JP2022044877A - ハイブリッド車両の潤滑装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効率的にピニオンギヤやそれを支持する部材を冷却・潤滑することが可能なＨＶ車両の潤滑装置を提供する。【解決手段】駆動力源としてエンジンおよびモータと、エンジンが連結されているキャリヤと、モータが連結されているサンギヤと、出力部材が連結されたリングギヤとによって差動作用を行う遊星歯車機構と、遊星歯車機構に冷却・潤滑のためのオイルを供給する電動オイルポンプとを備えた潤滑装置において、遊星歯車機構のピニオンギヤに焼き付きが発生するか否かをピニオンギヤの動作点に関するパラメータの値に基づいて判断し（Ｓ１～３）、焼き付きが発生すると判断された場合に、ピニオンギヤにオイルを供給する（Ｓ４）。【選択図】図１１

Description

この発明は、エンジンおよびモータが出力する動力を遊星歯車機構を介して駆動軸へ伝達するように構成されたハイブリッド車両の潤滑装置に関するものである。

従来、遊星歯車機構における各潤滑供給部にオイルを供給する構成が知られている。特許文献１には、ＥＶ走行時などエンジンが停止している状態で、ピニオン軸受にオイルを供給することが可能な車両用駆動装置が記載されている。エンジンが始動している場合には、エンジンの駆動に伴ってオイルポンプを駆動し、そのオイルポンプからピニオン軸受にオイルを供給する。一方、ＥＶ走行時などは、エンジンを停止した状態であるから、前記オイルポンプを駆動できない。そこで、特許文献１に記載された装置では、遊星歯車機構や出力ギヤ列によって掻き上げたオイルを遊星歯車機構の上方に設けられたオイル貯留部に溜め、そのオイル貯留部からキャリヤに設けられたオイルレシーバーにオイルを供給してピニオン軸受を潤滑するように構成されている。

また、特許文献２には、エンジンが連結されたキャリヤの回転をロックした状態で、遊星歯車機構のピニオンギヤに対して、潤滑および冷却のためのオイルを適切に供給するように構成されたハイブリッド車両の潤滑装置が記載されている。この特許文献２に記載された潤滑装置は、オイルポンプをモータによって駆動する電動オイルポンプを備え、エンジンが停止している際に、その電動オイルポンプで油圧を発生させることにより、オイルを遊星歯車機構のピニオンギヤの軸心部分へ圧送するように構成されている。

なお、特許文献３には、駆動力源としてエンジンと二つのモータとを備えたハイブリッド車両の制御装置が記載されている。この特許文献３に記載されたハイブリッド車両は、エンジンの出力トルクを、動力分割機構により第１モータ側と出力側とに分割し、第１モータ側に伝達された動力を電力として第２モータに伝達し、第２モータから出力されたトルクを、エンジンから直接伝達されるトルクに加算して走行する。動力分割機構は、第１クラッチ機構と第２クラッチ機構とを選択的に係合することによりハイブリッド・ローモードとハイブリッド・ハイモードとを設定することができるように構成されている。なお、ハイブリッド・ローモードとハイブリッド・ハイモードとは、エンジン回転数と出力回転数との回転数比がそれぞれ異なる走行モードである。

特開２０１１－２１４７１５号公報 特許第６１９４９１１号公報 特許第６４５１５２４号公報

特許文献１に記載された装置では、ピニオン軸受に対して差動機構や出力ギヤによって掻き上げたオイルを供給するように構成されている。ギヤによる掻き上げ潤滑では、上記のようなピニオンギヤの表面の潤滑や冷却を行うことはできるが、ピニオンギヤの内部やピニオンギヤを支持している軸や軸受に対しては潤滑・冷却が十分ではない場合がある。また、上記のような掻き上げ潤滑によって供給されるオイルは、油温や車速によってその供給量や供給状態が変化する。例えば、油温が高くオイルの粘度が低い場合や、高車速でピニオンギヤの回転数が高い場合には、ピニオンギヤに供給されたオイルが遠心力によってピニオンギヤに付着せずに弾き飛ばされてしまい、結果的にピニオンギヤに対するオイルの供給量が減少してしまう。そのような場合、ピニオンギヤの一部に微小な焼き付きが生じてピニオンギヤの表面が損傷する、いわゆるスミアリングが発生するおそれがある。低車速の場合は、オイルを掻き上げるギヤの回転数が低いことにより、高車速の場合と比較してオイルの供給量が減少する。なお、特許文献２に記載された装置のように、電動オイルポンプを用いて、ピニオンギヤにオイルを供給することも想定されるが、常にオイルを供給するとすれば、潤滑過多による引き摺りが生じ、遊星歯車機構の動力伝達効率が低下する、あるいは、その潤滑過多によりコストが増大するなどの不都合が生じるおそれがある。したがって、遊星歯車機構のピニオンギヤに対して、潤滑および冷却のためのオイルを適切に供給するには、未だ改善の余地があった。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、効率的（あるいは効果的）にピニオンギヤやピニオンギヤを支持する部材を冷却・潤滑することが可能なハイブリッド車両の潤滑装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、駆動力源としてエンジンおよびモータと、前記エンジンが連結されているキャリヤと、前記モータが連結されているサンギヤと、出力部材が連結されたリングギヤとによって差動作用を行う遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構に冷却および潤滑のためのオイルを供給する電動オイルポンプとを備えたハイブリッド車両の潤滑装置において、前記電動オイルポンプを制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記遊星歯車機構のピニオンギヤに焼き付きが発生するか否かを前記ピニオンギヤの動作点に関する所定のパラメータの値に基づいて判断し、前記ピニオンギヤに焼き付きが発生すると判断された場合に、前記電動オイルポンプにより前記ピニオンギヤに前記オイルを供給するように構成されていることを特徴とするものである。

この発明のハイブリッド車両の潤滑装置によれば、遊星歯車機構を構成するピニオンギヤの焼き付きが発生する条件が成立する場合には、ピニオンギヤに対してオイルを供給するように構成されている。具体的には、ピニオンギヤの動作点に関する所定のパラメータ（例えばキャリヤ回転数、ピニオン差回転数、キャリヤトルク）の値が、焼き付きが発生する条件をそれぞれ満たす場合に、焼き付きが発生すると判断し、ピニオンギヤへオイルを供給、あるいは、オイルの供給量を増大させるなどの制御を行う。したがって、オイルが供給されることによりピニオンギヤの冷却・潤滑が促進され、ひいてはピニオンギヤの焼き付きが発生することを回避もしくは抑制できる。なお、オイルの供給量は、電動オイルポンプによって制御され、したがって、ピニオンギヤの焼き付きが発生するおそれがないと判断された場合には、オイルの量は適量に制御される。そのため、例えばピニオンギヤの焼き付きを防止するために、常にオイルを供給し続けるような場合に比べて、潤滑過多になることを抑制でき、それによるコストが増大することを抑制できる。

駆動装置の一例を説明するためのスケルトン図である。 オイルポンプの構成を模式的に説明するための図である。 電子制御装置（ECU）の構成を説明するためのブロック図である。 各走行モードでのクラッチ機構、ブレーキ機構の係合および解放の状態、モータの運転状態、エンジンの駆動の有無をまとめて示す図表である。 HV-Hiモードでの動作状態を説明するための共線図である。 HV-Loモードでの動作状態を説明するための共線図である。 直結モードでの動作状態を説明するための共線図である。 EV-Loモードでの動作状態を説明するための共線図である。 EV-Hiモードでの動作状態を説明するための共線図である。 シングルモードでの動作状態を説明するための共線図である。 この発明の実施形態における制御例を説明するためのフローチャートである。 スミアリングが発生する領域を説明するための図である。 この発明の実施形態における他の制御例を説明するためのフローチャートである。 図１３に示す制御例を実行した場合における各パラメータの変化を説明するためのタイムチャートである。

この発明を図に示す実施形態に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態はこの発明を具体化した場合の一例に過ぎないのであって、この発明を限定するものではない。この発明の実施形態におけるハイブリッド車両（以下、車両と記す）Ｖｅの一例を図１を参照して説明する。図１は、前輪（駆動輪）１Ｒ，１Ｌを駆動するための駆動装置２を示し、駆動装置２は、エンジン（ＥＮＧ）３と二つのモータ４，５とを駆動力源として備えたいわゆる２モータタイプの駆動装置である。第１モータ４は発電機能のあるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ：ＭＧ１）によって構成され、エンジン３の回転数を第１モータ４によって制御するとともに、第１モータ４で発電した電力により第２モータ５を駆動し、その第２モータ５が出力するトルクを走行のための駆動力に加えるように構成されている。なお、第２モータ５は発電機能のあるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ：ＭＧ２）によって構成することができる。

エンジン３には、この発明の実施形態における差動機構に相当する動力分割機構６が連結されている。この動力分割機構６は、エンジン３が出力したトルクを第１モータ４側と出力側とに分割する機能を主とする分割部７と、そのトルクの分割率を変更する機能を主とする変速部８とにより構成されている。

分割部７は、三つの回転要素によって差動作用を行う構成であればよく、遊星歯車機構ＰＬを採用することができる。図１に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構（第１差動機構）によって構成されている。図１に示す分割部７は、サンギヤ９と、サンギヤ９に対して同心円上に配置された、内歯歯車であるリングギヤ１０と、これらサンギヤ９とリングギヤ１０との間に配置されてサンギヤ９とリングギヤ１０とに噛み合っているピニオンギヤ１１と、ピニオンギヤ１１を自転および公転可能に保持するキャリヤ１２とを有している。

エンジン３が出力した動力が前記キャリヤ１２に入力されるように構成されている。具体的には、エンジン３の出力軸１３に、動力分割機構６の入力軸１４が連結され、その入力軸１４がキャリヤ１２に連結されている。なお、キャリヤ１２と入力軸１４とを直接連結する構成に替えて、歯車機構などの伝動機構（図示せず）を介してキャリヤ１２と入力軸１４とを連結してもよい。また、その出力軸１３と入力軸１４との間にダンパ機構やトルクコンバータなどの機構（図示せず）を配置してもよい。

サンギヤ９に第１モータ４が連結されている。図１に示す例では、分割部７および第１モータ４は、エンジン３の回転中心軸線と同一の軸線上に配置され、第１モータ４は分割部７を挟んでエンジン３とは反対側に配置されている。さらに、変速部８が、この分割部７とエンジン３との間で、これら分割部７およびエンジン３と同一の軸線上に、その軸線の方向に並んで配置されている。

変速部８は、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。すなわち、変速部８は、上記の分割部７と同様に、サンギヤ１５と、サンギヤ１５に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ１６と、これらサンギヤ１５とリングギヤ１６との間に配置されてこれらサンギヤ１５およびリングギヤ１６に噛み合っているピニオンギヤ１７と、ピニオンギヤ１７を自転および公転可能に保持しているキャリヤ１８とを有している。したがって、変速部８は、サンギヤ１５、リングギヤ１６、およびキャリヤ１８の三つの回転要素によって差動作用を行う差動機構（第２差動機構）となっている。この変速部８におけるサンギヤ１５に分割部７におけるリングギヤ１０が連結されている。また、変速部８におけるリングギヤ１６に、この発明の実施形態における「出力部材」に相当する出力ギヤ１９が連結されている。

上記の分割部７と変速部８とが複合遊星歯車機構を構成するように第１クラッチ機構（第１係合機構）CL1が設けられている。第１クラッチ機構CL1は、変速部８におけるキャリヤ１８を、分割部７におけるキャリヤ１２および入力軸１４に選択的に連結するように構成されている。具体的には、第１クラッチ機構CL1は、互いに係合することによりトルクを伝達し、また互いに解放することによりトルクを遮断する回転部材１２ａ，１２ｂを有している。一方の回転部材１２ａは入力軸１４に連結され、他方の回転部材１２ｂはキャリヤ１８に連結されている。この第１クラッチ機構CL1は、湿式多板クラッチなどの摩擦式のクラッチ機構であってもよく、あるいはドグクラッチなどの噛み合い式のクラッチ機構であってもよい。または、制御信号が入力されることにより連結状態と解放状態とを切り替え、かつ制御信号が入力されていない場合に、制御信号が入力されなくなる直前の状態（連結状態または解放状態）を維持するように構成されたいわゆるノーマルステイ型のクラッチ機構であってもよい。この第１クラッチ機構CL1を係合させることにより分割部７におけるキャリヤ１２と変速部８におけるキャリヤ１８とが連結されてこれらが入力要素となり、また分割部７におけるサンギヤ９が反力要素となり、さらに変速部８におけるリングギヤ１６が出力要素となった複合遊星歯車機構が形成される。すなわち、入力軸１４と第１モータ４の出力軸４ａと、後述するドリブンギヤ２１とが差動回転できるように複合遊星歯車機構が構成されている。

さらに、変速部８の全体を一体化させるための第２クラッチ機構（第２係合機構）CL2が設けられている。この第２クラッチ機構CL2は、変速部８におけるキャリヤ１８とリングギヤ１６もしくはサンギヤ１５、あるいはサンギヤ１５とリングギヤ１６とを連結するなどの少なくともいずれか二つの回転要素を連結するためのものであって、摩擦式、噛み合い式、あるいは、ノーマルステイ型のクラッチ機構によって構成することができる。図１に示す例では、第２クラッチ機構CL2は、変速部８におけるキャリヤ１８とリングギヤ１６とを連結するように構成されている。具体的には、第２クラッチ機構CL2は、互いに係合することによりトルクを伝達し、また互いに解放することによりトルクを遮断する回転部材１８ａ，１８ｂを有している。一方の回転部材１８ａはキャリヤ１８に連結され、他方の回転部材１８ｂはリングギヤ１６に連結されている。

上記のエンジン３や分割部７あるいは変速部８の回転中心軸線と平行にカウンタシャフト２０が配置されている。前記出力ギヤ１９に噛み合っているドリブンギヤ２１がこのカウンタシャフト２０に取り付けられている。また、カウンタシャフト２０にはドライブギヤ２２が取り付けられており、このドライブギヤ２２が終減速機であるデファレンシャルギヤユニット２３におけるリングギヤ２４に噛み合っている。さらに、前記ドリブンギヤ２１には、第２モータ５におけるロータシャフト２５に取り付けられたドライブギヤ２６が噛み合っている。したがって、前記出力ギヤ１９から出力された動力もしくはトルクに、第２モータ５が出力した動力もしくはトルクを、上記のドリブンギヤ２１の部分で加えるように構成されている。このようにして合成された動力もしくはトルクをデファレンシャルギヤユニット２３から左右のドライブシャフト２７に出力し、その動力やトルクが前輪１Ｒ，１Ｌに伝達されるように構成されている。

なお、駆動装置２には、第１モータ４を走行のための駆動力源とする場合に、エンジン３の回転を止めるための摩擦式あるいは噛み合い式のブレーキ機構（第３係合機構）B1が設けられている。すなわち、ブレーキ機構B1は所定の固定部と出力軸１３または入力軸１４との間に設けられ、係合して出力軸１３または入力軸１４を固定することにより、分割部７におけるキャリヤ１２や、変速部８におけるキャリヤ１８を反力要素として機能させ、分割部７におけるサンギヤ９を入力要素として機能させることができるように構成されている。なお、ブレーキ機構B1は、第１モータ４が駆動トルクを出力した場合に、反力トルクを発生させることができればよく、出力軸１３または入力軸１４を完全に固定する構成に限らず、要求される反力トルクを出力軸１３または入力軸１４に作用させることができればよい。または、出力軸１３や入力軸１４が、エンジン３がその駆動時に回転する方向とは逆方向に回転することを禁止するワンウェイクラッチをブレーキ機構B1として設けてもよい。

また、車両Ｖｅには、動力分割機構６を構成する遊星歯車機構の潤滑および冷却のためのオイルポンプが設けられている。図２は、この発明の実施形態の車両Ｖｅにおける、オイルポンプを模式的に説明するための図であって、この発明の実施形態では、オイルポンプとして、メカオイルポンプ２８（以下、ＭＯＰ２８とも記す）と、電動オイルポンプ２９（以下、ＥＯＰ２９とも記す）とが設けられている。先ず、ＭＯＰ２８は、オイルの供給用および油圧制御用のポンプとして、従来、車両のエンジンや変速機に用いられている一般的な構成の機械式オイルポンプである。このＭＯＰ２８は、エンジン３が出力するトルクによって駆動されて油圧を発生するように構成されている。具体的には、ＭＯＰ２８のロータ（図示せず）がエンジン３の出力軸１３と共に回転するように構成されている。したがって、エンジン３が燃焼運転されて出力軸１３からトルクを出力する際には、ＭＯＰ２８も駆動されて油圧を発生する。ＭＯＰ２８が油圧を発生することによってＭＯＰ２８から吐出されるオイルが、油路（図示せず）を介して、遊星歯車機構に供給されるように構成されている。なお、遊星歯車機構には、デファレンシャルギヤユニット２３のリングギヤ２４による掻き上げ潤滑によってもオイルが供給されるように構成されている。

一方、ＭＯＰ２８は、エンジン３の出力軸１３の回転が停止している場合には油圧を発生することができない。車両Ｖｅが走行中であれば、掻き上げ潤滑によって遊星歯車機構にオイルを供給することができる。しかしながら、掻き上げ潤滑は、デファレンシャルギヤユニット２３のリングギヤ２４によって一旦上方へ掻き上げたオイルを、重力の作用によって遊星歯車機構に供給する構成であるため、油圧を用いてオイルを圧送する強制潤滑方式の潤滑機構と比較して潤滑および冷却性能が低い。そこで、この車両Ｖｅには、エンジン３が停止している場合や、掻き上げ潤滑の潤滑・冷却が不足する場合であっても、遊星歯車機構へのオイルの供給を維持し、遊星歯車機構を適切に潤滑および冷却するために、ＥＯＰ２９が設けられている。

ＥＯＰ２９は、電気モータが出力するトルクによって駆動されて油圧を発生する電動オイルポンプによって構成されている。したがって、このＥＯＰ２９には、ＥＯＰ２９を駆動するためのポンプ用モータ３０が備えられている。ポンプ用モータ３０は、エンジン３ならびに第１モータ４や第２モータ５などの車両Ｖｅの駆動力源とは別の第３の電気モータであって、この図２に示す例ではＥＯＰ２９専用に設けられている。

ＥＯＰ２９が油圧を発生することによってＥＯＰ２９から吐出されるオイルが、遊星歯車機構に供給されるように構成されている。具体的には、遊星歯車機構の各ピニオンギヤ１１，１７の軸心部分に、オイルが圧送されて供給されるように構成されている。なお、各ピニオンギヤ１１，１７へのオイルの圧送は、キャリヤ１２，１８の内部に形成された油路（図示せず）を介して行われる。

また、図１に示すように、第１モータ４にインバータやコンバータなどを備えた第１電力制御装置３１が接続され、第２モータ５にインバータやコンバータなどを備えた第２電力制御装置３２が接続され、それらの各電力制御装置３１，３２は、リチウムイオン電池、キャパシタ、全固体電池などから構成された蓄電装置３３に電気的に連結されている。また、上記第１電力制御装置３１と第２電力制御装置３２とが相互に電力を供給できるように構成されている。具体的には、第１モータ４が反力トルクを出力することに伴って発電機として機能する場合には、第１モータ４で発電された電力を第２モータ５に供給することができるように構成されている。

なお、上記の蓄電装置３３は、上述したようにリチウムイオン電池、キャパシタ、全固体電池などによって構成される。それら蓄電装置３３は、それぞれ特性が異なるから、車両Ｖｅは、蓄電装置３３を単一種類の装置から構成することに限られず、複数の蓄電装置３３を、各装置の特性を考慮して組み合わせて構成してもよい。

上記の各電力制御装置３１，３２におけるインバータやコンバータ、エンジン３、各クラッチ機構CL1，CL2およびブレーキ機構B1を制御するための電子制御装置（ECU）３４が設けられている。このECU３４は、この発明の実施形態における「コントローラ」に相当するものであり、マイクロコンピュータを主体にして構成されている。図３は、ECU３４の構成の一例を説明するためのブロック図である。図３に示す例では、統合ECU３５、MG-ECU３６、エンジンECU３７、および、クラッチECU３８によりECU３４が構成されている。

統合ECU３５は、車両Ｖｅに搭載された種々のセンサから入力されたデータと、予め記憶されているマップや演算式などとに基づいて演算を行い、その演算結果を、MG-ECU３６、エンジンECU３７、およびクラッチECU３８に指令信号を出力するように構成されている。統合ECU３５に入力される各種センサからのデータの一例を図３に示してある。車速、アクセル開度、第１モータ(MG1)４の回転数、第２モータ(MG2)５の回転数、エンジン３の出力軸１３の回転数（エンジン回転数）、変速部８におけるカウンタシャフト２０の回転数である出力回転数、動力分割機構におけるキャリヤ回転数、キャリヤトルク、ピニオンギヤの回転数、各クラッチ機構CL1，CL2やブレーキ機構B1に設けられたピストン（アクチュエータ）のストローク量、蓄電装置３３の温度、各電力制御装置３１，３２の温度、第１モータ４の温度、第２モータ５の温度、分割部７や変速部８などを潤滑するオイル（ＡＴＦ）の温度、オイルの量、蓄電装置３３の充電残量（SOC）などのデータが、統合ECU３５に入力される。

そして、統合ECU３５に入力されたデータなどに基づいて第１モータ４の運転状態（出力トルクや回転数）、第２モータ５の運転状態（出力トルクや回転数）を求めて、それらの求められたデータを指令信号としてMG-ECU３６に出力する。同様に、統合ECU３５に入力されたデータなどに基づいてエンジン３の運転状態（出力トルクや回転数）を求めて、その求められたデータを指令信号としてエンジンECU３７に出力する。同様に、統合ECU３５に入力されたデータなどに基づいて各クラッチ機構CL1，CL2、およびブレーキ機構B1の伝達トルク容量（「０」を含む）を求めて、それらの求められたデータを指令信号としてクラッチECU３８に出力する。

MG-ECU３６は、上記のように統合ECU３５から入力されたデータに基づいて各モータ４，５に通電するべき電流値を求めて、各モータ４，５に指令信号を出力する。各モータ４，５は、交流式のモータであるから、上記の指令信号は、インバータで生成するべき電流の周波数や、コンバータで昇圧するべき電圧値などが含まれる。

エンジンECU３７は、上記のように統合ECU３５から入力されたデータに基づいて電子スロットルバルブの開度を定めるための電流値やパルス数、点火装置で燃料を着火するための電流値やパルス数、EGR（Exhaust Gas Recirculation）バルブの開度を定めるための電流値やパルス数、吸気バルブや排気バルブの開度を定めるための電流値やパルス数などの指令値を求め、それぞれのバルブや装置に指令信号を出力する。すなわち、エンジン３の出力（パワー）や、エンジン３の出力トルク、もしくはエンジン回転数を制御するための指示信号を、エンジンECU３７から出力する。

クラッチECU３８は、上記のように統合ECU３５から入力されたデータに基づいて各クラッチ機構CL1，CL2およびブレーキ機構B1の係合圧を定めるアクチュエータに通電するべき指令値を求めて、それぞれのアクチュエータに指令信号を出力する。

上記の駆動装置２は、エンジン３から駆動トルクを出力して走行するHV走行モードと、エンジン３から駆動トルクを出力することなく、第１モータ４や第２モータ５から駆動トルクを出力して走行するEV走行モードとを設定することが可能である。さらに、HV走行モードは、第１モータ４を低回転数で回転させた場合（「０」回転を含む）において、変速部８のリングギヤ１６の回転数よりもエンジン３（または入力軸１４）の回転数が高回転数となるHV-Loモードと、変速部８のリングギヤ１６の回転数よりもエンジン３（または入力軸１４）の回転数が低回転数となるHV-Hiモードと、変速部８のリングギヤ１６の回転数とエンジン３（または入力軸１４）の回転数が同一である直結モード（固定段モード）とを設定することが可能である。なお、HV-LoモードとHV-Hiモードとでは、トルクの増幅率はHV-Loモードの方が大きくなる。

またさらに、EV走行モードは、第１モータ４および第２モータ５から駆動トルクを出力するデュアルモードと、第１モータ４から駆動トルクを出力せずに第２モータ５のみから駆動トルクを出力するシングルモード（切り離しモード）とを設定することが可能である。更にデュアルモードは、第１モータ４から出力されたトルクの増幅率が比較的大きいEV-Loモードと、第１モータ４から出力されたトルクの増幅率がEV-Loモードより小さいEV-Hiモードとを設定することが可能である。なお、シングルモードでは、第１クラッチ機構CL1を係合した状態で第２モータ５のみから駆動トルクを出力して走行することや、第２クラッチ機構CL2を係合した状態で第２モータ５のみから駆動トルクを出力して走行すること、あるいは各クラッチ機構CL1，CL2を解放した状態で第２モータ５のみから駆動トルクを出力して走行することが可能である。

それらの各走行モードは、第１クラッチ機構CL1、第２クラッチ機構CL2、ブレーキ機構B1、およびエンジン３、各モータ４，５を制御することにより設定される。図４に、これらの走行モードと、各走行モードにおける、第１クラッチ機構CL1、第２クラッチ機構CL2、ブレーキ機構B1の係合および解放の状態、第１モータ４および第２モータ５の運転状態、エンジン３からの駆動トルクの出力の有無の一例を図表として示してある。図中における「●」のシンボルは係合している状態を示し、「－」のシンボルは解放している状態を示し、「Ｇ」のシンボルは主にジェネレータとして運転することを意味し、「Ｍ」のシンボルは主にモータとして運転することを意味し、空欄はモータおよびジェネレータとして機能していない、または第１モータ４や第２モータ５が駆動のために関与していない状態を意味し、「ON」はエンジン３から駆動トルクを出力している状態を示し、「OFF」はエンジン３から駆動トルクを出力していない状態を示している。

各走行モードを設定した場合における動力分割機構６の各回転要素の回転数、およびエンジン３、各モータ４，５のトルクの向きを説明するための共線図を図５ないし図１０に示している。共線図は、動力分割機構６における各回転要素を示す直線をギヤ比の間隔をあけて互いに平行に引き、これらの直線に直交する基線からの距離をそれぞれの回転要素の回転数として示す図であり、それぞれの回転要素を示す直線に重ねてある矢印がトルクの向きを示すとともに、そのトルクの大きさを矢印の長さで示している。

図５に示すようにHV-Hiモードでは、エンジン３から駆動トルクを出力し、第２クラッチ機構CL2を係合するとともに、第１モータ４から反力トルクを出力する。また、図６に示すようにHV-Loモードでは、エンジン３から駆動トルクを出力し、第１クラッチ機構CL1を係合するとともに、第１モータ４から反力トルクを出力する。上記HV-HiモードやHV-Loモードが設定されている場合の第１モータ４の回転数は、エンジン３の燃費や第１モータ４の駆動効率などを考慮した駆動装置２全体としての効率（消費エネルギー量を前輪１Ｒ，１Ｌのエネルギー量で除算した値）が最も良好となるように制御される。上記の第１モータ４の回転数は無段階に連続的に変化させることができ、その第１モータ４の回転数と車速とに基づいてエンジン回転数が定まる。したがって、動力分割機構６は、無段変速機として機能できる。

上記のように第１モータ４から反力トルクを出力することにより、第１モータ４が発電機として機能する場合には、エンジン３の動力の一部が第１モータ４により電気エネルギーに変換される。そして、エンジン３の動力から第１モータ４により電気エネルギーに変換された動力分を除いた動力が変速部８におけるリングギヤ１６に伝達される。その第１モータ４から出力する反力トルクは、動力分割機構６を介してエンジン３から第１モータ４側に伝達されるトルクの分割率に応じて定められる。この動力分割機構６を介してエンジン３から第１モータ４側に伝達されるトルクと、リングギヤ１６側に伝達されるトルクとの比、すなわち動力分割機構６におけるトルクの分割率は、HV-LoモードとHV-Hiモードとで異なる。

具体的には、第１モータ４側に伝達されるトルクを「１」とした場合、HV-Loモードではリングギヤ１６側に伝達されるトルクの割合であるトルク分割率は、「１／（ρ１×ρ２）」となり、HV-Hiモードではそのトルク分割率は、「１／ρ１」となる。すなわち、エンジン３から出力されたトルクのうちリングギヤ１６に伝達されるトルクの割合は、HV-Loモードでは、「１／（１－（ρ１×ρ２））」となり、HV-Hiモードでは、「１／（ρ１＋１）」となる。ここで、「ρ１」は分割部７のギヤ比（リングギヤ１０の歯数とサンギヤ９の歯数との比率）であり、「ρ２」は変速部８のギヤ比（リングギヤ１６の歯数とサンギヤ１５の歯数との比率）である。なお、ρ１およびρ２は、「１」よりも小さい値である。したがって、HV-Loモードが設定されている場合には、HV-Hiモードが設定されている場合と比較して、リングギヤ１６に伝達されるトルクの割合が大きくなる。

なお、エンジン３の出力を増大させてエンジン３の回転数を増大させている場合には、エンジン３の出力のうちエンジン３の回転数を増大させるために要したパワーを減じたパワーに相当するトルクが、エンジン３から出力されるトルクとなる。そして、第１モータ４により発電された電力が第２モータ５に供給される。その場合、必要に応じて蓄電装置３３に充電されている電力も第２モータ５に供給される。

直結モードでは、各クラッチ機構CL1，CL2が係合されることにより、図７に示すように動力分割機構６における各回転要素が同一回転数で回転する。すなわち、エンジン３の動力の全てが動力分割機構６から出力される。言い換えると、エンジン３の動力の一部が、第１モータ４や第２モータ５により電気エネルギーに変換されることがない。したがって、電気エネルギーに変換する際に生じるジュール損などを要因とした損失がないため、動力の伝達効率が良好になる。

さらに、図８および図９に示すようにEV-LoモードとEV-Hiモードとでは、ブレーキ機構B1を係合するとともに各モータ４，５から駆動トルクを出力して走行する。具体的には、図８に示すようにEV-Loモードでは、ブレーキ機構B1および第１クラッチ機構CL1を係合するとともに、各モータ４，５から駆動トルクを出力して走行する。すなわち、ブレーキ機構B1により、出力軸１３またはキャリヤ１２が回転することを制限するための反力トルクを作用させる。その場合における第１モータ４の回転方向は、正方向になり、かつ出力トルクの向きは、その回転数を増大させる方向となる。また、図９に示すようにEV-Hiモードでは、ブレーキ機構B1および第２クラッチ機構CL2を係合するとともに、各モータ４，５から駆動トルクを出力して走行する。すなわち、ブレーキ機構B1により、出力軸１３またはキャリヤ１２が回転することを制限するための反力トルクを作用させる。その場合における第１モータ４の回転方向は、エンジン３の回転方向（正方向）とは反対方向（負方向）になり、かつ出力トルクの向きは、その回転数を増大させる方向となる。

また、変速部８のリングギヤ１６の回転数と第１モータ４の回転数との回転数比は、EV-Loモードの方がEV-Hiモードよりも大きくなる。すなわち、同一車速で走行している場合には、EV-Loモードを設定する場合の方が、EV-Hiモードを設定する場合よりも第１モータ４の回転数が高回転数になる。つまり、EV-Loモードの方が、EV-Hiモードよりも減速比が大きい。そのため、EV-Loモードを設定することにより大きな駆動力を得ることができる。なお、上記のリングギヤ１６の回転数は、出力部材（あるいは出力側）の回転数であって、図１のギヤトレーンでは、便宜上リングギヤ１６から駆動輪までの各部材のギヤ比は１とする。そして、シングルモードでは、図１０に示すように第２モータ５のみから駆動トルクを出力しており、かつ各クラッチ機構CL1，CL2が解放されていることにより、動力分割機構６の各回転要素は停止した状態になる。したがって、エンジン３や第１モータ４を連れ回すことによる動力損失を低減することができる。

このように構成された車両Ｖｅは、上述したように、動力分割機構６における遊星歯車機構を潤滑・冷却するためのオイルポンプとしてメカオイルポンプ２８と電動オイルポンプ２９とを備えている。一方、例えば車両Ｖｅが高車速で走行している場合には、ピニオンギヤ１１，１７の回転数が高回転数になり、オイルの供給が不十分となることがある。その場合には、ピニオンギヤ１１，１７あるいはそれを支持する軸受の一部に微小な焼き付きが生じてピニオンギヤ１１，１７の表面が損傷するいわゆるスミアリングが発生することがある。なお、そのようなスミアリングに加えて通常の焼き付き（あるいは摩耗）が生じることもある。そこで、この発明の実施形態では、上記のようなスミアリングあるいは通常の焼き付きを抑制するように構成されている。なお、これ以降の説明では、特に説明する場合を除いて、スミアリングも含めて、単に焼き付きと記す。

図１１は、その制御の一例を示すフローチャートであり、所定の条件が成立した場合には、ピニオンギヤの焼き付きが発生することがあると判断し、その場合には、オイルの供給量を増大させるように構成されている。なお、この図１１に示すフローチャートは、エンジン３や各モータ４，５を動力源として、LoモードあるいはHiモードのいずれかの走行モードで走行している際に実行される。

先ず、キャリヤ回転数がピニオンギヤ１１，１７の焼き付き発生条件を満たす所定の回転数域であるか否かを判断する（ステップＳ１）。ピニオンギヤ１１（１７）は、キャリヤ１２（１８）に保持され回転している。したがって、キャリヤ１２（１８）の回転数を検出あるいは取得することによりピニオンギヤ１１（１７）の焼き付きが発生することがあるか否かを判断できる。なお、所定の回転数域とは、実験や予め定めたマップによって定められる回転数域である。

図１２は、スミアリング（焼き付き）の発生を示すマップであって、ステップＳ１で判断するキャリヤ回転数、後述のステップＳ２で判断するピニオン差回転数、ステップＳ３で判断するキャリヤトルクをパラメータとしたものであり、それぞれのパラメータごとに、スミアリングが発生する領域が定められている。なお、図示した矢印の大きさは、それぞれ所定の回転数範囲やトルク範囲を示し、同じ文言で示した矢印は同じ大きさを意味する。したがって、このステップＳ１で否定的に判断された場合、すなわちキャリヤ回転数が、焼き付き発生条件を満たす所定の回転数域でない場合には、これ以降の制御を実行することなく図１１のルーチンを一旦終了する。

それとは反対に、このステップＳ１で肯定的に判断された場合、すなわちピニオン差回転数が焼き付き発生条件を満たす所定の差回転数か否かを判断する（ステップＳ２）。ここでいうピニオン差回転数とはキャリヤ回転数とピニオン回転数との差回転数をいう。つまり、このステップＳ２では、その差回転数に応じてピニオンギヤ１１（１７）に焼き付きが発生するか否かを判断するように構成されている。なお、所定の差回転数とは、実験や図１２に示す予め定めたマップによって定められる。図１２で示すピニオン差回転数は、正の差回転数と負の差回転数で示しており、それぞれ同じ差回転数とされている。したがって、このステップＳ２で否定的に判断された場合、すなわちピニオン差回転数が、焼き付き発生条件を満たす所定の差回転数でない場合には、これ以降の制御を実行することなく図１１のルーチンを一旦終了する。

一方、このステップＳ２で肯定的に判断された場合、すなわちピニオン差回転数が焼き付き発生条件を満たす所定の差回転数である場合には、キャリヤトルクが焼き付き発生条件を満たすか否かを判断する（ステップＳ３）。これはピニオンギヤ１１（１７）を保持しているキャリヤ１２（１８）に作用するトルクから、ピニオンギヤ１１（１７）の焼き付きを判断するものである。このキャリヤトルクが図１２に示す所定のトルク範囲である場合には、このステップＳ３で肯定的に判断される。したがって、このステップＳ３で否定的に判断された場合、すなわちキャリヤトルクが、焼き付き発生条件を満たす所定のトルク範囲外の場合には、これ以降の制御を実行することなく図１１のルーチンを一旦終了する。

それとは反対に、このステップＳ３で肯定的に判断された場合、すなわちキャリヤトルクが、焼き付き発生条件を満たす所定のトルク範囲内の場合には、ピニオンギヤ１１（１７）、ピニオンギヤ１１（１７）を支持するニードル軸受、および、軸心へのオイルの供給量を増大させる（ステップＳ４）。つまり、上述のステップＳ１～ステップＳ３の焼き付き発生条件を満たすことから、ピニオンギヤ１１（１７）に焼き付きが生じる、あるいは、焼き付きが生じるおそれがあると判断できる。なお、図１２のマップで説明すると、それぞれのパラメータにおいて、スミアリングが発生する領域が重なった場合に、ピニオンギヤ１１（１７）に焼き付きが発生することがあると判断する。そのスミアリング発生領域が重なる部分を、図１２では、直方体のブロックで示している。したがって、このステップＳ４では、そのような焼き付きが生じるピニオンギヤ１１（１７）、ならびに、それを支持する軸受や軸に対して、オイルの供給量を増大させる。つまり、電動オイルポンプ２９から圧送するオイルの供給量を制御して、ピニオンギヤ１１（１７）に供給するオイルの量を増大させる。

なお、オイルの供給量は、キャリヤ回転数、ピニオン差回転数、および、キャリヤトルクの値に応じて適宜決定される。また、ピニオンギヤ１１（１７）の焼き付きが発生する場合には、オイルの温度が高温になっていることが予想される。したがって、上記のステップＳ４では、オイルの温度を適切な所定の温度に制御するように構成してもよい。すなわちオイルの温度が適温となるようにオイル量を制御してもよい。

このように、この発明の実施形態では、遊星歯車機構を構成するピニオンギヤ１１（１７）の焼き付きが発生する（あるいは発生するおそれの）条件が成立する場合には、ピニオンギヤ１１（１７）、および、それを支持する軸受や軸に対してオイルの供給量を増大するように構成されている。したがって、オイルの供給量が増大することにより、ピニオンギヤ１１（１７）の冷却が促進され、ひいてはピニオンギヤ１１（１７）の焼き付きを抑制もしくは回避できる。また、オイルの供給量は、ＥＯＰ２９によって制御され、したがって、ピニオンギヤ１１（１７）の焼き付きが発生するおそれがないと判断された場合、すなわちステップＳ１～Ｓ３のいずれかのステップで否定的に判断された場合には、油量は適量に制御される。したがって、例えばピニオンギヤ１１（１７）の焼き付きを防止するために、常にオイルを供給し続けるような場合に比べて、潤滑過多になることを抑制でき、それによるコストが増大することを抑制できる。言い換えれば、所定の条件が成立する場合のみに、オイルの供給量を増大せるため、それによって生じる損失を低下させることができる。

また、そのように、潤滑過多になることを抑制できることにより、遊星歯車機構において、オイルの引き摺りが発生することを抑制できる。言い換えればオイルの抵抗により各ギヤの回転を妨げることを回避でき、ひいては、潤滑過多によって動力伝達効率が低下することを抑制できる。

つぎに、この発明の実施形態における他の制御例について説明する。上述した例では、ピニオンギヤ１１（１７）の焼き付き発生条件が成立する場合には、オイルの量を制御することで焼き付きを回避するように構成されていたものの、ピニオンギヤ１１（１７）の焼き付きを回避する制御はこれに限られない。上述したように、図１に示す車両Ｖｅでは、複数の走行モードの設定が可能である。したがって、ピニオンギヤ１１（１７）の焼き付きが発生するおそれがある場合には、そのピニオンギヤ１１（１７）の焼き付きを抑制可能な走行モードに変更するように構成してもよい。

図１３は、その制御の一例を示すフローチャートであり、上述のピニオンギヤ１１（１７）がスミアリングが発生あるいは焼き付きが発生する条件が成立する場合には、そのスミアリングや焼き付きを抑制できる走行モードへ変更するように構成されている。なお、この制御例は、LoモードあるいはHiモードのいずれかの走行モードが設定されている状態を前提とし、図１３に示す例ではLoモードが設定されている。また、図１１の制御例と同様のステップについては、同じステップ番号を付し、その制御の内容についての説明は省略あるいは簡略化する。

先ず、キャリヤ回転数が焼き付きが発生する条件である所定の回転数域であるか否かを判断し、この判断において肯定的に判断された場合には、ピニオン差回転数が焼き付きが発生する条件である所定の差回転数域であるか否かを判断し、さらにこの判断において肯定的に判断された場合には、キャリヤトルクが焼き付きが発生する条件である所定のトルク域であるか否かを判断する（ステップＳ１～Ｓ３）。そして、ステップＳ３で肯定的に判断された場合、すなわちステップＳ１～ステップＳ３のいずれのパラメータにおいてスミアリングの発生条件を満たすと判断された場合には、ステップＳ１０へ進む。なお、各パラメータにおいて、スミアリングが発生するか否かの判断は、例えば上述の図１２のマップによって判断する。

ステップＳ１０では、走行モードを変更することにより、ピニオンギヤ１１（１７）のスミアリングや通常の焼き付きを抑制あるいは回避することが可能か否かを判断する。上述のように、現在の走行モード（Loモード）では、ピニオンギヤ１１（１７）が焼き付くおそれがある。したがって、現在の走行モード以外でピニオンギヤ１１（１７）の焼き付きを回避あるいは抑制できる走行モードがあるか否かを判断する。なお、変更する走行モードは、HV走行モードおよびEV走行モードにおけるLoモードやHiモード、HV走行モードにおける直結モード、あるいは、EV走行モードにおけるシングルモードである。また、ピニオンギヤ１１（１７）の焼き付きを回避することが可能な走行モードが複数存在する場合には、運転者のアクセル開度や要求駆動力に応じて最適な走行モードを選択する。したがって、このステップＳ１０で肯定的に判断された場合、すなわちピニオンギヤ１１（１７）の焼き付きを回避あるいは抑制できる走行モードが存在する場合には、その走行モードに変更する（ステップＳ２０）。すなわち、第１クラッチ機構CL1、第２クラッチ機構CL2、ブレーキ機構B1などを制御して、走行モードを切り替える。

それとは反対に、このステップＳ１０で否定的に判断された場合、すなわち、ピニオンギヤ１１（１７）の焼き付きを回避あるいは抑制できる走行モードが存在しないと判断された場合には、現在の走行モードでのピニオンギヤ１１（１７）の動作点を変更する（ステップＳ３０）。すなわち、キャリヤ回転数、ピニオン差回転数、キャリヤトルクの少なくともいずれかのパラメータを変更し、ピニオンギヤ１１（１７）の焼き付きを回避あるいは抑制可能な動作点に制御する。

なお、この図１３に示すフローチャートにおいて、上述のステップＳ１～ステップＳ３のいずれかのステップで否定的に判断された場合には、図１３のルーチンを一旦終了する。

つぎに、図１３の制御例を実行した場合のタイムチャートについて説明する。この図１４に示すタイムチャートは、HV走行においてLoモードからHiモードへ切り替えることにより、ピニオンギヤ１１（１７）の焼き付きを回避もしくは抑制する例であって、走行モード、キャリヤ回転数、ピニオン差回転数、キャリヤトルク、および、車速の変化について示してある。

先ず、ｔ０時点では、Loモードが設定されている。このｔ０時点では、キャリヤ回転数とキャリヤトルクとが、スミアリング発生領域内であり、ピニオン差回転数はスミアリング発生領域から外れており、全てのパラメータがスミアリング発生領域内ではないので、スミアリング発生するおそれがない（あるいは低い）と判断できる。

その状態から、アクセル開度（図示せず）が増大するなどのよって、車速が増大すると、ピニオン差回転数が増大し、それによって、ピニオン差回転数がスミアリング発生領域に遷移する（ｔ１時点）。つまり、上述のフローチャートにおいてステップＳ１～Ｓ３のいずれのステップにおいても肯定的に判断された状態となる。

したがって、このｔ１時点で、スミアリングを回避あるいは抑制することが可能な走行モードであるHiモードへ移行する。つまり、第１クラッチ機構CL1を解放し、第２クラッチ機構CL2を係合する。図１４に示す例では、Hiモードに変更することにより、キャリヤ回転数、ピニオン差回転数、および、キャリヤトルクのうち、ピニオン差回転数とキャリヤトルクとがスミアリング発生領域から外れている。なお、このスミアリング発生領域から外れるパラメータは、全てのパラメータがその領域（あるいは動作点）から外れることが好ましいものの、少なくとも一つのパラメータがその領域から外れればよい。

このように、図１３および図１４の実施形態では、ピニオンギヤ１１（１７）のスミアリングあるいは焼き付きが発生すると判断した場合には、そのスミアリングや焼き付きを回避もしくは抑制できる走行モードに切り替えるように構成されている。それにより、キャリヤ差回転数、ピニオン差回転数、キャリヤトルクの少なくともいずれかのパラメータの値が焼き付きが発生する動作点を回避でき、したがって、ピニオンギヤ１１（１７）が焼き付くこと、ならびに、スミアリングが発生することを回避もしくは抑制できる。

以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上述した例に限定されないのであって、この発明の目的を達成する範囲で適宜変更してもよい。上述した実施形態では、LoモードとHiモードとを切り替えることが可能な車両を対象として説明したものの、車両Ｖｅの構成は、図１の例に限られない。つまり、電動オイルポンプによって、遊星歯車機構におけるピニオンギヤの焼き付きを抑制できればよく、したがって、例えば特許文献１や特許文献２に記載された車両を対象としてもよい。また上述した車両Ｖｅは、エンジンとモータとを備えたＨＶ車であればよく、したがって、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）を含んでよい。

１Ｒ，１Ｌ 前輪
２ 駆動装置
３ エンジン
４ 第１モータ
６ 動力分割機構
７ 分割部
８ 変速部
９，１５ サンギヤ
１０，１６ リングギヤ
１１，１７ ピニオンギヤ
１２，１８ キャリヤ
１９ 出力ギヤ
２８ メカオイルポンプＭＯＰ
２９ 電動オイルポンプ（ＥＯＰ）
３０ ポンプ用モータ
３４ ＥＣＵ（電子制御装置）
Ｖｅ 車両

Claims (1)

1. 駆動力源としてエンジンおよびモータと、
   前記エンジンが連結されているキャリヤと、前記モータが連結されているサンギヤと、出力部材が連結されたリングギヤとによって差動作用を行う遊星歯車機構と、
   前記遊星歯車機構に冷却および潤滑のためのオイルを供給する電動オイルポンプとを備えたハイブリッド車両の潤滑装置において、
   前記電動オイルポンプを制御するコントローラを備え、
   前記コントローラは、
   前記遊星歯車機構のピニオンギヤに焼き付きが発生するか否かを前記ピニオンギヤの動作点に関する所定のパラメータの値に基づいて判断し、
   前記ピニオンギヤに焼き付きが発生すると判断された場合に、前記電動オイルポンプにより前記ピニオンギヤに前記オイルを供給するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の潤滑装置。

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