JP2006037780A - 動力出力装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 バッテリの能力を十分に活用して内燃機関の始動と補機の駆動とを両立させる。
【解決手段】 エンジンを始動させる際には、エンジンを始動させるために必要な電力を除いてバッテリから出力可能な余裕電力Ｗｂ１が、予め優先度が設定された複数の補機のすべてを駆動するために必要なバッテリの電力としての所定電力Ｗ１以上のときには、補機の駆動を制限することなくエンジンを始動し、余裕電力Ｗｂ１が所定電力Ｗ１未満のときには、余裕電力Ｗｂ１が小さいほど優先度が低い補機から順に駆動禁止してエンジンを始動し、始動が完了したときに補機の駆動禁止を解除する。これにより、バッテリの能力を十分に活用して内燃機関の始動をより確実に行なうと共に補機の駆動をある程度確保できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、動力出力装置およびその制御方法に関し、詳しくは、内燃機関からの動力を用いて駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置およびその制御方法に関する。

従来、この種の動力出力装置としては、ハイブリッド車両に搭載され、エンジンを始動するモータや空気調和装置（エアコン）の電動コンプレッサに電力を供給可能なバッテリを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、所定の自動始動の条件が成立してエンジンを始動させる際には、電動コンプレッサを停止してモータに供給する電力を多くすることにより、エンジンの始動をより確実に行なうことができるとされている。
特開２００４−８４５１５号公報

上述の動力出力装置では、エンジンの始動性は向上させることができるもののバッテリの能力は十分に活用されていない場合がある。上述の動力出力装置では、エンジンを始動する際には常に電動コンプレッサを停止するから、バッテリはモータに給電している状態で更に出力に余裕があるときでもエアコンを使用できなくなってしまう。

本発明の動力出力装置およびその制御方法は、こうした問題を解決し、バッテリなどの蓄電装置の能力を十分に活用して内燃機関の始動と補機の駆動とを両立させることを目的とする。

本発明の動力出力装置およびその制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の動力出力装置は、
内燃機関からの動力を用いて駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、
充放電可能な蓄電手段からの電力を用いて前記内燃機関を始動する始動手段と、
前記蓄電手段からの電力を用いて作動する少なくとも１つの補機と、
所定の始動条件が成立したとき、前記内燃機関を始動する際に必要な電力を推定して前記内燃機関が始動されるよう前記始動手段を制御すると共に該推定した電力を除いた前記蓄電手段からの余裕電力に基づいて前記少なくとも１つの補機が駆動されるよう制御する始動制御手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の動力出力装置では、所定の始動条件が成立したとき、内燃機関を始動する際に必要な電力を推定して内燃機関が始動されるよう始動手段を制御すると共に推定した電力を除いた蓄電手段からの余裕電力に基づいて少なくとも１つの補機が駆動されるよう制御するから、蓄電手段の能力を十分に活用して内燃機関の始動と補機の駆動とを両立させることができる。

こうした本発明の動力出力装置において、前記始動制御手段は、前記少なくとも１つの補機の駆動停止に拘わらず前記内燃機関を始動する際に前記蓄電手段からの電力が不足するときには、前記始動条件の成立に拘わらず前記内燃機関の始動を禁止する手段であるも
のとすることもできる。こうすれば、内燃機関の始動が不可能な状態にも拘わらず蓄電手段の電力を無駄に消費するのを抑制できる。

また、本発明の動力出力装置において、前記始動制御手段は、前記蓄電手段からの余裕電力の範囲内となるよう前記少なくとも１つの補機を制御する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記少なくとも１つの補機は、各々優先度が定められた複数の補機であり、前記始動制御手段は、前記複数の補機のうち前記優先度が高い方の補機が低い方の補機に優先して駆動されるよう該複数の補機を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段からの余裕電力が比較的少ないときでも優先度の高い方の補機の駆動をより確実に確保することができる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記始動制御手段は、前記蓄電手段からの余裕電力が小さいほど前記複数の補機のうち前記優先度が低い方から順に駆動を禁止するよう該複数の補機を制御する手段であるものとすることもできるし、前記始動制御手段は、前記蓄電手段からの余裕電力の範囲内で前記複数の補機のうち前記優先度が高い方が低い方に比して多くの電力を消費可能に該複数の補機を制御する手段であるものとすることもできる。

さらに、本発明の動力出力装置において、前記内燃機関の温度を検出する機関温度検出手段を備え、前記始動時制御手段は、前記検出された内燃機関の温度に基づいて該内燃機関を始動する際に必要な電力を推定する手段であるものとすることもできる。

あるいは、本発明の動力出力装置において、前記蓄電手段からの電力を用いて前記駆動軸に動力を出力可能な電動機を備え、前記始動制御手段は、更に前記電動機への供給電力を除いた前記蓄電手段の余裕電力に基づいて前記少なくとも１つの補機が駆動されるよう制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸の動力の出力を確保することができる。

本発明の駆動装置の制御方法は、
内燃機関と、充放電可能な蓄電手段からの電力を用いて前記内燃機関を始動する始動手段と、前記蓄電手段からの電力を用いて作動する少なくとも１つの補機と、を備え、前記内燃機関からの動力を用いて駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置の制御方法であって、
所定の始動条件が成立したとき、前記内燃機関を始動する際に必要な電力を推定して前記内燃機関が始動されるよう前記始動手段を制御すると共に該推定した電力を除いた前記蓄電手段からの余裕電力に基づいて前記少なくとも１つの補機が駆動されるよう制御する
ことを要旨とする。

この本発明の駆動装置の制御方法によれば、所定の始動条件が成立したとき、内燃機関を始動する際に必要な電力を推定して内燃機関が始動されるよう始動手段を制御すると共に推定した電力を除いた蓄電手段からの余裕電力に基づいて少なくとも１つの補機が駆動されるよう制御するから、蓄電手段の能力を十分に活用して内燃機関の始動と補機の駆動とを両立させることができる。

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。

図１は、本発明の一実施形態としての動力出力装置を搭載した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。

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の冷却水の温度（冷却水温）Ｔｅを検出する温度センサ２３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。

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。

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。

電力ライン５４には駆動回路４５を介して補機４６が接続されており、補機４６はバッテリ５０からの電力により駆動されるようになっている。補機４６としては、例えば、電
気モータにより運転者による操舵をアシストする電動パワーステアリングや電気モータ駆動よるコンプレッサを搭載するデフロスタ機能付きの電動式エアコンディショナ（エアコン），通電によりシートを温めるシートヒータなどを挙げることができる。

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からのバッテリ温度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。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。

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。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、警告灯８９への点灯信号などが出力ポートを介して出力されている。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。

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。

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、特にエンジン２２を始動させ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自動車２０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。このルーチンは、エンジン２２の始動条件が成立したときに実行され
る。なお、エンジン２２の始動条件は、実施例では、パワースイッチがオンされてシステムを起動する際にはバッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定量未満のときやエンジン２２の冷却水温Ｔｅが所定温度未満のときに成立し、走行している際には駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求動力が所定動力以上となったときに成立するものとした。

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、エンジン２２の冷却水温Ｔｅやバッテリ５０の残容量ＳＯＣ，バッテリ温度Ｔｂ，車両要求パワーＰｖ＊などのデータを入力する処理を行なう（ステップＳ１００）。ここで、冷却水温Ｔｅは、温度センサ２３により検出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。残容量ＳＯＣは、図示しない電流センサにより検出された充放電電流に基づいて演算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。バッテリ温度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。車両要求パワーＰｖ＊は、実施例では、図示しない車両要求パワー設定処理ルーチンにより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などに基づいて設定されＲＡＭ７６の所定領域に書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。なお、車両要求パワーＰｖ＊は、システム起動時などシフトレバー８１が走行可能なレンジに操作されていないときには値０が設定される。また、ハイブリッド自動車２０が車両の走行に不可欠な補機を備える場合にはこうした補機の駆動指令に基づく消費電力も加えて車両要求パワーＰｖ＊を設定するものとしてもよい。

こうしたデータを入力すると、入力した残容量ＳＯＣとバッテリ温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを設定する（ステップＳ１１０）。出力制限Ｗｏｕｔは、実施例では、バッテリ温度Ｔｂに基づいて出力制限Ｗｏｕｔの基本値を設定すると共に残容量ＳＯＣに基づいて補正係数を設定し、設定した出力制限Ｗｏｕｔの基本値から設定した補正係数を乗じて得られたものを設定するものとした。バッテリ温度Ｔｂと出力制限Ｗｏｕｔの基本値との関係を図３に、残容量ＳＯＣと補正係数との関係を図４に示す。

続いて、入力したエンジン２２の冷却水温Ｔｅに基づいてエンジン２２を始動する際に必要なパワーとしてのエンジン始動要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１２０）。エンジン始動要求パワーＰｅ＊は、実施例では、冷却水温Ｔｅとエンジン始動要求パワーＰｅ＊との関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、冷却水温Ｔｅが与えられるとマップから対応するエンジン始動要求パワーＰｅ＊を導出することにより設定するものとした。このマップの一例を図５に示す。図示するように、冷却水温Ｔｅが低いほどエンジン２２のフリクション（摺動抵抗）が大きくなることから、冷却水温Ｔｅが低いほどエンジン始動要求パワーＰｅ＊が大きくなるようマップを作成した。

エンジン始動要求パワーＰｅ＊を設定すると、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔから車両要求パワーＰｖ＊とエンジン始動要求パワーＰｅ＊とを減じたものを余裕電力Ｗｂ１に設定する（ステップＳ１３０）。この余裕電力Ｗｂ１は、車両要求パワーＰｖ＊をモータＭＧ２から出力しながらエンジン２２を始動する際に補機４６に供給可能な余裕分の電力として設定されるものである。

こうして余裕電力Ｗｂ１を設定すると、この余裕電力Ｗｂ１が値０未満であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。余裕電力Ｗｂ１が値０未満であると判定されたときには、補機４６のすべての駆動を停止してもエンジン２２を始動するのに必要なバッテリ５０の電力を確保することができないと判断して、エンジン２２の始動を禁止すると共にエンジン２２を始動できないことを運転者に報知する警告灯８９を点灯する処理を行なって（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。

一方、余裕電力Ｗｂ１が値０未満でない即ち値０以上と判定されると、少なくともエンジン２２を始動するためのバッテリ５０の電力は確保できると判断し、次に、余裕電力Ｗｂ１が所定電力Ｗ１未満であるか否かを判定し（ステップＳ１６０）、余裕電力Ｗｂ１が所定電力Ｗ１未満でない即ち所定電力Ｗ１以上と判定されると、エンジン２２を始動し（ステップＳ２４０）、エンジン２２の始動が完了（完爆）したときに（ステップＳ２５０）、補機４６の駆動禁止を解除して（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。ここで、所定電力Ｗ１は、ハイブリッド自動車２０の走行に支障がない補機４６（デフロスタ，電動パワーステアリング，エアコン（デフロスタを除く），シートヒータ）のうちのすべての駆動を確保するために必要な電力として定められるものである。したがって、バッテリ５０の余裕電力Ｗｂ１が所定電力Ｗ１以上のときには、補機４６の駆動を一切制限することなくそのままエンジン２２を始動させるのである。なお、この場合、補機４６の駆動を制限しないからステップＳ２６０の処理は実効ないものとなる。また、エンジン２２の始動は、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａ側の反力をモータＭＧ２により受け持ちながらモータＭＧ１によりエンジン２２をクランキングし、エンジン２２の回転数が所定回転数に達したときに燃料噴射や点火を開始することにより行なう。

余裕電力Ｗｂ１が所定電力Ｗ１未満と判定されると、補機４６のうち駆動の優先度が最も低いシートヒータの駆動を禁止し（ステップＳ１７０）、さらに余裕電力Ｗｂ１が所定電力Ｗ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ１８０）。ここで、所定電力Ｗ２は、シートヒータを除いた補機４６の駆動を確保するために必要なバッテリ５０の電力として定められるものである。この所定電力Ｗ２は、所定電力Ｗ１よりも小さい電力として定められるのは言うまでもない。余裕電力Ｗｂ１が所定電力Ｗ２未満でない即ち所定電力Ｗ２以上と判定されたときには、シートヒータを除く補機４６の駆動するために必要なバッテリ５０の電力は確保できると判断して、エンジン２２を始動すると共に（ステップＳ２４０）、始動が完了したときに（ステップＳ２５０）、シートヒータの駆動禁止を解除して（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。

余裕電力Ｗｂ１が所定電力Ｗ２未満と判定されると、補機４６のうちシートヒータの次に優先度が低いエアコン（デフロスタを除く）の駆動を禁止し（ステップＳ１９０）、さらに余裕電力Ｗｂ１が所定電力Ｗ３未満であるか否かを判定する（ステップＳ２００）。ここで、所定電力Ｗ３は、シートヒータおよびエアコンを除いた補機４６の駆動を確保するために必要なバッテリ５０の電力として定められるものである。この所定電力Ｗ３は、所定電力Ｗ２よりも小さい電力として定められるのは言うまでもない。余裕電力Ｗｂ１が所定電力Ｗ３未満でない即ち所定電力Ｗ３以上と判定されたときには、シートヒータおよびエアコンを除く補機４６を駆動するために必要なバッテリ５０の電力は確保できると判断して、エンジン２２を始動すると共に（ステップＳ２４０）、始動が完了したときに（ステップＳ２５０）、シートヒータおよびエアコンの駆動禁止を解除して（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。

余裕電力Ｗｂ１が所定電力Ｗ３未満と判定されると、補機４６のうちエアコン（デフロスタを除く）の次に優先度が低い電動パワーステアリングの駆動を禁止し（ステップＳ２１０）、さらに余裕電力Ｗｂ１が所定電力Ｗ４未満であるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。ここで、所定電力Ｗ４は、シートヒータおよびエアコン（デフロスタを除く）および電動パワーステアリングを除く補機４６を駆動すなわちデフロスタを駆動するために必要なバッテリ５０の電力として定められるものである。この所定電力Ｗ４は、所定電力Ｗ３よりも小さい電力として定められるのは言うまでもない。余裕電力Ｗｂ１が所定電力Ｗ４未満でない即ち所定電力Ｗ４以上と判定されたときには、デフロスタの駆動するために必要なバッテリ５０の電力は確保できると判断して、エンジン２２を始動すると共に（ステップＳ２４０）、始動が完了したときに（ステップＳ２５０）、シートヒータおよびエアコンおよび電動パワーステアリングの駆動禁止を解除して（ステップＳ２６０）、
本ルーチンを終了する。

余裕電力Ｗｂ１が所定電力Ｗ４未満と判定されると、エンジン２２の始動は可能であるが補機４６を駆動するためのバッテリ５０の電力は一切確保できないと判断し、デフロスタの駆動を禁止して（ステップＳ２３０）、エンジン２２を始動すると共に（ステップＳ２４０）、始動が完了したときに（ステップＳ２5０）、補機４６（シートヒータ，エア
コン，電動パワーステアリング，デフロスタ）の駆動禁止を解除して（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、始動条件が成立したとき、エンジン２２の始動に必要な電力（エンジン始動要求パワーＰｅ＊）と車両を走行させるのに必要な電力（車両要求パワーＰｖ＊）とを除いたバッテリ５０の余裕電力Ｗｂ１に基づいて補機４６を駆動するから、エンジン２２の始動をより確実に行なうことができると共に補機４６の駆動もある程度確保することができる。この結果、バッテリ５０の能力を十分に活用してエンジン２２の始動と補機４６の駆動とを両立させることができる。しかも、補機４６のうち優先度が高い方を低い方に優先して駆動するから、バッテリ５０の余裕電力Ｗｂ１が比較的小さいときでも優先度の高い補機の駆動を確保することができる。また、補機４６のすべてを駆動禁止としてもエンジン２２の始動するために必要なバッテリ５０からの電力を確保できないときには、エンジン２２の始動を禁止するから、無駄なバッテリ５０の電力消費を抑止することができる。もとより、エンジン２２を始動する際でもモータＭＧ２により駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに動力を出力して走行することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を始動する際に必要な電力を除いたバッテリ５０の余裕分の電力（余裕電力Ｗｂ１）が小さいほど補機４６（シートヒータ，エアコン（デフロスタを除く），電動パワーステアリング，デフロスタ）のうち優先度の低い方から順に駆動を禁止するものとしたが、補機４６のうち優先度の高い方が低い方に優先して駆動するものであれば、例えば、バッテリ５０の余裕分の電力の範囲内で補機４６のうち優先度の高い方が低い方に比して多くの電力を消費可能に補機毎に消費可能電力を割り当て、補機毎に割り当てられた消費可能電力の範囲で駆動するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を始動する際に駆動を制限する補機４６としてシートヒータ，デフロスタ機能付きのエアコン，電動パワーステアリングを挙げたが、これに限られず、一部の補機を駆動制限の対象から除外したり、他の補機を制限の対象に加えるものとしてもよい。また、エンジン２２を始動する際に駆動を制限する補機が二以上あるときの優先度も如何なる順序で定めるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、補機４６のすべての駆動を禁止してもエンジン２２を始動するために必要なバッテリ５０の電力を確保できないとき（余裕電力Ｗｂ１が値０未満のとき）には、エンジン２２の始動を禁止するものとしたが、車両が走行しているときに車両要求パワーＰｖ＊を制限することによりエンジン２２を始動するために必要なバッテリ５０の電力を確保できる場合には、この車両要求パワーＰｖ＊を制限してエンジン２２を始動するものとしてもよい。但し、リングギヤ軸３２ａには要求トルクが出力されない場合が生じる。

実施例では、遊星歯車機構にエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを接続した構成としたが、所定の始動条件が成立したときにバッテリなどの蓄電装置からの電力を用いて電気モータによりエンジン２２を始動できるものであれば、如何なる自動車にも適用するものとしてもよい。例えば、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における駆動輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよいし、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。また、こうした走行用のモータを備えるハイブリッド自動車に限られず、走行用モータを備えずにエンジンからの動力だけで走行する自動車であってもよい。

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。

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。 バッテリ温度Ｔｂと出力制限Ｗｏｕｔの基本値との関係を示す説明図である。 残容量ＳＯＣと補正係数との関係を示す説明図である。 冷却水温Ｔｅとエンジン始動要求パワーＰｅ＊との関係を示すマップである。 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。 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

２０，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ 温度センサ、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、４５ 駆動回路、４６ 補機、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，６４ａ，６４ｂ 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、８９ 警告灯、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。

Claims (9)

1. 内燃機関からの動力を用いて駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、
   充放電可能な蓄電手段からの電力を用いて前記内燃機関を始動する始動手段と、
   前記蓄電手段からの電力を用いて作動する少なくとも１つの補機と、
   所定の始動条件が成立したとき、前記内燃機関を始動する際に必要な電力を推定して前記内燃機関が始動されるよう前記始動手段を制御すると共に該推定した電力を除いた前記蓄電手段からの余裕電力に基づいて前記少なくとも１つの補機が駆動されるよう制御する始動制御手段と
   を備える動力出力装置。
2. 前記始動制御手段は、前記少なくとも１つの補機の駆動停止に拘わらず前記内燃機関を始動する際に前記蓄電手段からの電力が不足するときには、前記始動条件の成立に拘わらず前記内燃機関の始動を禁止する手段である請求項１記載の動力出力装置。
3. 前記始動制御手段は、前記蓄電手段からの余裕電力の範囲内となるよう前記少なくとも１つの補機を制御する手段である請求項１または２記載の動力出力装置。
4. 請求項３記載の動力出力装置であって、
   前記少なくとも１つの補機は、各々優先度が定められた複数の補機であり、
   前記始動制御手段は、前記複数の補機のうち前記優先度が高い方の補機が低い方の補機に優先して駆動されるよう該複数の補機を制御する手段である
   動力出力装置。
5. 前記始動制御手段は、前記蓄電手段からの余裕電力が小さいほど前記複数の補機のうち前記優先度が低い方から順に駆動を禁止するよう該複数の補機を制御する手段である請求項４記載の動力出力装置。
6. 前記始動制御手段は、前記蓄電手段からの余裕電力の範囲内で前記複数の補機のうち前記優先度が高い方が低い方に比して多くの電力を消費可能に該複数の補機を制御する手段である請求項４記載の動力出力装置。
7. 請求項１ないし６いずれか記載の動力出力装置であって、
   前記内燃機関の温度を検出する機関温度検出手段を備え、
   前記始動時制御手段は、前記検出された内燃機関の温度に基づいて該内燃機関を始動する際に必要な電力を推定する手段である
   動力出力装置。
8. 請求項１ないし７いずれか記載の動力出力装置であって、
   前記蓄電手段からの電力を用いて前記駆動軸に動力を出力可能な電動機を備え、
   前記始動制御手段は、更に前記電動機への供給電力を除いた前記蓄電手段の余裕電力に基づいて前記少なくとも１つの補機が駆動されるよう制御する手段である
   動力出力装置。
9. 内燃機関と、充放電可能な蓄電手段からの電力を用いて前記内燃機関を始動する始動手段と、前記蓄電手段からの電力を用いて作動する少なくとも１つの補機と、を備え、前記内燃機関からの動力を用いて駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置の制御方法であって、
   所定の始動条件が成立したとき、前記内燃機関を始動する際に必要な電力を推定して前記内燃機関が始動されるよう前記始動手段を制御すると共に該推定した電力を除いた前記
   蓄電手段からの余裕電力に基づいて前記少なくとも１つの補機が駆動されるよう制御する
   動力出力装置の制御方法。

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