(57)【要約】【課題】冷間時に二次電池の出力制限の範囲内で内燃機関をクランキングして始動しようと試みたが始動に失敗したときでも内燃機関を始動する。【解決手段】冷間時にエンジンを始動しようとしても始動できなかったときには、そのときのバッテリの出力制限Ｗｏｕｔに基づいて冷間時でもエンジンを始動最低回転数Ｎｒｅｆ以上で回転させるのに必要なトルクより大きなトルクとして設定されたトルク制限Ｔｍ１ｍａｘによって制限したトルクをモータＭＧ１から出力することにより、バッテリ電圧Ｖｂがその下限電圧Ｖｍｉｎ未満になることにも拘わらず、エンジンをクランキングして始動する（Ｓ２４０〜Ｓ３２０）。これにより、冷間時にエンジンの始動に失敗しても、エンジンを始動することができる。【選択図】図５
2008247128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記駆動軸への動力の出力に用いられる内燃機関と、
前記内燃機関のクランキングに用いる電動機と、
前記電動機に電力を供給する二次電池と、
前記二次電池の温度と前記二次電池の出力電圧とを含む前記二次電池の状態に基づいて該二次電池から放電可能な許容放電最大電力である出力制限を設定する出力制限設定手段と、
冷間時に前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記設定された出力制限の範囲内で前記電動機を駆動することにより前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する通常時始動制御を実行し、該通常時始動制御を実行しても前記内燃機関を始動することができなかったときには前記設定された出力制限に拘わらずに前記電動機を駆動することにより前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する始動制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
前記出力制限設定手段は、前記二次電池の出力電圧が所定の下限電圧未満のときには前記出力電圧と前記所定の下限電圧との差が大きいほど小さくなる傾向に前記出力制限を設定する手段である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記始動時制御手段は、前記通常時始動制御を実行しても前記内燃機関を始動することができなかったときには、再度のクランキングを開始する際に前記出力制限設定手段により設定された出力制限に基づいて設定される前記内燃機関を始動するのに必要なトルクを前記電動機から継続して出力することにより前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する手段である請求項１または２記載の動力出力装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか記載の動力出力装置であって、
前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記電動機の回転軸との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、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第２の電動機と、
を備える動力出力装置。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる車両。
【請求項６】
駆動軸への動力の出力に用いられる内燃機関と、前記内燃機関のクランキングに用いる電動機と、前記電動機に電力を供給する二次電池と、前記二次電池の温度と前記二次電池の出力電圧とを含む前記二次電池の状態に基づいて該二次電池から放電可能な許容放電最大電力である出力制限を設定する出力制限設定手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
冷間時に前記内燃機関の始動指示がなされたときには、前記出力制限設定手段により設定された出力制限の範囲内で前記電動機を駆動することにより前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する通常時始動制御を実行し、該通常時始動制御を実行しても前記内燃機関を始動することができなかったときには前記出力制限設定手段により設定された出力制限に拘わらずに前記電動機を駆動することにより前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする動力出力装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置およびその制御方法並びに車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、発電機モータによりエンジンをクランキングしてエンジンの始動を試みてエンジン始動に失敗したときには、発電機モータによるクランキングの際のエンジンの回転数を大きくしてエンジンの再始動を試みるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、内燃機関の始動制御時に装置温度が低い低温環境下にあるときには、内燃機関をクランキングする電動機およびこの電動機の駆動用のインバータにその最大定格を超える電流を一時的に供給して内燃機関を強制的に回転駆動して始動するものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−２２０５５７号公報
【特許文献２】特開２００５−１４３２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
外気の温度が低い冷間時では、二次電池は、その性能が低下し、二次電池の劣化を抑制するために放電してもよい最大電力である出力制限は小さくなる。一方、冷間時では、内燃機関は潤滑油の粘性が高くなることから内燃機関のフリクショントルクが大きくなり、内燃機関をクランキングするのに必要なトルクは大きくなる。これらの要因により、二次電池の出力制限の範囲内で内燃機関をクランキングして内燃機関を始動しようとすると、内燃機関の始動を失敗する場合が生じる。このとき、上述の背景技術に記載したように内燃機関のクランキングの際の回転数を大きくして再始動を試みようとしても、二次電池の出力制限のために大きな回転数で内燃機関をクランキングすることができない。また、電動機やインバータにその最大定格を超える電流を一時的に供給しようとしても二次電池の出力制限により最大定格を超える電流を供給することができない場合が生じる。こうした動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車では、内燃機関を始動しないと二次電池を充電することもできないため、内燃機関の始動が強く望まれる。
【０００４】
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両は、冷間時に二次電池の出力制限の範囲内で内燃機関をクランキングして始動しようと試みたが始動に失敗したときでも内燃機関を始動することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記駆動軸への動力の出力に用いられる内燃機関と、
前記内燃機関のクランキングに用いる電動機と、
前記電動機に電力を供給する二次電池と、
前記二次電池の温度と前記二次電池の出力電圧とを含む前記二次電池の状態に基づいて該二次電池から放電可能な許容放電最大電力である出力制限を設定する出力制限設定手段と、
冷間時に前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記設定された出力制限の範囲内で前記電動機を駆動することにより前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する通常時始動制御を実行し、該通常時始動制御を実行しても前記内燃機関を始動することができなかったときには前記設定された出力制限に拘わらずに前記電動機を駆動することにより前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する始動制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の動力出力装置では、冷間時に内燃機関の始動指示がなされたときには、まず、二次電池の出力制限の範囲内で電動機を駆動することにより内燃機関をクランキングして内燃機関を始動するよう内燃機関と電動機とを制御する。そして、こうした通常時始動制御を実行しても内燃機関を始動することができなかったときには、二次電池の出力制限に拘わらずに電動機を駆動することにより内燃機関をクランキングして内燃機関を始動するよう内燃機関と電動機とを制御する。このとき、二次電池からは出力制限を超える電力の放電が行なわれる結果、二次電池には多少の劣化が生じるものの、内燃機関を始動することができる。即ち、通常時始動制御を実行しても内燃機関を始動することができなかったときでも、より確実に内燃機関を始動することができる。
【０００８】
こうした本発明の動力出力装置において、前記出力制限設定手段は、前記二次電池の出力電圧が所定の下限電圧未満のときには前記出力電圧と前記所定の下限電圧との差が大きいほど小さくなる傾向に前記出力制限を設定する手段であるものとすることもできる。また、前記始動時制御手段は、前記通常時始動制御を実行しても前記内燃機関を始動することができなかったときには、再度のクランキングを開始する際に前記出力制限設定手段により設定された出力制限に基づいて設定される前記内燃機関を始動するのに必要なトルクを前記電動機から継続して出力することにより前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、二次電池を必要以上に劣化させるのを抑制することができる。
【０００９】
また、本発明の動力出力装置において、前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記電動機の回転軸との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、前記駆動軸に動力を入出力可能な第２の電動機と、を備えるものとすることもできる。
【００１０】
本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、前記駆動軸への動力の出力に用いられる内燃機関と、前記内燃機関のクランキングに用いる電動機と、前記電動機に電力を供給する二次電池と、前記二次電池の温度と前記二次電池の出力電圧とを含む前記二次電池の状態に基づいて該二次電池から放電可能な許容放電最大電力である出力制限を設定する出力制限設定手段と、冷間時に前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記設定された出力制限の範囲内で前記電動機を駆動することにより前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する通常時始動制御を実行し、該通常時始動制御を実行しても前記内燃機関を始動することができなかったときには前記設定された出力制限に拘わらずに前記電動機を駆動することにより前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する始動制御手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなることを要旨とする。
【００１１】
この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置の奏する効果、例えば、通常時始動制御を実行しても内燃機関を始動することができなかったときでもより確実に内燃機関を始動することができる効果などと同様な効果を奏することができる。
【００１２】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
駆動軸への動力の出力に用いられる内燃機関と、前記内燃機関のクランキングに用いる電動機と、前記電動機に電力を供給する二次電池と、前記二次電池の温度と前記二次電池の出力電圧とを含む前記二次電池の状態に基づいて該二次電池から放電可能な許容放電最大電力である出力制限を設定する出力制限設定手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
冷間時に前記内燃機関の始動指示がなされたときには、前記出力制限設定手段により設定された出力制限の範囲内で前記電動機を駆動することにより前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する通常時始動制御を実行し、該通常時始動制御を実行しても前記内燃機関を始動することができなかったときには前記出力制限設定手段により設定された出力制限に拘わらずに前記電動機を駆動することにより前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする。
【００１３】
この本発明の動力出力装置の制御方法では、冷間時に内燃機関の始動指示がなされたときには、まず、二次電池の出力制限の範囲内で電動機を駆動することにより内燃機関をクランキングして内燃機関を始動するよう内燃機関と電動機とを制御する。そして、こうした通常時始動制御を実行しても内燃機関を始動することができなかったときには、二次電池の出力制限に拘わらずに電動機を駆動することにより内燃機関をクランキングして内燃機関を始動するよう内燃機関と電動機とを制御する。このとき、二次電池からは出力制限を超える電力の放電が行なわれる結果、二次電池には多少の劣化が生じるものの、内燃機関を始動することができる。即ち、通常時始動制御を実行しても内燃機関を始動することができなかったときでも、より確実に内燃機関を始動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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】
【００１５】
図１は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載した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に取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、動力出力装置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。
【００１６】
エンジン２２は、例えば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可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。
【００１７】
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａ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、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃ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。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号ＡＦ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、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出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【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を介して減速ギヤ３５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】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することが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として構成されており、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からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２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。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００２０】
バッテリ５０は、例えば、リチウムイオン二次電池として構成されており、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電圧センサ５１ａからのバッテリ電圧Ｖｂ，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃ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。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。図３に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図４にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。
【００２１】
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，車両のフロントグリル近傍に取り付けられた外気温センサ８９からの外気温Ｔｏｕｔ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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、特に外気温Ｔｏｕｔが所定温度（例えば、−１５℃や−２０℃など）以下の冷間時にシステム起動してエンジン２２を始動する際の動作について説明する。図５は冷間時のシステム起動後に初めてエンジン２２を始動する際にハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される冷間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。
【００２４】
冷間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、エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１，バッテリ電圧Ｖｂ，バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ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Ｓ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅはクランクポジションセンサ１４０からの信号に基づいて演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。また、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１は、回転位置検出センサ４３により検出されたモータＭＧ１の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。さらに、バッテリ電圧Ｖｂは、電圧センサ５１ａにより検出されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。
【００２５】
こうしてデータを入力すると、入力したバッテリ電圧Ｖｂをバッテリ５０に予め設定された下限電圧Ｖｍｉｎと比較する（ステップＳ１１０）。ここで、下限電圧Ｖｍｉｎは、バッテリ５０がその機能を定格通りに発揮できる電圧範囲の下限であると共にこの電圧以下になるとバッテリ５０の劣化が生じやすくなる電圧範囲の上限として設定されるものである。バッテリ電圧Ｖｂが下限電圧Ｖｍｉｎ未満のときには、バッテリ５０の劣化を抑制するために、バッテリ電圧Ｖｂが下限電圧Ｖｍｉｎに近づくように次式（１）を用いて出力制限Ｗｏｕｔの電圧補正を行なう（ステップＳ１２０）。式（１）は、フィードバック制御における関係式であり、式（１）中、ｋｂ１は比例項のゲインであり、ｋｂ２は積分項のゲインである。なお、バッテリ電圧Ｖｂが下限電圧Ｖｍｉｎ以上のときには、出力制限Ｗｏｕｔの電圧補正は行なわれない。
【００２６】
Wout←Wout-kb1(Vmin-Vb)+kb2∫(Vmin-Vb)dt  (1)
【００２７】
続いて、エンジン２２の始動時のトルクマップとエンジン２２の始動開始からの経過時間ｔとに基づいてモータＭＧ１から出力すべきトルクとして仮トルクＴｍ１ｔｍｐを設定する。（ステップＳ１３０）。エンジン２２の始動時にモータＭＧ１から出力すべきトルクを設定する際のトルクマップの一例とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを図６に示す。実施例のトルクマップは、エンジン２２の始動指示がなされた時間Ｔ１の直後からレート処理を用いて比較的大きなトルクが設定されてエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させる。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間Ｔ２にエンジン２２を安定して回転数Ｎ１以上でモータリングすることができるトルクを設定し、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。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎ１に至った時間Ｔ３からレート処理を用いてトルクを値０とし、エンジン２２の完爆が判定された時間Ｔ５から発電用のトルクを設定する。ここで、回転数Ｎ１は、通常温度のときにエンジン２２を始動する際にエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数であり、例えば８００ｐｒｍや１０００ｒｐｍなどを用いることができる。いま、冷間時を考えており、冷間時にはエンジン２２の潤滑油の粘性が高いためにエンジン２２のクランキング（モータリング）の際のフリクショントルクが大きくなることや冷間時にはバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが制限されることから、共振による振動が生じてもエンジン２２を迅速に始動することが望まれるから、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数としてエンジン２２を始動可能な最低の回転数である始動最低回転数Ｎｒｅｆが用いられる。この始動最低回転数Ｎｒｅｆは、例えば２００ｒｐｍや３００ｒｐｍなどを用いることができる。したがって、冷間時でもバッテリ５０からの放電電力が十分なときには、モータＭＧ１によるクランキングによりエンジン２２の回転数Ｎｅが始動最低回転数Ｎｒｅｆに至ったときに燃料噴射制御や点火制御が開始されるから、通常温度のときに比して迅速にエンジン２２を始動することができる。
【００２８】
こうしてモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐを設定すると、バッテリ５０の出力制限ＷｏｕｔをモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１で除してモータＭＧ１から出力してもよいトルクの上限としてのトルク制限Ｔｍ１ｍａｘを計算し（ステップＳ１４０）、設定した仮トルクＴｍ１ｔｍｐと計算したトルク制限Ｔｍ１ｍａｘのうち小さい方をモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊として設定し（ステップＳ１５０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ１６０）。このように、図６に示すトルクマップにより仮トルクＴｍ１ｔｍｐは設定されるが、仮トルクＴｍ１ｔｍｐはバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔから計算されるトルク制限Ｔｍ１ｍａｘによって制限されてトルク指令Ｔｍ１＊が設定されるから、トルク指令Ｔｍ１＊はバッテリ電圧Ｖｂの降下により電圧補正がなされているときには小さな値となる。トルク指令Ｔｍ１＊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のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。このとき、動力分配統合機構３０からリングギヤ軸３２ａにはモータＭＧ１のトルク出力によりトルクが出力されるが、シフトレバー８１が駐車ポジションのときにはパーキングロックによりそのトルクは駆動輪６３ａ，６３ｂには伝達されず、シフトレバー８１がニュートラルポジションのときには動力分配統合機構３０のギヤ比ρ（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）を用いて−Ｔｍ１＊／ρとして計算されるトルクがリングギヤ軸３２ａに作用してもリングギヤ軸３２ａが回転しないようモータＭＧ２を電磁ロックすることによりトルクは駆動輪６３ａ，６３ｂには伝達されない。実施例では、シフトレバー８１がニュートラルポジションのときのモータＭＧ２の制御については本発明の中核をなさないため、その説明は省略した。
【００２９】
こうしたステップＳ１００〜Ｓ１６０の処理を予め設定された始動予定時間が経過するかエンジン２２の回転数Ｎｅが始動最低回転数Ｎｒｅｆ以上となるかのいずれかが成立するまで繰り返す。こうした繰り返し処理により、モータＭＧ１からのトルク出力によってバッテリ５０のバッテリ電圧Ｖｂが降下して下限電圧Ｖｍｉｎを下回る場合がある。このとき、上述したように、電池温度Ｔｂと残容量（ＳＯＣ）とにより設定されたバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは電圧補正が行なわれ、電圧補正が行なわれた出力制限Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ１によるエンジン２２のクランキングが行なわれる。ここで、始動予定時間は、エンジン２２の始動を行なうことができないのにモータＭＧ１によるエンジン２２のクランキングやモータリングを長時間行なわないようにするために、通常の始動を行なえばエンジン２２を始動することができる時間より若干長い時間として設定されており、例えば、３秒や４秒などを用いることができる。
【００３０】
エンジン２２の始動を開始してから始動予定時間を経過する前にエンジン２２の回転数Ｎｅが始動最低回転数Ｎｒｅｆ以上に至ると、燃料噴射制御や点火制御を開始する制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信して燃料噴射と点火を開始し（ステップＳ１９０）、始動予定時間を経過する前に完爆するのを確認して（ステップＳ２００，Ｓ２１０）、冷間時始動制御ルーチンを終了する。
【００３１】
バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの電圧補正などによりモータＭＧ１から十分なトルクを出力することができないために、エンジン２２の始動を開始してから始動予定時間が経過するまでにエンジン２２の回転数Ｎｅが始動最低回転数Ｎｒｅｆ以上に至らない場合も生じる。この場合のモータＭＧ１の出力トルクＴｍ１とエンジン２２の回転数Ｎｅの時間変化の一例を図７に示す。この場合、一旦、モータＭＧ１の駆動を停止して（ステップＳ２２０）、所定時間（例えば、２秒や３秒）が経過するのを待って（ステップＳ２３０）、再び、エンジン２２の始動を試みる。エンジン２２の再始動の試みは、まず、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを入力し（ステップＳ２４０）、出力制限Ｗｏｕｔに基づいて冷間時でもエンジン２２を始動最低回転数Ｎｒｅｆ以上で回転させるのに必要なトルクより大きなトルクをトルク制限Ｔｍ１ｍａｘとして設定する（ステップＳ２５０）。このとき、トルク制限Ｔｍ１ｍａｘは、出力制限Ｗｏｕｔが大きいほど大きな値に設定される。実施例では、出力制限Ｗｏｕｔとトルク制限Ｔｍ１ｍａｘとの関係を予め設定してトルク制限設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、出力制限Ｗｏｕｔが与えられるとマップから対応するトルクを導出してトルク制限Ｔｍ１ｍａｘを設定するものとした。トルク制限設定用マップの一例を図８に示す。
【００３２】
続いて、図６のトルクマップを用いてエンジン２２の再始動を開始してからの経過時間ｔに基づいてモータＭＧ１から出力すべきトルクとして仮トルクＴｍ１ｔｍｐを設定すると共に（ステップＳ２６０）、設定した仮トルクＴｍ１ｔｍｐと設定したトルク制限Ｔｍ１ｍａｘのうち小さい方をモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊として設定し（ステップＳ２７０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ２８０）。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅを入力し（ステップＳ２９０）、入力した回転数Ｎｅが始動最低回転数Ｎｒｅｆに至ったかを判定し（ステップＳ３００）、回転数Ｎｅが始動最低回転数Ｎｒｅｆに至っていないときには、ステップＳ２６０のモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐを設定する処理に戻り、エンジン２２の回転数Ｎｅが始動最低回転数Ｎｒｅｆに至るまでステップＳ２６０〜Ｓ３００の処理を繰り返す。このとき、モータＭＧ１からのトルク出力によってバッテリ５０のバッテリ電圧Ｖｂが降下して下限電圧Ｖｍｉｎを下回る場合も生じるが、モータＭＧ１からの出力トルクはエンジン２２の再始動では再始動を開始する際における電池温度Ｔｂと残容量（ＳＯＣ）とにより設定されたバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに基づいて設定されたトルク制限Ｔｍ１ｍａｘによって制限されるだけで、バッテリ電圧Ｖｂの降下によっては制限されないから、エンジン２２の回転数Ｎｅは始動最低回転数Ｎｒｅｆに至るようになる。このように、モータＭＧ１からの出力トルクをバッテリ電圧Ｖｂの降下によって制限しないために、バッテリ電圧Ｖｂが下限電圧Ｖｍｉｎ未満となる状態が継続し、バッテリ５０の劣化が生じることもあり得るが、エンジン２２の回転数Ｎｅを始動最低回転数Ｎｒｅｆに至らせるまでの短時間であるから、劣化の程度は小さいものとなる。
【００３３】
そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが始動最低回転数Ｎｒｅｆに至ると、燃料噴射制御や点火制御を開始する制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信して燃料噴射と点火を開始し（ステップＳ３１０）、完爆を確認して（ステップＳ３２０）、冷間時始動制御ルーチンを終了する。エンジン２２を再始動する際のモータＭＧ１の出力トルクＴｍ１とエンジン２２の回転数Ｎｅの時間変化の一例を図９に示す。図示するように、エンジン２２の回転数Ｎｅが始動最低回転数Ｎｒｅｆに至ったときに燃料噴射と点火が開始されることにより、エンジン２２が始動される。
【００３４】
なお、ステップＳ１００〜Ｓ１８０の処理を繰り返している最中にエンジン２２の回転数Ｎｅが始動最低回転数Ｎｒｅｆに至って燃料噴射や点火を開始したものの、完爆に至る前に始動予定時間を経過したときにも、ステップＳ２２０〜Ｓ３２０のエンジン２２の再始動が行なわれる。
【００３５】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、冷間時にバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの電圧補正などによりモータＭＧ１から十分なトルクを出力することができないためにエンジン２２の始動を開始してから始動予定時間が経過するまでにエンジン２２の回転数Ｎｅが始動最低回転数Ｎｒｅｆ以上に至らなかった場合には、そのときのバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに基づいて冷間時でもエンジン２２を始動最低回転数Ｎｒｅｆ以上で回転させるのに必要なトルクより大きなトルクとして設定されたトルク制限Ｔｍ１ｍａｘによって制限したトルクをモータＭＧ１から出力することにより、バッテリ電圧Ｖｂが下限電圧Ｖｍｉｎ未満になることにも拘わらず、エンジン２２をクランキングしてエンジン２２を始動するから、冷間時にエンジン２２をより確実に始動することができる。即ち、冷間時にエンジン２２の始動に失敗してもエンジン２２を始動することができるのである。これにより、エンジン２２からの動力を用いてバッテリ５０を充電することができるる。
【００３６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの電圧補正などによりエンジン２２を始動できなかったときには、そのときのバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに基づいて冷間時でもエンジン２２を始動最低回転数Ｎｒｅｆ以上で回転させるのに必要なトルクより大きなトルクとしてトルク制限Ｔｍ１ｍａｘを設定し、エンジン２２の始動時のトルクマップから導出される仮トルクＴｍ１ｔｍｐを設定したトルク制限Ｔｍ１ｍａｘで制限してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定してエンジン２２をクランキングするものとしたが、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの電圧補正などによりエンジン２２を始動できなかったときには、そのときのバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに拘わらずに冷間時でもエンジン２２を始動最低回転数Ｎｒｅｆ以上で回転させるのに必要なトルクより大きな所定トルクをトルク制限Ｔｍ１ｍａｘに設定し、エンジン２２の始動時のトルクマップから導出される仮トルクＴｍ１ｔｍｐを設定したトルク制限Ｔｍ１ｍａｘで制限してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定してエンジン２２をクランキングするものとしてもよいし、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの電圧補正などによりエンジン２２を始動できなかったときには、そのときのバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに拘わらずに、エンジン２２を始動最低回転数Ｎｒｅｆ以上で回転させるのに必要なトルクより大きなトルクを直接モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊として設定してエンジン２２をクランキングするものとしてもよい。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、冷間時にエンジン２２を始動するときに、バッテリ電圧Ｖｂが下限電圧Ｖｍｉｎ未満のときにはバッテリ電圧Ｖｂが下限電圧Ｖｍｉｎとなるようバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔをフィードバック制御により電圧補正するものとしたが、こうした出力制限Ｗｏｕｔのフィードバック制御による電圧補正とは異なる電圧補正、例えば、バッテリ電圧Ｖｂが下限電圧Ｖｍｉｎ未満のときには所定電力ΔＷだけバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを小さくする電圧補正などを行なうものとしてもよい。また、こうしたバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの電圧補正を行なわないものとしても構わない。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、冷間時にエンジン２２を始動するときには、エンジン２２の回転数Ｎｅが始動最低回転数Ｎｒｅｆに至ったときに燃料噴射制御や点火制御を開始するものとしたが、エンジン２２の回転数Ｎｅが始動最低回転数Ｎｒｅｆより若干大きな回転数に至ったときに燃料噴射制御や点火制御を開始するものとしてもよい。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、減速ギヤ３５を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ３５に代えて２段変速や３段変速，４段変速などの変速機を介してリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしても構わない。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸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。
【００４１】
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。
【００４２】
実施例では、ハイブリッド自動車２０として構成したが、エンジンと、エンジンをクランキング可能な電動機と、電動機に電力を供給する二次電池とを備える自動車であれば上述の冷間時始動制御を適用することができるから、如何なる自動車であっても構わない。また、こうした自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される動力出力装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた動力出力装置の形態としても構わない。さらに、こうした動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。
【００４３】
ここで、実施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、モータＭＧ１が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「二次電池」に相当し、電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づくバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算するバッテリＥＣＵ５２とバッテリ電圧Ｖｂに基づいて出力制限Ｗｏｕｔを電圧補正するハイブリッド用電子制御ユニット７０とが「出力制限設定手段」に相当し、冷間時にエンジン２２を始動する際に、電圧補正された範囲内でモータＭＧ１によりエンジン２２をクランキングするようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信すると共にエンジンＥＣＵ２４に燃料噴射制御や点火制御を開始する制御信号を送信する図５のステップＳ１００〜Ｓ２１０の始動制御を実行し、こうした始動制御ではエンジン２２を始動することができないときには、そのときのバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに基づいて冷間時でもエンジン２２を始動最低回転数Ｎｒｅｆ以上で回転させるのに必要なトルクより大きなトルクとして設定されたトルク制限Ｔｍ１ｍａｘの範囲内のトルクをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊として設定してモータＥＣＵ４０に送信すると共にエンジンＥＣＵ２４に燃料噴射制御や点火制御を開始する制御信号を送信する図５のステップＳ２４０〜Ｓ３２０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０とトルク指令Ｔｍ１＊を受信してモータＭＧ１を駆動制御することによりエンジン２２をクランキングするモータＥＣＵ４０と燃料噴射制御や点火制御を開始する制御信号を受信してエンジン２２の燃料噴射や点火を制御するエンジンＥＣＵ２４とが「始動制御手段」に相当する。また、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「第２の電動機」に相当する。ここで、「内燃機関」としては、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内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、内燃機関のクランキングに用いるものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「二次電池」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池や鉛蓄電池などの如何なる構成の二次電池としても構わない。「出力制限設定手段」としては、電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づくバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算すると共にバッテリ電圧Ｖｂに基づいて出力制限Ｗｏｕｔを電圧補正するものに限定されるものではなく、残容量（ＳＯＣ）や電池温度Ｔｂの他に例えばバッテリ５０の内部抵抗と電池温度Ｔｂなどに基づいて出力制限Ｗｏｕｔを演算すると共にバッテリ電圧Ｖｂに基づいて出力制限Ｗｏｕｔを電圧補正するものとするなど、二次電池の温度と二次電池の出力電圧とを含む二次電池の状態に基づいて二次電池から放電可能な許容放電最大電力である出力制限を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「始動時制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「始動制御手段」としては、冷間時にエンジン２２を始動する際に、電圧補正された範囲内でモータＭＧ１によりエンジン２２をクランキングするようモータＭＧ１を制御してエンジン２２を始動する始動制御を実行し、こうした始動制御ではエンジン２２を始動することができないときには、そのときのバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに基づいて冷間時でもエンジン２２を始動最低回転数Ｎｒｅｆ以上で回転させるのに必要なトルクより大きなトルクとして設定されたトルク制限Ｔｍ１ｍａｘの範囲内のトルクをモータＭＧ１から出力してエンジン２２をクランキングしてエンジン２２を始動するものに限定されるものではなく、エンジン２２の再始動を試みるときには、そのときのバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに拘わらずに冷間時でもエンジン２２を始動最低回転数Ｎｒｅｆ以上で回転させるのに必要なトルクより大きな所定トルクをモータＭＧ１から出力してエンジン２２をクランキングして始動するものとしたり、冷間時にエンジン２２を始動するときには、バッテリ電圧Ｖｂが下限電圧Ｖｍｉｎ未満のときには所定電力ΔＷだけバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを小さくする電圧補正を行ない、この電圧補正した出力制限Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ１によりエンジン２２をクランキングして始動するものとしたりするなど、冷間時に内燃機関の始動指示がなされたときには、二次電池の出力制限の範囲内で電動機を駆動することにより内燃機関をクランキングして内燃機関を始動するよう内燃機関と電動機とを制御する通常時始動制御を実行し、この通常時始動制御を実行しても内燃機関を始動することができなかったときには二次電池の出力制限に拘わらずに電動機を駆動することにより内燃機関をクランキングして内燃機関を始動するよう内燃機関と電動機とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、駆動軸と内燃機関の出力軸と電動機の回転軸との３軸に接続され、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ものであれば如何なるものとしても構わない。「第２の電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機としても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記���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。
【００４４】
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】
【００４５】
本発明は、動力出力装置や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】
【００４６】
【図１】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。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】バッテリ５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。
【図４】バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。
【図５】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される冷間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６】エンジン２２の始動時にモータＭＧ１から出力すべきトルクを設定する際のトルクマップの一例とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを示す説明図である。
【図７】始動予定時間が経過するまでにエンジン２２の回転数Ｎｅが始動最低回転数Ｎｒｅｆ以上に至らない場合のモータＭＧ１の出力トルクＴｍ１とエンジン２２の回転数Ｎｅの時間変化の一例を示す説明図である。
【図８】トルク制限設定用マップの一例を示す説明図である。
【図９】エンジン２２を再始動する際のモータＭＧ１の出力トルクＴｍ１とエンジン２２の回転数Ｎｅの時間変化の一例を示す説明図である。
【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】
【００４７】
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）、２４ａ  ＣＰＵ、２４ｂ  ＲＯＭ、２４ｃ  ＲＡＭ、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、３５  減速ギヤ、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、５１ａ  電圧センサ、５１ｂ  電流センサ、５１ｃ  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、８９  外気温センサ、１２２  エアクリーナ、１２４  スロットルバルブ、１２６  燃料噴射弁、１２８  吸気バルブ、１３０  点火プラグ、１３２  ピストン、１３４  浄化装置、１３５ａ  空燃比センサ、１３５ｂ  酸素センサ、１３６，スロットルモータ、１３８  イグニッションコイル、１４０  クランクポジションセンサ、１４２  水温センサ、１４３  圧力センサ、１４４  カムポジションセンサ、１４６  スロットルバルブポジションセンサ、１４８  エアフローメータ、１４９  温度センサ、１５０  可変バルブタイミング機構、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。
【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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