JP2014015081A - エンジン再始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料カット後のエンジン再始動に際して、再始動応答性と始動装置の耐久性を兼ね備えたエンジン再始動制御装置を提供する。
【解決手段】本発明のエンジン再始動制御装置は、ＨＥＶモードと、ＥＶモードとのいずれかで走行するハイブリッド車両に用いられる。車両の運転状況に基づいて出力されるエンジン停止要求によりエンジン４の停止制御が行われる。エンジン停止制御中に、エンジン回転数が所定の燃焼復帰不可回転数以下であるか否かが判定される。エンジン回転数が燃焼復帰不可回転数以下であることを判定したとき、その時点の車両の運転状況に基づいて、スタータ６とエンジン４とを連結機構により連結する時期を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジン再始動制御装置に関する。

従来から、アイドルストップ機能を備えたハイブリッド車両では、エンジンの停止要求後にエンジンが慣性回転期間中にピニオンギアとリングギアとを連結して、再加速要求があった場合に即座にエンジンの始動を可能としている（たとえば、特許文献１）。

特開２０１１−１６９３３１号公報

しかしながら、エンジン停止前でのピニオンギアの連結はピニオンギアの摩耗、衝突トルクによるスタータへの疲労蓄積等を伴うので、スタータ劣化を促進させるという問題がある。

本発明は、エンジンと走行駆動用電動機とにより走行駆動力を得るＨＥＶモードと、前記走行駆動用電動機単独で走行駆動力を得るＥＶモードとのいずれかで走行するハイブリッド車両に用いられ、連結機構を介して前記エンジンと連結／切断され、連結時に始動用電動機により前記エンジンを始動させるエンジン再始動制御装置に適用される。このエンジン再始動制御装置は、車両の運転状況に基づいて出力されるエンジン停止要求により前記エンジンの停止制御を行う停止制御部と、前記停止制御部による停止制御中に、エンジン回転数が所定の燃焼復帰不可回転数以下であるか否かを判定する判定部と、前記エンジン回転数が前記燃焼復帰不可回転数以下であることを前記判定部が判定したとき、その時点の車両の運転状況に基づいて、前記始動用電動機と前記エンジンとを前記連結機構により連結する時期を制御する連結制御部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、エンジン停止要求に基づくエンジン停止制御時の車両の運転状況に応じて、エンジンと始動用電動機とを連結させるタイミングを異ならせることにより、エンジン始動装置の劣化抑制と加速性能の維持とを両立させることができる。

本発明の実施の形態によるハイブリッド車両のシステム構成図 実施の形態によるエンジン再始動制御装置の動作を説明するフローチャート 再始動性重視モードを説明するためのタイミングチャート 劣化保護重視モードを説明するためのタイミングチャート

以下、図面を参照して本発明によるエンジン再始動制御装置の一実施形態について説明する。まず、本発明が適用されるハイブリッド車両のエンジン停止／再始動制御について説明する。
（１）アクセルペダル解放に伴うエンジン停止／再始動制御について
本発明が対象とするエンジンストップ機能を設けたハイブリッド車両は、走行用モータ（モータ/ジェネレータ）とエンジンの双方の駆動力で走行するＨＥＶモードと、走行用モータでのみ走行するＥＶモードのいずれか一方のモードで走行する。いずれのモードで走行しているときでも、アクセルペダルの踏込量が低減されると回生運転となり、走行用モータで発電された電力がバッテリに充電される。

ＨＥＶモードで走行中にアクセルペダルが解放されて回生運転モードに入ったときは、省燃費を目的としてエンジンへの燃料供給を停止してエンジンを停止させる。また、エンジンとモータジェネレータとの間のクラッチが切断される。この結果、エンジンは慣性により回転する。このような回生運転中のエンジン回転数減少過程でドライバがアクセルペダルを再踏込みすることがある。エンジン再始動のためスタータとエンジンを直ちに連結すると、エンジンが回転しているため、連結機構のピニオンギアとリングギアの噛み合いが同期せずに行われ、連結機構の耐久性が悪化する要因となる。スタータを起動してある程度の回転数となった後に、スタータをエンジンに連結させると再始動応答性が悪化する。

本発明によるハイブリッド車両は、アクセルペダル解放による回生運転中にドライバがアクセルペダルを再踏込みするとき、エンジン再始動応答性を優先する再始動性重視モードと、上記応答性は悪化するが、スタータとエンジン回転軸との連結機構の耐久性を優先する劣化保護重視モードを有している。

（２）バッテリのＳＯＣが所定値以上となったことに伴うエンジン停止／再始動制御について
本発明は、アクセルペダル解放によるエンジン停止要求に限らず、バッテリのＳＯＣが所定値以上となったときのエンジン停止要求、あるいは、暖気運転要求が終了したときのエンジン停止要求時のエンジン再始動制御にも適用される。ここでは、バッテリのＳＯＣが所定値以上となったときにエンジン停止要求が出力される場合について説明する。

燃料カットによりエンジン回転数が所定値以下まで低下すると、燃料噴射の復帰だけではエンジンが自立回転できない。この所定値を本明細書では燃焼復帰不可回転数と呼ぶ。そのため、エンジン停止要求により燃料カット制御に移行したとき、エンジン回転数が燃焼復帰不可回転数を下回らないエンジン制御が行われている。このような背景の下で、バッテリのＳＯＣが所定値以上となったときの燃料カットによりエンジン回転数が燃焼復帰不可回転数以下になるとエンジンを再始動する必要がある。

このエンジン再始動制御では、アクセルペダル再踏み込みによるエンジン再始動とは異なり、ドライバによる要求トルクとエンジン始動トルクの合計値が、モータ／ジェネレータ３の最大トルク以上であれば再始動性重視モードによるエンジン再始動制御を実行する。ドライバによる要求トルクとエンジン始動トルクの合計値が、モータ／ジェネレータ３の最大トルク未満のときは、劣化保護重視モードによるエンジン再始動制御を実行する。

図１は、本実施の形態による制御装置５０を搭載するハイブリッド車両１００のシステム構成図である。
図１に示すように、ハイブリッド車両１００は、高電圧バッテリ１と、インバータ２と、モータ／ジェネレータ３と、エンジン４と、低電圧バッテリ５と、スタータ６と、ピニオンギア１１と、リングギア１２と、制御装置５０とを備えている。制御装置５０は、バッテリコントローラ７と、モータコントローラ８と、エンジンコントローラ９と、ハイブリッドコントローラ１０とを含む。

モータ／ジェネレータ３は、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻きつけられた同期型モータ／ジェネレータである。モータ／ジェネレータ３は、モータコントローラ８からの制御指令に基づいて、インバータ２により生成された三相交流電圧を印可することによって駆動制御される。モータ／ジェネレータ３は、高電圧バッテリ１からの電力の供給を受ける場合には、回転駆動することにより電動機として機能する力行動作を行う。モータ／ジェネレータ３は、ロータがエンジン４や駆動輪から回転エネルギーを受ける場合に、ステータコイルの両端に起電力が生じる発電機として機能して、高電圧バッテリ１を充電する。

エンジン４は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、エンジンコントローラ９から出力されるエンジン制御指令に基づいて、エンジン始動制御やエンジン停止制御やスロットルバルブのバルブ開度制御や燃料カット制御等の各種の制御を行う。低電圧バッテリ５は、ハイブリッド車両１００に搭載された各種の補機類（不図示）に電力を供給して、補機類を駆動させる。

スタータ６は、エンジン４の始動用電動機であり、低電圧バッテリ５によって駆動される。スタータ６は、スタータ６に搭載されたピニオンギア１１と、エンジン４に搭載されたリングギア１２とが連結されることによって、エンジン４と連結する。スタータ６の回転に従ってピニオンギア１１が回転する。ピニオンギア１１は、スタータ６に通電するための駆動リレーとは異なるリレーが通電されることにより押し出されてリングギア１２と連結される。ピニオンギア１１，リングギア１２，ピニオンギア１１を押出す図示しない押出装置などが連結機構を構成する。

ハイブリッドコントローラ１０は、バッテリコントローラ７、モータコントローラ８およびエンジンコントローラ９を介してハイブリッド車両１００の駆動を制御する。ハイブリッドコントローラ１０は、車速センサ１３ａ、アクセル開度センサ１３ｂ、ブレーキスイッチ（ブレーキセンサ）１３ｃ、エンジン回転数センサ１３ｄ、その他図示しない各種センサからの出力に基づいて、ドライバの要求トルク、必要とされるエンジン出力、モータトルク等を算出して、走行駆動力制御を行う。

また、ハイブリッドコントローラ１０は、車速センサ１３ａ、アクセル開度センサ１３ｂ、ブレーキセンサ１３ｃ、エンジン回転数センサ１３ｄの出力に基づいて、アイドルストップ機能、すなわちエンジン４の自動停止制御と自動再始動制御とを実行する。

本発明によるエンジン再始動制御装置では、ＳＯＣが所定値以下になり発電運転が必要となったとき、あるいは、暖気運転要求が終了したときにもエンジン停止／再始動制御を行う。これらのエンジン停止制御では、アイドルストップ機能を実現するための各種センサとは別のセンサが使用される。ＳＯＣは、高電圧バッテリの電圧や充放電電流によりバッテリのＳＯＣが計算される。また、暖気要求と暖気要求の終了は、外気温度センサなどにより外気温度を測定してエンジンによる暖気運転が必要か否かが判定される。

ハイブリッドコントローラ１０は、ハイブリッド車両１００が走行中に以下の（１）〜（３）の運転状態となるとエンジン停止制御を実行する。
（１）ドライバの要求駆動力（要求トルク）が所定値以下のとき
（２）高電圧バッテリ１の充電のための発電運転が不要なとき
（３）暖気要求が終了したとき
ハイブリッドコントローラ１０は、上記（１）〜（３）のいずれかの運転状態を検出すると、エンジンコントローラ９を介してエンジン４を自動停止させ、再始動するための制御を実行する。

またハイブリッドコントローラ１０は、上記エンジン停止制御が実行されているときに以下の（４）〜（６）の運転状態となるとエンジン再始動制御を実行する。
（４）ドライバの要求駆動力（要求トルク）が所定値を上回ったとき
（５）高電圧バッテリ１の充電のための発電運転が必要になったとき
（６）暖気要求が出力されたとき

本実施の形態のハイブリッド車両１００は、駆動形態の違いによる走行モードとして、電気自動車走行モード（以下、ＥＶモードと呼ぶ）と、ハイブリッド車走行モード（以下、ＨＥＶモードと呼ぶ）とを有している。ＥＶモードは、モータ／ジェネレータ３を駆動源として走行する走行モードであり、要求トルクが低く、高電圧バッテリ１のＳＯＣが確保されている場合にハイブリッドコントローラ１０によって選択される。ＥＶモードには、モータ走行モードと回生走行モードとが設けられ、何れかのモードが設定される。

ＨＥＶモードは、エンジン４とモータ／ジェネレータ３とを走行駆動源として走行するモードであり、ドライバからの要求トルクが高い場合、ＳＯＣが所定値以下に低減した場合、および暖気要求が出力された場合のいずれかの場合に、ハイブリッドコントローラ１０によって選択される。ＨＥＶモードには、モータアシスト走行モードと、発電走行モードと、エンジン走行モードとが設けられ、何れかのモードが設定される。
アシスト走行モードは、エンジン４とモータ／ジェネレータ３により走行駆動力を発生するモードである。発電走行モードは、走行中にモータ／ジェネレータ３で発電して高電圧バッテリ３を充電するモードである。エンジン走行モードは、エンジン４のみの駆動力で走行するモードである。

制御装置５０により、以下のような処理が実行される。ＨＥＶ走行時にエンジン停止要求が出力されると燃料カットが行なわれる。その後にエンジン再始動要求が出力されたとき、ピニオンギア１１とリングギア１２とが連結されてエンジンが再始動される。本発明によるエンジン再始動制御では、ピニオンギア１１とリングギア１２とを異なる２つのタイミングで連結する２つのモードを有している。
なお、エンジン停止要求が出力された後に走行駆動モードがＥＶモードに切り換わると、エンジン４とモータ/ジェネレータ３との間の不図示のクラッチが切断される。

ピニオンギア１１とリングギア１２を連結する一方のモードは、エンジン停止要求に伴うエンジン停止制御によりエンジン４が停止する前に、エンジン４の再始動要求があった場合に、エンジン４を早期に始動させることを重視した再始動性重視モードである。ピニオンギア１１とリングギア１２を連結する他のモードは、エンジン４の早期の再始動よりも、ピニオンギア１１とリングギア１２とを含む連結機構の劣化の低減を重視した劣化保護重視モードである。
以下、再始動性重視モードと劣化保護重視モードについて詳細に説明する。

−アクセルペダル解放に伴うエンジン自動停止／再始動制御−
アクセルペダル解放に伴うエンジン自動停止／再始動制御（以下、第１エンジン停止／再始動制御と呼ぶ）では、ドライバがアクセルペダルから足を離してアクセルペダルが解放されたときにエンジン停止要求が出力される。このエンジン停止要求によりエンジン停止制御、すなわち燃料カットが行われてエンジン回転数が低下する。エンジン回転数が燃焼復帰不可回転数よりも低下すると、再始動に際してエンジン４をクランキングする必要がある。比較的車速が速い時にアクセルペダルが解放されてエンジン停止要求が出力されたときは、ドライバにより再加速が要求される可能性が高い。一方、比較的車速が遅い時にアクセルペダルが解放されてエンジン停止要求が出力されたときは、ドライバにより再加速が要求される可能性が低い。このようなドライバの運転性向に応じて、本発明では、比較的車速が速い時は再加速性能を重視し、エンジン回転数が燃焼復帰不可回転数よりも低下したときに車速が所定値以上であれば、エンジン再始動要求に備え、予めスタータ６をエンジン４に連結する制御を行う。一方、本発明では、比較的車速が遅い時はスタータ連結機構の劣化保護性能を重視し、エンジン回転数が燃焼復帰不可回転数よりも低下したときに車速が所定値以下であれば、エンジン４が停止した後の再始動要求に応答してスタータ６をエンジン４に連結してクランキングする制御を行う。

−ＳＯＣが所定値以上であることに伴うエンジン自動停止／再始動制御−
この実施形態では、ハイブリッドコントローラ１０は、高電圧バッテリ３のＳＯＣが所定値以上となった場合にエンジン停止要求を出力し、また、暖気運転が不要となり暖機要求終了が出力されたときにもエンジン停止要求を出力する。ここでは、ＳＯＣが所定値以上である場合のエンジン自動停止／再始動制御（以下、第２エンジン停止／再始動制御と呼ぶ）として説明する。この第２エンジン停止／再始動制御では、第１エンジン停止／再始動制御と異なり、アクセルペダルを踏み込んでいるときにエンジン停止要求が出力されることがある。したがって、この場合は、アクセルペダル踏み込みに伴って再始動要求が出力されることはなく、ドライバによる要求トルクとエンジン始動トルクの合計値が、モータ／ジェネレータ３の最大トルク以上であれば再始動性重視モードによるエンジン再始動制御を実行する。ドライバによる要求トルクとエンジン始動トルクの合計値が、モータ／ジェネレータ３の最大トルク未満のときは、劣化保護重視モードによるエンジン再始動制御を実行する。

図２に示すフローチャートを参照しながら、本実施の形態による制御装置５０の動作について説明する。図２の処理を行うプログラムはハイブリッドコントローラ１０内の図示しないメモリに格納されており、図示しないイグニッションスイッチがオン操作された後、所定の周期ごとにハイブリッドコントローラ１０により起動されて、実行される。

ステップＳ２０１においては、エンジン４とモータ／ジェネレータ３とにより駆動するＨＥＶ走行モードに設定してステップＳ２０２へ進む。ステップＳ２０２では、エンジン４の停止要求が出力されたか否かを判定する。エンジン停止要求によりエンジン停止制御要求がエンジンコントローラ９に出力される。エンジン停止制御要求によりエンジンコントローラ９は燃料カット制御を実行する。燃料カットによりエンジンの自律的な回転が停止し、エンジン回転数が所定値以下になるとＥＶ走行モードに設定される。エンジン停止要求が出力されるとステップＳ２０２が肯定判定され、モータ／ジェネレータ３とエンジン４とを接続する図示しないクラッチが切断され、ステップＳ２０３へ進む。エンジン４の停止要求有りが判定されていない場合には、ステップＳ２０２が否定判定されてステップＳ２０１へ戻りＨＥＶ走行モードを継続する。

ステップＳ２０３では、エンジン４の回転数が燃焼復帰不可回転数以下であるか否かを判定する。エンジン４の回転数が燃焼復帰不可回転数以下の場合、すなわちエンジン４がアシスト無しでは自律回転が不可能な場合には、ステップＳ２０３が肯定判定されてステップＳ２０４へ進む。エンジン４の回転数が燃焼復帰不可回転数よりも大きい場合には、ステップＳ２０３が否定判定されてステップＳ２０２へ戻る。

ステップＳ２０４では、ドライバによるアクセルペダルの踏み込み操作がない、すなわち、アクセルペダルが解放されたか否かを判定する。アクセルペダルが踏み込まれていない場合には、ステップＳ２０４が肯定判定されてステップＳ２０５へ進む。アクセルペダルが踏み込まれている場合には、ステップＳ２０４が否定判定されて後述するステップＳ２０９へ進む。

ステップＳ２０５においては、車速が車速閾値以上か否かを判定する。車速が車速閾値以上の場合には、ステップＳ２０５が肯定判定されてステップＳ２０６へ進む。車速が車速閾値未満の場合には、ステップＳ２０５が否定判定されてステップＳ２０７へ進む。この車速閾値は、車両が比較的遅い速度で走行する低速走行時の車速である。

ステップＳ２０６では再始動性重視モードによるスタータ／エンジン連結処理を実行する。上述したようにして、ハイブリッドコントローラ１０は、停止制御により回転数が低下するエンジン４が停止する前の再加速要求に備えて、ピニオンギア１１とリングギア１２とを連結させる処理を行う。具体的には、スタータ６に一定時間だけで通電して慣性回転させ、ピニオンギア１１をリングギア１２の方向に押出する。スタータ回転数とエンジン回転数が同期するとスタータ６がエンジン４と直結される。このときはスタータ６が通電されていないので、エンジンはクランキングされない。
その後、ドライバがアクセルペダルを踏み込むと、スタータ６に通電されてエンジン４が始動される。

ステップＳ２０７においては、エンジン４が停止しているか否かが判定される。エンジン４が停止している場合には、ステップＳ２０７が肯定判定されてステップＳ２０８へ進む。エンジン４が停止していない場合は、ステップＳ２０７が否定判定されてステップＳ２０４へ戻る。

ステップＳ２０８では、劣化保護重視モードによるスタータ／エンジン連結処理を実行する。このモードでのスタータ／エンジン連結処理では、車両が停止してエンジン回転数がゼロとなり、その後、例えばアクセルペダルの再踏み込み操作が検出されると、スタータ６に通電してエンジン４を起動する。

ステップＳ２０４が否定判定されるとステップＳ２０９へ進む。これは、高電圧バッテリ１のＳＯＣが所定値以上であることに起因してエンジン停止要求が出力された場合と、暖気要求終了に伴ってエンジン停止要求が出力されたときの処理手順である。
ステップＳ２０９では、アクセル踏み込み量であるアクセル開度を用いて算出された要求トルクに基づいて、モータ／ジェネレータ３の余剰トルクによりエンジン４の再始動が可能か否かが判定される。アクセル要求トルクとエンジン４の再始動に必要なトルクとの合計値がモータ／ジェネレータ３の最大トルク以上の場合、ステップＳ２０９が肯定判定されて上述したステップＳ２０６へ進み、再始動重視モードによるスタータ/エンジン連結処理を行う。アクセル要求トルクとエンジン４の再始動に必要なトルクとの和がモータ／ジェネレータ３の最大トルク未満の場合、ステップＳ２０４が否定判定されて上述したステップＳ２０８へ進み、劣化保護重視モードによるスタータ/エンジン連結処理を行う。

図３のタイムチャートを参照して再始動性重視モードによるスタータ/エンジン連結処理、その後のエンジン始動処理を説明する。図３は、アクセルペダル解放に伴うエンジン停止／再始動制御の一例を示す。
−再始動性重視モード−
図３は再始動性重視モードを説明するためのタイミングチャートである。図３（ａ）はドライバからの要求トルクの時間変化を示し、図３（ｂ）はエンジン４の回転数およびピニオンギア１１の回転数の時間変化を示し、図３（ｃ）は車速センサ１３ａによって検出される車速の時間変化を示している。
図３（ｂ）においては、エンジン４の回転数を実線で示し、ピニオンギア１１の回転数を破線で示し、エンジン４の燃焼復帰不可回転数を一点鎖線で示す。燃焼復帰不可回転数は、スタータ６やモータ／ジェネレータ３等のアシストが無い場合、すなわち燃料再噴射のみでは自律回転が不可能となる回転数である。この燃焼復帰不可回転数は、予め実験等によって取得された定数として決定され、予めメモリ（不図示）等に格納しておく。

図３（ｄ）に示すように、時刻ｔ１においてドライバがアクセルペダルを解放すると、（ｅ）に示すようにエンジン停止要求が出力される。時刻ｔ１以降、アクセルペダルの踏込量、すなわちアクセル開度センサ１３ｂからの出力に基づいて決定されるドライバ要求トルクが減少を始める。ドライバ要求トルクが図３（ａ）の一点鎖線で示す所定値より小さくなると、ハイブリッドコントローラ１０はエンジン停止制御要求をエンジンコントローラ９に送信する。走行駆動モードはＨＥＶモードからＥＶモードに切り換わる。

ＥＶモードに切り換わると、エンジン４への燃料がカットされる。図３（ｂ）に示すように、時刻ｔ３では、エンジン４の回転数が燃焼復帰不可回転数より小さくなる。また、時刻ｔ１でのアクセルペダル解放に応じて、図３（ｃ）に示すように、車速も低下を始める。図３の例では、エンジン４の回転数が燃焼復帰不可回転数よりも小さくなった時刻ｔ３では、車速は図３（ｃ）に一点鎖線で示す車速閾値を超えている。

エンジン４の回転数が燃焼復帰不可回転数よりも小さくなった時点３で、車速が車速閾値を超えている場合には、ハイブリッドコントローラ１０は再始動性重視モードによるスタータ/エンジン連結処理に移行する。ハイブリッドコントローラ１０は、時刻ｔ３で再始動性重視モードによるスタータ/エンジン連結処理に移行すると、燃料カットによりエンジンが停止する前に再始動要求が出力されるのに備えて、ピニオンギア１１とリングギア１２とを次のように連結させる。

ハイブリッドコントローラ１０は、時刻ｔ２で、エンジンコントローラ９を介してスタータ６に所定時間通電してピニオンギア１１を慣性回転させる。そして、エンジンコントローラ９は、慣性回転中のピニオンギア１１を押し出して、リングギア１２と連結させる（時刻ｔ４）。その後、時刻ｔ５でドライバによりアクセルペダルが踏み込まれハイブリッドコントローラ１０が再加速要求、すなわち、エンジン再始動要求をエンジンコントローラ９に出力する。エンジンコントローラ９はスタータ６に通電して、エンジン４を再始動させる。エンジン４の回転数が自律回転可能な回転数に達すると、エンジンリッドコントローラ１０は、時刻ｔ６でピニオンギア１１とリングギア１２との連結を解除させる。

図４のタイムチャートを参照して劣化保護重視モードによるスタータ/エンジン連結処理、その後のエンジン始動処理を説明する。図４は、アクセルペダル解放に伴うエンジン停止／再始動制御の一例を示す。
−劣化保護重視モード−
図４は劣化保護重視モードを説明するためのタイミングチャートである。図４（ａ）はドライバからの要求トルクの時間変化を示し、図４（ｂ）はエンジン４の回転数およびピニオンギア１１の回転数の時間変化を示し、図４（ｃ）は車速の時間変化を示している。なお、図４（ｂ）においては、図３（ｂ）と同様に、エンジン４の回転数を実線で示し、ピニオンギア１１の回転数を破線で示す。

図４（ｄ）に示すように、時刻ｔ１においてドライバがアクセルペダルを解放すると、（ｅ）に示すようにエンジン停止要求が出力される。時刻ｔ１以降、アクセルペダルの踏込量に応じてアクセル開度センサ１３ｂからの出力に基づいて決定されるドライバ要求トルクが減少を始める。ドライバ要求トルクが図４（ａ）の一点鎖線で示す所定値より小さくなると、ハイブリッドコントローラ１０はエンジン停止要求を出力する。走行駆動モードはＨＥＶモードからＥＶモードに切り換わる。

エンジン停止要求が出力されてＥＶモードに切り換わると、エンジン４への燃料がカットされる。このため、図４（ｂ）に示すように、エンジン４の回転数が低下を始め、時刻ｔ３では、エンジン４の回転数が燃焼復帰不可回転数より小さくなる。また、時刻ｔ１でのアクセルペダル解放に応じて、図４（ｃ）に示すように、車速も低下を始め、時刻ｔ２にて、一点鎖線で示す車速閾値よりも小さくなる。

エンジン４の回転数が燃焼復帰不可回転数よりも小さくなった時点で、車速が車速閾値以下の場合には、ハイブリッドコントローラ１０は劣化保護重視モードによるスタータ/エンジン連結処理に移行する。ハイブリッドコントローラ１０は、時刻ｔ３で劣化保護重視モードによるスタータ/エンジン連結処理に移行すると、エンジン４の回転中にはピニオンギア１１とリングギア１２との連結を行わない。すなわち、ハイブリッドコントローラ１０は、エンジンコントローラ９を介して、エンジン４の停止後である時刻ｔ４〜ｔ５の間にピニオンギア１１とリングギア１２とを次の手順で連結させる。

ピニオンギア１１とリングギア１２との連結は、エンジン４が停止した直後の時刻ｔ４に行うのが好ましい。その後、ドライバによりアクセルペダルが踏み込まれて、エンジン４の再始動が要求されると、ハイブリッドコントローラ１０はスタータ６に通電して、エンジン４を再始動させる。エンジン４の回転数が自律回転可能な回転数に達すると、ハイブリッドコントローラ１０は、ピニオンギア１１とリングギア１２との連結を解除させる。

以上で説明した実施の形態によるエンジン再始動制御装置によれば、次の作用効果が得られる。
（１）実施形態のエンジン再始動制御装置では、エンジン停止要求によりエンジン４の燃料カットによる停止制御が行われる。燃料カットによりエンジン４の回転数が所定の燃焼復帰不可回転数以下になったとき、その時点の車両の運転状況に基づいて、スタータ６とエンジン４とを連結機構１１，１２により連結する時期が制御される。
したがって、エンジン再始動に先立ってスタータ６とエンジン４を連結するタイミングが車両の運転状況に応じて適切に制御され、ドライバビリティと始動装置の信頼性が向上する。

（２）エンジン回転数が燃焼復帰不可回転数以下となった後、アクセルペダルの再踏み込みがなく車速が所定値以上のときは、スタータ６とエンジン４との連結処理を直ぐに実行する。車速が所定値未満のときは、スタータ６とエンジンとの連結処理を直ぐに実行しない。車速が所定値以上の場合は、ドライバにより再加速要求が出力される可能性が高いので、予めスタータ６をエンジン４と連結しておき、加速応答性が損なわれないようにした。車速が所定値未満の場合は、ドライバにより再加速要求が出力される可能性が低いので、予めスタータ６をエンジン４と連結しておくことはせず、エンジン停止後に再始動要求が出力されたときにエンジン4をスタータ６再始動するようにした。

燃料カットによるエンジン停止制御後のエンジン再始動に際して、車両の運転状況に最適な時期にエンジン４を再始動処理することができる。その結果、車両の加速性能を悪化させることなくエンジン４を始動させることができるとともに、リングギア１２の摩耗や衝突トルクによる疲労の蓄積を抑制することができるので、車両の運転性の維持とスタータ６の劣化抑制とを両立させることができる。

（３）実施形態のエンジン再始動制御装置では、バッテリ１の状態が充電を不要とする状態であることが検出されとき、例えばＳＯＣが所定値以上のときにもエンジン停止要求が出力される。この場合、アクセルペダルが解放されていなければ、アクセルペダルの踏み込みに応じた要求トルクとエンジンを再始動するための始動トルクとの和がモータ／ジェネレータ３の最大トルクより大きければ、連結機構によるスタータ６とエンジン４との連結処理を実行する。要求トルクとエンジン始動トルクとの和がモータ／ジェネレータ３の最大トルクより小さければ、連結機構によるスタータ６とエンジン４との連結処理を実行しないようにした。

このような条件で燃料カットによるエンジン停止制御が実行されているとき、要求トルクとエンジン始動トルクの和がモータ／ジェネレータ３の最大トルクより大きい場合は、モータ／ジェネレータ３の余剰トルク（走行駆動力以外で使用可能なトルク）で再起動できない。そのため、直ちにスタータ６とエンジン４と連結して不足するトルクをエンジン４で分担する。モータ／ジェネレータ３の余剰トルクで再起動できる状態のときは、直ちにスタータ６をエンジン４と連結する必要はない。

以上説明した実施形態は以下のように変形することができる。
（１）上述した再始動性重視モードと劣化保護重視モードとにおける処理は、ハイブリッドコントローラ１０が行うものに代えて、エンジンコントローラ９が実行してもよい。すなわち、エンジンコントローラ９が図３のフローチャートでの処理を実行してもよい。
（２）燃焼復帰不可回転数は、燃料の燃焼効率を考慮して、水温と関連付けされたテーブル参照値としてメモリに格納し、ハイブリッドコントローラ１０が、検出した水温に応じてテーブル参照値から読み出した値を燃焼復帰不可回転数として決定してもよい。

（３）図３のステップＳ２０５において、車速を用いて判定処理を行うものに代えて、ＳＯＣ(State of Charge)またはＳＯＨ（State of Health）を用いてもよい。
（４）再始動要求に応じたエンジン４の再始動は、モータ／ジェネレータ３により行ってもよい。モータ／ジェネレータ３によりエンジン４の再始動を行う場合には、ハイブリッドコントローラ１０は、エンジン４の再始動前、すなわち図４（ｂ）の時刻ｔ５以前にピニオンギア１１とリングギア１２との連結を解除しておく。

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

３ モータ／ジェネレータ
４ エンジン
６ スタータ
７ バッテリコントローラ
９ エンジンコントローラ
１０ ハイブリッドコントローラ、
１１ ピニオンギア
１２ リングギア、
５０ エンジン制御装置

Claims (6)

1. エンジンと走行駆動用電動機とにより走行駆動力を得るＨＥＶモードと、前記走行駆動用電動機単独で走行駆動力を得るＥＶモードとのいずれかで走行するハイブリッド車両に用いられ、連結機構を介して前記エンジンと連結／切断され、連結時に始動用電動機により前記エンジンを始動させるエンジン再始動制御装置において、
   車両の運転状況に基づいて出力されるエンジン停止要求により前記エンジンの停止制御を行う停止制御部と、
   前記停止制御部による停止制御中に、エンジン回転数が所定の燃焼復帰不可回転数以下であるか否かを判定する判定部と、
   前記エンジン回転数が前記燃焼復帰不可回転数以下であることを前記判定部が判定したとき、その時点の車両の運転状況に基づいて、前記始動用電動機と前記エンジンとを前記連結機構により連結する時期を制御する連結制御部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再始動制御装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置において、
   前記連結制御部は、
   （ａ）前記エンジン回転数が前記燃焼復帰不可回転数以下であり、かつ、アクセルペダルの再踏み込みがなく車速が所定値以上のときは、前記連結機構による前記始動用電動機とエンジンとの連結処理を実行し、
   （ｂ）前記エンジン回転数が前記燃焼復帰不可回転数以下であり、かつ、アクセルペダルの再踏み込みがなく車速が所定値未満のときは、前記連結機構による前記始動用電動機とエンジンとの連結処理を実行しないことを特徴とするハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置。
3. 請求項２に記載のハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置において、
   前記エンジン回転数が前記燃焼復帰不可回転数以下であり、かつ、アクセルペダルの再踏み込みがなく車速が所定値以上のときに前記連結機構による前記始動用電動機とエンジンとの連結処理が実行された後、前記アクセルペダルが踏み込まれると、前記始動用電動機を起動して前記エンジンを再始動する再始動制御部をさらに備えることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置。
4. 請求項３に記載のハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置において、
   前記エンジン停止要求は、前記アクセルペダルが解放されたときに出力されることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置。
5. 請求項３に記載のハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置において、
   前記エンジン停止要求は、前記バッテリのＳＯＣまたはＳＯＨに基づいて前記バッテリの充電が不要であることが検出されたときに出力されることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置。
6. 請求項１乃至５項のいずれか１項に記載のハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置において、
   前記エンジン停止要求は、前記走行駆動用電動機に電力を供給するバッテリの状態が充電不要状態であることを検出したときに出力され、
   前記連結制御部は、
   （ａ）アクセルペダルの再踏み込みがあるときは、アクセルペダルの踏み込みに応じた要求トルクとエンジンを再始動するための始動トルクとの和が前記走行駆動用電動機の最大トルクより大きければ、前記連結機構による前記始動用電動機とエンジンとの連結処理を実行し、
   （ｂ）アクセルペダルの再踏み込みがあるときは、アクセルペダルの踏み込みに応じた要求トルクとエンジンを再始動するための始動トルクとの和が前記走行駆動用電動機の最大トルクより小さければ、前記連結機構による前記始動用電動機とエンジンとの連結処理を実行しないことを特徴とするハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置。

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