JP2015044513A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】適切なタイミングでエンジン始動を行うこと。【解決手段】実施形態の車両制御装置は、車両がエンジンを用いずにモータを動力源として走行している場合に、エンジンの始動要求があったか否かを判定する始動要求判定部２０２と、エンジンの始動要求があったと判定された場合に、変速部の入力軸の回転数と所定のエンジン始動目標回転数とを比較し、入力軸の回転数がエンジン始動目標回転数未満となったか否かを判定する始動モード判定部２０１と、エンジンの始動要求があったと判定された場合で、かつ入力軸の回転数がエンジン始動目標回転数未満となった場合に、モータおよびエンジンと車両の駆動軸とを遮断し、モータによりエンジンを始動させるエンジン始動制御部２１１と、を備えた。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、車両制御装置に関する。

モータのみで走行するモータ走行モードと、エンジンとモータとの双方で走行するハイブリッド走行モードとを切り替えて走行可能なハイブリッド車両において、モータ走行モードからハイブリッド走行モードに遷移する際、モータとエンジンとの間に設けられたクラッチを締結し、走行に使用しているモータによりエンジンを始動することで、スタータモータ等を別途設けることなくエンジンを始動する技術が知られている。

また、モータおよびエンジンと車両駆動軸とを断接するクラッチを備えたハイブリッド車両において、ドライバーから要求される要求駆動力が増加して所定値以上となった場合に、クラッチの開放フェーズを実行して、エンジンを始動する技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１３１４９７号公報

ハイブリッド車両においてエンジン始動が必要な場合としては、要求駆動力の増加のようなドライバーの操作によるものの他、バッテリの充電量（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）の低下等のドライバーの操作を伴わないものがある。このようなドライバー操作を伴わずにエンジン始動が必要となった場合においてブレーキがＯＮとなったり、車両の加速時におけるエンジン始動実施中においてブレーキがＯＮとなった場合には、車両駆動軸の回転が低回転になってしまう。このため、従来技術では、インプット軸回転数がエンジンが定常で自立回転するために必要な回転数（例えば、８００ｒｐｍ程度）を下回るため、エンジン始動が必要なタイミングであるにもかかわらずエンジンの始動が行うことが出来ず、この結果、適切なタイミングでエンジン始動が困難であるという問題がある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、適切なタイミングでエンジン始動を行うことができる車両制御装置を提供することを主な目的とする。

実施形態の車両制御装置は、エンジンを用いずにモータを動力源として走行可能であるとともに、前記エンジンと前記モータとの双方を動力源として走行可能な車両を制御する車両制御装置であって、前記車両が、前記エンジンを用いずに前記モータを動力源として走行している場合に、前記エンジンの始動要求があったか否かを判定する始動要求判定部と、前記エンジンと前記モータとの間に設けられる変速部の入力軸の回転数を検知する回転数検知部と、前記エンジンの始動要求があったと判定された場合に、前記入力軸の回転数と所定のエンジン始動目標回転数とを比較し、前記入力軸の回転数が前記エンジン始動目標回転数未満となったか否かを判定する始動モード判定部と、前記エンジンの始動要求があったと判定された場合で、かつ前記入力軸の回転数が前記エンジン始動目標回転数未満となった場合に、前記モータおよび前記エンジンと前記車両の駆動軸とを遮断し、前記モータにより前記エンジンを始動させるエンジン始動制御部と、を備えた。当該構成により、一例として、ドライバーの操作によるエンジン始動要求がない場合でも、エンジンの始動が必要な場合に、必要となったタイミングを逃さずに適切なタイミングでエンジン始動を行うことができる。

また、実施形態の車両制御装置は、前記エンジン始動制御部は、前記エンジンの始動要求があったと判定された場合で、かつ前記入力軸の回転数が前記エンジン始動目標回転数以上である場合には、前記モータおよび前記エンジンと前記車両の駆動軸とを接続した状態で前記エンジンを始動させる。当該構成により、一例として、より適切なタイミングでエンジン始動を行うことができるとともに、駆動軸に作用するトルクが抜けたようないわゆるトルク抜け感の発生を防止することができる。

また、実施形態の車両制御装置は、前記始動モード判定部は、前記入力軸の回転数が前記エンジン始動目標回転数未満となった場合には、第１始動モードで前記エンジンを始動すると判定し、前記入力軸の回転数が前記エンジン始動目標回転数以上である場合には、第２始動モードで前記エンジンを始動すると判定し、前記エンジン始動制御部は、前記入力軸の回転数が前記エンジン始動目標回転数未満となった場合には、前記第１始動モードとして、前記モータおよび前記エンジンと前記車両の駆動軸とを遮断し、前記モータにより前記エンジンを始動させ、前記入力軸の回転数が前記エンジン始動目標回転数以上である場合には、前記第２始動モードとして、前記モータおよび前記エンジンと前記車両の駆動軸とを接続した状態で前記エンジンを始動させる。

また、実施形態の車両制御装置では、前記始動要求判定部は、前記車両の走行に関する情報に基づいて、前記エンジンの始動要求があったか否かを判定する。当該構成により、一例として、前記車両の走行に関する情報に基づいてエンジンの始動が必要な場合に、必要となったタイミングを逃さずに適切なタイミングでエンジン始動を行うことができる。

また、実施形態の車両制御装置では、前記始動要求判定部は、前記走行に関する情報としてバッテリの状態量を受信し、前記バッテリの状態量が所定の閾値を超えた場合に、前記エンジンの始動要求があったと判定する。当該構成により、一例として、バッテリの状態量が所定の閾値を超えたことによるエンジンの始動が必要な場合に、必要となったタイミングを逃さずに適切なタイミングでエンジン始動を行うことができる。

図１は、本実施形態のハイブリッド車両の構成図である。 図２は、本実施形態の統合ＥＣＵの機能的構成を示すブロック図である。 図３は、本実施形態の変速部のスケルトン図である。 図４は、本実施形態のエンジン始動制御処理の手順を示すフローチャートである。 図５は、本実施形態のアクセル開度・ブレーキ、エンジン始動要求、回転数、ギア段、始動モード、エンジン状態、クラッチのクラッチ状態、モータトルクの経時的な変化の状態を示す図である。

以下に添付図面を参照して、車両制御装置の実施の形態を詳細に説明する。以下に示す実施形態では、車両制御装置を搭載したハイブリッド車両を例にあげて説明する。

図１は、本実施形態のハイブリッド車両１００の構成図である。本実施形態のハイブリッド車両１００は、図１に示すように、動力源として、燃料の燃焼エネルギーにより回転トルクを出力するエンジン（ＥＮＧ）１０１と、電気エネルギーにより回転トルクを出力するモータジェネレータ（ＭＧ）１０２とを備えた前輪駆動の車両である。本実施形態のハイブリッド車両１００は、駆動系と制御装置３００とを備えている。

本実施形態のハイブリッド車両１００は、駆動系として、駆動輪である右前輪ＦＲおよび左前輪ＦＬと、駆動軸としてのドライブシャフト１２１ａ，１２１ｂおよびディファレンシャルギア１２０と、エンジン１０１と、モータジェネレータ１０２と、クラッチ１０３と、クラッチアクチュエータ１０４と、変速部（共通変速部１０５ａ、Ｔ／Ｍ−ＭＧ変速部１０５ｂ、Ｔ／Ｍ−ＥＮＧ変速部１０５ｃ）と、シフトアクチュエータ１０７と、回転数センサ１４０と、を有している。なお、共通変速部１０５ａ、Ｔ／Ｍ−ＭＧ変速部１０５ｂ、Ｔ／Ｍ−ＥＮＧ変速部１０５ｃを総称する場合には、「変速部１０５」という。

エンジン１０１は、例えば、燃料（例えば、ガソリン、軽油などの炭化水素系）の燃焼により、エンジン出力軸からトルクを出力する内燃機関である。エンジン１０１は、各種センサ（エンジン回転センサ等）、アクチュエータ（インジェクタ、スロットルバルブを駆動するアクチュエータ等）を有している。エンジン１０１は、エンジンＥＣＵ（ＥＮＧ−ＥＣＵ）１１１に通信可能に接続されており、エンジンＥＣＵ１１１によって制御される。

クラッチ１０３は、エンジン１０１および変速部１０５、モータジェネレータ１０２との間に介装され、エンジン１０１から変速部１０５へのトルクを断接可能な装置である。クラッチ１０３は、トランスミッションＥＣＵ（Ｔ／Ｍ−ＥＣＵ）１１３によって駆動制御されるクラッチアクチュエータ１０４によって、締結および開放が制御される。

モータジェネレータ１０２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回され、電動機として駆動するとともに発電機としても駆動する同期発電電動機である。モータジェネレータ１０２は、インバータ１１０を介して高圧バッテリ１３０と電力のやりとりを行う。具体的には、モータジェネレータ１０２は、高圧バッテリ１３０からの電力供給を受けて回転駆動する電動機として動作し、回転駆動によるトルクをＴ／Ｍ−ＭＧ変速部１０５ｂに出力することができる。なお、かかるモータジェネレータ１０２の状態を「力行」という。

また、モータジェネレータ１０２は、エンジン１０１からエンジン出力軸に出力されたトルクやＴ／Ｍ−ＭＧ変速部１０５ｂからのトルクを受けてステータコイルの両端に起電力を生じさせ、発電機として動作して高圧バッテリ１３０を充電することができる。なお、かかるモータジェネレータ１０２の状態を「回生」という。

変速部１０５は、モータジェネレータ１０２とエンジン１０１との間に接続され、モータジェネレータ１０２やエンジン１０１から出力されるトルクを駆動軸（ディファレンシャルギア１２０およびドライブシャフト１２１ａ，１２１ｂ）を介して駆動輪ＦＲ，ＦＬに伝達する機構である。変速部は、共通変速部１０５ａと、Ｔ／Ｍ−ＭＧ変速部１０５ｂと、Ｔ／Ｍ−ＥＮＧ変速部１０５ｃとから構成される。Ｔ／Ｍ−ＭＧ変速部１０５ｂは、モータジェネレータ１０２から出力された回転トルクを前進又は後進の回転方向に切り替えて加速または減速する機構である。Ｔ／Ｍ−ＥＮＧ変速部１０５ｃは、エンジン１０１のエンジン出力軸から出力された回転トルクを前進又は後進の回転方向に切り替えて加速または減速する機構である。共通変速部１０５ａは、モータジェネレータ１０２およびエンジン１０１から伝達された回転トルクをまとめて駆動軸（ディファレンシャルギア１２０およびドライブシャフト１２１ａ，１２１ｂ）を介して駆動輪ＦＲ，ＦＬに伝達する機構である。これらの変速部は、それぞれ複数のギア段に切替え可能に構成されている。また、シフトアクチュエータ１０７は、Ｔ／Ｍ−ＥＮＧ変速部１０５ｃ、Ｔ／Ｍ−ＭＧ変速部１０５ｂおよび共通変速部１０５ａのギア段の切替えを制御する。

ディファレンシャルギア１２０は、共通変速部１０５ａから伝達された回転トルクを駆動輪ＦＲ，ＦＬに伝達させる際に、右前輪ＦＲと左前輪ＦＬとの間で差動を生じさせるギアである。

回転数センサ１４０は、変速部１０５のインプット軸近傍に設けられ、変速部１０５のインプット軸の回転数（以下、「インプット回転数」という。）を検出する。回転数センサ１４０は、検出したインプット回転数を、統合ＥＣＵ２００に送出する。

本実施形態のハイブリッド車両１００の駆動系では、上述のような構成となっているため、モータジェネレータ１０２とエンジン１０１とは、変速部１０５を介して共通の出力軸を有し、変速部１０５のギア段によってそれぞれ単独で駆動軸（ディファレンシャルギア１２０およびドライブシャフト１２１ａ，１２１ｂ）との接続および遮断が可能となっている。

次に、ハイブリッド車両１００の制御装置３００について説明する。制御装置３００は、ハイブリッド車両１００全体を制御する。制御装置３００は、図１に示すように、インバータ１１０と、ブレーキ油圧制御部１０９と、エンジンＥＣＵ（ＥＮＧ−ＥＣＵ）１１１と、電子制御ブレーキＥＣＵ（ＥＣＢ−ＥＣＵ）１１２と、トランスミッションＥＣＵ（Ｔ／Ｍ−ＥＣＵ）１１３と、モータジェネレータＥＣＵ（ＭＧ−ＥＣＵ）１１４と、統合ＥＣＵ２００と、高圧バッテリ１３０と、バッテリＥＣＵ１３１とを主に備えている。

バッテリＥＣＵ１３１は、高圧バッテリ１３０を制御し、例えば、状態量（ＳＯＣ）、放電許容電力、電圧等の高圧バッテリ１３０に関する情報を統合ＥＣＵ２００に通知する。

エンジンＥＣＵ（ＥＮＧ−ＥＣＵ）１１１は、エンジン１０１に内蔵された不図示の各種アクチュエータ（例えば、スロットルバルブ、インジェクタ等を駆動するアクチュエータ等）、各種センサ（例えば、エンジン回転センサ等）及び統合ＥＣＵ２００と通信可能に接続されている。エンジンＥＣＵ（ＥＮＧ−ＥＣＵ）１１１は、統合ＥＣＵ２００からエンジントルク指令（スロットル開度指令）を受信して、エンジン１０１の動作を制御する。

電子制御ブレーキＥＣＵ（ＥＣＢ−ＥＣＵ）１１２は、ブレーキ油圧制御部１０９と統合ＥＣＵ２００と電気的に接続されている。電子制御ブレーキＥＣＵ１１２は、統合ＥＣＵ２００からブレーキ指令や回生トルクを受信して、ブレーキ指令や回生トルクに基づいてブレーキ油圧制御部１０９に対して指令を行うことにより、ブレーキ・バイ・ワイヤーの一種である電子制御ブレーキシステム（ＥＣＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｂｒａｋｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）によるブレーキ制御を行う。

ブレーキ油圧制御部１０９は、ＥＣＢ−ＥＣＵ１１２からの指令を受けて、ブレーキ１１７，１１８に対するブレーキ油圧制御を行って、駆動輪に対してブレーキを車両状況に応じて自動的に作動させることができる。

トランスミッションＥＣＵ（Ｔ／Ｍ−ＥＣＵ）１１３は、クラッチアクチュエータ１０４、シフトアクチュエータ１０７および統合ＥＣＵ２００と電気的に接続されている。トランスミッションＥＣＵ１１３は、統合ＥＣＵ２００からクラッチ要求を受信してクラッチアクチュエータ１０４を制御し、クラッチ１０３の断接の制御を行う。また、トランスミッションＥＣＵ１１３は、統合ＥＣＵ２００から変速要求を受信して、シフトアクチュエータ１０７を制御して、変速部１０５のギア段の切替えを制御する。

インバータ１１０は、モータジェネレータＥＣＵ（ＭＧ−ＥＣＵ）１１４からの制御信号に応じて、三相交流を生成してモータジェネレータ１０２に印加し、モータジェネレータ１０２の動作（駆動動作、発電動作、回生動作）を制御する。インバータ１１０は、昇圧コンバータ（不図示）を介して高圧バッテリ１３０と電気的に接続されている。

モータジェネレータＥＣＵ（ＭＧ−ＥＣＵ）１１４は、インバータ１１０、不図示の各種センサ（例えば、回転センサ等）、および統合ＥＣＵ２００と通信可能に接続されている。モータジェネレータＥＣＵ１１４は、統合ＥＣＵ２００からモータトルク指令を受信し、インバータ１１０を介してモータジェネレータ１０２の動作を制御する。

ここで、エンジンＥＣＵ１１１、電子制御ブレーキＥＣＵ１１２、トランスミッションＥＣＵ１１３、モータジェネレータＥＣＵ１１４のそれぞれでは、統合ＥＣＵ２００からの制御信号に応じて、不図示のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が所定のプログラム（データベース、マップ等を含む）を不図示のＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶媒体から読み出して読み出したプログラムを実行することにより、上述の各種制御処理を行う。

統合ＥＣＵ２００は、エンジンＥＣＵ１１１、電子制御ブレーキＥＣＵ１１２、トランスミッションＥＣＵ１１３、モータジェネレータＥＣＵ１１４の動作を制御する。統合ＥＣＵ２００は、エンジンＥＣＵ１１１、電子制御ブレーキＥＣＵ１１２、トランスミッションＥＣＵ１１３、モータジェネレータＥＣＵ１１４、各種センサ（例えば、回転センサ等）、各種スイッチ（例えば、イグニッションスイッチ等）と通信可能に接続されている。本実施形態では、統合ＥＣＵ２００は、アクセル開度センサ（不図示）からアクセル開度を受信し、車速センサ（不図示）からハイブリッド車両１００の車速を受信する。また、統合ＥＣＵ２００はエンジンＥＣＵ１１１からエンジン１０１の運転状態を受信する。さらに統合ＥＣＵ２００は、ブレーキストロークセンサ（不図示）からブレーキストロークを、シフトレバー（不図示）からシフトポジションを、高圧バッテリ１３０からＳＯＣをそれぞれ受信する。

以下、統合ＥＣＵ２００の詳細について説明する。図２は、本実施形態の統合ＥＣＵ２００の機能的構成を示すブロック図である。本実施形態の統合ＥＣＵ２００は、図２に示すように、始動モード判定部２０１と、始動要求判定部２０２と、走行モード判定部２０３と、動作点決定部２１０とを主に備えている。

統合ＥＣＵ２００では、ハイブリッド車両１００の所定の状況に応じて、不図示のＣＰＵが所定のプログラム（データベース、マップ等を含む）を不図示のＲＯＭ等の記憶媒体から読み出して読み出したプログラムを実行することにより、上記各部として機能し、以下に示す各部の機能を実行して、エンジンＥＣＵ１１１、電子制御ブレーキＥＣＵ１１２、トランスミッションＥＣＵ１１３、モータジェネレータＥＣＵ１１４に対して各種制御信号を出力する。

走行モード判定部２０３は、エンジンＥＣＵ１１１からエンジン１０１の運転状態を入力し、エンジン１０１の運転状態から、ハイブリッド車両１００の走行モードを判定する。ここで、本実施形態の走行モードは、モータ走行モードとハイブリッド走行モードがある。モータ走行モード（以下、「ＥＶ走行モード」という。）は、クラッチ１０３の開放状態で、ハイブリッド車両１００がエンジン１０１を用いずにモータジェネレータ１０２のみを動力源として走行する走行モードである。ハイブリッド走行モード（以下、「ＨＶ走行モード」という。）は、クラッチ１０３の締結状態で、ハイブリッド車両１００が、エンジン１０１とモータジェネレータ１０２との双方を動力源として走行する走行モードである。走行モード判定部２０３は、判定した走行モードを、始動要求判定部２０２に送出する。

始動要求判定部２０２は、走行モード判定部２０３によって、ハイブリッド車両１００がモータ走行モードで走行していると判定された場合に、ドライバーの操作に依存しないエンジン１０１の始動要求があったか否か、すなわち、ドライバーからの明示的な操作がなくてもエンジン始動の必要性があるか否かを車両１００の走行に関する情報に基づいて判定する。

より具体的には、始動要求判定部２０２は、車両１００の走行に関する情報として高圧バッテリ１３０の状態量（ＳＯＣ）をバッテリＥＣＵ１３１から受信し、ＳＯＣが所定の閾値以下となった（閾値を超えた）か否かを判定し、ＳＯＣが所定値以下となった（閾値を超えた）場合に、エンジン１０１の始動が必要であり、エンジン１０１の始動要求があったと判定する。ここで、車両１００の走行に関する情報としては、本実施形態のように高圧バッテリ１３０のＳＯＣを用いる他、モータジェネレータ１０２やインバータ１１０の温度の上昇やエンジン１０１の水温低下等の情報を用いることができる。

始動モード判定部２０１は、始動要求判定部２０２によりエンジン１０１の始動要求があったと判定された場合に、回転数センサ１４０で検知された、変速部１０５のインプット軸のインプット回転数と、所定のエンジン始動目標回転数とを比較し、エンジン１０１の始動を第１始動モードで行うか第２始動モードで行うかを判定する。

ここで、エンジン始動目標回転数は、任意の回転数として定めることができ、一例としてアイドル回転数等が該当するが、これに限定されるものではない。また、第１始動モードとは、モータジェネレータ１０２およびエンジン１０１と車両駆動軸とを遮断（開放）し、クラッチ１０３を締結して、モータジェネレータ１０２によりエンジン１０１を始動させるモードである。また、第２始動モードとは、モータジェネレータ１０２およびエンジン１０１と車両駆動軸とを接続（締結）した状態で、モータジェネレータ１０２のトルクを駆動軸に伝達しながら、かつドライバーによりクラッチ１０３をスリップさせながら、エンジン１０１を始動させるモードである。

始動モード判定部２０１は、始動要求判定部２０２により、エンジン１０１の始動要求があったと判定された場合に、一定時間ごとに、回転数センサ１４０から取得したインプット回転数と所定のエンジン始動目標回転数とを比較し、比較の結果、インプット回転数がエンジン始動目標回転数以上である間は、第２始動モードでエンジン１０１を始動すると判定する。始動モード判定部２０１は、インプット回転数がエンジン始動目標回転数未満となった場合には、第１始動モードでエンジン１０１を始動すると判定する。始動モード判定部２０１は、判定した始動モードを、その都度、動作点決定部２１０のエンジン始動制御部２１１に送出する。

動作点決定部２１０は、アクセル開度、要求駆動力、放電目標電力、走行モード等から、これらの動作点到達目標として、エンジン１０１の目標とするエンジントルクやモータジェネレータ１０２の目標とするモータトルク、クラッチ１０３の目標とする締結容量、変速部１０５の目標とするギア段、回生トルク等を求める。動作点決定部２１０は、図２に示すように、エンジン始動制御部２１１を主に備えている。なお、図２に示す動作点決定部２１０では、本実施形態に関係する部位のみを示している。

エンジン始動制御部２１１は、始動モード判定部２０１から始動モードを受信し、受信した始動モードでエンジン１０１を始動させるように制御する。すなわち、エンジン始動制御部２１１は、始動要求判定部２０２によりエンジン１０１の始動要求があったと判定された場合で、かつインプット回転数がエンジン始動目標回転数まで低下しておらずエンジン始動目標回転数以上である間は、始動モード判定部２０１から第２始動モードを受信するので、第２始動モードでエンジン１０１を始動させるように制御する。

より具体的には、エンジン始動制御部２１１は、駆動軸接続指令をＴ／Ｍ−ＥＣＵ１１３に送出して、モータジェネレータ１０２およびエンジン１０１と車両駆動軸とを接続させる。これにより、モータジェネレータ１０２およびエンジン１０１と車両駆動軸とを接続した状態でモータジェネレータ１０２のトルクを駆動軸に伝達しつつ、クラッチ１０３をスリップさせながら、エンジン１０１を始動させる。これにより、駆動軸に作用するトルクが抜けたような、いわゆるトルク抜け感の発生を防止することができる。

また、エンジン始動制御部２１１は、始動要求判定部２０２によりエンジン１０１の始動要求があったと判定された場合で、かつインプット回転数がエンジン始動目標回転数まで低下してエンジン始動目標回転数未満となった場合には、始動モード判定部２０１から第１始動モードを受信するので、第１始動モードでエンジン１０１を始動させるように制御する。

より具体的には、エンジン始動制御部２１１は、第１始動モードの場合には、駆動軸切り離し指令をＴ／Ｍ−ＥＣＵ１１３に送出して、モータジェネレータ１０２およびエンジン１０１と車両駆動軸とを遮断させる。これにより、エンジン始動制御部２１１は、モータジェネレータ１０２およびエンジン１０１と車両駆動軸とを遮断してモータジェネレータ１０２によりエンジン１０１を始動させる。

図３は、変速部１０５のスケルトン図であり、エンジン１０１、クラッチ１０３、モータジェネレータ１０２、駆動軸であるディファレンシャルギア１２０も示している。図３では、駆動軸が切り離された状態を示している。本実施形態の変速部１０５は、図３に示すように、ドグクラッチを用いて、駆動軸とエンジン１０１やモータジェネレータ１０２との接続や遮断を行っている。

すなわち、図３に示すように、本実施形態では、ディファレンシャルギア１２０のギア３０２からスリーブ３０１の連結を解除してニュートラルの位置とすることで、エンジン１０１およびモータジェネレータ１０２が駆動軸と切り離される。ここで、このニュートラル位置となるギア段を、エンジン始動ギア段と呼ぶ。

一方、ギア３０２にいずれかのスリーブ３０１が連結することで、エンジン１０１およびモータジェネレータ１０２が駆動軸と接続される。ここで、ギア３０２にいずれかのスリーブ３０１が連結してエンジン１０１およびモータジェネレータ１０２が駆動軸と接続されるギア段を走行用ギア段と呼ぶ。このようなエンジン１０１およびモータジェネレータ１０２と駆動軸の遮断および接続は、Ｔ／Ｍ−ＥＣＵ１１３からの指令により行われる。

次に、以上のように構成された本実施形態のハイブリッド車両１００の制御装置３００によるエンジン始動制御処理について説明する。図４は、本実施形態のエンジン始動制御処理の手順を示すフローチャートである。ここで、ハイブリッド車両１００は、ＥＶ走行モードで走行しており、走行モード判定部２０３によって走行モードがＥＶ走行モードであると判定された場合に、図４に示すフローチャートの処理が実行される。

まず、始動要求判定部２０２は、バッテリＥＣＵ１３１から高圧バッテリ１３０のＳＯＣを入力し、ＳＯＣが所定の閾値以下であるか否かについて判断することにより、エンジン始動の必要性があるか否かを判断する（ステップＳ１１）。そして、ＳＯＣが所定の閾値より大きい場合には（ステップＳ１１：Ｎｏ）、始動要求判定部２０２は処理を終了する。

一方、ＳＯＣが所定の閾値以下となった場合には（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、始動モード判定部２０１は、変速部１０５のインプット軸のインプット回転数を回転数センサ１４０から取得し、インプット回転数が所定のエンジン始動目標回転数未満となったか否かを判断する（ステップＳ１２）。そして、インプット回転数が所定のエンジン始動目標回転数未満となっていない場合、すなわち、インプット回転数が所定のエンジン始動目標回転数以上である場合には（ステップＳ１２：Ｎｏ）、始動モード判定部２０１は、第２始動モードでエンジン１０１を始動すると判定し、エンジン始動制御部２１１は、エンジン１０１の第２始動モードでの始動である駆動軸締結でのエンジン始動を行う（ステップＳ１４）。

すなわち、エンジン始動制御部２１１は、駆動軸接続指令をＴ／Ｍ−ＥＣＵ１１３に送出して、モータジェネレータ１０２およびエンジン１０１と車両駆動軸とを接続（締結）した状態で、ドライバーによりクラッチ１０３をスリップさせながら、モータジェネレータ１０２のトルクを駆動軸に伝達しながらエンジン１０１を始動させる。

一方、ステップＳ１２で、インプット回転数が所定のエンジン始動目標回転数未満となった場合には（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、始動モード判定部２０１は、第１始動モードでエンジン１０１を始動すると判定し、エンジン始動制御部２１１は、エンジン１０１を第１始動モードで始動させる。

すなわち、エンジン始動制御部２１１は、駆動軸切り離し指令をＴ／Ｍ−ＥＣＵ１１３に送出して、モータジェネレータ１０２およびエンジン１０１と車両駆動軸とを遮断（開放）する（ステップＳ１５）。そして、エンジン始動制御部２１１は、車両駆動軸の開放でのエンジン始動を行う。すなわち、エンジン始動制御部２１１は、車両駆動軸を開放した状態で、モータジェネレータ１０２によりエンジン１０１を始動させる（ステップＳ１６）。

図５は、アクセル開度・ブレーキ、エンジン始動要求、回転数、ギア段、始動モード、エンジン状態、クラッチ１０３のクラッチ状態、モータトルクの経時的な変化の状態を示す図である。符号５０１の時点でドライバーがアクセルの踏み込みをやめ、クラッチ１０３を開放したとする。このとき、変速部１０５の入力軸のインプット回転数は徐々に低下していく。

そして、符号５０２の時点で、高圧バッテリ１３０のＳＯＣが低下して所定の閾値以下となることによりエンジン始動要求が行われると（エンジン１０１の始動が必要になると）、インプット回転数がエンジン始動目標回転数以上の間は（符号５０２と符号５０３の間の期間）、エンジン始動制御部２１１は、第２始動モードでエンジン１０１を始動する。すなわち、エンジン始動制御部２１１は、エンジン１０１およびモータジェネレータ１０２と駆動軸とを接続させた状態で、モータジェネレータ１０２のトルクを駆動軸に伝達しつつ、ドライバーによりクラッチ１０３をスリップ状態としながら、エンジン１０１を始動させる。ここで、ドライバーがブレーキをかけると、インプット回転数はさらに低下していく。

符号５０３の時点において、インプット回転数がエンジン始動目標回転数未満となった場合には、エンジン始動制御部２１１は、第１始動モードでエンジン１０１を始動する。すなわち、ドライバーはクラッチ１０３を開放するとともに、エンジン始動制御部２１１は、変速部１０５のギア段を、走行用ギア段からエンジン始動用ギア段として、エンジン１０１およびモータジェネレータ１０２と駆動軸と切り離す。そして、符号５０４の時点で、ドライバーはクラッチ１０３を締結し、モータジェネレータ１０２のモータトルクによりエンジン１０１を始動させる。

そして、符号５０５の時点で、エンジン回転数が上昇してエンジン１０１が運転状態となったら、変速部１０５のギア段が走行用ギア段に変更される。

このように本実施形態では、ハイブリッド車両１００がＥＶモードで走行中に、ＳＯＣが所定の閾値以下となった場合に、エンジン１０１の始動が必要であると判断し、変速部１０５のインプット軸のインプット回転数が所定のエンジン始動目標回転数未満に下がった場合に、エンジン始動制御部２１１は、エンジン１０１およびモータジェネレータ１０２と駆動軸とを遮断して，モータジェネレータ１０２によりエンジン１０１を始動させる制御を行っている。このため、本実施形態によれば、ドライバーの操作によるエンジン始動要求がない場合でも、高圧バッテリ１３０のＳＯＣの低下等でエンジン１０１の始動が必要な場合に、必要となったタイミングを逃さずに適切なタイミングでエンジン始動を行うことができる。

本実施形態では、ドライバーの操作に依存しないエンジン始動要求として、高圧バッテリ１３０の状態に関する情報を例にあげて説明したが、ドライバーの操作に依存しないエンジン始動要求はこれに限定されるものではない。

また、本実施形態では、変速部１０５にドグクラッチを用いて駆動軸とエンジン１０１およびモータジェネレータ１０２との接続や遮断を行っているが、これに限定されるものではない。例えば、駆動軸とエンジン１０１およびモータジェネレータ１０２との断接を行う第２のクラッチを設けて、当該第２のクラッチにより、駆動軸とエンジン１０１およびモータジェネレータ１０２との接続や遮断を行うように構成してもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０１ エンジン
１０２ モータジェネレータ
１０３ クラッチ
１０４ クラッチアクチュエータ
１０５ａ 共通変速部
１０５ｂ Ｔ／Ｍ−ＭＧ変速部
１０５ｃ Ｔ／Ｍ−ＥＮＧ変速部
１０７ シフトアクチュエータ
１０９ ブレーキ油圧制御部
１１０ インバータ
１１１ エンジンＥＣＵ（ＥＮＧ−ＥＣＵ）
１１２ 電子制御ブレーキＥＣＵ（ＥＣＢ−ＥＣＵ）
１１３ トランスミッションＥＣＵ（Ｔ／Ｍ−ＥＣＵ）
１１４ モータジェネレータＥＣＵ（ＭＧ−ＥＣＵ）
１２０ ディファレンシャルギア
１２１ａ，１２１ｂ ドライブシャフト
１４０ 回転数センサ
２００ 統合ＥＣＵ
２０１ 始動モード判定部
２０２ 始動要求判定部
２０３ 走行モード判定部
２１０ 動作点決定部
２１１ エンジン始動制御部

Claims (5)

1. エンジンを用いずにモータを動力源として走行可能であるとともに、前記エンジンと前記モータとの双方を動力源として走行可能な車両を制御する車両制御装置であって、
   前記車両が、前記エンジンを用いずに前記モータを動力源として走行している場合に、前記エンジンの始動要求があったか否かを判定する始動要求判定部と、
   前記エンジンと前記モータとの間に設けられる変速部の入力軸の回転数を検知する回転数検知部と、
   前記エンジンの始動要求があったと判定された場合に、前記入力軸の回転数と所定のエンジン始動目標回転数とを比較し、前記入力軸の回転数が前記エンジン始動目標回転数未満となったか否かを判定する始動モード判定部と、
   前記エンジンの始動要求があったと判定された場合で、かつ前記入力軸の回転数が前記エンジン始動目標回転数未満となった場合に、前記モータおよび前記エンジンと前記車両の駆動軸とを遮断し、前記モータにより前記エンジンを始動させるエンジン始動制御部と、
   を備えた車両制御装置。
2. 前記エンジン始動制御部は、前記エンジンの始動要求があったと判定された場合で、かつ前記入力軸の回転数が前記エンジン始動目標回転数以上である場合には、前記モータおよび前記エンジンと前記車両の駆動軸とを接続した状態で前記エンジンを始動させる、
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記始動モード判定部は、前記入力軸の回転数が前記エンジン始動目標回転数未満となった場合には、第１始動モードで前記エンジンを始動すると判定し、前記入力軸の回転数が前記エンジン始動目標回転数以上である場合には、第２始動モードで前記エンジンを始動すると判定し、
   前記エンジン始動制御部は、前記入力軸の回転数が前記エンジン始動目標回転数未満となった場合には、前記第１始動モードとして、前記モータおよび前記エンジンと前記車両の駆動軸とを遮断し、前記モータにより前記エンジンを始動させ、前記入力軸の回転数が前記エンジン始動目標回転数以上である場合には、前記第２始動モードとして、前記モータおよび前記エンジンと前記車両の駆動軸とを接続した状態で前記エンジンを始動させる、
   請求項２に記載の車両制御装置。
4. 前記始動要求判定部は、前記車両の走行に関する情報に基づいて、前記エンジンの始動要求があったか否かを判定する、
   請求項１〜３のいずれか一つに記載の車両制御装置。
5. 前記始動要求判定部は、前記走行に関する情報としてバッテリの状態量を受信し、前記バッテリの状態量が所定の閾値を超えた場合に、前記エンジンの始動要求があったと判定する、
   請求項４に記載の車両制御装置。

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