(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、前記内燃機関をクランキング可能な第１回転電機と、第２回転電機と、前記第１及び第２回転電機に電力を供給するバッテリとを備え、走行モードとして、前記内燃機関が停止した状態で前記第２回転電機からの動力により走行するＥＶ走行モードと、前記内燃機関及び前記第２回転電機からの動力により走行するＨＶ走行モードとを有するハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、
前記ハイブリッド車両が前記ＥＶ走行モードで走行している場合において、前記ハイブリッド車両に要求される要求駆動力が所定の閾値になったときに、前記内燃機関をクランキングするように前記第１回転電機を制御することにより前記内燃機関を始動させる始動手段と、
前記内燃機関の停止中に前記内燃機関のクランク位置を検出するクランク位置検出手段と、
前記内燃機関がクランキングされる前に、前記検出されたクランク位置に基づいて、前記内燃機関のクランク位置が目標クランク位置となるように前記第１回転電機を制御するクランク位置制御手段と、
前記検出されたクランク位置に基づいて前記内燃機関の始動に要する始動時間を推定し、該推定した始動時間が短いほど前記所定の閾値を大きい値へと変更することで、前記内燃機関の始動完了時に前記バッテリから前記第１及び第２回転電機に供給される電力が、前記所定の閾値を変更しない場合と比べて前記バッテリの出力制限に近づくようにする閾値変更手段と
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のハイブリッド車両は、動力源としてエンジン及びモータを備え、走行モードとして、モータからの動力のみにより走行するＥＶ（Electric Vehicle）走行モードと、エンジン及びモータの両方の動力により走行するＨＶ（Hybrid Vehicle）走行モードとを有する（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
例えば特許文献１には、ハイブリッド車両の目標駆動トルク（或いは要求駆動力）がクランキング要求判定閾値より大きくなったら、エンジンのクランキングを行い、かつ、クランキング後に目標駆動トルクがエンジン始動要求判定値より大きくなったら、エンジンを始動させることが開示されている。更に、特許文献１には、アクセル開度の変化量が小さいほど、エンジン始動要求判定値を大きくすることが開示されている。また、例えば特許文献２には、ハイブリッド車両において、エンジンの始動時間を計測し、この計測された始動時間が所定のしきい値以上であったときに、エンジンの停止を禁止することが開示されている。更に、特許文献２には、エンジン水温やトルコン油温に基づいてフリクションを推定し、この推定されたフリクションの大きさに応じて所定のしきい値を変更することが開示されている。
【０００４】
他方、この種のハイブリッド車両では、エンジンの始動時に発生する振動を低減するために、エンジンのクランキングを行う前に、エンジンのクランクシャフトのクランク位置（即ち、クランク角）が、振動を低減可能な目標クランク位置となるようにクランクシャフトを制御するクランク位置制御が行われる場合がある。
【０００５】
このようなクランク位置制御では、クランク位置制御を行う前のクランク位置（以下「始動前クランク位置」と適宜称する）と目標クランク位置との差によって、クランク位置を目標クランク位置とするのに要する時間が異なる。よって、エンジンの始動に要するエンジン始動時間は、始動前クランク位置によって異なる。このため、要求駆動力が所定の閾値（例えば前述したクランキング要求判定閾値）よりも大きくなったらエンジンを始動させる制御を行う場合、所定の閾値は、例えば、ＥＶ走行用のモータやクランキング用のモータに電力を供給するバッテリの出力電力が出力制限を超えないように、エンジン始動時間が最も長くなる始動クランク位置に応じた一定の値に設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１４９７８３号公報
【特許文献２】特開２００１−１５９３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述したような、所定の閾値が、エンジン始動時間が最も長くなる始動クランク位置に応じた一定の値に設定される場合、始動クランク位置によっては、エンジン始動時間が短いため、バッテリの余剰電力が比較的大きい状態で、エンジンの始動が完了してしまうおそれがある。この結果、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの切り替えが早期に行われてしまい、燃費の向上を図ることが困難になってしまうという技術的問題点がある。
【０００８】
本発明は、例えば前述した問題点に鑑みなされたものであり、燃費の向上を図ることが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は上記課題を解決するために、内燃機関と、前記内燃機関をクランキング可能な第１回転電機と、第２回転電機と、前記第１及び第２回転電機に電力を供給するバッテリとを備え、走行モードとして、前記内燃機関が停止した状態で前記第２回転電機からの動力により走行するＥＶ走行モードと、前記内燃機関及び前記第２回転電機からの動力により走行するＨＶ走行モードとを有するハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、前記ハイブリッド車両が前記ＥＶ走行モードで走行している場合において、前記ハイブリッド車両に要求される要求駆動力が所定の閾値になったときに、前記内燃機関をクランキングするように前記第１回転電機を制御することにより前記内燃機関を始動させる始動手段と、前記内燃機関の停止中に前記内燃機関のクランク位置を検出するクランク位置検出手段と、前記内燃機関がクランキングされる前に、前記検出されたクランク位置に基づいて、前記内燃機関のクランク位置が目標クランク位置となるように前記第１回転電機を制御するクランク位置制御手段と、前記検出されたクランク位置に基づいて前記内燃機関の始動に要する始動時間を推定し、該推定した始動時間が短いほど前記所定の閾値を大きい値へと変更することで、前記内燃機関の始動完了時に前記バッテリから前記第１及び第２回転電機に供給される電力が、前記所定の閾値を変更しない場合と比べて前記バッテリの出力制限に近づくようにする閾値変更手段とを備える。
【００１０】
本発明に係るハイブリッド車両は、走行モードとして、内燃機関が停止した状態で第２回転電機からの動力により走行するＥＶ走行モードと、内燃機関及び第２回転電機からの動力により走行するＨＶ走行モードとを有している。本発明に係るハイブリッド車両では、内燃機関を始動させる際、第１回転電機により内燃機関のクランキングが行われる。バッテリは、例えば二次電池（蓄電池）であり、第１及び第２回転電機に電力を供給する。
【００１１】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、始動手段は、ハイブリッド車両がＥＶ走行モードで走行している場合において、例えばハイブリッド車両の加速時に、ハイブリッド車両に要求される要求駆動力が所定の閾値になったときに、内燃機関をクランキングするように第１回転電機を制御することにより内燃機関を始動させる。本発明に係る「所定の閾値」は、内燃機関の始動を開始すべき要求駆動力の値として、例えば第２回転電機が出力可能な動力、バッテリの出力制限などを考慮して設定される。尚、後述するように、本発明では特に、所定の閾値は閾値変更手段によって変更される。
【００１２】
本発明では、内燃機関の停止中に内燃機関のクランク位置（即ち、内燃機関のクランクシャフトのクランク角）がクランク位置検出手段によって検出される。ここで、本発明に係る「内燃機関の停止中」とは、内燃機関が動力を出力しておらず、内燃機関のクランクシャフトの回転が停止された状態を意味する。
【００１３】
更に、本発明では、内燃機関がクランキングされる前に、クランク位置検出手段によって検出されたクランク位置に基づいて、内燃機関のクランク位置が目標クランク位置となるように第１回転電機がクランク位置制御手段によって制御される。ここで、本発明に係る「目標クランク位置」とは、内燃機関のクランキング時の振動を低減可能なクランク位置であり、例えば内燃機関の回転数が共振帯を通過する際に発生するフロア振動を抑制可能なクランク位置として予め実験などに基づいて設定される。本発明に係る「目標クランク位置」は、振動を低減可能な一のクランク位置として設定されてもよいし、振動を低減可能なクランク位置の範囲として設定されてもよい。また、本発明に係る「内燃機関がクランキングされる前」とは、内燃機関をクランキングするように第１回転電機が始動手段により制御される前の期間を意味し、典型的には、停止中の内燃機関が第１回転電機によりクランキングされる直前の期間を意味する。
【００１４】
即ち、本発明では、ハイブリッド車両がＥＶ走行モードで走行している場合において、例えばハイブリッド車両の加速時に、要求駆動力が所定の閾値になったときには、先ず、内燃機関のクランク位置が目標クランク位置となるように第１回転電機がクランク位置制御手段によって制御され、次に、始動手段によって、内燃機関をクランキングするように第１回転電機が制御され、内燃機関の始動が開始される。
【００１５】
本発明では特に、前述した所定の閾値は閾値変更手段によって変更される。閾値変更手段は、クランク位置検出手段によって検出されたクランク位置に基づいて内燃機関の始動に要する始動時間を推定し、該推定した始動時間に応じて、内燃機関の始動完了時にバッテリから第１及び第２回転電機に供給される電力がバッテリの出力制限に近づくように、所定の閾値を変更する。本発明に係る「始動時間」は、要求駆動力が所定の閾値になった時点から内燃機関の始動が完了する時点（即ち、内燃機関が自立して連続回転可能な完爆状態になる時点）までの時間を意味し、クランク位置が目標クランク位置となるように第１回転電機がクランク位置検出手段によって制御される時間、及び内燃機関をクランキングするように第１回転電機が始動手段によって制御される時間を含む。要求駆動力が所定の閾値になってから内燃機関の始動が完了するまでの始動期間中には、クランク位置制御手段及び始動手段の各々によって第１回転電機を動作させるため、バッテリからは第２回転電機に加えて第１回転電機に電力が供給される。また、始動期間中に要求駆動力が増大すると、バッテリから第２回転電機に供給される電力が増大する。
【００１６】
ここで仮に、バッテリから第１及び第２回転電機に供給される電力がバッテリの出力制限を超えないように、始動時間が最も長くなる場合（即ち、内燃機関の始動完了時に第１及び第２回転電機を動作させる電力が最も多く必要となる場合）を基準として、所定の閾値を一定の値に設定する場合には、始動時間が短いときに、バッテリの余剰電力が比較的大きい状態で内燃機関の始動が完了してしまう。
【００１７】
しかるに本発明では特に、前述したように、閾値変更手段は、クランク位置検出手段によって検出されたクランク位置に基づいて始動時間を推定し、該推定した始動時間に応じて、内燃機関の始動完了時にバッテリから第１及び第２回転電機に供給される電力がバッテリの出力制限に近づくように、所定の閾値を変更する。よって、内燃機関の始動期間中にバッテリから第１及び第２回転電機に供給される電力がバッテリの出力制限を超えないようにしつつ、所定の閾値を、始動時間が比較的短い場合には、比較的大きな値として設定し、始動時間が比較的長い場合には、比較的小さな値として設定することができる。従って、例えば、前述したように所定の閾値を一定の値に設定する場合と比較して、内燃機関から動力を出力させる時間（即ち、ハイブリッド車両がＨＶ走行モードで走行する時間）を短くすることができる、言い換えれば、ハイブリッド車両がＥＶ走行モードで走行する時間を長くすることができる。この結果、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。
【００１８】
以上説明したように、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。
【００１９】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係るエンジンの一断面構成を例示する模式図である。
【図３】第１実施形態に係る走行モード切り替え時のエンジン始動制御の概略を説明するためのグラフである。
【図４】第１実施形態に係る走行モード切り替え時のエンジン始動制御の流れを示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態に係る、エンジン始動要求パワーを決定するためのマップの一例を概念的に示す図である。
【図６】第１実施形態に係るマップが規定する始動前クランク角とエンジン始動要求パワーとの関係を説明するためのグラフ（その１）である。
【図７】第１実施形態に係るマップが規定する始動前クランク角とエンジン始動要求パワーとの関係を説明するためのグラフ（その２）である。
【図８】比較例に係る走行モード切り替え時のエンジン始動制御を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。
【００２２】
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置について、図１から図７を参照して説明する。
【００２３】
先ず、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置が適用されたハイブリッド車両の全体構成について、図１を参照して説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に示す概略構成図である。
【００２５】
図１において、本実施形態に係るハイブリッド車両１０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００、エンジン２００、モータジェネレータＭＧ１、モータジェネレータＭＧ２、動力分割機構３００、ＰＣＵ（Power Control Unit）４００、バッテリ５００、車速センサ１２、アクセル開度センサ１３、減速機構３０、車軸４０及び車輪５０を備えている。
【００２６】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、ハイブリッド車両１０の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００は、例えばＲＯＭ等に格納された制御プログラムに従って、ハイブリッド車両１０における各種制御を実行可能に構成されている。ＥＣＵ１００は、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」の一例として機能する。具体的には、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「始動手段」、「クランク位置制御手段」及び「閾値変更手段」の各々の一例として機能する。
【００２７】
エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例としてのガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両１０の動力源として機能するように構成されている。ここで、図２を参照して、エンジン２００の詳細な構成について説明する。
【００２８】
図２は、エンジン２００の一断面構成を例示する模式図である。尚、本発明に係る「内燃機関」とは、例えば２サイクル又は４サイクルレシプロエンジン等を含み、少なくとも一の気筒を有し、当該気筒内部の燃焼室において、例えばガソリン、軽油或いはアルコール等の各種燃料を含む混合気が燃焼した際に発生する力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランクシャフト等の物理的又は機械的な伝達手段を適宜介して駆動力として取り出すことが可能に構成された機関を包括する概念である。係る概念を満たす限りにおいて、本発明に係る「内燃機関」の構成は、エンジン２００のものに限定されず各種の態様を有してよい。
【００２９】
図２において、エンジン２００は、気筒２０１内において燃焼室に点火プラグ（符号省略）の一部が露出してなる点火装置２０２による点火動作を介して混合気を燃焼せしめると共に、係る燃焼による爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクティングロッド２０４を介して、クランクシャフト２０５の回転運動に変換することが可能に構成されている。
【００３０】
クランクシャフト２０５の近傍には、本発明に係る「クランク位置検出手段」の一例としてのクランクポジションセンサ２０６が設けられている。クランクポジションセンサ２０６は、クランクシャフト２０５の回転位置、即ち、クランク角を検出可能に構成されたセンサである。このクランクポジションセンサ２０６は、ＥＣＵ１００（図１参照）と電気的に接続されており、検出されたクランク角は、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００３１】
尚、エンジン２００は、紙面と垂直な方向に４本の気筒２０１が直列に配されてなる直列４気筒エンジンであるが、個々の気筒２０１の構成は相互に等しいため、図２においては一の気筒２０１についてのみ説明を行うこととする。また、本発明に係る「内燃機関」における気筒数及び各気筒の配列形態は、前述した概念を満たす範囲でエンジン２００のものに限定されず多様な態様を採り得、例えば、６気筒、８気筒或いは１２気筒エンジンであってもよいし、Ｖ型、水平対向型等であってもよい。
【００３２】
エンジン２００において、外部から吸入された空気は吸気管２０７を通過し、吸気ポート２１０を介して吸気バルブ２１１の開弁時に気筒２０１内部へ導かれる。一方、吸気ポート２１０には、インジェクタ２１２の燃料噴射弁が露出しており、吸気ポート２１０に対し燃料を噴射することが可能な構成となっている。インジェクタ２１２から噴射された燃料は、吸気バルブ２１１の開弁時期に前後して吸入空気と混合され、前述した混合気となる。
【００３３】
燃料は、図示せぬ燃料タンクに貯留されており、図示せぬフィードポンプの作用により、図示せぬデリバリパイプを介してインジェクタ２１２に供給される構成となっている。気筒２０１内部で燃焼した混合気は排気となり、吸気バルブ２１１の開閉に連動して開閉する排気バルブ２１３の開弁時に排気ポート２１４を介して排気管２１５に導かれる。
【００３４】
一方、吸気管２０７における、吸気ポート２１０の上流側には、図示せぬクリーナを経て導かれた吸入空気に係る吸入空気量を調節可能なスロットルバルブ２０８が配設されている。このスロットルバルブ２０８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されたスロットルバルブモータ２０９によってその駆動状態が制御される構成となっている。尚、ＥＣＵ１００は、基本的には不図示のアクセルペダルの開度（以下「アクセル開度」と適宜称する）に応じたスロットル開度が得られるようにスロットルバルブモータ２０９を制御するが、スロットルバルブモータ２０９の動作制御を介してドライバ（運転者）の意思を介在させることなくスロットル開度を調整することも可能である。即ち、スロットルバルブ２０８は、一種の電子制御式スロットルバルブとして構成されている。
【００３５】
排気管２１５には、三元触媒２１６が設置されている。三元触媒２１６は、エンジン２００から排出される排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）を還元すると同時に、排気中のＣＯ（一酸化炭素）及びＨＣ（炭化水素）を酸化可能に構成された触媒装置である。尚、触媒装置の採り得る形態は、このような三元触媒に限定されず、例えば三元触媒に代えて或いは加えて、ＮＳＲ触媒（ＮＯｘ吸蔵還元触媒）或いは酸化触媒の各種触媒が設置されていてもよい。
【００３６】
排気管２１５には、エンジン２００の排気空燃比を検出することが可能に構成された空燃比センサ２１７が設置されている。更に、気筒２０１を収容するシリンダブロックに設置されたウォータージャケットには、エンジン２００を冷却するために循環供給される冷却水（ＬＬＣ）に係る冷却水温を検出するための水温センサ２１８が配設されている。これら空燃比センサ２１７及び水温センサ２１８は、夫々ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された空燃比及び冷却水温は、夫々ＥＣＵ１００により一定又は不定の検出周期で把握される構成となっている。
【００３７】
図１に戻り、モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「第１回転電機」の一例としての電動発電機であり、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを有している。モータジェネレータＭＧ１は、バッテリ５００を充電するための発電機或いはモータジェネレータＭＧ２に電力を供給するための発電機、及びエンジン２００をクランキングするための電動機として機能するように構成されている。
【００３８】
モータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る「第２回転電機」の一例としての電動発電機であり、モータジェネレータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能と有している。モータジェネレータＭＧ２は、主としてエンジン２００の出力をアシスト（補助）する電動機として機能するように構成され、デファレンシャル等各種減速ギア装置を含む減速機構３０を介して車軸４０に動力を伝達することができるように構成されている。車軸４０は、ハイブリッド車両１０の駆動輪である車輪５０に連結されている。
【００３９】
尚、前述したモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える構成を有するが、他の構成を有していてもよい。
【００４０】
ＰＣＵ４００は、バッテリ５００から取り出した直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ５００に供給することが可能に構成されたインバータ等を含み、バッテリ５００と各モータジェネレータとの間の電力の入出力を個別に制御することが可能に構成された制御ユニットである。ＰＣＵ４００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される構成となっている。
【００４１】
バッテリ５００は、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２を力行するための電力に係る電力供給源として機能する充電可能な蓄電池である。
【００４２】
動力分割機構３００は、エンジン２００の出力をモータジェネレータＭＧ１及び車軸４０に分配することが可能に構成されたプラネタリギア（遊星歯車機構）である。例えば、動力分割機構３００は、中心部に設けられた、サンギアと、サンギアの外周に同心円状に設けられたリングギアと、サンギアとリングギアとの間に配置されてサンギアの外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギアと、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支するキャリアとを備えている。サンギアは、モータジェネレータＭＧ１のロータに、その回転軸を共有する形で連結されて、その回転数はモータジェネレータＭＧ１の回転数と等価となる。また、リングギアは、減速機構１１を介して車軸４０に連結され、その回転数は、車軸４０の回転数と等価となる。更に、キャリアは、エンジン２００のクランクシャフト２０５に連結され、その回転数は、エンジン２００の回転数と等価となる。この場合、動力分割機構３００は、相互に差動関係にある複数の回転要素を備えた回転二自由度の遊星歯車機構であり、サンギア、キャリア及びリングギアのうち二要素の回転数が定まった場合に、残余の一回転要素の回転数が必然的に定まる。
【００４３】
車速センサ１２は、ハイブリッド車両１０の車速を検出することが可能に構成されたセンサである。車速センサ１２は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速は、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００４４】
アクセル開度センサ１３、ハイブリッド車両１０に備わる不図示のアクセルペダルのアクセル開度を検出可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度は、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００４５】
次に、ＥＣＵ１００により実行される、走行モード切り替え時のエンジン始動制御の概略について、図３を参照して説明する。
【００４６】
図３は、走行モード切り替え時のエンジン始動制御の概略を説明するためのグラフである。
【００４７】
図３において、ハイブリッド車両１０は、走行モードとして、ＥＶ走行モードとＨＶ走行モードとを有している。ＥＶ走行モードは、エンジン２００が停止した状態でモータジェネレータＭＧ２からの動力により走行する走行モードである。ＨＶ走行モードは、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ２からの動力により走行する走行モードである。ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１０に要求される要求駆動力（即ち、車軸４０に出力すべき駆動力）が比較的低い場合には、走行モードをＥＶ走行モードに設定し、要求駆動力が比較的高い場合には、走行モードをＨＶ走行モードに設定する。図３には、ハイブリッド車両１０が停止した状態から加速する際に要求駆動力が経時的に増大し、走行モードがＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに切り替えられる例が示されている。ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサ１３によって検出されるアクセル開度、及び車速センサ１２によって検出される車速に基づいて要求駆動力を特定する。
【００４８】
ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１０の加速時に要求駆動力が増大し、エンジン始動要求パワーに達した時点ｔ１で、エンジン２００を始動させるためのエンジン始動制御を開始する。ここで、エンジン始動要求パワーは、本発明に係る「所定の閾値」の一例であり、エンジン始動制御を開始すべき要求駆動力の値として、例えばモータジェネレータＭＧ２が出力可能な動力、バッテリ５００の出力制限Ｗｏｕｔ（即ち、バッテリ５００の放電が許容される電力の最大値）などを考慮してＥＵＣ１００によって設定される。尚、後述するように、エンジン始動要求パワーは、エンジン２００の停止中にクランクポジションセンサ２０６によって検出されるクランク角と、図５に示すマップＭとに基づいてＥＣＵ１００によって決定される。
【００４９】
ＥＣＵ１００は、エンジン始動制御として、エンジン２００をクランキングするようにモータジェネレータＭＧ１を制御するクランキング制御を行う。更に、本実施形態では、ＥＣＵ１００は、クランキング制御を行う前に、クランクポジションセンサ２０６によって検出されたクランク角に基づいて、クランクシャフト２０５のクランク角が目標クランク角となるようにモータジェネレータＭＧ１を制御するクランク角位置合わせ制御を行う。ここで、目標クランク角は、本発明に係る「目標クランク位置」の一例であり、エンジン２００の回転数が共振帯を通過する際に発生するフロア振動を抑制可能なクランク角として予め実験などに基づいて設定されている。よって、クランキング制御を行う前に、クランク角位置合わせ制御を行うことにより、エンジン２００のクランキング時の振動を低減することができる。
【００５０】
即ち、ＥＣＵ１００は、要求駆動力が増大してエンジン始動要求パワーになったときには、エンジン始動制御として、先ず、クランク角位置合わせ制御を行い、次に、クランキング制御を行う。尚、ＥＣＵ１００は、エンジン始動制御として、クランク角位置合わせ制御及びクランキング制御に加えて、燃料噴射制御や点火時期制御も行う。
【００５１】
エンジン始動制御によりエンジン２００の始動が完了した時点（即ち、エンジン２００が自立して連続回転可能な完爆状態となった時点）ｔ２で、ＥＣＵ１００は、走行モードをＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに切り替える。
【００５２】
前述したように、ＥＣＵ１００は、エンジン始動制御として、クランク角位置合わせ制御及びクランキング制御を行うので、要求駆動力がエンジン始動要求パワーに達した時点ｔ１からエンジン２００の始動が完了する時点ｔ２までの時間であるエンジン始動時間には、クランク角位置合わせ制御を行う時間及びクランキング制御を行う時間が含まれる。
【００５３】
次に、ＥＣＵ１００により実行される、走行モード切り替え時のエンジン始動制御について、図４から図７を参照して詳細に説明する。尚、以下では、ハイブリッド車両１０が停止した状態から加速する際に要求駆動力が経時的に増大し、走行モードがＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに切り替えられる場合について説明する。
【００５４】
図４は、走行モード切り替え時のエンジン始動制御の流れを示すフローチャートである。
【００５５】
図４において、ハイブリッド車両１０がＥＶ走行モードで走行中に、先ず、クランク角が検出される（ステップＳ１１０）。具体的には、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の停止中にクランクポジションセンサ２０６によって検出されたクランクシャフト２０５のクランク角（以下「始動前クランク角」と適宜称する）を、クランクポジションセンサ２０６から取得する。
【００５６】
次に、ＥＣＵ１００は、図５に示すようなマップＭを参照してエンジン始動要求パワーを決定する（ステップＳ１２０）。
【００５７】
図５は、エンジン始動要求パワーを決定するためのマップの一例を概念的に示す図である。
【００５８】
図５において、マップＭは、始動前クランク角とエンジン始動要求パワーとの関係を規定するマップである。
【００５９】
マップＭでは、始動前クランク角が目標クランク角に近いほどエンジン始動要求パワーが大きくなるように（言い換えれば、始動前クランク角が目標クランク角から遠いほどエンジン始動要求パワーが小さくなるように）、始動前クランク角とエンジン始動要求パワーとの関係が規定されている。尚、図５の例では、目標クランク角は、０°ＡＴＤＣ及び１８０°ＡＴＤＣ（＝−１８０°ＡＴＤＣ）に設定されている。
【００６０】
よって、ＥＣＵ１００は、始動前クランク角が目標クランク角に近いほどエンジン始動要求パワーを大きな値として決定し、始動前クランク角が目標クランク角から遠いほどエンジン始動要求パワーを小さな値として決定する。
【００６１】
ここで、マップＭが規定する始動前クランク角とエンジン始動要求パワーとの関係について、図６及び図７を参照して詳細に説明する。
【００６２】
図６及び図７は、マップＭが規定する始動前クランク角とエンジン始動要求パワーとの関係を説明するためのグラフである。図６には、始動前クランク角が目標クランク角に比較的近く、エンジン始動時間が比較的短い場合のエンジン始動要求パワーが示されている。図７には、始動前クランク角が目標クランク角から比較的遠く、エンジン始動時間が比較的長い場合のエンジン始動要求パワーが示されている。
【００６３】
図５に示したマップＭは、図６及び図７に示すように、エンジン２００の始動完了時にバッテリ５００からモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２に供給される電力（即ち、モータジェネレータＭＧ１がエンジン２００をクランキングするのに要する電力であるエンジン始動パワーとモータジェネレータＭＧ２が要求駆動力を出力するのに要する電力との和）がバッテリ５００の出力制限Ｗｏｕｔに殆ど一致するように、エンジン始動要求パワーを規定している。尚、図６では、エンジン始動時間が時間Ｔ１であり、エンジン始動要求パワーが値Ｐ１であり、要求駆動力がエンジン始動要求パワーに達する時点が時点ｔ１１であり、エンジン２００の始動が完了する時点が時点１２である。図７では、エンジン始動時間が時間Ｔ２（但し、時間Ｔ１よりも長い時間）であり、エンジン始動要求パワーが値Ｐ２（但し、値Ｐ１よりも小さい）であり、要求駆動力がエンジン始動要求パワーに達する時点が時点ｔ２１であり、エンジン２００の始動が完了する時点が時点２２である。
【００６４】
より具体的には、マップＭは、以下のようにして予め作成され、ＥＣＵ１００のＲＯＭ内に記憶されている。
【００６５】
先ず、始動前クランク角毎にエンジン始動時間を例えば実験等に基づいて推定する。エンジン始動時間は、始動前クランク角と目標クランク角との差が大きいほど、クランク角位置合わせ制御に要する時間が長くなるため長くなり、始動前クランク角と目標クランク角との差が小さいほどクランク角位置合わせ制御に要する時間が短くなるため短くなる。この推定したエンジン始動時間毎に、エンジン２００の始動完了時にバッテリ５００からモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２に供給される電力がバッテリ５００の出力制限Ｗｏｕｔに殆ど一致するようなエンジン始動要求パワーを求める。このように、始動前クランク角毎に、エンジン始動時間を推定し、この推定したエンジン始動時間に応じてエンジン始動要求パワーを予め求めることでマップＭが作成されている。
【００６６】
図４に戻り、マップＭを参照してエンジン始動要求パワーを決定した（ステップＳ１２０）後には、始動要求があるか否かが判定される（ステップＳ１３０）。即ち、ＥＣＵ１００は、エンジン始動要求パワーを決定した後、要求駆動力が、決定したエンジン始動要求パワーに達したか否かを判定する。
【００６７】
始動要求があると判定された場合、即ち、要求駆動力がエンジン始動要求パワーに達したと判定された場合には（ステップＳ１３０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００は、クランク角位置合わせ制御を行う（ステップＳ１４０）。即ち、ＥＣＵ１００は、始動前クランク角に基づいて、クランクシャフト２０５のクランク角が目標クランク角となるようにモータジェネレータＭＧ１を制御する。
【００６８】
次に、ＥＣＵ１００は、クランキング制御を行うことによりエンジン２００を始動させる（Ｓ１５０）。エンジン２００が始動すると、走行モードがＥＶ走行からＨＶ走行モードに切り替えられて、ハイブリッド車両１０はＨＶ走行モードで走行する。
【００６９】
他方、始動要求がないと判定された場合、即ち、要求駆動力がエンジン始動要求パワーにまだ達していないと判定された場合には（ステップＳ１３０：Ｎｏ）、ＥＣＵ１００は、エンジン始動制御を行わない。これにより、エンジン２００は停止された状態のまま維持され、ハイブリッド車両１０はＥＶ走行モードで走行する。
【００７０】
次に、本実施形態における走行モード切り替え時のエンジン始動制御による効果について、図６及び図７を参照して説明を加える。
【００７１】
図６及び図７において、本実施形態では特に、ＥＣＵ１００は、前述したように、始動前クランク角が目標クランク角に近いほど（即ち、推定されるエンジン始動時間が短いほど）エンジン始動要求パワーを大きな値として決定し、始動前クランク角が目標クランク角から遠いほど（即ち、推定されるエンジン始動時間が長いほど）エンジン始動要求パワーを小さな値として決定する。ここで、更に、ＥＣＵ１００は、前述したように、エンジン２００の始動完了時にバッテリ５００からモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２に供給される電力がバッテリ５００の出力制限Ｗｏｕｔに殆ど一致するように決定する。
【００７２】
即ち、ＥＣＵ１００は、始動クランク角に基づいて推定されるエンジン始動時間の長さに応じて、エンジン始動完了時のバッテリ５００の余剰バッテリパワー（即ち、バッテリ５００からモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２に供給される電力と出力制限Ｗｏｕｔと差）が殆どゼロとなるようにエンジン始動要求パワーを変更する。
【００７３】
よって、例えばエンジン始動要求パワーを一定の値に設定する場合（即ち、エンジン始動要求パワーを、固定された固定値として設定して変更しない場合）と比較して、エンジン２００から動力を出力させる時間（即ち、ハイブリッド車両１０がＨＶ走行モードで走行する時間）を短くすることができる、言い換えれば、ハイブリッド車両１０がＥＶ走行モードで走行する時間を長くすることができる。この結果、ハイブリッド車両１０の燃費を向上させることができる。
【００７４】
図８は、比較例に係る走行モード切り替え時のエンジン始動制御を説明するためのグラフである。
【００７５】
図８に示す比較例では、エンジン始動要求パワーが一定の値に設定されている。この場合には、要求駆動力がエンジン始動要求パワーに達する時点（言い換えれば、エンジン始動制御が開始される時点）は、エンジン始動時間が異なっても同じであり、エンジンの始動が完了する時点は、エンジン始動時間が短いほど早くなる。図８には、エンジン始動時間が時間Ｔ３である場合とエンジン始動時間が時間Ｔ４である場合とが示されている。時間Ｔ４は、始動前クランク角に基づいて推定されるエンジン始動時間のうち最長の時間である。時間Ｔ３は時間Ｔ４よりも短い。要求駆動力がエンジン始動要求パワーに達する時点は、エンジン始動時間が時間Ｔ３である場合と時間Ｔ４である場合のいずれの場合も時点ｔ３１である。エンジン始動時間が時間Ｔ３である場合には、エンジンの始動が完了する時点は時点ｔ３２であり、エンジン始動時間が時間Ｔ４である場合には、エンジンの始動が完了する時点は、時点ｔ３２によりも遅い時点ｔ３３である。また、この比較例では、エンジン始動時間が時間Ｔ４である場合においてエンジンの始動が完了する時点で余剰バッテリパワーがゼロとなるようにエンジン始動要求パワーが設定されている。
【００７６】
このような比較例によれば、エンジン始動要求パワーが一定の値に設定されているので、エンジン始動時間が比較的短い場合には、余剰バッテリパワーが比較的大きい状態でエンジンの始動が完了してしまう。このため、ハイブリッド車両がＥＶ走行モードで走行する時間が短くなってしまい、燃費が悪化してしまうおそれがある。
【００７７】
しかるに本実施形態では特に、前述したように、エンジン２００の始動完了時にバッテリ５００からモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２に供給される電力がバッテリ５００の出力制限Ｗｏｕｔに近づくように、エンジン始動要求パワーを変更するので、ハイブリッド車両１０がＥＶ走行モードで走行する時間を長くすることができ、燃費を向上させることができる。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態によれば、ハイブリッド車両１０の燃費を向上させることができる。
【００７９】
本発明は、前述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８０】
１０…ハイブリッド車両、３０…減速機構、４０…車軸、５０…車輪、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０５…クランクシャフト、２０６…クランクポジションセンサ、３００…動力分割機構、４００…ＰＣＵ、ＭＧ１、ＭＧ２…モータジェネレータ、５００…バッテリ
【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６】
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【図７】
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【図８】
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