JP2005315339A - ハイブリッド車のエンジン逆転防止制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジンを停止しての車両停止時、ロールバックの発生の有無にかかわらずエンジンの逆転を防止することで、エンジンの耐久信頼性を向上させることができるハイブリッド車のエンジン逆転防止制御装置を提供すること。
【解決手段】 共線図上に４つ以上の入出力要素が配列される差動装置を有し、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Ｅからの入力を、他方に駆動系統への出力軸OUT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MG1と第２モータジェネレータMG2とを連結した駆動力合成変速機TMを備えたハイブリッド車において、前記エンジンＥと前記差動装置のうちエンジンＥが割り当てられる要素との間にエンジンクラッチECを設け、車速VSPを検出する車速センサ８を設け、前記エンジンＥを停止しての車両停止時、前記エンジンクラッチECを切り離すエンジン逆転防止制御手段を設けた。
【選択図】 図６

Description

本発明は、エンジン回転が出力回転と連れ回りする関係を持つ駆動力合成変速機を備えたハイブリッド車のエンジン逆転防止制御装置に関する。

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る（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３２８０８号公報

しかしながら、上記従来の駆動装置を搭載したハイブリッド車にあっては、共線図上のレバーに４つの入出力要素が配列され、エンジン回転が出力回転と連れ回りする関係を持つため、登坂路での停止時や登坂路停止からの発進時に車両が後退してしまうロールバックが発生して出力回転が逆転すると、この出力回転の逆転に引きずられてエンジン回転も逆転してしまい、エンジンのオイルポンプに不具合が発生する等、エンジン寿命が低下してしまう、という問題がある。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、エンジンを停止しての車両停止時、ロールバックの発生の有無にかかわらずエンジンの逆転を防止することで、エンジンの耐久信頼性を向上させることができるハイブリッド車のエンジン逆転防止制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、共線図上に４つ以上の入出力要素が配列される差動装置を有し、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部材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駆動力合成変速機を備えたハイブリッド車において、
前記エンジンと前記差動装置のうちエンジンが割り当てられる要素との間にエンジンクラッチを設け、
車速を検出する車速検出手段を設け、
前記エンジンを停止しての車両停止時、前記エンジンクラッチを切り離すエンジン逆転防止制御手段を設けた。

よって、本発明のハイブリッド車のエンジン逆転防止制御装置にあっては、エンジン逆転防止制御手段において、エンジンを停止しての車両停止時、エンジンクラッチが切り離される。つまり、エンジンクラッチの切り離しにより、共線図上のエンジンが割り当てられる要素とエンジンとが切り離されることになり、エンジンが出力回転により連れ回されることがない。この結果、エンジンを停止しての車両停止時、ロールバックの発生の有無にかかわらずエンジンの逆転を防止することで、エンジンの耐久信頼性を向上させることができる。

以下、本発明のハイブリッド車のエンジン逆転防止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。

まず、ハイブリッド車の駆動系構成を説明する。
図１は実施例１のエンジン逆転防止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における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と、第２モータジェネレータMG2と、出力軸OUT（出力部材）と、駆動力合成変速機TMと、を備えている。前記駆動力合成変速機TMは、第１遊星歯車PG1（第１差動装置）と、第２遊星歯車PG2（第２差動装置）と、第３遊星歯車PG3（第３差動装置）と、エンジンクラッチECと、ローブレーキLB（第１摩擦締結要素）と、ハイクラッチHC（第２摩擦締結要素）と、ハイローブレーキHLB（第３摩擦締結要素）と、を有する。

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。

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。

前記駆動力合成変速機TMの第１遊星歯車PG1と第２遊星歯車PG2と第３遊星歯車PG3とは、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。

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。

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EC,LB,HC,HLB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、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。

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。

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２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。

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２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。

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２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、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。

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２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、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。

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、を有して構成されている。

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。

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。

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。

前記油圧制御装置５は、統合コントローラ６からの油圧指令を受け、エンジンクラッチECと、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、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。

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。

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１４、１５により接続されている。

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。

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。

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。

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を締結することで得られるローギヤ固定モードである。
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を解放することで得られるロー側無段変速モードである。
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を解放することで得られる２速固定モードである。
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を解放することで得られるハイ側無段変速モードである。
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を締結することで得られるハイギヤ固定モードである。

そして、前記「１０の走行モード」のエンジン逆転防止制御は、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。

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。また、走行モードを遷移する制御のうち、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。

次に、作用を説明する。

［エンジン逆転防止制御処理］
図６は実施例１の統合コントローラ６において実行されるエンジン逆転防止制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する（エンジン逆転防止制御手段）。

ステップＳ１では、「EVモード」か否かを判断し、YESの場合はステップＳ３へ移行し、NOの場合はステップＳ２へ移行する。

ステップＳ２では、ステップＳ１において「HEVモード」の選択時であるとの判断に基づき、通常制御（「HEVモード」はエンジンＥを使用する走行モードであるため、例えば、モード遷移の過渡期において解放が必要な場合を除きエンジンクラッチECを締結したままとする。）が実行され、リターンへ移行する。

ステップＳ３では、ステップＳ１においてエンジンＥを使用しない「EVモード」の選択時であるとの判断に基づき、車両停止か否かを判断し、YESの場合はステップＳ４へ移行し、NOの場合はステップＳ６へ移行する。
ここで、車両停止の判断は、車輪回転数がゼロ（停止）であることにより判断されるもので、例えば、出力回転数を検出する車速センサ８（車速検出手段）からの車速検出値が車両停止領域である場合、あるいは、車輪速センサからの車輪速検出値が車両停止領域である場合、あるいは、これらの判断により車両停止領域にあるときで、かつ、ブレーキ操作時である場合、等により判断される。

ステップＳ４では、ステップＳ３において車両停止判断に基づき、自車が停止している路面、あるいは、自車の発進後に走行が予定されている路面が、路面傾斜角が設定値以上の登坂路であるか否かを判断し、YESの場合はステップＳ５へ移行し、NOの場合はステップＳ６へ移行する（ロールバック予測判断手段）。
ここで、登坂路の判断のうち、例えば、自車が停止している路面の傾斜角は、路面傾斜センサや前後Ｇセンサ等からのセンサ情報を用いて判断し、自車の発進後に走行が予定されている路面の傾斜角は、ナビゲーションシステムからの路面情報やインフラからの路面情報や車車間通信による路面情報等に基づいて判断する。

ステップＳ５では、ステップＳ４において登坂路であるとの判断に基づき、エンジンクラッチECを解放する指令が出され、リターンへ移行する。

ステップＳ６では、ステップＳ３において車両走行が判断された場合、または、ステップＳ４において登坂路ではなく平坦路や下り坂路と判断された場合、車速（出力回転数）が負（車両後退方向の回転数）である、つまり、ロールバックが発生しているか否かを判断し、YESの場合はステップＳ５へ移行し、NOの場合はステップＳ７へ移行する（ロールバック発生判断手段）。
ここで、ロールバックの発生判断は、例えば、第３遊星歯車PG3のキャリア回転数を検出する車速センサ８からの車速検出値VSP（出力回転数）がマイナス回転数である場合、または、車輪速センサからの車輪速検出値がマイナス回転数である場合、等により、ロールバックの発生が判断される。

ステップＳ７では、ステップＳ６において車両が後退状態（＝ロールバック）ではないとの検出に基づき、エンジンクラッチECを締結し、リターンへ移行する。

［「EVモード」選択時の車両停止時の課題］
特開２００３−３２８０８号公報には、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記載されている。これによりエンジン出力に対してモータジェネレータ側が負担するトルクを小さくしてその小型化を図れると共に、モータジェネレータを通過するエネルギがより低減することから、駆動装置としての伝達効率が向上する。

このハイブリッド駆動装置では、走行モードとして、「EVモード」と「HEVモード」とのそれぞれについて無段変速比により走行する「無段変速モード」と、ローブレーキを締結した固定変速比による「ローギヤ固定モード」と、を有する。そして、例えば、停止時のうち駆動力要求が低い停止からの発進時には、「EV-無段変速モード」を選択して滑らかな発進を確保し、停止時のうち駆動力要求が高い停止からの発進時には、「EV-ローギヤ固定モード」を選択して発進性を確保するようにしている。

そして、発進前の車両の停止時には、「EVモード」の選択によりエンジン回転数がゼロとなるため、エンジンクラッチを解放し、エンジンを要素から切り離しておいて、要素がエンジン回転数と一致してから締結することが考えられるが、発進後にエンジンクラッチを締結する際、クラッチ締結タイミングのズレ等により締結ショックが発生し易く、このショック防止制御が難しい。

そこで、車両の停止時もエンジンクラッチを締結しておき、共線図のレバー関係により連れ回りさせ、所定回転数以上となったらエンジンを始動するようにすることで、上記エンジンクラッチの締結に伴うショックを低減できる。

しかし、車両の停止時もエンジンクラッチを締結しておくと、共線図上のレバーに４つの入出力要素が配列され、エンジン回転が出力回転と連れ回りする関係を持つため、登坂路での停止時や登坂路停止からの発進時に車両が後退してしまうロールバックが発生して出力回転が逆転すると、この出力回転の逆転に引きずられてエンジン回転も逆転してしまい、エンジンのオイルポンプに不具合が発生する等、エンジン寿命が低下してしまう。

［エンジン逆転防止制御作用］
これに対し、実施例１のハイブリッド車のエンジン逆転防止制御装置にあっては、ロールバックの発生を前提とし、エンジンＥを停止しての車両停止時、エンジンクラッチECを切り離すエンジン逆転防止制御手段を設けることで、上記課題を解決した。

すなわち、エンジンＥを使用する「HEVモード」を選択しての発進時や走行時には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→リターンへと進む流れが繰り返されることになり、モード遷移の過渡期において解放が必要な場合を除きエンジンクラッチECは締結したままとされる。

一方、「EVモード」を選択しての停止時であり、かつ、走行路面が登坂路である場合には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５へと進む流れとなり、エンジンクラッチECが解放される。

そして、停止状態から発進する際にロールバックが発生した場合には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ６→ステップＳ５へと進む流れとなり、エンジンクラッチECの解放が維持される。

さらに、停止状態から発進する際に発生したロールバックが収束し、車両が前進を開始する場合には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ６→ステップＳ７へと進む流れとなり、エンジンクラッチECが締結される。

なお、「EVモード」を選択しての後退走行時には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ６→ステップＳ５へと進む流れとなり、エンジンクラッチECの解放され、後退走行が継続している限り、エンジンクラッチECの解放が維持される。そして、後退走行から前進走行へ移行すると、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ６→ステップＳ７へと進む流れとなり、エンジンクラッチECが締結される。以下、具体例として、平坦路前進時とロールバック対策の有無による登坂路前進時について図７に基づき説明する。

＊平坦路前進時
平坦路での停止時には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ６→ステップＳ７へと進み、エンジンクラッチECは締結される。そして、平坦路からの前方への発進で、ロールバックの発生が無い場合は、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ６→ステップＳ７へと進み、エンジンクラッチECの締結は維持されたままとなる。
よって、平坦路での停止から発進を行うときは、車両停止状態から発進した後も継続してエンジンクラッチECが締結されたままであるため、図７(a)に示すように、「EV-Lowモード」の共線図のレバー関係によりエンジン回転が出力回転の変化に応じて連れ回ることになり、エンジン始動に最適な所定回転数以上となったらエンジンＥを始動するようにすることで、エンジンクラッチECの締結に伴うショックを低減することができる。

＊登坂路前進時（ロールバック対策無し）
上記のようにショック低減に有利であるとの立場から、車両停止状態から発進した後も継続してエンジンクラッチECを締結するようにした場合について説明する。
例えば、車両が停止している路面が登坂路で、発進後に車両が後退するロールバックが発生すると、図７(b)に示すように、「EV-Lowモード」の共線図上のレバー(3)の回転関係に拘束されてエンジン回転が出力回転と連れ回りするため、ロールバックの発生により出力回転が逆転すると、この出力回転の逆転に引きずられてエンジン回転も逆転する。
このエンジンＥの逆転により、オイルポンプに不具合が発生する等、エンジン寿命が低下してしまう。

＊登坂路前進時（ロールバック対策有り）
そこで、車両停止時で、ロールバックの発生が予測されるときに、エンジンクラッチECを一時的に解放する本発明のエンジン逆転防止制御を適用した車両での登坂路前進時の作用を説明する。
例えば、車両が停止している路面が登坂路であると、図６にフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５へと進む流れとなり、エンジンクラッチECが解放される。そして、この停止状態からの発進後に車両が後退するロールバックが発生すると、図６にフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ６→ステップＳ５へと進む流れとなり、エンジンクラッチECの解放が維持される。よって、図７(b)に示すように、「EV-Lowモード」の共線図上のレバー(3)からエンジンＥが切り離されることで、出力回転に対する連れ回りによるエンジン回転の逆転が防止される。そして、ロールバックが収まり、車両が前方に発進し始めると、図６にフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ６→ステップＳ７へと進む流れとなり、解放されていたエンジンクラッチECが締結され、その後は、エンジン回転と出力回転とが連れ回りし、エンジン回転数が所定回転数になるとショックを抑えたエンジン始動が行われることになる。
よって、ロールバックが発生する登坂路発進時においては、車両停止時からロールバックが収束して車両が前方走行を開始するまでの間、一時的にエンジンクラッチECを解放し、車両の前方走行が開始されたらエンジンクラッチECを締結するため、エンジンＥの逆転防止によるエンジンＥの耐久信頼性の向上と、前方発進が確認されるとエンジンクラッチECの締結を維持することによるショックを抑えたエンジン始動と、の両立を図ることができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車のエンジン逆転防止制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 共線図上に４つ以上の入出力要素が配列される差動装置を有し、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Ｅからの入力を、他方に駆動系統への出力部材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MG1と第２モータジェネレータMG2とを連結した駆動力合成変速機TMを備えたハイブリッド車において、前記エンジンＥと前記差動装置のうちエンジンＥが割り当てられる要素との間にエンジンクラッチECを設け、車速VSPを検出する車速センサ８を設け、前記エンジンＥを停止しての車両停止時、前記エンジンクラッチECを切り離すエンジン逆転防止制御手段を設けたため、エンジンＥを停止しての車両停止時、ロールバックの発生の有無にかかわらずエンジンＥの逆転を防止することで、エンジンＥの耐久信頼性を向上させることができる。

(2) 前記エンジン逆転防止制御手段は、前進方向に車速が出た後、切り離した前記エンジンクラッチECを締結するため、エンジンＥの逆転防止によるエンジンＥの耐久信頼性の向上と、ショックを抑えたエンジンＥの始動と、の両立を図ることができる。

(3) 前方への発進時、車両が後退するロールバックの発生を予測判断するロールバック予測判断手段を設け、前記エンジン逆転防止制御手段は、前記ロールバックの発生が予測されるときにのみ、前記エンジンクラッチECを切り離すため、エンジンクラッチECの不要な締結・解放動作を抑えると共に、ロールバックの発生が予測されないときは車両停止時からエンジンクラッチECを締結したままとすることにより、ショックを抑えたエンジンＥの始動を達成することができる。

(4) 前記ロールバック予測判断手段は、自車の走行路面が登坂路である場合、前方への発進時に車両が後退するロールバックの発生を予測判断するため、ロールバックが発生する可能性が最も高い登坂路発進時を確実に予測することができる。

(5) 前方への発進時、車両が後退するロールバックの発生を判断するロールバック発生判断手段を設け、前記エンジン逆転防止制御手段は、車両停止によりエンジンクラッチECを切り離した後、車両停止が解除されてもロールバックが発生している間、エンジンクラッチECの切り離しを維持し、車両が前進を開始したらエンジンクラッチECを締結するため、確実なエンジンＥの逆転防止によるエンジンＥの耐久信頼性の向上と、ショックを抑えたエンジンＥの始動と、の両立を図ることができる。

(6) 前記ロールバック発生判断手段は、前方への発進時、検出される出力回転数が車両後退方向の回転数である場合、車両が後退するロールバックが発生していると判断するため、出力回転数を監視するだけで、容易に精度良くロールバックの発生を判断することができる。

(7) 前記駆動力合成変速機TMは、２自由度３要素の第１遊星歯車PG1と第２遊星歯車PG2と第３遊星歯車PG3により構成され、前記第２遊星歯車PG2の共線図上で内側に配列される要素と前記第３遊星歯車PG3の共線図上で一端に配列される要素とを連結してエンジンＥを割り当て、前記第２遊星歯車PG2の共線図上で一端に配列される要素に第１モータジェネレータMG1を割り当て、前記第１遊星歯車PG1の共線図上で一端に配列される要素と前記第２遊星歯車PG2の共線図上で一端に配列される要素とを連結して第２モータジェネレータMG2を割り当て、前記第３遊星歯車PG3の共線図上で内側に配列される要素に出力軸OUTを割り当て、前記第１遊星歯車PG1の共線図上で他端に配列される要素と前記第３遊星歯車PG3の共線図上で他端に配列される要素とを第２回転メンバM2により連結し、前記第１遊星歯車PG1の共線図上で内側に配列される要素と変速機ケースTCとの間にローブレーキLBを設け、前記第２モータジェネレータMG2が割り当てられる要素と前記第２回転メンバM2との間にハイクラッチHCを設け、前記第２遊星歯車PG2の共線図上で一端に配列される要素と変速機ケースTCとの間にハイローブレーキHLBを設け、前進方向の発進時、第２モータジェネレータMG2のみを駆動源とし、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を締結することで得られる「EV-Lowモード」が選択され、前記エンジン逆転防止制御手段は、車両の停止状態から前方走行を開始するまでの間、一時的にエンジンクラッチECを解放し、前方走行が開始されたらエンジンクラッチECを締結するため、「EV-Lowモード」を選択しての発進時にエンジンＥの逆転防止によるエンジンＥの耐久信頼性の向上と、ショックを抑えたエンジン始動による「EV-Lowモード」から「HEV-Lowモード」への滑らかなモード遷移と、の両立を図ることができる。

以上、本発明のハイブリッド車のエンジン逆転防止制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、ロールバック予測判断手段として、登坂路によりロールバックを予測判断する手段の例を示したが、例えば、登坂路判断に加え、トーイング判断等の他のロールバックの発生が予測される状況を判断する手段としても良い。

実施例１では、ロールバック発生判断手段として、出力回転数が車両後退方向の回転数であることによりロールバックの発生を判断する手段の例を示したが、発進時に車両前後加速度が減速方向に発生することでロールバックの発生を判断する等、他のロールバック発生判断手段としても良い。

実施例１のハイブリッド車のエンジン逆転防止制御装置は、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の例を示したが、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にも適用することができるし、それ以外の差動装置であっても、エンジン回転が出力回転と連れ回りする関係を持つ駆動力合成変速機を備えたハイブリッド車には適用することができる。

実施例１のエンジン逆転防止制御装置が適用されたハイブリッド車の駆動系及び制御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。 実施例１の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。 実施例１の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。 実施例１の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・ハイローブレーキの作動表である。 実施例１の統合コントローラにおいて実行されるエンジン逆転防止制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１のハイブリッド車での「EV-Lowモード」を選択した場合の前進時・前進ロールバック時・前進ロールバック時対策のそれぞれを示す共線図である。

符号の説明

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（モータジェネレータ）
OUT 出力軸（出力部材）
TM 駆動力合成変速機
PG1 第１遊星歯車（第１差動装置）
PG2 第２遊星歯車（第２差動装置）
PG3 第３遊星歯車（第３差動装置）
EC エンジンクラッチ
LB ローブレーキ（第１摩擦締結要素）
HC ハイクラッチ（第２摩擦締結要素）
HLB ハイローブレーキ（第３摩擦締結要素）
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

Claims (7)

1. 共線図上に４つ以上の入出力要素が配列される差動装置を有し、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部材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駆動力合成変速機を備えたハイブリッド車において、
   前記エンジンと前記差動装置のうちエンジンが割り当てられる要素との間にエンジンクラッチを設け、
   車速を検出する車速検出手段を設け、
   前記エンジンを停止しての車両停止時、前記エンジンクラッチを切り離すエンジン逆転防止制御手段を設けたことを特徴とするハイブリッド車のエンジン逆転防止制御装置。
2. 請求項１に記載されたハイブリッド車のエンジン逆転防止制御装置において、
   前記エンジン逆転防止制御手段は、前進方向に車速が出た後、切り離した前記エンジンクラッチを締結することを特徴とするハイブリッド車のエンジン逆転防止制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載されたハイブリッド車のエンジン逆転防止制御装置において、
   前方への発進時、車両が後退するロールバックの発生を予測判断するロールバック予測判断手段を設け、
   前記エンジン逆転防止制御手段は、前記ロールバックの発生が予測されるときにのみ、前記エンジンクラッチを切り離すことを特徴とするハイブリッド車のエンジン逆転防止制御装置。
4. 請求項３に記載されたハイブリッド車のエンジン逆転防止制御装置において、
   前記ロールバック予測判断手段は、自車の走行路面が登坂路である場合、前方への発進時に車両が後退するロールバックの発生を予測判断することを特徴とするハイブリッド車のエンジン逆転防止制御装置。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載されたハイブリッド車のエンジン逆転防止制御装置において、
   前方への発進時、車両が後退するロールバックの発生を判断するロールバック発生判断手段を設け、
   前記エンジン逆転防止制御手段は、車両停止によりエンジンクラッチを切り離した後、車両停止が解除されてもロールバックが発生している間、エンジンクラッチの切り離しを維持し、車両が前進を開始したらエンジンクラッチを締結することを特徴とするハイブリッド車のエンジン逆転防止制御装置。
6. 請求項５に記載されたハイブリッド車のエンジン逆転防止制御装置において、
   前記ロールバック発生判断手段は、前方への発進時、検出される出力回転数が車両後退方向の回転数である場合、車両が後退するロールバックが発生していると判断することを特徴とするハイブリッド車のエンジン逆転防止制御装置。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載されたハイブリッド車のエンジン逆転防止制御装置において、
   前記駆動力合成変速機は、２自由度３要素の第１差動装置と第２差動装置と第３差動装置により構成され、
   前記第２差動装置の共線図上で内側に配列される要素と前記第３差動装置の共線図上で一端に配列される要素とを連結してエンジンを割り当て、前記第２差動装置の共線図上で一端に配列される要素に第１モータジェネレータを割り当て、前記第１差動装置の共線図上で一端に配列される要素と前記第２差動装置の共線図上で一端に配列される要素とを連結して第２モータジェネレータを割り当て、前記第３差動装置の共線図上で内側に配列される要素に出力部材を割り当て、
   前記第１差動装置の共線図上で他端に配列される要素と前記第３差動装置の共線図上で他端に配列される要素とを直結要素により連結し、前記第１差動装置の共線図上で内側に配列される要素と変速機ケースとの間に第１摩擦締結要素を設け、第２モータジェネレータが割り当てられる要素と前記直結要素との間に第２摩擦締結要素を設け、前記第２差動装置の共線図上で一端に配列される要素と変速機ケースとの間に第３摩擦締結要素を設け、
   前進方向の発進時、第２モータジェネレータのみを駆動源とし、第１摩擦締結要素を締結し、第２摩擦締結要素を解放し、第３摩擦締結要素を締結することで得られるローギヤ固定モードが選択され、
   前記エンジン逆転防止制御手段は、車両の停止状態から前方走行を開始するまでの間、一時的にエンジンクラッチECを解放し、前方走行が開始されたらエンジンクラッチECを締結することを特徴とするハイブリッド車のエンジン逆転防止制御装置。
   

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