(57)【要約】【課題】ハイブリッド車の低温始動性を向上させる。【解決手段】エンジン１０４、エンジンの始動を行うモータジェネレータ１０５、モータジェネレータを制御するインバータ１０８、および、インバータを介してモータジェネレータに電力を供給するバッテリ１１１を少なくとも備えたハイブリッド車のエンジン始動制御装置において、車両コントローラ１０２は、バッテリの状態に基づいて、バッテリの出力可能電力を算出するとともに、エンジンを始動するために、バッテリからモータジェネレータに供給する必要のある電力（以下、必要電力）を算出し、出力可能電力が必要電力以上となるように、モータジェネレータの目標回転数を設定する。モータコントローラ１０７は、設定された目標回転数に基づいて、インバータを制御することにより、モータジェネレータの回転駆動を制御する。【選択図】図１
2008062745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン、前記エンジンの始動を行うモータ、前記モータを制御するインバータ、および、前記インバータを介して前記モータに電力を供給するバッテリを少なくとも備えたハイブリッド車のエンジン始動制御装置において、
前記バッテリの状態に基づいて、前記バッテリの出力可能電力を算出する出力可能電力算出手段と、
前記エンジンを始動するために必要な前記バッテリの電力（以下、必要電力）を算出する必要電力算出手段と、
前記エンジンの始動時に、前記出力可能電力算出手段によって算出される出力可能電力が前記必要電力算出手段によって算出される必要電力以上となるように、前記モータの目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、
前記目標回転数設定手段によって設定される目標回転数に基づいて、前記インバータを制御することにより、前記モータの回転駆動を制御するモータ制御手段とを備えることを特徴とするハイブリッド車のエンジン始動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車のエンジン始動制御装置において、
前記エンジンのフリクション（以下、エンジンフリクション）を算出するエンジンフリクション算出手段をさらに備え、
前記必要電力算出手段は、少なくとも前記エンジンフリクション算出手段によって算出されるエンジンフリクションに基づいて、前記必要電力を算出することを特徴とするハイブリッド車のエンジン始動制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のハイブリッド車のエンジン始動制御装置において、
前記必要電力算出手段は、エンジン始動時における前記モータジェネレータの目標回転数の基準値Ｎm1、前記インバータ内に設けられているスイッチング素子のスイッチング周波数の基準値ｆsw1、および、前記エンジンフリクション算出手段によって算出されるエンジンフリクションに基づいて、前記必要電力を算出することを特徴とするハイブリッド車のエンジン始動制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のハイブリッド車のエンジン始動制御装置において、
前記目標回転数設定手段は、前記出力可能電力算出手段によって算出される出力可能電力が前記必要電力算出手段によって算出される必要電力より小さい場合に、少なくとも前記出力可能電力算出手段によって算出される出力可能電力および前記エンジンフリクション算出手段によって算出されるエンジンフリクションに基づいて、前記目標回転数の基準値Ｎm1より低い目標回転数Ｎm2を算出し、算出した目標回転数Ｎm2が前記エンジンを始動させるために必要な最低回転数Ｎm3以上であれば、算出した目標回転数Ｎm2を前記エンジン始動時の目標回転数として設定することを特徴とするハイブリッド車のエンジン始動制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載のハイブリッド車のエンジン始動制御装置において、
前記目標回転数設定手段は、前記出力可能電力算出手段によって算出される出力可能電力、前記エンジン始動時における前記モータジェネレータの目標回転数の基準値、前記インバータ内に設けられているスイッチング素子のスイッチング周波数の基準値、および、前記エンジンフリクション算出手段によって算出されるエンジンフリクションに基づいて、前記目標回転数Ｎm2を算出することを特徴とするハイブリッド車のエンジン始動制御装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載のハイブリッド車のエンジン始動制御装置において、
前記目標回転数設定手段は、前記目標回転数Ｎm2が前記エンジンを始動させるために必要な最低回転数Ｎm3より低い場合には、前記エンジンを始動させるために必要な最低回転数Ｎm3を前記エンジン始動時の目標回転数として設定し、
前記モータ制御手段は、前記目標回転数設定手段によって設定される目標回転数Ｎm3および前記スイッチング周波数の基準値ｆsw1より低いスイッチング周波数ｆsw2にて前記インバータを制御することにより、前記モータジェネレータの回転駆動を制御することを特徴とするハイブリッド車のエンジン始動制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載のハイブリッド車のエンジン始動制御装置において、
前記エンジンの始動が完了したか否かを判定するエンジン始動判定手段をさらに備え、
前記モータ制御手段は、前記エンジン始動判定手段によって、前記エンジンの始動が完了したと判定されると、前記スイッチング周波数を前記スイッチング周波数の基準値ｆsw1に戻すことを特徴とするハイブリッド車のエンジン始動制御装置。
【請求項８】
請求項６に記載のハイブリッド車のエンジン始動制御装置において、
前記モータの出力トルクを算出するトルク算出手段をさらに備え、
前記モータ制御手段は、前記トルク算出手段によって算出される出力トルクが正の値から負の値に変わると、前記スイッチング周波数を前記スイッチング周波数の基準値ｆsw1に戻すことを特徴とするハイブリッド車のエンジン始動制御装置。
【請求項９】
請求項２から請求項８のいずれか一項に記載のハイブリッド車のエンジン始動制御装置において、
前記エンジンの冷却水の温度（以下、エンジン冷却水温）を検出する冷却水温検出手段をさらに備え、
前記エンジンフリクション算出手段は、前記冷却水温検出手段によって検出されるエンジン冷却水温に基づいて、前記エンジンフリクションを算出することを特徴とするハイブリッド車のエンジン始動制御装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のハイブリッド車のエンジン始動制御装置において、
前記バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、
前記バッテリの残存容量を検出する残存容量検出手段とをさらに備え、
前記出力可能電力算出手段は、前記バッテリ温度検出手段によって検出されるバッテリ温度および前記残存容量検出手段によって検出されるバッテリ残存容量に基づいて、前記バッテリの出力可能電力を算出することを特徴とするハイブリッド車のエンジン始動制御装置。
【請求項１１】
エンジン、前記エンジンの始動を行うモータ、前記モータを制御するインバータ、および、前記インバータを介して前記モータに電力を供給するバッテリを少なくとも備えたハイブリッド車のエンジン始動制御方法において、
前記バッテリの状態に基づいて、前記バッテリの出力可能電力を算出し、
前記エンジンを始動するために必要な前記バッテリの電力（以下、必要電力）を算出し、
前記エンジンの始動時に、前記出力可能電力が前記必要電力以上となるように、前記モータの目標回転数を設定し、
前記目標回転数に基づいて、前記インバータを制御することにより、前記モータの回転駆動を制御することを特徴とするハイブリッド車のエンジン始動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車のエンジン始動を制御する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、低温時におけるハイブリッド車のエンジン始動性を向上させるために、エンジンおよびバッテリの温度が所定温度より低い場合に、加温手段によって、エンジンおよびバッテリを加温してから、エンジン始動を行う技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２３４８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、エンジンおよびバッテリを加温するための加温手段を別途設ける必要があるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるハイブリッド車のエンジン始動制御装置およびハイブリッド車のエンジン始動制御装方法は、バッテリの状態に基づいてバッテリの出力可能電力を算出するとともに、エンジンを始動するために必要なバッテリの電力（以下、必要電力）を算出し、エンジンの始動時に、バッテリの出力可能電力が必要電力以上となるように、モータの目標回転数を設定し、目標回転数に基づいて、インバータを制御することにより、モータの回転駆動を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によるハイブリッド車のエンジン始動制御装置およびハイブリッド車のエンジン始動制御装方法によれば、バッテリの出力可能電力がエンジン始動時に必要なバッテリ電力以上となるように、モータの目標回転数を設定するので、低温時におけるエンジン始動可能範囲を拡大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、一実施の形態におけるハイブリッド車のエンジン始動制御装置を搭載したハイブリッド車のシステム構成を示す図である。モータジェネレータ（ＭＧ）１０５は、クラッチ（ＣＬ１）１０９を介して、エンジン（ＥＮＧ）１０４と連結され、エンジン１０４を始動する。モータジェネレータ１０５は、また、クラッチ（ＣＬ２）１１０を介して、トランスミッション（Ｔ／Ｍ）１０６と連結され、走行駆動力を発生する。車両の総合制駆動力は、エンジン１０４とモータジェネレータ１０５の合成制駆動力、あるいはエンジン１０４とモータジェネレータ１０５のそれぞれの制駆動力となる。
【０００８】
モータジェネレータ１０５は、力行運転および回生運転が可能であり、モータ（電動機）として機能して駆動力を発生するとともに、ジェネレータ（発電機）として機能して制動力を発生する回転電機である。この明細書では、電動機と発電機の両機能を併せ持つことを明確にするために“モータジェネレータ”と呼ぶが、一般に“モータ”と呼ばれるものは電動機と発電機の両機能を備えている。したがって、この明細書におけるモータジェネレータというのは、一般的なモータを含むものである。
【０００９】
車両コントローラ１０２は、車両情報１０１に基づいて、車両の必要制駆動力を演算し、必要制駆動力に応じて、エネルギーマネジメントを行う。そして、エンジンコントローラ１０３へエンジントルク指令Ｔengを、モータコントローラ１０７へＭＧトルク指令Ｔmgを、クラッチ１０９，１１０へクラッチ状態指令をそれぞれ出力する。なお、車両情報１０１には、車速センサ（不図示）による車速情報、トランスミッション１０６のシフト位置情報、ブレーキセンサ（不図示）によるブレーキペダル操作情報、アクセルセンサ（不図示）によるアクセルペダル操作情報が少なくとも含まれる。
【００１０】
車両コントローラ１０２は、また、エンジン始動時に、クラッチ１０９を接続し、クラッチ１１０を開放するとともに、モータジェネレータ１０５の回転数指令（以下、ＭＧ回転数指令）Ｎmg、および、インバータ１０８内に設けられているスイッチング素子のスイッチング周波数ｆswをモータコントローラ１０７に出力し、モータジェネレータ１０５によりトルクを発生させて、エンジン１０４を始動する。ＭＧ回転数指令Ｎmgおよびスイッチング周波数ｆswは、後述するように、エンジン冷却水の温度（以下、エンジン冷却水温）Ｔe、バッテリ１１１の温度（以下、バッテリ温度）Ｔb、および、バッテリ１１１の残存容量（以下、バッテリ残存容量）Ｅbに基づいて求める。
【００１１】
エンジン冷却水温Ｔeは、エンジン冷却水温センサ１２０によって検出され、バッテリ温度Ｔbは、バッテリ温度センサ１２１によって検出される。また、バッテリ残存容量Ｅbは、バッテリコントローラ１２２によって検出される。
【００１２】
エンジンコントローラ１０３は、車両コントローラ１０２からのエンジン始動／停止指令にしたがって、エンジン１０４の始動／停止制御を行う。また、エンジンコントローラ１０３は、エンジントルク指令Ｔengに基づいて、エンジン１０４のスロットルバルブ開閉装置（不図示）、燃料噴射装置（不図示）、点火時期制御装置（不図示）を制御し、エンジン１０４から制駆動力を発生させる。
【００１３】
モータコントローラ１０７は、車両コントローラ１０２から入力されるトルク指令Ｔmgおよび回転数指令Ｎmgに基づいて、エンジン始動や車両制駆動のための電力を、バッテリ（蓄電手段）１１１からインバータ１０８を介してモータジェネレータ１０５へ供給し、モータジェネレータ１０５に制駆動力を発生させる。
【００１４】
図２は、モータコントローラ１０７の詳細な構成を示す制御ブロック図である。モータコントローラ１０７は、マイクロコンピューターとメモリやＡ／Ｄコンバータなどの周辺部品を備え、マイクロコンピュータのソフトウエア形態により構成される電流指令部１１、電流制御部１２、２相３相変換／ＰＷＭ変換部１３、３相２相変換部１４、磁極位置検出部１５、ＭＧ回転数検出部１６、回転数制御部１７などを備えている。また、車両コントローラ１０２は、マイクロコンピュータのソフトウエア形態により構成される回転数指令設定部２０を備えている。
【００１５】
磁極位置検出部１５は、モータジェネレータ１０５の回転軸に連結した位置センサ（ＰＳ）１１５から出力される信号に基づいて、モータジェネレータ１０５の磁極位置θを検出する。ＭＧ回転数検出部１６は、上述した位置センサ１１５の出力信号に基づいて、モータジェネレータ１０５の回転数Ｎmを検出する。電流センサ１１２〜１１４は、モータジェネレータ１０５に流れる三相交流電流ｉu、ｉv、ｉwをそれぞれ検出する。
【００１６】
回転数制御部１７は、車両コントローラ１０２から入力されるＭＧ回転数指令Ｎmg、および、ＭＧ回転数検出部１６によって検出される回転数Ｎmに基づいて、次式（１）より、ＭＧトルク指令Ｔmgを求める。求めたトルク指令Ｔmgは、電流指令部１１に送信するとともに、Ｔmg_fbとして車両コントローラ１０２に送信する。
Ｔmg＝Ｋp・（Ｎmg−Ｎm）＋Ｋi・∫（Ｎmg−Ｎm）ｄｔ              （１）
ただし、Ｋpは所定の比例ゲインであり、Ｋiは所定の積分ゲインである。
【００１７】
電流指令部１１は、回転数制御部１７から入力されるＭＧトルク指令Ｔmg、磁極位置検出部１５から入力される磁極位置θ、および、ＭＧ回転数検出部１６から入力される、モータジェネレータ１０５の回転数Ｎmに基づいて、予め記憶している電流テーブルを参照し、ＭＧトルク指令Ｔmg、磁極位置θおよび回転数Ｎmに応じた２相直流であるｄ軸電流指令値ｉd*およびｑ軸電流指令値ｉq *を設定する。３相２相変換部１４は、磁極位置検出部１５から入力される磁極位置θに基づいて、電流センサ１１２〜１１４によって検出される３相交流電流ｉu、ｉv、ｉwを２相直流であるｄ軸電流ｉdおよびｑ軸電流ｉqに変換する。
【００１８】
電流制御部１２は、３相２相変換部１４から入力されるｄ軸電流ｉdおよびｑ軸電流ｉqを、電流指令部１１から入力される電流指令ｉd*、ｉq*にそれぞれ一致させるためのｄ軸電圧指令値ｖd*およびｑ軸電圧指令値ｖq*を演算する。２相３相変換／ＰＷＭ変換部１３は、まず、磁極位置θに基づいて、ｄ軸電圧指令値ｖd*およびｑ軸電圧指令値ｖq*を３相交流電圧指令値ｖu*、ｖv*、ｖw*に変換する。そして、変換した３相交流電圧指令値ｖu*、ｖv*、ｖw*と、車両コントローラ１０２から入力されるスイッチング周波数ｆswに応じた周波数の搬送波（一般的に三角波）とを比較し、インバータ１０８内に設けられているスイッチング素子（電力変換素子）を駆動するためのＯＮ／ＯＦＦ信号である３相交流スイッチング信号Ｐu*，Ｐv*，Ｐw*を生成する。
【００１９】
インバータ１０８は、２相３相変換／ＰＷＭ変換部１３から入力される３相交流スイッチング信号Ｐｕ*，Ｐｖ*，Ｐｗ*に基づいて、スイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ）をスイッチングすることにより、バッテリ１１１の直流電圧を３相交流電圧に変換して、モータジェネレータ１０５に供給する。
【００２０】
図３は、一実施の形態におけるハイブリッド車のエンジン始動制御装置によって行われる処理内容を示すフローチャートである。車両が起動すると、車両コントローラ１０２の回転数指令設定部２０は、ステップＳ１０の処理を開始する。ステップＳ１０では、エンジン冷却水温センサ１２０によって検出されるエンジン冷却水温Ｔeに基づいて、エンジンフリクションＴfcを算出するとともに、バッテリ温度センサ１２１によって検出されるバッテリ温度Ｔbおよびバッテリコントローラ１２２によって検出されるバッテリ残存容量Ｅbに基づいて、バッテリ１１１の可能出力（出力可能電力）Ｐbを求める。
【００２１】
図４は、エンジン冷却水温ＴeとエンジンフリクションＴfcとの関係の一例を示す図である。図４に示すように、エンジン冷却水温Ｔeが低くなるほど、エンジンフリクションＴfcは大きくなる。車両コントローラ１０２の回転数指令設定部２０は、図４に示すようなエンジン冷却水温ＴeとエンジンフリクションＴfcとの関係を示すデータを保有しており、このデータと、エンジン冷却水温センサ１２０によって検出されるエンジン冷却水温Ｔeとに基づいて、エンジンフリクションＴfcを算出する。
【００２２】
図５は、バッテリ温度Ｔbおよびバッテリ残存容量Ｅbと、バッテリ可能出力Ｐbとの関係を示す図である。バッテリ可能出力Ｐbとは、バッテリ１１１が出力可能な電力のことである。図５に示すように、バッテリ可能出力Ｐbは、バッテリ温度Ｔbが低くなるほど小さくなり、バッテリ残存容量Ｅｂが少なくなるほど小さくなる。車両コントローラ１０２の回転数指令設定部２０は、図５に示すようなバッテリ温度Ｔbおよびバッテリ残存容量Ｅbとバッテリ可能出力Ｐbとの関係を示すデータを保有しており、このデータと、バッテリ温度センサ１２１によって検出されるバッテリ温度Ｔbおよびバッテリコントローラ１２２によって検出されるバッテリ残存容量Ｅbとに基づいて、バッテリ１１１の可能出力Ｐbを求める。
【００２３】
ステップＳ１０に続くステップＳ２０では、エンジン１０４を始動させるために、モータジェネレータ１０５を回転させる際の目標回転数の基準値Ｎmg＝Ｎm1（例えば、Ｎm1＝１０００ｒｐｍ）、インバータ１０８のスイッチング周波数指令の基準値ｆsw＝ｆsw1（例えば、ｆsw1＝１０ｋＨｚ）、および、ステップＳ１０で求めたエンジンフリクションＴfcに基づいて、次式（２）より、エンジン始動のために必要なバッテリ出力（必要電力）Ｐeを算出する。
Ｐe＝ｋ・Ｎm1・Ｔfc＋Ｗ                      （２）
【００２４】
ただし、式（２）において、ｋは所定の係数であり、Ｗは、モータジェネレータ１０５およびインバータ１０８を回転数Ｎm1、エンジンフリクションＴfc、および、スイッチング周波数ｆsw1で運転したときのモータジェネレータ１０５の損失およびインバータ１０８の損失の和である。ここでは、様々なＮm1、Ｔfc、ｆsw1に対応するモータジェネレータ損失およびインバータ損失の和Ｗを実験等によって予め求めてデータ化しておき、このデータと、Ｎm1、Ｔfc、ｆsw1とに基づいて、Ｗを求める。
【００２５】
なお、エンジン始動時における目標回転数の基準値Ｎm1およびスイッチング周波数指令の基準値ｆsw1は、実験等を行うことによって、予め適切な値に設定しておく。目標回転数の基準値Ｎm1は、後述するエンジン始動可能な最低回転数Ｎm3に対して、ある程度余裕を持たせた値となっている。
【００２６】
ステップＳ２０において、エンジン始動のために必要なバッテリ出力Ｐe（以下、必要出力Pe）を算出すると、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、ステップＳ１０で算出したバッテリ１１１の可能出力ＰbがステップＳ２０で算出した必要出力Ｐe以上であるか否かを判定する。バッテリ１１１の可能出力Ｐbが必要出力Ｐe以上であると判定するとステップＳ４０に進む。
【００２７】
ステップＳ４０では、モータジェネレータ１０５の目標回転数Ｎmg＝Ｎm1およびスイッチング周波数指令ｆsw＝ｆsw1をモータコントローラ１０７に出力する。この処理は、バッテリ１１１の可能出力Ｐbが低下していない通常時の処理である。すなわち、バッテリ１１１の可能出力Ｐbがエンジン始動のために必要なバッテリ出力Ｐe以上となっているので、目標回転数の基準値Ｎm1およびスイッチング周波数指令の基準値ｆsw1をそのままモータコントローラ１０７に出力する。
【００２８】
一方、ステップＳ３０において、バッテリ１１１の可能出力Ｐbが必要出力Ｐe未満であると判定すると、ステップＳ５０に進む。ステップＳ５０では、モータジェネレータ１０５を目標回転数Ｎm1で回転させることが困難であるため、目標回転数を低減させるために、次式（３）より、目標回転数Ｎm2を算出する。式（３）において、ＰbおよびＴfcは、ステップＳ１０で算出したバッテリ１１１の可能出力およびエンジンフリクションであり、Ｗは、ステップＳ２０で算出したモータジェネレータ１０５の損失およびインバータ１０８の損失の和である。
Ｎm2＝（Ｐb−Ｗ）／（Ｔfc・ｋ）                        （３）
【００２９】
ステップＳ５０に続くステップＳ６０では、ステップＳ５０で求めた目標回転数Ｎm2がエンジン始動可能な最低回転数Ｎm3（例えば、Ｎm3＝５００ｒｐｍ）以上であるか否かを判定する。エンジン始動可能な最低回転数Ｎm3は、予め実験などによって求めておく。Ｎm2≧Ｎm3が成り立つと判定するとステップＳ７０に進む。ステップＳ７０では、モータジェネレータ１０５の目標回転数Ｎmgを上式（３）で求められるＮm2に設定し、目標回転数Ｎmg＝Ｎm2およびスイッチング周波数指令ｆsw＝ｆsw1をモータコントローラ１０７に出力して、ステップＳ９０に進む。
【００３０】
一方、ステップＳ６０において、Ｎm2≧Ｎm3が成り立たないと判定すると、ステップＳ８０に進む。ステップＳ８０では、モータジェネレータ１０５の目標回転数Ｎmgを、エンジン始動可能な最低回転数Ｎm3に設定するとともに、インバータ損失を低減するために、インバータ１０８のスイッチング周波数指令ｆswをｆsw2（ｆsw2＜ｆsw1）に設定して、モータコントローラ１０７に出力する。
【００３１】
ここで、スイッチング周波数指令ｆsw2は、エンジン冷却水温Ｔeおよびバッテリ温度Ｔbに基づいて求める。図６は、エンジン冷却水温Ｔeおよびバッテリ温度Ｔbと、スイッチング周波数指令ｆsw2との関係の一例を示す図である。図６に示すように、エンジン冷却水温Ｔeが低くなるほど、また、バッテリ温度Ｔbが低くなるほど、スイッチング周波数指令ｆsw2を低い値にする。ここでは、エンジン冷却水温Ｔeおよびバッテリ温度Ｔbと、スイッチング周波数指令ｆsw2との関係を示すデータ（図６参照）を実験等によって求めて予め用意しておき、このデータと、エンジン冷却水温センサ１２０によって検出されるエンジン冷却水温Ｔeおよびバッテリ温度センサ１２１によって検出されるバッテリ温度Ｔbとに基づいて、スイッチング周波数指令ｆsw2を求める。
【００３２】
ステップ９０では、エンジンコントローラ１０３にエンジン始動指令を出力する。エンジンコントローラ１０３は、エンジン始動指令に基づいて、エンジン１０４のスロットルバルブ開閉装置（不図示）、燃料噴射装置（不図示）、および、点火時期制御装置（不図示）を制御する。また、モータコントローラ１０７は、車両コントローラ１０２の回転数指令設定部２０から入力される目標回転数Ｎmgおよびスイッチング周波数指令ｆswに基づいて、モータジェネレータ１０５を回転駆動させる。これにより、エンジン１０４の始動が開始される。
【００３３】
ステップＳ９０に続くステップＳ１００では、エンジン１０４の始動が完了したか否かを判定する。エンジンコントローラ１０３は、エンジン１０４の回転数が所定回転数以上であれば、エンジン１０４の始動が完了したと判定して、完爆信号を車両コントローラ１０２に出力する。車両コントローラ１０２は、エンジンコントローラ１０３から完爆信号を受信すると、エンジン１０４の始動が完了したと判定する。エンジン１０４の始動が完了していないと判定するとステップＳ１００で待機し、エンジン１０４の始動が完了したと判定すると、ステップＳ１１０に進む。
【００３４】
ステップＳ１１０では、スイッチング周波数ｆswがｆsw2に設定されている場合に、スイッチング周波数ｆswを基準値ｆsw1に戻す。これは、エンジン１０４が始動すれば、エンジン１０４の駆動力を利用してモータジェネレータ１０５を回生運転させて発電を行うことが可能となり、バッテリ１１１を充電することができるので、次回のエンジン始動時に、バッテリ１１１の出力が不足することはないからである。また、スイッチング周波数ｆsw2でインバータ１０８を作動させる場合には、スイッチング周波数ｆsw1でインバータ１０８を作動させる場合に比べて、騒音が大きくなるが、スイッチング周波数をｆsw2からｆsw1に戻すことにより、騒音を低減させることができる。スイッチング周波数をｆsw2からｆsw1に戻すと、エンジン始動処理を終了する。
【００３５】
一実施の形態におけるハイブリッド車のエンジン始動制御装置によれば、バッテリ１１１の状態に基づいて、バッテリの出力可能電力Ｐbを算出するとともに、エンジン１０４を始動するために必要なバッテリ１１１の電力（必要電力）Ｐeを算出し、出力可能電力Ｐbが必要電力Ｐe以上となるように、モータジェネレータ１０５の目標回転数を設定し、設定した目標回転数に基づいて、インバータ１０８を制御することにより、モータジェネレータ１０５の回転駆動を制御する。これにより、低温で、バッテリ１１１の出力可能電力が低下し、エンジンフリクションが増大する状況下でも、エンジン始動可能範囲を拡大することができる。すなわち、低温時におけるエンジン始動性を向上させることができる。
【００３６】
一実施の形態におけるハイブリッド車のエンジン始動制御装置によれば、少なくともエンジンフリクションＴfcに基づいて、エンジン始動時の必要電力を算出するので、エンジンの状態に応じた適切な必要電力を算出することができる。これにより、低温で、エンジン１０４のフリクションが増大している場合でも、エンジンを始動させることができる。
【００３７】
また、一実施の形態におけるハイブリッド車のエンジン始動制御装置によれば、バッテリ１１１の出力可能電力が必要電力より小さい場合に、少なくともバッテリ１１１の出力可能電力ＰbおよびエンジンフリクションＴfcに基づいて、エンジン始動時におけるモータジェネレータ１０５の目標回転数の基準値Ｎm1より低い目標回転数Ｎm2を算出し、算出した目標回転数Ｎm2がエンジンを始動させるために必要な最低回転数Ｎm3以上であれば、算出した目標回転数Ｎm2をエンジン始動時の目標回転数として設定する。これにより、バッテリ１１１の状態およびエンジン１０４の状態に応じて、エンジン１０４を始動させることのできる適切な目標回転数を設定することができる。
【００３８】
さらに、一実施の形態におけるハイブリッド車のエンジン始動制御装置によれば、目標回転数Ｎm2がエンジンを始動させるために必要な最低回転数Ｎm3より低い場合には、エンジンを始動させるために必要な最低回転数Ｎm3をエンジン始動時の目標回転数として設定するとともに、インバータ１０８のスイッチング周波数を基準値ｆsw1より低いｆsw2に設定して、インバータ１０８を制御することにより、モータジェネレータ１０５の回転駆動を制御する。これにより、低温時におけるエンジン始動可能範囲をさらに拡大することができる。
【００３９】
一実施の形態におけるハイブリッド車のエンジン始動制御装置によれば、エンジン始動が完了すると、スイッチング周波数を基準値ｆsw1に戻すので、基準値ｆsw1より低い周波数ｆsw2でインバータ１０８を制御する場合に比べて、騒音を低減させることができる。
【００４０】
本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはない。例えば、バッテリ１１１の可能出力を、バッテリ温度Ｔbおよびバッテリ残存容量Ｅbに基づいて算出したが、バッテリ１１１の状態に基づいて算出するのであれば、さらに別の要素を考慮して求めてもよいし、他の方法により求めても良い。
【００４１】
上述した一実施の形態では、エンジン１０４の回転数が所定回転数以上であれば、エンジン１０４の始動が完了したと判定して、スイッチング周波数を基準値ｆsw1に戻したが、モータジェネレータ１０５のトルク指令Ｔmg_fb（または、出力トルク）が正の値から負の値に変わると、エンジンの始動が完了したと判定して、スイッチング周波数を基準値ｆsw1に戻すようにしてもよい。
【００４２】
特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、車両コントローラ１０２が出力可能電力算出手段、必要電力算出手段、目標回転数設定手段、エンジンフリクション算出手段、および、エンジン始動判定手段を、モータコントローラ１０７がモータ制御手段およびトルク算出手段を、エンジン冷却水温センサ１２０が冷却水温検出手段を、バッテリ温度センサ１２１がバッテリ温度検出手段を、バッテリコントローラ１２２が残存容量検出手段をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する上で、上記の実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係に何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】一実施の形態におけるハイブリッド車のエンジン始動制御装置を搭載したハイブリッド車のシステム構成を示す図
【図２】モータコントローラの詳細な構成を示す制御ブロック図
【図３】一実施の形態におけるハイブリッド車のエンジン始動制御装置によって行われる処理内容を示すフローチャート
【図４】エンジン冷却水温ＴeとエンジンフリクションＴfcとの関係を示す図
【図５】バッテリ温度Ｔbおよびバッテリ残存容量Ｅbと、バッテリ可能出力Ｐbとの関係を示す図
【図６】エンジン冷却水温Ｔeおよびバッテリ温度Ｔbと、スイッチング周波数指令ｆsw2との関係の一例を示す図
【符号の説明】
【００４４】
１１…電流指令部、１２…電流制御部、１３…２相３相変換／ＰＷＭ変換部、１４…３相２相変換部、１５…磁極位置検出部、１６…ＭＧ回転数検出部、１７…回転数制御部、１０２…車両コントローラ、１０３…エンジンコントローラ、１０４…エンジン、１０５…モータジェネレータ、１０６…トランスミッション、１０７…モータコントローラ、１０８…インバータ、１０９…クラッチ（ＣＬ１）、１１０…クラッチ（ＣＬ２）、１１１…バッテリ、１２０…エンジン冷却水温センサ、１２１…バッテリ温度センサ、１２２…バッテリコントローラ
【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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