JP7359040B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。

エンジンを間欠運転するハイブリッド車両において、自動停止したエンジンを再始動するにあたり、自動停止時に膨張行程で停止した気筒で燃焼を行い、その燃焼により発生するトルクを利用してクランク軸の回転を開始するものがある。膨張行程停止気筒での燃焼に発生するトルクは、同気筒のピストンの停止位置により決まる。そのため、エンジンの再始動性を確保するため、自動停止時におけるエンジンの回転停止位置を精密に制御することが求められる。

従来、自動停止時の回転停止位置の制御技術として特許文献１に記載のものが知られている。同文献では、自動停止に際してエンジンの燃焼停止から回転が停止する直前までの期間、スロットル開度の調整を通じてエンジン回転数の降下速度を制御することで、エンジンの回転停止位置を概ね定めるようにしている。さらに同文献では、回転停止の直前にスロットル開度を増大し、膨張行程及び圧縮行程でそれぞれ停止する２つの気筒に吸気を導入している。このときのエンジンの回転停止位置は、それら２つの気筒に導入した吸気の圧縮反力が釣り合う位置となる。このように上記文献１では、エンジンの回転停止直前にそれら２つの気筒にそれぞれ適宜な量の吸気を導入することで、エンジンの回転停止位置を定めるようにしている。

なお、以下の説明では、エンジンの自動停止時に膨張行程で停止する気筒を膨張行程停止気筒と記載する。また、エンジンの自動停止時に圧縮行程で停止する気筒を圧縮行程停止気筒と記載する。

特開２００５－１５５５４８号公報

上記従来の制御技術においても、エンジンの回転停止の直前に膨張行程停止気筒及び圧縮行程停止気筒のそれぞれに導入される吸気量が精密に制御されていなければ、エンジンの回転停止位置にずれが生じてしまう。

上記課題を解決するハイブリッド車両の制御装置は、走行用の駆動源としてエンジンとモータとを備えるハイブリッド車両に適用されて、エンジンの自動停止、及び自動再始動を行う。また、同ハイブリッド車両の制御装置は、エンジンの自動停止に際して同エンジンの回転停止の直前にスロットル開度を増大して、同エンジンの回転が停止したときに膨張行程でピストンが停止する気筒である膨張行程停止気筒、及び圧縮行程でピストンが停止する気筒である圧縮行程停止気筒の吸気量を他の気筒よりも多くする停止位置制御を行っている。さらに、同ハイブリッド車両の制御装置は、停止位置制御においてスロットル開度を増大する時期を、スロットル開度を増大してから膨張行程停止気筒の吸気バルブが閉じられるまでの時間が一定となるようにエンジン回転数の降下速度に基づき決定している。

エンジン回転数及び吸気バルブの閉時期が一定であれば、気筒内に入る吸気の量は、吸気バルブが閉じるときの吸気管圧力により決まる。一方、膨張行程停止気筒、及び圧縮行程停止気筒のうちで先に吸気行程を迎えるのは、膨張行程停止気筒である。よって、上記停止位置制御において、膨張行程停止気筒の吸気バルブが閉じられる時期の吸気管圧力が所望の吸気量が得られる値となるようにスロットル開度を増大すれば、膨張行程停止気筒、及び圧縮行程停止気筒のそれぞれに適宜な量の吸気を導入することができる。

一方、スロットル開度を増大してから吸気管圧力が所望の吸気量が得られる値となるまでには遅れがある。この遅れの時間は一定である。膨張行程停止気筒の吸気バルブが閉じられる時期は、エンジン回転数及びその降下速度から求めることができる。よって、上記遅れの時間の分、その求めた時期よりも早い時期にスロットル開度を増大すれば、膨張行程停止気筒に所望とする量の吸気を導入することが、ひいてはエンジンの回転を所望とする位置で停止することが可能となる。したがって、上記ハイブリッド車両の制御装置によれば、自動停止に際してのエンジンの回転停止位置を精密に制御できる。

ところで、上記のような停止位置制御を実施した場合には、圧縮行程停止気筒や膨張行程停止気筒に導入された吸気の圧縮、膨張に伴う反力によりクランク軸の回転が変動して車体振動が発生してしまう。車速がある程度よりも高い状態でエンジンの回転が停止する場合には、路面から車体に伝わる振動などの他の要因による車体振動に紛れてしまうため、停止位置制御により生じた車体振動を乗員が特に意識することにはなり難い。これに対して、車速が低下した状態でエンジンの回転が停止する場合には、他の車体振動が小さくなっているため、停止位置制御により生じた車体振動が乗員に違和を感じさせる虞がある。こうした停止位置制御に伴う車体振動による乗員の違和を緩和するには、車速が既定値以上であることを、上記ハイブリッド車両の制御装置における停止位置制御の実施の条件とするとよい。

停止位置制御が適切に実施されてエンジンが自動停止した場合には、膨張行程停止気筒での燃焼により生じるトルクでクランク軸の回転を開始する第１始動方式によりエンジンを再始動できる。上記のように車速を停止位置制御の実施の条件とした場合には、停止位置制御が実施されずにエンジンが自動停止されることがあり、そうした場合には、第１始動方式によるエンジンの再始動を実施できなくなる。そのため、そうした場合には、停止位置制御を実施してエンジンを自動停止した場合には、膨張行程停止気筒での燃焼により生じるトルクでクランク軸の回転を開始する第１始動方式によりエンジンの再始動を行い、停止位置制御を実施せずにエンジンを自動停止した場合には、モータが発生するトルクでクランク軸の回転を開始するとともに、その後に気筒での燃焼を開始する第２始動方式によりエンジンの再始動を行うようにするとよい。

ハイブリッド車両の制御装置の第１実施形態及び同装置が適用されるハイブリッド車両の駆動系の構成を模式的に示す図。 同ハイブリッド車両に搭載されたエンジンの構成を模式的に示す図。 上記制御装置における停止位置制御ルーチンのフローチャート。 上記停止位置制御ルーチンで設定されるＴＡ増大開始回転数とエンジン回転数の降下速度との関係を示すグラフ。 上記停止位置制御ルーチンで設定される目標スロットル開度と計時カウンタとの関係を示すグラフ。 上記制御装置における停止位置制御の実施態様の一例を示すタイムチャート。 第２実施形態のハイブリッド車両の制御装置が実行する停止位置制御ルーチンのフローチャート。 同制御装置が実行する始動方式選択ルーチンのフローチャート。

（第１実施形態）
以下、ハイブリッド車両の制御装置の第１実施形態を、図１～図６を参照して詳細に説明する。ここではまず、図１を参照して、本実施形態のハイブリッド車両の駆動系の構成を説明する。

図１に示すように、ハイブリッド車両には、走行用の駆動源としてのエンジン１０が搭載されている。同ハイブリッド車両におけるエンジン１０から車輪１３への動力伝達経路には、変速ユニット１１が設けられている。変速ユニット１１と左右の車輪１３とは、ディファレンシャル１２を介して駆動連結されている。

変速ユニット１１には、クラッチ１４とＭ／Ｇ（Motor Generator）１５とが設けられている。変速ユニット１１においてＭ／Ｇ１５は、エンジン１０から車輪１３への動力伝達経路上に位置するように設置されている。また、クラッチ１４は、同動力伝達経路におけるエンジン１０とＭ／Ｇ１５との間の部分に位置するように設置されている。クラッチ１４は、油圧の供給を受けて係合された状態となって、エンジン１０とＭ／Ｇ１５との動力伝達を接続する。また、クラッチ１４は、油圧供給の停止に応じて開放された状態となって、エンジン１０とＭ／Ｇ１５との動力伝達を遮断する。

Ｍ／Ｇ１５は、インバータ１７を介して車載電源１６に接続されている。そして、モータ１５は、車載電源１６からの給電に応じて車両の駆動力を発生するモータとして機能する一方で、エンジン１０や車輪１３からの動力伝達に応じて車載電源１６に充電する電力を発電する発電機としても機能する。Ｍ／Ｇ１５と車載電源１６との間で授受される電力は、インバータ１７により調整されている。

また、変速ユニット１１には、トルク増幅機能を有した流体継ぎ手であるトルクコンバータ１８と、ギア段の切替えにより変速比を多段階に切替える有段式の自動変速機１９と、が設けられている。本実施形態では、自動変速機１９として、１速から１０速までの１０段階にギア段を切替可能なものが採用されている。変速ユニット１１において自動変速機１９は、上記動力伝達経路におけるモータ１５よりも車輪１３側の部分に位置するように設置されている。そして、トルクコンバータ１８を介して、Ｍ／Ｇ１５と自動変速機１９とが連結されている。なお、トルクコンバータ１８には、油圧の供給を受けて係合してモータ１５と自動変速機１９とを直結するロックアップクラッチ２０が設けられている。

さらに変速ユニット１１には、オイルポンプ２１と油圧制御部２２とが設けられている。そして、オイルポンプ２１が発生した油圧が、油圧制御部２２を介して、クラッチ１４、トルクコンバータ１８、自動変速機１９、及びロックアップクラッチ２０にそれぞれ供給されている。油圧制御部２２には、クラッチ１４、トルクコンバータ１８、自動変速機１９、及びロックアップクラッチ２０のそれぞれの油圧回路と、それらの作動油圧を制御するための各種の油圧制御弁と、が設けられている。

加えて、ハイブリッド車両には、車両制御部２３が設けられている。車両制御部２３は、車両の走行制御に係る各種演算処理を行う演算処理回路と、制御用のプログラムやデータが記憶された記憶装置と、を備える電子制御ユニットとして構成されている。車両制御部２３は、エンジン１０の運転制御を行っている。また、車両制御部２３は、インバータ１７を制御して、Ｍ／Ｇ１５と車載電源１６との間での電力の授受量を調整することで、Ｍ／Ｇ１５のトルク制御を行っている。さらに車両制御部２３は、油圧制御部２２の制御を通じて、クラッチ１４やロックアップクラッチ２０、自動変速機１９の駆動制御を行っている。なお、車両制御部２３には、車速ＳＰＤや、運転者のアクセルペダルの踏込量であるアクセルペダル開度ＡＣＣなどの検出信号が入力されている。

図２に示すように、エンジン１０には、混合気の燃焼を行う気筒３０が設けられている。同図には、エンジン１０が有する複数の気筒３０のうちの一つのみが表示されている。各気筒３０には、ピストン３１が往復動可能に収容されている。各気筒３０のピストン３１は、エンジン１０の出力軸であるクランク軸３３に、コネクティングロッド３２を介してそれぞれ連結されている。コネクティングロッド３２及びクランク軸３３は、ピストン３１の往復運動をクランク軸３３の回転運動に変換するクランク機構を構成する。なお、エンジン１０には、クランク軸３３の回転角を検出するクランク角センサ３４が設けられている。

また、エンジン１０の各気筒３０には、吸気の導入路である吸気通路３５が吸気バルブ３６を介して接続されている。また、エンジン１０の各気筒３０には、排気の排出路である排気通路３７が排気バルブ３８を介して接続されている。吸気通路３５には、その内部を流れる吸気の流量である吸気流量ＧＡを検出するエアフローメータ３９と、吸気の流量を調整するための弁であるスロットルバルブ４０と、が設けられている。また、エンジン１０には、気筒３０内に燃料を噴射する燃料噴射弁４１が、各気筒３０にそれぞれ設けられている。さらに各気筒３０には、吸気通路３５を通じて導入された吸気と燃料噴射弁４１が噴射した燃料との混合気を火花放電により点火する点火装置４２が設けられている。一方、排気通路３７には、排気浄化用の触媒装置４３が設けられている。

上述の車両制御部２３には、クランク角センサ３４及びエアフローメータ３９の検出信号が入力されている。また、車両制御部２３は、クランク軸３３が既定の角度分回転する毎の定クランク角の割り込み処理として、クランク角センサ３４の検出信号からエンジン回転数ＮＥの演算を行っている。そして、車両制御部２３は、スロットルバルブ４０の開度制御、燃料噴射弁４１の燃料噴射制御、点火装置４２の点火制御などを通じてエンジン１０の運転制御を行っている。なお、以下の説明では、スロットルバルブ４０の開度を「スロットル開度ＴＡ」と記載する。

さらに、車両制御部２３は、エンジン１０を稼働して走行するＨＶ（Hybrid Vehicle）走行モードと、エンジン１０の稼働を停止して走行するＥＶ（Electric Vehicle）走行モードとを走行状況に応じて切替えている。ＥＶ走行モードでは、エンジン１０の稼働が停止され、かつクラッチ１４が開放された状態で、Ｍ／Ｇ１５の動力により走行が行われる。また、ＨＶ走行モードでは、エンジン１０が稼働され、かつクラッチ１４が接続された状態で、エンジン１０の動力を利用して走行が行われる。なお、ＨＶ走行モードでは、車両の走行状況に応じて、Ｍ／Ｇ１５の力行運転による走行アシストや、同Ｍ／Ｇ１５の回生運転による回生発電が行われる。車両制御部２３は、ＨＶ走行モードからＥＶ走行モードへの切替えに際してエンジン１０の自動停止を行っている。また、車両制御部２３は、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの切替えに際してエンジン１０の自動再始動を行っている。なお、以下の説明では、自動停止によりエンジン１０のクランク軸３３の回転が停止したときに膨張行程でピストン３１が停止する気筒３０を「膨張行程停止気筒」と記載する。また、このときに圧縮行程でピストン３１が停止する気筒３０を「圧縮行程停止気筒」と記載する。

車両制御部２３は、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの切替えが要求されると、膨張行程停止気筒への燃料噴射を実施する。そして、車両制御部２３は、クラッチ１４を接続すると同時に、膨張行程停止気筒で燃焼を行って、クラッチ１４を介して伝達されたＭ／Ｇ１５のトルクと膨張行程停止気筒の燃焼トルクとでクランク軸３３の回転を開始する。続いて、車両制御部２３は、圧縮行程停止気筒でも燃料噴射及び燃焼を行った後、クラッチ１４を一旦開放する。その後も、車両制御部２３は、燃焼を継続して、エンジン１０を再始動している。そして、車両制御部２３は、エンジン回転数ＮＥがＭ／Ｇ１５の回転数の近傍まで上昇した時点でクラッチ１４を再接続することで、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの切替えを完了している。

一方、車両制御部２３は、ＨＶ走行モードからＥＶ走行モードへの切替えが要求されると、エンジン１０の燃焼を停止するとともに、クラッチ１４を開放する。その後、車両制御部２３は、クランク軸３３の回転を適切な位置で停止するための停止位置制御を実行している。なお、以下の説明では、エンジン１０の再始動に適したクランク軸３３の回転停止位置を「目標停止位置」と記載する。本実施形態では、膨張行程停止気筒のピストン３１の上死点からの距離と、圧縮行程停止気筒のピストン３１の上死点からの距離が等しくなる位置が、目標停止位置となっている。

図３に、こうした停止位置制御のため、車両制御部２３が実行する停止位置制御ルーチンのフローチャートを示す。車両制御部２３は、ＨＶ走行モードからＥＶ走行モードへの切替え要求に応じてエンジン１０の燃焼を停止してからクランク軸３３の回転が完全に停止するまでの期間、既定の制御周期毎に同ルーチンの処理を繰り返し実行している。

本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ１００，Ｓ１１０において、エンジン回転数ＮＥの降下速度Ｖの演算が行われる。具体的には、ステップＳ１００において、前回の本ルーチンの実行時のエンジン回転数ＮＥであるＮＥ前回値から現在のエンジン回転数ＮＥを引いた差がエンジン回転数ＮＥの変化量ΔＮＥの値として演算される。変化量ΔＮＥは、一定の制御周期におけるエンジン回転数ＮＥの降下量に、すなわちエンジン回転数ＮＥの降下速度Ｖに相当する値となる。ただし、車両制御部２３は、定クランク角の割り込み処理としてエンジン回転数ＮＥの演算を行っている。そのため、エンジン回転数ＮＥの低下に応じて、同エンジン回転数ＮＥの演算の時間間隔が長くなる。その結果、エンジン回転数ＮＥが低下すると、エンジン回転数ＮＥの演算値と実際の値とのずれが大きくなり、変化量ΔＮＥの演算誤差が大きくなる虞がある。そこで、本実施形態では、ステップＳ１１０において、変化量ΔＮＥに平滑化処理を施した値をエンジン回転数ＮＥの降下速度Ｖの値として演算することで、エンジン回転数ＮＥの低下に応じた降下速度Ｖの演算誤差を抑えている。具体的には、本実施形態では、下式に基づいて降下速度Ｖの値を更新することで、変化量ΔＮＥの平滑化処理値として降下速度Ｖの値を演算している。なお、下式における「ｋ」は、平滑化の程度を決める定数であり、その値には、０を超過、かつ１未満の値が設定されている。ちなみに、このときの降下速度Ｖの平滑化の程度は、定数ｋの値が１から０に近づくにつれて高くなる。

こうして降下速度Ｖの値が演算されると、ステップＳ１２０において、ＮＥ前回値の値を現在のエンジン回転数ＮＥの値に更新した後、ステップＳ１３０に処理が進められる。ステップＳ１３０に処理が進められると、そのステップＳ１３０において、降下速度Ｖに基づき、ＴＡ増大開始回転数Ｎ２の値が演算される。ＴＡ増大開始回転数Ｎ２は、クランク軸３３の回転を目標停止位置で停止するために必要な量の吸気を圧縮行程停止気筒、及び膨張行程停止気筒に導入するためのスロットル開度ＴＡの増大を開始するエンジン回転数ＮＥの値を示している。ＴＡ増大開始回転数Ｎ２の演算は、車両制御部２３のメモリに予め記憶された演算マップＭＡＰ１を用いて行われる。

図４に、演算マップＭＡＰ１における降下速度ＶとＴＡ増大開始回転数Ｎ２との関係を示す。同図に示すように、ＴＡ増大開始回転数Ｎ２は、降下速度Ｖが大きくなるにしたがって大きくなる値として設定されている。

続いて、ステップＳ１４０において、現在のエンジン回転数ＮＥがＴＡ増大開始回転数Ｎ２以下であるか否かが判定される。エンジン回転数ＮＥがＴＡ増大開始回転数Ｎ２を超過する値である場合（Ｓ１４０：ＮＯ）には、ステップＳ１５０に処理が進められ、そのステップＳ１５０において計時カウンタＣＯＵＮＴの値が０にクリアされる。そして、続くステップＳ１６０において、スロットル開度ＴＡの目標値である目標スロットル開度ＴＡ＊が既定の小開度目標値ＴＡ１に設定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。

エンジン１０の燃焼停止後のエンジン回転数ＮＥの降下中には、気筒３０内での吸気の圧縮、膨張により、クランク軸３３の回転変動が生じる。このときの各気筒３０に多量の吸気が導入されていると、クランク軸３３の回転変動が大きくなり、車体振動が発生する。小開度目標値ＴＡ１には、各気筒３０の吸気導入量が、車体振動を許容可能な範囲に留められる量となるスロットル開度ＴＡが値として設定されている。

これに対して、エンジン回転数ＮＥがＴＡ増大開始回転数Ｎ２以下の値である場合（Ｓ１４０：ＹＥＳ）には、ステップＳ１７０に処理が進められる。ステップＳ１７０に処理が進められると、そのステップＳ１７０において、計時カウンタＣＯＵＮＴのカウントアップが行われる。そして、続くステップＳ１８０において、車両制御部２３のメモリに予め記憶された演算マップＭＡＰ２を用いて、計時カウンタＣＯＵＮＴの値に応じて目標スロットル開度ＴＡ＊の値が設定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。

こうした本ルーチンにおいて、計時カウンタＣＯＵＮＴの値は、エンジン回転数ＮＥがＴＡ増大開始回転数Ｎ２以下となるまでは０に保持され、その後、本ルーチンの処理が実行される都度、カウントアップされる。一方、上述したように本ルーチンの処理は、一定の制御周期毎に実行される。そのため、計時カウンタＣＯＵＮＴの値は、エンジン回転数ＮＥがＴＡ増大開始回転数Ｎ２以下に低下した時点からの経過時間に相当する値となる。

図５に、演算マップＭＡＰ２における計時カウンタＣＯＵＮＴと目標スロットル開度ＴＡ＊との関係を示す。同図に示すように、計時カウンタＣＯＵＮＴの値が既定値Ｃ１以下の場合には、スロットル開度ＴＡの最大値である最大スロットル開度ＴＡＭＡＸが目標スロットル開度ＴＡ＊の値として設定される。そして、計時カウンタＣＯＵＮＴの値が既定値Ｃ１を超える範囲では、上述の小開度目標値ＴＡ１よりも大きく、最大スロットル開度ＴＡＭＡＸよりも小さい既定の最終開度目標値ＴＡ２が目標スロットル開度ＴＡ＊の値として設定される。

以上のように構成された本実施形態の作用及び効果について説明する。
上述のように本実施形態では、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードの切替えに際し、膨張行程停止気筒で燃焼を行ってクランク軸３３の回転を開始してエンジン１０を再始動している。このときの膨張行程停止気筒のピストン３１の位置が上死点に近すぎても、下死点に近すぎても、燃焼トルクが小さくなって、クランク軸３３の回転開始が困難となる。よって、上記態様でエンジン１０を再始動する場合には、自動停止時に適切な位置でクランク軸３３の回転を停止する必要がある。

これに対して本実施形態では、エンジン１０の自動停止に際して、クランク軸３３の回転停止の直前に、スロットル開度ＴＡを増大して、圧縮行程停止気筒、及び膨張行程停止気筒の２つの気筒に、他の気筒よりも多い量の吸気を導入するようにしている。このときのクランク軸３３の回転は、圧縮行程停止気筒、及び膨張行程停止気筒の吸気の圧縮反力が釣り合う位置で停止する。よって、クランク軸３３の回転停止の直前に、圧縮行程停止気筒、及び膨張行程停止気筒に対してそれぞれ適量の吸気を導入することで、エンジン１０の再始動に適した位置でクランク軸３３の回転を停止することが可能となる。

なお、上述のように本実施形態では、膨張行程停止気筒のピストン３１の上死点からの距離と、圧縮行程停止気筒のピストン３１の上死点からの距離が等しくなる位置が、エンジン１０の再始動に適したクランク軸３３の目標停止位置となっている。この場合には、クランク軸３３の回転停止の直前に、膨張行程停止気筒及び圧縮行程停止気筒の双方にそれぞれ同量の吸気を導入することで、そうした目標停止位置でクランク軸３３の回転を停止することが可能となる。なお、このとき、他の気筒にも多くの吸気が導入されていると、各気筒の吸気の圧縮反力が釣り合う。

以下の説明では、吸気通路３５におけるスロットルバルブ４０よりも下流側の部分の吸気の圧力を「吸気管圧力ＰＭ」と記載する。エンジン回転数ＮＥが十分に低下した状態では、吸気バルブ３６が開いている間の気筒３０内の吸気の圧力は、吸気管圧力ＰＭとほぼ等しくなる。よって、膨張行程停止気筒、圧縮行程停止気筒のそれぞれに導入される吸気の量は、それら気筒の吸気バルブ３６が閉じるときの吸気管圧力ＰＭにより決まることになる。

一方、膨張行程停止気筒、及び圧縮行程停止気筒のうちで先に吸気行程を迎えるのは、膨張行程停止気筒である。そこで、停止位置制御において、膨張行程停止気筒の吸気バルブ３６が閉じられる時期の吸気管圧力ＰＭが、目標停止位置でのクランク軸３３の回転停止に必要な吸気量が得られる値となるようにスロットル開度ＴＡを増大する。このようにすれば、膨張行程停止気筒、及び圧縮行程停止気筒のそれぞれに適宜な量の吸気を導入することが、ひいては目標停止位置でクランク軸３３の回転を停止することが可能となる。なお、以下の説明では、目標停止位置でのクランク軸３３の回転停止に必要な吸気量が得られる吸気管圧力ＰＭを「目標圧力ＰＲ」と記載する。なお、上述の最終開度目標値ＴＡ２には、スロットル開度ＴＡを一定に維持したときの吸気管圧力ＰＭの収束値が目標圧力ＰＲとなる同スロットル開度ＴＡの値が設定されている。

さて、図６に、エンジン１０の自動停止中の状況を示す。現在を時刻ｔ０とし、その後、降下速度Ｖを維持したまま、エンジン回転数ＮＥが低下を続けるとすると、その後のエンジン回転数ＮＥは同図に点線で示すように推移することになる。よって、エンジン回転数ＮＥ、及び降下速度Ｖからは、クランク軸３３の回転が停止する凡その時刻ｔ３が分かる。さらに、膨張行程停止気筒の吸気バルブ３６が閉じられる時期ｔ２も、エンジン回転数ＮＥ、及び降下速度Ｖから予測できる。

一方、スロットル開度ＴＡを増大してから吸気管圧力ＰＭが目標圧力ＰＲとなるまでには遅れがある。この遅れ時間Ｔは一定である。よって、現在のエンジン回転数ＮＥ、及び降下速度Ｖから予測した上記時期ｔ２よりもその遅れ時間Ｔ分、早い時刻ｔ１にスロットル開度ＴＡの増大を開始すれば、膨張行程停止気筒の吸気バルブ３６が閉じられる時期ｔ２の吸気管圧力ＰＭを目標圧力ＰＲとすることが可能となる。さらに、同時期ｔ２におけるエンジン回転数ＮＥも、現在のエンジン回転数ＮＥ、及び降下速度Ｖから求められる。よって、膨張行程停止気筒の吸気バルブ３６が閉じられる時期ｔ２の吸気管圧力ＰＭを目標圧力ＰＲとするためのスロットル開度ＴＡの増大を開始するエンジン回転数ＮＥであるＴＡ増大開始回転数Ｎ２は、エンジン回転数ＮＥ及び降下速度Ｖから求めることが可能である。

その点、本実施形態では、エンジン回転数ＮＥ及び降下速度ＶからＴＡ増大開始回転数Ｎ２を演算し、エンジン回転数ＮＥがそのＴＡ増大開始回転数Ｎ２以下に低下したときにスロットル開度ＴＡを増大している。そのため、スロットル開度ＴＡを増大してから膨張行程停止気筒の吸気バルブ３６が閉じられるまでの時間が上記遅れ時間Ｔとなるように、スロットル開度ＴＡの増大を行うことができる。そしてこれにより、膨張行程停止気筒、及び圧縮行程停止気筒にそれぞれ適量の吸気を導入することが可能となる。

なお、吸気管圧力ＰＭを目標圧力ＰＲとするには、スロットル開度ＴＡを最終的に上述の最終開度目標値ＴＡ２とする必要がある。ここで図６に二点鎖線で示すように、目標スロットル開度ＴＡ＊を単純に小開度目標値ＴＡ１から最終開度目標値ＴＡ２に増加させた場合には、目標圧力ＰＲへの吸気管圧力ＰＭの到達に要する時間が長くなる。膨張行程停止気筒、及び圧縮行程停止気筒以外の気筒の吸気量も増加して、クランク軸３３の回転変動を招き、エンジン１０の振動が大きくなる虞がある。また、各気筒３０の吸気の圧縮反力のバランスが変わり、エンジン１０の停止位置が安定しなくなることにもなる。

その点、本実施形態では、スロットル開度ＴＡを一旦は、小開度目標値ＴＡ１から最大スロットル開度ＴＡＭＡＸに増加し、その後に最終開度目標値ＴＡ２とするようにしている。そのため、単純に小開度目標値ＴＡ１から最終開度目標値ＴＡ２に増加させた場合に比べて短い時間で吸気管圧力ＰＭを目標圧力ＰＲとすることが可能となる。

以上の本実施形態のハイブリッド車両の制御装置によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、停止位置制御においてスロットル開度ＴＡを増大する時期を、スロットル開度ＴＡを増大してから膨張行程停止気筒の吸気バルブ３６が閉じられるまでの時間が一定となるようにエンジン回転数ＮＥ及びその降下速度Ｖに基づき決定している。そのため、圧縮行程停止気筒、膨張行程停止気筒に導入する吸気の量を、ひいてはエンジン１０の回転停止位置を精度良く制御することができる。

（２）圧縮行程停止気筒、膨張行程停止気筒の吸気量を増加するためのスロットル開度ＴＡの増大に際して、一旦最大スロットル開度ＴＡＭＡＸに増加した後に最終開度目標値ＴＡ２とするようにしている。そのため、単純に小開度目標値ＴＡ１から最終開度目標値ＴＡ２に増加させた場合に比べて短い時間で吸気管圧力ＰＭを目標圧力ＰＲとすることが可能となる。

（３）ＴＡ増大開始回転数Ｎ２の演算に使用する降下速度Ｖの値として、平滑化処理を施した値を用いている。そのため、降下速度Ｖの演算誤差を、ひいてはＴＡ増大開始回転数Ｎ２の演算誤差を抑えられる。

（第２実施形態）
次に、ハイブリッド車両の制御装置の第２実施形態を、図７及び図８を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施形態にあって、上記実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

第１実施形態のハイブリッド車両の制御装置では、エンジン１０の自動停止に際して、クランク軸３３の回転停止の直前にスロットル開度ＴＡを増大して、膨張行程停止気筒及び圧縮行程停止気筒の双方にそれぞれ同量の吸気を導入する停止位置制御を実施している。

なお、停止位置制御により、回転停止の直前に、膨張／圧縮行程停止気筒への吸気導入を行えば、それら気筒内での吸気の圧縮、膨張に伴う反力によりクランク軸３３の回転変動が発生して、エンジン１０で振動が発生してしまう。そして、状況によっては、そうしたエンジン１０の振動に、乗員が違和を感じてしまうことがある。これに対して本実施形態のハイブリッド車両の制御装置は、エンジン１０の自動停止時の停止位置制御を、車速の条件付きで実施している。

図７は、本実施形態における車両制御部２３が実行する停止位置制御ルーチンのフローチャートを示す。車両制御部２３は、ＨＶ走行モードからＥＶ走行モードへの切替え要求に応じてエンジン１０の燃焼を停止してからクランク軸３３の回転が完全に停止するまでの期間、既定の制御周期毎に同ルーチンの処理を繰り返し実行している。ちなみに、同ルーチンは、図３に示した第１実施形態の停止位置制御ルーチンに、ステップＳ１４５、ステップＳ１６５及びステップＳ１８５の処理を追加したものとなっている。

本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ１００，Ｓ１１０において、エンジン回転数ＮＥの降下速度Ｖの演算が行われる。そして、ステップＳ１２０において、ＮＥ前回値の値を現在のエンジン回転数ＮＥの値に更新した後、ステップＳ１３０に処理が進められる。ステップＳ１３０に処理が進められると、そのステップＳ１３０において、降下速度Ｖに基づき、ＴＡ増大開始回転数Ｎ２の値が演算される。続いて、ステップＳ１４０において、現在のエンジン回転数ＮＥがＴＡ増大開始回転数Ｎ２以下であるか否かが判定される。

エンジン回転数ＮＥがＴＡ増大開始回転数Ｎ２を超過する値である場合（Ｓ１４０：ＮＯ）には、ステップＳ１５０に処理が進められ、そのステップＳ１５０において計時カウンタＣＯＵＮＴの値が０にクリアされる。そして、続くステップＳ１６０において、スロットル開度ＴＡの目標値である目標スロットル開度ＴＡ＊が既定の小開度目標値ＴＡ１に設定される。さらに本実施形態では、続くステップＳ１６５において、完了フラグＦＬＧがクリアされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。

エンジン回転数ＮＥがＴＡ増大開始回転数Ｎ２以下の値である場合（Ｓ１４０：ＹＥＳ）には、ステップＳ１４５において、現在の車速ＳＰＤが既定値Ｓ０以上であるか否かが判定される。そして、車速ＳＰＤが既定値Ｓ０以上の場合（ＹＥＳ）にはステップＳ１７０に、車速ＳＰＤが既定値Ｓ０未満の場合（ＮＯ）にはステップＳ１５０に、それぞれ処理が進められる。

ステップＳ１７０に処理が進められると、そのステップＳ１７０において、計時カウンタＣＯＵＮＴのカウントアップが行われる。そして、続くステップＳ１８０において、車両制御部２３のメモリに予め記憶された演算マップＭＡＰ２を用いて、計時カウンタＣＯＵＮＴの値に応じて目標スロットル開度ＴＡ＊の値が設定される。さらに本実施形態では、続くステップＳ１８５において、完了フラグＦＬＧがセットされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。

このように、本実施形態では、車速ＳＰＤが既定値Ｓ０以上の場合に限り、回転停止直前にスロットル開度ＴＡを増大して膨張／圧縮行程停止気筒に吸気を導入する停止位置制御が実施される。すなわち、本実施形態では、車速ＳＰＤが既定値Ｓ０以上であることを条件に停止位置制御を実施している。

よって、エンジン回転数ＮＥがＴＡ増大開始回転数Ｎ２以下となった時点に車速ＳＰＤが既定値Ｓ０未満となっていれば、停止位置制御を実施せずにエンジン１０が自動停止される。また、停止位置制御によるスロットル開度ＴＡの増大の開始後、エンジン１０の回転が停止する前に車速ＳＰＤが既定値Ｓ０未満となった場合には、その時点で停止位置制御が中止される。ちなみに、エンジン１０の回転が停止する前に停止位置制御が中止された場合には、膨張／圧縮行程停止気筒のそれぞれに適量の吸気が導入されておらず、適切でない位置でエンジン１０の回転が停止する。

なお、エンジン１０の回転が停止したときの完了フラグＦＬＧは、回転停止まで停止位置制御が続けられた場合、すなわち停止位置制御を完了した場合にはセットされた状態となり、停止位置制御が始めから実施されなかった場合や同制御が回転停止前に中止された場合にはクリアされた状態となる。このように完了フラグＦＬＧは、エンジン１０の自動停止に際して停止位置制御が完了したか否かを示すフラグとなっている。

そして、本実施形態の車両制御部２３は、エンジン１０の再始動に際して、完了フラグＦＬＧの状態に応じて、エンジン１０の始動方式を第１始動方式と第２始動方式とに切替えている。

図８に、再始動時にエンジン１０の始動方式を選択するために実行される始動方式選択ルーチンのフローチャートを示す。車両制御部２３は、エンジン１０の再始動の開始に際して本ルーチンの処理を実行する。本ルーチンが開始されると、まずステップＳ２００において、完了フラグＦＬＧがセットされているか否かが判定される。完了フラグＦＬＧがセットされている場合（Ｓ２００：ＹＥＳ）には、ステップＳ２１０において、第１始動方式がエンジン１０の始動方式として選択された後、本ルーチンの処理が終了される。これに対して、完了フラグＦＬＧがクリアされている場合（Ｓ２００：ＮＯ）には、ステップＳ２２０において、第２始動方式がエンジン１０の始動方式として選択された後、本ルーチンの処理が終了される。

第１始動方式によるエンジン１０の再始動は、以下の態様で行われる。このときの車両制御部２３は、再始動の開始時に、クラッチ１４を接続すると同時に、膨張行程停止気筒で燃焼を行って、クラッチ１４を介して伝達されたＭ／Ｇ１５のトルクと膨張行程停止気筒の燃焼トルクとでクランク軸３３の回転を開始する。続いて、車両制御部２３は、圧縮行程停止気筒でも燃料噴射及び燃焼を行った後、クラッチ１４を一旦開放する。その後も、車両制御部２３は、燃焼を継続して、エンジン１０を再始動している。こうした第１始動方式によるエンジン１０の再始動は、エンジン１０が自動停止した際に停止位置制御が完了しており、エンジン１０が適切な位置で停止していなければ、実行できないものとなっている。

これに対して、第２始動方式によるエンジン１０の再始動は、以下の態様で行われる。このときの車両制御部２３は、再始動の開始時に、クラッチ１４を接続して、そのクラッチ１４を介して伝達されたＭ／Ｇ１５のトルクだけでクランク軸３３の回転を開始する。そして、車両制御部２３は、クラッチ１４の締結を徐々に強めて、エンジン回転数ＮＥを上昇し、エンジン回転数ＮＥとＭ／Ｇ１５の回転数とがほぼ同じとなったときにクラッチ１４を完全に締結する。これにより、エンジン１０とＭ／Ｇ１５とが一体回転した状態となってから、エンジン１０の燃焼を開始する。

本実施形態の作用を説明する。
エンジン１０の自動停止時に停止位置制御を実施すると、エンジン１０の回転が停止する直前に、膨張／圧縮行程停止気筒に導入された吸気の圧縮、膨張に伴う反力により、クランク軸３３の回転変動が発生する。そして、その回転変動により車体振動が発生する。車速ＳＰＤがある程度よりも高い状態でエンジン１０の回転が停止する場合には、路面から車体に伝わる振動などの他の要因による車体振動に紛れてしまうため、停止位置制御により生じた車体振動を乗員が特に意識することにはなり難い。これに対して、車速ＳＰＤが低下した状態でエンジン１０の回転が停止する場合には、他の車体振動が小さくなっているため、停止位置制御により生じた車体振動が乗員に違和を感じさせる虞がある。本実施形態では、停止位置制御により生じる車体振動がそれ以外の車体振動に対して顕著とならない車速ＳＰＤの下限値を上記既定値Ｓ０の値として設定している。そして、車速ＳＰＤが既定値Ｓ０以上であることを条件として停止位置制御を実施している。そのため、実施に伴う車体振動により乗員が違和を感じさせない範囲において、自動停止時の停止位置制御が実施される。

なお、こうした本実施形態では、停止位置制御により適切な位置でエンジン１０の回転が停止されていない状態で、同エンジン１０の再始動が行われることがある。こうした場合には、エンジン１０の再始動を第１始動方式では行えない。そのため、本実施形態では、自動停止時に停止位置制御が完了されたか否かにより、再始動時のエンジン１０の始動方式を切替えている。

上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・降下速度Ｖの演算に際しての平滑化処理を割愛してもよい。

・目標スロットル開度ＴＡ＊を単純に小開度目標値ＴＡ１から最終開度目標値ＴＡ２に変更するだけでスロットル開度ＴＡの増大を行うようにしてもよい。
・有段式の自動変速機１９の代わりに無段式の自動変速機を採用してもよい。

１０…エンジン、１１…変速ユニット、１２…ディファレンシャル、１３…車輪、１４…クラッチ、１５…モータとしてのＭ／Ｇ、１６…車載電源、１７…インバータ、１８…トルクコンバータ、１９…自動変速機、２０…ロックアップクラッチ、２１…オイルポンプ、２２…油圧制御部、２３…ハイブリッド車両の制御装置としての車両制御部、３０…気筒、３１…ピストン、３２…コネクティングロッド、３３…クランク軸、３４…クランク角センサ、３５…吸気通路、３６…吸気バルブ、３７…排気通路、３８…触媒装置、３９…エアフローメータ、４０…スロットルバルブ、４１…燃料噴射弁、４２…点火装置、４３…触媒装置。

Claims (3)

1. 走行用の駆動源としてエンジンとモータとを備えるハイブリッド車両に適用されて、前記エンジンの自動停止及び自動再始動を行うハイブリッド車両の制御装置において、
   前記エンジンの自動停止に際して同エンジンの回転停止の直前にスロットル開度を増大して、同エンジンの回転が停止したときに膨張行程でピストンが停止する気筒である膨張行程停止気筒、及び圧縮行程でピストンが停止する気筒である圧縮行程停止気筒の吸気量を他の気筒よりも多くする停止位置制御を行うものであって、
   前記停止位置制御において前記スロットル開度を増大する時期を、前記スロットル開度を増大してから前記膨張行程停止気筒の吸気バルブが閉じられるまでの時間が一定となるようにエンジン回転数及びその降下速度に基づき決定する
   ハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記停止位置制御は、車速が既定値以上であることを条件に実施される
   請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記停止位置制御を実施して前記エンジンを自動停止した場合には、前記膨張行程停止気筒での燃焼により生じるトルクでクランク軸の回転を開始する第１始動方式により前記エンジンの再始動を行い、
   前記停止位置制御を実施せずに前記エンジンを自動停止した場合には、前記モータが発生するトルクで前記クランク軸の回転を開始するとともに、その後に気筒での燃焼を開始する第２始動方式により前記エンジンの再始動を行う
   請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。