JP2017144785A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動力伝達機構のピニオンギヤの耐久性を確保しつつ、両駆動を実行する機会を増やす。
【解決手段】推定ピニオン温度が所定ピニオン温度Ａを超えているときに、ＥＯＰ回転速度が所定回転速度Ｂを超え且つ潤滑油温が所定温度Ｃ未満、である場合には、電動機ＭＧ１，ＭＧ２の両駆動の実行が許可されるので、遊星歯車機構を潤滑するオイルoilによってピニオンギヤＰの冷却が十分に行われて実ピニオン温度が所定ピニオン温度Ａを超えていないと判断できるときには、推定ピニオン温度が所定ピニオン温度Ａを超えていても両駆動を実行することが可能となる。よって、遊星歯車機構のピニオンギヤＰの耐久性を確保しつつ、両駆動を実行する機会を増やすことができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、走行用の動力を発生する第１電動機及び第２電動機を備えた車両の制御装置に関するものである。

走行用の動力を発生する、第１電動機及び第２電動機と、前記第１電動機と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた、ピニオンギヤを有する動力伝達機構とを備えた車両が良く知られている。例えば、特許文献１に記載されたハイブリッド車両がそれである。この特許文献１には、第１電動機及び第２電動機と、第１電動機と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた動力分配装置とを備え、第１電動機の動力及び第２電動機の動力の双方を用いてモータ走行する両駆動走行モードで走行することができる車両において、両駆動走行モードでの走行時に、動力分配装置の温度が所定閾値以上である場合には、両駆動走行モードでの走行を中断することが開示されている。

国際公開第２０１４／０９１５８２号

ところで、第１電動機及び第２電動機を共に作動させてモータ走行する両駆動時には、動力伝達機構のピニオンギヤに負荷が入力される為、ピニオンギヤの温度(以下、ピニオン温度という)が上昇し易く、ピニオンギヤの耐久性の低下を招くおそれがある。これに対して、ピニオンギヤの温度が所定ピニオン温度を超えている場合、両駆動を禁止するという態様が考えられる。しかしながら、ピニオンギヤは回転体であるので、ピニオン温度を直接的に検出することは困難である。その為、ピニオン温度を間接的に推定する必要がある。このような場合、ピニオン温度の実際値とピニオン温度の推定値との乖離が発生する可能性がある。そうすると、ピニオン温度の実際値は所定ピニオン温度を超えていない状態であるのに、ピニオン温度の推定値が所定ピニオン温度を超えた為に両駆動を禁止することで、不必要に両駆動を制限してしまう可能性がある。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、動力伝達機構のピニオンギヤの耐久性を確保しつつ、両駆動を実行する機会を増やすことができる車両の制御装置を提供することにある。

第１の発明の要旨とするところは、(a) 走行用の動力を発生する、第１電動機及び第２電動機と、前記第１電動機と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた、ピニオンギヤを有する動力伝達機構とを備えた車両において、前記第１電動機及び前記第２電動機を共に作動させてモータ走行する両駆動を実行する駆動制御部を備えた、車両の制御装置であって、(b) 前記車両は、前記動力伝達機構を潤滑するオイルを吐出する電動オイルポンプを更に備えるものであり、(c) 前記ピニオンギヤの推定温度を算出するピニオン温度算出部と、(d) 前記ピニオンギヤの推定温度が所定ピニオン温度を超えているときに、前記電動オイルポンプの回転速度が所定回転速度を超え且つ前記オイルの温度が所定温度未満、である場合には、前記両駆動の実行を許可する一方で、前記ピニオンギヤの推定温度が前記所定ピニオン温度を超えているときに、前記電動オイルポンプの回転速度が前記所定回転速度を超え且つ前記オイルの温度が前記所定温度未満、でない場合には、前記両駆動の実行を禁止する両駆動実行可否判定部とを、更に備えていることにある。

前記第１の発明によれば、ピニオンギヤの推定温度が所定ピニオン温度を超えているときに、電動オイルポンプの回転速度が所定回転速度を超え且つオイルの温度が所定温度未満、である場合には、両駆動の実行が許可されるので、動力伝達機構を潤滑するオイルによってピニオンギヤの冷却が十分に行われてピニオンギヤの実際の温度が所定ピニオン温度を超えていないと判断できるときには、ピニオンギヤの推定温度が所定ピニオン温度を超えていても両駆動を実行することが可能となる。一方で、ピニオンギヤの推定温度が所定ピニオン温度を超えているときに、電動オイルポンプの回転速度が所定回転速度を超え且つオイルの温度が所定温度未満、でない場合には、両駆動の実行が禁止されるので、動力伝達機構を潤滑するオイルによってピニオンギヤの冷却が十分に行われておらず、ピニオンギヤの実際の温度も所定ピニオン温度を超えていると判断できるときには、両駆動を実行することができない。よって、動力伝達機構のピニオンギヤの耐久性を確保しつつ、両駆動を実行する機会を増やすことができる。

本発明が適用される車両の概略構成を説明する図であると共に、車両における各種制御の為の制御系統及び制御機能の要部を説明する図である。 遊星歯車機構における各回転要素の回転速度を相対的に表すことができる共線図であり、実線はＨＶ走行モード時の走行状態の一例を示し、破線はＥＶ走行モード時の走行状態の一例を示している。 電子制御装置の制御作動の要部すなわち遊星歯車機構のピニオンギヤの耐久性を確保しつつ両駆動を実行する機会を増やす為の制御作動を説明するフローチャートである。 電子制御装置の制御作動の要部すなわち遊星歯車機構のピニオンギヤの耐久性を確保しつつ両駆動を実行する機会を増やす為の制御作動を説明するフローチャートであって、図３とは別の実施例である。

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される車両１０の概略構成を説明する図であると共に、車両１０における各種制御の為の制御系統の要部を説明する図である。図１において、車両１０は、走行用の動力を発生する走行用駆動力源である、エンジン１２、第１電動機ＭＧ１、及び第２電動機ＭＧ２を備えたハイブリッド車両である。又、車両１０は、駆動輪１４と、エンジン１２と駆動輪１４との間の動力伝達経路に設けられた動力伝達装置１６とを備えている。

動力伝達装置１６は、車体に取り付けられる非回転部材である回転不能のケース１８内に収容されている。動力伝達装置１６は、エンジン１２に連結された入力軸２０、入力軸２０に連結された変速部２２、変速部２２の出力回転部材としてのドライブギヤ２４と噛み合うドリブンギヤ２６、ドリブンギヤ２６を相対回転不能に固設するドリブン軸２８に相対回転不能に設けられた、ドリブンギヤ２６よりも小径のファイナルギヤ３０、デフリングギヤ３２ａを介してファイナルギヤ３０と噛み合うディファレンシャルギヤ３２、ディファレンシャルギヤ３２に連結された車軸３４、ドリブンギヤ２６と噛み合うと共に第２電動機ＭＧ２に連結された、ドリブンギヤ２６よりも小径のリダクションギヤ３６、エンジン１２によって入力軸２０が回転駆動されることにより入力軸２０を介して駆動される機械式オイルポンプ３８(以下、ＭＯＰ３８という)等を備えている。このように構成された動力伝達装置１６では、エンジン１２の動力や第１電動機ＭＧ１の動力や第２電動機ＭＧ２の動力がドリブンギヤ２６へ伝達され、そのドリブンギヤ２６から、ファイナルギヤ３０、ディファレンシャルギヤ３２、車軸３４等を順次介して駆動輪１４へ伝達される。

変速部２２は、エンジン１２から入力軸２０を介して伝達された動力を第１電動機ＭＧ１及びドライブギヤ２４へ分配する動力分配機構としての遊星歯車機構４０を有している。遊星歯車機構４０は、サンギヤＳ、ピニオンギヤＰ、そのピニオンギヤＰを自転及び公転可能に支持するキャリヤＣＡ、ピニオンギヤＰを介してサンギヤＳと噛み合うリングギヤＲを備える公知のシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、差動作用を生じる差動機構として機能する。遊星歯車機構４０においては、サンギヤＳは第１電動機ＭＧ１に連結され、キャリヤＣＡは入力軸２０を介してエンジン１２に連結され、リングギヤＲはドライブギヤ２４の内周面に形成されている。このように構成された遊星歯車機構４０では、第１電動機ＭＧ１に分配されたエンジン１２の動力で第１電動機ＭＧ１が発電され、その発電された電力が蓄電されたりその電力で第２電動機ＭＧ２が駆動される。これにより、変速部２２は、第１電動機ＭＧ１の運転状態が制御されることにより変速比が制御される電気式差動部(電気式無段変速機)として機能する。

ＭＯＰ３８は、エンジン１２により回転駆動されることで、車両１０に備えられた油圧制御回路５０の元圧となる油圧を発生すると共に、ディファレンシャルギヤ３２、リダクションギヤ３６、遊星歯車機構４０、ボールベアリング等の動力伝達装置１６の各部の潤滑や冷却に用いられるオイルを供給(吐出)する。

車両１０は、更に、入力軸２０をケース１８に対して固定する(すなわちエンジン１２の回転軸であるクランク軸をケース１８に対して固定する)ロック機構としてのブレーキＢ、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の各々に対して要求された出力トルク(力行トルク又は回生トルク)が得られるように各電動機ＭＧ１，ＭＧ２の作動に関わる電力の授受を制御するインバータ５２、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の各々に対して電力を授受する蓄電装置としてのバッテリ５４、遊星歯車機構４０を潤滑するオイルoilを吐出する電動オイルポンプ５６(以下、ＥＯＰ５６という)を備えている。

第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２は、何れも、電力から機械的な動力を発生させる発動機(モータ)としての機能及び機械的な動力から電力を発生させる発電機(ジェネレータ)としての機能を有しており、発動機又は発電機として選択的に作動させられるモータジェネレータである。電動機ＭＧ１，ＭＧ２は、各々、インバータ５２を介してバッテリ５４に接続されており、後述する電子制御装置６０によってインバータ５２が制御されることにより、第１電動機ＭＧ１の出力トルクであるＭ１トルクＴm1、及び第２電動機ＭＧ２の出力トルクであるＭ２トルクＴm2が制御される。

ブレーキＢは、例えば油圧アクチュエータによって係合制御される多板式の油圧式摩擦係合装置である。このブレーキＢは、油圧制御回路５０から供給される係合油圧に応じてその係合状態が係合(スリップ係合を含む)と解放との間で制御される。ブレーキＢの解放時には、エンジン１２のクランク軸はケース１８に対して相対回転可能な状態とされる。一方で、ブレーキＢの係合時には、エンジン１２のクランク軸はケース１８に対して相対回転不能な状態とされる。すなわち、ブレーキＢの係合により、エンジン１２のクランク軸はケース１８に固定(ロック)される。

車両１０は、更に、変速部２２の制御や電動機ＭＧ１，ＭＧ２の制御などに関連する車両１０の制御装置を含む電子制御装置６０を備えている。よって、図１は、電子制御装置６０の入出力系統を示す図であり、又、電子制御装置６０による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。電子制御装置６０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置６０は、エンジン１２、第１電動機ＭＧ１、第２電動機ＭＧ２などに関するハイブリッド駆動制御等の車両制御を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用、電動機制御用、油圧制御用等の各コンピュータを含んで構成される。

電子制御装置６０には、車両１０に備えられた各種センサ(例えばエンジン回転速度センサ７０、出力回転速度センサ７２、レゾルバ等のＭＧ１回転速度センサ７４、レゾルバ等のＭＧ２回転速度センサ７６、ＥＯＰ回転速度センサ７８、油温センサ８０、アクセル開度センサ８２、バッテリセンサ８４など)により検出された検出信号に基づく各種実際値(例えばエンジン回転速度Ｎe、車速Ｖに対応するドライブギヤ２４の回転速度である出力回転速度Ｎo、第１電動機ＭＧ１の回転速度であるＭ１回転速度Ｎm1、第２電動機ＭＧ２の回転速度であるＭ２回転速度Ｎm2、ＥＯＰ５６の回転速度(すなわちＥＯＰ５６を回転駆動するモータの回転速度)であるＥＯＰ回転速度Ｎeop、遊星歯車機構４０等を潤滑するオイルoilの温度である潤滑油温ＴＨoil、アクセル開度θacc、バッテリ５４の充電状態(充電容量)ＳＯＣなど)が供給される。又、電子制御装置６０からは、車両１０に備えられた各装置(例えばスロットルアクチュエータや燃料噴射装置等のエンジン制御装置、インバータ５２、油圧制御回路５０、ＥＯＰ５６など)に各種指令信号(例えばエンジン１２を制御する為のエンジン制御指令信号Ｓe、電動機ＭＧ１，ＭＧ２を各々制御するインバータ５２を作動させる為の電動機制御指令信号Ｓm、ブレーキＢを制御する為の油圧制御指令信号Ｓp、ＥＯＰ５６を制御する為のＥＯＰ制御指令信号Ｓopなど)が、それぞれ出力される。

電子制御装置６０は、車両１０における各種制御の為の制御機能を実現する為に、駆動制御手段すなわち駆動制御部６２、ロック機構作動制御手段すなわちロック機構作動制御部６４、及びポンプ作動制御手段すなわちポンプ作動制御部６６を備えている。

駆動制御部６２は、電子スロットル弁を開閉制御し、燃料噴射量や噴射時期を制御し、点火時期を制御するエンジン制御指令信号Ｓeを出力して、エンジントルクＴeの目標値が得られるようにエンジン１２の出力制御を実行する。又、駆動制御部６２は、第１電動機ＭＧ１や第２電動機ＭＧ２の作動を制御する電動機制御指令信号Ｓmをインバータ５２へ出力して、Ｍ１トルクＴm1やＭ２トルクＴm2の目標値が得られるように第１電動機ＭＧ１や第２電動機ＭＧ２の出力制御を実行する。

具体的には、駆動制御部６２は、アクセル開度θaccからそのときの車速Ｖにて要求される駆動トルク(要求駆動トルク)を算出し、充電要求値(充電要求パワー)等を考慮して低燃費で排ガス量の少ない運転となるように、エンジン１２、第１電動機ＭＧ１、及び第２電動機ＭＧ２の少なくとも１つから要求駆動トルクを発生させる。駆動制御部６２は、走行モードとして、後述するＥＶ走行モード或いはＨＶ走行モードを走行状態に応じて選択的に成立させる。例えば、駆動制御部６２は、要求駆動トルクが予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された(すなわち予め定められた)閾値よりも小さなモータ走行領域にある場合には、ＥＶ走行モードを成立させる一方、要求駆動トルクが予め定められた閾値以上となるエンジン走行領域にある場合には、ＨＶ走行モードを成立させる。又、駆動制御部６２は、要求駆動トルクがモータ走行領域にあるときであっても、充電容量ＳＯＣが予め定められた閾値未満となる場合には、ＨＶ走行モードを成立させる。

駆動制御部６２は、ＥＶ走行モードを成立させたときには、エンジン１２の運転を停止させると共に、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２のうちの少なくとも一方の電動機を走行用の駆動力源とするモータ走行(ＥＶ走行)を可能とする。駆動制御部６２は、ＥＶ走行モードを成立させたときに、第２電動機ＭＧ２のみで要求駆動トルクを賄える場合には、後述する単独駆動ＥＶモードを成立させる一方で、第２電動機ＭＧ２のみでは要求駆動トルクを賄えない場合には、後述する両駆動ＥＶモードを成立させる。駆動制御部６２は、単独駆動ＥＶモードを成立させた場合には、第２電動機ＭＧ２のみを走行用の駆動力源とするＥＶ走行を可能とする一方で、両駆動ＥＶモードを成立させた場合には、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の両方を走行用の駆動力源とするＥＶ走行を可能とする。このように、駆動制御部６２は、両駆動ＥＶモードでは、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２を共に作動させてモータ走行する両駆動を実行する。駆動制御部６２は、第２電動機ＭＧ２のみで要求駆動トルクを賄えるときであっても、Ｍ２回転速度Ｎm2及びＭ２トルクＴm2で表される第２電動機ＭＧ２の動作点(運転点)が第２電動機ＭＧ２の効率を悪化させる動作点として予め定められた領域内にある場合には(換言すれば第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２を併用した方が効率が良い場合には)、両駆動ＥＶモードを成立させる。駆動制御部６２は、両駆動ＥＶモードを成立させた場合には、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の運転効率に基づいて、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２にて要求駆動トルクを分担させる。

駆動制御部６２は、ＨＶ走行モードを成立させた場合には、エンジン１２の動力に対する反力を第１電動機ＭＧ１の発電により受け持つことでドライブギヤ２４にエンジン直達トルクを伝達すると共に第１電動機ＭＧ１の発電電力により第２電動機ＭＧ２を駆動することで駆動輪１４にトルクを伝達して少なくともエンジン１２を走行用の駆動力源とするエンジン走行を可能とする。すなわち、駆動制御部６２は、ＨＶ走行モードを成立させた場合には、第１電動機ＭＧ１の運転状態を制御することによりエンジン１２の動力を駆動輪１４へ伝達して走行するエンジン走行を可能とする。このＨＶ走行モードでは、バッテリ５４からの電力を用いた第２電動機ＭＧ２の駆動トルクを更に付加して走行することも可能である。

ロック機構作動制御部６４は、駆動制御部６２により成立させられた走行モードに基づいて、ブレーキＢの作動を制御する油圧制御指令信号Ｓpを油圧制御回路５０へ出力する。具体的には、ロック機構作動制御部６４は、油圧制御回路５０からブレーキＢの油圧アクチュエータへ供給される係合油圧を制御することで、ブレーキＢの係合又は解放、すなわちエンジン１２のクランク軸のケース１８に対する固定又はその固定の解除を制御する。ロック機構作動制御部６４は、駆動制御部６２によりＥＶ走行モードにおいて両駆動ＥＶモードが成立させられた場合には、係合油圧を増加させることでブレーキＢを係合させて、エンジン１２のクランク軸をケース１８に対して固定する。又、ロック機構作動制御部６４は、駆動制御部６２によりＨＶ走行モードが成立させられたか又はＥＶ走行モードにおいて単独駆動ＥＶモードが成立させられた場合には、係合油圧を減少させることでブレーキＢを解放させて、エンジン１２のクランク軸のケース１８に対する固定を解除する。

ポンプ作動制御部６６は、ＥＯＰ５６を作動する所定駆動電流としてのＥＯＰ制御指令信号ＳopをＥＯＰ５６へ出力する。具体的には、両駆動ＥＶモードでは、エンジン１２が回転停止されてＭＯＰ３８によるオイルの供給が停止されると共に、後述するように第１電動機ＭＧ１の動力は遊星歯車機構４０(特には、遊星歯車機構４０を構成するピニオンギヤＰ)を介してリングギヤＲから駆動輪１４へ伝達される。その為、両駆動ＥＶモードでは、ＥＯＰ５６を作動させて、遊星歯車機構４０を潤滑するオイルoilを供給することが望ましい。従って、ポンプ作動制御部６６は、少なくとも、駆動制御部６２によりＥＶ走行モードにおいて両駆動ＥＶモードが成立させられた場合には、ＥＯＰ５６を作動させる。つまり、ポンプ作動制御部６６は、少なくとも両駆動の実行中は、ＥＯＰ５６を作動させる。

図２は、遊星歯車機構４０における３つの回転要素ＲＥ１，ＲＥ２，ＲＥ３の回転速度を相対的に表すことができる共線図である。この共線図において、縦線Ｙ１−Ｙ３は紙面向かって左から順に、縦線Ｙ１が第１電動機ＭＧ１に連結された第２回転要素ＲＥ２であるサンギヤＳの回転速度を、縦線Ｙ２がエンジン(ＥＮＧ)１２に連結された第１回転要素ＲＥ１であるキャリアＣＡの回転速度を、縦線Ｙ３がドリブンギヤ２６及びリダクションギヤ３６等を介して第２電動機ＭＧ２に連結された第３回転要素ＲＥ３であるリングギヤＲの回転速度をそれぞれ示している。図２の実線はＨＶ走行モード時の走行状態における各回転要素の相対速度の一例を、図２の破線はＥＶ走行モード時の走行状態における各回転要素の相対速度の一例をそれぞれ示している。

図２の実線を用いてＨＶ走行モードにおける車両１０の作動について説明する。この状態では、ブレーキＢが解放されており、エンジン１２のクランク軸はケース１８に対して固定されていない。キャリアＣＡに入力されるエンジントルクＴeに対して、Ｍ１トルクＴm1がサンギヤＳに入力される。この際、例えばエンジン回転速度Ｎe及びエンジントルクＴeで表されるエンジン１２の動作点を燃費が最も良い動作点に設定する制御を、第１電動機ＭＧ１の力行制御又は反力制御により実行することができる。この種のハイブリッド形式は、機械分配式或いはスプリットタイプと称される。

又、図２の破線を用いてＥＶ走行モードでの単独駆動ＥＶモードにおける車両１０の作動について説明する。エンジン１２の駆動は行われず(すなわちエンジン１２が運転停止状態とされ)、又、第１電動機ＭＧ１は無負荷状態(フリー)とされており、エンジン回転速度Ｎeはゼロとされる。この状態では、ブレーキＢが解放されており、エンジン１２のクランク軸はケース１８に対して固定されていない。この状態においては、第２電動機ＭＧ２の力行トルクが車両前進方向の駆動力として駆動輪１４へ伝達される。

又、図２の破線を用いてＥＶ走行モードでの両駆動ＥＶモードにおける車両１０の作動について説明する。エンジン１２の駆動は行われず、エンジン回転速度Ｎeはゼロとされる。この状態では、ロック機構作動制御部６４によりエンジン１２のクランク軸をケース１８に対して固定するようにブレーキＢが係合されている。従って、エンジン１２が回転不能に固定(ロック)されている。ブレーキＢが係合された状態においては、第２電動機ＭＧ２の力行トルクが車両前進方向の駆動力として駆動輪１４へ伝達される。又、第１電動機ＭＧ１の反力トルクが車両前進方向の駆動力として駆動輪１４へ伝達される。この状態では、第２電動機ＭＧ２の動力は遊星歯車機構４０を介することなく駆動輪１４へ伝達される。一方で、第１電動機ＭＧ１の動力は遊星歯車機構４０(特には、遊星歯車機構４０を構成するピニオンギヤＰ)を介してリングギヤＲから駆動輪１４へ伝達される。従って、遊星歯車機構４０は、第１電動機ＭＧ１と駆動輪１４との間の動力伝達経路に設けられた動力伝達機構である。このように、車両１０では、エンジン１２のクランク軸がブレーキＢによりロックされることで、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２を走行用の駆動源として併用することができる。これにより、例えば所謂プラグインハイブリッド車両等において、バッテリ５４が大容量化(高出力化)される場合、第２電動機ＭＧ２の大型化を抑制しつつモータ走行の高出力化を実現することができる。

ここで、電動機ＭＧ１，ＭＧ２の両駆動時には、遊星歯車機構４０のピニオンギヤＰに負荷が入力される為、ピニオンギヤＰの温度(以下、ピニオン温度ＴＨpという)が上昇し易く、ピニオンギヤＰの耐久性の低下を招くおそれがある。その為、電子制御装置６０は、ピニオンギヤＰの耐久性を確保する為に、基本的には、ピニオン温度ＴＨpが所定ピニオン温度Ａ[℃]を超えたときに、電動機ＭＧ１，ＭＧ２の両駆動を禁止し、ピニオンギヤＰに負荷が入力されないようにする。所定ピニオン温度Ａ[℃]は、例えば電動機ＭＧ１，ＭＧ２の両駆動を実行してもピニオンギヤＰの耐久性が確保できるピニオン温度ＴＨpとなっていることを判断する為の予め定められた判定閾値である。

ところで、ピニオンギヤＰは回転体である為、ピニオン温度ＴＨpを直接測定することは困難である。従って、電子制御装置６０は、ピニオンギヤＰの発熱状態を決める複数のパラメータ(例えば負荷発生源となる第１電動機ＭＧ１のトルクや回転速度)、ピニオンギヤＰの冷却状態を決める複数のパラメータ(例えば潤滑油温ＴＨoil、ＥＯＰ回転速度Ｎeop)を用いて間接的にピニオン温度ＴＨpの推定を行う。この場合、ピニオン温度ＴＨpの推定計算を複雑化することなく部品(ピニオンギヤＰ)保護を確実に行う為に、複数のパラメータを用いてピニオン温度ＴＨpを推定するときの定数を厳しく(例えばピニオン温度ＴＨpが上昇し易く、又は下降し難く)設定すると、両駆動の時間が長くなる程、ピニオン温度ＴＨpの実際値(すなわちピニオンギヤＰの実際の温度である実ピニオン温度ＴＨpr)とピニオン温度ＴＨpの推定値(すなわちピニオンギヤＰの推定温度である推定ピニオン温度ＴＨpe)との乖離が発生し易くなる可能性がある。或いは、ピニオン温度ＴＨpの推定計算を複雑化して、推定ピニオン温度ＴＨpeと実ピニオン温度ＴＨprとを近づけようとしても、推定に用いるセンサが増えれば誤差の重なりが大きくなり、又は、センサ精度の良さの程度により、実ピニオン温度ＴＨprと推定ピニオン温度ＴＨpeとの乖離が発生する可能性がある。そうすると、実ピニオン温度ＴＨprは所定ピニオン温度Ａを超えていない状態であるのに、推定ピニオン温度ＴＨpeが所定ピニオン温度Ａを超えた為に両駆動を禁止することで、不必要に両駆動を制限してしまう可能性がある。

そこで、電子制御装置６０は、ピニオンギヤＰの耐久性を確保しつつ、電動機ＭＧ１，ＭＧ２の両駆動を実行する機会を増やす為に、推定ピニオン温度ＴＨpeが所定ピニオン温度Ａを超えていても、ピニオンギヤＰの冷却が十分に行われており、実ピニオン温度ＴＨprは所定ピニオン温度Ａを超えていないと判断できるときには、両駆動の実行を禁止しない。

電子制御装置６０は、上述したピニオンギヤＰの耐久性を確保しつつ、電動機ＭＧ１，ＭＧ２の両駆動を実行する機会を増やす制御を実現する為に、ピニオン温度算出手段すなわちピニオン温度算出部６７、及び両駆動実行可否判定手段すなわち両駆動実行可否判定部６８を更に備えている。

駆動制御部６２は、要求駆動トルクが両駆動ＥＶモードを成立させる走行領域にあるか否か、すなわち要求駆動トルクに基づいて電動機ＭＧ１，ＭＧ２の両駆動を実行する要求(以下、両駆動要求という)が有るか否かを判定する。この両駆動要求が有るか否かを判定することは、両駆動の実行中であるか否かを判定することでもある。

ピニオン温度算出部６７は、推定ピニオン温度ＴＨpeを算出する。具体的には、ピニオン温度算出部６７は、駆動制御部６２により両駆動要求が有ると判定された場合には、両駆動開始時点での推定ピニオン温度ＴＨpeを所定の計算方法により上昇させることで、両駆動実行時の推定ピニオン温度ＴＨpeを算出する。例えば、ピニオン温度算出部６７は、ピニオン温度ＴＨpeを上昇させる計算に用いる定数として昇温勾配定数を選択し、その昇温勾配定数と両駆動が実行されている継続時間とを用いて両駆動開始時点での推定ピニオン温度ＴＨpeを上昇させることで、両駆動実行時の推定ピニオン温度ＴＨpeを算出する。ピニオン温度算出部６７は、例えばＭ１トルクＴm1、Ｍ１回転速度Ｎm1、潤滑油温ＴＨoil、及びＥＯＰ回転速度Ｎeopをパラメータとして予め定められた関係(昇温勾配定数マップ)に、Ｍ１トルクＴm1、Ｍ１回転速度Ｎm1、潤滑油温ＴＨoil、及びＥＯＰ回転速度Ｎeopを適用することで昇温勾配定数を算出する。尚、両駆動開始時点での推定ピニオン温度ＴＨpeとしては、例えば後述する両駆動の非実行時の推定ピニオン温度ＴＨpeが用いられる。又、両駆動の非実行時の推定ピニオン温度ＴＨpeが算出されていない場合には、両駆動開始時点での潤滑油温ＴＨoilを用いれば良い。

一方で、ピニオン温度算出部６７は、駆動制御部６２により両駆動要求が無いと判定された場合には、両駆動終了時点での推定ピニオン温度ＴＨpeを所定の計算方法により下降させることで、両駆動の非実行時の推定ピニオン温度ＴＨpeを算出する。例えば、ピニオン温度算出部６７は、ピニオン温度ＴＨpeを下降させる計算に用いる定数として降温勾配定数を選択し、その降温勾配定数と両駆動が非実行となっている継続時間とを用いて両駆動終了時点での推定ピニオン温度ＴＨpeを下降させることで、両駆動の非実行時の推定ピニオン温度ＴＨpeを算出する。降温勾配定数としては予め定められた定数が用いられるが、例えば両駆動の非実行時にＥＯＰ５６が作動している場合には、潤滑油温ＴＨoil及びＥＯＰ回転速度Ｎeopをパラメータとして予め定められた関係(降温勾配定数マップ)に、潤滑油温ＴＨoil及びＥＯＰ回転速度Ｎeopが適用されることで算出された降温勾配定数が用いられる。又、例えばＭＯＰ３８がエンジン１２により回転駆動されてオイルoilによって遊星歯車機構４０が潤滑される場合には、潤滑油温ＴＨoilをパラメータとして予め定められた関係(降温勾配定数マップ)に潤滑油温ＴＨoilが適用されることで算出された降温勾配定数が用いられる。

両駆動実行可否判定部６８は、推定ピニオン温度ＴＨpeが所定ピニオン温度Ａ[℃]を超えているか否かを判定する。両駆動実行可否判定部６８は、推定ピニオン温度ＴＨpeが所定ピニオン温度Ａを超えていると判定した場合には、ＥＯＰ回転速度Ｎeopが所定回転速度Ｂ[rpm]を超え且つ潤滑油温ＴＨoilが所定温度Ｃ[℃]未満、であるか否かを判定する。所定回転速度Ｂ及び所定温度Ｃは、例えばオイルoilによって遊星歯車機構４０のピニオンギヤＰの冷却が十分に行われていることを判断する為の予め定められた判定閾値である。

両駆動実行可否判定部６８は、推定ピニオン温度ＴＨpeが所定ピニオン温度Ａ[℃]を超えていないと判定した場合には、両駆動の実行を禁止せず、両駆動の実行を許可する指令を駆動制御部６２へ出力する。

ＥＯＰ回転速度Ｎeopが所定回転速度Ｂを超える程に十分高く、且つ、潤滑油温ＴＨoilが所定温度Ｃ未満となる程に十分低い場合は、ピニオンギヤＰの冷却が十分に行われており、推定ピニオン温度ＴＨpeが所定ピニオン温度Ａを超えていたとしても、実ピニオン温度ＴＨprは所定ピニオン温度Ａに達する前に飽和している(すなわち実ピニオン温度ＴＨprは所定ピニオン温度Ａに到達していない)と判断できる。すなわち、ＥＯＰ回転速度Ｎeopが十分高く、且つ、潤滑油温ＴＨoilが十分低い場合は、ピニオンギヤＰにおける発熱よりもピニオンギヤＰにおける放熱(抜熱)の方が大きいと判断できる。従って、両駆動実行可否判定部６８は、推定ピニオン温度ＴＨpeが所定ピニオン温度Ａを超えていると判定したときに、ＥＯＰ回転速度Ｎeopが所定回転速度Ｂを超え且つ潤滑油温ＴＨoilが所定温度Ｃ未満、であると判定した場合には、両駆動の実行を禁止せず、両駆動の実行を許可する指令を駆動制御部６２へ出力する。一方で、両駆動実行可否判定部６８は、推定ピニオン温度ＴＨpeが所定ピニオン温度Ａを超えていると判定したときに、ＥＯＰ回転速度Ｎeopが所定回転速度Ｂを超え且つ潤滑油温ＴＨoilが所定温度Ｃ未満、でないと判定した場合には、両駆動の実行を禁止する指令を駆動制御部６２へ出力する。このように、両駆動実行可否判定部６８は、ＥＯＰ回転速度Ｎeopが所定回転速度Ｂを超え且つ潤滑油温ＴＨoilが所定温度Ｃ未満、であるか否かを判定することで、ピニオンギヤＰの冷却が十分に行われているか否か(すなわち実ピニオン温度ＴＨprは所定ピニオン温度Ａを超えていないか否か)を判定している。

図３は、電子制御装置６０の制御作動の要部すなわち遊星歯車機構４０のピニオンギヤＰの耐久性を確保しつつ両駆動を実行する機会を増やす為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば車両１０のイグニッションオン時に繰り返し実行される。

図３において、先ず、駆動制御部６２の機能に対応するステップ(以下、ステップを省略する)Ｓ１０において、要求駆動トルクに基づいて両駆動要求が有るか否かが判定される。前記Ｓ１０の判断が肯定される場合はピニオン温度算出部６７の機能に対応するＳ２０において、昇温勾配定数を用いることが選択され、その昇温勾配定数が算出される一方で、前記Ｓ１０の判断が否定される場合はピニオン温度算出部６７の機能に対応するＳ３０において、降温勾配定数を用いることが選択され、その降温勾配定数が算出される。前記Ｓ２０又は前記Ｓ３０に次いでピニオン温度算出部６７の機能に対応するＳ４０において、前記Ｓ２０が実行された場合は昇温勾配定数と両駆動が実行されている継続時間とを用いて両駆動実行時の推定ピニオン温度ＴＨpeが算出される一方で、前記Ｓ３０が実行された場合は降温勾配定数と両駆動が非実行となっている継続時間とを用いて両駆動の非実行時の推定ピニオン温度ＴＨpeが算出される。前記Ｓ４０に次いで両駆動実行可否判定部６８の機能に対応するＳ５０において、推定ピニオン温度ＴＨpeが所定ピニオン温度Ａ[℃]を超えているか否かが判定される。このＳ５０の判断が肯定される場合は両駆動実行可否判定部６８の機能に対応するＳ６０において、ＥＯＰ回転速度Ｎeopが所定回転速度Ｂ[rpm]を超え且つ潤滑油温ＴＨoilが所定温度Ｃ[℃]未満、であるか否かが判定される。前記Ｓ６０の判断が否定される場合は両駆動実行可否判定部６８の機能に対応するＳ７０において、両駆動の実行が禁止される。一方で、前記Ｓ５０の判断が否定されるか又は前記Ｓ６０の判断が肯定される場合は両駆動実行可否判定部６８の機能に対応するＳ８０において、両駆動の実行が禁止されず、両駆動の実行が許可される(又は両駆動実行の許可が継続される)。

上述のように、本実施例によれば、推定ピニオン温度ＴＨpeが所定ピニオン温度Ａを超えているときに、ＥＯＰ回転速度Ｎeopが所定回転速度Ｂを超え且つ潤滑油温ＴＨoilが所定温度Ｃ未満、である場合には、電動機ＭＧ１，ＭＧ２の両駆動の実行が許可されるので、遊星歯車機構４０を潤滑するオイルoilによってピニオンギヤＰの冷却が十分に行われて実ピニオン温度ＴＨprが所定ピニオン温度Ａを超えていないと判断できるときには、推定ピニオン温度ＴＨpeが所定ピニオン温度Ａを超えていても両駆動を実行することが可能となる。一方で、推定ピニオン温度ＴＨpeが所定ピニオン温度Ａを超えているときに、ＥＯＰ回転速度Ｎeopが所定回転速度Ｂを超え且つ潤滑油温ＴＨoilが所定温度Ｃ未満、でない場合には、電動機ＭＧ１，ＭＧ２の両駆動の実行が禁止されるので、遊星歯車機構４０を潤滑するオイルoilによってピニオンギヤＰの冷却が十分に行われておらず、実ピニオン温度ＴＨprも所定ピニオン温度Ａを超えていると判断できるときには、両駆動を実行することができない。よって、遊星歯車機構４０のピニオンギヤＰの耐久性を確保しつつ、両駆動を実行する機会を増やすことができる。

また、本実施例によれば、推定ピニオン温度ＴＨpeの計算を複雑化することなく、部品(ピニオンギヤＰ)保護を確実に行うことができる。又、両駆動実行の許可領域を拡大でき、例えば電動機ＭＧ１，ＭＧ２の両駆動が可能なプラグインハイブリッド車両の商品性を高められる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例において、ピニオン温度算出部６７による推定ピニオン温度ＴＨpeの算出では、必ずしも両駆動の非実行時の推定ピニオン温度ＴＨpeを算出する必要はなく、両駆動要求が有るときに又は両駆動の実行中に、推定ピニオン温度ＴＨpeを上昇させる計算が行われて両駆動実行時の推定ピニオン温度ＴＨpeを算出すれば良い。図４は、電子制御装置６０の制御作動の要部すなわち遊星歯車機構４０のピニオンギヤＰの耐久性を確保しつつ両駆動を実行する機会を増やす為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば両駆動要求が有るとき又は両駆動の実行中に繰り返し実行される。この図４は、図３とは別の実施例である。図４のフローチャートは、図３のフローチャートとは、図３のＳ１０−Ｓ３０のステップが削除され、又、図３のＳ４０のステップがＳ４５のステップに置き換えられている点が主に相違する。この相違する点について主に説明する。図４において、先ず、ピニオン温度算出部６７の機能に対応するＳ４５において、昇温勾配定数が算出され、その昇温勾配定数と両駆動が実行されている継続時間とを用いて両駆動実行時の推定ピニオン温度ＴＨpeが算出される。前記Ｓ４５に次いで前記Ｓ５０以降が実行される。図４のフローチャートに示すような実施態様によれば、前述の実施例と同様の効果が得られる。尚、図４のフローチャートに示すような実施態様の場合、両駆動開始時点での推定ピニオン温度ＴＨpeとしては、両駆動開始時点での潤滑油温ＴＨoilを用いれば良い。

また、前述の実施例では、昇温勾配定数と両駆動が実行されている継続時間とを用いて両駆動実行時の推定ピニオン温度ＴＨpeを算出したが、この態様に限らない。例えば、Ｍ１トルクＴm1及びＭ１回転速度Ｎm1にて両駆動されたときに飽和する推定ピニオン温度ＴＨpeが予めマップ化されており、そのマップを用いて推定ピニオン温度ＴＨpeを算出したり、又は、潤滑油温ＴＨoilとＭ１トルクＴm1の時間積分値とに基づいて推定ピニオン温度ＴＨpeを算出するなど種々の態様が可能である。

また、前述の実施例において、センサの故障等の何らかの理由によって推定ピニオン温度ＴＨpeが算出できない場合には、又は、ＥＯＰ回転速度センサ７８の故障又は油温センサ８０の故障によってピニオンギヤＰの冷却が十分に行われているか否かを判定できない場合には、両駆動を禁止する制御を実行するようにしても良い。

また、前述の実施例では、ロック機構としてブレーキＢを例示したが、これに限らない。ロック機構は、例えばエンジン１２のクランク軸の正回転方向の回転を許容し且つ負回転方向の回転を阻止するワンウェイクラッチ、噛合クラッチ(ドッグクラッチ)、乾式の係合装置、電磁アクチュエータによってその係合状態が制御される電磁式摩擦係合装置(電磁クラッチ)、磁粉式クラッチなどであっても良い。

また、前述の実施例において、第２電動機ＭＧ２は、直接的に又は歯車機構等を介して間接的に、ドライブギヤ２４或いはドリブン軸２８或いは駆動輪１４等に連結されたり、又は、駆動輪１４とは別の一対の車輪に直接的に又は間接的に連結されたりしても良い。そのように第２電動機ＭＧ２が別の一対の車輪に連結されておればその別の一対の車輪も駆動輪に含まれる。要するに、第１電動機ＭＧ１からの動力で駆動される駆動輪と第２電動機ＭＧ２からの動力で駆動される駆動輪とは、別個の車輪であっても差し支えないということである。

また、前述の実施例において、遊星歯車機構４０は、シングルプラネタリであるが、ダブルプラネタリであっても良い。又、遊星歯車機構４０は、エンジン１２によって回転駆動されるピニオンと、そのピニオンに噛み合う一対のかさ歯車が第１電動機ＭＧ１及びドライブギヤ２４に作動的に連結された差動歯車装置であっても良い。又、遊星歯車機構４０は、２以上の遊星歯車装置がそれを構成する一部の回転要素で相互に連結された構成において、その遊星歯車装置の回転要素にそれぞれエンジン、電動機、駆動輪が動力伝達可能に連結される機構であっても良い。

また、前述の実施例では、車両１０は、エンジン１２を備えていたが、エンジン１２を必ずしも備えていなくても良い。要は、走行用の動力を発生する、第１電動機及び第２電動機と、その第１電動機と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた、ピニオンギヤを有する動力伝達機構とを備え、その第１電動機及びその第２電動機の両駆動を実行することが可能な車両であれば、本発明を適用することができる。

尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：車両
１４：駆動輪
４０：遊星歯車機構(動力伝達機構)
Ｐ：ピニオンギヤ
５６：電動オイルポンプ
６０：電子制御装置(制御装置)
６２：駆動制御部
６７：ピニオン温度算出部
６８：両駆動実行可否判定部
oil：オイル
ＭＧ１：第１電動機
ＭＧ２：第２電動機

Claims (1)

1. 走行用の動力を発生する、第１電動機及び第２電動機と、前記第１電動機と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた、ピニオンギヤを有する動力伝達機構とを備えた車両において、前記第１電動機及び前記第２電動機を共に作動させてモータ走行する両駆動を実行する駆動制御部を備えた、車両の制御装置であって、
   前記車両は、前記動力伝達機構を潤滑するオイルを吐出する電動オイルポンプを更に備えるものであり、
   前記ピニオンギヤの推定温度を算出するピニオン温度算出部と、
   前記ピニオンギヤの推定温度が所定ピニオン温度を超えているときに、前記電動オイルポンプの回転速度が所定回転速度を超え且つ前記オイルの温度が所定温度未満、である場合には、前記両駆動の実行を許可する一方で、前記ピニオンギヤの推定温度が前記所定ピニオン温度を超えているときに、前記電動オイルポンプの回転速度が前記所定回転速度を超え且つ前記オイルの温度が前記所定温度未満、でない場合には、前記両駆動の実行を禁止する両駆動実行可否判定部と
   を、更に備えていることを特徴とする車両の制御装置。

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