JP2023103921A - ハイブリッド車 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの初爆トルクが大きくなるのを抑制する。【解決手段】クラッチを半係合してモータによりエンジンをクランキングし、モータの回転数とエンジンの回転数との差回転数が閾値未満に至ってクラッチを係合した後にエンジンの燃料噴射および点火を開始するように、エンジンとモータとクラッチとを制御する始動制御の際には、モータの回転数とエンジンの冷却水温とに基づいて目標スロットル開度を設定してエンジンを制御する。【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド車に関し、詳しくは、エンジンとエンジンの出力軸にクラッチを介して接続されたモータとモータの回転軸および駆動輪に接続された自動変速装置とを備えるハイブリッド車に関する。

従来、この種のハイブリッド車として、エンジンと、エンジンの出力軸にクラッチを介して接続されたモータと、モータの回転軸と車軸とに接続された自動変速装置とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車では、クラッチを解放した状態でモータにより車両を走行させているときに、クラッチを係合に向けて制御しながらエンジンを始動する。

特開２０２０－１１１２７６号公報

こうしたハイブリッド車では、クラッチを半係合してモータによりエンジンをクランキングし、モータの回転数とエンジンの回転数との差回転数が十分に小さくなってクラッチを係合した後にエンジンの燃料噴射および点火を開始して、エンジンを始動する場合がある。この場合、駆動輪に伝達されるトルクショックを抑制するために、初爆トルクが大きくなるのを抑制するのが好ましい。

本発明のハイブリッド車は、エンジンの初爆トルクが大きくなるのを抑制することを主目的とする。

本発明のハイブリッド車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド車は、
エンジンと、前記エンジンの出力軸にクラッチを介して接続されたモータと、前記モータの回転軸と駆動輪とに接続された自動変速装置と、制御装置と、を備えるハイブリッド車であって、
前記制御装置は、前記クラッチを半係合して前記モータにより前記エンジンをクランキングし、前記モータの回転数と前記エンジンの回転数との差回転数が閾値未満に至って前記クラッチを係合した後に前記エンジンの燃料噴射および点火を開始するように、前記エンジンと前記モータと前記クラッチとを制御する始動制御の際には、前記モータの回転数と前記エンジンの冷却水温とに基づいて目標スロットル開度を設定して前記エンジンを制御する、
ことを要旨とする。

本発明のハイブリッド車では、クラッチを半係合してモータによりエンジンをクランキングし、モータの回転数とエンジンの回転数との差回転数が閾値未満に至ってクラッチを係合した後にエンジンの燃料噴射および点火を開始するように、エンジンとモータとクラッチとを制御する始動制御の際には、モータの回転数とエンジンの冷却水温とに基づいて目標スロットル開度を設定してエンジンを制御する。始動制御を開始してからクラッチを係合するまでの所要時間は、モータの回転数やエンジンの冷却水温により異なる。また、制動制御を開始した後の筒内空気量の低下の様子は、スロットル開度により異なる。これらのことから、モータの回転数やエンジンの冷却水温を考慮して目標スロットル開度を設定することにより、クラッチを係合した後に、筒内の空気量が、初爆トルクが十分に小さくなる（値０付近となる）空気量になるようにすることができる。これにより、クラッチを係合した後に燃料噴射および点火を開始することにより、初爆トルクが大きくなるのを抑制することができる。この結果、駆動輪に伝達されるトルクショックを抑制することができる。

本発明のハイブリッド車において、前記制御装置は、前記始動制御の際には、前記モータの回転数が高いほど前記目標スロットル開度が大きくなり、且つ、前記エンジンの冷却水温が低いほど前記目標スロットル開度が大きくなるように予め定めたマップを用いて前記目標スロットル開度を設定するものとしてもよい。こうすれば、目標スロットル開度をより適切に設定することができる。

本発明のハイブリッド車において、前記制御装置は、走行中の前記始動制御の際には、前記モータの回転数と前記エンジンの冷却水温とに基づいて前記目標スロットル開度を設定し、停車中の前記始動制御の際には、前記モータが所定回転数で回転するように前記モータを制御すると共に、前記エンジンの冷却水温に基づいて前記目標スロットル開度を設定するものとしてもよい。こうすれば、走行中の停止制御の際であるか停車中の始動制御の際であるかに応じて目標スロットル開度を設定することができる。

この場合、前記制御装置は、前記停車中の前記始動制御の際には、前記走行中の前記始動制御の際における前記モータの回転数および前記エンジンの冷却水温が同一の場合に比して前記目標スロットル開度が大きくなるように予め定めたマップを用いて前記目標スロットル開度を設定するものとしてもよい。これは、停車中の始動制御の際には、走行中の始動制御の際とは異なり、走行要求がなく、エンジンを迅速に始動することが要求されていないためである。

本発明の一実施例としてのハイブリッド車２０の構成の概略を示す構成図である。 ハイブリッド車２０が搭載するエンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 エンジンＥＣＵ２４により実行される始動制御の際の吸入空気量制御の一例を示すフローチャートである。 第１マップの一例を示す説明図である。 第２マップの一例を示す説明図である。 始動制御の際に冷却水温Ｔｗが或る温度のときのエンジン２２の回転数Ｎｅ、筒内空気量Ｑｃｙ、スロットル開度ＴＨの様子の一例を示すタイムチャートである。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド車２０の構成の概略を示す構成図である。図２は、ハイブリッド車２０が搭載するエンジン２２の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド車２０は、図１に示すように、エンジン２２と、モータ３０と、インバータ３２と、クラッチＫ０と、自動変速装置４０と、高電圧バッテリ６０と、低電圧バッテリ６２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０とを備える。

エンジン２２は、例えばガソリンや軽油などの燃料を用いて吸気、圧縮、膨張（爆発燃焼）、排気の４行程により動力を出力する６気筒の内燃機関として構成されている。図２に示すように、エンジン２２は、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁１２６と、筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁１２７とを有する。エンジン２２は、ポート噴射弁１２６と筒内噴射弁１２７とを有することにより、ポート噴射モードと筒内噴射モードと共用噴射モードとのうちの何れかで運転可能となっている。ポート噴射モードでは、エアクリーナ１２２により清浄された空気を吸気管１２３に吸入してスロットルバルブ１２４やサージタンク１２５を通過させると共に、吸気管１２３のサージタンク１２５よりも下流側のポート噴射弁１２６から燃料を噴射し、空気と燃料とを混合する。そして、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室１２９に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、シリンダボア内でそのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２３の回転運動に変換する。筒内噴射モードでは、ポート噴射モードと同様に空気を燃焼室１２９に吸入し、吸気行程や圧縮行程において筒内噴射弁１２７から燃料を噴射し、点火プラグ１３０による電気火花により爆発燃焼させてクランクシャフト２３の回転運動を得る。共用噴射モードでは、空気を燃焼室１２９に吸入する際にポート噴射弁１２６から燃料を噴射すると共に吸気行程や圧縮行程において筒内噴射弁１２７から燃料を噴射し、点火プラグ１３０による電気火花により爆発燃焼させてクランクシャフト２３の回転運動を得る。これらの噴射モードは、エンジン２２の運転状態に基づいて切り替えられる。燃焼室１２９から排気バルブ１３３を介して排気管１３４に排出される排気は、浄化装置１３５およびＰＭフィルタ１３６を介して外気に排出される。浄化装置１３５は、排気中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化触媒（三元触媒）１３５ａを有する。ＰＭフィルタ１３６は、セラミックスやステンレスなどにより多孔質フィルタとして形成されており、排気中の煤などの粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集する。なお、ＰＭフィルタ１３６に代えて、三元触媒の浄化機能と粒子状物質に対する捕集機能とを組み合わせた四元触媒が用いられるものとしてもよい。

エンジン２２は、エンジンＥＣＵ２４により運転制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。エンジンＥＣＵ２４に入力される信号としては、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２３の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒや、エンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗを挙げることができる。吸気バルブ１２８を開閉するインテークカムシャフトの回転位置や排気バルブ１３３を開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカム角θｃｉ，θｃｏも挙げることができる。スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１２４ａからのスロットル開度ＴＨや、吸気管１２３のスロットルバルブ１２４よりも上流側に取り付けられたエアフローメータ１２３ａからの吸入空気量Ｑａ、吸気管１２３のスロットルバルブ１２４よりも上流側に取り付けられた温度センサ１２３ｔからの吸気温Ｔａ、サージタンク１２５に取り付けられた圧力センサ１２５ａからのサージ圧Ｐｓも挙げることができる。排気管１３４の浄化装置１３５よりも上流側に取り付けられたフロント空燃比センサ１３７からのフロント空燃比ＡＦ１や、排気管１３４の浄化装置１３５とＰＭフィルタ１３６との間に取り付けられたリヤ空燃比センサ１３８からのリヤ空燃比ＡＦ２、ＰＭフィルタ１３６の前後の差圧（上流側と下流側との差圧）を検出する差圧センサ１３６ａからの差圧ΔＰも挙げることができる。

エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４から出力される信号としては、例えば、スロットルバルブ１２４への制御信号や、ポート噴射弁１２６への制御信号、筒内噴射弁１２７への制御信号、点火プラグ１３０への制御信号を挙げることができる。

エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのエンジン２２のクランク角θｃｒに基づいて、エンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。また、エンジンＥＣＵ２４は、エアフローメータ１２３ａからの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて負荷率（エンジン２２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬを演算している。さらに、エンジンＥＣＵ２４は、スロットルバルブポジションセンサ１２４ａからのスロットル開度ＴＨや温度センサ１２３ｔからの吸気温Ｔａなどに基づいてエアモデルを用いて筒内空気量Ｑｃｙを推定している。加えて、エンジンＥＣＵ２４は、差圧センサ１３６ａからの差圧ΔＰに基づいてＰＭフィルタ１３６に堆積した粒子状物質の堆積量としてのＰＭ堆積量Ｑｐｍを演算したり、エンジン２２の回転数Ｎｅや負荷率ＫＬに基づいてＰＭフィルタ１３６の温度としてのフィルタ温度ｔｆを演算したりしている。

図１に示すように、エンジン２２のクランクシャフト２３には、エンジン２２をクランキングするためのスタータモータ２５や、エンジン２２からの動力を用いて発電するオルタネータ２６が接続されている。スタータモータ２５およびオルタネータ２６は、低電圧バッテリ６２と共に低電圧側電力ライン６３に接続されており、ＨＶＥＣＵ７０により制御される。

モータ３０は、同期発電電動機として構成されており、回転子コアに永久磁石が埋め込まれた回転子と、固定子コアに三相コイルが巻回された固定子とを有する。このモータ３０の回転子が固定された回転軸３１は、クラッチＫ０を介してエンジン２２のクランクシャフト２３に接続されていると共に自動変速機４５の入力軸４１に接続されている。インバータ３２は、モータ３０の駆動に用いられると共に高電圧側電力ライン６１に接続されている。モータ３０は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）３４によってインバータ３２の複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

モータＥＣＵ３４は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。モータＥＣＵ３４には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ３４に入力される信号としては、例えば、モータ３０の回転子（回転軸３１）の回転位置を検出する回転位置センサ３０ａからの回転位置θｍｇや、モータ３０の各相の相電流を検出する電流センサからの相電流Ｉｕ，Ｉｖを挙げることができる。モータＥＣＵ３４からは、インバータ３２への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ３４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ３４は、回転位置センサ３０ａからのモータ３０の回転子（回転軸３１）の回転位置θｍｇに基づいてモータ３０の回転数Ｎｍｇを演算している。

クラッチＫ０は、例えば油圧駆動の摩擦クラッチとして構成されており、ＨＶＥＣＵ７０によって制御され、エンジン２２のクランクシャフト２３とモータ３０の回転軸３１との接続および接続の解除を行なう。

自動変速装置４０は、トルクコンバータ４３と、例えば６段変速の自動変速機４５とを有する。トルクコンバータ４３は、一般的な流体伝動装置として構成されており、モータ３０の回転軸３１に接続された入力軸４１の動力を自動変速機４５の入力軸である変速機入力軸４４にトルクを増幅して伝達したり、トルクを増幅することなくそのまま伝達したりする。自動変速機４５は、変速機入力軸４４と、駆動輪４９にデファレンシャルギヤ４８を介して連結された出力軸４２と、複数の遊星歯車と、油圧駆動の複数の摩擦係合要素（クラッチ，ブレーキ）とを有する。複数の摩擦係合要素は、何れも、ピストン、複数の摩擦係合プレート（摩擦プレートおよびセパレータプレート）、作動油が供給される油室などにより構成される油圧サーボを有する。自動変速機４５は、複数の摩擦係合要素の係脱により、第１速から第６速までの前進段や後進段を形成して、変速機入力軸４４と出力軸４２との間で動力を伝達する。クラッチＫ０や自動変速機４５には、図示しない油圧制御装置により、機械式オイルポンプや電動オイルポンプからの作動油の油圧が調圧されて供給される。油圧制御装置は、複数の油路が形成されたバルブボディや、複数のレギュレータバルブ、複数のリニアソレノイドバルブなどを有する。この油圧制御装置は、ＨＶＥＣＵ７０により制御される。

高電圧バッテリ６０は、例えば定格電圧が数百Ｖ程度のリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、インバータ３２と共に高電圧側電力ライン６１に接続されている。低電圧バッテリ６２は、例えば定格電圧が１２Ｖや１４Ｖ程度の鉛蓄電池として構成されており、スタータモータ２５やオルタネータ２６と共に低電圧側電力ライン６３に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ６４は、高電圧側電力ライン６１と低電圧側電力ライン６３とに接続されている。このＤＣ／ＤＣコンバータ６４は、高電圧側電力ライン６１の電力を低電圧側電力ライン６３に電圧の降圧を伴って供給する。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、自動変速装置４０の入力軸４１に取り付けられた回転数センサ４１ａからの回転数Ｎｉｎや、自動変速装置４０の変速機入力軸４４に取り付けられた回転数センサ４４ａからの回転数Ｎｍｉ、自動変速装置４０の出力軸４２に取り付けられた回転数センサ４２ａからの回転数Ｎｏｕｔを挙げることができる。高電圧バッテリ６０の端子間に取り付けられた電圧センサからの高電圧バッテリ６０の電圧Ｖｂｈや、高電圧バッテリ６０の出力端子に取り付けられた電流センサからの高電圧バッテリ６０の電流Ｉｂｈ、低電圧バッテリ６２の端子間に取り付けられた電圧センサからの電圧Ｖｂｌも挙げることができる。イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、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８７からの車速Ｖも挙げることができる。

ＨＶＥＣＵ７０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ７０から出力される信号としては、例えば、スタータモータ２５への制御信号や、オルタネータ２６への制御信号を挙げることができる。クラッチＫ０や自動変速装置４０（油圧制御装置）への制御信号、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４への制御信号も挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ３４と通信ポートを介して接続されている。ＨＶＥＣＵ７０は、回転数センサ４１ａからの自動変速装置４０の入力軸４１の回転数Ｎｉｎを回転数センサ４２ａからの自動変速装置４０の出力軸４２の回転数Ｎｏｕｔで除して自動変速装置４０の回転数比Ｇｔを演算している。ＨＶＥＣＵ７０は、電流センサからの高電圧バッテリ６０の電流Ｉｂｈに基づいて高電圧バッテリ６０の蓄電割合ＳＯＣｈを演算している。

なお、実施例では、エンジン装置としては、エンジン２２と、クラッチＫ０と、モータ３０と、ＨＶＥＣＵ７０と、エンジンＥＣＵ２４と、モータＥＣＵ３４とが相当する。

こうして構成された実施例のハイブリッド車２０では、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ３４との協調制御により、ハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）や電動走行モード（ＥＶ走行モード）で走行するように、エンジン２２とクラッチＫ０とモータ３０と自動変速装置４０とを制御する。ここで、ＨＶ走行モードは、クラッチＫ０を係合状態としてエンジン２２の動力を用いて走行するモードであり、ＥＶ走行モードは、クラッチＫ０を解放状態としてエンジン２２の動力を用いずに走行するモードである。

ＨＶ走行モードやＥＶ走行モードにおける自動変速装置４０の制御では、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいて自動変速機４５の目標変速段Ｍ＊を設定する。そして、自動変速機４５の変速段Ｍと目標変速段Ｍ＊とが一致するときには、変速段Ｍが保持されるように自動変速機４５を制御する。一方、変速段Ｍと目標変速段Ｍ＊とが異なるときには、変速段Ｍが目標変速段Ｍ＊に一致するように自動変速機４５を制御する。

ＨＶ走行モードにおけるエンジン２２およびモータ３０の制御では、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいて走行に要求される（自動変速装置４０の出力軸４２に要求される）要求トルクＴｏｕｔ＊を設定する。続いて、出力軸４２の要求トルクＴｏｕｔ＊を自動変速装置４０の回転数比Ｇｔで除した値を入力軸４１の要求トルクＴｉｎ＊に設定する。こうして入力軸４１の要求トルクＴｉｎ＊を設定すると、要求トルクＴｉｎ＊が入力軸４１に出力されるようにエンジン２２の目標トルクＴｅ＊やモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊を設定し、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊をモータＥＣＵ３４に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、目標トルクＴｅ＊を受信すると、エンジン２２が目標トルクＴｅ＊で運転されるようにエンジン２２の運転制御（吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御など）を行なう。モータＥＣＵ３４は、トルク指令Ｔｍ＊を受信すると、モータ３０がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

ＥＶ走行モードにおけるモータ３０の制御では、ＨＶＥＣＵ７０は、ＨＶ走行モードと同様に入力軸４１の要求トルクＴｉｎ＊を設定し、要求トルクＴｉｎ＊が入力軸４１に出力されるようにモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊を設定してモータＥＣＵ３４に送信する。モータＥＣＵ３４は、トルク指令Ｔｍ＊を受信すると、モータ３０がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

また、実施例のハイブリッド車２０では、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ３４との協調制御により、エンジン２２を運転しているときにエンジン２２の停止要求が行なわれると、エンジン２２の燃料噴射および点火を間欠停止すると共にクラッチＫ０を解放する。エンジン２２の停止要求は、例えば、高電圧バッテリ６０の蓄電割合ＳＯＣｈが閾値Ｓｒｅｆｈ以上で且つ入力軸４１の要求トルクＴｉｎ＊が閾値Ｔｉｎｒｅｆ未満である条件が成立しているときなどに行なわれる。そして、エンジン２２の燃料噴射および点火を間欠停止しているときにエンジン２２の始動要求が行なわれると、エンジン２２の始動制御を実行する。エンジン２２の始動要求は、例えば、エンジン２２の燃料噴射および点火の間欠停止中に、高電圧バッテリ６０の蓄電割合ＳＯＣｈが閾値Ｓｒｅｆｈ未満である条件、要求トルクＴｉｎ＊が閾値Ｔｉｎｒｅｆ以上である条件、のうちの少なくとも１つが成立しているときなどに行なわれる。

エンジン２２の始動制御では、例えば、クラッチＫ０を半係合（スリップ係合）してモータ３０からのクランキングトルクを用いてエンジン２２をクランキングし、モータ３０の回転数Ｎｍｇとエンジン２２の回転数Ｎｅとの差回転数ΔＮが閾値ΔＮｒｅｆ（例えば、５０ｒｐｍ～１５０ｒｐｍ程度）未満に至ると、クラッチＫ０を係合した後にエンジン２２の燃料噴射および点火を開始する。なお、停車中のエンジン２２の始動制御の際には、モータ３０から走行用のトルクを出力する必要がないため、実施例では、モータ３０が比較的低い所定回転数Ｎｍｇ１で回転するようにモータ３０を制御するものとした。

次に、実施例のハイブリッド車２０の動作、特に、上述の始動制御の際の吸入空気量制御について説明する。図３は、エンジンＥＣＵ２４により実行される始動制御の際の吸入空気量制御の一例を示すフローチャートである。本処理は、走行中や停車中の始動制御の際に実行される。

図３の始動制御の際の吸入空気量制御では、エンジンＥＣＵ２４は、最初に、エンジン２２の冷却水温Ｔｗやモータ３０の回転数Ｎｍｇ、車速Ｖなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の冷却水温Ｔｗは、水温センサ１４２により検出された値が入力される。モータ３０の回転数Ｎｍｇは、モータＥＣＵ３４により、モータ３０の回転子の回転位置θｍｇに基づいて演算され値がＨＶＥＣＵ７０を介して通信により入力される。車速Ｖは、車速センサ８７により検出された値がＨＶＥＣＵ７０から通信により入力される。

こうしてデータを入力すると、車速Ｖを用いて、車両が走行中であるか停車中であるかを判定する（ステップＳ１１０）。そして、車両が走行中であると判定したときには、モータ３０の回転数Ｎｍｇとエンジン２２の冷却水温Ｔｗとに基づいてスロットルバルブ１２４の目標開度である目標スロットル開度ＴＨ＊を設定し（ステップＳ１２０）、設定した目標スロットル開度ＴＨ＊を用いてスロットルバルブ１２４を制御して（ステップＳ１４０）、本処理を終了する。

この場合の目標スロットル開度ＴＨ＊は、例えば、モータ３０の回転数Ｎｍｇとエンジン２２の冷却水温Ｔｗと目標スロットル開度ＴＨ＊との関係を実験や解析、機械学習などにより予め定めて第１マップとして記憶しておき、モータ３０の回転数Ｎｍｇとエンジン２２の冷却水温Ｔｗとが与えられると、このマップから対応する目標スロットル開度ＴＨ＊を導出することにより設定することができる。図４は、第１マップの一例を示す説明図である。図示するように、この場合の目標スロットル開度ＴＨ＊は、モータ３０の回転数Ｎｍｇが高いほど大きくなるように設定され、且つ、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが低いほど大きくなるように設定される。基本的に、スロットルバルブ１２４のスロットル開度ＴＨが大きいほど、始動制御の際の筒内空気量Ｑｃｙの低下は緩やかになる。モータ３０の回転数Ｎｍｇと目標スロットル開度ＴＨ＊との関係は、モータ３０の回転数Ｎｍｇが高いほど、始動制御を開始してから差回転数ΔＮが閾値ΔＮｒｅｆ未満に至ってクラッチＫ０を係合するまでの所要時間（以下、「係合所要時間」という）が長くなることを踏まえたものである。エンジン２２の冷却水温Ｔｗと目標スロットル開度ＴＨ＊との関係は、冷却水温Ｔｗが低いほどエンジン２２のフリクションが大きくなってエンジン２２の回転数Ｎｅが増加しにくくなることや冷却水温Ｔｗが低いほどエンジン２２で燃焼が安定しにくくなることを踏まえたものである。実施例では、モータ３０の回転数Ｎｍｇやエンジン２２の冷却水温Ｔｗを考慮して、クラッチＫ０を係合した後の比較的短時間で筒内空気量Ｑｃｙが略零トルク空気量Ｑｃｙ１になるように目標スロットル開度ＴＨ＊を設定するものとした。略零トルク空気量Ｑｃｙ１は、初爆トルクが略値０となる空気量として実験や解析、機械学習などにより予め定められる。そして、クラッチＫ０を係合した後に、筒内空気量Ｑｃｙが略零トルク空気量Ｑｃｙ１付近になる気筒で燃料噴射および点火を開始することにより、初爆トルクが大きくなるのを抑制することができる。なお、このときの燃料噴射量や点火時期は、初爆トルクが略０となるように設定される。

ステップＳ１１０で車両が停車中であると判定したときには、エンジン２２の冷却水温Ｔｗに基づいて目標スロットル開度ＴＨ＊を設定し（ステップＳ１３０）、設定した目標スロットル開度ＴＨ＊を用いてスロットルバルブ１２４を制御して（ステップＳ１４０）、本処理を終了する。なお、このときには、モータ３０は、上述の所定回転数Ｎｍｇ１で回転するように制御されている。

この場合の目標スロットル開度ＴＨ＊は、例えば、エンジン２２の冷却水温Ｔｗと目標スロットル開度ＴＨ＊との関係を実験や解析、機械学習などにより予め定めて第２マップとして記憶しておき、エンジン２２の冷却水温Ｔｗとが与えられると、このマップから対応する目標スロットル開度ＴＨ＊を導出することにより設定することができる。図５は、第２マップの一例を示す説明図である。図５では、参考のために、走行中の始動制御の際にモータ３０の回転数Ｎｍｇが上述の所定回転数Ｎｍｇ１のとき（以下、「走行中所定回転数のとき」という）のエンジン２２の冷却水温Ｔｗと目標スロットル開度ＴＨ＊との関係を一点鎖線で図示した。図示するように、この場合の目標スロットル開度ＴＨ＊は、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが低いほど大きくなるように設定され、且つ、走行中所定回転数のときに比して大きくなるように設定される。エンジン２２の冷却水温Ｔｗと目標スロットル開度ＴＨ＊との関係は、図４の第１マップと同様の理由によるものである。停止中であるか走行中であるかと目標スロットル開度ＴＨ＊との関係は、基本的に、停車中の始動制御では、走行中の始動制御とは異なり、走行要求がなく、エンジン２２を迅速に始動することが要求されていないことを踏まえたものである。実施例では、停車中の始動制御の際に、走行中所定回転数のときの始動制御の際に比して目標スロットル開度ＴＨ＊を大きくして筒内空気量Ｑｃｙの低下を緩やかにすることにより、クラッチＫ０を係合した後にある程度の時間が経過してから（走行中所定回転数のときの始動制御の際に比して遅く）筒内空気量Ｑｃｙが略零トルク空気量Ｑｃｙ１になるように目標スロットル開度ＴＨ＊を設定するものとした。そして、クラッチＫ０を係合した後に、筒内空気量Ｑｃｙが略零トルク空気量Ｑｃｙ１付近になる気筒で燃料噴射および点火を開始することにより、初爆トルクが大きくなるのを抑制することができる。

図６は、始動制御の際に冷却水温Ｔｗが或る温度のときのエンジン２２の回転数Ｎｅ、筒内空気量Ｑｃｙ、スロットル開度ＴＨの様子の一例を示すタイムチャートである。図中、実線は、走行中でモータ３０の回転数Ｎｍｇが所定回転数Ｎｍｇ１の場合（ケース１）の様子を示し、破線は、走行中でモータ３０の回転数Ｎｍｇが所定回転数Ｎｍｇ１よりもある程度高い場合（ケース２）の様子を示し、一点鎖線は、停車中でモータ３０の回転数Ｎｍｇが所定回転数Ｎｍｇ１の場合（ケース３）の様子を示す。また、図中、黒丸印は、ケース１，２，３での初爆のタイミングを示す。

ケース１では、始動要求が行なわれると（時刻ｔ１１）、始動制御を開始して、スロットル開度ＴＨをモータ３０の回転数Ｎｍｇとエンジン２２の冷却水温Ｔｗとに基づく開度とすると共に、クラッチＫ０を半係合してモータ３０からのクランキングトルクを用いてエンジン２２をクランキングする。そして、モータ３０の回転数Ｎｍｇとエンジン２２の回転数Ｎｅとの差回転数ΔＮが閾値ΔＮｒｅｆ未満に至ってクラッチＫ０を係合した後に、筒内空気量Ｑｃｙが略零トルク空気量Ｑｃｙ１付近になる気筒で最初の燃料噴射および点火を行なって初爆させる（時刻ｔ１２）。

ケース２やケース３では、始動制御の際のクラッチＫ０やモータ３０の制御やエンジン２２のスロットルバルブ１２４の制御について、スロットル開度ＴＨが異なる点を除いて、ケース１と同様に行なわれる。ケース２では、ケース１に比して、モータ３０の回転数Ｎｍｇが高く、クラッチＫ０を係合するまでの時間が長くなるため、スロットル開度ＴＨを大きくして筒内空気量Ｑｃｙの低下を緩やかにする。ケース３では、ケース１に比して、エンジン２２を迅速に始動することが要求されていないため、スロットル開度ＴＨを大きくして筒内空気量Ｑｃの低下を緩やかにする。そして、ケース２やケース３では、クラッチＫ０を係合した後に、筒内空気量Ｑｃｙが略零トルク空気量Ｑｃｙ１付近になる気筒で最初の燃料噴射および点火を行なって初爆させる（時刻ｔ１３や時刻ｔ１４）。ケース１，２，３でこうした制御を行なうことにより、初爆トルクが大きくなるのを抑制することができる。この結果、駆動輪４９に伝達されるトルクショックを抑制することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド車２０では、エンジン２２の始動要求が行なわれると、クラッチＫ０を半係合してモータ３０によりエンジン２２をクランキングし、モータ３０の回転数Ｎｍｇとエンジン２２の回転数Ｎｅとの差回転数ΔＮが閾値ΔＮｒｅｆ未満に至ってクラッチＫ０を係合した後にエンジン２２の燃料噴射および点火を開始する始動制御を実行する。この始動制御の際には、モータ３０の回転数Ｎｍｇが高いほど大きくなるように且つエンジン２２の冷却水温Ｔｗが低いほど大きくなるように目標スロットル開度ＴＨ＊を設定してエンジン２２を制御する。これにより、クラッチＫ０を係合した後に筒内空気量Ｑｃｙが略零トルク空気量Ｑｃｙ１になるようにすることができる。この結果、クラッチＫ０を係合した後に燃料噴射および点火を開始することにより、初爆トルクが大きくなるのを抑制することができる。この結果、駆動輪４９に伝達されるトルクショックを抑制することができる。

実施例のハイブリッド車２０では、走行中の始動制御の際には、第１マップ（図４参照）を用いて目標スロットル開度ＴＨ＊を設定し、停車中の始動制御の際には、第２マップ（図５参照）を用いて目標スロットル開度ＴＨ＊を設定するものとした。しかし、停車中の始動制御の際でも、走行中の始動制御の際と同様に、第１マップを用いて目標スロットル開度ＴＨ＊を設定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド車２０では、６段変速の自動変速機４５を備えるものとした。しかし、４段変速や５段変速、８段変速などの自動変速機を備えるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド車２０では、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ３４とＨＶＥＣＵ７０とを備えるものとした。しかし、これらのうちの少なくとも２つを一体に構成するものとしてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、クラッチＫ０が「クラッチ」に相当し、モータ３０が「モータ」に相当し、自動変速装置４０が「自動変速装置」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ３４とが「制御装置」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等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において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。

２０ ハイブリッド車、２２ エンジン、２３ クランクシャフト、２４ エンジンＥＣＵ、２５ スタータモータ、２６ オルタネータ、３０ モータ、３０ａ 回転位置センサ、３１ 回転軸、３２ インバータ、３４ モータＥＣＵ、４０ 自動変速装置、４１ 入力軸、４１ａ 回転数センサ、４２ 出力軸、４２ａ 回転数センサ、４３ トルクコンバータ、４４ 変速機入力軸、４４ａ 回転数センサ、４５ 自動変速機、４８ デファレンシャルギヤ、４９ 駆動輪、６０ 高電圧バッテリ、６１ 高電圧側電力ライン、６２ 低電圧バッテリ、６３ 低電圧側電力ライン、６４ ＤＣ／ＤＣコンバータ、７０ ＨＶＥＣＵ、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、８７ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２３ 吸気管、１２３ａ エアフローメータ、１２３ｔ 温度センサ、１２４ スロットルバルブ、１２４ａ スロットルバルブポジションセンサ、１２５ サージタンク、１２５ａ 圧力センサ、１２６ ポート噴射弁、１２７ 筒内噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１２９ 燃焼室、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３３ 排気バルブ、１３４ 排気管、１３５ 浄化装置、１３５ａ 浄化触媒、１３６ ＰＭフィルタ、１３６ａ 差圧センサ、１３７ フロント空燃比センサ、１３８ リヤ空燃比センサ、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４４ カムポジションセンサ、Ｋ０ クラッチ。

Claims (4)

1. エンジンと、前記エンジンの出力軸にクラッチを介して接続されたモータと、前記モータの回転軸と駆動輪とに接続された自動変速装置と、制御装置と、を備えるハイブリッド車であって、
   前記制御装置は、前記クラッチを半係合して前記モータにより前記エンジンをクランキングし、前記モータの回転数と前記エンジンの回転数との差回転数が閾値未満に至って前記クラッチを係合した後に前記エンジンの燃料噴射および点火を開始するように、前記エンジンと前記モータと前記クラッチとを制御する始動制御の際には、前記モータの回転数と前記エンジンの冷却水温とに基づいて目標スロットル開度を設定して前記エンジンを制御する、
   ハイブリッド車。
2. 請求項１記載のハイブリッド車であって、
   前記制御装置は、前記始動制御の際には、前記モータの回転数が高いほど前記目標スロットル開度が大きくなり、且つ、前記エンジンの冷却水温が低いほど前記目標スロットル開度が大きくなるように予め定めたマップを用いて前記目標スロットル開度を設定する、
   ハイブリッド車。
3. 請求項１または２記載のハイブリッド車であって、
   前記制御装置は、
   走行中の前記始動制御の際には、前記モータの回転数と前記エンジンの冷却水温とに基づいて前記目標スロットル開度を設定し、
   停車中の前記始動制御の際には、前記モータが所定回転数で回転するように前記モータを制御すると共に、前記エンジンの冷却水温に基づいて前記目標スロットル開度を設定する、
   ハイブリッド車。
4. 請求項３記載のハイブリッド車であって、
   前記制御装置は、前記停車中の前記始動制御の際には、前記走行中の前記始動制御の際における前記モータの回転数および前記エンジンの冷却水温が同一の場合に比して前記目標スロットル開度が大きくなるように予め定めたマップを用いて前記目標スロットル開度を設定する、
   ハイブリッド車。

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