(57)【要約】【課題】モータを備える電動車両に対して、作動油の劣化をより高精度で検出する。【解決手段】モータからの動力を用いて走行する電動車両の作動油の劣化を検出する劣化検出装置であって、上記のモータを含む各要素の発熱量に基づいて作動油に対する累積負荷を演算し、演算した累積負荷を閾値と比較することにより作動油の劣化の有無を判定する。これにより、モータを備える電動車両に対して、作動油の劣化をより高精度で検出することができる。【選択図】図２
2020106104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータからの動力を動力伝達装置を介して駆動輪に出力して走行する電動車両に用いられる作動油の劣化を検出する劣化検出装置であって、
前記モータを含む各要素の発熱量に基づいて前記作動油に対する累積負荷を演算し、
前記累積負荷を閾値と比較することにより前記作動油の劣化の有無を判定する、
劣化検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、劣化検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の劣化検出装置としては、エンジンからの動力をトルクコンバータおよび自動変速機を介して駆動輪に出力して走行する車両に搭載され、自動変速機の作動油（ＡＴＦ）の油温とトルクコンバータのトルクおよび回転数とに基づいて自動変速機の作動油の熱的劣化を計算すると共に、エンジンの回転数と自動変速機の回転数とに基づいて作動油の機械的劣化を計算し、作動油の熱的劣化または機械的劣化が作動油交換閾値を超えたか否かを判定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この劣化検出装置では、作動油の熱的劣化または機械的劣化が作動油交換閾値を超えたと判定したときには、作動油の交換を促す表示を行なう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１７２０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の劣化検出装置を、モータを備える電動車両に適用した場合、作動油の劣化要因となるモータの発熱量を考慮していないことになるから、作動油の劣化を検出する精度が低くなってしまう。
【０００５】
本発明の劣化検出装置は、モータを備える電動車両に対して、作動油の劣化をより高精度で検出することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の劣化検出装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の劣化検出装置は、
モータからの動力を動力伝達装置を介して駆動輪に出力して走行する電動車両に用いられる作動油の劣化を検出する劣化検出装置であって、
前記モータを含む各要素の発熱量に基づいて前記作動油に対する累積負荷を演算し、
前記累積負荷を閾値と比較することにより前記作動油の劣化の有無を判定する、
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明の劣化検出装置では、モータを含む各要素の発熱量に基づいて作動油に対する累積負荷を演算し、累積負荷を閾値と比較することにより作動油の劣化の有無を判定する。これにより、モータを備える電動車両に対して、作動油の劣化をより高精度で検出することができる。
【０００９】
また、本発明の劣化検出装置において、前記各要素の損失トルクと回転数との積の時間積分に基づいて前記累積負荷を演算するものとしてもよい。
【００１０】
さらに、本発明の劣化検出装置において、前記累積負荷が前記閾値よりも大きいことにより前記作動油が劣化していると判定したときには、前記作動油の交換をユーザに促すものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例としての劣化検出装置を搭載する電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】劣化検出装置により実行される処理ルーチンの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明の一実施例としての劣化検出装置を搭載する電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、モータ３２と、インバータ３４と、蓄電装置としてのバッテリ３６と、変速機４０と、オイルポンプ４２と、電子制御ユニット５０と、を備える。ここで、実施例の「劣化検出装置」としては、主として電子制御ユニット５０が相当する。
【００１４】
モータ３２は、同期発電電動機として構成されており、永久磁石が埋め込まれた回転子と、３相コイルが巻回された固定子と、を備える。このモータ３２は、回転子が変速機４０の入力軸に接続されている。インバータ３４は、モータ３２の駆動に用いられると共に電力ライン３７を介してバッテリ３６に接続されている。
【００１５】
バッテリ３６は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されている。このバッテリ３６は、上述したように、電力ライン３７を介してインバータ３４に接続されている。
【００１６】
変速機４０は、例えば４段変速機として構成されており、モータ３２の回転子（回転軸）に接続された入力軸と、駆動輪２２ａ，２２ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して連結された駆動軸２６に接続された出力軸と、複数の遊星歯車機構と、油圧駆動の複数の摩擦係合要素（クラッチ，ブレーキ）と、を有する。この変速機４０は、入力軸と出力軸との間で４段階に変速して動力を伝達する。
【００１７】
オイルポンプ４２は、モータ３２からの動力により動作するギヤポンプ（機械式のオイルポンプ）として構成されており、作動油貯留部に貯留されている作動油（ＡＴＦ）を吸引して、モータ３２に潤滑・冷却用として供給したり、変速機４０に潤滑・冷却用や摩擦係合要素の作動（係脱）用として供給したりする。なお、オイルポンプ４２としては、機械式のオイルポンプに代えて、電動式のオイルポンプが用いられるものとしてもよい。
【００１８】
電子制御ユニット５０は、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポートを備える。電子制御ユニット５０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット５０に入力される信号としては、例えば、モータ３２の回転子に取り付けられた回転位置検出センサ（例えばレゾルバ）３２ａからのモータ３２の回転子の回転位置θｍや、モータ３２とインバータ３４とを接続する各相の電力ラインに取り付けられた電流センサ３２ｕ，３２ｖ，３２ｗからの各相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを挙げることができる。また、バッテリ３６の端子間に取り付けられた図示しない電圧センサからのバッテリ３６の電圧Ｖｂや、バッテリ３６の出力端子に取り付けられた図示しない電流検出部からのバッテリ３６の電流Ｉｂも挙げることができる。さらに、イグニッションスイッチ６０からのイグニッション信号や、シフトレバー６１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰ、アクセルペダル６３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル６５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ６６からのブレーキペダルポジションＢＰも挙げることができる。加えて、車速センサ６８からの車速Ｖも挙げることができる。
【００１９】
電子制御ユニット５０からは、インバータ３４の複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号や、変速機４０への制御信号、ディスプレイ８０への表示制御信号などが出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット５０は、回転位置検出センサ３２ａからのモータ３２の回転子の回転位置θｍに基づいてモータ３２の電気角θｅや角速度ωｍ、回転数Ｎｍを演算したり、図示しない電流センサからのバッテリ３６の電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを演算したりしている。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ３６の全容量に対するバッテリ３６から放電可能な電力の容量の割合である。  
【００２０】
こうして構成された実施例の電気自動車２０では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて変速機４０の目標変速段Ｇｒ＊を設定し、変速機４０の変速段Ｇｒが目標変速段Ｇｒ＊となるように変速機４０を制御する。また、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと変速段Ｇｒとに基づいて変速機４０の入力軸に要求される要求トルクＴｉｎ＊を設定し、要求トルクＴｉｎ＊が変速機４０の入力軸に出力されるようにモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊を設定する。そして、モータ３２がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３４の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００２１】
次に、こうして構成された電気自動車２０の動作、特に作動油の劣化を検出する際の動作について説明する。図２は、電子制御ユニット５０により実行される処理ルーチンの一例を示す説明図である。
【００２２】
図２の処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０は、最初に、作動油の累積負荷Ｗａｔｆを演算する（ステップＳ１００）。この累積負荷Ｗａｔｆは、例えば、式（１）に示すように、各要素ｉの損失トルクΔＴ［ｉ］と回転数Ｎ［ｉ］との積の総和を時間積分（例えば、作動油の前回交換時から現在までの時間積分）することにより作動油の総発熱量として求めることができる。ここで、要素ｉとしては、モータ３２やオイルポンプ４２、変速機４０の各回転軸や遊星歯車機構、摩擦係合要素（クラッチ，ブレーキ）などが挙げられる。損失トルクΔＴ［ｉ］は、作動油により潤滑・冷却が行なわれたり作動油が作動に用いられたりする要素ｉの損失トルクである。この損失トルクΔＴ［ｉ］は、例えば、要素ｉのトルクＴ［ｉ］および回転数Ｎ［ｉ］と損失トルクΔＴ［ｉ］との予め定めた関係にトルクＴ［ｉ］および回転数Ｎ［ｉ］を適用して導出したり、要素ｉのトルクＴ［ｉ］および回転数Ｎ［ｉ］を用いて式（２）により算出したりすることができる。なお、式（２）中の値ａ，ｂ，ｃは、予め定めた定数である。
【００２３】
Watf=∫Σ(ΔT[i]×N[i]) dt (1)
ΔT[i]=a+b×T[i]+c×N[i] (2)
【００２４】
こうして累積負荷Ｗａｔｆを演算すると、累積負荷Ｗａｔｆを閾値Ｗａｔｆｒｅｆと比較する（ステップＳ１１０）。ここで、閾値Ｗａｔｆｒｅｆは、作動油の劣化により交換が必要か否かを判定するのに用いられる閾値である。ステップ１１０で累積負荷Ｗａｔｆが閾値Ｗａｔｆｒｅｆ以下のときには、ステップＳ１００に戻る。
【００２５】
ステップ１１０で累積負荷Ｗａｔｆが閾値Ｗａｔｆｒｅｆより大きいときには、作動油が劣化していると判定し（ステップＳ１２０）、作動油の交換が必要である旨をディスプレイ８０に表示して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。これにより、作動油の劣化を高精度で検出することができる。また、作動油の交換をユーザに促すことができる。
【００２６】
以上説明した実施例の電子制御ユニット５０では、モータ３２を含む各要素ｉの発熱量に基づいて作動油に対する累積負荷Ｗａｔｆを演算し、累積負荷Ｗａｔｆを閾値Ｗａｔｆｒｅｆと比較することにより作動油の劣化の有無を判定する。これにより、モータ３２を備える電気自動車２０に対して、作動油の劣化をより精度よく検出することができる。
【００２７】
実施例では、作動油の交換が必要であるときには、ディスプレイ８０に表示するものとしたが、カーシェアリング等の事業主に無線通信により通知するものとしてもよい。
【００２８】
実施例では、蓄電装置として、バッテリ３６を用いるものとしたが、蓄電可能な装置であればよく、キャパシタなどを用いるものとしてもよい。
【００２９】
実施例では、変速機４０は、４段変速機を用いるものとした。しかし、３段変速機，５段変速機，６段変速機などを用いるものとしてもよい。
【００３０】
実施例では、駆動輪２２ａ，２２ｂに連結されたモータ３２およびバッテリ３６を備える電気自動車２０の構成としたが、モータおよびバッテリに加えてエンジンも備えるハイブリッド自動車の構成としてもよい。
【００３１】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００３２】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、劣化検出装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００３４】
２０  電気自動車、２２ａ，２２ｂ  駆動輪、２４  デファレンシャルギヤ、２６  駆動軸、３２  モータ、３２ａ  回転位置検出センサ、３２ｕ，３２ｖ，３２ｗ  電流センサ、３４  インバータ、３６  バッテリ、３７  電力ライン、４０  変速機、４２  オイルポンプ、５０  電子制御ユニット、６０  イグニッションスイッチ、６１  シフトレバー、６２  シフトポジションセンサ、６３  アクセルペダル、６４  アクセルペダルポジションセンサ、６５  ブレーキペダル、６６  ブレーキペダルポジションセンサ、６８  車速センサ、８０  ディスプレイ。
【図１】
2020106104.tif 000003
【図２】
2020106104.tif 000004