JP6432224B2

JP6432224B2 - 電気駆動車両の制御装置

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Publication number: JP6432224B2
Application number: JP2014179826A
Authority: JP
Inventors: 明子西峯
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-09-04
Filing date: 2014-09-04
Publication date: 2018-12-05
Anticipated expiration: 2034-09-04
Also published as: US20160069231A1; DE102015113844A1; US9657612B2; JP2016052844A

Description

この発明は、例えばハイブリッド車や電気自動車など、少なくともモータを駆動力源とする電気駆動車両の制御装置であって、特に、専用の電気モータによって駆動されて油圧を発生する電動オイルポンプを備えた電気駆動車両の制御装置に関するものである。

特許文献１には、例えば駆動力源としてエンジンおよびモータを有するハイブリッド車両に搭載されるものであって、エンジン停止時に電動オイルポンプにより変速機構等へ作動油を供給する油圧供給装置に関する発明が記載されている。この特許文献１に記載された油圧供給装置は、車両の駆動力源により駆動される機械式オイルポンプと、バッテリから電力が供給されて駆動される電気モータと、その電気モータによって駆動される電動オイルポンプと、機械式オイルポンプおよび電動オイルポンプから作動油が供給される変速機構と、電気モータの作動を制御するポンプドライバとを備えている。そして、ポンプドライバで電気モータを起動する場合に、保持時間だけ所定の回転数となるように電気モータを作動させ、その後、所定のトルクを出力するよう電気モータを作動させるように構成されている。

この特許文献１に記載された油圧供給装置では、上記のように、電動オイルポンプの電気モータを起動する際には、電気モータの回転数が所定回転数で保持される。そのため、起動時に電動オイルポンプが気泡を吸い込んでしまった場合であっても、それに起因する電気モータの負荷変動を抑制することができる、とされている。

特開２００６−１６１８５０号公報

上記のように、特許文献１に記載された構成では、電動オイルポンプの電気モータを起動する際に電気モータの回転数が所定回転数で保持される。そのため、起動時に電動オイルポンプが気泡を吸い込んでしまう場合であっても、それに起因する電気モータの負荷変動を抑制し、電動オイルポンプをスムーズに起動させることができる。しかしながら、例えば、オイルの粘度が高くなる低温時や寒冷地では、電動オイルポンプを適切に起動させることができない可能性がある。すなわち、上記の特許文献１に記載された構成や、機械式オイルポンプと電動オイルポンプとを備えた従来の構成では、通常、機械式オイルポンプを駆動する駆動力源の出力に対して、電動オイルポンプを駆動する専用の電気モータの出力は相当に小さい。そのため、例えば低温時にオイルの粘度が高くなっている状態で電動オイルポンプを起動させる場合には、電気モータの出力が不足し、電動オイルポンプを適切に起動することができない可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、車両の駆動力源とは別の電気モータによって駆動される電動オイルポンプを備えた電気駆動車両を対象にして、電動オイルポンプを適切に起動させて運転することができる電気駆動車両の制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、車両の駆動力源となるモータと、前記駆動力源とは別のポンプ用モータによって駆動されて油圧を発生する電動オイルポンプとを備え、前記電動オイルポンプを、前記車両の被潤滑部への潤滑油の供給に用いる電気駆動車両の制御装置において、前記車両全体の電源が入り前記車両が走行可能となるREADY状態になった場合に、前記ポンプ用モータを所定の負荷で制御して前記電動オイルポンプを駆動させ、前記電動オイルポンプの駆動を開始した後に、前記電動オイルポンプによる前記被潤滑部への前記潤滑油の供給の必要性を判断し、前記潤滑油の供給が必要であると判断した場合は、前記ポンプ用モータを第１負荷で制御して前記電動オイルポンプを駆動し、前記潤滑油の供給が必要でないと判断した場合は、前記ポンプ用モータを前記第１負荷よりも小さい第２負荷で制御して前記電動オイルポンプを駆動することを特徴とするものである。

また、この発明は、車両の駆動力源となるモータと、前記駆動力源とは別のポンプ用モータによって駆動されて油圧を発生する電動オイルポンプとを備え、前記電動オイルポンプを、前記車両の被潤滑部への潤滑油の供給に用いる電気駆動車両の制御装置において、前記車両全体の電源が入り前記車両が走行可能となるREADY状態になって前記モータの出力による走行を開始した場合に、前記ポンプ用モータを所定の負荷で制御して前記電動オイルポンプの駆動を開始させ、前記電動オイルポンプの駆動を開始した後に、前記電動オイルポンプによる前記被潤滑部への前記潤滑油の供給の必要性を判断し、前記潤滑油の供給が必要であると判断した場合は、前記ポンプ用モータを第１負荷で制御して前記電動オイルポンプを駆動し、前記潤滑油の供給が必要でないと判断した場合は、前記ポンプ用モータを前記第１負荷よりも小さい第２負荷で制御して前記電動オイルポンプを駆動する
ことを特徴とするものである。

また、この発明は、前記電動オイルポンプの駆動を開始した後の所定時間の間は、前記ポンプ用モータを前記第１負荷よりも大きな第３負荷で制御することもできる。

また、この発明は、前記ポンプ用モータは、回転子の位置センサを有さないセンサレスモータで構成することもできる。

また、この発明は、前記車両が、前記駆動力源となるエンジン、および、前記エンジンによって駆動されて油圧を発生する機械式オイルポンプを更に備え、前記電動オイルポンプを駆動している際に前記エンジンが始動される場合に、前記電動オイルポンプの駆動を継続するように構成することができる。

そして、この発明は、前記車両が、前記駆動力源となるエンジン、前記エンジンによって駆動されて油圧を発生する機械式オイルポンプ、および、前記電動オイルポンプが吐出する圧油と前記機械式オイルポンプが吐出する圧油とが合流する油路を更に備え、前記電動オイルポンプを駆動している際に前記エンジンが始動される場合は、前記電動オイルポンプの駆動を停止するように構成することもできる。

この発明によれば、電気駆動車両のメインの電源が入ることにより、電動オイルポンプの駆動が開始される。例えば低温時にオイルの粘度が高くなっている状態では、電動オイルポンプによって油圧を立ち上げることが困難になる場合がある。それに対して、この発明では、上記のように電気駆動車両の電源が入った直後に、もしくは電源が入って間もなく、電動オイルポンプの駆動が開始される。そのため、電動オイルポンプを適切に起動させる確率を高めることができる。
さらに、この発明では、電動オイルポンプによる潤滑油の供給が必要でない状態では、電動オイルポンプを駆動する電気モータの負荷が通常のＥＶ走行状態よりも低くなるように、電気モータの回転が制御される。そのため、電気モータを駆動するための電気エネルギの消費を抑制することができる。

また、この発明では、電気駆動車両の電源が入った場合、電気駆動車両が駆動力源のモータの出力によるＥＶ走行を開始した後に、電動オイルポンプの駆動を開始させることができる。ＥＶ走行中に電動オイルポンプの駆動を開始することにより、電動オイルポンプが駆動される際に発生する音は、ＥＶ走行中に生じる駆動力源のモータの運転音や車両の走行音などにかき消される。そのため、電動オイルポンプの運転音が騒音や雑音となってしまうことを抑制することができる。

また、この発明では、電動オイルポンプの駆動を開始する際には、電動オイルポンプを駆動する電気モータの負荷が通常のＥＶ走行状態よりも高くなるように、電気モータの回転が制御される。したがって、特に大きな出力が要求される電動オイルポンプの起動時に、電気モータが通常時よりも大きなトルクを出力するように制御される。そのため、電動オイルポンプを適切に起動させる確率を一層高めることができる。

また、この発明では、電動オイルポンプを駆動する電気モータに、センサレスモータを適用することができる。センサレスモータは、回転子の位置を検出するためのセンサを備えていないことから、センサ付きのモータと比較して構造が簡素化されていて、信頼性に優れている。また安価である。一方、センサレスモータは、起動時や極低速回転時の回転制御が複雑になり、その際のモータの負荷が大きくなる。それに対して、この発明では、電動オイルポンプの駆動を開始する場合、すなわち電動オイルポンプの電気モータを起動する場合に、上記のように電気モータが通常時よりも大きなトルクを出力するように制御される。そのため、電気モータにセンサレスモータを用いた場合であっても、そのセンサレスモータの起動時の運転制御を適切に行うことができる。したがって、電動オイルポンプを駆動するための電気モータをセンサレスモータにすることにより、電気モータひいては電動オイルポンプの信頼性を高めることができる。また、コストダウンを図ることができる。

また、この発明では、電動オイルポンプが駆動されている際にエンジンが始動された場合に、電動オイルポンプの駆動を継続することもできる。その結果、電動オイルポンプの駆動が停止し、その後再起動する際に起動が困難になる状況が生じる頻度を低減することができる。

そして、この発明では、駆動力源としてエンジンおよびモータを備えたハイブリッド車両を制御対象にした場合に、電動オイルポンプが駆動している際にエンジンが始動されると、電動オイルポンプの駆動が停止させられる。エンジンが始動することにより、エンジンによって駆動される機械式オイルポンプが油圧を発生する。その場合に、この発明では、上記のように電動オイルポンプの運転が停止させられることにより、機械式オイルポンプが発生する油圧と電動オイルポンプが発生する油圧とが干渉してしまうことを回避することができる。そのため、電気駆動車両の被潤滑部へオイルを適切に供給することができる。

この発明で対象とすることのできる電気駆動車両の構成の一例を示す図である。図１に示す電気駆動車両の潤滑系統を構成する油圧回路の一例を示す図である。この発明に係る制御装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。図３のフローチャートで示す制御を実行した場合に、電気駆動車両の走行状態とそれに対応して制御される電動オイルポンプの運転状態との一例を説明するためのタイムチャートである。図３のフローチャートで示す制御を実行した場合に、電気駆動車両の走行状態とそれに対応して制御される電動オイルポンプの運転状態との他の例を説明するためのタイムチャートである。この発明に係る制御装置で実行される制御の他の例を説明するためのフローチャートである。

次に、この発明を、図を参照して具体的に説明する。図１に、この発明で対象とすることのできる電気駆動車両の構成の一例を示してある。この図１に示す車両Ｖｅは、エンジン（ＥＮＧ）１、ならびに、第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）２および第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）３を駆動力源とするハイブリッド車両である。車両Ｖｅは、エンジン１が出力する動力を、動力分割機構４によって第１モータ・ジェネレータ２側と駆動軸５側とに分割して伝達するように構成されている。また、第１モータ・ジェネレータ２で発生した電力を第２モータ・ジェネレータ３に供給し、その第２モータ・ジェネレータ３が出力する動力を駆動軸５に付加することができるように構成されている。

エンジン１は、その出力の調整や起動および停止の動作を電気的に制御するように構成されている。例えばガソリンエンジンであれば、スロットル開度、燃料の供給量、点火の実行および停止、ならびに、点火時期などが電気的に制御される。

第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３は、いずれも、発電機能のあるモータであり、例えば永久磁石式の同期電動機などによって構成されている。そして、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３は、いずれも、インバータ（図示せず）を介してバッテリ（図示せず）に接続されており、回転数やトルク、あるいはモータとしての機能および発電機としての機能の切り替えなどが電気的に制御されるように構成されている。

動力分割機構４は、３つの回転要素を有する差動機構によって構成されている。具体的には、サンギヤ６、リングギヤ７、およびキャリア８を有する遊星歯車機構によって構成されている。図１に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられている。

上記の動力分割機構４を構成する遊星歯車機構は、エンジン１の出力軸１ａと同一の回転軸線上に配置されている。遊星歯車機構のサンギヤ６に第１モータ・ジェネレータ２が連結されている。なお、第１モータ・ジェネレータ２は、動力分割機構４に隣接してエンジン１とは反対側に配置されていて、その第１モータ・ジェネレータ２のロータ２ａと一体になって回転するロータ軸２ｂがサンギヤ６に連結されている。このサンギヤ６に対して同心円上に、内歯歯車のリングギヤ７が配置されている。これらサンギヤ６とリングギヤ７とに噛み合っているピニオンギヤがキャリア８によって自転および公転できるように保持されている。そして、キャリア８には、この動力分割機構４の入力軸４ａが連結されていて、その入力軸４ａに、ワンウェイブレーキ９を介して、エンジン１の出力軸１ａが連結されている。

ワンウェイブレーキ９は、出力軸１ａもしくはキャリア８と、ハウジングなどの固定部材１０との間に設けられている。そして、出力軸１ａもしくはキャリア８に、エンジン１の回転方向と逆方向のトルクが作用した場合に係合してその回転を止めるように構成されている。このようなワンウェイブレーキ９を使用することにより、トルクの作用方向に応じて出力軸１ａもしくはキャリア８の回転を止めることができる。

遊星歯車機構のリングギヤ７の外周部分に、外歯歯車のドライブギヤ１１が一体に形成されている。また、動力分割機構４や第１モータ・ジェネレータ２などの回転軸線と平行に、カウンタシャフト１２が配置されている。このカウンタシャフト１２の一方（図１での右側）の端部に、上記のドライブギヤ１１と噛み合うカウンタドリブンギヤ１３が一体となって回転するように取り付けられている。カウンタシャフト１２の他方（図１での左側）の端部には、終減速機であるデファレンシャルギヤ１４のリングギヤ１５と噛み合うカウンタドライブギヤ１６が、カウンタシャフト１２に一体となって回転するように取り付けられている。したがって、動力分割機構４のリングギヤ７が、上記のドライブギヤ１１、カウンタシャフト１２、カウンタドリブンギヤ１３、およびカウンタドライブギヤ１６からなるギヤ列、ならびに、デファレンシャルギヤ１４を介して、駆動軸５に連結されている。

上記の動力分割機構４から駆動軸５に伝達されるトルクに、第２モータ・ジェネレータ３が出力するトルクを付加できるように構成されている。すなわち、上記のカウンタシャフト１２と平行に第２モータ・ジェネレータ３が配置されていて、そのロータ３ａと一体になって回転するロータ軸３ｂに連結されたリダクションギヤ１７が、上記のカウンタドリブンギヤ１３に噛み合っている。したがって、動力分割機構４のリングギヤ７には、上記のようなギヤ列あるいはリダクションギヤ１７を介して、駆動軸５および第２モータ・ジェネレータ３が連結されている。

この車両Ｖｅには、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３の冷却や動力分割機構４における遊星歯車機構の潤滑のために、第１オイルポンプ１８および第２オイルポンプ１９の２つのオイルポンプが設けられている。

第１オイルポンプ１８は、潤滑油供給用および油圧制御用のポンプとして、従来、車両のエンジンや変速機に用いられている一般的な構成の機械式オイルポンプである。したがって、この第１オイルポンプ（以下、ＭＯＰ）１８は、エンジン１が出力するトルクによって駆動されて油圧を発生するように構成されている。

上記のように、ＭＯＰ１８は、エンジン１が出力するトルクによって駆動される構成であるので、エンジン１の運転が停止している場合には、ＭＯＰ１８で油圧を発生することができない。そのため、この車両Ｖｅには、エンジン１が停止している場合であっても、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３や動力分割機構４などの被潤滑部へのオイルの供給を維持するために、第２オイルポンプ１９が設けられている。

第２オイルポンプ１９は、電気モータが出力するトルクによって駆動されて油圧を発生する電動オイルポンプである。したがって、この第２オイルポンプ（以下、ＥＯＰ）１９には、ＥＯＰ１９を駆動するためのポンプ用モータ２０が備えられている。ポンプ用モータ２０は、エンジン１ならびに第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３などの車両Ｖｅの駆動力源とは別の電気モータであって、ＥＯＰ１９専用に設けられている。ポンプ用モータ２０は、例えばホールセンサやエンコーダなどの回転子の位置センサを有さないセンサレスモータで構成することができる。ポンプ用モータ２０としてセンサレスモータを用いることにより、センサ付きのモータを用いた場合と比較して、ポンプ用モータ２０の構造を簡素化することができる。また、構造が簡素化される分装置の信頼性を向上させることができる。また、コストダウンを図ることができる。

なお、ＥＯＰ１９およびＥＯＰ１９から各被潤滑部へオイルを供給するための油路は、例えば第１モータ・ジェネレータ２および動力分割機構４を収容するケース（図示せず）の外側に設置することができる。ＥＯＰ１９をケースの外側に配置することにより、ケース内に設置する場合と比較して、設置位置や設置スペースの自由度が高くなり、ＥＯＰ１９を容易に設置することができる。ＥＯＰ１９から各被潤滑部へ至る油路も、パイプやチューブなどの配管を用いてケースの外部に容易に設置することができる。

そして、上記のようなエンジン１の運転制御、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３の回転制御、ならびに、ポンプ用モータ２０の回転制御などを実行するための電子制御装置（ＥＣＵ）２１が設けられている。ＥＣＵ２１は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータおよび予め記憶させられているデータを使用して演算を行い、その演算結果を制御指令信号として出力するように構成されている。

図２に、ＭＯＰ１８およびＥＯＰ１９から、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３、ならびに、動力分割機構４の遊星歯車機構のそれぞれの被潤滑部へ至る油圧回路３０を示してある。ＭＯＰ１８は、ストレーナ３１を介してオイルを吸引し、油圧を発生させて吐出口１８ａからオイルを吐出する。ＭＯＰ１８の吐出口１８ａは、チェック弁３２を介して油路３３に連結されている。また、チェック弁３２およびオリフィス３４を介して油路３５に連通されている。チェック弁３２は、吐出口１８ａから油路３３および油路３５へ向かう方向だけオイルの流動を許容するように構成されている。

油路３３の一端は、リリーフ弁３６およびリリーフ弁３７ならびにオイルクーラ３８を介して、第１モータ・ジェネレータ２の被潤滑部および第２モータ・ジェネレータ３の被潤滑部に連通されている。第１モータ・ジェネレータ２の被潤滑部および第２モータ・ジェネレータ３の被潤滑部とは、例えば第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３のそれぞれのコイルエンドや回転摺動部分などのオイルによる潤滑および冷却を必要とする部位である。なお、油路３３の他端は、オリフィス３９を介して油路３５に連通されている。

リリーフ弁３６およびリリーフ弁３７は、油路３３の途中に直列に設けられている。リリーフ弁３６は、油路３３の油圧が所定の圧力を超えた場合に開いて油路３３の油圧を排圧するように構成されている。リリーフ弁３７は、例えばリリーフ弁３６が故障した場合に、リリーフ弁３６の代わりに機能する補助的なリリーフ弁である。オイルクーラ３８は、油路３３の途中で、上記のリリーフ弁３７と被潤滑部との間に設けられている。このオイルクーラ３８は、油路３３を流動するオイルを強制的に冷却するものであり、例えば水冷式のオイルクーラである。

油路３５は、一端が上記のチェック弁３２の吐出側に連結されていて、他端がオリフィス４０を介して第１モータ・ジェネレータ２の被潤滑部および動力分割機構４の被潤滑部に連通されている。動力分割機構４の被潤滑部とは、例えば動力分割機構４を構成している遊星歯車機構におけるギヤの噛み合い部分や回転摺動部分などのオイルによる潤滑および冷却を必要とする部位である。

なお、この図２に示す例では、例えばデファレンシャルギヤ１４のリングギヤ１５が回転する際に掻き揚げるオイルを、第１モータ・ジェネレータ２の被潤滑部に供給するように構成されている。

上述のＭＯＰ１８と並列するように、ＥＯＰ１９が設けられている。このＥＯＰ１９は、ＭＯＰ１８と同様に、ストレーナ３１を介してオイルを吸引し、油圧を発生させて吐出口１９ａからオイルを吐出する。ＥＯＰ１９の吐出口１９ａは、チェック弁４１を介して上述の油路３３に連結されている。チェック弁４１は、吐出口１９ａから油路３３へ向かう方向だけオイルの流動を許容するように構成されている。

上記のように、この図２に示す油圧回路３０は、ＭＯＰ１８に並列して、電動オイルポンプであるＥＯＰ１９が設けられている。したがって、エンジン１が停止してＭＯＰ１８で油圧を発生できない場合に、ＥＯＰ１９をポンプ用モータ２０の出力によって駆動し、ＥＯＰ１９で油圧を発生させることができる。そして、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３ならびに動力分割機構４などの各被潤滑部にオイルを供給することができる。

車両Ｖｅは、駆動力源を構成しているエンジン１、ならびに、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３を有効に利用して、エネルギ効率あるいは燃費が良好になるように制御される。具体的には、少なくともエンジン１の出力によって車両Ｖｅを走行させる「ＨＶモード」と、エンジン１の運転を停止して第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３の少なくともいずれかのモータ・ジェネレータの出力によって車両Ｖｅを走行させる「ＥＶモード」とが、車両Ｖｅの走行状態に応じて適宜に選択される。

上記の各走行モードのうち、特に「ＥＶモード」は、第２モータ・ジェネレータ３の出力によって車両Ｖｅを走行させる「第１ＥＶモード」と、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３の両方のモータ・ジェネレータの出力によって車両Ｖｅを走行させる「第２ＥＶモード」とに分けられている。これら「第１ＥＶモード」と「第２ＥＶモード」とが、車両Ｖｅの走行状態に応じて適宜に選択される。

「第１ＥＶモード」では、第２モータ・ジェネレータ３がモータとして正方向（エンジン１の出力軸１ａの回転方向）に回転してトルクを出力するように制御される。そして、その第２モータ・ジェネレータ３の出力トルクによって駆動力を発生させて、車両Ｖｅが走行させられる。

「第２ＥＶモード」では、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３の両方の出力によって車両Ｖｅが走行させられる。この「第２ＥＶモード」では、第１モータ・ジェネレータ２がモータとして負方向（エンジン１の出力軸１ａの回転方向と逆方向）に回転してトルクを出力するように制御される。また、第２モータ・ジェネレータ３がモータとして正方向に回転してトルクを出力するように制御される。そして、それら第１モータ・ジェネレータ２の出力トルクおよび第２モータ・ジェネレータ３の出力トルクによって駆動力を発生させて、車両Ｖｅが走行させられる。この場合、エンジン１の出力軸１ａには負方向のトルクが作用するため、ワンウェイブレーキ９が係合する。したがって、エンジン１の回転が止められて固定された状態で、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３の両方の出力トルクによって、効率良く車両Ｖｅを走行させることができる。

上記のように、この車両Ｖｅでは、「ＨＶモード」および「ＥＶモード」を走行状態や要求駆動力などに応じて適宜切り替えられる。前述したように、「ＥＶモード」では、エンジン１の運転が停止させられるため、ＭＯＰ１８で油圧を発生することができなくなる。「ＥＶモード」のうち、「第１ＥＶモード」が設定された場合は、特に、第２モータ・ジェネレータ３の潤滑および冷却のためにオイルが必要になる。また、「第２ＥＶモード」が設定された場合には、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３の冷却に加えて、特に、動力分割機構４の遊星歯車機構の潤滑および冷却のためにオイルが必要になる。したがって、この車両Ｖｅでは、「ＥＶモード」が設定された場合や、エンジン１が停止している場合に、ＥＯＰ１９が駆動される。すなわち、ポンプ用モータ２０を起動して、ＥＯＰ１９で油圧を発生するように制御される。また、車両Ｖｅが、外部の電源から供給される電力によって走行用のバッテリを充電することのできるＰＨＶ（Plug in Hybrid Vehicle）であった場合は、通常のＨＶ（Hybrid Vehicle）と比較して上記のような「ＥＶモード」の頻度が高くなる。したがって、車両ＶｅがＰＨＶであった場合には、ＥＯＰ１９で油圧を発生する必要性がより高くなる。なお、「第１ＥＶモード」が設定された場合であっても、例えばＰＨＶのように比較的容量の大きいバッテリが搭載されている車両の場合は、「第１ＥＶモード」での連続運転時間が長くなり、「第２ＥＶモード」が設定された場合のようにＥＯＰ１９による動力分割機構４の遊星歯車機構の潤滑および冷却が必要になることがある。

ところで、ＥＯＰ１９を駆動するポンプ用モータ２０の出力は、ＭＯＰ１８を駆動するエンジン１の出力と比較して相当に小さい。そのため、ポンプ用モータ２０に掛かる負荷が大きくなる起動時には、ポンプ用モータ２０の出力の余裕が少なくなる。前述したように、例えば低温時にオイルの粘度が高くなった状態でＥＯＰ１９を起動させる際には、ポンプ用モータ２０の出力が不足してしまう状況も想定される。特に、前述したように、ＥＯＰ１９およびＥＯＰ１９から各被潤滑部に至る配管等をケースの外側に設置した場合は、より外気の影響を受け易くなる。そのため、低温時にはオイルの温度も低下し易く、オイルの粘度が高くなり易くなる。そこで、この発明の制御装置は、上記のようなＥＯＰ１９、すなわち駆動力源の動力を用いない電動オイルポンプを適切に起動させて運転するために、以下の例に示す制御を実行するように構成されている。

図３は、この発明における制御装置により実行される制御の一例を示すフローチャートである。この図３のフローチャートで示す制御は、車両Ｖｅのメイン電源が入り、車両ＶｅがＥＶ走行することの可能なREADY状態（READY ON）になることにより開始する。そして、所定の短時間毎に繰り返し実行される。ここで、ＥＶ走行とは、第２モータ・ジェネレータ３の出力もしくは第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３の両方の出力による走行のことである。

このルーチンを開始すると、すなわち車両ＶｅがREADY状態になると、ＥＯＰ１９のリレーがＯＮにされる（ステップＳ１）。ＥＯＰ１９のリレーがＯＮになることにより、ＥＯＰ１９にポンプ用モータ２０を駆動するための電力を供給することが可能な状態になる。

ＥＯＰ１９のリレーがＯＮにされると、今回のルーチンが、上述したように車両ＶｅがREADY状態になってこの制御が開始されて最初のルーチンであるか否かが判断される（ステップＳ２）。今回のルーチンが初回であることにより、このステップＳ２で肯定的に判断された場合は、ステップＳ３へ進む。そして、ＥＯＰ１９のDUTYがＯＮにされる。具体的には、ＥＯＰ１９に対して、例えばDUTY・９０％の制御信号が出力される。ＥＯＰ１９のDUTYは、ＥＯＰ１９を駆動するポンプ用モータ２０に対する負荷に相当するものである。したがって、ＥＯＰ１９に対してDUTY・９０％の制御信号が出力されることにより、ポンプ用モータ２０が、例えば最大負荷に対する９０％の負荷で回転するように制御される。あるいは、ポンプ用モータ２０が、定格の９０％の出力で回転するように制御される。後述するように、ＥＯＰ１９は、通常のＥＶ走行時には、例えばDUTY・６４％で駆動するように制御される。したがって、このステップＳ３においてＥＯＰ１９をDUTY・９０％で駆動する制御は、ＥＯＰ１９を起動して油圧を立ち上げる際に、ポンプ用モータ２０を通常よりも大きく、かつ最大に近い出力で運転することにより、ＥＯＰ１９をスムーズに起動させるための制御である。

また、このステップＳ３においてＥＯＰ１９をDUTY・９０％で駆動する制御は、例えばタイマを用いて所定時間Ｔの間継続して実行される。この所定時間Ｔは、例えば低温時にオイルの粘度が高くなっている状態であってもＥＯＰ１９をスムーズに起動させることができるように、予め設定されている。あるいは、起動時のオイルの油温に応じて、この所定時間Ｔの長さを適宜変更して設定してもよい。例えば、起動時のオイルの油温が低いほど時間が長くなるように所定時間Ｔを設定することもできる。あるいは、起動時のオイルの粘度に応じて、この所定時間Ｔの長さを適宜変更して設定してもよい。例えば、起動時のオイルの粘度が高いほど時間が長くなるように所定時間Ｔを設定することもできる。

上記のようにして、ステップＳ３でＥＯＰ１９をDUTY・９０％で駆動する制御が実行され、所定時間Ｔが経過すると、その後、ステップＳ４へ進む。

一方、今回のルーチンが２回目以降であることにより、ステップＳ２で否定的に判断された場合には、ステップＳ３を飛ばして、すなわちステップＳ３の制御を行うことなく、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ４では、ＥＯＰ１９の流量要求があるか否かが判断される。ＥＯＰ１９の流量要求とは、ＥＯＰ１９が発生する油圧によって被潤滑部へ供給するオイルの需要のことである。ＥＯＰ１９の流量要求があることにより、このステップＳ４で肯定的に判断された場合は、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５では、ＥＯＰ１９に対してDUTY・６４％の制御信号が出力される。それにより、ポンプ用モータ２０が、例えば最大負荷に対する６４％の負荷で回転するように制御される。あるいは、ポンプ用モータ２０が、定格の６４％程度の出力で回転するように制御される。このステップＳ５においてＥＯＰ１９をDUTY・６４％で駆動する制御は、「ＥＶモード」で定常走行する状態、すなわち通常のＥＶ走行状態で、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３ならびに動力分割機構４の各被潤滑部に、オイルを供給するための制御である。

一方、ＥＯＰ１９の流量要求がないことにより、ステップＳ４で否定的に判断された場合には、ステップＳ６へ進む。この場合は、ＥＯＰ１９に対して、例えばDUTY・５０％の制御信号が出力される。それにより、ポンプ用モータ２０が、例えば最大負荷に対する５０％の負荷で回転するように制御される。あるいは、ポンプ用モータ２０が、定格の５０％程度の出力で回転するように制御される。被潤滑部にオイルを供給する必要がない場合に、このステップＳ６においてＥＯＰ１９をDUTY・５０％で駆動する制御を実行することにより、ポンプ用モータ２０を駆動するための電力の消費量を低減することができる。

上記のようにして、ステップＳ５においてＥＯＰ１９をDUTY・６４％で駆動する制御、もしくは、ステップＳ６においてＥＯＰ１９をDUTY・５０％で駆動する制御が実行されると、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ７では、エンジン走行が行われるか否かが判断される。すなわち、車両Ｖｅが、「ＥＶモード」でエンジン１の運転を停止してＥＶ走行している状態から、「ＨＶモード」でエンジン１を運転して走行する状態になったか否かが判断される。未だエンジン１は運転されていないことにより、このステップＳ７で否定的に判断された場合は、上述のステップＳ４へ戻り、従前の制御が繰り返される。

これに対して、エンジン１が運転されていることにより、ステップＳ７で肯定的に判断された場合には、ステップＳ８へ進む。そして、ＥＯＰ１９のDUTYがＯＦＦにされる。具体的には、ＥＯＰ１９に対して、例えばDUTY・１５％の制御信号が出力される。このＥＯＰ１９は、例えば０％から１５％の間のDUTYを指示された場合に、ポンプ用モータ２０の回転を停止するもしくは回転させないように構成されている。したがって、このステップＳ８では、ＥＯＰ１９に対してDUTY・１５％が指示されることにより、ポンプ用モータ２０が停止し、ＥＯＰ１９がオイルを吐出しない状態になる。

なお、上述したDUTY・９０％、DUTY・６４％、DUTY・５０％、およびDUTY・１５％などのDUTY値は、この制御を説明するための一例であり、ここで説明した各DUTY値は、いずれも、これらの数値に限定されるものではない。

前述の図２に示す油圧回路３０は、ＭＯＰ１８が吐出するオイルとＥＯＰ１９が吐出するオイルとが、油路３３で合流する構成になっている。このような構成の場合、ＭＯＰ１８およびＥＯＰ１９が同時に油圧を発生してそれぞれオイルを吐出すると、それぞれのオイルポンプから吐出されたオイルが干渉し、例えばチェック弁３２やチェック弁４１の動作が不安定になってしまう可能性がある。そのため、このステップＳ８では、エンジン１が運転されＭＯＰ１８が油圧を発生する状態になる場合に、ＥＯＰ１９の駆動を停止するようにしている。そうすることにより、上記のようなオイルの干渉を回避し、被潤滑部へ適切にオイルを供給することができる。

また、ＥＯＰ１９のDUTY制御によってＥＯＰ１９が停止した後に、ＥＯＰ１９のリレーがＯＦＦにされる（ステップＳ９）。ＥＯＰ１９のDUTYがＯＦＦにされた場合に、同時にもしくは速やかにＥＯＰ１９のリレーをＯＦＦにすることにより、ポンプ用モータ２０を駆動するための電力の消費量を抑制することができる。

続いて、エンジン１が運転を停止したか否かが判断される（ステップＳ１０）。未だエンジン１が運転されていることにより、このステップＳ１０で否定的に判断された場合は、再度、このステップＳ１０の制御が実行される。すなわち、エンジン１の運転が停止されるまで、このステップＳ１０の制御が繰り返される。

エンジン１の運転が停止したことにより、ステップＳ１０で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１１へ進む。そして、車両ＶｅのREADY状態が解除されたか否か（READY OFFになったか否か）が判断される。すなわち、車両Ｖｅのメイン電源が切られたか否かが判断される。未だ車両ＶｅがREADY OFFにはなっていないことにより、このステップＳ１１で否定的に判断された場合は、上述のステップＳ１へ戻り、従前の制御が繰り返される。

そして、車両ＶｅがREADY OFFになったことにより、ステップＳ１１で肯定的に判断された場合には、このルーチンを一旦終了する。すなわち、車両ＶｅがREADY OFFにされることにより、次に車両ＶｅがREADY状態になるまで、このルーチンの実行が停止させられる。

図３のフローチャートに示す制御を実行した場合の車両Ｖｅの走行状態およびＥＯＰ１９の駆動状態の変化を、図４のタイムチャートに示してある。時刻ｔ0で車両ＶｅのイグニッションスイッチあるいはパワースイッチがＯＮになり、時刻ｔ1で車両ＶｅがREADY状態なると、この制御が開始される。車両ＶｅがREADY状態になった後に、時刻ｔ2でＥＯＰ１９のリレーがＯＮにされると、時刻ｔ2とほぼ同時に、もしくは直後の時刻ｔ3で、ＥＯＰ１９のDUTYがＯＮにされる。この場合は、ＥＯＰ１９がDUTY・９０％で駆動される。このＥＯＰ１９をDUTY・９０％で駆動する制御は、時刻ｔ3から時刻ｔ4までの所定時間Ｔの間継続して実行される。

ＥＯＰ１９をDUTY・９０％で駆動する制御が所定時間Ｔの間実行された後に、すなわち時刻ｔ4で、ＥＯＰ１９のDUTYが低下させられる。この場合は未だ車両Ｖｅが走行していない状態であり、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３ならびに動力分割機構４の各被潤滑部におけるオイルの要求は少ない状態である。したがって、ＥＯＰ１９は、消費電力の抑制のため、通常時のDUTY・６４％よりも低いDUTY・５０％で駆動される。

時刻ｔ5で車両ＶｅがＥＶ走行を開始する。このＥＶ走行の開始当初は、「第１ＥＶモード」で第２モータ・ジェネレータ３の出力によって車両ＶｅがＥＶ走行している。この時点では、第２モータ・ジェネレータ３の温度は、未だ冷却が必要になるほどには上昇していない（ＭＧ２駆動，ＭＧ低温）。したがって、未だＥＯＰ１９によるオイルの供給の必要性が低い状態である。そのため、ＥＯＰ１９は、依然としてDUTY・５０％で駆動されている。

時刻ｔ6で第２モータ・ジェネレータ３の温度が所定値以上の高温になると、第２モータ・ジェネレータ３の被潤滑部を冷却および潤滑する必要が生じる（ＭＧ２駆動，ＭＧ高温）。そのため、ＥＯＰ１９のDUTYが増大され、ＥＯＰ１９がDUTY・６４％で駆動される。時刻ｔ7で「第１ＥＶモード」から「第２ＥＶモード」に切り替わり、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３の両方の出力によって車両ＶｅがＥＶ走行する状態になった場合は、第２モータ・ジェネレータ３の被潤滑部に加えて、第１モータ・ジェネレータ２および動力分割機構４の被潤滑部を冷却および潤滑する必要が生じる（ＭＧ１＋ＭＧ２駆動）。そのため、時刻ｔ7以降も、ＥＯＰ１９はDUTY・６４％で駆動されている。

時刻ｔ8でエンジン走行が開始されると、すなわち、「ＥＶモード」から「ＨＶモード」に切り替わり、エンジン１が始動されると、ＥＯＰ１９のDUTYがＯＦＦにされる。具体的には、ＥＯＰ１９に対してDUTY・１５％が指示される。したがって、ＥＯＰ１９のポンプ用モータ２０が停止し、ＥＯＰ１９が油圧を発生しない状態になる。前述したように、エンジン１が運転されると、ＭＯＰ１８が駆動されて油圧を発生する。それに対して、この制御例では、エンジン１が始動された場合は、ＥＯＰ１９のDUTYがＯＦＦにされ、ＥＯＰ１９が油圧を発生しない状態になる。そのため、ＭＯＰ１８が吐出するオイルとＥＯＰ１９が吐出するオイルとの干渉を回避することができる。

時刻ｔ9でエンジン走行が終了し、エンジン１の運転が停止すると、再び、ＥＯＰ１９のDUTYがＯＮにされる。この場合は、「ＨＶモード」から「第２ＥＶモード」に切り替わり、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３の両方の出力によって車両ＶｅがＥＶ走行する状態になっている（ＭＧ１＋ＭＧ２駆動）。そのため、ＥＯＰ１９はDUTY・６４％で駆動されている。

その後、時刻ｔ10で「第２ＥＶモード」から「第１ＥＶモード」に切り替わり、第２モータ・ジェネレータ３の出力によって車両ＶｅがＥＶ走行する状態になる。そして、その場合の第２モータ・ジェネレータ３の温度が所定値よりも低温であることにより、ＥＯＰ１９は、DUTYが低下させられ、DUTY・５０％で駆動されている（ＭＧ２駆動，ＭＧ低温）。

上記の図４のタイムチャートで示した制御例では、車両ＶｅがREADY状態になり、ＥＯＰ１９のリレーがＯＮになると、車両ＶｅがＥＶ走行を開始する前にＥＯＰ１９が起動されている。これに対して、この発明では、車両ＶｅがREADY状態になり、ＥＯＰ１９のリレーがＯＮになった場合、車両ＶｅがＥＶ走行を開始した後に、ＥＯＰ１９の起動を開始するように制御することもできる。具体的には、図５のタイムチャートに示すように、時刻ｔ2でＥＯＰ１９のリレーがＯＮにされた後、直ちにはＥＯＰ１９のDUTYはＯＮにされない。時刻ｔ5で車両ＶｅがＥＶ走行を開始した後に、それとほぼ同時に、もしくは直後の時刻ｔ21で、ＥＯＰ１９のDUTYがＯＮにされる。この場合は、ＥＯＰ１９がDUTY・９０％で駆動される。このＥＯＰ１９をDUTY・９０％で駆動する制御は、時刻ｔ21から時刻ｔ22までの所定時間Ｔの間継続して実行される。

ＥＶ走行中にＥＯＰ１９の駆動を開始することにより、ＥＯＰ１９が駆動される際に発生する運転音は、ＥＶ走行中に生じる第２モータ・ジェネレータ３もしくは第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３の運転音や車両Ｖｅの走行音などにかき消される。そのため、ＥＯＰ１９の運転音が騒音や雑音となってしまうことを抑制することができる。

また、上記の図４のタイムチャートに示した制御例では、ＥＯＰ１９が駆動されている状態でエンジン１が始動される場合、ＭＯＰ１８が吐出するオイルとＥＯＰ１９が吐出するオイルとの干渉を回避するために、ＥＯＰ１９の駆動が停止される。これに対して、この発明では、エンジン１が運転される場合であっても、ＥＯＰ１９の駆動を継続させるように制御することもできる。具体的には、図５のタイムチャートに示すように、車両ＶｅがＥＶ走行している際に、時刻ｔ23でエンジン走行が開始される場合、すなわち、「ＥＶモード」から「ＨＶモード」に切り替わり、エンジン１が始動される場合に、ＥＯＰ１９のDUTYが６４％から５０％に低下させられる。ＥＯＰ１９のDUTYは、低下させられるだけで、ＯＦＦにはされない。したがって、ＥＯＰ１９は駆動が継続される。

このように制御する場合のフローチャートを図６に示してある。この図６のフローチャートにおけるステップＳ１からステップＳ７までの制御内容は、前述の図３のフローチャートにおけるステップＳ１からステップＳ７と同じである。この図６のフローチャートで示す制御例では、エンジン１が運転されていることにより、ステップＳ７で肯定的に判断された場合に、ステップＳ２１へ進む。そして、ＥＯＰ１９のDUTYが低下させられる。既にDUTYが低下させられている場合には、その低下状態が継続される。具体的には、ＥＯＰ１９のDUTYが６４％であった場合は、ＥＯＰ１９は、DUTYが低下させられ、DUTY・５０％で駆動される。既にＥＯＰ１９のDUTYが５０％に低下させられている場合には、ＥＯＰ１９は、引き続きDUTY・５０％で駆動される。

その後は、ＥＯＰ１９のDUTYがＯＦＦになり、かつ、ＥＯＰ１９のリレーがＯＦＦになったか否かが判断される（ステップＳ２２）。未だＥＯＰ１９のDUTYはＯＦＦになっていないことにより、このステップＳ２２で否定的に判断された場合は、ステップＳ４へ戻り、従前の制御が繰り返される。ＥＯＰ１９のDUTYがＯＦＦになり、かつ、ＥＯＰ１９のリレーがＯＦＦになったことにより、ステップＳ２２で肯定的に判断された場合には、ステップＳ２３へ進む。

ステップＳ２３では、車両ＶｅのREADY状態が解除された（READY OFFになった）か否かが判断される。未だ車両ＶｅがREADY OFFにはなっていないことにより、このステップＳ２３で否定的に判断された場合は、ステップＳ１へ戻り、従前の制御が繰り返される。そして、車両ＶｅがREADY OFFになったことにより、ステップＳ２３で肯定的に判断された場合には、このルーチンを一旦終了する。すなわち、車両ＶｅがREADY OFFにされることにより、次に車両ＶｅがREADY状態になるまで、このルーチンの実行が停止させられる。

上記のようなＭＯＰ１８とＥＯＰ１９との間のオイルの干渉は、油圧回路３０の構成を変更することにより、回避することができる、例えば、ＭＯＰ１８が吐出するオイルを被潤滑部に供給する油路と、ＥＯＰ１９が吐出するオイルを被潤滑部に供給する油路とを、独立して構成すればよい。したがって、そのような構成の下では、上記のようにエンジン１が運転される場合であっても、ＥＯＰ１９の駆動を継続させることにより、ＥＯＰ１９の駆動が停止してその後再起動する際に起動が困難になる状況が生じる頻度を低減することができる。

なお、この発明は、図１に示したような、エンジン１と、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３の２基のモータ・ジェネレータとを駆動力源として搭載した車両Ｖｅ以外にも適用することができる。すなわち、この発明で制御の対象とすることのできる電気駆動車両は、例えば、エンジンおよび１基のモータ・ジェネレータを駆動力源とするハイブリッド車両であってもよい。あるいは、エンジンを搭載せず、モータを駆動力源とする電気自動車であってもよい。いずれの場合であっても、駆動力源の出力によって駆動されて油圧を発生する機械式オイルポンプと、駆動力源以外の電気モータによって駆動されて油圧を発生する電動オイルポンプとを備えた構成の車両を、この発明の制御対象にすることができる。

１…エンジン（ＥＮＧ）、２…第１モータ・ジェネレータ（モータ；ＭＧ１）、３…第２モータ・ジェネレータ（モータ；ＭＧ２）、４…動力分割機構、５…駆動軸、１８…第１オイルポンプ（機械式オイルポンプ；ＭＯＰ）、１９…第２オイルポンプ（電動オイルポンプ；ＥＯＰ）、２０…ポンプ用モータ、２１…電子制御装置（ＥＣＵ）、Ｖｅ…車両（電気駆動車両）。

Claims

車両の駆動力源となるモータと、前記駆動力源とは別のポンプ用モータによって駆動されて油圧を発生する電動オイルポンプとを備え、前記電動オイルポンプを、前記車両の被潤滑部への潤滑油の供給に用いる電気駆動車両の制御装置において、
前記車両全体の電源が入り前記車両が走行可能となるREADY状態になった場合に、前記ポンプ用モータを所定の負荷で制御して前記電動オイルポンプを駆動させ、
前記電動オイルポンプの駆動を開始した後に、前記電動オイルポンプによる前記被潤滑部への前記潤滑油の供給の必要性を判断し、
前記潤滑油の供給が必要であると判断した場合は、前記ポンプ用モータを第１負荷で制御して前記電動オイルポンプを駆動し、
前記潤滑油の供給が必要でないと判断した場合は、前記ポンプ用モータを前記第１負荷よりも小さい第２負荷で制御して前記電動オイルポンプを駆動する
ことを特徴とする電気駆動車両の制御装置。
車両の駆動力源となるモータと、前記駆動力源とは別のポンプ用モータによって駆動されて油圧を発生する電動オイルポンプとを備え、前記電動オイルポンプを、前記車両の被潤滑部への潤滑油の供給に用いる電気駆動車両の制御装置において、
前記車両全体の電源が入り前記車両が走行可能となるREADY状態になって前記モータの出力による走行を開始した場合に、前記ポンプ用モータを所定の負荷で制御して前記電動オイルポンプの駆動を開始させ、
前記電動オイルポンプの駆動を開始した後に、前記電動オイルポンプによる前記被潤滑部への前記潤滑油の供給の必要性を判断し、
前記潤滑油の供給が必要であると判断した場合は、前記ポンプ用モータを第１負荷で制御して前記電動オイルポンプを駆動し、
前記潤滑油の供給が必要でないと判断した場合は、前記ポンプ用モータを前記第１負荷よりも小さい第２負荷で制御して前記電動オイルポンプを駆動する
ことを特徴とする電気駆動車両の制御装置。
請求項１または２に記載の電気駆動車両の制御装置において、
前記電動オイルポンプの駆動を開始した後の所定時間の間は、前記ポンプ用モータを前記第１負荷よりも大きな第３負荷で制御することを特徴とする電気駆動車両の制御装置。
請求項１から３のいずれか一項に記載の電気駆動車両の制御装置において、
前記ポンプ用モータは、回転子の位置センサを有さないセンサレスモータであることを特徴とする電気駆動車両の制御装置。
請求項１から４のいずれか一項に記載の電気駆動車両の制御装置において、
前記車両は、前記駆動力源となるエンジン、および、前記エンジンによって駆動されて油圧を発生する機械式オイルポンプを更に備え、
前記電動オイルポンプを駆動している際に前記エンジンが始動される場合は、前記電動オイルポンプの駆動を継続する
ことを特徴とする電気駆動車両の制御装置。
請求項１から４のいずれか一項に記載の電気駆動車両の制御装置において、
前記車両は、前記駆動力源となるエンジン、前記エンジンによって駆動されて油圧を発生する機械式オイルポンプ、および、前記電動オイルポンプが吐出する圧油と前記機械式オイルポンプが吐出する圧油とが合流する油路を更に備え、
前記電動オイルポンプを駆動している際に前記エンジンが始動される場合は、前記電動オイルポンプの駆動を停止する
ことを特徴とする電気駆動車両の制御装置。