(57)【要約】【課題】エンジン始動制御の精度悪化を抑制できるハイブリッド車両のエンジン始動制御装置を提供する。【解決手段】本発明の制御装置は、内燃機関と第１モータ・ジェネレータとの間にトーショナルダンパが設けられたハイブリッド車両に適用され、第１モータ・ジェネレータにて内燃機関をモータリングすることにより内燃機関を始動する。モータリング時の振動系の運動方程式に基づいて関係式を導出する。始動時において、エンジン回転速度の目標値Ｎｅｔとエンジントルクの測定値又は推定値τｅ_ｓとをそれぞれ取得する。第１項算出部３０ａは目標値Ｎｅｔに基づいて上記関係式の第１項を、第２項算出部３０ｂはエンジントルクの測定値又は推定値τｅ_ｓに基づいて上記関係式の第２項をそれぞれ算出し、これらの和を求めることによってモータトルクの指令値τｇ_ｒを算出する。【選択図】図４
2014139040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、電動機と、前記内燃機関と前記電動機との間の動力伝達経路に設けられ、弾性的な捩れを許容するトーショナルダンパと備えたハイブリッド車両に適用され、前記電動機にて前記内燃機関をモータリングすることにより前記内燃機関を始動させるハイブリッド車両のエンジン始動制御装置であって、
前記内燃機関のモータリング時のエンジン回転速度を所定の目標値にするために該目標値と関連付けられた第１のトルク成分と、前記電動機が前記内燃機関をモータリングする際に抵抗となるエンジントルクの変動をキャンセルするために該エンジントルクと関連付けられた第２のトルク成分とを、前記電動機が前記内燃機関をモータリングしている状態の前記内燃機関、前記電動機及び前記トーショナルダンパを含む振動系の動特性を考慮してそれぞれ算出し、前記第１のトルク成分と前記第２のトルク成分との和を始動時に出力すべき前記電動機のモータトルクとして算出するモータトルク算出手段と、
前記内燃機関の始動時に、前記モータトルク算出手段が算出した前記モータトルクを前記電動機から出力させるモータ制御手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
【請求項２】
内燃機関と、電動機と、前記内燃機関と前記電動機との間の動力伝達経路に設けられ、弾性的な捩れを許容するトーショナルダンパと備えたハイブリッド車両に適用され、前記電動機にて前記内燃機関をモータリングすることにより前記内燃機関を始動させるハイブリッド車両のエンジン始動制御装置であって、
前記内燃機関の始動時における前記内燃機関のエンジン回転速度の目標値を設定する目標値設定手段と、
前記内燃機関の始動時に前記電動機にて前記内燃機関をモータリングする際に抵抗となるエンジントルクを取得するエンジントルク取得手段と、
前記電動機が前記内燃機関をモータリングしている状態の前記内燃機関、前記電動機及び前記トーショナルダンパを含む振動系の動特性を考慮して定められ、かつモータトルク、エンジン回転速度及びエンジントルクの関係が特定された関係式又はその関係を記述したデータに対して、前記目標値設定手段が設定したエンジン回転速度の前記目標値と、前記エンジントルク取得手段が取得した前記エンジントルクとを与えることによって始動時に出力すべき前記電動機のモータトルクを算出するモータトルク算出手段と、
前記内燃機関の始動時に、前記モータトルク算出手段が算出した前記モータトルクを前記電動機から出力させるモータ制御手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関は、火花点火型の内燃機関として構成され、
前記エンジン回転速度の前記目標値は、振動を励起する前記エンジン回転速度の範囲である共振帯の下限値よりも低い値に設定されており、
前記エンジン回転速度が前記目標値以上前記下限値未満の範囲内にあるタイミングで前記内燃機関に対する点火を開始する始動時点火制御手段をさらに備える請求項１又は２に記載のエンジン始動制御装置。
【請求項４】
前記モータ制御手段は、前記エンジン回転速度が前記内燃機関の完爆を判定する閾値以上になった時に、前記モータトルク算出手段が算出した前記モータトルクを前記電動機から出力させる制御を終了する請求項１〜３のいずれか一項に記載のエンジン始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行用動力源として内燃機関と電動機とが設けられたハイブリッド車両に適用されるエンジン始動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両に適用されるエンジン始動制御装置として、内燃機関の始動時にトーショナルダンパから駆動輪までの振動系で発生する捩り振動の励起を抑制できるように電動機を制御するものが知られている（特許文献１）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２〜４が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３７８２３号公報
【特許文献２】特開平１１−１１７８４０号公報
【特許文献３】特開２００８−２４２８７号公報
【特許文献４】特開２００９−９６２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の制御装置は、エンジン始動時のトーショナルダンパの捩れに起因する振動は抑制できるが、モータリング時のエンジン回転速度の変動までは抑えることができない。内燃機関の始動時にはクランク角センサでクランク角を把握して点火時期や燃料噴射時期等の始動パラメータを制御するが、モータリング中にエンジン回転速度が変動するとクランク角センサによる誤判定を招き、その誤判定によってエンジン始動制御の精度が悪化するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、エンジン始動制御の精度悪化を抑制できるハイブリッド車両のエンジン始動制御装置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】
【０００６】
本発明の第１の制御装置は、内燃機関と、電動機と、前記内燃機関と前記電動機との間の動力伝達経路に設けられ、弾性的な捩れを許容するトーショナルダンパと備えたハイブリッド車両に適用され、前記電動機にて前記内燃機関をモータリングすることにより前記内燃機関を始動させるハイブリッド車両のエンジン始動制御装置であって、前記内燃機関のモータリング時のエンジン回転速度を所定の目標値にするために該目標値と関連付けられた第１のトルク成分と、前記電動機が前記内燃機関をモータリングする際に抵抗となるエンジントルクの変動をキャンセルするために該エンジントルクと関連付けられた第２のトルク成分とを、前記電動機が前記内燃機関をモータリングしている状態の前記内燃機関、前記電動機及び前記トーショナルダンパを含む振動系の動特性を考慮してそれぞれ算出し、前記第１のトルク成分と前記第２のトルク成分との和を始動時に出力すべき前記電動機のモータトルクとして算出するモータトルク算出手段と、前記内燃機関の始動時に、前記モータトルク算出手段が算出した前記モータトルクを前記電動機から出力させるモータ制御手段と、を備えるものである（請求項１）。
【０００７】
本発明の第２の制御装置は、内燃機関と、電動機と、前記内燃機関と前記電動機との間の動力伝達経路に設けられ、弾性的な捩れを許容するトーショナルダンパと備えたハイブリッド車両に適用され、前記電動機にて前記内燃機関をモータリングすることにより前記内燃機関を始動させるハイブリッド車両のエンジン始動制御装置であって、前記内燃機関の始動時における前記内燃機関のエンジン回転速度の目標値を設定する目標値設定手段と、前記内燃機関の始動時に前記電動機にて前記内燃機関をモータリングする際に抵抗となるエンジントルクを取得するエンジントルク取得手段と、前記電動機が前記内燃機関をモータリングしている状態の前記内燃機関、前記電動機及び前記トーショナルダンパを含む振動系の動特性を考慮して定められ、かつモータトルク、エンジン回転速度及びエンジントルクの関係が特定された関係式又はその関係を記述したデータに対して、前記目標値設定手段が設定したエンジン回転速度の前記目標値と、前記エンジントルク取得手段が取得した前記エンジントルクとを与えることによって始動時に出力すべき前記電動機のモータトルクを算出するモータトルク算出手段と、前記内燃機関の始動時に、前記モータトルク算出手段が算出した前記モータトルクを前記電動機から出力させるモータ制御手段と、を備えるものである（請求項２）。
【０００８】
これらの制御装置によれば、内燃機関、電動機及びトーショナルダンパを含む振動系の動特性が考慮されたうえで始動時に電動機が出力すべきモータトルクが算出される。すなわち、この振動系の動特性が考慮されているので例えばトーショナルダンパの捩れそのものを抑えるトルクではなくトーショナルダンパの弾性的な捩れ及びその振動を許容したうえでエンジン回転数を目標値に制御するためのモータトルクが算出される。
【０００９】
第１の制御装置は、振動系の動特性が考慮されて算出された第１のトルク成分と第２のトルク成分との和によって始動時のモータトルクが算出される。第１のトルク成分はモータリング時のエンジン回転数を目標値にするための成分であり、第２のトルク成分はモータリング時のエンジントルクをキャンセルするための成分であるから、これらの和によって算出したモータトルクを電動機から出力させることにより実際のエンジン回転速度と目標値とのずれが低減し、始動時のエンジン回転速度の変動を抑制できる。また、第２の制御装置は、振動系の動特性を考慮して定められた関係式又はデータに対して、エンジン回転速度の目標値とモータリング時のエンジントルクとを与えることによって始動時のモータトルクを算出する。そのため、算出されたモータトルクと、モータリング時のエンジン回転速度の目標値及びエンジントルクとの間で関係式又はデータが特定する振動系の動的関係が保たれる。したがって、実際のエンジン回転速度と目標値とのずれが低減し、始動時のエンジン回転速度の変動を抑制できる。
【００１０】
本発明の制御装置の一態様において、前記内燃機関は、火花点火型の内燃機関として構成され、前記エンジン回転速度の前記目標値は、振動を励起する前記エンジン回転速度の範囲である共振帯の下限値よりも低い値に設定されており、前記エンジン回転速度が前記目標値以上前記下限値未満の範囲内にあるタイミングで前記内燃機関に対する点火を開始する始動時点火制御手段をさらに備えてもよい（請求項３）。この態様によれば、共振帯の下限値よりも低い回転速度で内燃機関をモータリングできるので、振動の励起を回避しつつ電動機の電力消費を抑制できる。
【００１１】
本発明の制御装置の一態様において、前記モータ制御手段は、前記エンジン回転速度が前記内燃機関の完爆を判定する閾値以上になった時に、前記モータトルク算出手段が算出した前記モータトルクを前記電動機から出力させる制御を終了してもよい（請求項４）。クランク角センサの情報に基づいてエンジン始動制御を行う場合、内燃機関の完爆後にはクランク角による誤判定が生じる可能性が低下する。この態様によれば、内燃機関の完爆後に本制御を速やかに終了させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の制御装置によれば、モータリング時の振動系の動特性を考慮して算出されたモータトルクにて内燃機関がモータリングされるため、モータリング時のエンジン回転速度の変動を抑制できる。これにより、クランク角センサの情報に基づいてエンジン始動制御を行う場合にクランク角センサによる誤判定を抑制できるからエンジン始動制御の精度悪化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一形態に係るエンジンン始動制御装置が適用されたハイブリッド車両の全体構成を示した図。
【図２】クランク角センサの構成を示した図。
【図３】図１の車両をモデル化し、モデル各部の計算に使用するパラメータや定数等を示した図。
【図４】モータトルクの算出方法を示したブロック図。
【図５】本発明の一形態に係るエンジン始動制御の制御ルーチンの一例を示したフローチャート。
【図６Ａ】本形態の制御結果の一例を示したタイムチャート。
【図６Ｂ】比較例の制御結果の一例を示したタイムチャート。
【図７】他の形態に係る車両の構成及び当該車両をモデル化しモデル各部の計算に使用するパラメータや定数等を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に示すように、車両１は複数の動力源を組み合わせたハイブリッド車両として構成されている。車両１は、内燃機関３と、２つのモータ・ジェネレータ４、５とを走行用の動力源として備えている。内燃機関３は４つの気筒１０を備えた直列４気筒型でかつ火花点火型の内燃機関として構成されている。
【００１５】
内燃機関３と第１モータ・ジェネレータ４とは動力分割機構６に連結されている。第１モータ・ジェネレータ４はステータ４ａとロータ４ｂとを有する。第１モータ・ジェネレータ４は動力分割機構６にて分配された内燃機関３の動力を受けて発電する発電機として機能するとともに、交流電力にて駆動される電動機としても機能する。同様に、第２モータ・ジェネレータ５はステータ５ａとロータ５ｂとを有し、電動機及び発電機としてそれぞれ機能する。各モータ・ジェネレータ４、５はモータ用制御装置１５を介してバッテリ１６に接続される。モータ用制御装置１５は各モータ・ジェネレータ４、５が発電した電力を直流変換してバッテリ１６に蓄電するとともにバッテリ１６の電力を交流変換して各モータ・ジェネレータ４、５に供給する。第１モータ・ジェネレータ４は本発明に係る電動機に相当する。
【００１６】
動力分割機構６はシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されている。動力分割機構６は、外歯歯車のサンギアＳと、サンギアＳと同軸に配置された内歯歯車のリングギアＲと、これらのギアＳ、Ｒに噛み合うピニオンＰを自転及び公転可能に保持するプラネタリキャリアＣとを有している。内燃機関３が出力するエンジントルクは動力分割機構６のプラネタリキャリアＣにトーショナルダンパ１７を介して伝達される。トーショナルダンパ１７は弾性的な捩れを許容する周知の構造を持っており、内燃機関３と第１モータ・ジェネレータ４との間の動力伝達経路に配置される。
【００１７】
第１モータ・ジェネレータ４のロータ４ｂは動力分割機構６のサンギアＳに連結されている。動力分割機構６からリングギアＲを介して出力されたトルクは出力ギア列２０に伝達される。出力ギア列２０は動力分割機構６のリングギアＲと一体回転する出力ドライブギア２１と、出力ドライブギア２１に噛み合う出力ドリブンギア２２とを含む。出力ドリブンギア２２には、第２モータ・ジェネレータ５がギア２３を介して連結されている。ギア２３は第２モータ・ジェネレータ５のロータ５ｂと一体回転する。
【００１８】
車両１の各部の制御は電子制御装置（ＥＣＵ）３０にて制御される。ＥＣＵ３０は内燃機関３及び各モータ・ジェネレータ４、５等に対して各種の制御を行う。ＥＣＵ３０には車両１の各種の情報が入力される。例えば、ＥＣＵ３０には、各モータ・ジェネレータ４、５の回転数及びトルクがモータ用制御装置１５を介して入力される。また、ＥＣＵ３０には、アクセルペダル３１の踏み込み量に対応する信号を出力するアクセル開度センサ３２の出力信号と、車両１の車速に応じた信号を出力する車速センサ３３の出力信号とがそれぞれ入力される。また、ＥＣＵ３０には内燃機関３のクランク角に対応する信号を出力するクランク角センサ３４の出力信号が入力され、ＥＣＵ３０はクランク角センサの出力信号に基づいてクランク角を把握するとともにエンジン回転速度を計算する。
【００１９】
図２に示したように、クランク角センサ３４は内燃機関３のクランク軸３ａに取り付けられ、外周に複数の歯部Ｔが形成された円板３４ａと、その円板３４ａに近接して配置された磁気コイル式の信号出力部３４ｂとを備えた周知の構成を有する。複数の歯部Ｔは例えば１０ｄｅｇ間隔で配置される。特定のクランク位置を検出するため、円板３４ｂの所定位置には、歯部Ｔが省かれることにより構成された欠歯部Ｔｓが例えば３０ｄｅｇ程度の幅で設けられている。信号出力部３４ｂは、歯部Ｔの先端と谷との距離の変化によって生じる磁界の変化に応じた信号を出力する。ＥＣＵ３０は欠歯部Ｔｓに対応する信号を基準とし、その信号をカウントすることによって内燃機関３の燃料噴射時期や点火時期を所定のクランク角で実行できるように制御している。クランク軸３ａの回転速度が変動すると、歯部Ｔに対応する信号を欠歯部Ｔｓに対応する信号と判定したり、欠歯部Ｔｓに対応する信号を歯部Ｔに対応する信号と判定したりする誤判定が生じる。エンジン回転速度が低い場合にこの誤判定が生じ易いため、内燃機関３のエンジン始動制御時に問題となっていた。
【００２０】
ＥＣＵ３０は、アクセル開度センサ３２の出力信号と車速センサ３３の出力信号とを参照して運転者が要求する要求駆動力を計算し、その要求駆動力に対するシステム効率が最適となるように各種のモードを切り替えながら車両１を制御する。例えば、内燃機関３の熱効率が低下する低負荷領域では内燃機関３の燃焼を停止して第２モータ・ジェネレータ５を駆動するＥＶモードが選択される。また、内燃機関３だけではトルクが不足する場合は、内燃機関３とともに第２モータ・ジェネレータ５を走行用駆動源とするハイブリッドモードが選択される。
【００２１】
本形態は、車両１の停車中に内燃機関３を第１モータ・ジェネレータ４の動力を利用して始動させる際に実施するエンジン始動制御に特徴がある。このエンジン始動制御は、車両１の振動系の運動方程式に基づいて導出した制御則を利用して始動時に第１モータ・ジェネレータ４から出力すべきモータトルクを演算する。まず、本形態のエンジン始動制御で利用する制御則について説明する。図３に示すように車両１をモデル化し、始動時に内燃機関３が第１モータ・ジェネレータ４にてモータリングされている状態の振動系についてモデル各部のパラメータを用いて運動方程式を立式する。その運動方程式は式１の通りである。
【００２２】
【数１】
2014139040.tif 000003
式１を時間で微分して整理すると式２となる。
【００２３】
【数２】
2014139040.tif 000004
式２から以下の式３が得られる。
【００２４】
【数３】
2014139040.tif 000005
式３をモータトルクτｅについて解くと、式４が得られる。
【００２５】
【数４】
2014139040.tif 000006
式４から明らかなように、第１モータ・ジェネレータ４が内燃機関３をモータリングしている際に、第１モータ・ジェネレータ４が出力するモータトルクはエンジン回転速度及びエンジントルクを変数とした関数である。したがって、エンジン回転速度とエンジントルクとを所与の値として式４に与えることによって振動系の動特性が考慮されたモータトルクを算出できる。そこで、本形態は、式４のエンジン回転速度を始動時の目標値Ｎｅｔとして、式４のエンジントルクを始動時の測定値又は推定値τｅ_ｓとして、それぞれ式４に与えることによって、第１モータ・ジェネレータ４に指令すべきモータトルクτｇ_ｒを算出する。すなわち、式４は以下の式５に書き換えることができる。
【００２６】
【数５】
2014139040.tif 000007
なお、上記式１〜式５において、Ｓはラプラス演算子である。また、行列Ａ等は以下の通りである。
【００２７】
【数６】
2014139040.tif 000008
式５の第１項は、内燃機関３のモータリング時のエンジンン回転速度を所定の目標値にするために該目標値と関連付けられた第１のトルク成分に相当し、式５の第２項は内燃機関２をモータリングする際に抵抗となるエンジントルクの変動をキャンセルするために該エンジントルクと関連付けられた第２のトルク成分に相当する。したがって、式５にエンジン回転速度の目標値とエンジントルクとを与えることによって、エンジントルクの影響をキャンセルしつつ、実際のエンジン回転速度が目標値となるようなモータトルクを算出することができる。これにより、実際のエンジン回転速度と目標値とのずれが低減し、始動時のエンジン回転速度の変動を抑制できる。
【００２８】
ＥＣＵ３０は、図４に示すように、エンジン回転速度の目標値Ｎｅｔとエンジントルクの測定値又は推定値τｅ_ｓとをそれぞれ取得する。そして、第１項算出部３０ａはエンジン回転速度の目標値Ｎｅｔに基づいて式５の第１項を、第２項算出部３０ｂはエンジントルクの測定値又は推定値τｅ_ｓに基づいて式５の第２項をそれぞれ算出し、これらを足し合わせることによってモータトルクの指令値τｇ_ｒを算出する。
【００２９】
次に、図５を参照しながらＥＣＵ３０が実施する具体的処理について説明する。図５の制御ルーチンのプログラムはＥＣＵ２０が記憶しており適時に読み出されて所定間隔で繰り返し実行される。
【００３０】
ステップＳ１において、ＥＣＵ３０は内燃機関２の始動要求の有無を判定する。この始動要求は運転者によるイグニッションスイッチの操作等の始動操作を検知した場合やいわゆるアイドリングストップ中にブレーキペダルを離す操作やアクセルペダルを踏み込む操作等の運転者の発進意思が反映された発進操作を検知した場合等の始動開始条件が成立した場合に発生する。始動要求が有った場合はステップＳ２に進み、そうでない場合は以後の処理をスキップしてルーチンを終了する。
【００３１】
ステップＳ２において、ＥＣＵ３０は予め記憶していたエンジン回転速度の目標値Ｎｅｔを読み出し、読み出した値を目標値Ｎｅｔとして設定する。この目標値Ｎｅｔは始動要求が生じてからの時間又はクランク位置に対応付けられていて、現在の時間又はクランク位置に応じた目標値Ｎｅｔが設定される。目標値Ｎｅｔは、図６Ａに示したようにモータリングを開始してから初爆が得られるまで、つまりモータリングを開始してから初回の点火タイミングまでは共振帯Ｆｂの下限値よりも低い値に設定され、その後は直線的に増加するように値が設定されている。共振帯Ｆｂは振動を励起する内燃機関３のエンジン回転速度の範囲のことである。目標値Ｎｅｔがこのように共振帯Ｆｂの下限値よりも低い値に設定されていることにより、共振帯Ｆｂの下限値よりも低い回転速度で内燃機関３をモータリングできる。そのため、振動の励起を回避しつつ第１モータ・ジェネレータ４の電力消費を抑制できる。
【００３２】
ステップＳ３において、ＥＣＵ３０は上述した式５の第１項の値を算出する。第１項の値は、目標値Ｎｅｔの値を式５の第１項に代入することによって計算される。なお、式５が特定する関係を記述したデータ、すなわち目標Ｎｅｔと第１項の値とを対応付けたマップやテーブル等を予め準備し、ステップＳ２で読み出した目標値Ｎｅｔに対応する第１項の値をそのマップやテーブルから導き出すことによって算出することもできる。
【００３３】
ステップＳ４において、ＥＣＵ３０はエンジントルクτｅ_ｓを取得する。このエンジントルクτｅ_ｓは第１モータ・ジェネレータ４によるモータリング時に抵抗として作用するトルクでありクランク角に応じて脈動する。この脈動するエンジントルクτｅ_ｓは、内燃機関３の筒内圧に応じた信号を出力する不図示の筒内圧センサの出力信号に基づいて得られた筒内圧をリアルタイムにトルクへ換算することによって取得される。なお、クランク角を変数としてエンジントルクτｅ_ｓを与える演算式やマップを準備しておき、現在のクランク角に対応するエンジントルクτｅ_ｓをこの演算式やマップに基づいて推定により取得することも可能である。
【００３４】
ステップＳ５において、ＥＣＵ３０は上述した式５の第２項の値を算出する。第２項の値は、ステップＳ４で取得したエンジントルクτｅ_ｓの値を式５の第２項に代入することによって計算される。なお、第１項の場合と同様に、式５が特定する関係を記述したデータ、すなわちエンジントルクτｅ_ｓと第２項の値とを対応付けたマップやテーブル等を予め準備し、ステップＳ４で取得したエンジントルクτｅ_ｓに対応する第２項の値をそのデータから導き出すことによって算出することもできる。
【００３５】
ステップＳ６において、ＥＣＵ３０は指令値として第１モータ・ジェネレータ４に与えるべきモータトルクτｇ_ｒを決定する。すなわち、ＥＣＵ３０はステップＳ３で算出した第１項の値とステップＳ５で算出した第２項の値との和を求め、その和をモータトルクτｇ_ｒとして決定する。
【００３６】
ステップＳ７において、ＥＣＵ３０はステップＳ７で決定したモータトルクτｇ_ｒが出力されるように第１モータ・ジェネレータ４を制御する。すなわち、ＥＣＵ３０はステップＳ７で決定したモータトルクτｇ_ｒをモータ制御装置１５に対して指令値として与えることによって第１モータ・ジェネレータ４を制御する。
【００３７】
ステップＳ８において、ＥＣＵ３０は内燃機関３に対する点火時期の到来をクランク角センサ３４の出力信号に基づいて判定し、点火時期が到来した場合はステップＳ９に進んで点火制御を実行する。初爆の判定は、エンジン回転速度が目標値以上でかつ共振帯の下限値未満の範囲内にあるタイミングで行われる（図６Ａ参照）。点火時期が到来していない場合はステップＳ９をスキップして処理をステップＳ１０に進める。
【００３８】
ステップＳ１０において、ＥＣＵ３０は内燃機関３の完爆を判定し、完爆していない場合は処理をステップＳ２に戻して上述した処理を完爆するまで続行する。完爆の判定は内燃機関３の回転速度が完爆を判定する閾値以上になるか否かによって実施される。内燃機関３の完爆後にはクランク角センサ３４による誤判定が生じる可能性が低下するので内燃機関３の完爆が判定された場合はステップＳ２〜ステップＳ９の処理を終了する。
【００３９】
以上の制御ルーチンをＥＣＵ３０が実行することにより、内燃機関３、第１モータ・ジェネレータ４及びトーショナルダンパ１７を含む振動系の動特性が考慮されたうえで始動時に第１モータ・ジェネレータ４が出力すべきモータトルクが算出される。すなわち、この振動系の動特性が考慮されているので例えばトーショナルダンパ１７の捩れそのものを抑えるトルクではなくトーショナルダンパ１７の弾性的な捩れ及びその振動を許容したうえでエンジン回転数を目標値に制御するためのモータトルクが算出される。これにより、実際のエンジン回転速度と目標値とのずれが低減し、始動時のエンジン回転速度の変動を抑制できる。
【００４０】
ＥＣＵ３０は、図５のステップＳ２を実行することにより本発明に係る目標値設定手段として、図５のステップＳ４を実行することにより本発明に係るエンジントルク取得手段として、図５のステップＳ３、ステップＳ５、及びステップＳ６を実行することにより本発明に係るモータトルク算出手段として、図５のステップＳ７を実行することにより本発明に係るモータ制御手段として、図５のステップＳ８及びステップＳ９を実行することにより本発明に係る始動時点火制御手段として、それぞれ機能する。
【００４１】
以上の制御は、図６Ａの制御結果の一例を参照すれば明らかなように、実際のエンジン回転速度が目標値によく追従していて、同制御を実施しない図６Ｂの比較例と比べてエンジン回転速度の変動が小さい。このため、内燃機関３の始動時において、図２に示したクランク角センサ３４の歯部Ｔを欠歯部Ｔｓであると誤認する等の誤判定の発生を抑制できる。欠歯部Ｔｓと歯部Ｔとの判別はＴ１０レシオ（クランク角１０度当たりに要する時間のこと）で判定される。１回転当たりの変動が大きいと、歯部Ｔの検出時間が長くなってＴ１０レシオの判別閾値Ｔｔｈを超える場合や、逆に、欠歯部Ｔｓの検出時間が短くなって判定閾値Ｔｔｈに達しない場合が生じて誤判定される。また、図６Ａに示したように、本形態の制御は実際のエンジン回転速度が予め設定された目標値によく追従しているため、図６Ｂの比較例と比べて共振帯Ｆｂ内に進入することが抑えられている。そのため、内燃機関３の始動時に振動が励起することを抑制できる。
【００４２】
本発明は上記の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。本発明のエンジン始動制御装置の適用対象としては、図１及び図３に示した形態のハイブリッド車両に限らない。すなわち、その適用対象は内燃機関と電動機との間の動力伝達経路にトーショナルダンパが設けられた形態のハイブリッド車両であればよい。
【００４３】
例えば、図７に示すように、内燃機関３、トーショナルダンパ１７、電動機としてのモータ・ジェネレータ１０１及びトランスミッション１０２を直列的に配置し、トーショナルダンパ１７とモータ・ジェネレータ１０１との間及びモータ・ジェネレータ１０１とトランスミッション１０２との間のそれぞれにクラッチ１０３を設けた形態のハイブリッド車両に対しても本発明のエンジン始動制御装置を適用できる。図７の形態のハイブリッド車両に本発明の始動制御装置を適用する場合は、同図のように振動系をモデル化し、モデル各部のパラメータを図示の通りに定めて、上述した手順と同様に運動方程式を立式する。そして、その運動方程式に基づいて始動時のモータトルク、エンジン回転速度及びエンジントルクの関係式を求め、その関係式又はその関係を記述するデータに対してエンジン回転速度の目標値及びエンジントルクの測定値又は推定値を所与の値として与える。これにより、上述した形態と同様に、内燃機関３の始動時にモータ・ジェネレータ１０１から出力すべきモータトルクを振動系の動特性を考慮して算出することができる。
【００４４】
ハイブリッド車両に搭載される内燃機関は火花点火型の内燃機関に限らず、ディーゼル機関が搭載されたハイブリッド車両でもよい。この場合でもモータリング時におけるエンジン回転速度の変動が緩和されることにより燃料噴射を正確なタイミングで実施できるのでエンジン始動制御の精度悪化を抑制できる。
【符号の説明】
【００４５】
１  ハイブリッド車両
３  内燃機関
４  第１モータ・ジェネレータ（電動機）
１７  トーショナルダンパ
３０  ＥＣＵ（目標値設定手段、エンジントルク取得手段、モータトルク算出手段、モータ制御手段、始動時点火制御手段）
【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】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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