JP6060955B2 - ハイブリッド車の駆動制御装置 - Google Patents

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。

特許文献２には上記の特許文献１に記載されたハイブリッド駆動装置と同様の構成の装置が記載されている。この種の駆動装置では、エンジンを停止した状態で車両が牽引されるなどの場合、キャリヤが停止しているので、ピニオンギヤやピニオンピンなどに対する潤滑油の供給が不十分になる可能性がある。そこで特許文献２に記載された装置では、遊星歯車機構の上側に設けられた液溜部から落下する潤滑油を受け取ってピニオンピンに誘導するレシーバーが設けられている。

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では、エンジンを止めるとともにブレーキによって前記キャリヤの回転を止めれば、動力分割機構が減速機となる。その状態で第１モータをモータとして機能させれば、そのトルクが増幅されてリングギヤから出力され、車両を走行させることができる。その場合、キャリヤは潤滑油を掻き上げないから、特許文献２に記載されているように、ピニオンギヤやピニオンピンなどに対して十分に潤滑油を供給できない事態が生じる。

特許文献２に記載されている装置は、遊星歯車機構の上方に設けられている液溜部から落下する潤滑油をピニオンピンもしくはピニオンギヤに導くように構成されている。したがって、液溜部に潤滑油が十分に溜まっている場合には、ピニオンピンやピニオンギヤなどに対して潤滑油を供給できる。しかしながら、液溜部の潤滑油が枯渇したり、潤滑油の粘度が高いことにより十分に落下しないなどの場合には、ピニオンピンやピニオンギヤなどの潤滑不足が生じる可能性がある。また、上記の液溜部を設ける必要があるから、既存の装置を大幅に改造する必要があり、またハイブリッド装置の全体としての構成が大型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、動力分割機構を構成する遊星歯車機構の耐久性の低下を抑制し、併せて動力分割機構に連結されたモータを走行のための駆動力源とした走行モードを可及的に長期間実行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、エンジンの出力トルクが伝達されるキャリヤとサンギヤとリングギヤとを回転要素として備えるとともにピニオンギヤおよびピニオンピンを備えかつ差動作用を行う動力分割機構と、前記キャリヤの回転を選択的に止めるブレーキ機構と、前記サンギヤと前記リングギヤとのいずれか一方のギヤに連結された発電機能のある第１モータと、前記サンギヤと前記リングギヤとのいずれか他方のギヤに連結された出力部材と、前記出力部材のトルクに走行のための駆動トルクを付加する第２モータとを有し、前記キャリヤの回転を前記ブレーキ機構によって止めた状態でかつ前記第１モータが出力したトルクを前記動力分割機構を介して前記出力部材に伝達しさらに前記第２モータが前記駆動トルクを出力する第１駆動状態と前記ブレーキ機構による前記キャリヤの固定を解除して前記エンジンの動力もしくは前記第２モータの動力で走行する第２駆動状態とを設定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駆動状態の許可および禁止を制御するコントローラを備え、そのコントローラは、前記第１駆動状態が終了している時間をカウントし、そのカウントされた時間に基づいて前記ピニオンギヤまたはピニオンピンの温度を求め、該求められた温度が予め定めた許可温度より低い場合に前記第１駆動状態を許可し、かつ前記求められた温度が前記許可温度以上の場合に前記第１駆動状態を禁止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。

この発明では、前記コントローラは、更に、前記第１駆動状態が中断しかつその中断している時間が予め定めた時間より長い場合に前記第１駆動状態が終了したことの判定を成立させ、その判定が成立している時間を前記第１駆動状態が終了している時間としてカウントするように構成されていてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、更に、前記ピニオンギヤまたは前記ピニオンピンについて既に求められている温度と前記ピニオンギヤまたは前記ピニオンピンについて予め定められている基準温度のいずれか一方の温度である前回値から、前記カウントされた時間と温度低下率とに基づいて求められた温度を減算して、前記ピニオンギヤまたは前記ピニオンピンの温度を求め、前記温度低下率を、前記第２駆動状態での車速が速いほど、または前記動力分割機構に供給される潤滑油と前記ピニオンギヤまたはピニオンピンの温度との差が大きいほど、大きい値に設定する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、前記第１駆動状態の終了が判定された時点の前記ピニオンギヤまたはピニオンピンの初期温度を求め、該初期温度が予め定めた基準温度以下の場合には、その基準温度から、前記カウントされた時間と前記温度低下率とに基づいて求められた温度を減算して前記ピニオンギヤまたはピニオンピンの温度を求め、前記初期温度が前記基準温度より高温の場合には、前記初期温度から、前記カウントされた時間と前記温度低下率とに基づいて求められた温度を減算して前記ピニオンギヤまたはピニオンピンの温度を求めるように構成されていてよい。

そして、この発明では、前記コントローラは、更に、前記カウントされた時間が、前記第１駆動状態を継続可能な予め定めた下限時間以下の場合に前記第１駆動状態を禁止するように構成されていてよい。

この発明によれば、前記キャリヤをブレーキ機構によって固定し、第１モータから前記動力分割機構に駆動トルクを入力している第１駆動状態が終了した場合、その第１駆動状態が終了している間、時間がカウントされる。そのカウントされた時間に基づいて動力分割機構についての温度が求められ、その温度が許可温度より高温の場合に第１駆動状態が禁止される。キャリヤが固定されていると、動力分割機構の潤滑が必ずしも十分ではなくなり、また第１モータから駆動トルクが入力されると動力分割機構における摩擦が増大する。この発明では、発熱による温度上昇を伴うこのような第１駆動状態は、動力分割機構についての温度が前記許可温度より高温の場合には再開されないので、前記キャリヤによって保持されているピニオンギヤやピニオンピンなどの温度が過度に高くなったり、その耐久性が低下したりすることを防止もしくは抑制することができる。また、その許可温度は、ピニオンギヤやピニオンピンなどの耐久性に対する影響を考慮して、予め、可及的に高い温度に設定できるので、第１モータおよび第２モータを駆動力源とした走行の時間を長くして燃費の向上を図ることができる。

この発明では、第１駆動状態が一時的に中断し、その中断時間が予め定めた時間より長い場合に、第１駆動状態が終了したことの判定を成立させる。したがって、前記キャリヤで保持されているピニオンギヤやピニオンピンなどの温度が十分に低下していない状態で第１駆動状態になることを確実に防止もしくは抑制することができる。

この発明では、高車速であることにより動力分割機構に向けて掻き上げられる潤滑油の量が多く、あるいはその潤滑油の温度が低いなど、動力分割機構から放熱させる要因が大きいと考えられる場合には、前記動力分割機構についての温度の低下率が大きい値に設定される。すなわち、動力分割機構における単位時間当たりの放熱量が多い場合には、第１駆動状態を再開するまでのいわゆる待機時間が短くなって、第１駆動状態で走行する機会や時間を増大させてハイブリッド車の燃費を向上させることができる。

この発明では、第１駆動状態の終了の判定が成立した時点の初期温度、すなわち前記時間のカウントを開始する時点の初期温度が予め定められた基準温度より低い場合には、前記動力分割機構についての温度がその基準温度から低下するものとして、動力分割機構についての温度が求められる。その結果、動力分割機構についての温度を実際の温度よりも低い温度と判定してしまうなどの事態を回避もしくは抑制することができる。

そして、この発明によれば、第１駆動状態の終了の判定が成立してからの継続時間が予め定めた下限時間以下の場合には、前述した動力分割機構についての温度にかかわらず、第１駆動状態が禁止されるので、第１駆動状態で大きい負荷の掛かる動力分割機構などの耐久性の低下を防止もしくは抑制することができる。

この発明に係る制御装置におけるコントローラで実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。 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。 ピニオン温度の低下率と車速との関係を測定した結果を概略的に示す線図である。 ピニオン温度と油温との温度差とピニオン温度の低下率との関係を測定した結果を概略的に示す線図である。 この発明で対象とすることのできるハイブリッド車における駆動系統の一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５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５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。

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の一方の端部はエンジン１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と一体に、この発明に係る実施例における出力部材に相当する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、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、ツーモータモードと、ワンモータモードとの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。ツーモータモードは、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。このツーモータモードで走行している状態がこの発明の実施例における「第１駆動状態」に相当する。ワンモータモードは、第２モータ３を駆動力源として走行するモードである。このワンモータモードおよび上記のＨＶモードがこの発明に係る実施例における「第２駆動状態」に相当する。

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２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２に符号「ＡHV」で示す領域がＨＶモードの領域、符号「Ａ2M」で示す領域がツーモータモードの領域、符号「Ａ1M」で示す領域がワンモータ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、車体前面に設けられているグリルシャッタの開閉、その開もしくは閉の継続時間、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２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。

この発明に係る駆動制御装置は、この発明におけるいわゆる第１駆動状態に相当するツーモータモードの再開を、前述したピニオンギヤ７やピニオンピンなどの温度を過度に上昇させない範囲で可及的に迅速に行い、もってツーモータモードでの走行時間あるいはツーモータモードを設定できる機会を可及的に増大し、ひいては燃費を向上させるように構成されている。そのための制御の一例を図１にフローチャートで示してある。この発明に係る実施例におけるコントローラはこのフローチャートを実行するように構成されている。図１に示すルーチンはハイブリッド車が走行している際に所定の短時間ごとに繰り返し実行される。図１に示す制御例では、先ず、前述したツーモータモードを設定することを示すフラグ（以下、仮にツーモータフラグという）Ｆ2MがＯＮか否かが判断される（ステップＳ１）。ツーモータモードは、要求駆動力および車速が図２に示すツーモータモードの領域Ａ2Mに入ることにより選択され、ツーモータフラグＦ2Mはその選択が行われることによりＯＮとされるフラグである。

ツーモータモードが選択されていることによりフラグＦ2MがＯＮになってれば、ステップＳ１で肯定的に判断される。その場合は、ステップＳ２に進んで、ツーモータモードが継続していることを示すフラグ（以下、仮に継続フラグという）Ｆ2M-CがＯＮとされる。この継続フラグＦ2M-Cは、ツーモータモードの一時的な中断を、ツーモータモードの継続として取り扱うか、あるいはツーモータモードの終了として取り扱うかの処理を行うためのフラグである。継続フラグＦ2M-CがＯＮに設定された後、オンタイマーＴime_ONのカウントが行われる（ステップＳ３）。具体的には、図１に示すルーチンが前回実行された場合のオンタイマーＴime_ONの値（前回値）Ｔime_ON_oldに、図１のルーチンの１サイクルの実行時間Δtimeが加算される。なお、継続フラグＦ2M-CがＯＮに切り替わった直後における前回値Ｔime_ON_oldは「０」であり、この場合は時間の計測が開始されることになる。

一方、ツーモータフラグＦ2MがＯＦＦとなっていることによりステップＳ１で否定的に判断された場合には、オフタイマーＴime_OFFのカウントが行われる（ステップＳ４）。このオフタイマーＴime_OFFは、ツーモータモードが終了してツーモータフラグＦ2MがＯＦＦになってからの経過時間を計測するためのものである。具体的には、図１に示すルーチンが前回実行された場合のオフタイマーＴime_OFFの値（前回値）Ｔime_OFF_oldに、図１のルーチンの１サイクルの実行時間Δtimeが加算される。なお、ツーモータフラグＦ2MがＯＦＦに切り替わった直後における前回値Ｔime_OFF_oldは「０」であり、この場合は時間の計測が開始されることになる。

こうして計測された時間（オフタイマーＴime_OFFの値）が予め定めたしきい値Ｔime_OFF_thより大きいか否かが判断される（ステップＳ５）。このしきい値Ｔime_OFF_thは、ツーモータモードからツーモータモード以外の走行モードに切り替わった後の経過時間が、前述したピニオンギヤ７やこれを取り付けてあるピニオンピンなどの冷却が進行するのに十分な時間か否かを判断するための値である。したがって、このしきい値Ｔime_OFF_thは、ハイブリッド車の車種ごと、あるいはハイブリッド駆動装置の機種ごとに、予め実験などに基づいて設計上決めておくことができる。ツーモータフラグＦ2MがＯＦＦになってからの経過時間Ｔime_OFFがしきい値Ｔime_OFF_th以下であることによりステップＳ５で否定的に判断された場合には、前述したステップＳ２に進んで継続フラグＦ2M-CがＯＮに設定される。これに対してステップＳ５で肯定的に判断された場合には、継続フラグＦ2M-CがＯＦＦに設定される（ステップＳ６）。すなわち、ツーモータモードが終了しても、その終了の後の経過時間が上記のしきい値Ｔime_OFF_thより短い間は、制御上、ツーモータモードが継続しているとする。したがって、図１に示す制御例では、ツーモータモードの一時的な中断は、ツーモータモードの終了としては取り扱わない。ピニオンギヤ７やピニオンピンなどの動力分割機構４についての温度が実質的に低下し始めることによって、この発明における第１駆動状態に相当するツーモータモードが終了したことの判定が成立し、かつ経過時間のカウントが開始される。

上記のステップＳ３あるいはステップＳ６の後、継続フラグＦ2M-CがＯＮか否かが判断される（ステップＳ７）。この判断は、要は、キャリヤ８が停止しかつ第１モータ２がトルクを出力していることによりピニオンギヤ７やピニオンピンなどの温度が上昇する状態か否かを判断するためのものである。言い換えれば、この発明に係る制御装置における第２駆動状態に相当するワンモータモードもしくはＨＶモードになっているか否かが判断される。第１駆動状態が継続していることによりステップＳ７で肯定的に判断された場合には、ピニオンギヤ７やピニオンピンなどの温度が上昇する過程での制御を行うサブルーチンＳＲに進む。これに対してツーモータモードが終了することによりステップＳ７で否定的に判断された場合には、ツーモータモードが終了しているのであるからオンタイマーＴime_ONのカウント値がゼロリセットされる（ステップＳ８）。なお、そのカウント値が既にリセットされている場合には、ステップＳ８での制御は、ゼロリセットを繰り返すのみでいわゆる空制御になる。また、ステップＳ７で否定的に判断された場合には、ツーモータフラグＦ2MがＯＦＦになってからの経過時間Ｔime_OFFが予め定めた下限時間Ｔime_OFF_C_thを超えたか否かが判断される（ステップＳ９）。この下限時間Ｔime_OFF_C_thは、ピニオンギヤ７やピニオンピンなどの保護のために設けた時間であり、ツーモータモードではキャリヤ８が固定されていてピニオンギヤ７やピニオンピンなどに大きい荷重や摩擦が作用するので、そのようないわゆる高負荷運転を行った後に高負荷運転を休止するべき最短の時間（下限時間）として、設計上設定される。

ツーモータモードが終了したことの判定が成立した直後では、経過時間が短いからステップＳ９で否定的に判断される。その場合は、ピニオンギヤ７やピニオンピンに繰り返し応力が掛かることを回避してその保護を図るために、ツーモータモードを禁止する禁止フラグＦ2M_inhがＯＮに設定され（ステップＳ１０）、図１のルーチンは一旦終了する。すなわち、ツーモータモードが禁止される。

これに対してステップＳ９で肯定的に判断された場合、ピニオンギヤ７やピニオンピンなどの温度（以下、ピニオン温度という）Ｔp_estが求められ（推定され）、またそのピニオン温度Ｔp_estに基づくツーモータモードの禁止および許可の制御が実行される。具体的には、先ず、既に求められているピニオン温度Ｔp_est_oldが基準温度Ｔpa以下か否かが判断される（ステップＳ１１）。ハイブリッド車の工場出荷時にピニオン温度Ｔp_estとしてノミナル値を入力しておくことにより、前記前回値Ｔp_est_oldを定めることができる。また、基準温度Ｔpaは、設計上定める温度であり、制御開始時におけるピニオン温度Ｔp_estの下限値を定めている。ピニオン温度Ｔp_estは推定された温度であり、その推定温度が実際の温度より過度に低い場合にはツーモータモードで上昇するピニオン温度Ｔp_estを低い温度に推定してしまう可能性がある。このような低温側への推定を回避もしくは抑制するために基準温度Ｔpaが設定される。したがって、ピニオン温度Ｔp_estの前回値Ｔp_est_oldが基準温度Ｔpa以下であることによりステップＳ１１で肯定的に判断された場合には、ピニオン温度Ｔp_estとして基準温度Ｔpaが採用される（ステップＳ１２）。これとは反対に、ピニオン温度Ｔp_estの前回値Ｔp_est_oldが基準温度Ｔpaを超えていることによりステップＳ１１で否定的に判断された場合には、前回値Ｔp_est_oldから低下したピニオン温度Ｔp_estが求められる（ステップＳ１３）。ツーモータモード以外の走行モードが設定されていれば、動力分割機構４には十分な量の潤滑油が供給されるから、所定の温度低下率ΔＴp_downでピニオン温度が低下する、としてピニオン温度Ｔp_estが求められる。

ここで上記の低下率ΔＴp_downについて説明する。この発明の実施例における第２駆動状態に相当するワンモータモードもしくはＨＶモードでは、第２モータ３が走行のための駆動力を出力していることにより、動力分割機構４におけるリングギヤ６が回転させられる。したがってリングギヤ６が潤滑油を積極的に掻き上げる。一方、エンジン１およびこれに連結されているキャリヤ８は回転していない。また、エンジン１および第１モータ２は、走行のための駆動トルクなどの大きいトルクは出力していない。したがって、動力分割機構４はリングギヤ６が回転しているものの、大きい負荷が掛かっておらず、その状態でリングギヤ６が潤滑油を積極的に掻き上げるから、動力分割機構４は潤滑油によって冷却される。その潤滑油の量は、リングギヤ６の回転速度すなわち車速の増大に応じて増大する。

また、ＨＶモードでは、エンジン１のトルクがキャリヤ８に伝達されてキャリヤ８が回転し、かつ第１モータ２のトルクがサンギヤ５に伝達されてサンギヤ５が回転する。したがって、動力分割機構４には、各回転要素が回転することにより積極的に潤滑油が供給される。その場合、動力分割機構４はエンジン１から入力された動力をリングギヤ６側と第１モータ２側とに分割するように機能し、減速機としては機能しない。すなわち、動力分割機構４に掛かる負荷は、減速機として機能した場合に比較して小さくなる。そのため、発熱量に対して潤滑油による冷却熱量（放熱量）が多くなり、ピニオンギヤ７やピニオンピンなどは冷却される。

そこで、本発明者らは、いわゆる第２駆動状態におけるピニオン温度Ｔp_estの変化率ΔＴ（低下率ΔＴp_down：単位時間当たりの低下温度）と車速Ｖとの関係を測定した。図３にその測定結果の概略を示してある。図３の測定結果が示すように、車速Ｖの増大に伴ってピニオン温度Ｔp_estの変化率ΔＴ（低下率ΔＴp_down）が大きくなっている。また、ピニオンギヤ７やピニオンピンなどの冷却は、潤滑油が熱を奪うことによって行われるから、アクセルＯＦＦ時のピニオンギヤ７やピニオンピンなどの温度Ｔp と潤滑油の温度Ｔoil との温度差（Ｔp −Ｔoil ）と、ピニオン温度Ｔp_estの変化率ΔＴ（低下率ΔＴp_down）との関係を測定した。図４にその測定結果の概略を示してある。なお、図４で線Ｌ2 は、ＥＯＰ１４を駆動することにより、線Ｌ1 で示す場合よりも潤滑油の供給量を多くした場合の測定結果を示す。図４の測定結果が示すように、潤滑油の温度Ｔoil を低くしておくほど、ピニオン温度Ｔp_estの変化率ΔＴ（低下率ΔＴp_down）が大きくなり、また潤滑油量が多いほど、ピニオン温度Ｔp_estの変化率ΔＴ（低下率ΔＴp_down）が大きくなる。

これら図３および図４に示す測定結果から、潤滑油の掻き上げ量が増大したり、潤滑油の温度が低いなど、ピニオンギヤ７などからの放熱が促進されるほど、ピニオン温度の変化率ΔＴ（低下率ΔＴp_down）が大きくなるとしてよい。ピニオンギヤ７などからの放熱は、主として、潤滑油がピニオンギヤ７などから熱を奪うことによって生じると考えられるから、放熱の要因（放熱因子）は、ピニオン温度Ｔp_estと油温との温度差、ピニオンギヤ７などに掻き上げられる油量に関連する車速、前記ＥＯＰ１４の吐出油量などである。すなわち、前記温度差が大きいほど、低下率ΔＴp_downが大きくなり、車速が速いほど油量が増大して低下率ΔＴp_downが大きくなる。また、ＥＯＰ１４が動作していれば、吐出油量が増大して低下率ΔＴp_downが大きくなる。したがって、低下率ΔＴp_downはこれらの放熱因子をパラメータとしたマップとして用意しておくことができる。実際の低下率ΔＴp_downの値は、実機におけるオイルクーラー（図示せず）の性能、潤滑油を掻き上げる歯車などの回転部材の形状、潤滑油がピニオンギヤ７などに到る経路における突起物の有無や数などによって影響を受けるから、実機による実験などによって低下率ΔＴp_downを予め求めておくことになる。

上記のステップＳ１２，Ｓ１３のいずれかでピニオン温度Ｔp_est（推定値）を求めた後、そのピニオン温度Ｔp_estが許可温度Ｔpb以下か否かが判断される（ステップＳ１４）。この許可温度Ｔpbは、前述した基準温度Ｔpaより高い温度であって、ツーモータモードを禁止するべき温度に近い温度である。すなわち、ツーモータモードが終了してピニオン温度Ｔp_estが低下しているとしても、ツーモータモードを禁止するべき予め定めたいわゆる禁止温度に近い温度であれば、ツーモータモードを再開することによってピニオン温度Ｔp_estがその禁止温度に直ちに到達してしまい、また禁止温度を超えてしまう可能性がある。このような事態を避けるために、許可温度Ｔpbを設定し、ツーモータモードを再開した場合にツーモータモードをある程度の時間継続できるようにしたのである。

したがって、ピニオン温度Ｔp_estが許可温度Ｔpbを超えていることによりステップＳ１４で否定的に判断された場合には、前述したステップＳ１０に進んで、ツーモータモードを禁止する禁止フラグＦ2M_inhがＯＮに設定され、図１のルーチンは一旦終了する。すなわち、ツーモータモードが禁止される。これとは反対にピニオン温度Ｔp_estが許可温度Ｔpb以下であることによりステップＳ１４で肯定的に判断された場合には、ツーモータモードを禁止する禁止フラグＦ2M_inhがＯＦＦに設定され（ステップＳ１５）、図１のルーチンは一旦終了する。すなわち、ツーモータモードが許可される。結局、この発明に係る制御装置は、第１駆動状態であるツーモータモードが終了した後、時間の経過によって低下するピニオン温度を求め、そのピニオン温度に基づいてツーモータモードの再開を許可し、あるいは禁止する。したがって、ピニオン温度Ｔp_estの実情に即したツーモータモードの禁止および許可の制御が可能になるので、ピニオン温度Ｔp_estが過度に高くなって動力分割機構４などの耐久性を損なわない範囲で、ツーモータモードを実行できる機会あるいは時間を多くすることができる。また、それに伴って燃費の向上を図ることができる。

なお、上記の具体例では、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。また、この発明で対象とするハイブリッド車は、要は、動力分割機構のキャリヤを固定してその動力分割機構を第１モータについての減速機として機能させるように構成されていればよい。

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）。

Claims (5)

1. エンジンの出力トルクが伝達されるキャリヤとサンギヤとリングギヤとを回転要素として備えるとともにピニオンギヤおよびピニオンピンを備えかつ差動作用を行う動力分割機構と、前記キャリヤの回転を選択的に止めるブレーキ機構と、前記サンギヤと前記リングギヤとのいずれか一方のギヤに連結された発電機能のある第１モータと、前記サンギヤと前記リングギヤとのいずれか他方のギヤに連結された出力部材と、前記出力部材のトルクに走行のための駆動トルクを付加する第２モータとを有し、前記キャリヤの回転を前記ブレーキ機構によって止めた状態でかつ前記第１モータが出力したトルクを前記動力分割機構を介して前記出力部材に伝達しさらに前記第２モータが前記駆動トルクを出力する第１駆動状態と前記ブレーキ機構による前記キャリヤの固定を解除して前記エンジンの動力もしくは前記第２モータの動力で走行する第２駆動状態とを設定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駆動状態の許可および禁止を制御するコントローラを備え、
   そのコントローラは、
   前記第１駆動状態が終了している時間をカウントし、
   そのカウントされた時間に基づいて前記ピニオンギヤまたはピニオンピンの温度を求め、
   該求められた温度が予め定めた許可温度より低い場合に前記第１駆動状態を許可し、かつ前記求められた温度が前記許可温度以上の場合に前記第１駆動状態を禁止する
   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、
   前記コントローラは、更に
   前記第１駆動状態が中断しかつその中断している時間が予め定めた時間より長い場合に前記第１駆動状態が終了したことの判定を成立させ、その判定が成立している時間を前記第１駆動状態が終了している時間としてカウント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。
3. 請求項１または２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
   前記ピニオンギヤまたは前記ピニオンピンについて既に求められている温度と前記ピニオンギヤまたは前記ピニオンピンについて予め定められている基準温度のいずれか一方の温度である前回値から、前記カウントされた時間と温度低下率とに基づいて求められた温度を減算して、前記ピニオンギヤまたは前記ピニオンピンの温度を求め、
   前記温度低下率を、前記第２駆動状態での車速が速いほど、または前記動力分割機構に供給される潤滑油と前記ピニオンギヤまたはピニオンピンの温度との差が大きいほど、大きい値に設定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。
4. 請求項１または２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
   前記第１駆動状態の終了が判定された時点の前記ピニオンギヤまたはピニオンピンの初期温度を求め、
   該初期温度が予め定めた基準温度以下の場合には、その基準温度から、前記カウントされた時間と前記温度低下率とに基づいて求められた温度を減算して前記ピニオンギヤまたはピニオンピンの温度を求め、
   前記初期温度が前記基準温度より高温の場合には、前記初期温度から、前記カウントされた時間と前記温度低下率とに基づいて求められた温度を減算して前記ピニオンギヤまたはピニオンピンの温度を求め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。
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
   前記カウントされた時間が、前記第１駆動状態を継続可能な予め定めた下限時間以下の場合に前記第１駆動状態を禁止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。

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