(57)【要約】【課題】エンジンの始動時に不都合が生じるのを抑制する。【解決手段】エンジンをモータリングする際に、モータリングトルクＴｃｒがモータから出力されてエンジンが始動されるようエンジンとモータとを制御するものにおいて、エンジンのモータリングを開始するときのモータのトルク指令である開始時トルクＴｍ１ｓｅｔが大きいほど小さくなる傾向に上昇レートＴｕｐを設定し（Ｓ３１０）、設定した上昇レートＴｕｐを用いてモータリングトルクＴｃｒを上昇させる（Ｓ３２０）。【選択図】図４
2013056627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用のトルクを出力可能なエンジンと、前記エンジンの出力軸にトルクを出力可能なモータと、前記モータと電力のやりとりが可能なバッテリと、前記エンジンを始動する際、前記エンジンをモータリングするためのモータリングトルクが前記モータから出力されて前記エンジンが始動されるよう前記エンジンと前記モータとを制御する始動時制御手段と、を備える自動車であって、
前記始動時制御手段は、前記エンジンのモータリングを開始するときの前記モータのトルクが大きいほど緩やかな傾向で前記モータリングトルクを上昇させる手段である、
自動車。
【請求項２】
請求項１記載の自動車であって、
前記始動時制御手段は、前記エンジンのモータリングを開始するときの前記モータのトルクが大きいほど小さくなる傾向の上昇レートを用いて前記モータリングトルクを上昇させる手段である、
自動車。
【請求項３】
請求項１または２記載の自動車であって、
前記始動時制御手段は、前記エンジンのモータリングを開始する前に、前記モータからのトルクの出力により、前記エンジンと前記モータとに介在するギヤ機構のガタ詰めと、前記エンジンのクランクポジションの調整と、の少なくとも一方を行なう手段である、
自動車。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の自動車であって、
車軸に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸と前記モータの回転軸との３軸に３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、
前記バッテリと電力のやりとりが可能で、前記駆動軸に回転軸が接続された第２モータと、
を備える自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に関し、詳しくは、走行用のトルクを出力可能なエンジンと、エンジンの出力軸にトルクを出力可能なモータと、モータと電力のやりとりが可能なバッテリと、エンジンを始動する際、エンジンをモータリングするためのモータリングトルクがモータから出力されてエンジンが始動されるようエンジンとモータとを制御する始動時制御手段と、を備える自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の自動車としては、エンジンと、第１のモータ（モータＭＧ１）と、エンジンの出力軸とモータＭＧ１の回転軸と車軸に連結された駆動軸とにキャリアとサンギヤとリングギヤとが接続された動力分配統合機構と、駆動軸に接続された第２のモータ（モータＭＧ２）と、モータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリとを備え、停車中にエンジンを始動するときには、比較的小さな上昇レートや最大トルクを用いて設定されるクランキングトルクをモータＭＧ１から出力してエンジンをクランクキングし、走行中にエンジンを始動するときには、比較的大きな上昇レートや最大トルクを用いて設定されるクランキングトルクをモータＭＧ１から出力してエンジンをクランキングするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、こうした制御により、停車中にエンジンを始動するときには、クランキングに伴うマウント反力を小さくしてマウント反力に起因する振動を抑制し、走行中にエンジンを始動するときには、エンジンの回転数を共振回転数帯をより迅速に通過させることによって共振による振動などを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０７６５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
こうした自動車では、エンジンのクランキングを開始する前に、動力分配統合機構のギヤのガタ詰めを行なったりエンジンの停止位置（クランクポジション）を調整したりするために、モータＭＧ１からトルクを出力するものがある。この態様の自動車において、エンジンを始動する際に、モータＭＧ１からトルクを出力していないときと同様の上昇レート（比較的大きな上昇レート）を用いてクランキングトルクを上昇させると、モータＭＧ１が略回転停止している状態からエンジンのクランキングを開始する場合にクランキング初期にモータＭＧ１の特定の相に大きな電流が流れたり、エンジンと動力分配統合機構とに介在するねじれ要素（ダンパ）のねじれが過剰に大きくなって始動ショックを生じたりするなどの不都合を生じることがあった。
【０００５】
本発明の自動車は、エンジンの始動時に不都合が生じるのを抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の自動車は、
走行用のトルクを出力可能なエンジンと、前記エンジンの出力軸にトルクを出力可能なモータと、前記モータと電力のやりとりが可能なバッテリと、前記エンジンを始動する際、前記エンジンをモータリングするためのモータリングトルクが前記モータから出力されて前記エンジンが始動されるよう前記エンジンと前記モータとを制御する始動時制御手段と、を備える自動車であって、
前記始動時制御手段は、前記エンジンのモータリングを開始するときの前記モータのトルクが大きいほど緩やかな傾向で前記モータリングトルクを上昇させる手段である、
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明の自動車では、エンジンを始動する際に、エンジンをモータリングするためのモータリングトルクがモータから出力されてエンジンが始動されるようエンジンとモータとを制御するものにおいて、エンジンのモータリングを開始するときのモータのトルクが大きいほど緩やかな傾向でモータリングトルクを上昇させる。これにより、エンジンのモータリング初期（モータリング開始直後など）にモータのトルクが大きくなり過ぎるのを抑制することができる。この結果、モータが略回転停止している状態からエンジンのモータリングを開始する場合にモータリング初期にモータの特定の相に大きな電流が流れたり、エンジンとモータとにねじれ要素が介在する場合にモータリング初期にねじれ要素のねじれが過剰に大きくなって始動ショックを生じたりするなどの不都合が生じるのを抑制することができる。
【０００９】
こうした本発明の自動車において、前記始動時制御手段は、前記エンジンのモータリングを開始するときの前記モータのトルクが大きいほど小さくなる傾向の上昇レートを用いて前記モータリングトルクを上昇させる手段である、ものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明の自動車において、前記始動時制御手段は、前記エンジンのモータリングを開始する前に、前記モータからのトルクの出力により、前記エンジンと前記モータとに介在するギヤ機構のガタ詰めと、前記エンジンのクランクポジションの調整と、の少なくとも一方を行なう手段である、ものとすることもできる。
【００１１】
さらに、本発明の自動車において、車軸に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸と前記モータの回転軸との３軸に３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、前記バッテリと電力のやりとりが可能で、前記駆動軸に回転軸が接続された第２モータと、を備えるものとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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】ＨＶＥＣＵ７０により実行される停車始動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】停車始動時のプラネタリギヤ３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図４】ＨＶＥＣＵ７０により実行されるモータリングトルク設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】上昇レート設定用マップの一例を示す説明図である。
【図６】変形例の上昇レート設定用マップの一例を示す説明図である。
【図７】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８】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。
【図９】変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１４】
図１は、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。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にねじれ要素としてのダンパ２８を介してキャリアが接続されると共に駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを備える周知の同期発電電動機として回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、同じく同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。
【００１５】
エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号、例えば、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２３からのクランクポジションθｃｒやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサからの冷却水温Ｔｗ，燃焼室内に取り付けられた圧力センサからの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ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からのカムポジションθｃａ，スロットルバルブ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からのスロットルポジションＴＰ，吸気管に取り付けられたエアフローメータからの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサからの吸気温Ｔａ，排気系に取り付けられた空燃比センサからの空燃比ＡＦ，同じく排気系に取り付けられた酸素センサからの酸素信号Ｏ２などが入力ポートを介して入力されており、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、燃料噴射弁への駆動信号やスロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号，吸気バルブ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。また、エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０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ＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４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からの信号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。
【００１６】
モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。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からの回転位置θｍ１，θｍ２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ポートを介して入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０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ＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転角速度ωｍ１，ωｍ２や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００１７】
バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。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Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン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Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度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ＨＶＥＣＵ７０に送信する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合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を演算したりしている。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の蓄電割合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。
【００１８】
ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０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やシフトレバー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。ＨＶＥＣＵ７０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、実施例のハイブリッド自動車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ポジションＳＰとして、駐車時に用いる駐車ポジション（Ｐポジション），後進走行用のリバースポジション（Ｒポジション），中立のニュートラルポジション（Ｎポジション），前進走行用のドライブポジション（Ｄポジション）などが用意されている。
【００１９】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、運転者によるアクセルペダル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３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を計算し、この要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力が駆動軸３６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と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プラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３６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プラネタリギヤ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駆動軸３６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駆動軸３６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。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードとは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。
【００２０】
エンジン運転モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、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と車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定し、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算すると共に計算した走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて得られるバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２から出力すべきパワーとしての要求パワーＰｅ＊を設定する。ここで、要求パワーＰｅ＊は、エンジン２２から出力可能な最大パワーＰｅｍａｘ（例えば、数十ｋＷ〜１００ｋＷ程度など）以下で設定される。そして、要求パワーＰｅ＊を効率よくエンジン２２から出力することができるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとの関係としての動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにするための回転数フィードバック制御によってモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルクを要求トルクＴｒ＊から減じてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについてはエンジンＥＣＵ２４に送信し、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行ない、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン２２を効率よく運転しながらバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸３６に出力して走行することができる。このエンジン運転モードでは、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を運転停止した方がよい要求パワーＰｅ＊の範囲の上限として定められた停止用閾値Ｐｓｔｏｐ以下に至ったときなどエンジン２２の停止条件が成立したときに、エンジン２２の運転を停止してモータ運転モードに移行する。
【００２１】
モータ運転モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する。そして、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン２２を運転停止した状態でバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸３６に出力して走行することができる。このモータ運転モードでは、要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒを乗じて得られる走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を減じて得られるエンジン２２の要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を始動した方がよい要求パワーＰｅ＊の範囲の下限として定められた始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上に至ったときなどエンジン２２の始動条件が成立したときに、エンジン２２を始動してエンジン運転モードに移行する。
【００２２】
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、停車中（運転者によってブレーキペダル８５が踏み込まれているときや、シフトポジションＳＰが駐車ポジションのとき）にエンジン２２を始動する停車始動時の動作について説明する。図２は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される停車始動時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、停車中にエンジン２２の始動指示がなされたときに実行される。なお、停車中にエンジン２２の始動指示がなされるときとしては、エンジン２２の暖機を要するときや、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが充電を要する閾値Ｓｌｏ（例えば、３０％や３５％など）未満に至ったときなどが考えられる。
【００２３】
停車始動時制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，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２３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，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、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の蓄電割合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。
【００２４】
こうしてデータを入力すると、エンジン２２の始動準備が完了したか否かを判定し（ステップＳ１１０）、エンジン２２の始動準備が完了していないと判定されたときには、エンジン２２の始動準備のためのトルクとしての準備用トルクＴｐｒｅをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定する（ステップＳ１２０）。ここで、準備用トルクＴｐｒｅは、プラネタリギヤ３０などのガタ詰めを行なったり、エンジン２２のクランクポジションθｃｒを始動に適した位置（例えば、いずれかの気筒についての圧縮行程の上死点近傍など）θｃｒ＊にしたりするのに要するトルクを用いるものとした。実施例では、後者のために、エンジン２２の現在のクランクポジションθｃｒと始動に適した位置θｃｒ＊とが乖離しているほど大きなトルクを準備用トルクＴｐｒｅとして用いるものとした。また、実施例では、プラネタリギヤ３０などのガタ詰めが完了する（モータＭＧ１の回転子の回転位置θｍ１が変化しなくなる）と共にエンジン２２のクランクポジションθｃｒが始動に適した位置θｃｒ＊となったときに、エンジン２２の始動準備が完了したと判定するものとした。
【００２５】
続いて、次式（１）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を除したものをモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐとして設定すると共に（ステップＳ１４０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との差分をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによってモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを式（２）および式（３）により計算し（ステップＳ１５０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（４）によってトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１６０）、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ１７０）。停車始動時（停車中にエンジン２２を始動する際）のプラネタリギヤ３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図３に示す。なお、図３では、エンジン２２のモータリングを開始した後（後述のモータリングトルクＴｃｒをモータＭＧ１から出力するとき）の様子を示している。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤの回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリアの回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２である駆動軸３６の回転数Ｎｒを示す。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されてプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルク（−Ｔｍ１／ρ）と、モータＭＧ２から出力されて駆動軸３６に作用するトルクＴｍ２とを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。また、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊でモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００２６】
Tm2tmp=Tm1*/ρ                                  (1)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2                       (2)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2                    (3)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min)           (4)
【００２７】
続いて、エンジン２２の回転数Ｎｅをエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数としての所定回転数Ｎｓｔ（例えば、１０００ｒｐｍや１２００ｒｐｍなど）と比較する（ステップＳ１８０）。いま、エンジン２２の始動準備を行なっているとき（エンジン２２のモータリングを開始する前）を考えているから、エンジン２２の回転数Ｎｅは所定回転数Ｎｓｔ未満であり、ステップＳ１００に戻る。
【００２８】
こうしてステップＳ１００〜Ｓ１２０，Ｓ１４０〜Ｓ１８０を繰り返し実行している最中にステップＳ１１０でエンジン２２の始動準備が完了したと判定されると、エンジン２２のモータリングを開始すると判断し、エンジン２２をモータリングするためのモータリングトルクＴｃｒをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊として設定し（ステップＳ１３０）、上述したように、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１４０〜Ｓ１６０）、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ１７０）。ここで、モータリングトルクＴｃｒは、実施例では、後述のモータリングトルク設定ルーチンによって設定されるものを用いるものとした。
【００２９】
そして、エンジン２２の回転数Ｎｅを所定回転数Ｎｓｔと比較し（ステップＳ１８０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｓｔ未満のときには、ステップＳ１００に戻り、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｓｔ以上に至ると、燃料噴射制御や点火制御を指示するための制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ１９０）、エンジン２２が完爆に至ったか否かを判定し（ステップＳ２００）、未だ完爆に至っていないときにはステップＳ１００に戻り、完爆に至ったときに本ルーチンを終了する。
【００３０】
次に、モータリングトルクＴｃｒを設定する処理について図４のモータリングトルク設定ルーチンを用いて説明する。モータリングトルク設定ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、エンジン２２のモータリングを開始するとき（エンジン２２の始動準備を完了したとき）のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を開始時トルクＴｍ１ｓｅｔとして入力すると共に（ステップＳ３００）、入力した開始時トルクＴｍ１に基づいて、モータリングトルクＴｃｒの上昇レートＴｕｐを設定する（ステップＳ３１０）。ここで、上昇レートＴｕｐは、モータリングトルクＴｃｒの上昇の程度を定めるレート値であり、モータリングトルクＴｃｒを上昇レートＴｕｐずつ増加させる処理を繰り返す時間間隔によって定められる。この上昇レートＴｕｐは、実施例では、開始時トルクＴｍ１ｓｅｔと上昇レートＴｕｐとの関係を予め定めて上昇レート設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、開始時トルクＴｍ１ｓｅｔが与えられると記憶したマップから対応する上昇レートＴｕｐを導出して設定するものとした。上昇レート設定用マップの一例を図５に示す。上昇レートＴｕｐは、図示するように、開始時トルクＴｍ１ｓｅｔが大きいほど小さくなる傾向に設定するものとした。この理由については後述する。
【００３１】
こうして上昇レートＴｕｐを設定すると、モータリングトルクＴｃｒが予め定められた最大トルクＴｃｒｍａｘに至るまでモータリングトルクＴｃｒを上昇レートＴｕｐずつ増加させる処理を実行し（ステップＳ３２０，Ｓ３３０）、モータリングトルクＴｃｒが最大トルクＴｃｒｍａｘに至ると、エンジン２２の回転数Ｎｅが上述の所定回転数Ｎｓｔ以上に至るのを待つ（ステップＳ３４０，Ｓ３５０）。
【００３２】
そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｓｔ以上に至ると、モータリングトルクＴｃｒが値０以下に至るまでモータリングトルクＴｃｒを下降レートＴｄｏｗｎずつ減少させる処理を実行しながら（ステップＳ３６０）、エンジン２２が完爆するのを待って（ステップＳ３７０）、モータリングトルク設定ルーチンを終了する。ここで、下降レートＴｄｏｗｎは、モータリングトルクＴｃｒの下降の程度を定めるレート値であり、モータリングトルクＴｃｒを下降レートＴｄｏｗｎずつ下降（減少）させる処理を繰り返す時間間隔によって定められる。
【００３３】
ここで、開始時トルクＴｍ１ｓｅｔが大きいほど小さくなる傾向に上昇レートＴｕｐを設定する理由について説明する。いま、停車始動時を考えているから、モータＭＧ１が略回転停止している状態からエンジン２２のモータリングを開始してエンジン２２を始動することになる。このため、開始時トルクＴｍ１ｓｅｔに拘わらずに比較的大きな上昇レートＴｕｐを用いてモータリングトルクＴｃｒを上昇させると、開始トルクＴｍ１ｓｅｔがある程度大きい状態から上昇するときには、エンジン２２のモータリング初期（モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が小さいとき）、即ち、エンジン２２が回転し始めるとき（エンジン２２の回転数Ｎｅの上昇が比較的緩やかなとき）にモータＭＧ１の特定の相に比較的大きな電流が流れることになり、モータＭＧ１の保護などの観点から好ましくない。また、準備用トルクＴｐｒｅ（開始時トルクＴｍ１ｓｅｔ）がある程度大きいときには、エンジン２２のモータリング開始時にねじれ要素としてのダンパ２８がある程度ねじれていると考えられるから、開始時トルクＴｍ１ｓｅｔに拘わらずに比較的大きな上昇レートＴｕｐでモータリングトルクＴｃｒを上昇させると、ダンパ２８のねじれが過剰に大きくなってしまい、ダンパ２８の劣化が促進されたり、ダンパ２８の更なるねじれやそのねじれからの戻りに起因するショックが大きくなったりするおそれがある。実施例では、これらを踏まえて、開始時トルクＴｍ１ｓｅｔが大きいほど小さくなる傾向に上昇レートＴｕｐを設定するものとした。これにより、エンジン２２の始動時に、これらの不都合が生じないようにすることができる。
【００３４】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２をモータリングする際に、モータリングトルクＴｃｒがモータＭＧ１から出力されてエンジン２２が始動されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御するものにおいて、エンジン２２のモータリングを開始するときのモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊である開始時トルクＴｍ１ｓｅｔが大きいほど小さくなる傾向の上昇レートＴｕｐを用いてモータリングトルクＴｃｒを上昇させるから、エンジン２２のモータリング初期にモータＭＧ１のトルクが大きくなり過ぎるのを抑制することができる。この結果、停車始動時のモータリング初期にモータＭＧ１の特定の相に大電流が流れたり、モータリング初期にダンパ２８のねじれが過剰に大きくなって始動ショックを生じたりするなどの不都合が生じるのを抑制することができる。
【００３５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、停車中にエンジン２２を始動する停車始動時の動作について説明したが、走行中にエンジン２２を始動する走行始動時についても、停車始動時と同様に、開始時トルクＴｍ１ｓｅｔが大きいほど小さくなる傾向に上昇レートＴｕｐを設定すればよい。なお、走行始動時の場合、モータＭＧ１が負回転の状態からエンジン２２のモータリングを開始することになるため、モータリング初期にモータＭＧ１の特定の相に大きな電流が流れるという事象は生じにくい。しかしながら、開始時トルクＴｍ１ｓｅｔが大きいほど小さくなる傾向に上昇レートＴｕｐを設定することにより、停車始動時と同様に、エンジン２２のモータリング初期にダンパ２８のねじれが過剰に大きくなるのを抑制することはできる。
【００３６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、開始時トルクＴｍ１ｓｅｔが大きいほど小さくなる傾向に上昇レートＴｕｐを設定するものとしたが、開始時トルクＴｍ１ｓｅｔが大きいほど小さくなる傾向で且つエンジン２２のモータリング開始からの時間であるモータリング時間ｔｍが長いほど（モータリング開始から時間が経過するほど）大きくなる傾向に上昇レートＴｕｐを設定するものとしてもよい。この場合の上昇レート設定用マップの一例を図６に示す。図中、「α」は、上昇レートＴｕｐの基本値であり、予め実験や解析などによって定めることができる。また、図６では、開始時トルクＴｍ１ｓｅｔの１０Ｎ・ｍ毎，モータリング時間ｔｍの５０ｍｓｅｃ毎の上昇レートＴｕｐを示したが、その間の上昇レートＴｕｐについては、同様に定めるものとしてもよいし、線形補間などによって求め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、モータＭＧ２からの動力を駆動軸３６に出力するものとしたが、図７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からの動力を駆動軸３６が接続された車軸（駆動輪３８ａ，３８ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図７における車輪３９ａ，３９ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力するものとしたが、図８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に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪３８ａ，３８ｂに動力を出力する駆動軸３６に接続されたアウターロータ２３４とを有しエンジン２２からの動力の一部を駆動軸３６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。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動軸３６に出力するものとしたが、図９の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に変速機３３０を介してモータＭＧを取り付けると共にモータＭＧの回転軸にクラッチ３２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機３３０とを介して駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機３３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。
【００４０】
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「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「モータ」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、エンジン２２をモータリングする際に、モータリングトルクＴｃｒがモータＭＧ１から出力されてエンジン２２が始動されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御するものにおいて、エンジン２２のモータリングを開始するときのモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊である開始時トルクＴｍ１ｓｅｔが大きいほど小さくなる傾向の上昇レートＴｕｐを用いてモータリングトルクＴｃｒを上昇させる、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とを組み合わせたものが「制御手段」に相当する。
【００４１】
ここで、「エンジン」としては、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２に限定されるものではなく、水素エンジンなど、走行用のトルクを出力可能なものであれば如何なるタイプのエンジンであっても構わない。「モータ」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、エンジンの出力軸にトルクを出力可能なものであれば如何なるタイプのモータであっても構わない。「バッテリ」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ニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、モータと電力のやりとりが可能なものであれば如何なるタイプのバッテリであっても構わない。「制御手段」としては、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とを組み合わせたもの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って構成されるものなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、エンジン２２をモータリングする際に、モータリングトルクＴｃｒがモータＭＧ１から出力されてエンジン２２が始動されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御するものにおいて、エンジン２２のモータリングを開始するときのモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊である開始時トルクＴｍ１ｓｅｔが大きいほど小さくなる傾向の上昇レートＴｕｐを用いてモータリングトルクＴｃｒを上昇させるものに限定されるものではなく、エンジンを始動する際、エンジンをモータリングするためのモータリングトルクがモータから出力されてエンジンが始動されるようエンジンとモータとを制御し、エンジンのモータリングを開始するときのモータのトルクが大きいほど緩やかな傾向でモータリングトルクを上昇させるものであれば如何なるものとしても構わない。「プラネタリギヤ」としては、プラネタリギヤ３０（シングルピニオン式のプラネタリギヤ）に限定されるものではなく、ダブルピニオン式のプラネタリギヤや、複数のプラネタリギヤの組み合わせによって構成されたものなど、車軸に連結された駆動軸とエンジンの出力軸とモータの回転軸との３軸に３つの回転要素が接続されたものであれば如何なるタイプのプラネタリギヤであっても構わない。「第２モータ」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、バッテリと電力のやりとりが可能で駆動軸に回転軸が接続されたものであれば如何なるタイプのモータであっても構わない。
【００４２】
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。
【００４３】
以上、本発明を実施するため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】
【００４４】
本発明は、自動車の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
２０，１２０，２２０，３２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２３  クランクポジションセンサ、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  プラネタリギヤ、３６  駆動軸、３７  デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ  駆動輪、３９ａ，３９ｂ  車輪、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、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、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、３２９  クラッチ、３３０  変速機、ＭＧ，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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