(57)【要約】【課題】車両制御システムにおいて、回転電機を電動冷媒ポンプで冷却するときの冷媒の温度に対する適切な対応を可能とすることである。【解決手段】車両制御システム１０は、ハイブリッド車両に搭載される回転電機２０と電動オイルポンプ４４を含む冷却構造１２と、制御装置８０を含む。制御装置８０は、冷媒２６の温度θCの変化を考慮した電動オイルポンプ４４の制御のために、電動オイルポンプ４４のオン・オフデューティを変更するＥＯＰデューティ変更部８２と、電動オイルポンプ４４の流量または吐出圧を一定に維持する制御を行うＥＯＰ吐出特性制御部８４とを含んで構成される。また、電動オイルポンプ４４の負荷を適切なものとする制御のために、回転電機２０のトルクが所定の閾値トルク以上か否かを判断する回転電機トルク判断部８６を含んで構成される。【選択図】図１
2013193511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機を含む動力装置と、
回転電機を冷却する冷媒を循環させる電動冷媒ポンプと、
電動冷媒ポンプの冷媒温度に応じて電動冷媒ポンプの駆動条件を変更する制御装置と、
を備えることを特徴とする車両制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の車両制御システムにおいて、
制御装置は、電動冷媒ポンプの駆動条件の変更を電動冷媒ポンプのオン・オフデューティ値の変更によって行うことを特徴とする車両制御システム。
【請求項３】
請求項２に記載の車両制御システムにおいて、
制御装置は、
電動冷媒ポンプの吐出圧または流量を一定に維持するように冷媒温度に応じてオン・オフデューティを変更することを特徴とする車両制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御システムに係り、特に回転電機の冷却を電動冷媒ポンプで行うことができる車両制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンと回転電機を搭載する車両には、回転電機や自動変速機等を冷却するために、エンジンによって駆動される機械式のオイルポンプの他に、エンジンの停止時であってもバッテリ等によって駆動される電気式あるいは電動式と呼ばれるオイルポンプが用いられる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、エンジンにより駆動される機械式オイルポンプとバッテリにより駆動される電動式オイルポンプのいずれかの制御によって油圧機構に油圧を供給する制御装置が述べられている。ここでは、各オイルポンプの目標吐出量と実吐出量との差分でこれらの劣化の程度を判断し、差分に応じて各オイルポンプの駆動時間比率を変えること等が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、エンジンのクランクシャフトに直結された機械式のオイルポンプとともに電気式のオイルポンプが設けられるときに、電気式オイルポンプのみを長時間に亘って運転するには、その劣化を早めることが指摘されている。ここでは、電動オイルポンプの作動時間をエンジンの回転数センサと車速センサの検出信号に基づいて求め、その作動時間が予め定めた作動許容時間を超えるときにはエンジンを始動させて機械式のオイルポンプにより油圧を供給することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２８７５４号公報
【特許文献２】特開２００２−１５５８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、電動オイルポンプは、作動を継続することで冷媒の温度が上昇する。冷媒の温度が低いときは冷媒の粘度が高く、冷媒の温度が高いと冷媒の粘度が低くなる。このような場合、電動オイルポンプの駆動条件を冷媒温度に関わらず一定とすると、低温のときには冷媒を所望よりも十分に吐出できずに冷却が不十分な場合が生じ、高温のときには冷媒を過剰に吐出することになり、その分無駄に電力を消費していることになる。このように、電動オイルポンプの作動制御には、冷媒の温度を考慮することが必要である。
【０００７】
また、電動オイルポンプは、累積の作動時間が長くなるにつれて、劣化が生じ、故障が発生しやすくなる。したがって、電動オイルポンプの作動制御には、適切な作動時間とする配慮が必要である。
【０００８】
このように、電動オイルポンプの作動制御には、冷媒の温度や、電動オイルポンプの劣化や故障の抑制について、適切な配慮が必要である。
【０００９】
本発明の目的は、回転電機を電動冷媒ポンプで冷却するときの冷媒の温度に対し適切な対応を可能とする車両制御システムを提供することである。他の目的は、回転電機を冷却する電動冷媒ポンプの劣化や故障を適切に抑制できる車両制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る車両制御システムは、回転電機を含む動力装置と、回転電機を冷却する冷媒を循環させる電動冷媒ポンプと、電動冷媒ポンプの冷媒温度に応じて電動冷媒ポンプの駆動条件を変更する制御装置と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る車両制御システムにおいて、制御装置は、電動冷媒ポンプの駆動条件の変更を電動冷媒ポンプのオン・オフデューティ値の変更によって行うことが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る車両制御システムにおいて、制御装置は、電動冷媒ポンプの吐出圧または流量を一定に維持するように冷媒温度に応じてオン・オフデューティを変更することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成により、車両制御システムは、電動冷媒ポンプの冷媒温度に応じて電動冷媒ポンプの駆動条件を変更する。冷媒の温度が変わると冷媒の粘度が変化し、電動冷媒ポンプの駆動条件が一定であると、吐出圧や流量が変化する。上記構成によれば、電動冷媒ポンプの冷媒温度が変化しても吐出圧の変化または流量の変化が抑制されるように、駆動条件を設定することが可能になる。
【００１４】
また、車両制御システムにおいて、電動冷媒ポンプの駆動条件の変更を電動冷媒ポンプのオン・オフデューティ値の変更によって行う。例えば、電動冷媒ポンプを駆動する電動機をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御で駆動するものとすれば、ＰＷＭ制御におけるオン・オフデューティの変更で、電動冷媒ポンプの駆動条件を容易に変更できる。
【００１５】
また、車両制御システムにおいて、電動冷媒ポンプの吐出圧または流量を一定に維持するように冷媒温度に応じてオン・オフデューティを変更するので、冷媒温度に関わらず一定圧の吐出圧で冷媒を供給でき、あるいは、一定量の流量を供給できる。これにより、冷媒温度に関わらず、回転電機の冷却を適切なものとできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る実施の形態における車両制御システムの構成を示す図である。
【図２】本発明に係る実施の形態において、冷媒の温度が変化しても冷媒の流量を一定に維持できるように、電動オイルポンプの駆動条件を変更する様子を示す図である。
【図３】図２の方法において、冷媒の温度と電動オイルポンプノオン・オフデューティの関係を示す図である。
【図４】本発明に係る実施の形態において、冷媒の温度が変化しても冷媒の吐出圧を一定に維持できるように、電動オイルポンプの駆動条件を変更する様子を示す図である。
【図５】図４の方法において、冷媒の温度と電動オイルポンプノオン・オフデューティの関係を示す図である。
【図６】別の実施形態において、回転電機の温度に基づいて電動オイルポンプの出力をステップ状に変更する様子を示す図である。
【図７】図６の変形例で、回転電機の温度に基づいて電動オイルポンプの出力を連続的に変更する様子を示す図である。
【図８】図６の別の変形例で、回転電機の温度と回転電機の出力に基づいて電動オイルポンプの出力を変更する様子を示す図である。
【図９】図６のさらに別の変形例で、電動オイルポンプが最大出力となる作動期間を制限する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、車両として、エンジンと回転電機とを搭載するハイブリッド車両を述べるが、これは説明のための例示であって、回転電機を搭載する車両であればよい。例えば、エンジンを搭載しない電気自動車であっても構わない。また、ハイブリッド車両の動力装置として、エンジンと１台の回転電機とその間に設けられる動力伝達機構を有する構成を説明するが、これも説明のための例示である。ここでは、ハイブリッド車両としてエンジンと回転電機を有するものであればよく、エンジンの出力と回転電機の出力との間の関係は、車両の仕様に応じ、適宜変更が可能である。また、車両に搭載される回転電機を１台として説明するが、これも例示であって、複数の回転電機が車両に搭載される場合であってもよい。例えば、１台の回転電機を駆動用に、もう１台の回転電機を発電用に用いる構成としてもよく、前輪駆動用と後輪駆動用で別々の回転電機としてもよい。
【００１８】
また、以下では、回転電機を冷却する冷媒として潤滑油としても用いられるＡＴＦを説明するが、これは例示であって、これ以外の冷却用流体でもよい。これに伴い、冷媒を循環する冷媒ポンプにオイルポンプの表記を用いるが、これもＡＴＦを用いる場合に合わせたものである。
【００１９】
また、電動オイルポンプの駆動回路の電源としては、回転電機の電源装置とは独立の低電圧電源として説明するが、これは説明のための例示である。例えば、回転電機の電源装置から低電圧に電圧変換された電力を電動オイルポンプの駆動回路に供給するものとしてもよい。
【００２０】
また、以下では、回転電機と動力伝達機構とが１つのケース体に収納され、そのケース内とオイルポンプユニットとの間で冷媒が循環するものとして説明するが、これは説明のための例示である。例えば、１つのケースにまとめずに、回転電機と動力伝達機構とオイルポンプユニットの間を冷媒が循環する構成としてもよい。
【００２１】
以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。
【００２２】
図１は、ハイブリッド車両についての車両制御システム１０の構成を示す図である。この車両制御システム１０は、ハイブリッド車両に搭載される回転電機２０の冷却構造１２と、制御装置８０を含むシステムである。
【００２３】
冷却構造１２は、ハイブリッド車両の駆動源である動力装置１４として、エンジン１６と図１ではＭ／Ｇとして示される回転電機２０を含み、回転電機２０に接続されるＭ／Ｇ駆動回路３０とその電源である高電圧電源３２を含む。冷却構造１２は、さらに、回転電機２０を内部に含むケース体２４の内部に冷媒２６を循環供給するオイルポンプユニット４０を含む。オイルポンプユニット４０は、図１ではＭＯＰとして示される機械式オイルポンプ４２と、ＥＯＰとして示される電動オイルポンプ４４を含んで構成される。
【００２４】
動力装置１４は、エンジン１６と、回転電機２０と、この間に設けられる動力伝達機構１８を含んで構成される。エンジン１６は、内燃機関である。また、回転電機２０は、ハイブリッド車両に搭載されるモータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）であって、Ｍ／Ｇ駆動回路３０から電力が供給されるときはモータとして機能し、エンジン１６による駆動時、あるいはハイブリッド車両の制動時には発電機として機能する三相同期型回転電機である。
【００２５】
回転電機２０に設けられる温度検出器２７は、回転電機２０の温度θMを検出する回転電機温度検出手段である。温度検出器２７の検出データは、図示されていない適当な信号線を用いて、制御装置８０に伝送される。
【００２６】
動力伝達機構１８は、ハイブリッド車両に供給する動力をエンジン１６の出力と回転電機２０の出力との間で分配する機能を有する機構である。かかる動力伝達機構１８としては、エンジン１６の出力軸、回転電機２０の出力軸、図示されていない車軸への出力軸の３つの軸に接続される遊星歯車機構を用いることができる。図１で動力伝達機構１８とエンジン１６とを接続する軸がエンジン１６の出力軸２２である。この出力軸２２は、接続軸７０を介して機械式オイルポンプ４２の駆動軸に接続され、機械式オイルポンプ４２の駆動に用いられる。
【００２７】
Ｍ／Ｇ駆動回路３０は、高電圧電源３２の直流電力と回転電機２０を駆動するための交流電力との間の電力変換を行うインバータを含む回路である。インバータは、複数のスイッチング素子のオンオフタイミングを適切に調整するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御によって三相駆動信号を生成して、回転電機２０に供給する回路である。ＰＷＭ制御は、回転電機２０の回転周期に応じた周期を有する基本波信号と、鋸歯状波形を有するキャリア信号との比較で、パルス幅を変調する制御である。インバータは、このＰＷＭ制御によって、回転電機２０の出力を所望の動作状態とする。
【００２８】
高電圧電源３２は、充放電可能な高電圧用二次電池である。具体的には、約２００Ｖから約３００Ｖの端子電圧を有するリチウムイオン組電池で構成することができる。組電池は、単電池または電池セルと呼ばれる端子電圧が１Ｖから数Ｖの電池を複数個組み合わせて、上記の所定の端子電圧を得るようにしたものである。高電圧電源３２としては、その他に、ニッケル水素組電池、大容量キャパシタ等を用いることができる。
【００２９】
ケース体２４は、動力伝達機構１８と回転電機２０とを内部に含む筐体である。ケース体２４の内部空間には、動力伝達機構１８と回転電機２０の可動部分の潤滑と、動力伝達機構１８および回転電機２０の冷却を行うための冷媒２６が貯留される。冷媒としては、ＡＴＦと呼ばれる潤滑油を用いることができる。
【００３０】
ケース体２４に設けられる温度検出器２８は、冷媒２６の温度θCを検出する冷媒温度検出手段である。温度検出器２８の検出データは、図示されていない適当な信号線を用いて、制御装置８０に伝送される。
【００３１】
オイルポンプユニット４０は、機械式オイルポンプ４２と、電動オイルポンプ４４を含むユニットで、ケース体２４の内部空間に冷媒２６を循環供給する冷媒ポンプユニットである。冷媒排出路６０は、ケース体２４において重力方向に沿った下方側、つまりケース体２４の底部に近い箇所に設けられる冷媒排出口と、オイルポンプユニット４０を結ぶ冷媒流通パイプである。冷媒供給路６２は、オイルポンプユニット４０と、ケース体２４において重力方向に沿った上方側、つまりケース体２４の天井部に近い箇所に設けられる冷媒供給口とを結ぶ冷媒流通パイプである。オイルクーラ５０は、冷媒２６の温度を空冷あるいは水冷によって低下させる熱交換器である。
【００３２】
機械式オイルポンプ４２は、駆動軸が接続軸７０を介してエンジン１６の出力軸２２に接続される機械式冷媒ポンプで、エンジン１６が動作するときに駆動される。すなわち、エンジン１６の始動に伴って機械式オイルポンプ４２は駆動が開始され、エンジン１６が停止すると機械式オイルポンプ４２の駆動が終了する。
【００３３】
電動オイルポンプ４４は、制御装置８０からの制御信号の下でＥＯＰ駆動回路７２によって駆動される電動冷媒ポンプである。ＥＯＰ駆動回路７２には、低電圧電源７４から直流電力が供給される。低電圧とは、高電圧電源３２の電圧に比較して低電圧という意味で、例えば約１２Ｖから１６Ｖの電圧を用いることができる。電動オイルポンプ４４の駆動軸を回転させるモータとしては、三相同期型モータを用いることができる。この場合には、ＥＯＰ駆動回路７２は、直流交流変換機能を有するインバータを含んで構成される。また、インバータのＰＷＭ制御におけるオン・オフデューティを変更することによって、電動オイルポンプ４４の出力を可変することができる。
【００３４】
なお、三相同期型モータの代わりに単相交流モータを用いることもでき、あるいは直流モータを用いることもできる。電動オイルポンプ４４の駆動軸を回転させるモータとして用いられるモータ形式に応じて、ＥＯＰ駆動回路７２の内容が変更される。
【００３５】
機械式オイルポンプ４２と電動オイルポンプ４４とは、冷媒排出路６０と冷媒供給路６２の間に、互いに並列の関係で接続される。逆止弁４６は、機械式オイルポンプ４２とケース体２４の冷媒供給口との間で冷媒２６が逆流しないように設けられる弁である。同様に逆止弁４８は、電動オイルポンプ４４と、ケース体２４の冷媒供給口との間で冷媒２６が逆流しないように設けられる弁である。
【００３６】
制御装置８０は、上記の各要素を全体として制御する機能を有するが、特にここでは、回転電機２０を冷却する冷媒２６の温度θCに応じて電動オイルポンプ４４の駆動条件を変更し、冷媒２６の温度に関わらず、冷媒２６の流量または吐出圧を一定に維持する制御を行う機能を有する。また、回転電機２０の温度θMに基づき、また、必要に応じて回転電機２０のトルクＴMに基づいて、電動オイルポンプ４４の負荷を適切なものとする制御を行う機能を有する。かかる制御装置８０は、ハイブリッド車両搭載に適したコンピュータで構成することができる。
【００３７】
制御装置８０は、冷媒２６の温度θCの変化を考慮した電動オイルポンプ４４の制御のために、電動オイルポンプ４４のオン・オフデューティを変更するＥＯＰデューティ変更部８２と、電動オイルポンプ４４の流量または吐出圧を一定に維持する制御を行うＥＯＰ吐出特性制御部８４とを含んで構成される。また、電動オイルポンプ４４の負荷を適切なものとする制御のために、回転電機２０のトルクが所定の閾値トルク以上か否かを判断する回転電機トルク判断部８６を含んで構成される。これらの機能は、ソフトウェアを実行することで実現できる。具体的には、ＥＯＰ制御プログラムを実行することで実現できる。
【００３８】
上記構成の作用について、図２以下を用いて詳細に説明する。図２から図５は、冷媒２６の温度θCが変化することを考慮した電動オイルポンプ４４の作動制御を説明する図である。
【００３９】
図２は、冷媒２６の温度θCが変化しても冷媒２６の流量Ｑを一定に維持できるように、電動オイルポンプ４４の駆動条件を変更する様子を示す図である。
ここで、冷媒２６の負荷抵抗特性線と、電動オイルポンプ４４の出力特性線について説明する。
【００４０】
電動オイルポンプ４４に用いられる冷媒２６の温度θCを一定としたとき、流量Ｑを大きくするには、吐出圧Ｐを高くする必要がある。このように、吐出圧Ｐが高くなるにつれて、流路を流れる冷媒２６の流量Ｑが大きくなる特性が、冷媒２６の負荷抵抗特性線と呼ばれるものである。図２において、θC1，θC2の表示が付けられている曲線が負荷抵抗特性線である。冷媒２６の温度θCが変わると負荷抵抗特性線が変わり、温度θCが高くなるほど、同じ吐出圧Ｐの下での流量Ｑが大きくなる。図２では、θC1に比べθC2が高温であるが、θC2における負荷抵抗特性線がθC1における負荷抵抗特性線よりも、同じ吐出圧Ｐで比較すると、大流量側になっていることが示されている。
【００４１】
一方、電動オイルポンプ４４の駆動条件を一定としたとき、冷媒２６が流れる流路の負荷が小さいほど流量Ｑは大きくなる。流路の負荷は吐出圧Ｐで示されるで、吐出圧Ｐが小さいほど流量Ｑが大きくなる。このように、吐出圧Ｐが低くなるにつれて、流路を流れる冷媒２６の流量Ｑが大きくなる特性が、電動オイルポンプ４４の出力特性線と呼ばれるものである。電動オイルポンプ４４の駆動条件が変わると出力特性線が変わる。
【００４２】
駆動条件を示すものとして、電動オイルポンプ４４のオン・オフデューティＤを用いることができる。図２において、ＤX，ＤYの表示が付けられている曲線が出力特性線である。駆動条件であるオン・オフデューティＤが変わると出力特性線が変わり、オン・オフデューティＤが大きくなるほど、同じ吐出圧Ｐの下での流量Ｑが大きくなる。図２では、ＤXに比べＤYが小さいオン・オフデューティであるが、オン・オフデューティＤが大きいＤXにおける出力特性線がＤYにおける出力特性線よりも、同じ吐出圧Ｐで比較すると、大流量側になっていることが示されている。
【００４３】
電動オイルポンプ４４を用いて冷媒２６を送り出すときの動作点は、冷媒２６の温度θCで決まる負荷抵抗特性線と、電動オイルポンプ４４の駆動条件で決まる出力特性線との交点における吐出圧Ｐと流量Ｑで定まる。
【００４４】
図２（ａ）は、冷媒２６の温度θCが任意のθC1のときの負荷抵抗特性線と、電動オイルポンプ４４のオン・オフデューティＤが任意のＤXのときの出力特性線を示す図である。動作点は、θC1のときの負荷抵抗特性線とＤXのときの出力特性線との交点で、吐出圧Ｐ＝Ｐ0、流量Ｑ＝Ｑ0で示される位置である。
【００４５】
図２（ｂ）は、電動オイルポンプ４４のオン・オフデューティがＤXのままで、冷媒２６の温度がθC1からθC2に変化したときの動作点の変化を示す図である。このときの動作点は、θC2のときの負荷抵抗特性線とＤXのときの出力特性線との交点で、吐出圧Ｐ＝Ｐ1、流量Ｑ＝Ｑ1で示される位置である。このように、電動オイルポンプ４４の駆動条件であるオン・オフデューティを一定の状態で、冷媒２６の温度θCが変化すると、吐出圧Ｐも流量Ｑも変化する。
【００４６】
図２（ｃ）は、冷媒２６の温度がθC1からθC2に変化したときの動作点について、流量Ｑを当初のＱ0に維持するためのオン・オフデューティを求める様子を示す図である。そのためには、異なるオン・オフデューティの出力特性線を予め求めておく必要がある。そして、オン・オフデューティが異なる複数の出力特性線の中で、θC2のときの負荷抵抗特性線と交わる動作点の流量ＱがＱ0となるものを選び出す。図２（ｃ）では、オン・オフデューティがＤYの出力特性線がθC2のときの負荷抵抗特性線と交わる動作点において、吐出圧Ｐ＝ＰYであるが流量Ｑ＝Ｑ1であることが示される。
【００４７】
すなわち、冷媒２６の温度がθC1からθC2に変化したときに、電動オイルポンプ４４の駆動条件としてのオン・オフデューティをＤXからＤYに変更することで、冷媒２６の流量Ｑを一定のＱ0に維持することができる。ここで、電動オイルポンプ４４のオン・オフデューティを変更すること自体は、制御装置８０のＥＯＰデューティ変更部８２の機能によって実行される。また、冷媒２６の流量Ｑを一定のＱ0に維持するように、電動オイルポンプ４４のオン・オフデューティを変更するのは、制御装置８０のＥＯＰ吐出特性制御部８４の機能によって実行される。
【００４８】
図３は、図２で説明した方法を用いて、冷媒２６の流量Ｑを一定の値に維持する条件の下で、オン・オフデューティＤとθCの関係を求めた図である。このような特性図を予め求めておくことで、冷媒２６の温度θCが変化したときに、その温度θCに対応するオン・オフデューティＤを用いて電動オイルポンプ４４を作動させれば、冷媒２６の流量Ｑを一定値に維持できる。図３に示されるように、冷媒２６の温度θCが上昇すると、流量Ｑを一定値に維持するためにオン・オフデューティＤを小さくする必要がある。
【００４９】
図４は、冷媒２６の温度θCが変化しても冷媒２６の流量Ｑを一定に維持できるように、電動オイルポンプ４４の駆動条件を変更する様子を示す図である。
ここで、図４（ａ）は、冷媒２６の温度θCが任意のθC1のときの負荷抵抗特性線と、電動オイルポンプ４４のオン・オフデューティＤが任意のＤXのときの出力特性線を示す図で、図２（ａ）と同じ内容である。また、図４（ｂ）は、電動オイルポンプ４４のオン・オフデューティがＤXのままで、冷媒２６の温度がθC1からθC2に変化したときの動作点の変化を示す図で、図２（ｂ）と同じ内容である。したがって、これらについての詳細な説明を省略する。
【００５０】
図４（ｃ）は、冷媒２６の温度がθC1からθC2に変化したときの動作点について、吐出圧Ｐを当初のＰ0に維持するためのオン・オフデューティを求める様子を示す図である。そのためには、異なるオン・オフデューティの出力特性線を予め求めておく必要がある。そして、オン・オフデューティが異なる複数の出力特性線の中で、θC2のときの負荷抵抗特性線と交わる動作点の吐出圧ＰがＰ0となるものを選び出す。図４（ｃ）では、オン・オフデューティがＤZの出力特性線がθC2のときの負荷抵抗特性線と交わる動作点において、流量Ｑ＝ＱZであるが、吐出圧Ｐ＝Ｐ0であることが示される。
【００５１】
すなわち、冷媒２６の温度がθC1からθC2に変化したときに、電動オイルポンプ４４の駆動条件としてのオン・オフデューティをＤXからＤZに変更することで、冷媒２６の吐出圧Ｐを一定のＰ0に維持することができる。
【００５２】
図５は、図４で説明した方法を用いて、冷媒２６の吐出圧Ｐを一定の値に維持する条件の下で、オン・オフデューティＤとθCの関係を求めた図である。このような特性図を予め求めておくことで、冷媒２６の温度θCが変化したときに、その温度θCに対応するオン・オフデューティＤを用いて電動オイルポンプ４４を作動させれば、冷媒２６の吐出圧Ｐを一定値に維持できる。図５に示されるように、冷媒２６の温度θCが上昇すると、吐出圧Ｐを一定値に維持するためにオン・オフデューティＤを大きくする必要がある。ここで、吐出圧Ｐを一定のＰ0に維持するように、電動オイルポンプ４４のオン・オフデューティを変更するのは、制御装置８０のＥＯＰ吐出特性制御部８４の機能によって実行される。
【００５３】
このように、ＥＯＰ駆動回路７２においてＰＷＭ制御のオン・オフデューティを変更することで、冷媒２６の温度θCが変化しても、電動オイルポンプ４４の流量Ｑあるいは吐出圧Ｐを一定とする作動制御を行うことができる。流量Ｑを一定にすることで、回転電機２０に対して過剰冷却や冷却不足を防止して適切な冷却性能とでき、また、これによって電動オイルポンプ４４の消費電力を適切なものに維持できる。また、吐出圧Ｐを一定にすることで、冷媒２６を他の油圧制御に用いるときに、安定した油圧の供給とすることができる。
【００５４】
次に、電動オイルポンプ４４の負荷や作動時間を適切にする制御について説明する。従来技術では、電動オイルポンプ４４の作動制御は、作動する・しないの２段階制御のみで、作動すると、一定の出力とされている。このように、作動する・しないの２段階制御のみの場合には、回転電機２０の冷却性能に対し電動オイルポンプ４４が必要以上の負荷や作動時間となっていることが生じ、電動オイルポンプ４４の劣化を早め、故障に至ることがある。電動オイルポンプ４４の劣化や故障が生じると、回転電機２０の冷却性能が制限され、回転電機２０についての電力の経済性が低下する。
【００５５】
そこで、上記のオン・オフデューティの変更技術を用いて、回転電機２０の温度θＭの変化に応じて電動オイルポンプ４４の出力を可変し、電動オイルポンプ４４の負荷や作動時間を適切にすることができる。図６以下を用いて、その内容を詳細に説明する。
【００５６】
図６は、回転電機２０の温度θMに基づいて、電動オイルポンプ４４の出力をステップ状に変更して、電動オイルポンプ４４の負荷を適切にする様子を示す図である。図６（ａ）は、回転電機２０の温度θMの変化を示す図で、横軸が時間、縦軸がθMである。ここでは、θMについて、２段階の閾値温度が設定される。
【００５７】
１つは、第１閾値温度θM1で、回転電機２０の温度θMがこの閾値温度θM1以上になると、電動オイルポンプ４４が作動開始する作動閾値である。電動オイルポンプ４４が作動開始するときの出力は最大ではなく、それよりも小さい値として予め設定された所定出力とされる。電動オイルポンプ４４の出力を示すものとしてオン・オフデューティＤを用いると、電動オイルポンプ４４が作動開始するときのオン・オフデューティＤは、最大のオン・オフデューティＤMAXよりも小さな所定のＤ0とされる。
【００５８】
もう１つは、第２閾値温度θM2で、回転電機２０の温度θMがこの閾値温度θM以上になると、電動オイルポンプ４４の出力が最大となる最大出力閾値である。オン・オフデューティＤでいえば、最大のＤMAXに設定される。
【００５９】
図６（ｂ）は、横軸が時間、縦軸が電動オイルポンプ４４の作動についてのＯＮ／ＯＦＦ状態である。ＯＮの状態が作動中の状態で、ＯＦＦの状態が作動停止の状態である。ここでは、回転電機２０の温度θMが第１閾値温度θM1以上となった時間ｔ1から作動開始することが示されている。
【００６０】
図６（ｃ）は、横軸が時間、縦軸が電動オイルポンプ４４の出力で、ここでは、オン・オフデューティＤがとられている。図６(ｃ)に示されるように、回転電機２０の温度θMが第１閾値温度θM1以上となるまではオン・オフデューティＤ＝０％で、θMが第１閾値温度θM1以上となった時間ｔ1からθMが第２閾値温度θM2以上となる時間ｔ2まではオン・オフデューティＤ＝Ｄ0％とされ、θMが第２閾値温度θM2以上となった時間ｔ2以後は、オン・オフデューティＤ＝ＤMAX％とされる。
【００６１】
従来技術で、電動オイルポンプ４４の制御が、作動する・しないの２段階制御のときの作動時の出力は、オン・オフデューティＤが最大のＤMAXの状態である。図６の場合は、回転電機２０の温度θMが上昇して第１閾値温度θM1以上となって電動オイルポンプ４４の冷媒２６の供給による冷却が必要になったときに、直ちにオン・オフデューティＤをＤMAXとせず、それより低い所定のＤ0とする。そして、さらに温度θMが上昇して第２閾値温度θM2になったときにはじめてオン・オフデューティＤを最大のＤMAXとする。このように、回転電機２０の冷却が必要なときでも温度θMが低いときは、オン・オフデューティＤを最大のＤMAXとしないことで、回転電機２０の冷却性能を確保しながら、電動オイルポンプ４４の負荷を適切なものとできる。これによって、回転電機２０を過冷却とせず、また、電動オイルポンプ４４の消費電力を適切に低減できる。
【００６２】
図６では、第１閾値温度θM1から第２閾値温度θM2の間でオン・オフデューティＤをステップ状に変更したが、これを回転電機２０の温度θMに応じて連続的に可変するものとしてもよい。図７はそのような例を示す図である。図７（ａ）は図６（ａ）と同じ内容で、図７（ｂ）は図６（ｂ）と同じ内容であるので、詳細な説明を省略する。
【００６３】
図７（ｃ）の横軸、縦軸は、図６(ｃ)と同じである。ここでは、回転電機２０の温度θMが第１閾値温度θM1以上となるまではオン・オフデューティＤ＝０％で、θMが第１閾値温度θM1以上となった時間ｔ1においてオン・オフデューティＤ＝Ｄ0％に上げられ、θMが第２閾値温度θM2以上となる時間ｔ2にオン・オフデューティＤ＝ＤMAX％とされる。そして、第１閾値温度θM1から第２閾値温度θM2の間では、オン・オフデューティＤがＤ0％からＤMAX％に向かって、回転電機２０の温度θMの上昇に応じて連続的に高められる。
【００６４】
このようにして、回転電機２０に必要な冷却性能を確実に確保しながら、電動オイルポンプ４４の負荷を適切なものとできる。
【００６５】
図７では、第１閾値温度θM1から第２閾値温度θM2の間におけるオン・オフデューティＤの変更を回転電機２０の温度θMの変化に基づいて行ったが、これを回転電機２０のトルクＴMの変化に応じて変更するものとしてもよい。図８はそのような例を示す図である。
【００６６】
図８（ａ）の横軸、縦軸は図７（ａ）と同じである。ここでは、回転電機２０の温度θMについて、１つの閾値温度θM0が設定されている。この閾値温度θMは、回転電機２０の温度θMがこの閾値温度θM0以上になると、電動オイルポンプ４４が作動開始する作動閾値である。
【００６７】
図８（ｂ）は、回転電機２０のトルクＴMの変化を示す図で、の横軸は時間、縦軸は回転電機２０のトルクＴMである。ここでは、回転電機２０のトルクＴMについて、１つの閾値トルクＴM0が設定されている。この閾値トルクＴM0は、回転電機２０のトルクＴMがこの閾値トルクＴM0以上になると、電動オイルポンプ４４の出力が最大となる最大出力閾値である。
【００６８】
図８（ｃ）は、電動オイルポンプ４４の作動と停止を示す図である。この内容は図７（ｂ）と同じであるので詳細な説明を省略する。
【００６９】
図８（ｄ）は、図７（ｃ）に相当する図である。ここでは、回転電機２０の温度θMが第１閾値温度θM1以上となるまではオン・オフデューティＤ＝０％で、θMが第１閾値温度θM1以上となった時間ｔ1においてオン・オフデューティＤ＝Ｄ0％に上げられる。そして、回転電機２０のトルクＴMが閾値トルクＴM0以上となる時間ｔ2にオン・オフデューティＤ＝ＤMAX％とされる。そして、時間ｔ1から時間ｔ2の間では、オン・オフデューティＤがＤ0％からＤMAX％に向かって、回転電機２０のトルクＴMの上昇に応じて連続的に高められる。なお、回転電機２０のトルクＴMが閾値トルクＴM0以上となるか否かの判断は、制御装置８０の回転電機トルク判断部８６の機能によって実行される。
【００７０】
このようにして、回転電機２０に必要な冷却性能を確実に確保しながら、電動オイルポンプ４４の負荷を適切なものとできる。
【００７１】
上記では、回転電機２０の温度θMが閾値温度以上となり、または回転電機２０のトルクＴMが閾値トルク以上となると、電動オイルポンプ４４の出力を最大とした。電動オイルポンプ４４を出力最大のまま作動を続けると、電動オイルポンプ４４の劣化が進み、故障に至りやすくなる。そこで、電動オイルポンプ４４の最大出力の期間を制限することが好ましい。図９はそのような例を示す図である。
【００７２】
図９（ａ）は、図６(ａ)と同じであるので、詳細な説明を省略する。図９（ｂ）の横軸、縦軸は、図６（ｂ）と同じであるが、電動オイルポンプ４４が作動した後停止するところまで時間が延長されているところが相違する。
【００７３】
図９（ｃ）は、図６(ｃ)に相当する図である。横軸、縦軸は図６（ｃ)と同じである。ここでは、時間ｔ2で電動オイルポンプ４４のオン・オフデューティＤがＤMAXとなった時間ｔ2の後、予め設定された所定期間Ｔ0が経過した時間（ｔ2＋Ｔ0）のときに、電動オイルポンプ４４の作動が停止し、オン・オフデューティＤ＝０％とされる。
【００７４】
このように、電動オイルポンプ４４の最大出力の期間を制限することで、電動オイルポンプ４４の劣化と故障を抑制することができる。
【００７５】
上記のように、回転電機２０の温度θMに応じて電動オイルポンプ４４の作動制御を行うことについては、本発明に係る車両制御システムにおいて、制御装置は、回転電機の温度に応じて電動オイルポンプの出力を変更することが好ましい。この場合、電動オイルポンプのオン・オフデューティ値を変更することで、電動オイルポンプの出力変更を行うことが好ましい。
【００７６】
例えば、回転電機の温度が低いときは、回転電機の温度が高いときに比較して電動オイルポンプの出力を低目とすることで、電動オイルポンプの出力が常に一定とする制御に比較して、電動オイルポンプの消費電力を低減でき、電力の経済性を向上させることができる。また、電動オイルポンプの駆動回路の発熱も抑制することができ、電動オイルポンプシステムの長寿命化を図ることができる。
【００７７】
また、本発明に係る車両制御システムにおいて、制御装置は、回転電機の温度が予め定めた第１閾値温度を超えるときに、電動オイルポンプの出力を予め定めた所定出力として作動を開始し、第１閾値温度よりも高温の予め定めた第２閾値温度を超えるときに、電動オイルポンプの出力を最大出力に変更することが好ましい。
【００７８】
こうすることで、電動オイルポンプの出力が常に最大出力とするときに比較し、電動オイルポンプの消費電力を低減でき、電力の経済性を向上させることができる。また、電動オイルポンプの駆動回路の発熱も抑制することができ、電動オイルポンプシステムの劣化や故障を抑制し、長寿命化を図ることができる。
【００７９】
また、本発明に係る車両制御システムにおいて、制御装置は、第１閾値温度と第２閾値温度の間の温度範囲では、温度に応じて電動オイルポンプの出力を所定出力から最大出力へ変更することが好ましい。
【００８０】
こうすることで、電動オイルポンプの消費電力を低減しながら回転電機の冷却を効率的に行うことができる。また、電動オイルポンプの駆動回路の発熱も抑制することができ、電動オイルポンプシステムの劣化や故障を抑制し、長寿命化を図ることができる。
【００８１】
また、本発明に係る車両制御システムにおいて、制御装置は、回転電機の温度が第１閾値温度を超えるときに、回転電機の出力に応じて電動オイルポンプの出力を所定出力から変更することが好ましい。
【００８２】
これによって、電動オイルポンプの消費電力を低減しながら回転電機の発熱に応じた冷却を効率的に行うことができる。また、電動オイルポンプの駆動回路の発熱も抑制することができ、電動オイルポンプシステムの劣化や故障を抑制し、長寿命化を図ることができる。
【００８３】
また、本発明に係る車両制御システムにおいて、制御装置は、電動オイルポンプが最大出力の期間が予め定めた所定期間に達したときに電動オイルポンプの作動を停止することが好ましい。
【００８４】
これによって、電動オイルポンプの劣化や故障を適切に抑制し、電動オイルポンプの長寿命化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明に係る車両制御システムは、電動オイルポンプを搭載する車両に利用できる。
【符号の説明】
【００８６】
１０  車両制御システム、１２  冷却構造、１４  動力装置、１６  エンジン、１８  動力伝達機構、２０  回転電機、２２  出力軸、２４  ケース体、２６  冷媒、２７，２８  温度検出器、３０  Ｍ／Ｇ駆動回路、３２  高電圧電源、４０  オイルポンプユニット、４２  機械式オイルポンプ、４４  電動オイルポンプ、４６，４８  逆止弁、５０  オイルクーラ、６０  冷媒排出路、６２  冷媒供給路、７０  接続軸、７２  ＥＯＰ駆動回路、７４  低電圧電源、８０  制御装置、８２  ＥＯＰデューティ変更部、８４  ＥＯＰ吐出特性制御部、８６  回転電機トルク判断部。
【図１】
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【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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【図９】
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