JP7488994B2

JP7488994B2 - Hybrid Vehicles

Info

Publication number: JP7488994B2
Application number: JP2021089918A
Authority: JP
Inventors: 亮平松浦
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2021-05-28
Filing date: 2021-05-28
Publication date: 2024-05-23
Anticipated expiration: 2041-05-28
Also published as: JP2022182392A

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関するものである。 The present invention relates to a hybrid vehicle.

エンジン及びモータジェネレータを備えたハイブリッド車両に関する技術が種々提案されている。例えば、下記特許文献１に記載される車両のエンジン始動制御装置では、エンジンのクランクシャフトと、モータジェネレータの出力軸とは、それぞれのプーリを介して伝達ベルトにより駆動連結されている。そして、電子制御装置は、エンジンの始動時に、モータジェネレータの駆動を開始して、モータジェネレータがクランクシャフトに付与できる最大ＭＧトルクが、エンジンを始動するのに必要な要求始動トルクに達したか否かを判定する。尚、エンジン回転数が閾値Ｎｘに達するまで、最大ＭＧトルクは、要求始動トルクよりも小さいトルクに設定されている。 Various technologies have been proposed for hybrid vehicles equipped with an engine and a motor generator. For example, in the vehicle engine start control device described in Patent Document 1 below, the engine crankshaft and the output shaft of the motor generator are drive-connected by a transmission belt via their respective pulleys. Then, when the engine is started, the electronic control device starts driving the motor generator and determines whether the maximum MG torque that the motor generator can apply to the crankshaft has reached the required starting torque required to start the engine. Note that the maximum MG torque is set to a torque smaller than the required starting torque until the engine speed reaches the threshold value Nx.

そして、最大ＭＧトルクが要求始動トルクに達していないと判定された場合には、電子制御装置は、モータジェネレータが最大ＭＧトルクを出力するように制御すると共に、燃料噴射弁からアシスト噴射量の燃料を噴射するように制御する。一方、最大ＭＧトルクが要求始動トルク以上になったと判定された場合には、電子制御装置は、エンジン回転数が始動回転数に達するまで、燃料噴射弁から噴射するアシスト噴射量をゼロに設定し、モータジェネレータが要求始動トルクを出力するように制御する。尚、エンジン回転数が始動回転数に達した後は、電子制御装置は、エンジンの運転状態に基づいて燃料噴射弁から燃料を噴射する。 If it is determined that the maximum MG torque has not reached the required starting torque, the electronic control unit controls the motor generator to output the maximum MG torque and controls the fuel injection valve to inject an assist injection amount of fuel. On the other hand, if it is determined that the maximum MG torque has reached or exceeded the required starting torque, the electronic control unit sets the assist injection amount injected from the fuel injection valve to zero until the engine speed reaches the starting speed, and controls the motor generator to output the required starting torque. After the engine speed reaches the starting speed, the electronic control unit injects fuel from the fuel injection valve based on the operating state of the engine.

特開２０１９－１３７２７０号公報JP 2019-137270 A

しかしながら、上記特許文献１に記載された車両のエンジン始動制御装置では、最大ＭＧトルクが要求始動トルクよりも小さいと判定された場合には、電子制御装置は、燃料噴射弁を制御する操作信号と、モータジェネレータへ最大ＭＧトルクを出力するように制御する操作信号と、を出力する。このため、電子制御装置からインバータへの通信遅れ等の影響で、インバータからモータジェネレータに駆動電流が出力されるまでの時間遅れが発生する。 However, in the vehicle engine start control device described in Patent Document 1, when it is determined that the maximum MG torque is smaller than the required start torque, the electronic control device outputs an operation signal to control the fuel injection valve and an operation signal to control the motor generator to output the maximum MG torque. Therefore, due to the influence of communication delays from the electronic control device to the inverter, etc., a time delay occurs before the drive current is output from the inverter to the motor generator.

このため、インバータからモータジェネレータに駆動電流が出力される際のモータジェネレータのＭＧ回転数は、燃料噴射時のＭＧ回転数よりも上昇している。その結果、インバータからモータジェネレータへ出力された供給電流が、モータジェネレータの定格出力を超える過電流となり、高圧バッテリのバッテリ寿命の低下やモータジェネレータの破損を引き起こす虞がある。 For this reason, the MG speed of the motor generator when the drive current is output from the inverter to the motor generator is higher than the MG speed when fuel is injected. As a result, the supply current output from the inverter to the motor generator becomes an overcurrent that exceeds the rated output of the motor generator, which may shorten the battery life of the high-voltage battery or damage the motor generator.

そこで、本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、エンジン始動時におけるモータジェネレータへの過電流の供給を抑止することができるハイブリッド車両を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention was devised in consideration of these points, and aims to provide a hybrid vehicle that can prevent the supply of excessive current to the motor generator when the engine is started.

上記課題を解決するため、本発明の第１の発明は、内燃機関と、前記内燃機関に駆動連結されるモータジェネレータと、前記内燃機関のエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出装置と、前記モータジェネレータにインバータを介して電気的に接続されたバッテリと、前記内燃機関と前記モータジェネレータとを制御する車両制御装置と、を備え、前記車両制御装置は、前記エンジン回転数がゼロから予め定められた始動回転数を超えるまで前記モータジェネレータを使用して前記内燃機関を始動するクランキング中において、前記エンジン回転数が前記始動回転数よりも低い回転数閾値以上である場合に、前記内燃機関の燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量を取得する噴射量取得部と、前記燃料噴射弁から燃料を噴射する際の前記エンジン回転数に応じて、前記モータジェネレータが定格出力で前記内燃機関のクランクシャフトに付与するように要求されるＭＧ要求トルクを取得するＭＧ要求トルク取得部と、前記燃料噴射弁から燃料を噴射してから次に燃料を噴射するまでの間における前記モータジェネレータの最高回転数である最高ＭＧ回転数を取得する最高ＭＧ回転数取得部と、前記モータジェネレータが前記最高ＭＧ回転数で回転駆動されたときに、前記モータジェネレータの最大定格入力電流で前記内燃機関のクランクシャフトに付与できるＭＧ制限トルクを取得するＭＧ制限トルク取得部と、前記ＭＧ要求トルクが前記ＭＧ制限トルク以下のトルクであるか否かを判定するＭＧトルク判定部と、を有し、前記ＭＧトルク判定部を介して前記ＭＧ要求トルクが前記ＭＧ制限トルク以下のトルクであると判定された場合には、前記燃料噴射弁から燃料を噴射する際に、前記インバータを介して前記モータジェネレータが前記内燃機関のクランクシャフトに前記ＭＧ要求トルクを付与するように制御し、一方、前記ＭＧトルク判定部を介して前記ＭＧ要求トルクが前記ＭＧ制限トルクよりも大きいトルクであると判定された場合には、前記燃料噴射弁から燃料を噴射する際に、前記インバータを介して前記モータジェネレータが前記内燃機関のクランクシャフトに前記ＭＧ制限トルクを付与するように制御する、ハイブリッド車両である。 In order to solve the above problem, the first invention of the present invention comprises an internal combustion engine, a motor generator drivingly connected to the internal combustion engine, an engine speed detection device for detecting the engine speed of the internal combustion engine, a battery electrically connected to the motor generator via an inverter, and a vehicle control device for controlling the internal combustion engine and the motor generator, wherein the vehicle control device includes an injection amount acquisition unit for acquiring the amount of fuel injected from a fuel injection valve of the internal combustion engine when the engine speed is equal to or higher than a speed threshold value lower than the starting speed during cranking for starting the internal combustion engine using the motor generator until the engine speed exceeds a predetermined starting speed from zero, an MG required torque acquisition unit for acquiring an MG required torque that the motor generator is required to apply to the crankshaft of the internal combustion engine at rated output according to the engine speed when injecting fuel from the fuel injection valve, and a maximum rotation speed of the motor generator between the injection of fuel from the fuel injection valve and the next injection of fuel. The hybrid vehicle has a maximum MG rotation speed acquisition unit that acquires a maximum MG rotation speed, which is a rotation speed of the motor generator, an MG limit torque acquisition unit that acquires an MG limit torque that can be applied to the crankshaft of the internal combustion engine with a maximum rated input current of the motor generator when the motor generator is driven to rotate at the maximum MG rotation speed, and an MG torque determination unit that determines whether the MG required torque is equal to or less than the MG limit torque. When it is determined via the MG torque determination unit that the MG required torque is equal to or less than the MG limit torque, the motor generator is controlled to apply the MG required torque to the crankshaft of the internal combustion engine via the inverter when injecting fuel from the fuel injection valve. On the other hand, when it is determined via the MG torque determination unit that the MG required torque is greater than the MG limit torque, the motor generator is controlled to apply the MG limit torque to the crankshaft of the internal combustion engine via the inverter when injecting fuel from the fuel injection valve.

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係るハイブリッド車両において、前記モータジェネレータのモータジェネレータ回転数を検出するＭＧ回転数検出装置を備え、前記最高ＭＧ回転数取得部は、前記噴射量取得部を介して取得した前記燃料噴射量と、前記燃料噴射弁から燃料を噴射する際の前記エンジン回転数と、に基づいて、前記燃料噴射弁から噴射された燃料によって前記クランクシャフトに付与される噴射トルクを取得する噴射トルク取得部と、前記ＭＧ要求トルク取得部を介して取得した前記ＭＧ要求トルクと、前記噴射トルク取得部を介して取得した前記噴射トルクと、に基づいて、前記燃料噴射弁から燃料を噴射する際の前記モータジェネレータ回転数から前記最高ＭＧ回転数まで増加する増加回転数を取得する増加回転数取得部と、を有し、前記燃料噴射弁から燃料を噴射する際の前記モータジェネレータ回転数に前記増加回転数取得部を介して取得した前記増加回転数を加算して前記最高ＭＧ回転数を算出する、ハイブリッド車両である。 Next, the second invention of the present invention is a hybrid vehicle according to the first invention, which is equipped with an MG rotation speed detection device that detects the motor generator rotation speed of the motor generator, and the maximum MG rotation speed acquisition unit has an injection torque acquisition unit that acquires an injection torque applied to the crankshaft by the fuel injected from the fuel injection valve based on the fuel injection amount acquired via the injection amount acquisition unit and the engine rotation speed when fuel is injected from the fuel injection valve, and an increased rotation speed acquisition unit that acquires an increased rotation speed that increases from the motor generator rotation speed when fuel is injected from the fuel injection valve to the maximum MG rotation speed based on the MG required torque acquired via the MG required torque acquisition unit and the injection torque acquired via the injection torque acquisition unit, and the maximum MG rotation speed is calculated by adding the increased rotation speed acquired via the increased rotation speed acquisition unit to the motor generator rotation speed when fuel is injected from the fuel injection valve.

次に、本発明の第３の発明は、上記第２の発明に係るハイブリッド車両において、前記増加回転数取得部は、前記燃料噴射弁から燃料を噴射してから次に燃料を噴射するまでの噴射一周期の半噴射周期経過するまでの半周期時間を取得する半周期時間取得部を有し、前記半周期時間取得部を介して取得した半周期時間に基づいて、前記増加回転数を算出する、ハイブリッド車両である。 The third aspect of the present invention is a hybrid vehicle according to the second aspect of the present invention, wherein the increased rotation speed acquisition unit has a half-cycle time acquisition unit that acquires the half-cycle time from when fuel is injected from the fuel injection valve until the next fuel injection, which is half an injection cycle, and calculates the increased rotation speed based on the half-cycle time acquired via the half-cycle time acquisition unit.

次に、本発明の第４の発明は、上記第１の発明乃至第３の発明のうちの１の発明に係るハイブリッド車両において、前記内燃機関を始動するために前記クランクシャフトに与える必要のある要求始動トルクを前記エンジン回転数に応じて記憶する要求始動トルク記憶部を備え、前記回転数閾値は、前記モータジェネレータの定格出力で前記クランクシャフトに付与することができるＭＧ定格トルクが前記要求始動トルクに一致するときの前記エンジン回転数として予め設定されている、ハイブリッド車両である。 The fourth aspect of the present invention is a hybrid vehicle according to any one of the first to third aspects of the present invention, which is provided with a required starting torque storage unit that stores the required starting torque that needs to be applied to the crankshaft to start the internal combustion engine according to the engine speed, and the speed threshold is preset as the engine speed when the MG rated torque that can be applied to the crankshaft at the rated output of the motor generator matches the required starting torque.

第１の発明によれば、車両制御装置は、燃料を噴射する際に要求されるＭＧ要求トルクが、燃料噴射弁から燃料を噴射してから次に燃料を噴射するまでの間における最高ＭＧ回転数で付与できるＭＧ制限トルク以下のトルクであるか否かを判定する。そして、ＭＧ要求トルクがＭＧ制限トルク以下のトルクであると判定された場合には、車両制御装置は、燃料噴射弁から燃料を噴射する際に、インバータを介してモータジェネレータが内燃機関のクランクシャフトにＭＧ要求トルクを付与するように制御する。 According to the first invention, the vehicle control device determines whether the MG required torque required when injecting fuel is equal to or less than the MG limit torque that can be applied at the maximum MG rotation speed between the injection of fuel from the fuel injection valve and the next injection of fuel. If it is determined that the MG required torque is equal to or less than the MG limit torque, the vehicle control device controls the motor generator to apply the MG required torque to the crankshaft of the internal combustion engine via the inverter when injecting fuel from the fuel injection valve.

これにより、燃料噴射弁から燃料を噴射してから次に燃料を噴射するまでの間における最高ＭＧ回転数においても、インバータを介してモータジェネレータに最大定格入力電流以下の電流が入力されるため、モータジェネレータへの過電流の供給を抑止することができる。その結果、バッテリ寿命の低下やモータジェネレータの破損を抑止することができる。 As a result, even at the maximum MG speed between the time when fuel is injected from the fuel injection valve and the time when fuel is next injected, a current equal to or less than the maximum rated input current is input to the motor generator via the inverter, preventing the supply of an overcurrent to the motor generator. As a result, a decrease in battery life and damage to the motor generator can be prevented.

一方、ＭＧ要求トルクがＭＧ制限トルクよりも大きいトルクであると判定された場合には、車両制御装置は、燃料噴射弁から燃料を噴射する際に、インバータを介してモータジェネレータが内燃機関のクランクシャフトにＭＧ制限トルクを付与するように制御する。これにより、燃料噴射弁から燃料を噴射してから次に燃料を噴射するまでの間における最高ＭＧ回転数においても、モータジェネレータに最大定格入力電流が入力されるため、モータジェネレータへの過電流の供給を抑止することができる。その結果、バッテリ寿命の低下やモータジェネレータの破損を抑止することができる。 On the other hand, if it is determined that the MG required torque is greater than the MG limit torque, the vehicle control device controls the motor generator to apply the MG limit torque to the crankshaft of the internal combustion engine via the inverter when injecting fuel from the fuel injection valve. This allows the maximum rated input current to be input to the motor generator even at the highest MG rotation speed between the injection of fuel from the fuel injection valve and the next injection of fuel, preventing the supply of overcurrent to the motor generator. As a result, it is possible to prevent a decrease in battery life and damage to the motor generator.

第２の発明によれば、最高ＭＧ回転数取得部は、燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量と、燃料噴射弁から燃料を噴射する際のエンジン回転数と、に基づいて、噴射された燃料によってクランクシャフトに付与される噴射トルクを取得する。そして、最高ＭＧ回転数取得部は、この噴射トルクとＭＧ要求トルクと、に基づいて、燃料噴射弁から燃料を噴射する際のモータジェネレータ回転数から増加する増加回転数を取得する。続いて、最高ＭＧ回転数取得部は、燃料噴射弁から燃料を噴射する際のモータジェネレータ回転数に増加回転数を加算して最高ＭＧ回転数を算出する。従って、最高ＭＧ回転数取得部は、燃料噴射弁から燃料を噴射してから次に燃料を噴射するまでの間におけるモータジェネレータの最高回転数である最高ＭＧ回転数を迅速に取得することができる。 According to the second invention, the maximum MG rotation speed acquisition unit acquires the injection torque applied to the crankshaft by the injected fuel based on the fuel injection amount injected from the fuel injection valve and the engine speed when fuel is injected from the fuel injection valve. Then, the maximum MG rotation speed acquisition unit acquires the increased rotation speed that increases from the motor generator rotation speed when fuel is injected from the fuel injection valve based on this injection torque and the MG required torque. Next, the maximum MG rotation speed acquisition unit calculates the maximum MG rotation speed by adding the increased rotation speed to the motor generator rotation speed when fuel is injected from the fuel injection valve. Therefore, the maximum MG rotation speed acquisition unit can quickly acquire the maximum MG rotation speed, which is the maximum rotation speed of the motor generator between the injection of fuel from the fuel injection valve and the next injection of fuel.

第３の発明によれば、増加回転数取得部は、燃料噴射弁から燃料を噴射してから次に燃料を噴射するまでの噴射一周期の半噴射周期経過するまでの半周期時間に基づいて、増加回転数を算出する。これにより、最高ＭＧ回転数取得部は、燃料噴射弁から燃料を噴射する際のモータジェネレータ回転数に増加する増加回転数を加算することによって、最高ＭＧ回転数を迅速に取得することができる。 According to the third aspect of the invention, the increased rotation speed acquisition unit calculates the increased rotation speed based on the half-cycle time from when fuel is injected from the fuel injection valve until the next fuel injection, which is half an injection cycle. This allows the maximum MG rotation speed acquisition unit to quickly acquire the maximum MG rotation speed by adding the increased increased rotation speed to the motor generator rotation speed when fuel is injected from the fuel injection valve.

第４の発明によれば、回転数閾値は、モータジェネレータの定格出力でクランクシャフトに付与することができるＭＧ定格トルクが、内燃機関を始動するためにクランクシャフトに与える必要のある要求始動トルクに一致するときのエンジン回転数として予め設定されている。これにより、車両制御装置は、エンジン始動時に、エンジン回転数が回転数閾値以上であるか否かを迅速に判定することができ、エンジン始動時の燃料噴射量の取得処理の迅速化を図ることができる。 According to the fourth invention, the rotation speed threshold is preset as the engine rotation speed when the MG rated torque that can be applied to the crankshaft at the rated output of the motor generator matches the required starting torque that needs to be applied to the crankshaft to start the internal combustion engine. This allows the vehicle control device to quickly determine whether the engine rotation speed is equal to or greater than the rotation speed threshold when the engine is started, and can speed up the process of obtaining the fuel injection amount when the engine is started.

本実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を説明する図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention. 始動時のエンジン回転数とＭＧ定格トルクと要求始動トルクとの関係性を示すマップである。4 is a map showing the relationship between engine speed at start-up, MG rated torque, and required start-up torque. モータジェネレータのＭＧ回転数とトルクとの関係を示すマップである。4 is a map showing the relationship between MG rotation speed and torque of a motor generator. 車両ＥＣＵが実行するエンジン始動制御処理の一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an example of an engine start control process executed by a vehicle ECU. 燃料噴射時におけるＭＧトルク信号出力とインバータ出力電流との時間遅れの一例を示すタイムチャートである。5 is a time chart showing an example of a time delay between an MG torque signal output and an inverter output current during fuel injection. ＭＧ要求トルクとインバータ出力電流の時間遅れにより出力されるＭＧ実トルクとの一例を示すタイムチャートである。4 is a time chart showing an example of an MG required torque and an MG actual torque that is output due to a time delay of an inverter output current;

以下、本発明に係るハイブリッド車両を具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係るハイブリッド車両１の概略構成について図１に基づいて説明する。 The following describes in detail one embodiment of a hybrid vehicle according to the present invention with reference to the drawings. First, the schematic configuration of the hybrid vehicle 1 according to this embodiment will be described with reference to FIG. 1.

図１に示すように、本実施形態に係るハイブリッド車両１は、内燃機関（以下、「エンジン」という。）１１と、トランスミッション１２と、モータジェネレータ２１と、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５１と、エンジンＥＣＵ５２と、モータＥＣＵ５３と、を主に備えている。ハイブリッド車両１は、エンジン１１とモータジェネレータ２１を駆動源としている。 As shown in FIG. 1, the hybrid vehicle 1 according to this embodiment mainly includes an internal combustion engine (hereinafter referred to as the "engine") 11, a transmission 12, a motor generator 21, a vehicle ECU (Electronic Control Unit) 51, an engine ECU 52, and a motor ECU 53. The hybrid vehicle 1 uses the engine 11 and the motor generator 21 as driving sources.

エンジン１１のクランクシャフト１１Ａの一端は、トランスミッション１２等を介して不図示の駆動輪に駆動連結されている。エンジン１１は、例えばディーゼルエンジンであり、複数（本実施形態では、例えば、４個）の気筒１３を有しており、燃料噴射弁１５が、それぞれの気筒１３に設けられている。各燃料噴射弁１５には、不図示のコモンレールと不図示の燃料配管を介して燃料が供給されており、各燃料噴射弁１５は、エンジンＥＣＵ５２からの制御信号によって駆動され、それぞれの気筒１３内に燃料を噴射する。 One end of the crankshaft 11A of the engine 11 is drivingly connected to a driving wheel (not shown) via a transmission 12 or the like. The engine 11 is, for example, a diesel engine, and has a plurality of cylinders 13 (for example, four in this embodiment), and a fuel injection valve 15 is provided in each cylinder 13. Fuel is supplied to each fuel injection valve 15 via a common rail (not shown) and a fuel pipe (not shown), and each fuel injection valve 15 is driven by a control signal from the engine ECU 52 to inject fuel into each cylinder 13.

また、クランクシャフト１１Ａの他端には、第１プーリ１６に駆動連結されている。第１プーリ１６には、伝達ベルト１７が掛け回されている。尚、図示は省略するが、エンジン１１のクランクシャフト１１Ａは、ベルト、プーリ、ギヤ（スプロケット）、チェーン等を介して、油圧を発生するための油圧ポンプ等にも駆動連結されている。また、エンジン１１には、クランク角センサ４１（エンジン回転数検出装置）と冷却水温センサ４２等が設けられている。また、大気圧センサ４５が車両ＥＣＵ５１に設けられている。大気圧センサ４５は、車両ＥＣＵ５１の周囲の大気圧に応じた検出信号を車両ＥＣＵ５１に出力する。 The other end of the crankshaft 11A is drivingly connected to a first pulley 16. A transmission belt 17 is wound around the first pulley 16. Although not shown, the crankshaft 11A of the engine 11 is also drivingly connected to a hydraulic pump for generating hydraulic pressure via a belt, pulley, gear (sprocket), chain, etc. The engine 11 is also provided with a crank angle sensor 41 (engine speed detection device) and a cooling water temperature sensor 42, etc. An atmospheric pressure sensor 45 is also provided in the vehicle ECU 51. The atmospheric pressure sensor 45 outputs a detection signal corresponding to the atmospheric pressure around the vehicle ECU 51 to the vehicle ECU 51.

クランク角センサ４１は、クランクシャフト１１Ａの回転角（すなわち、クランク角度）に応じた検出信号を車両ＥＣＵ５１とエンジンＥＣＵ５２に出力する。例えば、クランク角センサ４１は、クランクシャフト１１Ａが５度回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが車両ＥＣＵ５１とエンジンＥＣＵ５２に入力される。車両ＥＣＵ５１とエンジンＥＣＵ５２は、クランク角センサ４１の出力パルスからクランク角度、及び、エンジン回転数を検出する。冷却水温センサ４２は、エンジン１１の不図示のウォータジャケットの出口部に取りつけられて、ウォータジャケットを循環する冷却水の冷却水温に応じた検出信号を車両ＥＣＵ５１に出力する。 The crank angle sensor 41 outputs a detection signal corresponding to the rotation angle (i.e., crank angle) of the crankshaft 11A to the vehicle ECU 51 and the engine ECU 52. For example, the crank angle sensor 41 generates an output pulse every time the crankshaft 11A rotates 5 degrees, and this output pulse is input to the vehicle ECU 51 and the engine ECU 52. The vehicle ECU 51 and the engine ECU 52 detect the crank angle and engine speed from the output pulse of the crank angle sensor 41. The coolant temperature sensor 42 is attached to the outlet of the water jacket (not shown) of the engine 11, and outputs a detection signal corresponding to the coolant temperature of the coolant circulating through the water jacket to the vehicle ECU 51.

モータジェネレータ２１は、電気エネルギーを力学的エネルギーに変換したり、力学的エネルギーを電気エネルギーに変換したりする電力機器である。本実施形態では、モータジェネレータ２１として、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期式の電動発電機を採用する。このモータジェネレータ２１の回転軸２１Ａの一端には、第２プーリ１８に駆動連結されている。第２プーリ１８には、伝達ベルト１７が掛け回されている。即ち、モータジェネレータ２１は、第２プーリ１８、伝達ベルト１７、及び第１プーリ１６を介して、エンジン１１のクランクシャフト１１Ａに駆動連結されている。このモータジェネレータ２１は、エンジン１１を始動するスタータモータ１９の代わりに、クランキングを行う機能も有している。 The motor generator 21 is an electric power device that converts electrical energy into mechanical energy and mechanical energy into electrical energy. In this embodiment, a three-phase AC synchronous motor generator with a permanent magnet embedded in the rotor is used as the motor generator 21. One end of the rotating shaft 21A of this motor generator 21 is drivingly connected to the second pulley 18. A transmission belt 17 is wound around the second pulley 18. In other words, the motor generator 21 is drivingly connected to the crankshaft 11A of the engine 11 via the second pulley 18, the transmission belt 17, and the first pulley 16. This motor generator 21 also has the function of performing cranking in place of the starter motor 19 that starts the engine 11.

モータジェネレータ２１は、電動モータとして機能する場合には、第２プーリ１８に回転トルクを与え、その回転トルクが伝達ベルト１７及び第１プーリ１６を介してエンジン１１のクランクシャフト１１Ａに入力される。即ち、この場合には、モータジェネレータ２１は、エンジン１１の駆動をアシストする。一方、モータジェネレータ２１は、発電機として機能する場合には、エンジン１１のクランクシャフト１１Ａの回転トルクが、第１プーリ１６、伝達ベルト１７及び第２プーリ１８を介して、モータジェネレータ２１の回転軸２１Ａに入力される。その回転軸２１Ａの回転に応じて、モータジェネレータ２１が発電する。 When the motor generator 21 functions as an electric motor, it applies a rotational torque to the second pulley 18, and the rotational torque is input to the crankshaft 11A of the engine 11 via the transmission belt 17 and the first pulley 16. That is, in this case, the motor generator 21 assists the driving of the engine 11. On the other hand, when the motor generator 21 functions as a generator, the rotational torque of the crankshaft 11A of the engine 11 is input to the rotating shaft 21A of the motor generator 21 via the first pulley 16, the transmission belt 17, and the second pulley 18. The motor generator 21 generates electricity in response to the rotation of the rotating shaft 21A.

モータジェネレータ２１には、インバータ２２を介して高圧バッテリ２３が電気的に接続されている。インバータ２２は、いわゆる双方向インバータであり、モータＥＣＵ５３からの制御信号に従って、モータジェネレータ２１が発電した交流電圧を直流電圧に変換して高圧バッテリ２３に出力し、高圧バッテリ２３が出力した直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ２１に出力する。 The motor generator 21 is electrically connected to the high-voltage battery 23 via the inverter 22. The inverter 22 is a so-called bidirectional inverter, and in accordance with a control signal from the motor ECU 53, converts the AC voltage generated by the motor generator 21 into a DC voltage and outputs it to the high-voltage battery 23, and converts the DC voltage output by the high-voltage battery 23 into an AC voltage and outputs it to the motor generator 21.

また、モータジェネレータ２１には、モータジェネレータ回転センサ（以下、「ＭＧ回転センサ」という。）４３（ＭＧ回転数検出装置）が設けられている。ＭＧ回転センサ４３は、例えば、回転軸２１Ａの回転角に応じた検出信号を車両ＥＣＵ５１とモータＥＣＵ５３に出力する。例えば、ＭＧ回転センサ４３は、回転軸２１Ａが５度回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが車両ＥＣＵ５１とモータＥＣＵ５３に入力される。車両ＥＣＵ５１とモータＥＣＵ５３は、ＭＧ回転センサ４３の出力パルスからモータジェネレータ回転数を検出する。 The motor generator 21 is also provided with a motor generator rotation sensor (hereinafter referred to as the "MG rotation sensor") 43 (MG rotation speed detection device). The MG rotation sensor 43 outputs a detection signal corresponding to the rotation angle of the rotating shaft 21A, for example, to the vehicle ECU 51 and the motor ECU 53. For example, the MG rotation sensor 43 generates an output pulse every time the rotating shaft 21A rotates 5 degrees, and this output pulse is input to the vehicle ECU 51 and the motor ECU 53. The vehicle ECU 51 and the motor ECU 53 detect the motor generator rotation speed from the output pulse of the MG rotation sensor 43.

高圧バッテリ２３は、４８Ｖのリチウムイオン電池である。高圧バッテリ２３は、モータジェネレータ２１が電動モータとして機能するときには、モータジェネレータ２１に電力を供給する。また、高圧バッテリ２３は、モータジェネレータ２１が発電機として機能するときには、モータジェネレータ２１から電力の供給を受けて充電される。また、高圧バッテリ２３の電流値、電圧値や充電率（ＳＯＣ）等は、バッテリマネージメントシステム（ＢＭＳ）２８により検出され、車両ＥＣＵ５１に出力される。尚、高圧バッテリ２３は、リチウムイオン電池に限られず、他の二次電池（例えば、ニッケル水素電池）を採用してもよいし、全固体二次電池を採用してもよい。 The high-voltage battery 23 is a 48V lithium-ion battery. When the motor generator 21 functions as an electric motor, the high-voltage battery 23 supplies power to the motor generator 21. When the motor generator 21 functions as a generator, the high-voltage battery 23 receives power from the motor generator 21 and is charged. The current value, voltage value, state of charge (SOC), etc. of the high-voltage battery 23 are detected by a battery management system (BMS) 28 and output to the vehicle ECU 51. The high-voltage battery 23 is not limited to a lithium-ion battery, and other secondary batteries (e.g., nickel-metal hydride batteries) or all-solid-state secondary batteries may be used.

モータジェネレータ２１には、インバータ２２を介してＤＣ／ＤＣコンバータ２５が接続されている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、高圧バッテリ２３にも接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、インバータ２２や高圧バッテリ２３から出力される直流電圧を１２Ｖ～１５Ｖに降圧して出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２５には、低圧バッテリ２６が接続されている。 A DC/DC converter 25 is connected to the motor generator 21 via an inverter 22. The DC/DC converter 25 is also connected to a high-voltage battery 23. The DC/DC converter 25 steps down the DC voltage output from the inverter 22 and the high-voltage battery 23 to 12V to 15V and outputs it. A low-voltage battery 26 is connected to the DC/DC converter 25.

低圧バッテリ２６は、高圧バッテリ２３よりも電圧の低い１２Ｖの鉛蓄電池である。低圧バッテリ２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５が駆動していないときや、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の出力電圧が１２Ｖであるときには、１２Ｖの直流電圧を出力する。低圧バッテリ２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の出力電圧が低圧バッテリ２６の開回路電圧（ＯＣＶ）より大きいときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５から電力の供給を受けて充電される。 The low-voltage battery 26 is a 12V lead-acid battery with a lower voltage than the high-voltage battery 23. The low-voltage battery 26 outputs a direct current voltage of 12V when the DC/DC converter 25 is not operating or when the output voltage of the DC/DC converter 25 is 12V. The low-voltage battery 26 is charged by receiving power from the DC/DC converter 25 when the output voltage of the DC/DC converter 25 is higher than the open circuit voltage (OCV) of the low-voltage battery 26.

ＤＣ／ＤＣコンバータ２５及び低圧バッテリ２６には、各種の補機（車両用電装品）２７が接続されている。補機２７の例としては、例えば、車両の前照灯、方向指示灯、室内灯などのライト関係や、カーナビゲーション装置やスピーカ等の車内装備が挙げられる。補機２７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５が駆動していないときには、低圧バッテリ２６から電力の供給を受ける。補機２７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の出力電圧が低圧バッテリ２６の開回路電圧（ＯＣＶ）よりも大きいときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５から電力の供給を受ける。 Various auxiliary devices (vehicle electrical equipment) 27 are connected to the DC/DC converter 25 and the low-voltage battery 26. Examples of the auxiliary devices 27 include lighting devices such as headlights, turn signals, and interior lights, as well as in-vehicle equipment such as a car navigation system and speakers. When the DC/DC converter 25 is not operating, the auxiliary devices 27 receive power from the low-voltage battery 26. When the output voltage of the DC/DC converter 25 is greater than the open circuit voltage (OCV) of the low-voltage battery 26, the auxiliary devices 27 receive power from the DC/DC converter 25.

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５及び低圧バッテリ２６には、補機２７の１つとしてスタータモータ１９が接続されている。スタータモータ１９は、直流電動機であり、スタータモータ１９の出力軸がエンジン１１のクランクシャフト１１Ａに駆動連結されている。スタータモータ１９は、低圧バッテリ２６やＤＣ／ＤＣコンバータ２５からの電力供給を受けて駆動する。 The starter motor 19 is connected to the DC/DC converter 25 and the low-voltage battery 26 as one of the auxiliary devices 27. The starter motor 19 is a direct current motor, and the output shaft of the starter motor 19 is drivingly connected to the crankshaft 11A of the engine 11. The starter motor 19 is driven by receiving power from the low-voltage battery 26 and the DC/DC converter 25.

ハイブリッド車両１の車両制御装置を構成する車両ＥＣＵ５１とエンジンＥＣＵ５２及びモータＥＣＵ５３は、演算装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）と、記憶装置と、各種信号を入出力するための入出力ポートと（いずれも図示せず）を含んで構成される。記憶装置は、作業用メモリとしてのＲＡＭ（Random Access Memory）と、保存用ストレージ（ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭなどの書き換え可能な不揮発性メモリ等）とを含む。 The vehicle ECU 51, engine ECU 52, and motor ECU 53 that constitute the vehicle control device of the hybrid vehicle 1 are configured to include a CPU (Central Processing Unit) as a calculation device, a memory device, and input/output ports for inputting and outputting various signals (none of which are shown). The memory device includes a RAM (Random Access Memory) as a working memory, and storage for saving (ROM (Read Only Memory), rewritable non-volatile memory such as EEPROM, etc.).

車両ＥＣＵ５１とエンジンＥＣＵ５２及びモータＥＣＵ５３は、入力ポートに接続された各種機器（センサ等）から信号を受信し、受信した信号に基づいて出力ポートに接続された各種機器を制御する。記憶装置に記憶されているプログラムをＣＰＵが実行することで、各種制御が実行される。但し、車両ＥＣＵ５１とエンジンＥＣＵ５２及びモータＥＣＵ５３が行う制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。本実施形態に係る車両ＥＣＵ５１とエンジンＥＣＵ５２及びモータＥＣＵ５３は、本発明に係る「車両制御装置」の一例として機能する。 The vehicle ECU 51, engine ECU 52, and motor ECU 53 receive signals from various devices (sensors, etc.) connected to their input ports, and control various devices connected to their output ports based on the received signals. Various controls are performed by the CPU executing programs stored in the storage device. However, the controls performed by the vehicle ECU 51, engine ECU 52, and motor ECU 53 are not limited to software processing, and can also be processed by dedicated hardware (electronic circuits). The vehicle ECU 51, engine ECU 52, and motor ECU 53 according to this embodiment function as an example of a "vehicle control device" according to the present invention.

車両ＥＣＵ５１は、エンジン１１に対する出力要求値（例えば、燃料噴射量、トルク要求値等）と、モータジェネレータ２１に対する出力要求値（例えば、トルク要求値等）とを算出する。そして、車両ＥＣＵ５１は、エンジン１１に対する出力要求値をエンジンＥＣＵ５２に出力すると共に、モータジェネレータ２１に対する出力要求値をモータＥＣＵ５３に出力する。 The vehicle ECU 51 calculates an output requirement value for the engine 11 (e.g., fuel injection amount, torque requirement value, etc.) and an output requirement value for the motor generator 21 (e.g., torque requirement value, etc.). The vehicle ECU 51 then outputs the output requirement value for the engine 11 to the engine ECU 52, and outputs the output requirement value for the motor generator 21 to the motor ECU 53.

モータＥＣＵ５３は、車両ＥＣＵ５１から入力された出力要求値に基づいて、インバータ２２を介してモータジェネレータ２１に対する電力の供給（ひいては、モータジェネレータ２１の出力トルク）を制御する。つまり、モータＥＣＵ５３は、車両ＥＣＵ５１から入力された制御信号に基づいて、インバータ２２からモータジェネレータ２１へ出力される電力の大きさ（振幅）及び周波数等を制御する。また、モータＥＣＵ５３は、車両ＥＣＵ５１から入力された制御信号に基づいて、高圧バッテリ２３の充放電制御を行う。 The motor ECU 53 controls the supply of power to the motor generator 21 (and thus the output torque of the motor generator 21) via the inverter 22 based on the output requirement value input from the vehicle ECU 51. In other words, the motor ECU 53 controls the magnitude (amplitude) and frequency of the power output from the inverter 22 to the motor generator 21 based on the control signal input from the vehicle ECU 51. The motor ECU 53 also controls the charging and discharging of the high-voltage battery 23 based on the control signal input from the vehicle ECU 51.

また、エンジンＥＣＵ５２は、車両ＥＣＵ５１から入力された出力要求値に基づいて、エンジン１１の運転制御（燃料噴射制御等）を行う。例えば、エンジンＥＣＵ５２は、車両ＥＣＵ５１から燃料噴射量の制御信号が入力されると、燃料噴射弁１５を介して入力された燃料噴射量の燃料を気筒１３内に噴射する。即ち、車両ＥＣＵ５１は、エンジンＥＣＵ５２を介して、エンジン１１の燃料噴射弁１５からの１噴射当たりの燃料噴射量を制御している。 The engine ECU 52 also controls the operation of the engine 11 (such as fuel injection control) based on the output requirement value input from the vehicle ECU 51. For example, when a fuel injection amount control signal is input from the vehicle ECU 51, the engine ECU 52 injects the input fuel injection amount into the cylinder 13 via the fuel injection valve 15. That is, the vehicle ECU 51 controls the fuel injection amount per injection from the fuel injection valve 15 of the engine 11 via the engine ECU 52.

また、車両ＥＣＵ５１は、エンジン１１が停止している状態において、エンジン１１の始動要求があった場合には、スタータモータ１９とモータジェネレータ２１のどちらを使用してエンジン１１を始動するかを決定する。具体的には、低温、高地といったバッテリ駆動が厳しい環境での始動要求のときには、スタータモータ１９を使用したエンジン１１の始動を決定する。 In addition, when a request to start the engine 11 is made while the engine 11 is stopped, the vehicle ECU 51 determines whether to use the starter motor 19 or the motor generator 21 to start the engine 11. Specifically, when a request to start the engine 11 is made in an environment where battery drive is difficult, such as low temperature or high altitude, the vehicle ECU 51 determines to start the engine 11 using the starter motor 19.

また、車両ＥＣＵ５１は、バッテリ駆動可能な環境下での始動要求のときには、モータジェネレータ２１を使用したエンジン１１の始動を決定する。例えば、アイドルストップ中に、不図示のブレーキペダルの踏み込みが解除されたことを不図示のブレーキペダルセンサによって検出することによりモータジェネレータ２１を使用したエンジン１１の始動を決定する。 In addition, when a start request is made in an environment where the vehicle can be driven by the battery, the vehicle ECU 51 decides to start the engine 11 using the motor generator 21. For example, during an idle stop, the vehicle ECU 51 decides to start the engine 11 using the motor generator 21 by detecting, by a brake pedal sensor (not shown), that the brake pedal (not shown) has been released.

従って、エンジン１１のフリクションが小さい状態でエンジン１１を始動させる場合（例えば、暖機完了後のアイドルストップからの始動時や、短時間停車後の再始動時等）には、車両ＥＣＵ５１は、モータジェネレータ２１を使用したエンジン１１の始動を決定する。また、車両ＥＣＵ５１は、モータジェネレータ２１を使用したエンジン１１の始動を決定した場合には、後述のように、エンジン１１の始動期間中（クランキング中）における燃料噴射弁１５からの燃料噴射量をアシスト噴射量ＱＦとして算出する。 Therefore, when starting the engine 11 in a state where the friction of the engine 11 is small (for example, when starting from an idle stop after warm-up is complete, or when restarting after a short stop), the vehicle ECU 51 decides to start the engine 11 using the motor generator 21. In addition, when the vehicle ECU 51 decides to start the engine 11 using the motor generator 21, it calculates the amount of fuel injected from the fuel injection valve 15 during the start period of the engine 11 (during cranking) as the assist injection amount QF, as described below.

次に、モータジェネレータ２１が定格出力で出力できるＭＧ定格トルクＴＭと、エンジン１１を始動するために必要な要求始動トルクＴＥとの関係について図２及び図３に基づいて説明する。図２に示すように、エンジン１１を始動する際には、エンジン回転数が所定の期間内に始動回転数ＮＳ（例えば、約６００［ｒｐｍ］）に至るように制御される。そして、エンジン回転数が上昇するためにエンジン１１のクランクシャフト１１Ａに対して付与する必要がある要求始動トルクＴＥが、エンジン回転数に対するマップＭ１として車両ＥＣＵ５１の記憶装置の保存用ストレージ（例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）に予め記憶されている。 Next, the relationship between the MG rated torque TM that the motor generator 21 can output at rated output and the required starting torque TE required to start the engine 11 will be described with reference to Figures 2 and 3. As shown in Figure 2, when starting the engine 11, the engine speed is controlled so that it reaches the starting speed NS (e.g., about 600 rpm) within a predetermined period of time. The required starting torque TE that needs to be applied to the crankshaft 11A of the engine 11 to increase the engine speed is stored in advance in a storage device (e.g., ROM, EEPROM, etc.) of the storage device of the vehicle ECU 51 as a map M1 for the engine speed.

要求始動トルクＴＥは、エンジン回転数がゼロであるときに最大で、エンジン回転数がゼロから増加していくに従って小さくなる。そして、要求始動トルクＴＥは、エンジン回転数がある程度高くなって始動回転数ＮＳに至るまでは、概ね一定の値となる。また、エンジン回転数が上昇するためにエンジン１１のクランクシャフト１１Ａに対して付与する必要があるモータジェネレータ２１のＭＧ定格トルク（ＭＧ要求トルク）ＴＭは、実機試験等によって取得され、エンジン回転数に対するマップＭ２として車両ＥＣＵ５１の記憶装置の保存用ストレージ（例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）に予め記憶されている。 The required starting torque TE is maximum when the engine speed is zero and decreases as the engine speed increases from zero. The required starting torque TE is generally constant until the engine speed increases to a certain level and reaches the starting speed NS. The MG rated torque (MG required torque) TM of the motor generator 21 that needs to be applied to the crankshaft 11A of the engine 11 in order for the engine speed to increase is obtained by actual machine testing, etc., and is stored in advance in a storage device (e.g., ROM, EEPROM, etc.) of the storage device of the vehicle ECU 51 as a map M2 for the engine speed.

また、図３に示すように、モータジェネレータ２１が定格出力で出力できるＭＧ定格トルクＴＭは、モータジェネレータ２１のモータジェネレータ回転数（ＭＧ回転数）がゼロのときに最大で、モータジェネレータ回転数（ＭＧ回転数）が増加していくに従って小さくなる。尚、モータジェネレータ２１のＭＧ定格トルクＴＭは、実機試験等によって取得され、モータジェネレータ回転数（ＭＧ回転数）に対するマップＭ４として車両ＥＣＵ５１の記憶装置の保存用ストレージ（例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）に予め記憶されている。 As shown in FIG. 3, the MG rated torque TM that the motor generator 21 can output at rated power is maximum when the motor generator rotation speed (MG rotation speed) of the motor generator 21 is zero, and decreases as the motor generator rotation speed (MG rotation speed) increases. The MG rated torque TM of the motor generator 21 is obtained by actual machine testing, etc., and is stored in advance in a storage device (e.g., ROM, EEPROM, etc.) of the storage device of the vehicle ECU 51 as a map M4 for the motor generator rotation speed (MG rotation speed).

そのため、図２に示すように、モータジェネレータ２１が、エンジン１１のクランクシャフト１１Ａに伝達ベルト１７を介して付与できるＭＧ定格トルクＴＭは、エンジン回転数がゼロのときに最大で、要求始動トルクＴＥよりも大きくなり、エンジン回転数がゼロから増加していくに従って小さくなる。そして、ＭＧ定格トルクＴＭの低下割合は、要求始動トルクＴＥの低下割合よりも大きいため、エンジン回転数が回転数閾値ＮＸ（例えば、約２００［ｒｐｍ］～３００［ｒｐｍ］）を超えると、ＭＧ定格トルクＴＭは、要求始動トルクＴＥよりも小さくなる。従って、エンジン回転数が回転数閾値ＮＸのときに、ＭＧ定格トルクＴＭが要求始動トルクＴＥに一致する。 Therefore, as shown in FIG. 2, the MG rated torque TM that the motor generator 21 can apply to the crankshaft 11A of the engine 11 via the transmission belt 17 is at a maximum when the engine speed is zero and is greater than the required starting torque TE, and decreases as the engine speed increases from zero. And because the rate at which the MG rated torque TM decreases is greater than the rate at which the required starting torque TE decreases, when the engine speed exceeds the speed threshold NX (e.g., approximately 200 rpm to 300 rpm), the MG rated torque TM becomes smaller than the required starting torque TE. Therefore, when the engine speed is at the speed threshold NX, the MG rated torque TM matches the required starting torque TE.

即ち、エンジン回転数がゼロから回転数閾値ＮＸまでのときは、モータジェネレータ２１のＭＧ定格トルクＴＭが要求始動トルクＴＥを満足している。一方、エンジン回転数が回転数閾値ＮＸ以上になるとＭＧ定格トルクＴＭが要求始動トルクＴＥよりも小さくなり不足トルクＴＦ（＝噴射トルクＴＱＦ）が発生する。そのため、エンジン回転数が回転数閾値ＮＸ以上になった場合には、車両ＥＣＵ５１は、不足トルクＴＦを補うために、後述のように、燃料噴射弁１５からアシスト噴射量ＱＦの燃料を噴射するように制御する（図４参照）。 That is, when the engine speed is between zero and the speed threshold NX, the MG rated torque TM of the motor generator 21 satisfies the required starting torque TE. On the other hand, when the engine speed exceeds the speed threshold NX, the MG rated torque TM becomes smaller than the required starting torque TE, and a torque deficiency TF (= injection torque TQF) occurs. Therefore, when the engine speed exceeds the speed threshold NX, the vehicle ECU 51 controls the fuel injection valve 15 to inject an assist injection amount QF of fuel to compensate for the torque deficiency TF, as described below (see FIG. 4).

尚、始動回転数ＮＳ及び回転数閾値ＮＸは、実機試験等によって取得され、記憶装置の保存用ストレージ（例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）に予め記憶されている。また、アシスト噴射量ＱＦは、実機試験等によって取得され、エンジン回転数に対するマップＭ３（図２参照）として車両ＥＣＵ５１の記憶装置の保存用ストレージ（例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）に予め記憶されている。 The starting rotation speed NS and the rotation speed threshold value NX are obtained by actual machine testing, etc., and are stored in advance in a storage device (e.g., ROM, EEPROM, etc.) of the storage device. The assist injection amount QF is obtained by actual machine testing, etc., and is stored in advance in a storage device (e.g., ROM, EEPROM, etc.) of the storage device of the vehicle ECU 51 as a map M3 (see FIG. 2) for the engine rotation speed.

次に、上記のように構成されたハイブリッド車両１において、車両ＥＣＵ５１がモータジェネレータ２１を使用したエンジン１１の始動を決定した際に、車両ＥＣＵ５１が実行する「エンジン始動制御処理」の一例について図４乃至図６に基づいて説明する。尚、車両ＥＣＵ５１は、モータジェネレータ２１を使用してエンジン１１を始動する際に、所定時間間隔（例えば、０．１ｍｓｅｃ～１ｍｓｅｃ間隔）にて、図４のフローチャートに示される処理を繰り返し起動し、ステップＳ１１へと処理を進める。図４のフローチャートで示されるプログラムは、車両ＥＣＵ５１の記憶装置（例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）に記憶されている。 Next, an example of the "engine start control process" executed by the vehicle ECU 51 when the vehicle ECU 51 decides to start the engine 11 using the motor generator 21 in the hybrid vehicle 1 configured as described above will be described with reference to Figs. 4 to 6. When starting the engine 11 using the motor generator 21, the vehicle ECU 51 repeatedly starts the process shown in the flowchart of Fig. 4 at a predetermined time interval (e.g., 0.1 msec to 1 msec interval) and proceeds to step S11. The program shown in the flowchart of Fig. 4 is stored in a storage device (e.g., ROM, EEPROM, etc.) of the vehicle ECU 51.

ステップＳ１１において、車両ＥＣＵ５１は、クランク角センサ４１から入力されたパルス信号に基づいて、クランクシャフト１１Ａのクランク角度とエンジン１１のエンジン回転数を検出してＲＡＭに記憶する。また、車両ＥＣＵ５１は、冷却水温センサ４２から入力された検出信号に基づいて、エンジン１１内を循環する冷却水の冷却水温を検出してＲＡＭに記憶する。 In step S11, the vehicle ECU 51 detects the crank angle of the crankshaft 11A and the engine speed of the engine 11 based on the pulse signal input from the crank angle sensor 41, and stores them in the RAM. The vehicle ECU 51 also detects the coolant temperature of the coolant circulating in the engine 11 based on the detection signal input from the coolant temperature sensor 42, and stores them in the RAM.

また、車両ＥＣＵ５１は、大気圧センサ４５から入力された検出信号に基づいて、車両ＥＣＵ５１の周囲の大気圧を検出してＲＡＭに記憶する。また、車両ＥＣＵ５１は、ＭＧ回転センサ４３から入力された検出信号に基づいて、モータジェネレータ２１のモータジェネレータ回転数（ＭＧ回転数）を検出してＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１２の処理に進む。 The vehicle ECU 51 also detects the atmospheric pressure around the vehicle ECU 51 based on the detection signal input from the atmospheric pressure sensor 45 and stores it in the RAM. The vehicle ECU 51 also detects the motor generator rotation speed (MG rotation speed) of the motor generator 21 based on the detection signal input from the MG rotation sensor 43 and stores it in the RAM, and then proceeds to the processing of step S12.

ステップＳ１２において、車両ＥＣＵ５１は、上記ステップＳ１１でＲＡＭに記憶したエンジン回転数を読み出す。また、車両ＥＣＵ５１は、始動回転数ＮＳを保存用ストレージ（例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）から読み出す。続いて、車両ＥＣＵ５１は、エンジン回転数が始動回転数ＮＳよりも低い回転数であるか否かを判定する。そして、エンジン回転数が始動回転数ＮＳ以上であると判定された場合には（Ｓ１２：ＮＯ）、車両ＥＣＵ５１は、エンジン１１の始動が終了したと判定して、当該処理を終了する。 In step S12, the vehicle ECU 51 reads the engine speed stored in the RAM in step S11. The vehicle ECU 51 also reads the starting speed NS from a storage device (e.g., ROM, EEPROM, etc.). The vehicle ECU 51 then determines whether the engine speed is lower than the starting speed NS. If it is determined that the engine speed is equal to or higher than the starting speed NS (S12: NO), the vehicle ECU 51 determines that the start of the engine 11 has been completed, and ends the process.

一方、エンジン回転数が始動回転数ＮＳよりも低い回転数であると判定された場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、車両ＥＣＵ５１は、ステップＳ１３の処理に進む。ステップＳ１３において、車両ＥＣＵ５１は、上記ステップＳ１１でＲＡＭに記憶したエンジン回転数を読み出す。また、車両ＥＣＵ５１は、回転数閾値ＮＸを保存用ストレージ（例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）から読み出す。続いて、車両ＥＣＵ５１は、エンジン回転数が回転数閾値ＮＸ以上であるか否かを判定する。 On the other hand, if it is determined that the engine speed is lower than the starting speed NS (S12: YES), the vehicle ECU 51 proceeds to the process of step S13. In step S13, the vehicle ECU 51 reads the engine speed stored in the RAM in step S11. The vehicle ECU 51 also reads the speed threshold NX from the storage (e.g., ROM, EEPROM, etc.). Next, the vehicle ECU 51 determines whether the engine speed is equal to or higher than the speed threshold NX.

そして、エンジン回転数が回転数閾値ＮＸよりも低い回転数であると判定された場合には（Ｓ１３：ＮＯ）、車両ＥＣＵ５１は、ステップＳ１４の処理に進む。ステップＳ１４において、車両ＥＣＵ５１は、上記ステップＳ１１でＲＡＭに記憶したエンジン回転数を読み出す。そして、車両ＥＣＵ５１は、このエンジン回転数に対応づけられた要求始動トルクＴＥを、保存用ストレージ（例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）に予め記憶されるマップＭ１（図２参照）から求める。続いて、車両ＥＣＵ５１は、この要求始動トルクＴＥがＭＧ定格トルクＴＭよりも小さいトルクであるため（図２参照）、この要求始動トルクＴＥをモータジェネレータ２１の駆動トルクとしてモータＥＣＵ５３へ出力した後、当該処理を終了する。 If it is determined that the engine speed is lower than the engine speed threshold value NX (S13: NO), the vehicle ECU 51 proceeds to the process of step S14. In step S14, the vehicle ECU 51 reads the engine speed stored in the RAM in step S11. The vehicle ECU 51 then obtains the required starting torque TE associated with this engine speed from a map M1 (see FIG. 2) that is pre-stored in a storage device (e.g., ROM, EEPROM, etc.). Then, since the required starting torque TE is smaller than the MG rated torque TM (see FIG. 2), the vehicle ECU 51 outputs the required starting torque TE to the motor ECU 53 as the drive torque of the motor generator 21, and then ends the process.

これにより、モータＥＣＵ５３は、インバータ２２を介して、モータジェネレータ２１がエンジン１１のクランクシャフト１１Ａに伝達ベルト１７を介して要求始動トルクＴＥを付与するように駆動制御する。従って、燃料噴射弁１５から気筒１３内に燃料を噴射しない状態で、エンジン１１の始動が行われる。 As a result, the motor ECU 53 controls the motor generator 21 via the inverter 22 to apply the required starting torque TE to the crankshaft 11A of the engine 11 via the transmission belt 17. Therefore, the engine 11 is started without injecting fuel from the fuel injection valve 15 into the cylinder 13.

一方、エンジン回転数が回転数閾値ＮＸ以上であると判定された場合には（Ｓ１３：ＹＥＳ）、車両ＥＣＵ５１は、ステップＳ１５の処理に進む。ステップＳ１５において、車両ＥＣＵ５１は、上記ステップＳ１１でＲＡＭに記憶したクランクシャフト１１Ａのクランク角度を読み出し、燃料噴射弁１５から燃料を噴射する燃料噴射タイミングになったか否かを判定する。そして、燃料噴射弁１５から燃料を噴射する燃料噴射タイミングになっていないと判定された場合には（Ｓ１５：ＮＯ）、車両ＥＣＵ５１は、当該処理を終了する。 On the other hand, if it is determined that the engine speed is equal to or greater than the speed threshold value NX (S13: YES), the vehicle ECU 51 proceeds to the process of step S15. In step S15, the vehicle ECU 51 reads the crank angle of the crankshaft 11A stored in the RAM in step S11, and determines whether or not it is the fuel injection timing for injecting fuel from the fuel injection valve 15. Then, if it is determined that it is not the fuel injection timing for injecting fuel from the fuel injection valve 15 (S15: NO), the vehicle ECU 51 ends the process.

一方、燃料噴射弁１５から燃料を噴射する燃料噴射タイミングになったと判定された場合には（Ｓ１５：ＹＥＳ）、車両ＥＣＵ５１は、ステップＳ１６の処理に進む。ステップＳ１６において、車両ＥＣＵ５１は、上記ステップＳ１１でＲＡＭに記憶したエンジン回転数を読み出す。そして、車両ＥＣＵ５１は、このエンジン回転数に対応づけられたアシスト噴射量ＱＦを、保存用ストレージ（例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）に予め記憶されるマップＭ３（図２参照）から算出してＲＡＭに記憶する。 On the other hand, if it is determined that the fuel injection timing for injecting fuel from the fuel injection valve 15 has arrived (S15: YES), the vehicle ECU 51 proceeds to the process of step S16. In step S16, the vehicle ECU 51 reads the engine speed stored in the RAM in step S11. Then, the vehicle ECU 51 calculates the assist injection amount QF associated with this engine speed from a map M3 (see FIG. 2) that is pre-stored in a storage device (e.g., ROM, EEPROM, etc.), and stores the calculated amount in the RAM.

続いて、車両ＥＣＵ５１は、このアシスト噴射量ＱＦを不足トルクＴＦ（図２参照）を補うための燃料噴射量としてエンジンＥＣＵ５２に出力した後、ステップＳ１７の処理に進む。これにより、エンジンＥＣＵ５２は、燃料噴射弁１５からアシスト噴射量ＱＦの燃料を気筒１３内に噴射するように制御する。 Next, the vehicle ECU 51 outputs this assist injection amount QF to the engine ECU 52 as the fuel injection amount to compensate for the torque deficiency TF (see FIG. 2), and then proceeds to the processing of step S17. As a result, the engine ECU 52 controls the fuel injection valve 15 to inject the assist injection amount QF of fuel into the cylinder 13.

ここで、図５に示すように、車両ＥＣＵ５１は、エンジンＥＣＵ５２に対して、アシスト噴射量ＱＦを不足トルクＴＦ（図２参照）を補うための燃料噴射量として出力すると共に、モータＥＣＵ５３に対して、モータジェネレータ２１が伝達ベルト１７を介してクランクシャフト１１Ａに付与するＭＧ定格トルクＴＭを出力トルクとして出力する。この場合に、モータＥＣＵ５３が、ＭＧ定格トルクＴＭをモータジェネレータ２１の出力トルクとして入力されてから、インバータ２２からこのＭＧ定格トルクＴＭに対応する出力電流がモータジェネレータ２１に出力されるまでに、「時間遅れ」が発生する。 As shown in FIG. 5, the vehicle ECU 51 outputs the assist injection amount QF to the engine ECU 52 as the fuel injection amount to compensate for the torque deficiency TF (see FIG. 2), and outputs the MG rated torque TM that the motor generator 21 applies to the crankshaft 11A via the transmission belt 17 as the output torque to the motor ECU 53. In this case, a "time delay" occurs from when the motor ECU 53 inputs the MG rated torque TM as the output torque of the motor generator 21 until the inverter 22 outputs an output current corresponding to this MG rated torque TM to the motor generator 21.

また、燃料噴射弁１５から燃料を噴射するときのモータジェネレータ２１のモータジェネレータ回転数（ＭＧ回転数）が最も低下する。そして、燃料噴射弁１５から燃料を噴射してから、モータジェネレータ回転数（ＭＧ回転数）は、増加して、燃料噴射周期の半周期後におけるモータジェネレータ回転数（ＭＧ回転数）が最も高くなる。つまり、燃料噴射弁１５から燃料を噴射してから、燃料噴射周期の半周期後におけるモータジェネレータ回転数（ＭＧ回転数）は、燃料噴射したときのモータジェネレータ回転数（ＭＧ回転数）よりもΔＭＧだけ増加する。 The motor generator rotation speed (MG rotation speed) of the motor generator 21 is lowest when fuel is injected from the fuel injection valve 15. Then, after fuel is injected from the fuel injection valve 15, the motor generator rotation speed (MG rotation speed) increases, and the motor generator rotation speed (MG rotation speed) is highest half a fuel injection cycle later. In other words, after fuel is injected from the fuel injection valve 15, the motor generator rotation speed (MG rotation speed) half a fuel injection cycle later increases by ΔMG compared to the motor generator rotation speed (MG rotation speed) when fuel is injected.

そのため、燃料噴射タイミングにおいて、上記ステップＳ１１で検出したモータジェネレータ回転数に対する定格入力電流が、燃料噴射周期の半噴射周期後において、インバータ２２からモータジェネレータ２１に出力されても、過電流にならないようにする必要がある。つまり、車両ＥＣＵ５１は、燃料噴射タイミングから燃料噴射周期の半周期後において、定格入力電流以下の電流をインバータ２２からモータジェネレータ２１に出力するように制御する必要がある。具体的には、車両ＥＣＵ５１は、後述するステップＳ１７以降の処理を実行する。 Therefore, even if the rated input current for the motor generator rotation speed detected in step S11 at the fuel injection timing is output from the inverter 22 to the motor generator 21 half a fuel injection cycle later, it is necessary to prevent an overcurrent. In other words, the vehicle ECU 51 needs to control the inverter 22 to output a current equal to or less than the rated input current to the motor generator 21 half a fuel injection cycle later from the fuel injection timing. Specifically, the vehicle ECU 51 executes the process from step S17 onwards, which will be described later.

ステップＳ１７において、車両ＥＣＵ５１は、燃料噴射弁１５から気筒１３内にアシスト噴射量ＱＦの燃料を噴射した後、燃料噴射周期の半周期後における、エンジン１１とモータジェネレータ２１とによってクランクシャフト１１Ａに付与できる合計トルクＴＡを算出した後、ステップＳ１８の処理に進む。具体的には、車両ＥＣＵ５１は、上記ステップＳ１１でＲＡＭに記憶したエンジン回転数を読み出す。そして、車両ＥＣＵ５１は、このエンジン回転数に対応づけられたＭＧ定格トルク（ＭＧ要求トルク）ＴＭを保存用ストレージ（例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）に予め記憶されるマップＭ２（図２参照）から算出してＲＡＭに記憶する。 In step S17, the vehicle ECU 51 calculates the total torque TA that can be applied to the crankshaft 11A by the engine 11 and the motor generator 21 after half a fuel injection cycle has elapsed since the assist injection amount QF of fuel is injected from the fuel injection valve 15 into the cylinder 13, and then proceeds to the processing of step S18. Specifically, the vehicle ECU 51 reads the engine speed stored in the RAM in step S11. Then, the vehicle ECU 51 calculates the MG rated torque (MG required torque) TM associated with this engine speed from a map M2 (see FIG. 2) previously stored in a storage device (e.g., ROM, EEPROM, etc.) and stores the calculated torque in the RAM.

また、車両ＥＣＵ５１は、上記ステップＳ１１でＲＡＭに記憶したエンジン回転数と、上記ステップＳ１６でＲＡＭに記憶したアシスト噴射量ＱＦとをＲＡＭから読み出す。そして、車両ＥＣＵ５１は、保存用ストレージに予め記憶した不図示のマップから、このエンジン回転数とアシスト噴射量ＱＦとに対応するクランクシャフト１１Ａに付与される噴射トルクＴＱＦを算出してＲＡＭに記憶する。 The vehicle ECU 51 also reads from the RAM the engine speed stored in the RAM in step S11 and the assist injection amount QF stored in the RAM in step S16. The vehicle ECU 51 then calculates the injection torque TQF applied to the crankshaft 11A corresponding to the engine speed and the assist injection amount QF from a map (not shown) previously stored in the storage for storage, and stores the calculated torque in the RAM.

また、車両ＥＣＵ５１は、上記ステップＳ１１でＲＡＭに記憶した冷却水温を読み出し、保存用ストレージに予め記憶した不図示のマップからフリクションによってロスするフリクショントルクＴＲを取得してＲＡＭに記憶する。また、車両ＥＣＵ５１は、上記ステップＳ１１でＲＡＭに記憶した大気圧を読み出し、保存用ストレージに予め記憶した不図示のマップからポンピングトルクＴＰを取得してＲＡＭに記憶する。そして、車両ＥＣＵ５１は、下記式（１）を用いて合計トルクＴＡを算出してＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１８の処理に進む。 The vehicle ECU 51 also reads out the cooling water temperature stored in the RAM in step S11, obtains the friction torque TR lost due to friction from a map (not shown) previously stored in the storage for storage, and stores it in the RAM. The vehicle ECU 51 also reads out the atmospheric pressure stored in the RAM in step S11, obtains the pumping torque TP from a map (not shown) previously stored in the storage for storage, and stores it in the RAM. The vehicle ECU 51 then calculates the total torque TA using the following formula (1), stores it in the RAM, and then proceeds to the processing of step S18.

合計トルクＴＡ＝ＭＧ定格トルク（ＭＧ要求トルク）ＴＭ＋噴射トルクＴＱＦ－フリクショントルクＴＲ－ポンピングトルクＴＰ・・・（１） Total torque TA = MG rated torque (MG required torque) TM + injection torque TQF - friction torque TR - pumping torque TP ... (1)

ステップＳ１８において、車両ＥＣＵ５１は、燃料噴射弁１５から燃料を噴射してから、燃料噴射周期の半噴射周期後におけるモータジェネレータ回転数（ＭＧ回転数）の増加量（増加回転数）ΔＭＧを算出してＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１９の処理に進む。具体的には、車両ＥＣＵ５１は、上記ステップＳ１１でＲＡＭに記憶したエンジン回転数を読み出す。そして、車両ＥＣＵ５１は、このエンジン回転数［ｒｐｍ］と合計トルクＴＡから、クランクシャフト１１Ａが半回転（クランク角で１８０度ＣＡ）する時間を燃料噴射弁１５から燃料を噴射する噴射周期として、この噴射周期の半噴射周期（クランク角で９０度ＣＡ）回転する半周期時間［ｓｅｃ］を算出する。 In step S18, the vehicle ECU 51 calculates the increase (increased rotation speed) ΔMG in the motor generator rotation speed (MG rotation speed) after half an injection period of the fuel injection period after fuel is injected from the fuel injection valve 15, stores it in the RAM, and then proceeds to the processing of step S19. Specifically, the vehicle ECU 51 reads the engine rotation speed stored in the RAM in step S11. Then, from this engine rotation speed [rpm] and the total torque TA, the vehicle ECU 51 calculates the time it takes for the crankshaft 11A to rotate half a rotation (180 degrees CA in crank angle) as the injection period for injecting fuel from the fuel injection valve 15, and calculates the half-cycle time [sec] for rotating half the injection period of this injection period (90 degrees CA in crank angle).

続いて、車両ＥＣＵ５１は、モータジェネレータ２１の質量であるＭＧ質量を保存用ストレージから読み出す。また、車両ＥＣＵ５１は、上記式（１）により算出した合計トルクＴＡをＲＡＭから読み出す。そして、車両ＥＣＵ５１は、下記式（２）を用いてモータジェネレータ回転数（ＭＧ回転数）の増加量ΔＭＧ［ｒｐｍ］を算出してＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１９の処理に進む。尚、モータジェネレータ２１の質量であるＭＧ質量は、保存用ストレージ（例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）に予め記憶されている。 Next, the vehicle ECU 51 reads out the MG mass, which is the mass of the motor generator 21, from the storage for saving. The vehicle ECU 51 also reads out the total torque TA calculated using the above formula (1) from the RAM. The vehicle ECU 51 then calculates the increase in motor generator rotation speed (MG rotation speed) ΔMG [rpm] using the following formula (2) and stores it in the RAM, before proceeding to the processing of step S19. The MG mass, which is the mass of the motor generator 21, is pre-stored in the storage for saving (e.g., ROM, EEPROM, etc.).

ΔＭＧ＝合計トルクＴＡ÷ＭＧ質量×半周期時間÷２π×６０・・・・・（２） ΔMG = total torque TA ÷ MG mass × half cycle time ÷ 2π × 60 ... (2)

ステップＳ１９において、車両ＥＣＵ５１は、燃料噴射弁１５から燃料を噴射してから半噴射周期後における、モータジェネレータ２１の最高回転数である最高ＭＧ回転数ＭＧＭＡＸ［ｒｐｍ］を算出してＲＡＭに記憶した後、ステップＳ２０の処理に進む。具体的には、車両ＥＣＵ５１は、上記ステップＳ１１でＲＡＭに記憶したモータジェネレータ回転数（ＭＧ回転数）［ｒｐｍ］を読み出す。そして、車両ＥＣＵ５１は、このモータジェネレータ回転数（ＭＧ回転数）［ｒｐｍ］に、上記式（２）により算出した増加量（増加回転数）ΔＭＧ［ｒｐｍ］を加算したモータジェネレータ回転数を、モータジェネレータ２１の燃料噴射時から半噴射周期後の最高ＭＧ回転数ＭＧＭＡＸ［ｒｐｍ］としてＲＡＭに記憶した後、ステップＳ２０の処理に進む。 In step S19, the vehicle ECU 51 calculates the maximum MG rotation speed MGMAX [rpm], which is the maximum rotation speed of the motor generator 21 half an injection cycle after the fuel injection valve 15 injects fuel, stores it in the RAM, and then proceeds to the processing of step S20. Specifically, the vehicle ECU 51 reads out the motor generator rotation speed (MG rotation speed) [rpm] stored in the RAM in the above step S11. The vehicle ECU 51 then adds the increase (increased rotation speed) ΔMG [rpm] calculated by the above formula (2) to this motor generator rotation speed (MG rotation speed) [rpm], stores this motor generator rotation speed in the RAM as the maximum MG rotation speed MGMAX [rpm] half an injection cycle after the fuel injection of the motor generator 21, and then proceeds to the processing of step S20.

ステップＳ２０において、車両ＥＣＵ５１は、モータジェネレータ２１の定格出力であるＭＧ定格出力を保存用ストレージから読み出す。また、車両ＥＣＵ５１は、上記ステップＳ１９でＲＡＭに記憶したモータジェネレータ２１の燃料噴射時から半噴射周期後の最高ＭＧ回転数ＭＧＭＡＸ［ｒｐｍ］を読み出す。そして、車両ＥＣＵ５１は、このＭＧ定格出力を最高ＭＧ回転数ＭＧＭＡＸで割り算した値を、燃料噴射時にモータＥＣＵ５３に出力可能なモータジェネレータ２１の上限の出力トルクであるＭＧ制限トルクＴＳとしてＲＡＭに記憶した後、ステップＳ２１の処理に進む。尚、モータジェネレータ２１の定格出力であるＭＧ定格出力は、保存用ストレージ（例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）に予め記憶されている。 In step S20, the vehicle ECU 51 reads out the MG rated output, which is the rated output of the motor generator 21, from the storage for saving. The vehicle ECU 51 also reads out the maximum MG speed MGMAX [rpm] half an injection cycle after the fuel injection of the motor generator 21, which was stored in the RAM in step S19. The vehicle ECU 51 then stores in the RAM a value obtained by dividing this MG rated output by the maximum MG speed MGMAX as the MG limit torque TS, which is the upper limit of the output torque of the motor generator 21 that can be output to the motor ECU 53 during fuel injection, and then proceeds to the processing of step S21. The MG rated output, which is the rated output of the motor generator 21, is stored in advance in the storage for saving (e.g., ROM, EEPROM, etc.).

ステップＳ２１において、車両ＥＣＵ５１は、上記ステップＳ１７でＲＡＭに記憶したＭＧ定格トルク（ＭＧ要求トルク）ＴＭを読み出す。また、車両ＥＣＵ５１は、上記ステップＳ２０でＲＡＭに記憶したＭＧ制限トルクＴＳを読み出す。そして、ＭＧ定格トルク（ＭＧ要求トルク）ＴＭがＭＧ制限トルクＴＳ以下のトルクであるか否かを判定する。そして、ＭＧ定格トルク（ＭＧ要求トルク）ＴＭがＭＧ制限トルクＴＳ以下のトルクであると判定された場合には（Ｓ２１：ＹＥＳ）、車両ＥＣＵ５１は、ステップＳ２２の処理に進む。 In step S21, the vehicle ECU 51 reads out the MG rated torque (MG required torque) TM stored in the RAM in step S17. The vehicle ECU 51 also reads out the MG limit torque TS stored in the RAM in step S20. Then, it is determined whether the MG rated torque (MG required torque) TM is equal to or less than the MG limit torque TS. Then, if it is determined that the MG rated torque (MG required torque) TM is equal to or less than the MG limit torque TS (S21: YES), the vehicle ECU 51 proceeds to the process of step S22.

つまり、車両ＥＣＵ５１は、燃料噴射時のモータジェネレータ回転数に対する定格入力電流が、燃料噴射時から半噴射周期後において、インバータ２２を介してモータジェネレータ２１に出力されても、最大定格入力電流以下の入力電流となり、過電流にならないと判定して（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ステップＳ２２の処理に進む。ステップＳ２２において、車両ＥＣＵ５１は、モータＥＣＵ５３に対してＭＧ定格トルク（ＭＧ要求トルク）ＴＭを出力して、モータジェネレータ２１をＭＧ定格トルク（ＭＧ要求トルク）ＴＭで駆動するように指示した後、当該処理を終了する。 In other words, the vehicle ECU 51 determines that the rated input current for the motor generator rotation speed at the time of fuel injection will be equal to or less than the maximum rated input current and will not be an overcurrent even if it is output to the motor generator 21 via the inverter 22 half an injection cycle after the time of fuel injection (S21: YES), and proceeds to the processing of step S22. In step S22, the vehicle ECU 51 outputs the MG rated torque (MG required torque) TM to the motor ECU 53, instructing it to drive the motor generator 21 at the MG rated torque (MG required torque) TM, and then ends the processing.

これにより、燃料噴射弁１５から燃料を噴射してから次に燃料を噴射するまでの間における最高ＭＧ回転数ＭＧＭＡＸにおいても、インバータ２２を介してモータジェネレータ２１に最大定格入力電流以下の電流が入力されるため、モータジェネレータ２１への過電流の供給を抑止することができる。その結果、高圧バッテリ２３の寿命の低下やモータジェネレータ２１の破損を抑止することができる。 As a result, even at the maximum MG rotation speed MGMAX between the injection of fuel from the fuel injection valve 15 and the next injection of fuel, a current equal to or less than the maximum rated input current is input to the motor generator 21 via the inverter 22, preventing the supply of an overcurrent to the motor generator 21. As a result, a reduction in the life of the high-voltage battery 23 and damage to the motor generator 21 can be prevented.

一方、上記ステップＳ２１で、ＭＧ定格トルク（ＭＧ要求トルク）ＴＭがＭＧ制限トルクＴＳよりも大きいトルクであると判定された場合には（Ｓ２１：ＮＯ）、車両ＥＣＵ５１は、ステップＳ２３の処理に進む。つまり、車両ＥＣＵ５１は、燃料噴射時のモータジェネレータ回転数に対する定格入力電流が、燃料噴射時から半噴射周期後において、インバータ２２を介してモータジェネレータ２１に出力されると、最大定格入力電流を超えた入力電流となり、過電流になると判定して（Ｓ２１：ＮＯ）、ステップＳ２３の処理に進む。 On the other hand, if it is determined in step S21 that the MG rated torque (MG required torque) TM is greater than the MG limit torque TS (S21: NO), the vehicle ECU 51 proceeds to the process of step S23. In other words, the vehicle ECU 51 determines that when the rated input current for the motor generator speed at the time of fuel injection is output to the motor generator 21 via the inverter 22 half an injection cycle after the time of fuel injection, the input current exceeds the maximum rated input current, resulting in an overcurrent (S21: NO), and proceeds to the process of step S23.

ステップＳ２３において、車両ＥＣＵ５１は、モータＥＣＵ５３に対してＭＧ制限トルクを出力して、モータジェネレータ２１をＭＧ制限トルクで駆動するように指示した後、当該処理を終了する。 In step S23, the vehicle ECU 51 outputs the MG limit torque to the motor ECU 53, instructing it to drive the motor generator 21 with the MG limit torque, and then ends the process.

例えば、図６に示すように、Ｎ回目の燃料噴射時に、車両ＥＣＵ５１が、ＭＧ定格トルク（ＭＧ要求トルク）ＴＭよりも小さいＭＧ制限トルクＴＳをモータＥＣＵ５３に対して出力する。この場合には、一点鎖線で示すように、燃料噴射時から半噴射周期後（時間遅れ後）における最高ＭＧ回転数ＭＧＭＡＸにおいて、インバータ２２を介して、ＭＧ制限トルクに対応する最大定格入力電流がモータジェネレータ２１に入力される。これにより、モータジェネレータ２１への過電流の供給を抑止することができる。その結果、高圧バッテリ２３の寿命の低下やモータジェネレータ２１の破損を抑止することができる。 For example, as shown in FIG. 6, at the time of the Nth fuel injection, the vehicle ECU 51 outputs to the motor ECU 53 an MG limit torque TS that is smaller than the MG rated torque (MG required torque) TM. In this case, as shown by the dashed dotted line, at the maximum MG rotation speed MGMAX half an injection cycle after the fuel injection (after a time delay), the maximum rated input current corresponding to the MG limit torque is input to the motor generator 21 via the inverter 22. This makes it possible to prevent the supply of an overcurrent to the motor generator 21. As a result, it is possible to prevent a decrease in the life of the high-voltage battery 23 and damage to the motor generator 21.

ここで、エンジン１１は、内燃機関の一例として機能する。クランク角センサ４１は、エンジン回転数検出装置の一例として機能する。高圧バッテリ２３は、バッテリの一例として機能する。車両ＥＣＵ５１、エンジンＥＣＵ５２及びモータＥＣＵ５３は、車両制御装置の一例を構成する。車両ＥＣＵ５１は、噴射量取得部、ＭＧ要求トルク取得部、最高ＭＧ回転数取得部、ＭＧ制限トルク取得部、ＭＧトルク判定部、噴射トルク取得部、増加回転数取得部、半周期時間取得部、要求始動トルク記憶部の一例として機能する。ＭＧ回転センサ４３は、ＭＧ回転数検出装置の一例として機能する。 Here, the engine 11 functions as an example of an internal combustion engine. The crank angle sensor 41 functions as an example of an engine speed detection device. The high-voltage battery 23 functions as an example of a battery. The vehicle ECU 51, the engine ECU 52, and the motor ECU 53 constitute an example of a vehicle control device. The vehicle ECU 51 functions as an example of an injection amount acquisition unit, an MG required torque acquisition unit, a maximum MG speed acquisition unit, an MG limit torque acquisition unit, an MG torque determination unit, an injection torque acquisition unit, an increased speed acquisition unit, a half-cycle time acquisition unit, and a required starting torque storage unit. The MG rotation sensor 43 functions as an example of an MG speed detection device.

尚、前記実施形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。 The numerical values used in the description of the above embodiment are merely examples and are not limited to these numerical values. Furthermore, terms such as greater than or equal to (≧), less than or equal to (≦), greater than (>), less than (<), etc. may or may not include an equal sign.

また、本発明は前記実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形、追加、削除が可能であることは勿論である。例えば、以下のようにしてもよい。尚、以下の説明において上記図１～図６の前記実施形態に係るハイブリッド車両１等と同一符号は、前記実施形態に係るハイブリッド車両１等と同一あるいは相当部分を示すものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements, modifications, additions, and deletions are possible without departing from the spirit of the present invention. For example, the following may be done. In the following description, the same reference numerals as those of the hybrid vehicle 1, etc. according to the embodiment in Figures 1 to 6 indicate the same or equivalent parts as those of the hybrid vehicle 1, etc. according to the embodiment.

（Ａ）例えば、車両ＥＣＵ５１は、エンジンＥＣＵ５２及びモータＥＣＵ５３として機能するように構成してもよい。これにより、部品点数の削減化を図ることができる。 (A) For example, the vehicle ECU 51 may be configured to function as the engine ECU 52 and the motor ECU 53. This can reduce the number of parts.

（Ｂ）また、例えば、エンジン１１の始動時における燃料噴射によるエンジン回転数の増加量ΔＮＥと、モータジェネレータ２１のモータジェネレータ回転数（ＭＧ回転数）の増加量ΔＭＧとは、伝達ベルト１７を介して同期している。そのため、上記ステップＳ１７において、モータジェネレータ２１のモータジェネレータ回転数の増加量ΔＭＧに替えて、エンジン１１のエンジン回転数の増加量ΔＮＥを用いて、燃料噴射時から半噴射周期後における、モータジェネレータ２１の上限の出力トルクであるＭＧ制限トルクＴＳを算出するようにしてもよい。 (B) For example, the increase ΔNE in engine speed due to fuel injection when starting the engine 11 and the increase ΔMG in motor generator speed (MG speed) of the motor generator 21 are synchronized via the transmission belt 17. Therefore, in step S17, the increase ΔNE in engine speed of the engine 11 may be used instead of the increase ΔMG in motor generator speed of the motor generator 21 to calculate the MG limit torque TS, which is the upper limit output torque of the motor generator 21 half an injection cycle after the time of fuel injection.

これにより、ＭＧ制限トルクＴＳの算出精度の向上を図り、モータジェネレータ２１の出力トルクを拡大できて、エンジン１１の始動性を改善することができる。また、燃料噴射の一周期でＭＧ制限トルクＴＳを算出することが可能となり、モータＥＣＵ５３へモータジェネレータ２１の出力トルクを送信した場合の時間遅れによるモータジェネレータ２１への過電流の供給を抑止することができる。その結果、高圧バッテリ２３の寿命の低下やモータジェネレータ２１の破損を抑止することができる。 This improves the accuracy of calculating the MG limit torque TS, increases the output torque of the motor generator 21, and improves the startability of the engine 11. It also makes it possible to calculate the MG limit torque TS in one fuel injection cycle, preventing the supply of an overcurrent to the motor generator 21 due to a time delay when the output torque of the motor generator 21 is transmitted to the motor ECU 53. As a result, it is possible to prevent a decrease in the life of the high-voltage battery 23 and damage to the motor generator 21.

（Ｃ）また、例えば、モータＥＣＵ５３が、ＭＧ定格トルクＴＭをモータジェネレータ２１の出力トルクとして入力されてから、インバータ２２を介して、このＭＧ定格トルクＴＭに対応する出力電流がモータジェネレータ２１に出力されるまでの「時間遅れ」を実機試験等によって予め計測して、車両ＥＣＵ５１の保存用ストレージに予め記憶するようにしてもよい。そして、車両ＥＣＵ５１は、燃料噴射時のモータジェネレータ回転数（ＭＧ回転数）から、この「時間遅れ」後におけるモータジェネレータ回転数（ＭＧ回転数）までの増加量ΔＭＧを算出するようにしてもよい。 (C) For example, the motor ECU 53 may measure in advance, by an actual machine test or the like, the "time delay" from when the MG rated torque TM is input as the output torque of the motor generator 21 until the output current corresponding to this MG rated torque TM is output to the motor generator 21 via the inverter 22, and store this in advance in the storage for saving of the vehicle ECU 51. Then, the vehicle ECU 51 may calculate the increase ΔMG from the motor generator rotation speed (MG rotation speed) at the time of fuel injection to the motor generator rotation speed (MG rotation speed) after this "time delay".

これにより、ＭＧ制限トルクＴＳの算出精度の向上を図り、モータジェネレータ２１の出力トルクを拡大できて、エンジン１１の始動性を改善することができる。また、ＭＧトルクに対応する出力電流が、この「時間遅れ」でインバータ２２を介して、モータジェネレータ２１に出力されても、モータジェネレータ２１への過電流の供給を抑止することができる。その結果、高圧バッテリ２３の寿命の低下やモータジェネレータ２１の破損を抑止することができる。また、「時間遅れ」を実機試験等によって予め計測するため、制限トルクの算出精度の向上を図ることができる。 This improves the calculation accuracy of the MG limit torque TS, increases the output torque of the motor generator 21, and improves the startability of the engine 11. In addition, even if the output current corresponding to the MG torque is output to the motor generator 21 via the inverter 22 with this "time delay", it is possible to prevent the supply of an overcurrent to the motor generator 21. As a result, it is possible to prevent a decrease in the life of the high-voltage battery 23 and damage to the motor generator 21. In addition, because the "time delay" is measured in advance by actual equipment testing, etc., it is possible to improve the calculation accuracy of the limit torque.

１ハイブリッド車両
１１内燃機関（エンジン）
１１Ａクランクシャフト
１３気筒
１５燃料噴射弁
２１モータジェネレータ
２２インバータ
２３高圧バッテリ
４１クランク角センサ
４３モータジェネレータ回転センサ（ＭＧ回転センサ）
５１車両ＥＣＵ
５２エンジンＥＣＵ
５３モータＥＣＵ 1 Hybrid vehicle 11 Internal combustion engine
11A Crankshaft 13 Cylinder 15 Fuel injection valve 21 Motor generator 22 Inverter 23 High voltage battery 41 Crank angle sensor 43 Motor generator rotation sensor (MG rotation sensor)
51 Vehicle ECU
52 Engine ECU
53 Motor ECU

Claims

内燃機関と、
前記内燃機関に駆動連結されるモータジェネレータと、
前記内燃機関のエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出装置と、
前記モータジェネレータにインバータを介して電気的に接続されたバッテリと、
前記内燃機関と前記モータジェネレータとを制御する車両制御装置と、
を備え、
前記車両制御装置は、
前記エンジン回転数がゼロから予め定められた始動回転数を超えるまで前記モータジェネレータを使用して前記内燃機関を始動するクランキング中において、前記エンジン回転数が前記始動回転数よりも低い回転数閾値以上である場合に、前記内燃機関の燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量を取得する噴射量取得部と、
前記燃料噴射弁から燃料を噴射する際の前記エンジン回転数に応じて、前記モータジェネレータが定格出力で前記内燃機関のクランクシャフトに付与するように要求されるＭＧ要求トルクを取得するＭＧ要求トルク取得部と、
前記燃料噴射弁から燃料を噴射してから次に燃料を噴射するまでの間における前記モータジェネレータの最高回転数である最高ＭＧ回転数を取得する最高ＭＧ回転数取得部と、
前記モータジェネレータが前記最高ＭＧ回転数で回転駆動されたときに、前記モータジェネレータの最大定格入力電流で前記内燃機関のクランクシャフトに付与できるＭＧ制限トルクを取得するＭＧ制限トルク取得部と、
前記ＭＧ要求トルクが前記ＭＧ制限トルク以下のトルクであるか否かを判定するＭＧトルク判定部と、
を有し、
前記ＭＧトルク判定部を介して前記ＭＧ要求トルクが前記ＭＧ制限トルク以下のトルクであると判定された場合には、前記燃料噴射弁から燃料を噴射する際に、前記インバータを介して前記モータジェネレータが前記内燃機関のクランクシャフトに前記ＭＧ要求トルクを付与するように制御し、
一方、前記ＭＧトルク判定部を介して前記ＭＧ要求トルクが前記ＭＧ制限トルクよりも大きいトルクであると判定された場合には、前記燃料噴射弁から燃料を噴射する際に、前記インバータを介して前記モータジェネレータが前記内燃機関のクランクシャフトに前記ＭＧ制限トルクを付与するように制御する、
ハイブリッド車両。 An internal combustion engine;
a motor generator drivingly connected to the internal combustion engine;
an engine speed detection device for detecting an engine speed of the internal combustion engine;
a battery electrically connected to the motor generator via an inverter;
a vehicle control device that controls the internal combustion engine and the motor generator;
Equipped with
The vehicle control device includes:
an injection amount acquisition unit that acquires a fuel injection amount to be injected from a fuel injection valve of the internal combustion engine when the engine speed is equal to or higher than a speed threshold value that is lower than the starting speed during cranking that starts the internal combustion engine using the motor generator until the engine speed exceeds a predetermined starting speed from zero;
an MG required torque acquisition unit that acquires an MG required torque that the motor generator is required to apply to a crankshaft of the internal combustion engine at a rated output in accordance with the engine speed when fuel is injected from the fuel injection valve;
a maximum MG rotation speed acquisition unit that acquires a maximum MG rotation speed, which is a maximum rotation speed of the motor generator during a period from one fuel injection from the fuel injection valve to the next fuel injection;
an MG limit torque acquisition unit that acquires an MG limit torque that can be applied to a crankshaft of the internal combustion engine with a maximum rated input current of the motor generator when the motor generator is rotationally driven at the maximum MG rotation speed;
an MG torque determination unit that determines whether the MG required torque is equal to or less than the MG limit torque;
having
when it is determined via the MG torque determination unit that the MG required torque is equal to or less than the MG limit torque, when fuel is injected from the fuel injection valve, the motor generator is controlled to apply the MG required torque to a crankshaft of the internal combustion engine via the inverter;
On the other hand, when it is determined via the MG torque determination unit that the MG required torque is greater than the MG limit torque, when fuel is injected from the fuel injection valve, the motor generator is controlled to apply the MG limit torque to the crankshaft of the internal combustion engine via the inverter.
Hybrid vehicle.

請求項１に記載のハイブリッド車両において、
前記モータジェネレータのモータジェネレータ回転数を検出するＭＧ回転数検出装置を備え、
前記最高ＭＧ回転数取得部は、
前記噴射量取得部を介して取得した前記燃料噴射量と、前記燃料噴射弁から燃料を噴射する際の前記エンジン回転数と、に基づいて、前記燃料噴射弁から噴射された燃料によって前記クランクシャフトに付与される噴射トルクを取得する噴射トルク取得部と、
前記ＭＧ要求トルク取得部を介して取得した前記ＭＧ要求トルクと、前記噴射トルク取得部を介して取得した前記噴射トルクと、に基づいて、前記燃料噴射弁から燃料を噴射する際の前記モータジェネレータ回転数から前記最高ＭＧ回転数まで増加する増加回転数を取得する増加回転数取得部と、
を有し、
前記燃料噴射弁から燃料を噴射する際の前記モータジェネレータ回転数に前記増加回転数取得部を介して取得した前記増加回転数を加算して前記最高ＭＧ回転数を算出する、
ハイブリッド車両。 2. The hybrid vehicle according to claim 1,
a MG rotation speed detection device for detecting a motor generator rotation speed of the motor generator,
The maximum MG rotation speed acquisition unit is
an injection torque acquisition unit that acquires an injection torque applied to the crankshaft by the fuel injected from the fuel injection valve, based on the fuel injection amount acquired via the injection amount acquisition unit and the engine speed when fuel is injected from the fuel injection valve;
an increased rotation speed acquisition unit that acquires an increased rotation speed that increases from the motor generator rotation speed to the maximum MG rotation speed when fuel is injected from the fuel injection valve, based on the MG required torque acquired via the MG required torque acquisition unit and the injection torque acquired via the injection torque acquisition unit;
having
calculating the maximum MG rotation speed by adding the increased rotation speed acquired via the increased rotation speed acquisition unit to the motor generator rotation speed when fuel is injected from the fuel injection valve;
Hybrid vehicle.

請求項２に記載のハイブリッド車両において、
前記増加回転数取得部は、
前記燃料噴射弁から燃料を噴射してから次に燃料を噴射するまでの噴射一周期の半噴射周期経過するまでの半周期時間を取得する半周期時間取得部を有し、
前記半周期時間取得部を介して取得した半周期時間に基づいて、前記増加回転数を算出する、
ハイブリッド車両。 3. The hybrid vehicle according to claim 2,
The increased rotation speed acquisition unit
a half-cycle time acquisition unit that acquires a half-cycle time from when fuel is injected from the fuel injection valve to when a next fuel injection occurs,
calculating the increased rotation speed based on the half cycle time acquired via the half cycle time acquisition unit;
Hybrid vehicle.

請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両において、
前記内燃機関を始動するために前記クランクシャフトに与える必要のある要求始動トルクを前記エンジン回転数に応じて記憶する要求始動トルク記憶部を備え、
前記回転数閾値は、
前記モータジェネレータの定格出力で前記クランクシャフトに付与することができるＭＧ定格トルクが前記要求始動トルクに一致するときの前記エンジン回転数として予め設定されている、
ハイブリッド車両。 The hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3,
a required starting torque storage unit that stores a required starting torque that needs to be applied to the crankshaft in order to start the internal combustion engine in accordance with the engine speed,
The rotation speed threshold value is
the engine speed is preset as the engine speed when an MG rated torque that can be applied to the crankshaft at a rated output of the motor generator coincides with the required starting torque;
Hybrid vehicle.