車両制御装置
【課題】モータジェネレータの温度上昇を抑制することと、燃費低下の抑制とを両立することができる車両制御装置を提供すること。
【解決手段】第一モータジェネレータと、第二モータジェネレータと、第一モータジェネレータと接続されたエンジンと、エンジンの回転と連動して回転して第二モータジェネレータに潤滑油を供給するポンプと、を備え、エンジンの動力によらずに第二モータジェネレータの動力によって車両を走行させるＥＶ走行中に、第二モータジェネレータの温度が第一温度α以上である（Ｓ３肯定）と、第一モータジェネレータによってポンプを回転させる第一走行モードを実行し（Ｓ４）、ＥＶ走行中に、第二モータジェネレータの温度が第一温度よりも大きな第二温度β以上である（Ｓ５肯定）と、エンジンの動力によってポンプを回転させる第二走行モードを実行する（Ｓ６）。
【解決手段】第一モータジェネレータと、第二モータジェネレータと、第一モータジェネレータと接続されたエンジンと、エンジンの回転と連動して回転して第二モータジェネレータに潤滑油を供給するポンプと、を備え、エンジンの動力によらずに第二モータジェネレータの動力によって車両を走行させるＥＶ走行中に、第二モータジェネレータの温度が第一温度α以上である（Ｓ３肯定）と、第一モータジェネレータによってポンプを回転させる第一走行モードを実行し（Ｓ４）、ＥＶ走行中に、第二モータジェネレータの温度が第一温度よりも大きな第二温度β以上である（Ｓ５肯定）と、エンジンの動力によってポンプを回転させる第二走行モードを実行する（Ｓ６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンとモータジェネレータとを備えた車両において、エンジンの動力によらずにモータジェネレータの動力によって車両を走行させる技術が知られている。例えば、特許文献１には、モータ走行を行なっている最中にモータが高温状態に至ったときには、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以下である条件と路面勾配θが閾値θｒｅｆ以上である条件とが成立した場合にエンジンを始動するハイブリッド車およびその制御方法の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−９４６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、モータジェネレータが高温状態となる度にエンジンを始動させると、燃費の低下を招く虞がある。モータジェネレータの温度上昇を抑制することと、燃費低下の抑制とを両立できることが望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、エンジンとモータジェネレータとを備えた車両において、モータジェネレータの温度上昇を抑制することと、燃費低下の抑制とを両立することができる車両制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両制御装置は、第一モータジェネレータと、第二モータジェネレータと、前記第一モータジェネレータと接続されたエンジンと、前記エンジンの回転軸に配置され、前記エンジンの回転と連動して回転して前記第二モータジェネレータに潤滑油を供給するポンプと、を備え、前記エンジンの動力によらずに前記第二モータジェネレータの動力によって車両を走行させるＥＶ走行中に、前記第二モータジェネレータの温度が第一温度以上であると、前記第一モータジェネレータによって前記ポンプを回転させて前記第二モータジェネレータに潤滑油を供給する第一走行モードを実行し、前記ＥＶ走行中に、前記第二モータジェネレータの温度が前記第一温度よりも大きな第二温度以上であると、前記エンジンを運転させ、前記エンジンの動力によって前記ポンプを回転させて前記第二モータジェネレータに潤滑油を供給する第二走行モードを実行することを特徴とする。
【０００７】
上記車両制御装置において、前記エンジンは、前記車両の駆動輪に動力を伝達可能であり、前記ＥＶ走行中に、前記第二モータジェネレータの温度が前記第二温度よりも大きな第三温度以上となると、前記エンジンの動力によって前記車両を走行させることが好ましい。
【０００８】
上記車両制御装置において、前記エンジンと、前記第一モータジェネレータと、前記第二モータジェネレータおよび前記車両の駆動輪とは、遊星歯車機構を介して相互に接続されており、前記第一モータジェネレータは、前記第二走行モードにおいて、前記エンジンの動力に対する反力を発生させて前記エンジンから前記駆動輪への動力の伝達を規制することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る車両制御装置は、第一モータジェネレータと、第二モータジェネレータと、第一モータジェネレータと接続されたエンジンと、エンジンの回転軸に配置され、エンジンの回転と連動して回転して第二モータジェネレータに潤滑油を供給するポンプと、を備える。車両制御装置は、ＥＶ走行中に、第二モータジェネレータの温度が第一温度以上であると、第一モータジェネレータによってポンプを回転させて第二モータジェネレータに潤滑油を供給する第一走行モードを実行する。第一走行モードでは、燃料を消費することなく第二モータジェネレータの温度上昇を抑制することができる。
【００１０】
また、車両制御装置は、ＥＶ走行中に、第二モータジェネレータの温度が第一温度よりも大きな第二温度以上であると、エンジンを運転させ、エンジンの動力によってポンプを回転させて第二モータジェネレータに潤滑油を供給する第二走行モードを実行する。本発明に係る車両制御装置によれば、モータジェネレータの温度上昇を抑制することと、燃費低下の抑制とを両立することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態に係る車両制御装置による制御の内容を示すフローチャートである。
【図２】図２は、実施形態に係る車両の概略構成を示す図である。
【図３】図３は、各走行モードの内容の説明図である。
【図４】図４は、ＥＶ走行時の第一遊星歯車機構に係る共線図である。
【図５】図５は、第一走行モード時の第一遊星歯車機構に係る共線図である。
【図６】図６は、第二走行モード時の第一遊星歯車機構に係る共線図である。
【図７】図７は、ＨＶ走行時の第一遊星歯車機構に係る共線図である。
【図８】図８は、実施形態の制御に係るＭＧ２温度の推移の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施形態に係る車両制御装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１３】
［実施形態］
図１から図８を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、車両制御装置に関する。図１は、実施形態に係る車両制御装置による制御の内容を示すフローチャート、図２は、実施形態に係る車両の概略構成を示す図、図３は、各走行モードの内容の説明図である。
【００１４】
ＴＨＳ等のハイブリッドシステムにおいて、エンジンに連動したメカオイルポンプでモータジェネレータを冷却する場合、ＥＶ走行時にはエンジン停止に伴いオイルポンプも停止してしまい、モータジェネレータを冷却できなくなるといった問題がある。モータジェネレータの高温時にはエンジンを始動してエンジンの駆動力を追加することによってモータジェネレータの負荷を軽減し、モータジェネレータの温度上昇を抑制することも可能である。しかしながら、バッテリの蓄電量が低下していないにもかかわらずモータジェネレータの温度上昇によってエンジンを始動して燃料を消費することは、ユーザーの意思に沿わない制御となる可能性がある。
【００１５】
本実施形態の車両制御装置（図２の符号１−１参照）は、ＥＶ走行中にポンプ（図２の符号４参照）を駆動する動力源を第二モータジェネレータ（図２の符号３参照）の温度に応じて切り替える。具体的には、ＥＶ走行中にポンプ４を作動させる温度領域が二つに分けられている。車両制御装置１−１は、二つの温度領域の内で相対的に低温側の温度領域では、第一モータジェネレータ（図２の符号２参照）によってポンプ４を作動させる。また、車両制御装置１−１は、第二モータジェネレータ３の温度が相対的に高温側の温度領域の値となると、エンジン（図２の符号１参照）を始動し、エンジン１の動力によってポンプ４を作動させる。
【００１６】
よって、本実施形態の車両制御装置１−１によれば、ＥＶ走行中のポンプ駆動のためのエンジン１の運転を抑制し、第二モータジェネレータ３の温度上昇を抑制することと、燃費低下の抑制とを両立させることができる。
【００１７】
図２に示すハイブリッド車両１００は、エンジン１、第一モータジェネレータ２、第二モータジェネレータ３、ポンプ４、遊星歯車機構５、ＥＣＵ３０およびハイブリッド制御用コントローラ４０を備えている。また、本実施形態の車両制御装置１−１は、エンジン１、第一モータジェネレータ２、第二モータジェネレータ３、ポンプ４、ＥＣＵ３０およびハイブリッド制御用コントローラ４０を備える。
【００１８】
エンジン１は、ハイブリッド車両１００の動力源の一つである。エンジン１は、燃料の燃焼エネルギーを回転軸６の回転運動に変換して出力する。
【００１９】
第一モータジェネレータ２および第二モータジェネレータ３は、それぞれモータ（電動機）としての機能と発電機としての機能とを備えている。モータジェネレータ２，３は、図示しないバッテリから供給される電力を機械的な動力に変換して出力することができると共に、入力される動力によって駆動されて機械的な動力を電力に変換することができる。第一モータジェネレータ２および第二モータジェネレータ３は、ハイブリッド車両１００の動力源として機能することができる。なお、以下の説明では第一モータジェネレータ２を「ＭＧ１」とも記載し、第二モータジェネレータ３を「ＭＧ２」とも記載する。
【００２０】
第一モータジェネレータ２は、ステータ２ａ、ロータ２ｂおよびロータ軸２ｃを有する。第二モータジェネレータ３は、ステータ３ａ、ロータ３ｂおよびロータ軸３ｃを有する。第一モータジェネレータ２および第二モータジェネレータ３は、回転軸６と同軸上に直列的な位置関係で配置されている。ロータ軸２ｃおよびロータ軸３ｃはそれぞれ中空であり、ロータ軸２ｃおよびロータ軸３ｃに回転軸６が挿入されている。第一モータジェネレータ２と第二モータジェネレータ３とは遊星歯車機構５を挟んで回転軸６の軸方向において互いに対向している。
【００２１】
なお、本実施形態では、特に記載しない限り、「軸方向」とは回転軸６の軸方向を示し、「径方向」とは回転軸６の径方向を示すものとする。
【００２２】
遊星歯車機構５は、回転軸６と同軸上に配置されている。遊星歯車機構５は、第一遊星歯車機構７および第二遊星歯車機構８を有する。第一遊星歯車機構７と第二遊星歯車機構８とは、軸方向において隣接し、かつ互いに対向している。
【００２３】
第一遊星歯車機構７は、リングギア７ａ、ピニオンギア７ｂ、サンギア７ｃおよびキャリア７ｄを有する。径方向において、サンギア７ｃはピニオンギア７ｂよりも内側に配置され、リングギア７ａはピニオンギア７ｂよりも外側に配置されている。リングギア７ａとピニオンギア７ｂ、ピニオンギア７ｂとサンギア７ｃはそれぞれ噛合っている。キャリア７ｄは、ピニオンギア７ｂを自転自在に支持しており、かつ回転軸６と接続されて回転軸６と一体回転する。従って、ピニオンギア７ｂは、キャリア７ｄによって公転自在に支持されている。サンギア７ｃは、第一モータジェネレータ２のロータ軸２ｃと接続されている。
【００２４】
第二遊星歯車機構８は、リングギア８ａ、ピニオンギア８ｂおよびサンギア８ｃを有する。径方向において、サンギア８ｃはピニオンギア８ｂよりも内側に配置され、リングギア８ａはピニオンギア８ｂよりも外側に配置されている。リングギア８ａとピニオンギア８ｂ、ピニオンギア８ｂとサンギア８ｃはそれぞれ噛合っている。ピニオンギア８ｂは、自転自在かつ回転軸６まわりの公転が不能に支持されている。サンギア８ｃは、第二モータジェネレータ３のロータ軸３ｃと接続されている。
【００２５】
第一遊星歯車機構７のリングギア７ａおよび第二遊星歯車機構８のリングギア８ａは互いに接続されており、一体回転する。従って、エンジン１の回転軸６は、キャリア７ｄ、ピニオンギア７ｂおよびサンギア７ｃを介して第一モータジェネレータ２と接続されている。また、エンジン１の回転軸６は、キャリア７ｄ、ピニオンギア７ｂ、リングギア７ａ，８ａ、ピニオンギア８ｂおよびサンギア８ｃを介して第二モータジェネレータ３と接続されている。第一遊星歯車機構７において、エンジン１は、キャリア７ｄに接続され、第一モータジェネレータ２は、サンギア７ｃに接続され、第二モータジェネレータ３および駆動輪１５は、リングギア７ａに接続されている。つまり、エンジン１と、第一モータジェネレータ２と、第二モータジェネレータ３および駆動輪１５とは、第一遊星歯車機構７を介して相互に接続されている。
【００２６】
リングギア７ａ，８ａの径方向外側には、カウンタドライブギア９が接続されている。カウンタドライブギア９は、カウンタドリブンギア１０と噛合っている。カウンタドリブンギア１０は、ドライブピニオンギア１１と接続されている。カウンタドリブンギア１０とドライブピニオンギア１１とは、軸方向において隣接しており、一体回転する。ドライブピニオンギア１１は、差動機構１３のデフリングギア１２と噛合っている。差動機構１３は、左右の駆動輪１５，１５とそれぞれ接続されている。
【００２７】
エンジン１が出力する動力は、回転軸６からキャリア７ｄに入力され、第一遊星歯車機構７によって第一モータジェネレータ２およびカウンタドライブギア９に分配される。また、第二モータジェネレータ３が出力する動力は、ロータ軸３ｃからサンギア８ｃに入力され、第二遊星歯車機構８によってカウンタドライブギア９に伝達される。カウンタドライブギア９に伝達された動力は、カウンタドリブンギア１０、ドライブピニオンギア１１、デフリングギア１２を介して差動機構１３から各駆動輪１５に伝達される。
【００２８】
ポンプ４は、回転軸６の先端に配置されている。ポンプ４は、回転軸６に連結されたロータ４ａを有している。ロータ４ａは、図示しないロータ室内に配置されており、回転することでロータ室内の潤滑油（例えば、ＡＴＦ）を吐出する。ロータ室から吐出された潤滑油は、油路１６を介して第二モータジェネレータ３に供給される。油路１６は、ポンプ４のロータ室と第二モータジェネレータ３のステータ３ａとを連通している。油路１６は、例えばステータ３ａの頂部に潤滑油を流出させる。ポンプ４のロータ４ａは、回転軸６と一体回転するものである。つまり、ポンプ４はエンジン１の回転と連動して回転して第二モータジェネレータ３に潤滑油を供給する。
【００２９】
油路１６には、オイルクーラ１７が配置されている。オイルクーラ１７は、熱交換によって潤滑油を冷却するものである。ポンプ４が吐出する潤滑油は、油路１６およびオイルクーラ１７を介して第二モータジェネレータ３に供給される。第二モータジェネレータ３に供給された潤滑油は、第二モータジェネレータ３を潤滑・冷却する。
【００３０】
ＥＣＵ３０およびハイブリッド制御用コントローラ４０は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ３０は、エンジン１およびハイブリッド制御用コントローラ４０と接続されている。ＥＣＵ３０は、エンジン１の制御、例えば、燃料の噴射量や噴射タイミング、点火タイミング等の制御を行うことができる。また、ＥＣＵ３０は、ハイブリッド制御用コントローラ４０と相互に通信を行うことができ、ハイブリッド制御用コントローラ４０と協働してハイブリッド車両１００の走行制御を行うことができる。
【００３１】
ハイブリッド制御用コントローラ４０は、ハイブリッドシステムの総合的な制御を行う制御装置としての機能を有する。ハイブリッド制御用コントローラ４０は、第一モータジェネレータ２、第二モータジェネレータ３およびバッテリを制御することができる。ハイブリッド制御用コントローラ４０は、要求トルク等に基づいてエンジン１、第一モータジェネレータ２および第二モータジェネレータ３が出力する動力の目標値を決定する。また、ハイブリッド制御用コントローラ４０は、例えば、要求トルクおよびバッテリの充電状態等に基づいて、第一モータジェネレータ２および第二モータジェネレータ３による発電量およびバッテリに対する充電量の目標値を決定する。
【００３２】
ハイブリッド制御用コントローラ４０は、決定した目標値を実現するように、第一モータジェネレータ２および第二モータジェネレータ３に出力させる動力や第一モータジェネレータ２および第二モータジェネレータ３の発電量を制御する。また、ハイブリッド制御用コントローラ４０は、ＥＣＵ３０と相互に通信を行い、ＥＣＵ３０を介してエンジン１を制御する。
【００３３】
ハイブリッド車両１００は、ハイブリッド走行（ＨＶ走行）およびＥＶ走行を実行可能である。ＥＶ走行は、エンジン１の動力によらずに第二モータジェネレータ３の動力によってハイブリッド車両１００を走行させるものである。図４は、ＥＶ走行時の第一遊星歯車機構７に係る共線図である。
【００３４】
図４において、縦軸は回転数を示す。Ｓ軸は、サンギア７ｃ、すなわち第一モータジェネレータ２の回転数を示す。Ｃ軸は、キャリア７ｄ、すなわち回転軸６の回転数を示す。Ｒ軸は、リングギア７ａ、すなわち第二モータジェネレータ３の回転数に対応する回転数を示す。ＥＶ走行では、第二モータジェネレータ３の動力によってハイブリッド車両１００を走行させる。Ｒ軸の回転方向は、正回転、すなわちハイブリッド車両１００を前進させる方向の回転となる。エンジン１は回転を停止しており、Ｓ軸の回転方向は、Ｒ軸の回転方向とは逆方向となる。
【００３５】
なお、図４において、Ｒ軸上に記載された白抜きの矢印は、第二モータジェネレータ３がリングギア７ａ（リングギア８ａ）に出力する動力を示す。同様にして、Ｃ軸上に矢印が記載されている場合、その矢印は、エンジン１がキャリア７ｄに出力する動力を示し、Ｓ軸上に矢印が記載されている場合、その矢印は、第一モータジェネレータ２がサンギア７ｃに出力する動力を示すものとする。
【００３６】
ＨＶ走行は、少なくともエンジン１の動力によってハイブリッド車両１００を走行させるものである。ＨＶ走行では、要求トルク等に基づいて適宜第二モータジェネレータ３にアシストトルクを出力させることが可能である。また、ＨＶ走行では、第一モータジェネレータ２あるいは第二モータジェネレータ３の少なくともいずれか一方に発電を行わせることができる。例えば、エンジン１の動力によって第一モータジェネレータ２に発電を行わせ、発電された電力によって第二モータジェネレータ３にトルクを出力させることができる。また、回生時には、第一モータジェネレータ２および第二モータジェネレータ３にそれぞれ発電を行わせることができる。
【００３７】
ハイブリッド制御用コントローラ４０は、例えば、車速やハイブリッド車両１００の負荷、バッテリの充電状態等に基づいて、ＥＶ走行あるいはＨＶ走行のいずれかを選択する。一例として、ハイブリッド制御用コントローラ４０は、軽負荷かつ低速の走行時にＥＶ走行を選択するようにしてもよい。
【００３８】
ここで、ＥＶ走行時は第二モータジェネレータ３が動力源であり、第二モータジェネレータ３の負荷が大きくなって第二モータジェネレータ３の温度が上昇しやすくなる。また、ＥＶ走行時には、エンジン１の停止に伴い、ポンプ４が停止する。このため、ポンプ４による第二モータジェネレータ３に対する潤滑油の供給が停止し、第二モータジェネレータ３に対する冷却能力が低下する。ＥＶ走行時の第二モータジェネレータ３の温度上昇を抑制し、第二モータジェネレータ３の温度を適正範囲に維持するために、エンジン１を始動し、エンジン１の動力を追加することで第二モータジェネレータ３の負荷を低減させることが考えられる。
【００３９】
しかしながら、エンジン１の始動および運転によって燃料が消費されると、燃費の低下を招くという問題がある。バッテリの蓄電量が低下していないにもかかわらず第二モータジェネレータ３の温度に基づいてエンジン１を運転させて燃料を消費してしまうと、ユーザーの意思に沿わない車両制御となる虞がある。例えば、外部電源によってバッテリを充電可能なＰＨＶ（プラグインハイブリッド）のようにＥＶ走行の航続距離が長いと、ＥＶ走行中に第二モータジェネレータ３の温度が高温となる場面が増えると考えられる。こうした場面で、バッテリ蓄電量はＥＶ走行を行うには不足していないにもかかわらずエンジン１が始動されると、燃費の低下を招いたり、運転者に違和感を与えたりする虞がある。
【００４０】
本実施形態の車両制御装置１−１は、ＥＶ走行中の第二モータジェネレータ３の温度（以下、単に「ＭＧ２温度」と記載する。）に基づいてポンプ４を駆動して第二モータジェネレータ３を冷却する。また、車両制御装置１−１は、ＭＧ２温度に応じてポンプ４を駆動する動力源を切り替えることで、エンジン１の運転を抑制する。これにより、以下に説明するように、第二モータジェネレータ３を冷却するために必要な燃料消費量を抑制することができる。
【００４１】
図２に示すように、第二モータジェネレータ３には、温度センサ１８が配置されている。温度センサ１８は、第二モータジェネレータ３の温度を検出するセンサであり、例えば、ステータ３ａの温度を検出する。なお、温度センサ１８は、第二モータジェネレータ３の温度を検出することに代えて、第二モータジェネレータ３の温度に関連する温度、例えば、潤滑油の温度を検出してもよい。温度センサ１８は、ハイブリッド制御用コントローラ４０と接続されており、温度センサ１８の検出結果を示す信号は、ハイブリッド制御用コントローラ４０に出力される。
【００４２】
ハイブリッド制御用コントローラ４０は、ＥＶ走行中に、温度センサ１８によって検出されたＭＧ２温度に基づいて、以下の第一走行モードあるいは第二走行モードを実行する。第一走行モードおよび第二走行モードは、それぞれＥＶ走行の一形態であって、ポンプ４を回転駆動して第二モータジェネレータ３に潤滑油を供給するモードである。なお、以下の説明では、第一走行モードを「モード１のＥＶ走行」とも記載し、第二走行モードを「モード２のＥＶ走行」とも記載する。
【００４３】
図５は、第一走行モード時の第一遊星歯車機構７に係る共線図、図６は、第二走行モード時の第一遊星歯車機構７に係る共線図である。
【００４４】
図５に示すように、第一走行モードでは、第一モータジェネレータ２によってエンジン１およびポンプ４を回転させる。ハイブリッド制御用コントローラ４０は、第一モータジェネレータ２に発電を行わせる。第一モータジェネレータ２は、発電によって第二モータジェネレータ３の動力に対する反力を発生させる。言い換えると、ハイブリッド制御用コントローラ４０は、リングギア７ａの回転方向と同方向の動力を第一モータジェネレータ２に出力させる。これにより、キャリア７ｄおよび回転軸６が回転する。エンジン１の回転軸６が回転することで、ポンプ４のロータ４ａが回転し、ポンプ４によって第二モータジェネレータ３に対して潤滑油が供給される。
【００４５】
第一走行モードでは、ハイブリッド車両１００の駆動力は、第二モータジェネレータ３によって発生させる。また、第一走行モードでは、エンジン１の回転軸６およびポンプ４を第一モータジェネレータ２および第二モータジェネレータ３によって回転させる。つまり、第一走行モードでは、エンジン１は空回し（被駆動状態）となり、燃料は消費されない。
【００４６】
図６に示すように、第二走行モードでは、エンジン１を始動してエンジン１を運転させ、エンジン１に動力を出力させる。つまり、第二走行モードでは、エンジン１の動力によって回転軸６を回転させ、ポンプ４を作動させて第二モータジェネレータ３に対して潤滑油を供給する。なお、第二走行モードでは、ポンプ４を回転させるためだけにエンジン１を運転させ、エンジン１の動力はハイブリッド車両１００の駆動には使用しない。つまり、第二走行モードは、エンジン１の動力によらずに第二モータジェネレータ３の動力によってハイブリッド車両１００を走行させる走行モードである。第二走行モードにおいて、第一モータジェネレータ２は、エンジン１の反力を取り、Ｒ軸の回転数を維持する。
【００４７】
図３に示すように、第二走行モードによって第二モータジェネレータ３を冷却する能力は、第一走行モードによって第二モータジェネレータ３を冷却する能力よりも高い。これは、第一走行モードでは、回転軸６を回転させるために第二モータジェネレータ３に対して要求される動力が増加することによる。一方、第二走行モードでは、回転軸６を回転させるために第二モータジェネレータ３に対する要求出力が増加することがない。このため、第二走行モードでは、第二モータジェネレータ３の負荷を増加させることなく第二モータジェネレータ３に対して潤滑油を供給することができ、第二モータジェネレータ３に対する冷却能力を高めることができる。
【００４８】
このように、本実施形態のハイブリッド車両１００は、ＥＶ走行において第二モータジェネレータ３に対する冷却能力を高める二つの走行モードを実行することができる。以下に、図１、図７および図８を参照して、本実施形態の車両制御装置１−１による制御について説明する。図７は、ＨＶ走行時の第一遊星歯車機構７に係る共線図、図８は、本実施形態の制御に係るＭＧ２温度の推移の一例を示す図である。図１に示す制御フローは、例えば、ハイブリッド車両１００の走行中に実行されるものであり、所定の間隔で繰り返し実行される。
【００４９】
まず、ステップＳ１では、ハイブリッド制御用コントローラ４０によって、ＭＧ２温度が第一温度α（℃）未満であるか否かが判定される。第一温度αは、例えば、第二モータジェネレータ３が高温状態となることを抑制して第二モータジェネレータ３を保護する観点から定められる。ステップＳ１の判定の結果、ＭＧ２温度が第一温度α未満であると判定された場合（ステップＳ１−Ｙ）にはステップＳ２に進み、そうでない場合（ステップＳ１−Ｎ）にはステップＳ３に進む。
【００５０】
ステップＳ２では、ハイブリッド制御用コントローラ４０によって、ＥＶ走行が選択される。ここで、ステップＳ２で選択されるＥＶ走行は、ポンプ４を回転駆動することなくハイブリッド車両１００を走行させるものである。言い換えると、ステップＳ２では、ポンプ４によって第二モータジェネレータ３に潤滑油を供給することなくＥＶ走行することが選択される。ステップＳ２が実行されると、本制御フローは終了する。
【００５１】
ステップＳ３では、ハイブリッド制御用コントローラ４０によって、ＭＧ２温度が第一温度α以上でかつ第二温度β（℃）未満であるか否かが判定される。第二温度βは、第一温度αよりも大きな値である。ステップＳ３の判定の結果、ＭＧ２温度が第一温度α以上でかつ第二温度β未満であると判定された場合（ステップＳ３−Ｙ）にはステップＳ４に進み、そうでない場合（ステップＳ３−Ｎ）にはステップＳ５に進む。
【００５２】
ステップＳ４では、ハイブリッド制御用コントローラ４０によって、モード１のＥＶ走行、すなわち第一走行モードが選択される。ハイブリッド制御用コントローラ４０は、エンジン１およびポンプ４を回転させるために必要な動力に基づいて、第一モータジェネレータ２および第二モータジェネレータ３のそれぞれに出力させる動力の目標値を決定する。ハイブリッド制御用コントローラ４０は、決定された動力の目標値に基づいて第一モータジェネレータ２および第二モータジェネレータ３を制御する。ステップＳ４が実行されると、本制御フローは終了する。
【００５３】
ステップＳ５では、ハイブリッド制御用コントローラ４０によって、ＭＧ２温度が第二温度β以上でかつ第三温度γ（℃）未満であるか否かが判定される。第三温度γは、第二温度βよりも大きな値である。なお、第一温度α、第二温度βおよび第三温度γは、いずれも第二モータジェネレータ３において許容される上限温度未満の値として定められている。ステップＳ５の判定の結果、ＭＧ２温度が第二温度β以上でかつ第三温度γ未満であると判定された場合（ステップＳ５−Ｙ）にはステップＳ６に進み、そうでない場合（ステップＳ５−Ｎ）にはステップＳ７に進む。
【００５４】
ステップＳ６では、ハイブリッド制御用コントローラ４０によって、モード２のＥＶ走行、すなわち第二走行モードが選択される。ハイブリッド制御用コントローラ４０は、ＥＣＵ３０によってエンジン１を始動させ、エンジン１を運転させる。エンジン１に出力させる動力の目標値は、少なくともポンプ４を作動させて第二モータジェネレータ３に対して潤滑油を供給可能な値である。動力の目標値は、エンジン１の燃費が最適となる動作点に基づいて定められてもよい。
【００５５】
ＥＣＵ３０は、この動力の目標値に基づいてエンジン１を制御する。ハイブリッド制御用コントローラ４０は、第一モータジェネレータ２によってエンジン１の反力を取り、Ｒ軸の回転数を維持する。言い換えると、ハイブリッド制御用コントローラ４０は、エンジン１の動力に対する反力を第一モータジェネレータ２に出力させ、エンジン１から駆動輪１５への動力の伝達を規制する。ステップＳ６が実行されると、本制御フローは終了する。
【００５６】
ステップＳ７では、ハイブリッド制御用コントローラ４０によって、ＭＧ２温度が第三温度γ以上であるか否かが判定される。ステップＳ７の判定の結果、ＭＧ２温度が第三温度γ以上であると判定された場合（ステップＳ７−Ｙ）にはステップＳ８に進み、そうでない場合（ステップＳ７−Ｎ）には本制御フローは終了する。
【００５７】
ステップＳ８では、ハイブリッド制御用コントローラ４０によって、ＨＶ走行が選択される。ＨＶ走行では、エンジン１の動力によってハイブリッド車両１００を走行させることにより、第二モータジェネレータ３の負荷を軽減させる。ＨＶ走行では、例えば、図７に示すように、エンジン１および第二モータジェネレータ３のそれぞれに動力を出力させるようにしてもよい。ハイブリッド制御用コントローラ４０は、ハイブリッド車両１００の駆動力を主としてエンジン１に出力させる。エンジン１が出力する動力は、ハイブリッド車両１００を駆動する動力として駆動輪１５を回転駆動すると共に、ポンプ４を回転させる。ポンプ４が回転して第二モータジェネレータ３に対して潤滑油を供給することで、第二モータジェネレータ３が冷却される。
【００５８】
ＨＶ走行によって第二モータジェネレータ３を冷却する能力は、第二走行モードによって第二モータジェネレータ３を冷却する能力よりも高い。これは、ポンプ４が供給する潤滑油によって第二モータジェネレータ３が冷却されることに加えて、エンジン１によってハイブリッド車両１００を駆動することで、ＥＶ走行の場合よりも第二モータジェネレータ３の負荷が軽減されることによる。ＨＶ走行によれば、ＭＧ２温度を低下させることができる。ＨＶ走行によってＭＧ２温度が低下すると、ステップＳ１，Ｓ３，Ｓ５のいずれかにおいて肯定判定がなされて、再度ＥＶ走行に移行する。ステップＳ８が実行されると、本制御フローは終了する。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態の車両制御装置１−１は、ＭＧ２温度に基づいて走行モードを切り替える。図８に示すように、ＭＧ２温度が第一温度α以上第二温度β未満であるときは、第一走行モードが選択され、第一モータジェネレータ２によってポンプ４が作動する。これにより、エンジン１による燃料消費を発生させることなく第二モータジェネレータ３の温度上昇を抑制することができる。
【００６０】
ＭＧ２温度が更に高く、第二温度β以上第三温度γ未満であるときは、第二走行モードが選択され、エンジン１の動力によってポンプ４が作動する。これにより、第一走行モードよりも第二モータジェネレータ３の負荷が低減され、第二モータジェネレータ３の温度上昇が効果的に抑制される。また、燃費が良好となる動作点でエンジン１を運転させるようにすれば、ポンプ４の駆動に係るエンジン１の運転に起因する燃費の低下を抑制することができる。第二走行モードでは、第二モータジェネレータ３によってハイブリッド車両１００の駆動力を発生させる。よって、第二走行モードでは、ＨＶ走行時よりもエンジン１の燃料消費量は小さなものとなる。
【００６１】
ＭＧ２温度が第三温度γ以上である場合、ＨＶ走行が選択される。ＨＶ走行では、第二モータジェネレータ３の負荷が軽減され、第二モータジェネレータ３に対する冷却能力がＥＶ走行時の冷却能力よりも高くなる。よって、速やかに第二モータジェネレータ３の温度を低下させてＥＶ走行に復帰させることが可能となる。
【００６２】
なお、第一温度α、第二温度β、第三温度γは、それぞれ走行環境や走行状態等の条件に応じて可変とされてもよい。例えば、第二モータジェネレータ３の予想温度、ハイブリッド車両１００の負荷、先行車両との車間距離、バッテリの充電状態等に基づいて、第一温度α、第二温度β、第三温度γを変化させてもよい。一例として、ＭＧ２温度以外の条件に基づいてＥＶ走行からＨＶ走行へ移行することが予測される場合、各温度α，β，γの少なくともいずれか一つを高温側の値に変化させるようにしてもよい。
【００６３】
本実施形態が適用可能なシステムは、例示したものには限定されない。例えば、本実施形態は、第二モータジェネレータ３とエンジン１とが連結されていないシリーズＨＶにも適用可能である。シリーズＨＶでは、エンジン１の動力は車両の駆動輪に伝達されないものとすることができる。シリーズＨＶシステム搭載車両では、ＨＶ走行時は、エンジン１の動力によって発電された電力で第二モータジェネレータ３が駆動力を発生させて車両を走行させる。一方、ＥＶ走行時は、エンジン１の動力によらずに、バッテリからの電力で第二モータジェネレータ３が駆動力を発生させて車両を走行させる。ＥＶ走行時に、第二モータジェネレータ３の温度に応じて第一モータジェネレータ２によってポンプ４を回転させることにより、燃費低下を抑制することができる。
【００６４】
上記の実施形態に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１−１ 車両制御装置
１ エンジン
２ 第一モータジェネレータ
３ 第二モータジェネレータ
４ ポンプ
５ 遊星歯車機構
６ 回転軸
７ 第一遊星歯車機構
８ 第二遊星歯車機構
１５ 駆動輪
３０ ＥＣＵ
４０ ハイブリッド制御用コントローラ
１００ ハイブリッド車両
α 第一温度
β 第二温度
γ 第三温度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンとモータジェネレータとを備えた車両において、エンジンの動力によらずにモータジェネレータの動力によって車両を走行させる技術が知られている。例えば、特許文献１には、モータ走行を行なっている最中にモータが高温状態に至ったときには、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以下である条件と路面勾配θが閾値θｒｅｆ以上である条件とが成立した場合にエンジンを始動するハイブリッド車およびその制御方法の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−９４６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、モータジェネレータが高温状態となる度にエンジンを始動させると、燃費の低下を招く虞がある。モータジェネレータの温度上昇を抑制することと、燃費低下の抑制とを両立できることが望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、エンジンとモータジェネレータとを備えた車両において、モータジェネレータの温度上昇を抑制することと、燃費低下の抑制とを両立することができる車両制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両制御装置は、第一モータジェネレータと、第二モータジェネレータと、前記第一モータジェネレータと接続されたエンジンと、前記エンジンの回転軸に配置され、前記エンジンの回転と連動して回転して前記第二モータジェネレータに潤滑油を供給するポンプと、を備え、前記エンジンの動力によらずに前記第二モータジェネレータの動力によって車両を走行させるＥＶ走行中に、前記第二モータジェネレータの温度が第一温度以上であると、前記第一モータジェネレータによって前記ポンプを回転させて前記第二モータジェネレータに潤滑油を供給する第一走行モードを実行し、前記ＥＶ走行中に、前記第二モータジェネレータの温度が前記第一温度よりも大きな第二温度以上であると、前記エンジンを運転させ、前記エンジンの動力によって前記ポンプを回転させて前記第二モータジェネレータに潤滑油を供給する第二走行モードを実行することを特徴とする。
【０００７】
上記車両制御装置において、前記エンジンは、前記車両の駆動輪に動力を伝達可能であり、前記ＥＶ走行中に、前記第二モータジェネレータの温度が前記第二温度よりも大きな第三温度以上となると、前記エンジンの動力によって前記車両を走行させることが好ましい。
【０００８】
上記車両制御装置において、前記エンジンと、前記第一モータジェネレータと、前記第二モータジェネレータおよび前記車両の駆動輪とは、遊星歯車機構を介して相互に接続されており、前記第一モータジェネレータは、前記第二走行モードにおいて、前記エンジンの動力に対する反力を発生させて前記エンジンから前記駆動輪への動力の伝達を規制することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る車両制御装置は、第一モータジェネレータと、第二モータジェネレータと、第一モータジェネレータと接続されたエンジンと、エンジンの回転軸に配置され、エンジンの回転と連動して回転して第二モータジェネレータに潤滑油を供給するポンプと、を備える。車両制御装置は、ＥＶ走行中に、第二モータジェネレータの温度が第一温度以上であると、第一モータジェネレータによってポンプを回転させて第二モータジェネレータに潤滑油を供給する第一走行モードを実行する。第一走行モードでは、燃料を消費することなく第二モータジェネレータの温度上昇を抑制することができる。
【００１０】
また、車両制御装置は、ＥＶ走行中に、第二モータジェネレータの温度が第一温度よりも大きな第二温度以上であると、エンジンを運転させ、エンジンの動力によってポンプを回転させて第二モータジェネレータに潤滑油を供給する第二走行モードを実行する。本発明に係る車両制御装置によれば、モータジェネレータの温度上昇を抑制することと、燃費低下の抑制とを両立することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態に係る車両制御装置による制御の内容を示すフローチャートである。
【図２】図２は、実施形態に係る車両の概略構成を示す図である。
【図３】図３は、各走行モードの内容の説明図である。
【図４】図４は、ＥＶ走行時の第一遊星歯車機構に係る共線図である。
【図５】図５は、第一走行モード時の第一遊星歯車機構に係る共線図である。
【図６】図６は、第二走行モード時の第一遊星歯車機構に係る共線図である。
【図７】図７は、ＨＶ走行時の第一遊星歯車機構に係る共線図である。
【図８】図８は、実施形態の制御に係るＭＧ２温度の推移の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施形態に係る車両制御装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１３】
［実施形態］
図１から図８を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、車両制御装置に関する。図１は、実施形態に係る車両制御装置による制御の内容を示すフローチャート、図２は、実施形態に係る車両の概略構成を示す図、図３は、各走行モードの内容の説明図である。
【００１４】
ＴＨＳ等のハイブリッドシステムにおいて、エンジンに連動したメカオイルポンプでモータジェネレータを冷却する場合、ＥＶ走行時にはエンジン停止に伴いオイルポンプも停止してしまい、モータジェネレータを冷却できなくなるといった問題がある。モータジェネレータの高温時にはエンジンを始動してエンジンの駆動力を追加することによってモータジェネレータの負荷を軽減し、モータジェネレータの温度上昇を抑制することも可能である。しかしながら、バッテリの蓄電量が低下していないにもかかわらずモータジェネレータの温度上昇によってエンジンを始動して燃料を消費することは、ユーザーの意思に沿わない制御となる可能性がある。
【００１５】
本実施形態の車両制御装置（図２の符号１−１参照）は、ＥＶ走行中にポンプ（図２の符号４参照）を駆動する動力源を第二モータジェネレータ（図２の符号３参照）の温度に応じて切り替える。具体的には、ＥＶ走行中にポンプ４を作動させる温度領域が二つに分けられている。車両制御装置１−１は、二つの温度領域の内で相対的に低温側の温度領域では、第一モータジェネレータ（図２の符号２参照）によってポンプ４を作動させる。また、車両制御装置１−１は、第二モータジェネレータ３の温度が相対的に高温側の温度領域の値となると、エンジン（図２の符号１参照）を始動し、エンジン１の動力によってポンプ４を作動させる。
【００１６】
よって、本実施形態の車両制御装置１−１によれば、ＥＶ走行中のポンプ駆動のためのエンジン１の運転を抑制し、第二モータジェネレータ３の温度上昇を抑制することと、燃費低下の抑制とを両立させることができる。
【００１７】
図２に示すハイブリッド車両１００は、エンジン１、第一モータジェネレータ２、第二モータジェネレータ３、ポンプ４、遊星歯車機構５、ＥＣＵ３０およびハイブリッド制御用コントローラ４０を備えている。また、本実施形態の車両制御装置１−１は、エンジン１、第一モータジェネレータ２、第二モータジェネレータ３、ポンプ４、ＥＣＵ３０およびハイブリッド制御用コントローラ４０を備える。
【００１８】
エンジン１は、ハイブリッド車両１００の動力源の一つである。エンジン１は、燃料の燃焼エネルギーを回転軸６の回転運動に変換して出力する。
【００１９】
第一モータジェネレータ２および第二モータジェネレータ３は、それぞれモータ（電動機）としての機能と発電機としての機能とを備えている。モータジェネレータ２，３は、図示しないバッテリから供給される電力を機械的な動力に変換して出力することができると共に、入力される動力によって駆動されて機械的な動力を電力に変換することができる。第一モータジェネレータ２および第二モータジェネレータ３は、ハイブリッド車両１００の動力源として機能することができる。なお、以下の説明では第一モータジェネレータ２を「ＭＧ１」とも記載し、第二モータジェネレータ３を「ＭＧ２」とも記載する。
【００２０】
第一モータジェネレータ２は、ステータ２ａ、ロータ２ｂおよびロータ軸２ｃを有する。第二モータジェネレータ３は、ステータ３ａ、ロータ３ｂおよびロータ軸３ｃを有する。第一モータジェネレータ２および第二モータジェネレータ３は、回転軸６と同軸上に直列的な位置関係で配置されている。ロータ軸２ｃおよびロータ軸３ｃはそれぞれ中空であり、ロータ軸２ｃおよびロータ軸３ｃに回転軸６が挿入されている。第一モータジェネレータ２と第二モータジェネレータ３とは遊星歯車機構５を挟んで回転軸６の軸方向において互いに対向している。
【００２１】
なお、本実施形態では、特に記載しない限り、「軸方向」とは回転軸６の軸方向を示し、「径方向」とは回転軸６の径方向を示すものとする。
【００２２】
遊星歯車機構５は、回転軸６と同軸上に配置されている。遊星歯車機構５は、第一遊星歯車機構７および第二遊星歯車機構８を有する。第一遊星歯車機構７と第二遊星歯車機構８とは、軸方向において隣接し、かつ互いに対向している。
【００２３】
第一遊星歯車機構７は、リングギア７ａ、ピニオンギア７ｂ、サンギア７ｃおよびキャリア７ｄを有する。径方向において、サンギア７ｃはピニオンギア７ｂよりも内側に配置され、リングギア７ａはピニオンギア７ｂよりも外側に配置されている。リングギア７ａとピニオンギア７ｂ、ピニオンギア７ｂとサンギア７ｃはそれぞれ噛合っている。キャリア７ｄは、ピニオンギア７ｂを自転自在に支持しており、かつ回転軸６と接続されて回転軸６と一体回転する。従って、ピニオンギア７ｂは、キャリア７ｄによって公転自在に支持されている。サンギア７ｃは、第一モータジェネレータ２のロータ軸２ｃと接続されている。
【００２４】
第二遊星歯車機構８は、リングギア８ａ、ピニオンギア８ｂおよびサンギア８ｃを有する。径方向において、サンギア８ｃはピニオンギア８ｂよりも内側に配置され、リングギア８ａはピニオンギア８ｂよりも外側に配置されている。リングギア８ａとピニオンギア８ｂ、ピニオンギア８ｂとサンギア８ｃはそれぞれ噛合っている。ピニオンギア８ｂは、自転自在かつ回転軸６まわりの公転が不能に支持されている。サンギア８ｃは、第二モータジェネレータ３のロータ軸３ｃと接続されている。
【００２５】
第一遊星歯車機構７のリングギア７ａおよび第二遊星歯車機構８のリングギア８ａは互いに接続されており、一体回転する。従って、エンジン１の回転軸６は、キャリア７ｄ、ピニオンギア７ｂおよびサンギア７ｃを介して第一モータジェネレータ２と接続されている。また、エンジン１の回転軸６は、キャリア７ｄ、ピニオンギア７ｂ、リングギア７ａ，８ａ、ピニオンギア８ｂおよびサンギア８ｃを介して第二モータジェネレータ３と接続されている。第一遊星歯車機構７において、エンジン１は、キャリア７ｄに接続され、第一モータジェネレータ２は、サンギア７ｃに接続され、第二モータジェネレータ３および駆動輪１５は、リングギア７ａに接続されている。つまり、エンジン１と、第一モータジェネレータ２と、第二モータジェネレータ３および駆動輪１５とは、第一遊星歯車機構７を介して相互に接続されている。
【００２６】
リングギア７ａ，８ａの径方向外側には、カウンタドライブギア９が接続されている。カウンタドライブギア９は、カウンタドリブンギア１０と噛合っている。カウンタドリブンギア１０は、ドライブピニオンギア１１と接続されている。カウンタドリブンギア１０とドライブピニオンギア１１とは、軸方向において隣接しており、一体回転する。ドライブピニオンギア１１は、差動機構１３のデフリングギア１２と噛合っている。差動機構１３は、左右の駆動輪１５，１５とそれぞれ接続されている。
【００２７】
エンジン１が出力する動力は、回転軸６からキャリア７ｄに入力され、第一遊星歯車機構７によって第一モータジェネレータ２およびカウンタドライブギア９に分配される。また、第二モータジェネレータ３が出力する動力は、ロータ軸３ｃからサンギア８ｃに入力され、第二遊星歯車機構８によってカウンタドライブギア９に伝達される。カウンタドライブギア９に伝達された動力は、カウンタドリブンギア１０、ドライブピニオンギア１１、デフリングギア１２を介して差動機構１３から各駆動輪１５に伝達される。
【００２８】
ポンプ４は、回転軸６の先端に配置されている。ポンプ４は、回転軸６に連結されたロータ４ａを有している。ロータ４ａは、図示しないロータ室内に配置されており、回転することでロータ室内の潤滑油（例えば、ＡＴＦ）を吐出する。ロータ室から吐出された潤滑油は、油路１６を介して第二モータジェネレータ３に供給される。油路１６は、ポンプ４のロータ室と第二モータジェネレータ３のステータ３ａとを連通している。油路１６は、例えばステータ３ａの頂部に潤滑油を流出させる。ポンプ４のロータ４ａは、回転軸６と一体回転するものである。つまり、ポンプ４はエンジン１の回転と連動して回転して第二モータジェネレータ３に潤滑油を供給する。
【００２９】
油路１６には、オイルクーラ１７が配置されている。オイルクーラ１７は、熱交換によって潤滑油を冷却するものである。ポンプ４が吐出する潤滑油は、油路１６およびオイルクーラ１７を介して第二モータジェネレータ３に供給される。第二モータジェネレータ３に供給された潤滑油は、第二モータジェネレータ３を潤滑・冷却する。
【００３０】
ＥＣＵ３０およびハイブリッド制御用コントローラ４０は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ３０は、エンジン１およびハイブリッド制御用コントローラ４０と接続されている。ＥＣＵ３０は、エンジン１の制御、例えば、燃料の噴射量や噴射タイミング、点火タイミング等の制御を行うことができる。また、ＥＣＵ３０は、ハイブリッド制御用コントローラ４０と相互に通信を行うことができ、ハイブリッド制御用コントローラ４０と協働してハイブリッド車両１００の走行制御を行うことができる。
【００３１】
ハイブリッド制御用コントローラ４０は、ハイブリッドシステムの総合的な制御を行う制御装置としての機能を有する。ハイブリッド制御用コントローラ４０は、第一モータジェネレータ２、第二モータジェネレータ３およびバッテリを制御することができる。ハイブリッド制御用コントローラ４０は、要求トルク等に基づいてエンジン１、第一モータジェネレータ２および第二モータジェネレータ３が出力する動力の目標値を決定する。また、ハイブリッド制御用コントローラ４０は、例えば、要求トルクおよびバッテリの充電状態等に基づいて、第一モータジェネレータ２および第二モータジェネレータ３による発電量およびバッテリに対する充電量の目標値を決定する。
【００３２】
ハイブリッド制御用コントローラ４０は、決定した目標値を実現するように、第一モータジェネレータ２および第二モータジェネレータ３に出力させる動力や第一モータジェネレータ２および第二モータジェネレータ３の発電量を制御する。また、ハイブリッド制御用コントローラ４０は、ＥＣＵ３０と相互に通信を行い、ＥＣＵ３０を介してエンジン１を制御する。
【００３３】
ハイブリッド車両１００は、ハイブリッド走行（ＨＶ走行）およびＥＶ走行を実行可能である。ＥＶ走行は、エンジン１の動力によらずに第二モータジェネレータ３の動力によってハイブリッド車両１００を走行させるものである。図４は、ＥＶ走行時の第一遊星歯車機構７に係る共線図である。
【００３４】
図４において、縦軸は回転数を示す。Ｓ軸は、サンギア７ｃ、すなわち第一モータジェネレータ２の回転数を示す。Ｃ軸は、キャリア７ｄ、すなわち回転軸６の回転数を示す。Ｒ軸は、リングギア７ａ、すなわち第二モータジェネレータ３の回転数に対応する回転数を示す。ＥＶ走行では、第二モータジェネレータ３の動力によってハイブリッド車両１００を走行させる。Ｒ軸の回転方向は、正回転、すなわちハイブリッド車両１００を前進させる方向の回転となる。エンジン１は回転を停止しており、Ｓ軸の回転方向は、Ｒ軸の回転方向とは逆方向となる。
【００３５】
なお、図４において、Ｒ軸上に記載された白抜きの矢印は、第二モータジェネレータ３がリングギア７ａ（リングギア８ａ）に出力する動力を示す。同様にして、Ｃ軸上に矢印が記載されている場合、その矢印は、エンジン１がキャリア７ｄに出力する動力を示し、Ｓ軸上に矢印が記載されている場合、その矢印は、第一モータジェネレータ２がサンギア７ｃに出力する動力を示すものとする。
【００３６】
ＨＶ走行は、少なくともエンジン１の動力によってハイブリッド車両１００を走行させるものである。ＨＶ走行では、要求トルク等に基づいて適宜第二モータジェネレータ３にアシストトルクを出力させることが可能である。また、ＨＶ走行では、第一モータジェネレータ２あるいは第二モータジェネレータ３の少なくともいずれか一方に発電を行わせることができる。例えば、エンジン１の動力によって第一モータジェネレータ２に発電を行わせ、発電された電力によって第二モータジェネレータ３にトルクを出力させることができる。また、回生時には、第一モータジェネレータ２および第二モータジェネレータ３にそれぞれ発電を行わせることができる。
【００３７】
ハイブリッド制御用コントローラ４０は、例えば、車速やハイブリッド車両１００の負荷、バッテリの充電状態等に基づいて、ＥＶ走行あるいはＨＶ走行のいずれかを選択する。一例として、ハイブリッド制御用コントローラ４０は、軽負荷かつ低速の走行時にＥＶ走行を選択するようにしてもよい。
【００３８】
ここで、ＥＶ走行時は第二モータジェネレータ３が動力源であり、第二モータジェネレータ３の負荷が大きくなって第二モータジェネレータ３の温度が上昇しやすくなる。また、ＥＶ走行時には、エンジン１の停止に伴い、ポンプ４が停止する。このため、ポンプ４による第二モータジェネレータ３に対する潤滑油の供給が停止し、第二モータジェネレータ３に対する冷却能力が低下する。ＥＶ走行時の第二モータジェネレータ３の温度上昇を抑制し、第二モータジェネレータ３の温度を適正範囲に維持するために、エンジン１を始動し、エンジン１の動力を追加することで第二モータジェネレータ３の負荷を低減させることが考えられる。
【００３９】
しかしながら、エンジン１の始動および運転によって燃料が消費されると、燃費の低下を招くという問題がある。バッテリの蓄電量が低下していないにもかかわらず第二モータジェネレータ３の温度に基づいてエンジン１を運転させて燃料を消費してしまうと、ユーザーの意思に沿わない車両制御となる虞がある。例えば、外部電源によってバッテリを充電可能なＰＨＶ（プラグインハイブリッド）のようにＥＶ走行の航続距離が長いと、ＥＶ走行中に第二モータジェネレータ３の温度が高温となる場面が増えると考えられる。こうした場面で、バッテリ蓄電量はＥＶ走行を行うには不足していないにもかかわらずエンジン１が始動されると、燃費の低下を招いたり、運転者に違和感を与えたりする虞がある。
【００４０】
本実施形態の車両制御装置１−１は、ＥＶ走行中の第二モータジェネレータ３の温度（以下、単に「ＭＧ２温度」と記載する。）に基づいてポンプ４を駆動して第二モータジェネレータ３を冷却する。また、車両制御装置１−１は、ＭＧ２温度に応じてポンプ４を駆動する動力源を切り替えることで、エンジン１の運転を抑制する。これにより、以下に説明するように、第二モータジェネレータ３を冷却するために必要な燃料消費量を抑制することができる。
【００４１】
図２に示すように、第二モータジェネレータ３には、温度センサ１８が配置されている。温度センサ１８は、第二モータジェネレータ３の温度を検出するセンサであり、例えば、ステータ３ａの温度を検出する。なお、温度センサ１８は、第二モータジェネレータ３の温度を検出することに代えて、第二モータジェネレータ３の温度に関連する温度、例えば、潤滑油の温度を検出してもよい。温度センサ１８は、ハイブリッド制御用コントローラ４０と接続されており、温度センサ１８の検出結果を示す信号は、ハイブリッド制御用コントローラ４０に出力される。
【００４２】
ハイブリッド制御用コントローラ４０は、ＥＶ走行中に、温度センサ１８によって検出されたＭＧ２温度に基づいて、以下の第一走行モードあるいは第二走行モードを実行する。第一走行モードおよび第二走行モードは、それぞれＥＶ走行の一形態であって、ポンプ４を回転駆動して第二モータジェネレータ３に潤滑油を供給するモードである。なお、以下の説明では、第一走行モードを「モード１のＥＶ走行」とも記載し、第二走行モードを「モード２のＥＶ走行」とも記載する。
【００４３】
図５は、第一走行モード時の第一遊星歯車機構７に係る共線図、図６は、第二走行モード時の第一遊星歯車機構７に係る共線図である。
【００４４】
図５に示すように、第一走行モードでは、第一モータジェネレータ２によってエンジン１およびポンプ４を回転させる。ハイブリッド制御用コントローラ４０は、第一モータジェネレータ２に発電を行わせる。第一モータジェネレータ２は、発電によって第二モータジェネレータ３の動力に対する反力を発生させる。言い換えると、ハイブリッド制御用コントローラ４０は、リングギア７ａの回転方向と同方向の動力を第一モータジェネレータ２に出力させる。これにより、キャリア７ｄおよび回転軸６が回転する。エンジン１の回転軸６が回転することで、ポンプ４のロータ４ａが回転し、ポンプ４によって第二モータジェネレータ３に対して潤滑油が供給される。
【００４５】
第一走行モードでは、ハイブリッド車両１００の駆動力は、第二モータジェネレータ３によって発生させる。また、第一走行モードでは、エンジン１の回転軸６およびポンプ４を第一モータジェネレータ２および第二モータジェネレータ３によって回転させる。つまり、第一走行モードでは、エンジン１は空回し（被駆動状態）となり、燃料は消費されない。
【００４６】
図６に示すように、第二走行モードでは、エンジン１を始動してエンジン１を運転させ、エンジン１に動力を出力させる。つまり、第二走行モードでは、エンジン１の動力によって回転軸６を回転させ、ポンプ４を作動させて第二モータジェネレータ３に対して潤滑油を供給する。なお、第二走行モードでは、ポンプ４を回転させるためだけにエンジン１を運転させ、エンジン１の動力はハイブリッド車両１００の駆動には使用しない。つまり、第二走行モードは、エンジン１の動力によらずに第二モータジェネレータ３の動力によってハイブリッド車両１００を走行させる走行モードである。第二走行モードにおいて、第一モータジェネレータ２は、エンジン１の反力を取り、Ｒ軸の回転数を維持する。
【００４７】
図３に示すように、第二走行モードによって第二モータジェネレータ３を冷却する能力は、第一走行モードによって第二モータジェネレータ３を冷却する能力よりも高い。これは、第一走行モードでは、回転軸６を回転させるために第二モータジェネレータ３に対して要求される動力が増加することによる。一方、第二走行モードでは、回転軸６を回転させるために第二モータジェネレータ３に対する要求出力が増加することがない。このため、第二走行モードでは、第二モータジェネレータ３の負荷を増加させることなく第二モータジェネレータ３に対して潤滑油を供給することができ、第二モータジェネレータ３に対する冷却能力を高めることができる。
【００４８】
このように、本実施形態のハイブリッド車両１００は、ＥＶ走行において第二モータジェネレータ３に対する冷却能力を高める二つの走行モードを実行することができる。以下に、図１、図７および図８を参照して、本実施形態の車両制御装置１−１による制御について説明する。図７は、ＨＶ走行時の第一遊星歯車機構７に係る共線図、図８は、本実施形態の制御に係るＭＧ２温度の推移の一例を示す図である。図１に示す制御フローは、例えば、ハイブリッド車両１００の走行中に実行されるものであり、所定の間隔で繰り返し実行される。
【００４９】
まず、ステップＳ１では、ハイブリッド制御用コントローラ４０によって、ＭＧ２温度が第一温度α（℃）未満であるか否かが判定される。第一温度αは、例えば、第二モータジェネレータ３が高温状態となることを抑制して第二モータジェネレータ３を保護する観点から定められる。ステップＳ１の判定の結果、ＭＧ２温度が第一温度α未満であると判定された場合（ステップＳ１−Ｙ）にはステップＳ２に進み、そうでない場合（ステップＳ１−Ｎ）にはステップＳ３に進む。
【００５０】
ステップＳ２では、ハイブリッド制御用コントローラ４０によって、ＥＶ走行が選択される。ここで、ステップＳ２で選択されるＥＶ走行は、ポンプ４を回転駆動することなくハイブリッド車両１００を走行させるものである。言い換えると、ステップＳ２では、ポンプ４によって第二モータジェネレータ３に潤滑油を供給することなくＥＶ走行することが選択される。ステップＳ２が実行されると、本制御フローは終了する。
【００５１】
ステップＳ３では、ハイブリッド制御用コントローラ４０によって、ＭＧ２温度が第一温度α以上でかつ第二温度β（℃）未満であるか否かが判定される。第二温度βは、第一温度αよりも大きな値である。ステップＳ３の判定の結果、ＭＧ２温度が第一温度α以上でかつ第二温度β未満であると判定された場合（ステップＳ３−Ｙ）にはステップＳ４に進み、そうでない場合（ステップＳ３−Ｎ）にはステップＳ５に進む。
【００５２】
ステップＳ４では、ハイブリッド制御用コントローラ４０によって、モード１のＥＶ走行、すなわち第一走行モードが選択される。ハイブリッド制御用コントローラ４０は、エンジン１およびポンプ４を回転させるために必要な動力に基づいて、第一モータジェネレータ２および第二モータジェネレータ３のそれぞれに出力させる動力の目標値を決定する。ハイブリッド制御用コントローラ４０は、決定された動力の目標値に基づいて第一モータジェネレータ２および第二モータジェネレータ３を制御する。ステップＳ４が実行されると、本制御フローは終了する。
【００５３】
ステップＳ５では、ハイブリッド制御用コントローラ４０によって、ＭＧ２温度が第二温度β以上でかつ第三温度γ（℃）未満であるか否かが判定される。第三温度γは、第二温度βよりも大きな値である。なお、第一温度α、第二温度βおよび第三温度γは、いずれも第二モータジェネレータ３において許容される上限温度未満の値として定められている。ステップＳ５の判定の結果、ＭＧ２温度が第二温度β以上でかつ第三温度γ未満であると判定された場合（ステップＳ５−Ｙ）にはステップＳ６に進み、そうでない場合（ステップＳ５−Ｎ）にはステップＳ７に進む。
【００５４】
ステップＳ６では、ハイブリッド制御用コントローラ４０によって、モード２のＥＶ走行、すなわち第二走行モードが選択される。ハイブリッド制御用コントローラ４０は、ＥＣＵ３０によってエンジン１を始動させ、エンジン１を運転させる。エンジン１に出力させる動力の目標値は、少なくともポンプ４を作動させて第二モータジェネレータ３に対して潤滑油を供給可能な値である。動力の目標値は、エンジン１の燃費が最適となる動作点に基づいて定められてもよい。
【００５５】
ＥＣＵ３０は、この動力の目標値に基づいてエンジン１を制御する。ハイブリッド制御用コントローラ４０は、第一モータジェネレータ２によってエンジン１の反力を取り、Ｒ軸の回転数を維持する。言い換えると、ハイブリッド制御用コントローラ４０は、エンジン１の動力に対する反力を第一モータジェネレータ２に出力させ、エンジン１から駆動輪１５への動力の伝達を規制する。ステップＳ６が実行されると、本制御フローは終了する。
【００５６】
ステップＳ７では、ハイブリッド制御用コントローラ４０によって、ＭＧ２温度が第三温度γ以上であるか否かが判定される。ステップＳ７の判定の結果、ＭＧ２温度が第三温度γ以上であると判定された場合（ステップＳ７−Ｙ）にはステップＳ８に進み、そうでない場合（ステップＳ７−Ｎ）には本制御フローは終了する。
【００５７】
ステップＳ８では、ハイブリッド制御用コントローラ４０によって、ＨＶ走行が選択される。ＨＶ走行では、エンジン１の動力によってハイブリッド車両１００を走行させることにより、第二モータジェネレータ３の負荷を軽減させる。ＨＶ走行では、例えば、図７に示すように、エンジン１および第二モータジェネレータ３のそれぞれに動力を出力させるようにしてもよい。ハイブリッド制御用コントローラ４０は、ハイブリッド車両１００の駆動力を主としてエンジン１に出力させる。エンジン１が出力する動力は、ハイブリッド車両１００を駆動する動力として駆動輪１５を回転駆動すると共に、ポンプ４を回転させる。ポンプ４が回転して第二モータジェネレータ３に対して潤滑油を供給することで、第二モータジェネレータ３が冷却される。
【００５８】
ＨＶ走行によって第二モータジェネレータ３を冷却する能力は、第二走行モードによって第二モータジェネレータ３を冷却する能力よりも高い。これは、ポンプ４が供給する潤滑油によって第二モータジェネレータ３が冷却されることに加えて、エンジン１によってハイブリッド車両１００を駆動することで、ＥＶ走行の場合よりも第二モータジェネレータ３の負荷が軽減されることによる。ＨＶ走行によれば、ＭＧ２温度を低下させることができる。ＨＶ走行によってＭＧ２温度が低下すると、ステップＳ１，Ｓ３，Ｓ５のいずれかにおいて肯定判定がなされて、再度ＥＶ走行に移行する。ステップＳ８が実行されると、本制御フローは終了する。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態の車両制御装置１−１は、ＭＧ２温度に基づいて走行モードを切り替える。図８に示すように、ＭＧ２温度が第一温度α以上第二温度β未満であるときは、第一走行モードが選択され、第一モータジェネレータ２によってポンプ４が作動する。これにより、エンジン１による燃料消費を発生させることなく第二モータジェネレータ３の温度上昇を抑制することができる。
【００６０】
ＭＧ２温度が更に高く、第二温度β以上第三温度γ未満であるときは、第二走行モードが選択され、エンジン１の動力によってポンプ４が作動する。これにより、第一走行モードよりも第二モータジェネレータ３の負荷が低減され、第二モータジェネレータ３の温度上昇が効果的に抑制される。また、燃費が良好となる動作点でエンジン１を運転させるようにすれば、ポンプ４の駆動に係るエンジン１の運転に起因する燃費の低下を抑制することができる。第二走行モードでは、第二モータジェネレータ３によってハイブリッド車両１００の駆動力を発生させる。よって、第二走行モードでは、ＨＶ走行時よりもエンジン１の燃料消費量は小さなものとなる。
【００６１】
ＭＧ２温度が第三温度γ以上である場合、ＨＶ走行が選択される。ＨＶ走行では、第二モータジェネレータ３の負荷が軽減され、第二モータジェネレータ３に対する冷却能力がＥＶ走行時の冷却能力よりも高くなる。よって、速やかに第二モータジェネレータ３の温度を低下させてＥＶ走行に復帰させることが可能となる。
【００６２】
なお、第一温度α、第二温度β、第三温度γは、それぞれ走行環境や走行状態等の条件に応じて可変とされてもよい。例えば、第二モータジェネレータ３の予想温度、ハイブリッド車両１００の負荷、先行車両との車間距離、バッテリの充電状態等に基づいて、第一温度α、第二温度β、第三温度γを変化させてもよい。一例として、ＭＧ２温度以外の条件に基づいてＥＶ走行からＨＶ走行へ移行することが予測される場合、各温度α，β，γの少なくともいずれか一つを高温側の値に変化させるようにしてもよい。
【００６３】
本実施形態が適用可能なシステムは、例示したものには限定されない。例えば、本実施形態は、第二モータジェネレータ３とエンジン１とが連結されていないシリーズＨＶにも適用可能である。シリーズＨＶでは、エンジン１の動力は車両の駆動輪に伝達されないものとすることができる。シリーズＨＶシステム搭載車両では、ＨＶ走行時は、エンジン１の動力によって発電された電力で第二モータジェネレータ３が駆動力を発生させて車両を走行させる。一方、ＥＶ走行時は、エンジン１の動力によらずに、バッテリからの電力で第二モータジェネレータ３が駆動力を発生させて車両を走行させる。ＥＶ走行時に、第二モータジェネレータ３の温度に応じて第一モータジェネレータ２によってポンプ４を回転させることにより、燃費低下を抑制することができる。
【００６４】
上記の実施形態に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１−１ 車両制御装置
１ エンジン
２ 第一モータジェネレータ
３ 第二モータジェネレータ
４ ポンプ
５ 遊星歯車機構
６ 回転軸
７ 第一遊星歯車機構
８ 第二遊星歯車機構
１５ 駆動輪
３０ ＥＣＵ
４０ ハイブリッド制御用コントローラ
１００ ハイブリッド車両
α 第一温度
β 第二温度
γ 第三温度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一モータジェネレータと、
第二モータジェネレータと、
前記第一モータジェネレータと接続されたエンジンと、
前記エンジンの回転軸に配置され、前記エンジンの回転と連動して回転して前記第二モータジェネレータに潤滑油を供給するポンプと、
を備え、
前記エンジンの動力によらずに前記第二モータジェネレータの動力によって車両を走行させるＥＶ走行中に、前記第二モータジェネレータの温度が第一温度以上であると、前記第一モータジェネレータによって前記ポンプを回転させて前記第二モータジェネレータに潤滑油を供給する第一走行モードを実行し、
前記ＥＶ走行中に、前記第二モータジェネレータの温度が前記第一温度よりも大きな第二温度以上であると、前記エンジンを運転させ、前記エンジンの動力によって前記ポンプを回転させて前記第二モータジェネレータに潤滑油を供給する第二走行モードを実行する
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記エンジンは、前記車両の駆動輪に動力を伝達可能であり、
前記ＥＶ走行中に、前記第二モータジェネレータの温度が前記第二温度よりも大きな第三温度以上となると、前記エンジンの動力によって前記車両を走行させる
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記エンジンと、前記第一モータジェネレータと、前記第二モータジェネレータおよび前記車両の駆動輪とは、遊星歯車機構を介して相互に接続されており、
前記第一モータジェネレータは、前記第二走行モードにおいて、前記エンジンの動力に対する反力を発生させて前記エンジンから前記駆動輪への動力の伝達を規制する
請求項１または２に記載の車両制御装置。
【請求項１】
第一モータジェネレータと、
第二モータジェネレータと、
前記第一モータジェネレータと接続されたエンジンと、
前記エンジンの回転軸に配置され、前記エンジンの回転と連動して回転して前記第二モータジェネレータに潤滑油を供給するポンプと、
を備え、
前記エンジンの動力によらずに前記第二モータジェネレータの動力によって車両を走行させるＥＶ走行中に、前記第二モータジェネレータの温度が第一温度以上であると、前記第一モータジェネレータによって前記ポンプを回転させて前記第二モータジェネレータに潤滑油を供給する第一走行モードを実行し、
前記ＥＶ走行中に、前記第二モータジェネレータの温度が前記第一温度よりも大きな第二温度以上であると、前記エンジンを運転させ、前記エンジンの動力によって前記ポンプを回転させて前記第二モータジェネレータに潤滑油を供給する第二走行モードを実行する
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記エンジンは、前記車両の駆動輪に動力を伝達可能であり、
前記ＥＶ走行中に、前記第二モータジェネレータの温度が前記第二温度よりも大きな第三温度以上となると、前記エンジンの動力によって前記車両を走行させる
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記エンジンと、前記第一モータジェネレータと、前記第二モータジェネレータおよび前記車両の駆動輪とは、遊星歯車機構を介して相互に接続されており、
前記第一モータジェネレータは、前記第二走行モードにおいて、前記エンジンの動力に対する反力を発生させて前記エンジンから前記駆動輪への動力の伝達を規制する
請求項１または２に記載の車両制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２３２６１１（Ｐ２０１２−２３２６１１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１００５３６（Ｐ２０１１−１００５３６）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【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１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【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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