JP5704064B2 - 車両制御システム - Google Patents

Description

本発明は、車両制御システムに関する。

車両に搭載される従来の車両制御システムとして、例えば、特許文献１には、シリーズ式走行モードとシリーズパラレル式走行モードとの間で走行モードを切り替えるハイブリッド車両の制御装置が開示されている。このハイブリッド車両の制御装置は、エンジン、動力分割機構である遊星歯車機構、モータＭＧ１、モータＭＧ２を有するハイブリッド駆動装置に適用される。このハイブリッド駆動装置は、遊星歯車機構の出力回転要素と、伝達される動力を車両の駆動輪側に出力可能である出力回転部材との間にクラッチが設けられている。

特開２０１１−１５６９９７号公報

ところで、上述のような特許文献１に記載されているハイブリッド車両の制御装置は、例えば、内燃機関始動時の応答性の向上の点で、更なる改善の余地がある。

そこで本発明は、内燃機関始動時の応答性を向上することができる車両制御システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る車両制御システムは、差動回転可能な複数の回転要素を含む遊星機構と、始動時に機関出力軸を回転駆動するスタータを有し前記遊星機構の第１回転要素に連結される内燃機関と、前記遊星機構の前記第１回転要素とは異なる第２回転要素に連結される回転電機と、伝達される動力を車両の駆動輪側に出力可能である出力回転部材と、前記遊星機構の前記第１回転要素及び前記第２回転要素とは異なる第３回転要素と前記出力回転部材とを動力伝達可能に係合した係合状態と、前記係合を解除した解放状態とに切り替え可能である係合装置と、前記係合装置の解放状態で前記スタータにより前記内燃機関を始動するスタータ始動制御の際に、前記回転電機を制御し前記第３回転要素と前記出力回転部材との回転速度を同期させる同期制御を行い、当該第３回転要素と当該出力回転部材との回転速度が同期した後に前記係合装置を係合状態とする制御装置とを備えることを特徴とする。

また、上記車両制御システムでは、前記制御装置は、前記スタータ始動制御と並行して前記同期制御を行うものとすることができる。

また、上記車両制御システムでは、前記制御装置は、前記内燃機関の機関回転速度を、要求される駆動力に応じた最終目標回転速度より低い係合時目標回転速度まで自立上昇させるものとすることができる。

また、上記車両制御システムでは、前記制御装置は、前記同期制御として、前記内燃機関の機関回転速度が、当該内燃機関の燃焼が安定する燃焼安定目標回転速度以上になるまで前記回転電機を停止状態で維持し、前記内燃機関の機関回転速度が前記燃焼安定目標回転速度以上になった後、当該燃焼安定目標回転速度より高くかつ要求される駆動力に応じた最終目標回転速度より低い係合時目標回転速度以上になるまで前記第３回転要素と前記出力回転部材との回転速度差に基づいたフィードバック制御により前記回転電機を駆動し、前記第３回転要素と前記出力回転部材との回転速度を同期させるものとすることができる。

また、上記車両制御システムでは、前記制御装置は、前記同期制御として、前記回転電機を駆動し、前記第３回転要素と前記出力回転部材との回転速度を同期させる際に、前記回転電機が出力するトルクを制限するものとすることができる。

また、上記車両制御システムでは、前記制御装置は、前記内燃機関の機関回転速度が、要求される駆動力に応じた最終目標回転速度より低い係合時目標回転速度以上になった後、当該内燃機関の機関回転速度を当該係合時目標回転速度で維持し、前記第３回転要素と前記出力回転部材との回転速度差が予め設定される目標速度差以下である状態で予め設定される同期判定時間継続した後に、前記係合装置を係合状態とするものとすることができる。

また、上記車両制御システムでは、前記制御装置は、前記同期制御として、前記内燃機関の機関回転速度が、当該内燃機関の燃焼が安定する燃焼安定目標回転速度以上になるまで前記回転電機を停止状態で維持し、前記内燃機関の機関回転速度が前記燃焼安定目標回転速度以上になった後、当該燃焼安定目標回転速度より高くかつ要求される駆動力に応じた最終目標回転速度より低い係合時目標回転速度以上になるまで、前記内燃機関の機関回転速度の上昇速度に応じて当該内燃機関の機関回転速度が前記係合時目標回転速度以上になるまでの時間と、当該内燃機関の機関回転速度が前記係合時目標回転速度以上になる際の前記回転電機の出力回転速度とに基づいて、当該回転電機の出力回転速度を一定の上昇速度で上昇させるものとすることができる。

また、上記車両制御システムでは、前記係合装置は、前記第３回転要素及び前記出力回転部材の回転軸線に沿って移動することで、前記係合状態と前記解放状態とを切り替え可能である係合移動部材を有するものとすることができる。

本発明に係る車両制御システムは、内燃機関始動時の応答性を向上することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態１に係る車両制御システムの概略構成を表す模式図である。 図２は、実施形態１に係る車両制御システムの遊星歯車機構周辺の概略構成を表す部分断面図である。 図３は、実施形態１に係る車両制御システムの動作を表す模式図である。 図４は、実施形態１に係る車両制御システムの動作を表す共線図である。 図５は、実施形態１に係る車両制御システムの動作を表す共線図である。 図６は、実施形態１に係る車両制御システムのＥＣＵによる制御の一例を説明するフローチャートである。 図７は、実施形態２に係る車両制御システムの動作を表す共線図である。 図８は、実施形態２に係る車両制御システムの動作を表す共線図である。 図９は、実施形態２に係る車両制御システムのＥＣＵによる制御の一例を説明するフローチャートである。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る車両制御システムの概略構成を表す模式図、図２は、実施形態１に係る車両制御システムの遊星歯車機構周辺の概略構成を表す部分断面図、図３は、実施形態１に係る車両制御システムの動作を表す模式図、図４、図５は、実施形態１に係る車両制御システムの動作を表す共線図、図６は、実施形態１に係る車両制御システムのＥＣＵによる制御の一例を説明するフローチャートである。

図１に示す本実施形態の車両制御システム１は、車両２に搭載される。車両制御システム１は、車両２の駆動輪３０を回転駆動して推進するために、走行用動力源（原動機）として、内燃機関及び回転電機を搭載したハイブリッド形式のハイブリッド駆動システムである。つまり、車両２は、いわゆるハイブリッド車両であり、内燃機関に加えて回転電機を動力源として備えた車両である。車両２は、内燃機関を可及的に効率の良い状態で運転する一方、駆動力やエンジンブレーキ力の過不足を回転電機で補い、さらには減速時にエネルギの回生をおこなう。これにより、車両２は、内燃機関による排気ガスを低減し、同時に燃費の向上を図るように構成された車両である。

具体的には、車両制御システム１は、内燃機関としてのエンジン１０と、動力伝達装置２０と、駆動輪３０と、制御装置としてのＥＣＵ４０とを備える。動力伝達装置２０は、走行用動力源が発生させる動力を伝達するものである。動力伝達装置２０は、エンジン１０と結合されると共に、回転電機としてのモータジェネレータ（以下、特に断りのない限り「モータ」と略記する）ＭＧ１、ＭＧ２を含んで構成される。駆動輪３０は、動力伝達装置２０を介して伝達される動力により回転駆動する。ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体として構成される電子制御装置である。車両制御システム１は、このＥＣＵ４０によって制御されることでエンジン１０とモータＭＧ１、ＭＧ２を原動機として併用又は選択使用することが可能に構成される。

より詳細には、エンジン１０は、燃料を燃焼させることにより燃料のエネルギを機械的仕事に変換して出力する熱機関である。エンジン１０は、燃料の燃焼に伴って機関出力軸としてのクランク軸１１に機械的な動力（エンジントルク）を発生させ、この機械的動力をクランク軸１１から駆動輪３０に向けて出力可能である。エンジン１０は、車両２の停車中、走行中にかかわらず、作動状態と非作動状態とを切り替え可能である。

ここで、エンジン１０の作動状態（エンジン１０を作動させた状態）とは、駆動輪３０に作用させる動力を発生する状態であり、燃焼室で燃料を燃焼して生じる熱エネルギをトルクなどの機械的エネルギの形で出力する状態である。つまり、エンジン１０は、作動状態では燃焼室で燃料を燃焼させて車両２の駆動輪３０に作用させる動力を発生する。一方、エンジン１０の非作動状態、すなわち、エンジン１０の作動を停止させた状態とは、動力の発生を停止した状態であり、燃焼室への燃料の供給をカットし（フューエルカット）、燃焼室で燃料を燃焼させずトルクなどの機械的エネルギを出力しない状態である。

また、このエンジン１０は、始動時にクランク軸１１を回転駆動するスタータ１２を有する。スタータ１２は、例えば、電動機等によって構成され、発生させた動力によってクランク軸１１を回転始動（クランキング）する。エンジン１０は、スタータ１２からの動力によりクランク軸１１の回転が開始した後に、燃焼室に燃料を噴射して点火することで始動することができる。なお、このエンジン１０は、後述するようにモータＭＧ１をスタータモータとして利用して始動することもできる。

動力伝達装置２０は、走行用動力源が発生させた動力を駆動輪３０に伝達するものである。動力伝達装置２０は、上記モータＭＧ１、ＭＧ２、遊星機構としての遊星歯車機構５０、減速機構６０、差動機構７０、係合装置としてのクラッチ８０などを含んで構成される。

モータＭＧ１、ＭＧ２は、供給された電力を機械的動力に変換する電動機としての機能（力行機能）と、入力された機械的動力を電力に変換する発電機としての機能（回生機能）とを兼ね備えた回転電機、いわゆるモータジェネレータである。モータＭＧ１は、主にエンジン１０の出力を受けて発電する発電機として用いられ、モータＭＧ２は、主に走行用の動力を出力する電動機として用いられる。モータＭＧ２は、交流同期電動機等で構成されており、インバータ（不図示）から交流電力の供給を受けて駆動し、ロータに機械的な動力（モータトルク）を発生させ、この機械的動力をロータから駆動輪３０に向けて出力可能である。モータＭＧ１もモータＭＧ２と同様に交流同期電動機としての構成を有している。モータＭＧ１は、ロータに回転軸線Ｃ１を中心に回転可能な回転電機出力軸としての回転軸２１が結合される。モータＭＧ２は、ロータに回転軸線Ｃ１と平行な回転軸線Ｃ２を中心に回転可能な回転電機出力軸としての回転軸２２が結合される。なお、回転軸線Ｃ１は、クランク軸１１の回転軸線と一致している。

遊星歯車機構５０は、エンジン１０が出力した機械的動力をモータＭＧ１側と駆動輪３０側とに分割（振り分け）可能である。この遊星歯車機構５０は、相互に差動回転可能な複数の回転要素を含んで構成される。遊星歯車機構５０は、複数の回転要素として、同一の回転軸線Ｃ１を中心に回転可能な第１回転要素としてのキャリヤ５０ｃ、第１回転要素とは異なる第２回転要素としてのサンギヤ５０ｓ、及び、第１回転要素及び第２回転要素とは異なる第３回転要素としてのリングギヤ５０ｒを含んで構成される。サンギヤ５０ｓは、外歯歯車である。リングギヤ５０ｒは、サンギヤ５０ｓと同軸上に配置された内歯歯車である。キャリヤ５０ｃは、サンギヤ５０ｓ又はリングギヤ５０ｒ、ここでは両方に噛み合っているピニオンギヤ５０ｐを自転可能かつ公転可能に支持する。

本実施形態の遊星歯車機構５０は、キャリヤ５０ｃがエンジン１０からの動力が入力される入力回転要素であり、リングギヤ５０ｒがキャリヤ５０ｃに伝達された動力を出力する出力回転要素となっている。キャリヤ５０ｃは、クランク軸１１が一体回転可能に結合される。すなわち、エンジン１０は、第１回転要素であるキャリヤ５０ｃに連結される。サンギヤ５０ｓは、回転軸２１が一体回転可能に結合される。すなわち、モータＭＧ１は、第２回転要素であるサンギヤ５０ｓに連結される。リングギヤ５０ｒは、出力回転部材であり駆動歯車である第１カウンタドライブギヤ２３が後述するクラッチ８０を介して係合、及び、解放可能に接続される。遊星歯車機構５０は、エンジン１０が発生させた動力がキャリヤ５０ｃに入力され、このキャリヤ５０ｃに入力された動力をリングギヤ５０ｒから出力可能である。第１カウンタドライブギヤ２３は、伝達される動力を車両２の駆動輪３０側に出力可能な出力回転部材である。

減速機構６０は、遊星歯車機構５０から伝達される機械的動力と回転軸２２から伝達される機械的動力とを統合し駆動輪３０側に伝達する。減速機構６０は、カウンタシャフト６１、被駆動歯車としてのカウンタドリブンギヤ６２、ファイナルドライブギヤ６３を含んで構成される。カウンタシャフト６１は、回転軸線Ｃ１、Ｃ２と平行な回転軸線Ｃ３を中心に回転可能な回転軸である。カウンタドリブンギヤ６２は、カウンタシャフト６１に結合され、第１カウンタドライブギヤ２３と噛み合っている。ファイナルドライブギヤ６３は、カウンタシャフト６１に結合される。

ここで、上述したモータＭＧ２は、回転軸２２に第２カウンタドライブギヤ２４が結合されている。カウンタドリブンギヤ６２は、第１カウンタドライブギヤ２３と共にこの第２カウンタドライブギヤ２４にも噛み合っている。モータＭＧ２が出力する機械的動力は、回転軸２２、第２カウンタドライブギヤ２４を介してカウンタドリブンギヤ６２に伝達される。このとき、減速機構６０は、回転軸２２から伝達される機械的動力、言い換えれば、モータＭＧ２が発生させた機械的動力を減速しトルクを増大させて、駆動輪３０側に伝達する。

差動機構７０は、減速機構６０から伝達された機械的動力を左右の駆動軸７１に分配して出力する。差動機構７０は、リングギヤ７２などを含んで構成される。リングギヤ７２は、ファイナルドライブギヤ６３と噛み合っている。駆動輪３０は、左右の駆動軸７１にそれぞれ結合されており、駆動軸７１と共に一体に回転する。

クラッチ８０は、遊星歯車機構５０の第３回転要素であるリングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３とを動力伝達可能に係合した係合状態と、この係合を解除した解放状態とに切り替え可能である。クラッチ８０の解放状態とは、リングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３とを切り離して、リングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３との動力伝達を遮断した状態である。

ここで、図２を参照して遊星歯車機構５０、クラッチ８０のより詳細な構成を説明する。

本実施形態のクラッチ８０は、係合移動部材としてのドグクラッチスリーブ８１を有するいわゆる噛み合い式係合装置であるドグクラッチ装置が用いられる。このクラッチ８０は、ドグクラッチスリーブ８１がリングギヤ５０ｒ及び第１カウンタドライブギヤ２３の回転軸線Ｃ１に沿って移動することで係合状態と解放状態とを切り替え可能である。ここでは、動力伝達装置２０は、遊星歯車機構５０の出力回転要素であるリングギヤ５０ｒと、出力回転部材である第１カウンタドライブギヤ２３と、クラッチ８０の係合移動部材であるドグクラッチスリーブ８１とを、適切な位置関係で配置することで、よりコンパクトな構成で動力の伝達状態を切り替えることができる構成を実現している。

なお、以下の説明では、特に断りのない限り、回転軸線Ｃ１に沿った方向を軸方向といい、回転軸線Ｃ１に直交する方向、すなわち、軸方向に直交する方向を径方向といい、回転軸線Ｃ１周りの方向を周方向という。また、径方向において回転軸線Ｃ１側を径方向内側といい、反対側を径方向外側という。

遊星歯車機構５０は、上述したようにサンギヤ５０ｓが回転軸２１と一体回転可能に結合され、キャリヤ５０ｃがクランク軸１１と一体回転可能に結合される。リングギヤ５０ｒは、円筒状に形成された円筒部材であり、中心軸線が回転軸線Ｃ１と同軸となるように配置される。リングギヤ５０ｒは、径方向内側（内周面側）にキャリヤ５０ｃ及びピニオンギヤ５０ｐ、サンギヤ５０ｓ、回転軸２１の一部、クランク軸１１の一部等が挿入される。そして、リングギヤ５０ｒは、内周面側が軸受（例えば、ボールベアリング）２５、２６を介してケーシング２７に回転自在に支持される。この２つの軸受２５、２６は、軸方向に対してピニオンギヤ５０ｐやキャリヤ５０ｃを挟むようにして対向して配置される。そして、軸受２５は、リングギヤ５０ｒのクランク軸１１側の端部を回転自在に支持し、軸受２６は、リングギヤ５０ｒの回転軸２１側の端部を回転自在に支持する。

第１カウンタドライブギヤ２３及びドグクラッチスリーブ８１は、ともに円筒状に形成された円筒部材であり、ともに中心軸線が回転軸線Ｃ１と同軸となるように配置される。第１カウンタドライブギヤ２３及びドグクラッチスリーブ８１は、リングギヤ５０ｒの径方向外側を覆うように配置される。すなわち、第１カウンタドライブギヤ２３及びドグクラッチスリーブ８１は、径方向内側（内周面側）にリングギヤ５０ｒが挿入される。そして、第１カウンタドライブギヤ２３とドグクラッチスリーブ８１とは、軸方向に対して隣接して設けられる。ここでは、第１カウンタドライブギヤ２３は、リングギヤ５０ｒの、軸受２５によって支持されている側の一方の端部側に配置される。ドグクラッチスリーブ８１は、リングギヤ５０ｒの、軸受２６によって支持されている側の他方の端部側に配置される。つまり、第１カウンタドライブギヤ２３とドグクラッチスリーブ８１とは、軸方向に対して、第１カウンタドライブギヤ２３がクランク軸１１側に、ドグクラッチスリーブ８１が回転軸２１側に配置される。なお、この動力伝達装置２０は、後述するパーキングポール８２がリングギヤ５０ｒのほぼ中央部に配置されている。つまり、動力伝達装置２０は、リングギヤ５０ｒの径方向外側に、軸方向に沿ってドグクラッチスリーブ８１、パーキングポール８２、第１カウンタドライブギヤ２３の順で各構成が配置されている。

そして、第１カウンタドライブギヤ２３は、内周面側が軸受（例えば、ニードルベアリング）２８を介してリングギヤ５０ｒの外周面に回転自在に支持される。したがって、第１カウンタドライブギヤ２３は、回転軸線Ｃ１を回転中心としてリングギヤ５０ｒと相対回転可能に構成される。ここでは、リングギヤ５０ｒは、軸受２５によって支持されている側の一方の端部（クランク軸１１側の端部）の外周面に円環状の凹部５１が形成されている。軸受２８は、軸方向に対して、軸受２５と軸受２６との間に位置し、この凹部５１内にて第１カウンタドライブギヤ２３を回転自在に支持する。

第１カウンタドライブギヤ２３は、噛合部としてのドグ歯２３ａと、歯車を形成する歯筋２３ｂとを有する。ドグ歯２３ａは、第１カウンタドライブギヤ２３の円筒状の本体部２３ｃにおいて、ドグクラッチスリーブ８１側の端部の外周面に設けられる。ドグ歯２３ａは、本体部２３ｃの軸方向端面に形成された複数の噛み合い突起部等により構成され、クラッチ８０の係合状態にて、ドグクラッチスリーブ８１のドグ歯８１ａの端面と噛み合う部分となる。歯筋２３ｂは、第１カウンタドライブギヤ２３の本体部２３ｃの、ドグクラッチスリーブ８１とは反対側の端部の外周面に設けられる。歯筋２３ｂは、本体部２３ｃの外周面に形成された複数の線状の噛み合い突起部等によって構成され、カウンタドリブンギヤ６２と噛み合う部分となる。第１カウンタドライブギヤ２３は、本体部２３ｃのドグ歯２３ａとは反対側の端面がワッシャ２９ａを介して受け部材としてのスナップリング２９ｂによって位置決めされている。

ドグクラッチスリーブ８１は、内周面に軸方向に沿って一体で形成されるドグ歯８１ａを有している。ここで、リングギヤ５０ｒは、ドグクラッチスリーブ８１の内周面と径方向に対向する外周面がドグクラッチハブとして機能する。リングギヤ５０ｒは、この外周面に歯部としてのドグ歯５２を有する。ドグ歯５２は、リングギヤ５０ｒの外周面に軸方向に沿って一体で形成され、ドグクラッチスリーブ８１のドグ歯８１ａと噛み合う部分となる。ドグクラッチスリーブ８１は、内周面側にリングギヤ５０ｒが挿入された状態でドグ歯８１ａとドグ歯５２とが噛み合う。これにより、ドグクラッチスリーブ８１は、リングギヤ５０ｒの外周面に、このリングギヤ５０ｒと一体回転可能かつ軸方向に沿って相対移動可能に支持される。したがって、ドグクラッチスリーブ８１は、リングギヤ５０ｒとの間で動力伝達可能かつ軸方向に沿って移動可能に構成される。ドグクラッチスリーブ８１は、軸方向に沿って移動することで、ドグ歯８１ａがドグ歯５２と第１カウンタドライブギヤ２３のドグ歯２３ａとの双方に噛み合う係合位置と、ドグ歯２３ａとの噛み合いが解放される解放位置とに移動することができる。

したがって、クラッチ８０は、ドグクラッチスリーブ８１が不図示のアクチュエータから動力を受けて回転軸線Ｃ１に沿って移動することで、リングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３とを動力伝達可能に係合した係合状態と、この係合を解除した解放状態とに切り替え可能となる。リングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３とは、クラッチ８０が係合状態である場合には、一体回転する状態となり、すなわち、ドグクラッチスリーブ８１を介して動力伝達が可能な状態となる。一方、リングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３とは、クラッチ８０が解放状態である場合には、一体回転する状態が解除され、相対回転可能な状態となり、すなわち、ドグクラッチスリーブ８１を介した動力伝達が遮断された状態となる。

なお、この動力伝達装置２０は、第１カウンタドライブギヤ２３の外周面に一体で形成されるドグ歯２３ａが係止部材としてのパーキングポール８２によって係止可能であるパーキングギヤとしても兼用される。つまり、動力伝達装置２０は、ドグ歯２３ａを、クラッチ８０のドグ歯とパーキングギヤ係止用の歯として共用する。動力伝達装置２０は、パーキングポール８２の先端部が径方向内側に移動する動作に応じて、このパーキングポール８２の先端部がドグ歯２３ａに係合することで、第１カウンタドライブギヤ２３の回転が規制される。これにより、動力伝達装置２０は、例えば、駐停車時等において車両２の駆動軸７１等への動力伝達を遮断し、車両２の前後進を防止することができるよう構成される。

図１に戻って、ＥＣＵ４０は、エンジン１０及びモータＭＧ１、ＭＧ２を協調して制御するための制御装置である。ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体として構成される。

ＥＣＵ４０は、アクセル開度センサ９０、車速センサ９１、エンジン回転数センサ９２、ＭＧ１回転数センサ９３、ＭＧ２回転数センサ９４、リングギヤ回転数センサ９５、第１カウンタドライブギヤ回転数センサ９６等の種々のセンサが電気的に接続されており、これらが検出した検出結果に対応した電気信号が入力される。アクセル開度センサ９０は、運転者による車両２のアクセルペダルの操作量（アクセル操作量、加速要求操作量）に相当するアクセル開度を検出する。車速センサ９１は、車両２の走行速度である車速を検出する。エンジン回転数センサ９２は、エンジン１０のクランク軸１１の回転速度に相当するエンジン回転数を検出する。ＭＧ１回転数センサ９３は、モータＭＧ１の回転軸２１の回転速度に相当するＭＧ１回転数を検出する。ＭＧ２回転数センサ９４は、モータＭＧ２の回転軸２２の回転速度に相当するＭＧ２回転数を検出する。リングギヤ回転数センサ９５は、リングギヤ５０ｒの回転速度に相当するリングギヤ回転数を検出する。第１カウンタドライブギヤ回転数センサ９６は、第１カウンタドライブギヤ２３の回転速度に相当する第１カウンタドライブギヤ回転数を検出する。

ＥＣＵ４０は、入力された検出結果に応じてエンジン１０の燃料噴射装置やスロットル弁装置、モータＭＧ１、ＭＧ２、インバータなどの車両２の各部に駆動信号を出力しこれらの駆動を制御可能である。車両２の車両制御システム１は、このＥＣＵ４０によって制御されることでエンジン１０とモータＭＧ１、ＭＧ２を原動機として併用又は選択使用することが可能に構成される。

ＥＣＵ４０は、エンジン１０による動力によって車両２を走行させるエンジン走行時、エンジン１０による動力及びモータＭＧ２による動力によって車両２を走行させるＨＶ走行時には、図１に示すように、クラッチ８０を係合状態に制御する。この場合、動力伝達装置２０は、エンジン１０のクランク軸１１からキャリヤ５０ｃに出力された機械的動力を遊星歯車機構５０のピニオンギヤ５０ｐからサンギヤ５０ｓとリングギヤ５０ｒとに分割する。そして、動力伝達装置２０は、例えば、エンジン走行時にはリングギヤ５０ｒから第１カウンタドライブギヤ２３に伝達されたエンジン１０からの機械的動力をカウンタドリブンギヤ６２、差動機構７０、駆動軸７１等を介して駆動輪３０に伝達する。また、動力伝達装置２０は、例えば、ＨＶ走行時にはリングギヤ５０ｒから第１カウンタドライブギヤ２３に伝達されたエンジン１０からの機械的動力と、回転軸２２から第２カウンタドライブギヤ２４に伝達されたモータＭＧ２からの機械的動力とをカウンタドリブンギヤ６２にて統合し差動機構７０、駆動軸７１等を介して駆動輪３０に伝達する。

一方、ＥＣＵ４０は、エンジン１０による動力によらずにモータＭＧ２による動力によって車両２を走行させるＥＶ走行時、車両２の制動時にモータＭＧ２によって回生制動を行う回生走行時には、図３に示すように、クラッチ８０を解放状態に制御する。動力伝達装置２０は、例えば、ＥＶ走行時には回転軸２２から第２カウンタドライブギヤ２４に伝達されたモータＭＧ２からの機械的動力をカウンタドリブンギヤ６２、差動機構７０、駆動軸７１等を介して駆動輪３０に伝達する。動力伝達装置２０は、例えば、回生走行時には、駆動輪３０側からの動力を駆動軸７１、差動機構７０、カウンタドリブンギヤ６２等を介して第２カウンタドライブギヤ２４に伝達し、これにより、モータＭＧ２が回生により発電する。

そして、動力伝達装置２０は、上記のようにクラッチ８０が解放状態である場合、典型的には車両２のＥＶ走行時、回生走行時には、クラッチ８０にて第１カウンタドライブギヤ２３からリングギヤ５０ｒが切り離された状態となっている。これにより、動力伝達装置２０は、動力の伝達に寄与しないリングギヤ５０ｒを含む遊星歯車機構５０の回転要素、回転軸２１、モータＭＧ１のロータ等が第１カウンタドライブギヤ２３の回転に伴ってつれまわされることを防止することができ、これにより、いわゆる引き摺り損失を低減できる。

上記のように構成される車両制御システム１の動力伝達装置２０の動作状態は、例えば、図４に示すような共線図で表すことができる。動力伝達装置２０は、図４に示す共線図に基づいた回転数（回転速度に相当）で作動する。図４に示す共線図は、動力伝達装置２０の遊星歯車機構５０、減速機構６０の各回転要素の回転速度の相対関係を直線で表した速度線図である。図４に示す共線図は、縦軸をサンギヤ５０ｓ、キャリヤ５０ｃ、リングギヤ５０ｒ、第１カウンタドライブギヤ２３、カウンタドリブンギヤ６２及び第２カウンタドライブギヤ２４のそれぞれの回転の速度比（相対回転数比に相当）としている。図４に示す共線図では、横軸において左から順にサンギヤ５０ｓ（図中「ｓ」と略記。）、キャリヤ５０ｃ（図中「ｃ」と略記。）、リングギヤ５０ｒ（図中「ｒ」と略記。）、第１カウンタドライブギヤ２３（図中「２３」と略記。）、カウンタドリブンギヤ６２（図中「６２」と略記。）、第２カウンタドライブギヤ２４（図中「２４」と略記。）としている。図４に示す共線図は、横軸に沿った互いの間隔がリングギヤ５０ｒ、サンギヤ５０ｓの歯数比、カウンタドライブギヤ２３、カウンタドリブンギヤ６２、第２カウンタドライブギヤ２４の歯数比に応じた間隔となるように各縦軸が配置されている。また、図４中、動作点ＧはＭＧ１回転数Ｎｇ、動作点Ｅはエンジン回転数Ｎｅ、動作点Ｃはリングギヤ回転数Ｎｒ（ドグクラッチスリーブ８１の回転数に相当）、動作点Ｏは第１カウンタドライブギヤ回転数Ｎｃｏｄｒ（Ｏｕｔｐｕｔ回転数に相当）、動作点ＭはＭＧ２回転数Ｎｍ、をそれぞれ表している。以下で示す共線図も同様である。

そして、本実施形態のＥＣＵ４０は、スタータ１２を用いたスタータ始動制御の際に、モータＭＧ１を制御して同期制御を行うことで、エンジン始動時の応答性の向上を図っている。

ここで、スタータ始動制御とは、クラッチ８０の解放状態でスタータ１２によりエンジン１０を始動する始動制御である。これに対して、ＥＣＵ４０は、モータＭＧ１をスタータモータとして利用したＭＧ１始動制御も実行可能である。

上述したように、この車両制御システム１は、ＥＶ走行時など、エンジン１０が非作動状態である場合には基本的にはクラッチ８０が解放状態になっている。したがって、ＥＣＵ４０は、ＭＧ１始動制御を実行する場合には、解放状態にあるクラッチ８０を、クランキングトルク反力を受けるために係合状態にした後、モータＭＧ１によってクランク軸１１をクランキングしエンジン１０を始動する。一方、ＥＣＵ４０は、スタータ始動制御を実行する場合、クラッチ８０を解放状態のままで維持し、スタータ１２によってクランク軸１１をクランキングしエンジン１０を始動し、リングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３との回転が同期した後にクラッチ８０を係合状態とする。このため、エンジン１０の始動に際し、スタータ始動制御は、ＭＧ１始動制御と比較して相対的に応答性に優れる傾向にある。

ＥＣＵ４０は、エンジン始動時に高い応答性が要求される場合、例えば、ＥＶ走行からの加速要求操作（運転者によるアクセルペダルの踏み込み、踏み増し操作）に伴ったエンジン始動要求時にスタータ始動制御を実行する。これにより、車両制御システム１は、ＥＶ走行からの加速要求時等、高い応答性が要求される場合に、スタータ始動制御によってエンジン始動時の応答性を向上することができる。この結果、車両制御システム１は、運転者による加速要求操作に対する車両２の加速応答性を向上することができる。一方、ＥＣＵ４０は、エンジン始動時に高い応答性が要求されないエンジン始動要求時にはＭＧ１始動制御を実行する。これにより、車両制御システム１は、高い応答性が要求されない場合にはＭＧ１始動制御によってエンジン１０を始動することで、スタータ１２の耐久性を向上することができる。また、車両制御システム１は、スタータ１２を用いずにモータＭＧ１を用いてエンジン１０を始動することで、例えば、ＮＶ（Ｎｏｉｓｅ−Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ、騒音・振動）の悪化を抑制することができる。

そして、ＥＣＵ４０は、応答性の高いスタータ始動制御の際に、さらにこのスタータ始動制御と並行して同期制御を行うことで、さらなら応答性の向上を実現することができる。この同期制御は、モータＭＧ１を制御しリングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３との回転速度を同期させる制御である。典型的には、ＥＣＵ４０は、スタータ始動制御によりエンジン始動すると同時にこの同期制御を行う。そして、ＥＣＵ４０は、リングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３との回転速度が同期した後にクラッチ８０を係合状態とする。ここで、リングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３との回転速度を同期させるとは、リングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３との回転速度差（回転数差）を予め設定される目標速度差以下とし、典型的には、当該回転速度差をなくすことをいう。ＥＣＵ４０は、同期制御として、リングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３との回転速度差がなくなるようにモータＭＧ１を制御する。

以下では、図５を参照してＥＣＵ４０による制御をより詳細に説明する。ここでは、エンジン始動時に高い応答性が要求される場合として、ＥＶ走行から運転者によって加速要求操作に伴ってエンジン１０を始動し車両２をフル加速させる場合を例にとって説明する。

この車両制御システム１は、車両２がＥＶ走行する場合にはエンジン１０が非作動状態にあり、クラッチ８０が解放状態にある。これにより、車両制御システム１は、ＳＴ１に示すように、サンギヤ５０ｓ、リングギヤ５０ｒ、キャリヤ５０ｃの回転が停止した状態となっている。つまり、この場合、ＭＧ１回転数Ｎｇ（動作点Ｇ）、エンジン回転数Ｎｅ（動作点Ｅ）、リングギヤ回転数Ｎｒ（動作点Ｃ）は、０となっている（Ｎｇ＝Ｎｅ＝Ｎｒ＝０）。このとき、第１カウンタドライブギヤ２３は、モータＭＧ２からの動力によって回転するカウンタドリブンギヤ６２によってつれまわされた状態となっている。よって、第１カウンタドライブギヤ回転数Ｎｃｏｄｒ（動作点Ｏ）は、ＭＧ２回転数Ｎｍ（動作点Ｍ）に応じた回転数となっている。

ＥＣＵ４０は、この状態で運転者によって加速要求操作がなされエンジン始動要求が発生すると、スタータ始動制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ４０は、スタータ１２を駆動してクランク軸１１のクランキングを開始すると共に、燃焼室に燃料を噴射して点火することで燃焼を開始する。これにより、エンジン回転数Ｎｅは、ＳＴ２に示すように、自立上昇する。並行して、ＥＣＵ４０は、同期制御として、エンジン回転数Ｎｅが燃焼安定目標回転数（燃焼安定目標回転速度）以上になるまでモータＭＧ１を停止状態、すなわち、ＭＧ１回転数Ｎｇを０（Ｎｇ＝０）で維持する。これにより、リングギヤ回転数Ｎｒは、ＳＴ２に示すように、エンジン回転数Ｎｅの上昇に伴って成り行きで上昇する。

ここで、燃焼安定目標回転数は、エンジン１０の燃焼が安定するエンジン回転数であり、エンジン１０が完爆し燃焼が安定し、安定した燃焼トルクを出力できる回転数に応じて設定される。燃焼安定目標回転数は、好ましくは駆動系の共振抑制回転数を回避できる範囲でできるだけ低い回転数に設定される。また、燃焼安定目標回転数は、クラッチ８０の係合後のリングギヤ回転数Ｎｒに関係するパラメータ、例えば、車速センサ９１が検出する車速等に応じて変更されてもよい。

ＥＣＵ４０は、エンジン回転数Ｎｅが燃焼安定目標回転数以上になるまでＭＧ１回転数Ｎｇを０で維持することで、例えば、モータＭＧ１を負回転させる場合と比較して、リングギヤ５０ｒ（出力回転要素）のイナーシャによるキャリヤ５０ｃ（入力回転要素）の回転上昇を抑える逆トルクの発生を抑制、低減することができる。この結果、車両制御システム１は、エンジン回転数Ｎｅを上昇させやすくすることができ、結果的にトータルでの応答性を向上することができる。

また、ＥＣＵ４０は、例えば、エンジン低回転状態でモータＭＧ１を負回転にしてリングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３とを同期させようとした場合、エンジン回転数Ｎｅが急上昇した際にリングギヤ回転数Ｎｒがオーバーシュートしてしまうおそれがある。これに対して、ＥＣＵ４０は、エンジン回転数Ｎｅが燃焼安定目標回転数以上になるまでＭＧ１回転数Ｎｇを０で維持することで、リングギヤ回転数Ｎｒがオーバーシュートしてしまうことを抑制することができる。この結果、車両制御システム１は、リングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３との同期遅れや無駄な電力消費を抑制することができる。

そして、ＥＣＵ４０は、エンジン回転数Ｎｅを係合時目標回転数（係合時目標回転速度）まで自立上昇させる。ここで、係合時目標回転数は、クラッチ８０の係合時の目標のエンジン回転数であり、上記燃焼安定目標回転数より高く、かつ、要求される駆動力に応じた最終目標回転数（最終目標回転速度）より低いエンジン回転数に設定される。上記最終目標回転数は、車速及びアクセル開度などの条件に基づいた要求駆動力を満足するエンジン回転数である。係合時目標回転数は、エンジン始動時の加速応答性とドライバビリティの悪化抑制とを両立できるエンジン回転数に設定される。より詳細には、係合時目標回転数は、クラッチ８０が係合されるまでに運転者によって応答性の悪化が体感されない程度の時間を見込んで設定される回転数であって、ドライバビリティが悪化しない程度の大きさのエンジントルクが得られる回転数に設定される。

ＥＣＵ４０は、後述するように、エンジン回転数Ｎｅを最終目標回転数より低い係合時目標回転数まで自立上昇させることとすることで、ＥＶ走行からの、リングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３との回転同期時間を相対的に短くすることができ、早期にクラッチ８０を係合状態とすることができる。これにより、車両制御システム１は、要求される最終的な駆動力ではないものの、エンジン１０からの動力による駆動力の立ち上がりまでの時間を短くすることができ、加速応答性を向上することができる。

この間、ＥＣＵ４０は、ＳＴ３、ＳＴ４に示すように、エンジン回転数Ｎｅが自立上昇し燃焼安定目標回転数以上になった後、係合時目標回転速度以上になるまで、リングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３との回転数差に基づいたフィードバック制御によりモータＭＧ１を駆動（力行）する。ＥＣＵ４０は、リングギヤ回転数センサ９５、第１カウンタドライブギヤ回転数センサ９６が検出したリングギヤ回転数Ｎｒと第１カウンタドライブギヤ回転数Ｎｃｏｄｒとの回転数差（以下、「クラッチ回転数差」という場合がある。）を算出する。そして、ＥＣＵ４０は、このクラッチ回転数差に基づいて、モータＭＧ１をフィードバック制御し、実際のクラッチ回転数差を目標回転数差（目標速度差≒０）に収束させる。つまり、ＥＣＵ４０は、フィードバック制御によりモータＭＧ１を制御し、リングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３との回転数をほぼ一致させ、回転速度を同期させる。ＥＣＵ４０は、エンジン回転数Ｎｅの自立上昇と並行して、同期制御としてクラッチ回転数差に基づいたモータＭＧ１のフィードバック制御を行う。これにより、車両制御システム１は、リングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３との回転同期時間を相対的に短くすることができ、早期にクラッチ８０を係合状態とすることができ、応答性を向上することができる。

このとき、ＥＣＵ４０は、同期制御として、モータＭＧ１を駆動し、リングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３との回転速度を同期させる際に、モータＭＧ１が出力するトルクを制限することが好ましい。ＥＣＵ４０は、リングギヤ５０ｒのイナーシャによるキャリヤ５０ｃの回転上昇を抑える逆トルクが予め設定される目標値以下となるように、モータＭＧ１の出力トルクに上限リミットを設定する。上記目標値は、典型的には、エンジン回転数Ｎｅの上昇速度が低くなりすぎず、エンジン回転数Ｎｅが係合時目標回転速度以上になるまでの期間が長くなりすぎないように予め設定される。ＥＣＵ４０は、モータＭＧ１の出力トルクの上限リミットに基づいて、トルクガードを行う。したがって、ＥＣＵ４０は、エンジン回転数Ｎｅが燃焼安定目標回転数以上になった後、係合時目標回転速度以上になるまでの間に、同期制御によって上記逆トルクが発生することを極力抑制することができる。この結果、車両制御システム１は、エンジン回転数Ｎｅを上昇させやすくすることができ、エンジン回転数Ｎｅが係合時目標回転速度以上になるまでの期間が長くなりすぎないようにでき、結果的にトータルでの応答性を向上することができる。

ＥＣＵ４０は、エンジン回転数Ｎｅが係合時目標回転数以上になった後、エンジン回転数Ｎｅを係合時目標回転数で維持する。ＥＣＵ４０は、エンジン回転数センサ９２が検出するエンジン回転数Ｎｅに基づいて、エンジン１０をフィードバック制御し、エンジン回転数Ｎｅを係合時目標回転数で維持する。そして、ＥＣＵ４０は、クラッチ回転数差が予め設定される目標回転数差以下である状態で予め設定される同期判定時間継続した後に、同期が完了したと判定し、ＳＴ５に示すように、クラッチ８０を係合状態とする。上記同期判定時間は、例えば、実車評価等に応じて適宜予め設定すればよい。これにより、車両制御システム１は、リングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３との回転速度を確実に同期させた後に、クラッチ８０を係合状態とすることができる。よって、車両制御システム１は、クラッチ８０の信頼性、耐久性を向上することができると共に、係合動作時にショックが発生することを抑制することができる。

ＥＣＵ４０は、リングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３とが同期しクラッチ８０が係合状態となった後、ＳＴ６に示すように、エンジン１０の出力を制御し、エンジン回転数Ｎｅを最終目標回転数まで上昇させる。このとき、ＥＣＵ４０は、回転上昇によるイナーシャトルクの影響を踏まえて、駆動力の大きさと加速感とが両立するような目標の上昇速度（上昇レート）でエンジン回転数Ｎｅを上昇させて、車両２をフル加速させる。この結果、車両制御システム１は、絶対的な駆動力の大きさと加速感とを両立する加速度を実現することができる。

次に、図６のフローチャートを参照して車両制御システム１のＥＣＵ４０による同期制御の一例を説明する。なお、これらの制御ルーチンは、数ｍｓないし数十ｍｓ毎の制御周期で繰り返し実行される。

まず、ＥＣＵ４０は、エンジン始動要求があるか否かを判定する（ＳＴ１０１）。ＥＣＵ４０は、例えば、アクセル開度センサ９０、車速センサ９１が検出した車速、アクセル開度等に応じた要求駆動力に基づいて、エンジン始動要求があるか否かを判定する。ＥＣＵ４０は、エンジン始動要求がないと判定した場合（ＳＴ１０１：Ｎｏ）、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。

ＥＣＵ４０は、エンジン始動要求があると判定した場合（ＳＴ１０１：Ｙｅｓ）、クラッチ８０の動作状態に基づいて、このクラッチ８０が解放状態であるか否かを判定する（ＳＴ１０２）。

ＥＣＵ４０は、クラッチ８０が解放状態であると判定した場合（ＳＴ１０２：Ｙｅｓ）、アクセル開度センサ９０が検出したアクセル開度等に基づいて、今回のエンジン始動が運転者による加速要求によるエンジン始動であるか否かを判定する（ＳＴ１０３）。

ＥＣＵ４０は、今回のエンジン始動が運転者による加速要求によるエンジン始動であると判定した場合（ＳＴ１０３：Ｙｅｓ）、スタータ始動制御を実行してエンジン１０を始動する（ＳＴ１０４）。すなわち、ＥＣＵ４０は、クラッチ８０を解放状態のままで維持し、スタータ１２によってクランク軸１１をクランキングし燃焼室に燃料を噴射して点火し燃焼を開始する。

次に、ＥＣＵ４０は、モータＭＧ１を停止状態で維持し、すなわち、ＭＧ１回転数Ｎｇを０（Ｎｇ＝０）で維持する（ＳＴ１０５）。

次に、ＥＣＵ４０は、エンジン回転数センサ９２が検出するエンジン回転数Ｎｅが燃焼安定目標回転数以上であるか否かを判定する（ＳＴ１０６）。ＥＣＵ４０は、エンジン回転数Ｎｅが燃焼安定目標回転数以上でないと判定した場合（ＳＴ１０６：Ｎｏ）、ＳＴ１０４に戻って以降の処理を繰り返し実行する。

ＥＣＵ４０は、エンジン回転数Ｎｅが燃焼安定目標回転数以上であると判定した場合（ＳＴ１０６：Ｙｅｓ）、エンジン回転数Ｎｅの自立上昇を継続する（ＳＴ１０７）。

そして、ＥＣＵ４０は、クラッチ回転数同期Ｆ／Ｂ制御として、リングギヤ回転数センサ９５、第１カウンタドライブギヤ回転数センサ９６が検出したクラッチ回転数差に基づいて、モータＭＧ１をフィードバック制御する（ＳＴ１０８）。これにより、ＥＣＵ４０は、実際のクラッチ回転数差を目標回転数差に収束させる。

このとき、ＥＣＵ４０は、モータＭＧ１の出力トルクに上限リミットを設定しトルクガードを行い、モータＭＧ１が出力するトルクを制限する（ＳＴ１０９）。

次に、ＥＣＵ４０は、エンジン回転数センサ９２が検出するエンジン回転数Ｎｅが係合時目標回転数以上であるか否かを判定する（ＳＴ１１０）。ＥＣＵ４０は、エンジン回転数Ｎｅが係合時目標回転数以上でないと判定した場合（ＳＴ１１０：Ｎｏ）、ＳＴ１０７に戻って以降の処理を繰り返し実行する。

ＥＣＵ４０は、エンジン回転数Ｎｅが係合時目標回転数以上であると判定した場合（ＳＴ１１０：Ｙｅｓ）、エンジン回転数Ｆ／Ｂ制御として、エンジン回転数Ｎｅに基づいて、エンジン１０をフィードバック制御し、エンジン回転数Ｎｅを係合時目標回転数で維持する（ＳＴ１１１）。

次に、ＥＣＵ４０は、リングギヤ回転数センサ９５、第１カウンタドライブギヤ回転数センサ９６が検出したクラッチ回転数差に基づいて、クラッチ同期判定として、クラッチ回転数差が目標回転数差以下である状態で同期判定時間継続したか否かを判定する（ＳＴ１１２）。ＥＣＵ４０は、クラッチ回転数差が目標回転数差以下である状態で同期判定時間継続していないと判定した場合（ＳＴ１１２：Ｎｏ）、ＳＴ１１１に戻って以降の処理を繰り返し実行する。

ＥＣＵ４０は、クラッチ回転数差が目標回転数差以下である状態で同期判定時間継続したと判定した場合（ＳＴ１１２：Ｙｅｓ）、不図示のアクチュエータを制御してドグクラッチスリーブ８１を係合位置にストロークさせ、クラッチ８０を係合状態とする（ＳＴ１１３）。

次に、ＥＣＵ４０は、ドグクラッチスリーブ８１が係合位置にストロークし、クラッチ８０が係合状態になったか否かを判定する（ＳＴ１１４）。ＥＣＵ４０は、クラッチ８０を係合状態になっていないと判定した場合（ＳＴ１１４：Ｎｏ）、ＳＴ１１３に戻って以降の処理を繰り返し実行する。

ＥＣＵ４０は、クラッチ８０が係合状態になったと判定した場合（ＳＴ１１４：Ｙｅｓ）、エンジン１０の出力を制御し、目標の上昇速度（目標レート）でエンジン回転数Ｎｅを最終目標回転数まで上昇させる（ＳＴ１１５）。

そして、ＥＣＵ４０は、エンジン回転数センサ９２が検出するエンジン回転数Ｎｅが最終目標回転数以上であるか否かを判定する（ＳＴ１１６）。ＥＣＵ４０は、エンジン回転数Ｎｅが最終目標回転数以上でないと判定した場合（ＳＴ１１６：Ｎｏ）、ＳＴ１１５に戻って以降の処理を繰り返し実行する。ＥＣＵ４０は、エンジン回転数Ｎｅが最終目標回転数以上であると判定した場合（ＳＴ１１６：Ｙｅｓ）、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。

ＥＣＵ４０は、ＳＴ１０２にて、クラッチ８０が係合状態であると判定した場合（ＳＴ１０２：Ｎｏ）、ＳＴ１０３にて、今回のエンジン始動が運転者による加速要求によるエンジン始動でないと判定した場合（ＳＴ１０３：Ｎｏ）、ＭＧ１始動制御を実行してエンジン１０を始動し（ＳＴ１１７）、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。すなわち、ＥＣＵ４０は、クラッチ８０を係合状態にした後、モータＭＧ１によってクランク軸１１をクランキングし燃焼室に燃料を噴射して点火し燃焼を開始する。

以上で説明した本発明の実施形態に係る車両制御システム１によれば、遊星歯車機構５０と、エンジン１０と、モータＭＧ１と、第１カウンタドライブギヤ２３と、クラッチ８０と、ＥＣＵ４０とを備える。遊星歯車機構５０は、差動回転可能な複数の回転要素を含む。エンジン１０は、始動時にクランク軸１１を回転駆動するスタータ１２を有し遊星歯車機構５０のキャリヤ５０ｃに連結される。モータＭＧ１は、遊星歯車機構５０のキャリヤ５０ｃとは異なるサンギヤ５０ｓに連結される。第１カウンタドライブギヤ２３は、伝達される動力を車両２の駆動輪３０側に出力可能である。クラッチ８０は、遊星歯車機構５０のキャリヤ５０ｃ及びサンギヤ５０ｓとは異なるリングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３とを動力伝達可能に係合した係合状態と、係合を解除した解放状態とに切り替え可能である。ＥＣＵ４０は、クラッチ８０の解放状態でスタータ１２によりエンジン１０を始動するスタータ始動制御の際に、モータＭＧ１を制御しリングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３との回転速度を同期させる同期制御を行う。ＥＣＵ４０は、リングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３との回転速度が同期した後にクラッチ８０を係合状態とする。

したがって、車両制御システム１は、クラッチ８０が解放状態であっても、スタータ１２を用いたスタータ始動制御によってエンジン１０を始動することができると共に、並行してモータＭＧ１を用いた同期制御によってリングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３とを早期に同期させることができる。この結果、車両制御システム１は、エンジン始動時の応答性を向上することができ、例えば、運転者による加速要求操作に対する車両２の加速応答性を向上することができる。

［実施形態２］
図７、図８は、実施形態２に係る車両制御システムの動作を表す共線図、図９は、実施形態２に係る車両制御システムのＥＣＵによる制御の一例を説明するフローチャートである。実施形態２に係る車両制御システムは、同期制御の内容の一部が実施形態１に係る車両制御システムとは異なる。その他、上述した実施形態と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。なお、実施形態２に係る車両制御システムの各構成については、適宜、図１、図２、図３等を参照する。

本実施形態の車両制御システム２０１（図１参照）のＥＣＵ４０は、図７、図８に示すように、エンジン回転数Ｎｅが燃焼安定目標回転数以上になった後、係合時目標回転数以上になるまで、下記のようにしてモータＭＧ１のＭＧ１回転数（出力回転速度）を一定の上昇速度（上昇レート）で上昇させる。すなわち、ＥＣＵ４０は、エンジン回転数Ｎｅの上昇速度（上昇レート）に基づいてエンジン回転数Ｎｅが燃焼安定目標回転数以上になった後、係合時目標回転数Ｎｅ−ｔ２（図７参照）以上になるまでの時間を予測、算出する。また、ＥＣＵ４０は、エンジン回転数Ｎｅが係合時目標回転数Ｎｅ−ｔ２以上になる際のモータＭＧ１のＭＧ１回転数を算出し、これをＭＧ１目標回転数Ｎｇ−ｔ（図７参照）とする。ＥＣＵ４０は、上記で算出した時間が経過した際に、ＭＧ１回転数センサ９３が検出する実際のＭＧ１回転数Ｎｇが上記ＭＧ１目標回転数Ｎｇ−ｔとなるような上昇速度を算出する。そして、ＥＣＵ４０は、図８に示すように、モータＭＧ１の駆動を制御し、ＭＧ１回転数を上記で算出した一定の上昇速度で上昇させ、リングギヤ５０ｒの回転数を上昇させ、第１カウンタドライブギヤ２３の回転数と同期させる。

ここで、図９のフローチャートを参照して車両制御システム２０１のＥＣＵ４０による同期制御の一例を説明する。

ＥＣＵ４０は、エンジン回転数Ｎｅの自立上昇を継続した後（ＳＴ１０７）、エンジン回転数Ｎｅの上昇速度に基づいてエンジン回転数Ｎｅが係合時目標回転数に到達するまでの時間を予測、算出する（ＳＴ２０８）。

次に、ＥＣＵ４０は、エンジン回転数Ｎｅが係合時目標回転数に到達した際のモータＭＧ１のＭＧ１回転数を算出し、これをＭＧ１目標回転数とする。そして、ＥＣＵ４０は、このＭＧ１目標回転数とＳＴ２０８で算出した予測時間とに基づいて、ＭＧ１回転数Ｎｇの目標の上昇レート（上昇速度）を算出する。ＥＣＵ４０は、ＭＧ１回転数Ｎｇを、算出した一定の上昇速度でＭＧ１目標回転数へ上昇させ（ＳＴ２０９）、ＳＴ１１０に移行する。

したがって、車両制御システム２０１は、リングギヤ５０ｒのイナーシャによるキャリヤ５０ｃの回転上昇を抑える逆トルクを一定でかつ最小とすることができる。この結果、車両制御システム２０１は、エンジン回転数Ｎｅを上昇させやすくすると共に、リングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３との回転同期時間をより短くすることができ、さらに応答性を向上することができる。

なお、上述した本発明の実施形態に係る車両制御システムは、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。本実施形態に係る車両制御システムは、以上で説明した各実施形態の構成要素を適宜組み合わせることで構成してもよい。

以上で説明した遊星歯車機構は、いわゆる、シングルピニオン式の遊星歯車機構であるものとして説明したがこれに限らず、例えば、ダブルピニオン式の遊星歯車機構であってもよい。

以上の説明では、遊星歯車機構５０は、キャリヤ５０ｃが第１回転要素（入力回転要素）であり、サンギヤ５０ｓが第２回転要素であり、リングギヤ５０ｒが第３回転要素（出力回転要素）であるものとして説明したがこれに限らない。遊星歯車機構５０は、例えば、サンギヤ５０ｓが第１回転要素（入力回転要素）であり、リングギヤ５０ｒが第２回転要素であり、キャリヤ５０ｃが第３回転要素（出力回転要素）であってもよい。

以上の説明では、ＥＣＵ４０は、図５のＳＴ２にて、同期制御として、エンジン回転数Ｎｅが燃焼安定目標回転数以上になるまでモータＭＧ１を停止状態（Ｎｇ＝０）で維持するものとして説明したがこれに限らない。ＥＣＵ４０は、エンジン回転数Ｎｅが燃焼安定目標回転数以上になるまでモータＭＧ１を負回転になるように力行させてリングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３とを同期させるようにしてもよい。この場合でも、車両制御システム１、２０１は、クラッチ８０が解放状態であっても、スタータ１２を用いたスタータ始動制御によってエンジン１０を始動することができると共に、並行してモータＭＧ１を用いた同期制御によってリングギヤ５０ｒと第１カウンタドライブギヤ２３とを早期に同期させることができる。この結果、車両制御システム１、２０１は、エンジン始動時の応答性を向上することができる。

１、２０１ 車両制御システム
２ 車両
１０ エンジン（内燃機関）
１１ クランク軸（機関出力軸）
１２ スタータ
２０ 動力伝達装置
２３ 第１カウンタドライブギヤ（出力回転部材）
３０ 駆動輪
４０ ＥＣＵ（制御装置）
５０ｃ キャリヤ（第１回転要素）
５０ｓ サンギヤ（第２回転要素）
５０ｒ リングギヤ（第３回転要素）
５０ 遊星歯車機構（遊星機構）
８０ クラッチ（係合装置）
８１ ドグクラッチスリーブ（係合移動部材）
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ 回転軸線
ＭＧ１ モータジェネレータ（回転電機）
ＭＧ２ モータジェネレータ

Claims (7)

1. 差動回転可能な複数の回転要素を含む遊星機構と、
   始動時に機関出力軸を回転駆動するスタータを有し前記遊星機構の第１回転要素に連結される内燃機関と、
   前記遊星機構の前記第１回転要素とは異なる第２回転要素に連結される回転電機と、
   伝達される動力を車両の駆動輪側に出力可能である出力回転部材と、
   前記遊星機構の前記第１回転要素及び前記第２回転要素とは異なる第３回転要素と前記出力回転部材とを動力伝達可能に係合した係合状態と、前記係合を解除した解放状態とに切り替え可能である係合装置と、
   前記係合装置の解放状態で前記スタータにより前記内燃機関を始動するスタータ始動制御の際に、前記回転電機を制御し前記第３回転要素と前記出力回転部材との回転速度を同期させる同期制御を行い、当該第３回転要素と当該出力回転部材との回転速度が同期した後に前記係合装置を係合状態とする制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記同期制御として、前記内燃機関の機関回転速度が、当該内燃機関の燃焼が安定する燃焼安定目標回転速度以上になるまで前記回転電機を停止状態で維持し、前記内燃機関の機関回転速度が前記燃焼安定目標回転速度以上になった後、当該燃焼安定目標回転速度より高くかつ要求される駆動力に応じた最終目標回転速度より低い係合時目標回転速度以上になるまで前記第３回転要素と前記出力回転部材との回転速度差に基づいたフィードバック制御により前記回転電機を駆動し、前記第３回転要素と前記出力回転部材との回転速度を同期させることを特徴とする、
   車両制御システム。
2. 前記制御装置は、前記同期制御として、前記回転電機を駆動し、前記第３回転要素と前記出力回転部材との回転速度を同期させる際に、前記回転電機が出力するトルクを制限する、
   請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記制御装置は、前記内燃機関の機関回転速度が、要求される駆動力に応じた最終目標回転速度より低い係合時目標回転速度以上になった後、当該内燃機関の機関回転速度を当該係合時目標回転速度で維持し、前記第３回転要素と前記出力回転部材との回転速度差が予め設定される目標速度差以下である状態で予め設定される同期判定時間継続した後に、前記係合装置を係合状態とする、
   請求項１又は請求項２に記載の車両制御システム。
4. 差動回転可能な複数の回転要素を含む遊星機構と、
   始動時に機関出力軸を回転駆動するスタータを有し前記遊星機構の第１回転要素に連結される内燃機関と、
   前記遊星機構の前記第１回転要素とは異なる第２回転要素に連結される回転電機と、
   伝達される動力を車両の駆動輪側に出力可能である出力回転部材と、
   前記遊星機構の前記第１回転要素及び前記第２回転要素とは異なる第３回転要素と前記出力回転部材とを動力伝達可能に係合した係合状態と、前記係合を解除した解放状態とに切り替え可能である係合装置と、
   前記係合装置の解放状態で前記スタータにより前記内燃機関を始動するスタータ始動制御の際に、前記回転電機を制御し前記第３回転要素と前記出力回転部材との回転速度を同期させる同期制御を行い、当該第３回転要素と当該出力回転部材との回転速度が同期した後に前記係合装置を係合状態とする制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記同期制御として、前記内燃機関の機関回転速度が、当該内燃機関の燃焼が安定する燃焼安定目標回転速度以上になるまで前記回転電機を停止状態で維持し、前記内燃機関の機関回転速度が前記燃焼安定目標回転速度以上になった後、当該燃焼安定目標回転速度より高くかつ要求される駆動力に応じた最終目標回転速度より低い係合時目標回転速度以上になるまで、前記内燃機関の機関回転速度の上昇速度に応じて当該内燃機関の機関回転速度が前記係合時目標回転速度以上になるまでの時間と、当該内燃機関の機関回転速度が前記係合時目標回転速度以上になる際の前記回転電機の出力回転速度とに基づいて、当該回転電機の出力回転速度を一定の上昇速度で上昇させることを特徴とする、
   車両制御システム。
5. 前記制御装置は、前記スタータ始動制御と並行して前記同期制御を行う、
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車両制御システム。
6. 前記制御装置は、前記内燃機関の機関回転速度を、要求される駆動力に応じた最終目標回転速度より低い係合時目標回転速度まで自立上昇させる、
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の車両制御システム。
7. 前記係合装置は、前記第３回転要素及び前記出力回転部材の回転軸線に沿って移動することで、前記係合状態と前記解放状態とを切り替え可能である係合移動部材を有する、
   請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の車両制御システム。

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