JP2007055291A - ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置、及び始動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ハイブリッド車両において、モータ駆動による走行時にエンジンを始動させる場合に、スタータを使用せずにエンジンを始動して燃費の向上を図る。
【解決手段】 モータとエンジンの２種類の動力発生源と、主にエンジンの出力によって発電を行う発電機と、エンジンの出力を車両の駆動輪への駆動力と発電機の駆動力に分割する動力分割機構とを有するハイブリッド車両において、モータのみによる車両の走行中にエンジンの始動要求があった場合に、動力分割機構によって車両の駆動輪からの駆動力をエンジンに伝達してエンジンを始動するようにしたものである。発電機にエンジン始動のスタータの機能があった場合や、エンジンの始動を行うスタータが設けられている場合に、スタータ機能やスタータの故障が検出された場合でもエンジンの始動を行うことができるので、ハイブリッド車両のエンジン始動の信頼性が増す。
【選択図】 図３

Description

本発明はハイブリッド車両のエンジン始動制御装置、及び始動制御方法に関し、特に、電気モータとエンジンの２つの動力源を搭載するハイブリッド車両において、電気モータのみによる車両の走行中にエンジンの始動要求があった場合に、効率良く確実にエンジンを駆動することができるハイブリッド車両のエンジン始動制御装置、及び始動制御方法に関するものである。

従来、自動車と言えばエンジンを搭載したものが主流であったが、近年、電気モータ（以後単にモータという）で走る電気自動車や、２種類の動力源を自動車の走行状況に応じて使い分けるハイブリッドシステムを搭載した自動車（以後ハイブリッド車両という）が実用化され、普及しつつある。２種類の動力源は一般に、自動車に搭載される高出力バッテリで駆動されるモータと、ガソリンで駆動されるエンジンである。更に、エンジンには内燃機関と外燃機関が含まれる。内燃機関には、ガソリンエンジンのほか、水素やメタノール、ＬＰＧで駆動されるエンジン、及びディーゼルエンジンも含まれる。また、外燃機関には、スターリングエンジンなどが含まれる。

このようなモータとエンジンを搭載するハイブリッド車両におけるハイブリッドシステムの動作は以下のようになっている。
［システム起動］ 冷間時にエンジンを始動し、冷却水温度が一定値以上でエンジンを自動的に停止する。
［発進時・低速走行時］ 燃料をカットしてエンジンを停止し、モータにより走行する。
［通常走行時］ エンジン動力を動力分割機構で２経路に分割し、一方は車輪を直接駆動し、他方は発電機を駆動して発電させ、発生した電力によってモータを駆動して車輪の駆動力を補助する。動力配分は最大効率となるように制御される。

［高負荷時（急加速時）］ 通常走行時の経路で、更にモータには車両に搭載されたバッテッリからも電力が供給され、車輪の駆動力が向上する。
［減速時・制動時］ 車輪がモータを駆動して発電機として作動させ、発電した電力をバッテリに充電する。
［停止時］ エンジンを自動的に停止する。
［バッテリ充電時］ バッテリ電圧が低くなると、通常走行時にエンジン出力を増大させ、発電機による発電量を増やしてバッテリを充電する。

このように動作するハイブリッド車両の駆動装置は、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１に記載のハイブリッド車両の制御装置は、モータ走行モードからエンジン走行モードへの移行時における制御が適切に行われるようにしたものである。特許文献１に記載のハイブリッド車両の駆動装置には、エンジンにスタータが設けられており、モータ走行モードからエンジン走行モードへの移行時には、スタータが駆動されてエンジンが始動されるようになっている。

特開２００１−１１２１１８

しかしながら、特許文献１に記載のハイブリッド車両のように、モータ走行モードからエンジン走行モードへの移行時にスタータが駆動されてエンジンが始動されるようになっていると、スタータが故障した場合、エンジンが始動できなくなる問題点があった。ハイブリッド車両では、エンジン稼動時に発電機で発電した電力によってバッテリの充電を行うために、エンジンが始動されなければモータを動かす電力がなくなり、いずれ車両が停止してしまう。

更に、ハイブリッド車両が低速走行と通常走行とを頻繁に繰り返すような走行を行うと、スタータによってエンジンが始動される回数が多くなり、頻繁なスタータ駆動によってバッテリ電圧が低下してしまい、バッテリ充電のためにエンジン回転数を上げなければならなくなり、燃費が悪化するという問題点があった。

そこで、本発明は、ハイブリッド車両において、モータ走行モードからエンジン走行モードへの移行時にエンジンが始動される場合に、スタータが故障した場合であっても、エンジンの始動が行えるようにすることができるハイブリッド車両のエンジン始動制御装置、及び始動制御方法を提供することを目的としている。また、頻繁なスタータ駆動によってバッテリ電圧が低下してしまう場合に備えて、必要時にスタータを駆動することなく、エンジンを始動させることができるハイブリッド車両のエンジン始動制御装置、及び始動制御方法を提供することを目的としている。更に、スタータを使用しないエンジンの始動時に、ショックを低減することを目的としている。

前記目的を達成する本発明のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置、及び始動制御方法には、以下の６つの形態が可能である。
第１の形態は、モータとエンジンの２種類の動力発生源と、エンジンの出力によって発電を行う発電機と、エンジンの出力を車両の駆動輪への駆動力と発電機の駆動力に分割する動力分割機構とを有するハイブリッド車両のエンジン始動制御装置であって、モータのみによる車両の走行中にエンジンの始動要求があった場合に、動力分割機構によって車両の駆動輪からの駆動力をエンジンに伝達して、エンジンを始動することを特徴としている。

第２の形態は、モータとエンジンの２種類の動力発生源と、エンジンの出力によって発電を行うと共に、エンジン始動のスタータの機能を備える発電機と、エンジンの出力を車両の駆動輪への駆動力と発電機の駆動力に分割する動力分割機構とを有するハイブリッド車両のエンジン始動制御装置であって、発電機のスタータ機能の故障の有無を検出する機能を備え、発電機のスタータの機能の故障が検出され、且つモータ駆動による車両の走行中にエンジンの始動要求があった場合に、動力分割機構によって車両の駆動輪からの駆動力をエンジンに伝達してエンジンを始動することを特徴としている。

第３の形態は、モータとエンジンの２種類の動力発生源と、エンジンの出力によって発電を行う発電機と、エンジンの出力を車両の駆動輪への駆動力と発電機の駆動力に分割する動力分割機構と、エンジンの始動を行うスタータとを有するハイブリッド車両のエンジン始動制御装置であって、スタータの故障を検出する機能を備え、スタータの故障が検出され、且つモータ駆動による車両の走行中にエンジンの始動要求があった場合に、動力分割機構によって車両の駆動輪からの駆動力をエンジンに伝達してエンジンを始動することを特徴としている。

第４の形態は、モータとエンジンの２種類の動力発生源と、エンジンの出力によって発電を行う発電機と、エンジンの出力を車両の駆動輪への駆動力と発電機の駆動力に分割する動力分割機構とを有するハイブリッド車両におけるエンジン始動制御方法であって、モータのみによる車両の走行中を判定するステップと、モータのみによる車両の走行中にエンジンの始動要求があったか否かを判定するステップと、モータのみによる車両の走行中にエンジンの始動要求があった場合に、動力分割機構によって車両の駆動輪からの駆動力をエンジンに伝達して、エンジンを始動するステップとを備えることを特徴としている。

第５の形態は、モータとエンジンの２種類の動力発生源と、エンジンの出力によって発電を行うと共に、エンジン始動のスタータの機能を備える発電機と、エンジンの出力を車両の駆動輪への駆動力と発電機の駆動力に分割する動力分割機構とを有するハイブリッド車両におけるエンジン始動制御方法であって、モータのみによる車両の走行中を判定するステップと、モータのみによる車両の走行中にエンジンの始動要求があったか否かを判定するステップと、発電機のスタータ機能の故障の有無を検出するステップと、発電機のスタータの機能の故障が検出され、且つモータ駆動による車両の走行中にエンジンの始動要求があった場合に、動力分割機構によって車両の駆動輪からの駆動力をエンジンに伝達してエンジンを始動するステップを備えることを特徴としている。

第６の形態は、モータとエンジンの２種類の動力発生源と、エンジンの出力によって発電を行う発電機と、エンジンの出力を車両の駆動輪への駆動力と発電機の駆動力に分割する動力分割機構と、エンジンの始動を行うスタータとを有するハイブリッド車両におけるエンジン始動制御方法であって、モータのみによる車両の走行中を判定するステップと、モータのみによる車両の走行中にエンジンの始動要求があったか否かを判定するステップと、スタータの故障を検出するステップと、スタータの故障が検出され、且つモータ駆動による車両の走行中にエンジンの始動要求があった場合に、動力分割機構によって車両の駆動輪からの駆動力をエンジンに伝達してエンジンを始動するステップを備えることを特徴としている。

本発明のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置、及び始動制御方法によれば、ハイブリッド車両において、モータ走行モードからエンジン走行モードへの移行時にエンジンが始動される場合に、頻繁なスタータ駆動によってバッテリ電圧が低下しないように、エンジン始動時にスタータモータを駆動することなく、エンジンを始動させることができるという効果がある。また、スタータが故障した場合であっても、エンジンの始動が行えるという効果がある。

以下、添付図面を用いて本発明の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。まず、図１、図２を用いて本発明を適用するハイブリッドシステムの構成について説明し、次いで、このハイブリッドシステムのモータのみで車両が走行している時に、エンジンの始動要求があった場合の本発明のエンジンの始動制御について、いくつかの実施例の手順をフローチャートを用いて説明する。

図１（ａ）はハイブリッド車両において本発明を適用するハイブリッドシステム１０の一例を示すものであり、（ｂ）は（ａ）のハイブリッドシステム１０の構成をブロックで示すブロック構成図である。ハイブリッドシステム１０は、バッテリ１で駆動されるモータ２とエンジン３の２種類の動力発生源と、発電機４と、エンジン３の出力を車両の駆動輪８の駆動力と発電機４の駆動力に分割する動力分割機構５と、バッテリ１の直流電流を交流電流に変換したり、交流電流を直流に変換するインバータ６、及びモータ２或いはエンジン３の回転を、駆動輪８の駆動軸１８に伝達する減速機７を備えている。この減速機７には変速機が使用されることもある。９は従動輪である。

バッテリ１は高出力バッテリであり、例えばニッケル水素バッテリ等が使用される。バッテリ１は、車両の発進時、加速時、登坂時等にモータ２に電力を供給し、制動時等には充電される。モータ２には、小型で軽量、且つ高効率の交流同期電動機等が使用される。モータ２はエンジン３の出力を補助して駆動力を高めると共に、車両の制動時には発電を行い、バッテリを充電する。発電機４は、主にエンジン３の出力によって高電圧の発電を行う。また、エンジン始動のスタータの機能を持つ。発電機４にはモータ２と同様に交流同期電動機が使用される。

動力分割機構５には、エンジン３の動力軸１３、発電機４の回転軸１４、及び減速機７に接続する中継軸１７が接続されている。動力分割機構５は、エンジン３の動力軸１３の駆動力を、発電機の回転軸１４の駆動力と中継軸１７の駆動力に適切に分割する。即ち、動力分割機構５は、エンジン３の駆動力を、発電機４と駆動軸１８に適切に分割して伝える。動力分割機構５はオイルポンプＰ１から吐出される油圧によって動作する。尚、本発明にはオイルポンプＰ１に加えて電動オイルポンプＰ２が設けられており、電動オイルポンプＰ２から吐出される油圧によっても動力分割機構５を動作させることができるようになっている。

以上のように構成されたハイブリッドシステム１０には、図示はしないが、制御装置として、ハイブリッドＥＣＵ（電子制御ユニット）、モータＥＣＵ、エンジンＥＣＵ、バッテリＥＣＵや、ブレーキコンピュータが設けられている。ハイブリッドＥＣＵは、アクセル開度、シフトポジションから必要なエンジン出力、モータトルク、発電機のトルクを求め、各ＥＣＵに要求値を出力し、駆動力を制御する。モータＥＣＵはハイブリッドＥＣＵと一体になっており、ハイブリッドＥＣＵからの駆動要求値に従い、インバータ６を通じてモータ２、発電機４を制御する。エンジンＥＣＵは、ハイブリッドＥＣＵからの指令に従い、エンジンを制御する。バッテリＥＣＵは、バッテリは１の充電状態の監視を行う。また、ブレーキコンピュータは、全制動力が一般の油圧ブレーキだけの車両と同等になるように、モータ２が行う回生ブレーキと油圧ブレーキの協調制御を行う。

図２（ａ）は本発明を適用する別の構成のハイブリッドシステム２０を示している。ハイブリッドシステム２０が図１で説明したハイブリッドシステム１０と異なる点は、エンジン３の始動を行うスタータ２１が、エンジン３に設けられている点のみである。よって図２（ａ）に示すハイブリッドシステム２０の、図１に示したハイブリッドシステム１０と同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略する。

図２（ｂ）は本発明を適用する更に別の構成のハイブリッドシステム３０を示すものである。ハイブリッドシステム３０が図１で説明したハイブリッドシステム１０と異なる点は、エンジン３と動力分割機構５の間に、ロックアップクラッチ付のトルクコンバータ３１を備えた変速機３２が設けられている点のみである。よって図２（ｂ）に示すハイブリッドシステム３０の、図１に示したハイブリッドシステム１０と同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略する。

ここで、ハイブリッドシステム１０のモータ２のみで車両が走行している時に、エンジン３の始動要求があった場合の本発明のエンジンの始動制御の手順について、図３から図８に示すフローチャートを用いて説明する。これらの手順は、例えば、所定時間毎に実行されるものとする。

図３は、本発明の第１の実施例を示すものであり、ハイブリッド車両がモータのみで走行している時にエンジン始動要求がされた場合に、スタータを使用せずにエンジンを始動する本発明の基本的な制御の手順を示すものである。ステップ３０１では車両がモータ駆動で走行中か否かが判定される。車両が走行中でない場合、或いはエンジンとモータの併用で走行している場合はこのルーチンを終了する。

ステップ３０１で車両がモータ駆動で走行中であると判定された場合はステップ３０２に進み、エンジンの始動要求があったか否かが判定される。エンジンの始動要求がない場合にはこのルーチンを終了するが、始動要求があった場合はステップ３０３に進む。

ステップ３０３では、動力分割機構を動作させて、駆動輪をエンジンに接続させる動作が行われる。通常のハイブリッド車両では、車両がモータ駆動で走行中にエンジンの始動要求があった場合は、図１に示す発電機４が駆動され、この発電機４がスタータとなってエンジンが始動される。一方、第１の実施例では、発電機４は駆動されず、電動オイルポンプＰ２が駆動されて加圧オイルが動力分割機構５に供給され、エンジン３の動力軸１３が、動力分割機構５、中継軸１７、及び減速機７を通じて駆動輪８の駆動軸１８に接続される。この結果、走行中の車両の駆動軸１８の回転がエンジン３に伝えられて、エンジン３がクランキングされる。

ステップ３０３でエンジン３がクランキングされると、ステップ３０４でエンジン３が始動したか否かが判定される。エンジン３が始動していない時はステップ３０３の動作が継続され、エンジン３の始動が検出されるとステップ３０５に進む。ステップ３０５では車両の走行状態に応じて動力分割機構５がオイルポンプＰ１によって動作し、エンジン３の駆動力が中継軸１７と減速機７を介して駆動軸１８に伝えられる。このように、モータ駆動で車両が走行している時にエンジンの始動要求があった場合、スタータを極力使用しないでエンジンを始動することにより、燃費の向上が図れる。

図４は本発明の第２の実施例を示すものであり、図１に示した発電機４がスタータとして動作する場合、或いは図２（ａ）に示したようにエンジン３にスタータ２１が搭載されているハイブリッド車両が、モータのみの駆動によって走行している時にエンジン始動要求がされた場合に、発電機４のスタータ機能、或いはスタータ２１を使用せずにエンジンを始動する本発明の制御の手順を示すものである。なお、ここでは説明を分かりやすくするために、図２（ａ）に示したようにエンジン３にスタータ２１が搭載されているハイブリッド車両における制御を説明する。

ステップ４０１では車両がモータ駆動で走行中か否かが判定される。車両が走行中でない場合、或いはエンジンとモータの併用で走行している場合はこのルーチンを終了する。ステップ４０１で車両がモータ駆動で走行中であると判定された場合はステップ４０２に進み、エンジンの始動要求があったか否かが判定される。エンジンの始動要求がない場合にはこのルーチンを終了するが、始動要求があった場合はステップ４０３に進む。

ステップ４０３では、図２（ａ）に示したスタータ２１が故障か否かが判定される。スタータ２１が故障していない場合にはステップ４０４に進み、スタータ２１によってエンジン３がクランキングされる。ステップ４０４でエンジン３がクランキングされると、ステップ４０５でエンジン３が始動したか否かが判定される。エンジン３が始動していない時はステップ４０４の動作が継続され、エンジン３の始動が検出されるとステップ４０６に進む。ステップ４０６ではスタータ２１の動作を停止し、ステップ４１０に進む。

一方、ステップ４０３でスタータ２１が故障であると判定された場合はステップ４０７に進む。ステップ４０７では電動オイルポンプＰ２を駆動し、加圧オイルを動力分割機構５に供給し、動力分割機構５を動作させて、駆動輪１８をエンジン３の動力軸１３に接続させる動作が行われ、エンジン３の動力軸１３が、動力分割機構５、中継軸１７、及び減速機７を通じて駆動輪８の駆動軸１８に接続される。この結果、走行中の車両の駆動軸１８の回転がエンジン３に伝えられて、エンジン３がクランキングされる。

ステップ４０７でエンジン３がクランキングされると、ステップ４０８でエンジン３が始動したか否かが判定される。エンジン３が始動していない時はステップ４０７の動作が継続され、エンジン３の始動が検出されるとステップ４０９に進む。ステップ４０９では、電動オイルポンプＰ２の駆動が停止され、駆動輪１８がエンジン３の動力軸１３から切り離される。

ステップ４０６におけるスタータ２１の動作停止後、又はステップ４０９の電動オイルポンプＰ２の駆動停止後に進むステップ４１０では、車両の走行状態に応じて動力分割機構５がオイルポンプＰ１によって動作し、エンジン３の駆動力が中継軸１７と減速機７を介して駆動軸１８に伝えられる。

図５は本発明の第３の実施例を示すものであり、変速機を搭載したハイブリッド車両が、モータのみの駆動によって走行している時にエンジン始動要求がされた場合の、エンジン始動制御の手順を示すものである。この変速機は、図１（ｂ）と図２（ａ）に符号７で示すブロックが減速機ではなく変速機である場合、図１（ｂ）と図２（ａ）に符号７で示すブロックが減速機で動力分割機構５に変速機が内蔵されている場合、或いは図２（ｂ）に示すようにエンジン３と動力分割機構５の間に変速機３２が設けられている場合等、色々な場合が考えられるが、第３の実施例における変速機はこれらのどの変速機であっても良い。

また、第３の実施例では、図１と図２（ｂ）に示した発電機４がスタータとして動作する場合、或いは図２（ａ）に示したようにエンジン３にスタータ２１が搭載されている場合のように、ハイブリッド車両に発電機４のスタータ機能、或いはスタータ２１が装備されているものとする。第３の実施例でも説明を分かりやすくするために、図２（ａ）に示したようにエンジン３にスタータ２１が搭載されているハイブリッド車両における制御を説明する。また、第３の実施例の制御手順で第２の実施例と同じ制御手順には同じステップ番号を付して説明する。

ステップ４０１では車両がモータ駆動で走行中か否かが判定される。車両が走行中でない場合、或いはエンジンとモータの併用で走行している場合はこのルーチンを終了する。ステップ４０１で車両がモータ駆動で走行中であると判定された場合はステップ４０２に進み、エンジンの始動要求があったか否かが判定される。エンジンの始動要求がない場合にはこのルーチンを終了するが、始動要求があった場合はステップ５０１に進む。

ステップ５０１では、変速機のギヤ段が高速段か低速段かが判定される。変速機のギヤ段が低速段の場合にはステップ４０４に進み、スタータ２１によってエンジン３がクランキングされる。ステップ４０４でエンジン３がクランキングされると、ステップ４０５でエンジン３が始動したか否かが判定される。エンジン３が始動していない時はステップ４０４の動作が継続され、エンジン３の始動が検出されるとステップ４０６に進む。ステップ４０６ではスタータ２１の動作を停止し、ステップ４１０に進む。

一方、ステップ５０１で変速機のギヤ段が高速段であると判定された場合はステップ４０７に進む。ステップ４０７では電動オイルポンプＰ２を駆動し、加圧オイルを動力分割機構５に供給し、動力分割機構５を動作させて、駆動輪１８をエンジン３の動力軸１３に接続させる動作が行われ、エンジン３の動力軸１３が、動力分割機構５、中継軸１７、及び減速機７を通じて駆動輪８の駆動軸１８に接続される。この結果、走行中の車両の駆動軸１８の回転がエンジン３に伝えられて、エンジン３がクランキングされる。

ステップ４０７でエンジン３がクランキングされると、ステップ４０８でエンジン３が始動したか否かが判定される。エンジン３が始動していない時はステップ４０７の動作が継続され、エンジン３の始動が検出されるとステップ４０９に進む。ステップ４０９では、電動オイルポンプＰ２の駆動が停止され、駆動輪１８がエンジン３の動力軸１３から切り離される。

ステップ４０６におけるスタータ２１の動作停止後、又はステップ４０９の電動オイルポンプＰ２の駆動停止後に進むステップ４１０では、車両の走行状態に応じて動力分割機構５がオイルポンプＰ１によって動作し、エンジン３の駆動力が中継軸１７と減速機７を介して駆動軸１８に伝えられる。

図６は本発明の第４の実施例を示すものであり、スタータと変速機を搭載したハイブリッド車両が、モータのみの駆動によって走行している時にエンジン始動要求がされた場合の、エンジン始動制御の手順を示すものであって、前述の第２の実施例の変形例である。変速機は、第３の実施例で説明したように、ハイブリッドシステムのどこに設けられていても良い。又、第４の実施例でも、スタータは第２の実施例同様に、図２（ａ）に示したエンジン３に搭載されるスタータ２１を例にとって説明する。更に、第４の実施例の制御手順では、前述の第２の実施例と同じ制御手順には同じステップ番号を付してその説明を省略する。

第４の実施例の制御手順が第２の実施例の制御手順と異なる点は、第２の実施例のステップ４０３からステップ４０７に進む手順の間に、ステップ６０１とステップ６０２が挿入されただけである。第２の実施例ではステップ４０３でスタータの故障が判定された時は直ちにステップ４０７に進んでいたが、第４の実施例では、ステップ４０３でスタータの故障が判定された時はステップ６０１に進み、変速機のギヤ段が高速段か低速段かが判定される。

ステップ６０１の判定において、変速機のギヤ段が高速段と判定された場合にはそのままステップ４０７に進み、変速機のギヤ段が低速段と判定された場合にはステップ６０２に進み、変速機のギヤ段が高速段に変更されてステップ４０７に進む。ステップ４０７では、電動オイルポンプＰ２を駆動し、加圧オイルを動力分割機構５に供給し、動力分割機構５を動作させて、駆動輪１８をエンジン３の動力軸１３に接続させる動作が行われる。この後の動作は第２の実施例と同じであるので、その説明を省略する。

図７は本発明の第５の実施例を示すものであり、スタータと変速機を搭載したハイブリッド車両が、モータのみの駆動によって走行している時にエンジン始動要求がされた場合の、エンジン始動制御の別の手順を示すものであって、前述の第４の実施例の変形例である。変速機は、第３の実施例で説明したように、ハイブリッドシステムのどこに設けられていても良い。又、第５の実施例でも、スタータは第２の実施例同様に、図２（ａ）に示したエンジン３に搭載されるスタータ２１を例にとって説明する。更に、第５の実施例の制御手順では、前述の第４の実施例と同じ制御手順には同じステップ番号を付してその説明を省略する。

第５の実施例の制御手順が第４の実施例の制御手順と異なる点は、第４の実施例のステップ４０７からステップ４０８に進む手順の間に、ステップ７０１とステップ７０２が挿入されただけである。第４の実施例ではステップ４０７で電動オイルポンプＰ２が駆動され、加圧オイルが動力分割機構５に供給され、動力分割機構５が動作して、駆動輪１８がエンジン３の動力軸１３に接続された後は直ちにステップ４０８に進んでいた。

一方、第５の実施例では、ステップ４０７が終了すると、ステップ７０１で一定時間が経過したか否かが判定される。そして、一定時間が経過していない時にはステップ４０８に進むが、一定時間が経過した後にはステップ７０２に進み、ギヤ段を高速段から低速段に変更することを許可してステップ４０８に進む。ギヤ段を高速段から低速段に変更することを許可するとは、ギヤ段を直ちに高速段から低速段に切り換えるのではなく、ギヤ段を高速段から低速段に切り換える状況になったら低速段に切り換えても良いという意味である。言い換えれば、第５の実施例は、ステップ６０１で変速機のギヤ段を低速段から高速段に切り換えた後は、一定時間の間、変速機のギヤ段の高速段から低速段への切り換えを禁止するという意味である。ステップ４０８以降の動作は第４の実施例、即ち第２の実施例と同じであるので、その説明を省略する。

なお、第５の実施例では、動力分割機構５を動作させて駆動輪１８の回転をエンジン３の動力軸１３に伝えることによってエンジン３のクランキングを開始してから、一定時間の間は変速機のギヤ段の高速段から低速段への切り換えを禁止するようにしているが、変速機のギヤ段の高速段から低速段への切り換えを禁止する期間は、駆動輪１８の回転をエンジン３の動力軸１３に伝えることによってエンジン３のクランキングを開始してから、エンジン３が始動するまでの間としても良い。即ち、図７で説明したステップ７０１は削除し、ステップ７０２をステップ４０８とステップ４０９の間で実行させるようにしても良い。

図８は本発明の第６の実施例を示すものであり、図２（ｂ）に示したスタータ（実際には発電機４のスタータ機能）とロックアップ付トルクコンバータ３１を備えた変速機３２を搭載したハイブリッド車両が、モータのみの駆動によって走行している時にエンジン始動要求がされた場合の、エンジン始動制御の手順を示すものである。第６の実施例は、第５の実施例の手順にトルクコンバータ３１の制御手順が加わったものである。よって、第５の実施例と同じ手順には同じステップ番号を付してその説明を簡略化する。

ステップ４０１では車両がモータ駆動で走行中か否かが判定され、車両がモータ駆動で走行中であると判定された場合のみステップ４０２に進み、エンジンの始動要求があったか否かが判定される。エンジンの始動要求がない場合にはこのルーチンを終了するが、エンジンの始動要求があった場合はステップ８０１に進む。

ステップ８０１ではトルクコンバータ（図８にはトルコンと記す）のロックアップクラッチがロックアップ状態か否かが判定される。ロックアップクラッチがロックアップ状態でない場合はステップ４０３に進むが、ロックアップクラッチがロックアップ状態の時はステップ８０２でロックアップを解除してからステップ４０３に進む。

ステップ４０３では、スタータ（実際には発電機４のスタータ機能）が故障か否かが判定され、スタータが故障していない場合にはステップ４０４からステップ４０６の処理が行われ、スタータによってエンジンがクランキングされ、エンジンがするとスタータの動作を停止してステップ４１０に進む。

一方、ステップ４０３でスタータが故障であると判定された場合はステップ６０１に進み、第５の実施例同様に、変速機のギヤ段が高速段と判定された場合にはそのままステップ４０７に進み、変速機のギヤ段が低速段と判定された場合はステップ６０２で変速機のギヤ段が高速段に変更されてステップ４０７に進む。ステップ４０７では、電動オイルポンプＰ２が駆動され、加圧オイルが動力分割機構５に供給され、動力分割機構５が動作して、駆動輪１８をエンジン３の動力軸１３に接続させ、エンジンをクランキングする動作が行われる。

次のステップ４０８でエンジン３が始動したか否かが判定され、エンジン３が始動していない時はステップ４０７の動作が継続され、エンジン３の始動が判定されるとステップ７０２で変速機のギヤ段の低速段への移行を許可した後にステップ４０９に進む。ステップ４０９では、電動オイルポンプＰ２の駆動が停止され、駆動輪１８がエンジン３の動力軸１３から切り離される。

ステップ４０９の手順が終了するとステップ８０３に進み、ロックアップ機構のロックアップ条件が成立したか否かが判定される。ロックアップ条件が成立していない時にはそのままステップ４１０に進むが、ロックアップ条件が成立している時にはステップ８０４においてトルクコンバータのロックアップ機構がロックアップ状態されてからステップ４１０に進む。このようにエンジンが始動してから直ちにトルクコンバータのロックアップ機構をロックアップ状態にすることにより、走行フィーリングの悪化防止、及び燃費の向上を図ることができる。

ステップ４１０では、車両の走行状態に応じて動力分割機構５がオイルポンプＰ１によって動作し、エンジン３の駆動力が中継軸１７と減速機７を介して駆動軸１８に伝えられる。第６の実施例では、動力分割機構５を動作させて駆動輪１８の回転をエンジン３の動力軸１３に伝えることによってエンジン３のクランキングを開始してから、変速機のギヤ段の高速段から低速段への切り換えを禁止するようにする期間を、エンジンが始動するまでの間としている。

また、第６の実施例で、エンジンの始動中はトルクコンバータのロックアップ機能を解除するのは、エンジン始動時のショックを低減するためである。なお、トルクコンバータに完全なロックアップではないフレックスロックアップ機構が装備されている車両においては、エンジンの始動中にトルクコンバータのロックアップ機能を解除せずに、フレックスロックアップに切り換えるようにしても良い。

（ａ）は本発明を適用するハイブリッド車両のハイブリッドシステムの一例を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のハイブリッドシステムの構成をブロックで示すブロック構成図である。 （ａ）は本発明を適用するハイブリッド車両のハイブリッドシステムの別の構成を示すブロック構成図、（ｂ）は本発明を適用するハイブリッド車両のハイブリッドシステムの更に別の構成を示すブロック構成である。 本発明の第１の実施例を示すものであり、ハイブリッド車両がモータのみの駆動によって走行している時に、エンジン始動要求がされた場合のエンジン始動制御の手順を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施例を示すものであり、スタータを搭載したハイブリッド車両が、モータのみの駆動によって走行している時にエンジン始動要求がされた場合の、エンジン始動制御の手順を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施例を示すものであり、変速機を搭載したハイブリッド車両が、モータのみの駆動によって走行している時にエンジン始動要求がされた場合の、エンジン始動制御の手順を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施例を示すものであり、スタータと変速機を搭載したハイブリッド車両が、モータのみの駆動によって走行している時にエンジン始動要求がされた場合の、エンジン始動制御の手順を示すフローチャートである。 本発明の第５の実施例を示すものであり、スタータと変速機を搭載したハイブリッド車両が、モータのみの駆動によって走行している時にエンジン始動要求がされた場合の、エンジン始動制御の別の手順を示すフローチャートである。 本発明の第６の実施例を示すものであり、スタータとロックアップ付トルクコンバータを備えた変速機を搭載したハイブリッド車両が、モータのみの駆動によって走行している時にエンジン始動要求がされた場合の、エンジン始動制御の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ バッテリ
２ 電気モータ（モータ）
３ エンジン
４ 発電機
５ 動力分割機構
６ インバータ
７ 減速機又は変速機
１０，２０，３０ ハイブリッドシステム
１２ 電動オイルポンプ
２１ スタータ
３１ ロックアップ付トルクコンバータ
３２ 変速機

Claims (12)

1. 電気モータとエンジンの２種類の動力発生源と、
   前記エンジンの出力によって発電を行う発電機と、
   前記エンジンの出力を車両の駆動輪への駆動力と前記発電機の駆動力に分割する動力分割機構と、を有するハイブリッド車両において、
   前記電気モータのみによる車両の走行中にエンジンの始動要求があった場合に、前記動力分割機構によって前記車両の駆動輪からの駆動力をエンジンに伝達して、前記エンジンを始動することを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
2. 電気モータとエンジンの２種類の動力発生源と、
   前記エンジンの出力によって発電を行うと共に、前記エンジン始動のスタータの機能を備える発電機と、
   前記エンジンの出力を車両の駆動輪への駆動力と前記発電機の駆動力に分割する動力分割機構と、を有するハイブリッド車両において、
   前記発電機の前記スタータ機能の故障の有無を検出する機能を備え、
   前記発電機のスタータの機能の故障が検出され、且つ電気モータ駆動による車両の走行中にエンジンの始動要求があった場合に、前記動力分割機構によって前記車両の駆動輪からの駆動力をエンジンに伝達して前記エンジンを始動することを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
3. 電気モータとエンジンの２種類の動力発生源と、
   前記エンジンの出力によって発電を行う発電機と、
   前記エンジンの出力を車両の駆動輪への駆動力と前記発電機の駆動力に分割する動力分割機構と、
   前記エンジンの始動を行うスタータと、を有するハイブリッド車両において、
   前記スタータの故障を検出する機能を備え、
   前記スタータの故障が検出され、且つ電気モータ駆動による車両の走行中にエンジンの始動要求があった場合に、前記動力分割機構によって前記車両の駆動輪からの駆動力をエンジンに伝達して前記エンジンを始動することを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
4. 請求項１から３の何れか１項に記載のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、
   前記動力分割機構による前記車両の駆動輪からの駆動力をエンジンに伝達する動作を、前記車両に設けられた電動オイルポンプからの加圧オイルの吐出によって行わせることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
5. 請求項４に記載のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、
   前記エンジンから前記車両の駆動輪までの間の動力伝達機構に，前記エンジンの出力を変速する変速機が設けられており、
   前記電動オイルポンプからの加圧オイルの吐出を、車両走行中の前記変速機のギヤが所定段より高いギヤ段の時に実行させることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
6. 請求項５に記載のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、
   前記エンジンの始動開始から一定時間の間、前記変速機のギヤ段を高速段側に固定し、低速段側への変速を禁止することを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
7. 請求項５に記載のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、
   前記エンジンの始動開始から完全にエンジンが駆動されるまでの間、前記変速機のギヤ段を高速段側に固定し、低速段側への変速を禁止することを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
8. 請求項５から７の何れか１項に記載のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、
   前記変速機と前記エンジンとの間に、ロックアップ機構付のトルクコンバータが設けられており、
   前記エンジンの始動要求があった場合に、前記トルクコンバータがロックアップ状態であった場合には、エンジン始動開始時にロックアップの解除、若しくはフレックスロックアップに切り換えることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
9. 請求項８に記載のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、
   前記エンジンの始動完了後に、前記トルクコンバータのロックアップ条件が成立した時は、前記トルクコンバータをロックアップ状態に復帰させることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
10. 電気モータとエンジンの２種類の動力発生源と、前記エンジンの出力によって発電を行う発電機と、前記エンジンの出力を車両の駆動輪への駆動力と前記発電機の駆動力に分割する動力分割機構とを有するハイブリッド車両におけるエンジン始動制御方法であって、
    前記電気モータのみによる車両の走行中を判定するステップと、
    前記電気モータのみによる車両の走行中にエンジンの始動要求があったか否かを判定するステップと、
    前記電気モータのみによる車両の走行中にエンジンの始動要求があった場合に、前記動力分割機構によって前記車両の駆動輪からの駆動力をエンジンに伝達して、前記エンジンを始動するステップとを備えることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御方法。
11. 電気モータとエンジンの２種類の動力発生源と、前記エンジンの出力によって発電を行うと共に、前記エンジン始動のスタータの機能を備える発電機と、前記エンジンの出力を車両の駆動輪への駆動力と前記発電機の駆動力に分割する動力分割機構とを有するハイブリッド車両におけるエンジン始動制御方法であって、
    前記電気モータのみによる車両の走行中を判定するステップと、
    前記電気モータのみによる車両の走行中にエンジンの始動要求があったか否かを判定するステップと、
    前記発電機の前記スタータ機能の故障の有無を検出するステップと、
    前記発電機のスタータの機能の故障が検出され、且つ電気モータ駆動による車両の走行中にエンジンの始動要求があった場合に、前記動力分割機構によって前記車両の駆動輪からの駆動力をエンジンに伝達して前記エンジンを始動するステップを備えることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御方法。
12. 電気モータとエンジンの２種類の動力発生源と、前記エンジンの出力によって発電を行う発電機と、前記エンジンの出力を車両の駆動輪への駆動力と前記発電機の駆動力に分割する動力分割機構と、前記エンジンの始動を行うスタータとを有するハイブリッド車両におけるエンジン始動制御方法であって、
    前記電気モータのみによる車両の走行中を判定するステップと、
    前記電気モータのみによる車両の走行中にエンジンの始動要求があったか否かを判定するステップと、
    前記スタータの故障を検出するステップと、
    前記スタータの故障が検出され、且つ電気モータ駆動による車両の走行中にエンジンの始動要求があった場合に、前記動力分割機構によって前記車両の駆動輪からの駆動力をエンジンに伝達して前記エンジンを始動するステップを備えることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御方法。

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