ハイブリッド自動車
【課題】内燃機関によって駆動されて電動機を含む冷却対象に冷却液体を供給する機械式オイルポンプを備えるものにおいて、電動機の過度の温度上昇を抑制すると共に車両全体としてのエネルギ効率の低下を抑制する。
【解決手段】エンジンを間欠運転してよいときに値０が設定されると共にエンジンの運転停止を禁止すべきときに値１が設定される運転停止禁止フラグＦが値０のときには（Ｓ３１０）、モータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆ以上に至ったときに運転停止禁止フラグＦに値１を設定する（Ｓ３３０）。そして、設定した運転停止禁止フラグＦが値０のときには、エンジンを間欠運転しながら走行するようエンジンと二つのモータを制御し、運転停止禁止フラグＦが値１のときには、エンジンを継続して運転しながら走行するようエンジンと二つのモータとを制御する。
【解決手段】エンジンを間欠運転してよいときに値０が設定されると共にエンジンの運転停止を禁止すべきときに値１が設定される運転停止禁止フラグＦが値０のときには（Ｓ３１０）、モータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆ以上に至ったときに運転停止禁止フラグＦに値１を設定する（Ｓ３３０）。そして、設定した運転停止禁止フラグＦが値０のときには、エンジンを間欠運転しながら走行するようエンジンと二つのモータを制御し、運転停止禁止フラグＦが値１のときには、エンジンを継続して運転しながら走行するようエンジンと二つのモータとを制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、第１の車軸に動力を出力可能な内燃機関と、第１の車軸または第１の車軸とは異なる第２の車軸に動力を出力可能な電動機と、電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、内燃機関によって駆動されて電動機を含む冷却対象に冷却液体を供給する機械式オイルポンプと、を備えるハイブリッド自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンからの動力とモータからの動力とを用いて走行可能なものにおいて、モータのロック（回転停止）を検出したときに、エンジンを自動停止しないものが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】ＩＮＳＩＧＨＴ サービスマニュアル 構造編（７−８）、本田技研工業株式会社、平成２１年２月発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
こうしたハイブリッド自動車において、エンジンにより駆動される機械式オイルポンプによって冷却オイルをモータに供給してモータの冷却を行なうものでは、モータのロックを検出したときに、エンジンを自動停止せずに継続して運転すれば、冷却オイルがモータに継続して供給されることにより、モータの特定の相にだけ電流が流れ続けることに起因するモータの温度上昇を抑制することができる。しかしながら、モータのロックを検出したときでも、モータの温度が低いときなどモータを冷却オイルによって冷却する必要がないときには、エンジンを無駄に運転することになる場合があり、この場合、車両全体としてのエネルギ効率が悪化することになる。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車は、内燃機関によって駆動されて電動機を含む冷却対象に冷却液体を供給する機械式オイルポンプを備えるものにおいて、電動機の過度の温度上昇を抑制すると共に車両全体としてのエネルギ効率の低下を抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のハイブリッド自動車は、
第１の車軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記第１の車軸または該第１の車軸とは異なる第２の車軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、前記内燃機関によって駆動されて前記電動機を含む冷却対象に冷却液体を供給する機械式オイルポンプと、を備えるハイブリッド自動車であって、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記電動機の温度が該電動機の温度上昇を抑制すべき温度範囲の下限として定められた所定温度未満のときには、前記内燃機関が間欠運転されながら前記設定された要求駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記電動機の温度が前記所定温度以上のときには、前記内燃機関が継続して運転されながら前記設定された要求駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明のハイブリッド自動車では、電動機の温度が電動機の温度上昇を抑制すべき温度範囲の下限として定められた所定温度未満のときには、内燃機関が間欠運転されながら走行に要求される要求駆動力によって走行するよう内燃機関と電動機とを制御し、電動機の温度が所定温度以上のときには、内燃機関が継続して運転されながら要求駆動力によって走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。したがって、電動機の温度が所定温度以上のときには、内燃機関を継続して運転することにより、電動機の温度が過度に上昇するのを抑制することができる。また、電動機の温度が低いときには、内燃機関を間欠運転することにより、内燃機関の運転を継続するものに比して燃料消費を抑制することができ、車両全体としてのエネルギ効率が低下するのを抑制することができる。
【０００９】
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記内燃機関を運転停止している状態で前記電動機の温度が前記所定温度以上になったときには、前記内燃機関を始動する手段である、ものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記電動機から駆動力が出力されていて該電動機の回転子が回転停止しているときに前記電動機の温度が前記所定温度以上のとき、前記内燃機関が継続して運転されるよう制御する手段である、ものとすることもできる。この態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、登坂路で前記電動機から駆動力が出力されていて該電動機の回転子が回転停止しているときに前記電動機の温度が前記所定温度以上のとき、前記内燃機関が継続して運転されるよう制御する手段である、ものとすることもできる。
【００１１】
さらに、本発明のハイブリッド自動車において、動力を入出力可能な発電機と、前記第１の車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、ものとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】モータ運転モードで走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図５】エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。
【図６】エンジン運転モードで走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図７】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される運転停止禁止フラグ設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図８】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図９】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１０】変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関として構成されたエンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して複数のピニオンギヤ３３を連結したキャリア３４が接続されると共に駆動輪６３ａ，６３ｂにデファレンシャルギヤ６２とギヤ機構６０とを介して連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにリングギヤ３２が接続されて遊星歯車機構として構成された３軸式の動力分配統合機構３０と、例えば永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する周知の同期発電電動機として構成されて動力分配統合機構３０のサンギヤ３１に回転子が接続されたモータＭＧ１と、例えば永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する周知の同期発電電動機として構成されて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して回転子が接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力のやりとりを行なうバッテリ５０と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０と、を備える。
【００１５】
エンジン２２のクランクシャフト２６には、機械式オイルポンプ２３が取り付けられている。この機械式オイルポンプ２３は、エンジン２２により駆動され、車両下部のオイルパンに貯留されている冷却オイル（オートマチックトランスミッションフルード：ＡＴＦ）を動力分配統合機構３０やモータＭＧ１，ＭＧ２などの冷却対象に供給する。なお、冷却対象に供給された冷却オイルは、重力によってオイルパンに戻る。
【００１６】
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により吸入空気量調節制御や燃料噴射制御，点火制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための種々の制御信号、例えば、スロットルバルブや燃料噴射弁，点火プラグ，可変バルブタイミング機構への駆動制御信号などが出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００１７】
モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００１８】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧やバッテリ５０の正極側の出力端子に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいてバッテリ５０に蓄えられている蓄電量の全容量（蓄電容量）に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
【００１９】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、モータＭＧ２の温度を検出する温度センサ４８からのモータ温度Ｔｍｏやイグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２０】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード，エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードおよび充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであるから、両者を合わせてエンジン運転モードとして考えることができる。
【００２１】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図２は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン２２を始動するときを除いて所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２２】
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，エンジン２２を間欠運転してよいときに値０が設定されると共にエンジン２２の運転停止を禁止すべき（エンジン２２の運転を継続すべき）ときに値１が設定される運転停止禁止フラグＦなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、運転停止禁止フラグＦは、後述の運転停止禁止フラグ設定ルーチンにより設定されたものを読み込んで入力するものとした。
【００２３】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊と車両に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図３に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じること（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）によって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ること（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めたりすることができる。
【００２４】
続いて、運転停止禁止フラグＦの値を調べる（ステップＳ１２０）。以下、まず、運転停止禁止フラグＦが値０のとき即ちエンジン２２を間欠運転してよいときについて説明し、その後、運転停止禁止フラグＦが値１のとき即ちエンジン２２の運転停止を禁止すべきときについて説明する。運転停止禁止フラグＦが値０のときには、エンジン２２が運転中であるか運転停止中であるかを判定し（ステップＳ１３０）、エンジン２２が運転停止中であるときには、要求パワーＰｅ＊を、エンジン２２を効率よく運転するためにエンジン２２を始動した方がよい要求パワーＰｅ＊の範囲の下限として定められた閾値Ｐｓｔａｒｔと比較し（ステップＳ１４０）、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ未満のときには、エンジン２２の運転停止を継続した方がよいと判断し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に（ステップＳ１５０）、要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したものをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定し（ステップＳ１６０）、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。こうした制御により、モータＭＧ２から駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。モータ運転モードで走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図４に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。
【００２５】
ステップＳ１４０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ以上のときには、エンジン２２を始動した方がよいと判断し、エンジン２２を始動する（ステップＳ１８０）。ここで、エンジン２２の始動は、モータＭＧ１からトルクを出力すると共にこのトルクの出力に伴って駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクをキャンセルするためのトルクをモータＭＧ２から出力することによりエンジン２２をクランキングし、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数（例えば１０００ｒｐｍ）に至ったときに燃料噴射制御や点火制御などを開始することにより行なわれる。なお、このエンジン２２の始動の最中も要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ２の駆動制御が行なわれる。即ち、モータＭＧ２から出力すべきトルクは、要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力するためのトルクと、モータＭＧ１によってエンジン２２をクランキングする際にリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするためのトルクと、の和のトルクとなる。
【００２６】
エンジン２２を始動すると、要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとに基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し（ステップＳ２００）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて式（２）によりモータＭＧ１から出力すべきトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２１０）。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図５に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン運転モードで走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図６に示す。図中、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００２７】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
【００２８】
そして、要求トルクＴｒ＊にトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えて更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべきトルク指令Ｔｍ２＊を次式（３）により計算し（ステップＳ２２０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における吸入空気量調節制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。こうした制御により、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊を効率よく出力して、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。ここで、式（３）は、図６の共線図から容易に導くことができる。
【００２９】
Tm2*=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
【００３０】
こうしてエンジン２２からの動力を用いた走行を開始すると、次回に本ルーチンが実行されたときに、ステップＳ１２０で運転停止禁止フラグＦが値０のときには、ステップＳ１３０でエンジン２２は運転中であると判定され、要求パワーＰｅ＊を、エンジン２２を効率よく運転するためにエンジン２２を運転停止した方がよい要求パワーＰｅ＊の上限として定められた閾値Ｐｓｔｏｐと比較し（ステップＳ１９０）、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐより大きいときには、エンジン２２の運転を継続した方がよいと判断し、上述したステップＳ２００〜Ｓ２３０の処理により、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信して、本ルーチンを終了し、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ以下のときには、エンジン２２を運転停止した方がよいと判断し、エンジン２２の運転を停止し（ステップＳ２４０）、上述したステップＳ１５０〜Ｓ１７０の処理により、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信して、本ルーチンを終了する。なお、閾値Ｐｓｔｏｐとしては、閾値Ｐｓｔａｒｔより若干小さな値が用いられる。
【００３１】
ステップＳ１２０で運転停止禁止フラグＦが値１のとき即ちエンジン２２の運転停止を禁止すべきときには、エンジン２２が運転中であるか運転停止中であるかを判定し（ステップＳ２５０）、エンジン２２が運転停止中であるときには、上述したステップＳ１８０の処理と同様にエンジン２２を始動する（ステップＳ２６０）。エンジン２２の始動については前述した。
【００３２】
エンジン２２を始動すると、または、ステップＳ２５０でエンジン２２が運転中であると判定されると、要求パワーＰｅ＊を閾値Ｐｓｔｏｐと比較し（ステップＳ２７０）、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐより大きいときには、上述したステップＳ２００〜Ｓ２３０の処理により、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信して、本ルーチンを終了し、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ以下のときには、エンジン２２が自立運転されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊にアイドル回転数Ｎｉｄｌを設定すると共にエンジン２２の目標トルクＴｅ＊に値０を設定し（ステップＳ２８０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ２９０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２２０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。
【００３３】
以上、駆動制御について説明した。次に、この駆動制御で用いる運転停止禁止フラグＦを設定する処理について説明する。図７は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される運転停止禁止フラグ設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、図２の駆動制御ルーチンと並行して、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００３４】
運転停止禁止フラグ設定ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、温度センサ４８からモータＭＧ２の温度であるモータ温度Ｔｍｏを入力し（ステップＳ３００）、運転停止禁止フラグＦの値を調べ（ステップＳ３１０）、運転停止禁止フラグＦが値０のときには、モータ温度Ｔｍｏを許容温度Ｔｍｏｍａｘより低い温度範囲の下限として定められた所定温度Ｔｍｏｒｅｆと比較する（ステップＳ３２０）。ここで、所定温度Ｔｍｏｒｅｆは、モータ温度Ｔｍｏが許容温度Ｔｍｏｍａｘを超えないようにするためにモータＭＧ２の温度上昇を抑制すべき温度範囲の下限として定められ、例えば、許容温度Ｔｍｏｍａｘが２２０℃や２３０℃，２４０℃などのときに１８０℃や１９０℃や２００℃などを用いることができる。モータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆ未満のときにはそのまま本ルーチンを終了し、モータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆ以上のときには運転停止禁止フラグＦに値１を設定して（ステップＳ３３０）、本ルーチンを終了する。こうして運転停止禁止フラグＦに値１が設定されると、上述したように、要求パワーＰｅ＊に拘わらずエンジン２２が継続して運転されるから、機械式オイルポンプ２３が駆動されて動力分配統合機構３０やモータＭＧ１，ＭＧ２などの冷却対象に冷却オイルが供給される。これにより、モータ温度Ｔｍｏの過度の温度上昇を抑制することができる。
【００３５】
ステップＳ３１０で運転停止禁止フラグＦが値１のときには、モータ温度Ｔｍｏを所定温度Ｔｍｏｒｅｆよりマージンα（例えば、５℃や１０℃，１５℃など）だけ低い温度と比較し（ステップＳ３４０）、モータ温度Ｔｍｏが温度（Ｔｍｏｒｅｆ−α）以上のときにはそのまま本ルーチンを終了し、モータ温度Ｔｍｏが温度（Ｔｍｏｒｅｆ−α）未満のときには、運転停止禁止フラグＦに値０を設定して（ステップＳ３５０）、本ルーチンを終了する。運転停止禁止フラグＦが頻繁に切り替わると、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ，閾値Ｐｓｔｏｐ近傍のときにエンジン２２の始動停止の頻度が多くなりやすい。マージンαは、運転停止禁止フラグＦの値が頻繁に切り替わらないようにするために、ヒステリシスを持たせるためのものである。
【００３６】
いま、登坂路でアクセルペダル８３が踏み込まれて保持されていて車両が停止しているときなど、登坂路でモータＭＧ２からある程度のトルクが出力されていてモータＭＧ２の回転子が回転停止しているときを考える。このときには、モータＭＧ２の固定子に巻回された三相コイルの特定の相にだけ大きな電流が流れることによってモータ温度Ｔｍｏが上昇しやすい。このため、モータＭＧ２が回転停止しているときにエンジン２２を継続して運転するものとすれば、機械式オイルポンプ２３によってモータＭＧ２などに冷却オイルが継続して供給され、モータ温度Ｔｍｏの上昇を抑制することができる。しかしながら、このとき、モータ温度Ｔｍｏに拘わらずにエンジン２２を継続して運転するものとすると、モータ温度Ｔｍｏが低く要求パワーＰｅ＊も小さいとき、即ち、モータＭＧ２を冷却する必要がなく且つエンジン２２を運転停止してもよいときに、エンジンを無駄に運転することになり、車両全体としてのエネルギ効率が悪化することになる。したがって、実施例では、モータＭＧ２が回転停止しているか否かではなく、モータ温度Ｔｍｏを用いて、モータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆ以上に至ったときにはエンジン２２の運転停止を禁止し（エンジン２２の運転を継続し）、その後に、モータ温度Ｔｍｏが温度（Ｔｍｏｒｅｆ−α）未満に至ったときにはエンジン２２の間欠運転を許容するものとした。これにより、モータ温度Ｔｍｏの過度の上昇を抑制すると共に車両全体としてのエネルギ効率の低下を抑制することができる。なお、本発明は、登坂路でモータＭＧ２からある程度のトルクが出力されていてモータＭＧ２の回転子が回転停止しているときについて説明したが、登坂路や、モータＭＧ２からある程度のトルクが出力されていてモータＭＧ２の回転子が回転停止しているときに限定されるものではなく、モータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆ以上のときにエンジン２２を継続して運転するものであればよい。
【００３７】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆ未満のときには、要求パワーＰｅ＊に応じてエンジン２２を間欠運転しながら要求トルクＴｒ＊によって走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御し、モータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆ以上に上昇したときには、要求パワーＰｅ＊に拘わらずエンジン２２を継続して運転しながら要求トルクＴｒ＊によって走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するから、モータ温度Ｔｍｏの過度の上昇を抑制すると共に車両全体としてのエネルギ効率の低下を抑制することができる。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、運転停止禁止フラグＦの値を値０から値１に切り替えるときと値１から値０に切り替えるときとでモータ温度Ｔｍｏに対してヒステリシスを持たせるものとしたが、こうしたヒステリシスを持たせないものとしてもよい。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２からの動力を駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２からの動力を駆動軸が接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された車軸）とは異なる車軸（図８における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すると共にモータＭＧ２からの動力をリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図９の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸に変速機２３０を介してモータＭＧを取り付け、モータＭＧの回転軸にクラッチ２２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機２３０とを介して駆動軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機２３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。また、図１０の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、エンジン２２からの動力を変速機３３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された車軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された車軸とは異なる車軸（図１０における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００４１】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「二次電池」に相当し、機械式オイルポンプ２３が「機械式オイルポンプ」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて苦闘軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定する図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求駆動力設定手段」に相当し、モータＭＧ２の温度であるモータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆ未満のときには運転停止禁止フラグＦに値０を設定し、モータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆ以上に至ったときにはその後にモータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆよりマージンαだけ低い温度（Ｔｍｏｒｅｆ−α）未満に至るまで運転停止禁止フラグＦに値１を設定する図７の運転停止禁止フラグ設定ルーチンを実行すると共に、運転停止禁止フラグＦが値０のときには、エンジン２２を間欠運転しながら要求トルクＴｒ＊によって走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を必要に応じて設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信し、運転停止禁止フラグＦが値１のときには、要求パワーＰｅ＊に拘わらずエンジン２２を継続して運転しながら要求トルクＴｒ＊によって走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する図２の駆動制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したときに目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４と、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したときにトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０と、が「制御手段」に相当する。
【００４２】
ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど、第１の車軸に動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、第１の車軸または該第１の車軸とは異なる第２の車軸に動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「二次電池」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、電動機と電力のやりとりが可能なものであれば如何なるタイプの二次電池であっても構わない。「要求駆動力設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃだけに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するものなど、走行に要求される要求トルクを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、モータＭＧ２の温度であるモータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆ未満のときには運転停止禁止フラグＦに値０を設定し、モータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆ以上に至ったときにはその後にモータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆよりマージンαだけ低い温度（Ｔｍｏｒｅｆ−α）未満に至るまで運転停止禁止フラグＦに値１を設定し、設定した運転停止禁止フラグＦが値０のときには、エンジン２２を間欠運転しながら要求トルクＴｒ＊によって走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を必要に応じて設定してエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御し、運転停止禁止フラグＦが値１のときには、要求パワーＰｅ＊に拘わらずエンジン２２を継続して運転しながら要求トルクＴｒ＊によって走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２を設定してエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものに限定されるものではなく、電動機の温度が予め定められた所定温度未満のときには、内燃機関が間欠運転されながら要求駆動力によって走行するよう内燃機関と電動機とを制御し、電動機の温度が所定温度以上のときには、内燃機関が継続して運転されながら要求駆動力によって走行するよう内燃機関と電動機とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００４３】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００４４】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
２０，１２０，２２０，３２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ 機械式オイルポンプ、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、４８ 温度センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、２２９ クラッチ、２３０，３３０ 変速機、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、第１の車軸に動力を出力可能な内燃機関と、第１の車軸または第１の車軸とは異なる第２の車軸に動力を出力可能な電動機と、電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、内燃機関によって駆動されて電動機を含む冷却対象に冷却液体を供給する機械式オイルポンプと、を備えるハイブリッド自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンからの動力とモータからの動力とを用いて走行可能なものにおいて、モータのロック（回転停止）を検出したときに、エンジンを自動停止しないものが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】ＩＮＳＩＧＨＴ サービスマニュアル 構造編（７−８）、本田技研工業株式会社、平成２１年２月発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
こうしたハイブリッド自動車において、エンジンにより駆動される機械式オイルポンプによって冷却オイルをモータに供給してモータの冷却を行なうものでは、モータのロックを検出したときに、エンジンを自動停止せずに継続して運転すれば、冷却オイルがモータに継続して供給されることにより、モータの特定の相にだけ電流が流れ続けることに起因するモータの温度上昇を抑制することができる。しかしながら、モータのロックを検出したときでも、モータの温度が低いときなどモータを冷却オイルによって冷却する必要がないときには、エンジンを無駄に運転することになる場合があり、この場合、車両全体としてのエネルギ効率が悪化することになる。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車は、内燃機関によって駆動されて電動機を含む冷却対象に冷却液体を供給する機械式オイルポンプを備えるものにおいて、電動機の過度の温度上昇を抑制すると共に車両全体としてのエネルギ効率の低下を抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のハイブリッド自動車は、
第１の車軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記第１の車軸または該第１の車軸とは異なる第２の車軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、前記内燃機関によって駆動されて前記電動機を含む冷却対象に冷却液体を供給する機械式オイルポンプと、を備えるハイブリッド自動車であって、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記電動機の温度が該電動機の温度上昇を抑制すべき温度範囲の下限として定められた所定温度未満のときには、前記内燃機関が間欠運転されながら前記設定された要求駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記電動機の温度が前記所定温度以上のときには、前記内燃機関が継続して運転されながら前記設定された要求駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明のハイブリッド自動車では、電動機の温度が電動機の温度上昇を抑制すべき温度範囲の下限として定められた所定温度未満のときには、内燃機関が間欠運転されながら走行に要求される要求駆動力によって走行するよう内燃機関と電動機とを制御し、電動機の温度が所定温度以上のときには、内燃機関が継続して運転されながら要求駆動力によって走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。したがって、電動機の温度が所定温度以上のときには、内燃機関を継続して運転することにより、電動機の温度が過度に上昇するのを抑制することができる。また、電動機の温度が低いときには、内燃機関を間欠運転することにより、内燃機関の運転を継続するものに比して燃料消費を抑制することができ、車両全体としてのエネルギ効率が低下するのを抑制することができる。
【０００９】
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記内燃機関を運転停止している状態で前記電動機の温度が前記所定温度以上になったときには、前記内燃機関を始動する手段である、ものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記電動機から駆動力が出力されていて該電動機の回転子が回転停止しているときに前記電動機の温度が前記所定温度以上のとき、前記内燃機関が継続して運転されるよう制御する手段である、ものとすることもできる。この態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、登坂路で前記電動機から駆動力が出力されていて該電動機の回転子が回転停止しているときに前記電動機の温度が前記所定温度以上のとき、前記内燃機関が継続して運転されるよう制御する手段である、ものとすることもできる。
【００１１】
さらに、本発明のハイブリッド自動車において、動力を入出力可能な発電機と、前記第１の車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、ものとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】モータ運転モードで走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図５】エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。
【図６】エンジン運転モードで走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図７】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される運転停止禁止フラグ設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図８】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図９】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１０】変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関として構成されたエンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して複数のピニオンギヤ３３を連結したキャリア３４が接続されると共に駆動輪６３ａ，６３ｂにデファレンシャルギヤ６２とギヤ機構６０とを介して連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにリングギヤ３２が接続されて遊星歯車機構として構成された３軸式の動力分配統合機構３０と、例えば永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する周知の同期発電電動機として構成されて動力分配統合機構３０のサンギヤ３１に回転子が接続されたモータＭＧ１と、例えば永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する周知の同期発電電動機として構成されて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して回転子が接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力のやりとりを行なうバッテリ５０と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０と、を備える。
【００１５】
エンジン２２のクランクシャフト２６には、機械式オイルポンプ２３が取り付けられている。この機械式オイルポンプ２３は、エンジン２２により駆動され、車両下部のオイルパンに貯留されている冷却オイル（オートマチックトランスミッションフルード：ＡＴＦ）を動力分配統合機構３０やモータＭＧ１，ＭＧ２などの冷却対象に供給する。なお、冷却対象に供給された冷却オイルは、重力によってオイルパンに戻る。
【００１６】
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により吸入空気量調節制御や燃料噴射制御，点火制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための種々の制御信号、例えば、スロットルバルブや燃料噴射弁，点火プラグ，可変バルブタイミング機構への駆動制御信号などが出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００１７】
モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００１８】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧やバッテリ５０の正極側の出力端子に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいてバッテリ５０に蓄えられている蓄電量の全容量（蓄電容量）に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
【００１９】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、モータＭＧ２の温度を検出する温度センサ４８からのモータ温度Ｔｍｏやイグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２０】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード，エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードおよび充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであるから、両者を合わせてエンジン運転モードとして考えることができる。
【００２１】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図２は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン２２を始動するときを除いて所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２２】
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，エンジン２２を間欠運転してよいときに値０が設定されると共にエンジン２２の運転停止を禁止すべき（エンジン２２の運転を継続すべき）ときに値１が設定される運転停止禁止フラグＦなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、運転停止禁止フラグＦは、後述の運転停止禁止フラグ設定ルーチンにより設定されたものを読み込んで入力するものとした。
【００２３】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊と車両に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図３に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じること（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）によって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ること（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めたりすることができる。
【００２４】
続いて、運転停止禁止フラグＦの値を調べる（ステップＳ１２０）。以下、まず、運転停止禁止フラグＦが値０のとき即ちエンジン２２を間欠運転してよいときについて説明し、その後、運転停止禁止フラグＦが値１のとき即ちエンジン２２の運転停止を禁止すべきときについて説明する。運転停止禁止フラグＦが値０のときには、エンジン２２が運転中であるか運転停止中であるかを判定し（ステップＳ１３０）、エンジン２２が運転停止中であるときには、要求パワーＰｅ＊を、エンジン２２を効率よく運転するためにエンジン２２を始動した方がよい要求パワーＰｅ＊の範囲の下限として定められた閾値Ｐｓｔａｒｔと比較し（ステップＳ１４０）、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ未満のときには、エンジン２２の運転停止を継続した方がよいと判断し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に（ステップＳ１５０）、要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したものをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定し（ステップＳ１６０）、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。こうした制御により、モータＭＧ２から駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。モータ運転モードで走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図４に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。
【００２５】
ステップＳ１４０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ以上のときには、エンジン２２を始動した方がよいと判断し、エンジン２２を始動する（ステップＳ１８０）。ここで、エンジン２２の始動は、モータＭＧ１からトルクを出力すると共にこのトルクの出力に伴って駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクをキャンセルするためのトルクをモータＭＧ２から出力することによりエンジン２２をクランキングし、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数（例えば１０００ｒｐｍ）に至ったときに燃料噴射制御や点火制御などを開始することにより行なわれる。なお、このエンジン２２の始動の最中も要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ２の駆動制御が行なわれる。即ち、モータＭＧ２から出力すべきトルクは、要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力するためのトルクと、モータＭＧ１によってエンジン２２をクランキングする際にリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするためのトルクと、の和のトルクとなる。
【００２６】
エンジン２２を始動すると、要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとに基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し（ステップＳ２００）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて式（２）によりモータＭＧ１から出力すべきトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２１０）。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図５に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン運転モードで走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図６に示す。図中、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００２７】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
【００２８】
そして、要求トルクＴｒ＊にトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えて更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべきトルク指令Ｔｍ２＊を次式（３）により計算し（ステップＳ２２０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における吸入空気量調節制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。こうした制御により、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊を効率よく出力して、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。ここで、式（３）は、図６の共線図から容易に導くことができる。
【００２９】
Tm2*=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
【００３０】
こうしてエンジン２２からの動力を用いた走行を開始すると、次回に本ルーチンが実行されたときに、ステップＳ１２０で運転停止禁止フラグＦが値０のときには、ステップＳ１３０でエンジン２２は運転中であると判定され、要求パワーＰｅ＊を、エンジン２２を効率よく運転するためにエンジン２２を運転停止した方がよい要求パワーＰｅ＊の上限として定められた閾値Ｐｓｔｏｐと比較し（ステップＳ１９０）、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐより大きいときには、エンジン２２の運転を継続した方がよいと判断し、上述したステップＳ２００〜Ｓ２３０の処理により、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信して、本ルーチンを終了し、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ以下のときには、エンジン２２を運転停止した方がよいと判断し、エンジン２２の運転を停止し（ステップＳ２４０）、上述したステップＳ１５０〜Ｓ１７０の処理により、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信して、本ルーチンを終了する。なお、閾値Ｐｓｔｏｐとしては、閾値Ｐｓｔａｒｔより若干小さな値が用いられる。
【００３１】
ステップＳ１２０で運転停止禁止フラグＦが値１のとき即ちエンジン２２の運転停止を禁止すべきときには、エンジン２２が運転中であるか運転停止中であるかを判定し（ステップＳ２５０）、エンジン２２が運転停止中であるときには、上述したステップＳ１８０の処理と同様にエンジン２２を始動する（ステップＳ２６０）。エンジン２２の始動については前述した。
【００３２】
エンジン２２を始動すると、または、ステップＳ２５０でエンジン２２が運転中であると判定されると、要求パワーＰｅ＊を閾値Ｐｓｔｏｐと比較し（ステップＳ２７０）、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐより大きいときには、上述したステップＳ２００〜Ｓ２３０の処理により、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信して、本ルーチンを終了し、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ以下のときには、エンジン２２が自立運転されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊にアイドル回転数Ｎｉｄｌを設定すると共にエンジン２２の目標トルクＴｅ＊に値０を設定し（ステップＳ２８０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ２９０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２２０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。
【００３３】
以上、駆動制御について説明した。次に、この駆動制御で用いる運転停止禁止フラグＦを設定する処理について説明する。図７は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される運転停止禁止フラグ設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、図２の駆動制御ルーチンと並行して、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００３４】
運転停止禁止フラグ設定ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、温度センサ４８からモータＭＧ２の温度であるモータ温度Ｔｍｏを入力し（ステップＳ３００）、運転停止禁止フラグＦの値を調べ（ステップＳ３１０）、運転停止禁止フラグＦが値０のときには、モータ温度Ｔｍｏを許容温度Ｔｍｏｍａｘより低い温度範囲の下限として定められた所定温度Ｔｍｏｒｅｆと比較する（ステップＳ３２０）。ここで、所定温度Ｔｍｏｒｅｆは、モータ温度Ｔｍｏが許容温度Ｔｍｏｍａｘを超えないようにするためにモータＭＧ２の温度上昇を抑制すべき温度範囲の下限として定められ、例えば、許容温度Ｔｍｏｍａｘが２２０℃や２３０℃，２４０℃などのときに１８０℃や１９０℃や２００℃などを用いることができる。モータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆ未満のときにはそのまま本ルーチンを終了し、モータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆ以上のときには運転停止禁止フラグＦに値１を設定して（ステップＳ３３０）、本ルーチンを終了する。こうして運転停止禁止フラグＦに値１が設定されると、上述したように、要求パワーＰｅ＊に拘わらずエンジン２２が継続して運転されるから、機械式オイルポンプ２３が駆動されて動力分配統合機構３０やモータＭＧ１，ＭＧ２などの冷却対象に冷却オイルが供給される。これにより、モータ温度Ｔｍｏの過度の温度上昇を抑制することができる。
【００３５】
ステップＳ３１０で運転停止禁止フラグＦが値１のときには、モータ温度Ｔｍｏを所定温度Ｔｍｏｒｅｆよりマージンα（例えば、５℃や１０℃，１５℃など）だけ低い温度と比較し（ステップＳ３４０）、モータ温度Ｔｍｏが温度（Ｔｍｏｒｅｆ−α）以上のときにはそのまま本ルーチンを終了し、モータ温度Ｔｍｏが温度（Ｔｍｏｒｅｆ−α）未満のときには、運転停止禁止フラグＦに値０を設定して（ステップＳ３５０）、本ルーチンを終了する。運転停止禁止フラグＦが頻繁に切り替わると、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ，閾値Ｐｓｔｏｐ近傍のときにエンジン２２の始動停止の頻度が多くなりやすい。マージンαは、運転停止禁止フラグＦの値が頻繁に切り替わらないようにするために、ヒステリシスを持たせるためのものである。
【００３６】
いま、登坂路でアクセルペダル８３が踏み込まれて保持されていて車両が停止しているときなど、登坂路でモータＭＧ２からある程度のトルクが出力されていてモータＭＧ２の回転子が回転停止しているときを考える。このときには、モータＭＧ２の固定子に巻回された三相コイルの特定の相にだけ大きな電流が流れることによってモータ温度Ｔｍｏが上昇しやすい。このため、モータＭＧ２が回転停止しているときにエンジン２２を継続して運転するものとすれば、機械式オイルポンプ２３によってモータＭＧ２などに冷却オイルが継続して供給され、モータ温度Ｔｍｏの上昇を抑制することができる。しかしながら、このとき、モータ温度Ｔｍｏに拘わらずにエンジン２２を継続して運転するものとすると、モータ温度Ｔｍｏが低く要求パワーＰｅ＊も小さいとき、即ち、モータＭＧ２を冷却する必要がなく且つエンジン２２を運転停止してもよいときに、エンジンを無駄に運転することになり、車両全体としてのエネルギ効率が悪化することになる。したがって、実施例では、モータＭＧ２が回転停止しているか否かではなく、モータ温度Ｔｍｏを用いて、モータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆ以上に至ったときにはエンジン２２の運転停止を禁止し（エンジン２２の運転を継続し）、その後に、モータ温度Ｔｍｏが温度（Ｔｍｏｒｅｆ−α）未満に至ったときにはエンジン２２の間欠運転を許容するものとした。これにより、モータ温度Ｔｍｏの過度の上昇を抑制すると共に車両全体としてのエネルギ効率の低下を抑制することができる。なお、本発明は、登坂路でモータＭＧ２からある程度のトルクが出力されていてモータＭＧ２の回転子が回転停止しているときについて説明したが、登坂路や、モータＭＧ２からある程度のトルクが出力されていてモータＭＧ２の回転子が回転停止しているときに限定されるものではなく、モータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆ以上のときにエンジン２２を継続して運転するものであればよい。
【００３７】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆ未満のときには、要求パワーＰｅ＊に応じてエンジン２２を間欠運転しながら要求トルクＴｒ＊によって走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御し、モータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆ以上に上昇したときには、要求パワーＰｅ＊に拘わらずエンジン２２を継続して運転しながら要求トルクＴｒ＊によって走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するから、モータ温度Ｔｍｏの過度の上昇を抑制すると共に車両全体としてのエネルギ効率の低下を抑制することができる。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、運転停止禁止フラグＦの値を値０から値１に切り替えるときと値１から値０に切り替えるときとでモータ温度Ｔｍｏに対してヒステリシスを持たせるものとしたが、こうしたヒステリシスを持たせないものとしてもよい。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２からの動力を駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２からの動力を駆動軸が接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された車軸）とは異なる車軸（図８における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すると共にモータＭＧ２からの動力をリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図９の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸に変速機２３０を介してモータＭＧを取り付け、モータＭＧの回転軸にクラッチ２２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機２３０とを介して駆動軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機２３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。また、図１０の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、エンジン２２からの動力を変速機３３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された車軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された車軸とは異なる車軸（図１０における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００４１】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「二次電池」に相当し、機械式オイルポンプ２３が「機械式オイルポンプ」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて苦闘軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定する図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求駆動力設定手段」に相当し、モータＭＧ２の温度であるモータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆ未満のときには運転停止禁止フラグＦに値０を設定し、モータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆ以上に至ったときにはその後にモータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆよりマージンαだけ低い温度（Ｔｍｏｒｅｆ−α）未満に至るまで運転停止禁止フラグＦに値１を設定する図７の運転停止禁止フラグ設定ルーチンを実行すると共に、運転停止禁止フラグＦが値０のときには、エンジン２２を間欠運転しながら要求トルクＴｒ＊によって走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を必要に応じて設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信し、運転停止禁止フラグＦが値１のときには、要求パワーＰｅ＊に拘わらずエンジン２２を継続して運転しながら要求トルクＴｒ＊によって走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する図２の駆動制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したときに目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４と、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したときにトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０と、が「制御手段」に相当する。
【００４２】
ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど、第１の車軸に動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、第１の車軸または該第１の車軸とは異なる第２の車軸に動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「二次電池」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、電動機と電力のやりとりが可能なものであれば如何なるタイプの二次電池であっても構わない。「要求駆動力設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃだけに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するものなど、走行に要求される要求トルクを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、モータＭＧ２の温度であるモータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆ未満のときには運転停止禁止フラグＦに値０を設定し、モータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆ以上に至ったときにはその後にモータ温度Ｔｍｏが所定温度Ｔｍｏｒｅｆよりマージンαだけ低い温度（Ｔｍｏｒｅｆ−α）未満に至るまで運転停止禁止フラグＦに値１を設定し、設定した運転停止禁止フラグＦが値０のときには、エンジン２２を間欠運転しながら要求トルクＴｒ＊によって走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を必要に応じて設定してエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御し、運転停止禁止フラグＦが値１のときには、要求パワーＰｅ＊に拘わらずエンジン２２を継続して運転しながら要求トルクＴｒ＊によって走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２を設定してエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものに限定されるものではなく、電動機の温度が予め定められた所定温度未満のときには、内燃機関が間欠運転されながら要求駆動力によって走行するよう内燃機関と電動機とを制御し、電動機の温度が所定温度以上のときには、内燃機関が継続して運転されながら要求駆動力によって走行するよう内燃機関と電動機とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００４３】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００４４】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
２０，１２０，２２０，３２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ 機械式オイルポンプ、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、４８ 温度センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、２２９ クラッチ、２３０，３３０ 変速機、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の車軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記第１の車軸または該第１の車軸とは異なる第２の車軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、前記内燃機関によって駆動されて前記電動機を含む冷却対象に冷却液体を供給する機械式オイルポンプと、を備えるハイブリッド自動車であって、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記電動機の温度が該電動機の温度上昇を抑制すべき温度範囲の下限として定められた所定温度未満のときには、前記内燃機関が間欠運転されながら前記設定された要求駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記電動機の温度が前記所定温度以上のときには、前記内燃機関が継続して運転されながら前記設定された要求駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記内燃機関を運転停止している状態で前記電動機の温度が前記所定温度以上になったときには、前記内燃機関を始動する手段である、
ハイブリッド自動車。
【請求項３】
請求項１または２記載のハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記電動機から駆動力が出力されていて該電動機の回転子が回転停止しているときに前記電動機の温度が前記所定温度以上のとき、前記内燃機関が継続して運転されるよう制御する手段である、
ハイブリッド自動車。
【請求項４】
請求項３記載のハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、登坂路で前記電動機から駆動力が出力されていて該電動機の回転子が回転停止しているときに前記電動機の温度が前記所定温度以上のとき、前記内燃機関が継続して運転されるよう制御する手段である、
ハイブリッド自動車。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
動力を入出力可能な発電機と、
前記第１の車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、
を備えるハイブリッド自動車。
【請求項１】
第１の車軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記第１の車軸または該第１の車軸とは異なる第２の車軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、前記内燃機関によって駆動されて前記電動機を含む冷却対象に冷却液体を供給する機械式オイルポンプと、を備えるハイブリッド自動車であって、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記電動機の温度が該電動機の温度上昇を抑制すべき温度範囲の下限として定められた所定温度未満のときには、前記内燃機関が間欠運転されながら前記設定された要求駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記電動機の温度が前記所定温度以上のときには、前記内燃機関が継続して運転されながら前記設定された要求駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記内燃機関を運転停止している状態で前記電動機の温度が前記所定温度以上になったときには、前記内燃機関を始動する手段である、
ハイブリッド自動車。
【請求項３】
請求項１または２記載のハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記電動機から駆動力が出力されていて該電動機の回転子が回転停止しているときに前記電動機の温度が前記所定温度以上のとき、前記内燃機関が継続して運転されるよう制御する手段である、
ハイブリッド自動車。
【請求項４】
請求項３記載のハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、登坂路で前記電動機から駆動力が出力されていて該電動機の回転子が回転停止しているときに前記電動機の温度が前記所定温度以上のとき、前記内燃機関が継続して運転されるよう制御する手段である、
ハイブリッド自動車。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
動力を入出力可能な発電機と、
前記第１の車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、
を備えるハイブリッド自動車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−９６５８４（Ｐ２０１２−９６５８４Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４３８５９（Ｐ２０１０−２４３８５９）
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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