JP2008024251A - Power output unit, four wheel drive vehicle with the same, and temperature management method for power output unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、それぞれ駆動軸に接続された第１の軸および当該第１の軸とは異なる第２の軸に動力を出力する動力出力装置、これを備えた４輪駆動車両、および動力出力装置の温度管理方法に関する。 The present invention relates to a first shaft connected to a drive shaft and a power output device that outputs power to a second shaft that is different from the first shaft, a four-wheel drive vehicle including the same, and a power output device Relates to the temperature management method.
従来から、ハイブリッド車両用の動力出力装置として、車軸に連結された駆動軸と、遊星歯車機構を介して駆動軸に接続されたエンジンと、当該遊星歯車機構に接続された第１のモータと、ギヤ機構を介して駆動軸に接続された第２のモータとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この動力出力装置は、特にモータの少なくとも何れかが高負荷運転されたときの当該モータの温度上昇に伴う性能低下を抑制すべく、冷却水を用いてモータやインバータを冷却する冷却装置を備えている。そして、この動力出力装置では、ナビゲーション装置により設定された走行ルートの道路勾配情報に基づいてモータ等への冷却水の予測温度が推定され、当該予測温度に基づいて冷却水を循環させる電動ウォーターポンプの駆動状態がＨｉ側またはＬｏ側に切り換えられる。
ところで、上述のような動力出力装置は、前輪駆動車両や後輪駆動車両のみならず、駆動軸に出力された動力をトランスファにより前後２つの軸に分配することにより、４輪駆動車両にも適用され得るものである。ただし、このような４輪駆動車両は瓦礫路といった悪路での走行に供されることも多く、その際、モータは低回転で高トルクを出力するように運転されることから極めて温度上昇し易い状態に置かれることになる。そして、モータの温度がある閾値を超えたような場合には、モータを保護する観点からモータからの出力を制限する必要が生じるが、このような出力制限が頻繁に行われると、動力出力装置の出力が低下することから運転者に違和感を与えてしまうおそれがある。従って、上述のような動力出力装置を４輪駆動車両に適用する場合には、安定した性能を維持する上で、モータ等の温度管理をより適正に実行する必要が生じる。 By the way, the power output device as described above is applied not only to front-wheel drive vehicles and rear-wheel drive vehicles but also to four-wheel drive vehicles by distributing the power output to the drive shaft to the two front and rear shafts by transfer. Can be done. However, such four-wheel drive vehicles are often used for traveling on rough roads such as rubble roads, and at that time, the motor is operated to output high torque at a low speed, so the temperature rises extremely. It will be placed in an easy state. When the temperature of the motor exceeds a certain threshold value, it is necessary to limit the output from the motor from the viewpoint of protecting the motor. If such output limitation is frequently performed, the power output device As a result, the driver may feel uncomfortable. Therefore, when the power output device as described above is applied to a four-wheel drive vehicle, it is necessary to more appropriately execute temperature management of the motor and the like in order to maintain stable performance.
そこで、本発明による動力出力装置、これを備えた４輪駆動車両、および動力出力装置の温度管理方法は、内燃機関および電動機からの動力を駆動軸から２つの軸に分配して出力する動力出力装置において、電動機をより適正に温度管理することを目的の一つとする。また、本発明による動力出力装置、これを備えた４輪駆動車両、および動力出力装置の温度管理方法は、電動機の温度上昇に起因した動力出力装置の性能低下を抑制することを目的の一つとする。 Accordingly, a power output apparatus according to the present invention, a four-wheel drive vehicle equipped with the same, and a temperature management method for the power output apparatus include a power output that distributes and outputs power from an internal combustion engine and an electric motor to two shafts. One of the purposes of the apparatus is to more appropriately control the temperature of the electric motor. A power output device according to the present invention, a four-wheel drive vehicle equipped with the power output device, and a temperature management method for the power output device are one of the objects to suppress the performance deterioration of the power output device due to the temperature rise of the electric motor. To do.
本発明による動力出力装置、これを備えた４輪駆動車両、および動力出力装置の温度管理方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採っている。 The power output apparatus according to the present invention, the four-wheel drive vehicle including the same, and the temperature management method for the power output apparatus employ the following means in order to achieve the above-described object.
本発明による動力出力装置は、
それぞれ駆動軸に接続された第１の軸および該第１の軸とは異なる第２の軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に出力された動力を前記第１の軸と前記第２の軸とに分配して伝達すると共に前記駆動軸と前記第１および第２の軸との間の変速比を高速側変速比と低速側変速比との間で変更可能な動力分配手段と、
前記動力分配手段の変速比を前記高速側変速比と前記低速側変速比との何れかに設定するための変速比変更手段と、
前記電動機を冷却可能な冷却手段と、
前記電動機の温度に関連した所定の温度条件の成立に伴って前記冷却手段に前記電動機の冷却を実行させると共に、前記変速比設定手段により前記変速比が前記低速側変速比に設定されているときには、前記温度条件の成立に拘わらず前記冷却手段に前記電動機の冷却を実行させる冷却制御手段と、
を備えるものである。
The power output device according to the present invention is:
A power output device that outputs power to a first shaft connected to a drive shaft and a second shaft different from the first shaft,
An internal combustion engine capable of outputting power to the drive shaft;
An electric motor capable of outputting power to the drive shaft;
Power storage means capable of exchanging power with the motor;
The power output to the drive shaft is distributed and transmitted to the first shaft and the second shaft, and the gear ratio between the drive shaft and the first and second shafts is changed at high speed. Power distribution means that can be changed between the ratio and the low speed side gear ratio;
Gear ratio changing means for setting the gear ratio of the power distribution means to either the high speed side gear ratio or the low speed side gear ratio;
Cooling means capable of cooling the electric motor;
When the predetermined temperature condition related to the temperature of the electric motor is satisfied, the cooling means performs cooling of the electric motor, and when the speed ratio is set to the low speed side gear ratio by the speed ratio setting means Cooling control means for causing the cooling means to cool the electric motor regardless of the establishment of the temperature condition;
Is provided.
この動力出力装置は、内燃機関や電動機から駆動軸に出力された動力を第１の軸と第２の軸とに分配して伝達すると共に駆動軸と第１および第２の軸との間の変速比を高速側変速比と低速側変速比との間で変更可能な動力分配手段と、電動機を冷却可能な冷却手段と、前記電動機の温度に関連した所定の温度条件の成立に伴って冷却手段に電動機の冷却を実行させる冷却制御手段とを備えるものである。そして、この動力出力装置では、動力分配手段の変速比が低速側変速比に設定されているときには、冷却制御手段による制御のもと、上記温度条件の成立に拘わらず冷却手段による電動機の冷却が実行される。このように、低速側変速比が設定されているときに、上記温度条件の成立に拘わらず冷却手段に電動機の冷却を実行させるようにすれば、低速側変速比が設定されたことにより電動機が低回転で高トルクを出力するように運転されても、電動機の温度上昇を抑えることができる。従って、この動力出力装置によれば、電動機をより適正に温度管理して電動機の温度上昇に起因した性能低下を抑制することが可能となる。 The power output device distributes and transmits power output from the internal combustion engine or the electric motor to the drive shaft between the first shaft and the second shaft, and between the drive shaft and the first and second shafts. Power distribution means capable of changing the speed ratio between the high speed side speed ratio and the low speed side speed ratio, cooling means capable of cooling the electric motor, and cooling in accordance with establishment of a predetermined temperature condition related to the temperature of the electric motor And cooling control means for causing the means to perform cooling of the electric motor. In this power output device, when the speed ratio of the power distribution means is set to the low speed side speed ratio, the motor is cooled by the cooling means under the control of the cooling control means regardless of the establishment of the temperature condition. Executed. In this way, when the low speed side gear ratio is set, if the cooling means is made to perform cooling of the motor regardless of the establishment of the temperature condition, the electric motor can be operated by setting the low speed side gear ratio. Even if it is operated so as to output a high torque at a low rotation, an increase in the temperature of the electric motor can be suppressed. Therefore, according to this power output device, it is possible to control the temperature of the electric motor more appropriately and suppress the performance deterioration due to the temperature rise of the electric motor.
この場合、前記冷却手段は、前記電動機と所定の冷却媒体との熱交換を可能とする循環流路と、前記循環流路で前記冷却媒体を循環させる電動循環手段とを含むものであってもよい。これにより、動力分配手段の変速比が低速側変速比に設定されていると判断された時点で速やかに電動循環手段を作動させて電動機の冷却を開始することが可能となる。 In this case, the cooling means may include a circulation flow path that enables heat exchange between the electric motor and a predetermined cooling medium, and an electric circulation means that circulates the cooling medium in the circulation flow path. Good. As a result, when it is determined that the speed ratio of the power distribution means is set to the low speed side speed ratio, the electric circulation means can be quickly activated to start cooling the motor.
また、前記冷却手段は、前記電動機と所定の冷却媒体との熱交換を可能とする循環流路と、前記内燃機関により駆動されて前記循環流路で前記冷却媒体を循環させる機械式循環手段とを含むものであってもよく、前記冷却制御手段は、前記変速比設定手段により前記変速比が前記低速側変速比に設定されているときに前記内燃機関が停止している場合には、前記温度条件の成立に拘わらず前記内燃機関を始動させるものであってもよい。このように、冷却手段が内燃機関により駆動されて循環流路で冷却媒体を循環させる機械式循環手段を含むものである場合には、動力分配手段の変速比が低速側変速比に設定されていると判断された時点で内燃機関を始動させれば、機械式循環手段を作動させて電動機の冷却を開始することが可能となる。 In addition, the cooling means includes a circulation flow path that enables heat exchange between the electric motor and a predetermined cooling medium, and mechanical circulation means that is driven by the internal combustion engine and circulates the cooling medium in the circulation flow path. The cooling control means may include the cooling control means when the internal combustion engine is stopped when the speed ratio is set to the low speed side speed ratio by the speed ratio setting means. The internal combustion engine may be started regardless of whether the temperature condition is satisfied. Thus, when the cooling means includes mechanical circulation means that is driven by the internal combustion engine and circulates the cooling medium in the circulation flow path, the speed ratio of the power distribution means is set to the low speed side gear ratio. If the internal combustion engine is started at the determined time, it becomes possible to start the cooling of the electric motor by operating the mechanical circulation means.
そして、本発明による動力出力装置は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段を更に備えるものであってもよく、前記電動機は、前記駆動軸に動力と回生制動力とを出力可能であってもよい。この場合、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転可能な回転軸とに接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づいて定まる動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機とを含むものであってもよい。 The power output apparatus according to the present invention is connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft, and outputs at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input and output of power and power. The electric motor may further include power input / output means that outputs the power and the regenerative braking force to the drive shaft. In this case, the power power input / output means is connected to the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and a rotatable rotary shaft, and is based on power input / output to any two of these three shafts. It is also possible to include three-axis power input / output means for inputting / outputting power determined by the remaining shaft and a generator capable of inputting / outputting power to / from the rotating shaft.
本発明による４輪駆動車両は、上記何れかの動力出力装置を備え、前記第１の軸および前記第２の軸を介して前輪と後輪との双方を駆動するものである。 A four-wheel drive vehicle according to the present invention includes any one of the power output devices described above, and drives both front wheels and rear wheels via the first shaft and the second shaft.
この４輪駆動車両では、動力分配手段の変速比が低速側変速比に設定されているときに、電動機の温度に関連した温度条件の成立に拘わらず冷却手段によって電動機が冷却されるので、低速側変速比が設定されたことにより電動機が低回転で高トルクを出力するように運転されても、電動機の温度上昇を抑えることができる。従って、この４輪駆動車両では、電動機をより適正に温度管理して電動機の温度上昇に起因した走行性能の低下を抑制することが可能となる。 In this four-wheel drive vehicle, when the speed ratio of the power distribution means is set to the low speed side gear ratio, the motor is cooled by the cooling means regardless of the establishment of the temperature condition related to the temperature of the motor. Even if the electric motor is operated so as to output a high torque at a low speed by setting the side gear ratio, an increase in the temperature of the electric motor can be suppressed. Therefore, in this four-wheel drive vehicle, it is possible to more appropriately manage the temperature of the electric motor and suppress a decrease in traveling performance due to an increase in the temperature of the electric motor.
また、本発明による４輪駆動車両において、その停車中に前記変速比変更手段を介して前記動力分配手段の変速比を前記高速側変速比と前記低速側変速比との何れかに設定可能とされていてもよい。これにより、この４輪駆動車両では、その停車中に動力分配手段の変速比が低速側変速比に設定されると、その時点すなわち発進前から電動機の冷却が開始されることになるので、その後に低速側変速比が設定された状態で電動機が低回転で高トルクを出力するように運転されても、その間の電動機の温度上昇を抑制して、低速側変速比の設定時における走行性能を長時間にわたって良好に確保することが可能となる。 Further, in the four-wheel drive vehicle according to the present invention, the speed ratio of the power distribution means can be set to either the high speed side speed ratio or the low speed side speed ratio through the speed ratio changing means while the vehicle is stopped. May be. As a result, in this four-wheel drive vehicle, if the speed ratio of the power distribution means is set to the low speed side speed ratio while the vehicle is stopped, the cooling of the motor is started at that time, that is, before the start. Even if the motor is operated to output a high torque at a low speed with the low speed side gear ratio set, the running performance at the time of setting the low speed side gear ratio is suppressed by suppressing the temperature rise of the motor during that time. It becomes possible to ensure good over a long time.
本発明による動力出力装置の温度管理方法は、
駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、前記駆動軸に出力された動力を第１の軸と該第１の軸とは異なる第２の軸とに分配して伝達すると共に前記駆動軸と前記第１および第２の軸との間の変速比を高速側変速比と低速側変速比との間で変更可能な動力分配手段と、前記電動機を冷却可能な冷却手段とを備えた動力出力装置の温度管理方法であって、
前記電動機の温度に関連した所定の温度条件の成立に伴って前記冷却手段を用いて前記電動機を冷却すると共に、前記変速比設定手段により前記変速比が前記低速側変速比に設定されているときには、前記温度条件の成立に拘わらず前記冷却手段を用いて前記電動機を冷却するものである。
A temperature management method for a power output apparatus according to the present invention includes:
An internal combustion engine capable of outputting power to the drive shaft, an electric motor capable of outputting power to the drive shaft, power storage means capable of exchanging electric power with the motor, and power output to the drive shaft as a first shaft The transmission is distributed and transmitted to a second shaft different from the first shaft, and the gear ratio between the drive shaft and the first and second shafts is set between a high speed side gear ratio and a low speed side gear ratio. A temperature management method for a power output device comprising: a power distribution means that can be changed between; and a cooling means capable of cooling the electric motor,
When the predetermined temperature condition related to the temperature of the motor is satisfied, the motor is cooled using the cooling means, and the speed ratio is set to the low speed side gear ratio by the speed ratio setting means. The electric motor is cooled using the cooling means regardless of the establishment of the temperature condition.
この方法のように、動力分配手段の変速比が低速側変速比に設定されているときに、上記温度条件の成立に拘わらず冷却手段に電動機の冷却を実行させるようにすれば、低速側変速比が設定されたことにより電動機が低回転で高トルクを出力するように運転されても、電動機の温度上昇を抑えることができる。従って、この方法によれば、電動機をより適正に温度管理して電動機の温度上昇に起因した動力出力装置の性能低下を抑制することが可能となる。 As in this method, when the speed ratio of the power distribution means is set to the low speed side gear ratio, if the cooling means is made to cool the motor regardless of the establishment of the temperature condition, the low speed side speed change is performed. Even if the motor is operated so as to output a high torque at a low speed by setting the ratio, the temperature rise of the motor can be suppressed. Therefore, according to this method, it is possible to control the temperature of the electric motor more appropriately and suppress the performance deterioration of the power output apparatus due to the temperature increase of the electric motor.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図１は、本発明の第１の実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は、４輪駆動車両として構成されており、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸であるクランクシャフトに図示しないダンパを介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、図示しない減速機あるいは変速機を介して動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ２と、動力分配統合機構３０からの動力を第１の軸としての前側プロペラシャフト３５と第２の軸としての後側プロペラシャフト３６とに分配して伝達可能なトランスファ３４と、ハイブリッド自動車２０の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（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０とを備える。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hybrid vehicle 20 according to a first embodiment of the present invention. A hybrid vehicle 20 shown in the figure is configured as a four-wheel drive vehicle, and is a three-shaft power distribution and integration mechanism connected to an engine 22 and a crankshaft that is an output shaft of the engine 22 via a damper (not shown). 30, a motor MG1 capable of generating electricity connected to the power distribution and integration mechanism 30, a motor MG2 connected to the power distribution and integration mechanism 30 via a reduction gear or a transmission (not shown), and power from the power distribution and integration mechanism 30 Is distributed to the front propeller shaft 35 as the first shaft and the rear propeller shaft 36 as the second shaft, and a hybrid electronic control unit for controlling the entire hybrid vehicle 20 (hereinafter referred to as the hybrid vehicle control unit). , Referred to as “hybrid ECU” 70.
エンジン２２は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４により燃料噴射量や点火時期、吸入空気量等の制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２に対して設けられて当該エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。そして、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン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ＥＣＵ７０に出力する。 The engine 22 is an internal combustion engine that outputs power by being supplied with hydrocarbon fuel such as gasoline or light oil, and an engine electronic control unit (hereinafter referred to as “engine ECU”) 24 performs fuel injection amount, ignition timing, Control of intake air volume etc. The engine ECU 24 receives signals from various sensors that are provided for the engine 22 and detect the operating state of the engine 22. The engine ECU 24 communicates with the hybrid ECU 70 to control the operation of the engine 22 based on a control signal from the hybrid ECU 70, a signal from the sensor, and the like, and to transmit data on the operation state of the engine 22 as necessary. It outputs to ECU70.
動力分配統合機構３０は、例えば外歯歯車のサンギヤ３０ａと、このサンギヤ３０ａと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３０ｂと、サンギヤ３０ａに噛合すると共にリングギヤ３０ｂに噛合する複数のピニオンギヤ３０ｃと、複数のピニオンギヤ３０ｃを自転かつ公転自在に保持するキャリア３０ｄとを備え、サンギヤ３０ａとリングギヤ３０ｂとキャリア３０ｄとを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。この場合、動力分配統合機構３０のキャリア３０ｄにはエンジン２２のクランクシャフトが、サンギヤ３０ａにはモータＭＧ１が、リングギヤ３０ｂにはリングギヤ軸３２を介してモータＭＧ２に連結された減速機または変速機がそれぞれ接続されている。動力分配統合機構３０は、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３０ｄから入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３０ａ側とリングギヤ３０ｂ側とにそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３０ｄから入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３０ａから入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３０ｂ側に出力する。そして、リングギヤ３０ｂに出力された動力は、駆動軸としてのリングギヤ軸３２から動力分配手段としてのトランスファ３４に入力される。 The power distribution and integration mechanism 30 includes, for example, an external gear sun gear 30a, an internal gear ring gear 30b disposed concentrically with the sun gear 30a, a plurality of pinion gears 30c that mesh with the sun gear 30a and mesh with the ring gear 30b. A planetary gear mechanism is provided that includes a carrier 30d that holds a plurality of pinion gears 30c so as to rotate and revolve, and that performs differential action using the sun gear 30a, the ring gear 30b, and the carrier 30d as rotating elements. In this case, the carrier 30d of the power distribution and integration mechanism 30 has a crankshaft of the engine 22, the sun gear 30a has a motor MG1, and the ring gear 30b has a reduction gear or transmission connected to the motor MG2 via a ring gear shaft 32. Each is connected. The power distribution and integration mechanism 30 distributes the power from the engine 22 input from the carrier 30d to the sun gear 30a side and the ring gear 30b side according to the gear ratio when the motor MG1 functions as a generator, and the motor MG1 is an electric motor. , The power from the engine 22 input from the carrier 30d and the power from the motor MG1 input from the sun gear 30a are integrated and output to the ring gear 30b side. The power output to the ring gear 30b is input from the ring gear shaft 32 as the drive shaft to the transfer 34 as the power distribution means.
トランスファ３４は、駆動軸としてのリングギヤ軸３２と第１の軸としての前側プロペラシャフト３５と第２の軸としての後側プロペラシャフト３６とに接続されたセンターデファレンシャルおよびセンターデファレンシャルをロックするデフロック機構（何れも図示省略）を含み、リングギヤ軸３２に出力された動力を前側プロペラシャフト３５と後側プロペラシャフト３６とに分配して伝達可能なものである。そして、トランスファ３４により前側プロペラシャフト３５に出力された動力は、前側デファレンシャルギヤ３７を介して前側駆動輪３９ａ，３９ｂに出力され、トランスファ３４により後側プロペラシャフト３６に出力された動力は、後側デファレンシャルギヤ３８を介して後側駆動輪３９ｃ，３９ｄに出力される。更に、トランスファ３４は、リングギヤ軸３２からの動力を変速してセンターデファレンシャルに伝達する副変速機構（図示省略）を有している。本実施例の副変速機構は、リングギヤ軸３２と前側および後側プロペラシャフト３５および３６との間の変速比を高速側変速比および低速側変速比との２段階に変更可能なものであり、変速比を高速側変速比と低速側変速比との何れかに設定するための副変速シフトレバー（変速比変更手段）８８に接続されている。本実施例において、副変速シフトレバー８８は、ハイブリッド自動車２０の停車中に運転者に対してＨｉポジションおよびＬｏポジションの選択を許容するものである。Ｈｉポジションが選択されると、副変速機の変速比が高速側変速比に設定されると共にデフロック機構によるデフロックが解除され、これにより前後の駆動輪３９ａ〜３９ｄに均等に駆動力が配分され、一般道や高速道路等における安定した４輪駆動走行が可能となる。また、Ｌｏポジションが選択されると、副変速機の変速比が低速側変速比に設定されると共にデフロック機構によってデフロックがなされ、これにより特に大きな駆動力が要求される瓦礫路等の悪路や滑りやすい泥ねい地等において安定した走行が可能となる。なお、上述の副変速シフトレバー８８の代わりに切替スイッチ等を含む電気式の変速比変更手段が用いられてもよい。また、本実施例では、ハイブリッド自動車２０の停車中に副変速シフトレバー８８を介したトランスファ３４（副変速機）の変速比の変更が許容されるが、停車中のみならず比較的車速が低い状態での変速比の変更が許容されるように副変速機等を構成してもよいことはいうまでもない。 The transfer 34 is connected to a ring gear shaft 32 as a drive shaft, a front propeller shaft 35 as a first shaft, and a rear propeller shaft 36 as a second shaft, and a differential lock mechanism for locking the center differential and the center differential ( The power output to the ring gear shaft 32 can be distributed and transmitted to the front propeller shaft 35 and the rear propeller shaft 36. The power output to the front propeller shaft 35 by the transfer 34 is output to the front drive wheels 39a and 39b via the front differential gear 37, and the power output to the rear propeller shaft 36 by the transfer 34 is It is output to the rear drive wheels 39c and 39d via the differential gear 38. Furthermore, the transfer 34 has a sub-transmission mechanism (not shown) that shifts the power from the ring gear shaft 32 and transmits it to the center differential. The auxiliary transmission mechanism of the present embodiment can change the transmission ratio between the ring gear shaft 32 and the front and rear propeller shafts 35 and 36 in two stages of a high speed side transmission ratio and a low speed side transmission ratio. It is connected to an auxiliary transmission shift lever (transmission ratio changing means) 88 for setting the transmission ratio to either the high speed side transmission ratio or the low speed side transmission ratio. In the present embodiment, the auxiliary transmission shift lever 88 allows the driver to select the Hi position and the Lo position while the hybrid vehicle 20 is stopped. When the Hi position is selected, the gear ratio of the sub-transmission is set to the high speed side gear ratio, and the diff lock mechanism is released, whereby the driving force is evenly distributed to the front and rear drive wheels 39a to 39d, Stable four-wheel drive driving on general roads and highways becomes possible. When the Lo position is selected, the transmission ratio of the sub-transmission is set to the low-speed transmission ratio, and the diff lock mechanism is used to perform the diff lock. Stable running is possible in slippery muddy ground. Instead of the above-described auxiliary transmission shift lever 88, an electric transmission ratio changing means including a changeover switch or the like may be used. Further, in this embodiment, the change of the transmission ratio of the transfer 34 (sub transmission) via the sub transmission shift lever 88 is allowed while the hybrid vehicle 20 is stopped, but the vehicle speed is relatively low as well as when the vehicle is stopped. Needless to say, the sub-transmission or the like may be configured such that the change of the gear ratio in the state is allowed.
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、何れも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやり取りを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ラインは、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２の何れかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになり、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されないことになる。モータＭＧ１，ＭＧ２は、何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（図示省略）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、モータＭＧ１，ＭＧ２に対してそれぞれ設けられた温度センサ４３，４４からのモータ温度Ｔ１，Ｔ２等が入力されており、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等が出力される。また、モータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号等に基づいてモータ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ＥＣＵ７０に出力する。更に、モータＭＧ１，ＭＧ２やインバータ４１，４２等に対しては、これらの冷却とモータＭＧ１，ＭＧ２の潤滑を行うための冷却潤滑系統（冷却手段）２５が設けられている。冷却潤滑系統２５は、図１に示すように、モータＭＧ１，ＭＧ２やインバータ４１，４２と冷却潤滑媒体としてのオイルとの熱交換並びにモータＭＧ１，ＭＧ２の潤滑を可能とするように形成された循環流路２６と、循環流路２６でオイルを循環させるオイルポンプ２７と、ハイブリッド自動車２０の前部に配置されて外気との熱交換によりオイルを冷却するオイルクーラ２８とを含むものである。本実施例において、オイルポンプ２７は、エンジン２２により駆動される機械式オイルポンプとして構成されており、エンジン２２のクランクシャフトにベルト等の伝達機構を介して連結されている。 The motor MG1 and the motor MG2 are both configured as well-known synchronous generator motors that operate as generators and can operate as motors, and exchange power with the battery 50 via inverters 41 and 42. The power line connecting the inverters 41 and 42 and the battery 50 is configured as a positive bus and a negative bus shared by the respective inverters 41 and 42, and the power generated by one of the motors MG1 and MG2 is supplied to the other. It can be consumed with a motor. Therefore, the battery 50 is charged / discharged by the electric power generated from one of the motors MG1 and MG2 or the insufficient electric power. If the electric power balance is balanced by the motors MG1 and MG2, the battery 50 is charged. It will not be discharged. The motors MG1 and MG2 are both driven and controlled by a motor electronic control unit (hereinafter referred to as “motor ECU”) 40. The motor ECU 40 includes signals necessary for driving and controlling the motors MG1 and MG2, such as a signal from a rotational position detection sensor (not shown) for detecting the rotational position of the rotor of the motors MG1 and MG2, and a current sensor (not shown). The phase current applied to the motors MG1 and MG2 detected by the motor MG1, the motor temperatures T1 and T2 from the temperature sensors 43 and 44 provided for the motors MG1 and MG2, respectively, are input. A switching control signal to the inverters 41 and 42 is output. Further, the motor ECU 40 communicates with the hybrid ECU 70, controls the driving of the motors MG1, MG2 based on the control signal from the hybrid ECU 70, and transmits data related to the operating state of the motors MG1, MG2 to the hybrid ECU 70 as necessary. Output. Further, a cooling lubrication system (cooling means) 25 is provided for the motors MG1 and MG2, the inverters 41 and 42, etc., for cooling them and lubricating the motors MG1 and MG2. As shown in FIG. 1, the cooling lubrication system 25 is a circulation circuit configured to enable heat exchange between the motors MG1 and MG2 and the inverters 41 and 42 and oil as a cooling lubrication medium and lubrication of the motors MG1 and MG2. It includes a flow path 26, an oil pump 27 that circulates oil in the circulation flow path 26, and an oil cooler 28 that is disposed at the front of the hybrid vehicle 20 and cools the oil by heat exchange with the outside air. In this embodiment, the oil pump 27 is configured as a mechanical oil pump driven by the engine 22 and is connected to a crankshaft of the engine 22 via a transmission mechanism such as a belt.
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、バッテリ５０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた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からの電池温度等が入力されている。バッテリＥＣＵ５２は、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ＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４に出力する。 The battery 50 is managed by a battery electronic control unit (hereinafter referred to as “battery ECU”) 52. The battery ECU 52 is attached to a signal necessary for managing the battery 50, for example, a voltage between terminals from a voltage sensor (not shown) installed between the terminals of the battery 50, and a power line connected to the output terminal of the battery 50. The charge / discharge current from the current sensor, the battery temperature from the temperature sensor attached to the battery 50, and the like are input. The battery ECU 52 outputs data related to the state of the battery 50 to the hybrid ECU 70 and the engine ECU 24 by communication as necessary.
ハイブリッドＥＣＵ７０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ＥＣＵ７０には、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の操作位置であるシフトポジションＳＰ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８７からの車速Ｖ、副変速シフトレバー８８の副変速シフトポジション（ＨｉポジションまたはＬｏポジション）を検出する副変速シフトポジションセンサ８９からの副変速シフトポジション等が入力ポートを介して入力される。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したように、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取りを行なっている。 The hybrid ECU 70 is configured as a microprocessor centered on the CPU 72, and includes a ROM 74 that stores a processing program, a RAM 76 that temporarily stores data, an input / output port and a communication port (not shown), in addition to the CPU 72. . The hybrid ECU 70 includes an ignition signal from the ignition switch 80, a shift position SP from the shift position sensor 82 that detects the shift position SP that is the operation position of the shift lever 81, and an accelerator pedal position sensor that detects the amount of depression of the accelerator pedal 83. 84, the accelerator pedal opening position Acc from 84, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 86 for detecting the depression amount of the brake pedal 85, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 87, and the sub shift shift position (Hi position) of the sub shift shift lever 88. Alternatively, a sub shift shift position or the like from the sub shift shift position sensor 89 that detects the Lo position) is input via the input port. As described above, the hybrid ECU 70 is connected to the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52 via the communication port, and exchanges various control signals and data with the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52. .
上述のように構成された本実施例のハイブリッド自動車２０では、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３２に出力すべき要求トルクＴｒ＊が計算され、この要求トルクＴｒ＊に対応する動力がリングギヤ軸３２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の運転制御モードとしては、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３２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３２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から要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２に出力するように運転制御するモータ運転モード等がある。 In the hybrid vehicle 20 of the present embodiment configured as described above, it should be output to the ring gear shaft 32 as the drive shaft based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 83 by the driver. The requested torque Tr * is calculated, and the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2 are controlled so that the power corresponding to the requested torque Tr * is output to the ring gear shaft 32. As the operation control mode of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2, the engine 22 is operated and controlled so that power corresponding to the required power is output from the engine 22, and all of the power output from the engine 22 is a power distribution integration mechanism. 30, the torque conversion operation mode for driving and controlling the motor MG 1 and the motor MG 2 so that the torque is converted by the motor MG 1 and the motor MG 2 and output to the ring gear shaft 32, the required power and the power required for charging and discharging the battery 50. The engine 22 is operated and controlled so that the power corresponding to the sum is output from the engine 22, and all or a part of the power output from the engine 22 with charge / discharge of the battery 50 is the power distribution integration mechanism 30 and the motor MG1. And the required power is ring gear with torque conversion by motor MG2 A charge / discharge operation mode in which the motor MG1 and the motor MG2 are controlled to be output to the motor 32, and a motor operation in which the operation of the engine 22 is stopped and the motor MG2 is controlled to output power corresponding to the required power to the ring gear shaft 32. There are modes.
さて、上述のように４輪駆動車両として構成されるハイブリッド自動車２０では、副変速シフトレバー８８を介してＬｏポジション（低速側変速比）が選択されているときには、基本的に駆動軸としてのリングギヤ軸３２に出力すべきトルクが大きくなることから、エンジン２２とモータＭＧ２との双方からリングギヤ軸３２に動力が出力されることになる。ただし、低速側変速比が設定されたときには、モータＭＧ２は低回転で高トルクを出力するように運転されることから極めて温度上昇し易い状態に置かれることになる。また、トランスファ３４（副変速機）の変速比を低速側変速比に設定してハイブリッド自動車２０を例えば瓦礫路等の悪路等で低速走行させている際に駆動輪３９ａ〜３９ｄがロックしてしまうと、モータＭＧ２からトルクを出力しているにも拘わらずモータＭＧ２の回転が停止することになるので、モータＭＧ２の３相のコイルのうち特定の一相にだけ電流が集中して流れてしまい、モータＭＧ２やそれに対応したインバータ４２が過熱してしまうおそれがある。従って、実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２等の温度がある閾値を超えたような場合には、モータＭＧ２等を保護する観点からモータＭＧ２等からの出力を制限しているが、このような出力制限が頻繁に行われると、リングギヤ軸３２に出力されるトルクが低下することから運転者に違和感を与えてしまうおそれがある。このため、本実施例のハイブリッド自動車２０では、より適正にモータＭＧ２等を温度管理して安定した性能を維持するために、図２に示すモータ温度管理ルーチンが実行される。 Now, in the hybrid vehicle 20 configured as a four-wheel drive vehicle as described above, when the Lo position (low speed side gear ratio) is selected via the auxiliary transmission shift lever 88, the ring gear as the drive shaft is basically used. Since the torque to be output to the shaft 32 increases, power is output to the ring gear shaft 32 from both the engine 22 and the motor MG2. However, when the low speed side gear ratio is set, the motor MG2 is operated so as to output a high torque at a low rotation, so that the temperature rises extremely easily. Further, when the speed ratio of the transfer 34 (sub transmission) is set to the low speed side gear ratio and the hybrid vehicle 20 is traveling at a low speed on a rough road such as a debris road, the drive wheels 39a to 39d are locked. If this happens, the motor MG2 stops rotating despite the torque being output from the motor MG2, so that current concentrates on only one specific phase of the three-phase coils of the motor MG2. Therefore, the motor MG2 and the inverter 42 corresponding to the motor MG2 may be overheated. Therefore, in the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the temperature of the motor MG2 and the like exceeds a certain threshold, the output from the motor MG2 and the like is limited from the viewpoint of protecting the motor MG2 and the like. If the output limit is frequently performed, the torque output to the ring gear shaft 32 is reduced, which may cause the driver to feel uncomfortable. For this reason, in the hybrid vehicle 20 of the present embodiment, the motor temperature management routine shown in FIG. 2 is executed in order to more appropriately manage the temperature of the motor MG2 and the like and maintain stable performance.
次に、上述のように構成されたハイブリッド自動車２０において実行される図２のモータ温度管理ルーチンについて説明する。このモータ温度管理ルーチンは、ハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間おきに繰り返し実行されるものである。モータ温度管理ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、副変速シフトレバー８８の副変速シフトポジションセンサ８９からの副変速シフトポジションや、モータＭＧ１の温度Ｔ１、モータＭＧ２の温度Ｔ２といった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の温度Ｔ１，Ｔ２は、温度センサ４３，４４により検出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。ステップＳ１００のデータ入力処理の後、エンジン２２が作動しているか否かを判定し（ステップＳ１１０）、エンジン２２が作動している場合には、エンジン２２によりオイルポンプ２７が駆動されており、それにより冷却潤滑系統２５の循環流路２６を冷却潤滑媒体としてのオイルが循環してモータＭＧ１，ＭＧ２等から熱を奪うことになるから、Ｓ１１０以降の処理をスキップして本ルーチンを一旦終了させる。 Next, the motor temperature management routine of FIG. 2 executed in the hybrid vehicle 20 configured as described above will be described. This motor temperature management routine is repeatedly executed by the hybrid ECU 70 every predetermined time. At the start of the motor temperature management routine, the CPU 72 of the hybrid ECU 70 is necessary for control such as the sub shift shift position from the sub shift shift position sensor 89 of the sub shift shift lever 88, the temperature T1 of the motor MG1, and the temperature T2 of the motor MG2. Data input processing is executed (step S100). Here, the temperatures T1 and T2 of the motors MG1 and MG2 are detected by the temperature sensors 43 and 44 and input from the motor ECU 40 by communication. After the data input process in step S100, it is determined whether or not the engine 22 is operating (step S110). If the engine 22 is operating, the oil pump 27 is driven by the engine 22, As a result, the oil as the cooling lubrication medium circulates through the circulation flow path 26 of the cooling lubrication system 25 and removes heat from the motors MG1, MG2, etc., so the routine after S110 is skipped and the routine is temporarily terminated.
また、ステップＳ１１０にてエンジン２２が停止していると判断したときには、モータＭＧ１、ＭＧ２の温度に関連した温度条件が成立しているか否か、すなわちモータＭＧ１の温度Ｔ１が所定の閾値Ｔｒｅｆ１以上であるか、あるいはモータＭＧ２の温度Ｔ２が所定の閾値Ｔｒｅｆ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ここで用いられる閾値Ｔｒｅｆ１，Ｔｒｅｆ２は、何れも上記モータＭＧ２等の出力制限を実行するか否か判定するための閾値よりも低い温度とされる。そして、ステップＳ１２０にてモータＭＧ１の温度Ｔ１が所定の閾値Ｔｒｅｆ１以上であるか、あるいはモータＭＧ２の温度Ｔ２が所定の閾値Ｔｒｅｆ２以上であると判断したときには、モータＭＧ１、ＭＧ２等を冷却しないとモータＭＧ２等の出力制限が実行される可能性があることから、オイルポンプ２７により循環流路２６で冷却潤滑媒体としてのオイルを循環させてモータＭＧ１，ＭＧ２等を冷却すべく、エンジン２２を始動させるためのエンジン始動処理を実行し（ステップＳ１４０）、本ルーチンを一旦終了させる。なお、エンジン始動処理については、本発明に直接的に関連するものではないため、ここではその詳細な説明を省略する。 When it is determined in step S110 that the engine 22 is stopped, whether or not a temperature condition related to the temperatures of the motors MG1 and MG2 is satisfied, that is, the temperature T1 of the motor MG1 is equal to or higher than a predetermined threshold Tref1. It is determined whether or not the temperature T2 of the motor MG2 is equal to or higher than a predetermined threshold Tref2 (step S120). The threshold values Tref1 and Tref2 used here are temperatures lower than the threshold value for determining whether or not the output limitation of the motor MG2 or the like is executed. If it is determined in step S120 that the temperature T1 of the motor MG1 is equal to or higher than the predetermined threshold value Tref1, or the temperature T2 of the motor MG2 is equal to or higher than the predetermined threshold value Tref2, the motors MG1, MG2, etc. must be cooled. Since there is a possibility that the output of MG2 and the like is limited, the engine 22 is started to cool the motors MG1, MG2, etc. by circulating oil as a cooling lubrication medium in the circulation flow path 26 by the oil pump 27. Engine start processing is executed (step S140), and this routine is temporarily terminated. Note that the engine start process is not directly related to the present invention, and therefore detailed description thereof is omitted here.
一方、ステップＳ１２０にて否定判断がなされた場合には、ステップＳ１００にて入力した副変速シフトポジションがＨｉポジションであるか否かを判定し（ステップＳ１３０）、副変速シフトポジションがＨｉポジションであると判断した場合には、オイルポンプ２７により循環流路２６でオイルを循環させてモータＭＧ１，ＭＧ２等を冷却する必要がないとみなして、本ルーチンを一旦終了させる。これに対して、ステップＳ１３０にて副変速シフトポジションがＬｏポジション（低速側変速比）であると判断した場合には、強制的にオイルポンプ２７を駆動して循環流路２６でオイルを循環させ、モータＭＧ１，ＭＧ２等を冷却すべく、エンジン２２を始動させるためのエンジン始動処理を実行し（ステップＳ１４０）、本ルーチンを一旦終了させる。 On the other hand, if a negative determination is made in step S120, it is determined whether or not the sub shift shift position input in step S100 is the Hi position (step S130), and the sub shift shift position is the Hi position. If it is determined that it is not necessary to cool the motors MG1, MG2, etc. by circulating oil in the circulation flow path 26 using the oil pump 27, this routine is temporarily terminated. On the other hand, if it is determined in step S130 that the sub shift shift position is the Lo position (low speed side gear ratio), the oil pump 27 is forcibly driven to circulate the oil in the circulation passage 26. Then, an engine start process for starting the engine 22 is executed to cool the motors MG1, MG2, etc. (step S140), and this routine is temporarily ended.
以上説明したように、第１の実施例のハイブリッド自動車２０では、副変速シフトレバー８８を介してＬｏポジションが選択され、それによりトランスファ３４に含まれる副変速機の変速比が低速側変速比に設定されているときに、ハイブリッドＥＣＵ７０による制御のもと、ステップＳ１２０における温度条件の成立に拘わらず、冷却潤滑系統２５を用いたモータＭＧ２の冷却が実行される（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）。このように、低速側変速比が設定されているときに、上記温度条件の成立に拘わらず、すなわち通常のモータＭＧ２等の冷却処理前から、モータＭＧ２の冷却を実行すれば、低速側変速比が設定されたことによりモータＭＧ２が低回転で高トルクを出力するように運転されても、頻繁な出力制限が行われないようにモータＭＧ２の温度上昇を抑えることができる。従って、本実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２をより適正に温度管理してモータＭＧ２の温度上昇に起因した動力出力装置の出力低下すなわちハイブリッド自動車２０の走行性能の低下を抑制することが可能となる。また、本実施例のように、冷却潤滑系統２５がエンジン２２により駆動されて循環流路２６で冷却潤滑媒体としてのオイルを循環させる機械式のオイルポンプ２７を含むものである場合には、トランスファ３４の変速比が低速側変速比に設定されていると判断された時点でエンジン２２を始動させれば、オイルポンプ２７を作動させてモータＭＧ２の冷却を開始することが可能となる。そして、本実施例のハイブリッド自動車２０では、その停車中に運転者に対して副変速シフトレバー８８を介したＨｉポジションおよびＬｏポジションの選択が許容されており、停車中にトランスファ３４の変速比が低速側変速比に設定されると、基本的に低速側変速比の設定時すなわち発進前からモータＭＧ２の冷却が開始されることになる。これにより、その後に低速側変速比が設定された状態でモータＭＧ２が低回転で高トルクを出力するように運転されても、その間のモータＭＧ２の温度上昇を抑制して、低速側変速比の設定時における走行性能を長時間にわたって良好に確保することが可能となる。 As described above, in the hybrid vehicle 20 of the first embodiment, the Lo position is selected via the sub-shift shift lever 88, whereby the gear ratio of the sub-transmission included in the transfer 34 becomes the low-speed side gear ratio. When set, cooling of the motor MG2 using the cooling lubrication system 25 is executed under the control of the hybrid ECU 70 regardless of the establishment of the temperature condition in step S120 (steps S130 and S140). As described above, if the motor MG2 is cooled regardless of the establishment of the temperature condition when the low speed side gear ratio is set, that is, before the normal motor MG2 or the like is cooled, the low speed side gear ratio is set. Thus, even if the motor MG2 is operated so as to output a high torque at a low rotation, the temperature rise of the motor MG2 can be suppressed so that frequent output restriction is not performed. Therefore, in the hybrid vehicle 20 of the present embodiment, it is possible to control the temperature of the motor MG2 more appropriately and suppress the decrease in the output of the power output device caused by the temperature increase of the motor MG2, that is, the decrease in the running performance of the hybrid vehicle 20. It becomes. Further, as in the present embodiment, when the cooling lubrication system 25 includes a mechanical oil pump 27 that is driven by the engine 22 and circulates oil as a cooling lubrication medium in the circulation flow path 26, If the engine 22 is started when it is determined that the speed ratio is set to the low speed side speed ratio, the oil pump 27 can be operated to start cooling the motor MG2. In the hybrid vehicle 20 of the present embodiment, the driver is allowed to select the Hi position and the Lo position via the auxiliary transmission shift lever 88 while the vehicle is stopped, and the gear ratio of the transfer 34 is determined while the vehicle is stopped. When the low speed side gear ratio is set, cooling of the motor MG2 is basically started when the low speed side gear ratio is set, that is, before starting. As a result, even if the motor MG2 is operated so as to output a high torque at a low rotation with the low speed side gear ratio set thereafter, the temperature rise of the motor MG2 during that time is suppressed, and the low speed side gear ratio is reduced. It is possible to ensure good running performance at the time of setting for a long time.
次に、本発明の第２の実施例に係るハイブリッド自動車２０Ａについて説明する。第２の実施例に係るハイブリッド自動車２０Ａは、第１の実施例に係るハイブリッド自動車２０と一部を除いて基本的に同様のハード構成を有するものである。従って、以下、重複した説明を回避するために、第２の実施例のハイブリッド自動車２０Ａについては、第１の実施例のハイブリッド自動車２０と同一の符号を用いるものとし、詳細な説明を省略する。両者の相違点について説明すると、第２の実施例のハイブリッド自動車２０Ａでは、第１の実施例のハイブリッド自動車２０に設けられていた機械式のオイルポンプ２７の代わりに、ハイブリッドＥＣＵ７０により制御されて図示しない低圧バッテリを電源として作動する電動式のオイルポンプ２７が冷却潤滑系統２５に備えられている。そして、このような電動式のオイルポンプ２７を備えたハイブリッド自動車２０Ａでは、図２のモータ温度管理ルーチンに代えて図３に示すモータ温度管理ルーチンが実行される。図３のモータ温度管理ルーチンも、ハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間おきに繰り返し実行されるものである。 Next, a hybrid vehicle 20A according to a second embodiment of the present invention will be described. The hybrid vehicle 20A according to the second embodiment basically has the same hardware configuration as the hybrid vehicle 20 according to the first embodiment except for a part thereof. Therefore, hereinafter, in order to avoid redundant description, the hybrid vehicle 20A of the second embodiment is denoted by the same reference numerals as those of the hybrid vehicle 20 of the first embodiment, and detailed description thereof is omitted. The difference between the two will be described. In the hybrid vehicle 20A of the second embodiment, the hybrid ECU 70 is controlled and illustrated instead of the mechanical oil pump 27 provided in the hybrid vehicle 20 of the first embodiment. The cooling lubrication system 25 is provided with an electric oil pump 27 that operates using a low-voltage battery that is not used as a power source. In the hybrid vehicle 20A provided with such an electric oil pump 27, a motor temperature management routine shown in FIG. 3 is executed instead of the motor temperature management routine shown in FIG. The motor temperature management routine of FIG. 3 is also repeatedly executed by the hybrid ECU 70 every predetermined time.
図３のモータ温度管理ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、副変速シフトレバー８８の副変速シフトポジションセンサ８９からの副変速シフトポジションや、モータＭＧ１の温度Ｔ１、モータＭＧ２の温度Ｔ２といった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ２００）。ステップＳ２００のデータ入力処理の後、モータＭＧ１、ＭＧ２の温度に関連した温度条件が成立しているか否か、すなわちモータＭＧ１の温度Ｔ１が所定の閾値Ｔｒｅｆ１以上であるか、あるいはモータＭＧ２の温度Ｔ２が所定の閾値Ｔｒｅｆ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。ここで用いられる閾値Ｔｒｅｆ１，Ｔｒｅｆ２も、第１の実施例と同様にモータＭＧ２等の出力制限を実行するか否か判定するための閾値よりも低い温度とされる。そして、ステップＳ２１０にてモータＭＧ１の温度Ｔ１が所定の閾値Ｔｒｅｆ１以上であるか、あるいはモータＭＧ２の温度Ｔ２が所定の閾値Ｔｒｅｆ２以上であると判断したときには、モータＭＧ１、ＭＧ２等を冷却しないとモータＭＧ２等の出力制限が実行される可能性があることから、循環流路２６で冷却潤滑媒体としてのオイルを循環させてモータＭＧ１，ＭＧ２等を冷却すべく、電動式のオイルポンプ２７を起動し（ステップＳ２４０）、本ルーチンを一旦終了させる。一方、ステップＳ２１０にて否定判断がなされた場合には、ステップＳ２００にて入力した副変速シフトポジションがＬｏポジションであるか否かを判定し（ステップＳ２２０）、副変速シフトポジションがＨｉポジションであると判断した場合には、ステップＳ２３０にて循環流路２６でオイルを循環させてモータＭＧ１，ＭＧ２等を冷却する必要がないとみなして電動式のオイルポンプ２７を停止させ（停止させたままとし）、本ルーチンを一旦終了させる。これに対して、ステップＳ２２０にて副変速シフトポジションがＬｏポジション（低速側変速比）であると判断した場合には、強制的に循環流路２６でオイルを循環させてモータＭＧ１，ＭＧ２等を冷却すべく、電動式のオイルポンプ２７を起動し（ステップＳ２４０）、本ルーチンを一旦終了させる。 At the start of the motor temperature management routine of FIG. 3, the CPU 72 of the hybrid ECU 70 performs control such as the sub shift shift position from the sub shift shift position sensor 89 of the sub shift shift lever 88, the temperature T1 of the motor MG1, and the temperature T2 of the motor MG2. The data input process necessary for the process is executed (step S200). After the data input process in step S200, whether or not a temperature condition related to the temperatures of the motors MG1 and MG2 is satisfied, that is, whether the temperature T1 of the motor MG1 is equal to or higher than a predetermined threshold Tref1 or the temperature T2 of the motor MG2 Is greater than or equal to a predetermined threshold Tref2 (step S210). Similarly to the first embodiment, the threshold values Tref1 and Tref2 used here are temperatures lower than a threshold value for determining whether or not to limit the output of the motor MG2 or the like. If it is determined in step S210 that the temperature T1 of the motor MG1 is equal to or higher than the predetermined threshold Tref1 or the temperature T2 of the motor MG2 is equal to or higher than the predetermined threshold Tref2, the motors MG1, MG2 and the like must be cooled. Since there is a possibility that the output of MG2 or the like is limited, the electric oil pump 27 is started to cool the motors MG1, MG2, etc. by circulating oil as a cooling lubrication medium in the circulation flow path 26. (Step S240), this routine is temporarily terminated. On the other hand, if a negative determination is made in step S210, it is determined whether or not the sub shift shift position input in step S200 is the Lo position (step S220), and the sub shift shift position is the Hi position. If it is determined that the motor MG1, MG2, etc. need not be cooled by circulating oil through the circulation flow path 26 in step S230, the electric oil pump 27 is stopped (it is kept stopped). ), This routine is temporarily terminated. On the other hand, if it is determined in step S220 that the sub shift shift position is the Lo position (low speed side gear ratio), the oil is forcibly circulated through the circulation flow path 26 so that the motors MG1, MG2, etc. In order to cool, the electric oil pump 27 is started (step S240), and this routine is temporarily terminated.
以上説明したように、第２の実施例のハイブリッド自動車２０Ａにおいても、副変速シフトレバー８８を介してＬｏポジションが選択され、それによりトランスファ３４に含まれる副変速機の変速比が低速側変速比に設定されているときに、ハイブリッドＥＣＵ７０による制御のもと、ステップＳ２１０における温度条件の成立に拘わらず、冷却潤滑系統２５を用いたモータＭＧ２の冷却が実行される（ステップＳ２２０，Ｓ２４０）。このように、低速側変速比が設定されているときに、上記温度条件の成立に拘わらず、すなわち通常のモータＭＧ２等の冷却処理前から、モータＭＧ２の冷却を実行すれば、低速側変速比が設定されたことによりモータＭＧ２が低回転で高トルクを出力するように運転されても、頻繁な出力制限が行われないようにモータＭＧ２の温度上昇を抑えることができる。従って、第２の実施例のハイブリッド自動車２０Ａにおいても、モータＭＧ２をより適正に温度管理してモータＭＧ２の温度上昇に起因した動力出力装置の出力低下すなわちハイブリッド自動車２０Ａの走行性能の低下を抑制することが可能となる。また、本実施例のように、冷却潤滑系統２５が循環流路２６で冷却潤滑媒体としてのオイルを循環させる電動式のオイルポンプ２７を含むものであれば、トランスファ３４の変速比が低速側変速比に設定されていると判断された時点で速やかにオイルポンプ２７を作動させてモータＭＧ２の冷却を開始することが可能となる。 As described above, also in the hybrid vehicle 20A of the second embodiment, the Lo position is selected via the auxiliary transmission shift lever 88, whereby the transmission ratio of the auxiliary transmission included in the transfer 34 becomes the low speed side transmission ratio. Is set, the cooling of the motor MG2 using the cooling lubrication system 25 is executed under the control of the hybrid ECU 70 regardless of the establishment of the temperature condition in step S210 (steps S220 and S240). As described above, if the motor MG2 is cooled regardless of the establishment of the temperature condition when the low speed side gear ratio is set, that is, before the normal motor MG2 or the like is cooled, the low speed side gear ratio is set. Thus, even if the motor MG2 is operated so as to output a high torque at a low rotation, the temperature rise of the motor MG2 can be suppressed so that frequent output restriction is not performed. Accordingly, also in the hybrid vehicle 20A of the second embodiment, the temperature of the motor MG2 is more appropriately controlled to suppress a decrease in output of the power output device due to a temperature increase of the motor MG2, that is, a decrease in traveling performance of the hybrid vehicle 20A. It becomes possible. Further, as in the present embodiment, if the cooling lubrication system 25 includes an electric oil pump 27 that circulates oil as a cooling lubrication medium in the circulation flow path 26, the transmission 34 has a transmission gear ratio of low speed side shifting. When it is determined that the ratio is set, the oil pump 27 can be quickly activated to start cooling the motor MG2.
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。 The embodiments of the present invention have been described above using the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Needless to say.
すなわち、モータＭＧ１，ＭＧ２やインバータ４１，４２を冷却するための冷却手段は、図４に示す変形例としてのハイブリッド自動車１２０に備えられた冷却系統４５のように、モータＭＧ１，ＭＧ２やインバータ４１，４２と冷却媒体としての冷却水との熱交換を可能とするように構成された循環流路４６と、この循環流路４６で冷却水を循環させる電動ウォーターポンプ４７と、電動ファンを含み流入した冷却水を外気により冷却するラジエータ４８とを含むものであってもよい。 In other words, the cooling means for cooling the motors MG1, MG2 and the inverters 41, 42 are the same as the cooling system 45 provided in the hybrid vehicle 120 as a modification shown in FIG. 42, a circulation passage 46 configured to enable heat exchange between the coolant 42 and the cooling water as a cooling medium, an electric water pump 47 for circulating the cooling water in the circulation passage 46, and an electric fan. A radiator 48 that cools the cooling water using outside air may also be included.
また、上記実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ａは、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２に出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図５に示す変形例としてのハイブリッド自動車２２０のように、エンジン２２のクランクシャフトに接続されたインナーロータ２３２とトランスファ３４に動力を出力する駆動軸３３に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸３３に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えたものに適用されてもよい。 The hybrid vehicles 20 and 20A of the above embodiment output the power of the engine 22 to the ring gear shaft 32 as a drive shaft via the power distribution and integration mechanism 30, but the application object of the present invention is limited to this. It is not limited. That is, the present invention provides an inner rotor 232 connected to the crankshaft of the engine 22 and an outer rotor connected to the drive shaft 33 that outputs power to the transfer 34, such as a hybrid vehicle 220 as a modified example shown in FIG. 234, and may be applied to a motor equipped with a counter-rotor motor 230 that transmits a part of the power of the engine 22 to the drive shaft 33 and converts the remaining power into electric power.
２０，２０Ａ，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２５ 冷却潤滑系統、２６ 循環流路、２７ オイルポンプ、２８ オイルクーラ、３０ 動力分配統合機構、３０ａ サンギヤ、３０ｂ リングギヤ、３０ｃ ピニオンギヤ、３０ｄ キャリア、３２ リングギヤ軸、３３ 駆動軸、３４ トランスファ、３５ 前側プロペラシャフト、３６ 後側プロペラシャフト、３７ 前側デファレンシャルギヤ、３８ 後側デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ 駆動輪、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 温度センサ、４５ 冷却系統、４６ 循環流路、４７ 電動ウォーターポンプ、４８ ラジエータ、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、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、８７ 車速センサ、８８ 副変速シフトレバー、８９ 副変速シフトポジションセンサ、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ、２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。 20, 20A, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 25 cooling lubrication system, 26 circulation flow path, 27 oil pump, 28 oil cooler, 30 power distribution integration mechanism, 30a sun gear , 30b Ring gear, 30c Pinion gear, 30d Carrier, 32 Ring gear shaft, 33 Drive shaft, 34 Transfer, 35 Front propeller shaft, 36 Rear propeller shaft, 37 Front differential gear, 38 Rear differential gear, 39a, 39b, 39c, 39d Drive wheel, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 temperature sensor, 45 cooling system, 46 circulation flow path, 47 electric water pump, 48 radiator, 0 battery, 52 battery electronic control unit (battery ECU), 70 hybrid electronic control unit (hybrid ECU), 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal , 84 Accelerator pedal position sensor, 85 Brake pedal, 86 Brake pedal position sensor, 87 Vehicle speed sensor, 88 Sub shift shift lever, 89 Sub shift shift position sensor, 230 Counter rotor motor, 232 Inner rotor, 234 Outer rotor, MG1, MG2 motor.
Claims (8)
前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に出力された動力を前記第１の軸と前記第２の軸とに分配して伝達すると共に前記駆動軸と前記第１および第２の軸との間の変速比を高速側変速比と低速側変速比との間で変更可能な動力分配手段と、
前記動力分配手段の変速比を前記高速側変速比と前記低速側変速比との何れかに設定するための変速比変更手段と、
前記電動機を冷却可能な冷却手段と、
前記電動機の温度に関連した所定の温度条件の成立に伴って前記冷却手段に前記電動機の冷却を実行させると共に、前記変速比設定手段により前記変速比が前記低速側変速比に設定されているときには、前記温度条件の成立に拘わらず前記冷却手段に前記電動機の冷却を実行させる冷却制御手段と、
を備える動力出力装置。 A power output device that outputs power to a first shaft connected to a drive shaft and a second shaft different from the first shaft,
An internal combustion engine capable of outputting power to the drive shaft;
An electric motor capable of outputting power to the drive shaft;
Power storage means capable of exchanging power with the motor;
The power output to the drive shaft is distributed and transmitted to the first shaft and the second shaft, and the gear ratio between the drive shaft and the first and second shafts is changed at high speed. Power distribution means that can be changed between the ratio and the low speed side gear ratio;
Gear ratio changing means for setting the gear ratio of the power distribution means to either the high speed side gear ratio or the low speed side gear ratio;
Cooling means capable of cooling the electric motor;
When the predetermined temperature condition related to the temperature of the electric motor is satisfied, the cooling means performs cooling of the electric motor, and when the speed ratio is set to the low speed side gear ratio by the speed ratio setting means Cooling control means for causing the cooling means to cool the electric motor regardless of the establishment of the temperature condition;
A power output device comprising:
前記冷却手段は、
前記電動機と所定の冷却媒体との熱交換を可能とする循環流路と、
前記循環流路で前記冷却媒体を循環させる電動循環手段とを含む動力出力装置。 The power output apparatus according to claim 1, wherein
The cooling means is
A circulation passage that enables heat exchange between the electric motor and a predetermined cooling medium;
A power output device including an electric circulation means for circulating the cooling medium in the circulation flow path.
前記冷却手段は、
前記電動機と所定の冷却媒体との熱交換を可能とする循環流路と、
前記内燃機関により駆動されて前記循環流路で前記冷却媒体を循環させる機械式循環手段とを含み、
前記冷却制御手段は、前記変速比設定手段により前記変速比が前記低速側変速比に設定されているときに前記内燃機関が停止している場合には、前記温度条件の成立に拘わらず前記内燃機関を始動させる動力出力装置。 The power output apparatus according to claim 1, wherein
The cooling means is
A circulation passage that enables heat exchange between the electric motor and a predetermined cooling medium;
Mechanical circulation means driven by the internal combustion engine to circulate the cooling medium in the circulation flow path,
If the internal combustion engine is stopped when the transmission gear ratio is set to the low speed transmission gear ratio by the transmission gear ratio setting device, the cooling control unit is configured to perform the internal combustion engine regardless of the establishment of the temperature condition. A power output device that starts the engine.
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段を更に備え、
前記電動機は、前記駆動軸に動力と回生制動力とを出力可能である動力出力装置。 In the power output device according to any one of claims 1 to 3,
An electric power / power input / output means connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft, and outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input / output of electric power and power;
The electric motor is a power output device capable of outputting power and regenerative braking force to the drive shaft.
前記電動機の温度に関連した所定の温度条件の成立に伴って前記冷却手段を用いて前記電動機を冷却すると共に、前記変速変更手段により前記変速比が前記低速側変速比に設定されているときには、前記温度条件の成立に拘わらず前記冷却手段を用いて前記電動機を冷却する動力出力装置の温度管理方法。
An internal combustion engine capable of outputting power to the drive shaft, an electric motor capable of outputting power to the drive shaft, power storage means capable of exchanging electric power with the motor, and power output to the drive shaft as a first shaft The transmission is distributed and transmitted to a second shaft different from the first shaft, and the gear ratio between the drive shaft and the first and second shafts is set between a high speed side gear ratio and a low speed side gear ratio. A temperature management method for a power output device comprising: a power distribution means that can be changed between; and a cooling means capable of cooling the electric motor,
When the predetermined temperature condition related to the temperature of the electric motor is established, the cooling means is used to cool the electric motor, and when the speed change ratio is set to the low speed side gear ratio by the speed change means, A temperature management method for a power output apparatus that cools the electric motor using the cooling means regardless of the establishment of the temperature condition.
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