車両
【課題】エンジンの始動時に車両に振動やショックが生じるのをより適正に抑制する。
【解決手段】エンジンをクランキングするためのモータの仮トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジンのクランク角θｃｒに応じたエンジンの脈動トルクＴｅｐｕｌとを用いてダンパの想定ねじれトルクＴｄａｓを計算し（Ｓ１４０）、想定ねじれトルクＴｄａｓが所定トルクＴｄｒｅｆ以下のときには仮トルクＴｍ１ｔｍｐをモータのトルク指令Ｔｍ１＊に設定し（Ｓ１６０）、想定ねじれトルクＴｄａｓが所定トルクＴｄｒｅｆより大きいときにはねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆとなるようモータのトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（Ｓ１７０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊がモータから出力されてエンジンがモータリングされて始動されるようエンジンとモータとを制御する（Ｓ２１０〜Ｓ２４０）。
【解決手段】エンジンをクランキングするためのモータの仮トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジンのクランク角θｃｒに応じたエンジンの脈動トルクＴｅｐｕｌとを用いてダンパの想定ねじれトルクＴｄａｓを計算し（Ｓ１４０）、想定ねじれトルクＴｄａｓが所定トルクＴｄｒｅｆ以下のときには仮トルクＴｍ１ｔｍｐをモータのトルク指令Ｔｍ１＊に設定し（Ｓ１６０）、想定ねじれトルクＴｄａｓが所定トルクＴｄｒｅｆより大きいときにはねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆとなるようモータのトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（Ｓ１７０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊がモータから出力されてエンジンがモータリングされて始動されるようエンジンとモータとを制御する（Ｓ２１０〜Ｓ２４０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に関し、詳しくは、車軸に連結された後段軸にねじれ要素を介して出力軸が接続されたエンジンと、後段軸に動力を出力可能なモータと、モータに電力を供給可能なバッテリと、を備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両としては、エンジンと、第１のモータと、エンジンのクランシャフトにダンパを介してキャリアが接続されると共に第１のモータの回転軸にサンギヤが接続され更に駆動輪に連結された駆動軸にリングギヤが接続された動力分配統合機構と、駆動軸に回転軸が接続された第２のモータとを備え、エンジンの始動要求がなされてから始動処理の完了までエンジンをクランキングするよう第１のモータのトルク指令を設定し、始動要求がなされてから始動完了まで、トルク指令に基づくトルクが第１のモータから出力されるよう第１のモータを制御すると共に所定のタイミングで燃料噴射や点火が開始されるようエンジンを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、始動要求がなされてから始動処理の完了までの間、ダンパから駆動輪までの駆動系で発生するいずれかのねじれ振動の周期と一致する長さの所定期間（予め定められた期間）に第１のモータの出力トルクが対象となるねじれ振動の励起を抑制可能な所定量（予め定められた量）だけ増加または減少するよう第１モータのトルク指令を設定することにより、エンジンの回転に伴って駆動系で発生するねじれ振動に起因した車両の振動やショックを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３７８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の車両では、ねじれ振動の励起を抑制するための第１のモータの出力トルクの調整期間や調整量を予め定めておくため、エンジンの始動時の状況などによっては、第１のモータの出力トルクの調整期間や調整量が十分に適合せず、車両の振動やショックを十分に抑制できないことがある。
【０００５】
本発明の車両は、エンジンの始動時に車両に振動やショックが生じるのをより適正に抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の車両は、
車軸に連結された後段軸にねじれ要素を介して出力軸が接続されたエンジンと、前記後段軸に動力を出力可能なモータと、前記モータに電力を供給可能なバッテリと、前記エンジンの始動指示がなされたとき、前記モータからのクランキングトルクの出力を伴って前記エンジンがクランキングされて始動されるよう前記エンジンと前記モータとを制御する始動時制御手段と、を備える車両であって、
前記始動時制御手段は、前記クランキングトルクの基本値である基本トルクと前記エンジンのクランク角に応じた該エンジンの脈動トルクとに応じて、前記ねじれ要素のねじれに起因して生じるねじれトルクが予め定められた所定トルク以下となるよう前記クランキングトルクを設定する手段である、
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明の車両では、エンジンの始動指示がなされたときには、クランキングトルクの基本値である基本トルクとエンジンのクランク角に応じたエンジンの脈動トルクとに応じて、ねじれ要素のねじれに起因して生じるねじれトルクが予め定められた所定トルク以下となるようクランキングトルクを設定し、設定したクランキングトルクのモータからの出力を伴ってエンジンがクランキングされて始動されるようエンジンとモータとを制御する。したがって、モータの基本トルクとエンジンの脈動トルクとに応じてクランキングトルクを設定するから、ねじれトルクが所定トルクを超えて大きくなるのをより適正に抑制することができる。この結果、エンジンの始動時に車両に振動やショックが生じるのをより適正に抑制することができる。
【０００９】
こうした本発明の車両において、前記始動時制御手段は、前記基本トルクと前記エンジンの脈動トルクとを用いて前記ねじれトルクとして想定される想定ねじれトルクを求めて、前記想定ねじれトルクが前記所定トルク以下のときには前記基本トルクを前記クランキングトルクに設定し、前記想定ねじれトルクが前記所定トルクより大きいときには前記所定トルクと前記エンジンの脈動トルクとの和のトルクを前記モータの回転軸に換算したトルクを前記クランキングトルクに設定する手段である、ものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明の車両において、前記始動時制御手段は、前記基本トルクと、前記所定トルクと前記エンジンの脈動トルクとの和のトルクを前記モータの回転軸に換算したトルクと、のうち小さい方のトルクを前記クランキングトルクに設定する手段である、ものとすることもできる。
【００１１】
さらに、本発明の車両では、前記基本トルクは、前記エンジンのモータリング開始からの経過時間および／または前記エンジンの回転数と前記基本トルクとの関係を用いて得られるトルクである、ものとすることもできる。
【００１２】
あるいは、本発明の車両において、前記車軸に連結された駆動軸と前記後段軸と前記モータの回転軸との３軸に３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、前記バッテリと電力のやりとりが可能で前記駆動軸に動力を入出力可能な第２のモータと、を備えるものとすることもできる。
【００１３】
上述のいずれかの態様の本発明の車両では、前記始動時制御手段は、前記クランキングトルクの基本値である基本トルクと前記エンジンのクランク角に応じた該エンジンの脈動トルクとに応じて、前記ねじれ要素のねじれに起因して生じるねじれトルクが予め定められた所定トルク以下となるよう前記クランキングトルクを設定する手段であるものとしたが、前記モータから出力されているトルクと前記エンジンのクランク角に応じた該エンジンの脈動トルクとに応じて、前記ねじれ要素のねじれに起因して生じるねじれトルクが予め定められた所定トルク以下となるよう前記クランキングトルクを設定する手段であるものとしたり、前記エンジンの回転数と前記後段軸の回転数とに応じて、前記ねじれ要素のねじれに起因して生じるねじれトルクが予め定められた所定トルク以下となるよう前記クランキングトルクを設定する手段であるものとしたりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される始動時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】エンジン２２の始動時における経過時間ｔｓｔａｒｔとモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジン２２の回転数Ｎｅとの関係の一例を示す説明図である。
【図５】脈動トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図６】エンジン２２を始動する際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図７】ダンパ２８のねじれ角θｄとねじれトルクＴｄとの関係の一例を示す説明図である。
【図８】変形例の始動時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図９】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１０】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１１】変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にねじれ要素としてのダンパ２８を介してキャリアが接続されると共に駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。
【００１７】
エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサからの冷却水温Ｔｗ，燃焼室内に取り付けられた圧力センサからの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブや排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサからのカム角θｃａ，スロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットル開度ＴＰ，吸気管に取り付けられたエアフローメータからの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサからの吸気温Ｔａ，排気系に取り付けられた空燃比センサからの空燃比ＡＦ，同じく排気系に取り付けられた酸素センサからの酸素信号Ｏ２などが入力ポートを介して入力されており、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁への駆動信号やスロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号，吸気バルブの開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ２３からの信号に基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００１８】
モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力ポートを介して入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転角速度ωｍ１，ωｍ２や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００１９】
バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりＨＶＥＣＵ７０に送信する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
【００２０】
ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションセンサ８２により検出するシフトポジションＳＰとして、駐車時に用いる駐車ポジション（Ｐポジション），後進走行用のリバースポジション（Ｒポジション），中立のニュートラルポジション（Ｎポジション），前進走行用のドライブポジション（Ｄポジション）などが用意されている。
【００２１】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を計算し、この要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２との運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード，エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力を駆動軸３６に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードとは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。
【００２２】
エンジン運転モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定し、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算すると共に計算した走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて得られるバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２から出力すべきパワーとしての要求パワーＰｅ＊を設定する。そして、要求パワーＰｅ＊を効率よくエンジン２２から出力することができるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとの関係としての動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにするための回転数フィードバック制御によってモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルクを要求トルクＴｒ＊から減じてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについてはエンジンＥＣＵ２４に送信し、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行ない、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン２２を効率よく運転しながらバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸３６に出力して走行することができる。このエンジン運転モードでは、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を運転停止した方がよい要求パワーＰｅ＊の範囲の上限として定められた停止用閾値Ｐｓｔｏｐ以下に至ったときなどエンジン２２の停止条件が成立したときに、エンジン２２の運転を停止してモータ運転モードに移行する。
【００２３】
モータ運転モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する。そして、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン２２を運転停止した状態でバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸３６に出力して走行することができる。このモータ運転モードでは、要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒを乗じて得られる走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を減じて得られるエンジン２２の要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を始動した方がよい要求パワーＰｅ＊の範囲の下限として定められた始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上に至ったときなどエンジン２２の始動条件が成立したときに、エンジン２２を始動してエンジン運転モードに移行する。
【００２４】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、エンジン２２を始動する際の動作について説明する。図２は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される始動時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン２２の始動条件が成立したときに実行される。
【００２５】
始動時駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，エンジン２２のクランク角θｃｒや回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２のクランク角θｃｒは、クランクポジションセンサ２３により検出されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒに基づいて演算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。さらに、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２のロータの回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣとに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。
【００２６】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図３に要求トルク設定用マップの一例を示す。
【００２７】
続いて、エンジン２２の回転数Ｎｅとクランキング開始からの経過時間ｔｓｔａｒｔとに基づいてモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐを設定する（ステップＳ１２０）。図４は、エンジン２２の始動時における経過時間ｔｓｔａｒｔとモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジン２２の回転数Ｎｅとの関係の一例を示す説明図である。図示するように、エンジン２２の始動条件が成立した（始動指示がなされた）時間ｔ１の直後から、レート処理を用いて、絶対値が比較的大きな正のトルク（エンジン２２の回転数Ｎｅを増加させる方向のトルク）をモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐに設定して、エンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させる。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが共振回転数帯（例えば、４００ｒｐｍ〜６００ｒｐｍなど）を通過したり共振回転数帯を通過するのに要する時間が経過したりした時間ｔ２から、レート処理を用いて、エンジン２２を安定して所定回転数Ｎｓｔａｒｔ（例えば、１０００ｒｐｍや１２００ｒｐｍなど）以上でモータリング可能なトルクをモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐに設定して、モータＭＧ１の電力消費や駆動軸３６に作用するトルクを小さくする。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｓｔａｒｔに至った時間ｔ３から、レート処理を用いて、モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐを値０とし、エンジン２２の完爆が判定された時間ｔ４から、発電用のトルクをモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐに設定する。ここで、所定回転数Ｎｓｔａｒｔは、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数である。
【００２８】
次に、エンジン２２のクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌを設定する（ステップＳ１３０）。エンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌは、実施例では、エンジン２２をクランキングしたときのエンジン２２のクランク角θｃｒと脈動トルクＴｅｐｕｌとの関係を予め実験や解析などによって定めて脈動トルク設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、エンジン２２のクランク角θｃｒが与えられると記憶したマップから対応するエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌを導出して設定するものとした。脈動トルク設定用マップの一例を図５に示す。
【００２９】
そして、モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌとプラネタリギヤ３０のギヤ比ρ（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）とを用いて、次式（１）により、仮トルクＴｍ１ｔｍｐでモータＭＧ１を駆動したときにダンパ２８のねじれに起因してダンパ２８で生じるトルク（以下、ねじれトルクＴｄという）として想定される想定ねじれトルクＴｄａｓを計算する（ステップＳ１４０）。エンジン２２を始動する際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図６に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤの回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリアの回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２である駆動軸３６の回転数Ｎｒを示す。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されてプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルク（−Ｔｍ１／ρ）と、モータＭＧ２から出力されて駆動軸３６に作用するトルクＴｍ２とを示す。式（１）は、プラネタリギヤ３０のサンギヤとモータＭＧ１の回転子とを連結するサンギヤ軸のトルク（モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐ）をキャリア軸に換算したトルク（右辺第１項）と、エンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌと、の差分によって想定ねじれトルクＴｄａｓを計算する式であり、図６の共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、ダンパ２８のねじれトルクＴｄは、ダンパ２８のねじれに起因してダンパ２８で生じるトルクであるから、プラネタリギヤ３０のキャリアとダンパ２８とを連結するキャリア軸には、ダンパ２８のねじれ（ねじれ角θｄ）が小さくなるようにねじれトルクＴｄとは反対方向のトルクが作用すると考えることができる。
【００３０】
Tdas=Tm1tmp・(1+ρ)/ρ-Tepul (1)
【００３１】
こうしてダンパ２８の想定ねじれトルクＴｄａｓを計算すると、計算した想定ねじれトルクＴｄａｓを所定トルクＴｄｒｅｆと比較する（ステップＳ１５０）。ここで、所定トルクＴｄｒｅｆは、仮トルクＴｍ１ｔｍｐでモータＭＧ１を駆動するとダンパ２８のねじれが過剰に大きくなって車両に振動やショックが発生するおそれがある振動想定状態であるか否かを判定するために用いられるものであり、ダンパ２８の特性などによって定めることができる。図７は、ダンパ２８のねじれ角θｄとねじれトルクＴｄとの関係の一例を示す説明図である。ダンパ２８は、一般に、ねじれ角θｄが大きいほどねじれトルクＴｄが大きくなり、且つ、ねじれ角θｄが大きいほどねじれ角θｄの増加に対するねじれトルクＴｄの増加が大きくなる特性を有している。特に、図７の例では、ねじれ角θｄが所定トルクＴｄｒｅｆに対応するねじれ角である所定角θｄｒｅｆより大きな領域では、ねじれ角θｄの若干の増加に対してねじれトルクＴｄが急増している。したがって、ダンパ２８をこの領域で使用すると、ねじれトルクＴｄが過剰に大きくなり、車両に振動やショックが発生するおそれがあると共にダンパ２８の劣化が促進されるおそれがある。ステップＳ１５０の想定ねじれトルクＴｄと所定トルクＴｄｒｅｆとの比較は、こうしたおそれがあるか否かを判定する処理である。
【００３２】
ダンパ２８の想定ねじれトルクＴｄａｓが所定トルクＴｄｒｅｆ以下のときには、モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定する（ステップＳ１６０）。一方、想定ねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆより大きいときには、所定トルクＴｄｒｅｆとエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌとプラネタリギヤ３０のギヤ比ρとを用いて次式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１７０）。式（２）は、式（１）の「Ｔｄａｓ」を「Ｔｄｒｅｆ」に置き換えて変形して得られる式である。このようにモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定することにより、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１を駆動したときに、ねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆ以下となるようにすることができる。この結果、モータＭＧ１からトルク指令Ｔｍ１＊に相当するトルクを出力してエンジン２２をクランキングするときに、ダンパ２８のねじれトルクＴｄが過剰に大きくなるのを抑制することができ、車両に振動やショックが発生するのを抑制することができる。しかも、モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌとに応じてダンパ２８のねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆ以下となるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するから、予め定められた時間領域や調整量を用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものに比して、ダンパ２８のねじれトルクＴｄが過剰になる大きくなるのをより適正に抑制することができる。さらに、仮トルクＴｍ１ｔｍｐでモータＭＧ１を駆動するとダンパ２８のねじれトルクＴｄ（想定ねじれトルクＴｄａｓ）が所定トルクＴｄｒｅｆより大きくなるときに、ねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆとなるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するから、ねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆより小さなトルクとなるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものに比してモータＭＧ１のトルクの制限の程度を必要最小限にすることができる。
【００３３】
Tm1*=(Tdref+Tepul)・ρ/(1+ρ) (2)
【００３４】
続いて、要求トルクＴｒ＊とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρとを用いて次式（３）によりモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを計算すると共に（ステップＳ１８０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との差分をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによってモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを式（４）および式（５）により計算し（ステップＳ１９０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によってトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２００）、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ２１０）。モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊でモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３５】
Tm2tmp=Tr*+Tm1*/ρ (3)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (6)
【００３６】
そして、エンジン２２の回転数Ｎｅを上述の所定回転数Ｎｓｔａｒｔと比較し（ステップＳ２２０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｓｔａｒｔ未満のときには、ステップＳ１００に戻る。そして、ステップＳ１００〜Ｓ２２０の処理を繰り返し実行している最中にエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｓｔａｒｔ以上に至ると（ステップＳ２２０）、燃料噴射制御や点火制御を指示するための制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ２３０）、エンジン２２が完爆に至ったか否かを判定し（ステップＳ２４０）、未だ完爆に至っていないときにはステップＳ１００に戻り、完爆に至ったときに本ルーチンを終了する。
【００３７】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２をクランキングするためのモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジン２２のクランク角θｃｒに応じたエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌとを用いてダンパ２８のねじれトルクＴｄとして想定される想定ねじれトルクＴｄａｓを求めて、想定ねじれトルクＴｄａｓが所定トルクＴｄｒｅｆ以下のときには仮トルクＴｍ１ｔｍｐをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、想定ねじれトルクＴｄａｓが所定トルクＴｄｒｅｆより大きいときにはダンパ２８のねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆとなるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、設定したトルク指令Ｔｍ１＊がモータＭＧ１から出力されてエンジン２２がモータリングされて始動されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御するから、ダンパ２８のねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆを超えて大きくなるのをより適正に抑制することができる。この結果、エンジン２２の始動時に車両に振動やショックが生じるのをより適正に抑制することができる。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌとを用いてダンパ２８の想定ねじれトルクＴｄａｓを計算し、計算したダンパ２８の想定ねじれトルクＴｄａｓが所定トルクＴｄｒｅｆ以下のときにはモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、ダンパ２８の想定ねじれトルクＴｄａｓが所定トルクＴｄｒｅｆより大きいときにはダンパ２８のねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆとなるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしたが、ダンパ２８の想定ねじれトルクＴｄａｓを計算せずに、ダンパ２８のねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆ以下となるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしてもよい。図８は、この場合の始動時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、図２の始動時駆動制御ルーチンのステップＳ１４０〜Ｓ１７０の処理に代えてステップＳ３００の処理を実行する点を除いて図２の始動時駆動制御ルーチンと同一である。したがって、同一の処理については同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。図８の始動時駆動制御ルーチンでは、モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐやエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌを設定すると（ステップＳ１２０，Ｓ１３０）、モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌと所定トルクＴｄｒｅｆとプラネタリギヤ３０のギヤ比ρとを用いて次式（７）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（ステップＳ３００）、ステップＳ１８０以降の処理を実行する。ここで、式（７）の右辺の後半「（Ｔｄｒｅｆ＋Ｔｅｐｕｌ）・ρ／（１＋ρ）」は、上述の式（２）の右辺である。したがって、式（７）は、モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐを、ダンパ２８のねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆとなるモータＭＧ１のトルクで制限したものとなる。これにより、実施例と同様に、ダンパ２８のねじれトルクが過剰になるのを抑制することができ、車両に振動やショックが発生するのを抑制することができる。
【００３９】
Tm1*=min(Tm1tmp,(Tdref+Tepul)・ρ/(1+ρ)) (7)
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ダンパ２８の想定ねじれトルクＴｄａｓが所定トルクＴｄｒｅｆより大きいときには、上述の式（２）により、ねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆとなるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしたが、ねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆより若干小さなトルクとなるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしてもよい。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌとを用いてダンパ２８の想定ねじれトルクＴｄａｓを計算し、計算したダンパ２８の想定ねじれトルクＴｄａｓに応じて、ダンパ２８のねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆ以下となるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしたが、モータＭＧ１から出力されているトルク（前回のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊や、モータＭＧ１の各相に流れている相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに基づいてモータＭＧ１から出力されていると推定されるトルク）とエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌとを用いてダンパ２８のねじれトルクＴｄを計算し、計算したダンパ２８のねじれトルクＴｄに応じて、ダンパ２８のねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆ以下となるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしてもよい。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌとを用いてダンパ２８の想定ねじれトルクＴｄａｓを計算し、計算したダンパ２８の想定ねじれトルクＴｄａｓに応じて、ダンパ２８のねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆ以下となるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしたが、エンジン２２の回転数Ｎｅと、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を用いて計算されるキャリア軸（プラネタリギヤ３０のキャリアとダンパ２８とを連結する軸）の回転数と、を用いてダンパ２８のねじれ角θｄを計算すると共に計算したダンパ２８のねじれ角θｄを用いてダンパ２８のねじれトルクＴｄを求めて（図７参照）、求めたダンパ２８のねじれトルクＴｄに応じて、ダンパ２８のねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆ以下となるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしてもよい。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、車両の振動（駆動軸３６の回転変動）を抑制するための制振トルクＴｖを考慮せずに、モータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔで制限したトルクがモータＭＧ２から出力されるようモータＭＧ２（インバータ４２）を制御するものとしたが、制振トルクＴｖを考慮して、モータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐと制振トルクＴｖとの和のトルクをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔで制限したトルクがモータＭＧ２から出力されるようモータＭＧ２（インバータ４２）を制御するものとしてもよい。ここで、制振トルクＴｖは、例えば、駆動軸３６に換算した駆動輪３８ａ，３８ｂの回転速度としての駆動輪回転角速度ωｂとモータＭＧ２の回転角速度ωｍ２との差に制御ゲインｋｖを乗じたものを用いることができる。なお、駆動輪回転角速度ωｂやモータＭＧ２の回転角速度ωｍ２は、回転位置検出センサ４４により検出されたモータＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力して用いることができる。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２からの動力を駆動軸３６に出力するものとしたが、図９の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２からの動力を駆動軸３６が接続された車軸（駆動輪３８ａ，３８ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図９における車輪３９ａ，３９ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力するものとしたが、図１０の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフトにダンパ２８を介して接続されたインナーロータ２３２と駆動輪３８ａ，３８ｂに動力を出力する駆動軸３６に接続されたアウターロータ２３４とを有しエンジン２２からの動力の一部を駆動軸３６に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動軸３６に出力するものとしたが、図１１の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に変速機３３０を介してモータＭＧを取り付けると共にモータＭＧの回転軸にダンパ２８を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機３３０とを介して駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機３３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。
【００４７】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「モータ」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、エンジン２２をクランキングするためのモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジン２２のクランク角θｃｒに応じたエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌとを用いてダンパ２８のねじれトルクＴｄとして想定される想定ねじれトルクＴｄａｓを求めて、想定ねじれトルクＴｄａｓが所定トルクＴｄｒｅｆ以下のときには仮トルクＴｍ１ｔｍｐをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、想定ねじれトルクＴｄａｓが所定トルクＴｄｒｅｆより大きいときにはねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆとなるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、設定したトルク指令Ｔｍ１＊がモータＭＧ１から出力されてエンジン２２がモータリングされて始動されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御する、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とが「始動時制御手段」に相当する。また、プラネタリギヤ３０が「プラネタリギヤ」に相当し、モータＭＧ２が「第２のモータ」に相当する。
【００４８】
ここで、「エンジン」としては、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２に限定されるものではなく、水素エンジンなど、車軸に連結された後段軸にねじれ要素を介して出力軸が接続されたものであれば如何なるタイプのエンジンであっても構わない。「モータ」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、後段軸に動力を出力可能なものであれば如何なるタイプのモータであっても構わない。「バッテリ」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、モータに電力を供給可能なものであれば如何なるタイプのバッテリであっても構わない。「始動時制御手段」としては、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく、単一の電子制御ユニットによって構成されるものなどとしてもよい。また、「始動時制御手段」としては、エンジン２２をクランキングするためのモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジン２２のクランク角θｃｒに応じたエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌとを用いてダンパ２８のねじれトルクＴｄとして想定される想定ねじれトルクＴｄａｓを求めて、求めた想定ねじれトルクＴｄａｓが所定トルクＴｄｒｅｆ以下のときには仮トルクＴｍ１ｔｍｐをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、想定ねじれトルクＴｄａｓが所定トルクＴｄｒｅｆより大きいときにはねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆとなるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、設定したトルク指令Ｔｍ１＊がモータＭＧ１から出力されてエンジン２２がモータリングされて始動されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御するものに限定されるものではなく、エンジンの始動指示がなされたとき、モータからのクランキングトルクの出力を伴ってエンジンがクランキングされて始動されるようエンジンとモータとを制御するものにおいて、クランキングトルクの基本値である基本トルクとエンジンのクランク角に応じたエンジンの脈動トルクとに応じて、ねじれ要素のねじれに起因するねじれトルクが予め定められた所定トルク以下となるようクランキングトルクを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「プラネタリギヤ」としては、プラネタリギヤ３０（シングルピニオン式のプラネタリギヤ）に限定されるものではなく、ダブルピニオン式のプラネタリギヤや、複数のプラネタリギヤの組み合わせによって構成されたものなど、車軸に連結された駆動軸と後段軸とモータの回転軸との３軸に３つの回転要素が接続されたものであれば如何なるタイプのプラネタリギヤであっても構わない。「第２のモータ」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、バッテリと電力のやりとりが可能で駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプのモータであっても構わない。
【００４９】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００５０】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
２０，１２０，２２０，３２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ クランクポジションセンサ、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 駆動輪、３９ａ，３９ｂ 車輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ、２３４ アウターロータ、３３０ 変速機、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に関し、詳しくは、車軸に連結された後段軸にねじれ要素を介して出力軸が接続されたエンジンと、後段軸に動力を出力可能なモータと、モータに電力を供給可能なバッテリと、を備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両としては、エンジンと、第１のモータと、エンジンのクランシャフトにダンパを介してキャリアが接続されると共に第１のモータの回転軸にサンギヤが接続され更に駆動輪に連結された駆動軸にリングギヤが接続された動力分配統合機構と、駆動軸に回転軸が接続された第２のモータとを備え、エンジンの始動要求がなされてから始動処理の完了までエンジンをクランキングするよう第１のモータのトルク指令を設定し、始動要求がなされてから始動完了まで、トルク指令に基づくトルクが第１のモータから出力されるよう第１のモータを制御すると共に所定のタイミングで燃料噴射や点火が開始されるようエンジンを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、始動要求がなされてから始動処理の完了までの間、ダンパから駆動輪までの駆動系で発生するいずれかのねじれ振動の周期と一致する長さの所定期間（予め定められた期間）に第１のモータの出力トルクが対象となるねじれ振動の励起を抑制可能な所定量（予め定められた量）だけ増加または減少するよう第１モータのトルク指令を設定することにより、エンジンの回転に伴って駆動系で発生するねじれ振動に起因した車両の振動やショックを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３７８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の車両では、ねじれ振動の励起を抑制するための第１のモータの出力トルクの調整期間や調整量を予め定めておくため、エンジンの始動時の状況などによっては、第１のモータの出力トルクの調整期間や調整量が十分に適合せず、車両の振動やショックを十分に抑制できないことがある。
【０００５】
本発明の車両は、エンジンの始動時に車両に振動やショックが生じるのをより適正に抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の車両は、
車軸に連結された後段軸にねじれ要素を介して出力軸が接続されたエンジンと、前記後段軸に動力を出力可能なモータと、前記モータに電力を供給可能なバッテリと、前記エンジンの始動指示がなされたとき、前記モータからのクランキングトルクの出力を伴って前記エンジンがクランキングされて始動されるよう前記エンジンと前記モータとを制御する始動時制御手段と、を備える車両であって、
前記始動時制御手段は、前記クランキングトルクの基本値である基本トルクと前記エンジンのクランク角に応じた該エンジンの脈動トルクとに応じて、前記ねじれ要素のねじれに起因して生じるねじれトルクが予め定められた所定トルク以下となるよう前記クランキングトルクを設定する手段である、
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明の車両では、エンジンの始動指示がなされたときには、クランキングトルクの基本値である基本トルクとエンジンのクランク角に応じたエンジンの脈動トルクとに応じて、ねじれ要素のねじれに起因して生じるねじれトルクが予め定められた所定トルク以下となるようクランキングトルクを設定し、設定したクランキングトルクのモータからの出力を伴ってエンジンがクランキングされて始動されるようエンジンとモータとを制御する。したがって、モータの基本トルクとエンジンの脈動トルクとに応じてクランキングトルクを設定するから、ねじれトルクが所定トルクを超えて大きくなるのをより適正に抑制することができる。この結果、エンジンの始動時に車両に振動やショックが生じるのをより適正に抑制することができる。
【０００９】
こうした本発明の車両において、前記始動時制御手段は、前記基本トルクと前記エンジンの脈動トルクとを用いて前記ねじれトルクとして想定される想定ねじれトルクを求めて、前記想定ねじれトルクが前記所定トルク以下のときには前記基本トルクを前記クランキングトルクに設定し、前記想定ねじれトルクが前記所定トルクより大きいときには前記所定トルクと前記エンジンの脈動トルクとの和のトルクを前記モータの回転軸に換算したトルクを前記クランキングトルクに設定する手段である、ものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明の車両において、前記始動時制御手段は、前記基本トルクと、前記所定トルクと前記エンジンの脈動トルクとの和のトルクを前記モータの回転軸に換算したトルクと、のうち小さい方のトルクを前記クランキングトルクに設定する手段である、ものとすることもできる。
【００１１】
さらに、本発明の車両では、前記基本トルクは、前記エンジンのモータリング開始からの経過時間および／または前記エンジンの回転数と前記基本トルクとの関係を用いて得られるトルクである、ものとすることもできる。
【００１２】
あるいは、本発明の車両において、前記車軸に連結された駆動軸と前記後段軸と前記モータの回転軸との３軸に３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、前記バッテリと電力のやりとりが可能で前記駆動軸に動力を入出力可能な第２のモータと、を備えるものとすることもできる。
【００１３】
上述のいずれかの態様の本発明の車両では、前記始動時制御手段は、前記クランキングトルクの基本値である基本トルクと前記エンジンのクランク角に応じた該エンジンの脈動トルクとに応じて、前記ねじれ要素のねじれに起因して生じるねじれトルクが予め定められた所定トルク以下となるよう前記クランキングトルクを設定する手段であるものとしたが、前記モータから出力されているトルクと前記エンジンのクランク角に応じた該エンジンの脈動トルクとに応じて、前記ねじれ要素のねじれに起因して生じるねじれトルクが予め定められた所定トルク以下となるよう前記クランキングトルクを設定する手段であるものとしたり、前記エンジンの回転数と前記後段軸の回転数とに応じて、前記ねじれ要素のねじれに起因して生じるねじれトルクが予め定められた所定トルク以下となるよう前記クランキングトルクを設定する手段であるものとしたりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される始動時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】エンジン２２の始動時における経過時間ｔｓｔａｒｔとモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジン２２の回転数Ｎｅとの関係の一例を示す説明図である。
【図５】脈動トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図６】エンジン２２を始動する際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図７】ダンパ２８のねじれ角θｄとねじれトルクＴｄとの関係の一例を示す説明図である。
【図８】変形例の始動時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図９】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１０】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１１】変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にねじれ要素としてのダンパ２８を介してキャリアが接続されると共に駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。
【００１７】
エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサからの冷却水温Ｔｗ，燃焼室内に取り付けられた圧力センサからの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブや排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサからのカム角θｃａ，スロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットル開度ＴＰ，吸気管に取り付けられたエアフローメータからの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサからの吸気温Ｔａ，排気系に取り付けられた空燃比センサからの空燃比ＡＦ，同じく排気系に取り付けられた酸素センサからの酸素信号Ｏ２などが入力ポートを介して入力されており、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁への駆動信号やスロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号，吸気バルブの開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ２３からの信号に基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００１８】
モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力ポートを介して入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転角速度ωｍ１，ωｍ２や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００１９】
バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりＨＶＥＣＵ７０に送信する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
【００２０】
ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションセンサ８２により検出するシフトポジションＳＰとして、駐車時に用いる駐車ポジション（Ｐポジション），後進走行用のリバースポジション（Ｒポジション），中立のニュートラルポジション（Ｎポジション），前進走行用のドライブポジション（Ｄポジション）などが用意されている。
【００２１】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を計算し、この要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２との運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード，エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力を駆動軸３６に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードとは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。
【００２２】
エンジン運転モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定し、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算すると共に計算した走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて得られるバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２から出力すべきパワーとしての要求パワーＰｅ＊を設定する。そして、要求パワーＰｅ＊を効率よくエンジン２２から出力することができるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとの関係としての動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにするための回転数フィードバック制御によってモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルクを要求トルクＴｒ＊から減じてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについてはエンジンＥＣＵ２４に送信し、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行ない、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン２２を効率よく運転しながらバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸３６に出力して走行することができる。このエンジン運転モードでは、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を運転停止した方がよい要求パワーＰｅ＊の範囲の上限として定められた停止用閾値Ｐｓｔｏｐ以下に至ったときなどエンジン２２の停止条件が成立したときに、エンジン２２の運転を停止してモータ運転モードに移行する。
【００２３】
モータ運転モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する。そして、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン２２を運転停止した状態でバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸３６に出力して走行することができる。このモータ運転モードでは、要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒを乗じて得られる走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を減じて得られるエンジン２２の要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を始動した方がよい要求パワーＰｅ＊の範囲の下限として定められた始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上に至ったときなどエンジン２２の始動条件が成立したときに、エンジン２２を始動してエンジン運転モードに移行する。
【００２４】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、エンジン２２を始動する際の動作について説明する。図２は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される始動時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン２２の始動条件が成立したときに実行される。
【００２５】
始動時駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，エンジン２２のクランク角θｃｒや回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２のクランク角θｃｒは、クランクポジションセンサ２３により検出されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒに基づいて演算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。さらに、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２のロータの回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣとに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。
【００２６】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図３に要求トルク設定用マップの一例を示す。
【００２７】
続いて、エンジン２２の回転数Ｎｅとクランキング開始からの経過時間ｔｓｔａｒｔとに基づいてモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐを設定する（ステップＳ１２０）。図４は、エンジン２２の始動時における経過時間ｔｓｔａｒｔとモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジン２２の回転数Ｎｅとの関係の一例を示す説明図である。図示するように、エンジン２２の始動条件が成立した（始動指示がなされた）時間ｔ１の直後から、レート処理を用いて、絶対値が比較的大きな正のトルク（エンジン２２の回転数Ｎｅを増加させる方向のトルク）をモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐに設定して、エンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させる。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが共振回転数帯（例えば、４００ｒｐｍ〜６００ｒｐｍなど）を通過したり共振回転数帯を通過するのに要する時間が経過したりした時間ｔ２から、レート処理を用いて、エンジン２２を安定して所定回転数Ｎｓｔａｒｔ（例えば、１０００ｒｐｍや１２００ｒｐｍなど）以上でモータリング可能なトルクをモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐに設定して、モータＭＧ１の電力消費や駆動軸３６に作用するトルクを小さくする。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｓｔａｒｔに至った時間ｔ３から、レート処理を用いて、モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐを値０とし、エンジン２２の完爆が判定された時間ｔ４から、発電用のトルクをモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐに設定する。ここで、所定回転数Ｎｓｔａｒｔは、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数である。
【００２８】
次に、エンジン２２のクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌを設定する（ステップＳ１３０）。エンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌは、実施例では、エンジン２２をクランキングしたときのエンジン２２のクランク角θｃｒと脈動トルクＴｅｐｕｌとの関係を予め実験や解析などによって定めて脈動トルク設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、エンジン２２のクランク角θｃｒが与えられると記憶したマップから対応するエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌを導出して設定するものとした。脈動トルク設定用マップの一例を図５に示す。
【００２９】
そして、モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌとプラネタリギヤ３０のギヤ比ρ（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）とを用いて、次式（１）により、仮トルクＴｍ１ｔｍｐでモータＭＧ１を駆動したときにダンパ２８のねじれに起因してダンパ２８で生じるトルク（以下、ねじれトルクＴｄという）として想定される想定ねじれトルクＴｄａｓを計算する（ステップＳ１４０）。エンジン２２を始動する際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図６に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤの回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリアの回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２である駆動軸３６の回転数Ｎｒを示す。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されてプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルク（−Ｔｍ１／ρ）と、モータＭＧ２から出力されて駆動軸３６に作用するトルクＴｍ２とを示す。式（１）は、プラネタリギヤ３０のサンギヤとモータＭＧ１の回転子とを連結するサンギヤ軸のトルク（モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐ）をキャリア軸に換算したトルク（右辺第１項）と、エンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌと、の差分によって想定ねじれトルクＴｄａｓを計算する式であり、図６の共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、ダンパ２８のねじれトルクＴｄは、ダンパ２８のねじれに起因してダンパ２８で生じるトルクであるから、プラネタリギヤ３０のキャリアとダンパ２８とを連結するキャリア軸には、ダンパ２８のねじれ（ねじれ角θｄ）が小さくなるようにねじれトルクＴｄとは反対方向のトルクが作用すると考えることができる。
【００３０】
Tdas=Tm1tmp・(1+ρ)/ρ-Tepul (1)
【００３１】
こうしてダンパ２８の想定ねじれトルクＴｄａｓを計算すると、計算した想定ねじれトルクＴｄａｓを所定トルクＴｄｒｅｆと比較する（ステップＳ１５０）。ここで、所定トルクＴｄｒｅｆは、仮トルクＴｍ１ｔｍｐでモータＭＧ１を駆動するとダンパ２８のねじれが過剰に大きくなって車両に振動やショックが発生するおそれがある振動想定状態であるか否かを判定するために用いられるものであり、ダンパ２８の特性などによって定めることができる。図７は、ダンパ２８のねじれ角θｄとねじれトルクＴｄとの関係の一例を示す説明図である。ダンパ２８は、一般に、ねじれ角θｄが大きいほどねじれトルクＴｄが大きくなり、且つ、ねじれ角θｄが大きいほどねじれ角θｄの増加に対するねじれトルクＴｄの増加が大きくなる特性を有している。特に、図７の例では、ねじれ角θｄが所定トルクＴｄｒｅｆに対応するねじれ角である所定角θｄｒｅｆより大きな領域では、ねじれ角θｄの若干の増加に対してねじれトルクＴｄが急増している。したがって、ダンパ２８をこの領域で使用すると、ねじれトルクＴｄが過剰に大きくなり、車両に振動やショックが発生するおそれがあると共にダンパ２８の劣化が促進されるおそれがある。ステップＳ１５０の想定ねじれトルクＴｄと所定トルクＴｄｒｅｆとの比較は、こうしたおそれがあるか否かを判定する処理である。
【００３２】
ダンパ２８の想定ねじれトルクＴｄａｓが所定トルクＴｄｒｅｆ以下のときには、モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定する（ステップＳ１６０）。一方、想定ねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆより大きいときには、所定トルクＴｄｒｅｆとエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌとプラネタリギヤ３０のギヤ比ρとを用いて次式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１７０）。式（２）は、式（１）の「Ｔｄａｓ」を「Ｔｄｒｅｆ」に置き換えて変形して得られる式である。このようにモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定することにより、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１を駆動したときに、ねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆ以下となるようにすることができる。この結果、モータＭＧ１からトルク指令Ｔｍ１＊に相当するトルクを出力してエンジン２２をクランキングするときに、ダンパ２８のねじれトルクＴｄが過剰に大きくなるのを抑制することができ、車両に振動やショックが発生するのを抑制することができる。しかも、モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌとに応じてダンパ２８のねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆ以下となるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するから、予め定められた時間領域や調整量を用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものに比して、ダンパ２８のねじれトルクＴｄが過剰になる大きくなるのをより適正に抑制することができる。さらに、仮トルクＴｍ１ｔｍｐでモータＭＧ１を駆動するとダンパ２８のねじれトルクＴｄ（想定ねじれトルクＴｄａｓ）が所定トルクＴｄｒｅｆより大きくなるときに、ねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆとなるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するから、ねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆより小さなトルクとなるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものに比してモータＭＧ１のトルクの制限の程度を必要最小限にすることができる。
【００３３】
Tm1*=(Tdref+Tepul)・ρ/(1+ρ) (2)
【００３４】
続いて、要求トルクＴｒ＊とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρとを用いて次式（３）によりモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを計算すると共に（ステップＳ１８０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との差分をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによってモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを式（４）および式（５）により計算し（ステップＳ１９０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によってトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２００）、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ２１０）。モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊でモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３５】
Tm2tmp=Tr*+Tm1*/ρ (3)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (6)
【００３６】
そして、エンジン２２の回転数Ｎｅを上述の所定回転数Ｎｓｔａｒｔと比較し（ステップＳ２２０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｓｔａｒｔ未満のときには、ステップＳ１００に戻る。そして、ステップＳ１００〜Ｓ２２０の処理を繰り返し実行している最中にエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｓｔａｒｔ以上に至ると（ステップＳ２２０）、燃料噴射制御や点火制御を指示するための制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ２３０）、エンジン２２が完爆に至ったか否かを判定し（ステップＳ２４０）、未だ完爆に至っていないときにはステップＳ１００に戻り、完爆に至ったときに本ルーチンを終了する。
【００３７】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２をクランキングするためのモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジン２２のクランク角θｃｒに応じたエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌとを用いてダンパ２８のねじれトルクＴｄとして想定される想定ねじれトルクＴｄａｓを求めて、想定ねじれトルクＴｄａｓが所定トルクＴｄｒｅｆ以下のときには仮トルクＴｍ１ｔｍｐをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、想定ねじれトルクＴｄａｓが所定トルクＴｄｒｅｆより大きいときにはダンパ２８のねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆとなるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、設定したトルク指令Ｔｍ１＊がモータＭＧ１から出力されてエンジン２２がモータリングされて始動されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御するから、ダンパ２８のねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆを超えて大きくなるのをより適正に抑制することができる。この結果、エンジン２２の始動時に車両に振動やショックが生じるのをより適正に抑制することができる。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌとを用いてダンパ２８の想定ねじれトルクＴｄａｓを計算し、計算したダンパ２８の想定ねじれトルクＴｄａｓが所定トルクＴｄｒｅｆ以下のときにはモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、ダンパ２８の想定ねじれトルクＴｄａｓが所定トルクＴｄｒｅｆより大きいときにはダンパ２８のねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆとなるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしたが、ダンパ２８の想定ねじれトルクＴｄａｓを計算せずに、ダンパ２８のねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆ以下となるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしてもよい。図８は、この場合の始動時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、図２の始動時駆動制御ルーチンのステップＳ１４０〜Ｓ１７０の処理に代えてステップＳ３００の処理を実行する点を除いて図２の始動時駆動制御ルーチンと同一である。したがって、同一の処理については同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。図８の始動時駆動制御ルーチンでは、モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐやエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌを設定すると（ステップＳ１２０，Ｓ１３０）、モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌと所定トルクＴｄｒｅｆとプラネタリギヤ３０のギヤ比ρとを用いて次式（７）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（ステップＳ３００）、ステップＳ１８０以降の処理を実行する。ここで、式（７）の右辺の後半「（Ｔｄｒｅｆ＋Ｔｅｐｕｌ）・ρ／（１＋ρ）」は、上述の式（２）の右辺である。したがって、式（７）は、モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐを、ダンパ２８のねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆとなるモータＭＧ１のトルクで制限したものとなる。これにより、実施例と同様に、ダンパ２８のねじれトルクが過剰になるのを抑制することができ、車両に振動やショックが発生するのを抑制することができる。
【００３９】
Tm1*=min(Tm1tmp,(Tdref+Tepul)・ρ/(1+ρ)) (7)
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ダンパ２８の想定ねじれトルクＴｄａｓが所定トルクＴｄｒｅｆより大きいときには、上述の式（２）により、ねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆとなるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしたが、ねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆより若干小さなトルクとなるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしてもよい。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌとを用いてダンパ２８の想定ねじれトルクＴｄａｓを計算し、計算したダンパ２８の想定ねじれトルクＴｄａｓに応じて、ダンパ２８のねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆ以下となるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしたが、モータＭＧ１から出力されているトルク（前回のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊や、モータＭＧ１の各相に流れている相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに基づいてモータＭＧ１から出力されていると推定されるトルク）とエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌとを用いてダンパ２８のねじれトルクＴｄを計算し、計算したダンパ２８のねじれトルクＴｄに応じて、ダンパ２８のねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆ以下となるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしてもよい。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌとを用いてダンパ２８の想定ねじれトルクＴｄａｓを計算し、計算したダンパ２８の想定ねじれトルクＴｄａｓに応じて、ダンパ２８のねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆ以下となるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしたが、エンジン２２の回転数Ｎｅと、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を用いて計算されるキャリア軸（プラネタリギヤ３０のキャリアとダンパ２８とを連結する軸）の回転数と、を用いてダンパ２８のねじれ角θｄを計算すると共に計算したダンパ２８のねじれ角θｄを用いてダンパ２８のねじれトルクＴｄを求めて（図７参照）、求めたダンパ２８のねじれトルクＴｄに応じて、ダンパ２８のねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆ以下となるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしてもよい。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、車両の振動（駆動軸３６の回転変動）を抑制するための制振トルクＴｖを考慮せずに、モータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔで制限したトルクがモータＭＧ２から出力されるようモータＭＧ２（インバータ４２）を制御するものとしたが、制振トルクＴｖを考慮して、モータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐと制振トルクＴｖとの和のトルクをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔで制限したトルクがモータＭＧ２から出力されるようモータＭＧ２（インバータ４２）を制御するものとしてもよい。ここで、制振トルクＴｖは、例えば、駆動軸３６に換算した駆動輪３８ａ，３８ｂの回転速度としての駆動輪回転角速度ωｂとモータＭＧ２の回転角速度ωｍ２との差に制御ゲインｋｖを乗じたものを用いることができる。なお、駆動輪回転角速度ωｂやモータＭＧ２の回転角速度ωｍ２は、回転位置検出センサ４４により検出されたモータＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力して用いることができる。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２からの動力を駆動軸３６に出力するものとしたが、図９の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２からの動力を駆動軸３６が接続された車軸（駆動輪３８ａ，３８ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図９における車輪３９ａ，３９ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力するものとしたが、図１０の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフトにダンパ２８を介して接続されたインナーロータ２３２と駆動輪３８ａ，３８ｂに動力を出力する駆動軸３６に接続されたアウターロータ２３４とを有しエンジン２２からの動力の一部を駆動軸３６に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動軸３６に出力するものとしたが、図１１の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に変速機３３０を介してモータＭＧを取り付けると共にモータＭＧの回転軸にダンパ２８を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機３３０とを介して駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機３３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。
【００４７】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「モータ」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、エンジン２２をクランキングするためのモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジン２２のクランク角θｃｒに応じたエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌとを用いてダンパ２８のねじれトルクＴｄとして想定される想定ねじれトルクＴｄａｓを求めて、想定ねじれトルクＴｄａｓが所定トルクＴｄｒｅｆ以下のときには仮トルクＴｍ１ｔｍｐをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、想定ねじれトルクＴｄａｓが所定トルクＴｄｒｅｆより大きいときにはねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆとなるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、設定したトルク指令Ｔｍ１＊がモータＭＧ１から出力されてエンジン２２がモータリングされて始動されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御する、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とが「始動時制御手段」に相当する。また、プラネタリギヤ３０が「プラネタリギヤ」に相当し、モータＭＧ２が「第２のモータ」に相当する。
【００４８】
ここで、「エンジン」としては、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２に限定されるものではなく、水素エンジンなど、車軸に連結された後段軸にねじれ要素を介して出力軸が接続されたものであれば如何なるタイプのエンジンであっても構わない。「モータ」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、後段軸に動力を出力可能なものであれば如何なるタイプのモータであっても構わない。「バッテリ」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、モータに電力を供給可能なものであれば如何なるタイプのバッテリであっても構わない。「始動時制御手段」としては、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく、単一の電子制御ユニットによって構成されるものなどとしてもよい。また、「始動時制御手段」としては、エンジン２２をクランキングするためのモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジン２２のクランク角θｃｒに応じたエンジン２２の脈動トルクＴｅｐｕｌとを用いてダンパ２８のねじれトルクＴｄとして想定される想定ねじれトルクＴｄａｓを求めて、求めた想定ねじれトルクＴｄａｓが所定トルクＴｄｒｅｆ以下のときには仮トルクＴｍ１ｔｍｐをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、想定ねじれトルクＴｄａｓが所定トルクＴｄｒｅｆより大きいときにはねじれトルクＴｄが所定トルクＴｄｒｅｆとなるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、設定したトルク指令Ｔｍ１＊がモータＭＧ１から出力されてエンジン２２がモータリングされて始動されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御するものに限定されるものではなく、エンジンの始動指示がなされたとき、モータからのクランキングトルクの出力を伴ってエンジンがクランキングされて始動されるようエンジンとモータとを制御するものにおいて、クランキングトルクの基本値である基本トルクとエンジンのクランク角に応じたエンジンの脈動トルクとに応じて、ねじれ要素のねじれに起因するねじれトルクが予め定められた所定トルク以下となるようクランキングトルクを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「プラネタリギヤ」としては、プラネタリギヤ３０（シングルピニオン式のプラネタリギヤ）に限定されるものではなく、ダブルピニオン式のプラネタリギヤや、複数のプラネタリギヤの組み合わせによって構成されたものなど、車軸に連結された駆動軸と後段軸とモータの回転軸との３軸に３つの回転要素が接続されたものであれば如何なるタイプのプラネタリギヤであっても構わない。「第２のモータ」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、バッテリと電力のやりとりが可能で駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプのモータであっても構わない。
【００４９】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００５０】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
２０，１２０，２２０，３２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ クランクポジションセンサ、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 駆動輪、３９ａ，３９ｂ 車輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ、２３４ アウターロータ、３３０ 変速機、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸に連結された後段軸にねじれ要素を介して出力軸が接続されたエンジンと、前記後段軸に動力を出力可能なモータと、前記モータに電力を供給可能なバッテリと、前記エンジンの始動指示がなされたとき、前記モータからのクランキングトルクの出力を伴って前記エンジンがクランキングされて始動されるよう前記エンジンと前記モータとを制御する始動時制御手段と、を備える車両であって、
前記始動時制御手段は、前記クランキングトルクの基本値である基本トルクと前記エンジンのクランク角に応じた該エンジンの脈動トルクとに応じて、前記ねじれ要素のねじれに起因して生じるねじれトルクが予め定められた所定トルク以下となるよう前記クランキングトルクを設定する手段である、
車両。
【請求項２】
請求項１記載の車両であって、
前記始動時制御手段は、前記基本トルクと前記エンジンの脈動トルクとを用いて前記ねじれトルクとして想定される想定ねじれトルクを求めて、前記想定ねじれトルクが前記所定トルク以下のときには前記基本トルクを前記クランキングトルクに設定し、前記想定ねじれトルクが前記所定トルクより大きいときには前記所定トルクと前記エンジンの脈動トルクとの和のトルクを前記モータの回転軸に換算したトルクを前記クランキングトルクに設定する手段である、
車両。
【請求項３】
請求項１記載の車両であって、
前記始動時制御手段は、前記基本トルクと、前記所定トルクと前記エンジンの脈動トルクとの和のトルクを前記モータの回転軸に換算したトルクと、のうち小さい方のトルクを前記クランキングトルクに設定する手段である、
車両。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の車両であって、
前記車軸に連結された駆動軸と前記後段軸と前記モータの回転軸との３軸に３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、
前記バッテリと電力のやりとりが可能で前記駆動軸に動力を入出力可能な第２のモータと、
を備える車両。
【請求項１】
車軸に連結された後段軸にねじれ要素を介して出力軸が接続されたエンジンと、前記後段軸に動力を出力可能なモータと、前記モータに電力を供給可能なバッテリと、前記エンジンの始動指示がなされたとき、前記モータからのクランキングトルクの出力を伴って前記エンジンがクランキングされて始動されるよう前記エンジンと前記モータとを制御する始動時制御手段と、を備える車両であって、
前記始動時制御手段は、前記クランキングトルクの基本値である基本トルクと前記エンジンのクランク角に応じた該エンジンの脈動トルクとに応じて、前記ねじれ要素のねじれに起因して生じるねじれトルクが予め定められた所定トルク以下となるよう前記クランキングトルクを設定する手段である、
車両。
【請求項２】
請求項１記載の車両であって、
前記始動時制御手段は、前記基本トルクと前記エンジンの脈動トルクとを用いて前記ねじれトルクとして想定される想定ねじれトルクを求めて、前記想定ねじれトルクが前記所定トルク以下のときには前記基本トルクを前記クランキングトルクに設定し、前記想定ねじれトルクが前記所定トルクより大きいときには前記所定トルクと前記エンジンの脈動トルクとの和のトルクを前記モータの回転軸に換算したトルクを前記クランキングトルクに設定する手段である、
車両。
【請求項３】
請求項１記載の車両であって、
前記始動時制御手段は、前記基本トルクと、前記所定トルクと前記エンジンの脈動トルクとの和のトルクを前記モータの回転軸に換算したトルクと、のうち小さい方のトルクを前記クランキングトルクに設定する手段である、
車両。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の車両であって、
前記車軸に連結された駆動軸と前記後段軸と前記モータの回転軸との３軸に３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、
前記バッテリと電力のやりとりが可能で前記駆動軸に動力を入出力可能な第２のモータと、
を備える車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−８６５１６（Ｐ２０１３−８６５１６Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２５４８３（Ｐ２０１１−２２５４８３）
【出願日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【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２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【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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