(57)【要約】【課題】内燃機関のクランキング開始直後の点火によって生じる初爆に伴って駆動軸に作用する駆動力変動を適切に抑制する。【解決手段】エンジン始動の指示がなされたときに、エンジンの燃料噴射及び点火制御を開始し（ステップＳ２００）、エンジン停止時のクランク角ＣＡｓｔｐに基づいて抑制トルクＴαを設定し（ステップＳ２１０〜Ｓ２３０）、エンジン完爆に至るまでエンジンをクランキングするためのモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に要求トルクＴｒ＊と抑制トルクＴαとに基づくモータＭＧ２トルク指令Ｔｍ２＊を設定して駆動軸に駆動力を出力する（ステップＳ２４０〜Ｓ３１０）。エンジン停止時のクランク角ＣＡｓｔｐと初爆に伴う駆動力変動の大きさとは相関があるため、クランク角ＣＡｓｔｐに基づいて抑制トルクＴαを設定することで、初爆に伴う駆動力変動を適切に抑制できる。【選択図】図４
2009161142.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、
内燃機関と、
前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段及び前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の各気筒毎に点火可能な点火手段と、
前記内燃機関のクランク角を検出するクランク角検出手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記内燃機関のクランキング開始直後の点火によって生じる初爆に伴って前記駆動軸に作用する駆動力変動を抑制する抑制駆動力を前記内燃機関の停止時のクランク角に基づいて設定する抑制駆動力設定手段と、
前記内燃機関の始動時に前記内燃機関のクランキング開始直後に点火するにあたり、前記抑制駆動力と前記要求駆動力とに基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう、前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記内燃機関の停止時に前記内燃機関が目標クランク角で停止するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する手段であり、
前記抑制駆動力設定手段は、前記内燃機関の停止時のクランク角と前記目標クランク角との差に基づいて前記抑制駆動力を設定する手段である、
請求項１に記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記目標クランク角は、クランキング開始直後の点火によって生じる初爆に伴って前記駆動軸に作用する駆動力変動が最小となるクランク角である、請求項２に記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記設定された抑制駆動力を前記内燃機関の始動から第１の期間経過後の第２の期間だけ出力する手段である、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の動力出力装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第１の期間を前記内燃機関の停止時のクランク角に基づいて設定する手段である、請求項４に記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記抑制駆動力を出力するにあたり、当初は時間の経過と共に前記設定した抑制駆動力の大きさまで徐々に増加する抑制駆動力を出力し、続いて所定期間だけ前記設定した抑制駆動力を出力し、その後時間の経過と共に前記設定した抑制駆動力から徐々に減少する抑制駆動力を出力する手段である、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の動力出力装置。
【請求項７】
前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と前記発電機の回転軸との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、を備える手段である、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の動力出力装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に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９】
内燃機関と、駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段及び前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記内燃機関の各気筒毎に点火可能な点火手段と、該内燃機関のクランク角を検出するクランク角検出手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記内燃機関のクランキング開始直後の点火によって生じる初爆に伴って前記駆動軸に作用する駆動力変動を抑制する抑制駆動力を前記内燃機関の停止時のクランク角に基づいて設定し、
前記内燃機関の始動時に前記内燃機関のクランキング開始直後に点火するにあたり、前記抑制駆動力と前記駆動軸に要求される要求駆動力とに基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう、前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する、
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、動力出力装置及びこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車において、内燃機関の始動時には、初爆に伴って駆動軸に駆動力変動が発生する。そのため、始動時の駆動力変動を抑制する抑制駆動力を電動機から発生させるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車では、内燃機関停止からの経過時間が短いほど、また、標高が高いほど抑制駆動力を小さくして、内燃機関の始動時の初爆による駆動力変動を適切に抑制している。一方、内燃機関において、始動時のクランキング開始直後に燃料噴射・点火制御を行い、迅速に内燃機関を始動するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。  また、駆動装置において、駆動軸にトルクを出力して内燃機関の停止時に目標クランク角で停止するよう制御するものが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００７−１４５１５７号公報
【特許文献２】特開２００６−１１８４５８号公報
【特許文献３】特開２００５−０４２５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、内燃機関を迅速に始動するためにクランキング開始直後に燃料噴射・点火制御を行う場合、内燃機関の初爆による駆動力変動が生じるが、この駆動力変動の大きさは、内燃機関の停止時のクランク角によって変化する。しかしながら、従来の抑制駆動力の大きさは停止時の内燃機関のクランク角によらない値であるため、停止時の内燃機関のクランク角によっては駆動力変動を適切に抑制できずショックが発生する可能性がある。また、目標クランク角で停止するように内燃機関を制御することで初爆による駆動力変動を一定の大きさにすることも考えられるが、停止時のクランク角が目標クランク角から外れた場合には初爆による駆動力変動が一定の大きさとはならない。
【０００４】
そこで、本発明の動力出力装置及びこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法は、内燃機関の始動時の駆動力変動を抑制駆動力によってより適切に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】
【０００５】
本発明の動力出力装置及びこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法は、上述の主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、
内燃機関と、
前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段及び前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の各気筒毎に点火可能な点火手段と、
前記内燃機関のクランク角を検出するクランク角検出手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記内燃機関のクランキング開始直後の点火によって生じる初爆に伴って前記駆動軸に作用する駆動力変動を抑制する抑制駆動力を前記内燃機関の停止時のクランク角に基づいて設定する抑制駆動力設定手段と、
前記内燃機関の始動時に前記内燃機関のクランキング開始直後に点火するにあたり、前記抑制駆動力と前記要求駆動力とに基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう、前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
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、内燃機関のクランキング開始直後の点火によって生じる初爆に伴って駆動軸に作用する駆動力変動を抑制する抑制駆動力を内燃機関の停止時のクランク角に基づいて設定し、内燃機関の始動時に内燃機関のクランキング開始直後に点火するにあたり、抑制駆動力と要求駆動力とに基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう、内燃機関と電力入出力手段と電動機とを制御する。ここで、内燃機関のクランキング開始直後の点火よって生じる初爆に伴って駆動軸に作用する駆動力変動の大きさは内燃機関の停止時のクランク角と相関がある。そのため、停止時のクランク角に基づいて抑制駆動力を設定することで、内燃機関の始動時にクランキング開始直後の点火によって生じる初爆に伴って駆動軸に作用する駆動力変動を適切に抑制することができる。
【０００８】
こうした本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記内燃機関の停止時に前記内燃機関が目標クランク角で停止するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する手段であり、前記抑制駆動力設定手段は、前記内燃機関の停止時のクランク角と前記目標クランク角との差に基づいて前記抑制駆動力を設定する手段である
ものとすることもできる。目標クランク角で内燃機関が停止すれば、初爆に伴う駆動力変動の大きさは一定となるが、内燃機関が目標クランク角から外れたクランク角で停止してしまう場合がある。このような場合でも、内燃機関の停止時のクランク角と目標クランク角との差に基づいて抑制駆動力を設定するため、初爆に伴って駆動軸に作用する駆動力変動を適切に抑制することができる。この場合、前記目標クランク角は、クランキング開始直後の点火によって生じる初爆に伴って前記駆動軸に作用する駆動力変動が最小となるクランク角であるものとすることもできる。初爆に伴う駆動力変動が最小となるクランク角を目標クランク角とすることで、内燃機関の始動時の初爆に伴う駆動力変動を最小にすることができるが、内燃機関が目標クランク角から外れたクランク角で停止してしまう場合がある。このような場合でも、内燃機関の停止時のクランク角と目標クランク角との差に基づいて抑制駆動力を設定するため、初爆に伴って駆動軸に作用する駆動力変動が最小となるように抑制駆動力を出力することができる。
【０００９】
また、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記設定された抑制駆動力を前記内燃機関の始動から第１の期間経過後の第２の期間だけ出力する手段であるものとすることもできる。内燃機関の始動からクランキング開始直後の点火までは一定の期間があるため、初爆に伴って駆動軸に作用する駆動力変動も、内燃機関の始動からある期間経過後に発生する。抑制駆動力を始動から第１の期間経過後の第２の期間だけ出力することで、初爆に伴って駆動軸に駆動力変動が作用する期間にのみ抑制駆動力を出力して適切に駆動力変動を抑制することができる。また、初爆に伴う駆動力変動が作用しない期間に抑制駆動力を出力することに起因して駆動軸に駆動力変動が生じるのを防止できる。この場合、前記制御手段は、前記第１の期間を前記内燃機関の停止時のクランク角に基づいて設定する手段であるものとすることもできる。内燃機関の始動から初爆までの期間は内燃機関の停止時のクランク角と相関がある。そのため、停止時のクランク角に基づいて第１の期間を設定することで、初爆に伴って駆動軸に駆動力変動が作用する期間にのみ抑制駆動力を出力して適切に駆動力変動を抑制できる。また、初爆に伴う駆動力変動が作用しない期間に抑制駆動力を出力することに起因して駆動軸に駆動力変動が生じるのを防止できる。
【００１０】
また、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記抑制駆動力を出力するにあたり、当初は時間の経過と共に前記設定した抑制駆動力の大きさまで徐々に増加する抑制駆動力を出力し、続いて所定期間だけ前記設定した抑制駆動力を出力し、その後時間の経過と共に前記設定した抑制駆動力から徐々に減少する抑制駆動力を出力する手段であるものとすることもできる。ここで、初爆に伴う駆動力変動は時間的な立ち上がりや立下りをもって駆動軸に作用する。駆動軸に作用する抑制駆動力を徐々に変化させて時間的な立ち上がりや立ち下りをもたせることで、初爆に伴う駆動力変動を適切に抑制できる。また、抑制駆動力を滑らかに変化させて出力することができ、抑制駆動力を出力することに起因して駆動軸に駆動力変動が生じるのを防止できる。
【００１１】
また、本発明の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と前記発電機の回転軸との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を備える手段であるものとすることもできる。
【００１２】
本発明の車両は、
上述した各態様のいずれか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、内燃機関と、前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段及び前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記内燃機関の各気筒毎に点火可能な点火手段と、前記内燃機関のクランク角を検出するクランク角検出手段と、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記内燃機関のクランキング開始直後の点火によって生じる初爆に伴って前記駆動軸に作用する駆動力変動を抑制する抑制駆動力を前記内燃機関の停止時のクランク角に基づいて設定する抑制駆動力設定手段と、前記内燃機関の始動時に前記内燃機関のクランキング開始直後に点火するにあたり、前記抑制駆動力と前記要求駆動力とに基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう、前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する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。
【００１３】
この本発明の車両では、上述した各態様のいずれか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が奏する効果と同様の効果、例えば、内燃機関の始動時にクランキング開始直後の点火によって生じる初爆に伴って駆動軸に作用する駆動力変動を適切に抑制することができる効果などを奏することができる。
【００１４】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段及び前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記内燃機関の各気筒毎に点火可能な点火手段と、該内燃機関のクランク角を検出するクランク角検出手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記内燃機関のクランキング開始直後の点火によって生じる初爆に伴って前記駆動軸に作用する駆動力変動を抑制する抑制駆動力を前記内燃機関の停止時のクランク角に基づいて設定し、
前記内燃機関の始動時に前記内燃機関のクランキング開始直後に点火するにあたり、前記抑制駆動力と前記駆動軸に要求される要求駆動力とに基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう、前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
ことを要旨とする。
【００１５】
この本発明の動力出力装置の制御方法では、内燃機関のクランキング開始直後の点火によって生じる初爆に伴って駆動軸に作用する駆動力変動を抑制する抑制駆動力を内燃機関の停止時のクランク角に基づいて設定し、内燃機関の始動時に内燃機関のクランキング開始直後に点火するにあたり、抑制駆動力と要求駆動力とに基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう、内燃機関と電力入出力手段と電動機とを制御する。
ここで、内燃機関のクランキング開始直後の点火よって生じる初爆に伴って駆動軸に作用する駆動力変動の大きさは内燃機関の停止時のクランク角と相関がある。そのため、停止時のクランク角に基づいて抑制駆動力を設定することで、内燃機関の始動時にクランキング開始直後の点火によって生じる初爆に伴って駆動軸に作用する駆動力変動を適切に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、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する。
【実施例】
【００１７】
図１は、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。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。
【００１８】
図２にエンジン２２の構成の概略図を示す。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であり、吸気マニホールド１２７に燃料を気筒毎に噴射可能な独立噴射式の４気筒エンジンとして構成されている。エンジン２２の各気筒２２ａ〜２２ｄは、吸気行程、圧縮行程、膨張行程（燃焼行程）、排気行程の４行程を１サイクルとして駆動する気筒として構成されており、１番気筒２２ａ，２番気筒２２ｂ，３番気筒２２ｃ，４番気筒２２ｄの順に直列に配置されると共に１番気筒２２ａ，３番気筒２２ｃ，４番気筒２２ｄ，２番気筒２２ｂの順に１８０°ＣＡごとに点火される。図５に各気筒２２ａ〜２２ｄの４つの行程とクランク角ＣＡとの関係の一例を示す。なお、図５には各気筒２２ａ〜２２ｄの燃料噴射位置及び点火位置，目標クランク角，停止時クランク角なども示しているが、これらについては後述する。
【００１９】
エンジン２２は、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、各気筒２２ａ〜２２ｄ毎に分岐した吸気マニホールド１２７に取り付けられてガソリンを気筒毎に噴射する燃料噴射弁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。
【００２０】
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の回転角を検出するクランク角センサ１４０からのクランク角ＣＡ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，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，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，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の開閉タイミングを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。ここで、クランク角センサ１４０は、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないマグネットロータに対向する位置に磁気抵抗素子を配置したＭＲＥ回転センサとして構成されており、所定角度（例えばクランク角５°ＣＡ）ごとにパルスを出力する。実施例では、このクランク角センサ１４０が発生するパルスを利用してクランク角ＣＡを特定すると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを計算している。
【００２１】
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及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。
【００２２】
モータＭＧ１及びモータ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及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。
【００２３】
バッテリ５０は、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図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１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により検出された充放電電流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可電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。
【００２４】
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及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っている。
【００２５】
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Ｔｒ＊を計算し、この要求トルクＴｒ＊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及びモータ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又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及びモータ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。
【００２６】
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の動作について説明する。図３はハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される停止制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図４はハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。まず、図３の停止制御ルーチンを用いてエンジン２２の停止時の制御について説明し、その後、図４の始動制御ルーチンを用いてエンジン２２の停止時のクランク角を用いたエンジン２２の始動時の制御について説明する。
【００２７】
図３の停止制御ルーチンは、エンジン２２の停止の指示がなされたときに実行される。この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、燃料噴射及び点火制御を停止してエンジン２２の運転を停止する制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ１００）。これにより、エンジン２２の回転数Ｎｅは減少する。次に、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や車速センサ８８からの車速Ｖ，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，エンジン２２のクランク角ＣＡ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Ｓ１１０）。ここで、エンジン２２のクランク角ＣＡと回転数Ｎｅは、クランク角センサ１４０により検出されたクランク角ＣＡとこのクランク角ＣＡに基づいて演算された回転数Ｎｅとをエンジン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。
【００２８】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された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Ｔｒ＊を設定する（ステップＳ１２０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図９に要求トルク設定用マップの一例を示す。
【００２９】
続いて、エンジン２２の回転数Ｎｅとクランク角ＣＡとに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１３０）。停止時制御ルーチンにおけるＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊は、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅとクランク角ＣＡとエンジン２２を目標クランク角で停止させるために出力すべきトルク指令Ｔｍ１＊との関係を予め定めたマップをＲＯＭ７４に記憶しておき、回転数Ｎｅとクランク角ＣＡとが与えられると記憶したマップから対応するＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を導出して設定するものとした。ここで、実施例では、エンジン２２の各気筒２２ａ〜２２ｄのいずれかが吸気工程の３０°ＣＡ手前となるクランク角を目標クランク角ＣＡ＊とした。すなわち、図５に示すように、目標クランク角候補は１５０°ＣＡ、３３０°ＣＡ、５１０°ＣＡ、６９０°ＣＡの４つとなる。トルク指令Ｔｍ１＊のマップは、上記４つの目標クランク角候補のうち、最小のトルク指令Ｔｍ１＊でエンジン２２を停止させることができるクランク角を目標クランク角ＣＡ＊とするように定められている。なお、上記４つの目標クランク角候補は、エンジン２２のクランキング開始直後の点火によって生じる初爆に伴って駆動軸としてのリングキア軸３２ａに作用する駆動力変動が最小となるよう、始動時の新気量が最も小さくなる位置として定めている。
【００３０】
そして、要求トルクＴｒ＊にトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えてモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（１）により計算し（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）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータ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を次式（２）及び式（３）により計算すると共に（ステップＳ１５０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（４）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１６０）。そして、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、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン２２の停止制御時の動力分配統合機構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を図１０に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、中央のＣ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、右のＲ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は図１０の共線図から容易に導くことができる。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータ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う。
【００３１】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr      （１）
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2      （２）
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2     （３）
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) （４）
【００３２】
ステップＳ１７０でモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信すると、エンジン２２が停止したか否か、すなわち、エンジン２２の回転数Ｎｅが０であるか否かを判定する（ステップＳ１８０）。いま、エンジン２２の停止の指示がなされた直後を考えているから、エンジン２２はまだ停止しておらず回転数Ｎｅは０ではない。このため、ここでは否定的な判定がなされ、ステップＳ１１０に戻って、上述したステップＳ１１０〜Ｓ１７０の処理が繰り返し実行される。時間の経過とともにエンジン２２の回転数Ｎｅが減少していきエンジン２２が停止すると、ステップＳ１８０でＮｅが値０であると判定されて、本ルーチンを終了する。
【００３３】
以上説明した停止制御ルーチンにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊に基づくトルクをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ２から出力して走行するとともに、エンジン２２が目標クランク角ＣＡ＊で停止するようモータＭＧ１からトルクを出力することができる。ここで、エンジン２２の経年による特性の変化や、停止時の各気筒２２ａ〜２２ｄの温度によるエンジン２２のフリクションの変化などにより、エンジン２２の停止時のクランク角ＣＡｓｔｐが目標クランク角ＣＡ＊と異なる場合がある。
【００３４】
次に、図４の始動制御ルーチンについて説明する。図４の始動時制御ルーチンは、エンジン２２の始動の指示がなされたときに実行される。この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の燃料噴射及び点火制御を開始する制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ２００）。エンジンＥＣＵ２４は、以降のステップによりエンジン２２がクランキングされ、図５に示す各気筒２２ａ〜２２ｄで決められた燃料噴射位置及び点火位置に到達したときに各気筒２２ａ〜２２ｄに燃料噴射及び点火を行うようエンジン２２を制御する。いま、エンジン２２の経年変化によって、目標クランク角ＣＡ＊が１５０°ＣＡだったにも関わらず、停止時のクランク角ＣＡｓｔｐが１３０°ＣＡであったとする。この状態からエンジン２２をクランキングする場合、図５に示すように、４番気筒２２ｄの点火位置（１８０°ＣＡ）にまず到達し、次に、２番気筒２２ｂの点火位置（３６０°ＣＡ）に到達することになる。しかし、これらの位置では吸気・圧縮が十分ではないため点火を行わず、実施例では１番気筒２２ａにおける点火位置（クランク角５４０°ＣＡ）に到達した時点で点火を開始する。なお、この点火によって生じる初爆に伴って駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに駆動力変動が生じる。
【００３５】
次に、停止時のクランク角ＣＡｓｔｐと目標クランク角ＣＡ＊との差△ＣＡに基づいて、初爆に伴って駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに生じる駆動力変動を抑制するための抑制トルク基本値Ｔα１を設定する（ステップＳ２１０）。抑制トルク基本値Ｔα１は、実施例では、差△ＣＡと抑制トルク基本値Ｔα１との関係を予め定めて抑制トルク基本値設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、停止時のクランク角ＣＡｓｔｐと目標クランク角ＣＡ＊とが与えられると記憶したマップから対応する抑制トルク基本値Ｔα１を導出して設定するものとした。図６に抑制トルク基本値設定用マップの一例を示す。図６に示すように抑制トルク基本値設定用マップは、実施例では、差△ＣＡが値０のときは初爆に伴う駆動力変動が最小となるため、抑制トルク基本値Ｔα１は最小となり、差△ＣＡの絶対値が大きくなるほど初爆に伴う駆動力変動が大きくなるため、抑制トルク基本値Ｔα１も大きくなるように設定されている。但し、ここでは、差△ＣＡが値０±δ（δは数°ＣＡ程度）のときは抑制トルク基本値Ｔα１は最小値のままであるものとしている。なお、図６には、差△ＣＡが−９０°ＣＡ〜９０°ＣＡまでについて記載している。これは、それ以上差△ＣＡが大きい場合は、目標クランク角ＣＡ＊の隣の目標クランク角ＣＡ＊との差に基づいて同様に設定すればよいためである。例えば目標クランク角ＣＡ＊が１５０°ＣＡで、停止時のクランク角ＣＡｓｔｐが２５０°ＣＡであった場合には、目標クランク角ＣＡ＊を１５０°ＣＡではなく３３０°ＣＡとし、差△ＣＡの値（−８０°ＣＡ）に基づいて抑制トルク基本値Ｔα１を設定する。
【００３６】
次に、停止時のクランク角ＣＡｓｔｐと目標クランク角ＣＡ＊との差△ＣＡに基づいて、エンジン２２の始動から抑制トルクを出力するまでの遅延期間ｔ１を設定する（ステップＳ２２０）。遅延期間ｔ１は、実施例では、差△ＣＡと遅延期間ｔ１との関係を予め定めて遅延期間設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、停止時のクランク角ＣＡｓｔｐと目標クランク角ＣＡ＊とが与えられると記憶したマップから対応する遅延期間ｔ１を導出して設定するものとした。図７に遅延期間設定用マップの一例を示す。図７に示すように遅延期間設定用マップは、実施例では、差△ＣＡが大きいほど遅延期間ｔ１が小さくなるように設定されている。これは、目標クランク角ＣＡ＊よりも大きいクランク角で停止しているほど、エンジン２２の始動から最初に点火を行う位置に到達するまでの時間が短くなり、目標クランク角ＣＡ＊よりも小さいクランク角で停止しているほど、エンジン２２の始動から最初に点火を行う位置に到達するまでの時間が長くなるためである。これにより、初爆による駆動力変動が生じるクランク位置で適切に抑制トルクを出力できる。なお、図７には、差△ＣＡが−９０°ＣＡ〜９０°ＣＡまでについて記載されているが、それ以上差が大きい場合は、ステップＳ２１０と同様に停止時のクランク角ＣＡｓｔｐと隣の目標クランク角との差に基づいて設定する。
【００３７】
次に、設定した抑制トルク基本値Ｔα１と遅延期間ｔ１と始動からの経過時間とに基づいて駆動軸に出力すべき抑制トルクＴαを設定する（ステップＳ２３０）。抑制トルクＴαは、抑制トルク基本値Ｔα１と補正係数Ｋとの積として導出する。ここで、補正係数Ｋは０〜１の範囲の値であり、実施例では、エンジン２２の始動時からの経過時間ｔと補正係数Ｋとの関係をあらかじめ定めて補正係数設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、経過時間ｔが与えられると記憶したマップから対応する補正係数Ｋを導出して設定するものとした。図８に補正係数設定用マップの一例を示す。図８に示すように、補正係数Ｋは、始動から遅延期間ｔ１が経過するまでは値０であり、そこから期間ｔ２が経過するまでは値１まで徐々に増加し、そこから期間ｔ３が経過するまでは値１であり、そこから期間ｔ４が経過するまでは値０まで徐々に減少する。なお、遅延期間ｔ１はステップＳ２２０で設定した値であり、期間ｔ２〜ｔ４は、抑制トルクＴαによって初爆による駆動力変動を適切に抑制できるよう、実験的に定めた値である。
【００３８】
続いて、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や車速センサ８８からの車速Ｖ，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し（ステップＳ２４０）、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された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Ｔｒ＊を設定する（ステップＳ２５０）。ステップＳ２４０，Ｓ２５０の処理は上述した図３のステップＳ１１０，Ｓ１２０と同様の処理である。
【００３９】
次に、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とに基づいてエンジン２２をクランキングするためのモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ２６０）。始動時におけるＴｍ１＊のトルクマップは、エンジン２２の始動指示がなされた直後からエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させてクランキングできるよう、始動時からの経過時間ｔに基づく関数Ｔｓｔａｒｔ（ｔ）として設定されている。
【００４０】
次に、次式（５）によりモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを計算する（ステップＳ２７０）。Ｔｍ２ｔｍｐは、要求トルクＴｒ＊にトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除した値を加え、そこから抑制トルクＴαを減じた値を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除した値として計算できる。続いて、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）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータ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）及び式（３）により計算すると共に（ステップＳ２８０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（４）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２９０）。そして、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Ｓ３００）ここで、式（５）は、式（１）のＴｍ２ｔｍｐから初爆に伴って駆動軸に生じる駆動力変動を抑制するための抑制トルクＴαを減じるものであり、図１１の共線図から容易に導くことができる。また、ステップＳ２８０〜Ｓ３００の処理は上述した図３のステップＳ１５０〜Ｓ１７０と同様の処理である。
【００４１】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ-Tα)/Gr      （５）
【００４２】
ステップＳ３００でモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信すると、エンジン２２が完爆したか否かを判定する（ステップＳ３１０）。実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅが一定値以上となった場合に完爆と判定する。いま、エンジン２２の始動の指示がなされた直後を考えているから、エンジン２２はまだ完爆しておらず回転数Ｎｅは０付近である。このため、ここでは否定的な判定がなされ、ステップＳ２３０に戻って、上述したステップＳ２３０〜Ｓ３００の処理が繰り返し実行される。クランキング及びエンジン２２の燃焼によって時間の経過とともにエンジン２２の回転数Ｎｅが増加していき一定値以上になると、ステップＳ３１０で完爆したと判定されて、本ルーチンを終了する。こうした制御により、停止しているエンジン２２をクランキングしながら駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに初爆に伴って生じる駆動力変動を抑制する抑制トルクＴαと要求トルクＴｒ＊とに基づくトルクをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ２から出力して走行することができる。
【００４３】
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のクランキング開始直後の点火によって生じる初爆に伴って駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する駆動力変動を抑制する抑制トルクＴαをエンジン２２の停止時のクランク角ＣＡｓｔｐに基づいて設定し、設定した抑制トルクＴαと要求トルクＴｒ＊とに基づくトルクをモータＭＧ２から出力して走行することができる。エンジン２２の始動時にクランキング開始直後の点火によって生じる初爆に伴って駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する駆動力変動はエンジン２２の停止時のクランク角ＣＡｓｔｐと相関があるため、実施例によれば、リングギヤ軸３２ａに作用する駆動力変動を適切に抑制することができる。
【００４４】
また、エンジン２２の停止時に、目標クランク角Ｃｒｅｆでエンジン２２が停止するよう制御するため、初爆に伴ってリングギヤ軸３２ａに作用する駆動力変動の大きさは一定となるが、エンジン２２が目標クランク角ＣＡ＊から外れたクランク角で停止する場合がある。このような場合でも、エンジン２２の停止時のクランク角ＣＡｓｔｐと目標クランク角ＣＡ＊との差△ＣＡに基づいて抑制トルクＴαを設定するため、初爆に伴ってリングギヤ軸３２ａに作用する駆動力変動を適切に抑制することができる。
【００４５】
また、目標クランク角ＣＡ＊は、初爆に伴ってリングキア軸３２ａに作用する駆動力変動が最小となるように設定されているが、エンジン２２が目標クランク角ＣＡ＊から外れたクランク角で停止する場合がある。このような場合でも、差△ＣＡに基づいて抑制トルクＴαを設定するため、初爆に伴ってリングギヤ軸３２ａに作用する駆動力変動が最小となるように抑制トルクＴαを出力できる。
【００４６】
また、エンジン２２の始動からクランキング開始直後の点火位置に到達するまでは一定の時間がかかる。実施例では、エンジン２２の始動時から遅延期間ｔ１が経過した期間ｔ２〜ｔ４の間だけ抑制トルクＴαを出力することで、初爆に伴ってリングギヤ軸３２ａに駆動力変動が作用する期間にのみ抑制トルクＴαを出力して適切に駆動力変動を抑制することができる。また、初爆に伴う駆動力変動が作用しない期間に抑制トルクＴαを出力することに起因してリングギヤ軸３２ａに駆動力変動が生じるのを防止できる。
【００４７】
また、エンジン２２の始動からクランキング開始直後の点火位置に到達するまでの時間はエンジン２２の停止時のクランク角ＣＡｓｔｐと相関がある。実施例では、クランク角ＣＡｓｔｐに基づいて遅延期間ｔ１を設定するため、初爆に伴ってリングギヤ軸３２ａに駆動力変動が作用する期間にのみ抑制トルクＴαを出力して駆動力変動を適切に抑制することができる。また、初爆に伴う駆動力変動が作用しない期間に抑制トルクＴαを出力することに起因してリングギヤ軸３２ａに駆動力変動が生じるのを防止できる。
【００４８】
また、初爆に伴う駆動力変動は時間的な立ち上がりや立下りをもってリングキア軸３２ａに作用する。実施例では、期間ｔ２の間は抑制トルクＴαを抑制トルク基本値Ｔα１まで徐々に増加し、期間ｔ３の間は抑制トルクＴαを抑制トルク基本値Ｔα１とし、そこから期間ｔ４の間は抑制トルクＴαを抑制トルク基本値Ｔα１から値０まで徐々に減少するため、抑制駆動力Ｔαにも時間的な立ち上がりや立ち下がりをもたせて初爆に伴う駆動力変動を適切に抑制できる。また、抑制トルクＴαを滑らかに変化させて出力することができ、抑制トルクＴαを出力することに起因してリングギヤ軸３２ａに駆動力変動が生じるのを防止できる。
【００４９】
実施例のハイブリッド自動車では、停止時のクランク角ＣＡｓｔｐと目標クランク角ＣＡ＊との差△ＣＡに基づいて図６に示す抑制トルク基本値設定用マップから抑制トルク基本値Ｔα１を導出しているが、このマップはどのようなものであってもよい。例えば、差△ＣＡが値０±δのときでも差△ＣＡの絶対値が大きくなるほど抑制トルク基本値Ｔα１が大きくなるものであってもよい。また、停止時のクランク角ＣＡｓｔｐにのみ基づいて決定するものであってもよい。この場合、例えば、抑制トルク基本値設定用マップは停止時のクランク角ＣＡｓｔｐが０°ＣＡ〜７２０°ＣＡまでのいずれのクランク角であるかに基づいて対応する抑制トルク基本値Ｔα１を導出するものであってもよい。
【００５０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の停止時に初爆に伴う駆動力変動が最小となる目標クランク角ＣＡ＊でエンジン２２が停止するよう制御しているが、目標クランク角はどのような値であってもよい。例えば、初爆に伴う駆動力変動は大きくてもエンジン２２の回転数を迅速に増加させることのできるクランク角で停止するよう制御してもよい。この場合、抑制トルク基本値設定用マップは、差△ＣＡの絶対値が大きくなるほど抑制トルク基本値Ｔα１が小さくなるものであってもよい。また、停止時のクランク角から最初に到達する点火位置で確実に初爆できるクランク角で停止するよう制御してもよい。また、目標クランク角ＣＡ＊でエンジン２２を停止する制御を行わなくてもよい。この場合、エンジン２２はフリクションのみで徐々に回転数が減少して停止することになる。
【００５１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、停止時のクランク角ＣＡｓｔｐと目標クランク角ＣＡ＊との差に基づいて図７に示す遅延期間設定用マップから遅延期間ｔ１を導出しているが、このマップはどのようなものであってもよい。また、停止時のクランク角ＣＡｓｔｐにのみ基づいて遅延期間ｔ１を導出するものであってもよいし、遅延期間ｔ１は常に一定の値であってもよい。
【００５２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、図８に示す補正係数設定用マップによって抑制トルクＴαの値を時間的に変化させているが、補正係数Ｋのマップはどのようなマップであってもよい。補正係数Ｋが負となることがあってもよいし、期間ｔ１〜ｔ４はどのような値でもよいし、遅延期間ｔ１，ｔ２，ｔ４がなくてもよい。また、補正係数Ｋを用いず、抑制トルク基本値Ｔα１をそのままＴαとしてもよい。また、期間ｔ２〜ｔ４の値が停止時のクランク角ＣＡｓｔｐと目標クランク角ＣＡ＊との差に基づいて設定されてもよいし、停止時のクランク角ＣＡｓｔｐのみに基づいて設定されてもよい。
【００５３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、上述した式（２），（３）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを求めてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定したが、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定するものであれば、如何なる手法を用いるものとしてもよい。
【００５４】
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。
【００５５】
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１２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（図１２における駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１２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。
【００５６】
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１３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。
【００５７】
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両又は動力出力装置の形態としても構わないし、車両又は動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。
【００５８】
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、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とが「電力動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８と点火プラグ１３０とが「点火手段」に相当し、クランク各センサ１４０が「クランク角検出手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する図３の停止制御ルーチンのステップＳ１２０や図４の始動制御ルーチンのステップＳ２５０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求駆動力設定手段」に相当し、エンジン２２の停止時のクランク角ＣＡｓｔｐと目標クランク角ＣＡ＊とに基づいて抑制トルク基本値Ｔα１，遅延期間ｔ１，抑制トルクＴαを設定する図４の始動制御ルーチンのステップＳ２１０〜Ｓ２３０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「抑制駆動力設定手段」に相当し、エンジン２２の始動時にエンジン２２の燃料噴射，点火制御を開始するようエンジンＥＣＵ２４に制御信号を送信し、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＊を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに抑制トルクＴαと要求トルクＴｒ＊とに基づくトルクを出力して走行するようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０にトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を送信したりするハイブリッド用電子制御ユニット７０と送信された制御信号に基づいて燃料噴射，点火制御の開始を行うエンジンＥＣＵ２４とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。また、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当する。また、対ロータ電動機２３０も「電力動力入出力手段」に相当する。
【００５９】
ここで、「内燃機関」としては、ガソリン又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。また、気筒数も４気筒に限定されるものではなく、如何なるタイプの気筒であっても構わない。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とを組み合わせたものや対ロータ電動機２３０に限定されるされるものではなく、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「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であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、電力動力入出力手段や電動機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「点火手段」としては、ディストリビュータを使用して各気筒の点火プラグに電流を分配するものやイグニッションコイルが点火プラグと一体化したものなど、内燃機関の各気筒毎に点火可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「クランク角検出手段」としては、ＭＲＥ回転センサとしてのクランク角センサ１４０に限定されるものではなく、電磁ピックアップ方式によるクランク角センサなど、内燃機関のクランク角を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求駆動力設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃだけに基づいて要求トルクを設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定するものなど、駆動軸に要求される要求駆動力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。「抑制駆動力設定手段」としては、エンジン２２の停止時のクランク角ＣＡｓｔｐと目標クランク角ＣＡ＊とに基づいて抑制トルク基本値Ｔα１，遅延期間ｔ１，抑制トルクＴαを設定するハイブリッド用電子制御ユニット７０に限定されるものではなく、内燃機関のクランキング開始直後の点火によって生じる初爆に伴って駆動軸に作用する駆動力変動を抑制する抑制駆動力を内燃機関の停止時のクランク角に基づいて設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「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、「制御手段」としては、エンジン２２の始動時にエンジン２２の燃料噴射，点火制御を開始するようエンジンＥＣＵ２４に制御信号を送信し、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＊を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに抑制トルクＴαと要求トルクＴｒ＊とに基づくトルクを出力して走行するようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０にトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を送信したりするハイブリッド用電子制御ユニット７０と送信された制御信号に基づいて燃料噴射，点火制御の開始を行うエンジンＥＣＵ２４とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０とに限定されるものではなく、内燃機関の始動時に内燃機関のクランキング開始直後に点火するにあたり、抑制駆動力と要求駆動力とに基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう、内燃機関と電力動力入出力手段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。「発電機」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、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「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、駆動軸と出力軸と発電機の回転軸との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。
【００６０】
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。
【００６１】
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】
【００６２】
本発明は、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】
【００６３】
【図１】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】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される停止制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】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５】各気筒２２ａ〜２２ｄの４つの行程と停止時クランク角ＣＡｓｔｐと目標クランク角ＣＡ＊との関係の一例を示す説明図である。
【図６】抑制トルク基本値設定用マップの一例を示す説明図である。
【図７】遅延期間設定用マップの一例を示す説明図である。
【図８】補正係数設定用マップの一例を示す説明図である。
【図９】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１０】エンジン２２の停止制御時の動力分配統合機構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１１】エンジン２２をクランキングしている状態で走行しているときの動力分配統合機構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１２】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１３】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】
【００６４】
２０，１２０，２２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２２ａ  １番気筒、２２ｂ  ２番気筒、２２ｃ  ３番気筒、２２ｄ  ４番気筒、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、５１  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、１２２  エアクリーナ、１２４  スロットルバルブ、１２６  燃料噴射弁、１２７  吸気マニホールド、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  クランク角センサ、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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【図１２】
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【図１３】
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