JPH1182260A - 車両用ハイブリッド駆動装置 - Google Patents

車両用ハイブリッド駆動装置

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JPH1182260A
JPH1182260A JP24933797A JP24933797A JPH1182260A JP H1182260 A JPH1182260 A JP H1182260A JP 24933797 A JP24933797 A JP 24933797A JP 24933797 A JP24933797 A JP 24933797A JP H1182260 A JPH1182260 A JP H1182260A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 走行中エンジン再始動のレスポンスを向上さ
せ、減速ショックを低減する。 【解決手段】 車両用ハイブリッド駆動装置は、エンジ
ン１、モータジェネレータ２、入力クラッチ３、伝動装
置４、第２のクラッチ４１及びそれらの制御装置を備え
る。制御装置５は、モータジェネレータ走行からエンジ
ン走行に移る際に、第２のクラッチ４１又は４２の作動
で伝動装置４を介するトルク伝達が遮断される状態で、
入力クラッチ３を係合させてモータジェネレータ２の動
力によりエンジン１を始動させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンとモータ
ジェネレータを動力とする車両用ハイブリッド駆動装置
に関し、特に、燃費節減のために車両走行中に停止させ
たエンジンをモータジェネレータ駆動による走行下で再
始動させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両用駆動装置として、燃焼機関（本明
細書において、エンジンという）と電動発電機（同じ
く、モータジェネレータという）を動力源とするハイブ
リッド駆動装置がある。こうした装置における一方の動
力源としてのエンジンは、その特性として、低負荷側で
負荷の減少量に対して急激に効率の減少割合が大きくな
る傾向がある。
【０００３】そこで、燃費性能を改善して省エネルギを
図るため、低負荷すなわちアクセル操作量（同じく、ア
クセル開度という）が小さい状態での走行時に、エンジ
ンを自動的に停止させ、モータジェネレータ駆動で走行
する方式の駆動装置が提案されている。この方式では、
アクセル開度が所定の低開度領域を出るとき、エンジン
を自動的に再始動させなければならないが、その際に、
走行のための駆動トルクを出力しているモータジェネレ
ータの駆動力を一部エンジン始動に割くことになるた
め、エンジンのクランキング負荷による駆動力の低下
で、大きな減速感が生じる。したがって、この方式で
は、エンジン再始動時の減速ショックを如何に軽減する
かが解決しなければならない大きな問題点となる。
【０００４】こうした減速ショックの発生に対する対策
として、従来、エンジン再始動時に、モータジェネレー
タの出力トルクをエンジンに伝達するクラッチの係合圧
をスイープアップさせながら、入力クラッチの係合の進
行に伴うトルク伝達力の増加につれて生じるモータジェ
ネレータの微小回転変化率を認識し、その出力トルクを
補足（ブースト）する制御を行う技術がある。
【０００５】ところで、エンジン始動時のクランキング
負荷は、その停止状態からの加速に必要なイナーシャト
ルクの他に、各シリンダで吸入、圧縮、排気が生じるこ
とに伴う抵抗、機械的引きずり抵抗分のトルク、エアコ
ン、オルタネータ、ウォータポンプ、オイルポンプ等の
補機類の駆動トルク等の合成トルクとなる。これらのう
ち、特に吸排気動作による負荷は、例えば６気筒エンジ
ンでは、図１１に各気筒ごとに異なる記号付の線で示す
ように周期的な変動トルクとなり、上記各トルクの合計
値は、実線で示すような特性となる。
【０００６】しかしながら、実際のクランキングトルク
は、一旦エンジンの回転が始まると、当初回転の抵抗と
なっていたイナーシャトルクが、フライホイールイナー
シャの発生により、逆にトルク変動を抑制する要素とし
て働くようになるため、図１２に示すように、回転の立
ち上がり時のみ極端に大きく、その後はほぼ一定の値と
なる特性を有する。したがって、トルク変動は残るもの
の、一定速度の回転を維持するために外部より平均的に
与えなければならないクランキングトルクは、変動トル
クの平均値でよいようになる。
【０００７】そこで、こうしたクランキングトルクの特
性に合わせて、再始動時にエンジンがある程度の回転数
に達して、回転の立ち上げのための慣性力負荷が低減す
るまで吸排気動作に伴う負荷が生じないようにすること
で、トルク負荷のピーク値を下げて、モータジェネレー
タにかかるクランキングトルクを軽減する技術が提案さ
れている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、後者の
技術は、エンジンの改変を要するばかりでなく、複雑な
制御を必要とし、実用までには未だ多くの解決すべき問
題点があると考えられる。他方、前者の技術にも、上記
クランキングトルクの特性に伴う問題点がある。すなわ
ち、クランキングトルクの立ち上がり特性は、前記の周
期的な変動トルク成分があることで、エンジン停止時の
クランクシャフトの位置により、図１３に一点鎖線と実
線で対比して示すようにピーク位置がずれて特性が異な
ってくる。このようにピークトルク発生タイミングがず
れることで、クラッチの伝達トルク容量を異ならせるべ
く、クラッチ係合油圧もそれに合わせて変化させる必要
が生じ、モータジェネレータ出力トルク増分をそれに応
じて異ならせる極めてきめの細かな制御が必要となる。
こうした精密な制御は、マップ制御のような簡易制御で
は困難である。また、この制御では、シリンダの圧縮、
膨張で発生する変動トルク成分が正確に推定できないた
め、エンジン始動初期にショックが発生しやすい。更
に、制御スピードが十分でない。
【０００９】ところで、エンジン再始動の際の駆動力の
低下によるショックを軽減するには、出力トルクに十分
余裕のある大容量のモータジェネレータを用い、クラン
キング負荷に応じてその出力トルクを増大させる制御を
行えばよいことになるが、エンジン始動のためだけに備
えて、そうした大容量のモータジェネレータを搭載する
ことは、自体の大型化を招くばかりでなく、それを制御
するインバータの高容量化、更にはバッテリの高容量化
を招き、有効な解決策とはなりえない。
【００１０】そこで本発明は、モータジェネレータによ
る走行中に、エンジン再始動のためのトルク負荷の増加
でモータジェネレータの回転が低下しても、それが伝動
装置を介して車輪に及ばないようにして、エンジン再始
動時の減速によるショックを防ぐことができる車両用ハ
イブリッド駆動装置を提供することを第１の目的とす
る。
【００１１】次に、本発明は、上記エンジン再始動時の
減速によるショックの防止を伝動装置のクラッチの制御
で実現することを第２の目的とする。
【００１２】また、本発明は、上記エンジン再始動時の
減速によるショックの防止を伝動装置の変速機の制御で
格別の付加的な手段を用いることなく実現することを第
３の目的とする。
【００１３】次に、本発明は、上記エンジン再始動のた
めのクランキングを簡単な方法で、しかも適正なタイミ
ングで開始させることを第４の目的とする。
【００１４】更に、本発明は、上記エンジン再始動のた
めのクランキングを適性なモータトルクで行うことを第
５の目的とする。
【００１５】また、本発明は、上記変速機の制御でエン
ジン再始動時の減速によるショックを防止するものにお
いて、そのための具体的制御手段を得ることを第６の目
的とする。
【００１６】また、本発明は、上記エンジン再始動の際
の減速によるショックを変速機の制御で防止するものに
おいて、再始動時の変速状態に応じた具体的制御手段を
得ることを第７の目的とする。
【００１７】また、本発明は、上記エンジン再始動のた
めにモータトルクをエンジンに伝達する入力クラッチを
簡単な係合圧の制御で迅速かつ的確に係合させることを
第８の目的とする。
【００１８】また、本発明は、エンジン再始動制御時の
モータジェネレータのトルクを低減することを第９の目
的とする。
【００１９】また、本発明は、エンジン再始動を一定の
短期間でレスポンス良く行うことを第１０の目的とす
る。
【００２０】ところで、従来ハイブリッド駆動装置にお
ける走行モードの切り換えは、制御装置のマイクロコン
ピュータにメモリされ、アクセル開度と車速の関係から
走行領域を定めた走行モードマップを参照しながら、各
時点のアクセル開度と車速の関係に応じてなされる。そ
こで、本発明は、上記スタンバイ制御の開始時期をマッ
プ上に設定することで、簡易なマップ制御で確実にエン
ジン再始動を行うことを第１１の目的とする。
【００２１】また、本発明は、適切な燃料供給の再開と
点火により始動制御の最終段階でタイミング良くエンジ
ンを自力回転させることを第１２の目的とする。
【００２２】また、本発明は、モータジェネレータによ
るエンジン始動制御を円滑に終了させることを第１３の
目的とする。
【００２３】また、本発明は、エンジン始動後のモータ
走行からエンジン走行への移行を円滑に行うことを第１
４の目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、本発明は、エンジンと、モータジェネレータ
と、前記エンジン及びモータジェネレータ相互間の動力
伝達を制御可能な入力クラッチと、前記エンジンとモー
タジェネレータの動力を車輪に伝達する伝動装置と、該
伝動装置による動力の伝達を制御可能な第２のクラッチ
と、前記エンジン、モータジェネレータ及び入力クラッ
チを制御する制御装置と、を備える車両用ハイブリッド
駆動装置において、前記制御装置は、エンジンを停止さ
せ、モータジェネレータの動力を車輪へ伝達しているモ
ータ走行時に、アクセル操作を検出して、前記第２のク
ラッチの作動で伝動装置を介するトルク伝達が遮断され
る状態で、入力クラッチを係合させてモータジェネレー
タの動力によりエンジンを始動させる始動制御手段を有
する、ことを特徴とする。
【００２５】次に、第２の目的を達成するため、前記第
２のクラッチは、前記制御装置により制御される摩擦ク
ラッチとされ、前記始動制御手段は、第２のクラッチを
解放させて伝動装置を介するトルク伝達を遮断する構成
とされる。
【００２６】また、第３の目的を達成するため、前記伝
動装置は、複数の変速段を達成する変速機を含み、前記
第２のクラッチは、変速機内に配設され、所定の変速段
達成時にモータジェネレータから車輪へのトルク伝達の
み可能とするワンウェイクラッチとされ、前記始動制御
手段は、変速機を前記所定の変速段に変速する変速制御
手段を含む構成とされる。
【００２７】更に、第４の目的を達成するため、前記始
動制御手段は、入力クラッチの係合によりモータジェネ
レータの回転が減少したときに、モータトルクを増大さ
せるトルク増大手段を含む構成とされる。
【００２８】次に、第５の目的を達成するため、前記始
動制御手段は、モータジェネレータの回転に応じてモー
タトルクを制御するトルク制御手段を含む構成とされ
る。
【００２９】次に、第６の目的を達成するため、前記変
速機は、ワンウェイクラッチに併設され、車輪からモー
タジェネレータへのトルク伝達を可能とするエンジンブ
レーキ用係合要素を有し、前記変速制御手段は、前記所
定の変速段でエンジンブレーキ用係合要素を解放する構
成とされる。
【００３０】更に、第７の目的を達成するため、前記変
速機は、ワンウェイクラッチに併設され、車輪からモー
タジェネレータへのトルク伝達を可能とするエンジンブ
レーキ用係合要素を有し、前記変速制御手段は、変速機
を他の変速段からダウンシフトさせて前記所定の変速段
に変速する構成とされる。
【００３１】次に、第８の目的を達成するため、前記制
御装置は、入力クラッチの係合圧をスイープアップさ
せ、モータジェネレータ回転の減少時に、入力クラッチ
を完全係合させるスイープアップ手段を有する構成とさ
れる。
【００３２】次に、第９の目的を達成するため、前記始
動制御手段は、モータジェネレータにエンジンのクラン
キングトルクの平均値を出力させるトルク制御手段を含
む構成とされる。
【００３３】次に、第１０の目的を達成するため、前記
制御装置は、入力クラッチの係合圧をピストンストロー
クを詰めた後、エンジンをクランキング開始位置まで回
転させる係合圧にするスタンバイ制御手段を有する構成
とされる。
【００３４】次に、第１１の目的を達成するため、前記
制御装置は、モータ走行領域とエンジン走行領域との間
にクラッチスタンバイ領域を設定された構成とされる。
【００３５】次に、第１２の目的を達成するため、前記
始動制御手段は、エンジン回転が所定回転になったと
き、エンジンに燃料を供給し点火させる構成とされる。
【００３６】次に、第１３の目的を達成するため、前記
始動制御手段は、エンジン回転とモータジェネレータ回
転の同期後に第２のクラッチを完全係合させる構成とさ
れる。
【００３７】次に、第１４の目的を達成するため、前記
始動制御手段は、エンジン始動後、モータジェネレータ
の出力トルクをスイープダウンさせ、エンジンのスロッ
トル開度を開く終了制御手段を含む構成とされる。
【００３８】
【発明の作用及び効果】上記の構成を採る請求項１記載
の車両用ハイブリッド駆動装置では、モータ走行時に、
第２のクラッチの作動で伝動装置を介する車輪への動力
伝達が遮断される状態で、入力クラッチを係合させてエ
ンジンを始動させる制御が行われるので、モータジェネ
レータの回転がエンジンのクランキング負荷のために低
下しても、それにより車輪の回転が低下することがなく
なる。したがって、この構成によれば、車両の惰行状態
でエンジン再始動が行われることになるので、エンジン
再始動時の減速によるショックを防ぐことができる。ま
た、モータジェネレータの出力トルクを専らエンジン始
動に用いることで、レスポンスの良いエンジン再始動を
行うことができる。
【００３９】次に、請求項２記載の構成では、伝動装置
を介する車輪への動力伝達が遮断される状態を、始動制
御手段による第２のクラッチの解放制御で実現すること
ができる。
【００４０】また、請求項３に記載の構成では、伝動装
置を変速機を含むものとすることで、変速機に通常配設
されているワンウェイクラッチを第２のクラッチとして
利用して、伝動装置を介する車輪への動力伝達が一方向
遮断される状態を得ることができる。
【００４１】更に、請求項４に記載の構成では、始動制
御手段によりモータジェネレータの回転の減少で入力ク
ラッチの係合を判断してモータトルクを増大させる制御
を行なうことができるので、本来検出精度の高いモータ
ジェネレータ回転数の変化によりタイミング良くモータ
トルクを増大させてエンジンのクランキングを開始させ
ることができる。したがって、この構成によれば、エン
ジン再始動レスポンスを向上させることができる。
【００４２】更に、請求項５に記載の構成では、トルク
制御手段によりモータジェネレータの回転に応じてモー
タトルクを制御することで、再始動終了時のエンジン回
転を簡単にモータジェネレータ回転に同期させる制御が
可能となる。したがって、この構成によれば、単純な制
御で始動制御を終了させることができる。
【００４３】更に、請求項６に記載の構成では、所定の
変速段がエンジンブレーキ用係合要素の係合される変速
段であっても、変速制御手段でエンジンブレーキ用係合
要素を解放することで、ワンウェイクラッチの作動によ
り伝動装置を介する車輪への動力伝達が一方向遮断され
る状態を得ることができる。
【００４４】次に、請求項７に記載の構成では、エンジ
ン再始動時の変速段がワンウェイクラッチの作動が関与
しない直結段等の変速段であっても、変速制御手段で所
定の変速段にシフトダウンすることでワンウェイクラッ
チの作動により伝動装置を介する車輪への動力伝達が一
方向遮断される状態を得ることができる。
【００４５】更に、請求項８に記載の構成では、スイー
プアップ手段により入力クラッチの係合圧を単にスイー
プアップさせ、モータジェネレータの回転が減少すると
ころで完全係合する係合圧とする制御で、入力クラッチ
係合圧の簡易な制御でクランキングを開始させることが
できる。
【００４６】更に、請求項９に記載の構成では、トルク
制御手段によりモータジェネレータの出力トルクがクラ
ンキングトルクの平均値に制御されるので、比較的低い
トルクでのエンジンクランキングが可能となる。したが
って、この構成によれば、出力の小さなモータジェネレ
ータによるエンジン再始動が可能となる。
【００４７】更に、請求項１０に記載の構成では、始動
制御に先行するスタンバイ制御によりクランキング開始
位置を常に一定にすることができ、それにより、その後
の簡易な入力クラッチ係合制御とモータトルク制御で、
レスポンス良くエンジン再始動を行うことができる。
【００４８】更に、請求項１１に記載の構成では、スタ
ンバイ制御の開始時期を領域判断で簡単に行うことがで
きるので、スタンバイ制御のロジックを単純化しなが
ら、迅速にスタンバイ制御を実行することができる。
【００４９】更に、請求項１２に記載の構成では、エン
ジン回転が所定の回転数になったところで始動のために
エンジンに燃料を供給し、点火する制御が行われるの
で、的確なエンジン始動が可能となる。
【００５０】更に、請求項１３に記載の構成では、エン
ジン回転とモータジェネレータ回転が同期したところ
で、伝動装置を介する動力伝達が再開されるので、エン
ジン始動後のモータ走行からエンジン走行への移行時の
ショックを防ぐことができる。
【００５１】更に、請求項１４に記載の構成では、終了
制御手段による単純なトルク制御とスロットル制御で、
エンジン始動後のモータ走行からエンジン走行への移行
を円滑に行うことができる。
【００５２】
【発明の実施の形態】以下、図面に沿い、本発明の実施
形態について説明する。図１は車両用ハイブリッド駆動
装置のシステム構成を示すもので、この装置は、エンジ
ン（Ｅ／Ｇ）１と、モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）２
と、エンジン１及びモータジェネレータ２相互間の動力
伝達を制御可能な入力クラッチ（以下、実施形態の説明
において、他のクラッチと区別する意味でＣｉクラッチ
という）３と、エンジン１とモータジェネレータ２の動
力を車輪に伝達可能な伝動装置４と、エンジン１、モー
タジェネレータ２及び入力クラッチ３を制御する制御装
置５（ＥＣＵ）とを備えている。
【００５３】モータジェネレータ２は、そのロータが入
力クラッチ３を介してエンジン１に連結され、更に、伝
動装置４を構成する自動変速機（Ｔ／Ｍ）４０に、他の
クラッチ（同じく、実施形態の説明においてＣ１クラッ
チという）４１を介して連結されている。本形態では、
自動変速機（Ｔ／Ｍ）４０の入力クラッチとしてのＣ１
クラッチ４１は、伝動装置４による動力の伝達を制御可
能な第２のクラッチを構成する。
【００５４】自動変速機４０は、複数の変速段を達成す
る所定のギヤトレインを備えるものとされ、その出力軸
は、ディファレンシャル装置７を介して左右の駆動輪８
に連結されている。この自動変速機４０は、所定の変速
段達成時にモータジェネレータ２から車輪８へのトルク
伝達のみ可能とするワンウェイクラッチ４２又は他のワ
ンウェイクラッチ４４と、これらワンウェイクラッチ４
２，４４に併設され、車輪８からモータジェネレータ２
へのトルク伝達を可能とするエンジンブレーキ用係合要
素４３又はクラッチ４５とを有する。
【００５５】制御装置５は、エンジン１のスロットルを
電子スロットルアクチュエータを介して制御する電子ス
ロットル制御部（電スロＥＣＵ）５１、エンジン制御部
（Ｅ／Ｇ−ＥＣＵ）５２、モータジェネレータ２を図示
しないインバータを介して制御するモータジェネレータ
制御部（Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ）５３と、自動変速機４０の油
圧コントロールユニットをソレノイドを介して制御する
トランスミッション系制御部（Ｔ／Ｍ−ＥＣＵ）５４、
それら各制御部を統括制御する車両制御部（車両ＥＣ
Ｕ）５０とから構成されている。これら各制御部は、マ
イクロコンピュータを主体とする電子制御装置を構成し
ている。そして、制御装置５へは、車両の各部に通常配
置される各図示しないセンサからのアクセル開度信号、
車速信号、トランスミッション入力回転数信号及びエン
ジン回転数信号が取込み可能とされている。
【００５６】本発明に従い、制御装置５は、エンジン１
を停止させ、Ｃｉクラッチ３を解放させてモータジェネ
レータ２の動力を車輪８へ伝達している車両走行時に、
アクセル開度を検出して、エンジン１を始動させる制御
装置内の処理プロセスとしての始動制御手段を有してい
る。更に、制御装置５は、始動制御手段によるエンジン
１の始動に先行させて、エンジン１をクランキング開始
位置まで回転させる制御を行う同じく処理プロセスとし
てのスタンバイ制御手段を有する。
【００５７】更に、制御装置５は、そのマイクロコンピ
ュータのメモリ上に走行モードマップを備えている。図
２はこのマップデータを図式化して示すもので、車速
と、アクセル開度との関係から、アクセルオン時の負
（後進）高車速側にエンジン走行領域、車速０を挟む正
負（前進及び後進）両低車速側にエンジン及びモータ走
行領域、低アクセル開度を除く正（前進）高車速側にエ
ンジン走行領域、そして低アクセル開度側にモータ走行
領域、更に、アクセルオフの正（ホイール駆動の前進）
車速側に回生領域を設定されている。そして、本形態で
は、特に、エンジン走行領域に隣接するモータ走行領域
に、後に詳記するＣｉクラッチスタンバイ制御領域が設
定されている。
【００５８】次に、上記走行モードマップを参照して行
われる本発明の主題に係る制御内容を具体的に説明す
る。まず、エンジン停止判断は、本発明の主題とは直接
関係ないが、例えば、図２に示す走行モードマップに従
い、アクセル開度が所定時間以上モータ走行領域にある
とき、制御装置５のエンジン停止可の判断により行われ
る。そしてこうしたエンジン停止下での走行状態におい
て、上記エンジン停止判断と逆に、アクセル開度が所定
時間以上エンジン走行領域にあるとき、制御装置５によ
りエンジン始動必要と判断することで、エンジン再始動
判断がなされる。そして、このエンジン再始動判断によ
り、Ｃｉクラッチ３のスタンバイ制御と、エンジン始動
制御と、完爆判断と、終了制御が実行される。更に、エ
ンジン始動制御は、クランキングの前半部分のエンジン
回転の立ち上げ制御と、後半部分の加速制御と、燃料供
給及び点火で構成されている。
【００５９】まず、Ｃｉクラッチのスタンバイ制御は、
次の三つのタイミングで実行可能である。第１は、上記
再始動判断が成立したときであり、第２は、アクセル開
度が図２に示す走行モードマップのＣｉクラッチスタン
バイ制御領域に入ったときであり、第３は、エンジン停
止制御が終了した後の所定時間の間である。これらのう
ち、第２の判断方法が最も効果的である。なお、本形態
では、これらを併用している。
【００６０】以下、図３に示すタイムチャートに基づ
き、図１を併せて参照しながら、順次制御内容を説明す
る。当初、エンジン回転数（Ｎｅ）は停止状態の０、モ
ータ回転数（Ｎｍ）は車速の増加に連れて漸増、エンジ
ントルク（Ｔｅ）は停止状態の０、モータトルク（Ｔ
ｍ）は、アクセル開度に応じてあらかじめ設定された出
力制御マップに基づき出力されるトルク（Ｔａｃｃ）で
加速状態の漸増、Ｃｉクラッチ圧（Ｐｃｉ）は解放状態
の０、Ｃ１クラッチ圧（Ｐｃ１）は係合状態のライン
圧、出力軸トルク（Ｔｏｕｔ）はモータトルク駆動力に
見合ったトルク漸増状態となっている。
【００６１】ここで、モータ走行領域から、アクセル開
度がＣｉクラッチスタンバイ制御領域に入ると、トラン
スミッション系制御部５４から油圧コントロールユニッ
トへのソレノイド信号出力で、Ｃ１クラッチ圧（Ｐｃ
１）を０としてＣ１クラッチ４１を解放させるととも
に、Ｃｉクラッチ圧（Ｐｃｉ）をファーストフィル圧
（Ｐｆ）としてファーストフィル時間（ｔｆ）だけＣｉ
クラッチ３の油圧サーボへ供給する制御が行われる。こ
のファーストフィル圧（Ｐｆ）とファーストフィル時間
（ｔｆ）は、素早くクラッチピストンをストロークさ
せ、Ｃｉクラッチ油圧サーボのシリンダ内がオイルで充
満できる程度の値に設定される。一方、モータジェネレ
ータ２の出力トルク（Ｔｍ）は０とされる。
【００６２】次に、同様の手順で、スタンバイ圧（Ｐｓ
ｔｂｙ）の供給がスタンバイ時間（ｔｓｔｂｙ）だけ行
われる。スタンバイ圧（Ｐｓｔｂｙ）は、Ｃｉクラッチ
３が少しトルクを伝え、エンジン１のクランクシャフト
が少し回転し、圧縮トルクを必要とする直前の角度位置
で停止する程度の圧力（例えば１００〜２００ｋＰａ程
度）とする。スタンバイ時間（ｔｓｔｂｙ）は、第１又
は第３の判断方法によるときは、例えば数１００ｍｓｅ
ｃ程度必要であり、第１の判断方法の場合は、その後直
ちにスイープアップ制御に移り、第３の判断方法の場合
は、その後Ｃｉクラッチオフでモータ走行に移る。ま
た、第２の判断方法の場合は、スタンバイ時間（ｔｓｔ
ｂｙ）は、Ｃｉクラッチ圧の次の制御（スイープアップ
制御）が始まるまで続けられる。
【００６３】このように、Ｃｉクラッチスタンバイ制御
を実行することで、Ｃｉクラッチ３を介してモータジェ
ネレータ２のイナーシャトルクがエンジン１に伝達さ
れ、エンジン１は回転するが、最初のシリンダの圧縮行
程に入るところで、所要トルクが大きくなることでＣｉ
クラッチ３はスリップし、エンジン１はそのクランク角
位置で停止してクランキング前のスタンバイ状態とな
る。この回転角は、６気筒エンジンで最大でも１００°
程度である。かくして、クランク角位置を常にクランキ
ングのピークトルクが発生する手前に置くことで、制御
開始時のクランキングトルクの立ち上がり特性を同じに
することができる。
【００６４】このようにしてスタンバイ状態が達成され
るスタンバイ時間（ｔｓｔｂｙ）が経過すると、今度
は、始動制御手段によるエンジン始動が行われる。この
場合、まずＣｉクラッチ圧（Ｐｃｉ）のスイープアップ
が行われる。そして、これによるＣｉクラッチ３の係合
の進行でトルク伝達力が次第に増加して、エンジンのク
ランキングが開始される。このとき、モータ回転数（Ｎ
ｍ）がクランキング負荷で低下し始めるので、Ｃｉクラ
ッチ圧（Ｐｃｉ）を一気にライン圧まで上昇させるとと
もに、モータトルク（Ｔｍ）の出力を再開させる。この
ときのモータトルク（Ｔｍ）は、エンジンのクランキン
グに必要なトルク（Ｔｃｒｕｎｋ）とされ、トルク伝達
容量を増したＣｉクラッチ３を介するトルク伝達で、エ
ンジン１はその回転の立ち上がり時のイナーシャトルク
によるピークトルクを乗り越えて回転を始める。その後
もクランキングトルク出力は継続され、この場合は、エ
ンジン回転（Ｎｅ）が所定回転数になることで点火タイ
ミングが図られる。そして点火と同時にモータトルク
（Ｔｍ）は、車両走行に必要な駆動に必要なトルク（Ｔ
ａｃｃ）に戻される。
【００６５】エンジン１の始動（エンジンが自力で回転
を持続できる状態）を確認する完爆判断は、下記の方法
により行うことができる。その第１は、通常の空燃比制
御に使用するエグゾースト側に設けたＯ2 （酸素）セン
サの出力を用いる方法である。この方法では、シリンダ
内での燃焼が全シリンダで連続して生じるようになる
と、排ガス中の酸素濃度が極めて少なくなるので、エン
ジン完爆判定が可能となる。また、第２は、排ガス温度
又は排ガス処理用触媒コンバータの温度をみる方法であ
る。そして、第３は、シリンダ内の燃焼圧力をみる方法
である。上記方法のうち、第１の方法が最も効果的であ
り、特に排ガス温度が低い状態のときでもセンサ性能
（感度）が安定するようにしたヒータ付Ｏ2 センサを用
いると更に有効である。これに対して、第３の方法は、
リーンバーンエンジンでしか使用しないセンサを用いる
ことになるため、通常のエンジンに適用した場合、セン
サは完爆判定以外には使用しないものとなってしまう点
でコスト上は不利となる。
【００６６】こうしてエンジン完爆を判断した時点で、
エンジン１の電磁制御スロットルバルブを、その時々の
アクセル開度に応じた開度に開き、同じくアクセル開度
に応じた出力トルク（Ｔａｃｃ）によりモータ駆動され
ているトランスミッション入力回転数にエンジン１の回
転数を近付けていく。そして、エンジン回転数とトラン
スミッション入力回転数すなわちモータ回転数が等しく
なったとき、Ｃ１クラッチ係合圧のスイープアップとと
もに、モータ出力トルク（Ｔｍ）をアクセル開度に応じ
た所定勾配でスイープダウンさせる。
【００６７】次に、上記制御を実行する具体的な手順を
フローで説明する。図４は、走行中エンジン始動制御メ
インフローを示す。まず、ステップＳ１のアクセル開度
読み込みと、ステップＳ２の車速読み込みにより、ステ
ップＳ３で、走行マップ（図２参照）から現在の走行状
態がエンジン走行領域にあるか否かを判断する。また、
ステップＳ４では、同じく走行マップからＣｉクラッチ
スタンバイ領域にあるか否かを判断する。これらステッ
プＳ３とステップＳ４の何れかの判断が成立（Ｙｅｓ）
する場合に、スタンバイ制御手段を構成するステップＳ
５で、Ｃｉクラッチスタンバイ制御を実行し、次いで、
始動制御手段を構成するステップＳ６によるエンジン始
動制御を実行することになる。
【００６８】図５は、図４に示すステップＳ５のＣｉク
ラッチスタンバイ制御のサブルーチンを示す。このルー
チンでは、当初のステップＳ２１で、Ｃ１クラッチを解
放する。これにより車両は慣性走行となる。次に、ステ
ップＳ２２によりＣｉクラッチ圧（Ｐｃｉ）を初期値
（Ｐｆ）にして出力し、クラッチのピストンストローク
を詰める処理を行う。この処理によるＣｉクラッチ３の
作動は、ステップＳ２３によるタイマ判断で、油圧出力
から時間（ｔｆ）が経過したことにより確認される。
【００６９】この時間経過を待って、ステップＳ２４
で、Ｃｉクラッチ圧（Ｐｃｉ）をエンジンがクランキン
グ開始位置になるように、所定のスタンバイ圧（Ｐｓｔ
ｂｙ）に設定し、出力する。これにより、エンジン１の
クランク軸が微小回転し、クランキング開始位置（圧縮
行程手前）になる。このクランキング開始位置の確認
は、ステップＳ２５で、スタンバイ圧（Ｐｓｔｂｙ）を
出力してからの時間が所定のスタンバイ時間（ｔｓｔｂ
ｙ）経過したかの判断で行われる。次に、ステップＳ２
６で、エンジン走行領域になったかを判断する。そし
て、この判断が成立（Ｙｅｓ）の場合には、エンジン始
動制御サブルーチンに入る。一方、ステップＳ２６で、
エンジン走行領域判断が不成立（Ｎｏ）の場合には、更
に、ステップＳ２７で、Ｃｉクラッチスタンバイ領域に
あるかを判断し、これが成立（Ｙｅｓ）の場合は、ステ
ップＳ２４に戻って、Ｃｉクラッチ圧（Ｐｃｉ）をスタ
ンバイ圧（Ｐｓｔｂｙ）状態に保持する。また、ステッ
プＳ２７のＣｉクラッチスタンバイ領域判断が不成立
（Ｎｏ）の場合は、モータ走行領域に戻ったとして本制
御を中止すべく、ステップＳ２８で、Ｃｉクラッチ圧
（Ｐｃｉ）を０にする処理を行う。そして最後に、ステ
ップＳ２９でＣ１クラッチを再係合させる。
【００７０】このようにしてスタンバイ状態になった後
のエンジン始動制御は、大別して２つの形態を採ること
ができる。まず第１実施形態として、Ｃ１クラッチ４１
を第２のクラッチとして用いる制御について説明する。
【００７１】この場合、図６及び図７に示すエンジン始
動制御サブルーチンに入ると、ステップＳ３１で、Ｃｉ
クラッチ圧（Ｐｃｉ）をスイープアップさせながら、ス
テップＳ３２で、モータ回転数（Ｎｍ）の変化率（Ｘ２
＝ｄＮｍ／ｄｔ）を求める。そして、ステップＳ３３
で、変化率（Ｘ２）が所定変化率（Ｘ１）を上回ったか
をみる。すなわち、Ｃｉクラッチ３の係合の進行でクラ
ンキングが開始されてモータ回転がエンジン１により引
き下げられ始めたかをみる。この判断が成立（Ｙｅｓ）
すると、ステップＳ３４で、Ｃｉクラッチ圧（Ｐｃｉ）
を１００％の圧、すなわちＰ１００にし、Ｃｉクラッチ
３を完全係合させる。上記ステップＳ３１〜Ｓ３４は、
本発明にいうスイープアップ手段を構成する。そして、
トルク増大手段を構成するステップＳ３５で、モータト
ルク（Ｔｍ）をエンジンの始動トルク（Ｔｃｒｕｎｋ）
を出力するように設定する。更に、ステップＳ３６で、
モータ回転数（Ｎｍ）と変速機の入力回転数（Ｎｉｎ）
との偏差（ｄＮ）を求める。そして、ステップＳ３７
で、偏差（ｄＮ）より微小トルク（ｄＴｍ）を決定す
る。かくして、ステップＳ３８で、フィードバックを実
行する。この場合、Ｃ１クラッチ４１が解放されてお
り、モータトルク（Ｔｍ）は全てエンジン１をクランキ
ングするために使われるので、モータトルクを一定に維
持すると、エンジン回転が必要以上に上昇してしまい、
Ｃ１クラッチ４１を再係合させる際に支障が生じる可能
性がある。そこで、モータ回転と変速機の入力回転の偏
差に応じてモータトルクをフィードバック制御するわけ
である。上記ステップＳ３６〜Ｓ３８は、本発明にいう
トルク制御手段を構成する。
【００７２】更に、ステップＳ３９で、エンジン回転が
所定回転数（例えば、５００ｒｐｍ、すなわち燃料供給
と点火によりエンジンが自力回転可能な完爆状態となる
回転数）になったかを判断する。そして、ステップＳ４
０でエンジン点火済みかを判定し、未点火（Ｎｏ）の場
合は、ステップＳ４１でエンジンに燃料を噴射し、点火
させ、エンジンを始動させる。また、点火済みの場合
は、ステップＳ４１を跳ばして、次のステップに進む。
【００７３】かくして、エンジン１が始動したら、ステ
ップＳ４２で、エンジン回転数（Ｎｅ）が変速機４０の
入力回転数（Ｎｉｎ）と同期したかを、±Ｎａの幅の範
囲で判断する。これによる同期の判断が成立（Ｙｅｓ）
したところで、ステップＳ４３により、Ｃ１クラッチ４
１を係合させる。この場合、エンジン回転数（Ｎｅ）が
変速機４０の入力回転数（Ｎｉｎ）とすでに同期してい
るので、係合時のショックは発生しない。かくしてＣ１
クラッチ４１の係合でエンジン１のトルクが車輪８に伝
達可能となるので、次のステップＳ４４では、モータト
ルク（Ｔｍ）を減少させていく処理を行う。併せて、ス
テップＳ４５で、モータトルク（Ｔｍ）のスイープダウ
ンにより減少した分をエンジン１に出力させる（Ｔｅ＝
Ｔａｃｃ−Ｔｍ）処理を行う。具体的には、電子スロッ
トルへの信号出力でスロットルを開いて行く。最後に、
ステップＳ４６でモータトルク（Ｔｍ）が０になったか
を判断する。この判断が成立（Ｙｅｓ）することで、モ
ータ走行からエンジン走行の切換えが終了する。以上の
ステップＳ４４，Ｓ４５は、終了制御手段を構成する。
【００７４】上記実施形態によれば、モータジェネレー
タ２の出力トルクを全てクランキングトルクとして使用
できるので、従来のように車両の駆動トルクに加えたク
ランキングトルク分を出力できるように性能を見積もる
必要がないので、モータジェネレータ２の大型化を防ぐ
ことができる。
【００７５】次に、前記第１実施形態では、車輪８から
モータジェネレータ２への伝動装置４を介するトルク伝
達の遮断状態を得る第２のクラッチとしてＣ１クラッチ
４１を用いる形態を採ったが、Ｃ１クラッチ４１に代え
てワンウェイクラッチ４２（又はワンウェイクラッチ４
４）を使用する形態を採ることもできる。次に、こうし
た形態を採る第２実施形態について図８に示すタイムチ
ャートを参照しながら説明する。
【００７６】この形態におけるＣｉクラッチ圧（Ｐｃ
ｉ）の制御は、前形態と同様となるので説明を省略す
る。一方、モータトルク（Ｔｍ）の制御については、前
形態と同様とすることもできるが、この第２実施形態で
は、当初の状態からスタンバイ制御期間を通じて、車両
の駆動に必要なアクセル開度に応じたそれまでのトルク
（Ｔａｃｃ）に維持される。そして、この場合の動力遮
断手段は、所定の変速段達成時にモータジェネレータ２
から車輪８へのトルク伝達のみ可能とするワンウェイク
ラッチ４２（又はワンウェイクラッチ４４）となるの
で、制御開始時の変速段が所定の変速段にあるか否かに
より変速制御を必要とし、更にワンウェイクラッチ４２
（又はワンウェイクラッチ４４）と併設されてトルク伝
達を有効とするエンジンブレーキ用係合要素４３（又は
クラッチ４５）の解放制御を必要とする。したがって、
この制御では、制御開始時の変速段が図に示すように例
えば直結段の第４速の場合には、第３速へのシフトダウ
ンによりワンウェイクラッチ４２（又はワンウェイクラ
ッチ４４）による逆駆動トルクの遮断が得られるように
しなければならない。また、その状態でも、エンジンブ
レーキ用係合要素４３（又はクラッチ４５）の係合によ
りエンジンブレーキが達成される場合、エンジンブレー
キ用係合要素４３（又はクラッチ４５）を解放して逆駆
動トルクが伝わらないようにすることになる。
【００７７】次のエンジン始動制御時は、制御内容自体
は同様であるが、モータトルク（Ｔｍ）は、それまでの
車両の駆動に必要なアクセル開度の応じたトルク（Ｔａ
ｃｃ）にクランキングトルク（Ｔｃｒｕｎｋ）分を加え
たトルク出力とされる。その余の点は、同期確認時に変
速段を元の変速段に戻し、あるいはエンジンブレーキ用
係合要素４３を解放させる点を除いて前形態と同様であ
る。
【００７８】この第２実施形態のクラッチスタンバイ制
御サブルーチンは、図９に示すフローとなる。この場合
のフローは、前記第１実施形態と概ね共通となるので、
異なる箇所のみ異なるステップ番号を付して説明する。
まず変速制御手段としのステップＳ２１−１で、ワンウ
ェイクラッチ（ＯＷＣ）の効く変速段、すなわち車輪８
からモータジェネレータ２へのトルク伝達を無効とする
作動が生じる変速段に変速させる。なお、この場合、制
御開始時の変速段がすでにワンウェイクラッチ（ＯＷ
Ｃ）の効く変速段であるときは、エンジンブレーキ用係
合要素４３（又はクラッチ４５）を解放する。また変速
を要する場合は、ダウンシフトさせる。これはモータ走
行からエンジン走行への切り換え時には加速しているの
で、アップシフトよりもダウンシフトさせたほうがよい
からである。この制御に対応させて変速制御手段として
のステップＳ２９−１では、元の変速段に戻す等の制御
処理を行う。
【００７９】次にエンジン始動制御サブルーチンは、図
１０に示すフローとなる。この場合のフローも前記第１
実施形態と概ね共通となるので、異なる箇所のみ異なる
ステップ番号を付して説明する。このルーチンでは、ス
テップＳ３５−１で、モータトルク（Ｔｍ）をアクセル
開度に応じたトルク（Ｔａｃｃ）とエンジン始動に必要
なトルク（Ｔｃｒｕｎｋ）とを出力させる。そして、ス
テップ４１−１では、モータトルク（Ｔｍ）をアクセル
開度に応じたトルク（Ｔａｃｃ）に戻す。これは、この
時点でエンジンの始動によりクランキングトルク（Ｔｃ
ｒｕｎｋ）は不要となるためである。
【００８０】なお、この形態におけるエンジン走行への
切り換え終了後は、この制御開始前の変速段に戻すか、
又はエンジンブレーキ用係合要素を係合に戻すことにな
る。この場合、他の変速制御方法として、通常の変速マ
ップに従って変速段を設定することもできる。
【００８１】上記第２実施形態によれば、Ｃｉクラッチ
スタンバイ制御期間中もモータトルク（Ｔｍ）が出力さ
れているので、エンジン再始動時の惰行期間を短くする
ことができる利点が得られる。
【００８２】以上、本発明を主として二つの実施形態に
基づき変形形態をも含めて詳説したが、本発明は上記実
施形態の開示内容のみに限定されることなく、特許請求
の範囲に記載の事項の範囲内で種々に細部の具体的構成
を変更して実施可能なものであることはいうまでもな
い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用ハイブリッ
ド駆動装置のシステム構成図である。
【図２】上記駆動装置における制御装置内の走行モード
マップである。
【図３】上記制御装置による走行中エンジン始動のタイ
ムチャートである。
【図４】上記エンジン始動のメインフローチャートであ
る。
【図５】上記メインフロー中のスタンバイ制御サブルー
チンのフローチャートである。
【図６】上記メインフロー中のエンジン始動制御サブル
ーチンの一部を示すフローチャートである。
【図７】上記エンジン始動制御サブルーチンの他部を示
すフローチャートである。
【図８】第２実施形態の制御装置によるエンジン始動の
タイムチャートである。
【図９】上記エンジン始動におけるスタンバイ制御サブ
ルーチンのフローチャートである。
【図１０】上記エンジン始動におけるエンジン始動制御
サブルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】一般的な６気筒エンジンのクランク回転に対
するトルク変動を示す特性図である。
【図１２】一般的なエンジンのクランキングトルク特性
を示す模式図である。
【図１３】上記クランキングトルクの立ち上がり特性を
示す模式図である。
【符号の説明】
１ エンジン ２ モータジェネレータ ３ Ｃｉクラッチ（入力クラッチ） ４ 伝動装置 ５ 制御装置 ４０ 自動変速機 ４１ Ｃ１クラッチ（第２のクラッチ） ４２ ワンウェイクラッチ（第２のクラッチ） ４３ エンジンブレーキ用係合要素 Ｓ５ スタンバイ制御手段 Ｓ６ 始動制御手段 Ｓ２１−１，Ｓ２９−１ 変速制御手段 Ｓ３１〜３４ スイープアップ手段 Ｓ３５ トルク増大手段 Ｓ３６〜Ｓ３８ トルク制御手段 Ｓ４４，Ｓ４５ 終了制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｈ 61/02 Ｆ１６Ｈ 61/02 // Ｂ６０Ｌ 11/14 Ｂ６０Ｌ 11/14

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンと、モータジェネレータと、前
    記エンジン及びモータジェネレータ相互間の動力伝達を
    制御可能な入力クラッチと、前記エンジンとモータジェ
    ネレータの動力を車輪に伝達する伝動装置と、該伝動装
    置による動力の伝達を制御可能な第２のクラッチと、前
    記エンジン、モータジェネレータ及び入力クラッチを制
    御する制御装置と、を備える車両用ハイブリッド駆動装
    置において、 前記制御装置は、 エンジンを停止させ、モータジェネレータの動力を車輪
    へ伝達しているモータ走行時に、アクセル操作を検出し
    て、前記第２のクラッチの作動で伝動装置を介するトル
    ク伝達が遮断される状態で、入力クラッチを係合させて
    モータジェネレータの動力によりエンジンを始動させる
    始動制御手段を有する、ことを特徴とする、車両用ハイ
    ブリッド駆動装置。
  2. 【請求項２】 前記第２のクラッチは、前記制御装置に
    より制御される摩擦クラッチとされ、 前記始動制御手段は、第２のクラッチを解放させて伝動
    装置を介するトルク伝達を遮断する、請求項１記載の車
    両用ハイブリッド駆動装置。
  3. 【請求項３】 前記伝動装置は、複数の変速段を達成す
    る変速機を含み、 前記第２のクラッチは、変速機内に配設され、所定の変
    速段達成時にモータジェネレータから車輪へのトルク伝
    達のみ可能とするワンウェイクラッチとされ、 前記始動制御手段は、変速機を前記所定の変速段に変速
    する変速制御手段を含む、請求項１記載の車両用ハイブ
    リッド駆動装置。
  4. 【請求項４】 前記始動制御手段は、入力クラッチの係
    合によりモータジェネレータの回転が減少したときに、
    モータトルクを増大させるトルク増大手段を含む、請求
    項１又は２記載の車両用ハイブリッド駆動装置。
  5. 【請求項５】 前記始動制御手段は、モータジェネレー
    タの回転に応じてモータトルクを制御するトルク制御手
    段を含む、請求項１、２又は４記載の車両用ハイブリッ
    ド駆動装置。
  6. 【請求項６】 前記変速機は、ワンウェイクラッチに併
    設され、車輪からモータジェネレータへのトルク伝達を
    可能とするエンジンブレーキ用係合要素を有し、 前記変速制御手段は、前記所定の変速段でエンジンブレ
    ーキ用係合要素を解放する、請求項３記載の車両用ハイ
    ブリッド駆動装置。
  7. 【請求項７】 前記変速機は、ワンウェイクラッチに併
    設され、車輪からモータジェネレータへのトルク伝達を
    可能とするエンジンブレーキ用係合要素を有し、 前記変速制御手段は、変速機を他の変速段からダウンシ
    フトさせて前記所定の変速段に変速する、請求項３記載
    の車両用ハイブリッド駆動装置。
  8. 【請求項８】 前記制御装置は、入力クラッチの係合圧
    をスイープアップさせ、モータジェネレータ回転の減少
    時に、入力クラッチを完全係合させるスイープアップ手
    段を有する、請求項１〜５のいずれか１項記載の車両用
    ハイブリッド駆動装置。
  9. 【請求項９】 前記始動制御手段は、モータジェネレー
    タにエンジンのクランキングトルクの平均値を出力させ
    るトルク制御手段を含む、請求項１〜８のいずれか１項
    記載の車両用ハイブリッド駆動装置。
  10. 【請求項１０】 前記制御装置は、入力クラッチの係合
    圧をピストンストロークを詰めた後、エンジンをクラン
    キング開始位置まで回転させる係合圧にするスタンバイ
    制御手段を有する、請求項１〜９のいずれか１項記載の
    車両用ハイブリッド駆動装置。
  11. 【請求項１１】 前記制御装置は、モータ走行領域とエ
    ンジン走行領域との間にクラッチスタンバイ領域を設定
    された、請求項１〜１０のいずれか１項記載の車両用ハ
    イブリッド駆動装置。
  12. 【請求項１２】 前記始動制御手段は、エンジン回転が
    所定回転になったとき、エンジンに燃料を供給し点火さ
    せる、請求項１〜１１のいずれか１項記載の車両用ハイ
    ブリッド駆動装置。
  13. 【請求項１３】 前記始動制御手段は、エンジン回転と
    モータジェネレータ回転の同期後に第２のクラッチを完
    全係合させる、請求項１〜１２のいずれか１項記載の車
    両用ハイブリッド駆動装置。
  14. 【請求項１４】 前記始動制御手段は、エンジン始動
    後、モータジェネレータの出力トルクをスイープダウン
    させ、エンジンのスロットル開度を開く終了制御手段を
    含む、請求項１〜１３のいずれか１項記載の車両用ハイ
    ブリッド駆動装置。
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