特許 7718277 ハイブリッド車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-07-28

(45)【発行日】2025-08-05

(54)【発明の名称】ハイブリッド車

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/06 20060101AFI20250729BHJP

   B60K 6/48 20071001ALI20250729BHJP

   B60K 6/547 20071001ALI20250729BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20250729BHJP

   B60W 20/00 20160101ALI20250729BHJP

【ＦＩ】

B60W10/06 900

B60K6/48 ZHV

B60K6/547

B60W10/08 900

B60W20/00 900

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2022004097

(22)【出願日】2022-01-14

(65)【公開番号】P2023103535

(43)【公開日】2023-07-27

【審査請求日】2024-03-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小松 雄大

(72)【発明者】

【氏名】今井 創一

(72)【発明者】

【氏名】中野 智洋

【審査官】三宅 龍平

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－２０４６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１８７３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０５４２０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１５３２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０８９４８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ ６／２０ － ６／５４７

Ｂ６０Ｗ １０／００ － ２０／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンと、前記エンジンの出力軸にクラッチを介して接続されたモータと、前記モータに接続されたトルクコンバータと、前記トルクコンバータと駆動輪に接続された変速機出力軸とに接続された自動変速機と、前記エンジンと前記モータと前記クラッチと前記自動変速機とを制御する制御装置と、を備えるハイブリッド車であって、
前記エンジンの前記出力軸の回転に同期して回転すると共に所定の第１回転角毎に形成される複数の歯のうち少なくとも１つが欠歯とされたロータと、前記ロータの回転時に前記歯が通過する毎に信号を出力する検知部と、を有するクランクポジションセンサ
を備え、
前記制御装置は、
停車時に前記エンジンを始動する際には、前記クラッチを完全係合して前記モータにより前記エンジンをクランキングし、前記エンジンの回転数が開始回転数以上になったときに前記エンジンにおける燃料噴射と点火とを開始するように前記エンジンと前記モータと前記クラッチとを制御し、
最初に前記欠歯を通過した後に前記クランクポジションセンサからの信号に基づいて前記エンジンの前記出力軸が所定の第２回転角だけ回転するのに要した所要時間を演算し、前記所要時間を用いて演算される前記エンジンの回転数としての第１回転数と、前記クランクポジションセンサからの信号に基づいて前記エンジンを停止したときのクランク角である停止クランク角からのクランク角の変化量に基づくクランク角速度から演算した前記エンジンの回転数としての第２回転数と、のうち、大きいほうの回転数を、前記エンジンの回転数とし、
前記開始回転数を、前記エンジンの冷却水温が低いときには高いときに比して低くし、且つ、前記自動変速機の作動油の油温が低いときには高いときに比して低くする
ハイブリッド車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハイブリッド車に関し、詳しくは、エンジンと、モータと、トルクコンバータと、自動変速機と、制御装置と、を備えるハイブリッド車に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種のハイブリッド車として、エンジンと、エンジンの出力軸にクラッチを介して接続されたモータと、モータに接続されたトルクコンバータと、トルクコンバータと駆動輪とに接続された自動変速機とを備え、エンジンとモータとクラッチと自動変速装置とを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、クラッチを半係合してモータによりエンジンをクランキングしてエンジンを始動する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－１１１２７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上述のハイブリッド車では、停車時にクラッチを完全係合してモータによりエンジンをクランキングし、エンジンの回転数が予め設定された一定の値である所定回転数以上のときにエンジンにおける燃料噴射と点火とを開始する場合、エンジンの温度や自動変速機の作業油の温度によってはエンジンのフリクションや自動変速機の作動油の引き摺りトルクが大きくなる。エンジンのフリクションや自動変速機の作動油の引き摺りトルクが大きくなると、所定回転数の設定によっては、所定回転数以上にまでエンジンをクランキングすることができなくなり、エンジンにおける燃料噴射と点火とが開始できなくなる場合がある。この場合、エンジンの始動性が低下してしまう。

【0005】

本発明のハイブリッド車は、エンジンの始動性の低下を抑制することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のハイブリッド車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

【0007】

本発明のハイブリッド車は、
エンジンと、前記エンジンの出力軸にクラッチを介して接続されたモータと、前記モータに接続されたトルクコンバータと、前記トルクコンバータと駆動輪に接続された変速機出力軸とに自動変速機と、前記エンジンと前記モータと前記クラッチと前記自動変速機とを制御する制御装置と、を備えるハイブリッド車であって、
前記制御装置は、
停車時に前記エンジンを始動する際には、前記クラッチを完全係合して前記モータにより前記エンジンをクランキングし、前記エンジンの回転数が開始回転数以上になったときに前記エンジンにおける燃料噴射と点火とを開始するように前記エンジンと前記モータと前記クラッチとを制御し、
前記開始回転数を、前記エンジンの冷却水温と前記自動変速機の作動油の油温とに基づいて設定する
ことを要旨とする。

【0008】

この本発明のハイブリッド車では、停車時にエンジンを始動する際には、クラッチを完全係合してモータによりエンジンをクランキングし、エンジンの回転数が開始回転数以上になったときにエンジンにおける燃料噴射と点火とを開始するようにエンジンとモータとクラッチを制御する。そして、開始回転数を、エンジンの冷却水温と自動変速機の作動油の油温とに基づいて設定する。エンジンの冷却水温は、エンジンのフリクションの大きさを反映し、自動変速機の作動油の油温は、自動変速機の作動油の引き摺りトルクの大きさを反映する。したがって、開始回転数を、エンジンの冷却水温と自動変速機の作動油の油温とに基づいて設定することにより、開始回転数以上の回転数までエンジンをクランキングでき、より確実にエンジンにおける燃料噴射と点火とを開始できる。この結果、エンジンの始動性を向上させることができる。

【0009】

こうした本発明のハイブリッド車において、前記制御装置は、前記冷却水温が低いときには高いときに比して前記開始回転数を低くし、且つ、前記油温が低いときには高いときに比して前記開始回転数を低くしてもよい。エンジンの冷却水温が低いときには高いときに比してエンジンのフリクションが大きく、自動変速機の作動油の油温が低いときには高いときに比して自動変速機の作動油の引き摺りトルクが大きい。エンジンのフリクションや自動変速機の作動油の引き摺りトルクが大きいときには、モータによるエンジンのクランキングで上昇させ得るエンジンの回転数の上限値が低下する。したがって、冷却水温が低いときには高いときに比して開始回転数を低くし、且つ、油温が低いときには高いときに比して開始回転数を低くすることにより、エンジンのフリクションや自動変速機の作動油の引き摺りトルクが大きいときでも、開始回転数以上までエンジンをクランキングすることができ、より確実にエンジンにおける燃料噴射と点火とを開始できる。これにより、エンジンの始動性を向上させることができる。

【0010】

また、本発明のハイブリッド車において、前記エンジンの前記出力軸の回転に同期して回転すると共に所定回転角毎に形成される複数の歯のうち少なくとも１つが欠歯とされたロータと、前記ロータの回転時に前記歯が通過する毎に信号を出力する検知部と、を有するクランクポジションセンサを備え、前記制御装置は、最初に前記欠歯を通過した後に前記クランクポジションセンサからの信号に基づいて前記エンジンの前記出力軸が所定回転角だけ回転するのに要した所要時間を演算し、前記所要時間を用いて演算される前記エンジンの回転数としての第１回転数と、前記クランクポジションセンサからの信号に基づいて前記エンジンを停止したときのクランク角である停止クランク角からのクランク角の変化量に基づくクランク角速度から演算した前記エンジンの回転数としての第２回転数と、のうち、大きいほうの回転数を、前記エンジンの回転数としてもよい。エンジンを停止したときのクランクポジションセンサのロータの欠歯の位置によっては、エンジンのクランキングを開始してから第１回転数の演算を開始するまでに時間を要する。そのため、常に第１回転数をエンジンの回転数とすると、実際にはエンジンの回転数が開始回転数以上であっても、開始回転数未満と判定し、燃料噴射と点火とが遅れてしまうことがある。そこで、第１回転数と、クランクポジションセンサからの信号に基づいてエンジンを停止したときのクランク角である停止クランク角からのクランク角速度から演算したエンジンの回転数としての第２回転数と、のうち、大きいほうの回転数を、エンジンの回転数とすることにより、常に第１回転数をエンジンの回転数とするものに比して、より迅速にエンジンを始動できる。

【0011】

さらに、本発明のハイブリッド車において、前記モータと電力をやりとりする第１バッテリと、前記エンジンの前記出力軸をクランキングする前記モータより定格出力が低いスタータモータと、前記スタータモータに電力を供給する前記第１バッテリより定格電圧が低い第２バッテリと、を備え、前記制御装置は、前記自動変速機における動力の伝達を解除した状態で停車時に前記エンジンを始動する際に、前記冷却水温が所定温度以上のときには、前記クラッチを完全係合して前記モータにより前記エンジンをクランキングし、前記エンジンの回転数が開始回転数以上になったときに前記エンジンにおける燃料噴射と点火とを開始するように前記エンジンと前記モータと前記クラッチと前記自動変速機とを制御し、前記冷却水温が所定温度未満のときには、前記クラッチを解放して前記スタータモータにより前記エンジンをクランキングして前記エンジンが所定回転数以上のときに前記エンジンにおける燃料噴射と点火とを開始するように前記エンジンと前記モータと前記クラッチと前記自動変速機と前記スタータモータとを制御してもよい。所定温度は、第１バッテリからモータにエンジンをクランキングするために十分な電力を供給できるか否かを判定するための閾値である。こうすれば、冷却水温が所定温度未満で第１バッテリからモータにエンジンをクランキングするために十分な電力を供給できないときでも、スタータモータによりエンジンをクランキングして燃料噴射と点火とを開始することができる。これにより、エンジンの始動性の低下を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施例としてのハイブリッド車２０の構成の概略を示す構成図である。

【図2】ハイブリッド車２０が搭載するエンジン２２の構成の概略を示す構成図である。

【図3】クランクポジションセンサ１４０の構成の概略を示す構成図である。

【図4】クランクポジションセンサ１４０（検知部１４０ｂ）からの出力信号の一例を示す説明図である。

【図5】エンジンＥＣＵ２４により実行される回転数設定処理の一例を示すフロチャートである。

【図6】第１回転数Ｎｅ１、第２回転数Ｎｅ２の時間変化の一例を説明するための説明図である。

【図7】ＨＶＥＣＵ７０により実行される開始回転数設定処理の一例を示すフロチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

【実施例】

【0014】

図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド車２０の構成の概略を示す構成図である。図２は、ハイブリッド車２０が搭載するエンジン２２の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド車２０は、図１に示すように、エンジン２２と、モータ３０と、インバータ３２と、クラッチＫ０と、自動変速装置４０と、高電圧バッテリ６０と、低電圧バッテリ６２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０とを備える。

【0015】

エンジン２２は、例えばガソリンや軽油などの燃料を用いて吸気、圧縮、膨張（爆発燃焼）、排気の４行程により動力を出力する６気筒の内燃機関として構成されている。図２に示すように、エンジン２２は、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁１２６と、筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁１２７とを有する。エンジン２２は、ポート噴射弁１２６と筒内噴射弁１２７とを有することにより、ポート噴射モードと筒内噴射モードと共用噴射モードとのうちの何れかで運転可能となっている。ポート噴射モードでは、エアクリーナ１２２により清浄された空気を吸気管１２３に吸入してスロットルバルブ１２４やサージタンク１２５を通過させると共に、吸気管１２３のサージタンク１２５よりも下流側のポート噴射弁１２６から燃料を噴射し、空気と燃料とを混合する。そして、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室１２９に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、シリンダボア１３１内でそのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２３の回転運動に変換する。筒内噴射モードでは、ポート噴射モードと同様に空気を燃焼室１２９に吸入し、吸気行程や圧縮行程において筒内噴射弁１２７から燃料を噴射し、点火プラグ１３０による電気火花により爆発燃焼させてクランクシャフト２３の回転運動を得る。共用噴射モードでは、空気を燃焼室１２９に吸入する際にポート噴射弁１２６から燃料を噴射すると共に吸気行程や圧縮行程において筒内噴射弁１２７から燃料を噴射し、点火プラグ１３０による電気火花により爆発燃焼させてクランクシャフト２３の回転運動を得る。これらの噴射モードは、エンジン２２の運転状態に基づいて切り替えられる。燃焼室１２９から排気バルブ１３３を介して排気管１３４に排出される排気は、浄化装置１３５およびＰＭフィルタ１３６を介して外気に排出される。浄化装置１３５は、排気中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化触媒（三元触媒）１３５ａを有する。ＰＭフィルタ１３６は、セラミックスやステンレスなどにより多孔質フィルタとして形成されており、排気中の煤などの粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集する。なお、ＰＭフィルタ１３６に代えて、三元触媒の浄化機能と粒子状物質に対する捕集機能とを組み合わせた四元触媒を用いてもよい。

【0016】

エンジン２２は、エンジンＥＣＵ２４により運転制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、データを記憶保持するフラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを備える。

【0017】

エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。エンジンＥＣＵ２４に入力される信号としては、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２３の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒや、エンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗを挙げることができる。吸気バルブ１２８を開閉するインテークカムシャフトの回転位置や排気バルブ１３３を開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカム角θｃｉ，θｃｏも挙げることができる。スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１２４ａからのスロットル開度ＴＨや、吸気管１２３のスロットルバルブ１２４よりも上流側に取り付けられたエアフローメータ１２３ａからの吸入空気量Ｑａ、吸気管
１２３のスロットルバルブ１２４よりも上流側に取り付けられた温度センサ１２３ｔからの吸気温Ｔａ、サージタンク１２５に取り付けられた圧力センサ１２５ａからのサージ圧Ｐｓも挙げることができる。排気管１３４の浄化装置１３５よりも上流側に取り付けられたフロント空燃比センサ１３７からのフロント空燃比ＡＦ１や、排気管１３４の浄化装置１３５よりも下流側に取り付けられたリヤ空燃比センサ１３８からのリヤ空燃比ＡＦ２、ＰＭフィルタ１３６の前後の差圧（上流側と下流側との差圧）を検出する差圧センサ１３６ａからの差圧ΔＰも挙げることができる。

【0018】

エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力される。エンジンＥＣＵ２４から出力される信号としては、例えば、スロットルバルブ１２４への制御信号や、ポート噴射弁１２６への制御信号、筒内噴射弁１２７への制御信号、点火プラグ１３０への制御信号を挙げることができる。

【0019】

エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのエンジン２２のクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算する。また、エンジンＥＣＵ２４は、エアフローメータ１２３ａからの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて負荷率（エンジン２２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬを演算する。さらに、エンジンＥＣＵ２４は、差圧センサ１３６ａからの差圧ΔＰに基づいてＰＭフィルタ１３６に堆積した粒子状物質の堆積量としてのＰＭ堆積量Ｑｐｍを演算したり、エンジン２２の回転数Ｎｅや負荷率ＫＬに基づいてＰＭフィルタ１３６の温度としてのフィルタ温度Ｔｆを演算したりする。

【0020】

ここで、クランクポジションセンサ１４０の構成について説明する。図３は、クランクポジションセンサ１４０の構成の概略を示す構成図である。クランクポジションセンサ１４０は、図示するように、エンジン２２のクランクシャフト２３に取り付けられたタイミングロータ１４０ａと、検知部１４０ｂと、を有する電磁ピックアップセンサとして構成されている。以下、歯が形成されている部分を歯部１４０ｃといい、欠歯の部分を欠歯部１４０ｄという。タイミングロータ１４０ａは、１０度毎に形成される３６の歯のうち基準位置（例えば、所定気筒の上死点）の検出用に隣り合う２つが欠歯とされて、即ち、３４の歯と隣り合う２つの欠歯とを有するように構成されている。検知部１４０ｂは、タイミングロータ１４０ａの回転時にタイミングロータ１４０ａの歯が通過する毎に整形波を出力する。図４は、クランクポジションセンサ１４０（検知部１４０ｂ）からの出力信号の一例を示す説明図である。エンジンＥＣＵ２４は、基本的には、クランクポジションセンサ１４０からの出力信号に基づいてタイミングロータ１４０ａ、即ち、クランクシャフト２３が３０度回転するのに要する所要時間Ｔ３０からエンジン２２の回転数Ｎｅを演算する。クランクポジションセンサ１４０からの出力信号は、図示するように、タイミングロータ１４０ａの歯部１４０ｃが検知部１４０ｂを通過する際と欠歯部１４０ｄが検知部１４０ｂを通過する際とで周期が異なる。そのため、エンジンＥＣＵ２４は、欠歯部１４０ｄが検知部１４０ｂを通過するときのクランクポジションセンサ１４０からの出力信号については、エンジン２２の回転数Ｎｅの演算に用いなかったり、補正して用いたりする。エンジン２２が回転停止していると、クランクポジションセンサ１４０から整形波が出力されないことから、回転停止しているエンジン２２を始動する際には、最初に欠歯部１４０ｄが検知部１４０ｂを通過した後に、エンジン２２の回転数Ｎｅの演算を開始する。

【0021】

エンジン２２のクランクシャフト２３には、エンジン２２をクランキングするためのモータ３０より定格出力が低いスタータモータ２５や、エンジン２２からの動力を用いて発電するオルタネータ２６が接続されている。スタータモータ２５およびオルタネータ２６は、低電圧バッテリ６２と共に低電圧側電力ライン６３に接続されており、ＨＶＥＣＵ７０により制御される。

【0022】

モータ３０は、同期発電電動機として構成されており、回転子コアに永久磁石が埋め込まれた回転子と、固定子コアに三相コイルが巻回された固定子とを有する。このモータ３０の回転子が固定された回転軸３１は、クラッチＫ０を介してエンジン２２のクランクシャフト２３に接続されていると共に自動変速機４５の入力軸４１に接続されている。インバータ３２は、モータ３０の駆動に用いられると共に高電圧側電力ライン６１に接続されている。モータ３０は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）３４によってインバータ３２の複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

【0023】

モータＥＣＵ３４は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。モータＥＣＵ３４には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ３４に入力される信号としては、例えば、モータ３０の回転子（回転軸３１）の回転位置を検出する回転位置センサ３０ａからの回転位置θｍや、モータ３０の各相の相電流を検出する電流センサからの相電流Ｉｕ，Ｉｖを挙げることができる。モータＥＣＵ３４からは、インバータ３２への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ３４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ３４は、回転位置センサ３０ａからのモータ３０の回転子（回転軸３１）の回転位置θｍに基づいてモータ３０の回転数Ｎｍを演算している。

【0024】

クラッチＫ０は、例えば油圧駆動の摩擦クラッチとして構成されており、ＨＶＥＣＵ７０によって制御され、エンジン２２のクランクシャフト２３とモータ３０の回転軸３１との接続および接続の解除を行なう。

【0025】

自動変速装置４０は、トルクコンバータ４３と、例えば６段変速の自動変速機４５とを有する。トルクコンバータ４３は、一般的な流体伝動装置として構成されており、モータ３０の回転軸３１に接続された入力軸４１の動力を自動変速機４５の入力軸である変速機入力軸４４にトルクを増幅して伝達したり、トルクを増幅することなくそのまま伝達したりする。自動変速機４５は、変速機入力軸４４と、駆動輪４９にデファレンシャルギヤ４８を介して連結された出力軸（変速機出力軸）４２と、複数の遊星歯車と、油圧駆動の複数の摩擦係合要素（クラッチ，ブレーキ）とを有する。複数の摩擦係合要素は、何れも、ピストン、複数の摩擦係合プレート（摩擦プレートおよびセパレータプレート）、作動油が供給される油室などにより構成される油圧サーボを有する。自動変速機４５は、複数の摩擦係合要素の係脱により、第１速から第６速までの前進段や後進段を形成して、変速機入力軸４４と出力軸４２との間で動力を伝達する。クラッチＫ０や自動変速機４５には、図示しない油圧制御装置により、機械式オイルポンプや電動オイルポンプからの作動油の油圧が調圧されて供給される。油圧制御装置は、複数の油路が形成されたバルブボディや、複数のレギュレータバルブ、複数のリニアソレノイドバルブなどを有する。この油圧制御装置は、ＨＶＥＣＵ７０により制御される。

【0026】

高電圧バッテリ６０は、例えば定格電圧が数百Ｖ程度のリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、インバータ３２と共に高電圧側電力ライン６１に接続されている。低電圧バッテリ６２は、例えば定格電圧が１２Ｖや１４Ｖ程度の鉛蓄電池として構成されており、スタータモータ２５やオルタネータ２６と共に低電圧側電力ライン６３に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ６４は、高電圧側電力ライン６１と低電圧側電力ライン６３とに接続されている。このＤＣ／ＤＣコンバータ６４は、高電圧側電力ライン６１の電力を低電圧側電力ライン６３に電圧の降圧を伴って供給する。

【0027】

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、自動変速装置４０の入力軸４１に取り付けられた回転数センサ４１ａからの回転数Ｎｉｎや、自動変速装置４０の変速機入力軸４４に取り付けられた回転数センサ４４ａからの回転数Ｎｍｉ、自動変速装置４０の出力軸４２に取り付けられた回転数センサ４２ａからの回転数Ｎｏｕｔ、自動変速装置４０の自動変速機４５の作動油の温度を検出する温度センサ４５ａからの油温Ｔｏｉｌを挙げることができる。高電圧バッテリ６０の端子間に取り付けられた電圧センサからの高電圧バッテリ６０の電圧Ｖｂｈや、高電圧バッテリ６０の出力端子に取り付けられた電流センサからの高電圧バッテリ６０の電流Ｉｂｈ、低電圧バッテリ６２の端子間に取り付けられた電圧センサからの電圧Ｖｂｌも挙げることができる。イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ、車速センサ８７からの車速Ｖも挙げることができる。シフトレバー８１のシフトポジションＳＰとして、駐車時に用いる駐車ポジション（Ｐポジション）、後進走行用のリバースポジション（Ｒポジション） 、中立のニュートラルポジション（Ｎポジション）、前進走行用の通常のドライブポジション（Ｄポジション）の他に、アクセルオン時の駆動力の設定等はＤポジションと同一であるが走行中のアクセルオフ時に車両に作用させる制動力がＤポジションより大きく設定されるブレーキポジション（Ｂポジション）、アップシフト指示ポジションおよびダウンシフト指示ポジションを有するシーケンシャルシフトポジション（Ｓポジション）などがある。

【0028】

ＨＶＥＣＵ７０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ７０から出力される信号としては、例えば、スタータモータ２５への制御信号や、オルタネータ２６への制御信号を挙げることができる。クラッチＫ０や自動変速装置４０（油圧制御装置）への制御信号、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４への制御信号も挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ３４と通信ポートを介して接続されている。ＨＶＥＣＵ７０は、回転数センサ４１ａからの自動変速装置４０の入力軸４１の回転数Ｎｉｎを回転数センサ４２ａからの自動変速装置４０の出力軸４２の回転数Ｎｏｕｔで除して自動変速装置４０の回転数比Ｇｔを演算している。

【0029】

こうして構成された実施例のハイブリッド車２０では、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ３４との協調制御により、ハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）や電動走行モード（ＥＶ走行モード）で走行するように、エンジン２２とクラッチＫ０とモータ３０と自動変速装置４０とを制御する。ここで、ＨＶ走行モードは、クラッチＫ０を係合状態としてエンジン２２の動力を用いて走行するモードであり、ＥＶ走行モードは、クラッチＫ０を解放状態としてエンジン２２の動力を用いずに走行するモードである。

【0030】

ＨＶ走行モードやＥＶ走行モードにおける自動変速装置４０の制御では、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいて自動変速機４５の目標変速段Ｍ＊を設定する。そして、自動変速機４５の変速段Ｍと目標変速段Ｍ＊とが一致するときには、変速段Ｍが保持されるように自動変速機４５を制御する。一方、変速段Ｍと目標変速段Ｍ＊とが異なるときには、変速段Ｍが目標変速段Ｍ＊に一致するように自動変速機４５を制御する。

【0031】

ＨＶ走行モードにおけるエンジン２２およびモータ３０の制御では、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいて走行に要求される（自動変速装置４０の出力軸４２に要求される）要求トルクＴｏｕｔ＊を設定する。続いて、出力軸４２の要求トルクＴｏｕｔ＊を自動変速装置４０の回転数比Ｇｔで除した値を入力軸４１の要求トルクＴｉｎ＊の仮値としての仮要求トルクＴｉｎｔｍｐに設定する。そして、入力軸４１の仮要求トルクＴｉｎｔｍｐにレート処理やなまし処理などの緩変化処理を施した値を入力軸４１の要求トルクＴｉｎ＊に設定する。こうして入力軸４１の要求トルクＴｉｎ＊を設定すると、要求トルクＴｉｎ＊が入力軸４１に出力されるようにエンジン２２の目標トルクＴｅ＊やモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊を設定し、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊をモータＥＣＵ３４に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、目標トルクＴｅ＊を受信すると、エンジン２２が目標トルクＴｅ＊で運転されるようにエンジン２２の運転制御（吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御など）を行なう。モータＥＣＵ３４は、トルク指令Ｔｍ＊を受信すると、モータ３０がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

【0032】

ＥＶ走行モードにおけるモータ３０の制御では、ＨＶＥＣＵ７０は、ＨＶ走行モードと同様に入力軸４１の要求トルクＴｉｎ＊を設定し、要求トルクＴｉｎ＊が入力軸４１に出力されるようにモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊を設定してモータＥＣＵ３４に送信する。モータＥＣＵ３４は、モータ３０がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

【0033】

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド車２０の動作、特に、停車時にエンジン２２を始動する際の動作について説明する。

【0034】

実施例のハイブリッド車２０では、停車する際にエンジン２２が運転中のときには、エンジン２２における燃料噴射と点火とを停止すると共にエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｓｔｏｐ（例えば、６００ｒｐｍ、７００ｒｐｍ、８００ｒｐｍなど）未満のときにクラッチＫ０を解放する。そして、車両が停車すると、変速機入力軸４４と出力軸４２との間で動力を伝達しないよう自動変速機４５を制御すると共にエンジン２２が停止したときのクランク角（停止クランク角）θｓｔｏｐをＨＶＥＣＵ７０のＲＡＭに記憶する。

【0035】

停車時にエンジン２２を始動する際には、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ３４との協調制御により、変速機入力軸４４と出力軸４２との間で動力を伝達しないよう自動変速機４５を制御した状態でエンジン始動制御を実行する。エンジン始動制御では、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが所定水温Ｔｒｅｆ（例えば、－１８℃、－１６℃、－１４℃など）以上のときには、クラッチＫ０を完全係合させてモータ３０によりエンジン２２をクランキングし、エンジン２２の回転数Ｎｅが開始回転数Ｎｓｔ以上になったときにエンジン２２における燃料噴射と点火とを開始するようにエンジン２２とモータ３０とクラッチＫ０とを制御する。エンジン２２の回転数Ｎｅは、エンジンＥＣＵ２４により実行される後述の回転数設定処理で設定したものを用いる。開始回転数Ｎｓｔは、ＨＶＥＣＵ７０により実行される後述の開始回転数設定処理で設定したものを用いる。

【0036】

エンジン２２の冷却水温Ｔｗが所定水温Ｔｒｅｆ未満のときには、低温のためモータ３０によりエンジン２２をクランキングするのに十分な出力を高電圧バッテリ６０から出力できないから、クラッチＫ０を解放してスタータモータ２５によりエンジン２２をクランキングし、エンジン２２のクランク角θｃｒが所定位置になったときにエンジン２２における燃料噴射と点火とを開始するようにエンジン２２とモータ３０とクラッチＫ０とを制御する。そして、クラッチＫ０の係合条件が成立するとクラッチＫ０を係合する。

【0037】

ここで、回転数設定処理および開始回転数設定処理について説明する。実施例では、最初に、エンジンＥＣＵ２４により実行される回転数設定処理を説明し、次に、ＨＶＥＣＵ７０により実行される開始回転数設定処理を説明する。

【0038】

図５は、エンジンＥＣＵ２４により実行される回転数設定処理の一例を示すフロチャートである。回転数設定処理は、停車時にエンジン２２の始動要求がなされ、且つ、冷却水温Ｔｗが所定水温Ｔｒｅｆ以上のときに、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。回転数設定処理では、エンジンＥＣＵ２４の図示しないＣＰＵは、欠歯部１４０ｄが最初に検知部１４０ｂを通過した後であるか否かを判定する（ステップＳ１００）。欠歯部１４０ｄが最初に検知部１４０ｂを通過した後であれば、クランクポジションセンサ１４０（検知部１４０ｂ）からの出力信号に基づいて所要時間Ｔ３０から演算したエンジン２２の回転数Ｎｅとしての第１回転数Ｎｅ１を演算し（ステップＳ１１０）、欠歯部１４０ｄが最初に検知部１４０ｂを通過する前であれば、第１回転数Ｎｅ１に値０を設定する（ステップＳ１２０）。

【0039】

次に、クランクポジションセンサ１４０からの出力信号に基づいてＲＡＭに記憶している停止クランク角θｓｔｏｐからのクランク角θｃｒの変化量Δθｃｒとエンジン２２のクランキングを開始してからの経過時間ｔｃｒとに基づくクランク角速度ωｅから演算したエンジン２２の回転数としての第２回転数Ｎｅ２を演算する（ステップＳ１３０）。

【0040】

そして、第１回転数Ｎｅ１と第２回転数Ｎｅ２とのうち大きいほうの回転数をエンジン２２の回転数Ｎｅに設定して（ステップＳ１４０）、回転数設定処理を終了する。図６は、第１回転数Ｎｅ１、第２回転数Ｎｅ２の時間変化の一例を説明するための説明図である。図中、時刻ｔ０は、クラッチＫ０を完全係合させてモータ３０によるエンジン２２のクランキングを開始したときである。エンジンＥＣＵ２４は、第１回転数Ｎｅ１は、欠歯部１４０ｄが最初に検知部１４０ｂを通過したとき（時刻ｔ２）以降に、所要時間Ｔ３０から第１回転数Ｎｅ１を演算する。そのため、エンジン２２を停止したときのクランクポジションセンサ１４０のタイミングロータ１４０ａの欠歯部１４０ｄの位置によっては、エンジン２２のクランキングを開始してから第１回転数Ｎｅ１の演算を開始するまでに時間を要する。そのため、常に第１回転数Ｎｅ１をエンジン２２の回転数とすると、実際にはエンジン２２の回転数が開始回転数Ｎｅｓｔ以上であっても、開始回転数Ｎｅｓｔ未満と判定し、燃料噴射と点火とが遅れてしまうことがある。第２回転数Ｎｅ２は、第１回転数Ｎｅ１をエンジン２２の回転数Ｎｅとする場合に比して、エンジン２２の回転数Ｎｅの検出精度が低下するが、モータ３０によりエンジン２２のクランキングの開始と共に演算するから、第１回転数Ｎｅ１に比して早期に演算が開始される。実施例では、第１回転数Ｎｅ１と第２回転数Ｎｅ２とのうち大きいほうの回転数を、エンジン２２の回転数Ｎｅとすることにより、常に第１回転数Ｎｅ１をエンジン２２の回転数Ｎｅとするものに比して、より適正にエンジン２２の回転数Ｎｅを設定してエンジン２２における燃料噴射と点火とを開始して、迅速にエンジン２２を始動できる。

【0041】

次に、開始回転数設定処理について説明する。図７は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される開始回転数設定処理の一例を示すフロチャートである。開始回転数設定処理は、停車時にエンジン２２の始動要求がなされ、且つ、冷却水温Ｔｗが所定水温Ｔｒｅｆ以上のときに実行される。

【0042】

開始回転数設定処理では、ＨＶＥＣＵ７０の図示しないＣＰＵは、エンジン２２の冷却水温Ｔｗと自動変速機４５の作動油の油温Ｔｏｉｌを入力する（ステップＳ２００）。冷却水温Ｔｗは、水温センサ１４２により検出されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信を介して入力する。油温Ｔｏｉｌは、温度センサ４５ａにより検出されたものを入力している。

【0043】

続いて、冷却水温Ｔｗと油温Ｔｏｉｌとに基づいて開始回転数Ｎｅｓｔを設定して（ステップＳ２１０）、開始回転数設定処理を終了する。開始回転数Ｎｅｓｔを、冷却水温Ｔｗが低いときには高いときに比して低く、且つ、油温Ｔｏｉｌが低いときには高いときに比して低く設定される。エンジン２２のフリクションや自動変速機４５の作動油の引き摺りトルクが大きいときには、モータ３０によるエンジン２２のクランキングで上昇させ得るエンジン２２の回転数Ｎｅの上限値が低下する。そのため、開始回転数Ｎｅｓｔを冷却水温Ｔｗや油温Ｔｏｉｌに拘わらず一定の回転数とすると、エンジン２２の回転数Ｎｅが開始回転数Ｎｅｓｔ以上に至らず、エンジン２２における燃料噴射と点火とを開始することができず、エンジン２２の始動に失敗することがある。そこで、冷却水温Ｔｗが低いときには高いときに比して開始回転数Ｎｅｓｔを低くし、且つ、油温Ｔｏｉｌが低いときには高いときに比して開始回転数Ｎｅｓｔを低くするのである。これにより、エンジン２２のフリクションや自動変速機４５の作動油の引き摺りトルクが大きいときでも、開始回転数Ｎｅｓｔ以上までエンジン２２をクランキングしてエンジン２２における燃料噴射と点火とを開始することができ、エンジン２２の始動性の低下を抑制できる。

【0044】

以上説明した実施例のハイブリッド車２０によれば、停車時にエンジン２２を始動する際に、冷却水温Ｔｗが所定水温Ｔｒｅｆ以上のときには、クラッチＫ０を完全係合してモータ３０によりエンジン２２をクランキングし、エンジン２２の回転数Ｎｅが開始回転数Ｎｅｓｔ以上になったときにエンジン２２における燃料噴射と点火とを開始するようにエンジン２２とモータ３０とクラッチＫ０とを制御し、開始回転数Ｎｅｓｔを、エンジン２２の冷却水温Ｔｗと自動変速機４５の作動油の油温Ｔｏｉｌとに基づいて設定することにより、エンジン２２の始動性の低下を抑制できる。

【0045】

実施例のハイブリッド車２０では、エンジン始動制御において、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが所定水温Ｔｒｅｆ以上のときに、エンジン２２の回転数Ｎｅとして図５に例示した回転数設定処理で設定したものを用いている。しかし、エンジン２２の回転数Ｎｅとして、図５に例示した回転数設定処理で設定したものに代えて、クランクポジションセンサ１４０からの出力信号に基づいて所要時間Ｔ３０から演算したもの（図５に例示した回転数設定処理のステップＳ１１０で設定した第１回転数Ｎｅ１と同じ）を用いてもよいし、クランク角速度ωｅから演算したもの（図５に例示した回転数設定処理のステップＳ１３０で設定した第２回転数Ｎｅ２と同じ）を用いてもよい。

【0046】

実施例のハイブリッド車２０では、クランクポジションセンサ１４０のタイミングロータ１４０ａの歯が３４で且つ欠歯が２であることを踏まえて、クランクシャフト２３が３０度回転するのに要した所要時間Ｔ３０を演算している。しかし、タイミングロータ１４０ａの欠歯の数と歯の数との関係に応じて、３０度に代えて、１０度，２０度などを用いるものとしてもよい。

【0047】

実施例のハイブリッド車２０では、エンジン始動制御において、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが所定水温Ｔｒｅｆ以上であるか否かに応じて、異なる方法でエンジン２２を始動している。しかし、ハイブリッド車２０がスタータモータ２５を備えていない場合は、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが所定水温Ｔｒｅｆ以上であるか否かに拘わらず、クラッチＫ０を完全係合させてモータ３０によりエンジン２２をクランキングし、エンジン２２の回転数Ｎｅが開始回転数Ｎｓｔ以上になったときにエンジン２２における燃料噴射と点火とを開始するようにエンジン２２とモータ３０とクラッチＫ０とを制御してもよい。

【0048】

実施例のハイブリッド車２０では、６段変速の自動変速機４５を備えている。しかし、４段変速や５段変速、８段変速などの自動変速機を備えるものとしてもよい。

【0049】

実施例のハイブリッド車２０では、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ３４とＨＶＥＣＵ７０とを備えている。しかし、これらのうちの少なくとも２つを一体に構成するものとしてもよい。

【0050】

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータ３０が「モータ」に相当し、トルクコンバータ４３が「トルクコンバータ」に相当し、自動変速機４５が「自動変速機」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ３４とが「制御装置」に相当する。

【0051】

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

【0052】

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

【産業上の利用可能性】

【0053】

本発明は、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。

【符号の説明】

【0054】

２０ ハイブリッド車、２２ エンジン、２３ クランクシャフト、２４ エンジンＥＣＵ、２５ スタータモータ、２６ オルタネータ、３０ モータ、３０ａ 回転位置センサ、３１ 回転軸、３２ インバータ、３４ モータＥＣＵ、４０ 自動変速装置、４１ 入力軸、４１ａ 回転数センサ、４２ 出力軸、４２ａ 回転数センサ、４３ トルクコンバータ、４４ 変速機入力軸、４４ａ 回転数センサ、４５ 自動変速機、４６ 温度センサ、４８ デファレンシャルギヤ、４９ 駆動輪、６０ 高電圧バッテリ、６１ 高電圧側電力ライン、６２ 低電圧バッテリ、６３ 低電圧側電力ライン、６４ ＤＣ／ＤＣコンバータ、７０ ＨＶＥＣＵ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８７ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２３ 吸気管、１２３ａ エアフローメータ、１２３ｔ 温度センサ、１２４ スロットルバルブ、１２４ａ スロットルバルブポジションセンサ、１２５ サージタンク、１２５ａ 圧力センサ、１２６ ポート噴射弁、１２７ 筒内噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１２９ 燃焼室、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３３ 排気バルブ、１３４ 排気管、１３５ 浄化装置、１３５ａ 浄化触媒、１３６ ＰＭフィルタ、１３６ａ 差圧センサ、１３７ フロント空燃比センサ、１３８ リヤ空燃比センサ、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４４ カムポジションセンサ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】