JP2023112833A - ハイブリッド車 - Google Patents

Abstract

【課題】間欠停止中のエンジンを始動する際にモータの回転数が急増する場合でもより迅速にエンジンの回転数をモータの回転数に同期させる。
【解決手段】ハイブリッド車は、筒内噴射弁を有するエンジンと、モータと、エンジンのクランクシャフトとモータとに接続されたクラッチと、モータの回転軸と駆動軸とに接続された自動変速装置と、これらを制御する制御装置と、を備える。制御装置は、エンジン始動の際に、モータの回転数が所定回転数以上に増加する所定回転数増加状態が推定されるときには、所定回転数増加状態が推定されないときに比してスロットル開度を大きく設定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ハイブリッド車に関し、詳しくは、エンジンと、モータと、エンジンのクランクシャフトとモータとに接続されたクラッチと、モータの回転軸と駆動輪が連結された駆動軸と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、モータの回転軸と駆動輪が連結された駆動軸とに接続された自動変速装置とを備えるハイブリッド車が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車では、モータ走行中にエンジンを始動する場合には、エンジンの回転数をクラッチのスリップ係合により引き上げてエンジンが自立回転可能になった後にクラッチの係合力を一時的に低下させ、エンジンの回転数をモータの回転数に同期させた後にクラッチを完全に係合する。エンジンの回転数をモータの回転数に同期させる際には、モータの回転数が高いほどより早期にスロットル開度を増加すると共に吸気弁開閉タイミングを進角させる。これにより、早期にエンジンのトルクを増大し、エンジンの回転数をモータの回転数に同期させるまでに要する時間を少なくしている。

特開２０１４－０５８２５９号公報

しかしながら、上述のハイブリッド車では、運転者によってアクセルペダルが大きく踏み込まれたときにはエンジンの回転数をモータの回転数に同期させるのに時間を要する場合が生じる。アクセルペダルが大きく踏み込まれると、自動変速装置の変速段のダウンシフトが行なわれ、モータの回転数が急増する場合が生じる。この場合、エンジンの回転数とモータの回転数との差が急増し、エンジンの回転数の上昇が間に合わず、モータの回転数に同期させるのに時間を要してしまう。

本発明のハイブリッド車は、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、モータの回転軸と駆動輪が連結された駆動軸と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おいて、間欠停止中のエンジンを始動する際にモータの回転数が急増する場合でもより迅速にエンジンの回転数をモータの回転数に同期させ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、
筒内噴射弁を有するエンジンと、モータと、前記エンジンのクランクシャフトと前記モータとに接続されたクラッチと、前記モータの回転軸と駆動輪が連結された駆動軸とに接続された自動変速装置と、前記エンジンと前記モータと前記クラッチと前記自動変速装置とを制御する制御装置と、を備えるハイブリッド車であって、
前記制御装置は、燃料カットにより停止状態または前記モータの回転数より低回転数の状態の前記エンジンに対して、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の回転数を増加しながら前記エンジンへの燃料噴射と点火とを開始し、その後に前記エンジンの回転数を前記モータの回転数に同期させ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所定エンジン始動の際に、前記モータの回転数が所定回転数以上に増加する所定回転数増加状態が推定されるときには、前記所定回転数増加状態が推定されないときに比してスロットル開度を大きく設定する、
ことを特徴とする。

この本発明のハイブリッド車では、筒内噴射弁を有するエンジンと、モータと、エンジンのクランクシャフトとモータとに接続されたクラッチと、モータの回転軸と駆動輪が連結された駆動軸とに接続された自動変速装置と、エンジンとモータとクラッチと自動変速装置とを制御する制御装置と、を備える。制御装置は、燃料カットにより停止状態またはモータの回転数より低回転数の状態のエンジンに対して、クラッチを半係合してモータによりエンジンの回転数を増加しながらエンジンへの燃料噴射と点火とを開始し、その後にエンジンの回転数をモータの回転数に同期させ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所定エンジン始動を実行する。こうした所定エンジン始動の際には、制御装置は、モータの回転数が所定回転数以上に増加する所定回転数増加状態が推定されるときには、所定回転数増加状態が推定されないときに比してスロットル開度を大きく設定する。これにより、所定回転数増加状態が推定されるときには迅速にエンジンのトルクを大きくしてエンジンの回転数の上昇を図り、迅速にエンジンの回転数をモータの回転数に同期させることができる。

こうした本発明のハイブリッド車において、前記制御装置は、前記所定エンジン始動の際に、前記所定回転数増加状態が推定されても、前記エンジンへの燃料噴射と点火との開始を要求してから所定時間経過するまでは、前記所定回転数増加状態が推定されないときと同様にスロットル開度を設定するものとしてもよい。即ち、エンジンへの燃料噴射と点火との開始を要求してから所定時間経過してからスロットル開度を大きくするのである。これにより、エンジンの排気を浄化する浄化装置に供給される空気量を少なくし、浄化装置の浄化触媒のリーン化およびエミッションの悪化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、前記所定エンジン始動の際に、アクセル開度が所定開度以上とされて前記自動変速装置のダウンシフトが推定されるときに前記所定回転数増加状態を推定するものとしてもよい。

本発明のハイブリッド車において、前記制御装置は、前記所定エンジン始動の際に、前記所定回転数増が状態が推定されないときには前記モータの回転数とスロットル開度との関係を第１関係として定めた第１スロットル開度設定用マップを用いてスロットル開度を設定し、前記所定回転数増が状態が推定されたときには前記モータの回転数とスロットル開度との関係を第１関係よりスロットル開度が大きくなる第２関係として定めた第２スロットル開度設定用マップを用いて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、迅速にスロットル開度を設定することができる。

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 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やＨＶＥＣＵ７０により実行される始動時処理の一例を示すフローチャートである。 エンジンＥＣＵ２４により実行されるスロットル開度設定用マップ選択処理の一例を示すフローチャートである。 スロットル設定用の通常時マップと高回転時マップの一例を示す説明図である。

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エンジン装置を搭載するハイブリッド車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、油圧制御装置３６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。なお、クランクポジションセンサ１４０は、周知のように、外周に１０度毎の３６個の突起から欠け歯として連続する２個の突起を削除してなる３４個の突起を有するタイミングロータと、タイミングロータの回転に伴って突起の通過を検出する電磁ピックアップとにより構成されている。

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、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θｍ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θｍに基づいてモータ３０の回転数Ｎｍ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、油圧制御装置３６により駆動され、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。油圧制御装置３６は、クラッチＫ０への油圧回路３７を有し、油圧回路３７の油圧を調節することによりクラッチＫ０を半係合状態（スリップ係合の状態）としたり完全係合状態としたり解放状態（係合を解除した状態）としたりする。なお、油圧制御装置３６はＨＶＥＣＵ７０により制御される。

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。なお、クラッチＫ０を駆動する油圧制御装置３６と自動変速装置４０を駆動する油圧制御装置は一体のものとしてもよいし別体のものとしてもよい。

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を駆動する油圧制御装置３６への制御信号や、自動変速装置４０を駆動する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。

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。

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、油圧制御装置３６と、モータ３０と、ＨＶＥＣＵ７０と、エンジンＥＣＵ２４と、モータＥＣＵ３４とが相当する。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド車２０の動作、特に、エンジン２２を間欠運転している際のエンジン２２の始動について説明する。間欠停止しているエンジン２２の始動は、完全に停止しているエンジン２２を始動する場合とエンジン２２を間欠停止するために燃料カットを行なってエンジン２２の回転数Ｎｅが低下している最中にエンジン２２を始動する場合を考えることができる。図３は、間欠停止しているエンジン２２の始動を始動する際にエンジンＥＣＵ２４やＨＶＥＣＵ７０により実行される始動時処理の一例を示すフローチャートである。

始動時処理が実行されると、まず、クラッチＫ０を半係合（スリップ係合）させてモータ３０からの目標クランキングトルクＴｃｒ＊を出力してエンジン２２のクランキングを開始する（ステップＳ１００）。この処理は、ＨＶＥＣＵ７０からクラッチＫ０が半係合（スリップ係合）となるように制御信号を図示しない油圧制御装置に送信すると共に、入力軸４１に要求される要求トルクＴｉｎ＊と目標クランキングトルクＴｃｒ＊との和のトルクをモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊としてモータＥＣＵ３４に送信することにより行なわれる。なお、制御信号を受信した油圧制御装置は、クラッチＫ０がスリップしながら目標クランキングトルクＴｃｒ＊を伝達することができるように予め定めた油圧に調整する。トルク指令Ｔｍ＊を受信したモータＥＣＵ３４は、モータ３０からトルク指令Ｔｍ＊が出力されるようにインバータ３２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御する。目標クランキングトルクＴｃｒ＊は、完全に停止しているエンジン２２を始動するときには、圧縮行程で停止している気筒を圧縮上死点を超えさせるのに十分なトルクが用いられ、停止クランク角θｓｔｏｐとエンジン２２を停止してからの経過時間とに基づいて設定される。停止クランク角θｓｔｏｐに基づくのは、圧縮行程で停止している気筒内の圧力を考慮するためであり、エンジン２２を停止してからの経過時間に基づくのは、圧縮行程で停止している気筒内の圧力が時間の経過につれて低下することを考慮するためである。一方、燃料カットにより回転数を低下しているエンジン２２を始動するときには、目標クランキングトルクＴｃｒ＊は、エンジン２２の回転数Ｎｅを増加させることができる程度のトルクが用いられ、エンジン２２の回転数Ｎｅなどにより定められる。

エンジン２２のクランキングと同時に燃料噴射やスロットル・点火についての始動時制御を開始する（ステップＳ１１０）。燃料噴射の始動時制御は、例えば、最初の爆発燃焼（初爆）から第１所定回数（例えば１０回や１２回、１５回など）の爆発燃焼までについては想定される気筒内の空気量に対して良好な爆発燃焼が生じるような燃料噴射量と圧縮行程での燃料噴射時期とを設定し、その後の第２所定回数（例えば１０回や１２回、１５回など）の爆発燃焼については想定される気筒内の空気量に対してて良好な爆発燃焼が生じるような燃料噴射量と吸気行程と圧縮行程での燃料噴射時期を設定する制御などが該当する。スロットルの始動時制御としては、例えば、エンジン２２の回転数Ｎｅがモータ３０の回転数Ｎｍｇに近づくようにエンジン２２の回転数Ｎｅとモータ３０の回転数Ｎｍｇとに基づくスロットル開度となるようにする制御などが該当する。点火の始動時制御としては、例えば、最初の爆発燃焼（初爆）についてはショックを抑制するように遅角した点火時期を設定し、その後、エンジン２２の回転数Ｎｅがモータ３０の回転数Ｎｍｇに近づくようにエンジン２２の回転数Ｎｅとモータ３０の回転数Ｎｍｇとに基づく点火時期を設定する制御などが該当する。

次に、クラッチＫ０のクラッチＫ０を解放する条件が成立するのを待って（ステップＳ１２０）油圧制御装置によりクラッチＫ０がスリップ係合しない程度の油圧で待機するように制御することによりクラッチＫ０を解放する（ステップＳ１３０）。クラッチＫ０を解放する条件としては、圧縮上死点を通過した回数が所定回数（例えば２回や３回）以上である条件、エンジン２２の回転数Ｎｅが上昇している条件、エンジン２２の回転数Ｎｅがモータ３０の回転数Ｎｍｇに基づく閾値以上である条件などを挙げることができる。実施例では、上記３つの条件の全てが成立したときにクラッチＫ０を解放する条件が成立していると判定するものとした。

クラッチＫ０を解放すると、クラッチＫ０を係合する条件が成立するのを待って（ステップＳ１４０）、クラッチＫ０を完全係合し（ステップＳ１５０）、本処理を終了する。クラッチＫ０を係合する条件としては、例えば、エンジン２２の回転数Ｎｅとモータ３０の回転数Ｎｍｇとの差回転数ΔＮが閾値（例えば５０ｒｐｍや１００ｒｐｍ、１５０ｒｐｍなど）未満であり、且つ、点火回数が所定回数（例えば、５回や６回、８回など）以上である条件を用いることができる。なお、クラッチＫ０を解放しているときの燃料噴射やスロットル・点火についての始動時制御としては、上述したように、エンジン２２の回転数Ｎｅがモータ３０の回転数Ｎｍｇに近づくようにエンジン２２の回転数Ｎｅとモータ３０の回転数Ｎｍｇとに基づくスロットル開度や点火時期とする制御が行なわれる。

こうした始動時制御を実行さている最中にエンジンＥＣＵ２４は図４に例示するスロットル開度設定用マップ選択処理を繰り返し行なう。スロットル開度設定用マップ選択処理が実行されると、モータ３０の回転数Ｎｍｇが所定回転数（例えば１６００ｒｐｍや２０００ｒｐｍなど）Ｎｕｐ以上に急増すると予測することができるか否かを判定する（ステップＳ２００）。この判定は、例えば、アクセルペダル８３が大きく踏み込まれてアクセル開度Ａｃｃが所定アクセル開度（例えば８５％や９０％など）Ａｒｅｆ以上に急増したか否かにより行なうことができる。アクセルペダル８３が大きく踏み込まれると、ＨＶＥＣＵ７０は急加速を行なうために自動変速機４５の目標変速段Ｍ＊を変速線マップに沿って下段に変更し、自動変速機４５の変速段Ｍを目標変速段Ｍ＊にダウンシフトする。このときモータ３０の回転数Ｎｍｇはダウンシフトによって急増する。ステップＳ２００では、ダウンシフトによるモータ３０の回転数Ｎｍｇの急増が予測されるか否かを判定するのである。

ステップＳ１００でモータ３０の回転数Ｎｍｇが所定回転数Ｎｕｐ以上に急増すると予測することはできないと判定したときには、通常時マップＡをスロットル開度設定用マップとして設定して（ステップＳ１２０）、本処理を終了する。図５に通常時マップＡと高回転時マップＢの一例を示す。通常時マップＡは、図５に示すように、モータ３０の回転数Ｎｍｇが大きくなるほど大きなスロットル開度ＴＨが設定される。

ステップＳ１００でモータ３０の回転数Ｎｍｇが所定回転数Ｎｕｐ以上に急増すると予測することができると判定したときには、始動要求から所定時間経過したか否かを判定し、（ステップＳ１１０）、始動要求から所定時間経過していないと判定したときには、通常時マップＡをスロットル開度設定用マップとして設定して（ステップＳ１２０）、本処理を終了する。ここで、所定時間としては、例えば１００ｍｓｅｃや１５０ｍｓｅｃなどを用いることができる。始動要求から所定時間経過するまで通常時マップＡをスロットル開度設定用マップとして用いるのは、最初の爆発燃焼（初爆）をより確実に行なうことができるようにすると共に最爆のショックを低減するようにするためである。一方、始動要求から所定時間経過したと判定したときには、通常時マップＡよりスロットル開度ＴＨが大きくなる高回転時マップＢをスロットル開度設定用マップとして設定して（ステップＳ１３０）、本処理を終了する。図５に示すように、高回転時マップＢは、通常時マップＡに比してモータ３０の回転数Ｎｍｇが大きくなるほどより大きなスロットル開度ＴＨが設定される。このように高回転時マップＢをスロットル開度設定用マップとして用いることにより、通常時マップＡをスロットル開度設定用マップとして用いる場合に比して、大きなスロットル開度ＴＨとするから、モータ３０の回転数Ｎｍｇの急増に対して迅速にエンジン２２の回転数Ｎｅを上昇させてエンジン２２の回転数Ｎｅをモータ３０の回転数Ｎｍｇに近づけることができる。

以上説明した実施例のハイブリッド車２０では、クラッチＫ０を半係合（スリップ係合）させてモータ３０からの目標クランキングトルクＴｃｒ＊を出力してエンジン２２のクランキングを開始すると共に燃料噴射やスロットル、点火について始動時制御を開始してエンジン２２を始動し、クラッチＫ０を解放する条件の成立を待って、クラッチＫ０がスリップ係合しない程度の油圧で待機するように制御することによりクラッチＫ０を解放する。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅとモータ３０の回転数Ｎｍｇとの差回転数ΔＮが閾値未満であるなどのクラッチＫ０を係合する条件の成立を待ってクラッチＫ０を完全係合する。こうしたエンジン２２の始動の際に、モータ３０の回転数Ｎｍｇが所定回転数Ｎｕｐ以上に急増すると予測したときには、始動要求から所定時間経過するのを待って通常時マップＡよりスロットル開度ＴＨが大きくなる高回転時マップＢをスロットル開度設定用マップとして用いてスロットル開度ＴＨを設定する。これにより、通常時マップＡをスロットル開度設定用マップとして用いる場合に比して、モータ３０の回転数Ｎｍｇの急増に対して迅速にエンジン２２の回転数Ｎｅを上昇させてエンジン２２の回転数Ｎｅをモータ３０の回転数Ｎｍｇに近づけることができる。もとより、始動要求から所定時間経過するまでは通常時マップＡをスロットル開度設定用マップとして用いてスロットル開度ＴＨを設定するから、最初の爆発燃焼（初爆）をより確実に行なうことができると共に最爆のショックを低減することができる。

実施例のハイブリッド車２０では、モータ３０の回転数Ｎｍｇが所定回転数Ｎｕｐ以上に急増すると予測したときには、始動要求から所定時間経過するのを待って通常時マップＡよりスロットル開度ＴＨが大きくなる高回転時マップＢをスロットル開度設定用マップとして用いてスロットル開度ＴＨを設定するものとしたが、モータ３０の回転数Ｎｍｇが所定回転数Ｎｕｐ以上に急増すると予測したときには、始動要求から所定時間経過するのを待つことなく通常時マップＡよりスロットル開度ＴＨが大きくなる高回転時マップＢをスロットル開度設定用マップとして用いてスロットル開度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、モータ３０の回転数Ｎｍｇが所定回転数Ｎｕｐ以上に急増すると予測することができるか否かの判定として、アクセルペダル８３が大きく踏み込まれてアクセル開度Ａｃｃが所定アクセル開度Ａｒｅｆ以上に急増したか否かの判定により行なうものとしたが、アクセル開度Ａｃｃの急増に代えて或いはこれに加えて他の手法を用いても構わない。

実施例のハイブリッド車２０では、間欠停止しているエンジン２２を始動するときには、クラッチＫ０を半係合（スリップ係合）させてエンジン２２のクランキングしてエンジン２２を始動し、その後クラッチＫ０を解放してエンジン２２の回転数Ｎｅをモータ３０の回転数Ｎｍｇに近づけ、エンジン２２の回転数Ｎｅがモータ３０の回転数Ｎｍｇに略一致したときにクラッチＫ０を完全係合するものとした。しかし、エンジン２２の始動後もクラッチＫ０を半係合（スリップ係合）を継続してエンジン２２の回転数Ｎｅをモータ３０の回転数Ｎｍｇに近づけ、エンジン２２の回転数Ｎｅがモータ３０の回転数Ｎｍｇに略一致したときにクラッチＫ０を完全係合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、モータ３０が「モータ」に相当し、クラッチＫ０が「クラッチ」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 (1)

1. 筒内噴射弁を有するエンジンと、モータと、前記エンジンのクランクシャフトと前記モータとに接続されたクラッチと、前記モータの回転軸と駆動輪が連結された駆動軸とに接続された自動変速装置と、前記エンジンと前記モータと前記クラッチと前記自動変速装置とを制御する制御装置と、を備えるハイブリッド車であって、
   前記制御装置は、燃料カットにより停止状態または前記モータの回転数より低回転数の状態の前記エンジンに対して、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の回転数を増加しながら前記エンジンへの燃料噴射と点火とを開始し、その後に前記エンジンの回転数を前記モータの回転数に同期させ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所定エンジン始動の際に、前記モータの回転数が所定回転数以上に増加する所定回転数増加状態が推定されるときには、前記所定回転数増加状態が推定されないときに比してスロットル開度を大きく設定する、
   ことを特徴とするハイブリッド車。

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