JP2004194431A - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動軸に作用する反力としてのトルクを接続手段を介して電動機から出力されるトルクによりキャンセルしながら内燃機関を始動する自動車における内燃機関の始動をスムースに迅速に行なう。
【解決手段】エンジン２２を始動する際、クラッチＣＬの係合完了が判定されるまでは、緩やかに大きくなるようトルクをモータＭＧ１から出力し、クラッチＣＬの係合完了が判定されたときから、急激に大きくなるようトルクをモータＭＧ１から出力してエンジン２２を始動すると共にモータＭＧ１からの出力に伴ってリングギヤ軸３２ａに作用する反力としてのトルクをモータＭＧ２からのトルクによってキャンセルする。この結果、エンジン２２を迅速にスムースに始動することができると共にトルクショックが生じるなどの不都合を抑止することができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、内燃機関と電動機からの動力により走行可能なハイブリッド自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のハイブリッド自動車としては、プラネタリギヤを介してエンジンと第１電動機とから走行用の動力を駆動軸に出力すると共に、この駆動軸に第２電動機から走行用の動力を出力するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、第１電動機によりエンジンをクランキングする際に駆動軸に発生する反力としてのトルクを第２電動機からの出力トルクによりキャンセルし、エンジン始動時におけるトルクショックを低減している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３２４６０７号公報（第１項、第３項、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうしたハイブリッド自動車では、第２電動機が直接駆動軸に接続されていることが前提であるため、第２電動機がクラッチを介して駆動軸に接続されている場合には同様のエンジンの始動制御を行なうことができない。即ち、クラッチの状態に応じてエンジンの始動制御を行なう必要がある。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車は、駆動軸に作用する反力としてのトルクを接続手段を介して電動機から出力されるトルクによりキャンセルしながら内燃機関を始動する自動車における内燃機関の始動をスムースに迅速に行なうことを目的の一つとする。また、本発明のハイブリッド自動車は、こうした内燃機関の始動の際に生じ得るトルクショックを低減することを目的の一つとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明のハイブリッド自動車は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のハイブリッド自動車は、
内燃機関と電動機からの動力により走行可能なハイブリッド自動車であって、
車軸に接続された駆動軸に反力としてのトルクの出力を伴って前記内燃機関を始動する始動手段と、
前記駆動軸と前記電動機の回転軸との接続および接続の解除を行なう接続手段と、
該接続手段により前記駆動軸と前記回転軸との接続が解除されている状態で前記内燃機関の始動の指示がなされたとき、前記駆動軸と前記回転軸とが接続されるよう前記接続手段を制御すると共に前記内燃機関の出力軸に第１のトルクが作用した後に該第１のトルクより大きな第２のトルクが作用して該内燃機関が始動するよう前記始動手段を制御し、前記駆動軸に反力として作用するトルクが略キャンセルされるよう前記電動機を駆動制御する始動時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明のハイブリッド自動車では、接続手段により駆動軸と回転軸との接続が解除されている状態で内燃機関の始動の指示がなされたときには、駆動軸と回転軸とが接続されるよう接続手段を制御すると共に内燃機関の出力軸に第１のトルクが作用した後にこの第１のトルクより大きな第２のトルクが作用して内燃機関が始動するよう始動手段を制御し、駆動軸に反力として作用するトルクが略キャンセルされるよう電動機を駆動制御する。この結果、内燃機関の始動をスムースに行うことができると共に内燃機関の始動時に生じ得るトルクショックを低減することができる。ここで、電動機は接続手段を介して駆動軸に接続されていればよく、電動機の動力を変速して駆動軸に伝達する変速手段を備えるものとしてもよい。
【０００９】
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記第１のトルクは、時間の経過に伴って第１の傾きで大きくなるトルクであり、前記第２のトルクは、所定のトルクに至るまでは時間の経過に伴って前記第１の傾きよりも大きな第２の傾きで大きくなるトルクであるものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記始動時制御手段は、前記接続手段による接続の完了が判定または推定されるまでは前記内燃機関の出力軸に前記第１のトルクが作用し、前記接続手段による接続の完了が判定または推定された後に前記内燃機関の出力軸に前記第２のトルクが作用するよう前記始動手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、迅速に内燃機関を始動することができる。この態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記駆動軸の回転数と前記電動機の回転軸の回転数との偏差に基づいて前記接続手段による接続の完了を判定する接続完了判定手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸の回転数と電動機の回転軸の回転数とにより接続手段による接続の完了をより正確に判定することができる。
【００１１】
本発明のハイブリッド自動車において、前記始動手段は、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に伝達可能な伝達手段を備えるものとすることもできる。この態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記始動手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸とに接続され該３軸のいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力可能な第２の電動機とを備える手段であるものとすることもできるし、前記内燃機関の出力軸に接続された第１のロータと前記駆動軸に接続された第２のロータとを有し、電力の入出力を伴って該第１のロータと該第２のロータとで動力の授受を行なう対ロータ電動機であるものとすることもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、クラッチＣＬおよび減速機６０を介して動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ２と、車両の駆動系全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００１３】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００１４】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２には減速機６０およびクラッチＣＬを介してモータＭＧ２がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２に出力する。リングギヤ３２は、ベルト３６，ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して車両前輪の駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続されている。したがって、リングギヤ３２に出力された動力は、ベルト３６，ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力されることになる。なお、駆動系として見たときの動力分配統合機構３０に接続される３軸は、キャリア３４に接続されたエンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６，サンギヤ３１に接続されモータＭＧ１の回転軸となるサンギヤ軸３１ａおよびリングギヤ３２に接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとなる。
【００１５】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、共に発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２の一方で発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２から生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１とモータＭＧ２とにより電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、共にモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンによりモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００１６】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば，バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【００１７】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、スタートスイッチ８０からのスタート信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量に対応したアクセル開度Ａｄｒｖを検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｄｒｖ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ、リングギヤ軸３２ａに取り付けられた回転数センサからのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、クラッチＣＬの図示しないアクチュエータへの駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００１８】
次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にエンジン２２を始動する際の動作について説明する。図２は、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンはエンジン２２の始動指示がなされたときに実行される。
【００１９】
始動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、クラッチＣＬの状態を読み込み（ステップＳ１００）、クラッチＣＬが係合状態にあるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１０２）。クラッチＣＬが係合状態にあるときには、従来技術の欄で説明したように、モータＭＧ１からクランキングに必要なトルクを出力すると共にこのクランキングに伴ってリングギヤ軸３２ａに出力される反力としてのトルクをキャンセルするようにモータＭＧ２からトルクを出力してエンジン２２を始動する通常の始動制御によってエンジン２２を始動して（ステップＳ１０４）、始動制御ルーチンを終了する。なお、この通常の始動制御については、本発明の中核をなさないから、これ以上の説明は省略する。
【００２０】
一方、クラッチＣＬが係合状態にないときには、クラッチＣＬに係合を指示し（ステップＳ１０６）、エンジン２２が完爆するまで以下のステップＳ１０８ないしＳ１２８の処理を繰り返し実行する。即ち、まず、クラッチＣＬの係合完了を判定する処理を実行して（ステップＳ１０８）、クラッチＣＬの係合完了を判定する（ステップＳ１１０）。ここで、クラッチＣＬの係合完了の判定処理としては、クラッチＣＬの状態を物理的に検出して行なうものとしてもよいし、実験などにより求めたクラッチＣＬに係合指示してから係合が完全に完了するまでの時間を経過したか否かにより行なうものとしてもよいし、その他の手法により行なうものとしてもよい。実施例では、クラッチＣＬの状態を物理的に検出して行なうものとして、図３に例示する係合完了判定処理により行なった。この処理では、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊と回転軸４８の回転数Ｎｍ２，リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとを読み込み（ステップＳ２００）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として値０でない値が設定されているか否かを閾値Ｔｒｅｆを用いて判定すると共に（ステップＳ２０２）、モータＭＧ２の回転軸４８とリングギヤ軸３２ａとが減速機６０のギヤ比ｇをもって回転しているかを回転軸４８の回転数Ｎｍ２を減速機６０のギヤ比ｇで割った値とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとの偏差と閾値Ｎｒｅｆとを用いて判定し（ステップＳ２０４）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に値が設定されていると共にモータＭＧ２の回転軸４８とリングギヤ軸３２ａとが減速機６０のギヤ比ｇをもって回転していると判定されたときにクラッチＣＬの係合完了と判定し（テップＳ２０６）、そうでないときには係合未完了と判定する（ステップＳ２０８）。実施例では、後述するように、クラッチＣＬの係合指示と同時に、モータＭＧ２に対して、クランキングトルクＴｃをモータＭＧ１から出力したときにリングギヤ軸３２ａに反力として作用するトルクを丁度キャンセルするトルクを計算してトルク指令Ｔｍ２＊として設定して制御する。したがって、クラッチＣＬの係合が完了するまでは、モータＭＧ２の回転軸４８は空回りをしており、クラッチＣＬの係合が完了すると、回転軸４８はギヤ比ｇをもってリングギヤ軸３２ａの回転に伴って回転する。実施例における係合完了判定は、この関係に基づいて判定するのである。
【００２１】
クラッチＣＬの係合指示を出力した直後の係合完了判定処理では、モータＭＧ２にはトルク指令Ｔｍ２＊が設定されていないから、係合未完了と判定される。このようにクラッチＣＬの係合が未完了と判定されると、クランキングトルクＴｃに増加トルクΔＴ１を加えて新たなクランキングトルクＴｃを計算する共に（ステップＳ１１２）、クランキングトルクＴｃが最大トルクＴｍａｘ１以下となるよう制限する（ステップＳ１１４，Ｓ１１６）。ここで、増加トルクΔＴ１は、クランキングトルクＴｃを徐々にゆっくり大きくするよう設定されており、最大トルクＴｍａｘ１は、このトルクをモータＭＧ１から作用させることに伴ってリングギヤ軸３２ａに反力として作用するトルクでは車両を移動させることができないトルクとして設定されている。なお、実施例では、クランキングトルクＴｃには初期値として値０が設定されているから、クラッチＣＬの係合指示を出力した直後ではクランキングトルクＴｃには増加トルクΔＴ１が設定される。そして、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にクランキングトルクＴｃを設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊にモータＭＧ１からクランキングトルクＴｃを出力したときにリングギヤ軸３２ａに反力として作用するトルクをキャンセル可能なトルクを次式（１）により計算して設定する（ステップＳ１２４）。ここで、式（１）中、ｇは減速機６０のギヤ比であり、ρは動力分配統合機構３０のギヤ比（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）である。
【００２２】
【数１】
Ｔｍ２＊＝Ｔｃ／（ｇ・ρ） （１）
【００２３】
そして、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊のトルクがモータＭＧ１，ＭＧ２から出力されるようトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に出力し（ステップＳ１２６）、エンジン２２が完爆したか否かを判定し（ステップＳ１２８）、エンジン２２が完爆していないときには、ステップＳ１０８のクラッチＣＬの係合完了判定処理に戻る。したがって、クラッチＣＬの係合完了が判定されるまでは、こうしたステップＳ１０８〜Ｓ１１６，Ｓ１２４〜Ｓ１２８の処理が繰り返され、これらの処理が繰り返される毎に増加トルクΔＴ１だけ大きなクランキングトルクＴｃがモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定されると共に上述した式（１）で計算されるトルクがモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定されて駆動され、これによりエンジン２２のクランクシャフト２６には次式（２）で計算されるトルクＴｅが作用すると共にリングギヤ軸３２ａには式（３）により計算されるトルクＴｒが作用し、モータＭＧ２は回転軸４８を回転駆動させる。なお、上述したように最大トルクＴｍａｘ１はこのトルクをモータＭＧ１から作用させることに伴ってリングギヤ軸３２ａに反力として作用するトルクでは車両を移動させることができないトルクとして設定されているから、車両は移動しない。
【００２４】
【数２】
Ｔｅ＝（１＋ρ）・Ｔｃ／ρ （２）
Ｔｒ＝Ｔｃ／ρ （３）
【００２５】
ステップＳ１０８のクラッチＣＬの係合完了判定処理でも説明したが、上述の繰り返し処理の最中は、モータＭＧ２の回転軸４８は何ら負荷が作用しない状態となるから、空回りすることになる。クラッチＣＬの係合が開始すると、この回転軸４８には負荷が作用して回転が抑えられるようになる。回転軸４８の回転が抑えられて減速機６０のギヤ比ｇで割った値とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとの偏差が閾値Ｎｒｅｆ未満になると（図３のステップＳ２０４参照）、クラッチＣＬの係合完了が判定される。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車両が移動していないため、値０であるが、若干の値を持つこともある。
【００２６】
こうしてクラッチＣＬの係合完了が判定されると、クランキングトルクＴｃに増加トルクΔＴ１より大きな増加トルクΔＴ２を加えて新たなクランキングトルクＴｃを計算すると共に（ステップＳ１１８）、クランキングトルクＴｃが最大トルクＴｍａｘ２以下となるよう制限する（ステップＳ１２０，Ｓ１２２）。ここで、増加トルクΔＴ２は、モータＭＧ１とモータＭＧ２とから同時にトルクを出力してもトルクショックが生じないかトルクショックが生じても許容できる範囲となるトルクの増加量として設定されており、最大トルクＴｍａｘ２は、エンジン２２をクランキングするのに十分なトルクをクランクシャフト２６に作用させることができるトルクとして設定されている。そして、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をータＥＣＵ４０に出力し（ステップＳ１２６）、エンジン２２が完爆したか否かを判定し（ステップＳ１２８）、エンジン２２が完爆していないときには、ステップＳ１０８のクラッチＣＬの係合完了判定処理に戻り、完爆しているときにはこの始動制御ルーチンを終了する。したがって、クラッチＣＬの係合が完了した後は、ステップＳ１０８，Ｓ１１０，Ｓ１１８〜Ｓ１２８の処理が繰り返され、これらの処理が繰り返される毎に増加トルクΔＴ２だけ大きなクランキングトルクＴｃがモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定されると共に上述した式（１）で計算されるトルクがモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定されて駆動され、これによりエンジン２２のクランクシャフト２６には式（２）で計算されるトルクＴｅが作用すると共にリングギヤ軸３２ａには式（３）により計算されるトルクＴｒが作用し、モータＭＧ２からがリングギヤ軸３２ａに作用するトルクＴｒをキャンセルするためのトルクが出力される。この結果、車両は移動することなく、エンジン２２はクランキングされて始動する。
【００２７】
図４は、こうした始動制御ルーチンが実行されたときのクランキングトルクＴｃの変化の様子を示す説明図である。図示するように、クランキングトルクＴｃは、エンジン２２の始動指示がなされた時間ｔ１からゆっくりと大きくなる。このとき、エンジン２２のクランクシャフト２６には上述した式（２）のトルクＴｅが作用することによりエンジン２２のクランキングが開始される。リングギヤ軸３２ａには上述の式（３）のトルクＴｒが作用するが、車両を移動させることができない程度のトルクであるため、車両は移動しない。クランキングトルクＴｃは、クラッチＣＬの係合完了が判定された時間ｔ２から急激に大きくなり、最大トルクＴｍａｘ２に至った時間ｔ３以降はこの最大トルクＴｍａｘ２に固定される。こうしたクランキングトルクＴｃのモータＭＧ１からの出力によりエンジン２２は始動される。このとき、リングギヤ軸３２ａには、クランキングトルクＴｃの作用による反力としてのトルクが作用するが、モータＭＧ２からのトルクによりキャンセルされる。
【００２８】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、クラッチＣＬが係合状態でないときにエンジン２２の始動指示がなされたときには、クラッチＣＬの係合完了が判定されるまでは、小さな増加トルクΔＴ１によって徐々に増加されるクランキングトルクＴｃをモータＭＧ１から出力し、クラッチＣＬの係合完了が判定されたときから、増加トルクΔＴ１により大きな増加トルクΔＴ２によって増加されるクランキングトルクＴｃをモータＭＧ１から出力してエンジン２２を始動することにより、エンジン２２を迅速にスムースに始動することができる。もとより、モータＭＧ１からの出力に伴ってリングギヤ軸３２ａに作用する反力としてのトルクをモータＭＧ２からのトルクによりキャンセルするから、車両が移動したり、トルクショックが生じるといった不都合を抑止することができる。
【００２９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、クランキングトルクＴｃにクラッチＣＬが係合完了するまでは処理が繰り返される毎に増加トルクΔＴ１だけ増加したトルクを設定し、クラッチＣＬが係合完了した後は処理が繰り返される毎に増加トルクΔＴ１より大きな増加トルクΔＴ２だけ増加したトルクを設定したが、クランキングトルクＴｃにクラッチＣＬの係合が完了するまでは最大トルクＴｍａｘ１以下のトルクを設定し、クラッチＣＬが係合完了した後は最大トルクＴａｍｘ２を設定するものとしてもよい。
【００３０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、クラッチＣＬの係合完了の前後に拘わらず、モータＭＧ１からの出力に伴ってリングギヤ軸３２ａに作用するトルクを丁度キャンセルするトルクをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定し、クラッチＣＬの完了をモータＭＧ２の回転軸４８の状態に基づいて判定したが、クラッチＣＬの係合完了の前後に拘わらず、回転軸４８が回転しないようにモータＭＧ２を制御するものとしてもよい。例えば、モータＭＧ２の回転位置検出センサ４４により位置のズレを検出したときにはこのズレを戻す方向のトルクが作用するようモータＭＧ２を制御し、モータＭＧ２からのトルクが所定トルク以上となったときにクラッチＣＬの係合完了を判定するものとすることもできる。こうした制御でも、実施例と同様の効果を奏することができる。
【００３１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２をクラッチＣＬにより減速機６０を介してリングギヤ軸３２ａに接続したが、モータＭＧ２および減速機６０をクラッチＣＬによりリングギヤ軸３２ａと接続するものとしてもよい。また、減速機６０は、変速比を変更可能なものとしてもよく、その場合、有段変速機としても無段変速機としても構わない。また、減速機６０を備えず、モータＭＧ２をクラッチＣＬを介して直接にリングギヤ軸３２ａに接続してもよい。さらに、減速機６０がクラッチＣＬの機能を持っている場合には、減速機６０のクラッチ機能を用いて上述の始動制御ルーチンを行なうものとしてもよい。
【００３２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２と、動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０と駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸（リングギヤ軸３２ａ）とにクラッチを介して接続されたモータＭＧ２とを備えるハイブリッド自動車としたが、エンジンをクランキングする際に駆動軸に発生する反力としてのトルクを駆動軸にクラッチを介して接続されたモータからの出力トルクによりキャンセル可能なハイブリッド自動車であれば如何なるタイプのハイブリッド自動車にも適用することができる。例えば、図５に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ１３２と駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ１３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機１３０を備えるハイブリッド自動車１２０などに適用することもできる。
【００３３】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される係合完了判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】エンジン２２を始動する際のクランキングトルクＴｃの時間的変化の様子を説明する説明図である。
【図５】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３１ａ サンギヤ軸、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３６ ベルト、３７ ギヤ機構、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ 減速機、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０スタートスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、８９ 回転数センサ、１３０ 対ロータ電動機、１３２ インナーロータ、１３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、ＣＬ クラッチ。

Claims (8)

1. 内燃機関と電動機からの動力により走行可能なハイブリッド自動車であって、
   車軸に接続された駆動軸に反力としてのトルクの出力を伴って前記内燃機関を始動する始動手段と、
   前記駆動軸と前記電動機の回転軸との接続および接続の解除を行なう接続手段と、
   該接続手段により前記駆動軸と前記回転軸との接続が解除されている状態で前記内燃機関の始動の指示がなされたとき、前記駆動軸と前記回転軸とが接続されるよう前記接続手段を制御すると共に前記内燃機関の出力軸に第１のトルクが作用した後に該第１のトルクより大きな第２のトルクが作用して該内燃機関が始動するよう前記始動手段を制御し、前記駆動軸に反力として作用するトルクが略キャンセルされるよう前記電動機を駆動制御する始動時制御手段と、
   を備えるハイブリッド自動車。
2. 請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
   前記第１のトルクは、時間の経過に伴って第１の傾きで大きくなるトルクであり、
   前記第２のトルクは、所定のトルクに至るまでは時間の経過に伴って前記第１の傾きよりも大きな第２の傾きで大きくなるトルクである
   ハイブリッド自動車。
3. 前記始動時制御手段は、前記接続手段による接続の完了が判定または推定されるまでは前記内燃機関の出力軸に前記第１のトルクが作用し、前記接続手段による接続の完了が判定または推定された後に前記内燃機関の出力軸に前記第２のトルクが作用するよう前記始動手段を制御する手段である請求項１または２記載のハイブリッド自動車。
4. 前記駆動軸の回転数と前記電動機の回転軸の回転数との偏差に基づいて前記接続手段による接続の完了を判定する接続完了判定手段を備える請求項３記載のハイブリッド自動車。
5. 前記第２電動機の動力を変速して前記駆動軸に伝達する変速手段を備える請求項１ないし４いずれか記載のハイブリッド自動車。
6. 前記始動手段は、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に伝達可能な伝達手段を備える請求項１ないし５いずれか記載のハイブリッド自動車。
7. 前記始動手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸とに接続され該３軸のいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力可能な第２の電動機とを備える手段である請求項６記載のハイブリッド自動車。
8. 前記始動手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１のロータと前記駆動軸に接続された第２のロータとを有し、電力の入出力を伴って該第１のロータと該第２のロータとで動力の授受を行なう対ロータ電動機である請求項６記載のハイブリッド自動車。

Images