JP3855501B2 - 車両のエンジン始動制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンとエンジン以外の動力源とを備えた車両の制御装置に関し、特に、一方の動力源の動力によりエンジンを始動させることの可能なエンジン始動制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の動力源として一般に使用されている内燃機関（エンジン）に加えて、第２の動力源として電動機（モータ・ジェネレータ）を搭載した車両が開発されている。この種の車両では、電動機の出力する動力が、車両の走行のためには必ずしも充分ではないが、電動機の出力の制御性がよいこと、電動機によってエネルギの回生をおこなうことできること、電動機は排ガスを生じないことなどの利点を生かして電動機を使用するように構成している。
【０００３】
例えば、発進時などに大きいトルクが必要な場合には、電動機を内燃機関の補助的な動力源として動作させ、また減速時には、電動機を発電機として機能させてエネルギの回生をおこなうなどの制御がおこなわれている。このように、エンジンおよび電動機を動力源とするハイブリッド車の一例が特開平８−１６８１０４号公報、特開平９−３９６１３号公報に記載されている。また、このようなハイブリッド車におけるエンジンの始動制御に関する技術の一例が特開平７−１１５７０９号公報に記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、近年においては多機能化などの要請により、エンジンを始動させるにあたり、第１の始動装置によりエンジンを始動する他に、前記電動機を第２の始動装置として機能させてエンジンを始動することの可能なハイブリッド車が提案されている。このような構成のハイブリッド車においては、エンジンを始動させるにあたり、車両の状態に応じて第１の始動装置または第２の始動装置を選択的に使用することが可能である。
【０００５】
ここで、第１の始動装置と第２の始動装置とは、エンジンを回転させる点では共通しているものの、その能力や用途などが元来異なっているから、エンジンを始動するにあたっていずれの始動装置を使用するかによっては、車両の挙動に対する影響が相違する。しかしながら、上記の各公報には、電動機を含む複数の始動装置の制御に関する技術が記載されていず、この点での新たな技術の開発が必要であった。
【０００６】
この発明は、上記の事情を背景としてなされたものであり、車両の挙動に対する影響を可及的に抑制してエンジンを始動することのできる始動制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、車輪に動力を伝達するエンジンと、このエンジンを始動する機能および補機を駆動する機能とを有する第１の始動装置と、この第１の始動装置とは別に設けられ、かつ前記エンジンを始動する機能を有する第２の始動装置とを備えた車両のエンジン始動制御装置において、前記第１の始動装置によって前記補機を駆動していることを検出する補機駆動検出手段と、前記第１の始動装置によって前記補機を駆動していることが前記補機駆動検出手段によって検出された場合には前記第２の始動装置によってエンジンの始動をおこなわせる始動指示手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
したがって請求項１の発明によれば、第１の始動装置で補機を駆動している場合、エンジンの始動は第２の始動装置によっておこなわれるので、エンジンを始動する際であっても補機が停止することがない。
【０００９】
また、請求項２の発明は、車輪に動力を伝達するエンジンと、このエンジンを始動する機能および補機を駆動する機能とを有する第１の始動装置と、この第１の始動装置とは別に設けられ、かつ、前記車輪に動力を伝達する機能および前記エンジンを停車状態で始動する機能を有する第２の始動装置とを備えた車両のエンジン始動制御装置において、前記第１の始動装置によって前記補機を駆動している際に前記第２の始動装置でエンジンを始動することによる駆動トルクの低下を抑制すべきことを判断する駆動トルク低下抑制判断手段と、前記第２の始動装置でエンジンを始動することによる駆動トルクの低下を抑制すべきことが駆動トルク低下抑制判断手段によって判断された場合に前記第１の始動装置による補機の駆動を中止させるとともに前記第１の始動装置によってエンジンを始動させる始動指示手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
したがって請求項２の発明によれば、第１の始動装置によって補機を駆動し、かつエンジンが停止している状態では、第２の始動装置によって走行し、あるいは発進することになる。このような場合にエンジンの始動要求によって第２の始動装置によってエンジンを始動するとすれば、駆動トルクの低下が生じて走行状態や発進加速性などに影響が生じるので、駆動トルクの低下を抑制すべき状態と判断され、それに伴って第２の始動装置によってはエンジンの始動をおこなわずに、第１の始動装置が補機の駆動を中止してエンジンの始動をおこなう。
【００１１】
さらに、請求項３の発明は、車輪に動力を伝達するエンジンと、このエンジンを始動する機能および補機を駆動する機能とを有する第１の始動装置と、この第１の始動装置とは別に設けられ、かつ、前記車輪に動力を伝達する機能および前記エンジンを停車状態で始動する機能を有する第２の始動装置とを備えた車両のエンジン始動制御装置において、前記第１の始動装置が前記補機を駆動していない状態で前記第２の始動装置でエンジンを始動することによる駆動トルクの低下を抑制すべきことを判断する駆動トルク低下抑制判断手段と、前記第２の始動装置でエンジンを始動することによる駆動トルクの低下を抑制すべきことが駆動トルク低下抑制判断手段によって判断された場合に前記第１の始動装置によってエンジンを始動させる始動指示手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
したがって請求項３の発明によれば、第２の始動装置によってエンジンを始動することに伴って駆動トルクが低下し、その結果、車速が低下したり発進加速性が損なわれるなどの走行状態に対する影響が大きく、これを抑制すべきことが判断されると、第２の始動装置によってはエンジンの始動をおこなわずに、第１の始動装置によってエンジンの始動がおこなわれる。
また、請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記第２の始動装置が、更に前記車輪に動力を伝達する機能を備えていることを特徴とする車両のエンジン始動制御装置である。
請求項５の発明は、請求項１または４の発明において、前記始動指示手段は、前記第２の始動装置によって前記エンジンを始動しても駆動トルクの低下が問題にならない場合に前記エンジンの始動を行わせる手段を含むことを特徴とする車両のエンジン始動制御装置である。
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記駆動トルクの低下が問題とならない場合は、前記車両が停止中でありかつアクセルペダルが踏み込まれていない場合であることを特徴とする車両のエンジン始動制御装置である。
請求項７の発明は、請求項２または３の発明において、前記駆動トルクの低下を抑制すべき状態は、前記車両が走行している状態、もしくは前記車両が停止中でありかつアクセルペダルが踏み込まれている状態であることを特徴とする車両のエンジン始動制御装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図面を参照して具体的に説明する。図４は、この発明を適用したハイブリッド車Ａ１の基本的な構成を示している。ここに示す例は、エンジン１の出力側にモータ・ジェネレータ（ＭＧ）２が配置され、モータ・ジェネレータ２の出力側にトルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）５を介して自動変速機６が配置されている。エンジン１は、燃料の燃焼によって動力を出力する形式の装置であり、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンのほかに、液化石油ガスや天然ガスなどのガス燃料を燃焼させるエンジンなどがその例である。
【００１４】
図５は、エンジン１からトルクコンバータ５に至るパワートレーンの配置構成を示すブロック図であり、図６はエンジン１から自動変速機６に至るパワートレーンのスケルトン図である。エンジン１のクランクシャフト１３にフライホイール３が連結されているとともに、このフライホイール３に制振機構（ダンパ）４が連結されている。また、エンジン１とモータ・ジェネレータ２との間には、係合・解放可能なクラッチ１００が設けられている。
【００１５】
モータ・ジェネレータ２は、エンジン１とは異なる種類の動力源であり、電気的エネルギを回転運動などの運動エネルギに変換して出力することのできる電動機としての機能と、運動エネルギを電気的エネルギに変換する発電機としての機能（回生機能）とを有する。前記モータ・ジェネレータ２として、例えば永久磁石型同期モータが使用され、その出力側部材であるロータの回転角度を検出するためのレゾルバ７がモータ・ジェネレータ２と並列に配列されている。そして、レゾルバ７のロータもモータ・ジェネレータ２のロータと同様に、ダンパ４とトルクコンバータ５とを連結している部材もしくはトルクコンバータ５の入力側の部材に連結されている。
【００１６】
さらに、モータ・ジェネレータ２にはインバータ１０１を介してバッテリ１０２が接続され、モータ・ジェネレータ２およびインバータ１０１ならびにバッテリ１０２を制御するコントローラ１０３が設けられている。バッテリ１０２の定格電圧は、例えば２８８Ｖに設定されている。前記インバータ１０１は、バッテリ１０２の直流電流を３相交流電流に変換してモータ・ジェネレータ２に供給する一方、モータ・ジェネレータ２で発電された３相交流電流を直流電流に変換してバッテリ１０２に供給する３相ブリッジ回路を備えている。この３相ブリッジ回路は、例えば６個のパワートランジスタを電気的に接続して構成され、これらのパワートランジスタのオン・オフを切り換えることにより、モータ・ジェネレータ２とバッテリ１０２との間の電流の向きを切り換える。このようにして、３相交流電流と直流電流との相互の変換と、モータ・ジェネレータ２に印加される３相交流電流の周波数の調整と、モータ・ジェネレータ２に印加される３相交流電流の大きさの調整と、モータ・ジェネレータ２の回生制動トルクの大きさの調整とがおこなわれる。
【００１７】
そして、モータ・ジェネレータ２を電動機として機能させる場合は、バッテリ１０２からの直流電圧を交流電圧に変換してモータ・ジェネレータ２に供給する。また、モータ・ジェネレータ２を発電機として機能させる場合は、回転子の回転により発生した誘導電圧をインバータ１０１により直流電圧に変換してバッテリ１０２に充電する。さらに、コントローラ１０３は、バッテリ１０２からモータ・ジェネレータ２に供給される電流値、またはモータ・ジェネレータ２により発電される電流値を検出または制御する機能を備えている。また、コントローラ１０３は、モータ・ジェネレータ２の回転数を制御する機能と、バッテリ１０２の充電状態（ＳＯＣ：state of charge）を検出および制御する機能とを備えている。上記のモータ・ジェネレータ２は、エンジン１を始動させる機能と、車輪１０４に伝達する動力を出力する機能と、車輪１０４から入力される運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを有する。このモータ・ジェネレータ２によりエンジン１を始動させる場合はクラッチ１００が係合される。
【００１８】
一方、前記トルクコンバータ５は、フロントカバー３３、ポンプインペラ３５、タービンランナ４８、ステータ３５Ａ、一方向クラッチ４３、ロックアップクラッチ４９などを有する公知の構造のものである。また、前記自動変速機６は変速機入力軸４４を有し、その先端部にハブ４６が取り付けられている。そして、このハブ４６に対して、タービンランナ４８とロックアップクラッチ４９とが連結されている。また、自動変速機６は、後述する歯車変速機部５５と油圧制御部５６とを備えており、歯車変速機部５５から後方側に延びた出力軸５７を介して動力を出力するようになっている。
【００１９】
さらに、油圧制御部５６は、前記ロックアップクラッチ４９の係合・解放の制御および変速制御ならびに摩擦係合装置の係合圧の制御をおこなうためのものであって、複数の電磁バルブや切り換えバルブならびに調圧バルブを備え、電磁バルブを電気的に制御することにより、上記の各制御を実行するように構成されている。なお、この油圧制御部５６としては、従来知られている自動変速機用の油圧制御装置を採用することができる。
【００２０】
前記自動変速機６は後進段を含む複数の変速段を設定することができるように構成されている。その歯車変速機部５５の一例を図６に示してある。ここに示す構成では、前進５段・後進１段の変速段を設定するように構成されている。すなわちここに示す自動変速機６は、トルクコンバータ５に続けて副変速部６１と、主変速部６２とを備えている。その副変速部６１は、いわゆるオーバードライブ部であって１組のシングルピニオン型遊星歯車機構６３によって構成され、キャリヤ６４が前記変速機入力軸４４に連結され、またこのキャリヤ６４とサンギヤ６５との間に一方向クラッチＦ0 と一体化クラッチＣ0 とが並列に配置されている。なお、この一方向クラッチＦ0 はサンギヤ６５がキャリヤ６４に対して相対的に正回転（変速機入力軸４４の回転方向の回転）する場合に係合するようになっている。またサンギヤ６５の回転を選択的に止める多板ブレーキＢ0 が設けられている。そしてこの副変速部６１の出力要素であるリングギヤ６６が、主変速部６２の入力要素である中間軸６７に接続されている。
【００２１】
したがって副変速部６１は、多板クラッチＣ0 もしくは一方向クラッチＦ0 が係合した状態では遊星歯車機構６３の全体が一体となって回転するため、中間軸６７が変速機入力軸４４と同速度で回転し、低速段となる。またブレーキＢ0 を係合させてサンギヤ６５の回転を止めた状態では、リングギヤ６６が変速機入力軸４４に対して増速されて正回転し、高速段となる。
【００２２】
他方、主変速部６２は三組の遊星歯車機構７０，８０，９０を備えており、それらの回転要素が以下のように連結されている。すなわち第１遊星歯車機構７０のサンギヤ７１と第２遊星歯車機構８０のサンギヤ８１とが互いに一体的に連結され、また第１遊星歯車機構７０のリングギヤ７３と第２遊星歯車機構８０のキャリヤ８２と第３遊星歯車機構９０のキャリヤ９２との三者が連結され、かつそのキャリヤ９２に出力軸５７が連結されている。さらに第２遊星歯車機構８０のリングギヤ８３が第３遊星歯車機構９０のサンギヤ９１に連結されている。
【００２３】
この主変速部６２の歯車列では後進段と前進側の四つの変速段とを設定することができ、そのためのクラッチおよびブレーキが以下のように設けられている。先ずクラッチについて述べると、互いに連結されている第２遊星歯車機構８０のリングギヤ８３および第３遊星歯車機構９０のサンギヤ９１と中間軸６７との間に第１クラッチＣ1 が設けられ、また互いに連結された第１遊星歯車機構７０のサンギヤ７１および第２遊星歯車機構８０のサンギヤ８１と中間軸６７との間に第２クラッチＣ2 が設けられている。
【００２４】
つぎにブレーキについて述べると、第１ブレーキＢ1 はバンドブレーキであって、第１遊星歯車機構７０および第２遊星歯車機構８０のサンギヤ７１，８１の回転を止めるように配置されている。またこれらのサンギヤ７１，８１（すなわち共通サンギヤ軸）とトランスミッションハウジング１０との間には、第１一方向クラッチＦ1 と多板ブレーキである第２ブレーキＢ2 とが直列に配列されており、その第１一方向クラッチＦ1 はサンギヤ７１，８１が逆回転（変速機入力軸４４の回転方向とは反対方向の回転）しようとする際に係合するようになっている。多板ブレーキである第３ブレーキＢ3 は第１遊星歯車機構７０のキャリヤ７２とトランスミッションハウジング１０との間に設けられている。そして第３遊星歯車機構９０のリングギヤ９３の回転を止めるブレーキとして多板ブレーキである第４ブレーキＢ4 と第２一方向クラッチＦ2 とがトランスミッションハウジング１０との間に並列に配置されている。なお、この第２一方向クラッチＦ2 はリングギヤ９３が逆回転しようとする際に係合するようになっている。
【００２５】
上述した各変速部６１，６２の回転部材のうち副変速部６１のクラッチＣ0 の回転数を検出するタービン回転数センサ６８と、出力軸５７の回転数を検出する出力軸回転数（車速）センサ６９とが設けられている。そして、出力軸５７にはプロペラシャフト（図示せず）などの動力伝達装置が接続され、この動力伝達装置を介して動力が車輪１０４に伝達されるように構成されている。
【００２６】
上記の自動変速機６では、各クラッチやブレーキを図７の作動図表に示すように係合・解放することにより前進５段・後進１段の変速段を設定することができる。なお、図７において○印は係合状態、空欄は解放状態、◎印はエンジンブレーキ時の係合状態、△印は係合するものの動力伝達に関係しないことをそれぞれ示す。
【００２７】
自動変速機６において、Ｐ（パーキング）、Ｒ（リバース：後進段）、Ｎ（ニュートラル）ならびに第１速（１ｓｔ）ないし第５速（５ｔｈ）の各シフト状態は、図示しないシフト装置のレバーをマニュアル操作することにより設定される。このシフトレバーによって、例えばＰ（パーキング）ポジション、Ｒ（リバース）ポジション、Ｎ（ニュートラル）ポジション、Ｄ（ドライブ）ポジション、４ポジション、３ポジション、２ポジション、Ｌポジションを選択することが可能である。
【００２８】
ここで、Ｄポジションは車速やアクセル開度などの車両の走行状態に基づいて前進第１速ないし第５速を設定するためのポジションであり、また４ポジションは、第１速ないし第４速、３ポジションは第１速ないし第３速、２ポジションは第１速および第２速、Ｌポジションは第１速をそれぞれ設定するためのポジションである。なお、３ポジションないしＬポジションは、エンジンブレーキレンジを設定するポジションであり、それぞれのポジションで設定可能な変速段のうち最も高速側の変速段でエンジンブレーキを効かせるように構成されている。
【００２９】
一方、エンジン１のクランクシャフト１３におけるモータ・ジェネレータ２とは反対側には、図８に示すように減速装置１０５を介してモータ・ジェネレータ１０６が接続される。モータ・ジェネレータ１０６の構成は、モータ・ジェネレータ２の構成と同様である。
【００３０】
減速装置１０５は、同心状に配置されたリングギヤ１０７およびサンギヤ１０８と、このリングギヤ１０７およびサンギヤ１０８に噛み合わされた複数のピニオンギヤ１０９とを備えている。この複数のピニオンギヤ１０９はキャリヤ１１０により保持されており、キャリヤ１１０にはモータ・ジェネレータ１０６の回転軸１１１が連結されている。そして、回転軸１１１とクランクシャフト１３とを接続・遮断するクラッチ１１２が設けられている。さらに、回転軸１１１には、チェーン１１３を介してエアコン用コンプレッサなどの補機１１４が接続されている。
【００３１】
前記回転軸１１１にはサンギヤ１０８が取り付けられており、減速装置１０５のケーシング１１５には、リングギヤ１０７の回転を止めるブレーキ１１６が設けられている。さらに、回転軸１１１の周囲には一方向クラッチ１１７が配置されており、一方向クラッチ１１７の内輪が回転軸１１１に連結され、一方向クラッチ１１７の外輪がリングギヤ１０７に連結されている。上記モータ・ジェネレータ１０６は、エンジン１を始動する始動装置としての機能と、エンジン１の動力を電気エネルギに変換する発電機（オルタネータ）としての機能と、エンジン１の停止時に補機１１４を駆動する電動機としての機能とを兼備している。
【００３２】
そして、減速装置１０５により、エンジン１とモータ・ジェネレータ１０６との間の動力の伝達がおこなわれるとともに、モータ・ジェネレータ１０６の回転軸１１１の回転速度が減速されてエンジン１に伝達される。そして、一方向クラッチ１１７は、エンジン１から出力された動力がモータ・ジェネレータ１０６に伝達される場合に係合する構成になっている。モータ・ジェネレータ１０６によりエンジン１を始動する場合は、クラッチ１１２およびブレーキ１１６が係合され、一方向クラッチ１１７が解放される。また、モータ・ジェネレータ１０６をオルタネータとして機能させる場合は、クラッチ１１２および一方向クラッチ１１７が係合され、ブレーキ１１６が解放される。さらに、モータ・ジェネレータ１０６により補機１１４を駆動する場合は、ブレーキ１１６が係合され、クラッチ１１２および一方向クラッチ１１７が解放される。
【００３３】
一方、モータ・ジェネレータ１０６にはインバータ１１８を介してバッテリ１１９が接続され、モータ・ジェネレータ１０６およびインバータ１１８ならびにバッテリ１１９には、コントローラ１２０が接続されている。バッテリ１１９の定格電圧は、例えば１２Ｖに設定されている。インバータ１１８は、インバータ１０１と同様に構成されている。そして、モータ・ジェネレータ１０６により発電された電気エネルギを、インバータ１１８を介してバッテリ１１９に充電することが可能である。さらに、モータ・ジェネレータ１０６を発電機として機能させる場合は、回転子の回転により発生した誘導電圧をインバータ１１８により直流電圧に変換してバッテリ１１９に充電する。
【００３４】
前記コントローラ１２０は、バッテリ１１９からモータ・ジェネレータ１０６に供給される電流値、またはモータ・ジェネレータ１０６により発電される電流値を検出または制御する機能を備えている。また、コントローラ１２０は、モータ・ジェネレータ１０６の回転数を制御する機能と、バッテリ１１９の充電状態（ＳＯＣ：state of charge）を検出および制御する機能とを備えている。
【００３５】
上記のエンジン１、モータ・ジェネレータ２，１０６、自動変速機６、減速装置１０５、クラッチ１００などの各装置は、車両の状態を示す各種の検出信号や、予め設定されているデータならびに制御パターンに基づいて制御される。例えば図９に示すように、マイクロコンピュータを主体とするハイブリッド制御装置もしくは総合制御装置（ＥＣＵ）６０に各種の信号を入力し、その入力された信号に基づく演算結果を制御信号として出力するようになっている。この入力信号の例を挙げれば、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）コンピュータからの信号、車両安定化制御（ＶＳＣ：商標）コンピュータからの信号、エンジン回転数ＮE の信号、エンジン水温の信号、図４に示されたイグニッションキー１２１の操作位置を検出するイグニッションスイッチからの信号、バッテリ１０２，１１９のＳＯＣ（State of Charge：充電状態）信号、ヘッドライトのオン・オフ信号、デフォッガのオン・オフ信号、エアコンのオン・オフ信号、車速信号、自動変速機６の作動油温の信号、シフトレバーにより選択されるシフトポジション、サイドブレーキのオン・オフ信号、フットブレーキのオン・オフ信号、触媒（排気浄化触媒）温度信号、アクセル開度の信号、カム角センサからの信号、スポーツシフト信号、車両加速度センサからの信号、モータ・ジェネレータ２の回生制動トルクを調整するための動力源ブレーキ力スイッチからの信号、タービン回転数ＮT センサ６８からの信号、レゾルバ７の信号などである。
【００３６】
また、出力信号の例を挙げると、クラッチ１００，１１２への制御信号、点火装置への制御信号、噴射（燃料の噴射）装置への制御信号、コントローラ１０３，１２０への信号、減速装置１０５への信号、油圧制御部５６の自動変速機（ＡＴ）ソレノイドへの信号、油圧制御部５６のＡＴライン圧コントロールソレノイドへの信号、ＡＢＳアクチュエータへの信号、エアコン用コンプレッサなどの補機１１４を制御する信号、エンジン１またはモータ・ジェネレータ２が動力源として使用されているか否かを表示する駆動源インジケータへの信号、スポートモードインジケータへの信号、ＶＳＣアクチュエータへの信号、油圧制御部５６のＡＴロックアップコントロールバルブへの信号などである。
【００３７】
そして、アクセル開度、シフトポジション、車速などの信号が総合制御装置６０に入力されると、これらの信号に対応するエンジン出力、モータ・ジェネレータ２の出力が演算され、総合制御装置６０から制御信号が出力されて車両の駆動力が制御される。また、総合制御装置６０においては、フットブレーキペダルの信号、車速などに基づいて車両に対する減速要求が演算され、その減速要求に対応して油圧ブレーキ装置（図示せず）により負担するべき制動力と、モータ・ジェネレータ２により負担するべき制動力（回生制動トルク）とが演算される。
【００３８】
ここで、実施形態の構成とこの発明の構成との対応関係を説明すると、モータ・ジェネレータ１０６がこの発明の第１の始動装置に相当し、モータ・ジェネレータ２がこの発明の第２の始動装置に相当する。
【００３９】
つぎに、モータ・ジェネレータ２，１０６によりエンジン１を始動する場合の制御内容を、図１のフローチャートに基づいて説明する。まず、データの読み込みなどの総合制御装置６０に入力される信号が処理される（ステップ２０１）。この制御例においては、総合制御装置６０に入力される信号に基づいて、エンジン１の自動停止制御および自動復帰制御をおこなうことが可能である。エンジン１の自動停止制御とは、エンジン１の運転中に、イグニッションキー１２１の操作以外の停止条件に基づいて、エンジン１を自動的に停止させる制御を意味している。停止条件は、例えば、バッテリ１０２，１１９の充電状態ＳＯＣが所定値以上であり、かつ、アクセルペダルの踏み込み量に対応して車輪１０４に伝達するべきトルクの全てを、モータ・ジェネレータ２により発生させることができる場合に成立する。
【００４０】
また、エンジン１の自動復帰制御とは、エンジン１の自動停止状態から、イグニッションキー１２１の操作以外の復帰条件に基づいて、エンジン１を自動的に運転状態に復帰する制御を意味している。復帰条件は、停止条件の少なくとも一つの項目が欠落した場合に成立する。
【００４１】
上記のステップ２０１に続いて、エンジン１の始動中であるか否かが判断される（ステップ２０２）。ステップ２０２で肯定判断された場合には、エンジン１の始動制御が既に実行されているので、特に制御をおこなうことなくリターンする。これとは反対にステップ２０２で否定判断された場合は、イグニッションキー１２１がスタート位置に操作されたことによるエンジン１の始動要求が成立したか否かが判断される（ステップ２０３）。このステップ２０３で肯定判断された場合は、モータ・ジェネレータ１０６の動力によりエンジン１を始動させ（ステップ２０４）、その後にリターンする。
【００４２】
一方、イグニッションキー１２１による始動操作がおこなわれていないことによりステップ２０３で否定判断された場合は、エンジン１の自動復帰制御に基づくエンジン１の始動指令があるか否かが判断される（ステップ２０５）。例えば、バッテリ１０２，１１９の充電状態ＳＯＣが所定値未満であること、または車両の駆動力が不足していることなどに基づくエンジン１の始動要求が、ステップ２０５の始動指令に該当する。このステップ２０５で否定判断された場合には、エンジン１を始動する必要がないので、特に制御をおこなうことなくリターンする。
【００４３】
ステップ２０５で肯定判断された場合は、車速が零に近い基準車速以下か否か、すなわち車両が停止中であるか否かが判断される（ステップ２０６）。このステップ２０６で否定判断された場合、すなわちモータ・ジェネレータ２の動力で走行している場合には、他方のモータ・ジェネレータ１０６により補機１１４が駆動されているか否かが判断される（ステップ２０７）。モータ・ジェネレータ１０６が補機１１４を駆動していないことによりステップ２０７で否定判断された場合には、そのモータ・ジェネレータ１０６によるエンジン１の始動制御を実行する（ステップ２０８）。したがってエンジン１をクランキングするための負荷をモータ・ジェネレータ１０６が受け持ち、走行のための動力を出力しているモータ・ジェネレータ２に、エンジン１を始動するための負荷が更に掛かることがないので、駆動トルクの低下やそれに起因する失速感を防止することができる。
【００４４】
また、車両が停止していることによりステップ２０６で肯定判断された場合には、アクセルペダルが踏み込まれているか否かが判断される（ステップ２０９）。これは、車両の発進および加速が要求されているか否かの判断であり、このステップ２０９で否定判断された場合には、モータ・ジェネレータ２によるエンジン１の始動制御を実行する（ステップ２１０）。すなわち車両が停止しており、しかも発進の要求がないので、この場合、容量が大きくかつ通常は走行および回生のために主として使用されるモータ・ジェネレータ２によってエンジン１を始動する。このようにすることにより、スタータモータに相当するモータ・ジェネレータ１０６の使用頻度が低下してその耐久性を向上させることができる。
【００４５】
これに対してステップ２０９で肯定判断された場合、すなわち車両の発進および加速の要求があった場合には、ステップ２０７に進んでモータ・ジェネレータ１０６によって補機１１４が駆動されているか否かが判断される。これは、発進および加速要求があった場合、走行のための駆動トルクに関係しないモータ・ジェネレータ１０６を可能な限り優先的に使用するためであり、したがってモータ・ジェネレータ１０６が補機１１４を駆動していない場合には、これによってエンジン１を始動する制御を実行する（ステップ２０８）。しかしながらモータ・ジェネレータ１０６が補機１１４を駆動していることによりステップ２０７で肯定判断された場合には、ステップ２０１に進んでモータ・ジェネレータ２によってエンジン１を始動する。これは、補機１１４の駆動を継続するためである。
【００４６】
したがって上記のエンジンの始動制御によれば、モータ・ジェネレータ２によって走行している場合やモータ・ジェネレータ２によって発進かつ加速する場合のように、駆動トルクの低下を回避もしくは抑制すべき状態では、補機１１４の駆動をおこなっていないモータ・ジェネレータ１０６によってエンジン１を始動するので、失速感や加速性の不足感などの違和感を未然に防止することができる。これに対して、モータ・ジェネレータ１０６が補機１１４を駆動している場合には、他方のモータ・ジェネレータ２によってエンジン１を始動するので、補機１１４の駆動の中断を防止することができる。したがってステップ２０６およびステップ２０９の機能は、駆動トルク低下抑制判断手段ということができる。
【００４７】
なお、図１に示す制御例は、請求項１の発明の制御例に相当し、したがってステップ２０７の機能が請求項１の補機駆動検出手段に相当し、またステップ２１０の機能が請求項１の始動指示手段に相当する。
【００４８】
つぎにこの発明の他の制御例を図２を参照して説明する。ここに示す例は、請求項２および３の発明に係る装置で実行される制御例であり、モータ・ジェネレータ１０６による補機１１４の駆動の判断プロセス以降のプロセスが上記の図１に示す制御例と異なるから、その図１とは異なる点についてのみ説明する。
【００４９】
すなわち図２に示すステップ３０１からステップ３０６までの各プロセスは、図１に示すステップ２０１からステップ２０６までの各プロセスと同様であり、そのステップ３０６で車両が停止中か否かが判断され、その判断結果が否定的であれば、モータ・ジェネレータ１０６によって補機１１４が駆動されているか否かが判断される（ステップ３０７）。このステップ３０７も図１に示すステップ２０７と同様の判断プロセスである。
【００５０】
図２に示す制御例では、モータ・ジェネレータ１０６が補機１１４を駆動していることによりステップ３０７で肯定判断された場合、補機１４４の駆動を中止する（ステップ３０８）。そして補機１１４に替えてエンジン１をモータ・ジェネレータ１０６によって回転させてエンジン１を始動する（ステップ３０９）。また、モータ・ジェネレータ１０６が補機１１４ょ駆動していないことによりステップ３０７で否定判断された場合には、ステップ３０９に進んでモータ・ジェネレータ１０６によってエンジン１を始動する。
【００５１】
すなわちモータ・ジェネレータ２の出力する動力で走行している状態でエンジン１の始動要求があった場合には、補機１１４の駆動の有無に拘わらず、他方のモータ・ジェネレータ１０６によってエンジン１を始動する。そのモータ・ジェネレータ１０６が補機１１４を駆動していれば、補機１１４の駆動を中止する。したがって走行のために使用されているモータ・ジェネレータ２の動力が、エンジン１の始動のために削減されることがないので、駆動トルクの低下やそれに起因する失速感を回避することができる。
【００５２】
一方、車両が停止していることによりステップ３０６で肯定判断された場合には、アクセルペダルが踏み込まれたか否か（アクセルオンか否か）が判断される（ステップ３１０）。これは図１に示すステップ２０９と同様の判断プロセスであり、ここで肯定判断された場合には、ステップ３０７に進む。すなわちこの場合も、補機１１４の駆動の有無に拘わらず、モータ・ジェネレータ１０６によってエンジン１を始動する。なお、補機１１４を駆動していれば、補機１１４の駆動を中止する。
【００５３】
したがって発進のために大きい駆動力が要求されている状態、言い換えれば、駆動トルクの低下を抑制すべき状態が判断されると、走行のための動力を出力するモータ・ジェネレータ２の動力をエンジン１の始動のために使用せずに、他方のモータ・ジェネレータ１０６によってエンジン１を始動する。そのため、発進のために使用されるモータ・ジェネレータ２の動力が、エンジン１を始動するために削減されることがないので、駆動トルクの低下やそれに起因する加速力の不足感を回避することができる。
【００５４】
なお、発進が要求されていないことによりステップ３１０で否定判断された場合には、モータ・ジェネレータ２によってエンジン１を始動する（ステップ３１１）。これは、図１に示す制御例と同様であり、スタータモータに相当するモータ・ジェネレータ１０６の使用頻度を低下させてその耐久性を向上させるためである。
【００５５】
ここで請求項２および３の発明と上記の具体例との関係を説明すると、ステップ３０６およびステップ３１０の機能が請求項２の発明における駆動トルク低下抑制判断手段に相当し、またステップ３０９の機能が請求項２の発明における始動指示手段に相当する。また、ステップ３０６およびステップ３１０の機能が請求項３の発明における駆動トルク低下抑制判断手段に相当し、またステップ３０８およびステップ３０９の機能が請求項３の発明における始動指示手段に相当する。
【００５６】
図３には、上述したモータ・ジェネレータ１０６によってエンジン１を始動した場合と、モータ・ジェネレータ２によってエンジン１を始動した場合とのタイムチャートを示してある。前述したステップ２０５，３０５でのエンジン１の始動指令がｔ0 時点に発信させられ、これと同時もしくは直後のｔ1 時点にエンジン１の回転数が増大させられる。これは、駆動トルクの低下を抑制する必要の有無に応じて、前記のようにモータ・ジェネレータ２もしくはモータ・ジェネレータ１０６のトルクによってエンジン１を回転させることによっておこなわれる。
【００５７】
駆動トルクの低下が問題とならない場合には、モータ・ジェネレータ２によってエンジン１の始動が実行され、その場合には、モータ・ジェネレータ２の出力トルクが大きいことにより、エンジン回転数が比較的に急激に増大し、ｔ2 時点でエンジン１の始動が完了する。すなわち、エンジン１の回転数がアイドリング回転数もしくはそれより幾分低い回転数に達するとともに、燃料の供給および必要な点火がおこなわれてエンジン１がその燃料の燃焼によって自律回転する。この時点でモータ・ジェネレータ２のエンジン１を始動するための指令信号がＯＦＦとなる。
【００５８】
一方、駆動トルクの低下が問題となる場合には、他方のモータ・ジェネレータ１０６によってエンジン１の始動が実行され、その場合には、モータ・ジェネレータ１０６の出力トルクが相対的に小さいので、エンジン回転数が比較的に緩慢に上昇し、ｔ3 時点でエンジン１の始動が完了する。すなわち、エンジン１の回転数がアイドリング回転数もしくはそれより幾分低い回転数に達するとともに、燃料の供給および必要な点火がおこなわれてエンジン１がその燃料の燃焼によって自律回転する。この時点でモータ・ジェネレータ１０６のエンジン１を始動するための指令信号がＯＦＦとなる。なお、エンジン１の始動の完了は、エンジン１の回転数や始動制御開始からの経過時間などによって判断することができる。
【００５９】
なお、この発明は、変速機などによって構成される動力伝達系統にエンジン１を常時連結した車両を対象とすることができ、その場合、モータ・ジェネレータ２によって走行する際にもエンジン１を回転させることになるが、そのためのモータリングトルクを可及的に抑制して燃費の向上を図るために、吸気バルブと排気バルブとが共に開いているいわゆるオーバラップ期間が長くなるようにバルブタイミングを制御することが好ましい。また、上記の例では、２つのモータ・ジェネレータ２，１０６を備えた車両を対象として説明したが、この発明は、２つ以上のモータ・ジェネレータを備えた車両の始動制御装置に適用することもできる。さらにこの発明は、無段変速機を備えたハイブリッド車や変速機を備えていないハイブリッド車における内燃機関の始動制御装置に適用することができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１もしくは４ないし６の発明によれば、第１の始動装置によって補機を駆動していれば、エンジンの始動要求に応じて第２の始動装置によってエンジンを始動するので、補機をそのまま継続して駆動することが可能になる。
【００６１】
また、請求項２あるいは７の発明によれば、第２の始動装置によって走行もしくは発進するなどのように駆動トルクの低下を抑制するべき状態で第１の始動装置が補機を駆動していれば、その補機の駆動を中止して第１の始動装置でエンジンを始動するので、駆動トルクの低下やそれに起因する失速感もしくは加速力不足などを未然に回避することができる。
【００６２】
さらに、請求項３あるいは７の発明によれば、第２の始動装置によってエンジンを始動することに伴って駆動トルクが低下し、その結果、車速が低下したり発進加速性が損なわれるなどの走行状態に対する影響が大きく、これを抑制すべきことが判断されると、第２の始動装置によってはエンジンの始動をおこなわずに、第１の始動装置によってエンジンの始動がおこなわれるので、駆動力を確保してドライバビリティの悪化を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の始動制御装置で実行される制御例を説明するためのフローチャートである。
【図２】 この発明の始動制御装置で実行される他の制御例を説明するためのフローチャートである。
【図３】 二種類のモータ・ジェネレータのそれぞれがエンジンを始動した場合の各信号や回転数の変化を概略的に示すタイムチャートである。
【図４】 この発明で対象とする車両の一例であるハイブリッド車における動力系統の構成を原理的に示すブロック図である。
【図５】 この発明の第２の動力源の制御系統を示すブロック図である。
【図６】 この発明の一例における自動変速機のギヤトレーンを示すスケルトン図である。
【図７】 図６の自動変速機の各変速段を設定するためのクラッチおよびブレーキの係合・解放を示す図表である。
【図８】 この発明の第１の動力源の制御系統を示すブロック図である。
【図９】 この発明の一例における総合制御装置における入出力信号を示す図である。
【符号の説明】
１…エンジン、 ２…モータ・ジェネレータ、 １０４…車輪、 １０６…モータ・ジェネレータ、 １２１…イグニッションキー、 Ａ１…ハイブリッド車。

Claims (7)

1. 車輪に動力を伝達するエンジンと、このエンジンを始動する機能および補機を駆動する機能とを有する第１の始動装置と、この第１の始動装置とは別に設けられ、かつ前記エンジンを始動する機能を有する第２の始動装置とを備えた車両のエンジン始動制御装置において、
   前記第１の始動装置によって前記補機を駆動していることを検出する補機駆動検出手段と、
   前記第１の始動装置によって前記補機を駆動していることが前記補機駆動検出手段によって検出された場合には前記第２の始動装置によってエンジンの始動をおこなわせる始動指示手段と
   を備えていることを特徴とする車両のエンジン始動制御装置。
2. 車輪に動力を伝達するエンジンと、このエンジンを始動する機能および補機を駆動する機能とを有する第１の始動装置と、この第１の始動装置とは別に設けられ、かつ、前記車輪に動力を伝達する機能および前記エンジンを停車状態で始動する機能を有する第２の始動装置とを備えた車両のエンジン始動制御装置において、
   前記第１の始動装置によって前記補機を駆動している際に前記第２の始動装置でエンジンを始動することによる駆動トルクの低下を抑制すべきことを判断する駆動トルク低下抑制判断手段と、
   前記第２の始動装置でエンジンを始動することによる駆動トルクの低下を抑制すべきことが駆動トルク低下抑制判断手段によって判断された場合に前記第１の始動装置による補機の駆動を中止させるとともに前記第１の始動装置によってエンジンを始動させる始動指示手段と
   を備えていることを特徴とする車両のエンジン始動制御装置。
3. 車輪に動力を伝達するエンジンと、このエンジンを始動する機能および補機を駆動する機能とを有する第１の始動装置と、この第１の始動装置とは別に設けられ、かつ、前記車輪に動力を伝達する機能および前記エンジンを停車状態で始動する機能を有する第２の始動装置とを備えた車両のエンジン始動制御装置において、
   前記第１の始動装置が前記補機を駆動していない状態で前記第２の始動装置でエンジンを始動することによる駆動トルクの低下を抑制すべきことを判断する駆動トルク低下抑制判断手段と、
   前記第２の始動装置でエンジンを始動することによる駆動トルクの低下を抑制すべきことが駆動トルク低下抑制判断手段によって判断された場合に前記第１の始動装置によってエンジンを始動させる始動指示手段と
   を備えていることを特徴とする車両のエンジン始動制御装置。
4. 前記第２の始動装置は、更に前記車輪に動力を伝達する機能を備えていることを特徴とする請求項１に記載の車両のエンジン始動制御装置。
5. 前記始動指示手段は、前記第２の始動装置によって前記エンジンを始動しても駆動トルクの低下が問題にならない場合に前記エンジンの始動を行わせる手段を含むことを特徴とする請求項１または４に記載の車両のエンジン始動制御装置。
6. 前記駆動トルクの低下が問題とならない場合は、前記車両が停止中でありかつアクセルペダルが踏み込まれていない場合であることを特徴とする請求項５に記載の車両のエンジン始動制御装置。
7. 前記駆動トルクの低下を抑制すべき状態は、前記車両が走行している状態、もしくは前記車両が停止中でありかつアクセルペダルが踏み込まれている状態であることを特徴とする請求項２または３に記載の車両のエンジン始動制御装置。

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