WO2013030987A1 - ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置 - Google Patents

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cylinder
direct injection
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hybrid vehicle
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小島　進
直器 仲西
幸彦 出塩
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トヨタ自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an engine start control device for a hybrid vehicle equipped with a direct injection engine.
  • a direct injection engine that directly injects fuel into the cylinder, a clutch that connects / disconnects the direct injection engine to / from a power transmission path, and a rotating machine that functions as at least an electric motor
  • a hybrid vehicle that can use a direct injection engine and the rotating machine as a driving force source for traveling is known.
  • the hybrid vehicle described in Patent Document 1 is an example.
  • Such a hybrid vehicle injects fuel into a cylinder in an expansion stroke in response to an engine start request in an engine stop state such as a motor running that uses only a rotating machine as a driving force source or the vehicle is stopped.
  • An ignition start technology for igniting that is, a direct start technology has been proposed.
  • the angle after the crankshaft angle CA passes the top dead center (TDC: Top Dead Center) of the cylinder is 100 °, for example, 4 °
  • An angle range of up to 120 ° is a suitable condition for the success of direct connection start (ignition start), and the engine control unit identifies a position advantageous for the direct connection start, and performs fuel injection and ignition. It is described to do.
  • the top dead center of the cylinder is the rotational phase of the crankshaft angle CA at the end of the compression stroke and at the start of the opening stroke.
  • crankshaft angle CA when the direct injection engine is stopped is not necessarily within an angle range suitable for ignition start.
  • the compression TDC In relation to the crankshaft angle CA (unit: angle ATDC after passing through the top dead center) in the expansion stroke, the positional energy by pumping (pumping energy), and the assist torque required at the time of starting, the compression TDC is used for any number of cylinders. (Top dead center at the start of the compression stroke) There is a valley of pumping energy within the range of 30 ° to 60 ° from the rod, and the crankshaft stops at a predetermined position within the valley due to the balance of the rotational direction and engine friction. Tend to.
  • the crankshaft angle CA of a predetermined first cylinder in the expansion stroke is the angle between the top dead center of the first cylinder and the angle corresponding to the top dead center of the second cylinder next to the first cylinder in the ignition sequence.
  • the crankshaft is driven using a rotating machine to assist the rise of the rotational speed at the start of the direct injection engine. Conceivable.
  • the crankshaft is simply driven using a rotating machine to assist the rise of the rotational speed at the start of the direct injection engine, the amount of electric energy consumed by the power storage device at the start of the direct injection engine is large. Therefore, it is necessary to always secure electric energy for starting the engine in the power storage device, which limits the electric motor travel region, which is an obstacle for improving the fuel efficiency of the vehicle.
  • the present invention has been made in the background of the above circumstances, and an object of the present invention is to achieve expansion among a plurality of cylinders in a hybrid vehicle in which a direct injection engine is connected to a power transmission path by a clutch.
  • a crank angle of a predetermined first cylinder in a stroke is intermediate between a top dead center of the first cylinder and an angle corresponding to a top dead center of the second cylinder next to the first cylinder in the ignition order;
  • an engine start control device for a hybrid vehicle capable of starting using a necessary and sufficient torque assist when starting a stopped direct injection engine with the first cylinder exhaust valve not opened. There is to do.
  • the first invention includes (a) a direct injection engine that directly injects fuel into a cylinder, (b) a clutch that connects and disconnects the direct injection engine to a power transmission path, and (c) And (d) a hybrid vehicle in which the direct injection engine and the rotary machine can be used as a driving force source for traveling, (e) among a plurality of cylinders
  • the crank angle of the predetermined first cylinder in the expansion stroke is located between the top dead center of the first cylinder and the angle corresponding to the top dead center of the second cylinder next to the first cylinder in the ignition sequence;
  • the assistance for the increase in the engine rotational speed by the assist torque output from the rotating machine starts based on the rising start point of the engine rotational speed. It is characterized by being.
  • fuel is directly fed into the second cylinder in the vicinity of the top dead center of the second cylinder following the first cylinder in the ignition order.
  • a second explosion following the first explosion is generated in the second cylinder by injecting and igniting.
  • the assistance for the increase in the engine rotation speed by the assist torque output from the rotating machine is performed until the second explosion in the second cylinder. It is characterized by being continued at least.
  • the engine rotational speed is set in advance to assist the increase in the engine rotational speed by the assist torque output from the rotating machine.
  • the rotation speed determination value is exceeded, and / or the increase rate of the engine rotation speed is continued at least until a predetermined increase rate determination value is exceeded.
  • a sixth aspect of the present invention is the engine start control device for a hybrid vehicle according to the first to fifth aspects of the present invention, wherein the assist torque output from the rotating machine once decreases after the engine rotation speed increases and then increases again.
  • the size is set.
  • a seventh aspect of the invention is the engine start control device for a hybrid vehicle according to the first to sixth aspects of the invention, wherein the direct injection engine is a four-cycle direct injection engine having a plurality of cylinders of three or more cylinders.
  • the rotation of the crankshaft of the direct injection engine does not rise due to the first explosion in the first cylinder.
  • the assist torque output from the machine is transmitted to the direct injection engine via the clutch to increase the engine rotation speed.
  • the crank angle of a predetermined first cylinder in the expansion stroke among a plurality of cylinders is determined by the top dead center and ignition order of the second cylinder.
  • the stopped direct injection engine can be started using necessary and sufficient assist torque. This also reduces the amount of electric energy consumed by the power storage device at the time of starting the direct injection engine and reduces the amount of electric energy for starting the engine that is always secured to the power storage device. Fuel consumption is preferably improved.
  • the assistance for the increase in the engine rotation speed by the assist torque output from the rotating machine is started based on the start point of the rise of the engine rotation speed. Therefore, since the assist is performed from the vicinity of the start point of the rise of the engine rotation speed, the torque assist is started at an appropriate timing without releasing the mechanical energy for rotating the crankshaft.
  • the engine can be started using a sufficient assist torque, and the direct injection engine is quickly started.
  • the engine start control device for a hybrid vehicle of the third invention fuel is directly injected and ignited in the second cylinder in the vicinity of the top dead center of the second cylinder following the first cylinder in the ignition order, Since the second explosion following the first explosion is generated in the second cylinder, the amount of electric energy consumed by the power storage device at the time of starting the direct injection engine is further reduced, and the engine is always secured to the power storage device. Since electric energy for starting is reduced, the electric motor travel area is expanded, and the fuel consumption of the vehicle is further improved.
  • the assistance for the increase in the engine rotation speed by the assist torque output from the rotating machine is continued at least until the second explosion in the second cylinder. Therefore, the stopped direct injection engine can be started using necessary and sufficient assist torque, and the direct injection engine is reliably started.
  • the assistance for the increase in the engine rotation speed by the assist torque output from the rotating machine exceeds the engine rotation speed determination value set in advance. And / or at least until the rate of increase of the engine rotational speed exceeds a preset rate of increase determination value, the stopped direct injection engine is started using necessary and sufficient assist torque.
  • the direct injection engine can be reliably started.
  • the assist torque output from the rotating machine is set to a magnitude that once decreases after the engine rotation speed increases and then increases again. Therefore, it is possible to start the stopped direct injection engine with a necessary and sufficient assist torque, and the electric energy consumption of the power storage device at the time of starting the direct injection engine is further reduced. Therefore, the electric energy required for starting the engine is reduced, so that the motor travel area is expanded and the fuel consumption of the vehicle is further improved.
  • the direct injection engine is a four-cycle direct injection engine having a plurality of cylinders of three or more cylinders. If it is a three-cycle or more four-cycle direct-injection engine, that is, a direct-injection engine such as three-cylinder, four-cylinder, five-cylinder, six-cylinder, eight-cylinder, or twelve-cylinder,
  • a direct-injection engine such as three-cylinder, four-cylinder, five-cylinder, six-cylinder, eight-cylinder, or twelve-cylinder
  • the direct injection engine When the direct injection engine is started with the exhaust valve of the first cylinder located at an intermediate position with respect to the top dead center and the exhaust valve of the first cylinder not opened, the fuel is directly injected into the first cylinder. Further, the engine rotation speed is increased by igniting and generating a first explosion in the first cylinder, and the assist torque output from the rotating machine is passed through the clutch during the increase period of the engine rotation speed. To the direct injection engine And starting to assist the increase in the engine speed, the fuel is directly injected into the second cylinder which is in the expansion stroke and the exhaust valve is not opened and is ignited.
  • the engine rotation speed can be increased by generating an explosion and the engine can be started using a necessary and sufficient assist torque, so that the power storage device at the start of the three-cylinder or more four-cycle direct injection engine Therefore, the electric energy for starting the engine that is always secured to the power storage device is reduced, so that the electric motor traveling area is expanded and the fuel consumption of the vehicle is preferably improved.
  • the engine start control device for a hybrid vehicle of the eighth aspect of the invention when the rotation of the crankshaft of the direct injection engine does not rise due to the first explosion in the first cylinder, the assist torque output from the rotating machine Is transmitted to the direct injection engine via the clutch to increase the engine rotation speed, and if the engine rotation speed rise due to ignition start cannot be obtained for some reason, the assist torque output exclusively from the rotating machine Is transmitted to the direct injection engine via the clutch to increase the engine rotation speed, so that the start response is ensured.
  • FIG. 2 is a cylinder phase diagram showing a correlation between phases of four cylinders involved in explosion within one rotation of a crankshaft in the V-type 8-cylinder engine of FIG. 1.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship stored in advance for determining one of a motor travel region and an engine travel region based on a vehicle speed V and a required output amount (accelerator opening) in hybrid travel control. is there.
  • FIG. 2 is a cylinder phase diagram illustrating an ignition start process in the V-type 8-cylinder four-cycle direct injection engine of FIG. 1, (a) shows a stopped state where the first cylinder K1 is located at 45 ° ATDC; b) shows a state in which the fuel injection from the fuel injection device and ignition by the ignition device are performed in the first cylinder K1 in the stopped state, and (c) shows the initial explosion caused by the ignition in the first cylinder K1.
  • the rotation starts (starts up) with the torque from the first explosion, and shows the state in which the compression in the second cylinder K2 and the compression in the third cylinder K3 have started.
  • D is the torque generated by the first explosion.
  • the second cylinder K2 reaches TDC and further rotates, fuel injection from the fuel injection device and ignition by the ignition device are performed in the second cylinder K2, and (e) is in the second cylinder K2.
  • Further rotation by the torque generated by the second explosion of The state in which the expansion in the second cylinder K2 and the compression in the third cylinder K3 are further advanced is shown.
  • (F) is further rotated by the torque generated by the second explosion in the second cylinder K2, and the third cylinder K3 becomes TDC.
  • 2 is a time chart for explaining time-series changes in an engine speed NE and a crank angle CA that are started up by ignition start control executed by the electronic control device of FIG. 1.
  • 2 is a flowchart for explaining a main part of a control operation of the electronic control device of FIG. 1, that is, an engine start control routine.
  • the present invention is applied to a parallel type or the like hybrid vehicle in which a direct injection engine is connected to and disconnected from a power transmission path by a clutch, and a motor travel mode in which the vehicle travels using only a rotating machine as a driving force source.
  • a parallel type or the like hybrid vehicle in which a direct injection engine is connected to and disconnected from a power transmission path by a clutch, and a motor travel mode in which the vehicle travels using only a rotating machine as a driving force source.
  • This is applied to engine start control when starting a direct injection engine from when the vehicle is stopped or when the direct injection engine is stopped.
  • the clutch a single-plate type or multi-plate type friction engagement clutch is preferably used.
  • the hybrid vehicle of the present invention can use a direct-injection engine and a rotating machine as a driving force source for traveling, and the rotating machine has both functions of an electric motor and a generator.
  • a motor generator that can be used automatically is preferably used.
  • the direct-injection engine is preferably a gasoline engine, and can be applied to a multi-cylinder engine having three or more cylinders, particularly a direct-injection engine having 6 cylinders, 8 cylinders, 12 cylinders or the like.
  • a predetermined first cylinder of the plurality of cylinders is located at the top dead center, the first cylinder is in the expansion stroke, the exhaust valve is not opened, and fuel is injected into the cylinder in the expansion stroke.
  • the present invention can be applied to any reciprocating internal combustion engine that can start ignition by injection.
  • the assist torque output from the rotating machine is transmitted to the direct injection engine via the clutch, and the assistance for the increase in the engine rotation speed is performed immediately after the start of the increase in the engine rotation speed. It starts at the timing of the rising section. For this reason, after the engine speed increases due to the first explosion (the first explosion) in the first cylinder due to the start of ignition, a gentle descending section occurs until the engine starts up again due to the second explosion.
  • the rising section is a section from not only the rising point of the engine speed but also a value that reaches a certain percentage of the maximum value from the rising point.
  • the start time and end time of the rising section are experimentally determined in advance so that the electric energy consumed by the rotating machine that outputs the assist torque at the time of starting is made as small as possible and the engine is started quickly.
  • the maximum value corresponds to the time point when the first increase due to the rise of the engine speed shifts to the first decrease.
  • the rotational speed determination value and the increase rate determination value used in the fifth invention are values for determining whether or not the direct injection engine at the start has reached a state where it can autonomously rotate, and experimentally in advance. Is set.
  • the assist torque output from the rotating machine is set to a magnitude that once decreases after the engine speed has increased and then increases again.
  • the assist torque that causes the phenomenon that the engine rotational speed increases and then decreases once and then increases again is appropriate to minimize electric energy consumption and maintain the start-up response. It is desirable that the start timing and the magnitude of the assist torque be learned and corrected as necessary so that a valley, that is, a minimum portion is formed immediately after the speed rises.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram including a skeleton diagram of a drive system of a hybrid vehicle 10 to which the present invention is preferably applied.
  • the hybrid vehicle 10 includes a direct injection engine 12 that directly injects fuel into a cylinder and a motor generator MG that functions as an electric motor and a generator as driving power sources for traveling.
  • the outputs of the direct injection engine 12 and the motor generator MG are transmitted from the torque converter 14 which is a fluid transmission device to the automatic transmission 20 via the turbine shaft 16 and the C1 clutch 18, and further to the output shaft 22, the difference It is transmitted to the left and right drive wheels 26 via the dynamic gear device 24.
  • the torque converter 14 includes a lockup clutch (L / U clutch) 30 that directly connects the pump impeller and the turbine impeller, and an oil pump 32 is integrally connected to the pump impeller. It is rotationally driven mechanically by the jet engine 12 and the motor generator MG. Motor generator MG corresponds to a rotating machine.
  • the direct injection engine 12 is a V-type 8-cylinder four-cycle gasoline engine.
  • the fuel injection device 46 puts gasoline into the cylinder (cylinder) 100. Are jetted directly in a high-pressure fine particle state.
  • the ignition device 47 is ignited at this timing, the air-fuel mixture in the cylinder 100 explodes and burns, and the piston 110 is pushed downward.
  • the intake passage 102 is connected to an electronic throttle valve 45, which is an intake air amount adjustment valve, via a surge tank 103.
  • the intake passage 102 From the intake passage 102 to the cylinder according to the opening of the electronic throttle valve 45 (throttle valve opening).
  • the amount of intake air flowing into 100, that is, the engine output is controlled.
  • the piston 110 is fitted in the cylinder 100 so as to be slidable in the axial direction, and is connected to a crankpin 116 of the crankshaft 114 via a connecting rod 112 so as to be relatively rotatable.
  • the crankshaft 114 is rotationally driven as indicated by an arrow R.
  • the crankshaft 114 is rotatably supported by a bearing in the journal portion 118, and integrally includes a crank arm 120 that connects the journal portion 118 and the crankpin 116.
  • crankshaft 114 is continuously rotated.
  • the pistons 110 of the eight cylinders 100 are configured such that the crank angles are shifted by 90 °, in other words, the positions of the crank pins 116 of the crankshaft 114 protrude in the direction shifted by 90 °, and the crankshaft 114 Each time is rotated 90 °, the eight cylinders 100 are exploded and burned in the preset ignition sequence shown in FIG. 3, for example, so that rotational torque is continuously generated.
  • the piston 110 stops within a predetermined angular range ⁇ of the expansion stroke in which the crankshaft 114 rotates by a predetermined angle from the top dead center (compression TDC) after the compression stroke, and both the intake valve 104 and the exhaust valve 108 are closed.
  • the fuel injection device 46 injects gasoline into the cylinder 100 and the ignition device 47 ignites, so that the ignition start in which the air-fuel mixture in the cylinder 100 is exploded and burned to increase the engine rotation speed is possible. is there.
  • the friction (friction) of each part of the direct injection engine 12 is small, there is a possibility that the direct injection engine 12 can be started only by ignition start. However, even when the friction is large, the crankshaft 114 is cranked and started.
  • the above angle range ⁇ is a crank angle CA after top dead center CA.
  • a relatively large rotational energy can be obtained by starting ignition within a range of about 30 ° to 60 °, and the assist torque can be reduced.
  • relatively rotational energy can be obtained, and the assist torque can be reduced.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the operation stroke with respect to the crank angle CA for each cylinder No. 1 to No. 8 when the direct injection engine 12 is a V-type 8-cylinder engine that operates in four cycles.
  • Each cylinder No. 1 to No. 8 indicates a mechanical arrangement position, but in the ignition order with the crank angle CA being 0 ° as a reference, cylinder No. 2, cylinder No. 4, cylinder No. 5, The order is cylinder No. 6, cylinder No. 3, cylinder No. 7, cylinder No. 8, cylinder No. 1.
  • the cylinder No. 3 is the first cylinder K1 in the ignition order
  • the cylinder No. 7 is the second cylinder K2
  • the cylinder. 8 is the third cylinder K3, and the cylinder No.
  • FIG. 4 is a cylinder phase diagram showing the interrelationship of the phases of the four cylinders involved in the explosion within one rotation of the crankshaft 114 in the V-type eight-cylinder engine.
  • the piston 110 rotates in the clockwise direction while maintaining the relationship of 90 ° with each other, the compression stroke compresses the intake air from the closing of the intake valve to the TDC, and the expansion of the explosion gas from the TDC to the opening of the exhaust valve. And an expansion stroke in which is pushed down.
  • phase of the second cylinder K2 is located in the first half of the expansion stroke
  • the phase of the third cylinder K3 is located in the second half of the compression stroke
  • the phase of the cylinder K4 is located before the start of the compression stroke.
  • a K0 clutch 34 is provided between the direct injection engine 12 and the motor generator MG via a damper 38 to directly connect them.
  • the K0 clutch 34 is a hydraulic friction engagement device such as a single plate type or multi-plate type friction clutch that is frictionally engaged by a hydraulic cylinder, and is engaged and released by an electromagnetic linear control valve in the hydraulic control device 28.
  • the oil chamber 40 of the torque converter 14 is disposed in an oil bath state.
  • the K0 clutch 34 functions as a connection / disconnection device that connects or disconnects the direct injection engine 12 with respect to the power transmission path.
  • Motor generator MG is connected to battery 44 via inverter 42.
  • the automatic transmission 20 is a stepped automatic transmission such as a planetary gear type in which a plurality of gear stages having different gear ratios are established depending on the disengagement state of a plurality of hydraulic friction engagement devices (clutch and brake).
  • the shift control is performed by an electromagnetic hydraulic control valve, a switching valve or the like provided in the hydraulic control device 28.
  • the C1 clutch 18 functions as an input clutch of the automatic transmission 20, and is engaged / released by an electromagnetic linear control valve in the hydraulic control device 28.
  • the electronic control unit 70 includes a so-called microcomputer having a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like, and performs signal processing according to a program stored in advance in the ROM while using a temporary storage function of the RAM.
  • a signal representing the accelerator pedal operation amount (accelerator operation amount) Acc is supplied from the accelerator operation amount sensor 48 to the electronic control unit 70. Further, from the engine rotation speed sensor 50, the MG rotation speed sensor 52, the turbine rotation speed sensor 54, the vehicle speed sensor 56, and the crank angle sensor 58, the rotation speed (engine rotation speed) NE of the direct injection engine 12 and the rotation of the motor generator MG, respectively.
  • a pulse signal ⁇ representing the rotation angle from the point), that is, the crank angle CA is supplied.
  • various types of information necessary for various types of control are supplied.
  • the accelerator operation amount Acc corresponds to the output request amount.
  • the electronic control unit 70 functionally includes a hybrid control unit 72, a shift control unit 74, an engine stop control unit 76, and an engine start control unit 80. For example, based on the vehicle speed V and the required driving force (accelerator opening) ⁇ ⁇ from the previously stored relationship shown in FIG. By determining one of the engine traveling regions that travels using only the injection engine 12 or the direct injection engine 12 and the motor generator MG as a driving force source, and controlling the operations of the direct injection engine 12 and the motor generator MG. The vehicle travels in a plurality of predetermined travel modes such as an engine travel mode, a motor travel mode, and an engine + motor travel mode that travels using both of them.
  • the shift control unit 74 controls an electromagnetic hydraulic control valve, a switching valve, and the like provided in the hydraulic control device 28 to switch the engagement / disengagement state of the plurality of hydraulic friction engagement devices. These gears are switched in accordance with a predetermined relationship or a shift map with the operating state such as the accelerator operation amount Acc and the vehicle speed V as parameters. This relationship or shift map is obtained in advance for the operating point of the direct injection engine 12 or the motor generator MG so as to satisfy the required driving force with the optimum fuel consumption or the optimum efficiency.
  • the engine stop control unit 76 performs an eco-run stop request issued when an idle stop condition such as accelerator off, vehicle speed zero, D range, brake on, etc. is satisfied, or when switching from the engine travel area to the motor travel area during travel. Based on the engine stop request or the like, the fuel supply and ignition to the direct injection engine 12 are stopped to stop the rotation of the direct injection engine 12, and the K0 clutch 34 is released as necessary.
  • an idle stop condition such as accelerator off, vehicle speed zero, D range, brake on, etc.
  • the engine start control unit 80 includes a cylinder center stop determination unit 82, an ignition start control unit 84, an engine operation determination unit 86, an electric motor assist control unit 88, and a restart control end determination unit 90, and brakes off at the time of idling stop.
  • the direct injection engine 12 is started to ignite and the motor generator MG assists to restart the direct injection engine 12, for example,
  • the restart control is terminated based on the fact that the rotational speed (engine rotational speed) NE of the direct injection engine 12 has reached a preset end determination value NE1, and the K0 clutch 34 is engaged.
  • the cylinder center stop determining unit 82 is configured to select a plurality of cylinders of the direct injection engine 12 based on the signal ⁇ from the crank angle sensor 58 that detects the crank angle CA from the TDC (top dead center) of the crankshaft 114 of the direct injection engine 12.
  • the crank angle CA of any one of the cylinders, that is, the predetermined second cylinder is determined by the TDC (top dead center) of the second cylinder and the TDC (top dead center) of the first cylinder before the second cylinder in the firing order. For example, it is determined whether or not the vehicle is stopped at 45 ° ATDC.
  • the ignition start control unit 84 makes a restart request after it is determined by the cylinder center stop determination unit 82 that one of the cylinders of the direct injection engine 12, that is, the second cylinder K2 is in a stopped state located at the compression TDC.
  • fuel is injected from the fuel injection device 46 into the first cylinder K1 and ignited by the ignition device 47 to generate an initial explosion (first explosion) and increase the engine speed NE.
  • first explosion first explosion
  • a second explosion is generated in the second cylinder K2
  • a third explosion is further generated in the third cylinder K3 to further increase the engine speed NE.
  • FIG. 6 is a cylinder phase diagram for explaining the ignition start process of the ignition start control unit 84 in the V-type 8-cylinder four-cycle direct injection engine 12, and (a) indicates that the first cylinder K1 is positioned at 45 ° ATDC.
  • a stopped state that is, between the top dead center of the first cylinder K1 and the angle corresponding to the top dead center of the first second cylinder K2 of the first cylinder K1 in the ignition order.
  • (B) shows the state where the fuel injection from the fuel injection device 46 and ignition by the ignition device 47 are performed in the first cylinder K1 in the stopped state, and (c) shows the first state.
  • FIG. 7 is a time chart illustrating time-series changes in the engine rotational speed NE and the crank angle CA that are started up by the ignition start control executed by the ignition start control unit 84.
  • the waveform indicating the engine rotational speed NE corresponds to the differential waveform of the crank angle CA.
  • (A), (b), (c), (d), (e), and (f) ⁇ in FIG. 6 are respectively at time t1, time t2, time t3, time t4, time t5, and time t6 in FIG. It corresponds.
  • the engine rotational speed NE rises again from the minimum value by torque assist and reaches the self-operable rotational speed NE1 set at about 400 rpm (at time t5).
  • the engine operation determination unit 86 determines whether or not the rotation of the direct injection engine 12 continues after the initial explosion by the ignition start control unit 84 based on the signal ⁇ from the crank angle sensor 58. Since this signal ⁇ is pulse-shaped, for example, the determination is made based on whether or not the signal ⁇ is input within a predetermined time of about 50 ms.
  • the electric motor assist control unit 88 determines that the rotation of the direct injection engine 12 does not continue after the first ignition operation by the ignition start control unit 84 by the engine operation determination unit 86 due to misfire of the direct injection engine 12 or the like. If this happens, the K0 clutch 34 is immediately engaged and torque assist is performed by the motor generator MG so that the engine rotational speed NE of the direct injection engine 12 is increased again to a preset self-operable rotational speed NE or higher to perform direct injection. The engine 12 is restarted. However, if the engine operation determination unit 86 determines that the rotation of the direct injection engine 12 continues after the initial explosion by the ignition start control unit 84, the direct injection engine 12 is restarted with as little electrical energy as possible.
  • the K0 clutch 34 is operated at a timing at which the engine rotational speed NE started up by the first explosion rises or at any timing within the rising section M where the increase from the starting time continues.
  • Engage and torque assist by motor generator MG This rising section M is, for example, a value less than a value corresponding to ⁇ 20% of the maximum value of the convex curve from the starting point (at time t3) of the convex curve formed at the rising of the engine speed NE due to the first explosion or ⁇ This is the interval up to the time point (t8 time point) when the value corresponding to 30% is reached.
  • the assist torque generated by the motor generator MG is set so that the minimum value is formed after the engine speed NE has passed the maximum value, and then rises again. According to the assist torque set in this way, the direct injection engine 12 can be restarted with as little electrical energy as possible.
  • the restart control end determination unit 90 is started by the ignition start control of the ignition start control unit 84, and is further started by the engagement of the K0 clutch 34 by the motor assist control unit 88 and the torque assist by the motor generator MG. Whether the NE has reached the self-operable rotational speed NE1 set to about 400 rpm in advance, or the change rate of the engine rotational speed NE (the rate of increase of the engine, that is, the increasing speed) dNE / dt The end of torque assist when the direct injection engine 12 is restarted, that is, the end of restart control of the direct injection engine 12 is determined based on whether or not the possible increase speed dNE1 / dt has been reached.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining a main part of the control operation of the electronic control unit 70, and is repeatedly executed at a cycle of, for example, several milliseconds to several tens of milliseconds.
  • steps S1 step S1 and subsequent steps are omitted
  • steps S2 step S2 corresponding to the engine stop control unit 76
  • an eco-run that is issued when an idle stop condition such as accelerator off, vehicle speed zero, D range, and brake on is satisfied.
  • the fuel supply and ignition to the direct injection engine 12 are stopped to stop the rotation of the direct injection engine 12.
  • the K0 clutch 34 is released when the drag resistance of the direct injection engine 12 needs to be reduced.
  • the crankshaft 114 is stopped by the crank angle sensor 58 that detects the crank angle CA from the TDC (top dead center) of the crankshaft 114 of the direct injection engine 12.
  • the position, that is, the crank angle CA is read, and in S4 corresponding to the cylinder center stop determination unit 82, the crank angle CA of the predetermined second cylinder K2 among the cylinders of the direct injection engine 12 is set to the TDC (upward) of the second cylinder K2. It is determined whether or not it is located between the dead center) and the TDC (top dead center) of the first cylinder K1 in front of the second cylinder K2 in the ignition order. If the determination in S4 is negative, another control is executed.
  • Stop state of the direct injection engine 12 located between the TDC (top dead center) of the cylinder K1 and the angle corresponding to the TDC (top dead center) of the second cylinder K2 following the first cylinder K1 in the ignition sequence The fuel from the fuel injection device 46 is injected into the first cylinder K1 in the expansion stroke and ignited by the ignition device 47 to generate the first explosion (the first explosion) so as to raise the engine speed NE.
  • the second explosion is caused in the second cylinder K2 and the third explosion is caused in the third cylinder K3 to further increase the engine speed NE. From time t2 to time t3 in FIG. 7 indicates the start of rising of the engine speed NE due to the first explosion.
  • the crank angle CA of the first cylinder K1 among the plurality of cylinders is the TDC (top dead center) of the second cylinder K2 and the ignition sequence.
  • the engine speed NE is increased by directly injecting and igniting the fuel into the first cylinder K1 that is in the expansion stroke and the exhaust valve is not opened to generate a first explosion in the first cylinder K1.
  • the assist torque output from the motor generator (rotating machine) MG is applied to the direct injection engine 12 via the K0 clutch 34, preferably at time t2.
  • Boosting for increase of the engine rotational speed NE reaches is initiated. Therefore, in the hybrid vehicle in which the direct injection engine 12 is connected to and disconnected from the power transmission path by the K0 clutch 34, the stopped direct injection engine 12 can be started using necessary and sufficient assist torque. Further, as a result, the amount of electric energy consumed by the power storage device at the time of starting the direct injection engine 12 is reduced, and the electric energy for starting the engine that is always secured to the battery (the battery storage device) 44 is reduced.
  • the assist for the increase in the engine rotation speed NE by the assist torque output from the motor generator (rotating machine) MG is the starting point of the rise of the engine rotation speed NE. (At time t2) Since the assist is performed starting from, the torque assist is started at an appropriate timing not to lose the mechanical energy for rotating the crankshaft 114, so that the stopped direct injection engine 12 is necessary and sufficient. The engine can be started using the assist torque, and the direct injection engine 12 is quickly started.
  • fuel is directly injected into the third cylinder K3 and ignited near the top dead center of the third cylinder K3 following the second cylinder K2 in the ignition order. Then, since the second explosion following the first explosion is generated in the third cylinder K3, the amount of electric energy consumed by the battery (a battery storage device) 44 at the start of the direct injection engine 12 is further reduced. Since the electric energy for starting the engine that is always secured to the battery 44 is reduced, the electric motor traveling area is expanded and the fuel efficiency of the vehicle is further improved.
  • the assistance for the increase in the engine rotation speed NE by the assist torque output from the motor generator (rotating machine) MG is the same as that in the third cylinder K3. Since at least 2 explosions are continued, the stopped direct injection engine 12 can be started using a necessary and sufficient assist torque, and the direct injection engine 12 is reliably started.
  • the engine rotation speed NE is set in advance to assist the engine rotation speed NE by the assist torque output from the motor generator (rotating machine) MG. This is continued until it is determined that the rotation speed determination value NE1 has been exceeded and / or the increase rate dNE / dt of the engine rotation speed NE has reached a preset autonomous operation possible increase rate dNE1 / dt.
  • the stopped direct injection engine 12 can be started using a necessary and sufficient assist torque, that is, electric energy, and the direct injection engine 12 is reliably started.
  • the assist torque output from the motor generator (rotating machine) MG decreases such that the engine rotational speed NE increases once and then increases again. Therefore, the stopped direct injection engine 12 can be started using a necessary and sufficient assist torque, that is, electric energy, and the battery at the time of starting the direct injection engine 12 (a power storage device). Since the electric energy consumption of 44 is further reduced and the electric energy for starting the engine that is always secured to the battery 44 is reduced, the electric motor travel region is expanded and the fuel consumption of the vehicle is further improved.
  • the engine start control device of the hybrid vehicle 10 of the present embodiment when the rotational speed NE of the crankshaft 114 of the direct injection engine 12 does not rise due to the first explosion in the second cylinder K2, the motor generator ( Rotating machine) Since the assist torque output from the MG is transmitted to the direct injection engine 12 via the K0 clutch 34 to increase the engine rotational speed NE, the engine rotational speed NE rises due to the start of ignition for some reason. Otherwise, the assist torque output exclusively from the motor generator MG is transmitted to the direct injection engine 12 via the K0 clutch 34 to increase the engine rotational speed NE, so that the start response is ensured.
  • the direct injection engine 12 of the above-described embodiment is a V-type 8-cylinder engine, but the direct injection engine is ignited when the crank angle CA of the first cylinder K1 is the TDC (top dead center) of the first cylinder K1.
  • the first cylinder K1 positioned between the first cylinder K1 and the second TDC (top dead center) of the second cylinder K2 is in the compression stroke, and the exhaust valve of the first cylinder K1 is closed.
  • the present invention can be applied to any engine. If the engine is a general engine in which the opening of the exhaust valve is started after the ATDC is 140 ° or more in the compression stroke, the direct injection engine 12 only needs to have a plurality of cylinders of 5 cylinders or more.
  • the direct injection engine 12 is a four-cycle direct injection engine of 3 cylinders or more, that is, a direct injection engine of 3 cylinders, 4 cylinders, 5 cylinders, 6 cylinders, 8 cylinders, 12 cylinders, etc.
  • the crank angle CA of the first cylinder K1 which is a cylinder, corresponds to the TDC (top dead center) of the first cylinder K1 and the TDC (top dead center) of the second cylinder K2 that is the first cylinder K1 in the ignition order.
  • the engine rotational speed NE can be raised and the engine can be started with a necessary and sufficient assist torque, and thereby four cycles of three or more cylinders.
  • Power storage device when starting a direct injection engine Consumption of electric energy is reduced, the electric energy for starting the engine to ensure at all times the power storage device is reduced, the fuel economy of the vehicle is suitably improved been expanded motor drive region.
  • the hybrid vehicle 10 of the above-described embodiment includes one motor generator MG as a drive motor.
  • the hybrid vehicle 10 is provided on the output shaft of the automatic transmission 20 in FIG.
  • a second motor generator for driving the left and right drive wheels 26 via the.
  • a second motor generator that exclusively drives other wheels (not front wheel if the rod drive wheels 26 are rear wheels) that are not shown in FIG. 1 may be provided.
  • the hybrid vehicle 10 of the above-described embodiment includes the torque converter 14 with the lock-up clutch 30 between the K0 clutch 34 and the automatic transmission 20, the torque converter 14 is not necessarily provided. Good. Further, the C1 clutch 18 that functions as an input clutch of the automatic transmission 20 is housed in the automatic transmission 20 and constitutes one of a plurality of friction engagement devices for achieving a shift stage. May be.
  • the automatic transmission 20 of the hybrid vehicle 10 of the above-described embodiment is a planetary gear type stepped transmission, it may be a belt type continuously variable transmission or may not necessarily be provided. Good.
  • Hybrid vehicle 12 Direct injection engine 34: K0 clutch (clutch) 44: Battery (power storage device) 70: Electronic control device (engine start control device) 80: Engine start control unit 84: Ignition start control unit 88: Electric motor assist control unit L: Rising section MG: Motor generator (rotating machine)

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Abstract

　ハイブリッド車両において所定の第１気筒のクランク角度がその第１気筒の上死点と点火順序で第１気筒の次の第２気筒の上死点に対応する角度との間にある状態で停止している直噴エンジンを着火始動を用いて始動させる際に、膨張行程にあり且つ排気弁が開弁していない第１気筒内に燃料を直接噴射し且つ点火して第１の爆発を発生させることでエンジン回転速度を立ち上げるとともに、エンジン回転速度の上昇開始直後の立上がり区間Ｍ内から、モータジェネレータＭＧから出力されるアシストトルクをＫ０クラッチ（３４）を介して直噴エンジン（１２）に伝達しエンジン回転速度の上昇に対する助勢を開始させる。停止中の直噴エンジン（１２）を必要且つ十分なアシストトルクを用いて始動を行なうことができ、常時バッテリ（４４）に担保するエンジン始動用の電気エネルギが少なくなるので、ＥＶ走行領域が拡大されて車両の燃費が好適に改善される。

Description

ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置
　本発明は、直噴エンジンを備えているハイブリッド車両のエンジン始動制御装置に関するものである。
　気筒内に燃料を直接噴射する直噴エンジンと、その直噴エンジンを動力伝達経路に対して断接（接続・遮断）するクラッチと、少なくとも電動モータとして機能する回転機と、を有し、前記直噴エンジンおよび前記回転機を走行用の駆動力源として用いることができるハイブリッド車両が知られている。特許文献１に記載のハイブリッド車両はその一例である。このようなハイブリッド車両は、回転機のみを駆動力源として走行するモータ走行中や車両停止中などのエンジン停止状態において、エンジン始動要求に応答して、膨張行程の気筒内に燃料を噴射して点火する着火始動の技術すなわち直結スタートの技術が提案されている。
特表２００９－５２７４１１号公報
　ところで、引用文献１には、直噴エンジンの停止位置が所定の気筒において、クランク軸角度ＣＡがその気筒の上死点（ＴＤＣ：Top Dead Center ）を通過後の角度がたとえば４気筒では１００°乃至１２０°の角度範囲が、直結スタート( 点火始動) の成功のための好適な条件であること、および、エンジン制御部はその直結スタートに有利な位置を識別して、燃料噴射と点火を実施することが、記載されている。上記気筒の上死点は、圧縮行程終了時および冒頭行程開始時のクランク軸角度ＣＡの回転位相である。
　しかし、直噴エンジンの停止時のクランク軸角度ＣＡは、必ずしも着火始動に好適な角度範囲内となるとは限らず、たとえば８気筒では膨張行程にある所定の第１気筒のクランク軸角度ＣＡが、膨張行程にある所定の第１気筒の上死点（ＴＤＣ＝０°）と点火順序でその気筒の次の第２気筒の上死点に対応する角度( ９０°) との中間部、たとえば４５°ＡＴＤＣ( 上死点通過後の角度) を中心とする所定角度範囲内において停止する場合がある。膨張行程におけるクランク軸角度ＣＡ（単位°：上死点通過後の角度ＡＴＤＣ）とポンピングによる位置エネルギー（ポンピングエネルギー）および始動時に必要なアシストトルクとの関係において、何れの気筒数の場合も圧縮ＴＤＣ( 圧縮行程開始時の上死点) からの角度が３０°乃至６０°程度の範囲内でポンピングエネルギーの谷があり、その谷内の所定位置では回転方向の釣り合いおよびエンジンのフリクションによりクランク軸が停止する傾向がある。この場合、初爆を行なう膨張行程の気筒内の空気量が少ないために初爆により得られる回転力が比較的小さく、次に膨張行程となる気筒は圧縮行程での圧縮量が少ないために第２爆発での爆発力も比較的小さいので、エンジン回転速度の立ち上がりが不十分となる傾向があった。
　これに対し、膨張行程にある所定の第１気筒のクランク軸角度ＣＡがその第１気筒の上死点と点火順序で第１気筒の次の第２気筒の上死点に対応する角度との間の中間部付近で停止した直噴エンジンの始動に際して、エンジン始動要求に応答して、回転機を用いてクランク軸を駆動し、直噴エンジンの始動時の回転速度の立ち上がりを助勢することが考えられる。しかしながら、単に、回転機を用いてクランク軸を駆動することで直噴エンジンの始動時の回転速度の立ち上がりを助勢する場合は、直噴エンジンの始動時の蓄電装置の電気エネルギの消費量が大きいため、エンジン始動用の電気エネルギを常時蓄電装置に担保する必要があってそれにより電動機走行領域が制限され、車両の燃費をよくするための障害となっていた。
　本発明は以上の事情を背景として為されたものであって、その目的とするところは、直噴エンジンがクラッチにより動力伝達経路に対して断接されるハイブリッド車両において、複数の気筒のうち膨張行程にある所定の第１気筒のクランク角度がその第１気筒の上死点と点火順序でその第１気筒の次の第２気筒の上死点に対応する角度との中間に位置し且つ該第１気筒の排気弁が開弁していない状態で停止中の直噴エンジンを始動させる際に、必要且つ十分なトルクアシストを用いて始動を行なうことができるハイブリッド車両のエンジン始動制御装置を提供することにある。
　かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 気筒内に燃料を直接噴射する直噴エンジンと、(b) その直噴エンジンを動力伝達経路に対して断接するクラッチと、(c) 少なくとも電動モータとして機能する回転機と、を有し、(d) 前記直噴エンジンおよび前記回転機を走行用の駆動力源として用いることができるハイブリッド車両において、(e) 複数の気筒のうち膨張行程にある所定の第１気筒のクランク角度が該第１気筒の上死点と点火順序で該第１気筒の次の第２気筒の上死点に対応する角度との中間に位置し且つ該第１気筒の排気弁が開弁していない状態で停止中の前記直噴エンジンを始動させる際において、該第１気筒内に燃料を直接噴射し且つ点火して該第１気筒内で第１の爆発を発生させることでエンジン回転速度を立ち上げるとともに、そのエンジン回転速度の上昇区間に、前記回転機から出力されるアシストトルクを前記クラッチを介して前記直噴エンジンに伝達し該エンジン回転速度の上昇に対する助勢を開始することを特徴とする。
　第２発明は、第１発明のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、前記回転機から出力されるアシストトルクによる前記エンジン回転速度の上昇に対する助勢は、該エンジン回転速度の立ち上がり開始点に基づいて開始されることを特徴とする。
　第３発明は、第１発明または第２発明のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、前記点火順序で前記第１気筒に続く第２気筒の上死点付近で該第２気筒内に燃料を直接噴射し且つ点火して、該第２気筒内で前記第１の爆発に続く第２の爆発を発生させることを特徴とする。
　第４発明は、第３発明のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、前記回転機から出力されるアシストトルクによる前記エンジン回転速度の上昇に対する助勢は、前記第２気筒内の前記第２の爆発まで少なくとも継続されることを特徴とする。
　第５発明は、第１発明乃至第４発明のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、前記回転機から出力されるアシストトルクによる前記エンジン回転速度の上昇に対する助勢は、前記エンジン回転速度が予め設定された回転速度判定値を超え、および／または、前記エンジン回転速度の上昇率が予め設定された上昇率判定値を超えるまで少なくとも継続されることを特徴とする。
　第６発明は、第１発明乃至第５発明のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、前記回転機から出力されるアシストトルクは、前記エンジン回転速度が前記上昇した後に一旦下降し、次いで再上昇する大きさに設定されていることを特徴とする。
　第７発明は、第１発明乃至第６発明のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、前記直噴エンジンは、３気筒以上の複数の気筒を備える４サイクル直噴エンジンである。
　第８発明は、第１発明乃至第６発明のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置において、前記第１気筒内の第１の爆発により前記直噴エンジンのクランク軸の回転が立ち上がらない場合は、前記回転機から出力されるアシストトルクを前記クラッチを介して前記直噴エンジンに伝達し該エンジン回転速度を上昇させることを特徴とする。
　第１発明のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置によれば、複数の気筒のうち膨張行程にある所定の第１気筒のクランク角度がその第１気筒の上死点と点火順序でその第２気筒の次の第２気筒の上死点に対応する角度との中間に位置し且つその第１気筒が膨張行程にあり排気弁が開弁していない状態で停止中の前記直噴エンジンを始動させる際において、その第１気筒内に燃料を直接噴射し且つ点火してその第１気筒内で第１の爆発を発生させることでエンジン回転速度を立ち上げるとともに、そのエンジン回転速度の上昇区間に、前記回転機から出力されるアシストトルクが前記クラッチを介して前記直噴エンジンに伝達し該エンジン回転速度の上昇に対する助勢を開始される。このため、直噴エンジンがクラッチにより動力伝達経路に対して断接されるハイブリッド車両において、停止中の直噴エンジンを必要且つ十分なアシストトルクを用いて始動を行なうことができる。また、それにより、直噴エンジンの始動時の蓄電装置の電気エネルギの消費量が小さくなり、常時蓄電装置に担保するエンジン始動用の電気エネルギが少なくなるので、電動機走行領域が拡大されて車両の燃費が好適に改善される。
　第２発明のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置によれば、前記回転機から出力されるアシストトルクによる前記エンジン回転速度の上昇に対する助勢は、そのエンジン回転速度の立ち上がり開始点に基づいて開始されることから、エンジン回転速度の立ち上がり開始点付近からアシストが行なわれるので、クランク軸を回転させる機械的エネルギを放出しないで適切なタイミングでトルクアシストが開始されるので、停止中の直噴エンジンを必要且つ十分なアシストトルクを用いて始動を行なうことができるとともに、直噴エンジンの始動が速やかに行なわれる。
　第３発明のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置によれば、前記点火順序で前記第１気筒に続く第２気筒の上死点付近で該第２気筒内に燃料を直接噴射し且つ点火して、該第２気筒内で前記第１の爆発に続く第２の爆発を発生させることから、直噴エンジンの始動時の蓄電装置の電気エネルギの消費量が一層小さくなり、常時蓄電装置に担保するエンジン始動用の電気エネルギが少なくなるので、電動機走行領域が拡大されて車両の燃費が一層改善される。
　第４発明のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置によれば、前記回転機から出力されるアシストトルクによる前記エンジン回転速度の上昇に対する助勢は、前記第２気筒内の前記第２の爆発まで少なくとも継続されることから、停止中の直噴エンジンを必要且つ十分なアシストトルクを用いて始動を行なうことができるとともに、直噴エンジンの始動が確実に行なわれる。
　第５発明のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置によれば、前記回転機から出力されるアシストトルクによる前記エンジン回転速度の上昇に対する助勢は、前記エンジン回転速度が予め設定された回転速度判定値を超え、および／または、前記エンジン回転速度の上昇率が予め設定された上昇率判定値を超えるまで少なくとも継続されることから、停止中の直噴エンジンを必要且つ十分なアシストトルクを用いて始動を行なうことができるとともに、直噴エンジンの始動が確実に行なわれる。
　第６発明のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置によれば、前記回転機から出力されるアシストトルクは、前記エンジン回転速度が前記上昇した後に一旦下降し、次いで再上昇する大きさに設定されていることから、停止中の直噴エンジンを必要且つ十分なアシストトルクを用いて始動を行なうことができるとともに、直噴エンジンの始動時の蓄電装置の電気エネルギの消費量が一層小さくなり、常時蓄電装置に担保するエンジン始動用の電気エネルギが少なくなるので、電動機走行領域が拡大されて車両の燃費が一層改善される。
　第７発明のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置によれば、前記直噴エンジンは、３気筒以上の複数の気筒を備える４サイクル直噴エンジンである。３気筒以上の４サイクル直噴エンジンすなわち、３気筒、４気筒、５気筒、６気筒、８気筒、１２気筒などの直噴エンジンであれば、所定の気筒である第２気筒が上死点に位置する状態で前記直噴エンジンを始動させる際において、複数の気筒のうちの第１気筒のクランク角がその第１気筒の上死点と点火順序でその第１気筒の次の第２気筒の上死点に対応する角度との中間に位置し且つその第１気筒の排気弁が開弁していない状態で前記直噴エンジンを始動させる際において、その第１気筒内に燃料を直接噴射し且つ点火して該第１気筒内で第１の爆発を発生させることでエンジン回転速度を立ち上げるとともに、そのエンジン回転速度の上昇区間に、前記回転機から出力されるアシストトルクが前記クラッチを介して前記直噴エンジンに伝達し該エンジン回転速度の上昇に対する助勢を開始させることから、膨張行程にあり且つ排気弁が開弁していない第２気筒内に燃料を直接噴射し且つ点火してその第２気筒内で第１の爆発を発生させることでエンジン回転速度を立ち上げて必要且つ十分なアシストトルクを用いて始動を行なうことができ、また、それにより、３気筒以上の４サイクル直噴エンジンの始動時の蓄電装置の電気エネルギの消費量が小さくなり、常時蓄電装置に担保するエンジン始動用の電気エネルギが少なくなるので、電動機走行領域が拡大されて車両の燃費が好適に改善される。
　第８発明のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置によれば、前記第１気筒内の第１の爆発により前記直噴エンジンのクランク軸の回転が立ち上がらない場合は、前記回転機から出力されるアシストトルクを前記クラッチを介して前記直噴エンジンに伝達し該エンジン回転速度を上昇させることから、何らかの原因で着火始動によるエンジン回転速度の立ち上がりが得られない場合は、専ら回転機から出力されるアシストトルクを前記クラッチを介して前記直噴エンジンに伝達し該エンジン回転速度を上昇させるので、始動の応答性が確保される。
本発明が好適に適用されるハイブリッド車両の機械的構成の要部を説明する骨子図と、電子制御装置の制御機能の要部を示す機能ブロック図とを併せて示した構成図である。 図１のハイブリッド車両の直噴エンジンを説明する断面図である。 図１の直噴エンジンがＶ型８気筒である場合において、各気筒で実行される４サイクル行程の順序を説明する図表である。 図１のＶ型８気筒エンジンにおいて、クランク軸の１回転内で爆発に関与する４つの気筒の位相の相互関係を示す気筒位相図である。 ハイブリッド走行制御において、車速Ｖおよび要求出力量( アクセル開度) に基づいて、モータ走行領域およびエンジン走行領域のうちのいずれかの走行領域を決定するために予め記憶された関係を例示する図である。 図１のＶ型８気筒４サイクルの直噴エンジンにおける着火始動プロセスを説明する気筒位相図であって、(a) は第１気筒Ｋ１が４５°ＡＴＤＣに位置している停止状態を示し、(b) はその停止状態で第１気筒Ｋ１内に燃料噴射装置からの燃料噴射および点火装置による点火が行われた状態を示し、(c) は第１気筒Ｋ１内の点火により初爆が発生してその初爆によるトルクにより回転開始（起動）し、第２気筒Ｋ２内の圧縮化と第３気筒Ｋ３内の圧縮化とが開始した状態を示し、(d) は初爆により発生したトルクによりさらに回転して第２気筒Ｋ２がＴＤＣに到達してその第２気筒Ｋ２内に燃料噴射装置からの燃料噴射および点火装置による点火が行われた状態を示し、(e) は第２気筒Ｋ２内の第２爆発により発生したトルクによりさらに回転して第２気筒Ｋ２内の膨張と第３気筒Ｋ３内の圧縮がさらに進んだ状態を示し、(f) は第２気筒Ｋ２内の第２爆発により発生したトルクによりさらに回転して第３気筒Ｋ３がＴＤＣに到達してその第３気筒Ｋ３内に燃料噴射装置からの燃料噴射および点火装置による点火が行われるとともに、第４気筒Ｋ４内の圧縮がさらに進んだ状態を示している。 図１の電子制御装置によって実行される着火始動制御により立ち上げられるエンジン回転速度ＮＥおよびクランク角度ＣＡの時系列的変化を説明するタイムチャートである。 図１の電子制御装置の制御作動の要部すなわちエンジン始動制御ルーチンを説明するフローチャートである。
　ここで、好適には、本発明は、直噴エンジンがクラッチにより動力伝達経路に対して断接されるパラレル型等のハイブリッド車両に適用され、回転機のみを駆動力源として走行するモータ走行モード時や直噴エンジンを停止した車両停止中から直噴エンジンを始動させる際のエンジン始動制御に適用される。クラッチとしては、単板式、多板式等の摩擦係合クラッチが好適に用いられる。
　また、好適には、本発明のハイブリッド車両は、直噴エンジンおよび回転機を走行用の駆動力源として用いることが可能で、回転機としては、電動モータおよび発電機の両方の機能を択一的に用いることができるモータジェネレータが好適に用いられる。直噴エンジンは、ガソリンエンジンが好適に用いられ、３気筒以上の多気筒エンジン、特に６気筒、８気筒、１２気筒等の直噴エンジンに適用することもできる。要するに、複数の気筒のうちの所定の第１気筒が上死点に位置し且つその第１気筒が膨張行程であって排気弁が開弁しておらず、その膨張行程の気筒内に燃料を噴射して着火始動できる往復動内燃機関であれば、適用することも可能である。
　また、好適には、第１発明において、回転機から出力されるアシストトルクを前記クラッチを介して前記直噴エンジンに伝達し該エンジン回転速度の上昇に対する助勢は、エンジン回転速度の上昇開始直後の立上り区間内というタイミングで開始される。このため、着火始動による第１気筒内の第１爆発( 初爆) によりエンジン回転速度が上昇した後は、第２爆発により再度立ち上がるまでに緩やかな下降区間が発生する。上記立上り区間は、そのエンジン回転速度の立上り時点だけでなく、その立上り時点から極大値に対して一定の割合いの値に到達するまでの区間である。この立上り区間の開始時点および終了時点は、始動時にアシストトルクを出力する回転機により消費される電気エネルギを可及的に小さくし、且つ速やかにエンジンを始動させるように、予め実験的に定められる。上記極大値は、エンジン回転速度の立ち上がりによる最初の上昇から最初の下降に移行する時点に対応している。
　また、第５発明において用いられる回転速度判定値および上昇率判定値は、始動時の直噴エンジンが自律回転可能な状態に到達したか否かを判定するための値であり、予め実験的に設定される。
　また、第６発明において、前記回転機から出力されるアシストトルクは、前記エンジン回転速度が前記上昇した後に一旦下降し、次いで再上昇する大きさに設定されている。このようにエンジン回転速度が上昇した後に一旦下降し、その後に再上昇する現象を発生させるアシストトルクが電気エネルギ消費を最小とし且つ始動応答性を維持するために適切なものであり、そのエンジン回転速度の立ち上がり直後に谷すなわち極小部が形成されるように、アシストトルクの開始タイミングおよび大きさは必要に応じて学習補正することが望ましい。
　以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
　図１は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両１０の駆動系統の骨子図を含む概略構成図である。このハイブリッド車両１０は、気筒内に燃料を直接噴射する直噴エンジン１２と、電動モータおよび発電機として機能するモータジェネレータＭＧとを走行用の駆動力源として備えている。そして、それ等の直噴エンジン１２およびモータジェネレータＭＧの出力は、流体式伝動装置であるトルクコンバータ１４からタービン軸１６、Ｃ１クラッチ１８を経て自動変速機２０に伝達され、更に出力軸２２、差動歯車装置２４を介して左右の駆動輪２６に伝達される。トルクコンバータ１４は、ポンプ翼車とタービン翼車とを直結するロックアップクラッチ（Ｌ／Ｕクラッチ）３０を備えているとともに、ポンプ翼車にはオイルポンプ３２が一体的に接続されており、直噴エンジン１２やモータジェネレータＭＧによって機械的に回転駆動されるようになっている。モータジェネレータＭＧは回転機に相当する。
　上記直噴エンジン１２は、本実施例ではＶ型８気筒で４サイクルのガソリンエンジンが用いられており、図２に具体的に示すように、燃料噴射装置４６により気筒（シリンダ）１００内にガソリンが高圧微粒子状態で直接噴射されるようになっている。この直噴エンジン１２は、吸気通路１０２から吸気弁１０４を介して気筒１００内に空気が流入するとともに、排気弁１０８を介して排気通路１０６から排気ガスが排出されるようになっており、所定のタイミングで点火装置４７によって点火されることにより気筒１００内の混合気が爆発燃焼してピストン１１０が下方へ押し下げられる。吸気通路１０２は、サージタンク１０３を介して吸入空気量調整弁である電子スロットル弁４５に接続されており、その電子スロットル弁４５の開度（スロットル弁開度）に応じて吸気通路１０２から気筒１００内に流入する吸入空気量、すなわちエンジン出力が制御される。上記ピストン１１０は、気筒１００内に軸方向の摺動可能に嵌合されているとともに、コネクチングロッド１１２を介してクランク軸１１４のクランクピン１１６に相対回転可能に連結されており、ピストン１１０の直線往復移動に伴ってクランク軸１１４が矢印Ｒで示すように回転駆動される。クランク軸１１４は、ジャーナル部１１８において軸受により回転可能に支持されるようになっており、ジャーナル部１１８とクランクピン１１６とを接続するクランクアーム１２０を一体に備えている。
　そして、このような直噴エンジン１２は、１気筒についてクランク軸１１４の２回転（７２０°）で、吸入行程、圧縮行程、膨張（爆発）行程、排気行程の４行程が行われ、これが繰り返されることでクランク軸１１４が連続回転させられる。８つの気筒１００のピストン１１０は、それぞれクランク角度が９０°ずつずれるように構成されており、言い換えればクランク軸１１４のクランクピン１１６の位置が９０°ずつずれた方向に突き出しており、クランク軸１１４が９０°回転する毎に８つの気筒１００がたとえば図３に示す予め設定された点火順序で爆発燃焼させられて連続的に回転トルクが発生させられる。また、ピストン１１０が圧縮行程の後の上死点（圧縮ＴＤＣ）からクランク軸１１４が所定角度回転し、吸気弁１０４および排気弁１０８が共に閉じている膨張行程の所定の角度範囲θ内で停止している時に、燃料噴射装置４６によって気筒１００内にガソリンを噴射するとともに点火装置４７によって点火することにより、気筒１００内の混合気を爆発燃焼させてエンジン回転速度を立ち上げる着火始動が可能である。直噴エンジン１２の各部のフリクション（摩擦）が小さい場合には、着火始動のみで直噴エンジン１２を始動できる可能性があるが、フリクションが大きい場合でも、クランク軸１１４をクランキングして始動する際の始動アシストトルクを低減できるため、そのアシストトルクを発生するモータジェネレータＭＧの最大トルクが低減されて小型化や低燃費化を図ることができる。上記角度範囲θは、上死点後のクランク角度ＣＡ言うと例えば３０°～６０°程度の範囲内で着火始動により比較的大きな回転エネルギーが得られ、アシストトルクを低減できるが、９０°程度でも、着火始動により比較的回転エネルギーが得られ、アシストトルクを低減できる。
　図３は、直噴エンジン１２が４サイクルで作動するＶ型８気筒エンジンである場合の、各気筒No.1～No.8毎のクランク角度ＣＡに対する作動行程を説明する図である。各気筒No.1～No.8は機械的な配列位置を示しているが、クランク角度ＣＡが０°を基準とする点火順序では、気筒No.2、気筒No.4、気筒No.5、気筒No.6、気筒No.3、気筒No.7、気筒No.8、気筒No.1という順序となる。たとえば、点火順序で気筒No. ３を第１気筒Ｋ１とすると、気筒No. ７が第２気筒Ｋ２、気筒. ８が第３気筒Ｋ３、気筒No. １が第４気筒Ｋ４となる。また、図４は、Ｖ型８気筒エンジンにおいて、クランク軸１１４の１回転内で爆発に関与する４つの気筒の位相の相互関係を示す気筒位相図であって、第１気筒Ｋ１乃至第４気筒Ｋ４が相互に９０°の関係を維持しつつ右回りに回転し、吸気弁が閉じてからＴＤＣまでの吸入空気を圧縮する圧縮行程とＴＤＣから排気弁が開くまでの爆発ガスの膨張によりピストン１１０が押し下げられる膨張行程とが順次実行される。図４の第１気筒Ｋ１の位相は膨張行程の後半に位置し、第２気筒Ｋ２の位相は膨張行程の前半に位置し、第３気筒Ｋ３の位相は圧縮行程の後半に位置し、第４気筒Ｋ４の位相は圧縮行程の開始前に位置している。
　図１に戻って、上記直噴エンジン１２とモータジェネレータＭＧとの間には、ダンパ３８を介してそれ等を直結するＫ０クラッチ３４が設けられている。このＫ０クラッチ３４は、油圧シリンダによって摩擦係合させられる単板式或いは多板式の摩擦クラッチ等の油圧式摩擦係合装置であり、油圧制御装置２８内の電磁式リニヤ制御弁によって係合解放制御されるとともに、本実施例ではトルクコンバータ１４の油室４０内に油浴状態で配設されている。Ｋ０クラッチ３４は、直噴エンジン１２を動力伝達経路に対して接続したり遮断したりする断接装置として機能する。モータジェネレータＭＧは、インバータ４２を介してバッテリー４４に接続されている。また、自動変速機２０は、複数の油圧式摩擦係合装置（クラッチやブレーキ）の係合解放状態によって変速比が異なる複数のギヤ段が成立させられる遊星歯車式等の有段の自動変速機で、油圧制御装置２８に設けられた電磁式の油圧制御弁や切換弁等によって変速制御が行われる。Ｃ１クラッチ１８は自動変速機２０の入力クラッチとして機能するもので、同じく油圧制御装置２８内の電磁式リニヤ制御弁によって係合解放制御される。
　このようなハイブリッド車両１０は電子制御装置７０によって制御される。電子制御装置７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどを有する所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。電子制御装置７０には、アクセル操作量センサ４８からアクセルペダルの操作量（アクセル操作量）Ａccを表す信号が供給される。また、エンジン回転速度センサ５０、ＭＧ回転速度センサ５２、タービン回転速度センサ５４、車速センサ５６、クランク角度センサ５８から、それぞれ直噴エンジン１２の回転速度（エンジン回転速度）ＮＥ、モータジェネレータＭＧの回転速度（ＭＧ回転速度）ＮＭＧ、タービン軸１６の回転速度（タービン回転速度）ＮＴ、出力軸２２の回転速度（出力軸回転速度で車速Ｖに対応）ＮＯＵＴ、８つの気筒１００毎のＴＤＣ（上死点）からの回転角度すなわちクランク角度ＣＡを表わすパルス信号Φが供給される。この他、各種の制御に必要な種々の情報が供給されるようになっている。上記アクセル操作量Ａccは出力要求量に相当する。
　上記電子制御装置７０は、機能的にハイブリッド制御部７２、変速制御部７４、エンジン停止制御部７６およびエンジン始動制御部８０を備えている。ハイブリッド制御部７２は、たとえば図５に示す予め記憶された関係から車速Ｖおよび要求駆動力( アクセル開度) に基づいて、モータジェネレータＭＧのみを駆動力源として走行するモータ走行領域、および、直噴エンジン１２のみ或いは直噴エンジン１２およびモータジェネレータＭＧを駆動力源として走行するエンジン走行領域のうちのいずれかの走行領域を決定し、直噴エンジン１２およびモータジェネレータＭＧの作動を制御することにより、エンジン走行モードや、モータ走行モード、それ等の両方を用いて走行するエンジン＋モータ走行モード等の予め定められた複数の走行モードで走行させる。変速制御部７４は、油圧制御装置２８に設けられた電磁式の油圧制御弁や切換弁等を制御して複数の油圧式摩擦係合装置の係合解放状態を切り換えることにより、自動変速機２０の複数のギヤ段を、アクセル操作量Ａccや車速Ｖ等の運転状態をパラメータとして予め定められた関係或いは変速マップに従って切り換える。この関係或いは変速マップは、直噴エンジン１２或いはモータジェネレータＭＧの動作点を、要求駆動力を最適燃費或いは最適効率で満足させるように予め求められたものである。
　エンジン停止制御部７６は、アクセルオフ、車速零、Ｄレンジ、ブレーキオンなどのアイドルストップ条件が成立したときに出されるエコラン停止要求や、走行中におけるエンジン走行領域からモータ走行領域への切り換え時のエンジン停止要求などに基づいて、直噴エンジン１２への燃料供給および点火を停止して直噴エンジン１２の回転を停止させ、必要に応じてＫ０クラッチ３４を解放させる。
　エンジン始動制御部８０は、気筒中央停止判定部８２、着火始動制御部８４、エンジン動作判定部８６、電動機アシスト制御部８８、および再始動制御終了判定部９０を備え、アイドルストップ時でのブレーキオフ、モータ走行領域からエンジン走行領域への切り換えなどによるエンジン再始動要求に応答して、直噴エンジン１２の着火始動を行なうとともにモータジェネレータＭＧによるアシストを行なって直噴エンジン１２を再始動させ、たとえば直噴エンジン１２の回転速度（エンジン回転速度）ＮＥが予め設定された終了判定値ＮＥ１に到達したことに基づいて再始動制御を終了させ、Ｋ０クラッチ３４を係合させる。
　気筒中央停止判定部８２は、直噴エンジン１２のクランク軸１１４のＴＤＣ（上死点）からのクランク角度ＣＡを検出するクランク角度センサ５８からの信号Φに基づいて、直噴エンジン１２の複数気筒のうちのいずれかの気筒すなわち所定の第２気筒のクランク角度ＣＡがその第２気筒のＴＤＣ（上死点）と点火順序でその第２気筒の前の第１気筒のＴＤＣ（上死点）との間たとえば４５°ＡＴＤＣに位置している停止状態か否かを判定する。
　着火始動制御部８４は、気筒中央停止判定部８２により直噴エンジン１２のいずれかの気筒すなわち第２気筒Ｋ２が圧縮ＴＤＣに位置している停止状態であると判定された後、再始動要求に応答して、第１気筒Ｋ１内に燃料噴射装置４６から燃料を噴射し且つ点火装置４７により点火することにより初爆( 第１爆発) を発生させてエンジン回転速度ＮＥの立ち上げを行なうとともに、続いて同様に第２気筒Ｋ２内に第２爆発を発生させ、さらに第３気筒Ｋ３内に第３爆発を発生させてエンジン回転速度ＮＥを更に立ち上げる。図６は、Ｖ型８気筒４サイクルの直噴エンジン１２における、着火始動制御部８４の着火始動プロセスを説明する気筒位相図であって、(a) は第１気筒Ｋ１が４５°ＡＴＤＣに位置している停止状態、すなわち、第１気筒Ｋ１がその第１気筒Ｋ１の上死点と点火順序で第１気筒Ｋ１の１つ次の第２気筒Ｋ２の上死点に対応する角度との間に停止している状態を示し、(b) はその停止状態で第１気筒Ｋ１内に燃料噴射装置４６からの燃料噴射および点火装置４７による点火が行なわれた状態を示し、(c) は第１気筒Ｋ１内の点火により初爆が発生してその初爆によるトルクにより回転開始( 起動）し、第２気筒Ｋ２内の圧縮化と第３気筒Ｋ３内の圧縮化とが開始した状態を示し、(d) は初爆により発生したトルクによりさらに回転して第２気筒Ｋ２がＴＤＣに到達してその第２気筒Ｋ２内に燃料噴射装置４６からの燃料噴射および点火装置４７による点火が行なわれた状態を示し、(e) は第２気筒Ｋ２内の第２爆発により発生したトルクによりさらに回転して第２気筒Ｋ２内の膨張と第３気筒Ｋ３内の圧縮がさらに進んだ状態を示し、(f) は第２気筒Ｋ２内の第２爆発により発生したトルクによりさらに回転して第３気筒Ｋ３がＴＤＣに到達してその第３気筒Ｋ３内に燃料噴射装置４６からの燃料噴射および点火装置４７による点火が行なわれるとともに、第４気筒Ｋ４内の圧縮がさらに進んだ状態を示している。(b) 状態における第４気筒Ｋ４内は燃料噴射および着火されてもよいがその直後の排気弁の開弁により失火可能性が高く、その第４気筒Ｋ４に対する燃料噴射および点火されないため、(a) に示す連続噴射時の初爆は無く、(a) の第２爆発が(b) の第１爆発に対応している。
　図７は、着火始動制御部８４によって実行される着火始動制御により立ち上げられるエンジン回転速度ＮＥおよびクランク角度ＣＡの時系列的変化を説明するタイムチャートである。図７において、エンジン回転速度ＮＥを示す波形は、クランク角度ＣＡの微分波形に対応している。図６の(a) 、(b) 、(c) 、(d) 、(e) 、(f) は、図７のｔ１時点、ｔ２時点、ｔ３時点、ｔ４時点、ｔ５時点、ｔ６時点にそれぞれ対応している。図７に示すＭＧアシスト必要領域は、初爆によるエンジン回転速度ＮＥの立ち上がりで形成される凸曲線の開始時点（ｔ３時点) でＫ０クラッチ３４を係合させるとともにモータジェネレータＭＧによるトルクアシストを行なう開始点とし、そのエンジン回転速度ＮＥがトルクアシストによって極小値から再び立ち上がって４００ｒｐｍ程度に設定された自力運転可能回転速度ＮＥ１に到達した値（ｔ５時点) を終了点とした例を示している。
　エンジン動作判定部８６は、着火始動制御部８４による初爆の後に直噴エンジン１２の回転が持続しているか否かを、クランク角度センサ５８からの信号Φに基づいて判定する。この信号Φはパルス状であるため、たとえば５０ｍｓ程度の所定時間内に信号Φが入力したか否かに基づいて判定する。
　電動機アシスト制御部８８は、直噴エンジン１２の失火などに起因して、エンジン動作判定部８６により着火始動制御部８４による最初の点火操作の後に直噴エンジン１２の回転が持続していないと判定された場合は直ちにＫ０クラッチ３４を係合させるとともにモータジェネレータＭＧによるトルクアシストを行なって直噴エンジン１２のエンジン回転速度ＮＥを予め設定された自力運転可能回転速度ＮＥ以上まで再上昇させて直噴エンジン１２を再始動させる。しかし、エンジン動作判定部８６により着火始動制御部８４による初爆の後に直噴エンジン１２の回転が持続していると判定された場合は、可及的に少ない電気エネルギで直噴エンジン１２を再始動させるために、初爆により立ち上げられたエンジン回転速度ＮＥの立上がり時点で、またはその立上がり時からの上昇が継続している立上り区間Ｍ内のいずれかに位置するタイミングで、Ｋ０クラッチ３４を係合させるとともにモータジェネレータＭＧによるトルクアシストを行なう。この立上り区間Ｍは、たとえば、初爆によるエンジン回転速度ＮＥの立ち上がりで形成される凸曲線の開始時点（ｔ３時点) からその凸曲線の極大値の－２０％に対応する値未満の値或いは－３０％に対応する値に到達する時点（ｔ８時点) までの区間である。そして、このモータジェネレータＭＧによるアシストトルクは、エンジン回転速度ＮＥが極大値を通過後に極小値を形成し、その後に再度立ち上がるように設定される。このように設定されたアシストトルクによれば、可及的に少ない電気エネルギで直噴エンジン１２を再始動させることができる。
　再始動制御終了判定部９０は、着火始動制御部８４の着火始動制御により立ち上げられ、電動機アシスト制御部８８によるＫ０クラッチ３４の係合およびモータジェネレータＭＧによるトルクアシストによりさらに立ち上げられるエンジン回転速度ＮＥが、予め４００ｒｐｍ程度に設定された自力運転可能回転速度ＮＥ１に到達したか否か、または、そのエンジン回転速度ＮＥの変化率( 上昇率すなわち上昇速度）ｄＮＥ／ｄｔが予め設定された自律運転可能上昇速度ｄＮＥ１／ｄｔに到達したか否かに基づいて、直噴エンジン１２の再始動時のトルクアシストの終了すなわち直噴エンジン１２の再始動制御終了を判定する。
　図８は、電子制御装置７０の制御作動の要部を説明するフローチャートであり、たとえば数ｍ秒乃至十数ｍ秒の周期で繰り返し実行される。図８において、エンジン停止制御部７６に対応するステップＳ１( 以下、ステップを省略する) 乃至Ｓ２では、アクセルオフ、車速零、Ｄレンジ、ブレーキオンなどのアイドルストップ条件が成立したときに出されるエコラン停止要求や、走行中におけるエンジン走行領域からモータ走行領域への切り換え時のエンジン停止要求などに基づいて、直噴エンジン１２への燃料供給および点火を停止して直噴エンジン１２の回転が停止させられるとともに、エンジンブレーキを必要とする場合は別として、直噴エンジン１２の引き摺り抵抗を低減させる必要のあるときはＫ０クラッチ３４が解放させられる。
　次いで、気筒中央停止判定部８２に対応するＳ３において、直噴エンジン１２のクランク軸１１４のＴＤＣ（上死点）からのクランク角度ＣＡを検出するクランク角度センサ５８によりクランク軸１１４が停止している位置すなわちクランク角度ＣＡが読み込まれるとともに、気筒中央停止判定部８２に対応するＳ４において、直噴エンジン１２の気筒のうちの所定の第２気筒Ｋ２のクランク角度ＣＡが第２気筒Ｋ２のＴＤＣ（上死点）と点火順序で第２気筒Ｋ２の前の第１気筒Ｋ１のＴＤＣ（上死点）との間に位置しているか否かが判断される。このＳ４の判断が否定される場合は別の制御が実行される。
　しかし、上記Ｓ４の判断が肯定される場合は、Ｓ５において、アイドルストップ時でのブレーキオフ、モータ走行領域からエンジン走行領域への切り換えなどによるエンジン再始動要求が発生したか否かが判断される。このＳ５の判断が否定される場合は繰り返しＳ５が実行されることにより待機させられる。しかし、再始動要求が発生してＳ５の判断が肯定されると、着火始動制御部８４に対応するＳ６において、上記の直噴エンジン１２のいずれかの気筒すなわち第１気筒クランク角度ＣＡが第１気筒Ｋ１のＴＤＣ（上死点）と点火順序で第１気筒Ｋ１の次の第２気筒Ｋ２のＴＤＣ（上死点）に対応する角度との間に位置している直噴エンジン１２の停止状態において、膨張行程にある第１気筒Ｋ１内に燃料噴射装置４６からの燃料を噴射し且つ点火装置４７により点火することにより初爆( 第１爆発) を発生させてエンジン回転速度ＮＥの立ち上げが行なわれるとともに、続いて同様に第２気筒Ｋ２に第２爆発を発生させ、さらに第３気筒Ｋ３に第３爆発を発生させてエンジン回転速度ＮＥが更に立ち上げられる。図７のｔ２時点乃至ｔ３時点は、上記初爆によるエンジン回転速度ＮＥの立ち上がり開始を示している。
　続いて、エンジン動作判定部８６に対応するＳ７において、初爆後にエンジン回転速度ＮＥが持続して直噴エンジン１２が動作しているか否かが、たとえばクランク角度センサ５８により検出されたクランク角度ＣＡが変化( 増加) しているか否か、或いはパルス信号Φがクランク角度センサ５８から供給されるか否かに基づいて判断される。このＳ７の判断が否定される場合は、Ｓ９において、たとえば５０ｍｓ程度に予め設定された一定の待機時間がＳ７の否定判断から経過したか否かが判断される。このＳ９の判断が否定されるうちはＳ７以下が繰り返し実行される。しかし、Ｓ９の判断が肯定されると、電動機アシスト制御部８８に対応するＳ８において、直ちに、Ｋ０クラッチ３４の係合およびモータジェネレータＭＧによるトルクアシストが実行されて、エンジン回転速度ＮＥが立ち上げられる。
　初爆後にエンジン回転速度ＮＥが持続して直噴エンジン１２が動作している場合はＳ７の判断が肯定されるので、電動機アシスト制御部８８に対応するＳ８において、直ちに、Ｋ０クラッチ３４の係合およびモータジェネレータＭＧによるトルクアシストの実行が開始されて、第１爆発による回転エネルギと共にエンジン回転速度ＮＥがさらに立ち上げられる。図７のｔ２時点はこの状態を示し、本実施例のＭＧアシスト領域はこの時点から開始している。このモータジェネレータＭＧによるアシストトルク値は、着火始動制御部８４による着火始動と共同して、電気エネルギの消費量を可及的に少なくし且つエンジン回転速度ＮＥが立ち上がって直噴エンジン１２の始動を確実に完了させる値に定められており、結果的に、エンジン回転速度ＮＥは、図７のｔ５時点に示す極小値( 谷) を示した後で、立ち上がることになる。
　次いで、再始動制御終了判定部９０に対応するＳ１０では、自力( 自律) 運転可能状態に到達したか否かが、エンジン回転速度ＮＥが、予め４００ｒｐｍ程度に設定された自力運転可能回転速度ＮＥ１に到達したか否か、または、そのエンジン回転速度ＮＥの変化率( 上昇速度）ｄＮＥ／ｄｔが予め設定された自律運転可能上昇速度ｄＮＥ１／ｄｔに到達したか否かに基づいて判断される。このＳ１０の判断が否定されるうちは、Ｓ１０が繰り返し実行されることで待機させられ。しかし、Ｓ１０の判断が肯定されると、電動機アシスト制御部８８に対応するＳ１３において、モータジェネレータＭＧによるトルクアシストが終了されて直噴エンジン１２の再始動時のトルクアシストの終了が行なわれる。すなわち、直噴エンジン１２の再始動制御が終了させられる。図７のｔ６時点はこの状態を示している。
　上述のように、本実施例のハイブリッド車両１０のエンジン始動制御装置によれば、複数の気筒のうちの第１気筒Ｋ１のクランク角ＣＡが第２気筒Ｋ２のＴＤＣ（上死点）と点火順序で第１気筒Ｋ１の次の第２気筒Ｋ２のＴＤＣ（上死点）に対応する角度との間に位置している直噴エンジン１２の停止状態でその直噴エンジン１２を始動させる際において、膨張行程にあり且つ排気弁が開弁していない上記第１気筒Ｋ１内に燃料を直接噴射し且つ点火して第１気筒Ｋ１内で第１の爆発を発生させることでエンジン回転速度ＮＥを立ち上げるとともに、そのエンジン回転速度ＮＥの立上がり区間Ｍ内で、好適には時点ｔ２で、モータジェネレータ（回転機）ＭＧから出力されるアシストトルクをＫ０クラッチ３４を介して直噴エンジン１２に伝達しエンジン回転速度ＮＥの上昇に対する助勢が開始される。このため、直噴エンジン１２がＫ０クラッチ３４により動力伝達経路に対して断接されるハイブリッド車両において、停止中の直噴エンジン１２を必要且つ十分なアシストトルクを用いて始動を行なうことができる。また、それにより、直噴エンジン１２の始動時の蓄電装置の電気エネルギの消費量が小さくなり、常時バッテリ( 蓄電装置）４４に担保するエンジン始動用の電気エネルギが少なくなるので、たとえば図５に示すＥＶ走行領域すなわち電動機走行領域が拡大されて車両の燃費が好適に改善される。
　また、本実施例のハイブリッド車両１０のエンジン始動制御装置によれば、モータジェネレータ（回転機）ＭＧから出力されるアシストトルクによるエンジン回転速度ＮＥの上昇に対する助勢は、エンジン回転速度ＮＥの立ち上がり開始点( ｔ２時点) から開始されてアシストが行なわれるので、クランク軸１１４を回転させる機械的エネルギを消失させない適切なタイミングでトルクアシストが開始されるので、停止中の直噴エンジン１２を必要且つ十分なアシストトルクを用いて始動を行なうことができるとともに、直噴エンジン１２の始動が速やかに行なわれる。
　また、本実施例のハイブリッド車両１０のエンジン始動制御装置によれば、点火順序で第２気筒Ｋ２に続く第３気筒Ｋ３の上死点付近で第３気筒Ｋ３内に燃料を直接噴射し且つ点火して、第３気筒Ｋ３内で第１の爆発に続く第２の爆発を発生させることから、直噴エンジン１２の始動時のバッテリ( 蓄電装置）４４の電気エネルギの消費量が一層小さくなり、常時バッテリ４４に担保するエンジン始動用の電気エネルギが少なくなるので、電動機走行領域が拡大されて車両の燃費が一層改善される。
　また、本実施例のハイブリッド車両１０のエンジン始動制御装置によれば、モータジェネレータ（回転機）ＭＧから出力されるアシストトルクによるエンジン回転速度ＮＥの上昇に対する助勢は、第３気筒Ｋ３内の前記第２の爆発まで少なくとも継続されることから、停止中の直噴エンジン１２を必要且つ十分なアシストトルクを用いて始動を行なうことができるとともに、直噴エンジン１２の始動が確実に行なわれる。
　また、本実施例のハイブリッド車両１０のエンジン始動制御装置によれば、モータジェネレータ（回転機）ＭＧから出力されるアシストトルクによるエンジン回転速度ＮＥの上昇に対する助勢は、エンジン回転速度ＮＥが予め設定された回転速度判定値ＮＥ１を超え、および／または、エンジン回転速度ＮＥの上昇率ｄＮＥ／ｄｔが予め設定された自律運転可能上昇率ｄＮＥ１／ｄｔに到達したことが判定されるまで継続されることから、停止中の直噴エンジン１２を必要且つ十分なアシストトルクすなわち電気エネルギを用いて始動を行なうことができるとともに、直噴エンジン１２の始動が確実に行なわれる。
　また、本実施例のハイブリッド車両１０のエンジン始動制御装置によれば、モータジェネレータ（回転機）ＭＧから出力されるアシストトルクは、エンジン回転速度ＮＥが一旦上昇した後に下降しその後に再上昇する大きさに設定されていることから、停止中の直噴エンジン１２を必要且つ十分なアシストトルクすなわち電気エネルギを用いて始動を行なうことができるとともに、直噴エンジン１２の始動時のバッテリ( 蓄電装置）４４の電気エネルギの消費量が一層小さくなり、常時バッテリ４４に担保するエンジン始動用の電気エネルギが少なくなるので、電動機走行領域が拡大されて車両の燃費が一層改善される。
　また、本実施例のハイブリッド車両１０のエンジン始動制御装置によれば、第２気筒Ｋ２内の第１の爆発により直噴エンジン１２のクランク軸１１４の回転速度ＮＥが立ち上がらない場合は、モータジェネレータ（回転機）ＭＧから出力されるアシストトルクをＫ０クラッチ３４を介して直噴エンジン１２に伝達してエンジン回転速度ＮＥを上昇させることから、何らかの原因で着火始動開始によるエンジン回転速度ＮＥの立ち上がりが得られない場合は、専らモータジェネレータＭＧから出力されるアシストトルクをＫ０クラッチ３４を介して直噴エンジン１２に伝達してエンジン回転速度ＮＥを上昇させるので、始動の応答性が確保される。
　以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
　たとえば、前述の実施例の直噴エンジン１２は、Ｖ型８気筒のエンジンであったが、直噴エンジンが第１気筒Ｋ１のクランク角ＣＡが第１気筒Ｋ１のＴＤＣ（上死点）と点火順序で第１気筒Ｋ１の１つ次の第２気筒Ｋ２のＴＤＣ（上死点）との間に位置している第１気筒Ｋ１が圧縮行程にあってその第１気筒Ｋ１の排気弁が閉じているエンジンであれば本発明が適用され得る。圧縮行程においてＡＴＤＣが１４０°以降に排気弁の開弁が開始される一般的なエンジンであれば、直噴エンジン１２は５気筒以上の複数気筒を備えるものであればよい。これによれば、直噴エンジン１２は、３気筒以上の４サイクル直噴エンジンすなわち、３気筒、４気筒、５気筒、６気筒、８気筒、１２気筒などの直噴エンジンであれば、所定の気筒である第１気筒Ｋ１のクランク角ＣＡが第１気筒Ｋ１のＴＤＣ（上死点）と点火順序で第１気筒Ｋ１の１つ次の第２気筒Ｋ２のＴＤＣ（上死点）に対応する角度との間に位置している状態で前記直噴エンジンを始動させる際において、膨張行程にあり且つ排気弁が開弁していない第１気筒Ｋ１内に燃料を直接噴射し且つ点火して該第１気筒Ｋ１内で第１の爆発を発生させることでエンジン回転速度ＮＥを立ち上げて必要且つ十分なアシストトルクを用いて始動を行なうことができ、また、それにより、３気筒以上の４サイクル直噴エンジンの始動時の蓄電装置の電気エネルギの消費量が小さくなり、常時蓄電装置に担保するエンジン始動用の電気エネルギが少なくなるので、電動機走行領域が拡大されて車両の燃費が好適に改善される。
　また、前述の実施例のハイブリッド車両１０は、駆動用電動機として１つのモータジェネレータＭＧを備えるものであったが、たとえば図１の自動変速機２０の出力軸に設けられて車両差動歯車装置２４を介して左右の駆動輪２６を駆動する第２のモータジェネレータが設けられてもよい。また、４輪駆動車両を構成するために、図１には示されない他の車輪( 駆動輪２６が後輪であれば前輪) を専ら駆動する第２のモータジェネレータが設けられてもよい。
　また、前述の実施例のハイブリッド車両１０は、ロクアップクラッチ３０付トルクコンバータ１４をＫ０クラッチ３４と自動変速機２０との間に備えていたが、そのトルクコンバータ１４は必ずしも設けられていなくてもよい。また、自動変速機２０の入力クラッチとして機能するＣ１クラッチ１８は自動変速機２０の中に収容されていて、変速段を達成するための複数の摩擦係合装置のうちの１つを構成していてもよい。
　また、前述の実施例のハイブリッド車両１０の自動変速機２０は、遊星歯車式有段変速機であったが、ベルト式無段変速機であってもよいし、必ずも設けられていなくてもよい。
　なお、上述したのはあくまでも本発明の位置実施例であり、本発明はその精神を逸脱しない範囲で、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
１０：ハイブリッド車両
１２：直噴エンジン
３４：Ｋ０クラッチ( クラッチ) 
４４：バッテリ( 蓄電装置）
７０：電子制御装置( エンジン始動制御装置) 
８０：エンジン始動制御部
８４：着火始動制御部
８８：電動機アシスト制御部
Ｌ：立上り区間
ＭＧ：モータジェネレータ( 回転機) 

Claims (8)

  1. 　気筒内に燃料を直接噴射する直噴エンジンと、該直噴エンジンを動力伝達経路に対して断接するクラッチと、少なくとも電動モータとして機能する回転機と、を有し、前記直噴エンジンおよび前記回転機を走行用の駆動力源として用いることができるハイブリッド車両において、
    　複数の気筒のうちの所定の第１気筒のクランク角度が該第１気筒の上死点と点火順序で該第１気筒の次の第２気筒の上死点に対応する角度との中間に位置し且つ該第１気筒が膨張行程にあり且つ該第１気筒の排気弁が開弁していない状態で停止中の前記直噴エンジンを始動させる際において、該第１気筒内に燃料を直接噴射し且つ点火して該第１気筒内で第１の爆発を発生させることでエンジン回転速度を立ち上げるとともに、そのエンジン回転速度の上昇区間に、前記回転機から出力されるアシストトルクを前記クラッチを介して前記直噴エンジンに伝達し該エンジン回転速度の上昇に対する助勢を開始することを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
  2. 　前記回転機から出力されるアシストトルクによる前記エンジン回転速度の上昇に対する助勢は、該エンジン回転速度の立ち上がり開始点に応答して開始されることを特徴とする請求項１のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
  3. 　前記点火順序で前記第１気筒に続く第２気筒の上死点付近で該第２気筒内に燃料を直接噴射し且つ点火して、該第２気筒で前記第１の爆発に続く第２の爆発を発生させることを特徴とする請求項２のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
  4. 　前記回転機から出力されるアシストトルクによる前記エンジン回転速度の上昇に対する助勢は、前記第２気筒内の前記第２の爆発まで少なくとも継続されることを特徴とする請求項３のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
  5. 　前記回転機から出力されるアシストトルクによる前記エンジン回転速度の上昇に対する助勢は、前記エンジン回転速度が予め設定された回転速度判定値を超え、および／または、前記エンジン回転速度の上昇率が予め設定された上昇率判定値を超えるまで少なくとも継続されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
  6. 　前記回転機から出力されるアシストトルクは、前記エンジン回転速度が前記上昇した後に一旦下降し、次いで再上昇する大きさに設定されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
  7. 　前記直噴エンジンは、３気筒以上の複数の気筒を備える４サイクル直噴エンジンであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
  8. 　前記第１気筒内の第１の爆発により前記直噴エンジンのクランク軸の回転が立ち上がらない場合は、前記回転機から出力されるアシストトルクを前記クラッチを介して前記直噴エンジンに伝達し該エンジン回転速度を上昇させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置。
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