(57)【要約】【課題】エンジン起動の応答性を向上させ、これによって車両駆動の効率性を向上させることができるエンジンの始動制御方法を提供する。【解決手段】本発明の実施形態によるハイブリッド車両変速機は、エンジンに連結された第１差動ギヤ装置と、出力要素に連結された第２差動ギヤ装置と、第１差動ギヤ装置に連結された第１モータゼネレータと、第２差動ギヤ装置に連結された第２モータゼネレータと、上記各要素を連結する第１〜第５トルク伝達機構とを含み、  第１差動ギヤ装置の第１部材の速度が、エンジン起動が開始される前に所定の期間の間に第１速度範囲内に減少されることを特徴とするハイブリッド車両変速機及びその指導制御方法を提供する。【選択図】図１
2013224133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに連結され、複数の部材を含む第１差動ギヤ装置と、
前記エンジンと前記第１差動ギヤ装置の第１部材とを選択的に連結する第１トルク伝達機構と、
複数の部材を含み、前記複数の部材は前記第１差動ギヤ装置の第２部材と常時連結された第３部材及び車両の駆動装置に連結された出力要素に連結された第４部材を含む第２差動ギヤ装置と、
前記第１差動ギヤ装置の第５部材に連結された第１モータゼネレータと、
前記第２差動ギヤ装置の前記第３部材に連結された第２モータゼネレータと、
前記第１差動ギヤ装置の、前記第１部材と前記第５部材とを選択的に連結する第２トルク伝達機構と、
前記第１差動ギヤ装置の前記第１部材と、前記第２差動ギヤ装置の第６部材と、を選択的に連結する第３トルク伝達機構と、
前記第１差動ギヤ装置の前記第５部材に連結されて前記第５部材の回転を拘束する第４トルク伝達機構と、
前記第２差動ギヤ装置の前記第６部材に連結されて前記第６部材の回転を拘束する第５トルク伝達機構と、
を含み、
前記第１差動ギヤ装置の前記第１部材の速度が、エンジン起動が開始される前から所定の期間の間、第１速度範囲内に減速されることを特徴とするハイブリッド車両変速機。
【請求項２】
前記所定の期間は、前記エンジンがスタータにより駆動されている期間であることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両変速機。
【請求項３】
前記第１速度範囲は、前記第１モータゼネレータと前記第２モータゼネレータとのそれぞれの速度限界内で、前記エンジンの回転速度よりも速い範囲に決定されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両変速機。
【請求項４】
前記第１速度範囲は、前記エンジン速度よりも大きい値と、前記第１モータゼネレータと前記第２モータゼネレータとのそれぞれの速度限界の値のうちの、小さい方の値よりも小さい値と、の範囲内であることを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両変速機。
【請求項５】
前記所定の期間は、ハイブリッド車両の電気車モードの低速走行期間から、エンジン起動後の動力分岐モードの高速走行期間へ進行するまでの変換期間であることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両変速機。
【請求項６】
前記第１部材の速度は、前記第１モータゼネレータの速度制御を通じて決定されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両変速機。
【請求項７】
前記第１差動ギヤ装置及び前記第２差動ギヤ装置は、それぞれ遊星ギヤ装置で構成され、
前記第１差動ギヤ装置の前記第１部材、前記第２部材、及び前記第５部材は、それぞれ第１キャリア、第１サンギヤ、及び第１リングギヤで構成され、
前記第２差動ギヤ装置の前記第３部材、前記第４部材、及び前記第６部材は、それぞれ第２サンギヤ、第２キャリア、及び第２リングギヤで構成されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両変速機。
【請求項８】
前記第１トルク伝達機構、前記第２トルク伝達機構、及び前記第３トルク伝達機構は、それぞれ互いに相対回転が可能な部材の間を選択的に連結または遮断することができるエンジンクラッチ、第１クラッチ、第２クラッチで構成され、
前記第４トルク伝達機構と前記第５トルク伝達機構のそれぞれは、連結された部材の回転を制限する第１ブレーキと第２ブレーキとで構成されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両変速機。
【請求項９】
エンジンと、
少なくとも二つ以上のモータゼネレータと少なくとも一つ以上の差動ギヤ装置を含み、入力軸速度を前記少なくとも二つ以上のモータゼネレータにより制御するハイブリッド車両変速機と、
前記エンジンと変速機の入力軸との間に位置して連結するトルク伝達機構と、
前記エンジンと連結されてエンジンの始動を開始するスタータと、
を含むハイブリッド車両の始動制御方法において、
前記エンジンの動力が要求されない場合に、前記トルク伝達機構の結合要素を解除し、前記少なくとも二つ以上のモータゼネレータの運転効率に応じて前記変速機の入力軸速度を決定する段階と、
前記エンジンの動力が要求される場合に、前記スタータでエンジンを始動し、前記トルク伝達機構の結合要素を締結するための所定の速度範囲に前記変速機の入力軸速度を調整し、前記トルク伝達機構の結合要素が締結された以降はエンジン速度及び前記少なくとも二つ以上のモータゼネレータの運転効率に応じて前記変速機の入力軸速度を決定する段階と、
を含むことを特徴とするハイブリッド車両の始動制御方法。
【請求項１０】
ハイブリッド車両変速機の入力情報を前記ハイブリッド車両変速機に伝達し、前記エンジンの動力が必要であるか否か問い合わせる段階をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のハイブリッド車両の始動制御方法。
【請求項１１】
前記ハイブリッド車両変速機の入力情報は、エンジンの起動要求情報、変速機の出力要素の速度、各構成要素の要求トルク量、第１モータゼネレータと第２モータゼネレータの温度、第１モータゼネレータの速度、第２モータゼネレータの速度、前記エンジンの速度、バッテリーの残存容量、及びエンジンクラッチの締結に対する情報を含むことを特徴とする請求項１０に記載のハイブリッド車両の始動制御方法。
【請求項１２】
前記所定の速度範囲は、前記エンジンの速度限界と前記変速機のモータゼネレータの速度限界との間の範囲であることを特徴とする請求項９に記載のハイブリッド車両の始動制御方法。
【請求項１３】
前記所定の速度範囲に調整された変速機の入力軸速度は、前記エンジンの最大速度に近い速度に制御されることによって、前記エンジンの始動応答時間が短縮されることを特徴とする請求項９に記載のハイブリッド車両の始動制御方法。
【請求項１４】
前記エンジン動力が要求され、前記変速機の入力軸速度が前記所定の速度範囲に調整された場合に、前記トルク伝達機構の結合要素が締結されたか否かを確認する段階をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のハイブリッド車両の始動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両変速機及び始動制御方法に係り、より詳細には、ハイブリッド車両で電気車モードでの走行時のエンジンの始動応答性が向上したハイブリッド車両変速機及びハイブリッド車両変速機の始動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、エンジンの駆動により発電する発電機、走行用バッテリー（高圧バッテリー）、及び走行用モータなどを備えたハイブリッド車両が実用化されている。
ハイブリッド車両は、エンジンの駆動力と走行用モータの駆動力とを併用して駆動輪を回転駆動させて走行する並列式、エンジンの駆動力により発電した電力により走行用モータを駆動させて走行する直列式、及びこれらを融合させたものがある。
【０００３】
ハイブリッド車両は、エンジン、モータゼネレータ、及び遊星ギヤ装置を組み合わせて構成されたハイブリッド変速機を搭載する。ハイブリッド車両は、主に出発及び低速区間でモータによってのみ駆動する電気車モード走行を行い、以降車両速度が増加すれば変速機をＥＶＴ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）で作動するように変換してエンジンの動力とモータの動力とをより効率的に使用する動力分岐モードで走行する。車両の動力性能をより優秀にするために、既存の変速機のように固定段ギヤ比を使用することができる。このような概念に基づくシステムは、更に、アイドルストップ機能と回生制動の極大化の具現及び車両の燃費、動力性能を改善するようにしている（例えば特許文献１を参照）。
【０００４】
また、ハイブリッド車両は、モータゼネレータのみで駆動されている間は、エンジンによる排気ガスを発生させることがなく、動力分岐モードで走行している間は、エンジンを最適の燃費点で駆動することができるため、燃費改善と排気ガス低減との長所を有する親環境的な自動車技術として認められている。
【０００５】
このようなハイブリッド車両変速機は、簡単な構成で多様な運転モードを実現するようにし、車両の走行状況に応じてその運転モードを変更することによって、効率的に運行することによって、車両の燃費を改善し、加速性能を向上させるなど車両走行性能の向上をもたらすようにすることが好ましい。
【０００６】
しかし、ハイブリッド車両の運転モードは、多様で、随時変動するため、車両の多様な走行モードに応じて機敏に適応しながらエンジン起動の応答性を高めるには困難がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２４１３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記問題点を解決するためなされたものであって、ハイブリッド車両の多様な走行モードに対するエンジン起動の応答性を向上させ、これによって車両駆動の効率性を向上させることができるエンジンの始動制御方法を提供することにその目的がある。
【０００９】
また本発明は、ハイブリッド車両を動力分岐モードで運転する時に、エンジン速度制御によりエンジン起動の応答性が低減する問題を改善し、運転効率を向上させたハイブリッド自動車の変速機を提供することにその目的がある。
【００１０】
なお、本発明が目的とする技術的課題は、上記で言及した技術的課題に制限されず、言及されていない他の技術的課題も、本発明の実施形態に対する記載から当該分野における通常の知識を有する者に明確に理解され得るだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するための本発明によるハイブリッド車両変速機は、エンジンに連結され、複数の部材を含む第１差動ギヤ装置と、エンジンと第１差動ギヤ装置の第１部材とを選択的に連結する第１トルク伝達機構と、複数の部材を含み、複数の部材は第１差動ギヤ装置の第２部材と常時連結された第３部材及び車両の駆動装置に連結された出力要素に連結された第４部材を含む第２差動ギヤ装置と、第１差動ギヤ装置の第５部材に連結された第１モータゼネレータと、第２差動ギヤ装置の第３部材に連結された第２モータゼネレータと、第１差動ギヤ装置の、第１部材と第５部材とを選択的に連結する第２トルク伝達機構と、第１差動ギヤ装置の第１部材と、第２差動ギヤ装置の第６部材と、を選択的に連結する第３トルク伝達機構と、第１差動ギヤ装置の第５部材に連結されて第５部材の回転を拘束する第４トルク伝達機構と、第２差動ギヤ装置の第６部材に連結されて第６部材の回転を拘束する第５トルク伝達機構と、を含み、
第１差動ギヤ装置の第１部材の速度が、エンジン起動が開始される前から所定の期間の間、第１速度範囲内に減速されることを特徴とする。
【００１２】
前記所定の期間は、エンジンがスタータにより駆動されている期間であることを特徴とする。
また、前記第１速度範囲は、第１モータゼネレータと第２モータゼネレータとのそれぞれの速度限界内で、エンジンの回転速度よりも速い範囲に決定されることを特徴とする。
【００１３】
また、前記第１速度範囲は、エンジン速度よりも大きい値と、第１モータゼネレータと第２モータゼネレータとのそれぞれの速度限界の値のうちの、小さい方の値よりも小さい値と、の範囲内であることを特徴とする。
また前記所定の期間は、ハイブリッド車両の電気車モードの低速走行期間から、エンジン起動後の動力分岐モードの高速走行期間へ進行するまでの変換期間であることを特徴とする。
また前記第１部材の速度は、第１モータゼネレータの速度制御を通じて決定されることを特徴とする。
【００１４】
本発明において、第１差動ギヤ装置及び第２差動ギヤ装置は、それぞれ遊星ギヤ装置で構成され、第１差動ギヤ装置の第１部材、第２部材、及び第５部材は、それぞれ第１キャリア、第１サンギヤ、及び第１リングギヤで構成され、第２差動ギヤ装置の第３部材、第４部材、及び第６部材は、それぞれ第２サンギヤ、第２キャリア、及び第２リングギヤで構成されることを特徴とする。
【００１５】
また、前記第１トルク伝達機構、前記第２トルク伝達機構、及び前記第３トルク伝達機構は、それぞれ互いに相対回転が可能な部材の間を選択的に連結または遮断することができるエンジンクラッチ、第１クラッチ、第２クラッチで構成され、第４トルク伝達機構と第５トルク伝達機構のそれぞれは、連結された部材の回転を制限する第１ブレーキと第２ブレーキとで構成されることを特徴とする。
【００１６】
前記目的を達成するための本発明の実施形態によるハイブリッド車両の始動制御方法は、エンジンと、少なくとも二つ以上のモータゼネレータと、少なくとも一つ以上の差動ギヤ装置と、を含み、入力軸速度を少なくとも二つ以上のモータゼネレータにより制御するハイブリッド車両変速機と、エンジンと変速機の入力軸との間に位置して連結するトルク伝達機構と、エンジンと連結されてエンジンの始動を開始するスタータと、を含むハイブリッド車両の始動制御方法において、
エンジンの動力が要求されない場合に、トルク伝達機構の結合要素を解除し、少なくとも二つ以上のモータゼネレータの運転効率に応じて変速機の入力軸速度を決定する段階と、エンジンの動力が要求される場合に、スタータでエンジンを始動し、トルク伝達機構の結合要素を締結するための所定の速度範囲に変速機の入力軸速度を調整し、トルク伝達機構の結合要素が締結された以降はエンジン速度及び少なくとも二つ以上のモータゼネレータの運転効率に応じて変速機の入力軸速度を決定する段階と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、ハイブリッド車両変速機の入力情報をハイブリッド車両変速機に伝達し、エンジンの動力が必要であるか否か問い合わせる段階をさらに含むことを特徴とする。
前記ハイブリッド車両変速機の入力情報は、エンジンの起動要求情報、変速機の出力要素の速度、各構成要素の要求トルク量、第１モータゼネレータと第２モータゼネレータの温度、第１モータゼネレータの速度、第２モータゼネレータの速度、エンジンの速度、バッテリーの残存容量、及びエンジンクラッチの締結に対する情報を含むことを特徴とする。
【００１８】
前記所定の速度範囲は、エンジンの速度限界と変速機のモータゼネレータの速度限界との間の範囲であることを特徴とする。
前記所定の速度範囲に調整された変速機の入力軸速度は、エンジンの最大速度に近い速度に制御されることによって、エンジンの始動応答時間が短縮されることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、エンジン動力が要求され、変速機の入力軸速度が所定の速度範囲に調整された場合に、トルク伝達機構の結合要素が締結されたか否かを確認する段階をさらに含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ハイブリッド車両の多様な走行モードに応じてエンジン起動の応答性が向上し、これによって車両駆動の効率性が改善される効果がある。
また、本発明の始動制御方法を適用したハイブリッド車両変速機を提供することによって、特にハイブリッド車両の動力分岐モードの運転時、ハイブリッド自動車の動力節減の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明によるハイブリッド車両変速機の構成を概略的に示した図面である。
【図２】本発明によるハイブリッド車両変速機の駆動状態を運転モード段階別に示すレバーダイヤグラムである。
【図３】本発明によるハイブリッド車両変速機の駆動状態を運転モード段階別に示すレバーダイヤグラムである。
【図４】本発明によるハイブリッド車両変速機の駆動状態を運転モード段階別に示すレバーダイヤグラムである。
【図５】前記図２乃至図４の運転モード段階別に遂行されるハイブリッド車両変速機の制御流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、添付図面を参照して本発明の実施形態について本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳しく説明する。
本発明は、多様な異なる形態に実現することができ、本発明の実施形態は、ここで説明する実施形態に限定されない。
また、多くの実施形態において、同一な構成を有する構成要素については同一の符号を付して代表的に第１実施形態で説明し、その他の実施形態では第１実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
【００２３】
本発明を明確に説明するために、説明上不要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似する構成要素については同一の参照符号を付した。
明細書全体で、ある部分が他の部分と「連結」されていると記載した場合は、これは「直接的に連結」されている場合のみならず、その中間に他の素子を介して「電気的に連結」されている場合も含む。また、ある部分がある構成要素を「含む」と記載した場合は、これは他に特段の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含むことがきることを意味する。
【００２４】
図１は、本発明によるハイブリッド車両変速機の構成を概略的に示した図面である。
図１に示すように、ハイブリッド車両の変速機は、エンジンＥＮＧＩＮＥに連結される第１差動ギヤ装置１、一方は第１差動ギヤ装置に連結され他方は車両の駆動装置に連結される出力要素ＯＵＴＰＵＴに連結される第２差動ギヤ装置３、出力要素ＯＵＴＰＵＴ、第１モータゼネレータＭＧ１、第２モータゼネレータＭＧ２、及び各構成要素の間に連結されて動力を伝達する複数のトルク伝達機構で構成される。
【００２５】
ここで、エンジンＥＮＧＩＮＥは、スタータＳＴＡＲＴＥＲと連結され、別途のロジックを通じてエンジン起動の要求命令が入力されると、スタータを通じて始動が開始される。
エンジンＥＮＧＩＮＥは、トルク伝達機構（より詳細には第１トルク伝達機構という）を通じて第１差動ギヤ装置（１）の一部材（より詳細には第１部材という）に連結される。ここで第１部材は、ハイブリッド車両の変速機の入力軸である。
【００２６】
第１差動ギヤ装置１は、前記一部材（第１部材）と異なる一部材（第２部材という）を通じて第２差動ギヤ装置３の一部材（第３部材という）に常時連結されている。そして、第２差動ギヤ装置３は、前記一部材（第３部材）と異なる一部材（第４部材という）を通じて出力要素ＯＵＴＰＵＴと連結されている。
【００２７】
そして、ハイブリッド車両変速機は、第１差動ギヤ装置１の一部材（第５部材という）に常時連結された第１モータゼネレータＭＧ１と、第２差動ギヤ装置３の第３部材に常時連結された第２モータゼネレータＭＧ２とを含んで構成される。
【００２８】
また、本発明の変速機は、エンジンＥＮＧＩＮＥに連結された第１差動ギヤ装置１の第１部材と、第１モータゼネレータＭＧ１に連結された第１差動ギヤ装置１の第５部材とを選択的に連結する第２トルク伝達機構と、第１差動ギヤ装置１の第１部材と第２差動ギヤ装置３の残りの一部材（第６部材という）とを選択的に連結する第３トルク伝達機構と、を含む。
【００２９】
そして、第２トルク伝達機構に連結された第１差動ギヤ装置１の第５部材の回転を拘束することができるように第４トルク伝達機構が設けられる。同時に第３トルク伝達機構に連結された第２差動ギヤ装置３の第６部材の回転を拘束することができるように第５トルク伝達機構が設けられる。
【００３０】
第１差動ギヤ装置１は、第１部材、第２部材、及び第５部材を含み、第２差動ギヤ装置３は、第３部材、第４部材、及び第６部材を含む。第１差動ギヤ装置１及び第２差動ギヤ装置３は、それぞれ遊星ギヤ装置からなる。
第１差動ギヤ装置１の第１部材、第２部材、及び第５部材は、それぞれ第１キャリアＣ１、第１サンギヤＳ１、及び第１リングギヤＲ１からなり、第２差動ギヤ装置３の第３部材、第４部材、及び第６部材は、それぞれ第２サンギヤＳ２、第２キャリアＣ２及び第２リングギヤＲ２からなる。
【００３１】
もちろん、第１差動ギヤ装置１及び第２差動ギヤ装置３は、遊星ギヤ装置のみならず、ベベルギヤなどのようなギヤを使用して、一つのギヤの回転速度は常時他の二つのギヤの加重平均速度（ｗｅｉｇｈｔｅｄ  ａｖｅｒａｇｅ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）になるようにする他のギヤ装置でも実現され得る。
【００３２】
一方、エンジンＥＮＧＩＮＥと第１差動ギヤ装置１の第１キャリアＣ１とを連結する第１トルク伝達機構は、互いに相対回転が可能な二つの部材の間を選択的に連結または遮断することができるようにエンジンクラッチＥＣで構成される。
そして、第１差動ギヤ装置１の第１キャリアＣ１と第１リングギヤＲ１とを選択的に連結する第２トルク伝達機構は、互いに相対回転が可能な二つの部材の間を選択的に連結または遮断することができるように第１クラッチＣＬ１で構成される。
【００３３】
第１差動ギヤ装置１の部材のうち、第１モータゼネレータＭＧ１と連結された第１リングギヤＲ１の回転を拘束することができるように第４トルク伝達機構が連結されている。第４トルク伝達機構は、第１ブレーキＢＫ１で構成される。
【００３４】
また、第１差動ギヤ装置１の第１キャリアＣ１と第２差動ギヤ装置３の第２リングギヤＲ２とを選択的に連結する第３トルク伝達機構は、互いに相対回転が可能な二つの部材の間を連結または遮断することができるように第２クラッチＣＬ２で構成される。
第２差動ギヤ装置３の部材のうち、第２リングギヤＲ２の回転を拘束することができるように具備された第５トルク伝達機構は、第２ブレーキＢＫ２で構成される。
【００３５】
図１の実施形態によるハイブリッド車両変速機は、エンジンＥＮＧＩＮＥがエンジンクラッチＥＣを通じて第１キャリアＣ１に連結され、第１キャリアＣ１は、第２クラッチＣＬ２を通じて第２リングギヤＲ２に連結され、第２差動ギヤ装置３の第２キャリアＣ２が出力要素ＯＵＴＰＵＴに連結されている。
【００３６】
図２乃至図４は、本発明によるハイブリッド車両変速機の駆動状態を運転モード段階別に示すレバーダイヤグラムである。
一般にハイブリッド車両の作動モード状態は、トルク伝達機構であるクラッチとブレーキの結合により多様な変速モードの実現が可能である。車両の運転モードは、二つの電気車モードであるＥＶ１とＥＶ２モード、二つの動力分岐モードである入力分岐モードと複合分岐モード、及び３個の固定ギヤ段モードである。ここで、電気車モードであるＥＶ１とＥＶ２モードは、エンジンクラッチの連結を解除した状態の停止モードＥＶ１と低速走行モードＥＶ２である。
【００３７】
ハイブリッド車両の高速走行中に高い運転動力が必要であるか、またはバッテリーが消耗されてエンジン起動が必要な場合は、エンジン始動によりエンジンクラッチが結合されると、エンジン動力を使用して走行するようになる。スタータでエンジンを始動した後、エンジンが自ら速度を制御して差動ギヤ装置に連結されたキャリアと速度を同期化させた後にエンジンクラッチが結合されるが、一般に動力分岐モードの複合分岐運転時にエンジンの目標速度（キャリア回転速度）が非常に高いため速度の同期化に時間が過多にかかるようになる。そうすると、ハイブリッド車両のエンジン起動の応答性が不利になって運転動力の経済性と運転効率性が落ちるという問題が発生する。
【００３８】
したがって、本発明のハイブリッド車両の始動制御方法を利用した変速機は、図２乃至図４のような運転モードに応じて差動ギヤ装置のキャリアの速度決定自由度を利用して、エンジン始動時に、エンジンクラッチの結合が有利な速度にキャリアの速度を制御する技術を提案する。これによって、全体エンジン起動の応答性が速くなってエンジン起動時間が短縮される。
【００３９】
図２乃至図４は、本発明のハイブリッド車両変速機の駆動状態を、多様な運転モードのうち一部運転モードで各構成要素の連結動作と共にレバーダイヤグラムを示したものである。つまり、図２は、電気車モードの低速走行（ＥＶ２）状態の変速機の構成要素の連結動作と各構成要素間のレバーダイヤグラムを示す。そして、図３は、エンジン始動がまだ開始される前にエンジン始動制御モードである状態の変速機構造とレバーダイヤグラムを示し、図４は、エンジン結合後に動力分岐モードの複合分岐モードでの運転時の変速機構造とレバーダイヤグラムを示す。
【００４０】
本発明でレバーダイヤグラムは、車両変速機の各構成要素間の速度とトルク（回転力）の相対的な関係を説明するためのものである。
レバーダイヤグラムの上下関係は速度の大きさに対応し、矢印の長さは当該構成要素に回転のために加えられる力（回転力、トルク）の大きさに対応する。
【００４１】
つまり、レバーダイヤグラムでの横軸（点線表示）は速度が０になる基準線であり、０である横軸点線と遠くなるほど当該構成要素の一方向の速度が増加することを意味する。
また、矢印の長さが長いほど当該構成要素に加えられるトルク量が大きいため、図２乃至図４で出力要素ＯＵＴＰＵＴのトルク量が最も大きいことが分かる。
【００４２】
一方、図２乃至図４を参照すると、出力要素ＯＵＴＰＵＴのトルク量は、各構成要素のトルク量の合計で均衡をなす。つまり、図２と図３で第１モータゼネレータＭＧ１と第２モータゼネレータＭＧ２のトルク量の合計は、出力要素ＯＵＴＰＵＴのトルク量であることが分かる。また、図４で第１モータゼネレータＭＧ１、第２モータゼネレータＭＧ２、及びエンジンＥＮＧのトルク量の合計は、出力要素ＯＵＴＰＵＴのトルク量に対応する。
【００４３】
出力要素ＯＵＴＰＵＴから出力される力（回転力）は、運転モードに応じて両モータゼネレータまたはエンジンの力と均衡をなし、車両の駆動装置に連結されて車両を駆動する。出力要素ＯＵＴＰＵＴは、車両駆動装置と連結されているため、車速とみることができ、出力要素の回転速度は車速で固定的速度に維持される。
【００４４】
以下、図２乃至図４の各運転モード段階別に、本発明の一実施形態による始動制御方法が具現されることを説明する。
図２は、電気車モードの低速走行（ＥＶ２）状態を表したものであって、エンジンクラッチが連結されていない状態で第２ブレーキＢＫ２と共に第２クラッチＣＬ２を締結してエンジンＥＮＧＩＮＥを固定する。図２で締結状態を黒い点で表示した。そこで、図２のレバーダイヤグラムのトルク関係に示されているように、車両駆動装置に連結された出力要素ＯＵＴＰＵＴに伝達される動力が第２モータゼネレータＭＧ２の動力のみならず第１モータゼネレータＭＧ１の動力と均衡をなすようになる。つまり、電気車モードの低速走行（ＥＶ２）状態では、エンジン動力でなく、第２モータゼネレータＭＧ２と第１モータゼネレータＭＧ１の動力で運転が行われる。
【００４５】
この時、エンジンＥＮＧＩＮＥと連結された第１差動ギヤ装置１の第１キャリアＣ１の速度は、第２モータゼネレータＭＧ２と第１モータゼネレータＭＧ１の運転効率が良好であると共に、発熱量が最小になる地点で決定される。つまり、図２で太線で表示された第２モータゼネレータＭＧ２と第１モータゼネレータＭＧ１の運転効率が第１キャリアＣ１の速度に影響を与える変数となる。
【００４６】
図２のレバーダイヤグラムに示されているように、第１キャリアＣ１の速度は相当高いため、運転駆動時にエンジン起動モードが開始されると、第１キャリアＣ１の速度にエンジン目標速度が同期化されるのに相当な時間がかかるようになる。
したがって、図３のようにエンジン始動制御モードで第１キャリアＣ１の速度を相対的に低く制御する。
【００４７】
図３は、エンジン始動制御状態であって、スタータＳＴＡＲＴＥＲによりエンジンＥＮＧＩＮＥが起動される状態を示した。つまり、スタータＳＴＡＲＴＥＲによりエンジンＥＮＧＩＮＥが起動されると、エンジン速度と第１キャリアＣ１の速度の同期化が必要であるが、既存のエンジンの速度制御のみで同期化せず、本発明の始動制御方法では第１キャリアＣ１の速度を低く変更してエンジン速度の同期化をより有利に制御することができる。
【００４８】
この時、第１キャリアＣ１の速度の変更は、第１モータゼネレータＭＧ１の速度変更により可能である。図２の作動モードと比較すると、図３の出力要素ＯＵＴＰＵＴの駆動力は、車両駆動装置と連結されてほとんど速度が固定され、トルク量が一定の状態である。このような状態で第１モータゼネレータＭＧ１の速度制御を通じて同期化に有利な最低速度に第１キャリアＣ１の速度を決定する。第１モータゼネレータＭＧ１の速度が落ちることによってエンジン始動制御モード中には一瞬効率が落ち得るが、短時間にエンジン起動の応答性が向上するため、全体ハイブリッド車両の運転モードでの効率性が増加することができる。
【００４９】
第１キャリアＣ１の速度範囲は、特に所定の水準に限定されないが、第１モータゼネレータＭＧ１と第２モータゼネレータＭＧ２のそれぞれの速度限界（ｓｐｅｅｄ  ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ）内で決定され得る。第１キャリアＣ１の速度は、エンジン速度と最大限近く決定され得る。したがって、エンジン速度が第１キャリアＣ１の速度に同期化される時間を大幅減少させることができる。つまり、第１キャリアＣ１の速度範囲は、エンジン速度と第１モータゼネレータＭＧ１と第２モータゼネレータＭＧ２のそれぞれの速度限界のうち、小さい値の間の範囲内で決定され得る。
【００５０】
図４は、動力分岐モードの一つである複合分岐モードでの変速機連結構造とレバーダイヤグラムを示し、図３のエンジン始動後にエンジンクラッチＥＣが結合されてエンジンＥＮＧＩＮＥの動力が使用されることを示した。
図４は、エンジン始動が行われた高速走行状態を示し、このような高速走行モードは第２クラッチＣＬ２を締結して実現される。図４の複合分岐モードでは黒い点で表示したようにエンジンクラッチＥＣと第２クラッチＣＬ２が締結される。
【００５１】
そうすると、第２クラッチＣＬ２の締結により第１差動ギヤ装置１と第２差動ギヤ装置３とが、図示されているように一つのレバーを形成する。そして、第２モータゼネレータＭＧ２とエンジンＥＮＧＩＮＥとにより駆動が行われ、第１モータゼネレータＭＧ１は発電または動力循環の状態を有するようになる。
そこで、図４のレバーダイヤグラムのように、出力要素ＯＵＴＰＵＴの駆動力は、第１モータゼネレータＭＧ１、第２モータゼネレータＭＧ２、及びエンジンＥＮＧＩＮＥの動力の合計と均衡をなすようになる。
【００５２】
図４の高速走行モードのレバーダイヤグラムを参照すると、第１モータゼネレータＭＧ１の速度は再び上昇する。
図４で第１モータゼネレータＭＧ１、第２モータゼネレータＭＧ２、及びエンジンＥＮＧＩＮＥの運転効率条件を全て考慮するため、高速走行モードで全体車両システムの効率が向上する。この時の第１キャリアＣ１の速度は、バッテリーの残存容量（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ、ＳＯＣ）管理が有利な地点で決定され得る。
【００５３】
図５は、図２乃至図４の運転モード段階別に遂行されるハイブリッド車両変速機の制御流れを示す。つまり、図２乃至図４の段階で進行される運転モード別に制御の順序と共に各モードでの第１キャリアＣ１の速度制御を示す。
本発明の実施形態によるハイブリッド車両変速機に入力される情報は、Ｓ１段階に示されているように、エンジン、トランスミッション、トルク、第１モータゼネレータＭＧ１、第２モータゼネレータＭＧ２、充電状態、エンジンクラッチＥＣに対する情報である。
具体的には、エンジンの起動要求情報、変速機の出力要素ＯＵＴＰＵＴの速度、各構成要素の要求トルク量、第１モータゼネレータＭＧ１と第２モータゼネレータＭＧ２の各温度、第１モータゼネレータＭＧ１の最低速度、第２モータゼネレータＭＧ２の最大速度、エンジンの最低速度、バッテリーの残存容量（ＳＯＣ）、エンジンクラッチの締結情報などである。
【００５４】
ハイブリッド車両変速機関連情報が入力されると、エンジン起動が要求される状況であるか問い合わせる（Ｓ２）。ハイブリッド車両は、制御部の別途のロジックを通じて運転作動状況や車両モニタリング状態に応じて電気車走行モードで進行している途中、エンジン起動が要求される場合、これに対する作動命令を生成して伝達することができる。つまり、車両の運転遂行中に高いパワーが要求されたり、高速走行が必要であったり、またはバッテリーの消耗量が大きくなり充電が要求される時、などの状況で車両制御部の制御命令としてエンジン起動要求命令を出力することができる。
【００５５】
Ｓ２段階の問い合わせ状況でエンジン起動が要求されない場合には、Ｓ４段階へ進行して車両は電気車走行モード（ＥＶ）で駆動される。前述のように電気車走行モード（ＥＶ）は、停止状態または低速走行状態である場合であり、低速走行状態の場合、第１キャリアＣ１の速度は、第１モータゼネレータＭＧ１と第２モータゼネレータＭＧ２の運転効率に応じて決定される。
具体的には、Ｓ４段階での第１キャリアＣ１速度は、Ｓ１で入力された情報のうち、出力要素ＯＵＴＰＵＴの速度、要求トルク量、第１モータゼネレータＭＧ１と第２モータゼネレータＭＧ２との温度が考慮され得る。
【００５６】
第１モータゼネレータＭＧ１と第２モータゼネレータＭＧ２をそれぞれ運転効率がよい条件で駆動することができれば、相対的に車両の燃費を向上させることができる。Ｓ４段階は、図２に示した運転モードに相当する。
Ｓ２段階の問い合わせ状況で、エンジン起動が要求される場合には、Ｓ３段階へ進行してハイブリッド車両変速機のエンジンクラッチＥＣが締結されたか否かを問い合わせる。
【００５７】
エンジンクラッチが締結されておらず、エンジンが第１差動ギヤ装置の第１キャリアＣ１と連結されていない状態であれば、Ｓ５段階のエンジン始動制御モードへ進行する。
Ｓ５段階では、エンジンの起動のためにスタータＳＴＡＲＴＥＲを利用してエンジンの始動を開始する。この時、本発明の始動制御方法により第１差動ギヤ装置の第１キャリアＣ１の速度をエンジン速度との同期化が有利であるように低く制御設定する。この時、第１キャリアＣ１の速度は、前述のように、第１モータゼネレータＭＧ１と第２モータゼネレータＭＧ２のそれぞれの速度限界及びエンジン速度を考慮して決定することができる。
【００５８】
第１モータゼネレータＭＧ１の速度限界は、前記Ｓ１で入力された情報のうち、第１モータゼネレータＭＧ１の最低速度と出力要素ＯＵＴＰＵＴの速度の関数であってもよい。
そして、第２モータゼネレータＭＧ２の速度限界は、前記Ｓ１で入力された情報のうち、第２モータゼネレータＭＧ２の最大速度と出力要素ＯＵＴＰＵＴの速度の関数であってもよい。
【００５９】
前記Ｓ５のエンジン始動制御モードでは、エンジン始動後にエンジンクラッチが締結され（Ｓ６）、エンジンが第１差動ギヤ装置の第１キャリアＣ１に連結される。Ｓ５段階において、第１キャリアＣ１の速度をエンジン速度との同期化が容易になるように低い値に変更したため、エンジンの始動応答性が向上する。
そうすると、Ｓ７段階の動力分岐モードである複合分岐モードで高速走行するようになる。Ｓ７段階の複合分岐モードでの第１キャリアＣ１の速度は、エンジン速度と第１モータゼネレータＭＧ１と第２モータゼネレータＭＧ２の運転効率を考慮して決定される。
【００６０】
上記で参照した図面と、記載された発明の詳細な説明と、は単に本発明の例示的なものに過ぎず、これは単に本発明を説明するための目的で使用されたものであって、意味限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使用されたものではない。したがって、本技術分野の通常の知識を有する者であれば、これから容易に選択して代替することができる。また、当業者は本明細書で説明された構成要素のうちの一部を性能の劣化なしに省略したり性能を改善するために構成要素を追加することができる。更に、当業者は工程環境や装備により本明細書で説明した方法段階の順序を変更することもできる。したがって、本発明の範囲は説明された実施形態でなく特許請求の範囲及びその均等物により決定されなければならない。
【符号の説明】
【００６１】
１          第１差動ギヤ装置
３          第２差動ギヤ装置
ＥＮＧＩＮＥ      エンジン
ＯＵＴＰＵＴ      出力要素
ＭＧ１      第１モータゼネレータ
ＭＧ２      第２モータゼネレータ
Ｓ１        第１サンギヤ
Ｃ１        第１キャリア
Ｒ１        第１リングギヤ
Ｓ２        第２サンギヤ
Ｃ２        第２キャリア
Ｒ２        第２リングギヤ
ＣＬ１      第１クラッチ
ＣＬ２      第２クラッチ
ＢＫ１      第１ブレーキ
ＢＫ２      第２ブレーキ
ＥＣ        エンジンクラッチ
ＢＡＴＴＥＲＹ      バッテリー
ＳＴＡＲＴＥＲ      スタータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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