(57)【要約】【課題】エンジンと第１および第２の回転電機との間に変速装置および動力分配装置が設けられ、変速装置の出力軸により駆動されるオイルポンプを有する車両において、エンジンの燃費の悪化を抑制しつつ、必要となる油量を確保する。【解決手段】車両１は、エンジン１０と、第１ＭＧ２０，第２ＭＧ３０の少なくともいずれかの駆動力を用いて走行する。車両の駆動装置は、エンジンの出力軸に結合される変速装置４０と、変速装置からの回転を駆動輪に伝達する動力分配装置５０と、変速装置の出力軸により駆動されるオイルポンプ６２と、ＥＣＵ３００とを備える。ＥＣＵは、ＨＶ走行モードにおいて、エンジンの動作点および駆動輪の回転速度を維持しながら、必要とされる油圧の流量と、オイルポンプの吐出油量との差が小さくなるように、変速装置の変速比および第１ＭＧの回転速度を調整する。【選択図】図１
2016088152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関、第１および第２の回転電機の少なくともいずれかの駆動力を用いて走行する車両を駆動するための駆動装置であって、
前記内燃機関の出力軸に結合された変速装置と、
前記第１および第２の回転電機の出力軸と前記変速装置の出力要素とに結合され、前記第１および第２の回転電機ならびに前記変速装置からの駆動力を駆動輪に伝達する動力分配装置と、
前記変速装置の出力軸によって駆動されるオイルポンプと、
前記第１および第２の回転電機、ならびに前記変速装置を制御するための制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記内燃機関からの駆動力と前記第２の回転電機からの駆動力とを用いて走行する走行モードにおいて、前記内燃機関の動作点および前記駆動輪の回転速度を維持しながら、前記車両の駆動状態から必要とされる油圧の流量と、前記オイルポンプから実際に吐出される油圧の流量との差が小さくなるように、前記変速装置の変速比および前記第１の回転電機の回転速度を調整する、車両の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の駆動装置に関し、より特定的には、内燃機関、第１および第２の回転電機の少なくともいずれかの出力を用いて走行する車両についての駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関（エンジン）と第１および第２の回転電機（モータジェネレータ）との間に変速装置および動力分配装置が設けられた構成を有するハイブリッド車両が知られている。たとえば、国際公開第２０１３／１１４５９４号（特許文献１）に開示されるハイブリッド車両においては、キャリア、サンギヤ、およびリングギヤを有する遊星歯車機構が動力分配装置として用いられている。キャリアは、変速装置を介してエンジンと結合される。サンギヤは、第１の回転電機に結合される。リングギヤは、カウンタ軸に結合されており、このカウンタ軸に第２の回転電機および出力軸が接続されている。
【０００３】
特許文献１に開示されるハイブリッド車両では、エンジンの駆動力を用いて走行するハイブリッド（ＨＶ）走行モードにおいては、変速装置および動力分配装置を介して伝達されるエンジンおよび第１の回転電機からの駆動力と、第２の回転電機からの駆動力とがカウンタ軸に伝達され、これらの合成駆動力によって車両が走行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１１４５９４号
【特許文献２】特開２０１０−１９５３１３号公報
【特許文献３】特開２００５−７６５４２号公報
【特許文献４】特許第５１４１８０２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような車両において、変速装置の出力軸（すなわち、動力分配装置のキャリア）に、機械式オイルポンプが連結された構成を有するものが知られている。この機械式オイルポンプは、駆動装置の潤滑や冷却のために必要となる油圧を供給するものであり、エンジンの回転によって駆動され、吐出油量はオイルポンプの回転速度にほぼ比例する。
【０００６】
ハイブリッド車両においては、一般的に、要求パワーに対してできるだけ燃費が最適となる動作点（トルクおよび回転速度）となるようにエンジンが制御される。そのため、燃費最適動作点において実際にオイルポンプから吐出される油量と、駆動装置に必要とされる目標油量との間の差が乖離してしまう状態が生じ得る。
【０００７】
この油量差を解消するために、エンジンの動作点（回転速度）を変化させて吐出油量を目標油量に合致させることも可能であるが、逆に最適動作点からずれてしまうためにエンジンの効率を悪化させてしまうことになり得る。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジンと第１および第２の回転電機との間に変速装置および動力分配装置が設けられ、変速装置の出力軸により駆動されるオイルポンプを有するハイブリッド車両において、エンジンの燃費の悪化を抑制しつつ、必要となる油量を確保することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による駆動装置は、内燃機関（エンジン）、第１および第２の回転電機（モータジェネレータ：ＭＧ）の少なくともいずれかの駆動力を用いて走行する車両を駆動するための駆動装置である。駆動装置は、内燃機関の出力軸に結合された変速装置と、動力分配装置と、変速装置の出力軸によって駆動されるオイルポンプと、第１および第２の回転電機、ならびに変速装置を制御するための制御装置とを備える。動力分配装置は、第１および第２の回転電機の出力軸と変速装置の出力要素とに結合され、第１および第２の回転電機ならびに変速装置からの駆動力を駆動輪に伝達する。制御装置は、内燃機関からの駆動力と第２の回転電機からの駆動力とを用いて走行する走行モードにおいて、内燃機関の動作点および駆動輪の回転速度を維持しながら、車両の駆動状態から必要とされる油圧の目標流量と、オイルポンプから実際に吐出される油圧の流量との差が小さくなるように、変速装置の変速比および第１の回転電機の回転速度を調整する。
【００１０】
以上のような構成とすることによって、たとえば、エンジンの回転速度が低くオイルポンプの吐出油量が目標油量に満たない場合には、変速装置の変速比を大きくすることによって、エンジンの回転速度を変えることなく、変速装置の出力軸の回転速度（すなわちオイルポンプの回転速度）を増加することができる。そして、増速された変速装置の出力軸の回転速度に対して、駆動輪の回転速度が変化しないように、第１の回転電機の回転速度が調整される。これによって、エンジンの最適動作点および車速を維持しながら、オイルポンプの吐出油量を増加させて必要油量を確保することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、エンジンと第１および第２の回転電機との間に変速装置および動力分配装置が設けられ、変速装置の出力軸により駆動されるオイルポンプを有するハイブリッド車両において、エンジンの燃費の悪化を抑制しつつ、必要となる油量を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態に従う駆動装置が搭載された車両の全体構成を示す図である。
【図２】変速装置に含まれるクラッチＣ１およびブレーキＢ１の作動係合表を示す図である。
【図３】変速装置がＬｏ側の場合のＨＶ走行モード中の共線図である。
【図４】変速装置がＨｉ側の場合のＨＶ走行モード中の共線図である。
【図５】単モータ走行モード中の共線図である。
【図６】両モータ走行モード中の共線図である。
【図７】駆動力および車速に応じて選択される走行モードを説明するための図である。
【図８】本実施の形態に従う、オイルポンプ流量に基づいた変速制御を説明するための共線図である。
【図９】本実施の形態に従う油量に基づいた変速制御における変速比変更不可領域を説明するための図である。
【図１０】本実施の形態において、ＥＣＵで実行される変速制御を説明するための機能ブロック図である。
【図１１】本実施の形態において、ＥＣＵで実行される変速制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１４】
［車両の基本構成］
図１は、本実施の形態に従う駆動装置が搭載された車両１の全体構成を示す図である。車両１は、エンジン１０と、第１モータジェネレータ（以下「第１ＭＧ」という）２０と、第２モータジェネレータ（以下「第２ＭＧ」という）３０と、第１ＭＧおよび第２のＭＧをそれぞれ駆動するためのインバータ２５，３５と、変速装置４０と、動力分配装置（遊星歯車装置）５０と、カウンタ軸（出力軸）７０と、差動装置８０と、駆動輪９０と、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）３００とを含む。
【００１５】
車両１は、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の少なくともいずれかの動力を用いて走行する、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式のハイブリッド車両である。なお、車両１の駆動方式は、ＦＦ方式に限定されず、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）方式であってもよい。また、車両１は、図示しない車載バッテリを外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド車両であってもよい。
【００１６】
エンジン１０は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン１０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＤＲＶにより制御される。
【００１７】
第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。第１ＭＧ２０の回転軸２１は、エンジン１０のクランク軸と同軸上に配置されている。第２ＭＧ３０の回転軸３１は、第１ＭＧ２０の回転軸２１と平行に配置される。カウンタ軸（出力軸）７０は、第１ＭＧ２０の回転軸２１および第２ＭＧ３０の回転軸３１と平行に配置される。
【００１８】
第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、インバータ２５，３５によってそれぞれ駆動される。インバータ２５はＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩ１によって制御され、図示しない車載バッテリからの直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ２０に供給する。同様に、インバータ３５はＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩ２によって制御され、バッテリからの直流電力を交流電力に変換して第２ＭＧ３０に供給する。なお、第２ＭＧ３０は、第１ＭＧ２０によって発電された電力によっても駆動される。
【００１９】
変速装置４０は、エンジン１０と動力分配装置（遊星歯車装置）５０との間に設けられ、エンジン１０の回転を変速して動力分配装置５０に出力する。変速装置４０は、サンギヤＳ１とピニオンギヤＰ１とリングギヤＲ１とキャリアＣＡ１とを含むシングルピニオン式の遊星歯車機構と、クラッチＣ１およびブレーキＢ１とを備える。
【００２０】
キャリアＣＡ１は、エンジン１０のクランク軸と連結される。ピニオンギヤＰ１は、サンギヤＳ１とリングギヤＲ１との間に配置され、サンギヤＳ１およびリングギヤＲ１とそれぞれ噛み合う。ピニオンギヤＰ１は、キャリアＣＡ１によって自転および公転可能に支持される。
【００２１】
サンギヤＳ１の回転速度、キャリアＣＡ１の回転速度（すなわちエンジン１０の回転速度）、リングギヤＲ１の回転速度は、後述の図３〜６に示すように、共線図上で直線で結ばれる関係（すなわち、いずれか２つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係）になる。
【００２２】
クラッチＣ１は、サンギヤＳ１とキャリアＣＡ１とを連結可能な油圧式の摩擦係合要素である。クラッチＣ１が係合されると、サンギヤＳ１とキャリアＣＡ１が連結される。クラッチＣ１が解放されると、サンギヤＳ１とキャリアＣＡ１とが切り離される。
【００２３】
ブレーキＢ１は、サンギヤＳ１の回転を規制（ロック）可能な油圧式の摩擦係合要素である。ブレーキＢ１が係合されると、サンギヤＳ１がギヤケース（車体）に固定されるため、サンギヤＳ１の回転が規制される。ブレーキＢ１が解放されると、サンギヤＳ１がギヤケース（車体）から切り離されるため、サンギヤＳ１の回転が許容される。
【００２４】
変速装置４０の変速比（入力要素であるキャリアＣＡ１の回転速度と出力要素であるリングギヤＲ１の回転速度との比、具体的にはキャリアＣＡ１の回転速度／リングギヤＲ１の回転速度）は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１の係合および解放の組合せに応じて切換えられる。クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を解放すると、変速比が１．０（直結状態）となるローギヤ段Ｌｏが形成される。クラッチＣ１を解放しかつブレーキＢ１を係合すると、変速比が１．０よりも小さい値（たとえば０．７、いわゆるオーバードライブ状態）となるハイギヤ段Ｈｉが形成される。なお、クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を係合すると、サンギヤＳ１およびキャリアＣＡ１の回転が規制されるため、リングギヤＲ１の回転も規制される。なお、本実施の形態においては、変速装置４０が、ローギヤ段Ｌｏおよびハイギヤ段Ｈｉの２つの変速段を切換える場合を例として説明するが、変速装置４０は、３つ以上の変速段を切換えるものであってもよいし、連続的に変速比を変化させるものであってもよい。
【００２５】
動力分配装置５０は、サンギヤＳ２とピニオンギヤＰ２とリングギヤＲ２とキャリアＣＡ２とを含むシングルピニオン式の遊星歯車装置である。動力分配装置５０のキャリアＣＡ２は、変速装置４０の出力要素であるリングギヤＲ１に連結され、リングギヤＲ１と一体的に回転する。
【００２６】
ピニオンギヤＰ２は、サンギヤＳ２とリングギヤＲ２との間に配置され、サンギヤＳ２およびリングギヤＲ２とそれぞれ噛み合う。ピニオンギヤＰ２は、キャリアＣＡ２によって自転および公転可能に支持される。
【００２７】
サンギヤＳ２は、第１ＭＧ２０の回転軸２１に連結される。リングギヤＲ２には、カウンタドライブギヤ５１が接続されている。カウンタドライブギヤ５１は、リングギヤＲ２と一体回転する、動力分配装置５０の出力ギヤである。
【００２８】
サンギヤＳ２の回転速度（すなわち第１ＭＧ２０の回転速度）、キャリアＣＡ２の回転速度、リングギヤＲ２の回転速度は、後述の図３〜６に示すように、共線図上で直線で結ばれる関係（すなわち、いずれか２つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係）になる。したがって、第１ＭＧ２０の回転速度を調整することによって、キャリアＣＡ２の回転速度とリングギヤＲ２との比を無段階に切換えることができる。
【００２９】
カウンタ軸（出力軸）７０には、カウンタドリブンギヤ７１およびデフドライブギヤ７２が設けられる。カウンタドリブンギヤ７１は、動力分配装置５０のカウンタドライブギヤ５１と噛み合う。つまり、エンジン１０および第１ＭＧ２０の動力は、動力分配装置５０のカウンタドライブギヤ５１を介してカウンタ軸（出力軸）７０に伝達される。
【００３０】
なお、変速装置４０と動力分配装置５０とは、エンジン１０からカウンタ軸（出力軸）７０までの動力伝達経路上において直列に接続されている。そのため、エンジン１０の回転は、変速装置４０と動力分配装置５０とにおいて変速された後に、カウンタ軸（出力軸）７０に伝達される。
【００３１】
また、カウンタドリブンギヤ７１は、第２ＭＧ３０の回転軸３１に接続されたリダクションギヤ３２とも噛み合う。つまり、第２ＭＧ３０の動力は、リダクションギヤ３２を介してカウンタ軸（出力軸）７０に伝達される。
【００３２】
デフドライブギヤ７２は、差動装置８０のデフリングギヤ８１と噛み合っている。差動装置８０は、左右の駆動軸８２を介してそれぞれ左右の駆動輪９０と接続されている。つまり、カウンタ軸（出力軸）７０の回転は、差動装置８０を介して左右の駆動軸８２に伝達される。
【００３３】
車両１は、変速装置４０を駆動するための構成として、オイルポンプ６２と、油圧回路６３とを備える。
【００３４】
オイルポンプ６２の回転軸６５は、ワンウェイクラッチＦ１を介して、変速装置４０の出力軸であるリングギヤＲ１に設けられたギヤ６４に連結される。これにより、エンジン１０が駆動されることによって、オイルポンプ６２が駆動され、油圧回路６３に油圧が供給される。すなわち、オイルポンプ６２は、エンジン１０によって駆動される機械式オイルポンプ（以下「ＭＯＰ」ともいう）として機能する。
【００３５】
また、オイルポンプ６２の回転軸６５は、ワンウェイクラッチＦ２を介して、モータ６１の出力軸６７に設けられたギヤ６６とも連結される。たとえば、車両１が、エンジン１０を停止した状態で、第１ＭＧ２０あるいは第２ＭＧ３０の少なくとも一方の駆動力で走行する「モータ走行モード（以下「ＥＶ走行モード」という）」で走行する場合には、以降で後述するように、変速装置４０のリングギヤＲ１が停止した状態となり、オイルポンプ６２がエンジン１０により駆動されなくなる場合がある。このような場合には、ＥＣＵ３００からの制御指令ＳＥ１によってモータ６１が駆動され、モータ６１によってオイルポンプ６２が駆動される。すなわち、この場合には、オイルポンプ６２は、モータ６１によって駆動される電動式オイルポンプ（以下「ＥＯＰ」ともいう）として機能する。これによって、エンジン１０が停止した状態であっても、油圧回路６３に油圧を供給することができる。
【００３６】
図１のように、ワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２を用いることで、オイルポンプ６２は、リングギヤＲ１およびモータ６１のうち、回転速度が速くなるほうの駆動力を用いて動作する。たとえば、ＨＶ走行モードで走行している場合であっても、モータ６１を駆動することによって、オイルポンプ６２を電動オイルポンプとして動作させることもできる。なお、電動式オイルポンプを、機械式オイルポンプと独立して設ける構成としてもよい。
【００３７】
油圧回路６３は、オイルポンプ６２から供給される油圧を元圧として、変速装置４０のクラッチＣ１、ブレーキＢ１に供給する油圧をそれぞれ調圧するソレノイドバルブを含む。油圧回路６３における各ソレノイドバルブは、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰｂＣ，ＰｂＢによって制御される。
【００３８】
ＥＣＵ３００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力および各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００３９】
ＥＣＵ３００は、「ハイブリッド走行モード（以下「ＨＶ走行モード」という）」あるいは「モータ走行モード（ＥＶ走行モード）」で車両１を走行させる。ＨＶ走行モードとは、エンジン１０および第２ＭＧ３０の動力で車両１を走行させる制御モードである。ＥＶ走行モードとは、上述のように、エンジン１０を停止し、第１ＭＧ２０あるいは第２ＭＧ３０の少なくとも一方の動力で車両１を走行させる制御モードである。ＥＶ走行モード中においては、ＥＣＵ３００は、第２ＭＧ３０単独の動力で車両１を走行させる「単モータ走行モード」と、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の両方の動力で車両１を走行させる「両モータ走行モード」とを、ユーザの要求トルクなどに応じて選択的に切換える。
【００４０】
図２は、各走行モードにおける変速装置４０のクラッチＣ１およびブレーキＢ１の作動係合表を示す図である。図２において、「Ｃ１」、「Ｂ１」、「ＭＧ１」、「ＭＧ２」はそれぞれクラッチＣ１、ブレーキＢ１、第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０を示す。Ｃ１の欄およびＢ１の欄の丸（○）印は「係合」を示し、×印は「解放」を示し、三角（△）印はエンジンブレーキ時にクラッチＣ１およびブレーキＢ１のどちらか一方を係合することを示す。また、ＭＧ１の欄およびＭＧ２の欄の「Ｇ」はジェネレータとして動作させることを示し、「Ｍ」はモータとして動作させることを示す。
【００４１】
ＨＶ走行モードにおいては、ＥＣＵ３００は、車速に応じて変速装置４０の変速比を切換える。中低速域で車両１を前進させる場合あるいは車両１を後進させる場合、ＥＣＵ３００は、クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を解放することで、ローギヤ段Ｌｏを形成する（後述の図３参照）。一方、高速域で車両１を前進させる場合、ＥＣＵ３００は、クラッチＣ１を解放しかつブレーキＢ１を係合することで、ハイギヤ段Ｈｉを形成する（後述の図４参照）。また、エンジン走行モードにおいては、ＥＣＵ３００は、第１ＭＧ２０をジェネレータとして動作させ、第２ＭＧ３０をモータとして動作させる。
【００４２】
ＨＶ走行モードでは、エンジン１０が作動しているため、基本的には、オイルポンプ６２はエンジン１０によって駆動される。
【００４３】
ＥＶ走行モードにおいては、ＥＣＵ３００は、上述したように、単モータ走行モードと両モータ走行モードとを選択的に切換える。単モータ走行モードで車両１を駆動（前進あるいは後進）させる場合、ＥＣＵ３００は、クラッチＣ１を解放しかつブレーキＢ１を解放することで、変速装置４０をニュートラル状態（動力を伝達しない状態）とする。単モータ走行モードで車両１を制動する場合でかつエンジンブレーキが必要な場合、ＥＣＵ３００は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１のどちらか一方を係合する。これにより、駆動輪９０の回転がエンジン１０に伝達されることによってエンジン１０が回転させられる、いわゆるエンジンブレーキ状態となる。なお、単モータ走行モードにおいては、ＥＣＵ３００は、第１ＭＧ２０をジェネレータとして動作させ、第２ＭＧ３０をモータとして動作させる（後述の図５参照）。
【００４４】
一方、両モータ走行モードで車両１を駆動（前進あるいは後進）させる場合、ＥＣＵ３００は、クラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を係合して変速装置４０のリングギヤＲ１の回転を規制（ロック）する。これにより、変速装置４０のリングギヤＲ１に連結された動力分配装置５０のキャリアＣＡ２の回転も規制（ロック）されるため、動力分配装置５０のキャリアＣＡ２が停止状態に維持される。そして、ＥＣＵ３００は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０をモータとして動作させる（後述の図６参照）。
【００４５】
ＥＶ走行モードにおける両モータ走行モードにおいては、エンジン１０が停止され、かつリングギヤＲ１も停止するため、オイルポンプ６２をエンジン１０で駆動することはできない。したがって、両モータ走行モードでは、オイルポンプ６２はモータ６１により駆動されて、クラッチＣ１あるいはブレーキＢ１が係合される。
【００４６】
［走行モードの説明］
図３〜６は、それぞれＨＶ走行モード中（Ｌｏ／Ｈｉ）、単モータ走行モード中、両モータ走行モード中の共線図である。図３〜６に示す「Ｓ１」、「ＣＡ１」、「Ｒ１」はそれぞれ変速装置４０のサンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、リングギヤＲ１を示し、「Ｓ２」、「ＣＡ２」、「Ｒ２」はそれぞれ動力分配装置５０のサンギヤＳ２、キャリアＣＡ２、リングギヤＲ２を示す。なお、オイルポンプ６２は、リングギヤＲ１およびキャリアＣＡ２に連結されている。
【００４７】
図３を参照して、ＨＶ走行モード中のローギヤ段Ｌｏで前進走行している場合の制御状態について説明する。ローギヤ段Ｌｏ形成時には、クラッチＣ１が係合され、ブレーキＢ１が解放される。そのため、回転要素Ｓ１，ＣＡ１，Ｒ１は一体となって回転する。これにより、変速装置４０のリングギヤＲ１も、キャリアＣＡ１と同じ回転速度で回転し、エンジン１０の回転は、同じ回転速度でリングギヤＲ１から動力分配装置５０のキャリアＣＡ２に伝達される。すなわち、変速装置４０のキャリアＣＡ１に入力されたエンジン１０のトルク（以下「エンジントルクＴｅ」という）は、変速装置４０のリングギヤＲ１から動力分配装置５０のキャリアＣＡ２に伝達される。なお、リングギヤＲ１から出力されるトルク（以下「変速部出力トルクＴｒ１」という）は、エンジントルクＴｅと同じ大きさである（Ｔｅ＝Ｔｒ１）。
【００４８】
動力分配装置５０のキャリアＣＡ２に伝達されたエンジン１０の回転は、サンギヤＳ２の回転速度（第１ＭＧ２０の回転速度）によって無段階に変速されて動力分配装置５０のリングギヤＲ２に伝達される。この際、ＥＣＵ３００は、第１ＭＧ２０をジェネレータとして動作させて、第１ＭＧ２０のトルク（以下「第１ＭＧトルクＴｍ１」という）を負方向に作用させる。これにより、キャリアＣＡ２に入力されたエンジントルクＴｅをリングギヤＲ２に伝達するための反力を第１ＭＧトルクＴｍ１が受け持つことになる。
【００４９】
リングギヤＲ２に伝達されたエンジントルクＴｅ（以下「エンジン伝達トルクＴｅｃ」という）は、カウンタドライブギヤ５１からカウンタ軸（出力軸）７０に伝達され、車両１の駆動力として作用する。
【００５０】
また、ＨＶ走行モードでは、ＥＣＵ３００は、第２ＭＧ３０をモータとして動作させる。第２ＭＧ３０のトルク（以下「第２ＭＧトルクＴｍ２」という）は、リダクションギヤ３２からカウンタ軸（出力軸）７０に伝達され、車両１の駆動力として作用する。つまり、ＨＶ走行モードでは、エンジン伝達トルクＴｅｃと第２ＭＧトルクＴｍ２とを用いて、車両１は走行する。
【００５１】
図４には、ＨＶ走行モード中のハイギヤ段Ｈｉで前進走行している場合が例示されている。ハイギヤ段Ｈｉ形成時には、ブレーキＢ１が係合されるため、サンギヤＳ１の回転が規制される。これにより、変速装置４０のキャリアＣＡ１に入力されたエンジン１０の回転は、増速されて変速装置４０のリングギヤＲ１から動力分配装置５０のキャリアＣＡ２に伝達される。したがって、変速部出力トルクＴｒ１はエンジントルクＴｅよりも小さくなる（Ｔｅ＞Ｔｒ１）。
【００５２】
図３および図４の共線図に示されるように、ＨＶ走行モードにおいては、エンジン１０によりリングギヤＲ１が駆動されるので、オイルポンプ６２は機械式オイルポンプとして動作する。
【００５３】
次に、図５を用いて、単モータ走行モード中の制御状態について説明する。単モータ走行モードでは、ＥＣＵ３００は、エンジン１０を停止し、第２ＭＧ３０をモータとして動作させる。そのため、単モータ走行モードでは、第２ＭＧトルクＴｍ２を用いて車両１は走行する。
【００５４】
この際、ＥＣＵ３００は、サンギヤＳ１の回転速度がゼロとなるように第１ＭＧトルクＴｍ１をフィードバック制御する。そのため、サンギヤＳ１は回転しない。しかしながら、変速装置４０のクラッチＣ１およびブレーキＢ１は解放されているため、動力分配装置５０のキャリアＣＡ２の回転は規制されない。したがって、動力分配装置５０のリングギヤＲ２、キャリアＣＡ２および変速装置４０のリングギヤＲ１は、第２ＭＧ３０の回転に連動して、第２ＭＧ３０の回転方向と同じ方向に回転（空転）させられる。
【００５５】
一方、変速装置４０のキャリアＣＡ１は、エンジン１０が停止されていることによって、停止状態に維持される。変速装置４０のサンギヤＳ１は、リングギヤＲ１の回転に連動して、リングギヤＲ１の回転方向とは反対の方向に回転（空転）させられる。
【００５６】
なお、単モータ走行モードにおいては、エンジン１０は停止した状態であるが、第２ＭＧ３０よって、キャリアＣＡ２が駆動されるため、オイルポンプ６２は機械式オイルポンプとして動作する。
【００５７】
図６を参照して、両モータ走行モード中における制御状態について説明する。両モータ走行モードでは、ＥＣＵ３００は、エンジン１０を停止し、変速装置４０のクラッチＣ１を係合しかつブレーキＢ１を係合する。したがって、変速装置４０のサンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、リングギヤＲ１の回転が規制される。
【００５８】
変速装置４０のリングギヤＲ１の回転が規制されることで、動力分配装置５０のキャリアＣＡ２の回転も規制（ロック）される。この状態で、ＥＣＵ３００は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０をモータとして動作させる。具体的には、第２ＭＧトルクＴｍ２を正トルクとして第２ＭＧ３０を正回転させるとともに、第１ＭＧトルクＴｍ１を負トルクとして第１ＭＧ２０を負回転させる。
【００５９】
クラッチＣ１を係合してキャリアＣＡ２の回転を規制することで、第１ＭＧトルクＴｍ１は、キャリアＣＡ２を支点としてリングギヤＲ２に伝達される。リングギヤＲ２に伝達される第１ＭＧトルクＴｍ１（以下「第１ＭＧ伝達トルクＴｍ１ｃ」という）は、正方向に作用し、カウンタ軸（出力軸）７０に伝達される。そのため、両モータ走行モードでは、第１ＭＧ伝達トルクＴｍ１ｃと第２ＭＧトルクＴｍ２とを用いて、車両１は走行する。ＥＣＵ３００は、第１ＭＧ伝達トルクＴｍ１ｃと第２ＭＧトルクＴｍ２との合計によってユーザ要求トルクを満たすように、第１ＭＧトルクＴｍ１と第２ＭＧトルクＴｍ２との分担比率を調整する。
【００６０】
両モータ走行モードにおいては、リングギヤＲ１およびキャリアＣＡ２の回転がロックされるので、オイルポンプ６２は機械式オイルポンプとしては動作することはできない。そのため、両モータ走行モードでは、オイルポンプ６２はモータ６１によって駆動され、電動式オイルポンプとして動作する。
【００６１】
図７は、ユーザからの要求駆動力（要求トルク）および車速に応じて選択される走行モードを説明するための図である。図７においては、縦軸に要求駆動力が示され、横軸には車速が示される。
【００６２】
図７を参照して、要求駆動力および車速がいずれも相対的に低い領域（線ＬＮ１０と縦軸および横軸とで囲まれる領域）ＡＲ１は、ＥＶ走行モードで走行可能な領域である。そのため、この領域ＡＲ１内の条件に該当する場合には、ＥＶ走行モードが選択され、さらに要求駆動力に応じて、単モータ走行モードまたは両モータ走行モードが選択される。
【００６３】
領域ＡＲ１の範囲外の領域は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の出力トルクのみではユーザの要求パワーを達成できない領域であるため、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０に加えてエンジン１０の駆動力によって走行するＨＶ走行モードが選択される。
【００６４】
線ＬＮ１０と線ＬＮ１１との間の領域ＡＲ２は、ローギヤ段Ｌｏあるいはハイギヤ段Ｈｉのいずれかで要求パワーを達成することが可能な領域である。一方、より高速，高トルクが要求される線ＬＮ１１と線ＬＮ１２との間の領域ＡＲ３においては、ハイギヤ段Ｈｉｄｅｈａ所望のトルクが達成できないため、ローギヤ段Ｌｏのみが選択される。
【００６５】
このような構成を有するハイブリッド車両において、ＨＶ走行モードが選択される場合には、エンジン１０については、基本的に、機関効率を向上させるために、要求パワーに対して燃費が最適となる動作点で駆動される。そのため、機械式オイルポンプとして動作するオイルポンプ６２の吐出油量は、上記の最適動作点のエンジン回転速度によって定められる。
【００６６】
一方で、オイルポンプ６２から供給される油圧は、油圧回路６３によってクラッチＣ１およびブレーキＢ１を駆動するためだけでなく、駆動装置各部の潤滑や冷却にも用いられる。そのため、たとえば、ＭＧの温度や油温などによって、駆動装置全体として必要とされる油量も変化し得る。
【００６７】
本実施の形態のようなハイブリッド車両１においては、エンジン１０の動作点が同じであっても、ＭＧの動作状態によって必要とされる油量が変化するため、エンジン１０の回転速度から定まるオイルポンプ６２の吐出油量では、駆動装置全体として必要とされる油量を満足できない状態が生じる場合がある。
【００６８】
この場合に、エンジン１０の回転速度を増加してオイルポンプ６２の吐出油量を増加することによって、当該必要油量を確保することも可能である。しかしながら、このように油量確保のためにエンジン１０の動作点を変更すると、結果的にエンジン１０の動作点が最適動作点から外れてしまい、かえって車両全体の効率が低下してしまう可能性がある。
【００６９】
そこで、本実施の形態においては、特に図７の領域ＡＲ２においてローギヤ段Ｌｏで走行している場合に、上記のような油量の不足が生じた場合に、変速装置４０をハイギヤ段Ｈｉに変速することによって、エンジン１０の動作点を変更することなく、変速装置４０の出力軸の回転速度を増加させ、それによってオイルポンプ６２の吐出油量を増加させる変速制御を実行する。なお、このとき、併せて第１ＭＧ２０の回転速度を調整し、変速装置４０の出力軸の回転速度の増加によって駆動輪９０の速度が変化しないようにする。
【００７０】
このような変速制御を行なうことによって、エンジンの燃費の悪化を抑制しつつ、必要となる油量を確保することが可能となる。
【００７１】
［変速制御の説明］
図８は、本実施の形態に従う、オイルポンプ流量に基づいた変速制御の概要を説明するための共線図である。
【００７２】
図８を参照して、ＨＶ走行モードにおいてローギヤ段Ｌｏで前進走行している場合、図３で説明したように、クラッチＣ１が係合され、かつブレーキＢ１が解放されることで、変速装置４０の各回転要素Ｓ１，ＣＡ１，Ｒ１が一体的に回転する（線ＬＮ１）。
【００７３】
この状態においては、リングギヤＲ１およびキャリアＣＡ２は、エンジン１０と同じ回転速度で回転する。オイルポンプ６２からの吐出油量は、リングギヤＲ１の回転速度に応じた油量となる。
【００７４】
この状態において、オイルポンプ６２からの吐出油量が、必要とされる目標油量を達成できない場合には、クラッチＣ１が解放されるとともにブレーキＢ１が係合されて、変速装置４０がハイギヤ段Ｈｉに変速される。そうすると、線ＬＮ２のような動作状態となり、エンジン１０（キャリアＣＡ１）の回転速度が維持されたまま、リングギヤＲ１の回転速度が上昇する。これによって、オイルポンプ６２の回転速度が増加し、吐出油量が増大する。
【００７５】
動力分配装置５０においては、変速装置４０の変速に伴って、キャリアＣＡ２の回転速度が増加するが、これによってリングギヤＲ２すなわち駆動輪９０の回転速度が変化しないように、第１ＭＧ２０の回転速度を調整する（線ＬＮ４）。なお、このとき、駆動輪９０の出力トルクが変化しないように、第２ＭＧ３０の出力トルクについても適宜調整される。
【００７６】
このように、エンジン１０の動作点、および駆動輪９０の駆動状態を変化させることなく、オイルポンプ６２の吐出油量を増大させることができる。
【００７７】
なお、上記の変速制御の説明においては、油量が不足するか否かの条件のみを考慮して変速の要否を判定しているが、たとえば、ユーザからの要求パワーの変動や車速の変化によって変速装置４０の変速が行なわれるタイミング付近では、ローギヤ段Ｌｏとハイギヤ段Ｈｉとが頻繁に切換わってしまい、ユーザに対してビジー感を与えてしまうおそれがある。そのため、そのような通常の変速タイミングの近傍においては、油量に基づいた変速制御を行なわないようにすることが望ましい。
【００７８】
図９は、本実施の形態に従う油量に基づいた変速制御における変速比変更不可領域を説明するための図である。図９においては、縦軸にはアクセル開度が示され、横軸には車速が示される。
【００７９】
図９を参照して、図９中の実線ＬＮ２０は、ローギヤ段Ｌｏからハイギヤ段Ｈｉへ変速を行なう変速線であり、図９において実線ＬＮ２０の左側から実線ＬＮ２０を通過するときに、ローギヤ段Ｌｏからハイギヤ段Ｈｉへの変速が行なわれる。
【００８０】
一方、破線ＬＮ２１は、ハイギヤ段Ｈｉからローギヤ段Ｌｏへ変速を行なう変速線であり、破線ＬＮ２１の右側から破線ＬＮ２１を通過すると、ハイギヤ段Ｈｉからローギヤ段Ｌｏへの変速が行なわれる。
【００８１】
そのため、本実施の形態においては、この線ＬＮ２０，ＬＮ２１を含む、一点鎖線ＬＮ２２，ＬＮ２３で囲まれた領域ＡＲ２０においては、油量に基づいた変速制御の実行を禁止し、ローギヤ段Ｌｏとハイギヤ段Ｈｉとが頻繁に切換わる状態を回避する。
【００８２】
図１０は、本実施の形態において、ＥＣＵ３００で実行される変速制御を説明するための機能ブロック図である。図１０で説明される機能ブロック図に記載された各機能ブロックは、ＥＣＵ３００によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。
【００８３】
図１０を参照して、ＥＣＵ３００は、指令設定部３１０と、流量差演算部３２０と、ＭＧ制御部３３０と、エンジン制御部３４０と、油圧制御部３５０とを含む。
【００８４】
流量差演算部３２０は、エンジン１０の回転速度Ｎｅ、ＭＧの温度ＴＰｍ、および油温ＴＰｏを、エンジン１０に設けられた速度センサ、ＭＧおよび油路に設けられた温度センサ（いずれも図示せず）から受ける。また、流量差演算部３２０は、指令設定部３１０からの変速指令ＳＦＴを受ける。
【００８５】
流量差演算部３２０は、エンジン１０の回転速度Ｎｅおよび変速指令ＳＦＴに基づいて、リングギヤＲ１の回転速度を演算し、現在のオイルポンプ６２の吐出油量を算出する。また、流量差演算部３２０は、ＭＧの温度ＴＰｍおよび油温ＴＰｏに基づいて、駆動装置全体で必要とされる目標油量を算出する。そして、流量差演算部３２０は、現在の吐出油量と目標油量との流量差ΔＦＬを算出し、その算出結果を指令設定部３１０に出力する。
【００８６】
指令設定部３１０は、車速ＶＳ、アクセル開度ＡＣＣ、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ１、Ｎｍ２、エンジン１０の回転速度Ｎｅ、バッテリの充電状態ＳＯＣ（State of Charge）、および流量差演算部３２０からの流量差ΔＦＬを受ける。指令設定部３１０は、これらの情報に基づいて、エンジン１０，第１ＭＧ２０，第２ＭＧ３０へのトルク指令値Ｔｅ，Ｔｍ１，Ｔｍ２を設定する。また、指令設定部３１０は、変速装置４０についての変速指令ＳＦＴを設定する。
【００８７】
ＭＧ制御部３３０は、指令設定部３１０から、第１ＭＧ２０のトルク指令値Ｔｍ１および第２ＭＧ３０のトルク指令値Ｔｍ２を受ける。ＭＧ制御部３３０は、これらのトルク指令値と各ＭＧの回転速度およびＳＯＣ等に基づいて、インバータ２５，３５の制御信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成して、インバータ２５，３５に出力する。
【００８８】
エンジン制御部３４０は、指令設定部３１０からのエンジン指令トルクＴｅ、および回転速Ｎｅ等に基づいて、エンジン１０の制御指令ＤＲＶを生成する。
【００８９】
油圧制御部３５０は、指令設定部３１０からの変速指令ＳＦＴに基づいて、変速装置４０内のクラッチＣ１，ブレーキＢ１の係合指令ＰｂＣ，ＰｂＢを生成し、油圧回路６３へ出力する。また、ＥＣＵ３００は、オイルポンプ６２をモータ６１で駆動する場合には、モータ６１を駆動するための制御信号ＳＥ１を生成し、モータ６１へ出力する。
【００９０】
図１１は、本実施の形態において、ＥＣＵ３００で実行される変速制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図１１に示すフローチャートは、ＥＣＵ３００に予め格納されたプログラムが、メインルーチンから所定周期で呼び出されて実行されることによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。
【００９１】
図１１を参照して、ＥＣＵ３００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、現在、エンジン１０を運転した走行（ＨＶ走行モード）を実行中であるか否かを判定する。
【００９２】
エンジン走行中でない場合（Ｓ１００にてＮＯ）には、以降の処理がスキップされて、処理がメインルーチンに戻される。エンジン走行中の場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）は、処理がＳ１１０に進められて、ＥＣＵ３００は、エンジン１０の回転速度および現在の変速装置４０の変速比から定まるオイルポンプ６２の吐出油量と、駆動装置全体で必要とされる目標油量との流量差ΔＦＬ（ΔＦＬ＝目標油量−現在の吐出油量）とを算出する。
【００９３】
そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１２０にて、当該流量差ΔＦＬが所定のしきい値（例えばゼロ、または、ゼロに近い正値）よりも大きいか否かを判定する。流量差ΔＦＬがしきい値以下の場合（Ｓ１２０にてＮＯ）は、現在の吐出油量で目標油量が達成できるため、以降の処理がスキップされて、処理がメインルーチンに戻される。
【００９４】
一方、流量差ΔＦＬがしきい値より大きい場合（Ｓ１２０にてＹＥＳ）は、ＥＣＵ３００は、油量が不足していると判断し、処理をＳ１３０に進めて、目標油量を達成するための変速比および第１ＭＧ２０の回転速度を演算する。そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１４０にて、Ｓ１３０で算出した変速比および回転速度が達成可能か否かを判定する。この判定は、たとえば、図９で説明した変速比変更不可領域となっていないか、各機器が過回転となったり駆動力不足とならないか、あるいは、変速装置４０および動力分配装置５０の効率が低下しないかなどの要件によって行われる。
【００９５】
変速が可能である場合（Ｓ１４０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１５０に進められて、ＥＣＵ３００は、Ｓ１３０で算出した変速比および回転速度となるように変速制御を実行する。一方、変速が可能でない場合（Ｓ１４０にてＮＯ）は、機械式オイルポンプでは油量が確保できないため、ＥＣＵ３００は処理をＳ１６０に進めて、モータ６１を用いた駆動による電動オイルポンプとして動作可能であるか否かを判定する。
【００９６】
オイルポンプの駆動トルクは小さいため、モータ６１としては低出力のモータが用いられる。したがって、電動オイルポンプでは、Ｓ１１０で算出された目標油量がそもそも実現できない場合や、動作時間が制限される場合があり、そのような場合にはＳ１６０において電動オイルポンプとして動作不可能であると判定される。
【００９７】
電動オイルポンプとして動作可能である場合（Ｓ１６０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１７０に進められて、ＥＣＵ３００は、モータ６１を駆動してオイルポンプ６２を電動オイルポンプとして動作させることによって、目標油量が確保できるようにする。
【００９８】
一方、電動オイルポンプとして動作不可能である場合（Ｓ１６０にてＮＯ）は、処理がＳ１８０に進められて、ＥＣＵ３００は、エンジン１０の効率がやや低下してしまうが、エンジン１０の動作点を変更して、エンジン１０の回転速度を増加させる。これによって、オイルポンプ６２の吐出油量を増加させて目標油量を確保する。
【００９９】
なお、上記の説明においては、現在の吐出油量が目標油量に対して不足する場合を例として説明したが、逆に、ハイギヤ段Ｈｉで走行している場合に、目標油量に対して吐出油量が過剰となる場合には、駆動力等の低下がない範囲で積極的にローギヤ段Ｌｏに変速するようにしてもよい。このようにすることで、オイルポンプのスペックが過剰となることを防止できる場合がある。
【０１００】
以上のような処理に従って制御を行なうことによって、エンジンと第１および第２の回転電機（ＭＧ）との間に変速装置および動力分配装置が設けられ、変速装置の出力軸により駆動されるオイルポンプを有するハイブリッド車両において、現在の吐出油量と目標油量との流量差に基づいて変速装置をの変速比を変更することによって、エンジン動作点および車速を変化させることなく、目標油量を確保することが可能となる。したがって、エンジンの燃費の悪化を抑制しつつ、必要となる油量を確保することができる。
【０１０１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０２】
１  車両、１０  エンジン、２０，３０  ＭＧ、２１，３１，６５  回転軸、２５，３５  インバータ、３２  リダクションギヤ、４０  変速装置、５０  動力分配装置、５１  カウンタドライブギヤ、６１  モータ、６２  オイルポンプ、６３  油圧回路、６４，６６  ギヤ、６７  出力軸、７１  カウンタドリブンギヤ、７２  デフドライブギヤ、８０  差動装置、８１  デフリングギヤ、８２  駆動軸、９０  駆動輪、３００  ＥＣＵ、３１０  指令設定部、３２０  流量差演算部、３３０  ＭＧ制御部、３４０  エンジン制御部、３５０  油圧制御部、Ｂ１  ブレーキ、Ｃ１  クラッチ、ＣＡ１，ＣＡ２  キャリア、Ｆ１，Ｆ２  ワンウェイクラッチ、Ｐ１，Ｐ２  ピニオンギヤ、Ｒ１，Ｒ２  リングギヤ、Ｓ１，Ｓ２  サンギヤ。
【図１】
2016088152.tif 000003
【図２】
2016088152.tif 000004
【図３】
2016088152.tif 000005
【図４】
2016088152.tif 000006
【図５】
2016088152.tif 000007
【図６】
2016088152.tif 000008
【図７】
2016088152.tif 000009
【図８】
2016088152.tif 000010
【図９】
2016088152.tif 000011
【図１０】
2016088152.tif 000012
【図１１】
2016088152.tif 000013