(57)【要約】【課題】スタータモータによる始動と押しがけ始動とを運転条件に基づいて切り替え制御することで運転性や燃費を向上させる。【解決手段】  本発明は、ハイブリッド車両のエンジン始動装置において、モータジェネレータ（２、３）の駆動力で走行中にエンジン（１）を始動させるとき、車両の運転状態に応じて第１始動手段（Ｓ１９０、Ｓ２５０、Ｓ３４０）及び第２始動手段（Ｓ１５０、Ｓ２４０、Ｓ３３０）の少なくとも一方によってエンジン（１）を始動することを特徴とする。【選択図】図１
2006183547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸を介して駆動輪に接続されるエンジンと、
前記エンジンよりも前記駆動輪側において前記駆動軸に接続されるモータジェネレータと、
前記エンジンの出力軸と前記駆動軸とを断続するクラッチと、
前記エンジンに接続され前記エンジンを始動する始動用モータと、
前記クラッチを開放状態にして前記始動用モータよってクランキングすることで前記エンジンを始動する第１始動手段と、
前記クラッチを締結状態にして前記駆動軸の回転によってクランキングすることで前記エンジンを始動する第２始動手段と、
を備え、
前記モータジェネレータの駆動力で走行中に前記エンジンを始動させるとき、車両の運転状態に応じて前記第１始動手段及び前記第２始動手段の少なくとも一方によって前記エンジンを始動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装置。
【請求項２】
運転者の要求駆動力が所定値より小さいとき前記第２始動手段によって前記エンジンを始動し、前記要求駆動力が前記所定値以上であるとき前記第１始動手段によって前記エンジンを始動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装置。
【請求項３】
前記クラッチの出力軸の回転速度が所定値より小さいとき前記第２始動手段によって前記エンジンを始動し、前記クラッチの出力軸の回転速度が前記所定値以上であるとき前記第１始動手段によって前記エンジンを始動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装置。
【請求項４】
前記モータジェネレータ及び前記始動用モータに電力を供給するバッテリをさらに備え、
前記バッテリの蓄電状態が所定値より小さいとき前記第１始動手段によって前記エンジンを始動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装置。
【請求項５】
前記モータジェネレータのトルク及び出力の少なくとも一方が制限されているときは前記第１始動手段によって前記エンジンを始動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装置。
【請求項６】
前記第２始動手段によって前記エンジンを始動させるために必要な前記モータジェネレータの駆動力に運転者の要求駆動力を加えた合計駆動力に基づいて、前記第２始動手段を始動させたときに、前記モータジェネレータのトルク及び出力の少なくとも一方が制限されることを予測するモータジェネレータ制限予測手段をさらに備え、
前記モータジェネレータのトルク及び出力の少なくとも一方が制限されると予測されるときは前記第１始動手段によって前記エンジンを始動することを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド車両のエンジン始動装置。
【請求項７】
前記バッテリの供給電力が制限されているときは前記第１始動手段によって前記エンジンを始動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装置。
【請求項８】
前記第２始動手段によって前記エンジンを始動させるために必要な前記モータジェネレータの駆動力に運転者の要求駆動力を加えた合計駆動力に基づいて、前記第２始動手段を始動させたときに前記バッテリの供給電力が制限されることを予測する電力制限予測手段をさらに備え、
前記バッテリの供給電力が制限されると予測されるときは前記第１始動手段によって前記エンジンを始動することを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド車両のエンジン始動装置。
【請求項９】
動力性能より燃費の向上を優先させるように車両の運転状態を制御する第１モードと、
燃費の向上より動力性能を優先させるように車両の運転状態を制御する第２モードと、
前記第１モードと第２モードとを切り替える走行モード切替手段と、
をさらに備え、
前記走行モード切替手段によって前記第１モードが選択されているときは、前記第２始動手段によって前記エンジンを始動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装置。
【請求項１０】
前記第１始動手段によって前記エンジンの始動を開始し、前記エンジンの回転速度が所定値以上となったとき前記第２始動手段によって前記エンジンの始動を開始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装置。
【請求項１１】
前記モータジェネレータのトルク及び出力の少なくとも一方を制限するモータジェネレータ制限手段と、
前記バッテリの供給電力を制限する電力制限手段と、
前記第２始動手段によって前記エンジンの始動を開始した後に前記モータジェネレータ制限手段及び前記電力制限手段の少なくとも一方が作動するときは、前記モータジェネレータの駆動力の不足分を補うように前記エンジンの燃料噴射量を増量させる燃料噴射制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１０に記載のハイブリッド車両のエンジン始動装置。
【請求項１２】
前記燃料噴射制御手段は、前記モータジェネレータ制限手段及び前記電力制限手段の少なくとも一方が作動した時点で前記エンジンの燃料噴射量を増量させることを特徴とする請求項１１に記載のハイブリッド車両のエンジン始動装置。
【請求項１３】
前記第２始動手段作動中に燃料噴射を行うときは前記モータジェネレータの駆動力が大きいほど燃料噴射量を少なくすることを特徴とする請求項１０に記載のハイブリッド車両のエンジン始動装置。
【請求項１４】
前記エンジンを始動する際に前記エンジンの各気筒のクランク角に応じて順次燃料噴射を行うことを特徴とする請求項１０に記載のハイブリッド車両のエンジン始動装置。
【請求項１５】
一対の遊星歯車列を互いに１つの要素を共有するように同軸的に配置し、各要素に前記エンジンからの入力、２つの前記モータジェネレータからの入力及び前記駆動軸への出力を割り当て、前記各要素以外の５番目の要素の回転を制動することで前記エンジンの入力回転速度に対する前記駆動軸の出力回転速度の比を１未満の一定の変速比に固定するブレーキを有する差動装置と、
前記ブレーキによる制動を行わない状態で前記２つのモータジェネレータの駆動力のみで走行するＥＶモードと、
前記ブレーキによる制動を行った状態で前記２つのモータジェネレータの駆動力のみで走行するＥＶＬＢモードと、
を備え、
前記ＥＶモードにおいて前記エンジンを始動するときは前記第２始動手段によって始動し、前記ＥＶＬＢモードにおいて前記エンジンを始動するときは前記第１始動手段によって始動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装置。
【請求項１６】
一対の遊星歯車列を互いに１つの要素を共有するように同軸的に配置し、各要素に前記エンジンからの入力、２つの前記モータジェネレータからの入力及び前記駆動軸への出力を割り当て、前記各要素以外の５番目の要素の回転を制動することで前記エンジンの入力回転速度に対する前記駆動軸の出力回転速度の比を１未満の一定の変速比に固定するブレーキを有する差動装置と、
前記ブレーキによる制動を行わない状態で前記２つのモータジェネレータの駆動力のみで走行するＥＶモードと、
前記ブレーキによる制動を行った状態で前記２つのモータジェネレータの駆動力のみで走行するＥＶＬＢモードと、
をさらに備え、
前記ＥＶモードにおいて前記エンジンを始動させながら前記ブレーキの締結を行うとき、または前記ＥＶＬＢモードにおいて前記エンジンを始動させながら前記ブレーキの開放を行うときは前記第１始動手段によって前記エンジンを始動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エンジン始動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両における走行中のエンジン始動方法として、エンジンに直結されたスタータモータによってクランキングして始動する方法、及び車輪の回転エネルギーを利用した押しがけ始動が知られている。
【０００３】
また、スタータモータによる始動と押しがけ始動を運転領域によって選択可能な技術が特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００１−１０７７６３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし上記従来の技術では、スタータモータによる始動は押しがけ始動のフェールセーフ機能として存在するものであり、スタータモータによる始動と押しがけ始動とを積極的に切り替え制御するものではないので、車両の運転性や燃費を向上させることはできない。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、スタータモータによる始動と押しがけ始動とを運転条件に基づいて切り替え制御することで運転性や燃費を向上させることができるハイブリッド車両のエンジン始動装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００７】
本発明は、駆動軸（６）を介して駆動輪に接続されるエンジン（１）と、エンジン（１）よりも駆動輪側において駆動軸（６）に接続されるモータジェネレータ（２、３）と、エンジン（１）の出力軸（７）と駆動軸（６）とを断続するクラッチ（５）と、エンジン（１）に接続されエンジン（１）を始動する始動用モータ（２、３）と、クラッチ（５）を開放状態にして始動用モータ（２、３）よってクランキングすることでエンジン（１）を始動する第１始動手段（Ｓ１９０、Ｓ２５０、Ｓ３４０）と、クラッチ（５）を締結状態にして駆動軸（６）の回転によってクランキングすることでエンジン（１）を始動する第２始動手段（Ｓ１５０、Ｓ２４０、Ｓ３３０）とを備え、モータジェネレータ（２、３）の駆動力で走行中にエンジン（１）を始動させるとき、車両の運転状態に応じて第１始動手段（Ｓ１９０、Ｓ２５０、Ｓ３４０）及び第２始動手段（Ｓ１５０、Ｓ２４０、Ｓ３３０）の少なくとも一方によってエンジン（１）を始動することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、モータジェネレータの駆動力のみで走行中にエンジンを始動させるときは、車両の運転状態に応じて始動用モータによる始動と駆動軸の回転による始動とを切り替え制御するので、車両の運転性を向上させながら燃費の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下では図面等を参照して本発明の実施の形態について詳しく説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態におけるハイブリッド車両のエンジン始動装置を示す全体構成図である。本実施形態のハイブリッド車両はエンジン１とモータジェネレータ（ＭＧ）２、３とを駆動力源としており、運転条件に応じてエンジン１及びＭＧ２、３の少なくとも一つを駆動させて走行する。
【００１１】
エンジン１は車両の駆動力源の一つであり、発生させた駆動力を駆動軸６を介して駆動輪へと伝達する。
【００１２】
スタータモータ（始動用モータ）４はエンジン１と直結するように設けられ、駆動することでエンジン１をクランキングする。燃料噴射弁１７はエンジン１の各気筒１８ごとに設けられており、エンジン始動時はクランキングと連動して燃料を噴射してエンジン１を始動させる。
【００１３】
ＭＧ（モータジェネレータ）２、３は車両の駆動力源の一つであり、エンジン１より駆動輪側に設けられる。ＭＧ２、３の駆動力は駆動軸６を介して駆動輪へと伝達されるとともに、エンジン始動時にはエンジン出力軸７を介してエンジン１に伝達される。
【００１４】
クラッチ５はエンジン１とＭＧ２、３との間でエンジン１の出力軸７を断続するように設けられ、運転条件に応じて締結及び開放が切り替えられる。
【００１５】
ハイブリッド変速機８は付近に２つのＭＧ２、３を有し、エンジン１及びＭＧ２、３の回転速度を変速して駆動輪へと伝達する。
【００１６】
強電バッテリ９はＭＧ２、３に電力を供給する。バッテリ１６はスタータモータ４に電力を供給する。車速センサ１０は車速を検出して統合コントローラ１１へ送信する。ＡＰＯセンサ１２はアクセル開度（ＡＰＯ）を検出して統合コントローラ１１へ送信する。
【００１７】
エンジンコントローラ１３及びＭＧコントローラ１４は、それぞれエンジン１及びＭＧ２、３の出力を制御する。クラッチコントローラ１５はクラッチ５の締結力を制御する。統合コントローラ１１は車速、アクセル開度（ＡＰＯ）及びバッテリ９の蓄電状態（ＳＯＣ）に基づいてエンジンコントローラ１３、ＭＧコントローラ１４、クラッチコントローラ１５及びスタータモータ４を制御する。
【００１８】
次にハイブリッド変速機８の構造について図２を用いてさらに詳しく説明する。図２は本実施形態におけるハイブリッド車両のエンジン始動装置で使用するハイブリッド変速機８の全体構成図である。ハイブリッド変速機８は第１遊星歯車列Ｐ１のキャリアＣと第２遊星歯車列Ｐ２のキャリアＣとを共有化するように同軸的に組み合わせた複合遊星歯車機構によって構成される。
【００１９】
第２遊星歯車列Ｐ２のリングギアＲ２にはエンジン１の出力軸７がクラッチ５及び変速機入力軸１９を介して接続され、サンギアＳ２にはＭＧ３の出力軸３ａが接続される。リングギアＲ２とサンギアＳ２との間で噛み合いながら回転する内側ピニオンｐ２は第１遊星歯車列Ｐ１と共有するキャリアＣに回転可能に支持される。
【００２０】
第１遊星歯車列Ｐ１のリングギアＲ１には回転を制動するローブレーキＢが設けられており、サンギアＳ１にはＭＧ２の出力軸２ａが接続される。リングギアＲ１とサンギアＳ１との間で噛み合いながら回転する外側ピニオンｐ１は第２遊星歯車列Ｐ２と共有するキャリアＣに回転可能に支持される。キャリアＣは駆動軸６に連結され、エンジン１及びＭＧ２、３の回転速度が変速されて駆動軸６へと出力される。
【００２１】
これらの構成によりエンジン１及びＭＧ２、３の回転速度を制御することで変速比を無段階に設定することができる。また、エンジン１とリングギアＲ２との間はクラッチ５によって断続されているので、エンジン１がフリクションとなる条件においてはクラッチ５を開放して２つのＭＧ２、３によってＭＧ２、３の回転速度を無段階に変速することができる。
【００２２】
次に本実施形態におけるハイブリッド車両の走行モードについて説明する。本実施形態ではエンジン１及びＭＧ２、３の回転速度をハイブリッド変速機８によって変速して駆動軸６へ出力しており、ＭＧ２、３のみの駆動力で走行するＥＶモードとエンジン１及びＭＧ２、３の駆動力で走行するＥＩＶＴモードとを備えている。さらに、ＥＶモードにおいてリングギアＲ１をローブレーキＢによって制動したＥＶＬＢモード及びＥＩＶＴモードにおいてリングギアＲ１をローブレーキＢによって制動したＬＢモードを備えている。ここで、リングギアＲ１をローブレーキＢによって制動するとエンジン１の駆動力が入力されるリングギアＲ１の回転速度と、駆動力が出力されるキャリアＣの回転速度との変速比を１未満の一定の変速比に固定することができる。本実施形態のハイブリッド車両は以上の４つの走行モードを運転状態に応じて切り替えて走行する。
【００２３】
次に統合コントローラ１１で行う制御について図３を参照しながら説明する。図３は本実施形態におけるハイブリッド車両のエンジン始動装置の制御を示したフローチャートである。本制御は、ハイブリッド車両がモータ走行からエンジン走行へと移行するときに車両の運転条件によって押しがけ始動とスタータモータ４による始動とを選択することで、エンジン始動時の運転性を向上させながら燃費の向上を図ろうとするものである。
【００２４】
ステップＳ１１０では、バッテリ９のＳＯＣが所定値より大きいか否かを判定する。ＳＯＣが所定値より大きければステップＳ１２０へ進み、所定値以下であればステップＳ１９０へ進みスタータモータ４による始動を行う。押しがけ始動ではＭＧ２、３に定常時より大きな出力が要求されるので、押しがけ始動中に供給電力が不足する可能性がある。所定値とは、押しがけ始動を行ってもＭＧ２、３への供給電力が不足しないＳＯＣの値であり、予め実験などによって求めておく。
【００２５】
ステップＳ１２０では、リミッタが作動しているか否かを判定する。リミッタが作動していなければステップＳ１３０へ進み、作動していればステップＳ１９０へ進みスタータモータ４による始動を行う。リミッタとは、ＭＧ２、３のトルクまたは出力を制限することでＭＧ２、３に加わる電圧及び電流値を制限してＭＧ２、３を保護する機能であり、ＭＧ２、３の発生トルクが閾値を超えると作動する。また、リミッタはバッテリ９の出力電圧を制限することでＭＧ２、３に加わる電圧及び電流値が閾値を超えると作動するものであってもよい。なお、閾値は予め実験などによって求めておく。
【００２６】
またここで、ステップＳ１２０ではリミッタによるＭＧ２、３のトルクまたは出力もしくはバッテリ９の出力電圧の制限が作動中であるか否かを判定しているが、押しがけ始動によってエンジン１を始動させるために必要なＭＧ２、３の駆動力に運転者の要求駆動力を加えた合計駆動力に基づいて、押しがけ始動を行ったときにリミッタが作動することを予測するようにしてもよい。
【００２７】
ステップＳ１３０では、ＡＰＯが所定値Ａ１より小さいか否かを判定する。ＡＰＯが所定値Ａ１より小さければステップＳ１４０へ進み、所定値Ａ１以上であればステップＳ１６０へ進む。所定値Ａ１はＭＧ２、３に押しがけ始動のための余裕トルクがあると判断できる値であり、予め実験などによって求めておく。
【００２８】
ステップＳ１４０では、クラッチ５の回転速度Ｎｃが所定値Ｂ１より低いか否かを判定する。クラッチ回転速度Ｎｃが所定値Ｂ１より低ければステップＳ１５０へ進み、所定値Ｂ１以上であればステップＳ１６０へ進む。クラッチ回転速度Ｎｃはクラッチ５のハイブリッド変速機側の回転速度である。所定値Ｂ１は押しがけ始動のためにクラッチ５を締結しても締結時のショック及びクラッチ５の過熱が問題とならないと判断できる値であり、予め実験などによって求めておく。
【００２９】
ステップＳ１５０では、エンジン１を押しがけ始動する。押しがけ始動は、クラッチ５を締結することでハイブリッド変速機８のリングギアＲ２から伝達される駆動力によってエンジン１をクランキングする始動方法である。
【００３０】
一方、ステップＳ１３０、Ｓ１４０において条件を満たさないときは、ステップＳ１６０に進んで燃費優先モードであるか否かを判定する。燃費優先モードであればステップＳ１７０へ進み、作動していなければステップＳ１９０へ進みスタータモータ４による始動を行う。燃費優先モードとは、動力性能より燃費の向上を優先的に行う走行モードである。これとは逆に燃費の向上より動力性能を優先的に確保する走行モードがあり、本実施形態ではこの二つの走行モードを切り替えて走行している。
【００３１】
ステップＳ１７０では、ＡＰＯが所定値Ａ２より小さいか否かを判定する。ＡＰＯが所定値Ａ２より小さければステップＳ１８０へ進み、所定値Ａ２以上であればステップＳ１９０へ進みスタータモータ４による始動を行う。所定値Ａ２はＭＧ２、３に押しがけ始動のための余裕トルクがあると判断できるＡ１より大きな値であり、予め実験などによって求めておく。なお、ステップＳ１３０における所定値Ａ１も本ステップにおける所定値Ａ２もＭＧ２、３に押しがけ始動のための余裕トルクがあると判断できる値であるが、本ステップでは燃費優先モードであることを考慮してより大きな所定値Ａ２によって判断している。
【００３２】
ステップＳ１８０では、クラッチ回転速度Ｎｃが所定値Ｂ２より低いか否かを判定する。クラッチ回転速度Ｎｃが所定値Ｂ２より低ければステップＳ１５０へ進んで押しがけ始動を行い、所定値Ｂ２以上であればステップＳ１９０へ進む。所定値Ｂ２は押しがけ始動のためにクラッチ５を締結しても締結時のショック及びクラッチ５の過熱が問題とならないと判断できるＢ１より大きな値であり、予め実験などによって求めておく。なお、ステップＳ１４０における所定値Ｂ１と本ステップにおける所定値Ｂ２との関係は、ステップＳ１７０において説明した所定値Ａ１とＡ２の関係と同様である。
【００３３】
ステップＳ１９０では、スタータモータ４によってエンジン１を始動する。スタータモータ４によるエンジン始動は、クラッチ５を開放した状態でスタータモータ４を回転させエンジン１をクランキングする始動方法である。
【００３４】
次に本実施形態の作用について説明する。本実施形態におけるハイブリッド車両のエンジン始動装置は、モータ走行中に運転者の要求駆動力の増大などによってエンジン始動を行う必要があるとき、押しがけ始動を行うかスタータモータ４による始動を行うかを以下のようにして判断する。
【００３５】
バッテリ９のＳＯＣが所定値より大きく、リミッタが作動中でなく、ＡＰＯが所定値Ａ１より小さく、クラッチ５の回転速度が所定値Ｂ１より小さければ押しがけ始動を行い、これらの条件のうち１つでも満たさなければスタータモータ４による始動を行う。
【００３６】
ただし、燃費優先モードである場合はＡＰＯが所定値Ａ２より小さく、かつクラッチ回転速度Ｎｃが所定値Ｂ２より小さい場合に限り、押しがけ始動を行う。
【００３７】
これにより、適切なエンジン始動方法を選択することができるので、エンジン始動によるクラッチ締結ショック及び燃費の向上を図りながら確実にエンジン始動を行うことができる。
【００３８】
以上のように本実施形態では、ＭＧ２、３の駆動力のみで走行中にエンジン１を始動させるときは、車両の運転状態に応じてスタータモータ４による始動と駆動軸６の回転による押しがけ始動とを使い分けるので、クラッチ締結に伴うショックを抑制しながら燃費を向上させることができる。
【００３９】
また、運転者の要求駆動力に応じて始動方法を選択するので、ＭＧトルクに余裕がある低負荷時は押しがけ始動を行うことで燃費を向上させることができる。また、ＭＧトルクに余裕がない高負荷時はスタータモータ４による始動を行うことでＭＧトルクを低下させることがないので車両の運転性の悪化を防止できる。
【００４０】
さらに、クラッチ５の回転速度に応じて始動方法を選択するので、クラッチ５の回転速度が低いときは押しがけ始動を行うことで燃費を向上させることができる。また、クラッチ５の回転速度が高いときはクラッチ５の締結によるショックの発生及びクラッチ５の過熱を抑制することができる。
【００４１】
さらにまた、バッテリ９のＳＯＣが低いときはスタータモータ４によって始動するので、押しがけ始動中にＭＧ２、３のリミッタが作動することによるショックの発生を抑制できる。
【００４２】
さらにまた、ＭＧ２、３のトルクまたは出力を制限するリミッタが作動しているときはスタータモータ４による始動を行うので、ＭＧ２、３のトルクが低下することによるショックの発生を抑制することができる。また、ＭＧ２、３のトルクまたは出力の制限によってエンジン始動に要する時間が長期化することを防止できる。
【００４３】
さらにまた、エンジン始動に要するＭＧ２、３の駆動力に運転者の要求駆動力を加えたトルクに基づいて、押しがけ始動を行うとＭＧ２、３のトルクまたは出力を制限するリミッタが作動すると予測されるときはスタータモータ４による始動を行うので、ＭＧ２、３のトルクが低下することによるショックの発生をより確実に抑制することができる。また、ＭＧ２、３のトルクまたは出力の制限によってエンジン始動に要する時間が長期化することをより確実に防止できる。
【００４４】
さらにまた、バッテリ９の供給電力を制限するリミッタが作動しているときはスタータモータ４による始動を行うので、バッテリ電力の制限によってＭＧ２、３のトルクが低下することによるショックの発生を抑制することができる。また、ＭＧ２、３のトルクの低下によってエンジン始動に要する時間が長期化することを防止できる。
【００４５】
さらにまた、エンジン始動に要するＭＧ２、３の駆動力に運転者の要求駆動力を加えたトルクに基づいて、押しがけ始動を行うとバッテリ９の供給電力を制限するリミッタが作動すると予測されるときはスタータモータ４による始動を行うので、バッテリ電力の制限によってＭＧ２、３のトルクが低下することによるショックの発生をより確実に抑制することができる。また、ＭＧ２、３のトルクの低下によってエンジン始動に要する時間が長期化することをより確実に防止できる。
【００４６】
さらにまた、燃費優先モードにおけるエンジン始動時は押しがけ始動を行うので、よりよく燃費を向上させることができる。
【００４７】
（第２実施形態）
本実施形態では全体構成は第１実施形態と同一であり、その制御が異なっている。図４は、本実施形態におけるハイブリッド車両のエンジン始動装置の制御を示したフローチャートである。本制御は、ハイブリッド車両がモータ走行からエンジン走行へと移行するときにエンジン１の回転速度に基づいて押しがけ始動とスタータモータ４による始動とを選択することで、バッテリ負担の軽減及び燃費の向上を図ろうとするものである。なお、以下の実施形態において同様の制御を行う部分についてはその説明を適宜省略する。
【００４８】
ステップＳ２１０では、エンジン回転速度Ｎｅが所定値Ｂ３以上であるか否かを判定する。エンジン回転速度Ｎｅが所定値Ｂ３以上であればステップＳ２２０へ進み、所定値Ｂ３未満であればステップＳ２５０へ進んでスタータモータ４による始動を行う。所定値Ｂ３はエンジン始動方法をスタータモータ４による始動から押しがけ始動へと切り替えるタイミングを判断するエンジン回転速度であり、予め実験などによって求めておく。
【００４９】
ステップＳ２２０では、リミッタが作動しているか否かを判定する。リミッタが作動していればステップＳ２３０へ進み、作動していなければステップＳ２４０へ進む。
【００５０】
ステップＳ２３０では、燃料噴射制御を行う。ここでは、ステップＳ２２０においてリミッタが作動中と判定されたので、ＭＧ２、３のトルクまたは出力が低下してハイブリッド変速機８の出力トルクが低下しないように燃料噴射量を増量させて不足トルクを補う。
【００５１】
ステップＳ２４０では、押しがけ始動を行う。
【００５２】
一方、ステップＳ２１０においてエンジン回転速度Ｎｅが所定値Ｂ３未満であると判定されたときはステップＳ２５０へ進んでスタータモータ４による始動を行う。
【００５３】
ここで、ステップＳ２４０またはステップＳ２５０におけるエンジン始動時に、エンジン１の各気筒１８ごとのクランク角に応じて順次燃料噴射を開始させるシーケンシャル噴射を行ってもよい。これにより、エンジン始動に要する燃料消費量を低減させることができる。
【００５４】
次に図５を参照しながら本実施形態の作用について説明する。図５は本実施形態におけるハイブリッド車両のエンジン始動装置の制御を示したタイムチャートである。図５（ａ）はスタータモータ４のＯＮ信号、図５（ｂ）はクラッチ５のハイブリッド変速機側回転速度、図５（ｃ）はエンジン回転速度、図５（ｄ）はクラッチトルク、図５（ｅ）はＭＧトルク、図５（ｆ）は燃料噴射要求を示している。
【００５５】
時刻ｔ０において車両はＭＧ２、３の駆動力のみで走行している。時刻ｔ１において要求駆動力の上昇などによってエンジン始動が必要であると判断されると、スタータモータ４を駆動させエンジン１をクランキングするので、エンジン回転速度は上昇する（図５（ａ）、（ｃ））。
【００５６】
時刻ｔ２においてエンジン回転速度が所定値Ｂ３を超えると、スタータモータ４の駆動を停止してクラッチ５の締結を開始することで押しがけ始動を開始する（図５（ａ）、（ｃ））。このとき、クラッチトルクをエンジン１の回転速度の上昇が可能なトルクまで瞬時に立ち上げる（図５（ｄ））。その後クラッチ５の締結力を増大させるとエンジン１を連れ回すことによって発生するトルクによって駆動力変動を生じるので、このトルクをＭＧ２、３によって補償する。よって、ＭＧトルクの上昇に伴ってクラッチトルクも上昇する（図５（ｄ）、（ｅ））。
【００５７】
時刻ｔ３においてＭＧトルクが上限値に達すると燃料噴射を開始するので、エンジン１が自立回転へ移行し、その後ＭＧトルクを低下させる（図５（ｅ）、（ｆ））。ここで、燃料噴射量はＭＧトルクに応じてトルクが大きいほど少なくする。時刻ｔ４においてクラッチ５を完全締結とするとエンジン回転速度はクラッチ回転速度と等しくなる（図５（ｂ）〜（ｄ））。
【００５８】
また時刻ｔ２以降の押しがけ始動中にリミッタが作動するとＭＧ２、３のトルクは低下するので、この低下分を補うようにリミッタが作動を開始した時点でエンジン１の燃料噴射量の増量を開始する。
【００５９】
以上のように本実施形態では、エンジン始動時にエンジン１の回転速度が所定値になるまではスタータモータ４による始動を行うので、強電バッテリ９にかかる負担を軽減することができる。
【００６０】
また、押しがけ始動中にＭＧ２、３のトルクまたは出力を制限するリミッタ及びバッテリ９の供給電力を制限するリミッタの少なくとも一方が作動するときは、ＭＧ２、３の駆動力の不足分を補うようにエンジン１の燃料噴射量を増量させるので、バッテリ９やＭＧ２、３に過大な負荷をかけることなく燃費を向上させることができる。
【００６１】
さらに、押しがけ始動中の燃料噴射量の増量はモータジェネレータ制限手段及び前記電力制限手段の少なくとも一方が作動した時点で開始するので、バッテリ９やＭＧ２、３に過大な負荷をかけることなくより確実に燃費を向上させることができる。
【００６２】
さらにまた、押しがけ始動中に燃料噴射を行うときはＭＧ２、３の駆動力が大きいほど燃料噴射量を少なくする。ＭＧ２、３の駆動力が大きいほどエンジン１の自立回転によって発生すべき駆動力は小さくなるので、その分燃料噴射量を少なくすることで燃費を向上させることができる。
【００６３】
さらにまた、エンジン始動時に気筒１８ごとのクランク角に応じて順次燃料噴射を開始するシーケンシャル噴射を行うので、全気筒同時に燃料噴射を開始する場合に比べて燃費を向上させることができる。
【００６４】
（第３実施形態）
本実施形態では全体構成は第１実施形態と同一であり、その制御が異なっている。図６は、本実施形態におけるハイブリッド車両のエンジン始動装置の制御を示したフローチャートである。本制御は、ハイブリッド車両がモータ走行からエンジン走行へと移行するときに、走行モードの変化に基づいて押しがけ始動とスタータモータ４による始動とを選択することで、クラッチ締結ショックの抑制及び走行モードの遷移時間短縮を図ろうとするものである。
【００６５】
ステップＳ３１０では、走行モードがＥＶモードか否かを判定する。走行モードがＥＶモードであればステップＳ３２０へ進み、ＥＶモードでなければ、すなわちＥＶＬＢモードであればステップＳ３４０へ進んでスタータモータ４による始動を行う。なお、本実施形態の制御はエンジン１を始動させる際に始動方法を選択する判定を行うものであるので、エンジン１が運転中のモードは考慮する必要がない。
【００６６】
ステップＳ３２０では、ＥＶモードをＥＩＶＴモードへ切り替えるのか否かを判定する。ＥＩＶＴモードへの切り替えであればステップＳ３３０へ進み、ＥＩＶＴモードへの切り替えでなければ、すなわちＬＢモードへの切り替えであればステップＳ３４０へ進む。
【００６７】
ステップＳ３３０では、押しがけ始動を行う。
【００６８】
一方、ステップＳ３１０において走行モードがＥＶモードでないと判定され、またはステップＳ３２０においてＥＩＶＴへの切り替えでないと判定されたときは、ステップＳ３４０へ進んでスタータモータ４による始動を行う。
【００６９】
次に本実施形態の作用について説明する。本実施形態におけるハイブリッド車両のエンジン始動装置は、走行モードをＥＶモードからＥＩＶＴモードへ切り替えるときのみ押しがけ始動を行って、それ以外の場合はスタータモータ４による始動を行う。
【００７０】
ＥＶＬＢモードからＬＢモードへの切り替え時はローブレーキＢの制動力により変速機入力軸１９の回転速度と駆動軸６の回転速度との比が１未満に固定されているので、駆動軸６の回転速度に対して変速機入力軸１９の回転速度は相対的に高くなる。これにより、クラッチ５の締結によるショックが駆動力に与える影響がＥＶモードからＥＩＶＴモードへの切り替え時に比べて大きくなるので、スタータモータ４による始動を行ってエンジン回転速度と変速機入力軸１９の回転速度とをあわせてからクラッチ５を締結する。
【００７１】
また、ＥＶモードからＬＢモード及びＥＶＬＢモードからＥＩＶＴモードへの切り替え時に押しがけ始動を行なうと、エンジン始動とローブレーキＢの開放または締結とを順番に行うことになる。そこで、スタータモータ４によって始動してエンジン始動とローブレーキＢの開放または締結を略同時期に行うことで、走行モードの切り替えに要する時間を短縮することができる。
【００７２】
以上のように本実施形態では、一対の遊星歯車列Ｐ１、Ｐ２によって構成される差動装置を用いて、ＥＶモードにおいてエンジンを始動するときは押しがけ始動を行い、ＥＶＬＢモードにおいてエンジン１を始動するときはスタータモータ４によって始動する。これにより、クラッチ締結時に発生するショックが大きいＥＶＬＢモードからＬＢモードへの遷移時にクラッチ締結ショックを防止できる。また、クラッチ締結ショックが比較的小さいＥＶモードからＥＩＶＴモードへの遷移時は押しがけ始動を行って燃費を向上させることができる。
【００７３】
また、ＥＶモードにおいてエンジン１を始動させながらブレーキＢの締結を行うとき、またはＥＶＬＢモードにおいてエンジン１を始動させながらブレーキＢの開放を行うときはスタータモータ４によってエンジン１を始動する。これにより、ＥＶモードからＬＢモードへの遷移時はエンジン始動とブレーキＢの締結を同時に行うことができるので、モード遷移に要する時間を短縮することができる。また、ＥＶＬＢモードからＥＩＶＴモードへの遷移時はエンジン始動とブレーキＢの開放を同時に行うことができるので、モード遷移に要する時間を短縮することができる。
【００７４】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。
【００７５】
例えば、本実施形態では変速機として複合遊星歯車機構であるハイブリッド変速機８を用いているが、これに限定されることなくＭＧ２、３とエンジン１との回転速度を変速して駆動軸６へ伝達することができるものであれば何でもよい。
【００７６】
また、第２実施形態ではエンジン回転速度が所定値Ｂ３を超えるとスタータモータ４の駆動を停止してクラッチ５の締結を開始することで押しがけ始動を行うが、このときスタータモータ４の駆動が停止する前にクラッチ５の締結を開始して押しがけ始動を開始してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】第１実施形態におけるハイブリッド車両のエンジン始動装置の全体構成図である。
【図２】第１実施形態におけるハイブリッド変速機の構成図である。
【図３】第１実施形態におけるハイブリッド車両のエンジン始動装置の制御を示したフローチャートである。
【図４】第２実施形態におけるハイブリッド車両のエンジン始動装置の制御を示したフローチャートである。
【図５】第２実施形態におけるハイブリッド車両のエンジン始動装置の制御を示したタイムチャートである。
【図６】第３実施形態におけるハイブリッド車両のエンジン始動装置の制御を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１  エンジン
２  モータジェネレータ（ＭＧ）
２ａ  モータジェネレータ（ＭＧ）の出力軸
３  モータジェネレータ（ＭＧ）
３ａ  モータジェネレータ（ＭＧ）の出力軸
４  スタータモータ
５  クラッチ
６  駆動軸
７  エンジン出力軸
８  ハイブリッド変速機
９  強電バッテリ
１０  車速センサ
１１  統合コントローラ
１２  ＡＰＯセンサ
１３  エンジンコントローラ
１４  モータコントローラ
１５  クラッチコントローラ
１６  バッテリ
１７  燃料噴射弁
１８  気筒
１９  変速機入力軸
Ｐ１  遊星歯車列
Ｐ２  遊星歯車列
Ｓ１  サンギア
Ｓ２  サンギア
ｐ１  ピニオンギア
ｐ２  ピニオンギア
Ｃ  キャリア
Ｒ１  リングギア
Ｒ２  リングギア
Ｂ  ブレーキ
【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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