JP2005132143A - ハイブリッド変速機のエンジン始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ロー固定変速比モードを選択しての電気自動車走行中にエンジンを始動する場合、エンジンクラッチの締結ショックを抑制することができるハイブリッド変速機のエンジン始動制御装置を提供すること。
【解決手段】 共線図上のレバー両端位置に第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2が配置され、レバー内側位置にエンジンＥと出力軸OUTとが配置される遊星歯車列と、複数の走行モードを選択する係合要素と、を有する差動歯車変速機と、前記エンジンＥからの入力経路の途中位置に設けられ、摩擦力により締結されるエンジンクラッチECと、を備えたハイブリッド変速機において、前記走行モードとして、ロー固定ブレーキを締結し、第２モータジェネレータMG2を動力源としてロー変速比により走行するEV-Lowモードを有し、前記EV-Lowモードでの走行途中におけるエンジン始動に際し、前記エンジンクラッチECを締結する時、締結されている前記ロー固定ブレーキを滑り解放する半クラッチ制御を行うエンジン始動制御手段を設けた。
【選択図】 図６

Description

本発明は、エンジン出力軸にエンジンクラッチを有するハイブリッド変速機のエンジン始動制御装置に関するものである。

従来、１つのエンジンと２つのモータジェネレータを動力源とする差動歯車変速機によるハイブリッド変速機では、共線図上に第１サンギアS1、リングギアＲ、キャリアＣ、第２サンギアS2の４つの入出力要素が配列される４要素２自由度の遊星歯車機構を構成し、内側に配列される２つの要素（リングギアＲとキャリアＣ）の一方にエンジンからの入力Inを、他方に駆動系統への出力Outをそれぞれ割り当てると共に、両外側の２つの要素（第１サンギアS1と第２サンギアS2）にそれぞれモータジェネレータMG1,MG2を連結する。これにより、エンジン出力に対してモータジェネレータ側が負担するトルクをより小さくして小型化を図れると共に、モータジェネレータを通過するエネルギがより低減することから駆動装置としての伝達効率が向上する（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３２８０８号公報

しかしながら、従来のハイブリッド変速機において、ロー固定変速比モードを選択しての電気自動車走行中にエンジンを始動する場合、第２差動装置のピニオンキャリアと第３差動装置のリングギアとを結合している連結メンバとエンジン出力軸とをエンジンクラッチにより締結することになるため、連結メンバ回転数とエンジン回転数との回転数差が大きい場合、エンジンクラッチの締結時にショックが発生するという問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、ロー固定変速比モードを選択しての電気自動車走行中にエンジンを始動する場合、エンジンクラッチの締結ショックを抑制することができるハイブリッド変速機のエンジン始動制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、エンジンと、少なくとも第１モータジェネレータ及び第２モータジェネレータと、を有する動力源と、前記各動力源と出力部材をそれぞれ回転要素に連結することで、共線図上のレバー両端位置に第１モータジェネレータと第２モータジェネレータが配置され、レバー内側位置にエンジンと出力部材とが配置される遊星歯車列と、複数の走行モードを選択する係合要素と、を有する差動歯車変速機と、前記エンジンの出力軸と前記差動歯車変速機のエンジン入力回転要素とを連結する入力経路の途中位置に設けられたエンジンクラッチと、を備えたハイブリッド変速機において、
前記係合要素として、締結により変速比をロー変速比に固定するロー固定ブレーキを有し、前記走行モードとして、前記ロー固定ブレーキを締結し、モータジェネレータを動力源としてロー変速比により走行する電気自動車ロー固定変速比モードを有し、前記電気自動車ロー固定変速比モードでの走行途中におけるエンジン始動に際し、前記エンジンクラッチを締結する時、締結されている前記ロー固定ブレーキを滑り解放する半クラッチ制御を行うエンジン始動制御手段を設けた。

よって、本発明のハイブリッド変速機のエンジン始動制御装置にあっては、エンジン始動制御手段において、電気自動車ロー固定変速比モードでの走行途中におけるエンジン始動に際し、エンジンクラッチを締結する時、締結されているロー固定ブレーキを滑り解放する半クラッチ制御が行われるため、エンジンクラッチの締結に伴って伝達される反力をロー固定ブレーキが吸収し、ロー固定変速比モードを選択しての電気自動車走行中にエンジンを始動する場合、エンジンクラッチの締結ショックを抑制することができる。

以下、本発明のハイブリッド変速機のエンジン始動制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
［ハイブリッド変速機の駆動系］
図１は実施例１のエンジン始動制御装置が適用されたハイブリッド変速機を示す全体システム図である。

実施例１におけるハイブリッド変速機の駆動系は、図１に示すように、動力源として、エンジンＥと、第１モータジェネレータMG1と、第２モータジェネレータMG2と、を有する。これらの動力源Ｅ,MG1,MG2と出力軸OUT（出力部材）とが連結される差動歯車変速機は、第１遊星歯車PG1と、第２遊星歯車PG2と、第３遊星歯車PG3と、エンジンクラッチECと、ローブレーキLB（係合要素：ロー固定ブレーキ）と、ハイクラッチHC（係合要素）と、ハイローブレーキHLB（係合要素：ロー固定ブレーキ）と、を有する。

前記差動歯車変速機を構成する第１遊星歯車PG1と第２遊星歯車PG2と第３遊星歯車PG3は、何れもシングルピニオン型遊星歯車である。前記第１遊星歯車PG1は、第１サンギアS1と、第１ピニオンP1を支持する第１ピニオンキャリアPC1と、第１ピニオンP1に噛み合う第１リングギアR1と、によって構成されている。前記第２遊星歯車PG2は、第２サンギアS2と、第２ピニオンP2を支持する第２ピニオンキャリアPC2と、第２ピニオンP2に噛み合う第２リングギアR2と、によって構成されている。前記第３遊星歯車PG3は、第３サンギアS3と、第３ピニオンP3を支持する第３ピニオンキャリアPC3と、第３ピニオンP3に噛み合う第３リングギアR3と、によって構成されている。

前記第１サンギアS1と前記第２サンギアS2とは第１回転メンバM1により直結され、前記第１リングギアR1と第３サンギアS3とは第２回転メンバM2により直結され、前記第２ピニオンキャリアPC2と前記第３リングギアR3とは第３回転メンバM3（エンジン入力回転要素）により直結される。したがって、３組の遊星歯車PG1,PG2,PG3は、第１回転メンバM1と第２回転メンバM2と第３回転メンバM3と第１ピニオンキャリアPC1と第２リングギアR2と第３ピニオンキャリアPC3との６つの回転要素を有する。

前記差動歯車変速機の６つの回転要素に対する動力源Ｅ,MG1,MG2と出力軸OUTとエンジンクラッチECと各係合要素LB,HC,HLBの連結関係について説明する。なお、第２回転メンバM2については、これらの何れにも連結されないフリーの状態であり、残りの５つの回転要素が、下記のように連結される。

前記エンジンＥのエンジン出力軸は、エンジンクラッチECを介して第３回転メンバM3に連結される。つまり、エンジンクラッチECの締結時には、第３回転メンバM3を介して第２ピニオンキャリアPC2と第３リングギアR3をエンジン回転数にする。

前記第１モータジェネレータMG1の第１モータジェネレータ出力軸は、第２リングギアR2に直結される。また、第１モータジェネレータ出力軸と変速機ケースTCとの間には、ハイローブレーキHLBが介装される。つまり、ハイローブレーキHLBの解放時には、第２リングギアR2を第１モータジェネレータMG1の回転数にする。また、ハイローブレーキHLBの締結時には、第２リングギアR2と第１モータジェネレータMG1の回転を停止する。

前記第２モータジェネレータMG2の第２モータジェネレータ出力軸は、第１回転メンバM1に直結される。また、第２モータジェネレータ出力軸と第１ピニオンキャリアPC1との間には、ハイクラッチHCが介装され、第１ピニオンキャリアPC1と変速機ケースTCとの間には、ローブレーキLBが介装される。つまり、ローブレーキLBのみの締結時には、第１ピニオンキャリアPC1を停止し、ハイクラッチHCのみの締結時には、第１サンギアS1と第２サンギアS2と第１ピニオンキャリアPC1とを第２モータジェネレータMG2の回転数にする。さらに、ローブレーキLBとハイクラッチHCの締結時には、第１サンギアS1と第２サンギアS2と第１ピニオンキャリアPC1とを停止する。

前記出力軸OUTは、第３ピニオンキャリアPC3に直結されている。なお、出力軸OUTからは、図外のプロペラシャフトやディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右の駆動輪に駆動力が伝達される。

これにより、図４及び図５に示すように、共線図上において、第１モータジェネレータMG1(R2)、エンジンＥ(PC2,R3)、出力軸OUT(PC3)、第２モータジェネレータMG2(S1,S2,PC1)の順に配列され、遊星歯車列の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデルを導入することができる。

ここで、「共線図」とは、差動歯車のギア比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数（回転速度）をとり、横軸にリングギア、キャリア、サンギア等の各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギアとリングギアの歯数比（α，β，δ）になるように配置したものである。ちなみに、図４(a)に示す(1)は第１遊星歯車PG1の共線図であり、(2)は第２遊星歯車PG2の共線図であり、(3)は第３遊星歯車PG3の共線図である。

前記エンジンクラッチECは、油圧により締結され、油により冷却される多板摩擦クラッチであり、図４及び図５の共線図上において、エンジンＥとの回転速度軸と一致する位置に配置され、締結によりエンジンＥの回転とトルクを差動歯車変速機のエンジン入力回転要素である第３回転メンバM3に入力する。

前記ローブレーキLBは、油圧により締結される多板摩擦ブレーキであり、図４及び図５の共線図上において、第２モータジェネレータMG2の回転速度軸より外側位置に配置され、締結により図４の(a),(b)及び図５の(a),(b)に示すようにロー側変速比を分担するロー側変速比モードを実現する。

前記ハイクラッチHCは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図４及び図５の共線図上において、第２モータジェネレータMG2の回転速度軸と一致する位置に配置され、締結により図４の(d),(e)及び図５の(d),(e)に示すようにハイ側変速比を分担するハイ側変速比モードを実現する。

前記ハイローブレーキHLBは、油圧により締結される多板摩擦ブレーキであり、図３及び図４の共線図上において、第１モータジェネレータMG1の回転速度軸と一致する位置に配置され、ローブレーキLBと共に締結することにより変速比をアンダードライブ側のロー変速比に固定し、ハイクラッチHCと共に締結することにより変速比をオーバードライブ側のハイ変速比に固定する。

［ハイブリッド変速機の制御系］
実施例１のハイブリッド変速機における制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、油圧制御装置５と、統合コントローラ６と、アクセル開度センサ７と、車速センサ８と、エンジン回転数センサ９と、第１モータジェネレータ回転数センサ１０と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１と、第３リングギア回転数センサ１２と、を有して構成されている。

前記エンジンコントローラ１は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APとエンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neを入力する統合コントローラ６からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（以下、「動作点」とは回転数とトルクにより特定される動作の点をいう。）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。

前記モータコントローラ２は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ１０，１１からのモータジェネレータ回転数N1,N2を入力する統合コントローラ６からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、第１モータジェネレータMG1の動作点と、第２モータジェネレータMG2の動作点と、をそれぞれ独立に制御する指令をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２からは、バッテリ４の充電状態をあらわすバッテリS.O.Cの情報が統合コントローラ６に対して出力される。

前記インバータ３は、前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2のステータコイルに接続され、モータコントローラ２からの指令により、それぞれの駆動電流を作り出す。このインバータ３には、力行時に放電し回生時に充電するバッテリ４が接続されている。

前記油圧制御装置５は、統合コントローラ６からの油圧指令を受け、エンジンクラッチECと、ローブレーキLBと、ハイクラッチHCと、ハイローブレーキHLBと、の締結油圧制御及び解放油圧制御を行う。この締結油圧制御及び解放油圧制御には、滑り締結制御や滑り解放制御による半クラッチ制御も含む。

前記統合コントローラ６は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APと、車速センサ８からの車速VSPと、エンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neと、第１モータジェネレータ回転数センサ１０からの第１モータジェネレータ回転数N1と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１からの第２モータジェネレータ回転数N2と、第３リングギア回転数センサ１２からの第３リングギア回転速度ωin等の情報を入力し、所定の演算処理を行う。そして、エンジンコントローラ１、モータコントローラ２、油圧制御装置５、ブレーキコントローラ１３に対し演算処理結果にしたがって制御指令を出力する。

なお、統合コントローラ６とエンジンコントローラ１、および、統合コントローラ６とモータコントローラ２とは、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線１４，１５により接続されている。

［走行モード］
実施例１のハイブリッド変速機は、変速機の出力軸OUTをエンジン出力軸と同軸上に一致させることができることから、ＦＦ車（フロントエンジン・フロントドライブ車）に限らず、ＦＲ車（フロントエンジン・リヤドライブ車）に搭載でき、また、無段変速比モードとして１つのモードで常用変速比域をカバーするのではなく、ロー側無段変速比モードとハイ側無段変速比モードとに分担して常用変速比域をカバーするようにしているため、２つのモータジェネレータMG1,MG2の出力分担率は、エンジンＥが発生する出力の約２０％以下に抑えることができるという特徴を持つ。

走行モードとしては、図２に示すように、ロー固定変速比モード（以下、「Lowモード」という。）と、ロー側無段変速比モード（以下、「Low-iVTモード」という。）と、２速固定モード（以下、「2ndモード」という。）と、ハイ側無段変速比モード（以下、「High-iVTモード」という。）と、ハイ固定変速比モード（以下、「Highモード」という。）と、の５つの走行モードを有する。

そして、図２に示すように、前記Lowモードは、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを締結することで得られる。前記Low-iVTモードは、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる。前記2ndモードは、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる。前記High-iVTモードは、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる。前記Highモードは、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを締結することで得られる。

これら５つの走行モードについては、エンジンＥを用いないで両モータージェネレータMG1,MG2のみで走行する電気走行モード（以下、「EVモード」という。）と、エンジンＥと両モータージェネレータMG1,MG2を用いて走行するハイブリッド走行モード（以下、「HEVモード」という。）とに分けられる。よって、図３に示すように、EVモードとHEVモードとを合わせると１０の走行モードが実現されることになる。図４にEVモード関連のEV-Lowモード（電気自動車ロー固定変速比モード）の共線図、EV-Low-iVTモード（ハイブリッド車ロー固定変速比モード）の共線図、EV-2ndモードの共線図、EV-High-iVTモードの共線図、EV-Highモードの共線図をそれぞれ示す。図５にHEVモード関連のHEV-Lowモードの共線図、HEV-Low-iVTモードの共線図、HEV-2ndモードの共線図、HEV-High-iVTモードの共線図、HEV-Highモードの共線図をそれぞれ示す。

ここで、統合コントローラ６には、アクセル開度APと車速VSPとバッテリS.O.Cによる三次元空間に、前記１０の走行モードを割り振った走行モードマップが予め設定されていて、車両の停止時や走行時には、アクセル開度APと車速VSPとバッテリS.O.Cの検出値により走行モードマップが検索され、アクセル開度APと車速VSPにより決まる車両の運転点やバッテリ充電量に応じた最適な走行モードマップが選択される。

前記走行モードマップの選択により、「EVモード」と「HEVモード」との間においてモード遷移を行う場合には、エンジン始動やエンジン停止を要することに伴い、エンジンクラッチECの締結制御やエンジンクラッチECの解放制御、あるいは、これに加え、クラッチ・ブレーキ等の係合要素の締結・解放制御が実行される。また、「EVモード」の５つのモード間でのモード遷移や「HEVモード」の５つのモード間でのモード遷移を行う場合には、クラッチ・ブレーキ等の係合要素の締結・解放制御が実行される。これらのモード遷移制御は、動作点の受け渡しが円滑に行われるように、決められた手順にしたがったシーケンス制御により行われる。

次に、作用を説明する。

［エンジン始動制御処理］
図６は実施例１の統合コントローラ６により実行されるエンジン始動制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（エンジン始動制御手段）。この処理は、EV-Lowモード走行中に実行される。

ステップＳ１では、EV-LowモードからHEV-Lowモードへのモード遷移指令に基づきエンジンＥを始動するか否かが判断され、HEV-Lowモードへのモード遷移指令に出力によりYESの場合はステップＳ２へ移行し、EV-Lowモードを維持する指令の出力によりNOの場合はスタートに戻る。

ステップＳ２では、ステップＳ１でのエンジン始動の判断に基づき、第２モータジェネレータ回転数センサ１１により第２モータジェネレータ回転数N2を読み込み、ステップＳ３へ移行する。

ステップＳ３では、読み込まれた第２モータジェネレータ回転数N2と、第１モータジェネレータ回転数N1（ハイローブレーキHLBの締結によりN1＝０）とにより、EV-Lowモードで第２遊星歯車MG2をあらわす共線図上のレバーの傾きを算出し（図７参照）、ステップＳ４へ移行する。

ステップＳ４では、算出された第２遊星歯車MG2をあらわす共線図上のレバーの傾きに基づき、エンジンクラッチECを締結した場合に生じる第２モータジェネレータ回転数N2の低下量を算出し、ステップＳ５へ移行する。
ここで、第２モータジェネレータ回転数N2の低下量は、図７の点線特性に示すように、第２遊星歯車MG2をあらわす共線図上のレバーが、エンジンクラッチECの締結に伴い、ハイローブレーキHLBの締結位置を中心として回動するとき、第２モータジェネレータ回転数N2がどれだけの低下量が予想されるかで算出される。

ステップＳ５では、ステップＳ４にて推定算出された第２モータジェネレータ回転数N2の低下量をそのまま第２モータジェネレータ回転数N2の上昇量として算出し、ステップＳ６へ移行する（モータジェネレータ回転数上昇量算出手段）。

ステップＳ６では、ステップＳ５での第２モータジェネレータ回転数N2の上昇量の算出が終了すると、エンジンクラッチECを締結し、ステップＳ７へ移行する。

ステップＳ７では、締結されているハイローブレーキHLBを滑り解放により半クラッチ状態にし、ステップＳ８へ移行する。

ステップＳ８では、前記ステップＳ５で算出された第２モータジェネレータ回転数N2の上昇量を目標値として第２モータジェネレータMG2の回転数を上昇させる制御を行いリターンへ移行する。なお、この第２モータジェネレータMG2の回転数上昇と同時に、或いは、少し遅れて半クラッチ状態のハイローブレーキHLBを締結する。

［エンジン始動制御作用］
図７の実線はEV-Lowモードにおける共線図を示す。第１モータジェネレータMG1をハイローブレーキHLBで固定し、第２モータジェネレータMG2により電気自動車走行を行う。この際、エンジンＥはエンジンクラッチECで切り離しており、エンジン回転数Neはゼロである。この状態では、第２モータジェネレータMG2により電気自動車走行しているために、第２モータジェネレータ回転数N2が上がっていて、エンジンクラッチECの締結位置におけるエンジン回転数Ne（＝０）と第３回転メンバM3との回転数差△Ｎが大きい。このため、エンジンクラッチECの締結時にショックが発生する。

図９にエンジンクラッチECの締結時におけるショック発生メカニズムを示す。ハイローブレーキHLBの作動により第１モータジェネレータ回転数N1はゼロとなり、第２遊星歯車MG2のリングギアR2は固定される。ローブレーキLBとハイローブレーキHLBを締結し、ハイクラッチHCを切り離し、第２モータジェネレータMG2により電気自動車走行する場合、第２モータジェネレータMG2の入力が第２遊星歯車MG2のサンギアS2に入り、第２ピニオンP2→第２ピニオンキャリアPC2→第３回転メンバM3を経過し、第３遊星歯車MG3の第３リングギアR3に伝達され、第３遊星歯車MG3の第３ピニオンP3→第３ピニオンキャリアPC3を経過して出力軸OUTに伝達されることになる。

一方、第２遊星歯車MG2の第２ピニオンキャリアPC2と第３遊星歯車MG3の第３リングギアR3とを直結している第３回転メンバM3とエンジン出力軸との間にエンジンクラッチECが設定されており、エンジン始動時には、このエンジンクラッチECが締結される。

この時、エンジン回転数Ne（＝０）と第３回転メンバM3との回転数差△Ｎが大きいため、エンジンクラッチECの締結時に、第３回転メンバM3から第２遊星歯車MG2の第２ピニオンキャリアPC2へエンジン反力が入力され、その反力を、ハイローブレーキHLBで固定されている第２遊星歯車PG2の第２リングギアR2が受け止めることになり、ショックが発生する。

これに対し、実施例１では、EV-Lowモードでの走行時、エンジンＥを始動する指令が出されると、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ８へと進み、ステップＳ６おいて、エンジンクラッチECを締結し、ステップＳ７において、締結されているハイローブレーキブキHLBを滑り解放による半クラッチ状態にし、ステップＳ８において、第２モータジェネレータ回転数N2を上昇する。

したがって、図１０に示すように、エンジンクラッチECの締結時に、第３回転メンバM3から第２遊星歯車MG2の第２ピニオンキャリアPC2を経過して第２リングギアR2に反力が伝達されてショックとなるものを、第２遊星歯車MG2の第２リングギアR2を固定しているハイローブレーキHLBを滑り解放による半クラッチ状態にすることで、反力を吸収してショックを抑える。

しかし、エンジンクラッチECの締結ショックを抑制するため、ハイローブレーキHLBを滑り解放による半クラッチ状態にすると、第１モータジェネレータ回転数N1はレバー線上から外れて自由に動ける。このためエンジンクラッチECの締結に伴い共線図上のレバーを押し下げる力が作用すると、図８の１点鎖線で示すショック低減時特性のように、第１モータジェネレータ回転数N1が低下し、同時に出力回転数（＝車速）も下がろうとする。これに対し、図８の実線で示すHEV-Low固定モードでの共線図に示すように、ハイローブレーキHLBを半クラッチ状態にすることでのショック吸収後は、第２モータジェネレータ回転数N2を上昇させると共に、ハイローブレーキHLBを締結させることで、共線図上のレバーを全体として押し上げ、車速の低下を防止する。

次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド変速機のエンジン始動制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) エンジンＥと、少なくとも第１モータジェネレータMG1及び第２モータジェネレータMG2と、を有する動力源と、前記各動力源Ｅ，MG1,MG2と出力軸OUTをそれぞれ回転要素に連結することで、共線図上のレバー両端位置に第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2が配置され、レバー内側位置にエンジンＥと出力軸OUTとが配置される遊星歯車列と、複数の走行モードを選択する係合要素と、を有する差動歯車変速機と、前記エンジンＥの出力軸と前記差動歯車変速機のエンジン入力回転要素とを連結する入力経路の途中位置に設けられ、摩擦力により締結されるエンジンクラッチECと、を備えたハイブリッド変速機において、前記係合要素として、締結により変速比をロー変速比に固定するロー固定ブレーキを有し、前記走行モードとして、前記ロー固定ブレーキを締結し、第２モータジェネレータMG2を動力源としてロー変速比により走行するEV-Lowモードを有し、前記EV-Lowモードでの走行途中におけるエンジン始動に際し、前記エンジンクラッチECを締結する時、締結されている前記ロー固定ブレーキを滑り解放する半クラッチ制御を行うエンジン始動制御手段を設けたため、ロー固定変速比モードを選択しての電気自動車走行中にエンジンを始動する場合、エンジンクラッチECの締結ショックを抑制することができる。

(2) 前記エンジン始動制御手段でのロー固定ブレーキの半クラッチ制御は、エンジンクラッチECの締結時に伝達される反力を吸収する滑り解放であるため、ロー固定ブレーキの半クラッチ制御により効果的にエンジンクラッチECの締結ショックを抑制することができる。

(3) 前記エンジン始動制御手段は、エンジン始動に際して前記エンジンクラッチECを締結する時、締結されている前記ロー固定ブレーキを滑り解放する半クラッチ制御を行うと共に、共線図上でのレバー傾きにより回転数が高くなる側のモータジェネレータ回転数を上昇させる制御を行うため、ロー固定ブレーキの半クラッチ制御に伴う車速の低下を防止することができる。

(4) 前記ロー固定ブレーキの半クラッチ制御に伴うモータジェネレータの回転数低下量を推定し、推定したモータジェネレータ回転数低下量を補うモータジェネレータ回転数上昇量を算出するモータジェネレータ回転数上昇量算出ステップＳ５を設け、前記エンジン始動制御手段は、エンジン始動に際して前記エンジンクラッチECを締結する時、締結されている前記ロー固定ブレーキを滑り解放する半クラッチ制御を行うと共に、共線図上でのレバー傾きにより回転数が高くなる側のモータジェネレータ回転数を、算出されたモータジェネレータ回転数上昇量を目標値として上昇させる制御を行うため、モータジェネレータ回転数の上昇制御での回転数上昇量の過不足が小さく抑えられ、ロー固定ブレーキの半クラッチ制御に伴う車速の低下を確実に防止することができる。

(5) 前記モータジェネレータ回転数上昇量算出手段は、共線図のレバーを規定する２つの回転数によりレバー傾きを算出し、算出したレバー傾きから前記ロー固定ブレーキを半クラッチ制御したときのモータジェネレータ回転数の低下量を算出し、このモータジェネレータ回転数低下量をモータジェネレータ回転数上昇量として算出するため、車速の低下防止に必要なモータジェネレータ回転数上昇量が精度良く算出され、エンジン始動の前後において車速をほぼ一定に保つことができる。

(6) 前記差動歯車変速機は、共線図上で第１モータジェネレータMG1、エンジンＥ、出力軸OUT、第２モータジェネレータMG2の順に配列されるように連結される遊星歯車列と、係合要素として、締結により変速比をロー側変速比にするローブレーキLBと、共線図上で第１モータジェネレータMG1の回転速度軸と一致する位置に配置され、締結により変速比をロー変速比に固定するハイローブレーキHLBと、を有し、走行モードとして、ローブレーキLBとハイローブレーキHLBを締結し、第２モータジェネレータMG2を動力源としてロー変速比により走行するEV-Lowモードと、エンジンＥと第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2を動力源としてロー変速比により走行するHEV-Lowモードと、を有し、前記エンジン始動制御手段は、前記EV-Lowモードから前記HEV-Lowモードへのモード遷移時に、エンジン始動に伴って締結されるエンジンクラッチECの締結ショックを抑制する制御を実行するため、EV-LowモードからHEV-Lowモードへのモード遷移時に、エンジンクラッチECの締結ショックを抑制することができる。

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

本発明のハイブリッド変速機のエンジン始動制御装置は、１つのエンジンと２つのモータジェネレータを動力源とし、３つの単純遊星歯車列による差動歯車変速機を持つハイブリッド変速機への適用例を示したが、従来例で示したように、ハイブリッド変速機では、共線図上に第１サンギアS1、リングギアＲ、キャリアＣ、第２サンギアS2の４つの入出力要素が配列される４要素２自由度の遊星歯車機構を構成し、内側に配列される２つの要素（リングギアＲとキャリアＣ）の一方にエンジンからの入力Inを、他方に駆動系統への出力Outをそれぞれ割り当てると共に、両外側の２つの要素（第１サンギアS1と第２サンギアS2）にそれぞれモータジェネレータMG1,MG2を連結するような差動歯車変速機を持つハイブリッド変速機へも適用することができる。

実施例１のエンジン始動制御装置が適用されたハイブリッド変速機のを示す全体システム図である。 実施例１のハイブリッド変速機において各走行モードでの３つの係合要素の締結・解放状態を示す図である。 実施例１のハイブリッド変速機において電気自動車モードでの５つの走行モードとハイブリッド車モードでの５つの走行モードでのエンジン・エンジンクラッチ・モータジェネレータ・ローブレーキ・ハイクラッチ・ハイローブレーキの各作動表を示す図である。 実施例１のハイブリッド変速機において電気自動車モードでの５つの走行モードを示す共線図である。 実施例１のハイブリッド変速機においてハイブリッド車モードでの５つの走行モードを示す共線図である。 実施例１の統合コントローラにより実行されるエンジン始動制御処理の流れを示すフローチャートである。 EV-Lowモードを選択しての走行時をあらわす共線図である。 EV-LowモードからHEV-Lowモードへとモード遷移する場合のショック低減時をあらわす共線図である。 EV-Lowモードでの走行時にエンジンクラッチECを締結する場合のショック発生メカニズムを説明する第２遊星歯車概略図である。 EV-Lowモードでの走行時にエンジンクラッチECを締結する場合にハイローブレーキHLBを半クラッチとすることによるショック低減メカニズムを説明する第２遊星歯車概略図である。

符号の説明

Ｅ エンジン
MG1 第１モータジェネレータ
MG2 第２モータジェネレータ
OUT 出力軸（出力部材）
PG1 第１遊星歯車
PG2 第２遊星歯車
PG3 第３遊星歯車
EC エンジンクラッチ
LB ローブレーキ（係合要素）
HC ハイクラッチ（係合要素）
HLB ハイローブレーキ（係合要素）
１ エンジンコントローラ
２ モータコントローラ
３ インバータ
４ バッテリ
５ 油圧制御装置
６ 統合コントローラ
７ アクセル開度センサ
８ 車速センサ
９ エンジン回転数センサ
１０ 第１モータジェネレータ回転数センサ
１１ 第２モータジェネレータ回転数センサ
１２ 第３リングギア回転数センサ

Claims (6)

1. エンジンと、少なくとも第１モータジェネレータ及び第２モータジェネレータと、を有する動力源と、
   前記各動力源と出力部材をそれぞれ回転要素に連結することで、共線図上のレバー両端位置に第１モータジェネレータと第２モータジェネレータが配置され、レバー内側位置にエンジンと出力部材とが配置される遊星歯車列と、複数の走行モードを選択する係合要素と、を有する差動歯車変速機と、
   前記エンジンの出力軸と前記差動歯車変速機のエンジン入力回転要素とを連結する入力経路の途中位置に設けられたエンジンクラッチと、
   を備えたハイブリッド変速機において、
   前記係合要素として、締結により変速比をロー変速比に固定するロー固定ブレーキを有し、
   前記走行モードとして、前記ロー固定ブレーキを締結し、モータジェネレータを動力源としてロー変速比により走行する電気自動車ロー固定変速比モードを有し、
   前記電気自動車ロー固定変速比モードでの走行途中におけるエンジン始動に際し、前記エンジンクラッチを締結する時、締結されている前記ロー固定ブレーキを滑り解放する半クラッチ制御を行うエンジン始動制御手段を設けたことを特徴とするハイブリッド変速機のエンジン始動制御装置。
2. 請求項１に記載されたハイブリッド変速機のエンジン始動制御装置において、
   前記エンジン始動制御手段でのロー固定ブレーキの半クラッチ制御は、エンジンクラッチの締結時に伝達される反力を吸収する滑り解放であることを特徴とするハイブリッド変速機のエンジン始動制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載されたハイブリッド変速機のエンジン始動制御装置において、
   前記エンジン始動制御手段は、エンジン始動に際して前記エンジンクラッチを締結する時、締結されている前記ロー固定ブレーキを滑り解放する半クラッチ制御を行うと共に、共線図上でのレバー傾きにより回転数が高くなる側のモータジェネレータ回転数を上昇させる制御を行うことを特徴とするハイブリッド変速機のエンジン始動制御装置。
4. 請求項３に記載されたハイブリッド変速機のエンジン始動制御装置において、
   前記ロー固定ブレーキの半クラッチ制御に伴うモータジェネレータの回転数低下量を推定し、推定したモータジェネレータ回転数低下量を補うモータジェネレータ回転数上昇量を算出するモータジェネレータ回転数上昇量算出手段を設け、
   前記エンジン始動制御手段は、エンジン始動に際して前記エンジンクラッチを締結する時、締結されている前記ロー固定ブレーキを滑り解放する半クラッチ制御を行うと共に、共線図上でのレバー傾きにより回転数が高くなる側のモータジェネレータ回転数を、算出されたモータジェネレータ回転数上昇量を目標値として上昇させる制御を行うことを特徴とするハイブリッド変速機のエンジン始動制御装置。
5. 請求項４に記載されたハイブリッド変速機のエンジン始動制御装置において、
   前記モータジェネレータ回転数上昇量算出手段は、共線図のレバーを規定する２つの回転数によりレバー傾きを算出し、算出したレバー傾きから前記ロー固定ブレーキを半クラッチ制御したときのモータジェネレータ回転数の低下量を算出し、このモータジェネレータ回転数低下量をモータジェネレータ回転数上昇量として算出することを特徴とするハイブリッド変速機のエンジン始動制御装置。
6. 請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載されたハイブリッド変速機のエンジン始動制御装置において、
   前記差動歯車変速機は、共線図上で第１モータジェネレータ、エンジン、出力部材、第２モータジェネレータの順に配列されるように連結される遊星歯車列と、係合要素として、締結により変速比をロー側変速比にするローブレーキと、共線図上で第１モータジェネレータの回転速度軸と一致する位置に配置され、締結により変速比をロー変速比に固定するハイローブレーキと、を有し、
   走行モードとして、ローブレーキとハイローブレーキを締結し、第２モータジェネレータを動力源としてロー変速比により走行する電気自動車ロー固定変速比モードと、エンジンと第１モータジェネレータと第２モータジェネレータを動力源としてロー変速比により走行するハイブリッド車ロー固定変速比モードと、を有し、
   前記エンジン始動制御手段は、前記電気自動車ロー固定変速比モードから前記ハイブリッド車ロー固定変速比モードへのモード遷移時に、エンジン始動に伴って締結されるエンジンクラッチの締結ショックを抑制する制御を実行することを特徴とするハイブリッド変速機のエンジン始動制御装置。

Images