WO2012157089A1 - クランキングトルク制御装置 - Google Patents

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voltage
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晃司 三輪
河合　高志
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Definitions

  • the present invention relates to a technical field of a cranking torque control device that controls a cranking torque of a motor when the engine is cranked by a motor in a vehicle including an engine and a motor such as a hybrid vehicle.
  • a device that drives a motor generator so as to crank the engine when a request for switching from an EV (Electric Vehicle) travel mode to an HV (Hybrid Vehicle) travel mode is received.
  • the discharge allowable power is derived so that the DC voltage of the battery does not fall below the lower limit voltage, and the torque command value is adjusted so that the power consumption of the motor / generator does not exceed the discharge allowable power.
  • the lower limit voltage is temporarily raised when the accelerator opening reaches a predetermined reference value within a predetermined time after the request for switching to the HV traveling mode (Patent Document 2). reference).
  • the battery protection is prioritized. There is a technical problem that may cause an engine stall.
  • the present invention has been made in view of the above problems, for example.
  • a cranking torque control device capable of suppressing the occurrence of an unexpected engine stall caused by the battery voltage being lower than the lower limit voltage of the battery. The issue is to provide.
  • a first cranking torque control device of the present invention is coupled to an engine, a motor connected to the engine, and capable of supplying power to the motor.
  • a setting means mounted on a hybrid vehicle including a battery, and capable of setting an output limit value that is a limit value of power output from the battery according to a power deviation when the motor cranks the engine; Control means for controlling the setting means so as not to set the output limit value on condition that the voltage of the battery is lower than a lower limit voltage related to the battery due to resonance of the engine; Prepare.
  • the cranking torque control device is connected to the engine, a motor that is coupled to the engine, and capable of cranking the engine, and supplies power to the motor. It is mounted on a hybrid vehicle equipped with a battery capable of being used.
  • “motor” means a motor for engine control, but it may be a motor realized in a motor generator (electric motor). That is, it may mean a motor generator as long as it can function as a motor.
  • the setting means including a memory, a processor, and the like includes an output limit value that is a limit value of the power output from the battery according to the power deviation when the motor cranks the engine (that is, when the engine is started). Can be set.
  • power deviation means a deviation between the target input / output power and the actual input / output power. Since various known modes can be applied to the method of setting the output limit value according to the power deviation, the details thereof are omitted for the purpose of preventing the explanation from becoming complicated.
  • control means comprising a memory, a processor, etc. is a setting means so as not to set the output limit value on condition that the voltage of the battery is lower than the lower limit voltage related to the battery due to engine resonance.
  • engine resonance means a relatively large fluctuation in the engine speed that occurs when the engine speed passes through the resonance band of the power transmission system including the engine.
  • the setting means is controlled by the control means so as not to set the output limit value on condition that the battery voltage is lower than the lower limit voltage due to engine resonance. .
  • the power deviation detected before the predetermined time is used, so that the battery voltage is reduced due to, for example, resonance of the engine before the predetermined time. If the voltage falls momentarily below the lower limit voltage, the power output from the battery is often limited more than necessary. For this reason, in the present invention, when the voltage of the battery is predicted to instantaneously fall below the lower limit voltage, the power output from the battery is limited more than necessary by not setting the output limit value. It is preventing.
  • a second cranking torque control device of the present invention is coupled to an engine, a motor coupled to the engine, and capable of supplying power to the motor.
  • a setting means mounted on a hybrid vehicle including a battery, and capable of setting an output limit value that is a limit value of power output from the battery according to a power deviation when the motor cranks the engine;
  • the second cranking torque control device of the present invention similarly to the above-described first cranking torque control device of the present invention, it is possible to suppress a decrease in the cranking torque of the motor, and an unexpected engine stall Can be suppressed.
  • control means including a memory, a processor, etc. is set so as not to set the output limit value on condition that the battery voltage is lower than the lower limit voltage related to the battery due to the first explosion of the engine. Control means.
  • control means is set not to set the output limit value on condition that the voltage of the battery is lower than the lower limit voltage related to the battery due to the first explosion of the engine. Means are controlled. That is, in the present invention, unexpected engine stall is suppressed by allowing the voltage of the battery to temporarily fall below the lower limit voltage.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a hybrid vehicle according to the present embodiment.
  • FIG. 1 only members directly related to the present invention are shown, and other members are omitted as appropriate.
  • a hybrid vehicle 1 includes an engine 11, a three-shaft power distribution mechanism 14 connected to a crankshaft 12 as an output shaft of the engine 11 via a damper 13, and a power distribution mechanism 14. Electric power can be supplied to the connected motor generator MG1 capable of generating electricity, the motor generator MG2 connected to the power distribution mechanism 14 via the transmission 15, and the motor generators MG1 and MG2.
  • a battery 21 configured to be rechargeable by regenerative electric power of each of the generators MG1 and MG2 and an ECU (Electronic Control Unit: electronic control unit) 22 are configured.
  • the engine 11 is an internal combustion engine that outputs power using fuel such as gasoline.
  • the engine 11 receives operation control such as fuel injection control, ignition control, intake air amount adjustment control, and the like from the ECU 22.
  • the power distribution mechanism 14 includes a sun gear 141, a ring gear 144 arranged concentrically with the sun gear 141, a plurality of pinion gears 142 that mesh with the sun gear 141 and also mesh with the ring gear 144, and the plurality of pinion gears 143 that rotate. And a carrier 143 that is held to revolve freely. That is, the power distribution mechanism 14 is configured as a planetary gear mechanism that performs differential action with the sun gear 141, the ring gear 144, and the carrier 143 as rotational elements.
  • the sun gear 141 is connected to a motor / generator MG1.
  • the crankshaft 12 of the engine 11 is connected to the carrier 143 via the damper 13.
  • a transmission 15 is connected to the ring gear 144 via a ring gear shaft 144a.
  • power distribution mechanism 14 distributes power from engine 11 input via carrier 143 to sun gear 141 side and ring gear 144 side according to the gear ratio. To do.
  • power distribution mechanism 14 receives power from engine 11 input through carrier 143 and power from motor / generator MG1 input through sun gear 141. Are output to the ring gear 144 side.
  • the power output to the ring gear 144 is output from the ring gear shaft 144a to the drive wheel 19 via the gear mechanism 17 and the differential gear 18.
  • the motor / generator MG1 functions as an electric motor and when the crankshaft 12 of the engine 11 is cranked by the motor / generator MG1, the motor / generator MG1 is input from the motor / generator MG1 input via the sun gear 141. Is transmitted to the crankshaft 12 through the carrier 143.
  • the transmission 15 is configured to be able to execute connection and release of the rotation shaft 16 of the motor / generator MG2 and the ring gear shaft 144a.
  • the “motor / generator MG1” according to the present embodiment is an example of the “motor” according to the present invention.
  • cranking torque control device 100 mounted on the hybrid vehicle 1 configured as described above limits the power output from the battery 21 in accordance with the power deviation when the motor / generator MG1 cranks the engine 11.
  • the output limit value can be set, and the setting of the output limit value is stopped on condition that the voltage of the battery 21 is lower than the lower limit voltage related to the battery 21 due to the resonance of the engine 11.
  • ECU22 which comprises is comprised.
  • the cranking torque control device 100 includes a voltage sensor 23 that detects a voltage between terminals of the battery 21, a current sensor 24 that detects a current input to and output from the battery 21, a temperature sensor 25 that detects a temperature of the battery 21, And a temperature sensor 26 for detecting the temperature of the engine 11.
  • ECU 22 is an example of “setting means” and “control means” according to the present invention. That is, in this embodiment, a part of the functions of the ECU 22 for various electronic controls of the hybrid vehicle 1 is used as a part of the cranking torque control device 100.
  • cranking torque control process The cranking torque control process executed by the cranking torque control device 100 when the engine 11 is started (for example, when shifting from the EV traveling mode to the HV traveling mode) will be described with reference to the flowchart of FIG. To do.
  • This cranking torque control process is repeatedly executed at predetermined time intervals (for example, every several milliseconds (milliseconds)) when the engine 11 is started.
  • step S101 the ECU 22 as a part of the cranking torque control device 100 acquires the voltage across the terminals of the battery 21 detected by the voltage sensor 23 (step S101).
  • the ECU 22 calculates input / output powers Win and Wout based on the state of the battery 21 (step S102). Specifically, for example, the ECU 22 is based on the remaining capacity (State of Charge: SOC) of the battery 21 specified by the acquired inter-terminal voltage of the battery 21, the temperature of the battery 21 detected by the temperature sensor 25, and the like. The input / output powers Win and Wout are calculated. The remaining capacity of the battery 21 may be specified by integrating the current value detected by the current sensor 24.
  • SOC State of Charge
  • the ECU 22 determines whether or not the voltage between the terminals of the battery 21 detected by the voltage sensor 23 is lower than the lower limit voltage related to the battery 21 (step S103). When it is determined that the voltage between the terminals of the battery 21 is equal to or higher than the lower limit voltage (step S103: No), the ECU 22 calculates the input / output allowable limits Winf and Woutf based on the power deviation (step S110). Since various known modes can be applied to the calculation method of the input / output allowable limits Winf and Woutf, details thereof are omitted for the purpose of preventing the explanation from becoming complicated.
  • the ECU 22 calculates the upper limit output torque and the lower limit output torque based on the calculated input / output allowable limits Winf and Woutf (step S108), and calculates the target torque within the range of the upper limit output torque and the lower limit output torque. (Step S109).
  • step S103 when it is determined that the voltage between the terminals of the battery 21 is lower than the lower limit voltage (step S103: Yes), the ECU 22 temporarily causes the lower limit voltage crack of the battery 21 to be caused by resonance of the engine 11. It is determined whether or not the lower limit voltage is cracked. Specifically, the ECU 22 executes the determination process of steps S104 to S106 described below. Note that the processing of steps S104 to S106 is not limited to the order described in FIG. 2, and may be executed from any processing.
  • the ECU 22 determines whether or not the lower limit voltage crack of the battery 21 is caused by fluctuations in the rotational speed of the engine 11 (step S104). Specifically, for example, the ECU 22 determines that the lower limit voltage crack of the battery 21 is based on a change in the rotational speed of the engine 11 within a predetermined period in the vicinity of the time when the inter-terminal voltage of the battery 21 is determined to be lower than the lower limit voltage. It is determined whether or not it is caused by fluctuations in the rotational speed of the engine 11.
  • step S104 determines that the rotational speed of the engine 11 is the rotational speed corresponding to the resonance band. It is determined whether or not there is (step S105).
  • step S105 determines that the rotational speed of the engine 11 is a rotational speed corresponding to the resonance band.
  • step S106 determines whether or not this period coincides with the period of the explosion primary component of the engine 11.
  • step S106 determines that the lower limit voltage crack of the battery 21 is a temporary lower limit voltage crack caused by the resonance of the engine 11. Then, the ECU 22 does not calculate the input / output allowable limits Winf and Woutf based on the power deviation (that is, without executing the processing in step S110 described above), and outputs the output power Wout calculated in the processing in step S102 described above. Is maintained (step S107).
  • the ECU 22 calculates an upper limit output torque and a lower limit output torque based on the input / output powers Win and Wout (step S108), and calculates a target torque (step S109).
  • Step S104 to S106 When the result of any of the determination processes of Steps S104 to S106 described above is “No” (that is, (i) the lower limit voltage crack of the battery 21 is not caused by the rotational speed fluctuation of the engine 11 ( ii) The rotation speed of the engine 11 is not the rotation speed corresponding to the resonance band, or (iii) the lower limit voltage crack of the battery 21 is not intermittent, or the rotation speed fluctuation cycle of the engine 11 is the primary explosion of the engine 11 When it is determined that the cycle of the component does not match), the ECU 22 determines that the lower limit voltage crack of the battery 21 is not temporary. And ECU22 performs the process of step S110 mentioned above from a viewpoint of battery 21 protection.
  • FIGS. 3 and 4 A second embodiment of the cranking torque control device of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the second embodiment is the same as the configuration of the first embodiment except that the cranking torque control process to be executed is partially different. Accordingly, the description of the second embodiment that is the same as that of the first embodiment is omitted, and common portions in the drawings are denoted by the same reference numerals, and only the points that are basically different are shown in FIGS. 3 and 4. The description will be given with reference.
  • cranking torque control process The cranking torque control process executed by the cranking torque control apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • step S ⁇ b> 103: No when it is determined that the voltage between the terminals of the battery 21 is equal to or higher than the lower limit voltage (step S ⁇ b> 103: No), the ECU 22 causes the lower limit voltage crack of the battery 21 to be temporarily caused by the initial explosion of the engine 11. It is determined whether or not the lower limit voltage is cracked. Specifically, the ECU 22 executes the determination processes of steps S201 and S202 below. Note that the processes in steps S201 and S202 are not limited to the order described in FIG. 3, and may be executed from either process.
  • step S201 determines whether the lower limit voltage crack of the battery 21 is caused by the increase in the rotational speed of the engine 11.
  • step S201: Yes the ECU 22 determines whether or not the engine 11 has undergone an initial explosion (step S201). S202).
  • step S202 determines the lower limit voltage of the battery 21. It is determined that the crack is a temporary lower limit voltage crack caused by the first explosion of the engine 11. Then, the ECU 22 calculates the output allowable limit Wout_fire in consideration of the increase in the rotational speed of the engine 11 (step S203).
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of temporal fluctuations in engine speed and battery voltage.
  • the ECU 22 calculates the output allowable limit Wout_fire by subtracting the power consumed excessively due to the first explosion of the engine 11 from the output power Wout calculated in the process of step S102.
  • the ECU 22 calculates a target torque according to the calculated output allowable limit Wout_fire (step S109). Specifically, for example, the ECU 22 calculates a target torque by the following formula.
  • Target torque output allowable limit Wout_fire ⁇ (estimated rotation speed ⁇ circumference ratio ⁇ 2)
  • the “predicted arrival rotation speed” means the rotation speed of the engine 11 predicted to reach after a predetermined time (see time t3 in the upper part of FIG. 4).
  • step S201 and step S202 When the result of any of the determination processes in step S201 and step S202 described above is “No” (that is, (i) the lower limit voltage crack of the battery 21 is not caused by the increase in the rotational speed of the engine 11, Or (ii) When it is determined that the engine 11 does not have the first explosion), the ECU 22 determines that the lower limit voltage crack of the battery 21 is not temporary. And ECU22 performs the process of step S110 mentioned above from a viewpoint of battery 21 protection.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and cranking torque control with such a change is possible.
  • the apparatus is also included in the technical scope of the present invention.

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Abstract

　クランキングトルク制御装置（１００）は、エンジン（１１）と、該エンジンに連結されると共に、該エンジンをクランキング可能なモータ（ＭＧ１）と、該モータに電力を供給可能なバッテリ（２１）と、を備えるハイブリッド車両（１）に搭載される。クランキングトルク制御装置は、モータがエンジンをクランキングする際に、電力偏差に応じてバッテリから出力される電力の制限値である出力制限値を設定可能な設定手段（２２）と、エンジンの共振に起因して、又は、エンジンの初爆に起因して、バッテリの電圧が該バッテリに係る下限電圧より低くなったことを条件に、出力制限値を設定しないように設定手段を制御する制御手段（２２）と、を備える。

Description

クランキングトルク制御装置
　本発明は、例えばハイブリッド自動車等のエンジン及びモータを備える車両において、モータによりエンジンがクランキングされる際におけるモータのクランキングトルクを制御するクランキングトルク制御装置の技術分野に関する。
　この種の装置として、例えば、バッテリの過大な電力による充放電を抑制するために、バッテリに入出力される入出力電力からモータに入出力される想定電力を減じて計算した電力偏差に対してなまし処理を施し、該電力偏差と、バッテリの入出力制限都とに基づいて入出力許容制限を設定する装置が提案されている（特許文献１参照）。
　或いは、ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）走行モードからＨＶ（Ｈｙｂｒｉｄ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）走行モードへの切換え要求を受けると、エンジンをクランキングするようにモータ・ジェネレータを駆動する装置が提案されている。ここでは特に、バッテリの直流電圧が下限電圧を下回らないように放電許容電力を導出し、モータ・ジェネレータの消費パワーが放電許容電力を超えないようにトルク指令値を調整することが記載されている。また、ＨＶ走行モードへの切換え要求後の所定時間内に、アクセル開度が所定の基準値に達した場合には、下限電圧を一時的にかさ上げすることが記載されている（特許文献２参照）。
特開２００６－０９４６９１号公報 特開２００９－１６６５１３号公報
　上述した背景技術では、例えばバッテリ残量が比較的少ない場合や、機関温度が比較的低い場合等に、バッテリ残容量が下限制限値を下回ると、バッテリの保護が優先される結果、予期せぬエンジンストールを招く可能性があるという技術的問題点がある。
　本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、バッテリの電圧が該バッテリの下限電圧を下回ることに起因する予期しないエンジンストールの発生を抑制することができるクランキングトルク制御装置を提供することを課題とする。
　本発明の第１のクランキングトルク制御装置は、上記課題を解決するために、エンジンと、前記エンジンに連結されると共に、前記エンジンをクランキング可能なモータと、前記モータに電力を供給可能なバッテリと、を備えるハイブリッド車両に搭載され、前記モータが前記エンジンをクランキングする際に、電力偏差に応じて前記バッテリから出力される電力の制限値である出力制限値を設定可能な設定手段と、前記エンジンの共振に起因して、前記バッテリの電圧が該バッテリに係る下限電圧より低くなったことを条件に、前記出力制限値を設定しないように前記設定手段を制御する制御手段と、を備える。
　本発明の第１のクランキングトルク制御装置によれば、当該クランキングトルク制御装置は、エンジンと、該エンジンに連結されると共に、該エンジンをクランキング可能なモータと、該モータに電力を供給可能なバッテリと、を備えるハイブリッド車両に搭載されている。ここで、「モータ」は、エンジン制御用のモータを意味するが、モータ・ジェネレータ（電動発動機）において実現されるモータであってもよい。即ち、モータとして機能し得る限りにおいて、モータ・ジェネレータを意味してもかまわない。
　例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる設定手段は、モータがエンジンをクランキングする際に（即ち、エンジンの始動時に）、電力偏差に応じてバッテリから出力される電力の制限値である出力制限値を設定可能である。
　ここで、「電力偏差」とは、目標入出力電力と、実際の入出力電力との偏差を意味する。尚、電力偏差に応じて出力制限値を設定する方法には、公知の各種態様を適用可能であるので、説明の煩雑化を防ぐ目的から、その詳細については省略する。
　例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる制御手段は、エンジンの共振に起因して、バッテリの電圧が該バッテリに係る下限電圧より低くなったことを条件に、出力制限値を設定しないように設定手段を制御する。ここで、「エンジンの共振」とは、エンジンの回転数が、該エンジンを含む動力伝達系の共振帯域を通過する際に生じる、エンジンの回転数の比較的大きな変動を意味する。
　尚、「バッテリに係る下限電圧」の設定方法には、公知の各種態様を適用可能であるので、説明の煩雑化を防ぐ目的から、その詳細については省略する。
　本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、バッテリの電圧が、予め設定された下限電圧を比較的長い期間下回ってしまうと、バッテリの急速の劣化を招く可能性がある。このため、バッテリの電圧が下限電圧を下回らないように、バッテリから出力される電力が制限されることが多い。すると、バッテリの出力電力が絞られることに起因して、モータのクランキングトルクが低下した結果、下支えトルクの減少に伴いエンジンの回転数が減少し、予期せぬエンジンストールに至る可能性がある。
　そこで本発明では、バッテリの電圧が一時的に下限電圧を下回ることを許容することによって、予期せぬエンジンストールの発生を抑制している。具体的には、上述の如く、制御手段により、エンジンの共振に起因して、バッテリの電圧が下限電圧より低くなったことを条件に、出力制限値を設定しないように設定手段が制御される。
　つまり、電力偏差に応じて出力制限値が設定される場合、所定時間前に検出された電力偏差が用いられるので、該所定時間前に、例えばエンジンの共振等に起因して、バッテリの電圧が下限電圧を瞬間的に下回ると、バッテリから出力される電力が必要以上に制限されることが多い。このため、本発明では、バッテリの電圧が下限電圧を瞬間的に下回ると予測される場合には、出力制限値を設定しないことによって、バッテリから出力される電力が必要以上に制限されることを防止している。
　この結果、モータのクランキングトルクの低下を抑制することができ、予期しないエンジンストールの発生を抑制することができる。他方で、バッテリの電圧が下限電圧を比較的長い期間下回ると予測されるような場合に、バッテリの保護を優先した制御が実行されるように構成すれば、バッテリの劣化を抑制することができる。
　尚、共振帯域は、ハイブリッド車両の動力伝達系の構造に依存するため、設計段階において予測可能であることが、本願発明者の研究により判明している。従って、バッテリの電圧が下限値を下回った原因が、エンジンの共振であるか否かは、該エンジンの回転数等から比較的容易に判定可能である。
　本発明の第２のクランキングトルク制御装置は、上記課題を解決するために、エンジンと、前記エンジンに連結されると共に、前記エンジンをクランキング可能なモータと、前記モータに電力を供給可能なバッテリと、を備えるハイブリッド車両に搭載され、前記モータが前記エンジンをクランキングする際に、電力偏差に応じて前記バッテリから出力される電力の制限値である出力制限値を設定可能な設定手段と、前記エンジンの初爆に起因して、前記バッテリの電圧が該バッテリに係る下限電圧より低くなったことを条件に、前記出力制限値を設定しないように前記設定手段を制御する制御手段と、を備える。
　本発明の第２のクランキングトルク制御装置によれば、上述した本発明の第１のクランキングトルク制御装置と同様に、モータのクランキングトルクの低下を抑制することができ、予期しないエンジンストールの発生を抑制することができる。
　例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる制御手段は、エンジンの初爆に起因して、バッテリの電圧が該バッテリに係る下限電圧より低くなったことを条件に、出力制限値を設定しないように設定手段を制御する。
　ここで、本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、エンジンの始動時にエンジンに初爆があると、エンジンの回転数が上昇することに伴い、モータの回転数も上昇する。すると、モータでの消費電力が予定よりも多くなり、バッテリの電圧が、予め設定された下限電圧を下回る可能性がある。このため、電力偏差に応じて出力制限値が設定されると、バッテリから出力される電力が必要以上に制限されてしまう可能性があり、予期しないエンジンストールが発生するおそれがある。
　そこで本発明では、上述の如く、制御手段により、エンジンの初爆に起因して、バッテリの電圧が該バッテリに係る下限電圧より低くなったことを条件に、出力制限値を設定しないように設定手段が制御される。つまり、本発明では、バッテリの電圧が一時的に下限電圧を下回ることを許容することによって、予期せぬエンジンストールの発生を抑制している。
　尚、エンジンに初爆があったか否かを判定する方法（即ち、初爆判定）には、公知の各種態様を適用可能であるので、説明の煩雑化を防ぐ目的から、その詳細については省略する。
　本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
第１実施形態に係るハイブリッド車両の構成を示す概略図である。 第１実施形態に係るクランキングトルク制御処理を示すフローチャートである。 第２実施形態に係るクランキングトルク制御処理を示すフローチャートである。 エンジン回転数及びバッテリ電圧の時間変動の一例を示す概念図である。
　以下、本発明に係るクランキングトルク制御装置の実施形態を、図面に基づいて説明する。
　＜第１実施形態＞
　（車両の構成）
　第１実施形態に係るハイブリッド車両の構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るハイブリッド車両の構成を示す概略図である。尚、図１では、本発明と直接関連のある部材のみを示し、その他の部材については適宜省略している。
　図１において、ハイブリッド車両１は、エンジン１１と、該エンジン１１の出力軸としてのクランク軸１２に、ダンパ１３を介して接続された３軸式の動力分配機構１４と、該動力分配機構１４に接続された発電可能なモータ・ジェネレータＭＧ１と、変速機１５を介して動力分配機構１４に接続されたモータ・ジェネレータＭＧ２と、モータ・ジェネレータＭＧ１及びＭＧ２各々に対して電力を供給可能、且つモータ・ジェネレータＭＧ１及びＭＧ２各々の回生電力により充電可能に構成されているバッテリ２１と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）２２と、を備えて構成されている。
　エンジン１１は、例えばガソリン等の燃料により動力を出力する内燃機関である。該エンジン１１は、ＥＣＵ２２により、例えば燃料噴射制御、点火制御、吸入空気量調節制御、等の運転制御を受けている。
　動力分配機構１４は、サンギヤ１４１と、該サンギヤ１４１と同心円上に配置されたリングギヤ１４４と、サンギヤ１４１に噛合すると共に、リングギヤ１４４にも噛合する複数のピニオンギヤ１４２と、該複数のピニオンギヤ１４３を自転且つ公転自在に保持するキャリア１４３とを備える。即ち、動力分配機構１４は、サンギヤ１４１、リングギヤ１４４及びキャリア１４３を回転要素として差動作用を行う遊星歯車機構として構成されている。
　サンギヤ１４１には、モータ・ジェネレータＭＧ１が接続されている。キャリア１４３には、ダンパ１３を介してエンジン１１のクランク軸１２が接続されている。リングギヤ１４４には、リングギヤ軸１４４ａを介して変速機１５が接続されている。
　モータ・ジェネレータＭＧ１が発電機として機能するときには、動力分配機構１４は、キャリア１４３を介して入力されるエンジン１１からの動力を、サンギヤ１４１側とリングギヤ１４４側とに、そのギヤ比に応じて分配する。
　他方、モータ・ジェネレータＭＧ１が電動機として機能するときには、動力分配機構１４は、キャリア１４３を介して入力されるエンジン１１からの動力と、サンギヤ１４１を介して入力されるモータ・ジェネレータＭＧ１からの動力と、を統合してリングギヤ１４４側に出力する。リングギヤ１４４に出力された動力は、リングギヤ軸１４４ａからギヤ機構１７、デファレンシャルギヤ１８を介して駆動輪１９に出力される。
　また、モータ・ジェネレータＭＧ１が電動機として機能するときであって、該モータ・ジェネレータＭＧ１によりエンジン１１のクランク軸１２がクランキングされる際には、サンギヤ１４１を介して入力されるモータ・ジェネレータＭＧ１からの動力が、キャリア１４３を介して、クランク軸１２に伝達される。
　変速機１５は、モータ・ジェネレータＭＧ２の回転軸１６とリングギヤ軸１４４ａとの接続及び該接続の解除を実行可能に構成されている。
　尚、本実施形態に係る「モータ・ジェネレータＭＧ１」は、本発明に係る「モータ」の一例である。
　（クランキングトルク制御装置）
　以上のように構成されたハイブリッド車両１に搭載されるクランキングトルク制御装置１００は、モータ・ジェネレータＭＧ１がエンジン１１をクランキングする際に、電力偏差に応じてバッテリ２１から出力される電力の制限値である出力制限値を設定可能であると共に、エンジン１１の共振に起因してバッテリ２１の電圧が、該バッテリ２１に係る下限電圧より低くなったことを条件に、出力制限値の設定を停止するＥＣＵ２２を備えて構成されている。
　クランキングトルク制御装置１００は、バッテリ２１の端子間電圧を検出する電圧センサ２３と、バッテリ２１に入出力される電流を検出する電流センサ２４と、バッテリ２１の温度を検出する温度センサ２５と、エンジン１１の温度を検出する温度センサ２６と、を更に備えて構成されている。
　本実施形態に係る「ＥＣＵ２２」は、本発明に係る「設定手段」及び「制御手段」の一例である。つまり、本実施形態では、ハイブリッド車両１の各種電子制御用のＥＣＵ２２の機能の一部を、クランキングトルク制御装置１００の一部として利用している。
　（クランキングトルク制御処理）
　エンジン１１が始動される際（例えば、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへ移行する際等）に、クランキングトルク制御装置１００が実行するクランキングトルク制御処理について、図２のフローチャートを参照して説明する。このクランキングトルク制御処理は、エンジン１１が始動される際に、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ（ミリ秒）毎）に繰り返し実行される。
　図２において、先ず、クランキングトルク制御装置１００の一部としてのＥＣＵ２２は、電圧センサ２３により検出されたバッテリ２１の端子間電圧を取得する（ステップＳ１０１）。
　続いて、ＥＣＵ２２は、バッテリ２１の状態に基づいて、入出力電力Ｗｉｎ、Ｗｏｕｔを算出する（ステップＳ１０２）。具体的には例えば、ＥＣＵ２２は、取得されたバッテリ２１の端子間電圧により特定されるバッテリ２１の残容量（Ｓｔａｔｅ　ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ：ＳＯＣ）、温度センサ２５により検出されたバッテリ２１の温度等に基づいて、入出力電力Ｗｉｎ、Ｗｏｕｔを算出する。尚、バッテリ２１の残容量は、電流センサ２４により検出された電流値が積算されることによって特定されてもよい。
　次に、ＥＣＵ２２は、電圧センサ２３により検出されたバッテリ２１の端子間電圧が、該バッテリ２１に係る下限電圧より低いか否かを判定する（ステップＳ１０３）。バッテリ２１の端子間電圧が下限電圧以上であると判定された場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ＥＣＵ２２は、電力偏差に基づいて入出力許容制限Ｗｉｎｆ、Ｗｏｕｔｆを算出する（ステップＳ１１０）。尚、入出力許容制限Ｗｉｎｆ、Ｗｏｕｔｆの算出方法には、公知の各種態様を適用可能であるので、説明の煩雑化を防ぐ目的から、その詳細については省略する。
　次に、ＥＣＵ２２は、算出された入出力許容制限Ｗｉｎｆ、Ｗｏｕｔｆに基づいて、上限出力トルク及び下限出力トルクを算出し（ステップＳ１０８）、上限出力トルク及び下限出力トルクの範囲内で目標トルクを算出する（ステップＳ１０９）。
　ステップＳ１０３の処理において、バッテリ２１の端子間電圧が下限電圧より低いと判定された場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２２は、バッテリ２１の下限電圧割れが、エンジン１１の共振に起因する一時的な下限電圧割れであるか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ２２は、下記のステップＳ１０４乃至Ｓ１０６の判定処理を実行する。尚、ステップＳ１０４乃至Ｓ１０６の処理は、図２に記載されている順番に限らず、どの処理から実行されてもよい。
　ＥＣＵ２２は、バッテリ２１の下限電圧割れが、エンジン１１の回転数変動に起因するものであるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。具体的には例えば、ＥＣＵ２２は、バッテリ２１の端子間電圧が下限電圧より低いと判定された時刻近傍における所定期間内のエンジン１１の回転数の変化に基づいて、バッテリ２１の下限電圧割れが、エンジン１１の回転数変動に起因するものであるか否かを判定する。
　バッテリ２１の下限電圧割れが、エンジン１１の回転数変動に起因するものであると判定された場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２２は、エンジン１１の回転数が、共振帯域に該当する回転数であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。エンジン１１の回転数が共振帯域に該当する回転数であると判定された場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２２は、バッテリ２１の下限電圧割れが断続的であり、且つ、エンジン１１の回転数変動の周期がエンジン１１の爆発１次成分の周期と一致するか否かを判定する(ステップＳ１０６)。
　バッテリ２１の下限電圧割れが断続的であり、且つ、エンジン１１の回転数変動の周期がエンジン１１の爆発１次成分の周期と一致すると判定された場合（即ち、ステップＳ１０４乃至ステップＳ１０６の判定処理の結果が全て“Ｙｅｓ”であった場合）(ステップＳ１０６：Ｙｅｓ)、ＥＣＵ２２は、バッテリ２１の下限電圧割れが、エンジン１１の共振に起因する一時的な下限電圧割れであると判定する。そして、ＥＣＵ２２は、電力偏差に基づく入出力許容制限Ｗｉｎｆ、Ｗｏｕｔｆは算出せずに（即ち、上述したステップＳ１１０の処理は実行せずに）、上述したステップＳ１０２の処理で算出された出力電力Ｗｏｕｔを維持する（ステップＳ１０７）。
　次に、ＥＣＵ２２は、入出力電力Ｗｉｎ、Ｗｏｕｔに基づいて、上限出力トルク及び下限出力トルクを算出し（ステップＳ１０８）、目標トルクを算出する（ステップＳ１０９）。
　上述したステップＳ１０４乃至ステップＳ１０６の判定処理のいずれかの結果が“Ｎｏ”であった場合（即ち、（ｉ）バッテリ２１の下限電圧割れが、エンジン１１の回転数変動に起因するものでない、（ｉｉ）エンジン１１の回転数が、共振帯域に該当する回転数でない、又は（ｉｉｉ）バッテリ２１の下限電圧割れが断続的でない、若しくは、エンジン１１の回転数変動の周期がエンジン１１の爆発１次成分の周期と一致しない、と判定された場合）、ＥＣＵ２２は、バッテリ２１の下限電圧割れが一時的なものではないと判定する。そして、ＥＣＵ２２は、バッテリ２１保護の観点から、上述したステップＳ１１０の処理を実行する。
　＜第２実施形態＞
　本発明のクランキングトルク制御装置に係る第２実施形態を、図３及び図４を参照して説明する。第２実施形態では、実行されるクランキングトルク制御処理が一部異なっている以外は、第１実施形態の構成と同様である。よって、第２実施形態について、第１実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図３及び図４を参照して説明する。
　（クランキングトルク制御処理）
　本実施形態に係るクランキングトルク制御装置１００が実行するクランキングトルク制御処理について、図３のフローチャートを参照して説明する。
　図３において、バッテリ２１の端子間電圧が下限電圧以上であると判定された場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ＥＣＵ２２は、バッテリ２１の下限電圧割れが、エンジン１１の初爆に起因する一時的な下限電圧割れであるか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ２２は、下記のステップＳ２０１及びＳ２０２の判定処理を実行する。尚、ステップＳ２０１及びＳ２０２の処理は、図３に記載されている順番に限らず、どちらの処理から実行されてもよい。
　ＥＣＵ２２は、バッテリ２１の下限電圧割れが、エンジン１１の回転数の上昇に起因するものであるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。バッテリ２１の下限電圧割れが、エンジン１１の回転数の上昇に起因するものであると判定された場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２２は、エンジン１１に初爆があったか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
　エンジン１１に初爆があったと判定された場合（即ち、ステップＳ２０１及びステップＳ２０２の判定処理の結果が全て“Ｙｅｓ”であった場合）（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２２は、バッテリ２１の下限電圧割れが、エンジン１１の初爆に起因する一時的な下限電圧割れであると判定する。そして、ＥＣＵ２２は、エンジン１１の回転数上昇を考慮して、出力許容制限Ｗｏｕｔ＿ｆｉｒｅを算出する（ステップＳ２０３）。
　ここで、出力許容制限Ｗｏｕｔ＿ｆｉｒｅの算出方法の一具体例について、図４を参照して説明する。図４は、エンジン回転数及びバッテリ電圧の時間変動の一例を示す概念図である。
　図４において、時刻ｔ１に、エンジン１１に初爆があったとすると、該初爆に起因してエンジン１１の回転数が上昇する（図４上段の時刻ｔ２参照）。この際、エンジン１１の初爆に起因して、バッテリ２１の端子間電圧が下限電圧より低くなったとする（図４下段の時刻ｔ２参照）。尚、図４下段において網掛けで示した部分は、エンジン１１の初爆に起因して過剰に消費された電力を示している。
　ＥＣＵ２２は、ステップＳ１０２の処理で算出された出力電力Ｗｏｕｔから、エンジン１１の初爆に起因して過剰に消費された電力を差し引くことによって、出力許容制限Ｗｏｕｔ＿ｆｉｒｅを算出する。
　再び図３に戻り、ＥＣＵ２２は、算出された出力許容制限Ｗｏｕｔ＿ｆｉｒｅに応じて、目標トルクを算出する（ステップＳ１０９）。具体的には例えば、ＥＣＵ２２は、下記式により目標トルクを算出する。
目標トルク＝出力許容制限Ｗｏｕｔ＿ｆｉｒｅ÷（到達予測回転数×円周率×２）
ここで、「到達予測回転数」とは、所定時間後に到達すると予測されるエンジン１１の回転数（図４上段の時刻ｔ３参照）を意味する。
　上述したステップＳ２０１及びステップＳ２０２の判定処理のいずれかの結果が“Ｎｏ”であった場合（即ち、（ｉ）バッテリ２１の下限電圧割れが、エンジン１１の回転数の上昇に起因するものでない、又は（ｉｉ）エンジン１１に初爆がない、と判定された場合）、ＥＣＵ２２は、バッテリ２１の下限電圧割れが一時的なものではないと判定する。そして、ＥＣＵ２２は、バッテリ２１保護の観点から、上述したステップＳ１１０の処理を実行する。
　本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うクランキングトルク制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
　１…ハイブリッド車両、１１…エンジン、１４…動力分配機構、１５…変速機、２１…バッテリ、２２…ＥＣＵ、ＭＧ１、ＭＧ２…モータ・ジェネレータ

Claims (2)

  1. 　エンジンと、前記エンジンに連結されると共に、前記エンジンをクランキング可能なモータと、前記モータに電力を供給可能なバッテリと、を備えるハイブリッド車両に搭載され、
    　前記モータが前記エンジンをクランキングする際に、電力偏差に応じて前記バッテリから出力される電力の制限値である出力制限値を設定可能な設定手段と、
    　前記エンジンの共振に起因して、前記バッテリの電圧が該バッテリに係る下限電圧より低くなったことを条件に、前記出力制限値を設定しないように前記設定手段を制御する制御手段と、
    　を備えることを特徴とするクランキングトルク制御装置。
  2. 　エンジンと、前記エンジンに連結されると共に、前記エンジンをクランキング可能なモータと、前記モータに電力を供給可能なバッテリと、を備えるハイブリッド車両に搭載され、
    　前記モータが前記エンジンをクランキングする際に、電力偏差に応じて前記バッテリから出力される電力の制限値である出力制限値を設定可能な設定手段と、
    　前記エンジンの初爆に起因して、前記バッテリの電圧が該バッテリに係る下限電圧より低くなったことを条件に、前記出力制限値を設定しないように前記設定手段を制御する制御手段と、
    　を備えることを特徴とするクランキングトルク制御装置。
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