JP2022133996A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両のＮＶ特性が悪化するのを回避しながら、電動機によるクランキングにより内燃機関を適切に始動させることを可能にする車両制御装置を提供する。【解決手段】エンジン１１と、エンジン１１に連結されたモータジェネレータ１２と、エンジン１１およびモータジェネレータ１２の少なくとも一方の出力により駆動される駆動輪ＤＷと、を備え、モータジェネレータ１２によるクランキングによりエンジン１１を始動可能な車両１を制御する制御装置３０は、エンジン１１を始動させる場合に、エンジン１１が完爆状態となるまでは吸気圧に基づきモータジェネレータ１２の力行トルクを制御し、エンジン１１が完爆状態となった後はエンジン回転数が所定の範囲内に収束するまで、エンジン１１への燃料噴射量に基づきモータジェネレータ１２の回生トルクを制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

従来から、内燃機関を備える車両において、内燃機関の始動時に発生する振動の低減が望まれている。例えば、特許文献１には、エンジンと、モータジェネレータとを備え、且つモータジェネレータによるクランキングによりエンジンを始動可能なハイブリッド車両において、エンジンの始動時に、エンジンの吸気バルブの閉弁タイミングを、下死点を跨ぐように進角させるバルブタイミング制御を実行可能に構成し、このバルブタイミング制御を実行する場合に、モータジェネレータの出力トルクが、エンジンのクランキングに要するクランキングトルクに、吸気圧と閉弁タイミングとに応じて決定した制振トルクを加えたトルクとなるように、モータジェネレータを制御するようにした技術が開示されている。

また、特許文献２には、内燃機関からのトルクに発生するトルク脈動を検出し、このトルク脈動と同相の減少トルクが発生するように、電動発電機を制御するようにした技術が開示されている。

特開２０２０－０４５０３５号公報 特開２００４－２２２４３９号公報

内燃機関と、内燃機関と連結された電動機と、内燃機関および電動機の少なくとも一方の出力により駆動される駆動輪と、を備える車両において、電動機によるクランキングにより内燃機関を始動させるようにしたとする。この場合、ドライバー（運転者）に不快感を与え得る振動の発生期間を短くするためには、内燃機関を始動させる際の電動機の力行トルクを大きくして、内燃機関を素早く始動させる必要がある。その一方で、内燃機関を始動させた後も電動機の力行トルクが維持されると、内燃機関の回転数がオーバーシュートして、車両のＮＶ（Noise, Vibration）特性の悪化につながる。

本発明は、車両のＮＶ特性が悪化するのを回避しながら、電動機によるクランキングにより内燃機関を適切に始動させることを可能にする車両制御装置を提供する。

本発明は、
内燃機関と、前記内燃機関と連結された電動機と、前記内燃機関および前記電動機の少なくとも一方の出力により駆動される駆動輪と、を備えるとともに、前記電動機によるクランキングにより前記内燃機関を始動可能な車両を制御する車両制御装置であって、
前記電動機によるクランキングにより前記内燃機関を始動させる場合に、
前記内燃機関が完爆状態となるまでは、前記内燃機関の吸気圧に基づき前記電動機の力行トルクを制御し、
前記内燃機関が前記完爆状態となった後は、前記内燃機関の回転数が目標回転数を含む所定の範囲内に収束するまで、前記内燃機関への燃料噴射量に基づき前記電動機の回生トルクを制御する。

本発明によれば、車両のＮＶ特性が悪化するのを回避しながら、電動機によるクランキングにより内燃機関を適切に始動させることを可能にする車両制御装置を提供できる。

本実施形態の車両の一例を示す図である。 本実施形態の車両が備える変速機の一例を示す図である。 スロットルクローズ状態でエンジンを始動させる場合に制御装置が行う制御の一例を示す図である。 図３Ａにおける時期ｔ１２直後の一定期間におけるモータトルク、エンジン回転数、および燃料噴射信号を拡大して示した図である。 スロットルオープン状態でエンジンを始動させる場合に制御装置が行う制御の一例を示す図である。

以下、本発明の車両制御装置の一実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

［車両］
図１に示すように、本実施形態の車両１は、いわゆるハイブリッド電気自動車(Hybrid Electrical Vehicle)であり、内燃機関の一例であるエンジン１１と、電動機の一例であるモータジェネレータ１２と、変速機ＴＭと、駆動輪ＤＷと、バッテリ２０と、電力変換装置２１と、車両１全体の制御を司る制御装置３０と、を備えている。なお、図１において、太実線は機械連結を示し、二重破線は電気配線を示し、実線矢印は制御信号を示している。

エンジン１１は、例えば、全ての気筒を稼働させる全筒運転と、一部の気筒を休止させた状態で運転する休筒運転とを切替可能に構成された、いわゆる気筒休止エンジンである。一例として、エンジン１１は、可変バルブタイミング機構（不図示）を備えるＶ型６気筒エンジンであり、可変バルブタイミング機構によって、一方のバンクの３つの気筒を休止可能に構成されている。すなわち、エンジン１１において、全筒運転時には両方のバンクの６つの気筒を用いた６気筒運転が行われ、休筒運転時には一方のバンクの３つの気筒のみを用いた３気筒運転が行われる。また、エンジン１１は、可変バルブタイミング機構によって、例えば、各吸気バルブの開弁期間、開閉タイミング、リフト量等も変化可能に構成されている。

エンジン１１は、供給された燃料（例えばガソリン）を燃焼させることによって発生した機械エネルギー（動力）を、クランクシャフト１１ａ（図２を参照）を回転駆動することによって出力する。具体的に、エンジン１１は、インジェクタ（不図示）を備える。インジェクタは、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を用いて制御装置３０により制御され、エンジン１１に燃料を供給する。

具体的に、インジェクタは、燃料噴射信号として制御装置３０から受け付けたパルス信号（電圧信号）のパルス幅に応じた期間だけ開弁して、エンジン１１の各気筒内に燃料を噴射する。燃料噴射信号１パルスあたりにインジェクタが噴射する燃料の量を、以下、燃料噴射量ともいう。燃料噴射量は、燃料噴射信号のパルス幅に比例し、そのパルス幅が長くなるほど増加し得る。

また、インジェクタには、インジェクションポンプ（不図示）を介して燃料が供給される。インジェクションポンプは、制御装置３０の制御にしたがった燃料噴射圧力でインジェクタに燃料を供給する。燃料噴射量は、燃料噴射圧力にも比例し、燃料噴射圧力が高くなるほど増加し得る。例えば、インジェクタは、所定値（噴射許可燃圧ともいう。図３Ａおよび図４を参照）以上の燃料噴射圧力が供給されることにより、エンジン１１の各気筒内に燃料を噴射することができる。

インジェクタによる燃料供給が行われることによりエンジン１１から出力された動力（以下、単にエンジン１１の出力ともいう）は、エンジン１１と機械的に連結された変速機ＴＭを介して駆動輪ＤＷに伝達され、車両１の走行に供される。

また、エンジン１１は、モータジェネレータ１２とも機械的に連結されている。モータジェネレータ１２は、例えば三相の交流モータであり、電力が供給されることによって動力を出力する電動機として機能する。具体的に、モータジェネレータ１２のロータ（不図示）は、エンジン１１のクランクシャフト１１ａと連結されている。このため、エンジン１１およびモータジェネレータ１２からなるパワープラントから出力されるパワープラントトルクのクランクシャフト１１ａの軸端でのトルクであるクランク端トルクは、エンジン１１から出力されるトルク（以下、エンジントルクともいう）と、モータジェネレータ１２から出力されるトルク（以下、モータトルクともいう）と、の和となる。なお、以下の説明において、正（プラス）のモータトルクを力行トルクともいい、負（マイナス）のモータトルクを回生トルクともいう。

エンジン１１とモータジェネレータ１２とが機械的に連結されていることで、車両１においては、エンジン１１の出力を用いた駆動輪ＤＷの駆動（すなわち車両１の走行）を、モータジェネレータ１２から出力された動力（以下、単にモータジェネレータ１２の出力ともいう）によって補助するモータアシストが可能となっている。

また、エンジン１１とモータジェネレータ１２とが機械的に連結されていることで、エンジン１１の出力によってモータジェネレータ１２を回転駆動したり、モータジェネレータ１２の出力によってエンジン１１を回転駆動したりすることも可能である。具体的に、車両１においては、モータジェネレータ１２によるクランキングによりエンジン１１を始動させることが可能になっている。

モータジェネレータ１２は、電力変換装置２１を介して、バッテリ２０と電気的に接続されている。バッテリ２０は、例えば、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、所定の電圧（例えば５０～２００［Ｖ］）を出力可能に構成されたバッテリである。バッテリ２０の蓄電セルとしては、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等を用いることができる。

電力変換装置２１は、インバータやＤＣ／ＤＣコンバータ（いずれも不図示）等を備えるとともに、制御装置３０によって制御され、電力の変換を行う装置である。例えば、電力変換装置２１は、バッテリ２０から供給された直流電力を三相の交流電力に変換してモータジェネレータ１２に供給したり、モータジェネレータ１２から供給された三相の交流電力を直流電力に変換してバッテリ２０に供給したりする。モータジェネレータ１２は、電力変換装置２１を介してバッテリ２０の電力が供給されることで、前述のモータアシストを行うことが可能である。

また、モータジェネレータ１２は、回転駆動されることによって発電を行う発電機としても機能する。モータジェネレータ１２は、前述したようにエンジン１１の出力によって回転駆動され得るほか、車両１の制動等に伴って駆動輪ＤＷ側から入力される動力によっても回転駆動され得る。モータジェネレータ１２によって発電された電力は、電力変換装置２１を介してバッテリ２０に供給され、バッテリ２０の充電に供される。

変速機ＴＭは、複数の変速段（例えば７段）を有する多段式変速機であり、エンジン１１から駆動輪ＤＷまでの動力伝達経路に設けられる。具体的に、変速機ＴＭは、図２に示すように、トルクコンバータ１３と、ギヤボックス１４と、を含んで構成される。

トルクコンバータ１３は、ポンプインペラ１３１と、タービンランナ１３２と、ステータ１３３と、ロックアップクラッチ１３４と、を備える。ポンプインペラ１３１は、エンジン１１およびモータジェネレータ１２（具体的にはクランクシャフト１１ａ）と機械的に連結され、これらの回転駆動に伴って一体回転する。タービンランナ１３２は、ポンプインペラ１３１の作動油吐出口に近接して配置される作動油流入口を有するとともに、ギヤボックス１４の入力軸１４１と機械的に連結され、入力軸１４１と一体回転する。ステータ１３３は、タービンランナ１３２とポンプインペラ１３１との間に挟まれるように配置され、タービンランナ１３２からポンプインペラ１３１に戻る作動油の流れを偏向する。また、ステータ１３３は、ワンウェイクラッチ１３５を介してトルクコンバータ１３のハウジング（不図示）等に支持されている。トルクコンバータ１３は、ポンプインペラ１３１とタービンランナ１３２との間に形成された循環路に作動油を循環させることにより、作動油を介してポンプインペラ１３１からタービンランナ１３２に動力（回転動力）を伝達できる。

ロックアップクラッチ１３４は、エンジン１１とギヤボックス１４の入力軸１４１との機械的な接続を断接可能なクラッチである。ロックアップクラッチ１３４を締結状態とすることで、エンジン１１の出力をギヤボックス１４の入力軸１４１に直接伝達することが可能になる。すなわち、ロックアップクラッチ１３４が締結状態であるとき、エンジン１１のクランクシャフト１１ａとギヤボックス１４の入力軸１４１とは、一体回転する。

ギヤボックス１４は、エンジン１１やモータジェネレータ１２の出力がトルクコンバータ１３を介して伝達される入力軸１４１と、入力軸１４１に伝達された動力を変速可能な複数の変速機構１４２，１４３と、これら複数の変速機構のうちのいずれかの変速機構により変速された動力を駆動輪ＤＷ側へ出力する出力ギヤ１４４ａを含む出力部材１４４と、を備える。

ギヤボックス１４が備える複数の変速機構は、第１変速機構１４２と、第２変速機構１４３とを含む。第１変速機構１４２は、第１変速クラッチ１４２ａと、第１変速クラッチ１４２ａが締結状態となることで入力軸１４１と一体回転する第１ドライブギヤ１４２ｂと、出力部材１４４と一体回転する第１ドリブンギヤ１４２ｃと、を備える。第２変速機構１４３は、第２変速クラッチ１４３ａと、第２変速クラッチ１４３ａが締結状態となることで入力軸１４１と一体回転する第２ドライブギヤ１４３ｂと、出力部材１４４と一体回転する第２ドリブンギヤ１４３ｃと、を備える。

なお、図２には、ギヤボックス１４が備える変速機構として、第１変速機構１４２および第２変速機構１４３のみを図示しているが、ギヤボックス１４は、例えば、第１変速機構１４２および第２変速機構１４３以外の変速機構（不図示）も備えている。

ロックアップクラッチ１３４、第１変速クラッチ１４２ａ、および第２変速クラッチ１４３ａといった変速機ＴＭが備える各クラッチ（以下、単に変速機ＴＭのクラッチともいう）を締結状態とするか解放状態とするかは、制御装置３０によって制御される。

図１に戻り、制御装置３０は、エンジン１１、変速機ＴＭ、および電力変換装置２１等を制御する装置である。また、制御装置３０は、電力変換装置２１の制御を介して、モータジェネレータ１２を制御することもできる。制御装置３０は、例えば、各種演算を行うプロセッサ、各種情報を記憶する記憶装置、制御装置３０の内部と外部とのデータの入出力を制御する入出力装置等を備えるＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって実現される。なお、制御装置３０は、１つのＥＣＵによって実現されてもよいし、複数のＥＣＵが協調動作することによって実現されてもよい。

制御装置３０には各種センサが接続されており、制御装置３０は、これら各種センサから入力される情報に基づき、エンジン１１、変速機ＴＭ、および電力変換装置２１（すなわちモータジェネレータ１２）等を制御する。制御装置３０に接続されるセンサとしては、例えば、エンジン１１（クランクシャフト１１ａ）の回転数（以下、エンジン回転数ともいう）を検出する回転数センサ１７、車両１の速度（以下、車速ともいう）を検出する車速センサ１８を挙げることができる。さらに、制御装置３０に接続されるセンサとしては、アクセルペダルに対する操作量（以下、ＡＰ開度という）を検出するＡＰセンサ、ブレーキペダルに対する操作量を検出するブレーキセンサ、変速機ＴＭの変速段を検出するギヤポジションセンサ、バッテリ２０の出力や温度を検出するバッテリセンサ、エンジン１１の吸気圧を検出する吸気圧センサ（いずれも不図示）等も挙げることができる。また、制御装置３０には、大気圧を検出する大気圧センサ（不図示）が接続されていてもよい。

例えば、制御装置３０は、車両１の走行状態に基づき、エンジントルクとモータトルクとの和であるクランク端トルクに対する目標トルク（以下、クランク端要求トルクともいう）を導出する。一例として、制御装置３０は、車速センサ１８によって検出された車速およびＡＰセンサによって検出されたＡＰ開度と、車速およびＡＰ開度に応じて車両１の走行に要求されるクランク端要求トルクを定めたマップと、を参照することにより、クランク端要求トルクを導出する。なお、このマップは、例えば、制御装置３０の記憶装置にあらかじめ記憶されている。そして、制御装置３０は、クランク端トルクがクランク端要求トルクとなるように、エンジントルクやモータトルクを制御する。

また、制御装置３０は、クランク端要求トルクに基づき、エンジン１１の運転状態を全筒運転と休筒運転との間で切り替える。具体的に、制御装置３０は、クランク端要求トルクが比較的小さいときにはエンジン１１を休筒運転し、クランク端要求トルクがある程度大きくなるとエンジン１１を全筒運転する。すなわち、制御装置３０は、クランク端要求トルクが小さいときにはエンジン１１を休筒運転することで車両１の燃費性能の向上を図り、クランク端要求トルクが大きくなるとエンジン１１を全筒運転することで車両１の走行状態に応じた適切なクランク端トルクの確保を図る。

また、制御装置３０は、所定の停止条件が成立すると、エンジン１１の運転（アイドリング）を停止させるアイドリングストップ制御を実行する。停止条件としては、例えば、車両１への減速要求に応じて、車両１が低速状態あるいは停止状態となったこと（すなわち車速が閾値以下であること）等を挙げることができる。減速要求は、例えば、車両１のブレーキペダルが操作される（例えば踏み込まれる）ブレーキオンや、車両１のアクセルペダルへの操作が解除されるアクセルオフ等である。

また、制御装置３０は、アイドリングストップ制御によりエンジン１１の運転を停止させている際に車両１への加速要求があると、エンジン１１を始動（すなわち再始動）させる。加速要求は、例えば、車両１のブレーキペダルへの操作が解除されるブレーキオフや、アクセルペダルが操作されるアクセルオン等である。

エンジン１１を始動させるにあたって、制御装置３０は、モータジェネレータ１２によるクランキングによりエンジン１１を始動させる。ところで、エンジン１１を始動させるにあたって、ドライバーに不快感を与え得る振動の発生期間を短くするためには、エンジン１１を始動させる際のモータジェネレータ１２の力行トルクを大きくして、エンジン１１を素早く始動させる必要がある。その一方で、エンジン１１を始動させた後もモータジェネレータ１２の力行トルクを維持していると、エンジン回転数がオーバーシュートし、車両１のＮＶ（Noise, Vibration）特性の悪化につながる。また、このようにエンジン回転数がオーバーシュートすると、車両１におけるクリープが強くなり過ぎて、ドライバーが意図しない車両１の飛び出しが発生するおそれもある。

そこで、制御装置３０は、モータジェネレータ１２によるクランキングによりエンジン１１を始動させる場合に、エンジン１１が完爆状態となるまでは、エンジン１１の吸気圧に基づきモータジェネレータ１２の力行トルクを制御する。具体的に、このとき、制御装置３０は、力行トルクが、エンジン１１のクランキングに要するクランキングトルクに、吸気圧に基づき決定した制振トルクを加えたトルクとなるように制御する。一例として、ここで、制御装置３０は、吸気圧と大気圧との差である負圧量に基づき制振トルクを決定する。これにより、エンジン１１の圧縮反力に応じた大きさの制振トルクに決定することが可能となる。

このように、制御装置３０は、エンジン１１が完爆状態となるまでは、エンジン１１の吸気圧に基づきモータジェネレータ１２の力行トルクを制御することにより、ドライバーに不快感を与え得る振動を抑制しつつ、エンジン１１を素早く始動させることができる。なお、制御装置３０は、例えば、エンジン回転数が所定の回転数（例えば１０００［ｒｐｍ］）以上となった場合に、エンジン１１が完爆状態となったと判断する。

また、制御装置３０は、エンジン１１が完爆状態となった後は、エンジン１１への燃料噴射量に基づきモータジェネレータ１２の回生トルクを制御する。一例として、制御装置３０は、燃料噴射量（あるいは当該燃料噴射量の燃料供給に応じてエンジン１１から出力されるエンジントルク。すなわち後述の燃焼トルク）と回生トルクとを対応付けたマップを参照して、回生トルクを制御する。なお、このマップは、例えば、制御装置３０の記憶装置にあらかじめ記憶されている。そして、制御装置３０は、エンジン回転数が目標回転数（例えば１０００［ｒｐｍ］）を含む所定の範囲内に収束するまで、燃料噴射量に基づく回生トルクの制御を継続する。ここで、目標回転数および所定の範囲は、例えば、制御装置３０にあらかじめ設定されている。

具体的に、このとき、制御装置３０は、インジェクタによる燃料供給に応じてエンジン１１から出力されるエンジントルク（燃焼トルクともいう）に合わせ込むように回生トルクを制御する。これにより、エンジン１１を始動させた際にエンジン回転数がオーバーシュートして、車両１のＮＶ特性が悪化したり、ドライバーが意図しない車両１の飛び出しが発生したりするのを抑制することができる。

以下、制御装置３０が行う制御の一例について、具体的に説明する。なお、以下に説明する各例は、アイドリングストップ制御により停止されたエンジン１１を始動（すなわち再始動）させる場合の例である。

［スロットルクローズ始動］
まず、図３Ａおよび図３Ｂを参照して、車両１のスロットルがクローズ状態（すなわちアクセルオフの状態。以下、単にスロットルクローズ状態ともいう）であるときにエンジン１１を始動させる場合の例について説明する。なお、図３Ａには、（ａ）車速、（ｂ）ブレーキ、（ｃ）モータトルク、（ｄ）エンジン回転数、（ｅ）吸気圧、（ｆ）燃料噴射圧力、（ｇ）燃料噴射信号、および（ｈ）点火信号（すなわちエンジン１１の点火時期）の時期的関係を示した。また、図３Ｂは、図３Ａにおける時期ｔ１２直後の一定期間におけるモータトルク、エンジン回転数、および燃料噴射信号を拡大して示した。

図３Ａに示す時期ｔ１１において、ドライバーによりブレーキオフされたため、制御装置３０は、アイドリングストップ制御により停止させたエンジン１１を始動させるべく、モータジェネレータ１２によるエンジン１１のクランキングを開始する。このとき、制御装置３０は、まず、モータジェネレータ１２の制御モードを第１モードに設定する。ここで、第１モードは、エンジン１１の吸気圧に基づきモータジェネレータ１２のトルクを制御するように定められた制御モードである。

そして、制御装置３０は、エンジン１１が完爆状態となるまで第１モードによりモータジェネレータ１２のトルクを制御する（図３Ａ中、符号３０１で示す一点鎖線で囲んだ箇所を参照）。このようにして第１モードに設定しているときに、制御装置３０は、モータジェネレータ１２の力行トルクが、クランキングトルクに制振トルクを加えたトルクとなるように制御する。これにより、制御装置３０の制御を簡素化して制御装置３０の処理負担を低減しながら、ドライバーに不快感を与え得る振動を抑制しつつ、エンジン１１を素早く始動させることが可能となる。

より具体的に説明すると、第１モードに設定している際、制御装置３０は、吸気圧の負圧量が小さいほど、モータジェネレータ１２の力行トルクが増加するように制御する。これにより、エンジン１１を始動させる際の圧縮反力に起因した振動を効果的に抑制できる。なお、第１モードに設定している際、制御装置３０は、吸気圧に加えて吸気バルブの閉弁タイミング等も考慮して、モータジェネレータ１２のトルク（力行トルク）を制御してもよい。

図３Ａに示す時期ｔ１１後の時期ｔ１２において、エンジン１１が完爆状態となると、制御装置３０は、モータジェネレータ１２の制御モードを第２モードに設定（変更）する。ここで、第２モードは、燃料噴射量、すなわち燃料噴射信号のパルス幅に基づきモータジェネレータ１２のトルクを制御するように定められた制御モードである。

そして、制御装置３０は、エンジン回転数が所定の範囲内（例えば目標回転数）に収束するまで第２モードによりモータジェネレータ１２のトルクを制御する（図３Ａ中、符号３０２で示す一点鎖線で囲んだ箇所を参照）。このようにして第２モードに設定しているときに、制御装置３０は、燃焼トルクに合わせ込むようにモータジェネレータ１２の回生トルクを制御する。これにより、制御装置３０の制御を簡素化して制御装置３０の処理負担を低減しながら、エンジン１１を始動させた際にエンジン回転数がオーバーシュートして、車両１のＮＶ特性が悪化したり、ドライバーが意図しない車両１の飛び出しが発生したりするのを抑制することが可能となる。

ところで、燃焼トルクは、燃料噴射量に比例して増加し得る。このため、制御装置３０は、燃料噴射量に基づき回生トルクを制御している場合に、燃料噴射量が多いほど、回生トルクを大きくしてもよい。具体的には、燃料噴射信号のパルス幅が長いほど、燃料噴射量は多くなり得る。したがって、制御装置３０は、燃料噴射信号のパルス幅が長いほど、回生トルクを大きくしてもよい。

例えば、図３Ｂに示すように、燃料噴射信号のパルス幅がｗ１であるとき、制御装置３０は、回生トルクがＴｑ１となるように制御する。一方、燃料噴射信号のパルス幅がｗ１よりも短いｗ２であるとき、制御装置３０は、回生トルクがＴｑ１よりも小さいＴｑ２となるように制御する。これにより、燃焼トルクに合わせ込むように回生トルクを制御でき、エンジン回転数がオーバーシュートするのを抑制することができる。また、燃料噴射圧力が高いほど、燃料噴射量は多くなり得る。したがって、制御装置３０は、燃料噴射圧力が高いほど、回生トルクを大きくしてもよい。

以上に説明したように、制御装置３０は、アイドリングストップ制御により停止させたエンジン１１をスロットルクローズ状態で始動させる場合に、エンジン１１が完爆状態となるまでは第１モードに設定してモータジェネレータ１２の力行トルクを制御し、エンジン１１が完爆状態となった後は第２モードに設定してモータジェネレータ１２の回生トルクを制御することにより、車両１のＮＶ特性が悪化するのを回避しながら、モータジェネレータ１２によるクランキングによりエンジン１１を適切に始動させることができる。

これに対し、図３Ａに示す従来例のように、仮に、エンジン１１が完爆状態となった後にモータトルクを０として、回生トルクを燃焼トルクに合わせ込む制御を行わないようにすると、符号３０３の一点鎖線で囲んだ箇所に示すように、エンジン回転数が目標回転数を超えてオーバーシュートする。その結果、ＮＶ特性が悪化したり、ドライバーが意図しない車両の飛び出し（車速＞０となる期間）が発生したりする。

また、エンジン１１から出力されるエンジントルクを導出あるいは計測して、導出あるいは計測されたエンジントルクに合わせ込むように回生トルクを制御する方法も考えられる。しかしながら、この方法では、回生トルクの制御がエンジントルクに対して遅れるため、この遅れに起因して、エンジン回転数がオーバーシュートし、ＮＶ特性が悪化したり、ドライバーが意図しない車両の飛び出しが発生したりするおそれがある。

その点、本実施形態の制御装置３０は、前述したように燃料噴射量に基づき回生トルクを制御するため、回生トルクの制御がエンジントルクに対して遅れてしまうことを抑制しながら、精度よく、エンジントルクに合わせ込むように回生トルクを制御できる。

［スロットルオープン始動］
つぎに、図４を参照して、車両１のスロットルがオープンの状態（すなわちアクセルオンの状態。以下、単にスロットルオープン状態ともいう）であるときにエンジン１１を始動させる場合の例について説明する。なお、図４には、図３Ａと同様に、（ａ）車速、（ｂ）ブレーキ、（ｃ）モータトルク、（ｄ）エンジン回転数、（ｅ）吸気圧、（ｆ）燃料噴射圧力、（ｇ）燃料噴射信号、および（ｈ）点火信号（すなわちエンジン１１の点火時期）の時期的関係を示した。なお、以下の図４の説明では、図３Ａと異なる箇所を中心に説明し、図３Ａと同様の箇所についてはその説明を適宜省略または簡略化する。

図４に示す時期ｔ２１において、ドライバーによりブレーキオフ且つアクセルオンされたため、制御装置３０は、アイドリングストップ制御により停止させたエンジン１１を始動させるべく、モータジェネレータ１２によるエンジン１１のクランキングを開始する。このとき、制御装置３０は、図３Ａの例と同様に、まずはモータジェネレータ１２の制御モードを第１モードに設定し、エンジン１１が完爆状態となるまで第１モードによりモータジェネレータ１２の力行トルクを制御する（図４中、符号４０１で示す一点鎖線で囲んだ箇所を参照）。

なお、スロットルオープン状態であるときには、図３Ａ等に示したスロットルクローズ状態であるときに比べて、吸気圧の負圧量が小さくなる。したがって、エンジン１１が完爆状態となるまでの期間における力行トルクの平均値は、スロットルオープン状態であるときの方が、スロットルクローズ状態であるときよりも大きくなる。

図４に示す時期ｔ２１後の時期ｔ２２において、エンジン１１が完爆状態となると、制御装置３０は、モータジェネレータ１２の制御モードを第２モードに設定（変更）し、エンジン回転数が所定の範囲内（例えば目標回転数）に収束するまで第２モードによりモータジェネレータ１２の回生トルクを制御する（図４中、符号４０２で示す一点鎖線で囲んだ箇所を参照）。

なお、スロットルオープン状態であるときには、図３Ａ等に示したスロットルクローズ状態であるときに比べて、エンジン１１が完爆状態となった直後の燃料噴射量が多くなる。換言すると、スロットルオープン状態であるときには、スロットルクローズ状態であるときに比べて、エンジン１１が完爆状態となった直後の燃料噴射信号のパルス幅が長くなる。したがって、制御装置３０は、スロットルオープン状態であるときには、スロットルクローズ状態であるときに比べて、エンジン１１が完爆状態となった直後の回生トルクを大きくする。一例として、制御装置３０は、エンジン１１が完爆状態となった直後のモータジェネレータ１２の回生量を最大にする。また、制御装置３０は、例えば、スロットルオープン状態であるときには、スロットルクローズ状態であるときに比べて、エンジン１１の点火時期も遅角させる。

以上に説明したように、制御装置３０は、アイドリングストップ制御により停止させたエンジン１１をスロットルオープン状態で始動させる場合に、エンジン１１が完爆状態となるまでは第１モードに設定してモータジェネレータ１２の力行トルクを制御し、エンジン１１が完爆状態となった後は第２モードに設定してモータジェネレータ１２の回生トルクを制御することにより、車両１のＮＶ特性が悪化するのを回避しながら、モータジェネレータ１２によるクランキングによりエンジン１１を適切に始動させることができる。

これに対し、図４に示す従来例のように、仮に、エンジン１１が完爆状態となった後にモータトルクを０として、回生トルクを燃焼トルクに合わせ込む制御を行わないようにすると、符号４０３の一点鎖線で囲んだ箇所に示すように、エンジン回転数が目標回転数を超えてオーバーシュートする。その結果、ＮＶ特性が悪化したり、ドライバーが意図しない車両の飛び出し（車速＞０となる期間）が発生したりする。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

例えば、前述した実施形態では、アイドリングストップ制御により停止されたエンジン１１を始動させる場合の例を説明したが、これに限らず、他の時期においてエンジン１１を始動させる場合にも前述した実施形態と同様にモータジェネレータ１２を制御してもよい。

本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

（１） 内燃機関（エンジン１１）と、前記内燃機関と連結された電動機（モータジェネレータ１２）と、前記内燃機関および前記電動機の少なくとも一方の出力により駆動される駆動輪（駆動輪ＤＷ）と、を備えるとともに、前記電動機によるクランキングにより前記内燃機関を始動可能な車両（車両１）を制御する車両制御装置（制御装置３０）であって、
前記電動機によるクランキングにより前記内燃機関を始動させる場合に、
前記内燃機関が完爆状態となるまでは、前記内燃機関の吸気圧に基づき前記電動機の力行トルクを制御し、
前記内燃機関が前記完爆状態となった後は、前記内燃機関の回転数が目標回転数を含む所定の範囲内に収束するまで、前記内燃機関への燃料噴射量に基づき前記電動機の回生トルクを制御する、
車両制御装置。

（１）によれば、電動機によるクランキングにより内燃機関を始動させる場合に、内燃機関が完爆状態となるまでは、内燃機関の吸気圧に基づき電動機の力行トルクを制御し、内燃機関が前記完爆状態となった後は、内燃機関の回転数が目標回転数を含む所定の範囲内に収束するまで、内燃機関への燃料噴射量に基づき電動機の回生トルクを制御する。これにより、車両のＮＶ（Noise, Vibration）特性が悪化するのを回避しながら、電動機によるクランキングにより内燃機関を適切に始動させることができる。

（２） （１）に記載の車両制御装置であって、
所定の停止条件が成立すると、前記内燃機関の運転を停止させるアイドリングストップ制御を実行可能であり、
前記アイドリングストップ制御により停止させた前記内燃機関を始動させる場合に、
前記内燃機関が前記完爆状態となるまでは、前記吸気圧に基づき前記力行トルクを制御し、
前記内燃機関が前記完爆状態となった後は、前記回転数が前記所定の範囲内に収束するまで、前記燃料噴射量に基づき前記回生トルクを制御する、
車両制御装置。

（２）によれば、アイドリングストップ制御により停止させた内燃機関を始動させる場合に、内燃機関が完爆状態となるまでは、吸気圧に基づき電動機の力行トルクを制御し、内燃機関が完爆状態となった後は、内燃機関の回転数が所定の範囲内に収束するまで、燃料噴射量に基づき電動機の回生トルクを制御する。これにより、アイドリングストップ制御後に、車両のＮＶ特性が悪化するのを回避しながら、電動機によるクランキングにより内燃機関を適切に始動させることができる。

（３） （１）または（２）に記載の車両制御装置であって、
前記吸気圧に基づき前記電動機のトルクを制御する第１モードと、
前記燃料噴射量に基づき前記電動機のトルクを制御する第２モードと、
を有し、
前記内燃機関が前記完爆状態となるまでは前記第１モードに設定し、
前記内燃機関が前記完爆状態となった後は前記第２モードに設定する、
車両制御装置。

（３）によれば、車両制御装置の制御を簡素化して処理負担を低減しながら、内燃機関を適切に始動させることが可能となる。

（４） （１）から（３）のいずれかに記載の車両制御装置であって、
前記燃料噴射量に基づき前記回生トルクを制御している場合に、前記燃料噴射量が多いほど、前記回生トルクを大きくする、
車両制御装置。

（４）によれば、燃料噴射量に比例して増加し得る内燃機関のトルク（燃焼トルク）に合わせ込むように回生トルクを制御でき、内燃機関の回転数がオーバーシュートするのを抑制することができる。

１ 車両
１１ エンジン（内燃機関）
１２ モータジェネレータ（電動機）
３０ 制御装置
ＤＷ 駆動輪

Claims (4)

1. 内燃機関と、前記内燃機関と連結された電動機と、前記内燃機関および前記電動機の少なくとも一方の出力により駆動される駆動輪と、を備えるとともに、前記電動機によるクランキングにより前記内燃機関を始動可能な車両を制御する車両制御装置であって、
   前記電動機によるクランキングにより前記内燃機関を始動させる場合に、
   前記内燃機関が完爆状態となるまでは、前記内燃機関の吸気圧に基づき前記電動機の力行トルクを制御し、
   前記内燃機関が前記完爆状態となった後は、前記内燃機関の回転数が目標回転数を含む所定の範囲内に収束するまで、前記内燃機関への燃料噴射量に基づき前記電動機の回生トルクを制御する、
   車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   所定の停止条件が成立すると、前記内燃機関の運転を停止させるアイドリングストップ制御を実行可能であり、
   前記アイドリングストップ制御により停止させた前記内燃機関を始動させる場合に、
   前記内燃機関が前記完爆状態となるまでは、前記吸気圧に基づき前記力行トルクを制御し、
   前記内燃機関が前記完爆状態となった後は、前記回転数が前記所定の範囲内に収束するまで、前記燃料噴射量に基づき前記回生トルクを制御する、
   車両制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両制御装置であって、
   前記吸気圧に基づき前記電動機のトルクを制御する第１モードと、
   前記燃料噴射量に基づき前記電動機のトルクを制御する第２モードと、
   を有し、
   前記内燃機関が前記完爆状態となるまでは前記第１モードに設定し、
   前記内燃機関が前記完爆状態となった後は前記第２モードに設定する、
   車両制御装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の車両制御装置であって、
   前記燃料噴射量に基づき前記回生トルクを制御している場合に、前記燃料噴射量が多いほど、前記回生トルクを大きくする、
   車両制御装置。
   

Images