(57)【要約】【課題】遊星歯車機構にエンジンと第１モータと駆動輪に連結された駆動軸とを接続すると共に駆動軸に第２モータを接続した車両において、停車中にエンジンをモータリングする際に、第２モータによる電力消費を抑制しつつ車両にショックや揺れが生じるのを抑制する。【解決手段】停車中にエンジンをモータリングして始動する際には、エンジンのいずれかの気筒が上死点を超えるまではモータリングを開始する際のエンジンのクランク角に基づいて補正トルクＴαを設定し（Ｓ１５０，Ｓ１６０）、いずれかの気筒が上死点を超えた後は所定トルクＴ１を補正トルクＴαとして設定し（Ｓ１５０，Ｓ１７０）、設定した補正トルクＴαを用いて回転制限制御用トルクＴｍ２を設定し（Ｓ１８０）、設定した回転制限制御用トルクＴｍ２が大きいほど大きな電流を第２モータに通電させて第２モータのステータに固定磁界を形成させ、駆動軸の回転を制限する。【選択図】図３
2008143468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された駆動軸とに接続され、前記駆動軸への駆動力の出力を伴って前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、
前記駆動軸に回転子が接続され、固定子の回転磁界により該回転子を回転駆動させて該駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記モータリング手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
停車中に前記モータリング手段により前記内燃機関をモータリングして始動させる際、前記モータリング手段から出力される駆動力と前記検出された回転位置とに基づいて回転制限駆動力範囲を設定すると共に前記駆動軸に作用する該設定した回転制限駆動力範囲内の駆動力に対して該駆動軸の回転を制限できる程度をもって前記固定子の磁界の向きが固定されるよう前記電動機を制御する制御手段と、
を備える車両。
【請求項２】
前記制御手段は、前記モータリング手段から出力される駆動力に基づく基本回転制限駆動力範囲に対して前記検出された回転位置に基づいて補正した範囲を前記回転制限駆動力範囲として設定する手段である請求項１記載の車両。
【請求項３】
前記制御手段は、前記モータリング手段から出力される駆動力に基づく基本回転制限駆動力範囲に対して前記内燃機関のモータリングを開始する際の前記検出された回転位置である開始時回転位置に基づいて補正した範囲を前記回転制限駆動力範囲として設定する手段である請求項１記載の車両。
【請求項４】
前記制御手段は、前記内燃機関のモータリングを開始してから所定の条件が成立するまでは、該所定の条件が成立した後の程度以下の程度をもって前記基本回転制限駆動力範囲を補正した範囲を前記回転制限駆動力範囲として設定する手段である請求項３記載の車両。
【請求項５】
前記制御手段は、前記所定の条件が成立するまでは、前記開始時回転位置が前記内燃機関のモータリングを開始してから最初に上死点を超える気筒に対して該上死点に近い位置であるほど小さい程度をもって前記基本回転制限駆動力範囲を補正した範囲を前記回転制限駆動力範囲として設定する手段である請求項４記載の車両。
【請求項６】
請求項４または５記載の車両であって、
前記内燃機関は、複数の気筒を有するものであり、
前記所定の条件は、前記内燃機関のいずれかの気筒が上死点を超える条件である
車両。
【請求項７】
前記所定の条件は、前記内燃機関のモータリングを開始してから所定時間が経過する条件である請求項４または５記載の車両。
【請求項８】
請求項１ないし７いずれか記載の車両であって、
前記電動機の回転子の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記検出された回転位置に基づいて制御用電気角を設定する制御用電気角設定手段と、
を備え、
前記電動機は、３相交流電動機であり、
前記制御手段は、前記設定された制御用電気角を用いて前記電動機の各相に通電される電流を３相−２相変換してｄ軸およびｑ軸の電流を計算し、前記設定した回転制限駆動力範囲に基づいて前記制御用電気角におけるｄ軸の目標電流を設定すると共に該制御用電気角におけるｑ軸の目標電流に値０を設定し、該設定したｄ軸およびｑ軸の目標電流と該計算したｄ軸およびｑ軸の電流とに基づいて前記電動機を制御する手段である
車両。
【請求項９】
前記モータリング手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段である請求項１ないし８いずれか記載の車両。
【請求項１０】
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された駆動軸とに接続され前記駆動軸への駆動力の出力を伴って前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、前記駆動軸に回転子が接続され、固定子の回転磁界により該回転子を回転駆動させて該駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記モータリング手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
停車中に前記モータリング手段により前記内燃機関をモータリングして始動させる際、前記モータリング手段から出力される駆動力と前記内燃機関の出力軸の回転位置とに基づいて回転制限駆動力範囲を設定すると共に前記駆動軸に作用する該設定した回転制限駆動力範囲内の駆動力に対して該駆動軸の回転を制限できる程度をもって前記固定子の磁界の向きが固定されるよう前記電動機を制御する、
車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両としては、エンジンと、エンジンにキャリアが接続された遊星歯車機構と、遊星歯車機構のサンギヤに接続された第１モータと、遊星歯車機構のリングギヤと駆動輪とに連結されたリングギヤ軸にロータが接続された第２モータと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、停車時にエンジンの始動が要求されたときに、第２モータのロータの回転位置に基づいてロック位置（例えば、６カ所から１つを選択）を設定し、三相コイルのうち設定したロック位置に対応する二相に直流を通電させることによって第２モータのステータに固定磁界を形成させてリングギヤ軸をロックさせ、ロックさせた後に第１モータによりエンジンをモータリングして始動させることにより、エンジンを始動させる際に車両にショックや揺れが生じるのを抑制している。
【特許文献１】特開２００６−８１３２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の車両では、停車中にエンジンをモータリングして始動させる際に、第２モータのステータに固定磁界を形成させてリングギヤ軸をロックさせることにより、車両にショックや揺れが生じるのを抑制することができるものの、リングギヤ軸をロックさせるのに必要以上の電流を第２モータに通電させている可能性がある。リングギヤ軸をロックさせる際には、車両にショックや揺れが生じるのを抑制できる範囲でできるだけエネルギ効率の向上を図ることが望まれる。
【０００４】
本発明の車両およびその制御方法は、停車中に内燃機関をモータリングして始動させる際に駆動軸の回転を制限するものにおいて、駆動軸の回転を制限する際の電力消費を抑制することを目的の一つとする。また、本発明の車両やその制御方法は、停車中に内燃機関をモータリング始動させる際に車両に揺れやショックを生じるのを抑制することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の車両およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の第１の車両は、
内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された駆動軸とに接続され、前記駆動軸への駆動力の出力を伴って前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、
前記駆動軸に回転子が接続され、固定子の回転磁界により該回転子を回転駆動させて該駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記モータリング手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
停車中に前記モータリング手段により前記内燃機関をモータリングして始動させる際、前記モータリング手段から出力される駆動力と前記検出された回転位置とに基づいて回転制限駆動力範囲を設定すると共に前記駆動軸に作用する該設定した回転制限駆動力範囲内の駆動力に対して該駆動軸の回転を制限できる程度をもって前記固定子の磁界の向きが固定されるよう前記電動機を制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
本発明の車両では、停車中にモータリング手段により内燃機関をモータリングして始動させる際には、モータリング手段から出力される駆動力と内燃機関の出力軸の回転位置とに基づいて回転制限駆動力範囲を設定すると共に駆動軸に作用する回転制限駆動力範囲内の駆動力に対して駆動軸の回転を制限できる程度をもって固定子の磁界の向きが固定されるよう電動機を制御する。即ち、モータリング手段から出力される駆動力と内燃機関の出力軸の回転位置とに基づく回転制限駆動力範囲を用いて固定子の磁界の向きを固定するのである。したがって、回転制限駆動力範囲が広いほど、即ち、より大きな駆動力に対して駆動軸の回転を制限できるようにするほど電動機に通電させる電流が大きくなる車両では、回転位置を用いてより適正な回転制限駆動力範囲を設定すれば、回転位置を考慮しないものに比して電動機による電力消費を抑制しつつ車両にショックや揺れを生じるのを抑制することができる。
【０００８】
こうした本発明の車両において、前記制御手段は、前記モータリング手段から出力される駆動力に基づく基本回転制限駆動力範囲に対して前記検出された回転位置に基づいて補正した範囲を前記回転制限駆動力範囲として設定する手段であるものとすることもできる。
【０００９】
また、前記制御手段は、前記基本回転制限駆動力範囲に対して前記内燃機関のモータリングを開始する際の前記検出された回転位置である開始時回転位置に基づいて補正した範囲を前記回転制限駆動力範囲として設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、開始時回転位置に応じて許容駆動力範囲を設定することができる。
【００１０】
この基本回転制限駆動力範囲に対して開始時回転位置に基づいて補正した範囲を回転制限駆動力範囲として用いる態様の本発明の車両において、前記制御手段は、前記内燃機関のモータリングを開始してから所定の条件が成立するまでは、該所定の条件が成立した後の程度以下の程度をもって前記基本回転制限駆動力範囲を補正した範囲を前記回転制限駆動力範囲として設定する手段であるものとすることもできる。この場合、前記制御手段は、前記所定の条件が成立するまでは、前記開始時回転位置が前記内燃機関のモータリングを開始してから最初に上死点を超える気筒に対して該上死点に近い位置であるほど小さい程度をもって前記基本回転制限駆動力範囲を補正した範囲を前記回転制限駆動力範囲として設定する手段であるものとすることもできる。これは、内燃機関のモータリングを開始してから少なくともいずれかの気筒が上死点を超えるまでは、通常、モータリングを開始してから最初に上死点を超える気筒がモータリング開始時に上死点に近いほど駆動軸に作用する駆動力の変動は小さくなることに基づく。また、前記内燃機関は複数の気筒を有するものであり、前記所定の条件は前記内燃機関のいずれかの気筒が上死点を超える条件であるものとすることもできる。ここで、内燃機関のいずれかの気筒が上死点を超えたか否かは、例えば、回転位置検出手段により検出された回転位置に基づいて判定することができる。さらに、前記所定の条件は、前記内燃機関のモータリングを開始してから所定時間が経過する条件であるものとすることもできる。
【００１１】
本発明の第１または第２の車両において、前記電動機の回転子の回転位置を検出する回転位置検出手段と、前記検出された回転位置に基づいて制御用電気角を設定する制御用電気角設定手段と、を備え、前記電動機は、３相交流電動機であり、前記制御手段は、前記設定された制御用電気角を用いて前記電動機の各相に通電される電流を３相−２相変換してｄ軸およびｑ軸の電流を計算し、前記設定した回転制限駆動力範囲に基づいて前記制御用電気角におけるｄ軸の目標電流を設定すると共に該制御用電気角におけるｑ軸の目標電流に値０を設定し、該設定したｄ軸およびｑ軸の目標電流と該計算したｄ軸およびｑ軸の電流とに基づいて前記電動機を制御する手段であるものとすることもできる。
【００１２】
また、本発明の第１または第２の車両において、前記モータリング手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段であるものとすることもできる。
【００１３】
本発明の車両の制御方法であって、
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された駆動軸とに接続され前記駆動軸への駆動力の出力を伴って前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、前記駆動軸に回転子が接続され、固定子の回転磁界により該回転子を回転駆動させて該駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記モータリング手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
停車中に前記モータリング手段により前記内燃機関をモータリングして始動させる際、前記モータリング手段から出力される駆動力と前記内燃機関の出力軸の回転位置とに基づいて回転制限駆動力範囲を設定すると共に前記駆動軸に作用する該設定した回転制限駆動力範囲内の駆動力に対して該駆動軸の回転を制限できる程度をもって前記固定子の磁界の向きが固定されるよう前記電動機を制御する、
ことを要旨とする。
【００１４】
本発明の車両の制御方法では、停車中にモータリング手段により内燃機関をモータリングして始動させる際には、モータリング手段から出力される駆動力と内燃機関の出力軸の回転位置とに基づいて回転制限駆動力範囲を設定すると共に駆動軸に作用する回転制限駆動力範囲内の駆動力に対して駆動軸の回転を制限できる程度をもって固定子の磁界の向きが固定されるよう電動機を制御する。即ち、モータリング手段から出力される駆動力と内燃機関の出力軸の回転位置とに基づく回転制限駆動力範囲を用いて固定子の磁界の向きを固定するのである。したがって、回転制限駆動力範囲が広いほど、即ち、より大きな駆動力に対して駆動軸の回転を制限できるようにするほど電動機に通電させる電流が大きくなる車両では、回転位置を用いてより適正な回転制限駆動力範囲を設定すれば、回転位置を考慮しないものに比して電動機による電力消費を抑制しつつ車両にショックや揺れを生じるのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００１７】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する複数気筒（例えば、４気筒）の内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、クランクシャフト２６の回転位置（クランク角ＣＡ）を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランクシャフト２６のクランクポジション（クランク角ＣＡ）などエンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号が図示しない入力ポートを介して入力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００１８】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介してモータＭＧ２がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００１９】
ギヤ機構６０には、ファイナルギヤ６０ａに取り付けられたパーキングギヤ９２と、パーキングギヤ９２と噛み合ってその回転駆動を停止した状態でロックするパーキングロックポール９４と、からなるパーキングロック機構９０が取り付けられている。パーキングロックポール９４は、他のポジションから駐車ポジション（Ｐポジション）への操作信号または駐車ポジションから他のポジションへの操作信号を入力したハイブリッド用電子制御ユニット７０により図示しないアクチュエータが駆動制御されることによって作動し、パーキングギヤ９２との噛合およびその解除によりパーキングロックおよびその解除を行なう。ファイナルギヤ６０ａは機械的に駆動輪６３ａ，６３ｂに接続されているから、パーキングロック機構９０は間接的に駆動輪６３ａ，６３ｂをロックしていることになる。
【００２０】
図２は、モータＭＧ１，ＭＧ２を中心とした電気駆動系の構成の概略を示す構成図である。モータＭＧ１，ＭＧ２は、図１および図２に示すように、いずれも永久磁石が貼り付けられたロータ４５ａ，４６ａと三相コイルが巻回されたステータ４５ｂ，４６ｂとを有し、発電機として駆動できると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２は、いずれも６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６，Ｔ７〜Ｔ１２とトランジスタＴ１〜Ｔ６，Ｔ７〜Ｔ１２に逆並列接続された６個のダイオードＤ１〜Ｄ６，Ｄ７〜Ｄ１２とにより構成されている。各６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６，Ｔ７〜Ｔ１２は、バッテリ５０の正極が接続された正極母線とバッテリ５０の負極が接続された負極母線とに対してソース側とシンク側とになるよう２個ずつペアで配置され、その接続点にモータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、対をなすトランジスタＴ１〜Ｔ６，Ｔ７〜Ｔ１２のオン時間の割合を調節することにより三相コイルに回転磁界を形成でき、モータＭＧ１，ＭＧ２を回転駆動することができる。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線から構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０は、ＣＰＵ４０ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ４０ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ４０ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ４０ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２のロータ４５ａ，４６ａの回転位置θｍ１，θｍ２や、モータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイルのＵ相，Ｖ相に流れる相電流を検出する電流センサ４５Ｕ，４５Ｖ，４６Ｕ，４６Ｖからの相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２のトランジスタＴ１〜Ｔ６，Ｔ７〜Ｔ１２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２１】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【００２２】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、パーキングロック機構９０の図示しないアクチュエータへの駆動信号などが出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。なお、実施例の電気自動車２０では、シフトポジションセンサ８２により検出するシフトレバー８１のポジションとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や中立ポジション（Ｎポジション），ドライブポジション（Ｄポジション），リバースポジション（Ｒポジション）などがある。
【００２３】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２４】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にシフトポジションＳＰが駐車ポジションの状態でエンジン２２を始動させる際の動作について説明する。図３は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駐車ポジション時始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、シフトポジションＳＰが駐車ポジションの状態でエンジン２２の始動指示がなされたときに実行される。
【００２５】
駐車ポジション時始動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、クランク角ＣＡやエンジン２２の回転数Ｎｅ，モータリング経過時間ｔを入力する（ステップＳ１００）。ここで、クランク角ＣＡは、クランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ２３により検出されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクポジションセンサ２３により検出されたクランク角ＣＡに基づいて図示しない回転数算出ルーチンにより計算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。さらに、モータリング経過時間ｔは、停止状態のエンジン２２のモータリングが開始されてからの時間として図示しないタイマにより計測された時間を入力するものとした。
【００２６】
続いて、フラグＦの値を調べ（ステップＳ１１０）、フラグＦが値０のときには、クランク角ＣＡを初期クランク角ＣＡｓｅｔとして設定すると共に（ステップＳ１２０）、フラグＦに値１を設定して（ステップＳ１３０）、ステップＳ１４０の処理に進む。一方、フラグＦが値１のときには、ステップＳ１２０，Ｓ１３０の処理を行なわずにステップＳ１４０の処理に進む。ここで、フラグＦは、初期値として値０が設定されると共に初期クランク角ＣＡｓｅｔが設定されたときに値１が設定されるフラグである。したがって、ステップＳ１１０〜Ｓ１３０の処理は、このルーチンが実行されてから初回に実行されるとき、即ち、エンジン２２のモータリングを開始するときのクランク角ＣＡを初期クランク角ＣＡｓｅｔとして設定する処理となる。
【００２７】
そして、エンジン２２の回転数Ｎｅやモータリング経過時間ｔを用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１４０）。モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊は、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅやモータリング経過時間ｔとモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊との関係を予め定めてトルク指令設定用マップとして記憶しておき、エンジン２２の回転数Ｎｅやモータリング経過時間ｔが与えられると記憶したマップから対応するトルク指令Ｔｍ１＊を導出して設定するものとした。トルク指令設定用マップの一例を図４に示す。図４のトルク指令設定用マップでは、図示するように、エンジン２２の始動指示がなされた時刻ｔ１の直後からレート処理を用いて迅速に比較的大きなトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定してエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させる。続いて、エンジン２２の回転数Ｎｅが共振回転数帯を通過したか共振回転数帯を通過するのに必要な時間以降の時刻ｔ２に、エンジン２２を安定して所定回転数Ｎｒｅｆ以上でモータリングすることができるトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、電力消費や駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにおける反力を小さくする。ここで、所定回転数Ｎｒｅｆは、燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数であり、実施例では、共振回転数帯より余裕をもって大きな回転数を設定するものとした。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆに至った時刻ｔ３からレート処理を用いて迅速にトルク指令Ｔｍ１＊を値０とし、エンジン２２の完爆が判定された時刻ｔ４に終了する。このようにエンジン２２の始動指示がなされた直後に大きなトルクをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定してエンジン２２をモータリングすることにより、迅速にエンジン２２を所定回転数Ｎｒｅｆ以上に回転させて始動させることができる。
【００２８】
次に、エンジン２２のモータリングが開始されてからエンジン２２のいずれかの気筒が上死点を超えたか否かを判定する（ステップＳ１５０）。この判定は、例えば、モータリング経過時間ｔがエンジン２２をモータリングする際にエンジン２２のいずれかの気筒が上死点を超えるのに要する時間（以下、超上死点時間ＴＴＤＣという）を超えたか否かを判定することにより行なったり、クランク角ＣＡを調べることにより行なったりすることができる。前者の場合、超上死点時間ＴＴＤＣは、初期クランク角ＣＡｓｅｔと超上死点時間ＴＴＤＣとの関係を予め実験などにより定めておき、初期クランク角ＣＡｓｅｔが与えられると記憶した超上死点時間ＴＴＤＣを導出して用いることができる。この場合、超上死点時間ＴＴＤＣは、初期クランク角ＣＡｓｅｔがエンジン２２のモータリングを開始してから最初に上死点を超える気筒（以下、この気筒を１番気筒という）における上死点に近いほど短くなる傾向に設定される。
【００２９】
ステップＳ１５０で未だエンジン２２のいずれの気筒も上死点を超えていないと判定されたときには、初期クランク角ＣＡｓｅｔに基づいて正の補正トルクＴαを設定し（ステップＳ１６０）、いずれかの気筒が上死点を超えたと判定されときには正の所定トルクＴ１を補正トルクＴαとして設定する（ステップＳ１７０）。ここで、所定トルクＴ１は、初期クランク角ＣＡｓｅｔに拘わらず略同一のトルク変動がリングギヤ軸３２ａに作用するときのリングギヤ軸３２ａに作用するトルク変動の振幅やそれよりも若干大きい値などを用いることができ、予め実験などにより定めることができる。また、エンジン２２のいずれの気筒も上死点を超えていないときの補正トルクＴαは、実施例では、初期クランク角ＣＡｓｅｔと補正トルクＴαとの関係を予め実験などにより定めて補正トルク設定用マップとして記憶しておき、初期クランク角ＣＡｓｅｔが与えられると記憶したマップから対応する補正トルクＴαを導出して設定するものとした。補正トルク設定用マップの一例を図５に示す。図５の例では、４気筒のエンジン２２を用いた場合を考えている。図中、「ＴＤＣ」や「ＢＤＣ」は、１番気筒における上死点や下死点を示す。補正トルクＴαは、図示するように、初期クランク角ＣＡｓｅｔが１番気筒における上死点に近いほど即ち下死点側から上死点側に向かうほど値Ｔ１から値０やそれよりも若干大きい値に向けて小さくなる傾向に設定するものとした。これは、以下の理由に基づく。エンジン２２をモータリングする際にエンジン２２のフリクションによってリングギヤ軸３２ａに作用するトルク変動の様子の一例を図６に示す。図中、○印は初期クランク角ＣＡｓｅｔを示す。図中、実線は初期クランク角ＣＡｓｅｔが１番気筒における比較的上死点側の位置のときの様子を示し、破線は初期クランク角ＣＡｓｅｔが１番気筒における上死点と下死点との略中間の位置のときの様子を示し、一点鎖線は初期クランク角ＣＡｓｅｔが１番気筒における比較的下死点側の位置のときの様子を示す。図示するように、初期クランク角ＣＡｓｅｔが１番気筒における比較的上死点側（実線参照）の位置のときには１番気筒が上死点を超える（図中、クランク角ＣＡが「ＴＤＣ１」を超える）までのトルク変動は比較的小さく、初期クランク角ＣＡｓｅｔが１番気筒における比較的下死点側（図中一点鎖線参照）の位置のときには１番気筒が上死点を超えるまでのトルク変動は比較的大きい。そして、１番気筒が上死点を超えた後は、次の気筒が上死点を超える（図中、クランク角ＣＡが「ＴＤＣ２」を超える）までの間に初期クランク角ＣＡｓｅｔによるトルク変動の差はなくなり、その後は初期クランク角ＣＡｓｅｔに拘わらず略同一のトルク変動がリングギヤ軸３２ａに作用する。したがって、実施例では、１番気筒が上死点を超えるまでは、必要以上に大きなトルクが補正トルクＴαとして用いられるのを回避するために、初期クランク角ＣＡｓｅｔに基づいて値０から値Ｔ１の間のトルクを補正トルクＴαとして設定するものとした。必要以上に大きなトルクを補正トルクＴαとして用いるのを回避するのは、モータＭＧ２の電力消費を抑制するためであるが、この点について詳細は後述する。
【００３０】
そして、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと設定した補正トルクＴαとに基づいて次式（１）によりモータＭＧ１から出力されるトルクとエンジン２２のフリクションによりリングギヤ軸３２ａに作用するトルク変動とを考慮した回転制限制御用トルクＴｍ２を計算する（ステップＳ１８０）。モータＭＧ１によりエンジン２２がモータリングされる際の動力分配統合機構３０の回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図７に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２であるリングギヤ３２（リングギヤ軸３２ａ）の回転数Ｎｒを示す。また、図中、Ｒ軸上の太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクを示す。式（１）は、図７の共線図から容易に導き出すことができる。ここで、回転制限制御用トルクＴｍ２は、モータＭＧ２のステータ４６ｂに形成される磁界の向きを固定することによりモータＭＧ２のロータ４６ａ（動力軸としてのリングギヤ軸３２ａ）が回転しないようにする制御（以下、こうした制御を回転制限制御という）を実行する際にモータＭＧ２に通電させる電流値を設定するために用いるトルクである。前述したように、補正トルクＴαには正の値が設定されるから、回転制限制御用トルクＴｍ２は、トルク（−Ｔｍ１＊／ρ）に比して大きい値が設定されることになる。以下、図３の駐車ポジション時始動制御ルーチンの説明を一旦中断し、回転制限制御について図８を用いて説明する。
【００３１】
【数１】
2008143468.tif 000003
【００３２】
モータＭＧ２を制御する際には、図８に示すように、モータＭＧ２のステータ４６ｂには、電流が通電されたＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各々で形成される磁界を合成した合成磁界（図中、実線太線矢印参照）が形成される。回転制限制御では、この合成磁界が回転しないようにモータＭＧ２を制御する。以下、こうした回転しない合成磁界を固定磁界と呼ぶ。固定磁界の向きがモータＭＧ２のロータ４６ａの永久磁石により形成される磁界の向き（ｄ−ｑ座標系におけるｄ軸の向き）と一致するときには、モータＭＧ２から駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにはトルクは出力されない。しかしながら、リングギヤ軸３２ａにトルクが作用することによってロータ４６ａが回転してステータ４６ｂに形成される固定磁界の向きとロータ４６ａの現在の磁界の向き（ｄ軸の向き）とがズレると、ステータ４６ｂに形成される固定磁界の向きとロータ４６ａの現在の磁界の向きとが一致する方向にズレに応じてロータ４６ａにトルクが作用し（以下、このトルクを吸引トルクという）、リングギヤ軸３２ａに作用するトルクと吸引トルクとが釣り合う位置でロータ４６ａは停止する。ここで、吸引トルクは、固定磁界の向きとロータ４６ａの現在の磁界の向きとのズレが電気角でπ／２以下の範囲内のときにはそのズレが大きいほど大きくなり、且つ、固定磁界を形成させるためにステータ４６ｂの三相コイルに通電させる電流値が大きいほど大きくなる。前述の回転制限制御用トルクＴｍ２は、固定磁界を形成させるための電流値を設定する際に用いられる。実施例では、回転制限制御用トルクＴｍ２を用いて、ステータ４６ｂに形成される固定磁界の向きとロータ４６ａの現在の磁界の向きとのズレが所定範囲内（例えば、ギヤ機構６０などで歯打ちを生じない範囲や、車両にショックや揺れを生じない範囲，リングギヤ軸３２ａがほとんど回転しない範囲など）となるようにステータ４６ｂの三相コイルに通電させる電流値を設定するのである。ここで、所定範囲は、ギヤ機構における各ギヤの円ピッチや歯厚，歯溝の幅，バックラッシュなど車両の仕様に応じて設定することができる。この場合、三相コイルに大きな電流を通電させるほどモータＭＧ２による電力消費は大きくなるため、できるだけこの電力消費を抑制しつつ、ステータ４６ｂに形成される固定磁界の向きとロータ４６ａの現在の磁界の向きとのズレが所定範囲内となるようにすることが望ましい。なお、ｄ−ｑ座標系において、ｄ軸はロータ４６ａに貼り付けられた永久磁石により形成される磁界の方向であり、ｑ軸はｄ軸に対して電気角でπ／２だけ進角させた方向である。
【００３３】
図３の駐車ポジション時始動制御ルーチンの説明に戻る。ステップＳ１８０で回転制限制御用トルクＴｍ２を設定すると、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊や回転制限制御用トルクＴｍ２をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ１９０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆに至っているか否かを判定し（ステップＳ２００）、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆに至っていないときにはステップＳ１００に戻り、ステップＳ１００〜Ｓ２００の処理を繰り返し実行してステップＳ２００でエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆに至っていると判定されたときに燃料噴射制御や点火制御の開始をエンジンＥＣＵ２４に指示して（ステップＳ２１０）、完爆するのを待って（ステップＳ２２０）、駐車ポジション時始動制御ルーチンを終了する。ここで、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊や回転制限制御用トルクＴｍ２を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されるようインバータ４１のトランジスタＴ１〜Ｔ６のスイッチング制御を行なうと共に図９に例示する回転制限制御用トルク受信時第２モータ制御ルーチンを実行する。このように、実施例では、エンジン２２を始動させるためにモータＭＧ１によりエンジン２２をモータリングする際には、回転制限制御用トルクＴｍ２を用いて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａが回転しないようにするのである。
【００３４】
次に、図９の回転制限制御用トルク受信時第２モータ制御ルーチンについて説明する。このルーチンは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０から回転制限制御用トルクＴｍ２を受信したときに実行される。回転制限制御用トルク受信時第２モータ制御ルーチンが実行されると、モータＥＣＵ４０のＣＰＵ４０ａは、まず、電流センサ４６Ｕ，４６Ｖからの三相コイルのＵ相，Ｖ相に流れる相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２や回転制限制御用トルクＴｍ２など制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ３００）。ここで、回転制限制御用トルクＴｍ２は、前述の図３の駐車ポジション時始動制御ルーチンにより設定されたものをハイブリッド用電子制御ユニット７０から通信により入力するものとした。
【００３５】
続いて、フラグＧの値を調べ（ステップＳ３１０）、フラグＧが値０のときには、回転位置検出センサ４４からのモータＭＧ２のロータ４６ａの回転位置θｍ２を入力すると共に（ステップＳ３２０）、入力したモータＭＧ２のロータ４６ａの回転位置θｍ２に基づいて電気角θｅ２を計算し（ステップＳ３３０）、計算した電気角θｅ２を制御用電気角θｅｓｅｔとして設定し（ステップＳ３４０）、フラグＧに値１を設定する（ステップＳ３５０）。そして、フラグＧに値１が設定されると、次回以降はステップＳ３２０〜Ｓ３５０の処理を行なわない。ここで、フラグＧは、初期値として値０が設定され、制御用電気角θｅｓｅｔを設定したときに値１が設定され、その後に所定時間に亘ってハイブリッド用電子制御ユニット７０から回転制限制御用トルクＴｍ２の受信が途絶えたとき（シフトポジションＳＰがドライブポジションなどにシフト操作されて走行を行なうときなど回転制限制御の実行を停止するとき）に値０が設定されるフラグである。したがって、ステップＳ３２０〜Ｓ３５０の処理は、シフトポジションＳＰが駐車ポジションの状態でエンジン２２の始動指示がなされてこのルーチンが初めて実行されるときのモータＭＧ２のロータ４６ａの回転位置θｍ２を用いて制御用電気角θｅｓｅｔを設定する処理となる。
【００３６】
続いて、モータＭＧ２の三相コイルのＵ相，Ｖ相，Ｗ相に流れる相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２の総和を値０として制御用電気角θｅｓｅｔを用いて次式（２）により相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２をｄ軸およびｑ軸の電流Ｉｄ２，Ｉｑ２に座標変換（３相−２相変換）し（ステップＳ３６０）、回転制限制御用トルクＴｍ２に基づいて制御用電気角θｅｓｅｔにおけるｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊を設定すると共にｑ軸の電流指令Ｉｑ２＊に値０を設定する（ステップＳ３７０）。ｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊は、実施例では、回転制限制御用トルクＴｍ２に基づいて、回転制限制御用トルクＴｍ２以下の絶対値のトルク（値（−Ｔｍ２）〜値Ｔｍ２の範囲内のトルク）が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用したときにリングギヤ軸３２ａが回転しないようにすることができる電流値、即ち、ステータ４６ｂに形成される固定磁界の向きとロータ４６ａの現在の磁界の向きとのズレが所定範囲内（例えば、ギヤ機構６０などで歯打ちを生じない範囲内や、車両にショックや揺れを生じない範囲，リングギヤ軸３２ａがほとんど回転しない範囲内など）となる電流値を設定するものとした。したがって、回転制限制御用トルクＴｍ２が大きいほど大きくなる傾向にｄ軸の電流指令Ｉｄ２＊を設定することになる。
【００３７】
【数２】
2008143468.tif 000004
【００３８】
こうして電流指令Ｉｄ２＊，Ｉｑ２＊を設定すると、設定した電流指令Ｉｄ２＊，Ｉｑ２＊と電流Ｉｄ２，Ｉｑ２とを用いて次式（３）および式（４）によりｄ軸およびｑ軸の電圧指令Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊を計算すると共に（ステップＳ３８０）、計算したｄ軸およびｑ軸の電圧指令Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊を制御用電気角θｅｓｅｔを用いて次式（５）および式（６）によりモータＭＧ２の三相コイルのＵ相，Ｖ相，Ｗ相に印加すべき電圧指令Ｖｕ２＊，Ｖｖ２＊，Ｖｗ２＊に座標変換（２相−３相変換）し（ステップＳ３９０）、座標変換した電圧指令Ｖｕ２＊，Ｖｖ２＊，Ｖｗ２＊をインバータ４２のトランジスタＴ７〜Ｔ１２をスイッチングするためのＰＷＭ信号に変換し（ステップＳ４００）、変換したＰＷＭ信号をインバータ４２のトランジスタＴ７〜Ｔ１２に出力することによりモータＭＧ２を駆動制御して（ステップＳ４１０）、回転制限制御用トルク受信時第２モータ制御ルーチンを終了する。ここで、式（３）および式（４）中、「ｋ１」および「ｋ３」は比例係数であり、「ｋ２」および「ｋ４」は積分係数である。このようにモータＭＧ２を制御することにより、モータＭＧ１によりエンジン２２をモータリングする際に、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａは、エンジン２２のモータリングを開始する際のロータ４６ａの回転位置θｍ２に対応する電気角θｅ２である制御用電気角θｅｓｅｔにおけるｄ軸の向き（固定磁界の向き）とロータ４６ａの現在のｄ軸の向きとのズレが所定範囲内となる位置で停止する。これにより、エンジン２２をモータリングする際にギヤ機構６０でガタ打ちが生じたり車両にショックや揺れが生じるのを抑制することができる。しかも、モータＭＧ１から出力されるトルクＴｍ１と、エンジン２２のフリクションによりリングギヤ軸３２ａに作用するトルク変動と、に基づく回転制限制御用トルクＴｍ２を用いてステータ４６ｂに固定磁界を形成させるから、エンジン２２のフリクションに基づくトルク変動を考慮しないものに比してより適正な電流をモータＭＧ２に通電させてリングギヤ軸３２ａの回転を制限することができる。即ち、エンジン２２のフリクションに基づくトルク変動に拘わらず比較的大きな回転制限制御用トルクＴｍ２（例えば、１番気筒が上死点を超えたか否かに拘わらず所定トルクＴ１やそれよりも若干大きいトルクＴ１などが設定された回転制限制御用トルクＴｍ２）を用いて比較的大きな電流をモータＭＧ２に通電させるものに比してモータＭＧ２による電力消費を抑制することができ、エンジン２２のフリクションを考慮せずにモータＭＧ１から出力されるトルクＴｍ１の絶対値を回転制限制御用トルクＴｍ２として用いるものに比してリングギヤ軸３２ａが回転するのをより確実に制限することができる。
【００３９】
【数３】
2008143468.tif 000005
【００４０】
なお、実施例では、シフトポジションＳＰが駐車ポジションの状態でエンジン２２をモータリングして始動する際の動作について説明したが、シフトポジションＳＰが駐車ポジション以外のポジションのときでも、車速Ｖが略値０で且つブレーキペダル８５が踏み込まれているなどの停車中にモータＭＧ１によりエンジン２２をモータリングして始動させる際には、実施例と同様に、図３や図９のルーチンを実行するものとしてもよい。
【００４１】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、シフトポジションＳＰが駐車ポジションのときなど停車中にモータＭＧ１によりエンジン２２をモータリングして始動させる際には、モータＭＧ１から出力されるトルクＴｍ１に加えて、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角ＣＡに応じたエンジン２２のフリクションによってリングギヤ軸３２ａに作用するトルク変動を考慮して回転制限制御用トルクＴｍ２を設定すると共に設定した回転制限制御用トルクＴｍ２が大きいほど大きくなる傾向の電流をモータＭＧ２に通電させてステータ４６ｂに固定磁界を形成させるから、クランク角ＣＡに応じてリングギヤ軸３２ａに作用するトルク変動を考慮しないものに比して電動機による電力消費を抑制しつつ車両にショックや揺れが生じるのを抑制することができる。しかも、リングギヤ軸３２ａに作用するトルク変動を考慮して回転制限制御用トルクＴｍ２を設定する際に、初期クランク角ＣＡｓｅｔが１番気筒における上死点に近いほど小さくなる傾向の正の補正トルクＴαを用いて回転制限制御用トルクＴｍ２を設定するから、初期クランク角ＣＡｓｅｔに応じてよりモータＭＧ２による電力消費を抑制することができる。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、１番気筒が上死点を超えたと判定されるまでは初期クランク角ＣＡｓｅｔに基づいて正の補正トルクＴαを設定し、１番気筒が上死点を超えたと判定された後は正の所定トルクＴ１を補正トルクＴαとして設定するものとしたが、１番気筒が上死点を超えたか否かに拘わらず、クランク角ＣＡに基づいて補正トルクＴαを設定するものとしてもよいし、初期クランク位置ＣＡｓｅｔとモータリング経過時間ｔとに基づいて補正トルクＴαを設定するものとしてもよい。前者の場合、補正トルクＴαは、例えば、図６に例示したエンジン２２をモータリングする際にエンジン２２のフリクションによってリングギヤ軸３２ａに作用するトルク変動の様子を用いて、即ち図６のクランク角ＣＡとリングギヤ軸３２ａに作用するトルク変動との関係を用いて、クランク角ＣＡと補正トルクＴαとの関係を予め定めてマップとして記憶しておき、クランク角ＣＡが与えられると記憶したマップから対応する補正トルクＴαを導出して設定するものとしてもよい。この場合、エンジン２２のフリクションによってリングギヤ軸３２ａに作用するトルク変動が、モータＭＧ１から出力されてリングギヤ軸３２ａに作用するトルク（−Ｔｍ１＊／ρ）に対してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクを大きくする方向の変動であるときには補正トルクＴαに正の値を設定し、モータＭＧ１から出力されてリングギヤ軸３２ａに作用するトルク（−Ｔｍ１＊／ρ）に対してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクを小さくする方向の変動であるときには補正トルクＴαに負の値を設定するものとしてもよい。後者の場合、即ち、初期クランク位置ＣＡｓｅｔとモータリング経過時間ｔとに基づいて補正トルクＴαを設定する場合、初期クランク位置ＣＡｓｅｔとモータリング経過時間ｔとリングギヤ軸３２ａに作用するトルク変動との関係を用いて、初期クランク位置ＣＡｓｅｔとモータリング経過時間ｔと補正トルクＴαとの関係を予め定めてマップとして記憶しておき、初期クランク位置ＣＡｓｅｔとモータリング経過時間ｔとが与えられると記憶したマップから対応する補正トルクＴαを導出して設定するものとしてもよい。この場合も、前者の場合と同様に、リングギヤ軸３２ａに作用するトルク変動の方向に応じて補正トルクＴαに正または負の値を設定するものとしてもよい。これらのように設定した補正トルクＴαを用いて設定した回転制限制御用トルクＴｍ２を用いてモータＭＧ２に電流を通電させてステータ４６ｂに固定磁界を形成させれば、モータＭＧ２による電力消費をより抑制することができる。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２のいずれかの気筒が上死点を超えるまで所定トルクＴ１よりも小さい補正トルクＴαを用いて回転制限制御用トルクＴｍ２を設定するものとしたが、エンジン２２のいずれかの気筒が上死点を超える若干前までや若干後まで所定トルクＴ１よりも小さい補正トルクＴαを用いて回転制限制御用トルクＴｍ２を設定するものとしてもよい。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、クランク角ＣＡとして、クランクポジションセンサ２３により検出されてエンジンＥＣＵ２４からハイブリッド用電子制御ユニット７０に通信により入力されたものを用いるものとしたが、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２のロータ４５ａ，４６ａの回転位置θｍ１，θｍ２をモータＥＣＵ４０からハイブリッド用電子制御ユニット７０に通信により入力するものでは、モータＭＧ１，ＭＧ２のロータ４５ａ，４６ａの回転位置θｍ１，θｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて計算したものを用いるものとしてもよい。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２として、複数気筒のものを用いるものとしたが、単気筒のものを用いるものとしてもよい。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆに至ったときに点火制御を開始するものとしたが、エンジン２２のモータリングが開始されたときに図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいて行なわれる気筒判別が完了したときに点火制御を開始するものとしてもよい。
【００４７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２として三相交流電動機を用いるものとしたが、三相以外の多相交流電動機を用いるものとしてもよい。
【００４８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１０の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１０における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００４９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１１の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。
【００５０】
ここで、実施例や変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、エンジン２２のクランクシャフト２６と駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとに接続された動力分配統合機構３０と動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ１とが「モータリング手段」に相当し、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにロータ４６ａが接続されステータ４６ｂの回転磁界によりロータ４６ａを回転駆動させてリングギヤ軸３２ａに動力を入出力するモータＭＧ２が「電動機」に相当し、モータＭＧ１およびモータＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置（クランク角ＣＡ）を検出するクランクポジションセンサ２３が「回転位置検出手段」に相当し、シフトポジションＳＰが駐車ポジションにあるときなど停車中にエンジン２２をモータリングして始動する際には、モータＭＧ１から出力されるトルクＴｍ１に加えてエンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角ＣＡを考慮して回転制限制御用トルクＴｍ２を設定すると共に設定した回転制限制御用トルクＴｍ２をモータＥＣＵ４０に送信するＳ１４０〜Ｓ１９０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０やハイブリッド用電子制御ユニット７０から受信した回転制限制御用トルクＴｍ２が大きいほど大きくなる傾向の電流をモータＭＧ２に通電させてステータ４６ｂに固定磁界が形成されるようモータＭＧ２を制御するＳ３００〜Ｓ４１０の処理を実行するモータＥＣＵ４０が「制御手段」に相当する。なお、実施例や変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００５１】
実施例では、こうしたハイブリッド自動車２０の形態として用いるものとしたが、自動車以外の車両の形態としてもよいし、こうした車両の制御方法の形態としてもよい。
【００５２】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】モータＭＧ１，ＭＧ２を中心とした電気駆動系の構成の概略を示す構成図である。
【図３】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駐車ポジション時始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】トルク指令設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】補正トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図６】エンジン２２をモータリングする際のクランク角ＣＡとエンジン２２のフリクションによってリングギヤ軸３２ａに作用するトルク変動との関係の一例を示す説明図である。
【図７】モータＭＧ１によりエンジン２２がモータリングされる際の動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。
【図８】回転制限制御について説明するための説明図である。
【図９】モータＥＣＵ４０により実行される回転制限制御用トルク受信時第２モータ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１０】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１１】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
２０，１２０，２２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  動力分配統合機構、３１  サンギヤ、３２  リングギヤ、３２ａ  リングギヤ軸、３３  ピニオンギヤ、３４  キャリア、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、５０  バッテリ、５１  温度センサ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４  電力ライン、６０  ギヤ機構、６２  デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ  駆動輪、６４ａ，６４ｂ  車輪、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、２３０  対ロータ電動機、２３２  インナーロータ  ２３４  アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ、Ｄ１〜Ｄ６  ダイオード、Ｔ１〜Ｔ１２  トランジスタ。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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