JPWO2013042217A1 - 車両および車両用制御方法 - Google Patents

Abstract

ＥＣＵは、エンジンが停止動作中であって（Ｓ１００にてＹＥＳ）、再始動要求があり（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、かつ、エンジン回転速度が予め定められた範囲外である場合に（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、エンジン（１０）の始動制御を実行するステップ（Ｓ１０６）と、再始動要求がなかったり（Ｓ１０２にてＮＯ）、あるいは、エンジン回転速度が予め定められた範囲内である場合（Ｓ１０４にてＮＯ）、エンジン（１０）の停止動作を継続させるステップ（Ｓ１０８）とを含む、プログラムを実行する。

Description

本発明は、エンジンの再始動要求時の制御に関する。

たとえば、特開２００８−２６７２９７号公報（特許文献１）には、エンジン停止制御中にエンジン再始動条件が成立する場合、エンジン回転速度が所定値を下回るとエンスト防止のためにスタータでエンジンを再始動させるものが開示されている。

特開２００８−２６７２９７号公報

しかしながら、エンジンを再始動させる場合であって、かつ、エンジンの回転速度が車両の駆動装置の共振発生領域内である場合に、エンジンの始動を開始すると共振により発生した振動が車両の乗員に伝達されるという問題がある。

本発明の目的は、エンジンの再始動時に共振により発生する振動が運転者に伝達されることを抑制する車両および車両用制御方法を提供することである。

この発明のある局面に係る車両は、エンジンを含む駆動装置と、エンジンの始動動作を行なうための制御装置とを含む。制御装置は、エンジンの停止動作中にエンジンの再始動要求がある場合に、エンジンの回転速度が駆動装置の共振発生領域に基づく予め定められた範囲内であるときには、エンジンの再始動を抑制し、回転速度が予め定められた範囲外であるときには、始動動作を行なう。

好ましくは、予め定められた範囲は、共振発生領域の上限値及び下限値のうちの少なくともいずれか一方を回転速度の増加方向に予め定められた量だけ移動させた範囲である。

さらに好ましくは、予め定められた量は、始動動作が開始されてから回転速度の低下が抑制されるまでの応答遅れ時間を考慮した量である。

さらに好ましくは、車両は、エンジンを始動させるための回転電機をさらに含む。制御装置は、停止動作中に再始動要求がある場合に、回転速度が予め定められた範囲外であるときには、回転電機を用いてエンジンをクランキングさせることによって始動動作を行なう。

さらに好ましくは、エンジンには、燃料噴射装置が設けられる。制御装置は、停止動作中に再始動要求がある場合に、回転速度が予め定められた範囲外であるときには、燃料噴射が再開するように燃料噴射装置を制御することによって始動動作を行なう。

さらに好ましくは、車両は、第１回転電機と、駆動輪に連結される第２回転電機と、エンジンの出力軸、第１回転電機の第１回転軸および第２回転電機の第２回転軸の三要素の各々を機械的に連結し、三要素のうちのいずれか一つを反力要素とすることによって、他の２つの要素間での動力伝達が可能な動力伝達装置とをさらに含む。

さらに好ましくは、動力伝達装置は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを有する遊星歯車機構である。サンギヤは、第１回転軸に連結される。キャリアは、エンジンの出力軸に連結される。リングギヤは、第２回転軸に連結される。

この発明の他の局面に係る車両用制御方法は、エンジンを含む駆動装置を搭載する車両に用いられる車両用制御方法である。この車両用制御方法は、エンジンの停止動作中にエンジンの再始動要求がある場合に、エンジンの回転速度が駆動装置の共振発生領域に基づく予め定められた範囲内であるときには、エンジンの再始動を抑制するステップと、停止動作中に再始動要求がある場合に、回転速度が予め定められた範囲外であるときには、エンジンの始動動作を行なうステップとを含む。

この発明によると、エンジンの停止動作中にエンジンの再始動要求がある場合に、エンジンの回転速度が駆動装置の共振発生領域に基づく予め定められた範囲内であるときには、エンジンの再始動が抑制され、回転速度が予め定められた範囲外であるときには、始動動作が行なわれる。これにより、エンジンの再始動時に共振に起因した振動の発生を抑制することができる。したがって、エンジンの再始動時に共振により発生する振動が運転者に伝達されることを抑制する車両および車両用制御方法を提供することができる。

本実施の形態に係る車両の全体ブロック図である。 本実施の形態に係る車両に搭載されたＥＣＵの機能ブロック図である。 エンジン回転速度と始動時に発生するショックの程度との関係を示す図である。 本実施の形態に係る車両に搭載されたＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る車両に搭載されたＥＣＵの動作を説明するためのタイミングチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明される。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返されない。

図１を参照して、本実施の形態に係る車両１の全体ブロック図が説明される。車両１は、駆動装置２と、スタートスイッチ１５０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００とを含む。

駆動装置２は、エンジン１０と、駆動軸１６と、第１モータジェネレータ（以下、第１ＭＧと記載する）２０と、第２モータジェネレータ（以下、第２ＭＧと記載する）３０と、動力分割装置４０と、減速機５８と、ＰＣＵ（Power Control Unit）６０と、バッテリ７０と、駆動輪８０とを含む。

この車両１は、エンジン１０および第２ＭＧ３０の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行する。エンジン１０が発生する動力は、動力分割装置４０によって２経路に分割される。２経路のうちの一方の経路は減速機５８を介して駆動輪８０へ伝達される経路であり、他方の経路は第１ＭＧ２０へ伝達される経路である。

第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、たとえば、三相交流回転電機である。第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、ＰＣＵ６０によって駆動される。

第１ＭＧ２０は、動力分割装置４０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電してＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０を充電するジェネレータとしての機能を有する。また、第１ＭＧ２０は、バッテリ７０からの電力を受けてエンジン１０の出力軸であるクランク軸を回転させる。これによって、第１ＭＧ２０は、エンジン１０を始動するスタータとしての機能を有する。

第２ＭＧ３０は、バッテリ７０に蓄えられた電力および第１ＭＧ２０により発電された電力の少なくともいずれか一方を用いて駆動輪８０に駆動力を与える駆動用モータとしての機能を有する。また、第２ＭＧ３０は、回生制動によって発電された電力を用いてＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０を充電するためのジェネレータとしての機能を有する。

エンジン１０は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン１０は、複数の気筒１０２と、複数の気筒１０２の各々に燃料を供給する燃料噴射装置１０４とを含む。燃料噴射装置１０４は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ１に基づいて、各気筒に対して適切な時期に適切な量の燃料を噴射したり、各気筒に対する燃料の噴射を停止したりする。

さらに、エンジン１０には、エンジン１０のクランク軸の回転速度（以下、エンジン回転速度と記載する）Ｎｅを検出するためのエンジン回転速度センサ１１が設けられる。エンジン回転速度センサ１１は、検出されたエンジン回転速度Ｎｅを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

さらに、エンジン１０には、水温センサ１６６が設けられる。水温センサ１６６は、エンジン１０の内部を流通する冷却媒体の温度（以下の説明においては、冷却水温と記載する）Ｔｗを検出する。水温センサ１６６は、検出した冷却水温Ｔｗを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

動力分割装置４０は、駆動輪８０を回転させるための駆動軸１６、エンジン１０の出力軸および第１ＭＧ２０の回転軸の三要素の各々を機械的に連結する。動力分割装置４０は、上述の三要素のうちのいずれか一つを反力要素とすることによって、他の２つの要素間での動力の伝達を可能とする。第２ＭＧ３０の回転軸は、駆動軸１６に連結される。

動力分割装置４０は、サンギヤ５０と、ピニオンギヤ５２と、キャリア５４と、リングギヤ５６とを含む遊星歯車機構である。ピニオンギヤ５２は、サンギヤ５０およびリングギヤ５６の各々と噛み合う。キャリア５４は、ピニオンギヤ５２を自転可能に支持するとともに、エンジン１０のクランク軸に連結される。サンギヤ５０は、第１ＭＧ２０の回転軸に連結される。リングギヤ５６は、駆動軸１６を介在して第２ＭＧ３０の回転軸および減速機５８に連結される。

減速機５８は、動力分割装置４０や第２ＭＧ３０からの動力を駆動輪８０に伝達する。また、減速機５８は、駆動輪８０が受けた路面からの反力を動力分割装置４０や第２ＭＧ３０に伝達する。

ＰＣＵ６０は、バッテリ７０に蓄えられた直流電力を第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を駆動するための交流電力に変換する。ＰＣＵ６０は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ２に基づいて制御されるコンバータおよびインバータ（いずれも図示せず）を含む。コンバータは、バッテリ７０から受けた直流電力の電圧を昇圧してインバータに出力する。インバータは、コンバータが出力した直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０に出力する。これにより、バッテリ７０に蓄えられた電力を用いて第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０が駆動される。また、インバータは、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０によって発電される交流電力を直流電力に変換してコンバータに出力する。コンバータは、インバータが出力した直流電力の電圧を降圧してバッテリ７０へ出力する。これにより、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０により発電された電力を用いてバッテリ７０が充電される。なお、コンバータは、省略してもよい。

バッテリ７０は、蓄電装置であり、再充電可能な直流電源である。バッテリ７０としては、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池が用いられる。バッテリ７０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。バッテリ７０は、上述したように第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０により発電された電力を用いて充電される他、外部電源（図示せず）から供給される電力を用いて充電されてもよい。なお、バッテリ７０は、二次電池に限らず、直流電圧を生成できるもの、たとえば、キャパシタ、太陽電池、燃料電池等であってもよい。

バッテリ７０には、バッテリ７０の電池温度ＴＢを検出するための電池温度センサ１５６と、バッテリ７０の電流ＩＢを検出するための電流センサ１５８と、バッテリ７０の電圧ＶＢを検出するための電圧センサ１６０とが設けられる。

電池温度センサ１５６は、電池温度ＴＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。電流センサ１５８は、電流ＩＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。電圧センサ１６０は、電圧ＶＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

スタートスイッチ１５０は、たとえば、プッシュ式スイッチである。スタートスイッチ１５０は、キーをキーシリンダに差し込んで所定の位置まで回転させるものであってもよい。スタートスイッチ１５０は、ＥＣＵ２００に接続される。運転者がスタートスイッチ１５０を操作することに応じて、スタートスイッチ１５０は、信号ＳＴをＥＣＵ２００に送信する。

ＥＣＵ２００は、たとえば、車両１のシステムが停止状態である場合に信号ＳＴを受信した場合に、起動指示を受けたと判断して、車両１のシステムを停止状態から起動状態に移行させる。また、ＥＣＵ２００は、車両１のシステムが起動状態である場合に信号ＳＴを受信した場合に、停止指示を受けたと判断して、車両１のシステムを起動状態から停止状態に移行させる。以下の説明において、車両１のシステムが起動状態である場合に運転者がスタートスイッチ１５０を操作することをＩＧオフ操作といい、車両１のシステムが停止状態である場合に運転者がスタートスイッチ１５０を操作することをＩＧオン操作という。また、車両１のシステムが起動状態に移行した場合には、車両１が走行するために必要な複数の機器に電力が供給されるなどして、複数の機器は作動可能な状態となる。一方、車両１のシステムが停止状態に移行した場合には、車両１が走行するために必要な複数の機器のうちの一部への電力の供給が停止されるなどして、一部の機器が作動停止状態となる。

アクセルペダル１６２は、運転席に設けられる。アクセルペダル１６２には、ペダルストロークセンサ１６４が設けられる。ペダルストロークセンサ１６４は、アクセルペダル１６２のストローク量ＡＰを検出する。ペダルストロークセンサ１６４は、ストローク量ＡＰを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。なお、ペダルストロークセンサ１６４に代えてアクセルペダル１６２に対する乗員の踏力を検出するためのアクセルペダル踏力センサを用いてもよい。

第１レゾルバ１２は、第１ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ１を検出する。第１レゾルバ１２は、検出された回転速度Ｎｍ１を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。第２レゾルバ１３は、第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２を検出する。第２レゾルバ１３は、検出された回転速度Ｎｍ２を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

車輪速センサ１４は、駆動輪８０の回転速度Ｎｗを検出する。車輪速センサ１４は、検出された回転速度Ｎｗを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。ＥＣＵ２００は、受信した回転速度Ｎｗに基づいて車速Ｖを算出する。なお、ＥＣＵ２００は、回転速度Ｎｗに代えて第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２に基づいて車速Ｖを算出するようにしてもよい。

ＥＣＵ２００は、エンジン１０を制御するための制御信号Ｓ１を生成し、その生成した制御信号Ｓ１をエンジン１０へ出力する。また、ＥＣＵ２００は、ＰＣＵ６０を制御するための制御信号Ｓ２を生成し、その生成した制御信号Ｓ２をＰＣＵ６０へ出力する。

ＥＣＵ２００は、エンジン１０およびＰＣＵ６０等を制御することによって車両１が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体、すなわち、バッテリ７０の充放電状態、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の動作状態を制御する。

ＥＣＵ２００は、運転席に設けられたアクセルペダル（図示せず）の踏込み量に対応する要求駆動力を算出する。ＥＣＵ２００は、算出された要求駆動力に応じて、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０のトルクと、エンジン１０の出力とを制御する。

上述したような構成を有する車両１においては、発進時や低速走行時等であってエンジン１０の効率が悪い場合には、第２ＭＧ３０のみによる走行が行なわれる。また、通常走行時には、たとえば動力分割装置４０によりエンジン１０の動力が２経路の動力に分けられる。一方の動力で駆動輪８０が直接的に駆動される。他方の動力で第１ＭＧ２０を駆動して発電が行なわれる。このとき、ＥＣＵ２００は、発電された電力を用いて第２ＭＧ３０を駆動させる。このように第２ＭＧ３０を駆動させることにより駆動輪８０の駆動補助が行なわれる。

車両１の減速時には、駆動輪８０の回転に従動する第２ＭＧ３０がジェネレータとして機能して回生制動が行なわれる。回生制動によって回収した電力は、バッテリ７０に蓄えられる。なお、ＥＣＵ２００は、蓄電装置の残容量（以下の説明においては、ＳＯＣ（State of Charge）と記載する）が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１０の出力を増加させて第１ＭＧ２０による発電量を増加させる。これにより、バッテリ７０のＳＯＣが増加させられる。また、ＥＣＵ２００は、低速走行時でも必要に応じてエンジン１０からの駆動力を増加させる制御を行なう場合もある。たとえば、上述のようにバッテリ７０の充電が必要な場合や、空調装置等の補機が駆動される場合や、エンジン１０の冷却水温Ｔｗを所定温度まで上げる場合等である。

ＥＣＵ２００は、バッテリ７０の充電量および放電量を制御する際に、電池温度ＴＢおよび現在のＳＯＣに基づいて、バッテリ７０の充電時に許容される入力電力（以下の説明においては、「充電電力上限値Ｗｉｎ」と記載する）およびバッテリ７０の放電時に許容される出力電力（以下の説明においては、「放電電力上限値Ｗｏｕｔ」と記載する）を設定する。たとえば、現在のＳＯＣが低下すると、放電電力上限値Ｗｏｕｔは徐々に低く設定される。一方、現在のＳＯＣが高くなると、充電電力上限値Ｗｉｎは徐々に低下するように設定される。

また、バッテリ７０として用いられる二次電池は、低温時に内部抵抗が上昇する温度依存性を有する。また、高温時には、さらなる発熱によって温度が過上昇することを防止する必要がある。このため、電池温度ＴＢの低温時および高温時には、放電電力上限値Ｗｏｕｔおよび充電電力上限値Ｗｉｎの各々を低下させることが好ましい。ＥＣＵ２００は、電池温度ＴＢおよび現在ＳＯＣに応じて、たとえば、マップ等を用いることによって、充電電力上限値Ｗｉｎおよび放電電力上限値Ｗｏｕｔを設定する。

ＥＣＵ２００は、車両１の状態に基づいてエンジン１０に対して自動停止制御および自動始動制御を実行する。ＥＣＵ２００は、車両１の運転状態やバッテリ７０の状態によっては、燃費を向上させるために、エンジン１０を自動的に停止させる。そして、ＥＣＵ２００は、エンジン１０を停止させた後も車両１の運転状態やバッテリ７０の状態によっては、エンジン１０を再始動させる。

具体的には、ＥＣＵ２００は、車両１の状態についての自動停止許可条件が成立した場合にエンジン１０の自動停止制御の実行を許可する。ＥＣＵ２００は、自動停止許可条件が成立しない場合に自動停止制御の実行を禁止する。ＥＣＵ２００は、自動定停止制御の実行が禁止された場合であって、かつ、エンジン１０が停止中あるいは停止動作中である場合には、エンジン１０を再始動させる。

自動停止許可条件は、たとえば、車両１に対する要求パワー、バッテリ７０の電池温度ＴＢ、バッテリ７０のＳＯＣ、バッテリ７０の劣化の有無、エンジン１０の冷却水温Ｔｗ、エンジン１０の三元触媒コンバータの温度、車速Ｖ、および、空調装置の作動要求の有無のうちの少なくともいずれか一つについての条件を含む。

車両１に対する要求パワーについての条件とは、アクセルペダル１６２のストローク量ＡＰに基づく車両１に対する要求パワーＰｖが第２ＭＧ３０により出力可能なパワーＰｍの上限値以下であるという条件である。

バッテリ７０の電池温度ＴＢについての条件とは、たとえば、電池温度ＴＢがしきい値ＴＢ（０）よりも高いという条件である。バッテリ７０のＳＯＣについての条件とは、たとえば、ＳＯＣがしきい値ＳＯＣ（０）よりも高いという条件である。エンジン１０の冷却水温についての条件とは、たとえば、冷却水温Ｔｗがしきい値Ｔｗ（０）よりも高い暖機完了状態であるという条件である。

エンジン１０の三元触媒コンバータの温度についての条件とは、三元触媒コンバータの温度がしきい値よりも高い暖機完了状態であるという条件である。なお、三元触媒コンバータの温度は、センサを用いて直接検出してもよいし、排気温あるいは吸入空気量に基づいて推定してもよい。

車速Ｖについての条件とは、車速Ｖが第１ＭＧ２０の過回転を防止するためのしきい値Ｖ（０）よりも低いという条件である。空調装置の作動要求の有無についての条件とは、たとえば、空調装置（たとえば、ヒータやエアコンディショナコンプレッサ等）の作動要求がないという条件である。

上記した各条件で用いられるしきい値の各々は、エンジン１０を停止させた状態で、車両１を第２ＭＧ３０のみでの走行が可能となる電力と、第１ＭＧ２０を用いてエンジン１０を始動させることが可能となる電力とを確保するという観点、あるいは、バッテリ７０の劣化の促進を抑制するという観点等に基づいて設定される。

なお、上述した条件は、一例であり、自動停止許可条件としては、上述の条件に限定されるものではない。自動許可条件は、上述の条件以外の条件を含むものであってもよい。

ＥＣＵ２００は、上述した自動停止条件が成立した場合に自動停止制御を許可する。すなわち、ＥＣＵ２００は、エンジン１０が作動中である場合には、エンジン１０を停止させる。ＥＣＵ２００は、たとえば、エンジン１０に対する燃料噴射を停止させてエンジン１０の作動を停止させる。あるいは、ＥＣＵ２００は、第１ＭＧ２０を用いてエンジン回転速度Ｎｅがゼロになるように引き下げる。ＥＣＵ２００は、エンジン１０が停止中である場合には、エンジン１０の停止状態を維持する。

一方、ＥＣＵ２００は、上述した自動停止条件が成立しない場合に自動停止制御を禁止する。すなわち、ＥＣＵ２００は、エンジン１０が作動中である場合には、エンジン１０作動状態を維持し、エンジン１０を停止させない。ＥＣＵ２００は、エンジン１０が停止中である場合あるいは自動停止制御による停止動作中には、エンジン１０の始動動作を行なう。

ＥＣＵ２００は、たとえば、エンジン１０が完全に停止している場合には、第１ＭＧ２０を用いてクランキングさせることによって始動動作を行なう。ＥＣＵ２００は、第１ＭＧ２０を用いたクランキングとともに燃料噴射を再開する。あるいは、ＥＣＵ２００は、たとえば、エンジン１０の停止前であって、エンジン回転速度Ｎｅが完爆可能回転速度よりも高い場合には、第１ＭＧ２０を用いたクランキングを行なわずに、燃料噴射を再開することによって始動動作を行なう。ＥＣＵ２００は、始動動作時において、スロットルバルブ１１０の開度制御および点火制御を実行して、エンジン回転速度Ｎｅを目標回転数（たとえば、アイドル回転数）以上とする。

以上のような構成を有する車両１において、エンジン１０を再始動させる場合であって、かつ、エンジン回転速度Ｎｅが駆動装置２の共振発生領域内である場合に、エンジンの始動制御を開始すると共振により発生した振動が車両の乗員に伝達される場合がある。

そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ２００が、エンジン１０の停止動作中にエンジン１０の再始動要求がある場合に、エンジン回転速度Ｎｅが駆動装置２の共振発生領域に基づく予め定められた範囲内であるときには、エンジン１０の再始動を抑制し、エンジン回転速度Ｎｅが予め定められた範囲外であるときには、始動動作を行なう点を特徴とする。

図２に、本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ２００の機能ブロック図を示す。ＥＣＵ２００は、停止判定部２０２と、要求判定部２０４と、回転速度判定部２０６と、停止制御部２０８と、始動制御部２１０とを含む。

停止判定部２０２は、エンジン１０が停止動作中であるか否かを判定する。停止判定部２０２は、自動停止制御の実行中であって、かつ、エンジン回転速度Ｎｅがしきい値Ｎｅ（０）よりも大きい場合に、エンジン１０が停止動作中であると判定する。

自動停止制御の実行中とは、エンジン１０の自動停止許可条件が成立することにより、燃料噴射が停止され、第１ＭＧ２０を用いてエンジン回転速度Ｎｅが引き下げられている状態をいう。停止判定部２０２は、たとえば、上記した自動停止許可条件が成立している場合に、自動停止制御が実行中であると判定してもよい。また、しきい値Ｎｅ（０）は、エンジン１０が回転中であるか否かを判定するための値であって、たとえば、ゼロである。

なお、停止判定部２０２は、たとえば、エンジン１０が停止動作中であると判定した場合に停止判定フラグをオン状態にしてもよい。

要求判定部２０４は、停止判定部２０２によってエンジン１０が停止動作中であると判定された場合に、エンジン１０の再始動要求があるか否かを判定する。具体的には、要求判定部２０４は、上述した自動停止許可条件が成立しない場合にエンジン１０の再始動要求があると判定する。なお、要求判定部２０４は、たとえば、停止判定フラグがオン状態である場合に、エンジン１０の再始動要求があるか否かを判定し、再始動要求がある場合には、再始動判定フラグをオン状態にしてもよい。

回転速度判定部２０６は、エンジン回転速度Ｎｅが予め定められた範囲以内であるか否かを判定する。予め定められた範囲は、駆動装置２の共振発生領域に基づいて規定される範囲である。なお、駆動装置２の共振発生領域は、アイドル時のエンジン回転速度Ｎｅよりも低い回転数領域である。

具体的には、予め定められた範囲は、駆動装置２の共振発生領域の上限値及び下限値のうちの少なくともいずれか一方をエンジン回転速度Ｎｅの増加方向に予め定められた量だけ移動させた範囲である。予め定められた量は、たとえば、エンジンの始動動作が開始されてからエンジン回転速度Ｎｅの低下が抑制されるまでの応答遅れ時間を考慮した量である。なお、予め定められた範囲は、たとえば、共振発生領域を含む範囲であってもよい。予め定められた範囲は、共振発生領域よりも広い範囲であってもよい。あるいは、予め定められた範囲は、共振発生領域と下限値は共通し、上限値は、共振発生領域の上限値よりも大きくしてもよい。回転速度判定部２０６は、たとえば、エンジン回転速度Ｎｅが予め定められた範囲内である場合には、回転速度判定フラグをオン状態にしてもよい。

図３に、エンジン回転速度Ｎｅと始動時に発生するショックの程度との関係が示される。図３の縦軸には、エンジン１０の始動時に発生するショックの程度が示される。図３の横軸には、エンジン回転速度Ｎｅが示される。

図３において、予め定められた範囲は、下限値をＮｅ（１）とし、上限値をＮｅ（２）とするエンジン回転速度Ｎｅの領域である。予め定められた範囲としては、たとえば、上述の応答遅れ時間を考慮した領域であって、かつ、始動時に発生するショックの程度がしきい値（たとえば、Ｇ（１））よりも高くなる領域が設定される。ここで、始動時に発生するショックとは、第１ＭＧ２０を用いてエンジン回転速度Ｎｅを引き上げる場合に生じる回転変動に起因して発生するショックをいうものとする。

また、図３において、予め定められた範囲外の領域、すなわち、エンジン回転速度ＮｅがＮｅ（１）よりも低い第１領域と、エンジン回転速度ＮｅがＮｅ（２）よりも高い第２領域とが、エンジン１０の再始動許可領域として設定される。

停止制御部２０８は、要求判定部２０４によって再始動要求がないと判定された場合、または、要求判定部２０４によって再始動要求があると判定され、かつ、回転速度判定部２０６によってエンジン回転速度Ｎｅが予め定められた範囲内であると判定された場合には、エンジン１０の始動動作の実行を抑制し、停止動作を継続させる。

また、停止制御部２０８は、要求判定部２０４によって再始動要求がないと判定された場合、または、要求判定部２０４によって再始動要求があると判定され、かつ、回転速度判定部２０６によってエンジン回転速度Ｎｅが予め定められた範囲内であると判定された場合には、エンジン１０の始動動作を禁止するとしてもよいし、遅延するとしてもよい。

なお、停止制御部２０８は、たとえば、再始動要求フラグがオン状態であって、かつ、回転速度判定フラグがオン状態である場合に、エンジン１０の始動動作の実行を抑制し、停止動作を継続させるようにしてもよい。

始動制御部２１０は、要求判定部２０４によって再始動要求があると判定され、かつ、回転速度判定部２０６によってエンジン回転速度Ｎｅが予め定められた範囲外であると判定された場合には、エンジン１０の始動動作を行なう、すなわち、始動制御を実行する。

始動制御部２１０は、始動動作として、第１ＭＧ２０を用いてエンジン回転速度Ｎｅを上昇させるクランキングを行なう。あるいは、始動制御部２１０は、始動動作として、燃料噴射装置１０４を用いて燃料噴射を再開する。

始動制御部２１０は、たとえば、エンジン回転速度Ｎｅが、第１ＭＧ２０を用いたクランキングを要する回転速度領域内である場合には、第１ＭＧ２０を用いてエンジン回転速度Ｎｅを完爆可能な回転数まで上昇させた上で、燃料噴射装置１０４を用いた燃料噴射を再開することによってエンジン１０の始動動作を行なうようにしてもよい。

あるいは、始動制御部２１０は、たとえば、エンジン回転速度Ｎｅが、第１ＭＧ２０を用いたクランキングを要する回転速度領域よりも高い場合には、クランキングを行なわずに、燃料噴射装置１０４を用いた燃料噴射を再開することによってエンジン１０の始動動作を行なうようにしてもよい。

なお、始動制御部２１０は、たとえば、再始動判定フラグがオン状態であって、かつ、回転速度判定フラグがオフ状態である場合に、エンジン１０の始動動作を行なうようにしてもよい。

本実施の形態において、停止判定部２０２と、要求判定部２０４と、回転速度判定部２０６と、停止制御部２０８と、始動制御部２１０とは、いずれもＥＣＵ２００のＣＰＵがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両１に搭載される。

図４を参照して、本実施の形態に係る車両に搭載されたＥＣＵ２００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１０が停止動作中であるか否かを判定する。エンジン１０が停止動作中である場合には（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでない場合には（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１０の再始動要求があるか否かを判定する。エンジン１０の再始動要求がある場合には（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。もしそうでない場合には（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ２００は、エンジン回転速度Ｎｅが予め定められた範囲外であるか否かを判定する。エンジン回転速度Ｎｅが予め定められた範囲外である場合には（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。もしそうでない場合には（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１０の始動制御を実行する。Ｓ１０８にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１０の始動動作を遅延し、停止動作を継続させる。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ２００の動作について図５を用いて説明する。

なお、図５において、予め定められた範囲は、エンジン回転速度Ｎｅ（１）とＮｅ（２）との間の領域を示す。また、図５において、共振発生領域は、エンジン回転速度Ｎｅ（３）とＮｅ（４）との間の領域を示す。

たとえば、時間Ｔ（０）にて、エンジン１０の自動停止条件が成立した場合を想定する。このとき、エンジン１０に対する燃料噴射が停止され、かつ、第１ＭＧ２０を用いてエンジン回転速度Ｎｅが引き下げられる（Ｓ１００にてＹＥＳ）。

時間Ｔ（１）において、たとえば、車両１に要求されるパワーＰｖが第２ＭＧ３０を用いて出力可能なパワーＰｍの上限値を上回るように、運転者がアクセルペダル１６２のストローク量ＡＰを増加させた場合を想定する。

図５の破線に示すようにエンジン回転速度Ｎｅが変化する場合、時間Ｔ（１）において、エンジン１０の自動停止条件が不成立となり、エンジン１０の再始動要求がある場合には（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、エンジン回転速度Ｎｅが予め定められた範囲外であるため（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、エンジン１０の始動動作が行なわれる（Ｓ１０６）。たとえば、燃料噴射が再開されることによって、エンジン回転速度Ｎｅが目標回転数に向けて上昇する。そのため、エンジン回転速度Ｎｅは、共振発生領域に入ることなく、始動される。

一方、図５の実線に示すようにエンジン回転速度Ｎｅが変化する場合、時間Ｔ（１）において、エンジン１０の自動停止条件が不成立となり、エンジン１０の再始動要求がある場合には（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、エンジン回転速度Ｎｅが予め定められた範囲内であるため（Ｓ１０４にてＮＯ）、停止動作が継続される（Ｓ１０８）。そのため、エンジン回転速度Ｎｅは、時間の経過とともに低下していく。

時間Ｔ（２）において、エンジン回転速度Ｎｅが予め定められた範囲外になる場合に（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、エンジン１０の始動動作が行われる（Ｓ１０６）。たとえば、第１ＭＧ２０を用いたクランキングによりエンジン回転速度Ｎｅが完爆可能回転速度よりも高い回転速度まで上昇させられる。その後、スロットル開度制御、燃料噴射制御および点火制御等によりエンジン１０が始動される。

エンジン回転速度Ｎｅは、停止動作により共振発生領域を通過した後に、始動動作により再度共振発生領域を通過して始動する。エンジン回転速度Ｎｅがエンジンの始動により減少から上昇する転じる期間においてエンジン回転速度Ｎｅが共振発生領域内になることが抑制される。その結果、エンジン回転速度Ｎｅが共振発生領域内である場合にエンジン１０が始動される場合よりもエンジン回転速度Ｎｅが共振発生領域内となる期間を短くすることができる。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両１によると、エンジン１０の停止動作中にエンジン１０の再始動要求がある場合に、エンジン回転速度Ｎｅが駆動装置２の共振発生領域に基づく予め定められた範囲内であるときには、エンジン１０の再始動が抑制される。また、エンジン１０の停止動作中にエンジン１０の再始動要求がある場合に、エンジン回転速度Ｎｅが予め定められた範囲外であるときには、始動動作が行なわれる。これにより、エンジンの再始動時に共振に起因した振動の発生を抑制することができる。したがって、エンジンの再始動時に共振により発生する振動が運転者に伝達されることを抑制する車両および車両用制御方法を提供することができる。

なお、図１では、駆動輪８０を前輪とする車両１を一例として示したが、特にこのような駆動方式に限定されるものではない。たとえば、車両１は、後輪を駆動輪とするものであってもよい。または、車両１は、図１の第２ＭＧ３０が前輪の駆動軸１６に代えて、後輪を駆動するための駆動軸に連結される車両であってもよい。また、駆動軸１６と減速機５８との間あるいは駆動軸１６と第２ＭＧ３０との間に変速機構が設けられてもよい。

さらに、本発明が適用されるハイブリッド車両の形式は、図１に示す形式に限定されるものではない。本発明は、たとえば、シリーズ方式あるいはパラレル方式のハイブリッド車両に適用されてもよい。たとえば、車両１は、第２ＭＧ３０を省略し、第１ＭＧ２０の回転軸をエンジン１０の出力軸に直結させ、動力分割装置４０に代えて、クラッチを有する変速機を含む構成としてもよい。

また、本発明が適用される車両は、ハイブリッド車両に限定されるものではない。本発明は、たとえば、エンジンのみを駆動源とする車両に適用されてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 車両、２ 駆動装置、１０ エンジン、１１ エンジン回転速度センサ、１２，１３ レゾルバ、１４ 車輪速センサ、１６ 駆動軸、４０ 動力分割装置、５０ サンギヤ、５２ ピニオンギヤ、５４ キャリア、５６ リングギヤ、５８ 減速機、６０ ＰＣＵ、７０ バッテリ、８０ 駆動輪、１０２ 気筒、１０４ 燃料噴射装置、１１０ スロットルバルブ、１５０ スタートスイッチ、１５６ 電池温度センサ、１５８ 電流センサ、１６０ 電圧センサ、１６２ アクセルペダル、１６４ ペダルストロークセンサ、１６６ 水温センサ、２００ ＥＣＵ、２０２ 停止判定部、２０４ 要求判定部、２０６ 回転速度判定部、２０８ 停止制御部、２１０ 始動制御部。

Claims (8)

1. エンジン（１０）を含む駆動装置（２）と、
   前記エンジンの始動動作を行なうための制御装置（２００）とを含み、
   前記制御装置は、前記エンジンの停止動作中に前記エンジンの再始動要求がある場合に、前記エンジンの回転速度が前記駆動装置の共振発生領域に基づく予め定められた範囲内であるときには、前記エンジンの再始動を抑制し、前記回転速度が前記予め定められた範囲外であるときには、前記始動動作を行なう、車両。
2. 前記予め定められた範囲は、前記共振発生領域の上限値及び下限値のうちの少なくともいずれか一方を前記回転速度の増加方向に予め定められた量だけ移動させた範囲である、請求項１に記載の車両。
3. 前記予め定められた量は、前記始動動作が開始されてから前記回転速度の低下が抑制されるまでの応答遅れ時間を考慮した量である、請求項２に記載の車両。
4. 前記車両は、前記エンジンを始動させるための回転電機（２０）をさらに含み、
   前記制御装置は、前記停止動作中に前記再始動要求がある場合に、前記回転速度が前記予め定められた範囲外であるときには、前記回転電機を用いて前記エンジンをクランキングさせることによって前記始動動作を行なう、請求項１に記載の車両。
5. 前記エンジンには、燃料噴射装置（１０４）が設けられ、
   前記制御装置は、前記停止動作中に前記再始動要求がある場合に、前記回転速度が前記予め定められた範囲外であるときには、燃料噴射が再開するように前記燃料噴射装置を制御することによって前記始動動作を行なう、請求項１に記載の車両。
6. 前記車両は、
   第１回転電機（２０）と、
   駆動輪（８０）に連結される第２回転電機（３０）と、
   前記エンジンの出力軸、前記第１回転電機の第１回転軸および前記第２回転電機の第２回転軸の三要素の各々を機械的に連結し、前記三要素のうちのいずれか一つを反力要素とすることによって、他の２つの要素間での動力伝達が可能な動力伝達装置（４０）とをさらに含む、請求項１に記載の車両。
7. 前記動力伝達装置は、サンギヤ（５０）と、ピニオンギヤ（５２）と、キャリア（５４）と、リングギヤ（５６）とを有する遊星歯車機構であって、
   前記サンギヤは、前記第１回転軸に連結され、
   前記キャリアは、前記エンジンの前記出力軸に連結され、
   前記リングギヤは、前記第２回転軸に連結される、請求項６に記載の車両。
8. エンジン（１０）を含む駆動装置（２）を搭載する車両に用いられる車両用制御方法であって、
   前記エンジンの停止動作中に前記エンジンの再始動要求がある場合に、前記エンジンの回転速度が前記駆動装置の共振発生領域に基づく予め定められた範囲内であるときには、前記エンジンの再始動を抑制するステップと、
   前記停止動作中に前記再始動要求がある場合に、前記回転速度が前記予め定められた範囲外であるときには、前記エンジンの始動動作を行なうステップとを含む、車両用制御方法。

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