(57)【要約】  車両（１）は、スタートスイッチ（１５０）と、エンジン（１０）と、エンジン（１０）の回転軸に連結される第１モータジェネレータ（２０）とを備える。第１モータジェネレータは、スタッチスイッチ（１５０）が操作されると、第１モータジェネレータ（２０）の出力軸回転速度が高いほどより低いトルクでエンジン（１０）の出力軸回転速度を上昇させる。
2012105019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者が操作するスイッチ（１５０）と、
前記スイッチ（１５０）が操作されることによって始動する内燃機関（１０）と、
前記内燃機関（１０）の出力軸に連結される電動モータ（２０，３０）とを備え、
前記電動モータ（２０，３０）は、前記スイッチ（１５０）が操作されると、前記電動モータ（２０，３０）の出力軸回転速度が高いほどより低いトルクで前記内燃機関（１０）の出力軸回転速度を上昇させる、車両。
【請求項２】
前記内燃機関（１０）の出力軸と前記電動モータ（２０，３０）の出力軸とを連結する連結装置（４０，３００）をさらに備え、前記連結装置（４０，３００）は、前記車両が走行し、かつ前記内燃機関（１０）が停止した状態において前記電動モータ（２０，３０）の出力軸を回転させる、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記連結装置（４０，３００）は、車速が高いほど前記電動モータ（２０，３０）の出力軸回転速度を高くし、
前記電動モータ（２０，３０）は、前記スイッチ（１５０）が操作されると、車速が高いほどより低いトルクで前記内燃機関（１０）の出力軸回転速度を上昇させる、請求項２に記載の車両。
【請求項４】
前記連結装置（４０）は、サンギヤ（５０）、キャリア（５４）、およびリングギヤ（５６）を含み、
前記サンギヤ（５０）は前記電動モータ（２０）の出力軸に連結され、
前記キャリア（５４）は前記内燃機関（１０）の出力軸に連結され、
前記リングギヤ（５６）は車輪（８０）に連結される、請求項３に記載の車両。
【請求項５】
前記電動モータ（２０，３０）のトルクは、前記電動モータ（２０，３０）が発生する電力が予め定められた上限値よりも小さくなるように制限される、請求項１に記載の車両。
【請求項６】
運転者が操作するスイッチ（１５０）と、前記スイッチ（１５０）が操作されることによって始動する内燃機関（１０）と、前記内燃機関（１０）の出力軸に連結される電動モータ（２０，３０）とが搭載された車両の制御方法であって、
前記スイッチ（１５０）が操作されたか否かを判断するステップと、
前記スイッチ（１５０）が操作されると、前記電動モータ（２０，３０）により、前記電動モータ（２０，３０）の出力軸回転速度が高いほどより低いトルクで前記内燃機関（１０）の出力軸回転速度を上昇させるステップとを備える、車両の制御方法。
【請求項７】
運転者が操作するスイッチ（１５０）と、
前記スイッチ（１５０）が操作されることによって始動する内燃機関（１０）と、
前記内燃機関（１０）の出力軸に連結される電動モータ（２０，３０）とを備え、
前記電動モータ（２０，３０）は、前記スイッチ（１５０）が操作されると、前記電動モータ（２０，３０）の出力軸回転速度が高いほどより低い速度で前記内燃機関（１０）の出力軸回転速度を上昇させる、車両。
【請求項８】
運転者が操作するスイッチ（１５０）と、前記スイッチ（１５０）が操作されることによって始動する内燃機関（１０）と、前記内燃機関（１０）の出力軸に連結される電動モータ（２０，３０）とが搭載された車両の制御方法であって、
前記スイッチ（１５０）が操作されたか否かを判断するステップと、
前記スイッチ（１５０）が操作されると、前記電動モータ（２０，３０）により、前記電動モータ（２０，３０）の出力軸回転速度が高いほどより低い速度で前記内燃機関（１０）の出力軸回転速度を上昇させるステップとを備える、車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両および車両の制御方法に関し、特に、車両に搭載された内燃機関を始動する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００７−２３９１９号公報（特許文献１）に開示されたエンジン始動制御システムによれば、車両の走行中に何らかの要因によりエンジンが停止した場合、プッシュスイッチが押下されたときはブレーキペダルが踏み込まれていなくてもエンジンを再始動させる技術が開示されている。【０００３】
また、近年、環境問題対策の１つとして、モータジェネレータとエンジンとを搭載したハイブリッド車が注目されている。このようなハイブリッド車としては、たとえば、駆動輪、エンジンおよびモータジェネレータの各要素が機械的に連結される車両が公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したようなハイブリッド車においては、各要素が機械的に連結されていることにより、エンジンが停止していても、モータジェネレータの出力軸が負回転している場合があり得る。このような場合にエンジンをクランキングすべくモータジェネレータを駆動すると、モータジェネレータが発電し得る。このときの発電は意図したものではない。そのため、必要以上に電力が発電され得る。【０００６】
本発明の目的は、発電される電力を制限することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ある実施例において、車両は、運転者が操作するスイッチと、スイッチが操作されることによって始動する内燃機関と、内燃機関の出力軸に連結される電動モータとを備える。電動モータは、スイッチが操作されると、電動モータの出力軸回転速度が高いほどより低いトルクで内燃機関の出力軸回転速度を上昇させる。【０００８】
別の実施例において、運転者が操作するスイッチと、スイッチが操作されることによって始動する内燃機関と、内燃機関の出力軸に連結される電動モータとが搭載された車両の制御方法は、スイッチが操作されたか否かを判断するステップと、スイッチが操作されると、電動モータにより、電動モータの出力軸回転速度が高いほどより低いトルクで内燃機関の出力軸回転速度を上昇させるステップとを備える。【０００９】
さらに別の実施例において、車両は、運転者が操作するスイッチと、スイッチが操作されることによって始動する内燃機関と、内燃機関の出力軸に連結される電動モータとを備える。電動モータは、スイッチが操作されると、電動モータの出力軸回転速度が高いほどより低い速度で内燃機関の出力軸回転速度を上昇させる。【００１０】
さらに別の実施例において、運転者が操作するスイッチと、スイッチが操作されることによって始動する内燃機関と、内燃機関の出力軸に連結される電動モータとが搭載された車両の制御方法は、スイッチが操作されたか否かを判断するステップと、スイッチが操作されると、電動モータにより、電動モータの出力軸回転速度が高いほどより低い速度で内燃機関の出力軸回転速度を上昇させるステップとを備える。
【発明の効果】
【００１１】
内燃機関を始動すべくスイッチが操作されると、電動モータは、電動モータの出力軸回転速度が高いほどより低いトルクで内燃機関の出力軸回転速度を上昇させる。電動モータの出力軸回転速度が高いほどより低い変化速度（変化率）で内燃機関の出力軸回転速度が上昇される場合、変化速度を低減すべく、電動モータのトルクが低減される。したがって、いずれの場合においても、電動モータの出力軸回転速度が高いほどトルクが低減される。よって、電動モータの出力軸が負回転している場合、電動モータによって発電される電力が制限される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】車両の全体ブロック図である。
【図２】動力分割装置の共線図を示す図（その１）である。
【図３】ＥＣＵの機能ブロック図である。
【図４】ＥＣＵが実行する処理のフローチャートを示す図である。
【図５】その他の実施の形態の車両の全体ブロック図である。
【図６】Ｃ１クラッチ、Ｃ２クラッチおよびＣ３クラッチの作動表を示す図である。
【図７】動力分割装置の共線図を示す図（その２）である。
【図８】動力分割装置の共線図を示す図（その３）である。
【図９】動力分割装置の共線図を示す図（その４）である。
【図１０】動力分割装置の共線図を示す図（その５）である。
【図１１】動力分割装置の共線図を示す図（その６）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態は、説明される。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返されない。
【００１４】
図１を参照して、本実施の形態に係る車両１の全体ブロック図が説明される。車両１は、エンジン１０と、駆動軸１６と、第１モータジェネレータ（以下、第１ＭＧと記載する）２０と、第２モータジェネレータ（以下、第２ＭＧと記載する）３０と、動力分割装置４０と、減速機５８と、ＰＣＵ（Power  Control  Unit）６０と、バッテリ７０と、駆動輪８０と、スタートスイッチ１５０と、制動装置１５１と、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）２００とを含む。
【００１５】
この車両１は、エンジン１０および第２ＭＧ３０の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行する。エンジン１０が発生する動力は、動力分割装置４０によって２経路に分割される。２経路のうちの一方の経路は減速機５８を介して駆動輪８０へ伝達される経路であり、他方の経路は第１ＭＧ２０へ伝達される経路である。
【００１６】
第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、たとえば、三相交流回転電機である。第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、ＰＣＵ６０によって駆動される。
【００１７】
第１ＭＧ２０は、動力分割装置４０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電してＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０を充電するジェネレータとしての機能を有する。また、第１ＭＧ２０は、バッテリ７０からの電力を受けてエンジン１０の出力軸であるクランク軸を回転させる。これによって、第１ＭＧ２０は、エンジン１０を始動するスタータとしての機能を有する。
【００１８】
第２ＭＧ３０は、バッテリ７０に蓄えられた電力および第１ＭＧ２０により発電された電力の少なくともいずれか一方を用いて駆動輪８０に駆動力を与える駆動用モータとしての機能を有する。また、第２ＭＧ３０は、回生制動によって発電された電力を用いてＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０を充電するためのジェネレータとしての機能を有する。
【００１９】
エンジン１０は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン１０は、複数の気筒１０２と、複数の気筒１０２の各々に燃料を供給する燃料噴射装置１０４とを含む。燃料噴射装置１０４は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ１に基づいて、各気筒に対して適切な時期に適切な量の燃料を噴射したり、各気筒に対する燃料の噴射を停止したりする。
【００２０】
さらに、エンジン１０には、エンジン１０のクランク軸の回転速度（以下、エンジン回転速度と記載する）Ｎｅを検出するためのエンジン回転速度センサ１１が設けられる。エンジン回転速度センサ１１は、検出されたエンジン回転速度Ｎｅを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。
【００２１】
動力分割装置４０は、駆動輪８０を回転させるための駆動軸１６、エンジン１０の出力軸および第１ＭＧ２０の回転軸（出力軸）の三要素の各々を機械的に連結する。動力分割装置４０は、上述の三要素のうちのいずれか一つを反力要素とすることによって、他の２つの要素間での動力の伝達を可能とする。第２ＭＧ３０の回転軸（出力軸）は、駆動軸１６に連結される。
【００２２】
動力分割装置４０は、サンギヤ５０と、ピニオンギヤ５２と、キャリア５４と、リングギヤ５６とを含む遊星歯車機構である。ピニオンギヤ５２は、サンギヤ５０およびリングギヤ５６の各々と噛み合う。キャリア５４は、ピニオンギヤ５２を自転可能に支持するとともに、エンジン１０のクランク軸に連結される。サンギヤ５０は、第１ＭＧ２０の回転軸に連結される。リングギヤ５６は、駆動軸１６を介在して第２ＭＧ３０の回転軸および減速機５８に連結される。
【００２３】
エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０が動力分割装置４０によって連結されることにより、第１ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ１と、エンジン回転速度Ｎｅと、第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２とは、図２の共線図上で１本の直線で結ばれる関係を維持するように各要素の回転速度Ｎｍ１，Ｎｅ，Ｎｍ２が変化する。
【００２４】
図２に示す共線図の三本の縦軸のうちの左側の縦軸がサンギヤ５０の回転速度、すなわち、第１ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ１を示す。また、図２に示す共線図の中央の縦軸がキャリア５４の回転速度、すなわち、エンジン回転速度Ｎｅを示す。また、図２に示す共線図の右側の縦軸がリングギヤ５６の回転速度、すなわち、第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２を示す。なお、図２の共線図の各縦軸の矢印の方向が正回転方向を示し、矢印の方向と逆方向が負回転方向を示す。
【００２５】
一例として、図２の実線に示すように、車両１が、第１ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ１がＮｍ１（０）であって、エンジン回転速度ＮｅがＮｅ（０）であって、かつ、第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２がＮｍ２（０）であると想定する。
【００２６】
動力分割装置４０は、車両が走行し、かつエンジン１０が停止した場合においても、第１ＭＧ２０の回転軸を回転させる。車両１の高速走行中に車両１のシステムが停止状態にされた場合、エンジン１０への燃料噴射を停止すると、エンジン回転速度Ｎｅはゼロになるように低下する。このとき、図２の破線に示すように、第１ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ１がＮｍ１（０）からＮｍ１（１）へと負回転方向に回転速度が増加する。したがって、車速が高いほど、エンジン回転速度Ｎｅがゼロになる場合の（エンジン１０の回転が停止した場合の）第１ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ１がより高くなり得る。
【００２７】
車両１が走行中であって、エンジン回転速度Ｎｅがゼロである場合に、第１ＭＧ２０を用いてエンジン１０を始動させる場合を想定する。この場合、第１ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ１をＮｍ１（１）（図２の破線）からＮｍ１（０）（図２の実線）に引き上げることによって、エンジン回転速度Ｎｅを上昇させる必要がある。
【００２８】
第１ＭＧ２０の回転速度をＮｍ１（１）からＮｍ１（０）まで上昇させるべく、第１ＭＧ２０の回転方向（負回転方向）と反対の正回転方向のトルクを生じさせると、第１ＭＧ２０が負回転方向に回転しているため、第１ＭＧ２０は発電する。本実施の形態においては、後述するように、エンジン１０をクランキングするときに第１ＭＧ２０が発電する電力が制限される。
【００２９】
図１に戻って、減速機５８は、動力分割装置４０や第２ＭＧ３０からの動力を駆動輪８０に伝達する。また、減速機５８は、駆動輪８０が受けた路面からの反力を動力分割装置４０や第２ＭＧ３０に伝達する。
【００３０】
ＰＣＵ６０は、バッテリ７０に蓄えられた直流電力を第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を駆動するための交流電力に変換する。ＰＣＵ６０は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ２に基づいて制御されるコンバータおよびインバータ（いずれも図示せず）を含む。コンバータは、バッテリ７０から受けた直流電力の電圧を昇圧してインバータに出力する。インバータは、コンバータが出力した直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０に出力する。これにより、バッテリ７０に蓄えられた電力を用いて第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０が駆動される。また、インバータは、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０によって発電される交流電力を直流電力に変換してコンバータに出力する。コンバータは、インバータが出力した直流電力の電圧を降圧してバッテリ７０へ出力する。これにより、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０により発電された電力を用いてバッテリ７０が充電される。なお、コンバータは、省略してもよい。
【００３１】
バッテリ７０は、蓄電装置であり、再充電可能な直流電源である。バッテリ７０としては、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池が用いられる。バッテリ７０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。バッテリ７０は、上述したように第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０により発電された電力を用いて充電される他、外部電源（図示せず）から供給される電力を用いて充電されてもよい。なお、バッテリ７０は、二次電池に限らず、直流電圧を生成できるもの、たとえば、キャパシタ、太陽電池、燃料電池等であってもよい。
【００３２】
バッテリ７０には、バッテリ７０の電池温度ＴＢを検出するための電池温度センサ１５６と、バッテリ７０の電流ＩＢを検出するための電流センサ１５８と、バッテリ７０の電圧ＶＢを検出するための電圧センサ１６０とが設けられる。
【００３３】
電池温度センサ１５６は、電池温度ＴＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。電流センサ１５８は、電流ＩＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。電圧センサ１６０は、電圧ＶＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。
【００３４】
スタートスイッチ１５０は、たとえば、プッシュ式スイッチである。スタートスイッチ１５０は、キーをキーシリンダに差し込んで所定の位置まで回転させるものであってもよい。スタートスイッチ１５０は、ＥＣＵ２００に接続される。運転者がスタートスイッチ１５０を操作することに応じて、スタートスイッチ１５０は、信号ＳＴをＥＣＵ２００に送信する。
【００３５】
ＥＣＵ２００は、たとえば、車両１のシステムが停止状態である場合に信号ＳＴを受信した場合に、起動指示を受けたと判断して、車両１のシステムを停止状態から起動状態に移行させる。また、ＥＣＵ２００は、車両１のシステムが起動状態である場合に信号ＳＴを受信した場合に、停止指示を受けた判断して、車両１のシステムを起動状態から停止状態に移行させる。以下の説明において、車両１のシステムが起動状態である場合に運転者がスタートスイッチ１５０を操作することをＩＧオフ操作といい、車両１のシステムが停止状態である場合に運転者がスタートスイッチ１５０を操作することをＩＧオン操作という。また、車両１のシステムが起動状態に移行した場合には、車両１が走行するために必要な複数の機器に電力が供給されるなどして、作動可能な状態となる。一方、車両１のシステムが停止状態に移行した場合には、車両１が走行するために必要な複数の機器のうちの一部への電力の供給が停止されるなどして、作動停止状態となる。
【００３６】
第１レゾルバ１２は、第１ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ１を検出する。第１レゾルバ１２は、検出された回転速度Ｎｍ１を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。第２レゾルバ１３は、第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２を検出する。第２レゾルバ１３は、検出された回転速度Ｎｍ２を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。
【００３７】
車輪速センサ１４は、駆動輪８０の回転速度Ｎｗを検出する。車輪速センサ１４は、検出された回転速度Ｎｗを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。ＥＣＵ２００は、受信した回転速度Ｎｗに基づいて車速Ｖを算出する。なお、ＥＣＵ２００は、回転速度Ｎｗに代えて第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２に基づいて車速Ｖを算出するようにしてもよい。
【００３８】
制動装置１５１は、ブレーキアクチュエータ１５２と、ディスクブレーキ１５４とを含む。ディスクブレーキ１５４は、車輪と一体的に回転するブレーキディスクと、油圧を用いてブレーキディスクの回転を制限するブレーキキャリパとを含む。ブレーキキャリパは、ブレーキディスクを回転軸と平行な方向で挟み込むように設けられるブレーキパッドと、油圧をブレーキパッドに伝達するためのホイールシリンダとを含む。ブレーキアクチュエータ１５２は、ＥＣＵ２００から受信する制御信号Ｓ３に基づいて、運転者がブレーキペダルを踏み込むことによって発生する油圧と、ポンプおよび電磁弁等を用いて発生する油圧とを調整してホイールシリンダに供給される油圧を調整する。図１において、制動装置１５１は、後輪の右側にのみ図示されるが、制動装置１５１は、各車輪毎に設けられるものとする。
【００３９】
ＥＣＵ２００は、エンジン１０を制御するための制御信号Ｓ１を生成し、その生成した制御信号Ｓ１をエンジン１０へ出力する。また、ＥＣＵ２００は、ＰＣＵ６０を制御するための制御信号Ｓ２を生成し、その生成した制御信号Ｓ２をＰＣＵ６０へ出力する。さらに、ＥＣＵ２００は、ブレーキアクチュエータ１５２を制御するための制御信号Ｓ３を生成し、その生成した制御信号Ｓ３をブレーキアクチュエータ１５２へ出力する。
【００４０】
ＥＣＵ２００は、エンジン１０およびＰＣＵ６０等を制御することによって車両１が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体、すなわち、バッテリ７０の充放電状態、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の動作状態を制御する。
【００４１】
ＥＣＵ２００は、運転席に設けられたアクセルペダル（図示せず）の踏込み量に対応する要求駆動力を算出する、ＥＣＵ２００は、算出された要求駆動力に応じて、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０のトルクと、エンジン１０の出力とを制御する。
【００４２】
上述したような構成を有する車両１においては、発進時や低速走行時等であってエンジン１０の効率が悪い場合には、第２ＭＧ３０のみによる走行が行なわれる。また、通常走行時には、たとえば動力分割装置４０によりエンジン１０の動力が２経路の動力に分けられる。一方の動力で駆動輪８０が直接的に駆動される。他方の動力で第１ＭＧ２０を駆動して発電が行なわれる。このとき、ＥＣＵ２００は、発電された電力を用いて第２ＭＧ３０を駆動させる。このように第２ＭＧ３０を駆動させることにより駆動輪８０の駆動補助が行なわれる。
【００４３】
車両１の減速時には、駆動輪８０の回転に従動する第２ＭＧ３０がジェネレータとして機能して回生制動が行なわれる。回生制動によって回収した電力は、バッテリ７０に蓄えられる。なお、ＥＣＵ２００は、蓄電装置の残容量（以下の説明においては、ＳＯＣ（State  of  Charge）と記載する）が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１０の出力を増加させて第１ＭＧ２０による発電量を増加させる。これにより、バッテリ７０のＳＯＣが増加させられる。また、ＥＣＵ２００は、低速走行時でも必要に応じてエンジン１０からの駆動力を増加させる制御を行なう場合もある。たとえば、上述のようにバッテリ７０の充電が必要な場合や、エアコン等の補機が駆動される場合や、エンジン１０の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合等である。
【００４４】
ＥＣＵ２００は、バッテリ７０の充電量および放電量を制御する際に、電池温度ＴＢおよび現在のＳＯＣに基づいて、バッテリ７０の充電時に許容される入力電力（以下の説明においては、「充電電力上限値Ｗｉｎ」と記載する）およびバッテリ７０の放電時に許容される出力電力（以下の説明においては、「放電電力上限値Ｗｏｕｔ」と記載する）を設定する。たとえば、現在のＳＯＣが低下すると、放電電力上限値Ｗｏｕｔは徐々に低く設定される。一方、現在のＳＯＣが高くなると、充電電力上限値Ｗｉｎは徐々に低下するように設定される。
【００４５】
また、バッテリ７０として用いられる二次電池は、低温時に内部抵抗が上昇する温度依存性を有する。また、高温時には、さらなる発熱によって温度が過上昇することを防止する必要がある。このため、電池温度ＴＢの低温時および高温時には、放電電力上限値Ｗｏｕｔおよび充電電力上限値Ｗｉｎの各々を低下させることが好ましい。ＥＣＵ２００は、電池温度ＴＢおよび現在ＳＯＣに応じて、たとえば、マップ等を用いることによって、充電電力上限値Ｗｉｎおよび放電電力上限値Ｗｏｕｔを設定する。
【００４６】
本実施の形態においては、車両１の走行中に第１ＭＧ２０を用いてエンジン１０を始動させる場合、第１ＭＧ２０が発電する電力が充電電力上限値Ｗｉｎよりも小さくなるように、第１ＭＧ２０のトルクが制限される。
【００４７】
図３に、本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ２００の機能ブロック図を示す。ＥＣＵ２００は、判定部２０２と、第１ＭＧ制御部２０４とを含む。
【００４８】
判定部２０２は、ＩＧオン操作がされたか否かを判定する。判定部２０２は、たとえば車両１のシステムが停止状態である場合にスタートスイッチ１５０から信号ＳＴを受信した場合に、ＩＧオン操作がされたと判定する。なお、判定部２０２は、たとえば、ＩＧオン操作がされた場合にＩＧオン判定フラグをオンするようにしてもよい。
【００４９】
さらに、判定部２０２は、車両１が走行中であるか否かを判定する。判定部２０２は、車速Ｖが所定車速Ｖ（０）よりも高い場合に、車両１が走行中であると判定する。なお、判定部２０２は、車両１が走行中であると判定された場合に走行判定フラグをオンするようにしてもよい。
【００５０】
第１ＭＧ制御部２０４は、判定部２０２によってＩＧオン操作がされたと判定されると、すなわちスタートスイッチ１５０が運転者により操作されると、第１ＭＧ２０の回転軸の回転速度Ｎｍ１が高いほどより低いトルクでエンジン回転速度Ｎｅを上昇させるように第１ＭＧ２０を制御する。言い換えると、スタートスイッチ１５０が操作されると、第１ＭＧ２０は、第１ＭＧ２０の回転軸の回転速度Ｎｍ１が高いほどより低い速度でエンジン回転速度Ｎｅを上昇させる。より具体的には、車速が高いほどより低いトルクを正回転方向に発生するように第１ＭＧ２０が制御される。上述したように、第１ＭＧ２０のトルクは、第１ＭＧ２０が発電する電力が充電電力上限値Ｗｉｎよりも小さくなるように制限される。
【００５１】
例えば、車速がゼロである状態等においてエンジン１０をクランキングするときの第１ＭＧ２０のトルクをＴｍ１（ｖ０）とする。車速がゼロより高い状況下においてＴｍ１（ｖ０）で第１ＭＧ２０を駆動すると第１ＭＧ２０が発電する電力が充電電力上限値Ｗｉｎ以上となる場合、第１ＭＧ２０のトルクはＴｍ１（ｖ０）も低くされる。第１ＭＧ２０が発電する電力が充電電力上限値Ｗｉｎよりも小さくなるまで、第１ＭＧ２０のトルクが低減される。
【００５２】
なお、第１ＭＧ２０が発電する電力は、トルクと回転速度とをパラメータに有するマップから算出する等の周知の技術を利用して算出すればよいため、このではその算出方法の詳細な説明は繰り返さない。第１ＭＧ２０のトルクを制御する方法も同様に、周知の技術を利用すればよい。
【００５３】
本実施の形態において、判定部２０２と、第１ＭＧ制御部２０４とは、いずれもＥＣＵ２００のＣＰＵがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。
【００５４】
図４を参照して、本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ２００で実行される処理について説明する。
【００５５】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ２００は、ＩＧオン操作がされたか否かを判定する。ＩＧオン操作がされた場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、Ｓ１０２にて、ＥＣＵ２００は、車両１が走行中であるか否かを判定する。
【００５６】
車両１が走行中である場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、Ｓ１０４にて、ＥＣＵ２００は、第１ＭＧ２０の回転軸の回転速度Ｎｍ１が高いほどより低いトルクでエンジン回転速度Ｎｅを上昇させるように第１ＭＧ２０を制御する。
【００５７】
これにより、エンジン１０を始動させる場合にエンジン回転速度Ｎｅを上昇させることに伴って第１ＭＧ２０により発電される電力が制限される。そのため、第１ＭＧ２０等の電気機器を発熱から保護したり、バッテリ７０を過充電から保護したりし得る。
【００５８】
その後、エンジン回転速度Ｎｅが十分の上昇されると、Ｓ１０６にて、ＥＣＵ２００は、燃料噴射および点火を開始するようにエンジン１０を制御する。すなわち、エンジン１０が始動される。
【００５９】
以上のように、本実施の形態において、第１ＭＧ２０は、第１ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ１が高いほどより低いトルクでエンジン回転速度を上昇させる。よって、エンジン１０を始動する際に第１ＭＧ２０が負回転している場合、第１ＭＧ２０によって発電される電力が制限される。
【００６０】
その他の実施の形態
以下、前述した動力分割装置４０とは異なる形態の動力分割装置３００を用いた実施の形態について説明する。図５に示すように、本実施の形態の車両１には、動力分割装置３００として、サンギヤ３１０と、ピニオンギヤ３１２と、キャリア３１４と、リングギヤ３１６とを含む遊星歯車機構が搭載される。
【００６１】
サンギヤ３１０は、第２ＭＧ３０の回転軸に連結される。ピニオンギヤ３１２は、サンギヤ３１０およびリングギヤ３１６の各々と噛み合う。キャリア３１４は、ピニオンギヤ３１２を自転可能に支持するとともに、駆動軸１８を介在して減速機５８に連結される。
【００６２】
リングギヤ３１６の状態は、Ｃ１クラッチ３２１、Ｃ２クラッチ３２２およびＣ３クラッチ３２３により制御される。図６に、Ｃ１クラッチ３２１、Ｃ２クラッチ３２２およびＣ３クラッチ３２３の作動表を示す。
【００６３】
図６中の「１モータ」は、１つのモータジェネレータのみを駆動源として走行する制御モードを意味する。「２モータ」は、２つのモータジェネレータを駆動源として走行する制御モードを意味する。「シリーズ」は、車両１にシリーズハイブリッド車としての機能を与える制御モードを意味する。「シリーズ＋パラレル」は、車両１にシリーズハイブリッド車としての機能およびパラレルハイブリッド車としての機能を与える制御モードを意味する。「Ｘ」は「係合状態」を意味する。
【００６４】
リングギヤ３１６は、Ｃ１クラッチ３２１が係合し、Ｃ２クラッチ３２２が解放され、Ｃ３クラッチ３２３が解放された場合、回転不能に固定される。すなわち、図７の共線図に示すように、リングギヤ３１６の回転速度がゼロである。この状態では、車両１は第２ＭＧ３０のみを駆動源として用いて走行する。
【００６５】
Ｃ１クラッチ３２１が係合し、Ｃ２クラッチ３２２が解放され、Ｃ３クラッチ３２３が係合した場合には、図８の共線図に示すように、車両１は第１ＭＧ２０により発電しながら、第２ＭＧ３０を駆動源として用いて走行可能である。
【００６６】
リングギヤ３１６は、Ｃ１クラッチ３２１が解放され、Ｃ２クラッチ３２２が係合し、Ｃ３クラッチ３２３が解放された場合、第１ＭＧ２０に連結される。図９の共線図に示すように、この状態では、車両１は第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を駆動源として用いて走行可能である。
【００６７】
リングギヤ３１６は、Ｃ１クラッチ３２１が解放され、Ｃ２クラッチ３２２が係合し、Ｃ３クラッチ３２３が係合した場合、第１ＭＧ２０およびエンジン１０に連結される。図１０の共線図に示すように、この状態では、車両１は第１ＭＧ２０により発電しながら、エンジン１０および第２ＭＧ３０を駆動源として用いて走行可能である。
【００６８】
図７〜１０に示す共線図の三本の縦軸のうちの左側の縦軸がサンギヤ３１０の回転速度、すなわち、第２ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ２を示す。中央の縦軸がキャリア３１４の回転速度、すなわち、駆動軸１８の回転速度Ｎｏｕｔを示す。右側の縦軸がリングギヤ３１６の回転速度を示す。リングギヤ３１６の回転速度が、エンジン１０の回転速度Ｎｅまたは第１ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ１と同じ場合もあり得る。
【００６９】
たとえば下り坂などにおいて、Ｃ１クラッチ３２１が解放され、Ｃ２クラッチ３２２が係合し、Ｃ３クラッチ３２３が係合した場合、第２ＭＧ３０が負回転方向にトルクを出力することにより、図１１に示すように、エンジン回転速度Ｎｅをゼロから増大することが可能である。
【００７０】
すなわち、第２ＭＧ３０が発電することにより、エンジン１０を始動するためにエンジン回転速度Ｎｅを増大することが可能である。エンジン１０が停止している状態においては、駆動軸１８の回転速度、すなわち車速が高いほど第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２が高い。
【００７１】
車速が高いほど第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２が高いことを考慮して、第２ＭＧ３０は、車速が高いほどより低いトルクでエンジン回転速度Ｎｅを上昇させるように制御される。すなわち、第２ＭＧ３０は、第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ１が高いほどより低いトルクでエンジン回転速度Ｎｅを上昇させる。これにより、第２ＭＧ３０によって発電される電力が制限される。
【００７２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７３】
１  車両、１０  エンジン、１１  エンジン回転速度センサ、１２  第１レゾルバ、１３  第２レゾルバ、１４  車輪速センサ、１６  駆動軸、１８  駆動軸、２０  第１ＭＧ、３０  第２ＭＧ、４０  動力分割装置、５０  サンギヤ、５２  ピニオンギヤ、５４  キャリア、５６  リングギヤ、５８  減速機、７０  バッテリ、８０  駆動輪、１０２  気筒、１０４  燃料噴射装置、１５０  スタートスイッチ、１５６  電池温度センサ、１５８  電流センサ、１６０  電圧センサ、２００  ＥＣＵ、２０２  判定部、２０４  第１ＭＧ制御部、３００  動力分割装置、３１０  サンギヤ、３１２  ピニオンギヤ、３１４  キャリア、３１６  リングギヤ、３２１  Ｃ１クラッチ、３２２  Ｃ２クラッチ、３２３  Ｃ３クラッチ。
【図１】
2012105019.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年9月7日(2011.9.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者が操作するスイッチ（１５０）と、
前記スイッチ（１５０）が操作されることによって始動する内燃機関（１０）と、
前記内燃機関（１０）の出力軸に連結される電動モータ（２０，３０）とを備え、
前記電動モータ（２０，３０）は、走行中に前記スイッチ（１５０）が操作されると、前記電動モータ（２０，３０）の出力軸回転速度が高いほどより低いトルクで前記内燃機関（１０）の出力軸回転速度を上昇させる、車両。
【請求項２】
前記内燃機関（１０）の出力軸と前記電動モータ（２０，３０）の出力軸とを連結する連結装置（４０，３００）をさらに備え、前記連結装置（４０，３００）は、前記車両が走行し、かつ前記内燃機関（１０）が停止した状態において前記電動モータ（２０，３０）の出力軸を回転させる、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記連結装置（４０，３００）は、車速が高いほど前記電動モータ（２０，３０）の出力軸回転速度を高くし、
前記電動モータ（２０，３０）は、前記スイッチ（１５０）が操作されると、車速が高いほどより低いトルクで前記内燃機関（１０）の出力軸回転速度を上昇させる、請求項２に記載の車両。
【請求項４】
前記連結装置（４０）は、サンギヤ（５０）、キャリア（５４）、およびリングギヤ（５６）を含み、
前記サンギヤ（５０）は前記電動モータ（２０）の出力軸に連結され、
前記キャリア（５４）は前記内燃機関（１０）の出力軸に連結され、
前記リングギヤ（５６）は車輪（８０）に連結される、請求項３に記載の車両。
【請求項５】
前記電動モータ（２０，３０）のトルクは、前記電動モータ（２０，３０）が発生する電力が予め定められた上限値よりも小さくなるように制限される、請求項１に記載の車両。
【請求項６】
運転者が操作するスイッチ（１５０）と、前記スイッチ（１５０）が操作されることによって始動する内燃機関（１０）と、前記内燃機関（１０）の出力軸に連結される電動モータ（２０，３０）とが搭載された車両の制御方法であって、
前記スイッチ（１５０）が操作されたか否かを判断するステップと、
前記車両の走行中に前記スイッチ（１５０）が操作されると、前記電動モータ（２０，３０）により、前記電動モータ（２０，３０）の出力軸回転速度が高いほどより低いトルクで前記内燃機関（１０）の出力軸回転速度を上昇させるステップとを備える、車両の制御方法。
【請求項７】
運転者が操作するスイッチ（１５０）と、
前記スイッチ（１５０）が操作されることによって始動する内燃機関（１０）と、
前記内燃機関（１０）の出力軸に連結される電動モータ（２０，３０）とを備え、
前記電動モータ（２０，３０）は、走行中に前記スイッチ（１５０）が操作されると、前記電動モータ（２０，３０）の出力軸回転速度が高いほどより低い速度で前記内燃機関（１０）の出力軸回転速度を上昇させる、車両。
【請求項８】
運転者が操作するスイッチ（１５０）と、前記スイッチ（１５０）が操作されることによって始動する内燃機関（１０）と、前記内燃機関（１０）の出力軸に連結される電動モータ（２０，３０）とが搭載された車両の制御方法であって、
前記スイッチ（１５０）が操作されたか否かを判断するステップと、
前記車両の走行中に前記スイッチ（１５０）が操作されると、前記電動モータ（２０，３０）により、前記電動モータ（２０，３０）の出力軸回転速度が高いほどより低い速度で前記内燃機関（１０）の出力軸回転速度を上昇させるステップとを備える、車両の制御方法。
【手続補正書】
【提出日】平成25年3月7日(2013.3.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者が操作するスイッチと、
前記スイッチが操作されることによって始動する内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸に連結される電動モータと、
前記電動モータが発電した電力により充電されるバッテリとを備え、
前記電動モータは、走行中に前記スイッチが操作されると、前記電動モータの出力軸回転速度が高いほどより低いトルクで、かつ前記バッテリの残容量または電圧が高いほどより低いトルクで前記内燃機関の出力軸回転速度を上昇させる、車両。
【請求項２】
前記内燃機関の出力軸と前記電動モータの出力軸とを連結する連結装置をさらに備え、前記連結装置は、前記車両が走行し、かつ前記内燃機関が停止した状態において前記電動モータの出力軸を回転させる、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記連結装置は、車速が高いほど前記電動モータの出力軸回転速度を高くし、
前記電動モータは、前記スイッチが操作されると、車速が高いほどより低いトルクで前記内燃機関の出力軸回転速度を上昇させる、請求項２に記載の車両。
【請求項４】
前記連結装置は、サンギヤ、キャリア、およびリングギヤを含み、
前記サンギヤは前記電動モータの出力軸に連結され、
前記キャリアは前記内燃機関の出力軸に連結され、
前記リングギヤは車輪に連結される、請求項３に記載の車両。
【請求項５】
前記電動モータのトルクは、前記電動モータが発生する電力が予め定められた上限値よりも小さくなるように制限される、請求項１に記載の車両。
【請求項６】
運転者が操作するスイッチと、前記スイッチが操作されることによって始動する内燃機関と、前記内燃機関の出力軸に連結される電動モータと、前記電動モータが発電した電力により充電されるバッテリとが搭載された車両の制御方法であって、
前記スイッチが操作されたか否かを判断するステップと、
前記車両の走行中に前記スイッチが操作されると、前記電動モータにより、前記電動モータの出力軸回転速度が高いほどより低いトルクで、かつ前記バッテリの残容量または電圧が高いほどより低いトルクで前記内燃機関の出力軸回転速度を上昇させるステップとを備える、車両の制御方法。
【請求項７】
運転者が操作するスイッチと、
前記スイッチが操作されることによって始動する内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸に連結される電動モータと、
前記電動モータが発電した電力により充電されるバッテリとを備え、
前記電動モータは、走行中に前記スイッチが操作されると、前記電動モータの出力軸回転速度が高いほどより低い速度で、かつ前記バッテリの残容量または電圧が高いほどより低い速度で前記内燃機関の出力軸回転速度を上昇させる、車両。
【請求項８】
運転者が操作するスイッチと、前記スイッチが操作されることによって始動する内燃機関と、前記内燃機関の出力軸に連結される電動モータと、前記電動モータが発電した電力により充電されるバッテリとが搭載された車両の制御方法であって、
前記スイッチが操作されたか否かを判断するステップと、
前記車両の走行中に前記スイッチが操作されると、前記電動モータにより、前記電動モータの出力軸回転速度が高いほどより低い速度で、かつ前記バッテリの残容量または電圧が高いほどより低い速度で前記内燃機関の出力軸回転速度を上昇させるステップとを備える、車両の制御方法。
【国際調査報告】
2012105019.tif 000014
2012105019.tif 000015