(57)【要約】【課題】内燃機関及び回転電機を備えるハイブリッド車両に搭載される制御装置において、内燃機関が始動できなかった場合に、より適した条件で再始動すると共に、内燃機関の異常発生を的確に把握できる制御装置を提供する。【解決手段】始動判定の結果、内燃機関１１０が始動していないと判断した場合に、第１回転数よりも低い第２回転数でクランク軸を回転させるように回転電機１５０を駆動して内燃機関１１０を始動させる第２始動制御を実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１１０）と、前記内燃機関に回転力を伝達可能であると共に駆動輪にも回転駆動力を伝達することが可能な回転電機（１５０）とを備えるハイブリッド車両（ＨＣ）に搭載される制御装置（１０）であって、
前記内燃機関を停止状態から始動させる場合に、前記内燃機関のクランク軸を第１回転数で回転させるように前記回転電機を駆動して前記内燃機関を始動させる第１始動制御を実行し、
前記第１始動制御の実行後に前記内燃機関が始動したか否かを判断する始動判定を少なくとも１回以上実行し、
前記始動判定の結果、前記内燃機関が始動していないと判断した場合に、前記第１回転数よりも低い第２回転数で前記クランク軸を回転させるように前記回転電機を駆動して前記内燃機関を始動させる第２始動制御を実行する、ことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関は、燃料タンクから気筒内に燃料を噴射する系統として、低圧燃料系統と高圧燃料系統とを有しており、
前記第２始動制御の実行後、前記高圧燃料系統各部の動作を変更しつつ前記内燃機関の始動を試みる高燃圧系フェールセーフ制御を実行する、ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記高燃圧系フェールセーフ制御の実行によって前記内燃機関が始動しない場合に、前記低圧燃料系統各部の動作を変更しつつ前記内燃機関の始動を試みる低燃圧系フェールセーフ制御を実行する、ことを特徴とする請求項２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、内燃機関に回転力を伝達可能であると共に駆動輪にも回転駆動力を伝達することが可能な回転電機とを備えるハイブリッド車両に搭載される制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関と回転電機の両方を備え、それぞれの駆動力によって走行することのできるハイブリッド車両が普及している（例えば、下記特許文献１参照）。ハイブリッド車両では、走行場面に応じて内燃機関の回転駆動力を駆動輪に伝達するモードと、回転電機の回転駆動力を駆動輪に伝達するモードを切り替えている。内燃機関のみで駆動する車両では、内燃機関の始動時に内燃機関のクランク軸を回転させるためのスタータを備えており、このスタータを回転させることでクランク軸を回転させ内燃機関を始動する。
【０００３】
一方、内燃機関と回転電機とを備えるハイブリッド車両では、スタータの役割を回転電機が果たしており、回転電機が回転することで内燃機関のクランク軸を回転させ内燃機関を始動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１６０２５２号公報
【特許文献２】特開２００８−２８６１６０号公報
【特許文献３】特開２００５−９３９８号公報
【特許文献４】特開平１０−３３９２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の内燃機関のみで駆動する車両の場合、スタータは内燃機関を始動させるためのみに設けられているため、内燃機関が始動するのに最適な回転数で内燃機関のクランク軸を回転させている。内燃機関の各部に異常がなければ、内燃機関は始動しアイドリング回転数で回転を維持する。上述したように、スタータの回転数は内燃機関を始動させるための回転数であるため比較的回転数は低い。
【０００６】
一方、ハイブリッド車両の場合、回転電機は内燃機関を始動させるためのみに設けられているのではなく、走行場面に応じて駆動輪に回転駆動力を伝達するものである。そのため、回転電機の回転数はスタータの回転数や内燃機関のアイドリング回転数よりも高い。
【０００７】
回転電機の回転数がスタータの回転数よりも高いことは、内燃機関を始動させるにあたって必ずしも最適な状態ではない場合もある。また、回転電機の回転数が内燃機関のアイドリング回転数よりも高いため、内燃機関の始動に失敗したとしてもそれが内燃機関各部に原因があるのか始動時の回転数の差によるものなのかが把握できない。
【０００８】
内燃機関の各部に異常がある場合の判定や対処方法については、上記特許文献２，３，４に開示されているように様々なものが提案されているけれども、上述したようなハイブリッド車両特有の事象についてどのように対処すべきかについて開示がない。
【０００９】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関及び回転電機を備えるハイブリッド車両に搭載される制御装置において、内燃機関が始動できなかった場合に、より適した条件で再始動すると共に、内燃機関の異常発生を的確に把握できる制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る制御装置は、内燃機関（１１０）と、前記内燃機関に回転力を伝達可能であると共に駆動輪にも回転駆動力を伝達することが可能な回転電機（１５０）とを備えるハイブリッド車両（ＨＣ）に搭載される制御装置（１０）であって、前記内燃機関を停止状態から始動させる場合に、前記内燃機関のクランク軸を第１回転数で回転させるように前記回転電機を駆動して前記内燃機関を始動させる第１始動制御を実行し、前記第１始動制御の実行後に前記内燃機関が始動したか否かを判断する始動判定を少なくとも１回以上実行し、前記始動判定の結果、前記内燃機関が始動していないと判断した場合に、前記第１回転数よりも低い第２回転数で前記クランク軸を回転させるように前記回転電機を駆動して前記内燃機関を始動させる第２始動制御を実行する。
【００１１】
本発明では、内燃機関と回転電機とを備えるハイブリッド車両において、回転電機が第１回転数で回転して内燃機関を始動する第１始動制御で内燃機関が始動しない場合、回転電機の回転数を落として第２回転数で回転して内燃機関を始動する第２始動制御を実行するので、スタータによって始動する状態に近くなり、内燃機関の始動性が向上する。また、第２始動制御の実行によって、クランク軸の始動回転数をスタータによる始動回転数に近づけても内燃機関が始動しないのか否かを把握することができるので、内燃機関の異常発生を的確に把握することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、内燃機関及び回転電機を備えるハイブリッド車両に搭載される制御装置において、内燃機関が始動できなかった場合に、より適した条件で再始動すると共に、内燃機関の異常発生を的確に把握できる制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る制御装置、及び、当該制御装置を搭載した車両の構成を模式的に示す図である。
【図２】図１に示す制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】図１に示す内燃機関の回転数の推移を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１５】
本発明の実施形態に係る制御装置１０は、車両ＨＣに搭載されており、車両ＨＣの走行を制御するための制御装置として構成されている。制御装置１０によって実行される制御の説明に先立ち、車両ＨＣの構成について先ず説明する。尚、本発明の実施形態である制御装置１０が搭載されうる車両ＨＣとしては、図１に示されたハイブリッド車両に限るものではなく、モータジェネレータといった回転電機を用いて内燃機関を始動する車両に広く適用される。
【００１６】
図１に示されるように、車両ＨＣは、エンジン１１０（内燃機関）とモータ１５０（回転電機）とを備えており、それぞれの駆動力によって走行することが可能となっている。すなわち、車両ＨＣは所謂ハイブリッド車両として構成されている。
【００１７】
エンジン１１０の駆動力は、変速機１２０及びディファレンシャル１３０を介して駆動輪１４０に伝達され、車両ＨＣの走行力となる。尚、図１においては、車両ＨＣが備える車輪のうち２つの駆動輪１４０のみが図示されており、他の車輪については図示が省略されている。
【００１８】
エンジン１１０は、燃料タンク（不図示）から気筒内に燃料を噴射する系統として、低燃圧系統（低圧ポンプ、パルセーションダンパ、低圧側燃圧センサ等）と高圧燃料系統（高圧ポンプ、コモンレール、高圧側燃圧センサ等）とを有している。
【００１９】
モータ１５０は、３相の交流電力によって駆動される回転電機である。モータ１５０の駆動力は、やはり変速機１２０及びディファレンシャル１３０を介して駆動輪１４０に伝達され、車両ＨＣの走行力となる。モータ１５０は、上記のように駆動力を生じさせるほか、車両ＨＣの運動エネルギーを回生電力に変換することも可能となっている。モータ１５０は、エンジン１１０を始動するための回転力をエンジン１１０のクランク軸（不図示）に付与する役割も果たしている。
【００２０】
車両ＨＣは、エンジン１１０の駆動力のみにより走行することも、モータ１５０の駆動力のみにより走行することもできる。また、エンジン１１０の駆動力とモータ１５０の駆動力とを同時に生じさせ、これらの駆動力によって走行することもできる。
【００２１】
車両ＨＣは、モータ１５０に電力を供給するための構成として、蓄電装置１６０と、インバータ１７０とを備えている。蓄電装置１６０は、モータ１５０に供給される電力を蓄えておくための装置であって、蓄電池（バッテリ）及び蓄電池の充放電を制御する制御回路を内部に備えている。
【００２２】
インバータ１７０は、蓄電装置１６０から出力された直流電力を３相の交流電力に変換し、モータ１５０に供給するための電力変換器である。また、インバータ１７０は、モータ１５０で生じた回生電力を直流電力に変換して、蓄電装置１６０に供給することも可能となっている。インバータ１７０の動作（電力変換）は、制御装置１０によって制御される。
【００２３】
図１に示される補機１８０は、車両ＨＣに搭載される電力消費機器のうち、比較的消費電力の大きいもの（例えばエアコン等）の一群を単一のブロックとして示したものである。蓄電装置１６０に蓄えられた電力は、補機１８０に対しても供給され消費される。
【００２４】
蓄電装置１６０に対する電力の供給は、モータ１５０からインバータ１７０を介して行われるほか、発電機１９０からも行われる。発電機１９０は、エンジン１１０の駆動力によって発電を行う装置である。発電機１９０で発電された電力は、蓄電装置１６０に供給され蓄えられる。また、発電機１９０で発電された電力を補機１８０に直接供給することも可能となっている。
【００２５】
図１に示される補機２１０は、車両ＨＣに搭載される電力消費機器のうち、比較的消費電力の小さいもの（例えばヘッドライト等）の一群を単一のブロックとして示したものである。
【００２６】
車両ＨＣは、補機２１０に電力を供給するための構成として、コンバータ２００と、バッテリ２２０とを備えている。コンバータ２００は、発電機１９０で発電された電力、又は蓄電装置１６０から出力された電力を、電圧変換して補機２１０に供給するための電力変換器である。バッテリ２２０は、補機２１０に対する電力供給を補助的に行うための蓄電池である。
【００２７】
制御装置１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースを備えたコンピュータシステムとして構成されている。
【００２８】
続いて、制御装置１０によるエンジン１１０の始動制御について、図２及び図３を参照しながら説明する。
【００２９】
ステップＳ０１では、エンジン始動制御を実行する（第１始動制御、図３の時刻ｔ１から時刻ｔ２）。ステップＳ０１のエンジン始動制御は、一例として１５００ｒｐｍといった高回転数（第１回転数）でモータ１５０を回転させ、エンジン１１０のクランク軸を回転させる。エンジン１１０及びそれに繋がる機器類に異常がなければ、このクランク軸の回転に応じて、シリンダ内に混合気が吸引され、プラグによって混合気に着火することでエンジン１１０が始動する。
【００３０】
ステップＳ０１に続くステップＳ０２では、エンストせずに始動できたか否かを判断する（始動判定）。具体的には、エンジンオン要求を出しているにも関わらず、エンジン１１０の回転数が落ちてきてしまう場合には、エンストして始動できていないものと判断する。エンストせずに始動できていれば処理を終了し、エンストして始動できていなければステップＳ０３の処理に進む。
【００３１】
ステップＳ０３では、Ｎ（Ｎ＞１の整数、一例として３）回目の始動不良か否かを判断する。Ｎ回目の始動不良でなければ、ステップＳ０１の処理に戻る。Ｎ回目の始動不良であれば、ステップＳ０４の処理に進む。
【００３２】
ステップＳ０４では、フェールセーフ用の始動モードでエンジン始動制御（ロングクランキング）を実行する（第２始動制御、図３の時刻ｔ３から時刻ｔ４）。このエンジン始動制御では、ステップＳ０１での回転数（第１回転数）よりも低い低回転数（第２回転数、一例としては、４００ｒｐｍ）でエンジン１１０のクランク軸を回転させるようにモータ１５０を駆動してエンジン１１０を始動させる。低回転数としては、エンジン１１０が始動した後の回転数と区別できうるほどの回転数差があればよく、特に限定されるものではない。
【００３３】
ステップＳ０４に続くステップＳ０５では、高燃圧系フェールセーフ制御を実行する（図３の時刻ｔ４から時刻ｔ５。もし、ステップＳ０４でエンジン１１０が始動し、アイドリング回転数（一例として、８００ｒｐｍ）まで回転数が上がっていれば、そのままステップＳ０６の処理に進む。
【００３４】
ステップＳ０４でエンジン１１０が始動していなければ、ステップＳ０５では、エンジン１１０の高圧燃料系統各部の動作を変更しつつエンジン１１０の始動を試みる高燃圧系フェールセーフ制御を実行する。
【００３５】
ステップＳ０５に続くステップＳ０６では、エンジン１１０が始動できたか否かを判断する（始動判定）。エンジン１１０が始動できていればステップＳ０７の処理に進み、エンジン１１０が始動できていなければステップＳ０８の処理に進む。
【００３６】
ステップＳ０７では、ステップＳ０５及びステップＳ０６での処理の結果から、エンジン１１０の異常内容を特定する（図３の時刻ｔ６）。例えば、高圧ポンプの昇圧力を高めてエンジン１１０の始動動作を実行し、エンジン１１０が始動できれば、高圧ポンプ以外の例えばセンサに異常が発生しているものと推定されるので、このような場合はセンサの異常であると特定する。
【００３７】
ステップＳ０８では、低燃圧系フェールセーフ制御を実行する（図３の時刻ｔ５から時刻ｔ６、破線グラフ）。ステップＳ０６までにエンジン１１０が始動していなければ、ステップＳ０８では、エンジン１１０の低圧燃料系統各部の動作を変更しつつエンジン１１０の始動を試みる低燃圧系フェールセーフ制御を実行する。例えば、低圧ポンプの昇圧力を高めてエンジン１１０の始動動作を実行する。この始動動作でエンジン１１０が始動できれば、低圧ポンプではなく高圧ポンプに異常が発生しているものと推定される。
【００３８】
ステップＳ０９では、ステップＳ０８での処理の結果から、エンジン１１０の異常内容を特定する（図３の時刻ｔ６。例えば、低圧ポンプの昇圧力を高めてエンジン１１０の始動動作を実行し、エンジン１１０が始動できれば、高圧ポンプに異常が発生しているものと推定されるので、このような場合は高圧ポンプの異常であると特定する。
【符号の説明】
【００３９】
ＨＣ：ハイブリッド車両
１０：制御装置
１１０：エンジン（内燃機関）
１５０：モータ（回転電機）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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