(57)【要約】【課題】着火始動でエンジンを始動した際にエンジン回転速度のオーバーシュートに起因して駆動力変動が生じたり移行所要時間が長くなったりすることを防止する。【解決手段】エンジン始動時にエンジン回転速度ＮＥがオーバーシュートした場合には、ステップＳ７およびＳ８を実行し、Ｋ０クラッチ３４を係合させるとともにモータジェネレータＭＧのトルク制御でエンジン回転速度ＮＥを低下させるため、オーバーシュートに起因して駆動力変動が生じたり移行所要時間が長くなったりすることが防止される。また、バッテリー４４の蓄電残量ＳＯＣが上限ガード値ＳＯＣｕｐｇ以下の場合にステップＳ４の着火始動が実行されるため、エンジン回転速度ＮＥを低下させるためにモータジェネレータＭＧの回生制御が必要な場合でも、その回生制御でバッテリー４４が過充電になる恐れはなく、回生制御によってエンジン回転速度ＮＥを適切に低下させることができる。【選択図】図５
2014240210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膨張行程にある気筒内に燃料を直接噴射するとともに点火することにより始動する着火始動が可能なエンジンと、該エンジンを駆動系に対して接続遮断するエンジン断接装置と、電動モータおよび発電機として選択的に用いることができるモータジェネレータと、該モータジェネレータとの間で電力の授受を行うバッテリーとを有するハイブリッド車両に関し、
前記エンジン断接装置により駆動系から遮断されて回転停止している前記エンジンを着火始動する着火始動手段と、
該着火始動でエンジン回転速度が上昇して目標回転速度に達したら前記エンジン断接装置を係合させて前記エンジンを駆動系に接続するエンジン接続手段と、
を有するエンジン始動接続制御装置において、
前記エンジンの始動時に前記エンジン回転速度が前記目標回転速度を超えるオーバーシュートが発生した場合に、前記エンジン断接装置を係合させるとともに回生制御を含む前記モータジェネレータのトルク制御で該エンジン回転速度を低下させるオーバーシュート抑制手段と、
前記バッテリーの蓄電残量が予め定められた上限ガード値を超えている場合には、前記着火始動以外の始動方法により前記エンジンの始動を行う着火始動制限手段と、
を有することを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動接続制御装置。
【請求項２】
前記目標回転速度は、車速に応じて定まる同期回転速度であり、
前記オーバーシュート抑制手段は、前記エンジン回転速度が前記同期回転速度を超えた場合に前記エンジン断接装置のスリップ係合で該エンジン回転速度を低下させるとともに、該エンジン回転速度の低下に伴って生じる駆動力変動を前記モータジェネレータのトルク制御で吸収する
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両のエンジン始動接続制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は着火始動が可能なエンジンを有するハイブリッド車両に係り、特に、着火始動でエンジンを始動した後にエンジン断接装置を係合させて駆動系に接続する際のエンジン始動接続制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
(a) 膨張行程にある気筒内に燃料を直接噴射するとともに点火することにより始動する着火始動が可能なエンジンと、(b) そのエンジンを駆動系に対して接続遮断するエンジン断接装置と、(c) 電動モータおよび発電機として選択的に用いることができるモータジェネレータと、(d) そのモータジェネレータとの間で電力の授受を行うバッテリーとを有するハイブリッド車両が知られている。そして、このようなハイブリッド車両において、(e) 前記エンジン断接装置により駆動系から遮断されて回転停止している前記エンジンを着火始動する着火始動手段と、(f) その着火始動でエンジン回転速度が上昇し、車速に応じて定まる同期回転速度等の所定の目標回転速度に達したら、前記エンジン断接装置を係合させて前記エンジンを駆動系に接続するエンジン接続手段と、を有するエンジン始動接続制御装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５２７４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような着火始動においては、エンジンをクランキングして始動する場合に比べて一般にエンジン回転速度の上昇勾配が大きいため、エンジン接続手段によりエンジン断接装置を係合させて駆動系に接続する際に、エンジン回転速度が目標回転速度を大きく上回るオーバーシュートが発生することがある。このため、エンジン断接装置を係合させる際に、エンジン等のイナーシャにより駆動力変動が生じてドラビリが悪化したり、目標回転速度に収束してエンジン走行へ移行するまでの所要時間が長くなったりする問題があった。
【０００５】
これに対し、未だ公知ではないが、エンジン断接装置を係合させるとともにモータジェネレータのトルク制御でエンジン回転速度を低下させることが考えられる。しかしながら、エンジン回転速度を低下させるためにモータジェネレータの回生制御が必要な場合にバッテリーが満充電であると、その回生制御を行うことができないため、依然として駆動力変動が生じたり移行所要時間が長くなったりすることがある。
【０００６】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、着火始動でエンジンを始動した後にエンジン断接装置を係合させて駆動系に接続する際に、エンジン回転速度のオーバーシュートに起因して駆動力変動が生じたり移行所要時間が長くなったりすることを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 膨張行程にある気筒内に燃料を直接噴射するとともに点火することにより始動する着火始動が可能なエンジンと、そのエンジンを駆動系に対して接続遮断するエンジン断接装置と、電動モータおよび発電機として選択的に用いることができるモータジェネレータと、そのモータジェネレータとの間で電力の授受を行うバッテリーとを有するハイブリッド車両に関し、(b) 前記エンジン断接装置により駆動系から遮断されて回転停止している前記エンジンを着火始動する着火始動手段と、(c) その着火始動でエンジン回転速度が上昇して目標回転速度に達したら前記エンジン断接装置を係合させて前記エンジンを駆動系に接続するエンジン接続手段と、を有するエンジン始動接続制御装置において、(d) 前記エンジンの始動時に前記エンジン回転速度が前記目標回転速度を超えるオーバーシュートが発生した場合に、前記エンジン断接装置を係合させるとともに回生制御を含む前記モータジェネレータのトルク制御でそのエンジン回転速度を低下させるオーバーシュート抑制手段と、(e) 前記バッテリーの蓄電残量が予め定められた上限ガード値を超えている場合には、前記着火始動以外の始動方法により前記エンジンの始動を行う着火始動制限手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
第２発明は、第１発明のハイブリッド車両のエンジン始動接続制御装置において、(a) 前記目標回転速度は、車速に応じて定まる同期回転速度であり、(b) 前記オーバーシュート抑制手段は、前記エンジン回転速度が前記同期回転速度を超えた場合に前記エンジン断接装置のスリップ係合でそのエンジン回転速度を低下させるとともに、そのエンジン回転速度の低下に伴って生じる駆動力変動を前記モータジェネレータのトルク制御で吸収することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
このようなハイブリッド車両のエンジン始動接続制御装置においては、エンジンの始動時にエンジン回転速度が目標回転速度を超えてオーバーシュートした場合に、エンジン断接装置を係合させるとともにモータジェネレータのトルク制御でエンジン回転速度を低下させるため、オーバーシュートに起因して駆動力変動が生じたり移行所要時間が長くなったりすることが防止される。その場合に、バッテリーの蓄電残量が上限ガード値以下の場合に着火始動が実行されるため、エンジン回転速度を低下させるためにモータジェネレータの回生制御が必要な場合でも、その回生制御でバッテリーが過充電になる恐れはなく、回生制御によってエンジン回転速度を確実に低下させることができる。また、蓄電残量が上限ガード値を超えている場合には着火始動以外の始動方法、例えば従来のようにエンジン断接装置のスリップ制御でエンジンをクランキングして始動するクランキング始動等でエンジンの始動が行われるため、モータジェネレータの力行制御で駆動力変動を抑制するなどしてエンジンを適切に始動することができる。
【００１０】
第２発明は車両が走行中で、目標回転速度が車速に応じて定まる同期回転速度の場合であり、エンジンの始動時にエンジン回転速度が同期回転速度を超えてオーバーシュートした場合には、エンジン断接装置のスリップ係合でそのエンジン回転速度を低下させるとともにモータジェネレータのトルクを制御して駆動力変動を吸収するため、エンジン接続時のドラビリの悪化を抑制しつつエンジン走行への移行所要時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明が好適に適用されるハイブリッド車両の骨子図に、制御系統の要部を併せて示した概略構成図である。
【図２】図１のハイブリッド車両のエンジンを説明する断面図である。
【図３】図１のハイブリッド車両で実行可能な２種類の走行モードを説明する図である。
【図４】図１の充電制御手段によってバッテリーを許容最大値ＳＯＣｍａｘまで充電する充電制御の要部を説明するフローチャートである。
【図５】図１のエンジン始動制御手段等によりエンジンを始動して駆動系に接続する際の作動を説明するフローチャートである。
【図６】図５のフローチャートに従ってエンジンが着火始動された場合にエンジン回転速度ＮＥの上昇遅れ（アンダーシュート）が発生した時の各部の作動状態の変化を説明するタイムチャートの一例である。
【図７】図５のフローチャートに従ってエンジンが着火始動された場合にエンジン回転速度ＮＥが目標回転速度ＮＥｔｒｇを上回るオーバーシュートが発生した時の各部の作動状態の変化を説明するタイムチャートの一例である。
【図８】本発明の他の実施例を説明する図で、蓄電残量ＳＯＣが上限ガード値ＳＯＣｕｐｇを超えていても一定の条件下で着火始動が許容される場合のフローチャートの要部を示す図である。
【図９】本発明の他の実施例を説明する図で、バッテリーの蓄電残量ＳＯＣが一定の条件下で上限ガード値ＳＯＣｕｐｇに制限される場合を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、駆動系に設けられたモータジェネレータに対してエンジンがエンジン断接装置によって接続、遮断されるハイブリッド車両に好適に適用されるが、必ずしもエンジンをモータジェネレータに直結する必要はなく、モータジェネレータの配設位置は適宜定められる。このモータジェネレータとは別に走行用の電動モータ等を備えていても良い。エンジンは、４サイクルのガソリンエンジンが好適に用いられ、４気筒以上の多気筒エンジンを含む種々の気筒数のエンジンを用いることができる。２サイクルのガソリンエンジンなど、膨張行程の気筒内に燃料を噴射して着火始動できる他の往復動内燃機関を用いることも可能である。エンジン断接装置は、エンジンと駆動系との間の動力伝達を接続、遮断できるものであれば良く、例えば単板式、多板式等の油圧式摩擦係合装置が好適に用いられる。
【００１３】
エンジン回転速度がオーバーシュートした場合にエンジン回転速度を低下させるオーバーシュート抑制手段は、第２発明のように車両走行中の場合には、エンジン断接装置のスリップ係合でエンジン回転速度を低下させるとともにモータジェネレータのトルク制御で駆動力変動を吸収するように構成されるが、ニュートラルでの停車時等には、エンジン断接装置を接続（係合）するとともにモータジェネレータの回生制御でエンジン回転速度を低下させれば良いなど、種々の態様が可能である。
【００１４】
エンジン始動時にエンジン回転速度がオーバーシュートした時に、そのエンジン回転速度を低下させる際にモータジェネレータの回生制御が必要か否かは、オーバーシュートの程度やモータジェネレータの作動状態などで異なる。しかし、着火始動時のオーバーシュートの最大量はエンジンの種類等によって略決まるため、駆動力変動を吸収するために必要なオーバーシュート補償トルク（最大補償トルク）を予め求めることができる。そして、このオーバーシュート補償トルク以上のトルクでモータジェネレータが力行制御されている車両走行時には、オーバーシュートした場合に回生制御を行う必要がないため、バッテリーの蓄電残量が上限ガード値を超えているか否かに拘らず着火始動が許容されるようにすることができる。着火始動制限手段は、基本的にはバッテリーの蓄電残量が上限ガード値を超えている時には着火始動を禁止し、他の始動方法でエンジンを始動するが、一定の条件下で着火始動が許容される場合も含む。
【００１５】
バッテリーの蓄電残量が上限ガード値を超えている場合には着火始動が制限されるが、バッテリーの充電制御において、少なくともＥＶ走行モード等のエンジンが回転停止している時には上限ガード値を超えて充電することを禁止するようにすれば、バッテリーの蓄電残量による着火始動の制限が少なくなって着火始動の頻度が高くなり、燃費を向上せることができる。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両１０の駆動系統の骨子図を含む概略構成図である。このハイブリッド車両１０は、気筒内に燃料を直接噴射する直噴型のエンジン１２と、電動モータおよび発電機として機能するモータジェネレータＭＧとを走行用の駆動力源として備えている。そして、それ等のエンジン１２およびモータジェネレータＭＧの出力は、流体式伝動装置であるトルクコンバータ１４からタービン軸１６、Ｃ１クラッチ１８を経て自動変速機２０に伝達され、更に出力軸２２、差動歯車装置２４を介して左右の駆動輪２６に伝達される。トルクコンバータ１４は、ポンプ翼車とタービン翼車とを直結する摩擦係合式のロックアップクラッチ（ＬＵクラッチ）３０を備えている。
【００１７】
上記エンジン１２は、本実施例では８気筒の４サイクルのガソリンエンジンが用いられており、図２に具体的に示すように、燃料噴射装置４６により気筒（シリンダ）１００内にガソリン（高圧微粒子）が直接噴射されるようになっている。このエンジン１２は、吸気通路１０２から吸気弁１０４を介して気筒１００内に空気が流入するとともに、排気弁１０８を介して排気通路１０６から排気ガスが排出されるようになっており、所定のタイミングで点火装置４７によって点火されることにより気筒１００内の混合気が爆発燃焼してピストン１１０が下方へ押し下げられる。吸気通路１０２は、サージタンク１０３を介して吸入空気量調節装置である電子スロットル弁４５に接続されており、その電子スロットル弁４５の開度（スロットル弁開度）に応じて吸気通路１０２から気筒１００内に流入する吸入空気量、すなわちエンジン出力が制御される。上記ピストン１１０は、気筒１００内に軸方向の摺動可能に嵌合されているとともに、コネクチングロッド１１２を介してクランク軸１１４のクランクピン１１６に相対回転可能に連結されており、ピストン１１０の直線往復移動に伴ってクランク軸１１４が矢印Ｒで示すように回転駆動される。クランク軸１１４は、ジャーナル部１１８において軸受により回転可能に支持されるようになっており、ジャーナル部１１８とクランクピン１１６とを接続するクランクアーム１２０を一体に備えている。
【００１８】
そして、このようなエンジン１２は、クランク軸１１４の２回転（７２０°）で、吸入行程、圧縮行程、膨張（爆発）行程、排気行程の４行程が行われ、これが繰り返されることでクランク軸１１４が連続回転させられる。８つの気筒１００のピストン１１０は、それぞれクランク角度Φが９０°ずつずれるように構成されており、クランク軸１１４が９０°回転する毎に８つの気筒１００が順番に爆発燃焼させられて連続的に回転トルクが発生させられる。また、何れかの気筒１００のピストン１１０が圧縮行程の後のＴＤＣ（上死点）に達する圧縮ＴＤＣからクランク軸１１４が所定角度回転し、吸気弁１０４および排気弁１０８が共に閉じている膨張行程の所定の角度範囲θ内で停止している時に、燃料噴射装置４６によって気筒１００内にガソリンを噴射するとともに点火装置４７によって点火することにより、気筒１００内の混合気を爆発燃焼させて始動する着火始動が可能である。上記角度範囲θは、例えば圧縮ＴＤＣから３０°〜６０°程度の範囲内が適当であるが、８気筒エンジンの場合には圧縮ＴＤＣから８０°〜１００°程度の時にも着火始動が可能であり、上記角度範囲θはエンジン１２の気筒数等に応じて適宜定められる。
【００１９】
図１に戻って、上記エンジン１２とモータジェネレータＭＧとの間には、ダンパ３８を介してそれ等を直結するＫ０クラッチ３４が設けられている。このＫ０クラッチ３４は、油圧シリンダによって摩擦係合させられる単板式或いは多板式の油圧式摩擦係合クラッチで、油圧制御装置２８によって係合解放制御される。Ｋ０クラッチ３４は油圧式摩擦係合装置で、エンジン１２を駆動系すなわちモータジェネレータＭＧから駆動輪２６までの動力伝達経路に対して接続したり遮断したりするエンジン断接装置として機能する。モータジェネレータＭＧは、インバータ４２を介してバッテリー４４に接続されており、バッテリー４４からの電力供給に基づいて力行制御されることにより電動モータとして機能し、バッテリー４４に充電するように回生制御されることにより発電機として機能する。また、前記自動変速機２０は、複数の油圧式摩擦係合装置（クラッチやブレーキ）の係合解放状態によって変速比が異なる複数のギヤ段が成立させられる遊星歯車式等の有段の自動変速機で、油圧制御装置２８に設けられた電磁式の油圧制御弁や切換弁等によって変速制御が行われる。Ｃ１クラッチ１８は自動変速機２０の入力クラッチとして機能するもので、同じく油圧制御装置２８によって係合解放制御されるようになっている。
【００２０】
このようなハイブリッド車両１０は電子制御装置７０によって制御される。電子制御装置７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどを有する所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。電子制御装置７０には、アクセル操作量センサ４８からアクセルペダルの操作量（アクセル操作量）Ａｃｃを表す信号が供給される。また、エンジン回転速度センサ５０、ＭＧ回転速度センサ５２、タービン回転速度センサ５４、車速センサ５６、クランク角度センサ５８、およびＳＯＣセンサ６０から、それぞれエンジン１２の回転速度（エンジン回転速度）ＮＥ、モータジェネレータＭＧの回転速度（ＭＧ回転速度）ＮＭＧ、タービン軸１６の回転速度（タービン回転速度）ＮＴ、出力軸２２の回転速度（出力軸回転速度で車速Ｖに対応）ＮＯＵＴ、８つの気筒１００毎のＴＤＣ（上死点）からの回転角度（クランク角度）Φ、バッテリー４４の蓄電残量ＳＯＣに関する信号が供給される。この他、各種の制御に必要な種々の情報が供給されるようになっている。ＳＯＣセンサ６０は、例えばバッテリー電圧から蓄電残量ＳＯＣを求めるように構成されるが、バッテリー４４の充電量および放電量を逐次積算して蓄電残量ＳＯＣを求めることも可能である。上記アクセル操作量Ａｃｃは、運転者の出力要求量に相当する。
【００２１】
上記電子制御装置７０は、機能的にハイブリッド制御手段７２、変速制御手段７４、充電制御手段７６を有するとともに、エンジン１２の始動および駆動系に対する接続制御に関してエンジン始動制御手段８０、アシスト手段９０、オーバーシュート抑制手段９２、およびエンジン接続手段９４を備えている。ハイブリッド制御手段７２は、エンジン１２およびモータジェネレータＭＧの作動を制御することにより、例えばエンジン１２を駆動力源として用いて走行するエンジン走行モードや、モータジェネレータＭＧのみを駆動力源として用いて走行するＥＶ走行モード等の予め定められた複数の走行モードを、アクセル操作量Ａｃｃや車速Ｖ等の運転状態に基づいて予め定められたモード切換条件に従って切り換えて走行する。エンジン走行モードは、図３に示すようにＫ０クラッチ３４を締結（完全係合）してエンジン１２を駆動系に接続した状態で走行するもので、モータジェネレータＭＧは基本的にはフリー（無負荷）であるが加速要求時等に必要に応じて力行制御されて駆動力をアシストする。ロックアップクラッチ３０は、車速Ｖ等をパラメータとして予め定められた切換マップに従って締結、解放される。また、ＥＶ走行モードは、Ｋ０クラッチ３４を解放してエンジン１２を駆動系から切り離した状態で走行するもので、ロックアップクラッチ３０は締結（完全係合）される。このＥＶ走行モードでは、エンジン１２は燃料噴射等の停止に伴って回転が停止し、連れ廻りによる燃費の悪化が防止される。上記エンジン走行モード、ＥＶ走行モードの何れの場合も、車両の減速時や制動時等にモータジェネレータＭＧが回生制御されてバッテリー４４を充電する充電制御が行われる。
【００２２】
変速制御手段７４は、油圧制御装置２８に設けられた電磁式の油圧制御弁や切換弁等を制御して複数の油圧式摩擦係合装置の係合解放状態を切り換えることにより、自動変速機２０の複数のギヤ段を、アクセル操作量Ａｃｃや車速Ｖ等の運転状態をパラメータとして予め定められた変速マップに従って切り換える。
【００２３】
充電制御手段７６は、例えば車両の減速時や制動時等にモータジェネレータＭＧを回生制御してバッテリー１２を充電する際の制御を行うもので、蓄電残量ＳＯＣが充放電効率等に基づいて予め定められた許容最小値ＳＯＣｍｉｎおよび許容最大値ＳＯＣｍａｘの範囲内に保持されるように制御する。許容最大値ＳＯＣｍａｘに関しては、例えば図４に示すようにステップＲ１で蓄電残量ＳＯＣが許容最大値ＳＯＣｍａｘ以下か否かを判断し、ＳＯＣ≦ＳＯＣｍａｘであればステップＲ２でバッテリー４４を充電する一方、蓄電残量ＳＯＣが許容最大値ＳＯＣｍａｘを上回った場合にはステップＲ３を実行して充電を中止する。許容最小値ＳＯＣｍｉｎに関しては、図示は省略するが、例えば蓄電残量ＳＯＣが許容最小値ＳＯＣｍｉｎを下回った場合には、エンジン走行モードでの走行中にモータジェネレータＭＧによるアシストを禁止したり、モータジェネレータＭＧを回生制御してバッテリー４４を充電する充電モードを実行させたりする指令を出力する。
【００２４】
充電制御手段７６にはまた、エンジン１２をモータジェネレータＭＧによりクランキングして始動したり着火始動の際にエンジン回転をアシストしたりすることが可能な下限ガード値ＳＯＣｄｎｇが設定されており、ＥＶ走行モード等のエンジン停止時には、蓄電残量ＳＯＣがその下限ガード値ＳＯＣｄｎｇを下回った場合にそのＥＶ走行モードを禁止して蓄電残量ＳＯＣのそれ以上の低下を防止する。すなわち、エンジン１２の停止中は、何時でもそのエンジン１２を始動できるように蓄電残量ＳＯＣを管理する。
【００２５】
エンジン始動制御手段８０は、Ｋ０クラッチ３４の解放により駆動系から切り離されて回転停止しているエンジン１２を始動させるもので、機能的に着火始動手段８２、クランキング始動手段８４、および着火始動制限手段８６を備えている。図５は、このエンジン始動制御手段８０、前記アシスト手段９０、オーバーシュート抑制手段９２、およびエンジン接続手段９４によって実行されるエンジン始動接続制御を具体的に説明するフローチャートである。このフローチャートのステップＳ１〜Ｓ５はエンジン始動制御手段８０に相当し、その中のステップＳ３は着火始動制限手段８６に相当し、ステップＳ４は着火始動手段８２に相当し、ステップＳ５はクランキング始動手段８４に相当する。また、ステップＳ６〜Ｓ８はオーバーシュート抑制手段９２に相当し、ステップＳ９〜Ｓ１１はアシスト手段９０に相当し、ステップＳ１３およびＳ１４はエンジン接続手段９４に相当する。
【００２６】
図５のフローチャートは、Ｋ０クラッチ３４が解放されてエンジン１２が駆動系から切り離され、エンジン回転速度ＮＥ＝０で回転停止しているＥＶ走行モードでの走行中（停車中を含む）に実行され、ステップＳ１ではエンジン始動要求があったか否かを判断する。エンジン始動要求は、例えばバッテリー４４の蓄電残量ＳＯＣが前記下限ガード値ＳＯＣｄｎｇを下回った場合や、車速Ｖ或いは運転者の出力要求量すなわちアクセル操作量Ａｃｃ等が予め定められたモード切換条件を満たしてＥＶ走行モードからエンジン走行モードへ切り換える場合等に、ハイブリッド制御手段７２から供給される。そして、エンジン始動要求が無い場合はそのまま終了するが、エンジン始動要求があった場合にはステップＳ２以下を実行する。図６、図７は、モータ走行モードからエンジン走行モードへ切り換える場合のエンジン回転速度ＮＥ、ＭＧトルクＴＭＧ、蓄電残量ＳＯＣ、およびＫ０トルクＴＫ０の変化を示すタイムチャートの一例であり、時間ｔ１はエンジン始動要求が供給されてステップＳ１の判断がＹＥＳ（肯定）になった時間である。ＭＧトルクＴＭＧは、モータジェネレータＭＧのトルクで、Ｋ０トルクＴＫ０はＫ０クラッチ３４の係合トルクすなわち伝達トルクである。
【００２７】
ステップＳ２では着火始動が可能か否かを判断し、着火始動が可能であればステップＳ３を実行し、着火始動が不可であればステップＳ５を実行する。着火始動が可能か否かは、例えばエンジン１２の何れかの気筒１００のクランク角度Φが予め定められた角度範囲θの範囲内である他、エンジン冷却水温が所定温度以上であるなど予め定められた着火始動の基礎条件を満足するか否かによって判断する。そして、着火始動が不可すなわちステップＳ２の判断がＮＯ（否定）の場合には、ステップＳ５のクランキング始動でエンジン１２を始動する。このクランキング始動は、車両走行中はＫ０クラッチ３４をスリップ係合させてエンジン１２を回転駆動（クランキング）するとともに、燃料噴射および点火等の始動制御を行ってエンジン１２を始動する一方、そのクランキングに伴って生じる駆動力変動をモータジェネレータＭＧのトルク制御で吸収する。この場合は、エンジン回転速度ＮＥを引き上げるために車両の駆動力が使われるため、その分だけモータジェネレータＭＧの力行トルクを増大させる必要があり、バッテリー４４の過充電が問題になることはない。また、ニュートラル（動力遮断状態）での停車中におけるエンジン始動時には、Ｋ０クラッチ３４を完全係合させるとともにモータジェネレータＭＧの力行制御でエンジン回転速度ＮＥを上昇させる。そして、このクランキング始動でエンジン１２が自力で回転できるようになったらステップＳ６以下を実行する。
【００２８】
着火始動が可能でステップＳ２の判断がＹＥＳの場合には、続いてステップＳ３を実行し、バッテリー４４の蓄電残量ＳＯＣが予め定められた上限ガード値ＳＯＣｕｐｇ以下であるか否かを判断する。これは、着火始動でエンジン１２を始動すると、クランキング始動に比べて一般にエンジン回転速度ＮＥの上昇速度が大きく、目標回転速度ＮＥｔｒｇを大きく上回るオーバーシュートが発生する可能性があり（図７参照）、そのままＫ０クラッチ３４を係合させて目標回転速度ＮＥｔｒｇまで引き下げようとすると、エンジン１２のイナーシャ等により大きな駆動力変動が発生したりエンジン走行モードへの移行所要時間が長くなったりする。本実施例では、モータジェネレータＭＧのトルク制御でエンジン回転速度ＮＥを引き下げるのであるが、この場合にはイナーシャトルク分だけモータジェネレータＭＧの力行トルクを低下させる必要があり、ＭＧトルクＴＭＧが低い場合には回生制御が必要となる。この回生制御を行うためには、バッテリー４４に充電余力が必要であり、上記上限ガード値ＳＯＣｕｐｇはオーバーシュートが発生した場合の駆動力変動をモータジェネレータＭＧの回生制御で吸収するのに必要な充電余力が残るように定められる。具体的には、モータジェネレータＭＧのトルクＴＭＧが０の停車中や惰性走行中のエンジン始動時にオーバーシュートが発生し、回生制御によってエンジン回転速度ＮＥを引き下げる場合に、その回生制御で発生した電気をバッテリー４４に充電できるだけの充電余力が残るように、その充電余力分だけ前記許容最大値ＳＯＣｍａｘよりも小さい値が定められる。このように上限ガード値ＳＯＣｕｐｇが設定され、その上限ガード値ＳＯＣｕｐｇ以下の場合に着火始動が行われると、モータジェネレータＭＧが力行制御中か否かに拘らず、そのモータジェネレータＭＧのトルク制御で駆動力変動を防止しつつエンジン回転速度ＮＥを確実に低下させることができる。上記目標回転速度ＮＥｔｒｇは、停車中であれば例えばアイドル回転速度ＮＥｉｄｌなどであり、走行中であればＫ０クラッチ３４の駆動系側の回転速度と等しい同期回転速度ＮＥｓｙｎで、具体的には車速Ｖおよび自動変速機２０のギヤ比に応じて定まり、本実施例ではモータジェネレータＭＧの回転速度ＮＭＧと同じである。
【００２９】
そして、蓄電残量ＳＯＣが上限ガード値ＳＯＣｕｐｇよりも大きい場合には、前記ステップＳ５のクランキング始動でエンジン１２を始動する一方、上限ガード値ＳＯＣｕｐｇ以下の場合にはステップＳ４の着火始動でエンジン１２を始動する。この着火始動は、膨張行程にある気筒１００内に燃料を直接噴射するとともに点火することにより、外部からの回転アシスト無しでエンジン１２を始動するもので、エンジン１２が回転し始めたら直ちにステップＳ６以下を実行する。図６、図７は、何れもエンジン始動要求に従って着火始動によりエンジン１２が始動させられた場合で、エンジン始動開始当初はＫ０クラッチ３４のトルクＴＫ０が０で解放状態に維持されており、エンジン１２は駆動系から切り離されたままである。
【００３０】
ステップＳ６では、オーバーシュートが発生したか否かを判断する。具体的には、エンジン回転速度ＮＥが目標回転速度ＮＥｔｒｇよりも予め定められた判定値α以上高くなったか否かを判断し、判定値α以上高くなった場合にはオーバーシュートが発生したと判断する。制御開始当初は、エンジン回転速度ＮＥは目標回転速度ＮＥｔｒｇよりも低く、ステップＳ６の判断はＮＯでステップＳ９を実行する。ステップＳ９では、エンジン回転速度ＮＥが予め定められた下限ガード値ＮＥｇ以上か否か、すなわちエンジン回転速度ＮＥの立ち上がりが予め定められた立ち上がり基準を満たしているか否かを判断する。下限ガード値ＮＥｇは、例えば図６のエンジン回転速度ＮＥの欄に一点鎖線で示すように、始動制御開始時（時間ｔ１）からの経過時間をパラメータとして定められ、ＮＥ≧ＮＥｇであれば立ち上がり基準を満たしているとして、ステップＳ１２でＫ０クラッチ３４を解放し、或いは解放状態を維持することにより、エンジン１２の自力回転のみによるエンジン回転速度ＮＥの上昇状態を維持し、その後ステップＳ１３を実行する。下限ガード値ＮＥｇの代わりに、エンジン回転速度ＮＥの変化速度である上昇勾配ΔＮＥが予め定められた判定値β以上か否か、等により立ち上がり基準を満たしているか否かを判断することもできる。
【００３１】
一方、ＮＥ＜ＮＥｇすなわちエンジン回転速度ＮＥの立ち上がりが遅いアンダーシュートでステップＳ９の判断がＮＯの場合には、エンジン回転速度ＮＥの上昇をアシストするためにステップＳ１０およびＳ１１のアシスト制御を実行し、その後ステップＳ１３を実行する。ステップＳ１０ではＫ０クラッチ３４を係合制御し、ステップＳ１１ではモータジェネレータＭＧのトルク制御を行う。すなわち、着火始動ではクランク角度Φ等によってエンジン回転速度ＮＥの立ち上がりが遅くなる場合があるため、下限ガード値ＮＥｇを下回った時には、車両走行中であればＫ０クラッチ３４をスリップ係合させることによりエンジン回転速度ＮＥの上昇をアシストするとともに、そのアシストによって生じる駆動力変動をモータジェネレータＭＧのトルク制御（力行制御）で吸収する。Ｋ０クラッチ３４の係合トルクＴＫ０およびモータジェネレータＭＧの補償トルクは、例えば下限ガード値ＮＥｇとエンジン回転速度ＮＥとの偏差に応じて連続的或いは段階的に制御されるが、予め一定値が定められても良い。ニュートラルでの停車中のエンジン始動時には、ステップＳ１０でＫ０クラッチ３４を完全係合させるとともに、ステップＳ１１ではモータジェネレータＭＧの力行制御でアシストする。これ等のステップＳ１０およびＳ１１が繰り返し実行されることにより、駆動力変動を抑制しつつエンジン回転速度ＮＥが下限ガード値ＮＥｇ以上とされ、エンジン走行モードへ移行する際の所要時間を所定時間内に抑えることができる。下限ガード値ＮＥｇや前記判定値βは、着火始動かクランキング始動かに拘らず予め一定値が定められても良いが、着火始動とクランキング始動とで異なる値を設定することもできる。
【００３２】
図６の実線は、ニュートラルでの停車中に図５のフローチャートに従ってエンジン始動制御が行われた場合で、ＭＧトルクＴＭＧおよびＫ０トルクＴＫ０の欄の二点鎖線は車両走行中の場合であり、何れも時間ｔ２〜ｔ３が上記ステップＳ１０およびＳ１１でアシスト制御が行われた時間で、時間ｔ３で目標回転速度ＮＥｔｒｇ付近に達している。車両走行中の場合のエンジン回転速度ＮＥ、蓄電残量ＳＯＣは、実線で示すニュートラルでの停車中と略同じである。蓄電残量ＳＯＣは、このアシスト制御によって低下するが、本実施例では下限ガード値ＳＯＣｄｎｇ以上でエンジン始動が行われるため、蓄電残量ＳＯＣが許容下限値ＳＯＣｍｉｎを下回ることはなく、モータジェネレータＭＧによるアシスト制御でエンジン回転速度ＮＥを適切に上昇させることができる。これに対し、例えば破線で示すように蓄電残量ＳＯＣが下限ガード値ＳＯＣｄｎｇよりも低いと、モータジェネレータＭＧによるアシスト制御を適切に行うことができないため、エンジン回転速度ＮＥは破線で示すように上昇勾配ΔＮＥが低いままで、目標回転速度ＮＥｔｒｇ付近に到達する時間ｔ４が遅くなる。したがって、エンジン回転速度ＮＥのアンダーシュートが予想される場合は、蓄電残量ＳＯＣが下限ガード値ＳＯＣｄｎｇ以上の範囲で着火始動を行う必要がある。なお、上記ステップＳ１０、Ｓ１１のアシスト制御は、エンジン回転速度ＮＥが下限ガード値ＮＥｇ以上になっても、所定のアシスト解除条件を満たすまで実行が継続され、図６では目標回転速度ＮＥｔｒｇに達するまでアシスト制御が実行されている。
【００３３】
前記ステップＳ６の判断がＹＥＳの場合、すなわちエンジン回転速度ＮＥがオーバーシュートした場合には、ステップＳ７およびＳ８のオーバーシュート抑制制御を実行し、その後ステップＳ１３を実行する。ステップＳ７ではＫ０クラッチ３４を係合制御し、ステップＳ８ではモータジェネレータＭＧのトルク制御を行う。すなわち、車両走行中であれば、ステップＳ７でＫ０クラッチ３４をスリップ係合させることによりエンジン回転速度ＮＥを低下させるとともに、エンジン１２のイナーシャ等によって生じる駆動力変動を、ステップＳ８のモータジェネレータＭＧのトルク制御で吸収する。この場合には、前記アシスト制御とは逆に駆動力の増加を抑える必要があり、モータジェネレータＭＧが力行制御されている場合にはその力行トルクを低下させ、必要に応じて回生制御を行う。また、惰性走行時でモータジェネレータＭＧのトルクＴＭＧ＝０の場合には、回生制御によって駆動力の増加を吸収する。この場合のＫ０クラッチ３４の係合トルクＴＫ０およびモータジェネレータＭＧの補償トルクは、例えばエンジン回転速度ＮＥと目標回転速度ＮＥｔｒｇとの偏差に応じて連続的或いは段階的に制御されるが、予め一定値が定められても良い。ニュートラルでの停車中のエンジン始動時には、ステップＳ７でＫ０クラッチ３４を完全係合させるとともに、ステップＳ８ではモータジェネレータＭＧの回生制御でエンジン回転速度ＮＥを低下させる。これ等のステップＳ７およびＳ８が繰り返し実行されることにより、駆動力変動を抑制しつつエンジン回転速度ＮＥのオーバーシュートが抑制され、エンジン走行モードへ移行する際の所要時間を所定時間内に抑えることができる。
【００３４】
図７の実線は、ニュートラルでの停車中に図５のフローチャートに従ってエンジン始動制御が行われた場合で、ＭＧトルクＴＭＧおよびＫ０トルクＴＫ０の欄の二点鎖線は車両走行中の場合であり、何れも時間ｔ２〜ｔ３が上記ステップＳ７およびＳ８でオーバーシュート抑制制御が行われた時間で、時間ｔ３で目標回転速度ＮＥｔｒｇ付近に収束している。車両走行中の場合のエンジン回転速度ＮＥ、蓄電残量ＳＯＣは、実線で示すニュートラルでの停車中と略同じである。この場合は、モータジェネレータＭＧの回生制御でエンジン回転速度ＮＥが低下させられるため、回生制御に伴って蓄電残量ＳＯＣが増大するが、本実施例では上限ガード値ＳＯＣｕｐｇ以下で着火始動が行われるため、蓄電残量ＳＯＣが許容上限値ＳＯＣｍａｘを上回ることはなく、モータジェネレータＭＧの回生制御でエンジン回転速度ＮＥを適切に低下させることができる。これに対し、例えば破線で示すように蓄電残量ＳＯＣが上限ガード値ＳＯＣｕｐｇよりも高いと、モータジェネレータＭＧの回生制御を適切に行うことができず、Ｋ０クラッチ３４の係合制御だけで駆動力変動を抑制しつつエンジン回転速度ＮＥを引き下げようとすると、破線で示すように大きくオーバーシュートし、目標回転速度ＮＥｔｒｇ付近に収束する時間ｔ４が遅くなる。したがって、エンジン回転速度ＮＥのオーバーシュートが予想される場合は、蓄電残量ＳＯＣが上限ガード値ＳＯＣｕｐｇ以下の範囲で着火始動を行う必要がある。
【００３５】
ステップＳ１３では、エンジン回転速度ＮＥが目標回転速度ＮＥｔｒｇと略一致する状態が一定時間継続する同期状態になったか否かの同期判定を行う。そして、同期判定が為されるまでは前記ステップＳ６以下を繰り返し、同期判定が為されたらステップＳ１４でＫ０クラッチ３４を完全係合させる。これにより、一連のエンジン始動接続制御が終了し、ＥＶ走行モードからエンジン走行モードへ切り換えられる。図６、図７の時間ｔ３は、何れもステップＳ１４が実行されてＫ０クラッチ３４が完全係合させられ、エンジン走行モードへ切り換えられた時間である。図６、図７に実線で示すニュートラルでの停車中の場合、時間ｔ２でＫ０クラッチ３４が完全係合させられるが、エンジン始動接続制御の終了時間は時間ｔ３である。また、図６、図７に二点鎖線で示すようにモータジェネレータＭＧが力行制御されている車両走行中の場合には、エンジン始動接続制御が終了した時間ｔ３の後に、モータジェネレータＭＧのトルクＴＭＧを漸減させつつエンジントルクを漸増させてトルクをすり替える。
【００３６】
このように、本実施例のハイブリッド車両１０のエンジン始動接続制御では、エンジン始動時にエンジン回転速度ＮＥが目標回転速度ＮＥｔｒｇを超えてオーバーシュートした場合、すなわちステップＳ６の判断がＹＥＳになった場合には、ステップＳ７およびＳ８のオーバーシュート抑制制御を実行し、Ｋ０クラッチ３４を係合させるとともにモータジェネレータＭＧのトルク制御でエンジン回転速度ＮＥを低下させるため、オーバーシュートに起因して駆動力変動が生じたり移行所要時間が長くなったりすることが防止される。例えば車両が走行中の場合には、目標回転速度ＮＥｔｒｇとして車速Ｖに応じて定まる同期回転速度ＮＥｓｙｎが設定され、エンジン１２の始動時にエンジン回転速度ＮＥがその同期回転速度ＮＥｓｙｎを超えてオーバーシュートした場合には、Ｋ０クラッチ３４のスリップ係合でそのエンジン回転速度ＮＥが低下させられるとともにモータジェネレータＭＧのトルク制御で駆動力変動が吸収されるため、エンジン接続時のドラビリの悪化を抑制しつつエンジン走行モードへの移行所要時間を短縮できる。
【００３７】
一方、バッテリー４４の蓄電残量ＳＯＣが上限ガード値ＳＯＣｕｐｇ以下の場合にステップＳ４の着火始動が実行されるため、上記オーバーシュートの発生時にエンジン回転速度ＮＥを低下させるためにモータジェネレータＭＧの回生制御が必要な場合でも、その回生制御でバッテリー４４が過充電になる恐れはなく、回生制御によってエンジン回転速度ＮＥを確実に低下させることができる。言い換えれば、蓄電残量ＳＯＣが上限ガード値ＳＯＣｕｐｇを超えている場合には、着火始動によるエンジン始動の実行が禁止されるため、オーバーシュートの際にモータジェネレータＭＧの回生制御が必要な場合に着火始動が行われ、その回生制御が不可で駆動力変動が発生したり移行所要時間が長くなったりすることが未然に防止されるのである。
【００３８】
また、Ｋ０クラッチ３４の係合制御およびモータジェネレータＭＧのトルク制御でエンジン１２をクランキングして始動するステップＳ５のクランキング始動は、上限ガード値ＳＯＣｕｐｇによる制限が無く、バッテリー４４の蓄電残量ＳＯＣが上限ガード値ＳＯＣｕｐｇを超えている場合には、そのクランキング始動でエンジン１２を始動するため、モータジェネレータＭＧの力行制御により駆動力変動を抑制しつつエンジン１２を適切に始動して速やかにエンジン走行モードへ移行できる。クランキング始動では、クランキングによってバッテリー４４が放電するとともに、着火始動に比べてオーバーシュートする可能性が低いため、バッテリー４４の蓄電残量ＳＯＣが許容最大値ＳＯＣｍａｘに達する恐れはない。
【００３９】
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【００４０】
前記実施例では、バッテリー４４の蓄電残量ＳＯＣが上限ガード値ＳＯＣｕｐｇを超えている場合には、一律にステップＳ４の着火始動によるエンジン始動の実行が禁止され、ステップＳ５のクランキング始動が実行されるようになっていたが、図８のフローチャートに示すように、一定の条件下で着火始動が許容されるようにすることもできる。すなわち、着火始動時のオーバーシュートの最大量はエンジン１２の種類等によって略決まるため、エンジン回転速度ＮＥを低下させるために必要なオーバーシュート補償トルク（最大補償トルク）ＴＭＧｏｓを予め求めることが可能である。そして、モータジェネレータＭＧがそのオーバーシュート補償トルクＴＭＧｏｓ以上のトルクＴＭＧで力行制御されている場合には、そのモータジェネレータＭＧのトルクＴＭＧを低下させるだけで駆動力変動を吸収することが可能で、回生制御は必要ない。その場合は、バッテリー４４の蓄電残量ＳＯＣが上限ガード値ＳＯＣｕｐｇを超えていても着火始動を禁止する必要がないため、図８のようにステップＳ３−１を設け、ＭＧトルクＴＭＧがオーバーシュート補償トルクＴＭＧｏｓ以上か否かを判断し、ＴＭＧ≧ＴＭＧｏｓであればステップＳ４の着火始動を実行し、ＴＭＧ＜ＴＭＧｏｓの場合にはステップＳ５のクランキング始動でエンジン１２を始動する。オーバーシュート補償トルクＴＭＧｏｓは予め一定値が定められても良いが、車速Ｖ等をパラメータとして可変設定されても良い。なお、ステップＳ３に先立ってステップＳ３−１を実行し、ＴＭＧ＜ＴＭＧｏｓの場合にステップＳ３を実行するようにしても良い。この実施例では、ステップＳ３およびＳ３−１が着火始動制限手段８６に相当する。
【００４１】
本実施例では、モータジェネレータＭＧの力行トルクの制御だけで駆動力変動の吸収が可能なように予め定められたオーバーシュート補償トルクＴＭＧｏｓ以上のトルクでモータジェネレータＭＧが力行制御されている場合には、ステップＳ３−１の判断がＹＥＳになってステップＳ４の着火始動が実行されるようになり、バッテリー４４の蓄電残量ＳＯＣが上限ガード値ＳＯＣｕｐｇを超えていても着火始動でエンジン１２が始動される。すなわち、モータジェネレータＭＧのトルクＴＭＧがオーバーシュート補償トルクＴＭＧｏｓ以上の場合には、エンジン回転速度ＮＥがオーバーシュートした時にＫ０クラッチ３４のスリップ係合でそのエンジン回転速度ＮＥを低下させる際の駆動力変動を、モータジェネレータＭＧの力行トルクＴＭＧを低下させるだけで吸収できるため、回生制御を行う必要がなく、バッテリー４４の蓄電残量ＳＯＣが上限ガード値ＳＯＣｕｐｇを超えているか否かに拘らず着火始動でエンジン１２を始動する。このようにエンジン１２が着火始動されると、クランキングによって始動する場合に比べてバッテリー４４の消費が節減され、燃費を向上させることができる。
【００４２】
図９は、本発明の更に別の実施例を説明する図で、前記充電制御手段７６によって実行されるフローチャートである。図９のステップＱ１では、エンジン１２が回転停止中か否かを判断し、回転停止中でなければ前記図４のステップＲ１以下を実行して、バッテリー４４を許容最大値ＳＯＣｍａｘまで充電する。一方、エンジン１２が回転停止中の場合、すなわち直後にエンジン始動要求の可能性がある場合には、ステップＱ２以下を実行し、バッテリー４４の蓄電残量ＳＯＣが上限ガード値ＳＯＣｕｐｇ以下に制限されるように充電制御を行う。すなわち、ステップＱ２で蓄電残量ＳＯＣが上限ガード値ＳＯＣｕｐｇ以下か否かを判断し、ＳＯＣ≦ＳＯＣｕｐｇであればステップＱ３でバッテリー４４を充電する一方、蓄電残量ＳＯＣが上限ガード値ＳＯＣｕｐｇを上回った場合にはステップＱ４を実行して充電を中止する。
【００４３】
この場合には、図５のステップＳ３の判断がＹＥＳになる可能性が高くなるため、バッテリー４４の蓄電残量ＳＯＣによる着火始動の制限が少なくなり、着火始動の頻度が高くなって燃費が向上する。なお、エンジン始動時には、図９のステップＱ１の判断がＮＯとなり、図４のステップＲ１以下に従って充電制御が行われるため、エンジン始動時にエンジン回転速度ＮＥがオーバーシュートしてモータジェネレータＭＧが回生制御される場合には、上限ガード値ＳＯＣｕｐｇを超えてバッテリー４４を充電することが可能で、その回生制御により駆動力変動を適切に抑制することができる。
【００４４】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０：ハイブリッド車両    １２：エンジン    ３４：Ｋ０クラッチ（エンジン断接装置）    ４４：バッテリー    ７０：電子制御装置    ８０：エンジン始動制御手段    ８２：着火始動手段    ８６：着火始動制限手段    ９２：オーバーシュート抑制手段    ９４：エンジン接続手段    ＭＧ：モータジェネレータ    ＮＥ：エンジン回転速度    ＮＥｔｒｇ：目標回転速度    ＳＯＣ：蓄電残量    ＳＯＣｕｐｇ：上限ガード値
【図１】
2014240210.tif 000003
【図２】
2014240210.tif 000004
【図３】
2014240210.tif 000005
【図４】
2014240210.tif 000006
【図５】
2014240210.tif 000007
【図６】
2014240210.tif 000008
【図７】
2014240210.tif 000009
【図８】
2014240210.tif 000010
【図９】
2014240210.tif 000011