JP4742446B2

JP4742446B2 - 車両用エンジンの始動制御装置

Info

Publication number: JP4742446B2
Application number: JP2001149375A
Authority: JP
Inventors: 雅俊伊藤; 竜哉尾関
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-05-18
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2021-05-18
Also published as: JP2002340168A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの始動操作があったときに、変速機の伝達トルク容量が確保されるまではエンジンの始動を待機させるようにした車両用エンジンの始動制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両のエンジン（内燃機関）を始動させる時には、クラッチを解放することにより無段変速機との間の動力伝達経路を遮断した状態で、スタータモータジェネレータ（電動機）によりエンジンを始動させる車両が知られている。たとえば、特開２０００−７１８１５号公報に記載された車両がそれである。これによれば、その段落５３および図８などに示されるように、クラッチ３が開放された状態でモータ１によるエンジン２の駆動は、エンジン２が完爆するまで行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の車両においては、イグニションキーの投入直後のエンジンの始動のさせ方に関しては何ら記載されておらず、クラッチの引きずりにより変速機のトルク伝達容量が確保されない状態でエンジン始動装置（スタータモータ）からのトルクが入力される結果、摩擦による動力伝達部位にすべりが発生して、変速機の耐久性などが損なわれるおそれがあった。すなわち、車両のイグニションキーの投入直後では、油圧が十分に発生させられていないことから、たとえば複数の油圧式摩擦係合装置を有する遊星歯車式多段の自動変速装置、有効径が可変な一対の可変プーリに伝動ベルトが巻き掛けられたベルト式無段変速装置、一対のコーンの間にそのコーンの径方向の軸心まわりに回転可能に設けられたローラが挟圧されたトロイダル式無段変速装置などのように、油圧の供給により作動させられるトルク伝達部位を介して動力伝達経路が構成される変速機では、イグニションキー投入直後において伝達トルク容量が十分に確保され難いのである。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、イグニションキーの投入直後であっても変速機の耐久性を損なうことなくエンジンの始動を行うことができるようにした車両用エンジンの始動制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、エンジンおよびモータジェネレータが遊星歯車式差動装置の第１回転要素および第２回転要素にそれぞれ連結され、その遊星歯車式差動装置の第３回転要素が第３油圧式摩擦係合装置を介して非回転部材に選択的に連結され、その第２回転要素および第３回転要素が第１油圧式摩擦係合装置および第２油圧式摩擦係合装置を介して変速機に選択的に連結され、そのエンジンおよび／またはモータジェネレータの動力が変速機へ伝達される形式のハイブリッド車両において、そのエンジンの始動に際しては、前記第１油圧式摩擦係合装置および第２油圧式摩擦係合装置を解放し且つ前記第３油圧式摩擦係合装置を係合した状態で前記モータジェネレータによってそのエンジンを回転駆動するハイブリッド車両用エンジンの始動制御装置であって、(a) 前記第１乃至第３油圧式摩擦係合装置および前記変速機の油圧供給源として機能し、エンジン始動要求に応答して駆動される電動式油圧ポンプと、(b) エンジン始動要求に応答して前記モータジェネレータをエンジン起動時よりも低回転のスタンバイ回転させたときの前記エンジンの回転速度が所定回転以上となったことに基づいて前記第３油圧式摩擦係合装置の伝達トルク容量が確保されたことを判定する伝達トルク容量判定手段と、(c) その伝達トルク容量判定手段により前記第３油圧式摩擦係合装置の伝達トルク容量が確保されたことが判定された後に前記モータジェネレータによってそのエンジンを起動させるエンジン起動制御手段とを、含むことにある。
【０００６】
【発明の効果】
このようなハイブリッド車両用エンジンの始動制御装置においては、エンジン起動制御手段により、エンジン始動要求に応答して前記モータジェネレータをエンジン起動時よりも低回転のスタンバイ回転させたときの前記エンジンの回転速度が所定回転以上となったことに基づいて前記第３油圧式摩擦係合装置の伝達トルク容量が確保されたことを判定する伝達トルク容量判定手段により前記第３油圧式摩擦係合装置の伝達トルク容量が確保されたことが判定された後に前記モータジェネレータによってそのエンジンが起動させられることから、前記モータジェネレータからのトルクが入力されても変速機内の伝達トルク容量が確保されているので、その変速機の耐久性が損なわれることがない。
【０００７】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記車両のイグニションキーの操作が開始されたときから駆動される電動式油圧ポンプが備えられるとともに，前記変速機は、その電動式油圧ポンプから出力される油圧によって伝達トルク容量が維持されるものであり、車両のイグニションキーの操作が開始されてからの経過時間が予め定められた経過時間判定値を越えたことに基づいて前記変速機の伝達トルク容量が確保されたか否かを判定する伝達トルク容量判定手段を含むものである。このようにすれば、油圧センサを用いないで簡単な方法で伝達トルク容量を判定でき、伝達トルク容量判定手段によって変速機の伝達トルク容量が確保されたときに、前記エンジン始動制御手段によりエンジンの起動が行われるので、変速機内の伝達トルク容量が確保された状態でエンジンが起動され、その変速機の耐久性が損なわれることがない。
【０００８】
また、好適には、前記伝達トルク容量判定手段は、前記油圧を発生させる作動油の温度が低くなるほど前記経過時間判定値を大きい値に変更するものである。このようにすれば、作動油の粘性が高くなる低温ほど経過時間判定値が大きい値とされるので、その信頼性が確保されるとともに、変速機の伝達トルク容量が確保されたという判定が可及的速やかに行われる。
【０００９】
また、好適には、前記変速機は、入力用回転部材と出力用回転部材との間に介在させられた伝動部材とその回転部材伝達部位のその回転部材の回転中心からの半径が連続的に変化させられて変速を行う車両用無段変速機である。たとえば、有効径が可変な一対の可変プーリに伝動ベルトが巻き掛けられたベルト式無段変速装置、或いは一対のコーンの間にそのコーンの径方向の軸心まわりに回転可能に設けられたローラが挟圧されたトロイダル式無段変速装置である。上記ベルト式無段変速装置では、円錐面を有する一対の回転体により可変プーリを構成され、伝動ベルトがそれら一対の回転体により油圧に基づいて挟圧されるので、その伝動ベルトに対する挟圧部位が上記摩擦により構成される動力伝達部位に対応している。また、上記トロイダル式無段変速装置では、ロータが一対のコーンにより油圧に基づいて挟圧されるので、それらのコーンからのロータに対する挟圧部位が上記摩擦或いは油膜の剪断力により構成される動力伝達部位に対応している。
【００１０】
また、好適には、前記車両は、前記エンジンおよびモータジェネレータが遊星歯車装置の３要素のうちの第１要素および第２要素にそれぞれ連結され、前記変速機の入力軸が第１クラッチおよび第２クラッチを介して上記遊星歯車装置の３要素のうちの第２要素および第３要素に連結され、その第３要素がブレーキを介して非回転部材に連結され、上記エンジンの始動時には第１クラッチおよび第２クラッチが開放され且つブレーキが係合させられた状態でモータジェネレータによってエンジンが回転駆動されるハイブリッド車両であり、前記伝達トルク容量判定手段は、車両のイグニションキーの操作が開始されてからの経過時間が予め定められた経過時間判定値を越え、且つ上記モータジェネレータのスタンバイ回転によってエンジン回転速度が所定回転以上となったことに基づいて、変速機の伝達トルク容量が確保されたことを判定するものである。このようにすれば、油圧センサを用いないでブレーキの完全係合すなわち変速機の伝達トルク容量が確保されたことが判定される。
【００１１】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明が適用されたハイブリッド車両のハイブリッド制御装置１０を説明する概略構成図であり、図２は図１のハイブリッド車両の動力伝達系すなわち変速機１２を含む動力伝達装置（駆動装置）の構成を説明する骨子図である。
【００１２】
図１および図２において、ハイブリッド車両の動力伝達系は、供給された燃料の燃焼でその供給量に応じた大きさの動力すなわち出力トルクを発生する内燃機関であるエンジン１４、電動機および発電機として機能するフロントモータジェネレータ（以下、ＦＭＧという）１６、およびダブルピニオン型の遊星歯車装置１８を備えて構成されており、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両などに横置きに搭載されて使用される。遊星歯車装置１８のサンギヤ１８ｓにはエンジン１４が連結され、キャリア１８ｃにはモータジェネレータ１６が連結され、リングギヤ１８ｒは第１ブレーキＢ１を介してケース２０に連結されるようになっている。また、キャリア１８ｃは第１クラッチＣ１を介して変速機１２の入力軸２２に連結され、リングギヤ１８ｒは第２クラッチＣ２を介して入力軸２２に連結されるようになっている。上記エンジン１４およびＦＭＧ１６はハイブリッド車両の原動機として機能し、遊星歯車装置１８は歯車式差動装置であって動力の合成分配機構として機能している。
【００１３】
上記クラッチＣ１、Ｃ２および第１ブレーキＢ１は、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合させられるバンド式或いは湿式多板式の油圧式摩擦係合装置であり、たとえば図３に示す油圧制御回路２４から供給される作動油によって摩擦係合させられるようになっている。図３は、油圧制御回路２４の要部を示す図であり、電動ポンプ２５を含む電動式油圧発生装置２６で発生させられた元圧ＰＣが、マニュアルバルブ２８を介してシフトレバー３０（図１参照）のシフトポジションに応じて各クラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１へ供給されるようになっている。シフトレバー３０は、運転者によって操作されるシフト操作部材で、本実施例では「Ｂ」、「Ｄ」、「Ｎ」、「Ｒ」、「Ｐ」の５つのシフトポジションに選択操作されるようになっており、マニュアルバルブ２８はケーブルやリンク等を介してシフトレバー３０に連結され、そのシフトレバー３０の操作に従って機械的に切り換えられるようになっている。
【００１４】
「Ｂ」ポジションは、前進走行時に変速機１２のダウンシフトなどにより比較的大きな動力源ブレーキが発生させられるシフトポジションで、「Ｄ」ポジションは前進走行するシフトポジションであり、これ等のシフトポジションでは出力ポート２８ａからクラッチＣ１およびＣ２へ元圧ＰＣが供給される。第１クラッチＣ１へは、シャトル弁３１を介して元圧ＰＣが供給されるようになっている。「Ｎ」ポジションは動力源からの動力伝達を遮断するシフトポジションで、「Ｒ」ポジションは後進走行するシフトポジションで、「Ｐ」ポジションは動力源からの動力伝達を遮断するとともに図示しないパーキングロック装置により機械的に駆動輪の回転を阻止するシフトポジションであり、これ等のシフトポジションでは出力ポート２８ｂから第１ブレーキＢ１へ元圧ＰＣが供給される。出力ポート２８ｂから出力された元圧ＰＣは戻しポート２８ｃへも入力され、上記「Ｒ」ポジションでは、その戻しポート２８ｃから出力ポート２８ｄを経てシャトル弁３１から第１クラッチＣ１へ元圧ＰＣが供給されるようになっている。
【００１５】
クラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ１には、それぞれコントロール弁３２、３４、３６が設けられ、それ等の油圧Ｐ_C1、Ｐ_C2、Ｐ_B1が制御されるようになっている。クラッチＣ１の油圧Ｐ_C1についてはＯＮ−ＯＦＦ弁３８によって調圧され、クラッチＣ２およびブレーキＢ１についてはリニアソレノイド弁４０によってそれぞれの係合圧Ｐ_C2およびＰ_B1が調圧されるようになっている。
【００１６】
そして、上記クラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ１の作動状態に応じて、図４に示す各走行モードが成立させられる。すなわち、「Ｂ」ポジションまたは「Ｄ」ポジションでは、「ＥＴＣモード」、「直結モード」、「モータ走行モード（前進）」の何れかが成立させられ、「ＥＴＣモード」では、第２クラッチＣ２を係合するとともに第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１を開放した状態、言い換えればサンギヤ１８ｓ、キャリア１８ｃ、およびリングギヤ１８ｒが相対回転可能な状態で、エンジン１４およびＦＭＧ１６を共に作動させてサンギヤ１８ｓおよびキャリア１８ｃにトルクを加え、リングギヤ１８ｒを回転させて車両を前進走行させる。「直結モード」では、クラッチＣ１、Ｃ２を係合するとともに第１ブレーキＢ１を開放した状態で、エンジン１４を作動させて車両を前進走行させる。「直結モード」ではまた、バッテリ４２（図１参照）の蓄電量（残容量）ＳＯＣに応じて、ＦＭＧ１６を力行制御するとともにその分だけエンジントルクを削減したり、ＦＭＧ１６を発電制御するとともにその分だけエンジントルクを増加させたりすることにより、蓄電量ＳＯＣを例えば充放電効率が優れた適正な範囲内に保持するようになっている。また、「モータ走行モード（前進）」では、第１クラッチＣ１を係合するとともに第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１を開放させることにより、エンジン１４を切り離した状態でＦＭＧ１６だけで車両を駆動して前進走行させる。上記第２クラッチＣ２は、「直結モード」から「モータ走行モード」への切換時に解放させられて、エンジン１４を動力伝達系から切り離すものであるので、エンジン１４と駆動輪５２或いは変速機１２との間で動力を伝達し或いは遮断する動力伝達開閉装置として機能している。
【００１７】
図５は、上記前進モードにおける遊星歯車装置１８の作動状態を示す共線図であり、縦軸「Ｓ」はサンギヤ１８ｓの回転速度、縦軸「Ｒ」はリングギヤ１８ｒの回転速度、縦軸「Ｃ」はキャリア１８ｃの回転速度を表しているとともに、それ等の間隔はギヤ比ρ（＝サンギヤ１８ｓの歯数／リングギヤ１８ｒの歯数）によって定まる。具体的には、「Ｓ」と「Ｃ」の間隔を１とすると、「Ｒ」と「Ｃ」の間隔がρになり、本実施例ではρが０．６程度である。また、(a) のＥＴＣモードにおけるトルク比は、エンジントルクＴｅ：ＣＶＴ入力軸トルクＴin：モータトルクＴｍ＝ρ：１：１−ρであり、モータトルクＴｍはエンジントルクＴｅより小さくて済むとともに、定常状態ではそれ等のモータトルクＴｍおよびエンジントルクＴｅを加算したトルクがＣＶＴ入力軸トルクＴinになる。ＣＶＴは無段変速機の意味であり、本実施例では変速機１２としてベルト式無段変速機が設けられている。
【００１８】
図４に戻って、「Ｎ」ポジションまたは「Ｐ」ポジションでは、「ニュートラル」または「充電・Ｅｎｇ始動モード」の何れかが成立させられ、「ニュートラル」ではクラッチＣ１、Ｃ２および第１ブレーキＢ１の何れも開放する。「充電・Ｅｎｇ始動モード」では、クラッチＣ１、Ｃ２を開放するとともに第１ブレーキＢ１を係合し、ＦＭＧ１６を逆回転させてエンジン１４を始動したり、エンジン１４により遊星歯車装置１８を介してＦＭＧ１６を回転駆動するとともに発電制御することにより、電気エネルギーを発生させてバッテリ４２を充電したりする。
【００１９】
「Ｒ」ポジションでは、「モータ走行モード（後進）」または「フリクション走行モード」が成立させられ、「モータ走行モード（後進）」では、第１クラッチＣ１を係合するとともに第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１を開放した状態で、ＦＭＧ１６を逆方向へ回転駆動してキャリア１８ｃ、更には入力軸２２を逆回転させることにより車両を後進走行させる。「フリクション走行モード」は、上記「モータ走行モード（後進）」での後進走行時にアシスト要求が出た場合に実行されるもので、エンジン１４を始動してサンギヤ１８ｓを正方向へ回転させるとともに、そのサンギヤ１８ｓの回転に伴ってリングギヤ１８ｒが正方向へ回転させられている状態で、第１ブレーキＢ１をスリップ係合させてそのリングギヤ１８ｒの回転を制限することにより、キャリア１８ｃに逆方向の回転力を作用させて後進走行をアシストするものである。
【００２０】
前記変速機１２はベルト式無段変速機であり、その出力軸４４からカウンタ歯車４６を経て差動歯車装置４８のリングギヤ５０に動力が伝達され、その差動歯車装置４８により左右の駆動輪（本実施例では前輪）５２に動力が分配される。変速機１２は、伝動ベルト１２ｃが巻き掛けられた有効径が可変な一対の可変プーリ１２ａ、１２ｂを備えており、図示しない油圧シリンダによってＶ溝幅が変更されることにより変速比γ（＝入力軸回転速度Ｎin／出力軸回転速度Ｎout ）が連続的に変化させられるとともに、ベルト張力が調整されるようになっている。前記油圧制御回路２４は、変速機１２の変速比γやベルト張力を制御するための回路を備えており、共通の電動式油圧発生装置２６から作動油が供給される。油圧制御回路２４の作動油はまた、オイルパンに蓄積されて遊星歯車装置１８や差動装置４８を潤滑するとともに、一部がＦＭＧ１６に供給されて、ＦＭＧ１６のハウジング内を流通したりハウジングに形成された冷却通路を流通したりハウジングに接して流通したりすることにより、そのＦＭＧ１６を冷却するようになっている。
【００２１】
本実施例のハイブリッド制御装置１０において、ハイブリッド用電子制御装置（以下、ＨＶＥＣＵという）６０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えていて、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を実行することにより、電子スロットルＥＣＵ６２、エンジンＥＣＵ６４、Ｍ／ＧＥＣＵ６６、Ｔ／ＭＥＣＵ６８、前記油圧制御回路２４のＯＮ−ＯＦＦ弁３８、リニアソレノイド弁４０、エンジン１４のスタータなどとして機能するスタータモータジェネレータ（以下、ＳＭＧという）７０などを制御する。電子スロットルＥＣＵ６２はエンジン１４の電子スロットル弁７２の開度を図示しないアクチュエータを用いて制御するものである。エンジンＥＣＵ６４はエンジン１４の燃料噴射量や可変バルブタイミング機構、点火時期などによりエンジン出力を制御するものである。Ｍ／ＧＥＣＵ６６はインバータ７４を介してＦＭＧ１６の力行トルクや回生制動トルク等を制御するものである。Ｔ／ＭＥＣＵ６８は変速機１２の変速比γやベルト張力などを制御するものである。上記ＳＭＧ７０はエンジン始動用の電動機および発電機として機能するものであってエンジン１４に作動的に連結されており、ベルト或いはチェーンなどの動力伝達装置を介してエンジン１４のクランクシャフトに連結されている。
【００２２】
上記ＨＶＥＣＵ６０には、アクセル操作量センサ７６からアクセル操作部材としてのアクセルペダル７８の操作量θacを表す信号が供給されるとともに、シフトポジションセンサ８０からシフトレバー３０のシフトポジションを表す信号が供給される。また、エンジン回転速度センサ８２、モータ回転速度センサ８４、入力軸回転速度センサ８６、出力軸回転速度センサ８８、油温センサ９０から、それぞれエンジン回転速度（回転数）Ｎｅ（r.p.m ）、モータ回転速度（回転数）Ｎｍ、入力軸回転速度（入力軸２２の回転速度）Ｎin、出力軸回転速度（出力軸４４の回転速度）Ｎout 、油圧制御回路２４の作動油の温度Ｔho（℃）を表す信号がそれぞれ供給される。出力軸回転速度Ｎout は車速Ｖに対応する。この他、バッテリ４２の蓄電量ＳＯＣ（％）など、運転状態を表す種々の信号が供給されるようになっている。蓄電量ＳＯＣは単にバッテリ電圧であっても良いが、充放電量を逐次積算して求めるようにしても良い。上記アクセル操作量θacは運転者の出力要求量に相当するものであり、前記電子スロットル弁７２の開度は基本的にはそのアクセル操作量θacに応じて制御される。
【００２３】
図６は、上記ハイブリット用電子制御装置であるＨＶＥＣＵ６０の制御機能の要部すなわちイグニションキー９２によるイグニションスイッチ９４の投入後にエンジン１４を始動させるエンジン始動制御機能を説明する機能ブロック線図である。図６において、電動ポンプ制御手段９８は、上記イグニションスイッチ９４の投入と同時に電動ポンプ２５を当初は所定の速度で緩やかに立ち上げた後、一定の回転速度で回転駆動し、電動式油圧発生装置２６から前記元圧ＰＣを直ちに発生させる。この電動ポンプ制御手段９８は、後述の伝達トルク容量判定手段１０６によって変速機１２の伝達トルク容量が確保されたと判定されると、電力消費を節約するために必要最小限の回転速度に維持する。
【００２４】
エンジン始動要求判定手段１００は、ＦＭＧ１６によるエンジン１４の始動要求が発生したか否かを、イグニションスイッチ９４の投入などに基づいて判定する。ハイブリッド車両では、原則として、イグニションスイッチ９４の投入に応答してエンジン１４が起動させられるようになっている。スタンバイ許可判定手段１０２は、たとえば図７に示す予め記憶された関係から実際の作動油温度Ｔhoに基づいてスタンバイ禁止時間Ｔ_HBを決定し、イグニションスイッチ９４の投入以後の経過時間ｔ_ELがそのスタンバイ禁止時間Ｔ_HBを越えたか否かに基づいてＦＭＧ１６のスタンバイ回転を許可するか否かを判定する。スタンバイ回転制御手段１０４は、上記スタンバイ許可判定手段１０２によりＦＭＧ１６のスタンバイ回転の許可が判定された場合は、ブレーキＢ１の係合完了をエンジン回転速度センサ８２により検出されるエンジン回転速度Ｎe で判定するために、ＦＭＧ１６をたとえば２００r.p.m 程度の一定の回転速度で負回転させる。上記図７の関係は、ブレーキＢ１の係合判定の信頼性を高めるために、作動油温度Ｔhoが低くなるほどすなわち作動油の粘性が高くなるほどスタンバイ禁止時間Ｔ_HBが大きくなるように設定されている。この図７において、クラッチＣ１の引きずりトルクによって変速機１２に影響が出る所定温度Ｔ₁より下の領域では、ベルト式無段変速機（変速機）１２の伝動ベルト１２ｃの滑りを確実に防止するために、ブレーキＢ１の最大アプライ時間すなわち係合完了までの最大時間Ｔ_B1よりもスタンバイ禁止時間Ｔ_HBが所定の余裕値ΔＴ₁だけ大きく設定されているが、クラッチＣ１の引きずりトルクによって変速機１２に影響が出る所定温度Ｔ₁以上の領域では、可及的にエンジン始動時間を短縮するために、スタンバイ禁止時間Ｔ_HBがブレーキＢ１の最大アプライ時間Ｔ_B1より所定の余裕値ΔＴ₂だけ小さく設定されている。
【００２５】
伝達トルク容量判定手段１０６は、車両のイグニションキーの操作が開始されてからの経過時間ｔ_ELが予め定められた経過時間判定値Ｔ_HBを越え、且つ上記エンジン回転速度センサ８２により検出されるエンジン回転速度Ｎe が予め５０r.p.m 程度の値に設定されたＢ１係合判定値Ｎ_B1を越えたか否かに基づいてブレーキＢ１の係合が完了したか否かすなわち変速機１２の伝達トルク容量が確保されたか否かが判定される。この意味において、伝達トルク容量判定手段１０６は、ブレーキＢ１の係合が完了したか否かを判定するＢ１係合判定手段としても機能している。図８の共線図に示すように、ブレーキＢ１の係合が完了すると、ＦＭＧ１６のスタンバイ回転（−２００r.p.m ）によってそれまで零回転（実線）であったエンジン１４のクランク軸がたとえば５０r.p.m 以上の回転速度（１点鎖線）で正転させられるからである。
【００２６】
エンジン起動制御手段１０８は、上記伝達トルク容量判定手段１０６によって変速機１２の伝達トルク容量が確保されたと判定されると、それまで−２００r.p.m 程度でスタンバイ回転させられていたＦＭＧ１６の負回転速度をさらに上昇させてエンジン１４のクランク軸の回転速度を高め、エンジン１４を起動させる。そして、図示しない完爆判定手段によりエンジン回転速度Ｎｅがたとえば８００r.p.m 程度の所定の判定回転以上となったことに基づいてエンジン１４の起動完了が判定されると、上記エンジン起動制御手段１０８はＦＭＧ１６への電流供給を停止させる。
【００２７】
図９は、上記ハイブリット用電子制御装置であるＨＶＥＣＵ６０の制御作動の要部すなわちイグニションキー９２によるイグニションスイッチ９４の投入後にエンジン１４を始動させるエンジン始動制御作動を説明するフローチャートであり、イグニションキー９４の投入の当時に実行されるとともに数ｍ秒或いは十数ｍ秒程度の所定の周期で繰り返し実行される。このイグニションキー９４の投入により、電動ポンプ２５の回転駆動が開始される。
【００２８】
図９において、前記エンジン始動要求判定手段１００に対応するステップ（以下、ステップを省略する）ＳＡ１では、ＦＭＧ１６による始動要求があったか否かが、イグニションスイッチ９４の投入などに基づいて判定される。このＳＡ１の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが、肯定された場合は、前記伝達トルク容量判定手段１０６に対応するＳＡ２以下が実行される。図１０のｔ₀時点はこの状態を示している。
【００２９】
前記伝達トルク容量判定手段１０６に対応するＳＡ２では、エンジン回転速度Ｎe が予め５０r.p.m 程度の値に設定されたＢ１係合判定値Ｎ_B1を越えたか否かに基づいてブレーキＢ１の係合が完了したか否かすなわち変速機１２の伝達トルク容量が確保されたか否かが判定される。当初はこのＳＡ２の判断が否定されるので、前記スタンバイ許可判定手段１０２に対応するＳＡ３において、ＦＭＧ１６のスタンバイ回転制御の実行を許可するか否かが、たとえば図７に示す予め記憶された関係から実際の作動油温度Ｔhoに基づいてスタンバイ禁止時間Ｔ_HBを、イグニションスイッチ９４の投入以後の経過時間ｔ_ELが越えたか否かに基づいて判断される。当初はこのＳＡ３の判断が否定されるので本ルーチンが終了させられる。
【００３０】
以上のステップが繰り返し実行されるうち、上記ＳＡ３の判断が肯定されると、前記スタンバイ回転制御手段１０４に対応するＳＡ４においてＦＭＧ１６のスタンバイ回転制御が実行され、ＦＭＧ１６がたとえば−２００r.p.m 程度の負の回転速度で回転させられる。図１０のｔ₁乃至ｔ₂の区間はこの状態を示している。上記ステップが繰り返し実行されるうち、前記ＳＡ２の判断が肯定されると、前記エンジン起動制御手段１０８に対応するＳＡ５が実行される。図１０のｔ₂時点はこの状態を示している。このＳＡ５では、ＦＭＧ１６の負回転がさらに高められることによりエンジン１４のクランク軸の正回転速度が高められる。このとき、図示しない燃料噴射弁から燃料が噴射されて混合気が吸入させられるので、エンジン１４が起動させられる。図１０のｔ₃時点はこの状態を示している。この状態では、前記電動ポンプ制御手段９８に対応する図示しないステップによって電動ポンプ２５の回転速度が可及的に低下させられて電力消費が低減される。そして、図示しないステップによりたとえばＦＭＧ１６の正トルクとなった状態の積算時間が所定時間を超えたことに基づいてエンジン１４の完爆が判定されると、ＦＭＧ１６の出力トルクが零とされる。図１０のｔ₄時点はこの状態を示している。上記エンジン１４の完爆判定は、エンジン１４の出力トルクにより発生するトルク反力を利用するものであり、所定時間は油温Ｔhoの函数である。
【００３１】
上述のように、本実施例の車両用エンジンの始動制御装置においては、エンジン起動制御手段１０８（ＳＡ５）により、エンジン１４の始動に際して、変速機１２の伝達トルク容量が確保された後にそのエンジン１４が起動させられることから、エンジン始動装置（ＦＭＧ１６）からの起動のためのトルクが入力されても変速機１２内の伝達トルク容量が確保されているので、伝動ベルト１２ｃのすべりなどに起因してその変速機１２の耐久性が損なわれることがない。
【００３２】
また、本実施例によれば、伝達トルク容量判定手段１０６（ＳＡ２）によって、車両のイグニションキー９２の操作すなわちイグニションスイッチ９４のオン操作が開始されてからの経過時間ｔ_ELが予め定められた経過時間判定値Ｔ_HBを越えたことに基づいて変速機１２の伝達トルク容量が確保されたと判定されたときに、エンジン起動制御手段１０８（ＳＡ５）はエンジン１４の起動を行うものであるので、変速機１２内の伝達トルク容量が確保された状態でエンジン１４が起動され、その変速機１２の耐久性が損なわれることがない。また、油圧センサなどを用いないで簡単に伝達トルク容量の確保を判定することができる。
【００３３】
また、本実施例によれば、前記伝達トルク容量判定手段１０６（ＳＡ２）は、油圧を発生させる作動油の温度Ｔhoが低くなるほど経過時間判定値Ｔ_HBを大きい値に変更するものであることから、作動油の粘性が高くなる低温ほど経過時間判定値Ｔ_HBが大きい値とされるので、その信頼性が確保されるとともに、変速機１２の伝達トルク容量が確保されたという判定が可及的速やかに行われる。
【００３４】
また、本実施例によれば、変速機１２は、摩擦により構成される動力伝達部位の径が連続的に変化させられ、その動力伝達部位の摩擦力が作動油圧により定められる無段変速機である。たとえば、有効径が可変な一対の可変プーリに伝動ベルトが巻き掛けられたベルト式無段変速装置、或いは一対のコーンの間にそのコーンの径方向の軸心まわりに回転可能に設けられたローラが挟圧されたトロイダル式無段変速装置である。上記ベルト式無段変速装置では、円錐面を有する一対の回転体により可変プーリを構成され、伝動ベルトがそれら一対の回転体により油圧に基づいて挟圧されるので、その伝動ベルトに対する挟圧部位が上記摩擦により構成される動力伝達部位に対応している。また、上記トロイダル式無段変速装置では、ロータが一対のコーンにより油圧に基づいて挟圧されるので、それらのコーンからのロータに対する挟圧部位が上記摩擦により構成される動力伝達部位に対応している。
【００３５】
また、本実施例によれば、前記車両は、エンジン１４およびＦＭＧ（モータジェネレータ）１６が遊星歯車装置の３要素のうちの第１要素（サンギヤ１８ｓ）および第２要素（キャリヤ１８ｃ）にそれぞれ連結され、変速機１２の入力軸２２が第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２を介して上記遊星歯車装置の３要素のうちの第２要素（キャリヤ１８ｃ）および第３要素（リングギヤ１８ｒ）に連結され、その第３要素（リングギヤ１８ｒ）がブレーキＢ１を介して非回転部材（ケース２０）に連結され、上記エンジン１４の始動時には第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が開放され且つブレーキＢ１が係合させられた状態でＦＭＧ１６によってエンジン１４が回転駆動されるハイブリッド車両であり、伝達トルク容量判定手段１０６は、車両のイグニションキー９２の操作が開始されてからの経過時間ｔ_ELが予め定められた経過時間判定値Ｔ_HBを越え、且つ上記ＦＭＧ１６のスタンバイ回転によってエンジン回転速度Ｎｅが所定回転数（５０r.p.m ）以上となったことに基づいて、変速機１２の伝達トルク容量が確保されたことを判定するものであるので、油圧センサを用いないでブレーキＢ１の完全係合すなわち変速機１２の伝達トルク容量が確保されたことが判定される。
【００３６】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【００３７】
たとえば、前述の実施例の伝達トルク容量判定手段１０６は、車両のイグニションキー９２の操作が開始されてからの経過時間ｔ_ELが予め定められた経過時間判定値Ｔ_HBを越え、且つ上記ＦＭＧ１６のスタンバイ回転によってエンジン回転速度Ｎｅが所定回転数（５０r.p.m ）以上となったことに基づいて、変速機１２の伝達トルク容量が確保されたことを判定するものであったが、車両のイグニションキー９２の操作が開始されてからの経過時間ｔ_ELが予め定められた経過時間判定値Ｔ_HBを越えたこと、またはＦＭＧ１６のスタンバイ回転によってエンジン回転速度Ｎｅが所定回転数（５０r.p.m ）以上となったことに基づいて、変速機１２の伝達トルク容量が確保されたことを判定するものであってもよい。
【００３８】
また、前述の実施例では、ＦＭＧ１６によってエンジン１４が起動させられていたが、ＦＭＧ１６およびＳＭＧ７０によって或いは専らＳＭＧ７０によってエンジン１４が起動させられてもよい。
【００３９】
また、前述の実施例では、ブレーキＢ１の完全係合状態が、ＦＭＧ１６のスタンバイ回転によりエンジン回転速度Ｎｅが所定回転数（５０r.p.m ）以上となったことに基づいて判定されていたが、油圧センサにより検出されるブレーキＢ１の係合圧Ｐ_B1や伝動ベルト１２ｃを挟圧する油圧シリンダの圧力などに基づいて判定されてもよい。
【００４０】
また、前述の実施例では、エンジン１４およびＦＭＧ１６を選択的に原動機として用いるハイブリッド車両であったが、原動機として専らエンジン１４を用いる車両であっても差し支えない。
【００４１】
なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたハイブリッド車両に備えられた制御装置を概略説明する図である。
【図２】図１のハイブリッド車両の動力伝達系の構成を説明する骨子図である。
【図３】図１の油圧制御回路の一部を示す回路図である。
【図４】図１のハイブリッド駆動制御装置において成立させられる幾つかの走行モードと、クラッチおよびブレーキの作動状態との関係を説明する図である。
【図５】図４のＥＴＣモード、直結モード、およびモータ走行モード（前進）における遊星歯車装置の各回転要素の回転速度の関係を示す共線図である。
【図６】図１のＨＶＥＣＴの制御機能の要部すなわちイグニションスイッチの投入後にエンジンを始動させるエンジン始動制御機能を説明する機能ブロック線図である。
【図７】図６においてスタンバイ禁止時間Ｔ_HBを求めるために用いられる予め記憶された関係を示す図である。
【図８】図６においてＦＭＧをスタンバイ回転させたときにエンジンが起動させられる状態を説明する共線図である。
【図９】図１のＨＶＥＣＴの制御作動の要部すなわちイグニションスイッチの投入後にエンジンを始動させるエンジン始動制御作動を説明するフローチャートである。
【図１０】図１のＨＶＥＣＴの制御作動の要部すなわちイグニションスイッチの投入後にエンジンを始動させるエンジン始動制御作動を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
１０：ハイブリッド制御装置
１２：変速機
１４：エンジン
２５：電動ポンプ（電動式油圧ポンプ）
６０：ＨＶＥＣＵ（ハイブリッド用電子制御装置）
９２：イグニションキー
９４：イグニションスイッチ
１０６：伝達トルク容量判定手段
１０８：エンジン起動制御手段

Claims

エンジンおよびモータジェネレータが遊星歯車式差動装置の第１回転要素および第２回転要素にそれぞれ連結され、該遊星歯車式差動装置の第３回転要素が第３油圧式摩擦係合装置を介して非回転部材に選択的に連結され、該第２回転要素および第３回転要素が第１油圧式摩擦係合装置および第２油圧式摩擦係合装置を介して変速機に選択的に連結され、該エンジンおよび／またはモータジェネレータの動力が変速機へ伝達される形式のハイブリッド車両において、該エンジンの始動に際しては、前記第１油圧式摩擦係合装置および第２油圧式摩擦係合装置を解放し且つ前記第３油圧式摩擦係合装置を係合した状態で前記モータジェネレータによって該エンジンを回転駆動するハイブリッド車両用エンジンの始動制御装置であって、
前記第１乃至第３油圧式摩擦係合装置および前記変速機の油圧供給源として機能し、エンジン始動要求に応答して駆動される電動式油圧ポンプと、
エンジン始動要求に応答して前記モータジェネレータをエンジン起動時よりも低回転のスタンバイ回転させたときの前記エンジンの回転速度が所定回転以上となったことに基づいて前記第３油圧式摩擦係合装置の伝達トルク容量が確保されたことを判定する伝達トルク容量判定手段と、
該伝達トルク容量判定手段により前記第３油圧式摩擦係合装置の伝達トルク容量が確保されたことが判定された後に前記モータジェネレータによって該エンジンを起動させるエンジン起動制御手段と
を、含むことを特徴とするハイブリッド車両用エンジンの始動制御装置。
前記変速機は、前記第１油圧式摩擦係合装置および第２油圧式摩擦係合装置を介して前記エンジンおよび／または前記モータジェネレータの動力が伝達されるベルト式無段変速機であり、
作動油の油温が低くなるほどスタンバイ禁止時間が長くなる予め記憶された関係から実際の作動油の油温に基づいてスタンバイ禁止時間を設定し、前記エンジン始動要求から該スタンバイ禁止時間を越えたことに基づいて前記モータジェネレータのスタンバイ回転の許可を判定するスタンバイ許可判定手段を、含むものである請求項１のハイブリッド車両用エンジンの始動制御装置。