JP2021147017A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピニオン温度をより高い精度で推定できるようにする。【解決手段】エンジントルクおよびエンジン回転速度の積算値であるエンジン出力Ｐe とピニオン回転速度Ｎpin とを用いてピニオン温度Ｔpin を算出するため（ＳＰ１）、ピニオン温度Ｔpin の推定精度が高くなる。これにより、そのピニオン温度Ｔpin が判断基準温度Ｔpinbase を超えた場合にピニオン回転速度Ｎpin を制限するピニオン温度調整制御（ＳＰ３〜ＳＰ７）が高い精度で適切に行なわれるようになり、ピニオン回転速度Ｎpin の制限の実施をできるだけ抑制して燃費等を確保しつつ、ピニオン温度Ｔpin が判断基準温度Ｔpinbase を超えた場合にはピニオン温度調整制御によってピニオン回転速度Ｎpin が制限され、ピニオンの過熱による耐久性低下が適切に防止される。【選択図】図３

Description

本発明は車両の制御装置に係り、特に、エンジンの動力を遊星歯車機構を介して駆動輪へ伝達する車両の制御装置に関するものである。

エンジンの動力を遊星歯車機構を介して駆動輪へ伝達する車両が知られている。特許文献１に記載の車両はその一例で、遊星歯車機構は、エンジンに連結された第１回転要素と、差動制御用回転機に連結された第２回転要素と、出力部材に連結された第３回転要素とを有し、前記エンジンの動力を前記差動制御用回転機および前記出力部材に伝達する動力分割機構として用いられ、前記差動制御用回転機により前記エンジンの回転を無段階に変速して前記出力部材から出力する電気式無段変速部として機能するように構成されている。特許文献１にはまた、遊星歯車機構のピニオン（遊星歯車）の回転速度と、エンジンからピニオンに加えられるトルクとに基づいてピニオン温度を推定し、ピニオン温度が上限判定値を超えた場合には、ピニオン温度を下げるような走行モードに切り替える技術が記載されている。

特開２０１７−６５４１６号公報

しかしながら、ピニオン温度の推定に際してエンジン回転速度が考慮されていないため、必ずしも高い精度でピニオン温度を求めることができず、ピニオン温度を下げるための制御が必要以上に行なわれる可能性があった。例えば、エンジン回転速度の上昇に伴ってエンジン自体の温度が上昇し、その影響でピニオン温度が高くなる可能性がある。また、前記特許文献１ではエンジンによって回転駆動される機械式オイルポンプを備えており、その機械式オイルポンプから吐出された潤滑油によって遊星歯車機構が潤滑されるため、エンジン回転速度がピニオン温度に影響する可能性がある。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、ピニオン温度をより高い精度で推定できるようにすることにある。

かかる目的を達成するために、本発明は、エンジンの動力を遊星歯車機構を介して駆動輪へ伝達する車両の制御装置において、(a) 前記エンジンのトルクおよび回転速度の積算値であるエンジン出力と、前記遊星歯車機構のピニオン（遊星歯車）の回転速度とに基づいて、そのピニオンの推定温度であるピニオン温度を算出するピニオン温度推定部と、(b) 前記ピニオン温度推定部によって算出された前記ピニオン温度が予め定められた上限判定値よりも高い場合に、前記ピニオンの回転速度を制限するピニオン回転制限部と、を有することを特徴とする。

このような車両の制御装置においては、エンジンのトルクおよび回転速度の積算値であるエンジン出力とピニオンの回転速度とを用いてピニオン温度を算出するため、ピニオン温度の推定精度が高くなり、そのピニオン温度に基づいてピニオンの回転速度を制限する制御が適切に行なわれるようになる。すなわち、ピニオンの回転速度を制限する制御の実施をできるだけ抑制しつつ、ピニオン温度が上限判定値を超えた場合にはピニオンの回転速度が制限され、ピニオンの過熱による耐久性低下を適切に防止することができる。

本発明が適用されたハイブリッド車両の動力伝達装置を展開して示した骨子図で、制御系統の要部を併せて示した図である。 図１の動力伝達装置が備えている潤滑用油圧回路を説明する油圧回路図である。 図１の電子制御装置によって実行されるピニオン温度調整制御の作動を具体的に説明するフローチャートである。 図３のステップＳＰ１で、エンジン出力Ｐe およびピニオン回転速度Ｎpin に基づいてピニオン温度Ｔpin を求める際の温度推定マップの一例を説明する図である。 図３のフローチャートに従ってピニオン回転速度Ｎpin が制限される際の各部の回転速度変化を説明する図で、遊星歯車機構の各部の回転速度を直線で結ぶことができる共線図である。 本発明の他の実施例を説明する図で、図１に対応する図である。 図６の電子制御装置によって実行されるピニオン温度調整制御の作動を具体的に説明するフローチャートである。 図７のフローチャートに従ってピニオン回転速度Ｎpin が制限される際の各部の回転速度変化を説明する図で、遊星歯車機構の各部の回転速度を直線で結ぶことができる共線図である。

本発明は、少なくともエンジンを駆動力源として備えているエンジン駆動車両に適用されるが、エンジンおよび電動モータを駆動力源として備えているハイブリッド車両に好適に適用される。エンジンは、燃料の燃焼によって動力を発生する内燃機関である。ハイブリッド車両の電動モータとしては、発電機としても用いることができるモータジェネレータが好適に用いられる。

遊星歯車機構は、例えば前記エンジンに連結された第１回転要素と、差動制御用回転機に連結された第２回転要素と、出力部材に連結された第３回転要素とを有し、前記エンジンの動力を前記差動制御用回転機および前記出力部材に分配する動力分割機構として用いられ、前記差動制御用回転機によって前記エンジンの回転を無段階に変速して前記出力部材から出力する電気式無段変速部として機能するように構成される。この場合、シングルピニオン型の遊星歯車機構ではエンジンがキャリアに連結され、ダブルピニオン型の遊星歯車機構ではエンジンがリングギヤに連結される。エンジンおよび回転機の動力を合算して出力部材から出力する動力合算機構として機能するように、そのエンジンおよび回転機が遊星歯車機構に連結される場合、すなわちシングルピニオン型遊星歯車機構ではサンギヤおよびリングギヤの一方および他方にエンジンおよび回転機が連結され、ダブルピニオン型遊星歯車機構ではサンギヤおよびキャリアの一方および他方にエンジンおよび回転機が連結される場合など、他の態様で遊星歯車機構が用いられる場合にも本発明は適用され得る。

ピニオン温度推定部は、エンジン出力およびピニオン回転速度のみに基づいて予め定められたマップや演算式等に従ってピニオン温度を算出しても良いが、遊星歯車機構が潤滑油によって潤滑される場合には、その潤滑油の油温をパラメータとしてピニオン温度を算出することが望ましいなど、他のパラメータを用いてピニオン温度を推定することもできる。ピニオン回転制限部は、例えば車速に対応する出力部材の回転速度およびエンジン出力を変化させることなく、エンジン回転速度を変化させてピニオン回転速度を低下させるように構成される。遊星歯車機構と駆動輪との間の動力伝達経路に自動変速機が配設されている場合には、ピニオン回転制限部は、車速およびエンジン回転速度を変化させることなく、ピニオン回転速度が低下するように自動変速機を変速制御しても良い。

車両には、例えばエンジンによって直接的に回転駆動されて潤滑油を吐出する機械式オイルポンプを有し、その機械式オイルポンプから吐出された潤滑油によってピニオンを含む遊星歯車機構を潤滑、冷却する潤滑用油圧回路が設けられる。走行中にエンジンが回転停止させられるハイブリッド車両の場合、機械式オイルポンプの他に電動式オイルポンプが設けられ、その電動式オイルポンプから吐出された潤滑油によっても遊星歯車機構が潤滑、冷却されるようにすることが望ましい。機械式オイルポンプを省略し、電動式オイルポンプだけで遊星歯車機構等が潤滑されるようにしても良いし、機械式オイルポンプが動力伝達装置の出力部、例えばディファレンシャル装置等によって回転駆動されるように配置しても良いなど、種々の態様の潤滑用油圧回路を用いることができる。

以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において、図は説明のために適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が適用されたハイブリッド車両１０の動力伝達装置１２を説明する骨子図で、その動力伝達装置１２を構成している複数の軸が共通の平面内に位置するように展開して示した展開図であり、制御系統の要部を併せて示した図である。動力伝達装置１２は、複数の軸が車両幅方向に沿って配置されるＦＦ車両等の横置き型のハイブリッド車両用トランスアクスルで、車両幅方向と略平行な第１軸線Ｓ１〜第４軸線Ｓ４を備えている。第１軸線Ｓ１上には、エンジン２０に連結された入力軸２２が設けられているとともに、その第１軸線Ｓ１と同心にシングルピニオン型の遊星歯車機構２４および第１回転機ＭＧ１が配設されている。エンジン２０は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の燃料の燃焼によって動力を発生する内燃機関で、走行用の駆動力源である。入力軸２２は、遊星歯車機構２４および第１回転機ＭＧ１の軸心を挿通させられて、エンジン２０と反対側まで突き出しており、機械式オイルポンプ（ＭＯＰ）４０に連結されて回転駆動する。すなわち、機械式オイルポンプ４０は、エンジン２０によって直接的に回転駆動されることにより、トランスアクスルケース４４に設けられた油貯留部から潤滑油を汲み上げて図２に示す潤滑用油圧回路５０に吐出する。トランスアクスルケース４４は、必要に応じて複数のケース部材から構成され、多数の締結ボルトによって互いに一体的にボルト締結されるとともに、エンジン２０に一体的に固設されている。

遊星歯車機構２４は、サンギヤ２４ｓ、複数のピニオン２４ｐを自転及び公転可能に支持するキャリア２４ｃ、およびピニオン２４ｐを介してサンギヤ２４ｓと噛み合わされたリングギヤ２４ｒ、の３つの回転要素を備える公知のシングルピニオン型の遊星歯車装置で、複数のピニオン２４ｐを介してキャリア２４ｃとサンギヤ２４ｓとリングギヤ２４ｒとの間で動力伝達が行なわれる差動歯車機構である。この遊星歯車機構２４においては、第１回転要素としてのキャリア２４ｃが入力軸２２すなわちエンジン２０に連結され、第２回転要素としてのサンギヤ２４ｓが第１回転機ＭＧ１に連結され、第３回転要素としてのリングギヤ２４ｒが出力部材である無段変速部出力歯車Ｇcvt に連結されている。サンギヤ２４ｓ、キャリア２４ｃ、およびリングギヤ２４ｒは相互に相対回転可能であることから、遊星歯車機構２４は動力分割機構として機能し、エンジン２０の動力が第１回転機ＭＧ１および無段変速部出力歯車Ｇcvt に分配され、第１回転機ＭＧ１に伝達されたエンジン２０の動力で第１回転機ＭＧ１が回転駆動される。第１回転機ＭＧ１は、電動モータおよび発電機として択一的に機能するモータジェネレータであり、エンジン２０によって回転駆動される際に回生制御されることにより発電機として機能し、発電した電気エネルギーによりインバータ４６を介してバッテリー４８を充電したり第２回転機ＭＧ２を回転駆動したりする。

遊星歯車機構２４および第１回転機ＭＧ１は、電気式無段変速部２６として機能する。すなわち、差動制御用回転機として機能する第１回転機ＭＧ１の運転状態が制御されることにより、遊星歯車機構２４の差動状態が制御され、変速比γcvt （＝エンジン回転速度Ｎe ／無段変速部出力回転速度Ｎcvt ）が連続的に変化させられる。エンジン回転速度Ｎe はエンジン２０の回転速度で、無段変速部出力回転速度Ｎcvt は無段変速部出力歯車Ｇcvt の回転速度である。これにより、電気式無段変速部２６は、車速Ｖに対応する無段変速部出力回転速度Ｎcvt の変化に拘らず、例えば燃費が最も良くなるようなエンジン２０の一定の燃費最良運転点、すなわちエンジン回転速度Ｎe およびエンジントルクＴＱe で、エンジン２０を作動させることができる。また、第１回転機ＭＧ１のトルクが０とされてサンギヤ２４ｓが空転させられることにより、走行中のエンジン２０の連れ廻りが防止される。

第２軸線Ｓ２上には、シャフト２８の両端に減速大歯車Ｇｒ１および減速小歯車Ｇｒ２が設けられた減速歯車機構３０が配設されており、減速大歯車Ｇｒ１は前記無段変速部出力歯車Ｇcvt と噛み合わされている。減速大歯車Ｇｒ１はまた、第３軸線Ｓ３上に配設された第２回転機ＭＧ２のモータ出力歯車Ｇｍと噛み合わされている。第２回転機ＭＧ２は、電動モータおよび発電機として択一的に用いられるモータジェネレータで、例えばバッテリー４８からインバータ４６を介して供給される電力によって力行制御されることにより電動モータとして機能し、ハイブリッド車両１０の走行用駆動力源として用いられる。この第２回転機ＭＧ２は走行用回転機に相当する。

上記減速小歯車Ｇｒ２は、第４軸線Ｓ４上に配設されたディファレンシャル装置３２のデフリングギヤＧｄと噛み合わされており、エンジン２０および第２回転機ＭＧ２からそれぞれ減速大歯車Ｇｒ１に伝達された駆動力は、減速小歯車Ｇｒ２からディファレンシャル装置３２を介して左右のドライブシャフト３６に分配され、左右の駆動輪３８に伝達される。減速大歯車Ｇｒ１および減速小歯車Ｇｒ２を有する減速歯車機構３０およびディファレンシャル装置３２は出力部に相当し、前記機械式オイルポンプ４０を、この出力部によって機械的に回転駆動されるように設けることもできる。

図２は、動力伝達装置１２が備えている潤滑用油圧回路５０を説明する油圧回路図である。潤滑用油圧回路５０は、前記機械式オイルポンプ４０とは別に電動式オイルポンプ（ＥＯＰ）４２を油圧源として備えている。電動式オイルポンプ４２は、ポンプ駆動用電動モータや電磁アクチュエータ等によって電気的に回転駆動されるポンプであって、車両走行中におけるエンジン２０の回転停止時等に作動させられる。機械式オイルポンプ４０および電動式オイルポンプ４２は互いに並列に設けられており、トランスアクスルケース４４の油貯留部に還流した潤滑油を、共通のストレーナ５２を介してそれぞれ吸引し、第１逆止弁ＣＶ１および第２逆止弁ＣＶ２をそれぞれ通して合流させた後、第１供給油路Ｌ１、水冷式等のオイルクーラー５４、および第２供給油路Ｌ２を通して、第１回転機ＭＧ１および第２回転機ＭＧ２へ供給して冷却する。また、第１逆止弁ＣＶ１は、入力軸２２内に設けられた第３供給油路Ｌ３へも独立して潤滑油を出力するように構成されており、潤滑油はその第３供給油路Ｌ３を通して第１回転機ＭＧ１のロータおよび遊星歯車機構２４へ供給され、それ等を潤滑、冷却する。また、車両走行中にディファレンシャル装置３２によってトランスアクスルケース４４内の上部へ掻き上げられた潤滑油は、流れ落ちる過程で、第１回転機ＭＧ１および第２回転機ＭＧ２、遊星歯車機構２４、減速歯車機構３０、およびそれ等の軸受などへ供給され、それ等を潤滑、冷却する。上記第１供給油路Ｌ１には、作動油の油温Ｔoil を検出するための油温センサ７２が接続されているとともに、圧力上昇を制限するための１対のリリーフ弁ＬＶ１およびＬＶ２が接続されている。

図１に戻って、ハイブリッド車両１０は、各種の制御を行なうコントローラとして電子制御装置８０を備えている。電子制御装置８０は、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、ハイブリッド車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置８０は、エンジン２０、第１回転機ＭＧ１、および第２回転機ＭＧ２の各出力制御や、少なくともエンジン２０を駆動力源として用いて走行するハイブリッド走行モード、第２回転機ＭＧ２のみを駆動力源として用いて走行するＥＶ走行モード等の複数の走行モードの切換制御等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、回転機制御用等に分けて構成される。

電子制御装置８０には、ハイブリッド車両１０に設けられたエンジン回転速度センサ６０、無段変速部出力回転速度センサ６２、レゾルバ等のＭＧ１回転速度センサ６４、レゾルバ等のＭＧ２回転速度センサ６６、アクセル開度センサ６８、スロットル弁開度センサ７０、油温センサ７２等から、エンジン回転速度Ｎe 、車速Ｖに対応する無段変速部出力回転速度Ｎcvt 、第１回転機ＭＧ１の回転速度（ＭＧ１回転速度）Ｎｍ１、第２回転機ＭＧ２の回転速度（ＭＧ２回転速度）Ｎｍ２、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度θacc 、エンジン２０の電子スロットル弁の開度（スロットル弁開度）θth、潤滑油の油温Ｔoil など、制御に必要な種々の情報が供給される。アクセル開度θacc は、運転者の駆動力要求量に対応する。

電子制御装置８０からは、エンジン２０、インバータ４６、電動式オイルポンプ４２などに、エンジン制御指令信号Ｓｅ、ＭＧ制御指令信号Ｓｍ、ポンプ制御指令信号Ｓｐなどが出力される。エンジン制御指令信号Ｓｅは、電子スロットル弁や燃料噴射装置等を介してエンジントルクＴＱe 等を制御するための指令信号で、例えばアクセル開度θacc 等の駆動力要求量に応じて出力される。ＭＧ制御指令信号Ｓｍは、第１回転機ＭＧ１および第２回転機ＭＧ２を電動モータや発電機として用いる際のトルクを制御するための指令信号で、例えばアクセル開度θacc 等の駆動力要求量に応じて出力される。ＭＧ制御指令信号Ｓｍはまた、エンジン回転速度Ｎe が所定の回転速度となるように、言い換えれば電気式無段変速部２６の変速比γcvt が所定の値となるように、第１回転機ＭＧ１のトルクを制御するために出力される。ポンプ制御指令信号Ｓｐは、電動式オイルポンプ４２を所定の吐出量で作動させるための指令信号で、例えばエンジン２０が回転停止させられるＥＶ走行モード時等に出力される。

電子制御装置８０はまた、機能的にピニオン温度推定部８２およびピニオン回転制限部８４を備えており、図３のフローチャートのステップＳＰ１〜ＳＰ７（以下、ステップを省略してＳＰ１〜ＳＰ７という。他のフローチャートも同じ。）に従って信号処理を行なうことにより、ピニオン温度調整制御を実行する。図３のＳＰ１はピニオン温度推定部８２に相当し、ＳＰ２〜ＳＰ７はピニオン回転制限部８４に相当し、電子制御装置８０は車両の制御装置に相当する。

図３のフローチャートは、例えばエンジン２０を駆動力源として用いて走行するハイブリッド走行モードでの走行時に実行され、ＳＰ１では、エンジン出力Ｐe 、ピニオン回転速度Ｎpin 、および油温Ｔoil に基づいてピニオン温度Ｔpin を算出する。エンジン出力Ｐe は、エンジントルクＴＱe とエンジン回転速度Ｎe とを掛け算した値で、エンジントルクＴＱe は、例えばエンジン回転速度Ｎe およびスロットル弁開度θthをパラメータとして予め定められた演算式やマップ等により算出できる。エンジン２０の吸入空気量を検出してエンジントルクＴＱe を求めることもできるし、トルクセンサを用いて検出しても良いなど、種々の態様が可能である。ピニオン回転速度Ｎpin は、例えば図５に示す共線図から明らかなように、サンギヤ２４ｓの回転速度であるＭＧ１回転速度Ｎｍ１、キャリア２４ｃの回転速度であるエンジン回転速度Ｎe 、およびリングギヤ２４ｒの回転速度である無段変速部出力回転速度Ｎcvt の何れか２つの回転速度から、遊星歯車機構２４の歯数比ρ、δ等を用いて算出することができる。図５の共線図は、遊星歯車機構２４の各部の回転速度を直線で結ぶことができる図で、歯数比ρは（サンギヤ２４ｓの歯数Ｚｓ）／（リングギヤ２４ｒの歯数Ｚｒ）であり、歯数比δは（サンギヤ２４ｓの歯数Ｚｓ）／（ピニオン２４ｐの歯数Ｚｐ）である。また、δ＝２ρ／（１−ρ）の関係を有する。

そして、例えば図４に示す温度推定マップからピニオン温度Ｔpin を算出する。この温度推定マップは、潤滑用油圧回路５０による潤滑等を含めて実際の動力伝達装置１２を作動させて必要なデータを収集するなどして定められたものであり、例えばエンジン回転速度Ｎe の上昇に伴ってエンジン２０自体の温度が上昇し、その影響でピニオン温度Ｔpin が高くなる場合や、エンジン２０によって回転駆動される機械式オイルポンプ４０から吐出された潤滑油による遊星歯車機構２４の潤滑等が反映される。具体的には、図４の温度推定マップでは、エンジン出力Ｐe が大きくなる程ピニオン温度Ｔpin が高くなり、ピニオン回転速度Ｎpin が大きくなる程ピニオン温度Ｔpin が高くなる。すなわち、図４において左上方向へ向かうに従ってピニオン温度Ｔpin は低くなり、右下方向へ向かうに従ってピニオン温度Ｔpin は高くなる。この温度推定マップは、油温Ｔoil に応じて複数定められており、油温Ｔoil が高い程ピニオン温度Ｔpin は高くなる。油温Ｔoil に応じて図４の温度推定マップを複数設ける代わりに、図４に従って算出されたピニオン温度Ｔpin を油温Ｔoil に応じて増減補正するようにしても良い。

図３に戻って、ＳＰ２では、ＳＰ１で算出されたピニオン温度Ｔpin が、予め定められた判断基準温度Ｔpinbase よりも高いか否かを判断する。判断基準温度Ｔpinbase は上限判定値に相当し、ピニオン温度Ｔpin が判断基準温度Ｔpinbase 以下の場合はそのまま終了するが、Ｔpinbase ＜Ｔpin の場合は、過熱によってピニオン２４ｐの耐久性が損なわれる可能性があるため、ＳＰ３でピニオン温度調整制御の実施を決定する。例えば図４の温度推定マップのピニオン温度Ｔpin １は、判断基準温度Ｔpinbase よりも高いため、ＳＰ２の判断はＹＥＳ（肯定）になり、ＳＰ３以下を実行する。ピニオン温度調整制御は、具体的にはＳＰ４〜ＳＰ７によって実行される。

ＳＰ４では、エンジン出力Ｐe を変化させることなく判断基準温度Ｔpinbase よりも低い予測温度Ｔpinpredictとなる変更後ピニオン回転速度Ｎpinshiftを算出する。具体的には、例えば図４の温度推定マップにおいて、判断基準温度Ｔpinbase よりも所定のヒステリシスだけ低い予測温度Ｔpinpredictを予め設定しておき、現在のエンジン出力Ｐe を維持したまま予測温度Ｔpinpredictとなる変更後ピニオン回転速度Ｎpinshiftを求める。例えばＳＰ１で算出されたピニオン温度がＴpin １の場合には、エンジン出力Ｐe を維持したまま予測温度Ｔpinpredictとなるピニオン回転速度Ｎpin １を求め、そのピニオン回転速度Ｎpin １を変更後ピニオン回転速度Ｎpinshiftとする。上記予測温度Ｔpinpredictは、ピニオン２４ｐの負荷を低減するための目標温度に相当する。

ＳＰ５では、変更後ピニオン回転速度Ｎpinshiftとなる変更後エンジン回転速度Ｎeshiftを算出する。この変更後エンジン回転速度Ｎeshiftは、例えば図５に破線で示した共線図のように、車速Ｖに対応する無段変速部出力回転速度Ｎcvt を維持したままピニオン回転速度Ｎpin が変更後ピニオン回転速度Ｎpinshiftとなるエンジン回転速度Ｎe を算出すれば良い。具体的には、実線で示した現在のエンジン回転速度をＮe 、ピニオン回転速度をＮpin 、変更後ピニオン回転速度をＮpinshiftとした場合、例えば次式(1) に従って変更後エンジン回転速度Ｎeshiftを求めることができる。
Ｎeshift＝Ｎe ＋ρ×（Ｎpin −Ｎpinshift）／（δ−ρ） ・・・(1)

ＳＰ６では、上記変更後エンジン回転速度Ｎeshiftに変更した場合に現在のエンジン出力Ｐe を維持できる変更後エンジントルクＴＱeshiftを算出する。エンジン出力Ｐe は、エンジントルクＴＱe とエンジン回転速度Ｎe とを掛け算したものであるため、現在のエンジン出力をＰe 、変更後エンジン回転速度をＮeshiftとすると、変更後エンジントルクＴＱeshiftは次式(2) に従って求めることができる。
ＴＱeshift＝Ｐe ／Ｎeshift ・・・(2)

ＳＰ７では、変更後エンジン回転速度Ｎeshift、変更後エンジントルクＴＱeshiftとなるように第１回転機ＭＧ１およびエンジン２０を制御する。具体的には、エンジン回転速度Ｎe が変更後エンジン回転速度Ｎeshiftとなるように第１回転機ＭＧ１のトルク制御を行なうとともに、エンジン２０のトルクが変更後エンジントルクＴＱeshiftとなるようにエンジン２０のスロットル弁開度θth等を制御する。これにより、エンジン出力Ｐe を変化させることなく、すなわちハイブリッド車両１０の駆動力を変化させることなく、ピニオン回転速度Ｎpin を変更後ピニオン回転速度Ｎpinshiftまで低下させて、ピニオン２４ｐの過熱を抑制することができる。

このように本実施例のハイブリッド車両１０の電子制御装置８０においては、エンジントルクＴＱe およびエンジン回転速度Ｎe の積算値であるエンジン出力Ｐe とピニオン回転速度Ｎpin とを用いて、例えば図４の温度推定マップに従ってピニオン温度Ｔpin を算出するため、ピニオン温度Ｔpin の推定精度が高くなる。これにより、そのピニオン温度Ｔpin が判断基準温度Ｔpinbase を超えた場合にピニオン回転速度Ｎpin を制限するピニオン温度調整制御が高い精度で適切に行なわれるようになり、ピニオン回転速度Ｎpin の制限の実施をできるだけ抑制して燃費等を確保しつつ、ピニオン温度Ｔpin が判断基準温度Ｔpinbase を超えた場合にはピニオン温度調整制御によってピニオン回転速度Ｎpin が制限され、ピニオン２４ｐの過熱による耐久性低下が適切に防止される。

また、本実施例では現在のエンジン出力Ｐe を維持できるように、変更後ピニオン回転速度Ｎpinshiftとなる変更後エンジン回転速度Ｎeshift、および変更後エンジントルクＴＱeshiftを算出し、その変更後エンジン回転速度Ｎeshiftおよび変更後エンジントルクＴＱeshiftでエンジン２０が作動するように第１回転機ＭＧ１およびエンジン２０が制御されるため、ハイブリッド車両１０の駆動力を変化させることなくピニオン回転速度Ｎpin を変更後ピニオン回転速度Ｎpinshiftまで低下させて過熱を抑制することができる。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。

図６のハイブリッド車両９０の動力伝達装置９２は、前記実施例の動力伝達装置１２に比較して、前記減速歯車機構３０とディファレンシャル装置３２との間の動力伝達経路に自動変速機９４が設けられている点が相違する。この自動変速機９４は、例えば遊星歯車式や平行２軸式等の有段変速機が用いられるが、ベルト式等の無段変速機を採用することもできる。自動変速機９４は、前記減速小歯車Ｇｒ２と噛み合わされた変速機入力歯車Ｇinと、前記デフリングギヤＧｄと噛み合わされた変速機出力歯車Ｇtmとを備えており、変速比γat（＝変速機入力歯車Ｇinの回転速度である変速機入力回転速度Ｎin／変速機出力歯車Ｇtmの回転速度である変速機出力回転速度Ｎtm）が異なる複数のギヤ段を成立させることができる。本実施例では、変速機出力回転速度Ｎtmが車速Ｖに対応し、その変速機出力回転速度Ｎtmを検出する変速機出力回転速度センサ７４が追加して設けられる。

図８は、このように自動変速機９４を有する動力伝達装置９２の各部の回転速度を直線で結ぶことができる共線図の一例で、基本的には前記実施例の図５と同じで、自動変速機９４の変速機出力歯車Ｇtmの回転速度に関する縦軸を、変速機出力回転速度Ｎtmすなわち自動変速機９４のギヤ段に応じて追加したものである。図８の実線および破線は、エンジン回転速度Ｎe 、および車速Ｖに対応する変速機出力回転速度Ｎtmが同じ、すなわち総変速比γ０＝γcvt ×γatが等しく、無段変速部出力回転速度Ｎcvt 等の他の部分の回転速度が異なる２種類の共線図である。破線で示した共線図の自動変速機９４のギヤ段Ｂは、実線で示した共線図の自動変速機９４のギヤ段Ａよりも変速比γatが小さいハイ側のギヤ段であり、その分だけ無段変速部出力回転速度Ｎcvt は低くなるため、電気式無段変速部２６は、変速比γcvt が大きいローギヤ側とされる。このように本実施例の動力伝達装置９２においては、エンジン回転速度Ｎe 、および車速Ｖに対応する変速機出力回転速度Ｎtmを同じに維持したまま、電気式無段変速部２６および自動変速機９４の変速制御によって共線図を変更し、ピニオン回転速度Ｎpin を増減変化させることができる。

図７は、本実施例において前記ピニオン温度推定部８２およびピニオン回転制限部８４によって実行される信号処理を具体的に説明するフローチャートであり、前記実施例に比較してＳＰ４−１およびＳＰ４−２が追加して設けられている点が相違する。このＳＰ４−１およびＳＰ４−２も、ピニオン回転制限部８４に相当する。

図７のＳＰ４−１では、自動変速機９４のギヤ段の変更によってピニオン回転速度Ｎpin を変更後ピニオン回転速度Ｎpinshiftに調整できるか否かを判断する。自動変速機９４は有段変速機であるため、ギヤ段の変更によってピニオン回転速度Ｎpin を変更後ピニオン回転速度Ｎpinshiftと一致させることはできず、ピニオン回転速度Ｎpin が変更後ピニオン回転速度Ｎpinshift以下になるギヤ段を選択可能か否かを判断する。そして、ピニオン回転速度Ｎpin が変更後ピニオン回転速度Ｎpinshift以下になるギヤ段を選択できない場合はＳＰ５以下を実行し、前記実施例と同様にエンジン回転速度Ｎe を変化させてピニオン回転速度Ｎpin を変更後ピニオン回転速度Ｎpinshiftまで低下させる。

一方、ピニオン回転速度Ｎpin を変更後ピニオン回転速度Ｎpinshift以下にできるギヤ段を選択可能であればＳＰ４−２を実行する。ＳＰ４−２では、ピニオン回転速度Ｎpin を変更後ピニオン回転速度Ｎpinshift以下にできるギヤ段の中で最もロー側のギヤ段、すなわちピニオン回転速度Ｎpin が変更後ピニオン回転速度Ｎpinshiftに最も近くなるギヤ段で、例えば図８のギヤ段Ｂを選択する。そして、エンジン回転速度Ｎe およびエンジントルクＴＱe を現状維持しつつ、例えば図８の共線図が実線から破線に変化するように、電気式無段変速部２６および自動変速機９４を変速制御することにより、ピニオン回転速度Ｎpin を変更後ピニオン回転速度Ｎpinshift以下まで低下させる。具体的には、自動変速機９４をギヤ段Ａからギヤ段Ｂへアップシフトするとともに、エンジン２０の回転速度Ｎe およびトルクＴＱe を変化させることなく、自動変速機９４のアップシフトに伴う変速機入力回転速度Ｎinの低下すなわち無段変速部出力回転速度Ｎcvt の低下、を許容するように第１回転機ＭＧ１のトルクを制御する。

本実施例においても、ＳＰ４−１の判断がＮＯ（否定）の場合、すなわちピニオン回転速度Ｎpin が変更後ピニオン回転速度Ｎpinshift以下になるギヤ段を選択できない場合には、ＳＰ５以下が実行されることにより、前記実施例と同様の作用効果が得られる。また、ピニオン回転速度Ｎpin が変更後ピニオン回転速度Ｎpinshift以下になるギヤ段を選択可能な場合には、ＳＰ４−２が実行されて、車速Ｖに対応する変速機出力回転速度Ｎtmおよびエンジン回転速度Ｎe を一定に維持したまま、電気式無段変速部２６および自動変速機９４の変速制御によってピニオン回転速度Ｎpin を変更後ピニオン回転速度Ｎpinshift以下まで低下させる。これにより、ピニオン温度Ｔpin が判断基準温度Ｔpinbase よりも低くなるようにピニオン回転速度Ｎpin を制限してピニオン２４ｐの過熱による耐久性低下を抑制しつつ、例えばエンジン２０の作動状態を燃費最良運転点に維持して、燃費を一層向上させることができる。

なお、上記ＳＰ４−２では、ピニオン回転速度Ｎpin が変更後ピニオン回転速度Ｎpinshift以下まで低下させられるが、ピニオン回転速度Ｎpin が変更後ピニオン回転速度Ｎpinshiftと一致するように、自動変速機９４をギヤ段Ａからギヤ段Ｂへアップシフトするとともに、エンジン出力Ｐe を現状維持しつつエンジン回転速度Ｎe を変化させて電気式無段変速部２６を変速することもできる。

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、これ等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、９０：ハイブリッド車両（車両） ２０：エンジン ２４：遊星歯車機構 ２４ｐ：ピニオン ３８：駆動輪 ８０：電子制御装置（車両の制御装置） ８２：ピニオン温度推定部 ８４：ピニオン回転制限部 Ｔpin ：ピニオン温度 Ｔpinbase ：判断基準温度（上限判定値） Ｎpin ：ピニオン回転速度 Ｐe ：エンジン出力 Ｎe ：エンジン回転速度

Claims (1)

1. エンジンの動力を遊星歯車機構を介して駆動輪へ伝達する車両の制御装置において、
   前記エンジンのトルクおよび回転速度の積算値であるエンジン出力と、前記遊星歯車機構のピニオンの回転速度とに基づいて、該ピニオンの推定温度であるピニオン温度を算出するピニオン温度推定部と、
   前記ピニオン温度推定部によって算出された前記ピニオン温度が予め定められた上限判定値よりも高い場合に、前記ピニオンの回転速度を制限するピニオン回転制限部と、
   を有することを特徴とする車両の制御装置。

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