JP2014201279A - ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダンパに起因する共振を抑制しつつ、エンジンを始動する際の始動性を向上させるとともに、エンジンが自力回転で速やかに回転上昇できるようにする。【解決手段】モータジェネレータでエンジン回転速度ＮＥを上昇させるクランキング時にはＫ０クラッチがスリップ係合させられるため、共振回転速度ｒｅｓｌｐが高くなり、始動回転速度ＮＥ１を高くすることが可能で、エンジンの始動性が向上する。また、比較的高回転でエンジンを始動できるため、始動当初から大きなトルクが得られるようになり、エンジン回転速度ＮＥを目標回転速度ＮＥ２まで速やかに上昇させることができる。エンジン始動時にはＫ０クラッチが完全係合させられるため、共振回転速度ｒｅｏｎが低くなり、始動回転速度ＮＥ１がその共振回転速度ｒｅｏｎよりも高くなることから、エンジン回転速度ＮＥを円滑に上昇させることができる。【選択図】図３

Description

本発明はハイブリッド車両のエンジン始動制御装置に係り、特に、ダンパによる共振を抑制しつつ回転機によりエンジンをクランキングして始動する技術に関するものである。

(a) 少なくとも電動モータとして機能し、駆動輪を回転駆動することができる回転機と、(b) その回転機に摩擦係合式の断接装置を介して連結されたエンジンと、(c) そのエンジンと前記回転機との間に前記断接装置と直列に配設されたダンパと、を備えており、(d) 前記回転機により前記断接装置を介して前記エンジンをクランキングして始動するハイブリッド車両のエンジン始動制御装置が知られている。特許文献１に記載の装置はその一例で、低温時やバッテリー出力の制限時には、回転機によってエンジンをクランキングする際に回転機のトルク不足でダンパに起因して駆動力伝達系で共振が生じる可能性があるため、これを防止するためにクランキングによるエンジンの始動回転速度を共振回転速度よりも低い回転速度とし、その回転速度で燃料噴射および点火等の始動制御を行ってエンジンを自力回転させるとともに、その自力回転および回転機によるアシストで共振回転速度領域を通過させるようになっている。

特開２００９−１９０５２５号公報

しかしながら、このようなエンジン始動制御装置においても、共振回転速度領域が低いと、クランキングによるエンジンの始動回転速度が低くなるため、エンジンの始動に要する時間が長くなるなど始動性が悪くなる。また、エンジンを始動できても十分なトルクが得られず、共振回転速度領域を通過させる際に必要な回転機のアシストトルクが大きくなって、回転機やバッテリーの負担が大きくなったり、アシストトルクが不足して共振が発生したりする可能性があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、ダンパに起因する共振を抑制しつつ、エンジンを始動する際の始動性を向上させるとともに、エンジンが自力回転で速やかに回転上昇できるようにすることにある。

かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 少なくとも電動モータとして機能し、駆動輪を回転駆動することができる回転機と、(b) その回転機に摩擦係合式の断接装置を介して連結されたエンジンと、(c) そのエンジンと前記回転機との間に前記断接装置と直列に配設されたダンパと、を備えており、(d) 前記回転機により前記断接装置を介して前記エンジンをクランキングして始動するハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、(e) 前記駆動輪に対して相対回転可能とされた前記回転機を回転駆動するとともに前記断接装置をスリップ係合させることにより、そのスリップ係合時における共振回転速度よりも低い始動回転速度まで前記エンジンの回転速度を上昇させるクランキング手段と、(f) 前記始動回転速度で前記断接装置を完全係合させるとともに前記エンジンを自力回転させる始動手段と、を有することを特徴とする。

第２発明は、第１発明のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、前記クランキング手段は、前記回転機の回転速度を上昇させるとともに、前記断接装置のスリップ量が予め定められた目標スリップ量となるようにその断接装置の係合トルクを制御し、その回転機の回転速度の上昇に追従させて前記エンジンの回転速度を上昇させることを特徴とする。

第３発明は、第１発明または第２発明のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、前記クランキング手段は、前記断接装置の温度が高い場合には低い場合に比較してその断接装置のスリップ量が小さくなるようにその断接装置の係合トルクを制御することを特徴とする。

第４発明は、第１発明〜第３発明の何れかのハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、前記始動回転速度は、前記クランキング手段が前記断接装置をスリップ係合させて前記エンジンの回転速度を上昇させる際の共振回転速度よりも低く、且つその断接装置を完全係合させた時の共振回転速度よりも高い回転速度範囲で設定されることを特徴とする。

このようなハイブリッド車両のエンジン始動制御装置においては、回転機を回転駆動するとともに断接装置をスリップ係合させてエンジンの回転速度を始動回転速度まで上昇させ、その始動回転速度で断接装置を完全係合させるとともに燃料噴射および点火等の始動制御でエンジンを始動して自力回転させ、アイドル回転速度等の所定の回転速度まで上昇させる。その場合に、回転機でエンジンの回転速度を上昇させるクランキング時には断接装置がスリップ係合させられるため、その状態におけるダンパによる共振回転速度は、断接装置を完全係合させた場合に比較して高くなる。このため、それだけ始動回転速度を高くすることが可能で、エンジンを始動する際の始動性が向上し、エンジンを速やかに始動することができる。また、比較的高回転でエンジンを始動できるため、始動当初から比較的大きなトルクが得られるようになり、共振回転速度領域を通過する場合でも、必ずしも回転機によるアシストを必要とすることなく、共振を抑制しつつ回転速度を速やかに上昇させることができる。特に、エンジン始動時には断接装置が完全係合させられるため、共振回転速度が低くなる。ゆえに、第４発明のように始動回転速度がその共振回転速度よりも高い場合には、エンジンの回転速度を一層円滑に上昇させることができる。

第２発明では、断接装置のスリップ量が予め定められた目標スリップ量となるように制御され、回転機の回転速度の上昇に追従してエンジンの回転速度が上昇させられるため、目標スリップ量を適当に設定することにより、共振回転速度を高くして始動性を確保しつつスリップ損失に起因する燃費の悪化を抑制できる。

第３発明では、断接装置の温度が高い場合には低い場合に比較してスリップ量が小さくされるため、スリップによる過熱を防止して断接装置の耐久性を確保できる。

本発明が適用されたハイブリッド車両の駆動系統の骨子図に制御系統の要部を併せて示した概略構成図である。 図１の電子制御装置が機能的に備えているエンジン始動制御手段の作動を具体的に説明するフローチャートである。 図２のフローチャートに従ってエンジン始動制御が行われた場合の各部の作動状態の変化を示すタイムチャートの一例である。 図１のハイブリッド車両において、Ｋ０クラッチの作動状態に応じて変化する共振周波数を説明する図である。 図２のステップＳ４でＫ０クラッチをスリップ制御する際に設定される目標スリップ量Ｎｓｌｐｔを説明する図である。

回転機は、エンジンと共に走行用の駆動力源として用いられるもので、電動モータおよび発電機として択一的に用いられるモータジェネレータが好適に用いられるが、電動モータであっても良い。この回転機とは別に、走行用の駆動力源として用いることができるモータジェネレータ等を備えていても良い。エンジンは、燃料の燃焼によって動力を発生する内燃機関などである。断接装置としては、湿式或いは乾式の摩擦係合式クラッチが好適に用いられるが、動力伝達を接続したり遮断したりすることができる他の摩擦係合装置を用いることもできる。

エンジン始動制御装置は、断接装置が遮断されてエンジンが回転停止している停車時や惰性走行時、或いはモータ走行時等に、駆動輪に対して相対回転可能とされた回転機を用いてエンジンをクランキングして始動するもので、回転機と駆動輪との間には例えば動力伝達を遮断できるクラッチ等の断接装置や自動変速機等が配設される。流体継手によって両者を相対回転可能とすることもできる。エンジンの始動回転速度は、断接装置のスリップ係合時における共振回転速度ｒｅｓｌｐよりも低い回転速度で、例えば予め自立回転可能な一定の回転速度が定められる。共振はダンパに起因して発生するもので、共振回転速度ｒｅｓｌｐはダンパのばね定数やエンジン等の回転イナーシャ、断接装置の係合トルクなどによって定まり、実験やシミュレーション等によって求められる。始動回転速度は、スリップ係合時における共振回転速度ｒｅｓｌｐよりも低い回転速度であるが、スリップ係合から完全係合へ移行すると共振回転速度は低くなり、その移行時に共振回転速度が始動回転速度を通過する場合があるが、短時間で通過すれば共振の可能性は低い。すなわち、スリップ係合時における共振回転速度ｒｅｓｌｐとは、スリップ係合でエンジンの回転速度を始動回転速度の近傍まで引き上げる際の共振回転速度で、スリップ係合から完全係合へ移行する際の共振回転速度を含まない。スリップ係合時における共振回転速度ｒｅｓｌｐは、例えば±５％程度（±合わせて１０％程度）等の所定の回転速度領域で設定することが望ましく、始動回転速度はそれよりも低い回転速度で、できるだけ高回転が望ましい。

第２発明では、回転機の回転速度を上昇させるとともに、断接装置のスリップ量が目標スリップ量となるように断接装置の係合トルクを制御して、回転機の回転速度の上昇に追従させてエンジンの回転速度を上昇させるが、第１発明では、例えば回転機を前記始動回転速度で回転駆動しつつ断接装置の係合トルク制御でエンジンの回転速度をその始動回転速度まで上昇させるようにしても良いなど、種々の態様が可能である。第２発明では、例えば回転機の回転速度を一定の変化率でリニアに上昇させるが、非線形で上昇させたり折れ線状に上昇させたりしても良い。第２発明の目標スリップ量は予め一定値が定められても良いが、例えば第３発明のように断接装置の温度をパラメータとして設定されるようにしても良い。第３発明の実施に際しては、断接装置の温度に応じてスリップ量を連続的に変化させても良いが、２段階以上で段階的に変化させても良い。断接装置の温度以外の物理量を考慮して目標スリップ量を定めることもできる。

第４発明では、始動回転速度が断接装置のスリップ係合時の共振回転速度ｒｅｓｌｐよりも低く、且つ断接装置を完全係合させた時の共振回転速度ｒｅｏｎよりも高い回転速度範囲で設定されるが、共振回転速度ｒｅｓｌｐ、ｒｅｏｎは例えば±５％程度等の所定の回転速度領域で設定することが望ましく、それ等の間の回転速度を始動回転速度とすることが望ましい。

始動手段による始動制御でエンジンが自力回転できるようになったら、その後は回転機のトルクを０とし、エンジンの自力回転でアイドル回転速度等の所定の目標回転速度まで上昇させることが望ましいが、必要に応じて回転機のトルクでアシストしつつエンジン回転速度を所定の目標回転速度まで上昇させることも可能である。この目標回転速度は、アクセル操作量等の運転者の出力要求量などに応じて適宜定められる。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両１０の駆動系統の骨子図を含む概略構成図である。このハイブリッド車両１０は、燃料の燃焼で動力を発生する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１２と、電動モータおよび発電機として機能するモータジェネレータＭＧとを、走行用の駆動力源として備えている。そして、それ等のエンジン１２およびモータジェネレータＭＧの出力は、流体式動力伝達装置であるトルクコンバータ１４からタービン軸１６を経て自動変速機２０に伝達され、更に出力軸２２、差動歯車装置２４等を介して左右の駆動輪２６に伝達される。トルクコンバータ１４は、ポンプ翼車とタービン翼車とを直結するロックアップクラッチ（Ｌ／Ｕクラッチ）３０を備えているとともに、入力側回転部材であるポンプ翼車には機械式オイルポンプ３２が一体的に接続されており、エンジン１２やモータジェネレータＭＧによって機械的に回転駆動されることにより油圧を発生して油圧制御装置２８に供給する。ロックアップクラッチ３０は、油圧制御装置２８に設けられた電磁式の油圧制御弁や切換弁等によって係合解放される。上記モータジェネレータＭＧは回転機に相当する。

上記エンジン１２とモータジェネレータＭＧとの間には、ダンパ３８を介してそれ等を連結するＫ０クラッチ３４が設けられている。ダンパ３８は、エンジン１２のトルク変動を吸収したりねじり振動を吸収したりするもので、トーショナルダンパとも言われるものであり、圧縮コイルスプリング等の弾性体を備えて構成されており、Ｋ０クラッチ３４と直列にそのＫ０クラッチ３４とエンジン１２との間に配設されている。Ｋ０クラッチ３４は、油圧によって摩擦係合させられる湿式の単板式或いは多板式の油圧式摩擦係合装置で、エンジン１２をモータジェネレータＭＧに対して接続したり遮断したりする断接装置として機能する。モータジェネレータＭＧは、インバータ４２を介してバッテリー４４に接続されている。また、前記自動変速機２０は、複数の油圧式摩擦係合装置（クラッチやブレーキ）の係合解放状態によって変速比が異なる複数のギヤ段が成立させられる遊星歯車式等の有段の自動変速機で、油圧制御装置２８に設けられた電磁式の油圧制御弁や切換弁等によって変速制御が行われる。この自動変速機２０は、例えば入力クラッチが解放されることにより動力伝達を遮断するニュートラルを成立させることができる。

以上のように構成されたハイブリッド車両１０は、電子制御装置７０を備えている。電子制御装置７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどを有する所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。電子制御装置７０には、アクセル操作量センサ４６からアクセルペダルの操作量（アクセル操作量）Ａｃｃを表す信号が供給される。また、エンジン回転速度センサ５０、ＭＧ回転速度センサ５２、タービン回転速度センサ５４、車速センサ５６、ＳＯＣセンサ５８、Ｋ０温度センサ６０から、それぞれエンジン１２の回転速度（エンジン回転速度）ＮＥ、モータジェネレータＭＧの回転速度（ＭＧ回転速度）ＮＭＧ、タービン軸１６の回転速度（タービン回転速度）ＮＴ、出力軸２２の回転速度（出力軸回転速度で車速Ｖに対応）ＮＯＵＴ、バッテリー４４の蓄電残量ＳＯＣ、Ｋ０クラッチ３４の温度（Ｋ０温度）Ｋ０Ｔを表す信号が供給される。Ｋ０温度Ｋ０Ｔは、Ｋ０クラッチ３４の摩擦材の温度であっても良いが、その近傍の潤滑油等の温度であっても良い。この他、各種の制御に必要な種々の情報が供給されるようになっている。

上記電子制御装置７０は、機能的にハイブリッド制御手段７２、変速制御手段７４、およびエンジン始動制御手段８０を備えている。ハイブリッド制御手段７２は、エンジン１２およびモータジェネレータＭＧの作動を制御することにより、例えばエンジン１２のみを駆動力源として用いて走行するエンジン走行モードや、モータジェネレータＭＧのみを駆動力源として用いて走行するモータ走行モード、それ等の両方を用いて走行するエンジン＋モータ走行モード等の予め定められた複数の走行モードを、アクセル操作量（運転者の出力要求量）Ａｃｃや車速Ｖ、バッテリー４４の蓄電残量ＳＯＣ等の車両状態に応じて切り換えて走行する。また、変速制御手段７４は、油圧制御装置２８に設けられた電磁式の油圧制御弁や切換弁等を制御して複数の油圧式摩擦係合装置の係合解放状態を切り換えることにより、自動変速機２０の複数のギヤ段を、アクセル操作量Ａｃｃや車速Ｖ等の運転状態をパラメータとして予め定められた変速マップに従って切り換える。

エンジン始動制御手段８０は、Ｋ０クラッチ３４が解放されてエンジン１２が回転停止している停車時や惰性走行時等に、モータジェネレータＭＧを用いてエンジン１２をクランキング（回転駆動）してエンジン回転速度ＮＥを引き上げるとともに、エンジン回転速度ＮＥが所定の始動回転速度ＮＥ１に達したら燃料噴射や点火等の始動制御を行ってエンジン１２を始動し、所定の目標回転速度ＮＥ２まで自力回転で上昇させるエンジン始動制御を実行する。その場合に、ダンパ３８に起因して共振が発生することを抑制するようになっており、機能的にニュートラル制御手段８２、ＭＧ回転速度上昇手段８４、Ｋ０クラッチスリップ制御手段８６、Ｋ０クラッチ完全係合手段８８、および燃料噴射・点火手段９０を備えている。図２は、このようなエンジン始動制御手段８０の作動（信号処理）を具体的に説明するフローチャートで、ステップＳ２はニュートラル制御手段８２に相当し、ステップＳ３はＭＧ回転速度上昇手段８４に相当し、ステップＳ４およびＳ５はＫ０クラッチスリップ制御手段８６に相当し、ステップＳ６はＫ０クラッチ完全係合手段８８に相当し、ステップＳ７は燃料噴射・点火手段９０に相当する。ＭＧ回転速度上昇手段８４およびＫ０クラッチスリップ制御手段８６はクランキング手段として機能し、Ｋ０クラッチ完全係合手段８８および燃料噴射・点火手段９０は始動手段として機能する。

図２のフローチャートは、Ｋ０クラッチ３４が解放されてエンジン１２が回転停止している停車時や惰性走行時等に実行され、ステップＳ１では、バッテリー４４の蓄電残量ＳＯＣの低下や運転者のアクセル操作などでハイブリッド制御手段７２からエンジン始動要求が供給されたか否かを判断する。エンジン始動要求が供給されない場合はそのまま終了するが、エンジン始動要求が供給されたらステップＳ２を実行し、自動変速機２０を強制的にニュートラルにする指令を前記変速制御手段７４に出力し、自動変速機２０をニュートラルにする。また、ステップＳ３では、ＭＧ回転速度ＮＭＧが予め定められた一定の変化率でリニアに上昇するようにモータジェネレータＭＧのトルクＴＭＧを制御し、ステップＳ４では、Ｋ０クラッチ３４のスリップ量Ｎｓｌｐ（＝ＮＭＧ−ＮＥ）が予め定められた目標スリップ量Ｎｓｌｐｔになるように、そのＫ０クラッチ３４の係合トルクＴＫ０、具体的には係合油圧を制御する。これにより、エンジン回転速度ＮＥがＭＧ回転速度ＮＭＧに追従して略ニリアに上昇させられる。目標スリップ量Ｎｓｌｐｔは一定値でも良いが、本実施例では図５に示すようにＫ０温度Ｋ０Ｔが高い程小さくなるように予め定められたマップや演算式等に従って定められる。ＭＧ回転速度ＮＭＧの変化率（上昇勾配）についても、エンジン冷却水温等をパラメータとして定められるようにしても良い。

図３は、図２のフローチャートに従ってエンジン始動制御が行われた場合のＫ０クラッチ３４や各部のトルク、回転速度、燃料噴射量の変化を示すタイムチャートの一例で、時間ｔ１は、エンジン始動要求によりステップＳ１の判断がＹＥＳ（肯定）となり、ステップＳ２以下のエンジン始動制御が開始された時間である。また、時間ｔ２は、ステップＳ４のＫ０スリップ制御でエンジン回転速度ＮＥがＭＧ回転速度ＮＭＧに追従してリニアに上昇開始させられた時間である。このクランキング時におけるモータジェネレータＭＧのトルクＴＭＧの制御やＫ０クラッチ３４の係合トルクＴＫ０の制御は、フィードフォワード制御でもフィードバック制御でも良く、それ等を組み合わせたものでも良い。

次のステップＳ５では、エンジン回転速度ＮＥが予め定められた始動回転速度ＮＥ１の近傍に達したか否かを判断し、ＮＥ≒ＮＥ１になったらステップＳ６を実行してＫ０クラッチ３４を完全係合させる。図３の時間ｔ３は、Ｋ０クラッチ３４を完全係合させるためにＫ０クラッチ３４の係合トルクＴＫ０、すなわち係合油圧が最大値まで上昇開始させられた時間で、時間ｔ４は、その係合トルクＴＫ０の増大制御でＫ０クラッチ３４が完全係合させられ、エンジン回転速度ＮＥがＭＧ回転速度ＮＭＧと一致させられた時間である。モータジェネレータＭＧは、そのＭＧ回転速度ＮＭＧが始動回転速度ＮＥ１に達したら、その始動回転速度ＮＥ１を維持するようにトルク制御が行われる。

ここで、上記始動回転速度ＮＥ１は、Ｋ０クラッチ３４がスリップ係合させられるＫ０スリップ係合時におけるダンパ３８の共振回転速度ｒｅｓｌｐよりも低いとともに、Ｋ０クラッチ３４が完全係合させられるＫ０完全係合時におけるダンパ３８の共振回転速度ｒｅｏｎよりも高い回転速度で、且つエンジン１２が自立回転可能で所定の始動性を確保できる一定の回転速度が定められる。共振はダンパ３８に起因して発生するもので、共振回転速度ｒｅｓｌｐ、ｒｅｏｎは、それぞれダンパ３８のばね定数ｋやエンジン１２等の回転イナーシャ、Ｋ０クラッチ３４の係合トルクＴＫ０などによって定まり、実験やシミュレーション等によって求められる。図４は、Ｋ０完全係合時およびＫ０スリップ係合時における振動モデルの一例で、その共振周波数（固有振動数）ωon、ωslp は、それぞれ回転イナーシャＩｅ、Ｉｍ、Ｉｃおよびばね定数ｋに基づいて、図４に示す(1) 式および(2) 式に従って算出される。Ｋ０完全係合時の回転イナーシャＩｍはモータジェネレータＭＧを含むが、Ｋ０スリップ係合時の回転イナーシャＩｃはＫ０クラッチ３４の係合トルクＴＫ０に応じて定まり、Ｉｍ＞Ｉｃであり、Ｋ０スリップ係合時の共振周波数ωslp はＫ０完全係合時の共振周波数ωonよりも高くなる。共振回転速度ｒｅｓｌｐ、ｒｅｏｎは、それぞれその共振周波数ωslp 、ωonに対応するが、本実施例では図３に示すように例えば±５％程度（±合わせて１０％程度）の幅を有する回転速度領域として定められ、それ等の共振回転速度ｒｅｓｌｐ、ｒｅｏｎの中間の回転速度が始動回転速度ＮＥ１として設定されている。

このように、始動回転速度ＮＥ１がＫ０スリップ係合時の共振回転速度ｒｅｓｌｐよりも低回転であるため、Ｋ０クラッチ３４のスリップ制御でエンジン回転速度ＮＥを始動回転速度ＮＥ１の近傍まで引き上げる時間ｔ２〜ｔ３では、エンジン回転速度ＮＥが共振回転速度ｒｅｓｌｐを通過することはなく、共振を生じる恐れがない。共振回転速度ｒｅｓｌｐは、厳密にはＫ０クラッチ３４の係合トルクＴＫ０の変動に伴って変動する可能性があるが、±５％程度の幅を持って定められているため、共振を生じることなくエンジン回転速度ＮＥを始動回転速度ＮＥ１の近傍まで引き上げることができる。一方、Ｋ０クラッチ３４が完全係合させられることにより共振回転速度はｒｅｓｌｐからｒｅｏｎまで低下するため、その過程で一時的にエンジン回転速度ＮＥが相対的に共振回転速度領域を通過させられるが、Ｋ０クラッチ３４がスリップ係合から完全係合へ移行する時間は極めて短いため、その過程で共振を生じる可能性は低い。

図２に戻って、ステップＳ７では、燃料噴射および点火等のエンジン始動制御を実行し、エンジン１２を自力回転させる。前記始動回転速度ＮＥ１は、Ｋ０クラッチ３４のスリップ制御で共振回転速度ｒｅｓｌｐが高くなるのに伴って高くできるため、エンジン１２の始動性が向上して速やかに自力回転させることができるとともに、始動当初から大きなトルクが得られるため、エンジン回転速度ＮＥを速やかに上昇させることができる。Ｋ０スリップ係合時の共振回転速度ｒｅｓｌｐは、Ｋ０クラッチ３４の係合トルクＴＫ０に応じて変化し、その係合トルクＴＫ０はスリップ量Ｎｓｌｐが大きい程小さくなるが、スリップ量Ｎｓｌｐが大きくなると燃費が悪化する。このため、前記目標スリップ量Ｎｓｌｐｔは、共振回転速度ｒｅｓｌｐを高くし、それよりも低回転の始動回転速度ＮＥ１をできるだけ高くして始動性を向上させつつ、燃費悪化を抑制するためにできるだけ小さなスリップ量に設定される。

次のステップＳ８ではＭＧトルクＴＭＧを０とし、エンジン１２の自力回転でエンジン回転速度ＮＥを上昇させるとともに、ステップＳ９ではエンジン回転速度ＮＥが目標回転速度ＮＥ２に達したか否かを判断し、ＮＥ≒ＮＥ２になったらステップＳ１０を実行して一連のエンジン始動制御を終了する。この時の目標回転速度ＮＥ２はアクセル操作量Ａｃｃに応じて定められ、アクセルＯＦＦであればアイドル回転速度ＮＥｉｄｌが目標回転速度ＮＥ２とされ、アクセル操作時にはアクセル操作量Ａｃｃに応じて適宜定められる。図３の時間ｔ５は、エンジン回転速度ＮＥが目標回転速度ＮＥ２に略到達して一連のエンジン始動制御が終了させられた時間である。図３のトルクの欄の「ＴＥ」はエンジントルクで、吸入空気量や燃料噴射量等に応じて定まるが、エンジン回転速度ＮＥを目標回転速度ＮＥ２まで速やかに上昇させるため、アクセル操作量Ａｃｃとは別個に吸入空気量や燃料噴射量が制御される。

このように、本実施例のハイブリッド車両１０においては、モータジェネレータＭＧを回転駆動するとともにＫ０クラッチ３４をスリップ係合させてエンジン回転速度ＮＥを始動回転速度ＮＥ１まで上昇させ、その始動回転速度ＮＥ１でＫ０クラッチ３４を完全係合させるとともに燃料噴射および点火等の始動制御でエンジン１２を始動して自力回転させ、所定の目標回転速度ＮＥ２まで上昇させる。その場合に、モータジェネレータＭＧでエンジン回転速度ＮＥを上昇させるクランキング時にはＫ０クラッチ３４がスリップ係合させられるため、その状態におけるダンパ３８による共振回転速度ｒｅｓｌｐは、Ｋ０完全係合時に比較して高くなる。このため、それだけ始動回転速度ＮＥ１を高くすることが可能で、エンジン１２を始動する際の始動性が向上し、エンジン１２を速やかに始動することができる。

また、比較的高回転でエンジン１２を始動できるため、始動当初から比較的大きなトルクが得られるようになり、モータジェネレータＭＧによるアシストを必要とすることなく、エンジン回転速度ＮＥを目標回転速度ＮＥ２まで速やかに上昇させることができる。特に、エンジン始動時にはＫ０クラッチ３４が完全係合させられるため、共振回転速度ｒｅｏｎが低くなり、本実施例では始動回転速度ＮＥ１がその共振回転速度ｒｅｏｎよりも高くなることから、エンジン回転速度ＮＥを一層円滑に上昇させることができる。

また、エンジン１２をクランキングする際のＫ０クラッチ３４のスリップ量Ｎｓｌｐが予め定められた目標スリップ量Ｎｓｌｐｔとなるように制御され、ＭＧ回転速度ＮＭＧの上昇に追従してエンジン回転速度ＮＥが上昇させられるため、目標スリップ量Ｎｓｌｐｔを適当に設定することにより、Ｋ０スリップ係合時の共振回転速度ｒｅｓｌｐを高くして始動性を確保しつつスリップ損失に起因する燃費の悪化を抑制できる。すなわち、目標スリップ量Ｎｓｌｐｔは、共振回転速度ｒｅｓｌｐを高くして、それよりも低回転の始動回転速度ＮＥ１をできるだけ高くして始動性を向上させる一方、燃費悪化を抑制するためにできるだけ小さなスリップ量に設定される。

また、上記目標スリップ量Ｎｓｌｐｔは、Ｋ０温度Ｋ０Ｔが高い場合には低い場合に比較して小さくされるため、Ｋ０クラッチ３４のスリップによる過熱を防止してＫ０クラッチ３４の耐久性を確保することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：ハイブリッド車両 １２：エンジン ３４：Ｋ０クラッチ（断接装置） ３８：ダンパ ６０：Ｋ０温度センサ ７０：電子制御装置 ８０：エンジン始動制御手段 ８２：ニュートラル制御手段 ８４：ＭＧ回転速度上昇手段（クランキング手段） ８６：Ｋ０クラッチスリップ制御手段（クランキング手段 ８８：Ｋ０クラッチ完全係合手段（始動手段） ９０：燃料噴射・点火手段（始動手段） ＭＧ：モータジェネレータ（回転機） ＮＥ：エンジン回転速度 ＮＭＧ：ＭＧ回転速度 ＮＥ１：始動回転速度 ｒｅｓｌｐ：Ｋ０スリップ係合時の共振回転速度 ｒｅｏｎ：Ｋ０完全係合時の共振回転速度 Ｎｓｌｐ：スリップ量 Ｎｓｌｐｔ：目標スリップ量

Claims (4)

1. 少なくとも電動モータとして機能し、駆動輪を回転駆動することができる回転機と、
   該回転機に摩擦係合式の断接装置を介して連結されたエンジンと、
   該エンジンと前記回転機との間に前記断接装置と直列に配設されたダンパと、
   を備えており、前記回転機により前記断接装置を介して前記エンジンをクランキングして始動するハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、
   前記駆動輪に対して相対回転可能とされた前記回転機を回転駆動するとともに前記断接装置をスリップ係合させることにより、該スリップ係合時における共振回転速度よりも低い始動回転速度まで前記エンジンの回転速度を上昇させるクランキング手段と、
   前記始動回転速度で前記断接装置を完全係合させるとともに前記エンジンを自力回転させる始動手段と、
   を有することを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
2. 前記クランキング手段は、前記回転機の回転速度を上昇させるとともに、前記断接装置のスリップ量が予め定められた目標スリップ量となるように該断接装置の係合トルクを制御し、該回転機の回転速度の上昇に追従させて前記エンジンの回転速度を上昇させる
   ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
3. 前記クランキング手段は、前記断接装置の温度が高い場合には低い場合に比較して該断接装置のスリップ量が小さくなるように該断接装置の係合トルクを制御する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
4. 前記始動回転速度は、前記クランキング手段が前記断接装置をスリップ係合させて前記エンジンの回転速度を上昇させる際の共振回転速度よりも低く、且つ該断接装置を完全係合させた時の共振回転速度よりも高い回転速度範囲で設定される
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。

Images