特開 2024-113567 車両用駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024113567

(43)【公開日】2024-08-22

(54)【発明の名称】車両用駆動装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/06 20060101AFI20240815BHJP

   B60K 6/48 20071001ALI20240815BHJP

   B60K 6/54 20071001ALI20240815BHJP

   B60W 10/02 20060101ALI20240815BHJP

   B60W 20/20 20160101ALI20240815BHJP

   F02D 29/02 20060101ALI20240815BHJP

   F02D 43/00 20060101ALI20240815BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20240815BHJP

   F16D 25/0638 20060101ALI20240815BHJP

【ＦＩ】

B60W10/06 900

B60K6/48 ZHV

B60K6/54

B60W10/02 900

B60W20/20

F02D29/02 321B

F02D43/00 301B

F02D43/00 301J

F02D43/00 301V

F02D45/00 362

F16D25/0638

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023018645

(22)【出願日】2023-02-09

(71)【出願人】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100133916

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 興

(72)【発明者】

【氏名】大橋 美貴典

(72)【発明者】

【氏名】田賀 淳一

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 智史

(72)【発明者】

【氏名】引地 勇気

【テーマコード（参考）】

3D202

3G093

3G384

3J057

【Ｆターム（参考）】

3D202AA08

3D202BB05

3D202BB37

3D202BB64

3D202CC35

3D202CC37

3D202CC42

3D202CC85

3D202DD16

3D202DD41

3D202FF04

3D202FF13

3G093AA01

3G093BA02

3G093CA01

3G093DA07

3G093EA05

3G093EA13

3G384AA01

3G384AA28

3G384BA18

3G384BA24

3G384BA39

3G384CA01

3G384DA22

3G384FA16Z

3G384FA52Z

3G384FA58Z

3J057AA03

3J057BB04

3J057GA27

3J057GA65

3J057GA66

3J057GB22

3J057GE05

3J057HH01

3J057JJ01

(57)【要約】

【課題】エンジン走行モードへの切り替え時に、車両ショックを軽減しつつ加速応答性を向上させる。
【解決手段】車両用駆動装置は、燃料噴射弁を含むエンジンと、モータと、エンジンとモータとを断接可能に連結する油圧式のクラッチと、クラッチの油圧を検出する油圧検出器と、制御器とを備える。制御器は、モータ走行モードからエンジン走行モードへの切り替えに伴うエンジンの始動時に、クラッチを解放状態から締結状態に移行させつつ、油圧検出器による検出油圧に基づきクラッチの締結状態を判定し、その判定の結果クラッチが所定の締結初期状態にあることが確認された時点で、燃料噴射弁に燃料を噴射させる。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料噴射弁を含むエンジンと、
車輪と連結された電動式のモータと、
前記エンジンと前記モータとを断接可能に連結する油圧式のクラッチと、
前記クラッチの油圧を検出する油圧検出器と、
前記モータを駆動して前記エンジンを停止するモータ走行モードと、少なくとも前記エンジンを駆動するエンジン走行モードと、のいずれかを選択的に実行可能な制御器とを備え、
前記制御器は、前記モータ走行モードから前記エンジン走行モードへの切り替えに伴う前記エンジンの始動時に、前記クラッチを解放状態から締結状態に移行させつつ、前記油圧検出器による検出油圧に基づき前記クラッチの締結状態を判定し、その判定の結果前記クラッチが所定の締結初期状態にあることが確認された時点で、前記燃料噴射弁に燃料を噴射させる、ことを特徴とする車両用駆動装置。

【請求項2】

請求項１に記載の車両用駆動装置において、
前記締結初期状態は、前記クラッチのクラッチ板どうしのクリアランスが実質ゼロになる状態である、ことを特徴とする車両用駆動装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の車両用駆動装置において、
前記エンジンは、前記燃料噴射弁から噴射された燃料と空気とを含む混合気に点火する点火プラグをさらに備え、
前記制御器は、前記エンジンの始動時に、前記燃料噴射弁による燃料噴射から所定期間経過後に前記点火プラグに点火を行わせる、ことを特徴とする車両用駆動装置。

【請求項4】

請求項３に記載の車両用駆動装置において、
前記エンジンは、前記燃料噴射弁および前記点火プラグがそれぞれ備えられた複数の気筒を含み、
前記制御器は、前記エンジンの始動時に、前記燃料噴射弁による燃料噴射と前記点火プラグによる点火とを、膨張行程で停止していた気筒である停止時膨張行程気筒に対し最初に行わせる、ことを特徴とする車両用駆動装置。

【請求項5】

請求項４に記載の車両用駆動装置において、
前記制御器は、前記停止時膨張行程気筒に対し、複数回の前記燃料噴射を行い、その後複数回の前記点火を行う、ことを特徴とする車両用駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンとモータとを併用する車両用駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

内燃式のエンジンと電動式のモータとを動力源として併用する車両、つまりハイブリッド車両が知られている。ハイブリッド車両の一種として、動力の少なくとも一部をエンジンで賄うエンジン走行モードと、動力の全てをモータで賄うモータ走行モードとに切り替え可能な車両が存在する。このようなハイブリッド車両では、走行モードの切り替えに伴い、エンジンを停止させる制御、もしくは停止したエンジンを再始動させる制御が実行される。

【0003】

例えば、下記特許文献１には、モータ走行モード（ＥＶ走行モード）からエンジン走行モード（ＨＶモード）への切り替え時に、エンジンを始動しつつ、当該エンジンとモータ（モータジェネレータ）とをクラッチを介して連結することが開示されている。具体的に、特許文献１では、エンジン走行モードへの切り替え時に、混合気に点火してエンジン回転数を上昇させる制御と、クラッチに作動油を充填してクラッチを締結させる制御とが、この順に行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－３０５０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１のように、混合気の点火、燃焼を行った後にクラッチを締結した場合、混合気の燃焼が開始されてから、クラッチが締結されてエンジンが動力として機能するまでの間に、比較的長い時間を要することになる。このことは、モータ走行モードからエンジン走行モードへの切り替えに要する時間を長期化し、加速応答性を悪化させる要因となり得る。また、これを避けるためにクラッチの締結タイミングをむやみに早めた場合には、回転数差が大きい状況でクラッチが締結される等により、車両に比較的大きなショックが生じるおそれがある。

【0006】

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、エンジン走行モードへの切り替え時に車両ショックを軽減しつつ加速応答性を向上させることが可能な車両用駆動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】

【0007】

上記課題を解決するためのものとして、本発明の車両用駆動装置は、燃料噴射弁を含むエンジンと、車輪と連結された電動式のモータと、前記エンジンと前記モータとを断接可能に連結する油圧式のクラッチと、前記クラッチの油圧を検出する油圧検出器と、前記モータを駆動して前記エンジンを停止するモータ走行モードと、少なくとも前記エンジンを駆動するエンジン走行モードと、のいずれかを選択的に実行可能な制御器とを備え、前記制御器は、前記モータ走行モードから前記エンジン走行モードへの切り替えに伴う前記エンジンの始動時に、前記クラッチを解放状態から締結状態に移行させつつ、前記油圧検出器による検出油圧に基づき前記クラッチの締結状態を判定し、その判定の結果前記クラッチが所定の締結初期状態にあることが確認された時点で、前記燃料噴射弁に燃料を噴射させる、ことを特徴とするものである（請求項１）。

【0008】

燃料が噴射されてから実際に燃料が燃焼してエンジンが回転するまでの間には遅れ時間が存在し、また、クラッチが締結初期状態になってから完全締結に至るまでの間にも遅れ時間が存在する。この点を考慮して、本発明では、クラッチの締結初期状態が確認されるとその時点で燃料が噴射されるので、燃焼エネルギーによりエンジンが回転している期間内にクラッチを完全締結することが可能になる。これにより、クラッチを介してモータからエンジンに伝達される回転力を、燃焼エネルギーによる回転力に重畳することができ、エンジン回転数を迅速に上昇させることができる。その結果、エンジンの始動完了（完爆）までの所要時間を短縮することができ、エンジン走行モードへの切り替え時の加速応答性を向上させることができる。また、エンジンの回転中にクラッチが完全締結されることで、当該完全締結に伴い大きな車両ショックが発生するのを抑制することができる。

【0009】

好ましくは、前記締結初期状態は、前記クラッチのクラッチ板どうしのクリアランスが実質ゼロになる状態である（請求項２）。

【0010】

この態様では、クラッチ板どうしのクリアランスが実質ゼロになるまでクラッチ板がストロークした時点で燃料を噴射することができる。これにより、その後クラッチ油圧が上昇してクラッチが完全締結に至るタイミングを、燃焼エネルギーによりエンジンが回転している期間内に好適に収めることができる。

【0011】

好ましくは、前記エンジンは、前記燃料噴射弁から噴射された燃料と空気とを含む混合気に点火する点火プラグをさらに備え、前記制御器は、前記エンジンの始動時に、前記燃料噴射弁による燃料噴射から所定期間経過後に前記点火プラグに点火を行わせる（請求項３）。

【0012】

この態様では、噴射された燃料と空気とが十分に混合したタイミングで混合気に点火することができ、混合気を適切に燃焼させることができる。

【0013】

好ましくは、前記エンジンは、前記燃料噴射弁および前記点火プラグがそれぞれ備えられた複数の気筒を含み、前記制御器は、前記エンジンの始動時に、前記燃料噴射弁による燃料噴射と前記点火プラグによる点火とを、膨張行程で停止していた気筒である停止時膨張行程気筒に対し最初に行わせる（請求項４）。

【0014】

この態様では、停止時膨張行程気筒で最初の燃焼を行わせて当該気筒のピストンを押し下げることにより、速やかにエンジンに回転力を付与することができる。

【0015】

好ましくは、前記制御器は、前記停止時膨張行程気筒に対し、複数回の前記燃料噴射を行い、その後複数回の前記点火を行う（請求項５）。

【0016】

この態様では、停止時膨張行程気筒に形成される未圧縮の混合気を支障なく燃焼させることができる。すなわち、複数回の燃料噴射が燃焼室内の空気を何度もかき混ぜることにより、燃料と空気とのミキシングが促進される。これにより、燃料と空気とが十分に混合した混合気が燃焼室に形成される。そして、形成された混合気に対し複数回の点火がなされることにより、混合気の着火性を向上させて大部分の混合気を的確に燃焼させることができる。

【発明の効果】

【0017】

以上説明したように、本発明の車両用駆動装置によれば、エンジン走行モードへの切り替え時に車両ショックを軽減しつつ加速応答性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態に係る駆動装置が適用された車両の概略構成を示すシステム図である。

【図2】エンジンの構造を示す概略断面図である。

【図3】車両の制御系統を示す機能ブロック図である。

【図4】エンジン走行モードからモータ走行モードへの切り替えに伴い行われるエンジンの自動停止制御の内容を示すフローチャートである。

【図5】エンジンが完全停止したときのピストン位置の好適例を示す図である。

【図6】モータ走行モードからエンジン走行モードへの切り替えに伴い行われるエンジンの再始動制御の内容を示すフローチャートである。

【図7】エンジンの再始動制御に伴う各種状態量の時系列変化の一例を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

［車両の全体構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る駆動装置が適用された車両Ｖの概略構成を示すシステム図である。本図に示すように、車両Ｖは、エンジン１と、クラッチ３０と、モータ３１と、インバータ３２と、バッテリ３３と、変速機３５と、差動装置３６と、駆動輪３７と、ＰＣＭ５０とを備える。エンジン１およびモータ３１は、いずれも走行用の動力源として駆動輪３７（車輪）を駆動することが可能である。すなわち、本実施形態における車両Ｖは、エンジン１とモータ３１とを動力源として併用するハイブリッド車両である。

【0020】

エンジン１は、燃料の燃焼により出力を発生する内燃式のエンジンである。本実施形態では、ガソリンを主成分とする燃料（ガソリン燃料）を用いる４サイクルのガソリンエンジンが、エンジン１として用いられる。エンジン１の詳細については後述する。

【0021】

モータ３１は、モータとしての機能と発電機としての機能とを兼ね備えたモータジェネレータである。例えば、モータ３１は、三相交流同期型の電動モータからなる。モータ３１は、車両Ｖの加速時等にモータとして作動し、駆動輪３７を回転駆動するための駆動力を発生する。また、モータ３１は、車両Ｖの減速時等に発電機として作動し、駆動輪３７から伝達される回転力を受けて発電する。

【0022】

インバータ３２は、交流電力から直流電力への変換、並びにその逆変換を行う変換器である。モータ３１が発電機として作動する場合、インバータ３２は、モータ３１で生成された交流電力を直流電力に変換した上でバッテリ３３に供給する。一方、モータ３１がモータとして作動する場合、インバータ３２は、バッテリ３３に蓄えられた直流電力を交流電力に変換した上でモータ３１に供給する。また、インバータ３２は、モータ３１とバッテリ３３との間の電力授受制御を通じてモータ３１の出力または発電量を調整する機能を有する。

【0023】

バッテリ３３は、充放電可能な二次電池である。例えば、バッテリ３３は、リチイムイオンバッテリもしくはニッケル水素バッテリからなる。バッテリ３３は、インバータ３２を介してモータ３１に駆動電力を供給するとともに、モータ３１で発電された電力をインバータ３２を介して受け入れて蓄電する。

【0024】

バッテリ３３には、当該バッテリ３３に対する入出力電流を検出するバッテリセンサＳＮ４が取り付けられている。バッテリセンサＳＮ４により検出された電流値は、バッテリＳＯＣ、つまりバッテリ３３のフル充電時の充電量に対する現在の充電量の割合を特定するために利用される。言い換えると、バッテリセンサＳＮ４は、バッテリＳＯＣを検出するためのセンサである。具体的に、ＰＣＭ５０は、バッテリセンサＳＮ４の検出値に基づいてバッテリ３３の単位時間当たりの充電量および放電量を算出し、これらを積算することでバッテリＳＯＣを算出する。

【0025】

クラッチ３０は、エンジン１とモータ３１とを断接可能に連結するクラッチである。すなわち、クラッチ３０は、エンジン１の出力軸（後述するクランク軸７）とモータ３１の回転軸（ロータ軸）とを直列に連結し、またはその連結を解除する。

【0026】

クラッチ３０は、軸方向に相対向する一対のクラッチ板３０ａを含む。すなわち、クラッチ３０は、クラッチ板３０ａどうしが圧接された締結状態と、クラッチ板３０ａどうしが離れた解放状態とに変位可能である。クラッチ３０が締結されてエンジン１とモータ３１とが連結されると、エンジン１およびモータ３１の双方のトルクが変速機３５および差動装置３６を介して駆動輪３７に伝達される。一方、クラッチ３０が解放されると、モータ３１とエンジン１とが切り離され、モータ３１のトルクのみが駆動輪３７に伝達される。

【0027】

クラッチ３０の締結および解放は、図外の油圧供給装置から供給される油圧の制御を通じて行われる。すなわち、クラッチ３０の締結時は、クラッチ板３０ａに作用する油圧つまりクラッチ油圧が増大されてクラッチ板３０ａどうしが圧接され、クラッチ３０の解放時は、当該クラッチ油圧が低減されてクラッチ板３０ａの圧接が解除される。また、クラッチ３０には、クラッチ油圧を検出する油圧センサＳＮ３が設けられている。なお、油圧センサＳＮ３は、本発明における「油圧検出器」に相当する。

【0028】

変速機３５は、エンジン１およびモータ３１から入力される回転を変速して差動装置３６に出力する。本実施形態では、変速機３５は自動変速機であり、車速とエンジン回転数とに応じて変速段が自動的に変更される。差動装置３６は、変速機３５から入力される回転を左右の駆動輪３７に分配する。

【0029】

変速機３５には、車両Ｖの走行速度つまり車速を特定するための車速センサＳＮ１が取り付けられている。具体的に、車速センサＳＮ１は、変速機３５の出力軸４３の回転数を検出し、この検出値に基づいて車速が特定されるようになっている。

【0030】

車両Ｖには、運転者により踏み込み操作されるアクセルペダル３９が設けられている。アクセルペダル３９には、その踏込み量の程度を表すアクセル開度を検出するアクセルセンサＳＮ２が取り付けられている。

【0031】

ＰＣＭ５０は、演算を行うプロセッサ（ＣＰＵ）と、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のメモリーと、各種の入出力バスと、を含むマイクロコンピュータを要部とする制御器である。ＰＣＭ５０は、エンジン１、モータ３１、および変速機３５を統括的に制御する。具体的に、ＰＣＭ５０は、車両Ｖの走行条件に応じた適切な駆動力が駆動輪３７に伝達されるように、エンジン１の出力を制御するとともに、インバータ３２を通じてモータ３１の出力を制御し、さらには変速機３５の変速段を制御する。

【0032】

［エンジンの構造］
図２は、エンジン１の構造を示す概略断面図である。エンジン１は、エンジン本体２と、吸気通路２０と、排気通路２７とを備える。

【0033】

エンジン本体２は、複数の気筒２ａを有する多気筒型のものである。本実施形態では、エンジン本体２は直列６気筒型である。すなわち、エンジン本体２は、図２の紙面に直交する方向に並ぶ６つの気筒２ａを有する。エンジン本体２は、当該６つの気筒２ａを内部に画成するシリンダブロック３およびシリンダヘッド４と、各気筒２ａに往復動可能に収容された６つのピストン５とを備える。

【0034】

各気筒２ａのピストン５の上方には、それぞれ燃焼室Ｃが形成されている。各燃焼室Ｃは、シリンダヘッド４の下面と、気筒２ａの側周面（シリンダライナ）と、ピストン５の上面（冠面）とによって画成された空間である。燃焼室Ｃには、後述するインジェクタ８からの噴射燃料が供給される。ピストン５は、燃焼室Ｃに供給された燃料の燃焼による膨張エネルギー（燃焼エネルギー）を受けて上下方向に往復運動する。

【0035】

ピストン５の下方には、クランク軸７が配設されている。クランク軸７は、エンジン１の出力軸であり、シリンダブロック３の下部に回転可能に支持されている。クランク軸７は、コネクティングロッド６を含むクランク機構を介して各気筒２ａのピストン５と連結され、当該ピストン５の往復運動（上下運動）に応じて中心軸回りに回転する。

【0036】

シリンダブロック３には、クランク角センサＳＮ５が取り付けられている。クランク角センサＳＮ５は、クランク軸７の回転角であるクランク角と、クランク軸７の回転数であるエンジン回転数とを検出するためのセンサである。

【0037】

シリンダヘッド４には、インジェクタ８および点火プラグ９が取り付けられている。インジェクタ８は、各気筒２ａの燃焼室Ｃに燃料を噴射する燃料噴射弁である。点火プラグ９は、インジェクタ８から燃焼室Ｃに噴射された燃料と空気とを含む混合気に点火するプラグである。インジェクタ８および点火プラグ９は、各気筒２ａに対しそれぞれ１組ずつ用意されている。

【0038】

シリンダヘッド４には、吸気ポート１１および排気ポート１２が形成されている。吸気ポート１１は、各気筒２ａの燃焼室Ｃと吸気通路２０とを連通するポートである。排気ポート１２は、各気筒２ａの燃焼室Ｃと排気通路２７とを連通するポートである。各気筒２ａの吸気ポート１１にはそれぞれ吸気弁１３が設けられ、各気筒２ａの排気ポート１２にはそれぞれ排気弁１４が設けられている。

【0039】

シリンダヘッド４には、吸気動弁機構１５および排気動弁機構１６が装備されている。吸気動弁機構１５および排気動弁機構１６は、クランク軸７の回転に連動して各気筒２ａの吸気弁１３および排気弁１４を開閉する。吸気弁１３は、吸気動弁機構１５の駆動に応じて吸気ポート１１の燃焼室Ｃ側の開口を周期的に開閉し、排気弁１４は、排気動弁機構１６の駆動に応じて排気ポート１２の燃焼室Ｃ側の開口を周期的に開閉する。

【0040】

吸気通路２０は、各気筒２ａの燃焼室Ｃに吸気を導入するための通路である。吸気通路２０は、各気筒２ａの燃焼室Ｃに吸気ポート１１を介して連通するようにエンジン本体２に接続されている。具体的に、吸気通路２０は、単管状の共通吸気管２３と、共通吸気管２３の下流端に接続されたサージタンク２２と、複数（６つ）の気筒２ａの各吸気ポート１１とサージタンク２２とを接続する複数（６つ）の独立吸気管２１とを有する。共通吸気管２３には、スロットル弁２４が開閉可能に設けられている。スロットル弁２４は、吸気通路２０を流通する吸気の流量を調整するために開閉駆動される。

【0041】

排気通路２７は、各気筒２ａの燃焼室Ｃから排出された排気ガスを外部に排出するための通路である。排気通路２７は、各気筒２ａの燃焼室Ｃに排気ポート１２を介して連通するようにエンジン本体２に接続されている。排気通路２７には、排気ガス中の有害成分を浄化するための触媒装置２８が設けられている。

【0042】

［制御系統］
図３は、車両Ｖの制御系統を示す機能ブロック図である。本図に示すように、ＰＣＭ５０は、上述した車速センサＳＮ１、アクセルセンサＳＮ２、油圧センサＳＮ３、バッテリセンサＳＮ４、およびクランク角センサＳＮ５と電気的に接続されている。ＰＣＭ５０には、当該各センサにより検出された情報、つまり車速、アクセル開度、クラッチ油圧、バッテリＳＯＣ、クランク角、およびエンジン回転数等に相当する情報が逐次入力される。

【0043】

ＰＣＭ５０は、前記各センサＳＮ１～ＳＮ５からの入力情報に基づいて車両Ｖの走行を制御する。すなわち、ＰＣＭ５０は、上述したエンジン１のインジェクタ８、点火プラグ９、およびスロットル弁２４と電気的に接続されるとともに、上述したクラッチ３０、モータ３１、およびインバータ３２と電気的に接続されている。ＰＣＭ５０は、これらの機器に対し、前記各センサＳＮ１～ＳＮ５からの入力情報に基づく演算等を経て生成した制御信号を出力する。

【0044】

例えば、ＰＣＭ５０は、車速センサＳＮ１により検出された車速と、アクセルセンサＳＮ２により検出されたアクセル開度とに基づいて、駆動輪３７に伝達すべきトルクである車両Ｖの要求トルクを都度算出するとともに、算出した当該要求トルクと、バッテリセンサＳＮ４により検出されるバッテリＳＯＣとに基づいて、車両Ｖの走行モードを決定する。そして、決定した走行モードに従って、エンジン１、クラッチ３０、およびモータ３１（インバータ３２）を制御する。

【0045】

具体的に、車両Ｖの要求トルクが比較的小さく、かつバッテリＳＯＣが比較的高い場合は、モータ走行モードが選択される。この場合、ＰＣＭ５０は、エンジン１を停止させるとともに、クラッチ３０の締結を解除する。また、ＰＣＭ５０は、車両Ｖの要求トルクに相当するトルクをモータ３１から出力させることにより、モータ３１のみによって車両Ｖを走行させる。

【0046】

車両Ｖの要求トルクが比較的高いか、またはバッテリＳＯＣが比較的低い場合は、エンジン走行モードが選択される。この場合、ＰＣＭ５０は、エンジン１を駆動する（燃焼を行わせる）とともに、クラッチ３０を締結する。また、ＰＣＭ５０は、例えばエンジン１の出力トルクが車両Ｖの要求トルクに対し不足する場合にモータ３１を駆動し、当該トルクの不足分に相当するアシストトルクをモータ３１から出力させる。この場合、ＰＣＭ５０は、エンジン１およびモータ３１の合計のトルクが車両Ｖの要求トルクに相当するように、エンジン１およびモータ３１を制御する。一方、モータ３１が駆動されない場合は、車両Ｖの要求トルクに相当するトルクをエンジン１から出力させることにより、エンジン１のみによって車両Ｖを走行させる。

【0047】

上記のような制御を実現するための機能要素の一部として、ＰＣＭ５０は、自動停止制御部５１および再始動制御部５２を有する。自動停止制御部５１は、エンジン走行モードからモータ走行モードへの切り替えに伴いエンジン１を自動的に停止させるモジュールである。再始動制御部５２は、モータ走行モードからエンジン走行モードへの切り替えに伴い、停止したエンジン１を再始動させるモジュールである。

【0048】

［自動停止制御］
次に、上述したエンジン走行モードからモータ走行モードへの切り替え時の制御、特に当該切り替えに伴いエンジン１を自動的に停止させる制御（自動停止制御）の詳細について、図４のフローチャートを用いて説明する。本図に示す制御は、エンジン走行モードによる走行中に実行される。つまり、本制御が実行される前提として、車両Ｖの走行モードはエンジン走行モードであるものとする。

【0049】

図４の制御がスタートすると、ＰＣＭ５０は、車両Ｖの走行モードをエンジン走行モードからモータ走行モードに切り替える要求が出されたか否かを判定する（ステップＳ１）。すなわち、ＰＣＭ５０は、エンジン走行モードでの走行中に、車速センサＳＮ１、アクセルセンサＳＮ２、およびバッテリセンサＳＮ４の各検出値に基づいて、車両Ｖの走行モードを決定する条件パラメータ（例えば要求トルクやバッテリＳＯＣ等）を調べる。そして、当該条件パラメータがモータ走行モードに適合する条件に変化した時点で、エンジン走行モードからモータ走行モードへの切替要求が出されたと判定する。

【0050】

上記ステップＳ１でＮＯと判定されてモータ走行モードへの切替要求がないことが確認された場合、ＰＣＭ５０は、車両Ｖの走行モードをエンジン走行モードに維持する（ステップＳ７）。

【0051】

一方、上記ステップＳ１でＹＥＳと判定されてモータ走行モードへの切替要求があることが確認された場合、ＰＣＭ５０の自動停止制御部５１は、クラッチ３０を解放してエンジン１とモータ３１とを切り離す（ステップＳ２）。

【0052】

次いで、自動停止制御部５１は、インジェクタ８から燃焼室Ｃへの燃料供給（燃料噴射）を停止する燃料カットを実行する（ステップＳ３）。この燃料カットによる燃焼の停止に伴い、エンジン回転数が低下し始める。

【0053】

次いで、自動停止制御部５１は、スロットル弁２４の開度であるスロットル開度をエンジン回転数に基づき制御する（ステップＳ４）。例えば、自動停止制御部５１は、燃料カットからしばらくの間は、エンジン１の振動を抑えるためにスロットル開度を比較的小さい開度（全閉付近）まで低下させる。そして、エンジン回転数が予め定められた規定回転数（例えば１６０ｒｐｍ）まで低下した時点で、スロットル開度を増大させる。このように、エンジン１が完全停止する少し前にスロットル開度が増大されることで、エンジン１のポンピングロスが減少し、完全停止前の最後の圧縮上死点を迎える気筒のピストン５が圧縮上死点を超え易くなる。このことは、膨張行程で停止する気筒である停止時膨張行程気筒のピストン５と、圧縮行程で停止する気筒である停止時圧縮行程気筒のピストン５とを、圧縮上死点から同程度離れた位置で停止させることを可能にする。

【0054】

例えば、本実施形態のような６気筒エンジンの場合は、上記のようなスロットル弁２４の制御の結果、各気筒２ａのピストン５の停止位置パターンとして、図５に示すようなパターンが得られ易くなる。すなわち、停止時膨張行程気筒のピストン５が、圧縮上死点から６０°遅角側のＡＴＤＣ６０°ＣＡ付近で停止し、かつ、停止時圧縮行程気筒のピストン５が、圧縮上死点から６０°進角側のＢＴＤＣ６０°ＣＡ付近で停止するようなパターンである。なお、他の気筒２ａのピストン５は、停止時膨張行程気筒と同位相のＡＴＤＣ６０°ＣＡ付近か、停止時圧縮行程気筒と同位相のＢＴＤＣ６０°ＣＡ付近か、下死点（ＢＤＣ）付近か、のいずれかで停止することになる。

【0055】

次いで、自動停止制御部５１は、エンジン１が完全停止したか否か、つまりエンジン回転数が実質的にゼロまで低下したか否かを判定する（ステップＳ５）。

【0056】

上記ステップＳ５でＮＯと判定されてエンジン１がまだ完全停止していないことが確認された場合、自動停止制御部５１は、上記ステップＳ４の制御を繰り返す。

【0057】

一方、上記ステップＳ４でＹＥＳと判定されてエンジン１が完全停止したことが確認された場合、自動停止制御部５１は、スロットル開度を停止時の要求値に設定する（ステップＳ６）。停止時の要求値は、例えば、エンジン１の再始動を考慮して予め定められている。すなわち、当該ステップＳ６において、自動停止制御部５１は、スロットル開度をエンジン１の再始動に適した開度に設定する。

【0058】

［再始動制御］
次に、モータ走行モードからエンジン走行モードへの切り替え時の制御、特に当該切り替えに伴いエンジン１を再始動させる制御（再始動制御）の詳細について、図６のフローチャートを用いて説明する。本図に示す制御は、モータ走行モードによる走行中に実行される。つまり、本制御が実行される前提として、車両Ｖの走行モードはモータ走行モードであるものとする。

【0059】

図６の制御がスタートすると、ＰＣＭ５０は、車両Ｖの走行モードをモータ走行モードからエンジン走行モードに切り替える要求が出されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。すなわち、ＰＣＭ５０は、モータ走行モードでの走行中に、車速センサＳＮ１、アクセルセンサＳＮ２、およびバッテリセンサＳＮ４の各検出値に基づいて、車両Ｖの走行モードを決定する条件パラメータ（例えば要求トルクやバッテリＳＯＣ等）を調べる。そして、当該条件パラメータがエンジン走行モードに適合する条件に変化した時点で、モータ走行モードからエンジン走行モードへの切替要求が出されたと判定する。

【0060】

上記ステップＳ１１でＮＯと判定されてエンジン走行モードへの切替要求がないことが確認された場合、ＰＣＭ５０は、車両Ｖの走行モードをモータ走行モードに維持する（ステップＳ２３）。これにより、エンジン１の停止状態が継続される。

【0061】

一方、上記ステップＳ１１でＹＥＳと判定されてエンジン走行モードへの切替要求があることが確認された場合、ＰＣＭ５０の再始動制御部５２は、解放状態にあるクラッチ３０に油圧を供給し、クラッチ板３０ａを締結方向にストロークさせる（ステップＳ１２）。このステップＳ１２においてクラッチ３０に供給される油圧つまりクラッチ油圧は、クラッチ板３０ａをストロークさせることができる圧力であればよく、クラッチ３０を締結に至らせる圧力（締結油圧）よりは小さい値とされる。

【0062】

次いで、再始動制御部５２は、クラッチ３０がゼロクリアランス状態になったか否かを判定する（ステップＳ１３）。ゼロクリアランス状態とは、クラッチ板３０ａどうしのクリアランスが実質ゼロになった状態、換言すればクラッチ板３０ａどうしがちょうど接触する位置までクラッチ板３０ａをストロークさせた状態のことである。

【0063】

上記ゼロクリアランス状態の判定は、クラッチ３０に設けられた油圧センサＳＮ３の検出値に基づき行われる。例えば、クラッチ板３０ａどうしが接触すると、これに応じてクラッチ油圧が上昇する。すなわち、クラッチ油圧は、クラッチ板３０ａがストロークしている間は略一定になるが、クラッチ板３０ａどうしが接触すると瞬間的に立ち上がる。再始動制御部５２は、このような油圧の挙動が油圧センサＳＮ３の検出値に基づき確認された時点で、クラッチ３０がゼロクリアランス状態になったと判定する。

【0064】

上記ステップＳ１３でＮＯと判定されてクラッチ板３０ａのストロークが未だ完了していないことが確認された場合、再始動制御部５２は、上記ステップＳ１２の制御を繰り返す。

【0065】

一方、上記ステップＳ１３でＹＥＳと判定されてクラッチ３０がゼロクリアランス状態になったことが確認された場合、再始動制御部５２は、予め定められた目標油圧に向けてクラッチ油圧を徐々に増大させる（ステップＳ１４）。目標油圧は、クラッチ３０を完全締結するのに必要な油圧である締結油圧よりもいくらか低い値に設定される。このような目標油圧に向けたクラッチ油圧の漸増により、クラッチ３０は半締結状態へと移行する。半締結状態とは、クラッチ板３０ａどうしの相対回転（スリップ）を許容しながらトルクを伝達することが可能な比較的弱い力でクラッチ３０が締結された状態のことである。

【0066】

上記ステップＳ１４と併せて、再始動制御部５２は、停止時膨張行程気筒のインジェクタ８に燃料を噴射させる（ステップＳ１５）。停止時膨張行程気筒とは、先にも触れたとおり、上記自動停止制御（図４）によりエンジン１が停止した時点で膨張行程にあった気筒のことである。再始動制御部５２は、この停止時膨張行程気筒で再始動のための最初の燃焼を行わせるべく、停止時膨張行程気筒のインジェクタ８に燃料を噴射させる。この燃料噴射により、停止時膨張行程気筒の燃焼室Ｃには、燃料と空気とを含む混合気が形成される。

【0067】

上記ステップＳ１５の燃料噴射は、本実施形態では分割噴射とされる。すなわち、上記ステップＳ１５において、再始動制御部５２は、停止時膨張行程気筒のインジェクタ８から所要量の燃料を複数回に分けて噴射させる。分割回数は、例えば３回が好適である。

【0068】

次いで、再始動制御部５２は、停止時膨張行程気筒の点火プラグ９に火花を発生させて、当該気筒の燃焼室Ｃに形成された上記混合気に点火する（ステップＳ１６）。点火は、上記ステップＳ２２による燃料噴射から所定期間経過後に行われる。所定期間は、噴射された燃料が空気と混合して混合気が形成されるのに必要な時間として予め定められている。この点火をきっかけに、停止時圧縮行程気筒で混合気が燃焼し、当該燃焼による膨張力が停止時膨張行程気筒のピストン５を押し下げる。これにより、エンジン１に回転力が付与されて、エンジン回転数が上昇し始める。

【0069】

上記ステップＳ１６の点火は、本実施形態ではマルチ点火とされる。すなわち、上記ステップＳ１６において、再始動制御部５２は、停止時膨張行程気筒の点火プラグ９に複数回点火を行わせる。点火回数は、例えば３回が好適である。この場合、上記ステップＳ１５の複数回の燃料噴射のうちの最後の噴射から上記所定期間経過後に、１回目の点火が行われ、その後立て続けに２回目以降の点火が行われる。

【0070】

次いで、再始動制御部５２は、エンジン１の出力軸（クランク軸７）とモータ３１の回転軸との回転数差が予め定められた規定値を下回ったか否かを判定する（ステップＳ１７）。

【0071】

上記ステップＳ１７でＹＥＳと判定されて上記回転数差が規定値未満であることが確認された場合、再始動制御部５２は、クラッチ３０を完全締結させる（ステップＳ１８）。すなわち、再始動制御部５２は、クラッチ板３０ａのスリップが許容されないような高い油圧として予め定められた締結油圧までクラッチ油圧を高めることにより、クラッチ３０を完全締結させる。

【0072】

次いで、再始動制御部５２は、停止時膨張行程気筒以外の気筒に対し順次燃焼を行わせる（ステップＳ１９）。燃焼は、圧縮上死点を迎える気筒順に行われる。具体的に、再始動制御部５２は、エンジン１が停止した時点で圧縮行程にあった停止時圧縮行程気筒が圧縮上死点を迎えるタイミング付近で当該気筒に燃焼を行わせ、その後、他の気筒に対しても同様に、圧縮上死点を迎えるタイミング付近で燃焼を行わせる。

【0073】

次いで、再始動制御部５２は、エンジン１が完爆したか否かを判定する（ステップＳ２０）。例えば、再始動制御部５２は、エンジン回転数が予め定められた規定回転数を超えた時点で、エンジン１が完爆した、つまりエンジン１の再始動が完了したと判定する。

【0074】

上記ステップＳ２０でＮＯと判定されてエンジン１が未だ完爆していないことが確認された場合、再始動制御部５２は、上記ステップＳ１９の制御を繰り返す。

【0075】

一方、上記ステップＳ２０でＹＥＳと判定されてエンジン１が完爆したことが確認された場合、再始動制御部５２は、車両Ｖの要求トルクに応じてエンジン１の燃焼を制御する（ステップＳ２１）。すなわち、再始動制御部５２は、車両Ｖの要求トルクからモータ３１の出力トルクを差し引いたトルクがエンジン１から出力されるように、エンジン１の燃焼を制御する。

【0076】

［動作例］
図７は、エンジン１の再始動制御に伴う各種状態量の時系列変化の一例を示すタイムチャートである。本図では、車両Ｖの走行モードがエンジン走行モードからモータ走行モードに切り替わった時点、換言すればエンジン１の再始動指示が出された時点を、時点ｔ０としている。この時点ｔ０から、クラッチ板３０ａをストロークさせるための油圧がクラッチ３０に加えられる。これにより、クラッチ３０の状態は、解放状態から、クラッチ板３０ａが締結方向にストロークする状態へと移行する。

【0077】

クラッチ板３０ａのストロークにより、時点ｔ０から遅れた時点ｔ１において、クラッチ３０がゼロクリアランス状態になり、クラッチ板３０ａどうしのクリアランスが実質ゼロになる。これを受けて、時点ｔ１から、停止時膨張行程気筒に対し複数回（ここでは３回）の燃料噴射が行われ、その後、同じく停止時膨張行程気筒に対し複数回（３回）の点火が行われる。また、クラッチ油圧は、時点ｔ１から徐々に上昇するように制御される。

【0078】

上記燃料噴射および点火により、停止時膨張行程気筒において混合気が燃焼する。この燃焼による膨張力が停止時膨張行程気筒のピストン５を押し下げることにより、エンジン１に回転力が付与される。これにより、時点ｔ２以降、エンジン回転数が上昇し始める。

【0079】

また、クラッチ３０がゼロクリアランス状態になった時点ｔ１の後、クラッチ３０は半締結状態へと移行している。半締結状態にあるクラッチ３０は、モータ３１からエンジン１にトルクを伝達し、エンジン１に回転力を付与する。上述した時点ｔ２からのエンジン回転数の上昇には、このようなモータ３１からの伝達トルクによる回転上昇も含まれる。

【0080】

エンジン１が回転し始めると、その後間もなくして、始動開始後の最初の圧縮上死点を迎える気筒である停止時圧縮行程気筒のピストン５が圧縮上死点を乗り越える。この圧縮上死点の通過に伴う回転抵抗の増加により、時点ｔ３でエンジン回転数が低下に転じる。

【0081】

一方、時点ｔ３からやや遅れた時点ｔ４では、クラッチ油圧が締結油圧まで高められ、クラッチ３０が完全締結に至る。これにより、エンジン１とモータ３１とが完全に連結され、モータ３１のトルクが本格的にエンジン１に伝達されるようになる。すると、低下し始めていたエンジン回転数が再び上昇に転じる。エンジン回転数は、その後も上昇し続け、幾らかの期間を経た後に完爆回転数へと至る。

【0082】

［作用効果］
以上説明したとおり、本実施形態では、モータ走行モードからエンジン走行モードへの切り替えに伴うエンジン１の始動時に、クラッチ３０を締結するためにクラッチ油圧が高められるとともに、当該クラッチ油圧の検出値に基づいてクラッチ３０の締結状態が判定される。そして、判定の結果クラッチ３０がゼロクリアランス状態にあることが確認された時点で、停止時膨張行程気筒に燃料が噴射される。このような構成によれば、エンジン走行モードへの切り替え時に、車両ショックを軽減しつつ加速応答性を向上できるという利点がある。

【0083】

すなわち、本実施形態では、クラッチ３０がゼロクリアランス状態になった時点、つまりクラッチ板３０ａどうしのクリアランスが実質ゼロになった時点で、停止時膨張行程気筒に燃料が噴射されるので、噴射された燃料の燃焼によるエネルギーがエンジン１を回転させている期間内にクラッチ３０を完全締結することができ、エンジン回転数を迅速に上昇させることができる。

【0084】

具体的に、停止時膨張行程気筒に燃料が噴射されると、噴射された燃料がその後の点火をきっかけに燃焼し、さらにその燃焼による膨張力（燃焼エネルギー）が停止時膨張行程気筒のピストンを押し下げてエンジン回転数を上昇させる。一方、ゼロクリアランス状態のクラッチ３０は、しばらく半締結状態にされた後に完全締結に至る。言い換えると、燃料が噴射されてから実際に燃料が燃焼してエンジン１が回転するまでの間には遅れ時間が存在し、また、クラッチ３０がゼロクリアランス状態になってから完全締結に至るまでの間にも遅れ時間が存在する。この点を考慮して、本実施形態では、ゼロクリアランス状態が確認されるとその時点で燃料が噴射されるので、燃焼エネルギーによりエンジン１が回転している期間内にクラッチ３０を完全締結することが可能になる。これにより、クラッチ３０を介してモータ３１からエンジン１に伝達される回転力を、燃焼エネルギーによる回転力に重畳することができ、図７の最下段のチャートにおいて実線の波形で示すように、エンジン回転数を迅速に上昇させることができる。その結果、エンジン１の始動完了（完爆）までの所要時間を短縮することができ、エンジン走行モードへの切り替え時の加速応答性を向上させることができる。また、エンジン１の回転中にクラッチ３０が完全締結されることで、当該完全締結に伴い大きな車両ショックが発生するのを抑制することができる。

【0085】

例えば、仮にクラッチ３０の状態とは無関係に燃料噴射のタイミングを決定した場合には、燃料噴射のタイミングとクラッチ３０の締結タイミングとが大きくずれる結果、図７の最下段のチャートにおいて一点鎖線の波形で示すように、燃焼エネルギーによるエンジン回転数の上昇と、締結されたクラッチ３０を介したトルク伝達によるエンジン回転数の上昇とが、時間差をおいてばらばらに生じるおそれがある。すなわち、燃焼エネルギーを受けて回転し始めたエンジンが再び停止した後、ようやくクラッチ３０を介したトルク伝達が行われるようなケースである。この場合、エンジン回転数がゼロまで低下した後に再びモータ３１によって回転数が引き上げられるので、エンジン１の始動完了（完爆）までの時間が長期化するだけでなく、クラッチ３０の締結時の車両ショックが増大することが懸念される。これに対し、本実施形態では、燃焼エネルギーを受けたエンジン１の回転中にクラッチ３０が完全締結されるので、上記のような事態を有効に回避することができ、車両ショックを軽減しつつ加速応答性を向上することができる。

【0086】

また、本実施形態では、上述した停止時膨張行程気筒への燃料噴射および点火がそれぞれ複数回行われるので、停止時膨張行程気筒に形成される未圧縮の混合気を支障なく燃焼させることができる。すなわち、複数回の燃料噴射が燃焼室Ｃ内の空気を何度もかき混ぜることにより、燃料と空気とのミキシングが促進される。これにより、燃料と空気とが十分に混合した混合気が燃焼室Ｃに形成される。そして、形成された混合気に対し複数回の点火がなされることにより、混合気の着火性を向上させて大部分の混合気を的確に燃焼させることができる。

【0087】

［変形例］
上記実施形態では、クラッチ３０がゼロクリアランス状態になった時点、つまりクラッチ板３０ａどうしのクリアランスが実質ゼロになった時点で、停止時膨張行程気筒に燃料を噴射するようにしたが、燃料噴射のタイミングは、クラッチ３０を締結する制御の初期段階である締結初期状態のときであればよく、ゼロクリアランス状態のときに限られない。例えば、クラッチ板３０ａどうしのクリアランスがゼロより大きい所定値まで低下した状態を締結初期状態として、この状態が確認された時点で燃料噴射を行ってもよい。

【0088】

上記実施形態では、６つの気筒を含む６気筒型のエンジン１とモータ３１とを備えたハイブリッド型の車両Ｖに本発明を適用した例について説明したが、本発明は、このような車両に限らず、クラッチを介して断接されるエンジンおよびモータを備えた車両に広く適用可能である。例えば、本発明を適用し得る車両に備わるエンジンは、６気筒型に限らず、４気筒型や３気筒型など、種々の気筒数のエンジンであり得る。

【符号の説明】

【0089】

１ エンジン
２ａ 気筒
８ インジェクタ（燃料噴射弁）
９ 点火プラグ
３０ クラッチ
３０ａ クラッチ板
３１ モータ
３７ 駆動輪（車輪）
５０ ＰＣＭ（制御器）
ＳＮ３ 油圧センサ（油圧検出器）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】