JP3818292B2 - Engine start-up method for vehicles with hybrid transmission - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド変速機を搭載した車両のエンジン始動方法、特に、駆動力増大用にブレーキを締結作動させると共にエンジンを始動させる必要がある場合において、エンジン始動時のエネルギー消費による駆動力低下や、エンジン始動時の不安定な運転に伴う振動を抑制する技術に関するものである。 The present invention relates to a method for starting an engine of a vehicle equipped with a hybrid transmission, and in particular, in a case where it is necessary to start and operate a brake for increasing driving force and to reduce the driving force due to energy consumption when starting the engine. The present invention relates to a technique for suppressing vibration associated with unstable operation at the time of engine start.
ハイブリッド変速機は、エンジンと、出力軸と、モータ／ジェネレータとの間を差動装置により相互に連結して構成され、車両を、モータ／ジェネレータからの動力のみにより電気走行させたり、エンジン動力および上記モータ／ジェネレータからの動力によりハイブリッド走行させることができる。 The hybrid transmission is configured by connecting the engine, the output shaft, and the motor / generator to each other by a differential device, and the vehicle can be electrically driven only by the power from the motor / generator. Hybrid driving can be performed by the power from the motor / generator.
一方でハイブリッド変速機は、差動装置を上記のようにエンジンと、出力軸と、モータ／ジェネレータとの間の連結に用いるだけの場合、エンジン動力およびモータ／ジェネレータ動力によるハイブリッド走行によっても、要求される駆動力を出力し難い場合がある。
この場合、差動装置を構成する所定の回転要素をブレーキで固定可能とし、ブレーキの締結により共線図上のレバー作用で、ブレーキの解放時よりも大きな駆動力を出力軸に向かわせ得るようになすことが考えられる。
On the other hand, when the hybrid transmission is only used for the connection between the engine, the output shaft, and the motor / generator as described above, the hybrid transmission is required even by hybrid running with engine power and motor / generator power. It may be difficult to output the generated driving force.
In this case, a predetermined rotating element constituting the differential device can be fixed by a brake, and a greater driving force can be directed to the output shaft than when the brake is released by lever action on the collinear diagram by fastening the brake. It can be considered that
かかるハイブリッド変速機においては、発進時は発進の滑らかさや、制御のし易さなどの観点から電気走行を用いるものの、大きな駆動力を要求されてハイブリッド走行への移行する必要がある場合、上記のブレーキを締結作動させると共にエンジンを始動させた変速モードへの移行を要求される。 In such a hybrid transmission, although electric travel is used from the viewpoint of smooth start and ease of control at the time of start, when a large driving force is required and it is necessary to shift to hybrid travel, the above-mentioned It is required to shift to the shift mode in which the brake is engaged and the engine is started.
かかる変速モードの移行時に、上記のブレーキを締結させた状態でエンジンを始動させると、エンジンが、回転中の変速機出力軸に繋がった状態での始動されることから、エンジンの始動に消費されるエネルギーが一時的な駆動力低下を招いたり、エンジン始動時の不安定な運転に伴う振動が車輪駆動系に伝達されて振動の原因となる。 When the engine is started with the brakes engaged when the shift mode is shifted, the engine is started in a state connected to the rotating transmission output shaft, which is consumed for starting the engine. This causes a temporary decrease in driving force, or vibrations associated with unstable operation at the time of starting the engine are transmitted to the wheel drive system, causing vibrations.
かかるブレーキの締結作動およびエンジンの始動を伴う変速モードの移行時における駆動力低下や振動に関する問題解決技術が従来は提案されておらず、
電気走行からエンジン走行への切り替え時におけるショック対策として、例えば特許文献１に記載のようなものが提案されているだけである。
Conventionally, there has not been proposed a problem-solving technology related to a decrease in driving force or vibration at the time of shifting to a shift mode accompanied by the engagement operation of the brake and the start of the engine,
As a countermeasure against shock at the time of switching from electric travel to engine travel, for example, the one described in
この提案技術は、電気走行からエンジン走行への切り替え時に電気的なエネルギーの一部がエンジンの始動に費やされて駆動力の一時的な低下を生じ、駆動力の引けと呼ばれる減速ショックが発生することから、これを防止するためにエンジンの始動を、電気走行用のモータおよびエンジン始動用のスタータの双方により遂行させるというものである。
しかし、特許文献１に記載のように電気走行用のモータおよびエンジン始動用のスタータの双方によりエンジンを始動させたところで、エンジンを、回転中の変速機出力軸に繋がった状態での始動させる限り、エンジン始動中に生ずる運転状態の不安定に起因したトルク変動を解消することはできず、また、このトルク変動が車輪駆動系に伝達されるのを回避することもできない。
従って、従来の提案技術では何れにしても、エンジンの始動中におけるトルク変動に伴う振動を抑制することができし、また、エンジンの始動に消費されるエネルギーが一時的な駆動力低下を招くという問題も十分には解消することができない
However, as described in
Therefore, in any of the conventional proposed techniques, vibrations caused by torque fluctuations during engine start-up can be suppressed, and energy consumed for engine start-up causes a temporary decrease in driving force. The problem cannot be solved sufficiently
本発明は、前記のブレーキが解放状態である時にエンジンを始動させれば、変速機出力軸が停止した状態でのエンジン始動が可能となり、エンジンの始動に消費されるエネルギーや、エンジン始動中のトルク変動が出力軸に至っても、前記駆動力低下や振動の問題を生ずることがないとの観点から、この着想を具体化したハイブリッド変速機搭載車のエンジン始動方法を提案することを目的とする。 In the present invention, if the engine is started when the brake is in a released state, the engine can be started with the transmission output shaft stopped, and energy consumed for starting the engine, An object of the present invention is to propose a method for starting an engine of a vehicle equipped with a hybrid transmission that embodies this idea from the viewpoint that even if torque fluctuation reaches the output shaft, the problem of reduction in driving force or vibration does not occur. .
この目的のため、本発明によるハイブリッド変速機搭載車のエンジン始動方法は、請求項１に記載した以下のごときものとする。
先ず前提となるハイブリッド変速機は、
エンジンと、出力軸と、モータ／ジェネレータとの間を差動装置により相互に連結し、 この差動装置を構成する所定の回転要素をブレーキで固定することにより、該ブレーキの解放時よりも大きな駆動力を出力軸に向かわせ得るようにしたハイブリッド変速機とする。
For this purpose, the engine starting method of the vehicle equipped with a hybrid transmission according to the present invention is as follows.
First of all, the premise hybrid transmission is
By connecting the engine, the output shaft, and the motor / generator to each other by a differential device, and fixing a predetermined rotating element constituting the differential device with a brake, the engine is larger than when the brake is released. The hybrid transmission is configured such that the driving force can be directed toward the output shaft.
本発明においては、上記ブレーキを締結させた状態でエンジンおよびモータ／ジェネレータからの出力を出力軸に向かわせる変速モードへの移行要求に呼応してエンジンを始動するに際し、該ブレーキの締結作動よりも前にエンジンを始動させて自立運転状態にする。 In the present invention, when the engine is started in response to a request for shifting to the shift mode in which the output from the engine and the motor / generator is directed to the output shaft in a state where the brake is engaged, the operation of the brake is more than Before starting the engine, put it into a self-sustaining operation.
かかる本発明のエンジン始動方法によれば、上記変速モードへの移行に際しエンジンを始動するに当たり、ブレーキの締結作動よりも前にエンジンを始動させて自立運転状態にするから、ブレーキが解放状態である時にエンジンを始動させることとなり、
出力軸が停止した状態でのエンジン始動を可能にして、エンジンの始動に消費されるエネルギーや、エンジン始動中のトルク変動が出力軸に至っても、これらが前記駆動力低下や振動の問題を生ずることがない。
According to the engine starting method of the present invention, when starting the engine when shifting to the shift mode, the engine is started before the brake is engaged and brought into a self-sustained operation state. Therefore, the brake is in a released state. Sometimes the engine will start,
Even if the output shaft is stopped and the engine can be started, even if energy consumed for starting the engine or torque fluctuation during engine start reaches the output shaft, these cause the problem of reduction in driving force and vibration. There is nothing.
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明のエンジン始動方法を実施可能なハイブリッド変速機１を搭載した車両の駆動系を、その制御システムと共に示す。
車両の駆動系は、ハイブリッド変速機１と、その入力側におけるエンジン２と、これら両者間に介在させたエンジンクラッチECと、ハイブリッド変速機１の出力側におけるディファレンシャルギヤ装置３と、ハイブリッド変速機１からの出力をディファレンシャルギヤ装置３により分配されて伝達される左右駆動輪４Ｌ,４Ｒとで構成する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on examples shown in the drawings.
FIG. 1 shows a drive system of a vehicle equipped with a
The vehicle drive system includes a
ハイブリッド変速機１は、フロントエンジン・フロントホイール駆動車（FF車）用のトランスアクスルとして用いるのに有用な、図２に示すごとき以下の構成となし、エンジンクラッチECおよびディファレンシャルギヤ装置３を内包するものとする。
ハイブリッド変速機１は、軸線方向（図の左右方向）に２個の単純遊星歯車組２１，２２を同軸に配して具える。
エンジン２に近い側における遊星歯車組２１を、リングギヤＲ１、サンギヤＳ１、および、これらギヤに噛合させたピニオンＰ１により構成し、
エンジン２から遠い側における遊星歯車組２２を、リングギヤＲ２、サンギヤＳ２、および、これらギヤに噛合させたピニオンＰ２により構成する。
The
The
The planetary gear set 21 on the side close to the
The planetary gear set 22 on the side far from the
ここで遊星歯車組２１のピニオンＰ１は、遊星歯車組２２まで延在するロングピニオンとし、該ピニオンＰ１を遊星歯車組２２のピニオンＰ２にも噛合させ、
ピニオンＰ１，Ｐ２を共通なキャリアＣに回転自在に支持して、遊星歯車組２１，２２がラビニョオ型プラネタリギヤセットを構成するようになす。
このラビニョオ型プラネタリギヤセットが本発明における差動装置に相当する。
Here, the pinion P1 of the planetary gear set 21 is a long pinion extending to the planetary gear set 22, and the pinion P1 is also meshed with the pinion P2 of the planetary gear set 22,
The pinions P1 and P2 are rotatably supported on a common carrier C so that the
This Ravigneaux type planetary gear set corresponds to the differential in the present invention.
このラビニョオ型プラネタリギヤセットを挟んでエンジン２から遠い側に複合電流２層モータ２３を設け、これを、ラビニョオ型プラネタリギヤセットと共に変速機ケース２４内に収納する。
複合電流２層モータ２３は、内側ロータ23riと、これを包囲する環状の外側ロータ23roとを、変速機ケース２４内に同軸に回転自在に支持して具え、これら内側ロータ23riおよび外側ロータ23ro間における環状空間に同軸に配置した環状ステ-タ23ｓを変速機ケース１に固設して構成する。
A compound current two-
The composite current two-
複合電流２層モータ２３は、外側ロータ23roおよび環状ステ-タ23ｓで第１のモータ／ジェネレータMG1を構成し、環状ステ-タ23ｓおよび内側ロータ23riで第２のモータ／ジェネレータMG2を構成する。
第１のモータ／ジェネレータMG1（外側ロータ23ro）を、上記ラビニョオ型プラネタリギヤセットにおけるサンギヤＳ１に結合し、第２のモータ／ジェネレータMG2（内側ロータ23ri）を、上記ラビニョオ型プラネタリギヤセットにおけるサンギヤＳ２に結合しする。
In the composite current two-
The first motor / generator MG1 (outer rotor 23ro) is coupled to the sun gear S1 in the Ravigneaux type planetary gear set, and the second motor / generator MG2 (inner rotor 23ri) is coupled to the sun gear S2 in the Ravigneaux type planetary gear set. To do.
また、上記ラビニョオ型プラネタリギヤセットにおけるリングギヤＲ２を、ローブレーキＬＢにより適宜固定可能とし、リングギヤＲ１は入力要素とし、エンジンクラッチＥＣを介してエンジン３に結合可能とする。
更にキャリアＣは出力要素とし、これに出力歯車２５を同軸一体に結合し、出力歯車２５にカウンターギヤ２６を噛合させる。
カウンターギヤ２６はカウンターシャフト２７に結合して設け、このカウンターシャフト２７には更にファイナルドライブピニオン２８を結合して設ける。
そしてファイナルドライブピニオン２８を、ディファレンシャルギヤ装置３に結合されたファイナルドライブリングギヤ２９に噛合させる。
In addition, the ring gear R2 in the Ravigneaux planetary gear set can be appropriately fixed by the low brake LB, and the ring gear R1 serves as an input element and can be coupled to the engine 3 via the engine clutch EC.
Further, the carrier C is an output element, and the
The
Then, the
かかるハイブリッド変速機１を挿入して構成した車両駆動系の制御システムは図１に示すように、エンジン２の始動を含めた制御を司るエンジンコントローラ５と、エンジンクラッチＥＣの締結力制御を司る油圧源を含むクラッチコントローラ６と、ハイブリッド変速機１におけるモータ／ジェネレータMG1,MG2を制御するモータコントローラ７，８と、ローブレーキＬＢの締結力制御を司る油圧源を含むブレーキコントローラ９と、バッテリコントローラ１０と、これらコントローラ５〜１０に対する統合コントローラ１１とで構成する。
統合コントローラ９は、各種入力情報をもとに所定の演算を行い、コントローラ５〜１０を介して対応する部分を通常通りに制御するほか、本発明が狙いとするエンジン始動制御を後述のごとくに実行するものとする。
As shown in FIG. 1, the vehicle drive system control system configured by inserting the
The integrated
図２に示すハイブリッド変速機１は、図３〜図５の共線図により表され、これらの図においてInは、エンジン２からの入力を示し、またOutは、車輪４Ｌ，４Ｒへの出力を示し、α，β，γはそれぞれ、遊星歯車組２１，２２の歯数比で決まる回転要素間の距離の比を意味する。
図５に示すように、ローブレーキＬＢを締結させ、リングギヤＲ２を回転数Nb＝０に固定した変速モードでは、共線図上のレバーがＡを支点として回動するため、そのレバー比によりエンジン２（入力In）からのトルクおよびモータ／ジェネレータMG1,MG2からのトルクがそれぞれ増大されて出力Outに至ることとなり、ローブレーキＬＢを解放している図３および図４の場合よりも大きな駆動力を車輪４Ｌ，４Ｒに向かわせることができる。
The
As shown in FIG. 5, in the shift mode in which the low brake LB is engaged and the ring gear R2 is fixed at the rotational speed Nb = 0, the lever on the nomograph rotates with A as a fulcrum, so that the engine ratio depends on the lever ratio. 2 (input In) and torque from the motor / generators MG1 and MG2 are increased to reach the output Out, and the driving force is larger than in the case of FIGS. 3 and 4 in which the low brake LB is released. Can be directed to the
かようにローブレーキＬＢを締結させた状態でエンジン出力およびモータ／ジェネレータ出力を車輪４Ｌ，４Ｒに向かわせる変速モード（以下、ＬＢモードと言う）への移行に呼応して要求されるエンジン始動を本実施例においては以下のごとくに行う。
発進に際して運転者によるアクセルペダルの踏み込み量が大きく、図６に示すようにアクセルペダルの踏み込み時t1にＬＢモード要求があっても、ローブレーキＬＢを直ちに締結させないようローブレーキ油圧を当初０に保つ。
The engine start required in response to the shift to the shift mode (hereinafter referred to as the LB mode) in which the engine output and the motor / generator output are directed to the
The amount of depression of the accelerator pedal by the driver at the start is large, and the low brake hydraulic pressure is initially maintained at 0 so that the low brake LB is not immediately engaged even when the LB mode is requested at t1 when the accelerator pedal is depressed as shown in FIG. .
しかしてエンジンクラッチＥＣはＬＢモード要求瞬時t1に締結させるよう、エンジンクラッチ油圧を直ちに立ち上げる。
この状態で、モータ／ジェネレータMG1を図６のごとくその前進回転数Nm1が上昇するよう駆動し、および／または、モータ／ジェネレータMG2を図６のごとく後進回転数Nm2が上昇するよう駆動すると、図３に示すごとく共線図上のレバーが、ローブレーキＬＢの解放によりリングギヤＲ２の回転数Nbを拘束されないことから、出力回転数No＝０のＢ点周りに時計方向に回動され、入力Inの回転数Niを上昇させる。
Accordingly, the engine clutch EC immediately raises the engine clutch hydraulic pressure so that the engine clutch EC is engaged at the LB mode request instant t1.
In this state, when the motor / generator MG1 is driven to increase its forward rotational speed Nm1 as shown in FIG. 6 and / or the motor / generator MG2 is driven so as to increase its reverse rotational speed Nm2 as shown in FIG. As shown in FIG. 3, the lever on the nomograph is not constrained to the rotational speed Nb of the ring gear R2 by the release of the low brake LB, so that the lever is rotated clockwise around the point B of the output rotational speed No = 0. Increase the rotational speed Ni.
ところでエンジンクラッチＥＣが前記の通り締結状態にされていることから、エンジン２は入力回転数Niによりクランキングされ、エンジン回転数Neは図３および図６に示すごとく瞬時t1以後上昇される。
エンジン回転数Neが、始動可能回転数になったところでエンジン２を始動させ、エンジン回転数Neを、安定した自立運転が可能な下限回転数Neo（好ましくは、エンジンマウントの共振点よりも高い1000rpm程度）に上昇させて、図６のごとくこの回転数に維持する。
Incidentally, since the engine clutch EC is engaged as described above, the
When the engine speed Ne reaches the startable speed, the
図６の瞬時t2において車両を走行させ始めるため、エンジン２のトルクおよびモータ／ジェネレータMG1,MG2のトルクの適切な配分により、図３のレバー状態を図４に矢Ｄで示すごとく前進回転上昇方向に変位させ、出力回転数Noが前進回転数となるようにする。
これにより図４に示すごとく、そして図６の瞬時t3におけるように、ローブレーキＬＢに係わるリングギヤＲ２の回転数Nbが０になったところで、図６に示すローブレーキ油圧の立ち上げによりローブレーキＬＢを締結させ、リングギヤＲ２を固定（回転数Nb＝０に）する。
In order to start running the vehicle at the instant t2 in FIG. 6, the lever state in FIG. 3 is in the forward rotation ascending direction as indicated by the arrow D in FIG. So that the output rotational speed No becomes the forward rotational speed.
As a result, as shown in FIG. 4 and at the instant t3 of FIG. 6, when the rotational speed Nb of the ring gear R2 related to the low brake LB becomes 0, the low brake LB is increased by the rise of the low brake hydraulic pressure shown in FIG. And the ring gear R2 is fixed (rotation speed Nb = 0).
以上によりＬＢモードへの移行が完了し、大きな駆動力での走行が可能になるが、当該モード移行に呼応して必要なエンジン２の始動に際し、ローブレーキＬＢの締結作動（図６の瞬時t3）よりも前の瞬時t1にエンジン２を始動させて自立運転状態にするから、ローブレーキＬＢが解放状態である時にエンジン２を始動させることとなり、
図３および図６の瞬時t1〜t2に示すごとく、出力Outが停止した（No＝０）状態でのエンジン始動を可能にして、エンジンの始動に消費されるエネルギーや、エンジン始動中のトルク変動が出力Outに至っても、これらが前記駆動力低下や振動の問題を生ずることがない。
Thus, the transition to the LB mode is completed and the vehicle can travel with a large driving force. When the
As shown in the instants t1 to t2 in FIGS. 3 and 6, the engine can be started in a state where the output Out is stopped (No = 0), and the energy consumed for starting the engine and the torque fluctuation during the engine starting Even when the output reaches the output Out, they do not cause the problem of the reduction in driving force and vibration.
また本実施例においては、ローブレーキＬＢの締結作動よりも前にエンジン２を始動させて自立運転状態となし、その後ローブレーキＬＢを締結させるに際し、
停車状態でのＬＢモード要求時に直ちにエンジンクラッチＥＣを締結させ、モータ／ジェネレータMG1,MG2により差動装置（遊星歯車組２１，２２）を介して共線図上のレバー状態を図３のごとくになしてエンジン２を始動し、エンジン回転数Neを、安定した自立運転が可能な下限回転数Neo以上に維持して、エンジン２のトルクおよびモータ／ジェネレータMG1,MG2のトルクの適切な配分により、共線図上のレバー状態を図４のごときものとなし、この図４に示すごとくローブレーキＬＢに係わるリングギヤＲ２の回転数Nbが０になった時にローブレーキＬＢを締結させることから、
ローブレーキＬＢを締結させる時におけるリングギヤＲ２の回転数Nbが０であって、その締結ショックを皆無にし得ると共に、リングギヤＲ２の回転数Nbが負値から０を経て正値になる過程のNb＝０時にローブレーキＬＢを締結させることでトルク段差の発生もない。
また、共線図上のレバー状態を図３のごとくになしてエンジン２を始動させる時に、エンジン回転数Neがエンジンマウントの共振を生ずる回転数を一気に通過して、自立運転が可能な下限回転数Neoに達するから、エンジンマウントの共振による振動もほとんど問題にならない。
In this embodiment, when the
The engine clutch EC is immediately engaged when the LB mode is requested in a stopped state, and the lever state on the collinear diagram is shown in FIG. 3 via the differential device (planetary gear sets 21, 22) by the motor / generator MG1, MG2. Without starting the
When the low brake LB is engaged, the rotation speed Nb of the ring gear R2 is 0, and the engagement shock can be completely eliminated, and the rotation speed Nb of the ring gear R2 changes from a negative value to 0 and becomes a positive value Nb = No torque step is generated by engaging the low brake LB at 0 o'clock.
Also, when the
図７〜図１０は、前記したと同じくローブレーキＬＢを締結させた状態でエンジン出力およびモータ／ジェネレータ出力を車輪４Ｌ，４Ｒに向かわせる変速モード（ＬＢモード）への移行に呼応して要求されるエンジン始動方法の他の実施例を示し、本実施例においてはこれを以下のごとくに行う。
発進に際して運転者によるアクセルペダルの踏み込み量が大きく、図１１に示すようにアクセルペダルの踏み込み時t11にＬＢモード要求があっても、ローブレーキＬＢを直ちに締結させないようローブレーキ油圧を当初０に保つ。
7 to 10 are required in response to the shift to the shift mode (LB mode) in which the engine output and the motor / generator output are directed to the
When the vehicle starts, the amount of depression of the accelerator pedal by the driver is large, and the low brake hydraulic pressure is initially maintained at 0 so that the low brake LB is not immediately engaged even when the LB mode is requested at t11 when the accelerator pedal is depressed as shown in FIG. .
一方でエンジンクラッチＥＣは、ＬＢモード要求瞬時t11のエンジン始動要求に呼応して当該瞬時に締結させるよう、エンジンクラッチ油圧を直ちに立ち上げる。
この状態で、モータ／ジェネレータMG1を図１１のごとくその前進回転数Nm1が上昇するよう駆動し、および／または、モータ／ジェネレータMG2を図１１のごとく後進回転数Nm2が上昇するよう駆動すると、図７に示すごとく共線図上のレバーが、ローブレーキＬＢの解放によりリングギヤＲ２の回転数Nbを拘束されないことから、出力回転数No＝０のＢ点周りに時計方向に回動され、入力Inの回転数Niを上昇させる。
On the other hand, the engine clutch EC immediately raises the engine clutch hydraulic pressure so as to be immediately engaged in response to the engine start request at the LB mode request instant t11.
In this state, when the motor / generator MG1 is driven so that its forward rotational speed Nm1 increases as shown in FIG. 11, and / or the motor / generator MG2 is driven so that its reverse rotational speed Nm2 increases as shown in FIG. As shown in FIG. 7, the lever on the collinear chart is not constrained to the rotational speed Nb of the ring gear R2 by the release of the low brake LB, and therefore is rotated clockwise around the point B of the output rotational speed No = 0. Increase the rotational speed Ni.
ところでエンジンクラッチＥＣが前記の通り締結状態にされていることから、エンジン２は入力回転数Niによりクランキングされ、エンジン回転数Neは図７および図１１に示すごとく瞬時t11以後上昇される。
エンジン回転数Neが、始動可能回転数になったところでエンジン２を始動させ、エンジン回転数Neを、安定した自立運転が可能な下限回転数Neo（好ましくは、エンジンマウントの共振点よりも高い1000rpm程度）に上昇させて、図１１のごとくこの回転数に維持する。
By the way, since the engine clutch EC is engaged as described above, the
When the engine speed Ne reaches the startable speed, the
その後の図１１における瞬時t12においてエンジンクラッチ油圧を消失させることによりエンジンクラッチＥＣを解放し、エンジン２を変速機入力軸から切り離す。
この切り離し後もエンジン回転数Neは、図１１および図８のごとく、エンジンの安定した自立運転が可能な下限回転数Neoに維持する。
他方モータ／ジェネレータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2を、図８および図１１の瞬時t12以後に示すごとく共に０にし、共線図上のレバー状態を図８に示すごとくになす。
Then, at the instant t12 in FIG. 11, the engine clutch hydraulic pressure is lost, thereby releasing the engine clutch EC and disconnecting the
Even after the separation, as shown in FIGS. 11 and 8, the engine speed Ne is maintained at the lower limit speed Neo that enables stable independent operation of the engine.
On the other hand, the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motor / generators MG1 and MG2 are both set to 0 as shown after the instant t12 in FIGS. 8 and 11, and the lever state on the alignment chart is as shown in FIG.
その後の図１１における瞬時t13に車両を走行させ始めるため、ローブレーキ油圧を立ち上げてローブレーキＬＢを締結し、リングギヤＲ２を固定することによりその回転数Nbを０に保持する。
この状態で図１１の瞬時t13以後に示すごとく、モータ／ジェネレータMG1をその前進回転数が上昇するよう駆動し、および／または、モータ／ジェネレータMG2を後進回転数が上昇するよう駆動する。
この時、図９に示すごとく共線図上のレバーが、リングギヤ回転数Nb＝０のＡ点周りに時計方向に回動され、出力Outの回転数Noを上昇させる。
よってモータ／ジェネレータMG1,MG2のトルクが、ローブレーキＬＢの締結によりレバー比分だけ増大されて出力Outに至り、大きな駆動力での電気走行による車両の発進が可能である。
In order to start running the vehicle at an instant t13 in FIG. 11 thereafter, the low brake hydraulic pressure is raised, the low brake LB is engaged, and the ring gear R2 is fixed, so that the rotational speed Nb is maintained at zero.
In this state, as shown after the instant t13 in FIG. 11, the motor / generator MG1 is driven to increase its forward rotational speed and / or the motor / generator MG2 is driven to increase its reverse rotational speed.
At this time, as shown in FIG. 9, the lever on the collinear chart is rotated clockwise around the point A of the ring gear rotation speed Nb = 0 to increase the rotation speed No of the output Out.
Therefore, the torque of the motor / generators MG1 and MG2 is increased by the lever ratio when the low brake LB is engaged and reaches the output Out, and the vehicle can be started by electric traveling with a large driving force.
この状態ではエンジンクラッチＥＣの解放により、図９に例示するごとくエンジン回転数Neと入力軸回転数Niとが図９の通り一致しておらず、ＬＢモード用にエンジン出力を得ようとしてエンジンクラッチＥＣを締結すると、大きなショックが発生する。
そこで本実施例においては、上記大駆動力での電気走行による発進中に入力軸回転数Niがエンジン回転数Ne＝Neoにほぼ一致する（例えば、エンジン回転数Neおよび入力軸回転数Ni間の偏差の絶対値が設定範囲内に収まった）図１１の瞬時t14に、若しくは、エンジンの制御によりエンジン回転数NeをNeo以上の範囲で操作して、上昇中の入力軸回転数Niに一致させ終えた時に（例えば、エンジン回転数Neおよび入力軸回転数Ni間の偏差の絶対値が設定範囲内に収まった時に）、エンジンクラッチＥＣを、図１１の瞬時t14におけるエンジンクラッチ油圧の立ち上げにより締結させる。
In this state, by releasing the engine clutch EC, as shown in FIG. 9, the engine rotational speed Ne and the input shaft rotational speed Ni do not match as shown in FIG. 9, and the engine clutch tries to obtain the engine output for the LB mode. When EC is concluded, a big shock occurs.
Therefore, in this embodiment, the input shaft rotational speed Ni substantially coincides with the engine rotational speed Ne = Neo during the start by the electric driving with the large driving force (for example, between the engine rotational speed Ne and the input shaft rotational speed Ni). The absolute value of the deviation is within the set range) At the instant t14 in FIG. 11 or by operating the engine speed Ne within the range of Neo or higher by controlling the engine to match the increasing input shaft speed Ni. When finished (for example, when the absolute value of the deviation between the engine rotational speed Ne and the input shaft rotational speed Ni is within the set range), the engine clutch EC is activated by the rise of the engine clutch hydraulic pressure at the instant t14 in FIG. Let them conclude.
よって図１１の瞬時t14以後、ローブレーキＬＢを締結した状態でのエンジン動力およびモータ／ジェネレータ動力を用いたＬＢモード走行が可能である。
このＬＢモードでは、エンジン２のトルクおよびモータ／ジェネレータMG1,MG2のトルクが、図１０のレバー状態により示すごとく共線図上のレバーを、リングギヤ回転数Nb＝０のＡ点周りに回動させつつレバー比による増大下に出力Outに向かい、大駆動力での車両の走行を可能にする。
Therefore, after the instant t14 in FIG. 11, the LB mode traveling using the engine power and the motor / generator power with the low brake LB engaged is possible.
In this LB mode, the torque of the
なお、エンジンクラッチＥＣの締結判断資料である上記入力軸回転数Niは、Ni以外の二点における回転数が判れば、これらと共線図上における前記した距離比α，β，γとから次式により求めて推定することができる。
Ｎｉ＝｛(1+α+γ)/( 1+α+β+γ)｝・（Nm1-Nm2）+Nm2 ・・・（１）
ただし、ローブレーキＬＢが締結している場合は、Nb＝０であるから、一点の回転数が判れば、これと共線図上における前記した距離比α，β，γとから次式により求めて推定することができる。
つまり、出力軸回転数Noが判っている場合、入力軸回転数Niは、
Ｎｉ＝｛(1+β)/β｝・No ・・・（２）
により、また、モータ／ジェネレータMG1の回転数Nm1が判っている場合、入力軸回転数Niは、
Ｎｉ＝｛(β/( 1+α+β))・Nm1 ・・・（３）
により求めることができる。
かように入力軸回転数Niを演算により推定することは、入力軸周りにスペース上の制約で回転センサを設置し難い実情に照らして大いに有用である。
Note that the input shaft rotational speed Ni, which is the engine clutch EC engagement determination material, can be calculated from the above-mentioned distance ratios α, β, and γ on the collinear chart if the rotational speeds at two points other than Ni are known. It can be obtained and estimated by an equation.
Ni = {(1 + α + γ) / (1 + α + β + γ)}. (Nm1-Nm2) + Nm2 (1)
However, when the low brake LB is engaged, Nb = 0. Therefore, if the rotational speed of one point is known, it is obtained from the above and the above-mentioned distance ratios α, β, γ on the nomograph. Can be estimated.
In other words, if the output shaft speed No is known, the input shaft speed Ni is
Ni = {(1 + β) / β} · No (2)
In addition, when the rotational speed Nm1 of the motor / generator MG1 is known, the input shaft rotational speed Ni is
Ni = {(β / (1 + α + β)) · Nm1 (3)
It can ask for.
Estimating the input shaft rotational speed Ni by calculation in this way is very useful in light of the fact that it is difficult to install a rotation sensor around the input shaft due to space constraints.
本実施例においても、前記した実施例と同様に、ＬＢモードへの移行に呼応して必要なエンジン２の始動に際し、ローブレーキＬＢの締結作動（図１１の瞬時t13）よりも前の瞬時t11にエンジン２を始動させて自立運転状態にするから、ローブレーキＬＢが解放状態である時にエンジン２を始動させることとなり、
図７および図１１の瞬時t11〜t12に示すごとく、出力Outが停止した（No＝０）状態でのエンジン始動を可能にして、エンジンの始動に消費されるエネルギーや、エンジン始動中のトルク変動が出力Outに至っても、これらが前記駆動力低下や振動の問題を生ずることがない。
Also in this embodiment, as in the above-described embodiment, when starting the
As shown in the instants t11 to t12 in FIGS. 7 and 11, the engine can be started in a state where the output Out is stopped (No = 0), and the energy consumed for starting the engine and the torque fluctuation during the engine starting Even when the output reaches the output Out, they do not cause the problem of the reduction in driving force and vibration.
また本実施例においては、ローブレーキＬＢの締結作動よりも前にエンジン２を始動させて自立運転状態となし、その後ローブレーキＬＢを締結させるに際し、
停車状態でのＬＢモード要求時に直ちにエンジンクラッチＥＣを締結させ、モータ／ジェネレータMG1,MG2により差動装置（遊星歯車組２１，２２）を介して共線図上のレバー状態を図７のごとくになしてエンジン２を始動し、その後エンジン回転数Neを、安定した自立運転が可能な下限回転数Neo以上に維持してエンジンクラッチＥＣを解放し、停車中にローブレーキＬＢを締結させ、この締結状態でモータ／ジェネレータMG1,MG2からの動力のみにより図９の共線図により示すごとく電気走行している間に、変速機入力軸の回転数Niとエンジン回転数Neとがほぼ一致する時にエンジンクラッチＥＣを締結することから、
エンジンクラッチＥＣを締結させる時における入力軸回転数Niとエンジン回転数Neとの間における回転差がほぼ０であって、その締結ショックを皆無にし得ると共に、リングギヤＲ２の回転数Nbが０の停車時にローブレーキＬＢを締結させることでトルク段差の発生もない。
また、共線図上のレバー状態を図７のごとくになしてエンジン２を始動させる時に、エンジン回転数Neがエンジンマウントの共振を生ずる回転数を一気に通過して、自立運転が可能な下限回転数Neoに達するから、エンジンマウントの共振による振動もほとんど問題にならない。
In this embodiment, when the
When the LB mode is requested in the stopped state, the engine clutch EC is immediately engaged, and the lever state on the collinear diagram is shown in FIG. 7 by the motor / generator MG1, MG2 via the differential device (planetary gear sets 21, 22). Without starting the
When the engine clutch EC is engaged, the rotational difference between the input shaft rotational speed Ni and the engine rotational speed Ne is almost zero, and the engagement shock can be eliminated, and the rotation speed Nb of the ring gear R2 is zero. Occasionally, a torque step is not generated by engaging the low brake LB.
In addition, when the
なお上記各実施例ではエンジンの始動を、図３および図７につき前述した通り、エンジンクラッチＥＣの締結状態でモータ／ジェネレータMG1,MG2により差動装置（遊星歯車組２１，２２）を介し行うこととしたが、特に図７〜図１０に示す実施例においては、図１２に示すごとくエンジン２のクランク軸２ａにスタータギヤ組３０を介しスタータまたは始動発電機３１を駆動結合して設け、エンジンクラッチＥＣの解放状態でこのスタータまたは始動発電機３１によりエンジンを始動することもできる。
In each of the above embodiments, the engine is started through the differential device (planetary gear sets 21, 22) by the motor / generators MG1, MG2 in the engaged state of the engine clutch EC as described above with reference to FIGS. However, in the embodiment shown in FIGS. 7 to 10, in particular, as shown in FIG. 12, a starter or
また図７〜図１０に示す実施例においては、図８および図９に示すエンジンクラッチＥＣを解放した状態でのエンジン２の自立運転を、自立運転可能な下限回転数Neoで行うほかに、燃料消費率が最も良くなる運転点で行わせるのが燃費消費を少なくする意味合いにおいて好ましい。
In addition, in the embodiment shown in FIGS. 7 to 10, in addition to performing the self-sustained operation of the
更に、何れの実施例においてもローブレーキＬＢの締結作動に先立つ予めのエンジンの始動、自立運転は無条件に行わせるのでなく、温度（エンジン冷却水温や外気）、バッテリ蓄電状態、バッテリに対する入出力可能電力、運転者が要求に応じて操作する手動スイッチからの信号などに応じて行わせるのがよい。 Furthermore, in any of the embodiments, the engine start and the self-sustaining operation prior to the engaging operation of the low brake LB are not unconditionally performed, but the temperature (engine cooling water temperature or outside air), the battery storage state, and the input / output to the battery. It is good to make it perform according to the signal from a manual switch which a possible switch and a driver operate according to demand.
この場合、温度が低い時、バッテリ蓄電状態が低い時、入出力可能電力が小さい時、手動スイッチによる指令がある時に、ローブレーキＬＢの締結作動に先立つ予めのエンジンの始動、自立運転を行わせるようにし、
エンジンの始動によるエネルギー損失が相対的に大きくなる上記の走行条件で、或いは、エンジンの始動によるエネルギー損失が相対的に大きいと運転者が判断して手動スイッチにより指令する場合に、前記予めのエンジンの始動、自立運転を行わせ、ＬＢモードへの移行時における前記の問題を解消するようになす。
In this case, when the temperature is low, when the battery storage state is low, when the input / output possible power is small, or when a command is issued by a manual switch, the engine is started and the autonomous operation is performed prior to the engaging operation of the low brake LB. And
When the driver determines that the energy loss due to engine start is relatively large, or when the driver determines that the energy loss due to engine start is relatively large, the pre-engine The above-mentioned problem at the time of shifting to the LB mode is solved by starting and self-sustaining operation.
この場合、当該問題を生じないような時に無駄に予めのエンジンの始動、自立運転が行われないこととなり、燃費の改善にも繋がって好ましい。
この点、前記した実施例ではいずれも停車状態で前記予めのエンジンの始動、自立運転を行わせることから、エネルギーロスを最小限にし得て前記の作用効果を一層顕著なものにすることができる。
In this case, when the problem does not occur, the engine start and the self-sustaining operation are not performed in vain, which leads to an improvement in fuel consumption.
In this regard, in any of the above-described embodiments, since the engine is started and the autonomous operation is performed in a stopped state, energy loss can be minimized and the above-described effects can be made more remarkable. .
１ ハイブリッド変速機
２ エンジン
EC エンジンクラッチ
３ ディファレンシャルギヤ装置
4L 左駆動輪
4R 右駆動輪
５ エンジンコントローラ
６ クラッチコントローラ
7,8 モータコントローラ
９ ブレーキコントローラ
11 統合コントローラ
21 単純遊星歯車組（差動装置）
22 単純遊星歯車組（差動装置）
25 出力歯車
27 カウンターシャフト
MG1,MG2 モータ／ジェネレータ
31 スタータまたは始動発電機
1
EC engine clutch 3 differential gear unit
4L left drive wheel
4R Right drive wheel 5 Engine controller 6 Clutch controller
7,8
11 Integrated controller
21 Simple planetary gear set (differential device)
22 Simple planetary gear set (differential device)
25 Output gear
27 Countershaft
MG1, MG2 Motor / Generator
31 Starter or starter generator
Claims (6)
前記ブレーキを締結させた状態で前記エンジンおよびモータ／ジェネレータからの出力を前記出力軸に向かわせる変速モードへの移行要求に呼応してエンジンを始動するに際し、
前記ブレーキの締結作動よりも前に前記エンジンを始動させて自立運転状態にすることを特徴とするハイブリッド変速機搭載車のエンジン始動方法。 By connecting the engine, the output shaft, and the motor / generator to each other by a differential device, and fixing a predetermined rotating element constituting the differential device with a brake, the engine is larger than when the brake is released. In a vehicle equipped with a hybrid transmission capable of directing driving force toward the output shaft,
When starting the engine in response to a request for shifting to a shift mode in which the output from the engine and the motor / generator is directed to the output shaft while the brake is engaged,
A method for starting an engine of a vehicle equipped with a hybrid transmission, wherein the engine is started to be in a self-sustaining operation state before the brake is engaged.
前記エンジンの自立運転への移行を、停車状態で前記モータ／ジェネレータからの動力により前記差動装置を介して行わせ、
エンジンからの動力およびモータ／ジェネレータからの動力による走行開始で、前記ブレーキにより固定すべき回転要素の回転数がほぼ０になった時に該ブレーキを締結作動させることを特徴とするハイブリッド変速機搭載車のエンジン始動方法。 The engine start method according to claim 1,
The transition to the self-sustained operation of the engine is performed via the differential device by the power from the motor / generator in a stationary state,
A vehicle equipped with a hybrid transmission, wherein the brake is engaged and operated when the number of rotations of the rotating element to be fixed by the brake becomes substantially zero when the driving from the engine and the power from the motor / generator starts. Engine starting method.
前記エンジンの自立運転への移行を、停車状態で前記モータ／ジェネレータからの動力により前記差動装置を介して行わせた後、エンジンおよび変速機入力軸間におけるクラッチを解放し、
停車中に前記ブレーキを締結させ、このブレーキ締結状態でモータ／ジェネレータからの動力のみにより電気走行している間に、変速機入力軸の回転数とエンジン回転数とがほぼ一致する時、前記クラッチを締結することを特徴とするハイブリッド変速機搭載車のエンジン始動方法。 The engine start method according to claim 1,
The engine is shifted to self-sustained operation via the differential device with the power from the motor / generator in a stationary state, and then the clutch between the engine and the transmission input shaft is released,
When the brake is engaged while the vehicle is stopped, and the electric speed is only driven by the power from the motor / generator in the brake-engaged state, the speed of the transmission input shaft and the engine speed substantially coincide with each other. An engine starting method for a vehicle equipped with a hybrid transmission, characterized in that
前記クラッチを解放している状態でのエンジンの自立運転を、自立運転可能な下限回転数で行うと共に、燃料消費率が最も良くなる運転点で行わせることを特徴とするハイブリッド変速機搭載車のエンジン始動方法。 The engine starting method according to claim 3,
A vehicle equipped with a hybrid transmission, wherein the self-sustained operation of the engine with the clutch disengaged is performed at the operating point at which the fuel consumption rate is best while performing the self-sustained operation at a lower limit rotational speed. How to start the engine.
前記差動装置を構成する回転要素のうち、少なくとも２個の回転要素の回転数を基に、前記ブレーキを締結させた状態での電気走行中における変速機入力軸の回転数を推定し、エンジン回転数とこの推定変速機入力回転数との差が所定値未満になった時に、前記ブレーキを締結させた状態での電気走行中における前記クラッチの締結を行うことを特徴とするハイブリッド変速機搭載車のエンジン始動方法。 The engine starting method according to claim 3 or 4,
Based on the number of rotations of at least two of the rotation elements constituting the differential device, the number of rotations of the transmission input shaft during the electric traveling with the brake engaged is estimated, and the engine Equipped with a hybrid transmission, wherein the clutch is engaged during electric travel with the brake engaged when the difference between the rotational speed and the estimated transmission input rotational speed is less than a predetermined value. How to start a car engine.
前記ブレーキの締結作動の前に予め前記エンジンを始動させ、自立運転状態にする条件として、温度、バッテリ蓄電状態、入出力可能電力、手動スイッチからの信号を設定し、温度が低い時、バッテリ蓄電状態が低い時、入出力可能電力が小さい時、手動スイッチによる指令がある時、ブレーキ締結作動に先立つ予めの前記エンジンの始動、自立運転を行わせることを特徴とするハイブリッド変速機搭載車のエンジン始動方法。 The engine start method according to any one of claims 1 and 5,
Prior to the braking operation of the brake, the engine is started in advance to set the temperature, the battery storage state, the input / output power, and the signal from the manual switch as the conditions for the autonomous operation state. An engine of a hybrid transmission-equipped vehicle characterized in that when the state is low, when input / output power is small, or when a command is issued by a manual switch, the engine is started and operated independently prior to brake engagement operation How to start.
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