(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力軸および補機駆動用電動機の出力軸から出力される動力を補機の入力軸に伝達する動力伝達帯を有し、内燃機関の停止時には補機駆動用電動機によって補機を駆動する車両における始動制御装置であって、
前記補機駆動用電動機を用いて前記内燃機関を始動させる内燃機関始動手段と、
前記内燃機関の始動に際して前記動力伝達帯の切断を判定する動力伝達帯切断判定手段と、
前記動力伝達帯切断判定手段によって前記動力伝達帯が切断していると判定された場合に前記内燃機関始動手段による内燃機関の始動処理を変更する始動処理変更手段とを備える始動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の始動制御装置はさらに、
前記補機駆動用電動機の駆動電流を検出する駆動電流検出器を備え、
前記動力伝達帯切断判定手段は、前記駆動電流検出器によって検出された駆動電流に基づいて前記動力伝達帯の切断を判定する始動制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の始動制御装置において、
前記動力伝達帯切断判定手段は、前記駆動電流検出器によって検出された駆動電流が前記内燃機関運転時に検出されるべき所定値以下の場合に前記動力伝達帯が切断していると判定する始動制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の始動制御装置はさらに、
前記内燃機関の出力軸回転数を検出する内燃機関回転数検出器を備え、
前記動力伝達帯切断判定手段は、前記駆動電流に基づく判定に加え、前記内燃機関回転数検出器によって検出された内燃機関回転数が内燃機関の運転回転数以下の場合に前記動力伝達帯が切断していると判定する始動制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の始動制御装置はさらに、
前記補機駆動用電動機の回転数を検出する電動機回転数検出器を備え、
前記動力伝達帯切断判定手段は、前記電動機回転数検出器によって検出された電動機回転数に基づいて前記動力伝達帯の切断を判定する始動制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の始動制御装置において、
前記動力伝達帯切断判定手段は、前記電動機回転数検出器によって検出された電動機回転数が前記内燃機関運転時に検出されるべき所定値以上の場合に前記動力伝達帯が切断していると判定する始動制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の始動制御装置はさらに、
前記内燃機関の出力軸回転数を検出する内燃機関回転数検出器を備え、
前記動力伝達帯切断判定手段は、前記電動機回転数に基づく判定に加え、前記内燃機関回転数検出器によって検出された内燃機関回転数が内燃機関の運転回転数以下の場合に前記動力伝達帯が切断していると判定する始動制御装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかの請求項に記載の始動制御装置において、
前記車両は車両を駆動するための前記内燃機関に結合されている車両駆動用電動機を有し、
前記始動処理変更手段は、前記動力伝達帯切断判定手段によって前記動力伝達帯が切断していると判定された場合には、前記車両駆動用電動機によって前記内燃機関を始動させる始動制御装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項７のいずれかの請求項に記載の始動制御装置はさらに歯車を介して前記内燃機関の駆動軸に継合されている始動用電動機を備え、
前記始動処理変更手段は、前記動力伝達帯切断判定手段によって前記動力伝達帯が切断していると判定された場合には、前記始動用電動機によって前記内燃機関を始動させる始動制御装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項７のいずれかの請求項に記載の始動制御装置において、
前記動力伝達帯は、前記補機駆動用電動機の出力軸と前記内燃機関の出力軸とに架装されている第１動力伝達帯と、前記内燃機関の出力軸と前記補機の入力軸とに架装されている第２動力伝達帯とを含み、
前記動力伝達帯切断判定手段は前記第１動力伝達帯の切断を判定し、
前記始動処理変更手段は、前記動力伝達帯切断判定手段によって前記第１動力伝達帯が切断していると判定された場合には、前記内燃機関の間欠運転を禁止する始動制御装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項７のいずれかの請求項に記載の始動制御装置において、
前記始動処理変更手段は、前記動力伝達帯切断判定手段によって前記動力伝達帯が切断されていると判断された場合には、前記補機駆動用電動機の運転を停止させる始動制御装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のいずれかの請求項に記載の始動制御装置において、
前記始動処理変更手段は、前記動力伝達帯が切断していると判定された場合には、前記動力伝達帯が切断している旨を報知する始動制御装置。
【請求項１３】
内燃機関の運転中断時に補機を駆動するための補機駆動用電動機を有する車両であって、
前記内燃機関の出力軸、前記補機の入力軸、および前記補機駆動用電動機の出力軸に架装されていると共に前記各出力軸から出力される動力を前記入力軸に伝達する動力伝達帯と、
前記内燃機関の始動時には補機駆動用電動機を用いて前記内燃機関を始動させる内燃機関始動手段と、
前記内燃機関の始動に際して前記動力伝達帯の切断を判定する動力伝達帯切断判定手段と、
前記動力伝達帯切断判定手段によって前記動力伝達帯が切断していると判定された場合に前記内燃機関始動手段による内燃機関の始動処理を変更する始動処理変更手段とを備える車両。
【請求項１４】
請求項１３に記載の車両はさらに、
車両を駆動するための前記内燃機関に結合されている車両駆動用電動機を有し、
前記始動処理変更手段は、前記動力伝達帯切断判定手段によって前記動力伝達帯が切断していると判定された場合には、前記車両駆動用電動機によって前記内燃機関を始動させる車両。
【請求項１５】
請求項１３に記載の車両はさらに、
歯車を介して前記内燃機関の駆動軸に継合されていると共に前記車両の運転開始時に前記内燃機関を始動させる始動用電動機を備え、
前記始動処理変更手段は、前記動力伝達帯切断判定手段によって前記動力伝達帯が切断していると判定された場合には、前記始動用電動機によって前記内燃機関を始動させる始動制御装置。
【請求項１６】
請求項１３に記載の車両において、
前記動力伝達帯は、前記補機駆動用電動機の出力軸と前記内燃機関の出力軸とに架装されている第１動力伝達帯と、前記内燃機関の出力軸と前記補機の入力軸とに架装されている第２動力伝達帯とを含み、
前記動力伝達帯切断判定手段は前記第１動力伝達帯の切断を判定し、
前記始動処理変更手段は、前記動力伝達帯切断判定手段によって前記第１動力伝達帯が切断していると判定された場合には、前記内燃機関の間欠運転を禁止する車両。
【請求項１７】
請求項１３に記載の車両において、
前記始動処理変更手段は、前記動力伝達帯切断判定手段によって前記動力伝達帯が切断されていると判断された場合には、前記補機駆動用電動機の運転を停止させる車両。
【請求項１８】
請求項１３に記載の車両において、
前記始動処理変更手段は、前記動力伝達帯が切断していると判定された場合には、前記動力伝達帯が切断している旨を報知する車両。
【請求項１９】
内燃機関の出力軸および補機駆動用電動機の出力軸から出力される動力を補機の入力軸に伝達する動力伝達帯を有し、内燃機関の停止時には補機駆動用電動機によって補機を駆動する車両における動力伝達帯の切断を判定する方法であって、
前記補機駆動用電動機の駆動電流を検出し、
前記検出された駆動電流が前記内燃機関運転時に検出されるべき所定値以下の場合には前記動力伝達帯は切断していると判定する方法。
【請求項２０】
内燃機関の出力軸および補機駆動用電動機の出力軸から出力される動力を補機の入力軸に伝達する動力伝達帯を有し、内燃機関の停止時には補機駆動用電動機によって補機を駆動する車両における動力伝達帯の切断を判定する方法であって、
前記補機駆動用電動機の回転数を検出し、
前記検出された電動機回転数が前記内燃機関運転時に検出されるべき所定値以上の場合には前記動力伝達帯は切断していると判定する方法。
【請求項２１】
請求項１９または請求項２０に記載の方法において、
さらに、前記内燃機関の駆動軸回転数を検出し、
前記判定に加え、前記検出された内燃機関回転数が内燃機関運転時の回転数以下の場合には前記動力伝達帯は切断していると判定する方法。
【請求項２２】
内燃機関の出力軸および補機駆動用電動機の出力軸から出力される動力を補機の入力軸に伝達する動力伝達帯を有し、内燃機関の停止時には補機駆動用電動機によって補機を駆動する車両における動力伝達帯の切断を判定する切断判定装置であって、
前記補機駆動用電動機の駆動電流を検出する駆動電流検出器と、
前記駆動電流検出器によって検出された駆動電流に基づいて前記動力伝達帯の切断を判定する前記動力伝達帯切断判定器とを備える切断判定装置。
【請求項２３】
内燃機関の出力軸および補機駆動用電動機の出力軸から出力される動力を補機の入力軸に伝達する動力伝達帯を有し、内燃機関の停止時には補機駆動用電動機によって補機を駆動する車両における動力伝達帯の切断を判定する切断判定装置であって、
前記補機駆動用電動機の回転数を検出する電動機回転数検出器と、
前記電動機回転数検出器によって検出された電動機回転数に基づいて前記動力伝達帯の切断を判定する前記動力伝達帯切断判定器とを備える切断判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の始動制御装置に関し、さらに詳細には、始動装置の異常を判定する車両の始動制御装置および始動判定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両走行中における信号待ちといった一時的な車両停止時に内燃機関の運転を自動的に停止させる車両、あるいは、内燃機関に加えて電動機を動力源として備え、一時的な車両停止時または車両走行時に内燃機関の運転を自動的に停止させるハイブリッド車両が提案されている。これら車両は、内燃機関の停止時（車両走行中および車両停止時）にウオータポンプ、エアコン用コンプレッサ等の補機を駆動するための補機駆動用電動機を備えている。補機駆動用電動機の出力軸、内燃機関の出力軸、および各補機の入力軸には、一般的に、タイミングベルトが架装されており、補機駆動用電動機の出力軸あるいは内燃機関の出力軸から出力される動力はタイミングベルトを介して補機の入力軸に伝達される。
【０００３】
このような車両、特に、ハイブリッド車両では、内燃機関の始動に当たり、タイミングベルトを介して補機駆動用電動機によって内燃機関の出力軸を回転させて内燃機関を始動させている。これに対して、内燃機関のみを備える一般的な車両では、スタータモータの先端に装着されたギヤを介して内燃機関の駆動軸に結合されているリングギヤをギヤ駆動して出力軸を回転させて内燃機関を始動させている。タイミングベルトによる内燃機関の始動は、ギヤ駆動による内燃機関の始動と比較して高い静粛性が得られる利点を有し、内燃機関の停止・始動を繰り返す、いわゆる間欠運転時においても車両内部に内燃機関の始動音が侵入することがないという利点を有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、タイミングベルトによって内燃機関を始動させる構成においては、ベルト切れが生じると内燃機関を始動することができなくなるという問題があった。また、ベルト切れの状態のまま補機駆動用電動機によって内燃機関の始動の試行を繰り返すとバッテリに負荷をかける場合がある。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、動力伝達帯（例えば、タイミングベルト）の切断を判定すると共に、タイミングベルト切断時には内燃機関の始動処理を変更して動力伝達帯の切断に起因する影響を低減または除去することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題を解決するために本発明の第１の態様は、内燃機関の出力軸および補機駆動用電動機の出力軸から出力される動力を補機の入力軸に伝達する動力伝達帯を有し、内燃機関の停止時には補機駆動用電動機によって補機を駆動する車両における始動制御装置を提供する。第１の態様に係る始動制御装置は、前記補機駆動用電動機を用いて前記内燃機関を始動させる内燃機関始動手段と、前記内燃機関の始動に際して前記動力伝達帯の切断を判定する動力伝達帯切断判定手段と、前記動力伝達帯切断判定手段によって前記動力伝達帯が切断していると判定された場合に前記内燃機関始動手段による内燃機関の始動処理を変更する始動処理変更手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、動力伝達帯切断判定手段と、始動処理変更手段とを備えるので、動力伝達帯の切断を判定することができると共に、動力伝達帯切断時には内燃機関の始動処理を変更してタイミングベルトの切断に起因する影響を低減または除去することができる。
【０００８】
本発明の第１の態様はさらに、前記補機駆動用電動機の駆動電流を検出する駆動電流検出器を備え、前記動力伝達帯切断判定手段は、前記駆動電流検出器によって検出された駆動電流に基づいて前記動力伝達帯の切断を判定することができる。また、前記動力伝達帯切断判定手段は、前記駆動電流検出器によって検出された駆動電流が前記内燃機関運転時に検出されるべき所定値以下の場合に前記動力伝達帯が切断していると判定することができる。かかる構成を備える場合には、内燃機関が始動しているか否か（運転しているか否か）に基づいて動力伝達帯の切断を判定することができる。
【０００９】
さらに、本発明の第１の態様は、前記内燃機関の出力軸回転数を検出する内燃機関回転数検出器を備え、前記動力伝達帯切断判定手段は、前記駆動電流に基づく判定に加え、前記内燃機関回転数検出器によって検出された内燃機関回転数が内燃機関の運転回転数以下の場合に前記動力伝達帯が切断していると判定することができる。かかる構成を備える場合には、より正確に動力伝達帯の切断を判定することができる。
【００１０】
本発明の第１の態様はさらに、前記補機駆動用電動機の回転数を検出する電動機回転数検出器を備え、前記動力伝達帯切断判定手段は、前記電動機回転数検出器によって検出された電動機回転数に基づいて前記動力伝達帯の切断を判定することができる。また、前記動力伝達帯切断判定手段は、前記電動機回転数検出器によって検出された電動機回転数が前記内燃機関運転時に検出されるべき所定値以上の場合に前記動力伝達帯が切断していると判定することができる。かかる構成を備える場合には、内燃機関が始動しているか否か（運転しているか否か）に基づいて動力伝達帯の切断を判定することができる。
【００１１】
さらに、本発明の第１の態様は、前記内燃機関の出力軸回転数を検出する内燃機関回転数検出器を備え、前記動力伝達帯切断判定手段は、前記電動機回転数に基づく判定に加え、前記内燃機関回転数検出器によって検出された内燃機関回転数が内燃機関の運転回転数以下の場合に前記動力伝達帯が切断していると判定することができる。かかる構成を備える場合には、より正確に動力伝達帯の切断を判定することができる。
【００１２】
本発明の第１の態様において、前記車両は車両を駆動するための前記内燃機関に結合されている車両駆動用電動機を有し、前記始動処理変更手段は、前記動力伝達帯切断判定手段によって前記動力伝達帯が切断していると判定された場合には、前記車両駆動用電動機によって前記内燃機関を始動させることができる。また、本発明の第１の態様はさらに歯車を介して前記内燃機関の駆動軸に継合されている始動用電動機を備え、前記始動処理変更手段は、前記動力伝達帯切断判定手段によって前記動力伝達帯が切断していると判定された場合には、前記始動用電動機によって前記内燃機関を始動させることができる。いずれの場合にも、動力伝達帯の切断に対する適当な処理を実行することができると共に、動力伝達帯の切断に関わる影響を低減または排除することができる。
【００１３】
本発明の第１の態様において、前記動力伝達帯は、前記補機駆動用電動機の出力軸と前記内燃機関の出力軸とに架装されている第１動力伝達帯と、前記内燃機関の出力軸と前記補機の入力軸とに架装されている第２動力伝達帯とを含み、前記動力伝達帯切断判定手段は前記第１動力伝達帯の切断を判定し、前記始動処理変更手段は、前記動力伝達帯切断判定手段によって前記第１動力伝達帯が切断していると判定された場合には、前記内燃機関の間欠運転を禁止することができる。いずれの場合にも、動力伝達帯の切断に対する適当な処理を実行することができると共に、動力伝達帯の切断に関わる影響を低減または排除することができる。
【００１４】
本発明の第１の態様において、前記始動処理変更手段は、前記動力伝達帯切断判定手段によって前記動力伝達帯が切断されていると判断された場合には、前記補機駆動用電動機の運転を停止させることができる。また、前記始動処理変更手段は、前記動力伝達帯が切断していると判定された場合には、前記動力伝達帯が切断している旨を報知することができる。いずれの場合にも、動力伝達帯の切断に対する適当な処理を実行することができると共に、動力伝達帯の切断に関わる影響を低減または排除することができる。
【００１５】
本発明の第２の態様は、内燃機関の運転中断時に補機を駆動するための補機駆動用電動機を有する車両を提供する、本発明の第２の態様は、前記内燃機関の出力軸、前記補機の入力軸、および前記補機駆動用電動機の出力軸に架装されていると共に前記各出力軸から出力される動力を前記入力軸に伝達する動力伝達帯と、前記内燃機関の始動時には補機駆動用電動機を用いて前記内燃機関を始動させる内燃機関始動手段と、前記内燃機関の始動に際して前記動力伝達帯の切断を判定する動力伝達帯切断判定手段と、前記動力伝達帯切断判定手段によって前記動力伝達帯が切断していると判定された場合に前記内燃機関始動手段による内燃機関の始動処理を変更する始動処理変更手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第２の態様によれば、動力伝達帯の切断を判定することができると共に、動力伝達帯切断時には内燃機関の始動処理を変更してタイミングベルトの切断に起因する影響を低減または除去することができる。
【００１７】
本発明の第２の態様はさらに、車両を駆動するための前記内燃機関に結合されている車両駆動用電動機を有し、前記始動処理変更手段は、前記動力伝達帯切断判定手段によって前記動力伝達帯が切断していると判定された場合には、前記車両駆動用電動機によって前記内燃機関を始動させることができる。また、さらに、歯車を介して前記内燃機関の駆動軸に継合されていると共に前記車両の運転開始時に前記内燃機関を始動させる始動用電動機を備え、前記始動処理変更手段は、前記動力伝達帯切断判定手段によって前記動力伝達帯が切断していると判定された場合には、前記始動用電動機によって前記内燃機関を始動させることができる。いずれの場合にも、動力伝達帯の切断に対する適当な処理を実行することができると共に、動力伝達帯の切断に関わる影響を低減または排除することができる。
【００１８】
本発明の第２の態様において、前記動力伝達帯は、前記補機駆動用電動機の出力軸と前記内燃機関の出力軸とに架装されている第１動力伝達帯と、前記内燃機関の出力軸と前記補機の入力軸とに架装されている第２動力伝達帯とを含み、前記動力伝達帯切断判定手段は前記第１動力伝達帯の切断を判定し、前記始動処理変更手段は、前記動力伝達帯切断判定手段によって前記第１動力伝達帯が切断していると判定された場合には、前記内燃機関の間欠運転を禁止することができる。いずれの場合にも、動力伝達帯の切断に対する適当な処理を実行することができると共に、動力伝達帯の切断に関わる影響を低減または排除することができる。
【００１９】
本発明の第２の態様において、前記始動処理変更手段は、前記動力伝達帯切断判定手段によって前記動力伝達帯が切断されていると判断された場合には、前記補機駆動用電動機の運転を停止させることができる。また、前記始動処理変更手段は、前記動力伝達帯が切断していると判定された場合には、前記動力伝達帯が切断している旨を報知することができる。いずれの場合にも、動力伝達帯の切断に対する適当な処理を実行することができると共に、動力伝達帯の切断に関わる影響を低減または排除することができる。
【００２０】
本発明の第３の態様は、内燃機関の出力軸および補機駆動用電動機の出力軸から出力される動力を補機の入力軸に伝達する動力伝達帯を有し、内燃機関の停止時には補機駆動用電動機によって補機を駆動する車両における動力伝達帯の切断を判定する方法を提供する。本発明の第３の態様は、前記補機駆動用電動機の駆動電流を検出し、前記検出された駆動電流が前記内燃機関運転時に検出されるべき所定値以下の場合には前記動力伝達帯は切断していると判定することを特徴とする。本発明の第３の態様によれば、動力伝達帯の切断を判定することができる。
【００２１】
本発明の第４の態様は、内燃機関の出力軸および補機駆動用電動機の出力軸から出力される動力を補機の入力軸に伝達する動力伝達帯を有し、内燃機関の停止時には補機駆動用電動機によって補機を駆動する車両における動力伝達帯の切断を判定する方法を提供する。本発明の第４の態様は、前記補機駆動用電動機の回転数を検出し、前記検出された電動機回転数が前記内燃機関運転時に検出されるべき所定値以上の場合には前記動力伝達帯は切断していると判定することを特徴とする。本発明の第４の態様によれば、動力伝達帯の切断を判定することができる。
【００２２】
第３または第４の態様において、さらに、前記内燃機関の駆動軸回転数を検出し、前記判定に加え、前記検出された内燃機関回転数が内燃機関運転時の回転数以下の場合には前記動力伝達帯は切断していると判定しても良い。かかる場合には、動力伝達帯の切断をより正確に判定することができる。
【００２３】
本発明の第５の態様は、内燃機関の出力軸および補機駆動用電動機の出力軸から出力される動力を補機の入力軸に伝達する動力伝達帯を有し、内燃機関の停止時には補機駆動用電動機によって補機を駆動する車両における動力伝達帯の切断を判定する切断判定装置を提供する。本発明の第５の態様は、前記補機駆動用電動機の駆動電流を検出する駆動電流検出器と、前記駆動電流検出器によって検出された駆動電流に基づいて前記動力伝達帯の切断を判定する前記動力伝達帯切断判定器とを備えることを特徴とする。本発明の第５の態様によれば、動力伝達帯の切断を判定することができる。
【００２４】
本発明の第６の態様は、内燃機関の出力軸および補機駆動用電動機の出力軸から出力される動力を補機の入力軸に伝達する動力伝達帯を有し、内燃機関の停止時には補機駆動用電動機によって補機を駆動する車両における動力伝達帯の切断を判定する切断判定装置を提供する。本発明の第６の態様は、前記補機駆動用電動機の回転数を検出する電動機回転数検出器と、前記電動機回転数検出器によって検出された電動機回転数に基づいて前記動力伝達帯の切断を判定する前記動力伝達帯切断判定器とを備えることを特徴とする。本発明の第６の態様によれば、動力伝達帯の切断を判定することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る始動制御装置について、いくつかの実施例に基づいて説明する。
【００２６】
図１および図２を参照して本実施例の始動制御装置が用いられ得る車両の概略構成について説明する。図１は第１の実施例が適用される車両の概略構成を示すブロック図である。図２は２本のタイミングベルトとエンジン、補機および補機駆動用モータとの配置関係を示す概念図である。
【００２７】
車両は、動力源としてのエンジン（内燃機関）１０および駆動用モータ（電動機）２０と、エンジン１０および駆動用モータ２０の出力を機械的に合成分配する遊星歯車装置３０と、最大減速比と最小減速比の間で減速比を無段階に変更可能な無段変速装置（ＣＶＴ）４０とを備えている。エンジン１０はクランクシャフト（出力軸）１１を介して遊星歯車装置３０の動力入力軸と接続されており、駆動用モータ２０はロータ２１を介して遊星歯車装置３０の動力入力軸と接続されている。遊星歯車装置３０の駆動力出力軸はＣＶＴ４０の動力入力軸と接続されており、ＣＶＴ４０の動力出力軸はドライブシャフト５０と接続されている。ドライブシャフト５０はディファレンシャルギヤ（ファイナルギヤを含む）５１および車軸５２を介して車輪５３と接続されている。
【００２８】
エンジン１０の周囲には、図２に示すようにウォータポンプ１２１、エアコン用コンプレッサ１２２、パワーステアリング用ポンプ１２３等の補機１２、信号停止時等の一時的な車両停止時、あるいは、駆動用モータ２０のみによる車両駆動時（車両走行時）におけるエンジン１０の運転中断時に補機１２を駆動するための補機駆動用モータ（電動機）１４が配置されている。補機駆動用モータ１４にはインバータ２００が接続されており、インバータ２００はバッテリ２１０と接続されていると共に、制御線を介して制御ユニット６０と接続されている。補機駆動用モータ１４は、エンジン１０を始動させる際のスタータモータとしても機能する。すなわち、本実施例においては、従来のエンジンのみを有する車両に備えられていたギヤ駆動によりエンジンを回転始動させるエンジン始動専用のスタータモータを有していない。
【００２９】
各補機１２１、１２２、１２３の動力入力軸、エンジン１０のクランクシャフト１１の一端にはプーリ１２４、１２５がそれぞれ装着されている。補機駆動用モータ１４の出力軸にはワンウェイクラッチ１５を介してプーリ１２６が装着されている。ワンウェイクラッチ１５は補機駆動用モータ１４が駆動力を出力する方向では継合し、補機駆動用モータ１４が駆動される方向では解放する特性を備えている。エンジン１０のプーリ１２５と補機駆動用モータ１４のプーリ１２６には、補機駆動用モータ１４によってエンジン１０を始動させるためのタイミングベルト１３１が架装されている。各プーリ１２４，１２５にはタイミングベルト１３２が架装されており、このタイミングベルト１３２を介してエンジン１０の出力が補機１２の動力入力軸に伝達され、またタイミングベルト１３１およびタイミングベルト１３２を介して補機駆動用モータ１４の出力が補機１２の動力入力軸に伝達される。
【００３０】
エンジン１０が運転している状態では、タイミングベルト１３２を介してエンジン１０（クランクシャフト１１）によってウォータポンプ１２１、エアコン用コンプレッサ１２２およびパワーステアリング用ポンプ１２３が駆動される。このとき、ワンウェイクラッチ１５は解放するため、補機駆動用モータ１４はエンジン１０によって回転駆動させられることはなく、ジェネレータとして機能して所望しない発電を行うことはない。これに対して、エンジン１０の燃焼運転が停止している状態では、補機駆動用モータ１４が作動するためワンウェイクラッチ１５は継合し、タイミングベルト１３１、クランクシャフト１１およびタイミングベルト１３２を介して補機駆動用モータ１４によってウォータポンプ１２１、エアコン用コンプレッサ１２２およびパワーステアリング用ポンプ１２３が駆動される。このとき、クランクシャフト１１は駆動軸としてでなく被駆動軸として回転する。
【００３１】
駆動用モータ２０は、モータによる駆動力が要求される場合には電気エネルギを機械エネルギに変換するモータとして機能し、回生時、充電走行時等には機械エネルギを電気エネルギとして変換するジェネレータとして機能する。駆動用モータ２０にはインバータ２２０が接続されており、インバータ２２０にはバッテリ２１０が接続されている。また、インバータ２２０には制御ユニット６０からの制御線が接続されている。
【００３２】
遊星歯車装置３０は、駆動用モータ２０と共に電気式トルクコンバータを実現する。すなわち、本実施例では一般的な流体式トルクコンバータに代えて駆動用モータ２０と遊星歯車装置３０との動作を電気的および機械的に制御することによってトルクコンバータの機能を実現している。遊星歯車装置３０は、クランクシャフト１１の他端と結合されているサンギヤ３１と、駆動用モータ２０のロータと連結されていると共に第１クラッチ３２を介してＣＶＴ４０の入力側プーリ４１の軸と連結されているキャリア３３と、第２クラッチ３４を介してＣＶＴ４０の入力側プーリ４１の軸と連結されていると共にブレーキ３５を介してハウジングに対して固定され得るリングギヤ３６を備えている。キャリア３３は相互に噛み合うと共にそれぞれサンギヤ３１およびリングギヤ３６と噛み合うピニオンギヤ３７、３８を自転可能に支持している。第１クラッチ３２、第２クラッチ３４およびブレーキ３５は、相互に重ね合わされた複数枚のクラッチ板が油圧アクチュエータによって押圧されることにより継合し、押圧の解除により解放する他板式の油圧式クラッチである。
【００３３】
ＣＶＴ４０は入力側プーリ４１、出力側プーリ４２、および入力側プーリ４１と出力側プーリ４２とに架装されているスチールベルト４３とを備えている。入力側プーリ４１および出力側プーリ４２にはそれぞれ油圧アクチュエータが備えられており、車両の運転状態に応じてその溝幅が変更され、スチールベルト４３が架装される外径長が変更される。このように、各プーリ４１、４２の溝幅が変更されることによりプーリ比が変更され、所望の減速比が実現される。入力側プーリ４１の軸は前述のように第２クラッチ３４を介してリングギヤ３６と接続され、第１クラッチ３２を介してサンギヤ３１と接続されている。出力側プーリ４２の軸はドライブシャフト５０に連結されており、出力側プーリ４２から出力された駆動力は、ドライブシャフト５０、ディファレンシャルギヤ５１、車軸５２を介して車輪５３に伝達される。
【００３４】
次に、図３を参照して本実施例に係る車両の制御系について説明する。図３は第１実施例に係る車両の制御系統を示す説明図である。制御ユニット６０は、ハイブリッドＥＣＵ（電子制御ユニット）６１０、エンジンＥＣＵ６２０、補機駆動用モータＥＣＵ６３０、およびトランスミッションＥＣＵ６４０を備えている。各ＥＣＵ６１０、６２０、６３０、６４０にはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が備えられている。なお、これらＥＣＵは例示であり、例えば、補機駆動用モータＥＣＵ６３０はハイブリッドＥＣＵ６１０に組み込まれ得る。
【００３５】
ハイブリッドＥＣＵ６１０は制御ユニット６０の中核をなすＥＣＵであり車両の走行状態全般を制御する。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジンＥＣＵ６２０、補機駆動用モータＥＣＵ６３０、およびトランスミッションＥＣＵ６４０と双方向通信可能に信号線を介して接続されている。ハイブリッドＥＣＵ６１０には、エンジン１０のクランクシャフト１１の回転数を検出するエンジン回転数センサ７０、駆動用モータ２０のモータ回転数を検出する第１モータ回転数センサ７１、車両の車速を検出する車速センサ７２、ギヤポジションを検出するシフトポジションセンサ７３、およびアクセル踏み込み量をアクセル開度として検出するアクセル開度センサ７４がそれぞれ信号線を介して接続されている。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、インバータ２２０と信号線を介して接続されており駆動用モータ２０の出力を制御する。ハイブリッドＥＣＵ６１０は遊星歯車装置３０内の第１及び第２クラッチ３５，３６にも信号線を介して接続されており、駆動用モータ２０と遊星歯車装置３０とによって電気トルクコンバータを実現している。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、タイミングベルト切断判定処理および始動制御処理を実行するためのプログラムを格納している。
【００３６】
エンジンＥＣＵ６２０は、ハイブリッドＥＣＵ６１０からの要求に従って燃料噴射量、スロットル開度等を制御してエンジン１０の運転状態を制御する。タイミングベルト１３１が切断していると判定された場合には、ハイブリッドＥＣＵ６１０からの指令に基づいてエンジン１０の間欠運転の禁止等の制御を実行する。補機駆動用モータＥＣＵ６３０はハイブリッドＥＣＵ６１０からの要求に従って補機駆動用モータ１４をインバータ２００を介して制御し、エンジン１０停止状態における補機１２の駆動を実現する。
【００３７】
補機駆動用モータＥＣＵ６３０には信号線を介して補機駆動用モータ１４のモータ回転数を検出する第２モータ回転数センサ７５が接続されている。また、タイミングベルト１３１が切断していると判定された場合には、ハイブリッドＥＣＵ６１０からの指令に基づいて補機駆動用モータ１４の作動を禁止する等の制御を実行する。
【００３８】
トランスミッションＥＣＵ６４０には信号線を介して車速センサ７２、シフトポジションセンサ７３、アクセル開度センサ７４が接続されている。トランスミッションＥＣＵ６４０は、これらセンサからの検出データおよびハイブリッドＥＣＵ６１０からの要求に基づいて各プーリ４１、４２に備えられている油圧アクチュエータ４４を制御して、ＣＶＴ４０のプーリ比（減速比）の制御を実行する。
【００３９】
次に、上記構成を備える車両の一般的な動作について図１〜図４の構成図、および図５〜図９のフローチャートを参照して簡単に説明する。図４は遊星歯車装置３０の各動作モードにおける第１および第２クラッチ３２、３４およびブレーキ３５の継合・解放状態とシフトポジションとの関係を示す説明図である。図５は始動スイッチがオンされた際に実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。図６は車両発進時に実行されるエンジン１０および駆動用モータ２０制御処理ルーチンを示すフローチャートである。図７〜図９は車両走行時に実行されるエンジン１０および駆動用モータ２０制御処理ルーチンを示すフローチャートである。
【００４０】
図５を参照して始動スイッチがオンされた際に実行される車両の動作を説明する。シフトポジションセンサ７３がパーキングＰもしくはニュートラルＮのシフトポジションを検出している状態にて始動スイッチがオンされると制御ユニット６０は作動状態となる。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、バッテリ２１０の充電状態に基づいてエンジン１０を始動させるか否かを決定する（ステップＳ１０）。バッテリ充電率ＳＯＣが所定値Ｓref以上の場合には（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、第１クラッチ３２、第２クラッチ３４、およびブレーキ３５を解放する処理（ニュートラルモード：図４参照）を遊星歯車装置３０に対して実行する（ステップＳ１１）。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、補機１２の駆動要求があるか否かを判定し（ステップＳ１２）、補機駆動要求があると判定した場合には（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）エンジン１０を始動させることなく補機駆動用モータＥＣＵ６３０を介して補機駆動用モータ１４を駆動させる。これにより必要な補機がタイミングベルト１３２を介して駆動される。その後、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、本処理ルーチンを抜けてメイン処理ルーチンにリターンする。一方、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、補機駆動要求がないと判定した場合には（ステップＳ１２：Ｎｏ）、本処理ルーチンを抜けてメイン処理ルーチンにリターンする。
【００４１】
これに対して、バッテリ充電率ＳＯＣが所定値Ｓref未満の場合には（ステップＳ１０：Ｎｏ）、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、遊星歯車装置３０の動作モードとしてニュートラルモード選択を選択する（ステップＳ１４）。続いて、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジンＥＣＵ６２０、補機駆動用モータＥＣＵ６３０を介してエンジン始動処理を実行する（ステップＳ１５）。エンジン始動処理では、補機駆動用モータ１４を作動させてタイミングベルト１３１を介してクランクシャフト１１を回転させると共に、エンジンＥＣＵ６２０によって必要な燃料を燃料噴射装置から噴射する処理および所定のタイミングでプラグを介した点火処理が実行される。このエンジン１０の始動処理に際しては、後述するベルト切断判定処理が実行される。その後、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、本処理ルーチンを抜けてメイン処理ルーチンにリターンする。
【００４２】
続いて、図６を参照して車両発進時におけるエンジン１０および駆動用モータ２０の制御処理を説明する。図５に示す始動処理が終了した後、シフトポジションセンサ７３によりドライブＤもしくはブレーキＢのシフトポジションが検出されると、ハイブリッドＥＣＵ６１０はエンジン１０が運転中であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジン１０は運転中でないと判定した場合には（ステップＳ２０：Ｎｏ）、アクセル踏み込み量から要求トルクＴ＊を算出し（ステップＳ２１）、要求トルクＴ＊がエンジン始動要求トルクＴ１を超えているか否かを判定する（ステップＳ２２）。すなわち、駆動用モータ２０のみによって要求トルクを出力するか、あるいは、エンジン１０のみによって要求トルクを出力するかを決定する。ここで、シフトポジションのドライブＤは一般的な車両走行時に選択されるシフトポジションであり、ブレーキＢはエンジンブレーキが必要なときに選択されるシフトポジションである。
【００４３】
要求トルクが比較的小さい場合（エンジン始動要求値以下の場合）には（ステップＳ２２：Ｎｏ）、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、駆動用モータ２０のみによって要求トルクを出力する。このとき、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、遊星歯車装置３０の動作モードとして第１クラッチ３２を継合し、第２クラッチ３４およびブレーキ３５を解放するモータ走行モード（図４参照）を選択し（ステップＳ２３）、駆動用モータ２０を作動させて要求トルクを出力させる（ステップＳ２４）。その後、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、本処理ルーチンを抜けてメイン処理ルーチンにリターンする。このモータ走行モードでは、リングギヤ３６とＣＶＴ４０の入力プーリ４１との結合が解放されるため、ＣＶＴ４０に対しては駆動用モータ２０の出力トルクが伝達される。トランスミッションＥＣＵ６０４は、車速センサ７２、アクセル開度センサ７４等からの車両走行情報に基づき油圧アクチュエータを制御してＣＶＴ４０のプーリ比を変更する。ドライブシャフト５０にはＣＶＴ４０の出力側プーリ４２から出力トルクが入力され、ディファレンシャルギヤ５１、および車軸５２を介して車輪５３に伝達される。
【００４４】
一方、要求トルクがエンジン始動要求値を超えている場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジン１０の出力のみによって要求トルクを出力させる。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、遊星歯車装置３０の動作モードとしてニュートラルモードを選択し（ステップＳ２５）、エンジンＥＣＵ６２０、補機駆動用モータＥＣＵ６３０を介してエンジン１０を始動させるエンジン始動処理を実行する（ステップＳ２６）。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、第１及び第２クラッチ３２、３４、ブレーキ３５を解放し、遊星歯車装置３０とＣＶＴ４０との接続を一時的に解放する。この状態にて、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、補機駆動用モータＥＣＵ６３０を介して補機駆動用モータ１４を始動させると共に、エンジンＥＣＵ６２０によってエンジン１０に対する燃料噴射、点火処理を実行させてエンジン１０を始動させる。すなわち、本実施例においては、エンジン１０を始動させる始動専用モータは備えられておらず、補機駆動用モータ１４を始動用モータとして使用する。このエンジン１０の始動処理に際しては、後述するベルト切断判定処理が実行される。
【００４５】
ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジン１０が始動したところで第２クラッチ３４を継合すると共にブレーキ３５を解放する電気トルクコンバータ（ＥＴＣ）モード（図４参照）を選択し（ステップＳ２７）、本処理ルーチンを抜けてメイン処理ルーチンにリターンする。このＥＴＣモードでは、クランクシャフト１１はピニオンギヤ３７，３８、リングギヤ３６および第２クラッチ３４を介してＣＶＴ４０の入力側プーリ４１と連結される。この継合関係により、駆動用モータ２０および遊星歯車装置３０は電気トルクコンバータとして機能する。すなわち、キャリア３３とＣＶＴ４０の入力側プーリ４１との結合が解放されるため、駆動用モータ２０のロータはクランクシャフト１１の回転方向とは逆向きに回転し、駆動用モータ２０はジェネレータとして機能する。この結果、クランクシャフト１１に対して駆動反力が付与され、エンジン１０の出力トルクは増幅され、増幅された出力トルクがＣＶＴ４０の入力側プーリ４１に入力される。このとき、トランスミッションＥＣＵ６４０は、車速センサ７２、シフトポジションセンサ７３およびアクセル開度センサ７４等からの車両走行情報に基づいて油圧アクチュエータ４４を制御して入力側プーリ４１および出力側プーリ４２の溝幅を変更し、最適なプーリ比を実現する。ＣＶＴ４０の出力側プーリ４２は、出力トルクをドライブシャフト５０に出力し、ドライブシャフト５０に入力された出力トルクは更にディファレンシャルギヤ５１および車軸５２を介して車輪５３に出力される。この結果、車両は十分な駆動トルクによって滑らかに発進される。
【００４６】
これに対して、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジン１０は運転中であると判定した場合には（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、アクセル踏み込み量から要求トルクＴ＊を算出してエンジンＥＣＵ６２０を介してエンジン１０に要求トルクを出力させる。また、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、要求トルクＴ＊を算出し（ステップＳ２８）、遊星歯車装置３０の動作モードとしてＥＴＣモードを選択し（ステップＳ２９）、本処理ルーチンを抜けてメイン処理ルーチンにリターンする。この結果、前述のように増幅されたエンジン１０の出力トルクが車輪５３に伝達される。
【００４７】
以上のようにして車両が発進した後、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジン１０のみによって要求トルクを出力するか、駆動用モータ２０のみによって要求トルクを出力するか、あるいは、エンジン１０および駆動用モータ２０によって要求トルクを出力するかを決定する。この制御処理について図７〜図９を参照して説明する。
【００４８】
ハイブリッドＥＣＵ６１０は、バッテリ充電率ＳＯＣが所定値Ｓrefを超えているか否かを判定する（ステップＳ４０）。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、バッテリ充電率ＳＯＣが所定値refを超えていると判定した場合には（ステップＳ４０：Ｙｅｓ）、要求トルクＴ＊を算出し（ステップＳ４１）、バッテリ充電率ＳＯＣが所定値ref以下であると判定した場合には（ステップＳ４０：Ｎｏ）後述するステップＳ５０へ移行する。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、要求トルクＴ＊がエンジン始動要求トルクＴ１を超えているか否かを判定し（ステップＳ４２）、要求トルクＴ＊がエンジン始動要求トルクＴ１以下であると判定した場合には（ステップＳ４２Ｎｏ）、エンジン１０が運転中であるか否かを判定する（ステップＳ４３）。一方、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、要求トルクＴ＊がエンジン始動要求トルクＴ１を超えていると判定した場合には（ステップＳ４２：Ｙｅｓ）、後述するステップＳ６０に移行する。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジン１０は運転中でないと判定した場合には（ステップＳ４３：Ｎｏ）、駆動用モータ２０のみによって要求トルクを出力させるモータ走行を継続させて（ステップＳ４４）、本処理ルーチンを抜けてメイン処理ルーチンにリターンする。この場合の遊星歯車装置３０の動作モードは既述のモータ走行モードのままである。一方、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジン１０は運転中であると判定した場合には（ステップＳ４３：Ｙｅｓ）、エンジンＥＣＵ６２０を介してエンジン１０の燃焼を停止させ（ステップＳ４５）、モータ走行モードを遊星歯車装置３０の動作モードとして選択し（ステップＳ４６）、駆動用モータ２０によって要求トルクＴ＊を出力させる（ステップＳ４７）。このとき、補機１２は駆動用モータ２０が出力する動力によって駆動される。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、本処理ルーチンを抜けてメイン処理ルーチンにリターンする。
【００４９】
ハイブリッドＥＣＵ６１０は、ステップＳ４０にて、バッテリ充電率ＳＯＣが所定値Ｓref以下であると判定した場合には（ステップＳ４０：Ｎｏ）、アクセル開度等に基づいて要求トルクＴ＊を算出する（図８、ステップＳ５０）。続いて、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジン１０が運転中であるか否かを判定し（ステップＳ５１）、エンジン１０は運転中でないと判定した場合には（ステップＳ５１：Ｎｏ）、第１クラッチ３２、第２クラッチ３４、およびブレーキ３５を解放するニュートラルモードを遊星歯車装置３０の動作モードとして選択する（ステップＳ５２）。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、既述のエンジン始動処理を実行し（ステップＳ５３）、遊星歯車装置３０の動作モードとして第１クラッチ３２および第２クラッチ３４を継合し、ブレーキ３５を解放する直結モードを選択する（ステップＳ５４）。この直結モードでは、エンジン１０のクランクシャフト１１および駆動用モータ２０のロータは入力側プーリ４１の入力軸に対して直結される。そして、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジンＥＣＵ６２０を介してエンジン１０に要求トルクＴ＊を出力させる。一方、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、ステップＳ５１にてエンジン１０が運転中であると判定した場合には（ステップＳ５１：Ｎｏ）、ステップＳ５４に移行し、エンジン１０のみによる走行が継続される。次に、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、バッテリ充電要求があるか否かを判定し（ステップＳ５５）、バッテリ充電要求有りと判定した場合には（ステップＳ５５：Ｙｅｓ）、駆動用モータ２０をジェネレータとして作動させてバッテリ２１０の充電を実行し（ステップＳ５６）、本処理ルーチンを抜けてメイン処理ルーチンにリターンする。一方、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、バッテリ充電要求無しと判定した場合には（ステップＳ５５：Ｎｏ）、本処理ルーチンを抜けてメイン処理ルーチンにリターンする。
【００５０】
ハイブリッドＥＣＵ６１０は、ステップＳ４２にて、要求トルクＴ＊はエンジン始動要求トルクＴ１を超えていると判定した場合には（ステップＳ４２：Ｙｅｓ）、エンジン１０は運転中であるか否かを判定する（ステップＳ６０：図９）。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジン１０は運転中でないと判定した場合（ステップｓ６０：Ｎｏ）、駆動用モータ２０による走行を継続し（ステップＳ６１）、遊星歯車装置３０の動作モードとしてニュートラルモードを選択し（ステップＳ６２）、既述のエンジン始動処理を実行する（ステップＳ６３）。これにより要求トルクＴ＊をエンジン１０および駆動用モータ２０によって出力させる。なお、エンジン１０の始動に際しては後述するベルト切断判定処理が実行される。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、遊星歯車装置３０の動作モードとして直結モードを選択し（ステップＳ６４）、本処理ルーチンを抜けてメイン処理ルーチンにリターンする。一方、ハイブリッドＥＣＵは、エンジン１０は運転中であると判定した場合には（ステップＳ６０：Ｙｅｓ）、駆動用モータ２０を作動させて、ステップＳ６４に移行する。これにより、要求トルクＴ＊をエンジン１０および駆動用モータ２０によって出力させる。
【００５１】
車両走行中に信号停止等で一時的に車両が停止する場合、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、所定の条件下でエンジン１０の運転を停止させる、いわゆるアイドリングストップの処理を実行する。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、バッテリ充電率が所定値以上であり補機駆動用モータ１４によって補機１２を駆動し得る条件下では、エンジン１０の運転を停止させると共に、補機駆動用モータＥＣＵ６３０を介して補機駆動用モータ１４によってタイミングベルト１３２を介して補機１２を駆動する。これに対して、補機駆動用モータ１４によって補機１２を駆動するために必要なバッテリ充電率を満たしていない場合には、ハイブリッドＥＣＵ６１０はエンジン１０を運転状態のまま維持し、エンジン１０の出力によってタイミングベルト１３２を介して補機１２を駆動する。いずれの場合にも、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、第１及び第２クラッチ３２、３４およびブレーキ３５を解放するニュートラルモードを遊星歯車装置３０の動作モードとして選択し、ＣＶＴ４０に対するクランクシャフト１１を介した補機駆動用モータ１４の出力の伝達を遮断する。
【００５２】
車両が一時停止の後、発進する際には既述のいずれかの処理によって車両が発進させられる。
【００５３】
続いて、本実施例に係る始動制御装置に従うタイミングベルト１３１の切断判定処理および始動制御処理について図１０および図１１を参照して説明する。図１０は第１実施例に従うタイミングベルト切断判定処理および始動制御処理にて実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。図１１は時間に対する（Ａ）補機駆動用モータ１４のモータ回転数（r.p.m.）および（Ｂ）エンジン回転数（r.p.m.）の関係を模式的に示すグラフである。
【００５４】
前述のように、ハイブリッドＥＣＵ６１０からエンジン１０の始動要求がなされると本処理ルーチンが開始する。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジンＥＣＵ６２０に対してエンジン１０の始動を要求すると共に、エンジン１０を始動させるために補機駆動用モータＥＣＵ６３０に対して補機駆動用モータ１４の始動を要求する。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、図１１中に示すＴ１のタイミングにて補機駆動用モータＥＣＵ６３０、補機駆動用モータ１４の第２モータ回転数センサ７５を介して補機駆動用モータ１４の回転数Ｎｍを取得する（ステップＳ１００）。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、取得した補機駆動用モータ１４の回転数Ｎｍが所定値Ｎ１よりも大きいか否かを判定し（ステップＳ１１０）、補機駆動用モータ１４の回転数Ｎｍが所定値Ｎ１以下であると判定した場合には（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、タイミングベルト１３１は切断していないと判定し、本処理ルーチンを終えて車両制御のメインルーチンにリターンする。この判定は、タイミングベルト１３１が切断しておらず、補機駆動用モータ１４の出力軸がエンジン１０のクランクシャフト１１と連動する場合には、補機駆動用モータ１４はエンジン１０のアイドリング回転数に相当する回転数で回転し、タイミングベルト１３１が切断している場合には、補機駆動用モータ１４は無負荷状態となりアイドリング回転数に相当する回転数を超えて回転することを根拠とする。所定値Ｎ１の値としては、通常、クランクシャフト１１のプーリと補機駆動用モータ１４のプーリとの比が２．５〜３程度であり、エンジンの一般的なアイドリング回転数は、７００〜８００r.p.m.程度であることから、例えば、１５００〜２５００r.p.m.程度の値が用いられる。
【００５５】
これに対して、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、補機駆動用モータ１４の回転数Ｎｍが所定値Ｎ１より大きいと判定した場合には（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、エンジン回転数センサ７０によって検出されたエンジン回転数Ｎｅを図１１中のＴ２のタイミングにて取得する（ステップＳ１２０）。駆動用補機モータ１４の回転数が所定値Ｎ１より大きいと場合には、補機駆動用モータ１４が無負荷状態にて回転していることを意味する。ただし、補機駆動用モータ１４の回転数を検出する第２モータ回転数センサ７５の動作不良の場合も考えられるため、即時にタイミングベルト１３１の切断を判定せず、以下に述べるエンジン回転数Ｎｅに基づいた確認処理を実行する。
【００５６】
ハイブリッドＥＣＵ６１０は、取得したエンジン回転数Ｎｅが所定値Ｎ２よりも小さいか否かを判定し（ステップＳ１３０）、エンジン回転数Ｎｅが所定値Ｎ２以上であると判定した場合には（ステップＳ１３０：Ｎｏ）、タイミングベルト１３１は切断していないと判定し、本処理ルーチンを終えて車両制御のメインルーチンにリターンする。この判定は、エンジン１０が始動していれば、エンジン回転数センサ７０によって検出されたエンジン回転数Ｎｅがアイドリング回転数よりも大きな値を示すことを根拠とする。したがって、所定値Ｎ２としては、例えば、エンジンの一般的なアイドリング回転数である、７００〜８００r.p.m.程度が用いられる。エンジン回転数Ｎｅが所定値Ｎ２よりも大きい場合には、第２モータ回転数センサ７５の動作不良に過ぎないので、タイミングベルト１３１は切断していないと結論付けることができる。なお、計器板７６を介して第２モータ回転数センサ７５が動作不良である旨の報知を実施しても良い。
【００５７】
これに対して、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジン回転数Ｎｅが所定値Ｎ２より小さいと判定した場合には（ステップＳ１３０：Ｙｅｓ）、タイミングベルト１３１は切断していると判定する（ステップＳ１４０）。すなわち、エンジン回転数Ｎｅがアイドリング回転数に相当する所定値Ｎ２よりも小さい場合には、エンジン１０が始動していないことを意味し、モータ回転数Ｎｍが所定値Ｎ１よりも大きいことと合わせて、タイミングベルト１３１が切断しているものと結論付けることができる。
【００５８】
次に、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、タイミングベルト１３１の切断が車両運行にもたらす影響を低減、排除する始動制御処理を実行する。先ず、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、補機駆動用モータ１４によるエンジン１０の始動に代えて、駆動用モータ２０によるエンジン１０の始動を実行する（Ｓ１５０）。
【００５９】
ここで、駆動用モータ２０によるエンジン１０の始動方法の一例について説明する。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、第１および第２クラッチ３２、３４を解放してブレーキ３５を継合するエンジン始動モードを遊星歯車装置３０の動作モードとして選択する。このエンジン始動モードでは、ブレーキ３５の継合によってリングギヤ３６の回転が禁止されるため、駆動用モータ２０のロータの回転がクランクシャフト１１に伝達される。このように、駆動用モータ２０によってクランクシャフト１１を回転させると共に、エンジンＥＣＵ６２０によって必要な燃料量の噴射および所定のタイミングでの点火処理が実行されことによりエンジン１０が始動する。
【００６０】
図５に戻って説明を続けると、ハイブリッドＥＣＵ６１０はエンジン１０の自動停止を禁止するフラグを立てる（Ｓ１６０）。エンジン１０の自動停止とは、いわゆるアイドリングストップ処理による車両停止時のエンジン燃焼の停止、あるいは、車両走行中にエンジン１０の燃焼を停止させて駆動用モータ２０のみによる車両走行への切り替えを意味する。本処理ルーチンでは、タイミングベルト１３１の切断時には駆動用モータ２０を代替使用してエンジン１０を始動させる処理を実行する（ステップＳ１５０参照）。しかしながら、駆動用モータ２０は遊星歯車装置３０を介してエンジン１０を始動させるため、補機駆動用モータ１４によるタイミングベルト１３１を介してのエンジン始動と比較してエンジン１０の始動に時間を要してしまう。また、元来、駆動用モータ２０はエンジン１０を始動させることを想定していないため、エンジンの始動に常用することは好ましくない。さらに、車両走行中にはブレーキ３５によって回転中のリングギヤ３６を停止させなければならず（エンジン始動モード）、リングギヤ３６停止に伴い車両に振動が生じることがある。そこで、タイミングベルト１３１が交換されるまでエンジン１０の自動停止を禁止する処理を実行する。
【００６１】
最後に、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、タイミングベルト１３１が切断している旨を、計器盤７６を介して報知する（ステップＳ１７０）。この報知は、例えば、ウォーニングランプ、集中情報表示装置等を介して実行される。本実施例では、タイミングベルト１３１が切断した場合には、駆動用モータ２０によってエンジン１０を始動させるため、運転者はタイミングベルト１３１の切断に気づかないおそれがある。しかしながら、計器盤７６を介して報知することによりタイミングベルト１３１の切断を運転者に知らせることができると共にタイミングベルト１３１の交換を促すことができる。
【００６２】
以上、説明したように第１実施例に係る始動制御装置によれば、補機駆動用モータ１４によってエンジン１０を始動する際に補機駆動用モータ１４のモータ回転数Ｎｍに基づいてタイミングベルト１３１の切断を判定するので、エンジン１０の始動処理の極めて初期の段階にてタイミングベルト１３１の切断を迅速に判定することができる。また、タイミングベルト１３１の切断判定後には、駆動用モータ２０によってエンジン１０を始動させるので、タイミングベルト１３１の切断による影響を受けることなくエンジン１０を始動させた後、車両を走行させることができる。さらに、補機駆動用モータ１４によるエンジン１０の始動が禁止されるため、バッテリ２１０の浪費を回避することができる。また、タイミングベルト１３１の切断が判定された場合には、アイドリングストップ等の間欠運転（エンジン１０の運転停止）が禁止されるため、車両走行中にタイミングベルト１３１を介して補機駆動用モータ１４によってエンジン１０を再始動させる必要がなく、タイミングベルト１３１の切断により車両走行ができなくなる事態を排除することができる。さらに、第２モータ回転数センサ７５の検出結果に基づく判定に加えてエンジン回転数センサ７０の検出結果に基づいてタイミングベルト１３１の切断を判定するので、第２モータ回転数センサ７５の動作不良による誤判定を回避することができると共に、第２モータ回転数センサ７５の動作不良を検出することができる。
【００６３】
・第２の実施例
第１の実施例では、補機駆動用モータ１４のモータ回転数Ｎｍとエンジン１０のエンジン回転数Ｎｅとを用いてタイミングベルト１３１が切断しているか否かを判定したが、モータ回転数Ｎｍに代えてモータ駆動電流Ｉｍとエンジン回転数Ｎｅを用いてタイミングベルト１３１が切断しているか否かの判定を実行してもよい。かかる場合の判定処理について、図１２および図１３を参照して説明する。図１２はモータ駆動電流Ｉｍを用いたタイミングベルト切断判定処理の一部を示すフローチャートである。図１３は時間に対する（Ａ）補機駆動用モータ１４のモータ駆動電流（Ａ）および（Ｂ）エンジン回転数（r.p.m.）の関係を模式的に示すグラフである。なお、補機駆動用モータ１４の回転数Ｎｍに代えて駆動電流Ｉｍを用いる他は図５を用いて説明した既述のタイミングベルト切断判定処理および始動制御処理と同様なのでその説明を省略する。また、本実施例においても第１実施例にて用いた車両の構成を用いるものとし、その構成については同一の符号を付すことで説明を省略する。
【００６４】
ハイブリッドＥＣＵ６１０からエンジン１０の始動要求がなされると本処理ルーチンが開始する。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジンＥＣＵ６２０に対してエンジン１０の始動を要求すると共に、補機駆動用モータＥＣＵ６３０に対して補機駆動用モータ１４の始動を要求する。補機駆動用モータ１４の運転を開始した後、図１３に示すＴ１のタイミングで、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、補機駆動用モータＥＣＵ６３０を介して補機駆動用モータ１４の駆動電流Ｉｍを取得する（ステップＳ２００）。ハイブリッドＥＣＵ６１０は、取得したモータ駆動電流Ｉｍが所定値Ｉ１よりも小さい否かを判定し（ステップＳ２１０）、モータ駆動電流Ｉｍが所定値Ｉ１以上であると判定した場合には（ステップＳ２１０：Ｎｏ）、タイミングベルト１３１は切断していないと判定し、本処理ルーチンを終えて車両制御のメインルーチンにリターンする。この判定は、タイミングベルト１３１が切断しておらず、補機駆動用モータ１４の出力軸がエンジン１０のクランクシャフト１１を駆動している場合には、補機駆動用モータ１４はエンジン１０をアイドリング回転数より高い回転数にて回転させるために必要な大きなトルクを出力し、タイミングベルト１３１が切断している場合には小さなトルクを出力し、この出力トルクはモータ駆動電流に比例することを根拠とする。所定値Ｉ１の値としては、通常、エンジン１０を始動させる際には５０Ａ程度の駆動電流が必要であることから、例えば、１０Ａ程度の値が用いられる。
【００６５】
これに対して、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、モータ駆動電流Ｉｍが所定値Ｉ１より小さいと判定した場合には（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、エンジン回転数センサ７０によって検出されたエンジン回転数Ｎｅを図１３に示すＴ２のタイミングにて取得する（ステップ２２０）。駆動用補機モータ１４の駆動電流Ｉｍが所定値Ｉ１より小さい場合には、補機駆動用モータ１４が無負荷状態にて回転していることを意味する。ただし、補機駆動用モータ１４の駆動電流を検出する電流センサが動作不良等の場合も考えられるため、即時にタイミングベルト１３１の切断を判定せず、以下に述べるエンジン回転数Ｎｅに基づいた確認処理を実行する。
【００６６】
ハイブリッドＥＣＵ６１０は、取得したエンジン回転数Ｎｅが所定値Ｎ２よりも小さいか否かを判定し（ステップＳ２３０）、エンジン回転数Ｎｅが所定値Ｎ２以上であると判定した場合には（ステップＳ２３０：Ｎｏ）、タイミングベルト１３１は切断していないと判定し、本処理ルーチンを終えて車両制御のメインルーチンにリターンする。この判定は、既述のようにエンジン１０が始動していれば、エンジン回転数センサ７０によって検出されたエンジン回転数Ｎｅがアイドリング回転数よりも大きな値を示すことを根拠とする。エンジン回転数Ｎｅが所定値Ｎ２よりも大きい場合には、モータ駆動電流センサが動作不良であるに過ぎないので、タイミングベルト１３１は切断していないと結論付けることができる。なお、計器板７６を介してモータ駆動電流センサが動作不良を起こしている旨の報知を実施してもよい。
【００６７】
これに対して、ハイブリッドＥＣＵ６１０は、エンジン回転数Ｎｅが所定値Ｎ２より小さいと判定した場合には（ステップＳ２３０：Ｙｅｓ）、タイミングベルト１３１は切断していると判定する（ステップＳ２４０）。すなわち、エンジン回転数Ｎｅがアイドリング回転数に相当する所定値Ｎ２よりも小さい場合には、エンジン１０が始動していないことを意味し、モータ駆動電流Ｉｍが所定値Ｉ１よりも小さいことと合わせて、タイミングベルト１３１が切断しているものと結論付けることができる。以下の処理は既述のタイミングベルト切断判定処理および始動制御処理（ステップＳ１５０〜Ｓ１７０）と同様である。
【００６８】
以上、説明したように第２実施例に係る始動制御装置によれば、補機駆動用モータ１４によってエンジン１０を始動する際に補機駆動用モータ１４に対するモータ駆動電流Ｉｍに基づいてタイミングベルト１３１の切断を判定するので、エンジン１０の始動処理の極めて初期の段階にてタイミングベルト１３１の切断を迅速に判定することができる。また、タイミングベルト１３１の切断判定後には、駆動用モータ２０によってエンジン１０を始動させるので、タイミングベルト１３１の切断による影響を受けることなくエンジン１０を始動させた後、車両を走行させることができる。さらに、補機駆動用モータ１４によるエンジン１０の始動が禁止されるため、バッテリ２１０を浪費を回避することができる。また、タイミングベルト１３１の切断が判定された場合には、アイドリングストップ等の間欠運転（エンジン１０の運転停止）が禁止されるため、車両走行中にタイミングベルト１３１を介して補機駆動用モータ１４によってエンジン１０を再始動させる必要がなく、タイミングベルト１３１の切断により車両走行ができなくなる事態を排除することができる。さらに、駆動電流センサの検出結果に基づく判定に加えてエンジン回転数センサ７０の検出結果に基づいてタイミングベルト１３１の切断を判定するので、駆動電流センサの動作不良による誤判定を回避することができると共に、駆動電流センサの動作不良を検出することができる。
【００６９】
・その他の実施例
上記第１および第２実施例では、タイミングベルト１３１がエンジン１０のプーリ１２５と補機駆動用モータ１４のプーリ１２６とに架装され、タイミングベルト１３２がエンジン１０のプーリ１２５および補機１２のプーリ１２４に架装されている場合について説明したが、タイミングベルトは図１２に示すように架装されていても良い。図１２はタイミングベルトとエンジン、補機および補機駆動用モータとの他の配置関係を示す概念図である。この配置関係では、タイミングベルト１３１がエンジン１０、補機駆動用モータ１４および補機１２（１２２、１２３）の各プーリ１２４、１２５、１２６に架装されており、タイミングベルを１３３がエンジン１０のプーリ１２７およびウォータポンプ１２１のタイミングプーリ１２８に架装されている。この構成によれば、タイミングベルト１３１が切断してもウォータポンプ１２１とエンジン１０とはタイミングベルト１３３を介して連結されており、エンジン１０を動力源とした車両走行を継続することができる。
【００７０】
上記各実施例では、タイミングベルトを２本備えている場合について説明したが、本発明は図１３に図示するように１本のタイミングベルト１３２が架装されている場合についても適用可能である。１本のタイミングベルト１３２がエンジン１０のクランクシャフト１１のプーリ１２５、補機駆動用モータ１４の出力軸のプーリ１２６および補機１２のプーリ１２４に架装されている場合、補機駆動用モータ１４によってエンジン１０を始動させることが不能になるだけでなく、補機１２の駆動も不能に陥る。かかる場合には、ウォータポンプ１２１が作動しなくなるためエンジン１０を十分に冷却できなくなる場合がある。そこで、第１および第２実施例における駆動用モータ２０によるエンジン１０の始動処理に代えて、駆動用モータ２０のみによって車両を駆動する。あるいは、冷却水温度が所定の上限値を超えない範囲にてエンジン１０を始動・停止させて駆動用モータ２０と共に、またはエンジン１０のみによって車両を駆動する。この場合には、タイミングベルト１３１を交換するために車両を最寄りの整備工場等まで走行させることができる。なお、エンジン１０の始動に当たっては第１および第２実施例にて説明したように駆動用モータ２０を用いる。また、冷却水温度の判定を行う所定上限値には通常走行時の最大温度しきい値を用いても良いし、通常走行時の最大温度しきい値よりも高いしきい値を用いても良い。ウォータポンプ１２１が作動していない状態では冷却水温度は通常よりも高くなるので、通常走行時の最大温度しきい値よりも高いしきい値を用いることによって、一時的にエンジン１０の作動可能温度域を広げ、エンジン１０を作動させることができる。
【００７１】
以上、いくつかの発明の実施の形態に基づき本発明に係る車両の始動制御装置を説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【００７２】
例えば、上記各実施例ではクランクシャフト１１および補機駆動用モータ１４の出力軸の出力をタイミングベルト１３２を介して補機１２の入力軸に伝達する構成を備えているが、タイミングベルト１３２に代わる動力伝達帯としてタイミングチェーンを用いても良い。タイミングチェーンを用いる場合には、プーリに代えてスプロケットが用いられる。このような場合にも、本発明を適用することによりタイミングチェーンの切断を判定することができると共に、タイミングチェーン切断に伴うエンジン始動不能等の影響を回避することができる。
【００７３】
また、上記各実施例では、補機駆動用モータ１４のモータ回転数Ｎｍおよびモータ駆動電流Ｉｍの検証に加えてエンジン回転数Ｎｅを検証することで第２モータ回転数センサ７５、駆動電流センサの動作不良等に起因するタイミングベルト１３１，１３２切断の誤判定を低減している。これに加えて、エンジン回転数センサ７０の不良を検証するようにしてもよい。エンジン回転数センサ７０の不良を検証する手段としては、例えば、カム角センサを用いてカムの角速度を検出し、エンジンのアイドリング時に得られるべきカムの角速度が検出されているにも拘わらずエンジン回転数が低い場合にはエンジン回転数センサ７０が動作不良であると判定することができる。あるいは、モータ駆動電流が大きいにも拘わらずエンジン回転数が低い場合にはエンジン回転数センサ７０が動作不良であると判定することができる。
【００７４】
上記各実施例では、変速機としてＣＶＴ４０を用いたがＣＶＴ４０に代えて手動式変速機、自動式有段変速機を用いても良い。いずれの場合にも電気式トルクコンバータと組み合わせることで、ＣＶＴ４０を用いた場合と同様の利益を得ることができる。
【００７５】
上記各実施例では、タイミングベルト１３１が切断した場合に、車両駆動用モータ２０を用いてエンジン１０を始動しているが、エンジン１０の出力軸に連結されているリングギヤにギヤを介して係合する始動用モータを用いてエンジン１０を始動しても良い。かかる場合にもエンジン１０を始動できることに変わりないからである。
【００７６】
上記各実施例では、車両発進時に駆動用モータ２０のみによって、または、エンジン１０のみによって要求トルクを出力して車両を発進させているが、これに加えて条件に応じてエンジン１０および駆動用モータ２０によって要求トルクを出力して車両を発進させてもよい。車両発進時における要求トルクが駆動用モータ２０の出力可能トルクを超えている場合に、要求トルクに応じたトルクを出力することができる。
【００７７】
上記各実施例では、車両の動力源としてエンジン１０および車両駆動用モータ２０を備えるハイブリッド車両に基づいて本発明を説明したが、本発明はいわゆるアイドリングストップ機能を備えたエンジン１０のみを有する車両に対しても適用し得る。かかる場合には、ハイブリッドＥＣＵ６１０に代わってアイドリングストップを制御するＥＣＵが補機駆動用モータ１４の作動禁止、エンジン１０の自動停止禁止等の処理を実行し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例が適用される車両の概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施例にて用いられるタイミングベルトとエンジン、補機および補機駆動用モータとの配置関係を示す概念図である。
【図３】第１実施例に係る車両の制御系統を示す説明図である。
【図４】遊星歯車装置３０の各動作モードにおける第１および第２クラッチ３２、３４およびブレーキ３５の継合・解放状態とシフトポジションとの関係を示す説明図である。
【図５】始動スイッチがオンされた際に実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】車両発進時に実行されるエンジンおよび駆動用モータの制御処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】車両走行時に実行されるエンジンおよび駆動用モータの制御処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】図７のステップＳ４０に続く車両走行時に実行されるエンジンおよび駆動用モータの制御処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】図７のステップＳ４２に続く車両走行時に実行されるエンジンおよび駆動用モータの制御処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】第１実施例に従うタイミングベルト切断判定処理および始動制御処理にて実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】時間に対する（Ａ）補機駆動用モータのモータ回転数および（Ｂ）エンジン回転数の関係を模式的に示すグラフである。
【図１２】第２実施例に従うタイミングベルト切断判定処理および始動制御処理にて実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】時間に対する（Ａ）補機駆動用モータのモータ駆動電流および（Ｂ）エンジン回転数の関係を模式的に示すグラフである。
【図１４】その他の実施例にて用いられるタイミングベルトとエンジン、補機および補機駆動用モータとの配置関係を示す概念図である。
【図１５】その他の実施例にて用いられる１本のタイミングベルトとエンジン、補機および補機駆動用モータとの配置関係を示す概念図である。
【符号の説明】
１０…エンジン
１１…クランクシャフト
１２…補機
１４…補機駆動用モータ
１５…ワンウェイクラッチ
２０…駆動用モータ
２１…ロータ
３０…遊星歯車装置
３１…サンギヤ
３２…第１クラッチ
３３…キャリア
３４…第２クラッチ
３５…ブレーキ
３６…リングギヤ
３７、３８…ピニオンギヤ
４０…無段変速機（ＣＶＴ）
４１…入力側プーリ
４２…出力側プーリ
４３…伝動ベルト
４４…油圧アクチュエータ
５０…ドライブシャフト
５１…ディファレンシャルギヤ
５２…車軸
５３…車輪
６０…制御ユニット
７０…エンジン回転数センサ
７１…第１モータ回転数センサ
７２…車速センサ
７３…シフトポジションセンサ
７４…アクセル開度センサ
７５…第２モータ回転数センサ
７６…計器盤
１２１…ウォータポンプ
１２２…エアコン用コンプレッサ
１２３…パワーステアリング用ポンプ
１３１…第１タイミングベルト
１３２…第２タイミングベルト
２００、２２０…インバータ
２１０…バッテリ
６１０…ハイブリッドＥＣＵ
６２０…エンジンＥＣＵ
６３０…補機駆動用モータＥＣＵ
６４０…トランスミッションＥＣＵ
【図１】
0003757720.tif 000002
【図２】
0003757720.tif 000003
【図３】
0003757720.tif 000004
【図４】
0003757720.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003757720.tif 000007
【図７】
0003757720.tif 000008
【図８】
0003757720.tif 000009
【図９】
0003757720.tif 000010
【図１０】
0003757720.tif 000011
【図１１】
0003757720.tif 000012
【図１２】
0003757720.tif 000013
【図１３】
0003757720.tif 000014
【図１４】
0003757720.tif 000015
【図１５】
0003757720.tif 000016