(57)【要約】本発明は内燃機関（１０）と電動機（ＭＧ１）とを具備する動力出力装置を備えるハイブリッド車両（７０）の内燃機関始動制御装置に関する。このハイブリッド車両では、内燃機関を間欠的に運転させる間欠制御が実行可能であり、間欠制御中に内燃機関を始動させるときに機関回転数が目標機関回転数に達するまで内燃機関のクランキングが行われる。本発明では、間欠制御中、ハイブリッド車両の速度が予め定められた速度以上であり且つ動力出力装置に対する要求動力が予め定められた動力以上であるときに内燃機関を始動させる場合、ハイブリッド車両の速度が高いほど大きい機関回転数が目標機関回転数に設定される。
2013108385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と電動機とを具備する動力出力装置を備え、内燃機関を間欠的に運転させる間欠制御を実行可能であり、前記間欠制御中に内燃機関を始動させるときに機関回転数が目標機関回転数に達するまで内燃機関のクランキングを行うハイブリッド車両の内燃機関始動制御装置において、前記間欠制御中、前記ハイブリッド車両の速度が予め定められた速度以上であり且つ前記動力出力装置に対する要求動力が予め定められた動力以上であるときに内燃機関を始動させる場合、前記ハイブリッド車両の速度が高いほど大きい機関回転数が前記目標機関回転数に設定されるハイブリッド車両の内燃機関始動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両の内燃機関始動制御装置において、前記予め定められた速度を第１速度と称し、前記予め定められた動力を第１動力と称したときに、前記間欠制御中、前記ハイブリッド車両の速度が予め定められた第２速度以上であり且つ前記動力出力装置に対する要求動力が予め定められた第２動力以上であるときに内燃機関を始動させるときには、前記内燃機関のクランキングのために前記内燃機関の出力軸に入力されるトルクが前記要求動力に応じて制御されるハイブリッド車両の内燃機関始動制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のハイブリッド車両の内燃機関始動制御装置において、前記内燃機関のクランキングのために前記内燃機関の出力軸に与えられるトルクが前記電動機から出力されるトルクであるハイブリッド車両の内燃機関始動制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のハイブリッド車両の内燃機関始動制御装置において、前記間欠制御中に内燃機関を始動させたときに機関回転数が目標機関回転数よりも大きくなった後は、前記内燃機関のクランキングのために前記内燃機関の出力軸に与えられるトルクが徐々に小さくされるハイブリッド車両の内燃機関始動制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のハイブリッド車両の内燃機関始動制御装置において、前記間欠制御中に内燃機関の運転が停止されているときに内燃機関の回転数が零または略零に維持されるハイブリッド車両の内燃機関始動制御装置。
【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内燃機関始動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関と電動機とを具備する動力出力装置を備えたハイブリッド車両が特許文献１に記載されている。このハイブリッド車両では、機関始動（すなわち、内燃機関の始動）が要求されたときには、電動機から機関出力軸（すなわち、内燃機関の出力軸）にトルクを入力することによって機関クランキング（すなわち、内燃機関のクランキング）が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１１７８４０号公報
【特許文献２】特開２０１０−７０００８号公報
【特許文献３】特開２００９−２２７２７７号公報
【特許文献４】特開２０００−２０４９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ハイブリッド車両では、内燃機関を間欠的に運転させる間欠制御が実行可能である。そして、間欠制御中は、高速時（すなわち、ハイブリッド車両の速度が高い時）に機関運転（すなわち、内燃機関の運転）が停止されていることがある。このように高速時の機関停止中（すなわち、内燃機関の運転の停止中）に、たとえば、要求動力（すなわち、動力出力装置から出力される動力として要求される動力）が大きくなり、その結果、機関始動が要求された場合において、機関回転数が車速（すなわち、ハイブリッド車両の速度）や要求動力とは無関係な一定の目標機関回転数に到達したときに機関クランキングを終了するようにしていると、機関回転数が十分に高くならないうちに機関クランキングが終了されてしまい、ハイブリッド車両の加速性として望ましい加速性が得られない可能性がある。【０００５】
そこで、本願の発明の目的は、ハイブリッド車両の間欠制御中の機関始動において、ハイブリッド車両の高い加速性を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の発明は、内燃機関と電動機とを具備する動力出力装置を備えるハイブリッド車両の内燃機関始動制御装置に関する。本発明のハイブリッド車両では、内燃機関を間欠的に運転させる間欠制御が実行可能であり、前記間欠制御中に内燃機関を始動させるときに機関回転数が目標機関回転数に達するまで内燃機関のクランキングが行われる。ここで、本発明では、前記間欠制御中、前記ハイブリッド車両の速度が予め定められた速度以上であり且つ前記動力出力装置に対する要求動力が予め定められた動力以上であるときに内燃機関を始動させる場合、前記ハイブリッド車両の速度が高いほど大きい機関回転数が前記目標機関回転数に設定される。【０００７】
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、本発明のハイブリッド車両では、間欠制御中の機関始動のための機関クランキングは、機関回転数が目標機関回転数に達するまで行われる。ここで、高速時の機関停止中に要求動力が大きくなり、その結果、内燃機関を始動させるために機関クランキングが行われるときに、車速や要求動力とは無関係な一定の機関回転数が目標機関回転数に設定されている場合、機関回転数が十分に高くならないうちに、機関クランキングが終了されてしまい、ハイブリッド車両の加速性として望ましい加速性が得られない可能性がある。しかしながら、本発明では、車速が高く（すなわち、車速が予め定められた速度以上であり）且つ要求動力が大きい（すなわち、要求動力が予め定められた動力以上である）ときには、車速が高いほど大きい機関回転数が目標機関回転数に設定される。したがって、車速が高く且つ要求動力が大きかったとしても、機関回転数が十分に高くなるまで機関クランキングが継続される。このため、本発明によれば、車速が高く且つ要求動力が大きいときの機関始動において、ハイブリッド車両の高い加速性を確保することができるという効果が得られる。【０００８】
また、前記予め定められた速度を第１速度と称し、前記予め定められた動力を第１動力と称したときに、本願の別の発明では、上記発明において、前記間欠制御中、前記ハイブリッド車両の速度が予め定められた第２速度以上であり且つ前記動力出力装置に対する要求動力が予め定められた第２動力以上であるときに内燃機関を始動させるときには、前記内燃機関のクランキングのために前記内燃機関の出力軸に入力されるトルクが前記要求動力に応じて制御される。【０００９】
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、車速が高く且つ要求動力が大きいときにハイブリッド車両の高い加速性を確保するためには、機関回転数をより早く目標機関回転数に到達させることが好ましい。本発明では、車速が高く（すなわち、車速が第２速度以上であり）且つ要求動力が大きい（すなわち、要求動力が第２動力以上である）ときには、機関クランキングのために内燃機関の出力軸に入力されるトルクが要求動力に応じて制御される。これにより、内燃機関の出力軸に入力されるトルクを要求動力に応じて適切に制御することによって、機関回転数をより早く目標機関回転数に到達させることができる。このため、本発明によれば、車速が高く且つ要求動力が大きいときの機関始動において、ハイブリッド車両のさらに高い加速性を確保することができるという効果が得られる。【００１０】
なお、本発明において、第２速度は、第１速度に等しい速度であっても第１速度とは異なる速度であってもよい。また、第２動力は、第１動力に等しい動力であっても第１動力とは異なる動力であってもよい。【００１１】
また、上記発明において、前記内燃機関のクランキングのために前記内燃機関の出力軸に与えられるトルクとして、前記電動機から出力されるトルクを採用することができる。【００１２】
また、上記発明において、前記間欠制御中に内燃機関を始動させたときに機関回転数が目標機関回転数よりも大きくなった後は、前記内燃機関のクランキングのために前記内燃機関の出力軸に与えられるトルクを徐々に小さくするようにしてもよい。【００１３】
また、上記発明において、前記間欠制御中に内燃機関の運転が停止されているときに内燃機関の回転数が零または略零に維持されるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の内燃機関始動制御装置を備えたハイブリッド車両を示した図である。
【図２】第１実施形態の間欠制御中の機関始動制御を実行するルーチンの一例を示した図である。
【図３】第２実施形態の間欠制御中の機関始動制御を実行するルーチンの一例を示した図である。
【図４】本発明の実施形態の間欠制御中の機関始動制御を実行するルーチンの一例の一部を示した図である。
【図５】本発明の実施形態の間欠制御中の機関始動制御を実行するルーチンの一例の一部を示した図である。
【図６】本発明の実施形態の動力出力装置の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の実施形態について説明する。本発明の１つの実施形態（以下「第１実施形態」）の内燃機関始動制御装置を備えたハイブリッド車両が図１に示されている。図１において、１０は内燃機関、２０は動力分配装置、３０はインバータ、４０はバッテリ、７０はハイブリッド車両、７１は駆動輪、７２は駆動軸、ＭＧ１およびＭＧ２は発電電動機をそれぞれ示している。
【００１６】
動力分配装置２０は、内燃機関１０と、発電電動機ＭＧ１（以下この発電電動機を「第１発電電動機」という）と、発電電動機ＭＧ２（以下この発電電動機を「第２発電電動機」という）と、駆動軸７２とに接続されている。詳細には、動力分配装置２０は、遊星歯車機構からなり、そのサンギアが内燃機関１０の出力軸（すなわち、クランクシャフト）に接続され、そのプラネタリギアが第１発電電動機ＭＧ１の入出力軸に接続され、そのリングギアが第２発電電動機ＭＧ２の入出力軸および駆動軸７２に接続されている。
【００１７】
そして、動力分配装置２０は、内燃機関１０からそこに入力された動力を駆動軸７２と第１発電電動機ＭＧ１と第２発電電動機ＭＧ２とのうちの１つ、あるいは、２つ、あるいは、全てに出力可能である。また、動力分配装置２０は、第１発電電動機ＭＧ１からそこに入力された動力を駆動軸７２と内燃機関１０と第２発電電動機ＭＧ２とのうちの１つ、あるいは、２つ、あるいは、全てに出力可能である。また、動力分配装置２０は、第２発電電動機ＭＧ２からそこに入力された動力を駆動軸７２と内燃機関１０と第１発電電動機ＭＧ１とのうちの１つ、あるいは、２つ、あるいは、全てに出力可能である。また、動力分配装置２０は、駆動軸７２からそこに入力された動力を内燃機関１０と第１発電電動機ＭＧ１と第２発電電動機ＭＧ２とのうちの１つ、あるいは、２つ、あるいは、全てに出力可能である。
【００１８】
内燃機関１０は、上述したように、動力分配装置２０に接続されている。内燃機関１０が運転せしめられると、内燃機関１０は、動力分配装置２０に動力を出力する。
【００１９】
第１発電電動機ＭＧ１は、上述したように、動力分配装置２０に接続されているとともに、インバータ３０を介してバッテリ４０に接続されている。バッテリ４０から第１発電電動機ＭＧ１に電力が供給されると、第１発電電動機ＭＧ１は、その電力によって駆動せしめられて動力分配装置２０に動力を出力する。このとき、第１発電電動機ＭＧ１は、電動機として働くことになる。一方、動力分配装置２０を介して動力が第１発電電動機ＭＧ１に入力されると、第１発電電動機ＭＧ１は、その動力によって駆動せしめられて電力を生成する。このとき、第１発電電動機ＭＧ１は、発電機として働くことになる。なお、第１発電電動機ＭＧ１によって発生された電力は、インバータ３０を介してバッテリ４０に蓄電される。
【００２０】
第２発電電動機ＭＧ２は、上述したように、動力分配装置２０に接続されているとともに、インバータ３０を介してバッテリ４０に接続されている。バッテリ４０から第２発電電動機ＭＧ１に電力が供給されると、第２発電電動機ＭＧ２は、その電力によって駆動せしめられて動力分配装置２０に動力を出力する。このとき、第２発電電動機ＭＧ２は、電動機として働くことになる。一方、動力分配装置２０を介して動力が第２発電電動機ＭＧ２に入力されると、第２発電電動機ＭＧ２は、その動力によって駆動せしめられて電力を生成する。このとき、第２発電電動機ＭＧ２は、発電機として働くことになる。なお、第２発電電動機ＭＧ２によって発生された電力は、インバータ３０を介してバッテリ４０に蓄電される。
【００２１】
次に、第１実施形態の間欠制御中の機関始動制御について説明する。以下の説明において「機関始動」は「内燃機関の始動」を意味し、「動力出力装置」は「駆動軸に動力を出力する装置」を意味し、第１実施形態の動力出力装置は、概して、内燃機関と第１発電電動機と第２発電電動機と動力分配装置とから構成される。また、以下の説明において「機関出力軸」は「内燃機関の出力軸」を意味し、「機関回転数」は「内燃機関の回転数」を意味し、「車速」は「ハイブリッド車両の速度」を意味し、「要求動力」は「動力出力装置から駆動軸に出力される動力として要求される動力」を意味する。
【００２２】
第１実施形態のハイブリッド車両では、内燃機関を間欠的に運転させる間欠制御が実行可能である。そして、この間欠制御中に機関始動が要求されたときには、第１発電電動機から機関出力軸にトルクを入力することによって内燃機関がクランキングされる。そして、この内燃機関のクランキングは、機関回転数が目標機関回転数に到達するまで継続される。ここで、第１実施形態では、間欠制御中に機関始動が要求されたときに、車速が予め定められた車速以上であり且つ要求動力が予め定められた動力以上であるときには、車速が高いほど大きい機関回転数が上記目標機関回転数に設定される。
【００２３】
第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、第１実施形態のハイブリッド車両では、間欠制御中の機関始動のための機関クランキング（すなわち、内燃機関のクランキング）は、機関回転数が目標機関回転数に達するまで行われる。ここで、高速時の機関停止中（すなわち、ハイブリッド車両の速度が高い状況下で機関運転が停止されているとき）に要求動力が大きくなり、その結果、内燃機関を始動させるために機関クランキングが行われるときに、車速や要求動力とは無関係な一定の機関回転数が目標機関回転数に設定されている場合、機関回転数が十分に高くならないうちに、機関クランキングが終了されてしまい、ハイブリッド車両の加速性として望ましい加速性が得られない可能性がある。しかしながら、第１実施形態では、車速が高く（すなわち、車速が予め定められた速度以上であり）且つ要求動力が大きい（すなわち、要求動力が予め定められた動力以上である）ときには、車速が高いほど大きい機関回転数が目標機関回転数に設定される。したがって、車速が高く且つ要求動力が大きかったとしても、機関回転数が十分に高くなるまで機関クランキングが継続される。このため、第１実施形態によれば、車速が高く且つ要求動力が大きいときの機関始動において、ハイブリッド車両の高い加速性を確保することができるという効果が得られる。
【００２４】
なお、第１実施形態において、上記予め定められた車速および上記予め定められた動力は、それぞれ、ハイブリッド車両の高い加速性を確保するために車速に応じて目標機関回転数を設定すべき必要性が高いと判断すべき比較的高い車速および比較的大きい動力に設定される。
【００２５】
また、第１実施形態の間欠制御中の機関始動制御において、間欠制御中に機関始動が要求されたときに、車速が上記予め定められた車速以上ではなく、あるいは、要求動力が上記予め定められた動力以上ではないときには、たとえば、車速とは無関係な予め定められた一定の機関回転数が目標機関回転数に設定される。
【００２６】
また、第１実施形態の間欠制御中の機関始動制御において、内燃機関をクランキングするための機関入力トルク（すなわち、第１発電電動機から機関出力軸に入力されるトルク）の目標値は、たとえば、機関水温（すなわち、内燃機関を冷却する冷却水の温度）に応じて決定される機関入力トルク、または、機関水温とは無関係な予め定められた一定の機関入力トルクが目標機関入力トルク（すなわち、内燃機関をクランキングするときの機関入力トルクの目標値）に設定される。また、第１実施形態の間欠制御中の機関始動制御において、内燃機関のクランキング中に機関回転数が目標機関回転数よりも大きくなった後は、目標機関入力トルクが徐々に小さくされる。
【００２７】
また、第１実施形態の間欠制御中の機関始動制御において、車速に応じて目標機関回転数を設定する条件として、機関水温が予め定められた温度以上であることを追加してもよい。すなわち、この場合、間欠制御中に機関始動が要求されたときに、車速が上記予め定められた車速以上であり且つ要求動力が上記予め定められた動力以上であり且つ機関水温が予め定められた温度以上であるときに、車速が高いほど大きい機関回転数が目標機関回転数に設定される。
【００２８】
また、第１実施形態のハイブリッド車両において、第１発電電動機と内燃機関との間でねじり共振が生じる機関回転数の領域（以下この領域を「共振帯域」という）がある場合、第１実施形態の間欠制御中の機関始動制御において、車速に応じて決定される機関回転数を目標機関回転数に設定する条件として、機関回転数が共振帯域を超えたことを追加してもよい。すなわち、この場合、間欠制御中に機関始動が要求されたときに、車速が上記予め定められた車速以上であり且つ要求動力が上記予め定められた動力以上であり且つ機関回転数が共振帯域を超えているときに、車速が高いほど大きい機関回転数が目標機関回転数に設定される。
【００２９】
次に、第１実施形態の間欠制御中の機関始動制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図２に示されている。なお、このルーチンは、間欠制御中に機関始動が要求されたときに開始され、その後、機関クランキングが完了するまで（すなわち、機関入力トルクが零になるまで）の間、所定時間間隔でもって繰り返し実行されるルーチンである。
【００３０】
図２のルーチンが開始されると、始めに、ステップ１００において、現在の車速Ｖが予め定められた車速Ｖｔｈ以上であり（Ｖ≧Ｖｔｈ）且つ現在の要求動力Ｐｒが予め定められた動力Ｐｔｈ以上である（Ｐｒ≧Ｐｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｖ≧Ｖｔｈであり且つＰｒ≧Ｐｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ１０１に進む。一方、Ｖ≧Ｖｔｈでなはなく、あるいは、Ｐｒ≧Ｐｔｈではないと判別されたときには、ルーチンはステップ１０２に進む。
【００３１】
ステップ１０１では、現在の車速Ｖに応じて決定される機関回転数Ｎｅ（Ｖ）が目標機関回転数Ｎｅｔに設定され、ルーチンはステップ１０３に進む。より具体的には、ステップ１０１では、現在の車速Ｖが高いほど大きい機関回転数が目標機関回転数Ｎｅｔに設定され、ルーチンはステップ１０３に進む。一方、ステップ１０２では、現在の車速Ｖとは無関係な予め定められた一定の機関回転数Ｎｅｐが目標機関回転数Ｎｅｔに設定され、ルーチンはステップ１０３に進む。
【００３２】
ステップ１０３では、現在の機関水温ＴＨＷに応じて決定される機関入力トルクＴｇ（ＴＨＷ）が目標機関入力トルク（すなわち、内燃機関をクランキングするために第１発電電動機から機関出力軸に入力すべきトルク）Ｔｇｔに設定される。これにより、現在の機関水温に応じて決定されたトルクが第１発電電動機から機関出力軸に入力され、内燃機関のクランキングが開始される。次いで、ステップ１０４において、ルーチンがステップ１０１を経由してステップ１０４に進んだ場合には、機関回転数Ｎｅがステップ１０１で設定された目標機関回転数Ｎｅｔよりも大きい（Ｎｅ＞Ｎｅｔ）か否かが判別され、一方、ルーチンがステップ１０２を経由してステップ１０４に進んだ場合には、機関回転数Ｎｅがステップ１０２で設定された目標機関回転数Ｎｅｔよりも大きい（Ｎｅ＞Ｎｅｔ）か否かが判別される。ここで、Ｎｅ＞Ｎｅｔであると判別されたときには、ルーチンはステップ１０５に進み、目標機関入力トルクＴｇｔが一定の値だけ減少され、その後、ルーチンは終了する。一方、Ｎｅ＞Ｎｅｔではないと判別されたときには、ルーチンは終了する。
【００３３】
次に、第２実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第２実施形態の構成および制御は、それぞれ、第１実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、以下で説明する第２実施形態の構成または制御に鑑みたときに第１実施形態の構成または制御から当然に導き出される構成および制御である。また、矛盾のない範囲で、第２実施形態に第１実施形態を組み合わせてもよい。
【００３４】
第２実施形態の間欠制御中の機関始動制御では、第１実施形態と同様に、間欠制御中に機関始動が要求されたときには、第１発電電動機から機関出力軸にトルクを入力することによって内燃機関がクランキングされる。そして、この内燃機関のクランキングは、機関回転数が目標機関回転数に到達するまで継続される。ここで、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、車速が予め定められた車速以上であり且つ要求動力が予め定められた動力以上であるときには、車速が高いほど大きい機関回転数が上記目標機関回転数に設定される。一方、第２実施形態の間欠制御中の機関始動制御では、第１実施形態とは異なり、車速が上記予め定められた車速以上であり且つ要求動力が上記予め定められた動力以上であるときには、要求動力に応じて決定される機関入力トルクが目標機関入力トルクに設定される。つまり、要求動力に応じて機関入力トルクが制御される。
【００３５】
第２実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、第２実施形態では、車速が高く（すなわち、車速が予め定められた速度以上であり）且つ要求動力が大きい（すなわち、要求動力が予め定められた動力以上である）ときには、ハイブリッド車両の高い加速性を確保するために、機関クランキングによって機関回転数が比較的大きい機関回転数まで上昇される。このときに、ハイブリッド車両のさらに高い加速性を確保するためには、機関回転数をより早く目標機関回転数に到達させることが好ましい。第２実施形態では、車速が高く（すなわち、車速が予め定められた速度以上であり）且つ要求動力が大きい（すなわち、要求動力が予め定められた動力以上である）ときには、目標機関入力トルクが要求動力に応じて設定される。これにより、目標機関入力トルクを要求動力に応じて適切に設定することによって、機関回転数をより早く目標機関回転数に到達させることができる。このため、第２実施形態によれば、車速が高く且つ要求動力が大きいときの機関始動において、ハイブリッド車両のさらに高い加速性を確保することができるという効果が得られる。
【００３６】
なお、第２実施形態において、上記予め定められた車速および上記予め定められた動力は、それぞれ、ハイブリッド車両の高い加速性を確保するために車速に応じて目標機関回転数を設定すべき必要性が高いと判断すべき比較的高い車速および比較的大きい動力に設定され、また、ハイブリッド車両のさらに高い加速性を確保するために要求動力に応じて目標機関入力トルクを設定すべき必要成が高いと判断すべき比較的高い車速および比較的大きい動力に設定される。
【００３７】
また、第２実施形態の間欠制御中の機関始動制御において、要求動力に応じて決定される機関入力トルクは、要求動力が大きいほど大きいトルクであることが好ましい。
【００３８】
また、第２実施形態において、間欠制御中に機関始動が要求されたときに、車速が上記予め定められた車速以上ではなく、あるいは、要求動力が上記予め定められた動力以上ではないときには、たとえば、要求動力とは無関係に機関水温に応じて決定される機関入力トルクが目標機関入力トルクに設定される。
【００３９】
次に、第２実施形態の間欠制御中の機関始動制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図３に示されている。なお、このルーチンは、間欠制御中に機関始動が要求されたときに開始され、その後、機関クランキングが完了するまで（すなわち、機関入力トルクが零になるまで）の間、所定時間間隔でもって繰り返し実行されるルーチンである。
【００４０】
図３のルーチンが開始されると、始めに、ステップ２００において、現在の車速Ｖが予め定められた車速Ｖｔｈ以上であり（Ｖ≧Ｖｔｈ）且つ現在の要求動力Ｐｒが予め定められた動力Ｐｔｈ以上である（Ｐｒ≧Ｐｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｖ≧Ｖｔｈであり且つＰｒ≧Ｐｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ２０１に進む。一方、Ｖ≧Ｖｔｈでなはなく、あるいは、Ｐｒ≧Ｐｔｈではないと判別されたときには、ルーチンはステップ２０２に進む。
【００４１】
ステップ２０１では、現在の車速Ｖに応じて決定される機関回転数Ｎｅ（Ｖ）が目標機関回転数Ｎｅｔに設定され、ルーチンはステップ２０３Ａに進む。より具体的には、ステップ２０１では、現在の車速Ｖが高いほど大きい機関回転数が目標機関回転数Ｎｅｔに設定され、ルーチンはステップ２０３Ａに進む。一方、ステップ２０２では、現在の車速Ｖとは無関係の予め定められた一定の機関回転数Ｎｅｐが目標機関回転数Ｎｅｔに設定され、ルーチンはステップ２０３Ｂに進む。
【００４２】
ステップ２０３Ａでは、現在の要求動力Ｐｒに応じて決定される機関入力トルクＴｇ（Ｐｒ）が目標機関入力トルクＴｇｔに設定され、ルーチンはステップ２０４に進む。これにより、現在の要求動力に応じて決定されたトルクが第１発電電動機から機関出力軸に入力され、内燃機関のクランキングが開始される。一方、ステップ２０３Ｂでは、現在の機関水温ＴＨＷに応じて決定される機関入力トルクＴｇ（ＴＨＷ）が目標機関入力トルクＴｇｔに設定される。これにより、現在の機関水温に応じて決定されたトルクが第１発電電動機から機関出力軸に入力され、内燃機関のクランキングが開始される。次いで、ステップ２０４において、ルーチンがステップ２０１を経由してステップ２０４に進んだ場合には、機関回転数Ｎｅがステップ２０１で設定された目標機関回転数Ｎｅｔよりも大きい（Ｎｅ＞Ｎｅｔ）か否かが判別され、一方、ルーチンがステップ２０２を経由してステップ２０４に進んだ場合には、機関回転数Ｎｅがステップ２０２で設定された目標機関回転数Ｎｅｔよりも大きい（Ｎｅ＞Ｎｅｔ）か否かが判別される。ここで、Ｎｅ＞Ｎｅｔであると判別されたときには、ルーチンはステップ２０５に進み、目標機関入力トルクＴｇｔが一定の値だけ減少され、その後、ルーチンは終了する。一方、Ｎｅ＞Ｎｅｔではないと判別されたときには、ルーチンは終了する。
【００４３】
なお、第２実施形態の間欠制御中の機関始動制御において、車速に応じて決定される機関回転数を目標機関回転数に設定するとともに要求動力に応じて決定される機関入力トルクを目標機関入力トルクに設定する条件として、機関水温が予め定められた温度以上であることを追加してもよい。すなわち、この場合、間欠制御中に機関始動が要求されたときに、車速が上記予め定められた車速以上であり且つ要求動力が上記予め定められた動力以上であり且つ機関水温が予め定められた温度以上であるときに、車速が高いほど大きい機関回転数が目標機関回転数に設定されるとともに、要求動力に応じて決定される機関入力トルクが目標機関入力トルクに設定される。
【００４４】
また、第２実施形態のハイブリッド車両において、第１発電電動機と内燃機関との間に共振帯域がある場合、第２実施形態の間欠制御中の機関始動制御において、車速に応じて決定される機関回転数を目標機関回転数に設定するとともに要求動力に応じて決定される機関入力トルクを目標機関入力トルクに設定する条件として、機関回転数が共振帯域を超えたことを追加してもよい。すなわち、この場合、間欠制御中に機関始動が要求されたときに、車速が上記予め定められた車速以上であり且つ要求動力が上記予め定められた動力以上であり且つ機関回転数が共振帯域を超えているときに、車速が高いほど大きい機関回転数が目標機関回転数に設定されるとともに、要求動力に応じて決定される機関入力トルクが目標機関入力トルクに設定される。
【００４５】
また、第２実施形態の間欠制御中の機関始動制御において、車速に応じて決定される機関回転数を目標機関回転数に設定する条件として用いられる車速の閾値（すなわち、上記予め定められた車速）が要求動力に応じて決定される機関入力トルクを目標機関入力トルクに設定する条件として用いられる車速の閾値とは異なる値であってもよいし、車速に応じて決定される機関回転数を目標機関回転数に設定する条件として用いられる要求動力の閾値（すなわち、上記予め定められた動力）が要求動力に応じて決定される機関入力トルクを目標機関入力トルクに設定する条件として用いられる要求動力の閾値とは異なる値であってもよい。
【００４６】
また、上述した実施形態の間欠制御中の機関始動制御において、機関始動が要求されたときに車速が零である場合、車速とは無関係の予め定められた一定の機関回転数を目標機関回転数に設定するとともに、要求動力とは無関係に機関水温に応じて決定される機関入力トルクを目標機関入力トルクに設定するようにしてもよい。
【００４７】
また、上述した実施形態は、第１発電電動機から出力されるトルクを機関入力トルクとして利用する場合に本発明を適用した実施形態である。しかしながら、本発明は、広く、第１発電電動機以外の装置から出力されるトルクを機関入力トルクとして利用する場合にも適用可能である。
【００４８】
また、上述した実施形態において、間欠制御中の機関停止時に機関回転数が零または略零に維持されるようにしてもよい。この場合、機関停止時に、第１発電電動機または第２発電電動機の動力がフリクション損失を伴う内燃機関の空転に消費されないことから、バッテリの電力を無用に消費することが抑制される。
【００４９】
次に、以上説明した本発明の実施形態の間欠制御中の機関始動制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図４および図５に示されている。なお、このルーチンは、間欠制御中に機関始動が要求されたときに開始され、その後、機関クランキングが完了するまで（すなわち、機関入力トルクが零になるまで）の間、所定時間間隔でもって繰り返し実行されるルーチンである。
【００５０】
図４のルーチンが開始されると、始めに、ステップ３００において、機関回転数Ｎｅが共振帯域の上限値Ｎｅｕよりも大きい（Ｎｅ＞Ｎｅｕ）か否かが判別される。ここで、Ｎｅ＞Ｎｅｕであると判別されたときには、ルーチンはステップ３０１に進む。一方、Ｎｅ＞Ｎｅｕではないと判別されたときには、ルーチンはステップ３０４に進む。
【００５１】
ステップ３０１では、車速Ｖが零である（Ｖ＝０）か否かが判別される。ここで、Ｖ＝０であると判別されたときには、ルーチンはＥ０２に進む。一方、Ｖ＝０ではないと判別されたときには、ルーチンはステップ３０９に進む。
【００５２】
ステップ３０２では、予め定められた一定の機関回転数Ｎｅｐが目標機関回転数Ｎｅｔに設定される。次いで、ステップ３０３において、機関水温ＴＨＷに応じて決定される機関入力トルクＴｇ（ＴＨＷ）が目標機関入力トルクＴｇｔに設定され、ルーチンはステップ３１２に進む。なお、ステップ３０３では、たとえば、機関回転数が共振帯域を超えており且つ車速が零であるときに機関水温に応じた適切な機関入力トルクを決定するために機関水温と機関入力トルクとの関数の形で予め用意されたマップを用いて、機関水温に応じた機関入力トルクが決定される。
【００５３】
ステップ３０４では、車速Ｖが零である（Ｖ＝０）か否かが判別される。ここで、Ｖ＝０であると判別されたときには、ルーチンはステップ３０７に進む。一方、Ｖ＝０ではないと判別されたときには、ルーチンはステップ３０５に進む。
【００５４】
ステップ３０５では、予め定められた一定の機関回転数Ｎｅｐが目標機関回転数Ｎｅｔに設定される。次いで、ステップ３０６において、機関水温ＴＨＷに応じて決定される機関入力トルクＴｇ（ＴＨＷ）が目標機関入力トルクＴｇｔに設定され、ルーチンはステップ３１２に進む。なお、ステップ３０６では、たとえば、機関回転数が共振帯域を超えておらず且つ車速が零ではないときに機関水温に応じた適切な機関入力トルクを決定するために機関水温と機関入力トルクとの関数の形で予め用意されたマップを用いて、機関水温に応じた機関入力トルクが決定される。
【００５５】
ステップ３０７では、予め定められた一定の機関回転数Ｎｅｐが目標機関回転数Ｎｅｔに設定される。次いで、ステップ３０８において、機関水温ＴＨＷに応じて決定される機関入力トルクＴｇ（ＴＨＷ）が目標機関入力トルクＴｇｔに設定され、ルーチンはステップ３１２に進む。なお、ステップ３０８では、たとえば、機関回転数が共振帯域を超えておらず且つ車速が零であるときに機関水温に応じた適切な機関入力トルクを決定するために機関水温と機関入力トルクとの関数の形で予め用意されたマップを用いて、機関水温に応じた機関入力トルクが決定される。
【００５６】
ステップ３０９では、車速Ｖが予め定められた車速Ｖｔｈ以上であり（Ｖ≧Ｖｔｈ）且つ要求動力Ｐｒが予め定められた動力Ｐｔｈ以上であり（Ｐｒ≧Ｐｔｈ）且つ機関水温ＴＨＷが予め定められた水温ＴＨＷｔｈ以上である（ＴＨＷ≧ＴＨＷｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｖ≧Ｖｔｈであり且つＰｒ≧Ｐｔｈであり且つＴＨＷ≧ＴＨＷｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ３１０に進む。一方、Ｖ≧Ｖｔｈではない、あるいは、Ｐｒ≧Ｐｔｈではない、あるいは、ＴＨＷ≧ＴＨＷｔｈではないと判別されたときには、ルーチンはステップ３１４に進む。
【００５７】
ステップ３１０では、車速Ｖに応じて決定される機関回転数Ｎｅ（Ｖ）が目標機関回転数Ｎｅｔに設定される。次いで、ステップ３１１において、要求動力Ｐｒに応じて決定される機関入力トルクＴｇ（Ｐｒ）が目標機関入力トルクＴｇｔに設定され、その後、ルーチンはステップ３１２に進む。
【００５８】
ステップ３１４では、予め定められた一定の機関回転数Ｎｅｐが目標機関回転数Ｎｅｔに設定される。次いで、ステップ３１５において、機関水温ＴＨＷに応じて決定される機関入力トルクＴｇ（ＴＨＷ）が目標機関入力トルクＴｇｔに設定され、ルーチンはステップ３１２に進む。なお、ステップ３１５では、たとえば、機関回転数が共振帯域を超えておらず且つ車速が零ではなく且つ車速が予め定められた車速以上ではなく、あるいは、要求動力が予め定められた動力以上ではなく、あるいは、機関水温が予め定められた水温以上ではないときに機関水温に応じた適切な機関入力トルクを決定するために機関水温と機関入力トルクとの関数の形で予め用意されたマップを用いて、機関水温に応じた機関入力トルクが決定される。
【００５９】
ステップ３１２では、機関回転数Ｎｅが目標機関回転数Ｎｅｔよりも大きい（Ｎｅ＞Ｎｅｔ）であるか否かが判別される。ここで、Ｎｅ＞Ｎｅｔであると判別されたときには、ルーチンはステップ３１３に進み、目標機関入力トルクＴｇｔが一定値だけ減少され、その後、ルーチンは終了する。
【００６０】
次に、上述した実施形態において採用可能な動力出力装置の一例について説明する。この動力出力装置の一例が図６に示されている。図６において、ＭＧ１は第１発電電動機、ＭＧ２は第２発電電動機、１０は内燃機関、２０は動力分配装置、３０はインバータ、４０はバッテリ、７１は駆動輪、７２は駆動軸、１１５はクランクシャフト（すなわち、機関出力軸）、１２４はクランク角度センサ、１６０はアクセルペダル、１６１はアクセルペダル踏込量センサ、１７０は電子制御装置をそれぞれ示している。
【００６１】
動力分配装置２０は、遊星歯車装置９１を有する。遊星歯車装置９１は、サンギア９２とプラネタリギア９３とリングギア９４とを有する。プラネタリギア９３は、サンギア９２に噛合せしめられているとともに、リングギア９４に噛合せしめられている。サンギア９２は、第１発電電動機ＭＧ１のシャフト（以下このシャフトを「第１シャフト」という）６１に接続されている。したがって、第１発電電動機ＭＧ１は、サンギア９２から当該第１発電電動機ＭＧ１に入力されるトルクによって回転駆動可能であるし、サンギア９２にトルクを出力可能である。そして、第１発電電動機ＭＧ１は、それがサンギア９２から当該第１発電電動機ＭＧ１に入力されるトルクによって回転駆動されることによって発電可能である。リングギア９４は、リングギアキャリア９６を介して第２発電電動機ＭＧ２のシャフト（以下このシャフトを「第２シャフト」という）６２に接続されている。したがって、第２発電電動機ＭＧ２は、リングギア９４にトルクを出力可能であるし、リングギア９４から当該第２発電電動機ＭＧ２に入力されるトルクによって回転駆動可能である。そして、第２発電電動機ＭＧ２は、それがリングギア９４から当該第２発電電動機ＭＧ２に入力されるトルクによって回転駆動されることによって発電可能である。
【００６２】
プラネタリギア９３は、プラネタリギアキャリア９５を介して機関出力軸１２４に接続されている。したがって、プラネタリギア９３は、機関出力軸１２４から当該プラネタリギア９３に入力されるトルクによって回転駆動せしめられる。また、プラネタリギア９３は、サンギア９２およびリングギア９４に噛合されている。したがって、プラネタリギア９３からサンギア９２にトルクが入力されたときには、そのトルクによってサンギア９２が回転駆動されるし、プラネタリギア９３からリングギア９４にトルクが入力されたときには、そのトルクによってリングギア９４が回転駆動される。逆に、サンギア９２からプラネタリギア９３にトルクが入力されたときには、そのトルクによってプラネタリギア９３が回転駆動されるし、リングギア９４からプラネタリギア９３にトルクが入力されたときには、そのトルクによってプラネタリギア９３が回転駆動される。
【００６３】
リングギア９４は、リングギアキャリア９６を介して出力ギア９７に接続されている。したがって、出力ギア９７は、リングギア９４から当該出力ギア９７に入力されるトルクによって回転駆動されるし、リングギア９４は、出力ギア９７から当該リングギア９４に入力されるトルクによって回転駆動される。
【００６４】
また、第１発電電動機ＭＧ１は、レゾルバ１０２を有する。レゾルバ１０２は、電子制御装置１７０のインターフェース１７５に接続されている。レゾルバ１０２は、第１発電電動機ＭＧ１の回転角度に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置１７０に入力される。電子制御装置１７０は、この出力値に基づいて第１発電電動機の回転数（以下この回転数を「第１ＭＧ回転数」という）を算出する。一方、第２発電電動機ＭＧ２は、レゾルバ１０３を有する。レゾルバ１０３は、電子制御装置１７０のインターフェース１７５に接続されている。レゾルバ１０３は、第２発電電動機の回転角度に対応する出力値を出力する。この出力値は電子制御装置１７０に入力される。電子制御装置１７０は、この出力値に基づいて第２発電電動機の回転数（以下この回転数を「第２ＭＧ回転数」という）を算出する。
【００６５】
また、第１発電電動機ＭＧ１は、インバータ３０を介してバッテリ４０に電気的に接続されている。したがって、第１発電電動機ＭＧ１が電力を発電しているときには、第１発電電動機ＭＧ１が発電した電力（以下この電力を「第１発電電力」という）は、インバータ３０を介してバッテリ４０に供給可能である。また、第１発電電動機ＭＧ１は、バッテリ４０から供給される電力によって回転駆動可能であるし、バッテリ４０から供給される電力によって当該第１発電電動機ＭＧ１に加えられる制御トルク（以下この制御トルクを「第１制御トルク」という）を制御することによってその回転数が制御可能に構成されている。
【００６６】
また、第２発電電動機ＭＧ２は、インバータ３０を介してバッテリ４０に電気的に接続されている。したがって、第２発電電動機ＭＧ２は、バッテリ４０から供給される電力によって回転駆動可能であるし、バッテリ４０から供給される電力によって当該第２発電電動機ＭＧ２に加えられる制御トルク（以下この制御トルクを「第２制御トルク」という）を制御することによってその回転数が制御可能である。また、第２発電電動機ＭＧ２が電力を発電しているときには、第２発電電動機ＭＧ２が発電した電力（以下この電力を「第２発電電力」という）はインバータ３０を介してバッテリ４０に供給可能である。なお、第１発電電力は、第２発電電動機ＭＧ２に直接供給可能でもあるし、第２発電電力は、第１発電電動機に直接供給可能でもある。
【００６７】
また、バッテリ４０は、電子制御装置１７０のインターフェース１７５に接続されている。そして、バッテリ蓄電量（すなわち、バッテリ４０に蓄電されている電力量）に関する情報が電子制御装置１７０のインターフェース１７５に入力される。また、インバータ３０も、電子制御装置１７０のインターフェース１７５に接続されている。そして、インターフェース１７５を介して電子制御装置１７０から送られる指令によって、インバータ３０から第２発電電動機ＭＧ２に供給される電力量および第１発電電動機ＭＧ１に供給される電力量が制御される。
【００６８】
また、出力ギア９７は、ギア列１０４を介してディファレンシャルギア１０５に接続されている。ディファレンシャルギア１０５は、ドライブシャフト１０６に取り付けられている。ドライブシャフト１０６の両端には、駆動輪７１が取り付けられている。したがって、出力ギア９７からのトルクは、ギア列１０４、ディファレンシャルギア１０５、および、ドライブシャフト１０６を介して駆動輪７１に伝達される。
【００６９】
なお、要求動力は、アクセルペダルの踏込量と車速とに基づいて算出される。また、要求動力のうち内燃機関から出力されるべき動力が要求機関動力として算出される。そして、この要求機関動力を機関出力軸から出力させたときに燃費が最も高くなる機関動作点が要求機関動力毎に最適機関動作点として実験等によって予め求められる。そして、これら最適機関動作点を機関トルクと機関回転数とによって規定されるグラフ上にプロットしてこれら最適機関動作点を結ぶことによって形成されるラインが最適機関動作ラインとして求められる。そして、この最適機関動作ラインが電子制御装置に記憶されている。そして、機関運転中、要求機関動力が算出され、この算出された要求機関動力を内燃機関から出力させることができる最適機関動作ライン上の機関動作点が選択される。そして、この選択された機関動作点を規定する機関トルクおよび機関回転数がそれぞれ目標機関トルクおよび目標機関回転数に設定される。そして、この設定された目標機関トルクおよび目標機関回転数が達成されるように燃料噴射量（すなわち、内燃機関の燃料噴射弁から噴射される燃料の量）および機関回転数が制御される。
【００７０】
また、機関運転中に算出された要求機関動力が零である場合には、機関運転が停止され、第１発電電動機または第２発電電動機または第１発電電動機と第２発電電動機からの出力のみによって要求出力が動力装置から出力されることになる。
【００７１】
ところで、第２ＭＧ回転数が一定である場合、第１ＭＧ回転数が変化すれば機関回転数も変化する。別の言い方をすれば、第１ＭＧ回転数を制御することによって機関回転数を制御することができる。そして、第１ＭＧ回転数を「ＮＭ１」で表し、第２ＭＧ回転数を「ＮＭ２」で表し、機関回転数を「ＮＥ」で表し、リングギアの歯数に対するサンギアの歯数の比（すなわち、サンギアの歯数／リングギアの歯数）を「ρ」で表したとき、第１ＭＧ回転数と機関回転数との間には次式１の関係がある。したがって、目標第１ＭＧ回転数を「ＮＭ１ｔ」で表し、目標機関回転数を「ＮＥｔ」で表したとき、目標第１ＭＧ回転数と目標機関回転数との間には次式２の関係があることになる。
【００７２】
ＮＭ１＝（ＮＥ−ＮＭ２）／ρ＋ＮＥ  …（１）
ＮＭ１ｔ＝（ＮＥｔ−ＮＭ２）／ρ＋ＮＥｔ  …（２）
【００７３】
そこで、要求出力に応じて選択される機関動作点に従って設定される目標機関回転数ＮＥｔと現在の第２ＭＧ回転数ＮＭ２とを利用して上式２から目標第１ＭＧ回転数ＮＭ１ｔが算出される。そして、斯くして算出された目標第１ＭＧ回転数ＮＭ１ｔに対する現在の第１ＭＧ回転数ＮＭ１の偏差（＝ＮＭ１ｔ−ＮＭ１）が算出される。そして、この算出された偏差が零になるように第１制御トルクが制御される。
【００７４】
ところで、機関トルクを「ＴＱＥ」で表し、リングギア（すなわち、駆動輪）に入力される機関トルク（以下この機関トルクを「リングギア入力機関トルク」という）を「ＴＱＥｒ」で表し、リングギアの歯数に対するサンギアの歯数の比（すなわち、サンギアの歯数／リングギアの歯数）を「ρ」で表したとき、リングギア入力機関トルクと機関トルクとの間には次式３の関係がある。
【００７５】
ＴＱＥｒ＝１／（１＋ρ）×ＴＱＥ  …（３）
【００７６】
すなわち、リングギア入力機関トルクＴＱＥｒは機関トルクＴＱＥの一部である。したがって、リングギア入力機関トルクＴＱＥｒは要求駆動トルク（すなわち、駆動輪７１に入力されるべきトルク）よりも小さい。そこで、第１実施形態では、要求駆動トルクとリングギア入力機関トルクＴＱＥｒとの差に相当するトルクが第２発電電動機からリングギアに入力されるように第２制御トルクが制御される。斯くして、要求駆動トルクに等しいトルクがリングギアに入力されることになる。
【００７７】
なお、図６に示されているハイブリッド車両では、第１発電電動機の回転数を変化させることによって機関回転数を上昇させることができる。ここで、間欠制御中の機関始動において、内燃機関をクランキングするときに第１発電電動機の回転数の変化度合を一定の度合に抑制するようにしてもよい。この場合、第１発電電動機の回転数を変化させるためにバッテリの電力を無用に消費することが抑制される。
【図１】
2013108385.tif 000003
【図２】
2013108385.tif 000004
【図３】
2013108385.tif 000005
【図４】
2013108385.tif 000006
【図５】
2013108385.tif 000007
【図６】
2013108385.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月20日(2014.5.20)
【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】
内燃機関と電動機とを具備する動力出力装置を備え、内燃機関を間欠的に運転させる間欠制御を実行可能であり、前記間欠制御中に内燃機関を始動させるときに機関回転数が目標機関回転数に達するまで内燃機関のクランキングを行うハイブリッド車両の内燃機関始動制御装置において、前記間欠制御中、前記ハイブリッド車両の速度が予め定められた速度以上であり且つ前記動力出力装置に対する要求動力が予め定められた動力以上であるときに内燃機関を始動させる場合、前記ハイブリッド車両の速度が高いほど大きい機関回転数が前記目標機関回転数に設定され、
前記予め定められた速度を第１速度と称し、前記予め定められた動力を第１動力と称したときに、前記間欠制御中、前記ハイブリッド車両の速度が予め定められた第２速度以上であり且つ前記動力出力装置に対する要求動力が予め定められた第２動力以上であるときに内燃機関を始動させるときには、前記内燃機関のクランキングのために前記内燃機関の出力軸に入力されるトルクが前記要求動力に応じて制御されるハイブリッド車両の内燃機関始動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両の内燃機関始動制御装置において、前記内燃機関のクランキングのために前記内燃機関の出力軸に与えられるトルクが前記電動機から出力されるトルクであるハイブリッド車両の内燃機関始動制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のハイブリッド車両の内燃機関始動制御装置において、前記間欠制御中に内燃機関を始動させたときに機関回転数が目標機関回転数よりも大きくなった後は、前記内燃機関のクランキングのために前記内燃機関の出力軸に与えられるトルクが徐々に小さくされるハイブリッド車両の内燃機関始動制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のハイブリッド車両の内燃機関始動制御装置において、前記間欠制御中に内燃機関の運転が停止されているときに内燃機関の回転数が零または略零に維持されるハイブリッド車両の内燃機関始動制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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内燃機関始動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関と電動機とを具備する動力出力装置を備えたハイブリッド車両が特許文献１に記載されている。このハイブリッド車両では、機関始動（すなわち、内燃機関の始動）が要求されたときには、電動機から機関出力軸（すなわち、内燃機関の出力軸）にトルクを入力することによって機関クランキング（すなわち、内燃機関のクランキング）が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１１７８４０号公報
【特許文献２】特開２０１０−７０００８号公報
【特許文献３】特開２００９−２２７２７７号公報
【特許文献４】特開２０００−２０４９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ハイブリッド車両では、内燃機関を間欠的に運転させる間欠制御が実行可能である。そして、間欠制御中は、高速時（すなわち、ハイブリッド車両の速度が高い時）に機関運転（すなわち、内燃機関の運転）が停止されていることがある。このように高速時の機関停止中（すなわち、内燃機関の運転の停止中）に、たとえば、要求動力（すなわち、動力出力装置から出力される動力として要求される動力）が大きくなり、その結果、機関始動が要求された場合において、機関回転数が車速（すなわち、ハイブリッド車両の速度）や要求動力とは無関係な一定の目標機関回転数に到達したときに機関クランキングを終了するようにしていると、機関回転数が十分に高くならないうちに機関クランキングが終了されてしまい、ハイブリッド車両の加速性として望ましい加速性が得られない可能性がある。
【０００５】
そこで、本願の発明の目的は、ハイブリッド車両の間欠制御中の機関始動において、ハイブリッド車両の高い加速性を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の発明は、内燃機関と電動機とを具備する動力出力装置を備えるハイブリッド車両の内燃機関始動制御装置に関する。本発明のハイブリッド車両では、内燃機関を間欠的に運転させる間欠制御が実行可能であり、前記間欠制御中に内燃機関を始動させるときに機関回転数が目標機関回転数に達するまで内燃機関のクランキングが行われる。ここで、本発明では、前記間欠制御中、前記ハイブリッド車両の速度が予め定められた速度以上であり且つ前記動力出力装置に対する要求動力が予め定められた動力以上であるときに内燃機関を始動させる場合、前記ハイブリッド車両の速度が高いほど大きい機関回転数が前記目標機関回転数に設定される。
更に、本発明では、前記予め定められた速度を第１速度と称し、前記予め定められた動力を第１動力と称したときに、本願の別の発明では、上記発明において、前記間欠制御中、前記ハイブリッド車両の速度が予め定められた第２速度以上であり且つ前記動力出力装置に対する要求動力が予め定められた第２動力以上であるときに内燃機関を始動させるときには、前記内燃機関のクランキングのために前記内燃機関の出力軸に入力されるトルクが前記要求動力に応じて制御される。
【０００７】
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、本発明のハイブリッド車両では、間欠制御中の機関始動のための機関クランキングは、機関回転数が目標機関回転数に達するまで行われる。ここで、高速時の機関停止中に要求動力が大きくなり、その結果、内燃機関を始動させるために機関クランキングが行われるときに、車速や要求動力とは無関係な一定の機関回転数が目標機関回転数に設定されている場合、機関回転数が十分に高くならないうちに、機関クランキングが終了されてしまい、ハイブリッド車両の加速性として望ましい加速性が得られない可能性がある。しかしながら、本発明では、車速が高く（すなわち、車速が予め定められた速度以上であり）且つ要求動力が大きい（すなわち、要求動力が予め定められた動力以上である）ときには、車速が高いほど大きい機関回転数が目標機関回転数に設定される。したがって、車速が高く且つ要求動力が大きかったとしても、機関回転数が十分に高くなるまで機関クランキングが継続される。このため、本発明によれば、車速が高く且つ要求動力が大きいときの機関始動において、ハイブリッド車両の高い加速性を確保することができるという効果が得られる。
【０００８】
【０００９】
更に、本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、車速が高く且つ要求動力が大きいときにハイブリッド車両の高い加速性を確保するためには、機関回転数をより早く目標機関回転数に到達させることが好ましい。本発明では、車速が高く（すなわち、車速が第２速度以上であり）且つ要求動力が大きい（すなわち、要求動力が第２動力以上である）ときには、機関クランキングのために内燃機関の出力軸に入力されるトルクが要求動力に応じて制御される。これにより、内燃機関の出力軸に入力されるトルクを要求動力に応じて適切に制御することによって、機関回転数をより早く目標機関回転数に到達させることができる。このため、本発明によれば、車速が高く且つ要求動力が大きいときの機関始動において、ハイブリッド車両のさらに高い加速性を確保することができるという効果が得られる。
【００１０】
なお、本発明において、第２速度は、第１速度に等しい速度であっても第１速度とは異なる速度であってもよい。また、第２動力は、第１動力に等しい動力であっても第１動力とは異なる動力であってもよい。
【００１１】
また、上記発明において、前記内燃機関のクランキングのために前記内燃機関の出力軸に与えられるトルクとして、前記電動機から出力されるトルクを採用することができる。
【００１２】
また、上記発明において、前記間欠制御中に内燃機関を始動させたときに機関回転数が目標機関回転数よりも大きくなった後は、前記内燃機関のクランキングのために前記内燃機関の出力軸に与えられるトルクを徐々に小さくするようにしてもよい。
【００１３】
また、上記発明において、前記間欠制御中に内燃機関の運転が停止されているときに内燃機関の回転数が零または略零に維持されるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の内燃機関始動制御装置を備えたハイブリッド車両を示した図である。
【図２】第１実施形態の間欠制御中の機関始動制御を実行するルーチンの一例を示した図である。
【図３】第２実施形態の間欠制御中の機関始動制御を実行するルーチンの一例を示した図である。
【図４】本発明の実施形態の間欠制御中の機関始動制御を実行するルーチンの一例の一部を示した図である。
【図５】本発明の実施形態の間欠制御中の機関始動制御を実行するルーチンの一例の一部を示した図である。
【図６】本発明の実施形態の動力出力装置の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の実施形態について説明する。本発明の１つの実施形態（以下「第１実施形態」）の内燃機関始動制御装置を備えたハイブリッド車両が図１に示されている。図１において、１０は内燃機関、２０は動力分配装置、３０はインバータ、４０はバッテリ、７０はハイブリッド車両、７１は駆動輪、７２は駆動軸、ＭＧ１およびＭＧ２は発電電動機をそれぞれ示している。
【００１６】
動力分配装置２０は、内燃機関１０と、発電電動機ＭＧ１（以下この発電電動機を「第１発電電動機」という）と、発電電動機ＭＧ２（以下この発電電動機を「第２発電電動機」という）と、駆動軸７２とに接続されている。詳細には、動力分配装置２０は、遊星歯車機構からなり、そのサンギアが内燃機関１０の出力軸（すなわち、クランクシャフト）に接続され、そのプラネタリギアが第１発電電動機ＭＧ１の入出力軸に接続され、そのリングギアが第２発電電動機ＭＧ２の入出力軸および駆動軸７２に接続されている。
【００１７】
そして、動力分配装置２０は、内燃機関１０からそこに入力された動力を駆動軸７２と第１発電電動機ＭＧ１と第２発電電動機ＭＧ２とのうちの１つ、あるいは、２つ、あるいは、全てに出力可能である。また、動力分配装置２０は、第１発電電動機ＭＧ１からそこに入力された動力を駆動軸７２と内燃機関１０と第２発電電動機ＭＧ２とのうちの１つ、あるいは、２つ、あるいは、全てに出力可能である。また、動力分配装置２０は、第２発電電動機ＭＧ２からそこに入力された動力を駆動軸７２と内燃機関１０と第１発電電動機ＭＧ１とのうちの１つ、あるいは、２つ、あるいは、全てに出力可能である。また、動力分配装置２０は、駆動軸７２からそこに入力された動力を内燃機関１０と第１発電電動機ＭＧ１と第２発電電動機ＭＧ２とのうちの１つ、あるいは、２つ、あるいは、全てに出力可能である。
【００１８】
内燃機関１０は、上述したように、動力分配装置２０に接続されている。内燃機関１０が運転せしめられると、内燃機関１０は、動力分配装置２０に動力を出力する。
【００１９】
第１発電電動機ＭＧ１は、上述したように、動力分配装置２０に接続されているとともに、インバータ３０を介してバッテリ４０に接続されている。バッテリ４０から第１発電電動機ＭＧ１に電力が供給されると、第１発電電動機ＭＧ１は、その電力によって駆動せしめられて動力分配装置２０に動力を出力する。このとき、第１発電電動機ＭＧ１は、電動機として働くことになる。一方、動力分配装置２０を介して動力が第１発電電動機ＭＧ１に入力されると、第１発電電動機ＭＧ１は、その動力によって駆動せしめられて電力を生成する。このとき、第１発電電動機ＭＧ１は、発電機として働くことになる。なお、第１発電電動機ＭＧ１によって発生された電力は、インバータ３０を介してバッテリ４０に蓄電される。
【００２０】
第２発電電動機ＭＧ２は、上述したように、動力分配装置２０に接続されているとともに、インバータ３０を介してバッテリ４０に接続されている。バッテリ４０から第２発電電動機ＭＧ１に電力が供給されると、第２発電電動機ＭＧ２は、その電力によって駆動せしめられて動力分配装置２０に動力を出力する。このとき、第２発電電動機ＭＧ２は、電動機として働くことになる。一方、動力分配装置２０を介して動力が第２発電電動機ＭＧ２に入力されると、第２発電電動機ＭＧ２は、その動力によって駆動せしめられて電力を生成する。このとき、第２発電電動機ＭＧ２は、発電機として働くことになる。なお、第２発電電動機ＭＧ２によって発生された電力は、インバータ３０を介してバッテリ４０に蓄電される。
【００２１】
次に、第１実施形態の間欠制御中の機関始動制御について説明する。以下の説明において「機関始動」は「内燃機関の始動」を意味し、「動力出力装置」は「駆動軸に動力を出力する装置」を意味し、第１実施形態の動力出力装置は、概して、内燃機関と第１発電電動機と第２発電電動機と動力分配装置とから構成される。また、以下の説明において「機関出力軸」は「内燃機関の出力軸」を意味し、「機関回転数」は「内燃機関の回転数」を意味し、「車速」は「ハイブリッド車両の速度」を意味し、「要求動力」は「動力出力装置から駆動軸に出力される動力として要求される動力」を意味する。
【００２２】
第１実施形態のハイブリッド車両では、内燃機関を間欠的に運転させる間欠制御が実行可能である。そして、この間欠制御中に機関始動が要求されたときには、第１発電電動機から機関出力軸にトルクを入力することによって内燃機関がクランキングされる。そして、この内燃機関のクランキングは、機関回転数が目標機関回転数に到達するまで継続される。ここで、第１実施形態では、間欠制御中に機関始動が要求されたときに、車速が予め定められた車速以上であり且つ要求動力が予め定められた動力以上であるときには、車速が高いほど大きい機関回転数が上記目標機関回転数に設定される。
【００２３】
第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、第１実施形態のハイブリッド車両では、間欠制御中の機関始動のための機関クランキング（すなわち、内燃機関のクランキング）は、機関回転数が目標機関回転数に達するまで行われる。ここで、高速時の機関停止中（すなわち、ハイブリッド車両の速度が高い状況下で機関運転が停止されているとき）に要求動力が大きくなり、その結果、内燃機関を始動させるために機関クランキングが行われるときに、車速や要求動力とは無関係な一定の機関回転数が目標機関回転数に設定されている場合、機関回転数が十分に高くならないうちに、機関クランキングが終了されてしまい、ハイブリッド車両の加速性として望ましい加速性が得られない可能性がある。しかしながら、第１実施形態では、車速が高く（すなわち、車速が予め定められた速度以上であり）且つ要求動力が大きい（すなわち、要求動力が予め定められた動力以上である）ときには、車速が高いほど大きい機関回転数が目標機関回転数に設定される。したがって、車速が高く且つ要求動力が大きかったとしても、機関回転数が十分に高くなるまで機関クランキングが継続される。このため、第１実施形態によれば、車速が高く且つ要求動力が大きいときの機関始動において、ハイブリッド車両の高い加速性を確保することができるという効果が得られる。
【００２４】
なお、第１実施形態において、上記予め定められた車速および上記予め定められた動力は、それぞれ、ハイブリッド車両の高い加速性を確保するために車速に応じて目標機関回転数を設定すべき必要性が高いと判断すべき比較的高い車速および比較的大きい動力に設定される。
【００２５】
また、第１実施形態の間欠制御中の機関始動制御において、間欠制御中に機関始動が要求されたときに、車速が上記予め定められた車速以上ではなく、あるいは、要求動力が上記予め定められた動力以上ではないときには、たとえば、車速とは無関係な予め定められた一定の機関回転数が目標機関回転数に設定される。
【００２６】
また、第１実施形態の間欠制御中の機関始動制御において、内燃機関をクランキングするための機関入力トルク（すなわち、第１発電電動機から機関出力軸に入力されるトルク）の目標値は、たとえば、機関水温（すなわち、内燃機関を冷却する冷却水の温度）に応じて決定される機関入力トルク、または、機関水温とは無関係な予め定められた一定の機関入力トルクが目標機関入力トルク（すなわち、内燃機関をクランキングするときの機関入力トルクの目標値）に設定される。また、第１実施形態の間欠制御中の機関始動制御において、内燃機関のクランキング中に機関回転数が目標機関回転数よりも大きくなった後は、目標機関入力トルクが徐々に小さくされる。
【００２７】
また、第１実施形態の間欠制御中の機関始動制御において、車速に応じて目標機関回転数を設定する条件として、機関水温が予め定められた温度以上であることを追加してもよい。すなわち、この場合、間欠制御中に機関始動が要求されたときに、車速が上記予め定められた車速以上であり且つ要求動力が上記予め定められた動力以上であり且つ機関水温が予め定められた温度以上であるときに、車速が高いほど大きい機関回転数が目標機関回転数に設定される。
【００２８】
また、第１実施形態のハイブリッド車両において、第１発電電動機と内燃機関との間でねじり共振が生じる機関回転数の領域（以下この領域を「共振帯域」という）がある場合、第１実施形態の間欠制御中の機関始動制御において、車速に応じて決定される機関回転数を目標機関回転数に設定する条件として、機関回転数が共振帯域を超えたことを追加してもよい。すなわち、この場合、間欠制御中に機関始動が要求されたときに、車速が上記予め定められた車速以上であり且つ要求動力が上記予め定められた動力以上であり且つ機関回転数が共振帯域を超えているときに、車速が高いほど大きい機関回転数が目標機関回転数に設定される。
【００２９】
次に、第１実施形態の間欠制御中の機関始動制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図２に示されている。なお、このルーチンは、間欠制御中に機関始動が要求されたときに開始され、その後、機関クランキングが完了するまで（すなわち、機関入力トルクが零になるまで）の間、所定時間間隔でもって繰り返し実行されるルーチンである。
【００３０】
図２のルーチンが開始されると、始めに、ステップ１００において、現在の車速Ｖが予め定められた車速Ｖｔｈ以上であり（Ｖ≧Ｖｔｈ）且つ現在の要求動力Ｐｒが予め定められた動力Ｐｔｈ以上である（Ｐｒ≧Ｐｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｖ≧Ｖｔｈであり且つＰｒ≧Ｐｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ１０１に進む。一方、Ｖ≧Ｖｔｈではなく、あるいは、Ｐｒ≧Ｐｔｈではないと判別されたときには、ルーチンはステップ１０２に進む。
【００３１】
ステップ１０１では、現在の車速Ｖに応じて決定される機関回転数Ｎｅ（Ｖ）が目標機関回転数Ｎｅｔに設定され、ルーチンはステップ１０３に進む。より具体的には、ステップ１０１では、現在の車速Ｖが高いほど大きい機関回転数が目標機関回転数Ｎｅｔに設定され、ルーチンはステップ１０３に進む。一方、ステップ１０２では、現在の車速Ｖとは無関係な予め定められた一定の機関回転数Ｎｅｐが目標機関回転数Ｎｅｔに設定され、ルーチンはステップ１０３に進む。
【００３２】
ステップ１０３では、現在の機関水温ＴＨＷに応じて決定される機関入力トルクＴｇ（ＴＨＷ）が目標機関入力トルク（すなわち、内燃機関をクランキングするために第１発電電動機から機関出力軸に入力すべきトルク）Ｔｇｔに設定される。これにより、現在の機関水温に応じて決定されたトルクが第１発電電動機から機関出力軸に入力され、内燃機関のクランキングが開始される。次いで、ステップ１０４において、ルーチンがステップ１０１を経由してステップ１０４に進んだ場合には、機関回転数Ｎｅがステップ１０１で設定された目標機関回転数Ｎｅｔよりも大きい（Ｎｅ＞Ｎｅｔ）か否かが判別され、一方、ルーチンがステップ１０２を経由してステップ１０４に進んだ場合には、機関回転数Ｎｅがステップ１０２で設定された目標機関回転数Ｎｅｔよりも大きい（Ｎｅ＞Ｎｅｔ）か否かが判別される。ここで、Ｎｅ＞Ｎｅｔであると判別されたときには、ルーチンはステップ１０５に進み、目標機関入力トルクＴｇｔが一定の値だけ減少され、その後、ルーチンは終了する。一方、Ｎｅ＞Ｎｅｔではないと判別されたときには、ルーチンは終了する。
【００３３】
次に、第２実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第２実施形態の構成および制御は、それぞれ、第１実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、以下で説明する第２実施形態の構成または制御に鑑みたときに第１実施形態の構成または制御から当然に導き出される構成および制御である。また、矛盾のない範囲で、第２実施形態に第１実施形態を組み合わせてもよい。
【００３４】
第２実施形態の間欠制御中の機関始動制御では、第１実施形態と同様に、間欠制御中に機関始動が要求されたときには、第１発電電動機から機関出力軸にトルクを入力することによって内燃機関がクランキングされる。そして、この内燃機関のクランキングは、機関回転数が目標機関回転数に到達するまで継続される。ここで、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、車速が予め定められた車速以上であり且つ要求動力が予め定められた動力以上であるときには、車速が高いほど大きい機関回転数が上記目標機関回転数に設定される。一方、第２実施形態の間欠制御中の機関始動制御では、第１実施形態とは異なり、車速が上記予め定められた車速以上であり且つ要求動力が上記予め定められた動力以上であるときには、要求動力に応じて決定される機関入力トルクが目標機関入力トルクに設定される。つまり、要求動力に応じて機関入力トルクが制御される。
【００３５】
第２実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、第２実施形態では、車速が高く（すなわち、車速が予め定められた速度以上であり）且つ要求動力が大きい（すなわち、要求動力が予め定められた動力以上である）ときには、ハイブリッド車両の高い加速性を確保するために、機関クランキングによって機関回転数が比較的大きい機関回転数まで上昇される。このときに、ハイブリッド車両のさらに高い加速性を確保するためには、機関回転数をより早く目標機関回転数に到達させることが好ましい。第２実施形態では、車速が高く（すなわち、車速が予め定められた速度以上であり）且つ要求動力が大きい（すなわち、要求動力が予め定められた動力以上である）ときには、目標機関入力トルクが要求動力に応じて設定される。これにより、目標機関入力トルクを要求動力に応じて適切に設定することによって、機関回転数をより早く目標機関回転数に到達させることができる。このため、第２実施形態によれば、車速が高く且つ要求動力が大きいときの機関始動において、ハイブリッド車両のさらに高い加速性を確保することができるという効果が得られる。
【００３６】
なお、第２実施形態において、上記予め定められた車速および上記予め定められた動力は、それぞれ、ハイブリッド車両の高い加速性を確保するために車速に応じて目標機関回転数を設定すべき必要性が高いと判断すべき比較的高い車速および比較的大きい動力に設定され、また、ハイブリッド車両のさらに高い加速性を確保するために要求動力に応じて目標機関入力トルクを設定すべき必要性が高いと判断すべき比較的高い車速および比較的大きい動力に設定される。
【００３７】
また、第２実施形態の間欠制御中の機関始動制御において、要求動力に応じて決定される機関入力トルクは、要求動力が大きいほど大きいトルクであることが好ましい。
【００３８】
また、第２実施形態において、間欠制御中に機関始動が要求されたときに、車速が上記予め定められた車速以上ではなく、あるいは、要求動力が上記予め定められた動力以上ではないときには、たとえば、要求動力とは無関係に機関水温に応じて決定される機関入力トルクが目標機関入力トルクに設定される。
【００３９】
次に、第２実施形態の間欠制御中の機関始動制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図３に示されている。なお、このルーチンは、間欠制御中に機関始動が要求されたときに開始され、その後、機関クランキングが完了するまで（すなわち、機関入力トルクが零になるまで）の間、所定時間間隔でもって繰り返し実行されるルーチンである。
【００４０】
図３のルーチンが開始されると、始めに、ステップ２００において、現在の車速Ｖが予め定められた車速Ｖｔｈ以上であり（Ｖ≧Ｖｔｈ）且つ現在の要求動力Ｐｒが予め定められた動力Ｐｔｈ以上である（Ｐｒ≧Ｐｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｖ≧Ｖｔｈであり且つＰｒ≧Ｐｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ２０１に進む。一方、Ｖ≧Ｖｔｈではなく、あるいは、Ｐｒ≧Ｐｔｈではないと判別されたときには、ルーチンはステップ２０２に進む。
【００４１】
ステップ２０１では、現在の車速Ｖに応じて決定される機関回転数Ｎｅ（Ｖ）が目標機関回転数Ｎｅｔに設定され、ルーチンはステップ２０３Ａに進む。より具体的には、ステップ２０１では、現在の車速Ｖが高いほど大きい機関回転数が目標機関回転数Ｎｅｔに設定され、ルーチンはステップ２０３Ａに進む。一方、ステップ２０２では、現在の車速Ｖとは無関係の予め定められた一定の機関回転数Ｎｅｐが目標機関回転数Ｎｅｔに設定され、ルーチンはステップ２０３Ｂに進む。
【００４２】
ステップ２０３Ａでは、現在の要求動力Ｐｒに応じて決定される機関入力トルクＴｇ（Ｐｒ）が目標機関入力トルクＴｇｔに設定され、ルーチンはステップ２０４に進む。これにより、現在の要求動力に応じて決定されたトルクが第１発電電動機から機関出力軸に入力され、内燃機関のクランキングが開始される。一方、ステップ２０３Ｂでは、現在の機関水温ＴＨＷに応じて決定される機関入力トルクＴｇ（ＴＨＷ）が目標機関入力トルクＴｇｔに設定される。これにより、現在の機関水温に応じて決定されたトルクが第１発電電動機から機関出力軸に入力され、内燃機関のクランキングが開始される。次いで、ステップ２０４において、ルーチンがステップ２０１を経由してステップ２０４に進んだ場合には、機関回転数Ｎｅがステップ２０１で設定された目標機関回転数Ｎｅｔよりも大きい（Ｎｅ＞Ｎｅｔ）か否かが判別され、一方、ルーチンがステップ２０２を経由してステップ２０４に進んだ場合には、機関回転数Ｎｅがステップ２０２で設定された目標機関回転数Ｎｅｔよりも大きい（Ｎｅ＞Ｎｅｔ）か否かが判別される。ここで、Ｎｅ＞Ｎｅｔであると判別されたときには、ルーチンはステップ２０５に進み、目標機関入力トルクＴｇｔが一定の値だけ減少され、その後、ルーチンは終了する。一方、Ｎｅ＞Ｎｅｔではないと判別されたときには、ルーチンは終了する。
【００４３】
なお、第２実施形態の間欠制御中の機関始動制御において、車速に応じて決定される機関回転数を目標機関回転数に設定するとともに要求動力に応じて決定される機関入力トルクを目標機関入力トルクに設定する条件として、機関水温が予め定められた温度以上であることを追加してもよい。すなわち、この場合、間欠制御中に機関始動が要求されたときに、車速が上記予め定められた車速以上であり且つ要求動力が上記予め定められた動力以上であり且つ機関水温が予め定められた温度以上であるときに、車速が高いほど大きい機関回転数が目標機関回転数に設定されるとともに、要求動力に応じて決定される機関入力トルクが目標機関入力トルクに設定される。
【００４４】
また、第２実施形態のハイブリッド車両において、第１発電電動機と内燃機関との間に共振帯域がある場合、第２実施形態の間欠制御中の機関始動制御において、車速に応じて決定される機関回転数を目標機関回転数に設定するとともに要求動力に応じて決定される機関入力トルクを目標機関入力トルクに設定する条件として、機関回転数が共振帯域を超えたことを追加してもよい。すなわち、この場合、間欠制御中に機関始動が要求されたときに、車速が上記予め定められた車速以上であり且つ要求動力が上記予め定められた動力以上であり且つ機関回転数が共振帯域を超えているときに、車速が高いほど大きい機関回転数が目標機関回転数に設定されるとともに、要求動力に応じて決定される機関入力トルクが目標機関入力トルクに設定される。
【００４５】
また、第２実施形態の間欠制御中の機関始動制御において、車速に応じて決定される機関回転数を目標機関回転数に設定する条件として用いられる車速の閾値（すなわち、上記予め定められた車速）が要求動力に応じて決定される機関入力トルクを目標機関入力トルクに設定する条件として用いられる車速の閾値とは異なる値であってもよいし、車速に応じて決定される機関回転数を目標機関回転数に設定する条件として用いられる要求動力の閾値（すなわち、上記予め定められた動力）が要求動力に応じて決定される機関入力トルクを目標機関入力トルクに設定する条件として用いられる要求動力の閾値とは異なる値であってもよい。
【００４６】
また、上述した実施形態の間欠制御中の機関始動制御において、機関始動が要求されたときに車速が零である場合、車速とは無関係の予め定められた一定の機関回転数を目標機関回転数に設定するとともに、要求動力とは無関係に機関水温に応じて決定される機関入力トルクを目標機関入力トルクに設定するようにしてもよい。
【００４７】
また、上述した実施形態は、第１発電電動機から出力されるトルクを機関入力トルクとして利用する場合に本発明を適用した実施形態である。しかしながら、本発明は、広く、第１発電電動機以外の装置から出力されるトルクを機関入力トルクとして利用する場合にも適用可能である。
【００４８】
また、上述した実施形態において、間欠制御中の機関停止時に機関回転数が零または略零に維持されるようにしてもよい。この場合、機関停止時に、第１発電電動機または第２発電電動機の動力がフリクション損失を伴う内燃機関の空転に消費されないことから、バッテリの電力を無用に消費することが抑制される。
【００４９】
次に、以上説明した本発明の実施形態の間欠制御中の機関始動制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図４および図５に示されている。なお、このルーチンは、間欠制御中に機関始動が要求されたときに開始され、その後、機関クランキングが完了するまで（すなわち、機関入力トルクが零になるまで）の間、所定時間間隔でもって繰り返し実行されるルーチンである。
【００５０】
図４のルーチンが開始されると、始めに、ステップ３００において、機関回転数Ｎｅが共振帯域の上限値Ｎｅｕよりも大きい（Ｎｅ＞Ｎｅｕ）か否かが判別される。ここで、Ｎｅ＞Ｎｅｕであると判別されたときには、ルーチンはステップ３０１に進む。一方、Ｎｅ＞Ｎｅｕではないと判別されたときには、ルーチンはステップ３０４に進む。
【００５１】
ステップ３０１では、車速Ｖが零である（Ｖ＝０）か否かが判別される。ここで、Ｖ＝０であると判別されたときには、ルーチンはステップ３０２に進む。一方、Ｖ＝０ではないと判別されたときには、ルーチンはステップ３０９に進む。
【００５２】
ステップ３０２では、予め定められた一定の機関回転数Ｎｅｐが目標機関回転数Ｎｅｔに設定される。次いで、ステップ３０３において、機関水温ＴＨＷに応じて決定される機関入力トルクＴｇ（ＴＨＷ）が目標機関入力トルクＴｇｔに設定され、ルーチンはステップ３１２に進む。なお、ステップ３０３では、たとえば、機関回転数が共振帯域を超えており且つ車速が零であるときに機関水温に応じた適切な機関入力トルクを決定するために機関水温と機関入力トルクとの関数の形で予め用意されたマップを用いて、機関水温に応じた機関入力トルクが決定される。
【００５３】
ステップ３０４では、車速Ｖが零である（Ｖ＝０）か否かが判別される。ここで、Ｖ＝０であると判別されたときには、ルーチンはステップ３０７に進む。一方、Ｖ＝０ではないと判別されたときには、ルーチンはステップ３０５に進む。
【００５４】
ステップ３０５では、予め定められた一定の機関回転数Ｎｅｐが目標機関回転数Ｎｅｔに設定される。次いで、ステップ３０６において、機関水温ＴＨＷに応じて決定される機関入力トルクＴｇ（ＴＨＷ）が目標機関入力トルクＴｇｔに設定され、ルーチンはステップ３１２に進む。なお、ステップ３０６では、たとえば、機関回転数が共振帯域を超えておらず且つ車速が零ではないときに機関水温に応じた適切な機関入力トルクを決定するために機関水温と機関入力トルクとの関数の形で予め用意されたマップを用いて、機関水温に応じた機関入力トルクが決定される。
【００５５】
ステップ３０７では、予め定められた一定の機関回転数Ｎｅｐが目標機関回転数Ｎｅｔに設定される。次いで、ステップ３０８において、機関水温ＴＨＷに応じて決定される機関入力トルクＴｇ（ＴＨＷ）が目標機関入力トルクＴｇｔに設定され、ルーチンはステップ３１２に進む。なお、ステップ３０８では、たとえば、機関回転数が共振帯域を超えておらず且つ車速が零であるときに機関水温に応じた適切な機関入力トルクを決定するために機関水温と機関入力トルクとの関数の形で予め用意されたマップを用いて、機関水温に応じた機関入力トルクが決定される。
【００５６】
ステップ３０９では、車速Ｖが予め定められた車速Ｖｔｈ以上であり（Ｖ≧Ｖｔｈ）且つ要求動力Ｐｒが予め定められた動力Ｐｔｈ以上であり（Ｐｒ≧Ｐｔｈ）且つ機関水温ＴＨＷが予め定められた水温ＴＨＷｔｈ以上である（ＴＨＷ≧ＴＨＷｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｖ≧Ｖｔｈであり且つＰｒ≧Ｐｔｈであり且つＴＨＷ≧ＴＨＷｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ３１０に進む。一方、Ｖ≧Ｖｔｈではない、あるいは、Ｐｒ≧Ｐｔｈではない、あるいは、ＴＨＷ≧ＴＨＷｔｈではないと判別されたときには、ルーチンはステップ３１４に進む。
【００５７】
ステップ３１０では、車速Ｖに応じて決定される機関回転数Ｎｅ（Ｖ）が目標機関回転数Ｎｅｔに設定される。次いで、ステップ３１１において、要求動力Ｐｒに応じて決定される機関入力トルクＴｇ（Ｐｒ）が目標機関入力トルクＴｇｔに設定され、その後、ルーチンはステップ３１２に進む。
【００５８】
ステップ３１４では、予め定められた一定の機関回転数Ｎｅｐが目標機関回転数Ｎｅｔに設定される。次いで、ステップ３１５において、機関水温ＴＨＷに応じて決定される機関入力トルクＴｇ（ＴＨＷ）が目標機関入力トルクＴｇｔに設定され、ルーチンはステップ３１２に進む。なお、ステップ３１５では、たとえば、機関回転数が共振帯域を超えておらず且つ車速が零ではなく且つ車速が予め定められた車速以上ではなく、あるいは、要求動力が予め定められた動力以上ではなく、あるいは、機関水温が予め定められた水温以上ではないときに機関水温に応じた適切な機関入力トルクを決定するために機関水温と機関入力トルクとの関数の形で予め用意されたマップを用いて、機関水温に応じた機関入力トルクが決定される。
【００５９】
ステップ３１２では、機関回転数Ｎｅが目標機関回転数Ｎｅｔよりも大きい（Ｎｅ＞Ｎｅｔ）か否かが判別される。ここで、Ｎｅ＞Ｎｅｔであると判別されたときには、ルーチンはステップ３１３に進み、目標機関入力トルクＴｇｔが一定値だけ減少され、その後、ルーチンは終了する。
【００６０】
次に、上述した実施形態において採用可能な動力出力装置の一例について説明する。この動力出力装置の一例が図６に示されている。図６において、ＭＧ１は第１発電電動機、ＭＧ２は第２発電電動機、１０は内燃機関、２０は動力分配装置、３０はインバータ、４０はバッテリ、７１は駆動輪、７２は駆動軸、１２４はクランクシャフト（すなわち、機関出力軸）、１２５はクランク角度センサ、１６０はアクセルペダル、１６１はアクセルペダル踏込量センサ、１７０は電子制御装置をそれぞれ示している。
【００６１】
動力分配装置２０は、遊星歯車装置９１を有する。遊星歯車装置９１は、サンギア９２とプラネタリギア９３とリングギア９４とを有する。プラネタリギア９３は、サンギア９２に噛合せしめられているとともに、リングギア９４に噛合せしめられている。サンギア９２は、第１発電電動機ＭＧ１のシャフト（以下このシャフトを「第１シャフト」という）６１に接続されている。したがって、第１発電電動機ＭＧ１は、サンギア９２から当該第１発電電動機ＭＧ１に入力されるトルクによって回転駆動可能であるし、サンギア９２にトルクを出力可能である。そして、第１発電電動機ＭＧ１は、それがサンギア９２から当該第１発電電動機ＭＧ１に入力されるトルクによって回転駆動されることによって発電可能である。リングギア９４は、リングギアキャリア９６を介して第２発電電動機ＭＧ２のシャフト（以下このシャフトを「第２シャフト」という）６２に接続されている。したがって、第２発電電動機ＭＧ２は、リングギア９４にトルクを出力可能であるし、リングギア９４から当該第２発電電動機ＭＧ２に入力されるトルクによって回転駆動可能である。そして、第２発電電動機ＭＧ２は、それがリングギア９４から当該第２発電電動機ＭＧ２に入力されるトルクによって回転駆動されることによって発電可能である。
【００６２】
プラネタリギア９３は、プラネタリギアキャリア９５を介して機関出力軸１２４に接続されている。したがって、プラネタリギア９３は、機関出力軸１２４から当該プラネタリギア９３に入力されるトルクによって回転駆動せしめられる。また、プラネタリギア９３は、サンギア９２およびリングギア９４に噛合されている。したがって、プラネタリギア９３からサンギア９２にトルクが入力されたときには、そのトルクによってサンギア９２が回転駆動されるし、プラネタリギア９３からリングギア９４にトルクが入力されたときには、そのトルクによってリングギア９４が回転駆動される。逆に、サンギア９２からプラネタリギア９３にトルクが入力されたときには、そのトルクによってプラネタリギア９３が回転駆動されるし、リングギア９４からプラネタリギア９３にトルクが入力されたときには、そのトルクによってプラネタリギア９３が回転駆動される。
【００６３】
リングギア９４は、リングギアキャリア９６を介して出力ギア９７に接続されている。したがって、出力ギア９７は、リングギア９４から当該出力ギア９７に入力されるトルクによって回転駆動されるし、リングギア９４は、出力ギア９７から当該リングギア９４に入力されるトルクによって回転駆動される。
【００６４】
また、第１発電電動機ＭＧ１は、レゾルバ１０２を有する。レゾルバ１０２は、電子制御装置１７０のインターフェース１７５に接続されている。レゾルバ１０２は、第１発電電動機ＭＧ１の回転角度に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置１７０に入力される。電子制御装置１７０は、この出力値に基づいて第１発電電動機の回転数（以下この回転数を「第１ＭＧ回転数」という）を算出する。一方、第２発電電動機ＭＧ２は、レゾルバ１０３を有する。レゾルバ１０３は、電子制御装置１７０のインターフェース１７５に接続されている。レゾルバ１０３は、第２発電電動機の回転角度に対応する出力値を出力する。この出力値は電子制御装置１７０に入力される。電子制御装置１７０は、この出力値に基づいて第２発電電動機の回転数（以下この回転数を「第２ＭＧ回転数」という）を算出する。
【００６５】
また、第１発電電動機ＭＧ１は、インバータ３０を介してバッテリ４０に電気的に接続されている。したがって、第１発電電動機ＭＧ１が電力を発電しているときには、第１発電電動機ＭＧ１が発電した電力（以下この電力を「第１発電電力」という）は、インバータ３０を介してバッテリ４０に供給可能である。また、第１発電電動機ＭＧ１は、バッテリ４０から供給される電力によって回転駆動可能であるし、バッテリ４０から供給される電力によって当該第１発電電動機ＭＧ１に加えられる制御トルク（以下この制御トルクを「第１制御トルク」という）を制御することによってその回転数が制御可能に構成されている。
【００６６】
また、第２発電電動機ＭＧ２は、インバータ３０を介してバッテリ４０に電気的に接続されている。したがって、第２発電電動機ＭＧ２は、バッテリ４０から供給される電力によって回転駆動可能であるし、バッテリ４０から供給される電力によって当該第２発電電動機ＭＧ２に加えられる制御トルク（以下この制御トルクを「第２制御トルク」という）を制御することによってその回転数が制御可能である。また、第２発電電動機ＭＧ２が電力を発電しているときには、第２発電電動機ＭＧ２が発電した電力（以下この電力を「第２発電電力」という）はインバータ３０を介してバッテリ４０に供給可能である。なお、第１発電電力は、第２発電電動機ＭＧ２に直接供給可能でもあるし、第２発電電力は、第１発電電動機に直接供給可能でもある。
【００６７】
また、バッテリ４０は、電子制御装置１７０のインターフェース１７５に接続されている。そして、バッテリ蓄電量（すなわち、バッテリ４０に蓄電されている電力量）に関する情報が電子制御装置１７０のインターフェース１７５に入力される。また、インバータ３０も、電子制御装置１７０のインターフェース１７５に接続されている。そして、インターフェース１７５を介して電子制御装置１７０から送られる指令によって、インバータ３０から第２発電電動機ＭＧ２に供給される電力量および第１発電電動機ＭＧ１に供給される電力量が制御される。
【００６８】
また、出力ギア９７は、ギア列１０４を介してディファレンシャルギア１０５に接続されている。ディファレンシャルギア１０５は、ドライブシャフト１０６に取り付けられている。ドライブシャフト１０６の両端には、駆動輪７１が取り付けられている。したがって、出力ギア９７からのトルクは、ギア列１０４、ディファレンシャルギア１０５、および、ドライブシャフト１０６を介して駆動輪７１に伝達される。
【００６９】
なお、要求動力は、アクセルペダルの踏込量と車速とに基づいて算出される。また、要求動力のうち内燃機関から出力されるべき動力が要求機関動力として算出される。そして、この要求機関動力を機関出力軸から出力させたときに燃費が最も高くなる機関動作点が要求機関動力毎に最適機関動作点として実験等によって予め求められる。そして、これら最適機関動作点を機関トルクと機関回転数とによって規定されるグラフ上にプロットしてこれら最適機関動作点を結ぶことによって形成されるラインが最適機関動作ラインとして求められる。そして、この最適機関動作ラインが電子制御装置に記憶されている。そして、機関運転中、要求機関動力が算出され、この算出された要求機関動力を内燃機関から出力させることができる最適機関動作ライン上の機関動作点が選択される。そして、この選択された機関動作点を規定する機関トルクおよび機関回転数がそれぞれ目標機関トルクおよび目標機関回転数に設定される。そして、この設定された目標機関トルクおよび目標機関回転数が達成されるように燃料噴射量（すなわち、内燃機関の燃料噴射弁から噴射される燃料の量）および機関回転数が制御される。
【００７０】
また、機関運転中に算出された要求機関動力が零である場合には、機関運転が停止され、第１発電電動機または第２発電電動機または第１発電電動機と第２発電電動機からの出力のみによって要求出力が動力出力装置から出力されることになる。
【００７１】
ところで、第２ＭＧ回転数が一定である場合、第１ＭＧ回転数が変化すれば機関回転数も変化する。別の言い方をすれば、第１ＭＧ回転数を制御することによって機関回転数を制御することができる。そして、第１ＭＧ回転数を「ＮＭ１」で表し、第２ＭＧ回転数を「ＮＭ２」で表し、機関回転数を「ＮＥ」で表し、リングギアの歯数に対するサンギアの歯数の比（すなわち、サンギアの歯数／リングギアの歯数）を「ρ」で表したとき、第１ＭＧ回転数と機関回転数との間には次式１の関係がある。したがって、目標第１ＭＧ回転数を「ＮＭ１ｔ」で表し、目標機関回転数を「ＮＥｔ」で表したとき、目標第１ＭＧ回転数と目標機関回転数との間には次式２の関係があることになる。
【００７２】
ＮＭ１＝（ＮＥ−ＮＭ２）／ρ＋ＮＥ  …（１）
ＮＭ１ｔ＝（ＮＥｔ−ＮＭ２）／ρ＋ＮＥｔ  …（２）
【００７３】
そこで、要求出力に応じて選択される機関動作点に従って設定される目標機関回転数ＮＥｔと現在の第２ＭＧ回転数ＮＭ２とを利用して上式２から目標第１ＭＧ回転数ＮＭ１ｔが算出される。そして、斯くして算出された目標第１ＭＧ回転数ＮＭ１ｔに対する現在の第１ＭＧ回転数ＮＭ１の偏差（＝ＮＭ１ｔ−ＮＭ１）が算出される。そして、この算出された偏差が零になるように第１制御トルクが制御される。
【００７４】
ところで、機関トルクを「ＴＱＥ」で表し、リングギア（すなわち、駆動輪）に入力される機関トルク（以下この機関トルクを「リングギア入力機関トルク」という）を「ＴＱＥｒ」で表し、リングギアの歯数に対するサンギアの歯数の比（すなわち、サンギアの歯数／リングギアの歯数）を「ρ」で表したとき、リングギア入力機関トルクと機関トルクとの間には次式３の関係がある。
【００７５】
ＴＱＥｒ＝１／（１＋ρ）×ＴＱＥ  …（３）
【００７６】
すなわち、リングギア入力機関トルクＴＱＥｒは機関トルクＴＱＥの一部である。したがって、リングギア入力機関トルクＴＱＥｒは要求駆動トルク（すなわち、駆動輪７１に入力されるべきトルク）よりも小さい。そこで、第１実施形態では、要求駆動トルクとリングギア入力機関トルクＴＱＥｒとの差に相当するトルクが第２発電電動機からリングギアに入力されるように第２制御トルクが制御される。斯くして、要求駆動トルクに等しいトルクがリングギアに入力されることになる。
【００７７】
なお、図６に示されているハイブリッド車両では、第１発電電動機の回転数を変化させることによって機関回転数を上昇させることができる。ここで、間欠制御中の機関始動において、内燃機関をクランキングするときに第１発電電動機の回転数の変化度合を一定の度合に抑制するようにしてもよい。この場合、第１発電電動機の回転数を変化させるためにバッテリの電力を無用に消費することが抑制される。
【国際調査報告】
2013108385.tif 000009
2013108385.tif 000010