ハイブリッド車両用動力伝達装置及びその制御方法
【課題】内燃機関の再始動前に、出力軸に動力が伝達させることなく、セレクタを遮断状態に切替えることが可能なハイブリッド車両用動力伝達装置及びその制御方法を提供する。
【解決手段】リングギヤ８ｇにワンウェイクラッチＯＷＣが設けられ、差動回転機構８は、エンジン２及び電動機３に連結された主入力軸１１に接続されたサンギヤ８ｓが逆方向に回転すると、主入力軸１１に連結可能な第１副入力軸１２に接続されたキャリア８ｃは回転不能となるように、構成されている。アイドリングストップが行われたとき、セレクタＳが動力伝達可能な状態にある場合、主入力軸１１が逆方向に回転するように電動機３を運転してオイルポンプ３２を駆動させることにより、セレクタＳを遮断状態に切替える。
【解決手段】リングギヤ８ｇにワンウェイクラッチＯＷＣが設けられ、差動回転機構８は、エンジン２及び電動機３に連結された主入力軸１１に接続されたサンギヤ８ｓが逆方向に回転すると、主入力軸１１に連結可能な第１副入力軸１２に接続されたキャリア８ｃは回転不能となるように、構成されている。アイドリングストップが行われたとき、セレクタＳが動力伝達可能な状態にある場合、主入力軸１１が逆方向に回転するように電動機３を運転してオイルポンプ３２を駆動させることにより、セレクタＳを遮断状態に切替える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両用動力伝達装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
動力発生源として内燃機関と電動機とを備えたハイブリッド車両において、内燃機関に接続された主入力軸と、出力軸に連結された副入力軸とがセレクタを介して結合された動力伝達装置を備えるものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、内燃機関にクラッチ（エンジンクラッチ）を介して接続された入力軸（主入力軸）と、電動機に接続された軸（副入力軸）が同軸に配置され、これら入力軸と軸とが同期装置（セレクタ）を介して連結された動力伝達装置が開示されている。この動力伝達装置では、同期装置を接続状態にさせて内燃機関の動力を出力部（出力軸）に伝達する。
【０００４】
ところで、近年、燃費及び環境性能の向上のために、車両停止時に内燃機関を自動停止するアイドルストップ制御を行うことが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１１４０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に開示された動力伝達装置においてアイドルストップ制御を行った場合、同期装置が接続状態のまま、内燃機関が自動停止する。しかしながら、その後、内燃機関を再始動させアイドル運転を行ったとき、同期装置が接続状態であると、内燃機関の動力が出力部に伝達されるという問題が生じる。
【０００７】
そのため、内燃機関を再始動させる前に、予め同期装置を遮断状態に切替える必要があるが、同期装置を駆動させるオイルポンプを前記電動機で作動させた場合も、同様に、電動機の動力が出力部に伝達されるという問題が生じる。
【０００８】
そこで、同期装置を駆動させるオイルポンプを作動させるために、電動オイルポンプ等を別途設ける必要があった。しかし、この場合、システムが巨大化、複雑化し、コストが上昇し、且つ、この電動オイルポンプを作動させるバッテリを確保する必要があるという問題が生じる。
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑み、内燃機関の再始動前に、出力軸に動力が伝達させることなく、セレクタを遮断状態に切替えることが可能なハイブリッド車両用動力伝達装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両用動力伝達装置であって、前記内燃機関及び前記電動機に連結された主入力軸と、前記主入力軸に連結可能な副入力軸と、被駆動部に動力を出力する出力軸と、前記主入力軸が正方向又は逆方向の何れかの方向に回転するように前記電動機を運転させることにより駆動するオイルポンプと、前記オイルポンプにより駆動され、前記副入力軸から前記出力軸への動力の伝達又は遮断の選択が可能な選択装置と、前記主入力軸に接続された第１回転要素、前記副入力軸に接続された第２回転要素、及び、ワンウェイクラッチを設けた第３回転要素が互いに差動回転可能であると共に、前記第１回転要素が逆方向に回転すると、前記第２回転要素が回転不能となるように構成した差動回転機構と、 アイドルストップ要求が発生したとき、前記内燃機関を停止させ、アイドルストップ解除要求が発生したとき、前記内燃機関を始動させる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記アイドルストップ要求が発生し、前記内燃機関を停止させたとき、前記選択装置が前記副入力軸から前記出力軸へ動力伝達可能な状態にある場合、前記主入力軸が逆方向に回転するように前記電動機を運転して前記オイルポンプを駆動させることにより、前記選択装置を前記出力軸への動力伝達が遮断される状態に切替え、前記主入力軸が正方向に回転するように前記電動機を運転させながら、前記内燃機関を始動することを特徴とする（第１発明）。
【００１１】
本発明によれば、制御手段は、アイドルストップ要求が発生し、内燃機関を停止させたとき、選択装置が副入力軸から出力軸へ動力伝達可能な状態にある場合、主入力軸が逆方向に回転するように電動機を運転してオイルポンプを駆動させる。そして、差動回転機構の第３回転要素にワンウェイクラッチが設けられており、第１回転要素が逆方向に回転しても、第２回転要素は回転しない。そのため、主入力軸が逆方向に回転するように電動機を運転しても、第２回転要素に接続された副入力軸は回転せず、該副入力軸を介して出力軸に動力が伝達されることがない。従って、選択装置を駆動するために前記電動機以外の動力発生源により駆動するオイルポンプを別途設けることなく、出力軸に動力が伝達されることなく、選択装置の状態を切替えることができる。
【００１２】
そして、選択装置を出力軸への動力伝達が遮断される状態に切替え、内燃機関に連結された主入力軸が正方向に回転するように電動機を運転させながら内燃機関を始動させる。そのため、出力軸に動力が伝達されることなく、内燃機関を始動することができる。
【００１３】
また、本発明において、前記制御手段は、前記選択装置が前記出力軸への動力伝達が遮断される状態に切替えられた後、前記電動機の運転を一旦停止してから、前記主入力軸が正方向に回転するように前記電動機を運転することが好ましい。
【００１４】
この場合、出力軸への動力伝達が遮断される状態になる前に、主入力軸が正方向に回転するように電動機が運転されることを確実に防止することが可能となる。そのため、出力軸に動力が伝達されることなく、内燃機関を始動することが確実となる。
【００１５】
また、本発明において、前記主入力軸を前記内燃機関に選択的に連結する断接装置を備え、前記制御手段は、前記主入力軸が逆方向に回転するように前記電動機を運転する際、前記断接装置により前記主入力軸と前記内燃機関との接続を遮断状態にすることが好ましい。
【００１６】
この場合、主入力軸が逆方向に回転するように電動機を運転する際、断接装置により主入力軸と内燃機関との接続を遮断状態にするので、内燃機関による主入力軸の負荷がなくなる。そのため、主入力軸が逆方向に回転する際に必要な電動機の出力を抑制することが可能となる。
【００１７】
また、本発明において、前記制御手段は、前記主入力軸が逆方向に回転するように前記電動機を運転する際、前記内燃機関のクランクシャフト角を制御することによりピストン位置を調整した後、前記断接装置により前記主入力軸と前記内燃機関との接続を遮断状態にすることが好ましい。
【００１８】
この場合、内燃機関のピストン位置を予め適宜調整しておくことにより、内燃機関の始動時のショックを低減することが可能となる。
【００１９】
また、本発明において、前記制御手段は、前記主入力軸が正方向に回転するように前記電動機を運転する際、前記断接装置により前記主入力軸と前記内燃機関との接続を徐々に行うことが好ましい。
【００２０】
この場合、主入力軸と内燃機関とが徐々に接続されるので、内燃機関の始動時のショックを低減することが可能となる。
【００２１】
また、本発明において、前記制御手段は、前記アイドルストップ要求が発生し、前記内燃機関を停止させたとき、前記選択装置が前記出力軸への動力伝達が遮断される状態にある場合、前記主入力軸が逆方向に回転するように前記電動機を運転しないことが好ましい。
【００２２】
この場合、アイドリングストップが行われたとき、選択装置が出力軸への動力伝達が遮断される状態にある場合、オイルポンプを駆動させて選択装置の状態を切替える必要がない。そのため、主入力軸が逆方向に回転するように電動機を運転することなく、そのまま、主入力軸が正方向に回転するように電動機を運転させながら、内燃機関を始動する。これにより、電動機によるエネルギー消費を抑制することが可能となる。また、内燃機関を始動するまでの時間を短縮することができる。
【００２３】
さらに、本発明は、内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両用動力伝達装置のアイドルストップ制御方法であって、前記動力伝達装置は、前記内燃機関及び前記電動機に連結された主入力軸と、前記主入力軸に連結可能な副入力軸と、被駆動部に動力を出力する出力軸と、前記主入力軸が正方向又は逆方向の何れかの方向に回転するように前記電動機を運転させることにより駆動するオイルポンプと、前記オイルポンプにより駆動され、前記副入力軸からの動力を前記出力軸へ伝達又は遮断することが選択可能な選択装置と、前記主入力軸に接続された第１回転要素、前記副入力軸に接続された第２回転要素、及び、ワンウェイクラッチを設けた第３回転要素が互いに差動回転可能であると共に、前記第１回転要素が逆方向に回転すると、前記第２回転要素が回転不能となるように構成した差動回転機構と、アイドルストップ要求が発生したとき、前記内燃機関を停止させ、アイドルストップ解除要求が発生したとき、前記内燃機関を始動させる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記アイドルストップ要求が発生し、前記内燃機関を停止させたとき、前記選択装置が前記副入力軸から前記出力軸へ動力伝達可能な状態にある場合、前記主入力軸が逆方向に回転するように前記電動機を運転して前記オイルポンプを駆動させることにより、前記選択装置を前記出力軸への動力伝達が遮断される状態に切替え、前記主入力軸が正方向に回転するように前記電動機を運転させながら、前記内燃機関を始動することを特徴とする（第２発明）。
【００２４】
本発明によっても、第１発明と同様の作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置の構成を概略的に示す図。
【図２】本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のアイドルストップ制御を示すフローチャート。
【図３】図２に続くアイドルストップ制御を示すフローチャート。。
【図４】本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のアイドルストップ制御を示すタイムチャート。
【図５】本発明の第２実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のアイドルストップ制御を示すフローチャート。
【図６】本発明の第２実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のアイドルストップ制御を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置１及びそのアイドルストップ制御について図面を参照して説明する。
【００２７】
まず、動力伝達装置１の構成について図１を参照して説明する。動力伝達装置１は、動力発生源として、内燃機関であるエンジン２と電動機（モータ・ジェネレータ）３とを備えるハイブリッド車両に搭載される。動力伝達装置１は、エンジン２又は／及び電動機３の動力（駆動力）を被駆動部である一対の駆動輪４，４に伝達して、該駆動輪４，４を駆動し得るように構成されている。
【００２８】
エンジン２は、ガソリン、軽油、アルコールなどの燃料を燃焼させることにより動力（トルク）を発生する内燃機関であり、発生した動力を外部に出力するためのエンジン出力軸２ａを有する。このエンジン２は、通常の自動車のエンジンと同様に、図示しない吸気路に備えたスロットル弁の開度を制御する（エンジン２の吸入空気量を制御する）ことによって、該エンジン２がエンジン出力軸２ａを介して出力する動力が調整される。
【００２９】
電動機３は、本実施形態では３相のＤＣブラシレスモータであり、そのハウジング（図示省略）内に回転自在に支承された中空のロータ（回転体）３ａと、該ロータ３ａの周囲でハウジングに固定されたステータ（固定子）３ｂとを有する。ロータ３ａには、複数の永久磁石が装着され、ステータ３ｂには、３相分のコイル（電機子巻線）３ｂａが装着されている。なお、電動機３のステータ３ｂは、動力伝達装置１の外装ケース等、車体に対して静止した不動部に設けられたハウジングに固設されている。
【００３０】
この電動機３のコイル３ｂａは、インバータ回路を含む駆動回路であるパワー・ドライブ・ユニット（以下、ＰＤＵという）５を介して直流電源としてのバッテリ（二次電池）６に電気的に接続されている。また、ＰＤＵ５は、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）７に電気的に接続されている。
【００３１】
ＥＣＵ７は、ＰＤＵ５の他に、図示しないがエンジン２等に電気的に接続されており、エンジン２を含む動力伝達装置１の動作制御を行う。ＥＣＵ７は、車速やエンジン２の回転数等から駆動輪４，４に伝達することが要求される動力を設定すると共に、設定した要求動力に応じて、エンジン２や電動機３を含む動力伝達装置１の各部を駆動制御する制御手段として機能する。
【００３２】
ＥＣＵ７により、ＰＤＵ５を介してコイル３ｂａに流れる電流を制御することによって、電動機３がロータ３ａから出力する動力（トルク）が調整される。この場合、ＰＤＵ５を制御することにより、電動機３は、バッテリ６から供給される電力によってロータ３ａに力行トルクを発生する力行運転を行い、モータとして機能する。即ち、ステータ３ｂに供給された電力が、動力に変換され、ロータ３ａに出力される。また、ＰＤＵ５を制御することにより、電動機３は、外部からロータ３ａに与えられる回転エネルギーによって発電し、その発電エネルギーをバッテリ６に充電しつつ、ロータ３ａに回生トルクを発生する回生運転を行い、ジェネレータとして機能する。即ち、ロータ３ａに入力された動力が、ステータ３ｂで電力に変換される。
【００３３】
なお、ＥＣＵ７は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェイス回路等を含む電子回路ユニットであり、予め実装されたプログラムにより規定される制御処理を実行することで、動力伝達装置１の動作制御を行う。この場合、ＥＣＵ７の制御処理により実現される機能として、電動機３の運転をＰＤＵ５を介して制御する機能の他、エンジン２の運転を図示しないスロットル弁用のアクチェエータ等のエンジン制御用のアクチュエータを介して制御する機能、後述するクラッチＣＭ，Ｃ１，Ｃ２及びセレクタＳの動作を図示しないアクチュエータもしくは駆動回路を介して制御する機能などが含まれる。
【００３４】
動力伝達装置１は、エンジン２の動力と電動機３との動力を合成すると共にエンジン２の動力を電動機３に分配する合成・分配手段として、減速機構でもある差動回転機構８を備える。
【００３５】
差動回転機構８は、電動機３の内側に設けられている。なお、電動機３を構成するロータ３ａ、ステータ３ｂ及びコイル３ｂａの一部又は全部を、主入力軸１１の軸線方向と直交する方向（周方向）に差動回転機構８と重なるように配置することにより、動力伝達装置１の小型化を図ることが可能となり、好ましい。
【００３６】
差動回転機構８は、第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素を互いに差動回転可能に構成されている。差動回転機構８は、本実施形態では、シングルピニオン型の遊星歯車装置であり、３つの回転要素として、サンギヤ（第１回転要素）８ｓと、リングギヤ（第３回転要素）８ｒと、これらのサンギヤ８ｓ及びリングギヤ８ｒの間で当該両ギヤ８ｒ，８ｓに噛合された複数のプラネタリギヤ８ｐを回転自在に支持するキャリア（第２回転要素）８ｃとを同軸心に備えている。これらの３つの回転要素８ｓ，８ｒ，８ｃは、周知のように、互いの間で動力を伝達可能であると共に、それぞれの回転数（回転速度）の間の関係を一定の共線関係に保ちつつ回転する。
【００３７】
エンジン出力軸２ａには、エンジン２側から電動機３側に亘って延在する主入力軸１１が連結されている。主入力軸１１は、エンジン出力軸２ａに平行に配置され、エンジン２からの動力がエンジンクラッチ（断接装置）ＣＭを介して入力される。主入力軸１１は、エンジンクラッチＣＭにより、エンジン出力軸２ａと接続、遮断される。
【００３８】
エンジンクラッチＣＭは、ＥＣＵ７の制御の下で、エンジン出力軸２ａが主入力軸１１と接続又は遮断するように動作するクラッチ機構（接続状態と遮断状態とに選択的に動作可能なクラッチ機構）である。エンジンクラッチＣＭを接続状態に動作させると、主入力軸１１がエンジン出力軸２ａと結合され、エンジン出力軸２ａから主入力軸１１への動力伝達が可能となる。また、エンジンクラッチＣＭを遮断状態に動作させると、主入力軸１１とエンジン出力軸２ａとの接続が遮断され、エンジン出力軸２ａから主入力軸１１への動力伝達が遮断される。
【００３９】
主入力軸１１に対して、２本の副入力軸、即ち第１副入力軸１２及び第２副入力軸１３がそれぞれ同軸心に配置されている。第１副入力軸１２と第２副入力軸１３とは並び合って配置され、第１副入力軸１２が電動機３側に、第２副入力軸１３がエンジン２側に位置している。なお、主入力軸１１のエンジン２側部と第１副入力軸１２の電動機３側部は、それぞれ図示しない軸受に回転自在に支持されている。
【００４０】
第１副入力軸１２に対して、副軸１４が同軸心に配置されている。第１副入力軸１２と副軸１４とは、セレクタ（選択装置）Ｓを介して接続されている。セレクタＳは、第１副入力軸１２に設けられ、低速ギヤ１４ａ又は後退ギヤ１４ｂと第１副力軸１２との接続、切断が切替可能に構成されている。
【００４１】
セレクタＳは、シンクロクラッチなどの周知のものであり、図示しないアクチュエータ及びシフトフォークにより、スリーブを第１副入力軸１２の軸方向に移動させることによって、低速ギヤ１４ａ又は後退ギヤ１４ｂを第１副入力軸１２と選択的に連結させる。スリーブを図中右側位置（以下、Ｄ位置という）へ移動させた状態（以下、Ｄ状態という）の場合、低速ギヤ１４ａと第１副入力軸１２とが連結される。スリーブが図中左側位置（以下、Ｒ位置という）へ移動した状態（以下、Ｒ状態という）の場合、後退ギヤ１４ｂと第１副入力軸１２とが連結される。一方、スリーブが図中位置（以下、Ｎ位置という）に存する状態（以下、Ｎ状態という）の場合、低速ギヤ１４ａ及び後退ギヤ１４ｂは何れも第１副入力軸１２と連結されない。
【００４２】
そして、主入力軸１１と副軸１４とは、第１クラッチＣ１を介して連結される。また、主入力軸１１と第２副入力軸１３とは、第２クラッチＣ２を介して連結される。
【００４３】
第１クラッチＣ１は、ＥＣＵ７の制御の下で、主入力軸１１が副軸１４と接続又は遮断するように動作するクラッチ機構である。第２クラッチＣ２は、ＥＣＵ７の制御の下で、主入力軸１１が第２副入力軸１３と接続又は遮断するように動作するクラッチ機構である。第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２が共に接続状態に動作することはなく、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２の何れか一方のみが選択的に接続状態に動作する。
【００４４】
第１クラッチＣ１を接続状態に動作させると、副軸１４が主入力軸１１と接続される。この状態では、主入力軸１１から副軸１４への動力伝達のみが可能となり、主入力軸１１から第２副入力軸１３へ動力伝達は遮断される。また、第２クラッチＣ２を接続状態に動作させると、第２副入力軸１３が主入力軸１１と接続される。この状態では、主入力軸１１から第２副入力軸１３へ動力伝達が可能となり、主入力軸１１から副軸１４へは動力伝達は遮断される。
【００４５】
主入力軸１１の電動機３側の一端部に、サンギヤ８ｓが固定されている。さらに、サンギヤ８ｓは、エンジン２側の反対側でロータ３ａと固定されている。これにより、サンギヤ８ｓ、主入力軸１１及びロータ３ａは連動して回転する。
【００４６】
第１副入力軸１２の電動機３側の一端部に、キャリア８ｃが固定されている。これにより、キャリア８ｃ、プラネタリギヤ８ｐ及び第１副入力軸１２は連動して回転する。
【００４７】
リングギヤ８ｒには、ワンウェイクラッチＯＷＣが配置されている。ワンウェイクラッチＯＷＣは、リングギヤ８ｒの逆方向の回転のみを許容し、リングギヤ８ｒの正方向の回転を阻止する。即ち、リングギヤ８ｒを正方向に回転させる動力がリングギヤ８ｒに伝達されたとき、リングギヤ８ｒはワンワイクラッチＯＷＣによりロックされる。なお、正方向とは、エンジン２の駆動時にエンジン出力軸２ａが回転する方向を意味し、逆方向とは、正方向と反対方向を意味する。
【００４８】
主入力軸１１に対して平行に出力軸１５が配置されている。出力軸１５と副軸１４とは、低速ギヤ対１６を介して結合されている。この低速ギヤ対１６は、出力軸１５上に固定された低速ギヤ１５ａと前記低速ギヤ１４ａとが噛合して構成されている。また、出力軸１５と第２副入力軸１３とは、高速ギヤ対１７を介して結合されている。この高速ギヤ対１７は、出力軸１５上に固定された高速ギヤ１５ｂと第２副入力軸１３上に固定された高速ギヤ１３ａとが噛合して構成されている。そして、出力軸１５上にはファイナルギヤ１５ｃが固定されている。なお、出力軸１５の両端部は、それぞれ図示しない軸受に回転自在に支持されている。
【００４９】
また、主入力軸１１に対して平行に後退中間軸１８が配置されている。後退中間軸１８と副軸１４とは、後退ギヤ対１９を介して結合されている。この後退ギヤ対１９は、後退中間軸１８上に固定された後退ギヤ１８ａと前記後退ギヤ１４ｂとが噛合して構成されている。そして、後退中間軸１８と出力軸１５とは、後退ギヤ対２０を介して結合されている。この後退ギヤ対２０は、前記後退ギヤ１８ａと出力軸１５上に固定された後退ギヤ１５ｄとが噛合して構成されている。
【００５０】
なお、ファイナルギヤ１５ｃ以降の構成として、例えば、出力軸１５に対して、カウンタ軸２１が平行に配置されている。そして、出力軸１５とカウンタ軸２１とは、カウンタギヤ対２２を介して結合されている。このカウンタギヤ対２２は、ファイナルギヤ１５ｃとカウンタ軸２１に固定されたギヤ２１ａとが噛合して構成されている。
【００５１】
カウンタ軸２１は、駆動輪４，４の間の差動歯車ユニット２３を介して該駆動輪４，４に連結されている。差動歯車ユニット２３は、駆動輪４，４にそれぞれ車軸を介して連結された図示しないサイドギヤを内蔵するギヤケース２３ａと、このギヤケース２３ａの外周に固定されたギヤ２３ｂとを備える。そして、差動歯車ユニット２３のギヤ２３ｂに、カウンタ軸２１上に固定されたギヤ２１ｂが噛合されている。これにより、カウンタ軸２１は、駆動輪４，４と連動して回転するように、差動歯車ユニット２３を介して駆動輪４，４に連結されている。
【００５２】
カウンタ軸２１上には、図示しないパーキング機構のギヤと噛合するパーキングギヤ２１ｃも固定されている。なお、カウンタ軸２１の両端部は、それぞれ図示しない軸受に回転自在に支持されている。
【００５３】
さらに、動力伝達装置１は、エンジン２又は／及び電動機３の動力を、駆動輪４，４だけでなく、車両に搭載された補機３１及びオイルポンプ３２に伝達して、これら補機３１及びオイルポンプ３２を駆動し得るように構成されている。補機３１は、例えばエアコンのコンプレッサ、ウォータポンプであり、オイルポンプ３２は、作動油によりセレクタＳの前記アクチュエータを駆動させてスリーブ位置を移動させることが少なくとも可能な機械式オイルポンプである。
【００５４】
主入力軸１１に対して、補機３１及びオイルポンプ３２の補機入力軸３３が平行に配置されている。そして、主入力軸１１と補機入力軸３３とは、補機駆動機構３４を介して結合されている。この補機駆動機構３４は、主入力軸１１又はエンジン出力軸２ａが回転しているとき、即ち、エンジン２又は電動機３が運転しているとき、補機入力軸３３が常に回転するように構成されている。
【００５５】
エンジンクラッチＣＭに固定されたギヤ３５と、補機入力軸３３上に固定されたギヤ３３ａとがベルト３６を介して連結されている。そして、主入力軸１１に固定されたギヤ１１ａと、補機入力軸３３上に固定されたギヤ３３ｂとがベルト３７を介して連結されている。なお、補機３１は、クラッチ３８を介して補機入力軸３３に接続されている。
【００５６】
このように補機駆動機構３４を構成したので、主入力軸１１又はエンジン出力軸２ａが正方向に回転するとき補機入力軸３３も正方向に回転し、主入力軸１１が逆方向に回転するとき補機入力軸３３も逆方向に回転する。そのため、オイルポンプ３２は、その補機入力軸３３の回転方向に拘わらず同様に作動可能に構成されているものを用いる必要がある。
【００５７】
ただし、補機駆動機構３４の構成は、上記説明した構成に限定されない。例えば、補機３１とオイルポンプ３２との入力軸をそれぞれ設けてもよい。また、複数のワンウェイクラッチを適宜組み合わせる等によって、主入力軸１１が正方向又は逆方向の何れかの方向に回転する場合であっても、オイルポンプ３２の補機入力軸が正方向に回転するように構成してもよい。これにより、オイルポンプ３２を、その入力軸が正方向に回転するときのみ作動可能に構成されているものを用いることが可能となる。
【００５８】
さらに、車両には、ブレーキペダルへの踏み込みの有無を検知するブレーキペダルセンサ４１、アクセスペダルの開度を検知するアクセスペダルセンサ４２、車速を測定する車速センサ４３、シフトレバーのレンジを検知するレンジセンサ４４を備えている。また、エンジン２には、クランクシャフト角を検出するクランク角センサ４５が設けられている。これら各センサ４１〜４５の検知信号は、ＥＣＵ７に入力される。
【００５９】
以上のように構成された動力伝達装置１において、エンジン２から出力された動力は、エンジンクラッチＣＭが接続状態（以下、ＯＮ状態という）にあるとき、主入力軸１１に伝達され、その後、第１、第２クラッチＣ１，Ｃ２及びセレクタＳの状態に応じた動力伝達経路を経由して、出力軸１５に伝達される。
【００６０】
そして、電動機３から出力された動力も、主入力軸１１に伝達され、その後、第１、第２クラッチＣ１，Ｃ２及びセレクタＳの状態に応じた動力伝達経路を経由して、出力軸１５に伝達される。
【００６１】
これにより、動力伝達装置１は、エンジン２のみを動力発生源とするエンジンモードと、電動機３のみを動力発生源とするＥＶモードと、エンジン２と電動機３との双方を運転するＨＥＶモードとの３つの動作モードにおいて、前進３段後進１段の変速を確保している。なお、ＨＥＶモードには、エンジン２の出力に電動機３の出力を合成するアシストモードと、エンジン２の出力を電動機３に分配して電動機３が回生運転を行う回生モードとがある。回生モードでは、電動機３の回生運転によりバッテリ６の充電が行われる。ＥＶモードでは、バッテリ６に蓄積された電気エネルギーを消費して電動機３が動力を出力する。
【００６２】
具体的には、第１クラッチＣ１をＯＮ状態に、第２クラッチＣ２をＯＦＦ状態に、セレクタＳをＮ状態に設定した場合、エンジン２や電動機３から出力された動力は、主入力軸１１から第１クラッチＣ１、第１副入力軸１２、副軸１４、低速ギヤ対１６等を介して出力軸１５に伝達され、低速段が確立される。このとき、サンギヤ８ｓとキャリア８ｃとは連動して回転する。
【００６３】
第１クラッチＣ１をＯＦＦ状態に、第２クラッチＣ２をＯＮ状態に、セレクタＳをＮ状態に設定した場合、エンジン２や電動機３から出力された動力は、主入力軸１１から第２クラッチＣ２、第２副入力軸１３、高速ギヤ対１７等を介して出力軸１５に伝達され、高速段が確立される。このとき、サンギヤ８ｓとキャリア８ｃとは連動して回転する。
【００６４】
第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２をＯＦＦ状態に、セレクタＳをＤ状態に設定した場合、エンジン２や電動機３から出力された動力は、主入力軸１１からサンギヤ８ｓ、プラネタリギヤ８ｐに伝達されて減速され、その後、キャリア８ｃ、第１副入力軸１２、低速ギヤ対１６等を介して出力軸１５に伝達され、低速段より変速比が低い超低速段（スーパーロー段）が確立される。このとき、リングギヤ８ｒはワンウェイクラッチＯＷＣによりロックされる。
【００６５】
さらに、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２をＯＦＦ状態に、セレクタＳをＲ状態に設定した場合、エンジン２や電動機３から出力された動力は、主入力軸１１からサンギヤ８ｓ、プラネタリギヤ８ｐに伝達されて減速され、その後、キャリア８ｃ、第１副入力軸１２、後退ギヤ対１９，２０等を介して出力軸１５に伝達され、後退段が確立される。
【００６６】
また、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２をＯＦＦ状態に、セレクタＳをＤ状態に設定し、電動機３から主入力軸１１を逆方向に回転させる動力が出力された場合、主入力軸１１からギヤ１１ａ、ベルト３７、ギヤ３３ｂを介して補機入力軸３３に伝達されて、該補機入力軸３３が逆方向に回転し、オイルポンプ３２を作動させることが可能となる。
【００６７】
このとき、主入力軸１１からサンギヤ８ｓ及びプラネタリギヤ８ｐを介してリングギヤ８ｐに伝達される動力は、該リングギヤ８ｒを逆方向に回転させるように作用するので、リングギヤ８ｒはワンウェイクラッチＯＷＣによりロックされることなく、自由に動作する。そのため、キャリア８ｃは回転せず、第１副入力軸１２等を介して出力軸１５に動力を伝達されない。
【００６８】
以下、上述した動力伝達装置１のアイドルストップ制御の第１実施形態について図２及び図３のフローチャートを参照して説明する。なお、以下の処理は、ＥＣＵ７が実行する。
【００６９】
アイドリングストップ要求が発生したとき（ＳＴＥＰ１：ＹＥＳ）、エンジンクラッチＣＭが接続されている場合には、エンジンクラッチＣＭを遮断状態に動作させた後（ＳＴＥＰ２）、アイドルストップ制御（ＳＴＥＰ３）を行う。アイドルストップ制御直前の走行がエンジンモード又はＨＥＶモードの場合、エンジンクラッチＣＭが接続されているので、エンジンクラッチＣＭを遮断状態に動作させて、エンジン２と主入力軸１１との接続を遮断させる。
【００７０】
なお、ブレーキペダルセンサ４１がブレーキペダルへの踏み込みがあることを検知していること、バッテリ６の蓄電レベルＳＯＣが所定レベル以上であること、車速センサ４３が測定した車速が０であること（車両が停止していること）など、周知の所定の条件が全て満たされた場合に、アイドルストップ要求が発生したと判定する。
【００７１】
アイドルストップ制御は、燃料供給を停止してエンジン２を自動停止させると共に電動機３を自動停止させる処理を行う。運転者が操作するシフトレバー（セレクトレバー）のレンジはドライブ（Ｄ）レンジやスポーツモード（Ｓ）レンジなど走行を指示するレンジから変化しておらず、セレクタＳのスリーブの位置変更も行われないので、即、アイドリングストップ制御に入る。
【００７２】
ところで、エンジン２及び電動機３の停止時は、オイルポンプ３２が停止し、セレクタＳのスリーブを作動させる前記アクチュエータの作動油圧が抜け、スリーブ位置を変更させることができない。そして、セレクタＳのスリーブがＤ位置にある状態で、アイドルストップ制御が行われた場合、スリーブ位置がＤ位置のままでは、動力伝達装置１は走行状態であり、エンジンクラッチＣＭを接続しエンジン２を再始動させると、そのまま車両が走行を開始するおそれがある。そのため、エンジン２を再始動させる前に、スリーブ位置をＮ位置に移動させ、動力伝達装置１をニュートラル（Ｎ）状態にさせる必要がある。
【００７３】
そこで、アイドルストップ制御が行われている状態（ＳＴＥＰ３）で、アイドルストップ解除要求が発生したとき（ＳＴＥＰ４：ＹＥＳ）、セレクタＳのスリーブ位置がＮ位置でない場合（ＳＴＥＰ５：ＮＯ）には、まず、逆方向に回転するように電動機３を運転させる（ＳＴＥＰ６）。電動機３を逆方向に回転させると、主入力軸１１が逆方向に回転し、ギヤ１１ａ、ベルト３７及びギヤ３３ａを介して補機入力軸３３が回転する。これにより、オイルポンプ３２を駆動させ、セレクタＳのスリーブを駆動する前記アクチュエータに作動油圧を供給することが可能となる。
【００７４】
なお、アイドルストップ解除要求は、ブレーキペダルセンサ４１がブレーキペダルへの踏み込みがないことを検知していること、エアコンディショナーやデフロスター等の作動時にはアイドルストップ状態が所定時間以上経過した場合、バッテリ６の蓄電レベルＳＯＣが所定レベル未満の場合などの条件を含む周知の所定の再始動条件が満たされた場合に、発生したと判定する。
【００７５】
そして、オイルポンプ３２による作動油圧が、セレクタＳのスリーブを作動させることが可能な程度の所定の油圧値以上に上昇させた後（ＳＴＥＰ７：ＹＥＳ）、セレクタＳのスリーブ位置をＤ位置からＮ位置へ移動させる指令を送信して（ＳＴＥＰ８）、オイルポンプ３２の作動油圧を前記アクチュエータに供給させ、スリーブ位置をＮ位置に変更させる（ＳＴＥＰ９：ＹＥＳ）。
【００７６】
そして、セレクタＳのスリーブ位置がＮ位置に変更された後（ＳＴＥＰ９：ＹＥＳ）、正方向に回転するように電動機３を運転させる（ＳＴＥＰ１０）。なお、セレクタＳのスリーブ位置が元々Ｎ位置である場合（ＳＴＥＰ５：ＹＥＳ）には、電動機３を一旦逆方向に回転させることなく、正方向に回転させるように電動機３を運転させる（ＳＴＥＰ１０）。変速段が低速段又は高速段で車両が停止してアイドルストップ制御が行われた場合、セレクタＳのスリーブ位置はＮ位置となる。このような場合、スリーブ位置を移動させる必要がないので、電動機３を逆方向に回転させる必要がない。
【００７７】
そして、電動機３の回転数を上昇させて、その回転数がエンジン２を始動可能な回転数以上になったとき（ＳＴＥＰ１１：ＹＥＳ）、エンジンクラッチＣＭを接続状態に動作させて（ＳＴＥＰ１２）、エンジン始動制御（ＳＴＥＰ１３）を行う。エンジン２を始動した後、アイドル充電制御（ＳＴＥＰ１４）に移行する。
【００７８】
その後、発進要求が発生したとき（ＳＴＥＰ１５：ＹＥＳ）、エンジンクラッチＣＭを遮断状態に動作させて（ＳＴＥＰ１６）、セレクタＳのスリーブをＮ位置からＤ位置に移送させ（ＳＴＥＰ１７）、エンジンクラッチＣＭを徐々に締結状態に動作させて所定の発進制御を行い（ＳＴＥＰ１８）、その後、アクセルペダルの踏込度（開度）や車速等に応じて適宜通常の走行制御を行う（ＳＴＥＰ１９）。
【００７９】
なお、発進要求は、アクセスペダルセンサ４２がアクセルペダルの開度が所定値以上であることを検知している、ブレーキペダルセンサ４１がブレーキペダルへの踏み込みがないことを検知する状態が所定時間以上連続しているなど所定の周知の条件が満たされた場合に、発生したと判定する。
【００８０】
以下、動力伝達装置１のアイドルストップ制御の第１実施形態について図４のタイムチャートを参照して説明する。
【００８１】
車両走行中にブレーキが踏まれて停止する直前には、通常変速段は超低速段となり、セレクタＳのスリーブはＤ位置に存する。そして、エンジンモード又はＨＥＶモードで走行している場合には、エンジンクラッチＣＭはＯＮ状態であり、主入力軸１１に接続されたエンジン２と電動機３のロータ３ａとは同じ回転数で回転している。
【００８２】
そして、車両が停止し、アイドリングストップ要求が発生したとき、エンジンクラッチＣＭが遮断状態に動作され、エンジン２及び電動機３の運転が停止し、アイドルストップ状態となる。
【００８３】
その後、アイドルストップ解除要求が発生したとき、電動機３は逆方向に回転するように運転する。これにより、主入力軸１１が逆方向に回転し、オイルポンプ３２が駆動され、セレクタＳの前記アクチュエータに作動油圧を供給する。
【００８４】
そして、オイルポンプ３２による作動油圧が、セレクタＳのスリーブを作動させることが可能な程度の所定の油圧値以上に上昇した後、セレクタＳのスリーブ位置をＤ位置からＮ位置に変更させる。それから、電動機３を正方向に回転するように運転する。
【００８５】
そして、電動機３の回転数を上昇させて、その回転数がエンジン２を始動可能な回転数以上になったとき、エンジンクラッチＣＭを接続状態に動作させて、エンジン始動制御を行う。エンジン２始動後は、車両はアイドル充電状態に移行する。
【００８６】
発進要求が発生したとき、エンジンクラッチＣＭが遮断状態に動作させ、セレクタＳのシフター位置をＮ位置からＤ位置に変更させることにより、発進準備状態となる。そして、エンジンクラッチＣＭを徐々に締結状態に動作させることにより車両は発進され、その後、通常の走行状態となる。
【００８７】
以下、動力伝達装置１のアイドルストップ制御の第２実施形態について図５のフローチャートを参照して説明する。なお、以下の処理は、ＥＣＵ７が実行する。
【００８８】
アイドリングストップ要求が発生したとき（ＳＴＥＰ２１：ＹＥＳ）、エンジンクラッチＣＭが接続されている場合には、アイドルストップ制御（ＳＴＥＰ２２）を行う。
【００８９】
ところで、エンジン２のピストン位置が不適切であると、エンジン２始動時のショックが大きくなる。そのため、エンジン２のピストン位置が適切となるようにクランクシャフト角を調整する必要がある。しかし、エンジンクラッチＣＭを遮断状態にすると、クランクシャフトを回転させてその角度を調整することが不可能となる。
【００９０】
そこで、アイドルストップ解除要求が発生したとき（ＳＴＥＰ２３：ＹＥＳ）、セレクタＳのスリーブ位置がＮ位置でない場合（ＳＴＥＰ２４：ＹＳＥ）には、まず、逆方向に回転するように電動機３を運転させ（ＳＴＥＰ２５）、これに伴い逆方向に回転する主入力軸１１を介してクランクシャフト角の調整制御を行って（ＳＴＥＰ２６）から、エンジンクラッチＣＭを遮断状態に動作させる（ＳＴＥＰ２７）。
【００９１】
また、電動機３を逆方向に回転させると、主入力軸１１が逆方向に回転し、ギヤ１１ａ、ベルト３７及びギヤ３３ａを介して補機入力軸３３が回転する。これにより、オイルポンプ３２を駆動させ、セレクタＳの前記アクチュエータに作動油圧を供給することが可能となる。そして、オイルポンプ３２による作動油圧が、セレクタＳのスリーブを作動させることが可能な程度の所定の油圧値以上に上昇させた後（ＳＴＥＰ２８：ＹＥＳ）、セレクタＳのスリーブ位置をＤ位置からＮ位置へ移動させる指令を送信して（ＳＴＥＰ２９）、オイルポンプ３２の作動油圧を前記アクチュエータＳに供給させ、スリーブ位置をＮ位置に変更させる（ＳＴＥＰ３０：ＹＥＳ）。
【００９２】
セレクタＳのスリーブ位置がＮ位置に変更された後（ＳＴＥＰ９：ＹＥＳ）、図３に示した第１実施形態に係るフローチャートと同様に、ＳＴＥＰ１０からＳＴＥＰ１９の各処理を行う。
【００９３】
以下、動力伝達装置１のアイドルストップ制御の第２実施形態について図６のタイムチャートを参照して説明する。
【００９４】
車両走行中にブレーキが踏まれて停止する直前には、通常変速段は超低速段となり、セレクタＳのスリーブ位置はＤ位置に存する。そして、エンジンモード又はＨＥＶモードで走行している場合には、エンジンクラッチＣＭはＯＮ状態であり、主入力軸１１に接続されたエンジン２と電動機３のロータ３ａとは同じ回転数で回転している。
【００９５】
そして、車両が停止し、アイドリングストップ要求が発生したとき、エンジン２及び電動機３の運転が停止され、アイドルストップ状態となる。
【００９６】
その後、アイドルストップ解除要求が発生したとき、電動機３を逆方向に回転するように運転させて主入力軸１１を逆方向に回転させる。そして、クランク角センサ４５が検知するクランクシャフト角が適宜な値となるクランクシャフト角の調整を行ってから、エンジンクラッチＣＭを遮断状態に動作させる。
【００９７】
これと共に、オイルポンプ３２を駆動させ、セレクタＳの前記アクチュエータに作動油圧を供給させる。そして、オイルポンプ３２による作動油圧が、セレクタＳのスリーブを作動させることが可能な程度の所定の油圧値以上に上昇させた後、セレクタＳのスリーブ位置をＤ位置からＮ位置に変更させる。それから、電動機３を正方向に回転するように運転する。
【００９８】
そして、電動機３の回転数を上昇させて、その回転数がエンジン２が始動可能な回転数以上になったとき、エンジンクラッチＣＭを接続状態に動作させて、エンジン始動制御を行う。エンジン２始動後は、車両はアイドル充電状態に移行する。
【００９９】
発進要求が発生したとき、エンジンクラッチＣＭが遮断状態に動作させ、セレクタＳのシフター位置をＮ位置からＤ位置に変更させることにより、発進準備状態となる。そして、エンジンクラッチＣＭを徐々に締結状態に動作させることにより車両は発進され、その後、通常の走行状態となる。
【０１００】
なお、本発明に係る動力伝達装置は、上述した動力伝達装置１に限定されない。
【０１０１】
例えば、差動回転機構８は、シングルピニオン型の遊星歯車装置により構成する場合について説明したが、遊星歯車装置以外の差動装置を使用してもよい。例えば、差動回転機構８は、ダブルピニオン型の遊星歯車装置や電磁クラッチ式の差動装置により構成してもよい。また、サンギヤ８ｓに主入力軸１１を、キャリア９ｃに第１副入力軸１２をそれぞれ接続し、リングギヤ８ｒにワンウェイクラッチＯＷＣを設ける場合について説明した。しかし、これらに限定されるものではなく、その接続等を変更してもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１…動力伝達装置、 ２…エンジン（内燃機関）、 ３…電動機、 ４…駆動輪（被駆動部）、 ５…ＰＤＵ、 ６…バッテリ、 ７…ＥＣＵ（制御手段）、 ８…差動回転機構、 ８ｃ…キャリア（第２回転要素）、 ８ｐ…プラネタリギヤ、 ８ｒ…リングギヤ（第３回転要素）、 ８ｓ…サンギヤ（第１回転要素）、 １１…主入力軸、 １２…第１副入力軸（副入力軸）、 １３…第２副入力軸、 １３ａ…高速ギヤ、 １４…副軸、 １４ａ…低速ギヤ、 １５…出力軸、 １５ａ…低速ギヤ、 １５ｂ…高速ギヤ、 １６…低速ギヤ対、 １７…高速ギヤ対、 ３１…補機、 ３２…オイルポンプ、 ３３…補機入力軸、 ３４…補機駆動機構、 Ｃ１…第１クラッチ、 Ｃ２…第２クラッチ、 ＣＭ…エンジンクラッチ（断接装置）、 ＯＷＣ…ワンウェイクラッチ、 Ｓ…セレクタ（選択装置）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両用動力伝達装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
動力発生源として内燃機関と電動機とを備えたハイブリッド車両において、内燃機関に接続された主入力軸と、出力軸に連結された副入力軸とがセレクタを介して結合された動力伝達装置を備えるものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、内燃機関にクラッチ（エンジンクラッチ）を介して接続された入力軸（主入力軸）と、電動機に接続された軸（副入力軸）が同軸に配置され、これら入力軸と軸とが同期装置（セレクタ）を介して連結された動力伝達装置が開示されている。この動力伝達装置では、同期装置を接続状態にさせて内燃機関の動力を出力部（出力軸）に伝達する。
【０００４】
ところで、近年、燃費及び環境性能の向上のために、車両停止時に内燃機関を自動停止するアイドルストップ制御を行うことが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１１４０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に開示された動力伝達装置においてアイドルストップ制御を行った場合、同期装置が接続状態のまま、内燃機関が自動停止する。しかしながら、その後、内燃機関を再始動させアイドル運転を行ったとき、同期装置が接続状態であると、内燃機関の動力が出力部に伝達されるという問題が生じる。
【０００７】
そのため、内燃機関を再始動させる前に、予め同期装置を遮断状態に切替える必要があるが、同期装置を駆動させるオイルポンプを前記電動機で作動させた場合も、同様に、電動機の動力が出力部に伝達されるという問題が生じる。
【０００８】
そこで、同期装置を駆動させるオイルポンプを作動させるために、電動オイルポンプ等を別途設ける必要があった。しかし、この場合、システムが巨大化、複雑化し、コストが上昇し、且つ、この電動オイルポンプを作動させるバッテリを確保する必要があるという問題が生じる。
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑み、内燃機関の再始動前に、出力軸に動力が伝達させることなく、セレクタを遮断状態に切替えることが可能なハイブリッド車両用動力伝達装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両用動力伝達装置であって、前記内燃機関及び前記電動機に連結された主入力軸と、前記主入力軸に連結可能な副入力軸と、被駆動部に動力を出力する出力軸と、前記主入力軸が正方向又は逆方向の何れかの方向に回転するように前記電動機を運転させることにより駆動するオイルポンプと、前記オイルポンプにより駆動され、前記副入力軸から前記出力軸への動力の伝達又は遮断の選択が可能な選択装置と、前記主入力軸に接続された第１回転要素、前記副入力軸に接続された第２回転要素、及び、ワンウェイクラッチを設けた第３回転要素が互いに差動回転可能であると共に、前記第１回転要素が逆方向に回転すると、前記第２回転要素が回転不能となるように構成した差動回転機構と、 アイドルストップ要求が発生したとき、前記内燃機関を停止させ、アイドルストップ解除要求が発生したとき、前記内燃機関を始動させる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記アイドルストップ要求が発生し、前記内燃機関を停止させたとき、前記選択装置が前記副入力軸から前記出力軸へ動力伝達可能な状態にある場合、前記主入力軸が逆方向に回転するように前記電動機を運転して前記オイルポンプを駆動させることにより、前記選択装置を前記出力軸への動力伝達が遮断される状態に切替え、前記主入力軸が正方向に回転するように前記電動機を運転させながら、前記内燃機関を始動することを特徴とする（第１発明）。
【００１１】
本発明によれば、制御手段は、アイドルストップ要求が発生し、内燃機関を停止させたとき、選択装置が副入力軸から出力軸へ動力伝達可能な状態にある場合、主入力軸が逆方向に回転するように電動機を運転してオイルポンプを駆動させる。そして、差動回転機構の第３回転要素にワンウェイクラッチが設けられており、第１回転要素が逆方向に回転しても、第２回転要素は回転しない。そのため、主入力軸が逆方向に回転するように電動機を運転しても、第２回転要素に接続された副入力軸は回転せず、該副入力軸を介して出力軸に動力が伝達されることがない。従って、選択装置を駆動するために前記電動機以外の動力発生源により駆動するオイルポンプを別途設けることなく、出力軸に動力が伝達されることなく、選択装置の状態を切替えることができる。
【００１２】
そして、選択装置を出力軸への動力伝達が遮断される状態に切替え、内燃機関に連結された主入力軸が正方向に回転するように電動機を運転させながら内燃機関を始動させる。そのため、出力軸に動力が伝達されることなく、内燃機関を始動することができる。
【００１３】
また、本発明において、前記制御手段は、前記選択装置が前記出力軸への動力伝達が遮断される状態に切替えられた後、前記電動機の運転を一旦停止してから、前記主入力軸が正方向に回転するように前記電動機を運転することが好ましい。
【００１４】
この場合、出力軸への動力伝達が遮断される状態になる前に、主入力軸が正方向に回転するように電動機が運転されることを確実に防止することが可能となる。そのため、出力軸に動力が伝達されることなく、内燃機関を始動することが確実となる。
【００１５】
また、本発明において、前記主入力軸を前記内燃機関に選択的に連結する断接装置を備え、前記制御手段は、前記主入力軸が逆方向に回転するように前記電動機を運転する際、前記断接装置により前記主入力軸と前記内燃機関との接続を遮断状態にすることが好ましい。
【００１６】
この場合、主入力軸が逆方向に回転するように電動機を運転する際、断接装置により主入力軸と内燃機関との接続を遮断状態にするので、内燃機関による主入力軸の負荷がなくなる。そのため、主入力軸が逆方向に回転する際に必要な電動機の出力を抑制することが可能となる。
【００１７】
また、本発明において、前記制御手段は、前記主入力軸が逆方向に回転するように前記電動機を運転する際、前記内燃機関のクランクシャフト角を制御することによりピストン位置を調整した後、前記断接装置により前記主入力軸と前記内燃機関との接続を遮断状態にすることが好ましい。
【００１８】
この場合、内燃機関のピストン位置を予め適宜調整しておくことにより、内燃機関の始動時のショックを低減することが可能となる。
【００１９】
また、本発明において、前記制御手段は、前記主入力軸が正方向に回転するように前記電動機を運転する際、前記断接装置により前記主入力軸と前記内燃機関との接続を徐々に行うことが好ましい。
【００２０】
この場合、主入力軸と内燃機関とが徐々に接続されるので、内燃機関の始動時のショックを低減することが可能となる。
【００２１】
また、本発明において、前記制御手段は、前記アイドルストップ要求が発生し、前記内燃機関を停止させたとき、前記選択装置が前記出力軸への動力伝達が遮断される状態にある場合、前記主入力軸が逆方向に回転するように前記電動機を運転しないことが好ましい。
【００２２】
この場合、アイドリングストップが行われたとき、選択装置が出力軸への動力伝達が遮断される状態にある場合、オイルポンプを駆動させて選択装置の状態を切替える必要がない。そのため、主入力軸が逆方向に回転するように電動機を運転することなく、そのまま、主入力軸が正方向に回転するように電動機を運転させながら、内燃機関を始動する。これにより、電動機によるエネルギー消費を抑制することが可能となる。また、内燃機関を始動するまでの時間を短縮することができる。
【００２３】
さらに、本発明は、内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両用動力伝達装置のアイドルストップ制御方法であって、前記動力伝達装置は、前記内燃機関及び前記電動機に連結された主入力軸と、前記主入力軸に連結可能な副入力軸と、被駆動部に動力を出力する出力軸と、前記主入力軸が正方向又は逆方向の何れかの方向に回転するように前記電動機を運転させることにより駆動するオイルポンプと、前記オイルポンプにより駆動され、前記副入力軸からの動力を前記出力軸へ伝達又は遮断することが選択可能な選択装置と、前記主入力軸に接続された第１回転要素、前記副入力軸に接続された第２回転要素、及び、ワンウェイクラッチを設けた第３回転要素が互いに差動回転可能であると共に、前記第１回転要素が逆方向に回転すると、前記第２回転要素が回転不能となるように構成した差動回転機構と、アイドルストップ要求が発生したとき、前記内燃機関を停止させ、アイドルストップ解除要求が発生したとき、前記内燃機関を始動させる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記アイドルストップ要求が発生し、前記内燃機関を停止させたとき、前記選択装置が前記副入力軸から前記出力軸へ動力伝達可能な状態にある場合、前記主入力軸が逆方向に回転するように前記電動機を運転して前記オイルポンプを駆動させることにより、前記選択装置を前記出力軸への動力伝達が遮断される状態に切替え、前記主入力軸が正方向に回転するように前記電動機を運転させながら、前記内燃機関を始動することを特徴とする（第２発明）。
【００２４】
本発明によっても、第１発明と同様の作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置の構成を概略的に示す図。
【図２】本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のアイドルストップ制御を示すフローチャート。
【図３】図２に続くアイドルストップ制御を示すフローチャート。。
【図４】本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のアイドルストップ制御を示すタイムチャート。
【図５】本発明の第２実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のアイドルストップ制御を示すフローチャート。
【図６】本発明の第２実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置のアイドルストップ制御を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置１及びそのアイドルストップ制御について図面を参照して説明する。
【００２７】
まず、動力伝達装置１の構成について図１を参照して説明する。動力伝達装置１は、動力発生源として、内燃機関であるエンジン２と電動機（モータ・ジェネレータ）３とを備えるハイブリッド車両に搭載される。動力伝達装置１は、エンジン２又は／及び電動機３の動力（駆動力）を被駆動部である一対の駆動輪４，４に伝達して、該駆動輪４，４を駆動し得るように構成されている。
【００２８】
エンジン２は、ガソリン、軽油、アルコールなどの燃料を燃焼させることにより動力（トルク）を発生する内燃機関であり、発生した動力を外部に出力するためのエンジン出力軸２ａを有する。このエンジン２は、通常の自動車のエンジンと同様に、図示しない吸気路に備えたスロットル弁の開度を制御する（エンジン２の吸入空気量を制御する）ことによって、該エンジン２がエンジン出力軸２ａを介して出力する動力が調整される。
【００２９】
電動機３は、本実施形態では３相のＤＣブラシレスモータであり、そのハウジング（図示省略）内に回転自在に支承された中空のロータ（回転体）３ａと、該ロータ３ａの周囲でハウジングに固定されたステータ（固定子）３ｂとを有する。ロータ３ａには、複数の永久磁石が装着され、ステータ３ｂには、３相分のコイル（電機子巻線）３ｂａが装着されている。なお、電動機３のステータ３ｂは、動力伝達装置１の外装ケース等、車体に対して静止した不動部に設けられたハウジングに固設されている。
【００３０】
この電動機３のコイル３ｂａは、インバータ回路を含む駆動回路であるパワー・ドライブ・ユニット（以下、ＰＤＵという）５を介して直流電源としてのバッテリ（二次電池）６に電気的に接続されている。また、ＰＤＵ５は、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）７に電気的に接続されている。
【００３１】
ＥＣＵ７は、ＰＤＵ５の他に、図示しないがエンジン２等に電気的に接続されており、エンジン２を含む動力伝達装置１の動作制御を行う。ＥＣＵ７は、車速やエンジン２の回転数等から駆動輪４，４に伝達することが要求される動力を設定すると共に、設定した要求動力に応じて、エンジン２や電動機３を含む動力伝達装置１の各部を駆動制御する制御手段として機能する。
【００３２】
ＥＣＵ７により、ＰＤＵ５を介してコイル３ｂａに流れる電流を制御することによって、電動機３がロータ３ａから出力する動力（トルク）が調整される。この場合、ＰＤＵ５を制御することにより、電動機３は、バッテリ６から供給される電力によってロータ３ａに力行トルクを発生する力行運転を行い、モータとして機能する。即ち、ステータ３ｂに供給された電力が、動力に変換され、ロータ３ａに出力される。また、ＰＤＵ５を制御することにより、電動機３は、外部からロータ３ａに与えられる回転エネルギーによって発電し、その発電エネルギーをバッテリ６に充電しつつ、ロータ３ａに回生トルクを発生する回生運転を行い、ジェネレータとして機能する。即ち、ロータ３ａに入力された動力が、ステータ３ｂで電力に変換される。
【００３３】
なお、ＥＣＵ７は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェイス回路等を含む電子回路ユニットであり、予め実装されたプログラムにより規定される制御処理を実行することで、動力伝達装置１の動作制御を行う。この場合、ＥＣＵ７の制御処理により実現される機能として、電動機３の運転をＰＤＵ５を介して制御する機能の他、エンジン２の運転を図示しないスロットル弁用のアクチェエータ等のエンジン制御用のアクチュエータを介して制御する機能、後述するクラッチＣＭ，Ｃ１，Ｃ２及びセレクタＳの動作を図示しないアクチュエータもしくは駆動回路を介して制御する機能などが含まれる。
【００３４】
動力伝達装置１は、エンジン２の動力と電動機３との動力を合成すると共にエンジン２の動力を電動機３に分配する合成・分配手段として、減速機構でもある差動回転機構８を備える。
【００３５】
差動回転機構８は、電動機３の内側に設けられている。なお、電動機３を構成するロータ３ａ、ステータ３ｂ及びコイル３ｂａの一部又は全部を、主入力軸１１の軸線方向と直交する方向（周方向）に差動回転機構８と重なるように配置することにより、動力伝達装置１の小型化を図ることが可能となり、好ましい。
【００３６】
差動回転機構８は、第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素を互いに差動回転可能に構成されている。差動回転機構８は、本実施形態では、シングルピニオン型の遊星歯車装置であり、３つの回転要素として、サンギヤ（第１回転要素）８ｓと、リングギヤ（第３回転要素）８ｒと、これらのサンギヤ８ｓ及びリングギヤ８ｒの間で当該両ギヤ８ｒ，８ｓに噛合された複数のプラネタリギヤ８ｐを回転自在に支持するキャリア（第２回転要素）８ｃとを同軸心に備えている。これらの３つの回転要素８ｓ，８ｒ，８ｃは、周知のように、互いの間で動力を伝達可能であると共に、それぞれの回転数（回転速度）の間の関係を一定の共線関係に保ちつつ回転する。
【００３７】
エンジン出力軸２ａには、エンジン２側から電動機３側に亘って延在する主入力軸１１が連結されている。主入力軸１１は、エンジン出力軸２ａに平行に配置され、エンジン２からの動力がエンジンクラッチ（断接装置）ＣＭを介して入力される。主入力軸１１は、エンジンクラッチＣＭにより、エンジン出力軸２ａと接続、遮断される。
【００３８】
エンジンクラッチＣＭは、ＥＣＵ７の制御の下で、エンジン出力軸２ａが主入力軸１１と接続又は遮断するように動作するクラッチ機構（接続状態と遮断状態とに選択的に動作可能なクラッチ機構）である。エンジンクラッチＣＭを接続状態に動作させると、主入力軸１１がエンジン出力軸２ａと結合され、エンジン出力軸２ａから主入力軸１１への動力伝達が可能となる。また、エンジンクラッチＣＭを遮断状態に動作させると、主入力軸１１とエンジン出力軸２ａとの接続が遮断され、エンジン出力軸２ａから主入力軸１１への動力伝達が遮断される。
【００３９】
主入力軸１１に対して、２本の副入力軸、即ち第１副入力軸１２及び第２副入力軸１３がそれぞれ同軸心に配置されている。第１副入力軸１２と第２副入力軸１３とは並び合って配置され、第１副入力軸１２が電動機３側に、第２副入力軸１３がエンジン２側に位置している。なお、主入力軸１１のエンジン２側部と第１副入力軸１２の電動機３側部は、それぞれ図示しない軸受に回転自在に支持されている。
【００４０】
第１副入力軸１２に対して、副軸１４が同軸心に配置されている。第１副入力軸１２と副軸１４とは、セレクタ（選択装置）Ｓを介して接続されている。セレクタＳは、第１副入力軸１２に設けられ、低速ギヤ１４ａ又は後退ギヤ１４ｂと第１副力軸１２との接続、切断が切替可能に構成されている。
【００４１】
セレクタＳは、シンクロクラッチなどの周知のものであり、図示しないアクチュエータ及びシフトフォークにより、スリーブを第１副入力軸１２の軸方向に移動させることによって、低速ギヤ１４ａ又は後退ギヤ１４ｂを第１副入力軸１２と選択的に連結させる。スリーブを図中右側位置（以下、Ｄ位置という）へ移動させた状態（以下、Ｄ状態という）の場合、低速ギヤ１４ａと第１副入力軸１２とが連結される。スリーブが図中左側位置（以下、Ｒ位置という）へ移動した状態（以下、Ｒ状態という）の場合、後退ギヤ１４ｂと第１副入力軸１２とが連結される。一方、スリーブが図中位置（以下、Ｎ位置という）に存する状態（以下、Ｎ状態という）の場合、低速ギヤ１４ａ及び後退ギヤ１４ｂは何れも第１副入力軸１２と連結されない。
【００４２】
そして、主入力軸１１と副軸１４とは、第１クラッチＣ１を介して連結される。また、主入力軸１１と第２副入力軸１３とは、第２クラッチＣ２を介して連結される。
【００４３】
第１クラッチＣ１は、ＥＣＵ７の制御の下で、主入力軸１１が副軸１４と接続又は遮断するように動作するクラッチ機構である。第２クラッチＣ２は、ＥＣＵ７の制御の下で、主入力軸１１が第２副入力軸１３と接続又は遮断するように動作するクラッチ機構である。第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２が共に接続状態に動作することはなく、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２の何れか一方のみが選択的に接続状態に動作する。
【００４４】
第１クラッチＣ１を接続状態に動作させると、副軸１４が主入力軸１１と接続される。この状態では、主入力軸１１から副軸１４への動力伝達のみが可能となり、主入力軸１１から第２副入力軸１３へ動力伝達は遮断される。また、第２クラッチＣ２を接続状態に動作させると、第２副入力軸１３が主入力軸１１と接続される。この状態では、主入力軸１１から第２副入力軸１３へ動力伝達が可能となり、主入力軸１１から副軸１４へは動力伝達は遮断される。
【００４５】
主入力軸１１の電動機３側の一端部に、サンギヤ８ｓが固定されている。さらに、サンギヤ８ｓは、エンジン２側の反対側でロータ３ａと固定されている。これにより、サンギヤ８ｓ、主入力軸１１及びロータ３ａは連動して回転する。
【００４６】
第１副入力軸１２の電動機３側の一端部に、キャリア８ｃが固定されている。これにより、キャリア８ｃ、プラネタリギヤ８ｐ及び第１副入力軸１２は連動して回転する。
【００４７】
リングギヤ８ｒには、ワンウェイクラッチＯＷＣが配置されている。ワンウェイクラッチＯＷＣは、リングギヤ８ｒの逆方向の回転のみを許容し、リングギヤ８ｒの正方向の回転を阻止する。即ち、リングギヤ８ｒを正方向に回転させる動力がリングギヤ８ｒに伝達されたとき、リングギヤ８ｒはワンワイクラッチＯＷＣによりロックされる。なお、正方向とは、エンジン２の駆動時にエンジン出力軸２ａが回転する方向を意味し、逆方向とは、正方向と反対方向を意味する。
【００４８】
主入力軸１１に対して平行に出力軸１５が配置されている。出力軸１５と副軸１４とは、低速ギヤ対１６を介して結合されている。この低速ギヤ対１６は、出力軸１５上に固定された低速ギヤ１５ａと前記低速ギヤ１４ａとが噛合して構成されている。また、出力軸１５と第２副入力軸１３とは、高速ギヤ対１７を介して結合されている。この高速ギヤ対１７は、出力軸１５上に固定された高速ギヤ１５ｂと第２副入力軸１３上に固定された高速ギヤ１３ａとが噛合して構成されている。そして、出力軸１５上にはファイナルギヤ１５ｃが固定されている。なお、出力軸１５の両端部は、それぞれ図示しない軸受に回転自在に支持されている。
【００４９】
また、主入力軸１１に対して平行に後退中間軸１８が配置されている。後退中間軸１８と副軸１４とは、後退ギヤ対１９を介して結合されている。この後退ギヤ対１９は、後退中間軸１８上に固定された後退ギヤ１８ａと前記後退ギヤ１４ｂとが噛合して構成されている。そして、後退中間軸１８と出力軸１５とは、後退ギヤ対２０を介して結合されている。この後退ギヤ対２０は、前記後退ギヤ１８ａと出力軸１５上に固定された後退ギヤ１５ｄとが噛合して構成されている。
【００５０】
なお、ファイナルギヤ１５ｃ以降の構成として、例えば、出力軸１５に対して、カウンタ軸２１が平行に配置されている。そして、出力軸１５とカウンタ軸２１とは、カウンタギヤ対２２を介して結合されている。このカウンタギヤ対２２は、ファイナルギヤ１５ｃとカウンタ軸２１に固定されたギヤ２１ａとが噛合して構成されている。
【００５１】
カウンタ軸２１は、駆動輪４，４の間の差動歯車ユニット２３を介して該駆動輪４，４に連結されている。差動歯車ユニット２３は、駆動輪４，４にそれぞれ車軸を介して連結された図示しないサイドギヤを内蔵するギヤケース２３ａと、このギヤケース２３ａの外周に固定されたギヤ２３ｂとを備える。そして、差動歯車ユニット２３のギヤ２３ｂに、カウンタ軸２１上に固定されたギヤ２１ｂが噛合されている。これにより、カウンタ軸２１は、駆動輪４，４と連動して回転するように、差動歯車ユニット２３を介して駆動輪４，４に連結されている。
【００５２】
カウンタ軸２１上には、図示しないパーキング機構のギヤと噛合するパーキングギヤ２１ｃも固定されている。なお、カウンタ軸２１の両端部は、それぞれ図示しない軸受に回転自在に支持されている。
【００５３】
さらに、動力伝達装置１は、エンジン２又は／及び電動機３の動力を、駆動輪４，４だけでなく、車両に搭載された補機３１及びオイルポンプ３２に伝達して、これら補機３１及びオイルポンプ３２を駆動し得るように構成されている。補機３１は、例えばエアコンのコンプレッサ、ウォータポンプであり、オイルポンプ３２は、作動油によりセレクタＳの前記アクチュエータを駆動させてスリーブ位置を移動させることが少なくとも可能な機械式オイルポンプである。
【００５４】
主入力軸１１に対して、補機３１及びオイルポンプ３２の補機入力軸３３が平行に配置されている。そして、主入力軸１１と補機入力軸３３とは、補機駆動機構３４を介して結合されている。この補機駆動機構３４は、主入力軸１１又はエンジン出力軸２ａが回転しているとき、即ち、エンジン２又は電動機３が運転しているとき、補機入力軸３３が常に回転するように構成されている。
【００５５】
エンジンクラッチＣＭに固定されたギヤ３５と、補機入力軸３３上に固定されたギヤ３３ａとがベルト３６を介して連結されている。そして、主入力軸１１に固定されたギヤ１１ａと、補機入力軸３３上に固定されたギヤ３３ｂとがベルト３７を介して連結されている。なお、補機３１は、クラッチ３８を介して補機入力軸３３に接続されている。
【００５６】
このように補機駆動機構３４を構成したので、主入力軸１１又はエンジン出力軸２ａが正方向に回転するとき補機入力軸３３も正方向に回転し、主入力軸１１が逆方向に回転するとき補機入力軸３３も逆方向に回転する。そのため、オイルポンプ３２は、その補機入力軸３３の回転方向に拘わらず同様に作動可能に構成されているものを用いる必要がある。
【００５７】
ただし、補機駆動機構３４の構成は、上記説明した構成に限定されない。例えば、補機３１とオイルポンプ３２との入力軸をそれぞれ設けてもよい。また、複数のワンウェイクラッチを適宜組み合わせる等によって、主入力軸１１が正方向又は逆方向の何れかの方向に回転する場合であっても、オイルポンプ３２の補機入力軸が正方向に回転するように構成してもよい。これにより、オイルポンプ３２を、その入力軸が正方向に回転するときのみ作動可能に構成されているものを用いることが可能となる。
【００５８】
さらに、車両には、ブレーキペダルへの踏み込みの有無を検知するブレーキペダルセンサ４１、アクセスペダルの開度を検知するアクセスペダルセンサ４２、車速を測定する車速センサ４３、シフトレバーのレンジを検知するレンジセンサ４４を備えている。また、エンジン２には、クランクシャフト角を検出するクランク角センサ４５が設けられている。これら各センサ４１〜４５の検知信号は、ＥＣＵ７に入力される。
【００５９】
以上のように構成された動力伝達装置１において、エンジン２から出力された動力は、エンジンクラッチＣＭが接続状態（以下、ＯＮ状態という）にあるとき、主入力軸１１に伝達され、その後、第１、第２クラッチＣ１，Ｃ２及びセレクタＳの状態に応じた動力伝達経路を経由して、出力軸１５に伝達される。
【００６０】
そして、電動機３から出力された動力も、主入力軸１１に伝達され、その後、第１、第２クラッチＣ１，Ｃ２及びセレクタＳの状態に応じた動力伝達経路を経由して、出力軸１５に伝達される。
【００６１】
これにより、動力伝達装置１は、エンジン２のみを動力発生源とするエンジンモードと、電動機３のみを動力発生源とするＥＶモードと、エンジン２と電動機３との双方を運転するＨＥＶモードとの３つの動作モードにおいて、前進３段後進１段の変速を確保している。なお、ＨＥＶモードには、エンジン２の出力に電動機３の出力を合成するアシストモードと、エンジン２の出力を電動機３に分配して電動機３が回生運転を行う回生モードとがある。回生モードでは、電動機３の回生運転によりバッテリ６の充電が行われる。ＥＶモードでは、バッテリ６に蓄積された電気エネルギーを消費して電動機３が動力を出力する。
【００６２】
具体的には、第１クラッチＣ１をＯＮ状態に、第２クラッチＣ２をＯＦＦ状態に、セレクタＳをＮ状態に設定した場合、エンジン２や電動機３から出力された動力は、主入力軸１１から第１クラッチＣ１、第１副入力軸１２、副軸１４、低速ギヤ対１６等を介して出力軸１５に伝達され、低速段が確立される。このとき、サンギヤ８ｓとキャリア８ｃとは連動して回転する。
【００６３】
第１クラッチＣ１をＯＦＦ状態に、第２クラッチＣ２をＯＮ状態に、セレクタＳをＮ状態に設定した場合、エンジン２や電動機３から出力された動力は、主入力軸１１から第２クラッチＣ２、第２副入力軸１３、高速ギヤ対１７等を介して出力軸１５に伝達され、高速段が確立される。このとき、サンギヤ８ｓとキャリア８ｃとは連動して回転する。
【００６４】
第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２をＯＦＦ状態に、セレクタＳをＤ状態に設定した場合、エンジン２や電動機３から出力された動力は、主入力軸１１からサンギヤ８ｓ、プラネタリギヤ８ｐに伝達されて減速され、その後、キャリア８ｃ、第１副入力軸１２、低速ギヤ対１６等を介して出力軸１５に伝達され、低速段より変速比が低い超低速段（スーパーロー段）が確立される。このとき、リングギヤ８ｒはワンウェイクラッチＯＷＣによりロックされる。
【００６５】
さらに、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２をＯＦＦ状態に、セレクタＳをＲ状態に設定した場合、エンジン２や電動機３から出力された動力は、主入力軸１１からサンギヤ８ｓ、プラネタリギヤ８ｐに伝達されて減速され、その後、キャリア８ｃ、第１副入力軸１２、後退ギヤ対１９，２０等を介して出力軸１５に伝達され、後退段が確立される。
【００６６】
また、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２をＯＦＦ状態に、セレクタＳをＤ状態に設定し、電動機３から主入力軸１１を逆方向に回転させる動力が出力された場合、主入力軸１１からギヤ１１ａ、ベルト３７、ギヤ３３ｂを介して補機入力軸３３に伝達されて、該補機入力軸３３が逆方向に回転し、オイルポンプ３２を作動させることが可能となる。
【００６７】
このとき、主入力軸１１からサンギヤ８ｓ及びプラネタリギヤ８ｐを介してリングギヤ８ｐに伝達される動力は、該リングギヤ８ｒを逆方向に回転させるように作用するので、リングギヤ８ｒはワンウェイクラッチＯＷＣによりロックされることなく、自由に動作する。そのため、キャリア８ｃは回転せず、第１副入力軸１２等を介して出力軸１５に動力を伝達されない。
【００６８】
以下、上述した動力伝達装置１のアイドルストップ制御の第１実施形態について図２及び図３のフローチャートを参照して説明する。なお、以下の処理は、ＥＣＵ７が実行する。
【００６９】
アイドリングストップ要求が発生したとき（ＳＴＥＰ１：ＹＥＳ）、エンジンクラッチＣＭが接続されている場合には、エンジンクラッチＣＭを遮断状態に動作させた後（ＳＴＥＰ２）、アイドルストップ制御（ＳＴＥＰ３）を行う。アイドルストップ制御直前の走行がエンジンモード又はＨＥＶモードの場合、エンジンクラッチＣＭが接続されているので、エンジンクラッチＣＭを遮断状態に動作させて、エンジン２と主入力軸１１との接続を遮断させる。
【００７０】
なお、ブレーキペダルセンサ４１がブレーキペダルへの踏み込みがあることを検知していること、バッテリ６の蓄電レベルＳＯＣが所定レベル以上であること、車速センサ４３が測定した車速が０であること（車両が停止していること）など、周知の所定の条件が全て満たされた場合に、アイドルストップ要求が発生したと判定する。
【００７１】
アイドルストップ制御は、燃料供給を停止してエンジン２を自動停止させると共に電動機３を自動停止させる処理を行う。運転者が操作するシフトレバー（セレクトレバー）のレンジはドライブ（Ｄ）レンジやスポーツモード（Ｓ）レンジなど走行を指示するレンジから変化しておらず、セレクタＳのスリーブの位置変更も行われないので、即、アイドリングストップ制御に入る。
【００７２】
ところで、エンジン２及び電動機３の停止時は、オイルポンプ３２が停止し、セレクタＳのスリーブを作動させる前記アクチュエータの作動油圧が抜け、スリーブ位置を変更させることができない。そして、セレクタＳのスリーブがＤ位置にある状態で、アイドルストップ制御が行われた場合、スリーブ位置がＤ位置のままでは、動力伝達装置１は走行状態であり、エンジンクラッチＣＭを接続しエンジン２を再始動させると、そのまま車両が走行を開始するおそれがある。そのため、エンジン２を再始動させる前に、スリーブ位置をＮ位置に移動させ、動力伝達装置１をニュートラル（Ｎ）状態にさせる必要がある。
【００７３】
そこで、アイドルストップ制御が行われている状態（ＳＴＥＰ３）で、アイドルストップ解除要求が発生したとき（ＳＴＥＰ４：ＹＥＳ）、セレクタＳのスリーブ位置がＮ位置でない場合（ＳＴＥＰ５：ＮＯ）には、まず、逆方向に回転するように電動機３を運転させる（ＳＴＥＰ６）。電動機３を逆方向に回転させると、主入力軸１１が逆方向に回転し、ギヤ１１ａ、ベルト３７及びギヤ３３ａを介して補機入力軸３３が回転する。これにより、オイルポンプ３２を駆動させ、セレクタＳのスリーブを駆動する前記アクチュエータに作動油圧を供給することが可能となる。
【００７４】
なお、アイドルストップ解除要求は、ブレーキペダルセンサ４１がブレーキペダルへの踏み込みがないことを検知していること、エアコンディショナーやデフロスター等の作動時にはアイドルストップ状態が所定時間以上経過した場合、バッテリ６の蓄電レベルＳＯＣが所定レベル未満の場合などの条件を含む周知の所定の再始動条件が満たされた場合に、発生したと判定する。
【００７５】
そして、オイルポンプ３２による作動油圧が、セレクタＳのスリーブを作動させることが可能な程度の所定の油圧値以上に上昇させた後（ＳＴＥＰ７：ＹＥＳ）、セレクタＳのスリーブ位置をＤ位置からＮ位置へ移動させる指令を送信して（ＳＴＥＰ８）、オイルポンプ３２の作動油圧を前記アクチュエータに供給させ、スリーブ位置をＮ位置に変更させる（ＳＴＥＰ９：ＹＥＳ）。
【００７６】
そして、セレクタＳのスリーブ位置がＮ位置に変更された後（ＳＴＥＰ９：ＹＥＳ）、正方向に回転するように電動機３を運転させる（ＳＴＥＰ１０）。なお、セレクタＳのスリーブ位置が元々Ｎ位置である場合（ＳＴＥＰ５：ＹＥＳ）には、電動機３を一旦逆方向に回転させることなく、正方向に回転させるように電動機３を運転させる（ＳＴＥＰ１０）。変速段が低速段又は高速段で車両が停止してアイドルストップ制御が行われた場合、セレクタＳのスリーブ位置はＮ位置となる。このような場合、スリーブ位置を移動させる必要がないので、電動機３を逆方向に回転させる必要がない。
【００７７】
そして、電動機３の回転数を上昇させて、その回転数がエンジン２を始動可能な回転数以上になったとき（ＳＴＥＰ１１：ＹＥＳ）、エンジンクラッチＣＭを接続状態に動作させて（ＳＴＥＰ１２）、エンジン始動制御（ＳＴＥＰ１３）を行う。エンジン２を始動した後、アイドル充電制御（ＳＴＥＰ１４）に移行する。
【００７８】
その後、発進要求が発生したとき（ＳＴＥＰ１５：ＹＥＳ）、エンジンクラッチＣＭを遮断状態に動作させて（ＳＴＥＰ１６）、セレクタＳのスリーブをＮ位置からＤ位置に移送させ（ＳＴＥＰ１７）、エンジンクラッチＣＭを徐々に締結状態に動作させて所定の発進制御を行い（ＳＴＥＰ１８）、その後、アクセルペダルの踏込度（開度）や車速等に応じて適宜通常の走行制御を行う（ＳＴＥＰ１９）。
【００７９】
なお、発進要求は、アクセスペダルセンサ４２がアクセルペダルの開度が所定値以上であることを検知している、ブレーキペダルセンサ４１がブレーキペダルへの踏み込みがないことを検知する状態が所定時間以上連続しているなど所定の周知の条件が満たされた場合に、発生したと判定する。
【００８０】
以下、動力伝達装置１のアイドルストップ制御の第１実施形態について図４のタイムチャートを参照して説明する。
【００８１】
車両走行中にブレーキが踏まれて停止する直前には、通常変速段は超低速段となり、セレクタＳのスリーブはＤ位置に存する。そして、エンジンモード又はＨＥＶモードで走行している場合には、エンジンクラッチＣＭはＯＮ状態であり、主入力軸１１に接続されたエンジン２と電動機３のロータ３ａとは同じ回転数で回転している。
【００８２】
そして、車両が停止し、アイドリングストップ要求が発生したとき、エンジンクラッチＣＭが遮断状態に動作され、エンジン２及び電動機３の運転が停止し、アイドルストップ状態となる。
【００８３】
その後、アイドルストップ解除要求が発生したとき、電動機３は逆方向に回転するように運転する。これにより、主入力軸１１が逆方向に回転し、オイルポンプ３２が駆動され、セレクタＳの前記アクチュエータに作動油圧を供給する。
【００８４】
そして、オイルポンプ３２による作動油圧が、セレクタＳのスリーブを作動させることが可能な程度の所定の油圧値以上に上昇した後、セレクタＳのスリーブ位置をＤ位置からＮ位置に変更させる。それから、電動機３を正方向に回転するように運転する。
【００８５】
そして、電動機３の回転数を上昇させて、その回転数がエンジン２を始動可能な回転数以上になったとき、エンジンクラッチＣＭを接続状態に動作させて、エンジン始動制御を行う。エンジン２始動後は、車両はアイドル充電状態に移行する。
【００８６】
発進要求が発生したとき、エンジンクラッチＣＭが遮断状態に動作させ、セレクタＳのシフター位置をＮ位置からＤ位置に変更させることにより、発進準備状態となる。そして、エンジンクラッチＣＭを徐々に締結状態に動作させることにより車両は発進され、その後、通常の走行状態となる。
【００８７】
以下、動力伝達装置１のアイドルストップ制御の第２実施形態について図５のフローチャートを参照して説明する。なお、以下の処理は、ＥＣＵ７が実行する。
【００８８】
アイドリングストップ要求が発生したとき（ＳＴＥＰ２１：ＹＥＳ）、エンジンクラッチＣＭが接続されている場合には、アイドルストップ制御（ＳＴＥＰ２２）を行う。
【００８９】
ところで、エンジン２のピストン位置が不適切であると、エンジン２始動時のショックが大きくなる。そのため、エンジン２のピストン位置が適切となるようにクランクシャフト角を調整する必要がある。しかし、エンジンクラッチＣＭを遮断状態にすると、クランクシャフトを回転させてその角度を調整することが不可能となる。
【００９０】
そこで、アイドルストップ解除要求が発生したとき（ＳＴＥＰ２３：ＹＥＳ）、セレクタＳのスリーブ位置がＮ位置でない場合（ＳＴＥＰ２４：ＹＳＥ）には、まず、逆方向に回転するように電動機３を運転させ（ＳＴＥＰ２５）、これに伴い逆方向に回転する主入力軸１１を介してクランクシャフト角の調整制御を行って（ＳＴＥＰ２６）から、エンジンクラッチＣＭを遮断状態に動作させる（ＳＴＥＰ２７）。
【００９１】
また、電動機３を逆方向に回転させると、主入力軸１１が逆方向に回転し、ギヤ１１ａ、ベルト３７及びギヤ３３ａを介して補機入力軸３３が回転する。これにより、オイルポンプ３２を駆動させ、セレクタＳの前記アクチュエータに作動油圧を供給することが可能となる。そして、オイルポンプ３２による作動油圧が、セレクタＳのスリーブを作動させることが可能な程度の所定の油圧値以上に上昇させた後（ＳＴＥＰ２８：ＹＥＳ）、セレクタＳのスリーブ位置をＤ位置からＮ位置へ移動させる指令を送信して（ＳＴＥＰ２９）、オイルポンプ３２の作動油圧を前記アクチュエータＳに供給させ、スリーブ位置をＮ位置に変更させる（ＳＴＥＰ３０：ＹＥＳ）。
【００９２】
セレクタＳのスリーブ位置がＮ位置に変更された後（ＳＴＥＰ９：ＹＥＳ）、図３に示した第１実施形態に係るフローチャートと同様に、ＳＴＥＰ１０からＳＴＥＰ１９の各処理を行う。
【００９３】
以下、動力伝達装置１のアイドルストップ制御の第２実施形態について図６のタイムチャートを参照して説明する。
【００９４】
車両走行中にブレーキが踏まれて停止する直前には、通常変速段は超低速段となり、セレクタＳのスリーブ位置はＤ位置に存する。そして、エンジンモード又はＨＥＶモードで走行している場合には、エンジンクラッチＣＭはＯＮ状態であり、主入力軸１１に接続されたエンジン２と電動機３のロータ３ａとは同じ回転数で回転している。
【００９５】
そして、車両が停止し、アイドリングストップ要求が発生したとき、エンジン２及び電動機３の運転が停止され、アイドルストップ状態となる。
【００９６】
その後、アイドルストップ解除要求が発生したとき、電動機３を逆方向に回転するように運転させて主入力軸１１を逆方向に回転させる。そして、クランク角センサ４５が検知するクランクシャフト角が適宜な値となるクランクシャフト角の調整を行ってから、エンジンクラッチＣＭを遮断状態に動作させる。
【００９７】
これと共に、オイルポンプ３２を駆動させ、セレクタＳの前記アクチュエータに作動油圧を供給させる。そして、オイルポンプ３２による作動油圧が、セレクタＳのスリーブを作動させることが可能な程度の所定の油圧値以上に上昇させた後、セレクタＳのスリーブ位置をＤ位置からＮ位置に変更させる。それから、電動機３を正方向に回転するように運転する。
【００９８】
そして、電動機３の回転数を上昇させて、その回転数がエンジン２が始動可能な回転数以上になったとき、エンジンクラッチＣＭを接続状態に動作させて、エンジン始動制御を行う。エンジン２始動後は、車両はアイドル充電状態に移行する。
【００９９】
発進要求が発生したとき、エンジンクラッチＣＭが遮断状態に動作させ、セレクタＳのシフター位置をＮ位置からＤ位置に変更させることにより、発進準備状態となる。そして、エンジンクラッチＣＭを徐々に締結状態に動作させることにより車両は発進され、その後、通常の走行状態となる。
【０１００】
なお、本発明に係る動力伝達装置は、上述した動力伝達装置１に限定されない。
【０１０１】
例えば、差動回転機構８は、シングルピニオン型の遊星歯車装置により構成する場合について説明したが、遊星歯車装置以外の差動装置を使用してもよい。例えば、差動回転機構８は、ダブルピニオン型の遊星歯車装置や電磁クラッチ式の差動装置により構成してもよい。また、サンギヤ８ｓに主入力軸１１を、キャリア９ｃに第１副入力軸１２をそれぞれ接続し、リングギヤ８ｒにワンウェイクラッチＯＷＣを設ける場合について説明した。しかし、これらに限定されるものではなく、その接続等を変更してもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１…動力伝達装置、 ２…エンジン（内燃機関）、 ３…電動機、 ４…駆動輪（被駆動部）、 ５…ＰＤＵ、 ６…バッテリ、 ７…ＥＣＵ（制御手段）、 ８…差動回転機構、 ８ｃ…キャリア（第２回転要素）、 ８ｐ…プラネタリギヤ、 ８ｒ…リングギヤ（第３回転要素）、 ８ｓ…サンギヤ（第１回転要素）、 １１…主入力軸、 １２…第１副入力軸（副入力軸）、 １３…第２副入力軸、 １３ａ…高速ギヤ、 １４…副軸、 １４ａ…低速ギヤ、 １５…出力軸、 １５ａ…低速ギヤ、 １５ｂ…高速ギヤ、 １６…低速ギヤ対、 １７…高速ギヤ対、 ３１…補機、 ３２…オイルポンプ、 ３３…補機入力軸、 ３４…補機駆動機構、 Ｃ１…第１クラッチ、 Ｃ２…第２クラッチ、 ＣＭ…エンジンクラッチ（断接装置）、 ＯＷＣ…ワンウェイクラッチ、 Ｓ…セレクタ（選択装置）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両用動力伝達装置であって、
前記内燃機関及び前記電動機に連結された主入力軸と、
前記主入力軸に連結可能な副入力軸と、
被駆動部に動力を出力する出力軸と、
前記主入力軸が正方向又は逆方向の何れかの方向に回転するように前記電動機を運転させることにより駆動するオイルポンプと、
前記オイルポンプにより駆動され、前記副入力軸から前記出力軸への動力の伝達又は遮断の選択が可能な選択装置と、
前記主入力軸に接続された第１回転要素、前記副入力軸に接続された第２回転要素、及び、ワンウェイクラッチを設けた第３回転要素が互いに差動回転可能であると共に、前記第１回転要素が逆方向に回転すると、前記第２回転要素が回転不能となるように構成した差動回転機構と、
アイドルストップ要求が発生したとき、前記内燃機関を停止させ、アイドルストップ解除要求が発生したとき、前記内燃機関を始動させる制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記アイドルストップ要求が発生し、前記内燃機関を停止させたとき、前記選択装置が前記副入力軸から前記出力軸へ動力伝達可能な状態にある場合、前記アイドルストップ解除要求が発生したとき、前記主入力軸が逆方向に回転するように前記電動機を運転して前記オイルポンプを駆動させることにより、前記選択装置を前記出力軸への動力伝達が遮断される状態に切替え、前記主入力軸が正方向に回転するように前記電動機を運転させながら、前記内燃機関を始動することを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記選択装置が前記出力軸への動力伝達が遮断される状態に切替えられた後、前記電動機の運転を一旦停止してから、前記主入力軸が正方向に回転するように前記電動機を運転することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記主入力軸を前記内燃機関に選択的に連結する断接装置を備え、
前記制御手段は、前記主入力軸が逆方向に回転するように前記電動機を運転する際、前記断接装置により前記主入力軸と前記内燃機関との接続を遮断状態にすることを特徴とする請求項１又は２に記載の動力伝達装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記主入力軸が逆方向に回転するように前記電動機を運転する際、前記内燃機関のクランクシャフト角を制御することによりピストン位置を調整した後、前記断接装置により前記主入力軸と前記内燃機関との接続を遮断状態にすることを特徴とする請求項３に記載の動力伝達装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記主入力軸が正方向に回転するように前記電動機を運転する際、前記断接装置により前記主入力軸と前記内燃機関との接続を徐々に行うことを特徴とする請求項３又は４に記載の動力伝達装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記アイドルストップ要求が発生し、前記内燃機関を停止させたとき前記選択装置が前記出力軸への動力伝達が遮断される状態にある場合、前記主入力軸が逆方向に回転するように前記電動機を運転しないことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の動力伝達装置。
【請求項７】
内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両用動力伝達装置の制御方法であって、
前記動力伝達装置は、
前記内燃機関及び前記電動機に連結された主入力軸と、
被駆動部に動力を出力する出力軸と、
前記主入力軸に連結可能な副入力軸と、
前記主入力軸が正方向又は逆方向の何れかの方向に回転するように前記電動機を運転させることにより駆動するオイルポンプと、
前記オイルポンプにより駆動され、前記副入力軸からの動力を前記出力軸へ伝達又は遮断することが選択可能な選択装置と、
前記主入力軸に接続された第１回転要素、前記副入力軸に接続された第２回転要素、及び、ワンウェイクラッチを設けた第３回転要素が互いに差動回転可能であると共に、前記第１回転要素が逆方向に回転すると、前記第２回転要素が回転不能となるように構成した差動回転機構と、
アイドルストップ要求が発生したとき、前記内燃機関を停止させ、アイドルストップ解除要求が発生したとき、前記内燃機関を始動させる制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記アイドルストップ要求が発生し、前記内燃機関を停止させたとき、前記選択装置が前記副入力軸から前記出力軸へ動力伝達可能な状態にある場合、前記主入力軸が逆方向に回転するように前記電動機を運転して前記オイルポンプを駆動させることにより、前記選択装置を前記出力軸への動力伝達が遮断される状態に切替え、前記主入力軸が正方向に回転するように前記電動機を運転させながら、前記内燃機関を始動することを特徴とする制御方法。
【請求項１】
内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両用動力伝達装置であって、
前記内燃機関及び前記電動機に連結された主入力軸と、
前記主入力軸に連結可能な副入力軸と、
被駆動部に動力を出力する出力軸と、
前記主入力軸が正方向又は逆方向の何れかの方向に回転するように前記電動機を運転させることにより駆動するオイルポンプと、
前記オイルポンプにより駆動され、前記副入力軸から前記出力軸への動力の伝達又は遮断の選択が可能な選択装置と、
前記主入力軸に接続された第１回転要素、前記副入力軸に接続された第２回転要素、及び、ワンウェイクラッチを設けた第３回転要素が互いに差動回転可能であると共に、前記第１回転要素が逆方向に回転すると、前記第２回転要素が回転不能となるように構成した差動回転機構と、
アイドルストップ要求が発生したとき、前記内燃機関を停止させ、アイドルストップ解除要求が発生したとき、前記内燃機関を始動させる制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記アイドルストップ要求が発生し、前記内燃機関を停止させたとき、前記選択装置が前記副入力軸から前記出力軸へ動力伝達可能な状態にある場合、前記アイドルストップ解除要求が発生したとき、前記主入力軸が逆方向に回転するように前記電動機を運転して前記オイルポンプを駆動させることにより、前記選択装置を前記出力軸への動力伝達が遮断される状態に切替え、前記主入力軸が正方向に回転するように前記電動機を運転させながら、前記内燃機関を始動することを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記選択装置が前記出力軸への動力伝達が遮断される状態に切替えられた後、前記電動機の運転を一旦停止してから、前記主入力軸が正方向に回転するように前記電動機を運転することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記主入力軸を前記内燃機関に選択的に連結する断接装置を備え、
前記制御手段は、前記主入力軸が逆方向に回転するように前記電動機を運転する際、前記断接装置により前記主入力軸と前記内燃機関との接続を遮断状態にすることを特徴とする請求項１又は２に記載の動力伝達装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記主入力軸が逆方向に回転するように前記電動機を運転する際、前記内燃機関のクランクシャフト角を制御することによりピストン位置を調整した後、前記断接装置により前記主入力軸と前記内燃機関との接続を遮断状態にすることを特徴とする請求項３に記載の動力伝達装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記主入力軸が正方向に回転するように前記電動機を運転する際、前記断接装置により前記主入力軸と前記内燃機関との接続を徐々に行うことを特徴とする請求項３又は４に記載の動力伝達装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記アイドルストップ要求が発生し、前記内燃機関を停止させたとき前記選択装置が前記出力軸への動力伝達が遮断される状態にある場合、前記主入力軸が逆方向に回転するように前記電動機を運転しないことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の動力伝達装置。
【請求項７】
内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両用動力伝達装置の制御方法であって、
前記動力伝達装置は、
前記内燃機関及び前記電動機に連結された主入力軸と、
被駆動部に動力を出力する出力軸と、
前記主入力軸に連結可能な副入力軸と、
前記主入力軸が正方向又は逆方向の何れかの方向に回転するように前記電動機を運転させることにより駆動するオイルポンプと、
前記オイルポンプにより駆動され、前記副入力軸からの動力を前記出力軸へ伝達又は遮断することが選択可能な選択装置と、
前記主入力軸に接続された第１回転要素、前記副入力軸に接続された第２回転要素、及び、ワンウェイクラッチを設けた第３回転要素が互いに差動回転可能であると共に、前記第１回転要素が逆方向に回転すると、前記第２回転要素が回転不能となるように構成した差動回転機構と、
アイドルストップ要求が発生したとき、前記内燃機関を停止させ、アイドルストップ解除要求が発生したとき、前記内燃機関を始動させる制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記アイドルストップ要求が発生し、前記内燃機関を停止させたとき、前記選択装置が前記副入力軸から前記出力軸へ動力伝達可能な状態にある場合、前記主入力軸が逆方向に回転するように前記電動機を運転して前記オイルポンプを駆動させることにより、前記選択装置を前記出力軸への動力伝達が遮断される状態に切替え、前記主入力軸が正方向に回転するように前記電動機を運転させながら、前記内燃機関を始動することを特徴とする制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１７８２８０（Ｐ２０１１−１７８２８０Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４４５２７（Ｐ２０１０−４４５２７）
【出願日】平成２２年３月１日（２０１０．３．１）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１日（２０１０．３．１）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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