(57)【要約】【課題】コストを抑えつつ、モータ温度センサおよび油温センサの故障診断を行う。【解決手段】車両制御装置は、オイル中に配された油温センサと、モータのうち、オイルの油面Ｆより上方に位置するように配されたモータ温度センサ１５０と、モータのうち、第１運転状態においてオイル中となり、第２運転状態において油面Ｆよりも上方となる位置に配された共用温度センサ１５２と、モータ回転数に基づいて、第１運転状態または第２運転状態であるか否かを判定する状態判定部と、第１運転状態における共用温度センサの出力、および、第２運転状態における共用温度センサの出力によって故障診断を行う故障診断部と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイル中に配された油温センサと、
モータのうち、オイルの油面より上方に位置するように配されたモータ温度センサと、
前記モータのうち、第１運転状態において前記オイル中となり、第２運転状態において前記油面よりも上方となる位置に配された共用温度センサと、
モータ回転数に基づいて、前記第１運転状態または前記第２運転状態であるか否かを判定する状態判定部と、
前記第１運転状態における前記共用温度センサの出力、および、前記第２運転状態における前記共用温度センサの出力によって故障診断を行う故障診断部と、
を備える車両制御装置。
【請求項２】
前記状態判定部は、前記モータ回転数が第１閾値以下であると、前記第１運転状態であると判定し、前記モータ回転数が前記第１閾値より大きい第２閾値以上であると、前記第２運転状態であると判定する請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記状態判定部は、前記モータ回転数に加え、モータトルクに基づいて、前記第１運転状態または前記第２運転状態であるか否かを判定する請求項１または２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記状態判定部は、前記モータ回転数および前記モータトルクに加え、エンジン回転数に基づいて、前記第１運転状態または前記第２運転状態であるか否かを判定する請求項３に記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されるモータを冷却する車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車や電気自動車などの車両に搭載されるモータには、モータ温度センサが設けられる（例えば、特許文献１）。また、特許文献１では、オイルパンに油温センサが設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２２７１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のモータ温度センサおよび油温センサの双方について、それぞれ故障診断用の温度センサを別途設ける場合、合計で４つの温度センサを設けなければならない。そのため、故障診断用の温度センサに要するコストが高くなってしまう。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑み、コストを抑えつつ、モータ温度センサおよび油温センサの故障診断を行うことが可能な車両制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の車両制御装置は、オイル中に配された油温センサと、モータのうち、オイルの油面より上方に位置するように配されたモータ温度センサと、モータのうち、第１運転状態においてオイル中となり、第２運転状態において油面よりも上方となる位置に配された共用温度センサと、モータ回転数に基づいて、第１運転状態または第２運転状態であるか否かを判定する状態判定部と、第１運転状態における共用温度センサの出力、および、第２運転状態における共用温度センサの出力によって故障診断を行う故障診断部と、を備える。
【０００７】
状態判定部は、モータ回転数が第１閾値以下であると、第１運転状態であると判定し、モータ回転数が第１閾値より大きい第２閾値以上であると、第２運転状態であると判定してもよい。
【０００８】
状態判定部は、モータ回転数に加え、モータトルクに基づいて、第１運転状態または第２運転状態であるか否かを判定してもよい。
【０００９】
状態判定部は、モータ回転数およびモータトルクに加え、エンジン回転数に基づいて、第１運転状態または第２運転状態であるか否かを判定してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、コストを抑えつつ、モータ温度センサおよび油温センサの故障診断を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】モータをロータの回転軸方向から見た図である。
【図２】モータとオイルパンの位置関係を説明するための図である。
【図３】車両制御装置の機能ブロック図である。
【図４】状態判定部の判定処理を説明するための図である。
【図５】オイルの油面と共用温度センサの位置関係を説明するための図である。
【図６】故障診断処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】変形例における車両制御装置の機能ブロック図である。
【図８】状態判定部の判定処理の他の例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１３】
図１は、モータ１００をロータ１１０の回転軸方向から見た図である。なお、図１中、ロータ１１０の回転軸方向（以下、単に軸方向と称す）をＸ軸方向とする。モータ１００は、ハイブリッド自動車や電気自動車などに搭載され、ロータ１１０と、ステータ１２０とを含んで構成される。
【００１４】
ロータ１１０は、永久磁石を含んで構成され、シャフト１１２によって、ステータ１２０の中心孔１２０ａに回転自在に挿通される。具体的に説明すると、ロータ１１０は、その外周面がステータ１２０の内周面と離間した状態で、シャフト１１２に固定されており、シャフト１１２はベアリング（不図示）によってケースＣに回転自在に軸支される。つまり、ロータ１１０は、ケースＣに回転自在に軸支されることとなる。
【００１５】
ステータ１２０は、ステータコア１２２と、コイル１２４とを含んで構成される。ステータコア１２２の本体部１２６は、円筒形状であり、本体部１２６の径方向内側には、複数の巻装部（不図示）が形成されており、巻装部に巻線が巻装されてコイル１２４が形成される。なお、軸方向（図１中、Ｘ軸方向）におけるコイル１２４の両端は、樹脂等の絶縁体で構成されるモールド部によって封止されている。
【００１６】
本体部１２６の外周面１２６ａには、径方向外方に突出するとともに、軸方向（図１中、Ｘ軸方向）に延在した突起１２８が設けられている。本実施形態において、突起１２８は、本体部１２６の周方向に所定間隔離隔して複数箇所（本実施形態では、３箇所）設けられている。以下、突起１２８のうち、最も鉛直上方に位置する突起１２８を第１突起１２８ａ、最も鉛直下方に位置する突起１２８を第２突起１２８ｂ、第１突起１２８ａと第２突起１２８ｂとの間に位置する突起１２８を第３突起１２８ｃと称する。
【００１７】
また、突起１２８には、軸方向に貫通する貫通孔１２８ｄが設けられており、貫通孔１２８ｄに不図示の固定具（ボルト）が挿通され、ステータ１２０が固定具によってケースＣに固定される。こうして、ケースＣは、所定の間隔を維持してステータ１２０の外周面１２６ａを囲繞することとなる。
【００１８】
また、コイル１２４うち、第１突起１２８ａ近傍には、モータ温度センサ１５０が設けられる。モータ温度センサ１５０は、第１突起１２８ａより鉛直方向（図１中、上下方向）の位置が下方である。モータ温度センサ１５０は、モータ１００（コイル１２４）の温度を検出する。
【００１９】
また、コイル１２４のうち、第２突起１２８ｂ近傍には、共用温度センサ１５２が設けられる。共用温度センサ１５２は、第２突起１２８ｂと、鉛直方向の位置が大凡等しい。共用温度センサ１５２は、例えば、コイル１２４のうち、最も鉛直下方に位置する。共用温度センサ１５２は、後述するオイルの油面の位置によって温度を検出する対象が異なる。共用温度センサ１５２については後に詳述する。
【００２０】
図２は、モータ１００とオイルパン１６０の位置関係を説明するための図である。図２では、モータ１００の側面を正面に捉える向きの図を示す。図２において、変速機１７０の外形を一点鎖線で示し、変速機１７０の内部構造は図示を省略する。また、モータ１００は、一部を抽出して示す。図２中、上下方向が鉛直方向とする。
【００２１】
モータ１００は、軸方向が水平方向（図２中、左右方向）から所定の傾斜角（例えば、５．７度程度）、図２中、時計回りに傾斜して設置されている。モータ温度センサ１５０の鉛直方向の位置は、共用温度センサ１５２よりも上方である。そして、モータ１００よりも鉛直下方にオイルパン１６０が設けられる。
【００２２】
オイルパン１６０は、変速機１７０に対して鉛直下方に位置する。オイルパン１６０には、オイルが貯留されている。オイルパン１６０に貯留されたオイルは、ストレーナ１６２を介して不図示のオイルポンプによって吸い上げられ、変速機１７０、トルクコンバータなどの油圧回路や、チェーンベルト、スプロケット、ベアリングなどの潤滑回路に供給される。
【００２３】
オイルパン１６０の内部には、油温センサ１５４が設けられる。油温センサ１５４は、オイルパン１６０にオイルが貯留されたとき、オイル中に位置する。油温センサ１５４の鉛直方向の位置は、モータ温度センサ１５０、共用温度センサ１５２よりも下方である。油温センサ１５４は、オイルパン１６０に貯留されたオイルの温度を検出する。すなわち、油温センサ１５４は、ＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）温度センサである。
【００２４】
図３は、車両制御装置２００の機能ブロック図である。図３に示すように、車両制御装置２００は、モータトルクセンサ２１０、モータ回転数センサ２１２、ＭＣＵ（Motor Contrlo Unit）２１４、および、上記のモータ温度センサ１５０、共用温度センサ１５２、油温センサ１５４を含んで構成される。
【００２５】
モータトルクセンサ２１０は、モータ１００のトルクを検出する。モータ回転数センサ２１２は、モータ１００の回転数を検出する。
【００２６】
ＭＣＵ２１４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路で構成され、インバータ１８０を介してモータ１００の駆動を制御する。また、ＭＣＵ２１４は、状態判定部２２０、故障診断部２２２としても機能する。
【００２７】
図４は、状態判定部２２０の判定処理を説明するための図である。状態判定部２２０は、車両の運転状態が、図４に示す第１運転状態Ｘまたは第２運転状態Ｙであるか否かを判定する。ここでは、運転状態は、モータ回転数およびモータトルクによって規定される。同じモータトルクのとき、第１運転状態Ｘは、第２運転状態Ｙに比べて、モータ回転数が小さい。同じモータ回転数のとき、第１運転状態Ｘは、第２運転状態Ｙに比べて、モータトルクが小さい。
【００２８】
また、図４において、第１運転状態Ｘと第２運転状態Ｙとの間には、第３運転状態Ｚが設けられる。同じモータトルクのとき、第３運転状態Ｚは、第２運転状態Ｙに比べて、モータ回転数が小さく、第１運転状態Ｘに比べて、モータ回転数が大きい。同じモータ回転数のとき、第３運転状態Ｚは、第２運転状態Ｙに比べて、モータトルクが小さく、第１運転状態Ｘに比べて、モータトルクが大きい。
【００２９】
状態判定部２２０は、モータ回転数センサ２１２の出力（モータ回転数の検出値）と、モータトルクセンサ２１０の出力（モータトルクの検出値）に基づいて、第１運転状態Ｘまたは第２運転状態Ｙであるか否かを判定する。
【００３０】
状態判定部２２０は、モータ回転数がモータトルクに基づいて決定される第１閾値（変数）Ａ以下であると、第１運転状態であると判定し、モータ回転数がモータトルクに基づいて決定される第２閾値（変数）Ｂ以上であると、第２運転状態であると判定する。ここで、第１閾値Ａ、第２閾値Ｂは、図４に示すように、モータトルクに応じて変化する変数である。第１閾値Ａ、第２閾値Ｂは、例えば、モータトルクが大きいほど小さい値をとる。同じモータトルクのとき、第２閾値Ｂは、第１閾値Ａより大きい。
【００３１】
図５は、オイルの油面Ｆと共用温度センサ１５２の位置関係を説明するための図である。図５（ａ）では、第１運転状態Ｘにおけるオイルの油面Ｆを示し、図５（ｂ）では、第２運転状態Ｙにおけるオイルの油面Ｆを示す。
【００３２】
図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、オイルの油面Ｆは、車両の運転状態に応じて変位する。具体的には、モータ回転数やモータトルクが大きい場合、油圧回路や潤滑回路に供給される油量が大きくなり、オイルの油面Ｆが下がる。逆に、モータ回転数やモータトルクが小さい場合、油圧回路や潤滑回路に供給される油量が小さくなり、オイルの油面Ｆが上がる。
【００３３】
ここでは、共用温度センサ１５２は、図５（ａ）に示すように、第１運転状態Ｘにおいて、オイル中に埋没する。すなわち、共用温度センサ１５２の鉛直方向の位置は、油面Ｆよりも下方となる。また、図５（ｂ）に示すように、第２運転状態Ｙにおいて、共用温度センサ１５２の鉛直方向の位置は、オイルの油面Ｆよりも上方となる。共用温度センサ１５２は、このような位置に配される。言い換えれば、オイルの油面Ｆが共用温度センサ１５２よりも上方にあるか下方にあるかを判定できるように、第１運転状態Ｘ、第２運転状態Ｙが設定される。
【００３４】
一方、モータ温度センサ１５０は、第１運転状態Ｘにおいてもオイル中に埋没しない。すなわち、モータ温度センサ１５０の鉛直方向の位置は、油面Ｆよりも上方となる。このように、モータ温度センサ１５０は、油面Ｆより上方に位置するように配される。
【００３５】
また、第３運転状態Ｚは、オイルの油面Ｆが共用温度センサ１５２に近く、オイルの油面Ｆが共用温度センサ１５２よりも上方にあるか下方にあるかが定かではない状態である。第３運転状態Ｚを設けることで、第３運転状態Ｚがない場合に比べて、オイルの油面Ｆが共用温度センサ１５２よりも上方にあるか下方にあるかの判定精度が向上する。
【００３６】
故障診断部２２２は、第１運転状態Ｘにおける共用温度センサ１５２の出力（温度の検出値）、および、第２運転状態Ｙにおける共用温度センサ１５２の出力（温度の検出値）によって故障診断を行う。
【００３７】
具体的に、故障診断部２２２は、第１運転状態Ｘにおける共用温度センサ１５２の出力と、油温センサ１５４の出力を比較する。故障診断部２２２は、共用温度センサ１５２の出力と、油温センサ１５４の出力との差分が、所定閾値以上であると、油温センサ１５４または共用温度センサ１５２が故障していると判定する。
【００３８】
また、故障診断部２２２は、第２運転状態Ｙにおける共用温度センサ１５２の出力と、モータ温度センサ１５０の出力を比較する。故障診断部２２２は、共用温度センサ１５２の出力と、モータ温度センサ１５０の出力との差分が、所定閾値以上であると、モータ温度センサ１５０または共用温度センサ１５２が故障していると判定する。
【００３９】
上記のように、第１運転状態Ｘにおいては、共用温度センサ１５２は、オイル中に埋没しており、共用温度センサ１５２は、オイルの温度を検出している。このとき、共用温度センサ１５２の出力と、油温センサ１５４の出力を比較することで、共用温度センサ１５２や油温センサ１５４の故障診断が可能となる。
【００４０】
同様に、第２運転状態Ｙにおいては、共用温度センサ１５２の鉛直方向の位置は、オイルの油面Ｆより上方に位置する。共用温度センサ１５２は、モータ１００（コイル１２４）の温度を検出している。このとき、共用温度センサ１５２の出力と、モータ温度センサ１５０の出力を比較することで、共用温度センサ１５２やモータ温度センサ１５０の故障診断が可能となる。
【００４１】
故障診断部２２２は、モータ温度センサ１５０、共用温度センサ１５２、油温センサ１５４のいずれかが故障していると判定すると、例えば、運転席のメインパネルなどに警告灯を点灯して、運転者に故障の旨を報知する。
【００４２】
このように、車両制御装置２００では、共用温度センサ１５２を、モータ温度センサ１５０および油温センサ１５４の故障診断に共用している。そのため、モータ温度センサ１５０および油温センサ１５４の故障診断用に、それぞれ温度センサを設ける場合に比べて、温度センサの数を減らして、コストを低減することが可能となる。
【００４３】
また、ここでは、運転状態は、モータ回転数およびモータトルクによって規定される場合について説明した。ただし、運転状態は、モータ回転数のみで規定されてもよい。この場合、状態判定部２２０は、モータ回転数が第１閾値（定数）以下であると、第１運転状態であると判定し、モータ回転数が第１閾値より大きい第２閾値（定数）以上であると、第２運転状態であると判定する。モータ回転数のみで運転状態を判定することで、判定処理の負荷を軽減することができる。
【００４４】
ただし、上述したように、状態判定部２２０が、モータ回転数に加えて、モータトルクに基づいて、第１運転状態または第２運転状態であるか否かを判定する場合、オイルの油面Ｆが共用温度センサ１５２よりも上方にあるか下方にあるかの判定精度が向上する。
【００４５】
図６は、故障診断処理の流れを示すフローチャートである。図６に示す故障診断処理は、例えば、１回の運転期間中、モータ温度センサ１５０および油温センサ１５４の故障診断が１回ずつ行われるまで、繰り返し実行される。
【００４６】
（Ｓ３００）
状態判定部２２０は、モータトルクセンサ２１０およびモータ回転数センサ２１２の出力によって、第１運転状態Ｘであるか否かを判定する。第１運転状態Ｘであれば、Ｓ３０２に処理を移し、第１運転状態Ｘでなければ、Ｓ３０６に処理を移す。
【００４７】
（Ｓ３０２）
故障診断部２２２は、今回の運転期間中に、油温センサ１５４の故障診断がなされているか否かを判定する。油温センサ１５４の故障診断がなされていれば、当該故障診断処理を終了し、油温センサ１５４の故障診断がなされていなければ、Ｓ３０４に処理を移す。
【００４８】
（Ｓ３０４）
故障診断部２２２は、共用温度センサ１５２の出力と、油温センサ１５４の出力を比較することで、共用温度センサ１５２や油温センサ１５４の故障診断を行う。
【００４９】
（Ｓ３０６）
状態判定部２２０は、モータトルクセンサ２１０およびモータ回転数センサ２１２の出力によって、第２運転状態Ｙであるか否かを判定する。第２運転状態Ｙであれば、Ｓ３０８に処理を移し、第２運転状態Ｙでなければ、当該故障診断処理を終了する。
【００５０】
（Ｓ３０８）
故障診断部２２２は、今回の運転期間中に、モータ温度センサ１５０の故障診断がなされているか否かを判定する。モータ温度センサ１５０の故障診断がなされていれば、当該故障診断処理を終了し、モータ温度センサ１５０の故障診断がなされていなければ、Ｓ３１０に処理を移す。
【００５１】
（Ｓ３１０）
故障診断部２２２は、共用温度センサ１５２の出力と、モータ温度センサ１５０の出力を比較することで、共用温度センサ１５２やモータ温度センサ１５０の故障診断を行う。
【００５２】
（Ｓ３１２）
故障診断部２２２は、故障診断の結果、故障があったか否かを判定する。故障があった場合、Ｓ３１４に処理を移し、故障がなかった場合、当該故障診断処理を終了する。
【００５３】
（Ｓ３１４）
故障診断部２２２は、運転席のメインパネルなどに警告灯を点灯して、運転者に故障の旨を報知して、当該故障判定を終了する。
【００５４】
図７は、変形例における車両制御装置４００の機能ブロック図である。車両制御装置４００では、エンジン回転数センサ４１０および状態判定部４２０のみが、上記実施形態と異なる。その他の構成は上記実施形態と同じである。したがって、以下では、重複説明を避けるために、上記実施形態と同じ構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５５】
図７に示すように、車両制御装置４００は、エンジン回転数センサ４１０を含んで構成される。エンジン回転数センサ４１０は、エンジン回転数を検出する。ＭＣＵ２１４は、故障診断部２２２に加えて、状態判定部４２０として機能する。状態判定部４２０は、モータ回転数およびモータトルクに加えて、エンジン回転数に基づいて、第１運転状態Ｘまたは第２運転状態Ｙであるか否かを判定する。
【００５６】
状態判定部４２０が、運転状態の判定に、モータ回転数およびモータトルクに加えて、エンジン回転数を用いることで、オイルの油面Ｆが共用温度センサ１５２よりも上方にあるか下方にあるかの判定精度が向上する。
【００５７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５８】
例えば、上述した実施形態では、第１閾値Ａと第２閾値Ｂが異なる値である場合について説明した。ただし、第１閾値Ａと第２閾値Ｂが同じ値であってもよい。すなわち、第３運転状態Ｚが設けられなくてもよい。
【００５９】
また、上述した実施形態では、図４に示すように、モータトルクが大きいほど小さい値をとる第１閾値Ａ、第２閾値Ｂによって、第１運転状態Ｘと第２運転状態Ｙが規定される場合について説明した。ただし、図８に示すように、モータ回転数が第３閾値α（定数）以下であって、かつ、モータトルクが第４閾値β（定数）以下のとき、第１運転状態Ｘと判定され、モータ回転数が第５閾値γ（定数）以上であって、かつ、モータトルクが第６閾値δ（定数）以上のとき、第２運転状態Ｙと判定されてもよい。ここで、第３閾値α、第４閾値β、第５閾値γ、第６閾値δは、定数であって、第３閾値αより第５閾値γの方が大きく、第４閾値βより第６閾値δの方が大きい。ただし、第３閾値αと第５閾値γが等しく、第４閾値βと第６閾値δが等しくてもよい。すなわち、第３運転状態Ｚが設けられなくてもよい。
【００６０】
また、上述した実施形態では、モータ温度センサ１５０および共用温度センサ１５２は、モータ１００のコイル１２４に設けられる場合について説明した。ただし、モータ温度センサ１５０および共用温度センサ１５２は、コイル１２４の他、モータ１００のどの部位に設けられてもよい。
【００６１】
また、上述した実施形態では、油温センサ１５４は、オイルパン１６０の内部に設けられる場合について説明した。ただし、油温センサ１５４は、オイルの循環経路のうち、他の熱源から一定以上離隔し、他の熱源からの熱の影響が低い位置に設けられ、オイルの温度を検出できればよい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、車両に搭載されるモータを冷却する車両制御装置に利用できる。
【符号の説明】
【００６３】
Ａ  第１閾値
Ｂ  第２閾値
Ｆ  油面
Ｘ  第１運転状態
Ｙ  第２運転状態
１００  モータ
１５０  モータ温度センサ
１５２  共用温度センサ
１５４  油温センサ
２００、４００  車両制御装置
２２０、４２０  状態判定部
２２２  故障診断部
【図１】
2019115219.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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