JP7192408B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、動力源としてエンジンおよびモータを搭載したハイブリッド車両の制御装置に関するものである。

従来、エンジン回転数と出力トルクとをそれぞれ適宜に制御することが可能な車両として、モータによってエンジン回転数を制御できるハイブリッド車両や無段変速機を搭載した車両が知られている。

特許文献１には、その種のハイブリッド車両が記載されており、そのハイブリッド車両では、エンジンを最適燃費線で運転すべくエンジン回転数を第１モータで制御する。また、特許文献１に記載されたハイブリッド車両では、そのエンジンの動作点（あるいは運転点）を運転者の運転志向に応じて変更するように構成されている。例えば運転者の操作するアクセル操作によりアクセル開度が増大した場合、あるいは、前後加速度や横加速度が増大した場合など機敏さの要求度が大きい場合には、エンジンの動作点を高トルク側に変更するように構成されている。つまり、特許文献１に記載されたハイブリッド車両は、運転者の運転志向に応じて適宜にエンジンの動作点を制御するように構成されている。

国際公開第２０１３／０４２１７７号

上述したように、特許文献１に記載されたハイブリッド車両によれば、エンジンの動作点を制御することにより燃費を重視した走行、あるいは、運転志向を重視した走行が可能となる。一方、ハイブリッド車両は、トランスミッション内に複数の発熱源あるいは発熱部を備えており、上記のような燃費や運転志向を重視した走行を行うと、トランスミッション内での発熱量が増加するおそれがある。例えば、エンジン回転数を制御するモータの温度の上昇、あるいは、動力分割機構を構成するギヤユニットでの発熱が増大するおそれがある。

そのようにトランスミッション内での発熱量が増大すると、各種機器の耐久性が低下し、ならびに、動力損失が増大する。そして、その発熱を抑制するために、新たな冷却機構を設け、あるいは、現在搭載している冷却機構（例えばオイルクーラ）の仕様を変更するなどのことにより冷却性能を向上させるとすれば、冷却機構の大型化や大幅なコストの増加に繋がるおそれがある。したがって、新たな機構を設けず既存の構成で、トランスミッションにおける温度上昇を抑制するには未だ改善の余地があった。

この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、冷却機構の性能を向上させることなく、かつ駆動要求を満たしつつトランスミッションでの過度な温度の上昇を抑制することが可能なハイブリッド車両の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、エンジンと、第１モータと、前記エンジンの出力トルクを駆動輪に伝達するトランスミッションとを備え、前記トランスミッションは、前記エンジンの前記出力トルクが伝達される第１回転要素と、前記駆動輪にトルクを伝達可能に連結された第２回転要素と、前記第１モータからトルクが伝達される第３回転要素との少なくとも三つの回転要素を有する差動機構を備え、前記トランスミッションの内部を冷却しつつ、前記エンジンの前記出力トルクを前記差動機構を介して前記駆動輪に伝達してＨＶ走行するように構成されたハイブリッド車両の制御装置であって、前記エンジンおよび前記第１モータを制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記第１モータの回転数を制御することによって前記エンジンの動作点を制御するものであって、前記ＨＶ走行の際に、前記トランスミッションの内部の発熱状態を判断する所定の温度パラメータが予め定められた所定温度未満の場合は、前記エンジンの燃費が最良となる動作点で前記エンジンが運転されるように、前記第１モータの回転数を制御し、前記ＨＶ走行の際に、前記温度パラメータが前記所定温度以上の場合は、前記エンジンの燃費よりも前記トランスミッションの内部の発熱量を低減させることを優先して、前記第１モータの回転数を前記発熱量を抑制可能な０を含む所定の回転数域に制御することにより、前記エンジンの動作点を前記発熱量を低減させる動作点に制御するとともに、前記エンジンの動作点を前記発熱量を低減させる動作点に制御する際に、前記エンジンの要求パワーを求め、前記要求パワーが予め定められた閾値以上か否かを判断し、前記要求パワーが前記閾値以上であると判断された場合に、前記エンジンの動作点を、前記要求パワーを満たしつつ前記燃費が最良となる動作点から前記エンジンの回転数を減少させ、かつ、前記エンジンの前記出力トルクを増大させる方向に変更し、前記要求パワーが前記閾値未満であると判断された場合に、前記エンジンの動作点を、前記要求パワーを満たしつつ前記燃費が最良となる動作点から前記エンジンの回転数を増大させ、かつ、前記エンジンの前記出力トルクを減少させる方向に変更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。

また、この発明では、前記ハイブリッド車両は、前記トランスミッションおよび前記エンジンを冷却する冷却機構を更に備え、前記コントローラは、前記トランスミッションの内部の温度が前記所定温度以上か否かの判断を、前記第１モータの温度、前記第１モータおよび前記差動機構を冷却するオイルの温度、ならびに、前記冷却機構の温度のうち少なくともいずれか一つのパラメータの温度に基づいて判断するように構成されてよい。

そして、この発明では、前記閾値は、所定の車速時の値に対して前記所定の車速より高車速時の値の方が大きくなるように構成されてよい。

この発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、エンジンの動作点を制御することによりトランスミッションにおける発熱量を低減させるように構成されている。具体的には、トランスミッションの内部の温度が予め定められた所定温度未満の場合には、従来知られているようにエンジンの燃費が最良となる動作点（最適燃費線）に沿ってエンジンを制御し、それとは反対にトランスミッションの内部の温度が前記所定温度以上の場合には、エンジンの動作点をトランスミッションにおける発熱量が低減される動作点に制御するように構成されている。そのため、トランスミッションの内部の温度が比較的高温の場合には、エンジンの動作点が発熱量が低減される動作点に制御されることにより、トランスミッション内の温度が過度に上昇することを抑制できる。また、そのようにトランスミッション内の温度の上昇を抑制できるから、新たな冷却機構を設ける、あるいは、現在搭載している冷却機構の冷却性能を向上させることを要せず、言い換えれば、既存の構成で冷却性を担保できるとともに、それに伴うコストの増大を抑制もしくは回避できる。

また、この発明によれば、上述したようにエンジンの動作点を制御することにより、トランスミッションにおける発熱量を低減できるから、その発熱に伴う動力損失を低減させることができる。さらに、上記のエンジンの動作点の制御は、第１モータによって制御するように構成され、特に前記発熱量を低減させるエンジンの制御は、第１モータ２の回転数を低回転数域に制御するように構成されている。そのため、第１モータの回転数に依存する機械損を低減でき、それに伴う動力損失を低減することができる。

この発明で対象とするハイブリッド車両の一例を示すスケルトン図である。 この車両の実施形態における制御の一例を説明するためのフローチャートである。 エンジンの動作ラインおよび動作点を説明するためのマップである。 エンジンの熱効率の一例を説明するためのマップである。

この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。

図１に、この発明の実施形態で制御対象にするハイブリッド車両（以下、単に車両とも記す）Ｖｅの一例を示してある。この車両Ｖｅは、駆動力源としてエンジン（ＥＮＧ）１、および、第１モータ（ＭＧ１）２、ならびに、第２モータ（ＭＧ２）３を備え、エンジン１が出力する動力を、動力分割機構４によって第１モータ２側と駆動軸５側とに分割して伝達するように構成されている。また、第１モータ２で発生した電力を第２モータ３に供給し、第２モータ３が出力する駆動力を駆動軸５および駆動輪６に付加することができるように構成されている。また、エンジン１や各モータ２，３の動力を駆動輪６に伝達するトランスミッション７が設けられ、そのトランスミッション７は、トランスミッションケース７ａと、トランスミッションケース７ａ内に収容される前記動力分割機構４、カウンタギヤ機構、および、デファレンシャルギヤ機構などを含む各種の機能部品とから構成されている。

エンジン１は、例えば、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、出力の調整、ならびに、始動および停止などの作動状態が電気的に制御されるように構成されている。ガソリンエンジンであれば、スロットルバルブの開度、燃料の供給量または噴射量、点火の実行および停止、ならびに、点火時期などが電気的に制御される。ディーゼルエンジンであれば、燃料の噴射量、燃料の噴射時期、あるいは、ＥＧＲ［Exhaust Gas Recirculation］システムにおけるスロットルバルブの開度などが電気的に制御される。

第１モータ２および第２モータ３は、いずれも、駆動電力が供給されることによりトルクを出力するモータとしての機能と、トルクが与えられることにより発電電力を発生する発電機としての機能（発電機能）との両方を兼ね備えた電動機である。すなわち、第１モータ２および第２モータ３は、発電機能を有するモータ（いわゆるモータ・ジェネレータ）であり、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。なお、上記の第１モータ２および第２モータ３は、インバータを介してバッテリやキャパシタなどの蓄電装置（共に図示せず）に電気的に接続されており、その蓄電装置から電力が供給され、または発電した電力を蓄電装置に充電することもできるように構成されている。

動力分割機構４は、エンジン１および第１モータ２と駆動輪６との間でトルクを伝達する伝動機構であり、サンギヤ８、リングギヤ９、および、キャリヤ１０を有する遊星歯車機構によって構成されている。図１に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられている。遊星歯車機構のサンギヤ８に対して同心円上に、内歯歯車のリングギヤ９が配置されている。これらサンギヤ８とリングギヤ９とに噛み合っているピニオンギヤ１１がキャリヤ１０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。なお、この動力分割機構４が、この発明の実施形態における「差動機構」に相当し、またキャリヤ１０がこの発明の実施形態における「第１回転要素」に相当し、リングギヤ９がこの発明の実施形態における「第２回転要素」に相当し、ならびに、サンギヤ８がこの発明の実施形態における「第３回転要素」に相当する。

上記の動力分割機構４は、エンジン１および第１モータ２と同一の軸線上に配置されている。動力分割機構４を構成している遊星歯車機構のキャリヤ１０に、エンジン１の出力軸１ａが連結されている。なお、エンジン１の出力軸１ａは、同軸上でエンジン１から駆動輪６に到る動力伝達経路において動力分割機構４の入力軸１２に連結されている。また、キャリヤ１０は、エンジン１の出力軸１ａとは反対側でオイルポンプ１３の回転軸１３ａに連結されている。このオイルポンプ１３は、各モータ２，３や動力分割機構４などの各部を潤滑あるいは冷却するために設けられている。そのオイルポンプ１３は、オイルの供給用のポンプとして、従来車両に用いられている一般的な構成のオイルポンプであって、例えばエンジン１によってオイルポンプ１３を駆動し、油圧を発生させるように構成されている。

遊星歯車機構のサンギヤ８には、第１モータ２が連結されている。第１モータ２は、動力分割機構４に隣接してエンジン１とは反対側（図１の左側）に配置されている。その第１モータ２のロータ２ａに一体となって回転するロータ軸２ｂが、サンギヤ８に連結されている。なお、ロータ軸２ｂおよびサンギヤ８の回転軸は中空軸になっている。それらロータ軸２ｂおよびサンギヤ８の回転軸の中空部に、上記のオイルポンプ１３の回転軸１３ａが配置されている。

遊星歯車機構のリングギヤ９の外周部分に、外歯歯車の第１ドライブギヤ１４がリングギヤ９と一体に形成されている。また、動力分割機構４および第１モータ２の回転軸線と平行に、カウンタシャフト１５が配置されている。このカウンタシャフト１５の一方（図１での右側）の端部に、上記の第１ドライブギヤ１４と噛み合うカウンタドリブンギヤ１６が一体となって回転するように取り付けられている。このカウンタドリブンギヤ１６は、第１ドライブギヤ１４よりも大径に形成されており、第１ドライブギヤ１４から伝達されたトルクを増幅させるように構成されている。一方、カウンタシャフト１５の他方（図１での左側）の端部には、カウンタドライブギヤ１７がカウンタシャフト１５に一体となって回転するように取り付けられている。カウンタドライブギヤ１７は、終減速機であるデファレンシャルギヤ１８のデフリングギヤ１９と噛み合っている。したがって、動力分割機構４のリングギヤ９は、上記の第１ドライブギヤ１４、カウンタシャフト１５、カウンタドリブンギヤ１６、カウンタドライブギヤ１７、および、デフリングギヤ１９からなる出力ギヤ列２０を介して、駆動軸５および駆動輪６に動力を伝達可能に連結されている。

また、この車両Ｖｅは、上記の動力分割機構４から駆動軸５および駆動輪６に伝達されるトルクに、第２モータ３が出力するトルクを付加することができるように構成されている。具体的には、第２モータ３のロータ３ａに一体となって回転するロータ軸３ｂが、上記のカウンタシャフト１５と平行に配置されている。そのロータ軸３ｂの先端（図１での右端）に、上記のカウンタドリブンギヤ１６と噛み合う第２ドライブギヤ２１が一体となって回転するように取り付けられている。したがって、動力分割機構４のリングギヤ９には、上記のようなデフリングギヤ１９および第２ドライブギヤ２１を介して、第２モータ３が動力伝達可能に連結されている。すなわち、リングギヤ９は、第２モータ３と共に、デフリングギヤ１９を介して、駆動軸５および駆動輪６にトルクを伝達可能に連結されている。

なお、エンジン１の近傍には、冷却水と外気とで熱交換してその冷却水を冷却するラジエータ２２が設けられ、また、トランスミッションケース７ａの外側には各モータ２，３や動力分割機構４などの冷却対象部に供給するオイルを冷却するオイルクーラ２３が設けられている。

図１に示すハイブリッド車両Ｖｅは、エンジン１を動力源としたＨＶ走行（ハイブリッド走行）モード、および、第１モータ２、第２モータ３を蓄電装置の電力で駆動して走行するＥＶ走行モードの設定が可能である。このような各モードの設定や切り替えは、電子制御装置（ＥＣＵ）２４により実行される。

ＥＣＵ２４は、この発明の実施形態における「コントローラ」に相当し、例えば、エンジン１、第１モータ２、ならびに、第２モータ３に制御指令信号を伝送するように電気的に接続されている。また、このＥＣＵ２４は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータや予め記憶しているデータならびにプログラムを使用して演算を行い、その演算結果を制御指令信号として出力するように構成されている。その入力されるデータは、各モータ２，３の温度、各モータ２，３などの冷却対象部を冷却するオイルの温度、オイルクーラ２３の前後におけるのオイル温度、ラジエータ２２の冷却水の温度、アクセル開度、車速、車輪速、および、蓄電装置の充電残量などである。また予め記憶しているデータは、各走行モードを決めてあるマップ、エンジン１の最適燃費線を決めてあるマップ、エンジン１の要求パワーを決めてあるマップ、エンジン１の熱効率を定めたマップなどである。そして、ＥＣＵ２４は、制御指令信号として、エンジン１の始動や停止の指令信号、第１モータ２のトルク指令信号、第２モータ３のトルク指令信号、エンジン１のトルク指令信号などを出力する。なお、図１では１つのＥＣＵ２４が設けられた例を示しているが、ＥＣＵは、例えばエンジン１や各モータ２，３など制御する装置ごと、あるいは制御内容ごとに複数設けられていてもよい。

ＨＶ走行モードは、上述したように主にエンジン１を動力源として車両Ｖｅを走行させる走行モードであって、エンジン１と動力分割機構４とを連結することにより、エンジン１から出力された動力を駆動輪６に伝達する。このようにエンジン１から出力された動力を駆動輪６に伝達する際に、第１モータ２から反力を動力分割機構４に作用させる。そのため、エンジン１から出力されたトルクを駆動輪６に伝達することができるように、動力分割機構４におけるサンギヤ８を反力要素として機能させる。すなわち、第１モータ２は、エンジントルクに応じたトルクを駆動輪６に作用させるべく、そのエンジントルクに対する反力トルクを出力する。

また、上述した第１モータ２は、通電される電流値やその周波数に応じて回転数を任意に制御することができ、したがって、第１モータ２の回転数を制御することで、エンジン回転数を適宜にあるいは任意に制御することができる。そして、基本的には、その第１モータ２により燃費が最適となるように、エンジン１の動作点あるいはエンジン回転数が制御される。つまり、エンジン１から動力分割機構４に伝達されるトルクに応じて第１モータ２の出力トルクあるいは回転数が制御される。

このように、通常のハイブリッド車両では、ＨＶ走行モードで走行する際、主にエンジンの熱効率を考慮して、すなわち燃費を重視して走行するように構成されている。一方、そのようにエンジン１の動作点をエンジン１の燃費が最良となる動作点（以下、最適燃費線と記す）に制御すると、燃費は向上する反面、各モータ２，３や動力分割機構４などを収容するトランスミッション７での発熱量が増大するおそれがある。具体的には、従来知られているように、モータは駆動に伴って、機械損、鉄損、あるいは、銅損といった損失が生じ、これら損失に応じた熱が発生する。例えばこの発熱によりトランスミッション７内のオイルの温度が上昇し、それによりモータを冷却できず、モータの温度が過度に上昇して、各種機器や部材の耐久性が低下するおそれがある。

なお、上記の機械損は、例えば第１モータ２のロータ軸２ｂの回転に伴って生じる軸受との回転摩擦あるいは摺動摩擦による損失や動力分割機構４の各ギヤにおける摩擦による損失などであって、またこの機械損は、特にモータの回転数に依存する。つまり、ＨＶ走行モードでは、第１モータ２の回転数の絶対値が大きいほど、その機械損も大きくなる。そこで、この発明の実施形態では、既知あるいは既存の車両Ｖｅの構成で、特にエンジン１の動作点を制御することによりトランスミッション７内での発熱を抑制するように構成されている。以下に、ＥＣＵ２４によって実行される制御例について説明する。

図２は、その制御の一例を説明するフローチャートであって、先ず、エンジン１が駆動しているか否かを判断する（ステップＳ１）。つまり、エンジン１を動力源としたＨＶ走行モードで走行しているか否かを判断する。したがって、このステップＳ１で否定的に判断された場合、すなわちＥＶ走行モードで走行している場合などエンジン１が停止状態である場合には、これ以降の制御を実行することなくリターンする。

それとは反対に、このステップＳ１で肯定的に判断された場合、すなわちＨＶ走行モードで走行している場合には、ついでオイルの温度（油温）が予め定められた閾値温度α以上か否かを判断する（ステップＳ２）。これは、トランスミッション７内の温度が予め定められた所定温度以上か否かを判断するステップであって、より具体的には、トランスミッション７での発熱状態、あるいは、冷却対象部（例えば各モータ２，３や動力分割機構４）の発熱状態を判断するステップである。また、このオイルの温度を判断することにより、オイルクーラ２３で冷却性を担保できるか否かを判断することも可能である。通常制御であれば上述したように、エンジン１を最適燃費線に沿ってを制御するから、燃費を優先してエンジン１を制御する。一方、トランスミッション７内の温度が上昇し、あるいは、そのトランスミッション７内の温度の上昇により冷却性能が不足する場合には、発熱量が増大し、トランスミッション７における動力損失が過大となるおそれがある。すなわち、このステップＳ２では、通常、燃費を優先してエンジン１を最適燃費線に沿って制御していたものを、トランスミッション７における発熱ならびに動力損失を考慮して、エンジン１を最適燃費線から外して制御するか否かを判断するように構成されている。

そして、そのトランスミッション７内での発熱状態を判断するパラメータの一つが上記のオイルの温度である。また、上記の閾値温度α、ならびに、トランスミッション７内の所定温度は、実験等によって予め定められた値であって、上述した動力損失に加えて各種機器の耐久性などを考慮して定めてよい。したがって、このステップＳ２で否定的に判断された場合、すなわちオイルの温度が閾値温度α未満である場合には、これ以降の制御を実行することなくリターンする。

なお、上記の発熱状態を判断するパラメータは、上述したオイルの温度の他、例えば各モータ２，３の温度、オイルクーラ２３の前後でのオイルの温度、ラジエータ２２の冷却液の温度などが想定され、それら各パラメータにおいても発熱状態を判断する予め定められた閾値が設けられ、各パラメータの温度が閾値温度未満の場合には、同様にこれ以降の制御を実行することなくリターンする。さらに、オイルの現在の温度に限らず、オイルの温度の変化量からその発熱状態を判断してもよい。

また、ステップＳ２で否定的に判断された場合には、トランスミッション７内における発熱量は比較的少なく、あるいは、オイルクーラ２３でオイルを適正温度に冷却できる状態であるから、従来制御と同様、燃費を重視し、エンジン１の動作点を最適燃費線に沿って制御する。

一方、このステップＳ２で肯定的に判断された場合、すなわちオイルの温度が、閾値温度α以上である場合には、ついで所定車速の要求パワー（もしくはエンジン要求パワー）における閾値βを決定する（ステップＳ３）。この閾値βは、エンジン１の動作点を制御するための基準値であって、通常制御での動作点である最適燃費線上に決定される。上記のステップＳ２で、オイルの温度が閾値温度α以上であると判断されたことにより、エンジン１を最適燃費線に沿って制御した場合には、トランスミッション７あるいはそのトランスミッション７に収容された各モータ２，３などの冷却対象部における発熱量が増大するおそれがあると判断できる。なお、上記のオイルの温度が閾値温度α以上の場合のトランスミッション７における動力損失は、エンジン１が、どの運転点あるいは動作点を選択した場合に、動力損失が過大になるかなどを予めマップ化してＥＣＵ２４に記憶させておく。そのマップは、例えば縦軸にエンジントルク、横軸にエンジン回転数を採ったグラフであって、またそのグラフにおいて、最適燃費線および等出力線の各ラインを引き、その最適燃費線および等出力線との関係でどの動作点を選択することが動力損失を低減するために望ましいかを決定する。さらに、そのようなマップを各車速毎（例えば２０Ｋｍ／ｈ毎）に用意してＥＣＵ２４に記憶させておく。

そして、トランスミッション７における動力損失（特に機械損）は、上述したように第１モータ２の回転数に依存するため、その第１モータ２の回転数を低回転数域に制御することでトランスミッション７内での発熱を抑制できる。したがって、要求パワーにおける閾値βは、その第１モータ２の回転数をトランスミッション７内での発熱を抑制することが可能な所定の低回転数に制御した場合であって、かつ最適燃費線を通る点となる。つまり、最適燃費線上でトランスミッション７内での発熱（動力損失）を最も抑制できる点が要求パワーにおける閾値βである。

なお、上述したトランスミッション７での発熱を抑制可能な第１モータ２の回転数は、「０」を含む予め定められた所定の低回転数域であって、また上記の閾値βは、各所定の車速に応じて変更するように決定され、所定の車速に対して車速が高いほど閾値βも大きくなる。そして、それら各車速毎の要求パワーにおける閾値βを、エンジントルクとエンジン回転数との関係でマップ化するなどしてＥＣＵ２４に予め記憶させておく。なお、上記の要求パワーは、要求駆動力と車速とに基づいて求められ、またその要求駆動力は、例えば運転者のアクセル操作に基づくアクセル開度から求められる。

図３は、この発明の実施形態におけるエンジン１の動作点（あるいは動作ライン）を説明する図であって、エンジントルクを縦軸に、エンジン回転数を横軸にそれぞれ採り、上述した要求パワーにおける閾値βを最適燃費線上で示している。なお、符号Ｌ１は最適燃費の動作点を結んだ動作ライン（すなわち最適燃費線）を示し、符号ＷＯＴは出力可能な最大トルクとなる動作点を結んだパワーラインを示し、符号Ｐ１，Ｐ２は等出力線（Ｐ１＞Ｐ２）を示している。そして、上述したＥＣＵ２４に記憶されている動力損失を求めたマップから、閾値βより高パワー側（図３の右側）において、エンジン回転数を減少させる方向がトランスミッション７における動力損失が比較的小さいエンジン１の動作点であることが把握されている。また、それとは反対に、閾値βより低パワー側（図３の左側）において、エンジン回転数を増大させる方向がトランスミッション７における動力損失が比較的小さいエンジン１の動作点であることが把握されている。

つぎに、要求パワーがステップＳ３で決定した閾値β以上か否かを判断する（ステップＳ４）。これは、トランスミッション７内での動力損失を低減するために、エンジン１の動作点をマップ上でどこを選択するか、あるいは、どこに決定するかを判断するステップであって、通常制御で選択する最適燃費線を基準として、エンジン１の動作点を変更する。すなわち、上述した閾値βが基準となる。そして、要求パワーがその閾値β以上の場合には、エンジン１の動作点をエンジン回転数を減少させる方向で動作点を選択あるいは決定する（ステップＳ５）。つまり、上述したように要求パワーが閾値β以上の場合（例えば図３におけるＰ１の場合）には、通常制御であれば最適燃費線上の動作点として動作点Ａを選択するものの、この動作点Ａを選択してエンジン１を制御すると、トランスミッション７内での発熱量が増大し、動力損失が大きくなるおそれがある。したがって、比較的トランスミッション７での動力損失が少ないエンジン１の動作点を選択すべく、選択する動作点を動作点Ａから動作点Ａ’に変更する。なお、エンジン１の動作点の制御は、上述したように第１モータ２で制御され、かつその第１モータ２の回転数は０回転数に近い所定の低回転数域に制御される。

また、選択すべきエンジン１の動作点は、エンジンパワーの変化が小さい方が好ましく、したがって、図３に示すように等出力線Ｐ１上で動作点を変更する。一方、この等出力線Ｐ１上で、どの動作点を選択するかは、エンジン１の熱効率とトランスミッション７における動力損失とを考慮して決定する。図４は、一般的なエンジンの熱効率を示すマップであって、最適燃費線に沿って動作点を制御した場合が最もエンジンの熱効率が良く、その最適燃費線から外側に外れた動作点を選択するにつれて、熱効率が低下する。なお、破線で囲った閉じた領域は、それぞれ熱効率が同じになる領域を示す。

上述したようにトランスミッション７における動力損失は、ステップＳ５では、エンジン回転数を下げる方向に制御することで低減される。それとは反対に、エンジン１の熱効率は、最適燃費線から外側に外れるにつれて低下する。したがって、等出力線Ｐ１上において、どの動作点を選択するかの判断は、それらエンジン１の熱効率とトランスミッション７の動力損失とを考慮して車両Ｖｅ全体としてのエネルギ効率が良い点をエンジン１の動作点として選択するように構成されている。図３に示す例では、等出力線Ｐ１と最大トルク線ＷＯＴとの交点が最も最適な動作点Ａ’とされている。

一方、上記のステップＳ４で否定的に判断された場合、すなわち要求パワーが閾値β未満の場合には、エンジン１の動作点をエンジン回転数を増大させる方向で動作点を選択あるいは決定する（ステップＳ６）。つまり、上述したように要求パワーが閾値βより小さい場合（例えば図３におけるＰ２の場合）には、通常制御であれば最適燃費線上の動作点として動作点Ｂを選択して制御するものの、この動作点Ｂを選択してエンジン１を制御すると、上述したトランスミッション７内での発熱量が増大し、損失が大きくなるおそれがある。したがって、比較的トランスミッション７での損失が少ないエンジン１の動作点を選択すべく、選択するエンジン１の動作点を動作点Ｂから動作点Ｂ’に変更する。なお、この動作点の変更は、ステップＳ５と同様、第１モータ２の回転数を所定の低回転数域で制御することで選択される。また選択すべきエンジン１の動作点も同様、エンジンパワーの変化が小さい方が好ましく、したがって、図３に示すように等出力線Ｐ２上で動作点を変更し、かつ上述したエンジン１の熱効率とトランスミッション７での動力損失とを考慮してその動作点を決定する。図３の例では、車両Ｖｅ全体としての効率が良い点が、その動作点Ｂ’とされている。

このように、この発明の実施形態では、オイルの温度が閾値温度α以上の場合、すなわちトランスミッション７内の温度が所定温度以上であると判断された場合には、発熱量（すなわち動力損失）が増大するため、その動力損失を低下させるようにエンジン１の動作点を制御するように構成されている。具体的には、通常、最適燃費線に沿って制御されるエンジン１の動作点を、要求パワーが上述した閾値β以上の場合には、エンジン１の動作点をエンジン回転数が減少する方向に制御するように構成されている。また反対に、要求パワーが上述した閾値β未満の場合には、エンジン１の動作点をエンジン回転数が増大する方向に制御するように構成されている。このエンジン１の動作点は、実験等から求められたトランスミッション７での動力損失が低下する動作点であって、そのようにエンジン１の動作点を通常制御の最適燃費線上から変更することにより、トランスミッション７での動力損失を低下させることができる。

また、上記のエンジン１の動作点におけるエンジン回転数の制御は、第１モータ２によって制御され、その第１モータ２の回転数は、低回転数域に制御される。そのため、第１モータ２の回転数は低くなるから、その第１モータ２の回転数に依存する機械損が低減され、またそれに伴う発熱量が低下する。つまり、第１モータ２の動作に寄与するモータなど各種機器や歯車など各部の温度が低下し、それら機器などの耐久性が低下することを抑制できる。さらに、上述したように第１モータ２の回転数を低回転数域に制御することで、トランスミッション７内での発熱を抑制できるため、トランスミッション７内の温度の上昇を抑制できる。そのため、新たな冷却機構を設ける、あるいは、現在搭載しているオイルクーラ２３などの冷却機構の性能を向上させることを要しない。したがって、冷却性能を向上させるためのコストの増大を抑制もしくは回避でき、言い換えれば、既存の車両Ｖｅの構成で冷却性を担保することができる。

また、上述したように、選択すべきエンジン１の動作点は、エンジン１の熱効率とトランスミッション７での動力損失とを考慮して決定するように構成されているから、車両Ｖｅ全体としてのエネルギ効率を向上させることができる。さらに、トランスミッション７内のオイルの温度や各モータ２，３の温度が閾値温度未満である場合には、通常制御と同様、燃費を重視して最適燃費線でエンジン１の動作点を制御するように構成されている。したがって、この発明の実施形態におけるハイブリッド車両Ｖｅによれば、燃費と冷却性とを両立することができる。

以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上述した例に限定されないのであって、この発明の目的を達成する範囲で適宜変更してもよい。上述した実施形態では、ステップＳ２でトランスミッション７内の温度あるいは発熱状態を判断するために、オイルの温度、あるいは、その他各モータ２，３の温度、ラジエータ２２の冷却液の温度、オイルクーラ２３の前後でのオイル温度などをパラメータとして説明したものの、これら各パラメータは少なくとも一つのパラメータを基に判断してよい。またこれら各パラメータを協調させて、そのトランスミッション７内の温度あるいは発熱状態を判断するように構成してもよい。

また、この発明で対象とするハイブリッド車両は、図１のハイブリッド車両Ｖｅ以外の車両に適用してもよく、例えば上述した図１の例は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車であるが、トランスミッションケース７ａにデファレンシャルギヤユニットが収容されていないＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）車に適用してもよい。また、例えば上述した動力分割機構４の構成は、シングルピニオン型の遊星歯車機構に限らず、ダブルピニオン型の遊星歯車機構によって構成してもよく、あるいは、四つ以上の回転要素を備えたラビニョ型の遊星歯車機構で構成してもよい。

１…エンジン（ＥＮＧ）、 ２…第１モータ（ＭＧ１）、 ４…動力分割機構、 ６…駆動輪、 ７…トランスミッション、 ７ａ…トランスミッションケース、 ８…サンギヤ、 ９…リングギヤ、 １０…キャリヤ、 １１…ピニオンギヤ、 ２２…ラジエータ、 ２３…オイルクーラ、 ２４…コントローラ（ＥＣＵ）、 Ｌ１…最適燃費線、 Ｐ１，Ｐ２…等出力線、 Ｖｅ…車両。

Claims (3)

1. エンジンと、第１モータと、前記エンジンの出力トルクを駆動輪に伝達するトランスミッションとを備え、
   前記トランスミッションは、前記エンジンの前記出力トルクが伝達される第１回転要素と、前記駆動輪にトルクを伝達可能に連結された第２回転要素と、前記第１モータからトルクが伝達される第３回転要素との少なくとも三つの回転要素を有する差動機構を備え、
   前記トランスミッションの内部を冷却しつつ、前記エンジンの前記出力トルクを前記差動機構を介して前記駆動輪に伝達してＨＶ走行するように構成されたハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記エンジンおよび前記第１モータを制御するコントローラを備え、
   前記コントローラは、
   前記第１モータの回転数を制御することによって前記エンジンの動作点を制御するものであって、
   前記ＨＶ走行の際に、前記トランスミッションの内部の発熱状態を判断する所定の温度パラメータが予め定められた所定温度未満の場合は、
   前記エンジンの燃費が最良となる動作点で前記エンジンが運転されるように、前記第１モータの回転数を制御し、
   前記ＨＶ走行の際に、前記温度パラメータが前記所定温度以上の場合は、
   前記エンジンの燃費よりも前記トランスミッションの内部の発熱量を低減させることを優先して、前記第１モータの回転数を前記発熱量を抑制可能な０を含む所定の回転数域に制御することにより、前記エンジンの動作点を前記発熱量を低減させる動作点に制御するとともに、
   前記エンジンの動作点を前記発熱量を低減させる動作点に制御する際に、
   前記エンジンの要求パワーを求め、
   前記要求パワーが予め定められた閾値以上か否かを判断し、
   前記要求パワーが前記閾値以上であると判断された場合に、前記エンジンの動作点を、前記要求パワーを満たしつつ前記燃費が最良となる動作点から前記エンジンの回転数を減少させ、かつ、前記エンジンの前記出力トルクを増大させる方向に変更し、
   前記要求パワーが前記閾値未満であると判断された場合に、前記エンジンの動作点を、前記要求パワーを満たしつつ前記燃費が最良となる動作点から前記エンジンの回転数を増大させ、かつ、前記エンジンの前記出力トルクを減少させる方向に変更する
   ように構成されている
   ことを特徴するハイブリッド車両の制御装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記ハイブリッド車両は、前記トランスミッションおよび前記エンジンを冷却する冷却機構を更に備え、
   前記コントローラは、
   前記トランスミッションの内部の温度が前記所定温度以上か否かの判断を、前記第１モータの温度、前記第１モータおよび前記差動機構を冷却するオイルの温度、ならびに、前記冷却機構の温度のうち少なくともいずれか一つのパラメータの温度に基づいて判断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両の制御装置。
3. 請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記閾値は、所定の車速時の値に対して前記所定の車速より高車速時の値の方が大きくな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両の制御装置。

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