JP2003138958A - 車両駆動装置及び車両駆動装置用プログラム - Google Patents

車両駆動装置及び車両駆動装置用プログラム

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンを始動するのに適切なモータの始動
トルクの設定を可能にし、バッテリの劣化の進行を軽減
する。 【解決手段】 バッテリから電源供給を受けて駆動され
るモータにより走行駆動又はエンジンの走行駆動を補助
する車両駆動装置において、バッテリ温度Ｔｂを検出す
るバッテリ温度センサと、バッテリ温度Ｔｂに応じて放
電電力Ｐｂの上限値Ｐｕを設定する放電電力上限値設定
手段２２２と、バッテリの放電電力Ｐｂを演算する放電
電力演算手段２２３と、エンジンの回転速度Ｎｅを検出
する回転速度センサと、回転速度Ｎｅに応じてモータの
基本始動トルク指令値ＴＱｆを設定する基本始動トルク
指令値設定手段２２１と、モータによるエンジンの始動
時、放電電力Ｐｂが放電電力上限値Ｐｕよりも大きくな
ると、始動トルク指令値ＴＱｓ（ＴＱｆ）を低減する始
動指令値増減手段２２５とを有する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリなどの蓄
電器から電源供給を受けて駆動される電動機により走行
駆動又は内燃機関の走行駆動を補助する車両駆動装置及
び車両駆動装置用プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジン（内燃機関）と駆動・回生用の
モータ（発電電動機）とバッテリ（蓄電器）とを搭載し
たハイブリッド車両が知られている。ハイブリッド車両
は、エンジンをモータにより始動しているが、従来にお
けるモータの始動トルクの値は、エンジン機関温度（水
温）に基づき設定している。このような従来のエンジン
始動制御では、冷間時の始動において、バッテリからモ
ータに電源供給するときに、電流を多く流しすぎるとバ
ッテリへの負担が多くなり、このためバッテリの劣化の
進行が速くなるという問題がある。この問題に対して、
特開平１１−１５３０７５号公報には、内燃機関の温度
が低い程、モータの出力トルクを小さな値に制限してバ
ッテリに過大な負担をかけることを抑制する技術（「内
燃機関の始動制御装置」）が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この内
燃機関の始動制御装置では、エンジンの温度が低くても
バッテリの温度が低くない状態では、始動時にモータに
不要な出力制限がかけられ、エンジンを始動することが
できなかったり、エンジンを始動できてもエミッション
（排出ガス）が悪くなったりするという問題が生じる。
一方、エンジンの温度が高くてバッテリの温度が低い状
態では、適切な出力制限がかけられないために、バッテ
リから無理に電力を取り出すことになってバッテリの劣
化の進行が早くなるという問題が生じる。
【０００４】そこで、本発明は、適切な始動トルクの設
定を可能にし、バッテリの劣化の進行を軽減することを
主たる目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】（車両駆動装置）前記課
題を解決した本発明（請求項１）は、蓄電器から電源供
給を受けて駆動される電動機により走行駆動又は内燃機
関の走行駆動を補助する車両駆動装置において、前記蓄
電器の温度を検出する温度検出手段と、前記温度に応じ
て充放電電力の上限値を設定する上限値設定手段と、前
記蓄電器の放電電力を検出する電力検出手段と、前記内
燃機関又は電動機の回転速度を検出する回転速度検出手
段と、前記回転速度に応じて前記電動機のトルク指令値
を設定するトルク指令値設定手段と、前記電動機による
前記内燃機関の始動時、前記放電電力が前記上限値より
も大きくなると、前記トルク指令値を低減するトルク指
令値低減手段とを有することを特徴とする。
【０００６】この構成によれば、蓄電器の放電電力の上
限値は、蓄電器の温度に応じて設定される。また、始動
時に放電電力が上限値よりも大きくなるとトルク指令値
が低減される。これにより、蓄電器から放電される電力
が低減する。よって、始動時における蓄電器の放電電力
を、蓄電器の温度状態に応じて適切に管理することが可
能になる。
【０００７】また、本発明（請求項２）は、請求項１の
構成において、前記放電電力が前記上限値よりも小さく
なると、前記トルク指令値を増加するトルク指令値増加
手段をさらに有することを特徴とする。
【０００８】始動トルクが不足すると内燃機関（エンジ
ン）の始動ができない状況になる。ここで、スタータと
なる発電電動機が発生するトルク（始動トルク）の大き
さは蓄電器の放電電力の大きさに依存するため、放電電
力が小さくなると始動トルクも小さくなる。しかし、こ
の構成では、放電電力が上限値よりも小さくなるとトル
ク指令値を大きくして電動機が発生する始動トルクを大
きくする。換言すると、放電電力が上限電力よりも小さ
い状況では、放電電力を大きくしても蓄電器の劣化を促
進することがないので、トルク指令値を大きくすること
とした。このため、内燃機関の始動が確実になる。
【０００９】また、本発明（請求項３）は、請求項１又
は請求項２の構成において、前記トルク指令値の低減及
び／又は増加を徐々に行なう手段をさらに有することを
特徴とする。この構成では、トルク指令値の低減及び／
又は増加を徐々に行なう。このため、内燃機関の始動時
に電動機のトルクが急落することがなく、確実に内燃機
関を始動することができる。
【００１０】また、本発明（請求項４）は、請求項１な
いし請求項３の構成において、前記上限値により制限さ
れるトルク指令値を前記上限値の制限以上に大きくする
トルク指令値増大手段をさらに有することを特徴とす
る。この構成では、電動機が発生する始動トルクが大き
くされるので、電動機による内燃機関の始動が確実に行
なわれるようになる。例えば、これにより低温での内燃
機関の始動性が向上する。
【００１１】（プログラム）また、前記課題を解決した
本発明（請求項５）の車両駆動装置用プログラムは、蓄
電器から電源供給を受けて駆動される電動機により走行
駆動又は内燃機関の走行駆動を補助する車両駆動装置に
おいて、前記内燃機関を前記電動機により始動するため
に、コンピュータを下記の手段として機能させることを
特徴とする。即ち、このプログラムは、コンピュータ
を、（１）蓄電器の温度を検出する温度検出手段から入
力した温度に応じて前記蓄電器の放電電力の上限値を設
定する上限値設定手段、（２）内燃機関又は電動機の回
転速度を検出する回転速度検出手段から入力した回転速
度に応じて前記電動機のトルク指令値を設定するトルク
指令値設定手段、（３）前記電動機による前記内燃機関
の始動時、前記蓄電器の放電電力を検出する電力検出手
段から入力した放電電力が前記上限値よりも大きくなる
と前記トルク指令値を低減するトルク指令値低減手段、
として機能させる。
【００１２】このプログラムは、車両に搭載されるコン
ピュータに接続された記憶媒体に記憶され、このコンピ
ュータが、記憶媒体に記憶されたプログラムを読み出し
て制御処理を実行することにより車両駆動装置として機
能するので、電動機による内燃機関の始動を、蓄電器の
劣化を抑制しつつ実行することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して詳細に説明する。図１は、車両駆動装置を
含むハイブリッド車両の駆動系の全体構成を示すブロッ
ク図である。
【００１４】〔ハイブリッド車両〕図１に示すハイブリ
ッド車両１は、エンジン１１、モータ１２、変速機１
３、駆動輪１４、ＰＤＵ（Power Drive Unit）１５、バ
ッテリ１６、エンジンＥＣＵ２１、モータＥＣＵ２２、
バッテリＥＣＵ２３、変速機ＥＣＵ２４などを含んで構
成される。本発明の車両駆動装置は、このハイブリッド
車両１の駆動系に適用される。
【００１５】図１に示すように、ハイブリッド車両１の
エンジン１１とモータ１２は回転軸で接続されている。
モータ１２は、エンジン１１を始動する役割、車両の運
転状態に応じてエンジン１１の出力を補助する役割、車
両制動時の回生動作による回生エネルギで発電する役
割、車両の運転状態に応じてエンジン１１の出力で発電
する役割を有する。モータ１２は、電動機の役割だけで
なく発電機の役割も有する発電電動機である。変速機１
３は、エンジン１１及びモータ１２の回転軸の回転速度
を所定の変速比で変化させ、エンジン１１及び／又はモ
ータ１２で発生した駆動力を後段の図示しないデフ装置
を介して駆動輪１４に伝達する。なお、変速機１３及び
図示しないデフ装置は、制動時には、駆動輪１４の側か
らの駆動力（回生駆動力）をモータ１２に伝達する役割
を有する。ちなみにエンジン１１は、ガソリンなどを燃
料とする内燃機関であり、燃料噴射弁ＩＪを介して噴射
される燃料とスロットル弁ＴＨを介して吸入される空気
を吸気弁から吸い込んで、点火プラグにより点火して燃
焼する。燃焼ガスは、排気弁、排気管を介して触媒処理
され排出される。
【００１６】ＰＤＵ１５は、インバータなどから構成さ
れ、内燃機関の走行駆動を補助するアシスト時は、バッ
テリ１６から電力を供給されてモータ１２を駆動する。
逆に回生時は、モータ１２により発電された電力を供給
されてバッテリ１６を充電する。なお、インバータは、
例えばパルス幅変調（Pulse Width Modulation）による
ＰＷＭインバータであり、複数のスイッチング素子をブ
リッジ接続した図示しないブリッジ回路を備える。ちな
みに、ＰＤＵ１５は、モータ１２の駆動及び回生動作
を、モータＥＣＵ２２で生成されるトルク指令値ＴＱを
入力して行なう。
【００１７】バッテリ（高圧バッテリ）１６は、ニッケ
ル水素電池を多数本まとめて接続した組電池になってい
る。ちなみに、モータ１２をバッテリ１６に蓄えられた
電力で駆動するときは、モータＥＣＵ２２に制御される
ＰＤＵ１５を介してバッテリ１６からモータ１２に電力
が供給されるようになっている（放電）。一方、モータ
１２が発電するときは、発電された電気エネルギ（電
力）はモータＥＣＵ２２に制御されるＰＤＵ１５を介し
てバッテリ１６に蓄えられるようになっている（充
電）。
【００１８】〔ＥＣＵ（制御マイコン）〕エンジンＥＣ
Ｕ２１は、図示しないイグニッションＳＷからのイグニ
ッション信号Ｉｇ、図示しないスロットルペダルに備え
られたスロットル開度センサからのスロットル開度信号
θｔｈ、エンジン１１の回転速度センサＮｅＳからの回
転速度Ｎｅ、エンジン１１の水温センサＴｗＳからのエ
ンジン水温Ｔｗを入力すると共に、他のＥＣＵ２２、２
３、２４と通信して、燃料噴射弁ＩＪの噴射量、スロッ
トル弁ＴＨの開度、排気弁開度、点火タイミングなどを
設定し、燃料噴射弁ＩＪなどに送信する。モータＥＣＵ
２２は、他のＥＣＵ２１，２３，２４と通信して、モー
タ１２を駆動する通常時のトルク指令値ＴＱ及びエンジ
ン１１の始動時の始動トルク指令値ＴＱｓを設定してＰ
ＤＵ１５に送信する。なお、破線で示すようにモータ１
２に回転速度センサＮｍＳを設けて回転速度Ｎｍを入力
するようにしてもよい。ここで、符号２２０は、エンジ
ン１１の始動時の始動トルク指令値ＴＱｓを制御（設
定）する始動トルク指令値制御手段である。この始動ト
ルク指令値制御手段２２０については、後で詳細に説明
する。
【００１９】バッテリＥＣＵ２３は、バッテリ１６の電
流センサＩｂＳ、電圧センサＶｂＳ、バッテリ温度セン
サＴｂＳからそれぞれ電流Ｉｂ、電圧Ｖｂ、バッテリ温
度Ｔｂを入力すると共に、他のＥＣＵ２１，２２，２４
と通信する。変速機ＥＣＵ２４は、図示しないシフトレ
バーなどから図示しないポジション指令信号、変速機１
３の油圧信号などを入力するとともに、他のＥＣＵ２
１，２２，２３と通信して、油圧指令値などを設定して
変速機１３に送信する。
【００２０】なお、ハイブリッド車両１は、加速時は、
エンジン１１とモータ１２の双方で駆動力を発生するよ
うになっている。また、クルーズ走行時は、エンジン１
１のみで駆動力を発生するようになっている。また、減
速時は、モータ１２が発電してバッテリ１６に蓄電する
ようになっている（回生）。このため、このハイブリッ
ド車両１は、エンジン１１を効率の良い領域で運転する
ことができる。併せて、モータ１２の回生発電により生
じた回生エネルギを有効に活用することができる。ま
た、始動時は、バッテリ１６に蓄えられた電力を利用し
て、モータ１２でエンジン１１を始動するようになって
いる。
【００２１】〔始動トルク指令値制御手段〕次に、エン
ジン１１の始動時にスタータとして機能するモータ１２
の始動トルク指令値の制御を行なう始動トルク指令値制
御手段２２０を、図２を参照して説明する。図２は、始
動トルク指令値制御手段を機能展開したブロック図であ
る。
【００２２】図２に示すように、始動トルク指令値制御
手段２２０は、基本始動トルク指令値設定手段２２１、
放電電力上限値設定手段２２２、放電電力演算手段２２
３、放電電力制限判定手段２２４、始動トルク指令値増
減手段２２５、最低始動トルク指令値設定手段２２６、
始動トルク指令値設定手段２２７を含んで構成される。
なお、この始動トルク指令値制御手段２２０は、モータ
ＥＣＵ２２の内部で機能するプログラムとして構成され
るものとするが、各ＥＣＵ２１，２３，２４に分散され
て機能するように構成されていてもよいのはいうまでも
ない。また、始動トルク指令値制御手段２２０がハード
ウェア的に構成されていてもよいのはいうまでもない。
【００２３】以下、始動トルク指令値制御手段２２０の
各構成を説明する。図２に示す基本始動トルク指令値設
定手段２２１は、エンジン回転速度センサＮｅＳが検出
したエンジン１１の回転速度Ｎｅと、エンジン１１の水
温センサＴｗＳが検出したエンジン水温Ｔｗを入力し
て、基本始動トルク指令値ＴＱｆを設定する。このた
め、基本始動トルク指令値設定手段２２１は、回転速度
Ｎｅとエンジン水温Ｔｗとから基本始動トルク指令値Ｔ
Ｑｆを設定するマップを有する。図２に示すようにこの
マップ（基本始動トルク指令値設定マップ）は、エンジ
ン１１の回転速度Ｎｅが低い部分では大きい値で一定に
設定されており、回転速度Ｎｅが高い部分では、回転速
度Ｎｅが高くなると基本始動トルク指令値ＴＱｆが小さ
くなるように設定されている。これは、回転速度Ｎｅが
ある程度高くなるとエンジン１１が始動するため、それ
以上始動トルク指令値ＴＱｓ（基本始動トルク指令値Ｔ
Ｑｆ）を大きく維持する必要がないためである。このマ
ップは、理論計算や実験などにより設計される。この基
本始動トルク指令値設定手段２２１で設定された基本始
動トルク指令値ＴＱｆは、後段の始動トルク指令値増減
手段２２５に出力される。
【００２４】なお、図２（及び図３）に示した基本始動
トルク指令値設定マップにおいて、基本始動トルク指令
値ＴＱｆが小さくなり始める回転速度Ｎｅは、一例とし
て５００ｒｐｍから８００ｒｐｍ程度である。一方、基
本始動トルク指令値ＴＱｆがゼロにされる回転速度Ｎｅ
は、エンジン水温Ｔｗによって異なる。エンジン水温Ｔ
ｗが低い状況では、エンジン１１の始動性を良好にする
ため、一例としてエンジン１１の回転速度Ｎｅが１５０
０ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍ程度になるまで基本始動トル
ク指令値ＴＱｆが０以上の値になるようにする。一方、
エンジン水温Ｔｗが高い状況では、エンジン１１の始動
性がよいので、一例として１０００ｒｐｍ前後で基本始
動トルク指令値ＴＱｆをゼロにする。ここで、本実施形
態でのエンジン１１の回転速度Ｎｅは、エンジンＥＣＵ
２１を経由して入力される。ちなみに、モータ１２の回
転速度Ｎｍを検出する回転速度センサＮｍＳ（図１の破
線部分参照）を設けて、ここからモータ１２の回転速度
Ｎｍを入力するようにしてもよい。エンジン１１とモー
タ１２が変速機構などを介さないで直結されている状況
では、回転速度Ｎｅと回転速度Ｎｍは同じ値になる。
【００２５】放電電力上限値設定手段２２２は、バッテ
リ温度センサＴｂＳが検出したバッテリ１６のバッテリ
温度Ｔｂを入力して、バッテリ１６の放電電力上限値
（上限値）Ｐｕを設定する。このため、放電電力上限値
設定手段２２２は、バッテリ温度センサＴｂＳが検出し
たバッテリ温度Ｔｂに対応する放電電力上限値Ｐｕを設
定するマップを有する。図２に示すようにこのマップ
（放電電力上限値設定マップ）は、バッテリ温度Ｔｂが
低い状況では、放電電力上限値Ｐｕが小さくなるように
設定されている。バッテリ１６を無理に放電させてバッ
テリ１６を劣化させないようにするためである。また、
このマップは、バッテリ温度Ｔｂが高い状況でも放電電
力上限値Ｐｕが小さくなるように設定されている。バッ
テリ温度Ｔｂが高い状況で放電を行なうと、バッテリ温
度Ｔｂがさらに上昇してバッテリ１６を劣化させるから
である。ちなみに、このマップは、理論計算や実験など
により設計される。なお、放電電力上限値設定手段２２
２により設定された放電電力上限値Ｐｕは、後段の放電
電力制限判定手段２２４に出力される。
【００２６】放電電力演算手段２２３は、電流センサＩ
ｂＳ及び電圧センサＶｂＳが検出した電流（放電電流）
Ｉｂ及び電圧（放電電圧）Ｖｂを入力してバッテリ１６
から取り出されている（バッテリ１６が放電している）
放電電力Ｐｂを演算する。このため、放電電力演算手段
２２３は、乗算機能などを有する。なお、請求項の「蓄
電器の放電電力を検出する電力検出手段」は、電流セン
サＩｂＳ、電圧センサＶｂＳ及びこの放電電力演算手段
２２３により構成される。この放電電力演算手段２２３
で演算された放電電力Ｐｂは、後段の放電電力制限判定
手段２２４に出力される。
【００２７】放電電力制限判定手段２２４は、放電電力
上限値Ｐｕと放電電力Ｐｂを比較して、放電電力Ｐｂが
放電電力上限値Ｐｕ以下の場合（Ｐｂ≦Ｐｕ）は、トル
ク増減フラグＦに「０（増加指令）」を設定する。一
方、放電電力Ｐｂが放電電力上限値Ｐｕを超える場合
（Ｐｂ＞Ｐｕ）は、トルク増減フラグＦに「１（減少指
令）」を設定する。このため、放電電力制限判定手段２
２４は、比較機能、フラグ設定機能などを有する。設定
したトルク増減フラグＦは、後段の始動トルク指令値増
減手段２２５に出力される。
【００２８】始動トルク指令値増減手段２２５は、基本
始動トルク指令値設定手段２２１が設定した基本始動ト
ルク指令値ＴＱｆ及び始動トルク指令値ＴＱｓ（前回
値）を入力すると共に、放電電力制限判定手段２２４が
設定したトルク増減フラグＦを入力する。そして、トル
ク増減フラグＦが「０（増加指令）」の場合は、始動ト
ルク指令値ＴＱｓ（前回値）を、基本始動トルク指令Ｔ
Ｑｆを超えない範囲で所定値ずつ増加する処理を行なう
（ＴＱｓ’＝ＴＱｓ（前回値）＋ΔＴＱ、但しＴＱｓ’
≦ＴＱｆ）。一方、トルク増減フラグＦが「１（減少指
令）」の場合は、基本始動トルク指令値ＴＱｆ又は始動
トルク指令値ＴＱｓ（前回値）のいずれか低い値の方を
所定値ずつ減少する処理を行なう（ＴＱｓ’＝ＴＱｆ−
ΔＴＱ、又はＴＱｓ’＝ＴＱｓ（前回値）−ΔＴＱ）。
このため、始動トルク指令値増減手段２２５は、分岐機
能、比較機能、加算機能、減算機能などを有する。増減
処理した始動トルク指令値ＴＱｓ’は、後段の始動トル
ク指令値設定手段２２７に出力される。なお、請求項の
「トルク指令値低減手段」、「トルク指令値増加手
段」、「トルク指令値の低下及び／又は増加を徐々に行
なう手段」は、この始動トルク指令値増減手段２２５
（及び放電電力制限判定手段２２４）に相当する。
【００２９】最低始動トルク指令値設定手段２２６は、
バッテリ１６のＳＯＣ（バッテリ残容量）を入力して、
ＳＯＣが小さい場合と大きい場合とで、小さい場合は最
低始動トルク指令値ＴＱｍに相対的に小さな値を設定
し、大きい場合は最低始動トルク指令値ＴＱｍに相対的
に大きな値を設定する。このため、最低始動トルク指令
値設定手段２２６は、ＳＯＣを２値化（量子化）する機
能、２値化した２種類のＳＯＣに対応する２種類の最低
始動トルク指令値ＴＱｍを記憶した最低始動トルク指令
値テーブルなどを有する。最低始動トルク指令値ＴＱｍ
は、後段の始動トルク指令値設定手段２２７に出力され
る。
【００３０】始動トルク指令値設定手段２２７は、始動
トルク指令値ＴＱｓ’と最低始動トルク指令値ＴＱｍを
入力する。そして、始動トルク指令値ＴＱｓ’が最低始
動トルク指令値ＴＱｍを下回る場合は、最低始動トルク
指令値ＴＱｍを最終的な始動トルク指令値ＴＱｓとする
（ＴＱｓ＝ＴＱｍ）。一方、始動トルク指令値ＴＱｓ’
が最低始動トルク指令値ＴＱｍ以上の場合は、始動トル
ク指令値ＴＱｓ’をそのまま最終的な始動トルク指令値
ＴＱｓとする（ＴＱｓ＝ＴＱｓ’）。これにより、始動
トルク指令値ＴＱｓが小さくなりすぎて、エンジン１１
を始動できないような状況を防止する。このため、始動
トルク指令値設定手段２２７は、比較機能、データ置換
機能などを有する。設定された始動トルク指令値ＴＱｓ
はＰＤＵ１５に出力され、モータ１２が駆動される。そ
して、モータ１２の駆動によりエンジン１１が始動され
る。また、始動トルク指令値ＴＱｓは始動トルク指令値
ＴＱｓ（前回値）として、始動トルク指令値増減手段２
２５に出力される。なお、請求項の「トルク指令値を上
限値の制限以上に大きくするトルク指令値増大手段」
は、始動トルク指令値設定手段２２７（及び最低始動ト
ルク指令値設定手段２２６）に相当する。
【００３１】〔車両駆動装置の動作〕次に、以上説明し
た車両駆動装置の動作を、図１及び図２を参照しつつ、
図３のフローチャートに従って説明する。図３は、図２
の始動トルク指令値制御手段の動作を説明するフローチ
ャートである。
【００３２】まず、ドライバがハイブリッド車両１の図
示しないイグニッションＳＷをＯＮにする。これによ
り、イグニッション信号ＩｇがエンジンＥＣＵ２１に入
力される。すると、直ちにエンジンＥＣＵ２１から、エ
ンジン始動指令がモータＥＣＵ２２に送信される。モー
タＥＣＵ２２（始動トルク指令値制御手段２２０）は、
モータ１２をスタータとしてエンジン１１を始動するた
め、モータ１２の始動トルク指令値ＴＱｓを設定する。
そのため、図３のフローチャートによる処理が開始す
る。
【００３３】Ｓ１１では、モータ１２を駆動するための
基本始動トルク指令値ＴＱｆを設定する。基本始動トル
ク指令値ＴＱｆは、基本始動トルク指令値設定手段２２
１が回転速度Ｎｅとエンジン水温Ｔｗを入力してマップ
検索を行なって設定する。最初は回転速度Ｎｅが０であ
るので、基本始動トルク指令値ＴＱｆは、高い値が設定
される。ちなみに、ＰＤＵ１５に出力される始動トルク
指令値ＴＱｓは、基本始動トルク指令値ＴＱｆに対して
所定の処理を行なったのち、最終的に設定される指令値
である。なお、この図３のフローチャートは、所定の短
いインターバルを置いて短時間に何度も繰り返して実行
される。従って、最初にこのフローチャートが実行され
るときは、回転速度Ｎｅは０であるが、次にこのフロー
チャートが実行されるときは、回転速度Ｎｅは前回より
も高い値になっている。
【００３４】Ｓ１２では、放電電力上限値設定手段２２
２が、バッテリ１６の放電電力上限値Ｐｕを設定する。
放電電力上限値設定マップに示すように、放電電力上限
値Ｐｕはバッテリ温度Ｔｂが低いと小さくなるようにな
っており、バッテリ１６から取り出す電流（電力）を制
限し、バッテリ１６の劣化を抑制する。逆に、バッテリ
温度Ｔｂが高い場合も放電電力上限値Ｐｕが小さくなる
ようになっており、同じくバッテリ１６の劣化を抑制す
るようになっている。このようにバッテリ温度Ｔｂに応
じて放電電力上限値Ｐｕを設定するので、バッテリ１６
の温度状態に応じた制御がなされ、バッテリ１６の劣化
が抑制される。
【００３５】次に、Ｓ１３では、バッテリ１６の放電電
力ＰｂがＳ１２で設定した放電電力上限値Ｐｕを超えて
いるか否か（Ｐｂ＞Ｐｕ）を判断する。ここで、バッテ
リ１６の放電電圧Ｐｂは、放電電力演算手段２２３が、
バッテリ１６から取り出される電流Ｉｂ及び電圧Ｖｂを
入力して演算して求める。また、放電電力Ｐｂ＞放電電
力上限値Ｐｕか否の判断は、放電電力制限判定手段２２
４が行なう。
【００３６】Ｓ１３において、放電電力Ｐｂが放電電力
上限値Ｐｕ以下の場合（NO）は、Ｓ１４で、始動トルク
指令値ＴＱｓ（前回値）を、基本始動トルク指令値ＴＱ
ｆを超えない範囲で所定値増加して始動トルク指令値Ｔ
Ｑｓ’とする処理を行なう（ＴＱｓ’＝ＴＱｓ（前回
値）＋ΔＴＱ、但しＴＱｓ’≦ＴＱｆ）。
【００３７】一方、Ｓ１３において、放電電力Ｐｂが放
電電力上限値Ｐｕを超えている場合（YES）は、Ｓ１５
で、基本始動トルク指令値ＴＱｆ又は始動トルク指令値
ＴＱｓ（前回値）のいずれか低い値の方を所定値減少し
て始動トルク指令値ＴＱｓ’とする（始動トルク指令値
ＴＱｓ’＝ＴＱｆ−ΔＴＱ、又は始動トルク指令値ＴＱ
ｓ’＝ＴＱｓ（前回値）−ΔＴＱ）。但し、始動トルク
指令値ＴＱｓ’は、基本始動トルク指令値ＴＱｆを超え
ない。なお、Ｓ１４及びＳ１５の処理を行なうのは、図
２に示す始動トルク指令値増減手段２２５である。
【００３８】Ｓ１６では、バッテリ１６のＳＯＣ（バッ
テリ残容量）が低いか否かを判断する。ＳＯＣが高い場
合（NO）は、Ｓ１７で高い値の最低始動トルク指令値Ｔ
Ｑｍを設定する。一方、ＳＯＣが低い場合（YES）は、
バッテリ１６からの電力（電流）の取出し量が多くなら
ないようにするため、Ｓ１８で低い値の最低始動トルク
指令値ＴＱｍを設定する。なお、この処理を行なうの
は、図２に示す最低始動トルク指令値設定手段２２６で
ある。
【００３９】Ｓ１９では、始動トルク指令値ＴＱｓ’が
最低始動トルク指令値ＴＱｍ未満であるか否かを判断す
る（ＴＱｓ’＜ＴＱｍ）。始動トルク指令値ＴＱｓ’が
最低始動トルク指令値ＴＱｍ以上である場合（NO）は、
Ｓ２０で始動トルク指令値ＴＱｓにそのまま始動トルク
指令値ＴＱｓ’を設定する（ＴＱｓ＝ＴＱｓ’）。一
方、始動トルク指令値ＴＱｓ’が最低始動トルク指令値
ＴＱｍ未満である場合（YES）は、Ｓ２１で始動トルク
指令値ＴＱｓを最低始動トルク指令値ＴＱｍにする（Ｔ
Ｑｓ＝ＴＱｍ）。このＳ１６〜Ｓ２１の処理により、エ
ンジン１１を始動するのに最低限必要な始動トルクを、
ＳＯＣの高低に応じてモータ１２が発生するようになる
（エンジン１１を始動するための乗越しエネルギの確
保）。よって、エンジン１１がモータ１２により確実に
始動されると共に、バッテリ１６の劣化が抑制されるよ
うになる。また、エミッションも良好になる。
【００４０】そして、設定した始動トルク指令値ＴＱｓ
をＰＤＵ１５に出力する。また、始動トルク指令値ＴＱ
ｓを前回値として記憶する（Ｓ２２）。さらに、このフ
ローチャートは、エンジン１１が始動されるまで繰り返
して実行される。２度目以降にこのフローチャートが実
行されるときには、回転速度Ｎｅ、放電電力Ｐｂ、始動
トルク指令値ＴＱｓ（前回値）などが異なるものになっ
ている。
【００４１】〔タイムチャート〕次に、図１〜図３を参
照しつつ、図４のタイムチャート１に従って車両駆動装
置の動作を説明する。図４は、図３のフローチャートを
実行した際のタイムチャート１であり、上図は始動トル
ク指令値の変化を、下図はバッテリの放電電力の変化を
示す。なお、このタイムチャート１において、回転速度
Ｎｅは経過時間と略同じである。また、このタイムチャ
ート１において、実線で示される始動トルク指令値ＴＱ
ｓは、図２及び図３の基本始動トルク指令値設定マップ
と同じ値となる（制御なしの場合と同じ）。
【００４２】まず図４のＰ１において、イグニッション
ＳＷがＯＮになる。最初はエンジン１１が始動していな
いので回転速度Ｎｅは０であり、始動トルク指令値ＴＱ
ｓには、図２の基本始動トルク指令値設定マップの基本
始動トルク指令値ＴＱｆが高い値のまま設定される。こ
こでの処理は、図３のフローチャートのＳ１１，Ｓ１２
の処理に相当する。
【００４３】Ｐ２において（下図参照）、バッテリ１６
の放電電力Ｐｂが放電電力上限値Ｐｕに達するため、始
動トルク指令値制御手段２２０の始動トルク指令値増減
手段２２５による基本始動トルク指令値ＴＱｆ又は始動
トルク指令値ＴＱｓ’の低減処理が開始される。する
と、始動トルク指令値ＴＱｓは、上図の太い破線で示す
ように徐々に減少し始める。また、これに応じてバッテ
リ１６の放電電力Ｐｂも、下図に示すように増加から低
減ないし横這いになる。ここでの処理は、図３のフロー
チャートのＳ１３，Ｓ１５に相当する。ちなみに、この
タイムチャート１では、バッテリ温度Ｔｂが低い状態に
あるとする。なお、図３のＳ１５における所定値ΔＴＱ
の値を大きくすると、減少する勾配が急になる。
【００４４】Ｐ３において（上図参照）、始動トルク指
令値ＴＱｓ（ＴＱｓ’）が最低始動トルク指令値ＴＱｍ
を下回るとエンジン１１の始動を不安定になる可能性が
ある。このため、始動トルク指令値ＴＱｓの値を最低始
動トルク指令値ＴＱｍとする。これにより、始動トルク
指令値ＴＱｓが最低始動トルク指令値ＴＱｍよりも低く
なることがない（上図の太い破線参照）。ちなみに、始
動トルク指令値ＴＱｓが上図の細い破線で示すように最
低始動トルク指令値ＴＱｍを下回るとエンジン１１の始
動が不安定になる虞れがある。また、エミッションが悪
くなる虞れがある。なお、このＰ３で開始される処理
は、図３のフローチャートのＳ１６〜Ｓ２１の処理に相
当する。ちなみに、このタイムチャート１では、ＳＯＣ
は高い状態にあるものとする。
【００４５】次に、Ｐ４において（上図参照）、エンジ
ン１１の回転速度Ｎｅがある程度の高い値（例えば８０
０ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍ）になると、エンジン１１の
始動が達成され始めるので、図２（及び図３）の基本始
動トルク指令値設定マップによって設定される基本始動
トルク指令値ＴＱｆが小さくなり始める。但し、この時
点では、基本始動トルク指令値ＴＱｆよりも実際の始動
トルク指令値ＴＱｓ（ＴＱｓ’）の方が小さいので、始
動トルク指令値ＴＱｓは太い破線で示すように、小さな
値が維持される。
【００４６】Ｐ５において、減少状態にある基本始動ト
ルク指令値ＴＱｆが始動トルク指令値ＴＱｓよりも低く
なる。すると、基本始動トルク指令値ＴＱｆがそのまま
始動トルク指令値ＴＱｓに設定される。そして、Ｐ６ま
で始動トルク指令値ＴＱｓが基本始動トルク指令値設定
マップどおりに減少する。ちなみに、一点鎖線で示すエ
ンジン水温Ｔｗが低い場合は、実線で示したエンジン水
温Ｔｗが高い場合よりも、始動トルク指令値ＴＱｓ（基
本始動トルク指令値ＴＱｆ）が０になる回転速度Ｎｅは
大きな値になる。これにより、低温で始動しづらい場合
も確実にエンジン１１がモータ１２により始動される。
【００４７】なお、タイムチャート１に示した斜線部分
（上図ではＰ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５で囲まれた部分）の
面積は、バッテリ温度Ｔｂにより増減する。具体的に
は、バッテリ温度Ｔｂが低い場合は、放電電力上限値設
定マップの関係から斜線部分の面積が増加し、その分、
バッテリ１６から取り出される電力（電流）が制限さ
れ、バッテリ１６の劣化が抑制（防止）される。逆に、
バッテリ温度Ｔｂが高い場合も、放電電力上限値設定マ
ップの関係から斜線部分の面積が増加し、その分、バッ
テリ１６から取り出される電力（電流）が制限され、バ
ッテリ１６の劣化が抑制（防止）される。よって、バッ
テリ温度Ｔｂが高い場合も低い場合も、適切にバッテリ
１６の電力が利用される。また、放電電力上限値設定マ
ップにより設定される放電電力上限値Ｐｕは、エンジン
水温Ｔｗではなくバッテリ温度Ｔｂに応じたものになっ
ているので、より適切にバッテリ１６の電力が利用さ
れ、バッテリ１６の劣化が抑制される。
【００４８】つまり、エンジン１１の温度（エンジン水
温Ｔｗ）が低くてもバッテリ１６の温度（バッテリ温度
Ｔｂ）が低くない状態では、始動時にモータ１２に不要
な出力制限がかけられ、エンジン１１を始動することが
できなかったり、エンジン１１を始動できてもエミッシ
ョン（排出ガス）が悪くなったりするという従来の問題
を解消することができる。一方、エンジン１１の温度
（エンジン水温Ｔｗ）が高くてバッテリ１６の温度（バ
ッテリ温度Ｔｂ）が低い状態では、適切な出力制限がか
けられないために、バッテリ１６から無理に電力（電
流）を取り出すことになってバッテリ１６の劣化の進行
が早くなるという従来の問題を解消することができる。
また、モータ１２によりエンジン１１が確実に始動でき
るようになると、予備に備える従来のセルモータ（図示
しない低圧バッテリで駆動する予備スタータ）が動作す
る頻度が少なくなるので、予備スタータの耐久性の面な
どから都合がよい。
【００４９】ちなみに、一旦低減した始動トルク指令値
ＴＱｓは、図３のフローチャートのＳ１３及びＳ１４に
示されるように、放電電力Ｐｂが放電電力上限値Ｐｕ以
下の場合（Ｐｂ≦Ｐｕ）は、基本始動トルク指令ＴＱｆ
を超えない範囲で所定値ずつ増加される。このため、図
５の上図のＰ１１−Ｐ１２区間に太い破線で示すよう
に、始動トルク指令値ＴＱｓ（ＴＱｓ’）が増減するよ
うになる。よって、始動トルク指令値ＴＱｓが下がり続
けるということはない。なお、図５のタイムチャート２
において、仮に放電電力上限値マップで設定される放電
電力上限値Ｐｕが高い値であれば、図５の上図に示され
るＰ１１−Ｐ１２区間は、高い方向にシフトする（高方
シフト）。一方、放電電力上限値Ｐｕが低い値であれ
ば、図５の上図に示されるＰ１１−Ｐ２１区間は、低い
方向にシフトする（低方シフト）。
【００５０】以上説明した本発明は、前記した実施形態
に限定されることなく、広く変形実施することができ
る。例えば、図３のフローチャートについて、始動トル
ク指令値ＴＱｓ（前回値）や基本始動トルク指令値ＴＱ
ｆの増減を、所定値ΔＴＱずつ、図４（上図）のＰ２−
Ｐ３区間に示されるような勾配をもって徐々に行なわれ
るようにしたが、Ｐ２から真下に値が一気に減少するよ
うにしてもよい。また、最低始動トルク指令値ＴＱｍを
ＳＯＣに基づいて２つ準備したが、指定始動トルク指令
値ＴＱｍが単一のものであってもよい。この場合、図３
のフローチャートのＳ１６〜Ｓ１８は省略できる。ま
た、最低始動トルク指令値ＴＱｍを設定しない構成とし
てもよい。この場合は、さらにＳ１９〜Ｓ２１を省略す
ることができる。また、始動トルク指令値ＴＱｓを増加
する構成を省くこととしてもよい。
【００５１】また、バッテリ１６の電圧Ｖｂを監視し
て、電圧Ｖｂが規定値よりも低くなると始動トルク指令
値ＴＱｓを小さくすることで、バッテリ１６の電圧Ｖｂ
を高くするようにしてもよい。例えば、図３のフローチ
ャートのＳ１３，Ｓ１５の要領により、電圧Ｖｂが規定
値よりも小さくなった時点で所定値ΔＴＱずつ基本始動
トルク指令値ＴＱｆ又は始動トルク指令値ＴＱｓ（前回
値）を小さくする。すると、バッテリ１６から抜き出さ
れる電流Ｉｂが小さくなり、バッテリ１６のＩ−Ｖ特性
の関係から電圧Ｖｂが回復して上昇する。このようにす
ることで、バッテリ１６の劣化が抑制される。なお、エ
ンジン１１の始動は、例えばアイドルストップからの始
動も含まれるものである。
【００５２】
【発明の効果】以上説明した本発明のうち、請求項１に
記載の発明によれば、内燃機関の始動時における蓄電器
の放電電力を、蓄電器の温度状態に応じて適切に管理す
ることが可能となる。この際、内燃機関の水温に応じて
蓄電器の放電電力を制御するのと異なり、蓄電器の温度
に応じて制御されるので、より適切に蓄電器を管理する
ことができる。よって、蓄電器の劣化が抑制される。ま
た、請求項２に記載の発明によれば、トルク指令値を適
切な範囲内に収めることができるようになる。また、内
燃機関の始動性を向上することができる。また、請求項
３に記載の発明によれば、トルク指令値の低減及び／又
は増加を徐々に行なうため、内燃機関の始動時に電動機
のトルクが急落することがなく、確実に内燃機関を始動
することができる。また、請求項４に記載の発明によれ
ば、上限値の制限で小さなトルク指令値しか設定できな
い場合でも、上限値の制限以上に大きなトルク指令値を
設定できるので、確実に原動機を始動することができ
る。また、請求項５に記載の発明によれば、車両に搭載
されるコンピュータが、記憶媒体に記憶されたプログラ
ムを読み出して制御処理を実行することにより車両駆動
装置として機能するので、電動機による内燃機関の始動
を、蓄電器の劣化を抑制しつつ実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態にかかる車両駆動装置
を含むハイブリッド車両の駆動系の全体構成を示すブロ
ック図である。
【図２】 図１の始動トルク指令値制御手段を機能展
開したブロック図である。
【図３】 図２の始動トルク指令値制御手段の動作を
説明するフローチャートである。
【図４】 図３のフローチャートを実行した際のタイ
ムチャート１であり、上図は始動トルク指令値の変化
を、下図はバッテリの放電電力の変化を示す。
【図５】 図４のタイムチャート１を補足説明するタ
イムチャート２であり、上図は始動トルク指令値の変化
を、下図はバッテリの放電電力の変化を示す。
【符号の説明】
１ … ハイブリッド車両（車両駆動装置が適用され
る） １１ … エンジン（内燃機関） １２ … モータ（発電電動機） １５ … ＰＤＵ １６ … バッテリ（蓄電器） ２２１… 基本始動トルク指令値設定手段（トルク指令
値設定手段） ２２２… 放電電力上限値設定手段（上限値設定手段） ２２５… 始動トルク指令値増減手段（トルク指令値低
減手段、トルク指令値増加手段、トルク指令値の低減及
び／又は増加を徐々に行なう手段） ２２７… 始動トルク指令値設定手段（トルク指令値増
大手段） ＴｂＳ… バッテリ温度センサ（温度検出手段） Ｔｂ … バッテリ温度（蓄電器の温度） Ｐｂ … 放電電力（充放電電力） Ｐｕ … 放電電力上限値（上限値） ＮｅＳ… 回転速度検出手段（回転速度センサ） Ｎｅ … 回転速度 ＴＱｆ… 基本始動トルク指令値（トルク指令値） ＴＱｓ… 始動トルク指令値（トルク指令値）
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 29/02 ＺＨＶ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２Ｓ 45/00 ３１２ Ｆ０２Ｎ 11/04 Ｄ Ｆ０２Ｎ 11/04 11/08 Ｖ 11/08 Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｐ Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｅ (72)発明者 大貫 泰道 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3G084 BA28 CA01 CA09 DA09 FA00 FA10 FA20 FA33 FA35 FA36 3G093 AA07 BA00 CA01 DA01 DA05 DA06 DA12 DB09 DB19 DB20 EC02 FA12 FB01 FB02 FB05 5G003 AA07 BA01 DA07 FA06 GC05 5H115 PA15 PC06 PG04 PI16 PI21 PI22 PO06 PU25 PU26 RE11 SE03 SE05 SE06 TE01 TE02 TE05 TE08 TI02 TI05 TI06 TI10 TO05 TO14 TU17

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】蓄電器から電源供給を受けて駆動される電
    動機により走行駆動又は内燃機関の走行駆動を補助する
    車両駆動装置において、 前記蓄電器の温度を検出する温度検出手段と、 前記温度に応じて放電電力の上限値を設定する上限値設
    定手段と、 前記蓄電器の放電電力を検出する電力検出手段と、 前記内燃機関又は電動機の回転速度を検出する回転速度
    検出手段と、 前記回転速度に応じて前記電動機のトルク指令値を設定
    するトルク指令値設定手段と、 前記電動機による前記内燃機関の始動時、前記放電電力
    が前記上限値よりも大きくなると、前記トルク指令値を
    低減するトルク指令値低減手段とを有すること、を特徴
    とする車両駆動装置。
  2. 【請求項２】前記放電電力が前記上限値よりも小さくな
    ると、前記トルク指令値を増加するトルク指令値増加手
    段をさらに有すること、を特徴とする請求項１に記載の
    車両駆動装置。
  3. 【請求項３】前記トルク指令値の低減及び／又は増加を
    徐々に行なう手段をさらに有すること、を特徴とする請
    求項１又は請求項２に記載の車両駆動装置。
  4. 【請求項４】前記上限値により制限されるトルク指令値
    を前記上限値の制限以上に大きくするトルク指令値増大
    手段をさらに有すること、を特徴とする請求項１ないし
    請求項３のいずれか１項に記載の車両駆動装置。
  5. 【請求項５】蓄電器から電源供給を受けて駆動される電
    動機により走行駆動又は内燃機関の走行駆動を補助する
    車両駆動装置において、前記内燃機関を前記電動機によ
    り始動するために、 コンピュータを、 前記蓄電器の温度を検出する温度検出手段から入力した
    温度に応じて前記蓄電器の放電電力の上限値を設定する
    上限値設定手段、 前記内燃機関又は電動機の回転速度を検出する回転速度
    検出手段から入力した回転速度に応じて前記電動機のト
    ルク指令値を設定するトルク指令値設定手段、 前記電動機による前記内燃機関の始動時、前記蓄電器の
    放電電力を検出する電力検出手段から入力した放電電力
    が前記上限値よりも大きくなると、前記トルク指令値を
    低減するトルク指令値低減手段、として機能させること
    を特徴とする車両駆動装置用プログラム。
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