(57)【要約】【課題】オイルポンプの大容量化を抑制しつつ、モータ冷却用として作動油の一部を利用できる構造を提供する。【解決手段】車両１００は、オイルクーラ４１の下流に配置されるＣＶＴ３０の第１潤滑用油路４２と、オイルクーラ４１の下流に配置されるＭＧ４の冷却用油路４３と、オイルクーラ４１の下流に配置され、第１潤滑用油路４２へ供給する油量と冷却用油路４３へ供給する油量との分配量を制御する制御弁４４と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源と、
前記駆動源と接続されるベルト式無段変速機構と、
前記ベルト式無段変速機構と接続されるモータと、
前記駆動源により駆動されるオイルポンプと、
前記オイルポンプの下流に配置されるオイルクーラと、
前記オイルクーラの下流に配置される前記ベルト式無段変速機構の潤滑用油路と、
前記オイルクーラの下流に配置される前記モータの冷却用油路と、
前記オイルクーラの下流に配置され、前記潤滑用油路へ供給する油量と前記冷却用油路へ供給する油量との分配量を制御する制御弁と、を有することを特徴とする車両。
【請求項２】
請求項１に記載の車両において、
前記制御弁を制御して前記潤滑用油路に必要流量を確保するとともに、前記制御弁を制御した場合であって前記冷却用油路の流量が前記冷却用油路の必要流量を下回る場合は、前記モータの駆動を制限する制御部をさらに有することを特徴とする車両。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両において、
前記制御弁は、１つのソレノイドバルブからなることを特徴とする車両。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の車両において、
前記冷却用油路の下流に前記モータが配置され、
前記モータの下流に、他の潤滑油供給対象部が配置されていることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを冷却する冷却用油路を備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ベルト式の無段変速機と、無段変速機のプライマリ軸に接続されたモータと、を有するハイブリッドシステムを備えた車両が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２３４０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたハイブリッドシステムでは、モータが発熱するためモータを冷却する必要がある。モータの冷却方法として、例えば、モータ用の冷却液(例えば水冷)と、変速機用の潤滑油と、の双方を用いる方法や、変速機用の潤滑油をモータ用の冷却油と兼用する方法がある。後者の方法では、例えば、水冷機構を設けずに済む、あるいはモータを変速機ケース内に収容できる等のメリットを享受できる。しかしながら、モータ冷却用として潤滑油の一部を利用すると、必要な油量が増える。このため、オイルポンプを大容量化する必要があり、燃費悪化につながってしまう。
【０００５】
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、オイルポンプの大容量化を抑制しつつ、モータ冷却用として作動油の一部を利用できる構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様によれば、車両は、駆動源と、駆動源と接続されるベルト式無段変速機構と、ベルト式無段変速機と接続されるモータと、駆動源により駆動されるオイルポンプと、オイルポンプの下流に配置されるオイルクーラと、オイルクーラの下流に配置されるベルト式無段変速機構の潤滑用油路と、オイルクーラの下流に配置されるモータの冷却用油路と、オイルクーラの下流に配置され、潤滑用油路へ供給する油量と冷却用油路へ供給する油量との分配量を制御する制御弁と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この態様によれば、オイルポンプの大容量化を抑制しつつ、モータ冷却用として作動油の一部を利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るハイブリッド車両における潤滑及び冷却に係る油圧回路図である。
【図３】本発明の実施形態に係るコントローラが実行する制御のフローチャートである。
【図４】変形例における潤滑及び冷却に係る油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
図１は、ハイブリッド車両１００の全体構成図である。ハイブリッド車両１００（以下、単に「車両１００」ともいう。）は、エンジン１と、トルクコンバータ２と、自動変速機３と、モータジェネレータ（以下、「ＭＧ」という。）４と、オイルポンプ５と、駆動輪６と、インバータ７と、ＤＣ４８Ｖバッテリ８と、制御装置としてのコントローラ１０と、を備える。
【００１１】
エンジン１は、ガソリン、軽油等を燃料とする内燃機関であり、走行用駆動源として機能する。エンジン１は、コントローラ１０からの指令に基づいて、回転速度、トルク等が制御される。
【００１２】
トルクコンバータ２は、エンジン１と自動変速機３の間の動力伝達経路上に設けられる。トルクコンバータ２は、流体を介して動力を伝達する。また、トルクコンバータ２は、ロックアップクラッチ２ａを締結することで、エンジン１からの駆動力の動力伝達効率を高めることができる。
【００１３】
自動変速機３は、締結要素３３と、ベルト式無段変速機構（以下、「ＣＶＴ」という。）３０と、油圧コントロールバルブユニット３１と、作動油を貯留するオイルパン３２と、を備える。
【００１４】
締結要素３３は、トルクコンバータ２とＣＶＴ３０の間の動力伝達経路上に配置される。締結要素３３は、コントローラ１０からの指令に基づき、オイルポンプ５の吐出圧を元圧として油圧コントロールバルブユニット３１によって調圧されたオイルによって制御される。締結要素３３としては、例えば、ノーマルオープンの湿式多板クラッチが用いられる。締結要素３３は、図示しない前進クラッチ及び後進ブレーキによって構成されていてもよい。
【００１５】
ＣＶＴ３０は、締結要素３３と駆動輪６との間の動力伝達経路上に配置され、車速やアクセル開度等に応じて変速比を無段階に変更する。ＣＶＴ３０は、プライマリプーリ３０ａと、セカンダリプーリ３０ｂと、両プーリ３０ａ，３０ｂに巻き掛けられたベルト３０ｃと、を備える。プーリ圧によりプライマリプーリ３０ａの可動プーリとセカンダリプーリ３０ｂの可動プーリとを軸方向に動かし、ベルト３０ｃのプーリ接触半径を変化させることで、変速比を無段階に変更する。なお、プライマリプーリ３０ａに作用するプーリ圧とセカンダリプーリ３０ｂに作用するプーリ圧は、オイルポンプ５からの吐出圧を元圧として油圧コントロールバルブユニット３１によって調圧される。
【００１６】
ＣＶＴ３０のセカンダリプーリ３０ｂの出力軸には、図示しない終減速ギヤ機構を介してディファレンシャル１２が接続される。ディファレンシャル１２には、ドライブシャフト１３を介して駆動輪６が接続される。
【００１７】
ＭＧ４は、ＣＶＴ３０に動力伝達可能に接続される。具体的には、プライマリプーリ３０ａの回転とＭＧ４の回転とは、それぞれの回転軸に固定されたプーリとこれらのプーリに掛け回されたベルトとによって構成された動力伝達機構によって伝達される。
【００１８】
ＭＧ４は、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型回転電機である。ＭＧ４は、コントローラ１０からの指令に基づいて、インバータ７により作り出された三相交流を印加することにより制御される。ＭＧ４は、ＤＣ４８Ｖバッテリ８からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作し、走行用駆動源として機能する。また、ＭＧ４は、ロータがエンジン１や駆動輪６から回転エネルギーを受ける場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能し、ＤＣ４８Ｖバッテリ８を充電することができる。
【００１９】
オイルポンプ５は、エンジン１の回転がベルトを介して伝達されることによって駆動されるベーンポンプである。オイルポンプ５は、オイルパン３２に貯留される作動油を吸い上げ、油圧コントロールバルブユニット３１にオイルを供給する。
【００２０】
コントローラ１０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）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ１０は、複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。具体的には、コントローラ１０は、自動変速機３を制御するＡＴＣＵ、シフトレンジを制御するＳＣＵ、エンジン１及びＭＧ４のハイブリッド制御を行うＨＣＭ等によって構成することもできる。なお、コントローラ１０の後述するＭＧ４の運転制限制御を実行する制御部とは、コントローラ１０の機能を仮想的なユニットとしたものであり、物理的な存在を意味するものではない。
【００２１】
コントローラ１０には、エンジン１の回転速度を検出する第１回転速度センサ５１、締結要素３３の出力回転速度Ｎｏｕｔ（＝ＣＶＴ３０の入力回転速度）を検出する第２回転速度センサ５２、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ５３、ＣＶＴ３０のセレクトレンジ（前進、後進、ニュートラル及びパーキングを切り替えるセレクトレバー又はセレクトスイッチの状態）を検出するインヒビタスイッチ５４、車速を検出する車速センサ５５と、ブレーキの踏力を検出する踏力センサ５６と、からの信号が入力される。コントローラ１０は、入力されるこれら信号に基づき、エンジン１、トルクコンバータ２のロックアップクラッチ２ａ、自動変速機３、ＭＧ４（インバータ７）の各種動作を制御する。
【００２２】
コントローラ１０は、車両１００の運転モードとして、ＤＣ４８Ｖバッテリ８からの電力に基づいてＭＧ４を駆動し、ＭＧ４のみの駆動力によって走行するＥＶモードと、エンジン１のみの駆動力によって走行するエンジン走行モードと、エンジン１の駆動力とＭＧ４の駆動力によって走行するＨＥＶモードと、を切り換える。
【００２３】
ＥＶモードでは、車両１００は、締結要素３３を解放した状態で、ＤＣ４８Ｖバッテリ８からの電力によってＭＧ４のみを駆動して走行する。ＥＶモードは、車両１００の要求出力が低い時であって、ＤＣ４８Ｖバッテリ８の残容量が充分にあるときに選択される。
【００２４】
エンジン走行モードでは、車両１００は、ロックアップクラッチ２ａ及び締結要素３３を締結した状態で、エンジン１のみを駆動して走行する。エンジン走行モードは、車両１００の要求出力が比較的高い時に選択される。
【００２５】
ＨＥＶモードでは、車両１００は、ロックアップクラッチ２ａ及び締結要素３３を締結した状態で、エンジン１とＭＧ４とを駆動して走行する。ＨＥＶモードは、車両１００の要求出力が高い時、具体的には、車両１００の要求出力がエンジン１による出力のみでは補えないときに選択される。
【００２６】
コントローラ１０は、アクセル開度センサ５３によって検出されたアクセル開度と、踏力センサ５６によって検出されたブレーキペダルの踏力と、車速センサ５５によって検出された車速ＶＳＰと、に基づいて図示しない走行モード選択マップに基づいて、走行モードを切り替える。
【００２７】
図２に示すように、車両１００は、オイルポンプ５から吐出された作動油をライン圧に調圧するライン圧調整弁４６と、オイルポンプ５の下流に配置されるオイルクーラ４１と、オイルクーラ４１の下流に配置されるＣＶＴ３０の第１潤滑用油路４２と、オイルクーラ４１の下流に配置されるＭＧ４の冷却用油路４３と、オイルクーラ４１の下流に配置され第１潤滑用油路４２へ供給する油量と冷却用油路４３へ供給する油量との分配量を制御する制御弁４４と、をさらに備える。
【００２８】
ライン圧調整弁４６は、油圧コントロールバルブユニット３１の一部を構成する。ライン圧調整弁４６は、オイルポンプ５から吐出された油圧を調整してライン圧ＰＬを生成する。ライン圧調整弁４６が調圧時にリリーフした作動油は、ライン圧調整弁４６に接続された油路４０に供給され、ＣＶＴ３０（ベルト３０ｃ）等の構成要素を潤滑する潤滑油及びＭＧ４と熱交換を行うクーラントとして利用される。
【００２９】
オイルクーラ４１は、油路４０上に設けられる。オイルクーラ４１は、図示しない冷却液との間で熱交換を行うことによってオイルクーラ４１を通過する作動油を冷却する。
【００３０】
オイルクーラ４１を通過した作動油は、油路４０から分岐した第１潤滑用油路４２、冷却用油路４３、及び第２潤滑用油路４５に流入する。第１潤滑用油路４２に流入した作動油は、潤滑油供給対象部としてのベルト３０ｃの潤滑及び冷却に用いられる。冷却用油路４３に流入した作動油は、ＭＧ４の冷却に用いられる。第２潤滑用油路４５に流入した作動油は、自動変速機３内のギヤ等（以下では、「潤滑油供給対象部４７」ともいう。）の潤滑及び冷却に用いられる。これらを潤滑及び冷却した作動油は、オイルパン３２に回収される。
【００３１】
制御弁４４は、冷却用油路４３上に設けられる。制御弁４４は、１つの比例ソレノイドバルブによって構成され、ＭＧ４の冷却に用いられる作動油の油量、具体的には、冷却用油路４３に流入する作動油の油量を制御する。制御弁４４は、冷却用油路４３に流入する作動油の油量を制御することにより、第１、第２潤滑用油路４２，４５へ流入する油量を制御する。つまり、制御弁４４は、第１、第２潤滑用油路４２，４５へ供給する油量と冷却用油路４３へ供給する油量との分配量を制御する。
【００３２】
車両１００は、油路４０おけるライン圧調整弁４６とオイルクーラ４１との間から分岐した分岐油路４９をさらに備える。油路４０から分岐油路４９に流入した作動油は、ＣＶＴ３０におけるキャンセル油室（図示せず）等（以下では「潤滑油供給対象部４８」ともいう。なお、潤滑油供給対象部４８をベルト３０ｃや潤滑油供給対象部４７と区別するために、「他の潤滑油供給対象部」ともいう。）に供給される。キャンセル油室に供給する作動油は冷却する必要がないので、オイルクーラ４１の上流側、つまり、オイルクーラ４１によって冷却される前の作動油を供給する。これにより、分岐油路４９に流入する作動油を冷却せずに済むので、その分オイルクーラ４１を小型化できる。
【００３３】
次に、図３に示すフローチャートを参照しながら、制御弁４４の分配量の制御について説明する。
【００３４】
まず、ステップＳ１１において、オイルポンプ５の吐出流量Ｑｐを演算する。具体的は、コントローラ１０は、第１回転速度センサ５１によって検出されたエンジン１の回転速度、予め記憶されたオイルポンプ５の固有吐出量や容積効率等に基づいて、オイルポンプ５の吐出流量Ｑｐを演算する。
【００３５】
次いで、ステップＳ１２において、ベルト３０ｃを潤滑するための必要潤滑流量Ｑｖを演算する。具体的には、コントローラ１０は、自動変速機３の入力トルク、第２回転速度センサ５２によって検出されたＣＶＴ３０の入力回転速度（プライマリプーリ３０ａの回転速度）、プーリ比、及び油温等に基づいて、ベルト３０ｃを潤滑するための必要潤滑流量Ｑｖを演算する。自動変速機３の入力トルク及びプーリ比は、アクセル開度センサ５３によって検出されたアクセル開度と、車速センサ５５によって検出された車速と、変速マップ（図示せず）と、エンジン特性マップ（図示せず）と、に基づいて算出することができる。
【００３６】
ステップＳ１３では、ＭＧ４の必要冷却流量Ｑｍｎを演算する。具体的には、コントローラ１０は、ＭＧ４のトルク及び連続運転時間などの情報から、ＭＧ４の冷却に必要な作動油の流量を演算する。なお、これに代えて温度センサ等を設けて、温度センサによって検出されたＭＧ４の温度に基づいてＭＧ４の冷却に必要な作動油の流量を演算してもよい。
【００３７】
ステップＳ１４では、制御弁４４に制御指令を出力する。具体的には、コントローラ１０は、ステップＳ１１で演算したオイルポンプ５の吐出流量Ｑｐから、油圧回路内の推定リーク量、変速に必要な変速流量、ステップＳ１２で演算した必要潤滑流量Ｑｖ、潤滑油供給対象部４７，４８（第２潤滑用油路４５及び分岐油路４９を通じて作動油が供給される要素）での必要潤滑流量を差し引いた流量Ｑｃを演算する。そして、コントローラ１０は、制御弁４４を通過する流量（冷却用油路４３を流れる流量）が流量Ｑｃとなるような制御指令を制御弁４４に出力する。
【００３８】
ステップＳ１５では、ＭＧ４の実冷却流量Ｑｍｒを演算する。ＭＧ４の実冷却流量Ｑｍｒとは、ＭＧ４の冷却のために実際に供給される作動油の流量であり、ステップＳ１４で算出された流量Ｑｃに相当する。
【００３９】
ステップＳ１６では、ＭＧ４の実冷却流量ＱｍｒがＭＧ４の必要冷却流量Ｑｍｎ以上であるか否かを判定する。ＭＧ４の実冷却流量ＱｍｒがＭＧ４の必要冷却流量Ｑｍｎ以上であれば、ＥＮＤに進む。ＭＧ４の実冷却流量ＱｍｒがＭＧ４の必要冷却流量Ｑｍｎ未満であれば、ステップＳ１７に進む。
【００４０】
ステップＳ１７では、ＭＧ４の運転制限制御を行う。具体的には、コントローラ１０は、インバータ７を通じてＭＧ４のトルクを制限する。これにより、ＭＧ４の発熱が抑制され、ＭＧ４の冷却に使用される作動油の流量を低減できる。つまり、ＭＧ４のトルクを制限することで、ＭＧ４の温度上昇を抑制し、実冷却流量ＱｍｒであってもＭＧ４が過熱状態とならないようにすることができる。逆に言うと、コントローラ１０は、作動油の流量が実冷却流量Ｑｍｒであっても温度上昇を抑制できるようなトルク値にＭＧ４のトルクを制限する。この運転制限制御を実行した後、ステップＳ１６に戻る。なお、ＭＧ４の運転制限制御として、トルク制限に代えて、ＭＧ４の連続運転時間を制限するようにしてもよい。
【００４１】
以降は、エンジン１が作動している間、コントローラ１０はこのフローを繰り返す。
【００４２】
制御弁４４を設けていない場合には、第１潤滑用油路４２、冷却用油路４３、及び第２潤滑用油路４５それぞれの流路面積によってそれぞれに流れる油量が決定される。このため、いかなる車両状況においても、これらの最低必要流量を確保できるオイルポンプが必要となるため、オイルポンプ５が大型化してしまう。
【００４３】
一方、本実施形態では、オイルポンプ５の吐出流量Ｑｐを演算し、ベルト３０ｃ等の潤滑に必要な作動油の流量を確保したうえで、ＭＧ４を冷却する。さらに、ＭＧ４の冷却に必要な必要冷却流量Ｑｍｎを確保できない場合には、ＭＧ４の駆動を制限する。つまり、本実施形態では、第１、第２潤滑用油路４２，４５に必要な流量を確保して、ベルト３０ｃ等の潤滑（保護）を最優先にする。これにより、オイルポンプ５の大容量化を抑制しつつ、ＭＧ４の冷却用として作動油の一部を利用できる。なお、ＭＧ４の駆動を制限したとしても、エンジン１によって必要なトルクを確保できるので、運転性能への影響を最小限にすることができる。
【００４４】
さらに、本実施形態では、冷却用油路４３に制御弁４４が設けられているので、第１、第２潤滑用油路４２，４５と冷却用油路４３との分配量を可変にすることができる。つまり、制御弁４４を制御することによって車両状況に応じた適切な分配を行うことができる。
【００４５】
また、本実施形態では、ベルト３０ｃを潤滑するための必要潤滑流量Ｑｖを演算しているので、ベルト３０ｃの回転速度などに応じて潤滑するための流量を増やすことができる。よって、ベルト３０ｃを適切に潤滑することができるので、耐久性を向上させることができる。同様に、ＭＧ４の必要冷却流量Ｑｍを演算しているので、ＭＧ４に対する冷却性能を確保し、ＭＧ４の耐久性を向上させることができる。
【００４６】
なお、図４に変形例として示すように、潤滑油供給対象部４８をＭＧ４の下流に配置してもよい。この場合には、ＭＧ４の冷却に使用した作動油をそのまま他の潤滑油供給対象部４８に供給することができるので、油量の総量を低減でき、燃費を向上させることができる。
【００４７】
以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
【００４８】
本実施形態の車両では、車両１００は、オイルクーラ４１の下流に配置されるＣＶＴ３０の第１潤滑用油路４２と、オイルクーラ４１の下流に配置されるＭＧ４の冷却用油路４３と、オイルクーラ４１の下流に配置され、第１潤滑用油路４２へ供給する油量と冷却用油路４３へ供給する油量との分配量を制御する制御弁４４と、を有する。
【００４９】
この構成では、冷却用油路４３に制御弁４４が設けられているので、第１潤滑用油路４２と冷却用油路４３との分配量を可変にすることができる。つまり、制御弁４４を制御することによって車両状況に応じた適切な分配を行うことができるので、オイルポンプ５の大型化を抑制しつつ、ＭＧ４の冷却用として作動油の一部を利用できる（請求項１に対応する効果）。
【００５０】
また、車両１００は、制御弁４４を制御して第１潤滑用油路４２に必要流量（必要潤滑流量Ｑｖ）を確保するとともに、制御弁４４を制御した場合であって冷却用油路４３の流量（実冷却流量Ｑｍｒ）が冷却用油路４３の必要流量（必要冷却流量Ｑｍｎ）を下回る場合は、ＭＧ４の駆動を制限する制御部（コントローラ１０）をさらに有する。
【００５１】
この構成では、まず、第１潤滑用油路４２に必要流量（必要潤滑流量Ｑｖ）を確保して、ベルト３０ｃの保護を最優先とする。その結果、ＭＧ４を冷却するための必要流量（必要冷却流量Ｑｍｎ）が不足するのであれば、ＭＧ４の駆動を制限する。これにより、ＭＧ４の温度上昇を抑制することができ、ＭＧ４を保護することができる（請求項２に対応する効果）。
【００５２】
車両１００では、制御弁４４は、１つのソレノイドバルブからなる。これにより、コストを低減することができる（請求項３に対応する効果）。
【００５３】
さらに、車両１００では、冷却用油路４３の下流にＭＧ４が配置され、ＭＧ４の下流に、他の潤滑油供給対象部４８が配置される。
【００５４】
ベルト３０ｃ以外の他の潤滑油供給対象部４８をＭＧ４の下流に配置することにより、ＭＧ４を冷却した後の作動油を他の潤滑油供給対象部４８に供給することができる。これにより、油量の総量を低減でき、燃費を向上させることができる（請求項４に対応する効果）。
【００５５】
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ものに過ぎず、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。
【００５６】
本実施形態におけるモータとして、ＭＧ４を例に説明したが、発電を行わないモータ、あるいは発電用のモータであってもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１００    車両
１        エンジン（駆動源）
３        自動変速機
４        ＭＧ
５        オイルポンプ
１０      コントローラ
１２      ディファレンシャル
１３      ドライブシャフト
３０      ベルト式無段変速機構（ＣＶＴ）
３０ｃ    ベルト
４１      オイルクーラ
４２      第１潤滑用油路
４２      第２潤滑用油路
４３      冷却用油路
４４      制御弁
【図１】
2019043189.tif 000003
【図２】
2019043189.tif 000004
【図３】
2019043189.tif 000005
【図４】
2019043189.tif 000006