(57)【要約】【課題】  バッテリ電力の消費を極力抑制し、エンジン始動が可能なハイブリッド車両のエンジン始動制御装置を提供すること。【解決手段】  ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、エンジン始動制御手段は、モータジェネレータクラッチとエンジンクラッチを締結し、それ以外の締結要素は解放し、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エンジンを始動することとした。【選択図】        図１
2007069843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１モータジェネレータが接続された第１回転要素と、第２モータジェネレータが接続された第２回転要素と、共線図上で前記第１回転要素と前記第２回転要素の間に配置されエンジンが接続された第３回転要素とを有する第１遊星歯車と、
前記第３回転要素が接続された第４回転要素と、第５回転要素と、共線図上で前記第４回転要素と前記第５回転要素の間に配置され出力軸が接続された第６回転要素とを有する第２遊星歯車と、
前記第２回転要素が接続された第７回転要素と、前記第５回転要素が接続された第８回転要素と、共線図上で前記第７回転要素と前記第８回転要素の間に配置された第９回転要素とを有する第３遊星歯車と、
前記第１モータジェネレータと前記第１回転要素とを断接するモータジェネレータクラッチと、
前記第１モータジェネレータを選択的に停止するハイローブレーキと、
前記第９回転要素を選択的に停止するローブレーキと、
前記エンジンと前記第３回転要素とを断接するエンジンクラッチと、
前記第１モータジェネレータ，前記第２モータジェネレータ及び前記エンジンの駆動状態と、前記複数の締結要素の締結・解放状態を制御する制御手段と、
前記第１モータジェネレータ及び前記第２モータジェネレータを用いて前記エンジンを始動するエンジン始動制御手段と、
を備えたハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、
前記エンジン始動制御手段は、前記モータジェネレータクラッチと前記エンジンクラッチを締結し、それ以外の締結要素は解放し、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エンジンを始動することを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、
前記エンジン始動制御手段は、前記第３回転要素の回転数が停止したまま前記第１モータジェネレータ及び前記第２モータジェネレータの回転数を所定回転数以上に上昇させ、その後、前記第１モータジェネレータ及び前記第２モータジェネレータのトルクにより前記第３回転要素の回転数を上昇させ、前記エンジンを始動することを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、
前記エンジン始動制御部は、前記第１モータジェネレータ及び前記第２モータジェネレータの効率が高い動作点を選択しながら前記エンジンを始動することを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関し、特にエンジンを始動する際のエンジン始動制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、共線図上に６つの入出力要素が配列される遊星歯車機構を構成し、前記入出力要素にエンジンからの入力、駆動系統への出力、第１モータジェネレータ、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る（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド駆動装置は、車両停止状態からのエンジン始動時には、出力回転数０を維持し、その位置を中心に第１モータジェネレータと第２モータジェネレータを用いて剛体レバーを回動させることでスタータモータとしての役割を果たすように構成されている。
【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】
ここで、車両停止状態からエンジンを始動する場合、第１モータジェネレータ及び第２モータジェネレータ共に、回転数が０の状態からトルクを発生してエンジン回転数を上昇させる必要がある。上述したように剛体レバーはエンジン回転数と出力回転数とによって全ての回転数が規定されるからである。このとき、各モータジェネレータは効率の悪い動作点から始動することとなり、特に、駆動バッテリの出力が低下するような極寒時にあっては、貴重なバッテリ電力を消費してしまい、車両の環境適応性を低下させる虞があった。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、バッテリ電力の消費を極力抑制し、エンジン始動が可能なハイブリッド車両のエンジン始動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、本発明のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置では、第１モータジェネレータが接続された第１回転要素と、第２モータジェネレータが接続された第２回転要素と、共線図上で前記第１回転要素と前記第２回転要素の間に配置されエンジンが接続された第３回転要素とを有する第１遊星歯車と、前記第３回転要素が接続された第４回転要素と、第５回転要素と、共線図上で前記第４回転要素と前記第５回転要素の間に配置され出力軸が接続された第６回転要素とを有する第２遊星歯車と、前記第２回転要素が接続された第７回転要素と、前記第５回転要素が接続された第８回転要素と、共線図上で前記第７回転要素と前記第８回転要素の間に配置された第９回転要素とを有する第３遊星歯車と、前記第１モータジェネレータと前記第１回転要素とを断接するモータジェネレータクラッチと、前記第１モータジェネレータを選択的に停止するハイローブレーキと、前記第９回転要素を選択的に停止するローブレーキと、前記エンジンと前記第３回転要素とを断接するエンジンクラッチと、前記第１モータジェネレータ，前記第２モータジェネレータ及び前記エンジンの駆動状態と、前記複数の締結要素の締結・解放状態を制御する制御手段と、前記第１モータジェネレータ及び前記第２モータジェネレータを用いて前記エンジンを始動するエンジン始動制御手段と、を備えたハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、前記エンジン始動制御手段は、前記モータジェネレータクラッチと前記エンジンクラッチを締結し、それ以外の締結要素は解放し、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エンジンを始動することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
よって、車速に依存することなく第１モータジェネレータ及び第２モータジェネレータの回転数を選択することが可能となり、効率の低下を抑制することができる。また、エンジン始動時の各モータジェネレータトルク及びエンジンのフリクショントルクが出力軸に伝達されないため、違和感を与えることなくエンジンを始動することができる。
【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両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、本発明をハイブリッド車両に適用した実施例１について、ハイブリッド車両の駆動系の構成を説明する。
【０００９】
図１は実施例１のハイブリッド車両の駆動系を示す全体システム図である。実施例１のハイブリッド車両の駆動系は、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と、第２モータジェネレータMG2と、出力軸OUT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）と、選択された走行モードに応じて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（ローブレーキLB、ハイクラッチHC、ハイローブレーキHLB）と、エンジンクラッチECと、モータジェネレータクラッチMGCと、シリーズクラッチSC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（特許請求の範囲に記載の第３遊星歯車に相当）と第２遊星歯車PG2（特許請求の範囲に記載の第１遊星歯車に相当）と第３遊星歯車PG3（特許請求の範囲に記載の第２遊星歯車に相当）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（第７回転要素に相当）と、第１ピニオンP1を支持する第１ピニオンキャリアPC1（第９回転要素に相当）と、第１ピニオンP1に噛み合う第１リングギヤR1（第８回転要素）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（第２回転要素に相当）と、第２ピニオンP2を支持する第２ピニオンキャリアPC2（第３回転要素に相当）と、第２ピニオンP2に噛み合う第２リングギヤR2（第１回転要素に相当）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（第５回転要素に相当）と、第３ピニオンP3を支持する第３ピニオンキャリアPC3（第６回転要素に相当）と、第３ピニオンP3に噛み合う第３リングギヤR3（第４回転要素に相当）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と第１オイルポンプOP1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。
なお、前記第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４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。
【００１７】
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４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。
【００１８】
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４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。
【００１９】
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４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。
【００２０】
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４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。
【００２１】
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４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。
【００２２】
次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。
実施例１におけるハイブリッド車両の制御系は、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、高電圧バッテリ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、昇圧DC/DCコンバータ１３と、から構成されている。
【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、高電圧バッテリ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、昇圧DC/DCコンバータ１３を介して力行時に放電し回生時に充電する高電圧バッテリ４が接続されている。尚、昇圧DC/DCコンバータ１３の採用により、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に対し高電圧で電力を供給することが可能となり、少ない電流での電力供給を可能とし、高効率化を図っている。
【００２６】
前記油圧制御装置５は、両オイルポンプOP1,OP2の少なくとも一方からの油圧供給を受け、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】
ABS/TCSコントローラ２０は、車輪速センサ１８から４輪各輪の車輪速を入力し、ブレーキユニット１７及び統合コントローラ６に対し制御信号を出力する。ABS/TCSコントローラ２０には、疑似車体速を演算する疑似車体速演算部と、疑似車体速と各車輪速とを比較し、車輪のスリップ状態を検出するスリップ状態検出部と、ABS制御部と、TCS制御部を有する。
【００２８】
ABS制御部では、運転者のブレーキペダル操作により車輪と路面との間にスリップ状態が検出されたとき、ブレーキユニット１７に設けられた増減圧バルブを開閉制御し、ホイルシリンダ内のブレーキ液圧を制御することで所望のスリップ状態を達成するABS制御部を有する。尚、ブレーキ液の油圧により制動力を得る場合について説明したが、モータ駆動によりブレーキパッドの位置制御を行うことで制動力を発生する電動式ブレーキを採用しても良く、特に限定しない。
【００２９】
TCS制御部では、運転者のアクセルペダル操作により車輪と路面との間にスリップ状態が検出されたとき、統合コントローラ６及びエンジンコントローラ１を介してエンジンＥのトルクダウン制御を実行し、所望のスリップ状態を達成するTCS制御部を有する。尚、トルクダウン制御としては、エンジンＥの出力トルクを制御する例を示したが、エンジンクラッチECの締結力制御により入力されるトルクを制限しても良いし、各輪に設けられたブレーキキャリパによって制動力を発生させ、所望のスリップ状態を達成するようにしてもよく、特に限定しない。
【００３０】
前記統合コントローラ６は、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からのエンジン入力回転速度ωinと、ABS/TCSコントローラ１６からのABS制御情報、TCS制御情報等の情報を入力し、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。
【００３１】
なお、統合コントローラ６とエンジンコントローラ１、統合コントローラ６とモータコントローラ２、及び統合コントローラ６とABS/TCSコントローラ２０とは、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線１４，１５，１６により接続されている。
【００３２】
次に、ハイブリッド車両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。
【００３３】
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モード（以下、「HEVモード」という。）とに分けられる。
【００３４】
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。
【００３５】
尚、Low-iVTモード，High-iVTモードを自由変速比モードと定義し、Lowモード，2ndモード，Highモードを固定変速比モードと定義する。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
そして、前記「１０の走行モード」のモード遷移制御は、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５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５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。
【００４３】
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６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。
【００４４】
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両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、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両としての走行モードを達成する。つまり、実施例１は、パラレルにシリーズを組み合わせたハイブリッド車両として構成される。
【００４５】
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６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６に示すON/OFF作動表にしたがって行われる。
【００４６】
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。
【００４７】
（車両停止状態からのエンジン始動制御について）
次に、実施例１の車両停止状態からのエンジン始動制御処理について説明する。ここで、エンジン始動には、下記に示す複数の始動方法が考えられるため、それぞれについて説明する。
【００４８】
〔Low-iVTモードを用いたエンジン始動〕
図７はLow-iVTモードを用いたエンジン始動方法を表す共線図である。車両停止状態では、全ての回転要素が停止している。この状態で、Low-iVTモードを達成する締結要素であるエンジンクラッチECと、ローブレーキLBと、モータジェネレータクラッチMGCとを締結し、この状態でエンジン始動を開始する。
【００４９】
ステップ１において、第１モータジェネレータMG1に上向きのトルクを作用させ、第２モータジェネレータMG2に上向きのトルクを作用させる。このとき、剛体レバーには、各モータジェネレータトルクに加え、エンジンフリクションが作用する。
【００５０】
ステップ２において、出力軸OUTは固定されているため、出力軸OUTを中心に剛体レバーが回動する。このとき、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に低回転においてトルクを発生させる。すると、ステップ３に示すように、エンジン回転数が徐々に引き上げられ、ステップ４において、エンジンEが始動する。
【００５１】
図１１は、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トルクMG2の効率の変遷を表す図である。図１１中、○がLow-iVTモードにおける第１モータジェネレータMG1の効率を表し、●がLow-iVTモードにおける第２モータジェネレータMG2の効率を表す。図１１中、○は回転数０から比較的高いトルクが要求され、また、エンジン始動直前までさほど回転数が上昇しないため、第１モータジェネレータMG1の効率は６０％弱である。同様に、●は回転数０から第１モータジェネレータMG1よりは小さいトルクが要求されているものの、やはり、効率が高くなる回転数に至っておらず、第２モータジェネレータMG2の効率は７０％弱である。
【００５２】
以上のことから、Low-iVTモードを用いて車両停止状態からエンジン始動した場合には、各モータジェネレータ効率が７０％弱で駆動されることが分かる。また、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のトルクバランスがエンジン始動に伴って変動すると、その変動は出力軸OUTに伝達される可能性があり、好ましくない。
【００５３】
〔High-iVTモードを用いたエンジン始動〕
図８はHigh-iVTモードを用いたエンジン始動方法を表す共線図である。車両停止状態では、全ての回転要素が停止している。この状態で、High-iVTモードを達成する締結要素であるエンジンクラッチECと、ハイクラッチHCと、モータジェネレータクラッチMGCとを締結し、この状態でエンジン始動を開始する。
【００５４】
ステップ１において、第１モータジェネレータMG1に上向きのトルクを作用させ、第２モータジェネレータMG2に上向きのトルクを作用させる。このとき、剛体レバーには、各モータジェネレータトルクに加え、エンジンフリクションが作用する。
【００５５】
ステップ２において、出力軸OUTは固定されているため、出力軸OUTを中心に剛体レバーが回動する。このとき、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に低回転においてトルクを発生させる。すると、ステップ３に示すように、エンジン回転数が徐々に引き上げられ、ステップ４において、エンジンEが始動する。
【００５６】
図１１は、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トルクMG2の効率の変遷を表す図である。図１１中、△がHigh-iVTモードにおける第１モータジェネレータMG1の効率を表し、▲がHigh-iVTモードにおける第２モータジェネレータMG2の効率を表す。図１１中、△（○と重なっている位置）は回転数０から比較的高いトルクが要求され、また、エンジン始動直前までさほど回転数が上昇しないため、第１モータジェネレータMG1の効率は６０％強である。同様に、▲は回転数０から第１モータジェネレータMG1よりは小さいトルクが要求されているものの、やはり、効率が高くなる回転数に至っておらず、第２モータジェネレータMG2の効率は６０％強である。
【００５７】
以上のことから、High-iVTモードを用いて車両停止状態からエンジン始動した場合には、各モータジェネレータ効率が６０％強で駆動されることが分かる。また、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のトルクバランスがエンジン始動に伴って変動すると、その変動は出力軸OUTに伝達される可能性があり、好ましくない。
【００５８】
〔S-Lowモードを用いたエンジン始動〕
図９はS-Lowモードを用いたエンジン始動方法を表す共線図である。車両停止状態では、全ての回転要素が停止している。この状態で、S-Lowモードを達成する締結要素であるローブレーキLBと、ハイローブレーキHLBと、シリーズクラッチSCとを締結し、この状態でエンジン始動を開始する。
【００５９】
ステップ１において、第１モータジェネレータMG1に上向きのトルクを作用させる。このとき、第２モータジェネレータMG2にトルクを発生させる必要はない。すなわち第１モータジェネレータMG1のみを用いてエンジンEを始動するため、第１モータジェネレータMG1には、エンジンフリクションが直接作用する。
【００６０】
ステップ２において、第１モータジェネレータMG1に低回転においてトルクを発生させる。すると、ステップ３に示すように、エンジン回転数が徐々に引き上げられ、ステップ４において、エンジンEが始動する。
【００６１】
図１１は、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トルクMG2の効率の変遷を表す図である。図１１中、□がHigh-iVTモードにおける第１モータジェネレータMG1の効率を表し、■がHigh-iVTモードにおける第２モータジェネレータMG2の効率を表す。図１１中、□は回転数０からかなり高いトルクが要求され、また、エンジン始動直前までさほど回転数が上昇しないため、第１モータジェネレータMG1の効率は６０％弱である。また、Low-iVTモードやHigh-iVTモードのように減速比を介してエンジンEと接続されておらず、直接エンジンEと接続されているため、発生させるべきトルクが非常に高い。
【００６２】
以上のことから、S-Lowモードを用いて車両停止状態からエンジン始動した場合には、第１モータジェネレータ効率が６０％弱で駆動されることが分かる。しかも、１つのモータジェネレータによってエンジン始動するため、１つのモータジェネレータにかかる負担が大きい。
【００６３】
〔非動力伝達状態を用いたエンジン始動〕
図１０は非動力伝達状態を用いたエンジン始動方法を表す共線図である。車両停止状態では、全ての回転要素が停止している。この状態で、非動力伝達状態を達成する締結要素であるエンジンクラッチECと、モータジェネレータクラッチMGCのみ締結し、これ以外の締結要素は解放した状態でエンジン始動を開始する。
【００６４】
ステップ１において、第１モータジェネレータMG1に上向きのトルクを正回転で発生させ、一方、第２モータジェネレータMG2には上向きのトルクを負回転で発生させる。エンジンフリクションにより剛体レバーはエンジンEを停止した状態を維持して回動し、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には自身のイナーシャ程度が作用するのみであり、小さなトルクを発生させればよい。
【００６５】
このとき、上述したLow-iVTモードやHigh-iVTモードでは、ローブレーキLBやハイクラッチHCの締結により剛体レバーの自由度が低く、出力軸OUTの回転数を０にすると、必ずエンジンEの回転数を引き上げながらトルクを発生させなければならなかった。これに対し、非動力伝達状態を用いた場合は、ローブレーキLBやハイクラッチHCを締結しておらず、剛体レバーの自由度が高いため、出力軸OUTを停止した状態を維持し、更にエンジンEの回転数を停止しつつ、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の回転数を自由に選択することが可能である。
【００６６】
ステップ２において、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が高い効率を確保可能な回転数に到達すると、トルクを発生させる。すると、ステップ３に示すように、エンジン回転数が徐々に引き上げられ、ステップ４において、エンジンEが始動する。尚、各モータジェネレータには回転数の規制がかかっていないため、エンジン始動中にあっても適宜効率のよい動作点を選択しながら駆動する。
【００６７】
図１１は、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トルクMG2の効率の変遷を表す図である。図１１中、☆が非動力伝達状態における第１モータジェネレータMG1の効率を表し、★が非動力伝達状態における第２モータジェネレータMG2の効率を表す。図１１中、☆は要求されるトルクはLow-iVTモードやHigh-iVTモードで必要なトルクと変わらないものの、回転数が高い状態で発生させるため、効率は８０％強確保できる。同様に、★についても要求されるトルクはLow-iVTモードやHigh-iVTモードで必要なトルクと変わらないものの、回転数が高い状態で発生させるため、効率は８０％強確保できる。
【００６８】
以上のことから、非動力伝達状態を用いて車両停止状態からエンジン始動した場合には、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の効率が８０％強で駆動されることが分かる。
【００６９】
上述したように、車両停止状態からエンジン始動する場合、Low-iVTモード，High-iVTモード，S-Lowモード及び非動力伝達状態のいずれかからエンジン始動は可能である。しかしながら、剛体レバーの自由度が低いモードでは０回転からトルクを発生させる必要があり、効率を向上することができない。これに対し、剛体レバーの自由度が高い非動力伝達状態からのエンジン始動では、最もモータジェネレータ効率を高い状態でエンジン始動することができる。
【００７０】
以上説明したように、実施例１のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置にあっては、下記に列挙する作用効果を得ることができる。
【００７１】
(1)モータジェネレータクラッチMGCとエンジンクラッチECを締結し、それ以外の締結要素は解放し、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によりエンジンEを始動することとした。よって、出力軸OUTの回転数、すなわち車速に依存することなく第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の回転数を選択することが可能となり、効率の低下を抑制することができる。また、エンジン始動時の各モータジェネレータトルク及びエンジンEのフリクショントルクが出力軸に伝達されないため、違和感を与えることなくエンジンを始動することができる。
【００７２】
（2）エンジンEを停止したまま第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の回転数を所定回転数以上に上昇させ、その後、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のトルクによりエンジンの回転数を上昇させ、エンジンを始動することとした。よって、エンジン始動時に効率の高い動作点に移動してトルクを発生させることが可能となり、エンジン始動時の要求電力を少なくし、また、バッテリの電圧低下を緩和することができる。
【００７３】
（3）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の効率が高い動作点を選択しながらエンジンEを始動することとした。よって、極寒時などの条件でバッテリの出力が低下しているような場合であっても、バッテリ出力を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施例１のハイブリッド車両を示す全体システム図である。
【図２】実施例１のハイブリッド車両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のハイブリッド車両においてハイブリッドモードでの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のハイブリッド車両において各係合要素との関係を示す共線図である。
【図５】実施例１のハイブリッド車両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６】実施例１のハイブリッド車両において「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７】実施例１のLow-iVTモードを用いたエンジン始動を表す共線図である。
【図８】実施例１のHigh-iVTモードを用いたエンジン始動を表す共線図である。
【図９】実施例１のS-Lowモードを用いたエンジン始動を表す共線図である。
【図１０】実施例１の非動力伝達状態を用いたエンジン始動を表す共線図である。
【図１１】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トルクMG2の効率の変遷を表す図である。
【符号の説明】
【００７５】
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  出力軸
PG1  第１遊星歯車
PG2  第２遊星歯車
PG3  第３遊星歯車
LB  ローブレーキ
HC  ハイクラッチ
HLB  ハイローブレーキ
EC  エンジンクラッチ
MGC  モータジェネレータクラッチ
SC  シリーズクラッチ
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
【図１】
2007069843.tif 000003
【図２】
2007069843.tif 000004
【図３】
2007069843.tif 000005
【図４】
2007069843.tif 000006
【図５】
2007069843.tif 000007
【図６】
2007069843.tif 000008
【図７】
2007069843.tif 000009
【図８】
2007069843.tif 000010
【図９】
2007069843.tif 000011
【図１０】
2007069843.tif 000012
【図１１】
2007069843.tif 000013