JP2008024251A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】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。
【解決手段】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の設定時に上記温度条件の成立に拘わらずモータ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。
【選択図】図２

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。

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。
特開２００５−２８７１４９号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 第１の実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるモータ温度管理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 第２の実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるモータ温度管理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例のハイブリッド自動車１２０の概略構成図である。 変形例のハイブリッド自動車２２０の概略構成図である。

符号の説明

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。

Claims (8)

1. 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、
   を備える動力出力装置。
2. 請求項１に記載の動力出力装置において、
   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。
3. 請求項１に記載の動力出力装置において、
   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。
4. 請求項１から３の何れかに記載の動力出力装置において、
   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。
5. 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請求項４に記載の動力出力装置。
6. 請求項１から５の何れかに記載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４輪駆動車両。
7. 前記４輪駆動車両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である請求項６に記載の４輪駆動車両。
8. 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。