(57)【要約】【課題】  車両停止状態から発進する際、各クラッチやブレーキの締結・解放をスムーズに達成可能なハイブリッド車の制御装置を提供すること。【解決手段】  FR型のE-iVTシステムにおいて、第１ブレーキと第２ブレーキと第１クラッチを締結し、エンジンと第１モータジェネレータを駆動力合成変速機から独立させた状態で、第２モータジェネレータにより走行するS-Lowモードと、少なくとも第２クラッチと第２ブレーキを締結し、第１モータジェネレータと第２モータジェネレータにより走行するEV-Low-iVTモードと、運転可能状態で車両が停止しているときは、第１ブレーキと、第２ブレーキと、第１クラッチと、第２クラッチを締結し、第３クラッチと第４クラッチを解放した停止モードとを有する。【選択図】        図５
2006168480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンギヤ，ピニオンキャリヤ及びリングギヤを有するシングルピニオン型の第１遊星歯車と第２遊星歯車と第３遊星歯車により構成され、
第１サンギヤと第２サンギヤとを第１回転メンバにより直結し、第１リングギヤと第３サンギヤとを第２回転メンバにより直結し、第２ピニオンキャリアと第３リングギヤとを第３回転メンバにより直結し、前記第１回転メンバと前記第２回転メンバと第３回転メンバと第１ピニオンキャリアと第２リングギヤと第３ピニオンキャリアとの６つの回転要素を有し、
前記第１回転メンバに第２モータジェネレータを連結し、前記第３回転メンバに第４クラッチを介してエンジンを連結し、前記第１ピニオンキャリアに第３クラッチを介して第２モータジェネレータを連結すると共に第２ブレーキを介して変速機ケースに連結し、前記第２リングギヤに第２クラッチを介して第１モータジェネレータを連結すると共に第１ブレーキを介して変速機ケースに連結し、前記第３ピニオンキャリアに前記駆動出力部材を連結し、前記エンジンに第１クラッチを介して前記第１モータジェネレータを連結した駆動力合成変速機と、
前記各クラッチ及びブレーキの締結状態及び前記エンジン及び前記第１，第２モータジェネレータの駆動状態を制御する制御手段と、
を備えたハイブリッド車の制御装置において、
前記制御手段は、運転可能状態で車両が停止しているときは、前記第１ブレーキと、前記第２ブレーキと、前記第１クラッチと、前記第２クラッチを締結し、前記第３クラッチと前記第４クラッチを解放した停止モードを有することを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたハイブリッド車の制御装置において、
前記制御手段は、
前記第１ブレーキと前記第２ブレーキと前記第１クラッチを締結し、前記エンジンと前記第１モータジェネレータを駆動力合成変速機から独立させた状態で、前記第２モータジェネレータにより走行するS-Lowモードと、
少なくとも前記第２クラッチと前記第２ブレーキを締結し、前記第１モータジェネレータと前記第２モータジェネレータにより走行するEV-Low-iVTモードと、
を有し、
運転可能状態で車両が停止時から発進したとき、エンジン停止状態からエンジン始動要求がなされた場合は前記第２クラッチを解放することを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２いずれかに記載のハイブリッド車の制御装置において、
運転者のアクセルペダル開度を検出する加速要求検出手段を設け、
前記制御手段は、アクセルペダル開度が所定値よりも大きいときは、エンジン停止状態からエンジン始動要求が成されるかどうかにかかわらず、前記第２クラッチを解放することを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれかに記載のハイブリッド車の制御装置において、
運転者のアクセルペダル開度を検出する加速要求検出手段を設け、
前記制御手段は、アクセルペダル開度が所定値よりも大きい状態が一定時間継続したときは、エンジン停止状態からエンジン始動要求が成されるかどうかにかかわらず、前記第２クラッチを解放することを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源としてエンジンと少なくとも２つのモータを有し、これらのエンジン及びモータと駆動出力部材とが接続される差動装置を有する駆動力合成変速機を備えたハイブリッド車の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、共線図上に４つの入出力要素が配列される４要素２自由度の遊星歯車機構を構成し、前記入出力要素のうちの内側に配列される２つの要素の一方にエンジンからの入力を、他方に駆動系統への出力をそれぞれ割り当てると共に、前記内側の要素の両外側に配列される２つの要素にそれぞれ第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとを連結したハイブリッド駆動装置が知られていて、走行モードとして、モータジェネレータのみを駆動源とする電気自動車走行モードと、エンジンとモータジェネレータを駆動源とするハイブリッド車走行モードと、を有する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１５０６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来のハイブリッド駆動システムでは、車両停止状態から発進する際、エンジンが停止したままで発進する場合や、エンジンが停止した状態から発進しつつエンジンを再始動する場合等が存在し、各クラッチやブレーキの締結・解放が煩雑になる虞があった。特に、上記従来技術の構成に加え、エンジンと１つのモータジェネレータを用いてシリーズ走行を可能とするためにエンジンとモータジェネレータを直結するクラッチを追加した場合には、特に煩雑になる虞がある。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、車両停止状態から発進する際、各クラッチやブレーキの締結・解放をスムーズに達成可能なハイブリッド車の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、サンギヤ，ピニオンキャリヤ及びリングギヤを有するシングルピニオン型の第１遊星歯車と第２遊星歯車と第３遊星歯車により構成され、第１サンギヤと第２サンギヤとを第１回転メンバにより直結し、第１リングギヤと第３サンギヤとを第２回転メンバにより直結し、第２ピニオンキャリアと第３リングギヤとを第３回転メンバにより直結し、前記第１回転メンバと前記第２回転メンバと第３回転メンバと第１ピニオンキャリアと第２リングギヤと第３ピニオンキャリアとの６つの回転要素を有し、前記第１回転メンバに第２モータジェネレータを連結し、前記第３回転メンバに第４クラッチを介してエンジンを連結し、前記第１ピニオンキャリアに第３クラッチを介して第２モータジェネレータを連結すると共に第２ブレーキを介して変速機ケースに連結し、前記第２リングギヤに第２クラッチを介して第１モータジェネレータを連結すると共に第１ブレーキを介して変速機ケースに連結し、前記第３ピニオンキャリアに前記駆動出力部材を連結し、前記エンジンに第１クラッチを介して前記第１モータジェネレータを連結した駆動力合成変速機と、前記各クラッチ及びブレーキの締結状態及び前記エンジン及び前記第１，第２モータジェネレータの駆動状態を制御する制御手段と、を備えたハイブリッド車の制御装置において、前記制御手段は、運転可能状態で車両が停止しているときは、前記第１ブレーキと、前記第２ブレーキと、前記第１クラッチと、前記第２クラッチを締結し、前記第３クラッチと前記第４クラッチを解放した停止モードを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明のハイブリッド車の制御装置にあっては、停止モードからS-Lowモードに遷移するときは第２クラッチを解放するのみでよい。また、エンジン始動要求のないS-LowモードからEV-Low-iVTモードに遷移するときは、第２クラッチが既に締結されていることから第１ブレーキと第１クラッチを解放するのみでよいため、各クラッチ及びブレーキの締結制御を簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明のハイブリッド車のエンジン始動制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、ハイブリッド車の駆動系の構成を説明する。
図１は実施例１のエンジン始動制御装置が適用されたハイブリッド車の駆動系を示す全体システム図である。実施例１のハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、エンジンＥと、第１モータジェネレータMG1（ジェネレータ）と、第２モータジェネレータMG2（モータジェネレータ）と、出力軸OUT（出力部材）と、これらの入出力要素Ｅ，MG1，MG2，OUTが連結される差動装置（第１遊星歯車PG1、第２遊星歯車PG2、第３遊星歯車PG3）を有する駆動力合成変速機と、を備えている。
【０００９】
そして、選択された走行モードに応じ後述する油圧制御装置５からの制御油圧により締結・解放が制御される摩擦締結要素としては、ハイクラッチHC（第３クラッチ）と、エンジンクラッチEC（第４クラッチ）と、シリーズクラッチSC（第１クラッチ）と、モータジェネレータクラッチMGC（第２クラッチ）と、ローブレーキLB（第２ブレーキ）と、ハイローブレーキHLB（第１ブレーキ）と、を備えている。
【００１０】
前記エンジンＥは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度などが制御される。
【００１１】
前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2は、永久磁石を埋設したロータと、ステータコイルが巻き付けられたステータと、を有する同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流をそれぞれのステータコイルに印加することにより独立に制御される。
【００１２】
前記差動装置としての第１遊星歯車PG1と第２遊星歯車PG2と第３遊星歯車PG3は、何れも２自由度３要素のシングルピニオン型遊星歯車である。前記第１遊星歯車PG1は、第１サンギヤS1と、第１ピニオンP1を支持する第１ピニオンキャリアPC1と、第１ピニオンP1に噛み合う第１リングギヤR1と、によって構成されている。前記第２遊星歯車PG2は、第２サンギヤS2と、第２ピニオンP2を支持する第２ピニオンキャリアPC2と、第２ピニオンP2に噛み合う第２リングギヤR2と、によって構成されている。前記第３遊星歯車PG3は、第３サンギヤS3と、第３ピニオンP3を支持する第３ピニオンキャリアPC3と、第３ピニオンP3に噛み合う第３リングギヤR3と、によって構成されている。
【００１３】
前記第１サンギヤS1と前記第２サンギヤS2とは第１回転メンバM1により直結され、前記第１リングギヤR1と第３サンギヤS3とは第２回転メンバM2により直結され、前記第２ピニオンキャリアPC2と前記第３リングギヤR3とは第３回転メンバM3により直結される。したがって、３組の遊星歯車PG1,PG2,PG3は、第１回転メンバM1と第２回転メンバM2と第３回転メンバM3と第１ピニオンキャリアPC1と第２リングギヤR2と第３ピニオンキャリアPC3との６つの回転要素を有する。
【００１４】
前記差動装置の６つの回転要素に対する動力源Ｅ,MG1,MG2と出力軸OUTと各係合要素LB,HC,HLB,EC,SC,MGCの連結関係について説明する。
前記第１回転メンバM1（S1,S2）には、第２モータジェネレータMG2が連結されている。
前記第２回転メンバM2（R1,R3）には、入出力要素の何れにも連結されていない。
前記第３回転メンバM3（PC2,R3）には、エンジンクラッチECを介してエンジンＥが連結されている。
前記第１ピニオンキャリアPC1には、ハイクラッチHCを介して第２モータジェネレータMG2が連結されている。また、ローブレーキLBを介して変速機ケースTCに連結されている。
前記第２リングギヤR2には、モータジェネレータクラッチMGCを介して第１モータジェネレータMG1が連結されている。また、ハイローブレーキHLBを介して変速機ケースTCに連結されている。
前記第３ピニオンキャリアPC3には、出力軸OUTが連結されている。なお、出力軸OUTには、両モータジェネレータMG1,MG2のうち、一方のモータジェネレータが故障した場合、エンジン始動時に出力軸OUTを固定する出力軸固定制御ユニット１６（出力部材固定制御ユニット）が設けられている。また、出力軸OUTからは、図外のプロペラシャフトやディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右の駆動輪に駆動力が伝達される。
さらに、前記エンジンＥと第１モータジェネレータMG1とは、シリーズクラッチSCを介して連結されている。
【００１５】
上記連結関係により、図２に示す共線図上において、第１モータジェネレータMG1(R2)、エンジンＥ(PC2,R3)、出力軸OUT(PC3)、第２モータジェネレータMG2(S1,S2)の順に配列され、遊星歯車列の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデル（第１遊星歯車PG1のレバー(1)、第２遊星歯車PG2のレバー(2)、第３遊星歯車PG3のレバー(3)）を導入することができる。ここで、「共線図」とは、差動歯車のギヤ比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数（回転速度）をとり、横軸にリングギヤ、キャリア、サンギヤ等の各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギヤとリングギヤの歯数比に基づく共線図レバー比（α、β、δ）になるように配置したものである。
【００１６】
前記ハイクラッチHCは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図６の共線図上において、第２モータジェネレータMG2の回転速度軸と一致する位置に配置され、図２及び図３の共線図に示すように、締結によりハイ側変速比を分担する「２速固定モード」と「ハイ側無段変速モード」と「ハイギヤ固定モード」を実現する。
【００１７】
前記エンジンクラッチECは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図６の共線図上において、エンジンＥとの回転速度軸と一致する位置に配置され、締結によりエンジンＥの回転とトルクを、エンジン入力回転要素である第３回転メンバM3（PC2,R3）に入力する。
【００１８】
前記シリーズクラッチSCは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図６の共線図上において、エンジンＥと第１モータジェネレータMG1とを連結する位置に配置され、締結によりエンジンＥと第１モータジェネレータMG1とを連結する。
【００１９】
前記モータジェネレータクラッチMGCは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図６の共線図上において、第１モータジェネレータMG1と第２リングギヤR2を連結する位置に配置され、第１モータジェネレータMG1と第２リングギヤR2との締結解除を行う。
【００２０】
前記ローブレーキLBは、油圧により締結される多板摩擦ブレーキであり、図６の共線図上において、第２モータジェネレータMG2の回転速度軸より外側位置に配置され、図２及び図３の共線図に示すように、締結によりロー側変速比を分担する「ローギヤ固定モード」と「ロー側無段変速モード」を実現する。
【００２１】
前記ハイローブレーキHLBは、油圧により締結される多板摩擦ブレーキであり、図６の共線図上において、第１モータジェネレータMG1の回転速度軸と一致する位置に配置され、図２及び図３の共線図に示すように、ローブレーキLBと共に締結することにより変速比をアンダードライブ側の「ローギヤ固定モード」とし、ハイクラッチHCと共に締結することにより変速比をオーバードライブ側の「ハイギヤ固定モード」とする。
【００２２】
次に、ハイブリッド車の制御系を説明する。
実施例１におけるハイブリッド車の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、油圧制御装置５と、統合コントローラ６と、アクセル開度センサ７と、車速センサ８と、エンジン回転数センサ９と、第１モータジェネレータ回転数センサ１０と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１と、第３リングギヤ回転数センサ１２と、第２リングギヤ回転数センサ１３と、運転者の操作するセレクトレバーの位置、すなわちシフトポジションを検知するインヒビタスイッチ１７を有して構成されている。
【００２３】
前記エンジンコントローラ１は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APとエンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neを入力する統合コントローラ６からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。
【００２４】
前記モータコントローラ２は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ１０、１１からのモータジェネレータ回転数N1,N2を入力する統合コントローラ６からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、第１モータジェネレータMG1のモータ動作点（N1,T1）と、第２モータジェネレータMG2のモータ動作点（N2,T2）と、をそれぞれ独立に制御する指令をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２からは、バッテリ４の充電状態をあらわすバッテリS.O.Cの情報が統合コントローラ６に対して出力される。
【００２５】
前記インバータ３は、前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2との各ステータコイルに接続され、モータコントローラ２からの指令により独立した３相交流を作り出す。このインバータ３には、力行時に放電し回生時に充電するバッテリ４が接続されている。
【００２６】
前記油圧制御装置５は、統合コントローラ６からの油圧指令に基づいて、ローブレーキLBと、ハイクラッチHCと、ハイローブレーキHLBと、エンジンクラッチECと、シリーズクラッチSCと、モータジェネレータクラッチMGCの締結油圧制御及び解放油圧制御を行う。この締結油圧制御及び解放油圧制御には、滑り締結制御や滑り解放制御による半クラッチ制御も含む。
【００２７】
前記統合コントローラ６は、インヒビタスイッチ１７からのシフトポジションと、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APと、車速センサ８からの車速VSPと、エンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neと、第１モータジェネレータ回転数センサ１０からの第１モータジェネレータ回転数N1と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１からの第２モータジェネレータ回転数N2と、第３リングギヤ回転数センサ１２からの駆動力合成変速機入力回転数Ni等の情報を入力し、所定の演算処理を行う。そして、エンジンコントローラ１、モータコントローラ２、油圧制御装置５に対し演算処理結果にしたがって制御指令を出力する。
【００２８】
なお、統合コントローラ６とエンジンコントローラ１、および、統合コントローラ６とモータコントローラ２とは、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線１７、１５により接続されている。
【００２９】
次に、ハイブリッド車の走行モードについて説明する。
走行モードとしては、ローギヤ固定モード（以下、「Lowモード」という。）と、ロー側無段変速モード（以下、「Low-iVTモード」という。）と、２速固定モード（以下、「2ndモード」という。）と、ハイ側無段変速モード（以下、「High-iVTモード」という。）と、ハイギヤ固定モード（以下、「Highモード」という。）と、の５つの走行モードを有する。
【００３０】
前記５つの走行モードについては、エンジンＥを用いないで両モータージェネレータMG1,MG2のみで走行する電気自動車モード（以下、「EVモード」という。）と、エンジンＥと両モータージェネレータMG1,MG2を用いて走行するハイブリッド車モード（以下、「HEVモード」という。）とに分けられる。
【００３１】
よって、図２（EVモード関連の５つの走行モード）及び図３（HEVモード関連の５つの走行モード）に示すように、「EVモード」と「HEVモード」とを合わせると「１０の走行モード」が実現されることになる。
ここで、図２(a)は「EV-Lowモード」の共線図、図２(b)は「EV-Low-iVTモード」の共線図、図２(c)は「EV-2ndモード」の共線図、図２(d)は「EV-High-iVTモード」の共線図、図２(e)は「EV-Highモード」の共線図である。また、図３(a)は「HEV-Lowモード」の共線図、図３(b)は「HEV-Low-iVTモード」の共線図、図３(c)は「HEV-2ndモード」の共線図、図３(d)は「HEV-High-iVTモード」の共線図、図３(e)は「HEV-Highモード」の共線図である。
【００３２】
前記「Lowモード」は、図２(a)及び図３(a)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを締結し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られるローギヤ固定モードである。
【００３３】
前記「Low-iVTモード」は、図２(b)及び図３(b)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを解放し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られるロー側無段変速モードである。
【００３４】
前記「2ndモード」は、図２(c)及び図３(c)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られる２速固定モードである。
【００３５】
前記「High-iVTモード」は、図２(d)及び図３(d)の共線図に示すように、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られるハイ側無段変速モードである。
【００３６】
前記「Highモード」は、図２(e)及び図３(e)の共線図に示すように、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを締結し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られるハイギヤ固定モードである。
【００３７】
そして、前記「１０の走行モード」のエンジン始動制御は、統合コントローラ６により行われる。すなわち、統合コントローラ６には、要求駆動力Fdrv（アクセル開度APにより求められる。）と車速VSPとバッテリS.O.Cによる三次元空間に、例えば、図４に示すような前記「１０の走行モード」を割り振った走行モードマップが予め設定されていて、車両走行時等においては、要求駆動力Fdrvと車速VSPとバッテリS.O.Cの各検出値により走行モードマップが検索され、要求駆動力Fdrvと車速VSPにより決まる車両動作点やバッテリ充電量に応じた最適な走行モードが選択される。なお、図４は三次元走行モードマップをバッテリS.O.Cが充分な容量域のある値で切り取ることにより、要求駆動力Fdrvと車速VSPとの二次元によりあらわした走行モードマップの一例である。
【００３８】
さらに、シリーズクラッチSCとモータジェネレータクラッチMGCを採用したことに伴い、上記「１０の走行モード」に加え、図５に示すように、発進時等で選択されるシリーズローギヤ固定モード（以下、「S-Lowモード」という。）が追加される。この「S-Lowモード」は、ローブレーキLBとハイローブレーキHLBを締結し、エンジンクラッチECとハイクラッチHCとモータジェネレータクラッチMGCを解放し、シリーズクラッチSCを締結することで得られる。
【００３９】
つまり、上記「１０の走行モード」はパラレル型ハイブリッド車としての走行モードであるが、シリーズローギヤ固定モードである「S-Lowモード」については、図６に示すように、エンジンＥと第１モータジェネレータMG1とを共線図から切り離し、エンジンＥにより第１モータジェネレータMG1を駆動して発電し、該第１モータジェネレータMG1による発電電力を受け入れて充電するバッテリ４と、該バッテリ４の充電電力を用いて第２モータジェネレータMG2を駆動するというシリーズ型ハイブリッド車としての走行モードということができる。
【００４０】
更に、実施例１では、停止モードとして、走行可能状態での車両停止状態では、ローブレーキLBと、ハイローブレーキHLBと、シリーズクラッチSCと、モータジェネレータクラッチMGCとを締結し、エンジンクラッチECと、ハイクラッチHCとを解放するモードが備えられている。この停止モードの作用効果については後述する。
【００４１】
前記走行モードマップの選択により、「EVモード」と「HEVモード」との間においてモード遷移を行う場合には、図５に示すように、エンジンＥの始動・停止と、エンジンクラッチECを締結・解放する制御が実行される。また、「EVモード」の５つのモード間でのモード遷移や「HEVモード」の５つのモード間でのモード遷移を行う場合には、図５に示すON/OFF作動表にしたがって行われる。
【００４２】
これらのモード遷移制御のうち、例えば、エンジンＥの始動・停止とクラッチやブレーキの締結・解放が同時に必要な場合や、複数のクラッチやブレーキの締結・解放が必要な場合や、エンジンＥの始動・停止またはクラッチやブレーキの締結・解放に先行してモータジェネレータ回転数制御が必要な場合等においては、予め決められた手順にしたがったシーケンス制御により行われる。
【００４３】
次に、作用を説明する。
［発進時制御処理］
図７は統合コントローラ６にて実行される発進時制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、この処理は、走行可能状態で車両停止時から発進する際に実行される。
【００４４】
ステップＳ１では、クラッチ初期設定制御が行われる。尚、クラッチ初期設定制御については後述する。
ステップＳ２では、統合コントローラ６が車速とアクセル開度から車両要求駆動力を演算し、図４の走行モードマップから変速モードを演算する。
ステップＳ３では、統合コントローラ６が、要求駆動力FdrとバッテリS.O.CからエンジンＥの目標回転数及び目標トルクを演算する。
ステップＳ４では、現在の運転モードに応じて、エンジン目標回転数を達成しつつ要求駆動力Fdrを達成する第１モータジェネレータMG1及び第２モータジェネレータMG2の要求トルクを演算する。
ステップＳ５では、演算された目標回転数及び目標トルクが各コントローラへ出力される。
ステップＳ６では、変速指令（他のモードへの遷移指令）が有るかどうかを判断し、変速指令が無い場合、もしくは変速指令が有ったとしても変速前がLowモードのときは発進時クラッチ制御へ移行し、それ以外のときはステップＳ７へ進む。
ステップＳ７では、変速指令に応じて変速制御を実行する。
【００４５】
〔クラッチ初期設定制御処理〕
次に、ステップＳ１で実行するクラッチ初期設定制御について図８のフローチャートに基づいて説明する。
【００４６】
ステップＳ８では、インヒビタスイッチ１７の信号に基づいてシフトポジションを検知する。
ステップＳ９では、シフトポジションがＤレンジもしくはＲレンジかどうかを判断し、ＤもしくはＲレンジのときはステップＳ１０へ進み、それ以外のときはステップＳ１１へ進む。
ステップＳ１０では、各クラッチ及びブレーキを下記に示す締結状態（停止モード）とする。
ハイローブレーキHLB：ON
ローブレーキLB：ON
シリーズクラッチSC：ON
モータジェネレータクラッチMGC：ON
ハイクラッチHC：OFF
エンジンクラッチEC：OFF
ステップＳ１１では、全てのクラッチ及びブレーキを解放する。
【００４７】
〔発進時クラッチ制御処理〕
次に、発進時クラッチ制御処理について図９のフローチャートに基づいて説明する。
【００４８】
ステップＳ１２では、Lowモードかどうかを判断し、LowモードのときはステップＳ１３へ進み、それ以外のときは本制御フローを終了する。
ステップＳ１３では、変速指令が有るかどうかを判断し、変速指令があるときはステップＳ２０へ進み、それ以外の時はステップＳ１４へ進む。
ステップＳ１４では、エンジン停止状態で、かつ、エンジン始動要求があるかどうかを判断し、条件を満たしたときはステップＳ１５へ進み、それ以外のときは本制御フローを終了する。
ステップＳ１５では、モータジェネレータクラッチMGCを解放する。
ステップＳ１６では、第１モータジェネレータMG1の駆動トルクによりエンジンＥを始動する。
ステップＳ１７では、エンジン始動後、エンジン回転数と第２ピニオンキャリヤPC2の回転数差が締結可能な範囲に到達後、エンジンクラッチＥＣを締結する。
ステップＳ１８では、エンジンクラッチECの締結後、シリーズクラッチSCを解放すると共に、第１モータジェネレータMG1に負トルクを出力させ、第１モータジェネレータMG1の回転数が素早く０になるように制御する。
ステップＳ１９では、第１モータジェネレータMG1の回転数が０近傍に到達後、モータジェネレータクラッチMGCを締結する。
ステップＳ２０では、無段変速モード（Low-iVTモードorEV-low-iVT）への変速指令が出力されているかどうかを判断し、無段変速モードへの変速指令が出力されているときはステップＳ２１へ進み、それ以外のときは本制御フローを終了する。
ステップＳ２１では、シリーズクラッチSCを解放する。
ステップＳ２２では、ハイローブレーキHLBを解放する。
ステップＳ２３では、エンジン停止状態で、かつ、エンジン始動要求が有るかどうかを判断し、条件を満たしたときはステップＳ２４へ進み、それ以外のときは本制御フローを終了する。
ステップＳ２４では、第１モータジェネレータMG1を負回転とし、第２ピニオンキャリヤPC2の回転数が０近傍になるように制御し、０近傍に到達後、エンジンクラッチECを締結する。
ステップＳ２５では、第１モータジェネレータMG1もしくは第２モータジェネレータMG2の回転数及びトルク制御によってエンジンＥを始動し、HEV-Low-iVTモードに遷移する。
【００４９】
次に、上記制御処理の内容を図１０及び図１１のタイムチャートに基づいて説明する。図１０は比較例１を表すタイムチャートであり、車両停止時においてハイローブレーキHLBと、ローブレーキLBと、シリーズクラッチSCを締結し、モータジェネレータクラッチMGCとハイクラッチHCとエンジンクラッチECを解放しているものである。
【００５０】
図１１は本願発明の実施例１を表すタイムチャートであり、車両停止時においてハイローブレーキHLBと、ローブレーキLBと、シリーズクラッチSCと、モータジェネレータクラッチMGCを締結し、ハイクラッチHCとエンジンクラッチECを解放しているものである。
【００５１】
まず、図１０の比較例１におけるタイムチャートに基づいて説明する。
運転可能な状態で車両が停止した状態から、時刻ｔ１において運転者がアクセルペダルを踏み込むと、S-Lowモードが選択される。ハイローブレーキHLBは既に締結されているため、第２モータジェネレータMG2が駆動され走行を開始する。このとき、シリーズクラッチSCは締結されているものの、エンジン始動要求が成されておらず、エンジンクラッチECは解放されているため、走行には影響ない。
【００５２】
時刻ｔ２において、S-LowモードからEV-Low-iVTモードへの遷移が要求されると、シリーズクラッチSCを解放する。
時刻ｔ３において、モータジェネレータクラッチMGCを締結する。
時刻ｔ４において、ハイローブレーキHLBを解放し、EV-Low-iVTモードの遷移が行われる。
時刻ｔ５において、アクセルペダル開度の増大に伴い、エンジン始動要求が出力されると、第１モータジェネレータMG1及び第２モータジェネレータMG2の回転数制御によって第２ピニオンキャリヤPC2の回転数を一度０近傍に制御する。
時刻ｔ６において、エンジンクラッチECを締結し、エンジンＥを始動することでHEV-Low-iVTモードに遷移する。
【００５３】
このように、比較例１では、モータジェネレータクラッチMGCが解放されているため、時刻ｔ２から時刻ｔ４の間でモータジェネレータクラッチMGCを締結するまでに遷移時間が掛かってしまう。
【００５４】
次に、図１１のタイムチャートについて説明する。運転可能な状態で車両が停止した状態から、時刻ｔ１において運転者がアクセルペダルを踏み込むと、S-Lowモードが選択される。ハイローブレーキHLBは既に締結されているため、第２モータジェネレータMG2が駆動され走行を開始する。このとき、モータジェネレータクラッチMGC及びシリーズクラッチSCは締結されているものの、エンジン始動要求はなく、エンジンクラッチECは解放されているため、走行には影響ない。
【００５５】
時刻ｔ１２において、S-LowモードからEV-Low-iVTモードへの遷移が要求されると、シリーズクラッチSCを解放する。
時刻ｔ１３において、ハイローブレーキHLBを解放し、EV-Low-iVTモードの遷移が行われる。
【００５６】
このように、実施例１のハイブリッド車の制御装置にあっては、車両停止時に既にモータジェネレータクラッチMGCが締結されているため、S-LowモードからEV-Low-iVTモードへの遷移時にモータジェネレータクラッチMGCを締結する必要が無くなり、締結制御を簡素化することができると共に、遷移時間を短縮することができる。また、通常の走行シーンでは、車両停止時にS-Lowモードにより発電要求等が成されるシーンが想定され、この場合には、モータジェネレータクラッチMGCを解放するのみで達成できる。
【実施例２】
【００５７】
次に、実施例２について説明する。基本的な構成は実施例１と同様であるため、異なる点についてのみ説明する。実施例１では、エンジン始動要求が成されない状態でのモード遷移について説明した。これに対し、実施例２では、エンジン始動要求が成された状態でのモード遷移に着目した例である。
【００５８】
図１２は実施例２の発進時クラッチ制御処理を表すフローチャートである。
ステップＳ２６では、Lowモードかどうかを判断し、LowモードのときはステップＳ１３へ進み、それ以外のときは本制御フローを終了する。
ステップＳ２７では、変速指令が有るかどうかを判断し、変速指令があるときはステップＳ３６へ進み、それ以外の時はステップＳ２８へ進む。
ステップＳ２８では、アクセル開度がエンジン始動要求が発生すると予測される所定開度APsetよりも大きいかどうかを判断し、大きいときはステップＳ２９へ進み、それ以外のときは本制御フローを終了する。
【００５９】
ステップＳ２９では、アクセル開度がAPsetよりも大きい状態が所定時間Timesetよりも長く経過したかどうかを判断し、経過したときはエンジン始動要求が発生すると予測してステップＳ３０へ進み、それ以外のときは本制御フローを終了する。
ステップＳ３０では、モータジェネレータクラッチMGCを解放する。
ステップＳ３１では、エンジン停止状態で、かつ、エンジン始動要求があるかどうかを判断し、条件を満たしたときはステップＳ３２へ進み、それ以外のときは本制御フローを終了する。
ステップＳ３２では、第１モータジェネレータMG1の駆動トルクによりエンジンＥを始動する。
ステップＳ３３では、エンジン始動後、エンジン回転数と第２ピニオンキャリヤPC2の回転数差が締結可能な範囲に到達後、エンジンクラッチＥＣを締結する。
【００６０】
ステップＳ３４では、エンジンクラッチECの締結後、シリーズクラッチSCを解放すると共に、第１モータジェネレータMG1に負トルクを出力させ、第１モータジェネレータMG1の回転数が素早く０になるように制御する。
ステップＳ３５では、第１モータジェネレータMG1の回転数が０近傍に到達後、モータジェネレータクラッチMGCを締結する。
ステップＳ３６では、無段変速モード（Low-iVTモードorEV-low-iVT）への変速指令が出力されているかどうかを判断し、無段変速モードへの変速指令が出力されているときはステップＳ３７へ進み、それ以外のときは本制御フローを終了する。
【００６１】
ステップＳ３８では、モータジェネレータクラッチMGCが締結されているかどうかを判断し、締結されているときはステップＳ３８へ進み、解放されているときはステップＳ４３へ進む。
ステップＳ４３では、モータジェネレータクラッチMGCを締結する。
ステップＳ３８では、シリーズクラッチSCを解放する。
ステップＳ３９では、ハイローブレーキHLBを解放する。
ステップＳ４０では、エンジン停止状態で、かつ、エンジン始動要求が有るかどうかを判断し、条件を満たしたときはステップＳ４１へ進み、それ以外のときは本制御フローを終了する。
【００６２】
ステップＳ４１では、第１モータジェネレータMG1を負回転とし、第２ピニオンキャリヤPC2の回転数が０近傍になるように制御し、０近傍に到達後、エンジンクラッチECを締結する。
ステップＳ４２では、第１モータジェネレータMG1もしくは第２モータジェネレータMG2の回転数及びトルク制御によってエンジンＥを始動し、HEV-Low-iVTモードに遷移する。
【００６３】
次に、上記制御処理の内容を図１３及び図１４のタイムチャートに基づいて説明する。図１３は比較例２を表すタイムチャートであり、車両停止時においてハイローブレーキHLBと、ローブレーキLBと、シリーズクラッチSCを締結し、モータジェネレータクラッチMGCとハイクラッチHCとエンジンクラッチECを解放しているものである。
【００６４】
図１４は本願発明の実施例２を表すタイムチャートであり、車両停止時においてハイローブレーキHLBと、ローブレーキLBと、シリーズクラッチSCと、モータジェネレータクラッチMGCを締結し、ハイクラッチHCとエンジンクラッチECを解放している停止モードが選択されているものである。
【００６５】
まず、図１３のタイムチャートに基づいて説明する。
運転可能な状態で車両が停止した状態から、時刻ｔ１において運転者がアクセルペダルを踏み込むと、S-Lowモードが選択される。この段階では、エンジン始動要求は出されていない。
【００６６】
時刻ｔ２において、運転者のアクセル開度が所定値APsetよりも大きい状態が継続すると、エンジン始動要求が出力され、S-Lowモードによるエンジン始動が行われ、第１モータジェネレータMG1による発電が実行される。このとき、モータジェネレータクラッチMGCは解放されており、シリーズクラッチSCも締結されていることから、第１モータジェネレータMG1によってエンジンを始動し、その後、エンジンにより発電する。
【００６７】
時刻ｔ３において、S-LowモードからLowモードへの変速指令が出力されると、まず、シリーズクラッチSCが解放される。次に、時刻ｔ４において、エンジンクラッチECが締結され、Lowモードが達成される。このとき、第１モータジェネレータMG1は、負トルクを出力し、素早く回転数を０近傍に落とし、時刻ｔ５においてモータジェネレータクラッチMGCを締結するが、走行には特に作用しない。
【００６８】
時刻ｔ６において、LowモードからLow-iVTモードへの変速指令が出力されると、時刻ｔ７においてハイローブレーキHLBが解放され、Low-iVTモードに遷移する。
【００６９】
上述したように、エンジン始動要求が早い段階で出力されると、モータジェネレータクラッチMGCが締結されたままでは、エンジンによる発電を行うS-Lowモードを達成できない。比較例２では、元々モータジェネレータクラッチMGCは解放されているため、特に問題はないが、実施例１で説明したように、比較例１ではエンジン始動要求のないS-LowモードからEV-Low-iVTへの遷移における締結制御の簡素化を図ることができない。
【００７０】
これに対し、実施例１で説明したように、停止モードからエンジン始動要求のないS-Lowモードへ遷移し、その後、エンジン始動要求が成されると共に、Lowモードへの変速指令が出力される場合、モータジェネレータクラッチMGCは、エンジン始動要求によって解放され、その後のLowモードへの変速指令によって再度締結されることになる。エンジン始動要求とLowモードへの変速指令が連続するような場合は、モータジェネレータクラッチMGCの締結・解放が繰り返され、却って煩雑な制御を行うこととなる。
【００７１】
そこで、実施例２では、エンジン始動要求が成されることが予測される場合は、早めにモータジェネレータクラッチMGCを解放することとした。以下、図１４のタイムチャートに基づいて説明する。
【００７２】
運転可能な状態で車両が停止した状態から、時刻ｔ１において運転者がアクセルペダルを踏み込むと、S-Lowモードが選択される。この段階では、エンジン始動要求は出されておらず、停止モードからの遷移であるためモータジェネレータクラッチMGCは締結されたままである。
【００７３】
時刻ｔ１２において、運転者のアクセル開度が所定値APsetよりも大きい状態が所定時間Timeset継続すると、エンジン始動要求が成される可能性が高いと予測し、この段階でモータジェネレータクラッチMGCを解放する。
【００７４】
時刻ｔ２において、エンジン始動要求が出力され、S-Lowモードによるエンジン始動が行われ、第１モータジェネレータMG1による発電が実行される。このとき、モータジェネレータクラッチMGCは既に解放されており、シリーズクラッチSCも締結されていることから、第１モータジェネレータMG1によってエンジンを始動し、その後、エンジンにより発電する。
【００７５】
時刻ｔ３において、S-LowモードからLowモードへの変速指令が出力されると、まず、シリーズクラッチSCが解放される。次に、時刻ｔ４において、エンジンクラッチECが締結され、Lowモードが達成される。このとき、第１モータジェネレータMG1は、負トルクを出力し、素早く回転数を０近傍に落とし、時刻ｔ５においてモータジェネレータクラッチMGCを締結するが、走行には特に作用しない。
【００７６】
時刻ｔ６において、LowモードからLow-iVTモードへの変速指令が出力されると、時刻ｔ７においてハイローブレーキHLBが解放され、Low-iVTモードに遷移する。
【００７７】
すなわち、実施例２にあっては、エンジンの始動要求を運転者のアクセル開度等から予測し、この予測に基づいて早めにモータジェネレータクラッチMGCを解放することとした。よって、エンジン駆動時のS-LowモードからLowモードへの遷移において、モータジェネレータクラッチMGCの締結解放が頻繁に繰り返されるといったことがなく、エンジン始動要求のないS-LowモードからEV-Low-iVTへの遷移における締結制御の簡素化を図りつつ、エンジン始動要求があった場合のS-LowモードからLowモードへの遷移における締結制御の煩雑さを回避することができる。
【００７８】
以上説明したように、実施例１，２のハイブリッド車両にあっては、下記に列挙する作用効果を奏する。
【００７９】
(1).運転可能状態で車両が停止しているときは、ハイローブレーキHLBと、ローブレーキLBと、シリーズクラッチSCと、モータジェネレータクラッチMGCを締結し、ハイクラッチHCとエンジンクラッチECを解放した停止モードを備えた。
【００８０】
よって、停止モードからS-Lowモードに遷移するときはモータジェネレータクラッチMGCを解放するのみでよい。また、エンジン始動要求のないS-LowモードからEV-Low-iVTモードに遷移するときは、モータジェネレータクラッチMGCが既に締結されていることからハイローブレーキHLBとシリーズクラッチSCを解放するのみでよいため、各クラッチ及びブレーキの締結制御を簡素化することができる。
【００８１】
(2).運転可能状態で車両が停止時から発進したとき、エンジン停止状態からエンジン始動要求がなされた場合はモータジェネレータクラッチMGCを解放することとした。これにより、クラッチ及びブレーキの締結制御を煩雑化することなく適宜HEVモードに遷移することができる。
【００８２】
(3).運転者の加速要求を検出する加速要求検出手段として、アクセル開度がAPsetより大きい、又は大きい状態が所定時間Timeset継続したかどうかを判断することとした。この条件は、エンジン始動要求が成されると予測するものである。この条件より、運転者の加速要求が大きいときは、エンジン停止状態からエンジン始動要求が成されるかどうかにかかわらず、モータジェネレータクラッチMGCを解放することこととした。よって、S-Lowモードにおいてエンジン始動要求が成され、その直後にHEV-Lowモードに遷移したとしても、モータジェネレータクラッチMGCの締結・解放が頻繁に繰り返されることがなく、締結制御の煩雑化を回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
実施例１のエンジン始動制御装置は、３つのシングルピニオン型遊星歯車により構成された差動装置を有する駆動力合成変速機を搭載したハイブリッド車への適用例を示したが、例えば、特開２００３−３２８０８号公報等に記載されているようにラビニョウ型遊星歯車により構成された差動装置を有する駆動力合成変速機を搭載したハイブリッド車にも適用することができる。さらに、動力源としてエンジンと少なくとも２つのモータを有し、これらのエンジン及びモータと駆動出力部材とが接続される差動装置を有する駆動力合成変速機を備えた他のハイブリッド車にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】実施例１のエンジン始動制御装置が適用されたハイブリッド車を示す全体システム図である。
【図２】実施例１のエンジン始動制御装置を搭載したハイブリッド車において電気自動車モードでの５つの走行モードをあらわす共線図である。
【図３】実施例１のエンジン始動制御装置を搭載したハイブリッド車においてハイブリッド車モードでの５つの走行モードをあらわす共線図である。
【図４】実施例１のエンジン始動制御装置を搭載したハイブリッド車において走行モードの選択に用いられる走行モードマップの一例を示す図である。
【図５】実施例１のエンジン始動制御装置を搭載したハイブリッド車において「１０の走行モード」でのエンジン・エンジンクラッチ・モータジェネレータ・ローブレーキ・ハイクラッチ・ハイローブレーキ・シリーズクラッチ・モータジェネレータクラッチの作動表である。
【図６】実施例１のエンジン始動制御装置を搭載したハイブリッド車において各係合要素との関係を示す共線図である。
【図７】実施例１の統合コントローラにて実行される発進時制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】実施例１の統合コントローラにて実行される車両停止時のクラッチ初期設定制御を表すフローチャートである。
【図９】実施例１の発進時クラッチ制御を表すフローチャートである。
【図１０】比較例１のS-LowモードからLow-iVTモードへの遷移を表すタイムチャートである。
【図１１】実施例１のS-LowモードからLow-iVTモードへの遷移を表すタイムチャートである。
【図１２】実施例２の発進時クラッチ制御を表すフローチャートである。
【図１３】比較例２のS-Lowモード→HEV-Lowモード→Low-iVTモードへの遷移を表すタイムチャートである。
【図１４】実施例２のS-Lowモード→HEV-Lowモード→Low-iVTモードへの遷移を表すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００８５】
Ｅ  エンジン
MG1  第１モータジェネレータ
MG2  第２モータジェネレータ
OUT  駆動出力軸（駆動出力部材）
PG1  第１遊星歯車
PG2  第２遊星歯車
PG3  第３遊星歯車
HC  ハイクラッチ（第１クラッチ）
EC  エンジンクラッチ（第２クラッチ）
SC  シリーズクラッチ（第３クラッチ）
MGC  モータジェネレータクラッチ（第４クラッチ）
LB  ローブレーキ（第１ブレーキ）
HLB  ハイローブレーキ（第２ブレーキ）
１  エンジンコントローラ
２  モータコントローラ
３  インバータ
４  バッテリ
５  油圧制御装置
６  統合コントローラ
７  アクセル開度センサ
８  車速センサ
９  エンジン回転数センサ
１０  第１モータジェネレータ回転数センサ
１１  第２モータジェネレータ回転数センサ
１２  第３リングギヤ回転数センサ
１３  第２リングギヤ回転数センサ
１７  インヒビタスイッチ
【図１】
2006168480.tif 000003
【図２】
2006168480.tif 000004
【図３】
2006168480.tif 000005
【図４】
2006168480.tif 000006
【図５】
2006168480.tif 000007
【図６】
2006168480.tif 000008
【図７】
2006168480.tif 000009
【図８】
2006168480.tif 000010
【図９】
2006168480.tif 000011
【図１０】
2006168480.tif 000012
【図１１】
2006168480.tif 000013
【図１２】
2006168480.tif 000014
【図１３】
2006168480.tif 000015
【図１４】
2006168480.tif 000016