JP2005127332A - 複数の原動機を備えた車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スタータモータの故障時にも内燃機関の始動が容易な車両の制御装置を提供する
【解決手段】 スタータ起動ルーチンに入った場合においても、スタータモータ異常判定手段１３２によってスタータモータ８６の異常が判定されると、押しがけ可能車速Ｖpに到達するまで待機させられ、その到達を待って押しがけルーチンに入る。そのため、スタータモータ異常判定手段１３２により前記スタータモータ８６の異常が判定された場合には、ＭＧ１６で前輪を駆動し、或いは、それと共にＲＭＧで後輪を駆動して車速Ｖを上昇させた後にエンジンが始動させられるので、スタータモータ８６の異常が発生した状態でもエンジンが容易に始動させられる。
【選択図】 図７

Description

本発明は、複数の原動機を備えた車両の制御装置に関するものである。

前輪を内燃機関を用いて駆動し、後輪を電動機を用いて駆動する形式の４輪駆動車両が知られている(例えば特許文献１等を参照)。このような形式の４輪駆動車両では、４輪駆動により走破性が高められると同時に、常時は内燃機関を主体とした前輪駆動とすることにより、内燃機関の出力を前後輪へ機械的に伝達する場合に比較して燃費が良好となる利点がある。また、内燃機関の故障時には、電動機を用いて後輪を駆動することにより、バッテリが消耗するまでの間は応急的な走行を行うことができる。
特開平１０−６７２４３号公報 実開平６−２５５５６号公報

ところで、上記特許文献１には、内燃機関の始動時に関する課題や解決手段は何ら開示されていない。そのため、内燃機関の始動のためのスタータモータが設けられる場合に、スタータの故障時には始動が困難となるおそれがあった。

本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、スタータモータの故障時にも内燃機関の始動が容易な車両の制御装置を提供することにある。

斯かる目的を達成するため、本発明の要旨とするところは、前輪および後輪の一方を内燃機関で駆動し、他方を他の原動機で駆動する形式の複数の原動機を備えた車両の制御装置であって、(ａ)前記内燃機関を始動させるためのスタータモータと、(ｂ)そのスタータモータの起動不能状態を前記内燃機関のクランキング開始前に判定するスタータモータ異常判定手段と、(ｃ)そのスタータモータ異常判定手段により前記スタータモータの起動不能状態が判定された場合には、前記他の原動機で前記他方の車輪を駆動して前記内燃機関を始動させる始動手段とを、含むことにある。

このようにすれば、前記内燃機関のクランキング開始前に、スタータモータ異常判定手段により前記スタータモータの起動不能状態が判定された場合には、始動手段により、前記他の原動機で前記他方の車輪を駆動して前記内燃機関が始動させられるので、スタータモータの起動不能状態でも内燃機関が容易に始動させられる。

以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が適用された４輪駆動車両すなわち前後輪駆動車両の動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。この前後輪駆動車両は、前輪系を第１原動機を備えた第１駆動装置すなわち主駆動装置１０にて駆動し、後輪系を第２原動機を備えた第２駆動装置すなわち副駆動装置１２にて駆動する形式の複数の駆動装置を有するものである。

上記主駆動装置１０は、空気および燃料の混合気が燃焼させられることにより作動させられる内燃機関であるエンジン１４と、電気モータおよび発電機として選択的に機能するモータジェネレータ（以下、ＭＧという）１６と、ダブルピニオン型の遊星歯車装置１８と、変速比が連続的に変化させられる無段変速機２０とを同心に備えている。上記エンジン１４は第１原動機すなわち主原動機として機能している。上記エンジン１４は、その吸気配管の吸入空気量を制御するスロットル弁の開度θ_THを変化させるためにそのスロットル弁を駆動するスロットルアクチュエータ２１を備えている。また、本実施例においては、上記のＭＧ１６が他の原動機に相当する。

上記遊星歯車装置１８は、機械的に力を合成し或いは分配する合成分配機構であって、共通の軸心まわりに独立して回転可能に設けられた３つの回転要素、すなわち上記エンジン１４にダンパ装置２２を介して連結されたサンギヤ２４と、第１クラッチＣ１を介して無段変速機２０の入力軸２６に連結され且つ上記ＭＧ１６の出力軸が連結されたキャリヤ２８と、第２クラッチＣ２を介して無段変速機２０の入力軸２６に連結され且つブレーキＢ１を介して非回転部材たとえばハウジング３０に連結されるリングギヤ３２とを備えている。上記キャリヤ２８は、サンギヤ２４およびリングギヤ３２とかみ合い且つ相互にかみ合う一対のピニオン（遊星歯車）３４および３６を、それらの自転可能に支持している。上記第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、ブレーキＢ１は、いずれも互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータによって押圧されることにより係合させられたり、その押圧解除により解放されたりする油圧式摩擦係合装置である。

上記遊星歯車装置１８とそのキャリヤ２８に連結されたＭＧ１６は、エンジン１４の作動状態すなわちサンギヤ２４の回転状態においてＭＧ１６の発電量を制御することすなわちＭＧ１６の回転駆動トルクである反力が逐次大きくなるようにキャリヤ２８に発生させられることにより、リングギヤ３２の回転数を滑らかに増加させて車両の滑らかな発進加速を可能とする電気トルコン（ＥＴＣ）装置を構成している。このとき、遊星歯車装置１８のギヤ比ρ（サンギヤ２４の歯数／リングギヤ３２の歯数）がたとえば一般的な値である０．５とすると、リングギヤ３２のトルク：キャリヤ２８のトルク：サンギヤ２４のトルク＝１／ρ：（１−ρ）／ρ：１の関係から、エンジン１４のトルクが１／ρ倍たとえば２倍に増幅されて無段変速機２０へ伝達されるので、トルク増幅モードと称される。

また、上記無段変速機２０は、入力軸２６および出力軸３８にそれぞれ設けられた有効径が可変の一対の可変プーリ４０および４２と、それら一対の可変プーリ４０および４２に巻き掛けられた無端環状の伝動ベルト４４とを備えている。それら一対の可変プーリ４０および４２は、入力軸２６および出力軸３８にそれぞれ固定された固定回転体４６および４８と、その固定回転体４６および４８との間にＶ溝を形成するように入力軸２６および出力軸３８に対して軸心方向に移動可能且つ軸心まわりに相対回転不能に取付られた可動回転体５０および５２と、それら可動回転体５０および５２に推力を付与して可変プーリ４０および４２の掛かり径すなわち有効径を変化させることにより変速比γ（＝入力軸回転速度／出力軸回転速度）を変更する一対の油圧シリンダ５４および５６とを備えている。

上記無段変速機２０の出力軸３８から出力されたトルクは、減速装置５８、差動歯車装置６０、および一対の車軸６２、６４を介して一対の前輪６６、６８へ伝達されるようになっている。なお、本実施例では、前輪６６、６８の舵角を変更する操舵装置が省略されている。

前記副駆動装置１２は、第２原動機すなわち副原動機として機能するリヤモータジェネレータ（以下、ＲＭＧという）７０を備え、そのＲＭＧ７０から出力されたトルクは、減速装置７２、差動歯車装置７４、および一対の車軸７６、７８を介して一対の後輪８０、８２へ伝達されるようになっている。

そして、前記エンジン１４のクランク軸に一方向クラッチ８４を介して連結されたＶプーリ８５とスタータモータ８６の出力軸に固定されたＶプーリ８７との間には、伝動ベルト８８が巻き掛けられており、そのスタータモータ８６によってもエンジン１４が始動させられるようになっている。上記一方向クラッチ８４はスタータモータ８６からエンジン１４に向かう方向へ動力を伝達する場合は係合させられるが、エンジン１４からスタータモータ８６へ向かう方向の動力が伝達されようとすると解放されるものである。また、上記Ｖプーリ８５および８７はスチール（鋼板）製或いは合成樹脂製であり、それらに巻き掛けられた伝動ベルト８８はよく知られたスチールワイヤにより補強された合成ゴム或いは合成樹脂から構成されたものである。

図２は、前記主駆動装置１０の遊星歯車装置１８を種々の作動モードに切り換えるための油圧制御回路の構成を簡単に示す図である。運転者によりＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、Ｂの各レンジ位置へ操作されるシフトレバー９０に機械的に連結されたマニアル弁９２は、シャトル弁９３を利用しつつ、シフトレバー９０の操作に応答して、Ｄレンジ、Ｂレンジ、Ｒレンジにおいて第１クラッチＣ１の係合圧を調圧する第１調圧弁９４へ図示しないオイルポンプから出力された元圧を供給し、Ｄレンジ、ＢレンジにおいてクラッチＣ２の係合圧を調圧する第２調圧弁９５へ元圧を供給し、Ｎレンジ、Ｐレンジ、ＲレンジにおいてブレーキＢ１の係合圧を調圧する第３調圧弁９６へ元圧を供給する。上記第２調圧弁９５、第３調圧弁９６は、ハイブリッド制御装置１０４によって駆動されるリニヤソレイド弁９７からの出力信号に従って第２クラッチＣ２およびブレーキＢ１の係合圧を制御し、第１調圧弁９４は、ハイブリッド制御装置１０４によってデューティー駆動される三方弁である電磁開閉弁９８からの出力信号に従って第１クラッチＣ１の係合圧を制御する。

図３は、本実施例の前後輪駆動車両に設けられた制御装置の構成を説明する図である。エンジン制御装置１００、変速制御装置１０２、ハイブリッド制御装置１０４、蓄電制御装置１０６、ブレーキ制御装置１０８は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェースを備えた所謂マイクロコンピュータであって、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って入力信号を処理し、種々の制御を実行する。また、上記の制御装置は、相互に通信可能に接続されており、所定の制御装置から必要な信号が要求されると、他の制御装置からその所定の制御装置へ適宜送信されるようになっている。

エンジン制御装置１００は、エンジン１４のエンジン制御を実行する。例えば、燃料噴射量制御のために図示しない燃料噴射弁を制御し、点火時期制御のために図示しないイグナイタを制御し、トラクション制御ではスリップ中の前輪６６、６８が路面をグリップするようにエンジン１４の出力を一時的に低下させるためにスロットルアクチュエータ２１を制御する。

上記変速制御装置１０２は、たとえば、無段変速機２０の伝動ベルト４４の張力が必要かつ十分な値となるように予め設定された関係から、実際の変速比γおよび伝達トルクすなわちエンジン１４およびＭＧ１６の出力トルクに基づいて、ベルト張力圧を調圧する調圧弁を制御し、伝動ベルト４４の張力を最適な値とするとともに、エンジン１４が最小燃費率曲線或いは最適曲線に沿って作動するように予め記憶された関係から、実際の車速Ｖおよびエンジン負荷たとえばスロットル弁開度θ_TH或いはアクセルペダル操作量Ａ_CCに基づいて目標変速比γ_mを決定し、実際の変速比γがその目標変速比γ_mと一致するように無段変速機２０の変速比γを制御する。

また、上記エンジン制御装置１００および変速制御装置１０２は、たとえば図４に示す最良燃費運転線に沿ってエンジン１４の作動点すなわち運転点が移動するように、たとえば上記スロットルアクチュエータ２１や燃料噴射量を制御するとともに無段変速機２０の変速比γを変更する。また、ハイブリッド制御装置１０４からの指令に応じて、上記エンジン１４の出力トルクＴ_Eまたは回転数Ｎ_Eを変更するために上記スロットルアクチュエータ２１や変速比γを変更し、エンジン１４の運転点を移動させる。

上記ハイブリッド制御装置１０４は、電池などから成る蓄電装置１１２からＭＧ１６に供給される駆動電流或いはそのＭＧ１６から蓄電装置１１２へ出力される発電電流を制御するインバータ１１４を制御するための第１ＭＧ制御装置１１６と、蓄電装置１１２からＲＭＧ７０に供給される駆動電流或いはそのＲＭＧ７０から蓄電装置１１２へ出力される発電電流を制御するインバータ１１８を制御するための第２ＭＧ制御装置１２０とを含み、シフトレバー９０の操作位置Ｐ_SH、アクセルペダル１２２の操作量Ａ_CC、車速Ｖ、蓄電装置１１２の蓄電量ＳＯＣに基づいて、たとえば図５に示す複数の運転モードのうちからいずれか１つを選択を行うとともに、アクセルペダル１２２の操作量Ａ_CC、ブレーキペダル１２４の操作量Ｂ_Fに基づいて、ＭＧ１６或いはＲＭＧ７０の発電に必要なトルクにより制動力を発生させるトルク回生制動モード、或いはエンジン１４の回転抵抗トルクにより制動力を発生させるエンジンブレーキモードを選択する。

シフトレバー９０がＢレンジ或いはＤレンジへ操作された場合、たとえば比較的低負荷の発進或いは定速走行ではモータ走行モードが選択され、第１クラッチＣ１が係合させられ且つ第２クラッチＣ２およびブレーキＢ１が共に解放されることにより、専らＭＧ１６により車両が駆動される。なお、このモータ走行モードにおいて、蓄電装置１１２の蓄電量ＳＯＣが予め設定された下限値を下回った不足状態となった場合や、駆動力をさらに必要とするためにエンジン１４を始動させる場合には、後述するＥＴＣモード或いは直結モードへ切り換えられて、それまでの走行を維持しながらＭＧ１６或いはＲＭＧ７０が駆動され、そのＭＧ１６或いはＲＭＧ７０により蓄電装置１１２が充電される。

また、比較的中負荷走行または高負荷走行では直結モードが選択され、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が共に係合させられ且つブレーキＢ１が解放されることにより遊星歯車装置１８が一体的に回転させられ、専らエンジン１４によりまたはそのエンジン１４およびＭＧ１６により車両が駆動されたり、或いは専らエンジン１４により車両が駆動されると同時にＭＧ１６により蓄電装置１１２の充電が行われる。この直結モードでは、サンギヤ２４の回転数即ちエンジン回転数Ｎ_E（rpm）とキャリヤ２８の回転数すなわちＭＧ１６の回転数Ｎ_MG（rpm）とリングギヤ３２の回転数即ち無段変速機２０の入力軸２６の回転速度Ｎ_IN（rpm）とは同じ値であるから、二次元平面内において３本の回転数軸（縦軸）すなわちサンギヤ回転数軸Ｓ、リングギヤ回転数Ｒ、およびキャリヤ回転数軸Ｃと変速比軸（横軸）とから描かれる図６の共線図では、たとえば１点鎖線に示されるものとなる。なお、図６において、上記サンギヤ回転数軸Ｓとキャリヤ回転数軸Ｃとの間隔は１に対応し、リングギヤ回転数Ｒとキャリヤ回転数軸Ｃとの間隔はダブルピニオン型遊星歯車装置１８のギヤ比ρに対応している。

また、たとえば発進加速走行では、ＥＴＣモードすなわちトルク増幅モードが選択され、第２クラッチＣ２が係合させられ且つ第１クラッチＣ１およびブレーキＢ１が共に解放された状態でＭＧ１６の発電量（回生量）すなわちそのＭＧ１６の反力（ＭＧ１６を回転させる駆動トルク）が徐々に増加させられることにより、エンジン１４が所定の回転数に維持された状態で車両が滑らかに零発進させられる。このようにエンジン１４によって車両およびＭＧ１６が駆動される場合には、エンジン１４のトルクが１／ρ倍たとえばρ＝０．５とすると２倍に増幅されて無段変速機２０へ伝達される。すなわち、ＭＧ１６の回転数Ｎ_MGが図６のＡ点（負の回転速度すなわち発電状態）である場合には、無段変速機２０の入力軸回転数Ｎ_INは零であるため車両は停止しているが、図６の破線に示すように、そのＭＧ１６の発電量が増加させられてその回転数Ｎ_MGがその正側のＢ点へ変化させられることに伴って無段変速機２０の入力軸回転数Ｎ_INが増加させられて、車両が発進させられるのである。

シフトレバー９０がＮレンジ或いはＰレンジへ操作された場合、基本的にはニュートラルモード１または２が選択され、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、およびブレーキＢ１が共に解放され、遊星歯車装置１８において動力伝達経路が解放される。この状態において、蓄電装置１１２の蓄電量ＳＯＣが予め設定された下限値を下回った不足状態となった場合などにおいては、充電・エンジン始動モードとされ、ブレーキＢ１が係合させられた状態で、ＭＧ１６によりエンジン１４が始動させられる。シフトレバー９０がＲレンジへ操作された場合、たとえば軽負荷後進走行ではモータ走行モードが選択され、第１クラッチＣ１が係合させられるとともに第２クラッチＣ２およびブレーキＢ１が共に解放されることにより、専らＭＧ１６により車両が後進走行させられる。しかし、たとえば中負荷或いは高負荷後進走行ではフリクション走行モードが選択され、第１クラッチＣ１が係合させられ且つ第２クラッチＣ２が解放されるとともに、ブレーキＢ１がスリップ係合させられる。これにより、車両を後進させる駆動力としてＭＧ１６の出力トルクにエンジン１４の出力トルクが加えられる。

また、前記ハイブリッド制御装置１０４は、前輪６６、６８の駆動力に従った車両の発進時或いは急加速時において、車両の駆動力を一時的に高めるために、所定の駆動力配分比に従ってＲＭＧ７０を作動させ、後輪８０、８２からも駆動力を発生させる高μ路アシスト制御や、凍結路、圧雪路のような低摩擦係数路（低μ路）における発進走行時において、車両の発進能力を高めるために、ＲＭＧ７０により後輪８０、８２を駆動させると同時に、たとえば無段変速機２０の変速比γを低くさせて前輪６６、６８の駆動力を低下させる低μ路アシスト制御を実行する。

蓄電制御装置１０６は、電池、コンデンサなどの蓄電装置１１２の蓄電量ＳＯＣが予め設定された下限値ＳＯＣ_Dを下回った場合には、ＭＧ１６或いはＲＭＧ７０により発電された電気エネルギで蓄電装置１１２を充電あるいは蓄電するが、蓄電量ＳＯＣが予め設定された上限値ＳＯＣ_Uを上まわった場合には、そのＭＧ１６或いはＲＭＧ７０からの電気エネルギで充電することを禁止する。また、上記蓄電に際して、実際の電力見込み値（＝消費電力＋充電電力）Ｐ_bが、蓄電装置１１２の温度Ｔ_Bの関数である電力或いは電気エネルギの受入制限値Ｗ_INと持出制限値Ｗ_OUTとの範囲を越えた場合には、その受入れ或いは持ち出しを禁止する。

ブレーキ制御装置１０８は、たとえばＴＲＣ制御、ＡＢＳ制御、ＶＳＣ制御などを実行し、低μ路などにおける発進走行時、制動時、旋回時の車両の安定性を高めたり或いは牽引力を高めるために、油圧ブレーキ制御回路を介して各車輪６６、６８、８０、８２に設けられたホイールブレーキ６６_WB、６８_WB、８０_WB、８２_WBを制御する。たとえば、各車輪に設けられた回転センサからの信号に基づいて、車輪車速（車輪回転速度に基づいて換算される車体速度）たとえば右前輪車輪車速Ｖ_FR、左前輪車輪車速Ｖ_FL、右後輪車輪車速Ｖ_RR、左後輪車輪車速Ｖ_RL、前輪車速〔＝（Ｖ_FR＋Ｖ_FL）／２〕、後輪車速〔＝（Ｖ_RR＋Ｖ_RL）／２〕、および車体車速（Ｖ_FR、Ｖ_FL、Ｖ_RR、Ｖ_RLのうちの最も遅い速度）Ｖを算出する一方で、たとえば主駆動輪である前輪車速と非駆動輪である後輪車速との差であるスリップ速度ΔＶが予め設定された制御開始判断基準値ΔＶ₁を越えると、前輪にスリップ判定をし、且つスリップ率Ｒ_S〔＝（ΔＶ／Ｖ_F）×１００％〕が予め設定された目標スリップ率Ｒ_S1内に入るようにスロットルアクチュエータ２１、ホイールブレーキ６６_WB、６８_WBなどを用いて前輪６６、６８の駆動力を低下させる。また、制動操作時において、各車輪のスリップ率が所定の目標スリップ範囲内になるように、ホイールブレーキ６６_WB、６８_WB、８０_WB、８２_WBを用いて前輪６６、６８、後輪８０、８２の制動力を維持し、車両の方向安定性を高める。また、車両の旋回走行時において、図示しない舵角センサからの舵角、ヨーレートセンサからのヨーレート、２軸Ｇセンサからの前後左右加速度等に基づいて車両のオーバステア傾向或いはアンダステア傾向を判定し、そのオーバステア或いはアンダステアを抑制するように、ホイールブレーキ６６_WB、６８_WB、８０_WB、８２_WBの何れか、およびスロットルアクチュエータ２１を制御する。

図７は、上記ハイブリッド制御装置１０４等の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図７において、電動機走行手段１２６は、クラッチＣ２を解放させると共にインバータ１１４を介してＭＧ１６を駆動することにより、モータ走行モードで車両を走行させる。なお、前述したように、このモータ走行モードではクラッチＣ１が係合状態、ブレーキＢ１が解放状態にあり、且つエンジン１４は停止させられている。本実施例においては、上記の電動機走行手段１２６が原動機走行手段に対応する。

また、始動要求判定手段１２８は、上記モータ走行モードの実施中に、停止させられているエンジン１４の始動要求が為されたか否かを判定する。この始動要求の有無は、例えばＤレンジにあるときに、アクセル開度の急激な増大や蓄電制御装置１０６からの充電要求の有無等に基づいて判断される。車速領域判定手段１３０は、上記の始動要求があった場合に、前述した車体車速Ｖが予め定められた押しがけ可能車速Ｖp以上の車速領域にあるか否かを判定する。Ｖ＜Ｖpであって車速Ｖがその車速領域に無いと判定される場合には、スタータモータ異常判定手段１３２によってスタータ起動が可能であるか否かが判断される。スタータ起動が可能であれば、第１始動手段１３４がスタータモータ８６を起動させることによりエンジン１４が始動させられる。すなわち、第１始動手段１３４は、クラッチＣ２を解放させたままとすることにより、無段変速機２０の入力軸２６を経由したエンジン１４と前輪６６、６８との間の動力伝達経路を実質的に遮断（すなわち解放）した状態でスタータモータ８６を起動する。しかしながら、スタータ起動できない場合には、スタータモータ異常判定手段１３２は前記の車速領域判定手段１３０に制御を返す。

一方、車速領域判定手段１３０によって押しがけ可能車速Ｖp以上の車速領域にあると判定された場合には、第２始動手段１３６によってクラッチＣ２が係合させられる。これにより、モータ走行モードから直結モードにモード切換が為され、車両の運動エネルギを利用したエンジン１４の始動、すなわち所謂押しがけによるエンジン１４の始動が為される。すなわち、第２始動手段１３６は、クラッチＣ２を係合させることにより、エンジン１４と前輪６６、６８との間の動力伝達経路を実質的に接続してそのエンジン１４を回転させ且つ始動させる。このとき、必要に応じてＲＭＧ７０が駆動されることにより、エンジン１４の回転抵抗に抗して車両の走行速度が維持される。このように、始動要求判定手段１２８によってエンジン始動要求のあったことが判定されると、第１始動手段１３４或いは第２始動手段１３６が択一的に機能させられることにより、何れかによってエンジン１４が始動させられる。本実施例においては、クラッチＣ２の係合によるエンジン始動が可能な領域にあるか否かは、車速Ｖが押しがけ可能車速Ｖp以上の車速領域に有るか否かで判断される。また、始動手段１３４、１３６によってエンジン１４が始動させられるときには、電動機走行手段１２６により走行させられ、或いは走行可能な車両停止状態にある。

図８は、前記ハイブリッド制御装置１０４の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、エンジンを始動或いは再始動させるエンジン始動ルーチンを示している。図８において、ルーチンの開始時には、車両はＤレンジにおいて前述した電動機走行手段１２６により制御されたモータ走行モードにあり、エンジン１４は停止中である。すなわち、車両は、ＭＧ１６が駆動されることによって走行させられ或いは停止させられた状態にある。前記の始動要求判定手段１２８に対応するステップＳＡ１においては、エンジン始動要求が発生したか否かが判断される。始動要求がない場合には、この判断が否定されるため、エンジン始動ルーチンが直ちに終了させられる。しかしながら、アクセルペダル１２２の急激な踏み込みすなわち加速要求があった場合や、蓄電装置１１２の蓄電量ＳＯＣが不足となった場合等には、始動要求判定が肯定されてステップＳＡ２に進む。このとき、車両は、走行中であれば、ＭＧ１６により、或いはＭＧ１６およびＲＭＧ７０により走行させられ或いは加速されている状態にある。

前記の車速領域判定手段１３０に対応するステップＳＡ２においては、車両車速Ｖが押しがけ可能車速Ｖpに達したか否か、すなわち、後述するエンジンクランキングを行った場合にその車速Ｖから推定されるエンジン回転速度Ｎ_Eが、速やかに予め定められた４００ｒｐｍ程度のエンジン始動可能な速度に到達し得るか否かが判断される。車速Ｖが押しがけ可能車速Ｖp以上になっている場合には、上記ステップＳＡ２の判断が肯定されるため、ステップＳＡ３およびＳＡ４の押しがけルーチンに入る。

前記の第２始動手段１３６に対応するそのステップＳＡ３においては、クラッチＣ２が係合させられる。これにより、クラッチＣ１，Ｃ２が係合させられる一方、ブレーキＢ１が解放させられた直結モードに移行し、遊星歯車装置１８が一体的に回転させられるため、そのサンギヤ２４に連結されたエンジン１４の出力軸が車輪６６、６８の回転に伴って回転させられる。すなわち、エンジン１４のクランキングが行われる。前記の「車速Ｖから推定されるエンジン回転速度Ｎ_E」とは、このようにクラッチＣ２を係合した場合に見込まれる回転速度をいう。エンジンクランキングが開始されると、ステップＳＡ４において、そのエンジン回転速度Ｎ_Eが予め定められた例えば７００〜８００ｒｐｍ程度の点火可能回転速度Ｎsに到達したか否かが判断される。未だ回転速度Ｎ_Eが低くＮ_E＜Ｎsであれば、この判断が否定されるのでステップＳＡ３に戻ってエンジン１４のクランキングが継続される。しかしながら、エンジン回転速度Ｎ_Eが上記点火可能回転速度Ｎsを超えると、そのステップＳＡ４の判断が肯定されるため、ステップＳＡ５に進んで前記のエンジン制御装置１００に点火指令が発せられ、エンジン１４が始動させられる。

一方、前記のステップＳＡ２において車両車速Ｖが押しがけ可能車速Ｖpに達していないと判断されると、ステップＳＡ６乃至ＳＡ８のスタータ起動ルーチンに入る。スタータモータ異常判定手段１３２に対応するそのステップＳＡ６では、エンジン１４のクランキング開始前に、スタータ起動が可能であるか否かが判断される。スタータ起動が可能であれば、この判断が肯定されて前記の第１始動手段１３４に対応するステップＳＡ７に進み、スタータモータ８６が起動されることにより、エンジン１４のクランキングが為される。続くステップＳＡ８においては、上述したステップＳＡ４と同様に、エンジン回転速度Ｎ_Eが点火可能回転速度Ｎsに到達したか否かが判断される。この判断が否定される場合にはステップＳＡ７に戻り、スタータモータ８６によるクランキングが継続される。そして、エンジン回転速度Ｎ_Eが点火可能回転速度Ｎsを超えると、ステップＳＡ８の判断が肯定されてステップＳＡ５に進み、押しがけルーチンの場合と同様に、エンジン制御装置１００に点火指令が発せられてエンジン１４が始動させられる。

しかしながら、スタータモータ８６の故障等で上記のステップＳＡ６の判断が否定されると、ステップＳＡ２に戻ってＭＧ１６或いはＭＧ１６とＲＭＧ７０とによる車両の加速が継続される。そのステップＳＡ２の判断が否定される間はステップＳＡ６に進むのでそれらステップＳＡ２、ＳＡ６が繰り返し実行されるが、車速Ｖが十分に高まると前述したようにステップＳＡ３に進んで、エンジン１４の押しがけが為される。したがって、スタータ起動が不能な場合にも、車速Ｖが押しがけ可能車速Ｖpに到達することを待つことにより、押しがけによってエンジン１４を始動できる。

図９は、前記ハイブリッド制御装置１０４の制御作動の要部を説明するタイミングチャートであって、上記のフローチャートにおける制御作動の流れを、例えば車両の走行開始時について説明する図である。時刻Ｔａにおいては、ドライバによって例えばイグニッションがオン操作されると共に、シフトレバー９０がＮレンジからＤレンジに操作される。これにより、ＭＧ１６が起動されると共にクラッチＣ１が係合させられ、ＭＧ１６の発生させるクリープトルクで車両はゆっくり発進する。また、ＲＭＧ７０も同時に起動され、車速Ｖは徐々に上昇させられる。

時刻Ｔｂにおいて、アクセルペダル１２２が踏み込まれる（アクセル開度が高められる）と、始動要求判定手段１２８（ステップＳＡ１）によってエンジン始動要求が肯定され、クラッチＣ２への係合油圧の供給が開始される。このとき、アクセルペダル１２２の踏み込みに応じてＭＧ１６或いはＭＧ１６およびＲＭＧ７０のトルクが上昇させられ、車速Ｖがそれ以前よりも大きな勾配で上昇させられる。なお、この時点ではクラッチＣ２の係合は開始しておらず、クラッチＣ２が解放されることによりエンジン１４と車輪６６、６８との間の動力伝達経路は遮断されたままである。

時刻Ｔｃにおいて、車速Ｖが押しがけ可能車速Ｖpに到達すると、前記車速領域判定手段１３０（ステップＳＡ２）による判断が肯定されるため、第２始動手段１３６（ステップＳＡ３）によってクラッチＣ２の係合油圧が高められて係合開始し、エンジン１４のクランキングが開始する。これにより、エンジン１４の回転速度Ｎ_Eは次第に上昇し、時刻Ｔｄにおいて点火可能回転速度Ｎsに達する。そのため、ハイブリッド制御装置１０４からエンジン制御装置１００に点火指令が出されてエンジン１４に点火される。これにより、エンジン１４が始動させられてエンジン走行が開始される共にクラッチＣ２が完全係合させられる。その後、更に時刻Ｔｅにおいてエンジン回転速度Ｎ_Eが所定の回転速度に到達すると、ＭＧ１６が停止させられてエンジン１４だけによる走行状態に移行する。したがって、押しがけが可能なときにはスタータモータ８６を起動すること無くエンジン１４を始動することができる。

なお、前記の図８においては、車速Ｖが低い場合にはスタータ起動ルーチンに入るようになっているが、押しがけエンジン始動を優先させたい場合には、例えば、そのステップＳＡ２における判断を一定時間だけ遅らせる（保留する）。すなわち、始動要求が検出されてからそのステップＳＡ２において車速Ｖを判断するまでの時間を、通常の加速性能が得られる車両状態において押しがけ可能車速Ｖpに到達する程度の一定時間だけディレイタイマ等によって遅らせればよい。このようにすれば、加速性能が低下する上り坂走行やＭＧ１６の出力低下等に起因して加速に時間を必要とする場合にはスタータ起動が為されるが、通常の加速性能が得られる場合には専ら押しがけ始動をさせることができる。

上述のように、本実施例によれば、クラッチＣ２の係合によるエンジン１４の始動が不能な領域では、第１始動手段１３４（ステップＳＡ７）によりそのクラッチＣ２が解放させられたままにされるとともにスタータモータ８６によりエンジン１４が始動させられるが、クラッチＣ２の係合によるエンジン１４の始動が可能な領域では、第２始動手段１３６（ステップＳＡ３）によりそのクラッチＣ２が係合させられることによりエンジン１４が始動させられることから、２つの始動手段１３４、１３６の役割分担によりエンジン１４の始動が容易に行われる。また、スタータモータ８６による始動の範囲が低減されてスタータモータ８６が小型且つ軽量化される。すなわち、押しがけが可能な場合にはそれが優先されることから、スタータモータ８６によるエンジン始動回数が大幅に少なくなってスタータモータ８６に必要な耐久性が低くなるため、その小型化や軽量化が容易になる。

また、本実施例においては、クラッチＣ２を解放させると共にＭＧ１６により前輪６６、６８を駆動して車両を走行させる電動機走行手段１２６が備えられると共に、エンジン１４の始動時には車両がその電動機走行手段１２６により走行させられているため、エンジン１４の停止状態においてもＭＧ１６によって車両を走行させ得ると共に、その車両の走行中においてもエンジン１４を始動させることができる。

また、本実施例においては、前輪６６、６８とエンジン１４との間の動力伝達経路を実質的に解放するためのクラッチＣ２が設けられており、そのクラッチＣ２が解放されている間にＭＧ１６により車両が駆動された後、そのクラッチＣ２が係合されることによりエンジン１４が始動させられるため、時刻Ｔｃまでのクラッチ解放期間における車両の走行によりある程度の車速が得られた後に、エンジン１４の始動が行われるので、ＭＧ１６の駆動初期における負荷が低減されるとともに、エンジン１４始動時のスタータモータ８６の負荷が低減される。

また、本実施例においては、図８のステップＳＡ２の判断が否定されてスタータ起動ルーチンに入った場合においても、スタータモータ異常判定手段１３２に対応するステップＳＡ６においてスタータモータ８６の異常が判定されると、ステップＳＡ２に戻って押しがけ可能車速Ｖpに到達するまで待機させられ、その到達を待って押しがけルーチンに入る。そのため、スタータモータ異常判定手段１３２により前記スタータモータ８６の異常が判定された場合には、ＭＧ１６で前輪６６、６８を駆動し、或いは、それと共にＲＭＧ７０で後輪８０、８２を駆動して車速Ｖを上昇させた後にエンジン１４が始動させられるので、スタータモータ８６の異常が発生した状態でもエンジン１４が容易に始動させられる。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は他の態様においても適用される。

たとえば、前述の実施例の車両では、前輪６６、６８をエンジン１４およびＭＧ１６を備えた主駆動装置１０が駆動し、後輪８０、８２をＲＭＧ７０を備えた副駆動装置１２が駆動する形式であったが、後輪８０、８２を主駆動装置１０が駆動し、前輪６６、６８を副駆動装置１２が駆動する形式であってもよい。

また、前述の実施例の車両では、前輪系を駆動する主駆動装置１０にエンジン１４およびＭＧ１６が備えられると共に、後輪系を駆動する副駆動装置１２にＲＭＧ７０が備えられる形式の４輪駆動車両の制御装置に本発明が適用された場合について説明したが、エンジン１４に加えて設けられる他の原動機、すなわち原動機走行手段により車両を走行させるために用いられる他の原動機は、内燃機関、ガスタービンや油圧モータ等で構成してもよい。また、エンジン１４の他に原動機が備えられているものであれば、その他の原動機の種類や配設位置は問われない。すなわち、他の原動機は、エンジン１４と同じ車輪を駆動するものであっても、他の車輪を駆動するものであってもよく、ＭＧ１６およびＲＭＧ７０の一方は設けられていなくとも差し支えない。

また、前述の実施例の車両は、エンジン１４の出力エネルギがＭＧ１６により電気エネルギに変換され、後輪８０、８２を駆動するＲＭＧ７０がその電気エネルギにより作動させられていたが、エンジン１４の出力エネルギが油圧ポンプにより油圧エネルギに変換され、後輪８０、８２を駆動する油圧モータがその油圧エネルギにより作動させられる形式の車両であっても差し支えない。

また、実施例においては、ダブルピニオン型遊星歯車装置１８が係合させられるクラッチＣ２によって、前輪６６、６８とエンジン１４との間の動力伝達経路が実質的に断続させられる場合について説明したが、クラッチ（係合装置）は、その動力伝達経路を断続可能なものであれば、その構成を適宜変更できる。

また、前述の図８にエンジン始動ルーチンが示される実施例では、モータ走行モードはＭＧ１６が駆動されることによって車両が走行させられるものであったが、これにＲＭＧ７０が併用され、或いは、ＲＭＧ７０だけが駆動されることにより車両が走行させられるものであっても差し支えない。

また、実施例においては、電動機走行手段１２６によってＭＧ１６が駆動されることで車両が走行させられている状態で第２始動手段１３６によってクラッチＣ２を係合させることにより、エンジン１４を押しがけ始動していたが、このような押しがけ始動は、ＲＭＧ７０によって車両を駆動している場合にも同様に実施できる。すなわち、電動機走行手段１２６に代えて、或いはこれに加えてインバータ１１８を介してＲＭＧ７０を駆動する後輪側電動機走行手段を設け、その後輪側電動機走行手段と上記の第２始動手段とから成る始動手段によってエンジン１４を押しがけ始動してもよい。この場合には、クラッチＣ２が解放させられてエンジン１４と前輪６６、６８との動力伝達経路が実質的に遮断された状態で、他の電動機として機能させられるＲＭＧ７０で他の車輪すなわち後輪８０、８２を駆動することにより車両が走行させられ、その走行状態で、クラッチＣ２を係合させて前輪６６、６８の回転を伝達することでエンジン１４が始動させられる。

また、上記のようにエンジン１４の押しがけ始動をＲＭＧ７０の駆動によって実施する態様では、前述したスタータモータ異常判定手段１３２でスタータ異常が判定された場合にも、そのＲＭＧ７０で後輪８０、８２を駆動してエンジン１４を始動することができる。

また、前述の実施例の車両では、動力伝達装置に無段変速機２０が用いられている場合について説明したが、有段変速機が用いられている車両の制御装置にも本発明は同様に適用される。

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。

本発明の一実施例の制御装置を備えた４輪駆動車両の動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。 図１の遊星歯車装置を制御する油圧制御回路の要部を説明する図である。 図１の４輪駆動車両に設けられた制御装置を説明する図である。 エンジン制御装置および変速制御装置の制御作動を説明する最良燃費運転線である。 図３のハイブリッド制御装置により選択される制御モードを示す図表である。 遊星歯車装置の各要素の回転数を説明する共線図である。 図３のハイブリッド制御装置等の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 図３のハイブリッド制御装置等によるエンジン始動ルーチンの一例である。 図８のエンジン始動ルーチンに対応するタイミングチャートである。

符号の説明

１４：エンジン（内燃機関）、｛１６：モータジェネレータ、７０：リヤモータジェネレータ｝（他の原動機）、８６：スタータモータ、１２８：始動要求判定手段、１３０：車速領域判定手段、１３２：スタータモータ異常判定手段、１３４：第１始動手段、１３６：第２始動手段、Ｃ１，Ｃ２：クラッチ

Claims (1)

1. 前輪および後輪の一方を内燃機関で駆動し、他方を他の原動機で駆動する形式の複数の原動機を備えた車両の制御装置であって、
   前記内燃機関を始動させるためのスタータモータと、
   該スタータモータの起動不能状態を前記内燃機関のクランキング開始前に判定するスタータモータ異常判定手段と、
   該スタータモータ異常判定手段により前記スタータモータの起動不能状態が判定された場合には、前記他の原動機で前記他方の車輪を駆動して前記内燃機関を始動させる始動手段と
   を、含むことを特徴とする複数の原動機を備えた車両の制御装置。

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