JP2023117138A - ハイブリッド車 - Google Patents

Abstract

【課題】最初に圧縮上死点を迎える気筒に燃料噴射と点火とを行なってエンジンを始動する始動制御によるエンジン始動が失敗したときでも迅速にエンジンを始動する。
【解決手段】ハイブリッド車は、間欠停止しているエンジンを始動するときには、最初に圧縮上死点を迎える気筒に対して燃料噴射と点火とを行なってエンジンを始動する第１始動制御と、モータによりエンジンをクランキングしてエンジンの回転数がモータの回転数に略一致したときに燃料噴射と点火とを開始してエンジンを始動する第２始動制御と、を含む複数の始動制御のうちの一つを用いる際に、第１始動制御によりエンジンを始動するときには、第２始動制御の実行の要請を行ない、第１始動制御によるエンジンの始動に失敗したときには直ちに第２始動制御によるエンジンの始動を実行する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド車に関し、詳しくは、筒内噴射弁を有するエンジンとエンジンの出力軸にクラッチを介して接続されたモータとを備えるハイブリッド車に関する。

従来、この種のハイブリッド車として、エンジンと、エンジンの出力軸にクラッチを介して接続されたモータと、モータの回転軸と車軸とに接続された自動変速装置とを備えるハイブリッド車が搭載するもの提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車では、間欠停止しているエンジンを始動する際には、モータの回転数が判定値を超えるときにはクラッチが完全に締結していない状態でエンジンの燃焼を開始する第１始動方式によりエンジンを始動し、モータの回転数が判定値以下のときにはクラッチが完全に締結した状態でエンジンの燃焼を開始する第２始動方式によりエンジンを始動する。これにより、円滑な走行モードの切り替えを行なっている。

特開２０２０－１５２３３７号公報

上述のハイブリッド車では、間欠停止しているエンジンを始動する際にエンジンを迅速に始動する始動方法として、最初に圧縮上死点を迎える気筒に燃料噴射と点火とを行なって始動することが考えられる。この始動方法では、最初に圧縮上死点を迎える気筒の停止位置や燃料噴射量，点火時期の僅かなズレによりエンジン始動を良好に行なうことができない場合が生じ、運転者のトルク要請に対して迅速に対応できなくなってしまう。

本発明のハイブリッド車は、最初に圧縮上死点を迎える気筒に燃料噴射と点火とを行なってエンジンを始動する始動制御によるエンジン始動が失敗したときでも迅速にエンジンを始動することを主目的とする。

本発明のハイブリッド車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド車は、
筒内噴射弁を有するエンジンと、前記エンジンの出力軸にクラッチを介して接続されたモータと、前記モータの回転軸と駆動輪が連結された駆動軸とに入力軸と出力軸とが接続された自動変速装置と、前記エンジンと前記モータと前記クラッチと前記自動変速装置とを制御する制御装置と、を備えるハイブリッド車であって、
前記制御装置は、間欠停止している前記エンジンを始動するときには、前記クラッチを半係合して前記モータにより前記エンジンをクランキングすると共に前記エンジンにおいて最初に圧縮上死点を迎える気筒に対して燃料噴射と点火とを行なって前記エンジンを始動するよう前記エンジンと前記モータと前記クラッチとを制御する第１始動制御と、前記クラッチを半係合して前記モータにより前記エンジンをクランキングすると共に前記エンジンの回転数が前記モータの回転数に略一致したときに燃料噴射と点火とを開始して前記エンジンを始動するよう前記エンジンと前記モータと前記クラッチとを制御する第２始動制御と、を含む複数の始動制御のうちの一つを用いる際に、
前記第１始動制御により前記エンジンを始動するときには、前記第２始動制御の実行の要請を行ない、前記第１始動制御による前記エンジンの始動に失敗したときには直ちに前記第２始動制御による前記エンジンの始動を実行する、
ことを特徴とする。

本発明のハイブリッド車は、筒内噴射弁を有するエンジンと、エンジンの出力軸にクラッチを介して接続されたモータと、モータの回転軸と駆動輪が連結された駆動軸とに入力軸と出力軸とが接続された自動変速装置と、エンジンとモータとクラッチと自動変速装置とを制御する制御装置と、を備える。制御装置は、間欠停止しているエンジンを始動するときには、クラッチを半係合してモータによりエンジンをクランキングすると共にエンジンにおいて最初に圧縮上死点を迎える気筒に対して燃料噴射と点火とを行なってエンジンを始動するようエンジンとモータとクラッチとを制御する第１始動制御と、クラッチを半係合してモータによりエンジンをクランキングすると共にエンジンの回転数がモータの回転数に略一致したときに燃料噴射と点火とを開始してエンジンを始動するようエンジンとモータとクラッチとを制御する第２始動制御と、を含む複数の始動制御のうちの一つを用いる。制御装置は、第１始動制御によりエンジンを始動するときには、第２始動制御の実行の要請を行ない、第１始動制御によるエンジンの始動に失敗したときには直ちに第２始動制御によるエンジンの始動を実行する。これにより、最初に圧縮上死点を迎える気筒に燃料噴射と点火とを行なってエンジンを始動する第１始動制御によるエンジンの始動が失敗したときでも、直ちに第２始動制御を実行してエンジンを迅速に始動することができる。

本発明のハイブリッド車において、前記制御装置は、前記第２始動制御により前記エンジンを始動するときに前記エンジンの冷却水温が所定温度未満のときには、成層燃焼による爆発燃焼によって前記エンジンを始動するものとしてもよい。こうすれば、エンジンの冷却水温が所定温度未満であってもより確実に且つ迅速にエンジンを始動することができる。

本発明のハイブリッド車において、前記制御装置は、前記第２始動制御により前記エンジンを始動するときに運転者による走行用のトルク要求があるときには、前記トルク要求がないときに比して点火時期を早期に進角するものとしてもよい。こうすれば、迅速に運転者による走行用のトルク要求に対応することができる。この場合、前記制御装置は、前記第２始動制御により前記エンジンを始動するときに運転者による走行用のトルク要求があるときには、前記点火時期の進角の開始に遅れて燃料噴射量を始動時の燃料噴射量から通常時の燃料噴射量に切り替えるものとしてもよい。こうすれば、早期のトルクの出力と燃焼の安定性との両立を図ることができる。

本発明の一実施例としてのハイブリッド車２０の構成の概略を示す構成図である。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 第１始動制御によりエンジン２２を始動する際の処理の一例を示すフローチャートである。

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。

図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド車２０の構成の概略を示す構成図である。図２は、ハイブリッド車２０が搭載するエンジン２２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車２０は、図１に示すように、エンジン２２と、モータ３０と、インバータ３２と、クラッチＫ０と、自動変速装置４０と、高電圧バッテリ６０と、低電圧バッテリ６２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４と、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。

エンジン２２は、例えばガソリンや軽油などの燃料を用いて吸気、圧縮、膨張（爆発燃焼）、排気の４行程により動力を出力する６気筒の内燃機関として構成されている。図２に示すように、エンジン２２は、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁１２６と、筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁１２７とを有する。エンジン２２は、ポート噴射弁１２６と筒内噴射弁１２７とを有することにより、ポート噴射モードと筒内噴射モードと共用噴射モードとのうちの何れかで運転可能となっている。ポート噴射モードでは、エアクリーナ１２２により清浄された空気を吸気管１２３に吸入してスロットルバルブ１２４やサージタンク１２５を通過させると共に、吸気管１２３のサージタンク１２５よりも下流側のポート噴射弁１２６から燃料を噴射し、空気と燃料とを混合する。そして、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室１２９に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、シリンダボア内でそのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２３の回転運動に変換する。筒内噴射モードでは、ポート噴射モードと同様に空気を燃焼室１２９に吸入し、吸気行程や圧縮行程において筒内噴射弁１２７から燃料を噴射し、点火プラグ１３０による電気火花により爆発燃焼させてクランクシャフト２３の回転運動を得る。共用噴射モードでは、空気を燃焼室１２９に吸入する際にポート噴射弁１２６から燃料を噴射すると共に吸気行程や圧縮行程において筒内噴射弁１２７から燃料を噴射し、点火プラグ１３０による電気火花により爆発燃焼させてクランクシャフト２３の回転運動を得る。これらの噴射モードは、エンジン２２の運転状態に基づいて切り替えられる。燃焼室１２９から排気バルブ１３３を介して排気管１３４に排出される排気は、浄化装置１３５およびＰＭフィルタ１３６を介して外気に排出される。浄化装置１３５は、排気中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化触媒（三元触媒）１３５ａを有する。ＰＭフィルタ１３６は、セラミックスやステンレスなどにより多孔質フィルタとして形成されており、排気中の煤などの粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集する。なお、ＰＭフィルタ１３６に代えて、三元触媒の浄化機能と粒子状物質に対する捕集機能とを組み合わせた四元触媒が用いられるものとしてもよい。

エンジン２２は、エンジンＥＣＵ２４により運転制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。エンジンＥＣＵ２４に入力される信号としては、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２３の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０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１４２からの冷却水温Ｔｗを挙げることができる。吸気バルブ１２８を開閉するインテークカムシャフトの回転位置や排気バルブ１３３を開閉するエキゾースト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１４４からのカム角θｃｉ，θｃｏも挙げることができる。スロットルバルブ１２４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１２４ａからのスロットル開度ＴＨや、吸気管１２３のスロットルバルブ１２４よりも上流側に取り付けられたエアフローメータ１２３ａからの吸入空気量Ｑａ、吸気管１２３のスロットルバルブ１２４よりも上流側に取り付けられた温度センサ１２３ｔからの吸気温Ｔａ、サージタンク１２５に取り付けられた圧力センサ１２５ａからのサージ圧Ｐｓも挙げることができる。排気管１３４の浄化装置１３５よりも上流側に取り付けられたフロント空燃比センサ１３７からのフロント空燃比ＡＦ１や、排気管１３４の浄化装置１３５とＰＭフィルタ１３６との間に取り付けられたリヤ空燃比センサ１３８からのリヤ空燃比ＡＦ２、ＰＭフィルタ１３６の前後の差圧（上流側と下流側との差圧）を検出する差圧センサ１３６ａからの差圧ΔＰも挙げることができる。

エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４から出力される信号としては、例えば、スロットルバルブ１２４への制御信号や、ポート噴射弁１２６への制御信号、筒内噴射弁１２７への制御信号、点火プラグ１３０への制御信号を挙げることができる。

エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのエンジン２２のクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。また、エンジンＥＣＵ２４は、エアフローメータ１２３ａからの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて負荷率（エンジン２２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬを演算している。さらに、エンジンＥＣＵ２４は、差圧センサ１３６ａからの差圧ΔＰに基づいてＰＭフィルタ１３６に堆積した粒子状物質の堆積量としてのＰＭ堆積量Ｑｐｍを演算したり、エンジン２２の回転数Ｎｅや負荷率ＫＬに基づいてＰＭフィルタ１３６の温度としてのフィルタ温度Ｔｆを演算したりしている。

図１に示すように、エンジン２２のクランクシャフト２３には、エンジン２２をクランキングするためのスタータモータ２５や、エンジン２２からの動力を用いて発電するオルタネータ２６が接続されている。スタータモータ２５およびオルタネータ２６は、低電圧バッテリ６２と共に低電圧側電力ライン６３に接続されており、ＨＶＥＣＵ７０により制御される。

モータ３０は、同期発電電動機として構成されており、回転子コアに永久磁石が埋め込まれた回転子と、固定子コアに三相コイルが巻回された固定子とを有する。このモータ３０の回転子が固定された回転軸３１は、クラッチＫ０を介してエンジン２２のクランクシャフト２３に接続されていると共に自動変速機４５の入力軸４１に接続されている。インバータ３２は、モータ３０の駆動に用いられると共に高電圧側電力ライン６１に接続されている。モータ３０は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）３４によってインバータ３２の複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

モータＥＣＵ３４は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。モータＥＣＵ３４には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ３４に入力される信号としては、例えば、モータ３０の回転子（回転軸３１）の回転位置を検出する回転位置センサ３０ａからの回転位置θｍや、モータ３０の各相の相電流を検出する電流センサからの相電流Ｉｕ，Ｉｖを挙げることができる。モータＥＣＵ３４からは、インバータ３２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。モータＥＣＵ３４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ３４は、回転位置センサ３０ａからのモータ３０の回転子（回転軸３１）の回転位置θｍに基づいてモータ３０の回転数Ｎｍを演算している。

クラッチＫ０は、例えば油圧駆動の摩擦クラッチとして構成されており、ＨＶＥＣＵ７０によって制御され、エンジン２２のクランクシャフト２３とモータ３０の回転軸３１との接続および接続の解除を行なう。

自動変速装置４０は、トルクコンバータ４３と、例えば６段変速の自動変速機４５とを有する。トルクコンバータ４３は、一般的な流体伝動装置として構成されており、モータ３０の回転軸３１に接続された入力軸４１の動力を自動変速機４５の入力軸である変速機入力軸４４にトルクを増幅して伝達したり、トルクを増幅することなくそのまま伝達したりする。自動変速機４５は、変速機入力軸４４と、駆動輪４９にデファレンシャルギヤ４８を介して連結された出力軸４２と、複数の遊星歯車と、油圧駆動の複数の摩擦係合要素（クラッチ，ブレーキ）とを有する。複数の摩擦係合要素は、何れも、ピストン、複数の摩擦係合プレート（摩擦プレートおよびセパレータプレート）、作動油が供給される油室などにより構成される油圧サーボを有する。自動変速機４５は、複数の摩擦係合要素の係脱により、第１速から第６速までの前進段や後進段を形成して、変速機入力軸４４と出力軸４２との間で動力を伝達する。クラッチＫ０や自動変速機４５には、図示しない油圧制御装置により、機械式オイルポンプや電動オイルポンプからの作動油の油圧が調圧されて供給される。油圧制御装置は、複数の油路が形成されたバルブボディや、複数のレギュレータバルブ、複数のリニアソレノイドバルブなどを有する。この油圧制御装置は、ＨＶＥＣＵ７０により制御される。

高電圧バッテリ６０は、例えば定格電圧が数百Ｖ程度のリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、インバータ３２と共に高電圧側電力ライン６１に接続されている。低電圧バッテリ６２は、例えば定格電圧が１２Ｖや１４Ｖ程度の鉛蓄電池として構成されており、スタータモータ２５やオルタネータ２６と共に低電圧側電力ライン６３に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ６４は、高電圧側電力ライン６１と低電圧側電力ライン６３とに接続されている。このＤＣ／ＤＣコンバータ６４は、高電圧側電力ライン６１の電力を低電圧側電力ライン６３に電圧の降圧を伴って供給する。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、自動変速装置４０の入力軸４１に取り付けられた回転数センサ４１ａからの回転数Ｎｉｎや、自動変速装置４０の変速機入力軸４４に取り付けられた回転数センサ４４ａからの回転数Ｎｍｉ、自動変速装置４０の出力軸４２に取り付けられた回転数センサ４２ａからの回転数Ｎｏｕｔを挙げることができる。高電圧バッテリ６０の端子間に取り付けられた電圧センサからの高電圧バッテリ６０の電圧Ｖｂｈや、高電圧バッテリ６０の出力端子に取り付けられた電流センサからの高電圧バッテリ６０の電流Ｉｂｈ、低電圧バッテリ６２の端子間に取り付けられた電圧センサからの電圧Ｖｂｌも挙げることができる。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８７からの車速Ｖも挙げることができる。

ＨＶＥＣＵ７０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ７０から出力される信号としては、例えば、スタータモータ２５への制御信号や、オルタネータ２６への制御信号を挙げることができる。クラッチＫ０や自動変速装置４０（油圧制御装置）への制御信号、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４への制御信号も挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ３４と通信ポートを介して接続されている。ＨＶＥＣＵ７０は、回転数センサ４１ａからの自動変速装置４０の入力軸４１の回転数Ｎｉｎを回転数センサ４２ａからの自動変速装置４０の出力軸４２の回転数Ｎｏｕｔで除して自動変速装置４０の回転数比Ｇｔを演算している。

こうして構成された実施例のハイブリッド車２０では、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ３４との協調制御により、ハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）や電動走行モード（ＥＶ走行モード）で走行するように、エンジン２２とクラッチＫ０とモータ３０と自動変速装置４０とを制御する。ここで、ＨＶ走行モードは、クラッチＫ０を係合状態としてエンジン２２の動力を用いて走行するモードであり、ＥＶ走行モードは、クラッチＫ０を解放状態としてエンジン２２の動力を用いずに走行するモードである。

ＨＶ走行モードやＥＶ走行モードにおける自動変速装置４０の制御では、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいて自動変速機４５の目標変速段Ｍ＊を設定する。そして、自動変速機４５の変速段Ｍと目標変速段Ｍ＊とが一致するときには、変速段Ｍが保持されるように自動変速機４５を制御する。一方、変速段Ｍと目標変速段Ｍ＊とが異なるときには、変速段Ｍが目標変速段Ｍ＊に一致するように自動変速機４５を制御する。

ＨＶ走行モードにおけるエンジン２２およびモータ３０の制御では、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいて走行に要求される（自動変速装置４０の出力軸４２に要求される）要求トルクＴｏｕｔ＊を設定する。続いて、出力軸４２の要求トルクＴｏｕｔ＊を自動変速装置４０の回転数比Ｇｔで除した値を入力軸４１の要求トルクＴｉｎ＊に設定する。こうして入力軸４１の要求トルクＴｉｎ＊を設定すると、要求トルクＴｉｎ＊が入力軸４１に出力されるようにエンジン２２の目標トルクＴｅ＊やモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊を設定し、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊をモータＥＣＵ３４に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、目標トルクＴｅ＊を受信すると、エンジン２２が目標トルクＴｅ＊で運転されるようにエンジン２２の運転制御（吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御など）を行なう。モータＥＣＵ３４は、トルク指令Ｔｍ＊を受信すると、モータ３０がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

ＥＶ走行モードにおけるモータ３０の制御では、ＨＶＥＣＵ７０は、ＨＶ走行モードと同様に入力軸４１の要求トルクＴｉｎ＊を設定し、要求トルクＴｉｎ＊が入力軸４１に出力されるようにモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊を設定してモータＥＣＵ３４に送信する。モータＥＣＵ３４は、トルク指令Ｔｍ＊を受信すると、モータ３０がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド車２０の動作、特に、間欠停止しているエンジン２２を始動する際の動作について説明する。間欠停止しているエンジン２２の始動は、クラッチＫ０を半係合（スリップ係合）させてモータ３０から目標クランキングトルクＴｃｒ＊を出力してエンジン２２をクランキングし、最初に圧縮上死点（ＴＤＣ：Top Dead Center）を迎える気筒で最初の燃料噴射と点火（初爆）とを行なう第１始動制御によるものと、クラッチＫ０を半係合（スリップ係合）させてモータ３０から目標クランキングトルクＴｃｒ＊を出力してエンジン２２をクランキングし、エンジン２２の回転数Ｎｅがモータ３０の回転数Ｎｍｇに略一致したときに燃料噴射と点火（初爆）とを行なう第２始動制御によるものと、を含む複数の始動制御によって行なうことができる。迅速なエンジン２２の始動の観点から第１始動制御によるエンジン２２の始動が選択される場合が多い。

第１始動制御では、最初に圧縮上死点を迎える気筒で始動することができるようにするために、エンジン２２の停止直前にスロットルバルブ１２４を一時的に開成すると共に所定クランク角範囲で停止するようにしている。エンジン２２の停止直前にスロットルバルブ１２４を一時的に開成するのは、圧縮行程で停止する気筒内の空気量を多くするためである。燃料噴射量Ｆｉについては、エンジン２２を停止してからの経過時間Ｔｓｔｏｐや停止クランク角θｓｔｏｐ（ピストン１３２の位置）、吸気バルブ１２８を閉じるタイミングのインテークマニホールドの圧力（インマニ圧）Ｐｉｎに基づいて設定する。実施例では、エンジン２２を停止してからの経過時間Ｔｓｔｏｐと停止クランク角θｓｔｏｐ（ピストン１３２の位置）とインマニ圧Ｐｉｎと燃料噴射量Ｆｉとの関係を実験や解析、機械学習などにより予め定めて初爆用燃料噴射量設定用マップとして記憶しておき、経過時間Ｔｓｔｏｐと停止クランク角θｓｔｏｐとインマニ圧Ｐｉｎとが与えられるとマップから対応する燃料噴射量Ｆｉを導出するものとした。点火時期Ｔｉについては、停止クランク角θｓｔｏｐと目標クランキングトルクＴｃｒ＊とモータ３０の回転数Ｎｍｇとに基づいて設定する。実施例では、停止クランク角θｓｔｏｐと目標クランキングトルクＴｃｒ＊とモータ３０の回転数Ｎｍｇと点火時期Ｔｉとの関係を実験や解析、機械学習などにより予め定めて初爆用点火時期設定用マップとして記憶しておき、停止クランク角θｓｔｏｐと目標クランキングトルクＴｃｒ＊とモータ３０の回転数Ｎｍｇとが与えられるとマップから対応する点火時期Ｔｉを導出するものとした。なお、エンジン２２の始動時におけるスロットル開度ＴＨは、基本的には予め定めた開度（例えば５％など）が用いられる。

第２始動制御では、燃料噴射量Ｆｉについては、エンジン２２の回転数Ｎｅまたはモータ３０の回転数Ｎｍｇに基づいて設定する。点火時期Ｔｉについては、初爆のショックを抑制するため、予め定めた遅角した点火時期（例えば圧縮上死点より遅角した時期など）を用いる。

次に、間欠停止しているエンジン２２を第１始動制御により始動したときに始動に失敗したときの動作について説明する。図３は、第１始動制御によりエンジン２２を始動する際の処理の一例を示すフローチャートである。

図３の第１始動制御によるエンジン始動処理が実行されると、まず、第２始動制御によるエンジン２２の始動の要請を行なう（ステップＳ１００）。この要請は、第１始動制御によるエンジン２２の始動が失敗したときに直ちに第２始動制御によるエンジン２２の始動が行なわれるようにするためのものである。

次に、温度センサ１４２により検出されるエンジン２２の冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｒｅｆ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。閾値Ｔｒｅｆとしては、例えば６０℃や７０℃を用いることができる。エンジン２２の冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｒｅｆ未満であると判定したときには、エンジン２２の各気筒での爆発燃焼を成層燃焼とする（ステップＳ１２０）。冷却水温Ｔｗが低いときには成層燃焼とした方が始動性が良好となるからである。なお、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｒｅｆ未満であると判定したときには、エンジン２２の各気筒での爆発燃焼を通常燃焼とする。通常燃焼としては、エンジン２２の状態や運転者の要求などに応じて均質燃焼としたり成層燃焼としたりする燃焼を意味する。

続いて、第１始動制御によるエンジン２２の始動を開始し（ステップＳ１３０）、第１始動制御によるエンジン２２の始動が成功したか失敗したかを判定する（ステップＳ１４０）。この判定は、最初に圧縮上死点を迎える気筒での燃料噴射と点火とによる初爆が良好に行なわれたか否かにより行なうことができる。初爆が生じなかったり、エンジン２２の回転数Ｎｅが失速したり、エンジン２２が逆回転したときには、第１始動制御によるエンジン２２の始動は失敗したと判定することができる。

ステップＳ１４０で第１始動制御によるエンジン２２の始動は失敗していない（成功している）と判定したときには、第２始動制御の要請をキャンセルし（ステップＳ１５０）、第１始動制御によるエンジン２２の始動を継続する（ステップＳ１６０）。第１始動制御では、初爆が良好に行なわれると、その後、圧縮上死点を通過した回数が所定回数（例えば２回や３回）以上である条件やエンジン２２の回転数Ｎｅが上昇している条件、エンジン２２の回転数Ｎｅがモータ３０の回転数Ｎｍｇに基づく閾値以上である条件などのクラッチＫ０を解放する条件が成立したときにクラッチＫ０をスリップ係合しない程度の油圧で待機する定圧待機とし、エンジン２２の回転数Ｎｅがモータ３０の回転数Ｎｍｇに近づくように燃料噴射量と点火時期とを制御する。エンジン２２の回転数Ｎｅがモータ３０の回転数Ｎｍｇに略一致したのを確認すると（ステップＳ１７０）、クラッチＫ０を完全係合とし（ステップＳ１８０）、燃料噴射量と点火時期を通常時に変更し（ステップＳ１９０）、本処理を終了する。通常時の燃料噴射量は、吸入空気量に基づく基本燃料噴射量に各種補正を行なって計算されるものである。通常時の点火時期は、エンジン２２の運転状態に応じて計算されるものである。

ステップＳ１４０で第１始動制御によるエンジン２２の始動は失敗していると判定したときには、第２始動制御の実行を開始する（ステップＳ２００）。第２始動制御の実行を開始すると、燃料噴射と点火は停止され、エンジン２２の回転数Ｎｅがモータ３０の回転数Ｎｍｇに略一致するまでモータ３０によるエンジン２２のクランキングが継続される。エンジン２２の回転数Ｎｅがモータ３０の回転数Ｎｍｇに略一致したのを確認すると（ステップＳ２１０）、クラッチＫ０を完全係合とする（ステップＳ２２０）。そして、運転者によるトルク要求があるか否かを判定する（ステップＳ２３０）。運転者によるトルク要求の有無は、例えばアクセルペダル８３が閾値（例えば５％や７％）以上踏み込まれているか否かにより判定することができる。運転者のトルク要求がないと判定したときには、予め定めた遅角した点火時期で所定回数の点火を行ない、それ以降に通常の点火時期に向けて進角する（ステップＳ２４０）。一方、運転者のトルク要求があると判定したときには、最初の１回だけ予め定めた遅角した点火時期で点火し、２回目以降は通常の点火時期に向けて進角する（ステップＳ２５０）。これにより、運転者のトルク要求に迅速に対応することができる。なお、点火時期の進角は、点火毎に所定角（１度や２度、３度など）ずつ徐々に進角することにより行なう。そして、所定回数（例えば１０回や１２回など）だけ爆発燃焼したのを確認し（ステップＳ２６０）、燃料噴射量を通常時に変更し（ステップＳ２７０）、本処理を終了する。運転者のトルク要求があるときでも燃料噴射量については所定回数の爆発燃焼を待って通常時に変更するのは、各気筒での燃焼を安定させるためである。

以上説明した実施例のハイブリッド車２０では、第１始動制御によってエンジン２２を始動する際には、第２始動制御によるエンジン２２の始動を要請し、第１始動制御によるエンジン２２の始動に失敗したときには直ちに第２始動制御によるエンジン２２の始動の実行を開始する。これにより、第１始動制御によるエンジン２２の始動に失敗したときでも、迅速にエンジン２２を始動することができる。もとより、第１始動制御によるエンジン２２の始動が成功したときには第１始動制御によりエンジン２２の始動を継続する。

実施例のハイブリッド車２０では、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、成層燃焼によりエンジン２２を始動する。これにより、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが低いときでもエンジン２２の始動性を良好なものとすることができる。

実施例のハイブリッド車２０では、第１始動制御によるエンジン２２の始動に失敗して第２始動制御によってエンジン２２を始動するときに運転者によるトルク要求があるときには、最初の１回だけ予め定めた遅角した点火時期で点火し、２回目からの点火については通常の点火時期に向けて進角することにより、運転者のトルク要求がないときに比して点火時期の進角を早期に行なう。これにより、運転者のトルク要求に迅速に対応することができる。しかも、運転者のトルク要求があるときでも燃料噴射量については所定回数の爆発燃焼を待って通常時の計算に基づくものに変更するから、エンジン２２の各気筒での爆発燃焼を安定させることができる。これらの結果、早期のトルクの出力と燃焼の安定性との両立を図ることができる。

実施例のハイブリッド車２０では、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、成層燃焼によりエンジン２２を始動するものとしたが、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｒｅｆ未満のときでも通常燃焼によりエンジン２２を始動するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド車２０では、第１始動制御によるエンジン２２の始動に失敗して第２始動制御によってエンジン２２を始動するときに運転者によるトルク要求があるときには、運転者のトルク要求がないときに比して点火時期の進角を早期に行なうものとした。しかし、第２始動制御によってエンジン２２を始動するときに運転者によるトルク要求があるときでも運転者のトルク要求がないときと同様に点火時期を進角するものとしても構わない。

実施例のハイブリッド車２０では、６段変速の自動変速機４５を備えるものとした。しかし、４段変速や５段変速、８段変速などの自動変速機を備えるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド車２０では、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ３４とＨＶＥＣＵ７０とを備えるものとした。しかし、これらのうちの少なくとも２つを一体に構成するものとしてもよい。

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、クラッチＫ０が「クラッチ」に相当し、モータ３０が「モータ」に相当し、自動変速装置４０が「自動変速装置」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ３４とが「制御装置」に相当する。

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。

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。

本発明は、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。

２０ ハイブリッド車、２２ エンジン、２３ クランクシャフト、２４ エンジンＥＣＵ、２５ スタータモータ、２６ オルタネータ、３０ モータ、３０ａ 回転位置センサ、３１ 回転軸、３２ インバータ、３４ モータＥＣＵ、４０ 自動変速装置、４１ 入力軸、４１ａ 回転数センサ、４２ 出力軸、４２ａ 回転数センサ、４３ トルクコンバータ、４４ 変速機入力軸、４４ａ 回転数センサ、４５ 自動変速機、４８
デファレンシャルギヤ、４９ 駆動輪、６０ 高電圧バッテリ、６１ 高電圧側電力ライン、６２ 低電圧バッテリ、６３ 低電圧側電力ライン、６４ ＤＣ／ＤＣコンバータ、７０ 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、８７ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２３ 吸気管、１２３ａ エアフローメータ、１２３ｔ 温度センサ、１２４ スロットルバルブ、１２４ａ スロットルバルブポジションセンサ、１２５
サージタンク、１２５ａ 圧力センサ、１２６ ポート噴射弁、１２７ 筒内噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１２９ 燃焼室、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３３
排気バルブ、１３４ 排気管、１３５ 浄化装置、１３５ａ 浄化触媒、１３６ ＰＭフィルタ、１３６ａ 差圧センサ、１３７ フロント空燃比センサ、１３８ リヤ空燃比センサ、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４４ カムポジションセンサ、Ｋ０ クラッチ。

Claims (4)

1. 筒内噴射弁を有するエンジンと、前記エンジンの出力軸にクラッチを介して接続されたモータと、前記モータの回転軸と駆動輪が連結された駆動軸とに入力軸と出力軸とが接続された自動変速装置と、前記エンジンと前記モータと前記クラッチと前記自動変速装置とを制御する制御装置と、を備えるハイブリッド車であって、
   前記制御装置は、間欠停止している前記エンジンを始動するときには、前記クラッチを半係合して前記モータにより前記エンジンをクランキングすると共に前記エンジンにおいて最初に圧縮上死点を迎える気筒に対して燃料噴射と点火とを行なって前記エンジンを始動するよう前記エンジンと前記モータと前記クラッチとを制御する第１始動制御と、前記クラッチを半係合して前記モータにより前記エンジンをクランキングすると共に前記エンジンの回転数が前記モータの回転数に略一致したときに燃料噴射と点火とを開始して前記エンジンを始動するよう前記エンジンと前記モータと前記クラッチとを制御する第２始動制御と、を含む複数の始動制御のうちの一つを用いる際に、
   前記第１始動制御により前記エンジンを始動するときには、前記第２始動制御の実行の要請を行ない、前記第１始動制御による前記エンジンの始動に失敗したときには直ちに前記第２始動制御による前記エンジンの始動を実行する、
   ことを特徴とするハイブリッド車。
2. 請求項１記載のハイブリッド車であって、
   前記制御装置は、前記第２始動制御により前記エンジンを始動するときに前記エンジンの冷却水温が所定温度未満のときには、成層燃焼による爆発燃焼によって前記エンジンを始動する、
   ハイブリッド車。
3. 請求項１または２記載のハイブリッド車であって、
   前記制御装置は、前記第２始動制御により前記エンジンを始動するときに運転者による走行用のトルク要求があるときには、前記トルク要求がないときに比して点火時期を始動用点火時期から早期に進角する、
   ハイブリッド車。
4. 請求項３記載のハイブリッド車であって、
   前記制御装置は、前記第２始動制御により前記エンジンを始動するときに運転者による走行用のトルク要求があるときには、前記点火時期の進角の開始に遅れて燃料噴射量を始動時の燃料噴射量から通常時の燃料噴射量に切り替える、
   ハイブリッド車。

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