JP4423715B2

JP4423715B2 - Control device for hybrid vehicle

Info

Publication number: JP4423715B2
Application number: JP28803199A
Authority: JP
Inventors: 雄二岩瀬; 光広梅山; 秀洋大庭
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-10-08
Filing date: 1999-10-08
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2019-10-08
Also published as: JP2001112116A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、内燃機関の始動方法の切換技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
遊星歯車装置のサンギヤとリングギヤとそれらサンギヤおよびリングギヤに常時かみ合うピニオンを自転可能且つ公転可能に支持するキャリヤとの３つの回転要素のうちの第１の回転要素に内燃機関を連結し、第２の回転要素にモータジェネレータを連結し、第３の回転要素に変速機を連結し、３つの回転要素の連結状態を切り換えることにより、モータ走行、モータおよびエンジン走行、発進走行、回生走行などを行うハイブリッド車両が知られている。たとえば、特開平９−１７０５３３号公報に記載された車両がそれである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のハイブリッド車両は２モータ式の動力伝達機構であり、１モータ式の動力伝達機構とした場合のモータ走行中では、特に低速走行状態において内燃機関の始動ができない場合があった。
【０００４】
これに対し、内燃機関に伝動ベルトを介してスタータモータを作動的に連結させ、モータのみによる低速走行中であっても内燃機関の始動を可能とすることが考えられる。しかしながら、内燃機関を専らスタータモータにより始動させるようにすると、たとえば、低温放置状態であるために伝動ベルトが固くなっている状態で内燃機関が始動させられるような場合には、伝動ベルトの滑りが発生し易く、寿命を著しく短縮させるおそれがあるなどの問題があった。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、伝動ベルトの耐久性を損なうことがないハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、スタータモータに伝動ベルトを介して作動的に連結された内燃機関と、モータジェネレータと、それら内燃機関およびモータジェネレータの動力がそれぞれ入力される第１回転要素および第２回転要素とそれら内燃機関およびモータジェネレータの動力を合成して第３回転要素から出力する遊星歯車装置とを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、(a) 冷間時であるか否かを判定する冷間時判定手段と、(b) その冷間時判定手段により冷間時であると判定された内燃機関の始動時には、前記スタータモータおよび伝動ベルトを用いないで、前記第３回転要素を固定した状態で前記モータジェネレータを回転させることによりその内燃機関を始動させる始動制御手段とを、含むことにある。
【０００７】
【発明の効果】
このようにすれば、冷間時判定手段により冷間時であると判定された内燃機関の始動時には、前記スタータモータおよび伝動ベルトを用いないで、始動制御手段により前記第３回転要素を固定した状態で前記モータジェネレータを回転させることにより伝動ベルトを用いないで内燃機関が始動させられることから、内燃機関をスタータモータにより始動させるようにする場合の不都合が解消される。すなわち、伝動ベルトが固くなっている状態で用いられることがないので、伝動ベルトの滑りや、その伝動ベルトの寿命を著しく短縮させるおそれが好適に防止される。
【０００８】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記始動制御手段は、前記冷間時判定手段により冷間時ではないと判定された内燃機関の始動時には、前記スタータモータによってその内燃機関を始動させるものである。このようにすれば、冷間時でない状態で内燃機関の始動要求があったときには、内燃機関に伝動ベルトを介して作動的に連結されたスタータモータによりその内燃機関が始動させられる。そのため、通常時は専らスタータモータにより内燃機関が始動させられることから、モータジェネレータで内燃機関を始動させる場合に比較して、そのモータジェネレータの制御が簡単となる。
【０００９】
また、好適には、前記始動制御手段は、前記第１回転要素および前記第２回転要素と駆動輪との間の動力伝達を遮断し且つ前記第３回転要素を固定した状態で前記モータジェネレータを逆転させることにより前記内燃機関を始動させるものである。このようにすれば、車両停止時において、冷間状態の内燃機関が好適に始動させられる。
【００１０】
また、好適には、前記ハイブリッド車両は、少なくとも冷間状態においてイグニションキー操作に応答して内燃機関始動要求が出される始動要求手段を備えたものである。このようにすれば、運転開始時において必ず内燃機関が起動させられて暖気されるので、前記始動制御手段による内燃機関の始動は長時間放置後の１回目において専ら行われる。
【００１１】
また、好適には、前記制御装置は、内燃機関の冷却水温度に基づいてその暖気が為されているか否かを判断する暖気判定手段を備え、その暖気判定手段によって暖気が為されていないと判定された場合にその内燃機関を始動させるものである。このようにすれば、イグニションキー操作が為されても、暖気されている場合には内燃機関が始動させられないので、内燃機関の無用な始動を防止できる。
【００１２】
また、好適には、前記始動制御手段によりモータ走行モードで走行中において内燃機関が始動させられた場合には、前記遊星歯車装置の３つの回転要素が一体的に回転させられる直結モードで車両が走行させられる。このようにすれば、内燃機関の動力で走行させられるとともに、内燃機関およびモータジェネレータの動力でも走行させられる。
【００１３】
また、好適には、前記ハイブリッド車両は、前記内燃機関およびモータジェネレータで前輪および後輪の一方の車輪を駆動すると共に、他のモータジェネレータでその他方の車輪を駆動する４輪駆動車両であり、車両の走行中において前記始動制御手段によってそのモータジェネレータを回転させることによりその内燃機関を始動させるときには、その他のモータジェネレータでその他方の車輪を駆動して走行するものである。このようにすれば、内燃機関を始動させるためにモータジェネレータによって一方の車輪が駆動され得ない期間中は、他のモータジェネレータで駆動される他方の車輪によって車両が走行させられるため、走行中における内燃機関の始動に伴う車両の駆動力の一時的な変化が抑制されて車両にショックが発生することが抑制される。
【００１４】
また、好適には、前記第３回転要素は、２つの摩擦係合装置を介して非回転部材および変速機の入力軸にそれぞれ連結されるものであり、前記制御装置は、それら２つの摩擦係合装置が解放された状態で専ら前記モータジェネレータの駆動力に基づいて車両を走行させるモータ走行モードであるか否かを判定するモータ走行モード判定手段を含み、前記始動制御手段は、そのモータ走行モード判定手段によりモータ走行モードであると判定された内燃機関の始動時には、前記スタータモータを作動させてその内燃機関を始動させるものである。このようにすれば、モータ走行モードにおいて前記内燃機関の始動要求があったときには、始動制御手段により、スタータモータが作動させられて内燃機関が始動させられる。すなわち、モータ走行モードで走行中に内燃機関が始動させられて内燃機関の動力で走行可能となる。このモータ走行モードでは、モータジェネレータの動力が入力される第２回転要素が車両の駆動に寄与させられる一方で、第３回転要素と変速機の入力軸および非回転部材との間の２つの摩擦係合装置が解放されて第３回転要素および内燃機関の動力が入力される第１回転要素が自由回転状態とされて、内燃機関は動力伝達系とは切り離された独立状態とされるので、スタータモータを用いて内燃機関を始動させる場合に、そのスタータモータの出力トルクにより一時的に車両の駆動力が増加することがなく、車両にショックが発生するという問題が解消される。
【００１５】
また、好適には、前記制御装置は、走行中に前記スタータモータを用いて前記内燃機関を始動させるものであり、そのスタータモータは、そのスタータモータから前記内燃機関に向かって動力が伝達される場合は係合させられるがその内燃機関からそのスタータモータに向かって動力が伝達される場合は解放させられる一方向クラッチを介してその内燃機関に作動的に連結されたものである。このようにすれば、内燃機関の始動のためにスタータモータによりその内燃機関を回転駆動する駆動系は、一方向クラッチが介在させられることによって車両の駆動系とは独立に設けられているので、内燃機関をスタータモータにより始動させるようにする場合の不都合が解消される。すなわち、スタータモータから内燃機関に向かう動力は伝達されるが、反対に内燃機関からスタータモータに向かう動力は伝達されないことから、走行中において内燃機関を独立状態で円滑に始動させることができるため、そのスタータモータの出力トルクにより一時的に車両の駆動力が増加して車両にショックが発生することが抑制されると共に、内燃機関の作動時においてスタータモータや伝動ベルトが回転駆動されないので、それらの回転に起因する動力損失が解消される。
【００１６】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明が適用された４輪駆動車両すなわち前後輪駆動車両の動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。この前後輪駆動車両は、前輪系を第１原動機を備えた第１駆動装置すなわち主駆動装置１０にて駆動し、後輪系を第２原動機を備えた第２駆動装置すなわち副駆動装置１２にて駆動する形式の複数の駆動装置を有するものである。
【００１８】
上記主駆動装置１０は、空気および燃料の混合気が燃焼させられることにより作動させられる内燃機関であるエンジン１４と、電気モータおよび発電機として選択的に機能するモータジェネレータ（以下、ＭＧという）１６と、ダブルピニオン型の遊星歯車装置１８と、変速比が連続的に変化させられる無段変速機２０とを同心に備えている。上記エンジン１４は第１原動機すなわち主原動機として機能している。上記エンジン１４は、その吸気配管の吸入空気量を制御するスロットル弁の開度θ_THを変化させるためにそのスロットル弁を駆動するスロットルアクチュエータ２１を備えている。
【００１９】
上記遊星歯車装置１８は、機械的に力を合成し或いは分配する合成分配機構であって、共通の軸心まわりに独立して回転可能に設けられた３つの回転要素、すなわち上記エンジン１４にダンパ装置２２を介して連結されたサンギヤ２４と、第１クラッチＣ１を介して無段変速機２０の入力軸２６に連結され且つ上記ＭＧ１６の出力軸が連結されたキャリヤ２８と、第２クラッチＣ２を介して無段変速機２０の入力軸２６に連結され且つブレーキＢ１を介して非回転部材たとえばハウジング３０に連結されるリングギヤ３２とを備えている。上記キャリヤ２８は、サンギヤ２４およびリングギヤ３２とかみ合い且つ相互にかみ合う１対のピニオン（遊星歯車）３４および３６を、それらの自転可能に支持している。上記第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、ブレーキＢ１は、いずれも互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータによって押圧されることにより係合させられたり、その押圧解除により解放されたりする油圧式摩擦係合装置である。本実施例においては、上記のサンギヤ２４が第１回転要素に、キャリア２８が第２回転要素に、リングギヤ３２が第３回転要素にそれぞれ相当する。
【００２０】
上記遊星歯車装置１８とそのキャリヤ２８に連結されたＭＧ１６は、エンジン１４の作動状態すなわちサンギヤ２４の回転状態においてＭＧ１６の発電量を制御することすなわちＭＧ１６の回転駆動トルクである反力が逐次大きくなるようにキャリヤ２８に発生させられることにより、リングギヤ３２の回転数を滑らかに増加させて車両の滑らかな発進加速を可能とする電気トルコン（ＥＴＣ）装置を構成している。このとき、遊星歯車装置１８のギヤ比ρ（サンギヤ２４の歯数／リングギヤ３２の歯数）がたとえば一般的な値である０．５とすると、リングギヤ３２のトルク：キャリヤ２８のトルク：サンギヤ２４のトルク＝１／ρ：（１−ρ）／ρ：１の関係から、エンジン１４のトルクが１／ρ倍たとえば２倍に増幅されて無段変速機２０へ伝達されるので、トルク増幅モードと称される。
【００２１】
また、上記無段変速機２０は、入力軸２６および出力軸３８にそれぞれ設けられた有効径が可変の１対の可変プーリ４０および４２と、それ１対の可変プーリ４０および４２に巻き掛けられた無端環状の伝動ベルト４４とを備えている。それら１対の可変プーリ４０および４２は、入力軸２６および出力軸３８にそれぞれ固定された固定回転体４６および４８と、その固定回転体４６および４８との間にＶ溝を形成するように入力軸２６および出力軸３８に対して軸心方向に移動可能且つ軸心まわりに相対回転不能に取付られた可動回転体５０および５２と、それら可動回転体５０および５２に推力を付与して可変プーリ４０および４２の掛かり径すなわち有効径を変化させることにより変速比γ（＝入力軸回転速度／出力軸回転速度）を変更する１対の油圧シリンダ５４および５６とを備えている。
【００２２】
上記無段変速機２０の出力軸３８から出力されたトルクは、減速装置５８、差動歯車装置６０、および１対の車軸６２、６４を介して１対の前輪６６、６８へ伝達されるようになっている。なお、本実施例では、前輪６６、６８の舵角を変更する操舵装置が省略されている。
【００２３】
前記副駆動装置１２は、第２原動機すなわち副原動機として機能するリヤモータジェネレータ（以下、ＲＭＧという）７０を備え、そのＲＭＧ７０から出力されたトルクは、減速装置７２、差動歯車装置７４、および１対の車軸７６、７８を介して１対の後輪８０、８２へ伝達されるようになっている。
【００２４】
そして、前記エンジン１４のクランク軸に一方向クラッチ８４を介して連結されたＶプーリ８５とスタータモータ８６の出力軸に固定されたＶプーリ８７との間には、伝動ベルト８８が巻き掛けられており、そのスタータモータ８６によってもエンジン１４が始動させられるようになっている。上記一方向クラッチ８４はスタータモータ８６からエンジン１４に向かう方向へ動力を伝達する場合は係合させられるが、エンジン１４からスタータモータ８６へ向かう方向の動力が伝達されようとすると解放されるものである。また、上記Ｖプーリ８５および８７はスチール（鋼板）製或いは合成樹脂製であり、それらに巻き掛けられた伝動ベルト８８はよく知られたスチールワイヤ、布、アラミド繊維等により補強された合成ゴム或いは合成樹脂から構成されたものである。伝動ベルト８８のプーリ８５、８７側の表面すなわちトルク伝達面は、それら合成ゴム或いは合成樹脂で構成されている。
【００２５】
図２は、前記主駆動装置１０の遊星歯車装置１８を種々の作動モードに切り換えるための油圧制御回路の構成を簡単に示す図である。運転者によりＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、Ｂの各レンジ位置へ操作されるシフトレバー９０に機械的に連結されたマニアル弁９２は、シャトル弁９３を利用しつつ、シフトレバー９０の操作に応答して、Ｄレンジ、Ｂレンジ、Ｒレンジにおいて第１クラッチＣ１の係合圧を調圧する第１調圧弁９４へ図示しないオイルポンプから出力された元圧を供給し、Ｄレンジ、ＢレンジにおいてクラッチＣ２の係合圧を調圧する第２調圧弁９５へ元圧を供給し、Ｎレンジ、Ｐレンジ、ＲレンジにおいてブレーキＢ１の係合圧を調圧する第３調圧弁９６へ元圧を供給する。上記第２調圧弁９５、第３調圧弁９６は、ハイブリッド制御装置１０４によって駆動されるリニヤソレイド弁９７からの出力信号に従って第２クラッチＣ２およびブレーキＢ１の係合圧を制御し、第１調圧弁９４は、ハイブリッド制御装置１０４によってデューティー駆動される三方弁である電磁開閉弁９８からの出力信号に従って第１クラッチＣ１の係合圧を制御する。
【００２６】
図３は、本実施例の前後輪駆動車両に設けられた制御装置の構成を説明する図である。エンジン制御装置１００、変速制御装置１０２、ハイブリッド制御装置１０４、蓄電制御装置１０６、ブレーキ制御装置１０８は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェースを備えた所謂マイクロコンピュータであって、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って入力信号を処理し、種々の制御を実行する。また、上記の制御装置は、相互に通信可能に接続されており、所定の制御装置から必要な信号が要求されると、他の制御装置からその所定の制御装置へ適宜送信されるようになっている。
【００２７】
エンジン制御装置１００は、エンジン１４のエンジン制御を実行する。例えば、燃料噴射量制御のために図示しない燃料噴射弁を制御し、点火時期制御のために図示しないイグナイタを制御し、トラクション制御ではスリップ中の前輪６６、６８が路面をグリップするようにエンジン１４の出力を一時的に低下させるためにスロットルアクチュエータ２１を制御する。
【００２８】
上記変速制御装置１０２は、たとえば、無段変速機２０の伝動ベルト４４の張力が必要かつ十分な値となるように予め設定された関係から、実際の変速比γおよび伝達トルクすなわちエンジン１４およびＭＧ１６の出力トルクに基づいて、ベルト張力圧を調圧する調圧弁を制御し、伝動ベルト４４の張力を最適な値とするとともに、エンジン１４が最小燃費率曲線或いは最適曲線に沿って作動するように予め記憶された関係から、実際の車速Ｖおよびエンジン負荷たとえばスロットル弁開度θ_TH或いはアクセルペダル操作量Ａ_CCに基づいて目標変速比γ_mを決定し、実際の変速比γがその目標変速比γ_mと一致するように無段変速機２０の変速比γを制御する。
【００２９】
また、上記エンジン制御装置１００および変速制御装置１０２は、たとえば図４に示す最良燃費運転線に沿ってエンジン１４の作動点すなわち運転点が移動するように、たとえば上記スロットルアクチュエータ２１や燃料噴射量を制御するとともに無段変速機２０の変速比γを変更する。また、ハイブリッド制御装置１０４からの指令に応じて、上記エンジン１４の出力トルクＴ_Eまたは回転数Ｎ_Eを変更するために上記スロットルアクチュエータ２１や変速比γを変更し、エンジン１４の運転点を移動させる。
【００３０】
上記ハイブリッド制御装置１０４は、電池などから成る蓄電装置１１２からＭＧ１６に供給される駆動電流或いはそのＭＧ１６から蓄電装置１１２へ出力される発電電流を制御するインバータ１１４を制御するための第１ＭＧ制御装置１１６と、蓄電装置１１２からＲＭＧ７０に供給される駆動電流或いはそのＲＭＧ７０から蓄電装置１１２へ出力される発電電流を制御するインバータ１１８を制御するための第２ＭＧ制御装置１２０とを含み、シフトレバー９０の操作位置Ｐ_SH、アクセルペダル１２２の操作量Ａ_CC、車速Ｖ、蓄電装置１１２の蓄電量ＳＯＣに基づいて、たとえば図５に示す複数の運転モードのうちからいずれか１つを選択を行うとともに、アクセルペダル１２２の操作量Ａ_CC、ブレーキペダル１２４の操作量Ｂ_Fに基づいて、ＭＧ１６或いはＲＭＧ７０の発電に必要なトルクにより制動力を発生させるトルク回生制動モード、或いはエンジン１４の回転抵抗トルクにより制動力を発生させるエンジンブレーキモードを選択する。
【００３１】
シフトレバー９０がＢレンジ或いはＤレンジへ操作された場合、たとえば比較的低負荷の発進或いは定速走行ではモータ走行モードが選択され、第１クラッチＣ１が係合させられ且つ第２クラッチＣ２およびブレーキＢ１が共に解放されることにより、専らＭＧ１６により車両が駆動される。なお、このモータ走行モードにおいて、蓄電装置１１２の蓄電量ＳＯＣが予め設定された下限値を下回った不足状態となった場合や、駆動力をさらに必要とするためにエンジン１４を始動させる場合には、後述するＥＴＣモード或いは直結モードへ切り換えられて、それまでの走行を維持しながらＭＧ１６或いはＲＭＧ７０が駆動され、そのＭＧ１６或いはＲＭＧ７０により蓄電装置１１２が充電される。
【００３２】
また、比較的中負荷走行または高負荷走行では直結モードが選択され、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が共に係合させられ且つブレーキＢ１が解放されることにより遊星歯車装置１８が一体的に回転させられ、専らエンジン１４によりまたはそのエンジン１４およびＭＧ１６により車両が駆動されたり、或いは専らエンジン１４により車両が駆動されると同時にＭＧ１６により蓄電装置１１２の充電が行われる。この直結モードでは、サンギヤ２４の回転数即ちエンジン回転数Ｎ_E（rpm ）とキャリヤ２８の回転数すなわちＭＧ１６の回転数Ｎ_MG（rpm ）とリングギヤ３２の回転数即ち無段変速機２０の入力軸２６の回転速度Ｎ_IN（rpm ）とは同じ値であるから、二次元平面内において３本の回転数軸（縦軸）すなわちサンギヤ回転数軸Ｓ、リングギヤ回転数Ｒ、およびキャリヤ回転数軸Ｃと変速比軸（横軸）とから描かれる図６の共線図では、たとえば１点鎖線に示されるものとなる。なお、図６において、上記サンギヤ回転数軸Ｓとキャリヤ回転数軸Ｃとの間隔は１に対応し、リングギヤ回転数Ｒとキャリヤ回転数軸Ｃとの間隔はダブルピニオン型遊星歯車装置１８のギヤ比ρに対応している。
【００３３】
また、たとえば発進加速走行では、ＥＴＣモードすなわちトルク増幅モードが選択され、第２クラッチＣ２が係合させられ且つ第１クラッチＣ１およびブレーキＢ１が共に解放された状態でＭＧ１６の発電量（回生量）すなわちそのＭＧ１６の反力（ＭＧ１６を回転させる駆動トルク）が徐々に増加させられることにより、エンジン１４が所定の回転数に維持された状態で車両が滑らかに零発進させられる。このようにエンジン１４によって車両およびＭＧ１６が駆動される場合には、エンジン１４のトルクが１／ρ倍たとえばρ＝０．５とすると２倍に増幅されて無段変速機２０へ伝達される。すなわち、ＭＧ１６の回転数Ｎ_MGが図６のＡ点（負の回転速度すなわち発電状態）である場合には、無段変速機２０の入力軸回転数Ｎ_INは零であるため車両は停止しているが、図６の破線に示すように、そのＭＧ１６の発電量が増加させられてその回転数Ｎ_MGがその正側のＢ点へ変化させられることに伴って無段変速機２０の入力軸回転数Ｎ_INが増加させられて、車両が発進させられるのである。
【００３４】
シフトレバー９０がＮレンジ或いはＰレンジへ操作された場合、基本的にはニュートラルモード１または２が選択され、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、およびブレーキＢ１が共に解放され、遊星歯車装置１８において動力伝達経路が解放される。この状態において、蓄電装置１１２の蓄電量ＳＯＣが予め設定された下限値を下回った不足状態となった場合などにおいては、充電・エンジン始動モードとされ、ブレーキＢ１が係合させられた状態で、ＭＧ１６によりエンジン１４が始動させられる。シフトレバー９０がＲレンジへ操作された場合、たとえば軽負荷後進走行ではモータ走行モードが選択され、第１クラッチＣ１が係合させられるとともに第２クラッチＣ２およびブレーキＢ１が共に解放されることにより、専らＭＧ１６により車両が後進走行させられる。しかし、たとえば中負荷或いは高負荷後進走行ではフリクション走行モードが選択され、第１クラッチＣ１が係合させられ且つ第２クラッチＣ２が解放されるとともに、ブレーキＢ１がスリップ係合させられる。これにより、車両を後進させる駆動力としてＭＧ１６の出力トルクにエンジン１４の出力トルクが加えられる。
【００３５】
また、前記ハイブリッド制御装置１０４は、前輪６６、６８の駆動力に従った車両の発進時或いは急加速時において、車両の駆動力を一時的に高めるために、所定の駆動力配分比に従ってＲＭＧ７０を作動させ、後輪８０、８２からも駆動力を発生させる高μ路アシスト制御や、凍結路、圧雪路のような低摩擦係数路（低μ路）における発進走行時において、車両の発進能力を高めるために、ＲＭＧ７０により後輪８０、８２を駆動させると同時に、たとえば無段変速機２０の変速比γを低くさせて前輪６６、６８の駆動力を低下させる低μ路アシスト制御を実行する。
【００３６】
蓄電制御装置１０６は、電池、コンデンサなどの蓄電装置１１２の蓄電量ＳＯＣが予め設定された下限値ＳＯＣ_Dを下回った場合には、ＭＧ１６或いはＲＭＧ７０により発電された電気エネルギで蓄電装置１１２を充電あるいは蓄電するが、蓄電量ＳＯＣが予め設定された上限値ＳＯＣ_Uを上まわった場合には、そのＭＧ１６或いはＲＭＧ７０からの電気エネルギで充電することを禁止する。また、上記蓄電に際して、実際の電力見込み値（＝消費電力＋充電電力）Ｐ_bが、蓄電装置１１２の温度Ｔ_Bの関数である電力或いは電気エネルギの受入制限値Ｗ_INと持出制限値Ｗ_OUTとの範囲を越えた場合には、その受入れ或いは持ち出しを禁止する。
【００３７】
ブレーキ制御装置１０８は、たとえばＴＲＣ制御、ＡＢＳ制御、ＶＳＣ制御などを実行し、低μ路などにおける発進走行時、制動時、旋回時の車両の安定性を高めたり或いは牽引力を高めるために、油圧ブレーキ制御回路を介して各車輪６６、６８、８０、８２に設けられたホイールブレーキ６６_WB、６８_WB、８０_WB、８２_WBを制御する。たとえば、ＴＲＣ制御では、各車輪に設けられた回転センサからの信号に基づいて、車輪車速（車輪回転速度に基づいて換算される車体速度）たとえば右前輪車輪車速Ｖ_FR、左前輪車輪車速Ｖ_FL、右後輪車輪車速Ｖ_RR、左後輪車輪車速Ｖ_RL、前輪車速〔＝（Ｖ_FR＋Ｖ_FL）／２〕、後輪車速〔＝（Ｖ_RR＋Ｖ_RL）／２〕、および車体車速（Ｖ_FR、Ｖ_FL、Ｖ_RR、Ｖ_RLのうちの最も遅い速度）Ｖを算出する一方で、たとえば主駆動輪である前輪車速と非駆動輪である後輪車速との差であるスリップ速度ΔＶが予め設定された制御開始判断基準値ΔＶ₁を越えると、前輪にスリップ判定をし、且つスリップ率Ｒ_S〔＝（ΔＶ／Ｖ_F）×１００％〕が予め設定された目標スリップ率Ｒ_S1内に入るようにスロットルアクチュエータ２１、ホイールブレーキ６６_WB、６８_WBなどを用いて前輪６６、６８の駆動力を低下させる。また、ＡＢＳ制御では、制動操作時において、各車輪のスリップ率が所定の目標スリップ範囲内になるように、ホイールブレーキ６６_WB、６８_WB、８０_WB、８２_WBを用いて前輪６６、６８、後輪８０、８２の制動力を維持し、車両の方向安定性を高める。また、ＶＳＣ制御では、車両の旋回走行時において、図示しない舵角センサからの舵角、ヨーレートセンサからのヨーレート、２軸Ｇセンサからの前後左右加速度等に基づいて車両のオーバステア傾向或いはアンダステア傾向を判定し、そのオーバステア或いはアンダステアを抑制するように、ホイールブレーキ６６_WB、６８_WB、８０_WB、８２_WBの何れか、およびスロットルアクチュエータ２１を制御する。
【００３８】
図７は、前記ハイブリッド制御装置１０４等の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図７において、エンジン水温判定手段１２６は、イグニションキーのオン操作が為されたとき、エンジン１４の冷却水温度が予め定められた所定値以下であるか否か、すなわちエンジン１４の暖気が為されているか否かを判定する。上記所定値は、エンジン始動が可能な例えば０ (℃) 程度の温度である。本実施例においては、このエンジン水温判定手段１２６が暖気判定手段に対応する。また、始動要求手段１２８は、上記エンジン水温判定手段１２６によって水温が所定値以下、すなわち暖気が為されていないと判定された場合に、エンジン１４の始動要求を発生させる。
【００３９】
また、冷間時判定手段１３０は、上記始動要求手段１２８によってエンジン始動要求が出された場合に、温度センサ１３２により検出された環境温度、例えば、無段変速機２０の油温、大気温度やエンジン１４の表面温度等が極低温であるか否かを判定する。ここで、「極低温」とは、伝動ベルト８８を構成する合成ゴム或いは合成樹脂が固くなる例えば−４０〜０ (℃) 程度の温度をいう。温度センサ１３２は、例えばエンジン１４やＭＧ１６の近傍、車両のエンジンルーム内、或いは無段変速機２０の潤滑油路等に配設されており、それら配設位置の温度を測定して冷間時判定手段１３０に温度データを提供する。
【００４０】
また、長時間放置判定手段１３４は、上記エンジン始動要求が出された場合に、タイマ等で計測されたイグニションオフからの経過時間があらかじめ定められた所定値よりも長いか否かを判定する。この所定値は、例えば上記極低温下において停止状態で放置された伝動ベルト８８がプーリ８５、８７に巻き掛けられた楕円形状に癖がつき、滑らかに回転作動し得なくなる程度の時間であり、例えば、１０分程度の長さである。そして、始動制御手段１３６は、これら冷間時判定手段１３０および長時間放置判定手段１３４の判定結果に基づき、ＭＧ１６およびスタータモータ８６を択一的に駆動し、何れかによってエンジン１４を始動させる。すなわち、始動制御手段１３６は、冷間時判定手段１３０により冷間時であると判定されたエンジン１４の始動時には、前記リングギヤ３２を固定した状態で前記ＭＧ１６を回転させることによりそのエンジン１４を始動させる。なお、図においてはスタータモータ８６とエンジン１４との間に設けられている一方向クラッチ８４を省略した。
【００４１】
図８は、前記ハイブリッド制御装置１０４の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、図示しないイグニションキーのオン操作直後に実行されるエンジン始動手段選択ルーチンを示している。すなわち、ルーチンの開始時には、車両はシフトレバー９０がＰレンジに入れられた停止状態であり、且つエンジン１４、ＭＧ１６、およびＲＭＧ７０は何れも駆動されていない。また、クラッチＣ１、Ｃ２およびブレーキＢ１は何れも開放状態にある。イグニションキーのオン操作が為されると、前記エンジン水温判定手段１２６に対応するステップＳＡ１において、エンジン水温が前記所定値以下であるか否かが判断される。車両の走行直後等のような直前までエンジン１４が駆動されていた（すなわち、暖気ができている）状況下では、この判断が否定されるので直ちにルーチンが終了させられる。暖気が完了していれば、ドライバの運転操作等に応じてエンジン１４の始動要求が発生した場合に直ちに始動可能であるため、このイグニションキーのオン操作時にエンジン１４の始動の必要はないのである。
【００４２】
しかしながら、エンジン水温が前記所定値以下である場合には、エンジン１４を始動要求に備えて暖気する必要があるため、上記ステップＳＡ１の判断が肯定されてステップＳＡ２に進む。始動要求手段１２８に対応するステップＳＡ２では、上記イグニションキーのオン操作に応答してエンジン１４の始動要求が発生させられる。
【００４３】
続いて、冷間時判定手段１３０および長時間放置判定手段１３４に対応するステップＳＡ３においては、例えばエンジンルーム内等の温度が極低温であるか否かが判断されると共に、イグニションキーのオフ操作から長時間経過しているか否かが判断される。温度が極低温であって且つ経過時間が前述した所定値以上になっていれば、この判断が肯定されるのでステップＳＡ４に進む。すなわち、このような条件下では伝動ベルト８８が固くなっていることから、スタータ８６でエンジン１４を始動しようとすると伝動ベルト８８の滑り延いては損傷が生じ易いため、ＭＧ１６によるエンジン始動ステップに進む。
【００４４】
前記始動制御手段１３６に対応するステップＳＡ４においては、ＭＧ１６によるエンジン始動が選択され、図９の下段に示されるようにブレーキＢ１が係合させられることによりリングギヤ３２が固定されると共にＭＧ１６が逆転させられる。これにより、遊星歯車装置１８のサンギヤ２４がキャリア２８とは反対方向（順方向）に回転させられるため、そのサンギヤ２４に連結されたエンジン１４の出力軸が順方向に回転させられてそのエンジン１４が始動させられる。すなわち、車両停止時において冷間状態のエンジン１４が容易に始動させられる。そのため、伝動ベルト８８が滑り易い状況下でスタータモータ８６によるエンジン始動が為されないことから、その滑りによる損傷延いては寿命低下が防止される。このとき、スタータモータ８６とエンジン１４との間に設けられている一方向クラッチ８４（ＯＷＣ）は、係合させられない。
【００４５】
しかしながら、ステップＳＡ３において極低温ではないと判断されるか、或いはイグニションキーのオフ操作からの経過時間が十分に短いと判断された場合には、伝動ベルト８８の滑りが生じ難いので、スタータモータ８６によるエンジン始動ステップ（ステップＳＡ５）に進む。前記始動制御手段１３６に対応するステップＳＡ５においては、図９の上段に示されるようにスタータモータ８６が起動されることにより、その回転が一方向クラッチ８４を介してエンジン１４に伝達され、そのエンジン１４が始動させられる。このように、イグニションキーのオン操作に伴うエンジン始動においては、ＭＧ１６による始動とスタータモータ８６による始動とが使い分けられるが、ＭＧ１６によるエンジン始動は前述したようなスタータモータ８６による始動が好ましくない場合だけに限定されるので、そのＭＧ１６の制御はそれほど複雑にはならない。このとき、クラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１は開放させられることにより、サンギヤ２４およびキャリア２８と前輪６６、６８との間の動力伝達経路が遮断されていることから、スタータモータ８６によって回転させられるのはエンジン１４の出力軸だけであるため、その回転が遊星歯車装置１８を介して他の部材に伝達されることに起因する動力損失は生じない。
【００４６】
ところで、上記のようなイグニションオン操作時以外、すなわち車両の走行中やイグニションオン状態における車両の停止中等においては、車両は必要に応じて暖気制御されるため、図８に示されるエンジン始動手段選択ルーチンは適用されない。すなわち、エンジン１４は常に暖気されているため、スタータモータ８６の起動を制限する必要はない。図１０は、このような車両の走行中等における前記ハイブリッド制御装置１０４の制御機能を説明する機能ブロック線図である。図１０において、モータ走行モード判定手段１３８は、車両が前記モータ走行モードにあるか否かを判定する。また、始動要求判定手段１４０は、そのモータ走行モードの実施中に、停止させられているエンジン１４の始動要求が為されたか否かを判定する。この始動要求の有無は、例えばＤレンジにあるときに、アクセル開度の急激な増大や蓄電制御装置１０６からの充電要求の有無等に基づいて判断される。そして、始動制御手段１３６は、これらモータ走行モード判定手段１３８および始動要求判定手段１４０の判定に基づき、スタータモータ８６を起動してエンジン１４を始動させる。なお、図においてはエンジン１４等が省略されている。
【００４７】
図１１は、前記ハイブリッド制御装置１０４の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、例えばシフトレバー９０がＤレンジやＲレンジにあるときに間歇的に実行されるエンジン始動制御ルーチンを示している。図１１において、前記のモータ走行モード判定手段１３８に対応するステップＳＢ１においては、モータ走行モードであるか否かが判断される。モータ走行モードではなくエンジン１４が駆動中である場合には、この判断が否定されるので直ちに本ルーチンが終了させられる。一方、モータ走行モードの実施中にはこの判断が肯定されるのでステップＳＢ２に進む。
【００４８】
前記の始動要求判定手段１４０に対応するステップＳＢ２においては、エンジン始動要求が発生したか否かが判断される。始動要求がない場合には、この判断が否定されるため、エンジン始動制御ルーチンが終了させられる。しかしながら、アクセルペダル１２２の急激な踏み込みすなわち加速要求があった場合や、蓄電装置１１２の蓄電量ＳＯＣが不足となった場合等には、始動要求判定が肯定されてステップＳＢ３に進む。
【００４９】
そして、始動制御手段１３６に対応するステップＳＢ３において、スタータモータ８６を起動することにより、エンジン１４が始動させられて本ルーチンが終了する。すなわち、イグニションキーのオン操作時以外では、原則としてスタータモータ８６によってエンジン１４が始動させられる。このとき、前記の図１に示されるようにスタータモータ８６は一方向クラッチ８４を介してエンジン１４の出力軸に連結されていることから、エンジン１４からスタータモータ８６に向かう動力は伝達されない。そのため、走行中においてもエンジン１４を独立状態で円滑に始動させ得る。しかも、モータ走行モードにおいては前述したようにクラッチＣ２およびブレーキＢ１が開放状態にあることから、サンギヤ２４は無段変速機２０の入力軸２６に動力を伝達すること無く自由回転させられるため、スタータモータ８６の出力トルクによって一時的に車両の駆動力が増加し、車両にショックが発生することもない。このようにしてエンジン１４が始動させられた後は、例えば前記の直結モードにモード切り換えが為されてエンジン１４の駆動力およびＭＧ１６の駆動力で車両が走行させられることとなる。
【００５０】
上述のように、本実施例によれば、冷間時判定手段１３０（ステップＳＡ３）により冷間時であると判定されたエンジン１４の始動時には、始動制御手段１３６（ステップＳＡ４）によりブレーキＢ１でリングギヤ３２を固定した状態でＭＧ１６を回転させることによりスタータモータ８６を用いないでエンジン１４が始動させられることから、伝動ベルト８８が固くなっている状態で用いられることに起因する伝動ベルト８８の滑りや、その伝動ベルト８８の寿命を著しく短縮させるおそれが好適に防止される。
【００５１】
また、本実施例においては、冷間時でない状態でのエンジン始動は、始動制御手段１３６（ステップＳＡ５）により、そのエンジン１４に伝動ベルト８８を介して作動的に連結されたスタータモータ８６により為される。そのため、通常時は専らスタータモータ８６によりエンジン１４が始動させられることから、ＭＧ１６でエンジン１４を始動させる場合に比較して、そのＭＧ１６の制御が簡単となる。
【００５２】
また、本実施例においては、冷間時においては、ブレーキＢ１だけを係合させた状態で、すなわち、クラッチＣ１、Ｃ２が開放させられてサンギヤ２４およびキャリア２８と前輪６６、６８との間の動力伝達を遮断し且つリングギヤ３２を固定した状態で、ＭＧ１６を逆転させることにより、エンジン１４が始動させられる。そのため、車両停止時において、冷間状態のエンジン１４が好適に始動させられる。
【００５３】
また、本実施例においては、冷間状態においてイグニションキー操作（オン操作）に応答して始動要求手段１２８（ステップＳＡ２）によりエンジン始動要求が出されるため、運転開始時において必ずエンジン１４が起動させられて暖気されるので、始動制御手段１３６（ステップＳＡ４またはステップＳＡ５）によるエンジン１４の始動は長時間放置後の１回目において専ら行われる。
【００５４】
また、本実施例においては、エンジン１４の冷却水温度に基づいてその暖気が為されているか否かを判断するエンジン水温判定手段１２６（ステップＳＡ１）が備えられ、そのエンジン水温判定手段１２６によって水温が所定値以下であること、すなわち暖気が為されていないことが判定された場合に、エンジン１４が始動させられる。そのため、イグニションキー操作が為されても、暖気されている場合にはエンジン１４が始動させられないので、無用な始動を防止できる。
【００５５】
また、本実施例においては、モータ走行モード判定手段１３８（ステップＳＢ１）によりモータ走行モードであると判定されている間に、始動要求判定手段１４０（ステップＳＢ２）によりエンジン１４の始動要求があることが判定された場合には、始動制御手段１３６（ステップＳＢ３）により、スタータモータ８６が作動させられてエンジン１４が始動させられるが、ＭＧ１６の動力が入力されるキャリア２８が車両の駆動に寄与させられる一方で、リングギヤ３２と無段変速機２０の入力軸２６およびハウジング３０との間の２つの摩擦係合装置クラッチＣ２およびブレーキＢ１が解放されてリングギヤ３２およびエンジン１４の動力が入力されるサンギヤ２４が自由回転状態とされて、エンジン１４は動力伝達系とは切り離された独立状態とされるので、スタータモータ８６を用いて始動させる場合に、そのスタータモータ８６の出力トルクにより一時的に車両の駆動力が増加することがなく、車両にショックが発生するという問題が解消される。
【００５６】
また、本実施例においては、エンジン１４の始動のためにスタータモータ８６によりそのエンジン１４を回転駆動する駆動系は、一方向クラッチ８４が介在させられることによって車両の駆動系とは独立に設けられている。そのため、エンジン１４をスタータモータ８６により始動させるようにする場合に、スタータモータ８６からエンジン１４に向かう動力は伝達されるが、反対にエンジン１４からスタータモータ８６に向かう動力は伝達されないことから、走行中においてエンジン１４を独立状態で円滑に始動させることができるため、そのスタータモータ８６の出力トルクにより一時的に車両の駆動力が増加して車両にショックが発生することが抑制されると共に、エンジン１４の作動時においてスタータモータ８６や伝動ベルト８８が回転駆動されないので、それらの回転に起因する動力損失が解消される。
【００５７】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は他の態様においても適用される。
【００５８】
たとえば、前述の実施例の車両では、前輪６６、６８をエンジン１４およびＭＧ１６を備えた主駆動装置１０が駆動し、後輪８０、８２をＲＭＧ７０を備えた副駆動装置１２が駆動する形式であったが、後輪８０、８２を主駆動装置１０が駆動し、前輪６６、６８を副駆動装置１２が駆動する形式であってもよい。
【００５９】
また、前述の実施例の車両は、エンジン１４の出力エネルギがＭＧ１６により電気エネルギに変換され、後輪８０、８２を駆動するＲＭＧ７０がその電気エネルギにより作動させられていたが、エンジン１４の出力エネルギが油圧ポンプにより油圧エネルギに変換され、後輪８０、８２を駆動する油圧モータがその油圧エネルギにより作動させられる形式の車両であっても差し支えない。
【００６０】
また、実施例の車両では、前輪６６、６８および後輪８０、８２が共に駆動輪として機能し得る４輪駆動車両に本発明が適用された場合について説明したが、エンジン１４およびＭＧ１６を有する主駆動装置１０だけを備えた２輪駆動車両にも本発明は同様に適用され得る。
【００６１】
また、実施例においては、車両の走行中においては専らスタータモータ８６を用いてエンジン１４を始動させることにより、その始動に伴う駆動力の変化延いては車両のショックが抑制されていたが、車両の走行中においてもＭＧ１６でエンジン１４を始動させてもよい。このような場合には、例えば、クラッチＣ１、Ｃ２を開放すると共にブレーキＢ１を係合させる一方、それらの係合状態の変化に伴う駆動力の変化をＲＭＧ７０の駆動力で補うようにすれば、駆動力の変化や車両のショックを防止できる。或いは、車両の走行中にはクラッチＣ１、Ｃ２を係合させる一方、ブレーキＢ１を開放させることで前輪６６、６８の回転をエンジン１４に伝達して所謂押しがけによるエンジン始動をするように構成してもよい。
【００６２】
また、実施例においては、スタータモータ８６が一方向クラッチ８４を介してエンジン１４に連結されていたが、一方向クラッチ８４を設ける代わりに、エンジン１４の始動時において、その出力軸に設けられたたギヤにスタータモータ８６の出力軸に設けられたギヤが一時的に係合させられるように構成されていてもよい。
【００６３】
また、実施例においては、冷間時且つ長時間放置時にスタータモータ８６によるエンジン始動が禁止されていたが、冷間時或いは長時間放置時にスタータモータ８６による始動を禁止してもよい。すなわち、図８に示されるフローチャートのステップＳＡ３において、「極低温または長時間放置後の始動」であるか否かを判定し、極低温であると判断されるか、イグニションキーのオフ操作からの経過時間が十分に長いと判断（肯定）された場合には、ステップＳＡ４に進んでＭＧ１６によりエンジン１４を始動し、何れも否定された場合だけステップＳＡ５に進んでスタータモータ８６で始動するように構成することもできる。
【００６４】
また、実施例においては、イグニションキー操作に応答して前記図８に示される制御ルーチンが実行されていたが、イグニションキーのオン状態で定期的にその制御ルーチンを実行することもできる。
【００６５】
また、実施例においては、エンジン１４およびＭＧ１６と前輪６６、６８との間に無段変速機２０が備えられていたが、有段変速機がこれに代えて設けられていてもよい。
【００６６】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の制御装置を備えた４輪駆動車両の動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。
【図２】図１の遊星歯車装置を制御する油圧制御回路の要部を説明する図である。
【図３】図１の４輪駆動車両に設けられた制御装置を説明する図である。
【図４】エンジン制御装置および変速制御装置の制御作動を説明する最良燃費運転線である。
【図５】図３のハイブリッド制御装置により選択される制御モードを示す図表である。
【図６】遊星歯車装置の各要素の回転数を説明する共線図である。
【図７】図３のハイブリッド制御装置等の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図８】図３のハイブリッド制御装置等によるエンジン始動ルーチンの一例である。
【図９】図８の制御ルーチンにおける摩擦係合要素やＭＧ等の作動状態を示す図表である。
【図１０】図３のハイブリッド制御装置による走行中におけるエンジン始動制御機能を説明する機能ブロック線図である。
【図１１】図３のハイブリッド制御装置による走行中におけるエンジン始動制御ルーチンの一例である。
【符号の説明】
１４：エンジン（内燃機関）
１６：モータジェネレータ
１８：遊星歯車装置
２４：サンギヤ（第１回転要素）
２８：キャリア（第２回転要素）
３２：リングギヤ（第３回転要素）
８６：スタータモータ
８８：伝動ベルト
１３０：冷間時判定手段
１３６：始動制御手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle, and more particularly to a switching technique for a starting method of an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
An internal combustion engine is connected to the first rotating element among the three rotating elements of the sun gear and the ring gear of the planetary gear device and the carrier that supports the sun gear and the ring gear so as to rotate and revolve. A hybrid that performs motor running, motor and engine running, start-up running, regenerative running, etc. by connecting a motor generator to the rotating element, connecting a transmission to the third rotating element, and switching the connecting state of the three rotating elements Vehicles are known. For example, this is the vehicle described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-170533.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the conventional hybrid vehicle is a two-motor type power transmission mechanism, and the internal combustion engine may not be able to be started particularly during low-speed traveling conditions when the motor is traveling in the case of a one-motor type power transmission mechanism.
[0004]
On the other hand, it is conceivable that a starter motor is operatively connected to the internal combustion engine via a transmission belt so that the internal combustion engine can be started even during low-speed traveling using only the motor. However, if the internal combustion engine is started exclusively by the starter motor, for example, when the internal combustion engine is started in a state where the transmission belt is stiff due to being left at a low temperature, the transmission belt slips. There is a problem that it is likely to occur and there is a possibility that the lifetime is remarkably shortened.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a control device for a hybrid vehicle that does not impair the durability of the transmission belt.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the gist of the present invention is that an internal combustion engine operatively connected to a starter motor via a transmission belt, a motor generator, and the motive power of the internal combustion engine and the motor generator are respectively input. A control device for a hybrid vehicle, comprising: a first rotating element, a second rotating element, and a planetary gear device that combines the powers of the internal combustion engine and the motor generator and outputs the combined power from the third rotating element. A cold time determination means for determining whether or not it is an hour, and (b) at the start of the internal combustion engine that is determined to be a cold time by the cold time determination means, Without using the starter motor and transmission belt, Start control means for starting the internal combustion engine by rotating the motor generator with the third rotating element fixed. thing It is in.
[0007]
【The invention's effect】
In this way, at the start of the internal combustion engine that is determined to be cold by the cold time determination means, Without using the starter motor and transmission belt, When the internal combustion engine is started without using a transmission belt by rotating the motor generator with the third rotation element fixed by the start control means, the internal combustion engine is started by the starter motor. Inconvenience is eliminated. That is, since the transmission belt is not used in a hard state, it is possible to suitably prevent the transmission belt from slipping and the possibility of significantly shortening the life of the transmission belt.
[0008]
Other aspects of the invention
Here, preferably, the start control means starts the internal combustion engine by the starter motor when the internal combustion engine is determined not to be cold by the cold time determination means. In this way, when there is a request for starting the internal combustion engine when it is not cold, the internal combustion engine is started by the starter motor operatively connected to the internal combustion engine via the transmission belt. For this reason, since the internal combustion engine is started exclusively by the starter motor in normal times, the control of the motor generator becomes simpler than when the internal combustion engine is started by the motor generator.
[0009]
Further preferably, the start control means shuts off the power transmission between the first rotating element and the second rotating element and the drive wheel and fixes the motor generator in a state where the third rotating element is fixed. The internal combustion engine is started by reverse rotation. In this way, the cold internal combustion engine is preferably started when the vehicle is stopped.
[0010]
Preferably, the hybrid vehicle includes start request means for issuing an internal combustion engine start request in response to an ignition key operation at least in a cold state. In this way, since the internal combustion engine is always started and warmed up at the start of operation, the start of the internal combustion engine by the start control means is performed only the first time after being left for a long time.
[0011]
Preferably, the control device includes a warm-up determination unit that determines whether or not the warm-up is performed based on a coolant temperature of the internal combustion engine, and that the warm-up determination unit does not perform the warm-up. When the determination is made, the internal combustion engine is started. In this way, even if the ignition key is operated, the internal combustion engine cannot be started when it is warmed up, so that unnecessary start of the internal combustion engine can be prevented.
[0012]
Preferably, when the internal combustion engine is started while traveling in the motor travel mode by the start control means, the vehicle is operated in the direct connection mode in which the three rotating elements of the planetary gear device are rotated integrally. Can be run. If it does in this way, while making it drive with the power of an internal-combustion engine, it is made to run also with the power of an internal-combustion engine and a motor generator.
[0013]
Preferably, the hybrid vehicle is a four-wheel drive vehicle in which one wheel of a front wheel and a rear wheel is driven by the internal combustion engine and a motor generator, and the other wheel is driven by another motor generator, When the internal combustion engine is started by rotating the motor generator by the start control means while the vehicle is traveling, the other motor generator is driven to drive the other wheel. In this way, during the period when one of the wheels cannot be driven by the motor generator to start the internal combustion engine, the vehicle is driven by the other wheel driven by the other motor generator. Temporary changes in the driving force of the vehicle accompanying the start of the internal combustion engine are suppressed, and the occurrence of a shock in the vehicle is suppressed.
[0014]
Preferably, the third rotating element is connected to the non-rotating member and the input shaft of the transmission via two friction engagement devices, and the control device is configured to connect the two friction engagement devices. Motor start mode determining means for determining whether or not the motor drive mode is set to drive the vehicle based on the driving force of the motor generator with the combined device released, and the start control means includes the motor drive mode. When starting the internal combustion engine determined to be in the motor running mode by the mode determining means, the starter motor is operated to start the internal combustion engine. In this way, when there is a request for starting the internal combustion engine in the motor travel mode, the starter motor is operated by the start control means to start the internal combustion engine. That is, the internal combustion engine is started during traveling in the motor traveling mode, and can travel with the power of the internal combustion engine. In this motor travel mode, the second rotating element to which the power of the motor generator is input contributes to driving of the vehicle, while two frictions between the third rotating element and the input shaft and non-rotating member of the transmission. Since the engagement device is released, the third rotating element and the first rotating element to which the power of the internal combustion engine is input are set to a free rotating state, and the internal combustion engine is set to an independent state separated from the power transmission system. When an internal combustion engine is started using a starter motor, the driving force of the vehicle is not temporarily increased by the output torque of the starter motor, and the problem that a shock occurs in the vehicle is solved.
[0015]
Preferably, the control device starts the internal combustion engine using the starter motor during traveling, and the starter motor transmits power from the starter motor to the internal combustion engine. In this case, the engine is operatively connected to the internal combustion engine via a one-way clutch that is engaged but is released when power is transmitted from the internal combustion engine to the starter motor. In this way, the drive system for rotationally driving the internal combustion engine by the starter motor for starting the internal combustion engine is provided independently of the vehicle drive system by interposing the one-way clutch. The inconvenience of starting the internal combustion engine with the starter motor is eliminated. That is, the power directed from the starter motor to the internal combustion engine is transmitted, but the power directed from the internal combustion engine to the starter motor is not transmitted, so the internal combustion engine can be smoothly started in an independent state during traveling. The output torque of the starter motor temporarily increases the driving force of the vehicle and prevents the vehicle from generating a shock, and the starter motor and the transmission belt are not rotationally driven during the operation of the internal combustion engine. Power loss due to rotation is eliminated.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a skeleton diagram illustrating a configuration of a power transmission device of a four-wheel drive vehicle, that is, a front and rear wheel drive vehicle to which the present invention is applied. In this front and rear wheel drive vehicle, a front wheel system is driven by a first drive device having a first prime mover, that is, a main drive device 10, and a rear wheel system is driven by a second drive device having a second prime mover, that is, a sub drive device 12. It has a plurality of drive devices of the type which drives.
[0018]
The main drive device 10 includes an engine 14 that is an internal combustion engine that is operated by burning a mixture of air and fuel, and a motor generator (hereinafter referred to as MG) 16 that selectively functions as an electric motor and a generator. And a double pinion type planetary gear unit 18 and a continuously variable transmission 20 whose gear ratio is continuously changed. The engine 14 functions as a first prime mover, that is, a main prime mover. The engine 14 has a throttle valve opening θ that controls the amount of intake air in the intake pipe. _TH Is provided with a throttle actuator 21 for driving the throttle valve.
[0019]
The planetary gear unit 18 is a combining / distributing mechanism that mechanically combines or distributes force, and includes three rotating elements provided so as to be independently rotatable around a common axis, that is, a damper to the engine 14. A sun gear 24 connected via the device 22, a carrier 28 connected to the input shaft 26 of the continuously variable transmission 20 via the first clutch C1 and to the output shaft of the MG 16, and a second clutch C2. And a ring gear 32 that is connected to the input shaft 26 of the continuously variable transmission 20 and connected to a non-rotating member such as the housing 30 via the brake B1. The carrier 28 supports a pair of pinions (planetary gears) 34 and 36 which mesh with the sun gear 24 and the ring gear 32 and mesh with each other so as to be able to rotate. The first clutch C1, the second clutch C2, and the brake B1 are hydraulically engaged when a plurality of overlapping friction plates are pressed by a hydraulic actuator or released by releasing the pressure. This is a friction engagement device. In the present embodiment, the sun gear 24 corresponds to the first rotating element, the carrier 28 corresponds to the second rotating element, and the ring gear 32 corresponds to the third rotating element.
[0020]
The MG 16 connected to the planetary gear unit 18 and its carrier 28 controls the power generation amount of the MG 16 in the operating state of the engine 14, that is, the rotational state of the sun gear 24, that is, the reaction force that is the rotational driving torque of the MG 16 increases sequentially. As described above, the electric torque converter (ETC) device that smoothly increases the number of rotations of the ring gear 32 and enables smooth start acceleration of the vehicle is configured. At this time, if the gear ratio ρ of the planetary gear unit 18 (the number of teeth of the sun gear 24 / the number of teeth of the ring gear 32) is 0.5, which is a general value, for example, the torque of the ring gear 32: the torque of the carrier 28: the sun gear 24 Torque = 1 / ρ: (1-ρ) / ρ: 1, the torque of the engine 14 is amplified to 1 / ρ times, for example, 2 times, and transmitted to the continuously variable transmission 20. It is called.
[0021]
The continuously variable transmission 20 is wound around a pair of variable pulleys 40 and 42 each having a variable effective diameter provided on the input shaft 26 and the output shaft 38, respectively, and the pair of variable pulleys 40 and 42. And an endless annular transmission belt 44. The pair of variable pulleys 40 and 42 are input so as to form a V-groove between the fixed rotating bodies 46 and 48 fixed to the input shaft 26 and the output shaft 38, respectively, and the fixed rotating bodies 46 and 48. Movable rotating bodies 50 and 52 that are movable in the axial direction with respect to the shaft 26 and the output shaft 38 and that are not relatively rotatable around the axis, and a variable pulley by applying thrust to the movable rotating bodies 50 and 52 And a pair of hydraulic cylinders 54 and 56 that change the transmission gear ratio γ (= input shaft rotational speed / output shaft rotational speed) by changing the engagement diameter of 40 and 42, that is, the effective diameter.
[0022]
The torque output from the output shaft 38 of the continuously variable transmission 20 is transmitted to the pair of front wheels 66 and 68 via the speed reducer 58, the differential gear device 60, and the pair of axles 62 and 64. It has become. In the present embodiment, a steering device that changes the steering angle of the front wheels 66 and 68 is omitted.
[0023]
The sub-drive device 12 includes a rear motor generator (hereinafter referred to as RMG) 70 that functions as a second prime mover, that is, a sub prime mover, and torque output from the RMG 70 is reduced by a speed reducer 72, a differential gear device 74, and 1 It is transmitted to a pair of rear wheels 80 and 82 via a pair of axles 76 and 78.
[0024]
A transmission belt 88 is wound between a V pulley 85 connected to the crankshaft of the engine 14 via a one-way clutch 84 and a V pulley 87 fixed to the output shaft of the starter motor 86. The starter motor 86 can also start the engine 14. The one-way clutch 84 is engaged when power is transmitted from the starter motor 86 in the direction toward the engine 14, but is released when power in the direction from the engine 14 toward the starter motor 86 is transmitted. is there. The V pulleys 85 and 87 are made of steel (steel plate) or synthetic resin, and a transmission belt 88 wound around them is a synthetic rubber reinforced with well-known steel wire, cloth, aramid fiber, or the like. It is composed of a synthetic resin. The surface of the transmission belt 88 on the pulleys 85 and 87 side, that is, the torque transmission surface is made of such synthetic rubber or synthetic resin.
[0025]
FIG. 2 is a diagram simply showing the configuration of a hydraulic control circuit for switching the planetary gear unit 18 of the main drive unit 10 to various operation modes. The manual valve 92 mechanically connected to the shift lever 90 that is operated to the P, R, N, D, and B range positions by the driver responds to the operation of the shift lever 90 while using the shuttle valve 93. Then, in the D range, the B range, and the R range, the original pressure output from the oil pump (not shown) is supplied to the first pressure regulating valve 94 that regulates the engagement pressure of the first clutch C1. The original pressure is supplied to the second pressure regulating valve 95 that regulates the engagement pressure of C2, and the original pressure is supplied to the third pressure regulating valve 96 that regulates the engagement pressure of the brake B1 in the N range, the P range, and the R range. The second pressure regulating valve 95 and the third pressure regulating valve 96 control the engagement pressure of the second clutch C2 and the brake B1 in accordance with the output signal from the linear solenoid valve 97 driven by the hybrid control device 104, and the first pressure regulating valve 94. Controls the engagement pressure of the first clutch C <b> 1 according to an output signal from the electromagnetic on-off valve 98 that is a three-way valve that is duty-driven by the hybrid control device 104.
[0026]
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a control device provided in the front and rear wheel drive vehicle of the present embodiment. The engine control device 100, the shift control device 102, the hybrid control device 104, the power storage control device 106, and the brake control device 108 are so-called microcomputers having a CPU, a RAM, a ROM, and an input / output interface. While using the storage function, the input signal is processed in accordance with a program stored in advance in the ROM, and various controls are executed. Further, the above control devices are connected so as to be communicable with each other, and when a necessary signal is requested from a predetermined control device, it is appropriately transmitted from the other control device to the predetermined control device. ing.
[0027]
The engine control device 100 executes engine control of the engine 14. For example, a fuel injection valve (not shown) is controlled to control the fuel injection amount, an igniter (not shown) is controlled to control the ignition timing, and the traction control causes the front wheels 66 and 68 that are slipping to grip the road surface. The throttle actuator 21 is controlled in order to temporarily reduce the output.
[0028]
For example, the transmission control device 102 determines the actual transmission ratio γ and the transmission torque, that is, the engine 14 and the MG 16 from the relationship set in advance so that the tension of the transmission belt 44 of the continuously variable transmission 20 becomes a necessary and sufficient value. Based on the output torque, the pressure regulating valve that regulates the belt tension pressure is controlled so that the tension of the transmission belt 44 is set to an optimum value, and the engine 14 is operated in advance along the minimum fuel consumption rate curve or the optimum curve. From the stored relationship, the actual vehicle speed V and the engine load such as the throttle valve opening θ _TH Or accelerator pedal operation amount A _CC Based on the target gear ratio γ _m The actual gear ratio γ is the target gear ratio γ _m The speed ratio γ of the continuously variable transmission 20 is controlled so as to match the above.
[0029]
Further, the engine control device 100 and the shift control device 102 set the throttle actuator 21 and the fuel injection amount, for example, so that the operating point, that is, the operating point of the engine 14 moves along the best fuel consumption driving line shown in FIG. The speed ratio γ of the continuously variable transmission 20 is changed while being controlled. Further, in response to a command from the hybrid control device 104, the output torque T of the engine 14 is _E Or rotation speed N _E To change the throttle actuator 21 and the gear ratio γ, the operating point of the engine 14 is moved.
[0030]
The hybrid control device 104 is a first MG control device 116 for controlling an inverter 114 that controls a drive current supplied to the MG 16 from the power storage device 112 made of a battery or the like or a generated current output from the MG 16 to the power storage device 112. And a second MG control device 120 for controlling an inverter 118 that controls a drive current supplied from the power storage device 112 to the RMG 70 or a generated current output from the RMG 70 to the power storage device 112, and operates the shift lever 90. Position P _SH , Amount of operation of accelerator pedal 122 A _CC On the basis of the vehicle speed V and the storage amount SOC of the power storage device 112, for example, one of the plurality of operation modes shown in FIG. 5 is selected and the operation amount A of the accelerator pedal 122 is selected. _CC , Brake pedal 124 operation amount B _F On the basis of the above, a torque regenerative braking mode in which a braking force is generated by a torque necessary for power generation by the MG 16 or RMG 70 or an engine braking mode in which a braking force is generated by a rotational resistance torque of the engine 14 is selected.
[0031]
When the shift lever 90 is operated to the B range or the D range, for example, in a relatively low load start or constant speed travel, the motor travel mode is selected, the first clutch C1 is engaged, and the second clutch C2 and brake are engaged. When B1 is released together, the vehicle is driven exclusively by MG16. In this motor travel mode, when the state of charge SOC of the power storage device 112 falls below a preset lower limit, or when the engine 14 is started to require more driving force. Then, the mode is switched to the ETC mode or the direct connection mode, which will be described later, and the MG 16 or RMG 70 is driven while maintaining the traveling so far, and the power storage device 112 is charged by the MG 16 or RMG 70.
[0032]
Further, in the relatively medium load traveling or the high load traveling, the direct connection mode is selected, the first clutch C1 and the second clutch C2 are both engaged, and the brake B1 is released, so that the planetary gear unit 18 is integrated. The vehicle is driven exclusively by the engine 14 or by the engine 14 and the MG 16, or the vehicle is driven exclusively by the engine 14, and at the same time, the power storage device 112 is charged by the MG 16. In this direct connection mode, the rotational speed of the sun gear 24, that is, the engine rotational speed N _E (Rpm) and the rotation speed of the carrier 28, that is, the rotation speed N of the MG 16 _MG (Rpm) and the rotational speed of the ring gear 32, that is, the rotational speed N of the input shaft 26 of the continuously variable transmission 20. _IN Since (rpm) is the same value, three rotational speed axes (vertical axis), that is, sun gear rotational speed axis S, ring gear rotational speed R, carrier rotational speed axis C, and transmission ratio axis (horizontal) in the two-dimensional plane. In the collinear diagram of FIG. 6 drawn from (axis), for example, it is shown by a one-dot chain line. In FIG. 6, the distance between the sun gear rotational speed axis S and the carrier rotational speed axis C corresponds to 1, and the distance between the ring gear rotational speed R and the carrier rotational speed axis C is the gear of the double pinion type planetary gear unit 18. This corresponds to the ratio ρ.
[0033]
Further, for example, in starting acceleration running, the ETC mode, that is, the torque amplification mode is selected, the second clutch C2 is engaged, and both the first clutch C1 and the brake B1 are released, and the amount of power generation (regeneration amount) of the MG 16 That is, the reaction force of MG 16 (driving torque for rotating MG 16) is gradually increased, so that the vehicle is smoothly started to zero while engine 14 is maintained at a predetermined rotational speed. Thus, when the vehicle and MG 16 are driven by the engine 14, if the torque of the engine 14 is 1 / ρ times, for example, ρ = 0.5, it is amplified twice and transmitted to the continuously variable transmission 20. That is, the rotational speed N of MG16 _MG Is point A in FIG. 6 (negative rotational speed, ie, power generation state), the input shaft rotational speed N of the continuously variable transmission 20 is _IN Since the vehicle is zero, the vehicle is stopped. However, as shown by the broken line in FIG. _MG Is changed to its positive B point, the input shaft speed N of the continuously variable transmission 20 _IN Is increased and the vehicle is started.
[0034]
When the shift lever 90 is operated to the N range or the P range, the neutral mode 1 or 2 is basically selected, the first clutch C1, the second clutch C2, and the brake B1 are all released, and the planetary gear unit 18 is released. The power transmission path is released at. In this state, when the storage amount SOC of the power storage device 112 is in an insufficiency state below a preset lower limit value, the charging / engine start mode is set and the brake B1 is engaged. The engine 14 is started by the MG 16. When the shift lever 90 is operated to the R range, for example, in the light load reverse travel, the motor travel mode is selected, the first clutch C1 is engaged, and the second clutch C2 and the brake B1 are both released, The vehicle is driven backward by MG16 exclusively. However, for example, in medium- or high-load reverse travel, the friction travel mode is selected, the first clutch C1 is engaged, the second clutch C2 is released, and the brake B1 is slip-engaged. Thereby, the output torque of the engine 14 is added to the output torque of the MG 16 as a driving force for moving the vehicle backward.
[0035]
Further, the hybrid control device 104 controls the RMG 70 according to a predetermined driving force distribution ratio in order to temporarily increase the driving force of the vehicle when the vehicle starts or suddenly accelerates according to the driving force of the front wheels 66 and 68. The start ability of the vehicle is increased when the vehicle starts driving on a high-μ road assist control that activates and generates driving force from the rear wheels 80 and 82, and on a low friction coefficient road (low μ road) such as a frozen road or a snowy road. In order to increase the speed, the rear wheels 80 and 82 are driven by the RMG 70, and at the same time, for example, the low μ road assist control for reducing the driving force of the front wheels 66 and 68 by lowering the speed ratio γ of the continuously variable transmission 20 is executed.
[0036]
The power storage control device 106 is a lower limit SOC in which a power storage amount SOC of the power storage device 112 such as a battery or a capacitor is set in advance. _D If the power storage device 112 falls below the value, the power storage device 112 is charged or stored with the electric energy generated by the MG 16 or the RMG 70, but the storage amount SOC is set to a preset upper limit value SOC. _U Is exceeded, charging with electric energy from the MG 16 or RMG 70 is prohibited. In addition, when the power is stored, the actual expected power value (= power consumption + charge power) P _b Is the temperature T of the power storage device 112 _B Power or electrical energy acceptance limit W that is a function of _IN And export limit W _OUT If it exceeds the range, the acceptance or take-out is prohibited.
[0037]
The brake control device 108 executes, for example, TRC control, ABS control, VSC control, etc., in order to increase the stability of the vehicle during start running, braking, and turning on a low μ road, or to increase the traction force. Wheel brake 66 provided on each wheel 66, 68, 80, 82 via a brake control circuit _WB 68 _WB , 80 _WB , 82 _WB To control. For example, in the TRC control, the wheel vehicle speed (the vehicle speed converted based on the wheel rotation speed), for example, the right front wheel wheel vehicle speed V is based on a signal from a rotation sensor provided on each wheel. _FR , Left front wheel speed V _FL , Right rear wheel speed V _RR , Left rear wheel speed V _RL , Front wheel speed [= (V _FR + V _FL ) / 2], rear wheel speed [= (V _RR + V _RL ) / 2], and vehicle speed (V _FR , V _FL , V _RR , V _RL Slow speed) V is calculated, and on the other hand, for example, the slip speed ΔV, which is the difference between the front wheel speed as the main driving wheel and the rear wheel speed as the non-driving wheel, is set to the control start determination reference value ΔV. ₁ If it exceeds, slip judgment will be made on the front wheel and the slip ratio R _S [= (ΔV / V _F ) × 100%] is a preset target slip ratio R _S1 Throttle actuator 21 and wheel brake 66 to enter _WB 68 _WB Or the like is used to reduce the driving force of the front wheels 66 and 68. In the ABS control, the wheel brake 66 is set so that the slip ratio of each wheel is within a predetermined target slip range during a braking operation. _WB 68 _WB , 80 _WB , 82 _WB Is used to maintain the braking force of the front wheels 66 and 68 and the rear wheels 80 and 82, thereby improving the directional stability of the vehicle. Further, in the VSC control, when the vehicle is turning, the vehicle has an oversteering tendency or an understeering tendency based on a steering angle from a steering angle sensor (not shown), a yaw rate from a yaw rate sensor, a front / rear lateral acceleration from a 2-axis G sensor, and the like. The wheel brake 66 is judged so as to suppress the oversteer or understeer. _WB 68 _WB , 80 _WB , 82 _WB And the throttle actuator 21 is controlled.
[0038]
FIG. 7 is a functional block diagram illustrating a main part of the control function of the hybrid control device 104 and the like. In FIG. 7, when the ignition key is turned on, the engine water temperature determining means 126 determines whether or not the coolant temperature of the engine 14 is equal to or lower than a predetermined value, that is, the engine 14 is warmed up. It is determined whether or not. The predetermined value is, for example, a temperature of about 0 (° C.) at which the engine can be started. In this embodiment, the engine water temperature determination means 126 corresponds to the warm-up determination means. The start request unit 128 generates a start request for the engine 14 when the engine water temperature determination unit 126 determines that the water temperature is equal to or lower than a predetermined value, that is, warming up is not performed.
[0039]
Further, the cold time determination means 130 is provided with the environmental temperature detected by the temperature sensor 132 when the engine start request is issued by the start request means 128, such as the oil temperature of the continuously variable transmission 20, the atmospheric temperature, It is determined whether or not the surface temperature of the engine 14 is extremely low. Here, “extremely low temperature” refers to a temperature, for example, about −40 to 0 (° C.) at which the synthetic rubber or the synthetic resin constituting the transmission belt 88 becomes hard. The temperature sensor 132 is disposed, for example, in the vicinity of the engine 14 or the MG 16, in the engine room of the vehicle, or in the lubricating oil passage of the continuously variable transmission 20. Temperature data is provided to the determination unit 130.
[0040]
In addition, when the engine start request is issued, the long-time leaving determination unit 134 determines whether or not the elapsed time from the ignition off measured by a timer or the like is longer than a predetermined value. The predetermined value is, for example, a time that the transmission belt 88 left in a stopped state at the extremely low temperature is wrinkled on the elliptical shape wound around the pulleys 85 and 87 and cannot rotate smoothly. For example, the length is about 10 minutes. Then, the start control unit 136 selectively drives the MG 16 and the starter motor 86 based on the determination results of the cold time determination unit 130 and the long-time leaving determination unit 134, and starts the engine 14 by any one of them. That is, the start control means 136 starts the engine 14 by rotating the MG 16 with the ring gear 32 fixed when the engine 14 is determined to be cold by the cold time determination means 130. Let In the drawing, the one-way clutch 84 provided between the starter motor 86 and the engine 14 is omitted.
[0041]
FIG. 8 is a flowchart for explaining a main part of the control operation of the hybrid control device 104, and shows an engine start means selection routine executed immediately after an unillustrated ignition key is turned on. That is, at the start of the routine, the vehicle is in a stopped state in which the shift lever 90 is put in the P range, and none of the engine 14, MG16, and RMG 70 is driven. Further, the clutches C1 and C2 and the brake B1 are all in the released state. When the ignition key is turned on, it is determined in step SA1 corresponding to the engine water temperature determination means 126 whether or not the engine water temperature is equal to or lower than the predetermined value. In a situation where the engine 14 has been driven until immediately before the vehicle travels (ie, warming up), this determination is denied and the routine is immediately terminated. If the warm-up is completed, the engine 14 can be started immediately when a request for starting the engine 14 is generated in accordance with the driving operation of the driver. Therefore, it is not necessary to start the engine 14 when the ignition key is turned on. .
[0042]
However, when the engine water temperature is equal to or lower than the predetermined value, it is necessary to warm up the engine 14 in preparation for the start request, so the determination in step SA1 is affirmed and the process proceeds to step SA2. In step SA2 corresponding to the start request means 128, a start request for the engine 14 is generated in response to the ON operation of the ignition key.
[0043]
Subsequently, in step SA3 corresponding to the cold time determining means 130 and the long time leaving determining means 134, for example, it is determined whether or not the temperature in the engine room is extremely low, and the ignition key is turned off. It is determined whether a long time has passed. If the temperature is extremely low and the elapsed time is equal to or greater than the predetermined value described above, this determination is affirmed and the process proceeds to step SA4. That is, since the transmission belt 88 is hard under such conditions, if the engine 14 is started by the starter 86, the transmission belt 88 is easily slipped and damaged, and therefore, the process proceeds to the engine start step by the MG 16. .
[0044]
In step SA4 corresponding to the start control means 136, engine start by MG16 is selected, and as shown in the lower part of FIG. 9, the brake B1 is engaged, whereby the ring gear 32 is fixed and the MG16 is reversely rotated. It is done. As a result, the sun gear 24 of the planetary gear unit 18 is rotated in the direction opposite to the carrier 28 (forward direction), and therefore, the output shaft of the engine 14 connected to the sun gear 24 is rotated in the forward direction. Is started. That is, the cold engine 14 is easily started when the vehicle is stopped. Therefore, the starter motor 86 does not start the engine in a situation where the transmission belt 88 is slippery. Therefore, damage due to the slip and a decrease in life are prevented. At this time, the one-way clutch 84 (OWC) provided between the starter motor 86 and the engine 14 is not engaged.
[0045]
However, if it is determined in step SA3 that the temperature is not extremely low, or if it is determined that the elapsed time from the ignition key OFF operation is sufficiently short, the transmission belt 88 is unlikely to slip, so the starter motor 86 Proceed to the engine start step (step SA5). In step SA5 corresponding to the start control means 136, the starter motor 86 is started as shown in the upper part of FIG. 9, and the rotation is transmitted to the engine 14 via the one-way clutch 84. 14 is started. As described above, in starting the engine associated with turning on the ignition key, the starting by the MG 16 and the starting by the starter motor 86 are properly used, but the starting by the MG 16 is performed only when the starting by the starter motor 86 as described above is not preferable. Therefore, the control of the MG 16 is not so complicated. At this time, the clutches C1 and C2 and the brake B1 are released, so that the power transmission path between the sun gear 24 and the carrier 28 and the front wheels 66 and 68 is cut off. Since only the output shaft of the engine 14 is used, no power loss is caused by the rotation of the engine 14 being transmitted to other members via the planetary gear unit 18.
[0046]
By the way, since the vehicle is warmed up as necessary when the vehicle is running or when the vehicle is stopped in the ignition-on state, the engine starter selection shown in FIG. 8 is selected. Routine does not apply. That is, since the engine 14 is always warmed up, it is not necessary to restrict the starter motor 86 from starting. FIG. 10 is a functional block diagram illustrating a control function of the hybrid control device 104 during such traveling of the vehicle. In FIG. 10, the motor travel mode determination means 138 determines whether or not the vehicle is in the motor travel mode. Further, the start request determination unit 140 determines whether or not a start request for the stopped engine 14 has been made during the execution of the motor travel mode. The presence / absence of the start request is determined based on, for example, a rapid increase in the accelerator opening, the presence / absence of a charge request from the power storage control device 106, or the like when in the D range. The start control unit 136 starts the engine 14 by starting the starter motor 86 based on the determinations of the motor travel mode determination unit 138 and the start request determination unit 140. In the figure, the engine 14 and the like are omitted.
[0047]
FIG. 11 is a flowchart for explaining a main part of the control operation of the hybrid control device 104, and shows an engine start control routine that is intermittently executed when the shift lever 90 is in the D range or the R range, for example. Yes. In FIG. 11, in step SB1 corresponding to the motor travel mode determination means 138, it is determined whether or not the motor travel mode is set. If the engine 14 is being driven instead of the motor travel mode, this determination is denied and this routine is immediately terminated. On the other hand, since this determination is affirmed during the motor travel mode, the process proceeds to step SB2.
[0048]
In step SB2 corresponding to the start request determination means 140, it is determined whether or not an engine start request has occurred. If there is no start request, this determination is denied and the engine start control routine is terminated. However, when the accelerator pedal 122 is suddenly depressed, that is, when there is a request for acceleration, or when the power storage amount SOC of the power storage device 112 becomes insufficient, the start request determination is affirmed and the process proceeds to step SB3.
[0049]
Then, in step SB3 corresponding to the start control means 136, the starter motor 86 is started, whereby the engine 14 is started and this routine ends. That is, except when the ignition key is turned on, the engine 14 is started by the starter motor 86 in principle. At this time, as shown in FIG. 1, the starter motor 86 is connected to the output shaft of the engine 14 via the one-way clutch 84, so that the power from the engine 14 toward the starter motor 86 is not transmitted. Therefore, the engine 14 can be smoothly started in an independent state even during traveling. In addition, since the clutch C2 and the brake B1 are in the released state in the motor travel mode, the sun gear 24 is freely rotated without transmitting power to the input shaft 26 of the continuously variable transmission 20, so that the starter The driving force of the vehicle is temporarily increased by the output torque of the motor 86, and no shock is generated in the vehicle. After the engine 14 is started in this manner, for example, the mode is switched to the direct connection mode, and the vehicle is driven by the driving force of the engine 14 and the driving force of the MG 16.
[0050]
As described above, according to the present embodiment, when the engine 14 is determined to be cold by the cold time determination means 130 (step SA3), the brake B1 is applied by the start control means 136 (step SA4). Since the engine 14 is started without using the starter motor 86 by rotating the MG 16 with the ring gear 32 fixed, the transmission belt 88 slips due to the transmission belt 88 being used in a hard state. In addition, the risk of significantly shortening the life of the transmission belt 88 is preferably prevented.
[0051]
In this embodiment, the engine is started in a state other than the cold state by the starter motor 86 operatively connected to the engine 14 via the transmission belt 88 by the start control means 136 (step SA5). Is done. For this reason, since the engine 14 is started exclusively by the starter motor 86 at normal times, the control of the MG 16 is simpler than when the engine 14 is started by the MG 16.
[0052]
In the present embodiment, when cold, only the brake B1 is engaged, that is, the clutches C1 and C2 are disengaged and the sun gear 24 and the carrier 28 and the front wheels 66 and 68 are separated. The engine 14 is started by reversing the MG 16 in a state where the power transmission is interrupted and the ring gear 32 is fixed. Therefore, the cold engine 14 is preferably started when the vehicle is stopped.
[0053]
In this embodiment, since the engine start request is issued by the start request means 128 (step SA2) in response to the ignition key operation (ON operation) in the cold state, the engine 14 is always started at the start of operation. Therefore, the engine 14 is started by the start control means 136 (step SA4 or step SA5) only in the first time after being left for a long time.
[0054]
In this embodiment, the engine water temperature determining means 126 (step SA1) for determining whether or not the warming is performed based on the coolant temperature of the engine 14 is provided, and the engine water temperature determining means 126 determines the water temperature. Is determined to be less than or equal to a predetermined value, that is, when it is determined that warming up has not been performed, the engine 14 is started. For this reason, even if the ignition key is operated, the engine 14 cannot be started when it is warmed up, so that unnecessary start can be prevented.
[0055]
Further, in the present embodiment, there is a start request for the engine 14 by the start request determination means 140 (step SB2) while it is determined that the motor travel mode is determined by the motor travel mode determination means 138 (step SB1). Is determined, the start control means 136 (step SB3) operates the starter motor 86 to start the engine 14, but the carrier 28 to which the power of the MG 16 is input contributes to the driving of the vehicle. On the other hand, the two gears C2 and the brake B1 between the ring gear 32 and the input shaft 26 of the continuously variable transmission 20 and the housing 30 are released, and the sun gear into which the power of the ring gear 32 and the engine 14 is input. 24 is in a freely rotating state, and the engine 14 is independent from the power transmission system. Therefore, when the starter motor 86 is used for starting, the driving force of the vehicle is not temporarily increased by the output torque of the starter motor 86, and the problem that the vehicle is shocked is solved. The
[0056]
In this embodiment, the drive system for rotating the engine 14 by the starter motor 86 for starting the engine 14 is provided independently of the vehicle drive system by interposing the one-way clutch 84. ing. Therefore, when the engine 14 is started by the starter motor 86, power from the starter motor 86 to the engine 14 is transmitted, but conversely, power from the engine 14 to the starter motor 86 is not transmitted. Since the engine 14 can be smoothly started in an independent state, the output torque of the starter motor 86 temporarily suppresses the vehicle driving force from increasing temporarily and shocks to the vehicle. Since the starter motor 86 and the transmission belt 88 are not rotated during the operation of 14, the power loss due to the rotation is eliminated.
[0057]
As mentioned above, although one Example of this invention was described based on drawing, this invention is applied also in another aspect.
[0058]
For example, in the vehicle of the above-described embodiment, the front wheels 66 and 68 are driven by the main drive device 10 including the engine 14 and the MG 16, and the rear wheels 80 and 82 are driven by the auxiliary drive device 12 including the RMG 70. However, the main drive device 10 may drive the rear wheels 80 and 82, and the auxiliary drive device 12 may drive the front wheels 66 and 68.
[0059]
In the vehicle of the above-described embodiment, the output energy of the engine 14 is converted into electric energy by the MG 16 and the RMG 70 that drives the rear wheels 80 and 82 is operated by the electric energy. The vehicle may be converted into hydraulic energy by a hydraulic pump, and the hydraulic motor that drives the rear wheels 80 and 82 may be operated by the hydraulic energy.
[0060]
In the vehicle of the embodiment, the case where the present invention is applied to a four-wheel drive vehicle in which both the front wheels 66 and 68 and the rear wheels 80 and 82 can function as drive wheels has been described. However, the main vehicle having the engine 14 and the MG 16 is described. The present invention can be similarly applied to a two-wheel drive vehicle including only the drive device 10.
[0061]
Further, in the embodiment, while the vehicle is running, the engine 14 is started exclusively by using the starter motor 86, so that the change in driving force accompanying the start and the shock of the vehicle are suppressed. The engine 14 may be started by the MG 16 even during the traveling. In such a case, for example, if the clutches C1 and C2 are disengaged and the brake B1 is engaged, the change in the driving force accompanying the change in the engagement state is compensated by the driving force of the RMG 70. Changes in driving force and vehicle shocks can be prevented. Alternatively, the clutches C1 and C2 are engaged while the vehicle is running, and the brake B1 is released to transmit the rotation of the front wheels 66 and 68 to the engine 14 to start the engine by so-called pushing. May be.
[0062]
In the embodiment, the starter motor 86 is connected to the engine 14 via the one-way clutch 84. However, instead of providing the one-way clutch 84, the starter motor 86 is provided on the output shaft when the engine 14 is started. The gear provided on the output shaft of the starter motor 86 may be temporarily engaged with the other gear.
[0063]
Further, in the embodiment, the engine start by the starter motor 86 is prohibited when it is cold and left for a long time, but the starter motor 86 may be prohibited when it is cold or left for a long time. That is, in step SA3 of the flowchart shown in FIG. 8, it is determined whether or not the operation is “extremely low temperature or starting after being left for a long time”, and it is determined that the temperature is extremely low, or the ignition key is turned off. If it is determined that the elapsed time is sufficiently long (affirmed), the process proceeds to step SA4 and the engine 14 is started by the MG 16, and if both are denied, the process proceeds to step SA5 and is started by the starter motor 86. It can also be configured.
[0064]
In the embodiment, the control routine shown in FIG. 8 is executed in response to the operation of the ignition key. However, the control routine can be executed periodically when the ignition key is on.
[0065]
In the embodiment, the continuously variable transmission 20 is provided between the engine 14 and the MG 16 and the front wheels 66 and 68. However, a stepped transmission may be provided instead.
[0066]
As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this is an embodiment to the last, and this invention implements in the aspect which added various change and improvement based on the knowledge of those skilled in the art. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a skeleton diagram illustrating a configuration of a power transmission device of a four-wheel drive vehicle including a control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a main part of a hydraulic control circuit that controls the planetary gear device of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram for explaining a control device provided in the four-wheel drive vehicle of FIG. 1;
FIG. 4 is a best fuel efficiency driving line for explaining control operations of the engine control device and the shift control device.
FIG. 5 is a chart showing control modes selected by the hybrid control device of FIG. 3;
FIG. 6 is a collinear diagram illustrating the rotational speed of each element of the planetary gear device.
7 is a functional block diagram illustrating a main part of a control function of the hybrid control device of FIG.
8 is an example of an engine start routine by the hybrid control device of FIG.
9 is a chart showing operating states of friction engagement elements, MGs, and the like in the control routine of FIG.
10 is a functional block diagram illustrating an engine start control function during traveling by the hybrid control device of FIG. 3; FIG.
11 is an example of an engine start control routine during traveling by the hybrid control device of FIG. 3; FIG.
[Explanation of symbols]
14: Engine (internal combustion engine)
16: Motor generator
18: Planetary gear unit
24: Sun gear (first rotating element)
28: Carrier (second rotating element)
32: Ring gear (third rotating element)
86: Starter motor
88: Power transmission belt
130: Cold time determination means
136: Start control means

Claims

An internal combustion engine operatively connected to a starter motor via a transmission belt, a motor generator, a first rotation element and a second rotation element to which power of the internal combustion engine and the motor generator is input, and the internal combustion engine and motor A hybrid vehicle control device comprising: a planetary gear device that combines the power of the generator and outputs from the third rotating element;
Cold time determination means for determining whether or not it is cold time;
When starting the internal combustion engine that is determined to be cold by the cold time determination means, the motor generator is rotated with the third rotating element fixed without using the starter motor and the transmission belt. And a start control means for starting the internal combustion engine.

2. The control apparatus for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the start control means starts the internal combustion engine by the starter motor when the internal combustion engine is determined not to be cold by the cold time determination means. .