプを駆動する制御部を有する車両の制御装置が提供される。

　上記態様によれば、レディオフ状態が短い場合には油膜が切れていないことが多く、オイルの潤滑供給を必要としない場合が多いことから、所定時間継続したレディオフ状態からレディオン状態になったときに電動オイルポンプを駆動する。これにより、レディオフ状態が所定時間継続していない場合は、電動オイルポンプを駆動せずに済むので、不要な消費電力を削減して電動オイルポンプの運転効率を高めることができる。また、電動オイルポンプの作動は車両の音振性能に影響するので、音振性能に影響が表れる頻度も低減できる。

図１は、車両の要部を示す概略構成図である。図２は、ユニットの潤滑冷却経路を示す図である。図３は、運転効率の悪化についての説明図である。図４は、レディオフ状態での制御の一例をフローチャートで示す図である。図５は、レディオン状態での制御の一例をフローチャートで示す図である。図６は、第１の場合のタイミングチャートの一例を示す図である。図７は、第２の場合のタイミングチャートの一例を示す図である。図８は、コントローラが行う制御の変形例をフローチャートで示す図である。

　以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

　図１は、車両の要部を示す概略構成図である。ユニット１は車両に搭載され、駆動輪６に駆動力を付与する駆動源としてのモータ１０と、モータ１０からの回転を減速して出力する減速機構２０と、モータ１０から減速機構２０を介して伝達された動力を左右の駆動輪６に分配するデファレンシャルギア３０と、モータ１０、減速機構２０及びデファレンシャルギア３０を収容するハウジング４０と、ハウジング４０に保持されたベアリング５１から５６とを備える。

　モータ１０は回転電機であり、ロータ１１と、ロータ１１を収容するステータ１２と、ロータ１１と一体回転する回転軸１３と、を備える。ステータ１２は、モータ１０の軸方向における両端部にコイルエンド１２ａを有し、回転軸１３は、軸方向においてロータ１１の両側に配置されたベアリング５１，５２により支持される。

　減速機構２０は歯車機構であり、互いに平行になるように配置された第１ギア２１、第２ギア２２、第３ギア２３、及び第４ギア２４と、第２ギア２２及び第３ギア２３が設けられるシャフト２５と、を備える。

　第１ギア２１はモータ１０の下流（動力出力側）に接続され、回転軸１３と一体回転する。第２ギア２２は、第１ギア２１と噛み合い、第１ギア２１とともに第１減速ギア段を構成する。第２ギア２２はシャフト２５と一体回転し、シャフト２５は、両端部でベアリング５３，５４により支持される。

　第３ギア２３は、第２ギア２２の下流に接続され、シャフト２５と一体回転する。第４ギア２４は、第３ギア２３と噛み合い、第３ギア２３とともに第２減速ギア段を構成する。第４ギア２４は、ファイナルギアであり、デファレンシャルギア３０に設けられる。

　デファレンシャルギア３０は差動歯車機構であり、第４ギア２４と一体回転するデフケース３１を有する。デフケース３１は、ベアリング５５，５６により支持され、デフケース３１に入力された動力を左右の駆動輪６に分配する差動部を収容する。

　ハウジング４０は、ハウジング４０内を区分する隔壁４１を有する。ユニット１において、隔壁４１よりモータ１０側（図１中左側）の部分は、モータ１０を収容するモータ部１ａを構成し、隔壁４１より減速機構２０及びデファレンシャルギア３０側（図１中右側）の部分は、減速機構２０及びデファレンシャルギア３０を収容するギアボックス部１ｂを構成する。

　図２は、ユニット１の潤滑冷却経路を示す図である。ユニット１は、駆動源としてのモータ１０とは別の動力源である電動モータ２ａと、電動モータ２ａにより駆動されるオイルポンプ２ｂと、を有する電動オイルポンプ２と、バッテリからの直流電力を交流電力に変換して電動モータ２ａに供給するインバータ３と、冷却媒体としての冷却水ＷとオイルＯＬとの間で熱交換を行う熱交換器４と、車両の制御装置としてのコントローラ５とをさらに備える。

　電動オイルポンプ２では、電動モータ２ａが、インバータ３から電力供給を受けてオイルポンプ２ｂを駆動する。電動オイルポンプ２は、熱交換器４を通じてモータ部１ａとギアボックス部１ｂとに接続し、ハウジング４０のオイル貯留部４２からストレーナ６０を通じてオイルＯＬを吸引し、吸引したオイルＯＬをモータ部１ａとギアボックス部１ｂとに供給する。

　モータ部１ａでは、電動オイルポンプ２からのオイルＯＬが、ロータ１１、コイルエンド１２ａをこの順に流通した後に、オイル貯留部４２に戻る。ロータ１１及びコイルエンド１２ａは、供給されたオイルＯＬにより冷却される。

　ギアボックス部１ｂでは、電動オイルポンプ２からのオイルＯＬが、ベアリング５１から５６を含むベアリング部ＢＲＧと、第１ギア２１及び第２ギア２２の噛合部Ｅ１と、第３ギア２３及び第４ギア２４の噛合部Ｅ２と、デファレンシャルギア３０とに分配され、これらを潤滑、冷却した後に、オイル貯留部４２に戻る。モータ部１ａやギアボックス部１ｂの潤滑或いは冷却は、オイル貯留部４２内のオイルＯＬの掻き上げ（第４ギア２４等のギアによる掻き上げ）によっても行われる。

　熱交換器４には、電動オイルポンプ２からのオイルＯＬが導入されるとともに、ウォータポンプ７０からの冷却水Ｗが導入され、熱交換器４に導入されたオイルＯＬは、冷却水Ｗと熱交換をした上で、モータ部１ａとギアボックス部１ｂとに供給される。熱交換器４では、オイルＯＬの温度が冷却水Ｗの温度より高い場合に、オイルＯＬが冷却水Ｗにより冷却される。

　ウォータポンプ７０からの冷却水Ｗは、モータ１０用のインバータ８０、ステータ１２、熱交換器４をこの順に流通した後に、ウォータポンプ７０に戻る。冷却水Ｗの循環経路は、バッテリ等をさらに含んでもよい。モータ１０では、電動オイルポンプ２から供給されるオイルＯＬにより、ロータ１１やコイルエンド１２ａが冷却されるとともに、電動オイルポンプ２とは別のポンプであるウォータポンプ７０から供給される冷却水Ｗにより、ステータ１２が冷却される。

　コントローラ５は、ＲＯＭ又はＲＡＭに格納されたプログラムをＣＰＵによって実行することで制御を行う。プログラムとしては、例えばＣＤ－ＲＯＭ等の非一過性の記憶媒体に記憶されたものが用いられてもよい。コントローラ５は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えた１又は複数のコンピュータ（マイクロコンピュータ）で構成される。コントローラ５は、複数のコントローラにより構成されてもよい。

　車両の状態は、走行準備ができているレディオンと、走行準備ができていないレディオフとの間で切り換えられ、コントローラ５には、レディオン、レディオフをユーザが指示するための操作部であるスタータボタン９１のほか、アクセル開度ＡＰＯを検出するためのアクセル開度センサ９２や、車速ＶＳＰを検出するための車速センサ９３等からの信号が入力される。コントローラ５は、インバータ３を制御することで、電動オイルポンプ２の電動モータ２ａを制御する。

　レディオンは、エンジン車の場合はイグニッションオンとも呼ばれ、レディオン時には、例えば各種補機への電源が供給されて車両走行が可能な状態となる。一方、レディオフ時には、各種補器への電源が供給されなくなり、電動オイルポンプ２からのオイルＯＬの潤滑供給は行われなくなる。このため、レディオフ時には油膜切れ（油膜が不十分な状態）が発生し得る。

　しかしながら、車両がレディオフ状態からレディオン状態になった場合に電動オイルポンプ２を駆動させると、場合によっては、電動オイルポンプ２からのオイルＯＬの潤滑供給が過剰なものとなり、過剰な潤滑供給で費やされる消費電力によって、電動オイルポンプ２の運転効率が悪化し得る。

　図３は、運転効率の悪化についての説明図である。レディＲＤＹは、ユーザがスタータボタン９１を操作することにより、オン、オフされるフラグであり、レディオンが指示された場合はオンになり、レディオフが指示された場合はオフになる。以下では、電動オイルポンプ２を単に電動ポンプ２とも称す。

　この例では、減速中の車両がタイミングＴ１で停止し、車両の停止に応じて電動ポンプ２も停止する。レディＲＤＹは、タイミングＴ１を経て、タイミングＴ２でオンからオフになり、さらにその後、短時間で再びオンになる（タイミングＴ３）。このように短時間しか継続していないレディオフ状態からレディオン状態になった場合、車両では油膜が切れていないことが多く、オイルＯＬの潤滑供給を必要としない場合が多い。

　しかしながらこの例では、タイミングＴ３でレディＲＤＹがオンになると、オイルＯＬの潤滑供給のために電動ポンプ２を作動させるので、オイルＯＬの潤滑供給が過剰なものとなり、過剰な潤滑供給で費やされる消費電力によって、電動ポンプ２の運転効率が悪化する。

　このため、本実施形態ではコントローラ５が次に説明する制御を行う。

　図４、図５は、コントローラ５が行う制御の一例をフローチャートで示す図である。図４は、車両がレディオン状態である第１の場合を示し、図５は、車両がレディオフ状態である第２の場合を示す。コントローラ５は、これらのフローチャートの処理を実行することで、同処理を実行する制御部として機能する（つまり、同処理を実行する制御部を有する）。

　図４に示すように、車両がレディオン状態の場合は、ステップＳ１でレディＲＤＹがオンからオフになったか否かが判定される。レディＲＤＹがオンからオフになったか否かは、スタータボタン９１からの信号に基づき判定できる。ステップＳ１で否定判定であれば、レディオン状態が継続するので、システムの作動が維持され、処理は一旦終了する。

　ステップＳ１で肯定判定の場合、処理はステップＳ２、さらにはステップＳ３に進む。ステップＳ２では、レディＲＤＹがオンからオフになった際の現在時刻（つまり、レディオフが指示された際の現在時刻）が記憶（保存）され、ステップＳ３ではシステムが停止される。結果、車両がレディオフ状態になる。

　このように、コントローラ５は、車両がレディオン状態からレディオフ状態になる際には、現在時刻を記憶した上でシステムを停止して車両をレディオフ状態にする。ステップＳ３の後には、処理は一旦終了する。

　図５に示すように、車両がレディオフ状態の場合は、ステップＳ１１でレディＲＤＹがオフからオンになったか否かが判定される。ステップＳ１１で否定判定であれば、レディオフ状態が継続するので、システムの停止が維持され、処理は一旦終了する。ステップＳ１１で肯定判定であれば、処理はステップＳ１２に進み、システムが作動される。これにより、車両がレディオン状態になり、電動ポンプ２に電源が供給される。

　ステップＳ１３では、レディオフ状態になってからレディオン状態になるまでの経過時間（換言すれば、レディオフ状態の継続時間）が演算される。経過時間は、前述のステップＳ２で記憶された時刻（つまり、レディオフが指示された際の現在時刻）と、レディＲＤＹがオフからオンになった際の現在時刻（つまり、レディオンが指示された際の現在時刻）とに基づき演算される。

　ステップＳ１４では、ステップＳ１３で演算された経過時間が所定時間αより長いか否かが判定される。所定時間αは、油膜が切れているか否かを判定するための判定値であり、予め設定される。

　ステップＳ１４で肯定判定であれば、レディオフ状態が所定時間α継続しており、油膜が切れていると判断される。この場合、オイルＯＬの潤滑供給が必要なので、処理はステップＳ１５に進み、電動ポンプ２が作動（駆動）される。これにより、油膜の状態に応じてギアボックス部１ｂを適切に潤滑することができる。

　ステップＳ１４で否定判定であれば、油膜は切れていないと判断される。この場合、オイルＯＬの潤滑供給は不要なので、処理は一旦終了する。つまりこの場合は、レディオン状態になっても、電動ポンプ２は作動（駆動）されない。これにより、電動ポンプ２の不要な消費電力が削減され、電動ポンプ２の運転効率が高まる。また、電動ポンプ２の作動は、車両の音振性能に影響するので、音振性能に影響が表れる頻度も低減できる。

　車両では、ステップＳ１３で演算される経過時間が、レディＲＤＹがオフからオンになった際には所定時間αより短く（ステップＳ１４の否定判定）、その後、所定時間αより長くなる（ステップＳ１４の肯定判定）場合がある。つまり、車両では、所定時間αが経過する前にレディＲＤＹがオンになり、レディオフ状態からレディオン状態になった後に、レディオフ状態の開始後から所定時間αが経過した状態になる場合がある。

　この場合、コントローラ５は、ステップＳ１５で電動ポンプ２を駆動することで、車両がレディオン状態になった後、油膜切れ状態になる時間に達したときに電動ポンプ２を駆動でき、これにより、油膜切れ状態が発生しないようにすることができる。

　図６、図７は、コントローラ５が行う制御に対応するタイミングチャートの一例を示す図である。図６は、レディオフ状態の継続時間が所定時間αより長い場合を示し、図７はレディオフ状態の継続時間が所定時間αより短い場合を示す。

　図６に示す例では、減速中の車両がタイミングＴ１１で停止し、車両の停止に応じて電動ポンプ２も停止する。レディＲＤＹは、タイミングＴ１１を経て、タイミングＴ１２でオンからオフになる。なお、タイミングＴ１１，Ｔ１２間のレディオン状態が長い場合は、電動ポンプ２からのオイルＯＬの潤滑供給を別途行うことができる。レディＲＤＹは、さらにその後、タイミングＴ１３でオフからオンになる。

　タイミングＴ１２，Ｔ１３間の経過時間（レディオフ状態の継続時間）は、所定時間αより長く、所定時間αは、油膜切れが発生するといった次元の油膜の経時変化に応じた長さに予め設定される。

　このため、タイミングＴ１３では油膜が切れた状態になっており、電動ポンプ２が駆動されることで、オイルＯＬの潤滑供給が行われる。タイミングＴ１３では、車両は停止しており、電動ポンプ２は、車両の発進に備え、潤滑に必要な量のオイルＯＬをギアボックス部１ｂに供給すると停止される。電動ポンプ２は、駆動を開始してから予め定められた所定時間が経過した場合に停止できる。

　その後、タイミングＴ１４では車両の加速が開始され、車速ＶＳＰが上昇し始める。この際には、ギアボックス部１ｂの各部は、タイミングＴ１３で駆動された電動ポンプ２からのオイルＯＬによりすでに潤滑されているので、摩耗等から保護される。タイミングＴ１４からは、ギアボックス部１ｂが動力伝達状態になるので、電動ポンプ２が駆動され、動力伝達状態のギアボックス部１ｂの各部へのオイルＯＬの潤滑供給が行われる。

　図７に示す例では、減速中の車両がタイミングＴ２１で停止し、車両の停止に応じて電動ポンプ２も停止する。レディＲＤＹは、タイミングＴ２１を経て、タイミングＴ２２でオンからオフになる。レディＲＤＹは、さらにその後、タイミングＴ２３でオフからオンになるが、タイミングＴ２２，Ｔ２３間の経過時間（レディオフ状態の継続時間）は、所定時間αより短く、タイミングＴ２３では油膜は切れていない。

　このため、タイミングＴ２３では電動ポンプ２は駆動されず、これにより、電動ポンプ２の不要な消費電力が削減されるので、電動ポンプ２の運転効率が高まる。その後、タイミングＴ２４では車両の加速が開始され、タイミングＴ２４からは、動力伝達状態のギアボックス部１ｂへのオイルＯＬの潤滑供給を行うために、電動ポンプ２が駆動される。

　図８は、コントローラ５が行う制御の変形例をフローチャートで示す図である。図８に示すフローチャートは、ステップＳ２１が追加されている点以外、図５に示すフローチャートと同じため、以下では主にステップＳ２１について説明する。

　ステップＳ１２に続き、ステップＳ２１ではアクセルペダルがオフか否かが判定される。アクセルペダルがオフか否かは、アクセル開度センサ９２からの信号に基づき判定できる。ステップＳ２１で肯定判定であれば、アクセルペダルは踏まれていないと判断され、処理はステップＳ１３に進む。

　ステップＳ２１で否定判定であれば、アクセルペダルが踏まれていると判断され、ステップＳ１５で電動ポンプ２が駆動される。つまり、アクセルペダルが踏まれたときはオイルＯＬの必要流量が増える合図なので、コントローラ５は、車両がレディオフ状態からレディオン状態になった後に、アクセルペダルが踏まれた場合は、電動ポンプ２を駆動する。これにより、オイルＯＬの必要流量の増加に備え、事前に油膜を形成することが可能になる。

　次に、コントローラ５の主な作用効果について説明する。

　（１）コントローラ５は、電動オイルポンプ２を有するユニット１が搭載された車両の制御装置であり、車両がレディオフ状態からレディオン状態になり、且つレディオフ状態が所定時間α継続している場合に、電動オイルポンプ２を駆動する。

　この構成によれば、レディオフ状態が短い場合には油膜が切れていないことが多く、オイルＯＬの潤滑供給を必要としない場合が多いことから、所定時間α継続したレディオフ状態からレディオン状態になったときに電動オイルポンプ２を駆動する。これにより、レディオフ状態が所定時間α継続していない場合は、電動オイルポンプ２を駆動せずに済むので、不要な消費電力を削減して電動オイルポンプ２の運転効率を高めることができる。また、電動オイルポンプ２の作動は車両の音振性能に影響するので、音振性能に影響が表れる頻度も低減できる。

　（２）コントローラ５は、車両がレディオフ状態からレディオン状態になった後に、レディオフ状態の開始後から所定時間αが経過した状態になった場合に、電動オイルポンプ２を駆動する。

　この構成によれば、レディオン状態になった後、油膜切れ状態になる時間に達したときに電動オイルポンプ２を駆動することにより、油膜切れ状態が発生しないようにすることができる。

　（３）コントローラ５は、車両がレディオフ状態からレディオン状態になった後に、アクセルペダルが踏まれた場合は、電動オイルポンプ２を駆動してもよい。

　この構成によれば、アクセルペダルが踏まれたときをオイルＯＬの必要流量が増加するときの合図として、電動オイルポンプ２を駆動することにより、オイルＯＬの必要流量の増加に備え、事前に油膜を形成することが可能になる。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

　１：ユニット
　２：電動オイルポンプ
　５：コントローラ（車両の制御装置、制御部）
　α：所定時間

Claims

　電動オイルポンプを有するユニットが搭載された車両の制御装置であって、
　前記車両がレディオフ状態からレディオン状態になり、且つ前記レディオフ状態が所定時間継続している場合に、前記電動オイルポンプを駆動する制御部を有する、車両の制御装置。
　請求項１に記載の車両の制御装置であって、
　前記制御部は、前記車両が前記レディオフ状態から前記レディオン状態になった後に、前記レディオフ状態の開始後から前記所定時間が経過した状態になった場合に、前記電動オイルポンプを駆動する、車両の制御装置。
　請求項１に記載の車両の制御装置であって、
　前記制御部は、前記車両が前記レディオフ状態から前記レディオン状態になった後に、アクセルペダルが踏まれた場合は、前記電動オイルポンプを駆動する、車両の制御装置。
　電動オイルポンプを有するユニットが搭載された車両の制御方法であって、
　前記車両がレディオフ状態からレディオン状態になり、且つ前記レディオフ状態が所定時間継続している場合に、前記電動オイルポンプを駆動すること、を含む車両の制御方法。
　電動オイルポンプを有するユニットが搭載された車両の制御装置のコンピュータが実行可能なプログラムであって、
　前記車両がレディオフ状態からレディオン状態になり、且つ前記レディオフ状態が所定時間継続している場合に、前記電動オイルポンプを駆動すること、を含むプログラム。