JP6135474B2

JP6135474B2 - ハイブリッド車両

Info

Publication number: JP6135474B2
Application number: JP2013237862A
Authority: JP
Inventors: 雅文西ヶ谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-11-18
Filing date: 2013-11-18
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2033-11-18
Also published as: JP2015098209A

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関し、特に、ＥＶ走行とシリーズ運転との変更が可能なハイブリッド車両の制御に関する。

従来、エンジンと駆動モータと発電用ジェネレータとを搭載するハイブリッド車両としては、たとえば、エンジンの動力を用いて発電用ジェネレータで発電し、発電した電力を駆動モータに供給して車両を走行させるもの（シリーズ運転）や、エンジンへの燃料供給を停止し、駆動モータのみで車両を走行させるもの（ＥＶ（Electric Vehicle）走行）が公知である（特許文献１）。

特許第４９５８１２６号公報

ところで、上述のようなハイブリッド車両においては、ＥＶ走行中は、駆動輪の回転に応じて作動するオイルポンプが作動することにより、駆動モータの潤滑や冷却が行なわれるが、低速高負荷運転（たとえば、登坂路走行）が継続する場合には、オイルポンプの吐出量が少ないため、駆動モータの温度が上昇し、駆動モータの出力トルクが制限される場合がある。そのため、運転者が要求する駆動トルクを発生できない場合がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、低速高負荷運転が継続する場合に、運転者が要求する駆動トルクを発生させるハイブリッド車両を提供することである。

この発明のある局面に係るハイブリッド車両は、駆動輪と、エンジンと、エンジンと駆動輪との間を動力伝達状態および動力遮断状態のうちのいずれかの状態に切り替えるクラッチと、エンジンの出力軸に連結される第１回転電機と、駆動輪に連結され、駆動輪において駆動トルクを発生可能な第２回転電機と、エンジンの出力軸の回転に応じて作動する第１オイルポンプと、駆動輪の回転に応じて作動する第２オイルポンプと、第２回転電機に電力を供給する蓄電装置と、第２回転電機の温度を検出する検出部と、クラッチが動力遮断状態に切り替えられ、エンジンへの燃料供給が停止状態であって、かつ、第２回転電機を用いた車両走行中に、検出部によって検出される第２回転電機の温度が第２しきい値よりも高くなる場合には、蓄電装置の充電状態を示す状態量が第１しきい値よりも高いときには第１回転電機を用いて第１オイルポンプが作動するように第１回転電機を制御し、状態量が第１しきい値よりも低いときにはエンジンを用いて第１オイルポンプが作動するようにエンジンを制御する制御部とを含む。

この発明によると、クラッチが動力遮断状態に切り替えられ、エンジンへの燃料供給が停止状態であって、かつ、第２回転電機を用いた車両走行中に、第２回転電機の温度がしきい値よりも高くなる場合には、蓄電装置の充電状態を示す状態量が第１しきい値よりも高いときには第１回転電機を用いて第１オイルポンプが作動するように第１回転電機が制御され、状態量が第１しきい値よりも低いときにはエンジンを用いて第１オイルポンプが作動するようにエンジンが制御されるので、低速高負荷運転が継続する場合でも、第２オイルポンプの吐出量の不足分を第１オイルポンプの作動により補うことができる。そのため、駆動モータの温度の上昇を抑制して、駆動モータの出力トルクの制限を抑制することができる。したがって、低速高負荷運転が継続する場合に、運転者が要求する駆動トルクを発生させるハイブリッド車両を提供することができる。

第１の実施の形態に係るハイブリッド車両の全体ブロック図である。ＥＣＵで実行される制御処理を示すフローチャートである。車速とオイルポンプの吐出量との関係を示す図である。第２の実施の形態におけるＥＣＵで実行される制御処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返されない。

＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本実施の形態に係るハイブリッド車両１（以下、単に車両１と記載する）の全体ブロック図を説明する。車両１は、エンジン１０と、トランスミッション４０と、第１モータジェネレータ２０（以下、第１ＭＧ２０と記載する）と、第２モータジェネレータ３０（以下、第２ＭＧ３０と記載する）と、駆動輪４９と、ＰＣＵ（Power Control Unit）６０と、バッテリ７０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００とを含む。

エンジン１０は、たとえば、複数の気筒を有する、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン１０は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ１に基づいて制御される。

第１ＭＧ２０は、たとえば、三相交流回転電機である。第１ＭＧ２０は、ＰＣＵ６０によって駆動される。第１ＭＧ２０は、エンジン１０の動力を用いて発電してＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０を充電したり、第２ＭＧ３０に発電した電力を供給したりするジェネレータとしての機能を有する。また、第１ＭＧ２０は、バッテリ７０からの電力を受けてエンジン１０の出力軸であるクランク軸を回転させてエンジン１０を始動させるスタータとしての機能を有する。第１ＭＧ２０は、第１固定子２１と、第１回転子２２とを含む。第１ＭＧ２０は、後述するようにエンジン１０の出力軸に連結される回転電機である。

第２ＭＧ３０は、たとえば、三相交流回転電機である。第２ＭＧ３０は、ＰＣＵ６０によって駆動される。第２ＭＧ３０は、バッテリ７０に蓄えられた電力および第１ＭＧ２０により発電された電力の少なくともいずれか一方を用いて駆動輪４９に駆動力を与える駆動用モータとしての機能を有する。また、第２ＭＧ３０は、回生制動によって発電された電力を用いてＰＣＵ６０を経由してバッテリを充電するためのジェネレータとしての機能を有する。第２ＭＧ３０は、第２固定子３１と、第２回転子３２とを含む。第２ＭＧ３０は、後述するように、駆動輪４９に連結され、出力トルクを発生させることによって駆動輪４９において駆動トルクを発生可能な回転電機である。

レゾルバ１３は、第２ＭＧ３０に設けられ、第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２を検出する。レゾルバ１３は、検出した回転速度Ｎｍ２を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。なお、第１ＭＧ２０にもレゾルバが設けられてもよい。

モータ温度センサ１２は、第２ＭＧ３０に設けられ、第２ＭＧ３０の温度Ｔｍ２を検出する。モータ温度センサ１２は、検出した第２ＭＧ３０の温度Ｔｍ２を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、たとえば、トランスミッション４０の筐体内に収納される。第１固定子２１および第２固定子３１は、トランスミッション４０の筐体内に固定される。第１回転子２２および第２回転子３２は、トランスミッション４０の筐体に設けられるベアリング等の軸受け部により回転自在に支持される。

バッテリ７０は、蓄電装置であり、再充電可能な直流電源である。バッテリ７０としては、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池が用いられる。バッテリ７０は、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０により発電された電力を用いて充電される他、外部電源（図示せず）から供給される電力を用いて充電されてもよい。なお、バッテリ７０は、二次電池に限らず、直流電圧を生成できるもの、たとえば、キャパシタ、太陽電池、燃料電池等であってもよい。

バッテリ７０には、電流センサ１５２と、電圧センサ１５４と、電池温度センサ１５６とが設けられる。電流センサ１５２は、バッテリ７０の電流ＩＢを検出する。電流センサ１５２は、電流ＩＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。電圧センサ１５４は、バッテリ７０の電圧ＶＢを検出する。電圧センサ１５４は、電圧ＶＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。電池温度センサ１５６は、バッテリ７０の電池温度ＴＢを検出する。電池温度センサ１５６は、電池温度ＴＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

ＥＣＵ２００は、バッテリ７０の電流ＩＢと、電圧ＶＢと、電池温度ＴＢとに基づいてバッテリ７０の充電状態を示す状態量（以下、ＳＯＣ（State Of Charge）と記載する）を推定する。ＥＣＵ２００は、たとえば、電流と、電圧と、電池温度とに基づいてＯＣＶ（Open Circuit Voltage）を推定し、推定されたＯＣＶと所定のマップとに基づいてバッテリ７０のＳＯＣを推定してもよい。あるいは、ＥＣＵ２００は、たとえば、バッテリ７０の充電電流と放電電流とを積算することによってバッテリ７０のＳＯＣを推定してもよい。

ＰＣＵ６０は、スイッチング素子を複数個含む。ＰＣＵ６０は、スイッチング素子のオン・オフ動作を制御することによってバッテリ７０に蓄えられた直流電力を第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を駆動するための交流電力に変換する。ＰＣＵ６０は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ２に基づいて制御されるコンバータおよびインバータ（いずれも図示せず）を含む。コンバータは、バッテリ７０から受けた直流電力の電圧を昇圧してインバータに出力する。インバータは、コンバータが出力した直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０に出力する。これにより、バッテリ７０に蓄えられた電力を用いて第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０が駆動される。また、インバータは、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０によって発電される交流電力を直流電力に変換してコンバータに出力する。コンバータは、インバータが出力した直流電力の電圧を降圧してバッテリ７０へ出力する。これにより、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０により発電された電力を用いてバッテリ７０が充電される。なお、コンバータは、省略してもよい。

トランスミッション４０は、エンジン１０と第１ＭＧ２０との間で動力を伝達したり、エンジン１０と駆動輪４９との間で動力を伝達したり、第２ＭＧ３０と駆動輪４９との間で動力を伝達したり、第１ＭＧ２０と駆動輪４９との間で動力を伝達したりする。

トランスミッション４０は、エンジン１０、第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０および駆動輪４９の少なくともいずれか一つの構成部品から受けた動力を他の構成部品に伝達するための複数のギヤおよび複数の回転軸を備える。

複数の回転軸は、トランスミッション４０の筐体に設けられるベアリング等の軸受け部によって回転可能に支持される。複数のギヤの各々は、複数の回転軸およびディファレンシャル装置４６ｂのいずれかに固定される。なお、本実施の形態において、ディファレンシャル装置４６ｂは、トランスミッション４０の筐体内に収納されるものとして説明するが、たとえば、トランスミッション４０とは別のギヤボックスに収納されてもよい（たとえば、車両の駆動形式がＦＲ（Front engine Rear drive）である場合がその典型例である）。

本実施の形態において、トランスミッション４０は、複数の回転軸として、エンジン軸４１，４２と、ＭＧ内周軸４３と、ＭＧ外周軸４４と、アイドラー軸４５と、駆動軸４６と、第１ポンプ軸４７と、第２ポンプ軸５０とを備える。

エンジン軸４１の一方端は、エンジン１０のクランク軸と連結する。エンジン軸４１とエンジン１０のクランク軸とは、たとえば、スプライン結合によって連結される。エンジン軸４１には、エンジン軸４１と回転中心が一致するようにギヤ４１ａが固定される。エンジン軸４１の他方端は、クラッチ８０の一方端に連結される。

クラッチ８０は、エンジン１０と駆動輪４９のとの間の動力伝達経路上に設けられる。クラッチ８０は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ３を受けてアクチュエータ等により係合状態と解放状態とのうちのいずれか一方の状態から他方の状態に切り替えられる。クラッチ８０の他方端は、エンジン軸４２の一方端に連結される。

クラッチ８０が係合状態である場合には、エンジン軸４１，４２が一体的に回転して、エンジン軸４１，４２間で動力の伝達が行なわれる。そのため、エンジン１０と駆動輪４９との間で動力伝達が可能な動力伝達状態になる。クラッチ８０が解放状態である場合には、エンジン軸４１，４２間での動力の伝達が遮断される。

エンジン軸４２の他方端には、後述するギヤ４５ｂと噛み合うギヤ４２ａが、エンジン軸４２と回転中心が一致するように固定される。

ＭＧ内周軸４３の一方端には、ギヤ４１ａと噛み合うギヤ４３ａが、ＭＧ内周軸４３と回転中心が一致するように固定される。ＭＧ内周軸４３の他方端は、第１ＭＧ２０の第１回転子２２と回転中心が一致するように第１回転子２２に固定される。ＭＧ内周軸４３の外周には、ＭＧ内周軸４３に相対回転可能に取り付けられた中空のＭＧ外周軸４４が設けられる。

ＭＧ外周軸４４の一方端には、ＭＧ外周軸４４と回転中心が一致するようにギヤ４４ａが固定される。ＭＧ外周軸４４の他方端は、第２ＭＧ３０の第２固定子３１と回転中心が一致するように第２固定子３１に固定される。

アイドラー軸４５の一方端には、アイドラー軸４５と回転中心が一致するようにギヤ４５ａ（ファイナルギヤ）が固定される。アイドラー軸４５の他方端には、ギヤ４２ａおよびギヤ４４ａの各々と噛み合うギヤ４５ｂがアイドラー軸４５と回転中心が一致するように固定される。

ディファレンシャル装置４６ｂは、左右の駆動軸４６を経由して左右の駆動輪４９の各々に接続される。ディファレンシャル装置４６ｂには、ギヤ４５ａと噛み合うギヤ４６ａが、ディファレンシャル装置４６ｂと回転中心が一致するように固定される。ディファレンシャル装置４６ｂは、たとえば、車両１の旋回中等に生じる左右の駆動輪４９の回転数差を吸収する機構である。

第１ポンプ軸４７の一方端には、第１ポンプ軸４７と回転中心が一致するようにギヤ４７ａが固定される。第１ポンプ軸４７の他方端は、第１オイルポンプ４８の入力軸に連結される。ギヤ４７ａは、エンジン軸４１に固定されるギヤ４１ａと噛み合う。そのため、エンジン１０が作動状態になると、エンジン１０の動力は第１オイルポンプ４８に伝達され、第１オイルポンプ４８が作動する。第１オイルポンプ４８が作動することにより、トランスミッション４０内のオイル（作動油）がトランスミッション４０の内部に形成される所定の循環通路を流通する。オイルが所定の循環通路を流通することによってトランスミッション４０の筐体内の各ギヤおよび各回転軸や第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０に供給され、各ギヤおよび各回転軸の潤滑や第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の冷却等が図られる。

第２ポンプ軸５０の一方端には、第２ポンプ軸５０と回転中心が一致するようにギヤ５０ａが固定される。第２ポンプ軸５０の他方端は、第２オイルポンプ５１の入力軸に連結される。ギヤ５０ａは、ディファレンシャル装置４６ｂに固定されるギヤ４６ａと噛み合う。したがって、第２オイルポンプ５１は、駆動軸４６に連結されることとなる。そのため、駆動軸４６の回転に応じて第２オイルポンプ５１が作動する。第２オイルポンプ５１が作動することにより、トランスミッション４０内のオイルがトランスミッション４０の内部に形成される所定の循環通路（上述の第１オイルポンプ４８を含む循環通路と共通の循環通路であってもよいし、別の循環通路であってもよい）を流通する。オイルが所定の循環通路を流通することによってトランスミッション４０の筐体内の各ギヤおよび各回転軸や第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０に供給され、各ギヤおよび各回転軸の潤滑や第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の冷却等が図られる。なお、第２オイルポンプ５１は、駆動軸４６の回転に応じて作動すればよく、ギヤ４６ａに代えて、駆動軸４６と第２ＭＧ３０の回転軸との間に連結される複数のギヤ（たとえば、ギヤ４２ａ、４４ａ、４５ａ等）のいずれかに噛み合うようにしてもよいし、駆動軸４６と第２ＭＧ３０の回転軸との間に連結される複数のギヤを支持する複数の軸（たとえば、エンジン軸４２、ＭＧ外周軸４４、アイドラー軸４５、駆動軸４６等）のいずれかに新たに設けられるギヤに噛み合うようにしてもよい。

車輪速センサ１４は、駆動輪４９の回転速度Ｎｗを検出する。車輪速センサ１４は、検出された回転速度Ｎｗを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。ＥＣＵ２００は、受信した回転速度Ｎｗに基づいて車速Ｖを算出する。なお、ＥＣＵ２００は、回転速度Ｎｗに代えて第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２に基づいて車速Ｖを算出するようにしてもよい。

アクセルペダル１６０は、運転席に設けられる。アクセルペダル１６０には、ペダルストロークセンサ１６２が設けられる。ペダルストロークセンサ１６２は、アクセルペダル１６０の踏み込み量（ストローク量）ＡＰを検出する。ペダルストロークセンサ１６２は、踏み込み量ＡＰを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。なお、ペダルストロークセンサ１６２に代えてアクセルペダル１６０に対する車両１の乗員の踏力を検出するためのアクセルペダル踏力センサを用いてもよい。

ＥＣＵ２００は、エンジン１０を制御するための制御信号Ｓ１を生成し、その生成した制御信号Ｓ１をエンジン１０へ出力する。また、ＥＣＵ２００は、ＰＣＵ６０を制御するための制御信号Ｓ２（たとえば、第１ＭＧ２０あるいは第２ＭＧ３０に対するトルク指令値に対応する制御信号）を生成し、その生成した制御信号Ｓ２をＰＣＵ６０へ出力する。

ＥＣＵ２００は、エンジン１０およびＰＣＵ６０等を制御することによって車両１が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体、すなわち、バッテリ７０の充放電状態、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の動作状態を制御する制御装置である。

このような構成要素を有する車両１においては、第２ＭＧ３０の出力トルクを左右の駆動輪４９に伝達して車両１を走行させる第１動力伝達経路と、エンジン１０の出力トルクを駆動輪４９に伝達して車両１を走行させる第２動力伝達経路とを含み、これらの２つの動力伝送経路を択一的に選択または併用して走行する。

第１動力伝達経路においては、クラッチ８０が遮断状態となり、エンジン軸４１のギヤ４１ａとＭＧ内周軸４３のギヤ４３ａが噛み合った状態であるため、エンジン１０の動力により第１ＭＧ２０の第１回転子２２を回転させることによって第１ＭＧ２０において発電が行なわれる。第１ＭＧ２０において発電された電力は、ＰＣＵ６０を経由して第２ＭＧ３０に供給される。なお、第１ＭＧ２０において発電された電力は、ＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０にも供給され得る。第２ＭＧ３０は第１ＭＧ２０から供給された電力を用いてＭＧ外周軸４４を回転させる。ＭＧ外周軸４４のギヤ４４ａとギヤ４５ｂとが噛み合うため、ＭＧ外周軸４４の回転によりアイドラー軸４５が回転させられる。アイドラー軸４５のギヤ４５ａとギヤ４６ａとが噛み合うため、アイドラー軸４５の回転によりディファレンシャル装置４６ｂおよび駆動軸４６が回転させられる。駆動軸４６が回転させられることにより駆動輪４９に駆動トルクが生じる。このようにして、エンジン１０の出力トルクを全て第１ＭＧ２０で電気エネルギーに変換して運転する、いわゆるシリーズ運転が可能となっている。

一方、第２動力伝達経路においては、クラッチ８０が係合状態になることにより、エンジン１０の出力トルクがエンジン軸４１，４２、ギヤ４２ａ、ギヤ４５ｂ、アイドラー軸４５、ギヤ４５ａ、ギヤ４６ａおよびディファレンシャル装置４６ｂを経由して駆動軸４６および駆動輪４９に伝達される。このとき、エンジン軸４１のギヤ４１ａとＭＧ内周軸４３のギヤ４３ａとは常時噛み合った状態になるため、エンジン１０が作動状態になることにより第１ＭＧ２０により発電も行なわれる。そのため、第１ＭＧ２０により発電された電力により第２ＭＧ３０を回転させることで、車両１は、エンジン１０の出力トルクに基づく駆動トルクと第２ＭＧ３０の出力トルクに基づく駆動トルクとを足し合わせた駆動トルクにより駆動する。このようにして、エンジンと第２ＭＧ３０との両方で車両１を駆動させる、いわゆるパラレル運転（エンジン直結走行）が可能となっている。

なお、シリーズ運転やパラレル運転の他にもクラッチ８０を係合状態にして、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０にゼロトルク制御を行なうことで、引きずり損失を最小化してエンジン１０のみで走行したり、クラッチ８０を遮断状態にしてエンジン１０への燃料供給を停止させて第２ＭＧ３０のみで走行したりすることも可能である。以下の説明において、クラッチ８０を遮断状態にしてエンジン１０への燃料供給を停止させて第２ＭＧ３０のみで走行することをＥＶ（Electric Vehicle）走行と記載する。

本実施の形態において、ＥＣＵ２００は、たとえば、シリーズ運転と、パラレル運転と、ＥＶ走行とのうちのいずれかの走行モードに従って車両１を制御する。

ＥＣＵ２００は、たとえば、車両１の発進時等においては、シリーズ運転あるいはＥＶ走行を選択して、クラッチ８０が解放状態になるようにアクチュエータを制御し、運転者により要求される駆動トルクを第２ＭＧ３０により発生させるようにＰＣＵ６０（第２ＭＧ３０の出力トルク）を制御する。このとき、ＥＣＵ２００は、バッテリ７０のＳＯＣがしきい値よりも低い場合には、シリーズ運転を選択して、エンジン１０を作動させて第１ＭＧ２０において発電が行なわれ、発電された電力がバッテリ７０や第２ＭＧ３０に供給される。一方、ＥＣＵ２００は、バッテリ７０のＳＯＣがしきい値よりも高い場合には、ＥＶ走行を選択して、エンジン１０を停止させた状態で、バッテリ７０の電力を用いて第２ＭＧ３０を駆動させる。

ＥＣＵ２００は、たとえば、車速Ｖがしきい値よりも高い高車速領域（エンジン１０の燃費特性の良い車速領域）内である場合や、バッテリ７０のＳＯＣがしきい値よりも低下することにより第２ＭＧ３０単独で運転者により要求される駆動トルクが発生できない場合には、パラレル運転を選択して、クラッチ８０が係合状態になるようにアクチュエータを制御し、運転者により要求される駆動トルクをエンジン１０と第２ＭＧ３０とにより発生させるようにＰＣＵ６０またはエンジン１０を制御する。

以上のような構成を有する車両１において、たとえば、ＥＶ走行中は、駆動輪４９の回転に応じて第２オイルポンプ５１が作動することにより、駆動モータである第２ＭＧ３０の潤滑や冷却が行なわれるが、低速高負荷運転（たとえば、登坂路走行）が継続する場合には、第２オイルポンプ５１の吐出量が少ないため、第２ＭＧ３０の温度Ｔｍ２が上昇し、第２ＭＧ３０の出力トルクが制限される場合がある。そのため、運転者が要求する駆動トルクを発生できない場合がある。

そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ２００が、ＥＶ走行中に、モータ温度センサ１２によって検出される第２ＭＧ３０の温度Ｔｍ２がしきい値Ｔｍ（０）よりも高くなる場合に、エンジン１０を始動させる点を特徴とする。

図２を参照して、本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ２００で実行される制御処理について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）５０１にて、ＥＣＵ２００は、ＥＶ走行中であるか否かを判定する。ＥＣＵ２００は、たとえば、クラッチ８０が解放状態であって、エンジン１０への燃料供給が停止しており、かつ、車両１の進行方向に駆動トルクが生じるように第２ＭＧ３０が制御されている場合に（たとえば、第２ＭＧ３０に対するトルク指令値がゼロよりも大きい場合に）、ＥＶ走行中であると判定する。ＥＶ走行中であると判定される場合（Ｓ５０１にてＹＥＳ）、処理はＳ５０２に移される。もしそうでない場合（Ｓ５０１にてＮＯ）、処理はＳ５０１に戻される。

Ｓ５０２にて、ＥＣＵ２００は、モータ温度Ｔｍ２がしきい値Ｔｍ（０）よりも大きいか否かを判定する。しきい値Ｔｍ（０）は、第２ＭＧ３０の温度上昇に対する第２ＭＧ３０の部品保護を目的とした第２ＭＧ３０のトルク指令値の上限値の制限を要するか否かを判定するための値である。モータ温度Ｔｍ２がしきい値Ｔｍ（０）よりも大きい場合（Ｓ５０２にてＹＥＳ）、処理はＳ５０３に移される。もしそうでない場合（Ｓ５０２にてＮＯ）、処理はＳ５０１に戻される。Ｓ５０３にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１０を始動させる。すなわち、ＥＣＵ２００は、第１ＭＧ２０を用いてクランキングして、エンジン１０の回転数が所定の回転数以上となる状態で、燃料噴射制御と点火制御とを実行して、エンジン１０を始動させる。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ２００の動作について図３を参照しつつ説明する。

たとえば、車両１がＥＶ走行中に（Ｓ５０１にてＹＥＳ）、登坂路の走行時等の低速高負荷運転が継続される場合を想定する。

図３の太破線に示すように、車速Ｖが低い場合には、第２オイルポンプ５１の作動量（すなわち、吐出量）は車速Ｖが高い場合と比較して小さくなる。そのため、低速高負荷運転が継続される場合には、第２オイルポンプ５１の作動量が小さいことから第２ＭＧ３０の発熱量が作動油を経由した放熱量を上回る場合には、第２ＭＧ３０の温度Ｔｍ２が上昇する。

第２ＭＧ３０の温度Ｔｍ２がしきい値Ｔｍ（０）よりも高くなる場合には（Ｓ５０２にてＹＥＳ）、エンジン１０が始動される（Ｓ５０３）。エンジン１０が始動することにより、第１オイルポンプ４８が作動する。第１オイルポンプ４８の吐出量は、エンジン１０の回転速度に比例して変化する。そのため、エンジン１０の回転速度が所定回転数となることにより低車速の領域においても、図３の一点鎖線に示すように、第１オイルポンプ４８および第２オイルポンプ５１による作動油の吐出量の総和は、図３の細破線に示す最大必要冷却量を超える。なお、最大必要冷却量とは、車速に応じて設定され、冷却対象（第２ＭＧ３０）において必要とされる冷却量（吐出量）の最大値（たとえば、第２ＭＧ３０の負荷が最大でも温度上昇が抑制される作動油の吐出量）をいう。最大必要冷却量は、所定量であってもよい。第１オイルポンプ４８が作動して作動油の吐出量の総和が最大必要冷却量を超えることにより、トランスミッション４０内を循環する作動油の流量が増加する。その結果、第２ＭＧ３０の冷却が促進されることにより、第２ＭＧ３０の温度が低下させられる。そのため、第２ＭＧ３０の出力トルクの上限値の低下が抑制される。

以上のようにして、本実施の形態に係るハイブリッド車両によると、ＥＶ走行中に（すなわち、クラッチ８０が動力遮断状態に切り替えられ、エンジンへの燃料供給が停止状態であって、かつ、第２ＭＧ３０を用いた車両走行中に）、第２ＭＧ３０の温度Ｔｍ２がしきい値Ｔｍ（０）よりも高くなる場合には、エンジン１０を用いて第１オイルポンプ４８が作動するようにエンジン１０が制御されるので、低速高負荷運転が継続する場合でも、第２オイルポンプ５１の吐出量の不足分を第１オイルポンプ４８の作動により補うことができる。そのため、第２ＭＧ３０の温度の上昇を抑制して、第２ＭＧ３０の出力トルクの制限を抑制することができる。したがって、低速高負荷運転が継続する場合に、運転者が要求する駆動トルクを発生させるハイブリッド車両を提供することができる。

＜第２の実施の形態＞
以下、第２の実施の形態に係るハイブリッド車両について説明する。本実施の形態に係る車両１は、上述の第１の実施の形態に係る車両１の構成と比較して、ＥＣＵ２００の動作が異なる。それ以外の構成については、上述の第１の実施の形態に係る車両１の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

本実施の形態においては、ＥＣＵ２００が、ＥＶ走行中に、モータ温度センサ１２によって検出される第２ＭＧ３０の温度Ｔｍ２がしきい値Ｔｍ（０）よりも高くなる場合には、バッテリ７０のＳＯＣがしきい値ＳＯＣ(０）よりも大きいときには第１ＭＧ２０を用いて第１オイルポンプ４８が作動するように第１ＭＧ２０を制御し、バッテリ７０のＳＯＣがしきい値ＳＯＣ(０）よりも低いときにはエンジン１０を用いて第１オイルポンプ４８が作動するようにエンジン１０を制御する点を特徴とする。

図４を参照して、本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ２００で実行される制御処理について説明する。

なお、図４のフローチャートのＳ５０１〜Ｓ５０３の処理は図２のフローチャートのＳ５０１〜Ｓ５０３の処理と同じ処理である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。

モータ温度Ｔｍ２がしきい値Ｔｍ（０）よりも大きいと判定されると（Ｓ５０２にてＹＥＳ）、Ｓ６００にて、ＥＣＵ２００は、バッテリ７０のＳＯＣがしきい値ＳＯＣ(０）よりも大きいか否かを判定する。

しきい値ＳＯＣ（０）は、エンジン１０への燃料供給を停止させた状態で所定期間第１ＭＧ２０を用いて第１オイルポンプ４８を作動させることによりＳＯＣが低下しても所定のＳＯＣ（たとえば、ＳＯＣの下限値以上）が確保可能となる値である。しきい値ＳＯＣ(０）は、たとえば、バッテリ７０のＳＯＣの下限値に所定量を加算して算出される。

バッテリ７０のＳＯＣがしきい値ＳＯＣ(０）よりも大きいと（Ｓ６００にてＹＥＳ）、処理はＳ６０１に移される。もしそうでない場合（Ｓ６００にてＮＯ）、処理はＳ５０３に移される。

Ｓ６０１にて、ＥＣＵ２００は、第１ＭＧ２０がエンジン１０をクランキングする方向と同じ方向に回転するように第１ＭＧ２０を制御する。ＥＣＵ２００は、少なくともエンジン１０のクランク軸をクランキング可能な程度の出力トルクが生じるように第１ＭＧ２０を制御する。また、ＥＣＵ２００は、エンジン１０への燃料噴射制御や点火制御は停止させた状態とする。ＥＣＵ２００は、第１オイルポンプ４８の吐出量が所定の吐出量となるように第１ＭＧ２０の回転数を制御する。所定の吐出量は、図３の実線に示すようなエンジン１０が作動状態である場合の車速Ｖと関連したものであってもよい。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ２００の動作について説明する。

たとえば、車両１のＥＶ走行中（Ｓ５０１にてＹＥＳ）、登坂路の走行時等の低速高負荷運転が継続される場合を想定する。

車速Ｖが低い場合には、第２オイルポンプ５１の作動量（すなわち、吐出量）は車速Ｖが高い場合と比較して小さくなる。そのため、低速高負荷運転が継続される場合には、第２オイルポンプ５１の作動量が小さいことから第２ＭＧ３０の発熱量が作動油を経由した放熱量を上回る場合には、第２ＭＧ３０の温度Ｔｍ２が上昇する。

第２ＭＧ３０の温度Ｔｍ２がしきい値Ｔｍ（０）よりも高く（Ｓ５０２にてＹＥＳ）、かつ、バッテリ７０のＳＯＣがしきい値ＳＯＣ（０）よりも高い場合には（Ｓ６００にてＹＥＳ）、第１ＭＧ２０がエンジン１０をクランキングする方向と同じ方向に回転するように第１ＭＧ２０が制御される。第１ＭＧ２０の回転によりエンジン軸４１のギヤ４１ａと噛み合うギヤ４７ａが回転するため、第１オイルポンプ４８が作動する。そのため、作動油の吐出量は、車速Ｖに応じた第２オイルポンプ５１の吐出量に第１オイルポンプ４８の吐出量を加えたものとなる。そのため、トランスミッション４０内を循環する作動油の流量が増加する。その結果、第２ＭＧ３０の冷却が促進されることにより、第２ＭＧ３０の温度が低下させられる。そのため、第２ＭＧ３０の出力トルクの上限値の低下が抑制される。

一方、第２ＭＧ３０の温度Ｔｍ２がしきい値Ｔｍ（０）よりも高く（Ｓ５０２にてＹＥＳ）、かつ、バッテリ７０のＳＯＣがしきい値ＳＯＣ（０）よりも低い場合には（Ｓ６００にてＮＯ）、エンジン１０が始動される（Ｓ５０３）。エンジン１０が始動することにより、第１オイルポンプ４８が作動する。そのため、エンジン１０の回転速度が所定回転数となることにより低車速の領域においても、図３の一点鎖線に示すように、第１オイルポンプ４８および第２オイルポンプ５１による作動油の吐出量の総和は、図３の細破線に示す最大必要冷却量を超える。これにより、トランスミッション４０内を循環する作動油の流量が増加する。その結果、第２ＭＧ３０の冷却が促進されることにより、第２ＭＧ３０の温度が低下させられる。そのため、第２ＭＧ３０の出力トルクの上限値の低下が抑制される。

以上のようにして、本実施の形態に係るハイブリッド車両によると、ＥＶ走行中に（すなわち、クラッチ８０が動力遮断状態に切り替えられ、エンジンへの燃料供給が停止状態であって、かつ、第２ＭＧ３０を用いた車両走行中に）、第２ＭＧ３０の温度Ｔｍ２がしきい値Ｔｍ（０）よりも高くなる場合には、バッテリ７０のＳＯＣがしきい値ＳＯＣ(０）よりも大きいときには、第１ＭＧ２０を用いて第１オイルポンプ４８が作動するように第１ＭＧ２０が制御され、バッテリ７０のＳＯＣがしきい値ＳＯＣ(０）以下のときには、エンジン１０を用いて第１オイルポンプ４８が作動するようにエンジン１０が制御されるので、低速負荷運転が継続する場合でも、第２オイルポンプ５１の吐出量の不足分を第１オイルポンプ４８の作動により補うことができる。そのため、第２ＭＧ３０の温度の上昇を抑制して、第２ＭＧ３０の出力トルクの制限を抑制することができる。したがって、低速高負荷運転が継続する場合に、運転者が要求する駆動トルクを発生させるハイブリッド車両を提供することができる。

さらに、バッテリ７０のＳＯＣがしきい値ＳＯＣ(０）よりも大きいときには、第１ＭＧ２０を用いて第１オイルポンプ４８が作動するため、第１オイルポンプ４８を作動させるためのエンジン１０の始動頻度の増加を抑制して、燃費の悪化を抑制することができる。また、バッテリ７０のＳＯＣがしきい値ＳＯＣ(０）以下のときには、エンジン１０を用いて第１オイルポンプ４８が作動するため、バッテリ７０のＳＯＣの低下を抑制することができる。

また、本実施の形態においては、ＥＶ走行中に、第２ＭＧ３０のモータ温度Ｔｍ２がしきい値Ｔｍ（０）よりも高い場合には、バッテリ７０のＳＯＣがしきい値ＳＯＣ(０）よりも大きいと、第１ＭＧ２０を用いて第１オイルポンプ４８を作動させ、バッテリ７０のＳＯＣがＳＯＣ(０）以下であると、エンジン１０を用いて第１オイルポンプ４８を作動させるものとして説明したが、このような動作に加えて、クラッチ８０を係合状態にしてもよい。すなわち、第１ＭＧ２０およびエンジン１０のうちのいずれか一方の動力源を用いて第１オイルポンプ４８を作動させるとともに、駆動輪４９において進行方向の駆動トルクが生じるようにクラッチ８０を経由してその動力源の出力トルクを伝達するようにしてもよい。このようにすると、第１オイルポンプ４８を作動させることができることに加えて、第２ＭＧ３０の負担をより軽減することが可能になる。その結果、第２ＭＧ３０の温度の上昇を抑制するとともに、運転者が要求する駆動トルクを発生させることができる。

特に、ＥＣＵ２００は、たとえば、第１ＭＧ２０を用いて第１オイルポンプ４８を作動させる場合には、車両１に要求される駆動トルクを少なくとも第２ＭＧ３０の出力トルクにより発生させ、不足分を第１ＭＧ２０の出力トルクによって補うように第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を制御してもよい
この場合において、ＥＣＵ２００は、たとえば、車両１に要求される駆動トルクが第２ＭＧ３０の出力トルクの上限値以内である場合には、第２ＭＧ３０単独で車両１に要求される駆動トルクが発生するように第２ＭＧ３０の出力トルクを制御する。ＥＣＵ２００は、車両１に要求される駆動トルクが第２ＭＧ３０の出力トルクの上限値を超える場合には、上限値を超えた分について第１ＭＧ２０の出力トルクによって補うように、超過分に対応する第１ＭＧ２０に対するトルク指令値に基づいて第１ＭＧ２０を制御してもよい。

たとえば、第２ＭＧ３０の出力トルクの上限値は、第２ＭＧ３０のモータ温度Ｔｍ２が所定値（たとえば、Ｔｍ（０））を超える場合には、モータ温度Ｔｍ２が上昇するほど低下する関係を有する。そのため、ＥＣＵ２００は、第２ＭＧ３０のモータ温度Ｔｍ２に基づいて第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の各々のトルク指令値を設定する。また、第１ＭＧ２０と、燃料噴射制御と点火制御とが停止状態のエンジン１０とが連結されていることから、第１ＭＧ２０に対するトルク指令値は、エンジン１０のクランク軸を回転させるトルクを考慮して設定することが望ましい。また、この場合、しきい値ＳＯＣ（０）は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の各々に駆動トルクを生じさせた状態で車両１を所定期間走行させることによりＳＯＣが低下しても所定のＳＯＣ（たとえば、ＳＯＣの下限値以上）が確保可能となる値であることが望ましい。

なお、ＥＣＵ２００は、たとえば、車両１に要求される駆動トルクを少なくとも第１ＭＧ３０の出力トルクにより発生させ、不足分を第２ＭＧ３０の出力トルクによって補うように第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を制御してもよい。このようにすると、第２ＭＧ３０の負担をさらに軽減することができるため、第２ＭＧ３０のモータ温度Ｔｍの低下を促進することができる。

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。

１ハイブリッド車両、１０エンジン、１２モータ温度センサ、１３レゾルバ、１４車輪速センサ、２０，３０モータジェネレータ、２１，３１固定子、２２，３２回転子、４０トランスミッション、４６ｂディファレンシャル装置、４８第１オイルポンプ、４９駆動輪、５１第２オイルポンプ、６０ＰＣＵ、７０バッテリ、８０クラッチ、１５２電流センサ、１５４電圧センサ、１５６電池温度センサ、１６０アクセルペダル、１６２ペダルストロークセンサ、２００ＥＣＵ。

Claims

駆動輪と、
エンジンと、
前記エンジンと前記駆動輪との間を動力伝達状態および動力遮断状態のうちのいずれかの状態に切り替えるクラッチと、
前記エンジンの出力軸に連結される第１回転電機と、
前記駆動輪に連結され、前記駆動輪において駆動トルクを発生可能な第２回転電機と、
前記エンジンの出力軸の回転に応じて作動し、前記第１回転電機および前記第２回転電機に作動油を供給する第１オイルポンプと、
前記駆動輪の回転に応じて作動し、前記第１回転電機および前記第２回転電機に作動油を供給する第２オイルポンプと、
前記第２回転電機に電力を供給する蓄電装置と、
前記第２回転電機の温度を検出する検出部と、
前記クラッチが前記動力遮断状態に切り替えられ、前記エンジンへの燃料供給が停止状態であって、かつ、前記第２回転電機を用いた車両走行中に、前記検出部によって検出される前記第２回転電機の温度が第２しきい値よりも高くなる場合には、前記クラッチを前記動力伝達状態に切り替えるとともに、前記蓄電装置の充電状態を示す状態量が第１しきい値よりも高いときには前記第１回転電機を用いて前記第１オイルポンプが作動するように前記第１回転電機を制御し、前記状態量が前記第１しきい値よりも低いときには前記エンジンを用いて前記第１オイルポンプが作動するように前記エンジンを制御する制御部とを含む、ハイブリッド車両。