JP2022157003A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車両において、停車または低車速状態から内燃機関を始動する場合に生じる異音を低減する。【解決手段】動力源として内燃機関及び電動機が搭載されたハイブリッド車両を制御するものであり、停止した内燃機関を始動する際、当初スロットルバルブの開度を縮小した状態で内燃機関をモータリングし、その後ファイアリングを開始してスロットルバルブの開度を拡大することとし、現在の車速が閾値以下の低速であることを必要条件として、当該条件が成立しない場合と比較して、内燃機関を始動する際のスロットルバルブの開度を縮小している期間をより短くし、またスロットルバルブの開度を拡大する速度をより遅くするハイブリッド車両の制御装置を構成した。【選択図】図４

Description

本発明は、ハイブリッド車両に搭載されている内燃機関の始動時の制御に関する。

近時、内燃機関及び電動機の二種の動力源を備えるハイブリッド車両が一定の普及を見ている。シリーズ方式のハイブリッド車両（例えば、下記特許文献を参照）は、内燃機関により発電用モータジェネレータを駆動して発電を行い、発電した電力を蓄電装置、即ちリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等のバッテリ及び／またはキャパシタに蓄えるとともに、走行用モータジェネレータに供給する。そして、走行用モータジェネレータによって車両の駆動輪を回転させて走行する。

発電用モータジェネレータのみならず、走行用モータジェネレータもまた、回生制動により発電を行い、発電した電力を蓄電装置に蓄えることができる。蓄電装置の容量一杯まで既に電荷が蓄えられている場合には、回生制動により得られる電力を敢えて発電用モータジェネレータに供給し、これを電動機として作動させて内燃機関を回転駆動するモータリングを行うことで、余剰の電力を消費する。

ハイブリッド車両では、気筒において燃料を燃焼させて内燃機関を運転するファイアリングを行なわずとも、走行用モータジェネレータが蓄電装置に蓄えた電荷を消費して回転駆動力を出力し、車両を走行させることが可能である。よって、車両の運用中であっても、内燃機関の回転を停止している状態が継続することがある。

蓄電装置に蓄えている電荷の量が減少したときや、走行用モータジェネレータに対する要求出力が大きいときには、内燃機関を始動しその気筒に燃料を供給してこれを燃焼させ、内燃機関の出力する回転駆動力により発電用モータジェネレータを駆動し、発電を実行して蓄電装置を充電、または走行用モータジェネレータに供給する電力を増強する。

シリーズ方式のハイブリッド車両にあって、発電用モータジェネレータは、停止した内燃機関を始動する準備として内燃機関をモータリング（クランキング）する役割を兼ねる。そのときには、蓄電装置から必要な電力の供給を受ける。

特開２０２０－１５６１３４号公報

車両が停車しまたは停車に近い低車速の状況から、運転者がアクセルペダルを踏み込み車両を発進させようとするときには、その加速に必要な駆動力を出力するべく、それまで停止していた内燃機関を始動することになる。

一般に、内燃機関を始動する際には、当初スロットルバルブの開度を縮小した状態で内燃機関をモータリングし、その後ファイアリングを開始してスロットルバルブの開度を拡大、気筒への吸入空気量及び燃料噴射量を増加させてエンジン回転の加速を促進する。この過程で、運転者を含む車両の搭乗者の耳に届き得る異音が生じることがある。具体的には、ファイアリングの開始直後に「ボッ」というような音が発生したり、あるいは、ファイアリングによるエンジン回転の加速中に「ブロロ」というような音が発生したりする。

ハイブリッド車両にあっては、現在の車速如何によらず内燃機関を停止させ、また停止していた内燃機関を再始動する。既に車両がある程度以上の車速で走行している最中に内燃機関を始動する場合には、内燃機関から発生する異音が走行騒音や電動機の電磁騒音等によってマスキングされる。しかし、停車または低車速状態から内燃機関を始動する場合には、内燃機関から発生する異音がマスキングされず、その異音が車両の搭乗者に違和感や不快感を与える可能性が生じる。

本発明は、以上の問題に初めて着目してなされたものであり、停車または低車速状態から内燃機関を始動する場合に生じる異音を低減することを所期の目的としている。

本発明では、動力源として内燃機関及び電動機が搭載されたハイブリッド車両を制御するものであり、停止した内燃機関を始動する際、当初スロットルバルブの開度を縮小した状態で内燃機関をモータリングし、その後ファイアリングを開始してスロットルバルブの開度を拡大することとし、現在の車速が閾値以下の低速であることを必要条件として、当該条件が成立しない場合と比較して、内燃機関を始動する際のスロットルバルブの開度を縮小している期間をより短くするハイブリッド車両の制御装置を構成した。

並びに、本発明では、動力源として内燃機関及び電動機が搭載されたハイブリッド車両を制御するものであり、停止した内燃機関を始動する際、当初スロットルバルブの開度を縮小した状態で内燃機関をモータリングし、その後ファイアリングを開始してスロットルバルブの開度を拡大することとし、現在の車速が閾値以下の低速であることを必要条件として、当該条件が成立しない場合と比較して、内燃機関を始動する際のスロットルバルブの開度を拡大する速度をより遅くするハイブリッド車両の制御装置を構成した。

本発明によれば、ハイブリッド車両において、停車または低車速状態から内燃機関を始動する場合に生じる異音を低減することができる。

本発明の一実施形態におけるシリーズ方式のハイブリッド車両及び制御装置の概略構成を示す図。 同実施形態のハイブリッド車両に搭載される内燃機関の概要を示す図。 同実施形態の制御装置が制御するハイブリッド車両の要求出力の区分を示す図。 同実施形態における内燃機関の始動時の吸気負圧及びエンジン回転数の推移を例示する図。 同実施形態の制御装置が制御するエンジン回転数とその上昇率との関係を示す図。 同実施形態の制御装置が操作するスロットルバルブの開度の変化速度を示す図。 同実施形態の制御装置による始動時制御の適用範囲を示す図。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態におけるハイブリッド車両の主要システムの概略構成を示している。このハイブリッド車両は、内燃機関１と、内燃機関１により駆動されて発電を行う発電用モータジェネレータ２と、発電用モータジェネレータ２が発電した電力を蓄える蓄電装置３と、発電用モータジェネレータ２及び／または蓄電装置３から電力の供給を受けて車両の駆動輪６２を駆動する走行用モータジェネレータ４とを備えている。

本実施形態のハイブリッド車両は、内燃機関１を発電にのみ使用するシリーズハイブリッド方式の電気自動車であり、車両の駆動輪６２には専ら走行用モータジェネレータ４から走行のための駆動力を供給する。内燃機関１と駆動輪６２との間は機械的に切り離されており、元来両者の間で回転駆動力の伝達がなされない。つまり、内燃機関１は、走行用モータジェネレータ４及び駆動輪６２から完全に独立して回転し、また完全に独立して停止することが可能である。従って、イグニッションスイッチ（パワースイッチ、またはイグニッションキー）がＯＮに操作されている車両の運用中、運転者がアクセルペダルを踏むことで車両が走行可能であっても、蓄電装置３が十分な電荷を蓄え、かつブレーキブースタ１５が十分な負圧を蓄えている状況下では、燃料の燃焼を伴う内燃機関１の運転を実施しないことがある。

内燃機関１の回転軸であるクランクシャフトは、発電用モータジェネレータ２の回転軸と、歯車機構を介してまたは軸を直結して機械的に接続している。そして、内燃機関１が出力する回転駆動力を発電用モータジェネレータ２に入力することで、発電用モータジェネレータ２が発電する。発電した電力は、蓄電装置３に充電し、及び／または、走行用モータジェネレータ４に供給する。また、発電用モータジェネレータ２は、自らが回転駆動力を発生させて内燃機関１のクランクシャフトを回転駆動するモータリング用の電動機としても機能する。例えば、発電用モータジェネレータ２は、停止している内燃機関１を始動する準備としてのモータリング（クランキング）を実行する。

走行用モータジェネレータ４は、車両の走行のための駆動力を発生させ、その駆動力を減速機６１を介して駆動輪６２に入力する。また、走行用モータジェネレータ４は、駆動輪６２に連れ回されて回転することで発電し、車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収する。この回生制動により発電した電力は、蓄電装置３に充電する。

尤も、既に蓄電装置３の容量一杯まで電荷が蓄えられており、それ以上の充電が困難であるならば、走行用モータジェネレータ４が回生発電した電力を敢えて発電用モータジェネレータ２に供給し、発電用モータジェネレータ２を電動機として作動させて内燃機関１を回転駆動する。これにより、車両の制動性能を維持しながら、余剰の電力を消尽する。また、このとき、内燃機関１の回転が保たれることから、内燃機関１の気筒への燃料供給を一時的に停止する燃料カットを実行することができる。

発電機インバータ２１は、発電用モータジェネレータ２が発電する交流電力を直流電力に変換する。そして、その直流電力を蓄電装置３または駆動機インバータ４１に入力する。並びに、発電機インバータ２１は、発電用モータジェネレータ２を電動機として作動させる際に、蓄電装置３及び／または駆動機インバータ４１から供給される直流電力を交流電力に変換した上で発電用モータジェネレータ２に入力する。

駆動機インバータ４１は、蓄電装置３及び／または発電機インバータ２１から供給される直流電力を交流電力に変換した上で走行用モータジェネレータ４に入力する。並びに、駆動機インバータ４１は、車両の回生制動を行うときに走行用モータジェネレータ４が発電する交流電力を直流電力に変換した上で蓄電装置３または発電機インバータ２１に入力する。発電機インバータ２１及び駆動機インバータ４１は、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）０２の一部をなす。

蓄電装置３は、バッテリ及び／またはキャパシタ等である。バッテリは、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等の、エネルギ密度の大きい高電圧の二次電池である。蓄電装置３は、発電用モータジェネレータ２及び走行用モータジェネレータ４の各々が発電する電力を充電して蓄える。並びに、蓄電装置３は、発電用モータジェネレータ２及び走行用モータジェネレータ４の各々を電動機として作動させるための電力を放電し、それらモータジェネレータ２、４に必要な電力を供給する。

図２に、本実施形態のハイブリッド車両に搭載される内燃機関１の概要を示している。内燃機関１は、例えば火花点火式の４ストロークレシプロエンジンであり、複数の気筒１１（例えば、三気筒。図２には、そのうち一つを図示する）を包有している。各気筒１１の吸気ポート近傍には、吸気ポートに向けて燃料を噴射するインジェクタ１１１を設けている。また、各気筒１１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１１２を取り付けてある。点火プラグ１１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。

吸気を供給するための吸気通路１３は、外部から空気を取り入れて各気筒１１の吸気ポートへと導く。吸気通路１３上には、エアクリーナ１３１、電子スロットルバルブ１３２、サージタンク１３３、吸気マニホルド１３４を、上流からこの順序に配置している。エアクリーナ１３１は、吸気通路１３における最上流の位置、即ち空気を取り入れる吸気口に所在する。吸気口は、冷たい空気を取り入れて内燃機関の充填効率を上げるために、車両の前方に開口している。

排気を排出するための排気通路１４は、気筒１１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路１４上には、排気マニホルド１４２及び排気浄化用の三元触媒１４１を配置している。

ＥＧＲ装置１２は、排気通路１４と吸気通路１３とを連通する外部ＥＧＲ通路１２１と、ＥＧＲ通路１２１上に設けたＥＧＲクーラ１２２と、ＥＧＲ通路１２１を開閉し当該ＥＧＲ通路１２１を流れるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ１２３とを要素とする。ＥＧＲ通路１２１の入口は、排気通路１４における触媒１４１の下流の箇所に接続している。ＥＧＲ通路１２１の出口は、吸気通路１３におけるスロットルバルブ１３２の下流の箇所（特に、サージタンク１３３または吸気マニホルド１３４）に接続している。

内燃機関１、発電用モータジェネレータ２、蓄電装置３、インバータ２１、４１及び走行用モータジェネレータ４の制御を司る制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。ＥＣＵ０は、複数基のＥＣＵ、即ち内燃機関１を制御するＥＦＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｆｕｅｌ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）ＥＣＵ０１、モータジェネレータ２、４及びインバータ２１、４１を制御するＭＧ（Ｍｏｔｏｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）ＥＣＵ０２、蓄電装置３を制御するＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）ＥＣＵ０３等、並びに、それらの制御を統括する上位のコントローラであるＨＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）ＥＣＵ００が、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の電気通信回線を介して相互に通信可能に接続されてなるものである。

ＥＣＵ０に対しては、車両の実車速を検出する車速センサまたは車輪の回転速度を検出する車輪速センサから出力される信号ａ、内燃機関１のクランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサから出力されるクランク角信号ｂ、運転者によるアクセルペダルの踏込量をアクセル開度（いわば、運転者が車両（の走行用モータジェネレータ４）に対して要求している駆動力）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、内燃機関１の気筒１１に連なる吸気通路１３（特に、サージタンク１３３または吸気マニホルド１３４）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｄ、内燃機関１の冷却水の温度を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｅ、大気圧を検出する大気圧センサから出力される大気圧信号ｆ、蓄電装置３に蓄えている電荷量を検出するセンサ（特に、バッテリ電流及び／またはバッテリ電圧センサ）から出力されるバッテリＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）信号ｇ、ブレーキブースタ１５の定圧室に蓄えている負圧を検出する負圧センサから出力される負圧信号ｈ等が入力される。

そして、ＥＣＵ０は、各種センサを介してセンシングしている、運転者が操作するアクセルペダルの踏込量や、現在の車両の車速、蓄電装置３が蓄えている電荷の量、発電用モータジェネレータ２の発電電力等に応じて、走行用モータジェネレータ４が出力する回転駆動力、内燃機関１が出力する回転駆動力、及び発電用モータジェネレータ２が発電する電力の大きさを増減制御する。

原則として、蓄電装置３が現在十分な電荷を蓄えており、走行用モータジェネレータ４に対して要求される出力が小さいならば、内燃機関１への燃料の供給を遮断して内燃機関１を運転しない。翻って、蓄電装置３が蓄えている電荷の量が下限値を下回り、または走行用モータジェネレータ４に対して要求される出力が大きいならば、内燃機関１を始動し気筒１１に燃料を供給してこれを燃焼させるファイアリングを実行し、内燃機関１の出力する回転駆動力により発電機モータジェネレータ２を駆動し、発電を実施して蓄電装置３を充電し、または走行用モータジェネレータ４に供給する電力を増強する。

図３に、車両の運転者が要求する出力と、内燃機関１及び発電用モータジェネレータ２の運転の要否との関係を示している。要求出力は、運転者が操作するアクセルペダルの踏込量及び車速によって決まる。駆動輪６２に与えるべき駆動力は、アクセル開度が大きいほど大きくなる。要求出力は、駆動輪６２に与えるべき駆動力が大きいほど大きくなり、車速が高くなるほど大きくなる。図３上、右上方に向かうほど要求出力が大きいということになる。

ＥＣＵ０は、駆動輪６２に与えるべき駆動力が比較的小さく、車速も比較的低い低出力領域Ｉでは、内燃機関１に燃料を供給せずにその運転を停止し、発電用モータジェネレータ２を発電機として作動させない。低出力領域Ｉでは、走行用モータジェネレータ４が、蓄電装置３のみから電力供給を受けて、車両の走行のための駆動力を出力する。低出力領域Ｉは、典型的には、アクセル開度が０または所定値以下に小さいとき、あるいは車両の減速走行中である。

ＥＣＵ０は、駆動輪６２に与えるべき駆動力がある程度以上大きい、または車速がある程度以上高い中高出力領域II、IIIでは、内燃機関１に燃料を供給してこれを運転し、発電用モータジェネレータ２を発電機として作動させる。要求出力が顕著に大きくない中出力領域IIでは、走行用モータジェネレータ４が、主として発電用モータジェネレータ２から電力供給を受けて、車両の走行のための駆動力を出力する。このとき、蓄電装置３からは、少量の電力供給を受けるか、または全く電力供給を受けない。要求出力が顕著に大きい高出力領域IIIでは、走行用モータジェネレータ４が、発電用モータジェネレータ２及び蓄電装置３の双方から電力供給を受けて、車両の走行のための駆動力を出力する。

内燃機関１の気筒１１に燃料を供給して内燃機関１を運転しておらず、走行用モータジェネレータ４により駆動輪６２を駆動して車両を走行させている最中に、内燃機関１を始動して発電用モータジェネレータ２による発電を実行しようとするためには、まず、発電用モータジェネレータ２を電動機として作動させ、これにより内燃機関１の始動のためのモータリングを行う。そして、内燃機関１のクランクシャフトが所定回数以上または所定角度以上回転し、内燃機関１の各気筒１１の現在の行程またはピストンの位置を知得する気筒判別が完了したならば、内燃機関１の各気筒１１の行程に合わせて適切なタイミングで燃料を噴射し、かつ適切なタイミングで燃料を着火燃焼させるファイアリングを開始する。内燃機関１のクランクシャフトの回転角度及び回転速度即ちエンジン回転数は、発電用モータジェネレータ２に付帯するレゾルバを介して（ＭＧ ＥＣＵ０２において）検出することができ、内燃機関１に付帯するクランク角センサを介して（ＥＦＩ ＥＣＵ０１において）検出することもできる。

内燃機関１が自立的に回転し発電のために必要な回転駆動力を出力可能となった、つまり発電用モータジェネレータ２の出力を低減させてもなおエンジン回転数が上昇傾向を維持できるようになったならば、電動機として作動させている発電用モータジェネレータ２の出力を０まで低減させてモータリングを終了し、今度は内燃機関１により発電用モータジェネレータ２を回転駆動する。さらに、発電用モータジェネレータ２を発電機として作動させ、その発電電力を０から増大させる。

しかる後、エンジン回転数を段階的に引き上げられる目標回転数に追従させるように、内燃機関１の気筒１に供給する吸気量及び燃料噴射量、並びに発電用モータジェネレータ２の発電電力を増減調整する。最終的な目標回転数は、内燃機関１を最適または最適に近い効率で運転でき燃料消費率にとって最も有利な回転数、あるいは、内燃機関１が最大トルク若しくは最大出力またはこれに近いトルク若しくは出力を達成できるような回転数に設定する。

ＥＣＵ０の一部をなすＥＦＩ ＥＣＵ０１は、内燃機関１の運転制御に必要な各種情報ｂ、ｄ、ｅ、ｆを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１１に吸入される空気量を推算する。そして、吸入空気量に見合った（目標空燃比を具現するために必要な）要求燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング（一度の燃焼に対する点火の回数を含む）、要求ＥＧＲ率（または、ＥＧＲガス量）等といった内燃機関１の運転パラメータを決定する。ＥＦＩ ＥＣＵ０１は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌを、出力インタフェースを介して点火プラグ１１２のイグナイタ、インジェクタ１１１、スロットルバルブ１３２、ＥＧＲバルブ１２３等に対して出力する。

車両が停車しまたは停車に近い低車速の状況から、運転者がアクセルペダルを踏み込み車両を発進させようとするときには、走行用モータジェネレータ４に対する要求出力が低出力領域Ｉから中高出力領域II、IIIに遷移することから、それまで停止していた内燃機関１を始動する。または、蓄電装置３に蓄えている電荷量（ＳＯＣ）が所定値以下に減少したり、ブレーキブースタ１５の定圧室に蓄えている負圧が所定値以下に減少したりしたときにも、内燃機関１を始動することになる。

内燃機関１を始動する際には、当初、スロットルバルブ１３２を必要最低限の吸入空気量を確保できる最小開度、例えばいわゆるオープナ開度に縮小した状態で、内燃機関１を発電用モータジェネレータ２によりモータリングする。周知の通り、電子スロットルバルブ１３２は、吸気通路１３を開閉するバタフライバルブの弁体を電動機即ちスロットルモータにより回動させることで、気筒１１に流れ込む吸気の流量を増減調整する。オープナ開度は、スロットルモータに通電せず（電力を供給せず）スロットルモータから弁体に力を付与していないときの開度であり、全閉ではなく僅かながら開いている。スロットルバルブ１３２の弁体には、オープナスプリングが付設されており、そのスプリングが弁体を弾性付勢してオープナ開度を具現する角度（姿勢）に位置付ける。

モータリングを通じてエンジン回転数がある程度以上加速したら、インジェクタ１１１による燃料噴射及び点火プラグ１１２による火花点火を開始する。次いで、スロットルバルブ１３２の開度を最小開度から拡開する操作を実行し、気筒１１への吸入空気量及び燃料噴射量を増加させて、エンジントルクの増大及びエンジン回転の加速を促進する。

このような内燃機関１の始動の過程で、内燃機関１から異音が生じることがある。具体的には、ファイアリングの開始直後に「ボッ」というような音が発生したり、ファイアリングによるエンジン回転の加速中に「ブロロ」というような音が発生したりする。

内燃機関１のモータリング中及びファイアリングの開始直後の時期は、スロットルバルブ１３２の開度が小さく、気筒１１に吸入される空気量及び燃料噴射量が少ない。そのため、燃料の燃焼が安定的でなく、気筒１１から排出されずに残留したガスが、次サイクルの吸気行程にて（吸気バルブの開弁に伴って）吸気通路１３（吸気マニホルド１３４）側に逆流することが起こる。これが、「ボッ」という異音の原因と推測される。

また、ファイアリングの開始後、スロットルバルブ１３２を最小開度からある開度Ｔ₁、例えば全開（Ｗｉｄｅ Ｏｐｅｎ Ｔｈｒｏｔｔｌｅ）の３０％まで急速に拡大する操作により、エンジントルクが増大、エンジン回転が大きく加速し、吸気負圧が急峻に立ち上がる（吸気通路１３内の圧力としては急低下する）ことで吸気通路１３で共鳴が生じる。これが、「ブロロ」という異音の原因と推測される。

既に車両がある程度以上高い車速で走行している状況下で始動する場合には、仮に内燃機関１から異音が発生したとしても、その異音が走行騒音や走行用モータジェネレータ４の発する電磁騒音等によりマスキングされ、運転者を含む車両の搭乗者に違和感や不快感を与える懸念は小さい。だが、車両が停車しまたは極低車速で徐行している状況下で始動する場合には、内燃機関１から発生する異音がマスキングされずに搭乗者の耳に届き、搭乗者に違和感や不快感を与える可能性がある。

上記の点に鑑み、本実施形態のＥＣＵ０は、停止した内燃機関１を始動する際の車速が閾値Ｖ₁、例えば３０ｋｍ／ｈ以下の低速であることを必要条件として、内燃機関１の始動時にスロットルバルブ１３２を最小開度に縮小している期間をより短くする。加えて、その後にスロットルバルブ１３２の開度を拡大する操作を行うときの速度をより遅くする、つまりは単位時間あたりの開度の増大量をより小さくする。

図４に、内燃機関１の始動時の吸気負圧及びエンジン回転数の推移を例示している。吸気負圧は、クランクシャフトの回転及びピストンの運動に起因して吸気通路１３におけるスロットルバルブ１３２の下流（特に、サージタンク１３３または吸気マニホルド１３４内）に発生する負圧である。図４の縦軸“吸気負圧”は、上方に向かうほど吸気負圧が大きい、換言すれば吸気通路１３内の圧力が低くなり、下方に向かうほど吸気負圧が小さい、換言すれば吸気通路１３内の圧力が高くなり大気圧に近づく。

図４中の時点ｔ₀が、内燃機関１のファイアリングの開始時点である。従来は、内燃機関１の始動時の車速の高低によらず、時点ｔ₂までスロットルバルブ１３２を最小開度に維持し、しかも時点ｔ₂以降にスロットルバルブ１３２を急拡大していた。内燃機関１の始動の開始から時点ｔ₂までの長さは、例えば約０．５秒である。結果、一点鎖線で表しているように、吸気負圧及びエンジン回転数が比較的大きく変動するとともに、時点ｔ₀後時点ｔ₂前に「ボッ」という音が発生し、時点ｔ₂後に「ブロロ」という音が発生していた。

これに対し、本実施形態では、内燃機関１の始動時の車速が閾値Ｖ₁以下である場合、そうでない場合と比較して、スロットルバルブ１３２を最小開度に維持する期間を短縮する。即ち、（従来の制御における時点ｔ₂よりも早い）時点ｔ₁までスロットルバルブ１３２を最小開度に維持し、当該時点ｔ₁からスロットルバルブ１３２を開き始めるようにする。内燃機関１の始動の開始から時点ｔ₁までの長さは、例えば約０．２秒である。

図５は、内燃機関１を始動する過程における、現在のエンジン回転数と、そのときのエンジン回転数の単位時間あたりの上昇量である上昇率との関係を示すものである。図５中、内燃機関１の始動時の車速が閾値Ｖ₁以下である場合を実線で表し、そうでない場合を一点鎖線で表している。本実施形態では、エンジン回転数がモータリング中の回転数に近い所定値Ｎ₁、例えば１０００ｒｐｍであるときの上昇率の目標をより高く設定することで、スロットルバルブ１３２を開く時点ｔ₁を早めている。

さらに、本実施形態では、内燃機関１の始動時の車速が閾値Ｖ₁以下である場合、そうでない場合と比較して、スロットルバルブ１３２を最小開度から拡開するときの速度をより遅くする。図６に、スロットルバルブ１３２を最小開度からある開度Ｔ₁まで開くときの操作速度を示している。図６中、内燃機関１の始動時の車速が閾値Ｖ₁以下である場合を実線で表し、そうでない場合を一点鎖線で表している。前者の場合のスロットルバルブ１３２の開度の単位時間あたりの増大量は、後者の場合のそれに比して小さい。

要約すると、内燃機関１の始動時の車速がＶ₁以下である場合には、スロットルバルブ１３２を早く開き始めるが、代わりにスロットルバルブ１３２をゆっくりと開いてゆく。結果、図４中に実線で表しているように、吸気負圧及びエンジン回転数の各々の変動がより小さくなり、時点ｔ₀後時点ｔ₁前に「ボッ」という音が発生せず、時点ｔ₁後に「ブロロ」という音が発生しなくなる。

上述した制御の適用範囲は、図７中にハッチングを付して表している、内燃機関１の始動時の車速がＶ₁以下、かつスロットルバルブ１３２の開度がＴ₁以下の領域である。スロットルバルブ１３２の開度がＴ₁まで拡大した後の開度は、現在走行用モータジェネレータ４に対して要求されている出力の大きさに依存する。

本実施形態では、動力源として内燃機関１及び電動機２、４が搭載されたハイブリッド車両を制御するものであり、停止した内燃機関１を始動する際、当初スロットルバルブ１３２の開度を縮小した状態で内燃機関１をモータリングし、その後ファイアリングを開始してスロットルバルブ１３２の開度を拡大することとし、現在の車速が閾値Ｖ₁以下の低速であることを必要条件として、当該条件が成立しない場合と比較して、内燃機関１を始動する際のスロットルバルブ１３２の開度を縮小している期間をより短くするハイブリッド車両の制御装置０を構成した。

本実施形態によれば、内燃機関１の始動のためのモータリング中及びファイアリングの開始直後における、吸気通路１３（サージタンク１３３または吸気マニホルド１３４）内の吸気負圧の変動の幅を小さくでき、気筒１１から吸気通路１３にガスが逆流して「ボッ」というような異音が発生することを回避、またはそのような異音を低減することができる。

並びに、本実施形態では、動力源として内燃機関１及び電動機２、４が搭載されたハイブリッド車両を制御するものであり、停止した内燃機関１を始動する際、当初スロットルバルブ１３２の開度を縮小した状態で内燃機関１をモータリングし、その後ファイアリングを開始してスロットルバルブ１３２の開度を拡大することとし、現在の車速が閾値Ｖ₁以下の低速であることを必要条件として、当該条件が成立しない場合と比較して、内燃機関１を始動する際のスロットルバルブ１３２の開度を拡大する速度をより遅くするハイブリッド車両の制御装置０を構成した。

本実施形態によれば、ファイアリングの開始後における、吸気通路１３内の吸気負圧の大きさの急変を抑制でき、共鳴により「ブロロ」というような異音が発生することを回避、またはそのような異音を低減することができる。

総じて、ハイブリッド車両に搭載された内燃機関１の始動直後ないし低回転時の騒音が改善され、車両のＮＶ（Ｎｏｉｓｅ ａｎｄ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）性能の向上に資する。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、本発明の適用対象は、シリーズ方式のハイブリッド車両には限定されない。

その他、各部の具体的な構成や処理の内容等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

０…制御装置（ＥＣＵ）
１…内燃機関
１１…気筒
１３…吸気通路
１３２…スロットルバルブ
２…発電機（発電用モータジェネレータ）
３…蓄電装置
４…走行用電動機（走行用モータジェネレータ）
６２…駆動輪

Claims (3)

1. 動力源として内燃機関及び電動機が搭載されたハイブリッド車両を制御するものであり、
   停止した内燃機関を始動する際、当初スロットルバルブの開度を縮小した状態で内燃機関をモータリングし、その後ファイアリングを開始してスロットルバルブの開度を拡大することとし、
   現在の車速が閾値以下の低速であることを必要条件として、当該条件が成立しない場合と比較して、内燃機関を始動する際のスロットルバルブの開度を縮小している期間をより短くするハイブリッド車両の制御装置。
2. 現在の車速が閾値以下の低速であることを必要条件として、当該条件が成立しない場合と比較して、内燃機関を始動する際のスロットルバルブの開度を拡大する速度をより遅くする請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 動力源として内燃機関及び電動機が搭載されたハイブリッド車両を制御するものであり、
   停止した内燃機関を始動する際、当初スロットルバルブの開度を縮小した状態で内燃機関をモータリングし、その後ファイアリングを開始してスロットルバルブの開度を拡大することとし、
   現在の車速が閾値以下の低速であることを必要条件として、当該条件が成立しない場合と比較して、内燃機関を始動する際のスロットルバルブの開度を拡大する速度をより遅くするハイブリッド車両の制御装置。

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