(57)【要約】【課題】ハイブリッド車において、低温時でも内燃機関をより良好に始動する。【解決手段】駐車状態でエンジンの始動指示がなされたときに、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには、トルク指令Ｔｍ１＊にエンジンをモータリングするモータリングトルクＴｃｒを設定すると共にトルク指令Ｔｍ２＊にモータリングトルクＴｃｒに伴って駆動軸に作用するトルクをキャンセルするトルクを設定し（Ｓ１２０〜１４０）、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、トルク指令Ｔｍ１＊にモータリングトルクＴｃｒを設定すると共にトルク指令Ｔｍ２＊に値０を設定して（Ｓ１２０，Ｓ１３０，Ｓ１９０）、エンジン２２を始動するようエンジンとモータとを制御する。これにより、低温時でもエンジンをより良好に始動することができる。【選択図】図４
2009149178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
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および前記出力軸に動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記車軸または該車軸とは異なる車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および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、
前記蓄電手段の温度を比例的に反映する物理量である反映物理量を検出する反映物理量検出手段と、
停車が確保されている状態で前記内燃機関の始動が要請されたとき、前記反映物理量が所定物理量以上である非低温時には前記電力動力入出力手段から前記内燃機関をモータリングするトルクが出力されると共に該モータリングに伴って前記駆動軸に出力されるトルクを打ち消す方向のトルクが前記電動機から出力されて前記内燃機関が始動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し、前記反映物理量が前記所定温度未満である低温時には前記電力動力入出力手段から前記内燃機関をモータリングするトルクが出力されると共に前記電動機からはトルクが出力されないで前記内燃機関が始動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、
を備えるハイブリッド車。
【請求項２】
前記制御手段は、シフトポジションが駐車ポジションで前記内燃機関の始動が要請されたときに、停車が確保されている状態で前記内燃機関の始動が要請されたとして制御する手段である請求項１記載のハイブリッド車。
【請求項３】
前記蓄電手段は、リチウムイオン電池である請求項１または２記載のハイブリッド車。
【請求項４】
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した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、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段である請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド車。
【請求項５】
内燃機関と、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および前記出力軸に動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記車軸または該車軸とは異なる車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および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段とを備えるハイブリッド車における停車が確保されている状態で前記内燃機関の始動が要請されたときの制御方法であって、
前記蓄電手段の温度を比例的に反映する反映物理量が所定物理量以上である非低温時には前記電力動力入出力手段から前記内燃機関をモータリングするトルクが出力されると共に該モータリングに伴って前記駆動軸に出力されるトルクを打ち消す方向のトルクが前記電動機から出力されて前記内燃機関が始動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し、前記反映物理量が前記所定温度未満である低温時には前記電力動力入出力手段から前記内燃機関をモータリングするトルクが出力されると共に前記電動機からはトルクが出力されないで前記内燃機関が始動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、
ことを特徴とするハイブリッド車の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド車としては、エンジンと、エンジンをクランキング可能な第１電動機と、車軸に接続された駆動軸に動力を入出力可能な第２電動機と、エンジンの出力軸と第１電動機の回転軸と駆動軸とに接続された３軸式のプラネタリギヤ機構と、第１電動機および第２電動機と電力をやり取りするバッテリとを備え、エンジンのクランキング時には、第１電動機によりエンジンをクランキングすると共にクランキングに伴って駆動軸に作用するトルクを第２電動機によってキャンセルす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、クランキングに伴って駆動軸に作用するトルクを第２電動機によってキャンセルすることにより、車両に生じる振動を抑制すると共に車両に要求される駆動力が車軸に出力されるようにしている。
【特許文献１】特開２００５−１８０２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述のハイブリッド車では、低温時には、エンジンを良好に始動することが困難となる場合が生じる。これは、低温時には、バッテリの性能が低下してその劣化を抑制するためにバッテリから放電してもよい最大電力が大きく制限されることにより、第１電動機によってエンジンをクランキングするために要する電力とこのクランキングに伴って駆動軸に作用するトルクをキャンセルするために第２電動機によって消費される電力とを十分に確保することが困難となる場合が生じるためである。
【０００４】
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、低温時でも内燃機関をより良好に始動することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明のハイブリッド車は、
内燃機関と、
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および前記出力軸に動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記車軸または該車軸とは異なる車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および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、
前記蓄電手段の温度を比例的に反映する物理量である反映物理量を検出する反映物理量検出手段と、
停車が確保されている状態で前記内燃機関の始動が要請されたとき、前記反映物理量が所定物理量以上である非低温時には前記電力動力入出力手段から前記内燃機関をモータリングするトルクが出力されると共に該モータリングに伴って前記駆動軸に出力されるトルクを打ち消す方向のトルクが前記電動機から出力されて前記内燃機関が始動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し、前記反映物理量が前記所定温度未満である低温時には前記電力動力入出力手段から前記内燃機関をモータリングするトルクが出力されると共に前記電動機からはトルクが出力されないで前記内燃機関が始動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】
この本発明のハイブリッド車では、停車が確保されている状態で内燃機関の始動が要請されたときに、蓄電手段の温度を比例的に反映する反映物理量が所定物理量以上である非低温時には電力動力入出力手段から内燃機関をモータリングするトルクが出力されると共にモータリングに伴って駆動軸に出力されるトルクを打ち消す方向のトルクが電動機から出力されて内燃機関が始動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。これにより、内燃機関の始動に伴って車両に生じる振動を抑制することができる。一方、反映物理量が所定温度未満である低温時には電力動力入出力手段から内燃機関をモータリングするトルクが出力されると共に電動機からはトルクが出力されないで内燃機関が始動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。これにより、低温時でも内燃機関をより良好に始動することができる。
【０００８】
こうした本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、シフトポジションが駐車ポジションで前記内燃機関の始動が要請されたときに、停車が確保されている状態で前記内燃機関の始動が要請されたとして制御する手段であるものとすることもできる。
【０００９】
また、本発明のハイブリッド車において、前記蓄電手段は、リチウムイオン電池であるものとすることもできる。
【００１０】
さらに、本発明のハイブリッド車において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した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、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段であるものとすることもできる。
【００１１】
本発明のハイブリッド車の制御方法は、
内燃機関と、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および前記出力軸に動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記車軸または該車軸とは異なる車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および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段とを備えるハイブリッド車における停車が確保されている状態で前記内燃機関の始動が要請されたときの制御方法であって、
前記蓄電手段の温度を比例的に反映する反映物理量が所定物理量以上である非低温時には前記電力動力入出力手段から前記内燃機関をモータリングするトルクが出力されると共に該モータリングに伴って前記駆動軸に出力されるトルクを打ち消す方向のトルクが前記電動機から出力されて前記内燃機関が始動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し、前記反映物理量が前記所定温度未満である低温時には前記電力動力入出力手段から前記内燃機関をモータリングするトルクが出力されると共に前記電動機からはトルクが出力されないで前記内燃機関が始動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、
ことを特徴とする。
【００１２】
この本発明のハイブリッド車の制御方法では、停車が確保されている状態で内燃機関の始動が要請されたときに、蓄電手段の温度を比例的に反映する反映物理量が所定物理量以上である非低温時には電力動力入出力手段から内燃機関をモータリングするトルクが出力されると共にモータリングに伴って駆動軸に出力されるトルクを打ち消す方向のトルクが電動機から出力されて内燃機関が始動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。これにより、内燃機関の始動に伴って車両に生じる振動を抑制することができる。一方、反映物理量が所定温度未満である低温時には電力動力入出力手段から内燃機関をモータリングするトルクが出力されると共に電動機からはトルクが出力されないで内燃機関が始動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。これにより、低温時でも内燃機関をより良好に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】
【００１３】
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】
【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、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、車両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。
【００１５】
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する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。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の信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。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ハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、図示しないクランクポジションセンサ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。
【００１６】
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。
【００１７】
ギヤ機構６０には、ファイナルギヤ６０ａに取り付けられたパーキングギヤ５７と、パーキングギヤ５７と噛合してその回転駆動を停止した状態でロックするパーキングロックポール５８とからなるパーキングロック機構５６が取り付けられている。パーキングロックポール５８は、シフトレバー８１の他のポジションから駐車ポジションへの操作信号または駐車ポジションから他のポジションへの操作信号が入力されたハイブリッド用電子制御ユニット７０により図示しないアクチュエータが駆動制御されることによって作動し、パーキングギヤ５７との噛合およびその解除によりパーキングロックおよびその解除を行なう。ファイナルギヤ６０ａは、機械的に駆動輪６３ａ，６３ｂに接続されているから、パーキングロック機構５６は間接的に駆動輪６３ａ，６３ｂをロックできることになる。
【００１８】
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、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００１９】
バッテリ５０は、リチウムイオン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が劣化することなく充放電できる最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。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２に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値との関係の一例を示し、図３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。電池温度Ｔｂが低いときには、バッテリ５０の図示しない電極と電解液との化学反応が抑制されてバッテリ５０の性能が低下するため、バッテリ５０を劣化させないようにバッテリ５０が充放電してもよい電力が大きく制限される。即ち、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂが低いときに絶対値が小さくなるように設定されるのである。
【００２０】
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。なお、シフトポジションＳＰとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や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）、後進走行用のリバースポジション（Ｒポジション）などがある。
【００２１】
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。
【００２２】
次に、こうして構成されたハイブリッド自動車２０の動作、特にシフトレバー８１が駐車ポジションに操作されている駐車状態でエンジン２２を始動するときの動作について説明する。図４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により行なわれる駐車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。このルーチンは、駐車状態でエンジン２２の始動指示がなされたときに実行される。
【００２３】
駐車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、電池温度Ｔｂのデータを入力すると共に（ステップＳ１００）、エンジン２２の回転数Ｎｅなど制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１１０）。ここで、電池温度Ｔｂは、温度センサ５１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、エンジン２２の回転数Ｎｅは、図示しないクランクポジションセンサにより検出されたクランクシャフト２６の回転位置に基づいて計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。
【００２４】
こうしてデータを入力すると、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にエンジン２２を始動するためにモータＭＧ１から出力すべきモータリングトルクＴｃｒを設定する（ステップＳ１２０）。ここで、モータリングトルクＴｃｒは、エンジン２２の回転数Ｎｅが迅速にエンジン２２が共振する固有共振回転数を通過して燃料噴射制御や点火制御を開始する点火開始回転数Ｎｆｉｒｅに至るよう比較的大きな値が用いられ、エンジン２２の始動を要求されてからの時間、即ち本ルーチンが開始してからの図示しない計時処理により計時される時間に対応するトルクが設定される。
【００２５】
次に、電池温度Ｔｂを閾値Ｔｒｅｆと比較する（ステップＳ１３０）。ここで、閾値Ｔｒｅｆは、バッテリ５０がその性能を十分に発揮して良好に電力供給を行なうことができる温度の下限値近傍の値としてバッテリ５０の特性などに基づいて設定され、例えば、−１０℃や−１５℃などに設定される。電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには、バッテリ５０が良好に電力供給を行なうことができる非冷間時であると判断し、動力分配統合機構３０のギヤ比ρ（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）と減速ギヤ３５の減速比であるギヤ比Ｇｒとの積でトルク指令Ｔｍ１＊を除してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を次式（１）により設定する（ステップＳ１４０）。駐車時にモータＭＧ１によりエンジン２２をモータリングして始動するときの動力分配統合機構３０の各回転要素の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５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、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、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。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、モータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングに伴って駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルすることができ、車両に生じる振動を抑制することができる。
【００２６】
Tm2*=Tm1*/(ρ・Gr)            (1)
【００２７】
こうしてトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ１５０）。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なう。
【００２８】
続いて、エンジン２２の回転数Ｎｅを点火開始回転数Ｎｆｉｒｅと比較し（ステップＳ１６０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｆｉｒｅ未満のときには、ステップＳ１１０に戻る。そして、ステップＳ１１０〜Ｓ１６０の処理を繰り返し、モータＭＧ１によりエンジン２２をモータリングしている最中に、エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｆｉｒｅ以上になると、エンジン２２に対する燃料噴射制御や点火制御などを開始するよう制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ１７０）、エンジン２２が完爆すると（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。制御信号を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が完爆するよう吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。
【００２９】
ステップＳ１３０で電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、バッテリ５０が良好に電力供給を行なうことができない冷間時であると判断し、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に値０を設定すると共に（ステップＳ１９０）、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ１５０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｆｉｒｅ以上に至るのを待って（ステップＳ１６０）、エンジン２２に対する燃料噴射制御や点火制御などを開始する制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ１７０）、エンジン２２が完爆するのを待って（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。一般的に、電池温度Ｔｂが低いときには、バッテリ５０の性能が低下し、バッテリ５０を劣化させないよう放電可能な出力制限Ｗｏｕｔが小さくなる。このため、バッテリ５０が良好に電力供給を行なうことができない冷間時には、エンジン２２をモータリングするための電力とエンジン２２の始動に伴って駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするための電力とを十分に確保することができない場合が生じる。本実施例では、冷間時には、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に値０を設定することにより、モータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングに要する電力をより十分に確保することができ、エンジン２２をより良好に始動することができる。
【００３０】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、駐車状態でエンジン２２の始動指示がなされたときに、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満である冷間時にはモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にモータリングトルクＴｃｒを設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に値０を設定してエンジン２２が始動されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御することにより、冷間時でもエンジン２２をより良好に始動することができる。また、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ以上である非冷間時には、トルク指令Ｔｍ１＊にモータリングトルクＴｃｒを設定すると共にトルク指令Ｔｍ２＊にモータＭＧ１から出力するトルクＴｍ１によって駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするトルクを設定してエンジン２２が始動されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御することにより、車両に生じる振動を抑制してエンジン２２を始動することができる。
【００３１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、冷間時であるか否かを電池温度Ｔｂに基づいて判断するものとしたが、電池温度Ｔｂに代えて外気温度やエンジン２２の冷却水温Ｔｗ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなどに基づいて冷間時であるか否かを判断するものとしてもよいし、これらの２つ以上の情報に基づいて冷間時であるか否かを判断するものとしてもよい。
【００３２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１が駐車ポジションに操作されている駐車状態でエンジン２２を始動するときについて説明したが、車両が停止していると共にブレーキペダルが踏み込まれている状態でエンジン２２を始動するときなども同様の制御を行なうことができる。
【００３３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、冷間時には、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に値０を設定するものとしたが、これに代えて、冷間時には、モータＭＧ２を駆動するインバータ４２をゲート遮断するものとしてもよい。
【００３４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０としてリチウムイオン電池を搭載するものとしたが、バッテリ５０としてリチウムイオン電池以外の二次電池、例えば、ニッケル水素電池や鉛蓄電池などを搭載するものとしても構わない。
【００３５】
実施例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６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６における車輪６３ｃ，６３ｄに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００３６】
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７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。
【００３７】
本実施例では、駐車状態でエンジン２２の始動が要請されたときの本発明の内容をハイブリッド自動車２０として説明したが、こうしたハイブリッド車の制御方法の形態としてもよい。
【００３８】
ここで、実施例や変形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、バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１が「反映物理量検出手段」に相当し、駐車状態でエンジン２２の始動の始動指示がなされたときに、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にモータリングトルクＴｃｒを設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊にモータＭＧ１から出力するトルクＴｍ１によって駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするためのトルクを設定してトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にモータリングトルクＴｃｒを設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に値０を設定してトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し、エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｆｉｒｅ以上に至るのを待ってエンジン２２に対する燃料噴射制御や点火制御などを開始するための制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信してエンジン２２を始動する図４の駐車時始動制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、制御信号を受信してエンジン２２を完爆するように燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なうエンジン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、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ＭＧ１が「発電機」に相当し、さらに、対ロータ電動機１３０も「電力動力入出力手段」に相当する。
【００３９】
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との組み合わせによるものや対ロータ電動機１３０に限定されるものではなく、回転軸に接続されると共に回転軸とは独立に回転可能に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回転軸と出力軸と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。「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、回転軸に回転子が接続され固定子の回転磁界により回転子を回転駆動させて回転軸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。「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および電動機と電力をやりとり可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「反映物理量検出手段」としては、バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１に限定されるものではなく、エンジン２２の冷却水温Ｔｗを検出する図示しない水温センサや、外気温度を検出する図示しない温度センサなど、蓄電手段の温度を比例的に反映する物理量である反映物理量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。「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、駐車状態でエンジン２２の始動が要請されたときに、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にモータリングトルクＴｃｒを設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊にモータＭＧ１から出力するトルクＴｍ１によって駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするトルクを設定し、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にモータリングトルクＴｃｒを設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に値０を設定し、エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｆｉｒｅ以上に至るのを待ってエンジン２２に対する燃料噴射制御や点火制御などを開始してエンジン２２を始動するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものに限定されるものではなく、停車が確保されている状態で内燃機関の始動が要請されたとき、反映物理量が所定物理量以上である非低温時には電力動力入出力手段から内燃機関をモータリングするトルクが出力されると共に該モータリングに伴って駆動軸に出力されるトルクを打ち消す方向のトルクが電動機から出力されて内燃機関が始動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し、反映物理量が所定温度未満である低温時には電力動力入出力手段から内燃機関をモータリングするトルクが出力されると共に電動機からはトルクが出力されないで内燃機関が始動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。「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に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。「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。なお、実施例や変形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。
【００４０】
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】
【００４１】
本発明は、車両の製造産業に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【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】電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値との関係の一例を示す説明図である。
【図３】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４】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により行なわれる駐車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５】駐車時にエンジン２２を始動する際の動力分配統合機構３０の各回転要素の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６】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７】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】
【００４３】
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）、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、５６  パーキングロック機構、５７  パーキングギヤ、５８  パーキングロックポール、６０  ギヤ機構、６０ａ  ファイナルギヤ、６２  デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ  駆動輪、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、１３０  対ロータ電動機、１３２  インナーロータ  １３４  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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