JP2003063258A - 動力出力装置およびこれを備えるハイブリッド自動車 - Google Patents
動力出力装置およびこれを備えるハイブリッド自動車Info
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Abstract
の出力軸からの動力により駆動する潤滑油供給手段を駆
動して必要な潤滑油の供給を得る。 【解決手段】 エンジン22の運転が停止された状態で
モータMG2からの動力だけで走行するときには、オイ
ルパン62のオイルの温度やモータMG1やモータMG
2の温度,モータMG1やモータMG2の回転数が所定
値以上のときにアイドル回転数でクランクシャフト26
が所定時間だけ回転するようにモータMG1を駆動制御
する。アイドル回転数でクランクシャフト26を回転さ
せることにより、クランクシャフト26の回転に伴って
駆動するオイルポンプ60を駆動して潤滑油を動力分配
統合機構30などに供給することができる。
Description
びこれを備えるハイブリッド自動車に関し、詳しくは、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置およびこれを備え
るハイブリッド自動車に関する。
ハイブリッド自動車に搭載される動力出力装置であっ
て、内燃機関の出力軸と2つの電動機の回転軸をプラネ
タリギヤの各軸に接続するものが提案されている(例え
ば、特開平9−56009号公報など)。こうした動力
出力装置では、プラネタリギヤなどの機械部分に潤滑油
を供給するためのオイルポンプが内燃機関の出力軸や駆
動軸などに取り付けられている。
ポンプが内燃機関の出力軸に取り付けられてなる動力出
力装置を備えるハイブリッド自動車では、内燃機関の運
転を停止した状態で電動機からの動力により走行するい
わゆるEV走行モードにおいてプラネタリギヤに潤滑油
を十分に供給できない場合が生じ、オイルポンプが駆動
軸に取り付けられてなる動力出力装置を備えるハイブリ
ッド自動車では、走行を停止した状態で内燃機関からの
動力を用いて搭載しているバッテリを充電するいわゆる
停車時充電モードにおいてプラネタリギヤに潤滑油を十
分に供給できない場合が生じる。
の出力軸と駆動軸とにそれぞれオイルポンプを取り付け
ることも考えられるが、搭載するオイルポンプが複数に
なり、車両として部品数が増加すると共に増量してしま
う。また、内燃機関の出力軸や駆動軸から動力を得ない
電動オイルポンプを備えるものとすることもできるが、
内燃機関から出力された動力を電力に変換し、この変換
された電力を用いて駆動するから、内燃機関の出力軸の
動力を用いて駆動するオイルポンプに比して車両全体の
エネルギ効率を低下させてしまう。
を停止した状態でも内燃機関の出力軸からの動力により
駆動する潤滑油供給手段を駆動して必要な潤滑油の供給
を得ることを目的の一つとする。また、本発明の動力出
力装置は、機械部分の潤滑を円滑に行なうことを目的の
一つとする。本発明のハイブリッド自動車は、機器を少
なくすると共に車両全体のエネルギ効率を向上させるこ
とを目的とする。
発明の動力出力装置およびこれを備えるハイブリッド自
動車は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために
以下の手段を採った。
出力する動力出力装置であって、内燃機関と、前記駆動
軸に動力を入出力可能な駆動軸用電動機と、前記内燃機
関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との3軸に接続され、
該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力を決定
したとき、該決定された動力に基づいて残余の軸に入出
力される動力が決定される3軸式動力入出力手段と、前
記回転軸に動力を入出力可能な回転軸用電動機と、前記
駆動軸用電動機および前記回転軸用電動機と電力のやり
取りが可能な二次電池と、前記内燃機関の出力軸の動力
により駆動され、少なくとも該動力出力装置の一部の機
械部分に潤滑油を供給する潤滑油供給手段と、前記内燃
機関の運転を停止している最中に所定の条件が成立した
とき、前記3軸式動力入出力手段を介して前記内燃機関
の出力軸に出力された動力により前記潤滑油供給手段が
駆動されるよう前記回転軸用電動機を駆動制御する潤滑
油供給制御手段と、を備えることを要旨とする。
の運転を停止している最中に所定の条件が成立したとき
に、3軸式動力入出力手段を介して内燃機関の出力軸に
出力された動力により潤滑油供給手段が駆動されるよう
回転軸用電動機を駆動制御する。即ち、潤滑油供給手段
の駆動に必要な動力が内燃機関の出力軸に出力されるよ
う回転軸用電動機を駆動制御または回生制御するのであ
る。これにより、内燃機関の運転が停止されている状態
でも潤滑油供給手段により潤滑油の供給が必要とされる
動力出力装置の少なくとも一部の機械部分に潤滑油を供
給することができる。
前記所定の条件は、前記動力出力装置を始動する始動ス
イッチがオンとされる条件であるものとすることもでき
る。こうすれば、装置を始動するときに潤滑油の供給が
必要とされる動力出力装置の少なくとも一部の機械部分
に潤滑油を供給することができる。
滑油供給手段が駆動される態様の本発明の動力出力装置
において、前記動力出力装置の運転が停止されてからの
経過時間を計測する運転停止後経過時間計測手段を備
え、前記所定の条件は、更に、前記運転停止後経過時間
計測手段により計測された経過時間が所定時間以上とな
る条件であるものとすることもできる。供給した潤滑油
も時間の経過に伴って機械部分から滴って油貯めに貯ま
るようになるから、運転停止後所定時間経過したときに
潤滑油供給手段を駆動することにより潤滑油を必要とす
る部分に十分な潤滑油を供給するのである。即ち、必要
に応じて潤滑油供給手段を駆動して潤滑油を供給すると
共に不必要な潤滑油供給手段による潤滑油の供給を回避
することができる。この結果、装置全体のエネルギ効率
を向上させることができる。
潤滑油供給手段が駆動される態様の本発明の動力出力装
置において、前記潤滑油の温度を検出する潤滑油温度検
出手段を備え、前記所定の条件は、更に、前記始動スイ
ッチがオンとされる直前の前記動力出力装置の運転停止
時に前記潤滑油温度検出手段により検出された潤滑油の
温度が第1所定潤滑油温度以上となる条件であるものと
することもできる。通常、潤滑油は温度が高いほど粘性
が低いから、動力出力装置の運転停止時の潤滑油の温度
が高いほど潤滑油は機械部分から滴って油貯めに貯まり
やすくなる。したがって、動力出力装置の運転の停止時
の潤滑油の温度が機械部分からこうした潤滑油の滴りや
すさを反映した第1所定潤滑油温度以上であったときに
潤滑油供給手段を駆動することにより、潤滑油の供給を
必要としている機械部分に十分な潤滑油を供給すること
ができる。即ち、必要に応じて潤滑油供給手段を駆動し
て潤滑油を供給すると共に不必要な潤滑油供給手段によ
る潤滑油の供給を回避することができる。この結果、装
置全体のエネルギ効率を向上させることができる。
で潤滑油供給手段が駆動される態様の本発明の動力出力
装置において、前記潤滑油の温度を検出する潤滑油温度
検出手段を備え、前記所定の条件は、更に、前記始動ス
イッチがオンとされたときに前記潤滑油温度検出手段に
より検出される潤滑油の温度が第2所定潤滑油温度以下
となる条件であるものとすることもできる。通常、潤滑
油の温度が低いほど粘性が高く潤滑油は回りにくく、ま
た、潤滑油の温度が低いほど装置が運転停止されてから
の経過時間が長い。したがって、始動スイッチがオンと
されたときの潤滑油の温度がこうした潤滑油の回りにく
さや運転停止後の経過時間を反映した第2所定潤滑油温
度以下となるときに潤滑油供給手段を駆動することによ
り、潤滑油の供給を必要としている機械部分に十分な潤
滑油を供給することができる。即ち、必要に応じて潤滑
油供給手段を駆動して潤滑油を供給すると共に不必要な
潤滑油供給手段による潤滑油の供給を回避することがで
きる。この結果、装置全体のエネルギ効率を向上させる
ことができる。
件で潤滑油供給手段が駆動される態様の本発明の動力出
力装置において、前記駆動軸用電動機および/または前
記回転軸用電動機の温度を検出する電動機温度検出手段
を備え、前記所定の条件は、更に、前記始動スイッチが
オンとされる直前の前記動力出力装置の運転停止時に前
記電動機温度検出手段により検出された前記駆動軸用電
動機および/または前記回転軸用電動機の温度が第1所
定電動機温度以上となる条件であるものとすることもで
きる。動力出力装置の運転停止時の駆動用電動機や回転
軸用電動機の温度はそのときの潤滑油の温度を反映する
と共に潤滑油の機械部分からの滴りやすさを反映する。
したがって、動力出力装置の運転停止時に電動機の温度
が潤滑油の機械部分からの滴りやすさを反映した第1所
定電動機温度以上であったときに潤滑油供給手段を駆動
することにより、潤滑油の供給を必要としている機械部
分に十分な潤滑油を供給することができる。即ち、必要
に応じて潤滑油供給手段を駆動して潤滑油を供給すると
共に不必要な潤滑油供給手段による潤滑油の供給を回避
することができる。この結果、装置全体のエネルギ効率
を向上させることができる。
潤滑油供給手段が駆動される態様の本発明の動力出力装
置において、前記駆動軸用電動機および/または前記回
転軸用電動機の温度を検出する電動機温度検出手段を備
え、前記所定の条件は、更に、前記始動スイッチがオン
とされたときに前記電動機温度検出手段により検出され
た前記駆動軸用電動機および/または前記回転軸用電動
機の温度が第2所定電動機温度以下となる条件であるも
のとすることもできる。始動スイッチがオンとされたと
きの駆動用電動機や回転軸用電動機の温度はそのときの
潤滑油の温度を反映すると共に潤滑油の機械部分への回
りやすさや装置の運転停止後の経過時間を反映する。し
たがって、始動スイッチがオンとされたときの駆動用電
動機や回転軸用電動機の温度が潤滑油の機械部分への回
りやすさや装置の運転停止後の経過時間を反映した第2
所定電動機温度以下となるときに潤滑油供給手段を駆動
することにより、潤滑油の供給を必要としている機械部
分に十分な潤滑油を供給することができる。即ち、必要
に応じて潤滑油供給手段を駆動して潤滑油を供給すると
共に不必要な潤滑油供給手段による潤滑油の供給を回避
することができる。この結果、装置全体のエネルギ効率
を向上させることができる。
で潤滑油供給手段が駆動される態様の本発明の動力出力
装置において、前記内燃機関の温度を検出する内燃機関
温度検出手段を備え、前記所定の条件は、更に、前記始
動スイッチがオンとされたときに前記内燃機関温度検出
手段により検出された前記内燃機関の温度が所定内燃機
関温度以下となる条件であるものとすることもできる。
始動スイッチがオンとされたときの内燃機関の温度はそ
のときの潤滑油の温度を反映すると共に潤滑油の機械部
分への回りやすさや装置の運転停止後の経過時間を反映
する。したがって、始動スイッチがオンとされたときの
内燃機関の温度が潤滑油の機械部分への回りやすさや装
置の運転停止後の経過時間を反映した所定内燃機関温度
以下となるときに潤滑油供給手段を駆動することによ
り、潤滑油の供給を必要としている機械部分に十分な潤
滑油を供給することができる。即ち、必要に応じて潤滑
油供給手段を駆動して潤滑油を供給すると共に不必要な
潤滑油供給手段による潤滑油の供給を回避することがで
きる。この結果、装置全体のエネルギ効率を向上させる
ことができる。なお、内燃機関の温度には、内燃機関そ
のものの温度の他、内燃機関を冷却する冷却媒体の温度
も含まれる。
潤滑油供給手段が駆動される態様の本発明の動力出力装
置において、前記所定の条件は、更に、前記駆動軸用電
動機から前記駆動軸に動力を出力する条件であるものと
することもできる。即ち、内燃機関の運転を停止した状
態で、駆動軸用電動機から駆動軸にこれから動力を出力
しようとする条件である。始動直後に内燃機関が運転さ
れる場合には、内燃機関からの動力により潤滑油供給手
段が駆動されて潤滑油の供給が必要とされる機械部分に
潤滑油が供給されるが、駆動軸用電動機から駆動軸に動
力が直接出力されるときには潤滑油供給手段は駆動され
ず潤滑油の供給が必要とされる機械部分に潤滑油は供給
されない。したがって、始動スイッチがオンとされ駆動
軸用電動機から駆動軸にこれから動力を出力しようとす
るときに潤滑油供給手段を駆動することにより、潤滑油
の供給を必要としている機械部分に十分な潤滑油を供給
することができる。
の条件は、前記駆動軸用電動機から前記駆動軸に動力を
出力している条件であるものとすることもできる。こう
すれば、内燃機関の運転が停止されている最中に駆動軸
用電動機から駆動軸に動力が出力されているときは、通
常、内燃機関の出力軸は回転停止しており、潤滑油供給
手段に動力を与えることができないから、このときに回
転軸用電動機を駆動制御して潤滑油供給手段を駆動する
ことにより潤滑油の供給が必要とされる機械部分に潤滑
油を供給することができる。
最中に駆動軸用電動機から駆動軸に動力を出力している
条件で潤滑油供給手段が駆動される態様の本発明の動力
出力装置において、前記潤滑油の温度を検出する潤滑油
温度検出手段を備え、前記所定の条件は、更に、前記潤
滑油温度検出手段により検出された潤滑油の温度が第3
所定潤滑油温度以上となる条件であるものとすることも
できる。潤滑油の温度は潤滑油を必要とする機械部分の
温度を反映するから、潤滑油の温度が高いときには潤滑
油を必要とする機械部分の温度も高く焼き付きやすくな
る。したがって、潤滑油の温度がこうした焼き付きやす
さを反映した第3所定潤滑油温度以上となるときに、潤
滑油供給手段を駆動することにより、潤滑油の供給を必
要としている焼き付きやすくなっている機械部分に十分
な潤滑油を供給することができる。即ち、必要に応じて
潤滑油供給手段を駆動して潤滑油を供給すると共に不必
要な潤滑油供給手段による潤滑油の供給を回避すること
ができる。この結果、装置全体のエネルギ効率を向上さ
せることができる。
中に駆動軸用電動機から駆動軸に動力を出力している条
件で潤滑油供給手段が駆動される態様の本発明の動力出
力装置において、前記駆動軸用電動機および/または前
記回転軸用電動機の温度を検出する電動機温度検出手段
を備え、前記所定の条件は、更に、前記電動機温度検出
手段により検出された前記駆動軸用電動機および/また
は前記回転軸用電動機の温度が第3所定電動機温度以上
となる条件であるものとすることもできる。駆動軸用電
動機や回転軸用電動機の温度は潤滑油の温度や潤滑油の
供給を必要とする機械部分の温度を反映するから、駆動
軸用電動機や回転軸用電動機の温度が高いときには潤滑
油を必要とする機械部分の温度も高く焼き付きやすくな
る。したがって、駆動軸用電動機や回転軸用電動機の温
度がこうした焼き付きやすさを反映した第3所定電動機
温度以上となるときに、潤滑油供給手段を駆動すること
により、潤滑油の供給を必要としている焼き付きやすく
なっている機械部分に十分な潤滑油を供給することがで
きる。即ち、必要に応じて潤滑油供給手段を駆動して潤
滑油を供給すると共に不必要な潤滑油供給手段による潤
滑油の供給を回避することができる。この結果、装置全
体のエネルギ効率を向上させることができる。
最中に駆動軸用電動機から駆動軸に動力を出力している
条件で潤滑油供給手段が駆動される態様の本発明の動力
出力装置において、前記駆動軸または前記回転軸の回転
数を検出する回転数検出手段を備え、前記所定の条件
は、更に、前記回転数検出手段により検出された前記駆
動軸または前記回転軸の回転数が所定回転数以上となる
条件であるものとすることもできる。駆動軸や回転軸の
回転数は、機械摩擦エネルギに伴う潤滑油の温度や潤滑
油の供給を必要とする機械部分の温度を反映するから、
駆動軸や回転軸の回転数が高いときには潤滑油を必要と
する機械部分の温度も高く焼き付きやすくなる。したが
って、駆動軸や回転軸の回転数がこうした焼き付きやす
さを反映した所定回転数以上となるときに、潤滑油供給
手段を駆動することにより、潤滑油の供給を必要として
いる焼き付きやすくなっている機械部分に十分な潤滑油
を供給することができる。即ち、必要に応じて潤滑油供
給手段を駆動して潤滑油を供給すると共に不必要な潤滑
油供給手段による潤滑油の供給を回避することができ
る。この結果、装置全体のエネルギ効率を向上させるこ
とができる。
油供給制御手段は、前記所定の条件が成立したときに前
記潤滑油供給手段が所定時間だけ駆動されるよう前記回
転軸用電動機を駆動制御する手段であるものとすること
もできる。こうすれば、必要な量だけの潤滑油を供給す
ることができ、不必要なエネルギを消費することがな
い。この結果、装置のエネルギ効率を向上させることが
できる。
記潤滑油供給制御手段は、前記内燃機関の出力軸が所定
回転数で回転するよう前記回転軸用電動機を駆動制御す
る手段であるものとすることもできる。この態様の本発
明の動力出力装置において、前記所定回転数は、略アイ
ドル回転数であるものとすることもできる。通常、潤滑
油供給手段は内燃機関がアイドル回転数で運転されてい
れば機能するように設計されているから、回転軸用電動
機による駆動制御で潤滑油供給供給手段を駆動する場合
にも内燃機関の出力軸がアイドル回転数程度になればよ
い。これにより、不必要なエネルギの消費を防止するこ
とができる。
前記潤滑油供給手段は、少なくとも前記3軸式動力入出
力手段に潤滑油を供給する手段であるものとすることも
できる。こうすれば、3軸式動力入出力手段に十分な潤
滑油を供給することができる。
ずれかの態様の本発明の動力出力装置を備え、前記駆動
軸に駆動輪が機械的に接続されてなること、即ち、基本
的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であっ
て、内燃機関と、前記駆動軸に動力を入出力可能な駆動
軸用電動機と、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回
転軸との3軸に接続され、該3軸のうちのいずれか2軸
に入出力される動力を決定したとき、該決定された動力
に基づいて残余の軸に入出力される動力が決定される3
軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能
な回転軸用電動機と、前記駆動軸用電動機および前記回
転軸用電動機と電力のやり取りが可能な二次電池と、前
駆内燃機関の出力軸の動力により駆動され、少なくとも
該動力出力装置の一部の機械部分に潤滑油を供給する潤
滑油供給手段と、前記内燃機関の運転を停止している最
中に所定の条件が成立したとき、前記3軸式動力入出力
手段を介して前記内燃機関の出力軸に出力された動力に
より前記潤滑油供給手段が駆動されるよう前記回転軸用
電動機を駆動制御する潤滑油供給制御手段と、を備える
動力出力装置を備え、前記駆動軸に駆動輪が機械的に接
続されてなることを要旨とする。
のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を備えるか
ら、本発明の動力出力装置が奏する効果と同一の効果、
例えば、内燃機関の運転が停止されている状態でも潤滑
油供給手段により潤滑油の供給が必要とされる動力出力
装置の少なくとも一部の機械部分に潤滑油を供給するこ
とができる効果や必要に応じて潤滑油の供給が必要とさ
れる機械部分に潤滑油を供給することができる効果、装
置のエネルギ効率を向上させることができる効果などを
奏することができる。
例を用いて説明する。図1は、本発明の一実施例である
動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車20の構成
の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動
車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン
22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ2
8を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30
と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモー
タMG1と、同じく動力分配統合機構30に接続された
モータMG2と、動力分配統合機構30などの機械部分
に潤滑油を供給するオイルポンプ60と、動力出力装置
全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニッ
ト70とを備える。
の炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であ
り、エンジン22の冷却水の水温を検出する水温センサ
25などのエンジン22の運転状態を検出する各種セン
サから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット(以
下、エンジンECUという)24により燃料噴射制御や
点火制御,吸入空気量調節制御などの運転制御を受けて
いる。エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御
ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御
ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転
制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に
関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に
出力する。
ギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された
内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合する
と共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ3
3と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保
持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギ
ヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行
なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合
機構30は、キャリア34にはエンジン22のクランク
シャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リ
ングギヤ32にはモータMG2がそれぞれ連結されてお
り、モータMG1が発電機として機能するときにはキャ
リア34から入力されるエンジン22からの動力をサン
ギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて分
配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキ
ャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサ
ンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統
合してリングギヤ32に出力する。リングギヤ32は、
ベルト36,ギヤ機構37,デファレンシャルギヤ38
を介して車両前輪の駆動輪39a,39bに機械的に接
続されている。したがって、リングギヤ32に出力され
た動力は、ベルト36,ギヤ機構37,デファレンシャ
ルギヤ38を介して駆動輪39a,39bに出力される
ことになる。なお、動力出力装置として見たときの動力
分配統合機構30に接続される3軸は、キャリア34に
接続されたエンジン22の出力軸であるクランクシャフ
ト26,サンギヤ31に接続されモータMG1の回転軸
となるサンギヤ軸31aおよびリングギヤ32に接続さ
れると共に駆動輪39a,39bに機械的に接続された
駆動軸としてのリングギヤ軸32aとなる。
発電機として駆動することができると共に電動機として
駆動できる周知の同期発電電動機として構成されてお
り、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力
のやりとりを行なう。インバータ41,42とバッテリ
50とを接続する電力ライン54は、各インバータ4
1,42が共用する正極母線および負極母線として構成
されており、モータMG1,MG2の一方で発電される
電力を他のモータで消費することができるようになって
いる。したがって、バッテリ50は、モータMG1,M
G2から生じた電力や不足する電力により充放電される
ことになる。なお、モータMG1とモータMG2とによ
り電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ5
0は充放電されない。モータMG1,MG2は、共にモ
ータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)
40により駆動制御されている。モータECU40に
は、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な
信号、例えばモータMG1,MG2,MG3の回転子の
回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44から
の信号や図示しない電流センサにより検出されるモータ
MG1,MG2に印加される相電流などが入力されてお
り、モータECU40からは、インバータ41,42へ
のスイッチング制御信号が出力されている。モータEC
U40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信
しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの
制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御する
と共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に
関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に
出力する。バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニッ
ト(以下、バッテリECUという)52によって管理さ
れている。バッテリECU52には、バッテリ50を管
理するのに必要な信号、例えば,バッテリ50の端子間
に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,
バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に
取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電
流,バッテリ50に取り付けられた図示しない温度セン
サからの電池温度などが入力されており、必要に応じて
バッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブ
リッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、バッ
テリECU52では、バッテリ50を管理するために電
流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づい
て残容量(SOC)も演算している。
6により駆動する内歯歯車ポンプとして構成されてお
り、オイルパン62に貯められた潤滑油を動力分配統合
機構30などの機械部分に供給する。
CPU72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、CPU72の他に処理プログラムを記憶す
るROM74と、データを一時的に記憶するRAM76
と、経過時間を計測するタイマ78と、図示しない入出
力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用
電子制御ユニット70には、モータMG1およびMG2
に取り付けられた温度センサ45,46からのモータ温
度やオイルパン62に取り付けられた温度センサ64か
らのオイル温度,イグニッションスイッチ80からのイ
グニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出
するシフトポジションセンサ82からのシフトポジショ
ンSP,アクセルペダル83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84からのアクセル開度
AP,ブレーキペダル85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86からのブレーキペダル
ポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入
力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子
制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU
24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポ
ートを介して接続されており、エンジンECU24やモ
ータECU40,バッテリECU52と各種制御信号や
データのやりとりを行なっている。
は、図示しないが、バッテリ50との電力のやり取りに
より左右後輪の車軸に動力を入出力可能な電動機を備
え、4輪駆動の自動車として駆動することもできるよう
になっている。なお、この左右後輪の車軸に動力を入出
力可能な電動機やその制御については、本発明の中核を
なさないから詳細な説明は省略する。
リッド自動車20の動作、特にイグニッションスイッチ
80をオンしたときのオイルポンプ60の駆動制御、エ
ンジン22の運転を停止した状態でモータMG2からの
動力により走行するEV走行モードにおけるオイルポン
プ60の駆動制御について説明する。
ンしたときに実施例のハイブリッド用電子制御ユニット
70で実行される始動時オイルポンプ駆動処理ルーチン
の一例を示すフローチャートである。このルーチンが実
行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のC
PU72は、まず、タイマ78から前回の運転停止から
の経過時間t、RAM76の所定領域に記憶されている
前回の運転停止時のオイル温度To-1,モータMG1お
よびモータMG2の温度T1-1,T2-1、温度センサ6
4により検出される現在のオイル温度To、温度センサ
45,46により検出される現在のモータMG1および
モータMG2の温度T1,T2、水温センサ25により
検出されるエンジン22の冷却水温度Twを読み込む処
理を実行する(ステップS100)。ここで、前回の運
転停止からの経過時間tや前回の運転停止時のオイル温
度To-1,モータMG1およびモータMG2の温度T1
-1,T2-1は前回の運転終了時にイグニッションスイッ
チ80がオフとされたときに図3に例示する運転終了時
処理ルーチンがハイブリッド用電子制御ユニット70に
より実行されることによりRAM76の所定領域に格納
されると共にタイマ78がセットされる。即ち、温度セ
ンサ64や温度センサ45,46により検出されるオイ
ル温度ToやモータMG1およびモータMG2の温度T
1,T2を読み込み(ステップS200)、読み込んだ
オイル温度Toやモータ温度T1,T2をRAM76の
所定領域に格納すると共に(ステップS202)、タイ
マ78をセットする(ステップS204)ことにより行
なわれる。なお、冷却水温度Twの入力は、エンジンE
CU24から通信により入力する処理となる。
止からの経過時間tが所定時間tref以上であるか否
か(ステップS102)、前回の運転停止時のオイル温
度To-1が第1所定オイル温度Tor1以上であるか否
か(ステップS104)、前回の運転停止時のモータM
G1の温度T1-1が第1所定第1モータ温度T1r1以
上であるか否か(ステップS106)、前回の運転停止
時のモータMG2の温度T2-1が第1所定第2モータ温
度T2r1以上であるか否か(ステップS108)、現
在のオイル温度Toが第2所定オイル温度Tor2以下
であるか否か(ステップS110)、現在のモータMG
1の温度T1が第2所定第1モータ温度T1r2以下で
あるか否か(ステップS112)、現在のモータMG2
の温度T2が第2所定第2モータ温度T2r2以下であ
るか否か(ステップS114)、エンジン22の冷却水
温度Twが所定冷却水温度Twr以下であるか否か(ス
テップS116)を判定する。
合機構30に供給された潤滑油は時間の経過にしたがっ
て滴ってオイルパン62に貯まることから、動力分配統
合機構30への潤滑油の供給が必要とされる経過時間と
して設定されている。第1所定オイル温度Tor1は、
動力分配統合機構30に供給された潤滑油は運転停止時
のオイル温度が高くなるほど粘性がひくくなるためにオ
イルパン62に落ちやすくなることから、潤滑油が潤滑
に適した粘性を維持可能な温度として設定されている。
第1所定第1モータ温度T1r1および第1所定第2モ
ータ温度T2r1は、前回の運転停止時のモータMG1
やモータMG2の温度T1-1,T2-1がそのときのオイ
ル温度を反映することから、第1所定オイル温度Tor
1と同様に潤滑油が潤滑に適した粘性を維持可能な温度
として設定されている。第2所定オイル温度Tor2
は、オイル温度が前回の運転停止からの経過時間を反映
すると共にオイルの回り難さを反映することから、潤滑
油の供給が必要な経過時間や潤滑油の潤滑に適した粘性
などを考慮して設定されている。第2所定第1モータ温
度T1r2や第2所定第2モータ温度T2r2は、現在
のモータMG1やモータMG2の温度T1,T2が現在
のオイル温度を反映するから、第2所定オイル温度To
r2と同様に潤滑油の供給が必要な経過時間や潤滑油の
潤滑に適した粘性などを考慮して設定されている。所定
冷却水温度Twrは、現在のエンジン22の冷却水温度
Twがそのときのオイル温度を反映するから、第2所定
オイル温度Tor2と同様に潤滑油の供給が必要な経過
時間や潤滑油の潤滑に適した粘性などを考慮して設定さ
れている。
定でいずれもが否定されたときには、潤滑油の供給は必
要ないと判断して本ルーチンを終了し、いずれかで肯定
されたときには、潤滑油の供給が必要であると判断して
エンジン22のクランクシャフト26がアイドル回転数
で所定時間だけ回転するようにモータMG1を駆動制御
して(ステップS118)、本ルーチンを終了する。ク
ランクシャフト26をアイドル回転数で回転させると、
オイルポンプ60が駆動するから、オイルポンプ60に
よりオイルパン62の潤滑油が動力分配統合機構30な
どに供給されるようになる。ここで、所定時間だけ回転
するように制御するのは、潤滑油の供給を行なうことが
できる時間だけでよく、それ以上に回転させることによ
る装置全体としてのエネルギの損失を防止するためであ
る。また、クランクシャフト26をアイドル回転数で回
転させるためには、サンギヤ軸31aをモータMG1で
次式(1)により計算される回転数Ns1で回転させれ
ばよい。ここで、Ne1はエンジン22のアイドル回転
数であり、ρは動力分配統合機構30のギヤ比(サンギ
ヤの歯数/リングギヤの歯数)である。クランクシャフ
ト26をアイドル回転数Ne1で回転させているときの
動力分配統合機構30の共線図を図4に示す。図4中、
Sはサンギヤ、Cはキャリア、Rはリングギヤを表わ
す。
20によれば、始動時オイルポンプ駆動処理ルーチンを
実行することにより、イグニッションスイッチ80をオ
ンした始動時に動力分配統合機構30などへの潤滑油の
供給の必要性を判断し、必要であれば動力分配統合機構
30などへ潤滑油を供給することができる。しかも、潤
滑油の供給が必要なときには、潤滑油の供給が可能なア
イドル回転数で所定時間だけクランクシャフト26が回
転するようにモータMG1を駆動制御するから、不必要
なエネルギを消費することがない。この結果、装置全体
のエネルギ効率を向上させることができる。
理ルーチンでは、経過時間tによる判定、前回の運転停
止時のオイル温度To-1による判定、前回の運転停止時
のモータMG1の温度T1-1による判定、前回の運転停
止時のモータMG2のT2-1による判定、現在のオイル
温度Toによる判定、現在のモータMG1の温度T1に
よる判定,現在のモータMG2の温度T2による判定、
エンジン22の冷却水温度Twによる判定をこの順に行
なうものとしたが、順不同に判定を行なうものとしても
よい。また、これらの判定のうちいずれか一つの判定だ
けしか行なわないものとしてもよいし、いずれかの判定
を複数組み合わせるものとしてもよい。また、これらの
判定を行なわず、イグニッションスイッチ80をオンし
たときに必ずアイドル回転数で所定時間だけクランクシ
ャフト26が回転するようにモータMG1を駆動制御す
るものとしてもよい。また、イグニッションスイッチ8
0をオンしたときにエンジン22を運転せずにモータM
G2からの動力だけで走行するEV走行モードとしたと
きに上述のいずれかの判定を伴ってアイドル回転数で所
定時間だけクランクシャフト26が回転するようにモー
タMG1を駆動制御するものとしてもよい。
wによりオイル温度Toを反映するものとしたが、エン
ジン22の冷却水温度Twに代えてエンジン22の温度
を用いるものとしてもよい。エンジン22の温度もオイ
ル温度Toを反映するからである。
でモータMG2からの動力により走行するEV走行モー
ドにおけるオイルポンプ60の駆動制御について説明す
る。図5は、EV走行モードの際に実施例のハイブリッ
ド用電子制御ユニット70により実行されるEV走行時
オイルポンプ駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャ
ートである。このルーチンは、所定時間毎(例えば5分
毎)に繰り返し実行される。
が実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70
のCPU72は、まず、温度センサ64により検出され
るオイル温度To、温度センサ45,46により検出さ
れるモータMG1およびモータMG2の温度T1,T
2、モータMG1およびモータMG2の回転数N1,N
2を読み込む処理を実行する(ステップS300)。T
2、モータMG1およびモータMG2の回転数N1,N
2は、バッテリECU52から通信により入力すること
ができる。なお、モータMG1やモータMG2の回転数
N1,N2は、動力分配統合機構30に接続された回転
軸としてのサンギヤ軸31の回転数や同じく動力分配統
合機構30に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸3
2aの回転数である。
oが第3所定オイル温度Tor3以下であるか否か(ス
テップS302)、モータMG1の温度T1が第3所定
第1モータ温度T1r3以上であるか否か(ステップS
304)、モータMG2の温度T2が第3所定第2モー
タ温度T2r3以上であるか否か(ステップS30
6)、モータMG1の回転数N1が所定第1モータ回転
数N1r以上であるか否か(ステップS308)、モー
タMG2の回転数N2が所定第2モータ回転数N2r以
上であるか否か(ステップS310)を判定する。ここ
で、第3所定オイル温度Tor3は、動力分配統合機構
30などが焼き付きを生じない範囲で設定されるもので
ある。第3所定第1モータ温度T1r3および第3所定
第2モータ温度T2r3は、モータMG1やモータMG
2の温度T1,T2がオイル温度Toを反映することか
ら、第3所定オイル温度Tor3と同様に動力分配統合
機構30などが焼き付きを生じない範囲で設定される。
所定第1モータ回転数N1rおよび所定第2モータ回転
数N2rは、モータMG1およびモータMG2の回転数
N1,N2が動力分配統合機構30などの焼き付きやす
さを反映することから、動力分配統合機構30などが焼
き付きを生じない範囲で設定される。
定でいずれもが否定されたときには、潤滑油の供給は必
要ないと判断して本ルーチンを終了し、いずれかで肯定
されたときには、潤滑油の供給が必要であると判断して
エンジン22のクランクシャフト26がアイドル回転数
で所定時間だけ回転するようにモータMG1を駆動制御
して(ステップS312)、本ルーチンを終了する。前
述したように、クランクシャフト26をアイドル回転数
で回転させると、オイルポンプ60が駆動するから、オ
イルポンプ60によりオイルパン62の潤滑油が動力分
配統合機構30などに供給されるようになる。また、所
定時間だけ回転するように制御するのも前述したよう
に、潤滑油の供給を行なうことができる時間だけでよ
く、それ以上に回転させることによる装置全体としての
エネルギの損失を防止するためである。EV走行モード
でクランクシャフト26をアイドル回転数で回転させる
ためには、サンギヤ軸31aをモータMG1で次式
(2)により計算される回転数Ns2で回転させればよ
い。ここで、Nr2はモータMG2の回転数N2と等し
いリングギヤ32の回転数である。図6にクランクシャ
フト26をアイドル回転数で回転させる前の状態の共線
図を示し、図7にクランクシャフト26をアイドル回転
数で回転させたときの状態の共線図を示す。
20によれば、EV走行時オイルポンプ駆動制御ルーチ
ンを実行することにより、EV走行モードにより走行し
ているときに動力分配統合機構30などへの潤滑油の供
給の必要性を判断し、必要であれば動力分配統合機構3
0などへ潤滑油を供給することができる。しかも、潤滑
油の供給が必要なときには、潤滑油の供給が可能なアイ
ドル回転数で所定時間だけクランクシャフト26が回転
するようにモータMG1を駆動制御するから、不必要な
エネルギを消費することがない。この結果、装置全体の
エネルギ効率を向上させることができる。
動処理ルーチンでは、オイル温度Toによる判定、モー
タMG1の温度T1による判定、モータMG2の温度T
2による判定、モータMG1の回転数N1による判定、
モータMG2の回転数N2による判定をこの順に行なう
ものとしたが、順不同に判定を行なうものとしてもよ
い。また、これらの判定のうちいずれか一つの判定だけ
しか行なわないものとしてもよいし、いずれかの判定を
複数組み合わせるものとしてもよい。また、これらの判
定を行なわず、所定時間経過する毎にアイドル回転数で
所定時間だけクランクシャフト26が回転するようにモ
ータMG1を駆動制御するものとしてもよい。
ブリッド自動車20として説明したが、実施例の動力出
力装置は、列車などの自動車以外の車両に搭載すること
ができる他、航空機や船舶,建設機械などに搭載するこ
ともできる。
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。
たハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図で
ある。
実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70で実行さ
れる始動時オイルポンプ駆動処理ルーチンの一例を示す
フローチャートである。
実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70で実行さ
れる運転終了時処理ルーチンの一例を示すフローチャー
トである。
数で回転させたときの動力分配統合機構30の各軸の回
転数を説明する共線図である。
電子制御ユニット70により実行されるEV走行時オイ
ルポンプ駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャート
である。
イドル回転数で回転させる前の状態で動力分配統合機構
30の各軸の回転数を説明する共線図である。
イドル回転数で回転させたときの動力分配統合機構30
の各軸の回転数を説明する共線図である。
ンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、25
水温センサ、26 クランクシャフト、28ダンパ、3
0 動力分配統合機構、31 サンギヤ、31a サン
ギヤ軸、32リングギヤ、32a リングギヤ軸、33
ピニオンギヤ、34 キャリア、36 ベルト、37
ギヤ機構、38 デファレンシャルギヤ、39a,3
9b駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータ
ECU)、41,42 インバータ、43,44 回転
位置検出センサ、45,46 温度センサ、50 バッ
テリ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリE
CU)、54 電力ライン、60 オイルポンプ、62
オイルパン、64 温度センサ、70 ハイブリッド
用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、7
6 RAM、78 タイマ、80 イグニッションスイ
ッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセ
ンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポ
ジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレー
キペダルポジションセンサ、88車速センサ、MG1,
MG2 モータ。
Claims (18)
- 【請求項1】 駆動軸に動力を出力する動力出力装置で
あって、 内燃機関と、 前記駆動軸に動力を入出力可能な駆動軸用電動機と、 前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との3軸に
接続され、該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される
動力を決定したとき、該決定された動力に基づいて残余
の軸に入出力される動力が決定される3軸式動力入出力
手段と、 前記回転軸に動力を入出力可能な回転軸用電動機と、 前記駆動軸用電動機および前記回転軸用電動機と電力の
やり取りが可能な二次電池と、 前記内燃機関の出力軸の動力により駆動され、少なくと
も該動力出力装置の一部の機械部分に潤滑油を供給する
潤滑油供給手段と、 前記内燃機関の運転を停止している最中に所定の条件が
成立したとき、前記3軸式動力入出力手段を介して前記
内燃機関の出力軸に出力された動力により前記潤滑油供
給手段が駆動されるよう前記回転軸用電動機を駆動制御
する潤滑油供給制御手段と、 を備える動力出力装置。 - 【請求項2】 前記所定の条件は、少なくとも前記動力
出力装置を始動する始動スイッチがオンとされる条件を
含む請求項1記載の動力出力装置。 - 【請求項3】 請求項2記載の動力出力装置であって、 前記動力出力装置の運転が停止されてからの経過時間を
計測する運転停止後経過時間計測手段を備え、 前記所定の条件は、更に、前記運転停止後経過時間計測
手段により計測された経過時間が所定時間以上となる条
件である動力出力装置。 - 【請求項4】 請求項2記載の動力出力装置であって、 前記潤滑油の温度を検出する潤滑油温度検出手段を備
え、 前記所定の条件は、更に、前記始動スイッチがオンとさ
れる直前の前記動力出力装置の運転停止時に前記潤滑油
温度検出手段により検出された潤滑油の温度が第1所定
潤滑油温度以上となる条件である動力出力装置。 - 【請求項5】 請求項2記載の動力出力装置であって、 前記潤滑油の温度を検出する潤滑油温度検出手段を備
え、 前記所定の条件は、更に、前記始動スイッチがオンとさ
れたときに前記潤滑油温度検出手段により検出される潤
滑油の温度が第2所定潤滑油温度以下となる条件である
動力出力装置。 - 【請求項6】 請求項2記載の動力出力装置であって、 前記駆動軸用電動機および/または前記回転軸用電動機
の温度を検出する電動機温度検出手段を備え、 前記所定の条件は、更に、前記始動スイッチがオンとさ
れる直前の前記動力出力装置の運転停止時に前記電動機
温度検出手段により検出された前記駆動軸用電動機およ
び/または前記回転軸用電動機の温度が第1所定電動機
温度以上となる条件である動力出力装置。 - 【請求項7】 請求項2記載の動力出力装置であって、 前記駆動軸用電動機および/または前記回転軸用電動機
の温度を検出する電動機温度検出手段を備え、 前記所定の条件は、更に、前記始動スイッチがオンとさ
れたときに前記電動機温度検出手段により検出された前
記駆動軸用電動機および/または前記回転軸用電動機の
温度が第2所定電動機温度以下となる条件である動力出
力装置。 - 【請求項8】 請求項2記載の動力出力装置であって、 前記内燃機関の温度を検出する内燃機関温度検出手段を
備え、 前記所定の条件は、更に、前記始動スイッチがオンとさ
れたときに前記内燃機関温度検出手段により検出された
前記内燃機関の温度が所定内燃機関温度以下となる条件
である動力出力装置。 - 【請求項9】 前記所定の条件は、更に、前記駆動軸用
電動機から前記駆動軸に動力を出力する条件である請求
項2ないし8いずれか記載の動力出力装置。 - 【請求項10】 前記所定の条件は、前記駆動軸用電動
機から前記駆動軸に動力を出力している条件である請求
項1記載の動力出力装置。 - 【請求項11】 請求項10記載の動力出力装置であっ
て、 前記潤滑油の温度を検出する潤滑油温度検出手段を備
え、 前記所定の条件は、更に、前記潤滑油温度検出手段によ
り検出された潤滑油の温度が第3所定潤滑油温度以上と
なる条件である動力出力装置。 - 【請求項12】 請求項10記載の動力出力装置であっ
て、 前記駆動軸用電動機および/または前記回転軸用電動機
の温度を検出する電動機温度検出手段を備え、 前記所定の条件は、更に、前記電動機温度検出手段によ
り検出された前記駆動軸用電動機および/または前記回
転軸用電動機の温度が第3所定電動機温度以上となる条
件である動力出力装置。 - 【請求項13】 請求項10記載の動力出力装置であっ
て、 前記駆動軸または前記回転軸の回転数を検出する回転数
検出手段を備え、 前記所定の条件は、更に、前記回転数検出手段により検
出された前記駆動軸または前記回転軸の回転数が所定回
転数以上となる条件である動力出力装置。 - 【請求項14】 前記潤滑油供給制御手段は、前記所定
の条件が成立したときに前記潤滑油供給手段が所定時間
だけ駆動されるよう前記回転軸用電動機を駆動制御する
手段である請求項1ないし13いずれか記載の動力出力
装置。 - 【請求項15】 前記潤滑油供給制御手段は、前記内燃
機関の出力軸が所定回転数で回転するよう前記回転軸用
電動機を駆動制御する手段である請求項1ないし14い
ずれか記載の動力出力装置。 - 【請求項16】 前記所定回転数は、略アイドル回転数
である請求項15記載の動力出力装置。 - 【請求項17】 前記潤滑油供給手段は、少なくとも前
記3軸式動力入出力手段に潤滑油を供給する手段である
請求項1ないし16いずれか記載の動力出力装置。 - 【請求項18】 前記駆動軸に駆動輪が機械的に接続さ
れてなる請求項1ないし17いずれか記載の動力出力装
置を備えるハイブリッド自動車。
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