JP2010265827A - エンジン始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷間始動時でも、始動時間を長くすることなくエンジン始動を可能とし、しかも、コストおよび重量の点で有利なエンジン始動制御装置を提供すること。
【解決手段】エンジン始動時に、モータジェネレータＭＧを駆動させるとともに、第１クラッチＣＬ１を締結させてエンジン回転数を初爆エンジン目標回転数Ｎｅ＊まで高めて始動させる始動制御を実行する統合コントローラ１０を備え、統合コントローラ１０は、始動制御の実行時に、バッテリ温度センサ３２が検出するバッテリ温度Ｔｅｍｐ−ｂａｔが相対的に低い場合は、相対的に高い場合と比較して、モータ目標回転数Ｎｍ＊を高く設定することを特徴とするエンジン始動制御装置とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両に適用するのに好適なエンジン始動制御装置に関し、特に冷間時始動技術に関する。

従来、ハイブリッド車両として、エンジンと駆動輪とを結ぶ駆動伝達経路にモータが介在され、エンジンとモータとの間に、両者を結合および切り離しするクラッチが介在されたものが知られている。
また、このような従来のハイブリッド車両では、クラッチを締結させてモータトルクをエンジン側に分配してエンジンを始動させることが行なわれている。

さらに、このようなハイブリッド車両において、低温時にバッテリ出力が低下し、エンジン始動するためのモータ出力が確保できなくなることを防止するため、電気ヒータを作動させ、エンジンを昇温させることで、エンジン始動容易性を高め、必要なモータ出力を下げるようにしたものが、例えば、特許文献１などにより知られている。

特開２００３−２２７３６６号公報

しかしながら、上述の従来のエンジン始動制御装置は、電気ヒータでエンジンを昇温してからエンジン始動するという構成であったため、エンジンを昇温するまでに時間がかかり、エンジン始動までに時間を要するという問題を有していた。さらに、電気ヒータが必要で、その分、コスト、重量増を招くという問題も有していた。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、冷間始動時でも、始動時間を長くすることなくエンジン始動を可能とし、しかも、コストおよび重量の点で有利なエンジン始動制御装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明のエンジン始動制御装置は、エンジンの始動時に、モータを駆動させるとともに、モータとエンジンとの間に介在されたクラッチを締結させてエンジンの回転数を始動目標回転数まで高めて始動させる始動制御を実行する制御手段を備え、制御手段は、始動制御の実行時に、温度検出手段の検出温度が相対的に低い場合は、相対的に高い場合と比較して、モータ目標回転数を高く設定することを特徴とするエンジン始動制御装置とした。

本発明のエンジン始動制御装置にあっては、エンジン始動時には、制御手段が始動制御を実行し、モータを駆動させるとともに、クラッチを締結させてモータの回転をエンジンに伝達し、エンジン回転数が始動目標回転数を超えた時点で、エンジンを始動させる。

この始動制御時に、制御手段は、温度検出手段が検出するバッテリを含む駆動系の検出温度が相対的に低い場合は、相対的に高い場合と比較して、モータ目標回転数を高く設定する。

このように、モータ目標回転数を相対的に高く制御するため、バッテリが低温となってモータ出力が低下していても、この不足トルクが補われ、モータ目標回転数を相対的に高く制御しない場合と比較して、エンジン回転数を高くでき、ヒータを用いるものよりも短時間にエンジン始動が可能である。
しかも、このように冷間時にエンジン始動を可能とすることを、制御に基づいて行なうため、ヒータなどの構成を追加するものと比較して、安価に低温下でのエンジン始動を達成可能である。

実施例１のエンジン始動制御装置が適用された後輪駆動によるハイブリッド車両の一例を示す全体システム図である。 実施例１のエンジン始動制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０にて実行される演算処理を示す制御ブロック図である。 実施例１のエンジン始動制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０でのモード選択処理を行なう際に用いられるＥＶ-ＨＥＶ選択マップを示す図である。 実施例１のエンジン始動制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０でバッテリ充電制御を行なう際に用いられる目標充放電量マップを示す図である。 実施例１のエンジン始動制御装置に適用された統合コントローラ１０にて実行される処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１のエンジン始動制御装置に適用された統合コントローラ１０にて実行されるエンジン始動制御の処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１のエンジン始動制御装置に適用された統合コントローラ１０にて初爆エンジン目標回転数Ｎｅ＊の設定に用いられる初爆回転数マップを示す図である。 実施例１のエンジン始動制御装置に適用された統合コントローラ１０にて始動時クラッチトルク容量ＴＣＬ１の設定に用いられるエンジン始動トルクマップを示す図である。 実施例１のエンジン始動制御装置に適用された統合コントローラ１０にて始動時クラッチトルク容量指令値ＣＬ１＊の設定に用いられるエンジン始動クラッチ油圧マップを示す図である。 実施例１のエンジン始動制御装置に適用された統合コントローラ１０にてライン圧ＰＬの設定に用いられるライン圧マップを示す図である。 実施例１のエンジン始動制御装置に適用された統合コントローラ１０にてモータ軸上フリクションＴｆｒｉｃの設定に用いられるモータ軸上フリクションマップを示す図である。 実施例１のエンジン始動制御装置に適用された統合コントローラ１０にてモータ出力可能トルクＴｍ＿ｍａｘの設定に用いられるモータ出力トルクマップを示す図である。 実施例１のエンジン始動制御装置に適用された統合コントローラ１０にて締結減算値αの設定に用いられる締結減算値マップを示す図である。 実施例１のエンジン始動制御装置に適用された統合コントローラ１０にて締結時トルク容量減算値βの設定に用いられる締結時クラッチトルク容量指令値マップを示す図である。 実施例１のエンジン始動制御装置の動作例を示すタイムチャートである。 実施例１のエンジン始動制御装置の作用を説明する作用説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

本発明の実施の形態のクラッチ制御装置は、エンジン（Ｅｎｇ）とエンジン始動用のモータ（ＭＧ）との間に介在されて、伝達トルク容量を変更可能なクラッチ（ＣＬ１）と、前記モータ（ＭＧ）に電力の供給を行なうバッテリ（４）を含む駆動系に関連する温度を検出する温度検出手段（１８ａ，３１，３２）と、前記エンジン（Ｅｎｇ）の始動時に、前記モータ（ＭＧ）を駆動させるとともに、前記クラッチ（ＣＬ１）を締結させて前記エンジン（Ｅｎｇ）の回転数を始動目標回転数（Ｎｅ＊）まで高めて始動させる始動制御を実行する制御手段（１０）と、を備え、前記制御手段（１０）は、前記始動制御の実行時に、前記温度検出手段（１８ａ，３１，３２）の検出温度が相対的に低い場合は、相対的に高い場合と比較して、モータ目標回転数（Ｎｍ＊）を高く設定することを特徴とするエンジン始動制御装置である。

図１〜図１６に基づき、この発明の最良の実施の形態の実施例１のクラッチ制御装置について説明する。

まず、実施例１の構成を説明する。
図１は実施例１のエンジン始動制御装置が適用された後輪駆動式のハイブリッド車両（ハイブリッド車両の一例）を示す全体システム図であり、この図に基づいて、駆動系および制御系の構成を説明する。

（実施例１における駆動系）
まず、駆動系の構成を説明する。
実施例１におけるＦＲハイブリッド車両の駆動系は、エンジンＥｎｇと、フライホイールＦＷと、第１クラッチＣＬ１と、モータジェネレータＭＧと、第２クラッチＣＬ２と、自動変速機ＡＴと、プロペラシャフトＰＳと、ディファレンシャルＤＦと、左ドライブシャフトＤＳＬと、右ドライブシャフトＤＳＲと、左後輪ＲＬと、右後輪ＲＲと、を有する。なお、ＦＬは左前輪、ＦＲは右前輪である。

前記エンジンＥｎｇは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、エンジンコントローラ１からのエンジン制御指令に基づいて、エンジン始動制御やエンジン停止制御やスロットルバルブのバルブ開度制御やフューエルカット制御等が行われる。なお、エンジン出力軸には、フライホイールＦＷが設けられている。

前記第１クラッチＣＬ１は、前記エンジンＥｎｇとモータジェネレータＭＧの間に介装されたクラッチであり、第１クラッチコントローラ５からの第１クラッチ制御指令に基づいて、第１クラッチ油圧ユニット６により作り出された第１クラッチ制御油圧により、締結・スリップ締結（半クラッチ状態）・開放が制御される。

このような第１クラッチＣＬ１としては、例えば、ダイアフラムスプリングによる付勢力にて完全締結を保ち、ピストン１４ａを有する油圧アクチュエータ１４を用いたストローク制御により、スリップ締結から完全開放までが制御されるノーマルクローズの乾式単板クラッチを用いることができる。あるいは、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できるノーマルクローズの湿式多板クラッチや湿式多板ブレーキを用いることができる。

前記モータジェネレータＭＧは、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、モータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流を印加することにより制御される。このモータジェネレータＭＧは、バッテリ４からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし（この動作状態を、本明細書では「力行」と呼ぶ）、ロータがエンジンＥｎｇや駆動輪から回転エネルギを受ける場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能し、バッテリ４を充電することもできる（この動作状態を、本明細書では「回生」と呼ぶ）。なお、このモータジェネレータＭＧのロータは、ダンパを介して自動変速機ＡＴの変速機入力軸に連結されている。

前記第２クラッチＣＬ２は、前記モータジェネレータＭＧと左右後輪ＲＬ,ＲＲとの間に介装されたクラッチであり、ＡＴコントローラ７からの第２クラッチ制御指令に基づいて、第２クラッチ油圧ユニット８により作り出された制御油圧により、締結・スリップ締結・開放が制御される。この第２クラッチＣＬ２としては、例えば、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できるノーマルオープンの湿式多板クラッチや湿式多板ブレーキが用いられる。なお、第１クラッチ油圧ユニット６および第２クラッチ油圧ユニット８は、自動変速機ＡＴに付設されるＡＴ油圧コントロールバルブユニットＣＶＵに内蔵されている。

前記自動変速機ＡＴは、例えば、前進７速／後退１速等の有段階の変速段を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える有段変速機であり、前記第２クラッチＣＬ２は、専用クラッチとして新たに追加したものではなく、自動変速機ＡＴの各変速段にて締結される複数の摩擦締結要素のうち、トルク伝達経路に配置される最適なクラッチやブレーキを選択している。そして、前記自動変速機ＡＴの出力軸は、プロペラシャフトＰＳ、ディファレンシャルＤＦ、左ドライブシャフトＤＳＬ、右ドライブシャフトＤＳＲを介して左右後輪ＲＬ,ＲＲに連結されている。

実施例１のハイブリッド駆動系は、電気車両走行モード（以下、「ＥＶモード」という。）と、ハイブリッド車走行モード（以下、「ＨＥＶモード」という。）と、駆動トルクコントロール走行モード（以下、「ＷＳＣモード」という。）等の走行モードを有する。

前記「ＥＶモード」は、第１クラッチＣＬ１を開放状態とし、モータジェネレータＭＧの動力のみで走行するモードである。前記「ＨＥＶモード」は、第１クラッチＣＬ１を締結状態とし、モータアシスト走行モード・走行発電モード・エンジン走行モードの何れかにより走行するモードである。前記「ＷＳＣモード」は、「ＨＥＶモード」からのＰ，Ｎ→Ｄセレクト発進時、あるいは、「ＥＶモード」や「ＨＥＶモード」からのＤレンジ発進時、モータジェネレータＭＧの回転数制御により第２クラッチＣＬ２をスリップ締結状態に維持し、第２クラッチＣＬ２を経過するクラッチ伝達トルクが、車両状態やドライバ操作に応じて決まる要求駆動トルクとなるようにクラッチトルク容量をコントロールしながら発進するモードである。なお、「ＷＳＣ」とは「Wet Start Clutch」の略である。

（実施例１における制御系）
次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。
実施例１におけるＦＲハイブリッド車両の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、第１クラッチコントローラ５と、第１クラッチ油圧ユニット６と、ＡＴコントローラ７と、第２クラッチ油圧ユニット８と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０と、を有して構成されている。なお、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、第１クラッチコントローラ５と、ＡＴコントローラ７と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０とは、情報交換が互いに可能なＣＡＮ通信線１１を介して接続されている。

前記エンジンコントローラ１は、エンジン回転数センサ１２からのエンジン回転数情報と、統合コントローラ１０からの目標エンジントルク（ｔＴｅ）指令と、他の必要情報を入力する。そして、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、エンジンＥｎｇのスロットルバルブアクチュエータ等へ出力する。なお、他の必要情報には、エンジン油温センサ３１が検出するエンジン油温Ｔｅｍｐ−ｅが含まれている。

前記モータコントローラ２は、モータジェネレータＭＧのロータ回転位置を検出するレゾルバ１３からの情報と、統合コントローラ１０からの目標モータトルク指令および目標モータ回転数指令と、バッテリ温度センサ３２で検出されるバッテリ温度Ｔｅｍｐ−ｂａｔを含む他の必要情報を入力する。そして、モータジェネレータＭＧのモータ動作点（Ｎｍ，Ｔｍ）を制御する指令（ｔＮｍ，ｔＴｍ）をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２では、バッテリ４の充電容量をあらわすバッテリ充電量ＳＯＣを監視していて、このバッテリ充電量ＳＯＣ情報は、モータジェネレータＭＧの制御情報に用いられると共に、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給される。

前記第１クラッチコントローラ５は、油圧アクチュエータ１４のピストン１４ａのストローク位置を検出する第１クラッチストロークセンサ１５からのセンサ情報と、統合コントローラ１０からの目標第１クラッチトルク容量指令と、他の必要情報を入力する。そして、第１クラッチＣＬ１の締結・スリップ締結・開放を制御する指令をＡＴ油圧コントロールバルブユニットＣＶＵ内の第１クラッチ油圧ユニット６に出力する。

前記ＡＴコントローラ７は、アクセル開度センサ１６と、車速センサ１７と、自動変速機ＡＴの潤滑油（以下、ＡＴＦという）の温度を検出するＡＴＦ温度センサ１８ａを含む他のセンサ類１８（変速機入力回転数センサ、インヒビタースイッチ等）からの情報を入力する。そして、Ｄレンジを選択しての走行時、アクセル開度ＡＰＯと車速ＶＳＰにより決まる運転点がシフトマップ上で存在する位置により最適な変速段を検索し、検索された変速段を得る制御指令をＡＴ油圧コントロールバルブユニットＣＶＵに出力する。なお、シフトマップとは、アクセル開度と車速に応じてアップシフト線とダウンシフト線を書き込んだマップをいう。上記自動変速制御に加えて、統合コントローラ１０から目標第２クラッチトルク容量指令を入力した場合、第２クラッチＣＬ２のスリップ締結を制御する指令をＡＴ油圧コントロールバルブユニットＣＶＵ内の第２クラッチ油圧ユニット８に出力する第２クラッチ制御を行なう。また、統合コントローラ１０から変速制御変更指令が出力された場合、通常に変速制御に代え、変速制御変更指令にしたがった変速制御を行なう。

前記ブレーキコントローラ９は、４輪の各車輪速を検出する車輪速センサ１９と、ブレーキストロークセンサ２０からのセンサ情報と、統合コントローラ１０からの回生協調制御指令と、他の必要情報を入力する。そして、例えば、ブレーキ踏み込み制動時、ブレーキストロークＢＳから求められる要求制動力に対し回生制動力だけでは不足する場合、その不足分を機械制動力（液圧制動力やモータ制動力）で補うように、回生協調ブレーキ制御を行なう。

前記統合コントローラ１０は、車両全体の消費エネルギを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、モータ回転数Ｎｍを検出するモータ回転数センサ２１や他のセンサ・スイッチ類２２からの必要情報およびＣＡＮ通信線１１を介して情報を入力する。そして、エンジンコントローラ１へ目標エンジントルク（ｔＴｅ）指令、モータコントローラ２へ目標モータトルク指令および目標モータ回転数指令、第１クラッチコントローラ５へ目標第１クラッチトルク容量指令、ＡＴコントローラ７へ目標第２クラッチトルク容量指令、ブレーキコントローラ９へ回生協調制御指令を出力する。

図２は、実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０にて実行される演算処理を示す制御ブロック図である。図３は、実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０でのモード選択処理を行なう際に用いられるＥＶ-ＨＥＶ選択マップを示す図である。図４は、実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０でバッテリ充電制御を行なう際に用いられる目標充放電量マップを示す図である。以下、図２〜図４に基づき、実施例１の統合コントローラ１０にて実行される演算処理を説明する。

前記統合コントローラ１０は、図２に示すように、目標駆動トルク演算部１００と、モード選択部２００と、目標充放電演算部３００と、動作点指令部４００とを有する。

前記目標駆動トルク演算部１００では、目標駆動トルクマップを用いて、アクセル開度ＡＰＯと車速ＶＳＰとから、目標駆動トルクｔＦｏ０を演算する。

前記モード選択部２００では、図３に示すＥＶ−ＨＥＶ選択マップを用いて、アクセル開度ＡＰＯと車速ＶＳＰとから、「ＥＶモード」または「ＨＥＶモード」を目標走行モードとして選択する。但し、バッテリ充電量ＳＯＣが所定値以下であれば、強制的に「ＨＥＶモード」を目標走行モードとする。また、「ＨＥＶモード」からのＰ，Ｎ→Ｄセレクト発進時等においては、車速ＶＳＰが第１設定車速ＶＳＰ１になるまで「ＷＳＣモード」を目標走行モードとして選択する。

前記目標充放電演算部３００では、図４に示す目標充放電量マップを用いて、バッテリ充電量ＳＯＣから目標充放電電力ｔＰを演算する。

前記動作点指令部４００では、アクセル開度ＡＰＯと、目標駆動トルクｔＦｏ０と、目標走行モードと、車速ＶＳＰと、目標充放電電力ｔＰ等の入力情報に基づき、動作点到達目標として、目標エンジントルクと目標モータトルクと目標モータ回転数ｔＮｍと目標第１クラッチトルク容量ｔＴｃ１と目標第２クラッチトルク容量ｔＴｃ２を演算する。そして、目標エンジントルク（ｔＴｅ）指令と目標モータトルク（ｔＴｍ）指令と目標モータ回転数（ｔＮｍ）指令と目標第１クラッチトルク容量（ｔＴｃ１）指令と目標第２クラッチトルク容量（ｔＴｃ２）指令を、ＣＡＮ通信線１１を介して各コントローラ１，２，５，７に出力する。

（統合コントローラ１０が実行する制御）
次に、実施例１の統合コントローラ１０にて実行される制御の内容について、図５のフローチャートに基づいて説明する。
まず、ステップＳ１では、あらかじめ設定された目標駆動トルクマップを用いて、アクセル開度ＡＰＯおよび車速ＶＳＰから、定常的な目標駆動トルクｔＦｏ０を演算し、次のステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、あらかじめ設定された変速マップに基づいて、アクセル開度ＡＰＯおよび車速ＶＳＰから目標変速段ＳＨＩＦＴを演算し、次のステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、あらかじめ設定された目標運転モード領域マップ（図３参照）を用いて、アクセル開度ＡＰＯおよび車速ＶＳＰから目標とする運転モード（ＥＶモード、ＨＥＶモード、ＷＳＣモード）を決定し、次のステップＳ４に進む。なお、ステップＳ３では、図３に示すように、通常、高負荷（大アクセル開度）・高車速時はＨＥＶモードに設定し、低負荷・低車速時はＥＶモードに設定する。

ステップＳ４では、現在の運転モードと上記目標運転モードとの対比により、運転モード遷移演算を行い、次のステップＳ５に進む。
なお、ステップＳ４では、現在の運転モードと目標運転モードとが一致していれば、現在の運転モードを保持する。また、現在の運転モードがＥＶモードで、目標運転モードがＨＥＶモードであれば、ＥＶモードからＨＥＶモードへのモード切り換えを指令する。一方、現在の運転モードがＨＥＶモードで、目標運転モードがＥＶモードであれば、ＨＥＶモードからＥＶモードへのモード切り換えを指令する。

ステップＳ５では、現在の駆動力から、ステップＳ１で求めた目標駆動トルクｔＦｏ０へ、所定の味付けを有した応答で移行するのに必要な、過渡目標駆動トルクｔＦｏを演算し、ステップＳ６に進む。なお、このステップＳ５の演算では、例えば、目標駆動トルクｔＦｏ０を所定時定数のローパスフィルタに通過させて得られる出力を過渡目標駆動トルクｔＦｏとすることができる。

ステップＳ６では、モータジェネレータＭＧとの共働あるいは単独で、過渡目標駆動トルクｔＦｏを達成するのに必要な目標エンジントルクｔＴｅを求め、ステップＳ７に進む。
なお、目標エンジントルクｔＴｅは、運転モード（ＥＶモード、ＨＥＶモード）や、モード切換に応じて、過渡目標駆動トルクｔＦｏと、左右後輪ＲＬ，ＲＲのタイヤ有効半径Ｒｔと、ファイナルギヤ比ｉｆと、現在の選択変速段により決まる自動変速機ＡＴのギヤ比ｉＧと、自動変速機ＡＴの入力回転数Ｎｉと、エンジン回転数Ｎｅと、バッテリ充電量ＳＯＣに応じた目標充放電電力ｔＰとから求める。

ステップＳ７では、運転モードや、モード遷移に応じて、過渡目標駆動トルクｔＦｏを達成するのに必要な、または、モード遷移を実行するのに必要な目標第１クラッチトルク容量ｔＴｃ１、目標第２クラッチトルク容量ｔＴｃ２を演算し、次のステップＳ８へ進む。

ステップＳ８では、エンジンＥｎｇとの共働により、あるいは単独で、過渡目標駆動トルクｔＦｏを達成するのに必要な目標モータトルクｔＴｍまたは必要に応じて目標モータ回転数ｔＮｍを求め、次のステップＳ９に進む。なお、目標モータトルクｔＴｍは、運転モードや、モード切換に応じて、過渡目標駆動トルクｔＦｏと、左右後輪ＲＬ，ＲＲのタイヤ有効半径Ｒｔと、ファイナルギヤ比ｉｆと、現在の選択変速段により決まる自動変速機ＡＴのギヤ比ｉＧと、自動変速機ＡＴの入力回転数Ｎｉと、エンジン回転数Ｎｅと、バッテリ充電量ＳＯＣに応じた目標充放電電力ｔＰと、から求める。また、目標モータ回転数ｔＮｍは、後述するエンジン始動時に、目標モータトルクｔＴｍに代えて演算される。

ステップＳ９では、目標変速段ＳＨＩＦＴ、運転モードの保持あるいは切換指令、目標エンジントルクｔＴｅ、両クラッチトルク容量ｔＴｃ１，ｔＴｃ２、目標モータトルクｔＴｍ、目標モータ回転数ｔＮｍを達成する指令値を、各コントローラ１，２，５，７へ出力する。

（エンジン始動制御）
統合コントローラ１０では、停止状態を含むＥＶモードから、ＨＥＶモードに移行する際には、エンジン始動制御を実行して、エンジンＥｎｇを始動させる。
そこで、このエンジン始動制御について、図６のフローチャートに基づいて説明する。

このエンジン始動制御では、まず、ステップＳ２１にて、エンジン始動要求が生じたか否か判定し、エンジン始動要求があった場合はステップＳ２２に進み、エンジン始動要求が無い場合はエンジン始動処理を実行することなく、１回の処理を終了する。

このエンジン始動要求は、アクセル開度ＡＰＯや車速ＶＳＰの増加に伴い、前述したステップＳ４の運転モード遷移判定において、ＥＶモードからＨＥＶモードへの移行と判定されたりした場合に生じる。すなわち、本実施例１では、図３に示すように、発進および低車速域では、ＥＶモードに設定されて走行されるもので、車速ＶＳＰあるいはアクセル開度ＡＰＯがＥＶ⇒ＨＥＶ切替線を越えた時点で、エンジンＥｎｇが始動されてＨＥＶモードに移行する。

ステップＳ２２では、パラメータの読み込みを行いステップＳ２３に進む。なお、パラメータとしては、バッテリ温度Ｔｅｍｐ−ｂａｔ、エンジン油温Ｔｅｍｐ−ｅ、ＡＴＦ温度Ｔｅｍｐ−ａｔｆが含まれている。

ステップＳ２３では、初爆に必要なエンジン回転数Ｎｅである初爆エンジン目標回転数（始動目標回転数）Ｎｅ＊を設定し、ステップＳ２４に進む。なお、初爆エンジン目標回転数Ｎｅ＊は、図７に示すように、エンジン油温Ｔｅｍｐ−ｅに基づいて設定されるものであり、エンジン油温Ｔｅｍｐ−ｅが低くなるほど高回転数に設定される。

ステップＳ２４では、初爆に必要な第１クラッチＣＬ１の伝達トルクである始動時クラッチトルク容量ＴＣＬ１を設定し、ステップＳ２５に進む。
なお、この始動時クラッチトルク容量ＴＣＬ１は、図８に示すエンジン始動トルクマップに基づいて、初爆エンジン目標回転数Ｎｅ＊に応じたエンジン始動トルクを求め、このエンジン始動トルクを、始動時クラッチトルク容量ＴＣＬ１として設定する。また、エンジン始動トルクおよび始動時クラッチトルク容量ＴＣＬ１は、図８に示すように、初爆エンジン目標回転数Ｎｅ＊に応じ、初爆エンジン目標回転数Ｎｅ＊が高いほど大きく設定されているとともに、エンジン油温Ｔｅｍｐ−ｅに応じ、エンジン油温Ｔｅｍｐ−ｅが低いほど高い値にシフトして設定される。

ステップＳ２５では、初爆に必要な第１クラッチＣＬ１の始動時クラッチトルク容量指令値ＣＬ１＊を設定し、ステップＳ２６に進む。なお、始動時クラッチトルク容量指令値ＣＬ１＊は、図９に示す始動時クラッチトルク容量マップに示すように、始動時クラッチトルク容量ＴＣＬ１に比例して設定されるとともに、ＡＴＦ温度Ｔｅｍｐ−ａｔｆが低いほどエンジンフリクションが大きくなるのに応じて高い値にシフトして設定される。
また、始動時クラッチトルク容量指令値ＣＬ１＊は、エンジンフリクションを油圧に換算してエンジン回転数を摺り上げることのできる最低油圧としている。

ステップＳ２６では、始動時クラッチトルク容量指令値ＣＬ１＊を得るのに必要なライン圧ＰＬを設定し、ステップＳ２７に進む。なお、ライン圧ＰＬは、図１０のライン圧マップに示すように、始動時クラッチトルク容量指令値ＣＬ１＊に比例して設定されるとともに、ＡＴＦ温度Ｔｅｍｐ−ａｔｆが高いほど高くシフトして設定される。

ステップＳ２７では、モータ軸上フリクションＴｆｒｉｃを設定し、ステップＳ２８に進む。このモータ軸上フリクションＴｆｒｉｃは、駆動系の伝達トルクに相当し、図１１のモータ軸上フリクションマップに示すように、ライン圧ＰＬに比例して設定される、また、ＡＴＦ温度Ｔｅｍｐ−ａｔｆに応じ、ＡＴＦ温度Ｔｅｍｐ−ａｔｆが高いほど低くシフトして設定される。

ステップＳ２８では、モータ出力可能トルクＴｍ＿ｍａｘを算出し、ステップＳ２９に進む。モータ出力可能トルクＴｍ＿ｍａｘは、図１２のモータ出力可能トルクマップに示すように、バッテリ充電量ＳＯＣに応じて複数のマップが設定されている。そして、各マップでは、モータ回転数Ｎｍに応じ、モータ回転数Ｎｍが低くなるほどモータ出力可能トルクＴｍ＿ｍａｘが高く設定され、かつ、バッテリ温度Ｔｅｍｐ−ｂａｔに応じ、バッテリ温度Ｔｅｍｐ−ｂａｔが高いほど高くシフトして設定される。また、複数のマップは、バッテリ充電量ＳＯＣが低いほど、モータ出力可能トルクＴｍ＿ｍａｘが低く設定されている。

ステップＳ２９では、モータ出力可能トルクＴｍ＿ｍａｘが、始動時クラッチトルク容量ＴＣＬ１にモータ軸上フリクションＴｆｒｉｃを加算した値以下であるか否か、すなわち、必要な駆動トルクを得ながらのエンジン始動が可能であるか否か判定し、この値以下の場合はステップＳ３０に進み、この値以下でない場合はステップＳ３３に進む。

ステップＳ３０では、初爆に必要なモータ目標回転数Ｎｍ＊を設定し、ステップＳ３１に進む。なお、モータ目標回転数Ｎｍ＊は、バッテリ温度Ｔｅｍｐ＿ｂａｔが低温になるほど、モータトルク不足を補うことができる回転エネルギが得られるように、高い値に設定する。本実施例１では、モータ目標回転数Ｎｍ＊は、バッテリ温度Ｔｅｍｐ＿ｂａｔに応じて設定されるモータ出力可能トルクＴｍ＿ｍａｘ（図１２参照）に基づいて設定されており、さらに、エンジンイナーシャ、初爆エンジン目標回転数Ｎｅ＊（図７参照）、モータイナーシャを加味して算出するものとする。

ステップＳ３１は、モータ回転数Ｎｍをモータ目標回転数Ｎｍ＊に向けて上昇させステップＳ３２に進む。
ステップＳ３２では、モータ回転数Ｎｍが、モータ目標回転数Ｎｍ＊から締結減算値αを差し引いた締結開始回転数Ｎｍｓｔ以上となったか否か判定し、締結開始回転数Ｎｍｓｔ以上となった場合はステップＳ３３に進み、締結開始回転数Ｎｍｓｔ以上となっていない場合は、ステップＳ３２を繰り返す。
なお、締結減算値αは、図１３に示すように、ＡＴＦ温度Ｔｅｍｐ−ａｔｆに応じ、ＡＴＦ温度Ｔｅｍｐ−ａｔｆが低いほど大きな値に設定される。

ステップＳ３３では、第１クラッチＣＬ１を、始動時クラッチトルク容量ＴＣＬ１に向けて制御するトルク容量制御を開始し、ステップＳ３４に進む。なお、始動時クラッチトルク容量ＴＣＬ１は、第１クラッチＣＬ１を完全締結させたときのクラッチトルク容量である締結油圧ＣＬ２＊よりも低い値であって、前述のように、エンジン回転を摺り上げることのできる値に設定されている。

ステップＳ３４では、エンジン回転数Ｎｅが、初爆エンジン目標回転数Ｎｅ＊から締結時トルク容量減算値βを差し引いた締結回転数Ｎｅｔｅｉ以上となったか否か判定し、締結回転数Ｎｅｔｅｉ以上となった場合はステップＳ３５に進み、締結回転数Ｎｅｔｅｉ以上となっていない場合にはステップＳ３６に進む。

ステップＳ３５では、第１クラッチＣＬ１を完全締結させる締結油圧ＣＬ２＊を形成する締結時クラッチトルク容量指令を出力して完全締結させる。
なお、締結時トルク容量減算値βは、図１４に示すように、ＡＴＦ温度Ｔｅｍｐ−ａｔｆに応じ、ＡＴＦ温度Ｔｅｍｐ−ａｔｆが低いほど大きな値に設定される。
ステップＳ３６では、第１クラッチＣＬ１のトルク容量を増加させ、ステップＳ３４に戻る。

（実施例１の作用）
次に、実施例１の作用を、バッテリ温度Ｔｅｍｐ−ｂａｔの高低に別に説明する。

（バッテリ非低温時）
バッテリ温度Ｔｅｍｐ−ｂａｔが充分に高い場合は、ステップＳ２８で算出されるモータ出力可能トルクＴｍ＿ｍａｘの値も、バッテリ低温時と比較して充分に高い値となるため、ステップＳ２９でＮＯと判定される。この場合、第１クラッチＣＬ１に対し第１クラッチトルク容量制御を実行し、その時点で駆動されているモータジェネレータＭＧのトルクをエンジンＥｎｇ側に分配するだけで、エンジンＥｎｇを始動させることができる。

（バッテリ低温時）
バッテリ温度Ｔｅｍｐ−ｂａｔが低くなると、エンジン始動時に、モータ出力可能トルクＴｍ＿ｍａｘが、始動時クラッチトルク容量ＴＣＬ１にモータジェネレータ軸上フリクションＴｆｒｉｃを加算した値以下となり、必要なモータトルクが、モータ出力可能トルクＴｍ＿ｎａｘを下回る場合が生じる。

この場合、ステップＳ３０の処理に基づいて、モータジェネレータ目標回転数Ｎｍ＊が低温になるほど高く設定される。
この場合の動作を図１５のタイムチャートに基づいて説明する。
このタイムチャートに示す例では、ｔ１の時点で、始動要求が生じ、この始動要求に基づいてモータ回転数Ｎｍが、モータ目標回転数Ｎｍ＊に向けて上昇され、また、このモータ回転数Ｎｍの上昇に伴いモータトルクＴｍも上昇する（ステップＳ２９→Ｓ３０→Ｓ３１に基づく）。

その後、モータ回転数Ｎｍが、モータ目標回転数Ｎｍ＊から締結減算値αを差し引いた締結開始回転数Ｎｍｓｔを超えると（ｔ２）、第１クラッチＣＬ１のトルク容量制御が開始され（ステップＳ３２→Ｓ３３）、第１クラッチＣＬ１に向けて始動時クラッチトルク容量指令値ＣＬ１＊が出力される。
なお、締結減算値αは、油圧応答性に合わせ、ＡＴＦ温度Ｔｅｍｐ−ａｔｆが低いほど大きな値に設定されることから、油圧の応答遅れにより、モータ回転数Ｎｍを維持するために無駄にバッテリ電力が消費されるのを抑制する。

この第１クラッチＣＬ１のトルク容量制御により、ｔ３の時点で、第１クラッチＣＬ１のトルク容量が立ち上がり、エンジンＥｎｇにトルク伝達されてエンジン回転数Ｎｅが上昇を開始する。

そして、エンジン回転数Ｎｅが、初爆エンジン目標回転数Ｎｅ＊から締結時トルク容量減算値βを差し引いた締結回転数Ｎｅｔｅｉに達したｔ４の時点で、第１クラッチＣＬ１に、完全締結するための締結油圧ＣＬ２＊を形成する締結時クラッチトルク容量指令を出力する（ステップＳ３４→Ｓ３５）。
これにより、エンジン回転数Ｎｅがさらに上昇し、初爆エンジン目標回転数Ｎｅ＊に達したｔ５の時点で、エンジンＥｎｇが始動され、エンジントルクＴｅが生じる。

締結回転数Ｎｅｔｅｉを決定する締結時トルク容量減算値βは、ＡＴＦ温度Ｔｅｍｐ−ａｔｆが低いほど大きな値に設定され、油圧応答遅れにより、第１クラッチＣＬ１に滑りが生じ、エンジン始動開始タイミングが遅れるのを防止できる。

（実施例１の効果）
以上説明したように、実施例１では、以下列挙する効果を得ることができる。
ａ）モータ出力可能トルクＴｍ＿ｍａｘが、駆動トルク（モータ軸上フリクションＴｆｒｉｃ）とエンジン始動に必要なトルク（ＴＣＬ１）とを加算した値以下となった場合、エンジン始動時のモータ目標回転数Ｎｍ＊を、バッテリ温度Ｔｅｍｐ−ｂａｔに応じてバッテリ温度Ｔｅｍｐ−ｂａｔが低いほど高回転数に設定するようにした。したがって、エンジン始動時のモータ回転数Ｎｍが、バッテリ高温時と比較して高回転数となる結果、エンジンＥｎｇに伝達されるトルクが高くなり、トルク不足を補足して低温下でのエンジン始動が可能なる。

すなわち、バッテリ４は温度が低いほど出力が制限され、その結果、モータジェネレータＭＧが出力可能な出力が制限されてしまう。この場合、図１６に示すように、モータ目標回転数Ｎｍ＊としたときに得られるモータ出力可能トルクが、エンジンＥｎｇを始動するのに必要な、クラッチ伝達トルク（始動時クラッチトルク容量ＴＣＬ１）と車両を駆動させるのに必要な駆動トルク（モータ軸上フリクションＴｆｒｉｃ）とを加算した値よりも、小さくなる場合がある。
この場合、モータトルク不足から、エンジンＥｎｇを始動することができない。

それに対し、本実施例１では、バッテリ低温時には、モータ目標回転数Ｎｍ＊を高く設定することから、モータ出力可能トルクが大きくなってモータトルク不足を補うことができ、エンジンＥｎｇの始動が可能となる。

ｂ）上記ａ）のように、エンジン始動を可能とするのにあたり、単に、モータ回転数Ｎｍを高回転数化するだけであるため、ヒータなどでエンジンＥｎｇを暖める場合と比較して、始動に要する時間を短縮でき、かつ、ヒータなどを追加するものと比較して、コストおよび重量の点で有利である。

ｃ）ＡＴＦ温度Ｔｅｍｐ−ａｔｆの温度が低いほど締結減算値αを大きく設定して締結開始回転数Ｎｍｓｔを小さく設定することで、第１クラッチＣＬ１の締結開始タイミングを早くした。
したがって、低温を原因として第１クラッチＣＬ１に応答遅れが生じても、クラッチ締結指令の出力タイミングを早めた分だけ、応答遅れを抑制できる。これにより、第１クラッチＣＬ１の締結遅れを原因とするモータジェネレータＭＧの空走回転時間が短縮され、無駄なモータジェネレータＭＧの回転時間を短縮して、効率良くエンジンＥｎｇを始動させることが可能となる。

ｄ）上記ｃ）の効果を得るべく始動時クラッチトルク容量ＴＣＬ１を指令の出力タイミングを早くするのにあたり、ＡＴＦ温度Ｔｅｍｐ−ａｔｆの温度が低いほど締結減算値αを大きく設定することで行なうようにしたため、モータ目標回転数Ｎｍ＊の変化に応じて始動時クラッチトルク容量ＴＣＬ１の指令出力タイミングを容易に最適設定できる。
加えて、クラッチ締結指令として、まず、締結時クラッチトルク容量よりも低い始動時クラッチトルク容量ＴＣＬ１を出力するため、最初から締結時クラッチトルク容量の指令を出力する場合と比較して、トルク容量過多となってモータ回転数Ｎｍが急減少してしまう現象が生じるのを抑制し、エンジン始動性を高めることができる。

ｅ）初爆に必要な第１クラッチＣＬ１に指令する始動時クラッチトルク容量指令値ＣＬ１＊は、ＡＴＦ温度Ｔｅｍｐ−ａｔｆが低いほど大きくなるエンジンフリクションを油圧に換算し、エンジンＥｎｇを摺り上げることのできる最低トルク容量が得られる油圧とした。
これにより、トルク容量過多によるモータ回転数Ｎｍの急減少をさらに抑制でき、エンジン始動性をさらに高めることができる。

ｆ）エンジンＥｎｇを始動させるために第１クラッチＣＬ１を締結させるときのエンジン回転数Ｎｅである締結回転数Ｎｅｔｅｉを算出するのに用いる締結時トルク容量減算値βは、ＡＴＦ温度Ｔｅｍｐ−ａｔｆが低いほど大きく設定するようにした。
これにより、ＡＴＦ温度Ｔｅｍｐ−ａｔｆが低い場合には、第１クラッチＣＬ１を完全締結させる締結油圧ＣＬ２＊の指令タイミングが早くなり、不意の外乱（例えば、エンジンＥｎｇの初爆トルクが始動時クラッチトルク容量よりも大きいなど）などにより、第１クラッチＣＬ１に滑りが生じるのを回避でき、滑りが生じることによる第１クラッチＣＬ１の劣化を抑制できる。

ｇ）上記ｆ）の効果を得るべく締結油圧ＣＬ２＊の指令出力タイミングを早くするのにあたり、ＡＴＦ温度Ｔｅｍｐ−ａｔｆの温度が低いほど締結時トルク容量減算値βを大きく設定することで行なうようにしたため、初爆エンジン目標回転数Ｎｅ＊の変化に応じて締結油圧ＣＬ２＊の指令出力タイミングを容易に最適設定できる。

以上、本発明のクラッチ制御装置を、実施の形態および実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成は、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

例えば、実施例１では、ＦＲハイブリッド車両に適用した例を示したが、例えば、ＦＦハイブリッド車両に対しても本発明の制御装置を適用することができる。

また、実施例１では、モータとして、駆動輪を駆動させるのに用いるモータジェネレータＭＧを示したが、エンジン始動専用のモータを用いることもできる。
また、モータとして、駆動輪を駆動させるモータを用いる場合でも、実施例１で示したように力行と回生とが可能なモータジェネレータＭＧに限定されず、力行のみが可能なモータを用いてもよい。

また、実施例１では、始動制御時に、検出温度が低い場合にモータ目標回転数を高く設定する処理を実行するのに用いる検出温度として、バッテリ温度センサ３２が検出するバッテリ温度を用いた例を示したが、バッテリ温度を推定できるものであれば、ＡＴＦ温度Ｔｅｍｐ−ａｔｆやエンジン油温Ｔｅｍｐ−ｅを代用しても良く、この場合、センサの削減によるコストダウンを図ることを可能とすることができる。

また、検出温度が相対的に低いほど、クラッチ締結指令の出力タイミングを相対的に早くするクラッチ締結処理を実行するのにあたり、実施例１では、モータ回転数が、モータ目標回転数から締結開始減算値を引いた締結開始回転数に達した時点で始動時クラッチトルク容量指令を出力し、かつ、締結開始減算値を、ＡＴＦ温度（検出温度）Ｔｅｍｐ−ａｔｆが相対的に低いほど、相対的に大きく設定するようにした。しかしながら、このようにクラッチ締結指令の出力タイミングを早くするのは、これに限定されるものではなく、締結開始回転数は固定とし、温度に応じてモータ回転数の上昇速度を早くするなどの他の手段を用いてもよい。

同様に、始動制御の実行時に、検出温度が相対的に低いほど、締結時クラッチトルク容量指令の出力タイミングを早くするのにあたり、実施例１では、締結時トルク容量減算値βを、ＡＴＦ温度Ｔｅｍｐ−ａｔｆが低いほど大きく設定するようにしたが、これに限定されず、モータ回転数Ｎｍの上昇速度を高めたり、始動時クラッチトルク容量指令値ＣＬ１＊を高くしたりして、エンジン回転数Ｎｅの上昇速度を高め、締結時クラッチトルク容量指令の出力タイミングが早まるようにしてもよい。

４ バッテリ
１０ 統合コントローラ（制御手段）
１８ａ ＡＴＦ温度センサ（温度検出手段）
３１ エンジン油温センサ（温度検出手段）
３２ バッテリ温度センサ（温度検出手段）
ＣＬ１ 第１クラッチ
ＣＬ１＊ 始動時クラッチトルク容量指令値
ＣＬ２＊ 締結油圧
Ｅｎｇ エンジン
ＭＧ モータジェネレータ（モータ）
Ｎｅ エンジン回転数
Ｎｅ＊ 初爆エンジン目標回転数（始動目標エンジン回転数）
Ｎｍ モータ回転数
Ｎｍ＊ モータ目標回転数
ＴＣＬ１ 始動時クラッチトルク容量
Ｔｅｍｐ−ａｔｆ ＡＴＦ温度
Ｔｅｍｐ−ｂａｔ バッテリ温度
Ｔｅｍｐ−ｅ エンジン油温
α 締結減算値
β 締結時トルク容量減算値

Claims (5)

1. エンジンとエンジン始動用のモータとの間に介在されて、伝達トルク容量を変更可能なクラッチと、
   前記モータに電力の供給を行なうバッテリを含む駆動系に関連する温度を検出する温度検出手段と、
   前記エンジンの始動時に、前記モータを駆動させるとともに、前記クラッチを締結させて前記エンジンの回転数を始動目標回転数まで高めて始動させる始動制御を実行する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記始動制御の実行時に、前記温度検出手段の検出温度が相対的に低い場合は、相対的に高い場合と比較して、モータ目標回転数を高く設定することを特徴とするエンジン始動制御装置。
2. 前記始動制御の実行時に、前記検出温度が相対的に低いほど、前記クラッチ締結指令の出力タイミングを相対的に早くするクラッチ締結処理を実行することを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動制御装置。
3. 前記制御手段は、前記クラッチ締結指令として、まず、前記クラッチを完全締結状態とする締結時クラッチトルク容量よりも低いトルク容量の始動時クラッチトルク容量とする始動時クラッチトルク容量指令を出力し、前記エンジン回転数が、設定回転数まで上昇したら、前記締結時クラッチトルク容量とする締結時クラッチトルク容量指令を出力し、
   かつ、前記制御手段は、モータ回転数が前記モータ目標回転数から締結開始減算値を引いた締結開始回転数に達した時点で前記始動時クラッチトルク容量指令を出力し、かつ、前記締結開始減算値を、前記検出温度が相対的に低いほど、相対的に大きく設定することを特徴とする請求項２に記載のエンジン始動制御装置。
4. 前記制御手段は、前記始動時クラッチトルク容量指令は、前記検出温度に基づいて得られるエンジンフリクションに換算したトルク容量としたことを特徴とする請求項３に記載のエンジン始動制御装置。
5. 前記制御手段は、前記始動制御の実行時に、前記検出温度が相対的に低いほど、前記締結時クラッチトルク容量指令の出力タイミングを早くすることを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動制御装置。

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