JP2000220557A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジン及び走行用モータで走行するパラレ
ル式のハイブリッド自動車において、エンジンの始動及
び始動したか否かの判定を確実に行う。 【解決手段】 走行用モータ２を駆動輪９，１０に直結
する。エンジン１は、トルクコンバータ５及び自動変速
機７を介して駆動輪９，１０に連結する。自動変速機７
は、変速を行うと共にＮレンジと変速レンジとに切り換
わってエンジンの駆動力を断続する。エンジン１には、
発電機モータ４を連結する。エンジン１を始動する際に
は、バッテリ３から電流を発電機モータ４にに供給し、
発電機モータ４でエンジン１をクランキングして始動を
試みる。そして、発電機モータ４にに供給される電流の
変化によってエンジン１が始動したか否かを判定する。
エンジン１の始動に失敗すると、発電機モータ４の駆動
力を増してエンジン１の回転数を更に上昇させてエンジ
ン１の再始動を試みる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンとモータ
とを併用して走行するハイブリッド車両に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ハイブリッド車両としてシリ
ーズ方式と呼ばれるものが知られている（例えば、特開
平６−１６５３０９号公報参照）。このものでは、エン
ジンでジェネレータを駆動して発電を行い、電力をバッ
テリに蓄える。そして、バッテリからモータに電力を供
給し、このモータによって走行用の駆動力を得るように
している。

【０００３】一方、ハイブリッド車両としてパラレル方
式と呼ばれるものが知られている。このものでは、電気
モータ及びエンジンを併用して走行するように構成され
ている。つまり、エンジンでジェネレータを駆動してバ
ッテリを充電する点は上記シリーズ方式と同様である
が、該シリーズ方式とは異なり、バッテリの電力で駆動
するモータによる走行だけでなく、エンジンのみによる
走行やエンジンとモータの双方による走行も可能に構成
されている。そして、発進時にはモータで走行し、車速
が上がってエンジンを効率のよい回転で運転できる状態
となるとモータからエンジンに駆動源を切り換えて走行
するようにしている。更に、急発進や急加速のように大
きな駆動力を要する場合にはモータとエンジンの双方に
よって走行するようにしている。

【０００４】また、ハイブリッド車両では、必要なとき
にだけエンジンを運転することとし、エンジンのアイド
リングを抑制して燃費の向上を図っている。従って、ハ
イブリッド車両では、ジェネレータによる発電やエンジ
ンによる走行が必要となるとエンジンを始動させるよう
にしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、ハイブ
リッド車両では、エンジンの運転を要する際にだけエン
ジンを始動させるようにしている。このため、エンジン
の始動に失敗すると、直ちに走行に悪影響が及ぶという
問題があった。

【０００６】つまり、ハイブリッド車両は、エンジンと
モータとが駆動力を発生させることによって充分な走行
性能を得るようにしている。例えば、モータでの走行中
に急加速が要求された場合、エンジンを始動してエンジ
ンの駆動力も利用して充分な加速性能を得るようにして
いる。従って、この様な場合にエンジンの始動に失敗す
ると、エンジンの駆動力が得られず、充分な加速が得ら
れないなどの走行性能の悪化を招いていた。

【０００７】また、ハイブリッド車両では、エンジンの
駆動力の有無によって異なった制御を要する、このた
め、エンジンが始動したか否かを確実に判定しなければ
的確な制御を行うことができず、これによっても走行に
悪影響が及ぶおそれがあった。

【０００８】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、エンジンの始動及び
始動したか否かの判定を確実に行い、充分な走行性能を
発揮させて信頼性を向上させることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、発電機モータ
が受ける電流に基づいてエンジンが始動したか否かを判
定し、始動していなければ所定の再始動動作を行うよう
にしたものである。

【００１０】具体的に、本発明が講じた第１の解決手段
は、エンジンと、上記エンジンに連結された発電機モー
タと、上記発電機モータにより発生する電力を蓄える蓄
電手段と、上記蓄電手段の電力により駆動される走行用
モータと、上記エンジン及び走行用モータに連結された
駆動輪とを備え、上記エンジンと走行用モータの一方又
は両方の駆動力を駆動輪に伝達して走行するハイブリッ
ド車両を対象としている。そして、上記蓄電手段の電力
を受ける発電機モータによりエンジンを所定の始動回転
数にまで駆動してエンジンの始動を行う始動動作と、蓄
電手段が発電機モータへ供給する電流の変化に基づいて
始動動作の後にエンジンが始動したか否かを判定する判
定動作とを行う一方、該判定動作でエンジンが始動して
いないと判定するとエンジンを始動させるための再始動
動作を行う制御手段を設けるものである。

【００１１】また、本発明が講じた第２の解決手段は、
上記第１の解決手段において、制御手段が、再始動動作
として発電機モータによりエンジンを始動回転数よりも
高い再始動回転数にまで駆動するように構成されるもの
である。

【００１２】また、本発明が講じた第３の解決手段は、
上記第１の解決手段において、制御手段が、走行用モー
タの駆動力による走行中に始動動作を行い、且つ、再始
動動作として発電機モータに蓄電手段が供給する電流を
維持するために走行用モータに蓄電手段が供給する電流
を削減するように構成されるものである。

【００１３】また、本発明が講じた第４の解決手段は、
上記第１の解決手段において、制御手段が、再始動動作
として発電機モータに蓄電手段が供給する電流を増加さ
せるように構成されるものである。

【００１４】また、本発明が講じた第５の解決手段は、
上記第１の解決手段において、エンジンと駆動輪に介設
されて該エンジンと駆動輪との間を断続する断続手段を
設け、制御手段が、走行用モータの駆動力による走行中
に始動動作を行い、且つ、再始動動作としてエンジンを
駆動輪と直結するために断続手段を切り換えるように構
成されるものである。

【００１５】また、本発明が講じた第６の解決手段は、
上記第５の解決手段において、制御手段が、再始動動作
の際には走行状態を一定に維持するために走行用モータ
の駆動力を制御するように構成されるものである。

【００１６】−作用−上記第１の解決手段では、走行用
モータとエンジンの一方の駆動力を駆動輪に伝達する走
行と、走行用モータとエンジンの両方の駆動力を駆動輪
に伝達する走行とを行う。一方、発電機モータは、エン
ジンに駆動されて発電を行い、発生した電力は蓄電手段
に蓄えられて走行用モータの駆動等に用いられる。

【００１７】エンジンを始動する場合は、制御手段が所
定の始動動作を行い、判定動作によってエンジンが始動
したか否かを判定し、エンジンが始動していなければ所
定の再始動動作を行う。先ず、始動動作では、発電機モ
ータに蓄電手段から電力を供給し、この発電機モータの
駆動力でエンジンを回転させて始動を行う。次に、判定
動作では、発電機モータに供給される電流に基づいてエ
ンジンが始動したか否かを判定する。具体的に、エンジ
ンが始動すればエンジン自体が駆動力を発生させるた
め、発電機モータに供給される電流が減少する。従っ
て、この該電流の変化によってエンジンが始動したか否
かが判定される。そして、判定動作の結果、エンジンが
始動していないと判定された場合には、再始動動作を行
ってエンジンを確実に始動させるようにする。

【００１８】また、上記第２の解決手段では、再始動動
作の際には、始動動作の際よりもエンジンの回転数を高
くしてエンジンを確実に始動させるようにする。

【００１９】また、上記第３の解決手段では、蓄電手段
から走行用モータに電流を供給して走行している状態に
おいて、始動動作が行われる。そして、再始動動作の際
には、蓄電手段から走行用モータに供給する電流を削減
し、蓄電手段から発電機モータに供給する電力を確保し
てエンジンを確実に始動させるようにする。例えば、蓄
電手段が放電可能な電流に上限値がある場合、エンジン
を確実に始動させるために供給する電流を増やして発電
機モータの発生する駆動力を増やそうとしても、蓄電手
段の制限によって発電機モータへの電流を増加できない
おそれがある。これに対し、本解決手段では、走行用モ
ータへの電流を削減し、発電機モータへ優先的に電流を
供給してエンジンの始動を確実に行う。

【００２０】また、上記第４の解決手段では、再始動動
作の際には、蓄電手段から発電機モータに供給する電流
を増加させ、発電機モータの駆動力を増大してエンジン
を確実に始動させるようにする。

【００２１】また、上記第５の解決手段では、蓄電手段
から走行用モータに電流を供給して走行している状態に
おいて、始動動作が行われる。そして、再始動動作の際
には、断続手段を切り換えてエンジンと駆動輪とを直結
し、車両の慣性力を利用してエンジンを回転させること
によってエンジンを確実に始動させるようにする。

【００２２】また、上記第６の解決手段では、再始動動
作として車両の慣性力を利用してエンジンを回転させる
場合であっても、走行用モータの駆動力を制御して車両
の走行状態を一定に維持する。つまり、断続手段の切り
換えの際に走行用モータの駆動力を増大させ、走行状態
を一定に維持する。

【００２３】

【発明の効果】従って、上記の解決手段によれば、エン
ジンを駆動している発電機モータへの電流が減少するか
否かによって、エンジンが始動したか否かを確実に判定
することができる。また、始動動作によってエンジンを
始動できなかった場合には、所定の再始動動作を行い、
エンジンをより始動しやすい状態としてエンジンの始動
を確実に行うことができる。この結果、エンジンの始動
の失敗によって走行に悪影響が及ぶ可能性を低くするこ
とができ、充分な走行性能を発揮させて信頼性を向上さ
せることができる。

【００２４】特に、上記第６の解決手段によれば、走行
用モータの制御によって走行状態を一定に維持すること
ができ、走行状態を安定に維持しつつエンジンの始動を
確実に行うことができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。

【００２６】−ハイブリッド自動車の機械的構成−図１
は、本実施形態のハイブリッド自動車の機械的構成を示
すブロック図である。

【００２７】図１に示すように、本実施形態のハイブリ
ッド自動車は、駆動力を発生するためのパワーユニット
として、蓄電手段であるバッテリ３から供給される電力
により駆動される走行用モータ２とガソリン等の液体燃
料の爆発力により駆動されるエンジン１とを併用して走
行し、後述する車両の走行状態に応じて、走行用モータ
２のみによる走行、エンジン１のみによる走行、或いは
走行用モータ２とエンジン１の双方による走行とが実現
される。

【００２８】エンジン１は、トルクコンバータ５及び自
動変速機７を介して駆動輪９，１０に連結されている。
そして、エンジン１の駆動力は、自動変速機７の出力側
に直結された出力軸１２からギヤトレイン１１及び差動
機構８を介して駆動輪９，１０に伝達される。また、エ
ンジン１はバッテリ３を充電するために発電機モータ４
を駆動する。

【００２９】トルクコンバータ５は、図示しないが、ロ
ックアップ機構であるロックアップクラッチを有し、ロ
ックアップクラッチを繋ぐとロックアップされ、ロック
アップクラッチを切るとロックアップが解除されるよう
に構成されている。

【００３０】自動変速機７は、図示しないが、遊星歯車
機構、多板クラッチ、ブレーキ、ワンウェイクラッチ等
の構成要素から成る４速の変速機である。そして、この
自動変速機７は、多板クラッチの断続等によって、入力
側と出力側とが切断されるニュートラルレンジ（以下、
Ｎレンジという）と、入力側と出力側とが連結される１
速〜４速の各変速レンジとに切り換わるように構成され
ている。この自動変速機７は、変速機として機能するほ
か、Ｎレンジと変速レンジとに切り換わることによって
エンジン１と駆動輪９，１０との間の断続を行う。そし
て、自動変速機７をＮレンジと変速レンジとに切り換え
る多板クラッチ等の自動変速機用クラッチ手段が、エン
ジン１と出力軸１２との間を断続する断続手段を構成し
ている。

【００３１】走行用モータ２は、バッテリ３から供給さ
れる電力により駆動され、ギヤトレイン１１を介して駆
動輪９，１０に駆動力を伝達する。また、走行用モータ
２は、車両の減速時には逆に駆動輪９，１０に駆動さ
れ、車両の運動エネルギを電力に変換してバッテリ３に
供給する。

【００３２】発電機モータ４は、エンジン１によって駆
動されて発電を行い、バッテリ３に電力を供給する。ま
た、この発電機モータ４は、エンジン１の始動時にはバ
ッテリ３から電力を受けてエンジン１をクランキングさ
せる。

【００３３】エンジン１は例えば高燃費型のバルブの閉
弁タイミングを遅延させるタイプのものが搭載され、走
行用モータ２は例えば最大出力２０ＫＷのＩＰＭ同期式
モータが使用され、発電機モータ４は例えば最大出力１
０ＫＷのものが使用され、バッテリ３は例えば最大出力
３０ＫＷのニッケル水素電池が搭載される。

【００３４】統括制御ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ、インターフェース回路及びインバータ回路
等からなり、エンジン１の点火時期や燃料噴射量等をコ
ントロールすると共に、走行用モータ２及び発電機モー
タ４の出力や回転数の制御、トルクコンバータ５のロッ
クアップ制御、自動変速機７の制御、バッテリ３の充放
電等を総括的に制御する制御手段に構成されている。

【００３５】また、統括制御ＥＣＵ１００には、エンジ
ン１のクランク軸回転数と走行用モータ２の回転数とが
入力されている。そして、統括制御ＥＣＵ１００は、入
力された両回転数に基づき、自動変速機７の変速比及び
ギヤトレイン１１のギヤ比を考慮して自動変速機７にお
ける入力側及び出力側の軸回転数をそれぞれ算出するよ
うに構成されている。即ち、統括制御ＥＣＵ１００は、
自動変速機７の入力側回転数及び出力側回転数を検出す
る検出手段を構成している。

【００３６】更に、統括制御ＥＣＵ１００は、図２に示
すようなシフトスケジュールに従って自動変速機７を変
速するように構成されている。このシフトスケジュール
は、車速とアクセル踏込量との関係で表され、４速の自
動変速機７に対応して３本の変速ラインが定められてい
る。そして、この変速ラインを横切ると自動変速機７を
変速するようにしている。このシフトスケジュールは、
車速との関係でエンジン１の回転数が最もエンジン１の
効率の良い回転数の範囲となるように定められている。

【００３７】また、図２にハッチングで示すように、所
定のロックアップ領域が定められ、このロックアップ領
域ではトルクコンバータ５をロックアップするようにし
ている。つまり、エンジン１のみの車両ではロックアッ
プ領域が変速の行われない領域に限られるのに対し、本
ハイブリッド自動車では変速が行われる領域にまでロッ
クアップ領域が拡大されている。これは、本ハイブリッ
ド自動車では、変速によるエンジン１の駆動力の変化を
走行用モータ２の駆動力で吸収することができ、トルク
コンバータ５のロックアップ状態でも変速ショックを生
じることなく変速が可能だからである。

【００３８】−運転動作− 次に、下記表１を参照して主要な状態下におけるエンジ
ン１、発電機モータ４、走行用モータ２及びバッテリ３
の制御について説明する。尚、表１において「力行」と
は駆動トルクを出力している状態を意味する。

【００３９】

【表１】

【００４０】［停車時］表１に示すように、停車時で
は、エンジン１、発電機モータ４、走行用モータ２は停
止される。但し、エンジン１は冷間時とバッテリ蓄電量
低下時に運転され、発電機モータ４はエンジン運転中は
発電するために駆動されてバッテリ３を充電する。

【００４１】［緩発進時］表１に示すように、緩発進時
では、エンジン１、発電機モータ４は停止され、走行用
モータ２が駆動トルクを出力する。

【００４２】［急発進時］表１に示すように、急発進時
では、走行用モータ２が駆動トルクを出力し、エンジン
１は始動後高出力で運転される。バッテリ３は走行用モ
ータ２に放電する。尚、ここではエンジン１の始動後は
発電機モータ４を停止しているが、発電機モータ４が継
続して駆動トルクを出力するようにしてもよい。

【００４３】［エンジン始動時］表１に示すように、エ
ンジン始動時では、発電機モータ４がエンジン１をクラ
ンキングするために駆動トルクを出力してエンジン１が
起動される。バッテリ３は発電機モータ４に放電する。

【００４４】［定常低負荷走行時］表１に示すように、
定常低負荷走行時では、エンジン１、発電機モータ４は
停止され、走行用モータ２が駆動トルクを出力する。バ
ッテリ３は走行用モータ２に放電する。但し、エンジン
１は冷間時とバッテリ蓄電量低下時に運転され、発電機
モータ４はエンジン運転中は発電するために駆動されて
バッテリ３を充電する。尚、本実施形態では、定常低負
荷走行の状態となるのは車速が時速２０キロ以下の場合
に限られている。従って、定常走行時において車速が時
速２０キロを超えると、低負荷運転から中負荷運転に移
行する。

【００４５】［定常中負荷走行時］表１に示すように、
定常中負荷走行時では、走行用モータ２は無出力とさ
れ、エンジン１は高効率領域で運転され、バッテリ３は
走行用モータ２には放電せず、発電機モータ４はバッテ
リ３を充電する。

【００４６】［定常高負荷走行時］表１に示すように、
定常高負荷走行時では、エンジン１は高出力運転され、
発電機モータ４と走行用モータ２が駆動トルクを出力す
る。バッテリ３は発電機モータ４と走行用モータ２に放
電する。但し、発電機モータ４はバッテリ蓄電量低下時
はバッテリ３を充電する。

【００４７】［急加速時］表１に示すように、急加速時
では、エンジン１は高出力運転され、発電機モータ４と
走行用モータ２が走行のために駆動トルクを出力する。
バッテリ３は発電機モータ４と走行用モータ２に放電す
る。

【００４８】［減速時（回生制動時）］表１に示すよう
に、減速時では、エンジン１及び発電機モータ４は停止
され、走行用モータ２は発電機として電力を回生してバ
ッテリ３を充電する。

【００４９】−エンジン締結時の動作−本実施形態のハ
イブリッド自動車では、走行用モータ２の駆動トルクの
みでの走行中に、途中からエンジン１のトルクを駆動輪
９，１０に伝達する場合がある。具体的には、上述の急
発進時や、定常低負荷走行から定常中負荷走行、定常高
負荷走行又は急加速へ移行する場合が該当する。そし
て、この場合において、統括制御ＥＣＵ１００は、所定
のエンジン締結制御を行う。また、統括制御ＥＣＵ１０
０は、このエンジン締結制御の一部として、自動変速機
７におけるエンジン側の入力側回転数と出力軸側の出力
側回転数が一致するように発電機モータ４でエンジン１
の回転数を調節する回転同期動作を行う。

【００５０】先ず、このエンジン締結制御の概要につい
て、図３のタイムチャートを参照しながら説明する。こ
の図３は、停止状態から発進し、緩やかに加速して定常
低負荷走行から定常中負荷走行へ移行するまでを示して
いる。時刻ｔ１において緩発進し、上述の定常低負荷走
行状態となる。そして、走行用モータ２のみが駆動力を
発生し、車速が緩やかに上昇する。

【００５１】その後、時刻ｔ２において車速が時速２０
キロを超えると、定常低負荷走行から定常中負荷走行へ
と移行するために、発電機モータ４によってエンジン１
をクランキングする。エンジン１がかかると、時刻ｔ３
から発電機モータ４に対するフィードバック制御を開始
する。その後、時刻ｔ４までは、スロットル開度を所定
開度に保持してエンジン１に所定のトルクを発生させる
一方、発電機モータ４が発電機となってエンジン１に負
荷をかけ、この負荷を制御してエンジン回転数の制御を
行う。

【００５２】時刻ｔ４においてエンジン回転数と目標エ
ンジン回転数とが一致すると、自動変速機７をＮレンジ
から１速レンジに切り換える。この状態で、エンジン１
の駆動力が駆動輪９，１０に伝達される。このため、時
刻ｔ４では、自動変速機７を切り換えると共に走行用モ
ータ２の駆動力を減じ、駆動輪９，１０に伝わる駆動力
を一定に保つ。そして、その後はエンジン１の駆動力の
みで走行を継続する。

【００５３】次に、このエンジン締結制御の詳細につい
て、図４及び図５のフロー図を参照しながら説明する。

【００５４】先ず、ステップST１において、車速、アク
セル踏込量、走行用モータ２の回転数及びエンジン１の
回転数を読み込む。そして、走行用モータ２の回転数に
ギヤトレイン１１のギヤ比を乗じて出力軸１２の回転数
を算出し、ステップST２に移る。

【００５５】ステップST２では、車速、アクセル踏込量
及びアクセル踏込量の変化率に基づいて、エンジン１の
始動を要するか否かを判断する。つまり、車速が時速２
０キロを超えて上述の定常中負荷走行へ移行した場合
や、アクセルが急激に踏み込まれて急加速や急発進が要
求されている場合には、エンジン１の始動が必要と判断
してステップST３に移る。一方、エンジン１の始動が不
要であれば通常の制御に戻る。

【００５６】ステップST３では、シフトスケジュールに
基づいて自動変速機７の変速レンジを選択し、出力軸回
転数に該変速レンジの変速比を乗じて目標エンジン回転
数を算出する。エンジン１の回転数がこの目標エンジン
回転数となると、自動変速機７の入力側回転数と出力側
回転数とが一致することとなる。尚、このステップST３
以降は、自動変速機７の変速が完了するまで一度選択し
た変速レンジの変更を禁止する。

【００５７】続くステップST４では、急発進の要求の有
無を判断する。つまり、車両の停止状態でアクセルが急
激に踏み込まれた場合には急発進が要求されていると判
断してステップST１５へ移る。一方、急発進が要求され
ていないと判断するとステップST５へ移る。尚、出力軸
回転数の変化率に基づいて急発進の要求の有無を判断し
てもよい。つまり、出力軸回転数の増加率が大きければ
急発進の要求が有ると判断し、害増加率が小さければ急
発進の要求が無いと判断してもよい。

【００５８】急発進の要求があると、先ず、ステップST
１５においてトルクコンバータ５のロックアップを解除
する制御を行う。この様にロックアップを解除するの
は、トルクコンバータ５のトルク増幅作用を利用してよ
り大きな駆動力を駆動輪９，１０に伝達するためであ
る。

【００５９】続くステップST１６では、始動動作とし
て、発電機モータ４にバッテリ３から電力を供給し、エ
ンジン１を始動するために発電機モータ４でエンジン１
をクランキングする。そして、エンジン回転数が始動回
転数である１０００ｒｐｍに達するとステップST１７に
移る。

【００６０】ステップST１７では、ステップST１６から
継続して始動動作を行うと共に、判定動作を行う。具体
的に、先ず、エンジン１に燃料噴射及び点火を行ってエ
ンジン１の始動を試みる。そして、判定動作によってエ
ンジン１が始動したか否かを判定し、始動していればス
テップST１８に移る。一方、エンジン１が始動していな
ければ、再始動動作であるエンジン始動制御へ移行して
エンジン１の始動を更に試みる。このエンジン始動制御
については、後述する。

【００６１】ここで、上記判定動作においては、発電機
モータ４へ供給される電流の変化に基づいて判定する。
具体的に、ステップST１６からステップST１７に移った
時点では、エンジン１は発電機モータ４の駆動力のみで
１０００ｒｐｍに保持されている。その後、エンジン１
が始動すると、エンジン１自体の駆動力によってもエン
ジン１が回転する。従って、エンジンが始動していれ
ば、１０００ｒｐｍに保持するのに要する発電機モータ
４の駆動力は減少し、バッテリ３から発電機モータ４へ
の電流が少なくなる。そして、この発電機モータ４への
電流の減少の有無によって、エンジン１が始動したか否
かを判定する。

【００６２】ステップST１８では、エンジン１のトルク
を最大とするためにスロットルを全開すると共に、発電
機モータ４が発生させるトルクを最大として回転同期動
作を行う。つまり、急発進状態では、走行用モータ２の
トルクが最大にされて既に車両が動き出している一方、
スロットルを開いてもエンジン回転数がすぐには上昇し
ないため、発電機モータ４のトルクを最大としてエンジ
ン１を駆動して自動変速機７の入力側及び出力側回転数
の一致を図る。

【００６３】ここで、運転者から急発進の要求が出てか
ら僅かな時間しか経過していなければ、車速はまだそれ
程上昇しておらず、単純に走行用モータ２、エンジン１
及び発電機モータ４を最大出力とすれば、自動変速機７
の入力側と出力側でほとんど回転数差が無いとみなすこ
とができる。また、多少の回転数差はトルクコンバータ
５で吸収できる。従って、ステップST１８では、スロッ
トル全開、発電機モータ４のトルク最大とした後は、時
間をあけずに素早く自動変速機７をＮレンジから１速レ
ンジへと変速する。そして、変速完了後は、エンジン１
及び走行用モータ２で駆動輪９，１０を駆動する一方、
発電機モータ４を停止させる。尚、発電機モータ４を停
止させずに発電機モータ４のトルクをも駆動輪９，１０
に伝達してもよく、この場合はより大きな駆動力を駆動
輪９，１０に伝達できる。

【００６４】上記ステップST４で急発進の要求がない場
合、ステップST５において急加速の要求の有無を判断す
る。つまり、車両の走行中にアクセルが急激に踏み込ま
れた場合には急加速が要求されていると判断してステッ
プST６へ移る。一方、急加速が要求されていないと判断
するとステップST２０へ移る。尚、出力軸回転数の変化
率に基づいて急加速の要求の有無を判断してもよい。つ
まり、出力軸回転数の増加率が大きければ急加速の要求
が有ると判断し、該増加率が小さければ急加速の要求が
無いと判断してもよい。

【００６５】急加速の要求があると、先ず、ステップST
６においてトルクコンバータ５のロックアップを解除す
る制御を行う。ロックアップを解除するのは、上記ステ
ップST１５の場合と同様にトルクコンバータ５によるト
ルク増幅作用を得るためである。

【００６６】続くステップST７では、上記ステップST１
６に対応して発電機モータ４でエンジン１をクランキン
グし、エンジン回転数が１０００ｒｐｍとなるとステッ
プST８に移る。

【００６７】ステップST８では、上記ステップST１７に
対応してエンジン１を始動させる動作を行い、始動して
いればステップST９に移り、始動していなければエンジ
ン始動制御に移行する。

【００６８】ステップST９では、目標トルクに加算トル
クα２を加えて出力トルクを算出する。この目標トルク
は、ステップST１で読み込んだ車速及びステップST３で
選択した自動変速機７の変速レンジの変速比においてエ
ンジン１のみで走行するためにエンジン１が発生させな
ければならないトルクである。一方、加算トルクα２
は、走行状態に応じて予め設定されたものである。そし
て、エンジン１に対して出力トルクを発生させるように
制御を行う。具体的には、スロットルを所定の開度と
し、そのスロットル開度を一定に保持する。

【００６９】続くステップST１０では、走行用モータ２
に対して発生するトルクを一定に保つように制御を行
い、この状態を自動変速機７の変速が完了するまで保持
する。つまり、変速の完了までは、アクセルの踏込量、
即ち運転者の意志とは無関係に走行用モータ２のトルク
を一定に保持する。この様にするのは、出力軸回転数又
は該回転数の変化率が一定に保持し、この出力軸回転数
に対応したエンジン回転数の調整を確実に行うためであ
る。

【００７０】続くステップST１１では、回転同期動作を
行う。具体的に、発電機モータ４が発電機として動作し
てエンジン１に負荷を与え、エンジン１の回転数がステ
ップST３で算出した目標エンジン回転数となるように該
負荷の量をエンジン回転数に対してフィードバック制御
する。この制御を所定時間に亘って行い、ステップST１
２に移る。

【００７１】ステップST１２では、自動変速機７をＮレ
ンジから変速レンジへ切り換える動作を開始する。つま
り、自動変速機７であるクラッチ手段の締結を開始す
る。その際、ある程度の時間に亘って回転同期動作を行
えば実際のエンジン回転数と目標エンジン回転数との回
転数差は充分に小さく、また、ステップST６でトルクコ
ンバータ５のロックアップを解除しており、ある程度の
回転数差があってもトルクコンバータ５で吸収できるた
め、自動変速機７の変速動作を行う。

【００７２】続くステップST１３では変速レンジへの切
り換え完了を確認し、その後ステップST１４に移る。従
って、ステップST１４に移る時点では、エンジン１の駆
動力が駆動輪９，１０に伝達されている。

【００７３】ステップST１４では、発電機モータ４によ
ってエンジン１に与えていた負荷をゼロとし、エンジン
１に対してはアクセルの踏込量に応じたスロットル開度
の制御を行う。そして、エンジン１及び走行用モータ２
の駆動力を駆動輪９，１０に伝達して急加速を行う。

【００７４】上記ステップST５で急加速の要求がない場
合、図５に示すステップST２０に移る。このステップST
２０では、上記ステップST１６に対応して発電機モータ
４でエンジン１をクランキングし、エンジン回転数が１
０００ｒｐｍとなるとステップST２１に移る。

【００７５】ステップST２１では、上記ステップST１７
に対応してエンジン１を始動させる動作を行い、始動し
ていればステップST２２に移り、始動していなければエ
ンジン始動制御に移行する。

【００７６】ステップST２２では、バッテリ３の蓄電量
の多少を判断し、蓄電量が所定値以上であればステップ
ST２３に移り、所定値未満であればステップST２４に移
る。

【００７７】ステップST２３では、上記ステップST９に
対応して目標トルクに加算トルクαを加えて出力トルク
を算出する。この加算トルクαは、ステップST９の加算
トルクα２よりも小さい値とされている。そして、エン
ジン１が算出した出力トルクを発生するように所定のス
ロットル開度を維持し、ステップST２５に移る。

【００７８】一方、ステップST２４では、上記ステップ
ST９に対応して目標トルクに加算トルクα１を加えて出
力トルクを算出する。この加算トルクα１は、ステップ
ST９の加算トルクα２よりも小さく、且つステップST２
３の加算トルクαより大きな値とされている。そして、
エンジン１が算出した出力トルクを発生するように所定
のスロットル開度を維持し、ステップST２５に移る。

【００７９】つまり、バッテリ３の蓄電量によって加算
トルクαと加算トルクα１とを使い分ける一方（ステッ
プST２３，ST２４参照）、急加速の要求の有無によって
加算トルクα２と加算トルクα，α１とを使い分けてい
る（ステップST９，ST２３，ST２４参照）。

【００８０】ステップST２５では、トルクコンバータ５
がロックアップ状態か否かを判断する。そして、ロック
アップ状態であればステップST２６に移る一方、ロック
アップが解除されていればステップST２９に移る。

【００８１】トルクコンバータ５がロックアップ状態で
あれば、ステップST２６〜ST２８において、エンジン１
の実際の回転数とステップST３で算出した目標エンジン
回転数とがほぼ完全に一致したとみなせるまで回転同期
動作を行う。これは、トルクコンバータ５のロックアッ
プ状態ではエンジン１と自動変速機７の入力側とが直結
状態となるため、エンジン１の実際の回転数を上記目標
エンジン回転数にほぼ一致させなければ、自動変速機７
をＮレンジから変速レンジに切り換えた際にショックが
出たり、自動変速機７の破損を招くおそれがあるからで
ある。

【００８２】ステップST２６では、発電機モータ４が発
電機として動作してエンジン１に負荷を与え、エンジン
１の回転数がステップST３で算出した目標エンジン回転
数となるように該負荷の量をエンジン回転数に対してフ
ィードバック制御する。その一方、ステップST２７で
は、走行用モータ２の駆動力を、車体の加速度が一定と
なるように制御する。具体的には、出力軸回転数の変化
率が一定となるように制御する。そして、ステップST２
８では、エンジン１の実際の回転数と上記目標エンジン
回転数とがほぼ一致したとみなせるまでステップST２
６，ST２７の状態を保持し、両回転数が一致したとみな
せればステップST３０に移る。

【００８３】トルクコンバータ５がロックアップ状態で
なければ、ステップST２９において上記ステップST１１
に対応した回転同期動作を行う。具体的には、発電機モ
ータ４がエンジン１に与える負荷の量を、エンジン１の
回転数がステップST３の目標エンジン回転数となるよう
にフィードバック制御する。

【００８４】つまり、ステップST２５〜ST２９では、ト
ルクコンバータ５がロックアップ状態か否かによって、
エンジン１の実際の回転数と目標エンジン回転数との一
致をどの程度図るかを変更している。

【００８５】ステップST３０では、ステップST１２に対
応して、自動変速機７をＮレンジからステップST３で選
択した変速レンジへと切り換える変速動作を開始する。
そして、続くステップST３１で変速レンジへの切り換え
完了を確認すると、ステップST３２に移る。また、上記
変速動作の間には、駆動輪９，１０にエンジン１から伝
達される駆動力が増大してゆくが、これに合わせて走行
用モータ２の駆動力を削減し、駆動輪９，１０への駆動
力を一定に維持する。

【００８６】ステップST３２では、発電機モータ４によ
ってエンジン１に与えていた負荷と走行用モータ２の駆
動力をゼロとし、エンジン１に対してはアクセルの踏込
量に応じたスロットル開度の制御を行う。尚、発電機モ
ータ４によるエンジン１への負荷をゼロとせず、エンジ
ン１の出力を多めに制御して発電機モータ４による発電
を継続するようにしてもよい。

【００８７】−エンジン始動のための動作− 上述のエンジン締結制御の際に上記ステップST８，ST１
７，ST２１でエンジン１を始動できなかった場合には、
図６のフロー図に示すエンジン始動制御を行う。

【００８８】ステップST４０では、バッテリ３から発電
機モータ４へ供給する電力を増やし、エンジン回転数を
更に上昇させる。そして、エンジン回転数が再始動回転
数である１５００ｒｐｍに達するとステップST４１に移
る。

【００８９】ステップST４１では、エンジン１に燃料噴
射及び点火を行ってエンジン１の始動を試みる。そし
て、エンジン１が始動したが否かを判定し、始動してい
ればステップST４７に移り、元の制御フローに帰還して
ステップST８，ST１７，ST２１から次のステップに移行
する。一方、エンジン１が始動していなければ、ステッ
プST４２に移る。尚、エンジン１が始動したか否かの判
定は、上記ステップST１７と同様に、バッテリ３から発
電機モータ４に供給する電流の変化に基づいて行う。

【００９０】ステップST４２では、バッテリ３から走行
用モータ２に供給する電流を削減する。これは、バッテ
リ３が放電できる電流には上限があるので、走行用モー
タ２への電流を削減してエンジン１をクランキングする
発電機モータ４への電流を確保するためである。

【００９１】続くステップST４３では、ステップST４１
と同様にエンジン１の始動を試みる。そして、エンジン
１が始動すればステップST４７に移って元の制御フロー
に帰還する一方、エンジン１が始動していなければステ
ップST４４に移る。エンジン１が始動したか否かの判定
は、ステップST４１と同様にして行う。

【００９２】ステップST４４では、発電機モータ４の駆
動力のみでエンジン１の回転数とステップST３の目標エ
ンジン回転数との一致を図り、その上で自動変速機７を
Ｎレンジから２速レンジへと切り換えてエンジン１と駆
動輪９，１０とを直結する。そして、発電機モータ４の
駆動力だけでなく、走行用モータ２の駆動力及び車体の
慣性力によってもエンジン１を回転させ、続くステップ
ST４５でエンジン１の始動を試みる。つまり、ステップ
ST４４，ST４５では、いわゆる「押しがけ」を試みる。

【００９３】その際、自動変速機７をＮレンジから２速
レンジへと切り換えるのに伴って走行用モータ２の駆動
力を増大させ、走行状態を一定に維持する制御を行う。
ここで、走行用モータ２の駆動力が一定のままであれ
ば、エンジン１と駆動輪９，１０とを直結すると車両が
減速してしまう。これに対し、走行用モータ２の駆動力
を増やすことによって車両の状態を一定に維持し、運転
者に違和感を与えないようにしている。

【００９４】ステップST４５において、エンジン１が始
動すればステップST４７に移って元の制御フローに帰還
する一方、エンジン１が始動していなければステップST
４６に移る。

【００９５】ステップST４６では、エンジン１の始動が
出来なかったことを警告ランプ等で運転者に知らせる一
方、バッテリ３の充電量を確保するために走行用モータ
２による回生を重視する制御を行う。

【００９６】−実施形態の効果−本実施形態によれば、
エンジン１を駆動している発電機モータ４への電流が減
少するか否かによって、エンジン１が始動したか否かを
確実に判定することができる。また、始動動作によって
エンジン１を始動できなかった場合には、所定の再始動
動作を行い、エンジン１をより始動しやすい状態として
エンジン１の始動を確実に行うことができる。この結
果、エンジン１の始動の失敗によって走行に悪影響が及
ぶ可能性を低くすることができ、充分な走行性能を発揮
させて信頼性を向上させることができる。

【００９７】特に、上述のエンジン始動制御においてエ
ンジン１と駆動輪９，１０とを直結してエンジンの始動
を行う際には（ステップST４４，ステップST４５参
照）、走行用モータ２の制御によって走行状態を一定に
維持しているため、走行状態を安定に維持しつつエンジ
ン１の始動を確実に行うことができる。

【００９８】

【発明のその他の実施の形態】−第１の変形例− 上記実施形態では、エンジン１と出力軸１２との間を断
続するクラッチ手段を自動変速機７に設けられた多板ク
ラッチ等の自動変速機用クラッチ手段により構成するよ
うにしたが、エンジン１と出力軸１２との間に独立した
クラッチを設けるようにしてもよい。

【００９９】−第２の変形例− 上記実施形態では、エンジン締結制御において目標エン
ジン回転数を算出する際に、出力軸回転数に自動変速機
７の変速比を乗じている（ステップST３参照）。しかし
ながら、トルクコンバータ５のロックアップが解除され
ている状態では、トルクコンバータ５の滑りがあるた
め、エンジン回転数と目標エンジン回転数が一致しても
自動変速機７の入力側回転数と出力側回転数とは必ずし
も一致しない。従って、トルクコンバータ５が非ロック
アップ状態の時には、出力軸回転数に上記変速比を乗じ
た値にトルクコンバータ５の滑りを考慮した補正を加
え、この補正後の値を目標エンジン回転数としてもよ
い。

【０１００】−第３の変形例− 上記実施形態では、エンジン締結制御における回転同期
動作では、エンジン１に対して発電機モータ４によって
負荷をかけ、この負荷を制御してエンジン回転数を制御
するようにしている（ステップST１１，ST２６，ST２９
参照）。これに対して、エンジン１の始動後においても
発電機モータ４によってエンジン１を回転駆動し、発電
機モータ４の駆動力を制御してエンジン回転数を制御す
るようにしてもよい。

【０１０１】この場合のエンジン締結制御の概要につい
て、図７のタイムチャートを参照しながら説明する。こ
の図７は、図３のタイムチャートと同様に、緩発進後に
緩やかに加速し、定常低負荷走行から定常中負荷走行へ
移行するまでを示している。

【０１０２】時刻ｔ１において発進すると、緩やかに加
速して時刻ｔ２で車速が時速２０キロを超える。時刻ｔ
２では、定常低負荷走行から定常中負荷走行へと移行す
るために、発電機モータ４によってエンジン１をクラン
キングする。エンジン１がかかると、時刻ｔ３から発電
機モータ４に対するフィードバック制御を開始する。そ
の後、時刻ｔ４までは、発電機モータ４が継続してエン
ジン１を回転駆動し、発電機モータ４の駆動力を制御し
てエンジン回転数の制御を行う。

【０１０３】時刻ｔ４においてエンジン回転数と目標エ
ンジン回転数とが一致すると、自動変速機７をＮレンジ
から１速レンジに切り換える。この状態で、エンジン１
の駆動力が駆動輪９，１０に伝達される。このため、時
刻ｔ４では、自動変速機７を切り換えると共に走行用モ
ータ２の駆動力を減じ、駆動輪９，１０に伝わる駆動力
を一定に保つ。そして、その後はエンジン１の駆動力の
みで走行を継続する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ハイブリッド自動車の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】自動変速機のシフトスケジュール及びトルクコ
ンバータのロックアップ領域を示す車速とアクセル踏込
量の関係図である。

【図３】エンジン締結制御における動作を示すタイムチ
ャートである。

【図４】エンジン締結制御における動作を示すフロー図
である。

【図５】エンジン締結制御における動作を示すフロー図
である。

【図６】エンジン始動制御における動作を示すフロー図
である。

【図７】その他の実施形態における図３相当図である。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 走行用モータ ３ バッテリ（蓄電手段） ４ 発電機モータ ５ トルクコンバータ ７ 自動変速機

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｎ 11/08 (72)発明者 今田 道宏 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G093 AA05 AA07 AA16 AB00 BA24 CA02 DA01 DA06 DB00 DB01 DB11 DB12 EA05 EA12 EB00 EB09 FA11 FB01 FB02 5H115 PG04 PI16 PI22 PI29 PO17 PU01 PU22 PU24 PU25 QE10 QH02 QH03 QI04 QN03 QN06 QN12 RB08 RE01 RE05 SE04 SE05 SE06 SE08 TB01 TE02 TO21

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンと、 上記エンジンに連結された発電機モータと、 上記発電機モータにより発生する電力を蓄える蓄電手段
   と、 上記蓄電手段の電力により駆動される走行用モータと、 上記エンジン及び走行用モータに連結された駆動輪とを
   備え、 上記エンジンと走行用モータの一方又は両方の駆動力を
   駆動輪に伝達して走行するハイブリッド車両であって、 上記蓄電手段の電力を受ける発電機モータによりエンジ
   ンを所定の始動回転数にまで駆動してエンジンの始動を
   行う始動動作と、蓄電手段が発電機モータへ供給する電
   流の変化に基づいて始動動作の後にエンジンが始動した
   か否かを判定する判定動作とを行う一方、該判定動作で
   エンジンが始動していないと判定するとエンジンを始動
   させるための再始動動作を行う制御手段を備えているハ
   イブリッド車両。
2. 【請求項２】 請求項１記載のハイブリッド車両におい
   て、 制御手段は、再始動動作として発電機モータによりエン
   ジンを始動回転数よりも高い再始動回転数にまで駆動す
   るように構成されているハイブリッド車両。
3. 【請求項３】 請求項１記載のハイブリッド車両におい
   て、 制御手段は、走行用モータの駆動力による走行中に始動
   動作を行い、且つ、再始動動作として発電機モータに蓄
   電手段が供給する電流を維持するために走行用モータに
   蓄電手段が供給する電流を削減するように構成されてい
   るハイブリッド車両。
4. 【請求項４】 請求項１記載のハイブリッド車両におい
   て、 制御手段は、再始動動作として発電機モータに蓄電手段
   が供給する電流を増加させるように構成されているハイ
   ブリッド車両。
5. 【請求項５】 請求項１記載のハイブリッド車両におい
   て、 エンジンと駆動輪に介設されて該エンジンと駆動輪との
   間を断続する断続手段を備え、 制御手段は、走行用モータの駆動力による走行中に始動
   動作を行い、且つ、再始動動作としてエンジンを駆動輪
   と直結するために断続手段を切り換えるように構成され
   ているハイブリッド車両。
6. 【請求項６】 請求項５記載のハイブリッド車両におい
   て、 制御手段は、再始動動作の際には走行状態を一定に維持
   するために走行用モータの駆動力を制御するように構成
   されているハイブリッド車両。