特許 7345985 内燃機関の制御装置

(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】

(24)【登録日】2023-09-08

(45)【発行日】2023-09-19

(54)【発明の名称】内燃機関の制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 29/02 20060101AFI20230911BHJP

   F02D 29/06 20060101ALI20230911BHJP

   B60K 6/46 20071001ALI20230911BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20230911BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20230911BHJP

   B60W 20/16 20160101ALI20230911BHJP

【ＦＩ】

F02D29/02 321B

F02D29/06 D

B60K6/46 ZHV

B60W10/06 900

B60W10/08 900

B60W20/16

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019216871

(22)【出願日】2019-11-29

(65)【公開番号】P2021085393

(43)【公開日】2021-06-03

【審査請求日】2022-07-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085338

【弁理士】

【氏名又は名称】赤澤 一博

(74)【代理人】

【識別番号】100148910

【弁理士】

【氏名又は名称】宮澤 岳志

(72)【発明者】

【氏名】平位 卓也

【審査官】北村 亮

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１１３９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１３７２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０４４６１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／０５３６０１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１１－３３６６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０８２７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１３２１９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｄ ２９／０２

Ｆ０２Ｄ ２９／０６

Ｂ６０Ｋ ６／４６

Ｂ６０Ｗ １０／０６

Ｂ６０Ｗ １０／０８

Ｂ６０Ｗ ２０／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載される内燃機関を制御する制御装置であり、停止した内燃機関を始動する際、電動機により内燃機関を回転駆動しながら燃料を噴射し気筒において燃焼させるとともに、エンジン回転数が始動判定値を上回ったことを条件として内燃機関が始動したと判定してその後の燃料噴射量を変更するものであって、
前記内燃機関の始動の際に前記電動機が出力し内燃機関に供給するトルクの大きさを、そのときの内燃機関の温度または電動機に電力を供給する蓄電装置の状態に応じて可変とし、
また、アクセル開度またはアクセル開度の単位時間当たりの増大量が大きい場合、それが小さい場合と比較して、前記内燃機関の始動の際に前記電動機が出力し内燃機関に供給するトルクをより大きくし、
前記始動判定値を、前記内燃機関の始動の際に前記電動機が出力し内燃機関に供給するトルクによって設定することとし、
その始動判定値は、前記内燃機関で燃料を燃焼させることなく前記電動機の出力トルクのみによって達成することのできるエンジン回転数の近傍の値またはそれよりも高い値であって、前記電動機の出力トルクが所定値未満であるときには始動判定値を一定の最低値とし、前記電動機の出力トルクが所定値以上に大きいときにはその出力トルクが大きくなるほど始動判定値を高く引き上げる内燃機関の制御装置。

【請求項2】

前記内燃機関の始動の際に一旦はエンジン回転数が前記始動判定値を超えて内燃機関が始動したと判定した後、再びエンジン回転数が低下して始動判定値よりも低い値に設定した不完全始動判定値を下回った場合には、燃料噴射量の制御を始動判定後のものから始動判定前のものに戻す請求項１記載の内燃機関の制御装置。

【請求項3】

前記電動機の出力トルクが所定値未満であるときには前記不完全始動判定値を一定の最低値とし、前記電動機の出力トルクが所定値以上に大きいときにはその出力トルクが大きくなるほど不完全始動判定値を高く引き上げる請求項２記載の内燃機関の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両等に搭載された内燃機関を制御する制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より広く普及している自動車に搭載された内燃機関を始動するに際しては、電動機即ちスタータモータ（セルモータ）により内燃機関を回転駆動するモータリング（または、クランキング）を実行しながら、燃料を噴射して気筒において燃料を燃焼させ、エンジントルクを発生させて内燃機関の回転を加速する。そして、エンジン回転数が始動判定値を上回ったことを条件として、内燃機関が始動したと判定する（例えば、下記特許文献を参照）。

【0003】

始動判定前と始動判定後とでは、内燃機関における燃料噴射量や点火タイミングの制御が異なる。特に、始動判定前は、吸入空気量に対する燃料噴射量を増量して空燃比をよりリッチ化する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－１３２１９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近時では、電動機及び内燃機関の二種の動力源を備えるハイブリッド車両も増えてきている。ハイブリッド車両に搭載される電動機であるモータジェネレータは、車両を走行させるために消費する電力を発電し、または車両の駆動輪に入力する駆動力を出力する。このモータジェネレータは、内燃機関を始動する際にこれをモータリングする役割を兼ねる。

【0006】

従来の車両のスタータモータに比して、モータジェネレータが出力できる回転トルクは断然大きく、しかもその回転トルクは大幅に増減し得る。従って、従来の車両における内燃機関の始動時の制御をそのまま援用することは妥当ではない。モータジェネレータによりモータリングを行う場合、内燃機関の気筒において燃料が適切に燃焼していなくとも、エンジン回転数を高く引き上げることが可能である。それによりエンジン回転数が始動判定値を超えると、未だ内燃機関が自立的に回転できる状態にはないにもかかわらず、始動判定前の制御から始動判定後の制御へと遷移する、即ちモータリングを終了して燃料噴射量を減量することになる。その結果、エンジンストールに陥り内燃機関を始動できない。

【0007】

このような始動不良を回避するためには、エンジン回転数と比較するべき始動判定値を安全余裕を加味して高く設定せざるを得ない。しかしながら、内燃機関の始動の際にモータジェネレータが出力する駆動トルクが小さかったり、内燃機関が低温でメカニカルロスが大きかったりすると、エンジン回転数が始動判定値以上に上昇するまでに長い時間を要してしまう。既に述べた通り、始動判定前の制御では燃料噴射量を増量し空燃比をリッチ化していることから、その間の燃料消費量が増大し、有害物質の排出量も多くなる。

【0008】

以上の問題に着目してなされた本発明は、従来のスタータモータよりも出力の大きい電動機によりモータリングを行って内燃機関を始動する際の始動判定の適正化を図ることを所期の目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明では、車両に搭載される内燃機関を制御する制御装置であり、停止した内燃機関を始動する際、電動機により内燃機関を回転駆動しながら燃料を噴射し気筒において燃焼させるとともに、エンジン回転数が始動判定値を上回ったことを条件として内燃機関が始動したと判定してその後の燃料噴射量を変更するものであって、前記内燃機関の始動の際に前記電動機が出力し内燃機関に供給するトルクの大きさを、そのときの内燃機関の温度または電動機に電力を供給する蓄電装置の状態に応じて可変とし、また、アクセル開度またはアクセル開度の単位時間当たりの増大量が大きい場合、それが小さい場合と比較して、前記内燃機関の始動の際に前記電動機が出力し内燃機関に供給するトルクをより大きくし、前記始動判定値を、前記内燃機関の始動の際に前記電動機が出力し内燃機関に供給するトルクによって設定することとし、その始動判定値は、前記内燃機関で燃料を燃焼させることなく前記電動機の出力トルクのみによって達成することのできるエンジン回転数の近傍の値またはそれよりも高い値であって、前記電動機の出力トルクが所定値未満であるときには始動判定値を一定の最低値とし、前記電動機の出力トルクが所定値以上に大きいときにはその出力トルクが大きくなるほど始動判定値を高く引き上げる内燃機関の制御装置を構成した。

【0010】

加えて、前記内燃機関の始動の際に一旦はエンジン回転数が前記始動判定値を超えて内燃機関が始動したと判定した後、再びエンジン回転数が低下して始動判定値よりも低い値に設定した不完全始動判定値を下回った場合には、燃料噴射量の制御を始動判定後のものから始動判定前のものに戻すことも好ましい。

【0011】

前記不完全始動判定値は、前記電動機の出力トルクが所定値未満であるときには一定の最低値とし、前記電動機の出力トルクが所定値以上に大きいときにはその出力トルクが大きくなるほど高く引き上げることが考えられる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、従来のスタータモータよりも出力の大きい電動機によりモータリングを行って内燃機関を始動する際の始動判定を適正化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態におけるシリーズ方式のハイブリッド車両及び制御装置の概略構成を示す図。

【図2】同実施形態のハイブリッド車両に搭載される内燃機関の概要を示す図。

【図3】同実施形態の内燃機関の制御装置が設定する始動判定値を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態におけるハイブリッド車両の主要システムの概略構成を示している。このハイブリッド車両は、内燃機関１と、内燃機関１により駆動されて発電を行う発電用モータジェネレータ２と、発電用モータジェネレータ２が発電した電力を蓄える蓄電装置３と、発電用モータジェネレータ２及び／または蓄電装置３から電力の供給を受けて車両の駆動輪６２を駆動する走行用モータジェネレータ４とを備えている。

【0015】

本実施形態のハイブリッド車両は、内燃機関１を発電にのみ使用するシリーズハイブリッド方式の電気自動車であり、車両の駆動輪６２には専ら走行用モータジェネレータ４から走行のための駆動力を供給する。内燃機関１と駆動輪６２との間は機械的に切り離されており、元来両者の間で回転トルクの伝達がなされない。つまり、内燃機関１は、走行用モータジェネレータ４及び駆動輪６２から完全に独立して回転し、また完全に独立して停止することが可能である。従って、イグニッションスイッチ（パワースイッチ、またはイグニッションキー）がＯＮに操作されている車両の運用中、運転者がアクセルペダルを踏むことで車両が走行可能な状態にあっても、蓄電装置３が充分な電荷を蓄え、かつブレーキブースタ１５が充分な負圧を蓄えている状況下では、燃料の燃焼を伴う内燃機関１の運転を実施しないことがある。

【0016】

内燃機関１の回転軸であるクランクシャフトは、発電用モータジェネレータ２の回転軸と歯車機構を介して機械的に接続している。そして、内燃機関１が出力する回転トルクを発電用モータジェネレータ２に入力することで、発電用モータジェネレータ２が発電する。発電した電力は、蓄電装置３に充電し、及び／または、走行用モータジェネレータ４に供給する。また、発電用モータジェネレータ２は、自らが回転トルクを発生させて内燃機関１のクランクシャフトを回転駆動するモータリング用の電動機としても機能する。例えば、発電用モータジェネレータ２は、停止している内燃機関１を始動する準備としてのモータリング（クランキング）を実行する。

【0017】

走行用モータジェネレータ４は、車両の走行のための駆動力を発生させ、その駆動力を減速機６１を介して駆動輪６２に入力する。また、走行用モータジェネレータ４は、駆動輪６２に連れ回されて回転することで発電し、車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収する。この回生制動により発電した電力は、蓄電装置３に充電する。

【0018】

尤も、既に蓄電装置３の容量一杯まで電荷が蓄えられており、それ以上の充電が困難であるならば、走行用モータジェネレータ４が回生発電した電力を敢えて発電用モータジェネレータ２に供給し、発電用モータジェネレータ２を電動機として稼働させて内燃機関１を回転駆動する。これにより、車両の制動性能を維持しながら、余剰の電力を消尽する。また、このとき、内燃機関１の回転が保たれることから、内燃機関１の気筒１１への燃料供給を一時的に停止する燃料カットを実行することができる。

【0019】

発電機インバータ２１は、発電用モータジェネレータ２が発電する交流電力を直流電力に変換する。そして、その直流電力を蓄電装置３または駆動機インバータ４１に入力する。並びに、発電機インバータ２１は、発電用モータジェネレータ２を電動機として作動させる際に、蓄電装置３及び／または駆動機インバータ４１から供給される直流電力を交流電力に変換した上で発電用モータジェネレータ２に入力する。

【0020】

駆動機インバータ４１は、蓄電装置３及び／または発電機インバータ２１から供給される直流電力を交流電力に変換した上で走行用モータジェネレータ４に入力する。並びに、駆動機インバータ４１は、車両の回生制動を行うときに走行用モータジェネレータ４が発電する交流電力を直流電力に変換した上で蓄電装置３または発電機インバータ２１に入力する。発電機インバータ２１及び駆動機インバータ４１は、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）の一部をなす。

【0021】

蓄電装置３は、バッテリ及び／またはキャパシタ等である。バッテリは、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等の、エネルギ密度の大きい高電圧の二次電池である。蓄電装置３は、発電用モータジェネレータ２及び走行用モータジェネレータ４の各々が発電する電力を充電して蓄える。並びに、蓄電装置３は、発電用モータジェネレータ２及び走行用モータジェネレータ４の各々を電動機として作動させるための電力を放電し、それらモータジェネレータ２、４に必要な電力を供給する。

【0022】

図２に、本実施形態のハイブリッド車両に搭載される内燃機関１の概要を示している。内燃機関１は、火花点火式の４ストロークエンジンであり、複数の気筒１１（例えば、三気筒。図１には、そのうち一つを図示）を包有している。各気筒１１の吸気ポート近傍には、吸気ポートに向けて燃料を噴射するインジェクタ１１１を設けている。また、各気筒１１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１１２を取り付けてある。点火プラグ１１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。

【0023】

吸気を供給するための吸気通路１３は、外部から空気を取り入れて各気筒１１の吸気ポートへと導く。吸気通路１３上には、エアクリーナ１３１、電子スロットルバルブ１３２、サージタンク１３３、吸気マニホルド１３４を、上流からこの順序に配置している。エアクリーナ１３１は、吸気通路１３における最上流の位置、即ち空気を取り入れる吸気口に所在する。吸気口は、冷たい空気を取り入れて内燃機関の充填効率を上げるために、車両の前方に開口している。

【0024】

排気を排出するための排気通路１４は、気筒１１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路１４上には、排気マニホルド１４２及び排気浄化用の三元触媒１４１を配置している。

【0025】

外部ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置１２は、いわゆる高圧ループＥＧＲを実現するものである。ＥＧＲ装置１２は、排気通路１４における触媒１４１の上流側と吸気通路１３におけるスロットルバルブ１３２の下流側とを連通する外部ＥＧＲ通路１２１と、ＥＧＲ通路１２１上に設けたＥＧＲクーラ１２２と、ＥＧＲ通路１２１を開閉し当該ＥＧＲ通路１２１を流れるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ１２３とを要素とする。ＥＧＲ通路１２１の入口は、排気通路１４における排気マニホルド１４２またはその下流の所定箇所に接続している。ＥＧＲ通路１２１の出口は、吸気通路１３におけるスロットルバルブ１３２の下流の所定箇所、具体的にはサージタンク１３３に接続している。

【0026】

内燃機関１には、車両の制動時に必要となる操作力、即ちブレーキペダルの踏力を軽減するためのブレーキブースタ１５が付帯している。ブレーキブースタ１５は、吸気通路１３におけるスロットルバルブ１３２の下流側の部位（または、サージタンク１３３）から吸気負圧を導き入れ、その負圧を用いてブレーキペダルの踏力を倍力する、この分野では広く知られているものである。ブレーキブースタ１５は、負圧を蓄える定圧室（負圧室）と、大気圧が加わる変圧室（大気圧室）とを有し、定圧室が負圧管路１５１を介して吸気通路１３に接続している。負圧管路１５１は、スロットルバルブ１３２の下流側の吸気負圧を定圧室へと導く。負圧管路１５１上には、負圧を定圧室内に留め、定圧室に正圧が加わることを防止するためのチェックバルブ１５２を設けてある。

【0027】

運転者によりブレーキペダルが操作されていないとき、定圧室と変圧室とが連通し、かつ変圧室が大気圧から隔絶される。ブレーキペダルが操作されると、定圧室と変圧室との間が遮断され、かつ変圧室に大気が導入される。結果、定圧室と変圧室との圧力差が、ブレーキペダルの踏力を倍力する制御圧力となる。ブレーキブースタ１５により増幅されたブレーキ踏力は、マスタシリンダ１６において液圧力に変換される。マスタシリンダ１６が出力するマスタシリンダ圧、即ちマスタシリンダ１６が吐出するブレーキ液の圧力は、液圧回路を介してブレーキキャリパやホイールシリンダ等といったブレーキ装置に伝達され、当該ブレーキ装置による車両の制動に用いられる。

【0028】

内燃機関１、発電用モータジェネレータ２、蓄電装置３、インバータ２１、４１及び走行用モータジェネレータ４の制御を司る制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。ＥＣＵ０は、複数基のＥＣＵ、即ち内燃機関１を制御するＥＦＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｆｕｅｌ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）ＥＣＵ０１、発電用モータジェネレータ２及び発電機インバータ２１を制御する発電機ＥＣＵ０２、蓄電装置３を制御するＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）ＥＣＵ０３、走行用モータジェネレータ４及び駆動機インバータ４１を制御する駆動機ＥＣＵ０４等、並びに、それらの制御を統括する上位のコントローラであるＨＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）ＥＣＵが、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の電気通信回線を介して相互に通信可能に接続されてなるものである。

【0029】

ＥＣＵ０に対しては、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、内燃機関１のクランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサから出力されるクランク角信号ｂ、運転者によるアクセルペダルの踏込量をアクセル開度（いわば、運転者が車両に対して要求している駆動力）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、吸気通路１３（特に、サージタンク１３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｄ、内燃機関１の冷却水の温度を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｅ、蓄電装置３に蓄えている電荷量（または、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ））を検出するセンサ、特にバッテリ３の端子電流及び／または端子電圧を検出するセンサから出力される信号ｆ、蓄電装置３の温度を検出する温度センサから出力されるバッテリ温度信号ｇ、発電用モータジェネレータ２への印加電流及び／または印加電圧を検出するセンサから出力される信号ｈ等が入力される。

【0030】

ＥＣＵ０は、各種センサを介してセンシングしている、運転者が操作するアクセル開度や、シフトポジション即ちシフトレバー（セレクタレバー）の位置、運転者が操作するスイッチのＯＮ／ＯＦＦ、現在の車両の車速、路面の勾配、蓄電装置３が蓄えている電荷の量、ブレーキブースタ１５が蓄えている負圧の大きさ、発電用モータジェネレータ２の発電電力等に応じて、走行用モータジェネレータ４が出力する回転トルク、内燃機関１が出力する回転トルク、発電用モータジェネレータ２が発電する電力または発電用モータジェネレータ２が出力する回転トルクを増減制御する。

【0031】

原則として、蓄電装置３が現在充分な電荷を蓄えており、走行用モータジェネレータ４に対して要求される出力が小さいならば、内燃機関１への燃料の供給を遮断して内燃機関１を運転しない。翻って、蓄電装置３が蓄えている電荷の量が減少し、または走行用モータジェネレータ４に対して要求される出力が大きいならば、内燃機関１を始動し気筒１１に燃料を供給してこれを燃焼させるファイアリングを実行し、内燃機関１の出力する回転トルクを以て発電機モータジェネレータ２を駆動し、発電を実施して蓄電装置３を充電、または走行用モータジェネレータ４に供給する電力を増強する。

【0032】

内燃機関１の気筒１１に燃料を供給して内燃機関１を運転しておらず、走行用モータジェネレータ４により駆動輪６２を駆動して車両を走行させている最中に、内燃機関１を始動して発電用モータジェネレータ２による発電を実行しようとするためには、まず、発電用モータジェネレータ２を電動機として作動させ、これにより内燃機関１の始動のためのモータリングを行う。そして、内燃機関１のクランクシャフトが所定回数以上または所定角度以上回転し、内燃機関１の各気筒１１の現在の行程またはピストンの位置を知得する気筒判別が完了した後、内燃機関１の各気筒の行程に合わせて適切なタイミングで燃料を噴射し、かつ適切なタイミングで燃料を着火燃焼させるファイアリングを開始する。内燃機関１のクランクシャフトの回転角度及び回転速度即ちエンジン回転数は、発電用モータジェネレータ２に付帯するレゾルバを介して（発電機ＥＣＵ０２において）検出することができ、内燃機関１に付帯するクランク角センサを介して（ＥＦＩ ＥＣＵ０１において）検出することもできる。

【0033】

モータリング及びファイアリングにより内燃機関１の回転が加速し、その回転数が始動判定値を超えたならば、内燃機関１が始動して自立的に回転する状態となった（換言すれば、発電用モータジェネレータ２の出力を低減させてもなおエンジン回転数が上昇傾向を維持できるようになった）と判定し、電動機として作動させている発電用モータジェネレータ２の出力を０まで低減させてモータリングを終了する。

【0034】

始動判定前即ちエンジン回転数が始動判定値を超える前と、始動判定後即ちエンジン回転数が始動判定値を超えた後とでは、ファイアリングにおける燃料噴射量や点火タイミングの制御が変わる。始動判定前は、始動判定後と比較して、吸入空気量に対する燃料噴射量をより増量し、気筒１１に充填される混合気の空燃比をよりリッチ化（特に、理論空燃比よりもリッチに）する。また、始動判定前は、始動判定後と比較して、気筒１１に充填された混合気に火花点火するタイミングをより進角する。このときの点火タイミングは、現在のエンジン回転数によらず一定である。始動判定後は、始動判定前よりも燃料噴射量を減量して空燃比をリーンとし（または、理論空燃比に近づけ）、かつ現在のエンジン回転数に応じて点火タイミングを調整する。

【0035】

内燃機関１の始動判定後は、内燃機関１により発電用モータジェネレータ２を回転駆動する。さらに、発電用モータジェネレータ２を発電機として作動させ、その発電電力を０から増大させる。

【0036】

なお、ＥＣＵ０の一部をなすＥＦＩ ＥＣＵ０１は、内燃機関１の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１１に吸入される空気量を推算する。そして、吸入空気量に見合った（目標空燃比を実現するために必要な）要求燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング（一度の燃焼に対する点火の回数を含む）、要求ＥＧＲ率（または、ＥＧＲガス量）等といった内燃機関１の運転パラメータを決定する。このＥＦＩ ＥＣＵ０１は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌを、出力インタフェースを介して点火プラグ１１２のイグナイタ、インジェクタ１１１、スロットルバルブ１３２、ＥＧＲバルブ１２３等に対して出力する。

【0037】

しかして、本実施形態のＥＣＵ０は、内燃機関１を始動する際にエンジン回転数と比較するべき始動判定値を、モータリングを行う発電用モータジェネレータ２が出力し内燃機関１に入力する回転トルクにより設定する。

【0038】

モータリング中に発電用モータジェネレータ２から内燃機関１に供給するトルクの大きさは、そのときの状況に応じて可変に調節する。発電用モータジェネレータ２の出力トルクを決定する要因の例としては、始動時の内燃機関１の冷却水温や、発電用モータジェネレータ２に電力を供給する蓄電装置３に蓄えている電荷量（または、バッテリ電流若しくはバッテリ電圧）、蓄電装置３の温度、アクセル開度（または、走行用モータジェネレータ４に対して要求される出力）等を挙げることができる。

【0039】

内燃機関１の温度が低いと、メカニカルロスが大きくなり、より大きな回転トルクを内燃機関１に供給しないとエンジン回転数を速やかに加速することが難しい。そこで、冷却水温が低い場合、冷却水温が高い場合と比較して、モータリング中に発電用モータジェネレータ２から内燃機関１に供給するトルクをより大きくする。

【0040】

蓄電装置３に蓄えている電荷量が減少していると、発電用モータジェネレータ２に供給することのできる電力の大きさに制限が加わる。また、蓄電装置３の温度も、発電用モータジェネレータ２に供給できる電力に影響を及ぼす。そこで、発電用モータジェネレータ２に供給可能な電力が小さい場合、供給可能な電力が大きい場合と比較して、モータリング中に発電用モータジェネレータ２から内燃機関１に供給するトルクをより小さくする。

【0041】

また、アクセル開度が大きい、及び／または、アクセル開度の単位時間当たりの増大量が大きいことは、運転者が車両の急加速を要求していることを意味する。車両を急加速させるためには、走行用モータジェネレータ４に供給する電力を即時に増強する必要がある。そのために、可及的速やかに内燃機関１を始動して発電用モータジェネレータ２による発電を開始することが求められる。そこで、アクセル開度及び／またはアクセル開度の単位時間当たりの増大量が大きい場合、それが小さい場合と比較して、モータリング中に発電用モータジェネレータ２から内燃機関１に供給するトルクをより大きくする。

【0042】

このように、モータリング中に発電用モータジェネレータ２が出力し内燃機関１に供給するトルクを可変に調節することにより、内燃機関１の始動の機会毎にモータリング中のエンジン回転数の加速の度合いが異なることになる。始動判定においてエンジン回転数と比較する始動判定値を発電用モータジェネレータ２の出力トルクによらず一定に設定すると、発電用モータジェネレータ２の出力トルクが顕著に大きい場合に、未だ内燃機関１の気筒１１で燃料が適切に燃焼していないにもかかわらず、エンジン回転数が加速して始動判定値を超越し、内燃機関１が始動したと誤判定してしまうおそれがある。さすれば、モータリングの終了にともないエンジン回転数が低落するエンジンストールが起こり、内燃機関１の始動遅延または始動不良を招きかねない。

【0043】

上述の問題を回避するべく、本実施形態では、図３に示すように、始動判定においてエンジン回転数と比較する始動判定値を、モータリング中に発電用モータジェネレータ２が出力し内燃機関１に供給するトルクの多寡に応じて増減させることとしている。即ち、図３中に実線で表しているように、発電用モータジェネレータ２の出力トルクが所定値以上に大きいとき、その出力トルクが大きくなるほど始動判定値を高く引き上げる。発電用モータジェネレータ２の出力トルクが所定値未満であるときには、始動判定値を一定の最低値とする。この始動判定値は、内燃機関１で燃料を燃焼させることなく発電用モータジェネレータ２の出力トルクのみによって達成することのできるエンジン回転数の近傍の値、またはそれよりも高い値に設定する。モータリング中の発電用モータジェネレータ２の出力トルクは、発電用モータジェネレータ２への印加電流及び／または印加電圧を基に推算することができる。

【0044】

因みに、図３中に鎖線で表しているものは、不完全始動判定値である。内燃機関１の始動の際に、一旦はエンジン回転数が始動判定値を超えて内燃機関１が始動したと判定した後、再びエンジン回転数が低下してこの不完全始動判定値を下回った場合、内燃機関１の始動が不完全であった（内燃機関１の気筒における燃料の燃焼が依然として不安定である等による）と判定し、燃料噴射量や点火タイミングの制御を始動判定後のものから始動判定前のものに戻す。不完全始動判定値は、始動判定値よりも低い値とする。

【0045】

本実施形態では、停止した内燃機関１を始動する際、電動機２により内燃機関１を回転駆動しながら燃料を噴射し気筒１１において燃焼させるとともに、エンジン回転数が始動判定値を上回ったことを条件として内燃機関１が始動したと判定してその後の燃料噴射量を変更するものであって、前記始動判定値を、内燃機関１の始動の際に電動機２が出力し内燃機関１に供給するトルクによって設定する内燃機関１の制御装置０を構成した。

【0046】

本実施形態によれば、未だ内燃機関１の気筒１１における燃料の燃焼が不安定であるにもかかわらず、内燃機関１が始動したと誤判定してしまうことを回避できる。従って、始動判定値に加味する安全余裕を低減して、始動判定値をより低位の値に設定することが許容される。これにより、内燃機関１のモータリング及びファイアリングを開始してから内燃機関１が始動したと判定するまでの期間がより短くなる。始動判定前の期間中は、モータリングを実行する電動機２が電力を消費する上、内燃機関１の気筒１１に供給する燃料の噴射量を増量して空燃比をリッチ化しており、エネルギの消費効率が悪い。当該期間を短縮することは、燃料消費量及び有害物質の排出量を削減することに繋がる。

【0047】

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。上記実施形態では、内燃機関１の始動のためのモータリング中に電動機２が出力し内燃機関１に供給する駆動トルクを可変とし、それに応じて始動判定値を上下させていたが、モータリング中に電動機２が出力し内燃機関１に供給する駆動トルクを一定とし、始動判定値を一定値とすることを妨げない。この場合の始動判定値も、内燃機関１の気筒１１において燃料を燃焼させることなく電動機２の出力トルクのみにより達成することのできるエンジン回転数の近傍の値、またはそれよりも高い値に設定する。

【0048】

その他、各部の具体的な構成や処理の内容は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0049】

本発明は、車両等に搭載された内燃機関の始動時の制御に適用することができる。

【符号の説明】

【0050】

０…制御装置（ＥＣＵ）
１…内燃機関
２…電動機（発電用モータジェネレータ）
３…蓄電装置

【図1】

【図2】

【図3】