JP4432909B2 - ハイブリッド車両の駆動制御装置およびそれを搭載するハイブリッド車両 - Google Patents

Description

この発明は、ハイブリッド車両の駆動制御装置に関し、より特定的には、電動オイルポンプと内燃機関の運転に伴って駆動される機械式オイルポンプとを備えたハイブリッド車両の駆動制御装置およびそれを搭載するハイブリッド車両に関する。

内燃機関および電動機を車両駆動力源として搭載するハイブリッド自動車では、エンジンを高効率領域に限定して運転させることにより燃費向上を図っている。このため、エンジンの低効率運転領域では、エンジンの動作を停止させて電動機の出力のみによる車両走行（以下、ＥＶ走行とも称する）を志向する。したがって、ハイブリッド自動車では、エンジンの運転を伴う車両走行（以下、エンジン走行とも称する）時に、エンジンの運転に伴って駆動される機械式オイルポンプを用いて油圧を発生する一方で、ＥＶ走行等のエンジン停止時に機械式オイルポンプによる油圧供給が停止されても油圧式装置を作動する油圧が確保される構成とする必要がある。

このため、機械式オイルポンプおよび電動オイルポンプを並列に配置して、トランスミッション等に必要な油圧を供給する構成が一般的に用いられる（たとえば、特許文献１および特許文献２）。

特に、特開２００２−１５５８６５号公報（特許文献１）には、主たるオイルポンプとして用いられる機械式オイルポンプに加えて、補助として用いる電動オイルポンプをさらに設ける構成が開示される。さらに、所定の作動許容時間だけ電動オイルポンプを動作させ、その後エンジンを始動させて機械式オイルポンプによる油圧を供給することにより、電動オイルポンプの劣化を抑制して寿命を延ばし、かつ、その大型化を避けることが可能となる。

また、特開平９−１７０５３３号公報（特許文献３）には、上記のようなハイブリッド車両においてエンジンを好適に始動するために、エンジンの出力を分配機構により第１モータジェネレータおよび出力部材に分配し、エンジンによる車両走行時に第１モータジェネレータにより蓄電装置を充電する一方で第２モータジェネレータを動力源として走行することも可能な構成のハイブリッド車両において、パーキングブレーキなどにより車両を停止した状態で第１モータジェネレータにより分配機構を介してエンジンを回転駆動することによりエンジンを始動する構成が開示されている。
特開２００２−１５５８６５号公報 特開２００５−２０７３０４号公報 特開平９−１７０５３３号公報 特開２００２−２２５５７８号公報

しかしながら、特許文献１および２に開示されたような、機械式オイルポンプと電動式オイルポンプとを有するハイブリッド車両においては、エンジンを起動できない場合に電動オイルポンプが限界を超えて連続動作されることにより、電動オイルポンプが故障する可能性がある。この点について、特許文献１〜４のいずれにも、電動オイルポンプが限界を超えて連続動作した際のオイルポンプ制御については言及されていない。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、機械式オイルポンプおよび電動オイルポンプを備えるハイブリッド車両において、電動オイルポンプの連続動作が限界を超えることにより故障することを防止することである。

この発明によるハイブリッド車両の駆動制御装置およびハイブリッド車両では、ハイブリッド車両は、駆動輪の駆動力を発生するための内燃機関および電動機と、油圧の供給を受けて動作する油圧式装置と、油圧を発生するための電動オイルポンプと、内燃機関から機械的動力を受けて回転することによって油圧を発生可能に構成された機械式オイルポンプと、ハイブリッド車両の制動力を強制的に発生させる強制制動機構とを備える。駆動制御装置は、第１の検知手段と、第１の起動要求手段と、警告手段とを備える。第１の検知手段は、内燃機関が停止された車両運転時に、電動オイルポンプの連続動作が所定レベルを超えたことを検知する。第１の起動要求手段は、第１の検知手段により上記連続動作が所定レベルを超えたことが検知された場合に、内燃機関の起動指令を生成する。警告手段は、第１の起動要求手段による起動指令に応答して内燃機関が始動しない場合に、運転者に対して車両停止および、車両停止機構を作動させるための操作を促す警告を発する。

好ましくは、強制制動機構は、パーキングポジション選択時に制動力を発生するパーキングロック機構で構成され、警告は、運転者に対してシフトポジション選択をパーキングポジションに切換える操作を促すものを含む。

上記ハイブリッド車両の駆動制御装置およびそれを搭載したハイブリッド車両によれば、電動オイルポンプの連続動作が所定レベルを超え、かつエンジン起動が実現できない場合に、運転者に対して車両停止および強制制動機構を作動させるための操作（好ましくは、パーキングポジション選択操作）を促すことができる。これにより、電動オイルポンプの停止により油圧が確保できない状態においても、エンジン起動が運転外乱とならないような車両状況とすることができる。したがって、連続動作した電動オイルポンプを停止させて故障を防止することが可能となる。

また好ましくは、この発明によるハイブリッド車両の駆動制御装置およびハイブリッド車両では、強制制動機構は、パーキングポジション選択時に制動力を発生するパーキングロック機構で構成され、警告手段は、ハイブリッド車両の停止時には、シフトポジション選択を自動的にパーキングポジションに切換える。

上記ハイブリッド車両の駆動制御装置およびそれを搭載したハイブリッド車両によれば、ハイブリッド車両の停止時には、電動オイルポンプの停止により油圧が確保できない状態において、上記の安全な車両状況を運転者の操作を伴わず自動的に得ることができる。

さらに好ましくは、この発明によるハイブリッド車両の駆動制御装置およびハイブリッド車両では、駆動制御装置は、警告手段による警告の発生後にシフトポジション選択がパーキングポジションであることを検知するパーキングポジション検知手段と、パーキングポジション検知手段による検知に応答して、内燃機関の起動指令を生成する第２の起動要求手段とをさらに備える。

上記ハイブリッド車両の駆動制御装置およびそれを搭載したハイブリッド車両によれば、上記の安全な車両状況を確保できたときには、自動的にエンジンを起動させて、ハイブリッド車両の通常の走行状態に復帰することができる。

あるいは好ましくは、この発明によるハイブリッド車両の駆動制御装置およびハイブリッド車両では、油圧式装置は、電動機からの駆動力が駆動輪へ伝達される経路中に設けられた変速機を含み、警告手段は、電動機の出力を強制的に停止させる手段を含む。

上記ハイブリッド車両の駆動制御装置およびハイブリッド車両によれば、長期間連続動作した電動オイルポンプの停止が必要となった場合に、油圧制御式変圧器でのクラッチ滑りを防止することができる。これにより、クラッチ摩擦材を保護して油圧式変速装置の機器保護を図ることができる。

また好ましくは、この発明によるハイブリッド車両の駆動制御装置およびハイブリッド車両では、駆動制御装置は、内燃機関が停止された車両運転時に、電動オイルポンプの連続動作が、所定レベルよりも高く設定された限界レベルに達したことを検知する第２の検知手段をさらに備える。さらに、警告手段は、第１の起動要求手段による起動指令に応答して内燃機関が起動せず、かつ、第２の検知手段により上記連続動作が限界レベルに達したたことが検知された場合に作動する。そして、電動オイルポンプは、上記連続動作が前記限界レベルに達したときに停止される。

上記ハイブリッド車両の駆動制御装置およびハイブリッド車両によれば、電動オイルポンプの連続動作が限界に達したときに、エンジン起動を要求するとともに、電動オイルポンプを速やかに停止して故障発生を防止できる。

この発明によれば、機械式オイルポンプおよび電動オイルポンプを備えるハイブリッド車両において、電動オイルポンプの連続動作が限界を超えることによって故障することを防止できる。

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下では図中の同一または相当部分には同一符号を付してその詳細な説明は原則的に繰返さないものとする。

図１は、本発明の実施の形態の一例として示されるハイブリッド車両の駆動装置の構成を説明するブロック図である。

図１を参照して、この発明の実施の形態によるハイブリッド車両５は、内燃機関１１０および遊星歯車機構１１２を含んで構成される主動力源１０と、出力軸２０と、デファレンシャルギヤ３０と、駆動輪４０と、アシスト動力源５０と、油圧制御式変速機６０とを備える。電子制御ユニットで構成されるハイブリッドＥＣＵ（ＨＶ−ＥＣＵ）１００は、ハイブリッド車両５が運転者の操作に適応して走行するように、図１に示した駆動装置の全体動作を制御する。すなわち、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、本発明による駆動制御装置に対応する。

主動力源１０の出力トルクは出力軸２０に伝達され、その出力軸２０からデファレンシャルギヤ３０を介して駆動輪４０にトルクが伝達されるように構成されている。一方、走行のための駆動力を出力する力行制御あるいはエネルギを回収する回生制御の可能な電動機で構成されるアシスト動力源５０が設けられる。アシスト動力源５０からの駆動力は、油圧制御式変速機６０（以下、単に変速機６０とも称する）を介して出力軸２０および駆動輪４０へ伝達される。これにより、アシスト動力源５０と出力軸２０との間で伝達するトルクが、変速機６０で設定する変速比に応じて増減可能なように構成される。

変速機６０は、設定する変速比が“１”以上となるように構成することができ、このように構成することにより、アシスト動力源５０でトルクを出力する力行時に、アシスト動力源５０で出力したトルクを増大させて出力軸２０に伝達できるので、アシスト動力源５０を低容量もしくは小型のものとすることができる。しかしながら、アシスト動力源５０の運転効率を良好な状態に維持することが好ましいので、たとえば車速に応じて出力軸２０の回転数が増大した場合には、変速比を低下させてアシスト動力源５０の回転数を低下させる。また、出力軸２０の回転数が低下した場合には、変速比を増大させることがある。

出力軸２０に対しては、シフト選択レバー２４０によるパーキングポジション（Ｐポジション）選択時に出力軸２０の回転をロックするためのパーキングロック機構２３０が設けられている。詳細な図示は省略するが、パーキングロック機構２３０は、Ｐポジション選択時に、出力軸２０または出力軸２０に連動する歯車の回転を機械的にロック可能な機構により構成することができる。

なお、シフト選択レバー２４０に加えて、Ｐポジションを選択するための押しボタンスイッチ（Ｐポジションスイッチ）を設けることも可能である。いずれにしても、パーキングロック機構２３０は、Ｐポジション選択時に、出力軸２０の回転を固定することによりハイブリッド車両５の制動力を強制的に発生させることができる。すなわち、パーキングロック機構２３０は、本発明での「強制制動機構」の一例として示される。

ハイブリッド車両５の駆動装置構成をさらに詳細に説明する。主動力源１０は、内燃機関１１０と、モータジェネレータ１１１（以下、第１モータジェネレータ１１１もしくはＭＧ１と記載する）と、これら内燃機関１１０および第１モータジェネレータ１１１の間でトルクを合成もしくは分配する遊星歯車機構１１２とを主体として構成されている。内燃機関（以下、エンジンと記載する）１１０は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置であって、スロットル開度（吸気量）や燃料供給量、点火時期などの運転状態を電気的に制御できるように構成されている。その制御は、たとえばマイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）１１３によって行なうように構成されている。エンジン回転数は、図示しないエンジン回転数センサによって検出され、Ｅ−ＥＣＵ１１３を介して、ＨＶ−ＥＣＵ１００へ送出される。

機械式オイルポンプ３２は、エンジン１１０の回転に伴って、すなわちエンジンから機械的動力を受けて回転することによって油圧を発生可能に構成されている。たとえば、機械式オイルポンプ３２は、ダンパ１２０の出力軸に同軸上に配置され、エンジン１１０からトルクを受けて動作して油圧を発生する。

第１モータジェネレータ１１１は、たとえば永久磁石式同期電動機で構成され、電動機としての機能および発電機としての機能の両方を生じ得るように構成されて、インバータ１１４を介してバッテリなどの蓄電装置１１５に接続されている。そして、インバータ１１４を制御することにより、第１モータジェネレータ１１１の出力トルク（力行トルクあるいは回生トルク）を適宜に設定するようになっている。その設定を行なうために、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（ＭＧ１−ＥＣＵ）１１６が設けられている。

遊星歯車機構１１２は、外歯歯車であるサンギヤ１１７と、そのサンギヤ１１７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１１８と、これらサンギヤ１１７およびリングギヤ１１８に噛合っているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリア１１９とを３つの回転要素として差動作用を生じる公知の歯車機構である。内燃機関１１０の出力がダンパ１２０を介してそのキャリア１１９に連結されている。すなわちキャリア１１９は、遊星歯車機構１１２の入力要素となっている。

これに対して、サンギヤ１１７に第１モータジェネレータ１１１のロータ（図示せず）が連結されている。したがってサンギヤ１１７がいわゆる反力要素となっており、また、リングギヤ１１８が出力要素となっている。そして、リングギヤ１１８が出力部材としての出力軸２０に連結されている。

変速機６０は、図１に示す構成例では、１組のラビニョ型遊星歯車機構によって構成されている。すなわち、変速機６０には、それぞれ外歯歯車である第１サンギヤ１２１および第２サンギヤ１２２が設けられており、その第１サンギヤ１２１に第１のピニオン１２３が噛合するとともに、その第１のピニオン１２３が第２のピニオン１２４に噛合している。第２のピニオン１２４は、各サンギヤ１２１，１２２と同心円上に配置されたリングギヤ１２５に噛合している。なお、各ピニオン１２３，１２４は、キャリア１２６によって自転かつ公転自在に保持されている。また、第２サンギヤ１２２は、第２のピニオン１２４に噛合している。したがって、第１サンギヤ１２１およびリングギヤ１２５は、各ピニオン１２３，１２４とともにダブルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成し、また、第２サンギヤ１２２およびリングギヤ１２５は、第２のピニオン１２４とともにシングルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成している。

そして、第１サンギヤ１２１を選択的に固定する第１ブレーキＢ１と、リングギヤ１２５を選択的に固定する第２ブレーキＢ２とが設けられている。これらのブレーキＢ１，Ｂ２は摩擦力によって係合力を生じるいわゆる摩擦係合装置であり、多板形式の係合装置あるいはバンド形式の係合装置を採用することができる。そして、これらのブレーキＢ１，Ｂ２は、油圧による係合力に応じて、そのトルク容量が連続的に変化するように構成されている。さらに、第２サンギヤ１２２に前述したアシスト動力源５０が連結され、またキャリア１２６が出力軸２０に連結されている。

したがって、変速機６０では、第２サンギヤ１２２がいわゆる入力要素であり、キャリア１２６が出力要素となっている。第１ブレーキＢ１を係合させることにより、変速比が“１”より大きい高速段（Ｈ）が設定され、第１ブレーキＢ１に代えて第２ブレーキＢ２を係合させることにより、高速段より変速比の大きい低速段（Ｌ）が設定されるように構成されている。

各変速段間での変速は、車速や要求駆動力（もしくはアクセル開度）などの走行状態に基づいて実行される。より具体的には、変速段領域を予めマップ（変速線図）として定めておき、検出された運動状態に応じていずれかの変速段を設定するように制御される。その制御を行なうためのマイクロコンピュータを主体とした電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）１２７が設けられている。

なお、図１に示す構成例では、アシスト動力源５０として、トルクを出力する力行およびエネルギを回収する回生の可能なモータジェネレータ（以下、第２モータジェネレータ５０もしくはＭＧ２と記載する）が採用されている。この第２モータジェネレータ５０は、一例として永久磁石式同期電動機であって、そのロータ（図示せず）は、第２サンギヤ１２２に接続されている。さらに、第２モータジェネレータ５０は、インバータ１２８を介して蓄電装置（バッテリ）１２９に接続されている。そして、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（ＭＧ２−ＥＣＵ）１３０によってインバータ１２８を制御することにより、力行および回生ならびにそれぞれの場合における出力トルクを制御するように構成されている。

なお、蓄電装置（バッテリ）１２９および電子制御装置１３０は、前述した第１モータジェネレータ１１１に対応する、バッテリ（蓄電装置）１１５および電子制御装置１１６と統合することも可能である。

また、ＨＶ−ＥＣＵ１００および各電子制御装置１１３，１１６，１２７，１３０のそれぞれが相互にデータを通信できるように接続されている。ＨＶ−ＥＣＵ１００は、Ｅ−ＥＣＵ１１３、ＭＧ１−ＥＣＵ１１６、ＭＧ２−ＥＣＵ１３０、Ｔ−ＥＣＵ１２７に対して動作指令を発する。

ハイブリッド車両５には、さらにＨＶ−ＥＣＵ１００の指示に応答して、所定メッセージの表示が可能な表示装置２１０および、所定警報音・メッセージ等を発生可能な警報装置２２０が備えられる。表示装置２１０としては、たとえば運転席から視認可能なモニタ画面を用いることができる。また、警報装置２２０は、ＨＶ−ＥＣＵ１００からの指令に応答して、所定の電子音メッセージやメロディ等を発生可能に構成されている。

図２には、主動力源の出力分配機構としてのシングルピニオン型遊星歯車機構１１２についての共線図が示される。

図２を参照して、キャリア１１９に入力されるエンジン１１０の出力トルクに対して、第１モータジェネレータ１１１による反力トルクをサンギヤ１１７に入力すると、これらのトルクを加減算した大きさのトルクが出力要素となっているリングギヤ１１８に現れる。その場合、第１モータジェネレータ１１１のロータがそのトルクによって回転し、第１モータジェネレータ１１１は発電機として機能する。

また、リングギヤ１１８の回転数（出力回転数）を一定とした場合、第１モータジェネレータ１１１の回転数を大小に変化させることにより、エンジン１１０の回転数を連続的に（無段階）に変化させることができる。すなわち、エンジン１１０の回転数をたとえば燃費が最もよい回転数に設定する制御を、第１モータジェネレータ１１１を制御することによって行なうことができる。

また、走行中にエンジン１１０を停止させていれば、第１モータジェネレータ１１１が逆回転しており、その状態から第１モータジェネレータ１１１を電動機として動作させて正回転方向にトルクを出力させると、キャリア１１９が連結されているエンジン１１０にこれを正回転させる方向のトルクが作用し、したがって、第１モータジェネレータ１１１によりエンジン１１０を起動（モータリングもしくはクランキング）することができる。その場合、出力軸２０には、その回転を止める方向のトルクが作用する。したがって、走行のための駆動トルクは、第２モータジェネレータ５０の出力する反力トルクを制御することによって維持でき、同時にエンジンの起動を円滑に行なうことができる。なお一般に、この種のハイブリッド形式は機械分配式あるいはスプリットタイプと称されている。

図３には、変速機６０に含まれるラビニオ型遊星歯車機構についての共線図が示される。

図３を参照して、第２ブレーキＢ２によってリングギヤ１２５を固定することによって、低速段Ｌが設定される。低速段Ｌの設定時には、第２モータジェネレータ５０の出力したトルクは、変速比に応じて増幅されて出力軸２０に付加される。

これに対して、第１ブレーキＢ１によって第１サンギヤ１２１を固定した場合には、低速段Ｌより変速比の小さい高速段Ｈが設定される。この高速段Ｈにおける変速比も“１”より大きいので、第２モータジェネレータ５０の出力したトルクは、その変速比に応じて増大されて出力軸２０に付加される。

なお、各変速段Ｌ，Ｈが定常的に設定されている状態では、出力軸２０に付加されるトルクは、第２モータジェネレータ５０の出力トルクを変速比に応じて増大させたトルクとなるが、変速過渡状態では、各ブレーキＢ１，Ｂ２でのトルク容量や回転数変化に伴う慣性トルクなどの影響を受けたトルクとなる。また、出力軸２０に付加されるトルクは、第２モータジェネレータ５０の駆動状態では正トルクとなり、被駆動状態では負トルクとなる。

上記の油圧制御式変速機６０内のブレーキＢ１，Ｂ２に対して油圧を給排してその係合および開放の制御を行なうように、図４に示す油圧制御装置３１が設けられている。

図４を参照して、油圧制御装置３１は、機械式オイルポンプ３２と、電動オイルポンプ３３と、オイルパン３４と、油圧回路３８とを含む。油圧回路３８は、オイルポンプ３２，３３で発生した油圧をライン圧に調整するとともに、そのライン圧を元圧として昇圧した油圧を各ブレーキＢ１，Ｂ２に対して給排し、かつ適宜の箇所に潤滑のためのオイルを供給する。

機械式オイルポンプ３２は、図１にも示すように、エンジン１１０の運転に伴って駆動されることによって油圧を発生する。

電動オイルポンプ３３は、モータ（図示せず）によって駆動されるポンプであって、ケーシング（図示せず）の外部などの適宜の箇所に取付けられ、バッテリなどの直流電源３９から電力を受けて動作して油圧を発生するように構成されている。電動オイルポンプ３３の実績回転数Ｎｅｏｐは、回転数センサ３９♯によって検知される。また、電動オイルポンプ３３のポンプ温度Ｔｅｏｐは、電動オイルポンプ３３に取付けられた温度センサ３３♯によって検知される。温度センサ３３♯および回転数センサ３９♯の出力は、ＨＶ−ＥＣＵ１００へ送出される。

油圧制御装置３１によって油圧が制御される油圧経路内には、油温センサ３７が設けられる。油温センサ３７は、たとえばバルブボディに取付けられて、測定対象となる油の温度に応じた電圧を出力する。油温Ｔｏｉｌを示す油温センサ３７の出力は、ＨＶ−ＥＣＵ１００へ送出される。あるいは、電動オイルポンプ３３の駆動回路の温度（代表的には、ポンプへの供給電流をスイッチング制御するトランジスタ等の電力用半導体素子の温度）であるドライバ温度についても、ＨＶ−ＥＣＵ１００へ送出する構成としてもよい（図示せず）。

油圧回路３８は、複数のソレノイドバルブや切換バルブあるいは調圧バルブ（それぞれ図示せず）を備え、調圧や油圧の給排を電気的に制御できるように構成されている。なお、各オイルポンプ３２，３３の吐出側には、それぞれのオイルポンプ３２，３３の吐出圧で開き、これとは反対方向には閉じる逆止弁３５，３６が設けられる。また、油圧回路３８に対して、機械式オイルポンプ３２および電動オイルポンプ３３は、互いに並列に接続されている。また、ライン圧を調圧するバルブ（図示せず）は、ライン圧を高圧状態および低圧状態の２つの状態に制御するように構成されている。

上述したハイブリッド車両は、主動力源１０とアシスト動力源（第２モータジェネレータ）５０との２つの動力源を備えているので、これらを有効に利用して低燃費で排ガス量の少ない運転が行なわれる。またエンジン１１０を駆動する場合であっても、第１モータジェネレータ１１１によって最適燃費となるようにエンジン１１０の回転数が制御される。さらに、減速時あるいは制動時には車両の有する回生エネルギが電力として回生される。そして、第２モータジェネレータ５０を駆動してトルクアシストする場合、車速が遅い状態では変速機６０を変速段Ｌに設定して出力軸２０に付加するトルクを大きくし、車速が増大した状態では変速機６０を高速段Ｈに設定して第２モータジェネレータ５０の回転数を相対的に低下させ損失を低下し、効率のよいトルクアシストが実行できる。

上述したハイブリッド車両は、エンジン１１０の動力による走行、エンジン１１０と第２モータジェネレータ５０とを使用した走行、第２モータジェネレータ５０のみを使用した走行（ＥＶ走行）のいずれもが可能であって、これらの走行形態は、アクセル開度などの駆動要求量や車速などに基づいてＨＶ−ＥＣＵ１００によって判断され選択される。たとえば、バッテリの充電量が十分であって、駆動要求量が相対的に小さい場合、あるいは静粛な発進が手動選択された場合などでは、第２モータジェネレータ５０を使用した電気自動車に類した走行の形態が選択されて、エンジン１１０は停止させられる。

その状態からアクセルペダルが大きく踏み込まれるなど駆動要求量が増大した場合、あるいはバッテリの充電量が低下した場合、もしくは静粛な発進から通常走行に手動切換された場合には、エンジン１１０が起動されてエンジン１１０を使用した走行（以下、エンジン走行とも称する）の形態に切換られる。

エンジン１１０の起動は、第１モータジェネレータ１１１をモータとして機能させるモータリング（クランキング）により行なわれる。その場合、図２に示すように第１モータジェネレータ１１１によってサンギヤ１１７にこれを正回転させる方向にトルクを加えると、リングギヤ１１８にはこれを逆転させる方向にトルクが作用する。このリングギヤ１１８は出力軸２０に連結されているから、エンジン１１０の起動に伴うトルクが車両を減速させる方向のトルクとなる。そこで、エンジン１１０の起動時には、このようないわゆる反力トルクを相殺するように第２モータジェネレータ５０によってトルクを出力させる。

図５は、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の駆動制御による制御動作を示す動作波形図である。

図５を参照して、時刻ｔ０以前では、ハイブリッド車両５は、エンジン回転数＝０ｒｐｍの状態でＥＶ走行を実行する。この場合には、機械式オイルポンプ３２による油圧が発生されないために、電動オイルポンプ３３の回転数指令（ＥＯＰ回転数指令）が設定されて、電動オイルポンプ３３により、油圧制御式変速機６０を始めとする油圧式装置に対して油圧が供給される。

時刻ｔ０までの間、電動オイルポンプ３３の連続動作は所定レベル以内であり、電動オイルポンプ３３の運転条件は制限されない。したがって、油圧制御式変速機６０を介して車両駆動力を発生する第２モータジェネレータ５０（ＭＧ２）について、トルク制限は実施されていない。

時刻ｔ１において、電動オイルポンプ３３の連続動作が所定レベルを超えることに応答して、電動オイルポンプ３３の連続動作不可が予備判定される。これに伴い、電動オイルポンプ３３に代えて機械式オイルポンプ３２の駆動するために、エンジン起動要求が「オン」されてエンジン１１０に対する起動指令が発生される。なお、エンジン起動要求に応答して、油圧制御装置３１に要求されるライン圧指令は高圧に切換えられるので、これに従って、ＥＯＰ回転数指令も適宜変更される。

図５に示すように、時刻ｔ１以降でのエンジン起動要求にもかかわらずエンジン１１０が起動できない状態（エンジン回転数＝０ｒｐｍのままの状態）が継続されると、電動オイルポンプ３３は停止されず、さらに動作を継続する。この状態で、時刻ｔ１からさらに時間Ｔａが経過した時刻ｔ２において、電動オイルポンプ３３の連続動作は、予め定められた限界レベルに達する。このとき、電動オイルポンプ３３の連続動作不可が本判定される。

これに応答して、時刻ｔ２以降では、ＥＯＰ回転数指令が０ｒｐｍに設定されて、電動オイルポンプ３３は強制的に停止される。電動オイルポンプ３３の停止により油圧が供給できなくなるため、油圧供給停止による影響を抑制するために、言い換えれば、電動オイルポンプ３３の停止を可能とするために、時刻ｔ２以降では以下の処置がさらに実行される。

まず、油圧制御式変速機６０に対して十分な油圧が供給されなくなる点を考慮して、クラッチ滑りの発生を防止する目的で第２モータジェネレータ５０（ＭＧ２）のトルク制限値＝０に設定されて、そのトルク出力が禁止される。このため、エンジン起動時に、図２で説明した反力トルクを発生することができなくなる。したがって、この状態でエンジン１１０を起動すると、エンジン起動の反力が運転外乱となり得る。

また、油圧低下により正常な運転の継続が不能となるので、ＥＯＰ連続動作不可の本判定に応答して、車両走行禁止判定が「オン」されて、ユーザに対する所定の警告表示要求がなされる。警告表示の内容は、基本的には、運転者に対する車両停止およびＰポジション選択のガイダンスである。

車両停止およびＰポジションの選択により、パーキングロック機構２３０（図１）の作動によって出力軸２０を固定してハイブリッド車両５の停止が強制的に維持された状態でのエンジン起動が可能となる。したがって、油圧が確保できない場合においても、エンジン起動の反力が運転外乱となることがない。すなわち、エンジンの起動を円滑に行なって車両走行を再開するための車両状況を確保することができる。

なお、車両走行禁止判定の「オン」以後において、車両が停止した（車速＝０）ことを条件に、シフトポジション選択をＰポジションに自動的に切換えて、その旨を運転者へ知らせるメッセージ出力を行なう構成を採用することも可能である。

車両走行禁止判定の「オン」後、車両停止かつＰポジション選択の条件が成立するまでの期間Ｔｂ（時刻ｔ２〜ｔ３）では、エンジン起動が禁止される。

時刻ｔ３において、上記条件が成立すると、エンジン起動要求が再びオンされて、エンジン１１０に対する起動指令が自動的に発生される。これにより、パーキングロック機構２３０（図１）が作動した状態で、第１モータジェネレータ１１１によるエンジン１１０のクランキングが実行される。これにより、油圧が確保できない場合においても、エンジン起動の反力が運転外乱となることなく、エンジン１１０を円滑に起動できる。

エンジン起動後（期間Ｔｃ）、時刻ｔ４において、エンジン回転数が所定回転数より上昇することによりエンジン１１０の完爆判定がなされる。さらに、エンジン１１０の起動に伴う機械式オイルポンプ３２による油圧供給により、時刻ｔ５において油圧が正常レベルまで復帰する。これにより、正常運転の再開可能となり、ハイブリッド車両５は通常走行可能な状態に復帰できる。

図６は、本発明の実施の形態に従うハイブリッド車両の駆動制御の制御構造を説明するフローチャートである。

図６を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ステップＳ１００によりエンジン１１０を作動させたエンジン走行中であるかどうかを判定する。エンジン走行中である場合（ステップＳ１００におけるＹＥＳ判定時）には機械式オイルポンプ３２が駆動されているため、電動オイルポンプ３３の連続動作判定に係る以下に説明する処理を実行することなく、制御は終了される。

ステップＳ１００のＮＯ判定時、すなわちエンジン１１０が停止されたＥＶ走行時には、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ステップＳ１１０により、電動オイルポンプ３３の連続動作が所定レベルを超えているかの予備判定を行なう。

ステップＳ１１０がＮＯ判定であり、電動オイルポンプ３３の連続動作が所定レベルを超えていない場合には、以降の処理を実行することなく、制御は終了される。

これに対して、電動オイルポンプ３３の連続動作（以下、ＥＯＰ連続動作とも称する）が所定レベルを超えている場合（ステップＳ１１０におけるＹＥＳ判定時）には、電動オイルポンプ３３の連続動作不可（以下、ＥＯＰ連続動作不可とも称する）が予備判定される。ＥＯＰ連続動作不可が予備判定されると、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ステップＳ１２０により、エンジン起動要求をオンしてエンジン１１０の起動指令を発生する。これらは、図５の時刻ｔ１における制御動作に相当する。

ステップＳ１１０の判定は、たとえば、電動オイルポンプ３３の連続動作時間、油温Ｔｏｉｌ、ポンプ温度Ｔｅｏｐや電動オイルポンプのドライバ温度等の連続動作に係る指標に基づき実行できる。すなわち、ステップＳ１１０では、これらの指標と、予め設定した所定時間Ｔｍ１や所定温度Ｔ１とが比較される。なお、上記の指標については、電動オイルポンプ３３の連続動作限界状態に対応させた限界時間Ｔｍ２や限界温度Ｔ２も予め設定されている。限界時間Ｔｍ２や限界温度Ｔ２は、所定時間Ｔｍ１や所定温度Ｔ１よりも高く設定されている（すなわち、Ｔｍ２＞Ｔｍ１，Ｔ２＞Ｔ１）。したがって、電動オイルポンプ３３の連続動作が限界レベルに達する前に、ステップＳ１１０にて、ＥＯＰ連続動作不可が予備判定される。

ＨＶ−ＥＣＵ１００によるエンジン起動指令に応答して、第１モータジェネレータ１１１によるエンジン１１０のクランキングが試行される。そして、ステップＳ１３０により、エンジン起動が完了したか否かがチェックされる。図５では、エンジン起動が正常に行なわれなかった場合の動作波形を図示したが、エンジンが正常に起動された場合（ステップＳ１３０のＹＥＳ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ステップＳ１４０により、電動オイルポンプ３３を停止するとともに、通常のエンジン走行を開始する。なお、ステップＳ１３０におけるエンジン起動完了判定には、図５の時刻ｔ４におけるエンジン完爆判定を代表的に用いることができる。

エンジン起動要求（ステップＳ１２０）によってもエンジンが起動しない場合（ステップＳ１３０におけるＮＯ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ステップＳ１５０により、電動オイルポンプ３３の連続動作が、予備判定に係る所定レベルよりも高く設定された限界レベルに達したか否かを判定する。

ステップＳ１５０の判定は、上述した、電動オイルポンプ３３の連続動作時間、油温Ｔｏｉｌ、ポンプ温度Ｔｅｏｐや電動オイルポンプのドライバ温度等の連続動作に係る指標と、限界時間Ｔｍ２や限界温度Ｔ２との比較により実行できる。

ＥＯＰ連続動作が限界レベルに達するまで（ステップＳ１５０のＮＯ判定中）は、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ステップＳ１２０およびＳ１３０が繰返し実行されて、エンジン１１０の起動にトライする。

エンジンが起動しないまま、ＥＯＰ連続動作が限界レベルに達したとき（ステップＳ１５０のＹＥＳ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ＥＯＰ連続動作不可を本判定する。これに伴い、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ステップＳ１６０により、図５の時刻ｔ２での処理と同様の以下の処理を実行する。

ステップＳ１６０では、電動オイルポンプ３３は、故障防止のため強制的に停止される。これにより、油圧制御装置３１からは正常な油圧を供給することができなくなる。したがって、上述のように、車両走行禁止判定が「オン」され、かつ、油圧制御式変速機６０でのクラッチ滑りの発生を防止する目的で第２モータジェネレータ５０（ＭＧ２）の出力トルクが零とされる。さらに、この状態ではエンジン起動の反力が運転外乱となり得るため、エンジン起動要求が禁止される。

また、油圧が確保できない状況下でエンジンの起動を円滑に行なって車両走行を再開するための車両状況を確保するために、車両停止およびＰポジション選択操作を促すためのユーザ警告が発生される。これらのユーザ警告は、表示装置２１０および／または警報装置２２０によって発生することができる。

なおこの際に、上述のように、車両走行禁止判定の「オン」以後において、車両停止（車速＝０）を条件に、シフトポジション選択をＰポジションに自動的に切換えて、その旨を運転者へ警告する構成を採用することも可能である。このような構成とすれば、以下に説明する一連の処理による正常な車両走行の再開を自動的に実行できる。

ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ステップＳ１６０による車両走行禁止判定の「オン」後には、ステップＳ１７０により、シフトポジション選択がＰポジションとなったかどうかを判定する。

シフトポジション選択がＰポジションとなるまでの間（ステップＳ１７０におけるＮＯ判定時）、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ステップＳ１６０を継続的に実行してユーザへの警告を継続する。

ＨＶ−ＥＣＵ１００は、シフトポジション選択がＰポジションになると（ステップＳ１７０におけるＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１８０により、エンジン起動要求を再び「オン」してエンジン１１０の駆動指令を発生する。これは、図５における時刻ｔ３での制御動作に相当する。この段階では、Ｐポジション選択に伴うパーキングロック機構２３０の作動によって出力軸２０がロックされているため、油圧が確保できない状態でも、エンジン起動の反力が運転外乱となることなく、エンジン１１０を円滑に起動できる。

ＨＶ−ＥＣＵ１００は、エンジン起動要求（ステップＳ１８０）によるエンジン起動後には、エンジン完爆（図５の時刻ｔ４）および油圧立上がり（図５の時刻ｔ５）が完了したかどうかを判定する。エンジン完爆および油圧立上がりが完了するまで（ステップＳ１９０におけるＮＯ判定時）は、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ステップＳ１９５により、ハイブリッド車両５の走行禁止判定を「オン」に維持する。なお、この段階では、ユーザへの警告内容は、Ｐポジション選択を促すものではなく、車両走行再開に向けて待機中（条件復帰待ち）であることを知らせるものとすることが好ましい。

そして、エンジン完爆および油圧立上がりが完了すると（ステップＳ１９０におけるＹＥＳ判定時）には、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ステップＳ２００により車両走行を許可する。これは、図５における時刻ｔ５での制御動作に相当する。

以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、電動オイルポンプ３３の連続動作が限界レベルを超えた場合には、電動オイルポンプ３３を停止させて故障を防止するとともに、これに伴う油圧供給停止時にエンジン１１０を円滑に起動するための車両状況を整えて、正常な車両走行を再開することができる。

なお、図６に示したフローチャートにおいて、ステップＳ１１０が本発明での「第１の検知手段」に対応し、ステップＳ１５０は本発明での「第２の検知手段」に対応する。さらに、ステップＳ１２０は本発明での「第１の起動要求手段」に対応し、ステップＳ１８０は本発明での「第２の起動要求手段」に対応する。また、ステップＳ１６０は本発明での「警告手段」に対応し、ステップＳ１７０は本発明での「パーキングポジション検知手段」に対応する。

また、本発明の実施の形態では、「強制制動機構」として既存のパーキングロック機構を用いる構成としたが、エンジン起動の反力が運転外乱とならないような制動力を発揮可能であれば、他の制動機構を用いることも可能である。この際には、車両走行禁止判定の「オン」時に使用する制動機構を作動させるための操作を運転者（ユーザ）に促すこと、および／または車両停止を条件に当該制動機構を自動的に作動させることが必要となる。

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。

本発明の実施の形態の一例として示されるハイブリッド車両の駆動装置の構成を説明するブロック図である。 主動力源の遊星歯車機構の共線図である。 変速機のラビニオ型遊星歯車機構の共線図である。 油圧制御式変速機へ油圧を供給する油圧制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の駆動制御による制御動作を示す動作波形図である。 本発明の実施の形態に従うハイブリッド車両の駆動制御の制御構造を説明するフローチャートである。

符号の説明

５ ハイブリッド車両、１０ 主動力源、２０ 出力軸、３０ デファレンシャルギヤ、３１ 油圧制御装置、３２ 機械式オイルポンプ、３３ 電動オイルポンプ、３３♯ 温度センサ（電動オイルポンプ）、３４ 油圧回路、３５，３６ 逆止弁、３７ 油温センサ、３８ 油圧回路、３９ 直流電源、３９♯ 回転数センサ、４０ 駆動輪、５０ 第２モータジェネレータ（ＭＧ２，アシスト動力源）、６０ 油圧制御式変速機、１００ ＨＶ−ＥＣＵ（駆動制御装置）、１１０ 内燃機関（エンジン）、１１１ 第１モータジェネレータ（ＭＧ１）、１１２ シングルピニオン型遊星歯車機構、１１３，１１６，１２７，１３０ 電子制御装置（ＥＣＵ）、１１４，１２８ インバータ、１１５ 蓄電装置、１１７，１２１，１２２ サンギヤ、１１８，１２５ リングギヤ、１１９，１２６ キャリア、１２０ ダンパ、１２３，１２４ ピニオン、２１０ 表示装置、２２０ 警報装置、２３０ パーキングロック機構、２４０ シフト選択レバー、Ｂ１，Ｂ２ ブレーキ、Ｔｏｉｌ 油温。

Claims (5)

1. ハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
   前記ハイブリッド車両は、
   駆動輪の駆動力を発生するための内燃機関および電動機と、
   油圧の供給を受けて動作する油圧式装置と、
   前記油圧を発生するための電動オイルポンプと、
   前記内燃機関から機械的動力を受けて回転することによって前記油圧を発生可能に構成された機械式オイルポンプと、
   前記ハイブリッド車両の停止が維持された状態での前記内燃機関の起動を可能とするための制動力を発生させるための強制制動機構とを備え、
   前記駆動制御装置は、
   前記内燃機関が停止された車両運転時に、前記電動オイルポンプの連続動作が所定レベルを超えたことを検知する第１の検知手段と、
   前記第１の検知手段により前記連続動作が前記所定レベルを超えたことが検知された場合に、前記内燃機関の起動指令を生成する第１の起動要求手段と、
   前記第１の起動要求手段による起動指令に応答して前記内燃機関が始動しない場合に、運転者に対して車両停止および、前記強制制動機構を作動させるための操作を促す警告を発するための警告手段とを備える、ハイブリッド車両の駆動制御装置。
2. 前記強制制動機構は、パーキングポジション選択時に前記制動力を発生するパーキングロック機構で構成され、
   前記警告は、前記運転者に対してシフトポジション選択を前記パーキングポジションに切換える操作を促すものを含む、請求項１記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
3. 前記警告手段による警告の発生後に前記シフトポジション選択が前記パーキングポジションであることを検知するパーキングポジション検知手段と、
   前記パーキングポジション検知手段による検知に応答して、前記内燃機関の起動指令を生成する第２の起動要求手段とをさらに備える、請求項２記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
4. 前記油圧式装置は、前記電動機からの駆動力が前記駆動輪へ伝達される経路中に設けられた変速機を含み、
   前記警告手段は、前記電動機の出力を強制的に停止させる手段を含む、請求項１記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動制御装置を搭載する、ハイブリッド車両。

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