WO2007049686A1 - エンジンの始動制御装置 - Google Patents

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WO2007049686A1
WO2007049686A1 PCT/JP2006/321349 JP2006321349W WO2007049686A1 WO 2007049686 A1 WO2007049686 A1 WO 2007049686A1 JP 2006321349 W JP2006321349 W JP 2006321349W WO 2007049686 A1 WO2007049686 A1 WO 2007049686A1
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WO
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engine
planetary gear
transmission
gear
control device
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PCT/JP2006/321349
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English (en)
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Inventor
Yuji Iwase
Takuma Kakinami
Atsushi Tabata
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Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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Definitions

  • the present invention relates to an engine start control device configured to start an engine with an electric motor.
  • JP 2003 127681 A is configured such that the output torque of the engine is transmitted to the wheels via the planetary gear device, the transmission, and the differential device.
  • the planetary gear device has a sun gear, a ring gear, and a carrier, and an engine crankshaft is connected to the carrier.
  • a first motor generator is provided, and the rotor is connected to the sun gear.
  • a propeller shaft is connected to the ring gear, and the propeller shaft is connected to the transmission.
  • a second motor generator is provided, and the rotor is connected to the propeller shaft.
  • the present invention has been made in the context of the above circumstances, and suppresses the occurrence of vibration and noise in the power transmission system reaching the motor-powered engine when the engine is started by the torque of the motor.
  • the object is to provide a possible engine start control device.
  • a start mechanism including a plurality of electric motors for starting the engine is provided. And a starting mechanism control means for controlling the starting mechanism so that resonance is less likely to occur when the engine is started by torque of an electric motor included in the starting mechanism. It is.
  • the start mechanism control means may cause resonance in a power transmission path to the engine when the start mechanism control means starts the engine in a low temperature state.
  • Means for controlling the starting mechanism is included so that it is less likely to occur.
  • a first speed change mechanism for transmitting the engine torque is provided, and a clutch is provided downstream of the first speed change mechanism. It is characterized by being.
  • the present invention is characterized in that the electric motor is coupled to the first transmission mechanism so that power can be transmitted.
  • a second speed change mechanism is provided downstream of the first speed change mechanism, and the second speed change mechanism has the clutch. It is a characteristic.
  • a plurality of the electric motors are provided, and any one of the electric motors is provided in a path between the first transmission mechanism and the clutch. It is characterized by being.
  • the first speed change mechanism includes an input rotational speed and an output speed.
  • a continuously variable transmission capable of continuously controlling the speed ratio between the power and the rotational speed
  • the starter mechanism includes the continuously variable transmission.
  • the second speed change mechanism controls the torque capacity of the clutch, thereby controlling the input rotational speed and the output.
  • the present invention is characterized in that it is configured to be able to control the gear ratio with respect to the rotational speed.
  • the start control unit is configured such that the start mechanism force is a power transmission path to the engine so that resonance is less likely to occur when the engine is started. It is characterized by including means for increasing the inertia moment.
  • the continuously variable transmission includes a planetary gear mechanism having three or more rotating elements capable of differentially rotating with respect to each other.
  • the plurality of electric motors are connected to different rotating elements constituting a gear mechanism, and the start mechanism control means is configured to start the engine so that resonance does not occur when starting the engine.
  • the engine is arranged between a plurality of electric motors. As described above, the engine and the plurality of electric motors are connected to the plurality of rotating elements.
  • the first speed change mechanism is constituted by an electric continuously variable transmission that continuously changes the speed ratio by electric control.
  • the second speed change mechanism is composed of a stepped transmission that changes the speed ratio stepwise.
  • the electric continuously variable transmission and the stepped transmission can be connected in series so that the power is output from one of the V-shifts or the other is input to the other.
  • the overall gear ratio can be set by the electric continuously variable transmission and the stepped transmission.
  • the electric continuously variable transmission includes the input component.
  • a planetary gear mechanism of a single pion type having a carrier which is an element, a sun gear which is the reaction element, and a ring gear which is the output element is included.
  • the second speed change mechanism includes two sets of planetary gear mechanisms and a plurality of engagement mechanisms, and the clutch includes the plurality of clutches. It is characterized by including this engagement mechanism.
  • the two sets of planetary gear mechanisms include a single-pinion type planetary gear transmission mechanism, the sun gear of the first planetary gear transmission mechanism and the second gear mechanism.
  • the sun gear of the planetary gear transmission mechanism is connected, the carrier of the first planetary gear transmission mechanism and the ring gear of the second planetary gear transmission mechanism are connected, and the plurality of engagement mechanisms are the first planetary gear transmission.
  • a first clutch that selectively connects a ring gear of the mechanism and an output element of the power distribution device; a sun gear of the first planetary gear transmission mechanism; and a sun gear of the second planetary gear transmission mechanism.
  • a second clutch selectively connected to the output element of the first planetary gear, a sun gear of the first planetary gear transmission mechanism and a first brake for selectively fixing the sun gear of the second planetary gear transmission mechanism, Second play And a second brake for selectively fixing the carrier of the star gear transmission mechanism.
  • the stepped transmission mechanism includes three sets of planetary gear mechanisms and a plurality of engagement mechanisms, and the clutch includes the plurality of clutches.
  • An engagement mechanism is included.
  • the planetary gear mechanism includes a single-peon type planetary gear mechanism, and the sun gear and the second planetary gear change of the first planetary gear transmission mechanism.
  • the gear of the first planetary gear transmission, the carrier of the second planetary gear transmission, and the carrier of the third planetary gear mechanism are connected to the second planetary gear mechanism.
  • a ring gear of the third planetary gear transmission mechanism and a sun gear of the third planetary gear transmission mechanism are connected to the ring gear of the second planetary gear transmission mechanism and the sun gear of the third planetary gear transmission mechanism.
  • the second of Yu A first brake for selectively fixing a sun gear of the star gear transmission mechanism, a second brake for selectively fixing a carrier of the first planetary gear transmission mechanism, and a ring gear of the third planetary gear transmission mechanism And a third brake for selectively fixing
  • the start mechanism when the engine is started with the electric motor of the start mechanism, the start mechanism is controlled so that resonance is unlikely to occur in the power transmission path including the start mechanism. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of resonance or noise in the power transmission path including the starting mechanism.
  • engine torque is transmitted to the first transmission mechanism, and a clutch is provided downstream of the first transmission mechanism.
  • the torque of the electric motor is transmitted to the engine via the first speed change mechanism.
  • the second transmission mechanism is provided downstream of the first transmission mechanism, and the second transmission mechanism has a clutch.
  • the second clutch By controlling the second clutch, it is possible to suppress the occurrence of resonance or noise in the power transmission path including the starting mechanism.
  • a plurality of electric motors are provided, and the torque of one of the electric motors causes a path between the first transmission mechanism and the clutch. Via the engine.
  • the engine torque is transmitted to the wheels via the first transmission mechanism and the second transmission mechanism.
  • the speed ratio between the input rotation speed and the output rotation speed in the first transmission mechanism is controlled steplessly.
  • the electric motor has both the function of starting the engine and the function of controlling the speed ratio of the first speed change mechanism.
  • the engagement / release of the engagement device it is possible to control the gear ratio between the input rotation speed and the output rotation speed in the second transmission mechanism.
  • the engine in addition to obtaining the above-described effect, the engine can be started by selecting either!
  • the ratio of the rotational speeds of the rotating elements of the planetary gear mechanism is changed, the inertia moment or inertia torque of the starting mechanism can be arbitrarily adjusted, and the resonance and noise of the power transmission path can be more reliably suppressed.
  • the engine is interposed between a plurality of electric motors. Therefore, it is possible to drive a plurality of motors together and start the engine with the torque of both motors. Therefore, the inertia moment of the starting mechanism can be increased, and the resonance and noise of the power transmission path can be more reliably suppressed.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a control method executed by an engine start control device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing a power train of an hybrid vehicle to which the present invention is applied and its control system.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing signals input to the electronic control device of the vehicle shown in FIG. 2 and signals output from the electronic control device.
  • FIG. 4 is a chart showing the operating state of the engagement device when each gear position is set at the D position and when the R position is selected in the transmission shown in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a collinear diagram when setting each shift position in the power distribution device and the transmission shown in FIG. 2.
  • FIG. 6 is a corresponding time chart when the engine is started according to the present invention.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram showing another example of a power train of a hybrid vehicle to which the present invention is applied and its control system.
  • FIG. 8 is a chart showing the operating state of the engagement device when each gear position is set at the D position and when the R position is selected in the transmission shown in FIG. 7.
  • FIG. 9 is a collinear diagram when setting each shift position in the power distribution device and the transmission shown in FIG.
  • FIG. 10 is a collinear diagram when the D position is selected and the engine is started in the power distribution device and the transmission shown in FIG. 7.
  • FIG. 11 is a collinear diagram when the R position is selected and the engine is started in the power distribution device and the transmission shown in FIG. 7.
  • FIG. 2 is a skeleton diagram showing an example of a power train of a hybrid vehicle to which the present invention is applied.
  • an engine 2 and a motor 'generator (MG2) 3 are provided as a driving source for the vehicle 1, and the engine 2 and the motor' generator (MG2) 3 are It is linked to 5.
  • Engine 1 is a power unit that burns fuel and converts its thermal energy into kinetic energy.
  • Engine 2 can be an internal combustion engine, such as a gasoline engine or a diesel engine, or an LPG engine. .
  • the motor / generator 3 has a rotor 6 and a stator 7.
  • the motor / generator 3 has a function of performing mutual conversion between the mechanical energy and the electrical energy, that is, a function as a motor (power function) and a function as a generator (regeneration function). Combined.
  • a power distribution device 8 is provided in a path from the engine 1 to the differential device 4.
  • the power distribution device 8 is constituted by a single-peon type planetary gear mechanism. That is, it has a sun gear 9 and a ring gear 10 that are arranged on the same axis, and a carrier 12 that holds the pinion gear 11 engaged with the sun gear 9 and the ring gear 10 so as to rotate and revolve.
  • An input shaft 14 is provided coaxially with the crankshaft 13 of the engine 2, and is connected to the crankshaft 13, the input shaft 14 and the force damper mechanism 15 so as to be able to transmit power.
  • the power distribution device 8 is a continuously variable transmission capable of controlling the gear ratio by electrical control.
  • a motor generator (MG1) 16 is provided.
  • the motor / generator 16 has a rotor 17 and a stator 18.
  • This motor / generator 16 has a function of performing mutual conversion between mechanical energy and electrical energy, that is, a function as a motor (power running function) and a function as a generator (regenerative function). is doing.
  • the rotor 17 of the motor / generator 16 is connected so as to be able to transmit power to the sun gear 9, specifically, to rotate integrally.
  • the rotor of the motor / generator 3 and the ring gear 10 are coupled so as to be able to transmit power, specifically, coupled so as to rotate integrally.
  • the vehicle 1 has the engine 2 and the motor generators 3 and 16 that have different generation principles of power.
  • a transmission 19 is provided in a path from the ring gear 10 to the differential 4 of the power distribution device 8.
  • the transmission 19 is a stepped transmission capable of controlling the ratio between the input rotation speed and the output rotation speed, that is, the transmission ratio stepwise (discontinuously).
  • the transmission 19 has two sets of planetary gear mechanisms, specifically, a first planetary gear transmission mechanism 20 and a second planetary gear transmission mechanism 21.
  • the first planetary gear transmission mechanism 20 is a single-peon type planetary gear mechanism.
  • the first planetary gear speed change mechanism 20 includes a sun gear 22 and a ring gear 23 that are coaxially arranged, and a carrier 25 that holds the pinion gear 24 engaged with the sun gear 22 and the ring gear 23 so as to rotate and revolve. Have.
  • the second planetary gear transmission mechanism 21 is a single-pione type planetary gear mechanism.
  • the second planetary gear speed change mechanism 21 includes a sun gear 26 and a ring gear 27 arranged on the same axis, and a pinion gear 28 engaged with the sun gear 26 and the ring gear 27 so as to rotate and revolve. And have.
  • the sun gear 22 and the sun gear 26 are connected so as to rotate integrally, and the carrier 25 and the ring gear 27 are connected so as to rotate integrally.
  • the carrier 25 and the ring gear 27 are connected to the output shaft 30 of the transmission 19.
  • an engagement device that controls the rotation elements constituting the transmission 19, that is, the connection, disconnection, and fixation of each gear and carrier.
  • a hydraulic control type or an electromagnetic control type may be used as the engagement device, but here, a case where a hydraulic control type engagement device is used will be described. That is, connect ring gear 10 and ring gear 23 * Clutch C1 to release And a clutch C2 for connecting and releasing the ring gear 10 with respect to the sun gears 22 and 26 is provided.
  • a brake B1 for controlling rotation / stop of the sun gears 22, 26 is provided, and a brake B2 for controlling rotation / stop of the carrier 29 is provided.
  • a power storage device 31 that transmits and receives electric power to and from the motor / generator 3 and an inverter 32 that controls the motor / generator 3 are provided.
  • a power storage device 33 that transfers power to and from the motor / generator 16 and an inverter 34 that controls the motor / generator 16 are provided.
  • a secondary battery more specifically, a battery or a capacitor can be used.
  • a hydraulic control device 35 is provided as an actuator for controlling the clutch, CI, C2 and brakes Bl, B2 of the transmission 19. This hydraulic control device 35 is a known device having a hydraulic circuit and a solenoid valve.
  • An electronic control device 36 that controls the engine 2, the inverters 32, 34, and the hydraulic control device 35 is provided.
  • the electronic control unit 36 includes a shift position sensor signal, an engine water temperature sensor signal, a motor / generator 3, 16 speed sensor signal, an engine speed sensor signal, a vehicle speed sensor. Signal, outside air temperature sensor signal, oil temperature sensor signal, ECT switch signal, side brake switch signal, foot brake switch signal, accelerator opening sensor signal, etc. are input.
  • the electronic control unit 36 receives a signal for controlling the electronic throttle valve of the engine 2, a signal for controlling the fuel injection device of the engine 2, a signal for controlling the ignition device of the engine 2, and the inverters 32, 34.
  • a signal for controlling the motor / generators 3 and 16 and a signal for controlling the hydraulic control device 35 are output via the.
  • the speed ratio of the power distribution device 8 can be controlled steplessly (continuously) by controlling the rotation direction (forward / reverse) and the power / regeneration of the motor / generator 16. Specifically, the carrier 12 becomes an input element, the sun gear 9 becomes a reaction force element, the ring gear 10 becomes an output element, and the carrier 12, the sun gear 9 and the ring gear. Due to the 10 differential actions, the power distribution device 8 functions as a continuously variable transmission.
  • the gear ratio of the power distribution device 8 is controlled as follows, for example.
  • the required driving force is obtained based on the vehicle speed and the accelerator opening, and the target engine output is obtained based on the required driving force.
  • the engine operating state is determined along the optimal fuel consumption line, and the target engine speed and target engine torque are determined.
  • the gear ratio of the power distribution device 8 more specifically, the input rotational speed is controlled so that the actual engine rotational speed approaches the target engine rotational speed.
  • the opening of the electronic throttle valve is controlled so that the actual engine torque approaches the target engine torque.
  • a shift position (shift range) for controlling the transmission 19 for example, a P (parking) position, an R (reverse) position, an N (neutral) position, a D (drive) position, etc., are selectively used. It is configured to be changeable.
  • the D position when the D position is selected, for example, the first speed (1st), the second speed (2nd), the third speed (3rd), and the fourth speed (4th ) Can be selectively switched.
  • the electronic control unit 36 stores a shift map for determining the shift speeds based on the vehicle speed and the accelerator opening.
  • the control state of the engagement device when the N position or R position is selected will be described with reference to FIG. 4.
  • the mark “ ⁇ ” indicates that the engagement device is engaged.
  • the blank indicates that the engagement device is released. That is, when setting the first speed, the clutch C1 and the brake B2 are engaged, and the clutch C2 and the brake B1 are released. Further, when setting the second speed, the clutch C1 and the brake B1 are engaged, and the clutch C2 and the brake B2 are released. Further, when setting the third speed or the fourth speed, the clutches CI and C2 are both engaged, and the brakes Bl and B2 are both released.
  • the state of the rotating element of the transmission 19 when the D position is selected is This will be described based on the alignment chart of FIG.
  • the engine 2 is disposed between the motor 'generator 3 and the motor' generator 16.
  • “forward” indicates forward rotation
  • “reverse” indicates reverse rotation.
  • the normal rotation means the rotation direction of the engine 2.
  • the clutch C1 force S is engaged, and at least one torque of the engine 2 or the motor / generator 3 is input to the ring gear 28 of the transmission 19.
  • the carrier 29 stopped by the engagement of the brake B2 becomes a reaction force element, and the torque output from the carrier 25 and the ring gear 27 is transmitted to the output shaft 30.
  • Torque force of output shaft 30 is transmitted to wheel 5 via differential 4 and driving force is generated.
  • the rotational speeds of the ring gear 27 and the carrier 25 are reduced with respect to the rotational speed of the ring gear 23. That is, the transmission ratio of the transmission 19 is larger than “1”.
  • the torque force speed changer 19 of at least one of the engine 2 or the motor 'generator 3 is engaged.
  • the sun gear 22 that is input to the ring gear 28 and stopped is a reaction force element, and the torque output from the carrier 25 is transmitted to the output shaft 30.
  • the rotation speed of the carrier 25 is reduced with respect to the rotation speed of the ring gear 23. That is, the transmission ratio of the transmission 19 is larger than “1”. Assuming that the input rotational speed is the same, the direction of the rotational speed of the carrier 25 at the first speed is lower than the rotational speed of the carrier 25 at the second speed. That is, the gear ratio when the first speed is set is larger than the gear ratio when the second speed is set.
  • step Sl it is determined whether or not a condition for starting the engine 2 is satisfied.
  • the determination of step SI is performed by, for example, an idling switch signal. If the engine start condition is satisfied, it is determined whether or not the D position is selected as the shift position (step S2). If a negative determination is made at step S2, N position or! Or P position is selected as the shift position, and it is determined whether or not the force is correct (step S3).
  • step S4 it is determined whether or not a cold start condition is satisfied.
  • the low temperature start condition is a condition that is satisfied when the temperature of the power storage devices 31 and 33 or the outside air temperature is equal to or lower than a predetermined temperature and the engine start condition is satisfied. If the determination in step S4 is affirmative, the power output from the power storage devices 31, 33 may be limited (small power). In this way, when the electric power supplied to the motor generators 3 and 16 is limited, the cranking of the engine 2 starts when the engine 2 is cranked by the torque of the motor generators 3 and 16. After that, there is a possibility that the time until the engine speed reaches a speed at which it can rotate autonomously becomes longer.
  • step S4 the motors 'generators 3 and 16 are controlled together to perform normal rotation, and the torques of both the motors' generators 3 and 16 are supplied to the input shaft 14 Then, the control signal is transmitted to the engine 2 via the damper mechanism 15, and the engine 2 is cranked to increase the engine speed (step 5).
  • step S5 the motor generators 3, 16 and the input shaft 14 All of the power distribution device 8 acts as a rotary inertia mass body, the load necessary for starting the engine 2 is reduced, and the rotational speed at which resonance occurs shifts to a low rotational speed range.
  • the number of revolutions at which resonance occurs depends on the structural characteristics of engine 2 and various conditions, such as the number of cylinders, cylinder arrangement structure force arrangement type or horizontally opposed type, 4-cycle engine power, 2-cycle engine power, fuel It is determined based on the type of fuel (gasoline or light oil).
  • the clutches CI and C2 are both released, so that the torque of the motor generators 3 and 16 is not transmitted to the wheels 5. Does not occur.
  • step S6 when the engine speed becomes equal to or higher than the speed at which autonomous rotation is possible, fuel injection control and ignition control are executed, and the engine 2 is autonomously rotated (step S6), and the process returns.
  • step S6 when the engine 2 is a diesel engine, ignition control is not executed in step S6, and self-ignition is performed.
  • step S4 it is determined whether or not the actual engine speed Ne is equal to or less than the rotation speed Nel that can be rotated autonomously (step S7).
  • the speed at which the engine 2 can rotate autonomously is the speed at which the engine 2 can rotate autonomously when fuel is supplied and burned. If the determination in step S7 is affirmative, the motor / generator 16 is controlled so that the torque of the motor / generator 16 is transmitted to the engine 2 for cranking (step S8), and the process proceeds to step S6.
  • the output power of the power storage devices 31, 33 is not limited, and resonance and noise can occur in the power transmission path from the power distribution device 8 to the engine 2.
  • step S3 a negative determination is made in step S3 and the process proceeds to step S7. If the determination in step S2 is affirmative, the process proceeds to step S7. Furthermore, if a negative determination is made in step S7, the process proceeds to step S6. Furthermore, if a negative determination is made in step S1, the process returns.
  • step S6 the state of the rotating element when the engine 2 is started by proceeding to step S6 via steps SI, S7, and S8 in FIG. 1
  • the D position is selected
  • the engine 2 is started when the first speed is set.
  • the torque of motor / generator 3 or the kinetic energy generated by repulsive travel of vehicle 1 is transmitted to engine 2 via transmission 19 and power distribution device 8, and engine 2 is idling.
  • the reaction torque of the motor / generator 16 is handled by the motor / generator 3.
  • the engine speed becomes a speed at which the engine can rotate autonomously, ignition control is executed, and after time t3, the engine speed and the speed power of the motor generators 3 and 16 become substantially constant. Yes. Note that the engine 2 can be started in the same manner even when the gear position of the transmission 19 is the second speed, the third speed, or the fifth speed.
  • step S6 a routine that proceeds to step S6 via steps S3, S7, and S8 in FIG. 1 will be described. That is, the brake B2 is engaged and the carrier 29 is stopped, the motor generator 3 is controlled to rotate in the forward direction, the output shaft 30 rotates in the reverse direction, the vehicle 1 runs, and the engine 2 runs idle.
  • the motor 'generator 16 is controlled in a normal direction and the motor' generator 16 is increased to increase the engine 2 speed. Let In this case, the reaction torque of the motor / generator 16 is handled by the motor / generator 3.
  • the transmission 19 is a stepped transmission capable of controlling the ratio between the input rotation speed and the output rotation speed, that is, the gear ratio stepwise (discontinuously).
  • the transmission 19 includes a first planetary gear transmission structure 37, a second planetary gear transmission mechanism 38, and a third planetary gear transmission mechanism 39.
  • the first planetary gear speed change mechanism 37 is a single-peer type planetary gear mechanism.
  • the first planetary gear speed change mechanism 37 includes a sun gear 40 and a ring gear 41 that are coaxially arranged, and a carrier 43 that holds the pinion gear 42 that is engaged with the sun gear 40 and the ring gear 41 so as to rotate and revolve. Have.
  • the second planetary gear transmission mechanism 38 is a single peer type planetary gear mechanism.
  • the second planetary gear speed change mechanism 38 includes a sun gear 44 and a ring gear 45 that are coaxially arranged, and a carrier 47 that holds the pinion gear 46 that is engaged with the sun gear 44 and the ring gear 45 so as to rotate and revolve.
  • the third planetary gear speed change mechanism 39 is a single-peer type planetary gear mechanism.
  • the third planetary gear speed change mechanism 39 includes a sun gear 48 and a ring gear 49 that are coaxially arranged, and a carrier 51 that holds a pinion gear 50 that is engaged with the sun gear 48 and the ring gear 49 so as to rotate and revolve. Have it.
  • the sun gear 40 and the sun gear 44 are connected so as to rotate integrally, the carriers 47 and 51 and the ring gear 41 are connected so as to rotate together, and the ring gear 48 and the sun gear 48 are connected so as to rotate integrally.
  • the carriers 47 and 51 and the ring gear 41 are connected to the output shaft 30 of the transmission 19.
  • a rotating element constituting the transmission 19, that is, an engaging device for controlling the connection “cutoff” fixing of each gear and the carrier is provided.
  • a hydraulic control type or an electromagnetic control type may be used as the engagement device, but here, a case where a hydraulic control type engagement device is used will be described.
  • a clutch C1 for connecting and releasing the ring gear 10 with respect to the ring gear 45 and the sun gear 48 is provided, and a clutch C2 for connecting and releasing the ring gear 10 with respect to the sun gears 40 and 44 is provided.
  • a brake B1 for controlling rotation of the sun gears 40 and 44 is provided, a brake B2 for controlling rotation of the carrier 43 is provided, and a brake B3 for controlling rotation of the ring gear 49 is provided.
  • the D position when the D position is selected, for example, the first speed (1st), the second speed (2nd), and the second speed
  • the gears of 3rd (3rd), 4th (4th) and 5th (5th) can be switched selectively.
  • the control state of the engagement device when the N position or the R position is selected will be described with reference to FIG. 8.
  • the mark “ ⁇ ” indicates that the engagement device is engaged.
  • the blank indicates that the engagement device is released.
  • the clutch C1 When the second speed is selected, the clutch C1 is engaged and the brake B2 is engaged, and at least one of the torque of the engine 2 or the motor / generator 3 is applied to the transmission 19
  • the carrier 43 that is input to the ring gear 45 and stopped is a reaction force element, and the torque output from the carrier 5 is transmitted to the output shaft 30.
  • the rotation speed of the carrier 51 When the second speed is selected, the rotation speed of the carrier 51 is higher than the rotation speed of the ring gear 45. Decelerated. That is, the transmission ratio of the transmission 19 is larger than “1”. Assuming that the input rotational speed is the same, the rotation speed of the carrier 51 at the first speed is lower than the rotation speed of the carrier 51 at the second speed. That is, the gear ratio when the first speed is set is larger than the gear ratio when the second speed is set.
  • the clutch C1 is engaged, the brake B1 is engaged, and at least one torque force of the engine 2 or the motor 'generator 3 is transmitted.
  • the sun gear 44 which is input to the ring gear 45 and stopped, becomes a reaction force element, and the torque output from the carrier 51 is transmitted to the output shaft 30.
  • the rotation speed of the carrier 51 is decelerated with respect to the rotation speed of the ring gear 45. That is, the transmission ratio of the transmission 19 is larger than “1”. Assuming that the number of input rotations is the same, the rotation speed of the carrier 51 at the second speed is lower than the rotation speed of the carrier 51 at the third speed. That is, the gear ratio when the second speed is set is larger than the gear ratio when the third speed is set.
  • the rotating element constituting the first planetary gear transmission mechanism 37, the rotating element constituting the second planetary gear transmission mechanism 38, the third All of the rotating elements that constitute the planetary gear transmission mechanism 39 of the planetary gear rotate integrally. That is, when the fourth speed or the fifth speed is set, the gear ratio of the transmission 19 is “1”. In other words, the input rotation element and the output rotation element of the transmission 19 are directly connected.
  • the motor / generator 16 is not stopped by the power distribution device 8
  • the fifth speed is set, the motor / generator 16 is stopped by the power distribution device 8. The difference is that the rotation speed is zero.
  • FIG. 10 is a collinear diagram corresponding to the case where the engine 2 is cranked by the torque of the motor / generator 16 when the D position is selected.
  • the case where the 1st speed is set is shown. That is, the brake B3 is engaged and the ring gear 49 is stopped. The clutch CI is engaged, and the motor generator 3 and the sun gear 48 are coupled so as to rotate together.
  • the output shaft 30 is rotating in the forward direction and the engine 2 is idling, the condition for starting the engine 2 is satisfied, and the motor generator 16 is controlled in the forward direction to control the engine 2 Has been cranked.
  • FIG. 11 is a collinear diagram corresponding to the case where the R position is selected and the engine 2 is cranked.
  • the brake B3 is engaged, the ring gear 49 is stopped, and the output shaft 30 is rotating in the reverse direction.
  • the clutch C2 is engaged, the motor generator 3 is rotated in the forward direction, and the engine 2 is idling.
  • a condition for starting the engine 2 is established, the motor generator 16 is controlled in the forward direction, and the engine 2 is cranked! /.
  • the control method of FIG. 1 when the control method of FIG. 1 is executed, resonance occurs in the power transmission system including the input shaft 14 when the engine 2 is started under the cold start condition. Then, which torque of motor's generators 3 and 16 is transmitted to engine 2 is controlled. More specifically, the motors 'generators 3 and 16 are both driven as electric motors, and the inertia moment or inertia shuttle of the power transmission path from the motors' generators 3 and 16 to the engine 2 is increased. Resonance and noise can be suppressed when engine 2 is started.
  • the motor / generator 16 has both a function of starting the engine 2 and a function of controlling the speed ratio of the power distribution device 8.
  • the power distribution device 8 is constituted by a planetary gear mechanism, the inertia moment or inertia of the power transmission path can be changed by changing the ratio of the rotational speeds of the rotating elements (changing the gear design). The torque can be adjusted arbitrarily, and the resonance and vibration of the power transmission system can be more reliably suppressed.
  • the engine 2 is arranged between the motor generators 3 and 16. The motor 'generators 3 and 13 can be driven together to start the engine 2. Therefore, the inertia moment of the power transmission device can be further increased, and the resonance and vibration of the power transmission system can be more reliably suppressed.
  • the transmission 19 corresponds to the second transmission mechanism in the present invention, and the clutch CI, C2 and the brakes Bl, B2, B3 force correspond to the clutch and engagement mechanism of the present invention.
  • the clutch C1 force corresponds to the first clutch of the present invention
  • the clutch C2 corresponds to the second clutch of the present invention
  • the brake B1 corresponds to the first brake of the present invention
  • the brake B2 This corresponds to the second brake of the present invention
  • the brake B3 corresponds to the third brake of the present invention.
  • the power distribution device 8, the input shaft 14 and the damper mechanism 15 correspond to the “power transmission path to which the starting mechanism force also reaches the engine” of the present invention
  • the power distribution device 8 corresponds to the continuously variable transmission of the present invention.
  • the sun gear 9, the ring gear 10 and the carrier 12 correspond to “three or more rotating elements” and “planetary gear mechanism” of the present invention. Further, the correspondence between the configuration shown in FIG. 1, FIG. 2 and FIG.
  • An electronic control device that executes the control of steps SI, S2, S3, S4, S5 in FIG. 36 corresponds to the starting mechanism control means of the present invention.
  • the continuously variable transmission constituting the power distribution device is an electric continuously variable transmission in which the gear ratio is controlled steplessly by controlling the output of the electric motor.
  • a single pinion type planetary gear mechanism can be used as the power distribution device 8, and a double beon type planetary gear mechanism can be used as the 1S power distribution device.
  • the rotating elements are connected so that the engine is arranged between the two motor generators on the alignment chart.
  • a power distribution device that has four rotating elements and is configured to selectively switch any of the rotating elements as an input element, a reaction force element, or an output element.
  • the transmission arranged in the path leading to the power distribution device power wheel may be a stepped transmission capable of setting a fifth gear or higher in the D position.
  • the stepped transmission it is also possible to use a transmission configured to control the shift stage by a synchronizer mechanism.
  • the transmission arranged on the path from the power distribution device to the wheels may be a continuously variable transmission in addition to the stepped transmission as described above.
  • a continuously variable transmission is a transmission in which the ratio between the input rotation speed and the output rotation speed can be changed continuously (continuously).
  • a step transmission, a belt type continuously variable transmission, or the like can be used.
  • the control example shown in FIG. 1 includes a front-wheel drive vehicle (two-wheel drive vehicle), an engine, and two motors and generators connected to the front wheels (wheels).
  • the motor / generator can be executed on any front-wheel drive vehicle (two-wheel drive vehicle) configured to be connected to the rear wheels (wheels) so that power can be transmitted.
  • the control example shown in FIG. 1 can also be implemented in a four-wheel drive vehicle configured to transmit power to both the front and rear wheels of the engine and two motors' generator power. .
  • either a hydraulically controlled clutch or an electromagnetically controlled clutch may be used as the clutch.
  • the present invention can be used in the manufacture and repair of vehicles such as automobiles, the manufacture of vehicle parts, and the Karoe industry.

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Abstract

　電動機によりエンジンを始動させる場合に、電動機からエンジンに至る動力伝達系で振動や騒音が発生することを抑制する。 　電動機によりエンジンの始動をおこなうエンジンの始動制御装置において、エンジンを始動させる複数の電動機を含む始動機構が設けられており、始動機構に含まれる電動機によりエンジンを始動させる場合に共振が発生しにくくなるように、始動機構を制御する始動機構制御手段を備えている。

Description

明 細 書
エンジンの始動制御装置
技術分野
[0001] この発明は、エンジンを電動機で始動するように構成されたエンジンの始動制御装 置に関するものである。
背景技術
[0002] 近年では、エンジンを駆動させる燃料の節約と、エンジンの回転による騒音の低減 と、燃料の燃焼により発生する排気ガスの低減とを目的として、エンジンおよびモータ •ジェネレータとを搭載したノ、イブリツド車が提案されている。このノ、イブリツド車にお いては、車両の走行状態に基づいてエンジンまたはモータ'ジェネレータを制御して 、車両を走行させるように構成されている。
[0003] 具体的には、エンジンを、その燃焼効率の良い回転領域で運転させる一方、ェン ジンの燃焼効率の低下する運転領域においては、エンジンを停止して、モータ'ジェ ネレータを電動機として機能させることにより車両を走行させることが可能である。この ように、エンジンおよびモータ 'ジェネレータを備えた制御装置の一例力 特開 2003 127681号【こ記載されて!ヽる。この特開 2003 127681号【こお!ヽて ίま、エンジン の出力トルクが、遊星歯車装置および変速機およびディファレンシャル装置を経由し て車輪に伝達されるように構成されて 、る。遊星歯車装置はサンギヤおよびリングギ ャおよびキヤリャを有しており、エンジンのクランク軸はキヤリャに連結されている。ま た、第 1の電動発電機が設けられており、その回転子がサンギヤと連結されている。さ らに、リングギヤにはプロペラ軸が連結されており、プロペラ軸が変速機に連結されて いる。さらに、第 2の電動発電機が設けられており、その回転子がプロペラ軸に連結さ れている。
[0004] ところで、特開 2003— 127681号に記載されている車両において、停止している エンジンを始動させる場合は、第 1の電動発電機のトルクでエンジンをクランキングさ せ、ついで、燃料を供給および燃焼させることにより、エンジンを自律回転させること が可能である。し力しながら、第 1の電動発電機のトルクをエンジンに伝達する場合に 、第 1の電動発電機を含む動力伝達系で共振 (振動)または騒音が大きくなる恐れが あった。
発明の開示
[0005] この発明は、上記事情を背景としてなされたもので、電動機のトルクによりエンジン を始動させる場合に、電動機力 エンジンに至る動力伝達系で振動や騒音が発生す ることを抑制することの可能なエンジンの始動制御装置を提供することを目的として いる。
[0006] 上記目的を達成するため、この発明は、電動機のトルクによりエンジンの始動をおこ なうエンジンの始動制御装置にお 、て、前記エンジンを始動させる複数の電動機を 含む始動機構が設けられており、この始動機構に含まれる電動機のトルクにより前記 エンジンを始動させる場合に共振が発生しにくくなるように、前記始動機構を制御す る始動機構制御手段を備えていることを特徴とするものである。
[0007] また、この発明は、上記の構成に加えて、前記始動機構制御手段は、低温状態で 前記エンジンを始動させる場合に、前記始動機構力 前記エンジンに至る動力の伝 達経路で共振が発生しにくくなるように、前記始動機構を制御する手段を含むことを 特徴とするものである。
[0008] 更に、この発明は、上記の構成にカ卩えて、前記エンジントルクが伝達される第 1の変 速機構が設けられており、前記第 1の変速機構の下流にはクラッチが設けられている ことを特徴とするものである。
[0009] 更に、この発明は、上記の構成に加えて、前記第 1の変速機構には、前記電動機 が動力伝達可能に連結されていることを特徴とするものである。
[0010] 更に、この発明は、上記の構成に加えて、前記第 1の変速機構の下流には第 2の 変速機構が設けられており、この第 2の変速機構が前記クラッチを有することを特徴と するものである。
[0011] 更に、この発明は、上記の構成に加えて、前記電動機が複数設けられており、いず れかの電動機は、前記第 1の変速機構と前記クラッチとの間の経路に設けられている ことを特徴とするものである。
[0012] 更に、この発明は、上記の構成に加えて、前記第 1の変速機構は、入力回転数と出 力回転数との間における変速比を無段階に制御することの可能な無段変速機であり 、前記始動機構にはこの無段変速機が含まれており、この無段変速機は、前記電動 機の出力を制御することにより、変速比を無段階に制御することが可能に構成されて おり、前記第 2の変速機構は、クラッチのトルク容量を制御することにより、入力回転 数と出力回転数との間における変速比を制御することが可能に構成されていることを 特徴とするものである。
[0013] 更に、この発明は、上記いずれかの構成に加えて、前記始動制御手段は、前記ェ ンジンの始動時に共振が発生しにくくなるように、前記始動機構力 前記エンジンに 至る動力伝達経路のイナーシャモーメントを大きくする手段を含むことを特徴とするも のである。
[0014] 更に、この発明は、上記の構成に加えて、前記無段変速機は、相互に差動回転可 能な 3個以上の回転要素を有する遊星歯車機構を有しており、この遊星歯車機構を 構成する異なる回転要素に前記複数の電動機が連結されているとともに、前記始動 機構制御手段は、前記エンジンを始動させる場合に共振が発生しに《なるように、 前記エンジンを始動させる電動機を選択する手段を含むことを特徴とするものである
[0015] 更に、この発明は、上記の構成に加えて、前記遊星歯車機構を構成する 3個以上 の回転要素を共線図上に配置した場合に、複数の電動機の間に前記エンジンが配 置されるように、前記複数の回転要素に対して、前記エンジンおよび複数の電動機 が連結されて ヽることを特徴とするものである。
[0016] 更に、この発明は、上記の構成に加えて、前記第 1の変速機構は電気的制御によ つて変速比を連続的に変化させる電気的無段変速機によって構成されるとともに、前 記第 2の変速機構は変速比を段階的に変化させる有段変速機によって構成されて いることを特徴とするものである。これらの電気的無段変速機と前記有段変速機とは 、 Vヽずれか一方から出力した動力カ^、ずれか他方に入力されるように直列に連結す ることができる。また、前記電気的無段変速機と前記有段変速機とによって全体とし ての変速比を設定するように構成することができる。
[0017] 更に、この発明は、上記の構成に加えて、前記電気的無段変速機は、前記入力要 素であるキヤリャと、前記反力要素であるサンギヤと、前記出力要素であるリングギヤ とを有するシングルピ-オン式の遊星歯車機構を含むことを特徴とするものである。
[0018] 更に、この発明は、上記の構成に加えて、前記第 2の変速機構は、 2組の遊星歯車 機構と、複数の係合機構とによって構成されているとともに、前記クラッチは前記複数 の係合機構を含むことを特徴とするものである。
[0019] 更に、この発明は、上記の構成にカ卩えて、前記 2組の遊星歯車機構は、シングルピ ユオン式の遊星歯車変速機構を含み、第 1の遊星歯車変速機構のサンギヤと第 2の 遊星歯車変速機構のサンギヤとが連結され、第 1の遊星歯車変速機構のキヤリャと 第 2の遊星歯車変速機構のリングギヤとが連結され、前記複数の係合機構は、前記 第 1の遊星歯車変速機構のリングギヤと前記動力分配装置の出力要素とを選択的に 連結する第 1のクラッチと、前記第 1の遊星歯車変速機構のサンギヤおよび前記第 2 の遊星歯車変速機構のサンギヤを前記動力分配装置の出力要素に選択的に連結 する第 2のクラッチと、前記第 1の遊星歯車変速機構のサンギヤおよび前記第 2の遊 星歯車変速機構のサンギヤを選択的に固定する第 1のブレーキと、前記第 2の遊星 歯車変速機構のキヤリャを選択的に固定する第 2のブレーキとを含むことを特徴とす るものである。
[0020] 更に、この発明は、上記の構成に加えて、前記有段変速機構は、 3組の遊星歯車 機構と、複数の係合機構とによって構成されているとともに、前記クラッチは前記複数 の係合機構を含むことを特徴とするものである。
[0021] 更に、この発明は、上記の構成にカ卩えて、前記遊星歯車機構は、シングルピ-オン 式の遊星歯車機構を含み、第 1の遊星歯車変速機構のサンギヤと第 2の遊星歯車変 速機構のサンギヤとが連結され、第 1の遊星歯車変速機構のリングギヤと第 2の遊星 歯車変速機構のキヤリャと第 3の遊星歯車機構のキヤリャとが連結されるとともに、第 2の遊星歯車機構のリングギヤと第 3の遊星歯車変速機構のサンギヤとが連結され、 前記係合機構は、前記第 2の遊星歯車変速機構のリングギヤと前記第 3の遊星歯車 変速機構のサンギヤとを前記電気的無段変速機の出力要素に選択的に連結する第 1のクラッチと、前記第 1および第 2の遊星歯車変速機構のサンギヤを前記電気的無 段変速機の出力要素に選択的に連結する第 2のクラッチと、前記第 1および第 2の遊 星歯車変速機構のサンギヤを選択的に固定する第 1のブレーキと、前記第 1の遊星 歯車変速機構のキヤリャを選択的に固定する第 2のブレーキと、前記第 3の遊星歯車 変速機構のリングギヤを選択的に固定する第 3のブレーキとを含むことを特徴とする
[0022] この発明によれば、始動機構の電動機でエンジンを始動する場合に、始動機構を 含む動力伝達経路で共振が発生しにくくなるように、始動機構が制御される。したが つて、始動機構を含む動力伝達経路で共振または騒音が発生することを抑制できる
[0023] また、この発明によれば、上記の効果を得られる他に、低温状態でエンジンを始動 させる場合に、動力伝達経路で共振または振動が発生することを抑制できる。
[0024] 更に、この発明によれば、上記の効果を得られる他に、エンジントルクが第 1の変速 機構に伝達され、第 1の変速機構の下流にはクラッチが設けられている。
[0025] 更に、この発明によれば、上記の効果を得られる他に、電動機のトルクが第 1の変 速機構を経由してエンジンに伝達される。
[0026] 更に、この発明によれば、上記の効果を得られる他に、第 1の変速機構の下流には 第 2の変速機構が設けられており、第 2の変速機構がクラッチを有する。第 2のクラッ チを制御することにより、始動機構を含む動力伝達経路で共振または騒音が発生す ることを抑 ff¾できる。
[0027] 更に、この発明によれば、上記の効果を得られる他に、電動機が複数設けられてお り、いずれかの電動機のトルクが、第 1の変速機構とクラッチとの間の経路を経由して エンジンに伝達される。
[0028] 更に、この発明によれば、上記の効果を得られる他に、エンジンの始動後において 、エンジントルクは、第 1の変速機構および第 2の変速機構を経由して車輪に伝達さ れる。また、電動機の出力を制御することにより、第 1の変速機構における入力回転 数と出力回転数との間の変速比が無段階に制御される。つまり、電動機はエンジンを 始動する機能と、第 1の変速機構の変速比を制御する機能とを兼備している。また、 係合装置の係合'解放を制御することにより、第 2の変速機構における入力回転数と 出力回転数との間の変速比を制御することが可能である。 [0029] 更に、この発明によれば、上記いずれかの効果を得られる他に、エンジンの始動時 に共振が発生しにくくなるように、始動機構力 エンジンに至る動力伝達経路のイナ ーシャモーメントが大きくなるように制御される。
[0030] 更に、この発明によれば、上記の効果を得られる他に、複数の電動機の!/、ずれかを 選択してエンジンを始動させることができる。また、遊星歯車機構の回転要素同士の 回転数の比を変更すれば、始動機構のイナーシャモーメントもしくはイナ一シャトルク を任意に調整でき、動力伝達経路の共振および騒音を一層確実に抑制できる。
[0031] 更に、この発明によれば、上記の効果を得られる他に、遊星歯車機構を構成する 3 個以上の回転要素を共線図上に配置した場合に、複数の電動機の間にエンジンが 配置されているため、複数の電動機を共に駆動させ、両方の電動機のトルクによりェ ンジンを始動させることができる。したがって、始動機構のイナーシャモーメントを大き くすることができ、動力伝達経路の共振および騒音を一層確実に抑制できる。
図面の簡単な説明
[0032] [図 1]この発明に係るエンジンの始動制御装置で実行される制御方法を示すフロー チャートである。
[図 2]この発明が適用されたノ、イブリツド車のパワートレーンおよびその制御系統を示 す概念図である。
[図 3]図 2に示された車両の電子制御装置に入力される信号、および電子制御装置 カゝら出力される信号を示す概念図である。
[図 4]図 2に示された変速機で、 Dポジションで各変速段を設定する場合、および Rポ ジシヨンが選択された場合の係合装置の作動状態を示す図表である。
[図 5]図 2に示された動力分配装置および変速機で、各シフトポジションを設定する場 合における共線図である。
[図 6]この発明でエンジンを始動させる場合の対応するタイムチャートである。
[図 7]この発明が適用されたハイブリッド車のパワートレーンおよびその制御系統の他 の例を示す概念図である。
[図 8]図 7示された変速機で、 Dポジションで各変速段を設定する場合、および Rポジ シヨンが選択された場合の係合装置の作動状態を示す図表である。 [図 9]図 7に示された動力分配装置および変速機で、各シフトポジションを設定する場 合における共線図である。
[図 10]図 7に示された動力分配装置および変速機で、 Dポジションが選択され、かつ エンジンを始動する場合における共線図である。
[図 11]図 7に示された動力分配装置および変速機で、 Rポジションが選択され、かつ エンジンを始動する場合における共線図である。
発明を実施するための最良の形態
[0033] つぎにこの発明を図を参照してより具体的に説明する。図 2は、この発明を適用した 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。まず、車両 1の駆 動力源としてエンジン 2およびモータ'ジェネレータ（MG2) 3が設けられており、ェン ジン 2およびモータ'ジェネレータ（MG2) 3は、でファレンシャル装置 4を経由して車 輪 5に連結されている。エンジン 1は燃料を燃焼させて、その熱エネルギを運動エネ ルギに変換する動力装置であり、エンジン 2としては、内燃機関、例えば、ガソリンェ ンジンまたはディーゼルエンジンまたは LPGエンジン等を用いることが可能である。 モータ'ジェネレータ 3は、ロータ 6およびステータ 7を有している。このモータ'ジエネ レータ 3は、機械工ネルギと電気工ネルギとの間で相互に変換をおこなう機能、つまり 、電動機としての機能 (カ行機能)と、発電機としての機能 (回生機能)とを兼備してい る。
[0034] また、エンジン 1からデフアレンシャル装置 4に至る経路に動力分配装置 8が設けら れている。この動力分配装置 8は、シングルピ-オン型の遊星歯車機構により構成さ れている。すなわち、同軸上に配置されたサンギヤ 9およびリングギヤ 10と、サンギヤ 9およびリングギヤ 10に嚙合されたピ-オンギヤ 11を自転、かつ公転可能に保持す るキヤリャ 12とを有している。そして、エンジン 2のクランクシャフト 13と同軸上にイン プットシャフト 14が設けられており、クランクシャフト 13とィプットシャフト 14と力 ダン パ機構 15を介して動力伝達可能に連結されている。この動力分配装置 8は、後述す るように、電気的な制御により変速比を制御可能な無段変速機である。さらにキヤリャ 12とインプットシャフト 14とが一体回転するように連結されている。また、車両 1の前 後方向で、エンジン 2と動力分配装置 8との間には、モータ'ジェネレータ 3とは別の モータ'ジェネレータ（MG1) 16が設けられている。モータ'ジェネレータ 16は、ロー タ 17およびステータ 18を有している。このモータ'ジェネレータ 16は、機械工ネルギ と電気工ネルギとの間で相互に変換をおこなう機能、つまり、電動機としての機能 (力 行機能)と、発電機としての機能（回生機能)とを兼備している。そして、モータ'ジェ ネレータ 16のロータ 17が、サンギヤ 9に対して動力伝達可能に、具体的には一体回 転するように連結されている。また、モータ'ジェネレータ 3のロータとリングギヤ 10と が動力伝達可能に連結、具体的には一体回転するように連結されている。このように 、車両 1は、動力の発生原理が異なるエンジン 2およびモータ ·ジェネレータ 3, 16を 有している。
[0035] 一方、動力分配装置 8のリングギヤ 10からデフアレンシャル 4に至る経路には変速 機 19が設けられている。この変速機 19は、入力回転数と出力回転数との比、すなわ ち変速比を段階的に (不連続に)制御することの可能な有段変速機である。変速機 1 9は、 2組の遊星歯車機構、具体的には、第 1の遊星歯車変速機構 20および第 2の 遊星歯車変速機構 21を有している。まず、第 1の遊星歯車変速機構 20は、シングル ピ-オン型の遊星歯車機構である。この第 1の遊星歯車変速機構 20は、同軸上に配 置されたサンギヤ 22およびリングギヤ 23と、サンギヤ 22およびリングギヤ 23に嚙合さ れたピユオンギヤ 24を自転、かつ公転可能に保持するキヤリャ 25とを有している。一 方、第 2の遊星歯車変速機構 21は、シングルピ-オン型の遊星歯車機構である。こ の第 2の遊星歯車変速機構 21は、同軸上に配置されたサンギヤ 26およびリングギヤ 27と、サンギヤ 26およびリングギヤ 27に嚙合されたピ-オンギヤ 28を自転、かつ公 転可能に保持するキヤリャ 29とを有して 、る。
[0036] そして、サンギヤ 22とサンギヤ 26とが一体回転するように連結され、キヤリャ 25とリ ングギヤ 27とが一体回転するように連結されて 、る。このキヤリャ 25およびリングギヤ 27は、変速機 19のアウトプットシャフト 30に連結されている。また、変速機 19を構成 する回転要素、すなわち、各ギヤおよびキヤリャ同士の連結，遮断，固定を制御する 係合装置が設けられている。ここで、係合装置としては油圧制御式または電磁制御 式のいずれを用いてもよいが、ここでは、油圧制御式の係合装置を用いる場合につ いて説明する。すなわち、リングギヤ 10とリングギヤ 23とを連結 *解放するクラッチ C1 が設けられており、リングギヤ 10を、サンギヤ 22, 26に対して連結 '解放するクラッチ C2が設けられている。また、サンギヤ 22, 26の回転'停止を制御するブレーキ B1が 設けられており、キヤリャ 29の回転 ·停止を制御するブレーキ B2が設けられている。
[0037] つぎに、車両 1の制御系統について説明すると、モータ'ジェネレータ 3との間で電 力の授受をおこなう蓄電装置 31と、モータ'ジェネレータ 3を制御するインバータ 32と が設けられている。また、モータ'ジェネレータ 16との間で電力の授受をおこなう蓄電 装置 33と、モータ'ジェネレータ 16を制御するインバータ 34とが設けられている。蓄 電装置 31, 33としては二次電池、より具体的にはバッテリ、またはキャパシタを用い ることが可能である。さらに変速機 19のクラッチや CI, C2およびブレーキ Bl, B2を 制御するァクチユエータとして油圧制御装置 35が設けられて 、る。この油圧制御装 置 35は、油圧回路およびソレノイドバルブなどを有する公知のものである。そして、ェ ンジン 2およびインバータ 32, 34および油圧制御装置 35を制御する電子制御装置 3 6が設けられている。この電子制御装置 36には、図 3に示すように、シフトポジション センサの信号、エンジン水温センサの信号、モータ'ジェネレータ 3, 16の回転数セ ンサの信号、エンジン回転数センサの信号、車速センサの信号、外気温度センサの 信号、油温センサの信号、 ECTスィッチの信号、サイドブレーキスィッチの信号、フッ トブレーキスィッチの信号、アクセル開度センサの信号などが入力される。これに対し て、電子制御装置 36からは、エンジン 2の電子スロットルバルブを制御する信号、ェ ンジン 2の燃料噴射装置を制御する信号、エンジン 2の点火装置を制御する信号、ィ ンバータ 32, 34を介してモータ'ジェネレータ 3, 16を制御する信号、油圧制御装置 35を制御する信号などが出力される。
[0038] つぎに、車両 1の制御について説明する。エンジン 1が駆動され、エンジントルクが インプットシャフト 14を経由して動力分配装置 8のキヤリャ 12に伝達されるとともに、 エンジントルクの反力がモータ'ジェネレータ 16で受け持たれ、動力分配装置 8のリン グギヤ 10から出力される。ここで、モータ'ジェネレータ 16の回転方向（正 ·逆）および カ行，回生を制御することにより、動力分配装置 8の変速比を無段階に (連続的に） 制御可能である。具体的には、キヤリャ 12が入力要素となり、サンギヤ 9が反力要素 となり、リングギヤ 10が出力要素となり、キヤリャ 12およびサンギヤ 9およびリングギヤ 10の差動作用により、動力分配装置 8が無段変速機として機能する。動力分配装置 8の変速比は、例えば以下のように制御される。車速およびアクセル開度に基づいて 要求駆動力が求められ、この要求駆動力に基づいて、目標エンジン出力が求められ る。この目標エンジン出力を達成するために、最適燃費線に沿ってエンジンの運転 状態を決定し、目標エンジン回転数および目標エンジントルクを求める。そして、実 エンジン回転数を目標エンジン回転数に近づけるように、動力分配装置 8の変速比、 より具体的には入力回転数が制御される。また、実エンジントルクを目標エンジントル クに近づけるように、電子スロットルバルブの開度などが制御される。
[0039] 一方、変速機 19を制御するシフトポジション (シフトレンジ）として、例えば、 P (パー キング）ポジション、 R (リバース）ポジション、 N (ニュートラル）ポジション、 D (ドライブ） ポジションなどを選択的に変更可能に構成されている。そして、図に示された変速機 19においては、 Dポジションが選択された場合は、例えば、第 1速（1st)および第 2 速 (2nd)および第 3速 (3rd)および第 4速 (4th)の変速段を、選択的に切り換え可能 である。これらの変速段を選択的に切り換えるため、電子制御装置 36には、車速お よびアクセル開度に基づいて、変速段を決定する変速マップが記憶されている。 Dポ ジシヨンで各変速段を設定する場合、 Nポジションまたは Rポジションが選択された場 合における係合装置の制御状態を、図 4により説明すると、「〇」印は係合装置が係 合されることを示し、空欄は係合装置が解放されることを示している。すなわち、第 1 速を設定する場合は、クラッチ C1およびブレーキ B2が係合され、かつ、クラッチ C2 およびブレーキ B1が解放される。また、第 2速を設定する場合は、クラッチ C1および ブレーキ B1が係合され、かつ、クラッチ C2およびブレーキ B2が解放される。さらに、 第 3速または第 4速を設定する場合は、クラッチ CI, C2が共に係合され、かつ、ブレ ーキ Bl, B2が共に解放される。第 3速または第 4速を設定する場合は、変速機 19の 制御は同じとなり、動力分配装置 8の制御が異なる。この点については後述する。ま た、 Rポジションが選択された場合は、クラッチ C2およびブレーキ B2が係合され、か つ、クラッチ C1およびブレーキ B1が解放される。なお、 Nポジションまたは Pポジショ ンが選択された場合は、全ての係合装置が解放される。
[0040] つぎに、 Dポジションが選択された場合における変速機 19の回転要素の状態を、 図 5の共線図に基づいて説明する。この図 5に示すように、動力分配装置 8は、モー タ'ジェネレータ 3とモータ'ジェネレータ 16との間に、エンジン 2が配置されている。こ の図 5において、「正」は正回転を示し、「逆」は逆回転を示す。ここで、正回転とは、 エンジン 2の回転方向を意味する。まず第 1速が選択された場合は、クラッチ C1力 S係 合されるとともに、エンジン 2またはモータ ·ジェネレータ 3の少なくとも一方のトルクが 、変速機 19のリングギヤ 28に入力される。また、ブレーキ B2の係合により停止してい るキヤリャ 29が反力要素となり、キヤリャ 25およびリングギヤ 27から出力されたトルク がアウトプットシャフト 30に伝達される。アウトプットシャフト 30のトルク力 デフアレン シャル 4を経由して車輪 5に伝達されて、駆動力が発生する。この第 1速が選択され た場合は、リングギヤ 23の回転速度に対して、リングギヤ 27およびキヤリャ 25の回転 速度の方が減速される。すなわち、変速機 19の変速比は「1」よりも大きくなる。
[0041] また、第 2速が選択された場合は、クラッチ C1が係合され、かつ、ブレーキ B1が係 合されるため、エンジン 2またはモータ'ジェネレータ 3の少なくとも一方のトルク力 変 速機 19のリングギヤ 28に入力され、停止しているサンギヤ 22が反力要素となり、キヤ リャ 25から出力されたトルクがアウトプットシャフト 30に伝達される。この第 2速が選択 された場合は、リングギヤ 23の回転速度に対して、キヤリャ 25の回転速度の方が減 速される。すなわち、変速機 19の変速比は「1」よりも大きくなる。なお、入力回転数が 同じである場合を想定すると、第 1速におけるキヤリャ 25の回転速度の方力 第 2速 におけるキヤリャ 25の回転速度よりも低くなる。すなわち、第 1速が設定された場合の 変速比の方が、第 2速が設定された場合の変速比よりも大きくなる。
[0042] つぎに、第 3速または第 4速が選択された場合は、クラッチ CI, C2が共に係合され るため、第 1の遊星歯車変速機構 20を構成する回転要素、第 21の遊星歯車変速機 構 21を構成する回転要素が、全て一体回転する。すなわち、第 3速または第 4速が 設定された場合、変速機 19の変速比は「1」となる。言い換えれば、変速機 19の入力 回転要素と出力回転要素とが直結状態となる。なお、第 3速が設定される場合は、動 力分配装置 8でモータ'ジェネレータ 16が停止されず、第 4速が設定される場合は、 動力分配装置 8でモータ'ジェネレータ 16が停止される（回転数ゼロ）である点が相 違する。さら〖こ、 Rポジションが選択された場合は、クラッチ C2が係合されるため、サ ンギヤ 26が入力要素となり、キヤリャ 29が反力要素となり、リングギヤ 27が逆回転す る。なお、この共線図においては、エンジン回転数が一定である場合を示してある。
[0043] 上記のように構成された車両 1においては、エンジン 1を始動させる場合に、モータ •ジェネレータ 3, 16の少なくとも一方のトルクにより、前記エンジン 1をクランキングさ せることが可能である。そこで、前記エンジン 2を始動させる場合の制御方法を、図 1 のフローチャートに基づいて説明する。まず、エンジン 2を始動させる条件が成立した か否かが判断される（ステップ Sl)。このステップ SIの判断は、例えば、イダ-ッシヨン スィッチの信号によりおこなわれ、エンジン始動条件が成立した場合は、シフトポジシ ヨンとして Dポジションが選択されているか否かが判断される（ステップ S2)。このステ ップ S2で否定的に判断された場合は、シフトポジションとして Nポジション或!、は Pポ ジシヨンが選択されて 、る力否かが判断される（ステップ S3)。
[0044] このステップ S3で肯定的に判断された場合は、低温始動条件が成立しているか否 かが判断される (ステップ S4)。この低温始動条件は、蓄電装置 31, 33の温度、また は外気温が所定温度以下であり、かつ、エンジン始動条件が成立している場合に成 立する条件である。このステップ S4で肯定的に判断された場合は、蓄電装置 31, 33 力も出力される電力が制限を受ける（小電力）場合がある。このように、モータ'ジエネ レータ 3, 16に供給される電力が制限を受けると、モータ'ジェネレータ 3, 16のいず れかのトルクによりエンジン 2をクランキングすると、エンジン 2のクランキングを開始し てから、エンジン回転数が自律回転可能な回転数となるまでの時間が長くなる可能 性がある。なお、自律回転可能な回転数については後述する。すると、モータ'ジェ ネレータ 3またはモータ'ジェネレータ 16からエンジン 2に至る動力伝達経路で、共振 および騒音が発生する可能性がある。この共振はねじり振動であり、主として次モー ドのねじり振動モードである。
[0045] そこで、ステップ S4で肯定的に判断された場合は、モータ'ジェネレータ 3, 16を共 にカ行制御して正回転させ、モータ'ジェネレータ 3, 16の両方のトルクを、インプット シャフト 14およびダンバ機構 15を経由してエンジン 2に伝達し、エンジン 2をクランキ ングさせて、エンジン回転数を上昇させる制御を実行する (ステップ 5)。このように、ス テツプ S5の処理をおこなうと、モータ'ジェネレータ 3, 16およびインプットシャフト 14 および動力分配装置 8が、全て回転慣性質量体として作用することになり、エンジン 2 の始動に必要な負荷が低減されて、共振が発生する回転数が低回転数域に移行す る。このため、エンジン 2のクランキング時にインプットシャフト 14の回転数が共振発生 回転数に滞留することを回避できる。ここで、共振発生回転数は、エンジン 2の構造 上の特性や各種の条件、例えば、気筒数、シリンダの配置構造力 字配列形か水平 対向型か、 4サイクルエンジン力 2サイクルエンジン力、燃料の種類 (ガソリンか軽油か )などに基づいて、決定される。なお、前述したように、 Nポジションまたは Pポジション が選択された場合は、クラッチ CI, C2が共に解放されるため、モータ'ジェネレータ 3 , 16のトルクが車輪 5に伝達されることはなぐ駆動力は発生しない。このステップ S6 についで、エンジン回転数が自律回転可能な回転数以上になると、燃料噴射制御お よび点火制御が実行されてエンジン 2が自律回転し (ステップ S6)、リターンされる。こ の実施例において、エンジン 2がディーゼルエンジンである場合は、ステップ S6では 点火制御は実行されず、自己着火となる。
[0046] 一方、前記ステップ S4で否定的に判断された場合は、実エンジン回転数 Neが、自 律回転可能な回転数 Nel以下であるか否かが判断される (ステップ S7)。 自律回転 可能な回転数とは、燃料が供給されて燃焼すると、エンジン 2が自律回転できる回転 数である。ステップ S7で肯定的に判断された場合は、モータ'ジェネレータ 16をカ行 制御し、モータ'ジェネレータ 16のトルクをエンジン 2に伝達してクランキングさせ (ス テツプ S8)、ステップ S6に進む。このように、ステップ S4で否定的に判断された場合 は、蓄電装置 31, 33の出力電力が制限されず、動力分配装置 8からエンジン 2に至 る動力伝達経路で共振および騒音が発生する可能性が低 、ため、片方のモータ ·ジ エネレータ 16でエンジンをクランキングすれば済む。さらに、ステップ S3の判断時点 で Rポジションが選択されていた場合は、ステップ S3で否定的に判断されて、ステツ プ S7に進む。また、ステップ S2で肯定的に判断された場合は、ステップ S7に進む。 さらに、ステップ S7で否定的に判断された場合は、ステップ S6に進む。さらに、ステツ プ S1で否定的に判断された場合は、リターンする。
[0047] つぎに、図 1のステップ SI, S7, S8を経由してステップ S6に進み、エンジン 2を始 動させる場合における回転要素の状態を説明する。特に、 Dポジションが選択され、 かつ、第 1速が設定されている場合に、エンジン 2を始動する場合を説明する。例え ば、車両 1が走行するとともに、モータ'ジェネレータ 3のトルク、または車両 1の惰力 走行による運動エネルギカ 変速機 19および動力分配装置 8を経由してエンジン 2 に伝達されて、エンジン 2が空転している場合において、モータ'ジェネレータ 16を正 回転でカ行制御し、かつ、モータ'ジェネレータ 16の回転数を上昇させることにより、 エンジン 2の回転数を上昇させることが可能である。この場合、モータ'ジェネレータ 1 6の反力トルクは、モータ'ジェネレータ 3で受け持たれる。また、図 1のステップ SI, S 7, S8を経由してステップ S6に進むルーチンに対応するタイムチャートの一例を、図 6に基づいて説明する。まず、時刻 tl以前においては、エンジン 2を始動させる条件 が成立していないとともに、変速機 19の変速段 (有段変速制御の変速出力）として第 1速が出力されている。そして、時刻 tlでエンジン始動条件が成立すると、モータ'ジ エネレータ 16の回転数が上昇されて、空転しているエンジン 2の回転数が上昇させら れる。また、車速が上昇してモータ'ジェネレータ 3の回転数も上昇している。そして、 時刻 t2でエンジン回転数が自律回転可能な回転数となり、点火制御が実行されると ともに、時刻 t3以降は、エンジン回転数、モータ'ジェネレータ 3, 16の回転数力 略 一定になっている。なお、変速機 19の変速段が、第 2速または第 3速または第 5速で ある場合も、同様にしてエンジン 2を始動させることが可能である。
[0048] つぎに、図 1のステップ S3, S7, S8を経由してステップ S6に進むルーチンについ て説明する。すなわち、ブレーキ B2が係合してキヤリャ 29が停止され、モータ'ジェ ネレータ 3が正回転でカ行制御され、アウトプットシャフト 30が逆回転して車両 1が走 行するとともに、エンジン 2が空転している場合に、エンジン 2を始動させる場合は、モ ータ 'ジェネレータ 16を正回転でカ行制御し、かつ、モータ'ジェネレータ 16の回転 数を上昇させることにより、エンジン 2の回転数を上昇させる。この場合、モータ'ジェ ネレータ 16の反力トルクは、モータ'ジェネレータ 3で受け持たれる。
[0049] つぎに、変速機 19の他の構成例を、図 7に基づいて説明する。この変速機 19は、 入力回転数と出力回転数との比、すなわち変速比を段階的に (不連続に)制御する ことの可能な有段変速機である。変速機 19は、具体的には、第 1の遊星歯車変速機 構 37および第 2の遊星歯車変速機構 38および第 3の遊星歯車変速機構 39を有し ている。まず、第 1の遊星歯車変速機構 37は、シングルピ-オン型の遊星歯車機構 である。この第 1の遊星歯車変速機構 37は、同軸上に配置されたサンギヤ 40および リングギヤ 41と、サンギヤ 40およびリングギヤ 41に嚙合されたピ-オンギヤ 42を自転 、かつ公転可能に保持するキヤリャ 43とを有している。一方、第 2の遊星歯車変速機 構 38は、シングルピ-オン型の遊星歯車機構である。この第 2の遊星歯車変速機構 38は、同軸上に配置されたサンギヤ 44およびリングギヤ 45と、サンギヤ 44およびリ ングギヤ 45に嚙合されたピ-オンギヤ 46を自転、かつ公転可能に保持するキヤリャ 47とを有している。また、第 3の遊星歯車変速機構 39は、シングルピ-オン型の遊星 歯車機構である。この第 3の遊星歯車変速機構 39は、同軸上に配置されたサンギヤ 48およびリングギヤ 49と、サンギヤ 48およびリングギヤ 49に嚙合されたピ-オンギヤ 50を自転、かつ公転可能に保持するキヤリャ 51とを有して 、る。
[0050] そして、サンギヤ 40とサンギヤ 44とが一体回転するように連結され、キヤリャ 47, 51 およびリングギヤ 41がー体回転するように連結され、リングギヤ 48とサンギヤ 48とが 一体回転するように連結されている。そして、キヤリャ 47, 51およびリングギヤ 41は、 変速機 19のアウトプットシャフト 30に連結されている。また、変速機 19を構成する回 転要素、すなわち、各ギヤおよびキヤリャ同士の連結 '遮断'固定を制御する係合装 置が設けられている。ここで、係合装置としては油圧制御式または電磁制御式のい ずれを用いてもよいが、ここでは、油圧制御式の係合装置を用いる場合について説 明する。すなわち、リングギヤ 10を、リングギヤ 45およびサンギヤ 48に対して連結' 解放するクラッチ C1が設けられており、リングギヤ 10を、サンギヤ 40, 44に対して連 結'解放するクラッチ C2が設けられている。また、サンギヤ 40, 44の回転'停止を制 御するブレーキ B1が設けられ、キヤリャ 43の回転'停止を制御するブレーキ B2が設 けられ、リングギヤ 49の回転'停止を制御するブレーキ B3が設けられている。なお、 図 7のその他の構成は図 2に示された構成と同じである。
[0051] 図 7に示された変速機 19を制御するシフトポジションとして、例えば、 P (パーキング )ポジション、 R (リバース）ポジション、 N (ニュートラノレ）ポジション、 D (ドライブ）ポジシ ヨンなどを選択的に変更可能である。そして、図 9に示された変速機 19においては、 Dポジションが選択された場合は、例えば、第 1速（1st)および第 2速（2nd)および第 3速 (3rd)および第 4速 (4th)および第 5速 (5th)の変速段を、選択的に切り換え可 能である。 Dポジションで各変速段を設定する場合、 Nポジションまたは Rポジション が選択された場合における係合装置の制御状態を、図 8により説明すると、「〇」印は 係合装置が係合されることを示し、空欄は係合装置が解放されることを示して 、る。 すなわち、第 1速を設定する場合は、クラッチ C1およびブレーキ B3が係合され、力 つ、クラッチ C2およびブレーキ B1およびブレーキ B2が解放される。また、第 2速を設 定する場合は、クラッチ C1およびブレーキ B2が係合され、かつ、クラッチ C2および ブレーキ B1およびブレーキ B3が解放される。さらに、第 3速を設定する場合は、クラ ツチ C1およびブレーキ B1が係合され、かつ、クラッチ C2およびブレーキ B2, B3が 解放される。さら〖こ、第 4速または第 5速を設定する場合は、クラッチ CI, C2が係合さ れ、かつ、クラッチ C2およびブレーキ Bl, B2, B3が解放される。第 4速または第 5速 を設定する場合は、変速機 19の制御は同じとなり、動力分配装置 8の制御が異なる 。この点については後述する。また、 Rポジションが選択された場合は、クラッチ C2が 係合され、かつ、クラッチ C1およびブレーキ Bl, B2, B3が解放される。なお、 Nポジ シヨンまたは Pポジションが選択された場合は、全ての係合装置が解放される。
[0052] つぎに、 Dポジションが選択された場合における変速機 19の回転要素の状態を、 図 81の共線図に基づいて説明する。図 8において、「正」とは正回転であり、「逆」と は逆回転である。まず第 1速が選択された場合は、クラッチ C1が係合されるとともに、 エンジン 2またはモータ'ジェネレータ 3の少なくとも一方のトルク力 変速機 19のサン ギヤ 48に入力される。また、ブレーキ B3の係合により停止しているリングギヤ 49が反 力要素となり、キヤリャ 51から出力されたトルクがアウトプットシャフト 30に伝達される 。この第 1速が選択された場合は、サンギヤ 48の回転速度に対して、キヤリャ 51の回 転速度の方が減速される。すなわち、変速機 19の変速比は「1」よりも大きくなる。
[0053] また、第 2速が選択された場合は、クラッチ C1が係合され、かつ、ブレーキ B2が係 合されるとともに、エンジン 2またはモータ ·ジェネレータ 3の少なくとも一方のトルクが 、変速機 19のリングギヤ 45に入力され、停止しているキヤリャ 43が反力要素となり、 キヤリャ 5から出力されたトルクがアウトプットシャフト 30に伝達される。この第 2速が選 択された場合は、リングギヤ 45の回転速度に対して、キヤリャ 51の回転速度の方が 減速される。すなわち、変速機 19の変速比は「1」よりも大きくなる。なお、入力回転数 が同じである場合を想定すると、第 1速におけるキヤリャ 51の回転速度の方が、第 2 速におけるキヤリャ 51の回転速度よりも低くなる。すなわち、第 1速が設定された場合 の変速比の方が、第 2速が設定された場合の変速比よりも大きくなる。
[0054] つぎに、第 3速が選択された場合は、クラッチ C1が係合され、かつ、ブレーキ B1が 係合されるとともに、エンジン 2またはモータ'ジェネレータ 3の少なくとも一方のトルク 力 変速機 19のリングギヤ 45に入力され、停止しているサンギヤ 44が反力要素とな り、キヤリャ 51から出力されたトルクがアウトプットシャフト 30に伝達される。この第 3速 が選択された場合は、リングギヤ 45の回転速度に対して、キヤリャ 51の回転速度の 方が減速される。すなわち、変速機 19の変速比は「1」よりも大きくなる。なお、入力回 転数が同じである場合を想定すると、第 2速におけるキヤリャ 51の回転速度の方が、 第 3速におけるキヤリャ 51の回転速度よりも低くなる。すなわち、第 2速が設定された 場合の変速比の方が、第 3速が設定された場合の変速比よりも大きくなる。
[0055] 一方、第 4速または第 5速が設定された場合は、第 1の遊星歯車変速機構 37を構 成する回転要素、第 2の遊星歯車変速機構 38を構成する回転要素、第 3の遊星歯 車変速機構 39を構成する回転要素が、全て一体回転する。すなわち、第 4速または 第 5速が設定された場合、変速機 19の変速比は「1」となる。言い換えれば、変速機 1 9の入力回転要素と出力回転要素とが直結状態となる。なお、第 4速が設定される場 合は、動力分配装置 8でモータ'ジェネレータ 16が停止されず、第 5速が設定される 場合は、動力分配装置 8でモータ'ジェネレータ 16が停止される（回転数ゼロ）である 点が相違する。さらに、 Rポジションが選択された場合は、クラッチ C2およびブレーキ B3が係合されるため、サンギヤ 44が入力要素となり、リングギヤ 49が反力要素となり 、キヤリャ 51が逆回転する。なお、図 8の共線図においては、エンジン回転数が一定 である場合を示してある。この図 7に示された構成の変速機 19を有する車両 1におい ても、図 1の制御方法を実行可能であり、前述と同様の効果を得られる。
[0056] 図 10は、 Dポジションが選択され、かつ、モータ'ジェネレータ 16のトルクによりェン ジン 2をクランキングさせる場合に相当する共線図である。ここでは、第 1速が設定さ れている場合を示す。すなわち、ブレーキ B3が係合されてリングギヤ 49が停止して おり、クラッチ CIが係合されて、モータ'ジェネレータ 3とサンギヤ 48とが一体回転す るように連結されている。アウトプットシャフト 30が正方向に回転しており、エンジン 2 が空転している場合に、エンジン 2を始動させる条件が成立して、モータ'ジエネレー タ 16が正回転でカ行制御されて、エンジン 2がクランキングされている。
[0057] 図 11は、 Rポジションが選択され、かつ、エンジン 2をクランキングさせる場合に相当 する共線図である。ブレーキ B3が係合されてリングギヤ 49が停止しており、アウトプ ットシャフト 30が逆方向に回転している。また、クラッチ C2が係合されて、モータ'ジェ ネレータ 3が正方向に回転し、エンジン 2が空転している。ここで、エンジン 2を始動さ せる条件が成立して、モータ'ジェネレータ 16が正回転でカ行制御されて、エンジン 2がクランキングされて!/、る。
[0058] 以上のように、図 1の制御方法を実行すると、低温始動条件が成立してエンジン 2を 始動する場合に、インプットシャフト 14を含む動力伝達系で共振が発生しに《なるよ うに、モータ'ジェネレータ 3, 16のいずれのトルクをエンジン 2に伝達するかが制御さ れる。より具体的には、モータ'ジェネレータ 3, 16を共に電動機として駆動させて、モ ータ 'ジェネレータ 3, 16からエンジン 2に至る動力伝達経路のイナーシャモーメントも しくはイナ一シャトルクを大きくして、エンジン 2の始動時に共振および騒音が発生す ることを抑制できる。また、モータ'ジェネレータ 16はエンジン 2を始動する機能と、動 力分配装置 8の変速比を制御する機能とを兼備している。また、動力分配装置 8は遊 星歯車機構により構成されているため、その回転要素同士の回転数の比を変更 (ギ ャの設計を変更)すれば、動力伝達経路のイナーシャモーメントもしくはイナ一シャト ルクを任意に調整でき、動力伝達系の共振および振動を一層確実に抑制できる。さ らに、動力分配装置 8の遊星歯車機構を構成する 3個以上の回転要素を共線図上 に配置した場合に、モータ'ジェネレータ 3, 16の間にエンジン 2が配置されているた め、モータ'ジェネレータ 3, 13を共に駆動させ、エンジン 2を始動させることができる 。したがって、動力伝達装置のイナーシャモーメントをより大きくすることができ、動力 伝達系の共振および振動を一層確実に抑制できる。
[0059] ここで、図 2および図 7に示された構成と、この発明の構成との対応関係を説明する と、モータ'ジェネレータ 3, 16力 この発明における電動機に相当し、エンジン 2が、 この発明のエンジンに相当し、モータ'ジェネレータ 3, 16力 この発明の始動機構お よび電動機に相当し、車輪 5が、この発明における車輪に相当し、動力分配装置 8が 、この発明における第 1の変速機構に相当し、変速機 19が、この発明における第 2の 変速機構に相当し、クラッチ CI, C2およびブレーキ Bl, B2, B3力 この発明のクラ ツチおよび係合機構に相当する。また、クラッチ C1力 この発明の第 1のクラッチに相 当し、クラッチ C2が、この発明の第 2のクラッチに相当し、ブレーキ B1が、この発明の 第 1のブレーキに相当し、ブレーキ B2が、この発明の第 2のブレーキに相当し、ブレ ーキ B3が、この発明の第 3のブレーキに相当する。また、動力分配装置 8およびイン プットシャフト 14およびダンバ機構 15が、この発明の「始動機構力もエンジンに至る 動力伝達経路」に相当し、動力分配装置 8が、この発明の無段変速機に相当し、サ ンギヤ 9およびリングギヤ 10およびキヤリャ 12が、この発明の「3個以上の回転要素」 および「遊星歯車機構」に相当する。また、図 1および図 2および図 7に示された構成 と、この発明の構成との対応関係を説明すると、図 1のステップ SI, S2, S3, S4, S5 の制御を実行する電子制御装置 36が、この発明の始動機構制御手段に相当する。 また、動力分配装置を構成する無段変速機は、電動機の出力を制御することにより、 変速比が無段階に制御される電気的無段変速機である。
なお、動力分配装置 8としてシングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられて 、る 1S 動力分配装置として、ダブルビ-オン型の遊星歯車機構を用いることが可能であ る。この場合、共線図上で 2個のモータ'ジェネレータの間にエンジンが配置されるよ うに、各回転要素同士を連結することになる。また、動力分配装置として、 4個の回転 要素を有し、いずれかの回転要素を入力要素、反力要素、出力要素として選択的に 切り換えられるように構成されたものを用いることも可能である。また、動力分配装置 力 車輪に至る経路に配置される変速機は、 Dポジションで第 5速以上の変速段を設 定可能な有段変速機であってもよい。さらにさらに、有段変速機としては、シンクロナ ィザ機構により、変速段を制御するように構成された変速機を用いることも可能である 。また、動力分配装置から車輪に至る経路に配置される変速機は、前述したような有 段変速機の他、無段変速機であってもよい。無段変速機は、入力回転数と出力回転 数との比を無段階に (連続的に)変更可能な変速機であり、例えば、トロイダル式無 段変速機、ベルト式無段変速機などを用いることが可能である。さらに、図 1に示され た制御例は、エンジンおよび 2個のモータ'ジェネレータ力 前輪 (車輪）に対して動 力伝達可能に連結された構成の前輪駆動車 (二輪駆動車)、エンジンおよび 2個の モータ'ジェネレータが、後輪 (車輪）に対して動力伝達可能に連結された構成の前 輪駆動車 (二輪駆動車)のいずれでも実行可能である。さら〖こ、図 1に示された制御 例は、エンジンおよび 2個のモータ'ジェネレータ力 前輪および後輪の両方に対し て動力伝達可能に連結された構成の四輪駆動車でも実行可能である。この発明に おいて、クラッチとしては、油圧制御式クラッチ、電磁制御式クラッチのいずれを用い てもよい。
産業上の利用可能性
この発明は、自動車などの車両の製造や修理、あるいは車両の部品の製造やカロェ の産業で利用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 電動機によりエンジンの始動をおこなうエンジンの始動制御装置において、
前記エンジンを始動させる複数の電動機を含む始動機構が設けられており、 この始動機構に含まれる電動機により前記エンジンを始動させる場合に共振が発 生しにくくなるように、前記始動機構を制御する始動機構制御手段を備えていること を特徴とするエンジンの始動制御装置。
[2] 前記始動機構制御手段は、低温状態で前記エンジンを始動させる場合に、前記始 動機構力 前記エンジンに至る動力の伝達経路で共振が発生しにくくなるように、前 記始動機構を制御する手段を含むことを特徴とする請求項 1に記載のエンジンの始 動制御装置。
[3] 前記エンジントルクが伝達される第 1の変速機構が設けられており、前記第 1の変 速機構の下流にはクラッチが設けられていることを特徴とする請求項 1または 2のい ずれかに記載のエンジンの始動制御装置。
[4] 前記第 1の変速機構には、前記電動機が動力伝達可能に連結されていることを特 徴とする請求項 3に記載のエンジンの始動制御装置。
[5] 前記第 1の変速機構の下流には第 2の変速機構が設けられており、この第 2の変速 機構が前記クラッチを有することを特徴とする請求項 3または 4に記載のエンジンの 始動制御装置。
[6] 前記電動機が複数設けられており、いずれ力の電動機は、前記第 1の変速機構と 前記クラッチとの間の経路に設けられて 、ることを特徴とする請求項 3な 、し 5の 、ず れかに記載のエンジンの始動制御装置。
[7] 前記第 1の変速機構は、入力回転数と出力回転数との間における変速比を無段階 に制御することの可能な無段変速機であり、前記始動機構にはこの無段変速機が含 まれており、この無段変速機は、前記電動機の出力を制御することにより、変速比を 無段階に制御することが可能に構成されており、
前記第 2の変速機構は、クラッチのトルク容量を制御することにより、入力回転数と 出力回転数との間における変速比を制御することが可能に構成されていることを特 徴とする請求項 3な 、し 6の 、ずれかに記載のエンジンの始動制御装置。
[8] 前記始動制御手段は、前記エンジンの始動時に共振が発生しにくくなるように、前 記始動機構力 前記エンジンに至る動力伝達経路のイナーシャモーメントを大きくす る手段を含むことを特徴とする請求項 1ないし 7のいずれかに記載のエンジンの始動 制御装置。
[9] 前記無段変速機は、相互に差動回転可能な 3個以上の回転要素を有する遊星歯 車機構を有しており、この遊星歯車機構を構成する異なる回転要素に前記複数の電 動機が連結されているとともに、
前記始動機構制御手段は、前記エンジンを始動させる場合に共振が発生しにくく なるように、前記エンジンを始動させる電動機を選択する手段を含むことを特徴とす る請求項 7に記載のエンジンの始動制御装置。
[10] 前記遊星歯車機構を構成する 3個以上の回転要素を共線図上に配置した場合に
、複数の電動機の間に前記エンジンが配置されるように、前記複数の回転要素に対 して、前記エンジンおよび複数の電動機が連結されて ヽることを特徴とする請求項 9 に記載のエンジンの始動制御装置。
[11] 前記第 1の変速機構は電気的制御によって変速比を連続的に変化させる電気的 無段変速機によって構成されるとともに、前記第 2の変速機構は変速比を段階的に 変化させる有段変速機によって構成されていることを特徴とする請求項 5に記載のェ ンジンの始動制御装置。
[12] 前記電気的無段変速機と前記有段変速機とは、いずれか一方力も出力した動力が V、ずれか他方に入力されるように直列に連結されて 、ることを特徴とする請求項 11 に記載のエンジンの始動制御装置。
[13] 前記駆動装置の変速比は、前記電気的無段変速機と前記有段変速機とによって 設定されて 、るように構成されて 、ることを特徴とする請求項 11または 12に記載のェ ンジンの始動制御装置。
[14] 前記電気的無段変速機は、前記入力要素であるキヤリャと、前記反力要素である サンギヤと、前記出力要素であるリングギヤとを有するシングルピ-オン式の遊星歯 車機構を含むことを特徴とする請求項 11な 、し 13の 、ずれか〖こ記載のエンジンの 始動制御装置。
[15] 前記第 2の変速機構は、 2組の遊星歯車機構と、複数の係合機構とによって構成さ れているとともに、前記クラッチは前記複数の係合機構を含むことを特徴とする請求 項 5な!、し 10の!、ずれかに記載のエンジンの始動制御装置。
[16] 前記 2組の遊星歯車機構は、シングルピ-オン式の遊星歯車変速機構を含み、第 1の遊星歯車変速機構のサンギヤと第 2の遊星歯車変速機構のサンギヤとが連結さ れ、第 1の遊星歯車変速機構のキヤリャと第 2の遊星歯車変速機構のリングギヤとが 連結されるとともに、
前記複数の係合機構は、前記第 1の遊星歯車変速機構のリングギヤと前記動力分 配装置の出力要素とを選択的に連結する第 1のクラッチと、前記第 1の遊星歯車変 速機構のサンギヤおよび前記第 2の遊星歯車変速機構のサンギヤを前記動力分配 装置の出力要素に選択的に連結する第 2のクラッチと、前記第 1の遊星歯車変速機 構のサンギヤおよび前記第 2の遊星歯車変速機構のサンギヤを選択的に固定する 第 1のブレーキと、前記第 2の遊星歯車変速機構のキヤリャを選択的に固定する第 2 のブレーキとを含むことを特徴とする請求項 15に記載のエンジンの始動制御装置。
[17] 前記有段変速機構は、 3組の遊星歯車機構と、複数の係合機構とによって構成さ れているとともに、前記クラッチは前記複数の係合機構を含むことを特徴とする請求 項 5な!、し 10の!、ずれかに記載のエンジンの始動制御装置。
[18] 前記遊星歯車機構は、シングルピ-オン式の遊星歯車機構を含み、第 1の遊星歯 車変速機構のサンギヤと第 2の遊星歯車変速機構のサンギヤとが連結され、第 1の 遊星歯車変速機構のリングギヤと第 2の遊星歯車機構のキヤリャと第 3の遊星歯車機 構のキヤリャとが連結されるとともに、第 2の遊星歯車機構のリングギヤと第 3の遊星 歯車機構のサンギヤとが連結され、
前記係合機構は、前記第 2の遊星歯車変速機構のリングギヤと前記第 3の遊星歯 車変速機構のサンギヤとを前記電気的無段変速機の出力要素に選択的に連結する 第 1のクラッチと、前記第 1および第 2の遊星歯車変速機構のサンギヤを前記電気的 無段変速機の出力要素に選択的に連結する第 2のクラッチと、前記第 1および第 2の 遊星歯車変速機構のサンギヤを選択的に固定する第 1のブレーキと、前記第 1の遊 星歯車変速機構のキヤリャを選択的に固定する第 2のブレーキと、前記第 3の遊星歯 車変速機構のリングギヤを選択的に固定する第 3のブレーキとを含むことを特徴とす る請求項 17に記載のエンジンの始動制御装置。
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