JP2023065269A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の回転と電動機の回転とが同期しない場合であっても電動機に供給される電流が過電流となることを抑制できる車両の制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン１２にベルト４８を介して連結された電動機ＭＧを有する車両１０の、電子制御装置９０は、電動機ＭＧによりエンジン１２をクランキングして始動する場合において、エンジン１２の回転速度であるエンジン回転速度Ｎeに基づいて算出した電動機ＭＧで必要な出力トルクである第１トルクＴmg1と、電動機ＭＧの回転速度であるＭＧ回転速度Ｎmgに基づいて算出した電動機ＭＧで必要な出力トルクである第２トルクＴmg2と、のうち、小さい方を電動機ＭＧから出力させる始動トルクＴmgstaとして設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関に無端環状の伝達部材を介して連結された電動機を有する車両の、制御装置に関する。

内燃機関に無端環状の伝達部材であるベルトを介して連結された電動機を有する車両において、内燃機関の回転速度を上昇させるために内燃機関の回転速度に基づいて算出された電動機で必要な出力トルクと、電動機に供給される電流を制限するための電動機での制限トルクと、のうち、小さい方を、内燃機関の始動制御における始動トルクとする、車両の制御装置が知られている。例えば、特許文献１に記載のものがそれである。

特開２０１６－２２８６７号公報

ところで、内燃機関の始動制御のように電動機の出力トルクの変動が大きい場合には、内燃機関の回転と電動機の回転とが同期しないことがある。ここにいう「同期」とは、無端環状の伝達部材を介して連結された内燃機関と電動機とが連動して回転していることをいい、具体的には無端環状の伝達部材を用いた伝動装置における予め定められた所定の回転比により電動機の回転速度を内燃機関の回転軸における回転速度に換算した場合に、その換算された電動機の回転速度と内燃機関の回転速度とが一致していることを意味する。内燃機関の回転と電動機の回転とが同期しない場合、内燃機関の回転速度に基づいて始動トルクを設定しても、電動機に供給される電流が過電流となることを防止できないおそれがある。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、内燃機関の回転と電動機の回転とが同期しない場合であっても電動機に供給される電流が過電流となることを抑制できる車両の制御装置を提供することにある。

第１発明の要旨とするところは、内燃機関に無端環状の伝達部材を介して連結された電動機を有する車両の、制御装置であって、前記電動機により前記内燃機関をクランキングして始動する場合において、前記内燃機関の回転速度に基づいて算出した前記電動機で必要な出力トルクである第１トルクと、前記電動機の回転速度に基づいて算出した前記電動機で必要な出力トルクである第２トルクと、のうち、小さい方を前記電動機から出力させる始動トルクとして設定することにある。

第２発明の要旨とするところは、第１発明において、前記電動機の回転速度が負の場合には、前記第２トルクを前記始動トルクとして設定することにある。

第１発明の車両の制御装置によれば、前記電動機により前記内燃機関がクランキングされて始動される場合において、前記内燃機関の回転速度に基づいて算出された前記電動機で必要な出力トルクである第１トルクと、前記電動機の回転速度に基づいて算出された前記電動機で必要な出力トルクである第２トルクと、のうち、小さい方が前記電動機から出力させる始動トルクとして設定される。内燃機関の回転速度に対して、内燃機関の回転軸における回転速度に換算された電動機の回転速度が高くなっている場合には、電動機の出力トルクを低下させることができ、内燃機関の回転速度に対して、換算された電動機の回転速度が低くなっている場合には、電動機の出力トルクが必要以上に高くなることが抑制される。これにより、電動機へ供給される電流が過電流となることが抑制される。

第２発明の車両の制御装置によれば、第１発明において、前記電動機の回転速度が負の場合には、前記第２トルクが前記始動トルクとして設定される。内燃機関が逆回転している場合であってその逆回転が検出器により正回転であると誤検出された場合であっても、電動機の回転速度に基づいて算出された第２トルクが始動トルクとして設定されるため、始動トルクが誤って小さくされてしまうことが抑制される。

第３発明の車両の制御装置によれば、第１発明又は第２発明において、テンショナにより前記無端環状の伝達部材の張力が調整されている。内燃機関の回転速度に対して、内燃機関の回転軸における回転速度に換算された電動機の回転速度がテンショナの弾性成分により高くなったり低くなったりを繰り返しても、電動機へ供給される電流が過電流となることが抑制される。

本発明の実施例に係る電子制御装置を備える車両の概略構成図であるとともに、車両における各種制御のための制御機能の要部を表す機能ブロック図である。 図１に示すベルト伝動装置を説明する図である。 電動機の回転速度と、これに応じて調整される電動機の出力トルクと、の関係を表す一例である。 図１に示す電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートの一例である。 停止状態のエンジンが再始動される場合において、図４のフローチャートが実行された場合におけるタイムチャートの一例である。 エンジン停止制御中にエンジンが再始動される場合において、図４のフローチャートが実行された場合におけるタイムチャートの一例である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明の実施例に係る電子制御装置９０を備える車両１０の概略構成図であるとともに、車両１０における各種制御のための制御機能の要部を表す機能ブロック図である。

車両１０は、エンジン１２、トランスミッション１８、出力軸２４、ディファレンシャルギヤ２６、一対の車軸２８、及び駆動輪３０などを備える。また、車両１０は、ベルト伝動装置４０、電動機ＭＧ、インバータ５０、高圧バッテリ５２、ＤＣ／ＤＣコンバータ５４、低圧バッテリ５６、電気負荷５８、エアコンプレッサＡＣ、及び電子制御装置９０を備える。

エンジン１２は、周知の内燃機関であって車両１０の走行用駆動力源である。エンジン１２は、例えばガソリンエンジンであって、電子制御装置９０によってエンジン１２に備えられたスロットルアクチュエータや燃料噴射装置や点火装置等が制御されることによりエンジン１２の出力トルクであるエンジントルクＴe［Nm］が制御される。なお、本明細書では、特に区別しない場合には、トルク、動力、駆動力、及び力（パワー）は、同意である。

トランスミッション１８は、周知のトルクコンバータや自動変速機で構成されており、電子制御装置９０により複数の変速比γatのうちから所望の変速比が形成される。トランスミッション１８の出力回転部材である出力軸２４は、ディファレンシャルギヤ２６及び一対の車軸２８を介して一対の駆動輪３０に連結されている。

電動機ＭＧは、所謂モータジェネレータであって、例えば三相同期モータジェネレータである。

電動機ＭＧは、インバータ５０を介して高圧バッテリ５２に接続されている。インバータ５０は、電子制御装置９０によって制御されることにより直流を交流に変換したり交流を直流に変換したりする電源回路である。例えば、インバータ５０は、高圧バッテリ５２から供給された直流を三相交流に変換して電動機ＭＧに出力したり、電動機ＭＧで発電された三相交流の発電電力Ｗgを直流に変換して高圧バッテリ５２に出力したりする。

電子制御装置９０によってインバータ５０が制御されることにより、電動機ＭＧから出力されるトルクであるＭＧトルクＴmg［Nm］が制御される。ＭＧトルクＴmgは、例えば電動機ＭＧの回転速度であるＭＧ回転速度Ｎmg［rpm］が正回転の場合、加速側となる正トルクでは力行トルクであり、減速側となる負トルクでは回生トルクである。ＭＧトルクＴmgが力行トルクである場合には、例えば電動機ＭＧからエンジン１２へクランキングトルクが出力されているということになる。ＭＧトルクＴmgが回生トルクである場合には、例えば電動機ＭＧはエンジン１２により発電させられてオルタネータとして機能する。

高圧バッテリ５２は、充放電可能な二次電池であって、主に電動機ＭＧを駆動するための電力を放電（供給）したり、回生による電動機ＭＧでの発電電力Ｗgを充電したりするのに用いられる。

低圧バッテリ５６は、充放電可能な二次電池であって、主に補機を含む電気負荷５８（例えばスロットルアクチュエータ、燃料噴射装置、点火装置や各種センサ、スイッチなど）へ電力を供給するために用いられる。用途の相違から、高圧バッテリ５２は、低圧バッテリ５６に比較してバッテリ電圧が高くされている。例えば、低圧バッテリ５６が１２［V］であるのに対して、高圧バッテリ５２はそれよりも高電圧である。

ＤＣ／ＤＣコンバータ５４は、高圧バッテリ５２と低圧バッテリ５６との間に設けられ、直流を昇圧したり降圧したりする電源回路である。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ５４は、高圧バッテリ５２から供給されている直流を降圧して高圧バッテリ５２よりも低電圧の直流を低圧バッテリ５６に出力したり、低圧バッテリ５６から供給されている直流を昇圧して低圧バッテリ５６よりも高電圧の直流を高圧バッテリ５２に出力したりする。

エアコンプレッサＡＣは、周知の空気圧縮機である。

エンジン１２、電動機ＭＧ、及びエアコンプレッサＡＣは、ベルト伝動装置４０を介して互いに連結可能とされている。ベルト伝動装置４０は、エンジン１２のクランク軸３２と相対回転不能に連結されたクランクプーリ４２、電動機ＭＧのロータ軸３４と相対回転不能に連結されたＭＧプーリ４４、エアコンプレッサＡＣの駆動軸３６と相対回転不能に連結されたＡＣプーリ４６、及びクランクプーリ４２とＭＧプーリ４４とＡＣプーリ４６との間に巻き掛けられたベルト４８、を備える周知のベルト式の伝動装置である。クランク軸３２、ロータ軸３４、及び駆動軸３６は、それぞれ第１軸線Ｃ１、第２軸線Ｃ２、及び第３軸線Ｃ３を回転中心線とする回転部材である。第１軸線Ｃ１、第２軸線Ｃ２、及び第３軸線Ｃ３は、互いに平行である。ベルト４８は、エンジン１２と電動機ＭＧとの間で動力伝達が可能な無端環状の伝達部材であって、例えばクランクプーリ４２とＭＧプーリ４４との間で動力伝達が可能な無端環状の圧縮式の伝動ベルト、又は、無端環状の引張式の伝動ベルト、などである。なお、ベルト４８は、本発明における「無端環状の伝達部材」に相当する。

ここで、クランクプーリ４２を半径Ｒ１［mm］とし、ＭＧプーリ４４を半径Ｒ２［mm］とし、半径Ｒ２を半径Ｒ１で除した値をベルト伝動装置４０における予め定められた所定の回転比α（＝Ｒ２／Ｒ１）とする。

エアコンプレッサＡＣは、運転状態と停止状態とが切り替え可能である。例えば、ＡＣプーリ４６は、図示しないクラッチを介してエアコンプレッサＡＣの駆動軸３６に連結されている。クラッチが係合状態にされると、ＡＣプーリ４６の回転が駆動軸３６に伝達されることによりエアコンプレッサＡＣが運転状態とされる。クラッチが解放状態にされると、駆動軸３６に対してＡＣプーリ４６が空転するため、エアコンプレッサＡＣは停止状態とされる。

図２は、図１に示すベルト伝動装置４０を説明する図である。

前述したように、ベルト伝動装置４０は、クランクプーリ４２、ＭＧプーリ４４、ＡＣプーリ４６、及びそれらに巻き掛けられたベルト４８を備える。ベルト伝動装置４０は、更にＭＧプーリ４４近傍のベルト４８の張力を調整するためのテンショナ６０を備える。例えば、テンショナ６０は、図２に示す振り子式テンショナである。テンショナ６０は、ＭＧプーリ４４の第２軸線Ｃ２回りに揺動可能に保持された支持体６０ｓと、支持体６０ｓの両端にそれぞれ保持された一対のテンションプーリ６０ｐと、を備える。ベルト４８が破線矢印のように回転しているとすると、一対のテンションプーリ６０ｐの一方は、クランクプーリ４２とＭＧプーリ４４との間にあるベルト４８の一側４８ａ（例えば、ベルト４８のうち、エンジン１２に連結されたクランクプーリ４２から電動機ＭＧに連結されたＭＧプーリ４４に向かう側）の外周面を内周側へ押圧するように配置され、一対のテンションプーリ６０ｐの他方は、クランクプーリ４２とＭＧプーリ４４との間にあるベルト４８の他側４８ｂ（例えば、ベルト４８のうち、電動機ＭＧに連結されたＭＧプーリ４４からエンジン１２に連結されたクランクプーリ４２に向かう側）の外周面を内周側へ押圧するように配置されている。

ベルト４８の他側４８ｂの張力よりもベルト４８の一側４８ａの張力が高くなると、一側４８ａにより一対のテンションプーリ６０ｐ及び支持体６０ｓが図２に示す矢印Ａの方向に移動させられる。この移動により、一側４８ａの張力が低くなり、他側４８ｂの張力が高くなる。一方、ベルト４８の一側４８ａの張力よりもベルト４８の他側４８ｂの張力が高くなると、他側４８ｂにより一対のテンションプーリ６０ｐ及び支持体６０ｓが図２に示す矢印Ｂの方向に移動させられる。この移動により、他側４８ｂの張力が低くなり、一側４８ａの張力が高くなる。したがって、テンショナ６０は、ベルト４８における一側４８ａの張力と他側４８ｂの張力とが互いに等しくなるように作動する。テンショナ６０の弾性成分によりテンショナ６０が矢印Ａの方向への移動と矢印Ｂの方向への移動とを交互に繰り返しながらそれらの移動量が次第に減少することで、ベルト４８における一側４８ａの張力と他側４８ｂの張力とが互いに等しくなっていく。

ベルト４８が撓んだ状態、クランクプーリ４２及びＭＧプーリ４４の少なくとも一方に対してベルト４８が滑った状態、及び、ベルト４８の一側４８ａの張力及び他側４８ｂの張力が変化している状態、のいずれの状態でもない場合には、ＭＧ回転速度Ｎmgに所定の回転比αを乗じた回転速度すなわちＭＧ回転速度Ｎmgをエンジン１２の回転軸であるクランク軸３２における回転速度に換算した換算回転速度Ｎmgc（＝Ｎmg×α）が、エンジン１２の回転速度であるエンジン回転速度Ｎe［rpm］と一致する。この状態は、ベルト４８を介して連結されたエンジン１２と電動機ＭＧとが連動して回転している状態であって、エンジン１２の回転と電動機ＭＧの回転とが同期した状態である。なお、エンジン回転速度Ｎe及びＭＧ回転速度Ｎmgは、本発明における「内燃機関の回転速度」及び「電動機の回転速度」にそれぞれ相当する。

ベルト４８が撓んだ状態、クランクプーリ４２及びＭＧプーリ４４の少なくとも一方に対してベルト４８が滑った状態、及び、ベルト４８の一側４８ａの張力及び他側４８ｂの張力が変化している状態、のいずれかの状態である場合には、換算回転速度Ｎmgc（＝Ｎmg×α）とエンジン回転速度Ｎeとは一致せず、エンジン１２の回転と電動機ＭＧの回転とが同期していない状態である。

図１に戻り、電子制御装置９０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。なお、電子制御装置９０は、本発明における「制御装置」に相当する。

電子制御装置９０には、車両１０に備えられた各種センサ等（例えば、エンジン回転速度センサ７０、ＭＧ回転速度センサ７２、出力軸回転速度センサ７４、アクセル開度センサ７６、スロットル弁開度センサ７８など）による検出値に基づく各種信号等（例えば、エンジン回転速度Ｎe［rpm］、電動機ＭＧの回転速度であるＭＧ回転速度Ｎmg［rpm］、車速Ｖ［km/h］に対応する出力軸２４の回転速度である出力軸回転速度Ｎout［rpm］、ドライバーによる加速操作の大きさを表す加速操作量としてのアクセル開度θacc［%］、電子スロットル弁の開度であるスロットル弁開度θth［%］など）が、それぞれ入力される。エンジン回転速度センサ７０は、例えばクランク軸３２の回転速度は検出できるが回転方向は検出できない、周知の回転速度センサである。ＭＧ回転速度センサ７２は、例えばロータ軸３４の位相を検出できるすなわち回転方向と回転速度とを検出できるレゾルバである。

電子制御装置９０からは、車両１０に備えられた各装置（例えば、エンジン１２、インバータ５０、トランスミッション１８、ＤＣ／ＤＣコンバータ５４など）に各種指令信号（例えば、エンジン１２を制御するためのエンジン制御信号Ｓe、インバータ５０を介して電動機ＭＧの回転制御を実行するためのＭＧ制御信号Ｓmg、トランスミッション１８の変速制御を実行するための変速制御信号Ｓat、ＤＣ／ＤＣコンバータ５４の電圧変換を制御するためのコンバータ制御信号Ｓconなど）が、それぞれ出力される。

ここから、電動機ＭＧによりエンジン１２をクランキングして始動する場合について説明する。例えば、車両１０は、交差点などでの停車時にエンジン１２を停止させ、その後再始動条件が成立するとエンジン１２を再始動させる、アイドリングストップ機能を搭載しており、アイドリングストップ機能により停止させられたエンジン１２を再始動する場合である。

電子制御装置９０は、エンジン制御部９２、変速制御部９４、始動制御部９６、及び電動機制御部９８を機能的に備える。

エンジン制御部９２は、車両走行中においては、車両１０に対する駆動要求量を実現するようにエンジントルクＴeを制御する。エンジン制御部９２は、停車中であってアイドリングストップ機能が作動している場合には、エンジン１２を停止させる。エンジン制御部９２は、停車中であってアイドリングストップ機能の作動が解除された場合には、エンジン１２の運転を再開させる。

変速制御部９４は、例えば変速マップを用いてトランスミッション１８の変速判断を行い、必要に応じて変速制御を実行するための変速制御信号Ｓatをトランスミッション１８へ出力する。変速マップは、例えば車速Ｖ及び要求駆動トルクＴrdemを変数とする二次元座標上に、自動変速機の変速が判断されるための変速線を有する予め定められた所定の関係である。変速マップでは、車速Ｖに替えて出力軸回転速度Ｎoutなどを用いても良いし、又、要求駆動トルクＴrdemに替えて要求駆動力Ｆrdemやアクセル開度θaccやスロットル弁開度θthなどを用いても良い。

ところで、エンジン始動制御の実行中において電動機ＭＧに供給される電流が過電流となるのは、電動機ＭＧのパワー（例えば、電動機ＭＧへの供給電力Ｗs）の増大によって引き起こされる。電動機ＭＧのパワーは、ＭＧトルクＴmgとＭＧ回転速度Ｎmgとの積に比例する。そのため、電動機ＭＧに供給される電流が過電流となるのを抑制するには、ＭＧ回転速度Ｎmgに基づいてＭＧトルクＴmgを調整することが望ましい。

図３は、ＭＧ回転速度Ｎmgと、これに応じて調整されるＭＧトルクＴmgと、の関係を表す一例である。図３に示すように、ＭＧ回転速度Ｎmgが高い場合には、低い場合に比較してＭＧトルクＴmgを低くすることで、電動機ＭＧに供給される電流が過電流となることが抑制される。

しかし、エンジン始動制御の実行中におけるＭＧトルクＴmgをＭＧ回転速度Ｎmgに基づいて設定する場合、エンジン１２の回転と電動機ＭＧの回転とが同期していない状態では、エンジン回転速度Ｎeに対して換算回転速度Ｎmgcが低下した場合に始動トルクＴmgstaであるＭＧトルクＴmgが高く設定され、実際のＭＧトルクＴmgが上昇した頃にＭＧ回転速度Ｎmgが上昇し、その結果電動機ＭＧに供給する電流が過電流となるおそれがある。

始動制御部９６は、エンジン始動制御を実行するように電動機ＭＧ及びエンジン１２を制御する。始動制御部９６は、第１トルク算出部９６ａ、第２トルク算出部９６ｂ、回転速度判定部９６ｃ、トルク判定部９６ｄ、及び始動トルク設定部９６ｅを機能的に備える。

第１トルク算出部９６ａは、エンジン回転速度Ｎeに基づいて電動機ＭＧでクランキングに必要な出力トルクである第１トルクＴmg1を算出する。例えば、トルク算出マップに実際のエンジン回転速度Ｎeが適用されることで、第１トルクＴmg1が算出される。トルク算出マップは、例えばエンジン回転速度Ｎeを所定の上昇率で増加させるように、エンジン回転速度Ｎeと電動機ＭＧでクランキングに必要な出力トルクとの間の関係が実験的或いは設計的に予め定められて記憶されたマップである。なお、所定の上昇率は、電動機ＭＧによりエンジン１２をクランキングする場合の予め定められたエンジン回転速度Ｎeの上昇率であって、実験的或いは設計的に定められた値である。

第２トルク算出部９６ｂは、ＭＧ回転速度Ｎmgに基づいて電動機ＭＧでクランキングに必要な出力トルクである第２トルクＴmg2を算出する。例えば、実際のＭＧ回転速度Ｎmgに基づいて換算回転速度Ｎmgc（＝Ｎmg×α）が算出され、前述したトルク算出マップに換算回転速度Ｎmgcが適用されることで、第２トルクＴmg2が算出される。エンジン１２の回転と電動機ＭＧの回転とが同期した状態では、エンジン回転速度Ｎeと換算回転速度Ｎmgcとが一致するので第１トルクＴmg1と第２トルクＴmg2とは一致する。エンジン１２の回転と電動機ＭＧの回転とが同期していない状態では、エンジン回転速度Ｎeと換算回転速度Ｎmgcとが一致しないので第１トルクＴmg1と第２トルクＴmg2とは一致しない。

回転速度判定部９６ｃは、ＭＧ回転速度Ｎmgが零値以上であるか否かを判定する。トルク判定部９６ｄは、第１トルク算出部９６ａにより算出された第１トルクＴmg1が第２トルク算出部９６ｂにより算出された第２トルクＴmg2よりも小さいか否かを判定する。

回転速度判定部９６ｃによりＭＧ回転速度Ｎmgが零値以上であると判定され且つトルク判定部９６ｄにより第１トルクＴmg1が第２トルクＴmg2よりも小さいと判定された場合には、始動トルク設定部９６ｅは、第１トルクＴmg1を始動トルクＴmgstaとして設定する。そうでない場合には、始動トルク設定部９６ｅは、第２トルクＴmg2を始動トルクＴmgstaとして設定する。始動トルクＴmgstaは、エンジン１２をクランキングするトルクである。

このように、エンジン１２の回転と電動機ＭＧの回転とが同期していない状態であっても、エンジン回転速度Ｎeに基づいて算出された第１トルクＴmg1と、ＭＧ回転速度Ｎmgに基づいて算出された第２トルクＴmg2と、のうち、小さい方が電動機ＭＧの始動トルクＴmgstaとして設定される。したがって、エンジン回転速度Ｎeに対して換算回転速度Ｎmgcが低下した場合に始動トルクＴmgstaであるＭＧトルクＴmgが高く設定され、実際のＭＧトルクＴmgが上昇した頃にＭＧ回転速度Ｎmgが上昇して電動機ＭＧに供給する電流が過電流となることが抑制される。

電動機制御部９８は、エンジン始動制御においては、始動トルク設定部９６ｅにより設定された始動トルクＴmgstaを出力するようにＭＧトルクＴmgを制御する。電動機制御部９８は、回生制御においては、エンジン１２の動力を用いて電動機ＭＧでの発電電力Ｗgが得られるように、ＭＧトルクＴmgを制御する。

図４は、図１に示す電子制御装置９０の制御作動の要部を説明するフローチャートの一例である。図４のフローチャートは、アイドリングストップ機能により停止させられたエンジン１２を再始動するエンジン始動制御の実行中に繰り返し実行される。

まず、第１トルク算出部９６ａの機能に対応するステップＳ１０（以下、「ステップ」を省略する。）において、エンジン回転速度Ｎeに基づいて電動機ＭＧでクランキングに必要な出力トルクである第１トルクＴmg1が算出される。Ｓ１０の実行後、第２トルク算出部９６ｂの機能に対応するＳ２０において、ＭＧ回転速度Ｎmgに基づいて電動機ＭＧでクランキングに必要な出力トルクである第２トルクＴmg2が算出される。前述したように、エンジン１２の回転と電動機ＭＧの回転とが同期した状態では、第１トルクＴmg1と第２トルクＴmg2とは一致し、エンジン１２の回転と電動機ＭＧの回転とが同期していない状態では、第１トルクＴmg1と第２トルクＴmg2とは一致しない。

Ｓ２０の実行後、回転速度判定部９６ｃの機能に対応するＳ３０において、ＭＧ回転速度Ｎmgが零値以上であるか否かが判定される。Ｓ３０の判定が肯定された場合、トルク判定部９６ｄの機能に対応するＳ４０において、第１トルクＴmg1が第２トルクＴmg2よりも小さいか否かが判定される。Ｓ４０の判定が肯定された場合、始動トルク設定部９６ｅの機能に対応するＳ５０において、第１トルクＴmg1が始動トルクＴmgstaとして設定される。Ｓ３０の判定が否定された場合及びＳ４０の判定が否定された場合のいずれかの場合には、第２トルクＴmg2が始動トルクＴmgstaとして設定される。Ｓ５０の実行後及びＳ６０の実行後は、電動機制御部９８の機能に対応するＳ７０において、Ｓ５０及びＳ６０のいずれかで設定された始動トルクＴmgstaを出力するようにＭＧトルクＴmgが制御される。Ｓ７０の実行後は、リターンとなる。

図５は、停止状態のエンジン１２が再始動される場合において、図４のフローチャートが実行された場合におけるタイムチャートの一例である。図５において、横軸は時間ｔ［ms］である。

時刻ｔ0において、エンジン１２をクランキングするため電動機ＭＧからＭＧトルクＴmgの出力が開始される。ＭＧトルクＴmgの出力開始により、時刻ｔ1（＞ｔ0）において、エンジン回転速度Ｎeの上昇が開始される。

時刻ｔ1から時刻ｔ2（＞ｔ1）までの期間、時刻ｔ3（＞ｔ2）から時刻ｔ4（＞ｔ3）までの期間、及び時刻ｔ5（＞ｔ4）から時刻ｔ6（＞ｔ5）までの期間は、換算回転速度Ｎmgcがエンジン回転速度Ｎeよりも大きい。時刻ｔ2から時刻ｔ3までの期間、及び、時刻ｔ4から時刻ｔ5までの期間は、換算回転速度Ｎmgcがエンジン回転速度Ｎeよりも小さい。このように、ＭＧトルクＴmgの大きな変動によるベルト４８の張力の変化及びテンショナ６０の弾性成分により、換算回転速度Ｎmgcがエンジン回転速度Ｎeよりも大きい期間と、換算回転速度Ｎmgcがエンジン回転速度Ｎeよりも小さい期間と、が交互に繰り返されている。

時刻ｔ1から時刻ｔ2まで、時刻ｔ3から時刻ｔ4まで、及び時刻ｔ5から時刻ｔ6までのそれぞれの期間（換算回転速度Ｎmgcがエンジン回転速度Ｎeよりも大きい期間）では、エンジン回転速度Ｎeに基づいて算出された第１トルクＴmg1よりも、換算回転速度ＮmgcすなわちＭＧ回転速度Ｎmgに基づいて算出された第２トルクＴmg2が小さい。時刻ｔ2から時刻ｔ3まで及び時刻ｔ4から時刻ｔ5までのそれぞれの期間（換算回転速度Ｎmgcがエンジン回転速度Ｎeよりも小さい期間）では、エンジン回転速度Ｎeに基づいて算出された第１トルクＴmg1よりも、換算回転速度ＮmgcすなわちＭＧ回転速度Ｎmgに基づいて算出された第２トルクＴmg2が大きい。

よって、時刻ｔ1から時刻ｔ2まで、時刻ｔ3から時刻ｔ4まで、及び時刻ｔ5から時刻ｔ6までのそれぞれの期間では、第２トルクＴmg2が始動トルクＴmgstaとして設定され、時刻ｔ2から時刻ｔ3まで及び時刻ｔ4から時刻ｔ5までのそれぞれの期間では、第１トルクＴmg1が始動トルクＴmgstaとして設定される。

図６は、エンジン停止制御中にエンジン１２が再始動される場合において、図４のフローチャートが実行された場合におけるタイムチャートの一例である。図６において、横軸は時間ｔ［ms］である。

時刻ｔ11以前の期間において、エンジン停止制御により正回転であるエンジン回転速度Ｎeが減少している。

時刻ｔ11から時刻ｔ12（＞ｔ11）までの期間において、エンジン１２が逆回転し、エンジン回転速度Ｎe（真の値）が負となっている。例えば、時刻ｔ11から時刻ｔ12までの期間において、エンジン回転速度センサ７０が回転方向を検出できない場合には、負であるエンジン回転速度Ｎeを正として誤検出する場合がある。

例えば、時刻ｔ11において、エンジン１２を再始動するために電動機ＭＧからＭＧトルクＴmgの出力が開始されるとする。時刻ｔ11から時刻ｔ12までの期間において誤検出された正のエンジン回転速度Ｎeに基づいて第１トルクＴmg1が算出されると、真の値である負のエンジン回転速度Ｎeに基づいて第１トルクＴmg1が算出される場合に比較して、第１トルクＴmg1が小さくなってしまう。

一方、レゾルバであるＭＧ回転速度センサ７２は、真の値である負のＭＧ回転速度Ｎmgを検出する。ＭＧ回転速度Ｎmgが負である場合には、誤検出の可能性のあるエンジン回転速度Ｎeに基づいて算出された第１トルクＴmg1ではなく、ＭＧ回転速度Ｎmgに基づいて算出された第２トルクＴmg2が始動トルクＴmgstaとして設定される。

時刻ｔ12以降の期間においては、エンジン始動制御により正回転であるエンジン回転速度Ｎeが増加している。時刻ｔ12以降の期間においては、換算回転速度Ｎmgcがエンジン回転速度Ｎeよりも大きい場合には、第２トルクＴmg2が始動トルクＴmgstaとして設定され、換算回転速度Ｎmgcがエンジン回転速度Ｎeよりも小さい場合には、第１トルクＴmg1が始動トルクＴmgstaとして設定される。

本実施例によれば、電動機ＭＧによりエンジン１２がクランキングされて始動される場合において、エンジン回転速度Ｎeに基づいて算出された電動機ＭＧで必要な出力トルクである第１トルクＴmg1と、ＭＧ回転速度Ｎmgに基づいて算出された電動機ＭＧで必要な出力トルクである第２トルクＴmg2と、のうち、小さい方が電動機ＭＧから出力させる始動トルクＴmgstaとして設定される。エンジン回転速度Ｎeに対して、エンジン１２の回転軸であるクランク軸３２における回転速度に換算されたＭＧ回転速度Ｎmgである換算回転速度Ｎmgcが高くなっている場合には、ＭＧトルクＴmgを低下させることができ、エンジン回転速度Ｎeに対して、換算回転速度Ｎmgcが低くなっている場合には、ＭＧトルクＴmgが必要以上に高くなることが抑制される。これにより、電動機ＭＧへ供給される電流が過電流となることが抑制される。

本実施例によれば、ＭＧ回転速度Ｎmgが負の場合には、第２トルクＴmg2が始動トルクＴmgstaとして設定される。エンジン１２が逆回転している場合であってその逆回転がエンジン回転速度センサ７０により正回転であると誤検出された場合であっても、ＭＧ回転速度Ｎmgに基づいて算出された第２トルクＴmg2が始動トルクＴmgstaとして設定されるため、始動トルクＴmgstaが誤って小さくされてしまうことが抑制される。

本実施例によれば、テンショナ６０によりベルト４８の張力が調整されている。エンジン回転速度Ｎeに対して、エンジン１２の回転軸であるクランク軸３２における回転速度に換算されたＭＧ回転速度Ｎmgである換算回転速度Ｎmgcがテンショナ６０の弾性成分により高くなったり低くなったりを繰り返しても、電動機ＭＧへ供給される電流が過電流となることが抑制される。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

前述の実施例では、エンジン１２はガソリンエンジンであったが、本発明は、ディーゼルエンジンにも適用可能である。なお、エンジン１２がディーゼルエンジンである場合には、エンジン１２は点火装置を備えない。

前述の実施例では、ベルト４８が本発明における「無端環状の伝達部材」に相当したが、本発明はこの態様に限らない。例えば、ベルト伝動装置４０の替わりに、エンジン１２のクランク軸３２と相対回転不能に連結されたエンジン側スプロケット、電動機ＭＧのロータ軸３４と相対回転不能に連結された電動機側スプロケット、エアコンプレッサＡＣの駆動軸３６と相対回転不能に連結されたＡＣ側スプロケット、及びエンジン側スプロケットと電動機側スプロケットとＡＣ側スプロケットとの間に巻き掛けられたチェーン、を備える周知のチェーン式の伝動装置が車両１０に設けられている場合には、チェーンが本発明における「無端環状の伝達部材」に相当する。このように、本発明における「無端環状の伝達部材」は、広義に解釈され、撓んだ状態、エンジン１２に連結された回転部材（例えばクランクプーリ４２）及び電動機ＭＧに連結された回転部材（例えばＭＧプーリ４４）の少なくとも一方に対して滑った状態、及び、エンジン１２と電動機ＭＧとの間で無端環状の伝達部材の一側の張力及び他側の張力が変化している状態、のいずれかの状態になり得る伝達部材であれば、ベルト４８の他にチェーンも含まれる。

前述の実施例では、ベルト伝動装置４０は、エンジン１２、電動機ＭＧ、及びエアコンプレッサＡＣを互いに連結していたが、例えばベルト伝動装置４０は、エンジン１２及び電動機ＭＧを互いに連結しているがエアコンプレッサＡＣは連結していない態様であっても良い。

前述の実施例では、テンショナ６０は振り子式テンショナであったが、例えば支持体６０ｓ内、支持体６０ｓとＭＧプーリ４４との間、又は、支持体６０ｓとＭＧプーリ４４との間、などにスプリング構造等による張力調整機能を盛り込んだ他の態様であっても良い。また、ベルト伝動装置４０にテンショナ６０が設けられていない態様にも、本発明は適用可能である。

前述の実施例では、電子制御装置９０は、エンジン１２を制御するエンジン制御用であり且つ電動機ＭＧを制御する電動機制御用であったが、電子制御装置９０は、必要に応じてエンジン制御用と電動機制御用とにそれぞれに分割された構成であっても良い。

なお、上述したのはあくまでも本発明の各実施例であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：車両
１２：エンジン（内燃機関）
４８：ベルト（無端環状の伝達部材）
９０：電子制御装置（制御装置）
ＭＧ：電動機
Ｎe：エンジン回転速度（内燃機関の回転速度）
Ｎmg：ＭＧ回転速度（電動機の回転速度）
Ｔmg1：第１トルク
Ｔmg2：第２トルク
Ｔmgsta：始動トルク

Claims (2)

1. 内燃機関に無端環状の伝達部材を介して連結された電動機を有する車両の、制御装置であって、
   前記電動機により前記内燃機関をクランキングして始動する場合において、前記内燃機関の回転速度に基づいて算出した前記電動機で必要な出力トルクである第１トルクと、前記電動機の回転速度に基づいて算出した前記電動機で必要な出力トルクである第２トルクと、のうち、小さい方を前記電動機から出力させる始動トルクとして設定する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記電動機の回転速度が負の場合には、前記第２トルクを前記始動トルクとして設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。

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