WO2020054295A1 - ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置及びハイブリッド車両 - Google Patents

ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置及びハイブリッド車両 Download PDF

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WO2020054295A1
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忠志 齊藤
裕太郎 福田
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マツダ株式会社
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Abstract

クラッチ（３０）を介して互いに連結された、ハイブリッド車両（１０）の駆動源としてのエンジン（２０）及びモータ（４０）を有するハイブリッド車両（１０）のエンジン始動制御装置（１）は、モータ（４０）によるクラッチ（３０）を介したエンジン（２０）の始動時に、クラッチ（３０）の伝達トルクをエンジン回転数予測値に基づいて制御するクラッチ伝達トルク制御部（６１）と、そのエンジン回転数予測値をエンジン（２０）の停止クランク位置に基づいて設定するエンジン回転数予測値設定部（６２）とを備える。

Description

ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置及びハイブリッド車両
　本発明は、ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置及びハイブリッド車両に関する。
　駆動源としてエンジン及びモータを備え、エンジンの出力及びモータの出力の少なくとも一方によって車両を駆動するハイブリッド車両において、モータによりエンジンを始動する制御が提案されている。例えば、特許文献１には、モータが車両を駆動中であるとき（モータ走行中）においてエンジンを始動させる際にモータから出力されるエンジン始動トルクを、エンジン始動開始直前における該エンジンのクランクシャフトの回転停止位置（エンジンの停止クランク位置）に基づいて算出し、モータ走行中においては、モータが、そのエンジン始動トルク分の余力を残した状態で作動するように、モータ走行領域を設定することが記載されている。
特開２０１２－８６６６２号公報
　ところで、モータからエンジンに伝わる伝達トルクは、エンジンの停止クランク位置以外の要因によってもばらつくことが考えられる。したがって、エンジンの停止クランク位置以外の要因も考慮したうえで、エンジンを確実に始動できるようにする必要がある。しかし、エンジンを確実に始動できるようにモータのエンジン始動トルクを設定した場合には、モータ走行中において、モータの、余力として残さなければならないエンジン始動トルクが大きくなって、その分だけ、モータのみで走行可能なモータ走行領域（ＥＶ走行領域）が狭くなってしまう。
　本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、モータがハイブリッド車両を駆動中であるときに該モータの、余力として残さなければならないエンジン始動トルクを出来る限り小さくすることで、ＥＶ走行領域を拡大して、燃費を向上することが可能な、ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置及びハイブリッド車両を提供することにある。
　上記の目的を達成するために、以下のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置及びハイブリッド車両が提供される。
　前記ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置の該ハイブリッド車両は、クラッチを介して互いに連結された、該ハイブリッド車両の駆動源としてのエンジン及びモータを有する。前記エンジン始動制御装置は、前記モータによる前記クラッチを介した前記エンジンの始動時に、該クラッチの伝達トルクをエンジン回転数予測値に基づいて制御するクラッチ伝達トルク制御部と、前記エンジン回転数予測値を前記エンジンの停止クランク位置に基づいて設定するエンジン回転数予測値設定部とを備える。
　前記の構成により、エンジン回転数予測値設定部によって、エンジンの始動に際して、エンジンの停止クランク位置に基づいて、エンジン回転数予測値が設定され、クラッチ伝達トルク制御部によって、そのエンジン回転数予測値の回転数でエンジンを始動させるために必要な伝達トルクが生じるように、クラッチが制御される。これにより、エンジンの始動に必要なクラッチの伝達トルクを最適化することができる。また、エンジンの始動時間も最適化することができる。
　前記ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、前記エンジン回転数予測値設定部により設定される前記エンジン回転数予測値を、前記エンジンの機械抵抗に基づいて補正する補正部を更に備える、ことが好ましい。
　このことで、エンジン回転数予測値を補正する補正部によって、エンジンの機械抵抗に基づいて、エンジン回転数予測値を適切に補正することができる。
　前記ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、前記エンジン回転数予測値設定部により設定された前記エンジン回転数予測値とエンジン回転数の実測値との差に基づいて、前記クラッチ伝達トルク制御部が制御する前記クラッチの伝達トルクをフィードバック補正するフィードバック補正部を更に備える、ことが好ましい。
　このことにより、フィードバック補正部によって、エンジン回転数予測値とエンジン回転数の実測値との差をクラッチの伝達トルク（フィードバック補正量）に変換して、この変換した伝達トルクに基づいて、クラッチ伝達トルク制御部が制御する伝達トルクを適切にフィードバック補正することができる。
　前記ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、前記エンジン回転数予測値設定部は、前記エンジン回転数予測値に基づくエンジン始動時間が、前記ハイブリッド車両のドライバーによる要求駆動力増加による前記エンジンの始動時は短く、その他の要因による前記エンジンの始動時は長くなるように、該エンジン回転数予測値を設定するよう構成されている、ことが好ましい。
　これにより、ハイブリッド車両のドライバーによる要求駆動力増加（加速要求）による始動時は、応答性を重視した始動、すなわち、素早いエンジン始動を行うことができ、その他の要因による始動時は、ショックを抑制した始動、すなわち、より時間を要してもより小さなエネルギでのエンジン始動を行うことができる。
　前記その他の要因としては、例えば、モータを駆動するバッテリのＳＯＣ(State Of Charge )が所定値以下となることである。
　本発明の別の態様であるハイブリッド車両は、クラッチを介して互いに連結された、該ハイブリッド車両の駆動源としてのエンジン及びモータと、前記エンジンの始動を制御するエンジン始動制御装置とを備え、前記エンジン始動制御装置は、前記モータによる前記クラッチを介した前記エンジンの始動時に、該クラッチの伝達トルクをエンジン回転数予測値に基づいて制御するクラッチ伝達トルク制御部と、前記エンジン回転数予測値を前記エンジンの停止クランク位置に基づいて設定するエンジン回転数予測値設定部と、を有する。
　この構成により、前記ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置と同様の作用効果を得ることができる。
　以上説明したように、本発明のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置及びハイブリッド車両によると、モータがハイブリッド車両を駆動中であるときに該モータの、余力として残さなければならないエンジン始動トルクを出来る限り小さくすることができ、その分だけＥＶ走行領域を拡大することができ、よって、燃費を向上させることができる。
図１は、例示的な実施形態に係るエンジン始動制御装置を備えたハイブリッド車両の機械系、電気系、油圧系の構成の一部を示す概略図である。 図２は、電子制御装置の構成と、該電子制御装置に接続された構成要素との電気的接続を示すブロック図である。 図３は、モータからクラッチを介してエンジンへ伝達されるクラッチ伝達トルクの時間的変化を示すグラフである。 図４は、エンジンの停止クランク位置（クランク角）と損失トルクとの関係を示すグラフである。 図５は、エンジン回転数（予測値）の時間的変化を示すグラフである。 図６は、エンジン回転数（実測値）の時間的変化を示すグラフである。 図７は、エンジン回転数（予測値及び実測値）の時間的変化を示すグラフである。 図８は、エンジン回転数の予測値と実測値との差に基づいて算出したクラッチ伝達トルクのフィードバック補正量を示すグラフである。 図９は、図３～図８を用いて制御の流れを説明するための図である。 図１０は、エンジン回転数（予測値、実測値、及びフィードバック補正後の実測値）の時間的変化を示すグラフである。 図１１は、クラッチ伝達トルクのフィードバック補正について説明する、クラッチ伝達トルクの変化を示すグラフである。 図１２は、予測値を使ったエンジン始動制御と予測値を使わないエンジン始動制御とにおける、クラッチ伝達トルク及び始動時間のばらつきを示すグラフである。 図１３は、電子制御装置によるエンジン始動制御のフローチャートである。
　以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　図１は、例示的な実施形態に係るエンジン始動制御装置１を備えたハイブリッド車両１０（以下、車両１０という）の機械系、電気系、油圧系の構成の一部を概略的に示す。
　図１に示すように、車両１０は、エンジン２０、クラッチ３０、モータ４０及び変速機５０を備えている。変速機５０は、車両１０の車輪５１（前輪若しくは後輪又はそれらの両方）に連結可能となっている。エンジン２０（特に、そのクランクシャフト２１）、クラッチ３０、モータ４０、及び変速機５０は、車両１０の前後方向に延びる共通の軸Ｃを備えていて、この軸Ｃを中心にして必要な構成部品が回転するように構成されている。エンジン２０及びモータ４０は、車両１０の駆動源である。
　エンジン２０と変速機５０とは、クラッチ３０及びモータ４０を介して接続されており、クラッチ３０が締結された状態で、エンジン２０の出力（回転トルク）がクラッチ３０及びモータ４０を介して変速機５０に伝達されるようになっている。モータ４０は変速機５０に直結されており、モータ４０の出力（回転トルク）が変速機５０に伝達されるようになっている。したがって、車両１０は、３つの走行モードのいずれか１つを選択して走行することができるようになっている。３つの走行モードは、（ａ）クラッチ３０が締結されかつモータ４０が停止した状態で、エンジン２０の出力をクラッチ３０を介して変速機５０に伝えるエンジン走行モード、（ｂ）クラッチ３０が締結されかつモータ４０が駆動された状態で、エンジン２０の出力をクラッチ３０を介して変速機５０に伝えるとともにモータ４０の回転を変速機５０に伝えるハイブリッド走行モード、及び、（ｃ）クラッチ３０が解放されかつモータ４０が駆動された状態で、モータ４０の回転を変速機５０に伝えるモータ走行モード（ＥＶ走行モード）である。
　エンジン２０は、例えばガソリンエンジン又はディーゼルエンジンの何れであってもよい。エンジン２０は、出力部であるクランクシャフト２１を備えている。クラッチ３０が締結された状態で、モータ４０の出力をクラッチ３０を介してクランクシャフト２１に伝えることで、エンジン２０を始動することができる。モータ４０からクラッチ３０を介してエンジン２０に伝えられる伝達トルクは、油圧制御回路５２によって調節可能である。油圧制御回路５２の制御は後に説明する。
　モータ４０は、例えばモータハウジング４１に固定された環状のステータ４２と、ステータ４２の径方向内側に軸Ｃを中心として回転可能に構成されたロータ４３とを備えている。ステータ４２は、ステータコアにコイル４４が巻回されて構成されている。コイル４４は、インバータ４５を介してバッテリ４６に接続されている。したがって、バッテリ４６から供給される直流電流をインバータ４５によって交流に変換してコイル４４に印加することでロータ４３が回転し、モータ４０がトルクを発生するようになっている。
　本実施形態では、エンジン２０は、複数のセンサ（例えば、クランク角センサ７１、温度センサ７２、エンジン回転速度センサ７３）を備えている。クランク角センサ７１は、エンジン２０内のクランクシャフト２１のクランク角（シリンダ内のピストンの上死点を基準とし、そこから度単位で表したクランクシャフト２１の回転角度）を検出して出力するためのセンサである。温度センサ７２は、例えばエンジン２０内を流動する冷却水（クーラント）の温度を測定して出力するためのセンサである。エンジン回転速度センサ７３は、エンジン２０の回転速度（エンジン回転数ともいう）を検出して出力するためのセンサである。
　図１に示すように、車両１０は、エンジン２０の始動を制御するエンジン始動制御装置１を備えている。エンジン始動制御装置１は、電子制御装置６０を含み、この電子制御装置６０には、様々なセンサからの信号が入力される。これらの入力信号は、例えば前述のクランク角センサ７１、温度センサ７２及びエンジン回転速度センサ７３からの信号の他に、アクセル開度センサ７４、モータ回転速度センサ７５、車速センサ７６などからの信号が含まれる。
　アクセル開度センサ７４は、車両１０のドライバーの要求駆動力（アクセル開度）を検出して出力するためのセンサであって、例えば車両１０のドライバーが車両１０を駆動するために操作する操作装置に設けられて、その操作装置の操作量を検出して出力する。モータ回転速度センサ７５は、モータ４０の回転速度を検出して出力するためのセンサであって、例えばモータ４０に設けることができる。車速センサ７６は、車両１０の速度を検出して出力するためのセンサであって、例えば変速機５０に設けられて、変速機５０の回転速度を検出して変速機５０の回転速度に応じた信号を出力する。電子制御装置６０はまた、インバータ４５またはバッテリ４６とも接続されており、バッテリ４６の充電率又は充電状態（ＳＯＣ）に関する情報を入手することができる。
　電子制御装置６０は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、コンピュータプログラム（ＯＳ等の基本制御プログラム、及び、ＯＳ上で起動されて特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、例えばＲＡＭやＲＯＭにより構成されたメモリと、電気信号の入出力をする入出力（Ｉ／Ｏ）バスと、を備えている。
　上記ＲＯＭには、種々のコンピュータプログラムや、各種のマップを含むデータ等が格納され、上記ＲＡＭには、上記ＣＰＵが一連の処理を行う際に使用される処理領域が設けられている。
　図２に示すように、電子制御装置６０には、クラッチ伝達トルク制御部６１が設けられている。クラッチ伝達トルク制御部６１は、油圧制御回路５２と接続されていて、油圧制御回路５２を通じてクラッチ３０を制御する。また、電子制御装置６０は、不図示の変速機制御部により、油圧制御回路５２を通じて変速機５０を制御する。
　また、電子制御装置６０には、モータ４０を駆動制御するモータ制御部６５が設けられている。モータ制御部６５は、インバータ４５と接続されていて、モータ回転速度センサ７５からの信号に基づいて、インバータ４５を通じてモータ４０を駆動制御する。
　図３は、エンジン２０の始動に際してモータ４０からエンジン２０に伝えられる、クラッチ３０の伝達トルク（以下、クラッチ伝達トルク、又は伝達トルクという）の時間的変化を表している。図示するように、クラッチ伝達トルクは、始動当初急激に上昇されるが、所定時間以降その上昇率を落として緩やかに上昇される。これは、所定時間以後、エンジン回転数の実測値（実際のエンジン回転数）を検出して、後述するフィードバック補正を行い易くするためである。
　経験的に、エンジン２０を始動する際、クランクシャフト２１の停止角度（エンジン２０の停止クランク位置）によって、エンジン２０の始動に必要なトルク、すなわち、クランクシャフト２１の回転に必要なトルク（ここでは、ピストンによる圧縮抵抗に相当するトルク、すなわち損失トルク）が変化することが知られている。したがって、エンジン２０を効率良く始動させるためには、エンジンの停止クランク位置（クランク角）を検出し、その検出された停止クランク位置に応じてクラッチ伝達トルクを調整することが望ましい。
　図４は、この停止クランク位置と損失トルクとの関係を表したグラフである。このグラフの縦軸が損失トルク［Ｎｍ］を表し、横軸がクランク角［ｄｅｇ］を表しており、各線種のグラフは、４つの特定の停止クランク位置（－１８０度、－１５０度、－１２０度、－９０度）からの、クランク角の進みに応じた（すなわち、エンジン２０の回転に応じた）損失トルクの変化の様子（抵抗の軌跡）を示している。例えば、実線で示されたグラフは、停止クランク位置が－１８０度であり、そこからのクランク角の進みに応じた損失トルクの変化を示す。二点鎖線で示されたグラフは、停止クランク位置が－９０度であり、そこからのクランク角の進みに応じた損失トルクの変化を示す。図４から明らかなように、停止クランク位置ごとに、その後の回転に必要な伝達トルク（損失トルク）は異なっている。このため、クラッチ３０を介してモータ４０より伝達する伝達トルクの最適値は、停止クランク位置によって異なることが分かる。
　クラッチ伝達トルク制御部６１は、モータ４０によるエンジン２０の始動時にクラッチ伝達トルクをエンジン回転数予測値に基づいて制御する。そのエンジン回転数予測値は、図２に示すエンジン回転数予測値設定部６２によって設定される。エンジン回転数予測値設定部６２は、電子制御装置６０に設けられていて、クランク角センサ７１からの信号を入力する。エンジン回転数予測値設定部６２は、その入力したクランク角センサ７１からの信号による停止クランク位置に基づいて、エンジン回転数予測値（すなわち、モータ４０によるエンジン回転数の目標値）を設定する。そして、クラッチ伝達トルク制御部６１は、そのエンジン回転数予測値に基づいて、クラッチ３０を介して伝達すべき伝達トルクを最適化する。これにより、エンジン２０の始動時間も最適化される。
　ここで、エンジン２０の始動に必要なトルクは、エンジン２０の機械抵抗によっても変化し得る。そのために、本実施形態では、図２に示すように、電子制御装置６０は、エンジン回転数予測値設定部６２により設定されるエンジン回転数予測値を、エンジン２０の機械抵抗に基づいて補正する補正部６３を備えている。エンジン２０の機械抵抗は、エンジン回転数による摩擦の変化、気筒温度による摺動抵抗の変化等によって変化する。したがって、エンジン２０の機械抵抗に基づく補正は、これらの要素（エンジン回転数による摩擦の変化や、気筒温度による摺動抵抗の変化等）を考慮して、事前に設定することができる。補正部６３は、例えば、温度センサ７２からの信号（温度情報）に基づいて、エンジン回転数予測値を補正する。これに代えて、又は、これに加えて、補正部６３は、エンジン回転速度センサ７３及び／又はモータ回転速度センサ７５からの信号に基づいて、エンジン回転数予測値を補正することができる。補正部６３は、エンジン回転数予測値の補正量を、エンジン回転数予測値設定部６２に送信する。
　エンジン回転数予測値設定部６２は、モータ４０によるクラッチ３０を介したトルク伝達によりエンジン２０を始動する際に、停止クランク位置（つまり損失トルク）と、補正部６３による補正量と、事前の測定や設計値等によって把握しているエンジン２０のイナーシャ（慣性モーメント）とに基づいて、最適なエンジン回転数予測値を設定する。図５のグラフの縦軸はエンジンの回転数［ｒｐｍ］を表し、横軸は時間［ｍｓ］を表しており、破線のグラフは、エンジン２０の始動制御開始後の最適なエンジン回転数予測値の変化の一例を示す。
　次に、クラッチ伝達トルク制御部６１が、最適なエンジン回転数予測値（以下、予測値ということもある）の回転数でエンジン２０を回転させるために必要な伝達トルク（クラッチ３０を介したモータ４０からエンジン２０への伝達トルク）を算出し、該算出された伝達トルクが生じるようにクラッチ３０（油圧制御回路５２）を制御する。このとき、電子制御装置６０に設けられたフィードバック補正部６４（図２参照）が、エンジン回転速度センサ７３からの信号により実際のエンジン回転数（以下、実測値ということもある）を計測し、これら予測値と実測値との差を伝達トルク（フィードバック補正量）に変換して、この変換した伝達トルクに基づいて、クラッチ伝達トルク制御部６１が制御するクラッチ伝達トルクをフィードバック補正する。以後、このような予測と実測の処理を繰り返して、エンジン２０の始動のための伝達トルクを最適化する。
　図５の予測値に基づいて制御された、実際のエンジン回転数の変化の一例が図６に実線で示されている。図７は、図５の予測値と図６の実測値とを同じグラフ上で重ね合わせたものであり、両者の縦軸方向の差が、エンジン回転数の実測値と予測値との差に相当する。図８に、この差に基づいて算出されたクラッチ伝達トルクのフィードバック補正量（図８では、「トルク」と記載）が示されている。図８の縦軸はトルク値［Ｎｍ］を表し、横軸は時間［ｍｓ］を表しており、このトルク値をフィードバックして、クラッチ伝達トルクを補正する（フィードバック補正する）。図８は、例えば図７で示されているように、エンジン回転数の実測値が予測値よりも大きい場合において、クラッチ伝達トルクを下げるためのフィードバック補正量（負の値になる）の一例である。
　エンジン始動制御装置１によるエンジン始動制御の流れを視覚的に容易に理解できるように一つの図に表したものが図９である。ここには、エンジン始動制御を行う際のクラッチ伝達トルク（図３）を設定するにあたって、エンジン２０の停止クランク位置に基づいたエンジン回転数の目標値（予測値）を設定し（図４及び図５）、実際のエンジン回転数（実測値）を計測し（図６）、予測値と実測値との差を算出し（図７）、クラッチ伝達トルクのフィードバック補正量を算出し（図８）、クラッチ伝達トルクをフィードバック補正する、という流れが表されている。図１０に、これら予測値及び実測値と、フィードバック補正後の実測値（図１０では、「実測値（補正有り）」と記載）との関係を示す。
　図１１は、フィードバック補正しない場合（補正無しの場合）の目標伝達トルク及び実伝達トルク（図１１では、単に「目標伝達トルク」及び「実伝達トルク」と記載）、並びに、フィードバック補正した場合（補正有りの場合）の目標伝達トルク及び実伝達トルク（図１１では、「目標伝達トルク（補正有り）」及び「実伝達トルク（補正有り）」と記載）の一例である。細い破線は、補正無しの場合において予測値から推定した伝達トルク（目標伝達トルク）である。細い実線は、補正無しの場合において実測値から推定した、実際にエンジン始動のために伝達された伝達トルク（実伝達トルク）である。図１１に示すように、これらのトルクの間には差異があるため、実伝達トルクが目標伝達トルクに出来るだけ接近又は一致するように補正を加える。
　具体的に説明すると、図１１に示されている例においては、補正無しの場合において実伝達トルクが目標伝達トルクよりも大きいため、伝達トルクの指示値（指示伝達トルク）を、目標伝達トルクに対して、実伝達トルクと目標伝達トルクとの差から決定された値（図８参照）だけ小さくする。この指示伝達トルクが、補正有りの場合の目標伝達トルクに相当する（図１１の太い破線）。このように目標伝達トルクを補正することで、補正後の実伝達トルク（図１１の太い実線）を、補正無しの場合の当初の目標伝達トルク（図１１の細い破線）とほぼ等しくすることができる。このようにして、実測値と予測値との差に基づいて、フィードバック補正を行う。
　仮に、前述した停止クランク位置を考慮した予測値を使わずにフィードバック補正を行った場合には、クラッチ伝達トルク及び始動時間は大きくばらついてしまう。その一例を示したものが図１２である。図１２のグラフは、縦軸が伝達トルク［Ｎｍ］のピーク値を表し、横軸が始動時間［ｍｓ］を表す。各記号は、停止クランク位置（－１８０度、－１５０度、－１２０度、－９０度）を表している。同じ記号で白抜きと黒塗りとの違いは、予測値の使用の有無の違いである。すなわち、白抜きの記号（○など）は、停止クランク位置（停止クランク角）に基づく予測値を設定せずにフィードバック補正を行った場合のシミュレーション結果を示し、黒塗りの記号（●など）は、停止クランク位置に基づく予測値を設定してフィードバック補正を行った場合のシミュレーション結果を示す。図１２から分かるように、予測値を設定せずにフィードバック補正を行った場合には、クラッチ伝達トルク及び始動時間が共に大きくばらついている。これに対し、予測値を設定してフィードバック補正を行った場合には、クラッチ伝達トルク及び始動時間のばらつきが小さくなっている。
　上述の制御は、エンジン２０の始動時間を出来る限り短くする制御に関する。すなわち、車両１０のドライバーによる要求駆動力増加（加速要求）によるエンジン２０の始動時には、エンジン２０の始動時間を出来る限り短くして応答性良く車両１０が加速するようにする。これに対して、その他の要因によるエンジン２０の始動時には、要求駆動力増加によるエンジン２０の始動時よりも、エンジン２０の始動時間が長くなっても問題はない。
　そこで、エンジン回転数予測値設定部６２は、エンジン回転数予測値に基づくエンジン始動時間が、車両１０のドライバーによる要求駆動力増加によるエンジン２０の始動時（アクセル開度センサ７４からの信号により判断する）は短く、その他の要因によるエンジン１０の始動時は長くなるように、該エンジン回転数予測値を設定するように構成されていてもよい。つまり、エンジン回転数予測値設定部６２は、前記その他の要因によるエンジン２０の始動時には、要求駆動力増加によるエンジン２０の始動時よりも、エンジン回転数予測値を小さく設定する。これにより、始動時間は長くなってしまうが、より小さなエネルギでエンジン２０を始動することができる。この結果、例えば、ＥＶ走行モードでより長く走行できて、燃費の改善につながる。また、エンジン２０の始動時のショックを小さくすることも可能である。前記その他の要因としては、例えば、モータ４０を駆動するバッテリ４６のＳＯＣが所定値以下となること（インバータ４５からの電圧・電流値の履歴により判断する）である。
　図１３は、電子制御装置６０によるエンジン始動制御のフローチャートである。まず、ステップＳ１において、エンジン走行モード又はハイブリッド走行モードからＥＶ走行モードに移行するために、クラッチ３０を解放してエンジン２０を切り離し、エンジン２０を停止する。尚、エンジン走行モードからＥＶ走行モードへの移行の際には、モータ４０を駆動し、ハイブリッド走行モードからＥＶ走行モードへの移行の際には、モータ４０の駆動状態を維持する。
　エンジン２０が停止している状態で、エンジン始動条件を満たすと、エンジン２０を始動させるというエンジン始動判定がなされる。ここでは、ステップＳ２において、エンジン始動判定がなされたとする。このとき、エンジン始動判定となった要因（例えば、ドライバーによる加速要求、バッテリ４６のＳＯＣの低下など）に応じて、エンジン始動を早くするか、又は出来るだけエネルギ消費量の少ないエンジン始動を行うか、を決定する。具体的に、要求駆動力(アクセル開度)増加による始動時はエンジン始動時間を短く設定し、それ以外の始動時（例えば、バッテリ４６のＳＯＣの低下による始動時）は始動時間を長く設定する。
　次のステップＳ３では、クランク角センサ７１からの信号により、エンジン２０の停止クランク位置を検出する。
　次のステップＳ４では、ステップＳ３で検出した停止クランク位置に基づいて、損失トルク（具体的には、図４に示すような、損失トルクの時間的変化）を算出する。次に、ステップＳ５において、ステップＳ４で算出した損失トルクと、補正部６３による補正量と、エンジン２０のイナーシャとに基づいて、エンジン２０の目標の回転挙動（すなわち、エンジン回転数予測値）を算出して設定し、次のステップＳ６において、車両１０を駆動中のモータ４０によるエンジン２０の再始動制御を開始する。このエンジン２０の再始動制御では、クラッチ伝達トルクのフィードバック補正が行われる。
　具体的には、ステップＳ７において、エンジン回転速度センサ７３により実際のエンジン回転数（実測値）を計測する。次に、ステップＳ８において、ステップＳ５で設定した予測値とステップＳ７で計測した実測値とを比較し、その差をクラッチ伝達トルク（フィードバック補正量）に変換する。次のステップＳ９では、ステップＳ４で算出した損失トルクの時間的変化から、クランク角の進度をもとに損失トルクを算出する。次のステップＳ１０では、ステップＳ８で算出したフィードバック補正量とステップＳ９で算出した損失トルクとを合算することでクラッチ伝達トルクをフィードバック補正し、このフィードバック補正したクラッチ伝達トルクが生じるようにクラッチ３０を制御する。
　次のステップＳ１１では、エンジン２０が始動したか否かを判定し、このステップＳ１１でエンジン２０が始動したと判定されるまで、ステップＳ７～Ｓ１１の処理動作を繰り返し、ステップＳ１１でエンジン２０が始動したと判定されたときには、ステップＳ１２でエンジン２０の再始動制御を終了する。
　したがって、本実施形態では、エンジン始動制御装置１が、モータ４０によるエンジン２０の始動時にクラッチ３０の伝達トルクをエンジン回転数予測値に基づいて制御するクラッチ伝達トルク制御部６１と、前記エンジン回転数予測値をエンジン２０の停止クランク位置に基づいて設定するエンジン回転数予測値設定部６２とを備えているので、エンジン２０の始動に必要なクラッチ３０の伝達トルクを最適化することができ、これにより、モータ４０が車両１０を駆動中であるときに該モータ４０の、余力として残さなければならないエンジン始動トルクを出来る限り小さくすることができ、その分だけ、ＥＶ走行モードで走行可能なＥＶ走行領域を拡大することができ、よって、燃費を向上させることができる。
　本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
　上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
　本発明は、クラッチを介して互いに連結された、ハイブリッド車両の駆動源としてのエンジン及びモータを備えたハイブリッド車両に有用であるとともに、該ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置に有用である。
　　１　　　エンジン始動制御装置
　　１０　　ハイブリッド車両
　　２０　　エンジン
　　３０　　クラッチ
　　４０　　モータ
　　６１　　クラッチ伝達トルク制御部
　　６２　　エンジン回転数予測値設定部
　　６３　　補正部
　　６４　　フィードバック補正部

Claims (5)

  1. 　ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置であって、
    　前記ハイブリッド車両は、クラッチを介して互いに連結された、該ハイブリッド車両の駆動源としてのエンジン及びモータを有しており、
    　前記モータによる前記クラッチを介した前記エンジンの始動時に、該クラッチの伝達トルクをエンジン回転数予測値に基づいて制御するクラッチ伝達トルク制御部と、
    　前記エンジン回転数予測値を前記エンジンの停止クランク位置に基づいて設定するエンジン回転数予測値設定部とを備える、ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
  2. 　前記エンジン回転数予測値設定部により設定される前記エンジン回転数予測値を、前記エンジンの機械抵抗に基づいて補正する補正部を更に備える、請求項１記載のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
  3. 　前記エンジン回転数予測値設定部により設定された前記エンジン回転数予測値とエンジン回転数の実測値との差に基づいて、前記クラッチ伝達トルク制御部が制御する前記クラッチの伝達トルクをフィードバック補正するフィードバック補正部を更に備える、請求項１又は２記載のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
  4. 　前記エンジン回転数予測値設定部は、前記エンジン回転数予測値に基づくエンジン始動時間が、前記ハイブリッド車両のドライバーによる要求駆動力増加による前記エンジンの始動時は短く、その他の要因による前記エンジンの始動時は長くなるように、該エンジン回転数予測値を設定するよう構成されている、請求項１～３のいずれか１つに記載のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
  5. 　ハイブリッド車両であって、
    　クラッチを介して互いに連結された、該ハイブリッド車両の駆動源としてのエンジン及びモータと、
    　前記エンジンの始動を制御するエンジン始動制御装置とを備え、
    　前記エンジン始動制御装置は、
    　　前記モータによる前記クラッチを介した前記エンジンの始動時に、該クラッチの伝達トルクをエンジン回転数予測値に基づいて制御するクラッチ伝達トルク制御部と、
    　　前記エンジン回転数予測値を前記エンジンの停止クランク位置に基づいて設定するエンジン回転数予測値設定部と、
    を有する、ハイブリッド車両。
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