(57)【要約】【課題】冷間時に内燃機関をスタータによるクランキングで始動させた場合の排気エミッションの悪化を抑制する。【解決手段】車両１００の制御装置２００は、冷間時に内燃機関１をスタータ２１によるクランキングで始動させる場合は、燃料噴射弁４２から噴射される燃料が所定の下限値未満とならないように燃料噴射弁４２から燃料を噴射すると共に、内燃機関１の排気通路に設けられた触媒装置６３を暖機するために所定のタイミングで点火時期を遅角させて燃料噴射弁４２から噴射される燃料に点火して燃焼させ、機関回転速度が所定の目標アイドル回転速度よりも高くなったときは、回転電機２２を回生駆動して機関回転速度を目標アイドル回転速度に収束させるように構成される。【選択図】図１
2020147150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁から噴射された燃料を点火プラグで火花点火させることによって燃焼させて動力を発生させる内燃機関と、
前記内燃機関のクランキングを行うためのスタータと、
前記内燃機関の動力によって回生駆動される回転電機と、
を備える車両を制御するための車両の制御装置であって、
冷間時に前記内燃機関を前記スタータによるクランキングで始動させる場合は、前記燃料噴射弁から噴射される燃料が所定の下限値未満とならないように前記燃料噴射弁から燃料を噴射すると共に、前記内燃機関の排気通路に設けられた触媒装置を暖機するために所定のタイミングで点火時期を遅角させて前記燃料噴射弁から噴射される燃料に点火して燃焼させ、機関回転速度が所定の目標アイドル回転速度よりも高くなったときは、前記回転電機を回生駆動して機関回転速度を前記目標アイドル回転速度に収束させるように構成される、
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する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、惰性走行中に加速要求があった場合には、内燃機関の回転速度（以下「機関回転速度」という。）を素早く目標回転速度で安定させるために、意図的に機関回転速度を目標回転速度に対してオーバーシュートさせ、機関回転速度が目標回転速度に対してオーバーシュートすると、目標回転速度となるように回転電機（モータジュネレータ）を回生駆動するように構成された、車両の制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１４１３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１には、内燃機関をスタータによるクランキングで始動させたときに生じるオーバーシュート、すなわち機関回転速度の吹き上がりを、回転電機を回生駆動させて抑制することを冷間時に実行することは開示されていない。
【０００５】
ここで、内燃機関を回転電機によるクランキングによって始動させることも考えられるが、冷間時には、バッテリの劣化抑制の観点からバッテリの出力電力が制限されるため、内燃機関を始動するために必要な電力を回転電機に供給できない可能性がある。そのため、冷間時には、内燃機関をスタータによるクランキングで始動させることが考えられる。
【０００６】
しかしながら、冷間時に内燃機関をスタータによるクランキングで始動させて機関回転速度が吹き上がったときに、その吹き上がりを抑制するために燃料噴射量を減らしてしまうと、冷間時には触媒装置の暖機を促進するために点火時期も遅角されるため、燃焼が不安定になりやすい。そのため、未燃ＨＣの排出量が増加して排気エミッションが悪化するおそれがある。
【０００７】
本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、冷間時に内燃機関をスタータによるクランキングで始動させた場合において、触媒装置の暖機が重なったときの排気エミッションの悪化を抑制しつつ、機関回転速度の吹き上がりも抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様による車両は、燃料噴射弁から噴射された燃料を点火プラグで火花点火させることによって燃焼させて動力を発生させる内燃機関と、内燃機関のクランキングを行うためのスタータと、内燃機関の動力によって回生駆動される回転電機と、を備える。そして、この車両を制御するための車両の制御装置が、冷間時に内燃機関をスタータによるクランキングで始動させる場合は、燃料噴射弁から噴射される燃料が所定の下限値未満とならないように燃料噴射弁から燃料を噴射すると共に、内燃機関の排気通路に設けられた触媒装置を暖機するために所定のタイミングで点火時期を遅角させて燃料噴射弁から噴射される燃料に点火して燃焼させ、機関回転速度が所定の目標アイドル回転速度よりも高くなったときは、回転電機を回生駆動して機関回転速度を目標アイドル回転速度に収束させるように構成されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のこの態様によれば、冷間時に内燃機関をスタータによるクランキングで始動させた場合には、触媒装置の暖機のために点火時期が遅角されても燃焼が不安定にならないように燃料噴射弁からの燃焼噴射量が下限値を下回らないように制御され、機関回転速度が目標アイドル回転速度よりも高くなったときは回転電機を回生駆動して機関回転速度を目標アイドル回転速度に収束させられる。そのため、冷間時に内燃機関をスタータによるクランキングで始動させた場合において、触媒装置の暖機が重なったときの排気エミッションの悪化を抑制しつつ、機関回転速度の吹き上がりも抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態による車両の一部と、車両を制御するための電子制御ユニットと、を示した概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態による内燃機関の概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態による内燃機関の始動制御について説明するフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の一実施形態による第１始動処理の詳細について説明するフローチャートである。
【図５】図５は、第１始動処理と併せて実施される、本発明の一実施形態による回転電機の回生制御について説明するフローチャートである。
【図６】図６は、第１始動処理、及び第１始動処理と併せて実施される回転電機の回生制御の動作について説明するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態による車両１００の一部と、車両１００を制御するための電子制御ユニット２００と、を示した概略構成図である。
【００１３】
図１に示すように、車両１００は、内燃機関１と、内燃機関１を始動するための始動装置２と、備える。
【００１４】
内燃機関１は、その内部で燃料を燃焼させることでクランクシャフト１１を回転させて、車両１００を駆動するための動力を発生させる。内燃機関１の出力は、動力伝達装置（図示せず）などを介して最終的に車輪駆動軸（図示せず）に伝達される。クランクシャフト１１の一端部（図中右側）には、クランクシャフト１１と一体となって回転するフライホイール１２が取り付けられる。フライホイール１２の外周には、後述するスタータ２１の出力軸２１ａに取り付けられたピニオンギヤ２１ｂと噛み合うリングギヤ１２ａが取り付けられる。クランクシャフト１１の他端部には、クランクシャフト１１と一体となって回転する第１プーリ１３が取り付けられる。以下、図２を参照して、内燃機関１の詳細な構成について説明する。
【００１５】
図２は、内燃機関１の概略断面図である。
【００１６】
図２に示すように、内燃機関１は、機関本体３０と、吸気装置５０と、排気装置６０と、を備える。
【００１７】
機関本体３０は、シリンダブロック３１と、シリンダブロック３１の上面に固定されたシリンダヘッド３２と、を備える。
【００１８】
シリンダブロック３１には、複数のシリンダ３３が形成される。シリンダ３３の内部には、燃焼圧力を受けてシリンダ３３の内部を往復運動するピストン３４が収められる。ピストン３４は、コンロッド（図示せず）を介してクランクシャフト１１（図１参照）と連結されており、クランクシャフト１１によってピストン３４の往復運動が回転運動に変換される。シリンダヘッド３２の内壁面、シリンダ３３の内壁面及びピストン３４の冠面によって区画された空間が燃焼室３５となる。
【００１９】
シリンダヘッド３２には、シリンダヘッド３２の一方の側面に開口すると共に燃焼室３５に開口する吸気ポート３６と、シリンダヘッド３２の他方の側面に開口すると共に燃焼室３５に開口する排気ポート３７と、が形成される。
【００２０】
またシリンダヘッド３２には、燃焼室３５と吸気ポート３６との開口を開閉するための吸気弁３８と、燃焼室３５と排気ポート３７との開口を開閉するための排気弁３９と、吸気弁３８を開閉駆動する吸気カムシャフト４０と、排気弁３９を開閉駆動する排気カムシャフト４１と、が取り付けられる。吸気カムシャフト４０の一端には、吸気弁３８の開閉時期を任意の時期に設定することができる油圧式の可変動弁機構（図示せず）が設けられる。
【００２１】
さらにシリンダヘッド３２には、燃焼室３５内に燃料を噴射するための燃料噴射弁４２と、燃料噴射弁４２から噴射された燃料と空気との混合気を燃焼室３５内で点火するための点火プラグ４３とが、それぞれ燃焼室３５に臨むように取り付けられる。なお、燃料噴射弁４２は、吸気ポート３６内に燃料を噴射するように取り付けてもよい。
【００２２】
吸気装置５０は、吸気ポート３６を介してシリンダ３３内に空気を導くための装置であって、エアクリーナ５１と、吸気管５２と、吸気マニホールド５３と、エアフローメータ２１４と、電子制御式のスロットル弁５４と、を備える。
【００２３】
エアクリーナ５１は、空気中に含まれる砂などの異物を除去する。
【００２４】
吸気管５２は、一端がエアクリーナ５１に連結され、他端が吸気マニホールド５３のサージタンク５３ａに連結される。吸気管５２によって、エアクリーナ５１を介して吸気管５２内に流入してきた空気（吸気）が吸気マニホールド５３のサージタンク５３ａに導かれる。
【００２５】
吸気マニホールド５３は、サージタンク５３ａと、サージタンク５３ａから分岐してシリンダヘッド側面に形成されている各吸気ポート３６の開口に連結される複数の吸気枝管５３ｂと、を備える。サージタンク５３ａに導かれた空気は、吸気枝管５３ｂを介して各シリンダ３３内に均等に分配される。このように、吸気管５２、吸気マニホールド５３及び吸気ポート３６が、各シリンダ３３内に空気を導くための吸気通路を形成する。
【００２６】
エアフローメータ２１４は、吸気管５２内に設けられる。エアフローメータ２１４は、吸気管５２内を流れて各シリンダ３３の燃焼室３５内に吸入される空気の流量（以下「吸入空気量」という。）を検出する。
【００２７】
スロットル弁５４は、エアフローメータ２１４よりも下流側の吸気管５２内に設けられる。スロットル弁５４は、スロットルアクチュエータ５５によって駆動され、吸気管５２の通路断面積を連続的又は段階的に変化させる。スロットルアクチュエータ５５によってスロットル弁５４の開度（以下「スロットル開度」という。）の調整することで、吸入空気量が調整される。スロットル開度は、スロットルセンサ２１５によって検出される。
【００２８】
排気装置６０は、燃焼室３５内で生じた燃焼ガス（以下「排気」という。）を浄化して外気に排出するための装置であって、排気マニホールド６１と、排気管６２と、触媒装置６３と、を備える。
【００２９】
排気マニホールド６１は、シリンダヘッド側面に形成されている各排気ポート３７の開口と連結される複数の排気枝管と、排気枝管３１ａを集合させて１本にまとめた集合管と、を備える。
【００３０】
排気管６２は、一端が排気マニホールド６１の集合管に連結され、他端が外気に開口している。各シリンダ３３から排気ポート３７を介して排気マニホールド６１に排出された排気は、排気管６２を流れて外気に排出される。このように、排気ポート３７、排気マニホールド６１、及び排気管６２が、各シリンダ３３から排出された排気が流れる排気通路を形成する。
【００３１】
触媒装置６３は、排気を浄化した上で外気に排出するための装置であって、有害物質を浄化する各種の触媒（例えば酸化触媒や三元触媒など）を担体に担持させたものである。
【００３２】
なお、本実施形態では内燃機関１の一例として、上記のような火花点火式内燃機関を例示して説明したが、火花点火式内燃機関であれば特に上記の構成に限られるものではなく、例えば、気筒配列、燃料の噴射態様、吸排気系の構成、動弁機構の構成、過給器の有無、過給態様等が、上記の構成と異なるものであっても良い。
【００３３】
図１に戻り、始動装置２は、スタータ２１と、回転電機２２と、第１バッテリ２３と、第２バッテリ２４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５と、インバータ２６と、を備える。
【００３４】
スタータ２１は、例えば直流直巻型のモータである。スタータ２１の出力軸２１ａには、前述したようにピニオンギヤ２１ｂが取り付けられる。スタータ２１は、第１バッテリ２３と電気的に接続されており、第１バッテリ２３からの電力供給を受けて力行駆動される。スタータ２１を力行駆動させて出力軸２１ａを回転させることで、ピニオンギヤ２１ｂと噛み合うリングギヤ１２ａが取り付けられたフライホイール１２、ひいてはクランクシャフト１１を回転させることができる。したがって、内燃機関１を始動する際にスタータ２１を力行駆動することで、内燃機関１のクランキングを行うことができる。
【００３５】
回転電機２２は、例えば三相の交流同期型のモータジュネレータである。回転電機２２の出力軸２２ａには、回転電機２２の出力軸２２ａと一体となって回転する第２プーリ１４が取り付けられる。第２プーリ１４は、ベルト１５を介して第１プーリ１３と連結される。また、回転電機２２は、インバータ２６を介して第２バッテリ２４に電気的に接続されると共に、インバータ２６及びＤＣ／ＤＣコンバータ２５を介して第１バッテリ２３に電気的に接続される。
【００３６】
回転電機２２は、電動機としての機能を有し、第２バッテリ２４からの電力供給を受けて力行駆動される。回転電機２２を力行駆動させて出力軸２２ａと共に第２プーリ１４を回転させることで、ベルト１５を介して第１プーリ１３、ひいてはクランクシャフト１１を回転させることができる。したがって、内燃機関１を始動する際に回転電機２２を力行駆動しても、内燃機関１のクランキングを行うことができる。また、内燃機関１の運転中に回転電機２２を力行駆動していわゆる内燃機関１のモータリングを行って、内燃機関１の出力トルク及び回転電機２２の出力トルクの双方を利用して車両１００を駆動することもできる。
【００３７】
また、回転電機２２は、発電機としての機能も有しており、クランクシャフト１１を回転させて第１プーリ１３を回転させることで、ベルト１５を介して第２プーリ１４、ひいては回転電機２２の出力軸２２ａを回転させることができる。したがって、内燃機関１の内部で燃料を燃焼させているときや車両１００の慣性走行中など、クランクシャフト１１が回転しているときに回転電機２２を回生駆動させることで、回転電機２２で発電した発電電力を、第１バッテリ２３及び第２バッテリ２４に充電することができる。
【００３８】
第１バッテリ２３は、例えばニッケル・カドミウム蓄電池やニッケル・水素蓄電池、リチウムイオン電池などの充放電可能な二次電池である。第１バッテリ２３は、第１バッテリ２３に充電された充電電力をスタータ２１に供給してスタータ２１を力行駆動することができるように、スタータ２１に電気的に接続される。また、第１バッテリ２３は、回転電機２２によって発電された発電電力を第１バッテリ２３に充電することができるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５、及びインバータ２６を介して回転電機２２に電気的に接続される。第１バッテリ２３には、第１バッテリ２３の充電量ＳＯＣ１を検出するための第１ＳＯＣセンサ２０１が取り付けられる。
【００３９】
第２バッテリ２４は、第１バッテリ２３よりも高電圧のバッテリであって、例えばニッケル・カドミウム蓄電池やニッケル・水素蓄電池、リチウムイオン電池などの充放電可能な二次電池である。第２バッテリ２４は、第２バッテリ２４に充電された充電電力を回転電機２２に供給して回転電機２２を力行駆動することができるように、また、回転電機２２によって発電された発電電力を第２バッテリ２４に充電することができるように、インバータ２６を介して回転電機２２に電気的に接続される。第２バッテリ２４には、第２バッテリ２４の充電量ＳＯＣ２を検出するための第２ＳＯＣセンサ２０２が取り付けられる。
【００４０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて一次側端子の端子間電圧を昇圧して二次側端子から出力し、逆に電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて二次側端子の端子間電圧を降圧して一次側端子から出力することが可能な電気回路を備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の一次側端子は第１バッテリ２３の出力端子に接続され、二次側端子はインバータ２６の直流側端子に接続される。
【００４１】
インバータ２６は、電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて直流側端子から入力された直流電流を交流電流（本実施形態では三相交流電流）に変換して交流側端子から出力し、逆に電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて交流側端子から入力された交流電流を直流電流に変換して直流側端子から出力することが可能な電気回路をそれぞれ備える。インバータ２６の直流側端子は、第２バッテリ２４の出力端子、及びＤＣ／ＤＣコンバータ２５の二次側端子に接続され、インバータ２６の交流側端子は回転電機２２の入出力端子に接続される。
【００４２】
電子制御ユニット２００は、デジタルコンピュータから構成され、双方性バスによって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）、入力ポート及び出力ポートを備える。
【００４３】
電子制御ユニット２００には、前述した第１ＳＯＣセンサ２０１や第２ＳＯＣセンサ２０２、エアフローメータ２１４、スロットルセンサ２１５の他にも、機関本体３０の負荷（機関負荷）に相当するアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ２１１や、機関回転速度ＮＥなどを算出するための信号として機関本体３０のクランクシャフト１１（図示せず）が例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ２１２、機関本体３０の温度（機関温度）に相当する機関本体３０を冷却する冷却水の温度を検出する水温センサ２１３などの各種センサからの出力信号が入力される。
【００４４】
そして電子制御ユニット２００は、入力された各種センサの出力信号等に基づいて、内燃機関１や始動装置２などを制御する。以下、電子制御ユニット２００が実施する内燃機関１の制御、特に内燃機関１の始動制御について説明する。
【００４５】
内燃機関１をスタータ２１によるクランキングによって始動させる場合、スタータ２１の出力トルクでは機関回転速度ＮＥを所定の目標アイドル回転速度まで上昇させることができないため、スタータ２１を駆動しつつ各シリンダ３３の燃焼室３５内で燃料を燃焼させて、機関回転速度ＮＥを上昇させる必要がある。このとき、燃料性状のばらつきや内燃機関１の個体差が存在する場合であっても良好な始動性を確保するためには、機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度よりも高い回転速度まで一旦上昇させた後、機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度に向けて低下させて、機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度に収束させる必要がある。
【００４６】
したがって、内燃機関１をスタータ２１によるクランキングによって始動させる場合、内燃機関１の始動時において、機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度よりも高くなる現象、すなわち機関回転速度ＮＥの吹き上がりが生じる。
【００４７】
これに対して、内燃機関１を回転電機２２によるクランキングによって始動させる場合、回転電機２２の出力トルクによって機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度まで上昇させることができる。そのため、回転電機２２の出力トルクによって機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度まで上昇させた後、機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度となるように、各シリンダ３３の燃焼室３５内で燃料を燃焼させることで、機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度よりも高い回転速度まで一旦上昇させることなく、内燃機関１を始動させることができる。
【００４８】
したがって、内燃機関１を回転電機２２によるクランキングによって始動させる場合、内燃機関１の始動時において、機関回転速度ＮＥの吹き上がりはほとんど生じない。
【００４９】
ここで、内燃機関１を回転電機２２によるクランキングによって始動させる場合に回転電機２２によって消費される電力は、内燃機関１をスタータ２１によるクランキングによって始動させる場合にスタータ２１によって消費される電力よりも多い。そのため、冷却水温が所定水温以下となっている冷間時に内燃機関１を始動する際には、第２バッテリ２４の劣化抑制の観点から、第２バッテリ２４の出力電力が制限されるため、回転電機２２に対して、機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度まで上昇させるために必要な電力を供給できない。
【００５０】
したがって、冷間時においては、内燃機関１をスタータ２１によるクランキングによって始動させる必要がある。しかしながら、前述したように、内燃機関１をスタータ２１によるクランキングによって始動させる場合には、良好な始動性を確保するため、機関回転速度ＮＥを所定の冷間時用の目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３（例えば１０００［ｒｐｍ］）よりも高い回転速度まで一旦上昇させた後、機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３に向けて低下させて、機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３に収束させる必要がある。
【００５１】
このとき、機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３に一旦到達した後、内燃機関１に対する要求トルクを低下させて機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３に向けて低下させると、以下のような問題が生じる。
【００５２】
すなわち、機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３に一旦到達した後、内燃機関１に対する要求トルクを低下させて機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３に向けて低下させようとすると、目標燃料噴射量が低下し、各燃料噴射弁４２から噴射される燃料量が低下することになる。それに加えて、冷間時においては、機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３に一旦到達した後は、触媒装置６３の暖機を早期に完了させるため、点火時期が始動用の点火時期から暖機促進用の点火時期にステップ的に遅角されることになる。そのため、燃焼が不安定になって未燃ＨＣの排出量が相対的に多くなり、排気エミッションが悪化するという問題が生じるのである。
【００５３】
そこで本実施形態では、冷間時に内燃機関１をスタータ２１によるクランキングで始動させるときは、排気エミッションの悪化を抑制するために、燃料噴射量が一定量以下となるのを抑制しつつ、機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３よりも高くなったときには、回転電機２２を回生駆動することで、機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３に収束させることとした。
【００５４】
図３は、この本実施形態による内燃機関１の始動制御について説明するフローチャートである。電子制御ユニット２００は、車両１００の走行を開始してから終了するまでの１トリップ中に内燃機関１の始動要求、又は再始動要求があったときに本ルーチンを実施する。
【００５５】
ステップＳ１において、電子制御ユニット２００は、冷間時か否かを判定する。本実施形態では電子制御ユニット２００は、水温センサ２１３によって検出された冷却水温Ｔｗを読み込み、冷却水温Ｔｗが所定水温Ｔｗ＿ｌ未満であれば、冷間時であると判定してステップＳ２の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、冷却水温Ｔｗが所定水温Ｔｗ＿ｌ以上であれば、温間時であると判定してステップＳ３の処理に進む。
【００５６】
ステップＳ２において、電子制御ユニット２００は、内燃機関１をスタータ２１によるクランキングによって始動させる第１始動処理を実施する。第１始動処理の詳細については、図４を参照して後述する。
【００５７】
ステップＳ３において、電子制御ユニット２００は、内燃機関１を回転電機２２によるクランキングによって始動させる第２始動処理を実施する。第２始動処理は、前述したように、回転電機２２に第２バッテリ２４の電力を供給し、回転電機２２の出力トルクによって機関回転速度ＮＥを所定の温間時用の目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ２（例えば８００［ｒｐｍ］）まで上昇させた後、機関回転速度ＮＥが温間時用の目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ２となるように、各燃料噴射弁４２から燃料を噴射して燃料を燃焼させて内燃機関１を始動させる処理である。
【００５８】
図４は、第１始動処理の詳細について説明するフローチャートである。
【００５９】
ステップＳ２１において、電子制御ユニット２００は、スタータ２１に第１バッテリ２３の電力を供給し、スタータ２１によるクランキングを実施する。
【００６０】
ステップＳ２２において、電子制御ユニット２００は、クランク角センサ２１２の出力信号に基づいて算出された機関回転速度ＮＥを読み込み、機関回転速度ＮＥが所定の噴射開始回転速度ＮＥｔｈ１（例えば１５０［ｒｐｍ］）以上になったか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、機関回転速度ＮＥが噴射開始回転速度ＮＥｔｈ１以上であれば、ステップＳ２３の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、機関回転速度ＮＥが噴射開始回転速度ＮＥｔｈ１未満であれば、一定の間隔（例えば１０［ｍｓ］）を空けた後、再度ステップＳ２２の処理を行う。
【００６１】
ステップＳ２３において、電子制御ユニット２００は、目標燃料噴射量ｔＱ、目標燃料噴射時期ｔＡ、及び目標点火時期ｔＩＴを、それぞれ所定の始動用の燃料噴射量Ｑｓ、燃料噴射時期Ａｓ、及び点火時期ＩＴｓに設定する。
【００６２】
ステップＳ２４において、電子制御ユニット２００は、目標燃料噴射時期ｔＡに燃料噴射弁４２からの燃料噴射を開始して目標燃料噴射量ｔＱ分の燃料を噴射すると共に、目標点火時期ｔＩＴに点火プラグ４３による火花点火を行って、内燃機関１を運転させる。
【００６３】
ステップＳ２５において、電子制御ユニット２００は、クランク角センサ２１２の出力信号に基づいて算出された機関回転速度ＮＥを読み込み、機関回転速度ＮＥが所定の冷間時用の目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３以上になったか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、機関回転速度ＮＥがアイドル回転速度ＮＥｔｈ３以上であれば、ステップＳ２６の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、機関回転速度ＮＥがアイドル回転速度ＮＥｔｈ３未満であれば、一定の間隔（例えば１０［ｍｓ］）を空けた後、再度ステップＳ２３の処理を行う。
【００６４】
ステップＳ２６において、電子制御ユニット２００は、クランク角センサ２１２の出力信号に基づいて算出された機関回転速度ＮＥと、負荷センサ２１１によって検出された機関負荷と、を読み込み、機関運転状態を検出する。
【００６５】
ステップＳ２７において、電子制御ユニット２００は、予め実験等によって作成された暖機促進用のマップを参照し、機関運転状態に基づいて、目標燃料噴射量ｔＱ、及び目標燃料噴射時期ｔＡを、それぞれ所定の暖機促進用の燃料噴射量Ｑｈ、及び燃料噴射時期Ａｈに設定する。この際、機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３よりも高い状態になっているときは、機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３に向けて低下させるため、目標燃料噴射量ｔＱは、機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３に制御（維持）されていると比較して、少ない値となる。
【００６６】
またステップＳ２７において、電子制御ユニット２００は、目標点火時期ｔＩＴを、始動用の点火時期ＩＴｓから所定量だけ遅角させた所定の暖機促進用の点火時期ＩＴｈに設定する。
【００６７】
ステップＳ２８において、電子制御ユニット２００は、ステップＳ２７において設定された目標燃料噴射量ｔＱが、所定の下限値Ｑｌｉｍ以上であるか否かを判定する。下限値Ｑｌｉｍは、機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３よりも高い状態になっているときに、点火時期の遅角と共に燃料噴射量が減少させられることに起因して燃焼が不安定になるのを抑制するために設定される値であって、例えば、機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３に維持するために必要な燃料量とされる。電子制御ユニット２００は、ステップＳ２７において設定された目標燃料噴射量ｔＱが下限値Ｑｌｉｍ以上であれば、ステップＳ３０の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、ステップＳ２７において設定された目標燃料噴射量ｔＱが下限値Ｑｌｉｍ未満であれば、ステップＳ２９の処理に進む。
【００６８】
ステップＳ２９において、電子制御ユニット２００は、ステップＳ２７において設定された目標燃料噴射量ｔＱを、下限値Ｑｌｉｍに補正する。これにより、機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３よりも高い状態になっているときに、点火時期の遅角と共に燃料噴射量が減少させられることに起因して燃焼が不安定になるのを抑制することができる。なお、この際、目標燃料噴射量ｔＱを補正したことに対応して目標燃料噴射時期ｔＡを併せて補正するようにしてもよい。
【００６９】
ステップＳ３０において、電子制御ユニット２００は、目標燃料噴射時期ｔＡに燃料噴射弁４２からの燃料噴射を開始して目標燃料噴射量ｔＱ分の燃料を噴射すると共に、目標点火時期ｔＩＴに点火プラグ４３による火花点火を行って、内燃機関１を運転させる。
【００７０】
ステップＳ３１において、電子制御ユニット２００は、第１始動処理を終了させるべきときであるか否かを判定する。第１始動処理を終了させるべきときは、例えば、冷却水温Ｔｗが触媒装置６３の暖機が完了したと判定できる水温以上になったときや、シフトレバーがＰレンジ（駐車レンジ）からＤレンジ（ドライブレンジ）に切り替わったときなどである。電子制御ユニット２００は、第１始動処理を終了させるべきときであれば、第１始動処理を終了する。一方で電子制御ユニット２００は、第１始動処理を終了させるべきときでなければ、一定の間隔（例えば１０［ｍｓ］）を空けた後、再度ステップＳ２６の処理を行う。
【００７１】
図５は、第１始動処理と併せて実施される回転電機２２の回生制御について説明するフローチャートである。
【００７２】
ステップＳ４１において、電子制御ユニット２００は、クランク角センサの出力信号に基づいて算出された機関回転速度ＮＥを読み込み、機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３よりも高いか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３よりも高ければ、ステップＳ４２の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３未満であれば、今回の処理を終了する。
【００７３】
ステップＳ４２において、電子制御ユニット２００は、機関回転速度ＮＥからアイドル回転速度ＮＥｔｈ３を引いた差分回転速度ΔＮＥを算出する。
【００７４】
ステップＳ４３において、電子制御ユニット２００は、予め実験等によって作成されたテーブルを参照し、差分回転速度ΔＮＥに基づいて、回転電機２２を発電機として機能させる際の目標回生トルクを算出する。目標回生トルクは、目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３よりも高くなった機関速度度ＮＥを、目標アイドル回転速度ＮＥまで低下させるために必要な負のトルクであり、基本的に差分回転速度ΔＮＥが大きいほど高くされる（回生量が多くされる）。
【００７５】
ステップＳ４４において、電子制御ユニット２００は、回生トルクが目標回生トルクとなるように、回転電機２２を回生駆動させて、機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転アイドル回転速度ＮＥｔｈ３に素早く収束させる。これにより、機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３よりも高い状態になっているときに、燃料噴射量を減少させなくても、機関回転速度ＮＥの吹き上がりを抑制することができる。
【００７６】
図６は、第１始動処理、及び第１始動処理と併せて実施される回転電機２２の回生制御の動作について説明するタイムチャートである。なお図６において、実線は、本実施形態による制御の動作を示している。一方で破線は、従来制御の動作、すなわち機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３に一旦到達した後、内燃機関１に対する要求トルク（燃料噴射量）を低下させて機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３に向けて低下させたときの動作を示している。
【００７７】
図６に示すように、冷間時に内燃機関１をスタータ２１によるクランキングで始動させるとき、本実施形態による制御では、燃料噴射量が下限値Ｑｌｉｍ未満とならないように制御しつつ、差分回転速度ΔＮＥに応じた目標回生トルクで回転電機２２が回生駆動される。
【００７８】
そのため、冷間時において、点火時期の遅角と共に燃料噴射量が減少させられることに起因して燃焼が不安定になるのを抑制することができるので、排気エミッションの悪化を抑制できる。また、内燃機関１をスタータ２１によるクランキングで始動させるときの機関回転速度の吹き上がりを抑制することができる。
【００７９】
以上説明した本実施形態によれば、車両１００は、燃料噴射弁４２から噴射された燃料を点火プラグ４３で火花点火させることによって燃焼させて動力を発生させる内燃機関１と、内燃機関１のクランキングを行うためのスタータ２１と、内燃機関１の動力によって回生駆動される回転電機２２と、を備える。そして、この車両１００を制御するための車両１００の電子制御ユニット２００（制御装置）は、冷間時に内燃機関１をスタータ２１によるクランキングで始動させる場合は、燃料噴射弁４２から噴射される燃料が所定の下限値Ｑｌｉｍ未満とならないように燃料噴射弁４２から燃料を噴射すると共に、内燃機関１の排気通路に設けられた触媒装置６３を暖機するために所定のタイミングで点火時期を遅角させて燃料噴射弁４２から噴射される燃料に点火して燃焼させ、機関回転速度ＮＥが所定の目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３よりも高くなったときは、回転電機２２を回生駆動して機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥｔｈ３に収束させるように構成されている。
【００８０】
これにより、冷間時において、点火時期の遅角と共に燃料噴射量が減少させられることに起因して燃料が不安定になるのを抑制することができるので、排気エミッションの悪化を抑制できる。また、内燃機関１をスタータ２１によるクランキングで始動させるときの機関回転速度の吹き上がりを、回転電機２２を回生駆動することによって抑制することができる。
【００８１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【００８２】
１    内燃機関
２１    スタータ
２２    回転電機
４２    燃料噴射弁
４３    点火プラグ
６３    触媒装置
１００    車両
２００    電子制御ユニット（制御装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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