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JP3585121B2 - 動力出力装置およびこれを備える自動車 - Google Patents

動力出力装置およびこれを備える自動車 Download PDF

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Toyota Motor Corp
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力出力装置およびこれを備える自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の動力出力装置としては、車両に搭載される動力出力装置であって、車両の駆動輪にディファレンシャルギヤを介して結合された駆動軸を直接回転駆動する電動機と、駆動軸とプラネタリギヤを介して接続された内燃機関とを備え、電動機により駆動軸を回転駆動している最中に、電動機から出力されるトルクにより内燃機関をクランキングして内燃機関を始動する装置が提案されている（例えば、特開平６−１７７２７号公報など）。この装置では、内燃機関を停止した状態で電動機により駆動軸を回転駆動している最中に内燃機関を始動するときには、クラッチを係合させて電動機から出力されるトルクにより内燃機関をクランキングし、クランキングに伴って駆動軸に出力されるトルクが落ち込まないように電動機のトルク指令値を所定値だけ高くしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした動力出力装置では、車両が停止している状態で内燃機関を始動するときに異音や生じる場合がある。内燃機関の出力軸に直接ギヤが結合されていると、内燃機関の始動の際のトルク脈動などによりギヤの当たる音が生じてしまうときがある。
【０００４】
また、駆動軸の反力を用いて内燃機関を始動するタイプの動力出力装置にあっては、駆動軸に対して直接または間接にギヤの噛み合いによってロックするロック機構が作用しているときに内燃機関を始動すると、このロック機構のギヤの当たる音が生じる場合がある。
【０００５】
本発明の動力出力装置およびこれを備える自動車は、内燃機関の始動時に生じ得る異音の発生を抑制することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の動力出力装置およびこれを備える自動車は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、
内燃機関と、
前記駆動軸を直接または間接にギヤの噛み合いによりロックするロック手段と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記駆動軸側の反力を用いて前記内燃機関を始動する始動手段と、
前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記始動手段による前記内燃機関の始動の際に前記駆動軸に生じる反力としてのトルクより大きなトルクで前記ロック手段のギヤの噛み合いが一方側に押し当てられるよう前記電動機を駆動制御すると共に該電動機の駆動制御に伴って前記内燃機関が始動されるよう前記始動手段と制御する始動時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の動力出力装置では、始動手段による内燃機関の始動の際に駆動軸に生じる反力としてのトルクより大きなトルクでロック手段のギヤの噛み合いが一方側に押し当てられるよう電動機を駆動制御し、この電動機の駆動制御に伴って内燃機関を始動するから、始動に伴うトルク脈動などによりロック手段のギヤが振動して噛み合い部から異音が生じるのを抑制することができる。
【０００９】
こうした本発明の動力出力装置において、前記始動時制御手段は、前記反力としてのトルクを受けとめる方向にトルクを出力するよう前記電動機を駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、反力を受けとめるトルクに噛み合い部におけるギヤの振動を抑制するトルクを付加したトルクを出力するだけでよい。
【００１０】
また、本発明の動力出力装置において、前記始動時制御手段は、前記始動手段による前記内燃機関の始動の際のトルク脈動によっても前記ロック手段のギヤの噛み合いが他方側にゆるまない程度以上のトルクが出力されるよう前記電動機を駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、ギヤの噛み合い部における振動を効果的に抑制することができる。
【００１１】
本発明の動力出力装置において、前記ロック手段による前記駆動軸のロック状態を判定するロック状態判定手段を備え、前記始動時制御手段は、前記ロック状態判定手段により前記駆動軸がロック状態にないときには、前記始動手段による前記内燃機関の始動の際に前記駆動軸に生じる反力を受けとめるトルクを出力するよう前記電動機を駆動制御すると共に前記内燃機関が始動されるよう前記始動手段と制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸がロック手段によるロック状態にないときに過剰なトルクが電動機から出力されるのを防止することができると共に過剰なトルクにより駆動軸が回転駆動されるのを防止することができる。
【００１２】
こうしたロック状態判定手段を備える態様の本発明の動力出力装置において、前記ロック状態判定手段は、前記駆動軸に所定のトルクを作用させたときに該駆動軸の挙動に基づいて該駆動軸のロック状態を判定する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記ロック状態判定手段は、前記駆動軸の回転角および／または回転角速度に基づいて該駆動軸のロック状態を判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸のロック状態をより容易により確実に判定することができる。
【００１３】
本発明の動力出力装置において、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と前記始動手段の回転軸とに接続される３軸を有し、該３軸のうちのいずれか２軸に動力が入出力されると該入出力された動力に基づいて決定される動力を残余の軸に入出力する３軸式動力分配統合手段を備えるものとすることもできる。
【００１４】
また、本発明の動力出力装置において、前記始動手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１のロータと前記駆動軸に接続され該第１のロータに対して相対的に回転可能な第２のロータとを有し、電磁気的な作用により該第１のロータを該第２のロータに対して回転駆動可能な対ロータ電動機を備える手段であるものとすることもできる。
【００１５】
本発明の自動車は、
上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を備える自動車であって、
前記ロック手段は、パーキングロックを行なう手段である
ことを要旨とする。
【００１６】
この本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を備えるから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、内燃機関の始動に伴うトルク脈動などによりロック手段のギヤが振動して噛み合い部から異音が生じるのを抑制することができる効果などを奏することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、同じく動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ２と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００１８】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００１９】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはモータＭＧ２がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２に出力する。リングギヤ３２は、ベルト３６，ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して車両前輪の駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続されている。したがって、リングギヤ３２に出力された動力は、ベルト３６，ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力されることになる。なお、動力出力装置として見たときの動力分配統合機構３０に接続される３軸は、キャリア３４に接続されたエンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６，サンギヤ３１に接続されモータＭＧ１の回転軸となるサンギヤ軸３１ａおよびリングギヤ３２に接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとなる。
【００２０】
ギヤ機構３７には、ファイナルギヤ３７ａに取り付けられたパーキングギヤ９２と、パーキングギヤ９２と噛み合ってその回転駆動を停止した状態でロックするパーキングロックポール９４とからなるパーキングロック機構９０が取り付けられている。パーキングロックポール９４は、シフトレバー８１のＰレンジへの動作がシフトケーブル９６を介して伝達されることにより上下に作動し、パーキングギヤ９２との噛合およびその解除によりパーキングロックおよびその解除を行なう。ファイナルギヤ３７ａは、機械的に駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続されているから、パーキングロック機構９０は間接的に駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａをロックしていることになる。
【００２１】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、共に発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２の一方で発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２から生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１とモータＭＧ２とにより電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、共にモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば，バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【００２２】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度ＡＰ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２３】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にエンジン２２の始動時の動作について説明する。図２は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される始動処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン２２の始動指示がなされたときに実行される。
【００２４】
始動処理ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、シフトポジションセンサ８２からシフトポジションＳＰを読み込み（ステップＳ１００）、シフトポジションＳＰがＰレンジであるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。シフトポジションＳＰがＰレンジのときには、モータＭＧ２から押しあてトルクＴｓが作用するようモータＭＧ２を駆動する（ステップＳ１０４）。モータＭＧ２の駆動は、具体的には、押しあてトルクＴｓの値をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊としてモータＥＣＵ４０に通信することにより行なわれる。このトルク指令Ｔｍ２＊を受け取ったモータＥＣＵ４０は、このトルク指令Ｔｍ２＊がモータＭＧ２から出力されるようインバータ４１，４２をスイッチング制御する。ここで、押しあてトルクＴｓは、エンジン２２を始動する際のエンジン２２のトルク脈動によりリングギヤ軸３２ａに作用するトルクより若干大きなトルクとして設定されるものであり、モータＭＧ１によりエンジン２２を始動するときにリングギヤ軸３２ａが回転しないようにモータＭＧ２から出力されるトルクと同一の方向のトルクとして設定される。なお、押しあてトルクＴｓの大きさは、エンジン２２の特性などにより求めることができる。
【００２５】
こうして押しあてトルクＴｓをモータＭＧ２から作用させると、リングギヤ軸３２ａに取り付けられた回転位置検出センサ４４から検出される回転位置に基づいて押しあてトルクＴｓを作用してから所定時間経過後の回転角度θと回転角速度ωを計算し（ステップＳ１０６）、計算した回転角度θが閾値α未満であるか否か及び計算した回転角速度ωが閾値β未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。図３は、押しあてトルクＴｓを作用させたときのリングギヤ軸３２ａの回転状態を例示する説明図である。図中、曲線Ａはパーキングロック機構９０が嵌合状態にあるときのリングギヤ軸３２ａの回転状態を示し、曲線Ｂはパーキングロック機構９０が未嵌合状態にある時のリングギヤ軸３２ａの回転状態を示す。パーキングロック機構９０は、シフトレバー８１がＰレンジとされると、通常、パーキングロックポール９４がパーキングギヤ９２と噛み合う状態、即ちパーキングロック機構９０が嵌合状態となっている。そのときにモータＭＧ２から押しあてトルクＴｓが出力されると、パーキングロックポール９４とパーキングギヤ９２とのギヤの噛み合いによりリングギヤ軸３２ａの回転は抑止されるから、その回転角度θは小さな値に収まり、回転角速度ωも小さな値となる。シフトレバー８１がＰレンジとされても、パーキングロックポール９４がパーキングギヤ９２に噛み合っていない状態、即ちパーキングロック機構９０が未嵌合状態となるときもある。この場合に、モータＭＧ２から押しあてトルクＴｓが出力されると、パーキングロックポール９４とパーキングギヤ９２とのギヤの噛み合いがなされていないことによりリングギヤ軸３２ａの回転は抑止されないから、その回転角度θは大きな値となり、回転角速度ωも大きな値となる。このことを考慮すれば、ステップＳ１０８の処理は、回転角度θと回転角速度ωとによりパーキングロック機構９０が嵌合状態であるか否かを判定する処理となる。ここで、閾値αは、モータＭＧ２から押しあてトルクＴｓを作用させて所定時間経過したときに、パーキングロック機構９０が嵌合状態にあるときに検出されるリングギヤ軸３２ａの回転角度より大きく、パーキングロック機構９０が未完号状態にあるときに検出されるリングギヤ軸３２ａの回転角度より小さな値として設定されるものである。また、閾値βは、モータＭＧ２から押しあてトルクＴｓを作用させてたときに、パーキングロック機構９０が嵌合状態にあるときに演算されるリングギヤ軸３２ａの回転角速度より大きく、パーキングロック機構９０が未嵌合状態にあるときに演算されるリングギヤ軸３２ａの回転角速度より小さな値として設定されるものである。なお、こうした閾値αや閾値βは、実験などにより求めることができる。
【００２６】
ステップＳ１０８で回転角度θが閾値α以上であるか回転角速度ωが閾値β以上であると判定されたときや、ステップＳ１０２でシフトポジションＳＰがＰレンジでないと判定されたときには、パーキングロック機構９０は嵌合状態でないから、エンジン２２の始動の際に駆動軸であるリングギヤ軸３２ａが所定回転角以上回転するのを防止するために、モータＭＧ２から押しあてトルクＴｓを作用させるのを解除する（ステップＳ１１０）。
【００２７】
次に、シフトポジションＳＰがＰレンジであるか否かパーキングロック機構９０が嵌合状態である否かに拘わらず、モータＭＧ１でエンジン２２をクランキングするのに必要なクランキングトルクＴｃ１と、このクランキングトルクＴｃ１をモータＭＧ１から作用させるのにリングギヤ軸３２ａに必要な反力トルクＴｃ２とを計算する（ステップＳ１１２）。クランキングトルクＴｃ１は、エンジン２２をクランキングするのにトルクをキャリア３４に出力するためにリングギヤ３２を固定した状態の動力分配統合機構３０においてサンギヤ軸３１ａに出力すべきトルクとして動力分配統合機構３０のギヤ比を用いて計算することができる。また、反力トルクＴｃ２は、キャリア３４を固定した状態の動力分配統合機構３０のサンギヤ軸３１ａにクランキングトルクＴｃ１を作用させたときにリングギヤ軸３２ａを回転させないようにするために必要なトルクとして動力分配統合機構３０のギヤ比を用いて計算することができる。
【００２８】
こうしてクランキングトルクＴｃ１と反力トルクＴｃ２とを計算すると、押しあてトルクＴｓが作動中か否かを判定し（ステップＳ１１４）、押しあてトルクＴｓトルクが作動中のときにはモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にクランキングトルクＴｃ１を設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に反力トルクＴｃ２と押しあてトルクＴｓとの和を設定し（ステップＳ１１６）、押しあてトルクＴｓトルクが作動中でないときにはモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にクランキングトルクＴｃ１を設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に反力トルクＴｃ２を設定する（ステップＳ１１８）。そして、モータＭＧ１とモータＭＧ２とを設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動してエンジン２２をクランキングする（ステップＳ１２０）。この際、押しあてトルクＴｓトルクが作動中のときには、モータＭＧ２からはモータＭＧ１によるクランキングの反力を受け持つ反力トルクＴｃ２に同方向の押しあてトルクＴｓが加えられたトルクが出力されるから、駆動軸であるリングギヤ軸３２ａを間接的にロックしているパーキングロック機構９０のパーキングギヤ９２とパーキングロックポール９４がエンジン２２のクランキングの際のトルク脈動により振動することにより生じ得る当たり音を防止することができる。一方、押しあてトルクＴｓトルクが作動中でないときには、モータＭＧ２からはモータＭＧ１によるクランキングの反力を丁度受け持つ反力トルクＴｃ２が出力されるから、リングギヤ軸３２ａが回転して駆動輪３９ａ，３９ｂが回転するのを防止することができる。
【００２９】
こうしてクランキングをしながらエンジン２２が完爆するのを待って（ステップＳ１２２）、モータＭＧ１およびモータＭＧ２のトルク指令を解除して（ステップＳ１２４）、始動処理ルーチンを終了する。
【００３０】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、シフトポジションＳＰがＰレンジのときには、パーキングロック機構９０が嵌合状態か否かを判定し、パーキングロック機構９０が嵌合状態のときには、モータＭＧ２からクランキングに必要な反力トルクＴｃ２にクランキング時のエンジン２２のトルク脈動に伴ってリングギヤ軸３２ａに生じるトルク脈動より若干大きな押しあてトルクＴｓを加えたトルクを出力することにより、パーキングロック機構９０のパーキングギヤ９２とパーキングロックポール９４がエンジン２２のクランキングの際のトルク脈動により振動することにより生じ得る当たり音を防止することができる。しかも、シフトポジションＳＰがＰレンジに拘わらず、パーキングロック機構９０が未嵌合状態のときには、モータＭＧ２からクランキングの反力を丁度受け持つ反力トルクＴｃ２を出力することにより、駆動輪３９ａ，３９ｂが回転するのを防止することができる。
【００３１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、押しあてトルクＴｓの大きさをエンジン２２を始動する際のエンジン２２のトルク脈動によりリングギヤ軸３２ａに作用するトルクより若干大きなものとしたが、こうしたトルク脈動によりリングギヤ軸３２ａに作用するトルクより大きければ、その大きさはいかなる大きさであってもかまわない。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、押しあてトルクＴｓの方向をエンジン２２をクランキングする際にリングギヤ軸３２ａに作用させる反力トルクＴｃ２と同一の方向としたが、逆方向としても差し支えない。この場合、その大きさは、トルク脈動によりリングギヤ軸３２ａに作用するトルクより若干大きな値に反力トルクＴｃ２を加えたものとすればよい。
【００３２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、パーキングロック機構９０の嵌合状態を押しあてトルクＴｓを作用させたときのリングギヤ軸３２ａの回転角度θと回転角速度ωとにより判定するものとしたが、押しあてトルクＴｓを作用させたときのリングギヤ軸３２ａの回転角度θだけに基づいて判定したり、回転角速度ωだけに基づいて判定するものとしてもよい。また、リングギヤ軸３２ａの回転角度θや回転角速度ωに基づいてパーキングロック機構９０の嵌合状態を判定することに限定されず、ファイナルギヤ３７ａの回転角度や回転角速度によりパーキングロック機構９０の嵌合状態を判定するものとしたり、駆動輪３９ａ，３９ｂの移動量や移動速度によりパーキングロック機構９０の嵌合状態を判定するものとしてもよい。
【００３３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、動力分配統合機構３０を介して接続されたモータＭＧ２とモータＭＧ２とにより駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの反力を用いてエンジン２２をクランキングする構成としたが、駆動軸の反力を用いてエンジン２２をクランキングする構成であれば如何なる構成としてもよい。例えば、図４の変形例のハイブリッド自動車１２０に示すように、エンジン１２２のクランクシャフト１２６に接続されたインナーロータ１３２と駆動輪１５９ａ，１５９ｂに結合された駆動軸１５２に取り付けられたアウターロータ１３４とを有しインナーロータ１３２とアウターロータ１３４との電磁的な作用により相対的に回転するモータ１３０と、駆動軸１５２に直接動力を出力可能なモータ１４０と、駆動軸１５２を直接ロックするパーキングロック機構１９０とを備える構成としてもよい。この変形例のハイブリッド自動車１２０では、駆動軸１５２に接続されたモータ１４０の反力を受け持ちながらモータ１３０によりエンジン１２２をクランキングするから、パーキングロック機構１９０の嵌合状態を判定して押しあてトルクをモータ１４０に作用させることにより、実施例のハイブリッド自動車２０と同様な効果を得ることができる。
【００３４】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される始動処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】押しあてトルクＴｓを作用させたときのリングギヤ軸３２ａの回転状態を例示する説明図である。
【図４】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３１ａ サンギヤ軸３１ａ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３６ ベルト、３７ ギヤ機構、３７ａ ファイナルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、９０ パーキングロック機構、９２ パーキングギヤ、９４ パーキングロックポール、９６ シフトケーブル、１２０ ハイブリッド自動車、１２２ エンジン、１２６ クランクシャフト、１３０ モータ、１３２ インナーロータ、１３４ アウターロータ、１４０ モータ、１５２ 駆動軸、１５９ａ，１５９ｂ 駆動輪、１９０ パーキングロック機構、ＭＧ１ モータ、ＭＧ２ モータ。

Claims (9)

  1. 駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、
    内燃機関と、
    前記駆動軸を直接または間接にギヤの噛み合いによりロックするロック手段と、
    前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
    前記駆動軸側の反力を用いて前記内燃機関を始動する始動手段と、
    前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記始動手段による前記内燃機関の始動の際に前記駆動軸に生じる反力としてのトルクより大きなトルクで前記ロック手段のギヤの噛み合いが一方側に押し当てられるよう前記電動機を駆動制御すると共に該電動機の駆動制御に伴って前記内燃機関が始動されるよう前記始動手段と制御する始動時制御手段と、
    を備える動力出力装置。
  2. 前記始動時制御手段は、前記反力としてのトルクを受けとめる方向にトルクを出力するよう前記電動機を駆動制御する手段である請求項１記載の動力出力装置。
  3. 前記始動時制御手段は、前記始動手段による前記内燃機関の始動の際のトルク脈動によっても前記ロック手段のギヤの噛み合いが他方側にゆるまない程度以上のトルクが出力されるよう前記電動機を駆動制御する手段である請求項１または２記載の動力出力装置。
  4. 請求項１ないし３いずれか記載の動力出力装置であって、
    前記ロック手段による前記駆動軸のロック状態を判定するロック状態判定手段を備え、
    前記始動時制御手段は、前記ロック状態判定手段により前記駆動軸がロック状態にないときには、前記始動手段による前記内燃機関の始動の際に前記駆動軸に生じる反力を受けとめるトルクを出力するよう前記電動機を駆動制御すると共に前記内燃機関が始動されるよう前記始動手段と制御する手段である
    動力出力装置。
  5. 前記ロック状態判定手段は、前記駆動軸に所定のトルクを作用させたときに該駆動軸の挙動に基づいて該駆動軸のロック状態を判定する手段である請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置。
  6. 前記ロック状態判定手段は、前記駆動軸の回転角および／または回転角速度に基づいて該駆動軸のロック状態を判定する手段である請求項５記載の動力出力装置。
  7. 前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と前記始動手段の回転軸とに接続される３軸を有し、該３軸のうちのいずれか２軸に動力が入出力されると該入出力された動力に基づいて決定される動力を残余の軸に入出力する３軸式動力分配統合手段を備える請求項１ないし６いずれか記載の動力出力装置。
  8. 前記始動手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１のロータと前記駆動軸に接続され該第１のロータに対して相対的に回転可能な第２のロータとを有し、電磁気的な作用により該第１のロータを該第２のロータに対して回転駆動可能な対ロータ電動機を備える手段である請求項１ないし６いずれか記載の動力出力装置。
  9. 請求項１ないし８いずれか記載の動力出力装置を備える自動車であって、
    前記ロック手段は、パーキングロックを行なう手段である
    自動車。
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