始動制御装置
【課題】ハイブリッド車両において、エンジン始動時の消費電力量を抑制しつつ、適切にエンジンを始動する。
【解決手段】始動制御装置（１００）は、エンジン（１１）と、該エンジンに連結されたモータ（ＭＧ１）とを備えるハイブリッド車両（１）に搭載され、エンジンを始動する際に、モータによりエンジンをクランキングするためのトルク指令値を決定するトルク指令値決定手段（２１）と、決定されたトルク指令値に基づいて、モータを制御するためのトルク実値を算出するトルク実値算出手段（２２）と、決定されたトルク指令値、及びトルク指令値が決定されてからトルク実値が算出されるまでの時間差に応じて、エンジンの予測回転数を算出する予測回転数算出手段（２１）とを備える。
【解決手段】始動制御装置（１００）は、エンジン（１１）と、該エンジンに連結されたモータ（ＭＧ１）とを備えるハイブリッド車両（１）に搭載され、エンジンを始動する際に、モータによりエンジンをクランキングするためのトルク指令値を決定するトルク指令値決定手段（２１）と、決定されたトルク指令値に基づいて、モータを制御するためのトルク実値を算出するトルク実値算出手段（２２）と、決定されたトルク指令値、及びトルク指令値が決定されてからトルク実値が算出されるまでの時間差に応じて、エンジンの予測回転数を算出する予測回転数算出手段（２１）とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばエンジン及びモータを備えるハイブリッド車両等の車両において、エンジンを始動する始動制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、例えば、クランキング中及び初爆後のエンジン回転の上昇具合を予測し、予測の結果、クランキング中にエンジン回転数が共振帯を通過できないと判断した場合は、モータによるクランキング中にエンジン回転数が共振帯にモータトルクを低下させ、初爆後は、エンジン回転数が所定値以上の回転上昇率で共振帯を通過するようにモータによるアシスト量を制御する装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
或いは、前回の同一クランク角度位置での角度時間の逆数値である瞬間回転速度に、最新の時間Ｔｋ（ｉ）の逆数値である瞬間回転速度と、その前の時間Ｔｋ（ｉ―１）の逆数値である瞬間回転速度との差を加算して補正して、補正後瞬間回転速度の逆数値を今回の角度時間として推定する装置が提案されている（特許文献２参照）。
【０００４】
或いは、クランク角センサからの信号から、クランク軸の角加速度変化を求めてエンジンの実際の発生トルクの変化を推定演算する装置が提案されている（特許文献３参照）。或いは、エンジン始動の際に、モータによりクランキングすると共に、エンジンの圧縮圧力を低減する装置が提案されている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１９０５２５号公報
【特許文献２】特開平５−１２５９８８号公報
【特許文献３】特開平１１−０４４２４６号公報
【特許文献４】特開２００９−０３６０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、エンジン制御用のモータの、例えばトルク指令値を出力する指令装置と、実際にエンジン制御用のモータを制御する制御装置とが別々に設けられている場合、トルク指令値が出力されてから実際にエンジン制御用のモータが制御されるまでにタイムラグが生じる可能性がある。すると、エンジン制御用のモータの制御において、意図した以上に電力が消費されてしまう可能性があるという技術的問題点がある。上述の背景技術では、該技術的問題点を解決することは極めて困難である。
【０００７】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、消費電力量を抑制しつつ、適切にエンジンを始動することができる始動制御装置を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の始動制御装置は、上記課題を解決するために、エンジンと、前記エンジンに連結されたモータとを備えるハイブリッド車両に搭載され、前記エンジンを始動する際に、前記モータにより前記エンジンをクランキングするためのトルク指令値を決定するトルク指令値決定手段と、前記決定されたトルク指令値に基づいて、前記モータを制御するためのトルク実値を算出するトルク実値算出手段と、前記決定されたトルク指令値、及び前記トルク指令値が決定されてから前記トルク実値が算出されるまでの時間差に応じて、前記エンジンの予測回転数を算出する予測回転数算出手段とを備える。
【０００９】
本発明の始動制御装置によれば、当該始動制御装置は、エンジンと、該エンジンに連結されたモータとを備えるハイブリッド車両に搭載されている。尚、モータは、該モータの駆動軸とエンジンの駆動軸とが直結されることによって、エンジンに連結されていてもよいし、例えば差動機構等の他の部材を介して、エンジンに連結されていてもよい。また、本発明に係る「モータ」は、エンジン制御用のモータであるが、例えば、モータ・ジェネレータ（電動発電機）において実現されるモータであってもよい。即ち、モータとして機能し得る限りにおいて、モータ・ジェネレータを意味してもかまわない。
【００１０】
例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなるトルク指令値決定手段は、エンジンを始動する際に、モータによりエンジンをクランキングするためのトルク指令値を決定する。例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなるトルク実値算出手段は、決定されたトルク指令値に基づいて、モータを制御するためのトルク実値を算出する。
【００１１】
本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、エンジン始動時は、エンジン回転数が、エンジンに係る共振帯を通過することに起因する振動を低減するために、クランキング初期のクランキングトルク（即ち、エンジンをクランキングするモータに係るトルク）を比較的大きくして、比較的短時間で共振帯を通過するように制御されることが多い。尚、クランキングトルクの算出には、実際のエンジン回転数に、例えば平均化等の処理が施された制御用回転数が用いられることが多い。他方で、省電力化を図るために、エンジン回転数が共振帯を通過した直後にクランキングトルクを低減して、エンジン始動時の消費電力量の低減が要求されることが多い。
【００１２】
上述の如く、クランキング初期は、クランキングトルクが比較的大きく設定されているため、エンジン回転数の時間変動は比較的大きくなる。すると、例えば平均化処等の処理に費やされる時間に起因して、実際のエンジン回転数と制御用回転数との間に比較的大きな差が生じる。加えて、通信速度や演算周期等に起因して、クランキングトルクが決定されてから、実際にモータが制御されるまでには、大なり小なり時間差（即ち、応答遅れ）が生じる。
【００１３】
このため、クランキングトルクを低減すべきエンジン回転数を大きく上回ったエンジン回転数になった時点ではじめて、クランキングトルクが低減される可能性がある。すると、エンジン始動時に、例えば製造者等が意図した消費電力量以上の電力が消費される可能性がある。
【００１４】
そこで本発明では、例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる予測回転数演算手段により、決定されたトルク指令値、及びトルク指令値が決定されてからトルク実値が算出されるまでの時間差に応じて、エンジンの予測回転数が算出される。
【００１５】
尚、エンジンの予測回転数は、具体的には例えば、トルク指令値（即ち、クランキングトルク）と到達回転数との関係を定めるマップ等に基づいて積算等により、或いは、トルク指令値及び現在のエンジン回転数（即ち、実測値）をパラメータとする演算式等により、基本予測回転数が求められ、該求められた基本予測回転数が、時間差に応じて補正されることにより求められる。
【００１６】
「時間差」は、予め固定値として、或いは、何らかの物理用又はパラメータに応じた可変値として設定されている。このような「時間差」は、実験的若しくは経験的に、又はシミュレーションによって、例えば通信速度、通信周期、演算周期等に応じて求めればよい。
【００１７】
そして、トルク指令値決定手段が、演算された予測回転数に基づいて、トルク指令値が決定するように構成すれば、例えば製造者等が意図するタイミングで（即ち、エンジン回転数が共振帯を通過した直後に）、トルク指令値を低減させることができるので、エンジン始動時の消費電力量を低減することができる。
【００１８】
本発明の始動制御装置の一態様では、前記トルク指令決定手段は、前記算出された予測回転数に基づいて、前記トルク指令値を決定する。
【００１９】
この態様によれば、比較的容易にして、エンジン始動時の消費電力量を低減することができ、実用上非常に有利である。
【００２０】
本発明の始動制御装置の他の態様では、前記エンジンの温度を検出する温度検出手段と、前記検出された温度に基づいて、前記算出された予測回転数を補正する補正手段とを更に備える。
【００２１】
この態様によれば、例えば温度センサ等である温度検出手段は、エンジンの温度を検出する。尚、エンジンの温度は、例えばエンジンの気筒内の温度等に限定されず、例えばエンジンの冷却水の温度等であってもよい。
【００２２】
例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる補正手段は、検出された温度に基づいて、算出された予測回転数を補正する。このように構成すれば、エンジンの温度に起因するエンジンフリクションの変動に因って予測回転数の予測精度が低下する（即ち、実際の回転数と予測回転数とが乖離する）ことを防止することができる。
【００２３】
本発明の始動制御装置の他の態様では、前記エンジンの停止位置を検出する停止位置検出手段と、前記検出された停止位置に基づいて、前記算出された予測回転数を補正する補正手段とを更に備える。
【００２４】
この態様によれば、停止位置検出手段は、エンジンの停止位置を検出する。「エンジンの停止位置」とは、エンジン始動時のクランク軸の停止位置を意味する。具体的には、クランキングを開始するときのクランク角を意味する。
【００２５】
例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる補正手段は、検出された停止位置に基づいて、算出された予測回転数を補正する。このように構成すれば、コンプレッションに起因するエンジンフリクションの変動に因って予測回転数の予測精度が低下することを防止することができる。
【００２６】
本発明の始動制御装置の他の態様では、前記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、前記検出された回転数に基づいて、前記算出された予測回転数を補正する補正手段とを更に備える。
【００２７】
この態様によれば、回転数検出手段は、エンジンの実際の回転数を検出る。例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる補正手段は、検出された回転数に基づいて、算出された予測回転数を補正する。このように構成すれば、フィードバックにより予測回転数の予測精度を向上させることができ、実用上非常に有利である。
【００２８】
本発明の始動制御装置の他の態様では、前記エンジンの特性であるエンジン特性を学習する学習手段と、前記学習されたエンジン特性に基づいて、前記算出された予測回転数を補正する補正手段とを更に備える。
【００２９】
この態様によれば、例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる学習手段は、エンジンの特性であるエンジン特性を学習する。エンジン特性は、例えば、トルクと到達回転数との関係等である。
【００３０】
本願発明者の研究によれば、例えばエンジンオイルの種類、イナーシャの機差バラツキ、経年変化等に起因してエンジンのフリクションに機差バラツキが生じることが判明している。仮に何らの対策もとらないとすれば、機差バラツキに起因して予測回転数の予測精度が低下する可能性がある。
【００３１】
そこで本発明では、補正手段により、学習されたエンジン特性に基づいて、算出された予測回転数が補正される。従って、機差バラツキに起因する予測精度の低下を抑制することができ、実用上非常に有利である。
【００３２】
本発明の始動制御装置の他の態様では、前記予測回転数算出手段は、前記エンジンの回転数が前記エンジンに係る共振帯を含む所定範囲内であるときに、前記予測回転数を算出する。
【００３３】
この態様によれば、エンジン回転数が共振帯を通過する時間を比較的短縮して、共振帯通過に伴う振動を抑制しつつ、消費電力量を抑制することができる。
【００３４】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施形態に係る始動制御装置が搭載される車両の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る始動制御処理の概要を示す制御ブロック図である。
【図３】応答遅れの概念を示す概念図である。
【図４】トルク指令値と実トルクとのずれと、補正量との関係の一例を示す図である。
【図５】第２実施形態に係る始動制御処理の概要を示す制御ブロック図である。
【図６】第３実施形態に係る始動制御処理の概要を示す制御ブロック図である。
【図７】第４実施形態に係る始動制御処理の概要を示す制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明に係る始動制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３７】
＜第１実施形態＞
本発明に係る始動制御装置の第１実施形態について、図１乃至図４を参照して説明する。
【００３８】
先ず、本実施形態に係る始動制御装置が搭載される車両の構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る始動制御装置が搭載される車両の構成を示すブロック図である。
【００３９】
図１において、点線は電気的な接続を示しており、一点鎖線は信号を示している。尚、図１では、説明の便宜上、本実施形態に直接関係のある部材のみを図示しており、他の部材については図示を省略している。
【００４０】
図１において、車両１は、エンジン（ＥＮＧ）１１、モータ・ジェネレータＭＧ１及びＭＧ２、バッテリ（ＢＡＴ）１２、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１３、遊星歯車機構１５、パワーマネージメントＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２１、並びにＭＧ−ＥＣＵ２２を備えて構成されている。
【００４１】
遊星歯車機構１５は、例えば、サンギヤＳと、ピニオンギヤと、該ピニオンギヤを自転及び公転可能に支持するキャリアＣＡと、リングギヤＲとを備えて構成されている。遊星歯車機構１５のサンギヤＳは、モータ・ジェネレータＭＧ１のロータに連結されており、キャリアＣＡは、エンジン１１に連結されており、リングギヤＲは、動力伝達機構を介して、モータ・ジェネレータＭＧ２のロータに連結されている。
【００４２】
モータ・ジェネレータＭＧ２は、そのロータが動力伝達機構に連結されている。モータ・ジェネレータＭＧ２は、ＰＣＵ１３を介して、バッテリ１２又はモータ・ジェネレータＭＧ１から電力が供給されることにより、或いは、バッテリ１２及びモータ・ジェネレータＭＧ１から電力が供給されることにより、動力伝達機構を介して駆動輪１４に駆動力を出力する。他方、モータ・ジェネレータＭＧ２は、回生ブレーキとしても機能する。
【００４３】
車両１では、エンジン１１の動力を遊星歯車機構１５により分割し、モータ・ジェネレータＭＧ１による発電と、車両１の駆動とに使用している。つまり、車両１は、エンジン１１の動力の少なくとも一部を発電に使用すると共に、エンジン１１の他の部分及びモータ・ジェネレータＭＧ２を車両１の駆動源として使用するシリーズ・パラレル方式のハイブリッド車両である。
【００４４】
始動制御装置１００は、エンジン１１を始動する際に、モータ・ジェネレータＭＧ１によりエンジン１１をクランキングするためのトルク指令値を決定するパワーマネージメントＥＣＵ２１と、決定されたトルク指令値に基づいて、モータ・ジェネレータＭＧ１を制御するためのトルク実値を算出するＭＧ−ＥＣＵ２２と、クランク角センサ２５と、温度センサ２６とを備えて構成されている。パワーマネージメントＥＣＵ２１は、更に、決定されたトルク指令値、及びトルク指令値が決定されてからトルク実値が算出されるまでの時間差に応じて、エンジン１１の予測回転数を算出する。
【００４５】
本実施形態に係る「パワーマネージメントＥＣＵ２１」は、本発明に係る「トルク指令値決定手段」及び「予測回転数算出手段」の一例であり、本実施形態に係る「ＭＧ−ＥＣＵ２２」及び「温度センサ２６」は、夫々、本発明に係る「トルク実値算出手段」及び「温度検出手段」の一例であり、本実施形態に係る「クランク角センサ２５」は、本発明に係る「停止位置検出手段」及び「回転数検出手段」の一例である。本実施形態では、各種電子制御用のパワーマネージメントＥＣＵ２１及びＭＧ−ＥＣＵ２２各々の機能の一部を、本実施形態に係る始動制御装置１００の一部として用いている。
【００４６】
次に、以上のように構成された始動制御装置１００を搭載する車両１の主に走行中、エンジン１１を始動する際に、パワーマネージメントＥＣＵ２１及びＭＧ−ＥＣＵ２２各々が実行する始動制御処理について、図２を参照して説明する。図２は、本実施形態に係る始動制御処理の概要を示す制御ブロック図である。
【００４７】
図２において、パワーマネージメントＥＣＵ２１は、クランク角センサ２５からの信号に基づいてエンジン１１の実際の回転数を取得する。尚、クランク角センサ２５からの信号に基づいてエンジン１１の回転数を求める方法は、公知の各種態様を適用可能である。
【００４８】
次に、パワーマネージメントＥＣＵ２１は、取得された実際の回転数に、例えば平均化等の処理を施して、制御用回転数を算出する。これは、例えば計測誤差やコンプレッショントルク等によるエンジン１１の回転数変動の影響を抑制するためである。
【００４９】
次に、パワーマネージメントＥＣＵ２１は、算出された制御用回転数、及びエンジン１１の予測回転数に基づいて（即ち、フィードフォワードにより）、モータ・ジェネレータＭＧ１によりエンジン１１をクランキングするためのトルク指令値を算出する。
【００５０】
エンジン１１の予測回転数は、例えば、基本予測回転数が求められ、該求められた基本予測回転数に所定の補正が施されることによって決定される。具体的には例えば、基本予測回転数は、クランキングトルクと到達回転数との関係に基づいて積算等により求められる。或いは、トルク指令値及びエンジン１１の実際の回転数に基づいて回転数の上昇分が求められ、該求められた上昇分と前回の予測回転数とが加算されることにより求められる。或いは、過去数回分の回転数推移から予測される。
【００５１】
本実施形態では特に、求められた基本予測回転数が、パワーマネージメントＥＣＵ２１においてトルク指令値が決定されてから、ＭＧ−ＥＣＵ２２においてトルク実値が算出されるまでの時間差（即ち、応答遅れ）に応じて補正される。
【００５２】
パワーマネージメントＥＣＵ２１と、ＭＧ−ＥＣＵ２２とが別々に設けられている場合、何らの対策も採らなければ、例えば通信周期や演算周期等に起因して、パワーマネージメントＥＣＵ２１においてトルク指令値が決定されてから、ＭＧ−ＥＣＵ２２においてトルク実値が算出され、実際にモータ・ジェネレータＭＧ１が制御されるまでには、応答遅れが生じる。
【００５３】
ここで、応答遅れについて、図３を参照して具体的に説明する。図３は、応答遅れの概念を示す概念図である。図３において、実線は実際のモータ・ジェネレータＭＧ１のトルク（上段）、及び実際のエンジン１１の回転数（下段）を示している。他方、点線は、トルク指令値（上段）、及び制御用回転数（下段）を示している。
【００５４】
パワーマネージメントＥＣＵ２１の通信周期（例えば、８ｍｓ（ミリ秒）等）に起因して、パワーマネージメントＥＣＵ２１においてトルク指令値が決定されたとしても、該決定されたトルク指令値を瞬時にＭＧ−ＥＣＵ２２に送信することはできない。すると、図３の上段に示すように、モータ・ジェネレータＭＧ１のトルクが実際に制御されるまでにはタイムラグが生じる。
【００５５】
また、上述の如く、トルク指令値を算出する際に、パワーマネージメントＥＣＵ２１は、実際の回転数に平均化等の処理が施された制御用回転数を用いているので、図３の下段に示すように、該平均化等の処理に起因して、実際の回転数と制御用回転数との間に差が生じる。特に、クランキング初期には、共振帯を短時間で通過するように比較的大きなトルク指令値が算出されるため、エンジン１１の回転数の上昇率が比較的大きく、実際の回転数と制御用回転数との差が比較的大きくなる。
【００５６】
すると、例えば図３の時刻ｔ１において、パワーマネージメントＥＣＵ２１が、クランキング時の省電力化を図るためにトルク指令値を低減したとしても、タイムラグにより、ＭＧ−ＥＣＵ２２により実際にトルクが低減されるのは時刻ｔ２となる。このため、何らの対策も採らなければ、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間に必要以上の電力が消費されてしまう。
【００５７】
しかるに本実施形態では、上述の如く、応答遅れに応じて補正された予測回転数に基づいてトルク指令値が決定される。ここで、基本予測回転数の補正量は、例えば図４のようになる。図４は、トルク指令値と実トルク（即ち、算出されたトルク実値）とのずれと、補正量との関係の一例を示す図である。本実施形態では、「応答遅れ」を、トルク指令値と実トルクとのずれで表わしている。尚、補正量は、ずれを“ｘ”として、例えば、Ａｓｉｎ（ｗｘ）＋Ｂｘ＋Ｃという数式で表わせる（特に、変数ｗ及びＢは、バッテリ１２の充電状態に応じた可変値である）。
【００５８】
この結果、本実施形態に係る始動制御装置１００は、エンジン１１の回転数が共振帯を通過した後、比較的早期にクランキングトルクを低減することができるので、エンジン始動時の消費電力量を低減することができる。
【００５９】
尚、上述した始動制御処理は、エンジン１１の回転数がエンジン１１に係る共振帯を含む所定範囲内であるときにのみ実行されてもよい。尚、「所定範囲」は、例えば、エンジン１１の実際の回転数と、制御用回転数との差が、省電力化の観点から許容できないほど大きくなる範囲として設定すればよい。
【００６０】
尚、パワーマネージメントＥＣＵ２１は、補正された予測回転数に基づいて、エンジン１１の回転数が共振帯を通過したか否かを判定してもよい。
【００６１】
＜第２実施形態＞
本発明の始動制御装置に係る第２実施形態を、図５を参照して説明する。第２実施形態では、始動制御処理の一部が異なる以外は、第１実施形態の構成と同様である。よって、第２実施形態について、第１実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図５を参照して説明する。図５は、図２と同趣旨の、本実施形態に係る始動制御処理の概要を示す制御ブロック図である。
【００６２】
図５に示すように、パワーマネージメントＥＣＵ２１において、基本予測回転数は、応答遅れに加えて、温度センサ２６からの信号により取得されたエンジン１１の機関温度、及び／又はクランク角センサ２５からの信号により取得されたエンジン始動時のクランク軸の停止位置に基づいて補正される。本実施形態に係る「パワーマネージメントＥＣＵ２１」は、本発明に係る「補正手段」の一例である。
【００６３】
尚、クランク角センサ２５からの信号に基づいてクランク軸の停止位置を求める方法は、公知の各種態様を適用可能である。
【００６４】
本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、エンジン１１の回転数が同じであっても、機関温度に応じてフリクションが異なる。すると、エンジン１１の回転数にのみ基づいてトルク指令値を算出すると、到達回転数が実際の到達回転数と異なる可能性がある。
【００６５】
また、同じトルクでエンジン１１をクランキングしたとしても、コンプレッションに応じてフリクションが異なる。具体的には例えば、圧縮行程では、圧縮仕事によりクランキングトルクが消費されるので、回転数の上昇が鈍くなる。他方、膨張行程では、膨張仕事によりクランキングトルクが増加するので、回転数の上昇が速くなる。すると、エンジン１１の回転数にのみ基づいてトルク指令値を算出すると、到達回転数が実際の到達回転数と異なる可能性がある。
【００６６】
特に、本実施形態のように、フィードフォワードでエンジン１１の回転数を予測している場合、予測回転数と実際の回転数とが大きく乖離してしまう可能性がある。
【００６７】
しかるに本実施形態では、機関温度及び／又はエンジン始動時のクランク軸の停止位置に基づいて、予測回転数が補正されるので、エンジン１１のフリクションの変動に起因する予測精度の低下を抑制することができる。
【００６８】
＜第３実施形態＞
本発明の始動制御装置に係る第３実施形態を、図６を参照して説明する。第３実施形態では、始動制御処理の一部が異なる以外は、第１実施形態の構成と同様である。よって、第３実施形態について、第１実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図６を参照して説明する。図６は、図２と同趣旨の、本実施形態に係る始動制御処理の概要を示す制御ブロック図である。
【００６９】
図６に示すように、パワーマネージメントＥＣＵ２１において、基本予測回転数は、応答遅れに加えて、エンジン１１の実際の回転数（即ち、回転数瞬時値）に基づいて補正される。
【００７０】
本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、エンジン１１の回転数の変動には、例えば機関温度、コンプレッション、応答遅れ等と複数のパラメータが関与している。回転数の変動に、どのパラメータの影響が大きいのかは不明である。
【００７１】
しかるに本発明では、上述の如く、エンジン１１の実際の回転数に基づいて、基本予測回転数が補正される。即ち、フィードフォワード系に、フィードバック系を加えている。このため、予測精度を向上させることができ、実用上非常に有利である。
【００７２】
＜第４実施形態＞
本発明の始動制御装置に係る第４実施形態を、図７を参照して説明する。第４実施形態では、始動制御処理の一部が異なる以外は、第１実施形態の構成と同様である。よって、第４実施形態について、第１実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図７を参照して説明する。図７は、図２と同趣旨の、本実施形態に係る始動制御処理の概要を示す制御ブロック図である。
【００７３】
図７に示すように、パワーマネージメントＥＣＵ２１において、基本予測回転数は、応答遅れに加えて、学習されたエンジン１１の特性（ここでは、機種差）に基づいて補正される。
【００７４】
機種差は、エンジン１１の始動履歴に含まれる、例えば回転数とトルクとの推移の関係等基づいて学習される。尚、本実施形態に係る「パワーマネージメントＥＣＵ２１」は、本発明に係る「学習手段」の一例である。
【００７５】
本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、例えばエンジンオイルの種類、イナーシャの機差バラツキ、経年変化等に起因してエンジンのフリクションに機差バラツキが生じることが判明している。具体的には例えば、ユーザがどのような種類（粘度）のエンジンオイルを使用するかを予測することは極めて困難である。また、オイル交換時に、ユーザが前回と同じエンジンオイルを選択するとは限らない。すると、機関温度が同じであってもフリクションが変化してしまう。仮に何らの対策もとらないとすれば、機差バラツキに起因して予測回転数の予測精度が低下する可能性がある。
【００７６】
しかるに本実施形態では、上述の如く、学習された機種差に基づいて、基本予測回転数が補正される。このため、機差バラツキに起因する予測精度の低下を抑制することができる。
【００７７】
尚、上述した、第１実施形態と、第２乃至第４実施形態のいずれか又は全部を組み合わせてもよい。
【００７８】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う始動制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７９】
１…車両、１１…エンジン、１２…バッテリ、２１…パワーマネージメントＥＣＵ、２２…ＭＧ−ＥＣＵ、２５…クランク角センサ、２６…温度センサ、１００…始動制御装置、ＭＧ１、ＭＧ２…モータ・ジェネレータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばエンジン及びモータを備えるハイブリッド車両等の車両において、エンジンを始動する始動制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、例えば、クランキング中及び初爆後のエンジン回転の上昇具合を予測し、予測の結果、クランキング中にエンジン回転数が共振帯を通過できないと判断した場合は、モータによるクランキング中にエンジン回転数が共振帯にモータトルクを低下させ、初爆後は、エンジン回転数が所定値以上の回転上昇率で共振帯を通過するようにモータによるアシスト量を制御する装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
或いは、前回の同一クランク角度位置での角度時間の逆数値である瞬間回転速度に、最新の時間Ｔｋ（ｉ）の逆数値である瞬間回転速度と、その前の時間Ｔｋ（ｉ―１）の逆数値である瞬間回転速度との差を加算して補正して、補正後瞬間回転速度の逆数値を今回の角度時間として推定する装置が提案されている（特許文献２参照）。
【０００４】
或いは、クランク角センサからの信号から、クランク軸の角加速度変化を求めてエンジンの実際の発生トルクの変化を推定演算する装置が提案されている（特許文献３参照）。或いは、エンジン始動の際に、モータによりクランキングすると共に、エンジンの圧縮圧力を低減する装置が提案されている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１９０５２５号公報
【特許文献２】特開平５−１２５９８８号公報
【特許文献３】特開平１１−０４４２４６号公報
【特許文献４】特開２００９−０３６０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、エンジン制御用のモータの、例えばトルク指令値を出力する指令装置と、実際にエンジン制御用のモータを制御する制御装置とが別々に設けられている場合、トルク指令値が出力されてから実際にエンジン制御用のモータが制御されるまでにタイムラグが生じる可能性がある。すると、エンジン制御用のモータの制御において、意図した以上に電力が消費されてしまう可能性があるという技術的問題点がある。上述の背景技術では、該技術的問題点を解決することは極めて困難である。
【０００７】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、消費電力量を抑制しつつ、適切にエンジンを始動することができる始動制御装置を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の始動制御装置は、上記課題を解決するために、エンジンと、前記エンジンに連結されたモータとを備えるハイブリッド車両に搭載され、前記エンジンを始動する際に、前記モータにより前記エンジンをクランキングするためのトルク指令値を決定するトルク指令値決定手段と、前記決定されたトルク指令値に基づいて、前記モータを制御するためのトルク実値を算出するトルク実値算出手段と、前記決定されたトルク指令値、及び前記トルク指令値が決定されてから前記トルク実値が算出されるまでの時間差に応じて、前記エンジンの予測回転数を算出する予測回転数算出手段とを備える。
【０００９】
本発明の始動制御装置によれば、当該始動制御装置は、エンジンと、該エンジンに連結されたモータとを備えるハイブリッド車両に搭載されている。尚、モータは、該モータの駆動軸とエンジンの駆動軸とが直結されることによって、エンジンに連結されていてもよいし、例えば差動機構等の他の部材を介して、エンジンに連結されていてもよい。また、本発明に係る「モータ」は、エンジン制御用のモータであるが、例えば、モータ・ジェネレータ（電動発電機）において実現されるモータであってもよい。即ち、モータとして機能し得る限りにおいて、モータ・ジェネレータを意味してもかまわない。
【００１０】
例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなるトルク指令値決定手段は、エンジンを始動する際に、モータによりエンジンをクランキングするためのトルク指令値を決定する。例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなるトルク実値算出手段は、決定されたトルク指令値に基づいて、モータを制御するためのトルク実値を算出する。
【００１１】
本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、エンジン始動時は、エンジン回転数が、エンジンに係る共振帯を通過することに起因する振動を低減するために、クランキング初期のクランキングトルク（即ち、エンジンをクランキングするモータに係るトルク）を比較的大きくして、比較的短時間で共振帯を通過するように制御されることが多い。尚、クランキングトルクの算出には、実際のエンジン回転数に、例えば平均化等の処理が施された制御用回転数が用いられることが多い。他方で、省電力化を図るために、エンジン回転数が共振帯を通過した直後にクランキングトルクを低減して、エンジン始動時の消費電力量の低減が要求されることが多い。
【００１２】
上述の如く、クランキング初期は、クランキングトルクが比較的大きく設定されているため、エンジン回転数の時間変動は比較的大きくなる。すると、例えば平均化処等の処理に費やされる時間に起因して、実際のエンジン回転数と制御用回転数との間に比較的大きな差が生じる。加えて、通信速度や演算周期等に起因して、クランキングトルクが決定されてから、実際にモータが制御されるまでには、大なり小なり時間差（即ち、応答遅れ）が生じる。
【００１３】
このため、クランキングトルクを低減すべきエンジン回転数を大きく上回ったエンジン回転数になった時点ではじめて、クランキングトルクが低減される可能性がある。すると、エンジン始動時に、例えば製造者等が意図した消費電力量以上の電力が消費される可能性がある。
【００１４】
そこで本発明では、例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる予測回転数演算手段により、決定されたトルク指令値、及びトルク指令値が決定されてからトルク実値が算出されるまでの時間差に応じて、エンジンの予測回転数が算出される。
【００１５】
尚、エンジンの予測回転数は、具体的には例えば、トルク指令値（即ち、クランキングトルク）と到達回転数との関係を定めるマップ等に基づいて積算等により、或いは、トルク指令値及び現在のエンジン回転数（即ち、実測値）をパラメータとする演算式等により、基本予測回転数が求められ、該求められた基本予測回転数が、時間差に応じて補正されることにより求められる。
【００１６】
「時間差」は、予め固定値として、或いは、何らかの物理用又はパラメータに応じた可変値として設定されている。このような「時間差」は、実験的若しくは経験的に、又はシミュレーションによって、例えば通信速度、通信周期、演算周期等に応じて求めればよい。
【００１７】
そして、トルク指令値決定手段が、演算された予測回転数に基づいて、トルク指令値が決定するように構成すれば、例えば製造者等が意図するタイミングで（即ち、エンジン回転数が共振帯を通過した直後に）、トルク指令値を低減させることができるので、エンジン始動時の消費電力量を低減することができる。
【００１８】
本発明の始動制御装置の一態様では、前記トルク指令決定手段は、前記算出された予測回転数に基づいて、前記トルク指令値を決定する。
【００１９】
この態様によれば、比較的容易にして、エンジン始動時の消費電力量を低減することができ、実用上非常に有利である。
【００２０】
本発明の始動制御装置の他の態様では、前記エンジンの温度を検出する温度検出手段と、前記検出された温度に基づいて、前記算出された予測回転数を補正する補正手段とを更に備える。
【００２１】
この態様によれば、例えば温度センサ等である温度検出手段は、エンジンの温度を検出する。尚、エンジンの温度は、例えばエンジンの気筒内の温度等に限定されず、例えばエンジンの冷却水の温度等であってもよい。
【００２２】
例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる補正手段は、検出された温度に基づいて、算出された予測回転数を補正する。このように構成すれば、エンジンの温度に起因するエンジンフリクションの変動に因って予測回転数の予測精度が低下する（即ち、実際の回転数と予測回転数とが乖離する）ことを防止することができる。
【００２３】
本発明の始動制御装置の他の態様では、前記エンジンの停止位置を検出する停止位置検出手段と、前記検出された停止位置に基づいて、前記算出された予測回転数を補正する補正手段とを更に備える。
【００２４】
この態様によれば、停止位置検出手段は、エンジンの停止位置を検出する。「エンジンの停止位置」とは、エンジン始動時のクランク軸の停止位置を意味する。具体的には、クランキングを開始するときのクランク角を意味する。
【００２５】
例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる補正手段は、検出された停止位置に基づいて、算出された予測回転数を補正する。このように構成すれば、コンプレッションに起因するエンジンフリクションの変動に因って予測回転数の予測精度が低下することを防止することができる。
【００２６】
本発明の始動制御装置の他の態様では、前記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、前記検出された回転数に基づいて、前記算出された予測回転数を補正する補正手段とを更に備える。
【００２７】
この態様によれば、回転数検出手段は、エンジンの実際の回転数を検出る。例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる補正手段は、検出された回転数に基づいて、算出された予測回転数を補正する。このように構成すれば、フィードバックにより予測回転数の予測精度を向上させることができ、実用上非常に有利である。
【００２８】
本発明の始動制御装置の他の態様では、前記エンジンの特性であるエンジン特性を学習する学習手段と、前記学習されたエンジン特性に基づいて、前記算出された予測回転数を補正する補正手段とを更に備える。
【００２９】
この態様によれば、例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる学習手段は、エンジンの特性であるエンジン特性を学習する。エンジン特性は、例えば、トルクと到達回転数との関係等である。
【００３０】
本願発明者の研究によれば、例えばエンジンオイルの種類、イナーシャの機差バラツキ、経年変化等に起因してエンジンのフリクションに機差バラツキが生じることが判明している。仮に何らの対策もとらないとすれば、機差バラツキに起因して予測回転数の予測精度が低下する可能性がある。
【００３１】
そこで本発明では、補正手段により、学習されたエンジン特性に基づいて、算出された予測回転数が補正される。従って、機差バラツキに起因する予測精度の低下を抑制することができ、実用上非常に有利である。
【００３２】
本発明の始動制御装置の他の態様では、前記予測回転数算出手段は、前記エンジンの回転数が前記エンジンに係る共振帯を含む所定範囲内であるときに、前記予測回転数を算出する。
【００３３】
この態様によれば、エンジン回転数が共振帯を通過する時間を比較的短縮して、共振帯通過に伴う振動を抑制しつつ、消費電力量を抑制することができる。
【００３４】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施形態に係る始動制御装置が搭載される車両の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る始動制御処理の概要を示す制御ブロック図である。
【図３】応答遅れの概念を示す概念図である。
【図４】トルク指令値と実トルクとのずれと、補正量との関係の一例を示す図である。
【図５】第２実施形態に係る始動制御処理の概要を示す制御ブロック図である。
【図６】第３実施形態に係る始動制御処理の概要を示す制御ブロック図である。
【図７】第４実施形態に係る始動制御処理の概要を示す制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明に係る始動制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３７】
＜第１実施形態＞
本発明に係る始動制御装置の第１実施形態について、図１乃至図４を参照して説明する。
【００３８】
先ず、本実施形態に係る始動制御装置が搭載される車両の構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る始動制御装置が搭載される車両の構成を示すブロック図である。
【００３９】
図１において、点線は電気的な接続を示しており、一点鎖線は信号を示している。尚、図１では、説明の便宜上、本実施形態に直接関係のある部材のみを図示しており、他の部材については図示を省略している。
【００４０】
図１において、車両１は、エンジン（ＥＮＧ）１１、モータ・ジェネレータＭＧ１及びＭＧ２、バッテリ（ＢＡＴ）１２、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１３、遊星歯車機構１５、パワーマネージメントＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２１、並びにＭＧ−ＥＣＵ２２を備えて構成されている。
【００４１】
遊星歯車機構１５は、例えば、サンギヤＳと、ピニオンギヤと、該ピニオンギヤを自転及び公転可能に支持するキャリアＣＡと、リングギヤＲとを備えて構成されている。遊星歯車機構１５のサンギヤＳは、モータ・ジェネレータＭＧ１のロータに連結されており、キャリアＣＡは、エンジン１１に連結されており、リングギヤＲは、動力伝達機構を介して、モータ・ジェネレータＭＧ２のロータに連結されている。
【００４２】
モータ・ジェネレータＭＧ２は、そのロータが動力伝達機構に連結されている。モータ・ジェネレータＭＧ２は、ＰＣＵ１３を介して、バッテリ１２又はモータ・ジェネレータＭＧ１から電力が供給されることにより、或いは、バッテリ１２及びモータ・ジェネレータＭＧ１から電力が供給されることにより、動力伝達機構を介して駆動輪１４に駆動力を出力する。他方、モータ・ジェネレータＭＧ２は、回生ブレーキとしても機能する。
【００４３】
車両１では、エンジン１１の動力を遊星歯車機構１５により分割し、モータ・ジェネレータＭＧ１による発電と、車両１の駆動とに使用している。つまり、車両１は、エンジン１１の動力の少なくとも一部を発電に使用すると共に、エンジン１１の他の部分及びモータ・ジェネレータＭＧ２を車両１の駆動源として使用するシリーズ・パラレル方式のハイブリッド車両である。
【００４４】
始動制御装置１００は、エンジン１１を始動する際に、モータ・ジェネレータＭＧ１によりエンジン１１をクランキングするためのトルク指令値を決定するパワーマネージメントＥＣＵ２１と、決定されたトルク指令値に基づいて、モータ・ジェネレータＭＧ１を制御するためのトルク実値を算出するＭＧ−ＥＣＵ２２と、クランク角センサ２５と、温度センサ２６とを備えて構成されている。パワーマネージメントＥＣＵ２１は、更に、決定されたトルク指令値、及びトルク指令値が決定されてからトルク実値が算出されるまでの時間差に応じて、エンジン１１の予測回転数を算出する。
【００４５】
本実施形態に係る「パワーマネージメントＥＣＵ２１」は、本発明に係る「トルク指令値決定手段」及び「予測回転数算出手段」の一例であり、本実施形態に係る「ＭＧ−ＥＣＵ２２」及び「温度センサ２６」は、夫々、本発明に係る「トルク実値算出手段」及び「温度検出手段」の一例であり、本実施形態に係る「クランク角センサ２５」は、本発明に係る「停止位置検出手段」及び「回転数検出手段」の一例である。本実施形態では、各種電子制御用のパワーマネージメントＥＣＵ２１及びＭＧ−ＥＣＵ２２各々の機能の一部を、本実施形態に係る始動制御装置１００の一部として用いている。
【００４６】
次に、以上のように構成された始動制御装置１００を搭載する車両１の主に走行中、エンジン１１を始動する際に、パワーマネージメントＥＣＵ２１及びＭＧ−ＥＣＵ２２各々が実行する始動制御処理について、図２を参照して説明する。図２は、本実施形態に係る始動制御処理の概要を示す制御ブロック図である。
【００４７】
図２において、パワーマネージメントＥＣＵ２１は、クランク角センサ２５からの信号に基づいてエンジン１１の実際の回転数を取得する。尚、クランク角センサ２５からの信号に基づいてエンジン１１の回転数を求める方法は、公知の各種態様を適用可能である。
【００４８】
次に、パワーマネージメントＥＣＵ２１は、取得された実際の回転数に、例えば平均化等の処理を施して、制御用回転数を算出する。これは、例えば計測誤差やコンプレッショントルク等によるエンジン１１の回転数変動の影響を抑制するためである。
【００４９】
次に、パワーマネージメントＥＣＵ２１は、算出された制御用回転数、及びエンジン１１の予測回転数に基づいて（即ち、フィードフォワードにより）、モータ・ジェネレータＭＧ１によりエンジン１１をクランキングするためのトルク指令値を算出する。
【００５０】
エンジン１１の予測回転数は、例えば、基本予測回転数が求められ、該求められた基本予測回転数に所定の補正が施されることによって決定される。具体的には例えば、基本予測回転数は、クランキングトルクと到達回転数との関係に基づいて積算等により求められる。或いは、トルク指令値及びエンジン１１の実際の回転数に基づいて回転数の上昇分が求められ、該求められた上昇分と前回の予測回転数とが加算されることにより求められる。或いは、過去数回分の回転数推移から予測される。
【００５１】
本実施形態では特に、求められた基本予測回転数が、パワーマネージメントＥＣＵ２１においてトルク指令値が決定されてから、ＭＧ−ＥＣＵ２２においてトルク実値が算出されるまでの時間差（即ち、応答遅れ）に応じて補正される。
【００５２】
パワーマネージメントＥＣＵ２１と、ＭＧ−ＥＣＵ２２とが別々に設けられている場合、何らの対策も採らなければ、例えば通信周期や演算周期等に起因して、パワーマネージメントＥＣＵ２１においてトルク指令値が決定されてから、ＭＧ−ＥＣＵ２２においてトルク実値が算出され、実際にモータ・ジェネレータＭＧ１が制御されるまでには、応答遅れが生じる。
【００５３】
ここで、応答遅れについて、図３を参照して具体的に説明する。図３は、応答遅れの概念を示す概念図である。図３において、実線は実際のモータ・ジェネレータＭＧ１のトルク（上段）、及び実際のエンジン１１の回転数（下段）を示している。他方、点線は、トルク指令値（上段）、及び制御用回転数（下段）を示している。
【００５４】
パワーマネージメントＥＣＵ２１の通信周期（例えば、８ｍｓ（ミリ秒）等）に起因して、パワーマネージメントＥＣＵ２１においてトルク指令値が決定されたとしても、該決定されたトルク指令値を瞬時にＭＧ−ＥＣＵ２２に送信することはできない。すると、図３の上段に示すように、モータ・ジェネレータＭＧ１のトルクが実際に制御されるまでにはタイムラグが生じる。
【００５５】
また、上述の如く、トルク指令値を算出する際に、パワーマネージメントＥＣＵ２１は、実際の回転数に平均化等の処理が施された制御用回転数を用いているので、図３の下段に示すように、該平均化等の処理に起因して、実際の回転数と制御用回転数との間に差が生じる。特に、クランキング初期には、共振帯を短時間で通過するように比較的大きなトルク指令値が算出されるため、エンジン１１の回転数の上昇率が比較的大きく、実際の回転数と制御用回転数との差が比較的大きくなる。
【００５６】
すると、例えば図３の時刻ｔ１において、パワーマネージメントＥＣＵ２１が、クランキング時の省電力化を図るためにトルク指令値を低減したとしても、タイムラグにより、ＭＧ−ＥＣＵ２２により実際にトルクが低減されるのは時刻ｔ２となる。このため、何らの対策も採らなければ、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間に必要以上の電力が消費されてしまう。
【００５７】
しかるに本実施形態では、上述の如く、応答遅れに応じて補正された予測回転数に基づいてトルク指令値が決定される。ここで、基本予測回転数の補正量は、例えば図４のようになる。図４は、トルク指令値と実トルク（即ち、算出されたトルク実値）とのずれと、補正量との関係の一例を示す図である。本実施形態では、「応答遅れ」を、トルク指令値と実トルクとのずれで表わしている。尚、補正量は、ずれを“ｘ”として、例えば、Ａｓｉｎ（ｗｘ）＋Ｂｘ＋Ｃという数式で表わせる（特に、変数ｗ及びＢは、バッテリ１２の充電状態に応じた可変値である）。
【００５８】
この結果、本実施形態に係る始動制御装置１００は、エンジン１１の回転数が共振帯を通過した後、比較的早期にクランキングトルクを低減することができるので、エンジン始動時の消費電力量を低減することができる。
【００５９】
尚、上述した始動制御処理は、エンジン１１の回転数がエンジン１１に係る共振帯を含む所定範囲内であるときにのみ実行されてもよい。尚、「所定範囲」は、例えば、エンジン１１の実際の回転数と、制御用回転数との差が、省電力化の観点から許容できないほど大きくなる範囲として設定すればよい。
【００６０】
尚、パワーマネージメントＥＣＵ２１は、補正された予測回転数に基づいて、エンジン１１の回転数が共振帯を通過したか否かを判定してもよい。
【００６１】
＜第２実施形態＞
本発明の始動制御装置に係る第２実施形態を、図５を参照して説明する。第２実施形態では、始動制御処理の一部が異なる以外は、第１実施形態の構成と同様である。よって、第２実施形態について、第１実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図５を参照して説明する。図５は、図２と同趣旨の、本実施形態に係る始動制御処理の概要を示す制御ブロック図である。
【００６２】
図５に示すように、パワーマネージメントＥＣＵ２１において、基本予測回転数は、応答遅れに加えて、温度センサ２６からの信号により取得されたエンジン１１の機関温度、及び／又はクランク角センサ２５からの信号により取得されたエンジン始動時のクランク軸の停止位置に基づいて補正される。本実施形態に係る「パワーマネージメントＥＣＵ２１」は、本発明に係る「補正手段」の一例である。
【００６３】
尚、クランク角センサ２５からの信号に基づいてクランク軸の停止位置を求める方法は、公知の各種態様を適用可能である。
【００６４】
本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、エンジン１１の回転数が同じであっても、機関温度に応じてフリクションが異なる。すると、エンジン１１の回転数にのみ基づいてトルク指令値を算出すると、到達回転数が実際の到達回転数と異なる可能性がある。
【００６５】
また、同じトルクでエンジン１１をクランキングしたとしても、コンプレッションに応じてフリクションが異なる。具体的には例えば、圧縮行程では、圧縮仕事によりクランキングトルクが消費されるので、回転数の上昇が鈍くなる。他方、膨張行程では、膨張仕事によりクランキングトルクが増加するので、回転数の上昇が速くなる。すると、エンジン１１の回転数にのみ基づいてトルク指令値を算出すると、到達回転数が実際の到達回転数と異なる可能性がある。
【００６６】
特に、本実施形態のように、フィードフォワードでエンジン１１の回転数を予測している場合、予測回転数と実際の回転数とが大きく乖離してしまう可能性がある。
【００６７】
しかるに本実施形態では、機関温度及び／又はエンジン始動時のクランク軸の停止位置に基づいて、予測回転数が補正されるので、エンジン１１のフリクションの変動に起因する予測精度の低下を抑制することができる。
【００６８】
＜第３実施形態＞
本発明の始動制御装置に係る第３実施形態を、図６を参照して説明する。第３実施形態では、始動制御処理の一部が異なる以外は、第１実施形態の構成と同様である。よって、第３実施形態について、第１実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図６を参照して説明する。図６は、図２と同趣旨の、本実施形態に係る始動制御処理の概要を示す制御ブロック図である。
【００６９】
図６に示すように、パワーマネージメントＥＣＵ２１において、基本予測回転数は、応答遅れに加えて、エンジン１１の実際の回転数（即ち、回転数瞬時値）に基づいて補正される。
【００７０】
本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、エンジン１１の回転数の変動には、例えば機関温度、コンプレッション、応答遅れ等と複数のパラメータが関与している。回転数の変動に、どのパラメータの影響が大きいのかは不明である。
【００７１】
しかるに本発明では、上述の如く、エンジン１１の実際の回転数に基づいて、基本予測回転数が補正される。即ち、フィードフォワード系に、フィードバック系を加えている。このため、予測精度を向上させることができ、実用上非常に有利である。
【００７２】
＜第４実施形態＞
本発明の始動制御装置に係る第４実施形態を、図７を参照して説明する。第４実施形態では、始動制御処理の一部が異なる以外は、第１実施形態の構成と同様である。よって、第４実施形態について、第１実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図７を参照して説明する。図７は、図２と同趣旨の、本実施形態に係る始動制御処理の概要を示す制御ブロック図である。
【００７３】
図７に示すように、パワーマネージメントＥＣＵ２１において、基本予測回転数は、応答遅れに加えて、学習されたエンジン１１の特性（ここでは、機種差）に基づいて補正される。
【００７４】
機種差は、エンジン１１の始動履歴に含まれる、例えば回転数とトルクとの推移の関係等基づいて学習される。尚、本実施形態に係る「パワーマネージメントＥＣＵ２１」は、本発明に係る「学習手段」の一例である。
【００７５】
本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、例えばエンジンオイルの種類、イナーシャの機差バラツキ、経年変化等に起因してエンジンのフリクションに機差バラツキが生じることが判明している。具体的には例えば、ユーザがどのような種類（粘度）のエンジンオイルを使用するかを予測することは極めて困難である。また、オイル交換時に、ユーザが前回と同じエンジンオイルを選択するとは限らない。すると、機関温度が同じであってもフリクションが変化してしまう。仮に何らの対策もとらないとすれば、機差バラツキに起因して予測回転数の予測精度が低下する可能性がある。
【００７６】
しかるに本実施形態では、上述の如く、学習された機種差に基づいて、基本予測回転数が補正される。このため、機差バラツキに起因する予測精度の低下を抑制することができる。
【００７７】
尚、上述した、第１実施形態と、第２乃至第４実施形態のいずれか又は全部を組み合わせてもよい。
【００７８】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う始動制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７９】
１…車両、１１…エンジン、１２…バッテリ、２１…パワーマネージメントＥＣＵ、２２…ＭＧ−ＥＣＵ、２５…クランク角センサ、２６…温度センサ、１００…始動制御装置、ＭＧ１、ＭＧ２…モータ・ジェネレータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンに連結されたモータとを備えるハイブリッド車両に搭載され、
前記エンジンを始動する際に、前記モータにより前記エンジンをクランキングするためのトルク指令値を決定するトルク指令値決定手段と、
前記決定されたトルク指令値に基づいて、前記モータを制御するためのトルク実値を算出するトルク実値算出手段と、
前記決定されたトルク指令値、及び前記トルク指令値が決定されてから前記トルク実値が算出されるまでの時間差に応じて、前記エンジンの予測回転数を算出する予測回転数算出手段と
を備えることを特徴とする始動制御装置。
【請求項２】
前記トルク指令決定手段は、前記算出された予測回転数に基づいて、前記トルク指令値を決定することを特徴とする請求項１に記載の始動制御装置。
【請求項３】
前記エンジンの温度を検出する温度検出手段と、
前記検出された温度に基づいて、前記算出された予測回転数を補正する補正手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の始動制御装置。
【請求項４】
前記エンジンの停止位置を検出する停止位置検出手段と、
前記検出された停止位置に基づいて、前記算出された予測回転数を補正する補正手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の始動制御装置。
【請求項５】
前記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記検出された回転数に基づいて、前記算出された予測回転数を補正する補正手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の始動制御装置。
【請求項６】
前記エンジンの特性であるエンジン特性を学習する学習手段と、
前記学習されたエンジン特性に基づいて、前記算出された予測回転数を補正する補正手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の始動制御装置。
【請求項７】
前記予測回転数算出手段は、前記エンジンの回転数が前記エンジンに係る共振帯を含む所定範囲内であるときに、前記予測回転数を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の始動制御装置。
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンに連結されたモータとを備えるハイブリッド車両に搭載され、
前記エンジンを始動する際に、前記モータにより前記エンジンをクランキングするためのトルク指令値を決定するトルク指令値決定手段と、
前記決定されたトルク指令値に基づいて、前記モータを制御するためのトルク実値を算出するトルク実値算出手段と、
前記決定されたトルク指令値、及び前記トルク指令値が決定されてから前記トルク実値が算出されるまでの時間差に応じて、前記エンジンの予測回転数を算出する予測回転数算出手段と
を備えることを特徴とする始動制御装置。
【請求項２】
前記トルク指令決定手段は、前記算出された予測回転数に基づいて、前記トルク指令値を決定することを特徴とする請求項１に記載の始動制御装置。
【請求項３】
前記エンジンの温度を検出する温度検出手段と、
前記検出された温度に基づいて、前記算出された予測回転数を補正する補正手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の始動制御装置。
【請求項４】
前記エンジンの停止位置を検出する停止位置検出手段と、
前記検出された停止位置に基づいて、前記算出された予測回転数を補正する補正手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の始動制御装置。
【請求項５】
前記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記検出された回転数に基づいて、前記算出された予測回転数を補正する補正手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の始動制御装置。
【請求項６】
前記エンジンの特性であるエンジン特性を学習する学習手段と、
前記学習されたエンジン特性に基づいて、前記算出された予測回転数を補正する補正手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の始動制御装置。
【請求項７】
前記予測回転数算出手段は、前記エンジンの回転数が前記エンジンに係る共振帯を含む所定範囲内であるときに、前記予測回転数を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の始動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２３０５２１（Ｐ２０１１−２３０５２１Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９９６０５（Ｐ２０１０−９９６０５）
【出願日】平成２２年４月２３日（２０１０．４．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２３日（２０１０．４．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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