JP2012215076A - 内燃機関の制御装置、およびそれを搭載する車両 - Google Patents

Abstract

【課題】低温環境下において、アイドル運転時における振動の増加を抑制する。
【解決手段】車両１００に搭載されるエンジン１６０は、エンジン１６０に接続される負荷の状態などに応じて、自動的に駆動と停止とを切換えることが可能である。ＥＣＵ３００は、低温環境下におけるエンジン１６０の放置時間ＴＩＭをカウントし、エンジン１６０の始動直後のアイドル回転速度を、放置時間ＴＩＭが予め定められた基準値αを下回る場合は第１のアイドル回転速度ＮＥ＿ｉｄｌｅに設定する一方で、放置時間ＴＩＭが基準値αを上回る場合は、第１のアイドル回転速度ＮＥ＿ｉｄｌｅよりも大きい第２のアイドル回転速度ＮＥ＿ｉｄｌｅ＃に設定する。また、ＥＣＵ３００は、第２のアイドル回転速度が設定されている場合は、エンジン１６０の自動停止の実行条件が成立しても、エンジン１６０の自動停止の実行を制限する。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関の制御装置およびそれを搭載する車両に関し、より特定的には、内燃機関のアイドル回転速度の設定についての制御に関する。

エンジンなどの内燃機関において、エンジン始動後に負荷に駆動力を伝達しない状態で自立運転をする、いわゆるアイドル運転におけるエンジンの回転速度（以下、「アイドル回転速度」とも称する。）は、燃料消費量を低減するために、自立運転が可能な範囲で、できるだけ低回転速度とすることが望ましい。

一方で、エンジンが運転されている間は、エンジンの動作によって振動が生じるが、アイドル運転時の振動を低減するために、アイドル回転速度は、エンジンを含む駆動力伝達系に共振を生じさせる回転速度（以下、「共振回転速度」とも称する。）よりも高くなるように設定される。

特開２００６−１５２８７７号公報（特許文献１）は、搭載されるエンジンをモータによりクランキングして始動させるハイブリッド車両において、エンジンをクランキングする際に、エンジン回転速度の上昇が抑制されることによって、クランキング時のエンジン回転速度が、駆動力伝達系の共振回転速度と一致する可能性があるときには、エンジンの回転速度が共振回転速度よりも低くなるようにモータを駆動する構成を開示する。

特開２００６−１５２８７７号公報（特許文献１）に開示された構成によれば、エンジン始動の際のクランキング時に、フリクショントルクの増大やバッテリ出力の低下によるモータの出力低下などによって、エンジン回転速度が共振回転速度に一致する可能性がある場合であっても、駆動力伝達系の共振を抑制することができる。

特開２００６−１５２８７７号公報

一般的に、エンジンのアイドル回転速度は、アイドル運転時の振動を低減するために、エンジンからの振動が伝わる駆動力伝達系の共振周波数に対応する回転速度（共振回転速度）と異なる値に設定される。

しかしながら、たとえば、寒冷地などにおいて、低温（たとえば、−１５℃以下）の環境下で長期間エンジンが停止されたままの状態で車両が継続されると、駆動力伝達系の共振回転速度が変化する場合がある。そのため、車両が低温環境下でエンジンが停止された状態が継続された場合には、駆動力伝達系の共振回転速度がアイドル回転速度に近づくことにより、アイドル運転時の振動が大きくなるおそれがある。

一方で、近年、燃費向上を目的として、信号待ちなどで車両が停止した場合にエンジンを自動的に停止する、アイドルストップ機能やエコノミーランニング機能を有する車両が存在する。また、エンジンおよび電動機を搭載するハイブリッド車両においては、エンジンを停止した状態で電動機からの駆動力のみを用いて走行するＥＶ（Electric Vehicle）走行が可能なものがあり、このようなハイブリッド車両においても、走行行程中にエンジンが自動的に停止される場合がある。

このように、走行行程中にエンジンが自動的に停止する機能を有する車両においては、上述のように車両が低温環境下で長期間放置されたような場合に、エンジンが頻繁に停止されると、エンジンからの熱や振動といったエネルギが駆動力伝達系に伝わらず、上記のようなエンジン始動時に生じる振動の発生が長時間継続してしまうおそれがある。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、低温環境下でエンジンが停止された状態が継続された場合に、アイドル運転時における振動の増加を抑制することである。

本発明による内燃機関の制御装置は、自動停止が可能な内燃機関の制御装置であって、内燃機関の短い停止期間後における第１のアイドル回転速度と、内燃機関の長い停止期間後における第２のアイドル回転速度とを異なる値にするとともに、内燃機関のアイドル回転速度が第２のアイドル回転速度である場合は、内燃機関の自動停止の実行を制限する。

好ましくは、制御装置は、アイドル回転速度を、内燃機関の停止期間が予め定められた基準値を下回る場合は第１のアイドル回転速度にする一方で、停止期間が基準値を上回る場合は第１のアイドル回転速度より大きい第２のアイドル回転速度にする。

好ましくは、制御装置は、アイドル回転速度が第２のアイドル回転速度であるときは、内燃機関の自動停止の実行を禁止する。

好ましくは、内燃機関の自動停止の実行条件は、内燃機関の冷却水の温度が予め定められたしきい値を上回ることを含む。制御装置は、内燃機関の冷却水の温度がしきい値を上回った場合でも、アイドル回転速度が第２のアイドル回転速度であるときは、内燃機関の自動停止の実行を制限する。

好ましくは、制御装置は、内燃機関を始動する際の気温に関連する値がしきい値を下回る場合で、かつ停止期間が基準値を上回る場合に、アイドル回転速度を第２のアイドル回転速度にする。

好ましくは、内燃機関は、固定部材を用いて車両に取り付けられる。内燃機関を含む駆動力伝達系の共振周波数は、固定部材の温度が低下すると高くなる特性を有する。

好ましくは、内燃機関は、駆動用電動機とともに用いられる。制御装置は、要求される駆動力が内燃機関および駆動用電動機から生じるように内燃機関および駆動用電動機を制御するとともに、アイドル回転速度が第２のアイドル回転速度とされる場合は、内燃機関の出力を、アイドル回転速度が第１のアイドル回転速度とされる場合とは異なる値にする。

本発明による車両は、自動停止が可能な内燃機関と、内燃機関を制御するための制御装置とを備える。制御装置は、内燃機関の短い停止期間後における第１のアイドル回転速度と、内燃機関の長い停止期間後における第２のアイドル回転速度とを異なる値にするとともに、内燃機関のアイドル回転速度が第２のアイドル回転速度である場合は、内燃機関の自動停止の実行を制限する。

好ましくは、内燃機関は、固定部材を用いて車両に取り付けられる。内燃機関を含む駆動力伝達系の共振周波数は、固定部材の温度が低下すると高くなる特性を有する。

本発明によれば、低温環境下でエンジンが停止された状態が継続された場合に、アイドル運転時における振動の増加を抑制することができる。

本実施の形態に従う車両の全体ブロック図である。 実施の形態１におけるアイドル速度変更制御の概要を説明するための図である。 実施の形態１において、ＥＣＵで実行されるアイドル速度変更制御を説明するための機能ブロック図である。 実施の形態１において、ＥＣＵで実行されるアイドル速度変更制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２において、ハイブリッド車両にアイドル速度変更制御を適用した場合の、エンジンの回転速度およびトルクの設定手法の概要を説明するための図である。 実施の形態２において、ＥＣＵで実行されるアイドル速度変更制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［車両の全体構成の説明］
図１は、本実施の形態に従う車両１００の全体ブロック図である。図１を参照して、車両１００は、蓄電装置１１０と、システムメインリレー（System Main Relay：ＳＭＲ）１１５と、駆動装置であるＰＣＵ（Power Control Unit）１２０と、モータジェネレータ１３０，１３５と、動力伝達ギヤ１４０と、駆動輪１５０と、内燃機関であるエンジン１６０と、制御装置であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００とを備える。また、ＰＣＵ１２０は、コンバータ１２１と、インバータ１２２，１２３と、コンデンサＣ１，Ｃ２とを含む。

蓄電装置１１０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１１０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池または鉛蓄電池などの二次電池、あるいは電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。

蓄電装置１１０は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１を介してＰＣＵ１２０に接続される。そして、蓄電装置１１０は、車両１００の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０に供給する。また、蓄電装置１１０は、モータジェネレータ１３０，１３５で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１１０の出力はたとえば２００Ｖ程度である。

ＳＭＲ１１５に含まれるリレーは、蓄電装置１１０とＰＣＵ１２０とを結ぶ電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１にそれぞれ介挿される。そして、ＳＭＲ１１５は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１に基づいて、蓄電装置１１０とＰＣＵ１２０との間での電力の供給と遮断とを切換える。

コンバータ１２１は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣに基づいて、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１と電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１との間で電圧変換を行なう。

インバータ１２２，１２３は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１に並列に接続される。インバータ１２２，１２３は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２にそれぞれ基づいて、コンバータ１２１から供給される直流電力を交流電力に変換し、モータジェネレータ１３０，１３５をそれぞれ駆動する。

コンデンサＣ１は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１の間に設けられ、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１間の電圧変動を減少させる。また、コンデンサＣ２は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１の間に設けられ、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１間の電圧変動を減少させる。

モータジェネレータ１３０，１３５は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。

モータジェネレータ１３０，１３５の出力トルクは、減速機や動力分割機構を含んで構成される動力伝達ギヤ１４０を介して駆動輪１５０に伝達されて、車両１００を走行させる。モータジェネレータ１３０，１３５は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１５０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ１２０によって蓄電装置１１０の充電電力に変換される。

また、モータジェネレータ１３０，１３５は動力伝達ギヤ１４０を介してエンジン１６０とも結合される。そして、ＥＣＵ３００により、モータジェネレータ１３０，１３５およびエンジン１６０が協調的に動作されて必要な車両駆動力が発生される。さらに、モータジェネレータ１３０，１３５は、エンジン１６０の回転により発電が可能であり、この発電電力を用いて蓄電装置１１０を充電することができる。本実施の形態においては、モータジェネレータ１３５を専ら駆動輪１５０を駆動するための電動機として用い、モータジェネレータ１３０を専らエンジン１６０により駆動される発電機として用いるものとする。

エンジン１６０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＤＲＶにより回転速度、バルブの開閉タイミングおよび燃料流量等が制御され、車両１００を走行するための駆動力を発生する。

なお、図１においては、エンジン１６０からの駆動力およびモータジェネレータ１３０，１３５からの駆動力の少なくとも一方を用いて走行するハイブリッド車両の構成が例として示されるが、本実施の形態は、少なくともエンジンを備える構成であれば適用可能である。そのため、モータジェネレータを有さず、エンジンのみを備える車両であってもよいし、あるいは、ハイブリッド車両の場合には、モータジェネレータが１つの場合、あるいは２つより多くのモータジェネレータを設ける構成としてもよい。

エンジン１６０には、エンジン１６０の冷却水の温度を検出するための温度センサ１６５が設けられる。温度センサ１６５は、検出した冷却水温度ＴＷに関する信号をＥＣＵ３００に出力する。

また、車両１００は、外気温を検出するための温度センサ１７０と、車体の振動を検出するための振動センサ１８０とをさらに備える。温度センサ１７０は、検出した外気温に関する信号ＴＡをＥＣＵ３００に出力する。振動センサ１８０は、たとえば、加速度センサであり、検出した車体の振動加速度ＡＣＣに関する信号をＥＣＵ３００へ出力する。

ＥＣＵ３００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１００および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、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。

ＥＣＵ３００は、蓄電装置１１０に備えられる電圧センサ，電流センサ（いずれも図示せず）からの電圧ＶＢおよび電流ＩＢの検出値に基づいて、蓄電装置１１０の充電状態ＳＯＣ（State of Charge）を演算する。また、ＥＣＵ３００は、図示しない速度センサから、車速ＳＰＤに関する信号を受ける。

ＥＣＵ３００は、ユーザの操作によって入力される、車両を始動させるためのイグニッション信号ＩＧを受ける。ＥＣＵ３００は、イグニッション信号ＩＧの受信に応答して、ＳＭＲ１１５を閉成して、蓄電装置１１０からの電力をＰＣＵ１２０へ伝達する。それに代えて、あるいは、それに加えて、ＥＣＵ３００は、制御信号ＤＲＶを出力してエンジン１６０を始動する。

また、信号待ちなどで車両１００が停止した場合や、モータジェネレータからの駆動力のみを用いて走行するいわゆるＥＶ走行を行なう場合には、ＥＣＵ３００は、必要に応じてエンジン１６０を自動的に停止させる。

なお、図１においては、制御装置として１つのＥＣＵ３００を設ける構成としているが、たとえば、ＰＣＵ１２０用の制御装置や蓄電装置１１０用の制御装置などのように、機能ごとまたは制御対象機器ごとに個別の制御装置を設ける構成としてもよい。

［実施の形態１］
一般的に、エンジンのアイドル回転速度は、アイドル運転時の振動を低減するために、エンジンからの振動が伝わる駆動力伝達系の共振周波数に対応する回転速度（共振回転速度）と異なる値に設定される。

しかしながら、たとえば、寒冷地などにおいて、低温（たとえば、−１５℃以下）の環境下で長期間エンジンが停止されたままの状態で車両が継続されると、駆動力伝達系の共振回転速度が変化する場合がある。そのため、車両が低温環境下でエンジンが停止された状態が継続された場合には、駆動力伝達系の共振回転速度がアイドル回転速度に近づくことにより、アイドル運転時の振動が大きくなるおそれがある。

たとえば、上述のような車両において、エンジンを車体に取り付ける場合には、エンジンが駆動されることによって生じる振動が直接車体に伝達されないようにするために、たとえば、ゴムのような弾力性を有する固定部材（マウント）を介して取り付けられるのが一般的である。

エンジンを含む駆動力伝達系の共振周波数は、取付けに用いられるこのマウントの弾性係数により変化する。そして、寒冷地などにおいて、極低温環境下で長期間エンジンが停止されたままの状態で車両が放置されたような場合、マウントの特性によってはマウントが硬化してしまい、駆動力伝達系の共振回転速度が変化する場合がある。マウントが硬化する、すなわち弾性係数が小さくなると、一般的に共振周波数が高くなることが知られている。そのため、このように車両が低温環境下で長期間放置されたような場合には、駆動力伝達系の共振回転速度がアイドル回転速度に近づいてしまい、アイドル運転時の振動が大きくなるおそれがある。

そこで、実施の形態１においては、車両が低温環境下においてエンジンが停止されたままの状態とされた停止期間に応じてアイドル回転速度を変化させることによって、アイドル運転時に駆動力伝達系に共振が生じることを抑制するアイドル速度変更制御を行なう。

図２は、実施の形態１におけるアイドル速度変更制御の概要を説明するための図である。図２の横軸には、低温環境下においてエンジンが停止されたままの状態とされた停止期間（以下、「放置時間」とも称する。）ＴＩＭが示され、縦軸にはエンジンを含む駆動力伝達系が共振を生じる共振回転速度Ｆｒが示される。

図１および図２を参照して、極低温環境下においては、上述のように、マウントの硬化によって、駆動力伝達系の共振回転速度Ｆｒは、放置時間ＴＩＭが長くなるにつれて、図２中の実線の曲線Ｗ１に示されるように高くなり、ある特定の共振回転速度付近で飽和する。

そして、共振回転速度Ｆｒが、常温におけるエンジン１６０のアイドル回転速度ＮＥ＿ｉｄｌｅ（たとえば、１３００ｒｐｍ）（図２中の破線の直線Ｗ２）と一致する点Ｐ１０またはその付近に到達した状態において、エンジン１６０が始動されてアイドル運転されると、特に始動直後においては、エンジン１６０により生じる振動により駆動力伝達系が共振してしまう可能性がある。

実施の形態１においては、たとえば、図２に示すような特性を有するマウントでは、共振回転速度Ｆｒがアイドル回転速度ＮＥ＿ｉｄｌｅに対応する回転速度に近づく、放置時間ｔ３（たとえば、７２時間）となったことに応答して、アイドル回転速度の設定値を、図２中の破線における直線Ｗ３のように、常温時のアイドル回転速度ＮＥ＿ｉｄｌｅよりも大きいアイドル回転速度ＮＥ＿ｉｄｌｅ＃（たとえば、１５００ｒｐｍ）に変更する。これにより、アイドル回転速度を駆動力伝達系の共振回転速度から遠ざけることができるので、駆動力伝達系の共振を防止することができる。

ところで、車両１００のようなハイブリッド車両では、上述のように、信号待ちで車両が停止している場合やＥＶ走行を行なう場合に、エンジン１６０が自動的に停止されるときがある。エンジン１６０が停止されている間は、エンジン１６０のアイドル運転時による駆動力伝達系の共振は生じないが、一方で、エンジン１６０の運転で生じる熱および振動によるマウントの軟化が少なくなるので、マウントの硬化が緩和されにくくなるというデメリットが生じ得る。そうすると、駆動力伝達系の共振が生じやすい状態が長く継続してしまうおそれがあり、アイドル回転速度が高く設定された状態が長くなって、かえって燃費を悪化させてしまう可能性がある。

そこで、本実施の形態１におけるアイドル速度変更制御では、アイドル回転速度の設定値を常温時よりも高く設定している間は、たとえ、エンジン１６０を自動停止できる条件が成立したとしても、エンジン１６０の運転をできるだけ優先させるようにして、マウントの硬化を速やかに緩和させる手法を採用する。

図３は、実施の形態１において、ＥＣＵ３００で実行されるアイドル速度変更制御を説明するための機能ブロック図である。図３の機能ブロック図に記載された各機能ブロックは、ＥＣＵ３００において、ハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。

図１および図３を参照して、ＥＣＵ３００は、カウント部３１０と、アイドル速度設定部３２０と、エンジン制御部３３０とを含む。

カウント部３１０は、ユーザ操作によるイグニッション信号ＩＧと、温度センサ１６５，１７０からの水温ＴＷおよび外気温ＴＡとを受ける。カウント部３１０は、これらの情報に基づいて、低温環境下においてエンジンが始動されないままの状態とされた放置時間ＴＩＭを算出する。カウント部３１０は、算出した放置時間ＴＩＭを、アイドル速度設定部３２０へ出力する。

アイドル速度設定部３２０は、カウント部３１０からの放置時間ＴＩＭと、温度センサ１６５，１７０からの水温ＴＷおよび外気温ＴＡと、振動センサ１８０からの振動加速度ＡＣＣと、図示されない速度センサからの車速ＳＰＤを受ける。アイドル速度設定部３２０は、図２で説明したように、これらの情報に基づいて、アイドル運転時のアイドル回転速度の基準値ＮＲ＿ｉｄｌｅを設定し、設定した基準値ＮＲ＿ｉｄｌｅをエンジン制御部３３０へ出力する。

また、アイドル速度設定部３２０は、アイドル回転速度を常温時よりも高い回転速度ＮＥ＿ｉｄｌｅ＃に設定する場合には、アイドル回転速度が変更されていることを示す制御フラグＦＬＧをオンに設定し、エンジン制御部３３０へ出力する。

エンジン制御部３３０は、アイドル速度設定部３２０からのアイドル回転速度の基準値ＮＲ＿ｉｄｌｅ、および制御フラグＦＬＧを受ける。エンジン制御部３３０は、アイドル運転時には、エンジン１６０の回転速度が、基準値ＮＲ＿ｉｄｌｅに従った回転速度になるように制御信号ＤＲＶを生成し、エンジン１６０を制御する。また、エンジン制御部３３０は、車両走行時には、ユーザによるアクセルペダルの操作等から定まるトルクＴＲが出力されるように制御信号ＤＲＶを生成して、エンジン１６０を制御する。

さらに、エンジン制御部３３０は、温度センサ１６５からの水温ＴＷを受ける。エンジン制御部３３０は、エンジン１６０が暖機されて水温ＴＷが所定の温度まで上昇すると、ＳＯＣやトルクＴＲなどの、他の特定の条件が成立したことに応答して、エンジン１６０を自動的に停止する。ただし、アイドル速度設定部３２０からの制御信号ＦＬＧがオンの場合、すなわち、駆動力伝達系の共振回転速度を回避するためにアイドル回転速度を高く設定している場合には、エンジン制御部３３０は、エンジン自動停止の条件が成立した場合であっても、エンジン１６０を停止しないようにする。

図４は、実施の形態１において、ＥＣＵ３００で実行されるアイドル速度変更制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図４および後述される図６に示されるフローチャートは、ＥＣＵ３００に予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて、所定周期で実行されることによって処理が実現される。あるいは、一部または全部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）で処理を実現することも可能である。

図１および図６を参照して、ＥＣＵ３００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、ユーザ操作によるイグニッション信号ＩＧにより、走行可能状態であるＲｅａｄｙ−ＯＮ状態であるか否かを判定する。

Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態でない場合（Ｓ１００にてＮＯ）は、エンジン１６０は始動されないので、ＥＣＵ３００は処理を終了する。

Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態である場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）は、ＥＣＵ３００は、Ｓ１１０にて、次に、低温環境下における放置時間ＴＩＭが予め定められた基準値αより大きいか否かを判定する。

放置時間ＴＩＭが基準値α以下の場合（Ｓ１１０にてＮＯ）は、ＥＣＵ３００は、駆動力伝達系の共振回転速度が、アイドル回転速度付近に到達していないと判断する。そしてＥＣＵ３００は、Ｓ１９０に処理を進め、アイドル回転速度の変更を行なわずに処理を終了する。

放置時間ＴＩＭが基準値αより大きい場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１２０に進められ、エンジン１６０が始動されたときの冷却水温度ＴＷが、予め定められたしきい値ＴＷＡよりも小さいか否かを判定する。これは、エンジン１６０を始動する時点で車両が低温環境下であったか否かを判定するものである。なお、Ｓ１２０においては、低温環境下であることの指標として、実際のエンジン１６０の温度を反映する冷却水温度ＴＷを用いているが、これに代えて、たとえば、温度センサ１７０からの外気温ＴＡのような他の信号を用いて判定してもよい。

冷却水温度ＴＷがしきい値ＴＷＡ以上の場合（Ｓ１２０にてＮＯ）は、ＥＣＵ３００は、たとえば昼間などで外気温が高い状態であり、マウントの硬化状態が緩和されている可能性が高く、駆動力伝達系の共振回転速度がアイドル回転速度付近に到達していないと判断する。そして、ＥＣＵ３００は、処理をＳ１８０に進めて、アイドル回転速度の変更を行なわずに処理を終了する。

一方、冷却水温度ＴＷがしきい値ＴＷＡより小さい場合（Ｓ１２０にてＹＥＳ）は、ＥＣＵ３００は、低温環境下にあり、駆動力伝達系の共振回転速度がアイドル回転速度付近に到達している可能性が高いと判断する。そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１３０にて、アイドル速度変更制御の制御フラグＦＬＧをオンに設定するとともに、Ｓ１４０にて、アイドル回転速度の基準値ＮＲ＿ｉｄｌｅを常温での回転速度ＮＥ＿ｉｄｌｅ（たとえば、１３００ｒｐｍ）よりも大きい回転速度ＮＥ＿ｉｄｌｅ＃（たとえば、１５００ｒｐｍ）に変更する。なお、変更後の回転速度ＮＥ＿ｉｄｌｅ＃は、駆動力伝達系の共振回転速度を回避でき、かつエンジン１６０を安定的に運転することができれば、常温での回転速度ＮＥ＿ｉｄｌｅよりも小さい値に設定するようにしてもよい。

次に、ＥＣＵ３００は、Ｓ１５０にて、現在の水温ＴＷに基づいて、エンジン１６０が自動停止できる温度まで暖機されているか否かを判定する。

水温ＴＷがエンジン自動停止可能温度以下の場合（Ｓ１５０にてＮＯ）は、Ｓ１６５に処理が進められて、エンジン１６０の自動停止が禁止される。その後、処理がＳ１７０に進められる。

一方、水温ＴＷがエンジン自動停止可能温度より大きい場合（Ｓ１５０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１６０に進められて、ＥＣＵ３００は、エンジン１６０の自動停止を制限する。その後、処理がＳ１７０に進められる。

ここで、Ｓ１６０における自動停止の制限には、エンジン自動停止を禁止する場合に加えて、エンジン自動停止自体は禁止しないが、通常の場合と比較して、自動停止の頻度を少なくする場合も含まれる。マウントの硬化を緩和する観点からは、エンジンの自動停止を禁止することで、マウントの硬化を緩和する時間を短縮することが好ましい。しかし、たとえば、蓄電装置１１０のＳＯＣが高く、モータジェネレータ１３０により発電された電力を十分に蓄えることができないような場合などには、エンジン１６０を停止せざるを得ない場合もある。そのため、他の条件から、エンジン１６０の運転継続が好ましくないときには、アイドル回転速度が変更されていても、エンジン１６０が停止される場合があり得る。

そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１７０にて、車両の駆動状態に基づいて、アイドル回転速度の変更制御を行なう期間すなわち制御継続時間が、予め定められたしきい値γより大きいか否かを判定する。

制御継続時間がしきい値γ以下の場合（Ｓ１７０にてＮＯ）は、ＥＣＵ３００は、エンジン１６０のアイドル運転によって生じる振動エネルギおよび熱エネルギによるマウントの軟化がまだ十分でないと判断する。そのため、処理がＳ１８０に進められ、ＥＣＵ３００は、アイドル速度変更制御を継続して、常温の場合よりも高いアイドル回転速度ＮＥ＿ｉｄｌｅ＃を維持する。

制御継続時間がしきい値γより大きい場合（Ｓ１７０にてＹＥＳ）は、ＥＣＵ３００は、エンジン１６０のアイドル運転によって生じる振動エネルギおよび熱エネルギによって、エンジン１６０を支えるマウントの硬化が緩和されたと判断する。すなわち、ＥＣＵ３００は、駆動力伝達系の共振回転速度が低減されて、常温におけるアイドル回転速度ＮＥ＿ｉｄｌｅから遠ざかっているものと判断する。そして、処理がＳ１９０に進められ、ＥＣＵ３００は、アイドル速度変更制御を停止してアイドル回転速度を常温におけるアイドル回転速度ＮＥ＿ｉｄｌｅに戻すとともに、制御フラグＦＬＧをオフに設定する。

なお、図４においては、エンジン始動時の水温ＴＷがしきい値ＴＷＡよりも小さいときにアイドル速度変更制御を実施する構成としているが（Ｓ１２０）、このステップＳ１２０の処理は任意的であり、エンジン始動時の水温ＴＷにかかわらず、放置時間ＴＩＭが基準値αより大きい場合にはアイドル速度変更制御を実施するようにしてもよい。

以上のような処理に従って制御を行なうことによって、車両が低温環境下に長時間さらされることに起因してエンジンを支持するマウントが硬化し、それによって駆動力伝達系の共振回転速度が大きくなることで、アイドル運転時に共振が生じてしまうことを抑制することができる。また、振動の発生を予測してアイドル回転速度を変更するので、共振による振動が発生する機会を少なくすることができる。さらに、アイドル回転速度が変更されている間は、エンジン自動停止が制限されるので、マウントの硬化を緩和する時間が短縮されて早期にアイドル回転速度を常温時のアイドル回転速度に復帰させることができる。

［実施の形態２］
実施の形態１における制御は、エンジンを搭載したどのような車両においても適用可能である。

また、図１に示したようなハイブリッド車両においては、ドライバ要求トルクに基づいてエンジン指令パワーおよびモータジェネレータの目標トルクが決定されるように制御されることが可能である。

そこで、実施の形態２においては、上述の実施の形態１で説明したアイドル速度変更制御を、図１に示したハイブリッド車両に適用する場合に、エンジン効率が最適となるように、アイドル回転速度の変化に応じてエンジン指令パワーが変更される構成について説明する。

図５は、実施の形態２において、ハイブリッド車両にアイドル速度変更制御を適用した場合の、エンジンの回転速度およびトルクの設定手法の概要を説明するための図である。図５においては、横軸にエンジンの回転速度ＮＥが示され、縦軸にはエンジンへのトルクＴＲが示される。

図１および図５を参照して、図５中の曲線Ｗ２０は、エンジン１６０の特性から、効率が最適となる回転速度ＮＥとトルクＴＲとの関係を示す動作線である。

常温におけるアイドル回転速度が、回転速度ＮＥ＿ｉｄｌｅであるとすると、上述の動作線Ｗ２０から点Ｐ１で示される動作ポイントとなるように、トルクＴＲが設定される。この要求パワーＰＷ１を達成するための、回転速度ＮＥとトルクＴＲとの関係が、図５中の曲線Ｗ１０で示される。

このとき、実施の形態１のようなアイドル速度変更制御により、単純にエンジン回転速度ＮＥのみを回転速度ＮＥ＿ｉｄｌｅ＃まで変化させた場合、エンジン１６０への要求パワーの配分が同じであると、曲線Ｗ１０に沿ってトルクＴＲが変化し、点Ｐ２で示される動作ポイントでエンジン１６０が駆動される。

この点Ｐ２の動作ポイントは、効率が最適となる場合の動作線Ｗ２０上ではないので、エンジン１６０としては効率が低下することになる。

そのため、実施の形態２におけるアイドル速度変更制御においては、図１のようなハイブリッド車両において、アイドル回転速度を変化させる場合は、変更後の動作ポイントが動作線Ｗ２０上となるように、エンジン１６０への要求パワーの配分が変更される。たとえば、図５の例においては、動作線Ｗ２０上で回転速度がＮＥ＿ｉｄｌｅ＃となる点Ｐ３でエンジン１６０が駆動されるように、エンジン１６０への要求パワーがＰＷ１からＰＷ２へ変更される。

また、アイドル速度変更制御を停止し、常温におけるアイドル回転速度に戻す場合、すなわち、図５の点Ｐ３から点Ｐ１へ戻す場合にも、動作線Ｗ２０に沿って、エンジンの回転速度ＮＥおよびトルクＴＲが設定される。

図６は、実施の形態２において、ＥＣＵ３００で実行されるアイドル速度変更制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図６は、実施の形態１の図４で説明したフローチャートにおけるステップＳ１４０がＳ１４０Ａに置き換えられたものとなっている。図６において、図４と重複するステップについての説明は繰り返さない。

図６を参照して、ＥＣＵ３００は、放置時間ＴＩＭが予め定められた基準値αよりも大きいと判定し（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、かつエンジン始動時の冷却水温度ＴＷがしきい値ＴＷＡよりも小さいと判定した場合（Ｓ１２０にてＹＥＳ）は、処理をＳ１３０に進めて、アイドル回転速度変更制御フラグＦＬＧをオンに設定する。

そして、Ｓ１４０Ａに処理が進められて、ＥＣＵ３００は、図２で示したようなマップを用いてアイドル回転速度を設定する。それに加えて、ＥＣＵ３００は、図５で示したようなマップを用いることによって、設定された変更後のアイドル回転速度において、エンジン１６０の効率が最適となるような要求パワーを決定し、エンジン１６０およびモータジェネレータ１３０，１３５の駆動力の配分を設定する。

その後、ＥＣＵ３００は、Ｓ１５０にて、エンジン自動停止が可能である水温であるか否か判定し、その判定結果に基づいて、エンジン自動停止の禁止（Ｓ１６５）あるいは制限（Ｓ１６０）を行なう。

そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１７０において、当該アイドル回転速度変更制御の継続時間が所定のしきい値γに到達するまで、Ｓ１４０Ａで設定したアイドル回転速度およびエンジン１６０への要求パワーを用いてアイドル運転を実行する。

なお、上述のように、アイドル速度変更制御を停止する場合（Ｓ１９０）には、アイドル回転速度の変更とともに、エンジンの効率が最適となるような要求パワーが選択される。

以上のような処理に従って制御を行ない、ハイブリッド車両において、アイドル回転速度の変更に応じてエンジンが最適な効率で駆動されるように要求パワーを変更することによって、低温環境下での共振を防止しつつ、車両全体での効率の低下を抑制することが可能となる。

なお、以上の説明においては、マウントの硬化によって駆動力伝達系の共振回転速度が変化する場合を例として説明したが、マウントによる要因に限らず、車両が低温環境下にさらされた場合おいて、駆動力伝達系の共振回転速度が変化する場合には、本発明を適用することが可能である。

また、エンジン自動停止の制限にあたっては、通常時に比べてエンジン自動停止の実行が許可されるパラメータのしきい値が達成されにくいように変更することも含まれる。たとえば、水温について、エンジン自動停止可能温度を通常時よりも高い値にすることなどが含まれる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００ 車両、１１０ 蓄電装置、１１５ ＳＭＲ、１２０ ＰＣＵ、１２１ コンバータ、１２２，１２３ インバータ、１３０，１３５ モータジェネレータ、１４０ 動力伝達ギヤ、１５０ 駆動輪、１６０ エンジン、１６５，１７０ 温度センサ、１８０ 振動センサ、３００ ＥＣＵ、３１０ カウント部、３２０ アイドル速度設定部、３３０ エンジン制御部、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、ＮＬ１ 接地線、ＰＬ１，ＰＬ２ 電力線。

Claims (9)

1. 自動停止が可能な内燃機関の制御装置であって、
   前記制御装置は、前記内燃機関の短い停止期間後における第１のアイドル回転速度と、前記内燃機関の長い停止期間後における第２のアイドル回転速度とを異なる値にするとともに、前記内燃機関のアイドル回転速度が前記第２のアイドル回転速度である場合は、前記内燃機関の自動停止の実行を制限する、内燃機関の制御装置。
2. 前記制御装置は、前記アイドル回転速度を、前記内燃機関の停止期間が予め定められた基準値を下回る場合は前記第１のアイドル回転速度にする一方で、前記停止期間が前記基準値を上回る場合は前記第１のアイドル回転速度より大きい前記第２のアイドル回転速度にする、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記制御装置は、前記アイドル回転速度が前記第２のアイドル回転速度であるときは、前記内燃機関の自動停止の実行を禁止する、請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記内燃機関の自動停止の実行条件は、前記内燃機関の冷却水の温度が予め定められたしきい値を上回ることを含み、
   前記制御装置は、前記内燃機関の冷却水の温度がしきい値を上回った場合でも、前記アイドル回転速度が前記第２のアイドル回転速度であるときは、前記内燃機関の自動停止の実行を制限する、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記制御装置は、前記内燃機関を始動する際の気温に関連する値がしきい値を下回る場合で、かつ前記停止期間が前記基準値を上回る場合に、前記アイドル回転速度を前記第２のアイドル回転速度にする、請求項２または３に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記内燃機関は、固定部材を用いて車両に取り付けられ、
   前記内燃機関を含む駆動力伝達系の共振周波数は、前記固定部材の温度が低下すると高くなる特性を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記内燃機関は、駆動用電動機とともに用いられ、
   前記制御装置は、要求される駆動力が前記内燃機関および前記駆動用電動機から生じるように前記内燃機関および前記駆動用電動機を制御するとともに、前記アイドル回転速度が前記第２のアイドル回転速度とされる場合は、前記内燃機関の出力を、前記アイドル回転速度が前記第１のアイドル回転速度とされる場合とは異なる値にする、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
8. 自動停止が可能な内燃機関と、
   前記内燃機関を制御するための制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記内燃機関の短い停止期間後における第１のアイドル回転速度と、前記内燃機関の長い停止期間後における第２のアイドル回転速度とを異なる値にするとともに、前記内燃機関のアイドル回転速度が前記第２のアイドル回転速度である場合は、前記内燃機関の自動停止の実行を制限する、車両。
9. 前記内燃機関は、固定部材を用いて前記車両に取り付けられ、
   前記内燃機関を含む駆動力伝達系の共振周波数は、前記固定部材の温度が低下すると高くなる特性を有する、請求項８に記載の車両。

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