KR101703764B1 - 하이브리드 차량의 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

제 1 회전 전기기기(MG1)에 연결되는 제 1 기어(23S), 내연 기관(21)의 기관축(26)에 연결되는 캐리어(23C) 및 제 2 회전 전기기기(MG2)가 연결되는 구동축(43)에 연결되는 제 2 기어(23R)를 포함하는 유성 기어 기구(22)와, 기관축의 다른 방향으로의 회전을 저지하는 회전 저지 기구(24)를 구비하는 하이브리드 차량(1)을 제어하는 제어 장치(11)는, 내연 기관이 정지한 상태에서 제 1 회전 전기기기가 출력하는 제 1 토크 Tg 및 제 2 회전 전기기기가 출력하는 제 2 토크 Tm의 쌍방을 이용하여 주행하는 듀얼 구동 주행 모드로 하이브리드 차량이 주행하고 있는 경우에, 제 1 기어 기구의 온도(t1)가 소망 조건을 만족시키는지의 여부의 판정 결과에 의거하여, 총합 토크에 대한 제 1 토크의 비율을 조정한다.

Description

하이브리드 차량의 제어 장치{HYBRID VEHICLE CONTROL DEVICE}
본 발명은, 예를 들면 하이브리드 차량의 제어 장치이며, 특히 유성 기어 기구나 감속 기어 기구 등의 구동 기구의 온도의 증가를 억제하는 하이브리드 차량의 제어 장치의 기술 분야에 관한 것이다.
서로 차동(差動) 가능한 선 기어(sun gear), 캐리어 및 링 기어를 포함하는 유성 기어 기구를 개재하여, 내연 기관(예를 들면, 엔진)이 출력하는 구동력 및 회전 전기기기(예를 들면, 모터 제너레이터)가 출력하는 구동력을 분배하는 하이브리드 차량이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1∼특허문헌 3 참조). 이와 같은 회전 전기기기에 대하여 윤활유를 공급하기 위해, 특허문헌 1에서는, 내연 기관이 출력하는 토크(즉, 내연 기관에 연결되어 있는 크랭크 샤프트의 회전 토크)를 이용하여 구동하는 기계식 오일 펌프가 이용되어 있다.
그런데, 하이브리드 차량은, 연비의 개선(바꿔 말하면, 향상)을 하나의 목적으로 하여, 내연 기관을 정지한 상태에서 회전 전기기기가 출력하는 토크를 이용하여 주행하는 EV 주행 모드로 주행하는 경우가 있다. 한편, 내연 기관이 정지한 상태에서는, 내연 기관이 토크를 출력하고 있지 않기(즉, 크랭크 샤프트가 회전하고 있지 않기) 때문에, 기계식 오일 펌프가 구동하지 않는다. 기계식 오일 펌프가 구동하지 않는 상태에서는, 회전 전기기기에 대하여 새로운 윤활유가 공급되지 않기(바꿔 말하면, 윤활유의 순환이 정지되기) 때문에, 회전 전기기기의 온도가 증가할지도 모른다. 그래서, 특허문헌 1에서는, 회전 전기기기의 온도가 소정 온도 이상이 되는 경우에는, 회전 전기기기의 온도의 증가를 억제하기 위해, 내연 기관을 구동함(즉, EV 주행 모드에서의 주행을 중지함)으로써 회전 전기기기에 대하여 윤활유를 공급하는 기술이 제안되어 있다.
그 밖에, 본 발명에 관련된 기술로서, 특허문헌 2 및 특허문헌 3을 들 수 있다.
특허문헌 2에 개시된 하이브리드 차량에서는, 유성 기어 기구에 대하여, 캐리어와 내연 기관의 인풋 샤프트 사이의 연결을 계합(係合) 및 개방하는 클러치 및 캐리어의 회전을 정지하는 브레이크가, 부가적으로 추가되어 있다. 클러치를 온(on)(즉, 캐리어와 인풋 샤프트를 계합)하고 또한 브레이크를 온(즉, 캐리어의 회전을 정지)함으로써, 하이브리드 차량은, 선 기어에 연결되는 회전 전기기기 및 링 기어에 연결되는 회전 전기기기의 쌍방의 토크를 이용하여, 주행(예를 들면, 역행(力行) 또는 회생)할 수 있다.
특허문헌 3에 개시된 하이브리드 차량에서는, 내연 기관과 구동축 사이의 토크 전달을 단접(斷接) 가능한 클러치가, 부가적으로 추가되어 있다. 이 하이브리드 차량에서는, 하이브리드 차량이 회생 발전하고 있는 경우에, 내연 기관과 구동축 사이의 토크 전달이 차단됨과 함께, 내연 기관을 모터링하는(즉, 회전시키는) 토크가 회전 전기기기로부터 출력된다. 그 결과, 내연 기관을 모터링하기 위해 회전 전기기기로부터 출력되는 토크가 구동축으로 전달되지 않게 되기 때문에, 내연 기관의 모터링에 의한 구동축의 토크 변동이 생기지 않게 된다.
일본 공개특허 특개2012-96584호 공보 일본 공개특허 특개2005-81930호 공보 일본 공개특허 특개2011-255742호 공보
그런데, 특허문헌 1에 개시된 기술에서는, 회전 전기기기의 온도가 소정 온도 이상이 되는 경우에는, 당해 회전 전기기기의 온도의 증가를 억제하기 위해 내연 기관이 무조건으로 구동하게 된다. 따라서, 하이브리드 차량은, EV 주행 모드가 아니고, 내연 기관이 출력하는 토크 및 회전 전기기기가 출력하는 토크의 쌍방을 이용하여 주행하는 HV 주행 모드로 주행하게 된다. 이 때문에, 특허문헌 1에 개시된 기술에서는, EV 주행 모드에서의 하이브리드 차량의 주행 거리를 연장시키는 것이 곤란해지기 때문에, 내연 기관의 정지에 수반하는 연비의 개선 효과가 줄어들어 버린다는 기술적 문제가 생긴다. 즉, 특허문헌 1에 개시된 기술에서는, 내연 기관의 구동에 기인한 기계식 오일 펌프의 구동에 수반하는 회전 전기기기의 온도의 증가의 억제와 내연 기관의 정지에 수반하는 연비의 개선 효과를 양립할 수 없다.
또한, 특허문헌 1에서는, 회전 전기기기의 온도의 증가에 주목하고 있다. 그러나, 하이브리드 차량이 주행하고 있는 경우에는, 회전 전기기기 이외의 다른 구조물(예를 들면, 하이브리드 차량의 주행에 수반하여 구동하는 구조물이며, 구체적으로는, 유성 기어 기구나 감속 기어 기구 등)의 온도도 또한 증가한다. 따라서, 회전 전기기기에 한정하지 않고, 회전 전기기기 이외의 다른 구성 요소의 온도의 증가를 억제하기 위해 내연 기관이 무조건으로 구동하는 경우에 있어서도, 동일한 기술적 문제가 생긴다.
또, 특허문헌 1에서는, 회전 전기기기의 온도의 증가의 억제에 주목하고 있다. 그러나, 하이브리드 차량이 주행을 개시하기 시작한 직후 등에는, 회전 전기기기의 온도가 상대적으로 낮기 때문에, 회전 전기기기의 온도의 증가를 촉진하고 싶다(즉, 난기(暖機)하고 싶다)는 요청도 상정된다. 이와 같은 요청을 고려하면, 회전 전기기기의 온도의 증가의 억제뿐만 아니라, 회전 전기기기의 온도의 증가의 촉진 시에 있어서도, 회전 전기기기의 온도의 증가의 촉진과 연비의 개선 효과를 양립하는 것이 바람직한 경우가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제에는 상기와 같은 것을 일례로서 들 수 있다. 본 발명은, 하이브리드 차량의 주행에 수반하여 구동하는 구조물의 온도를 적합하게 조정하면서도 연비의 개선 효과를 발휘하는 것이 가능한 하이브리드 차량의 제어 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
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상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 하이브리드 차량의 제어 장치는, 내연 기관과, 제 1 회전 전기기기와, 하이브리드 차량의 구동축에 출력축이 연결되는 제 2 회전 전기기기와, (ⅰ-1) 상기 제 1 회전 전기기기의 출력축에 연결되는 제 1 기어, (ⅰ-2) 상기 내연 기관의 기관축에 연결되는 캐리어 및 (ⅰ-3) 상기 구동축에 연결되는 제 2 기어를 포함하고, 또한 (ⅱ) 상기 제 1 기어, 상기 캐리어 및 상기 제 2 기어가 서로 차동 회전 가능한 제 1 기어 기구와, 상기 기관축의 하나의 방향으로의 회전을 허용하는 것이 가능한 한편, 상기 기관축의 상기 하나의 방향과는 상이한 다른 방향으로의 회전을 저지하는 것이 가능한 회전 저지 기구를 구비하는 하이브리드 차량을 제어하기 위한 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서, 상기 제 1 기어 기구의 온도가 소망 조건을 만족시키는지의 여부를 판정하는 판정 수단과, 상기 판정 수단의 판정 결과에 의거하여, 상기 제 1 회전 전기기기가 출력하는 제 1 토크 및 상기 제 2 회전 전기기기가 출력하는 제 2 토크의 총합인 총합 토크에 대한 상기 제 1 토크의 비율을 조정하도록 상기 제 1 회전 전기기기 및 상기 제 2 회전 전기기기의 적어도 일방을 제어하는 제어 수단을 구비한다.
본 발명의 하이브리드 차량의 제어 장치는, 내연 기관이 출력하는 구동력과 2개의 회전 전기기기(즉, 제 1 회전 전기기기 및 제 2 회전 전기기기)가 출력하는 구동력이, 서로 차동 회전 가능한 제 1 기어(예를 들면, 선 기어), 캐리어 및 제 2 기어(예를 들면, 링 기어)를 포함하는 제 1 기어 기구에 의해 분배되는 하이브리드 차량을 제어할 수 있다.
여기서, 제 1 기어에는, 제 1 회전 전기기기의 출력축이 직접적으로 또는 간접적으로 연결된다. 캐리어에는, 내연 기관의 기관축이 직접적으로 또는 간접적으로 연결된다. 제 2 기어에는, 하이브리드 차량의 구동축이 직접적으로 또는 간접적으로 연결된다. 또, 하이브리드 차량의 구동축에는, 제 2 기어 기구 등의 다른 부재를 개재하여, 제 2 회전 전기기기의 출력축이 연결되어 있다.
또한, 본 발명에서는, 내연 기관의 기관축의 회전의 허가 및 금지는, 회전 저지 기구에 의해 적절히 전환된다. 구체적으로는, 예를 들면, 회전 저지 기구는, 하나의 방향(예를 들면, 내연 기관이 구동하고 있는 경우의 내연 기관의 기관축의 회전 방향이며, 하이브리드 차량을 진행 방향에 대하여 전방 측을 향해 주행시키는 정(正)방향)을 향해 기관축이 회전하는 것을 허용하는 한편, 다른 방향(예를 들면, 정방향과는 역방향이 되는 부(負)방향)을 향해 기관축이 회전하는 것을 저지해도 된다. 이 경우, 기관축은, 하나의 방향을 향해 회전할 수 있는 한편, 다른 방향을 향해 회전할 수 없다. 이와 같은 회전 저지 기구의 일례로서, 예를 들면 원웨이(one way) 클러치 등을 들 수 있다. 단, 회전 저지 기구는, 하나의 방향으로의 기관축의 회전이 허용되어 있는 상태와 하나의 방향으로의 기관축의 회전이 금지되어 있는 상태를 적절히 전환하는 것이 가능해도 된다. 마찬가지로, 회전 저지 기구는, 다른 방향으로의 기관축의 회전이 허용되어 있는 상태와 다른 방향으로의 기관축의 회전이 금지되어 있는 상태를 적절히 전환하는 것이 가능해도 된다. 이와 같은 회전 저지 기구의 일례로서, 예를 들면 도그 클러치 등의 클러치 기구나 브레이크 등의 제동 기구 등을 들 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 하이브리드 차량은, 내연 기관이 정지한 상태에서 제 1 회전 전기기기가 출력하는 제 1 토크 및 제 2 회전 전기기기가 출력하는 제 2 토크의 쌍방을 이용하여 주행하는 듀얼 구동 주행 모드로 주행할 수 있다. 예를 들면, 하이브리드 차량이 듀얼 구동 주행 모드로 역행하고 있는 경우에는, 뒤에 공선도(共線圖)를 이용하여 상세하게 설명하는 바와 같이, 제 2 회전 전기기기로부터는, 당해 제 2 회전 전기기기의 출력축을 하나의 방향을 따라 회전시키도록 작용하는 제 2 토크(전형적으로는, 정방향의 토크)가 출력된다. 제 2 회전 전기기기로부터 출력되는 제 2 토크는, 하이브리드 차량의 구동축을 하나의 방향을 따라 회전시키도록 작용하는 토크(전형적으로는, 정방향의 토크)로서, 하이브리드 차량의 구동축으로 전달된다. 덧붙여, 듀얼 구동 주행 모드에서는, 제 1 회전 전기기기로부터는, 당해 제 1 회전 전기기기의 출력축을 다른 방향을 따라 회전시키도록 작용하는 제 1 토크(전형적으로는, 부방향의 토크)가 출력된다. 제 1 회전 전기기기로부터 출력되는 제 1 토크는, 제 1 기어 기구를 개재하여, 하이브리드 차량의 구동축을 하나의 방향을 따라 회전시키도록 작용하는 토크(전형적으로는, 정방향의 토크)로서, 하이브리드 차량의 구동축으로 전달된다. 그 결과, 하이브리드 차량은, 듀얼 구동 주행 모드로 주행할(상술의 예에서는, 역행할) 수 있다.
또한, 제 1 회전 전기기기로부터 출력되는 제 1 토크(전형적으로는, 부방향의 토크)는, 제 1 기어 기구를 개재하여, 기관축을 다른 방향(전형적으로는, 부방향)으로 회전시키도록 작용하는 토크(전형적으로는, 부방향의 토크)로서 전달된다. 그러나, 기관축 다른 방향(전형적으로는, 부방향)으로의 회전이 회전 저지 기구에 의해 저지되어 있기 때문에, 기관축이 회전하지 않는다(바꿔 말하면, 회전하지 않아도 된다). 즉, 제 1 회전 전기기기로부터 출력되는 제 1 토크에 의해 내연 기관이 회전하지 않는다(바꿔 말하면, 회전하지 않아도 된다). 따라서, 하이브리드 차량은, 내연 기관이 정지한 상태에서 제 1 토크 및 제 2 토크의 쌍방을 이용하여 주행하는 듀얼 구동 주행 모드로 적합하게 주행할 수 있다.
단, 이와 같은 구성을 갖는 하이브리드 차량은, 내연 기관이 정지한 상태에서, 제 1 토크 및 제 2 토크 중 어느 일방(전형적으로는, 제 2 토크)을 이용하는 한편 제 1 토크 및 제 2 토크 중 어느 타방(전형적으로는, 제 1 토크)을 이용하지 않고 주행하는 싱글 구동 주행 모드로 주행할 수 있는 것은 말할 것도 없다.
여기서, 예를 들면 하이브리드 차량이 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있는 경우에는, 제 1 회전 전기기기가 출력하는 제 1 토크는, 제 1 기어로부터 당해 제 1 기어와 계합하는 다른 기어(예를 들면, 피니언 기어)로 전달된다. 이 때문에, 하이브리드 차량이 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있는 경우에는, 하이브리드 차량이 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있지 않은 경우와 비교하여, 제 1 기어와 당해 제 1 기어와 계합하는 다른 기어 사이의 면압(面壓) 등이 커진다. 따라서, 하이브리드 차량이 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있는 경우에는, 하이브리드 차량이 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있지 않은 경우와 비교하여, 윤활유의 온도(바꿔 말하면, 윤활유가 공급되는 제 1 기어 기구의 온도)가 증가하기 쉽다. 즉, 하이브리드 차량이 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있는 경우에는, 하이브리드 차량이 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있지 않은 경우와 비교하여, 제 1 기어 기구의 온도가 안정되기 어려울(예를 들면, 과도하게 증가할) 우려가 있다는 기술적 문제가 생길 수 있다.
단, 하이브리드 차량이 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있지 않은 경우여도, 제 1 기어 기구의 온도가 안정되기 어려울(예를 들면, 과도하게 증가할) 우려가 있다는 기술적 문제가 생길 수 있는 경우도 있다.
혹은, 예를 들면 냉기(冷機) 상태에 있는 하이브리드 차량이 싱글 구동 주행 모드 또는 듀얼 구동 주행 모드에서의 주행을 개시한 직후에는, 윤활유의 온도(바꿔 말하면, 윤활유가 공급되는 제 1 기어 기구의 온도)를 적극적으로 증가시키는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 예를 들면 저온 환경하에서 하이브리드 차량이 주행하고 있는 경우에는, 윤활유의 온도(바꿔 말하면, 윤활유가 공급되는 제 1 기어 기구의 온도)를 적극적으로 증가시키는 것이 바람직하다. 즉, 이와 같은 상태에서 주행하고 있는 하이브리드 차량에서는, 제 1 기어 기구의 온도가 안정되기 어려울(예를 들면, 과도하게 저하될) 우려가 있다는 기술적 문제가 생길 수 있다.
단, 그 밖의 경우여도, 제 1 기어 기구의 온도가 안정되기 어려울(예를 들면, 과도하게 저하될) 우려가 있다는 기술적 문제가 생길 수 있는 경우도 있다.
이와 같은 기술적 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 하이브리드 차량의 제어 장치는, 제 1 회전 전기기기가 출력하는 제 1 토크를 조정함으로써, 제 1 기어 기구의 온도를 조정한다(예를 들면, 과도한 온도의 증가 또는 저하를 억제한다). 제 1 토크를 조정하기 위해, 제어 장치는, 판정 수단과, 제어 수단을 구비하고 있다. 또한, 이하에 설명하는 판정 수단의 동작 및 제어 수단의 동작은, 내연 기관을 구동하지 않고(바꿔 말하면, 정지한 채) 행해지는 것이 바람직하다.
판정 수단은, 제 1 기어 기구의 온도가 소망 조건을 만족시키는지의 여부를 판정한다. 또한, 온도가 소망 조건을 만족시키는지의 여부의 판정 동작의 일례로서, 온도가 소정 문턱값 이상이 되는지의 여부 또는 소정 문턱값 이하가 되는지의 여부의 판정 동작을 일례로서 들 수 있다.
제어 수단은, 판정 수단의 판정 결과에 의거하여, 제 1 토크를 조정하도록, 제 1 회전 전기기기 및 제 2 회전 전기기기의 적어도 일방을 제어한다. 구체적으로는, 제어 수단은, 제 1 토크 및 제 2 토크의 총합인 총합 토크(예를 들면, 하이브리드 차량의 구동축으로 전달되어야 할 토크이며, 후술하는 요구 토크 또는 회생 토크에 상당하는 토크)에 대한 제 1 토크의 비율(즉, 총합 토크에 대하여 제 1 토크가 차지하거나 또는 분담해야 할 비율)을 조정하도록, 제 1 회전 전기기기 및 제 2 회전 전기기기의 적어도 일방을 제어하는 것이 바람직하다.
이때, 하이브리드 차량의 주행에 영향을 미치지 않는다(예를 들면, 토크 변동에 기인한 진동 등의 발생에 의한, 탑승자의 승차감의 악화를 억제한다)는 관점에서 보면, 제어 수단은, 총합 토크를 유지한 채(즉, 총합 토크를 변동시키지 않고), 제 1 토크의 비율을 조정하도록, 제 1 회전 전기기기 및 제 2 회전 전기기기의 적어도 일방을 제어하는 것이 바람직하다. 이 경우, 제 1 토크의 비율이 감소하는 경우에는, 당해 제 1 토크의 비율의 감소분만큼, 총합 토크에 대한 제 2 토크의 비율이 증가하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 제 1 토크의 비율이 증가하는 경우에는, 당해 제 1 토크의 비율의 증가분만큼, 총합 토크에 대한 제 2 토크의 비율이 감소하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 제어 수단은, 제 1 토크의 비율을 직접적으로 조정해도 된다. 혹은, 제어 수단은, 제 2 토크의 비율을 직접적으로 조정함으로써, 제 1 토크의 비율을 간접적으로 조정해도 된다.
또한, 총합 토크가 유지되기 때문에, 제 1 토크의 비율의 감소 및 제 2 토크의 비율의 증가는, 각각, 제 1 토크의 감소 및 제 2 토크의 증가와 실질적으로는 동일한 의미라고도 말할 수 있다. 마찬가지로, 제 1 토크의 비율의 증가 및 제 2 토크의 비율의 감소는, 각각, 제 1 토크의 증가 및 제 2 토크의 감소와 실질적으로는 동일한 의미라고도 말할 수 있다.
또, 판정 수단이 판정 동작을 행하고 있는 시점에서는, 하이브리드 차량은, 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있는 경우가 있으면, 싱글 구동 주행 모드로 주행하고 있는 경우도 있다. 한편 제어 수단이 제어 동작을 행하는 시점에서는, 제 1 토크의 비율(뒤집어 말하면, 제 2 토크의 비율)을 조정하기 때문에, 하이브리드 차량은, 제 1 토크 및 제 2 토크의 쌍방을 이용하는 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있는 것이 바람직하다. 따라서, 싱글 구동 주행 모드로 주행하고 있는 하이브리드 차량은, 제어 수단이 제어 동작을 행하는 시점에서, 듀얼 구동 주행 모드에서의 주행으로 이행하는 것이 바람직하다.
여기서, 예를 들면, 제 1 토크의 비율이 감소하는(바꿔 말하면, 제 1 토크가 감소하는) 경우를 상정한다. 이 경우에는, 제 1 토크의 비율이 감소하기 전과 비교하여, 제 1 토크가 전달되는 제 1 기어와 당해 제 1 기어와 계합하는 다른 기어(예를 들면, 피니언 기어) 사이의 면압이 감소한다. 그 결과, 제 1 토크의 비율이 감소하기 전과 비교하여, 제 1 기어 기구의 윤활을 유지하기 위한 윤활유의 온도의 증가가 억제된다(혹은, 윤활유의 냉각이 촉진된다). 따라서, 제 1 토크의 비율이 감소함으로써, 제 1 토크의 비율이 감소하기 전과 비교하여, 제 1 기어 기구의 온도의 증가가 억제된다(혹은, 제 1 기어 기구의 냉각이 촉진된다). 이 때문에, 제 1 기어 기구의 온도가 과도하게 증가하고 있는 경우(바꿔 말하면, 제 1 기어 기구의 온도의 증가의 억제가 요청되고 있는 경우)에는, 제어 수단은, 제 1 토크의 비율을 감소시킴으로써, 제 1 기어 기구의 온도의 증가를 억제할 수 있다.
일례로서, 하이브리드 차량이 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있는 경우에는, 상술한 바와 같이, 제 1 토크가 전달되는 제 1 기어와 당해 제 1 기어와 계합하는 다른 기어(예를 들면, 피니언 기어) 사이의 면압 등이 커지기 때문에, 윤활유의 온도(혹은, 제 1 기어 기구의 온도)가 증가하기 쉽다. 따라서, 이 경우에는, 제어 수단은, 제 1 토크의 비율을 감소시킴으로써, 제 1 기어 기구의 온도의 증가를 억제하는 것이 바람직하다.
다른 한편, 예를 들면, 제 1 토크의 비율이 증가하는(바꿔 말하면, 제 1 토크가 증가하는) 경우를 상정한다. 이 경우에는, 제 1 토크의 비율이 증가하기 전과 비교하여, 제 1 토크가 전달되는 제 1 기어와 당해 제 1 기어와 계합하는 다른 기어(예를 들면, 피니언 기어) 사이의 면압이 증가한다. 그 결과, 제 1 토크의 비율이 증가하기 전과 비교하여, 제 1 기어 기구의 윤활을 유지하기 위한 윤활유의 온도의 증가가 촉진된다(혹은, 윤활유의 가열이 촉진된다). 따라서, 제 1 토크의 비율이 증가함으로써, 제 1 토크의 비율이 증가하기 전과 비교하여, 제 1 기어 기구의 온도의 증가가 촉진된다(혹은, 제 1 기어 기구의 가열이 촉진된다). 이 때문에, 제 1 기어 기구의 온도가 과도하게 저하되고 있는 경우(바꿔 말하면, 제 1 기어 기구의 온도의 증가의 촉진이 요청되고 있는 경우)에는, 제어 수단은, 제 1 토크의 비율을 증가시킴으로써, 제 1 기어 기구의 온도의 증가를 촉진할 수 있다.
일례로서, 저온 환경하에서 하이브리드 차량이 싱글 구동 주행 모드 또는 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있는 경우에는, 윤활유의 온도(혹은, 제 1 기어 기구의 온도)가 상대적으로 낮다. 마찬가지로, 일례로서, 냉기 상태에 있는 하이브리드 차량이 싱글 구동 주행 모드 또는 듀얼 구동 주행 모드에서의 주행을 개시한 직후에는, 윤활유의 온도(혹은, 제 1 기어 기구의 온도)가 상대적으로 낮다. 이와 같은 온도가 상대적으로 낮은 윤활유는, 그 점성의 저하에 기인하여, 제 1 회전 전기기기가 출력하는 제 1 토크가 전달되는 제 1 기어의 기어치가 부딪히는 소리의 증대화로 이어져버릴지도 모른다. 따라서, 이 경우에는, 제어 수단은, 제 1 토크의 비율을 증가시킴으로써, 제 1 기어 기구의 온도의 증가를 촉진하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 제어 수단은, 제 1 토크의 비율을 조정함(바꿔 말하면, 제 1 토크를 조정함)으로써, 제 1 기어 기구의 온도를 적합하게 조정할 수 있다.
그 한편, 본 발명에서는, 제어 수단은, 내연 기관을 구동하지 않고(즉, 내연 기관이 구비하는 연소실로의 연료 분사를 수반하는 연소를 행하지 않고), 제 1 기어 기구의 온도를 조정할 수 있다. 즉, 제어 수단은, 내연 기관이 정지한 상태인 채로 제 1 토크의 비율을 조정함(즉, 제 1 회전 전기기기의 동작 상태를 조정함)으로써, 제 1 기어 기구의 온도를 조정할 수 있다. 따라서, 내연 기관의 구동에 수반하는 연비의 악화가 억제된다. 즉, 본 발명에 의하면, 하이브리드 차량의 주행에 수반하여 구동하는 구조물(예를 들면, 제 1 기어 기구)의 온도를 적합하게 조정하면서도 연비의 개선 효과를 발휘할 수 있다는 기술적 효과가 적합하게 누려진다.
<2>
본 발명의 하이브리드 차량의 제어 장치의 다른 태양에서는, 상기 제어 수단은, 상기 제 1 기어 기구의 온도가 제 1 문턱값 이상이 된다고 판정되는 경우에는, 상기 총합 토크에 대한 상기 제 1 토크의 비율을 감소시키도록 상기 제 1 회전 전기기기 및 상기 제 2 회전 전기기기의 적어도 일방을 제어한다.
이 태양에 의하면, 제어 수단은, 제 1 기어 기구의 온도가 제 1 문턱값 이상이 되는 경우에는, 제 1 기어 기구의 온도가 과도하게 증가하고 있다(바꿔 말하면, 제 1 기어 기구의 온도의 증가의 억제가 요청되고 있다)고 추정할 수 있다. 따라서, 이 경우에는, 제어 수단은, 제 1 토크의 비율을 감소시킴으로써, 제 1 기어 기구의 온도의 증가를 억제할(혹은, 제 1 기어 기구의 냉각을 촉진할) 수 있다.
<3>
본 발명의 하이브리드 차량의 제어 장치의 다른 태양에서는, 상기 제어 수단은, 상기 제 1 기어 기구의 온도가 제 2 문턱값 이하가 된다고 판정되는 경우에는, 상기 총합 토크에 대한 상기 제 1 토크의 비율을 증가시키도록 상기 제 1 회전 전기기기 및 상기 제 2 회전 전기기기의 적어도 일방을 제어한다.
이 태양에 의하면, 제어 수단은, 제 1 기어 기구의 온도가 제 2 문턱값 이하가 되는 경우에는, 제 1 기어 기구의 온도가 과도하게 저하되고 있다(바꿔 말하면, 제 1 기어 기구의 온도의 저하의 억제가 요청되고 있다)고 추정할 수 있다. 따라서, 이 경우에는, 제어 수단은, 제 1 토크의 비율을 증가시킴으로써, 제 1 기어 기구의 온도의 저하를 억제할(혹은, 제 1 기어 기구의 가온을 촉진할) 수 있다.
<4>
본 발명의 하이브리드 차량의 제어 장치의 다른 태양에서는, 상기 하이브리드 차량은, 상기 제 2 회전 전기기기의 출력축과 상기 구동축을 연결하는 제 2 기어 기구를 더 구비하고 있고, 상기 판정 수단은, 상기 제 2 기어 기구의 온도가 소망 조건을 만족시키는지의 여부를 판정하며, 상기 제어 수단은, 상기 판정 수단의 판정 결과에 의거하여, 상기 총합 토크에 대한 상기 제 2 토크의 비율을 조정하도록 상기 제 1 회전 전기기기 및 상기 제 2 회전 전기기기의 적어도 일방을 제어한다.
이 태양에 의하면, 제어 수단은, 제 1 회전 전기기기가 출력하는 제 1 토크를 조정함으로써 제 1 기어 기구의 온도를 조정하는 것에 추가하여, 제 2 회전 전기기기가 출력하는 제 2 토크를 조정함으로써 제 2 기어 기구의 온도를 조정할 수 있다.
여기서, 예를 들면, 제 2 토크의 비율이 감소하는(바꿔 말하면, 제 2 토크가 감소하는) 경우를 상정한다. 이 경우에는, 제 2 토크의 비율이 감소하기 전과 비교하여, 제 2 토크가 전달되는 제 2 기어 기구가 구비하는 기어 사이의 면압이 감소한다. 그 결과, 제 2 토크의 비율이 감소하기 전과 비교하여, 제 2 기어 기구의 윤활을 유지하기 위한 윤활유의 온도의 증가가 억제된다(혹은, 윤활유의 냉각이 촉진된다). 따라서, 제 2 토크의 비율이 감소함으로써, 제 2 토크의 비율이 감소하기 전과 비교하여, 제 2 기어 기구의 온도의 증가가 억제된다(혹은, 제 2 기어 기구의 냉각이 촉진된다). 이 때문에, 제 2 기어 기구의 온도가 과도하게 증가하고 있는 경우(바꿔 말하면, 제 2 기어 기구의 온도의 증가의 억제가 요청되고 있는 경우)에는, 제어 수단은, 제 2 토크의 비율을 감소시킴으로써, 제 2 기어 기구의 온도의 증가를 억제할 수 있다.
다른 한편, 예를 들면, 제 2 토크의 비율이 증가하는(바꿔 말하면, 제 2 토크가 증가하는) 경우를 상정한다. 이 경우에는, 제 2 토크의 비율이 증가하기 전과 비교하여, 제 2 토크가 전달되는 제 2 기어 기구가 구비하는 기어 사이의 면압이 증가한다. 그 결과, 제 2 토크의 비율이 증가하기 전과 비교하여, 제 2 기어 기구의 윤활을 유지하기 위한 윤활유의 온도의 증가가 촉진된다(혹은, 윤활유의 가열이 촉진된다). 따라서, 제 2 토크의 비율이 증가함으로써, 제 2 토크의 비율이 증가하기 전과 비교하여, 제 2 기어 기구의 온도의 증가가 촉진된다(혹은, 제 2 기어 기구의 가열이 촉진된다). 이 때문에, 제 2 기어 기구의 온도가 과도하게 저하되고 있는 경우(바꿔 말하면, 제 2 기어 기구의 온도의 증가의 촉진이 요청되고 있는 경우)에는, 제어 수단은, 제 2 토크의 비율을 증가시킴으로써, 제 2 기어 기구의 온도의 증가를 촉진할 수 있다.
<5>
상술과 같이 제 2 토크의 비율을 조정하는 하이브리드 차량의 제어 장치의 태양에서는, 상기 제어 수단은, 상기 제 2 기어 기구의 온도가 제 3 문턱값 이상이 된다고 판정되는 경우에는, 상기 총합 토크에 대한 상기 제 2 토크의 비율을 감소시키도록 상기 제 1 회전 전기기기 및 상기 제 2 회전 전기기기의 적어도 일방을 제어한다.
이 태양에 의하면, 제어 수단은, 제 2 기어 기구의 온도가 제 3 문턱값 이상이 되는 경우에는, 제 2 기어 기구의 온도가 과도하게 증가하고 있다(바꿔 말하면, 제 2 기어 기구의 온도의 증가의 억제가 요청되고 있다)고 추정할 수 있다. 따라서, 이 경우에는, 제어 수단은, 제 2 토크의 비율을 감소시킴으로써, 제 2 기어 기구의 온도의 증가를 억제할 수 있다.
<6>
상술과 같이 제 2 토크의 비율을 조정하는 하이브리드 차량의 제어 장치의 태양에서는, 상기 제어 수단은, 상기 제 2 기어 기구의 온도가 제 4 문턱값 이하가 된다고 판정되는 경우에는, 상기 총합 토크에 대한 상기 제 2 토크의 비율을 증가시키도록 상기 제 1 회전 전기기기 및 상기 제 2 회전 전기기기의 적어도 일방을 제어한다.
이 태양에 의하면, 제어 수단은, 제 2 기어 기구의 온도가 제 4 문턱값 이하가 되는 경우에는, 제 2 기어 기구의 온도가 과도하게 저하되고 있다(바꿔 말하면, 제 2 기어 기구의 온도의 저하의 억제가 요청되고 있다)고 추정할 수 있다. 따라서, 이 경우에는, 제어 수단은, 제 2 토크의 비율을 증가시킴으로써, 제 2 기어 기구의 온도의 저하를 억제할 수 있다.
<7>
본 발명의 하이브리드 차량의 제어 장치의 다른 태양에서는, 상기 제어 수단은, 상기 하이브리드 차량이, 상기 내연 기관이 정지한 상태에서 상기 제 1 토크 및 상기 제 2 토크의 쌍방을 이용하여 주행하는 듀얼 구동 주행 모드로 역행하고 있는 경우에는, 상기 총합 토크에 상당하는 상기 하이브리드 차량의 요구 토크에 대한 상기 제 1 토크의 비율을 조정하도록 상기 제 1 회전 전기기기 및 상기 제 2 회전 전기기기의 적어도 일방을 제어한다.
이 태양에 의하면, 하이브리드 차량이 듀얼 구동 주행 모드로 역행하고 있는 경우에 있어서도, 제어 수단은, 요구 토크(즉, 하이브리드 차량의 역행에 필요하게 되는 토크)에 대한 제 1 토크의 비율을 조정함(바꿔 말하면, 제 1 토크를 조정함)으로써, 제 1 기어 기구의 온도를 조정할 수 있다.
<8>
본 발명의 하이브리드 차량의 제어 장치의 다른 태양에서는, 상기 회전 저지 기구는, 상기 기관축의 회전을 저지하도록 상기 기관축을 고정 가능하고, 상기 하이브리드 차량은, 상기 기관축이 회전하지 않도록 상기 회전 저지 기구에 의해 고정됨으로써, 상기 내연 기관이 정지한 상태에서 상기 제 1 토크 및 상기 제 2 토크의 쌍방을 이용하여 주행하는 듀얼 구동 주행 모드로 회생 발전할 수 있으며, 상기 제어 수단은, 상기 하이브리드 차량이 회생 발전하고 있는 경우에는, 상기 총합 토크에 상당하는 상기 회생 발전에 이용되는 회생 토크에 대한 상기 제 1 토크의 비율을 조정하도록 상기 제 1 회전 전기기기 및 상기 제 2 회전 전기기기의 적어도 일방을 제어한다.
이 태양에 의하면, 회전 저지 기구는, 기관축의 회전을 저지하도록 기관축을 고정할 수 있다. 즉, 회전 저지 기구는, 하나의 방향을 향하는 기관축의 회전이 허용되어 있는 상태와 하나의 방향을 향하는 기관축의 회전이 금지되어 있는 상태를 적절히 전환할 수 있다. 마찬가지로, 회전 저지 기구는, 다른 방향을 향하는 기관축의 회전이 허용되어 있는 상태와 다른 방향을 향하는 기관축의 회전이 금지되어 있는 상태를 적절히 전환할 수 있다.
회전 저지 기구에 의해 기관축의 회전(특히, 다른 방향으로의 회전)이 저지되고 있는 경우에는, 상술한 바와 같이, 하이브리드 차량은, 듀얼 구동 주행 모드로 역행할 수 있다. 또한, 회전 저지 기구에 의해 기관축의 회전(특히, 하나의 방향으로의 회전)이 저지되고 있는 경우에는, 하이브리드 차량은, 듀얼 구동 주행 모드로 회생 발전할 수 있다.
하이브리드 차량이 듀얼 구동 주행 모드로 회생 발전하고 있는 경우에는, 뒤에 공선도를 이용하여 상세하게 설명하는 바와 같이, 제 1 회전 전기기기 및 제 2 회전 전기기기의 각각의 출력축은, 구동축의 회전(즉, 하이브리드 차량의 주행)에 수반하여 회전한다. 그 결과, 제 1 회전 전기기기 및 제 2 회전 전기기기의 각각이 발전기로서 동작한다. 이때, 발전기로서 동작하는 제 1 회전 전기기기는, 실질적으로는, 당해 제 1 회전 전기기기의 출력축을 하나의 방향을 따라 회전시키도록 작용하는 제 1 토크(전형적으로는, 정방향의 토크)를 출력하고 있는 회전 전기기기로서 간주할 수 있다. 마찬가지로, 발전기로서 동작하는 제 2 회전 전기기기는, 실질적으로는, 당해 제 2 회전 전기기기의 출력축을 다른 방향을 따라 회전시키도록 작용하는 제 2 토크(전형적으로는, 부방향의 토크)를 출력하는 회전 전기기기로서 간주할 수 있다. 이와 같은 제 1 토크 및 제 2 토크의 각각은, 하이브리드 차량의 차속을 감소시키는 토크(이른바, 회생 브레이크)로서 구동축에 작용한다. 이와 같이, 하이브리드 차량은, 듀얼 구동 주행 모드로 회생 발전할 수 있다.
또한, 제 1 회전 전기기기로부터 출력되어 있는 제 1 토크(전형적으로는, 정방향의 토크)는, 제 1 기어 기구를 개재하여, 기관축을 하나의 방향(전형적으로는, 정방향)으로 회전시키도록 작용하는 토크(전형적으로는, 정방향의 토크)로서 전달된다. 그러나, 하이브리드 차량이 회생 발전하고 있는 경우에는, 기관축이 회전하지 않도록 회전 저지 기구에 의해 고정되어 있다. 즉, 제 1 회전 전기기기로부터 출력되어 있는 제 1 토크에 의해 내연 기관이 회전하지 않는다. 따라서, 하이브리드 차량은, 내연 기관이 정지한 상태에서 제 1 토크 및 제 2 토크의 쌍방을 이용하여 주행하는 듀얼 구동 주행 모드로 적합하게 회생 발전할 수 있다.
이 태양에 의하면, 이와 같이 하이브리드 차량이 듀얼 구동 주행 모드로 회생 발전하고 있는 경우에 있어서도, 제어 수단은, 회생 토크(즉, 회생 발전에 이용되거나 또는 필요하게 되는 토크)에 대한 제 1 토크의 비율을 조정함(바꿔 말하면, 제 1 토크를 조정함)으로써, 제 1 기어 기구의 온도를 조정할 수 있다.
<9>
본 발명의 하이브리드 차량의 제어 장치의 다른 태양에서는, 상기 회전 저지 기구는, 상기 기관축의 회전을 저지하도록 상기 기관축을 고정 가능하고, 상기 하이브리드 차량은, 상기 기관축이 회전하지 않도록 상기 회전 저지 기구에 의해 고정됨으로써, 상기 내연 기관이 정지한 상태에서 상기 제 1 토크 및 상기 제 2 토크의 쌍방을 이용하여 주행하는 듀얼 구동 주행 모드로 회생 발전할 수 있으며, 상기 제어 수단은, 상기 하이브리드 차량이 회생 발전하고 있는 경우에, 상기 판정 수단의 판정 결과에 의거하여, 상기 제 1 회전 전기기기에 의한 발전을 정지하도록 상기 제 1 회전 전기기기를 제어한다.
이 태양에 의하면, 하이브리드 차량이 듀얼 구동 주행 모드로 회생 발전하고 있는 경우에, 제어 수단은, 제 1 회전 전기기기에 의한 발전을 정지하도록 제 1 회전 전기기기를 제어한다. 바꿔 말하면, 하이브리드 차량이 듀얼 구동 주행 모드로 회생 발전하고 있는 경우에, 제어 수단은, 제 2 회전 전기기기가 발전기로서 동작하는 한편 제 1 회전 전기기기가 발전기로서 동작하지 않도록, 제 1 회전 전기기기를 제어한다.
발전을 정지한 제 1 회전 전기기기는, 발전기로서 동작하지 않아도 되기(바꿔 말하면, 전동기로서 동작해도 되기) 때문에, 내연 기관을 모터링할 수 있다. 즉, 제 1 회전 전기기기는, 배터리로부터 공급되거나 또는 제 2 회전 전기기기가 발전한 전력을 이용하여 구동함으로써, 내연 기관을 모터링하기 위한 제 1 토크를 출력할 수 있다. 제 1 회전 전기기기가 출력한 제 1 토크는, 제 1 기어 기구를 개재하여 기관축으로 전달된다. 그 결과, 기관축의 회전력을 이용하여 윤활유를 공급하는 후술의 공급 기구(예를 들면, 오일 펌프)가 동작하게 되기 때문에, 제 1 기어 기구에 대하여 새로운 윤활유가 공급된다. 따라서, 제 1 기어 기구의 온도가 보다 적합하게 조정된다. 즉, 제 1 기어 기구의 온도가 증가하기 쉬운 듀얼 구동 주행 모드로 하이브리드 차량이 주행하고 있는(이 경우, 회생 발전하고 있는) 경우에 있어서, 제 1 기어 기구의 온도의 증가가 적합하게 억제된다.
혹은, 발전을 정지한 제 1 회전 전기기기는, 발전기 및 전동기의 어느 쪽으로도 동작하지 않아도 되기 때문에, 토크를 출력하지 않아도 된다(바꿔 말하면, 공전해도 되거나, 또는, 제 1 토크가 제로가 되어도 된다). 따라서, 제 1 토크가 전달되는 제 1 기어와 당해 제 1 기어와 계합하는 다른 기어(예를 들면, 피니언 기어) 사이의 면압이 크게 감소하기 때문에, 제 1 기어 기구의 윤활을 유지하기 위한 윤활유의 온도의 증가가 억제된다. 즉, 제 1 기어 기구의 온도가 증가하기 쉬운 듀얼 구동 주행 모드로 하이브리드 차량이 주행하고 있는(이 경우, 회생 발전하고 있는) 경우에 있어서, 제 1 기어 기구의 온도의 증가가 적합하게 억제된다.
이와 같이, 하이브리드 차량이 듀얼 구동 주행 모드로 회생 발전하고 있는 경우에 제 1 회전 전기기기에 의한 발전을 정지함으로써, 제어 수단은, 내연 기관을 구동하지 않고, 제 1 기어 기구의 온도를 조정할 수 있다. 따라서, 하이브리드 차량의 주행에 수반하여 구동하는 구조물(예를 들면, 제 1 기어 기구)의 온도를 적합하게 조정하면서도 연비의 개선 효과를 발휘할 수 있다는 기술적 효과가 적합하게 누려진다.
<10>
상술과 같이 하이브리드 차량이 회생 발전하고 있는 경우에 제 1 회전 전기기기에 의한 발전을 정지하는 하이브리드 차량의 제어 장치의 다른 태양에서는, 상기 하이브리드 차량은, 상기 제 1 기어 기구의 윤활을 유지하는 윤활유를, 상기 기관축의 회전력을 이용하여, 상기 제 1 기어 기구에 공급하는 공급 기구를 더 구비하고 있고, 상기 제어 수단은, 상기 제 1 회전 전기기기에 의한 발전을 정지함과 함께 상기 제 1 토크를 이용하여 상기 기관축을 회전시키도록 상기 제 1 회전 전기기기를 제어한다.
이 태양에 의하면, 발전을 정지한 제 1 회전 전기기기는, 발전기로서 동작하지 않아도 되기(바꿔 말하면, 전동기로서 동작해도 되기) 때문에, 내연 기관을 모터링할 수 있다. 즉, 제 1 회전 전기기기는, 제어 수단의 제어하에서, 배터리로부터 공급되거나 또는 제 2 회전 전기기기가 발전한 전력을 이용하여 구동함으로써, 내연 기관을 모터링하기 위한 제 1 토크를 출력할 수 있다. 제 1 회전 전기기기가 출력한 제 1 토크는, 제 1 기어 기구를 개재하여 기관축으로 전달된다. 그 결과, 기관축의 회전력을 이용하여 윤활유를 공급하는 공급 기구(예를 들면, 기계식 오일 펌프)가 동작하게 되기 때문에, 제 1 기어 기구에 대하여 새로운 윤활유가 공급된다. 따라서, 제 1 기어 기구의 온도가 보다 적합하게 조정된다. 즉, 제 1 기어 기구의 온도가 증가하기 쉬운 듀얼 구동 주행 모드로 하이브리드 차량이 주행하고 있는(이 경우, 회생 발전하고 있는) 경우에 있어서, 제 1 기어 기구의 온도의 증가가 적합하게 억제된다.
또한, 기관축의 회전력을 이용하여 윤활유를 공급하는 공급 기구를 동작시키기 위해서는, 기관축이 회전할 필요가 있다. 따라서, 제 1 회전 전기기기에 의한 발전을 정지함과 함께 제 1 토크를 이용하여 기관축을 회전시키도록 제 1 회전 전기기기가 제어되어 있는 경우에는, 하이브리드 차량이 회생 발전하고 있는 경우여도, 회전 저지 기구는, 기관축의 회전을 저지하지 않도록 기관축을 고정하고 있지 않은 것이 바람직하다.
<11>
상술과 같이 하이브리드 차량이 회생 발전하고 있는 경우에 제 1 회전 전기기기에 의한 발전을 정지하는 하이브리드 차량의 제어 장치의 다른 태양에서는, 상기 제어 수단은, 상기 제 1 토크가 제로가 되도록 상기 제 1 회전 전기기기를 제어한다.
이 태양에 의하면, 발전을 정지한 제 1 회전 전기기기는, 발전기 및 전동기의 어느 쪽으로도 동작하지 않아도 되기 때문에, 토크를 출력하지 않아도 된다(바꿔 말하면, 공전해도 되거나, 또는, 제 1 토크가 제로가 되어도 된다)). 따라서, 제 1 토크가 전달되는 제 1 기어와 당해 제 1 기어와 계합하는 다른 기어(예를 들면, 피니언 기어) 사이의 면압이 크게 감소하기 때문에, 제 1 기어 기구의 윤활을 유지하기 위한 윤활유의 온도의 증가가 억제된다. 즉, 제 1 기어 기구의 온도가 증가하기 쉬운 듀얼 구동 주행 모드로 하이브리드 차량이 주행하고 있는(이 경우, 회생 발전하고 있는) 경우에 있어서, 제 1 기어 기구의 온도의 증가가 적합하게 억제된다.
<12>
상술과 같이 하이브리드 차량이 회생 발전하고 있는 경우에 제 1 회전 전기기기에 의한 발전을 정지하는 하이브리드 차량의 제어 장치의 다른 태양에서는, 상기 제어 수단은, 상기 제 1 기어 기구의 온도가 제 1 문턱값 이상이 된다고 판정되는 경우에, 상기 제 1 회전 전기기기에 의한 발전을 정지하도록 상기 제 1 회전 전기기기를 제어한다.
이 태양에 의하면, 제어 수단은, 제 1 기어 기구의 온도가 제 1 문턱값 이상이 되는 경우에는, 제 1 기어 기구의 온도가 과도하게 증가하고 있다(바꿔 말하면, 제 1 기어 기구의 온도의 증가의 억제가 요청되고 있다)고 추정할 수 있다. 따라서, 이 경우에는, 제어 수단은, 제 1 회전 전기기기에 의한 발전을 정지함으로써, 제 1 기어 기구의 온도의 증가를 억제할 수 있다.
<13>
본 발명의 하이브리드 차량의 제어 장치의 다른 태양에서는, 상기 하이브리드 차량은, 상기 제 1 기어 기구의 윤활을 유지하는 윤활유를, 상기 기관축의 회전력을 이용하여, 상기 제 1 기어 기구에 공급하는 공급 기구를 더 구비하고 있고, 상기 제어 수단은, 상기 제 1 토크의 비율의 조정에 의해 상기 제 1 기어 기구의 온도가 소망 조건을 만족시키는 상태를 실현할 수 없다고 판정되는 경우에, (ⅰ) 상기 하이브리드 차량의 주행 모드가, 상기 내연 기관이 정지한 상태에서 상기 제 1 토크 및 상기 제 2 토크의 쌍방을 이용하여 주행하는 듀얼 구동 주행 모드로부터, 상기 내연 기관이 정지한 상태에서 상기 제 2 토크를 이용하는 한편 상기 제 1 토크를 이용하지 않고 주행하는 싱글 구동 주행 모드로 이행함과 함께, (ⅱ) 상기 제 1 토크를 이용하여 상기 기관축을 회전시키도록 상기 제 1 회전 전기기기 및 상기 제 2 회전 전기기기 중 적어도 일방을 제어한다.
이 태양에 의하면, 판정 수단은, 제 1 토크의 비율의 조정에 의해 제 1 기어 기구의 온도가 소망 조건을 만족시키는 상태를 실현할 수 있는지의 여부를 판정한다. 그 결과, 제 1 토크의 비율의 조정에 의해 제 1 기어 기구의 온도가 소망 조건을 만족시키는 상태를 실현할 수 없다고 판정되는 경우에는, 제어 수단의 제어하에서, 하이브리드 차량은, 듀얼 구동 주행 모드로부터 싱글 구동 주행 모드로 이행한다.
하이브리드 차량이 싱글 구동 주행 모드로 주행하고 있는 경우에는, 제 1 회전 전기기기가 출력하는 제 1 토크는, 하이브리드 차량의 구동력으로서 이용되지 않아도 된다. 따라서, 제 1 회전 전기기기는, 제어 수단의 제어하에서, 배터리로부터 공급되거나 또는 제 2 회전 전기기기가 발전한 전력을 이용하여 구동함으로써, 제 1 토크를 출력함과 함께, 당해 제 1 토크를 이용하여 내연 기관의 기관축을 회전시킬 수 있다. 그 결과, 기관축의 회전력을 이용하여 윤활유를 공급하는 공급 기구(예를 들면, 기계식 오일 펌프)가 동작하게 되기 때문에, 제 1 기어 기구에 대하여 새로운 윤활유가 공급된다. 따라서, 제 1 기어 기구의 온도가 보다 적합하게 조정된다. 즉, 제 1 기어 기구의 온도가 증가하기 쉬운 듀얼 구동 주행 모드로 하이브리드 차량이 주행하고 있는 경우에 있어서, 제 1 기어 기구의 온도의 증가가 적합하게 억제된다.
<14>
상술과 같이 싱글 구동 주행 모드로 이행시키는 하이브리드 차량의 제어 장치는, (ⅰ) 상기 제 1 기어 기구의 온도가 제 1 문턱값 이상이 되고 또한 상기 제 2 기어 기구의 온도가 제 3 문턱값 이상이 되는 경우, 또는 (ⅱ) 상기 제 1 기어 기구의 온도가, 상기 제 1 문턱값보다 큰 제 5 문턱값 이상이 되는 경우에, 상기 제 1 토크의 비율의 조정에 의해 상기 제 1 기어 기구의 온도가 소망 조건을 만족시키는 상태를 실현할 수 없다고 판정된다.
이 태양에 의하면, 판정 수단은, 제 1 토크의 비율의 조정에 의해 제 1 기어 기구의 온도가 소정 조건을 만족시키는 상태를 실현할 수 있는지의 여부를 적합하게 판정할 수 있다.
본 발명의 이와 같은 작용 및 다른 이득은 다음에 설명하는 실시형태로부터 더욱 명백해진다.
도 1은 본 실시형태의 하이브리드 차량의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 2는 하이브리드 구동 장치의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 3은 ECU가 행하는 하이브리드 구동 장치의 제어 동작(특히, 동력 분배 장치의 온도에 관련된 제어 동작)의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
도 4는 하이브리드 구동 장치의 동작 상태를 나타내는 공선도이다.
도 5는 하이브리드 구동 장치의 동작 상태를 나타내는 공선도이다.
도 6은 하이브리드 구동 장치의 동작 상태를 나타내는 공선도이다.
도 7은 하이브리드 구동 장치의 동작 상태를 나타내는 공선도이다.
도 8은 하이브리드 구동 장치의 동작 상태를 나타내는 공선도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 설명한다.
(1) 하이브리드 차량(1)의 구성
처음으로, 도 1을 참조하면서, 본 실시형태의 하이브리드 차량(1)의 구성의 일례에 대하여 설명한다. 도 1은, 하이브리드 차량(1)의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 하이브리드 차량(1)은, 하이브리드 구동 장치(10)와, 「제어 장치」의 일 구체예인 ECU(Electronic Control Unit)(11)와, PCU(Power Control Unit)(12)와, 배터리(13)와, SOC(State of Charge) 센서(14)를 구비하고 있다.
ECU(11)는, 하이브리드 차량(1)의 각 부의 동작을 제어하는 전자 제어 유닛이고, 「하이브리드 구동 장치 제어 장치」의 일례이다. ECU(11)는, 예를 들면, CPU(Central Processing Unit)와, ROM(Read Only Memory)과, RAM(Random Access Memory) 등을 구비하고 있다. ECU(11)는, ROM에 저장된 제어 프로그램에 따라, 하이브리드 구동 장치(10)의 동작 상태를 제어한다. 또한, ECU(11)는, 「판정 수단」 및 「제어 수단」의 각각의 일 구체예에 상당한다.
하이브리드 구동 장치(10)는, 하이브리드 차량(1)의 구동륜인 좌(左)전륜(FL) 및 우(右)전륜(FR)에 연결된 좌(左)차축(SFL) 및 우(右)차축(SFR)에 구동력으로서의 구동 토크를 공급함으로써, 하이브리드 차량(1)을 구동하는 파워 트레인 유닛이다. 또한, 하이브리드 구동 장치(10)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다(도 2 참조).
PCU(12)는, 배터리(13)와 후술의 모터 제너레이터(MG1) 및 모터 제너레이터(MG2)(도 2 참조) 사이의 전력의 입출력 및 모터 제너레이터(MG1)와 모터 제너레이터(MG2) 사이의 전력의 입출력을 제어하는 전력 제어 유닛이다. 예를 들면, PCU(12)는, 배터리(13)로부터 취출한 직류 전력을 교류 전력으로 변환함과 함께, 당해 교류 전력을, 모터 제너레이터(MG1) 및 모터 제너레이터(MG2)에 공급한다. 또한, PCU(12)는, 모터 제너레이터(MG1) 및 모터 제너레이터(MG2)에 의해 발전된 교류 전력을 직류 전력으로 변환함과 함께, 당해 직류 전력을, 배터리(13)에 공급한다.
배터리(13)는, 복수의 리튬 이온 전지 셀을 직렬 접속한 구성을 갖고, 모터 제너레이터(MG1) 및 모터 제너레이터(MG2)를 역행하기 위한 전력의 공급원으로서 기능하는 충전 가능한 전지 유닛이다. 단, 배터리(13)는, 니켈 수소 전지를 구성 요소로 하는 전지 유닛이어도 되고, 전기 이중층 커패시터 등의 각종 커패시터 장치여도 된다.
SOC 센서(14)는, 배터리(13)의 충전 상태를 나타내는 배터리 잔량을 검출하는 것이 가능하게 구성된 센서이다. SOC 센서(14)는, ECU(11)와 전기적으로 접속되어 있고, SOC 센서(14)에 의해 검출된 배터리(13)의 SOC값은, 항상 ECU(11)에 의해 파악되는 구성으로 되어 있다.
(2) 하이브리드 구동 장치(10)의 구성
계속해서, 도 2를 참조하면서, 하이브리드 구동 장치(10)의 상세한 구성에 대하여 설명한다. 도 2는, 하이브리드 구동 장치(10)의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 하이브리드 구동 장치(10)는, 「내연 기관」의 일 구체예인 엔진(21)과, 「제 1 회전 전기기기」의 일 구체예인 모터 제너레이터(MG1)와, 「제 2 회전 전기기기」의 일 구체예인 모터 제너레이터(MG2)와, 「제 1 기어 기구」의 일 구체예인 동력 분배 장치(22)를 구비한다.
동력 분배 장치(22)는, 유성 기어 기구이다. 구체적으로는, 동력 분배 장치(22)는, 「제 1 기어」의 일 구체예인 선 기어(23S)와, 피니언 기어(23P)와, 「제 2 기어」의 일 구체예인 링 기어(23R)와, 캐리어(23C)를 구비하고 있다. 선 기어(23S)는, 복수의 기어 요소의 중심에서 자전하는 외치(外齒) 기어이다. 피니언 기어(23P)는, 선 기어(23S)에 외접하면서, 선 기어(23S)의 주위를 자전하면서 공전하는 외치 기어이다. 링 기어(23R)는, 피니언 기어(23P)와 맞물리도록 중공 환형으로 형성된 내치(內齒) 기어이다. 캐리어(23C)는, 피니언 샤프트를 개재하여 피니언 기어(23P)를 자유롭게 회전할 수 있도록 지지함과 함께, 피니언 기어(23P)의 공전을 통하여 자전한다.
엔진(21)을 구동함으로써 발생한 토크(회전 토크)는, 엔진(21)의 기관축으로서의 크랭크 샤프트(26) 및 코일 스프링식의 토크 리미터를 갖는 댐퍼 장치(27)를 개재하여 입력축으로서의 인풋 샤프트(28)에 전달된다.
크랭크 샤프트(26)에는, 크랭크 샤프트(26)의 회전을 저지 가능한 도그 클러치(24)가 연결되어 있다. 구체적으로는, 도그 클러치의 일방의 기어(24a)의 회전축은, 고정 부재를 개재하여 트랜스 액슬의 케이스(25)에 장착되어 있다. 도그 클러치의 타방의 기어(24b)의 회전축은, 고정 부재를 개재하여 크랭크 샤프트(26)에 장착되어 있다. 기어(24a)와 기어(24b)가 맞물려 있지 않으면(바꿔 말하면, 격리되어 있으면), 크랭크 샤프트(26)는 고정되지 않는다. 따라서, 이 경우에는, 크랭크 샤프트(26)가 회전한다. 다른 한편, 기어(24a)와 기어(24b)가 맞물려 있으면, 크랭크 샤프트(26)는 고정된다. 따라서, 이 경우에는, 크랭크 샤프트(26)가 회전하지 않는다.
또한, 도그 클러치(24) 대신에, 크랭크 샤프트(26)를 임의의 타이밍에서 고정하는(바꿔 말하면, 크랭크 샤프트(26)의 회전을 임의의 타이밍에서 저지하는) 것이 가능한 임의의 클러치 기구(예를 들면, 습식 다판(多板)형 마찰 계합을 이용한 클러치 기구나, 캠록(cam lock)을 이용한 클러치 기구) 또는 브레이크 기구(예를 들면, 습식 다판형 가압을 이용한 브레이크 기구)가 이용되어도 된다. 혹은, 도그 클러치(24) 대신에, 크랭크 샤프트(26)의 정(正)회전 및 부(負)회전 중 어느 일방을 저지하는 원웨이 클러치가 이용되어도 된다.
인풋 샤프트(28)의 축심 상에는, 크랭크 샤프트(26)의 회전력(혹은, 인풋 샤프트(28)의 회전력)을 이용하여 구동하는 기계식 오일 펌프(29)가 배치되어 있다. 기계식 오일 펌프(29)는, 오일 팬(30)에 저장되어 있는 오일을 흡인한다. 기계식 오일 펌프(29)는, 흡인한 오일을, 동력 분배 장치(22)의 동력 계통(예를 들면, 각 기어 요소 및 각 축의 회전 부분 및 슬라이딩 부분)에 공급한다. 그 결과, 오일에 의해, 냉각 효과나, 마찰 저항의 저감 효과나, 부식 방지 효과나, 기밀 유지 효과 등이 발휘된다.
모터 제너레이터(MG1)는, 모터축(31)과, 로터(32R)와, 스테이터(32S)를 구비하는 교류 동기 발전기이다. 모터축(31)은, 인풋 샤프트(28)의 주위에, 인풋 샤프트(28)와 동축(同軸) 상에 자유롭게 회전할 수 있도록 배치되어 있다. 로터(32R)는, 모터축(31)에 장착된 영구 자석이다. 스테이터(32S)에는, 3상(相) 권선(卷線)이 권회(卷回)되어 있다.
모터 제너레이터(MG2)는, 모터축(33)과, 로터(34R)와, 스테이터(34S)를 구비하는 교류 동기 발전기이다. 모터축(33)은, 인풋 샤프트(28)와 평행하게, 자유롭게 회전할 수 있도록 배치되어 있다. 로터(34R)는, 모터축(33)에 장착된 영구 자석이다. 스테이터(34S)에는, 3상 권선이 권회되어 있다.
여기서, 동력 분배 장치(22)에 주목하면, 캐리어(23C)는, 엔진(21)의 인풋 샤프트(28)에 연결되어 있다. 선 기어(23S)는, 모터 제너레이터(MG1)의 모터축(31)에 스플라인 감합(嵌合)되어 있다. 링 기어(23R)는, 감속 기어 기구(36)를 개재하여, 구동축으로서의 프로펠러 샤프트(43)에 연결되어 있다. 덧붙여, 프로펠러 샤프트(43)는, 「제 2 기어 기구」의 일 구체예인 감속 기어 기구(36)를 개재하여, 모터 제너레이터(MG2)의 모터축(33)에 연결되어 있다.
동력 분배 장치(22)는, 엔진(21)의 출력의 일부를, 인풋 샤프트(28), 캐리어(23C), 피니언 기어(23P) 및 링 기어(23R)를 개재하여, 프로펠러 샤프트(43)에 전달한다. 또, 동력 분배 장치(22)는, 엔진(21)의 출력의 나머지의 일부를, 인풋 샤프트(28), 캐리어(23C), 피니언 기어(23P) 및 선 기어(23S)를 개재하여, 모터 제너레이터(MG1)의 로터(32R)에 전달한다. 그 결과, 모터 제너레이터(MG1)는, 발전기로서 동작할 수 있다.
프로펠러 샤프트(43)는, 좌전륜(FL) 및 우전륜(FR)의 회전차를 흡수하는 디퍼렌셜 기어(44) 및 좌전륜(FL) 및 우전륜(FR)을 개재하여, 좌차축(SFL) 및 우차축(SFR)에 연결되어 있다.
(3) 하이브리드 구동 장치(10)의 동작
계속해서, 도 3으로부터 도 8을 참조하면서, ECU(11)가 행하는 하이브리드 구동 장치(10)의 제어 동작(특히, 동력 분배 장치(22)의 온도에 관련된 제어 동작)에 대하여 설명한다. 도 3은, ECU(11)가 행하는 하이브리드 구동 장치(10)의 제어 동작(특히, 동력 분배 장치(22)의 온도에 관련된 제어 동작)의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다. 도 4로부터 도 8은, 각각, 하이브리드 구동 장치(10)의 동작 상태를 나타내는 공선도이다. 또한, 도 4로부터 도 8의 각각에 나타내는 공선도는, 가로축에, 모터 제너레이터(MG1)(선 기어(23S)), 엔진(ENG)(21)(크랭크 샤프트(26)) 및 프로펠러 샤프트(OUT)(43)를 대응 지음과 함께, 세로축에 그들의 회전수를 대응 짓고 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 하이브리드 차량(1)은, 엔진(21)을 정지한 상태에서, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg 및 모터 제너레이터(MG2)로부터 출력되는 토크 Tm의 쌍방을 이용하여 주행하는 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드에서의 주행을 개시한다(단계 S10). 즉, 본 실시형태에서 설명하는 ECU(11)가 행하는 하이브리드 구동 장치(10)의 제어 동작(특히, 동력 분배 장치(22)의 온도에 관련된 제어 동작)은, MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있는 하이브리드 차량(1)을 대상으로 하여 행해지는 것이 바람직하다.
여기서, MG1/2 듀얼 구동 주행 모드는, 모터 제너레이터(MG1)를 발전기가 아니고 전동기로서 이용함과 함께, 모터 제너레이터(MG1)가 출력하는 토크 Tg 및 모터 제너레이터(MG2)가 출력하는 토크 Tm의 쌍방을 프로펠러 샤프트(43)에 전달함으로써, 토크 Tg 및 토크 Tm의 쌍방을 하이브리드 차량(1)의 역행에 이용되는 구동력 및 회생에 수반하는 제동력으로서 이용하는 주행 모드에 상당한다.
이하, MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 주행하는 하이브리드 구동 장치(10)의 동작 상태에 대하여, 하이브리드 차량(1)이 역행하고 있는 경우의 동작 상태 및 하이브리드 차량(1)이 회생 발전하고 있는 경우의 동작 상태의 각각으로 세분화한 후에 설명한다.
먼저, 하이브리드 차량(1)이 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 역행하고 있는 경우에는, 도그 클러치(24)는, 적어도 크랭크 샤프트(26)의 부회전(단, 하이브리드 차량(1)의 진행 방향을 정으로 한다)을 저지하도록, 크랭크 샤프트(26)를 고정한다. 또한, 하이브리드 차량(1)이 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 역행하고 있는 경우에는, 도그 클러치(24)는, 크랭크 샤프트(26)의 정회전을 저지하도록, 크랭크 샤프트(26)를 고정해도 된다. 혹은, 하이브리드 차량(1)이 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 역행하고 있는 경우에는, 도그 클러치(24)는, 크랭크 샤프트(26)의 정회전을 허용하도록, 크랭크 샤프트(26)를 고정하지 않아도 된다.
하이브리드 차량(1)이 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 역행하고 있는 경우에는, 모터 제너레이터(MG2)로부터는, 정(正)토크 Tm이 출력된다. 모터 제너레이터(MG2)로부터 출력되는 정토크 Tm은, 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 감속 기어 기구(36)를 개재하여, 정토크 Tm×Rm(단, Rm은, 감속 기어 기구(36)의 감속비(比))로서, 하이브리드 차량(1)의 프로펠러 샤프트(43)에 전달된다. 덧붙여, MG1/2 듀얼 구동 주행 모드에서는, 모터 제너레이터(MG1)로부터는, 부(負)토크 Tg가 출력된다. 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 부토크 Tg는, 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 동력 분배 장치(22) 및 감속 기어 기구(36)를 개재하여, 정토크 Tg×1/ρ(단, ρ는, 동력 분배 장치(22)의 기어비(比))로서, 하이브리드 차량(1)의 프로펠러 샤프트(43)에 전달된다. 그 결과, 하이브리드 차량(1)은, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg 및 모터 제너레이터(MG2)로부터 출력되는 토크 Tm의 쌍방을 구동력으로서 이용함으로써, 역행할 수 있다.
이때, 하이브리드 차량(1)의 역행에 요구되는 요구 토크에 대한 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg의 분담 비율은, 예를 들면, 하이브리드 차량(1)의 역행에 대하여 필요하게 되어 있는 구동력과 차속으로부터 일의적(一義的)으로 분담 비율을 도출하는 것이 가능한 맵 등을 이용하여 결정된다. 또한, 요구 토크에 대한 모터 제너레이터(MG2)로부터 출력되는 토크 Tm의 분담 비율은, 요구 토크에 대한 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg의 분담 비율이 결정됨으로써 일의적으로 결정된다. 그렇게 하는 이유는, 하이브리드 차량(1)이 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있는 경우에는, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg의 분담 비율과 모터 제너레이터(MG2)로부터 출력되는 토크 Tm의 분담 비율의 합은, 통상 100%가 되기 때문이다.
또한, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 부토크 Tg는, 동력 분배 장치(22)를 개재하여, 부토크로서, 인풋 샤프트(28)에 전달된다. 이때, 인풋 샤프트(28)에 연결되어 있는 크랭크 샤프트(26)의 부방향으로의 회전이 도그 클러치(24)에 의해 저지되어 있다. 따라서, 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 부토크 Tg에 의해 크랭크 샤프트(26)가 회전하지는 않는다. 엄밀하게 말하면, 부방향의 토크가 전달되는 인풋 샤프트(28)에 대하여, 크랭크 샤프트(26)는, 실질적으로는 고정된 샤프트로서 작용한다. 따라서, 인풋 샤프트(28)와 크랭크 샤프트(26) 사이의 토크 변동이 커진다. 그 결과, 토크 리미터를 갖는 댐퍼 장치(27)에 의해, 인풋 샤프트(28)로부터 크랭크 샤프트(26)로의 동력 전달(즉, 토크 전달)이 제한된다. 따라서, 인풋 샤프트(28)는, 크랭크 샤프트(26)에 대하여 미끄러진다(바꿔 말하면, 고정된 크랭크 샤프트(26)에 대하여 부방향으로 회전한다). 즉, 크랭크 샤프트(26)가 회전하지 않는 한편, 인풋 샤프트(28)만이 회전한다. 이 때문에, 하이브리드 차량(1)은, 엔진(21)을 정지한 채 (나아가서는, 재시동 시의 엔진(21)의 진동을 최소한으로 억제하는 것이 가능한 원하는 크랭크각(角)으로 정지한 크랭크 샤프트(26)를 회전시키지 않고), MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 역행할 수 있다.
한편, 하이브리드 차량(1)이 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 회생 발전하고 있는 경우에는, 도그 클러치(24)는, 적어도 크랭크 샤프트(26)의 정회전을 저지하도록, 크랭크 샤프트(26)를 고정한다. 또한, 하이브리드 차량(1)이 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 회생 발전하고 있는 경우에는, 도그 클러치(24)는, 크랭크 샤프트(26)의 부회전을 저지하도록, 크랭크 샤프트(26)를 고정해도 된다. 혹은, 하이브리드 차량(1)이 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 회생 발전하고 있는 경우에는, 도그 클러치(24)는, 크랭크 샤프트(26)의 부회전을 허용하도록, 크랭크 샤프트(26)를 고정하지 않아도 된다.
하이브리드 차량(1)이 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 회생 발전하고 있는 경우에는, 모터 제너레이터(MG1)의 모터축(31) 및 모터 제너레이터(MG2)의 모터축(33)의 각각은, 프로펠러 샤프트(43)의 회전(즉, 하이브리드 차량(1)의 주행)에 수반하여 회전한다. 그 결과, 모터 제너레이터(MG1) 및 모터 제너레이터(MG2)의 각각은, 발전기로서 동작한다.
이때, 발전기로서 동작하는 모터 제너레이터(MG1)는, 실질적으로는, 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 정토크 Tg를 출력하는 모터 제너레이터로서 간주할 수 있다. 모터 제너레이터(MG1)가 출력하는 정토크 Tg는, 동력 분배 장치(22) 및 감속 기어 기구(36)를 개재하여, 부토크 Tg×1/ρ로서, 하이브리드 차량(1)의 프로펠러 샤프트(43)에 전달된다. 마찬가지로, 발전기로서 동작하는 모터 제너레이터(MG2)는, 실질적으로는, 부토크 Tm을 출력하고 있는 모터 제너레이터로서 간주할 수 있다. 모터 제너레이터(MG2)가 출력하는 부토크 Tm은, 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 감속 기어 기구(36)를 개재하여, 부토크 Tm×Rm으로서, 하이브리드 차량(1)의 프로펠러 샤프트(43)에 전달된다. 이와 같은 모터 제너레이터(MG1)로부터 프로펠러 샤프트(43)에 전달되는 부토크 Tg×1/ρ 및 모터 제너레이터(MG2)로부터 프로펠러 샤프트(43)에 전달되는 부토크 Tm×Rm의 각각은, 하이브리드 차량(1)의 차속을 감소시키는 토크(이른바, 회생 브레이크)로서 프로펠러 샤프트(43)에 작용한다. 이와 같이, 하이브리드 차량은, 듀얼 구동 주행 모드로 회생 발전할 수 있다.
이와 같이 하이브리드 차량(1)은, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg 및 모터 제너레이터(MG2)로부터 출력되는 토크 Tm의 쌍방을 이용하여 회생 발전할 수 있다.
이때, 하이브리드 차량(1)의 회생 발전에 요구되는 회생 토크(바꿔 말하면, 회생 발전에 수반하는 제동 토크)에 대한 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg의 분담 비율은, 예를 들면, 하이브리드 차량(1)의 회생 발전에 대하여 필요하게 되어 있는 제동력(즉, 회생 브레이크에 필요하게 되는 제동력)과 차속으로부터 일의적으로 분담 비율을 도출하는 것이 가능한 맵 등을 이용하여 결정된다. 또한, 상술한 바와 같이, 회생 토크에 대한 모터 제너레이터(MG2)로부터 출력되는 토크 Tm의 분담 비율은, 회생 토크에 대한 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg의 분담 비율이 결정됨으로써 일의적으로 결정된다.
또한, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 정토크 Tg는, 동력 분배 장치(22)를 개재하여, 정토크로서, 인풋 샤프트(28)에 전달된다. 이때, 인풋 샤프트(28)에 연결된 크랭크 샤프트(26)의 정방향으로의 회전이 도그 클러치(24)에 의해 저지되어 있다. 따라서, 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 정토크 Tg에 의해 크랭크 샤프트(26)가 회전하지는 않는다. 엄밀하게 말하면, 정방향의 토크가 전달되는 인풋 샤프트(28)에 대하여, 크랭크 샤프트(26)는, 실질적으로는 고정된 샤프트로서 작용한다. 따라서, 인풋 샤프트(28)와 크랭크 샤프트(26) 사이의 토크 변동이 커진다. 그 결과, 토크 리미터를 갖는 댐퍼 장치(27)에 의해, 인풋 샤프트(28)로부터 크랭크 샤프트(26)로의 동력 전달(즉, 토크 전달)이 제한된다. 따라서, 인풋 샤프트(28)는, 크랭크 샤프트(26)에 대하여 미끄러진다(바꿔 말하면, 고정된 크랭크 샤프트(26)에 대하여 정방향으로 회전한다). 즉, 크랭크 샤프트(26)가 회전하지 않는 한편, 인풋 샤프트(28)만이 회전한다. 이 때문에, 하이브리드 차량(1)은, 엔진(21)을 정지한 채(나아가서는, 재시동 시의 엔진(21)의 진동을 최소한으로 억제하는 것이 가능한 원하는 크랭크각에서 정지한 크랭크 샤프트(26)를 회전시키지 않고), MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 회생 발전할 수 있다.
또한, 상술한 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드에서의 동작 상태를 근거로 하면, 하이브리드 차량(1)이 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 역행 및 회생 발전의 어느 일방만을 행하는(즉, 어느 타방을 행하지 않는) 경우에는, 크랭크 샤프트(26)의 정회전 및 부회전의 어느 일방만이 저지되면 충분하다(즉, 어느 타방이 허용되어도 된다). 이 의미에 있어서, 하이브리드 차량(1)이 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 역행 및 회생 발전의 어느 일방만을 행하는(즉, 어느 타방을 행하지 않는) 경우에는, 도그 클러치(24) 대신에, 원웨이 클러치가 이용되어도 된다.
그런데, MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있는 하이브리드 차량(1)에서는, 모터 제너레이터(MG1)가 출력하는 토크 Tg는, 선 기어(23S)로부터 당해 선 기어(23S)와 계합하는 피니언 기어(23P)에 전달된다. 이 때문에, 하이브리드 차량(1)이 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있는 경우에는, 하이브리드 차량(1)이 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있지 않은 경우와 비교하여, 선 기어(23S)와 피니언 기어(23P) 사이의 면압 등이 커진다. 따라서, 하이브리드 차량(1)이 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있는 경우에는, 동력 분배 장치(22)에 공급되는 오일의 유온(油溫)(즉, 동력 분배 장치(22)의 온도)이 증가하기 쉽다. 이 때문에, 하이브리드 차량(1)이 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있는 경우에는, 하이브리드 차량(1)이 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있지 않은 경우와 비교하여, 동력 분배 장치(22)의 온도의 증가의 억제가 한층 더 강하게 요망된다.
그러나, 하이브리드 차량(1)이 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있는 경우에는, 엔진(21)이 정지하고 있기(즉, 기계식 오일 펌프(29)가 동작하지 않기) 때문에, 동력 분배 장치(22)에 대하여 새로운 오일이 공급되기 어렵다. 즉, 하이브리드 차량(1)이 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있는 경우에는, 기계식 오일 펌프(29)로부터의 오일의 공급에 의해, 동력 분배 장치(22)의 온도의 증가의 억제를 실현시키는 것이 곤란하다. 이 때문에, 엔진(21)을 구동시킴으로써, 기계식 오일 펌프(29)를 동작시시키는(즉, 기계식 오일 펌프(29)로부터 동력 분배 장치(22)에 대하여 오일을 공급하는) 것을 대응책의 하나로서 생각할 수 있다. 그러나, 엔진(21)을 구동시키기 때문에, 이번에는, 연비가 악화되어버린다. 즉, 엔진(21)을 구동하면, 동력 분배 장치(22)의 온도의 증가의 억제와 연비의 악화의 억제를 양립할 수 없다.
또, 동력 분배 장치(22)에 한정하지 않고, 감속 기어 기구(36)에 있어서도 동일한 것을 말할 수 있다.
이와 같은 배경하에서, 본 실시형태의 ECU(11)는, 엔진(21)을 정지한 채, 동력 분배 장치(22)의 온도 및 감속 기어 기구(36)의 온도를 조정하기 위해, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg의 분담 비율 및 모터 제너레이터(MG2)로부터 출력되는 토크 Tm의 분담 비율을 조정한다.
이와 같은 동작을 행하기 위해, 먼저, ECU(11)는, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)가, 소정 문턱값(T1) 이상이고 또한 감속 기어 기구(36)의 온도(t2)가, 소정 문턱값(T2) 이상인지의 여부를 판정한다(단계 S11).
이때, ECU(11)는, 동력 분배 장치(22)에 공급되어 있는 오일(즉, 트랜스 액슬 내를 순환하고 있는 오일)의 유온과, 모터 제너레이터(MG1)가 출력하고 있는 토크의 시간 적산값에 의거하여, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)를 추정해도 된다. 마찬가지로, ECU(11)는, 감속 기어 기구(36)에 공급되어 있는 오일의 유온과, 모터 제너레이터(MG2)가 출력하고 있는 토크의 시간 적산값에 의거하여, 감속 기어 기구(36)의 온도(t2)를 추정해도 된다.
또, 소정 문턱값(T1)은, 동력 분배 장치(22)의 적합한 동작(예를 들면, 오일에 의한 적절한 윤활성의 유지)을 실현할 수 있다는 관점에서, 적절한 값이 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 소정 문턱값(T1)은, 오일의 유온의 증가에 수반하는 오일의 점도의 감소에 기인한 유막(油膜) 끊김이 생기지 않거나 또는 생길 가능성이 작은 상태에 있는 동력 분배 장치(22)의 온도보다 큰 것이 바람직하다. 또한, 소정 문턱값(T1)은, 오일의 유온의 증가에 수반하는 오일의 점도의 감소에 기인한 유막 끊김이 생기는(혹은, 오일의 유온이 이대로 계속해서 증가하면, 가까운 장래 유막 끊김이 생길 가능성이 큰) 상태에 있는 동력 분배 장치(22)의 온도와 동일하거나 또는 그보다 작은 것이 바람직하다. 이와 같은 소정 문턱값(T1)으로서, 120℃라는 수치를 일례로서 들 수 있다.
마찬가지로, 소정 문턱값(T2)은, 감속 기어 기구(36)의 적합한 동작(예를 들면, 오일에 의한 적절한 윤활성의 유지)을 실현할 수 있다는 관점에서, 적절한 값이 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 소정 문턱값(T2)은, 오일의 유온의 증가에 수반하는 오일의 점도의 감소에 기인한 유막 끊김이 생기지 않거나 또는 생길 가능성이 작은 상태에 있는 감속 기어 기구(36)의 온도보다 큰 것이 바람직하다. 또한, 소정 문턱값(T2)은, 오일의 유온의 증가에 수반하는 오일의 점도의 감소에 기인한 유막 끊김이 생기는(혹은, 오일의 유온이 이대로 계속해서 증가하면, 가까운 장래 유막 끊김이 생길 가능성이 큰) 상태에 있는 감속 기어 기구(36)의 온도보다 작거나 또는 동일한 것이 바람직하다. 이와 같은 소정 문턱값(T2)으로서, 120℃라는 수치를 일례로서 들 수 있다.
단계 S11의 판정의 결과, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)가 소정 문턱값(T1) 이상이 아니거나 또는 감속 기어 기구(36)의 온도(t2)가 소정 문턱값(T2) 이상이 아니라고 판정되는 경우에는(단계 S11:No), 계속해서, ECU(11)는, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)가 소정 문턱값(T3)(단, 소정 문턱값(T3)은, 소정 문턱값(T1)보다 큰 값) 이상인지의 여부를 판정한다(단계 S12). 또한, 소정 문턱값(T3)에는, 소정 문턱값(T1)보다 큰 적절한 값이 적절히 설정되어도 된다.
단계 S12의 판정의 결과, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)가 소정 문턱값(T3) 이상이 아니라고 판정되는 경우에는(단계 S12:No), 계속해서, ECU(11)는, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)가 소정 문턱값(T1) 이상인지의 여부를 판정한다(단계 S13).
단계 S13의 판정의 결과, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)가 소정 문턱값(T1) 이상이라고 판정되는 경우에는(단계 S13:Yes), 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)가 과도하게 증가하고 있다고 추정된다. 바꿔 말하면, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)의 증가를 억제하는 것이 바람직하다고 추정된다. 따라서, 이 경우에는, ECU(11)는, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg의 분담 비율을 감소시키는 한편, 모터 제너레이터(MG2)로부터 출력되는 토크 Tm의 분담 비율을 증가시킨다(단계 S14). 즉, ECU(11)는, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg의 분담 비율을, 현재의 분담 비율보다 작은 값으로 설정하는 한편, 모터 제너레이터(MG2)로부터 출력되는 토크 Tm의 분담 비율을, 현재보다 큰 값으로 설정한다.
이때, 하이브리드 차량(1)의 주행에 영향을 미치지 않는다(예를 들면, 토크 Tg 및 토크 Tm의 각각의 분담 비율의 변화에 수반하는 토크 변동에 기인한 진동 등에 의한, 탑승자의 승차감의 악화를 억제한다)는 관점에서 보면, ECU(11)는, 프로펠러 샤프트(43)에 전달되는 토크의 총합을 유지하는(즉, 변동시키지 않는) 것이 바람직하다. 즉, ECU(11)는, 프로펠러 샤프트(43)에 전달되는 토크의 총합(즉, Tg×1/ρ+Tm×Rm)을 유지한 채, 토크 Tg의 분담 비율을 감소시키는 한편, 토크 Tm의 분담 비율을 증가시키는 것이 바람직하다.
그 결과, 하이브리드 차량(1)이 역행하고 있는 경우에는, 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 모터 제너레이터(MG1)는, 분담 비율이 감소하기 직전에 출력하고 있었던 토크 Tg보다 작은 토크 Tg1을 출력하게 된다. 마찬가지로, 하이브리드 차량(1)이 회생 발전하고 있는 경우에는, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이, 모터 제너레이터(MG1)는, 분담 비율이 감소하기 직전에 출력하고 있었던 토크 Tg보다 작은 토크 Tg1을 출력하게 된다. 그 결과, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg의 분담 비율이 감소하기 전과 비교하여, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg1이 전달되는 선 기어(23S)와 당해 선 기어(23S)와 계합하는 피니언 기어(23P) 사이의 면압이 감소한다. 그 결과, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg의 분담 비율이 감소하기 전과 비교하여, 동력 분배 장치(22)에 공급되는 오일의 유온의 증가가 억제된다(혹은, 오일의 냉각이 촉진된다). 따라서, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg의 분담 비율이 감소함으로써, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg의 분담 비율이 감소하기 전과 비교하여, 동력 분배 장치(22)의 온도의 증가가 억제된다(혹은, 동력 분배 장치(22)의 냉각이 촉진된다).
한편, 하이브리드 차량(1)이 역행하고 있는 경우에는, 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 모터 제너레이터(MG2)는, 분담 비율이 증가하기 직전에 출력하고 있었던 토크 Tm보다 큰 토크 Tm2를 출력하게 된다. 마찬가지로, 하이브리드 차량(1)이 회생 발전하고 있는 경우에는, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이, 모터 제너레이터(MG2)는, 분담 비율이 증가하기 직전에 출력하고 있었던 토크 Tm보다 큰 토크 Tm2를 출력하게 된다. 즉, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg의 분담 비율을 감소한 분만큼, 모터 제너레이터(MG2)로부터 출력되는 토크 Tm의 분담 비율이 증가한다. 따라서, 프로펠러 샤프트(43)에 전달되는 토크의 총합을 유지할 수 있기 때문에, 승차감의 악화나 주행 성능의 악화를 일으키는 것이 거의 또는 전혀 없다.
그 후, ECU(11)는, 하이브리드 차량(1)의 브레이크 페달이, 탑승자에 의해 조작되어 있는지의 여부를 판정한다(단계 S15).
단계 S15의 판정의 결과, 하이브리드 차량(1)의 브레이크 페달이, 탑승자에 의해 조작되어 있다고 판정되는 경우에는(단계 S15:Yes), 브레이크 페달의 조작에 기인하여, 하이브리드 차량(1)이 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 회생 발전하고 있다고 추정된다. 즉, 하이브리드 차량(1)은, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg 및 모터 제너레이터(MG2)로부터 출력되는 토크 Tm의 쌍방을 이용하여 회생 발전하고 있다고 추측된다(도 4의 (b)의 공선도 참조). 그러나, 현재의 하이브리드 차량(1)은, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)가 소정 문턱값(T1) 이상이라고 판정되어 있기 때문에, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)의 증가를 억제하는 것이 바람직한 상태라고 추정된다. 따라서, ECU(11)는, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)가 소정 문턱값(T1) 이상이라고 판정되어 있는 상태에서 하이브리드 차량(1)이 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 회생 발전하고 있는 경우에는, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)의 증가를 억제하기 위해, 모터 제너레이터(MG1)에 의한 발전을 정지하도록, 모터 제너레이터(MG1)의 동작을 제어한다(단계 S16).
구체적으로는, ECU(11)는, 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 발전기로서 동작하고 있는 모터 제너레이터(MG2)로부터 공급되는 전력을 이용하여 모터 제너레이터(MG1)가 구동(예를 들면, 최소한의 정토크 Tg를 출력)하도록, 모터 제너레이터(MG1)를 제어해도 된다(단계 S16). 그 결과, 모터 제너레이터(MG1)는, 엔진(21)을 모터링한다. 즉, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg에 의해, 엔진(21)이 모터링된다(즉, 연료의 연소를 수반하지 않고, 크랭크 샤프트(26)가 회전한다). 또한, 모터 제너레이터(MG1)가 엔진(21)을 모터링하는 경우에는, 하이브리드 차량(1)이 회생 발전하고 있는 경우여도, 도그 클러치(24)는, 크랭크 샤프트(26)의 정회전을 저지하지 않도록, 크랭크 샤프트(26)를 고정하지 않는 것이 바람직하다. 그 결과, 엔진(21)(바꿔 말하면, 크랭크 샤프트(26))은, 모터 제너레이터(MG1)가 출력하는 토크 Tg와 엔진(21)의 프릭션(friction)이 균형을 이루는 정도의 회전수(예를 들면, 700rpm)로 회전한다. 이 때문에, 크랭크 샤프트(26)의 회전에 수반하여 기계식 오일 펌프(29)가 구동하기 때문에, 기계식 오일 펌프(29)로부터 동력 분배 장치(22)에 대하여 새로운 오일이 공급된다. 따라서, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)의 증가가 억제된다.
단, ECU(11)는, 발전기로서 동작하고 있는 모터 제너레이터(MG2)로부터 공급되는 전력에 추가하거나 또는 그 대신에, 배터리(13)로부터 공급되는 전력을 이용하여 모터 제너레이터(MG1)가 구동하도록, 모터 제너레이터(MG1)를 제어해도 된다(단계 S16). 그러나, 배터리(13)의 전력 소비량을 저감한다(즉, 소위 전력 소비의 악화를 막는다)는 관점에서 보면, ECU(11)는, 발전기로서 동작하고 있는 모터 제너레이터(MG2)로부터 공급되는 전력을 이용하여 모터 제너레이터(MG1)가 구동하도록, 모터 제너레이터(MG1)를 제어하는 것이 바람직하다.
혹은, ECU(11)는, 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 모터 제너레이터(MG1)가 공전하도록(바꿔 말하면, 토크 Tg가 제로가 되도록), 모터 제너레이터(MG1)를 제어해도 된다(단계 S16). 그 결과, 모터 제너레이터(MG1)가 공전하기 전과 비교하여, 선 기어(23S)와 당해 선 기어(23S)와 계합하는 피니언 기어(23P) 사이의 면압이 크게 감소한다. 그 결과, 모터 제너레이터(MG1)가 공전하기 전과 비교하여, 동력 분배 장치(22)에 공급되는 오일의 유온의 증가가 크게 억제된다. 따라서, 모터 제너레이터(MG1)가 공전하기 전과 비교하여, 동력 분배 장치(22)의 온도의 증가가 크게 억제된다.
또한, ECU(11)는, 예를 들면 배터리(13)의 SOC(혹은, SOC에 의거하여 정해지는 입력 제한값(Win))와 모터 제너레이터(MG2)의 회생 전력(즉, 발전하고 있는 전력량)에 의거하여, 모터 제너레이터(MG1)가 엔진(21)의 모터링을 행하는지의 여부 및 모터 제너레이터(MG1)가 공전하는지의 여부를 결정해도 된다. 예를 들면, 모터 제너레이터(MG2)의 회생 전력이 입력 제한값(Win)을 상회하고 있는 경우에는, 모터 제너레이터(MG2)의 회생 전력을 배터리에 공급하지 않아도 된다. 따라서, ECU(11)는, 모터 제너레이터(MG2)의 회생 전력을 이용하여, 모터 제너레이터(MG1)가 엔진(21)의 모터링을 행한다고 결정해도 된다. 다른 한편, 예를 들면, 모터 제너레이터(MG2)의 회생 전력이 입력 제한값(Win)을 하회하고 있는 경우에는, 모터 제너레이터(MG2)의 회생 전력을 배터리(13)에 공급함으로써 배터리(13)의 충전을 우선하는 것이 바람직하다고도 생각된다. 따라서, 이 경우에는, ECU(11)는, 모터 제너레이터(MG1)가 공전한다고 결정해도 된다.
다른 한편, 단계 S15의 판정의 결과, 하이브리드 차량(1)의 브레이크 페달이, 탑승자에 의해 조작되어 있지 않다고 판정되는 경우에는(단계 S15:No), 하이브리드 차량(1)이 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 회생 발전하고 있지 않다(즉, 역행하고 있다)고 추정된다. 따라서, 이 경우에는, ECU(11)는, 하이브리드 차량(1)이 회생 발전하고 있는 경우에 행해야 할 단계 S16의 동작을 행하지 않아도 된다. 이 경우, ECU(11)는, 단계 S17 이후의 동작을 행한다.
다른 한편, 단계 S13의 판정의 결과, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)가 소정 문턱값(T1) 이상이 아니라고 판정되는 경우에는(단계 S13:No), 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)가 과도하게 증가하고 있지 않다고 추정된다. 바꿔 말하면, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)의 증가를 억제하지 않아도 된다고 추정된다. 따라서, 이 경우에는, ECU(11)는, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)의 증가를 억제하기 위한 단계 S14로부터 단계 S16의 동작을 행하지 않아도 된다. 이 경우, ECU(11)는, 단계 S17 이후의 동작을 행한다.
단계 S13으로부터 단계 S16의 동작에 계속해서, ECU(11)는, 감속 기어 기구(36)의 온도(t2)가 소정 문턱값(T2) 이상인지의 여부를 판정한다(단계 S17).
단계 S17의 판정의 결과, 감속 기어 기구(36)의 온도(t2)가 소정 문턱값(T2) 이상이라고 판정되는 경우에는(단계 S17:Yes), 감속 기어 기구(36)의 온도(t2)가 과도하게 증가하고 있다고 추정된다. 바꿔 말하면, 감속 기어 기구(36)의 온도(t2)의 증가를 억제하는 것이 바람직하다고 추정된다. 따라서, 이 경우에는, ECU(11)는, 모터 제너레이터(MG2)로부터 출력되는 토크 Tm의 분담 비율을 감소시키는 한편, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg의 분담 비율을 증가시킨다(단계 S18). 즉, ECU(11)는, 모터 제너레이터(MG2)로부터 출력되는 토크 Tm의 분담 비율을, 현재의 분담 비율보다 작은 값으로 설정하는 한편, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg의 분담 비율을, 현재보다 큰 값으로 설정한다. 이때, 단계 S14와 마찬가지로, 하이브리드 차량(1)의 주행에 영향을 미치지 않는다(예를 들면, 토크 Tg 및 토크 Tm의 각각의 분담 비율의 변화에 수반하는 토크 변동에 기인한 진동 등에 의한, 탑승자의 승차감의 악화를 억제한다)는 관점에서, ECU(11)는, 프로펠러 샤프트(43)에 전달되는 토크의 총합을 유지하는(즉, 변동시키지 않는) 것이 바람직하다.
그 결과, 하이브리드 차량(1)이 역행하고 있는 경우에는, 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 모터 제너레이터(MG2)는, 분담 비율이 감소하기 직전에 출력하고 있었던 토크 Tm보다 작은 토크 Tm1을 출력하게 된다. 마찬가지로, 하이브리드 차량(1)이 회생 발전하고 있는 경우에는, 도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이, 모터 제너레이터(MG2)는, 분담 비율이 감소하기 직전에 출력하고 있었던 토크 Tm보다 작은 토크 Tm1을 출력하게 된다. 그 결과, 모터 제너레이터(MG2)로부터 출력되는 토크 Tm의 분담 비율이 감소하기 전과 비교하여, 모터 제너레이터(MG2)로부터 출력되는 토크 Tm1이 전달되는 감속 기어 기구(36) 내의 각 기어 사이의 면압이 감소한다. 그 결과, 모터 제너레이터(MG2)로부터 출력되는 토크 Tm의 분담 비율이 감소하기 전과 비교하여, 감속 기어 기구(36)에 공급되는 오일의 유온의 증가가 억제된다(혹은, 오일의 냉각이 촉진된다). 따라서, 모터 제너레이터(MG2)로부터 출력되는 토크 Tm의 분담 비율이 감소함으로써, 모터 제너레이터(MG2)로부터 출력되는 토크 Tm의 분담 비율이 감소하기 전과 비교하여, 감속 기어 기구(36)의 온도의 증가가 억제된다(혹은, 감속 기어 기구(36)의 냉각이 촉진된다).
한편, 하이브리드 차량(1)이 역행하고 있는 경우에는, 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 모터 제너레이터(MG1)는, 분담 비율이 증가하기 직전에 출력하고 있었던 토크 Tg보다 큰 토크 Tg2를 출력하게 된다. 마찬가지로, 하이브리드 차량(1)이 회생 발전하고 있는 경우에는, 도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이, 모터 제너레이터(MG1)는, 분담 비율이 증가하기 직전에 출력하고 있었던 토크 Tg보다 큰 토크 Tg2를 출력하게 된다. 즉, 모터 제너레이터(MG2)로부터 출력되는 토크 Tm의 분담 비율을 감소한 분만큼, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg의 분담 비율이 증가한다. 따라서, 프로펠러 샤프트(43)에 전달되는 토크의 총합을 유지할 수 있기 때문에, 승차감의 악화나 주행 성능의 악화를 일으키는 것이 거의 또는 전혀 없다.
또한, 도 3에서는, 단계 S17로부터 단계 S18의 동작은, 단계 S13으로부터 단계 S16의 동작에 계속해서 행해져 있다. 그러나, 또한, 도 3에서는, 단계 S17로부터 단계 S18의 동작은, 단계 S13으로부터 단계 S16의 동작보다 전에 또는 병행하여 행해져도 된다.
다른 한편, 단계 S12의 판정의 결과, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)가 소정 문턱값(T3) 이상이라고 판정되는 경우에는(단계 S12:Yes), 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)가 소정 문턱값(T3) 이상이 아니라고 판정되는 경우와 비교하여, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)의 증가의 억제가 강하게 요청되고 있다고 추측된다. 바꿔 말하면, 모터 제너레이터(MG1)가 출력하는 토크 Tg의 분담 비율 및 모터 제너레이터(MG2)가 출력하는 토크 Tm의 분담 비율의 조정만으로는, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)의 증가의 억제 효과가 부족할 우려가 있다고 추측된다. 따라서, 이 경우에는, ECU(11)는, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)의 증가가 일어나기 쉬운 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드에서의 주행을 중단한다. 구체적으로는, ECU(11)는, 하이브리드 차량(1)의 주행 모드가, MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로부터, 모터 제너레이터(MG2)로부터 출력되는 토크만을 이용하여 주행하는 MG2 싱글 구동 주행 모드로 이행하도록, 하이브리드 구동 장치(10)를 제어한다(단계 S19). 그 결과, 하이브리드 차량(1)은, MG2 싱글 구동 주행 모드에서의 주행을 개시한다. 또한, 도 8의 (a)는, 하이브리드 차량(1)이, MG2 싱글 구동 주행 모드로 역행하고 있는 경우의 공선도를 나타내고 있다. 도 8의 (b)는, 하이브리드 차량(1)이, MG2 싱글 구동 주행 모드로 회생 발전하고 있는 경우의 공선도를 나타내고 있다. 어느 경우여도, 도그 클러치(24)는, 크랭크 샤프트(26)의 정회전 및 부회전을 저지하지 않도록, 크랭크 샤프트(26)를 고정하지 않는 것이 바람직하다.
여기서, 하이브리드 차량(1)이 MG2 싱글 구동 주행 모드로 주행하고 있는 경우에는, 모터 제너레이터(MG1)가 공전하고 있는 것에 불과하기 때문에, 모터 제너레이터(MG1)가 토크 Tg를 출력하지 않는다(즉, Tg=제로가 된다). 단, 모터 제너레이터(MG1)는, 선 기어(23S)의 기어치가 부딪히는 소리를 억제하는 정도의 미소한 토크 Tg를 출력하는 경우는 있다. 따라서, 하이브리드 차량(1)이 MG2 싱글 구동 주행 모드로 주행하고 있는 경우에는, 하이브리드 차량(1)이 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있는 경우와 비교하여, 선 기어(23S)와 당해 선 기어(23S)와 계합하는 피니언 기어(23P) 사이의 면압이 크게 감소한다. 그 결과, 하이브리드 차량(1)이 MG2 싱글 구동 주행 모드로 주행하고 있는 경우에는, 하이브리드 차량(1)이 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있는 경우와 비교하여, 동력 분배 장치(22)에 공급되는 오일의 유온의 증가가 크게 억제된다. 따라서, 하이브리드 차량(1)이 MG2 싱글 구동 주행 모드로 주행하면, 동력 분배 장치(22)의 온도의 증가가 크게 억제된다.
또한, 하이브리드 차량(1)이 MG2 싱글 구동 주행 모드에서의 주행을 개시한 경우에는, ECU(11)는, 도 8의 (c) 및 도 8의 (d)에 나타내는 바와 같이, 배터리(13)로부터 공급되는 전력 또는 발전기로서 동작하고 있는 모터 제너레이터(MG2)로부터 공급되는 전력을 이용하여 모터 제너레이터(MG1)가 구동(예를 들면, 최소한의 정토크 Tg를 출력)하도록, 모터 제너레이터(MG1)를 제어해도 된다(단계 S20). 그 결과, 모터 제너레이터(MG1)는, 엔진(21)을 모터링한다. 즉, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg에 의해, 엔진(21)이 모터링된다(즉, 연료의 연소를 수반하지 않고, 크랭크 샤프트(26)가 회전한다). 그 결과, 엔진(21)(바꿔 말하면, 크랭크 샤프트(26))은, 모터 제너레이터(MG1)가 출력하는 토크 Tg와 엔진(21)의 프릭션이 균형을 이루는 정도의 회전수(예를 들면, 700rpm)로 회전한다. 이 때문에, 크랭크 샤프트(26)의 회전에 수반하여 기계식 오일 펌프(29)가 구동하기 때문에, 기계식 오일 펌프(29)로부터 동력 분배 장치(22)에 대하여 오일이 공급된다. 따라서, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)의 증가가 억제된다.
다른 한편, 단계 S11의 판정의 결과, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)가 소정 문턱값(T1) 이상이고 또한 감속 기어 기구(36)의 온도(t2)가 소정 문턱값(T2) 이상이라고 판정되는 경우에는(단계 S11:Yes), 모터 제너레이터(MG1)가 출력하는 토크 Tg의 분담 비율 및 모터 제너레이터(MG2)가 출력하는 토크 Tm의 분담 비율의 조정만으로는, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)의 증가를 억제하는 것이 곤란하다고 추측된다. 그렇게 하는 이유는, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)가 소정 문턱값(T1) 이상이고 또한 감속 기어 기구(36)의 온도(t2)가 소정 문턱값(T2) 이상이라고 판정되어 있기 때문에, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)의 증가 및 감속 기어 기구(36)의 온도(t2)의 증가의 쌍방을 억제하는 것이 바람직하다고 생각된다. 그러나, 모터 제너레이터(MG1)가 출력하는 토크 Tg의 분담 비율 및 모터 제너레이터(MG2)가 출력하는 토크 Tm의 분담 비율의 조정만으로는, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1) 및 감속 기어 기구(36)의 온도(t2) 중 어느 일방의 증가가 주로 억제되는 것에 불과하기(즉, 양자의 증가를 동시에 억제하는 것이 곤란하기) 때문이다.
따라서, 이 경우에도, ECU(11)는, 단계 S19로부터 단계 S20의 동작을 행한다.
또한, 상술의 설명에서는, ECU(11)는, 단계 S11로부터 단계 S20에 이르기까지의 일련의 동작을 행하고 있다. 그러나, ECU(11)는, 단계 S11로부터 단계 S20에 이르기까지의 일련의 동작의 모두를 행하지 않아도 된다. 예를 들면, ECU(11)는, 단계 S13으로부터 단계 S14에 이르기까지의 동작, 단계 S15로부터 단계 S16에 이르기까지의 동작, 단계 S17로부터 단계 S18에 이르기까지의 동작 및 단계 S19로부터 단계 S20에 이르기까지의 동작의 각각을, 독립된 동작으로서 행해도 된다. 즉, ECU(11)는, 이들 4개의 동작의 각각을 단독으로 행해도 되고, 이들 4개의 동작 중 적어도 2개의 동작을 조합하여 행해도 된다.
또, 상술의 설명에서는, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)의 증가를 억제하기 위한 동작에 주목하고 있다. 그러나, ECU(11)는, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)의 감소의 억제(즉, 증가의 촉진)에 주목한 동작을 행해도 된다. 예를 들면, ECU(11)는, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1)가 소정 문턱값(T4)(단, 소정 문턱값(T4)은, 소정 문턱값(T1)보다 작은 값) 이하라고 판정되는 경우에는, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg의 분담 비율을 증가시키는 한편, 모터 제너레이터(MG2)로부터 출력되는 토크 Tm의 분담 비율을 감소시켜도 된다. 이 경우, 모터 제너레이터(MG1)는, 분담 비율이 증가하기 직전에 출력하고 있었던 토크 Tg보다 큰 토크 Tg2를 출력하게 된다. 그 결과, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg의 분담 비율이 증가하기 전과 비교하여, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg2가 전달되는 선 기어(23S)와 당해 선 기어(23S)와 계합하는 피니언 기어(23P) 사이의 면압이 증가한다. 그 결과, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg의 분담 비율이 증가하기 전과 비교하여, 동력 분배 장치(22)에 공급되는 오일의 유온의 증가가 촉진된다(혹은, 오일의 냉각이 억제된다). 따라서, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg의 분담 비율이 증가함으로써, 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg의 분담 비율이 증가하기 전과 비교하여, 동력 분배 장치(22)의 온도의 증가가 촉진된다(혹은, 동력 분배 장치(22)의 냉각이 억제된다).
또, 감속 기어 기구(36)에 대해서도 마찬가지로, ECU(11)는, 감속 기어 기구(36)의 온도(t2)의 감소의 억제(즉, 증가의 촉진)에 주목한 동작을 행해도 된다.
또한, ECU(11)가 동력 분배 장치(22)의 온도(t1) 및 감속 기어 기구(36)의 온도(t2) 중 적어도 일방의 감소의 억제(즉, 증가의 촉진)에 주목한 동작을 행하는 경우에는, 동력 분배 장치(22)의 온도(t1) 및 감속 기어 기구(36)의 온도(t2)를 이용한 판정 동작(도 3의 단계 S11로부터 단계 S13 및 단계 S17 참조)을 행하는 시점에서는, 하이브리드 차량(1)은, 반드시 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있지 않아도 된다. 즉, 하이브리드 차량(1)이 MG2 싱글 구동 주행 모드로 주행하고 있는 상태에서, 도 3에 나타내는 동작이 행해져도 된다. 하이브리드 차량(1)이 MG2 싱글 구동 주행 모드로 주행하고 있는 경우에는, 늦어도 모터 제너레이터(MG1)로부터 출력되는 토크 Tg의 분담 비율 및 모터 제너레이터(MG2)로부터 출력되는 토크 Tm의 분담 비율 중 적어도 일방이 조정되는 시점에서(도 3의 단계 S14 및 단계 S18 참조), 하이브리드 차량(1)이 MG1/2 듀얼 구동 주행 모드로 주행하고 있으면 된다.
또한, 본 발명은, 청구의 범위 및 명세서 전체로부터 판독할 수 있는 발명의 요지 또는 사상에 반하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하고, 그와 같은 변경을 수반하는 하이브리드 차량의 제어 장치도 또한 본 발명의 기술 사상에 포함된다.
1: 하이브리드 차량 11: ECU
21: 엔진 22: 동력 분배 장치
23S: 선 기어 23P: 피니언 기어
23C: 캐리어 23R: 링 기어
24: 도그 클러치 26: 크랭크 샤프트
27: 토크 리미터를 갖는 댐퍼 장치 28: 인풋 샤프트
29: 오일 펌프 36: 감속 기어
43: 프로펠러 샤프트 MG1: 모터 제너레이터
MG2: 모터 제너레이터

Claims (14)

  1. 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서,
    상기 하이브리드 차량은 내연 기관과,
    제 1 회전 전기기기와,
    제 2 회전 전기기기와, 제 1 기어 기구, 및 회전 저지 기구를 포함하고,
    상기 제 2 회전 전기기기의 출력축은 하이브리드 차량의 구동축에 연결되며,
    상기 제 1 기어 기구는 상기 제 1 회전 전기기기의 출력축에 연결되는 제 1 기어, 상기 내연 기관의 기관축에 연결되는 캐리어, 및 상기 구동축에 연결되는 제 2 기어를 포함하고, 상기 캐리어 및 상기 제 2 기어는 서로 차동 회전하도록 구성되어 있으며,
    상기 회전 저지 기구는 상기 기관축의 하나의 방향으로의 회전을 허용하는 것이 가능한 한편, 상기 기관축의 상기 하나의 방향과는 상이한 다른 방향으로의 회전을 저지하도록 구성되어 있고,
    상기 제어 장치는 ECU를 포함하고, 상기 ECU는 상기 제 1 기어 기구의 온도가 소망 조건을 만족시키지 않는 경우에, 상기 제 1 회전 전기기기가 출력하는 제 1 토크 및 상기 제 2 회전 전기기기가 출력하는 제 2 토크의 총합인 총합 토크에 대한 상기 제 1 토크의 비율을 조정하도록 상기 제 1 회전 전기기기 및 상기 제 2 회전 전기기기를 제어하도록 구성되어 있고,
    상기 ECU는 상기 제 1 기어 기구의 온도가 제 1 문턱값 이상인 경우에, 상기 총합 토크에 대한 상기 제 1 토크의 비율을 감소시키도록 상기 제 1 회전 전기기기 및 상기 제 2 회전 전기기기를 제어하도록 구성되어 있는 하이브리드 차량의 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 ECU는 상기 제 1 기어 기구의 온도가 제 2 문턱값 이하인 경우에, 상기 총합 토크에 대한 상기 제 1 토크의 비율을 증가시키도록 상기 제 1 회전 전기기기 및 상기 제 2 회전 전기기기를 제어하도록 구성되어 있는 제어 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 하이브리드 차량은, 상기 제 2 회전 전기기기의 출력축과 상기 구동축을 연결하는 제 2 기어 기구를 더 구비하고,
    상기 ECU는 상기 제 2 기어 기구의 온도가 소망 조건을 만족시키지 않는 경우에, 상기 총합 토크에 대한 상기 제 2 토크의 비율을 조정하도록 상기 제 1 회전 전기기기 및 상기 제 2 회전 전기기기를 제어하도록 구성되어 있는 제어 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 ECU는 상기 제 2 기어 기구의 온도가 제 3 문턱값 이상이 되는 경우에, 상기 총합 토크에 대한 상기 제 2 토크의 비율을 감소시키도록 상기 제 1 회전 전기기기 및 상기 제 2 회전 전기기기를 제어하도록 구성되어 있는 제어 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 ECU는 상기 제 2 기어 기구의 온도가 제 4 문턱값 이하가 되는 경우에, 상기 총합 토크에 대한 상기 제 2 토크의 비율을 증가시키도록 상기 제 1 회전 전기기기 및 상기 제 2 회전 전기기기를 제어하도록 구성되어 있는 제어 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 ECU는 상기 하이브리드 차량이 상기 내연 기관이 정지한 상태에서 상기 제 1 토크 및 상기 제 2 토크의 쌍방을 이용하여 주행하는 듀얼 구동 주행 모드로 역행하고 있는 경우에, 상기 총합 토크에 상당하는 상기 하이브리드 차량의 요구 토크에 대한 상기 제 1 토크의 비율을 조정하도록 상기 제 1 회전 전기기기 및 상기 제 2 회전 전기기기를 제어하도록 구성되어 있는 제어 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 회전 저지 기구는, 상기 기관축을 고정하여 상기 기관축의 회전을 저지하도록 구성되어 있고,
    상기 하이브리드 차량은, 상기 회전 저지 기구가 상기 기관축을 고정한 상태로, 상기 내연 기관이 정지한 상태에서 상기 제 1 토크 및 상기 제 2 토크의 쌍방을 이용하여 주행하는 듀얼 구동 주행 모드로 회생 발전하도록 구성되어 있으며,
    상기 ECU는 상기 하이브리드 차량이 상기 회생 발전하고 있는 경우에, 상기 총합 토크에 상당하는 상기 회생 발전에 이용되는 회생 토크에 대한 상기 제 1 토크의 비율을 조정하도록 상기 제 1 회전 전기기기 및 상기 제 2 회전 전기기기를 제어하는 제어 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 저지 기구는, 상기 기관축을 고정하여 상기 기관축의 회전을 저지하도록 구성되어 있고,
    상기 하이브리드 차량은, 상기 회전 저지 기구가 상기 기관축을 고정한 상태로, 상기 내연 기관이 정지한 상태에서 상기 제 1 토크 및 상기 제 2 토크의 쌍방을 이용하여 주행하는 듀얼 구동 주행 모드로 회생 발전하도록 구성되어 있으며,
    상기 ECU는, 상기 하이브리드 차량이 회생 발전하고 있는 경우 또한 상기 제 1 기어 기구의 온도가 소망 조건을 만족시키지 않는 경우에, 상기 제 1 회전 전기기기에 의한 발전을 정지하도록 상기 제 1 회전 전기기기를 제어하도록 구성되어 있는 제어 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 하이브리드 차량은, 상기 제 1 기어 기구를 윤활하는 윤활유를, 상기 기관축의 회전력을 이용하여, 상기 제 1 기어 기구에 공급하는 공급 기구를 구비하고,
    상기 ECU는, 상기 제 1 회전 전기기기에 의한 발전을 정지함과 함께 상기 제 1 토크를 이용하여 상기 기관축을 회전시키도록 상기 제 1 회전 전기기기를 제어하도록 구성되어 있는 제어 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 ECU는, 상기 제 1 토크가 제로가 되도록 상기 제 1 회전 전기기기를 제어하도록 구성되어 있는 제어 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 ECU는, 상기 제 1 기어 기구의 온도가 제 1 문턱값 이상이 되는 경우에, 상기 제 1 회전 전기기기에 의한 발전을 정지하도록 상기 제 1 회전 전기기기를 제어하도록 구성되어 있는 제어 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 하이브리드 차량은, 상기 제 1 기어 기구를 윤활하는 윤활유를, 상기 기관축의 회전력을 이용하여, 상기 제 1 기어 기구에 공급하는 공급 기구를 구비하고,
    상기 ECU는, 상기 제 1 토크의 비율의 조정에 의해 상기 제 1 기어 기구의 온도가 소망 조건을 만족시키는 상태를 실현할 수 없는 경우에, (ⅰ) 상기 하이브리드 차량의 주행 모드가, 상기 내연 기관이 정지한 상태에서 상기 제 1 토크 및 상기 제 2 토크의 쌍방을 이용하여 주행하는 듀얼 구동 주행 모드로부터, 상기 내연 기관이 정지한 상태에서 상기 제 2 토크를 이용하는 한편 상기 제 1 토크를 이용하지 않고 주행하는 싱글 구동 주행 모드로 이행함과 함께, (ⅱ) 상기 제 1 토크를 이용하여 상기 기관축을 회전시키도록 상기 제 1 회전 전기기기 및 상기 제 2 회전 전기기기를 제어하도록 구성되어 있는 제어 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 하이브리드 차량은, 상기 제 2 회전 전기기기의 출력축과 상기 구동축을 연결하는 제 2 기어 기구를 더 구비하고,
    상기 ECU는, (ⅰ) 상기 제 1 기어 기구의 온도가 제 1 문턱값 이상이 되고 또한 제 2 기어 기구의 온도가 제 3 문턱값 이상이 되는 경우, 또는 (ⅱ) 상기 제 1 기어 기구의 온도가, 상기 제 1 문턱값보다 큰 제 5 문턱값 이상이 되는 경우에, 상기 제 1 기어 기구의 온도가 소망 조건을 만족시키는 상태를 실현할 수 없는 경우라고 판단하도록 구성되어 있는 제어 장치.
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