JP2007189765A - 電動車両の駆動制御装置およびそれを搭載する電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機からの駆動力が油圧制御式変速機を介して駆動輪に伝達される構成の電動車両において、電動オイルポンプの出力性能劣化時に油圧制御式変速機でのクラッチ滑りを防止する。
【解決手段】電動オイルポンプへの供給電圧Ｖｅｏｐが判定電圧Ｖｔ１を下回る場合（Ｓ１２０）には、電動オイルポンプの出力性能低下により、油圧制御式変速機への供給油圧が低下する可能性がある。したがって、電動機（ＭＧ２）の出力トルク制限の実行により、油圧制御式変速機でのクラッチ滑り発生を防止する（Ｓ２１０）。
【選択図】図５

Description

この発明は、電動車両の駆動制御装置およびそれを搭載する電動車両に関し、より特定的には、電動機からの駆動力が油圧制御式変速機を介して駆動輪に伝達される構成の電動車両の駆動制御装置およびそれを搭載した電動車両に関する。

内燃機関および電動機を車両駆動力源として備えるハイブリッド車両の一種として、電動機からの駆動力が油圧制御式変速機を介して駆動輪に伝達されるとともに、油圧制御式変速機に供給される油圧を発生するための電動オイルポンプを有する構成がたとえば特開２００５−２０７３０４号公報（特許文献１）に開示されている。このような構成では、電動機の駆動力が変速機を介して駆動輪に伝達されるので、変速機を高低２段に変速することにより、またその変速比を“１”より大きく設定することにより、車両駆動力発生用の電動機を小型化しても十分な駆動アシストや回生制動を行なうことが可能となる。

また、エンジンの運転で駆動する機械式オイルポンプおよび電動オイルポンプによって、トランスミッション等に必要な油圧を得る動力伝達装置をハイブリッド車両に搭載する構成が特開２０００−２３０４４２号公報（特許文献２）に開示されている。

なお、特開２００５−２０７３０４号公報（特許文献１）にも、電動オイルポンプと、エンジンの運転によって動作する機械式オイルポンプとを、油圧制御式変速機への油圧供給用に並列に配置する構成が開示されている。
特開２００５−２０７３０４号公報 特開２０００−２３０４４２号公報

一般的に、ハイブリッド自動車では、エンジンを高効率領域に限定して運転させることにより燃費向上を図るため、エンジンが低効率運転となる運転領域では、電動機のみによる車両走行（以下、ＥＶ走行と称する）が志向される。このような、ＥＶ走行時においては、機械式オイルポンプも停止しているため、電動オイルポンプのみによって油圧制御式変速機を初めとする油圧式装置に対して油圧が供給されることとなる。したがって、ＥＶ走行時に電動オイルポンプの出力性能が低下した場合には、油圧の不足により油圧制御式変速機のクラッチ滑りが発生する可能性がある。

しかしながら、２００５−２０７３０４号公報（特許文献１）には、電動オイルポンプの出力性能低下時における車両制御については言及されていない。また、特開２０００−２３０４４２号公報（特許文献２）は、電動オイルポンプの累積負荷（具体的には、累積稼動時間）が耐用負荷を超えた場合等に、エンジンを運転させて機械式オイルポンプの駆動により油圧を確保する構成を開示するが、ＥＶ走行時にはエンジンが実際に始動するまでの期間に油圧不足により油圧制御式変速機のクラッチ滑りが発生する可能性がある。

さらに、エンジンを搭載しない電気自動車等の電動車両では、機械式オイルポンプによる油圧発生が期待できないため、電動オイルポンプの出力性能劣化は、即座に油圧式変速機への供給油圧の低下を招いてしまう。

しかしながら、２００５−２０７３０４号公報（特許文献１）および特開２０００−２３０４４２号公報（特許文献２）では、電動オイルポンプおよび機械式オイルポンプの並置を前提としているので、上記のようなエンジンを搭載しない電動車両における電動オイルポンプの出力性能低下時の対応については、全く考慮されていない。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、電動機からの駆動力が油圧制御式変速機を介して駆動輪に伝達される構成の電動車両において、電動オイルポンプの出力性能劣化時にも油圧制御式変速機でのクラッチ滑りを防止して、当該クラッチの摩擦材の保護を図るとともに、変速ショックの悪化を防止することである。

本発明による電動車両の駆動制御装置において、電動車両は、電動機からの駆動力が油圧制御式変速機を介して駆動輪に伝達される構成を有し、かつ、油圧制御式変速機に供給する油圧を発生するための電動オイルポンプを備える。電動車両の駆動制御装置は、検知手段と、出力制限手段とを備える。検知手段は、電動オイルポンプの性能低下を検知する。出力制限手段は、電動機による駆動力を用いた車両走行中において、検知手段により電動オイルポンプの性能低下が検知された場合に、電動機の出力トルクを制限する。

上記電動車両の駆動制御装置および電動車両によれば、電動オイルポンプの出力性能低下時には、油圧制御式変速機を介して駆動輪に伝達される駆動力を発生する電動機の出力トルクが制限される。したがって、油圧制御式変速機への供給油圧の低下を招く電動オイルポンプの出力性能低下時において、油圧制御式変速機でのクラッチ滑りの発生を防止できる。これにより、クラッチの摩擦材の保護を図るとともに、変速ショックの悪化を防止できる。

好ましくは、検知手段は、電動オイルポンプへの供給電圧が判定電圧よりも低下した場合に、電動オイルポンプの出力性能低下を検知する。

上記電動車両の駆動制御装置およびそれを搭載する電動車両によれば、電動オイルポンプへの供給電圧低下により電動オイルポンプの出力性能低下を迅速に検知することができる。これにより、油圧制御式変速機でのクラッチ滑りの発生をより確実に防止できる。

また好ましくは、判定電圧は、電動オイルポンプおよび油圧制御式変速機を含む油圧経路での油温に応じて可変に設定される。

上記電動車両の駆動制御装置およびそれを搭載する電動車両によれば、オイル粘性が低下する高油温領域においても、油圧制御式変速機においてクラッチ滑りを発生させるような電動オイルポンプの出力性能低下を迅速に検知できる。

好ましくは、出力制限手段は、電動機オイルポンプの出力性能低下度合いに応じて出力トルク制限を可変とする。あるいは、出力制限手段は、電動機オイルポンプへの供給電圧に応じて出力トルク制限を可変とする。

上記電動車両の駆動制御装置およびそれを搭載する電動車両によれば、電動オイルポンプの出力性能低下度合いに応じて出力トルク制限を可変に設定できる。したがって、油圧制御式変速機でクラッチ滑りが発生しない範囲内で、出力トルク制限を必要最小限に設定して、電動機からの駆動力を確保できる。

また好ましくは、駆動制御装置は、出力制限手段による電動機の出力トルク制限中において、電動オイルポンプの性能が復帰したか否かを判定する判定手段と、判定手段により電動オイルポンプの性能が復帰したと判定されたときに、電動機の出力トルク制限を解除する出力制限解除手段とをさらに備える。

上記電動車両の駆動制御装置およびそれを搭載する電動車両によれば、電動オイルポンプの出力性能低下時において、油圧制御式変速機でのクラッチ滑りの発生を防止できるとともに、出力性能の復帰時には、出力トルク制限を解除して、電動機による正規の車両駆動力を速やかに確保できる。

さらに好ましくは、検知手段は、電動オイルポンプへの供給電圧が判定電圧よりも低下した場合に、電動オイルポンプの出力性能低下を検知し、判定手段は、電動オイルポンプへの供給電圧が復帰電圧以上となった場合に、電動オイルポンプの性能が復帰したと判定する。そして、復帰電圧は判定電圧より高い電圧に設定される。

上記電動車両の駆動制御装置およびそれを搭載する電動車両によれば、電動機の出力トルク制限開始を判定するための判定電圧と、出力トルク制限解除を判定するための復帰電圧との間にヒステリシスを設けることができる。これにより、電動機の出力トルク制限の実行および解除が頻繁に切換わることにより、車両運転性に悪影響を与えることを防止できる。

好ましくは、電動車両は、駆動輪の駆動力を発生するための内燃機関と、内燃機関から機械的動力を受けて回転することによって油圧を発生可能に構成された機械式オイルポンプとをさらに備える。さらに、駆動制御装置は、出力制限手段による電動機の出力トルク制限中において、内燃機関の運転時には、電動機の出力トルク制限を解除する出力制限解除手段をさらに備える。

あるいは好ましくは、車両は、駆動輪の駆動力を発生するための内燃機関と、内燃機関から機械的動力を受けて回転することによって油圧を発生可能に構成された機械式オイルポンプとをさらに備える。さらに、駆動制御装置は、出力制限非実行手段をさらに備える。出力制限非実行手段は、内燃機関の運転時には、電動オイルポンプの出力性能低下有無にかかわらず、電動機の出力トルク制限を非実行とする。

上記電動車両の駆動制御装置およびそれを搭載する電動車両によれば、内燃機関の運転時には、機械式オイルポンプの駆動により油圧制御式変速機の油圧が確保される点を考慮して、電動機の出力トルク制限を非実行とする。これにより、電動機による正規の車両駆動力を確保できる。さらに、電動オイルポンプの出力性能低下から内燃機関が始動されるまでの期間において、電動機の出力トルク制限の実行により油圧制御式変速機でのクラッチ滑り発生を防止することができる。

この発明によれば、電動機からの駆動力が油圧制御式変速機を介して駆動輪に伝達される構成の電動車両において、電動オイルポンプの出力性能劣化時にも油圧制御式変速機でのクラッチ滑りを防止して、当該当該クラッチの摩擦材の保護を図るとともに、変速ショックの悪化を防止することができる。

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態に従う電動車両の代表例として示されるハイブリッド車両の駆動装置の構成を説明するブロック図である。

図１を参照して、この発明の実施の形態によるハイブリッド車両５は、内燃機関１１０および遊星歯車機構１１２を含んで構成される主動力源１０と、出力軸２０と、デファレンシャルギヤ３０と、駆動輪４０と、アシスト動力源５０と、油圧制御式変速機６０とを備える。電子制御ユニットで構成されるハイブリッドＥＣＵ（ＨＶ−ＥＣＵ）１００は、ハイブリッド車両５が運転者の操作に適応して走行するように、図１に示した駆動装置の全体動作を制御する。すなわち、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、本発明による駆動制御装置に対応する。

主動力源１０の出力トルクは出力軸２０に伝達され、その出力軸２０からデファレンシャルギヤ３０を介して駆動輪４０にトルクが伝達されるように構成されている。一方、走行のための駆動力を出力する力行制御あるいはエネルギを回収する回生制御の可能な電動機で構成されるアシスト動力源５０が設けられる。アシスト動力源５０からの駆動力は、油圧制御式変速機６０（以下、単に変速機６０とも称する）を介して出力軸２０および駆動輪４０へ伝達される。これにより、アシスト動力源５０と出力軸２０との間で伝達するトルクが、変速機６０で設定する変速比に応じて増減可能なように構成される。

変速機６０は、設定する変速比が“１”以上となるように構成することができ、このように構成することにより、アシスト動力源５０でトルクを出力する力行時に、アシスト動力源５０で出力したトルクを増大させて出力軸２０に伝達できるので、アシスト動力源５０を低容量もしくは小型のものとすることができる。しかしながら、アシスト動力源５０の運転効率を良好な状態に維持することが好ましいので、たとえば車速に応じて出力軸２０の回転数が増大した場合には、変速比を低下させてアシスト動力源５０の回転数を低下させる。また、出力軸２０の回転数が低下した場合には、変速比を増大させることがある。

ハイブリッド車両５の駆動装置構成をさらに詳細に説明する。主動力源１０は、内燃機関１１０と、モータジェネレータ１１１（以下、第１モータジェネレータ１１１もしくはＭＧ１と記載する）と、これら内燃機関１１０および第１モータジェネレータ１１１の間でトルクを合成もしくは分配する遊星歯車機構１１２とを主体として構成されている。内燃機関（以下、エンジンと記載する）１１０は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置であって、スロットル開度（吸気量）や燃料供給量、点火時期などの運転状態を電気的に制御できるように構成されている。その制御は、たとえばマイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）１１３によって行なうように構成されている。

機械式オイルポンプ３２は、エンジン１１０の回転に伴って、すなわちエンジンから機械的動力を受けて回転することによって油圧を発生可能に構成されている。たとえば、機械式オイルポンプ３２は、ダンパ１２０の出力軸に同軸上に配置され、エンジン１１０からトルクを受けて動作して油圧を発生する。

第１モータジェネレータ１１１は、たとえば永久磁石式同期電動機で構成され、電動機としての機能および発電機としての機能の両方を生じ得るように構成されて、インバータ１１４を介してバッテリなどの蓄電装置１１５に接続されている。そして、インバータ１１４を制御することにより、第１モータジェネレータ１１１の出力トルク（力行トルクあるいは回生トルク）を適宜に設定するようになっている。その設定を行なうために、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（ＭＧ１−ＥＣＵ）１１６が設けられている。

遊星歯車機構１１２は、外歯歯車であるサンギヤ１１７と、そのサンギヤ１１７に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ１１８と、これらサンギヤ１１７およびリングギヤ１１８に噛合っているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリア１１９とを３つの回転要素として作動作用を生じる公知の歯車機構である。内燃機関１１０の出力がダンパ１２０を介してそのキャリア１１９に連結されている。すなわちキャリア１１９は、遊星歯車機構１１２の入力要素となっている。

これに対して、サンギヤ１１７に第１モータジェネレータ１１１のロータ（図示せず）が連結されている。したがってサンギヤ１１７がいわゆる反力要素となっており、また、リングギヤ１１８が出力要素となっている。そして、リングギヤ１１８が出力部材としての出力軸２０に連結されている。

変速機６０は、図１に示す構成例では、１組のラビニョ型遊星歯車機構によって構成されている。すなわち、変速機６０には、それぞれ外歯歯車である第１サンギヤ１２１および第２サンギヤ１２２が設けられており、その第１サンギヤ１２１に第１のピニオン１２３が噛合するとともに、その第１のピニオン１２３が第２のピニオン１２４に噛合している。第２のピニオン１２４は、各サンギヤ１２１，１２２と同心円上に配置されたリングギヤ１２５に噛合している。なお、各ピニオン１２３，１２４は、キャリア１２６によって自転かつ公転自在に保持されている。また、第２サンギヤ１２２は、第２のピニオン１２４に噛合している。したがって、第１サンギヤ１２１およびリングギヤ１２５は、各ピニオン１２３，１２４とともにダブルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成し、また、第２サンギヤ１２２およびリングギヤ１２５は、第２のピニオン１２４とともにシングルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成している。

そして、第１サンギヤ１２１を選択的に固定する第１ブレーキＢ１と、リングギヤ１２５を選択的に固定する第２ブレーキＢ２とが設けられている。これらのブレーキＢ１，Ｂ２は摩擦力によって係合力を生じるいわゆる摩擦係合装置であり、多板形式の係合装置あるいはバンド形式の係合装置を採用することができる。そして、これらのブレーキＢ１，Ｂ２は、油圧による係合力に応じて、そのトルク容量が連続的に変化するように構成されている。さらに、第２サンギヤ１２２に前述したアシスト動力源５０が連結され、またキャリア１２６が出力軸２０に連結されている。

したがって、変速機６０では、第２サンギヤ１２２がいわゆる入力要素であり、キャリア１２６が出力要素となっている。第１ブレーキＢ１を係合させることにより、変速比が“１”より大きい高速段（Ｈ）が設定され、第１ブレーキＢ１に代えて第２ブレーキＢ２を係合させることにより、高速段より変速比の大きい低速段（Ｌ）が設定されるように構成されている。

各変速段間での変速は、車速や要求駆動力（もしくはアクセル開度）などの走行状態に基づいて実行される。より具体的には、変速段領域を予めマップ（変速線図）として定めておき、検出された運動状態に応じていずれかの変速段を設定するように制御される。その制御を行なうためのマイクロコンピュータを主体とした電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）１２７が設けられている。

なお、図１に示す構成例では、アシスト動力源５０として、トルクを出力する力行およびエネルギを回収する回生の可能なモータジェネレータ（以下、第２モータジェネレータ５０もしくはＭＧ２と記載する）が採用されている。この第２モータジェネレータ５０は、一例として永久磁石式同期電動機であって、そのロータ（図示せず）は、第２サンギヤ１２２に接続されている。さらに、第２モータジェネレータ５０は、インバータ１２８を介して蓄電装置（バッテリ）１２９に接続されている。そして、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（ＭＧ２−ＥＣＵ）１３０によってインバータ１２８を制御することにより、力行および回生ならびにそれぞれの場合における出力トルクを制御するように構成されている。

なお、蓄電装置（バッテリ）１２９および電子制御装置１３０は、前述した第１モータジェネレータ１１１に対応する、バッテリ（蓄電装置）１１５および電子制御装置１１６と統合することも可能である。

また、ＨＶ−ＥＣＵ１００および各電子制御装置１１３，１１６，１２７，１３０のそれぞれが相互にデータを通信できるように接続されている。ＨＶ−ＥＣＵ１００は、Ｅ−ＥＣＵ１１３、ＭＧ１−ＥＣＵ１１６、ＭＧ２ＥＣＵ１３０、Ｔ−ＥＣＵ１２７に対して動作指令を発する。

図２には、主動力源の出力分配機構としてのシングルピニオン型遊星歯車機構１１２についての共線図が示される。

図２を参照して、キャリア１１９に入力されるエンジン１１０の出力トルクに対して、第１モータジェネレータ１１１による反力トルクをサンギヤ１１７に入力すると、これらのトルクを加減算した大きさのトルクが出力要素となっているリングギヤ１１８に現れる。その場合、第１モータジェネレータ１１１のロータがそのトルクによって回転し、第１モータジェネレータ１１１は発電機として機能する。

また、リングギヤ１１８の回転数（出力回転数）を一定とした場合、第１モータジェネレータ１１１の回転数を大小に変化させることにより、エンジン１１０の回転数を連続的に（無段階）に変化させることができる。すなわち、エンジン１１０の回転数をたとえば燃費が最もよい回転数に設定する制御を、第１モータジェネレータ１１１を制御することによって行なうことができる。

また、走行中にエンジン１１０を停止させていれば、第１モータジェネレータ１１１が逆回転しており、その状態から第１モータジェネレータ１１１を電動機として動作させて性回転方向にトルクを出力させると、キャリア１１９が連結されているエンジン１１０にこれを正回転させる方向のトルクが作用し、したがって、第１モータジェネレータ１１１によりエンジン１１０を始動（モータリングもしくはクランキング）することができる。その場合、出力軸２０には、その回転を止める方向のトルクが作用する。したがって、走行のための駆動トルクは、第２モータジェネレータ５０の出力するトルクを制御することによって維持でき、同時にエンジンの始動を円滑に行なうことができる。なお一般に、この種のハイブリッド形式は機械分配式あるいはスプリットタイプと称されている。

図３には、変速機６０に含まれるラビニオ型遊星歯車機構についての共線図が示される。

図３を参照して、第２ブレーキＢ２によってリングギヤ１２５を固定することによって、低速段Ｌが設定される。低速段Ｌの設定時には、第２モータジェネレータ５０の出力したトルクは、変速比に応じて増幅されて出力軸２０に付加される。

これに対して、第１ブレーキＢ１によって第１サンギヤ１２１を固定した場合には、低速段Ｌより変速比の小さい高速段Ｈが設定される。この高速段Ｈにおける変速比も“１”より大きいので、第２モータジェネレータ５０の出力したトルクは、その変速比に応じて増大されて出力軸２０に付加される。

なお、各変速段Ｌ，Ｈが定常的に設定されている状態では、出力軸２０に付加されるトルクは、第２モータジェネレータ５０の出力トルクを変速比に応じて増大させたトルクとなるが、変速過渡状態では、各ブレーキＢ１，Ｂ２でのトルク容量や回転数変化に伴う慣性トルクなどの影響を受けたトルクとなる。また、出力軸２０に付加されるトルクは、第２モータジェネレータ５０の駆動状態では正トルクとなり、被駆動状態では負トルクとなる。

上記の油圧制御式変速機６０内のブレーキＢ１，Ｂ２に対して油圧を給排してその係合および開放の制御を行なうように、図４に示す油圧制御装置３１が設けられている。

図４を参照して、油圧制御装置３１は、機械式オイルポンプ３２と、電動オイルポンプ３３と、オイルパン３４と、油圧回路３８とを含む。油圧回路３８は、オイルポンプ３２，３３で発生した油圧をライン圧に調整するとともに、そのライン圧を元圧として昇圧した油圧を各ブレーキＢ１，Ｂ２に対して給排し、かつ適宜の箇所に潤滑のためのオイルを供給する。

機械式オイルポンプ３２は、図１にも示すように、エンジン１１０の運転に伴って駆動されることによって油圧を発生する。

電動オイルポンプ３３は、モータ（図示せず）によって駆動されるポンプであって、ケーシング（図示せず）の外部などの適宜の箇所に取付けられ、バッテリなどの直流電源３９から電力を受けて動作して油圧を発生するように構成されている。電動オイルポンプ３３への供給電圧Ｖｅｏｐは、電圧センサ３９＃によって検知される。電圧センサ３９＃の出力は、ＨＶ−ＥＣＵ１００へ送出される。供給電圧Ｖｅｏｐの低下時には、モータの出力低下により、電動オイルポンプ３３の出力性能、具体的には、吐出流量および／吐出圧力が低下する。

油圧制御装置３１によって油圧が制御される油圧経路内には、油温センサ３７が設けられる。油温センサ３７は、測定対象となる油の温度に応じた電圧を出力する。油温Ｔｏｉｌを示す油温センサ３７の出力は、ＨＶ−ＥＣＵ１００へ送出される。

油圧回路３８は、複数のソレノイドバルブや切換バルブあるいは調圧バルブ（それぞれ図示せず）を備え、調圧や油圧の給排を電気的に制御できるように構成されている。なお、各オイルポンプ３２，３３の吐出側には、それぞれのオイルポンプ３２，３３の吐出圧で開き、これとは反対方向には閉じる逆止弁３５，３６が設けられる。また、油圧回路３８に対して、機械式オイルポンプ３２および電動オイルポンプ３３は、互いに並列に接続されている。また、ライン圧を調圧するバルブ（図示せず）は、吐出量を増大させてライン圧を高くし、これとは反対に吐出量を減じてライン圧を低くする２つの状態にライン圧を制御するように構成されている。

上述したハイブリッド車両は、主動力源１０とアシスト動力源（第２モータジェネレータ）５０との２つの動力源を備えているので、これらを有効に利用して低燃費で排ガス量の少ない運転が行なわれる。またエンジン１１０を駆動する場合であっても、第１モータジェネレータ１１１によって最適燃費となるようにエンジン１１０の回転数が制御される。さらに、減速時あるいは制動時には車両の有する回生エネルギが電力として回生される。そして、第２モータジェネレータ５０を駆動してトルクアシストする場合、車速が遅い状態では変速機６０を変速段Ｌに設定して出力軸２０に付加するトルクを大きくし、車速が増大した状態では変速機６０を高速段Ｈに設定して第２モータジェネレータ５０の回転数を相対的に低下させ損失を低下し、効率のよいトルクアシストが実行できる。

上述したハイブリッド車両は、エンジン１１０の動力による走行、エンジン１１０と第２モータジェネレータ５０とを使用した走行、第２モータジェネレータ５０のみを使用した走行（ＥＶ走行）のいずれもが可能であって、これらの走行形態は、アクセル開度などの駆動要求量や車速などに基づいてＨＶ−ＥＣＵ１００によって判断され選択される。たとえば、バッテリの充電量が十分であって、駆動要求量が相対的に小さい場合、あるいは静粛な発進が手動選択された場合などでは、第２モータジェネレータ５０を使用した電気自動車に類した走行の形態が選択されて、エンジン１１０は停止させられる。

その状態からアクセルペダルが大きく踏み込まれるなど駆動要求量が増大した場合、あるいはバッテリの充電量が低下した場合、もしくは静粛な発進から通常走行に手動切換された場合には、エンジン１１０が始動されてエンジン１１０を使用した走行（以下、エンジン走行とも称する）の形態に切換られる。

エンジン１１０の始動は、第１モータジェネレータ１１１をモータとして機能させるモータリング（クランキング）により行なわれる。その場合、図２に示すように第１モータジェネレータ１１１によってサンギヤ１１７にこれを正回転させる方向にトルクを加えると、リングギヤ１１８にはこれを逆転させる方向にトルクが作用する。このリングギヤ１１８は出力軸２０に連結されているから、エンジン１１０の始動に伴うトルクが車両を減速させる方向のトルクとなる。そこで、エンジン１１０の始動時には、このようないわゆる反力トルクを相殺するように第２モータジェネレータ５０によってトルクを出力させる。

次に、電動オイルポンプ３３の出力性能低下に対応するための、ＨＶ−ＥＣＵ１００によるハイブリッド車両の駆動制御について説明する。

図５は、本発明の実施の形態１に従うハイブリッド車両の駆動制御を説明するフローチャートである。このハイブリッド車両の駆動制御は、エンジン１１０が停止されたＥＶ走行時のものである。

図５を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ステップＳ１００により、電圧センサ３９＃の出力から電動オイルポンプ３３へ動作電圧として供給される供給電圧Ｖｅｏｐを取得する。

そして、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ステップＳ１１０により、第２モータジェネレータ５０（ＭＧ２）のトルク制限中であるか否かを判定する。後述のように、電動オイルポンプ３３の出力性能低下時には、第２モータジェネレータ５０（ＭＧ２）のトルク制限が実行される。

第２モータジェネレータ５０（ＭＧ２）のトルク制限中でない場合（ステップＳ１１０におけるＮＯ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ステップＳ１２０により、一例としては、ステップＳ１００で取得した供給電圧Ｖｅｏｐを判定電圧Ｖｔ１と比較することによって、電動オイルポンプ３３の出力性能低下に対応したトルク制限の要否を判定する。

供給電圧Ｖｅｏｐが判定電圧Ｖｔ１以上確保されている場合（Ｖｅｏｐ≧Ｖｔ１，ステップＳ１２０のＮＯ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ステップＳ２００により、第２モータジェネレータ５０（ＭＧ２）のトルク制限を実行することなく、電動オイルポンプ３３による油圧供給を継続する。

これに対して、供給電圧Ｖｅｏｐが判定電圧Ｖｔ１を下回る場合（Ｖｅｏｐ＜Ｖｔ１，ステップＳ１２０のＹＥＳ判定時）には、電動オイルポンプ３３の出力性能低下により、油圧制御式変速機６０への供給油圧が低下する可能性がある。したがって、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ステップＳ２１０によりＭＧ２の出力トルク制限を実行して、変速機６０でのクラッチ滑り発生を防止する。

図６には、ＭＧ２のトルク制限値の設定例が示される。
図６を参照して、ＭＧ２の出力トルク制限値Ｔｌｍｔは、電動オイルポンプ３３の出力性能が低下していない場合（ステップＳ１２０のＮＯ判定時）には、出力トルク制限なし（Ｔｌｍ＝Ｔｍａｘ）に設定される。この場合には、車両への要求駆動力および車両状況に応じて第２モータジェネレータ（ＭＧ２）５０に本来要求される駆動力に対応する出力トルクが、そのままＭＧ２トルク指令値とされる。

一方、電動オイルポンプ３３の出力性能低下時（ステップＳ１２０のＮＯ判定時）には、出力トルク制限値Ｔｌｍｔが所定値に設定される。この場合には、ＭＧ２出力トルク指令値は、出力トルク制限値Ｔｌｍｔ以内に制限される。すなわち、第２モータジェネレータ（ＭＧ２）５０に本来要求される出力トルクが出力トルク制限値Ｔｌｍｔを超える場合であっても、ＭＧ２出力トルク指令値＝Ｔｌｍｔに制限される。

出力トルク制限値Ｔｌｍｔは、電動オイルポンプ３３の出力性能低下度合いに応じて、具体的には供給電圧Ｖｅｏｐに応じて可変に設定することが好ましい。これにより、ＭＧ２トルク制限を必要最小限に抑制できるので、車両挙動への影響を軽減できる。

たとえば、符号２００に示すように、出力トルク制限時において、Ｖｅｏｐ＜Ｖｔａの範囲ではＴｌｍｔ＝Ｔ０に設定し、Ｖｅｏｐ≧Ｖｔａの領域ではＴｌｍｔ＝Ｔ１（Ｔ１＞Ｔ０）に設定するように、段階的に出力トルク制限値Ｔｌｍｔを設定することができる。なお、出力トルク制限値Ｔｌｍｔについては、２段階以上の複数段階にさらに細分化して設定することも可能である。あるいは、符号２１０に示すように、供給電圧Ｖｅｏｐの低下に従って出力トルク制限値Ｔｌｍｔが連続的に低下するような設定とすることも可能である。

再び図５を参照して、ステップＳ２１０によりＭＧ２トルク制限が一旦実行されると、ステップＳ１１０がＹＥＳ判定となる。

第２モータジェネレータ５０（ＭＧ２）のトルク制限中（ステップＳ１１０におけるＹＥＳ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ステップＳ１３０により、電動オイルポンプ３３への供給電圧Ｖｅｏｐを復帰電圧Ｖｔ２と比較することによって、電動オイルポンプ３３の出力性能復帰によるトルク制限の解除可否を判定する。

図７に示されるように、復帰電圧Ｖｔ２は、トルク制限無しからトルク制限実行への遷移条件と、トルク制限実行からトルク制限解除への遷移条件との間にヒステリシスを設けるために、判定電圧Ｖｔ１よりも高い電圧に設定される。たとえば、Ｖｔ２＝Ｖｔ１＋Ｖｈｙｓ（Ｖｈｙｓ：所定のヒステリシス電圧）に設定される。これにより、供給電圧Ｖｅｏｐが判定電圧Ｖｔ１近傍である場合に、第２モータジェネレータ５０（ＭＧ２）のトルク制限実行有無が頻繁に切換わって、車両運転性に影響を与えることを防止できる。

また、判定電圧Ｖｔ１および復帰電圧Ｖｔ２は、油温センサにより検出される油温Ｔｏｉｌの高温時に相対的に高電圧に設定される。これにより、オイル粘性が低下する高油温領域においても、油圧制御式変速機６０においてクラッチ滑りを発生させるような、電動オイルポンプ３３の出力性能低下を迅速に検知できる。

再び図５を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ＭＧ２トルク制限中において、供給電圧Ｖｅｏｐが復帰電圧Ｖｔ２に達しない場合（ステップＳ１３０におけるＮＯ判定時）には、ＭＧ２のトルク制限を継続的に実行する。なお図示しないが、この際に、現在の供給電圧Ｖｅｏｐに基づいて、出力トルク制限値Ｔｌｍｔの設定（図６）を更新することが好ましい。

一方、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ＭＧ２トルク制限中において、供給電圧Ｖｅｏｐが復帰電圧Ｖｔ２以上に復帰した場合（ステップＳ１３０におけるＹＥＳ判定時）には、ステップＳ２２０により、ＭＧ２トルク制限を解除する。すなわち、電動オイルポンプ３３への供給電圧Ｖｅｏｐが復帰電圧Ｖｔ２以上に復帰して出力性能低下が解消されたと判定される場合には、油圧制御式変速機６０への供給油圧が再び十分なものとなるため、ＭＧ２のトルク制限を解除して車両駆動力を確保する。

以上説明した実施の形態１に従うハイブリッド車両の駆動制御によれば、油圧制御式変速機６０の油圧低下を招く電動オイルポンプ３３の出力性能低下時において、油圧制御式変速機６０でのクラッチ滑りの発生を防止できる。これにより、クラッチの摩擦材の保護を図るとともに、変速ショックの悪化機器を防止できる。

なお、実施の形態１の変形例として、図８に示すフローチャートに従って、図５のステップＳ１００，ステップＳ１２０，ステップＳ１３０に代えて、ステップＳ１００♯，Ｓ１２０♯，ステップＳ１３０♯を実行する制御構造とすることも可能である。

ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ステップＳ１００♯では、電動オイルポンプに設けられた回転数センサ（図示せず）より、電動オイルポンプ３３の実績回転数Ｎｅｏｐを取得する。

そして、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ステップＳ１２０♯，Ｓ１３０♯では、ステップＳ１００♯で取得した電動オイルポンプ３３の回転数Ｎｅｏｐを判定回転数Ｎｔ１および復帰回転数Ｎｔ２と比較することにより、電動オイルポンプ３３の出力性能低下の検知および出力性能低下からの復帰を検知する。判定回転数Ｎｔ１および復帰回転数Ｎｔ２は、図７に示した判定電圧Ｖｔ１および復帰電圧Ｖｔ２と同様に設定される。

また、第２モータジェネレータ（ＭＧ２）５０のトルク制限値についても、図６において横軸を実績回転数Ｎｅｏｐに置き換えることにより、電動オイルポンプ３３の出力性能低下度合いに応じて可変設定することができる。

このような構成としても、実施の形態１と同様に、電動オイルポンプ３３の出力性能低下時にも、油圧制御式変速機６０でのクラッチ滑りの発生を防止できる。

上記のように、電動オイルポンプ３３の出力性能低下は、回転数Ｎｅｏｐにより結果的に検知することも可能である。この場合には、供給電圧低下以外の要因による出力性能低下をも検知することができる。しかしながら、出力性能低下の原因となる供給電圧Ｖｅｏｐの低下から電動オイルポンプ３３の出力性能低下を検知する制御構造（図５）の方が、より迅速な制御を可能とする。

なお、実施の形態１およびその変形例に示した制御構造は、ハイブリッド車両のＥＶ走行時だけでなく、図１の構成においてエンジン１１０を含む主動力源１０および機械式オイルポンプ３２を省略した電気自動車としての電動車両に対しても適用可能である。すなわち、「電動機」である第２モータジェネレータ５０からの駆動力が油圧制御式変速機６０を介して駆動輪に伝達される構成を備える電気自動車（電動車両）において、電動オイルポンプ３３の出力性能低下時に、油圧制御式変速機６０でのクラッチ滑りの発生を防止して、クラッチの摩擦材の保護を図るとともに、変速ショックの悪化を防止できる。

なお、図５および図８に示したフローチャートにおいて、ステップＳ１２０，Ｓ１２０＃は、本発明での「検知手段」に対応し、ステップＳ２１０は本発明における「出力制限手段」に対応する。また、ステップＳ１３０，Ｓ１３０＃は本発明での「判定手段」に対応し、Ｓ２２０は本発明での「出力制限解除手段」に対応する。

［実施の形態２］
実施の形態２では、エンジンおよび電動機（モータジェネレータ）を車両駆動力源として備え、かつ、電動オイルポンプに加えて機械式オイルポンプを並列配置した構造を前提とした、ハイブリッド駆動制御について説明する。

図９は、実施の形態２によるハイブリッド駆動制御を説明するフローチャートである。
図９および図５の比較から理解されるように、実施の形態２によるハイブリッド駆動制御では、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ステップＳ１００の実行時に、ステップＳ１０５により、エンジンが所定回転数以上であるか否か、すなわちエンジン１１０が運転中であるか否かを判定する。エンジン運転中である場合には、機械式オイルポンプ３２からの発生油圧により油圧制御式変速機６０での油圧が確保されるので、ＭＧ２トルク制限を非実行として、第２モータジェネレータ５０による正規の車両駆動力発生を確保できる。

したがって、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、エンジン運転中（ステップＳ１０５のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ２３０により、ＭＧ２のトルク制限を非実行とする。すなわち、エンジン停止中にステップＳ２１０によりＭＧ２のトルク制限が一旦実行されても、エンジン１１０の始動に伴ってＭＧ２出力トルク制限を解除することが可能となる。

エンジン停止中（ステップＳ１０５におけるＮＯ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、図５と同様の制御処理によって、ＭＧ２トルク制限の実行有無を制御する。なお、上記のようなエンジン始動要求は、ＨＶ−ＥＣＵ１００により、ステップＳ２１０におけるＭＧ２トルク制限の実行と併せて発生されてもよい。

このような制御構造とすることにより、実施の形態２に従うハイブリッド車両の駆動制御によれば、実施の形態１と同様に、油圧制御式変速機６０の油圧低下を招く電動オイルポンプ３３の出力性能低下時において、油圧制御式変速機６０でのクラッチ滑りの発生を防止できるとともに、エンジン始動に伴ってＭＧ２出力トルク制限を解除して、第２モータジェネレータ５０による正規の車両駆動力を確保できる。

また、電動オイルポンプ３３の出力性能低下に応答してエンジン始動を要求する場合にも、実際にエンジン１１０が始動されるまでの期間において、ＭＧ２トルク制限の実行により油圧制御式変速機６０でのクラッチ滑り発生を防止することができる。

なお、図１０に示すように、実施の形態２に従うハイブリッド駆動制御についても、実施の形態１の変形例と同様に、電動オイルポンプ３３の実績回転数Ｎｅｏｐに基づいて電動オイルポンプ３３の出力性能低下を判定することも可能である。

なお、図１０および図９のフローチャート間の相違点は、既に説明した図８および図５のフローチャート間の相違点と同様であるので詳細な説明は繰返さない。

図１０に示した実施の形態２の変形例に従うハイブリッド駆動制御によっても、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。既に述べたように、電動オイルポンプ３３の出力性能低下を回転数Ｎｅｏｐにより結果的に検知する構成では、供給電圧低下以外の要因による出力性能低下をも検知することができる一方で、電動オイルポンプ３３の出力性能低下検知についての迅速性は低下する。

なお、図９および図１０に示したフローチャートにおいて、ステップＳ２３０は、本発明での「出力制限解除手段」または「出力制限非実行手段」に対応する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に従う電動車両の代表例として示されるハイブリッド車両の駆動装置の構成を説明するブロック図である。 主動力源の遊星歯車機構の共線図である。 変速機のラビニオ型遊星歯車機構の共線図である。 油圧制御式変速機へ油圧を供給する油圧制御装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に従うハイブリッド車両の駆動制御を説明するフローチャートである。 電動オイルポンプの出力性能低下時におけるモータジェネレータのトルク制限値の設定例を説明する概念図である。 図５に示すフローチャートで用いられる判定電圧および復帰電圧の設定を説明する概念図である。 実施の形態１の変形例に従うハイブリッド車両の駆動制御を説明するフローチャートである。 実施の形態２に従うハイブリッド車両の駆動制御を説明するフローチャートである。 実施の形態２の変形例に従うハイブリッド車両の駆動制御を説明するフローチャートである。

符号の説明

５ ハイブリッド車両、１０ 主動力源、２０ 出力軸、３０ デファレンシャルギヤ、３１ 油圧制御装置、３２ 機械式オイルポンプ、３３ 電動オイルポンプ、３４ 油圧回路、３５，３６ 逆止弁、３７ 油温センサ、３８ 油圧回路、３９ 直流電源、３９＃ 電圧センサ、４０ 駆動輪、５０ 第２モータジェネレータ（ＭＧ２，アシスト動力源）、６０ 油圧制御式変速機、１００ ＨＶ−ＥＣＵ（駆動制御装置）、１１０ 内燃機関（エンジン）、１１１ 第１モータジェネレータ（ＭＧ１）、１１２ シングルピニオン型遊星歯車機構、１１３，１１６，１２７，１３０ 電子制御装置（ＥＣＵ）、１１４，１２８ インバータ、１１５ 蓄電装置、１１７，１２１，１２２ サンギヤ、１１８，１２５ リングギヤ、１１９，１２６ キャリア、１２０ ダンパ、１２３，１２４ ピニオン、Ｂ１，Ｂ２ ブレーキ、Ｎｅｏｐ 実績回転数（電動オイルポンプ）、Ｎｔ１ 判定回転数、Ｎｔ２ 復帰回転数、Ｔｌｍｔ 出力トルク制限値、Ｔｏｉｌ 油温、Ｖｅｏｐ 供給電圧（電動オイルポンプ）、Ｖｔ１ 判定電圧、Ｖｔ２ 復帰電圧。

Claims (10)

1. 電動機からの駆動力が油圧制御式変速機を介して駆動輪に伝達される構成を有し、かつ、前記油圧制御式変速機に供給する油圧を発生するための電動オイルポンプを備えた電動車両の駆動制御装置であって、
   前記電動オイルポンプの出力性能低下を検知する検知手段と、
   前記電動機による駆動力を用いた車両走行中において、前記検知手段により前記電動オイルポンプの出力性能低下が検知された場合に、前記電動機の出力トルクを制限する出力制限手段とを備える、電動車両の駆動制御装置。
2. 前記検知手段は、前記電動オイルポンプへの供給電圧が判定電圧よりも低下した場合に、前記電動オイルポンプの出力性能低下を検知する、請求項１記載の電動車両の駆動制御装置。
3. 前記判定電圧は、前記電動オイルポンプおよび前記油圧制御式変速機を含む油圧経路での油温に応じて可変に設定される、請求項２記載の電動車両の駆動制御装置。
4. 前記出力制限手段は、前記電動機オイルポンプの出力性能低下度合いに応じて、出力トルク制限を可変とする、請求項１記載の電動車両の駆動制御装置。
5. 前記出力制限手段は、前記電動機オイルポンプへの供給電圧に応じて、出力トルク制限を可変とする、請求項１記載の電動車両の駆動制御装置。
6. 前記出力制限手段による前記電動機の出力トルク制限中において、前記電動オイルポンプの性能が復帰したか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により、前記電動オイルポンプの性能が復帰したと判定されたときに、前記電動機の出力トルク制限を解除する出力制限解除手段とをさらに備える、請求項１記載の電動車両の駆動制御装置。
7. 前記検知手段は、前記電動オイルポンプへの供給電圧が判定電圧よりも低下した場合に、前記電動オイルポンプの出力性能低下を検知し、
   前記判定手段は、前記電動オイルポンプへの供給電圧が復帰電圧以上となった場合に、前記電動オイルポンプの性能が復帰したと判定し、
   前記復帰電圧は、前記判定電圧より高い電圧に設定される、請求項６記載の電動車両の駆動制御装置。
8. 前記電動車両は、
   前記駆動輪の駆動力を発生するための内燃機関と、
   前記内燃機関から機械的動力を受けて回転することによって前記油圧を発生可能に構成された機械式オイルポンプとをさらに備え、
   前記駆動制御装置は、
   前記出力制限手段による前記電動機の出力トルク制限中において、前記内燃機関の運転時には、前記電動機の出力トルク制限を解除する出力制限解除手段をさらに備える、請求項１記載の電動車両の駆動制御装置。
9. 前記電動車両は、
   前記駆動輪の駆動力を発生するための内燃機関と、
   前記内燃機関から機械的動力を受けて回転することによって前記油圧を発生可能に構成された機械式オイルポンプとをさらに備え、
   前記駆動制御装置は、
   前記内燃機関の運転時には、前記電動オイルポンプの出力性能低下有無にかかわらず、前記電動機の出力トルク制限を非実行とする出力制限非実行手段をさらに備える、請求項１記載の電動車両の駆動制御装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の電動車両の駆動制御装置を搭載する電動車両。

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