JP6350394B2 - ハイブリッド車の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、所定の回転部材の回転を止めるセレクタブルワンウェイクラッチを備えたハイブリッド車の制御装置に関するものである。

エンジンとモータとを駆動力源として備えたハイブリッド車が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されたハイブリッド車は、エンジンの回転数を制御する第１モータに加えて、第１モータで発電した電力で回転してトルクを出力する第２モータを備え、第１モータを停止して、エンジンと第２モータとの駆動力で走行するモードを設定できるように構成されている。また、そのハイブリッド車はいわゆるオーバードライブ機構を備え、エンジンの駆動力で走行する場合に、出力回転数に対してエンジン回転数を低くして燃費を向上させるように構成されている。オーバードライブ機構は、オーバードライブ機構の入力回転数に対する出力回転数の比である変速比が小さい状態と、その変速比が大きい状態とに切り替えられるように構成されており、変速比が小さいオーバードライブ状態は、所定の回転部材の回転をセレクタブルワンウェイクラッチ（以下、ＳＯＷＣと記す。）によって止めることによって設定される。

なお、特許文献２には、エンジンとモータとを駆動力源として備えたハイブリッド車の駆動装置が記載されている。この駆動装置は、エンジンとモータとの間に一方向クラッチと始動用クラッチとを備えている。その一方向クラッチは、エンジン回転数がモータ回転数に達した時に係合し、かつエンジン回転数がモータ回転数を下回る時には解放するように構成されている。そして、特許文献２に記載された駆動装置では、モータの駆動力で走行する場合およびモータによってエネルギ回生を行う場合には一方向クラッチが解放してエンジンがモータから切り離され、またモータによってエンジンを始動する場合には、始動用クラッチによってエンジンとモータとを接続する。

特開２０１５−７７８４６号公報 特許第５１０８０７１号公報

一方向クラッチは特許文献２に記載されているように、特定の一方向に係合してトルクを伝達し、ブレーキとして使用されている場合には、所定の回転部材の回転を止める。これに対してＳＯＷＣは、当該特定の一方向に係合し、またその係合状態を解除して当該特定の一方向における所定の二つの部材の相対回転を可能にする。特許文献１に記載されているＳＯＷＣは、固定側レースと回転側レースとの間に、所定角度回転するセレクタプレートを配置し、そのセレクタプレートを回転させることによって、特定の一方向でトルクを伝達する係合状態と、正逆いずれの方向にも回転可能な解放状態とに切り替えるように構成されている。

ＳＯＷＣでは、固定側レースと回転側レースとセレクタプレートとの三者が相対回転し、また回転側レースがオーバーランする場合にはストラットと回転側レースとの間に摩擦が生じる。そのため、ＳＯＷＣには潤滑油を供給し、摺動による摩耗や抵抗力などを減じるようにしている。潤滑油は、ある程度の粘度を有しており、その粘度は温度が低いほど大きくなる。そのため、例えば前述した所定の回転部材が特定の方向に回転することによって、セレクタプレートに対して潤滑油の粘性が要因となる引き摺りトルクが作用する。その引き摺りトルクは、潤滑油の温度が低いことにより潤滑油の粘度が大きい場合には大きいトルクになり、その結果、セレクタプレートが回転させられることがある。セレクタプレートが回転し、その窓孔が固定側レースに設けられているストラットの位置に一致すると、ストラットが回転側レースに向けて起き上がるので、ストラットの先端部が回転側レースに形成されたノッチに入り込んでＳＯＷＣがいわゆる係合状態に切り替わり、前記所定の回転部材の回転が意図せずに止められてしまうことがある。特許文献１に記載されたハイブリッド車では、ＳＯＷＣが係合することによりエンジンの回転を止めるように構成されているから、上記のようなＳＯＷＣのいわゆる誤係合が生じるとエンジンを始動できなくなる。

なお、ＳＯＷＣなどの一方向クラッチでは、係合状態でトルクを伝達する方向とは反対の方向の相対回転が生じると、前述したストラットなどの係合部材の係合が外れる。このような状態がオーバーラン状態であり、特許文献１に記載された発明では、ＳＯＷＣが係合状態になっていても、モータを負方向（エンジンの通常の回転方向。）に回転させることによりエンジンを負回転させることは可能である。しかしながら、エンジンのこのような負回転はエンジンの動作状態として設計上、想定されていない回転であるから、エンジンなどの耐久性の低下や異常の原因となる可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、エンジンなどの耐久性の低下や異常などを招来することなく、セレクタブルワンウェイクラッチの潤滑油を昇温して潤滑油の粘性が要因となってセレクタブルワンウェイクラッチが誤係合することを回避もしくは抑制することのできる制御装置を提供することを目的とするものである。

この発明は、上記の目的を達成するために、エンジンと、前記エンジンを始動するモータと、前記エンジンを始動する際に前記エンジンと共に回転する回転部材と、前記回転部材が前記始動の際の前記エンジンの回転方向に回転することを阻止するとともに、前記回転部材が前記回転方向とは反対の方向に回転することを許容する係合状態と、前記回転部材の前記エンジンの前記回転方向と前記回転方向に対して反対の回転方向との両方向の回転を許容する解放状態とに切り替わるセレクタブルワンウェイクラッチと、前記エンジンと前記回転部材とを連結するとともに前記エンジンと前記回転部材との連結を解くクラッチとを備えたハイブリッド車の制御装置において、前記エンジンを前記モータによって始動する際に前記エンジンと前記回転部材との連結を解くように前記クラッチを解放し、かつ前記セレクタブルワンウェイクラッチを解放する制御を行い、前記クラッチおよび前記セレクタブルワンウェイクラッチが解放している状態で、前記回転部材が前記始動の際に前記エンジンが回転する方向とは反対の方向に回転するように前記モータを回転させるオーバーラン制御を行うように構成されていることを特徴とするものである。

この発明では、前記セレクタブルワンウェイクラッチの潤滑油の温度が低いことを判定し、前記セレクタブルワンウェイクラッチの潤滑油の温度が低いことの判定が成立した場合に、前記オーバーラン制御を行い、前記潤滑油の温度が予め定めた温度以上に上昇した場合に、前記オーバーラン制御を終了し、前記回転部材の回転数が予め定め基準回転数以下になった場合に、前記クラッチを係合させるように構成されていてよい。

また、この発明では、前記セレクタブルワンウェイクラッチは、回転が止められている固定側部材と、前記固定側部材に対して同一軸線上で対向して配置されかつ前記回転部材が連結されて前記回転部材と共に回転する可動側部材と、前記固定側部材に保持されるとともに前記可動側部材に向けて突出することにより前記可動側部材に係合して前記可動側部材の前記エンジンの回転方向と同方向の回転を止める係合片と、前記固定側部材と前記可動側部材との間に所定角度範囲で往復回転可能に配置されて前記係合片を前記固定側部材がわに退避させた解放状態と前記可動側部材がわに突出された係合状態とに切り換える選択部材とを有し、前記選択部材は、前記可動側部材が前記回転部材と共に前記エンジンと同方向に回転することにより回転するように構成されていてよい。

この発明によれば、モータによってエンジンを回転させてエンジンを始動する場合、始動の際にエンジンと共に回転する回転部材が始動の際のエンジンの回転方向とは反対の方向に回転するようにモータを回転させ、その際にクラッチを解放制御してエンジンと前記回転部材との連結を解く。したがって、前記回転部材およびこれに連結されているセレクタブルワンウェイクラッチが回転するので、セレクタブルワンウェイクラッチの潤滑油が撹拌されてその温度が上昇する。また、エンジンは前記回転部材から切り離されているので、モータによって前記反対方向に回転させられることはなく、停止した状態を維持する。したがって、この発明によれば、エンジンをいわゆる逆回転させたり、それに伴ってエンジンなどの耐久性の低下や異常などを招来することなく、セレクタブルワンウェイクラッチの潤滑油の温度を上昇させることができる。その結果、クラッチを係合状態にしてモータによってエンジンを始動する場合、前記回転部材がエンジンと共に回転することによってセレクタブルワンウェイクラッチにトルクが作用しても、セレクタブルワンウェイクラッチが係合状態に切り替わったり、それに伴って前記回転部材やエンジンの回転が阻止されるなどの事態を回避することができる。

また、この発明では、オーバーラン制御を終了してクラッチを係合させる場合、前記回転部材の回転数が予め定めた基準回転数以下になったこと基づいて、すなわち前記回転部材の回転数がセレクタブルワンウェイクラッチの回転数に同期したことに基づいてクラッチを係合させる。そのため、回転部材の回転数が急激に変化したり、そのためにショックが生じたりすることを防止もしくは抑制することができる。

この発明の実施形態である制御装置で実施される制御の一例を説明するためのフローチャートである。 ソレノイドにおる電流と吸引力（動作力）との関係を概略的に示す線図である。 エンジンの始動方法の判定を行うための判定閾値を定めたマップの一例を示す図である。 エンジンの始動方法の判定を行うための他の判定閾値を定めたマップの一例を示す図である。 図１の制御を行った場合のセレクタブルワンウェイクラッチの回転数（ノッチプレートの回転数）の変化を示すタイムチャートである。 図１に示す制御を行った場合の各時点におけるセレクタブルワンウェイクラッチの動作状態を模式図である。 図１に示す制御を行った場合の回転数の変化を示す図であって、動力分割機構およびオーバードライブ機構を構成している複合遊星歯車機構についての共線図である。 この発明で対象とすることのできるハイブリッド車のパワートレーンの一例を示すスケルトン図である。 そのセレクタブルワンウェイクラッチの構成を説明するための模式図である。 この発明で対象とすることのできるハイブリッド車のパワートレーンの他の例を模式的に示す模式図である。 この発明で対象とすることのできるハイブリッド車のパワートレーンの更に他の例を模式的に示す模式図である。

以下、この発明を実施の形態を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、この発明を実施する際の一例であり、この発明を限定するものではない。

この発明の実施形態におけるハイブリッド車は、駆動力源としてエンジンと、少なくとも一つのモータとを有しており、そのモータはエンジンを始動する際にエンジンをクランキングするスタータとしても機能する。先ず、この発明の実施形態におけるハイブリッド車の構成をスケルトン図で示し、その構成を説明する。図８は複軸式の２モータタイプのハイブリッド車におけるパワートレーンを模式的に示しており、駆動力源として、エンジン（ＥＮＧ）１と、発電機能のある第１のモータ（ＭＧ１）２と、発電機能のある第２のモータ（ＭＧ２）３とを備えている。第１モータ２は、主として、エンジン１の回転数の制御およびエンジン１のクランキングを行うものであり、差動機構から構成された動力分割機構４にエンジン１と共に連結されている。

差動機構は、要は、三つの回転要素によって差動作用を行う機構であって、図８に示す例では、サンギヤ５およびキャリヤ６ならびにリングギヤ７を回転要素とするシングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成され、サンギヤ５に第１モータ２のロータが連結され、キャリヤ６にエンジン１の出力軸（クランクシャフト）がクラッチＣを介して連結され、リングギヤ７が出力要素となっている。クラッチＣは、油圧あるいは電磁力などによって係合および解放の状態に切り換えられるクラッチであって、摩擦クラッチや噛み合い式クラッチを採用することができる。

動力分割機構４および第１モータ２は、エンジン１の回転中心軸線と同一の軸線上に配置され、その第１モータ２を挟んで前記動力分割機構４とは反対側にオーバードライブ機構（Ｏ／Ｄ機構）８が、同一の軸線上に配置されている。オーバードライブ機構８は、エンジン１のみの駆動力で走行する場合、あるいはエンジン１と第２モータ３との駆動力で走行する場合に、エンジン１の回転数を下げるように機能する機構であり、図８に示す例では、サンギヤ９およびキャリヤ１０ならびにリングギヤ１１を回転要素とするダブルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。キャリヤ１０に前述した動力分割機構４におけるキャリヤ６が連結され、したがってこれらのキャリヤ６，１０にエンジン１の出力トルクが伝達されるようになっている。また、サンギヤ９に動力分割機構４におけるサンギヤ５が連結され、したがってこれらのサンギヤ５，９に第１モータ２のトルクが伝達されるように構成されている。さらに、リングギヤ１１とケーシング１２との間にセレクタブルワンウェイクラッチ（以下、ＳＯＷＣと記す。）１３が配置され、リングギヤ１１の所定方向（正方向）の回転をＳＯＷＣ１３によって規制（阻止）してオーバードライブ状態を設定するように構成されている。

ＳＯＷＣ１３は、解放状態では正逆いずれの方向の相対回転も可能にしてトルクを伝達することがなく、係合状態では正逆いずれか一方のみの相対回転を規制（もしくは阻止）してその相対回転方向のトルクを伝達しかつこれとは反対方向には相対回転を可能にしてトルクを伝達しないように構成されたクラッチである。ここで、正回転とは、エンジン１の回転方向と同方向の回転であり、逆回転（もしくは負回転）とは、エンジン１の回転方向とは反対方向の回転である。なお、ＳＯＷＣ１３の具体的な構成は後述する。

動力分割機構４におけるリングギヤ７に出力部材として出力ギヤ１４が取り付けられており、その出力ギヤ１４がカウンタドリブンギヤ１５に噛み合っている。カウンタドリブンギヤ１５が取り付けられているカウンタシャフト１６には、カウンタドリブンギヤ１５より小径のカウンタドライブギヤ１７が取り付けられ、そのカウンタドライブギヤ１７がデファレンシャルギヤ１８におけるリングギヤ１９に噛み合っている。このデファレンシャルギヤ１８から左右の駆動輪２０に駆動トルクを出力するようになっている。

第２モータ３は、主として、走行のための駆動力源として機能するモータであって、そのロータ軸にドライブギヤ２１が取り付けられ、そのドライブギヤ２１が前記カウンタドリブンギヤ１５に噛み合っている。このドライブギヤ２１はカウンタドリブンギヤ１５より小径のギヤであり、したがってドライブギヤ２１およびカウンタドリブンギヤ１５は減速機構を構成している。

上記の第１モータ２と第２モータ３とは、図示しない蓄電装置やインバータなどのコントローラユニットに接続されるとともに、相互に電力を授受できるように電気的に接続されている。また、これらの蓄電装置やコントローラユニットあるいはＳＯＷＣ１３などを制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）２２が設けられている。この電子制御装置２２は、いわゆるコントローラに相当し、マイクロコンピュータを主体にして構成され、車速やアクセル開度、エンジン回転数ならびに推定出力トルク、各モータ２，３の回転数ならびにトルク、ＳＯＷＣ１３の動作状態などの検出信号がデータとして入力され、そのデータに基づいて演算を行って各モータ２，３やＳＯＷＣ１３の制御のための指令信号を出力するように構成されている。

ここでＳＯＷＣ１３の構成について説明する。この実施形態におけるハイブリッド車では、例えば米国特許出願公開第２０１０／０２５２３８４号に記載されているＳＯＷＣなどを採用することができ、さらには図９に模式的に示すように構成されたＳＯＷＣ１３を採用することができる。ＳＯＷＣ１３は、それぞれ環状もしくは円板状に形成されて相対回転するポケットプレート３０とノッチプレート３１とを有し、これらのプレート３０，３１が同一軸線上で互いに対向して配置されている。また、これらのプレート３０，３１の間にセレクタプレート３２がポケットプレート３０とノッチプレート３１とに対して図９の左右方向に移動できるように配置されている。ポケットプレート３０のノッチプレート３１に対向する面に、凹部（ポケット）３３が形成され、そのポケット３３にストラット３４が収容されている。ストラット３４は、ノッチプレート３１に係合してトルクを伝達するための部材であり、ポケット３３の深さより薄い板状に形成され、ポケットプレート３０に揺動可能に保持されている。また、ストラット３４の他方の端部には、当該端部をノッチプレート３１側に押圧するストラットスプリング（図示せず）が設けられている。

これに対して、ノッチプレート３１のポケットプレート３０に対向する面で上記のポケット３３に対応する位置に、ノッチプレート３１の厚さ方向に窪んでいて前記ストラット３４の先端部が入り込む凹部であるノッチ３５が形成されている。

上記のポケットプレート３０とノッチプレート３１との間に配置されているセレクタプレート３２には、上記のポケット３３の開口部を開閉するための窓孔（貫通孔）３６が形成されている。この窓孔３６はポケット３３の開口形状とほぼ同じ形状に形成されている。このセレクタプレート３２をポケットプレート３０に対して相対的に移動させるためのアクチュエータとしてソレノイド３７が設けられている。また、ソレノイド３７が動作していない状態（ＯＦＦ状態）に戻すためのリターンスプリング３８が設けられている。なお、符号３９はストロークセンサを示し、このストロークセンサ３９によってセレクタプレート３２の移動量もしくはソレノイド３７の動作量を検出し、その検出結果に基づいてＳＯＷＣ１３の係合および解放の状態を判定するようになっている。

前述した図８に示す例では、上記のポケットプレート３０が固定部であるケーシング１２に連結され、ノッチプレート３１がオーバードライブ機構８におけるリングギヤ１１に連結されている。このリングギヤ１１がこの発明の実施形態における回転部材に相当している。また、ポケットプレート３０がこの発明の実施形態における固定側部材に相当し、ノッチプレート３１がこの発明の実施形態における可動側部材に相当し、セレクタプレート３２がこの発明の実施形態における選択部材に相当し、さらにストラット３４がこの発明の実施形態における係合片に相当している。

そして、各プレート３０，３１，３２は相対的に回転し、またセレクタプレート３２とストラット３４に接触した状態でソレノイド３７あるいはリターンスプリング３８によって移動させられる。これらの接触箇所の潤滑を行うために、潤滑油４０が供給され、各プレート３０，３１，３２の間などに介在している。

図９は、解放状態から係合状態に切り替わる過渡状態を示しており、ソレノイド３７に通電することにより、あるいはノッチプレート３１が正回転することによる潤滑油４０を介した引き摺りトルクにより、セレクタプレート３２に対して図９の左方向に力が掛かり、またリターンスプリング３８が圧縮されている。セレクタプレート３２に形成された窓孔３６は、図９の状態ではストラット３４とは完全には一致しておらず、したがってストラット３４はポケット３３の内部に押し込められている（退避せられている）。また、ノッチプレート３１は例えば図９の左方向に移動するように回転している。セレクタプレート３２が図９に示す状態から更に左方向に回転させられると、窓孔３６がストラット３４の位置まで移動して両者が一致することにより、ストラット３４がノッチプレート３１側に起き上がり、ストラット３４の先端部がノッチ３５の内部に入り込む。ストラット３４はポケット３３からノッチプレート３１側に斜めに起き上がった状態になるので、ストラット３４の先端部がノッチ３５の内壁面に突き当たり、ポケット３３とノッチ３５との間に挟み込まれた状態になる。その結果、ポケットプレート３０とノッチプレート３１とがストラット３４によってトルク伝達可能な状態に連結される。このようにしてポケットプレート３０とノッチプレート３１とが連結されてＳＯＷＣ１３が係合状態になると、図９に示す例では、ノッチプレート３１およびこれに連結されている前記リングギヤ１１などの回転部材の正回転が阻止される。

なお、ノッチプレート３１が負方向（図９の右方向）に回転する場合、ストラット３４はノッチ３５の開口端によってポケットプレート３０側に押されてポケット３３内に倒れ込む。すなわち、いわゆるオーバーランの状態になり、ポケットプレート３０に対してノッチプレート３１が回転し、両者の間で特にはトルクの伝達が生じない。

さらに、ソレノイド３７に対する通電を止めると、リターンスプリング３８の弾性力によってセレクタプレート３２が図９の右方向に押される。その結果、ストラット３４は窓孔３６の内縁部によってストラット３４が押されてポケット３３内に押し込められる。すなわち、ノッチ３５あるいはノッチプレート３１に対する係合が解除され、ポケットプレート３０とノッチプレート３１とは正負のいずれの方向にも相対回転することが可能になり、両者の間でトルクの伝達は生じない。

前述したように各プレート３０，３１，３２の間には潤滑油４０が介在しているから、ノッチプレート３１がこれに連結されている前記リングギヤ１１と共に回転すると、セレクタプレート３２に対して潤滑油４０を介した引き摺りトルクが作用する。その引き摺りトルクは、潤滑油４０が低温で、その粘度が高いほど、大きくなる。したがって、例えばいわゆる極低油温と称される温度状態では潤滑油４０の粘度が高くなって引き摺りトルクが大きくなるから、ノッチプレート３１が正回転した場合、セレクタプレート３２が、引き摺りトルクによって、前記リターンスプリング３８の弾性力に抗して図９の左方向に移動し、その結果、ＳＯＷＣ１３が意図せずに係合してしまうことがある。この発明の実施形態における制御装置は、このようなＳＯＷＣ１３の誤係合を回避もしくは抑制するために以下の制御を行うように構成されている。

図１はその制御の一例を説明するためのフローチャートであって、ハイブリッド車が発進可能な状態（Ready On状態）で、エンジン１を第１モータ２でクランキングして始動する要求があった場合に実行される。先ず、極低油温判定が行われる（ステップＳ１）。この判定は、ハイブリッド車に搭載されている外気温センサや油温センサ（それぞれ図示せず）が検出された温度が予め定めた判定基準温度以下か否かを判断することにより行うことができる。

極低温であることによりステップＳ１で肯定的に判断された場合は、エンジン（ＥＮＧ）１の始動方法が判定される（ステップＳ２)。この制御ステップは、エンジン１を始動する際の制御内容を決めるためのものであり、一例としてＳＯＷＣ１３における潤滑油４０の粘度に基づいて行うことができる。潤滑油４０は、セレクタプレート３２を回転させる前記ソレノイド３７の動作力に対する抵抗力を発生し、その抵抗力は潤滑油４０の温度が低いことにより粘度が高いほど大きくなる。一方、ソレノイド３７の動作力は、図２に示すように、電流値にほぼ比例して大きくなる。したがって、潤滑油４０の粘度に起因する引き摺りトルクの大きさは、ソレノイド３７の電流値やソレノイド３７の所定時間内のストローク量、あるいは所定長さストロークするのに要する時間として現れる。ステップＳ２ではこのような関係を利用して始動方法の判定を行う。

具体的には、ソレノイド３７の電流値を予め定めた所定値に設定し、その状態でソレノイド３７が予め定めた所定の長さストロークするのに要した時間を計測する。計測した時間すなわちストローク応答時間が、図３に示す予め定めた判定閾値τを超えた場合には、冷間時ＥＮＧ始動判定を成立させ、これとは反対に判定閾値τ以下の場合には、通常ＥＮＧ始動判定を成立させる。あるいは、ソレノイド３７の電流値を予め定めた所定値に設定し、その状態でソレノイド３７が予め定めた時間内にストロークした長さを計測する。計測したストローク量が、図４に示す予め定めた判定閾値Ｌ0 以下の場合には、冷間時ＥＮＧ始動判定を成立させ、これとは反対に判定閾値Ｌ0 を超えた場合には、通常ＥＮＧ始動判定を成立させる。

ついで、ステップＳ２で判定された始動方法が、冷間時の始動方法か否かが判断される（ステップＳ３）。このステップＳ３で肯定的に判断された場合には、エンジン１の切り離し制御が実行される（ステップＳ４）。この制御は、前述したクラッチＣを解放して、エンジン１と動力分割機構４のキャリヤ６やオーバードライブ機構８におけるキャリヤ１０との連結を解除する制御である。このステップＳ４での制御と同時に、もしくはステップＳ４の制御の後に、ＳＯＷＣ１３のオーバーラン制御が実行される（ステップＳ５）。この制御は、ＳＯＷＣ１３が係合状態になっていてもポケットプレート３０とノッチプレート３１との間でトルクの伝達が生じない方向に、ノッチプレート３１およびこれに連結されている回転部材を回転させる制御である。具体的には、第１モータ２を負方向（エンジン１の回転方向とは反対方向。）に回転させてリングギヤ１１およびこれと一体のノッチプレート３１を負回転させる。なお、この場合、ＳＯＷＣ１３は解放状態に制御されていて、ストラット３４はセレクタプレート３２によってポケット３３の内部に押し込められているから、ノッチ３５の開口縁部がストラット３４の上面（背面）を押してストラット３４をポケットプレート３０側に押し倒しつつノッチプレート３１が回転するいわゆるオーバーランは生じない。また、負回転の回転数は、潤滑油４０の温度上昇に要する時間や軸受の耐久性あるいは異音などを考慮して予め定めた回転数である。

ノッチプレート３１が負回転させられることにより、ＳＯＷＣ１３においては、潤滑油４０が剪断および撹拌されて潤滑油４０の温度が次第に上昇する。したがって、ステップＳ５による制御は、潤滑油４０の昇温制御となっている。また、この場合、クラッチＣが解放されているから、エンジン１には第１モータ２による負方向のトルクが作用することがなく、エンジン１は停止状態を維持し、負回転することはない。そのため、エンジン１やこれに連結されている部材の耐久性の低下や異常などを回避もしくは抑制することができる。

上記の昇温制御は、潤滑油４０を介した引き摺りトルクを低下させるべく潤滑油４０の温度を上昇させる制御であるから、上記のオーバーラン制御を実行している状態で油温の上昇が判定される（ステップＳ６）。このステップＳ６の判定は、セレクタプレート３２に作用する引き摺りトルクが前記スプリング３８の弾性力に基づくトルクより小さくなる程度まで潤滑油４０の温度が上昇したか否かを判断するためのステップである。その判断は、センサで検出した油温が判断基準温度を超えたか否かを判断するものであってもよく、あるいはオーバーラン制御の継続時間が所定時間を超えたか否かを判断するものであってもあってもよい。さらに、図３を参照して説明したように、ソレノイド３７のストローク応答時間が判定閾値τを超えたか否かを判断し、あるいは図４を参照して説明したように、ソレノイド３７のストローク量が判定閾値Ｌ0 を超えたか否かを判断することとしてもよい。

ステップＳ６で否定的に判断された場合には、オーバーラン制御を継続する。これとは反対にステップＳ６で肯定的に判断された場合には、回転数の同期が判定される（ステップＳ７）。油温が上昇してステップＳ６で肯定的に判断された場合には、昇温制御が終了し、第１モータ２によってリングギヤ１１およびこれと一体のノッチプレート３１を負回転させる制御が終了する。したがって、リングギヤ１１やノッチプレート３１の回転数が次第に低下し、ついには停止する。ＳＯＷＣ１３においては、ノッチプレート３１に対する相手部材であるポケットプレート３０が固定されているから、ノッチプレート３１が停止してポケットプレート３０との回転数差がゼロになることにより、両者の回転数が完全に同期したことになる。そこで、ステップＳ７では、ノッチプレート３１もしくはリングギヤ１１の回転数が予め定めた基準回転数以下になったか否かが判断される。

ステップＳ７で否定的に判断された場合には、上記のステップＳ５に戻ってオーバーラン制御が継続される。これとは反対にステップＳ７で肯定的に判断された場合には、エンジン（ＥＮＧ）１の接続制御が実行される（ステップＳ８）。この制御は前記クラッチＣを解放状態から係合状態に切り換える制御であり、エンジン１がキャリヤ６，１０に連結される。この時点では、エンジン１の回転が止まっており、そのエンジン１にキャリヤ６，１０をクラッチＣによって連結することになるが、上述したように回転数が実質的に同期しているから、クラッチＣを係合させることに起因する急激な回転数の変化が生じることがなく、ショックやそれに伴う違和感などを回避することができる。

ついで、通常時のエンジン始動制御が実行される（ステップＳ９）。この制御は、第１モータ２を正回転させることにより、キャリヤ６，１０およびこれにクラッチＣを介して連結されているエンジン１の回転数を次第に増大させる制御、すなわちエンジン１のモータリング制御である。エンジン１の回転数が所定の関数まで引き上げられた時点でエンジン１に燃料が供給され、かつ点火制御が実行される。その結果、混合気の燃焼が始まってエンジン１が自立回転に到る。

なお、ステップＳ１で否定的に判断された場合、およびステップＳ３で否定的に判断された場合のいずれの場合にも、直ちにステップＳ９に進んで、通常時のエンジン始動制御が実行される。

上述した制御を行った場合のＳＯＷＣ１３の回転数（ノッチプレート３１の回転数）の変化を図５に示し、セレクタプレート３２およびストラット３４の挙動を図６に示す。また、動力分割機構４およびオーバードライブ機構８を構成している複合遊星歯車機構についての共線図を図７に示してある。図５において、冷間時エンジン始動制御の判定が成立したｔ1 時点の直後では、第１モータ２は未だ停止しており、その状態（図５でのＡ点）におけるＳＯＷＣ１３の動作状態を図６の（ａ）に示してある。ＳＯＷＣ１３は解放状態に制御されているから、セレクタプレート３２解放位置に回転していて、窓孔３６はストラット３４に対してずれており、したがってストラット３４はセレクタプレート３２によってポケット３３の内部に押し込められている。また、複合遊星歯車機構における各回転要素は回転していないので、その動作状態は、共線図の基線に一致する線で表され、図７に（Ａ点）の表示を付して示してある。

その状態でエンジン１の切り離し制御（クラッチＣの解放制御）が実行され（ｔ2 時点）、その直後にノッチプレート３１を負回転させるオーバーラン制御が開始される（ｔ3 時点）。その結果、ノッチプレート３１が負回転し、前述した所定の回転数に維持される。その状態（図５でのＢ点）におけるＳＯＷＣ１３の動作状態を図６の（ｂ）に示してある。また、前記複合遊星歯車機構の動作状態は、図７に「Ｂ点」の表示を付した線で示してある。ノッチプレート３１はオーバーラン方向に回転させられ、これは図６の（ｂ）に矢印で示す方向である。すなわち、ノッチ３５の開口縁部が、ストラット３４の上面側をストラット３４の基端部（仰伏動作の回転中心となる端部）側から先端部（ノッチ３５に入り込む端部）側に向けた方向に移動する。したがって、万が一、ストラット３４が起き上げっていてもＳＯＷＣ１３が一方向クラッチとして機能したり、係合したりすることはない。また、油温が低いことにより潤滑油４０を介した引き摺りトルクが大きく、セレクタプレート３２を回転させる作用が生じても、その場合のセレクタプレート３２の回転方向は窓孔３６をストラット３４からずらせてストラット３４をポケット３３の内部に押し込む方向であるから、ＳＯＷＣ１３が係合することはない。すなわち、第１モータ２やノッチプレート３１は継続的に負回転する。

図５に示す例は、油温の上昇を所定回転数の継続時間によって判定する例であり、したがってノッチプレート３１の回転数が予め定めた所定回転数域に達した時点（ｔ4 時点）から予め定めた時間Ｔが経過した時点（ｔ5 時点）に油温上昇の判定が成立する。その後、第１モータ２は負回転から正回転するように制御され、したがってノッチプレート３１の回転数が次第に低下させられる。そして、ＳＯＷＣ１３についての回転数の同期の判定が成立すると、クラッチＣを係合させてエンジン１を接続する制御が実行される（ｔ6 時点）。

その後、第１モータ２は正方向に回転するので、エンジン１の回転数が次第に引き上げられる。すなわち、エンジン１がモータリング（クランキング）される。その状態を図７の共線図に「Ｃ点」の表示を付した線で示してある。その過程の図５に「Ｃ点」で示す状態から、ノッチプレート３１は正方向に回転させられる。その状態を図６の（ｃ）に示してあり、セレクタプレート３２がストラット３４をポケット３３の内部に押し込んでいる状態で、ノッチプレート３１が図６の（ｃ）に矢印で示す方向に正回転する。その場合、セレクタプレート３２には潤滑油４０を介して引き摺りトルクが作用する。しかしながら、その時点では、潤滑油４０の温度が上昇していて潤滑油４０の粘度が低下しているから、セレクタプレート３２に作用する引き摺りトルクが小さく、したがってセレクタプレート３２は係合位置まで回転させられることはない。すなわち、ＳＯＷＣ１３は、ノッチプレート３１が正回転することに起因して係合状態に切り替わることがないので、エンジン１の始動に支障が生じることはない。

そして、エンジン１の回転数が十分に高くなったｔ7 時点にエンジン１に対する燃料の供給と点火とが行われる。

なお、この発明を適用できるハイブリッド車は前述した図８に示すパワートレーンを備えたハイブリッド車に限られないであって、図１０や図１１に示す構成のパワートレーンを備えたハイブリッド車であってもよい。図１０に示す例は、前述した図８に示す構成において、オーバードライブ機構８を取り去るとともに、動力分割機構４のサンギヤ５あるいは第１モータ２をＳＯＷＣ１３に連結した例である。また、図１１に示す例は、図１０に示す構成において、ＳＯＷＣ１３に連結した回転部材を、サンギヤ５あるいは第１モータ２に替えて、キャリヤ６とした例である。これら図１０および図１１に示すいずれのパワートレーンを備えたハイブリッド車であっても、図１のフローチャートで示すように制御することにより、エンジン１を回転させることなく潤滑油４０の昇温を行うことができる。

また、この発明は上述した実施形態に限定されないのであって、特許請求の範囲に記載されている構成の範囲で適宜に変更して実施することができる。

１…エンジン（ＥＮＧ）、 ２…第１モータ（ＭＧ１）、 ３…第２モータ（ＭＧ２）、 ４…動力分割機構、 Ｃ…クラッチ、 ８…オーバードライブ機構（Ｏ／Ｄ機構）、 １２…ケーシング、 １３…セレクタブルワンウェイクラッチ（ＳＯＷＣ）、 ２０…駆動輪、 ２２…電子制御装置（ＥＣＵ）、 ３０…ポケットプレート、 ３１…ノッチプレート、 ３２…セレクタプレート、 ３３…凹部（ポケット）、 ３４…ストラット、 ３５…ノッチ、 ３６…窓孔（貫通孔）、 ３７…ソレノイド、 ３８…リターンスプリング、 ４０…潤滑油。

Claims (3)

1. エンジンと、前記エンジンを始動するモータと、前記エンジンを始動する際に前記エンジンと共に回転する回転部材と、前記回転部材が前記始動の際の前記エンジンの回転方向に回転することを阻止するとともに、前記回転部材が前記回転方向とは反対の方向に回転することを許容する係合状態と、前記回転部材の前記エンジンの前記回転方向と前記回転方向に対して反対の回転方向との両方向の回転を許容する解放状態とに切り替わるセレクタブルワンウェイクラッチと、前記エンジンと前記回転部材とを連結するとともに前記エンジンと前記回転部材との連結を解くクラッチとを備えたハイブリッド車の制御装置において、
   前記エンジンを前記モータによって始動する際に前記エンジンと前記回転部材との連結を解くように前記クラッチを解放し、かつ前記セレクタブルワンウェイクラッチを解放する制御を行い、
   前記クラッチおよび前記セレクタブルワンウェイクラッチが解放している状態で、前記回転部材が前記始動の際に前記エンジンが回転する方向とは反対の方向に回転するように前記モータを回転させるオーバーラン制御を行う
   ように構成されていることを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
   
2. 前記セレクタブルワンウェイクラッチの潤滑油の温度が低いことを判定し、
   前記セレクタブルワンウェイクラッチの潤滑油の温度が低いことの判定が成立した場合に、前記オーバーラン制御を行い、
   前記潤滑油の温度が予め定めた温度以上に上昇した場合に前記オーバーラン制御を終了し、
   前記回転部材の回転数が予め定め基準回転数以下になった場合に、前記クラッチを係合させる
   ように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の制御装置。
3. 前記セレクタブルワンウェイクラッチは、回転が止められている固定側部材と、前記固定側部材に対して同一軸線上で対向して配置されかつ前記回転部材が連結されて前記回転部材と共に回転する可動側部材と、前記固定側部材に保持されるとともに前記可動側部材に向けて突出することにより前記可動側部材に係合して前記可動側部材の前記エンジンの回転方向と同方向の回転を止める係合片と、前記固定側部材と前記可動側部材との間に所定角度範囲で往復回転可能に配置されて前記係合片を前記固定側部材がわに退避させた解放状態と前記可動側部材がわに突出された係合状態とに切り換える選択部材とを有し、
   前記選択部材は、前記可動側部材が前記回転部材と共に前記エンジンと同方向に回転することにより回転するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車の制御装置。

Images