KR101699178B1

KR101699178B1 - 하이브리드 차의 구동 제어 시스템

Info

Publication number: KR101699178B1
Application number: KR1020150141461A
Authority: KR
Inventors: 겐세이 하타; 유지 이와세; 요스케 스즈키; 아키코 니시미네; 소헤이 무라타
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2014-10-14
Filing date: 2015-10-08
Publication date: 2017-01-23
Also published as: DE102015117078A1; KR20160043907A; US9573587B2; US20160101776A1; JP6156319B2; CN105523036A; JP2016078553A; CN105523036B

Abstract

피니언 온도 Tp_est의 추정값이 상한 온도 Tp_th에 도달해도, 그 시점의 계속 시간 Time_ON이 기준 시간 τ_on에 도달할 때(스텝 S17)까지는, 투 모터 모드를 허가한다(스텝 S16). 또한, 피니언 온도 Tp_est가 저하되어 그 추정값이 허가 온도 Tpb까지 저하되지 않아도, 투 모터 모드를 실행하고 있지 않은 상태의 계속 시간 Time_OFF가 기준 시간 τ_off에 도달한 시점에서 투 모터 모드를 허가한다.

Description

하이브리드 차의 구동 제어 시스템 {DRIVE CONTROL SYSTEM FOR HYBRID VEHICLE}

본 발명은, 엔진의 회전수 제어에 사용되는 모터를, 주행을 위한 구동력을 출력하는 구동력원으로서도 사용하는 하이브리드 차를 대상으로 하는 제어 시스템에 관한 것이다.

이른바, 투 모터 타입의 하이브리드 차가 일본 특허 공개 평8-295140호에 기재되어 있다. 이 하이브리드 차는, 유성 기어 기구로 이루어지는 동력 분할 기구를 구비하고, 그 캐리어에 엔진으로부터 출력된 토크가 입력되고, 또한 선 기어에는 발전 기능이 있는 제1 모터가 연결되어 있다. 링 기어가 출력 요소로 되어 있고, 그 링 기어는 감속 기구를 구성하고 있는 카운터 기어 유닛을 통해 디퍼런셜에 연결되어 있다. 또한, 그 카운터 기어 유닛에는, 제2 모터가 연결되어 있다. 그리고, 제1 모터에서 발전한 전력을 제2 모터에 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 상기 캐리어에 연결되어 있는 입력축의 회전을 정지시키는 브레이크가 설치되어 있다. 그 브레이크를 결합시켜 상기 캐리어를 고정한 상태에서는, 동력 분할 기구가 감속 기구로서 기능하고, 제1 모터가 출력한 토크를 증폭시켜 링 기어로부터 출력시킬 수 있다.

국제 공개 제2011/114785에는 상기한 일본 특허 공개 평8-295140호에 기재된 하이브리드 구동 장치와 마찬가지의 구성의 장치가 기재되어 있다. 이러한 종류의 구동 장치에서는, 엔진을 정지한 상태에서 차량이 견인되는 등의 경우, 캐리어가 정지되어 있으므로, 피니언 기어나 피니언 핀 등에 대한 윤활유의 공급이 불충분해질 가능성이 있다. 따라서 국제 공개 제2011/114785에 기재된 장치에서는, 유성 기어 기구의 상측에 설치된 액류부로부터 낙하하는 윤활유를 수취하여 피니언 핀으로 유도하는 리시버가 설치되어 있다.

일본 특허 공개 평8-295140호에 기재된 하이브리드 차량에서는, 엔진을 정지시킴과 함께 브레이크에 의해 상기 캐리어의 회전을 정지시키면, 동력 분할 기구가 감속기로 된다. 그 상태에서 제1 모터를 모터로서 기능시키면, 그 토크가 증폭되어 링 기어로부터 출력되어, 차량을 주행시킬 수 있다. 그 경우, 캐리어는 윤활유를 긁어 올리지 않으므로, 국제 공개 제2011/114785에 기재되어 있는 바와 같이, 피니언 기어나 피니언 핀 등에 대해 충분히 윤활유를 공급할 수 없는 사태가 발생한다.

국제 공개 제2011/114785에 기재되어 있는 장치는, 유성 기어 기구의 상방에 설치되어 있는 액류부로부터 낙하하는 윤활유를 피니언 핀 또는 피니언 기어로 유도하도록 구성되어 있다. 따라서, 액류부에 윤활유가 충분히 저류되어 있는 경우에는, 피니언 핀이나 피니언 기어 등에 대해 윤활유를 공급할 수 있다. 그러나, 액류부의 윤활유가 고갈되거나, 윤활유의 점도가 높음으로써 충분히 낙하하지 않는 등의 경우에는, 피니언 핀이나 피니언 기어 등의 윤활 부족이 발생할 가능성이 있다. 또한, 상기한 액류부를 설치할 필요가 있으므로, 기존의 장치를 대폭 개조할 필요가 있고, 또한 하이브리드 장치의 전체적인 구성이 대형화될 가능성이 있다.

본 발명은, 동력 분할 기구를 구성하는 유성 기어 기구의 내구성의 저하를 억제하고, 아울러 동력 분할 기구에 연결된 모터를 주행을 위한 구동력원으로 한 주행 모드를 가급적 장기간 실행할 수 있는 구동 제어 시스템을 제공한다.

본 발명에 관한 구동 제어 시스템은 하이브리드 차량용이다. 상기 구동 제어 시스템은, 동력 분할 기구, 브레이크 기구, 제1 모터, 출력 부재, 제2 모터, 전자 제어 장치를 포함한다. 동력 분할 기구는, 캐리어와 선 기어와 링 기어를 회전 요소로서 구비한다. 상기 동력 분할 기구는 차동 작용을 행하도록 구성되고, 상기 캐리어는 엔진의 출력 토크가 전달된다. 브레이크 기구는, 상기 캐리어의 회전을 선택적으로 정지시키도록 구성된다. 제1 모터는, 상기 선 기어와 링 기어 중 어느 한쪽의 기어에 연결되고, 발전 가능하다. 출력 부재는, 상기 선 기어와 링 기어 중 어느 다른 쪽의 기어에 연결된다. 제2 모터는, 출력 부재의 토크에 주행을 위한 구동 토크를 부가하도록 구성된다. 전자 제어 장치는, 모터 구동 상태의 계속 시간인 제1 시간과 상기 모터 구동 상태가 종료된 상태의 계속 시간인 제2 시간 중 적어도 어느 하나의 시간을 구하도록 구성된다. 전자 제어 장치는, 상기 제1 시간 또는 상기 제2 시간 중 적어도 한쪽에 기초하여 상기 동력 분할 기구의 온도를 추정한다. 그리고, 전자 제어 장치는, 이하의 조건 i) 또한 ii), 또는 i) 또한 iii)에 따라서 상기 모터 구동 상태를 허가 또는 금지한다. i)는, 제1 온도가 미리 정한 제1 역치보다 낮은 경우, 혹은 제2 온도가 미리 정한 제2 역치보다 낮은 경우에 상기 모터 구동 상태를 허가하는 것이다. 상기 제1 온도라 함은, 상기 제1 시간에 기초하여 추정된 상기 동력 분할 기구의 온도이고, 상기 제2 온도라 함은, 상기 제2 시간에 기초하여 추정된 상기 동력 분할 기구의 온도이다. ii)는, 상기 제1 온도가 상기 제1 역치 이상, 또한 상기 제1 시간이 미리 정한 제1 기준 시간 이하일 때, 상기 모터 구동 상태를 허가하고, 상기 제1 온도가 상기 제1 역치 이상, 또한 상기 제1 시간이 상기 제1 기준 시간을 초과하고 있을 때, 상기 모터 구동 상태를 금지하는 것이다. iii)는, 제2 온도가 상기 제2 역치 이상, 또한 상기 제2 시간이 미리 정한 제2 기준 시간 이상일 때, 상기 모터 구동 상태를 허가하고, 제2 온도가 상기 제2 역치 이상, 또한 제2 시간이 상기 제2 기준 시간보다 짧을 때, 상기 모터 구동 상태를 금지하는 것이다. 상기 모터 구동 상태라 함은, 이하의 조건 iv)∼vi)를 모두 만족시키는 상태이다. 조건 iv)는, 상기 캐리어는 상기 브레이크 기구에 의해 회전이 정지되어 있는 것이다. 조건 v)는, 상기 제1 모터가 출력한 토크는 상기 동력 분할 기구를 통해 상기 출력 부재에 전달되어 있는 것이다. 조건 vi)는, 상기 제2 모터가 상기 구동 토크를 출력하고 있는 것이다.

상기한 구성에 의하면, 상기 모터 구동 상태로 되어 있는 경우에 그 계속 시간이 구해진다. 혹은 모터 구동 상태가 종료된 경우에는 그 종료로부터의 경과 시간, 즉 종료 상태의 계속 시간이 구해진다. 이들 계속 시간 중 어느 하나에 기초하여 동력 분할 기구에 대한 온도가 추정된다. 그 추정 온도가 제1 또는 제2 역치보다 저온도이면, 모터 구동 상태가 허가되고, 반대로 추정 온도가 제1 또는 제2 역치 이상이면, 모터 구동 상태의 계속 시간이나 모터 구동 상태가 종료되어 있는 계속 시간에 따라서, 모터 구동 상태가 금지되거나, 혹은 허가된다. 즉, 추정 온도가 제1 또는 제2 역치 이상이라도, 상기 온도가 상승하는 데 필요하다고 생각되는 시간을 경과하고 있지 않은 경우, 혹은 상기 온도가 충분히 저하되는 데 필요로 하는 시간을 경과하고 있는 경우에는, 추정 온도에 관계없이 모터 구동 상태가 허가된다. 따라서, 온도의 추정에 무언가의 이상이 있다고 생각되는 경우에는, 그 추정 온도에 제한되지 않고 모터 구동 상태에서 주행하는 것이 가능해져 모터 구동 상태의 기간 혹은 기회가 증대되어, 연비를 향상시킬 수 있다.

상기 전자 제어 장치는, 상기 모터 구동 상태가 중단되고, 또한 그 중단되어 있는 시간이 미리 정한 시간보다 짧은 경우에는 상기 모터 구동 상태로 되어 있다는 판정을 유지하도록 구성되어 있어도 된다.

상기 전자 제어 장치는, 상기 동력 분할 기구의 온도를, 상기 제1 시간과 미리 정한 온도 상승률에 기초하여 추정하도록 구성되어 있어도 된다.

상기한 구성에 의하면, 모터 구동 상태가 일시적으로 중단되고, 그 중단 시간이 미리 정한 시간보다 짧은 경우에는, 모터 구동 상태로 되어 있는 시간의 카운트를 중단하는 일 없이 계속한다. 따라서, 모터 구동 상태에 의해 상승한 동력 분할 기구의 온도와, 시간의 카운트값의 상관 관계의 이상이 적어진다. 그 결과, 상기 캐리어에서 보유 지지되어 있는 피니언 기어나 피니언 핀 등의 온도가 과도하게 높아지거나, 그 내구성이 저하되거나 하는 것을 방지 혹은 억제할 수 있다.

상기 전자 제어 장치는, 상기 동력 분할 기구의 온도를, 제2 시간과 미리 정한 온도 저하율에 기초하여 추정하도록 구성되어 있어도 된다.

상기한 구성에 의하면, 상기 온도의 추정을 전술한 각 경과 시간과 미리 정한 온도 상승률 혹은 온도 저하율에 기초하여 행하므로, 상기 동력 분할 기구에 관한 온도를 검출하는 센서를 사용할 필요가 없고, 또한 어느 정도 고정밀도로 상기 온도를 추정할 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예의 특징, 이점 및 기술적 및 산업적 의의는 동등한 요소들을 동등한 도면 부호로 나타낸 첨부 도면을 참조로 하여 후술된다.

도 1은 본 발명에 관한 제어 장치에 있어서의 컨트롤러에 의해 실행되는 제어 중 피니언 온도가 상승하는 과정에서의 제어의 일례를 설명하기 위한 흐름도.
도 2는 본 발명에 관한 제어 장치에 있어서의 컨트롤러에 의해 실행되는 제어 중 피니언 온도가 저하되는 과정에서의 제어의 일례를 설명하기 위한 흐름도.
도 3은 피니언 온도가 상승하는 과정에서 피니언 온도의 추정에 이상이 있었던 경우의 금지의 타이밍을 설명하기 위한 모식도.
도 4는 피니언 온도가 저하되는 과정에서 피니언 온도의 추정에 이상이 있었던 경우의 허가의 타이밍을 설명하기 위한 모식도.
도 5는 본 발명에서 대상으로 할 수 있는 하이브리드 차에 있어서의 구동 계통의 일례를 나타내는 구조도.
도 6은 HV 모드 및 투 모터 모드 및 원 모터 모드의 영역의 일례를 나타내는 선도.
도 7은 제1 모터가 출력하는 동력 혹은 동력 분할 기구에 입력되는 에너지량과 피니언 온도 변화율의 관계를 측정한 결과를 개략적으로 나타내는 선도.
도 8은 제1 모터의 회전수와 피니언 온도의 변화율과의 관계를 측정한 결과를 개략적으로 나타내는 선도이다.
도 9는 제1 모터의 토크와 피니언 온도의 변화율과의 관계를 측정한 결과를 개략적으로 나타내는 선도.
도 10은 EOP의 토출 유량과 피니언 온도의 변화율과의 관계를 측정한 결과를 개략적으로 나타내는 선도.
도 11은 그 제어에서 사용하는 저하율의 맵의 일례를 나타내는 도면.
도 12는 그 제어에서 사용하는 상승률의 맵의 일례를 나타내는 도면.
도 13은 피니언 온도의 저하율과 차속과의 관계를 측정한 결과를 개략적으로 나타내는 선도.
도 14는 피니언 온도와 유온의 온도차와 피니언 온도의 저하율과의 관계를 측정한 결과를 개략적으로 나타내는 선도.

본 발명에서 대상으로 할 수 있는 하이브리드 차의 일례를 도 5에 구조도로 나타내고 있다. 하이브리드 구동 장치는, 이른바 투 모터 타입의 구동 장치이며, 엔진(ENG)(1)과, 2개의 모터(2, 3)를 구동력원으로서 구비하고 있다. 엔진(1)은, 가솔린 엔진이나 디젤 엔진 등의 내연 기관이고, 제1 모터(2)는 에너지의 회생과 동력의 출력을 행할 수 있는 모터 제너레이터(MG)인 것이 바람직하고, 또한 제2 모터(3)도 마찬가지로, 모터 제너레이터(MG)인 것이 바람직하다. 엔진(1)이 출력한 동력을 제1 모터(2)와 출력 부재로 분할하는 동력 분할 기구(4)가 설치되어 있다. 동력 분할 기구(4)는, 유성 기어 기구 등의 차동 기구에 의해 구성할 수 있고, 도 5에 도시하는 예에서는, 싱글 피니언형 유성 기어 기구에 의해 구성되어 있다.

선 기어(5)와 링 기어(6) 사이에, 이들 선 기어(5) 및 링 기어(6)에 맞물려 있는 복수(예를 들어, 3개)의 피니언 기어(7)가 배치되어 있고, 그들 피니언 기어(7)는 캐리어(8)에 의해 자전 및 공전이 가능하도록 보유 지지되어 있다. 피니언 기어(7)를 캐리어(8)에 의해 보유 지지하는 구조는, 종래 알려져 있는 유성 기어 기구에 있어서의 구조와 마찬가지이다. 그 구조를 간단하게 설명하면, 피니언 핀이 캐리어(7)에 의해 보유 지지되어 있고, 그 피니언 핀의 외주측에 니들 베어링 등의 베어링을 통해 피니언 기어(7)가 회전 가능하게 끼워 맞춤되어 있다. 피니언 핀에는 중심 축선을 따라 오일 구멍이 형성되고, 그 오일 구멍으로부터 외주면에 이르는 다른 오일 구멍이 형성되어 있고, 이들 오일 구멍을 통해 베어링이나 치면에 윤활유를 공급하도록 구성되어 있다.

캐리어(8)는 이른바 입력 요소이며, 엔진(1)으로부터 동력이 전달되도록 구성되어 있다. 즉, 엔진(1)의 출력축(크랭크 샤프트)(9)과 캐리어(8)가 댐퍼 기구(10)를 통해 연결되어 있다. 그리고, 캐리어(8)와 엔진(1) 사이에는, 캐리어(8)의 회전을 선택적으로 정지시키는 브레이크 기구(11)가 설치되어 있다. 이 브레이크 기구(11)는, 마찰식 브레이크나 맞물림식 브레이크, 일방향 클러치 중 어느 것이어도 된다.

동력 분할 기구(4)와 동일한 축선 상에서, 동력 분할 기구(4)를 사이에 두고 엔진(1)과는 반대측에 제1 모터(2)가 배치되어 있다. 이 제1 모터(2)가 선 기어(5)에 연결되어 있다. 따라서, 선 기어(5)가 이른바 반력 요소로 되어 있다. 제1 모터(2)의 로터축 및 그 로터축이 연결되어 있는 선 기어축은 중공축이며, 그 중공축의 내부에 펌프 축(12)이 삽입되어 있다. 그 펌프 축(12)의 한쪽 단부는 엔진(1)에 연결되고, 또한 다른 쪽 단부에는, 오일 펌프(기계식 오일 펌프; MOP)(13)가 연결되어 있다. 이 MOP(13)는, 엔진(1)에 의해 구동되어 제어를 위한 유압 및 윤활을 위한 유압을 발생시킨다. 따라서, 엔진(1)이 정지하고 있을 때의 유압을 확보하기 위해 모터에 의해 구동되는 제2 오일 펌프(전기식 오일 펌프; EOP)(14)가, MOP(13)와는 병렬로 설치되어 있다.

동력 분할 기구(4)를 구성하고 있는 유성 기어 기구에 있어서의 링 기어(6)가 이른바 출력 요소로 되어 있고, 이 링 기어(6)와 일체로, 본 발명에 관한 실시예에 있어서의 출력 부재에 상당하는 외기어인 출력 기어(15)가 설치되어 있다. 이 출력 기어(15)가 카운터 기어 유닛(16)을 통해 차동 기어(17)에 연결되어 있다. 즉, 카운터 샤프트(18)에 설치된 종동 기어(19)가 출력 기어(15)에 맞물려 있다. 종동 기어(19)보다 소직경인 구동 기어(20)가 카운터 샤프트(18)에 장착되어 있고, 이 구동 기어(20)가 차동 기어(17)에 있어서의 링 기어(21)에 맞물려 있다. 이 차동 기어(17)로부터 좌우의 구동륜(22)에 구동력을 출력한다. 그리고, 상기한 종동 기어(20)에는, 다른 구동 기어(23)가 맞물려 있고, 그 구동 기어(23)에 제2 모터(3)가 연결되어 있다. 즉, 출력 기어(15)로부터 출력되는 토크에, 제2 모터(3)의 토크를 부가하도록 구성되어 있다.

또한, 제1 모터(2)와 제2 모터(3)는, 도시하지 않은 축전 장치나 인버터를 통해 서로 전기적으로 접속되고, 제1 모터(2)에서 발전한 전력을 제2 모터(3)에 공급할 수 있도록 구성되어 있다.

상기한 하이브리드 차는, 하이브리드 모드(HV 모드)와, 투 모터 모드와, 원 모터 모드의 3개의 주행 모드를 선택적으로 설정할 수 있다. HV 모드는, 엔진(1)이 출력한 동력을 동력 분할 기구(4)에 의해 제1 모터(2)측과 출력 기어(15)측으로 분할하고, 제1 모터(2)가 발전기로서 기능하여 발생한 전력을 제2 모터(3)에 공급하고, 그 제2 모터(3)의 출력 토크를 카운터 기어 유닛(16)에 있어서 출력 기어(15)의 토크에 가하는 주행 모드이다. 투 모터 모드는, 제1 모터(2) 및 제2 모터(3)를 주행을 위한 구동력원으로서 동작시키고, 이들 2개의 모터(2, 3)의 동력으로 주행하는 모드이다. 그 경우, 브레이크 기구(11)에 의해 캐리어(8)가 고정된다. 따라서 동력 분할 기구(4)는 제1 모터(2)와 출력 기어(15) 사이에서 감속 기구로서 기능한다. 이 투 모터 모드에서 주행하고 있는 상태가 본 발명의 실시예에 있어서의 「모터 구동 상태」에 상당한다. 원 모터 모드는, 제2 모터(3)를 구동력원으로 하여 주행하는 모드이다. 하이브리드 차가 정지하고 있는 상태나 HV 모드에서 주행하고 있는 상태 혹은 원 모터 모드에서 주행하고 있는 상태가, 본 발명의 실시예에 있어서의 「모터 주행 상태가 종료된 상태」에 상당한다.

이들 주행 모드에서의 구동 토크나 연비 등은, 서로 다르기 때문에, 그들 주행 모드의 영역을 차속이나 구동력 등에 의해 정하고, 액셀러레이터 개방도로 나타내어지는 요구 구동력이나 차속에 기초하여 주행 모드가 선택된다. 도 6에는 차속 V와 구동력 F에 의해 미리 정한 각 주행 모드의 영역을 나타내고 있다. 도 6에 부호 「A_HV」로 나타내는 영역이 HV 모드의 영역, 부호 「A_2M」으로 나타내는 영역이 투 모터 모드의 영역, 부호 「A_1M」으로 나타내는 영역이 원 모터 모드의 영역이다. 이들 주행 모드를 선택하고, 또한 선택한 주행 모드로 되도록 하이브리드 구동 장치의 각 부를 제어하기 위한 컨트롤러로서의 전자 제어 장치(ECU)(24)가 설치되어 있다. ECU(24)는, 마이크로컴퓨터를 주체로 하여 구성되고, 입력된 데이터 및 미리 기억하고 있는 맵 등의 데이터에 기초하여 연산을 행하고, 그 연산 결과를 제어 지령 신호로서 엔진(1)이나 각 모터(2, 3) 또는 각 모터(2, 3)를 위한 축전 장치나 인버터, 브레이크 기구(11) 등에 출력하도록 구성되어 있다. 또한, ECU(24)에 입력되는 데이터, 바꾸어 말하면, 제어에 사용하는 데이터의 예를 들면, 차속, 액셀러레이터 개방도, 각 모터(2, 3)의 회전수, 각 모터(2, 3)의 구동 전류, 윤활유의 온도(유온), 하이브리드 차의 이그니션 스위치의 ON·OFF, 차체 전방면에 설치되어 있는 그릴 셔터의 개폐, 그 개방 혹은 폐쇄의 계속 시간, 하이브리드 차가 놓여 있는 환경의 온도(외기 온도) 등이다. 또한, 상술한 도 6에 나타내는 영역이나 피니언 기어 또는 피니언 핀 등의 온도의 상승률 및 저하율, 그 온도의 초기값, 시간이나 온도의 판단 역치 등은 미리 기억되어 있다.

본 발명에 관한 구동 제어 장치는, 전술한 피니언 기어나 피니언 핀 등의 온도가 과도하게 상승하지 않는 범위에서, 투 모터 모드를 가급적 장시간 실행하도록 구성되어 있다. 여기서, 동력 분할 기구의 온도라 함은, 동력 분할 기구에 관한 온도이며, 피니언 기어나 피니언 핀 등의 온도가 포함된다. 또한, 구동 제어 장치는 동력 분할 기구에 관한 온도를 시간에 기초하여 추정하도록 구성되어 있다. 그것을 위한 제어의 일례를 도 1에 흐름도로 나타내고 있다. 본 발명에 관한 실시예에 있어서의 컨트롤러는 이 흐름도를 실행하도록 구성되어 있다. 도 1에 나타내는 루틴은 하이브리드 차가 주행하고 있을 때, 소정의 단시간마다 반복 실행된다. 도 1에 나타내는 제어예에서는, 우선, 전술한 투 모터 모드를 설정하는 것을 나타내는 플래그(이하, 임시로 투 모터 플래그라 함) F_2M이 ON인지 여부가 판단된다(스텝 S1). 투 모터 모드는, 요구 구동력 및 차속이 도 6에 나타내는 투 모터 모드의 영역 A_2M으로 들어감으로써 선택되고, 투 모터 플래그 F_2M은 그 선택이 행해짐으로써 ON으로 되는 플래그이다.

본 발명에 있어서의 모터 구동 상태에 상당하는 투 모터 모드가 선택되어 있음으로써 플래그 F_2M이 ON으로 되어 있으면, 스텝 S1에서 긍정적으로 판단된다. 그 경우는, 스텝 S2로 진행하여, 투 모터 모드가 계속되고 있는 것을 나타내는 플래그(이하, 임시로 계속 플래그라 함) F_2M _-C가 ON으로 된다. 이 계속 플래그 F_2M _-C는, 투 모터 모드의 일시적인 중단을, 투 모터 모드의 계속으로서 취급할지, 혹은 투 모터 모드의 종료로서 취급할지의 처리를 행하기 위한 플래그이다. 계속 플래그 F_2M-C가 ON으로 설정된 후, 온 타이머 Time_ON의 카운트가 행해진다(스텝 S3). 구체적으로는, 도 1에 나타내는 루틴이 전회 실행된 경우의 온 타이머 Time_ON의 값(전회값) Time_ON_old에, 도 1의 루틴의 1사이클의 실행 시간 Δtime이 가산된다. 또한, 계속 플래그 F_2M _-C가 ON으로 전환된 직후에 있어서의 전회값 Time_ON_old는 「0」이고, 이 경우는 시간의 계측이 개시되게 된다.

한편, 투 모터 플래그 F_2M이 OFF로 되어 있음으로써 스텝 S1에서 부정적으로 판단된 경우에는, 오프 타이머 Time_OFF의 카운트가 행해진다(스텝 S4). 이 오프 타이머 Time_OFF는, 투 모터 모드가 종료되어 투 모터 플래그 F_2M이 OFF로 되고 나서의 경과 시간을 계측하기 위한 것이다. 구체적으로는, 도 1에 나타내는 루틴이 전회 실행된 경우의 오프 타이머 Time_OFF의 값(전회값) Time_OFF_old에, 도 1의 루틴의 1사이클의 실행 시간 Δtime이 가산된다. 또한, 투 모터 플래그 F_2M이 OFF로 전환된 직후에 있어서의 전회값 Time_OFF_old는 「0」이며, 이 경우는 시간의 계측이 개시되게 된다.

이와 같이 하여 계측된 시간(오프 타이머 Time_OFF의 값)이 미리 정한 역치 Time_OFF_th보다 큰지 여부가 판단된다(스텝 S5). 이 역치 Time_OFF_th는, 투 모터 모드로부터 투 모터 모드 이외의 주행 모드로 전환된 후의 경과 시간(즉, 모터 구동 상태가 종료된 상태의 계속 시간)이 전술한 피니언 기어(7)나 이것을 장착하고 있는 피니언 핀 등의 실질적인 냉각이 개시되기에 충분한 시간인지 여부를 판단하기 위한 값이다. 따라서, 이 역치 Time_OFF_th는, 하이브리드 차의 차종마다, 혹은 하이브리드 구동 장치의 기종마다, 미리 실험 등에 기초하여 설계상 정해 둘 수 있다. 투 모터 플래그 F_2M이 OFF로 되고 나서의 경과 시간 Time_OFF가 역치 Time_OFF_th 이하임으로써 스텝 S5에서 부정적으로 판단된 경우에는, 전술한 스텝 S2로 진행하여 계속 플래그 F_2M _-C가 ON으로 설정된다. 이에 반해 스텝 S5에서 긍정적으로 판단된 경우에는, 계속 플래그 F_2M _-C가 OFF로 설정된다(스텝 S6). 즉, 투 모터 모드가 종료되어도, 그 종료 후의 경과 시간이 상기한 역치 Time_OFF_th보다 짧은 동안은, 제어상, 투 모터 모드가 계속되고 있는 것으로 한다. 따라서, 도 1에 나타내는 제어예에서는, 투 모터 모드의 일시적인 중단은, 투 모터 모드의 종료로서는 취급하지 않는다.

상기한 스텝 S3 혹은 스텝 S6 후, 계속 플래그 F_2M _-C가 ON인지 여부가 판단된다(스텝 S7). 이 판단은, 요컨대, 캐리어(8)가 정지하고, 또한 제1 모터(2)가 토크를 출력하고 있음으로써 피니언 기어(7)나 피니언 핀 등의 온도가 상승하는 상태인지 여부를 판단하기 위한 것이다. 따라서, 스텝 S7에서 부정적으로 판단된 경우에는, 피니언 기어(7)나 피니언 핀 등의 온도가 저하되는 과정에서의 제어를 행하는 서브 루틴(SR)으로 진행한다. 서브 루틴(SR)에 대해서는 이후에 설명한다.

이에 반해, 스텝 S7에서 긍정적으로 판단된 경우에는, 그 시점에 있어서의 계속 플래그 F_2M _-C_old가 OFF인지 여부가 판단된다(스텝 S8). 바꾸어 말하면, 도 1의 루틴의 전회의 실행 사이클에서 계속 플래그 F_2M _-C가 OFF로 설정되어 있는지 여부가 판단된다. 이 스텝 S8에 앞선 상기 스텝 S2에 있어서 계속 플래그 F_2M _-C가 ON으로 설정되어 있는 것이므로, 스텝 S8에서 긍정적으로 판단되면, 주행 모드가 투 모터 모드로 전환된 직후인 것으로 된다. 이와는 반대로 스텝 S8에서 부정적으로 판단되면, 주행 모드가 투 모터 모드로 이미 전환되어 있어 투 모터 모드가 계속되고 있는 것으로 된다.

투 모터 모드로 전환된 직후임으로써 스텝 S8에서 긍정적으로 판단된 경우에는, 전회, 도 1에 나타내는 루틴을 실행하였을 때에 있어서의 하이브리드 차의 이그니션 스위치(IG_{_old})가 ON이었는지 여부가 판단된다(스텝 S9). 이 스텝 S9는, 요컨대, 하이브리드 차가 이미 기동되어 있는지 여부를 판단하는 스텝이다. 하이브리드 차가 이미 기동되어 있음으로써 스텝 S9에서 긍정적으로 판단된 경우에는, 피니언 기어(7)나 피니언 핀 등의 온도(이하, 피니언 온도라 함) Tp_est의 전회값 Tp_est_old가 미리 정한 기준 온도 Tpa 이하인지 여부가 판단된다(스텝 S10). 하이브리드 차의 공장 출하시에 피니언 온도 Tp_est로서 노미널값을 입력해 둠으로써, 상기 전회값 Tp_est_old를 정할 수 있다. 또한, 기준 온도 Tpa는, 설계상 정하는 온도이며, 제어 개시시에 있어서의 피니언 온도 Tp_est의 하한값을 정하고 있다. 피니언 온도 Tp_est는 추정된 온도이며, 그 추정 온도가 실제의 온도보다 과도하게 낮은 경우에는 투 모터 모드에서 상승하는 피니언 온도 Tp_est를 낮은 온도로 추정해 버릴 가능성이 있다. 이러한 저온측으로의 추정을 회피 혹은 억제하기 위해 기준 온도 Tpa가 설정된다. 따라서, 피니언 온도 Tp_est의 전회값 Tp_est_old가 기준 온도 Tpa 이하임으로써 스텝 S10에서 긍정적으로 판단된 경우에는, 피니언 온도 Tp_est로서 기준 온도 Tpa가 채용된다(스텝 S11). 이 경우에는, 후술하는 바와 같이, 그 기준 온도에 온도 상승분을 가산하여 피니언 온도가 구해진다. 이것과는 반대로, 피니언 온도 Tp_est의 전회값 Tp_est_old가 기준 온도 Tpa를 초과하고 있음으로써 스텝 S10에서 부정적으로 판단된 경우에는, 피니언 온도 Tp_est로서 전회값 Tp_est_old가 채용된다(스텝 S12). 이 경우는, 후술하는 바와 같이, 전회값 Tp_est_old에 온도 상승분을 가산하여 피니언 온도가 구해진다.

또한, 하이브리드 차가 기동된 직후임으로써 스텝 S9에서 부정적으로 판단된 경우에는, 투 모터 모드를 개시하는 초기의 피니언 온도 Tp_est(본 발명의 실시예에 있어서의 초기 온도에 상당하는 온도)가 산출된다(스텝 S13). 이그니션 스위치가 OFF이면, 피니언 온도 Tp_est를 상승시키는 요인이 발생되어 있지 않아, 피니언 온도 Tp_est는 저하 경향으로 되어 있으므로, 소정의 저하율 ΔTp_down으로 온도가 내려가는 것으로 하여, 시간 ΔIG-OFF의 경과에 따라서 피니언 온도 Tp_est를 저하시킨다.

한편, 상기한 스텝 S8에서 부정적으로 판단된 경우, 즉, 계속 플래그 F_2M _-C가 이미 ON으로 되어 있었던 경우, 피니언 온도 Tp_est는 상승 경향으로 되어 있으므로 소정의 상승률 ΔTp_up로 상승하는 것으로 하여, 시간 Δtime의 경과에 따라서 피니언 온도 Tp_est를 상승시킨다(스텝 S14). 즉, 피니언 온도 Tp_est의 추정값으로서, 상승률 ΔTp_up과 시간 Δtime의 곱에, 전회값 Tp_est_old를 가산한 온도가 구해진다. 또한, 이 시간 Δtime은, 도 1에 나타내는 루틴의 1사이클의 실행 시간이다.

여기서 상기한 저하율 ΔTp_down 및 상승률 ΔTp_up에 대해 설명한다. 본 발명의 실시예에 있어서의 모터 구동 상태에 상당하는 투 모터 모드에서는, 제1 모터(2)가 출력한 동력이 동력 분할 기구(4)에 입력되고, 그 동력에 따라서 발열된다. 본 발명자들은, 투 모터 모드에서 제1 모터(2)가 출력한 동력과 피니언 기어(7)나 피니언 핀 등의 온도(이하, 임시로 피니언 온도라 함)의 단위 시간당 변화량(온도의 변화율)의 관계를 측정하였다. 도 7에 그 측정 결과의 개략을 나타내고 있다. 도 7에 있어서의 선 L₁은, 선 L₂로 나타내는 예보다도 윤활유의 온도를 낮게 한 경우의 측정값을 나타내고 있다. 이 도 7에 나타내는 측정 결과로부터, 제1 모터(2)의 출력 에너지 혹은 동력 분할 기구(4)에 입력되는 에너지 E_M이 많을수록, 피니언 온도의 변화율(상승률) ΔT가 큰 것이 확인된다. 이것은, 열로 변환되는 에너지량이 많은 것에 의한 것이라 생각된다. 또한, 동력 분할 기구(4)에 공급되는 윤활유의 온도가 낮을수록, 피니언 온도의 변화율(상승률) ΔT가 작은 것이 확인된다. 이것은, 피니언 온도와 유온의 차가 클수록 방열이 촉진되는 것에 의한 것이라 생각된다.

또한, 본 발명자들은, 투 모터 모드에서의 제1 모터(2)의 회전수 N_M과 피니언 온도의 변화율 ΔT의 관계를 측정하였다. 도 8에 그 측정 결과의 개략을 나타내고 있다. 도 8에 있어서의 선 L₃은, 선 L₄로 나타내는 예보다도 윤활유의 온도를 낮게 한 경우의 측정값을 나타내고 있다. 이 도 8에 나타내는 측정 결과로부터, 제1 모터(2)의 회전수 N_M이 고속 회전수일수록, 피니언 온도의 변화율(상승률) ΔT가 큰 것 및 동력 분할 기구(4)에 공급되는 윤활유의 온도가 낮을수록, 피니언 온도의 변화율(상승률) ΔT가 작은 것이 확인된다. 또한, 윤활유 온도가 낮은 것에 의한 상기 변화율 ΔT의 억제 효과는 회전수가 높아짐에 따라서 저하되는 것이 확인된다. 이것은, 회전수가 증대되면, 윤활유의 긁어 올림량이 증대되어 피니언 온도를 저하시키는 작용이 증대되는 것에 의한 것이라 생각된다. 즉, 윤활유의 긁어 올림량이 많으면, 투 모터 모드에서의 피니언 온도의 상승률이 억제되고, 투 모터 모드 이외의 주행 상태에서는 피니언 온도의 저하율이 커진다.

또한, 본 발명자들은, 투 모터 모드에 있어서의 제1 모터(2)의 토크 T_M과 피니언 온도의 변화율 ΔT의 관계를 측정하였다. 도 9에 그 측정 결과의 개략을 나타내고 있다. 도 9에 나타내는 측정 결과로부터, 제1 모터(2)의 토크 T_M이 클수록, 피니언 온도의 변화율(상승률) ΔT가 커지는 것이 확인된다.

또한, 본 발명자들은, 투 모터 모드에서 EOP(14)의 토출 유량 Q_EOP를 변화시켜 피니언 온도의 변화율 ΔT를 측정하였다. 그 결과를 도 10에 개략적으로 나타내고 있다. 고토크이고 저차속인 경우의 측정 결과를 선 L₅로 나타내고, 저토크이고 고차속인 경우 측정 결과를 선 L₆으로 나타내고 있다. 어느 경우라도 EOP(14)의 토출 유량의 증대에 따라서 피니언 온도가 저하되고, 차속이 고차속이며 제1 모터(2)의 회전수가 고속 회전수일수록, 피니언 온도가 크게 저하되었다. 이 측정 결과로부터, EOP(14)의 토출 유량을 증대시키면, 투 모터 모드에서의 피니언 온도의 상승률 ΔTp_up가 억제되고, 또한 투 모터 모드 이외의 주행 상태에서의 피니언 온도의 저하율 ΔTp_down이 증대되는 것이 확인된다.

이들 도 7 내지 도 10에 나타내는 측정 결과로부터, 윤활유의 긁어 올림량이 증대되거나, 윤활유의 온도가 낮은 등, 피니언 기어(7) 등으로부터의 방열이 촉진될수록, 피니언 온도의 변화율(저하율) ΔTp_down이 커지는 것으로 해도 된다. 피니언 기어(7) 등으로부터의 방열은, 주로, 윤활유가 피니언 기어(7) 등으로부터 열을 빼앗음으로써 발생한다고 생각되므로, 방열의 요인(방열 인자)은, 피니언 온도 Tp_est와 유온의 온도차, 피니언 기어(7) 등에 긁어 올려지는 유량에 관련되는 차속, 상기 EOP(14)의 토출 유량 등이다. 즉, 상기 온도차가 클수록, 저하율 ΔTp_down이 커지고, 차속이 빠를수록 유량이 증대되어 저하율 ΔTp_down이 커진다. 또한, EOP(14)가 동작하고 있으면, 토출 유량이 증대되어 저하율 ΔTp_down이 커진다. 따라서, 저하율 ΔTp_down은 이 방열 인자를 파라미터로 한 맵으로서 준비해 둘 수 있고, 그 일례를 도 11에 나타내고 있다. 또한, 도 11에 나타내는 예에서는, EOP(14)에 관한 값은 보정 계수 K_EOP로 되어 있다. 그 보정 계수 K_EOP는, EOP(14)의 토출 유량이 많은 경우에는, EOP(14)의 토출 유량이 작은 경우와 비교하여 저하율 ΔTp_down이 커지도록 설정되어 있다. 또한, 도 11에는 상기 온도차나 차속의 대소와, 저하율 ΔTp_down의 대소의 관계를 나타내고 있다. 실제의 저하율 ΔTp_down의 값은, 실기에 있어서의 오일 쿨러(도시하지 않음)의 성능, 윤활유를 긁어 올리는 기어 등의 회전 부재의 형상, 윤활유가 피니언 기어(7) 등에 이르는 경로에 있어서의 돌기물의 유무나 수 등에 의해 영향을 받으므로, 실기에 의한 실험 등에 의해 저하율 ΔTp_down을 미리 구해 두게 된다. 또한, 전술한 시간 ΔIG-OFF는 소정의 타이머에 의해 계측하면 된다.

한편, 피니언 온도의 상승률 ΔTp_up에 대해 설명하면, 전술한 측정 결과로부터, 피니언 온도 Tp_est는 에너지 손실에 의한 발열량과, 주로 윤활유가 빼앗아 가는 방열량의 차에 따라서 변화된다고 생각해도 된다. 그 발열의 요인(발열 인자)은, 동력 분할 기구(4)에 입력되는 에너지나 제1 모터(2)의 토크 혹은 회전수 등이다. 이에 반해 방열의 요인(방열 인자)은, 상술한 피니언 온도 Tp_est와 유온의 온도차(혹은 유온), 피니언 기어(7) 등에 긁어 올려지는 유량에 관련되는 차속[혹은 제1 모터(2)의 회전수], 상기 EOP(14)의 토출 유량 등이다. 이들 요인 중, 동력 분할 기구(4)에 입력되는 에너지에 의한 영향이 가장 크다고 생각되므로, 그 에너지량[즉, 제1 모터(2)의 토크 및 회전수]이 클수록, 상승률 ΔTp_up가 커진다. 따라서, 상승률 ΔTp_up는 이들 발열 인자 및 방열 인자를 파라미터로 하여 맵으로서 준비해 둘 수 있고, 그 일례를 도 12에 나타내고 있다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 상승률 ΔTp_up는 제1 모터(2)의 토크가 클수록, 또한 제1 모터(2)의 회전수가 클수록, 큰 값으로 되도록 설정되어 있다. 또한, 제1 모터(2)의 회전수(즉, 차속)가 커지면, 윤활유의 긁어 올림량이 많아져 방열량이 증대되므로, 제1 모터(2)의 회전수의 증대에 의한 상승률 ΔTp_up를 증대시키는 영향은, 제1 모터(2)의 토크의 증대에 의한 영향보다 작다.

도 12에 나타내는 예에서는, 제1 모터(2)의 토크와 회전수에 기초하여 기준값을 구하고, 이것을 EOP(14)에 관한 보정 계수 K_EOP 및 유온에 관한 보정 계수 K_temp로 보정하여 상승률 ΔTp_up를 구하는 것으로 하고 있다. 유온에 관한 보정 계수 K_temp는, 유온이 낮을수록 상승률 ΔTp_up가 작아지도록 설정되어 있다. 또한, 도 12에는 제1 모터(2)의 토크와 회전수의 대소와, 상승률 ΔTp_up의 대소의 관계를 나타내고 있다. 실제의 상승률 ΔTp_up의 값은, 상기한 저하율 ΔTp_down의 예와 마찬가지로, 하이브리드 구동 장치의 구조에 크게 영향을 받으므로, 실기에 의한 실험 등에 의해 상승률 ΔTp_up를 미리 구해 두게 된다.

상기한 스텝 S11∼S14 중 어느 하나에서 피니언 온도 Tp_est(추정값)를 구한 후, 그 피니언 온도 Tp_est가 상한 온도 Tp_th 이상인지 여부가 판단된다(스텝 S15). 이 상한 온도 Tp_th는, 피니언 기어(7)나 피니언 핀, 그 베어링, 혹은 윤활유의 내구성 등을 고려하여 설계상 정해진 온도이며, 본 발명에 관한 실시예에서의 제1 역치에 상당한다. 피니언 온도 Tp_est가 상한 온도 Tp_th 미만임으로써 스텝 S15에서 부정적으로 판단된 경우에는, 금지 플래그 F_2M_inh가 OFF로 유지되고(스텝 S16), 도 1의 루틴은 일단 종료된다. 즉, 투 모터 모드가 허가되어, 투 모터 모드가 이미 설정되어 있는 경우에는 투 모터 모드가 계속된다. 이 경우, 피니언 기어(7)나 피니언 핀 등의 온도가 아직 낮다고 생각되므로, 피니언 기어(7)나 피니언 핀 등의 내구성이 저하되는 것은 회피 혹은 억제된다.

이에 반해 추정된 피니언 온도 Tp_est가 상한 온도 Tp_th 이상임으로써 스텝 S15에서 긍정적으로 판단된 경우에는, 모터 구동 상태의 계속 시간에 따라서 투 모터 모드가 허가되거나, 혹은 금지된다. 즉, 전술한 온 타이머 Time_ON의 값이, 본 발명의 실시예에 있어서의 제1 기준 시간에 상당하는 미리 정한 기준값 τ_on 이하인지 여부가 판단된다(스텝 S17). 이 기준값 τ_on은, 피니언 온도 Tp_est의 추정에 오류가 있는지 여부를 판단하기 위한 것이며, 실기에 의한 실험이나 시뮬레이션 등에 의해 미리 구해진다. 즉, 피니언 기어(7) 등의 동력 분할 기구(4)에 대한 온도는, 전술한 발열 인자와 방열 인자의 차에 따라서 상승한다. 그 상승의 속도는, 각 인자의 차에 의해 거의 정해진다. 따라서 피니언 기어(7)나 피니언 핀 등의 실제의 온도가 전술한 상한 온도 Tp_th에 도달하는 시간은, 각 인자의 차에 따른 상승 속도로부터 정해지는 시간을 하회하는 일은 없다. 기준값 τ_on은, 통상에서는 발생하지 않는 상승 속도에 따라서 정한 시간이다. 또한, 기준값 τ_on은 일정값일 필요는 없고, 전술한 발열 인자나 방열 인자, 즉 제1 모터(2)의 출력 토크나 차속 등에 따른 변수여도 된다.

스텝 S17에서 긍정적으로 판단된 경우에는, 짧은 경과 시간에 피니언 온도 Tp_est가 상한 온도 Tp_th에 도달하게 된다. 이러한 사태는 통상 발생하지 않는 것이므로, 피니언 온도 Tp_est의 추정에 오류가 있는 것이라 생각된다. 따라서, 스텝 S17에서 긍정적으로 판단된 경우에는, 전술한 스텝 S16으로 진행하여, 금지 플래그 F_2M_inh가 OFF로 유지되고, 도 1의 루틴은 일단 종료된다. 즉, 투 모터 모드가 허가되어, 투 모터 모드가 이미 설정되어 있는 경우에는 투 모터 모드가 계속된다. 그 결과, 투 모터 모드를 실행하는 기간 혹은 기회가 제한되기 어려워지므로, 하이브리드 차의 연비를 향상시킬 수 있다.

한편, 스텝 S17에서 부정적으로 판단된 경우, 피니언 온도 Tp_est의 추정에 오류가 없는 것이라 생각된다. 따라서 이 경우는, 투 모터 플래그 F_2M을 OFF로 설정하여(스텝 S18), 본 발명의 실시예에 있어서의 모터 구동 상태에 상당하는 투 모터 모드를 종료한다. 그 경우, 차속이나 액셀러레이터 개방도 등에 따라서 HV 모드 혹은 원 모터 모드가 설정된다. 그리고, 투 모터 모드를 금지하는 금지 플래그 F_2M__inh가 ON으로 설정되고(스텝 S19), 도 1의 루틴은 일단 종료된다. 즉, 투 모터 모드가 금지된다.

다음으로, 계속 플래그 F_2M _-C가 OFF임으로써 상기한 스텝 S7에서 부정적으로 판단된 경우에 실행되는 제어에 대해 설명한다. 이미 구해져 있는 피니언 온도 Tp_est_old(전회값)가 전술한 기준 온도 Tpa 이하인지 여부가 판단된다(스텝 S20). 이것은, 전술한 스텝 S10과 마찬가지의 판단 제어이다. 이 스텝 S20에서 긍정적으로 판단된 경우에는, 피니언 온도 Tp_est로서 기준 온도 Tpa가 채용된다(스텝 S21). 이것과는 반대로, 피니언 온도 Tp_est의 전회값 Tp_est_old가 기준 온도 Tpa를 초과하고 있음으로써 스텝 S20에서 부정적으로 판단된 경우에는, 전회값 Tp_est_old로부터 저하된 피니언 온도 Tp_est가 구해진다(스텝 S22). 투 모터 모드 이외의 주행 모드가 설정되어 있으면, 동력 분할 기구(4)에 있어서의 캐리어(8)가 회전하여 동력 분할 기구(4)에는 충분한 양의 윤활유가 공급되므로, 소정의 온도 저하율 ΔTp_down으로 피니언 온도가 저하되는 것으로서 피니언 온도 Tp_est가 구해진다.

여기서 상기한 저하율 ΔTp_down에 대해 설명한다. 본 발명의 실시예에 있어서의 모터 구동 상태가 종료되어 있는 상태에 상당하는 원 모터 모드 혹은 HV 모드에서는, 제2 모터(3)가 주행을 위한 구동력을 출력하고 있음으로써, 동력 분할 기구(4)에 있어서의 링 기어(6)가 회전된다. 따라서 링 기어(6)가 윤활유를 적극적으로 긁어 올린다. 한편, 엔진(1) 및 이것에 연결되어 있는 캐리어(8)는 회전하고 있지 않다. 또한, 엔진(1) 및 제1 모터(2)는 주행을 위한 구동 토크 등의 큰 토크는 출력하고 있지 않다. 따라서, 동력 분할 기구(4)는 링 기어(6)가 회전하고 있지만, 큰 부하가 걸려 있지 않고, 그 상태에서 링 기어(6)가 윤활유를 적극적으로 긁어 올리기 때문에, 동력 분할 기구(4)는 윤활유에 의해 냉각된다. 그 윤활유의 양은, 링 기어(6)의 회전 속도, 즉, 차속의 증대에 따라서 증대된다.

또한, HV 모드에서는, 엔진(1)의 토크가 캐리어(8)에 전달되어 캐리어(8)가 회전하고, 또한 제1 모터(2)의 토크가 선 기어(5)에 전달되어 선 기어(5)가 회전한다. 따라서, 동력 분할 기구(4)에는, 각 회전 요소가 회전함으로써 적극적으로 윤활유가 공급된다. 그 경우, 동력 분할 기구(4)는 엔진(1)으로부터 입력된 동력을 링 기어(6)측과 제1 모터(2)측으로 분할하도록 기능하고, 감속기로서는 기능하지 않는다. 즉, 동력 분할 기구(4)에 걸리는 부하는, 감속기로서 기능한 경우와 비교하여 작아진다. 그로 인해, 발열량에 대해 윤활유에 의한 냉각 열량(방열량)이 많아져, 피니언 기어(7)나 피니언 핀 등은 냉각된다.

따라서, 본 발명자들은, HV 모드 혹은 원 모터 모드에서의 피니언 온도 Tp_est의 변화율 ΔT(저하율 ΔTp_down: 단위 시간당 저하 온도)와 차속 V의 관계를 측정하였다. 도 13에 그 측정 결과의 개략을 나타내고 있다. 도 13의 측정 결과가 나타내는 바와 같이, 차속 V의 증대에 수반하여 피니언 온도 Tp_est의 변화율 ΔT(저하율 ΔTp_down)이 커지고 있다. 또한, 피니언 기어(7)나 피니언 핀 등의 냉각은, 윤활유가 열을 빼앗음으로써 행해지므로, 액셀러레이터 OFF시의 피니언 기어(7)나 피니언 핀 등의 온도 Tp와 윤활유의 온도 Toil의 온도 차(Tp-Toil)와, 피니언 온도 Tp_est의 변화율 ΔT(저하율 ΔTp_down)의 관계를 측정하였다. 도 14에 그 측정 결과의 개략을 나타내고 있다. 또한, 도 14에서 선 L₂는, EOP(14)를 구동시킴으로써, 선 L₁로 나타내는 경우보다도 윤활유의 공급량을 많게 한 경우의 측정 결과를 나타낸다. 도 14의 측정 결과가 나타내는 바와 같이, 윤활유의 온도 Toil을 낮게 해 둘수록, 피니언 온도 Tp_est의 변화율 ΔT(저하율 ΔTp_down)가 커지고, 또한 윤활유량이 많을수록, 피니언 온도 Tp_est의 변화율 ΔT(저하율 ΔTp_down)가 커진다.

이들 도 13 및 도 14에 나타내는 측정 결과로부터, 윤활유의 긁어 올림량이 증대되거나, 윤활유의 온도가 낮은 등, 피니언 기어(7) 등으로부터의 방열이 촉진될수록, 피니언 온도의 변화율 ΔT(저하율 ΔTp_down)가 커지는 것으로 해도 된다. 피니언 기어(7) 등으로부터의 방열은, 주로, 윤활유가 피니언 기어(7) 등으로부터 열을 빼앗음으로써 발생한다고 생각되므로, 방열의 요인(방열 인자)은 피니언 온도 Tp_est와 유온의 온도차, 피니언 기어(7) 등에 긁어올려지는 유량에 관련되는 차속, 상기 EOP(14)의 토출 유량 등이다. 즉, 상기 온도차가 클수록, 저하율 ΔTp_down이 커지고, 차속이 빠를수록 유량이 증대되어 저하율 ΔTp_down이 커진다. 또한, EOP(14)가 동작하고 있으면, 토출 유량이 증대되어 저하율 ΔTp_down이 커진다. 따라서, 저하율 ΔTp_down은, 이 방열 인자를 파라미터로 한 맵으로서 준비해 둘 수 있다. 실제의 저하율 ΔTp_down의 값은, 실기에 있어서의 오일 쿨러(도시하지 않음)의 성능, 윤활유를 긁어올리는 기어 등의 회전 부재의 형상, 윤활유가 피니언 기어(7) 등에 이르는 경로에 있어서의 돌기물의 유무나 수 등에 의해 영향을 받으므로, 실기에 의한 실험 등에 의해 저하율 ΔTp_down을 미리 구해 두게 된다.

상기한 스텝 S21, S22 중 어느 하나에서 피니언 온도 Tp_est를 추정한 후, 그 피니언 온도 Tp_est가 허가 온도 Tpb 이하인지 여부가 판단된다(스텝 S23). 이 허가 온도 Tpb는, 전술한 기준 온도 Tpa보다 높은 온도이며, 투 모터 모드를 금지해야 할 온도에 가까운 온도이고, 본 발명에 관한 실시예에 있어서의 제2 역치에 상당한다. 즉, 투 모터 모드가 종료되어 피니언 온도 Tp_est가 저하되어 있다고 해도, 투 모터 모드를 금지해야 하는 미리 정한 이른바 금지 온도에 가까운 온도이면, 투 모터 모드를 재개함으로써 피니언 온도 Tp_est가 그 금지 온도에 즉시 도달해 버리고, 또한 금지 온도를 넘어 버릴 가능성이 있다. 이러한 사태를 피하기 위해, 허가 온도 Tpb를 설정하고, 투 모터 모드를 재개한 경우에 투 모터 모드를 어느 정도의 시간 계속할 수 있도록 한 것이다.

따라서, 피니언 온도 Tp_est가 허가 온도 Tpb 이하임으로써 스텝 S23에서 긍정적으로 판단된 경우에는, 투 모터 모드를 금지하는 금지 플래그 F_2M _{_} _inh가 OFF로 설정되고(스텝 S24), 도 1의 루틴은 일단 종료된다. 즉, 투 모터 모드가 허가된다.

이것과는 반대로 피니언 온도 Tp_est가 허가 온도 Tpb를 초과하고 있음으로써 스텝 S23에서 부정적으로 판단된 경우에는, 본 발명에 관한 실시예에 있어서의 모터 구동 상태가 종료된 상태의 계속 시간에 따라서 투 모터 모드가 허가되거나, 혹은 금지된다. 즉, 투 모터 모드가 종료되고 나서의 경과 시간인 상기 오프 타이머 Time_OFF가, 본 발명의 실시예에 있어서의 제2 기준 시간에 상당하는 미리 정한 기준값 τoff 이상인지 여부가 판단된다(스텝 S25). 이 기준값 τoff는, 피니언 온도 Tp_est의 추정에 오류가 있는지 여부를 판단하기 위한 것이며, 실기에 의한 실험이나 시뮬레이션 등에 의해 미리 구해진다. 즉, 모터 구동 상태가 종료되어 있는 상태에서는, 피니언 기어(7) 등의 동력 분할 기구(4)에 관한 온도는, 주로 전술한 방열 인자에 따라서 저하된다. 그 저하 속도는, 방열 인자에 의해 거의 정해진다. 따라서, 피니언 기어(7)나 피니언 핀 등의 실제의 온도가 전술한 허가 온도 Tpb에 도달하는 시간은, 방열 인자에 따른 저하 속도로부터 정해지는 시간을 상회하는 일은 없다. 허가 온도 Tpb는, 통상에서는 발생하지 않는 느린 저하 속도에 따라서 정한 시간이다. 또한, 허가 온도 Tpb는 일정값일 필요는 없고, 전술한 방열 인자 혹은 이것에 부가한 발열 인자, 즉 제1 모터(2)의 출력 토크나 차속 등에 따른 변수여도 된다.

스텝 S25에서 긍정적으로 판단된 경우에는, 추정값인 피니언 온도 Tp_est가, 과도하게 오랜 시간에 걸쳐 허가 온도 Tpb까지 저하된 것으로 된다. 이러한 사태는 통상 발생하지 않는 것이므로, 피니언 온도 Tp_est의 추정에 오류가 있는 것이라 생각된다. 따라서, 스텝 S25에서 긍정적으로 판단된 경우에는, 전술한 스텝 S24로 진행하여, 금지 플래그 F_2M _{_} _inh가 OFF로 설정되고, 도 1의 루틴은 일단 종료된다. 즉, 투 모터 모드가 허가된다. 그 결과, 투 모터 모드의 재개가 과도하게 지연되거나, 그것에 수반하여 투 모터 모드를 실행하는 기간 혹은 기회가 제한되기 어려워지므로, 하이브리드 차의 연비를 향상시킬 수 있다.

한편, 스텝 S25에서 부정적으로 판단된 경우, 피니언 온도 Tp_est의 추정에 오류가 없는 것이라 생각된다. 따라서, 이 경우는, 금지 플래그 F_2M _{_}inh를 ON으로 설정하고(스텝 S26), 도 1의 루틴은 일단 종료된다. 즉, 온도의 추정에 오류가 없고, 피니언 온도 Tp_est가 상기한 허가 온도 Tpb보다 고온이라고 추정되므로, 본 발명의 실시예에 있어서의 모터 구동 상태에 상당하는 투 모터 모드가 금지된다.

또한, 도 1 및 도 2에 나타내는 루틴에서 각 타이머 Time_ON, Time_OFF의 값은 필요에 따라서 적절하게 제로 리셋하면 된다. 예를 들어, 전술한 스텝 S7에서 긍정적으로 판단된 경우에, 오프 타이머 Time_OFF를 제로 리셋하고, 또한 스텝 S7에서 부정적으로 판단된 경우에, 온 타이머 Time_ON을 제로 리셋하는 것으로 해도 된다.

상술한 제어를 행한 경우의 「허가」 및 「금지」의 변화를 도면에 의해 설명하면 이하와 같다. 도 3은, 투 모터 모드가 허가되어 피니언 온도 Tp_est가 상승하고 있는 예를 모식적으로 나타내고 있고, 실선은 피니언 온도 Tp_est의 추정이 정상적으로 행해지고 있는 상태에서의 피니언 온도 Tp_est의 변화를 나타내고, 파선은 피니언 온도 Tp_est의 추정에 이상이 발생하여 그 추정값이 높아진 경우의 피니언 온도 Tp_est의 변화를 나타내고 있다. 피니언 온도 Tp_est의 추정에 이상이 있었던 경우, 그 추정값이 상한 온도 Tp_th에 도달할 때까지의 시간 Time_ON이 기준 시간 τ_on보다 짧아진다. 이 시점에서는, 전술한 스텝 S17에서 긍정적으로 판단되므로, 투 모터 모드가 허가되어, 투 모터 모드에서의 운전이 계속된다. 그리고, 투 모터 모드를 계속하고 있는 시간 Time_ON이 기준 시간 τ_on을 초과하면, 전술한 스텝 S17에서 부정적으로 판단되어 투 모터 모드가 금지된다. 즉, 피니언 온도 Tp_est의 추정값에 의해 「금지」의 판단을 행하는 경우와 비교하여 투 모터 모드를 금지하는 타이밍이 늦어지므로, 투 모터 모드를 실행하는 기간 혹은 기회가 증대된다.

도 4는 투 모터 모드가 금지되어 피니언 온도 Tp_est가 저하되어 있는 예를 모식적으로 나타내고 있고, 실선은 피니언 온도 Tp_est의 추정이 정상적으로 행해지고 있는 상태에서의 피니언 온도 Tp_est의 변화를 나타내고, 파선은 피니언 온도 Tp_est의 추정에 이상이 발생하여 그 추정값이 높아진 경우의 피니언 온도 Tp_est의 변화를 나타내고 있다. 피니언 온도 Tp_est의 추정에 이상이 있었던 경우, 투 모터 모드가 금지되어 있는 상태의 계속 시간 Time_OFF가 기준 시간 τ_off에 도달해도 추정값이 허가 온도 Tpb를 상회하고 있다. 이 시점에서는, 전술한 스텝 S25에서 긍정적으로 판단되어 투 모터 모드가 허가된다. 즉, 피니언 온도 Tp_est의 추정값에 기초하여 「허가」의 판단을 행하는 경우와 비교하여 투 모터 모드의 허가의 타이밍이 빨라져, 투 모터 모드를 실행하는 기간 혹은 기회가 증대된다.

결국, 본 발명에 관한 구동 제어 장치에 의하면, 피니언 온도 Tp_est의 추정에 이상이 있었던 경우, 투 모터 모드의 계속 시간 Time_ON이나 투 모터 모드가 실행되고 있지 않은 상태의 계속 시간 Time_OFF에 의해, 피니언 온도 Tp_est의 추정의 이상을 보완하므로, 전력을 사용한 주행 모드인 투 모터 모드를 실행하는 기간 혹은 기회를 증대시켜 연비를 향상시킬 수 있다. 또한, 피니언 온도 Tp_est가 과도하게 높아지지 않는 범위에서 투 모터 모드를 허가하므로, 동력 분할 기구(4) 혹은 그 피니언 기어(7)나 피니언 핀 등의 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기한 구체예에서는, 싱글 피니언형 유성 기어 기구에 의해 동력 분할 기구가 구성되어 있는 예를 나타냈지만, 본 발명에서는, 더블 피니언형 유성 기어 기구에 의해 동력 분할 기구가 구성되어 있어도 된다. 또한, 본 발명에서 대상으로 하는 하이브리드 차는, 요컨대 동력 분할 기구의 캐리어를 고정하여 그 동력 분할 기구를 제1 모터에 대한 감속기로서 기능시키도록 구성되어 있으면 된다.

Claims

하이브리드 차량용 구동 제어 시스템이며,
상기 구동 제어 시스템은,
엔진의 출력 토크가 전달되는 캐리어(8)와, 선 기어(5)와, 링 기어(6)를 회전 요소로서 구비하고, 차동 작용을 행하도록 구성되는 동력 분할 기구(4)와,
상기 캐리어(8)의 회전을 선택적으로 정지시키도록 구성되는 브레이크 기구(11)와,
상기 선 기어(5)와 링 기어(6) 중 어느 한쪽의 기어에 연결되고, 발전 가능한 제1 모터(2)와,
상기 선 기어(5)와 링 기어(6) 중 어느 다른 쪽의 기어에 연결되는 출력 부재(15)와,
출력 부재(15)의 토크에 주행을 위한 구동 토크를 부가하도록 구성되는 제2 모터(3)와,
전자 제어 장치(24)를
포함하고,
상기 전자 제어 장치(24)는,
모터 구동 상태의 계속 시간인 제1 시간과 상기 모터 구동 상태가 종료된 상태의 계속 시간인 제2 시간 중 적어도 어느 하나의 시간을 구하고,
상기 제1 시간 또는 상기 제2 시간 중 적어도 한쪽에 기초하여 상기 동력 분할 기구(4)의 온도를 추정하고,
이하의 조건 i) 또한 ii), 또는 i) 또한 iii)에 따라서 상기 모터 구동 상태를 허가 또는 금지하도록 구성되고,
상기 조건 i), ii), 및 iii)은,
i) 상기 제1 시간에 기초하여 추정된 상기 동력 분할 기구(4)의 온도인 제1 온도가 미리 정한 제1 역치보다 낮은 경우, 혹은 상기 제2 시간에 기초하여 추정된 상기 동력 분할 기구(4)의 온도인 제2 온도가 미리 정한 제2 역치보다 낮은 경우에 상기 모터 구동 상태를 허가하는 것,
ii) 상기 제1 온도가 상기 제1 역치 이상, 또한 상기 제1 시간이 미리 정한 제1 기준 시간 이하일 때, 상기 모터 구동 상태를 허가하고, 상기 제1 온도가 상기 제1 역치 이상, 또한 상기 제1 시간이 상기 제1 기준 시간을 초과하고 있을 때, 상기 모터 구동 상태를 금지하는 것,
iii) 제2 온도가 상기 제2 역치 이상, 또한 상기 제2 시간이 미리 정한 제2 기준 시간 이상일 때, 상기 모터 구동 상태를 허가하고, 제2 온도가 상기 제2 역치 이상, 또한 제2 시간이 상기 제2 기준 시간보다 짧을 때, 상기 모터 구동 상태를 금지하는 것이고,
상기 모터 구동 상태라 함은, 이하의 조건 iv)∼vi)를 모두 만족시키는 상태이고,
상기 조건 iv)∼vi)는,
iv) 상기 캐리어(8)는 상기 브레이크 기구(11)에 의해 회전이 정지되어 있는 것,
v) 상기 제1 모터(2)가 출력한 토크는 상기 동력 분할 기구(4)를 통해 상기 출력 부재에 전달되어 있는 것,
vi) 상기 제2 모터(3)가 상기 구동 토크를 출력하고 있는 것인 것을 특징으로 하는, 구동 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 전자 제어 장치(24)는, 상기 모터 구동 상태가 중단되고, 또한 그 중단되어 있는 시간이 미리 정한 시간보다 짧은 경우에는 상기 모터 구동 상태로 되어 있는 것의 판정을 유지하도록 구성되어 있는, 구동 제어 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전자 제어 장치(24)는, 상기 동력 분할 기구(4)의 온도를, 상기 제1 시간과 미리 정한 온도 상승률에 기초하여 추정하도록 구성되어 있는, 구동 제어 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전자 제어 장치(24)는, 상기 동력 분할 기구(4)의 온도를, 제2 시간과 미리 정한 온도 저하율에 기초하여 추정하도록 구성되어 있는, 구동 제어 시스템.