JP5790565B2

JP5790565B2 - ハイブリッド車両の油圧制御装置

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Publication number: JP5790565B2
Application number: JP2012069139A
Authority: JP
Inventors: 健輔秋本; 塩入　広行; 広行塩入; 順一出口
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2015-10-07
Anticipated expiration: 2032-03-26
Also published as: JP2013199216A

Description

この発明は、内燃機関により駆動されるオイルポンプと、電動機によって駆動されるオイルポンプとによりオイルを発熱部や摺動部に供給するハイブリッド車両の油圧制御装置に関するものである。

内燃機関から出力された動力を出力部材に伝達する動力伝達装置に、発電機能や電動機能を備えたモータ・ジェネレータを備えたハイブリッド車両が知られている。ハイブリッド車両に搭載されたモータ・ジェネレータは、発電機として機能するときと電動機として機能するときとのいずれにおいても、電気抵抗などにより発熱してしまい、その熱によりモータ・ジェネレータの出力トルクが低下してしまう可能性がある。そのため、従来知られたハイブリッド車両は、モータ・ジェネレータにオイルを供給して冷却するように構成されている。また、動力伝達装置におけるギヤトレーン部などは摩擦接触しているので、その摩擦接触部にオイルを供給して潤滑性を向上させることにより、動力の伝達効率を向上させるように構成されている。

それらモータ・ジェネレータやギヤトレーン部などにオイルを供給する手段として、内燃機関から出力された動力により駆動するオイルポンプや出力部材に連結されたオイルポンプなどのメカオイルポンプや、専用の電動機を有した電動オイルポンプ、あるいは貯留されたオイルを出力部材に掻き上げるものなどが知られている。

一方、ハイブリッド車両は、内燃機関により出力された動力とモータ・ジェネレータとの動力により走行するＨＶ走行モードや、内燃機関を停止した状態で走行するＥＶ走行モードあるいは内燃機関から出力された動力をモータ・ジェネレータで発電しかつ停車している発電モードなど種々の運転モードを選択することができる。そのため、動力を伝達するトルクや回転数が低いときにオイルを多く供給してしまうと、オイルの攪拌損失などにより動力損失が増大してしまったり、過剰に供給するオイルを出力するためにオイルポンプの駆動頻度が増大してしまったりして燃費が低下してしまう可能性がある。

そのため、特許文献１には、ハイブリッド車両の走行モードに応じて過剰にオイルが供給されてしまうことを抑制することができる装置が記載されている。特許文献１に記載されたハイブリッド車両は、内燃機関と第１モータ・ジェネレータとに連結された遊星歯車機構と、その遊星歯車機構の出力要素に減速機構を介して連結された第２モータ・ジェネレータと、内燃機関から出力された動力により駆動する第１オイルポンプと、出力部材に連結された第２オイルポンプとを備えている。また、第１オイルポンプは、遊星歯車機構と第１モータ・ジェネレータとにオイルを供給するように構成され、第２オイルポンプは、減速機構と第２モータ・ジェネレータとにオイルを供給するように構成されている。

このように構成されたハイブリッド車両においては、ＥＶ走行モード時に内燃機関の回転数を０（ゼロ）にして停止するために、第１モータ・ジェネレータが車速に応じた回転数となるように回転させられる。このＥＶ走行モード時においては、遊星歯車機構に伝達されるトルクがＨＶ走行モード時に比べて小さいので、遊星歯車機構に供給するオイル量は少なくてよい。そのため、特許文献１には、第２オイルポンプにより吐出されたオイルが、減速機構や第２モータ・ジェネレータに加えて、逆止弁を介して減量して遊星歯車機構や第１モータ・ジェネレータに供給するように構成されている。

また、特許文献２には、ギヤトレーン部の温度上昇による焼き付きを防止するとともに、ギヤトレーン部がオイルを掻き上げることによる攪拌損失を抑制することができる油圧制御装置が記載されている。この特許文献２に記載された油圧制御装置は、貯留されたオイルを出力ギヤにより掻き上げ、その掻き上げられたオイルをキャッチタンクに一時的に蓄えるように構成されており、そのキャッチタンクから各潤滑部あるいは冷却部に油路を介してオイルを供給するように構成されている。また、その油路には、開閉弁が設けられており、冷却部の温度が高いときに開閉弁を開いて、キャッチタンクから冷却部にオイルを供給するように構成されている。

さらに、特許文献３には、特許文献２と同様にキャッチタンクに蓄えられたオイルを、油路を介して潤滑部や冷却部に供給するように構成された油圧制御装置が記載されており、その油路には、出力されるオイルの流量を制御することのできる制御弁が設けられている。そして、制御弁は、伝達するトルクが大きい場合やギヤの回転数が速い場合などに、オイルを多く供給し、伝達するトルクが小さい場合やギヤの回転数が遅い場合などに、オイルを少なく供給することにより、適切な量のオイルを潤滑部や冷却部に供給するように構成されている。また、走行用のモータ・ジェネレータにオイルを供給するための他の油路も制御弁が設けられており、その制御弁は、ＥＶ走行モードが設定されている時間に応じて制御弁から出力されるオイルの流量を制御するように構成されている。すなわち、ＥＶ走行モードが設定されている時間が長いときには、制御弁から出力されるオイルの流量を多くし、ＥＶ走行モードが設定されている時間が短いときには、制御弁から出力されるオイルの流量を少なくするように構成されている。

なお、特許文献４には、キャッチタンクに蓄えられたオイルの量に応じて、そのキャッチタンクを挟む２つのモータ・ジェネレータのいずれに多くのオイルを供給するかを切り替えるように構成された油圧制御装置が記載されている。

特開２０１０−１２６０４７号公報特開２００８−２７９８２６号公報特開２００６−３１２３５３号公報特開２０１０−２４２９００号公報

特許文献１に記載された第２オイルポンプは、出力部材により駆動され、特許文献２ないし４に記載された装置は、出力ギヤにより掻き上げられたオイルをキャッチタンクに蓄えて各部材にオイルを供給するように構成されている。そのため、車両がＥＶ走行モードであるときでも、オイルポンプが駆動し出力ギヤがオイルを掻き上げるため、そのオイルポンプを駆動することによる動力損失や、出力ギヤがオイルを掻き上げることによる動力損失が不可避的に生じてしまい、燃費が悪化してしまう可能性がある。

また、特許文献１に記載されたハイブリッド車両は、ＥＶ走行モード時に遊星歯車機構や第１モータ・ジェネレータに常時オイルを供給するように構成されている。一方、ＥＶ走行モード時において、遊星歯車機構には大きなトルクが伝達されることは少ないので、常時遊星歯車機構にオイルを供給すると、そのオイルを供給する分、オイルポンプの動力損失が増大してしまう。

この発明は上述した事情を背景としてなされたものであって、車両を駆動させるための動力を出力するモータ・ジェネレータを冷却することができるとともに、そのモータ・ジェネレータの回転に追従して回転する部材の引きずり損失を低減することができるハイブリッド車両の油圧制御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、請求項１の発明は、内燃機関が連結された第１回転要素と、第１モータ・ジェネレータが連結された第２回転要素と、車両の出力部材に連結されかつ第２モータ・ジェネレータが連結された第３回転要素とを有する動力分割装置を備えたハイブリッド車両の油圧制御装置において、前記各モータ・ジェネレータに連通した冷却用油路と、前記動力分割装置における動力伝達部にオイルを供給する潤滑用油路と、前記内燃機関の動力によって駆動し、前記冷却用油路および前記潤滑用油路に連通した第１オイルポンプと、他の電動機の動力によって駆動し、前記冷却用油路および前記潤滑用油路に連通した第２オイルポンプと、前記第２オイルポンプから出力されたオイルが供給される油路を、前記冷却用油路と前記潤滑用油路とに選択的に切り替える第１切替弁とを備え、前記第１切替弁は、前記車両を駆動させるために動力を出力するモータ・ジェネレータの温度が第１しきい値以上である場合に、前記第２オイルポンプから吐出されたオイルが流動する油路を前記冷却用油路側に切り替え、前記車両を駆動させるために動力を出力するモータ・ジェネレータの温度が第１しきい値未満でかつ前記第１オイルポンプが駆動していない状態で前記車両が所定距離以上を走行した場合に、前記第２オイルポンプから吐出されたオイルが流動する油路を前記潤滑用油路側に切り替えることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、内燃機関が連結された第１回転要素と、第１モータ・ジェネレータが連結された第２回転要素と、車両の出力部材に連結されかつ第２モータ・ジェネレータが連結された第３回転要素とを有する動力分割装置を備えたハイブリッド車両の油圧制御装置において、前記各モータ・ジェネレータに連通した冷却用油路と、前記動力分割装置における動力伝達部にオイルを供給する潤滑用油路と、前記内燃機関の動力によって駆動し、前記冷却用油路および前記潤滑用油路に連通した第１オイルポンプと、他の電動機の動力によって駆動し、前記冷却用油路および前記潤滑用油路に連通した第２オイルポンプと、前記第２オイルポンプから出力されたオイルが供給される油路を、前記冷却用油路と前記潤滑用油路とに選択的に切り替える第１切替弁とを備え、前記冷却用油路は、前記第１モータ・ジェネレータに連通した第１油路と、前記第２モータ・ジェネレータに連通した第２油路とを含み、オイルが流動する油路を前記第１油路と前記第２油路とに選択的に切り替える第２切替弁を更に備えていることを特徴とするものである。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記冷却用油路は、前記第１モータ・ジェネレータに連通した第１油路と、前記第２モータ・ジェネレータに連通した第２油路とを含み、オイルが流動する油路を前記第１油路と前記第２油路とに選択的に切り替える第２切替弁を更に備えていることを特徴とするハイブリッド車両の油圧制御装置である。

請求項４の発明は、請求項２または３の発明において、前記第２切替弁は、前記各モータ・ジェネレータのうち一方のモータ・ジェネレータの温度が第２しきい値以上である場合に、オイルが流動する流路を前記一方のモータ・ジェネレータに連通した油路に切り替え、前記一方のモータ・ジェネレータの温度が第２しきい値未満でかつ前記他方のモータ・ジェネレータの温度が第３しきい値以上である場合に、オイルが流動する流路を前記他方のモータ・ジェネレータに連通した油路に切り替えることを特徴とするハイブリッド車両の油圧制御装置である。

請求項５の発明は、請求項２ないし４のいずれか一項の発明において、前記第２切替弁は、前記第１モータ・ジェネレータに作用する負荷が前記第２モータ・ジェネレータに作用する負荷より大きい場合に、オイルが流動する油路を前記第１油路に切り替え、前記第１モータ・ジェネレータに作用する負荷が前記第２モータ・ジェネレータに作用する負荷より小さい場合に、オイルが流動する油路を前記第２油路に切り替えることを特徴とするハイブリッド車両の油圧制御装置である。

請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの発明において、前記冷却用油路に供給するオイルを冷却するオイルクーラーを更に備えていることを特徴とするハイブリッド車両の油圧制御装置である。

この発明によれば、内燃機関の動力によって駆動する第１オイルポンプが駆動していないときに、第２オイルポンプによって各モータ・ジェネレータや動力分割装置にオイルを供給することができる。そのため、車両がモータ・ジェネレータの動力によって駆動している場合であっても、各モータ・ジェネレータを冷却することができるとともに、動力分割装置を潤滑することができる。また、第１切替弁によってオイルが流動する油路を、各モータ・ジェネレータに連通した冷却用油路と、動力分割装置に連通した潤滑用油路とに選択的に切り替えることができる。そのため、オイルが動力分割装置に過剰に供給されてしまうことを抑制もしくは防止することができるとともに、その動力分割装置の潤滑性を維持することができる。すなわち、動力分割装置に適量のオイルを供給することができる。また、第１切替弁によってオイルが流動する油路を冷却用油路に切り替えることにより、各モータ・ジェネレータを冷却することができ、それらモータ・ジェネレータの温度が過剰に上昇してしまうことを抑制もしくは防止することができる。

また、第１切替弁は、車両を駆動させるために動力を出力するモータ・ジェネレータの温度が高温の場合に、そのモータ・ジェネレータにオイルを供給するように切り替えられる。そのため、車両を駆動させるために動力を出力するモータ・ジェネレータの耐久性が低下したり、出力するトルクが低下してしまったりすることを抑制もしくは防止することができる。一方、そのモータ・ジェネレータの温度が比較的低温でかつ第１オイルポンプが駆動していない状態で車両が所定の距離を走行した場合には、動力分割装置における動力伝達部にオイルが供給されるように第１切替弁が切り替わる。そのため、モータ・ジェネレータの回転に追従して回転する部材の引きずり損失を低減することができるとともに、その動力伝達部に過剰にオイルが供給されることによる攪拌損失を低減することができる。

さらに、冷却用油路は、第１モータ・ジェネレータに連通した第１油路と、第２モータ・ジェネレータに連通した第２油路とを含み、オイルが流動する油路を第１油路と第２油路とに切り替える第２切替弁とを備えている。そのため、各モータ・ジェネレータにおけるいずれか一方に集中してオイルを供給することができるので、冷却性能を向上させることができる。その結果、第１オイルポンプや第２オイルポンプから吐出されるオイル量を低減することができるので、第１オイルポンプや第２オイルポンプを小型化することができる。また、第１オイルポンプや第２オイルポンプを駆動するための動力損失を低減することができる。

また、第２切替弁は、各モータ・ジェネレータのうち一方のモータ・ジェネレータの温度が高温である場合に、その一方のモータ・ジェネレータにオイルを供給するように切り替え、一方のモータ・ジェネレータが比較的低温であり、かつ他方のモータ・ジェネレータの温度が高温の場合に、他方のモータ・ジェネレータにオイルを供給するように構成されている。したがって、温度が高温となってしまっている側のモータ・ジェネレータを集中的に冷却することができる。その結果、第１オイルポンプや第２オイルポンプから吐出されるオイル量を低減することができるので、第１オイルポンプや第２オイルポンプを小型化することができる。また、第１オイルポンプや第２オイルポンプを駆動するための動力損失を低減することができる。

さらに、第２切替弁は、作用する負荷が大きいモータ・ジェネレータにオイルを流動させるように切り替える。そのため、各モータ・ジェネレータの温度が比較的低温である場合であっても、作用する負荷が大きいことにより高温となる可能性が高い側のモータ・ジェネレータにオイルを供給することにより、作用する負荷が大きい側のモータ・ジェネレータを事前に冷却することができる。その結果、作用する負荷が大きいことにより過剰に温度が上昇してしまうことを抑制もしくは防止することができる。

この発明に係るハイブリッド車両の油圧制御装置の対象とすることのできる油圧回路の一例をを説明するための図である。この発明を用いることの可能なハイブリッド車両の駆動系統の構成例を示すスケルトン図である。図１における切替弁の切り替え制御の一例を説明するためのフローチャートである。この発明に係るハイブリッド車両の油圧制御装置の対象とすることのできる油圧回路の他の例をを説明するための図である。図４における切替弁の切り替え制御の一例を説明するためのフローチャートである。

つぎに、この発明を図面を参照しながら具体的に説明する。図２は、この発明を用いることの可能なハイブリッド車両Ｖｅの駆動系統の構成例を示している。図２に示された車両Ｖｅは、動力の発生原理が異なる２種類の動力源を有している。すなわち、エンジン１と、発電機能のある電動機として第１および第２の２つのモータ・ジェネレータ（ＭＧ１、ＭＧ２）２，３とが動力源として設けられている。

エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン、あるいは天然ガスエンジンなどの燃料を燃焼して動力を出力する動力機関であり、好ましくはスロットル開度などで負荷を電気的に制御でき、また所定の負荷に対して回転数を制御することにより燃費が最も良好な最適運転点に設定できる内燃機関である。

各モータ・ジェネレータ２，３は、一例として、ロータに永久磁石を備えた同期電動機によって構成されており、発電機および電動機として機能するように、言い換えると、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを兼備するように構成されている電動機である。それら２つのモータ・ジェネレータ２，３は、それぞれ、ロータ２ａ，３ａおよびステータ２ｂ，３ｂを有しており、ステータ２ｂ，３ｂはいずれもケーシング４などに固定されている。

また、各モータ・ジェネレータ２，３におけるステータ２ｂ，３ｂには、銅線などが巻き付けられてコイル２ｃ，３ｃが形成されている。それらのコイル２ｃ，３ｃには、図示しない蓄電池がインバータを介して接続されており、また各コイル２ｃ，３ｃに接続されたインバータ同士が電力の授受をおこなうことが可能に接続されている。したがって、一方のモータ・ジェネレータ２（もしくはモータ・ジェネレータ３）を発電機として機能させ、その発電された電力を他方のモータ・ジェネレータ３（もしくはモータ・ジェネレータ２）に与えてこれをモータとして機能させることが可能なように構成されている。またバッテリからそれぞれのモータ・ジェネレータ２，３に電力を供給して、そのモータ・ジェネレータ２，３を電動機として機能させることも可能なように構成されている。

上記のエンジン１および各モータ・ジェネレータ２，３による動力源から出力された動力が、デファレンシャル５を介して駆動輪６に伝達されるように動力伝達経路が構成されている。具体的には、エンジン１の出力軸１ａが動力分割装置７に連結されている。この動力分割装置７は、動力の合成もしくは分割の機能を有する３要素の差動歯車機構であり、したがってシングルピニオン型遊星歯車機構やダブルピニオン型遊星歯車機構を用いて構成することができる。この図２に示す例では、キャリア７ｃを入力要素、サンギヤ７ｓを反力要素、リングギヤ７ｒを出力要素としたシングルピニオン型遊星歯車機構によって構成されている。

すなわち、外歯歯車であるサンギヤ７ｓの外周側に、内歯歯車であるリングギヤ７ｒがサンギヤ７ｓに対して同心円上に配置され、これらのサンギヤ７ｓとリングギヤ７ｒとに噛み合っているピニオンギヤ７ｐが、キャリア７ｃによって自転自在および公転自在に保持されている。そして、そのキャリア７ｃにエンジン１の出力軸１ａすなわちクランクシャフトなどの出力軸１ａが連結されている。したがって、キャリア７ｃが入力要素となっている。なお、エンジン１とキャリア７ｃとの間に、発進用のクラッチやトルクコンバータ（ロックアップクラッチ付のトルクコンバータ）などの動力伝達機構を適宜に設けてもよい。

動力分割装置７のサンギヤ７ｓに、第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）２が連結されている。すなわち、第１モータ・ジェネレータ２のロータ２ａがサンギヤ７ｓに連結され、前述したように第１モータ・ジェネレータ２のステータ２ｂがケーシング４などに固定されており、サンギヤ７ｓが反力要素となっている。

また、動力分割装置７のリングギヤ７ｒに、第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）３が動力伝達可能に連結され、その出力側に出力軸８が連結されている。すなわち、第２モータ・ジェネレータ３のロータ３ａがリングギヤ７ｒに連結されている。したがってリングギヤ７ｒが出力要素となっている。

そして、出力軸８と駆動輪６とが、デファレンシャル５およびドライブシャフト９を介して動力伝達可能に連結されている。

図２に示す車両Ｖｅにおいて、エンジン１が運転されて、エンジントルクが動力分割装置７のキャリア７ｃに伝達されると、第１モータ・ジェネレータ２により反力トルクが受け持たれて、エンジントルクがリングギヤ７ｒに伝達される。そのリングギヤ７ｒに伝達されたトルクが、デファレンシャル５を経由して駆動輪６に伝達されて、駆動力が発生する。動力分割装置７においては、サンギヤ７ｓとキャリア７ｃとリングギヤ７ｒとの差動作用により、入力要素であるキャリア７ｃと、出力要素であるリングギヤ７ｒとの変速比を制御することが可能である。具体的には、反力トルクを受け持つ第１モータ・ジェネレータ２の出力を制御することにより、エンジン回転数を無段階に（連続的に）制御することが可能である。つまり、動力分割装置７は無段変速機としての機能を有している。

このように、第１モータ・ジェネレータ２で反力トルクを受け持つ場合、各種の条件に基づいて、第１モータ・ジェネレータ２の回転方向が、正回転、停止、逆回転などに選択的に切り換えられる。例えば、第１モータ・ジェネレータ２が正回転して反力トルクを受け持つ場合、第１モータ・ジェネレータ２は回生制御され、第１モータ・ジェネレータ２で発生した電力を、バッテリに充電したり、インバータを経由して第２モータ・ジェネレータ３に供給し、第２モータ・ジェネレータ３を力行制御する。すなわち、第２モータ・ジェネレータ３が電動機として駆動され、そのトルクが、デファレンシャル５およびドライブシャフト９を経由して駆動輪６に伝達される。これに対して、第１モータ・ジェネレータ２が逆回転して反力トルクを受け持つ場合、第１モータ・ジェネレータ２は力行制御される。第１モータ・ジェネレータ２に供給する電力は、バッテリまたは第２モータ・ジェネレータ３から供給することが可能である。すなわち、第２モータ・ジェネレータ３を回生制御させて、その電力を、インバータを経由させて第１モータ・ジェネレータ２に供給することも可能である。

なお、図２における動力伝達装置は、各モータ・ジェネレータの温度を検出する温度センサ１０，１１やドライブシャフト９の回転数を検出するセンサ１２、あるいは図示しないアクセル開度を検出するアクセル開度センサなどが設けられており、それらのセンサにより検出された信号が、電子制御装置（ＥＣＵ）１３に入力される。また、電子制御装置１３は、予め実験やシミュレーションによって得られた各種のデータが記憶されており、電子制御装置１３に入力された各信号に応じて、各モータ・ジェネレータや後述する油圧回路の切替弁あるいは電動オイルポンプなどに信号を出力するように構成されている。

上述したようにエンジン１から動力を出力するとともに、第１モータ・ジェネレータ２あるいは第２モータ・ジェネレータ３を力行制御して動力を出力して車両Ｖｅの駆動力を出力する走行モード（以下、ＨＶ走行モードと記す。）では、動力分割装置７における各ギヤ７ｓ，７ｒ，７ｐには、車両を走行させるためのトルクが作用する。そのため、各ギヤ７ｓ，７ｒ，７ｐの摩擦損失を低下させるため、あるいは各ギヤ７ｓ，７ｒ，７ｐの発熱による焼き付きを防止するために、それらギヤ７ｓ，７ｒ，７ｐにはオイルが供給される。また、第１モータ・ジェネレータ２や第２モータ・ジェネレータ３は、反力あるいはアシストトルクを出力するため、それらモータ・ジェネレータ２，３は、銅損や鉄損により生じる熱を冷却するためにオイルが供給される。

一方、エンジン１を停止した状態、すなわち動力分割装置７におけるキャリヤ７ｃが回転していない状態で、第２モータ・ジェネレータ３から出力された動力のみによって車両Ｖｅの駆動力を出力する走行モード（以下、ＥＶ走行モードと記す。）では、エンジン１には燃料が供給されていないため、動力分割装置７における各ギヤ７ｓ，７ｒ，７ｐには、上記ＨＶ走行モードにおける各ギヤ７ｓ，７ｒ，７ｐに作用するトルクのような、車両Ｖｅを走行させるためのトルクが入力されない。すなわち、各ギヤ７ｓ，７ｒ，７ｐは、第２モータ・ジェネレータ３が出力するトルクにより空転している状態となる。なお、キャリヤ７ｃは、エンジン１の慣性力により回転していない。したがって、ＥＶ走行モード時は、動力分割装置７には引きずり損失を低減することができる程度のオイルのみ供給する。一方、第２モータ・ジェネレータ３には、車両Ｖｅの駆動力を出力するための大きな負荷が作用するので、その負荷に基づいて第２モータ・ジェネレータ３の温度が過剰に上昇しないようにオイルを供給する。

つぎに、上記各モータ・ジェネレータ２，３および動力分割装置７にオイルを供給する油圧回路の一例について説明する。図１は、その油圧回路の構成を説明するための図である。図１に示す油圧回路は、エンジン１の出力軸１ａに連結され、エンジン１から出力された動力により駆動するメカオイルポンプ（ＭＯＰ）１４と、電動機によって駆動する電動オイルポンプ（ＥＯＰ）１５とが並列的に設けられており、それら各オイルポンプ１４，１５を油圧源として構成されている。なお、各オイルポンプ１４，１５は、図示しないオイルパンに貯留されたオイルを汲み上げて出力するものであり、オイルパンとオイルポンプ１４，１５との間には、オイルに混入した金属粉などの異物を除去するためのストレーナ１６，１７が設けられている。

まず、メカオイルポンプ１４から出力されたオイルは、油路１８を流動して動力分割装置７に供給されるように構成されている。具体的には、メカオイルポンプ１４には油路１８が連結され、その油路１８にオイルがメカオイルポンプ１４側に流入することを防止する逆止弁１９が設けられ、その逆止弁１９を介してオイルが動力分割装置７に供給されるように構成されている。これは、エンジン１が駆動しているとき、すなわちＨＶ走行モード時は、エンジン１から動力分割装置７に大きなトルクが入力されて車両Ｖｅが駆動するため、常時、動力分割装置７にオイルを供給することができるように構成されている。

一方、メカオイルポンプ１４から吐出されたオイルは、上記動力分割装置７以外に、各モータ・ジェネレータ２，３に供給されるように構成されている。具体的には、上記動力分割装置７に連通した油路１８と分岐した油路２０に、オイルがメカオイルポンプ１４側に流入することを防止する逆止弁２１が設けられ、その逆止弁２１を介してオイルが逆止弁２１の出力側に連結された油路２２に流入される。さらに、その油路２２には、オイルクーラー（Ｏ／Ｃ）２３が設けられており、油路２２を流動するオイルを冷却するように構成されている。そして、オイルクーラー２３によって冷却されたオイルが、各モータ・ジェネレータ２，３に連通した油路２４，２５を流動して、各モータ・ジェネレータ２，３に供給されるように構成されている。なお、油路２２がこの発明における冷却用油路に相当し、油路２４がこの発明における第１油路に相当し、油路２５がこの発明における第２油路に相当する。

したがって、ＨＶ走行モード時においては、エンジン１が常時、運転しているため、そのエンジン１の出力軸１ａに連結されたメカオイルポンプ１４が駆動して動力分割装置７や各モータ・ジェネレータ２，３にオイルを供給するように構成されている。

つぎに、電動オイルポンプ１５から吐出されたオイルを、各モータ・ジェネレータ２，３および動力分割装置７に供給するための油圧回路について説明する。上述したようにＥＶ走行モード時は、エンジン１の出力軸１ａが回転しないので、メカオイルポンプ１４が停止した状態となる。そのため、図１に示す例では、電動オイルポンプ１５が設けられている。この電動オイルポンプ１５は、電気的に制御することにより車両Ｖｅの走行とは独立して駆動させることができるオイルポンプである。この電動オイルポンプ１５は、後述する切替弁２６を介して前記油路２２と連通している。なお、切替弁２６の出力側には、電動オイルポンプ１５側にオイルが流動することを防止する逆止弁２７が設けられている。これは、ＨＶ走行モード時にメカオイルポンプ１４から吐出され、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３に流動するオイルが、電動オイルポンプ１５側に逆流してしまうことを防止するためである。そして、電動オイルポンプ１５から出力されたオイルは、油路２２およびその油路２２に設けられたオイルクーラー２３を介して油路２４，２５を流動して各モータ・ジェネレータ２，３に供給されるように構成されている。

一方、上記切替弁２６を切り替えることにより動力分割装置７にオイルを流動させることができるように構成されている。具体的には、切替弁２６には、上記油路２２以外に動力分割装置７に連通した油路２８が連結されている。より具体的には、上記油路１８に設けられた逆止弁１９の出力側に連通した油路２８が切替弁２６に連結されている。したがって、切替弁２６における出力ポートを、油路２２に連通した出力ポートから油路２８に連通した出力ポートに切り替えることにより、動力分割装置７にオイルを供給することができるように構成されている。なお、上記切替弁２６は、連通される油路を選択的に切り替えることができるものであればよく、したがって、電気的に切り替えをおこなう電磁弁であってもよく、機械的に切り替えをおこなう切替弁であってもよい。

上述したように電動オイルポンプ１５から出力されたオイルを、各モータ・ジェネレータ２，３に供給するように構成することにより、ＥＶ走行モード時であってもオイルを各モータ・ジェネレータ２，３に供給することができる。その結果、車両Ｖｅの動力を出力するためにモータ・ジェネレータが駆動して発熱しても、その熱を電動オイルポンプ１５から出力されたオイルによって冷却することができる。また、切替弁２６を切り替えて動力分割装置７にオイルを供給することにより、動力分割装置７における引きずり損失を低減することができる。すなわち、車両Ｖｅが駆動することにより、動力分割装置７における各ギヤ７ｓ，７ｒ，７ｐが回転することによる引きずり損失を低減することができる。

つぎに、上述した油圧回路の制御の一例について説明する。図３は、その制御例を説明するためのフローチャートであり、具体的には、車両ＶｅがＥＶ走行モードにより走行しているときに実行されるフローチャートである。なお、図３における制御は、所定時間毎に繰り返し実行される。まず、車両ＶｅがＥＶ走行モードにより走行すると、第２モータ・ジェネレータ３の温度がしきい値αより高いか否かが判断される（ステップＳ１１）。これは、第２モータ・ジェネレータ３に設けられた温度センサ１１により検出することができる。なお、ステップＳ１１におけるしきい値αは、第２モータ・ジェネレータ３の特性あるいは耐久性などに基づいて予め記憶された温度である。このステップＳ１１で肯定的に判断された場合、すなわち第２モータ・ジェネレータ３の温度がしきい値αより高い場合には、電動オイルポンプ１５と油路２２とが連通するように、すなわち各モータ・ジェネレータ２，３に電動オイルポンプ１５からオイルが供給されるように切替弁２６を切り替えて（ステップＳ１２）、電動オイルポンプ１５を作動させる（ステップＳ１３）。すなわち、電動オイルポンプ１５から各モータ・ジェネレータ２，３にオイルを供給する。なお、電動オイルポンプ１５から各モータ・ジェネレータ２，３にオイルを供給したときのオイルの流れを、図１に実線で示している。

一方、ステップＳ１１で否定的に判断された場合、すなわち第２モータ・ジェネレータ３の温度がしきい値α以下の場合には、第２モータ・ジェネレータ３に要求される出力トルクがしきい値βより大きいか否かが判断される（ステップＳ１４）。ステップＳ１４における第２モータ・ジェネレータ３に要求される出力トルクは、例えば、アクセル開度センサなどにより検出された信号に基づいて、運転者が要求する駆動力を求めることができる。また、ステップＳ１４におけるしきい値βは、第２モータ・ジェネレータ３が過剰に発熱してしまう出力トルクを予め実験やその第２モータ・ジェネレータ３の特性などから定めて、電子制御装置１３などに記憶された値である。そして、ステップＳ１４で肯定的に判断された場合、すなわち第２モータ・ジェネレータ３に要求される出力トルクがしきい値βより大きい場合は、電動オイルポンプ１５と油路２２とが連通するように、すなわち各モータ・ジェネレータ２，３に電動オイルポンプ１５からオイルが供給されるように切替弁２６を切り替えて（ステップＳ１２）、電動オイルポンプ１５を作動させる（ステップＳ１３）。すなわち、電動オイルポンプ１５から各モータ・ジェネレータ２，３にオイルを供給する。

一方、ステップＳ１４で否定的に判断された場合、すなわち第２モータ・ジェネレータ３に要求される出力トルクがしきい値β以下の場合は、ＥＶ走行モードでの累積走行距離がしきい値γより長いか否かが判断される（ステップＳ１５）。ステップＳ１５における累積走行距離とは、ＥＶ走行モードが設定されてから車両Ｖｅが走行した距離であって、例えば、ドライブシャフト９の回転数を検出するセンサ１２により検出された信号に基づいて算出することができる。このステップＳ１５の判断は、ＥＶ走行モードでの累積走行距離が長いことにより、動力分割装置７における各ギヤ７ｓ，７ｒ，７ｐにオイルを供給する必要性の有無を判断するものであって、累積走行距離が長いときには、動力分割装置７における各ギヤ７ｓ，７ｒ，７ｐからオイルが飛散したり滴下したりしている可能性がある。すなわち、潤滑性を向上させる必要があり、しきい値γは各ギヤ７ｓ，７ｒ，７ｐに供給されたオイルが飛散したり滴下してしまう回転数などを予め実験やシミュレーションによって定めることができる。

そのため、ステップＳ１５で否定的に判断された場合、すなわちＥＶ走行モードでの累積走行距離がしきい値γ以下である場合には、特に動力分割装置７にオイルを供給せずにあるいは電動オイルポンプ１５を駆動させずにリターンする。それとは反対に、ステップＳ１５で肯定的に判断された場合、すなわちＥＶ走行モードでの累積走行距離がしきい値γ以上である場合には、動力分割装置７における各ギヤ７ｓ，７ｒ，７ｐの潤滑性を向上させるために、電動オイルポンプ１５から出力されたオイルが動力分割装置７に供給されるように切替弁２６を切り替えて（ステップＳ１６）、電動オイルポンプを作動させる（ステップＳ１３）。すなわち、電動オイルポンプ１５から動力分割装置７にオイルを供給する。なお、ステップＳ１６により電動オイルポンプ１５から出力されたオイルが動力分割装置７に供給されるように切替弁２６を切り替えることにより、上記累積走行距離がリセットされる。すなわち、切替弁２６を切り替えた時点から再度累積走行距離をカウントし始める。なお、電動オイルポンプ１５から動力分割装置７にオイルを供給したときのオイルの流れを、図１に破線で示している。

上述したように第２モータ・ジェネレータ３の温度が高い場合や出力トルクが高い場合に、第２モータ・ジェネレータ３にオイルを供給することにより、第２モータ・ジェネレータ３を冷却することができ、その結果、第２モータ・ジェネレータ３の耐久性を向上させることができる。また、切替弁２６を切り替えることにより、動力分割装置７にオイルを供給することができるので、動力分割装置７の引きずり損失を低減することができる。さらに、その動力分割装置７には、累積走行距離がしきい値γ以上となったときにのみオイルが供給され、また第２モータ・ジェネレータ３や動力分割装置７にオイルを供給しないときは、電動オイルポンプ１５が停止した状態となる。その結果、電動オイルポンプ１５が過剰に駆動してしまうことによる電気的な損失を低減することができるとともに、各ギヤ７ｓ，７ｒ，７ｐにオイルが過剰に供給されることによる攪拌損失を低減することができる。

なお、上述した構成は、ＥＶ走行モード時に第２モータ・ジェネレータ３により動力を出力するのみに限らず、例えば、第１モータ・ジェネレータ２を力行制御して逆回転させることにより車両Ｖｅが走行する動力を出力することもできる。したがって、第１モータ・ジェネレータ２により動力を出力する車両においては、図３に示すフローチャートにおけるステップＳ１１では第１モータ・ジェネレータ２の温度がしきい値より高いか否かを判断すればよく、ステップＳ１４では第１モータ・ジェネレータ２の出力トルクがしきい値より高いか否かを判断すればよい。なお、第１モータ・ジェネレータ２から出力された動力により車両を走行させるときは、第２モータ・ジェネレータ３から出力された動力のみによって車両を走行させるときより、動力分割装置７に入力されるトルクが大きくなるので、ステップＳ１５におけるしきい値γを小さく、すなわちＥＶモードでの累積走行距離が短くなるように、切替弁２６を切り替えることが好ましい。

さらに、この発明に係る油圧制御装置は、各モータ・ジェネレータ２，３のそれぞれを集中して冷却することができるように構成されている。図４には、その油圧回路が記載されている。図４に示す油圧回路は、図１における油路２２に、オイルが流動する油路を油路２４と油路２５とに切り替える切替弁２９が更に設けられている。なお、油路２２に設けられた切替弁２６は、オイルを出力する油路を選択的に切り替えることができればよく、したがって、電気的に切り替えをおこなう電磁弁や、機械的に切り替えをおこなう弁であってもよい。

上述したように油路２２に切替弁２９を設けることにより、一方のモータ・ジェネレータ２（３）に集中してオイルが供給される。したがって、オイルが供給される側のモータ・ジェネレータ２（３）の冷却性能が向上するので、油圧源となるメカオイルポンプ１４や電動オイルポンプ１５の容量を少なくすることができ、その結果、各オイルポンプ１４，１５の搭載性や動力損失を低減することができる。

つぎに、上述した切替弁２９の切り替えをおこなうための制御例について説明する。図５は、その制御を説明するためのフローチャートである。なお、図４に示す切替弁２９は、ＥＶ走行モード時に限らず、ＨＶ走行モード時であっても同様の効果を奏することができるので、ここでは、特にいずれの走行モードであるかに限定されずに説明する。図５に示す制御は、所定時間毎に繰り返し実行されるものであり、まず、第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）３の温度、すなわち温度センサ１１で検出された温度がしきい値より低いか否かが判断される（ステップＳ２１）。ステップＳ２１におけるしきい値とは、第２モータ・ジェネレータ３の耐久性や出力トルクが低下してしまう温度以下に設定した温度であって、図３に示す制御におけるしきい値αと同じ温度であってもよく、しきい値α以下の温度であってもよい。ステップＳ２１で否定的に判断された場合、すなわち第２モータ・ジェネレータ３の温度がしきい値以上である場合には、油路２２と油路２５とが連通するように切替弁２９を切り替えて（ステップＳ２２）、リターンする。

一方、ステップＳ２１で否定的に判断された場合、すなわち第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）２の温度がしきい値以下の場合には、第１モータ・ジェネレータ２の温度、すなわち温度センサ１０で検出された温度がしきい値より低いか否かが判断される（ステップＳ２３）。このステップＳ２３におけるしきい値は、ステップＳ２１と同様に第１モータ・ジェネレータ２の耐久性や出力トルクが低下してしまう温度以下に設定した温度である。ステップ２３で否定的に判断された場合、すなわち第１モータ・ジェネレータ２の温度がしきい値以上の場合には、油路２２と油路２４とが連通するように切替弁２９を切り替えて（ステップＳ２４）、リターンする。

それとは反対に、ステップＳ２３で肯定的に判断された場合、すなわち第１モータ・ジェネレータ２の温度がしきい値より低い場合には、第１モータ・ジェネレータ２と第２モータ・ジェネレータ３とのそれぞれの温度が、耐久性や出力トルクが低下してしまう温度より低い。一方、各モータ・ジェネレータ２，３が駆動することあるいは回転することにより銅損や鉄損が生じて温度が上昇する可能性がある。そのため、温度が上昇する可能性が高い側のモータ・ジェネレータ２（３）にオイルが供給されるように、事前に切替弁２５を切り替えるように制御される。具体的には、ステップＳ２３で肯定的に判断された後に、第２モータ・ジェネレータ３の負荷率が第１モータ・ジェネレータ２の負荷率より低いか否かが判断される（ステップＳ２５）。すなわち、各モータ・ジェネレータ２，３の特性により通電することができる最大電力と、実際に通電されている電力との割合である負荷率を比較する。このステップＳ２５により、発熱する可能性が高いモータ・ジェネレータ２（３）を判断することができる。したがって、発熱する可能性が高い側のモータ・ジェネレータ２（３）にオイルが供給されるように切替弁２９を切り替える。

具体的には、ステップＳ２５で否定的に判断された場合は、第２モータ・ジェネレータ３の負荷率が第１モータ・ジェネレータ２の負荷率より高く発熱して高温となる可能性が高いので、油路２２と油路２５とが連通するように切替弁２９を切り替えて（ステップＳ２２）、リターンする。それとは反対に、ステップＳ２５で肯定的に判断された場合は、第１モータ・ジェネレータ２の負荷率が第２モータ・ジェネレータ３の負荷率より高く発熱して高温となる可能性が高いので、油路２２と油路２４とが連通するように切替弁２９を切り替えて（ステップＳ２４）、リターンする。

上述したように、切替弁２９を各モータ・ジェネレータ２，３の温度や負荷率に応じて切り替えることにより、高温となっている側のモータ・ジェネレータ２（３）や高温となる可能性が高い側のモータ・ジェネレータ２（３）にオイルを集中して供給することができるので、それらモータ・ジェネレータ２，３を冷却する冷却性能を向上させることができるとともに、油圧源１４，１５の容量を少なくすることができる。

なお、図３と図５との制御を組み合わせることにより、ＥＶ走行モード時であっても各モータ・ジェネレータ２，３に集中してオイルを供給することができる。すなわち、図５におけるステップＳ２２あるいはステップＳ２４により切替弁２９を切り替えた後に、車両Ｖｅの走行モードを判断して、ＥＶ走行モードであるときには、図３に示す制御を実行することにより、ＥＶ走行モードであっても各モータ・ジェネレータ２，３に集中してオイルを供給することができる。

なお、図５におけるステップＳ２５における判断は、各モータ・ジェネレータ２，３の負荷率により判断するものに限らず、例えば、各モータ・ジェネレータ２，３に要求されるトルクや各モータ・ジェネレータ２，３に通電される電力など種々のパラメータを用いて判断することができる。

１…エンジン、２…第１モータ・ジェネレータ、３…第２モータ・ジェネレータ、７…動力分割装置、１８，２０，２２，２４，２５，２８…油路、１６，２９…切替弁。

Claims

内燃機関が連結された第１回転要素と、第１モータ・ジェネレータが連結された第２回転要素と、車両の出力部材に連結されかつ第２モータ・ジェネレータが連結された第３回転要素とを有する動力分割装置を備えたハイブリッド車両の油圧制御装置において、
前記各モータ・ジェネレータに連通した冷却用油路と、
前記動力分割装置における動力伝達部にオイルを供給する潤滑用油路と、
前記内燃機関の動力によって駆動し、前記冷却用油路および前記潤滑用油路に連通した第１オイルポンプと、
他の電動機の動力によって駆動し、前記冷却用油路および前記潤滑用油路に連通した第２オイルポンプと、
前記第２オイルポンプから出力されたオイルが供給される油路を、前記冷却用油路と前記潤滑用油路とに選択的に切り替える第１切替弁と
を備え、
前記第１切替弁は、前記車両を駆動させるために動力を出力するモータ・ジェネレータの温度が第１しきい値以上である場合に、前記第２オイルポンプから吐出されたオイルが流動する油路を前記冷却用油路側に切り替え、前記車両を駆動させるために動力を出力するモータ・ジェネレータの温度が第１しきい値未満でかつ前記第１オイルポンプが駆動していない状態で前記車両が所定距離以上を走行した場合に、前記第２オイルポンプから吐出されたオイルが流動する油路を前記潤滑用油路側に切り替える
ことを特徴とするハイブリッド車両の油圧制御装置。
内燃機関が連結された第１回転要素と、第１モータ・ジェネレータが連結された第２回転要素と、車両の出力部材に連結されかつ第２モータ・ジェネレータが連結された第３回転要素とを有する動力分割装置を備えたハイブリッド車両の油圧制御装置において、
前記各モータ・ジェネレータに連通した冷却用油路と、
前記動力分割装置における動力伝達部にオイルを供給する潤滑用油路と、
前記内燃機関の動力によって駆動し、前記冷却用油路および前記潤滑用油路に連通した第１オイルポンプと、
他の電動機の動力によって駆動し、前記冷却用油路および前記潤滑用油路に連通した第２オイルポンプと、
前記第２オイルポンプから出力されたオイルが供給される油路を、前記冷却用油路と前記潤滑用油路とに選択的に切り替える第１切替弁と
を備え、
前記冷却用油路は、前記第１モータ・ジェネレータに連通した第１油路と、前記第２モータ・ジェネレータに連通した第２油路とを含み、
オイルが流動する油路を前記第１油路と前記第２油路とに選択的に切り替える第２切替弁を更に備えていることを特徴とするハイブリッド車両の油圧制御装置。
前記冷却用油路は、前記第１モータ・ジェネレータに連通した第１油路と、前記第２モータ・ジェネレータに連通した第２油路とを含み、
オイルが流動する油路を前記第１油路と前記第２油路とに選択的に切り替える第２切替弁を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の油圧制御装置。
前記第２切替弁は、前記各モータ・ジェネレータのうち一方のモータ・ジェネレータの温度が第２しきい値以上である場合に、オイルが流動する流路を前記一方のモータ・ジェネレータに連通した油路に切り替え、前記一方のモータ・ジェネレータの温度が第２しきい値未満でかつ前記他方のモータ・ジェネレータの温度が第３しきい値以上である場合に、オイルが流動する流路を前記他方のモータ・ジェネレータに連通した油路に切り替えることを特徴とする請求項２または３に記載のハイブリッド車両の油圧制御装置。
前記第２切替弁は、前記第１モータ・ジェネレータに作用する負荷が前記第２モータ・ジェネレータに作用する負荷より大きい場合に、オイルが流動する油路を前記第１油路に切り替え、前記第１モータ・ジェネレータに作用する負荷が前記第２モータ・ジェネレータに作用する負荷より小さい場合に、オイルが流動する油路を前記第２油路に切り替えることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の油圧制御装置。
前記冷却用油路に供給するオイルを冷却するオイルクーラーを更に備えていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の油圧制御装置。