JP6365566B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行用の駆動力を発生する電動機を備えた車両に適用される制御装置に関する。

車両としては、動力伝達経路に配置された遊星歯車機構と、第１電動機（例えば第１モータジェネレータＭＧ１）及び第２電動機（例えば第２モータジェネレータＭＧ２）とを備えたものがある。このような車両にあっては、第２電動機のみの駆動力での走行と、第１電動機及び第２電動機の両方の駆動力での走行とが可能なものが知られている（例えば、特許文献１参照）。以下、第１電動機及び第２電動機の両方の駆動力で走行する形態を「両駆動」ともいう。

両駆動が可能な車両においては、基本的には第２電動機のみで要求駆動力を満足するようにし（単駆動）、第２電動機が出力する駆動力（最大出力）だけでは要求駆動力を満足できない場合には、第２電動機に加えて第１電動機からも駆動力を出力する両駆動に移行している。

国際公開第２０１４／１２８９２５号公報

ところで、上記した両駆動が可能な車両では、単駆動中は第２電動機だけで要求駆動力を満たし、両駆動中は要求駆動力に対する不足分を第１電動機で満たすように制御されるため、要求駆動力は満たすことはできていても、各電動機にとっては効率の悪い動作点での作動となる可能性がある。

ここで、両駆動の際に、要求駆動力に対する第１電動機の駆動力分担割合を多くして、第２電動機の負担を少なくすることにより、各電動機の制御自由度を高めることが考えられる。しかしながら、この場合、第１電動機の駆動力（トルク）の分担割合が多くなるため、その第１電動機のトルク増加に伴って遊星歯車機構のピニオンギヤの温度（以下、ピニオン温度ともいう）が上昇する場合があり、そのピニオン温度上昇に伴う問題（両駆動の制限（禁止））が発生する可能性がある。

本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、遊星歯車機構と第１電動機及び第２電動機とを備え、それら電動機の両方を駆動して走行を行う両駆動が可能な車両において、両駆動の際に遊星歯車機構のピニオンギヤのピニオン温度上昇を抑制できるように、要求駆動力に対する各電動機のそれぞれの駆動力分担割合を設定することが可能な制御装置の提供を目的とする。

本発明は、サンギヤ、リングギヤ、ピニオンギヤ及びプラネタリキャリアを有し、動力伝達経路に配置される遊星歯車機構と、第１電動機及び第２電動機とを備え、前記遊星歯車機構に前記第１電動機が連結されており、前記第２電動機のみの駆動力での走行と、前記第１電動機及び第２電動機の両方の駆動力での走行とが可能な車両に適用される制御装置を対象としている。そして、このような車両の制御装置において、前記ピニオンギヤのピニオン温度を推定するピニオン温度推定手段と、当該車両の要求駆動力に対して前記第１電動機及び前記第２電動機のそれぞれの駆動力分担割合を設定する駆動力分担割合設定手段とを備え、前記駆動力分担割合設定手段は、前記ピニオン温度推定手段にて推定されるピニオン温度が所定温度以下である場合は、前記要求駆動力が第１所定値を超えた場合に前記第１電動機の駆動力分担割合をゼロから増やす一方、前記ピニオン温度推定手段にて推定されるピニオン温度が前記所定温度よりも高い場合は、前記要求駆動力が前記第１所定値よりも大きい第２所定値を超えた場合に前記第１電動機の駆動力分担割合をゼロから増やすように、駆動力分担割合を設定する構成とされているとともに、前記第１所定値及び前記第２所定値は共に前記第２電動機の最大駆動力よりも小さい値に設定されていることを特徴としている。

ここで、本発明において、ピニオン温度の判定に用いる所定温度は、例えば、ピニオンギヤの耐久性等を確保できる温度の上限値（両駆動上限温度）に所定の安全率をかけた値とする。

本発明によれば、第２電動機の駆動力が最大となる前（要求駆動力が、第２電動機の最大駆動力よりも小さな第１所定値を超えた場合）に、その第２電動機に加えて第１電動機からも駆動力を出力する両駆動状態に移行するので、第１電動機及び第２電動機の制御自由度が向上する。これにより、システム効率をより向上させることができる。また、ドライバビリティが向上するように制御することが可能になる。

そして、この発明にあっては、ピニオン温度が高い場合（ピニオン温度が所定温度よりも高い場合）は、上記第１所定値よりも大きい第２所定値を超えた場合に第１電動機の駆動力分担割合を増やすように設定している。つまり、第１電動機が駆動力を出力する要求駆動力の範囲が狭くなるように設定しているので、ピニオン温度の上昇が抑制され、第１電動機及び第２電動機による両駆動が制限（禁止）される可能性を抑えることができる。

本発明によれば、遊星歯車機構と第１電動機及び第２電動機とを備え、それら電動機の両方を駆動して走行を行う両駆動が可能な車両において、両駆動の際に遊星歯車機構のピニオンギヤのピニオン温度上昇を抑制することができる。

本発明の制御装置を適用する車両の一例を示す概略構成図である。 ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。 単駆動走行モード時の共線図である。 両駆動走行モード時の共線図である。 ピニオン温度の温度上昇量の算出用のマップを示す図である。 駆動力分担割合設定制御の一例を示すフローチャートである。 ＭＧ２最大出力（最大駆動力）、ＭＧ２定格出力ライン（第２閾値Ｔｈｄ２）及び第１閾値Ｔｈｄ１を示す図である。 通常駆動力分担割合設定制御においてＭＧ１駆動力とＭＧ２駆動力との駆動力分担割合を示す図である。 ピニオン温度優先駆動力分担割合設定制御（１）においてＭＧ１駆動力とＭＧ２駆動力との駆動力分担割合を示す図である。 ＭＧ１トルクとピニオン温度上昇勾配との関係を示すグラフである。 実施形態における駆動力分担割合設定制御を示すフローチャートである。 通常駆動力分担割合設定制御においてＭＧ１駆動力とＭＧ２駆動力との駆動力分担割合を示す図である。 ピニオン温度優先駆動力分担割合設定制御（２）においてＭＧ１駆動力とＭＧ２駆動力との駆動力分担割合を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、参考例について説明する。

図１に示す車両ＨＶは、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式のハイブリッド車両（例えば、プラグインハイブリッド車両）であって、走行用の駆動力を発生するエンジン（内燃機関）１、ワンウェイクラッチ１１、ダンパ１２、入力軸２、第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２、動力分割機構として機能する遊星歯車機構３、カウンタシャフト４、ギヤ機構５、デファレンシャル装置６、左右のドライブシャフト６１、左右の駆動輪（前輪）７、左右の従動輪（後輪：図示せず）、機械式オイルポンプ（ＭＯＰ）８、電動オイルポンプ（ＥＯＰ）９、及び、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)１００などを備えている。

この例の車両ＨＶにあっては、入力軸２（第１モータジェネレータＭＧ１の回転軸）と第２モータジェネレータＭＧ２の回転軸とが異なる軸上に配置されている。

また、ＥＣＵ１００は、例えば、ＨＶ（ハイブリッド）ＥＣＵ、エンジンＥＣＵ、ＭＧ＿ＥＣＵ、バッテリＥＣＵなどによって構成されており、これらのＥＣＵが互いに通信可能に接続されている。なお、ＨＶＥＣＵ、エンジンＥＣＵ、ＭＧ＿ＥＣＵ、バッテリＥＣＵなどは個別の構成であってもよい。

次に、エンジン１、ワンウェイクラッチ１１、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２、遊星歯車機構３、ギヤ機構５、及び、ＥＣＵ１００などの各部について以下に説明する。

−エンジン−
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燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置であって、例えば、吸気通路に設けられたスロットルバルブのスロットル開度（吸気空気量）、燃料噴射量、点火時期などの運転状態を制御できるように構成されている。エンジン１の運転状態はＥＣＵ１００によって制御される。ＥＣＵ１００は、上記した吸入空気量制御、燃料噴射量制御、及び、点火時期制御などを含むエンジン１の各種制御を実行する。

エンジン１には、出力軸であるクランクシャフト１０の回転角（クランク角度）を検出するクランクポジションセンサ１０１（図２参照）が配置されている。クランクポジションセンサ１０１の出力信号はＥＣＵ１００に入力される。クランクポジションセンサ１０１の出力信号からクランク角度及びエンジン回転速度（回転数）を得ることができる。

そして、エンジン１の出力は、クランクシャフト１０及びダンパ１２を介して入力軸２に伝達される。ダンパ１２は、例えばコイルスプリング式トランスアクスルダンパであってエンジン１のトルク変動を吸収する。

入力軸２の端部（エンジン１とは反対側の端部）には機械式オイルポンプ８が連結されている。この機械式オイルポンプ８は、エンジン１によって駆動され、制御のための油圧及び潤滑（冷却）のための油圧を発生する。また、本例の車両ＨＶは電動オイルポンプ９を備えている。この電動オイルポンプ９は、エンジン１が停止している場合に、制御及び潤滑（冷却）のための油圧を確保するために設けられている。

−ワンウェイクラッチ−
ワンウェイクラッチ１１は、エンジン１のクランクシャフト１０に設けられている。ワンウェイクラッチ１１は、エンジン１の回転を規制する装置である。ワンウェイクラッチ１１は、エンジン１の運転時におけるクランクシャフト１０の回転方向を正方向とした場合、そのクランクシャフト１０の正方向の回転を許容し、負方向の回転（エンジン１の逆回転）を規制する。

−モータジェネレータ−
第１モータジェネレータＭＧ１は、入力軸２に対して相対回転自在に支持された永久磁石からなるロータＭＧ１Ｒと、３相巻線が巻回されたステータＭＧ１Ｓとを備えた交流同期発電機であって、発電機として機能するとともに電動機（走行用の駆動力を発生する駆動源）としても機能する。また、第２モータジェネレータＭＧ２も同様に、永久磁石からなるロータＭＧ２Ｒと３相巻線が巻回されたステータＭＧ２Ｓとを備えた交流同期発電機であって、電動機（走行用の駆動力を発生する駆動源）として機能するとともに発電機としても機能する。

なお、第１モータジェネレータＭＧ１は本発明の「第１電動機」の一例である。また、第２モータジェネレータＭＧ２は本発明の「第２電動機」の一例である。

第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２には、それぞれ、ロータＭＧ１Ｒ，ＭＧ２Ｒの回転角度（電動機回転軸の回転角度（回転数））を検出するＭＧ１回転数センサ（レゾルバ）１１３（図２参照）及びＭＧ２回転数センサ（レゾルバ）１１４（図２参照）が設けられている。これら回転数センサ１１３，１１４の各出力信号（回転数検出値）は、ＥＣＵ１００に入力され、各モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御などに用いられる。また、各モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２には、それぞれ各相電流を検出するＭＧ１電流センサ１１５とＭＧ２電流センサ１１６（図２参照）とが設けられている。これら電流センサ１１５，１１６の各出力信号（電流検出値）もＥＣＵ１００に入力される。

図２に示すように、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２は、それぞれインバータ１２０を介してバッテリ（蓄電装置）１３０に接続されている。インバータ１２０はＥＣＵ１００によって制御され、そのインバータ１２０の制御により各モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回生または力行が設定される。その際の回生電力はインバータ１２０を介してバッテリ１３０に充電される。また、各モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動用の電力はバッテリ１３０からインバータ１２０を介して供給される。

−遊星歯車機構−
図１に示すように、遊星歯車機構３は、複数の歯車要素の中心で自転する外歯歯車のサンギヤＳ１と、サンギヤＳ１に外接しながらその周辺を自転しつつ公転する外歯歯車のピニオンギヤＰ１と、ピニオンギヤＰ１と噛み合うように中空環状に形成された内歯歯車のリングギヤＲ１と、ピニオンギヤＰ１を支持するとともに、このピニオンギヤＰ１の公転を通じて自転するプラネタリキャリアＣＡ１とを有する。

プラネタリキャリアＣＡ１は入力軸２に一体回転可能に連結されている。サンギヤＳ１は、第１モータジェネレータＭＧ１のロータＭＧ１Ｒに一体回転可能に連結されている。リングギヤＲ１にはカウンタドライブギヤ３１が一体回転可能に連結されている。カウンタドライブギヤ３１は、後述するギヤ機構５のカウンタドリブンギヤ５１、カウンタシャフト４、ファイナルギヤ５２及びデファレンシャル装置６を介してドライブシャフト６１（駆動輪７）に連結されている。

そして、このような構成の遊星歯車機構３において、プラネタリキャリアＣＡ１に入力されるエンジン１の出力トルクに対して、第１モータジェネレータＭＧ１による反力トルクがサンギヤＳ１に入力されると、出力要素であるリングギヤＲ１には、エンジン１から入力されたトルクより大きいトルクが現れる。この場合、第１モータジェネレータＭＧ１は発電機として機能する。第１モータジェネレータＭＧ１が発電機として機能するときには、プラネタリキャリアＣＡ１から入力されるエンジン１の駆動力が、サンギヤＳ１側とリングギヤＲ１側とにそのギヤ比に応じて分配される。

一方、エンジン１の始動時にあっては、第１モータジェネレータＭＧ１が電動機（スタータモータ）として機能し、この第１モータジェネレータＭＧ１の駆動力がサンギヤＳ１及びプラネタリキャリアＣＡ１を介してクランクシャフト１０に与えられてエンジン１がクランキングされる。なお、ＥＶ走行中のエンジン始動時において、第１モータジェネレータＭＧ１の駆動力（出力トルク）に対する反力トルクは、第２モータジェネレータＭＧ２が出力するトルクで受けもつ。

また、第１モータジェネレータＭＧ１は、後述するように、ＥＶ走行時の両駆動の際に駆動力を出力することができる。

−ギヤ機構−
ギヤ機構５は、カウンタシャフト４に一体回転可能に設けられたカウンタドリブンギヤ５１及びファイナルギヤ５２と、リダクションギヤ５３とを備えており、リダクションギヤ５３がカウンタドリブンギヤ５１と噛み合っている。リダクションギヤ５３は第２モータジェネレータＭＧ２のロータＭＧ２Ｒに一体回転可能に連結されている。これにより、第２モータジェネレータＭＧ２が出力する駆動力は、リダクションギヤ５３、カウンタドリブンギヤ５１、カウンタシャフト４、ファイナルギヤ５２及びデファレンシャル装置６を介してドライブシャフト６１（駆動輪７）に伝達される。

なお、以上のモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２、遊星歯車機構３、ギヤ機構５、及びデファレンシャル装置６などによってトランスアクスルが構成される。

−ＥＣＵ−
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)及びバックアップＲＡＭなどを備えている。

ＲＯＭには、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップ等に基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭはＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭはエンジン１の停止時などにおいて保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。

図２に示すように、ＥＣＵ１００には、クランクポジションセンサ１０１、スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ１０２、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ１０３、トランスアクスルの作動油（制御・潤滑（冷却）用の作動油）の温度（油温）を検出する油温センサ１０４、車両ＨＶの車速に応じた信号を出力する車速センサ１１１、カウンタドリブンギヤ５１（カウンタシャフト４）の回転速度を検出する出力軸回転数センサ１１２、ＭＧ１回転数センサ１１３、ＭＧ２回転数センサ１１４、ＭＧ１電流センサ１１５、及び、ＭＧ２電流センサ１１６などの各種のセンサが接続されており、これらの各センサ（スイッチ類も含む）からの信号がＥＣＵ１００に入力される。

また、ＥＣＵ１００には、エンジン１のスロットルバルブを開閉駆動するスロットルモータ１４、インジェクタ１５、及び、点火プラグ１６（イグナイタ）などが接続されている。

そして、ＥＣＵ１００は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、エンジン１のスロットルバルブの開度制御（吸入空気量制御（スロットルモータ１４の駆動制御））、燃料噴射量制御（インジェクタ１５の開閉制御）、点火時期制御（点火プラグ１６の駆動制御）などを含むエンジン１の各種制御を実行する。

また、ＥＣＵ１００は、例えば、アクセル開度センサ１０３の出力信号から得られるアクセル開度及び車速センサ１１１の出力信号から得られる車速に基づいてマップ（演算式）等を用いて要求駆動力を算出し、その要求駆動力が実現されるように、エンジン１が出力する駆動力、第１モータジェネレータＭＧ１が出力する駆動力（以下、ＭＧ１駆動力ともいう）、第２モータジェネレータＭＧ２が出力する駆動力（以下、ＭＧ２駆動力ともいう）を制御する。

さらに、ＥＣＵ１００は、下記の「走行モード制御」、「ピニオン温度推定」、及び「駆動力分担割合設定制御」などを実行する。

−走行モード制御−
走行モード制御について図１、図３及び図４を参照して説明する。

本例にあっては、ハイブリッド走行（ＨＶ走行）またはＥＶ走行を選択的に実行することが可能である。これらＨＶ走行及びＥＶ走行の制御（走行モード制御）はＥＣＵ１００によって実行される。

ＨＶ走行とは、エンジン１の動力源として車両ＨＶを走行させる走行モードである。ＨＶ走行では、エンジン１に加えて第２モータジェネレータＭＧ２を駆動源として走行する場合もある。ＨＶ走行では、第１モータジェネレータＭＧ１が反力トルクを出力してエンジン１の駆動力（トルク）に対する反力受けとして機能する。これにより、エンジン１の駆動力が、遊星歯車機構３のリングギヤＲ１から出力され、カウンタドライブギヤ３１、カウンタドリブンギヤ５１、カウンタシャフト４、ファイナルギヤ５２及びデファレンシャル装置６を介してドライブシャフト６１（駆動輪７）に伝達される。

ＥＶ走行は、第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２を動力源として走行する走行モードである。ＥＶ走行では、エンジン１を停止して走行することが可能である。

本例では、ＥＶ走行の走行モードとして、第２モータジェネレータＭＧ２のみを単独の駆動源として車両ＨＶを走行させる単駆動走行モードと、第２モータジェネレータＭＧ２及び第１モータジェネレータＭＧ１の両方を駆動源として車両ＨＶを走行させる両駆動走行モードを有する。

図３及び図４はそれぞれ単駆動走行モード時の共線図及び両駆動走行モード時の共線図である。図３及び図４の各共線図において、縦軸Ｙ１、縦軸Ｙ２、及び、縦軸Ｙ３は、それぞれ、サンギヤＳ１（ＭＧ１）の回転速度、プラネタリキャリアＣＡ１（エンジン１）の回転速度、及び、リングギヤＲ１（ＭＧ２：出力）の回転速度を表す軸である。

図３に示すように、単駆動走行モードでは、プラネタリキャリアＣＡ１及びエンジン１の回転速度（回転数）はゼロであり、第２モータジェネレータＭＧ２の駆動力のみによって上記要求駆動力が実現される。なお、単駆動走行モードにおいてワンウェイクラッチ１１は係合状態であってもよいし、解放状態であってもよい。

図４に示すように、両駆動走行モードにおいては、第１モータジェネレータＭＧ１から負駆動力（負トルク）が出力されることで、ワンウェイクラッチ１１が係合し、第１モータジェネレータＭＧ１の駆動力がリングギヤＲ１から出力される。これにより、両駆動走行モードでは、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２の両方の駆動力によって上記要求駆動力が実現される。この両駆動走行モード時における、第１モータジェネレータＭＧ１の駆動力（以下、ＭＧ１駆動力ともいう）と第２モータジェネレータＭＧ２の駆動力（以下、ＭＧ２駆動力ともいう）との分担割合（駆動力分担割合）については後述する。

なお、両駆動走行モード時において第１モータジェネレータＭＧ１が出力する駆動力（ＭＧ１トルク）は遊星歯車機構３のピニオンギヤＰ１に伝達されるので、そのＭＧ１トルクが大きくなるほど、ピニオンギヤＰ１の温度が上昇しやすくなる（図１０参照）。

−ピニオン温度推定−
ＥＣＵ１００は、遊星歯車機構３のピニオンギヤＰ１（ピニオンピンも含む）の温度（ピニオン温度）を推定する。このＥＣＵ１００が実行するピニオン温度推定の処理について説明する。

ピニオン温度は、ピニオンギヤＰ１の回転数Ｎｐｉｎ及び第１モータジェネレータＭＧ１のトルク（ＭＧ１トルク）等に基づいて推定する。

＜ピニオンギヤＰ１の回転数＞
ピニオンギヤＰ１の回転数Ｎｐｉｎは、リングギヤＲ１の回転数とプラネタリキャリアＣＡ１の回転数との差に、リングギヤＲ１とピニオンギヤＰ１とのギヤ比（リングギヤＲ１の歯数とピニオンギヤＰ１の歯数との比）を乗算することにより算出する。ここで、リングギヤＲ１の回転数は、出力軸回転数センサ１１２にて検出される回転数（カウンタドリブンギヤ５１の回転数）、及び、カウンタドリブンギヤ５１とカウンタドライブギヤ３１とのギヤ比（カウンタドリブンギヤ５１の歯数とカウンタドライブギヤ３１の歯数との比）に基づいて算出する。プラネタリキャリアＣＡ１の回転数は、当該プラネタリキャリアＣＡ１がエンジン１のクランクシャフト１０に連結されているので、クランクポジションセンサ１０１によって検出されるエンジン回転数とする。

＜ＭＧ１トルク＞
第１モータジェネレータＭＧ１のトルク（ＭＧ１トルク）は、ＭＧ１回転数センサ１１３によって検出される回転数（ＭＧ１回転数）及びＭＧ１電流センサ１１５によって検出される電流値に基づいて算出する。

＜ピニオン温度＞
上記処理にて求めたピニオンギヤＰ１の回転数Ｎｐｉｎ及び第１モータジェネレータＭＧ１のトルク（ＭＧ１トルク）に基づいて、図５のマップを参照してピニオン温度の温度上昇量ΔＴｐｉｎ（℃）を求める。また、油温センサ１０４の出力信号から現在の油温Ｔｏｉｌ（℃）を求める。そして、油温Ｔｏｉｌに余裕値αを加えたもの（Ｔｏｉｌ＋α）をピニオン温度初期値とし、そのピニオン温度初期値に上記ピニオン温度上昇量ΔＴｐｉｎを加算したもの（ピニオン温度初期値＋ΔＴｐｉｎ）をピニオン温度（推定温度）とする。

−ＥＶ走行時の駆動力分担割合設定制御（１）−
次に、ＥＶ走行時にＥＣＵ１００が実行する駆動力分担割合設定制御の一例について図６のフローチャートを参照して説明する。図６の制御ルーチンはＥＣＵ１００において実行される。

なお、以下の説明では、第２モータジェネレータＭＧ２のみにより車両ＨＶを走行駆動することを単駆動（またはＭＧ２単駆動）という場合がある。また、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２の両方で車両ＨＶを走行駆動することを両駆動という場合がある。

図６の制御ルーチンが開始されると、まずはステップＳＴ１０１において要求駆動力を算出する。具体的には、アクセル開度センサ１０３の出力信号から得られるアクセル開度及び車速センサ１１１の出力信号から得られる車速に基づいてマップ（演算式）等を用いて要求駆動力を算出する。

ステップＳＴ１０２では、上記ステップＳＴ１０１にて算出した要求駆動力が第１閾値Ｔｈｄ１を超えているか否かを判定し、その判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合（要求駆動力≦Ｔｈｄ１である場合）はリターンする。なお、ステップＳＴ１０１の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合は、第２モータジェネレータＭＧ２の駆動力による単駆動（ＭＧ２単駆動）にて車両ＨＶが走行される。

ステップＳＴ１０２の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（要求駆動力＞Ｔｈｄ１である場合）はステップＳＴ１０３に進む。

ここで、ステップＳＴ１０２の判定処理に用いる第１閾値Ｔｈｄ１（本発明でいう「第１所定値」に相当）は、ＥＶ走行時において、単駆動領域（ＭＧ２単駆動領域）と両駆動領域との切り替えを判別するための閾値であり、要求駆動力が第１閾値Ｔｈｄ１を超えると、ＥＶ走行の運転領域が第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２による両駆動領域に入ったと判定することができる。この第１閾値Ｔｈｄ１は、図７に示すように、第２モータジェネレータＭＧ２の最大出力（最大駆動力）よりも小さくてかつ第２モータジェネレータＭＧ２のＭＧ２定格出力ラインよりも所定量だけ小さい値であり、車速に応じて設定する。

ステップＳＴ１０３では、ＭＧ１回転数センサ１１３、ＭＧ１電流センサ１１５及び油温センサ１０４などの各出力信号に基づいて、上記したピニオン温度推定処理にて、ピニオン温度を推定する。

ステップＳＴ１０４では、上記ステップＳＴ１０３で推定したピニオン温度が所定の閾値Ｔｈｐｉｎよりも高いか否かを判定し、その判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合（ピニオン温度≦Ｔｈｐｉｎである場合）はステップＳＴ１０５に進む。このステップＳＴ１０４の判定処理に用いる閾値Ｔｈｐｉｎ（本発明でいう「所定温度」に相当）は、例えば、ピニオンギヤＰ１の耐久性等を確保できる温度の上限値（両駆動上限温度）に所定の安全率をかけた値とする。

ステップＳＴ１０５では通常駆動力分担割合設定制御（以下、通常制御ともいう）を実行する。以下、通常制御について図８を参照して説明する。

まず、要求駆動力が第１閾値Ｔｈｄ１に達するまでは単駆動領域でありＭＧ１駆動力の分担割合はゼロである。そして、通常制御では、図８に示すように、要求駆動力が第１閾値Ｔｈｄ１を超えた場合にＭＧ１駆動力の分担割合をゼロから増やす。このＭＧ１駆動力の増加勾配は要求駆動力の増加勾配と同じとし、ＭＧ１駆動力の増加中はＭＧ２駆動力を一定とする。そして、ＭＧ１駆動力が所定値Ｄｍｇ１（例えば、ＭＧ１定格出力ライン）に達すると、ＭＧ１駆動力を一定とし、ＭＧ２駆動力の分担割合を要求駆動力の上昇に合わせて増やしていく。

このように通常制御では、ＭＧ２駆動力が最大になる前に（要求駆動力が、第２モータジェネレータＭＧ２の最大駆動力よりも小さな第１閾値Ｔｈｄ１を超えた場合に）、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２による両駆動に移行するので、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２の制御自由度が向上する。これにより、システム効率をより向上させることができる。また、ドライバビリティやＮＶ特性が向上するように制御することが可能になる。

一方、上記ステップＳＴ１０４の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（ピニオン温度が閾値Ｔｈｐｉｎよりも高い場合）はステップＳＴ１０６に進む。

ステップＳＴ１０６ではピニオン温度優先駆動力分担割合設定制御（１）（以下、ピニオン温度優先制御（１）ともいう）を実行する。以下、ピニオン温度優先制御（１）について図９を参照して説明する。

図９に示すように、ピニオン温度優先制御（１）においても、要求駆動力が第１閾値Ｔｈｄ１を超えた場合にＭＧ１駆動力の分担割合をゼロから増やすが、そのＭＧ１駆動力の分担割合は、要求駆動力があまり大きくならない範囲までは、ＭＧ１トルクに対するピニオン温度上昇の感度が鈍い部分を使用する。

具体的には、ＭＧ１トルクに対するピニオン温度上昇勾配は図１０に示すような関係がある。つまり、ＭＧ１トルクが比較的小さい領域（Ｔ１以下に相当する領域）ではピニオン温度上昇勾配は低いという温度特性があるので、そのピニオン温度上昇勾配が低いＭＧ１トルクの領域Ｔ１内にＭＧ１駆動力（トルク）を制限して出力する（図９参照）。このようにしてＭＧ１駆動力の要求駆動力に対する分担割合を上記通常制御よりも小さく設定する。そして、ＭＧ１駆動力の分担割合が低い状態（ＭＧ１トルクが図９の領域Ｔ１以下に制限されている状態）で、要求駆動力が大きくなると、これに伴ってＭＧ２駆動力の分担割合を大きくしていき、そのＭＧ２駆動力が第２モータジェネレータＭＧ２の最大出力（最大駆動力）Ｄｍｇ２に達すると、ＭＧ２駆動力を一定とし、ＭＧ１駆動力の分担割合を要求駆動力の上昇に合わせて上昇させていく。

以上のように、この例のピニオン温度優先制御（１）によれば、ピニオン温度が高い場合（ピニオン温度が閾値Ｔｈｐｉｎよりも高い場合）は、ピニオン温度が低い場合（ピニオン温度がＴｈｐｉｎ以下の場合）に対して、ＭＧ１駆動力の分担割合が低くなるように制御しているので、ピニオン温度の上昇が抑制され、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２による両駆動が制限（禁止）される可能性を抑えることができる。しかも、ＭＧ１トルクに対するピニオン温度特性（図１０参照）を考慮して、ＭＧ１駆動力の分担割合を設定しているので、ピニオン温度の上昇をより効果的に抑制することができる。

さらに、要求駆動力が第１閾値Ｔｈｄ１を超えたときに、ピニオン温度上昇勾配が低い領域Ｔ１内でＭＧ１駆動力を出力するようにしているので、その領域Ｔ１内でのＭＧ１駆動力の出力によりギヤ等のがたつめを行うことができる。これにより、単駆動から両駆動に移行する際のショックや歯打ち音の発生などを抑制することができる。

−ＥＶ走行時の駆動力分担割合設定制御（２）−
次に、ＥＶ走行時にＥＣＵ１００が実行する駆動力分担割合設定制御の実施形態について図１１のフローチャートを参照して説明する。図１１の制御ルーチンはＥＣＵ１００において実行される。

図１１の制御ルーチンのステップＳＴ２０１〜ステップＳＴ２０４の処理内容は、上記した図６の制御ルーチンのステップＳＴ１０１〜ステップＳＴ１０４と基本的に同じであるので、その詳細な説明は省略する。

この例においても、ステップＳＴ２０４の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合（ピニオン温度≦Ｔｈｐｉｎである場合）は、ステップＳＴ２０５において通常駆動力分担割合設定制御（以下、通常制御ともいう）を実行する。この通常制御は上記したステップＳＴ１０５の制御と基本的に同じである。つまり、図１２に示すように、通常制御では、要求駆動力が第１閾値Ｔｈｄ１を超えた場合にＭＧ１駆動力の分担割合をゼロから増やす。このＭＧ１駆動力の増加勾配は要求駆動力の増加勾配と同じとし、ＭＧ１駆動力の増加中はＭＧ２駆動力を一定とする。そして、ＭＧ１駆動力が所定値Ｄｍｇ１（例えば、ＭＧ１定格出力ライン）に達すると、ＭＧ１駆動力を一定とし、ＭＧ２駆動力の分担割合を要求駆動力の上昇に合わせて増やしていく。

この例の通常制御においても、ＭＧ２駆動力が最大になる前に、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２による両駆動に移行するので、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２の制御自由度が向上する。これにより、システム効率をより向上させることができる。また、ドライバビリティやＮＶ特性が向上するように制御することが可能になる。

一方、ステップＳＴ２０４の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（ピニオン温度が閾値Ｔｈｐｉｎよりも高い場合）は、ステップＳＴ２０６においてピニオン温度優先駆動力分担割合設定制御（２）（以下、ピニオン温度優先制御（２）ともいう）を実行する。以下、ピニオン温度優先制御（２）について図１３を参照して説明する。

図１３に示すように、ピニオン温度優先制御（２）では、要求駆動力が第１閾値Ｔｈｄ１を超えても、ＭＧ１駆動力の分担割合をゼロとし、要求駆動力が第２閾値Ｔｈｄ２を超えた場合にＭＧ１駆動力の分担割合をゼロから増やす。ここで、第２閾値Ｔｈｄ２（本発明でいう「第２所定値」に相当）は、図７に示すように、上記第１閾値Ｔｈｄ１よりも大きな値であり（第１閾値Ｔｈｄ１＜第２閾値Ｔｈｄ２）、第２モータジェネレータＭＧ２の最大出力（最大駆動力）よりも小さい値であって車速に応じて設定する。そして、このピニオン温度優先制御（２）においても、ＭＧ１駆動力が所定値Ｄｍｇ１（例えば、ＭＧ１定格出力ライン）に達すると、ＭＧ１駆動力を一定とし、ＭＧ２駆動力の分担割合を要求駆動力の上昇に合わせて増やしていく。

以上のように、この例のピニオン温度優先制御（２）によれば、ピニオン温度が高い場合（ピニオン温度が閾値Ｔｈｐｉｎよりも高い場合）は、ピニオン温度が低い場合（ピニオン温度がＴｈｐｉｎ以下の場合）に対して、ＭＧ１駆動力を出力する要求駆動力（駆動力分担割合を切り替える要求駆動力）を高く設定している。つまり、ＭＧ１駆動力を出力する要求駆動力の範囲が狭くなるように設定しているので、ピニオン温度の上昇が抑制され、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２による両駆動が制限（禁止）される可能性を抑えることができる。

さらに、この例のピニオン温度優先制御（２）では、ピニオン温度優先制御（１）に比べて、両駆動領域において第２モータジェネレータＭＧ２の出力に余裕をもたせることができる。このため、ＥＶ走行中（両駆動領域）でのエンジン始動時において第１モータジェネレータＭＧ１によるクランキングの際に、第１モータジェネレータＭＧ１の出力トルクに対する反力トルクを第２モータジェネレータＭＧ２の出力トルクで十分に受けもつことができるので、エンジン始動性が良いという利点がある。

ここで、この例の駆動力分担割合設定制御においては、単駆動と両駆動との切り替えライン（要求駆動力に対する閾値）をピニオン温度に応じて変更（第１閾値Ｔｈｄ１→第２閾値Ｔｈｄ２）することで、駆動力分担割合を切り替えるようにしているので、簡単な制御ロジックで駆動力分担割合設定制御を実現することができる。

なお、図１１のステップＳＴ２０２〜ステップＳＴ２０６がＥＣＵ１００によって実行されることにより、本発明の「ピニオン温度推定手段」及び「駆動力分担割合設定手段」が実現される。

−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、本発明の制御装置は、図１に示すハイブリッド車両に限られることなく、他の構成のハイブリッド車両にも適用可能である。例えば、第１モータジェネレータＭＧ１の回転軸と第２モータジェネレータＭＧ２の回転軸とが同一の軸上に配置されたハイブリッド車両にも本発明の制御装置を適用することができる。

以上の実施形態では、ＦＦ方式の車両（ハイブリッド車両）に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限られることなく、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）方式の車両や、４輪駆動方式の車両にも適用できる。

以上の実施形態では、エンジンと第１電動機（ＭＧ１）及び第２電動機（ＭＧ２）とを備えたハイブリッド車両に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限られることなく、駆動源として第１電動機及び第２電動機のみを備えた電気自動車（ＥＶ車）にも適用可能である。

本発明は、第１電動機及び第２電動機を備え、第２電動機のみの駆動力での走行と、第１電動機及び第２電動機の両方の駆動力での走行とが可能な車両の制御に有効に利用することができる。

１ エンジン
１１ ワンウェイクラッチ
３ 遊星歯車機構
Ｓ１ サンギヤ
Ｐ１ ピニオンギヤ
Ｒ１ リングギヤ
ＣＡ１ プラネタリキャリア
１００ ＥＣＵ
ＭＧ１ 第１モータジェネレータ（第１電動機）
ＭＧ２ 第２モータジェネレータ（第２電動機）

Claims (1)

1. サンギヤ、リングギヤ、ピニオンギヤ及びプラネタリキャリアを有し、動力伝達経路に配置される遊星歯車機構と、第１電動機及び第２電動機とを備え、前記遊星歯車機構に前記第１電動機が連結されており、前記第２電動機のみの駆動力での走行と、前記第１電動機及び前記第２電動機の両方の駆動力での走行とが可能な車両に適用される制御装置であって、
   前記ピニオンギヤのピニオン温度を推定するピニオン温度推定手段と、
   当該車両の要求駆動力に対して前記第１電動機及び前記第２電動機のそれぞれの駆動力分担割合を設定する駆動力分担割合設定手段とを備え、
   前記駆動力分担割合設定手段は、
   前記ピニオン温度推定手段にて推定されるピニオン温度が所定温度以下である場合は、前記要求駆動力が第１所定値を超えた場合に前記第１電動機の駆動力分担割合をゼロから増やす一方、
   前記ピニオン温度推定手段にて推定されるピニオン温度が前記所定温度よりも高い場合は、前記要求駆動力が前記第１所定値よりも大きい第２所定値を超えた場合に前記第１電動機の駆動力分担割合をゼロから増やすように、駆動力分担割合を設定する構成とされているとともに、
   前記第１所定値及び前記第２所定値は共に前記第２電動機の最大駆動力よりも小さい値に設定されていることを特徴とする車両の制御装置。

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