(57)【要約】【課題】内燃機関の始動時における電動機のパワーを従来よりも適切に制御することが可能な車両の制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関１０と、内燃機関１０の出力軸１０ａを回転駆動可能な第１ＭＧ１１と、第１ＭＧ１１と接続されたバッテリ１４とを備えた車両１に適用され、第１ＭＧ１１で内燃機関１０をクランキングして内燃機関１０を始動し、かつ内燃機関１０を始動している始動期間内に第１ＭＧ１１のトルクが増加する立ち上げ期間及び立ち上げ期間で増加させた第１ＭＧ１１のトルクを低下させる立ち下げ期間が設けられるように第１ＭＧ１１を制御する制御装置において、立ち下げ期間内において第１ＭＧ１１から出力すべき目標トルクは、まず内燃機関１０の回転数に基づいて第１ＭＧ１１の目標パワーを設定し、その後設定した目標パワーと第１ＭＧ１１の回転数とに基づいて設定される。【選択図】図１
2013132975.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を回転駆動可能な電動機と、前記電動機と電気的に接続されたバッテリと、を備えた車両に適用され、
前記電動機で前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動し、かつ前記内燃機関を始動している始動期間内に前記電動機のトルクが増加する立ち上げ期間及び前記立ち上げ期間で増加させた前記電動機のトルクを低下させる立ち下げ期間が設けられるように前記電動機を制御する始動手段を備えた制御装置において、
前記始動手段は、前記立ち下げ期間内において前記電動機から出力すべき目標トルクを設定する目標トルク設定手段を備え、
前記目標トルク設定手段は、まず前記内燃機関の回転数に基づいて前記電動機の目標パワーを設定し、その後設定した目標パワーと前記電動機の回転数とに基づいて前記目標トルクを設定することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記目標トルク設定手段は、前記立ち下げ期間の開始時における前記車両への要求駆動力が予め設定した所定の判定駆動力以上の場合には、前記車両への要求駆動力が前記判定駆動力未満の場合よりも同じ回転数において設定される目標パワーを大きくするパワー増加期間を前記立ち下げ期間内に設ける請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記目標トルク設定手段は、前記立ち下げ期間の開始時における前記バッテリの蓄電率が予め設定した所定の判定蓄電率未満の場合には、前記バッテリの蓄電率が前記判定蓄電率以上の場合よりも同じ回転数において設定される目標パワーを小さくするパワー低下期間を前記立ち下げ期間内に設ける請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記目標トルク設定手段は、前記立ち下げ期間の開始時において前記内燃機関のフリクションと相関する物理量が予め設定した所定の判定値未満の場合には、前記物理量が前記判定値以上の場合よりも同じ回転数において設定される目標パワーを大きくするパワー増加期間を前記立ち下げ期間内に設ける請求項１に記載の制御装置。
【請求項５】
前記物理量は、前記内燃機関の冷却水の温度、前記内燃機関のオイルの温度及び外気の温度のうちの少なくともいずれか１つである請求項４に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関と、内燃機関の出力軸を回転駆動可能な電動機と、を備えた車両に適用され、電動機で内燃機関をクランキングして内燃機関を始動する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動力源として内燃機関とモータ・ジェネレータ等の電動機とが搭載され、電動機で内燃機関をクランキングして内燃機関を始動するハイブリッド車両が知られている。このようなハイブリッド車両の停止始動装置として、内燃機関のクランキング時に内燃機関の回転数に基づいて電動機へのトルク指令値を設定し、その設定したトルク指令値で電動機を制御する装置が知られている。例えば、内燃機関の始動時にまずトルク指令値を増加させてしばらく一定に維持し、次にトルク指令値を少し下げてまた一定に維持し、その後トルク指令値を０まで低下させる停止始動装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０７８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では、内燃機関の回転数に基づいて内燃機関の始動時に電動機から出力すべきトルクを設定している。しかしながら、内燃機関の回転数から電動機のトルクを直接設定すると、電動機のパワー（動力、仕事率）を適切に制御できないおそれがある。例えば、内燃機関のクランキング時に気筒内で圧縮された空気が膨張する場合には内燃機関の回転数が急上昇するので、電動機の回転数も急上昇する。そのため、この際に電動機のパワーが急に上昇するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、内燃機関の始動時における電動機のパワーを従来よりも適切に制御することが可能な車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の制御装置は、内燃機関と、前記内燃機関の出力軸を回転駆動可能な電動機と、前記電動機と電気的に接続されたバッテリと、を備えた車両に適用され、前記電動機で前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動し、かつ前記内燃機関を始動している始動期間内に前記電動機のトルクが増加する立ち上げ期間及び前記立ち上げ期間で増加させた前記電動機のトルクを低下させる立ち下げ期間が設けられるように前記電動機を制御する始動手段を備えた制御装置において、前記始動手段は、前記立ち下げ期間内において前記電動機から出力すべき目標トルクを設定する目標トルク設定手段を備え、前記目標トルク設定手段は、まず前記内燃機関の回転数に基づいて前記電動機の目標パワーを設定し、その後設定した目標パワーと前記電動機の回転数とに基づいて前記目標トルクを設定する（請求項１）。
【０００７】
本発明の制御装置では、まず内燃機関の回転数に基づいて電動機の目標パワーを設定し、その後設定した目標パワーに基づいて電動機の目標トルクを設定する。そのため、立ち下げ期間における電動機のパワーを従来よりも適切に制御することができる。また、このように電動機のパワーを制御することにより内燃機関の回転数が急上昇した場合に電動機のパワーがバッテリの定格出力以上になることを防止できる。そのため、バッテリの劣化を抑制できる。
【０００８】
本発明の制御装置の一形態において、前記目標トルク設定手段は、前記立ち下げ期間の開始時における前記車両への要求駆動力が予め設定した所定の判定駆動力以上の場合には、前記車両への要求駆動力が前記判定駆動力未満の場合よりも同じ回転数において設定される目標パワーを大きくするパワー増加期間を前記立ち下げ期間内に設けてもよい（請求項２）。この場合、車両への要求駆動力が判定駆動力以上の場合にはパワー増加期間内における目標パワーが大きくなるので、内燃機関の回転数を速やかに上昇させることができる。そのため、内燃機関を速やかに始動し、車両を速やかに加速させることができる。
【０００９】
本発明の制御装置の一形態において、前記目標トルク設定手段は、前記立ち下げ期間の開始時における前記バッテリの蓄電率が予め設定した所定の判定蓄電率未満の場合には、前記バッテリの蓄電率が前記判定蓄電率以上の場合よりも同じ回転数において設定される目標パワーを小さくするパワー低下期間を前記立ち下げ期間内に設けてもよい（請求項３）。この場合、バッテリの蓄電率が判定蓄電率未満の場合にはパワー低下期間内における目標パワーが小さくなるので、電動機で消費される電力を低減できる。そのため、バッテリの蓄電率の低下を抑制し、バッテリを保護することができる。
【００１０】
本発明の制御装置の一形態において、前記目標トルク設定手段は、前記立ち下げ期間の開始時において前記内燃機関のフリクションと相関する物理量が予め設定した所定の判定値未満の場合には、前記物理量が前記判定値以上の場合よりも同じ回転数において設定される目標パワーを大きくするパワー増加期間を前記立ち下げ期間内に設けてもよい（請求項４）。この形態において、前記物理量は、前記内燃機関の冷却水の温度、前記内燃機関のオイルの温度及び外気の温度のうちの少なくともいずれか１つであってもよい（請求項５）。冷却水の温度、オイルの温度及び外気の温度が低い場合は内燃機関の内部のフリクションが大きいと考えられる。これらの形態では、このような場合にパワー増加期間内における目標パワーを大きくするので、フリクションに抗して内燃機関の回転数を適切に上昇させることができる。従って、始動時間が延びることを抑制できる。
【発明の効果】
【００１１】
以上に説明したように、本発明の制御装置によれば、まず内燃機関の回転数に基づいて電動機の目標パワーを設定し、その後設定した目標パワーに基づいて電動機の目標トルクを設定する。そのため、立ち下げ期間における電動機のパワーを従来よりも適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の形態に係る制御装置が組み込まれた車両を概略的に示す図。
【図２】内燃機関の始動時における第１モータ・ジェネレータのトルクと内燃機関の回転数の時間変化の一例を示す図。
【図３】車両制御装置が実行する始動時ＭＧトルク制御ルーチンを示すフローチャート。
【図４】内燃機関の回転数と目標パワーとの関係の一例を示す図。
【図５】車両制御装置が実行する目標トルク算出ルーチンを示すフローチャート。
【図６】本発明の第２の形態に係る制御装置において車両制御装置が実行する始動時ＭＧトルク制御ルーチンを示すフローチャート。
【図７】第２の形態における内燃機関の回転数と目標パワーとの関係の一例を示す図。
【図８】通常設定ラインで第１モータ・ジェネレータを制御した場合の内燃機関の回転数の時間変化と、加速重視ラインで第１モータ・ジェネレータを制御した場合の内燃機関の回転数の時間変化とを示す図。
【図９】第２の形態における内燃機関の回転数と目標パワーとの関係の変形例を示す図。
【図１０】本発明の第３の形態に係る制御装置において車両制御装置が実行する始動時ＭＧトルク制御ルーチンを示すフローチャート。
【図１１】第３の形態における内燃機関の回転数と目標パワーとの関係の一例を示す図。
【図１２】通常設定ラインで第１モータ・ジェネレータを制御した場合の内燃機関の回転数の時間変化と、低ＳＯＣラインで第１モータ・ジェネレータを制御した場合の内燃機関の回転数の時間変化とを示す図。
【図１３】本発明の第４の形態に係る制御装置において車両制御装置が実行する始動時ＭＧトルク制御ルーチンを示すフローチャート。
【図１４】第４の形態における内燃機関の回転数と目標パワーとの関係の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係る制御装置が組み込まれた車両を概略的に示している。この車両１は、内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１０と、電動機としての第１モータ・ジェネレータ（以下、第１ＭＧと略称することがある。）１１と、第２モータ・ジェネレータ（以下、第２ＭＧと略称することがある。）１２とを備えている。エンジン１０は、ハイブリッド車両に搭載される周知の火花点火式の内燃機関であるため、詳細な説明を省略する。
【００１４】
第１ＭＧ１１及び第２ＭＧ１２は、電動機及び発電機として機能する周知のものである。第１ＭＧ１１は、ロータ軸１１ａと一体回転するロータ１１ｂと、ロータ１１ｂの外周に同軸に配置されてケース３に固定されたステータ１１ｃとを備えている。また、第１ＭＧ１１には、ロータ軸１１ａの回転数に対応した信号を出力する第１ＭＧ回転数センサ１１ｄが設けられている。第２ＭＧ１２も同様に、ロータ軸１２ａと一体回転するロータ１２ｂと、ロータ１２ｂの外周に同軸に配置されてケース３に固定されたステータ１２ｃとを備えている。第２ＭＧ１２には、ロータ軸１２ａの回転数に対応した信号を出力する第２ＭＧ回転数センサ１２ｄが設けられている。第１ＭＧ１１は、第１インバータ１３を介してバッテリ１４と電気的に接続されている。第２ＭＧ１２は、第２インバータ１５及び第１インバータ１３を介してバッテリ１４と電気的に接続されている。
【００１５】
また、車両１には、動力分割機構１６と、車両１の駆動輪２に動力を伝達するための出力部１７とが設けられている。出力部１７は、出力軸１８と、出力軸１８と一体に回転するドライブギア１９とを備えている。ドライブギア１９は第１中間軸２０と一体に回転するドリブンギア２１と噛み合っている。また、第１中間軸２０には第１中間ギア２２が一体回転するように設けられている。第１中間ギア２２は、第２中間軸２３と一体に回転する第２中間ギア２４と噛み合っている。第２中間軸２３には、出力ギア２５が一体回転するように設けられている。出力ギア２５は、デファレンシャル機構２６のケースに設けられたリングギア２６ａと噛み合っている。デファレンシャル機構２６は、伝達された動力を左右の駆動輪２に分配する周知のものである。
【００１６】
動力分割機構１６には、エンジン１０、第１ＭＧ１１及び出力部１７が接続されている。動力分割機構１６は、シングルピニオン型の遊星歯車機構２７を備えている。遊星歯車機構２７は、外歯歯車であるサンギアＳ１、そのサンギアＳ１に対して同軸的に配置された内歯歯車としてのリングギアＲ１と、これらのギアＳ１、Ｒ１に噛み合うピニオンギアＰ１を自転可能かつサンギアＳ１の周囲を公転可能に支持するキャリアＣ１とを備えている。この図に示すようにサンギアＳ１は第１ＭＧ１１のロータ軸１１ａと連結されている。キャリアＣ１はダンパー２８を介してエンジン１０の出力軸１０ａと接続されている。なお、ダンパー２８は内部に設けられた不図示のバネの伸縮により振動を減衰する周知のものである。リングギアＲ１は出力部１７の出力軸１８と連結されている。周知のように遊星歯車機構では、サンギアの回転数を変更することによりキャリアの回転数を変更できる。そのため、この動力分割機構１６では第１ＭＧ１１でサンギアＳ１の回転数を変更することにより、エンジン１０を回転駆動することができる。
【００１７】
第２ＭＧ１２は、減速機構２９を介して出力部１７と接続されている。減速機構２９は、シングルピニオン型の減速用遊星歯車機構３０を備えている。減速用遊星歯車機構３０は、外歯歯車であるサンギアＳ２、そのサンギアＳ２に対して同軸的に配置された内歯歯車としてのリングギアＲ２と、これらのギアＳ２、Ｒ２に噛み合うピニオンギアＰ２を自転可能かつサンギアＳ２の周囲を公転可能に支持するキャリアＣ２とを備えている。この図に示すようにサンギアＳ２は第１ＭＧ１２のロータ軸１２ａと連結されている。キャリアＣ２は回転不能なようにケース３に固定されている。リングギアＲ２は出力部１７の出力軸１８と連結されている。
【００１８】
エンジン１０、第１ＭＧ１１及び第２ＭＧ１２の動作は、車両制御装置４０にて制御されている。車両制御装置４０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットとして構成されている。車両制御装置４０は、車両１を適切に走行させるための各種制御プログラムを保持している。車両制御装置４０は、これらのプログラムを実行することによりエンジン１０、第１ＭＧ１１及び第２ＭＧ１２等の制御対象に対する制御を行っている。なお、車両制御装置４０は、第１インバータ１３を制御することにより第１ＭＧ１１を、第２インバータ１５を制御することにより第２ＭＧ１２をそれぞれ制御する。車両制御装置４０には、車両１に係る情報を取得するための種々のセンサが接続されている。車両制御装置４０には、例えばエンジン１０の回転速度（回転数）に対応した信号を出力するクランク角センサ４１、エンジン１０の冷却水の温度に対応した信号を出力する冷却水温センサ４２、バッテリ１４の充電状態（蓄電率）に対応した信号を出力するＳＯＣセンサ４３及びアクセル開度に対応した信号を出力するアクセル開度センサ４４等が接続されている。また、車両制御装置４０には、上述した第１ＭＧ回転数センサ１１ｄ及び第２ＭＧ回転数センサ１２ｄも接続されている。
【００１９】
車両制御装置４０は、例えば所定の停止条件が成立した場合にエンジン１０を停止させる。所定の停止条件は、例えば車両１の速度が予め設定した所定速度未満になった場合又は車両１が停止した場合等に成立したと判定される。また、車両制御装置４０は、エンジン１０が停止しているときに所定の始動条件が成立した場合にはエンジン１０を始動する。所定の始動条件は、例えば車両１への要求駆動力が所定の判定値以上になった場合又はバッテリ１４の蓄電率が所定の判定蓄電率未満になった場合等に成立したと判定される。
【００２０】
車両制御装置４０は、エンジン１０を始動する場合には第１ＭＧ１１を電動機として機能させ、第１ＭＧ１１から出力したトルクでエンジン１０をクランキングする。図２は、エンジン１０を始動している始動期間内における第１ＭＧ１１のトルクとエンジン１０の回転数の時間変化の一例を示している。なお、この図の実線Ｔが第１ＭＧ１１のトルクの時間変化を示し、破線Ｎがエンジン１０の回転数の時間変化を示している。図２に示したように車両制御装置４０は、始動期間内においてまず第１ＭＧ１１から出力するトルクを所定トルクまで増加させ、続いてエンジン１０の回転数が予め設定した所定回転数になるまでトルクをその所定トルクに維持する。エンジン１０の回転数が所定回転数に達すると、車両制御装置４０はエンジン１０の回転数に応じて第１ＭＧ１１のトルクを低下させる。なお、第１ＭＧ１１の出力トルクを維持する所定トルクは、エンジン１０の回転数が所定回転数に達したときに第１ＭＧ１１から出力されているパワーがバッテリ１４の定格出力より小さくなるように設定されている。
【００２１】
このように車両制御装置４０は、エンジン１０を始動する場合にエンジン１０の始動期間内に第１ＭＧ１１のトルクを増加させる立ち上げ期間Ｐｕと、立ち上げ期間で増加させたトルクを低下させる立ち下げ期間Ｐｄとが設けられるように第１ＭＧ１１の動作を制御する。このように第１ＭＧ１１の動作を制御することにより、車両制御装置４０が本発明の始動手段として機能する。
【００２２】
本発明においても立ち上げ期間Ｐｕにおける第１ＭＧ１１の制御方法は周知の従来方法と同様である。そのため、これに関する説明を省略する。以下では、立ち下げ期間Ｐｄにおける第１ＭＧ１１の制御方法について説明する。図３は、車両制御装置４０が立ち下げ期間Ｐｄにおける第１ＭＧ１１の動作を制御するために実行する始動時ＭＧトルク制御ルーチンを示している。この制御ルーチンは車両１の走行状態に拘わらず所定の周期で繰り返し実行される。また、この制御ルーチンは車両制御装置４０が実行する他のルーチンと並行に実行される。
【００２３】
図３の制御ルーチンにおいて車両制御装置４０は、まずステップＳ１１でエンジン１０を始動中か否か判定する。この判定は、例えばエンジン１０の回転数等に基づいて周知の方法で行えばよい。エンジン１０が始動中ではないと判定した場合は今回の制御ルーチンを終了する。一方、エンジン１０が始動中と判定した場合はステップＳ１２に進み、車両制御装置４０は立ち下げ期間Ｐｄか否か判定する。この判定は、例えばエンジン１０の回転数及び第１ＭＧ１１の出力トルクに基づいて行えばよい。立ち下げ期間Ｐｄではないと判定した場合は今回の制御ルーチンを終了する。
【００２４】
一方、立ち下げ期間Ｐｄであると判定した場合はステップＳ１３に進み、車両制御装置４０は第１ＭＧ１１の回転数を取得する。第１ＭＧ１１の回転数は第１ＭＧ回転数センサ１１ｄの出力信号に基づいて取得すればよい。続くステップＳ１４において車両制御装置４０は第１ＭＧ１１から出力されているトルクを取得する。上述したように第１ＭＧ１１は車両制御装置４０が制御している。そのため、第１ＭＧ１１のトルクは、例えば第１インバータ１３への指示値に基づいて取得すればよい。次のステップＳ１５において車両制御装置４０は第１ＭＧ１１のパワーの初期値Ｐｇｉを算出する。このパワーの初期値Ｐｇｉは、取得した第１ＭＧ１１の回転数及び第１ＭＧ１１のトルクに基づいて算出すればよい。
【００２５】
次のステップＳ１６において車両制御装置４０は、エンジン１０の回転数の初期値Ｎｅｉを取得する。エンジン１０の回転数はクランク角センサ４１の出力信号に基づいて取得すればよい。続くステップＳ１７において車両制御装置４０は、立ち下げ期間Ｐｄにおいて第１ＭＧ１１から出力すべきパワーである目標パワーＰｇの算出に使用するマップを設定する。図４はこの処理で設定されるマップの一例を示している。この図に示すように目標パワーＰｇはエンジン１０の回転数Ｎｅと関係を有している。実線Ｌ１で示したように目標パワーＰｇにはエンジン１０の回転数Ｎｅが高くなるほど小さい値が設定される。そして、所定の点火回転数Ｎｅｆにて目標パワーＰｇに０が設定される。なお、点火回転数Ｎｅｆは、エンジン１０の点火制御を開始する際に到達すべき回転数を示している。なお、点火回転数Ｎｅｆには、エンジン１０の点火制御を開始した場合にエンジン１０を確実に完爆させることが可能な回転数が設定される。そのため、点火回転数Ｎｅｆより低い回転数で点火制御を開始してもエンジン１０を運転することが可能である。このような点火回転数Ｎｅｆはエンジン１０の仕様に応じて決まる。そして、この図の第１ＭＧ１１のパワーの初期値Ｐｇｉ及びエンジン１０の回転数の初期値Ｎｅｉは既に取得されている。そのため、この図に示した関係は、第１ＭＧ１１のパワーの初期値Ｐｇｉ及びエンジン１０の回転数の初期値Ｎｅｉに基づいて設定することができる。なお、上述したように立ち上げ期間Ｐｕにおいて第１ＭＧ１１のトルクを増加させる際の到達目標値である所定トルクは、立ち下げ期間Ｐｄの開始時における第１ＭＧ１１のパワーがバッテリ１４の定格出力より小さくなるように設定されている。そのため、第１ＭＧ１１のパワーの初期値Ｐｇｉはバッテリ１４の定格出力より小さい。
【００２６】
次のステップＳ１８において車両制御装置４０は、第１ＭＧ１１から出力すべき目標トルクを算出する。この処理では図５に示す目標トルク算出ルーチンが実行される。図５のルーチンにおいて車両制御装置４０は、まずステップＳ２１でエンジン１０の回転数を取得する。この処理でもステップＳ１６と同様にクランク角センサ４１の出力信号に基づいてエンジン１０の回転数を取得すればよい。続くステップＳ２２において車両制御装置４０は、設定したマップと取得したエンジン１０の回転数Ｎｅに基づいて第１ＭＧ１１の目標パワーＰｇを算出する。この処理では、図４に破線の矢印で示したようにエンジン１０の回転数Ｎｅから目標パワーＰｇを算出すればよい。次のステップＳ２３において車両制御装置４０は現在の第１ＭＧ１１の回転数を取得する。この処理でもステップＳ１３と同様に第１ＭＧ回転数センサ１１ｄの出力信号に基づいて第１ＭＧ１１の回転数を取得すればよい。続くステップＳ２４において車両制御装置４０は、第１ＭＧ１１から出力されるトルクである目標トルクを算出する。この目標トルクは、算出した目標パワーＰｇを現在の第１ＭＧ１１の回転数で割ることにより算出される。その後、このルーチンを終了する。
【００２７】
図３に戻って始動時ＭＧトルク制御ルーチンの説明を続ける。ステップＳ１８で目標トルクを算出した後はステップＳ１９に進み、車両制御装置４０は算出した目標トルクが第１ＭＧ１１から出力されるように第１ＭＧ１１の制御を実行する。次のステップＳ２０において車両制御装置４０は、エンジン１０の回転数Ｎｅが点火回転数Ｎｅｆより大きいか否か判定する。エンジン１０の回転数Ｎｅが点火回転数Ｎｅｆ以下と判定した場合はステップＳ１８に戻り、エンジン１０の回転数Ｎｅが点火回転数Ｎｅｆより大きくなるまでステップＳ１８〜Ｓ２０の処理を繰り返し実行する。一方、エンジン１０の回転数Ｎｅが点火回転数Ｎｅｆより大きいと判定した場合は今回の制御ルーチンを終了する。
【００２８】
以上に説明したように第１の形態によれば、立ち下げ期間Ｐｄにおける第１ＭＧ１１の動作を制御する場合、まず第１ＭＧ１１の目標パワーを設定し、その後設定した目標パワーから第１ＭＧ１１の目標トルクを算出する。そのため、立ち下げ期間Ｐｄにおける第１ＭＧ１１のパワーを適切に制御することができる。上述したように第１ＭＧ１１のパワーの初期値Ｐｇｉはバッテリ１４の定格出力より小さい。そのため、この初期値Ｐｇｉから第１ＭＧ１１のパワーが漸次低下するように第１ＭＧ１１の動作を制御することで、立ち下げ期間内において第１ＭＧ１１のパワーがバッテリ１４の定格出力を超えることを防止できる。従ってバッテリ１４の劣化を抑制できる。
【００２９】
図２に示したように立ち下げ期間Ｐｄでは、エンジン１０の回転数が高くなるに従って第１ＭＧ１１のトルクを小さくする。これに対して立ち下げ期間Ｐｄに第１ＭＧ１１のトルクを一時的に一定値に維持する期間を設けると、第１ＭＧ１１の制御をトルクを低下させる制御からトルクを維持する制御に切り替えたときにダンパー２８に蓄えられたエネルギが放出され、車両１の振動が発生する可能性がある。一方、第１の形態では、第１ＭＧ１１のトルクを漸次小さくするので、第１ＭＧ１１のトルクの急な変化を抑制できる。そのため、車両１の振動が発生することを抑制できる。
【００３０】
図４に示した目標パワーＰｇとエンジン１０の回転数Ｎｅとの関係は直線でなくてもよい。エンジン１０の回転数Ｎｅが高くなるほど目標パワーＰｇが小さくなるように設定されていれば曲線であってもよい。なお、図３及び図５のルーチンを実行することにより、車両制御装置４０が本発明の目標トルク設定手段として機能する。
【００３１】
（第２の形態）
次に図６〜図８を参照して本発明の第２の形態を説明する。この形態では、車両制御装置４０が実行する始動時ＭＧトルク制御ルーチンが第１の形態と異なり、それ以外は第１の形態と同じである。そのため、この形態においても車両１については図１が参照される。
【００３２】
図６は、この形態において車両制御装置４０が実行する始動時ＭＧトルク制御ルーチンを示している。なお、この形態においてもこの制御ルーチンは車両１の走行状態に拘わらず所定の周期で繰り返し実行される。また、この制御ルーチンは車両制御装置４０が実行する他のルーチンと並行に実行される。この図から明らかなようにこの形態の始動時ＭＧトルク制御ルーチンでは、図３のステップＳ１７の代わりにステップＳ３１、Ｓ３２が設けられている。それ以外は図３と同じであるため、図６において図３と共通の処理には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３３】
この制御ルーチンにおいて車両制御装置４０はステップＳ１６まで図３と同様に処理を進める。次のステップＳ３１において車両制御装置４０はアクセル開度を取得する。なお、アクセル開度はアクセル開度センサ４４の出力信号に基づいて取得すればよい。続くステップＳ３２において車両制御装置４０はアクセル開度に応じて第１ＭＧ１１の目標パワーＰｇを算出するマップを設定する。図７は、この形態において設定されるマップの一例を示している。この形態では、アクセル開度に応じて目標パワーＰｇとエンジン１０の回転数Ｎｅとの関係を変化させる。この図に示す破線Ｌ１はアクセル開度が所定の判定開度未満の場合に設定されるマップを示し、実線Ｌ２はアクセル開度が判定開度以上の場合に設定されるマップを示している。以下、破線Ｌ１を通常設定ラインと称し、実線Ｌ２を加速重視ラインと称することがある。なお、判定開度は車両１への要求駆動力が大きいか否か判定するための基準として設定される値である。そのため、判定開度は要求駆動力が大きいか否か判定可能なように適宜に設定すればよい。
【００３４】
この図に示すように通常設定ラインＬ１は、エンジン１０の回転数が初期値Ｎｅｉから点火回転数Ｎｅｆに到達するまでの間、エンジン１０の回転数が高くなるに従って目標パワーＰｇが小さくなるように設定される。また、点火回転数Ｎｅｆにおいて目標パワーＰｇが０になるように設定される。一方、加速重視ラインＬ２は、エンジン１０の回転数が初期値Ｎｅｉから所定の第１回転数Ｎｅ１までの間は目標パワーＰｇが初期値Ｐｇｉになり、第１回転数Ｎｅ１から点火回転数Ｎｅｆまでの間はエンジン１０の回転数が高くなるに従って目標パワーＰｇが小さくなるように設定される。なお、加速重視ラインにおいても点火回転数Ｎｅｆにおいて目標パワーＰｇが０になるように設定される。ステップＳ３２でマップが設定された後はステップＳ１８に進み、以降は図３と同様に処理が進められる。
【００３５】
図８は、通常設定ラインＬ１で第１ＭＧ１１を制御した場合のエンジン１０の回転数の時間変化と、加速重視ラインＬ２で第１ＭＧ１１を制御した場合のエンジン１０の回転数の時間変化とを示している。なお、この図の破線Ｎ１が通常設定ラインＬ１で制御した場合を示し、実線Ｎ２が加速重視ラインＬ２で制御した場合を示している。この図から明らかなように加速重視ラインＬ２で制御した方が始動期間にエンジン１０に供給されるパワーが増加するため、エンジン１０の回転数が速やかに上昇する。
【００３６】
以上に説明したように第２の形態では、エンジン１０の始動時にアクセル開度が判定開度以上の場合には加速重視ラインＬ２で第１ＭＧ１１を制御する。アクセル開度が判定開度以上の場合は、車両１への要求駆動力が大きく、運転者が車両１に対して速やかな加速を要求していると考えられる。この形態では、このような場合には加速重視ラインＬ２で第１ＭＧ１１を制御し、エンジン１０の回転数を速やかに上昇させる。そのため、エンジン１０を速やかに始動することができる。従って、車両１を速やかに加速させることができる。
【００３７】
周知のようにアクセル開度は車両１への要求駆動力と関係を有している。そのため、判定開度が本発明の判定駆動力に相当する。また、図７に示したように加速重視ラインはエンジン１０の回転数が初期値Ｎｅｉのときと点火回転数Ｎｅｆのとき以外は通常設定ラインよりも目標パワーを大きくする。そのため、立ち下げ期間Ｐｄのうち開始時と終了時以外の期間が本発明のパワー増加期間に相当する。
【００３８】
この形態における加速重視ラインの形状は図７に示した形状に限定されない。例えば図９に実線Ｌ２ａで示したようにエンジン１０の回転数が初期値Ｎｅｉから第１回転数Ｎｅ１になるまでの間はエンジン１０の回転数が高くなるに従って目標パワーＰｇが大きくなるように加速重視ラインを設定してもよい。ただし、この場合でも目標パワーＰｇの最大値がバッテリ１４の定格出力よりも小さくなるように加速重視ラインが設定される。また、破線Ｌ２ｂで示したようにエンジン１０の回転数が初期値Ｎｅｉから所定の回転数Ｎｅ１ａになるまでの間は通常設定ラインＬ１よりも傾きが小さくなるように加速重視ラインを設定してもよい。これらのラインＬ２ａ、Ｌ２ｂで制御しても通常設定ラインで制御した場合と比較して立ち下げ期間Ｐｄ内に第１ＭＧ１１からエンジン１０に供給されるトルクが増加するので、エンジン１０を速やかに始動することができる。このように加速重視ラインは、通常設定ラインよりも同じ回転数において設定される目標パワーが大きくなるように設定すればよい。
【００３９】
（第３の形態）
次に図１０〜図１２を参照して本発明の第３の形態を説明する。この形態では、車両制御装置４０が実行する始動時ＭＧトルク制御ルーチンが第１の形態と異なり、それ以外は第１の形態と同じである。そのため、この形態においても車両１については図１が参照される。
【００４０】
図１０は、この形態において車両制御装置４０が実行する始動時ＭＧトルク制御ルーチンを示している。なお、この形態においてもこの制御ルーチンは車両１の走行状態に拘わらず所定の周期で繰り返し実行される。また、この制御ルーチンは車両制御装置４０が実行する他のルーチンと並行に実行される。この図から明らかなようにこの形態の始動時ＭＧトルク制御ルーチンでは、図３のステップＳ１７の代わりにステップＳ４１、Ｓ４２が設けられている。それ以外は図３と同じであるため、図１０において図３と共通の処理には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４１】
この制御ルーチンにおいて車両制御装置４０はステップＳ１６まで図３と同様に処理を進める。次のステップＳ４１において車両制御装置４０はバッテリ１４の蓄電率を取得する。蓄電率はＳＯＣセンサ４３の出力信号に基づいて取得すればよい。続くステップＳ４２において車両制御装置４０はバッテリ１４の蓄電率に応じて第１ＭＧ１１の目標パワーＰｇを算出するマップを設定する。図１１は、この形態において設定されるマップの一例を示している。この形態では、バッテリ１４の蓄電率に応じて目標パワーＰｇとエンジン１０の回転数Ｎｅとの関係を変化させる。この図に示す破線Ｌ１は蓄電率が所定の判定蓄電率以上の場合に設定されるマップを示し、実線Ｌ３は蓄電率が判定蓄電率未満の場合に設定されるマップを示している。以下、破線Ｌ１を通常設定ラインと称し、実線Ｌ３を低ＳＯＣラインと称することがある。なお、判定蓄電率はバッテリ１４から出力するエネルギを抑えるべきか否か判定するための基準として設定される値である。このような値は例えばバッテリ１４の容量等に応じて適宜に設定すればよい。
【００４２】
この図に示すように低ＳＯＣラインＬ３は、点火回転数Ｎｅｆよりも低い所定の第２回転数Ｎｅ２で目標パワーＰｇが０になるように設定される。そして、エンジン１０の回転数が初期値Ｎｅｉからその第２回転数Ｎｅ２に到達するまでの間、エンジン１０の回転数が高くなるに従って目標パワーＰｇが小さくなるように設定される。なお、通常設定ラインＬ１は、上述した第２の形態の通常設定ラインＬ１と同じである。そのため、説明を省略する。ステップＳ４２でマップが設定された後はステップＳ１８に進み、以降は図３と同様に処理が進められる。
【００４３】
図１２は、通常設定ラインＬ１で第１ＭＧ１１を制御した場合のエンジン１０の回転数の時間変化と、低ＳＯＣラインＬ３で第１ＭＧ１１を制御した場合のエンジン１０の回転数の時間変化とを示している。なお、この図の破線Ｎ１が通常設定ラインＬ１で制御した場合を示し、実線Ｎ３が低ＳＯＣラインＬ３で制御した場合を示している。この図から明らかなように低ＳＯＣラインＬ３で制御した場合は始動期間にエンジン１０に供給されるパワーが低下するため、通常設定ラインＬ１で制御した場合と比較してエンジン１０の回転の上昇が緩やかになる。
【００４４】
以上に説明したように第３の形態では、エンジン１０の始動時にバッテリ１４の蓄電率が判定蓄電率未満の場合には低ＳＯＣラインＬ３で第１ＭＧ１１を制御する。この場合、エンジン１０の始動時に消費される電力を低減できるので、バッテリ１４の蓄電率の低下を抑制できる。そのため、バッテリ１４を保護することできる。また、始動時に必要なエネルギが少なければ、より低い蓄電率でエンジン１０を始動することができる。これによりエンジン１０の間欠運転の頻度を増加させ、燃費を向上させることができる。
【００４５】
図１１に示したように低ＳＯＣラインはエンジン１０の回転数が初期値Ｎｅｉのとき以外は通常設定ラインよりも目標パワーが小さくなる。そのため、立ち下げ期間Ｐｄのうち開始時以外の期間が本発明のパワー低下期間に相当する。なお、低ＳＯＣラインの形状は図１１に示した形状に限定されない。低ＳＯＣラインは、通常設定ラインよりも同じ回転数において設定される目標パワーが小さくなるように設定すればよい。
【００４６】
（第４の形態）
次に図１３及び図１４を参照して本発明の第４の形態を説明する。この形態では、車両制御装置４０が実行する始動時ＭＧトルク制御ルーチンが第１の形態と異なり、それ以外は第１の形態と同じである。そのため、この形態においても車両１については図１が参照される。
【００４７】
図１３は、この形態において車両制御装置４０が実行する始動時ＭＧトルク制御ルーチンを示している。なお、この形態においてもこの制御ルーチンは車両１の走行状態に拘わらず所定の周期で繰り返し実行される。また、この制御ルーチンは車両制御装置４０が実行する他のルーチンと並行に実行される。この図から明らかなようにこの形態の始動時ＭＧトルク制御ルーチンでは、図３のステップＳ１７の代わりにステップＳ５１、Ｓ５２が設けられている。それ以外は図３と同じであるため、図１３において図３と共通の処理には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
この制御ルーチンにおいて車両制御装置４０はステップＳ１６まで図３と同様に処理を進める。次のステップＳ５１において車両制御装置４０はエンジン１０の冷却水の温度（冷却水温）を取得する。冷却水温は、冷却水温センサ４２の出力信号に基づいて取得すればよい。続くステップＳ５２において車両制御装置４０は冷却水温に応じて第１ＭＧ１１の目標パワーＰｇを算出するマップを設定する。図１４は、この形態において設定されるマップの一例を示している。この形態では、冷却水温に応じて目標パワーＰｇとエンジン１０の回転数Ｎｅとの関係を変化させる。この図に示す破線Ｌ１は冷却水温が所定の判定温度以上の場合に設定されるマップを示し、実線Ｌ４は冷却水温が判定温度未満の場合に設定されるマップを示している。以下、破線Ｌ１を通常設定ラインと称し、実線Ｌ４をフリクション補正ラインと称することがある。冷却水温が低い場合は、オイルの粘度が高くなりエンジン１０内の可動部のフリクションが大きくなる。判定温度は、エンジン１０のフリクションが大きいか否か判定するための基準として設定される値である。このような値はエンジン１０の可動部の個数等に応じて適宜に設定すればよい。
【００４９】
この図に示すようにフリクション補正ラインＬ４は、点火回転数Ｎｅｆにおいても第１ＭＧ１１からパワーが出力されるように設定される。点火回転数Ｎｅｆにおける目標パワーＰｇとしては、エンジン１０のフリクションが大きくてもエンジン１０のクランキングを適切に行うことが可能なパワーＰｇｆｒが設定される。また、フリクション補正ラインＬ４は、エンジン１０の回転数が初期値Ｎｅｉから点火回転数Ｎｅｆに到達するまでの間、エンジン１０の回転数が高くなるに従って目標パワーＰｇが小さくなるように設定される。なお、通常設定ラインＬ１は、上述した第２の形態の通常設定ラインＬ１と同じである。そのため、説明を省略する。ステップＳ５２でマップが設定された後はステップＳ１８に進み、以降は図３と同様に処理が進められる。
【００５０】
以上に説明したように第４の形態では、エンジン１０の始動時に冷却水温が判定温度未満の場合にはフリクション補正ラインＬ４で第１ＭＧ１１を制御する。冷却水温が低い場合にはエンジン１０のフリクションが大きいと考えられる。この形態では、このような場合にはフリクション補正ラインＬ４で第１ＭＧ１１を制御するので、立ち下げ期間Ｐｄ内に第１ＭＧ１１から出力されるトルクを増加させることができる。そのため、フリクションに抗してエンジン１０の回転数を適切に上昇させることができる。従って、始動時間が延びることを抑制できる。
【００５１】
なお、図１３のフローチャートでは冷却水温を用いてエンジン１０のフリクションが大きいか否か判定したが、冷却水温の代わりにエンジン１０のオイルの温度や外気温等のエンジン１０のフリクションと相関する種々の物理量を用いてフリクションが大きいか否か判定してもよい。そのため、上述した判定温度が本発明の判定値に相当する。また、図１４に示したようにフリクション補正ラインはエンジン１０の回転数が初期値Ｎｅｉのとき以外は通常設定ラインよりも目標パワーを大きくする。そのため、立ち下げ期間Ｐｄのうち開始時以外の期間が本発明のパワー増加期間に相当する。
【００５２】
本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、上述した各形態ではマップを用いて第１ＭＧの目標パワーを設定したが、マップの代わりに数式にて記述した関数を用いて第１ＭＧの目標パワーを設定してもよい。
【００５３】
本発明は第１モータ・ジェネレータの代わりに電動機が設けられたハイブリッド車両に適用してもよい。また、本発明が適用される車両はハイブリッド車両に限定されない。本発明は、内燃機関の出力軸を駆動でき、かつパワーを制御することが可能な電動機が搭載された種々の車両に適用してよい。
【符号の説明】
【００５４】
１  車両
１０  内燃機関
１０ａ  出力軸
１１  第１モータ・ジェネレータ（電動機）
１４  バッテリ
４０  車両制御装置（始動手段、目標トルク設定手段）
【図１】
2013132975.tif 000003
【図２】
2013132975.tif 000004
【図３】
2013132975.tif 000005
【図４】
2013132975.tif 000006
【図５】
2013132975.tif 000007
【図６】
2013132975.tif 000008
【図７】
2013132975.tif 000009
【図８】
2013132975.tif 000010
【図９】
2013132975.tif 000011
【図１０】
2013132975.tif 000012
【図１１】
2013132975.tif 000013
【図１２】
2013132975.tif 000014
【図１３】
2013132975.tif 000015
【図１４】
2013132975.tif 000016