混合动力车辆的控制装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种混合动力车辆的控制装置，提高传递驱动力源的转矩的行星齿轮机构的耐久性，并恰当地确保能够进行高输出的电动机行驶的行驶区域。混合动力车辆具备在太阳轮上连接第一电动机、在齿圈上连接第二电动机和驱动轴、在行星轮架上连接发动机和制动机构的行星齿轮机构，以基于发动机的输出的HV行驶、基于第二电动机的输出的单驱动行驶以及在利用制动机构使行星轮架的旋转停止的状态下基于第一电动机和第二电动机双方的输出的双驱动行驶中的任一行驶进行行驶，在不能进行双驱动行驶的情况下，在行星齿轮机构的小齿轮的推定温度比预定温度高时进行HV行驶(步骤S5)，在推定温度在预定温度以下时进行单驱动行驶(步骤S7)。
【专利说明】
混合动力车辆的控制装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种混合动力车辆的控制装置，该混合动力车辆的控制装置构成为将发动机和电动机输出的动力经由行星齿轮机构传递到驱动轴。
【背景技术】
[0002]专利文献I中记载有关于以第一电动机、第二电动机和发动机为驱动力源的混合动力车辆的发明。该专利文献I所述的混合动力车辆在驱动力源和驱动轴之间的驱动系统中具备行星齿轮机构作为动力分配整合机构。行星齿轮机构中，在太阳轮上连接第一电动机，在齿圈上连接驱动轴和第二电动机，在行星轮架上连接发动机。而且，具备使行星轮架和发动机的输出轴的旋转停止并固定的离合器。而且，该专利文献I所述的混合动力车辆构成为，在使发动机的运转停止并使离合器接合的状态下，设定分别最有效地驱动两个电动机的转矩分配，进行基于这两个电动机的输出的电动机行驶(EV行驶)。
[0003]此外，专利文献2中记载有对用于混合动力车辆的动力传递机构的行星齿轮机构供给机油的结构。具体来说，记载有一种所谓刮起润滑机构的结构例，该刮起润滑机构使通过动力传递机构中预定齿轮的旋转刮起并被捕集槽捕集到的机油向行星齿轮机构等被润滑部位流下而供给。目前，一般广泛使用该种刮起润滑机构作为车辆的变速器、动力传递机构中的润滑结构。
[0004]专利文献I:日本特开2008 — 265600号公报
[0005]专利文献2:日本特开2012 —163146号公报
【发明内容】
[0006]在上述专利文献I所述的混合动力车辆中，在利用制动机构使发动机和行星轮架的旋转停止并锁定的状态下通过第一电动机和第二电动机双方输出转矩，由此能够高输出且高效率地使车辆进行电动机行驶。即，如专利文献I中图9的列线图所示，在进行上述那样的基于两个电动机的电动机行驶时，通过使制动机构接合，锁定行星轮架和发动机的旋转轴，并将转速固定为O。通过在该状态下向与第二电动机的旋转方向相反的旋转方向驱动第一电动机，能够进行基于两个电动机的输出的高输出的电动机行驶。
[0007]另一方面，在如上述那样锁定行星轮架的旋转并进行基于两个电动机的电动机行驶的情况下，行星齿轮机构的小齿轮高速旋转。另外，由于输入了第一电动机的输出转矩，因此，施加到小齿轮上的负荷也增大。而且，在这种情况下，由于发动机的运转停止，因此，来自由发动机的动力驱动的机械式机油栗的机油的供给也会停止。因此，小齿轮的温度上升，成为容易发生烧损、磨损的状态。与此相对，在专利文献I所述的混合动力车辆中，并未考虑到小齿轮如上述那样高速旋转时的润滑和冷却。专利文献I所述的混合动力车辆即使具备如专利文献2所述的刮起润滑机构，仅靠刮起润滑机构，在小齿轮如上述那样高速旋转时也可能会出现润滑和冷却能力不足的情况。其结果是，还可能会出现行星齿轮机构的耐久性降低的情况。
[0008]通过避免锁定了行星轮架的旋转的状态的基于两个电动机的输出的电动机行驶，而仅使用第二电动机的输出进行电动机行驶，能够抑制如上述那样的小齿轮的烧损、磨损。但是，在这种情况下，基于两个电动机的输出的高输出的电动机行驶的可行驶区域会减少，其结果是，混合动力车辆的电动机行驶性能会降低。
[0009]本发明着眼于上述技术课题设计而成，其目的在于提供一种混合动力车辆的控制装置，能够提高将驱动力源的输出转矩传递到驱动轴侧的行星齿轮机构的耐久性，并且恰当地确保高输出的电动机行驶的可行驶区域而提高电动机行驶性能。
[0010]为了实现上述目的，本发明提供一种混合动力车辆的控制装置，该混合动力车辆具备:行星齿轮机构，以发动机以及第一电动机和第二电动机为驱动力源，在太阳轮上连接上述第一电动机，在齿圈上连接上述第二电动机，在上述太阳轮或上述齿圈上连接驱动轴，在行星轮架上连接上述发动机并且选择性地连接使上述行星轮架的旋转停止并固定的制动机构;及机械式机油栗，由上述发动机驱动而产生用于对上述行星齿轮机构供给机油的油压，该混合动力车辆的控制装置构成为设定HV模式、第一 EV模式及第二 EV模式中的任一行驶模式进行行驶，上述HV模式是至少通过上述发动机的输出而使上述混合动力车辆行驶的模式，上述第一EV模式是通过上述第二电动机的输出而使上述混合动力车辆行驶的模式，上述第二 EV模式是在通过上述制动机构使上述行星轮架的旋转停止的状态下通过上述第一电动机和上述第二电动机双方的输出而使上述混合动力车辆行驶的模式，上述混合动力车辆的控制装置的特征在于，上述混合动力车辆的控制装置具备控制上述混合动力车辆的行驶状态的控制器，上述控制器构成为，推定上述行星齿轮机构的小齿轮的温度，判定在上述第二 EV模式下行驶的可能性，在判定为不能在上述第二 EV模式下行驶的情况下禁止上述第二 EV模式的设定，并且，在上述小齿轮的推定温度比预定温度高的情况下设定上述HV模式，在上述推定温度在上述预定温度以下的情况下设定上述第一 EV模式。
[0011]另外，本发明也可以构成为，上述混合动力车辆具备机油供给机构，该机油供给机构由除上述发动机以外的动力驱动而向上述行星齿轮机构供给机油，上述控制器推定由上述机油供给机构供给的上述机油的供给量，在推定出的上述供给量在预定量以下的情况下，判定为不能在上述第二 EV模式下行驶。
[0012]另外，本发明也可以构成为，上述混合动力车辆具备机油供给机构，该机油供给机构由除上述发动机以外的动力驱动而向上述行星齿轮机构供给机油，上述机油供给机构由电动机油栗构成，该电动机油栗由除上述驱动力源以外的电动机驱动而产生用于向上述行星齿轮机构供给机油的油压，上述控制器判定上述电动机油栗工作的可能性，在判定为上述电动机油栗不能进行正常工作的情况下，判定为不能在上述第二 EV模式下行驶。
[0013]另外，本发明也可以构成为，在禁止了上述第二EV模式的设定的情况下，在上述HV模式下的行驶时间超过了第一预定时间时，上述控制器解除上述第二EV模式的设定的禁止。
[0014]而且，本发明也可以构成为，上述混合动力车辆具备机油供给机构，该机油供给机构由除上述发动机以外的动力驱动而向上述行星齿轮机构供给机油，上述机油供给机构由电动机油栗构成，该电动机油栗由除上述驱动力源以外的电动机驱动而产生用于向上述行星齿轮机构供给机油的油压，在禁止了上述第二EV模式的设定的情况下，之后在使上述电动机油栗工作的工作时间超过了第二预定时间时，上述控制器解除上述第二 EV模式的设定的禁止。
[0015]发明效果
[0016]根据本发明，在以驱动第一电动机和第二电动机双方的第二EV模式行驶的情况下或者有在第二EV模式下行驶的要求的情况下，在处于不能以该第二EV模式行驶的状态的情况下，禁止在第二EV模式下行驶。在以第二EV模式行驶时，施加到行星齿轮机构的负荷变大，另外，由于行星齿轮机构的小齿轮高速旋转，因此，小齿轮形成了高温，成为容易产生烧损、磨损的状态。因此，例如，在小齿轮的温度比阈值温度高的情况下、无法恰当地供给用于润滑和冷却小齿轮的机油的情况下，判定为不能在第二 EV模式下行驶。而且，在禁止了第二EV模式下的行驶时，在小齿轮的推定温度在预定温度以下的情况下，设定第一EV模式而使车辆行驶。因此，能够避免上述行星齿轮机构的烧损、磨损，并继续或开始进行电动机行驶。另一方面，在小齿轮的推定温度比预定温度高的情况下，设定HV模式而使车辆行驶。在这种情况下，即便处于能够以第一EV模式满足要求驱动力的状态，也设定HV模式。因此，在这种情况下，成为使发动机运转并至少通过该发动机的输出使车辆行驶的状态。因此，通过由发动机驱动的机械式机油栗产生的油压，能够有效地润滑和冷却行星齿轮机构。
[0017]另外，根据本发明，例如，能够基于油温、车速等推定由机油供给机构供给的机油的供给量。例如在油温较低的情况下，机油的粘度变高，因此，能够推定出机油的流动性降低，供给量减少。另外，例如在车速较低的情况下，或者相反在车速较高的情况下，能够推定出机油的供给量减少。而且，能够基于推定出的机油的供给量判定在第二 EV模式下行驶的可能性。因此，能够容易且恰当地判定在第二 EV模式下行驶的可能性。
[0018]另外，根据本发明，能够基于电动机油栗工作的可能性判定在第二EV模式下行驶的可能性。电动机油栗工作的可能性例如能够基于油温进行判定。例如在油温较低且机油的粘度较高的情况下，电动机油栗的功率不足，能够判定为电动机油栗不能进行正常工作。另外，例如在电动机油栗产生某种故障的情况下，也能够判定为电动机油栗不能进行正常工作。因此，能够容易且恰当地判定在第二 EV模式下行驶的可能性。
[0019]另外，根据本发明，通过以HV模式进行行驶，能够通过机械式机油栗喷出的机油可靠地润滑和冷却行星齿轮机构。因此，若将通过机械式机油栗对行星齿轮机构可靠地供给机油所需的时间设为第一预定时间，则能够等待可靠地润滑和冷却行星齿轮机构所需的时间，解除第二EV模式的设定的禁止。因此，能够可靠地保护行星齿轮机构。另外，通过恰当地冷却行星齿轮机构，能够延长下一次第二 EV模式下的行驶时间或者行驶距离。
[0020]而且，根据本发明，通过使电动机油栗正常地进行工作，能够通过该电动机油栗喷出的机油可靠地润滑和冷却行星齿轮机构。因此，若将通过电动机油栗对行星齿轮机构可靠地供给机油所需的时间设为第二预定时间，则能够等待可靠地润滑和冷却行星齿轮机构所需的时间，解除第二EV模式的设定的禁止。因此，能够可靠地保护行星齿轮机构。另外，通过恰当地冷却行星齿轮机构，能够延长下一次第二 EV模式下的行驶时间或者行驶距离。
【附图说明】
[0021]图1是表示能够将本发明的控制装置作为控制对象的混合动力车辆的结构的一例的图。
[0022]图2是用于说明由本发明的控制装置执行的控制的一例的流程图。
[0023]图3是用于说明执行了由图2的流程图所示的控制时的行星齿轮机构的温度的推移的时序图。
[0024]图4是表示能够将本发明的控制装置作为控制对象的混合动力车辆的结构的其它例的图。
[0025]图5是表示能够将本发明的控制装置作为控制对象的混合动力车辆的结构的其它例的图。
【具体实施方式】
[0026]参照附图对本发明具体地进行说明。首先，图1表示本发明中能够作为控制对象的混合动力车辆的一例。图1所示的车辆Ve是以发动机(ENG)I以及第一电动机(MG1)2和第二电动机(MG2)3作为驱动力源的混合动力车辆。车辆Ve构成为，通过动力分配装置4将发动机I输出的动力分配传递到第一电动机2侧和驱动轴5侧。另外，能够将由第一电动机2产生的电力供给到第二电动机3，将该第二电动机3输出的动力施加到驱动轴5。
[0027]发动机I构成为电气控制其输出的调整或起动以及停止的动作。例如，若为汽油发动机，则电气控制节气门开度、燃料的供给量、点火的执行和停止以及点火时期等。
[0028]第一电动机2和第二电动机3均为具有发电功能的电动机(所谓电动发电机)，例如由永磁式同步电动机等构成。而且，第一电动机2和第二电动机3均经由逆变器(未图示)与蓄电池(未图示)连接，电气控制转速、转矩或者作为电动机的功能和作为发电机的功能的切换等。
[0029]动力分配装置4由具有太阳轮6、齿圈7和行星轮架8的行星齿轮机构PG构成。在图1所示的例子中，使用单小齿轮型行星齿轮机构PG。
[0030]行星齿轮机构PG配置在与发动机I的输出轴Ia相同的旋转轴线上。而且，在行星齿轮机构PG的太阳轮6上连接第一电动机2。此外，第一电动机2配置在与行星齿轮机构PG邻接并与发动机I相反的一侧，与该第一电动机2的转子2a成一体旋转的转子轴2b与太阳轮6连接。在相对该太阳轮6的同心圆上配置有内齿轮的齿圈7。与这些太阳轮6和齿圈7啮合的小齿轮9按照能够通过行星轮架8进行自转和公转的方式被保持。而且，在行星轮架8上连接该动力分配装置4的输入轴4a，在该输入轴4a上经由单向离合器10而连接发动机I的输出轴Ia0
[0031]单向离合器10是如下的离合器机构:具备旋转部件和固定部件，旋转部件向一旋转方向(在这种情况下，为与发动机I相同的旋转方向)自由旋转，在旋转部件想要向另一旋转方向(在这种情况下，为与发动机I相反的旋转方向)旋转的情况下，旋转部件和固定部件接合。固定部件以无法旋转的方式固定在壳体等。旋转部件与输出轴Ia和行星轮架8连接。因此，单向离合器10构成为输出轴Ia或者行星轮架8在想要向与发动机I的旋转方向相反的旋转方向旋转时单向离合器10接合并使其旋转停止。通过使用该种单向离合器10，能够根据转矩的作用方向停止输出轴Ia和行星轮架8的旋转。如后述那样，该单向离合器10在通过第一电动机2和第二电动机3双方的输出转矩使车辆Ve电动机行驶的情况下，作为使发动机I的输出轴Ia的旋转停止的制动机构发挥功能。因此，例如也可以使用按照通过控制接合状态选择性地停止输出轴Ia的旋转的方式构成的摩擦制动器等来代替该单向离合器10。
[0032]在行星齿轮机构PG的齿圈7的外周部分一体形成有外齿轮的驱动齿轮11。另外，与行星齿轮机构PG和第一电动机2等的旋转轴线平行地配置有中间轴12。在该中间轴12的一(图1中的右侧)端部，按照一体地旋转的方式安装与上述驱动齿轮11啮合的反转从动齿轮13。在中间轴12的另一(图1中的左侧)端部，按照与中间轴12—体地旋转的方式安装有与作为最终减速机的差动齿轮14的齿圈15啮合的反转驱动齿轮16。因此，行星齿轮机构PG的齿圈7经由由上述驱动齿轮11、中间轴12、反转从动齿轮13和反转驱动齿轮16构成的齿轮组以及差动齿轮14而与驱动轴5连接。
[0033]能够对从上述行星齿轮机构PG传递到驱动轴5的转矩施加第二电动机3输出的转矩。即，与上述中间轴12平行地配置第二电动机3，连接在与其转子3a—体地旋转的转子轴3b上的减速齿轮17与上述反转从动齿轮13啮合。因此，在行星齿轮机构PG的齿圈7上经由上述齿轮组或者减速齿轮17而连接驱动轴5和第二电动机3。
[0034]如上述那样，该车辆Ve中，发动机I的输出轴Ia和第一电动机2的转子轴2b经由行星齿轮机构PG而与驱动轴5侧的齿轮组和差动齿轮14连接。即，发动机I和第一电动机2的输出转矩经由由行星齿轮机构PG构成的动力分配装置4而传递到驱动轴5侧。
[0035]而且，为了润滑和冷却行星齿轮机构PG，在车辆Ve中设有机油栗18。机油栗18(以下，称为M0P18)作为用于供给机油和用于控制油压的栗，目前为用于车辆的发动机、变速器的通常结构的机械式机油栗。该M0P18按照由发动机I输出的转矩驱动而产生油压的方式构成。具体来说，M O P18的转子(未图示)按照与发动机I的输出轴I a—起旋转的方式构成。因此，在发动机I燃烧运转并从输出轴Ia输出转矩时，M0P18也被驱动而产生油压。
[0036]通过M0P18产生油压而从M0P18喷出的机油经由油路19供给到行星齿轮机构PG13S夕卜，通过由差动齿轮14的齿圈15形成的刮起润滑机构20也可以对行星齿轮机构PG供给机油。
[0037]作为使用齿轮的部分的润滑机构，目前，刮起润滑机构20为通常用于车辆的结构。例如，该刮起润滑机构20按照齿圈15的齿尖部分浸渍在油底壳(未图示)等的机油中的方式设置。而且，在齿圈15通过从驱动轴5侧传递来的转矩旋转时，将从油底壳刮起的机油供给到行星齿轮机构PG。因此，即使在发动机I的输出轴Ia的旋转停止的情况下，也能够在车辆Ve正在行驶且驱动轴5正在旋转的状态下，对行星齿轮机构PG供给机油。
[0038]如上述那样，M0P18在发动机I的输出轴Ia的旋转停止的情况下无法产生油压。若车辆Ve处于行驶中，则能够通过刮起润滑机构20对行星齿轮机构PG供给机油。但是，由于刮起润滑机构20为将暂时由齿圈15向上方刮起的机油通过重力的作用供给到行星齿轮机构PG的结构，因此，与使用油压压送机油的强制润滑方式的润滑机构相比，润滑和冷却性能较低。另外，会因油温、车速而使刮起润滑机构20的润滑和冷却性能产生变化。例如，机油在油温较低的情况下粘度会变高，流动性会降低。因此，在油温较低的情况下，由刮起润滑机构20供给的机油的供给量会变少。另外，在车速较低的情况下，齿圈15的转速会变低，必然会减少由齿圈15刮起的机油的刮起量。另外，在油温较高而机油的粘度较低的情况下、或在高车速下小齿轮9的转速较高的情况下，向小齿轮9供给的机油会因离心力而不附着在小齿轮9上而是飞出去。因此，其结果是，对小齿轮9供给的机油的供给量会减少。
[0039]因此，该车辆Ve中，即使在发动机I停止的情况下或者刮起润滑机构20的润滑和冷却性能不足的情况下，也可以对行星齿轮机构PG维持机油的供给，为了恰当地润滑和冷却行星齿轮机构PG，设有机油栗21。在该图1所示的例子中，机油栗21(以下，称为E0P21)由电动机油栗构成，该电动机油栗通过电动机输出的转矩驱动而产生油压。因此，该E0P21中具备用于驱动E0P21的栗用电动机22。栗用电动机22为与发动机I以及第一电动机2、第二电动机3等车辆Ve的驱动力源不同的电动机，在该图1所示的例子中专门设于E0P21。
[0040]通过E0P21产生油压而从E0P21喷出的机油经由油路23供给到行星齿轮机构PG。此外，油路23可以如该图1所示，构成为连接E0P21和行星齿轮机构PG的独立的油路，也可以构成为局部地共用上述油路19的油路。
[0041 ]车辆Ve中设有检测车辆Ve的车速的车速传感器24。基于由该车速传感器24检测出的车速，能够推定出通过上述的刮起润滑机构20、后述的输出轴驱动的机械式机油栗供给到行星齿轮机构PG的机油的供给量。
[0042]另外，设有用于通过上述M0P18和E0P21检测出供给到各机油供给部的机油的温度的油温传感器25。该油温传感器25例如按照检测出留存在油底壳(未图示)等的机油的温度的方式构成。基于通过该油温传感器25检测出的油温，能够推定出机油的粘度或者流动性。甚至，通过上述的刮起润滑机构20、E0P21能够推定出对行星齿轮机构PG供给的机油的供给量。
[0043]另外，设有分别检测第一电动机2和第三电动机3的转速的转速传感器26。基于由该转速传感器26检测出的第一电动机2和第三电动机3的转速以及分别供给到这些第一电动机2和第三电动机3的电流值等，能够分别求出第一电动机2和第三电动机3的输出转矩。
[0044]而且，设有用于执行上述发动机I的运转控制、第一电动机2和第二电动机3的旋转控制以及栗用电动机23的旋转控制等的控制器27(以下，称为ECU27) ACU27例如以微机为主体构成。对该EUC27输入例如上述车速传感器24、油温传感器25和转速传感器26等的检测数据。而且，使用这些输入的数据和预先存储的数据等进行运算，并基于该运算结果输出控制指令信号。
[0045]如上述那样构成的车辆Ve有效利用作为驱动力源的发动机I以及第一电动机2和第二电动机3，并按照能效或者油耗良好的方式进行控制。具体来说，根据车辆Ve的行驶状态，恰当地选择至少通过发动机I的输出使车辆Ve行驶的“HV模式”和使发动机I的运转停止并通过第一电动机2和第二电动机3中的至少一种电动发电机的输出使车辆Ve行驶的“EV模
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[0046]在上述各行驶模式中，尤其是“EV模式”被分成通过第二电动机3的输出使车辆Ve行驶的“第一EV模式”和通过第一电动机2和第二电动机3双方的电动发电机的输出以高输出使车辆Ve行驶的“第二EV模式”。根据车辆Ve的行驶状态恰当地选择该“第一EV模式”或“第二EV模式”。
[0047]在“第一EV模式”中，按照如下方式控制:第二电动机3作为电动机向正向(发动机I的输出轴I a的旋转方向)旋转并输出转矩。而且，通过由该第二电动机3的输出转矩产生的驱动力使车辆Ve行驶。
[0048]在“第二EV模式”中，通过第一电动机2和第二电动机3双方的输出使车辆Ve行驶。在该“第二EV模式”中，按照如下方式控制:第一电动机2作为电动机向反向旋转方向(与发动机I的输出轴Ia的旋转方向相反的旋转方向)旋转并输出转矩。另外，按照如下方式控制:第二电动机3作为电动机向正向旋转方向(与发动机I的输出轴Ia的旋转方向相同的旋转方向)旋转并输出转矩。而且，通过由这些第一电动机2的输出转矩和第二电动机3的输出转矩产生的驱动力使车辆Ve行驶。在这种情况下，由于行星轮架8和输入轴4a想要向反向旋转方向旋转，故而单向离合器10接合。因此，在行星轮架和发动机I的输出轴Ia的旋转停止并固定的状态下，能够通过第一电动机2和第二电动机3双方的输出转矩高效地使车辆Ve行驶。
[0049]如上述那样，在该车辆Ve中，根据行驶状态和要求驱动力等，可恰当地切换“HV模式“和“EV模式” ο如上所述，在“EV模式”下，由于使发动机I的运转停止，因此，无法由M0P18产生油压。在“EV模式”中，在设定了 “第一EV模式”的情况下，尤其需要机油用于润滑和冷却第二电动机3。另外，在设定了 “第二EV模式”的情况下，除冷却第一电动机2和第二电动机3夕卜，尤其还需要机油用于润滑和冷却行星齿轮机构PG的小齿轮9和支撑该小齿轮9的小齿轮轴9a。在这种情况下，如上所述，在单向离合器10接合而使输出轴Ia和行星轮架8的旋转停止的状态下，使第一电动机2和第二电动机3分别向反向旋转方向旋转。即，在行星齿轮机构PG中，在行星轮架8的旋转停止的状态下，太阳轮6和齿圈7分别向反向旋转方向旋转。因此，由支撑于行星轮架8的小齿轮9在停止了绕太阳轮6公转的状态下自转。虽此时的自转转速由太阳轮6和齿圈7的转速差决定，但由于太阳轮6和齿圈7向相互相反的旋转方向旋转，因此，小齿轮9高速自转。因此，尤其是设定为“第二EV模式”的情况下，为了防止如上述那样高速旋转的小齿轮9和小齿轮轴9a的烧损、过度磨损，需要对行星齿轮机构PG供给充分量的机油。
[0050]此外，车辆Ve能够通过由外部电源供给的电力对行驶用蓄电池进行充电，在搭载有相对大容量的蓄电池的PHV(Plug in Hybrid Vehicle)的情况下，与通常的HV(HybridVehicle)相比，“第一EV模式”下的电动机行驶的频率增高。在“第一EV模式”下，如设定为上述“第二EV模式”时那样，小齿轮9的转速不会成为高速。尽管如此，若“第一EV模式”下的连续运转时间变长，则第二电动机3的温度会上升，另外，行星齿轮机构PG和齿轮组的旋转部分的温度也会上升。因此，为了润滑和冷却第二电动机3和旋转部分，有时会如设定“第二 EV模式”时那样，需要E0P21的驱动。
[0051]因此，在该车辆Ve中，在设定了“EV模式”的情况下、或发动机I停止的情况下，驱动E0P21。即，控制栗用电动机22，并由E0P21产生油压，对行星齿轮机构PG供给机油。
[0052]如上述那样，车辆Ve尤其是在“第二EV模式”下进行电动机行驶的情况下，行星齿轮机构PG的小齿轮9成为高速旋转的状态。若在该情况下供给到行星齿轮机构PG的机油不足，则可能会在小齿轮9产生烧损、过度的磨损。因此，为了防止烧损、磨损并使行星齿轮机构PG的耐久性提高，并且为了扩大“第二EV模式”下进行电动机行驶的可行驶区域，该车辆Ve的控制器27按照执行如下所示的控制例的方式构成。
[0053]由图2的流程图所示的控制在对车辆Ve要求“第二EV模式”下的电动机行驶的情况下、或者车辆Ve已经在“第二EV模式”下进行电动机行驶的情况下执行。此外，以下，在该流程图的说明中，将“第二EV模式”下的电动机行驶称为“双驱动”，将“第一EV模式”下的电动机行驶称为“单驱动”。
[0054]首先，判断能否进行双驱动下的电动机行驶(步骤SI)。即，判断在“第二EV模式”下行驶的可能性。该判断例如能够基于供给到行星齿轮机构PG的机油的油温、行星齿轮机构PG的推定温度执行。例如，在油温或者行星齿轮机构PG的推定温度比预先设定的上限温度高的情况下，判断为行星齿轮机构PG中有发生烧损的可能性。因此，在这种情况下，判断为不能进行双驱动。
[0055]另外，在上述“第二EV模式”下行驶的可能性的判断能够基于对行星齿轮机构PG供给的机油的供给量的推定值执行。对行星齿轮机构PG供给的机油的供给量能够基于油温传感器25的检测数据进行推定。若油温较低，则机油的粘度变高，流动性降低。据此，例如，在油温比预先设定的预定油温低的情况下，能够判断为对行星齿轮机构PG供给的机油的供给量在预先设定的预定量以下。而且，在这种情况下，由于机油不足，因此能够判断为不能进行双驱动。
[0056]另外，还能够基于车速传感器24和油温传感器25的检测数据来推定对行星齿轮机构PG供给的机油的供给量。如上所述，在低车速时和高车速时，由刮起润滑机构20供给的机油的供给量减少。据此，例如，在车速在预先设定的预定车速范围以外的情况下，能够判断为对行星齿轮机构PG供给的机油的供给量在预先设定的预定量以下。而且，在这种情况下，由于机油不足，因此能够判断为不能进行双驱动。
[0057]而且，双驱动下电动机行驶的可能性的判断也能够基于E0P21工作的可能性执行。SP，在E0P21不能进行正常工作的情况下，判断为也不能进行双驱动下的电动机行驶。E0P21工作的可能性例如能够基于油温传感器25的检测数据进行判断。如上述那样，在油温较低且机油的粘度较高的情况下，E0P21的功率不足，难以使E0P21在正常状态下工作。因此，例如在油温比预先设定的预定油温低的情况下，判定为E0P21不能进行正常工作，随之，能够判断为不能进行双驱动。
[0058]另外，在E0P21中发生某种故障的情况下，也能够判定为E0P21不能进行正常工作。因此，在检测出来自E0P21的故障信号的情况下，也能够判断为不能进行双驱动。
[0059]在通过能够进行双驱动下的电动机行驶而在该步骤SI中得到肯定判断的情况下，进入步骤S2。在步骤S2中，许可双驱动下的电动机行驶。例如，双驱动禁止标志设为断开。该双驱动禁止标志在许可双驱动下的电动机行驶的情况下设定为断开，在禁止双驱动下的电动机行驶的情况下设定为接通。若在步骤S2中许可双驱动，S卩，若双驱动禁止标志为断开，则之后不执行以后的控制而暂时结束该程序。
[0060]与此相对，在通过不能进行双驱动下的电动机行驶而在步骤SI中得到否定判断的情况下，进入步骤S3。在步骤S3中，禁止双驱动下的电动机行驶。具体来说，上述双驱动禁止标志设为接通。
[0061]接下来，在步骤S4中，判断要求驱动力是否比能够以单驱动输出的驱动力(单驱动下的最大驱动力)大。要求驱动力例如能够基于车速和油门开度求出。能够以单驱动输出的驱动力是指能够仅由第二电动机3的输出实现的最大驱动力。
[0062]在通过要求驱动力比能够以单驱动输出的驱动力大而在该步骤S4中得到肯定判断的情况下，进入步骤S5ο在步骤S5中，车辆Ve的行驶模式被设定为“HV模式”，开始该“HV模式”下的行驶。具体来说，起动发动机I，通过该发动机I的输出或者通过发动机I和第二电动机3的输出使车辆Ve行驶。在已经在“HV模式”下行驶的情况下，继续在该“HV模式”下行驶。
[0063]与此相对，在通过要求驱动力在能够以单驱动输出的驱动力以下而在步骤S4中得到否定判断的情况下，进入步骤S6。在步骤S6中，判断行星齿轮机构PG的推定温度、具体是指行星齿轮机构PG的小齿轮9、小齿轮轴9a和轴承等的推定温度是否比预定温度Tc高。
[0064]小齿轮9、小齿轮轴9a和轴承等的推定温度例如能够基于供给到行星齿轮机构PG的机油的油温和小齿轮9的转速求出。此时，也能够考虑施加到行星齿轮机构PG的负荷、具体是指第一电动机2和第二电动机3的输出转矩来推定小齿轮9的温度。或者，也能够基于设于行星齿轮机构PG的温度传感器的检测数据来求出小齿轮9、小齿轮轴9a和轴承等的推定温度。
[0065]预定温度Tc是比小齿轮9中的产生烧损的临界温度低的温度，并作为判断为需要强力冷却小齿轮9的阈值预先设定。若小齿轮9、小齿轮轴9a和轴承等的推定温度比该预定温度Tc高，则判断为需要以由M0P18产生的油压对行星齿轮机构PG供给机油。
[0066]因此，在通过小齿轮9、小齿轮轴9a和轴承等的推定温度比预定温度Tc高而在该步骤S6中得到肯定判断的情况下，进入上述步骤S5，车辆Ve的行驶模式设定为“HV模式”。即，在这种情况下，即使是通过单驱动的电动机行驶能够满足要求驱动力的状态，也优先进行小齿轮9的冷却，并转换为“HV模式”。在已经在“HV模式”下行驶的情况下，继续进行该“HV模式”下的行驶。
[0067]通过设定“HV模式”并使车辆Ve在“HV模式”下行驶，由发动机I的输出驱动M0P18。因此，能够通过由M0P18产生的油压对小齿轮9进行冷却和润滑。即，通过与刮起润滑机构20、E0P21相比能够供给相对较多的机油的M0P18，能够有效地使小齿轮9冷却。
[0068]与此相对，在通过使小齿轮9、小齿轮轴9a和轴承等的推定温度在预定温度Tc以下而在步骤S6中得到否定判断的情况下，进入步骤S7。在步骤S7中，开始单驱动的电动机行驶。即，车辆Ve的行驶模式设定为“第一EV模式”，开始该“第一EV模式”下的行驶。具体来说，通过第二电动机3单独的输出使车辆Ve进行电动机行驶。
[0069]在如上述那样禁止双驱动而将车辆Ve的行驶模式设定为“HV模式”或者“第一EV模式”后，通过满足预定条件，解除双驱动的禁止。在上述步骤S5中设定了 “HV模式”的情况下，判断该“HV模式”下的行驶时间是否比第一预定时间^长(步骤S8)。第一预定时间ta设定为自开始“HV模式”下的行驶后至使小齿轮9充分冷却所需的时间。例如，设定为通过由M0P18供给到小齿轮9的机油，小齿轮9的温度降至比上述预定温度Tc充分低的预定温度所需的时间。
[0070]因此，在通过“HV模式”下的行驶时间尚未达到第一预定时间ta而在该步骤S8中得到否定判断的情况下，进入步骤S9。而且，在步骤S9中，继续双驱动禁止的状态。即，在这种情况下，为了通过M0P18产生的油压继续有效地冷却小齿轮9，继续使双驱动禁止标志处于接通的状态，并且继续“HV模式”下的行驶。然后，暂时结束该程序。
[0071]与此相对，在通过“HV模式”下的行驶时间超过了第一预定时间^而在步骤S8中得到肯定判断的情况下，进入步骤S10。在步骤SlO中，解除双驱动禁止的状态。具体来说，双驱动禁止标志设为断开。在这种情况下，能够判断为通过M0P18产生的油压使小齿轮9充分被冷却。通过双驱动禁止标志设为断开，成为能够根据要求驱动力、行驶状况从“HV模式”转换为“第二EV模式”的状态。然后，暂时结束该程序。
[0072]另一方面，在上述步骤S7中设定了“第一EV模式”的情况下，判断是否有对E0P21的工作要求(步骤Sll)。由于在以单驱动行驶的情况下，发动机I停止，因此，由M0P18进行的机油的供给也停止。因此，对行星齿轮机构PG、第二电动机3的机油的供给通过刮起润滑机构20进行。如上所述，在以预定车速范围以外的车速行驶的情况下、或单驱动下的行驶时间延长等的情况下，有时仅由刮起润滑机构20进行的机油的供给并不充分。在这种情况下，使E0P21工作，使用由该E0P21产生的油压对行星齿轮机构PG、第二电动机3供给机油。
[0073]在通过没有对E0P21的工作要求而在该步骤SI I中得到否定判断的情况下，进入上述的步骤S9，继续双驱动禁止的状态。即，在这种情况下，继续维持将双驱动禁止标志设为接通的状态，并且，继续进行“第一 EV模式”下的行驶。然后，暂时结束该程序。
[0074]与此相对，在通过有对E0P21的工作要求而在步骤Sll中得到肯定判断的情况下，进入步骤S12，开始E0P21的工作。即，控制栗用电动机22来驱动E0P21。
[0075]接下来，判断E0P21的工作时间是否比第二预定时间tb长(步骤S13)。第二预定时间tb设定为从E0P21开始工作之后至使小齿轮9充分冷却所需的时间。例如，设定为通过由E0P21供给到小齿轮9的机油而使小齿轮9的温度降低至比上述预定温度Tc充分低的预定温度所需的时间。
[0076]因此，在根据E0P21的工作时间未达到第二预定时间tb而在该步骤S13中得到否定判断的情况下，进入上述步骤S9，继续双驱动禁止的状态。即，在这种情况下，继续维持将双驱动禁止标志设定为接通的状态，并且，继续“第一 EV模式”下的行驶和E0P21的工作。然后，暂时结束该程序。
[0077]与此相对，在根据E0P21的工作时间超过了第二预定时间tb而在步骤S13中得到肯定判断的情况下，进入上述步骤S10，解除双驱动禁止的状态。具体来说，双驱动禁止标志设定为断开。在这种情况下，能够判断为通过E0P21产生的油压使第二电动机3和行星齿轮机构PG充分冷却。通过双驱动禁止标志设定为断开，成为能够根据要求驱动力、行驶状况从“第一EV模式”转换为“第二EV模式”的状态。然后，暂时结束该程序。
[0078]图3的时序图表示在执行了上述图2的流程图所示的控制时行星齿轮机构PG的温度的动向。从时刻to到时刻t以双驱动进行电动机行驶。在这种情况下，E0P21工作并向行星齿轮机构PG供给机油，但通过驱动第一电动机2，施加到小齿轮9的负荷变大，行星齿轮机构PG的温度上升。通过在时刻t以后，从“第二EV模式”转换为“第一EV模式”或者“HV模式”，行星齿轮机构PG的温度降低。
[0079]在时刻t2以后，再次成为双驱动下的电动机行驶，在时刻t3禁止双驱动。例如，通过小齿轮9、小齿轮轴9a和轴承等的推定温度达到作为有可能发生烧损的温度的阈值而确定的上限温度，禁止双驱动的电动机行驶。或者，通过E0P21产生故障，E0P21不能进行正常工作，禁止双驱动的电动机行驶。
[0080]而且，在该控制器27的控制中，若如上述那样禁止双驱动的电动机行驶，则根据小齿轮9、小齿轮轴9a和轴承等的推定温度转换行驶模式。例如，如该图3的时序图中的单点划线所示，在禁止双驱动的时间点(时刻t3)下的小齿轮9、小齿轮轴9a和轴承等的推定温度超过了预定温度Tc的情况下，车辆Ve的行驶模式从“第二EV模式”转换为“HV模式”。
[0081 ]通过转换为“HV模式”而使发动机I运转，M0P18进行工作，行星齿轮机构PG的温度降低。而且，在该“HV模式”下的行驶时间达到第一预定时间ta的时间点(时刻t4)，解除双驱动的禁止。因此，再次设定“第二EV模式”，成为能够进行双驱动的电动机行驶的状态。
[0082]另一方面，例如，如该图3的时序图中双点划线所示，在禁止了双驱动的时间点(时刻t3)下的行星齿轮机构PG的推定温度低于预定温度Tc的情况下，车辆Ve的行驶模式从“第二EV模式”转换为“第一EV模式”。
[0083]通过转换为“第一EV模式”并停止第一电动机2的驱动，降低了施加到行星齿轮机构PG的负荷，抑制了行星齿轮机构PG的温度的上升。或者如该图3的时序图所示，行星齿轮机构PG的温度降低。通过在时刻t5开始E0P21的工作，可靠地使行星齿轮机构PG的温度降低。而且，在该E0P21的工作时间达到第二预定时间U的时间点(时刻U)，解除双驱动的禁止。因此，再次设定“第二EV模式”，成为能够进行双驱动的电动机行驶的状态。
[0084]此外，在上述图1中，示例有设有电动机油栗即E0P21作为发动机I停止而无法驱动M0P18时的备用油压源。作为M0P18的备用油压源，也可以使用下图4或图5所示的机油栗。
[0085]与上述的M0P18相同，图4所示的机油栗28(以下，称为M0P28)目前为通常结构的机械式机油栗。而且，该M0P28由从驱动轴5侧传递而来的转矩驱动并产生油压。具体来说，M0P28的转子(未图示)按照与驱动轴5—起旋转的方式构成。而且，通过M0P28产生油压，从M0P28喷出的机油经由油路29供给到行星齿轮机构PG。因此，S卩使在发动机I的输出轴Ia的旋转停止的情况下，也在车辆Ve正在行驶且驱动轴5正在旋转的状态下驱动该M0P29。因此，能够由该M0P28产生油压，并对行星齿轮机构PG供给机油。此外，上述油路29如该图4所示，可以构成为连接M0P28和行星齿轮机构PG的独立的油路，也可以构成为与上述油路19局部地兼用的油路。
[0086]通过使用该种M0P28，随着车速提高，对小齿轮9供给的机油的供给量增大。因此，即使在高车速时，也能够确保对小齿轮9的润滑和冷却性能。
[0087]图5所示的机油栗30(以下，称为M0P30)与上述M0P18和M0P28相同，目前为通常结构的机械式机油栗。而且，该M0P30由从第一电动机2传递而来的转矩驱动产生油压。具体来说，M0P30的转子(未图示)与第一电动机2的转子轴2b—起旋转。而且，通过M0P30产生油压，从M0P30喷出的机油经由油路31被供给到行星齿轮机构PG。因此，S卩使在发动机I的输出轴Ia的旋转停止时，也在第一电动机2正在旋转的状态下驱动该M0P30。因此，能够由该M0P30产生油压，对行星齿轮机构PG供给机油。
[0088]通过使用该种M0P30，能够获得与第一电动机2的转速对应的机油的喷出量。因此，即使在第一电动机2输出转矩的双驱动下的电动机行驶时，也能够确保对小齿轮9的润滑和冷却性能。
[0089]附图标记说明
[0090]l...发动机(驱动力源;ENG)
[0091]2…第一电动机(驱动力源;MGl)
[0092]3…第二电动机(驱动力源;MG2)
[0093]4…动力分配装置
[0094]4a...输入轴
[0095]5…驱动轴
[0096]6…太阳轮
[0097]7…齿圈
[0098]8…行星轮架
[0099]9…小齿轮
[0100]9a…小齿轮轴
[0101]10…单向离合器(制动机构)
[0102]14…差动齿轮
[0103]15…齿圈
[0104]18、28、30 …机油栗(MOP)
[0105]20...刮起润滑机构
[0106]21...机油栗(电动机油栗;Ε0Ρ)
[0107]22…栗用电动机
[0108]24…车速传感器
[0109]25…油温传感器
[0110]26...转速传感器
[0111]27...控制器(ECU)
[0112]PG…行星齿轮机构
[0113]Ve…车辆(混合动力车辆)
【主权项】
1.一种混合动力车辆的控制装置， 所述混合动力车辆具备:行星齿轮机构，以发动机以及第一电动机和第二电动机为驱动力源，在太阳轮上连接所述第一电动机，在齿圈上连接所述第二电动机，在所述太阳轮或所述齿圈上连接驱动轴，在行星轮架上连接所述发动机并且选择性地连接使所述行星轮架的旋转停止并固定的制动机构;及机械式机油栗，由所述发动机驱动而产生用于对所述行星齿轮机构供给机油的油压， 所述混合动力车辆的控制装置构成为，设定HV模式、第一 EV模式及第二 EV模式中的任一行驶模式而进行行驶，所述HV模式是至少通过所述发动机的输出而使所述混合动力车辆行驶的模式，所述第一 EV模式是通过所述第二电动机的输出而使所述混合动力车辆行驶的模式，所述第二 EV模式是在通过所述制动机构使所述行星轮架的旋转停止的状态下通过所述第一电动机和所述第二电动机双方的输出而使所述混合动力车辆行驶的模式， 所述混合动力车辆的控制装置的特征在于， 所述混合动力车辆的控制装置具备控制所述混合动力车辆的行驶状态的控制器， 所述控制器构成为， 推定所述行星齿轮机构的小齿轮的温度， 判定在所述第二 EV模式下行驶的可能性， 在判定为不能在所述第二 EV模式下行驶的情况下禁止所述第二 EV模式的设定，并且，在所述小齿轮的推定温度比预定温度高的情况下设定所述HV模式，在所述推定温度在所述预定温度以下的情况下设定所述第一 EV模式。2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于， 所述混合动力车辆具备机油供给机构，所述机油供给机构由除所述发动机以外的动力驱动而向所述行星齿轮机构供给机油， 所述控制器构成为， 推定由所述机油供给机构供给的所述机油的供给量， 在推定出的所述供给量在预定量以下的情况下，判定为不能在所述第二EV模式下行驶。3.根据权利要求1所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于， 所述混合动力车辆具备机油供给机构，所述机油供给机构由除所述发动机以外的动力驱动而向所述行星齿轮机构供给机油， 所述机油供给机构由电动机油栗构成，所述电动机油栗由除所述驱动力源以外的电动机驱动而产生用于向所述行星齿轮机构供给机油的油压， 所述控制器构成为， 判定所述电动机油栗工作的可能性， 在判定为所述电动机油栗不能进行正常工作的情况下，判定为不能在所述第二 EV模式下行驶。4.根据权利要求1?3中任一项所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于， 所述控制器构成为， 在禁止了所述第二 EV模式的设定的情况下，在所述HV模式下的行驶时间超过了第一预定时间时，解除所述第二 EV模式的设定的禁止。5.根据权利要求1?4中任一项所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于， 所述混合动力车辆具备机油供给机构，所述机油供给机构由除所述发动机以外的动力驱动而向所述行星齿轮机构供给机油， 所述机油供给机构由电动机油栗构成，所述电动机油栗由除所述驱动力源以外的电动机驱动而产生用于向所述行星齿轮机构供给机油的油压， 所述控制器构成为， 在禁止了所述第二EV模式的设定的情况下，之后在使所述电动机油栗工作的工作时间超过了第二预定时间时，解除所述第二 EV模式的设定的禁止。
【文档编号】B60W20/20GK106004397SQ201610169657
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】西峰明子
【申请人】丰田自动车株式会社