JP2004156581A - ハイブリッド車 - Google Patents

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Abstract

【課題】内燃機関の始動のために準備を行なうべき要素を複数としても制御を簡易なものとする。
【解決手段】エンジンの冷却水の水温Ｔｗとエアコンスイッチの状態に基づいて予熱装置によるエンジン２２の予熱の完了や空燃比センサなどのセンサの準備完了，排ガス浄化装置の暖機の完了に基づいて定められた所定時間Ｔｓ１を通常状態の遅延時間Ｔｓｅｔとして設定し（Ｓ１００，Ｓ１１０）、要求トルクＴｄ＊や要求動力Ｐ＊やバッテリの残容量（ＳＯＣ）に基づいてモータ走行が可能なときには（Ｓ１２０〜Ｓ１５０）、遅延時間Ｔｓｅｔが経過した後にエンジンを始動する。この結果、エンジンの始動や始動直後の運転を効率よく行なうことができると共に種々の準備の完了を判定してエンジンを始動するものに比して始動時の処理を簡易なものとすることができる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車に関し、詳しくは、内燃機関と、車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能な電動機と、内燃機関からの動力の少なくとも一部を電力変換して得られる電力を用いた充電と電動機への電力の供給とが可能な蓄電手段とを備えるハイブリッド車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のハイブリッド車としては、スタートキーがオンされたときには直ちにバッテリから供給される電力を用いてモータによる走行を開始し、その後、排ガス浄化装置の触媒が加熱ヒータにより所定温度に加熱されたときに発電用のエンジンを始動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、排ガス浄化装置の触媒が良好に機能する温度になるのを待ってエンジンを始動することにより、始動時における排ガスの浄化を良好なものとしている。
【０００３】
一般に、ハイブリッド車では、走行用の動力を出力可能な電動機とこの電動機に電力を供給する二次電池とを備えるため、必ずしもスタートキーがオンされた直後に内燃機関を始動する必要性はない。このため、始動時においても内燃機関を効率よく運転するためやクリーンな排ガスとするために、内燃機関の始動準備を行なう提案もなされている。出願人も、こうした観点から、運転中の内燃機関の熱を蓄えて始動時に蓄えた熱で内燃機関を暖機するものを提案している（特許文献２参照）。また、出願人は、スタートキーの操作位置に基づいてコントローラやインバータの電源のオンオフやモータ起動の可否，オイルポンプのオンオフなどを設定するものも提案している（特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−３２８５２６号公報（図２）
【特許文献２】
特開２００２−１２２０６１号公報（図１，図２）
【特許文献３】
特開平９−２８６２４５号公報（図５）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようにハイブリッド車における内燃機関の始動準備には、上述したように、排ガス浄化装置の暖機や内燃機関の暖機の他に、内燃機関の運転に用いる各種センサの調整などもあり、今後も内燃機関の始動のために準備を行なうべき要素（機器）は増加していくものと考えられる。こうした内燃機関の始動のために準備を行なうべき要素が増えると、各要素の準備完了を判定する必要があるが、要素が多くなればその判定も煩雑なものになり、制御も複雑なものとなる。
【０００６】
本発明のハイブリッド車は、内燃機関の始動のために準備を行なうべき要素を複数としても制御を簡易なものとすることを目的の一つとする。また、本発明のハイブリッド車は、運転者の要求する駆動力を満たすことを目的の一つとする。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明のハイブリッド車は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００８】
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動力を出力可能な電動機と、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を電力変換して得られる電力を用いた充電と前記電動機への電力の供給とが可能な蓄電手段とを備えるハイブリッド車であって、
運転者の操作に基づいて走行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、
操作者により車両の始動指示がなされたとき、前記要求駆動力設定手段により設定された要求駆動力が所定駆動力以下で前記電動機単独での走行が可能なときには前記始動指示がなされてから所定時間経過した以降に前記内燃機関を始動する始動時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００９】
この本発明のハイブリッド車では、要求駆動力が所定駆動力以下で電動機単独での走行が可能なときには始動指示がなされてから所定時間経過した以降に内燃機関を始動する。所定時間を内燃機関の始動のために準備を行なうべき複数の要素（機器）の準備が完了する程度の時間に設定しておけば、複数の要素の準備完了を判定することなく、所定時間の経過だけでそれらの準備の完了を判定することができる。したがって、内燃機関の始動のために準備を行なうべき要素（機器）が多くなっても、始動時の制御を簡素なものにすることができる。また、要求駆動力が所定駆動力を超えるときや電動機単独での走行ができないときには、要求駆動力を得るためや車両の走行を確保するために所定時間の経過を待たずに内燃機関を始動することができる。ここで、内燃機関の始動のために準備を行なうべき要素（機器）には、内燃機関を暖機するものや内燃機関の運転に用いられるセンサや内燃機関の排ガスを浄化する排ガス浄化装置を暖機するものなど、種々のものが含まれる。また、電動機単独での走行が可能なときには、蓄電手段の蓄電量が所定値以上であることや電動機を駆動制御する回路が正常に動作することなど電動機単独で走行するのに必要な事項が含まれる。
【００１０】
こうした本発明のハイブリッド車において、前記内燃機関の冷却水の温度を検出する温度検出手段と、該検出された温度に基づいて前記内燃機関の始動を遅延させる遅延時間を設定する遅延時間設定手段とを備え、前記始動時制御手段は、前記遅延時間設定手段により設定された遅延時間を前記所定時間として用いて前記内燃機関を始動する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の冷却水の温度に基づいた遅延時間を所定時間として用いて内燃機関を始動することができる。内燃機関の冷却水の温度は、内燃機関の運転が停止されてからの時間と外気温とによるから、内燃機関の状態や外気温に応じた時間が経過した後に内燃機関を始動することができる。
【００１１】
この遅延時間を所定時間として用いる態様の本発明のハイブリッド車において、前記遅延時間設定手段は、前記検出された温度が低いほど短い時間となる傾向に遅延時間を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の冷却水の温度が低いほど始動指示から短時間で内燃機関を始動するから、外気温が低くて蓄電手段から所定時間経過するまで十分な電力を電動機に供給ができないときにも対処することができる。
【００１２】
また、遅延時間を所定時間として用いる態様の本発明のハイブリッド車において、前記遅延時間設定手段は、乗員室の空気調節用の機器の駆動状態に基づいて遅延時間を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、空気調整用の機器の駆動状態に応じた時間を経過した後に内燃機関を始動することができる。即ち、空気調節用の機器の駆動により蓄電手段から所定時間経過するまで十分な電力を電動機に供給ができないときにも対処することができる。
【００１３】
本発明のハイブリッド車において、前記始動時制御手段は、前記始動指示がなされてから前記所定時間が経過したときに前記内燃機関を始動する手段であるものとすることもできる。こうすれば、要求駆動力が所定駆動力以下で電動機単独での走行が可能な通常の内燃機関の始動では、定常的に始動指示がなされてから所定時間が経過したときに内燃機関は始動されるから、内燃機関を始動するタイミングが毎回異なる場合に比して、運転者に内燃機関を始動するタイミングが異なることに対する違和感を低減することができる。
【００１４】
本発明のハイブリッド車において、前記所定時間は、前記内燃機関の運転に用いるセンサを良好に機能させるために必要な準備時間より長い時間であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の始動および始動直後の運転を良好なものとすることができる。
【００１５】
本発明のハイブリッド車において、運転中の前記内燃機関により生じる熱を蓄えると共に該内燃機関を始動する際に前記蓄えた熱を用いて該内燃機関を予熱する予熱手段を備え、前記所定時間は、前記予熱手段による前記内燃機関の予熱が完了する時間より長い時間であるものとすることもできる。こうすれば、始動直後の内燃機関の暖機を迅速に行なうことができる。この結果、燃費の向上と良好なエミッションを図ることができる。
【００１６】
本発明のハイブリッド車において、前記内燃機関は、前記駆動軸に動力を出力可能に接続されてなるものとすることもできる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。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、同じく動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ２と、車両の駆動系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】
エンジン２２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であり、エンジン２２の冷却水の水温Ｔｗを検出する温度センサ２２ａや吸入空気量と燃料噴射量の比（Ａ／Ｆ）を検出する空燃比センサ２２ｂなどのエンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力する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２２には、運転中に高温となった冷却水の一部を断熱性が高い図示しないタンクに蓄えると共に始動時に蓄えた冷却水によりエンジン２２のシリンダやヘッドを予熱する予熱装置２２ｃや触媒の作用により排ガスを浄化する排ガス浄化装置２２ｄなどが付属しており、エンジンＥＣＵ２４により管理コントロールされている。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。
【００１９】
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にはモータＭＧ２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に出力する。リングギヤ３２は、ベルト３６，ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して車両前輪の駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続されている。したがって、リングギヤ３２に出力された動力は、ベルト３６，ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力されることになる。なお、駆動系として見たときの動力分配統合機構３０に接続される３軸は、キャリア３４に接続されたエンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６，サンギヤ３１に接続されモータＭＧ１の回転軸となるサンギヤ軸３１ａおよびリングギヤ３２に接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとなる。
【００２０】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、共に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の一方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とモータＭＧ２と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、共に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、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンによりモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。この回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、モータＭＧ１がサンギヤ３１に接続されていると共にモータＭＧ２がリングギヤ３２に接続されていることから、サンギヤ軸３１ａやリングギヤ軸３２ａの回転数になる。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。
【００２１】
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に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度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。なお、バッテリＥＣＵ５２では、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）も演算している。
【００２２】
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、車両を始動するためのスタートスイッチ８０からのスタート信号，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の踏み込み量に対応したアクセル開度Ａｃｃ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，乗員室の空調を行なうエアコンディショナーのオンオフスイッチ（以下、エアコンスイッチという）９０からのスイッチ信号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。
【００２３】
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Ｔｄ＊を計算し、この要求トルクＴｄ＊に対応する要求動力Ｐ＊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Ｐ＊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Ｐ＊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Ｐ＊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。
【００２４】
次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にスタートスイッチ８０がオンされた後に最初にエンジン２２を始動する際の動作について説明する。図２は、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時処理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、スタートスイッチ８０がオンとされたときに実行される。
【００２５】
始動時処理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の冷却水の水温Ｔｗとエアコンスイッチ９０からのスイッチ信号ＳＷを入力し（ステップＳ１００）、入力したエンジン２２の冷却水の水温Ｔｗとスイッチ信号ＳＷとに基づいて遅延時間Ｔｓｅｔを設定する（ステップＳ１１０）。ここで、エンジン２２の冷却水の水温Ｔｗは、温度センサ２２ａにより検出されエンジンＥＣＵ２４に入力されたものをエンジンＥＣＵ２４との通信により入力することができる。遅延時間Ｔｓｅｔの設定は、実施例では、スイッチ信号ＳＷがオフのときには図３に例示するエンジン２２の冷却水の水温Ｔｗと遅延時間Ｔｓｅｔとの関係を示す第１遅延時間設定マップにより行なわれ、スイッチ信号ＳＷがオンのときには図４に例示するエンジン２２の冷却水の水温Ｔｗと遅延時間Ｔｓｅｔとの関係を示す第２遅延時間設定マップにより行なわれる。図３の第１遅延時間設定マップと図４の第２遅延時間設定マップから解るように、設定マップは、エンジン２２の冷却水の水温Ｔｗが低いときには遅延時間Ｔｓｅｔが短く、水温Ｔｗが高いときには遅延時間Ｔｓｅｔが長くなる傾向に調整されている。実施例では、スイッチ信号ＳＷがオンのときには水温Ｔｗが温度Ｔｗ２〜Ｔｗ５の状態を、スイッチ信号ＳＷがオフのときには水温Ｔｗが温度Ｔｗ４〜Ｔｗ５の状態を、通常状態として遅延時間Ｔｓｅｔに所定時間Ｔｓ１が設定される。この所定時間Ｔｓ１は、予熱装置２２ｃによるエンジン２２の予熱を完了する時間や空燃比センサ２２ｂなどのセンサが良好に機能するまでの準備時間や排ガス浄化装置２２ｄの触媒が活性化温度に至るのに必要な暖機時間などに基づいて設定され、実施例ではこれらのすべての準備が完了する時間（例えば、２０秒など）とした。ここで、遅延時間Ｔｓｅｔを設定するのにエンジン２２の冷却水の水温Ｔｗをパラメータとしたのは、水温Ｔｗは、エンジン２２の運転が停止されてからの時間と外気温とによるから、エンジン２２の状態や外気温を考慮した時間を遅延時間Ｔｓｅｔとして設定することができるからである。この図３や図４の設定マップの意義や遅延時間Ｔｓｅｔの意味については更に後で詳述する。
【００２６】
こうして遅延時間Ｔｓｅｔを設定すると、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と車速センサ８８からの車速ＶとバッテリＥＣＵ５２により演算され管理されるバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とを入力し（ステップＳ１２０）、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいてリングギヤ軸３２ａに要求される要求トルクＴｄ＊と要求動力Ｐ＊とを設定する（ステップＳ１３０）。要求トルクＴｄ＊の設定は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｄ＊との関係を予め設定して要求トルク設定マップとして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、マップから対応する要求トルクＴｄ＊を導出することにより行なうものとした。要求トルク設定マップの一例を図５に示す。また、要求動力Ｐ＊は、要求トルクＴｄ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数（車速Ｖに係数ｋを乗じたもの）を乗じることにより求めることができる。
【００２７】
こうしてリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｄ＊や要求動力Ｐ＊を設定すると、設定した要求トルクＴｄ＊および要求動力Ｐ＊を閾値Ｔｒｅｆおよび閾値Ｐｒｅｆと比較すると共に（ステップＳ１４０）、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）を閾値Ｓｒｅｆと比較する（ステップＳ１５０）。ここで、閾値Ｔｒｅｆと閾値Ｐｒｅｆは、モータＭＧ２によるモータ走行としてのモータ運転モードが可能なトルクや動力として設定されており、モータＭＧ２の定格値やエンジン２２の効率などにより定められる。閾値Ｓｒｅｆは、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）として管理される下限値やそれより高い値として設定されるものである。したがって、要求トルクＴｄ＊と閾値Ｔｒｅｆとの比較および要求動力Ｐ＊と閾値Ｐｒｅｆとの比較は、要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔｒｅｆ以上のときや要求動力Ｐ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときにはモータ運転モードが可能なトルクや動力を超えていることからモータ運転モードが不可であることを意味し、要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔｒｅｆ未満で且つ要求動力Ｐ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満のときにはモータ運転モードが可能であることを意味する。また、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と閾値Ｓｒｅｆとの比較は、残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｒｅｆ以上のときにはバッテリ５０からの放電が可能、即ちモータ運転モードが可能であることを意味し、残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｒｅｆ未満のときにはバッテリ５０からの放電は不可、即ちモータ運転モードが不可であることを意味する。
【００２８】
要求トルクＴｄ＊や要求動力Ｐ＊や残容量（ＳＯＣ）に基づいてモータ運転モードが不可と判断されたときには、即ち要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔｒｅｆ以上のときや要求動力Ｐ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のとき若しくは残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｒｅｆ未満のときには、直ちにエンジン２２を始動して（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。こうしてエンジン２２を始動してエンジン２２からの動力を用いて要求トルクＴｄ＊や要求動力Ｐ＊をリングギヤ軸３２ａに出力するトルク変換運転モードや充放電運転モードによりハイブリッド自動車２０を走行させる。
【００２９】
一方、要求トルクＴｄ＊や要求動力Ｐ＊や残容量（ＳＯＣ）に基づいてモータ運転モードが可能と判断されたときには、即ち要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔｒｅｆ未満で要求動力Ｐ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満で且つ残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｒｅｆ以上のときには、このルーチンの実行を開始してからステップＳ１１０で設定した遅延時間Ｔｓｅｔを経過したか否かを判定し（ステップＳ１６０）、遅延時間Ｔｓｅｔを経過していないときにはステップＳ１２０に戻って、ステップＳ１２０〜Ｓ１６０の処理を繰り返し、遅延時間Ｔｓｅｔが経過してからエンジン２２を始動して（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。前述したように、遅延時間Ｔｓｅｔは通常状態では所定時間Ｔｓ１が設定されているから、遅延時間Ｔｓｅｔが経過することにより、予熱装置２２ｃによるエンジン２２の予熱や空燃比センサ２２ｂなどのセンサの準備，排ガス浄化装置２２ｄの暖機は完了している。したがって、遅延時間Ｔｓｅｔが経過した後にエンジン２２を始動することにより、エンジン２２の始動や始動直後の運転を効率よく行なうことができると共に排ガスを良好に浄化することができる。
【００３０】
遅延時間Ｔｓｅｔはこうした目的のために設定されるが、図３や図４の設定マップに示すように、エンジン２２の冷却水の水温Ｔｗが低いときには（図３では温度Ｔｗ２未満、図４では温度Ｔｗ４未満）、バッテリ５０の能力が低下するため、延時間Ｔｓｅｔに短い時間が設定されたり値０が設定されたりして、予熱装置２２ｃによるエンジン２２の予熱や空燃比センサ２２ｂなどのセンサの準備，排ガス浄化装置２２ｄの暖機の完了を待たずにエンジン２２を始動して要求トルクＴｄ＊や要求動力Ｐ＊の出力を確保するのである。また、エアコンスイッチ９０のスイッチ信号ＳＷがオンのときには、モータ走行の他にエアコンディショナーに必要な電力もバッテリ５０から供給されることになるため、エアコンスイッチ９０のスイッチ信号ＳＷがオフのときの温度Ｔｗ２より高い温度Ｔｗ４以下のときに通常状態より短い時間が遅延時間Ｔｓｅｔに設定して走行に必要な要求トルクＴｄ＊や要求動力Ｐ＊の他にエアコンディショナーに必要な電力を確保するのである。エンジン２２の冷却水の水温Ｔｗが温度Ｔｗ５以上のときには、バッテリ５０の温度による能力の低下はないので、予熱装置２２ｃによるエンジン２２の予熱や空燃比センサ２２ｂなどのセンサの準備，排ガス浄化装置２２ｄの暖機の完了に必要な所定時間Ｔｓ１より長い時間を遅延時間Ｔｓｅｔに設定することもできる。この場合の遅延時間Ｔｓｅｔは、車両の重量やバッテリ５０の容量，モータＭＧ２の能力などにより定めることができる。
【００３１】
なお、この繰り返し処理の最中に、アクセルペダル８３が深く踏み込まれたりバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が低下するなどして要求トルクＴｄ＊や要求動力Ｐ＊や残容量（ＳＯＣ）に基づいてモータ運転モードが不可と判断されたときには、直ちにエンジン２２を始動して（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。
【００３２】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、スタートスイッチ８０がオンされてもモータ運転モードが可能な状態のときには、エンジン２２の冷却水の水温Ｔｗが通常状態であるときには、予熱装置２２ｃによるエンジン２２の予熱や空燃比センサ２２ｂなどのセンサの準備，排ガス浄化装置２２ｄの暖機の完了に必要な所定時間Ｔｓ１が設定された遅延時間Ｔｓｅｔを経過してからエンジン２２を始動するから、エンジン２２の始動や始動直後の運転を効率よく行なうことができると共に排ガスを良好に浄化することができる。しかも、遅延時間Ｔｓｅｔの経過を判定するだけで、予熱装置２２ｃによるエンジン２２の予熱の完了や空燃比センサ２２ｂなどのセンサの準備完了，排ガス浄化装置２２ｄの暖機の完了を個別に判定する必要がないから、これらの完了を個別に判定してエンジン２２の始動するものに比して始動時の処理を簡素なものにすることができる。もとより、要求トルクＴｄ＊や要求動力Ｐ＊や残容量（ＳＯＣ）に基づいてモータ運転モードが不可と判断されたときには直ちにエンジン２２を始動することができる。
【００３３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、予熱装置２２ｃによるエンジン２２の予熱の完了や空燃比センサ２２ｂなどのセンサの準備完了，排ガス浄化装置２２ｄの暖機の完了に基づく所定時間Ｔｓ１を通常状態の遅延時間Ｔｓｅｔとして設定するものとしたが、その他のエンジン２２の始動や運転に用いる機器の準備の完了を考慮して所定時間Ｔｓ１を定めて遅延時間Ｔｓｅｔに設定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、スタートスイッチ８０がオンとされ要求トルクＴｄ＊や要求動力Ｐ＊や残容量（ＳＯＣ）に基づいてモータ運転モードが可能なときには、遅延時間Ｔｓｅｔが経過するまでステップＳ１２０〜Ｓ１６０の処理を繰り返し、この繰り返し処理の最中にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｒｅｆ未満になったときには、直ちにエンジン２２を始動するものとしたが、始動時処理ルーチンが起動された直後のバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が所定の値以上のときには、その後の残容量（ＳＯＣ）に拘わらず、遅延時間Ｔｓｅｔが経過するまでエンジン２２を始動しないものとしてもよい。
【００３５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、スタートスイッチ８０がオンとされ要求トルクＴｄ＊や要求動力Ｐ＊や残容量（ＳＯＣ）に基づいてモータ運転モードが可能なときには、遅延時間Ｔｓｅｔが経過した直後にエンジン２２を始動するものとしたが、遅延時間Ｔｓｅｔが経過した以降であれば如何なるときにエンジン２２を始動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、スタートスイッチ８０がオンとされ要求トルクＴｄ＊や要求動力Ｐ＊の他に残容量（ＳＯＣ）にも基づいてモータ運転モードが可能か否かを判定してエンジン２２を始動したが、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）だけでなく、インバータ４１の状態などモータ運転モードを実行するために必要な他の事項に基づいてモータ運転モードが可能か否かを判定してエンジン２２を始動するものとしてもよい。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、スタートスイッチ８０がオンとされ要求トルクＴｄ＊や要求動力Ｐ＊や残容量（ＳＯＣ）に基づいてモータ運転モードが可能なときには、遅延時間Ｔｓｅｔが経過した直後にエンジン２２を始動するものとしたが、所定時間Ｔｓ１が経過したときにエンジン２２を始動するものとしてもよい。この場合、図２の始動時処理ルーチンに代えて図６に例示する始動時処理ルーチンを実行すればよい。この図６の始動時処理ルーチンでは、図２の始動時処理ルーチンと比較すると解るように、ステップＳ１１０の遅延時間Ｔｓｅｔの設定は行なわず、ステップＳ１６０の遅延時間の経過の判定に代えて所定時間Ｔｓ１の経過の判定を行なっている（ステップＳ２６０）。このように要求トルクＴｄ＊や要求動力Ｐ＊や残容量（ＳＯＣ）に基づいてモータ運転モードが可能なときには、常に所定時間Ｔｓ１が経過したときにエンジン２２を始動することにより、スタートスイッチ８０をオンとしてからのエンジン２２を始動するイミングが異なることによって運転者に与える違和感を低減することができる。
【００３８】
実施例では、スタートスイッチがオンとされて最初にエンジンを始動する際の処理をエンジン２２と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを備えるハイブリッド自動車２０に適用するものとしたが、例えば、図７に示すように、エンジンの２１１の出力軸に接続されたインナーロータ２１３ａと駆動輪２１８ａ，２１８ｂに接続された駆動軸に取り付けられたアウターロータ２１３ｂとを有しインナーロータ２１３ａとアウターロータ２１３ｂとの電磁的な作用により相対的に回転するモータ２１３と、駆動軸に直接動力が出力可能に駆動軸に機械的に接続されたモータ２１２と備えるいわゆる電気分配型のハイブリッド自動車２１０にも適用することができる他、内燃機関を搭載すると共にモータ走行可能な電動機を搭載する車両であれば如何なる構成のハイブリッド自動車にも適用することができる。
【００３９】
以上、本発明の実施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。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】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時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】第１遅延時間設定マップの一例を示す説明図である。
【図４】第２遅延時間設定マップの一例を示す説明図である。
【図５】要求トルク設定マップの一例を示す説明図である。
【図６】変形例の始動時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図７】ハイブリッド型の自動車２１０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２２ｃ 予熱装置、２２ｂ 空燃比センサ、２２ｄ 排ガス浄化装置、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、３１ａ サンギヤ軸３１ａ、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、３６ ベルト、３７ ギヤ機構、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、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、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、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ スタートスイッチ、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、９０ エアコンスイッチ、２１０ ハイブリッド自動車、２１１ エンジン、２１２ モータ、２１３ａ インナーロータ、２１３ｂ アウターロータ、２１３ モータ、２１８ａ，２１８ｂ 駆動輪、２１９ａ，２１９ｂ 従動輪。

Claims (9)

  1. 内燃機関と、車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を電力変換して得られる電力を用いた充電と前記電動機への電力の供給とが可能な蓄電手段とを備えるハイブリッド車であって、
    運転者の操作に基づいて走行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、
    操作者により車両の始動指示がなされたとき、前記要求駆動力設定手段により設定された要求駆動力が所定駆動力以下で前記電動機単独での走行が可能なときには前記始動指示がなされてから所定時間経過した以降に前記内燃機関を始動する始動時制御手段と、
    を備えるハイブリッド車。
  2. 前記電動機単独での走行が可能なときには前記蓄電手段の蓄電量が所定値以上であることを条件の一つとして含む請求項１記載のハイブリッド車。
  3. 請求項１または２記載のハイブリッド車であって、
    前記内燃機関の冷却水の温度を検出する温度検出手段と、
    該検出された温度に基づいて前記内燃機関の始動を遅延させる遅延時間を設定する遅延時間設定手段と、
    を備え、
    前記始動時制御手段は、前記遅延時間設定手段により設定された遅延時間を前記所定時間として用いて前記内燃機関を始動する手段である
    ハイブリッド車。
  4. 前記遅延時間設定手段は、前記検出された温度が低いほど短い時間となる傾向に遅延時間を設定する手段である請求項３記載のハイブリッド車。
  5. 前記遅延時間設定手段は、乗員室の空気調節用の機器の駆動状態に基づいて遅延時間を設定する手段である請求項３または４記載のハイブリッド車。
  6. 前記始動時制御手段は、前記始動指示がなされてから前記所定時間が経過したときに前記内燃機関を始動する手段である請求項１または２記載のハイブリッド車。
  7. 前記所定時間は、前記内燃機関の運転に用いるセンサを良好に機能させるために必要な準備時間より長い時間である請求項１ないし６いずれか記載のハイブリッド車。
  8. 請求項１ないし７いずれか記載のハイブリッド車であって、
    運転中の前記内燃機関により生じる熱を蓄えると共に該内燃機関を始動する際に前記蓄えた熱を用いて該内燃機関を予熱する予熱手段を備え、
    前記所定時間は、前記予熱手段による前記内燃機関の予熱が完了する時間より長い時間である
    ハイブリッド車。
  9. 前記内燃機関は、前記駆動軸に動力を出力可能に接続されてなる請求項１ないし８いずれか記載のハイブリッド車。
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