JP2006132448A - ハイブリッド車用駆動装置、制御装置及びエンジン始動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＥＶ走行モードにおいて、確実にそのモータを使用してエンジンを始動させることが可能であるとともに、エンジン始動時にあっては、モータトルクを走行駆動に充分使用できる技術を得る。
【解決手段】 第一クラッチが開放され、モータの駆動力が駆動輪に伝達されるＥＶ走行モードにおいて、変速機により入力軸と出力軸とを接続した際に、出力軸で得られる駆動力を最大とし、且つ、エンジンの始動が可能な最低回転数より高い回転数に前記入力軸の回転数がなる好適変速比に変速機の変速比を設定する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、モータと、前記モータとエンジンとの間で駆動力の伝達又は切断を行う第一クラッチと、入力軸と出力軸との間で変速比を変えて前記モータ及び前記エンジンの一方又は双方の駆動力を駆動輪側へ伝達する変速機と、前記モータ、前記第一クラッチ及び前記変速機の動作制御を行う制御装置を備えたハイブリッド車のエンジン始動技術に関する。

ハイブリッド車両に搭載される駆動装置におけるエンジン始動時の制御技術として、例えば、下記特許文献１には以下のような技術が記載されている。

この文献に開示の技術では、エンジンと変速機とを接続または分離する接続分離手段と、モータの回転軸に設けられた回転軸回転動力伝達部材と変速機の出力軸に設けられた出力軸回転動力伝達部材とを接続し、モータの駆動力を駆動輪に伝達可能な駆動力伝達手段と、前記接続分離手段によりエンジンと変速機とが分離され、前記駆動力伝達手段によりモータの駆動力が駆動輪に伝達される状態にて、変速機により入力軸と出力軸とを接続した際の入力軸の回転数がエンジンを始動可能な所定回転数以上となるように、変速比を車速に応じて設定し、変速機により入力軸と出力軸とを接続する変速制御手段を設けている。

このように、変速比をエンジン始動可能な所定回転数以上の回転数に設定することで、エンジン始動要求があった場合に、モータからエンジン側にその駆動力の一部を供給して、スタータを備えることなく確実にエンジン始動を行える。
さらに、この変速機における変速を、エンジン始動要求より前の段階で行ってエンジン始動要求を待つことで、エンジン始動要求があった場合には迅速なエンジン始動を行え、モータ駆動のみによるＥＶ走行モードから、エンジン走行モードへの変更を迅速且つスムーズに行える。

さらに、具体的に、この先行技術における変速制御を実施例に基づいて説明すると、当該明細書においては、図３に変速動作における変速段選択のフローが示されており、図２に、車速に応じた変速段の選択状態が示されている。
当該明細書の図２からも判明するように、変速段１ｓｔ、２ｎｄ，３ｒｄ，４ｔｈ，５ｔｈの選択は、その下限にあっては、車速に応じてエンジン始動可能回転数を変速機の入力軸側（換言するとモータ回転数）で確保するように実行される。一方、その上限は、従来からの変速段選択の概念に従い、エンジン始動可能回転数が確保される限りにおいてできるだけ高速側の変速段（即ち、ギヤ比が小さい変速段）とする。

本明細書の図５（ｂ）に、当該明細書の図２に示された変速概念を、本願の一実施例である６段変速の駆動装置に適応した場合の変速状況を示した。
特開２００３−１６５３５８号公報（図２、図３）

しかしながら、上記従来技術によると、エンジン始動を迅速に行うために、入力回転数をエンジン始動が可能な回転数以上となるような変速段を選択するが、この要件のみを満たした条件下で図２に従って変速すると、エンジン始動時の駆動輪側で利用できる駆動力が他の変速段を選択した場合よりも低くなってしまう虞がある。このような状況では、本来利用できる駆動力を充分に利用しえているとは言えず、改良の余地があるとともに、エンジン始動に際して、不快な衝撃等が発生しかねない。

この状況を以下さらに詳細に、本願明細書の図４、５を使用して説明する。
図４は、モータにおけるモータ回転数とモータトルクとの関係を示した図であり、発生トルクは、モータ回転数が低く、その値が一定である定トルク領域と、その領域よりモータ回転数が高い領域で、トルクが回転数の増加に伴って単調減少する減少領域に分かれることが判る。

同図において、エンジンを始動可能な回転数は、エンジン始動可能回転数を一点鎖線で示している。この回転数は通常５００〜７００ｒｐｍ程度である。一方、エンジンのクランキングに必要なトルクを破線で示している。このクランキングトルクは１００〜２００Ｎｍ程度である。

さて、図１に示す構造において、モータ１が回転している状態で、本願にいう第一クラッチＣ１を係合させ、モータトルクの一部をエンジンＥのクランキングに使用する場合、モータ１が発生させるトルクの一部はエンジン始動に使用され、その残余分が変速機２の入力軸１０に送られ、変速操作後、駆動輪Ｗ側に伝達される。

従って、図４において斜線で示す余裕トルクが、モータ１から駆動輪側へ送られるトルクとなる。

先に説明した図５（ａ）は、横軸に車速を縦軸に変速機２の出力軸４から取り出すことが可能な駆動力を取ったものであり、破線は各ギヤ段でのモータによる駆動力の合算である。実線は、変速機２で選択設定可能な６段の変速段それぞれに関して、余裕トルクが入力軸１０に伝導された状態における出力軸４で得られる駆動力を示したものである。

各変速段を経て出力軸４側で得られる駆動力は、図４で説明した余裕トルクのパターンを踏襲しており、エンジン始動可能回転数に対応するエンジン始動可能最低速度から駆動力が一定である定領域と、車速がそれ以上の値を取り、駆動力が減少する減少領域からなる。

異なった変速段に関しては、車速が比較的高い状況において、変速段が低く選択された場合に得られる駆動力が、変速段が高く選択された場合に得られる駆動力を上回る領域があることが判る。この領域を変速段３ｒｄと４ｔｈとの場合に関して例示的に図５（ａ）にＵＲとして示した。但し、この領域は、図５（a）からも判明するように、各変速段とその高速側の変速段との間の全ての変速段間で多少の差はあれ存在する。

さて、先にも示したように、図５（ｂ）は、先行技術に示される変速手法を踏襲して変速をおこなう場合の例を、変速段を６段有する駆動装置に関して示したものであり、図（ｂ）と（ａ）との比較で判明するように、低い側の変速段（即ち、ギヤ比が大きい変速段）を選択することで高い駆動力が得られるにも拘らず、図５（ｂ）の変速構造を採用すると、変速段の選択において高速側の段への移行が成されている場合があり、この選択手法では、充分にモータ１の能力が利用されていないことがわかる。

本発明の目的は、ハイブリッド車用駆動装置において、モータのみで走行をおこなっているＥＶ走行モードにおいて、確実にそのモータを使用してエンジンを始動させることが可能であるとともに、エンジン始動時にあっては、モータトルクを走行駆動に充分使用できる技術を得ることにある。

上記目的を達成するための、モータと、前記モータとエンジンとの間で駆動力の伝達又は切断を行う第一クラッチと、入力軸と出力軸との間で変速比を変えて前記モータ及び前記エンジンの一方又は双方の駆動力を駆動輪側へ伝達する変速機と、前記モータ、前記第一クラッチ及び前記変速機の動作制御を行う制御装置を備えたハイブリッド車用駆動装置の特徴構成は、
前記制御装置に、
第一クラッチが開放され、モータの駆動力が駆動輪に伝達されるＥＶ走行モードにおいて、前記変速機により前記入力軸と前記出力軸とを接続した際に、前記出力軸で得られる駆動力を最大とし、且つ、前記エンジンの始動が可能な最低回転数より高い回転数に前記入力軸の回転数がなる好適変速比に、前記変速機の変速比を設定するエンジン始動変速制御手段を備えたことにある。

この構成にあっては、エンジン始動変速制御手段は、変速機における変速比を、好適変速比に設定する。ここで、好適変速比は、所定の幅を有する変速域であり、変速機の出力軸側で得られる駆動力を、変速比を好適に設定した場合に得られる最大の駆動力に対して、その駆動力を大きく低減することなく、本願の目的を達成することができる所定の範囲として規定される。例えば、中央値に対して高速側に−１０〜１０％増しの許容幅を有することとなる。

さて、上記好適変速比は、変速機の入力軸側における回転数において、エンジン始動回転数を上まわるため、回転数との関係では、エンジンの始動を良好に行える。さらに、変速機の出力側では、エンジン始動に要する始動トルクをエンジン側に供与する状態で、残余のトルクから最大限の駆動力を引き出せる変速比が選択されているため、エンジン始動に伴い駆動輪側へ伝導される駆動力が不足する駆動力不足量を低減させることができる。

この駆動装置にあっては、エンジン始動を以下に示す手法に従って、実行することとなる。
即ち、モータと、前記モータとエンジンとの間で駆動力の伝達又は切断を行う第一クラッチと、入力軸と出力軸との間で変速比を変えて前記モータ及び前記エンジンの一方又は双方の駆動力を駆動輪側へ伝達する変速機とを備えたハイブリッド車のエンジン始動方法であって、
第一クラッチが開放され、モータの駆動力が駆動輪に伝達されるＥＶ走行モードにおいて、前記変速機により前記入力軸と前記出力軸とを接続した際に、前記出力軸で得られる駆動力を最大とし、且つ、前記エンジンの始動が可能な最低回転数より高い回転数に前記入力軸の回転数がなる好適変速比に、前記変速機の変速比を設定してハイブリッド車のエンジン始動を行う。

また、制御装置側から見ると、以下の構成を採用するものとなる。
モータと、前記モータとエンジンとの間で駆動力の伝達又は切断を行う第一クラッチと、入力軸と出力軸との間で変速比を変えて前記モータ及び前記エンジンの一方又は双方の駆動力を駆動輪側へ伝達する変速機とを備えたハイブリッド車用駆動装置に使用され、前記モータ、前記第一クラッチ及び前記変速機の動作制御を行う制御装置であって、
第一クラッチが開放され、モータの駆動力が駆動輪に伝達されるＥＶ走行モードにおいて、前記変速機により前記入力軸と前記出力軸とを接続した際に、前記出力軸で得られる駆動力を最大とし、且つ、前記エンジンの始動が可能な最低回転数より高い回転数に前記入力軸の回転数がなる好適変速比に、前記変速機の変速比を設定するエンジン始動変速制御手段を備えた構成となる。

そして、前記変速機が有段変速機である場合は、以下の構成とすることが好ましい。
即ち、車速関連情報をパラメータに好適変速段を決定するテーブルを記憶した記憶手段を備え、前記エンジン始動変速制御手段が自車両の車速関連情報および前記記憶手段のテーブルに応じて変速段を前記好適変速段に設定するのである。ここで、車速関連情報とは、車速及び車速と一定の関係（例えば比例関係）にある情報を意味する。この種の情報としては、車速、出力軸回転数、モータ回転数、入力軸回転数等がある。

この構成の場合は、多段変速構造に起因して変速比が固定されていることから、予め各変速段に関して、余裕トルクから得られる駆動力を知ることができる。従って、変速段間で、このような駆動力を最大とする変速段を特定しておき、車速関連情報に応じて、最大の駆動力を得られる変速段を選択するようにする。

このようにすると、多段変速構造の駆動装置において、エンジン始動に伴い駆動輪側へ伝導される駆動力が不足する駆動力不足量を低減させることができる。

この構成は、制御装置としては、以下のように構成されることとなる。
即ち、先に説明した制御装置において、車速関連情報をパラメータに好適変速段を決定するテーブルを記憶した記憶手段を備え、前記エンジン始動変速制御手段が自車両の車速関連情報および前記記憶手段のテーブルに応じて変速段を前記好適変速段に設定する。

さて、これまで説明してきたハイブリッド車用駆動装置において、
前記モータからの駆動力が前記駆動輪側で伝達される状態において、前記第一クラッチを介して前記モータ駆動力の一部を前記エンジンに伝達して前記エンジンの始動を行うことが好ましい。

このように、モータ駆動力が駆動輪に伝達される状態で、エンジン始動を行うことにより、ＥＶ走行からエンジン走行へのスムーズな移行を行える。
ここで、エンジン始動要求（例えばアクセルの踏み込み）とエンジン始動のための変速比設定に関しては、その前後を問うものではない。即ち、エンジン始動を行う段階で、変速比設定が本願にいう好適変速比となっていればよい。

以下に、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
図１は本実施形態に係るハイブリッド車用駆動装置１００のシステム構成の概略を示す概念図である。

本実施形態に係る駆動装置１００は、ハイブリッド車両に搭載され、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ：以降、単にモータとも呼ぶ）１及びエンジンＥの一方又は双方の駆動力を駆動輪Ｗに伝達するとともに、エンジンＥの停止時にはモータ・ジェネレータ１の駆動力をエンジンＥに伝達してエンジンＥの始動を行う装置である。

そこで、この駆動装置１００は、モータ・ジェネレータ１、モータ・ジェネレータ１とエンジンＥとの間で駆動力の伝達又は切断を行う第一クラッチＣ１、モータ・ジェネレータ１と駆動輪Ｗとの間に配置され、モータ・ジェネレータ１及びエンジンＥの一方又は双方の駆動力の駆動輪Ｗ側への伝達又は切断を行う変速機２、及びこれらの動作制御を行う制御装置３を有して構成されている。

変速機２の出力軸４は、下手側でディファレンシャル装置５に接続されており、そこから駆動軸６を介して駆動輪Ｗに駆動力が伝達される構成となっている。ここで、エンジンＥとしては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関が好適に用いられる。

図１に示すように、この駆動装置１００のシステム構成は、駆動力の伝達経路に沿って、エンジンＥ、第一クラッチＣ１、モータ・ジェネレータ１、変速機２、駆動輪Ｗの順に直列に接続された構成として表すことができる。

モータ・ジェネレータ１は、インバータ８により直流から交流に変換されたバッテリ９からの電力の供給を受けて変速機２の入力軸ともなっている中間軸１０を回転駆動する。この中間軸１０は、一方端が第一クラッチＣ１を介してエンジンＥの図示しないクランクシャフトと同期回転するクランク軸１１に接続され、他方端が変速機２の変速機構７に接続されている。

したがって、モータ・ジェネレータ１は、第一クラッチＣ１を係合した状態ではエンジンＥの始動（クランキング）を行うことができ、変速機２の入力軸１０と出力軸４とが接続された状態では駆動輪Ｗの駆動を行うことができる。

モータ・ジェネレータ１は、エンジンＥ又は駆動輪Ｗ側からの駆動力により中間軸１０が駆動されている状態では発電機として動作させることができる。この場合、モータ・ジェネレータ１で発電された電力は、インバータ８により交流から直流に変換されてバッテリ９に蓄えられる。
そして、このモータ・ジェネレータ１の動作制御は、Ｍ／Ｇ制御装置１２からの制御信号に基づいて行われる。

第一クラッチＣ１は、モータ・ジェネレータ１とエンジンＥとの間に配置され、モータ・ジェネレータ１により回転駆動される中間軸１０と、エンジンＥの図示しないクランクシャフトに同期回転するクランク軸１１との接続又は分離を行うことにより、エンジンＥとモータ・ジェネレータ１との間での駆動力の伝達又は切断を行う。

したがって、エンジンＥの停止時には、この第一クラッチＣ１を係合することによりモータ・ジェネレータ１の駆動力をエンジンＥに伝達してエンジンＥの始動を行うことができ、エンジンＥの動作時には、この第一クラッチＣ１を係合することによりエンジンＥの駆動力が変速機２を介して駆動輪Ｗに伝達される。

このような第一クラッチＣ１としては、係合開始から完全係合状態となるまでの間の半係合状態で滑らせながら駆動力の伝達を行うことが可能なクラッチが好適に用いられ、例えば湿式多板クラッチ等が用いられる。この第一クラッチＣ１の動作制御は、第一クラッチ制御装置１３からの制御信号に基づいて行われる。

変速機２は、ここでは、モータ・ジェネレータ１と駆動輪Ｗとの間に配置され、モータ・ジェネレータ１及びエンジンＥの一方又は双方の駆動力により回転駆動される中間軸１０からの入力回転を所望の変速比で変速して出力軸４に出力するとともに、その駆動力（回転）の出力軸４への伝達又は切断を行う。

このような変速機２としては、有段又は無段の自動変速機が好適に用いられる。本実施形態においては、変速機２として例えば６段等の有段の自動変速機を用いており、これは中間軸１０を介して伝達された入力回転を所望の変速比で変速して出力軸４に出力するための遊星歯車列や、この遊星歯車列の動作制御を行うためのクラッチＣ−１、Ｃ−２，Ｃ−３、ブレーキＢ−１、Ｂ−２及びワンウェイクラッチＦ−１等を有して構成する。

図２に、６段変速を実行できる変速機２の具体的な一実施形態のギヤトレインを、軸間を共通平面内に展開してスケルトンで示す。
この変速機２は、減速回転と非減速回転を入力として複数の変速回転を出力するプラネタリギヤセットＧと、プラネタリギヤセットＧと軸方向に並べて配設された減速プラネタリギヤＧ１と、プラネタリギヤセットＧの内周側を通る入力軸１０と、入力軸１０を減速プラネタリギヤＧ１を介してプラネタリギヤセットＧの２つの異なる減速入力要素Ｓ２，Ｓ３にそれぞれ係脱自在に連結する第１及び第３のクラッチＣ−１，Ｃ−３と、入力軸１０をプラネタリギヤセットＧの非減速回転入力要素Ｃ２（Ｃ３）に係脱自在に連結する第２のクラッチＣ−２とを備える。

この変速機２は、フロントエンジン・フロントドライブ（ＦＦ）車又はリヤエンジン・リヤドライブ（ＲＲ）車用の横置式トランスアクスルの形態を採っており、互いに並列的に配置された主軸Ｘ、カウンタ軸Ｙ、デフ軸Ｚの各軸上に変速機構の各要素が配設された３軸構成とされている。そして、主軸Ｘ上の入力軸１０の周りには、４つの変速要素Ｓ２，Ｓ３，Ｃ２（Ｃ３），Ｒ２（Ｒ３）を有するプラネタリギヤセットＧと、減速プラネタリギヤＧ１と、２つのブレーキＢ−１，Ｂ−２と、３つのクラッチＣ−１，Ｃ−２，Ｃ−３とを備える変速機構７が配置されている。

このギヤトレインでは、プラネタリギヤセットＧの一方の減速回転の入力要素Ｓ３が第１のクラッチＣ−１により減速プラネタリギヤＧ１を介して入力軸１０に連結され、他方の入力要素Ｓ２が第３のクラッチＣ−３により減速プラネタリギヤＧ１を介して入力軸１０に連結されるとともに、第１のブレーキＢ−１により変速機ケースＭｃに係止可能とされ、非減速回転の入力要素Ｃ２（Ｃ３）が第２のクラッチＣ−２により入力軸１０に連結されるとともに第２のブレーキＢ−２により変速機ケース１４に係止可能とされ、残りの変速要素Ｒ２（Ｒ３）が出力要素として、主軸Ｘ上の出力要素としてのカウンタドライブギヤ１５に連結されている。

カウンタ軸Ｙ上には、カウンタギヤ１６が配置されている。カウンタギヤ１６は、カウンタ軸１７に固定され、主軸Ｘ上の出力部材としてのカウンタドライブギヤ１８に噛合する大径のカウンタドリブンギヤ１９と、同じくカウンタ軸１７に固定され、カウンタ軸Ｙ上の出力要素としての小径のデフドライブピニオンギヤ２０とが配設されており、これらにより主軸Ｘ側からの出力を減速するとともに、反転させてディファレンシャル装置５に伝達することで、適宜の最終減速比を得るとともに、入力軸１０の回転方向とディファレンシャル装置５からの出力の回転方向を合わせる機能を果たす。

デフ軸Ｚ上には、ディファレンシャル装置５が配設されている。このディファレンシャル装置５からの出力は駆動軸６に伝達され、この出力が最終的なホイール駆動力とされる。

プラネタリギヤセットＧは、大径のサンギヤＳ２と、小径のサンギヤＳ３と、互いに噛合するロングピニオンＰ２とショートピニオンＰ３とを支持するキャリアＣ２（Ｃ３）と、リングギヤＲ２（Ｒ３）とで構成され、ロングピニオンＰ２が大径のサンギヤＳ２とリングギヤＲ２とに噛合し、ショートピニオンＰ３が小径のサンギヤＳ３に噛合するラビニヨ式のギヤセットで構成されている。そして、この形態では、大径のサンギヤＳ２と小径のサンギヤＳ３が減速回転の入力要素、キャリアＣ２（Ｃ３）が非減速回転の入力要素、リングギヤＲ２が出力要素とされている。

プラネタリギヤセットＧの小径のサンギヤＳ３は、クラッチＣ−１に連結され、大径のサンギヤＳ２は、クラッチＣ−３に連結されるとともに、バンドブレーキで構成されるブレーキＢ−１により自動変速機ケースＭｃに係止可能とされている。また、キャリアＣ２（Ｃ３）は、クラッチＣ−２を介して入力軸１１に連結され、かつ、ブレーキＢ−２により変速機ケースＭｃに係止可能とされるとともに、ワンウェイクラッチＦ−１により変速機ケースＭｃに一方向回転係止可能とされている。そして、リングギヤＲ２がカウンタドライブギヤ１９に連結されている。

減速プラネタリギヤＧ１は、その１要素としてのサンギヤＳ１を変速機ケースＭｃに固定され、リングギヤＲ１を入力要素として入力軸１１に連結され、キャリアＣａ１を出力要素としてクラッチＣ−１及びクラッチＣ−３を介して、上記の連結関係でプラネタリギヤセットＧに連結されている。

図４は、所定の変速段（１ｓｔ、２ｎｄ，３ｒｄ，４ｔｈ，５ｔｈ、６ｔｈ）を得るための変速機２に備えられる各クラッチＣ−１，Ｃ−２，Ｃ−３及びブレーキＢ−１，Ｂ−２及びワンウェイクラッチＦ−１の係合及び解放（○印で係合、無印で解放を表す）で達成される変速段を図表化して示したものである。同図には、各変速段に於けるギヤ比を示すとともに、変速段間における変速比の比であるステップを示している。同図に示す(○)は、ワンウェイクラッチＦ−１の働きにより、ブレーキＢ−２が実質的に働いているのと同様な状況が実現されていることを示している。
さらに、Ｐはパーキングを、ＲＥＶは後進を、Ｎはニュートラルを示している。

再度、図１に戻って説明を続ける。
本実施形態においては、変速機２の動作制御は、変速機制御装置２１からの制御信号に基づいて行われる。

制御装置３は、エンジンＥの動作制御を行うエンジン制御装置２２、モータ・ジェネレータ１の動作制御を行うＭ／Ｇ制御装置１２、第一クラッチＣ１の動作制御を行う第一クラッチ制御装置１３、変速機２の動作制御を行う変速機制御装置２１、及び車両全体の動作制御を行う車両制御装置２３を備えている。
この車両制御装置２３には、中間軸１０の回転数を検出する回転数センサ２４、変速機２の出力軸４の回転数を検出する車速センサ２５、アクセルペダル２６の踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセルセンサ２７、及びブレーキペダル２８の踏み込み量を検出するブレーキセンサ２９からの検出信号がそれぞれ入力される構成となっている。

さて、本願独特のエンジン始動に対して良好に対応すべく前記変速機制御装置２１に対して、ＥＶ走行モードにおいて適切な変速段の選択を指令するためのエンジン始動変速制御手段（図上，単に始動変速制御手段と記載している）ｓ１が車両制御装置２３に備えられている。
このエンジン始動変速制御手段ｓ１は、例えば車速センサ２５から取り込まれてくる現在の車速（車速関連情報の一種）に対して、エンジン始動に備えた適切な変速段の選択を行うべく選択指令を変速機制御装置２１に出力する。この指令を受けた変速機制御装置２１は、現状の変速段をチェックし、変速段変更の必要がある場合は、その処理を行う。

エンジン始動変速制御手段ｓ１に対して、先に図５（ａ）で説明した、車速に基づいた変速段の選択情報を格納した記憶手段としてのメモリｍが備えられている。
エンジン始動変速制御手段ｓ１は、このメモリｍから現在の走行速度に対応した最適な変速段の選択情報を読み取ることができる。

この選択情報は、これまでも説明してきたように、以下の手法で決定したものである。
まず、各変速段毎に、図４に記載の、モータ回転数に応じて決まる余裕トルクが変速機２の入力軸１０に入力される駆動状態において、車速に応じて決まる変速機２の出力軸４で得られる駆動力を予め求める。これが図５（ａ）に実線で示される各変速段毎のエンジン始動時のＥＶ走行駆動力である。
そして、変速段毎に求められた車速に応じて決まる駆動力に基づいて、駆動力を変速段間で最大とする車速に応じた好適変速段を求める。この好適変速段は、図５（ａ）において１ｓｔ、２ｎｄ，３ｒｄ，４ｔｈ，５ｔｈ、６ｔｈで示す各領域となる。

ここで、このような各領域１ｓｔ、２ｎｄ，３ｒｄ，４ｔｈ，５ｔｈ、６ｔｈの導出操作は、モータ１、エンジンＥ及び変速機２が特定されていれば予め行うことが可能であり、メモリｍには車速に応じて選択されるべき変速段が格別に記憶されているだけである。

そして、前記エンジン始動変速制御手段ｓ１が車速に応じて変速段をこの好適変速段に設定するように選択指令を出すことで、本願の目的を達成することができる。

次に、本実施形態に係る駆動装置１００のエンジン始動時の動作制御について図６に基づいて説明する。
この図は、車がモータ１の駆動力により走行しているＥＶ走行モードにおいて、アクセル踏み込み量等から判断される要求駆動力による走行モードの変更の要否の判断（＃４）、若しくはバッテリ残容量に従った走行モードの変更の要否の判断（＃５）を実行して、走行モードを適切に保つための動作フローである。

この動作フローを実行することにより、車がＥＶ走行モード（＃１：ｙｅｓ）をしている状態で、変速段がエンジン始動に適した変速段に予め選択設定され（＃２−１〜＃２−５、及び、＃３−１〜＃３−６）、エンジン始動要求に対応したエンジン始動動作（＃７）においてエンジン始動回転数より高い回転数でモータ１によりエンジン始動を実行しながら、駆動輪Ｗ側で得られる駆動力を許容される最大のものとできる。

さらに詳細に説明すると、まず、車がＥＶ走行モードにあるか否かが判断される（＃１）。ＥＶ走行モードにある場合は（＃１：ｙｅｓ）は、変速段を適切なものとすべく以下の処理（＃２以降）を行うのであり、ＥＶ走行モードにない場合は（＃１：ｎｏ）、そのまま処理を終える。
ＥＶ走行モードにある場合は（＃１：ｙｅｓ）は、車速関連情報がチェックされるとともに（＃２−１〜＃２−５）、車速関連情報に従って予めメモリｍに記憶されている好適変速比に変速機２の変速段が選択される（＃３−１〜＃３−６）。具体的には、メモリｍから車速関連情報をパラメータに好適変速段を決定するテーブルを読み出し、該テーブルと車速関連情報検出手段により検出された自車両の車速関連情報に基づいて変速段を好適変速段に設定する。ここで、車速関連情報とは、車速及び車速と一定の関係（例えば比例関係）にある情報を意味する。この種の情報としては、車速、出力軸回転数、モータ回転数、入力軸回転数等がある。車速を車速関連情報とする場合は、車速センサ２５が車速関連情報検出手段となる。
ここで、好適変速段とは図５（ａ）に示し、その導出手法を先に説明したものである。従って、このハイブリッド車用駆動装置１００にあっては、ＥＶ走行モードで、エンジン始動に関して適切な変速比が選択されて走行が行われる。

アクセル２６が踏み込まれる等、駆動力要求があった場合は、その要求駆動力がＥＶ走行可能範囲か否かが判断される（＃４）。要求駆動力がＥＶ走行可能領域を超えている場合（＃４：ｎｏ）は、第一クラッチＣ１の係合を実行しエンジン始動をモータトルクの一部を利用して行う（＃７）。要求駆動力がＥＶ走行可能領域内にある場合（＃４：ｙｅｓ）は、バッテリ残容量のチェックを行う（＃５）。バッテリ残容量が少ない場合（＃５：ｎｏ）は、第一クラッチＣ１の係合を実行しエンジンの始動をモータトルクの一部を利用して行う（＃７）。バッテリ残容量が十分な場合（＃５：ｙｅｓ）は、そのままＥＶ走行モードを維持する（＃６）。

このエンジンの始動は具体的には、以下の形態で実行できる。
第一クラッチＣ１の油圧を油圧検出センサ（図示省略）で検出し、第一クラッチＣ１を介してエンジンＥ側に伝達される駆動力（エンジン始動用トルク）を検出された油圧から決定し、アクセル開度に基づいて求められる要求駆動力と決定されたエンジン始動用トルクに基づいて、モータ１の出力トルクを決定する。モータ１の出力トルクを決定する具体的な方法は、アクセル開度に基づいて求められる要求駆動力にエンジン始動用トルクを加えたトルクをモータ１の出力トルクとする。言うまでもないが、モータ１は最大トルク以上のトルクは出力することができない。よって、出力すべきモータトルクが上限トルクを超える場合には、モータトルクは上限トルクとする。これにより、できるだけモータの駆動力により駆動力を出力しながら、エンジンを始動することができる。

また、他の方法としては、余裕トルクから予め決められたクランキングトルク（図４参照）を差し引いたトルクが変速機２に入力されるように、エンジン始動用トルクに基づきトルク制御することも可能である。

この方法は、余裕トルクが要求駆動力未満である場合にエンジンを始動する制御の場合に有利である。これにより、エンジン始動の間に駆動輪へ伝達される駆動力に変化がないので、エンジン始動によるショックを低減することができる。

エンジン始動が完了した場合（＃７）には、エンジンＥが発生する駆動力が第一クラッチＣ１、モータ１、変速機２を介して、駆動輪Ｗ側に伝達され、車はエンジン走行モードに移行することとなる（＃８）。
このようにしてＥＶ走行モードにおいて、エンジン走行モードへの迅速且つ良好な移行を目的とした走行を行える。

〔別実施形態〕
１ 上記実施形態においては、変速機が有段変速機で、異なった変速段間の関係で、最大駆動力を得られる変速段が低速側の変速段である場合に関して説明したが、本願発明は無段変速機を備えたハイブリッド車用駆動装置に対しても適応できる。
無段変速機に適応する場合の変速比の選択手法に関して、図７を参照して説明する。図７は、図５（ａ）に対応する図面であり、図５（ａ）において実線で示した各変速段の余裕トルクに関する車速と駆動力との関係を一点鎖線で示し、各変速段の受け持つ領域を図５（ａ）と同様に示している。ただし、この例の場合は、変速機が無段変速機であるため、各変速段に対する領域設定は意味がない。
同図において、実線は各変速段に於ける定駆動力領域と減少領域との境界点Ｂを包絡して接続したものであり、変速段数の増加（無段変速化）に伴って、余裕トルクからみた、車速に応じて得られる最大駆動力を示すものとなる。
換言すると、無段変速機に対して本願の発明の思想に従って最大の駆動力を得るべく変速比を設定する場合は、図７に実線で示す最大トルクが得られる変速比に変速比を設定すればよい。但し、無段変速の場合は、変速段なる概念は成立しないため、変速比が所定の幅を持った好適変速比域として設定されることとなる。
この例の場合も、車両制御装置２３内のメモリｍに、図７を参照して決めることが可能な車速に対応した適切な変速比である幅を有する好適変速比を記憶させておくことで、本願発明を実現できる。

即ち、これまで説明してきたように、本願に係るハイブリッド車用駆動装置に備えられる変速機の変速比の選択手法は、第一クラッチが開放され、モータの駆動力が駆動輪に伝達されるＥＶ走行モードにおいて、変速機により入力軸と出力軸とを接続した際に、出力軸で得られる駆動力を最大とし、且つ、エンジンの始動が可能な最低回転数より高い回転数に前記入力軸の回転数がなる好適変速比に、変速機の変速比を設定してハイブリッド車のエンジン始動を行うものとなっている。
これを、変速機に供給されるトルクからみると、モータが発生可能な最大トルクからエンジン始動に必要なクランキングトルクを除いたトルクであって、モータ回転数に応じて決まる余裕トルクが入力軸に入力される状態において、変速機により入力軸と出力軸とを接続した際に、車速に応じて決まる出力軸で得られる駆動力を最大とし、且つ、エンジンの始動が可能な最低回転数より高い回転数に入力軸の回転数がなる好適変速比を、変速機の変速比を設定するものとなっている。

２ 上記の実施の形態にあっては、多段変速を行う場合に６段変速の駆動装置に関して説明したが、有段変速機において、その段数を問うものではなく、任意の段数のものに対して適応可能である。
３ 上記の実施の形態にあっては、車速関連情報の一例として車速を例に好適変速段を決定する説明をしたが、車速以外にも出力軸回転数、モータ回転数、入力軸回転数など車速と比例関係にある情報（車速関連情報）に置き換え行うこともできる。

ハイブリッド車用駆動装置において、モータのみで走行をおこなっているＥＶ走行モードにおいて、確実にそのモータを使用してエンジンを始動させることが可能であるとともに、エンジン始動時にあっては、モータトルクを走行駆動に充分使用できる技術を得ることができた。

本発明の実施形態に係るハイブリッド車用駆動装置のシステム構成の概略を示す概念図 本発明が適応される変速機のスケルトン図及び下流側の伝動系統の説明図 図２に示す変速機の各変速段における構成機器の作動状態を示す説明図 モータトルクに関する余裕トルクの説明図 ６段変速を実行する場合の本願発明における変速段の選択形態（ａ）及び従来の変速段の選択形態（ｂ）を示す比較図 ＥＶ走行モードにおける変速段の選択フローを示す図 無段変速機を備えたハイブリッド車用駆動装置における変速比の選択決定に使用する車速と駆動力との関係を示す図

符号の説明

１００ 駆動装置
１ モータ・ジェネレータ（モータ）
２ 変速機
３ 制御装置
４ 出力軸
Ｅ エンジン
Ｗ 駆動輪
Ｃ１ 第一クラッチ
ｍ メモリ（記憶手段）
ｓ１ エンジン始動変速制御手段

Claims (6)

1. モータと、前記モータとエンジンとの間で駆動力の伝達又は切断を行う第一クラッチと、入力軸と出力軸との間で変速比を変えて前記モータ及び前記エンジンの一方又は双方の駆動力を駆動輪側へ伝達する変速機と、前記モータ、前記第一クラッチ及び前記変速機の動作制御を行う制御装置を備えたハイブリッド車用駆動装置であって、
   前記制御装置に、
   第一クラッチが開放され、モータの駆動力が駆動輪に伝達されるＥＶ走行モードにおいて、前記変速機により前記入力軸と前記出力軸とを接続した際に、前記出力軸で得られる駆動力を最大とし、且つ、前記エンジンの始動が可能な最低回転数より高い回転数に前記入力軸の回転数がなる好適変速比に、前記変速機の変速比を設定するエンジン始動変速制御手段を備えたハイブリッド車用駆動装置。
2. 前記変速機が有段変速機であり、
   車速関連情報をパラメータに好適変速段を決定するテーブルを記憶した記憶手段を備え、前記エンジン始動変速制御手段が自車両の車速関連情報および前記記憶手段のテーブルに応じて変速段を前記好適変速段に設定する請求項１記載のハイブリッド車用駆動装置。
3. 前記モータからの駆動力が前記駆動輪側に伝達される状態において、前記第一クラッチを介して前記モータ駆動力の一部を前記エンジンに伝達して前記エンジンの始動をおこなう請求項１又は２記載のハイブリッド車用駆動装置。
4. モータと、前記モータとエンジンとの間で駆動力の伝達又は切断を行う第一クラッチと、入力軸と出力軸との間で変速比を変えて前記モータ及び前記エンジンの一方又は双方の駆動力を駆動輪側へ伝達する変速機とを備えたハイブリッド車用駆動装置に使用され、前記モータ、前記第一クラッチ及び前記変速機の動作制御を行う制御装置であって、
   第一クラッチが開放され、モータの駆動力が駆動輪に伝達されるＥＶ走行モードにおいて、前記変速機により前記入力軸と前記出力軸とを接続した際に、前記出力軸で得られる駆動力を最大とし、且つ、前記エンジンの始動が可能な最低回転数より高い回転数に前記入力軸の回転数がなる好適変速比に、前記変速機の変速比を設定するエンジン始動変速制御手段を備えた制御装置。
5. 前記変速機が有段変速機であり、
   車速関連情報をパラメータに好適変速段を決定するテーブルを記憶した記憶手段を備え、前記エンジン始動変速制御手段が自車両の車速関連情報および前記記憶手段のテーブルに応じて変速段を前記好適変速段に設定する請求項４記載の制御装置。
6. モータと、前記モータとエンジンとの間で駆動力の伝達又は切断を行う第一クラッチと、入力軸と出力軸との間で変速比を変えて前記モータ及び前記エンジンの一方又は双方の駆動力を駆動輪側へ伝達する変速機とを備えたハイブリッド車のエンジン始動方法であって、
   第一クラッチが開放され、モータの駆動力が駆動輪に伝達されるＥＶ走行モードにおいて、前記変速機により前記入力軸と前記出力軸とを接続した際に、前記出力軸で得られる駆動力を最大とし、且つ、前記エンジンの始動が可能な最低回転数より高い回転数に前記入力軸の回転数がなる好適変速比に、前記変速機の変速比を設定してハイブリッド車のエンジン始動を行うエンジン始動方法。
   

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