特許第6443464号(P6443464)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(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】6443464
(24)【登録日】2018年12月7日
(45)【発行日】2018年12月26日
(54)【発明の名称】車両の制御装置
(51)【国際特許分類】
   F02D 29/02 20060101AFI20181217BHJP
   B60K 6/485 20071001ALI20181217BHJP
   B60W 10/06 20060101ALI20181217BHJP
   B60K 6/54 20071001ALI20181217BHJP
   B60W 10/08 20060101ALI20181217BHJP
   B60W 20/17 20160101ALI20181217BHJP
   F02P 5/15 20060101ALI20181217BHJP
   F02N 11/04 20060101ALI20181217BHJP
   F02N 15/00 20060101ALI20181217BHJP
   F02D 41/06 20060101ALI20181217BHJP
   F02D 43/00 20060101ALI20181217BHJP
   B60L 11/14 20060101ALI20181217BHJP
   F02N 11/08 20060101ALI20181217BHJP
【FI】
   F02D29/02 321B
   B60K6/485ZHV
   B60W10/06 900
   B60K6/54
   B60W10/08 900
   B60W20/17
   F02P5/15 E
   F02N11/04 D
   F02N15/00 E
   F02D29/02 321A
   F02D41/06 325
   F02D43/00 301A
   F02D43/00 301G
   F02D43/00 301Z
   B60L11/14
   F02N11/08 M
【請求項の数】4
【全頁数】13
(21)【出願番号】特願2017-13579(P2017-13579)
(22)【出願日】2017年1月27日
(65)【公開番号】特開2018-119533(P2018-119533A)
(43)【公開日】2018年8月2日
【審査請求日】2018年1月29日
(73)【特許権者】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106150
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 英樹
(74)【代理人】
【識別番号】100082175
【弁理士】
【氏名又は名称】高田 守
(74)【代理人】
【識別番号】100113011
【弁理士】
【氏名又は名称】大西 秀和
(72)【発明者】
【氏名】早島 尚希
【審査官】 比嘉 貴大
(56)【参考文献】
【文献】 特開2015−74285(JP,A)
【文献】 特開2012−241526(JP,A)
【文献】 特開2017−203435(JP,A)
【文献】 特開2018−119525(JP,A)
【文献】 特開2010−203423(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F02D 29/00−29/06
B60K 6/485
B60K 6/54
B60L 11/14
B60W 10/06
B60W 10/08
B60W 20/17
F02D 41/00−45/00
F02N 11/04
F02N 11/08
F02N 15/00
F02P 5/15
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃焼室に噴射された燃料に点火する点火プラグと、
クランクシャフトを回転させる電動式のモータと、
を備える内燃機関が搭載された車両に適用され、
前記内燃機関の停止中に前記内燃機関を始動させるための始動条件が成立した場合に前記内燃機関を始動させる車両の制御装置において、
前記制御装置は、
前記始動条件が成立した場合に、前記燃焼室に前記燃料噴射弁によって燃料を噴射し且つ当該噴射された燃料に前記点火プラグによって点火する着火の1回目を行うとともに前記モータの駆動を開始し、前記内燃機関の回転速度が共振帯よりも大きい所定の判定閾値を超えた後に前記着火の2回目以降を順に行う第一着火併用始動を行うように構成されていることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項2】
前記制御装置は、前記内燃機関の回転速度が前記判定閾値を超えた場合に、前記モータの駆動を停止させるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。
【請求項3】
前記始動条件は、前記車両の走行要求を含まない第一条件と、前記走行要求を含む第二条件と、を含み、
前記制御装置は、
前記第一条件が成立した場合に前記第一着火併用始動を行い、
前記第二条件が成立した場合に、前記着火の1回目を行うとともに前記モータの駆動を開始し、前記内燃機関の回転速度が前記判定閾値を超える前から前記着火の2回目以降を順に行う第二着火併用始動を行うように構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両の制御装置。
【請求項4】
前記モータへ電力を供給する蓄電装置を更に備え、
前記制御装置は、前記蓄電装置の充電率が所定の閾値よりも低い場合に前記第一着火併用始動を禁止するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両の制御装置に関し、詳しくは、内燃機関が搭載された車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば特許文献1には、内燃機関をスムーズに始動するための技術が開示されている。この技術では、内燃機関の始動が要請されたときに、クランキングモータによるクランキングが行なわれる。そして、内燃機関の回転速度が車両の共振帯よりも大きな回転速度となった場合に、内燃機関への燃料噴射と点火が開始される。これにより、内燃機関の始動時の振動が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2011−47348号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献1の技術では、内燃機関の始動時において、内燃機関の回転速度が共振帯を超えるまでクランキングモータのみが駆動される。このため、上記特許文献1の技術では、始動時の振動を抑制することはできるものの、電力消費量が大きいという課題がある。
【0005】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、内燃機関の停止中からの始動において、振動を抑制しつつ電力消費量を低減することのできる車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
第1の発明は、上記の目的を達成するため、
燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃焼室に噴射された燃料に点火する点火プラグと、
クランクシャフトを回転させる電動式のモータと、
を備える内燃機関が搭載された車両に適用され、
前記内燃機関の停止中に前記内燃機関を始動させるための始動条件が成立した場合に前記内燃機関を始動させる車両の制御装置において、
前記制御装置は、
前記始動条件が成立した場合に、前記燃焼室に前記燃料噴射弁によって燃料を噴射し且つ当該噴射された燃料に前記点火プラグによって点火する着火の1回目を行うとともに前記モータの駆動を開始し、前記内燃機関の回転速度が共振帯よりも大きい所定の判定閾値を超えた後に前記着火の2回目以降を順に行う第一着火併用始動を行うように構成されていることを特徴としている。
【0007】
第2の発明は、第1の発明において、
前記制御装置は、前記内燃機関の回転速度が前記判定閾値を超えた場合に、前記モータの駆動を停止させるように構成されていることを特徴としている。
【0008】
第3の発明は、第1または第2の発明において、
前記始動条件は、前記車両の走行要求を含まない第一条件と、前記走行要求を含む第二条件と、を含み、
前記制御装置は、
前記第一条件が成立した場合に前記第一着火併用始動を行い、
前記第二条件が成立した場合に、前記着火の1回目を行うとともに前記モータの駆動を開始し、前記内燃機関の回転速度が前記判定閾値を超える前から前記着火の2回目以降を順に行う第二着火併用始動を行うように構成されていることを特徴としている。
【0009】
第4の発明は、第1乃至第3の何れか1つに記載の発明において、
前記モータへ電力を供給する蓄電装置を更に備え、
前記制御装置は、前記蓄電装置の充電率が所定の閾値よりも低い場合に前記第一着火併用始動を禁止するように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
第1の発明によれば、始動条件が成立した場合に、着火の1回目を行うとともにモータの駆動が開始される。そして、内燃機関の回転速度が共振帯よりも大きな所定の判定閾値を超えた後に、着火の2回目以降が順に行なわれる。これにより、内燃機関の回転速度が共振帯の範囲に属する間に着火が行われることを防ぐことができるので、着火により発生する振動を抑制することができる。また、1回目の着火による爆発トルクは、内燃機関を回転させるためのトルクの一部として使用されるため、始動時のモータの電力消費量を低減することが可能となる。
【0011】
第2の発明によれば、内燃機関の回転速度が判定閾値を超えた場合にモータの駆動が停止される。内燃機関の回転速度が判定閾値を超えた場合には着火が行われるため、モータを停止させることも可能となる。このため、本発明によれば、モータを停止させることにより、始動時のモータの電力消費量を低減することが可能となる。
【0012】
第3の発明によれば、車両の走行要求を含まない始動条件が成立した場合には、内燃機関の回転速度が共振帯に属する間の着火が行なわれないため、振動を防ぐことを優先することができる。また、車両の走行要求を含む始動条件が成立した場合には、内燃機関の回転速度が共振帯に属する間も着火が行なわれるため、始動応答性を高めることが可能となる。
【0013】
第4の発明によれば、蓄電装置の充電率が所定の閾値よりも低い場合に第一着火併用始動が禁止される。このため、本発明によれば、蓄電装置からモータへと供給される電力が不足して始動が不安定になることを防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】実施の形態1の制御装置が適用される車両のエンジンシステム構成を示す図である。
図2】スタータ始動におけるエンジン回転速度の時間変化を示す図である。
図3】着火併用始動におけるエンジン回転速度の時間変化を示す図である。
図4】ドライバ要求による第二着火併用始動における各種状態量の変化を示すタイムチャートである。
図5】システム要求による第一着火併用始動における各種状態量の変化を示すタイムチャートである。
図6】判定閾値の設定について説明するための図である。
図7】実施の形態1でECU30により実行される制御ルーチンを示すフローチャートである。
図8】実施の形態1の制御装置が適用される車両のエンジンシステム構成の変形例を示す図である。
図9】実施の形態1の制御装置が適用される車両のエンジンシステム構成の他の変形例を示す図である。
図10】実施の形態1の制御装置が適用される車両のエンジンシステム構成の他の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【0016】
実施の形態1.
実施の形態1について図を参照して説明する。
【0017】
[実施の形態1の構成]
図1は、実施の形態1の制御装置が適用される車両のエンジンシステム構成を示す図である。本実施の形態に係るエンジンシステムは内燃機関2を備えている。内燃機関2は、火花点火式のガソリンエンジン(以下、単に「エンジン」と称する)である。エンジン2は動力源として車両10に搭載される。エンジン2の本体には複数の気筒4が直列に備えられている。各気筒4には、燃焼室内に直接燃料を噴射するための燃料噴射弁6と、噴射された燃料に点火を行うための点火プラグ8とが設けられている。
【0018】
エンジン2のクランクシャフト12は、変速機14に接続されている。変速機14はその出力軸にプロペラシャフト16が連結されている。プロペラシャフト16はデファレンシャルギア18を介して左右のドライブシャフト20に連結されている。ドライブシャフト20には、車両10の駆動輪22が連結されている。
【0019】
本実施の形態に係るエンジン2は、モータージェネレータ(以下「MG」とも称する)24を備えている。MG24は、エンジン2のクランクシャフト12にベルト26を介して接続されている。MG24は、ベルト26を介して伝達されるクランクシャフト12のトルクによって発電を行う発電機としての機能を有している。また、MG24は、ベルト26を介してクランクシャフト12にトルクを伝えるモータとしての機能も有している。MG24には蓄電装置28に接続されている。蓄電装置28は、MG24によって発電された電力を蓄えるとともに、MG24の駆動のための電力を供給する。なお、MG24とクランクシャフト12との間の動力伝達機構はベルト26に限らず、ギアによる動力伝達や直結による動力伝達でもよい。
【0020】
本実施の形態に係るエンジンシステムはECU(Electronic Control Unit)30を備えている。ECU30は、エンジンシステムの全体を総合制御する制御装置であって、本発明に係る制御装置はECU30の一つの機能として具現化されている。ECU30は、少なくとも入出力インタフェース、ROM、RAM、CPUを有している。入出力インタフェースは、各種センサからセンサ信号を取り込むとともに、エンジン2が備えるアクチュエータに対して操作信号を出力するために設けられる。ECU30が信号を取り込むセンサは、エンジンシステムの各所に取り付けられている。エンジン2のエンジン本体には、クランクシャフト12の回転速度を検出する回転速度センサ32が取り付けられている。また、アクセルペダルの踏込量に応じた信号を出力するアクセルポジションセンサ34なども取り付けられている。ROMには、エンジン2を制御するための各種の制御プログラムやマップが記憶されている。CPUは、取り込んだ各センサの信号を処理して所定の制御プログラムにしたがって各アクチュエータの操作信号を生成する。ECU30によって操作されるアクチュエータには、上述した燃料噴射弁6、点火プラグ8、MG24などが含まれている。なお、ECU30に接続されるアクチュエータやセンサは図中に示す以外にも多数存在するが、本明細書においてはその説明は省略する。
【0021】
[実施の形態1の動作]
(アイドルストップ制御)
ECU30が実行する制御プログラムには、アイドルストップ制御のための制御プログラムが含まれる。アイドルストップ制御では、エンジン2の運転中に停止条件が成立した場合に、エンジン2の運転を自動的に停止させる。停止条件としては、例えばアクセル操作量が「0」であること、車速が「0」であること、及びブレーキペダルが踏み込まれていること等の条件が挙げられる。また、アイドルストップ制御では、アイドルストップ制御によるエンジン2の運転停止中に始動条件が成立した場合に、エンジン2を自動的に始動させる。始動条件としては、例えば、アクセルポジションセンサ34によって検出されるアクセル操作量が「0」よりも大きくなること、ブレーキペダルの踏み込みが解除されたこと(オフ操作されたこと)等の条件が挙げられる。
【0022】
アイドルストップ制御によるエンジン2の運転停止中からの始動では、例えば着火始動を行うことができる。膨張行程気筒は、吸気バルブ及び排気バルブが閉じられた状態であるため、気筒内が密閉されている。このため、エンジン2の運転停止中において、膨張行程気筒に対して燃料噴射弁6による燃料噴射と点火プラグ8による点火を行うこととすれば、混合気の燃焼によって爆発トルクを出すことができる。
【0023】
しかしながら、膨張行程気筒で発生する爆発トルクは、エンジン2を始動させるのに不十分なおそれがある。このような着火始動の不安定の問題を防止するため、エンジン2の運転停止中からの着火始動を行う場合には、例えばMG24を用いた外部アシストを併用する着火始動(以下、「着火併用始動」と称する)を行うことができる。
【0024】
着火併用始動では、エンジン2の運転停止中からの着火始動において、MG24が駆動される。このような制御によれば、エンジン2の始動に必要なトルクの一部をMG24によって補うことができるので、始動の失敗を防ぐとともに始動応答性を高めることができる。
【0025】
但し、着火併用始動は、始動時の振動が課題となる。すなわち、エンジン2の低回転速度領域には、エンジン2の振動がエンジンシステムの共振を引き起こす共振帯と呼ばれる回転速度帯域が存在する。共振帯は、車両によっても異なるが、例えばエンジン回転速度が100〜350rpm程度の低回転速度領域に存在する。エンジン回転速度が共振帯に属する間に着火始動による爆発が行なわれると、振動の発生によって快適性が損なわれてしまう。
【0026】
特に、着火併用始動では、スタータを用いた通常の始動(以下、「スタータ始動」と称する)と比較して共振帯を通過するまでの爆発回数が増える傾向にある。図2は、スタータ始動におけるエンジン回転速度の時間変化を示す図である。また、図3は、着火併用始動におけるエンジン回転速度の時間変化を示す図である。図2に示すように、スタータ始動では、スタータによってエンジン回転速度が高められた後に最初の着火による爆発(以下、「初爆」と称する)が行われる。このため、図2に示す例では、共振帯を通過するまでに2回の爆発が行われている。これに対して、図3に示す着火併用始動では、エンジン2の停止中に初爆が行われる。このため、図3に示す例では、共振帯を通過するまでに3回の爆発が行われている。このように、着火併用始動では、始動応答性を高める点では有効なものの、共振帯を通過するまでの爆発回数が増えることによる振動の増大が課題となる。
【0027】
アイドルストップ制御によるエンジン2の運転停止中に発生する始動条件には、システムの要求によって成立する第一条件と、ドライバの要求によって成立する第二条件とが存在する。第一条件は、車両10の走行要求を含まない始動条件であり、例えば、蓄電装置28を充電率が下限値よりも低下したこと、車両10の備えるブレーキシステムの負圧が下限値よりも低下したこと等、エンジン2によって補機類を動作させるための条件が挙げられる。また、第二条件は、ドライバの意思による車両10の走行要求を含む条件であり、例えば、アクセル操作量が「0」よりも大きくなること、ブレーキペダルの踏み込みが解除されたこと、クラッチペダルが踏み込まれたこと等の条件が挙げられる。
【0028】
第二条件が成立した場合の始動は、ドライバの意思によるものであり且つ車両10の走行要求を伴うものであるため、振動の低減よりも始動応答性を高めることが重視される。一方において、第一条件が成立した場合の始動は、ドライバの意思によるものではなく且つ車両10の走行を伴わないものであるため、始動応答性を高めることよりも振動を低減することが重視される。
【0029】
そこで、実施の形態1のシステムでは、始動条件が車両の走行要求を含む条件であるか否かによって、異なる着火併用始動を行うこととしている。具体的には、アイドルストップ制御によるエンジン2の運転停止中において、始動条件としての第一条件が成立した場合にはシステム要求による着火併用始動(以下、「第一着火併用始動」と称する)が行なわれ、始動条件としての第二条件が成立した場合は、ドライバ要求による着火併用始動(以下、「第二着火併用始動」と称する)が行なわれる。以下、これらの着火併用始動について図を参照して説明する。
【0030】
図4は、ドライバ要求による第二着火併用始動における各種状態量の変化を示すタイムチャートである。また、図5は、システム要求による第一着火併用始動における各種状態量の変化を示すタイムチャートである。図4に示すように、ドライバ要求による第二着火併用始動では、第二条件が成立する時間t0において、MG24の駆動が開始されるとともに、エンジン2の停止中の膨張行程気筒に対して燃料噴射弁6による燃料噴射及び点火プラグ8による点火が行なわれる。時間t0において1回目の着火による初爆及びMG24の駆動が行なわれると、エンジン2で発生する爆発トルクとMG24による駆動トルクによってクランクシャフト12が回転されてエンジン回転速度が上昇する。第二着火併用始動では、エンジン回転速度が判定閾値を超える時間t1の前から、膨張行程気筒に対する2回目以降の着火が順に行なわれる。つまり、第二着火併用始動では、1回目の着火の後、次以降の膨張行程気筒に対する着火が順に行なわれる。これにより、時間t0から時間t1の間は、着火による爆発トルクとMG24による駆動トルクによってクランクシャフト12が回転される。そして、エンジン回転速度が判定閾値を超える時間t1においてMG24の駆動が停止される。これにより、時間t1以降は、着火による爆発トルクのみによってクランクシャフト12が回転される。
【0031】
図6は判定閾値の設定について説明するための図である。この図に示すように、判定閾値は、共振帯上限値よりも大きい回転速度に設定される。なお、この図に示すように、エンジン回転速度は、爆発トルクによるトルク変動の影響を受けて上下に山谷を形成しながら上昇する。このため、判定閾値は、エンジン回転速度が判定閾値を超えた後の谷部が共振帯上限値を下回らないような値に設定することが望ましい。
【0032】
このように、ドライバ要求による第二着火併用始動によれば、エンジン回転速度が判定閾値を超えるまでの期間にMG24が駆動されるとともに燃料噴射及び点火が継続して行われる。これにより、アイドルストップからの始動において始動応答性を高めることが可能となる。
【0033】
一方、図5に示すように、システム要求による第一着火併用始動では、第一条件が成立する時間t0において、MG24の駆動が開始されるとともに、エンジン2の停止中の膨張行程気筒に対して燃料噴射弁6による燃料噴射及び点火プラグ8による点火が行なわれる。時間t0において1回目の着火による初爆及びMG24の駆動が行なわれると、エンジン2で発生する爆発トルクとMG24による駆動トルクによってクランクシャフト12が回転されてエンジン回転速度が上昇する。第一着火併用始動では、その後の着火は一旦停止され、MG24の駆動トルクのみによってエンジン回転速度が上昇される。そして、エンジン回転速度が判定閾値を超える時間t2(>t1)においてMG24の駆動が停止されるとともに、膨張行程気筒に対する2回目以降の着火が順に行なわれる。これにより、時間t2以降は、着火による爆発トルクのみによってクランクシャフト12が回転される。
【0034】
このように、システム要求による第一着火併用始動によれば、エンジン回転速度が判定閾値を超えるまでの期間にMG24が駆動されるとともに、エンジン回転速度が判定閾値を超えるまで初爆以降の燃料噴射及び点火が制限される。これにより、共振帯においてエンジン2の爆発が行なわれることによる振動を防ぐことができる。また、第一着火併用始動によれば、エンジン2の初爆による爆発トルクが始動時のトルクの一部として使用されるため、MG24による電力消費を低減することが可能となる。また、MG24に要求される駆動トルクもより小さくなるため、要求される駆動トルクに応じた小型のMGを用いることも可能となる。これにより、車両10のスペース効率の向上或いは軽量化による燃費向上等の効果を奏することが可能となる。
【0035】
[実施の形態1の具体的処理]
次に、図7を参照して本実施の形態1のシステムにおいて実行される着火併用始動の具体的処理について説明する。図7は、本実施の形態でECU30により実行される制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図に示すルーチンは、エンジン2のイグニッションがONとされている期間に繰り返し実行される。
【0036】
図7に示す制御ルーチンでは、先ず、アイドルストップ中か否かが判定される(ステップS2)。ここでは、アイドルストップ制御によるエンジン2の運転停止中か否かが判定される。その結果、アイドルストップ中ではないと判定された場合には、本ルーチンは速やかに終了される。一方、上記ステップS2において、アイドルストップ中であると判定された場合には、次のステップに移行して、始動条件が成立したか否かが判定される(ステップS4)。その結果、始動条件が成立していないと判定された場合には、本ルーチンは速やかに終了される。
【0037】
上記ステップS4の判定の成立が認められた場合には、次のステップに移行して、上記ステップS4において成立した条件がドライバの要求によって成立する第二条件であるか否かが判定される(ステップS6)。その結果、第二条件であると判定された場合には、次のステップに移行して、ドライバ要求による第二着火併用始動が実行される(ステップS8)。ここでは、具体的には、MG24の駆動が開始されるとともに、最初の膨張行程気筒から順に燃料噴射及び点火が行われる。
【0038】
上記ステップS8の処理が実行されると、次に回転速度センサ32によって検出されるエンジン回転速度が判定閾値を超えたか否かが判定される(ステップS10)。その結果、判定の成立が認められない場合には、再度ステップS8に戻る。一方、ステップS10の判定の成立が認められた場合には、次のステップに移行して、着火始動へと切り替えられる(ステップS12)。ここでは、具体的には、MG24の駆動が停止されるとともに、膨張行程気筒に対して順次燃料噴射及び点火が行われる。
【0039】
図7に示すルーチンにおいて、上記ステップS6の判定の成立が認められない場合には、ステップS4において成立した条件がシステム要求によって成立する第一条件であると判断することができる。この場合には、ステップS14へと移行して、システム要求による第一着火併用始動が実行される(ステップS14)。ここでは、具体的には、MG24の駆動が開始されるとともに、最初の膨張行程気筒に対して行う1回目の着火のみが行なわれる。
【0040】
上記ステップS14の処理が実行されると、次にエンジン回転速度が判定閾値を超えたか否かが判定される(ステップS16)。その結果、判定の成立が認められない場合には、エンジン回転速度が共振帯に属する又は再度共振帯に属する可能性があると判断される。この場合には、再度ステップS14に戻り、MG24の駆動が継続される。一方、ステップS16の判定の成立が認められた場合には、エンジン回転速度が共振帯を完全に超えたと判断される。この場合には、ステップS12へと移行して、着火始動へと切り替えられる。
【0041】
このように、上述した実施の形態1のエンジンシステムによれば、車両10の走行要求を含まない始動条件(第一条件)が成立した場合に、MG24が駆動されるとともに初爆のための着火が行なわれる。そして、初爆以降は着火が制限されるとともに、エンジン回転速度が判定閾値を超えるまでMG24のみが駆動される。これにより、共振帯において着火が行なわることによる振動の発生を防ぐことができる。また、エンジン2を回転させるための駆動トルクの一部が初爆による爆発トルクによって補われるため、MG24によって消費される電力を低減することが可能となる。
【0042】
以上、実施の形態1のシステムについて説明したが、実施の形態1のシステムは更に以下のように変形して実施してもよい。
【0043】
エンジン2の停止中に成立した始動条件が第二条件の場合であっても、エンジン回転速度が判定閾値を超えるまでの着火を初爆のための着火のみに制限してもよい。このような制御は、例えば、上記図7に示すルーチンにおいて、ステップS4における判定が成立した場合にステップS14へと移行するように制御ロジックを構成すればよい。これにより、成立した始動条件が第二条件か第一条件かに依らず、共振帯における着火が回避されるので、振動の発生を優先して防ぐことができる。
【0044】
着火併用始動においてMG24の駆動が停止される時期は、エンジン回転速度が判定閾値を超えた時点に限られない。すなわち、MG24の駆動が停止される時期は、エンジン回転速度が判定閾値を超えた後であればよく、例えば判定閾値を超えた後も更に駆動を継続して更に始動応答性を向上させることとしてもよい。
【0045】
蓄電装置28の充電率(State Of Charge;SOC)が所定の充電率よりも低い場合には、成立した始動条件が第一条件であっても、第一着火併用始動の実行を禁止するように構成をされていてもよい。所定の充電率は、例えば、システム要求による第一着火併用始動に要する電力量として、予め実験等によって定められた値を用いればよい。このような制御によれば、蓄電装置28の電力が不足して始動が不安定となることを防止することができる。また、第一着火併用始動の実行が禁止されている場合には、成立した始動条件が第一条件であっても、ドライバ要求による第二着火併用始動を行うように構成されていてもよい。これにより、蓄電装置28の充電率が所定の充電率よりも低い場合であっても、着火併用始動を行うことが可能となる。
【0046】
実施の形態1のエンジンシステム構成は、以下のように変形して構成されてもよい。図8は、実施の形態1の制御装置が適用される車両のエンジンシステム構成の変形例を示す図である。図8に示すように、MG24は、エンジン2のクランクシャフト12と変速機14との間に介在するように接続されていてもよい。
【0047】
また、図9及び図10は、実施の形態1の制御装置が適用される車両のエンジンシステム構成の他の変形例を示す図である。図9に示すエンジンシステムでは、図1に示すエンジンシステムに加えて、更にスタータ40が設けられている。スタータ40は、ギアを介してクランクシャフト12に連結された電動式のモータであり、エンジン2の始動時にクランクシャフト12を回転させる機能を有している。また、図10に示すエンジンシステムでは、図8に示すエンジンシステムに加えて、更にスタータ40が設けられている。図9及び図10に示すエンジンシステムでは、着火併用始動においてMG24に併せてスタータ40も駆動させることとすることができる。これにより、MG24に要求される駆動トルクを更に小さくすることが可能となるため、MG24の更なる小型化を図ることが可能となる。また、搭載されるスタータ40がMG24に匹敵する駆動トルクを発揮できるものであれば、例えばMG24を用いずにスタータ40のみによって着火併用始動を行うこととしてもよい。
【0048】
実施の形態1のエンジンシステム1が備えるECU30(制御装置)は、以下のように構成されてもよい。ECU30の各機能は、処理回路により実現されてもよい。ECU30の処理回路は、少なくとも1つのプロセッサと少なくとも1つのメモリとを備えてもよい。処理回路が少なくとも1つのプロセッサと少なくとも1つのメモリとを備える場合、ECU30の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。ソフトウェア及びファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述されてもよい。ソフトウェア及びファームウェアの少なくとも一方は、少なくとも1つのメモリに格納されてもよい。少なくとも1つのプロセッサは、少なくとも1つのメモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、ECU30の各機能を実現してもよい。少なくとも1つのメモリは、不揮発性または揮発性の半導体メモリ等を含んでもよい。
【0049】
ECU30の処理回路は、少なくとも1つの専用のハードウェアを備えてもよい。処理回路が少なくとも1つの専用のハードウェアを備える場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field−Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものでもよい。ECU30の各部の機能がそれぞれ処理回路で実現されても良い。また、ECU30の各部の機能がまとめて処理回路で実現されても良い。ECU30の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、他の一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、ECU30の各機能を実現しても良い。
【符号の説明】
【0050】
2 内燃機関(エンジン)
4 気筒
6 燃料噴射弁
8 点火プラグ
10 車両
12 クランクシャフト
14 変速機
16 プロペラシャフト
18 デファレンシャルギア
20 ドライブシャフト
22 駆動輪
24 モータージェネレータ(MG)
26 ベルト
28 蓄電装置
30 制御装置(ECU)
32 回転速度センサ
34 アクセルポジションセンサ
40 スタータ
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10