JP2016130115A - ハイブリッド車の駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車における動力分割機構の冷却を促進してツーモータモードを設定できる機会を増大させる。【解決手段】ハイブリッド車がツーモータモードで走行した後にワンモータモードが設定されている（ステップＳ２）場合に、第１モータを駆動して、前記動力分割機構に向けた潤滑油の量を増大させる制御（ステップＳ３）を実行するように構成されている。【選択図】図１

Description

この発明は、エンジンの回転数制御に使用されるモータを、走行のための駆動力を出力する駆動力源としても使用するハイブリッド車を対象とする制御装置に関するものである。

いわゆるツーモータタイプのハイブリッド車が特許文献１に記載されている。このハイブリッド車は、遊星歯車機構からなる動力分割機構を備え、そのキャリヤにエンジンから出力されたトルクが入力され、またサンギヤには発電機能のある第１モータが連結されている。リングギヤが出力要素となっていて、そのリングギヤは減速機構を構成しているカウンタギヤユニットを介してデファレンシャルに連結されている。また、そのカウンタギヤユニットには、第２モータが連結されている。そして、第１モータで発電した電力を第２モータに供給できるように構成されている。さらに、前記キャリヤに連結されている入力軸の回転を止めるブレーキが設けられている。そのブレーキを係合させて前記キャリヤを固定した状態では、動力分割機構が減速機構として機能し、第１モータが出力したトルクを増幅してリングギヤから出力させることができる。したがって、特許文献１に記載された車両では、エンジンを駆動力源としたハイブリッドモード（ＨＶモード）と、第１モータおよび第２モータを駆動力源としたツーモータモード（２ＭＧモード）と、第２モータのみを駆動力源としたワンモータモード（１ＭＧモード）との三つの走行モードを設定することができる。

特許文献２には、動力分割機構を遊星歯車機構によって構成し、その遊星歯車機構におけるキャリヤに対して、レシーバーを介して潤滑油を供給するように構成されたハイブリッド駆動装置が記載されている。レシーバーは、ピニオンピンの両端側に設けられており、一方のレシーバーは、半径方向で内側を向いた状態になっている。そのピニオンピンが設けられているキャリヤは、エンジンの動力を伝達する入力軸に連結されている。その入力軸の軸心部には油路が形成されており、その油路にはオイルポンプで発生した圧油を供給する連通路を備えている回転伝達軸が接続されている。そして、入力軸には、その軸心部の油路から外周面に到る放出路が形成され、入力軸が回転することに伴う遠心力でその放出路から潤滑油を飛散させ、その潤滑油が上記のレシーバーによって捕捉されてピニオンピンに導かれるように構成されている。

特開平８−２９５１４０号公報 国際公開第２０１１／１１４７８５号

特許文献１に記載されたハイブリッド車両が２ＭＧモードで走行する場合、第１モータが出力した動力が動力分割機構を介して出力側に伝達されるから、キャリヤによって保持されているピニオンピンやピニオンギヤに大きい荷重が掛かる。これらのピニオンピンやピニオンギヤを、特許文献２に記載されているように、入力軸側から飛散するオイルで潤滑し、また冷却することが可能である。しかしながら、２ＭＧモードでは、エンジンが停止していることにより入力軸の回転が止まっているので、オイルを飛散させる遠心力が発生しない。そのため、ピニオンピンやピニオンギヤなどの潤滑や冷却が十分に行われず、２ＭＧモードを設定することが制限される可能性がある。また、潤滑のための油圧を発生するオイルポンプがエンジンによって駆動されるように構成されている場合には、２ＭＧモードではそのオイルポンプが駆動されないので、この点でも、ピニオンピンやピニオンギヤなどの潤滑や冷却が不足する場合がある。

２ＭＧモードで走行することによりピニオンピンやピニオンギヤなどの温度が所定温度以上に上昇すると、２ＭＧモードを中止し、温度の低下を待って２ＭＧモードを再開することになる。しかしながら、１ＭＧモードのようにエンジンを止めた状態でピニオンピンやピニオンギヤなどを自然冷却するとすれば、放熱に長時間を要し、その間は２ＭＧモードを設定できないので、２ＭＧモードを設定できない期間が長くなってしまう。また、十分に冷却されていない状態で２ＭＧモードを再開すると、２ＭＧモードの再開後、短時間のうちにピニオンピンやピニオンギヤなどの温度が所定温度以上に上昇して２ＭＧモードを中止しなければならなくなり、この場合にも２ＭＧモードを設定できない期間が長くなる。結局、電力に余裕があっても電力を有効に利用することが制限され、車両の燃費が悪化する可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、ハイブリッド車における動力分割機構の温度が要因となるツーモータモードの制限を解消もしくは緩和することのできる駆動制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンと、駆動輪に駆動力を伝達する出力部材と、第１モータと、前記エンジンが出力した駆動力を前記出力部材と前記第１モータとに分割して伝達する動力分割機構と、前記動力分割機構の回転中心側から前記動力分割機構の半径方向で外側に潤滑油を流出させて前記動力分割機構に潤滑油を供給する潤滑油路と、前記第１モータによって駆動することが可能でかつ前記動力分割機構を潤滑する油圧を発生する第１オイルポンプと、前記エンジンおよび第１モータが駆動力を発生していない状態で前記駆動輪に対して駆動力を出力することのできる第２モータとを備え、前記第２モータが出力する駆動力で走行するワンモータモードと、前記第１モータおよび第２モータが出力する駆動力で走行するツーモータモードとを設定することのできるハイブリッド車の駆動制御装置において、前記第１モータを制御するコントローラを有し、前記コントローラは、前記ハイブリッド車が前記ツーモータモードで走行した後に前記ワンモータモードが設定されている場合に、前記第１モータを駆動して、前記動力分割機構に向けた潤滑油の量を増大させる制御を実行するように構成されていることを特徴とするものである。

この発明における前記潤滑油の量を増大させる制御は、前記第１モータによって前記第１オイルポンプを駆動する制御であってよい。

また、この発明では、前記潤滑油路は、回転させられて前記潤滑油を遠心力によって飛散させるように構成されていてよく、その場合、前記潤滑油の量を増大させる制御は、前記潤滑油路を回転させて遠心力による前記潤滑油の飛散量を増大させる制御であってよい。

また、この発明においては、前記ハイブリッド車は、前記潤滑のための油圧を発生させて前記潤滑油を前記潤滑油路を介して前記動力分割機構に供給する第２オイルポンプを更に備え、前記コントローラは、更に、前記ツーモータモード後にワンモータモードが設定されている際の前記第２オイルポンプの吐出油量が予め定めたしきい値以上の場合は前記第１モータによる前記第１オイルポンプの駆動を行わないように構成されていてよい。

さらに、この発明では、前記コントローラは、更に、前記ツーモータモード後のワンモータモードでの車速が予め定めた車速以下の場合に前記第１モータによって前記第１オイルポンプを駆動する制御を実行するように構成されていてよい。

そして、この発明においては、前記ハイブリッド車は、前記エンジンの出力軸に連結されて前記エンジンの駆動力を前記動力分割機構に伝達する入力軸と、前記出力軸もしくは入力軸の回転を止めるブレーキ機構と、前記入力軸と前記第１オイルポンプとを連結している伝動軸と、前記伝動軸および前記入力軸の内部に軸線方向に向けて形成されるとともに前記入力軸の外周面で開口している潤滑油路とを更に備え、前記第１モータで前記入力軸を回転させることにより前記潤滑油路から前記動力分割機構に向けて潤滑油を飛散させるように構成されていてよい。

この発明においては、ツーモータモードで走行すると、第１モータが出力した駆動力が動力分割機構を介して出力部材に伝達され、その場合、エンジンの回転が止まっているので、動力分割機構に掛かる負荷もしくはトルクが大きくなるとともに、第１オイルポンプからの潤滑油の供給が止まる。このツーモータモードの後に第２モータが駆動力を出力するワンモータモードが設定されると、走行のための駆動力を出力していない第１モータが動作して、ツーモータモードで温度の上昇した動力分割機構への潤滑油が増量され、動力分割機構が積極的に冷却され、その温度が短時間のうちに低下する。

その増量は、ポンプ吐出量の増大もしくは遠心力の増大によって行われる。

また、この発明では、第２オイルポンプから供給される潤滑油量が予め定めたしきい値以上であれば、第１モータによる第１オイルポンプの駆動が停止されるので、第１モータを不必要にあるいは過度に駆動することが回避もしくは抑制される。

さらに、この発明によれば、車速が予め定めた車速以下になっている状態で、ワンモータモードでの第１モータによる第１オイルポンプの駆動が行われるから、動力分割機構や所定の回転部材による潤滑油の掻き上げが低調な場合に第１オイルポンプから動力分割機構に潤滑油が積極的に供給され、動力分割機構の冷却および潤滑が十分に行われる。言い換えれば、車速が高いことにより潤滑油の掻き上げが十分に行われている場合には、潤滑油の供給のための第１モータの駆動が停止されるので、第１モータを不必要にあるいは過度に駆動することが回避もしくは抑制される。

そして、この発明によれば、ワンモータモードで潤滑油を供給するために第１モータを駆動することにより、エンジンと共に入力軸を回転させることになり、入力軸が回転することによってその潤滑油路から潤滑油を遠心力によって飛散させ、動力分割機構に向けて積極的に潤滑油を供給することができる。

この発明に係る駆動制御装置で実行される制御の第１実施例を説明するためのフローチャートである。 この発明に係る駆動制御装置で実行される制御の第２実施例を説明するためのフローチャートである。 この発明に係る駆動制御装置で実行される制御の第３実施例を説明するためのフローチャートである。 この発明に係る駆動制御装置で実行される制御の第４実施例を説明するためのフローチャートである。 この発明に係る駆動制御装置で実行される制御の第５実施例を説明するためのフローチャートである。 この発明に係る駆動制御装置で実行される制御の第６実施例を説明するためのフローチャートである。 この発明で対象とすることのできるハイブリッド車におけるパワートレーンの第１の例を示すスケルトン図である。 エンジンの出力軸とキャリヤを連結している部分を具体的に示す部分断面図である。 ＨＶモードおよびツーモータモードならびにワンモータモードの領域の一例を示す線図である。 この発明に係る駆動制御装置を適用できるハイブリッド車におけるパワートレーンの第２の例を示すスケルトン図である。 この発明に係る駆動制御装置を適用できるハイブリッド車におけるパワートレーンの第３の例を示すスケルトン図である。 この発明に係る駆動制御装置を適用できるハイブリッド車におけるパワートレーンの第４の例を示すスケルトン図である。 この発明に係る駆動制御装置を適用できるハイブリッド車におけるパワートレーンの第５の例を示すスケルトン図である。 この発明に係る駆動制御装置を適用できるハイブリッド車におけるパワートレーンの第６の例を示すスケルトン図である。

この発明で対象とすることのできるハイブリッド車の一例を図７にスケルトン図で示してある。ハイブリッド駆動装置は、いわゆるツーモータタイプの駆動装置であって、エンジン（ＥＮＧ）１と、二つのモータ２，３とを駆動力源として備えている。エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であり、第１モータ２はエネルギーの回生と動力の出力とを行うことができるモータ・ジェネレータ（ＭＧ）であることが好ましく、さらに第２モータ３も同様に、モータ・ジェネレータ（ＭＧ）であることが好ましい。エンジン１が出力した動力を第１モータ２と出力部材とに分割する動力分割機構４が設けられている。動力分割機構４は遊星歯車機構などの差動機構によって構成することができ、図７に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。

サンギヤ５とリングギヤ６との間に、これらサンギヤ５およびリングギヤ６に噛み合っている複数（例えば３つ）のピニオンギヤ７が配置されており、それらのピニオンギヤ７はキャリヤ８によって自転および公転が可能なように保持されている。ピニオンギヤ７をキャリヤ８によって保持する構造は、従来知られている遊星歯車機構における構造と同様である。その構造を簡単に説明すると、ピニオンピンがキャリヤ７によって保持されており、そのピニオンピンの外周側にニードルベアリングなどの軸受を介してピニオンギヤ７が回転自在に嵌合させられている。ピニオンピンには中心軸線に沿って油孔が形成され、その油孔から外周面に到る他の油孔が形成されており、これらの油孔を介して軸受や歯面に潤滑油を供給するように構成されている。

キャリヤ８がいわゆる入力要素であって、エンジン１から動力が伝達されるように構成されている。すなわち、エンジン１の出力軸（クランクシャフト）９とキャリヤ８とがダンパ機構１０を介して連結されている。そして、キャリヤ８とエンジン１との間には、キャリヤ８の回転を選択的に止めるブレーキ機構１１が設けられている。このブレーキ機構１１は、摩擦式のブレーキや噛み合い式のブレーキ、一方向クラッチのいずれであってもよい。

図８は、エンジン１の出力軸９とキャリヤ８とを連結している部分を更に具体的に示す図であって、前記ダンパ機構１０の出力軸１０ａの先端部に入力軸８１が連結されている。入力軸８１の外周部にはフランジ部８２が一体に形成されており、そのフランジ部８２の外周端部にキャリヤ８が連結されている。また、入力軸８１における前記出力軸１０ａとは反対側の端部から軸心に沿って潤滑油路８３が形成されている。その潤滑油路８３は、フランジ部８２を出力軸１０ａ側に越えた部分にまで延び、さらにその端部から半径方向で外側に向けて屈曲し、入力軸８１の外周面に開口している。したがって、潤滑油路８３は動力分割機構４の中心部側に配置されている。さらに、入力軸８１と同一軸線上に中空軸であるポンプ軸１２が配置されている。このポンプ軸１２はこの発明に係る実施例における伝動軸に相当し、後述するオイルポンプ１３に動力を伝達するためのものであって、その軸心に沿う中空部が潤滑油路８３となっている。

動力分割機構４と同一の軸線上で、動力分割機構４を挟んでエンジン１とは反対側に第１モータ２が配置されている。この第１モータ２がサンギヤ５に連結されている。したがって、サンギヤ５がいわゆる反力要素になっている。第１モータ２のロータ軸およびそのロータ軸が連結されているサンギヤ軸は中空軸であって、その中空軸の内部にポンプ軸１２が挿入されている。そのポンプ軸１２の一方の端部は上述したように入力軸８１を介してエンジン１の出力軸９に連結され、また他方の端部には、オイルポンプ（機械式オイルポンプ；ＭＯＰ）１３が連結されている。このＭＯＰ１３は、エンジン１によって駆動されて制御のための油圧および潤滑のための油圧を発生する。したがって、エンジン１が停止している際の油圧を確保するためにモータによって駆動される第２のオイルポンプ（電気式オイルポンプ；ＥＯＰ）１４が、ＭＯＰ１３とは並列に設けられている。

動力分割機構４を構成している遊星歯車機構におけるリングギヤ６がいわゆる出力要素となっていて、このリングギヤ６と一体の外歯歯車である出力ギヤ１５が設けられている。この出力ギヤ１５がカウンタギヤユニット１６を介してデファレンシャルギヤ１７に連結されている。すなわち、カウンタシャフト１８に取り付けられたドリブンギヤ１９が出力ギヤ１５に噛み合っている。ドリブンギヤ１９より小径のドライブギヤ２０がカウンタシャフト１８に取り付けられており、このドライブギヤ２０がデファレンシャルギヤ１７におけるリングギヤ２１に噛み合っている。このデファレンシャルギヤ１７から左右の駆動輪２２に駆動力を出力する。そして、上記のドリブンギヤ２０には、他のドライブギヤ２３が噛み合っており、そのドライブギヤ２３に第２モータ３が連結されている。すなわち、出力ギヤ１５から出力されるトルクに、第２モータ３のトルクを付加するように構成されている。なお、ドライブギヤ２０がこの発明に係る実施例における出力部材に相当している。また、第１モータ２と第２モータ３とは、図示しない蓄電装置やインバータを介して相互に電気的に接続され、第１モータ２で発電した電力を第２モータ３に供給できるように構成されている。

上記のハイブリッド車は、ハイブリッドモード（ＨＶモード）と、ツーモータモード（以下、２ＭＧモードと記す）と、ワンモータモード（以下、１ＭＧモードと記す）との３つの走行モードを選択的に設定することができる。ＨＶモードは、エンジン１が出力した動力を動力分割機構４によって第１モータ２側と出力ギヤ１５側とに分割し、第１モータ２が発電機として機能して発生した電力を第２モータ３に供給し、その第２モータ３の出力トルクをカウンタギヤユニット１６において出力ギヤ１５のトルクに加える走行モードである。２ＭＧモードは、第１モータ２および第２モータ３を走行のための駆動力源として動作させ、これらの２つのモータ２，３の動力で走行するモードである。その場合、ブレーキ機構１１によって出力軸９やキャリヤ８が固定される。したがって動力分割機構４は第１モータ２と出力ギヤ１５との間で減速機構として機能する。１ＭＧモードは、第２モータ３を駆動力源として走行するモードである。

これらの走行モードでの駆動トルクや燃費などは、相互に異なっているから、それらの走行モードの領域を車速や駆動力などによって定め、アクセル開度で表される要求駆動力や車速に基づいて走行モードが選択される。図９には車速Ｖと駆動力Ｆとによって予め定めた各走行モードの領域を示してある。図９に符号「ＡHV」で示す領域がＨＶモードの領域、符号「Ａ2M」で示す領域が２ＭＧモードの領域、符号「Ａ1M」で示す領域が１ＭＧモードの領域である。これらの走行モードを選択し、また選択した走行モードとなるようにハイブリッド駆動装置の各部を制御するためのコントローラとしての電子制御装置（ＥＣＵ）２４が設けられている。ＥＣＵ２４は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータおよび予め記憶しているマップなどのデータに基づいて演算を行い、その演算結果を制御指令信号としてエンジン１や各モータ２，３あるいは各モータ２，３のための蓄電装置やインバータ、ブレーキ機構１１などに出力するように構成されている。なお、ＥＣＵ２４に入力されるデータ、言い換えれば、制御に使用するデータの例を挙げると、車速、アクセル開度、各モータ２，３の回転数、各モータ２，３の駆動電流、潤滑油の温度（油温）、ハイブリッド車のイグニッションスイッチのＯＮ・ＯＦＦ、ハイブリッド車が置かれている環境の温度（外気温度）などである。また、上述した図９に示す領域やピニオンギヤもしくはピニオンピンなどの温度の上昇率および低下率、その温度の初期値、時間や温度の判断しきい値などは予め記憶させられている。

上述したハイブリッド車が２ＭＧモードで走行する場合、第２モータ３が駆動力を出力することに加えて、ブレーキ機構１１によって出力軸９ならびにキャリヤ８を固定した状態で第１モータ２が負方向（エンジン１の正規の回転方向とは反対方向）に回転して駆動力を出力する。そのため、動力分割機構４（特にそのピニオンギヤ７やピニオンピン）に大きい負荷（トルク）が掛かる。また、キャリヤ８が回転していないので、ＨＶモードで走行している場合に比較して潤滑油の供給量が少なくなる。２ＭＧモードでは、このような負荷の増大や潤滑油量の減少などが要因となって動力分割機構４の温度が上昇しやすく、その温度あるいは潤滑油の温度が設計上定めた上限温度に達すると、２ＭＧモードを禁止することになる。この発明に係る駆動制御装置は、このようにして温度が上昇した動力分割機構４を積極的に冷却するように構成されている。その制御の一例を図１にフローチャートで示してある。

このフローチャートで示す制御はハイブリッド車が走行している場合、あるいは２ＭＧモードが設定されている場合に、前述したＥＣＵ２４によって実行される。先ず、２ＭＧモードが解除されたか否かが判断される（ステップＳ１）。この判断は、車速および要求駆動力ならびに図９に示すマップに基づいて行うことができ、あるいは各モータ２，３に対する制御信号に基づいて判断することができる。ステップＳ１で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくリターンする。これに対してステップＳ１で肯定的に判断された場合には、第２モータ３（ＭＧ２）のみで駆動することが可能か否かが判断される（ステップＳ２）。この判断は、要求駆動力や車速などのハイブリッド車の走行状態に基づいて行うことができ、例えば走行状態が前述した図９に示すＨＶモードの領域ＡHVに入っている場合にはステップＳ２で否定的に判断され、また１ＭＧモードの領域Ａ1Mに入っている場合にはステップＳ２で肯定的に判断される。したがって、ステップＳ２では１ＭＧモードを設定する状態か否かを判断することとしてもよい。

ステップＳ２で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくリターンする。これとは反対にステップＳ２で肯定的に判断された場合には、モータリングが実施され（ステップＳ３）、その後にリターンする。ここでモータリングとは、エンジン１を外力によって回転させることであり、より具体的には、第１モータ２によってエンジン１の出力軸９を正回転（エンジン１の正規の方向の回転）させることである。このモータリングは、２ＭＧモードが解除されて１ＭＧモードが設定された直後、あるいは１ＭＧモードの設定と同時に実施してもよく、あるいは１ＭＧモードが設定された後、所定の時間が経過した時点に実施してもよく、要は、１ＭＧモードが設定されている状態で実施されればよい。

１ＭＧモードは第２モータ３を駆動力源とする走行モードであって、第１モータ２は走行のための駆動力源としては使用しないので、その停止および駆動を必要に応じて行うことが可能である。前述したブレーキ機構１１による出力軸９の固定を解除した状態で第１モータ２を正回転させると、動力分割機構４におけるリングギヤ６にはその回転を止める方向の反力トルクが掛かっていることにより、キャリヤ８およびこれに連結されている出力軸９に対して正回転方向のトルクが作用する。したがって、出力軸９やこれに連結されている入力軸８１およびポンプ軸１２が回転させられ、それに伴ってＭＯＰ１３が駆動されて油圧を発生する。

ＭＯＰ１３で発生した油圧の少なくとも一部は、潤滑油路８３を通って入力軸８１の外周面側に送られる。その油圧が十分に高ければ、潤滑油は潤滑油路８３の開口端から動力分割機構４側に噴射される。また、入力軸８１が回転していることにより潤滑油に遠心力が作用し、その遠心力によって潤滑油が入力軸８の半径方向で外側すなわち動力分割機構４側に飛散させられる。２ＭＧモードで温度が上昇しており、また１ＭＧモードでは走行のための駆動力の発生に関与していない動力分割機構４（特にそのピニオンギヤ７やピニオンピン）に向けて、ＭＯＰ１３から積極的に潤滑油が供給される。その潤滑油が動力分割機構４から熱を奪うので、動力分割機構４が積極的に冷却される。なお、その場合、蓄電装置における充電残量（ＳＯＣ）が十分であるなどの条件が成立している場合には、ＥＯＰ１４を併せて駆動し、油量を増大させてもよい。

この発明に係る駆動制御装置は、上述したように、動力分割機構４の温度が上昇しやすい２ＭＧモードの後、１ＭＧモードに切り替わる場合に、駆動力の発生には使用されない第１モータ２によってＭＯＰ１３を駆動し、潤滑のための油圧を発生させる。こうして加圧された潤滑油が動力分割機構４に供給されるので、動力分割機構４が迅速に冷却されてその温度が低下する。そのため、２ＭＧモードを設定することを温度の点で制約する条件が早期に解消されるので、２ＭＧモードを設定する走行状態になることにより直ちに２ＭＧモードを設定でき、また再開した２ＭＧモードで動力分割機構４の温度が予め定めた上限温度に達するまでの時間が長くなる。いずれの場合であっても２ＭＧモードを設定しておくことのできる期間が長くなり、ひいては電力の有効利用を図って、ハイブリッド車の燃費を向上させることができる。

この発明は、上述したＭＯＰ１３に加えて前記ＥＯＰ１４を備えたハイブリッド車や、さらに他のオイルポンプ（図示せず）を備えたハイブリッド車を対象とする駆動制御装置に適用することができる。当該他のオイルポンプが吐出した油圧は、前述した潤滑油路８３から動力分割機構４に向けて供給することができる。その場合、入力軸８１が回転していなければ、遠心力を利用した潤滑油の供給を行うことはできない。しかしながら、１ＭＧモードでは、リングギヤ６が回転していることによりキャリヤ８を回転させることも可能であるから、潤滑油が遠心力によって飛散することがなくても、潤滑油路８３から流れ出た潤滑油をピニオンギヤ７やピニオンピンに十分供給することができる。図２に示す制御例は、このような他のオイルポンプによる潤滑油量を考慮してモータリングを実施するように構成した例である。

具体的には、図２に示す制御例は、上述した図１における制御例に、他のオイルポンプによる潤滑油供給量を判断するステップを加えた例である。したがって、図１に示す制御ステップと同一のステップには図１と同一の参照符号を付してその説明を省略する。図２において、ステップＳ２の判断結果が肯定的である場合、前記ＥＯＰ１４などの他のオイルポンプからピニオンギヤ７などへの潤滑油供給量が予め定めた閾値Ｑth以下か否かが判断される（ステップＳ２１）。ここで判断されるピニオンギヤ７などへの潤滑油供給量は、直接計測した量でなくてよく、当該他のオイルポンプの吐出量や当該他のオイルポンプの回転数などから求めた量であってよい。また、閾値Ｑthは、設計上目標としている冷却熱量に基づいて予め定めることができ、一定値であってもよく、あるいは潤滑油の温度に応じて変化する変数であってもよい。

ステップＳ２１で否定的に判断された場合、すなわち他のオイルポンプによる潤滑油供給量が閾値Ｑthより多い場合には、特に制御を行うことなく、リターンする。すなわち、第１モータ２によるモータリングが実施されない。これに対してステップＳ２１で肯定的に判断された場合、すなわち他のオイルポンプによる潤滑油供給量が閾値Ｑth以下の場合には、潤滑油量の不足を補うために第１モータ２によるモータリングが実施される（ステップＳ３）。

図２に示す制御を実行するように構成すれば、他のオイルポンプによる潤滑油供給量が十分に確保されている場合には、動力分割機構４（特にそのピニオンギヤ７やピニオンピン）を十分冷却できると同時に、第１モータ２を不必要に、あるいは過度に駆動することを回避もしくは抑制することができる。

動力分割機構４に対する潤滑油の供給は、上記のＭＯＰ１３やＥＯＰ１４あるいは前記他のオイルポンプによらずに行うことができる。例えば、動力分割機構４を構成している遊星歯車機構におけるリングギヤ６やデファレンシャルギヤ１７は、その下側の部分がオイル溜まりの潤滑油に浸っている場合があり、このような場合にはリングギヤ６やデファレンシャルギヤ１７などの回転部材が回転して潤滑油が掻き上げられ、その潤滑油がピニオンギヤ７やピニオンピンに向けて流れ落ちてピニオンギヤ７やピニオンピンの潤滑あるいは冷却が行われる。このようないわゆる掻き上げ潤滑が十分に行われる場合には、第１モータ２を駆動することによる潤滑油の供給は制限してよい。図３に示す例は、このようないわゆる掻き上げ潤滑による潤滑油量を考慮してモータリングを実施するように構成した例である。

具体的には、図３に示す制御例は、上述した図１における制御例に、車速を判断するステップを加えた例である。したがって、図１に示す制御ステップと同一のステップには図１と同一の参照符号を付してその説明を省略する。図３において、ステップＳ２の判断結果が肯定的である場合、車速Ｖが車速について予め定めた閾値Ｖth以下か否かが判断される（ステップＳ２２）。１ＭＧモードでの車速Ｖが高車速であれば、リングギヤ６の回転数が高回転数になり、リングギヤ６やデファレンシャルギヤ１７などの回転部材による潤滑油の掻き上げ量（潤滑油の供給量）が多くなり、また低車速であれば、リングギヤ６やデファレンシャルギヤ１７などの回転部材による潤滑油の掻き上げ量（潤滑油の供給量）が少なくなる。したがって、ステップＳ２２では、実質的には、掻き上げ潤滑量の多寡を判断している。

ステップＳ２２で否定的に判断された場合、すなわち車速Ｖが閾値Ｖthより高車速の場合には、特に制御を行うことなく、リターンする。すなわち、第１モータ２によるモータリングが実施されない。リングギヤ６やデファレンシャルギヤ１７などの回転部材が掻き上げる潤滑油量が、動力分割機構４を潤滑し、また冷却するのに十分と考えられるからである。これに対してステップＳ２２で肯定的に判断された場合、すなわち車速Ｖが閾値Ｖth以下であってリングギヤ６やデファレンシャルギヤ１７などの回転部材が掻き上げる潤滑油量が十分ではない場合には、潤滑油量の不足を補うために第１モータ２によるモータリングが実施される（ステップＳ３）。

図３に示す制御を実行するように構成すれば、低車速であることによりリングギヤ６などの回転する部材によって掻き上げられる潤滑油の量が少ない場合には、第１モータ２によってＭＯＰ１３を駆動して潤滑油量を十分に多くすることができるので、動力分割機構４（特にそのピニオンギヤ７やピニオンピン）を十分冷却できる。また、車速が高車速であることにより掻き上げによる潤滑油量が十分に多い場合には、動力分割機構４を十分に冷却できると同時に、第１モータ２を不必要に、あるいは過度に駆動することを回避もしくは抑制することができる。

第１モータ２によってＭＯＰ１３を駆動して潤滑油量を増大させる制御は、２ＭＧモードで温度が上昇した動力分割機構４の温度を下げるために行う。したがって、動力分割機構４の温度が特には上昇していないと考えられる場合には、１ＭＧモードにおいて第１モータ２によりＭＯＰ１３を駆動する制御を実行しなくてよい。図４は、１ＭＧモードに切り替わる直前の２ＭＧモードにおける動力分割機構４の温度上昇を第１モータ２の負荷によって判断し、その判断結果に応じてモータリングの実施および不実施を判断するように構成した例である。

具体的には、図４に示す制御例は、上述した図１における制御例に、動力分割機構４での発熱量もしくは温度上昇に対応している第１モータ２の負荷を判断するステップを加えた例である。したがって、図１に示す制御ステップと同一のステップには図１と同一の参照符号を付してその説明を省略する。図４において、ステップＳ２の判断結果が肯定的である場合、１ＭＧモードに切り替える直前に設定されていた２ＭＧモードにおける第１モータ２（ＭＧ２）の負荷が当該負荷について予め定めた閾値以上か否かが判断される（ステップＳ２３）。ここで、第１モータ２の負荷は、第１モータのトルクや第１モータ２の出力あるいはピニオンギヤ７の自転回転数、もしくはこれらのいずれかに基づいて算出される値であり、ステップＳ２３では、検出値もしくは算出値がそれぞれに対応して予め設けた閾値以上か否かを判断する。なお、その閾値は、動力分割機構４（特にそのピニオンギヤ７やピニオンピン）の温度が積極的な冷却を要する温度になる値などとして実験やシミュレーションなどによって予め定めることができる。

２ＭＧモードにおける第１モータ２の負荷が閾値より小さければ、動力分割機構４の温度が低いことになり、また反対に第１モータ２の負荷が閾値以上であれば、動力分割機構４の温度が高くなっていることになる。したがって、ステップＳ２３では、実質的には、２ＭＧモードの終了時点あるいは１ＭＧモードに切り替わった時点の動力分割機構４の温度を推定している。

ステップＳ２３で否定的に判断された場合、すなわち第１モータ２の負荷が閾値より小さい場合には、特に制御を行うことなく、リターンする。すなわち、第１モータ２によるモータリングが実施されない。動力分割機構４の温度が特には高くなく、積極的な冷却を特には必要としないと考えられるからである。これに対してステップＳ２３で肯定的に判断された場合、第１モータ２の負荷が閾値以上の場合には、動力分割機構４の冷却を積極的に行うために第１モータ２によるモータリングが実施される（ステップＳ３）。

図４に示す制御を実行するように構成すれば、動力分割機構４の温度に応じて、第１モータ２によるＭＯＰ１３の駆動あるいは非駆動を選択することができる。その結果、動力分割機構４を迅速に冷却することができ、また第１モータ２を不必要に、あるいは過度に駆動することを回避もしくは抑制することができる。

既に述べたように、各走行モードは、車速や要求駆動力などで決まる走行状態に応じて選択され、したがって２ＭＧモードから１ＭＧモードへの切り替えは走行状態の変化を要因として生じる。また、２ＭＧモードでは、第１モータ２が走行のための駆動力を出力するように動作し、動力分割機構４に負荷が掛かってその温度が上昇しやすい。このような場合も２ＭＧモードから１ＭＧモードに切り替えられることがある。装置の保護あるいは耐久性の維持のためである。このような温度を要因として１ＭＧモードに切り替えた場合の制御例を図５に示してある。

図５に示す制御例では、先ず、ピニオンギヤ７（もしくは動力分割機構４）の推定温度Ｔpin が算出される（ステップＳ５１）。この推定温度Ｔpin は、必要に応じて種々の方法で算出することができ、例えば、２ＭＧモードの継続時間や２ＭＧモードにおける第１モータ２の負荷累積値などと動力分割機構４の温度との関係を実験やシミュレーションなどによって予め求めておき、その関係と２ＭＧモードでの実際の運転状態とに基づいて動力分割機構４の推定温度Ｔpin を求めることができる。

ステップＳ５２では上記の推定温度Ｔpin が予め定めた閾値より低いか否かが判断される。この閾値は、２ＭＧモードを実行することを許容できる上限温度であり、設計上、動力分割機構４の耐久性などを考慮して定められる。このステップＳ５２で肯定的に判断された場合には、２ＭＧモードを継続することができるので、特に新たな制御を開始することなくリターンする。これに対してステップＳ５２で否定的に判断された場合には、２ＭＧモードの解除が判断される（ステップＳ５３）。このステップＳ５３は温度以外の２ＭＧモード解除条件が成立しているか否かを判断するためのものであり、当該２ＭＧモード解除条件は、例えばアクセル開度などの駆動要求量や車速などである。このステップＳ５３で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくリターンする。また反対にステップＳ５３で肯定的に判断された場合には、第２モータ３（ＭＧ２）のみで駆動することが可能か否かが判断される（ステップＳ５４）。この判断は前述した図１に示すステップＳ２と同様の判断である。したがって、ステップＳ５４で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくリターンする。またステップＳ５４で肯定的に判断された場合には、モータリングが実施される（ステップＳ５５）。このステップＳ５５での制御は、前述した図１に示すステップＳ３と同様の制御であり、前記ブレーキ機構１１を解放状態に制御した状態で第１モータ２が駆動され、エンジン１およびこれに連結されている入力軸８１やポンプ軸１２ならびにＭＯＰ１３が回転させられる。したがって、動力分割機構４に潤滑油が積極的に供給されて動力分割機構４が冷却される。

ついで、モータリングの継続時間が当該継続時間についての閾値Ｔime_off 以上か否かが判断される（ステップＳ５６）。なお、モータリングの継続時間は、ステップＳ５５でのモータリングの実施と同時に時間のカウントを開始することにより計測することができる。この閾値Ｔime_off は、ステップＳ５６でモータリングが実施されて冷却される動力分割機構４の温度が、予め定めた基準温度以下になるのに要する時間であり、実験やシミュレーションなどによって求めておくことができる。また、動力分割機構４の冷却の度合いは、環境温度や潤滑油の温度などによって影響されるから、前記基準温度はこれらの温度に応じて変化する変数であってもよい。

ステップＳ５６で否定的に判断された場合には、動力分割機構４（特にそのピニオンギヤ７やピニオンピン）の温度が未だ十分に低下していないことになるので、モータリングが継続され（ステップＳ５７）、ステップＳ５６の前に戻る。これとは反対にステップＳ５６で肯定的に判断された場合には、動力分割機構４（特にそのピニオンギヤ７やピニオンピン）の温度が上記の基準温度以下に低下していることになるので、モータリングが解除（停止）される（ステップＳ５８）。このモータリングの解除と同時に上記のモータリング継続時間のカウントが停止され、カウント値がゼロリセットされる。

図５に示す制御を実行するように構成すれば、第１モータ２を使用した動力分割機構４の積極的な冷却を、動力分割機構４の温度に即して実行するので、動力分割機構４などの装置の耐久性を維持できるだけでなく、２ＭＧモードの解除後の２ＭＧモードの再開を迅速化でき、また再開した２ＭＧモードで動力分割機構４の温度が上限値に達するまでの時間を遅らせて２ＭＧモードの継続時間を長くすることができる。また、第１モータ２によるＭＯＰ１３の駆動を不必要に継続することがないので、電力あるいはエネルギの有効利用を図ることができる。

ピニオンギヤ７やピニオンピンの温度など、動力分割機構４の温度を推定できるように構成されている場合には、その推定温度Ｔpin に基づいて前述したモータリングを実施し、あるいは実施しないように構成することができる。図６はその制御例を示しており、ここに示す制御例は、上述した図５に示す制御例の一部を変更したものであり、したがって、図５に示す制御ステップと同一のステップには図５と同一の参照符号を付してその説明を省略する。図６において、ステップＳ５４の判断結果が否定的であれば、特に制御を行うことなくリターンする。これに対してステップＳ５４で肯定的に判断された場合には、前記推定温度Ｔpin が、動力分割機構４（特にそのピニオンギヤ７やピニオンピン）の温度についての上限値Ｔpin_th2以上か否かが判断される（ステップＳ５９）。この上限値Ｔpin_th2は、動力分割機構４の強度やその耐久性、あるいは潤滑油の劣化温度などを考慮して予め定めておくことができる。

推定温度Ｔpin が上限値Ｔpin_th2に達していないことによりステップＳ５９で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくリターンする。これとは反対に推定温度Ｔpin が上限値Ｔpin_th2以上であることによりステップＳ５９で肯定的に判断された場合には、モータリングが実施される（ステップＳ５５）。したがって、図６に示す制御を実行するように構成すれば、上述した図５に示す制御を実行するように構成した場合と同様に、動力分割機構４などの装置の耐久性を維持できるだけでなく、２ＭＧモードの解除後の２ＭＧモードの再開を迅速化でき、また再開した２ＭＧモードで動力分割機構４の温度が上限値に達するまでの時間を遅らせて２ＭＧモードの継続時間を長くすることができる。また、第１モータ２によるＭＯＰ１３の駆動を不必要に継続することがないので、電力あるいはエネルギの有効利用を図ることができる。

他の実施例

上述した各実施例は、ＭＯＰ１３がエンジン１に連結されているハイブリッド車の駆動制御装置に適用した例であり、したがって１ＭＧモードでＭＯＰ１３を駆動し、あるいは潤滑油の供給量を増大させるために第１モータ２でエンジン１をモータリングすることとした。すなわち、上述した各実施例では、１ＭＧモードで第１モータ２を駆動することにより、ＭＯＰ１３による潤滑油の吐出量が増大し、かつ入力軸１２（潤滑油路８３）が回転することによる潤滑油の飛散量が増大する。この発明に係る駆動制御装置は、要は、動力分割機構４もしくはそのピニオンギヤ７やピニオンピンを冷却するために潤滑油の供給量を増大させるように構成されていればよいので、上記のモータリングに替えて、ＭＯＰ１３を第１モータ２によって駆動する制御と、第１モータ１２によって潤滑油路８３を回転させる制御とのいずれか一方を行って、１ＭＧモードで動力分割機構４に対する潤滑油量を増大させることとしてもよい。

図１０は遠心力によって潤滑油量を増大させるように構成した例を示しており、潤滑油路８３はサンギヤ軸の外周面に開口するように形成され、入力軸８１とＭＯＰ１３とは連結されていない。図１０に示す他の構成は、図７に示す構成と同様である。パワートレーンが図１０に示すように構成されている場合、この発明に係る駆動制御装置は、２ＭＧモードの後の１ＭＧモードでは、第１モータ２によってサンギヤ軸８１と共に潤滑油路８３を回転させ、潤滑油路８３から流出する潤滑油に遠心力を与えて動力分割機構４に供給する潤滑油の量を増大させる。

図１１に示す例は、上記の図１０に示す構成に加えて、第１モータ２をＭＯＰ１３に連結した例である。このような構成であれば、２ＭＧモードの後の１ＭＧモードで第１モータ２を駆動すると、潤滑油路８３が回転させられるとともにＭＯＰ１３が駆動されるので、ＭＯＰ１３による潤滑油の増量と遠心力による潤滑油の飛散量の増量とが行われる。

また、この発明を適用するハイブリッド車は図７に示すパワートレーン以外のパワートレーンを備えていてよい。図１２は、図７に示す構成の一部を変更した例を示し、ここに示すパワートレーンでは、第１モータ２はリングギヤ６に連結され、出力ギヤ１５はサンギヤ５に連結され、他の構成は図７に示す構成と同様である。図１３は、図１０に示す構成の一部を変更した例を示し、ここに示すパワートレーンでは、第１モータ２はリングギヤ６に連結され、出力ギヤ１５はサンギヤ５に連結され、他の構成は図１０に示す構成と同様である。図１４は、図１１に示す構成の一部を変更した例を示し、ここに示すパワートレーンでは、第１モータ２はリングギヤ６に連結され、出力ギヤ１５はサンギヤ５に連結され、他の構成は図１１に示す構成と同様である。これら図１２ないし図１４に示すいずれのパワートレーンを備えたハイブリッド車を対象とする駆動制御装置であっても、図１ないし図６に示す制御のうち「モータリング実施」を『第１モータ駆動』に読み替えた制御を行うことにより、２ＭＧモードの後の１ＭＧモードにおいて、動力分割機構４を過不足なく冷却することができる。

なお、この発明は、上述した各実施例に限定されないのであって、制御に矛盾が生じない範囲で、上記の各実施例を適宜に組み合わせて実行するように構成されていてもよい。また、上記の実施例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって動力分割機構を構成されている例を示したが、この発明では、ダブルピニオン型遊星歯車機構によって動力分割機構が構成されていてもよい。

１…エンジン（ＥＮＧ）、 ２，３…モータ、 ４…動力分割機構、 ５…サンギヤ、 ６…リングギヤ、 ７…ピニオンギヤ、 ８…キャリヤ、 ９…出力軸（クランクシャフト）、 １１…ブレーキ機構、 １３…オイルポンプ（機械式オイルポンプ；ＭＯＰ）、 １４…第２のオイルポンプ（電気式オイルポンプ；ＥＯＰ）、 １５…出力ギヤ、 ２４…電子制御装置（ＥＣＵ）、 ８１…入力軸、 ８３…潤滑油路。

Claims (6)

1. エンジンと、駆動輪に駆動力を伝達する出力部材と、第１モータと、前記エンジンが出力した駆動力を前記出力部材と前記第１モータとに分割して伝達する動力分割機構と、前記動力分割機構の回転中心側から前記動力分割機構の半径方向で外側に潤滑油を流出させて前記動力分割機構に潤滑油を供給する潤滑油路と、前記第１モータによって駆動することが可能でかつ前記動力分割機構を潤滑する油圧を発生する第１オイルポンプと、前記エンジンおよび第１モータが駆動力を発生していない状態で前記駆動輪に対して駆動力を出力することのできる第２モータとを備え、
   前記第２モータが出力する駆動力で走行するワンモータモードと、前記第１モータおよび第２モータが出力する駆動力で走行するツーモータモードとを設定することのできるハイブリッド車の駆動制御装置において、
   前記第１モータを制御するコントローラを有し、
   前記コントローラは、前記ハイブリッド車が前記ツーモータモードで走行した後に前記ワンモータモードが設定されている場合に、前記第１モータを駆動して、前記動力分割機構に向けた潤滑油の量を増大させる制御を実行するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車の駆動制御装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車の駆動制御装置において、
   前記潤滑油の量を増大させる制御は、前記第１モータによって前記第１オイルポンプを駆動する制御であることを特徴とするハイブリッド車の駆動制御装置。
3. 請求項１または２の記載のハイブリッド車の駆動制御装置において、
   前記潤滑油路は、回転させられて前記潤滑油を遠心力によって飛散させるように構成され、
   前記潤滑油の量を増大させる制御は、前記潤滑油路を回転させて遠心力による前記潤滑油の飛散量を増大させる制御であることを特徴とするハイブリッド車の駆動制御装置。
4. 請求項２または３に記載のハイブリッド車の駆動制御装置において、
   前記ハイブリッド車は、前記潤滑のための油圧を発生させて前記潤滑油を前記潤滑油路を介して前記動力分割機構に供給する第２オイルポンプを更に備え、
   前記コントローラは、更に、前記ツーモータモード後にワンモータモードが設定されている際の前記第２オイルポンプの吐出油量が予め定めたしきい値以上の場合は前記第１モータによる前記第１オイルポンプの駆動を行わないように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車の駆動制御装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のハイブリッド車の駆動制御装置において、
   前記コントローラは、更に、前記ツーモータモード後のワンモータモードでの車速が予め定めた車速以下の場合に前記第１モータによって前記第１オイルポンプを駆動する制御を実行するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車の駆動制御装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載のハイブリッド車の駆動制御装置において、
   前記ハイブリッド車は、前記エンジンの出力軸に連結されて前記エンジンの駆動力を前記動力分割機構に伝達する入力軸と、前記出力軸もしくは入力軸の回転を止めるブレーキ機構と、前記入力軸と前記第１オイルポンプとを連結している伝動軸と、前記伝動軸および前記入力軸の内部に軸線方向に向けて形成されるとともに前記入力軸の外周面で開口している潤滑油路とを更に備え、前記第１モータで前記入力軸を回転させることにより前記潤滑油路から前記動力分割機構に向けて潤滑油を飛散させるように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車の駆動制御装置。

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