(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転の自動的な停止および開始を制御する内燃機関の間欠運転制御装置であって、
前記内燃機関の運転の停止および開始条件に基づいて内燃機関の間欠運転を制御する間欠運転制御手段と、
前記内燃機関を始動させる電動機と、
前記電動機の作動毎に熱量が垂直に増分する特性を有する熱量定数と、前記電動機の作動時間に応じて熱量が減分する特性を有する熱量定数とからなる、前記電動機の温度に相関する関数を用いて前記間欠運転制御手段による前記内燃機関の間欠運転を調整する間欠運転調整手段とを備える間欠運転制御装置。
【請求項２】
内燃機関の運転の自動的な停止および開始を制御する内燃機関の間欠運転制御装置であって、
前記内燃機関の運転の停止および開始条件に基づいて内燃機関の間欠運転を制御する間欠運転制御手段と、
前記内燃機関を始動させる電動機と、
前記電動機の温度特性を表す温度特性値に対して、前記電動機の作動毎に前記電動機の作動に伴い発生する熱量に対応する値を加算すると共に、所定時間経過毎に時間経過に伴い前記電動機から放出される熱量に対応する値を減算する関数である、前記電動機の温度に相関する関数を用いて前記間欠運転制御手段による前記内燃機関の間欠運転を調整する間欠運転調整手段とを備える間欠運転制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の間欠運転制御装置において、前記間欠運転調整手段は前記内燃機関の運転の停止を禁止する間欠運転制御装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の間欠運転制御装置において、
前記電動機は前記内燃機関の運転停止時に補機を駆動する補機駆動用電動機であり、
前記間欠運転調整手段は、前記補機駆動用電動機による前記補機の駆動を禁止する間欠運転制御装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の間欠運転制御装置において、
前記電動機は前記内燃機関に対してギヤを介して継合される始動用電動機であり、
前記間欠運転調整手段は前記内燃機関の運転の停止を禁止する間欠運転制御装置。
【請求項６】
内燃機関の間欠運転機能を有する車両であって、
前記内燃機関の運転の停止および開始条件に基づいて内燃機関の間欠運転を制御する間欠運転制御手段と、
前記内燃機関を始動させる電動機と、
前記電動機の作動毎に熱量が垂直に増分する特性を有する熱量定数と、前記電動機の作動時間に応じて熱量を減じる特性を有する熱量定数とからなる、前記電動機の温度に相関する関数を用いて前記間欠運転制御手段による前記内燃機関の間欠運転を調整する間欠運転調整手段とを備える車両。
【請求項７】
請求項６に記載の車両はさらに、前記内燃機関と共に、あるいは、単独で車両を駆動する車両駆動用電動機を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の間欠運転機能を有する車両における内燃機関の間欠運転制御装置およびそれを備える車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両走行中における信号待ちといった一時的な車両停止時に内燃機関の運転を自動的に停止させるいわゆるアイドリングストップ制御機能を備える車両、あるいは、内燃機関に加えて電動機を動力源として備え、一時的な車両停止時または車両走行時に内燃機関の運転を自動的に停止させるハイブリッド車両が提案されている。このような内燃機関の自動運転停止・運転開始機能を広義に間欠運転と呼ぶが、こうした車両では、主に、渋滞時等における頻繁な内燃機関の運転停止・運転再開により車両に生じる振動、揺れ等を防止するために、内燃機関の運転再開後の所定時間は内燃機関の運転停止を禁止する制御が行われている車両もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来技術においては、主に車両に生じる振動、揺れ等の排除を目的としているため、内燃機関の運転停止を禁止する所定時間が固定されており、所定時間経過後直ちに内燃機関の運転停止・運転再開を繰り返す場合には、内燃機関の始動時に内燃機関のクランクシャフトを回転させる電動機が過熱する問題があった。特に、内燃機関の運転停止中には補機駆動用電動機によって補機を駆動すると共に、内燃機関の始動時には補機駆動用電動機によって内燃機関を始動させる車両にあっては、補機駆動用電動機の使用頻度が高く電動機が過熱しやすいという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、内燃機関を始動させる電動機の過熱を防止することを目的とする。また、電動機の温度を検出する温度センサを用いることなく電動機の温度を求め、電動機の温度に応じて適切に内燃機関の停止あるいは補機駆動用電動機の作動を調整して電動機の過熱を防止することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題を解決するために本発明の第１の態様は、内燃機関の運転の自動的な停止および開始を制御する内燃機関の間欠運転制御装置を提供する。本発明の第１の態様に係る内燃機関の間欠運転制御装置は、前記内燃機関の運転の停止および開始条件に基づいて内燃機関の間欠運転を制御する間欠運転制御手段と、前記内燃機関を始動させる電動機と、前記電動機の作動毎に熱量が垂直に増分する特性を有する熱量定数と、前記電動機の作動時間に応じて熱量を減じる特性を有する熱量定数とからなる、前記電動機の温度に相関する関数を用いて前記間欠運転制御手段による前記内燃機関の間欠運転を調整する間欠運転調整手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、電動機の温度に相関する関数を用いて内燃機関の間欠運転調整手段を備えるので、内燃機関を始動させる電動機の過熱を防止することができる。
【０００７】
本発明の第１の態様において、前記電動機の温度に相関する関数は、前記電動機の温度特性を表す温度特性値に対して、前記電動機の作動毎に前記電動機の作動に伴い発生する熱量に対応する値を加算すると共に、所定時間経過毎に時間経過に伴い前記電動機から放出される熱量に対応する値を減算する関数であっても良い。
【０００８】
このように、電動機の温度に相関する関数として電動機の作動頻度を変数として有し、また、時間経過に伴う熱量の放出を考慮する関数を用いているので、電動機の温度を検出する温度センサを用いることなく電動機の温度を求め、電動機の温度に応じて適切に内燃機関の停止あるいは補機駆動用電動機の作動を調整して電動機の過熱を防止することができる。
【０００９】
本発明の第１の態様において、前記間欠運転調整手段は前記内燃機関の運転の停止を禁止することができる。本発明の第１の態様において、前記電動機は前記内燃機関の運転停止時に補機を駆動する補機駆動用電動機であり、前記間欠運転調整手段は、前記補機駆動用電動機による前記補機の駆動を禁止するものであっても良い。また、前記電動機は前記内燃機関に対してギヤを介して継合される始動用電動機であり、前記間欠運転調整手段は前記内燃機関の運転の停止を禁止するものであっても良い。かかる構成を備えることにより、間欠運転調整手段による内燃機関の間欠運転の調整の実施態様を広げることができる。
【００１０】
本発明の第２の態様は、内燃機関の間欠運転機能を有する車両を提供する。本発明の第２の態様に係る車両は、前記内燃機関の運転の停止および開始条件に基づいて内燃機関の間欠運転を制御する間欠運転制御手段と、前記内燃機関を始動させる電動機と、前記電動機の作動毎に熱量が垂直に増分する特性を有する熱量定数と、前記電動機の作動時間に応じて熱量を減じる特性を有する熱量定数とからなる、前記電動機の温度に相関する関数を用いて前記間欠運転制御手段による前記内燃機関の間欠運転を調整する間欠運転調整手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第２の態様によれば、電動機の温度に相関する関数を用いて内燃機関の間欠運転を調整する間欠運転調整手段を備えるので、内燃機関の間欠運転に伴う電動機の過熱を防止することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様はさらに、前記内燃機関と共に、あるいは、単独で車両を駆動する車両駆動用電動機を備えることができる。かかる構成を備える場合には、間欠運転調整手段によってより幅広い間欠運転の調整を実現することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る内燃機関の間欠運転機能を有する車両について実施例に基づいて説明する。
【００１４】
図１および図２を参照して本実施例の始動制御装置が用いられ得る車両の概略構成について説明する。図１は第１の実施例が適用される車両の概略構成を示すブロック図である。図２は伝動ベルトとエンジン、補機および補機駆動用モータとの配置関係を示す概念図である。
【００１５】
車両は、動力源としてのエンジン（内燃機関）１０および駆動用モータ（電動機）２０と、エンジン１０および駆動用モータ２０の出力を機械的に合成分配する遊星歯車装置３０と、最大減速比と最小減速比の間で減速比を無段階に変更可能な無段変速装置（ＣＶＴ）４０とを備えている。エンジン１０はクランクシャフト（出力軸）１１を介して遊星歯車装置３０の動力入力軸と接続されており、駆動用モータ２０はロータ２１を介して遊星歯車装置３０の動力入力軸と接続されている。遊星歯車装置３０の駆動力出力軸はＣＶＴ４０の動力入力軸と接続されており、ＣＶＴ４０の動力出力軸はドライブシャフト５０と接続されている。ドライブシャフト５０はディファレンシャルギヤ（ファイナルギヤを含む）５１および車軸５２を介して車輪５３と接続されている。
【００１６】
エンジン１０の周囲には、図２に示すようにウォータポンプ１２１、エアコン用コンプレッサ１２２、パワーステアリング用ポンプ１２３等の補機１２、信号停止時等の一時的な車両停止時、あるいは、駆動用モータ２０のみによる車両駆動時（車両走行時）におけるエンジン１０の運転中断時に補機１２を駆動するための補機駆動用モータ（電動機）１４が配置されている。補機駆動用モータ１４にはインバータ２００が接続されており、インバータ２００はバッテリ２１０と接続されていると共に、制御線を介して制御ユニット６０と接続されている。補機駆動用モータ１４は、エンジン１０を始動させる際のスタータモータとしても機能する。すなわち、本実施例においては、従来のエンジンのみを有する車両に備えられていたギヤ駆動によりエンジンを回転始動させるエンジン始動専用のスタータモータを有していない。
【００１７】
各補機１２１、１２２、１２３の動力入力軸、エンジン１０のクランクシャフト１１の一端にはプーリ１２４、１２５がそれぞれ装着されている。補機駆動用モータ１４の出力軸にはワンウェイクラッチ１５を介してプーリ１２６が装着されている。ワンウェイクラッチ１５は補機駆動用モータ１４が駆動力を出力する方向では継合し、補機駆動用モータ１４が駆動される方向では解放する特性を備えている。ワンウェイクラッチ１５には、球、ローラ、まゆ型こま等のスプラグを駆動側と被動側間に一方向だけに食い込むようにしたもの、ラチェットを用いたもの、カムを用いたもの、軸にコイルバネを巻き付けてその巻き締め力を利用したものが含まれる。エンジン１０のプーリ１２５と補機駆動用モータ１４のプーリ１２６には、補機駆動用モータ１４によってエンジン１０を始動させるための伝動ベルト１３１が架装されている。プーリ１２５とプーリ１２６のプーリ比は一般的に、２〜３程度である。各プーリ１２４，１２５には伝動ベルト１３２が架装されており、この伝動ベルト１３２を介してエンジン１０の出力が補機１２の動力入力軸に伝達され、また伝動ベルト１３１および伝動ベルト１３２を介して補機駆動用モータ１４の出力が補機１２の動力入力軸に伝達される。なお、伝動ベルトとしては、断面形状が台形であるいわゆるＶベルト、あるいは厚みがＶベルトよりも薄く幅広であると共にその回転方向に沿ってＶ字状の溝が複数本形成されているいわゆるＶリブベルト等が用いられる。
【００１８】
エンジン１０が運転している状態では、伝動ベルト１３２を介してエンジン１０（クランクシャフト１１）によってウォータポンプ１２１、エアコン用コンプレッサ１２２およびパワーステアリング用ポンプ１２３が駆動される。このとき、クランクシャフト１１の回転数は補機駆動用モータ１４の出力軸回転数（非駆動状態）を上回るためワンウェイクラッチ１５は解放する。したがって、補機駆動用モータ１４は、エンジン１０によって回転駆動させられることはなく、ジェネレータとして機能して所望しない発電を行うことはない。これに対して、エンジン１０が燃焼運転していない状態では、補機駆動用モータ１４が作動して補機１２を駆動する。すなわち、補機駆動用モータ１４の出力軸回転数がクランクシャフト１１の回転数を上回るためワンウェイクラッチ１５は継合し、伝動ベルト１３１、クランクシャフト１１および伝動ベルト１３２を介して補機駆動用モータ１４によってウォータポンプ１２１、エアコン用コンプレッサ１２２およびパワーステアリング用ポンプ１２３が駆動される。このとき、クランクシャフト１１は駆動軸としてでなく被駆動軸として回転する。
【００１９】
駆動用モータ２０は、モータによる駆動力が要求される場合には電気エネルギを機械エネルギに変換するモータとして機能し、回生時、充電走行時等には機械エネルギを電気エネルギとして変換するジェネレータとして機能する。駆動用モータ２０にはインバータ２２０が接続されており、インバータ２２０にはバッテリ２１０が接続されている。また、インバータ２２０には制御ユニット６０からの制御線が接続されている。
【００２０】
遊星歯車装置３０は、駆動用モータ２０と共に電気式トルクコンバータを実現する。すなわち、本実施例では一般的な流体式トルクコンバータに代えて駆動用モータ２０と遊星歯車装置３０との動作を電気的および機械的に制御することによってトルクコンバータの機能を実現している。遊星歯車装置３０は、クランクシャフト１１の他端と結合されているサンギヤ３１と、駆動用モータ２０のロータと連結されていると共に第１クラッチ３２を介してＣＶＴ４０の入力側プーリ４１の軸と連結されているキャリア３３と、第２クラッチ３４を介してＣＶＴ４０の入力側プーリ４１の軸と連結されていると共にブレーキ３５を介してハウジングに対して固定され得るリングギヤ３６を備えている。キャリア３３は相互に噛み合うと共にそれぞれサンギヤ３１およびリングギヤ３６と噛み合うピニオンギヤ３７、３８を自転可能に支持している。第１クラッチ３２、第２クラッチ３４およびブレーキ３５は、相互に重ね合わされた複数枚のクラッチ板が油圧アクチュエータによって押圧されることにより継合し、押圧の解除により解放する多板式の油圧式クラッチである。
【００２１】
ＣＶＴ４０は入力側プーリ４１、出力側プーリ４２、および両プーリ４１、４２とに架装されているスチールベルト４３とを備えている。入力側プーリ４１および出力側プーリ４２にはそれぞれ油圧アクチュエータが備えられており、車両の運転状態に応じてスチールベルト４３が架けられる外周径が変更される。このように、各プーリ４１、４２の溝幅が変更されることによりプーリ比が変更され、所望の減速比が実現される。入力側プーリ４１の軸は前述のように第２クラッチ３４を介してリングギヤ３６と接続され、第１クラッチ３２を介してサンギヤ３１と接続されている。出力側プーリ４２の軸はドライブシャフト５０に連結されており、出力側プーリ４２から出力された駆動力は、ドライブシャフト５０、ディファレンシャルギヤ５１、車軸５２を介して車輪５３に伝達される。
【００２２】
次に、図３を参照して本実施例に係る車両の制御系について説明する。図３は第１実施例に係る車両の制御系統を示す説明図である。制御ユニット６０は、ハイブリッドＥＣＵ（電子制御ユニット）６１０、エンジンＥＣＵ６２０、補機駆動用モータＥＣＵ６３０、およびトランスミッションＥＣＵ６４０を備えている。各ＥＣＵ６１０、６２０、６３０、６４０にはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が備えられている。なお、これらＥＣＵは例示であり、例えば、補機駆動用モータＥＣＵ６３０はハイブリッドＥＣＵ６１０に組み込まれ得る。
【００２３】
ハイブリッドＥＣＵ６１０は制御ユニット６０の中核をなすＥＣＵであり車両の走行状態全般を制御する。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジンＥＣＵ６２０、補機駆動用モータＥＣＵ６３０、およびトランスミッションＥＣＵ６４０と双方向通信可能に信号線を介して接続されている。ハイブリッドＥＣＵ６１０には、エンジン１０のクランクシャフト１１の回転数を検出するエンジン回転数センサ７０、駆動用モータ２０のモータ回転数を検出する第１モータ回転数センサ７１、車両の車速を検出する車速センサ７２、ギヤポジションを検出するシフトポジションセンサ７３、およびアクセル踏み込み量をアクセル開度として検出するアクセル開度センサ７４がそれぞれ信号線を介して接続されている。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、インバータ２２０と信号線を介して接続されており駆動用モータ２０の出力を制御する。ハイブリッドＥＣＵ６１０は遊星歯車装置３０内の第１及び第２クラッチ３５，３６にも信号線を介して接続されており、駆動用モータ２０と遊星歯車装置３０とによって電気トルクコンバータを実現している。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、所定間隔で実行される間欠運転許可判定処理を実行するプログラムを格納している。
【００２４】
エンジンＥＣＵ６２０は、ハイブリッドＥＣＵ６１０からの要求に従って燃料噴射量、スロットル開度等を制御してエンジン１０の運転状態を制御する。また、エンジン１０の運転停止が禁止されている条件下では、ハイブリッドＥＣＵ６１０からの指示に基づきエンジン１０の運転を継続させる。
【００２５】
補機駆動用モータＥＣＵ６３０はハイブリッドＥＣＵ６１０からの要求に従って補機駆動用モータ１４をインバータ２００を介して制御し、エンジン１０停止状態における補機１２の駆動を実現する。補機駆動用モータＥＣＵ６３０には信号線を介して補機駆動用モータ１４のモータ回転数を検出する第２モータ回転数センサ７５が接続されている。
【００２６】
トランスミッションＥＣＵ６４０には信号線を介して車速センサ７２、シフトポジションセンサ７３、アクセル開度センサ７４が接続されている。トランスミッションＥＣＵ６４０は、これらセンサからの検出データおよびハイブリッドＥＣＵ６１０からの要求に基づいて各プーリ４１、４２に備えられている油圧アクチュエータ４４を制御して、ＣＶＴ４０のプーリ比（減速比）の制御を実行する。
【００２７】
次に、上記構成を備える車両の一般的な動作について図１〜図４の構成図、および図５および図６のフローチャートを参照して簡単に説明する。図４は遊星歯車装置３０の各動作モードにおける第１および第２クラッチ３２、３４およびブレーキ３５の継合・解放状態とシフトポジションとの関係を示す説明図である。図５は始動スイッチがオンされた際に実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。図６は車両発進時および車両走行時に実行されるエンジン１０および駆動用モータ２０制御処理ルーチンを示すフローチャートである。
【００２８】
図５を参照して始動スイッチがオンされた際に実行される車両の動作を説明する。シフトポジションセンサ７３がパーキングＰもしくはニュートラルＮのシフトポジションを検出している状態にて始動スイッチがオンされると制御ユニット６０は作動状態となる。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、バッテリ２１０の充電状態に基づいてエンジン１０を始動させるか否かを決定する（ステップＳ１０）。バッテリ充電率ＳＯＣが所定値Ｓｒｅｆ以上の場合には（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、第１クラッチ３２、第２クラッチ３４、およびブレーキ３５を解放する処理（ニュートラルモード：図４参照）を遊星歯車装置３０に対して実行する（ステップＳ１１）。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、補機１２の駆動要求があるか否かを判定し（ステップＳ１２）、補機駆動要求があると判定した場合には（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、エンジン１０を始動させることなく補機駆動用モータＥＣＵ６３０を介して補機駆動用モータ１４を駆動させる。これにより必要な補機が伝動ベルト１３２を介して駆動される。その後、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、本処理ルーチンを抜けてメイン処理ルーチンにリターンする。一方、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、補機駆動要求がないと判定した場合には（ステップＳ１２：Ｎｏ）、本処理ルーチンを抜けてメイン処理ルーチンにリターンする。
【００２９】
これに対して、バッテリ充電率ＳＯＣが所定値Ｓｒｅｆ未満の場合には（ステップＳ１０：Ｎｏ）、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、遊星歯車装置３０の動作モードとしてニュートラルモード選択を選択する（ステップＳ１４）。続いて、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジンＥＣＵ６２０、補機駆動用モータＥＣＵ６３０を介してエンジン始動処理を実行する（ステップＳ１５）。エンジン始動処理では、補機駆動用モータ１４を作動させて伝動ベルト１３１を介してクランクシャフト１１を回転させると共に、エンジンＥＣＵ６２０によって必要な燃料を燃料噴射装置から噴射する処理および所定のタイミングでプラグを介して点火する処理が実行される。その後、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、本処理ルーチンを抜けてメイン処理ルーチンにリターンする。
【００３０】
続いて、図６を参照して車両発進時および車両走行時におけるエンジン１０および駆動用モータ２０の制御処理を説明する。図５に示す始動処理が終了した後、シフトポジションが変更され、シフトポジションセンサ７３によりドライブＤもしくはブレーキＢのシフトポジションが検出されると、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、アクセル踏み込み量および車速等から要求トルクＴ＊を算出する（ステップＳ２０）。ここで、シフトポジションのドライブＤは一般的な車両走行時に選択されるシフトポジションであり、ブレーキＢはエンジンブレーキが必要なときに選択されるシフトポジションを意味するものとする。続いて、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、バッテリ充電率ＳＯＣが所定値Ｓｒｅｆを超えているか否かを判定する（ステップＳ２１）。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、バッテリ充電率ＳＯＣが所定値Ｓｒｅｆを超えていると判定した場合には（ステップＳ２１）、要求トルクＴ＊がエンジン始動要求トルクＴ１を超えているか否かを判定する（ステップＳ２２）。すなわち、要求トルクＴ＊が駆動用モータ２０のみによって実現可能なトルクであるか否かを判定する。
【００３１】
ハイブリッドＥＣＵ６１０は、要求トルクＴ＊はエンジン始動要求トルクＴ１以下であると判定した場合には（ステップＳ２２：Ｎｏ）、駆動用モータ２０によるモータ走行を選択する（ステップＳ２３）。このモータ走行に際して、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジン１０が運転中であるか否かを判定し、エンジン１０が運転中でないと判定した場合には駆動用モータ２０のみによって要求トルクを出力させる。一方、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジン１０が運転中であると判定した場合には、後述する間欠運転許可判定処理により設定されるエンジン運転停止禁止フラグがセットされているか否かを判定する。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジン運転停止禁止フラグがセットされていると判定した場合には、エンジン１０の運転を継続させる。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジン運転停止禁止フラグがセットされていないと判定した場合には、エンジンＥＣＵ６２０を介してエンジン１０に対する燃料供給を停止してエンジン１０の燃焼を停止させた後、駆動用モータ２０によって要求トルクＴ＊を出力させる。このとき、補機１２は駆動用モータ２０が出力する動力によって駆動される。
【００３２】
ハイブリッドＥＣＵ６１０は、遊星歯車装置３０の動作モードとして第１クラッチ３２を継合し、第２クラッチ３４およびブレーキ３５を解放するモータ走行モード（図４参照）を選択し（ステップＳ２４）、駆動用モータ２０を作動させて要求トルクを出力させる。その後、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、本処理ルーチンを抜けてメイン処理ルーチンにリターンする。このモータ走行モードでは、リングギヤ３６とＣＶＴ４０の入力プーリ４１との結合が解放されるため、ＣＶＴ４０に対しては駆動用モータ２０の出力トルクのみが伝達される。トランスミッションＥＣＵ６０４は、車速センサ７２、アクセル開度センサ７４等からの車両走行情報に基づき油圧アクチュエータを制御してＣＶＴ４０のプーリ比を変更する。ドライブシャフト５０にはＣＶＴ４０の出力側プーリ４２から出力トルクが伝達され、ディファレンシャルギヤ５１、および車軸５２を介して車輪５３に伝達される。
【００３３】
一方、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、ステップＳ２２にて、要求トルクＴ＊はエンジン始動要求トルクＴ１を超えていると判定した場合には（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、エンジン１０と駆動用モータ２０とによって要求トルクＴ＊を出力させるエンジン＋モータ走行を選択する（ステップＳ２５）。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジン１０が運転中であるか否かを判定し、エンジン１０が運転中でないと判定した場合には、後述するエンジン始動処理を実行してエンジン１０を始動して、要求トルクＴ＊をエンジン１０および駆動用モータ２０によって出力させる。
【００３４】
一方、ハイブリッドＥＣＵは、エンジン１０が運転中であると判定した場合には、駆動用モータ２０を作動させて、要求トルクＴ＊をエンジン１０および駆動用モータ２０によって出力させる。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、遊星歯車装置３０の動作モードとして第１クラッチ３２および第２クラッチ３４を継合し、ブレーキ３５を解放する直結モードを選択する（ステップＳ２６）。この直結モードでは、エンジン１０のクランクシャフト１１および駆動用モータ２０のロータは入力側プーリ４１の入力軸に対して直結される。この後、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、本処理ルーチンを抜けてメイン処理ルーチンにリターンする。
【００３５】
ハイブリッドＥＣＵ６１０は、バッテリ充電率ＳＯＣが所定値Ｓｒｅｆ以下であると判定した場合には（ステップＳ２１：Ｎｏ）、エンジン１０の出力のみによって要求トルクを出力させる（ステップＳ２７）。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジン１０が運転中であるか否かを判定し、エンジン１０が運転中であると判定した場合にはエンジンＥＣＵ６２０を介してエンジン１０の運転制御を継続する。これに対してハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジン１０が運転中でないと判定した場合には、遊星歯車装置３０の動作モードとしてニュートラルモードを選択し、エンジンＥＣＵ６２０、補機駆動用モータＥＣＵ６３０を介してエンジン１０を始動させるエンジン始動処理を実行する。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、第１及び第２クラッチ３２、３４、ブレーキ３５を解放し、遊星歯車装置３０とＣＶＴ４０との接続を一時的に解放する。この状態にて、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、補機駆動用モータＥＣＵ６３０を介して補機駆動用モータ１４を始動させると共に、エンジンＥＣＵ６２０によってエンジン１０に対する燃料噴射、点火処理を実行させてエンジン１０を始動させる。すなわち、本実施例においては、エンジン１０を始動させる始動専用モータは備えられておらず、補機駆動用モータ１４を始動用モータとして使用する。
【００３６】
ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジン１０が始動したところで、車両の車速Ｖ０がトルクコンバータによるトルクの増幅を必要とする所定車速Ｖ１を超えているか否かを判定する（ステップＳ２８）。すなわち、停止状態からの発進、あるいは、極低速状態からの加速にあたっては、エンジン１０の出力トルクが小さいので電気トルクコンバータによって出力トルクを増幅させる必要があるからである。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、車両車速Ｖ０が所定車速Ｖ１を超えていると判定した場合には（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）、直結モードを選択する（ステップＳ２６）。
【００３７】
ハイブリッドＥＣＵ６１０は、車両車速Ｖ０が所定車速以下であると判定した場合には（ステップＳ２８：Ｎｏ）、第２クラッチ３４を継合すると共にブレーキ３５を解放する電気トルクコンバータ（ＥＴＣ）モード（図４参照）を選択しする。このＥＴＣモードでは、クランクシャフト１１はピニオンギヤ３７，３８、リングギヤ３６および第２クラッチ３４を介してＣＶＴ４０の入力側プーリ４１と連結される。この継合関係により、駆動用モータ２０および遊星歯車装置３０は電気トルクコンバータとして機能する。すなわち、キャリア３３とＣＶＴ４０の入力側プーリ４１との結合が解放されるため、駆動用モータ２０のロータはクランクシャフト１１の回転方向とは相対的に逆向きに回転し、駆動用モータ２０はジェネレータとして機能する。この結果、クランクシャフト１１に対して駆動反力が付与され、エンジン１０の出力トルクは増幅され、増幅された出力トルクがＣＶＴ４０の入力側プーリ４１に入力される。このとき、トランスミッションＥＣＵ６４０は、車速センサ７２、シフトポジションセンサ７３およびアクセル開度センサ７４等からの車両走行情報に基づいて油圧アクチュエータ４４を制御して入力側プーリ４１および出力側プーリ４２の溝幅を変更し、最適なプーリ比を実現する。ＣＶＴ４０の出力側プーリ４２は、出力トルクをドライブシャフト５０に出力し、ドライブシャフト５０に入力された出力トルクは更にディファレンシャルギヤ５１および車軸５２を介して車輪５３に出力される。この結果、車両は十分な駆動トルクによって滑らかに発進される。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、その後、本処理ルーチンを抜けてメイン処理ルーチンにリターンする。
【００３８】
エンジン走行時には、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、バッテリ充電要求があるか否かを判定し、バッテリ充電要求有りと判定した場合には、駆動用モータ２０をジェネレータとして作動させてバッテリ２１０の充電を実行することもできる。し、本処理ルーチンを抜けてメイン処理ルーチンにリターンする。一方、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、バッテリ充電要求無しと判定した場合には（ステップＳ５５：Ｎｏ）、本処理ルーチンを抜けてメイン処理ルーチンにリターンする。
【００３９】
車両走行中に信号停止等で一時的に車両が停止する場合、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、所定の条件下でエンジン１０の運転を停止させる、いわゆるアイドリングストップの処理を実行する。このアイドリングストップ処理について図７を参照して説明する。図７はアイドリングストップ処理に際して実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。
【００４０】
ハイブリッドＥＣＵ６１０は、バッテリ充電率ＳＯＣが所定値Ｓｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、バッテリ充電率ＳＯＣが所定値Ｓｒｅｆ以上であると判定した場合には（ステップＳ３０：Ｙｅｓ）、後述する間欠運転許可判定処理によって設定されるエンジン運転停止禁止フラグがセットされているか否かを判定する（ステップＳ３１）。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジン運転停止禁止フラグがセットされていないと判定した場合には（ステップＳ３１：Ｎｏ）、エンジンＥＣＵ６２０を介してエンジン１０の運転を停止させ（ステップＳ３２）、補機駆動用モータＥＣＵ６３０を介して補機駆動用モータ１４を作動させて（ステップＳ３３）補機駆動用モータ１４によって伝動ベルト１３２を介して補機１２を駆動する。この後、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、本処理ルーチンを抜けてメイン処理ルーチンにリターンする。
【００４１】
これに対して、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、バッテリ充電率ＳＯＣが所定値Ｓｒｅｆ未満であると判定した場合（Ｓ３０：Ｎｏ）、あるいは、バッテリ充電率ＳＯＣは所定値Ｓｒｅｆ以上であるが後述するエンジン運転停止禁止フラグがセットされていると判定した場合には（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、エンジンＥＣＵ６２０を介してエンジン１０の運転を継続させる（ステップＳ３４）。かかる場合には、エンジン１０の出力によって伝動ベルト１３２を介して補機１２が駆動される。この後、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、本処理ルーチンを抜けてメイン処理ルーチンにリターンする。いずれの場合にも、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、第１及び第２クラッチ３２、３４およびブレーキ３５を解放するニュートラルモードを遊星歯車装置３０の動作モードとして選択し、ＣＶＴ４０に対するクランクシャフト１１を介した補機駆動用モータ１４の出力の伝達を切断する。
【００４２】
車両が一時停止の後、発進する際には既述のいずれかの走行パターンにしたがって車両が発進させられる。
【００４３】
続いて、本実施例に係る補機駆動用モータの作動許可を判定する補機駆動用モータ作動許可判定処理について図８および図９を参照して説明する。図８は間欠運転許可判定処理にて実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。図９は温度特性値ＣＳＴと時間、およびエンジン運転停止禁止フラグとの関係を示すグラフである。
【００４４】
ハイブリッドＥＣＵ６１０は、本処理ルーチンを所定の間隔で実行する。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、補機駆動用モータ１４の作動要求があるか否かを判定する（ステップＳ１００）。補機駆動用モータ１４の作動要求は、例えば、エンジン１０が始動していない状態にて補機１２を作動させる場合、エンジン１０を始動させる場合に発生する。また、ここで用いる補機駆動用モータ１４の作動要求とは、補機駆動用モータ１４が停止している状態にて要求される作動要求を意味し、補機駆動用モータ１４を継続して作動させるために作動要求発生後に継続して発生する作動要求とは異なる。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、補機駆動用モータ１４の作動要求があると判定した場合（ステップＳ１００：Ｙｅｓ）、エンジン運転停止禁止フラグをセットする（ステップＳ１１０）。本処理ルーチンでは、フェールセーフのために先ずフラグをセットする処理を実行し、後の処理にてフラグをリセットする。また、図９のグラフにおけるエンジン運転停止禁止フラグの状態は、本処理ルーチンを終了した時点における状態を示している。次に、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、今回の作動に伴う補機駆動用モータ１４の温度上昇を反映させるために、補機駆動用モータ１４の温度特性を表す温度特性値ＣＳＴを熱量定数Ａを用いてカウントアップする（ステップＳ１２０）。図９において垂直な増分がこれに相当する。この熱量定数Ａは、一回の作動によって上昇する補機駆動用モータ１４の温度を表す定数、すなわち、補機駆動用モータ１４の作動頻度と補機駆動用モータ１４の温度とを関連付けた定数であり、実験的に得られる値である。一方、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、補機駆動用モータ１４の作動要求はないと判定した場合（ステップＳ１００：Ｎｏ）、ステップＳ１３０の処理に移行する。
【００４５】
ハイブリッドＥＣＵ６１０は、温度特性値ＣＳＴが０より大きいか否かを判定し（ステップＳ１３０）、温度特性値ＣＳＴが０より大きい場合には（ステップＳ１３０：Ｙｅｓ）、温度特性値ＣＳＴを時間係数Ｂを用いてカウントダウンする（ステップＳ１４０）。したがって、図９において温度特性値ＣＳＴは右下がりに減少していく。この時間係数Ｂは、所定時間毎に補機駆動用モータ１４から放出される熱量に相当する定数であり、実験的に得られる値である。ここで、所定時間は、例えば、本処理ルーチンの実行サイクルである。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、温度特性値ＣＳＴは０以下であると判定した場合には（ステップＳ１３０：Ｎｏ）、時間係数Ｂを温度特性値ＣＳＴから減ずることなく、ステップＳ１５０の処理に移行する。かかる場合において、温度特性値ＣＳＴ＝０であれば補機駆動用モータ１４が未作動であることを意味し、温度特性値ＣＳＴ＜０であれば処理エラーが生じていることを意味する。
【００４６】
ハイブリッドＥＣＵ６１０は、温度特性値ＣＳＴが補機駆動用モータ１４の作動を許容し得る許容最大値Ｃよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１５０）。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、温度特性値ＣＳＴが許容最大値Ｃよりも小さいと判定した場合には（ステップＳ１５０：Ｙｅｓ）、エンジン運転停止禁止フラグをリセットし（ステップＳ１６０）、本処理ルーチンを抜けてメイン処理ルーチンにリターンする。一方、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、温度特性値ＣＳＴが許容最大値Ｃ以上であると判定した場合には（ステップＳ１５０：Ｎｏ）、本処理ルーチンを抜けてメイン処理ルーチンにリターンする。したがって、図９に示すようにエンジン運転停止禁止フラグはセットされたままである。このとき、計器盤７６を介してエンジン１０の運転停止が禁止されている旨を報知しても良い。
【００４７】
以上説明したように、第１実施例に従う本処理ルーチンによって、エンジン運転停止禁止フラグがセットされた場合には、間欠運転制御におけるエンジン１０の運転停止が禁止される。すなわち、図６および図１０に示すエンジン運転停止処理（ステップＳ３２）は実行されず、エンジン１０の運転が継続される。この結果、補機駆動用モータ１４には作動に伴う熱量が発生せず、補機駆動用モータ１４の過熱を防止することができる。また、本実施例では、補機駆動用モータ１４の作動頻度と補機駆動用モータ１４の温度とを関連付けた熱量定数Ａを用いたので、補機駆動用モータ１４の温度を検出する温度センサを新たに設けることなく、補機駆動用モータ１４の過熱を防止することができる。また、本実施例では、時間経過と共に補機駆動用モータ１４から放熱される熱量と相関する時間係数Ｂを温度特性値ＣＳＴから減ずるので、時間経過と共に低下する補機駆動用モータ１４の温度をエンジン１０の運転停止禁止判断に反映することができる。
【００４８】
・その他の実施例
上記第１実施例では、補機駆動用モータ１４の温度特性を示す温度特性値ＣＳＴが許容最大値Ｃを超えた場合にエンジン１０の運転停止を禁止するフラグをセットする構成を備えているが、これに代えて、補機駆動用モータ１４の作動を禁止するフラグをセットしても良い。かかる場合には、エンジン１０の始動に関わる補機駆動用モータ１４の作動を回避することができるだけでなく、補機１２を駆動する際における補機駆動用モータ１４の作動をも回避することができる。このような構成を備える場合には、補機駆動用モータ作動禁止フラグがセットされている事実を受けて、エンジン１０の運転の停止を禁止する処理を同時に実施することが好ましい。補機駆動用モータ１４は、エンジン１０が停止している状態で作動するので、エンジン１０の運転を継続させることにより補機駆動用モータ１４の作動を停止させることができるからである。また、バッテリ充電率ＳＯＣを最優先判断要素としてバッテリ充電率ＳＯＣが所定値以下の場合には、補機駆動用モータ作動禁止フラグがセットされていても、一度はエンジン１０を始動させるために補機駆動用モータ１４を作動させて、その後のエンジン１０の運転停止を禁止する処理を実施することが好ましい。このような構成を備えることにより、エンジン１０の運転を可能な限り停止させることが可能となり排出ガス量を抑制することができると共にバッテリの過放電に起因する車両走行不能を回避することができる。
【００４９】
以上、いくつかの発明の実施の形態に基づき本発明に係る車両の始動制御装置を説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【００５０】
また、上記各実施例では、２本の伝動ベルト１３１、１３２が架装されている場合について説明したが、本発明は図１０に図示するように１本の伝動ベルト１３２が架装されている場合についても適用可能である。
【００５１】
上記各実施例では、変速機としてＣＶＴ４０を用いたがＣＶＴ４０に代えて手動式変速機、自動式有段変速機を用いても良い。いずれの場合にも電気式トルクコンバータと組み合わせることで、ＣＶＴ４０を用いた場合と同様の利益を得ることができる。
【００５２】
上記各実施例では、車両発進時に駆動用モータ２０のみによって、または、エンジン１０のみによって要求トルクを出力して車両を発進させているが、これに加えて条件に応じてエンジン１０および駆動用モータ２０によって要求トルクを出力して車両を発進させてもよい。車両発進時における要求トルクが駆動用モータ２０の出力可能トルクを超えている場合に、要求トルクに応じたトルクを出力することができる。
【００５３】
上記各実施例では、車両の動力源としてエンジン１０および車両駆動用モータ２０を備えるハイブリッド車両に基づいて本発明を説明したが、本発明はいわゆるアイドリングストップ機能を備えたエンジン１０のみを有する車両に対しても適用し得る。かかる場合にも、補機駆動用モータ１４の過熱問題は発生し、本発明を適用することによりかかる問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例が適用される車両の概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施例にて用いられる伝動ベルトが架装されている側から見たエンジンと補機、補機駆動用モータとの配置関係を示す概念図である。
【図３】第１実施例に係る車両の制御系統を示す説明図である。
【図４】遊星歯車装置３０の各動作モードにおける第１および第２クラッチ３２、３４およびブレーキ３５の継合・解放状態とシフトポジションとの関係を示す説明図である。
【図５】始動スイッチがオンされた際に実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】車両発進時および車両走行時に実行されるエンジンおよび駆動用モータの制御処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】アイドリングストップ処理に際して実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】第１実施例に従うエンジン運転停止禁止フラグを設定する間欠運転許可判定処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】第１実施例に従う温度特性値ＣＳＴ、時間、およびエンジン運転停止禁止フラグとの関係を示すグラフである。
【図１０】その他の実施例にて用いられる１本の伝動ベルトとエンジン、補機および補機駆動用モータとの配置関係を示す概念図である。
【符号の説明】
１０…エンジン
１１…クランクシャフト
１２…補機
１４…補機駆動用モータ
１５…ワンウェイクラッチ
２０…駆動用モータ
２１…ロータ
３０…遊星歯車装置
３１…サンギヤ
３２…第１クラッチ
３３…キャリア
３４…第２クラッチ
３５…ブレーキ
３６…リングギヤ
３７、３８…ピニオンギヤ
４０…無段変速機（ＣＶＴ）
４１…入力側プーリ
４２…出力側プーリ
４３…伝動ベルト
４４…油圧アクチュエータ
５０…ドライブシャフト
５１…ディファレンシャルギヤ
５２…車軸
５３…車輪
６０…制御ユニット
７０…エンジン回転数センサ
７１…第１モータ回転数センサ
７２…車速センサ
７３…シフトポジションセンサ
７４…アクセル開度センサ
７５…第２モータ回転数センサ
７６…計器盤
１２１…ウォータポンプ
１２２…エアコン用コンプレッサ
１２３…パワーステアリング用ポンプ
１３１…第１伝動ベルト
１３２…第２伝動ベルト
２００、２２０…インバータ
２１０…バッテリ
６１０…ハイブリッドＥＣＵ
６２０…エンジンＥＣＵ
６３０…補機駆動用モータＥＣＵ
６４０…トランスミッションＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003614063.tif 000006
【図６】
0003614063.tif 000007
【図７】
0003614063.tif 000008
【図８】
0003614063.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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