特許 6052584 ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6052584

(24)【登録日】2016年12月9日

(45)【発行日】2016年12月27日

(54)【発明の名称】ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 21/08 20060101AFI20161219BHJP

   F02M 26/00 20160101ALI20161219BHJP

   F02D 29/02 20060101ALI20161219BHJP

   F02D 41/02 20060101ALI20161219BHJP

   F02D 41/06 20060101ALI20161219BHJP

   F02D 43/00 20060101ALI20161219BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20161219BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20161219BHJP

   B60W 20/00 20160101ALI20161219BHJP

   B60K 6/48 20071001ALI20161219BHJP

   B60K 6/54 20071001ALI20161219BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20161219BHJP

【ＦＩ】

   F02D21/08 301A

   F02M26/00

   F02D21/08 301C

   F02D29/02 321B

   F02D41/02 301E

   F02D41/06 310

   F02D41/06 330A

   F02D43/00 301K

   F02D43/00 301H

   F02D43/00 301N

   F02D45/00 301F

   F02D45/00 314B

   F02D45/00 362H

   F02D45/00 312B

   B60K6/20 310

   B60K6/48ZHV

   B60K6/54

   B60K6/20 320

【請求項の数】2

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-183715(P2012-183715)

(22)【出願日】2012年8月23日

(65)【公開番号】特開2014-40804(P2014-40804A)

(43)【公開日】2014年3月6日

【審査請求日】2015年7月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107238

【弁理士】

【氏名又は名称】米山 尚志

(72)【発明者】

【氏名】西頭 昌明

【審査官】 戸田 耕太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−０２０９８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１５０３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２０４９９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１１７０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０６２６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１６４０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２０８６０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０７９０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２３５８１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２４２７２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０６３８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０１８０６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−０７２６２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ２１／０８

Ｂ６０Ｋ ６／４８

Ｂ６０Ｋ ６／５４

Ｂ６０Ｗ １０／０６

Ｂ６０Ｗ １０／０８

Ｂ６０Ｗ ２０／００

Ｆ０２Ｄ ２９／０２

Ｆ０２Ｄ ４１／０２

Ｆ０２Ｄ ４１／０６

Ｆ０２Ｄ ４３／００

Ｆ０２Ｄ ４５／００

Ｆ０２Ｍ ２６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンと、前記エンジンを回転駆動するモータと、前記エンジンのシリンダ内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記エンジンに空気を供給する吸気管路と、前記エンジンから排ガスを排出する排気管路と、前記排気管路と前記吸気管路とを連通させ前記吸気管路に排ガスを還流させるＥＧＲ管路と、前記吸気管路と前記排気管路との連通部よりも上流側の吸気管路に設けられ前記上流側の吸気管路を開閉する吸気スロットルと、前記ＥＧＲ管路に設けられ前記ＥＧＲ管路を開閉するＥＧＲバルブと、を有するハイブリッド車両に搭載されるエンジン始動制御装置であって、
前記エンジンの始動時に前記エンジンの回転速度が所定の回転速度となる始動時回転状態に達しているか否かを判定するエンジン状態判定手段と、
前記エンジンの回転速度が前記所定の回転速度となる始動時回転状態に達していると前記エンジン状態判定手段が判定するまで前記エンジンの回転速度を上昇させた後、前記所定の回転速度に維持するモータ制御手段と、
前記連通部よりも下流側の吸気管路を流通する吸気中の酸素濃度を、前記ＥＧＲ管路を介した前記吸気管路への排ガスの還流状態に基づいて吸気酸素濃度推定値として推定する吸気酸素濃度推定手段と、
前記吸気酸素濃度推定値が第１の酸素濃度目標値以下であるか否かを判定する吸気酸素濃度判定手段と、
前記エンジン状態判定手段の判定結果と、前記吸気酸素濃度判定手段の判定結果とに基づいて、前記燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御手段と、
前記エンジン状態判定手段の判定結果と、前記吸気酸素濃度判定手段の判定結果とに基づいて、前記ＥＧＲバルブと前記吸気スロットルとを開閉制御する吸気組成制御手段と、を備え、
前記エンジンの回転速度が前記始動時回転状態に未だ達していないと前記エンジン状態判定手段が判定している間は、前記燃料噴射制御手段は、前記燃料の噴射を停止し、
前記エンジンの回転速度が前記始動時回転状態に達していると前記エンジン状態判定手段が判定している間であって、前記吸気酸素濃度推定値が前記第１の酸素濃度目標値を超えていると前記吸気酸素濃度判定手段が判定している間は、前記燃料噴射制御手段は、所定量の燃料を噴射し、前記吸気組成制御手段は、前記ＥＧＲバルブを開放し且つ前記吸気スロットルを閉止する
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。

【請求項2】

請求項１に記載のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置であって、
前記モータのトルクが所定トルク未満であるか否かを判定するモータトルク判定手段を備え、
前記エンジンの回転速度が前記始動時回転状態に達していると前記エンジン状態判定手段が判定し、前記モータのトルクが前記所定トルク未満ではないと前記モータトルク判定手段が判定し、且つ前記吸気酸素濃度推定値が前記第１の酸素濃度目標値以下であると前記吸気酸素濃度判定手段が判定している場合、前記吸気組成制御手段は、前記吸気酸素濃度推定値が前記第１の酸素濃度目標値よりも低い第２の酸素濃度目標値になるように前記ＥＧＲバルブと前記吸気スロットルとを開閉制御する
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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジン始動時の排ガスの悪化を抑制するエンジン始動制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特開２００３−２０９８１号公報には、モータとディーゼルエンジン（エンジン）とを、車両走行用にそれぞれ独立あるいは併用して運転可能にしたパラレルハイブリッド方式の車両に搭載される内燃機関の始動時制御装置が記載されている。このエンジンでは、ＥＧＲ弁は、排気通路から分岐したＥＧＲ通路を介して吸気通路の吸気管に排気（排ガス）の一部を還流する。また、吸気通路には吸気絞り弁が設けられている。エンジン始動時は、モータリングが実行され、エンジンがアイドリング回転速度に達するまでは、燃料噴射弁からエンジンへの燃料供給は停止される。エンジン回転速度がアイドリング回転速度に到達すると燃料が噴射供給されるとともに、エンジンの水温が低いほど吸気絞り弁の開度を小さく、ＥＧＲ弁の開度を大きくするように制御され、燃料は水温が低いほど増量して供給するように燃料噴射弁が制御される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３−２０９８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上記特許文献１に記載の装置では、燃料の噴射供給時の吸気絞り弁及びＥＧＲ弁の開度は、エンジンの水温に基づいて制御されており、吸気通路の吸気酸素濃度が直接的には把握されていない。従って、吸気通路の吸気酸素濃度が燃料の燃焼時のＮＯｘ発生を抑制可能な吸気酸素濃度よりも高い場合は、排ガス中のＮＯｘ量が増大する可能性がある。また、ＥＧＲ通路を介した吸気通路への排ガスの還流には時間遅れを伴うので、燃料の噴射供給直後は吸気通路の吸気酸素濃度が比較的高く、排ガス中のＮＯｘが増加する傾向にある。このため、上記特許文献１に記載の装置では、燃料の噴射供給の態様（燃料の量及び増加率）によっては、エンジン始動時のＮＯｘ排出量を増大させてしまうおそれがある。

【0005】

そこで本発明は、エンジンの始動時から排ガス中のＮＯｘ排出量を効果的に抑制する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の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成すべく、本発明のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置は、エンジンと、エンジンを回転駆動するモータと、エンジンのシリンダ内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、エンジンに空気を供給する吸気管路と、エンジンから排ガスを排出する排気管路と、排気管路と吸気管路とを連通させ吸気管路に排ガスを還流させるＥＧＲ管路と、吸気管路と排気管路との連通部よりも上流側の吸気管路に設けられ上流側の吸気管路を開閉する吸気スロットルと、ＥＧＲ管路に設けられＥＧＲ管路を開閉するＥＧＲバルブとを有するハイブリッド車両に搭載される。

【0007】

この、エンジン始動制御装置は、エンジン状態判定手段と、モータ制御手段と、吸気酸素濃度推定手段と、吸気酸素濃度判定手段と、燃料噴射制御手段と、吸気組成制御手段とを備える。エンジン状態判定手段は、エンジンの始動時にエンジンの回転速度が所定の回転速度となる始動時回転状態に達しているか否かを判定する。モータ制御手段は、エンジンの回転速度が所定の回転速度となる始動時回転状態に達しているとエンジン状態判定手段が判定するまでエンジンの回転速度を上昇させた後、所定の回転速度に維持する。吸気酸素濃度推定手段は、連通部よりも下流側の吸気管路を流通する吸気中の酸素濃度を、ＥＧＲ管路を介した吸気管路への排ガスの還流状態に基づいて吸気酸素濃度推定値として推定する。吸気酸素濃度判定手段は、吸気酸素濃度推定値が第１の酸素濃度目標値以下であるか否かを判定する。燃料噴射制御手段は、エンジン状態判定手段の判定結果と、吸気酸素濃度判定手段の判定結果とに基づいて、燃料噴射弁を制御する。吸気組成制御手段は、エンジン状態判定手段の判定結果と、吸気酸素濃度判定手段の判定結果とに基づいて、ＥＧＲバルブと吸気スロットルとを開閉制御する。

【0008】

燃料噴射制御手段は、エンジンの回転速度が始動時回転状態に未だ達していないとエンジン状態判定手段が判定している間は、燃料の噴射を停止する。また、エンジンの回転速度が始動時回転状態に達しているとエンジン状態判定手段が判定している間であって、吸気酸素濃度推定値が第１の酸素濃度目標値を超えていると吸気酸素濃度判定手段が判定している間は、燃料噴射制御手段は、所定量の燃料を噴射し、吸気組成制御手段は、ＥＧＲバルブを開放し且つ吸気スロットルを閉止する。

【0009】

上記構成では、ハイブリッド車両のエンジン始動前の状態では、吸気管路の吸気酸素濃度は空気と略同じ酸素濃度であり、エンジンのシリンダ内に噴射した燃料の燃焼時に発生するＮＯｘの抑制が可能な適正な吸気酸素濃度よりも濃度が高い。エンジンの始動時は、燃料噴射制御手段がエンジンに対して燃料の噴射を停止している状態で、モータ制御手段が、エンジンの回転速度を所定の回転速度にまで上昇させてエンジンを始動時回転状態に到達させた後、所定の回転速度に維持する。エンジンが始動回転状態に達したとエンジン状態判定手段が判定すると、噴射制御手段が所定量の燃料を噴射する。所定量の燃料には、エンジンを着火するのに必要な比較的少量の燃料量が設定される。燃料が噴射されるとエンジンが着火して排気管路に排ガスが排出される。エンジンの着火によりエンジンは回転トルクを発生させ、モータ制御手段は、エンジンの回転トルクに応じてモータのトルクを低減させ、エンジンの回転速度を所定の回転速度に維持する。また、吸気組成制御手段が、吸気スロットルを閉止し、ＥＧＲ弁を開放するので、連通部よりも下流の吸気管路には新たな空気は流入せず、排気管路からＥＧＲ管を介して空気よりも酸素濃度の低い排ガスが還流して、吸気管路の吸気酸素濃度が低下する。噴射制御手段は、吸気酸素濃度推定手段が推定した吸気管路の吸気酸素濃度推定値が第１の酸素濃度目標値以下になるまで所定量の燃料の噴射を継続する。なお、第１の酸素濃度目標値は、排ガス中のＮＯｘ発生の抑制が可能な適正な吸気酸素濃度よりも高く、且つ適正な吸気酸素濃度の近傍の値に設定されることが好適である。エンジンの回転速度は所定の回転速度に維持され十分な排ガスの還流量が得られるので、吸気管路の吸気酸素濃度を第１の酸素濃度目標値まで急速に低下させることができる。また、吸気酸素濃度が第１の酸素濃度目標値以下に低下するまでの間、燃料噴射制御手段は、所定量の燃料を噴射するので、エンジンへの燃料供給量は比較的少量であり排出される排ガス量も少ないのでＮＯｘ排出量を抑制することができる。また、吸気管路を流通する吸気中の酸素濃度を、吸気酸素濃度推定手段が推定する吸気酸素濃度推定値を用いて直接的に把握できるので、第１の酸素濃度目標値まで効率良く低下させることができる。このように、エンジン始動時からの排ガス中のＮＯｘ排出量を抑制しつつ、吸気酸素濃度を排ガス中のＮＯｘ発生の抑制が可能な適正な吸気酸素濃度の近傍の第１の酸素濃度目標値まで低下させることができる。

【0010】

なお、吸気管路の酸素濃度推定値は、例えば、燃料噴射量、エンジンの回転速度、連通部よりも上流の吸気管路の空気流量及びＥＧＲ管路の排ガス流量をパラメータとする排ガスの還流状態に基づいて推定される。

【0011】

また、上記ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置は、モータのトルクが所定トルク未満であるか否かを判定するモータトルク判定手段を備えてもよい。エンジンの回転速度が始動時回転状態に達しているとエンジン状態判定手段が判定し、モータのトルクが所定トルク未満ではないとモータトルク判定手段が判定し、且つ吸気酸素濃度推定値が第１の酸素濃度目標値以下であると吸気酸素濃度判定手段が判定している場合、燃料噴射制御手段は、噴射する燃料を所定量の燃料から徐々に増大させ、吸気組成制御手段は、吸気酸素濃度推定値が第１の酸素濃度目標値よりも低い第２の酸素濃度目標値になるようにＥＧＲバルブと吸気スロットルとを開閉制御する。

【0012】

上記構成では、エンジンの回転速度が始動時回転状態に達しており、モータのトルクが所定トルク以上であって、吸気酸素濃度推定値が第１の酸素濃度目標値以下に低下すると、燃料噴射手段は、噴射する燃料を所定量から徐々に増大させる。また、吸気組成制御手段は、第１の酸素濃度目標値よりも低い第２の酸素濃度目標値となるようにＥＧＲ弁と吸気絞り弁とを開閉制御する。なお、第２の酸素濃度目標値は、ＮＯｘ発生の抑制が可能な適正な吸気酸素濃度に設定されることが好適である。燃料噴射量の増大によって、エンジンの回転トルクが増大し、モータ制御手段は、エンジンの回転トルクの増大に応じてモータのトルクを低減させてエンジンの回転速度を所定の回転速度に維持する。モータのトルクが所定トルク未満に減少したときは、燃料噴射量の増量が停止され、エンジンはエンジンの回転トルクで所定の回転速度を維持する自立運転状態となる。燃料噴射量の増大に応じて排出される排ガス量も増大するが、吸気管路の吸気酸素濃度が第２の酸素濃度目標値に制御されているので、排ガス中のＮＯｘ発生が抑制され、排ガス中のＮＯｘ排出量が抑制される。このように、エンジンが自立運転状態になるまでエンジンへの燃料供給量が増大しても、エンジン始動時から排ガス中のＮＯｘ排出量を効果的に抑制することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、ハイブリッド車両のエンジン始動時から排ガス中のＮＯｘ排出量を効果的に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係わるハイブリッド車両のパワートレイン説明図である。

【図2】図１のエンジンの吸気・排気系統図である。

【図3】ハイブリッド車両の要部を示すブロック図である。

【図4】吸気酸素濃度と排ガス中のＮＯｘ量との関係を示すエンジン特性図である。

【図5】エンジン始動制御処理のフローチャートである。

【図6】エンジン始動時のタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。本実施形態に係わる車両１は、車両走行のためにモータとエンジンとをそれぞれ独立あるいは併用して運転可能に配置したパラレルハイブリッド方式の車両であり、エンジン２と、変速機２４と、モータ２５と、ＥＣＵ４０等を備えている。

【0016】

図１に示すように、エンジン２の出力は、エンジン２と変速機２４との間に設けられた、流体カップリング２１及び変速クラッチ２３を介して変速機２４に伝えられる。変速クラッチ２３が接のときにエンジン２の出力が変速機２４へ伝達され、変速クラッチ２３が断のときはエンジン２の出力の変速機２４への伝達が遮断される。流体カップリング２１はロックアップクラッチ２２を備えている。変速クラッチ２３が接の状態で、ロックアップクラッチ２２が接の時はエンジン２の出力を直接的に変速機２４に伝達し、ロックアップクラッチ２２が断の時はエンジン２の出力を流体カップリング２１の流体を介して変速機２４に伝達する。変速機２４で適切に変速された変速機２４の出力はプロペラシャフト３１を経て駆動輪３２に伝えられる。モータ２５は、インバータ２６を介してバッテリ２７から電力が供給されるとモータトルクＴ（モータのトルク）を発生し、モータトルクＴは、ギア２９を介して変速機２４のギア列（図示省略）に伝達され変速機２４を介してプロペラシャフト３１に伝えられる。モータ２５に電力が供給されていないときであって、エンジン２に燃料が供給されて回転トルクを発生させている場合、モータ２５は、エンジン２に対する負荷として従動回転する。また、エンジン２に燃料が供給されていないときであって、モータ２５に電力が供給されモータトルクＴを発生させている場合、エンジン２は、モータ２５に対する負荷となって従動回転する。モータ２５には、モータトルクＴを検出するモータトルクセンサ３０が設けられている。

【0017】

図２に示すように、エンジン２には、シリンダ３に空気を取り入れる吸気管路５及びシリンダ３から燃焼排ガスを排出する排気管路７が設けられており、シリンダ３には燃料を噴射する燃料噴射弁４が設けられている。また、エンジン２には過給機１２が備えられている。排気管路７に設けられた過給機１２のタービン１３が排ガスによって回転し、過給機１２の回転軸１２ａが吸気管路５に設けられた過給機１２のコンプレッサ１４を回転させて、吸気管路５から吸入される空気を圧縮する。過給機１２のタービン１３の上流側の排気管路７と過給機１２のコンプレッサ１４側の下流側の吸気管路５とがＥＧＲ管路８で連通されている。図２中の矢印で示すように、吸気管路５に取り入れられた空気はシリンダ３を経由して排ガスとして排気管路７に排出され、排ガスの一部がＥＧＲ管路８を介して吸気管路５に還流される。ＥＧＲ管路８には排ガスを冷却するためのＥＧＲクーラ１６と、ＥＧＲ管路８を開閉してＥＧＲ管路８を流通する排ガスの流量を調節するためのＥＧＲバルブ１１が設けられている。また、過給機１２のコンプレッサ１４の下流側であって、吸気管路５とＥＧＲ管路８との連通部９よりも上流側には、上流側から順に、コンプレッサ１４で圧縮加熱された空気を冷却するインタークーラ１５と、吸気管路５を開閉して、吸気管路５を流通する空気量を調節する吸気スロットル１０とが設けられている。また、過給機１２のコンプレッサ１４の上流側の吸気管路５には、吸入する吸気量を検出する吸気量センサ１８が設けられ、連通部９よりも下流の吸気管路６には吸気の圧力を検出する吸気圧センサ１９と吸気の温度を検出する吸気温度センサ２０とが設けられる。

【0018】

ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とＲＯＭ(Read Only Memory)とＲＡＭ(Random Access Memory)とを備える。ＣＰＵはＲＯＭに格納されたエンジン始動制御処理プログラムを読み出して、エンジン始動制御処理を実行することによって、図３に示すように、モータトルク判定部４１、エンジン状態判定部４２、吸気酸素濃度推定部４３、吸気酸素濃度判定部４４、クラッチ・変速機制御部４５、モータ制御部４６、燃料噴射制御部４７、吸気組成制御部４８として機能する。ＲＡＭは、エンジン回転速度センサ１７、モータトルクセンサ３０、吸気量センサ１８、吸気圧センサ１９及び吸気温度センサ２０がそれぞれ検出した検出値、ＣＰＵ演算結果の一時記憶領域、判定の各種判定基準値及びフラグの設定領域として機能する。

【0019】

モータトルク判定部（モータトルク判定手段）４１は、モータトルクセンサ３０が検出したモータトルクＴが所定トルクＴｌ未満か否かを判定し、判定結果を燃料噴射制御部４７及び吸気組成制御部４８に出力する。

【0020】

エンジン状態判定部（エンジン状態判定手段）４２は、エンジン回転速度センサ１７が検出したエンジン２の回転速度Ｎがアイドリング回転速度（所定の回転速度）Ｎｉとなるアイドリング状態（始動時回転状態）に達しているか否かを判定し、判定結果をモータ制御部４６と燃料噴射制御部４７と吸気組成制御部４８とに出力する。

【0021】

クラッチ・変速機制御部４５は、流体カップリング２１のロックアップクラッチ２２、及び変速クラッチ２３を接状態又は断状態に切替え、変速機２４の変速モードを制御する。

【0022】

モータ制御部（モータ制御手段）４６は、エンジン２の回転速度Ｎがアイドリング回転速度Ｎｉとなるアイドリング状態に達しているとエンジン状態判定部４２が判定するまでエンジン２の回転速度Ｎを上昇させた後、モータトルクＴを調整してエンジン２の回転速度Ｎをアイドリング回転速度Ｎｉに維持する。

【0023】

吸気酸素濃度推定部（吸気酸素濃度推定手段）４３は、連通部９よりも下流の吸気管路６の吸気酸素濃度値ＯＬを推定し、推定結果を吸気酸素濃度判定部４４に出力する。シリンダ３に噴射された燃料の燃焼時に発生するＮＯｘ量は、図４に示すように吸気酸素濃が高くなるにつれて増大し、ある吸気酸素濃度（図中の第２の吸気酸素濃度目標値ＯＬ２）よりも高くなると急増する傾向にある。本実施形態では、連通部９よりも下流の吸気管路６の吸気酸素濃度を推定し管理することによってＮＯｘ排出量を抑制する。吸気酸素濃度ＯＬの推定には、例えば燃料噴射量、エンジン２の回転速度、吸気量、吸気圧及び吸気温度に基づいて吸気酸素濃度を推定する公知の方法（例えば、特開２０１０−２８５９５７号公報に記載された方法）が用いられる。

【0024】

吸気酸素濃度判定部（吸気酸素濃度判定手段）４４は、吸気酸素濃度推定部４３が推定した吸気酸素濃度推定値ＯＬが、図４に示すように第２の吸気酸素濃度目標値ＯＬ２よりも高く、且つ第２の吸気酸素濃度目標値ＯＬ２の近傍である第１の吸気酸素目標値ＯＬ１以下であるか否かを判定し、判定結果を燃料噴射制御部４７及び吸気組成制御部４８に出力する。

【0025】

燃料噴射制御部（燃料噴射手段）４７は、エンジン状態判定部４２と吸気酸素濃度判定部４４とモータトルク判定部４１との判定結果に基づいて燃料噴射弁４を制御する。

【0026】

吸気組成制御部（吸気組成制御手段）４８は、エンジン状態判定部４２と吸気酸素濃度判定部４４とモータトルク判定部４１との判定結果に基づいてＥＧＲバルブ１１と吸気スロットル１０とを開閉制御する。

【0027】

次に、ＥＣＵ４０のエンジン始動制御処理を図５に示すフローチャート及び図６に示すタイミングチャートに基づいて説明する。本処理は、所定時間毎に繰り返して実行される。ＥＣＵ４０は、始動フラグＦｓがオンか否かを判定する（ステップＳ１）。Ｆｓがオフの場合は、ステップＳ２に進み、始動指示の有無を確認する。始動指示があった場合は、ステップＳ３を実行した後、Ｆｓをオンにし（ステップＳ４）、始動指示がない場合は処理を終了する。始動指示は、例えばエンジン２の始動スイッチ（図示省略）等から入力される。ステップＳ３では、流体カップリング２１のロックアップクラッチ２２を接にし、変速クラッチ２３を接にして、エンジン２と変速機２４とを流体カップリング２１の流体を介することなく接続する。さらに、変速機２４の変速モードをエンジン出力のプロペラシャフト３１への伝達が遮断されたニュートラルモードにする。ステップＳ３及びステップＳ４を実行すると、次にステップＳ８に進み、ＥＧＲバルブ１１の開度を全開とし、吸気スロットル１０の開度を全閉とする。以上が図６に示す区間（１）の処理である。

【0028】

ステップＳ１で始動フラグＦｓがオンと判定された場合は、エンジン始動制御処理が開始されているので、ステップＳ５に進みモータ２５の回転速度制御を行う。モータ２５の回転速度制御では、図６に示すようにモータ２５にモータトルクＴを発生させて、エンジン２の回転速度Ｎをアイドリング回転速度Ｎｉまで上昇させ、エンジン２がアイドリング回転速度Ｎｉを超えるアイドリング回転状態（始動回転状態）に達した後は、エンジン２の回転速度Ｎをアイドリング回転速度Ｎｉに維持する。次に、エンジン２の回転速度Ｎがアイドリング回転速度Ｎｉ以上になったか否かを判定する（ステップＳ６）。エンジン２の回転速度Ｎがアイドリング回転速度Ｎｉ未満である場合は、燃料噴射弁４からの燃料噴射量をゼロにする（ステップＳ７）。続いてステップＳ８へ進みＥＧＲバルブ１１の開度を全開状態、吸気スロットル１０の開度の全閉状態を維持する。以上が図６に示す区間（２）の処理である。

【0029】

エンジン２の回転速度Ｎがアイドリング回転速度Ｎｉ以上になった場合（ステップＳ６の判定がＹＥＳの場合）は、連通部９よりも下流の吸気管路６の吸気酸素濃度推定値ＯＬを算出する（ステップＳ９）。次に、モータトルクＴが所定トルクＴｌ未満か否かを判定する（ステップＳ１０）。モータトルクＴが所定トルクＴｌ未満ではない場合は、ステップＳ１１に進み、吸気酸素濃度推定値ＯＬが第１の酸素濃度目標値ＯＬ１以下か否かを判定する（ステップＳ１１）。吸気酸素濃度推定値ＯＬが第１の酸素濃度目標値ＯＬ１を超えている場合は、ステップＳ１２に進み、所定量の燃料を燃料噴射弁４からエンジン２に対して噴射供給する。続いてステップＳ８に進み、全開のＥＧＲバルブ１１の開度と、全閉の吸気スロットル１０の開度を維持する。以上が図６に示す区間（３）の処理である。

【0030】

ステップＳ１１において、吸気酸素濃度推定値ＯＬが第１の酸素濃度目標値ＯＬ１以下であると判定された場合は、ステップＳ１３に進み、前回噴射した燃料量よりも今回噴射する燃料量を増量することによって、燃料噴射量を徐々に増大する。燃料噴射量の増量によってエンジン２の回転トルクが増大し、モータ制御部４６がエンジン２の回転速度Ｎをアイドリング回転速度Ｎｉに維持するためにモータトルクＴを減少させる（図６参照）。次に、ステップＳ１４に進んで吸気組成制御を実行する。吸気組成制御では、吸気酸素濃度推定値ＯＬが、図４に示す第２の酸素濃度目標値ＯＬ２となるように、ＥＧＲバルブ１１と吸気スロットル１０とを開閉制御する。すなわち、吸気酸素濃度推定値ＯＬが、第２の酸素濃度目標値ＯＬ２よりも低い場合は、ＥＧＲバルブ１１の開度を閉方向に、吸気スロットル１０の開度を開方向に駆動し、吸気酸素濃度推定値ＯＬが、第２の酸素濃度目標値ＯＬ２よりも高い場合は、ＥＧＲバルブ１１の開度を開方向に、吸気スロットル１０の開度を閉方向に駆動する。以上が図６における区間（４）の処理である。

【0031】

ステップＳ１０において、モータトルクＴが所定トルクＴｌ未満であると判定された場合は、エンジン２の回転トルクによってエンジン２の回転速度Ｎがアイドリング回転速度Ｎｉに略到達しているので、ステップＳ１５に進んで流体カップリング２１のロックアップクラッチ２２を断とする。これによって、エンジン２の駆動力は流体カップリング２１の流体を介して変速機２４に伝達される。次に、モータ２５の回転速度制御をオフとしてモータトルクＴをゼロにし（ステップＳ１６）、エンジン始動フラグＦｓをオフとして（ステップＳ１７）、エンジン始動制御処理を終了する。以上が図６の区間（５）の処理である。なお、エンジン始動制御処理の終了後、エンジン２の制御は別途備えるエンジン制御処理（説明省略）等に引き継がれ、エンジン回転速度が制御され、吸気組成制御が継続される。

【0032】

本実施形態では、車両１のエンジン２の始動前の状態では、吸気管路６の吸気酸素濃度は空気と略同じ酸素濃度であり、エンジン２のシリンダ３内に噴射した燃料の燃焼時に発生するＮＯｘの抑制が可能な適正な吸気酸素濃度（第２の吸気酸素濃度ＯＬ２）よりも濃度が高い。エンジン２の始動時は、燃料噴射制御部４７がエンジン２に対して燃料の噴射を停止している状態で、モータ制御部４６が、エンジン２の回転速度Ｎをアイドリング回転速度Ｎｉにまで上昇させてエンジン２をアイドリング回転状態に到達させた後、アイドリング回転速度Ｎｉに維持する。エンジン２がアイドリング回転状態に達したとエンジン状態判定部４２が判定してから、燃料噴射制御部４７が所定量の燃料を噴射する。所定量の燃料には、エンジン２を着火するのに必要な比較的少量の燃料量が設定される。エンジン２が着火すると排気管路７に排ガスが排出される。また、吸気組成制御部４８が、吸気スロットル１０を閉止し、ＥＧＲバルブ１１を開放する。このため、連通部９よりも下流の吸気管路６には新たな空気は流入せず、排気管路７からＥＧＲ管路８を介して空気よりも酸素濃度の低い排ガスが還流して、連通部９よりも下流の吸気管路６の吸気酸素濃度が低下する。燃料噴射制御部４７は所定量の燃料の噴射を継続し、エンジン２の回転速度Ｎはアイドリング回転速度Ｎｉに達しており十分な排ガスの還流量が得られるので、吸気管路６の吸気酸素濃度推定値ＯＬを第１の酸素濃度目標値ＯＬ１まで急速に低下させることができる。

【0033】

また、吸気酸素濃度推定値ＯＬが第１の酸素濃度目標値以下ＯＬ１に低下するまでの間、燃料噴射制御部４７は、所定量の燃料を噴射するので、エンジン２への燃料供給量は比較的少量であり排出される排ガス量も少ないのでＮＯｘ排出量を抑制することができる。また、連通部９よりも下流の吸気管路６中の吸気酸素濃度を、吸気酸素濃度推定部４３が推定する吸気酸素濃度推定値ＯＬを用いて直接的に把握できるので、第１の酸素濃度目標値ＯＬ１まで効率良く低下させることができる。

【0034】

また、吸気酸素濃度推定値ＯＬが第１の酸素濃度目標値ＯＬ１以下に低下したときから、燃料噴射制御部４７は、噴射する燃料を所定量から徐々に増大させ、吸気組成制御部４８は、第１の酸素濃度目標値ＯＬ１よりも低い第２の酸素濃度目標値ＯＬ２となるようにＥＧＲバルブ１１と吸気絞り弁とを開閉制御する。吸気組成制御の開始時には、吸気酸素濃度推定値ＯＬが第２の酸素濃度目標値ＯＬ２の近傍の第１の酸素濃度目標値ＯＬ１まで低下しているので（図４参照）、吸気組成制御部４８は、噴射燃料量の増大に対して吸気酸素濃度推定値ＯＬを第２の酸素濃度目標値ＯＬ２に良好に制御することができる。噴射する燃料を増大させると排出される排ガス量も増大するが、吸気管路６の吸気酸素濃度推定値ＯＬが第２の酸素濃度目標値ＯＬ２に制御されているので、排ガス中のＮＯｘ発生が抑制され、排ガス中のＮＯｘ排出量が抑制される。

【0035】

このように、エンジン２の停止状態からアイドリング状態に移行するまでのエンジン始動時から排ガス中のＮＯｘ排出量を効果的に抑制することができる。

【0036】

なお、本実施形態では吸気組成制御部４８は、吸気酸素濃度推定値ＯＬを推定し、吸気酸素濃度を目標値とする吸気酸素濃度制御を実行したが、吸気組成制御部は、吸気酸素濃度に対応する吸気管路５の吸気量を目標値とした吸気量制御を実行してもよい。また、吸気組成制御部は、吸気酸素濃度に対応するＥＧＲ率（吸気管路６の吸気量に対するＥＧＲ管路８からの排ガスの還流量の比率）を目標値としたＥＧＲ率制御を実行してもよい。

【0037】

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。

【産業上の利用可能性】

【0038】

本発明は、ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置として広く適用可能である。

【符号の説明】

【0039】

１ 車両
２ エンジン
３ シリンダ
４ 燃料噴射弁
５ 吸気管路（連通部よりも上流側の吸気管路）
６ 吸気管路（連通部よりも下流側の吸気管路）
７ 排気管路
８ ＥＧＲ管路
９ 連通部
１０ 吸気スロットル
１１ ＥＧＲバルブ
２４ 変速機
２５ モータ
４０ ＥＣＵ
４１ モータトルク判定部（モータトルク判定手段）
４２ エンジン状態判定部（エンジン状態判定手段）
４３ 吸気酸素濃度推定部（吸気酸素濃度推定手段）
４４ 吸気酸素濃度判定部（吸気酸素濃度判定手段）
４６ モータ制御部（モータ制御手段）
４７ 燃料噴射制御部（燃料噴射制御手段）
４８ 吸気組成制御部（吸気組成制御手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】