混合动力车辆的发动机启动控制装置的制作方法

专利名称：混合动力车辆的发动机启动控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及安装内燃机(以下称作“发动机”)和电动机(电动机/发电机，以下称作“电动机”)作为动力源并在发动机和电动机之间安装有接合装置的混合动力车辆中的发动机的启动控制装置。
背景技术：
以往，在上述混合动力车辆中，作为用于在仅利用电动机的驱动力的行驶中(以下称作“电气行驶”)使发动机启动的技术，已知有如下技术。在下述专利文献1中公开有如下的混合动力车辆的发动机启动方法在发动机转速达到能够启动发动机时，发出发动机启动指令，然后逐渐降低作为接合装置的离合器的联结力，由此抑制伴随在发动机启动时产生的扭矩变动的振动。此外，在下述专利文献2中公开有如下的发动机启动控制装置作为接合装置，在发动机与电动机之间安装第1离合器，并且在电动机与驱动轮之间安装第2离合器，从而构成混合动力驱动系统，在这种混合动力车辆中，在利用电动机的驱动的电气行驶中启动发动机时，在电气行驶中可实现的驱动力的范围内实现请求驱动力，然后，通过对第1离合器进行滑动联结来进行发动机启动，能够防止在发动机启动时驾驶员的无意识的驱动力脱落。现有技术文献专利文献专利文献1 日本专利第3912368号公报专利文献2 日本特开2007-69790号公报

发明内容
发明要解决的课题但是，上述现有技术存在以下问题。在专利文献1的技术中，在发动机启动指令后，逐渐降低离合器的联结力，因此， 如果在发动机实际启动之前负荷增大，则有时导致发送机转速降低，而无法进行发动机启动。此外，在专利文献2的技术中，为了实现发送机启动所需要的请求驱动力，设第1 离合器的传递扭矩容量为传递发送机启动所需要的最低限度的扭矩的扭矩容量，设该扭矩容量与产生目标驱动力的扭矩之和为电动机的输出。因此，需要运算第1离合器的传递扭矩容量，从而使发动机启动控制装置的处理增大。本发明的目的在于，为了解决上述问题，提供一种启动控制装置，在混合动力车辆中，即使在请求启动后发动机实际启动之前负荷增大，也不会降低发动机转速，并且也不需要运算启动所需要的接合装置的传递扭矩容量(接合容量)。用于解决课题的手段
本发明的启动控制装置在作为动力源具有内燃机和电动机的混合动力车辆仅利用电动机的驱动力行驶的电气行驶中，联结安装于电动机和内燃机之间的接合装置，利用电动机的动力启动内燃机，根据启动的控制方式分成以下的3种方式。第1方式的特征在于，在电气行驶中发出启动指令时，判定从所述电动机传递到所述接合装置的电动机转速(Ms)是否在所述内燃机的怠速转速(Ei)以下，在判定为所述电动机转速(Ms)在所述怠速转速(Ei)以下的情况下，在低速模式下控制内燃机的启动，其中，关于所述低速模式，由内燃机转速(Ne)与所述电动机转速(Ms)之比确定的接合率越小于1，则将接合容量设定得越大，当所述接合率在1以上时，将接合容量设为0，在判定为所述电动机转速(Ms)大于所述怠速转速(Ei)的情况下，在高速模式下控制内燃机的启动，其中，关于所述高速模式，由内燃机转速(Ne)与所述怠速转速(Ei)之比确定的怠速转速比越小于1，则将接合容量设定得越大，当所述怠速转速比在1以上时，将接合容量设为0。第2方式的特征在于，在电气行驶中发出启动指令时，判定从所述电动机传递到所述接合装置的电动机转速(Ms)是否在所述内燃机的怠速转速(Ei)以下，在判定为所述电动机转速(Ms)在所述怠速转速(Ei)以下的情况下，在低速模式下控制内燃机的启动，其中，关于所述低速模式，由内燃机转速(Ne)与所述电动机转速(Ms)之比确定的接合装置的接合率越小于1，则将接合容量设定得越大，当所述接合率在1以上时，将接合容量设为0。第3方式的特征在于，在电气行驶中发出启动指令时，判定从所述电动机传递到所述接合装置的电动机转速(Ms)是否在所述内燃机的怠速转速(Ei)以下，在判定为所述电动机转速(Ms)大于所述怠速转速(Ei)的情况下，在高速模式下控制内燃机的启动，其中，关于所述高速模式，由内燃机转速(Ne)与所述怠速转速(Ei)之比确定的怠速转速比越小于1，则将接合容量设定得越大，当所述怠速转速比在1以上时，将接合容量设为0。根据本发明，在电气行驶中出现启动请求的情况下，即使在内燃机实际启动之前负荷增大，也不会降低内燃机转速，并且也不需要运算内燃机启动所需要的接合容量，能够得到减轻启动控制处理负担的效果。更详细地说，在上述第1方式中，如果电动机转速(Ms)在内燃机的怠速转速(Ei) 以下，则接合率越小于1则将接合容量设定得越大，在电动机转速(Ms)大于内燃机的怠速转速(Ei)时，怠速转速比越小于1，则将接合容量设定得越大。由此，即使在内燃机实际启动之前负荷增大，电动机也能够输出不使内燃机转速(Ne)降低的扭矩。此外，由于如上所述地设定接合容量，因此也不需要运算内燃机启动所需要的接合容量。此外，在内燃机转速(Ne)逐渐增加而成为与电动机转速(Ms)相同的转速时，通过开放接合装置对内燃机进行点火，在没有从电动机传递扭矩的状态下也能够启动内燃机。此外，即使是接合率越小于1则将接合容量设定得越大、以及怠速转速比越小于1 则将接合容量设定得越大中的任意一方，也能得到本发明的上述效果。S卩，根据上述第2方式，在判定为所述电动机转速(Ms)在所述怠速转速(Ei)以下的情况下，在低速模式下控制内燃机的启动，关于所述低速模式，所述接合率越小于1，则将接合容量设定得越大，当所述接合率在1以上时，设接合容量为0。此外，根据上述第3方式，在判定为所述电动机转速(Ms)在所述怠速转速(Ei)以下的情况下，在高速模式下控制内燃机的启动，关于所述高速模式，所述怠速转速比越小于1，则将接合容量设定得越大，当所述怠速转速比在1以上时，设接合容量为0。总之，即使在内燃机实际启动之前负荷增大，电动机也能够输出不会使内燃机转速降低的扭矩。在上述第2或第3方式中，优选的是，进行控制，使得所述电动机产生将在所述低速模式或者所述高速模式下设定的接合容量与在电气行驶中启动内燃机所需的请求驱动力相加而得到的扭矩(第4方式)。根据该方式，电动机能够输出将接合容量与请求驱动力相加而得到的扭矩，因此， 即使施加更大的负荷，也能够防止内燃机转速的降低。在上述第1 第4方式中，优选的是，所述启动请求例如是在车辆的行驶速度大于预定的可启动速度时出现的(第5方式)。由此，通过在车速达到可启动速度以上之后进行启动控制，能够更可靠地实现内燃机的启动。在上述第1 第5方式中，优选的是，所述混合动力车辆具有通过变速比不同的2 个路径将所述驱动源的动力传递到驱动轮的动力装置，所述电动机与所述2个路径中的一方连接，在判定为所述电动机转速(Ms)在所述内燃机的怠速转速(Ei)以下的情况下，将与所述电动机连接的路径从一方变更成另一方，判定从所述电动机经由该连接的路径传递的电动机转速(Ms)是否在所述内燃机的怠速转速(Ei)以下(第6方式)。由此，动力装置将驱动源的动力通过2个路径传递到驱动轮。变速比按照每个路径而不同，因而从电动机传递到内燃机的电动机转速(Ms)也按照路径而改变。因此，在电动机转速(Ms)在内燃机的怠速转速(Ei)以下时，也能够通过判定经由没有与电动机连接的路径传递的电动机转速(Ms)是否在内燃机的怠速转速(Ei)以下，使用适于启动的转速来启动内燃机。在上述第6方式中，优选的是，在产生所述电动机的电源的SOC(Mate of Charge 充电状态)在预定值以下的情况、所述电动机的温度在预定值以上或者所述电动机异常的情况中的任意一方或者双方时，变更与所述电动机连接的路径，经由该连接的路径启动所述内燃机(第7方式)。由此，在不能如通常那样使电动机工作的状态(例如电动机的电源的SOC在预定值以下的情况、电动机的温度在预定值以上或者电动机异常的情况)下，变更没有与电动机连接的路径，经由该连接的路径启动内燃机。由此，不管电动机的状态如何，都能够使传递到内燃机的电动机转速(Ms)成为适于启动内燃机的转速。


图1是示出具有本发明启动控制装置的混合动力车辆的动力装置的结构的图。图2是图1的动力装置的切换机构的速度线图。图3是用于内燃机启动控制的条件判定处理的流程图。图4是示出电动机转速在怠速转速以下的低速模式下的启动控制处理的流程图。图5是示出电动机转速大于怠速转速的高速模式下的启动控制处理的流程图。图6是表示在图4的启动控制处理中进行的内燃机启动时的请求驱动力、接合率、 接合容量等的时间变化的时序图。图7是表示在图5的启动控制处理中进行的内燃机启动时的请求驱动力、接合率、 接合容量等的时间变化的时序图。图8是示出其它实施方式中的用于启动控制的条件判定处理的流程图。
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图9是示出混合动力车辆使用的动力装置的其它方式的图。
具体实施例方式图1示出在具有本发明启动控制装置的混合动力车辆上安装的动力装置的结构例。该动力装置具有自动变速器31、内燃机(发动机)ENG以及电动机(电动机/发电机)MG，将发动机ENG的动力从输入轴32传递到变速器31，另一方面，将电动机MG的动力从行星齿轮机构PG传递到变速器31，能够从变速器1的输出部件33经由差动齿轮单元驱动进行旋转驱动的车轴。在该动力装置中，发动机ENG是通过燃烧汽油、轻油、酒精等燃料而产生动力(扭矩)的内燃机，具有用于将产生的动力输出到外部的输出轴(曲轴)。该发动机与通常的汽车的发动机同样，通过控制未图示的进气路径具有的节流阀的开度(即控制发动机的吸入空气量)，调节从发动机经由输出轴输出的动力。自动变速器31具有传递发动机ENG的驱动力(输出扭矩)的输入轴32、由经由图外的差动齿轮单元向作为驱动轮的左右的前轮输出动力的输出齿轮构成的输出部件33以及变速比不同的多个齿轮列G2 G5。此外，自动变速器31具有第1输入轴34，其旋转自如地轴支承确立在变速比顺序中第奇数个的各个变速档的奇数齿轮列G3、G5的驱动齿轮G3a、G5a ；第2输入轴35，其旋转自如地轴支承确立在变速比顺序中第偶数个的变速档的偶数齿轮列G2、G4的驱动齿轮G2a、G4a ；以及回动(reverse)轴36，其旋转自如地轴支承回动齿轮(reverse gear) GR0 另外，第1输入轴；34被配置在与发动机输出轴2相同的轴线上，第2输入轴35以及回动轴 36与第1输入轴；34平行地配置。此外，自动变速器31具有怠速齿轮列Gi，该怠速齿轮列Gi由如下齿轮构成怠速驱动齿轮Gia，其旋转自如地轴支承于第1输入轴34 ；第1怠速从动齿轮Gib，其固定于怠速轴37，与怠速驱动齿轮Gia啮合；第2怠速从动齿轮Gic，其固定于第2输入轴35 ；以及第3怠速从动齿轮Gid，其固定于回动轴36，与第1怠速驱动齿轮Gib啮合。另外，怠速轴 37与第1输入轴；34平行地配置。自动变速器31具有由液压工作式的干式摩擦离合器或湿式摩擦离合器构成的第 1离合器Cl和第2离合器C2。第1离合器Cl可自如地切换成能够改变传递程度而使传递到发动机输出轴2的发动机ENG的驱动力传递到第1输入轴34的传递状态、和切断该传递的开放状态。第2离合器C2可自如地切换成能够改变传递程度而使传递到发动机输出轴 2的发动机ENG的驱动力传递到第2输入轴35的传递状态、和切断该传递的开放状态。在联结第2离合器C2而成为传递状态时，发动机输出轴2经由第1怠速驱动齿轮Gib以及第 2怠速驱动齿轮Gic与第2输入轴35连接。两个离合器Cl、C2优选是通过电气式致动器而进行动作，以便快速地切换状态。 另外，两个离合器Cl、C2也可以是通过液压式致动器而进行动作。此外，在自动变速器31中，在与发动机输出轴2同轴的位置上配置有作为差动旋转机构的行星齿轮机构PG。行星齿轮机构PG由单一小齿轮型构成，该单一小齿轮型由太阳齿轮Sa、齿圈Ra、以及自转和公转自如地对与太阳齿轮M以及齿圈Ra啮合的小齿轮1 进行轴支承的行星架Ca构成。按照速度线图(能够用直线表示各旋转要素的相对旋转速度的图)中与齿数比对应的间隔的排列顺序，从太阳齿轮M —侧起将由行星齿轮机构PG的太阳齿轮Μ、行星架 Ca以及齿圈Ra构成的3个旋转要素分别设为第1旋转要素、第2旋转要素、第3旋转要素时，第1旋转要素为太阳齿轮Μ，第2旋转要素为行星架Ca，第3旋转要素为齿圈Ra。并且，设行星齿轮机构PG的齿数比(齿圈Ra的齿数/太阳齿轮M的齿数)为g， 作为第1旋转要素的太阳齿轮与作为第2旋转要素的行星架Ca之间的间隔、和作为第 2旋转要素的行星架Ca与作为第3旋转要素的齿圈Ra之间的间隔的比为g 1。作为第1旋转要素的太阳齿轮M固定于第1输入轴34。作为第2旋转要素的行星架Ca与三速齿轮列G3的三速驱动齿轮G3a连接。作为第3旋转要素的齿圈Ra通过锁定机构Rl自由解除地固定于变速器箱等不动部上。锁定机构Rl由可自如切换成将齿圈Ra固定于不动部的固定状态、或者齿圈Ra为旋转自如的开放状态的任意一种状态的同步啮合(Synchro mesh)机构构成。另外，锁定机构Rl不限于同步啮合机构，除了基于套管(sleeve)等的摩擦接合解除机构以外，还可以由湿式多板制动器、轮毂制动器、带式制动器等制动器和单向离合器、 双向离合器等构成。此外，行星齿轮机构PG也可以由双联小齿轮型构成，该双联小齿轮型由太阳齿轮、齿圈以及齿轮架构成，该齿轮架自转和公转自如地轴支承相互啮合、且一方与太阳齿轮啮合另一方与齿圈啮合的一对小齿轮Pa、Pa’。在该情况下，例如，只要将太阳齿轮M(第1旋转要素)固定于第1输入轴34，将齿圈(第2旋转要素)与三速齿轮列G3的三速驱动齿轮G3a连接，将齿轮架(第3旋转要素)用锁定机构Rl解除自如地固定于不动部上即可。在行星齿轮机构PG的径向外方配置有中空的电动机MG。换言之，行星齿轮机构 PG配置于中空的电动机MG的内方。电动机MG具有定子MGa和转子M(ib。此外，电动机MG根据ECP的指示信号，经由PDU (电力驱动单元)进行控制。E⑶ 将PDU适当切换成消耗蓄电池BATT的电力而驱动电动机MG的驱动状态、和抑制转子MGb 的旋转力而经由PDU将发电后的电力充入蓄电池BATT的再生状态。另外，虽然省略图示，但是低压电池向该车辆的车载设备提供电力，输出12V的电压。此外，可根据E⑶的控制信号，经由DC/DC转换器(省略图示)将蓄电池BATT的电力充入低压电池。电流传感器22可检测流入电动机MG的电流值，E⑶经由PDU接收电流传感器22 检测到的电流值作为信号。在轴支承输出部件33的输出轴33a上固定有与二速驱动齿轮G2a以及三速驱动齿轮G3a啮合的第1从动齿轮Gol。在输出轴33a上固定有与四速驱动齿轮G4a以及五速驱动齿轮G5a啮合的第2从动齿轮Go2。这样，二速齿轮列G2和三速齿轮列G3的从动齿轮、以及四速齿轮列G4和五速齿轮列G5的从动齿轮分别由1个齿轮Gol、Go2构成，由此能够缩短自动变速器的轴长，能够提高对FF(前轮驱动)方式的车辆的安装性。此外，在第1输入轴34上固定有与回动齿轮GR啮合的回动从动齿轮GRa。在第1输入轴34上设有作为第1选择单元的第1啮合机构SMl，该第1啮合机构SMl由同步啮合机构构成，可自如地切换选择为连接三速驱动齿轮G3a与第1输入轴34的三速侧连接状态、连接五速驱动齿轮Gfe与第1输入轴34的五速侧连接状态、切断三速驱动齿轮G3a以及五速驱动齿轮Gfe与第1输入轴34的连接的空档(neutral)状态、以及一速档建立状态中的任意一个状态，该一速档建立状态是通过使锁定机构Rl成为固定状态而实现。在第2输入轴35上设有作为第2选择单元的第2啮合机构SM2,该第2啮合机构 SM2由同步啮合机构构成，可自如地切换选择为连接二速驱动齿轮Gh与第2输入轴35的二速侧连接状态、连接四速驱动齿轮(Ma与第2输入轴35的四速侧连接状态、以及切断二速驱动齿轮G2a以及四速驱动齿轮(Ma与第2输入轴35的连接的空档状态中的任意一个状态。在回动轴36上设有第3啮合机构SM3，该第3啮合机构SM3由同步啮合机构构成， 可自如地切换选择为连接回动齿轮GR与回动轴36的连接状态、以及切断该连接的空档状态中的任意一个状态。图1的自动变速器31是五速档的变速器，但是也可以是追加齿数后的七速档的变
速器ο接着，说明上述构成的自动变速器31的动作。在自动变速器31中，通过使第1离合器Cl接合，能够使用电动机MG的驱动力启动发动机ENG。1)使用发动机ENG的驱动力确立一速档的情况通过锁定机构Rl使行星齿轮机构PG的齿圈Ra成为固定状态，联结第1离合器Cl 而成为传递状态。在该情况下，发动机ENG的驱动力经由发动机输出轴2、第1离合器Cl、第1输入轴34输入到行星齿轮机构PG的太阳齿轮Μ，输入到发动机输出轴2的发动机ENG的转速被减速至1/ (g+1)，经由齿轮架Ca传递到三速驱动齿轮G3a。设由三速驱动齿轮G3a和第1从动齿轮Gol构成的三速齿轮列G3的齿数比(三速驱动齿轮G3a的齿数/第1从动齿轮Gol的齿数)为i，传递到三速驱动齿轮G3a的驱动力被变速至1/i (g+1)，经由第1从动齿轮Gol和输出轴33a从输出部件33输出，确立一速档。这样，在自动变速器31中，能够用行星齿轮机构PG和三速齿轮列确立一速档，因而不需要一速档专用的啮合机构。并且，在电动机MG内设置可确立该一速档的行星齿轮机构PG，由此能够缩短自动变速器的轴长。另外，在一速档中，车辆处于减速状态，并且E⑶按照蓄电池BATT的剩余容量 (充电率)SOC进行减速再生运转，该减速再生运转是通过用电动机MG施加制动来进行发电。此外，可按照蓄电池BATT的SOC来驱动电动机MG，进行辅助发动机ENG的驱动力的 HEV (Hybrid Electric Vehicle)行驶或者仅利用发动机ENG的驱动力行驶的EV (Electric Vehicle)行驶。此外，在EV行驶中容许车辆减速的状态且车辆速度在一定速度以上的情况下，通过逐渐联结第1离合器Cl，不必使用电动机MG的驱动力而使用车辆的运动能量来启动发动机 ENG。
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此外，在ECU根据车辆速度或油门踏板的开度等车辆信息预测到在一速档下行驶中升档至二速档的情况下，使第2啮合机构SM2成为连接二速驱动齿轮G2a与第2输入轴 35的二速侧连接状态或者靠近该状态的预变档状态。2)使用发动机ENG的驱动力确立二速档的情况使第2啮合机构SM2成为连接二速驱动齿轮Gh与第2输入轴35的二速侧连接状态，联结第2离合器C2而成为传递状态。在该情况下，发动机ENG的驱动力经由第2离合器C2、怠速齿轮列Gi、第2输入轴 35、二速齿轮列G2以及输出轴33a从输出部件33输出。在该二速档中，在E⑶预测到升档的情况下，使第1啮合机构SMl成为连接三速驱动齿轮G3a与第1输入轴34的三速侧连接状态或者靠近该状态的预变档状态。另一方面，在E⑶预测到降档的情况下，使第1啮合机构SMl成为切断第三驱动齿轮G3a与第1输入轴34的连接的空档状态，使锁定机构Rl成为固定状态，确立基于行星齿轮机构PG的一速档的齿轮档。由此，仅通过使第1离合器Cl成为传递状态、使第2离合器C2成为开放状态，就能进行升档或者降档，能够在驱动力不中断的情况下灵活地进行这样的变速档的切换。此外，在二速档中，在车辆处于减速状态的情况下，E⑶按照蓄电池BATT的剩余容量SOC进行减速再生运转，但是该减速再生运转根据第1啮合机构SMl是三速侧连接状态还是空档状态而不同。S卩，在第1啮合机构SMl是三速侧连接状态的情况下，第三驱动齿轮G3a经由第1 输入轴34使电动机MG的转子MGb旋转，因而通过抑制该转子MGb旋转并施加制动，进行发电而进行再生，该第三驱动齿轮G3a通过利用第二驱动齿轮Gh而旋转的第1从动齿轮Gol 来进行旋转。另一方面，在第1啮合机构SMl是空档状态的情况下，使锁定机构Rl成为固定状态，由此使齿圈Ra的转速为“0”，对和与第1从动齿轮Gol啮合的第三驱动齿轮G3a—起旋转的齿轮架Ca的旋转，使与太阳齿轮M连接的电动机MG发电，由此施加制动而进行再生。此外，在二速档下进行HEV行驶的情况下，例如使第1啮合机构SMl成为连接三速驱动齿轮G3a与第1输入轴34的三速侧连接状态，使锁定机构Rl成为开放状态，由此使行星齿轮机构PG成为各旋转要素不能相对旋转的状态，将电动机MG的驱动力经由三速齿轮列G3传递到输出部件33，由此能够进行HEV行驶。或者，使第1啮合机构SMl成为空档状态，使锁定机构Rl成为固定状态，使齿圈Ra的转速为“0”，在一速档的路径下将电动机MG 的驱动力传递到第1从动齿轮Gol，由此也能够进行基于二速档的HEV行驶。3)使用发动机ENG的驱动力确立三速档的情况使第1啮合机构SMl成为连接三速驱动齿轮G3a与第1输入轴34的三速侧连接状态，联结第1离合器Cl而成为传递状态。在该情况下，发动机ENG的驱动力经由发动机输出轴2、第1离合器Cl、第1输入轴34、第1啮合机构SMl以及三速齿轮列G3传递到输出部件33，按照Ι/i的转速输出。在三速档中，第1啮合机构SMl处于连接三速驱动齿轮G3a与第1输入轴34的三速侧连接状态，因而行星齿轮机构PG的太阳齿轮&和齿轮架Ca相同地旋转。因此，行星齿轮机构PG的各旋转要素成为不能相对旋转的状态，如果用电动机MG向太阳齿轮&施加制动，则成为减速再生，如果用电动机MG向太阳齿轮M传递驱动力，则能够进行HEV行驶。此外，还能够开放第1离合器Cl，进行仅利用电动机MG的驱动力来行驶的EV行驶。在三速档中，ECU在根据车辆速度或油门踏板的开度等车辆信息预测到降档的情况下，使第2啮合机构SM2成为连接二速驱动齿轮Gh与第2输入轴35的二速侧连接状态或者靠近该状态的预变档状态，在预测到升档的情况下，使第2啮合机构SM2成为连接四速驱动齿轮G^与第2输入轴35的四速侧连接状态或者靠近该状态的预变档状态。由此，仅通过联结第2离合器C2而成为传递状态、开放第1离合器Cl而成为开放状态，就能进行变速档的切换，能够在驱动力不中断的情况下灵活地进行变速。4)使用发动机ENG的驱动力确立四速档的情况使第2啮合机构SM2成为连接四速驱动齿轮G^与第2输入轴35的四速侧连接状态，联结第2离合器C2而成为传递状态。在该情况下，发动机ENG的驱动力经由第2离合器C2、怠速齿轮列Gi、第2输入轴 35、四速齿轮列G4以及输出轴33a从输出部件33输出。在四速档下行驶时，ECU根据车辆信息预测到降档的情况下，使第1啮合机构SMl 成为连接三速驱动齿轮G3a与第1输入轴34的三速侧连接状态或者靠近该状态的预变档状态。另一方面，在ECU根据车辆信息预测到升档的情况下，使第1啮合机构SMl成为连接五速驱动齿轮Gfe与第1输入轴34的五速侧连接状态或者靠近该状态的预变档状态。由此，仅通过联结第1离合器Cl而成为传递状态，开放第2离合器C2而成为开放状态，就能进行降档或者升档，能够在驱动力不中断的情况下灵活地进行变速。在四速档下行驶时进行减速再生或者HEV行驶的情况下，ECU预测到降档时，使第 1啮合机构SMl成为连接三速驱动齿轮G3a与第1输入轴34的三速侧连接状态，如果用电动机MG施加制动则成为减速再生，如果传递驱动力则能够进行HEV行驶。在E⑶预测到升档时，使第1啮合机构SMl成为连接五速驱动齿轮G5a与第1输入轴34的五速侧连接状态，如果用电动机MG施加制动则成为减速再生，如果从电动机MG 传递驱动力则能够进行HEV行驶。5)使用发动机ENG的驱动力确立五速档的情况使第1啮合机构SMl成为连接五速驱动齿轮Gfe与第1输入轴34的五速侧连接状态。在五速档下，通过使第1离合器Cl成为传递状态而成为发动机ENG和电动机MG被直接连接的状态，因而如果从电动机MG输出驱动力，则能够进行HEV行驶，如果用电动机MG 施加制动进行发电，则能够进行减速再生。另外，在五速档下进行EV行驶的情况下，只要使第1离合器Cl成为开放状态即可。此外，在五速档下的EV行驶中，通过逐渐联结第1离合器Cl，能够进行发动机ENG的启动。ECU在五速档下行驶中根据车辆信息预测到向四速档的降档的情况下，使第2啮合机构SM2成为连接四速驱动齿轮G^与第2输入轴35的四速侧连接状态或者靠近该状态的预变档状态。由此，能够在驱动力不中断的情况下灵活地进行向四速档的降档。6)使用发动机ENG的驱动力确立倒档的情况
使锁定机构Rl成为固定状态，使第3啮合机构SM3成为连接回动齿轮GR和回动轴36的连接状态，联结第2离合器C2而成为传递状态。由此，发动机输出轴2的驱动力经由第2离合器C2、怠速齿轮列Gi、回动齿轮GR、回动从动齿轮GRa、太阳齿轮Sa、齿轮架Ca、 三速齿轮列G3以及输出轴33a而作为后退方向的旋转，从输出部件33输出，确立倒档。如上所述，图1的自动变速器31在进行升档或者降档时不中断驱动力，因而即使选择了一速档 五速档的任意一个齿轮档，也是使用对与当前使用的输入轴不同的输入轴设定的齿轮档。根据上述自动变速器31，如图2的点划线所示，能够确立输出的旋转速度比实线所示的通常的一速档还低的前进档，能够按照车辆状态选择更适当的前进档。由此，能够提高针对驾驶员操作的跟随性(驾驶性能)，并且提高燃料经济性。接着，说明本发明的实施方式的启动控制装置。本实施方式的发动机启动控制装置由存储有计算机程序的ECU构成，该计算机程序构成为，在具有图1所示的发动机ENG和电动机MG的混合动力车辆仅通过电动机MG的驱动力行驶的电气行驶中出现发动机启动请求时，进行以下的控制处理。首先，说明用于进行发动机启动控制的条件判定处理。如图3所示，首先判定车辆是否在电气行驶中(STl)，如果为“否”则等待到下一次判定时为止。另一方面，在判定为在电气行驶中的情况下，判定是否发出了发动机启动请求 (ST2)。在本实施方式中，在由已有的检测器检测而输入到ECU的车辆速度V在发动机可启动速度Vs以上时，视为有发动机启动请求，但是也可以在其它条件下判定启动请求。在上述ST2中V > Vs时，判定为有发动机启动请求，接着，E⑶判定从电动机MG经由第1驱动齿轮轴4传递到第1离合器CLl的转速(将其称作“电动机转速”)Ms是否在发动机ENG的怠速转速Ei以下(ST3)。其结果，如果Ms ^ Ei，则进行低速模式下的发动机启动控制(ST4)，如果Ms >Ei，则进行高速模式下的发动机启动控制(ST5)。以下，说明发动机启动控制。关于低速模式下的发动机启动控制，由发动机转速Ne与上述电动机转速Ms之比确定的离合器接合率(接合装置的接合率)越小于小，则将离合器容量(接合容量)设定得越大，当接合率在1以上时将离合器容量设为0。详细地说，如图4所示，首先运算接合率(ST41)。即，根据由预定的检测器检测而输入到ECU的电动机转速Ms和发动机转速Ne得到接合率。接着，判定该接合率是否比1小(ST42)，在接合率< 1的情况下，根据预先设定的 “接合率与离合器容量的关系”决定离合器容量(ST43)。其如ST43的框的曲线图所示，在接合率为0和1之间时，被设定成离合器容量随着接合率的增加而直线状地减少的反比例关系(实线)。或者，也可以设定成曲线状地减少的关系O条虚线)，而不是直线状。其是预先进行试验并按照试验结果适当设定的。总之是根据图中的曲线图所示的“接合率与离合器容量的关系”，接合率越小于1则将离合器容量设定为越大的值。此外，如果接合率是1或者大于1的值，则将离合器容量设为0(ST44)。然后，将如上所述设定的离合器容量与发动机启动所需要的驱动力(请求驱动力)相加而成为电动机容量(扭矩)(ST45)，控制电动机MG输出该扭矩。根据上述低速模式下的发动机启动控制，在启动发动机时，请求驱动力、接合率、离合器容量、电动机扭矩、发动机扭矩、发动机转速以及电动机转速随着时间的经过而分别如图6所示那样变化。另一方面，关于高速模式下的发动机启动控制，由发动机转速Ne与上述怠速转速 Ei之比确定的怠速转速比越小于1，则将离合器容量设定得越大，在怠速转速比在1以上时，将离合器容量设为0。详细地说，如图5所示，首先，运算上述怠速转速比(ST51)。即，根据由预定的检测器检测而输入到ECU的怠速转速Ei和发动机转速Ne得到怠速转速比。接着，判定该怠速转速比是否比1小(ST52)，在怠速转速比< 1的情况下，根据预先设定的“怠速转速比与离合器容量的关系”决定离合器容量(ST53)。其在ST53的框的曲线图所示，在怠速转速比为0和1之间时，被设定成离合器容量随着怠速转速比的增加而直线状地减少的反比例关系(实线)。或者，也可以设定成曲线状地减少的关系O条虚线) 而不是直线状。总之是根据图中的曲线图所示的“怠速转速比与离合器容量的关系”，怠速转速比越小于1则将离合器容量设定为越大的值。此外，如果怠速转速比是1或者大于1的值，则将离合器容量设为0(ST54)。然后，将如上所述决定的离合器容量与发动机启动所需要的驱动力(请求驱动力)相加而成为电动机容量(ST55)，控制电动机MG输出该扭矩。根据上述高速模式下的发动机启动控制，在启动发动机时，请求驱动力、接合率、 离合器容量、电动机扭矩、发动机扭矩、发动机转速以及电动机转速随着时间的经过而分别如图7所示那样变化。如上所述，说明了实施方式，但是，本发明的发动机启动控制装置不限于进行上述低速模式下的发动机启动控制(图4)和高速模式下的发动机启动控制(图幻双方，只要进行至少一方的启动控制处理即可。通过该发动机启动装置，当电动机转速Ms在怠速转速Ei以下时，如果发动机转速 Ne与电动机转速Ms之比为1，则使离合器成为切断状态。通过喷射燃料进行点火，将发动机转速Ne从使离合器成为切断状态时的转速转移到可稳定运转的转速。此时，由于离合器处于切断状态，因而不会将发动机ENG的扭矩变动传递到足轴(足轴)(例如车轮)，能够更自如地将发动机转速Ne设定成电动机转速Ms以上的转速。此外，当电动机转速Ms在怠速转速Ei以上时，仅检测可转移到稳定运转的怠速转速Ei即可，能够容易地进行控制。因此，在发动机启动控制中，不需要运算离合器的传递扭矩容量，能够抑制发动机启动控制装置处理的增大。此外，当电动机转速Ms在怠速转速Ei以上时，通过使离合器为切断状态，能够使发动机ENG的扭矩变动不传递到足轴。接着，说明用于在上述构成的动力装置中进行发动机启动控制的条件判定处理的另一个例子。图8示出其它实施方式的条件判定处理的流程图。在此，步骤STlOl ST103与图3的STl ST3相同，因而省略说明。如果ST103的判定结果是Ms >Ei，则进行高速模式下的发动机启动控制 (ST104)。该处理与图3的ST5相同，因而省略说明。如果ST103的判定结果是Ms彡Ei，则求出路径变更时的电动机转速Ms (ST105)。在图1的自动变速器31中，作为传递来自驱动源的驱动力的路径，存在经由第1输入轴34 的路径和经由第2输入轴35的路径这2个路径。在经由第1输入轴34的路径(以下称作“第1路径”)启动发动机的情况下，确立一速档、三速档以及五速档中的任意一者，进一步联结第1离合器Cl，由此能够将电动机 MG的旋转传递到发动机ENG。在经由第2输入轴35的路径(以下称作“第2路径”)启动发动机的情况下，确立二速档或者四速档，进一步联结第2离合器C2，由此能够将电动机MG 的旋转传递到发动机ENG。如上所述，由于电动机MG与第1输入轴34连接，因而第1输入轴34的转速与电动机转速Ms相同。并且，在联结了第1离合器Cl时，发动机输出轴2的转速与电动机转速 Ms相同。因此，在通过第1路径启动发动机的情况下，电动机转速Ms与发动机ENG的转速相同。另一方面，第2输入轴35经由“第1输入轴；34”、“三速驱动齿轮G3或者五速驱动齿轮G5”、“第1从动齿轮Gol或者第2从动齿轮Go2”以及“二速驱动齿轮G2或者四速驱动齿轮G4”与电动机MG连接。并且，在联结了第2离合器C2时，发动机输出轴2经由怠速齿轮列Gi与第2输入轴35连接。因此，在通过第2路径启动发动机的情况下，电动机转速 Ms被变速而使发动机输出轴2旋转，因而电动机转速Ms与发动机ENG的转速不同。因此，在本步骤ST105中，在二速侧连接状态或者四速侧连接状态时分别求出传递到发动机ENG的电动机转速Ms，判定其是否在发动机ENG的怠速转速Ei以下(ST106)。 此时的电动机转速Ms如下求出。将自动变速器31的各变速档或怠速齿轮列的变速比预先存储于ECU的存储器，根据电动机MG的实际的转速和变速比，计算求出传递到发动机ENG 的电动机转速Ms。该第1路径和第2路径相当于本发明的将驱动减的动力传递到驱动轮的2个路径。此外，步骤ST105、ST106的处理在本发明中相当于将与电动机连接的路径从一方变更成另一方，判定经由该连接的路径从电动机传递的电动机转速是否在发动机的怠速转速以下。然后，如果Ms >Ei，则变更路径(ST107)，进行高速模式下的发动机启动控制 (ST104)。在变更路径时，在二速侧连接状态时Ms > Ei的情况下设为二速侧连接状态，在四速侧连接状态时Ms > Ei的情况下设为四速侧连接状态。然后，如果Ms彡Ei，则确认蓄电池BATT和电动机MG的状态(ST108)，判定它们的状态是否处于最好是变更路径的状态(ST109)。步骤ST108和ST109的详细情况如后所述。在可以不变更路径的状态时，进行低速模式下的发动机启动控制(STllO)，在最好是变更路径的状态时，变更路径(STlll)，进行低速模式下的发动机启动控制(STllO)。低速模式下的发动机启动控制与图3的步骤ST4相同，因而省略说明。当低速模式下和高速模式下的发动机启动控制结束时，结束本控制处理。接着，说明上述步骤ST108和步骤ST109的处理。在此，在“蓄电池BATT的SOC在预定值α以下时”、“电动机MG的温度在预定值 β以上时”以及“电动机MG产生异常时”中的至少任意一个状态时，视为最好是变更路径的状态，经由第2路径启动发动机ENG。1)蓄电池BATT的SOC在预定值α以下时
预定值α被设定成可判别是否是足以持续EV行驶的值的值。S卩，在蓄电池BATT 的SOC在预定值α以下时，不足以持续EV行驶，因而对电动机MG施加大负荷是不理想的状态。在该情况下，为了减轻电动机MG的负荷，设定成比当前行驶中的变速档低的变速档而启动发动机。例如，在通过三速档进行EV行驶时，将路径变更成二速档。二速档的变速比(输入转速除以输出转速而得到的比)大于三速档，因而即使在电动机MG的转速相同的情况下传递到发动机ENG的转速也比三速档时大。因此，能够增加传递到发动机ENG的转速而不增大电动机MG的负荷。2)电动机MG的温度在预定值β以上时一般在高温的情况下，电动机MG的能量效率变差。这是因为温度越高，用于使电动机MG的旋转轴(第1输入轴34)旋转的磁力越低，电动机MG输出的驱动力减少。在这样的状态下，当增大电动机MG的负荷时，能量损失增加，燃料消耗量增多。因此，为了增大传递到发动机ENG的转速而不增大电动机MG的负荷，设定成比当前行驶中的变速档低的变速档而启动发动机。由此，与“蓄电池BATT的SOC在预定值α以下时”相同， 变速比变大，因而即使在电动机MG的转速相同的情况下，传递到发动机ENG的转速也增大。因此，能够增加传递到发动机ENG的转速而不增大电动机MG的负荷，因而能够抑制燃料消耗量的增加。3)电动机MG产生异常时作为电动机MG的状态异常，假定不能开放从电动机MG到蓄电池BATT的充电路径的异常(以下称作“开放异常”)。开放异常是在进行电动机MG的电流开闭的接触器(电磁接触器)产生异常而不能开放时产生的。即，在产生开放异常时，在电动机MG旋转时始终进行发电，与蓄电池BATT 的SOC无关地进行充电。因此，在蓄电池BATT的SOC高的情况下进一步进行充电，由于过充电而损伤蓄电池BATT的可能性变高。是否产生开放异常的判定是通过判定电流传感器(省略图示)检测到的电动机MG 的电流值是否在预先确定的范围外而进行的。在范围外时判定为异常状态，在范围内时判定为正常状态。在产生了开放异常时，在电动机MG旋转时始终进行发电，因而需要使得不会由于过充电而损伤蓄电池ΒΑΤΤ。因此，为了降低蓄电池BATT的S0C，设定成比当前行驶中的变速档高的变速档而启动发动机，以使电动机MG的负荷增大。例如，在通过三速档进行EV行驶时，将路径变更成四速档。四速档的变速比小于三速档，因而即使在电动机MG的转速相同的情况下传递到发动机ENG的转速也比三速档时大。由此，能够在降低蓄电池BATT的SOC的同时启动发动机ENG。在此，作为电动机MG的异常举出了开放异常，但是在产生了其它异常的情况下， 也可以变更成第2路径以便能够防止电动机MG或者蓄电池BATT的损伤。在该异常中，在最好是使电动机MG的负荷增大的情况下，进行变速比变小的偶数档的选择(例如从三速档升档到四速档)，在最好是使电动机MG的负荷减少的情况下，进行变速比变大的偶数档的选择(例如从三速档降档到二速档)。通过上述步骤ST108、ST109、STlll的处理变更成第2路径，在本发明中相当于
15在产生了电动机的电源的SOC在预定值以下的情况和电动机的温度在预定值以上或者电动机异常的情况下中的任意一方或者双方时，变更与电动机连接的路径，经由该连接的路径启动发送机。如上所述，即使在电动机转速Ms在发动机ENG的怠速转速Ei以下时，根据情况， 也能够启动发动机ENG而不会增大电动机MG的负荷。此外，根据电动机MG和蓄电池BATT 的状态，能够启动发动机ENG，以便防止它们的损伤。最后，由本发明的启动控制装置控制的动力装置不限于图1的结构，也可以如图9 所示构成。该动力装置具有自动变速器1、内燃机(发动机)ENG以及电动机(电动机/发电机)MG，将发动机ENG的动力从输入轴2传递到变速器1，另一方面，将电动机MG的动力从行星齿轮机构PG传递到变速器1，从变速器1的输出部件3传递到固定于经由差动齿轮单元DG驱动旋转的车轴的一对驱动轮DW、Dff,从而能够对驱动轮进行驱动。在图9所示的动力装置中，自动变速器1除了与发动机输出轴联动旋转的输入轴2 和输出动力的输出齿轮构成的输出部件3以外还具有变速比不同的多个齿轮列G2 G5 ； 第1驱动齿轮轴4，其旋转自如地轴支承按照变速比顺序第奇数个的各变速档的齿轮列G3、 G5的驱动齿轮G3a、G5a ；第2驱动齿轮轴5，其旋转自如地轴支承按照变速比顺序第偶数个的各变速档的齿轮列G2、G4的驱动齿轮G2a、G4a ；回动轴6，其旋转自如地轴支承回动齿轮 GR;以及怠速齿轮列Gi。怠速齿轮列Gi由旋转自如地轴支承于第1驱动齿轮轴4的怠速驱动齿轮Gia、固定于回动轴6且与怠速驱动齿轮Gia啮合的第1怠速从动齿轮Gib、以及固定于第2驱动齿轮轴5的第2怠速从动齿轮Gic构成。第1驱动齿轮轴4配置于与输入轴2相同的轴线上，第2驱动齿轮轴5与第1驱动齿轮轴4平行地配置。输入轴2的旋转经由第1离合器Cl解除自如地传递到第1驱动齿轮轴4，经由第2离合器C2解除自如地传递到怠速驱动齿轮Gia。即，输入轴2的旋转经由第2离合器C2和怠速齿轮列Gi解除自如地传递到第2驱动齿轮轴5。上述第1离合器CL1、第2离合器CL2是摩擦接合机构构成的离合器(可选择性地动作成连接状态和切断状态的离合器)机构(相当于本发明中的接合装置)，该摩擦接合机构在后述的ECU的控制下进行动作，使得连接或者切断变速器输入轴2与第1驱动齿轮轴 4或者第2驱动齿轮轴5之间。此外，在与上述第1驱动齿轮轴4相同的轴上配置有行星齿轮机构PG。行星齿轮机构PG由单一小齿轮型构成，该单一小齿轮型由太阳齿轮Sa、齿圈Ra、以及行星架Ca构成，该行星架Ca自转和公转自如地轴支承与太阳齿轮M以及齿圈Ra啮合的小齿轮1^。按照图2所示的速度线图中与齿数比对应的间隔的排列顺序，从左侧起将由行星齿轮机构PG的太阳齿轮Μ、行星架Ca以及齿圈Ra构成的3个要素分别设为第1要素、第 2要素、第3要素时，第1要素为太阳齿轮Μ，第2要素为行星架Ca，第3要素为齿圈Ra。第1要素的太阳齿轮M固定于第1驱动齿轮轴4。第2要素的行星架Ca与三速齿轮列G3的三速驱动齿轮G3a连接。第3要素的齿圈Ra通过制动器解除自如地固定于变速器箱(省略图示)上。该制动器由可自如切换成允许正转(前进方向的旋转)阻止逆转(后退方向的旋转)的状态、或者阻止正转允许逆转的状态中的任意一个状态的双向离合器构成。或者，不限于双向离合器，也可以由湿式多板制动器、带式制动器等其它制动器构成。电动机MG配置在行星齿轮机构PG的径向外方。换言之，行星齿轮机构PG配置于中空的电动机MG的内方。在此，电动机MG是三相DC无刷电动机，具有旋转自如地支承在其中空壳体内的转子(旋转体)MGb、在该转子的周围固定于壳体的定子MGa。在转子MGb 上安装有多个永久磁铁，在定子Mfe上安装有三相的线圈(电枢绕组)。另外，电动机MG的壳体固定设置于动力装置的外壳等相对于车体静止的不动部。电动机MG的线圈经由作为包含转换(inverter)电路的驱动电路的电力驱动单元 (PDU)与作为直流电源的电池(BATT)电连接。此外，PDU与包含电动机MG进行动力装置的动作控制的电子控制单元(EOT)电连接。并且，E⑶经由PDU控制流入线圈的电流，由此调整电动机MG从转子MGb输出的动力(扭矩)。在该情况下，通过控制PDU，电动机MG可进行动力运行运转和再生运转，该动力运行运转是通过从电池提供的电能量在转子M(ib上产生动力运行转矩，该再生运转是通过从外部经由行星齿轮机构PG向转子MGb提供的机械能量(旋转能量)发电，将其发电能量充入电池，并且在转子上产生再生扭矩(发电制动扭矩)。如上所述，是根据作为控制器的E⑶的指示信号经由PDU来控制电动机MG。E⑶ 将PDU适当切换成消耗二次电池(BATT)的电力驱动电动机MG的驱动状态、以及抑制转子 MGb的旋转力而进行发电，经由PDU将该发电的电力充入二次电池BATT的再生状态。E⑶是包含CPU、RAM、ROM、接口电路等的电子电路单元，通过执行由预先安装的程序规定的控制处理进行动力装置的动作控制。在该情况下，作为由ECU的控制处理实现的功能，除了经由PDU控制电动机MG的运转的功能(也包含由此进行发动机的启动控制的情况)以外，还具有经由未图示的节流阀用的致动器等发动机控制用致动器来控制发动机运转的功能、经由未图示的致动器或者驱动电路来控制第1离合器CL1、第2离合器CL2的动作的功能。回动齿轮GR旋转自如地轴支承于回动轴6。与二速驱动齿轮G2a以及三速驱动齿轮G3a啮合的第1从动齿轮Gol旋转自如地轴支承于输出轴3a，该输出轴3a轴支承输出部件3。此外，与四速驱动齿轮G4a以及五速驱动齿轮Gfe啮合的第2从动齿轮Go2固定于输出车由3 a, ο这样，通过用1个齿轮Go 1、Go2构成二速齿轮列G2和三速齿轮列G3的从动齿轮以及四速齿轮列G4和五速齿轮列G5的从动齿轮，能够缩短自动变速器的轴长，能够提高 FF(前轮驱动)方式的车辆的安装性。在第1驱动齿轮轴4上设有由同步啮合机构构成的第1啮合机构SM1。其可自如切换成连接三速驱动齿轮G3a与第1驱动齿轮轴4的状态、连接五速驱动齿轮Gfe与第1 驱动齿轮轴4的状态、以及切断三速驱动齿轮G3a以及五速驱动齿轮Gfe与第1驱动齿轮轴4的连接的状态这3个状态中的任意一个状态。在第2驱动齿轮轴5上设有由同步啮合机构构成的第2啮合机构SM2。其可自如切换成连接二速驱动齿轮Gh与第2驱动齿轮轴5的状态、连接四速驱动齿轮Gfe与第2 驱动齿轮轴5的状态、以及切断二速驱动齿轮G2a以及四速驱动齿轮Gfe与第2驱动齿轮轴5的连接的状态这3个状态中的任意一个状态。
在输出轴3a上设有由同步啮合机构构成的第3啮合机构SM3，该第3啮合机构SM3 可自如切换成连接第1从动齿轮Gol与输出轴3a的状态和切断该连接的状态中的任意一个状态。在回动轴6上设有由同步啮合机构构成的第4啮合机构SM4，该第4啮合机构SM4 可自如切换成连接回动齿轮GR与回动轴6的状态、切断该连接的状态中的任意一个状态。接着，说明如上构成的自动变速器1的动作。以下的动作在ECU的控制下进行。首先，在使用发动机ENG的驱动力确立一速档时，利用第3啮合机构SM3成为连接第1从动齿轮Gol与输出轴3a的状态，使第1离合器Cl接合。此时，发动机ENG的驱动力从输入轴2经由第1离合器Cl和第1驱动齿轮轴4传递到行星齿轮机构PG的太阳齿轮 S 3. ο在此，如果将行星齿轮机构PG的齿数比(齿圈Ra的齿数/太阳齿轮的齿数) 设为g，则输入到输出轴2的发动机旋转速度被减速至l/(g+l)，经由齿轮架Ca传递到三速驱动齿轮G3a。如果将由该三速驱动齿轮G3a和第1从动齿轮Gol构成的三速齿轮列G3的齿数比(三速驱动齿轮G3a的齿数/第1从动齿轮Gol的齿数)设为i，则发动机旋转速度被变速至l/i(g+l)而从输出部件33输出，确立一速档。在该状态下进行再生运转的情况下，能够通过用电动机MG施加制动来进行再生。此外，能够进行驱动电动机MG来辅助发动机ENG的驱动力的辅助行驶、或者仅利用电动机MG的驱动力行驶的电气行驶(EV行驶)。并且，如后所述，在电气行驶中车辆速度(V)在发动机可启动速度Vs以上的情况下，视为有发动机启动指令，能够进行发动机启动控制。在本实施方式中，启动作为发动机的发动机ENG的发动机启动相当于本发明中的发动机启动。此外，与输出部件3连接的齿轮架Ca的惯量(惯性)远比与电动机MG的转子MGb 连接的齿圈Ra大。因此，在前进时，如图2(行星齿轮机构PG的速度线图)中虚线所示，相对于传递发动机ENG的动力的太阳齿轮Μ的旋转速度Ne，齿轮架Ca的旋转速度大致为0， 齿圈Ra反向旋转(后退方向侧的旋转，图2的W)。并且，通过进行用电动机MG施加制动而发电使得齿圈Ra的旋转速度从m成为N2的再生运转，由此在齿轮架Ca上产生正转侧 (前进方向侧)的驱动力(图2的单点划线)。由此，能够确立与通常的一速档相比输出速度低且驱动力(扭矩)大的前进档。此外，如果通过电动机MG产生正转侧的驱动力，则由齿轮架Ca合成发动机ENG的驱动力和电动机MG的驱动力而从输出部件33输出。因此，容易输出较大的驱动力，能够提高对驾驶员操作的跟随性(驾驶性能)。另外，在ECU根据车辆速度等车辆信息预测到在一速档下行驶中升档至二速档的情况下，设为通过第2啮合机构SM2连接二速驱动齿轮Gh与第2驱动齿轮轴5的状态、或者靠近该状态的预变档状态。在此，预变档是指设为连接各驱动齿轮(G2a、G3a、G4a或者G5a)和各驱动齿轮轴 (4或者幻的状态，使接合该连接的驱动齿轮轴和发动机ENG的离合器(Cl或者以)成为切断状态。例如，二速档的预变档是指通过第2啮合机构SM2连接二速驱动齿轮Gh与第 2驱动齿轮轴5，第2离合器C2成为切断状态。接着，在使用发动机ENG的驱动力确立二速档时，使第2啮合机构SM2成为连接二速驱动齿轮Gh和第2驱动齿轮轴5的状态，使第3啮合机构SM3成为连接第1从动齿轮Gol与输出轴3a的状态，使第2离合器C2接合。在此，在E⑶预测到升档的情况下，使第1啮合机构SMl成为连接三速驱动齿轮 G3a与第1驱动齿轮轴4的状态、或者靠近该状态的预变档状态。在车辆处于减速状态且二次电池BATT的充电率SOC小于预定值时，E⑶进行减速再生。在二速档的减速再生中，相对于和与第1从动齿轮Gol啮合的三速驱动齿轮G3a — 起旋转的齿轮架Ca的旋转速度，用与齿圈Ra连接的电动机MG发电，由此施加制动而进行电力再生。在此，在E⑶预测到升档的情况下，可以使第1啮合机构SMl成为连接三速驱动齿轮G3a和第1驱动齿轮轴4的状态，使行星齿轮机构PG的3个要素成为不能相对旋转的锁定状态，用电动机MG施加制动而进行减速再生。由此，即使在车辆从减速状态直接转移到加速状态的情况下，也能够快速向三速档升档。此外，在用电动机MG进行辅助行驶的情况下，使第1啮合机构SMl成为连接三速驱动齿轮G3a和第1驱动齿轮轴4的状态，使行星齿轮机构PG成为锁定状态，将电动机MG 的驱动力经由三速齿轮列G3传递到输出部件33。接着，在使用发动机的驱动力确立三速档的情况下，使第1啮合机构SMl成为连接三速驱动齿轮G3a和第1驱动齿轮轴4的状态，使第1离合器Cl接合。由此，发动机的驱动力从输入轴2经由第1离合器Cl、第1驱动齿轮轴4、第1啮合机构SMl以及三速齿轮列 G3传递到输出部件3，按照Ι/i的旋转速度输出。在三速档下，第1啮合机构SMl成为连接三速驱动齿轮G3a和第1驱动齿轮轴4 的状态，因而行星齿轮机构PG的太阳齿轮M和齿轮架Ca相同地旋转。因此，行星齿轮机构PG的各个要素成为不能相对旋转的锁定状态，如果用电动机MG对太阳齿轮Μ或者齿圈 Ra施加制动则成为减速再生，如果用电动机MG对太阳齿轮Μ或者齿圈Ra传递驱动力，则能够进行辅助行驶。此外，还可进行开放第1离合器Cl，仅利用电动机MG的驱动力行驶的EV行驶。ECU在根据车辆信息预测到降档的情况下，使第2啮合机构SM2成为连接二速驱动齿轮Gh与第2驱动齿轮轴5的状态、或者靠近该状态的预变档状态，在预测到升档的情况下，使第2啮合机构SM2成为连接四速驱动齿轮G^与第2驱动齿轮轴5的状态、或者靠近该状态的预变档状态。由此，仅使第2离合器C2接合，开放第1离合器Cl，就能够进行变速档的切换，能够流畅地进行变速。接着，在使用发动机的驱动力确立四速档的情况下，设为通过第2啮合机构SM2连接速驱动齿轮G^和第2驱动齿轮轴5的状态，使第2离合器C2接合。在该四速档下行驶中，ECU根据车辆信息预测到降档的情况下，设为通过第1啮合机构SMl连接三速驱动齿轮 G3a与第1驱动齿轮轴4的状态或者靠近该状态的预变档状态，使第3啮合机构SM3成为连接第1从动齿轮Gol与输出轴3a的状态。相反地，在ECU根据车辆信息预测到升档的情况下，设为通过第1啮合机构SMl连接五速驱动齿轮Gfe与第1驱动齿轮轴4的状态或者靠近该状态的预变档状态。由此，仅使第1离合器Cl接合，开放第2离合器C2，就能够进行降档或者升档，能够流畅地进行变速。
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在四速档下行驶中进行减速再生或者辅助行驶的情况下，ECU预测到降档时，使第 1啮合机构SMl成为连接三速驱动齿轮G3a与第1驱动齿轮轴4的状态，使第3啮合机构 SM3成为连接第1从动齿轮Gol与输出轴3a的状态。 并且，在进行减速再生的情况下，用电动机MG施加制动而进行减速再生。此外，在进行辅助行驶的情况下，驱动电动机MG，将其驱动力从第1驱动齿轮轴4经由三速齿轮列传递到输出部件3。在E⑶预测到升档时，设为通过第1啮合机构SMl连接五速驱动齿轮G5a与第1 驱动齿轮轴4的状态。并且，在进行减速再生的情况下，用电动机MG施加制动而进行减速再生，在进行辅助行驶的情况下，使电动机MG的驱动力经由太阳齿轮Μ、第1驱动齿轮轴4 以及五速齿轮列传递到输出部件3。并且，在使用发动机ENG的驱动力确立五速档的情况下，设为通过第1啮合机构 SMl连接五速驱动齿轮Gfe和第1驱动齿轮轴4的状态。在使用电动机MG进行再生、辅助行驶或者仅使用电动机MG的驱动力的EV行驶的情况下，开放第1离合器Cl。此外，能够在EV行驶中如后述那样启动发动机ENG。ECU在根据车辆信息预测到降档的情况下，使第2啮合机构SM2成为连接四速驱动齿轮G^与第2驱动齿轮轴5的状态或者靠近该状态的预变档状态。由此，能够进行流畅的降档。另一方面，在没有根据车辆信息预测到降档、二次电池BATT的充电率SOC小于预定值、车辆处于加速状态或者巡航(恒速)行驶状态的情况下，设为通过第2啮合机构SM2 连接二速驱动齿轮Gh与第2驱动齿轮轴5的状态，用电动机MG使齿圈Ra按照预定的旋转速度旋转。在该状态下，使第2离合器C2接合，开放第1离合器Cl，由此，发动机ENG的驱动力经由怠速齿轮列Gi、第2驱动齿轮轴5、第2啮合机构SM2、二速齿轮列G2以及三速齿轮列G3传递到行星齿轮机构PG的齿轮架Ca。此时，通过用电动机MG向齿圈Ra施加制动进行发电，发动机的驱动力分散到与输出部件3连接的太阳齿轮&以及齿圈Ra。此外，如图2的速度线图所示，太阳齿轮&和齿轮架Ca之间的间隔比齿轮架Ca和齿圈Ra之间的间隔大，因而传递到齿轮架Ca的发动机的驱动力难以传递到与输出部件3连接的太阳齿轮Μ。因此，能够提高燃料经济性。此外，在没有根据车辆信息预测到降档、二次电池BATT的充电率SOC在预定值以上、车辆处于EV行驶状态并且处于加速状态或者巡航(恒速)行驶状态的情况下，使第1 离合器Cl接合，从而能够启动发动机。并且，开放第1离合器Cl而设齿圈Ra的旋转速度为0，设为通过第2啮合机构SM2 连接二速驱动齿轮Gh与第2驱动齿轮轴5的状态。并且，使第2离合器C2接合，将发动机ENG的驱动力传递到齿轮架Ca，从而能够进行辅助行驶。最后，在使用发动机的驱动力确立后退档的情况下，使第3啮合机构SM3成为连接二速驱动齿轮G2b和输出轴3a的状态，使第4啮合机构SM4成为连接回动齿轮GR和回动轴6的状态，使第2离合器C2接合。由此，输入轴2的旋转速度变速成[怠速驱动齿轮Gia 的齿数/第1怠速从动齿轮Gib的齿数]X [回动齿轮GR的齿数/第1从动齿轮Gol的齿数]的反向旋转(后退方向的旋转)速度，从输出部件3输出。在后退档下，在进行减速再生或者辅助行驶的情况下，使第1啮合机构SMl成为连接三速驱动齿轮G3a与第1驱动齿轮轴4的状态，使行星齿轮机构PG成为锁定状态。并且， 如果在反转的转子MGb上产生正转侧的驱动力(如果施加制动)，则成为减速再生，如果产生反转侧的驱动力，则成为辅助行驶。以上说明了实施方式，但是本发明不限于上述实施方式，可在权利要求书记载的事项的范围内进行各种变更。产业上的利用领域本发明的发动机启动控制装置可安装于混合动力车辆而适当使用。
权利要求
1.一种启动控制装置，其在作为动力源具有内燃机和电动机的混合动力车辆仅利用所述电动机的驱动力行驶的电气行驶中，将安装于所述电动机和所述内燃机之间的接合装置联结，利用所述电动机的动力启动所述内燃机，其特征在于，在所述电气行驶中出现启动请求时，判定从所述电动机传递到所述接合装置的电动机转速(Ms)是否在所述内燃机的怠速转速(Ei)以下，在判定为所述电动机转速(Ms)在所述怠速转速(Ei)以下的情况下，在低速模式下控制内燃机的启动，其中，关于所述低速模式，由内燃机转速(Ne)与所述电动机转速(Ms)之比确定的接合率越小于1，则将接合容量设定得越大，当所述接合率在1以上时，将接合容量设为0，在判定为所述电动机转速(Ms)大于所述怠速转速(Ei)的情况下，在高速模式下控制内燃机的启动，其中，关于所述高速模式，由内燃机转速(Ne)与所述怠速转速(Ei)之比确定的怠速转速比越小于1，则将接合容量设定得越大，当所述怠速转速比在1以上时，将接合容量设为0。
2.一种启动控制装置，其在作为动力源具有内燃机和电动机的混合动力车辆仅利用所述电动机的驱动力行驶的电气行驶中，将安装于所述电动机和所述内燃机之间的接合装置联结，利用所述电动机的动力启动所述内燃机，其特征在于，在所述电气行驶中出现启动请求时，判定从所述电动机传递到所述接合装置的电动机转速(Ms)是否在所述内燃机的怠速转速(Ei)以下，在判定为所述电动机转速(Ms)在所述怠速转速(Ei)以下的情况下，在低速模式下控制内燃机的启动，其中，关于所述低速模式， 由内燃机转速(Ne)与所述电动机转速(Ms)之比确定的接合装置的接合率越小于1，则将接合容量设定得越大，当所述接合率在1以上时，将接合容量设为0。
3.一种启动控制装置，其在作为动力源具有内燃机和电动机的混合动力车辆仅利用所述电动机的驱动力行驶的电气行驶中，将安装于所述电动机和所述内燃机之间的接合装置联结，利用所述电动机的动力启动所述内燃机，其特征在于，在所述电气行驶中出现启动请求时，判定从所述电动机传递到所述接合装置的电动机转速(Ms)是否在所述内燃机的怠速转速(Ei)以下，在判定为所述电动机转速(Ms)大于所述怠速转速(Ei)的情况下，在高速模式下控制内燃机的启动，其中，关于所述高速模式，由内燃机转速(Ne)与所述怠速转速(Ei)之比确定的怠速转速比越小于1，则将接合容量设定得越大，当所述怠速转速比在1以上时，将接合容量设为0。
4.根据权利要求2或3所述的启动控制装置，其特征在于，所述启动控制装置进行控制，使得所述电动机产生将在所述低速模式或者所述高速模式下设定的接合容量与用于在所述电气行驶中启动所述内燃机的请求驱动力相加而得到的扭矩。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的启动控制装置，其特征在于，所述启动请求是在所述车辆的行驶速度大于预定的可启动速度时出现的。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的启动控制装置，其特征在于，所述混合动力车辆具有通过变速比不同的2个路径将所述驱动源的动力传递到驱动轮的动力装置，所述电动机与所述2个路径中的一方连接，在判定为所述电动机转速(Ms)在所述内燃机的怠速转速(Ei)以下的情况下，将与所述电动机连接的路径从一方变更成另一方，判定从所述电动机经由该连接的路径传递的电动机转速(Ms)是否在所述内燃机的怠速转速 (Ei)以下。
7.根据权利要求6所述的启动控制装置，其特征在于，在产生所述电动机的电源的SOC在预定值以下的情况、所述电动机的温度在预定值以上或者所述电动机异常的情况中的任意一方或者双方时，变更与所述电动机连接的路径， 经由该连接的路径启动所述内燃机。
全文摘要
在混合动力车辆的内燃机启动时，在从电动机传递到接合装置的电动机转速(Ms)在内燃机的怠速转速(Ei)以下的情况下，由内燃机转速(Ne)与电动机转速(Ms)之比确定的接合率越小于1，则将接合容量设定得越大，当接合率在1以上时，将接合容量设为0。在电动机转速(Ms)大于怠速转速(Ei)的情况下，由内燃机转速(Ne)与怠速转速(Ei)之比确定的怠速转速比越小于1，则将接合容量设定得越大，当怠速转速比在1以上时，将接合容量设为0。
文档编号F02D29/02GK102481920SQ20108003693
公开日2012年5月30日 申请日期2010年8月6日 优先权日2009年8月21日
发明者鸭志田徹 申请人:本田技研工业株式会社