特開 2024-176245 制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024176245

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 20/00 20160101AFI20241212BHJP

   B60K 6/445 20071001ALI20241212BHJP

   B60W 10/30 20060101ALI20241212BHJP

   B60L 15/20 20060101ALI20241212BHJP

   B60L 1/00 20060101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

B60W20/00 900

B60K6/445 ZHV

B60W10/30 900

B60L15/20 J

B60L1/00 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023094661

(22)【出願日】2023-06-08

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000947

【氏名又は名称】弁理士法人あーく事務所

(72)【発明者】

【氏名】縄田 英和

(72)【発明者】

【氏名】有馬 優太

(72)【発明者】

【氏名】池谷 敦子

(72)【発明者】

【氏名】小橋 尚也

【テーマコード（参考）】

3D202

5H125

【Ｆターム（参考）】

3D202AA03

3D202BB05

3D202BB12

3D202BB46

3D202CC24

3D202CC35

5H125AA01

5H125AC08

5H125AC12

5H125BA00

5H125BD17

5H125CA00

5H125EE70

(57)【要約】

【課題】ＢＥＶ走行時にオイルポンプ内の油圧を確保することが可能な制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置は、走行用の動力を出力する内燃機関およびモータと、内燃機関の動力により発電可能なジェネレータと、内燃機関の動力を駆動輪およびジェネレータに分割して伝達する動力分割機構と、内燃機関によって駆動されるオイルポンプとを備える車両に適用されるものである。制御装置は、内燃機関が停止され、モータからの動力で走行が行われているときに、オイルポンプが逆回転された場合に、ジェネレータを駆動するように構成されている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

走行用の動力を出力する内燃機関およびモータと、前記内燃機関の動力により発電可能なジェネレータと、前記内燃機関の動力を駆動輪および前記ジェネレータに分割して伝達する動力分割機構と、前記内燃機関によって駆動されるオイルポンプとを備える車両に適用される制御装置であって、
前記内燃機関が停止され、前記モータからの動力で走行が行われているときに、前記オイルポンプが逆回転された場合に、前記ジェネレータを駆動または前記内燃機関を始動するように構成されていることを特徴とする制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両に適用される制御装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。車両は、走行用の動力を出力する内燃機関およびモータと、内燃機関の動力により発電可能なジェネレータと、内燃機関の動力を駆動輪およびジェネレータに分割して伝達する動力分割機構と、内燃機関によって駆動されるオイルポンプとを備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－１５４６９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、上記のような車両において、内燃機関が停止され、モータからの動力で走行が行われているときに、走行に伴う振動等によりオイルポンプが逆回転されると、オイルポンプ内の油圧が低下することが考えられる。そして、オイルポンプ内の油圧が大きく低下した状態（オイルポンプ内の油圧の低下が許容限界を超過した状態）で内燃機関が始動されると、異音が発生するおそれがある。

【0005】

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、ＢＥＶ走行時にオイルポンプ内の油圧を確保することが可能な制御装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明による制御装置は、走行用の動力を出力する内燃機関およびモータと、内燃機関の動力により発電可能なジェネレータと、内燃機関の動力を駆動輪およびジェネレータに分割して伝達する動力分割機構と、内燃機関によって駆動されるオイルポンプとを備える車両に適用されるものである。制御装置は、内燃機関が停止され、モータからの動力で走行が行われているときに、オイルポンプが逆回転された場合に、ジェネレータを駆動または内燃機関を始動するように構成されている。

【発明の効果】

【0007】

本発明の制御装置によれば、ＢＥＶ走行時にオイルポンプ内の油圧を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】制御装置が適用される車両を説明するための概略構成図である。

【図2】図１の車両の電気的構成を説明するためのブロック図である。

【図3】図２の制御装置による車両走行時の動作制御を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の一実施形態を説明する。

【0010】

まず、図１および図２を参照して、本実施形態による制御装置９が適用される車両について説明する。

【0011】

車両は、ハイブリッド車両であり、走行用の動力源として内燃機関１およびモータ３が設けられている。図１に示すように、車両は、内燃機関１と、ジェネレータ２と、モータ３と、動力分割機構４と、カウンタシャフト５と、オイルポンプ６とを備えている。

【0012】

内燃機関１は、燃料を燃焼させて走行用の動力を出力するように構成されている。ジェネレータ２は、主に発電機として機能し、状況によっては電動機としても機能する。ジェネレータ２は、内燃機関１の動力により発電可能であり、内燃機関１の始動時にはスタータモータとして機能する。モータ３は、主に電動機として機能し、状況によっては発電機としても機能する。モータ３は、電力によって走行用の動力を出力するように構成されている。モータ３の出力軸３ａには、モータ側ドライブギヤ３１が設けられている。

【0013】

動力分割機構４は、たとえば遊星歯車機構であり、内燃機関１の動力を駆動輪（図示省略）およびジェネレータ２に分割して伝達可能に構成されている。動力分割機構４は、複数の歯車要素の中心で自転する外歯歯車のサンギヤ４Ｓと、サンギヤ４Ｓに外接（噛合）しながらその周辺を自転しつつ公転する外歯歯車のピニオンギヤ４Ｐと、ピニオンギヤ４Ｐと噛み合うように中空環状に形成された内歯歯車のリングギヤ４Ｒと、ピニオンギヤ４Ｐを支持するとともに、ピニオンギヤ４Ｐの公転を通じて自転するプラネタリキャリア４Ｃとを有する。

【0014】

サンギヤ４Ｓにはジェネレータ２の出力軸２ａが連結され、サンギヤ４Ｓおよび出力軸２ａが一体的に回転するように構成されている。プラネタリキャリア４Ｃには内燃機関１の出力軸１ａが連結され、プラネタリキャリア４Ｃおよび出力軸１ａが一体的に回転するように構成されている。リングギヤ４Ｒには、クラッチ４１を介してエンジン側ドライブギヤ４２が設けられている。

【0015】

カウンタシャフト５には、カウンタドリブンギヤ５１が設けられ、カウンタドリブンギヤ５１には、エンジン側ドライブギヤ４２およびモータ側ドライブギヤ３１が噛み合っている。また、カウンタシャフト５には、デファレンシャル装置（図示省略）を介して駆動輪が連結されている。このため、内燃機関１およびモータ３の少なくともいずれか一方から出力された動力は、カウンタシャフト５などを介して駆動輪に伝達されるようになっている。

【0016】

オイルポンプ６は、オイルを循環させることにより、ジェネレータ２およびモータ３を冷却および潤滑するために設けられている。オイルポンプ６は、出力軸１ａと連結され、内燃機関１によって駆動されるように構成されている。なお、内燃機関１が停止されているときには、ジェネレータ２によってオイルポンプ６を駆動させることが可能である。

【0017】

図２に示すように、車両は、インバータ７１および７２と、バッテリ８と、制御装置９とを備えている。

【0018】

インバータ７１は、ジェネレータ２およびバッテリ８の間に配置され、制御装置９がジェネレータ２を制御するために設けられている。インバータ７１は、内燃機関１の動力によりジェネレータ２で発電された交流電流を直流電流に変換してバッテリ８に出力するとともに、バッテリ８から供給される直流電流を交流電流に変換してジェネレータ２を駆動する。

【0019】

インバータ７２は、モータ３およびバッテリ８の間に配置され、制御装置９がモータ３を制御するために設けられている。インバータ７２は、バッテリ８から供給される直流電流を交流電流に変換してモータ３を駆動するとともに、回生制動時にモータ３で発電された交流電流を直流電流に変換してバッテリ８に出力する。

【0020】

バッテリ８は、充放電可能な高圧電源であり、ジェネレータ２およびモータ３を駆動する電力を供給するとともに、ジェネレータ２およびモータ３で発電された電力を蓄電するように構成されている。

【0021】

制御装置９は、図示省略した演算部および記憶部などを含み、車両の走行を制御するように構成されている。たとえば、制御装置９は、内燃機関１の運転制御、ジェネレータ２およびモータ３の駆動制御、内燃機関１、ジェネレータ２およびモータ３の協調制御などを実行するようになっている。

【0022】

制御装置９には、エンコーダ９１、レゾルバ９２および９３が接続され、それらの検出結果が入力されている。エンコーダ９１は、内燃機関１の出力軸１ａの回転数を算出するために設けられている。レゾルバ９２は、ジェネレータ２の出力軸２ａの回転数および回転方向を算出するために設けられている。レゾルバ９３は、モータ３の出力軸３ａの回転数および回転方向を算出するために設けられている。また、制御装置９は、クラッチ４１（図１参照）の状態を切替可能に構成されている。

【0023】

この車両では、走行モードとしてＨＥＶモードおよびＢＥＶモードが設定されている。車両の走行モードは、たとえば、バッテリ８の充電状態および車両の走行状態などに応じて切り替えられる。

【0024】

ＨＥＶモードとは、内燃機関１およびモータ３を用いて車両を走行させるモードである。ＨＥＶモード時には、クラッチ４１が係合されており、内燃機関１からの動力がカウンタシャフト５に伝達されるようになっている。また、モータ３からカウンタシャフト５に動力を出力可能であり、内燃機関１の動力によりジェネレータ２で発電可能である。すなわち、ＨＥＶモードでは、内燃機関１およびモータ３から出力される動力で走行が行われる。

【0025】

ＢＥＶモードは、内燃機関１を停止させた状態で、モータ３を用いて車両を走行させるモードである。ＢＥＶモード時には、クラッチ４１が解放されており、ジェネレータ２がモータ３によって連れ回されずに、ジェネレータ２が内燃機関１とともに停止されている。そして、ＢＥＶモードでは、モータ３から出力される動力で走行が行われる。なお、ＢＥＶモード時には、たとえば、ブレーキ（図示省略）によってリングギヤ４Ｒがケース（図示省略）に固定される。

【0026】

ここで、ＢＥＶモード時には、内燃機関１およびジェネレータ２とともにオイルポンプ６も停止されている。このようなＢＥＶモード時に、走行に伴う振動等によりオイルポンプ６が逆回転されると、オイルポンプ６内の油圧が低下することが考えられる。このオイルポンプ６内の油圧は、吐出側空間（オイルポンプ６の吐出孔に接続される吐出配管と連通される空間）の油圧である。なお、ＢＥＶモード時に、オイルポンプ６とともに出力軸１ａが回転されると、出力軸２ａが所定の比率で回転される。

【0027】

そこで、制御装置９は、ＢＥＶモード時にオイルポンプ６が逆回転された場合に、ジェネレータ２を駆動するように構成されている。これにより、オイルポンプ６が駆動され、オイルポンプ６内の油圧を確保することが可能である。

【0028】

具体的に、制御装置９は、ＢＥＶモード時にジェネレータ２の逆回転数が閾値を超過した場合に、ジェネレータ２によってオイルポンプ６を駆動させるように構成されている。この閾値は、たとえば、ジェネレータ２の逆回転の許容限界であり、オイルポンプ６の逆回転の許容限界（オイルポンプ６内の油圧の低下の許容限界）に基づいて予め設定されている。これは、エンコーダ９１ではオイルポンプ６（内燃機関１の出力軸１ａ）の回転方向を判断できないため、レゾルバ９２を用いてオイルポンプ６の逆回転が判断されるようになっている。

【0029】

－車両走行時の動作制御－
次に、図３を参照して、本実施形態の制御装置９による車両走行時の動作制御について説明する。なお、以下のフローは、所定の時間間隔毎に繰り返し行われる。また、以下の各ステップは、制御装置９により実行される。

【0030】

まず、図３のステップＳ１において、走行モードがＢＥＶモードであるか否かが判断される。すなわち、内燃機関１が停止された状態でモータ３を用いた走行が行われているか否かが判断される。そして、ＢＥＶモードであると判断された場合には、ステップＳ２に移る。その一方、ＢＥＶモードではないと判断された場合（ＨＥＶモードの場合）には、エンドに移る。

【0031】

次に、ステップＳ２において、ジェネレータ２の逆回転数が閾値を超過したか否かが判断される。なお、ＢＥＶモード時にジェネレータ２が回転する原因は、走行に伴う振動等である。ジェネレータ２の逆回転数は、レゾルバ９２の検出結果に基づいて算出される。そして、ジェネレータ２の逆回転数が閾値を超過したと判断された場合には、オイルポンプ６内の油圧の低下の許容限界に達したことから、ステップＳ３に移る。その一方、ジェネレータ２の逆回転数が閾値を超過していないと判断された場合（ジェネレータ２が逆回転していない場合、および、ジェネレータ２が逆回転したがその逆回転数が閾値未満の場合）には、ステップＳ１に戻る。すなわち、ジェネレータ２の逆回転数が閾値を超過するまで待機する。

【0032】

次に、ステップＳ３において、ジェネレータ２が駆動されることにより、オイルポンプ６が駆動される。すなわち、ジェネレータ２によって内燃機関１の出力軸１ａが連れ回されることにより、オイルポンプ６が正転される。このため、オイルポンプ６内の油圧が上昇される。

【0033】

次に、ステップＳ４において、オイルポンプ６内の油圧が確保されたか否かが判断される。たとえば、ジェネレータ２の駆動が所定期間継続された場合に、オイルポンプ６内の油圧が確保されたと判断される。そして、オイルポンプ６内の油圧が確保されたと判断された場合には、ジェネレータ２が停止され、エンドに移る。その一方、オイルポンプ６内の油圧が確保されていないと判断された場合には、ステップＳ３に戻る。すなわち、オイルポンプ６内の油圧が確保されるまで、ジェネレータ２の駆動が引き続き行われる。

【0034】

－効果－
本実施形態では、上記のように、ＢＥＶモード時にオイルポンプ６が逆回転された場合に、ジェネレータ２が駆動されることによって、オイルポンプ６が駆動されることにより、オイルポンプ６内の油圧を確保することができる。これにより、オイルポンプ６内の油圧が大きく低下されないので、内燃機関１の始動時に異音が発生するのを抑制することができる。

【0035】

また、本実施形態では、レゾルバ９２を用いることによって、オイルポンプ６の逆回転を判断することができる。

【0036】

－他の実施形態－
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【0037】

たとえば、上記実施形態では、ＢＥＶモード時にジェネレータ２の逆回転数が閾値を超過した場合に、ジェネレータ２が駆動される例を示したが、これに限らず、ＢＥＶモード時にジェネレータの逆回転数が閾値を超過した場合に、内燃機関が始動されるようにしてもよい。このようにしても、オイルポンプが駆動されるので、オイルポンプ内の油圧を確保することができる。

【0038】

また、上記実施形態のステップＳ１では、ＢＥＶモードであるか否かが判断され、ＢＥＶモードの場合にステップＳ２に移る例を示したが、これに限らず、ＢＥＶモードでの走行時間が所定値以上であるか否かが判断され、ＢＥＶモードでの走行時間が所定値以上の場合にステップＳ２に移るようにしてもよい。

【0039】

また、上記実施形態のステップＳ２では、ジェネレータ２の逆回転数が閾値を超過したか否かが判断され、ジェネレータ２の逆回転数が閾値を超過した場合にステップＳ３に移る例を示したが、これに限らず、ジェネレータの逆回転の継続時間が所定値以上であるか否かが判断され、ジェネレータの逆回転の継続時間が所定値以上の場合にステップＳ３に移るようにしてもよい。

【符号の説明】

【0040】

１…内燃機関，２…ジェネレータ，３…モータ，４…動力分割機構，
６…オイルポンプ，９…制御装置

【図1】

【図2】

【図3】