JP2007196908A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の初爆時のトルクを打ち消すカウンタトルクを電動機に出力させる制御が行われる車両において、上記カウンタトルクによる車両の振動を回避する。
【解決手段】エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを有し、エンジン２２の初爆時のトルクを打ち消すカウンタトルクをモータＭＧ２に出力させる制御が行われるハイブリッド車両２０において、ハイブリッドＥＣＵ７０は、エンジン２２の初爆時のトルクが小さいと推定される所定の条件が満たされるか否かを判断し、当該所定の条件が満たされると判断された場合には、上記カウンタトルクの出力を禁止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関と電動機とを有し、内燃機関の初爆時のトルクを打ち消すトルクを電動機に出力させる制御が行われる車両の制御装置に関する。

内燃機関と電動機とを有するハイブリッド車両では、内燃機関の初爆時に、内燃機関のトルク変動により車両に振動が発生し、この振動が車両の乗員に不快感を与える。そこで、従来、内燃機関の初爆時のトルクを打ち消すトルク（カウンタトルクという）を電動機に出力させ、初爆時の車両の振動を低減させる技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００５−３０２８１号公報 特開２０００−１１５９１１号公報 特開２００４−２２２４３９号公報

しかし、重質燃料を使用した場合等、初爆時のトルクが小さい場合には、カウンタトルクが逆にトルクショックを発生させてしまう。

そこで、本発明は、内燃機関の初爆時のトルクを打ち消すカウンタトルクを電動機に出力させる制御が行われる車両の制御装置であって、上記カウンタトルクによる車両の振動を回避することが可能な車両の制御装置を提供する。

本発明に係る車両の制御装置は、内燃機関と電動機とを有し、前記内燃機関の初爆時のトルクを打ち消すトルクを前記電動機に出力させる制御が行われる車両の制御装置であって、前記内燃機関の初爆時のトルクが小さいと推定される所定の条件が満たされるか否かを判断する判断手段と、前記判断手段により前記所定の条件が満たされると判断された場合に、前記初爆時のトルクを打ち消すトルクの出力を禁止する禁止手段と、を有することを特徴とする。

本発明の好適な態様では、前記所定の条件は、前記内燃機関の燃料が重質燃料であるという条件である。

また、本発明の好適な態様では、前記所定の条件は、当該車両が所定標高以上の高地にある、または、当該車両が所定大気圧以下の場所にある、という条件である。

また、本発明の好適な態様では、前記所定の条件は、前記内燃機関の点火時期が所定レベル以上遅角側であるという条件である。

また、本発明の好適な態様では、前記所定の条件は、前記内燃機関のフリクションが所定レベル以上であるという条件である。

本発明によれば、内燃機関の初爆時のトルクを打ち消すカウンタトルクを電動機に出力させる制御が行われる車両において、上記カウンタトルクによる車両の振動を回避することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

図１は、本実施の形態に係る制御装置が搭載されたハイブリッド車両２０の構成を示す概略図である。このハイブリッド車両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、これら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（以下、ハイブリッドＥＣＵという）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る。このエンジン２２は、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。このエンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。具体的には、エンジンＥＣＵ２４には、クランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ２３ａからのクランク角θや吸気系に取り付けられた吸気温センサ２３ｂからの吸気温Ｔａ，負圧検出センサ２３ｃからの吸気圧Ｖａ，スロットルポジションセンサ２３ｅからのスロットルバルブ２３ｄの開度（スロットル開度）ＳＰ，エンジン２２の冷却系に取り付けられた冷却水温度センサ２３ｆからの冷却水温Ｔｗなどが入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０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ＥＣＵ７０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ＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０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ＥＣＵ７０に出力する。

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からの電池温度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ＥＣＵ７０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ＥＣＵ７０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ＥＣＵ７０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。ハイブリッドＥＣＵ７０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っている。

上記のように構成されたハイブリッド車両２０では、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が計算され、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や、エンジン２２の運転を停止して要求動力に見合う動力をモータＭＧ２からリングギヤ軸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、ハイブリッド車両２０の動作、特に運転停止しているエンジン２２を始動する際の動作について説明する。図２は、ハイブリッドＥＣＵ７０により実行される始動時駆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の始動指示がなされたときに実行される。図２には、エンジン２２の初爆時のトルクを打ち消すトルク（カウンタトルク）をモータＭＧ２に出力させる制御が行われる場合が示されており、以下、この場合について図２を参照しながら説明する。

始動時駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッドＥＣＵ７０は、まず、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，エンジン２２の回転数Ｎｅやクランク角θ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２など制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅとクランク角θは、クランクポジションセンサ２３ａにより検出されたクランク角θとこのクランク角θに基づいて計算された回転数ＮｅとをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。

ついで、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に出力すべき要求トルクＴｒ＊と、リングギヤ軸３２ａに出力すべき駆動要求パワーＰｒ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、本実施の形態では、ＲＯＭ７４に予め格納された、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を示す要求トルク設定用マップを用いて設定される。駆動要求パワーＰｒ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとして計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めたりすることができる。

続いて、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅとクランク角θとに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１２０）。本実施の形態では、トルク指令Ｔｍ１＊は、図３のエンジン２２を始動する際のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２の回転数Ｎｅとの関係の一例に示されるように、エンジン２２の回転数Ｎｅとクランク角θとに基づいて設定される。図示するように、エンジン２２の始動指示がなされた時刻ｔ１の直後からレート処理を用いて比較的大きなトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、エンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させる。エンジン２２の回転数Ｎｅが共振周波数を通過した時刻ｔ２以降のエンジン２２のいずれかの気筒が膨張行程にさしかかるタイミングでトルク指令Ｔｍ１＊にエンジン２２を安定して回転数Ｎｒｅｆ以上にモータリングできるトルクを設定し、電力消費や駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにおける反力を小さくする。なお、膨張行程にさしかかるタイミングはクランク角θによって判断することができる。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが制御開始回転数Ｎｒｅｆに至った時刻ｔ３からレート処理を用いてトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する。そして、エンジン２２の完爆が判定された時刻ｔ５から発電用のトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定する。いま、エンジン２２の始動指示がなされた直後を考えれば、トルク指令Ｔｍ１＊には比較的大きなトルクが設定されることになる。

モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊が設定されると、エンジン２２の回転数Ｎｅが制御開始回転数Ｎｒｅｆより大きくなったか否かを判定する（ステップＳ１３０）。エンジン２２の始動指示がなされた直後を考えれば、エンジン２２の回転数Ｎｅは値０であるから、この判定では、否定的な結果を得る。この場合、ステップＳ１９０に進み、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔと上記設定されたトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上限としてのトルク制限Ｔｍａｘを次式（１）により計算する（ステップＳ１９０）。また、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（２）により計算する（ステップＳ２００）。そして、計算したトルク制限Ｔｍａｘと仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとを比較して小さい方のトルクから補正トルクＴαを減じたものをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定する（ステップＳ２１０）。ここで、補正トルクＴαは、エンジン２２の回転数Ｎｅが制御開始回転数Ｎｒｅｆより大きくなってから設定されるものであり、エンジン２２の始動指示がなされた直後は初期値として値０が設定されている。したがって、ここでは、トルク制限Ｔｍａｘと仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとを比較して小さい方がトルク指令Ｔｍ２＊として設定されることになる。上述の式（２）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。図４はエンジン２２を始動する前における動力分配統合機構３０の各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図であり、図５はエンジン２２をクランキングしている最中における動力分配統合機構３０の各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図である。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じたリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（２）は、図５の共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、図５中のＲ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１からトルク指令Ｔｍ１＊のトルクを出力してエンジン２２をクランキングする際に駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する反力としてのトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２＊が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示している。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、モータＭＧ１によりエンジン２２をクランキングする際にリングギヤ軸３２ａに作用する反力としてのトルクを受け持つと共に運転者が要求する要求トルクＴｒ＊に応じたトルクを出力することができる。
Ｔｍａｘ＝（Ｗｏｕｔ−Ｔｍ１＊・Ｎｍ１）／Ｎｍ２ ・・・（１）
Ｔｍ２ｔｍｐ＝（Ｔｒ＊＋Ｔｍ１＊／ρ）／Ｇｒ ・・・（２）

こうしてトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、これらをモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ２２０）。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行う。

ついで、エンジン２２が完爆したか否かを判定し（ステップＳ２３０）、完爆していないときにはステップＳ１００に戻り、完爆しているときには、エンジン２２の始動完了と判断して始動時駆動制御ルーチンを終了する。

ステップＳ１３０で回転数Ｎｅが制御開始回転数Ｎｒｅｆより大きくなると、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊が値０であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。前述したように、トルク指令Ｔｍ１＊には、回転数Ｎｅが制御開始回転数Ｎｒｅｆ以上になると値０が設定されるが、レート処理を行うことから、回転数Ｎｅが制御開始回転数Ｎｒｅｆ以上となっても直ちに値０とはならない。このステップＳ１４０では、実際にトルク指令Ｔｍ１＊が値０となっているか否かを判定することになる。トルク指令Ｔｍ１＊が値０になっていないときには、ステップＳ１９０以降の処理を実行する。

トルク指令Ｔｍ１＊が値０になったときには、エンジンＥＣＵ２４に燃料噴射制御や点火制御などの開始を指示し（ステップＳ１５０）、クランク角θが所定角θ１〜θ２の範囲にあるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。ここで、所定角θ１は、燃料噴射制御や点火制御が開始されてから最初の点火タイミングによりエンジン２２の初爆が生じたときにエンジン２２からトルクが出力されるタイミングのクランク角より若干小さな角度（例えば１０℃Ａや２０℃Ａ）として設定されており、所定角θ２は、最初の点火タイミングの次の点火タイミングによりエンジン２２の初爆が生じたときにエンジン２２からトルクが出力されるタイミングのクランク角より若干大きな角度（例えば１０℃Ａや２０℃Ａ）として設定されている。すなわち、所定角θ１〜θ２の範囲は、燃料噴射制御や点火制御が開始されてから最初の点火タイミングで初爆したときのエンジン２２からのトルク出力のタイミングと次の点火タイミングで初爆したときのエンジン２２からのトルク出力のタイミングとが含まれるように設定されているのである。このように設定するのは、エンジン２２は、最初の点火タイミングか次の点火タイミングで初爆することが多いからである。

クランク角θが所定角θ１〜θ２の範囲にないときには補正トルクＴαに値０を設定し（ステップＳ１７０）、クランク角θが所定角θ１〜θ２の範囲内のときには補正トルクＴαに初爆時トルクＴｆｉｒｅを設定する（ステップＳ１８０）。ここで、初爆時トルクＴｆｉｒｅは、エンジン２２の初爆時にリングギヤ軸３２ａに作用するトルクを打ち消す方向のトルク、すなわちカウンタトルクとして設定されるものである。モータＭＧ１の回転子の質量（マス）に基づく慣性分を考慮しなければ、理論上、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定してモータＭＧ１を駆動制御しているときにはエンジン２２のクランクシャフト２６が接続された動力分配統合機構３０のキャリア３４に動力の入出力があってもリングギヤ軸３２ａには何らトルクは作用しない。しかし、モータＭＧ１の回転子の質量（マス）に基づく慣性分を考慮すると、キャリア３４への急激な動力の入出力に対してリングギヤ軸３２ａにトルクが作用する。初爆時トルクＴｆｉｒｅは、このリングギヤ軸３２ａに作用するトルクを打ち消す方向のトルクとして設定されるものである。一般に、初爆時のトルクの推定は困難であることより、初爆時トルクＴｆｉｒｅとしては予め設定されたトルク値が用いられる。本実施の形態においても初爆時トルクＴｆｉｒｅとして予め設定されたトルク値を採用する。ただし、初爆時トルクＴｆｉｒｅは、エンジン２２の初爆時の状態によって動的に定められてもよい。例えば、吸気温センサ２３ｂにより検出される吸気温Ｔａや負圧検出センサ２３ｃにより検出される吸気圧Ｖａ，スロットルポジションセンサ２３ｅにより検出されるシフトポジションＳＰ，冷却水温度センサ２３ｆにより検出される冷却水温Ｔｗなどのエンジン２２の動作パラメータに基づいて初爆時トルクＴｆｉｒｅを設定することも可能である。なお、初爆時トルクＴｆｉｒｅは、エンジン２２やモータＭＧ１の特性によりその大きさは異なるものである。

上記ステップＳ１８０で補正トルクＴαに初爆時トルクＴｆｉｒｅが設定された場合、ステップＳ２１０では、トルク制限Ｔｍａｘと仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとを比較して小さい方のトルクから補正トルクＴα（＝初爆時トルクＴｆｉｒｅ）を減じたものがモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定される。このように、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ２を駆動制御することにより、エンジン２２の初爆時のトルクの影響（トルクショックやこれに伴う振動）が抑制される。

先述したとおり、内燃機関の初爆時のトルクを打ち消すために電動機によるカウンタトルクをかける構成では、初爆時のトルクが小さい場合、カウンタトルクが逆にトルクショックを発生させてしまう。そこで、本実施の形態では、内燃機関の初爆時のトルクが小さいと推定される所定の条件が満たされるか否かを判断し、条件が満たされると判断された場合には、初爆時のトルクを打ち消すトルク（カウンタトルク）の出力を禁止する

具体的には、ハイブリッドＥＣＵ７０は、エンジン２２を始動させようとする場合、始動時駆動制御ルーチンに先立って、図６に示されるカウンタトルク許可／禁止ルーチンを実行する。すなわち、エンジン始動時、ハイブリッドＥＣＵ７０は、まず、エンジン２２の初爆時のトルクが小さいと推定される所定の条件が満たされるか否かを判断する（Ｓ３００）。ここで、「エンジン２２の初爆時のトルクが小さい」とは、カウンタトルクによってトルクショックやこれに伴う振動が発生してしまう程に、カウンタトルクとして設定される初爆時トルクＴｆｉｒｅと比較して、エンジン２２の初爆時のトルクが十分に小さいことを意味する。なお、所定の条件の具体的な内容については後述する。

ステップＳ３００で所定の条件が満たされないと判断された場合、ハイブリッドＥＣＵ７０は、カウンタトルクの出力を許可し（Ｓ３１０）、図２に示される始動時駆動制御ルーチンを実行する。

一方、ステップＳ３００で所定の条件が満たされると判断された場合、ハイブリッドＥＣＵ７０は、カウンタトルクの出力を禁止する（Ｓ３２０）。そして、この場合、ハイブリッドＥＣＵ７０は、図２の始動時駆動制御ルーチンに代えて、図７に示される始動時駆動制御ルーチンを実行する。図７の始動時駆動制御ルーチンは、図２のルーチンと殆ど同じであるが、補正トルクＴαによるトルク指令Ｔｍ２＊の補正を行わない点で異なる。具体的には、図７のルーチンでは、補正トルクＴαを設定するためのステップ（図２のＳ１６０〜Ｓ１８０）が省略されている。また、図７のステップＳ２１０’では、図２のステップＳ２１０と異なり補正トルクＴαを減ずることなく、トルク制限Ｔｍａｘと仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとを比較して小さい方のトルクをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定する。

次に、上記所定の条件について、第１〜第４の例を挙げて具体的に説明する。なお、以下に説明する第１〜第４の例の条件は、単独で用いられてもよいし、組み合わせて用いられてもよい。例えば、以下に例示される条件のいずれかが満たされることを条件とすることができる。

（第１の例）
一般に市販される燃料においては、燃料の燃料性状に応じて重質燃料および軽質燃料が存在する。重質燃料は不純物の含有量が比較的多いために燃焼し難い燃料であり、また軽質燃料は不純物の含有量が比較的少なくて揮発しやすいために燃焼し易い燃料である。一般に、燃料が重質燃料であるときには、燃焼が不安定になるとともに初爆時のトルクが小さくなる。そこで、本例では、「内燃機関の燃料が重質燃料であること」を上記所定の条件とする。

本例では、エンジンＥＣＵ２４は、適宜の燃料性状判定技術を用いて、エンジン２２の燃料が重質燃料であるか否かを判定する。そして、エンジンＥＣＵ２４は、判定結果をハイブリッドＥＣＵ７０に通知する。ここで、燃料性状判定技術としては、様々なものが知られているが、例えば、エンジン始動時にエンジン回転数の立ち上がりを検出し、この立ち上がり速度が所定値よりも低い場合には重質燃料であると判定するものや、エンジン２２への燃料経路に設置された光学式燃料センサにより燃料の濃度（比重）を検出し、検出された比重に基づいて判定するものがある。

ハイブリッドＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４からの通知に基づき、燃料が重質燃料であると判定された場合には、カウンタトルクの出力を禁止し、そうでなければカウンタトルクの出力を許可する。例えば、前回のエンジン始動時にエンジン回転数の立ち上がりに基づき重質判定された場合には、カウンタトルクの出力を禁止する。

（第２の例）
高地などの大気圧が平地よりも低い場所においては、内燃機関に供給される酸素量が少なくなり、初爆時のトルクが小さくなる。そこで、本例では、「車両が所定標高以上の高地にあること」、または、「車両が所定大気圧以下の場所にあること」を上記所定の条件とする。

本例では、ハイブリッドＥＣＵ７０は、例えば不図示のナビゲーションシステムによる車両の位置情報に基づいて、車両が所定標高以上の高地にあるか否かを判定する。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、高地にあると判定された場合には、カウンタトルクの出力を禁止し、そうでなければカウンタトルクの出力を許可する。

あるいは、本例では、ハイブリッドＥＣＵ７０は、例えば不図示の大気圧センサの検出値に基づき、車両が所定大気圧以下の場所にあるか否かを判定する。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、所定大気圧以下の場所にあると判定された場合には、カウンタトルクの出力を禁止し、そうでなければカウンタトルクの出力を許可する。

（第３の例）
内燃機関の点火時期を制御するシステムとして、ノックセンサによってノッキングを検出し、微小なノッキング状態またはノッキング発生の直前状態で内燃機関を制御するノックコントロールシステム（KCS: Knock control system）がある。このＫＣＳでは、基本点火時期から点火時期を進角させてノッキングを検知すると点火時期を遅角させて、ノッキングが止まるとノッキングが発生するまで点火時期を進角させることを繰り返し行うフィードバック制御を実行する。すなわち、ＫＣＳでは、基本点火時期と、この基本点火時期からノック限界点火時期までの補正量となるＫＣＳ学習値とを用いて、点火時期＝基本点火時期＋ＫＣＳ学習値として点火時期を制御する。一般に、ＫＣＳ学習値が小さいと、初爆時のトルクが小さい。そこで、本例では、「内燃機関の点火時期が所定レベル以上遅角側であること」を上記所定の条件とする。

本例では、エンジンＥＣＵ２４は、上記ＫＣＳに基づく点火時期制御を行う。そして、エンジンＥＣＵ２４は、ＫＣＳ学習値をハイブリッドＥＣＵ７０に随時通知する。ハイブリッドＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４からの通知に基づき、ＫＣＳ学習値が所定値以下であるか否かを判定する。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、所定値以下であると判定された場合には、カウンタトルクの出力を禁止し、そうでなければカウンタトルクの出力を許可する。

（第４の例）
一般に、内燃機関のフリクションが大きいと、初爆時のトルクが小さい。そこで、本例では、「内燃機関のフリクションが所定レベル以上であること」を上記所定の条件とする。

本例では、エンジンＥＣＵ２４は、適宜のフリクション検知技術によりエンジン２２のフリクションを検知してハイブリッドＥＣＵ７０に通知する。ハイブリッドＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４からの通知に基づき、フリクションが所定値以上であるか否かを判定する。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、所定値以上であると判定された場合には、カウンタトルクの出力を禁止し、そうでなければカウンタトルクの出力を許可する。

以上のとおり、本実施の形態では、内燃機関と電動機とを有し、内燃機関の初爆時のトルクを打ち消すトルクを電動機に出力させる制御が行われる車両において、内燃機関の初爆時のトルクが小さいと推定される所定の条件が満たされるか否かを判断し、所定の条件が満たされると判断された場合には、上記初爆時のトルクを打ち消すトルクの出力を禁止する。このため、本実施の形態によれば、内燃機関の初爆時のトルクを打ち消すカウンタトルクを電動機に出力させる制御が行われる車両において、初爆時のトルクが小さい場合に生じる上記カウンタトルクによる車両の振動を回避することが可能となる。

なお、本発明は、上記実施の形態に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で種々変更することができる。例えば、上記実施の形態では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド車両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８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。この場合、路面を介してエンジン２２の初爆時の影響を抑制するものとなる。このように、内燃機関と電動機との配置や機械的関係は、適宜に変更可能である。

また、上記実施の形態では、モータＭＧ２によりカウンタトルクをかける構成を例にとって説明したが、本発明は、モータＭＧ１によりカウンタトルクをかける構成に対しても同様に適用可能である。

また、本発明は、車両走行中に内燃機関を始動させる場合、および車両停止状態において内燃機関を始動させる場合のいずれにも適用可能である。

実施の形態に係る制御装置が搭載されたハイブリッド車両の構成を示す概略構成図である。 ハイブリッドＥＣＵにより実行される始動時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 エンジンを始動する際のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジンの回転数Ｎｅとの関係の一例を示す説明図である。 エンジンを始動する前における動力分配統合機構の各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図である。 エンジンをクランキングしている最中における動力分配統合機構の各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図である。 ハイブリッドＥＣＵにより実行されるカウンタトルク許可／禁止ルーチンの一例を示すフローチャートである。 カウンタトルクの出力が禁止された場合の始動時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例のハイブリッド車両の構成を示す概略構成図である。

符号の説明

２０，１２０ ハイブリッド車両、２２ エンジン、２３ａ クランクポジションセンサ、２３ｂ 吸気温センサ、２３ｃ 負圧検出センサ、２３ｄ スロットルバルブ、２３ｅ スロットルポジションセンサ、２３ｆ 冷却水温度センサ、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、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（ハイブリッドＥＣＵ）、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、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (5)

1. 内燃機関と電動機とを有し、前記内燃機関の初爆時のトルクを打ち消すトルクを前記電動機に出力させる制御が行われる車両の制御装置であって、
   前記内燃機関の初爆時のトルクが小さいと推定される所定の条件が満たされるか否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段により前記所定の条件が満たされると判断された場合に、前記初爆時のトルクを打ち消すトルクの出力を禁止する禁止手段と、
   を有することを特徴とする車両の制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の制御装置であって、
   前記所定の条件は、前記内燃機関の燃料が重質燃料であるという条件であることを特徴とする車両の制御装置。
3. 請求項１に記載の車両の制御装置であって、
   前記所定の条件は、当該車両が所定標高以上の高地にある、または、当該車両が所定大気圧以下の場所にある、という条件であることを特徴とする車両の制御装置。
4. 請求項１に記載の車両の制御装置であって、
   前記所定の条件は、前記内燃機関の点火時期が所定レベル以上遅角側であるという条件であることを特徴とする車両の制御装置。
5. 請求項１に記載の車両の制御装置であって、
   前記所定の条件は、前記内燃機関のフリクションが所定レベル以上であるという条件であることを特徴とする車両の制御装置。

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