CN104010904B - 车辆的控制装置 - Google Patents

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Abstract

在并用第一电动机及第二电动机作为行驶用驱动力源的电动行驶时，不实施物理性的对策，而抑制差动机构的耐久性下降。在制动器B被接合的并用模式下的电动行驶时，小齿轮(P)的转速越高，则越减小要求驱动转矩中由第一电动机(MG1)分担的驱动转矩。这样的话，在小齿轮差转速(ΔNp)升高时，第一电动机转矩(Tmg1)减小，即，即便小齿轮差转速(ΔNp)高也减小经由小齿轮(P)传递的第一电动机转矩(Tmg1)，因此行星齿轮装置(30)的耐久性(例如小齿轮(P)的轴承的耐烧结性)提高。因此，无需设置特别的润滑路径或增加润滑油量等。

Description

车辆的控制装置
技术领域
本发明涉及具备差动机构的车辆的控制装置，该差动机构构成为能够锁止与分别连接于第一电动机和驱动轮的旋转要素不同的旋转要素，本发明尤其涉及在进行锁止工作而行驶的电动行驶时抑制差动机构的耐久性下降的技术。
背景技术
公知有一种车辆，具备：第一电动机；差动机构，具有与该第一电动机连接的旋转要素、以能够传递动力的方式与驱动轮连接的作为输出旋转部件的旋转要素及通过锁止机构的工作而与非旋转部件连接的旋转要素；及第二电动机，以能够传递动力的方式与驱动轮连接。例如，专利文献1记载的车辆正是如此。在该专利文献1中提出了如下的方案：一种车辆，具备发动机、第一电动机、差动机构、第二电动机及锁止机构，该差动机构具备与发动机的曲轴、第一电动机的旋转轴及连接于车轴的驱动轴这三个轴分别连接的三个旋转要素，该第二电动机与驱动轴连接，该锁止机构将发动机的曲轴固定成不能旋转，将发动机设为运转停止状态而通过锁止机构将发动机的曲轴固定成不能旋转，并且为了满足要求的驱动转矩而高效地并用第一电动机及第二电动机作为行驶用的驱动源，由此进行电动行驶。
专利文献1：日本特开2008-265600号公报
发明内容
然而，在电动行驶时，在并用第一电动机及第二电动机的情况下，第二电动机的动力不经由差动机构而向驱动轮传递。另一方面，第一电动机的动力经由差动机构(尤其是构成差动机构的小齿轮(例如行星齿轮))而向输出旋转部件(即驱动轮侧)传递。因此，例如当因车速而小齿轮的转速(小齿轮的自转转速或小齿轮的相对转速(差转速))增大时，被传递的第一电动机转矩越大，则越存在差动机构的耐久性下降的可能性。而且，当为了传递大的第一电动机转矩而实施增加差动机构的润滑油量等物理性的对策时，存在燃油经济性恶化的可能性。另外，上述那样的课题未公知，还没有提出在电动行驶时、从差动机构的耐久性能提高的观点出发而适当地并用第一电动机及第二电动机的方案。
本发明以上述的情况为背景而作出，其目的在于提供一种在并用第一电动机及第二电动机作为行驶用驱动力源的电动行驶时、不实施物理性的对策而能够抑制差动机构的耐久性下降的车辆的控制装置。
用于实现上述目的的第一方案的要旨在于，(a)一种车辆的控制装置，上述车辆具备：第一电动机；差动机构，具有与该第一电动机连接的旋转要素、以能够传递动力的方式与驱动轮连接的作为输出旋转部件的旋转要素及通过锁止机构的工作而与非旋转部件连接的旋转要素；及第二电动机，以能够传递动力的方式与驱动轮连接，(b)在上述锁止机构工作的状态下并用来自上述第一电动机及上述第二电动机的输出转矩而进行行驶的电动行驶时，构成上述差动机构的小齿轮的转速越高，则越减小所要求的驱动转矩中由该第一电动机分担的驱动转矩。
发明效果
这样的话，在小齿轮的转速(小齿轮的自转转速或小齿轮的差转速)升高时，第一电动机的输出转矩减小，即，即便小齿轮的转速高也减小经由该小齿轮传递的第一电动机的输出转矩，因此差动机构的耐久性(例如小齿轮的轴承的耐烧结性)提高。因此，无需设置特别的润滑路径或增加润滑油量等。由此，在并用第一电动机及第二电动机作为行驶用驱动力源的电动行驶时，不实施物理性的对策而能够抑制差动机构的耐久性下降。
在此，第二方案以上述第一方案记载的车辆的控制装置为基础，在上述小齿轮的转速处于预先规定的低转速区域时，基于运转效率而由上述第一电动机及第二电动机来分担上述所要求的驱动转矩。这样的话，在小齿轮的转速比较低时，即使第一电动机的输出转矩比较高，差动机构的耐久性也难以下降，因此以使燃油经济性比耐久性提高优先的电动机的转矩分担来使第一电动机及第二电动机工作。
另外，第三方案以上述第一方案或第二方案记载的车辆的控制装置为基础，上述差动机构是由三个上述旋转要素构成的差动机构，在通过上述锁止机构的工作而与上述非旋转部件连接的旋转要素上连接有发动机的曲轴，在上述电动行驶时，上述曲轴固定于上述非旋转部件。这样的话，能适当地执行并用第一电动机及第二电动机作为行驶用驱动力源的电动行驶。
另外，第四方案以上述第一方案或第二方案记载的车辆的控制装置为基础，上述差动机构是由具有三个上述旋转要素及与除了这三个上述旋转要素之外的另一个旋转要素的四个旋转要素构成的差动机构，在通过上述锁止机构的工作而与上述非旋转部件连接的旋转要素及上述另一个旋转要素中的任一旋转要素上连接有发动机的曲轴，在上述电动行驶时，使上述发动机为运转停止状态，并且上述另一个旋转要素的转速越高，则越进一步减小由上述第一电动机分担的驱动转矩。这样的话，能适当地执行并用第一电动机及第二电动机作为行驶用驱动力源的电动行驶。而且，在上述不同的旋转要素的转速升高时，即小齿轮的公转转速升高时，公转量的离心力进行作用而差动机构的耐久性容易下降，相对于此，第一电动机的输出转矩进一步减小，即，即便小齿轮的公转转速高也进一步减小经由该小齿轮传递的第一电动机的输出转矩，因此差动机构的耐久性进一步提高。
另外，第五方案以上述第一方案至第四方案中任一方案记载的车辆的控制装置为基础，上述差动机构的润滑油的温度越高，则越进一步减小由上述第一电动机分担的驱动转矩。这样的话，在润滑油的温度高时，润滑油容易流动，即油膜容易破裂，因此差动机构的耐久性容易下降，相对于此，第一电动机的输出转矩进一步减小，即，即便小齿轮的转速高也进一步减小经由该小齿轮传递的第一电动机的输出转矩，因此差动机构的耐久性进一步提高。
附图说明
图1是说明适用本发明的车辆的简要结构的图，并且是说明设于车辆的控制***的主要部分的框图。
图2是说明电子控制装置的控制功能的主要部分的功能框图。
图3是能够相对地表示行星齿轮装置中的各旋转要素的转速的共线图，示出了制动器分离时的行驶状态。
图4是与图3同样的共线图，示出了制动器被接合时的行驶状态。
图5是表示MG1转矩上限映射的一例的图。
图6是说明用于在电子控制装置的控制工作的主要部分即并用模式下的电动行驶时、不实施物理性的对策而抑制行星齿轮装置的耐久性下降的控制工作的流程图。
图7是执行了图6的流程图所示的控制工作时的时间图。
图8是表示具备由四个旋转要素构成的差动机构的第一驱动部的一例的图，是与图1的第一驱动部不同的实施例。
图9是图8的差动机构的共线图，示出了制动器被接合时的行驶状态。
图10是表示MG1转矩上限映射的一例的图，是与图5的MG1转矩上限映射不同的实施例。
图11是说明作为锁止机构的啮合离合器的简要结构的图。
具体实施方式
在本发明中，优选的是，上述车辆是如下车辆：具备第一电动机及第二电动机作为行驶用的驱动力源的电动车、具备发动机、第一电动机及第二电动机且通过电动机能够行驶的混合动力车辆、虽然是该混合动力车辆但是能够从充电站或家庭用电源等向蓄电装置进行充电的所谓插电式混合动力车辆等。尤其是该插电式混合动力车辆可认为与混合动力车辆相比蓄电装置的最大输入输出容许值增大，因此例如能够使能够进行电动行驶的区域对应至更高的要求驱动转矩。此时，例如不增大第二电动机，能够采用上述锁止机构而使用第一电动机及第二电动机作为行驶用的驱动力源，由此能够抑制电动机的大型化。如此，上述锁止机构对于插电式混合动力车辆而言更加有用。本发明适用于采用了该锁止机构的车辆。
以下，参照附图，详细说明本发明的实施例。
实施例1
图1是说明适用本发明的车辆即混合动力车辆10(以下，称为车辆10)的简要结构的图，并且是说明为了控制车辆10的各部而设置的控制***的主要部分的框图。在图1中，车辆10构成为具备作为行驶用的驱动力源的发动机12、第一电动机MG1及第二电动机、设于左右一对驱动轮14之间的动力传递路径上的第一驱动部16、第二驱动部18、差动齿轮装置20及左右一对车轴22等。而且，车辆10具备油泵24，该油泵24由发动机12驱动而旋转，由此产生作为液压控制回路54的源压的液压，并向第一驱动部16、第二驱动部18等供给润滑油。而且，车辆10具备将发动机12的曲轴26相对于作为非旋转部件的壳体28进行固定的作为锁止机构的制动器B。
第一驱动部16构成为具备行星齿轮装置30及输出齿轮32。行星齿轮装置30是公知的单小齿轮型的行星齿轮装置，具有与第一电动机MG1连接的作为旋转要素的太阳轮S、以能够传递动力的方式与驱动轮14连接的旋转要素即经由小齿轮P而与太阳轮S啮合的齿圈R及通过制动器B的接合工作而与壳体28连接的旋转要素即将小齿轮P支承为能够自转及公转的行星架CA作为三个旋转要素(旋转部件)，该行星齿轮装置作为产生差动作用的差动机构发挥功能。行星架CA与作为第一驱动部16的输入轴的曲轴26连接，齿圈R与输出齿轮32连接。即，行星齿轮装置30是动力分配机构，具备输入旋转部件即与发动机12连接的作为第一旋转要素RE1的行星架CA、作为第二旋转要素RE2的太阳轮S及输出旋转部件即作为第三旋转要素RE3的齿圈R，并将从发动机12输出的动力向第一电动机MG1及输出齿轮32分配，该行星齿轮装置30作为电无级变速器发挥功能。输出齿轮32与大径齿轮36啮合，该大径齿轮36与平行于曲轴26的中间输出轴34一体地设置。而且，与中间输出轴34一体地设置的小径齿轮38与差动齿轮装置20的差速器输入齿轮40啮合。
第二驱动部18构成为具备与作为第二电动机MG2的输出轴的MG2输出轴42连接的第二输出齿轮44。第二输出齿轮44与大径齿轮36啮合。由此，第二电动机MG2以能够传递动力的方式与驱动轮14连接。
第一电动机MG1及第二电动机MG2均是具有作为产生驱动力的马达(发动机)及产生反力的发电机(发电机)的功能的电动发电机，但第一电动机MG1至少具备作为发电机的功能，第二电动机MG2至少具备作为马达的功能。
在如以上那样构成的车辆10中，来自第一驱动部16中的发动机12、第一电动机MG1的动力经由行星齿轮装置30而向输出齿轮32传递，并经由设于中间输出轴34的大径齿轮36及小径齿轮38而向差动齿轮装置20的差速器输入齿轮40传递。而且，来自第二驱动部18中的第二电动机MG2的动力经由MG2输出轴42及第二输出齿轮44而向大径齿轮36传递，并经由小径齿轮38而向差速器输入齿轮40传递。即，在车辆10中，发动机12、第一电动机MG1及第二电动机MG2都可被使用作为行驶用的驱动源。
制动器B是例如由液压促动器进行接合控制的多板式的液压式摩擦接合装置。该制动器B根据从液压控制回路54供给的液压Pb而在接合或分离之间控制其接合状态。而且，根据需要也可以进行滑动接合。在制动器B分离时，发动机12的曲轴26相对于壳体28形成为能够相对旋转的状态。另一方面，在制动器B接合时，曲轴26相对于壳体28形成为不能相对旋转的状态。即，通过制动器B的接合，曲轴26被固定(锁止)于壳体28。
另外，车辆10具备对车辆10的各部进行控制的作为控制装置的电子控制装置80。该电子控制装置80包含具备例如CPU、RAM、ROM、输入输出接口等的所谓微型计算机，CPU利用RAM的暂时存储功能并按照预先存储于ROM的程序来进行信号处理，由此执行车辆10的各种控制。例如，电子控制装置80构成为，执行与发动机12、第一电动机MG1、第二电动机MG2等相关的混合动力驱动控制等车辆控制，并根据需要而分开为发动机12的输出控制用、电动机MG1、MG2的输出控制用等。而且，将基于设于车辆10的各传感器(例如曲轴位置传感器60、输出转速传感器62、分解器等第一电动机转速传感器64、分解器等第二电动机转速传感器66、油温传感器68、油门开度传感器70、蓄电池传感器72等)的检测值的各种信号(例如发动机转速Ne及曲轴角度Acr、与车速V对应的输出齿轮32的转速即输出转速Nout、第一电动机转速Nmg1、第二电动机转速Nmg2、第一驱动部16等的润滑油的温度即润滑油温THoil、油门开度Acc、蓄电装置52的充电状态(充电容量)SOC等)向电子控制装置80供给。而且，从电子控制装置80向设于车辆10的各装置(例如发动机12、逆变器50、液压控制回路54等)供给各种指令信号(例如发动机控制指令信号Se、电动机控制指令信号Sm、液压控制指令信号Sp等)。
图2是说明电子控制装置80的控制功能的主要部分的功能框图。在图2中，混合动力控制单元即混合动力控制部82输出对例如电子节气门的开闭、燃料喷射量、点火时期等进行控制的发动机控制指令信号Se，以得到用于产生目标发动机动力Pe*的发动机转矩Te的目标值的方式执行发动机12的输出控制。而且，混合动力控制部82将对第一电动机MG1、第二电动机MG2的工作进行控制的电动机控制指令信号Sm向逆变器50输出，以得到第一电动机转矩Tmg1、第二电动机转矩Tmg2的目标值的方式执行第一电动机MG1、第二电动机MG2的输出控制。
具体而言，混合动力控制部82根据油门开度Acc，算出此时的车速V所要求的驱动转矩(要求驱动转矩)，以考虑充电要求值(充电要求动力)等而通过低燃耗形成为废气量少的运转的方式，从发动机12、第一电动机MG1及第二电动机MG2中的至少一个产生要求驱动转矩。例如，混合动力控制部82根据行驶状态而选择性地使电动行驶模式、发动机行驶模式(常规行驶模式)、辅助行驶模式(加速行驶模式)等成立，该电动行驶模式是用于使发动机12的运转停止且仅以第一电动机MG1及第二电动机MG2中的至少一方电动机为行驶用的驱动源而进行电动行驶(EV行驶)的行驶模式，该发动机行驶模式(常规行驶模式)是用于通过第一电动机MG1的发电来承担与发动机12的动力相对的反力由此向输出齿轮32传递发动机直达转矩、并通过第一电动机MG1的发电电力来驱动第二电动机MG2由此向驱动轮14传递转矩而至少以发动机12为行驶用的驱动源进行发动机行驶的行驶模式，该辅助行驶模式(加速行驶模式)是用于在该发动机行驶模式中还附加使用了来自蓄电装置52的电力的第二电动机MG2的驱动转矩而进行行驶的行驶模式。在处于要求驱动转矩比预先实验性地或设计性地求出并存储的(即预先规定的)阈值小的电动行驶区域时，混合动力控制部82使电动行驶模式成立，而在处于要求驱动转矩为预先规定的阈值以上的发动机行驶区域时，混合动力控制部82使发动机行驶模式或辅助行驶模式成立。
混合动力控制部82在使电动行驶模式成立时，还判断是能够并用第一电动机转矩Tmg1及第二电动机转矩Tmg2进行行驶的并用模式，还是能够仅使用第二电动机转矩Tmg2进行行驶的单独模式。例如，在电动行驶模式下，在仅通过第二电动机MG2能提供要求驱动转矩时混合动力控制部82使单独模式成立，而仅通过第二电动机MG2不能提供要求驱动转矩时混合动力控制部82使并用模式成立。但是，即使在仅通过第二电动机MG2能提供要求驱动转矩时，在第二电动机MG2的动作点(例如由第二电动机转速Nmg2及第二电动机转矩Tmg2表示的第二电动机的运转点)作为使第二电动机MG2的效率恶化的动作点而处于预先规定的区域内的情况下，换言之，在并用第一电动机MG1及第二电动机MG2的效率更好的情况下，混合动力控制部82也使并用模式成立。
混合动力控制部82在电动行驶模式下使并用模式成立时，基于第一电动机MG1及第二电动机MG2的运转效率，使要求驱动转矩由第一电动机MG1及第二电动机MG2分担。例如，混合动力控制部82在并用模式的电动行驶时，基于要求驱动转矩，求出预先规定的燃油经济性优先的转矩分担率，基于该分担率来求出相对于要求驱动转矩的第一电动机MG1及第二电动机MG2的各分担转矩。并且，混合动力控制部82以输出各分担转矩的方式控制第一电动机MG1及第二电动机MG2而进行电动行驶。
锁止机构工作控制单元即锁止机构工作控制部84控制制动器B的工作。具体而言，锁止机构工作控制部84控制从液压控制回路54向制动器B的液压促动器供给的液压Pb，由此控制制动器B的接合或分离、即曲轴26相对于壳体28的固定或该固定的解除。例如，在通过混合动力控制部82在电动行驶模式下使并用模式成立时，锁止机构工作控制部84通过增加液压Pb而使制动器B接合，从而将曲轴26相对于壳体28进行固定。而且，在通过混合动力控制部82在使发动机行驶模式或辅助行驶模式成立、或者在电动行驶模式下使单独模式成立时，锁止机构工作控制部84通过减小液压Pb而使制动器B分离，从而解除曲轴26相对于壳体28的固定。
图3及图4是能够相对地表示行星齿轮装置30中的三个旋转要素的转速的共线图，纵线Y1-Y3朝向纸面从左向右依次地，纵线Y1表示与第一电动机MG1连接的作为第二旋转要素RE2的太阳轮S的转速，纵线Y2表示与发动机12连接的作为第一旋转要素RE1的行星架CA的转速，纵线Y3表示经由大径齿轮36及第二输出齿轮44等而与第二电动机MG2连接的作为第三旋转要素RE3的齿圈R的转速。图3表示制动器B分离时的行驶状态下的各旋转要素的相对速度，图4表示制动器B接合时的行驶状态下的各旋转要素的相对速度。
使用图3的实线来说明发动机行驶模式或辅助行驶模式中的车辆10的工作的话，相对于向行星架CA输入的发动机转矩Te，第一电动机转矩Tmg1向太阳轮S输入。此时，能够通过第一电动机MG1的牵引控制或反力控制来执行将由例如发动机转速Ne及发动机转矩Te表示的发动机12的运转点设定为燃油经济性最佳的动作点的控制。这种混合动力形式被称为机械分配式或分开式。而且，使用图3的虚线来说明电动行驶模式下的单独模式下的车辆10的工作的话，不进行发动机12的驱动(即发动机12为运转停止状态)，其转速为零。在此状态下，第二电动机MG2的牵引转矩作为车辆前进方向的驱动力而向驱动轮14传递。而且，第一电动机MG1为无负载状态(自由)。
另外，使用图4来说明电动行驶模式下的并用模式下的车辆10的工作的话，不进行发动机12的驱动，其转速为零。而且，通过锁止机构工作控制部84使制动器B以将曲轴26相对于壳体28进行固定的方式被接合而工作，将发动机12固定(锁止)成不能旋转。在制动器B被接合的状态下，第二电动机MG2的牵引转矩作为车辆前进方向的驱动力而向驱动轮14传递。而且，第一电动机MG1的反力转矩作为车辆前进方向的驱动力而向驱动轮14传递。即，在车辆10中，曲轴26由制动器B锁止，由此能够并用第一电动机MG1及第二电动机MG2作为行驶用的驱动源。由此，在例如所谓插电式混合动力车辆等中，在蓄电装置52为大容量化(高输出化)的情况下，能够抑制第二电动机MG2的大型化并实现电动行驶的高输出化。
另外，在本实施例的车辆10中，在电动行驶模式下的并用模式下，在并用第一电动机MG1及第二电动机MG2作为行驶用的驱动力源时，第二电动机MG2的动力不经由行星齿轮装置30而向驱动轮14传递。另一方面，第一电动机MG1的动力经由行星齿轮装置30(尤其是构成行星齿轮装置30的小齿轮P)而从齿圈R向驱动轮14传递。在此，在图4中，纵线P将小齿轮P的自转转速Np表示在共线图上。从图4可知，在制动器B被接合的情况下，当齿圈R的转速增大时，根据包含小齿轮P的行星齿轮装置30的各旋转要素的相对速度的关系，小齿轮P的自转转速Np增大。伴随于此，由小齿轮P的自转转速Np与行星架CA的转速(即发动机转速Ne)的转速差表示的小齿轮P的相对转速(差转速)ΔNp(＝Np-Ne)增大。因此，因车速V所对应的齿圈R的转速(输出转速Nout)的增大而小齿轮P的差转速(小齿轮差转速)ΔNp增大时，传递的第一电动机转矩Tmg1越大，则行星齿轮装置30(尤其是小齿轮P的轴承等)的耐久性可能越会下降。相对于这样的耐久性的下降，为了传递大的第一电动机转矩Tmg1，考虑了实施增加向行星齿轮装置30的润滑油量等的物理性的对策这一情况，但这样的话，燃油经济性可能会恶化。
因此，本实施例的电子控制装置80在电动行驶模式下在制动器B被接合而工作的状态下并用第一电动机MG1及第二电动机MG2作为行驶用的驱动力源的电动行驶时，为了不实施物理性的对策而抑制行星齿轮装置30的耐久性下降，小齿轮P的转速越高，则越减小要求驱动转矩中由第一电动机MG1分担的驱动转矩。小齿轮P的转速是例如小齿轮P的自转转速Np或小齿轮差转速ΔNp。而且，在制动器B被接合而工作的状态下，行星架CA的转速为零，因此小齿轮P的自转转速Np与小齿轮差转速ΔNp实质上相同。
图5是小齿轮差转速ΔNp与能够作为第一电动机MG1的分担转矩的第一电动机转矩Tmg1的上限转矩(MG1转矩上限)Tmg1lim的预先规定的关系(MG1转矩上限映射)。而且，在图5的实线中，在小齿轮差转速ΔNp为预定值ΔNpA以下的低转速区域中，MG1转矩上限Tmg1lim为第一电动机MG1能够输出的最大值(MG1转矩最大值)Tmg1max。因此，在小齿轮差转速ΔNp为预定值ΔNpA以下的低转速区域中，能够输出以燃油经济性优先的转矩分担率求出的相对于要求驱动转矩的第一电动机MG1的分担转矩。而且，在图5的实线中，在小齿轮差转速ΔNp超过预定值ΔNpA的高速旋转区域中，小齿轮差转速ΔNp越大，则越减小MG1转矩上限Tmg1lim。因此，在小齿轮差转速ΔNp超过预定值ΔNpA的高速旋转区域中，以燃油经济性优先的转矩分担率求出的相对于要求驱动转矩的第一电动机MG1的分担转矩只能输出至MG1转矩上限Tmg1lim。即，小齿轮差转速ΔNp越大，则越减小第一电动机MG1的分担转矩。这样一来，MG1转矩上限Tmg1lim未设为MG1转矩最大值Tmg1max的区域相当于MG1转矩限制区域，小齿轮差转速ΔNp超过预定值ΔNpA的高速旋转区域相当于MG1转矩限制区域。上述预定值ΔNpA是作为在电动行驶模式的并用模式时即使不限制第一电动机转矩Tmg1(不将第一电动机转矩Tmg1设为MG1转矩最大值Tmg1max)也难以产生小齿轮P的轴承等的耐久性下降这样的问题的小齿轮差转速ΔNp而预先规定的上限值。
然而，在润滑油温THoil高时，润滑油容易流动，即油膜容易破裂，因此可认为行星齿轮装置30的耐久性容易下降。因此，润滑油温THoil越高，则越进一步减小由第一电动机MG1分担的驱动转矩。图5的双点划线是润滑油温THoil比较高的高油温时的MG1转矩上限映射，与实线所示的润滑油温THoil为通常的通常油温时的MG1转矩上限映射相比，减小同一值的小齿轮差转速ΔNp下的MG1转矩上限Tmg1lim。因此，在润滑油温THoil比通常油温时高的高油温时，进一步减小第一电动机MG1的分担转矩，在小齿轮差转速ΔNp的整个区域设为MG1转矩限制区域。另外，上述通常油温时是指润滑油温THoil处于作为例如难以产生行星齿轮装置30的耐久性容易下降这样的问题的润滑油温THoil而预先规定的预定的低油温区域的时刻。而且，上述高油温时是指润滑油温THoil处于比上述预定的低油温区域高的高油温区域的时刻。
更具体而言，返回到图2，在通过混合动力控制部82在电动行驶模式下使并用模式成立时，MG1转矩限制区域判定单元即MG1转矩限制区域判定部86判定是否处于MG1转矩限制区域。例如，MG1转矩限制区域判定部86基于是否为高油温时来判定是否处于MG1转矩限制区域。而且，MG1转矩限制区域判定部86在判断为通常油温时的情况下，基于小齿轮差转速ΔNp是否超过预定值ΔNpA来判定是否处于MG1转矩限制区域。另外，小齿轮差转速ΔNp通过电子控制装置80，基于例如根据行星齿轮装置30的各旋转要素的相对速度的关系而基于至少两个旋转要素求出的小齿轮P的自转转速Np和行星架CA的转速来求出。
在电动行驶模式的并用模式时，在通过MG1转矩限制区域判定部86判定为不处于MG1转矩限制区域的情况下(例如处于在通常油温时小齿轮差转速ΔNp为预定值ΔNpA以下的低转速区域的情况下)，混合动力控制部82基于预先规定的燃油经济性优先的转矩分担率而使要求驱动转矩由第一电动机MG1及第二电动机MG2分担。另一方面，在电动行驶模式的并用模式时，在通过MG1转矩限制区域判定部86判定为处于MG1转矩限制区域的情况下，混合动力控制部82例如根据图5所示那样的MG1转矩上限映射，基于小齿轮差转速ΔNp及润滑油温THoil来求出MG1转矩上限Tmg1lim。并且，在基于预先规定的燃油经济性优先的转矩分担率的第一电动机MG1的分担转矩超过MG1转矩上限Tmg1lim时，混合动力控制部82将第一电动机MG1的分担转矩限制至该MG1转矩上限Tmg1lim。此时，混合动力控制部82关于第一电动机MG1的分担转矩超过MG1转矩上限Tmg1lim的量，尽可能地由第二电动机MG2承担。因此，在这种情况下，燃油经济性的优先度下降。而且，未由第二电动机MG2承担的量会导致实际驱动转矩相对于要求驱动转矩变得不足。另外，在基于预先规定的燃油经济性优先的转矩分担率的第一电动机MG1的分担转矩未超过MG1转矩上限Tmg1lim时，即使处于MG1转矩限制区域，实质上第一电动机转矩Tmg1也不被限制，这是不言而喻的。
图6是说明用于在电子控制装置80的控制工作的主要部分即并用模式下的电动行驶时不实施物理性的对策而抑制行星齿轮装置30的耐久性下降的控制工作的流程图，例如以几毫秒至几十毫秒左右的极短的周期时间反复执行。图7是执行图6的流程图所示的控制工作时的时间图，是在并用模式下的电动行驶中伴随着车速V的上升而小齿轮差转速ΔNp也上升的情况的一例。
在图6中，首先，在与混合动力控制部82对应的步骤(以下，省略步骤)S10中，例如在电动行驶模式成立时，判定是否为并用第一电动机转矩Tmg1及第二电动机转矩Tmg2进行行驶的区域。在该S10的判断为肯定时，在与MG1转矩限制区域判定部86对应的S20中，例如基于是否为高油温时来判定是否处于MG1转矩限制区域。而且，在通常油温时，基于小齿轮差转速ΔNp是否超过预定值ΔNpA来判定是否处于MG1转矩限制区域(参照图7的实施例)。在该S20的判断为否定时，在与混合动力控制部82对应的S30中，基于要求驱动转矩来求出预先规定的燃油经济性优先的转矩分担率，基于该分担率来求出相对于要求驱动转矩的第一电动机MG1及第二电动机MG2的各分担转矩(图7的t1时刻以前)。另一方面，在上述S20的判断为肯定时，在与混合动力控制部82对应的S40中，例如根据图5所示那样的MG1转矩上限映射，基于小齿轮差转速ΔNp及润滑油温THoil来求出MG1转矩上限Tmg1lim。而且，与上述S30同样地，基于预先规定的燃油经济性优先的转矩分担率来求出相对于要求驱动转矩的第一电动机MG1及第二电动机MG2的各分担转矩。并且，在该第一电动机MG1的分担转矩超过上述MG1转矩上限Tmg1lim时，将第一电动机MG1的分担转矩限制至该MG1转矩上限Tmg1lim(图7的t1时刻以后)。在第一电动机MG1的分担转矩被限制而第一电动机转矩Tmg1不足时，尽可能地使第二电动机MG2的分担转矩超过第一电动机转矩Tmg1的不足量(图7的t1时刻以后)。接着上述S30或上述S40，在与锁止机构工作控制部84对应的S50中，使制动器B接合或维持制动器B的接合(参照图7的实施例)。接着，在与混合动力控制部82对应的S60中，以上述S30或上述S40求出的第一电动机MG1及第二电动机MG2的各分担转矩来执行并用模式下的电动行驶(参照图7的实施例)。另一方面，在上述S10的判断为否定时，在与锁止机构工作控制部84对应的S70中，使制动器B分离或维持制动器B的分离。接着，在与混合动力控制部82对应的S80中，仅利用第二电动机MG2输出要求驱动转矩而执行单独模式下的电动行驶。
如上述那样，根据本实施例，在制动器B被接合的并用模式下的电动行驶时，小齿轮P的转速越高，则越减小要求驱动转矩中由第一电动机MG1分担的驱动转矩。这样的话，在小齿轮差转速ΔNp升高时，减小第一电动机转矩Tmg1，即，即便小齿轮差转速ΔNp高也减小经由小齿轮P传递的第一电动机转矩Tmg1，因此行星齿轮装置30的耐久性(例如小齿轮P的轴承的耐烧结性)提高。因此，无需设置特别的润滑路径或增加润滑油量等。由此，在并用模式下的电动行驶时，不实施物理性的对策而能够抑制行星齿轮装置30的耐久性下降。
而且，根据本实施例，在小齿轮差转速ΔNp处于预定值ΔNpA以下的低转速区域时，基于运转效率而使第一电动机MG1及第二电动机MG2分担要求驱动转矩。这样的话，在小齿轮差转速ΔNp比较低时，即使第一电动机转矩Tmg1比较高，行星齿轮装置30的耐久性也难以下降，因此以使燃油经济性比耐久性提高优先的转矩分担来使第一电动机MG1及第二电动机MG2工作。
另外，根据本实施例，行星齿轮装置30是由三个旋转要素构成的行星齿轮装置，在并用模式下的电动行驶时，通过制动器B的接合工作而将曲轴12固定于壳体28，因此能适当地执行并用模式下的电动行驶。
另外，根据本实施例，润滑油温THoil越高，则越进一步减小由第一电动机MG1分担的要求驱动转矩。这样的话，在润滑油温THoil高时，润滑油容易流动即油膜容易破裂，因此行星齿轮装置30的耐久性容易下降，相对于此，进一步减小第一电动机转矩Tmg1，即，即便小齿轮差转速ΔNp高也进一步减小经由小齿轮P传递的第一电动机转矩Tmg1，因此行星齿轮装置30的耐久性进一步提高。
接下来，说明本发明的另一实施例。另外，在以下的说明中，对于实施例相互共通的部分，标注同一附图标记而省略说明。
实施例2
图8是说明适用本发明的另一车辆即混合动力车辆100(以下，称为车辆100)的简要结构的图。该图8所示的车辆100的第一驱动部102具备由四个旋转要素构成的差动机构104。
差动机构104构成为具备单小齿轮型的第一行星齿轮装置106及单小齿轮型的第二行星齿轮装置108，该第一行星齿轮装置106具有经由第一太阳轮S1、第一行星架CA1、第一小齿轮P1而与第一太阳轮S1啮合的第一齿圈R1，该第二行星齿轮装置108具有经由第二太阳轮S2、第二行星架CA2、第二小齿轮P2而与第二太阳轮S2啮合的第二齿圈R2。差动机构104具有将第一行星架CA1与第二齿圈R2连接而构成的第一旋转要素RE1、由第一太阳轮S1构成的第二旋转要素RE2、由第二太阳轮S2构成的第三旋转要素RE3及将第一齿圈R1与第二行星架CA2连接而构成的第四旋转要素RE4这四个旋转要素，整体作为产生差动作用的差动机构发挥功能。即，差动机构104由四个旋转要素构成，这四个旋转要素具有与第一电动机MG1连接的第二旋转要素RE2、以能够传递动力的方式与驱动轮14连接的第三旋转要素RE3、通过制动器B的接合工作而与壳体28连接的第一旋转要素RE1及与这三个旋转要素不同的第四旋转要素RE4。而且，差动机构104在作为输入旋转部件的第一旋转要素RE1连接有发动机12的曲轴26，且作为输出旋转部件的第三旋转要素RE3与输出齿轮32连接。如此构成的差动机构104是将从发动机12输出的动力向第一电动机MG1及输出齿轮32分配的动力分配机构，作为电无级变速器发挥功能。
图9是能够相对地表示差动机构104中的四个旋转要素的转速的共线图，纵线Y1-Y4朝向纸面从左向右依次地，纵线Y1表示第二旋转要素RE2的转速，纵线Y2表示第一旋转要素RE1的转速，纵线Y3表示第四旋转要素RE4的转速，纵线Y4表示第三旋转要素RE3的转速。该图9分别表示制动器B被接合时的行驶状态下的各旋转要素的相对速度。
使用图9来说明电动行驶模式下的并用模式下的车辆100的工作的话，发动机12为运转停止状态，其转速为零。而且，通过锁止机构工作控制部84经由液压控制回路54使制动器B以将曲轴26相对于壳体28进行固定的方式被接合而工作，将发动机12的旋转锁止。在制动器B被接合的状态下，第二电动机MG2的牵引转矩作为车辆前进方向的驱动力而向驱动轮14传递。而且，第一电动机MG1的反力转矩作为车辆前进方向的驱动力而向驱动轮14传递。即，在车辆100中，发动机12的曲轴26由制动器B锁止，由此能够并用第一电动机MG1及第二电动机MG2作为行驶用的驱动源。
在此，在图9中，纵线P1、P2将小齿轮P1、P2的各自转转速Np1、Np2表示在共线图上。从图9可知，在制动器B被接合时，若第三旋转要素RE3的转速增大，则小齿轮P1、P2的各差转速ΔNp1、ΔNp2增大。而且，若第三旋转要素RE3的转速增大，则第四旋转要素RE4的转速也增大。该第四旋转要素RE4的转速即第二行星架CA2的转速是小齿轮P2的公转转速。因此，若该小齿轮P2的公转转速增大，则小齿轮P2的差转速ΔNp2当然增大，但可认为公转量的离心力进行作用而差动机构104(尤其是小齿轮P2的轴承等)的耐久性容易进一步下降。即，即使小齿轮的差转速相同，在包含小齿轮的公转转速的情况下，与仅有小齿轮的自转转速的情况相比，可认为小齿轮的轴承等的耐久性容易下降。
因此，本实施例的电子控制装置80在并用模式下的电动行驶时，小齿轮P2的公转转速越高，则越进一步减小由第一电动机MG1分担的驱动转矩。图10是小齿轮差转速ΔNp与MG1转矩上限Tmg1lim的预先规定的关系(MG1转矩上限映射)。图10的实线是与图5的实线相同的通常油温时的MG1转矩上限映射，是如图1的第一驱动部16那样在小齿轮不公转仅自转时或小齿轮P2的公转转速比较低的小齿轮低速公转时使用的MG1转矩上限映射。相对于此，图10的虚线是如本实施例的第一驱动部102那样伴随着小齿轮P2公转时或小齿轮P2的公转转速比较高的小齿轮高速公转时使用的MG1转矩上限映射，与实线所示的MG1转矩上限映射相比，减小同一值的小齿轮差转速ΔNp下的MG1转矩上限Tmg1lim。因此，与小齿轮仅自转的情况或小齿轮低速公转时的情况相比，在伴随着小齿轮的公转的情况或小齿轮高速公转时的情况下，进一步减小第一电动机MG1的分担转矩，在小齿轮差转速ΔNp的整个区域设为MG1转矩限制区域。另外，上述小齿轮低速公转时是指小齿轮P2的公转转速处于作为例如难以产生差动机构104的耐久性容易下降这样的问题的小齿轮P2的公转转速而预先规定的预定的低速公转转速区域的时刻。而且，上述小齿轮高速公转时是指小齿轮P2的公转转速处于比上述预定的低速公转转速区域高的高速公转转速区域的时刻。而且，可以基于小齿轮P1的差转速ΔNp1及小齿轮P2的差转速ΔNp2来分别求出MG1转矩上限Tmg1lim，并选择小的一方。
如上述那样，根据本实施例，除了由三个旋转要素构成的行星齿轮装置30中的特有的效果之外，还能得到与上述的实施例同样的效果。而且，根据本实施例，差动机构104是由四个旋转要素构成的差动机构，在通过制动器B的接合工作而与壳体28连接的第一旋转要素RE1连接有发动机12的曲轴26，在并用模式下的电动行驶时将发动机12设为运转停止状态，因此能适当地执行并用模式下的电动行驶。而且，小齿轮P2的公转转速越高，则越进一步减小由第一电动机MG1分担的要求驱动转矩。这样的话，在小齿轮的公转转速升高时，公转量的离心力进行作用而差动机构104的耐久性容易下降，相对于此，进一步减小第一电动机转矩Tmg1，即，即便小齿轮P2的公转转速高也进一步减小经由小齿轮P2传递的第一电动机转矩Tmg1，因此差动机构104的耐久性进一步提高。
以上，基于附图，详细说明了本发明的实施例，但本发明在其他形态中也能适用。
例如，在上述的实施例中，如图5所示那样例示了通常油温时和高油温时这两种MG1转矩上限映射，但并不局限于此。例如，润滑油温THoil越高则越减小MG1转矩上限Tmg1lim那样的MG1转矩上限映射可以具有多种。而且，未必一定通过映射，只要预先规定润滑油温THoil越高则越减小MG1转矩上限Tmg1lim那样的连续性变化的关系即可。而且，如图10所示那样例示了小齿轮低速公转时和小齿轮高速公转时这两种MG1转矩上限映射，但并不局限于此。例如，小齿轮P2的公转转速越高则越减小MG1转矩上限Tmg1lim那样的MG1转矩上限映射可以具有多种。而且，未必一定通过映射，只要预先规定小齿轮P2的公转转速越高则越减小MG1转矩上限Tmg1lim那样的连续性变化的关系即可。而且，在高油温时且小齿轮高速公转时，可以使用相对于高油温时的MG1转矩上限映射而进一步减小MG1转矩上限Tmg1lim那样的MG1转矩上限映射。
另外，在上述的实施例中，基于小齿轮的差转速而求出了MG1转矩上限Tmg1lim，但并不局限于此。例如，对于不公转的小齿轮，可以使用小齿轮的自转转速。而且，在使制动器B被接合而工作时，小齿轮的转速与车速成比例，因此也可以取代小齿轮的转速而使用车速。具体而言，也可以是，在并用模式下的电动行驶时，车速V越高，则越减小要求驱动转矩中由第一电动机MG1分担的驱动转矩。
另外，在上述的实施例2中，在差动机构104中，在第一旋转要素RE1连接有发动机12的曲轴26，但是以在第四旋转要素RE4连接发动机12的曲轴26的方式构成也能适用本发明。在这种情况下，在并用模式下的电动行驶时，即便使制动器B被接合而工作，发动机12的旋转也未被锁止，但发动机12为运转停止状态。而且，在差动机构104中，以取代第一旋转要素RE1而使第四旋转要素RE4通过制动器B的接合工作而与壳体28连接的方式构成也能适用本发明。
另外，在上述的实施例中，例示了制动器B作为锁止机构，但并不局限于此。锁止机构可以是例如容许曲轴26的正旋转方向的旋转且阻止负旋转方向的旋转的单向离合器、图11所示那样的啮合离合器(牙嵌式离合器)120、干式接合装置、通过电磁促动器控制其接合状态的电磁式摩擦接合装置(电磁离合器)、磁粉式离合器等。总之，锁止机构只要是将与在差动机构中分别连接于第一电动机MG1和驱动轮14的旋转要素不同的旋转要素通过工作而与非旋转部件连接的机构(即将该不同的旋转要素固定成不能旋转的机构)即可。
在图11中，啮合离合器120构成为包括：发动机侧部件120a，在外周具备多个啮合齿，以绕着与曲轴26相同的轴心一体地旋转的方式设置；壳体侧部件120b，具备与该发动机侧部件120a的啮合齿对应的多个啮合齿，且固定设于壳体28；套筒120c，在内周侧具备与发动机侧部件120a及壳体侧部件120b的啮合齿啮合的花键，在这样的花键与发动机侧部件120a及壳体侧部件120b的啮合齿啮合的状态下，设成能够相对于发动机侧部件120a及壳体侧部件120b进行轴心方向的移动(滑动)；及促动器120d，在轴心方向上驱动该套筒120c。该促动器120d是液压式或电磁式等的促动器，根据液压或电磁力等，使套筒120c在设于其内周侧的花键与发动机侧部件120a及壳体侧部件120b双方的啮合齿啮合的状态和仅与壳体侧部件120b的啮合齿啮合且不与发动机侧部件120a的啮合齿啮合的状态之间移动。这样一来，在具备啮合离合器120(牙嵌式离合器)作为锁止机构的结构中，具有能够抑制曲轴26相对于壳体28的拖曳的发生这样的优点。
另外，在上述的实施例中，第二电动机MG2可以直接地或经由齿轮机构等间接地与输出齿轮32、中间输出轴34、驱动轮14等连接，或者直接或间接地连接于与驱动轮14不同的一对车轮。若第二电动机MG2如此与不同的一对车轮连接，则该不同的一对车轮也包含于驱动轮。总之，由来自发动机12的动力驱动的驱动轮与由来自第二电动机MG2的动力驱动的驱动轮可以是不同的车轮。
另外，在上述的实施例中，行星齿轮装置30、第一行星齿轮装置106及第二行星齿轮装置108也可以是双小齿轮的行星齿轮装置。而且，行星齿轮装置30可以是例如由发动机12驱动而旋转的小齿轮和与该小齿轮啮合的一对锥齿轮与第一电动机MG1及输出齿轮32传动连接而成的差动齿轮装置。
另外，上述的情况只不过是一实施方式，本发明能够基于本领域技术人员的知识以施加了各种变更、改良的形态来实施。
附图标记说明
10、100：混合动力车辆(车辆)
12：发动机
14：驱动轮
26：曲轴
28：壳体(非旋转部件)
30：行星齿轮装置(差动机构)
80：电子控制装置(控制装置)
104：差动机构
120：啮合离合器(锁止机构)
B：制动器(锁止机构)
MG1、MG2：第一电动机、第二电动机
RE1-RE4：第一旋转要素-第四旋转要素(旋转要素)

Claims (7)

1.一种车辆(10、100)的控制装置(80)，所述车辆具备：第一电动机(MG1)；差动机构(30、104)，具有与所述第一电动机连接的旋转要素(RE2)、以能够传递动力的方式与驱动轮连接的作为输出旋转部件的旋转要素(RE3)及通过锁止机构(B、120)的工作而与非旋转部件(28)连接的旋转要素(RE1)；及第二电动机(MG2)，以能够传递动力的方式与驱动轮(14)连接，所述车辆的控制装置的特征在于，
在所述锁止机构工作的状态下并用来自所述第一电动机及所述第二电动机的输出转矩而进行行驶的电动行驶时，构成所述差动机构的小齿轮(P)的转速越高，则越减小所要求的驱动转矩中由所述第一电动机分担的驱动转矩。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于，
在所述小齿轮的转速处于预先规定的低转速区域时，基于运转效率而由所述第一电动机及第二电动机来分担所述所要求的驱动转矩。
3.根据权利要求1所述的车辆(10)的控制装置，其特征在于，
所述差动机构是由三个所述旋转要素构成的差动机构(30)，在通过所述锁止机构(B)的工作而与所述非旋转部件连接的旋转要素上连接有发动机(12)的曲轴(26)，
在所述电动行驶时，所述曲轴固定于所述非旋转部件。
4.根据权利要求2所述的车辆(10)的控制装置，其特征在于，
所述差动机构是由三个所述旋转要素构成的差动机构(30)，在通过所述锁止机构(B)的工作而与所述非旋转部件连接的旋转要素上连接有发动机(12)的曲轴(26)，
在所述电动行驶时，所述曲轴固定于所述非旋转部件。
5.根据权利要求1所述的车辆(100)的控制装置，其特征在于，
所述差动机构是由具有三个所述旋转要素及与除了这三个所述旋转要素之外的另一个旋转要素(RE4)的四个旋转要素构成的差动机构(104)，在通过所述锁止机构(B)的工作而与所述非旋转部件连接的旋转要素及所述另一个旋转要素中的任一旋转要素上连接有发动机(12)的曲轴(26)，
在所述电动行驶时，使所述发动机为运转停止状态，并且所述另一个旋转要素的转速越高，则越进一步减小由所述第一电动机分担的驱动转矩。
6.根据权利要求2所述的车辆(100)的控制装置，其特征在于，
所述差动机构是由具有三个所述旋转要素及与除了这三个所述旋转要素之外的另一个旋转要素(RE4)的四个旋转要素构成的差动机构(104)，在通过所述锁止机构(B)的工作而与所述非旋转部件连接的旋转要素及所述另一个旋转要素中的任一旋转要素上连接有发动机(12)的曲轴(26)，
在所述电动行驶时，使所述发动机为运转停止状态，并且所述另一个旋转要素的转速越高，则越进一步减小由所述第一电动机分担的驱动转矩。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的车辆(10)的控制装置，其特征在于，
所述差动机构的润滑油的温度(THoil)越高，则越进一步减小由所述第一电动机分担的驱动转矩。
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