(57)【要約】【課題】吸気弁が閉弁したか否か容易に検出でき、かつ閉弁時期を精度良く検出することが可能な内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関１０Ａのクランク軸１０ａの回転数を検出するクランク角センサ４１を備えた内燃機関の制御装置において、クランク角センサ４１が検出した回転数を時間微分した時間微分値ΔＮｅが、所定の閾値ｄＮｅ＿ｔｈより大きい値から閾値ｄＮｅ＿ｔｈより小さい値に変化した場合に、内燃機関１０Ａの気筒１１の吸気弁１８が閉弁したと判定する。【選択図】図１２
2014156792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランク軸又は前記内燃機関の始動時に前記クランク軸と共に回転する回転体の回転数を検出する回転数検出手段を備えた内燃機関の制御装置において、
前記回転数検出手段が検出した回転数を時間微分した時間微分値が、所定の閾値より大きい値から前記閾値より小さい値に変化した場合に、前記内燃機関の気筒の吸気弁が閉弁したと判定する閉弁判定手段を備えている制御装置。
【請求項２】
前記閉弁判定手段は、前記内燃機関の始動時に、前記内燃機関のクランキングが開始されてから最初に吸気弁が閉弁する気筒のみに対して吸気弁が閉弁したか否かの判定を行う請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関は、点火プラグを備えた火花点火式の内燃機関であり、
前記閉弁判定手段は、前記内燃機関のクランキングが開始されてから前記点火プラグによる点火が開始されるまでの期間、前記内燃機関の気筒の吸気弁が閉弁したか否か判定する請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関は、２気筒の内燃機関である請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関には、前記クランク軸を駆動可能に設けられた電動機と、前記内燃機関の油圧が設定圧以上の場合には前記吸気弁の閉弁時期が第１クランク角になる通常状態に切り替わり、前記オイルポンプからの油圧が前記設定圧未満の場合には前記吸気弁の閉弁時期が前記第１クランク角より早い第２クランク角になる低油圧状態に切り替わるラッシュアジャスタと、が設けられ、
前記閉弁判定手段により吸気弁が閉弁したと判定された閉弁時期と、前記内燃機関のクランキング開始時のクランク角とに基づいて、そのクランク角からクランキングを開始したときに前記気筒から前記クランク軸に付与されると予想されるトルクと予め設定した基準トルクとの比であるトルク比を算出するトルク比算出手段と、
前記トルク比算出手段が算出したトルク比に基づいて、前記内燃機関のクランキング中に前記気筒から前記クランク軸に付与されると予想されるトルクを算出するトルク算出手段と、
前記トルク算出手段が算出したトルクに基づいて前記内燃機関のクランキング中における前記電動機の動作を制御する制御手段と、をさらに備え、
前記トルク算出手段は、前記内燃機関のクランキングを開始してから、クランキング開始後に最初に圧縮行程になる気筒が、クランキング開始後の最初の膨張行程を完了するまでの過渡期間の間と、前記過渡期間の経過後とでトルクを算出する算出方法を切り替える請求項１〜４のいずれか一項に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気筒を開閉する吸気弁を備えた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気弁又は排気弁の開閉する位相を変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関が知られている。このような内燃機関に適用される制御装置おいて、可変動弁機構の作動量、例えば可変動弁機構を作動させる電動モータの回転数を検出し、その検出した作動量とマップとに基づいて吸気弁又は排気弁の開閉する位相を検出する制御装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９８３１４号公報
【特許文献２】特開２００７−２６３０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
吸気弁を開閉駆動する動弁機構として、ロッカーアームと、そのロッカーアームを支持するラッシュアジャスタとを有するものが知られている。周知のようにラッシュアジャスタは油圧で動作し、油圧が変化するとロッカーアームの支点の位置が変化し、吸気弁の位相が変化する。特許文献１の装置では、このようなラッシュアジャスタによる吸気弁の位相の変化に対応しようとすると、油圧に応じたマップを複数用意する必要がある。そして、吸気弁の開閉する位相を算出する場合には、それら複数のマップを切り替えて使用する必要がるため、開閉位相を算出する際に時間が掛かるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、吸気弁が閉弁したか否か容易に検出でき、かつ閉弁時期を精度良く検出することが可能な内燃機関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】
本発明の制御装置は、内燃機関のクランク軸又は前記内燃機関の始動時に前記クランク軸と共に回転する回転体の回転数を検出する回転数検出手段を備えた内燃機関の制御装置において、前記回転数検出手段が検出した回転数を時間微分した時間微分値が、所定の閾値より大きい値から前記閾値より小さい値に変化した場合に、前記内燃機関の気筒の吸気弁が閉弁したと判定する閉弁判定手段を備えている（請求項１）。
【０００７】
本発明の制御装置では、クランク軸又はクランク軸と共に回転する回転体の回転数に基づいて吸気弁が閉弁したか否か判定する。吸気弁が閉弁するときには排気弁も閉弁しているので、吸気弁が閉弁すると気筒内に気体が閉じ込められる。そのため、クランク軸の回転数が急に変化する。本発明では、このように実際に吸気弁が閉弁したことで生じる現象に基づいて吸気弁が閉弁したか否か判定するので、例えばラッシュアジャスタ等が設けられていても吸気弁の閉弁時期を精度良く検出できる。また、クランク軸の回転数は、内燃機関に一般に設けられているセンサで検出できるので、吸気弁が閉弁したか否か容易に検出することができる。
【０００８】
本発明の制御装置の一形態において、前記閉弁判定手段は、前記内燃機関の始動時に、前記内燃機関のクランキングが開始されてから最初に吸気弁が閉弁する気筒のみに対して吸気弁が閉弁したか否かの判定を行ってもよい（請求項２）。クランク軸の回転数がある程度まで高くなると、吸気弁が閉弁したことによる回転数変動が検出し難くなる。また、ラッシュアジャスタの油圧は、クランキング開始後に２番目に吸気弁が閉弁する気筒の吸気弁が閉じる時期にはすでに適切な圧力まで上昇している。そのため、最初に吸気弁が閉弁する気筒に対してのみ判定を行うことで、吸気弁の閉弁時期の無駄な検出を回避できる。
【０００９】
本発明の制御装置の一形態において、前記内燃機関は、点火プラグを備えた火花点火式の内燃機関であり、前記閉弁判定手段は、前記内燃機関のクランキングが開始されてから前記点火プラグによる点火が開始されるまでの期間、前記内燃機関の気筒の吸気弁が閉弁したか否か判定してもよい（請求項３）。点火プラグによる点火が開始されると、燃料混合気の爆発燃焼に基づく回転数変動が支配的となる。そのため、点火開始後は吸気弁が閉弁したことによるクランク軸の回転数変動が検出し難くなる。この形態では、このような期間は判定を行わないので、吸気弁の閉弁時期の無駄な検出を回避できる。
【００１０】
本発明の制御装置の一形態において、前記内燃機関は、２気筒の内燃機関であってもよい（請求項４）。一般に２気筒の内燃機関では、両方の気筒のピストンが同時に上昇したり下降したりするので、吸気弁が閉弁したことによるクランク軸の回転数変動を検知しやすい。そのため、吸気弁の閉弁時期を精度良く検出することができる。
【００１１】
本発明の制御装置の一形態において、前記内燃機関には、前記クランク軸を駆動可能に設けられた電動機と、前記内燃機関の油圧が設定圧以上の場合には前記吸気弁の閉弁時期が第１クランク角になる通常状態に切り替わり、前記オイルポンプからの油圧が前記設定圧未満の場合には前記吸気弁の閉弁時期が前記第１クランク角より早い第２クランク角になる低油圧状態に切り替わるラッシュアジャスタと、が設けられ、前記閉弁判定手段により吸気弁が閉弁したと判定された閉弁時期と、前記内燃機関のクランキング開始時のクランク角とに基づいて、そのクランク角からクランキングを開始したときに前記気筒から前記クランク軸に付与されると予想されるトルクと予め設定した基準トルクとの比であるトルク比を算出するトルク比算出手段と、前記トルク比算出手段が算出したトルク比に基づいて、前記内燃機関のクランキング中に前記気筒から前記クランク軸に付与されると予想されるトルクを算出するトルク算出手段と、前記トルク算出手段が算出したトルクに基づいて前記内燃機関のクランキング中における前記電動機の動作を制御する制御手段と、をさらに備え、前記トルク算出手段は、前記内燃機関のクランキングを開始してから、クランキング開始後に最初に圧縮行程になる気筒が、クランキング開始後の最初の膨張行程を完了するまでの過渡期間の間と、前記過渡期間の経過後とでトルクを算出する算出方法を切り替えてもよい（請求項５）。上述したように本発明では、実際に吸気弁が閉弁したことで生じる現象に基づいて吸気弁が閉弁したか否か判定する。この形態によれば、このように判定した吸気弁の閉弁時期に基づいて内燃機関のクランキング中に気筒からクランク軸に付与されると予想されるトルクを算出するので、このトルクの推定精度を高めることができる。そして、そのトルクに基づいて内燃機関のクランキングを行うので、内燃機関の始動時の振動を抑制できる。
【発明の効果】
【００１２】
以上に説明したように、本発明の制御装置によれば、実際に吸気弁が閉弁したことで生じるクランク軸の回転数変動に基づいて吸気弁が閉弁したか否か判定するので、吸気弁の閉弁時期を精度良く検出できる。また、クランク軸の回転数は、内燃機関に一般に設けられているセンサで検出できるので、吸気弁が閉弁したか否か容易に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一形態に係る制御装置が適用されたハイブリッド車両の駆動装置の要部を示す図。
【図２】図１の内燃機関の＃１の気筒の断面を示す図。
【図３】内燃機関に設けられている動弁機構の一部を概略的に示す図。
【図４】ラッシュアジャスタを概略的に示す図。
【図５】圧縮行程の気筒を模式的に示す図。
【図６】膨張行程の気筒を模式的に示す図。
【図７】初期クランク角が０°の場合、初期クランク角が３０°の場合、及び初期クランク角が６０°の場合におけるクランキング時のトルクの時間変化を示す図。
【図８】初期クランク角が９０°の場合及び初期クランク角が１２０°の場合におけるクランキング時のトルクの時間変化を示す図。
【図９】初期クランク角が＃３の気筒の排気弁が開くクランク角の場合及び初期クランク角が１８０°の場合におけるクランキング時のトルクの時間変化を示す図。
【図１０】初期クランク角が所定角度の場合の各気筒の脈動トルクとクランク角との関係の一例を示す図。
【図１１】クランク角とＶ（θ）γとの関係を示す図。
【図１２】クランキング時におけるクランク軸の回転数の時間変化と、その回転数を一階時間微分した値の時間変化を示す図。
【図１３】実際の内燃機関の脈動トルクの一例を示す図。
【図１４】初期クランク角、エンジンの水温、及び閾値の関係の一例を示す図。
【図１５】閉弁クランク角を求める方法を示すブロック図。
【図１６】車両制御装置が実行する閉弁クランク角検出ルーチンを示すフローチャート。
【図１７】車両制御装置が実行するクランキング制御ルーチンを示すフローチャート。
【図１８】モータ・ジェネレータの回転数に基づいて閉弁クランク角を求める方法を示すブロック図。
【図１９】本発明の制御装置が適用される他の内燃機関を概略的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明をハイブリッド車両の駆動装置に適用して一形態を説明する。図１に示したように、ハイブリッド車両１の駆動装置２は、内燃機関（以下、エンジンと略称する。）１０Ａと、モータ・ジェネレータ３とを備えている。エンジン１０Ａ及びモータ・ジェネレータ３は、動力分割機構４に接続されている。動力分割機構４は、シングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されている。動力分割機構４は、外歯歯車であるサンギヤＳと、そのサンギヤＳに対して同軸的に配置された内歯歯車としてのリングギヤＲと、これらのギヤＳ、Ｒに噛み合うピニオンギヤＰを自転可能かつサンギヤＳの周囲を公転可能に保持するキャリアＣとを備えている。サンギヤＳは、モータ・ジェネレータ３と一体回転するように連結されている。キャリアＣは、エンジン１０Ａのクランク軸１０ａとダンパ５を介して連結されている。このダンパ５は、エンジン１０Ａと動力分割機構４との間に生じる回転変動を減衰する周知のものである。リングギヤＲは、出力ギヤ６と連結されている。出力ギヤ６は、不図示の減速機構を介して駆動輪と動力伝達可能に接続されている。
【００１５】
エンジン１０Ａは、車両に走行用動力源として搭載される火花点火式の４サイクル内燃機関である。エンジン１０Ａは、４つの気筒１１を備えている。この図に示したように各気筒にはそれらの並び方向一端から他端側に向かって＃１〜＃４の気筒番号を付して互いに区別する。このエンジン１０Ａでは＃１の気筒１１と＃３の気筒１１の爆発間隔が３６０°ＣＡ（クランク角を意味する。）ずらされ、＃４の気筒１１と＃２の気筒１１の爆発時期が＃１の気筒１１の爆発時期を基準として１８０°ＣＡ、５４０°ＣＡずらされることにより、１８０°ＣＡ毎の等間隔爆発が実現されている。そして、このエンジン１０Ａでは＃１、＃４、＃３、＃２の順番で各気筒１１において爆発が発生するように爆発順番が設定されている。
【００１６】
図２は、＃１の気筒１１の断面の概略図を示している。なお、他の気筒１１も＃１の気筒１１と同様の構造を有している。図２に示したように気筒１１には、ピストン１２が往復動可能に挿入され、このピストン１２と気筒１１の壁面とによって各気筒１１に燃焼室１３が形成されている。ピストン１２はコンロッド１４及びクランクアーム１５にてクランク軸１０ａと連結されている。なお、上述した等間隔爆発が実現されるように各気筒１１におけるピストン１２の位相はクランク角にして１８０°ずつずらされている。気筒１１には、吸気ポート１６及び排気ポート１７が接続されている。そして、気筒１１には、吸気ポート１６を開閉するための吸気弁１８及び排気ポート１７を開閉するための排気弁１９が設けられている。また、気筒１１には、気筒１１内の燃料混合気に点火するための点火プラグ２０が設けられている。
【００１７】
吸気弁１８及び排気弁１９は、図３に示した動弁機構３０にて開閉駆動される。この図では、動弁機構３０のうち吸気弁１８を開閉駆動する部分のみを示し、排気弁１９を開閉駆動する部分は図示を省略している。動弁機構３０は、吸気弁１８を開閉駆動するためのカム軸３１を備えている。図中の矢印Ａはカム軸３１の回転方向を示している。カム軸３１上には、カム３２が一体回転可能に設けられている。カム３２と吸気弁１８との間には、ロッカーアーム３３が介在している。ロッカーアーム３３は、その一端がラッシュアジャスタ３４によって支持されている。また、動弁機構３０は、吸気弁１８を閉弁方向に付勢するバルブスプリング３５を備えている。ロッカーアーム３３は、中間部３３ａがカム３２に接し、一端部３３ｂが吸気弁１８に接し、他端部３３ｃがラッシュアジャスタ３４に接するように設けられている。そして、ロッカーアーム３３は、一端部３３ｂを中心に揺動可能に設けられている。
【００１８】
図４に示したようにラッシュアジャスタ３４は、一端が開口する中空筒状のボディ３７を有している。ボディ３７には、開口部から一部が突出するようにしてプランジャ３８が移動可能に装着されている。そして、ボディ３７の底部には油圧室３９が設けられている。この油圧室３９には、エンジン１０Ａのオイルポンプ（不図示）からオイルが供給される。なお、このオイルポンプはクランク軸１０ａにて駆動される周知のものであるため、説明を省略する。油圧室３９にオイルが供給されるとプランジャ３８が油圧に押される。そして、これにより図４の左側の図のようにプランジャ３８の先端が突出する。なお、以下ではこの状態を通常状態と称することがある。そして、この場合にはロッカーアーム３３が図３に実線で示した位置に移動する。一方、エンジン１０Ａが停止するとオイルポンプも停止するので、油圧室３９の油圧が低下する。この場合、図４の右側の図のようにロッカーアーム３３によりプランジャ３８がボディ３７側に押される。そのため、通常状態と比較して距離Ｌだけプランジャ３８の突出量が小さくなる。なお、以下ではこの状態を低油圧状態と称することがある。この場合には、ロッカーアーム３３は図３に破線で示した位置に移動する。
【００１９】
ロッカーアーム３３が実線で示した位置にある場合、すなわちラッシュアジャスタ３４が通常状態の場合、カム３２は図３の点Ｐｃ１においてロッカーアーム３３から離れる。一方、ロッカーアーム３３が破線で示した位置に有る場合、すなわちラッシュアジャスタ３４が低油圧状態の場合、カム３２は図３の点Ｐｃ２においてロッカーアーム３３から離れる。そのため、ラッシュアジャスタ３４が通常状態のときと比較して吸気弁１８が閉弁するタイミングが早くなる。
【００２０】
上述したようにエンジン１０Ａの停止中はオイルポンプが停止する。そのため、クランキングを開始する場合に、ラッシュアジャスタ３４は低油圧状態にある。この場合、吸気弁１８が閉弁するクランク角（閉弁クランク角）θＩＶＣはクランク角θＬになる。クランキングが開始されてオイルポンプが動き始めると油圧室３９にオイルが供給され、クランキング中にラッシュアジャスタ３４は通常状態になる。この場合、閉弁クランク角θＩＶＣはクランク角θＬより遅いクランク角θＨになる。このようにラッシュアジャスタ３４の状態が変化した場合には吸気弁１８が閉弁するタイミングが変化する。
【００２１】
モータ・ジェネレータ３及びエンジン１０Ａの動作は車両制御装置４０にて制御される。車両制御装置４０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺装置を含んだコンピュータユニットである。車両制御装置４０は、所定の制御プログラムに従ってモータ・ジェネレータ３やエンジン１０Ａ等の種々の制御対象を制御し、これにより車両１を制御する。車両制御装置４０には、車両１の状態を取得するための種々のセンサが接続されている。車両制御装置４０には、例えば回転数検出手段としてのクランク角センサ４１及び水温センサ４２が接続されている。クランク角センサ４１は、クランク軸１０ａの角度（クランク角）に対応した信号を出力する。水温センサ４２は、エンジン１０Ａの冷却水の温度（水温）に対応した信号を出力する。この他にも車両制御装置４０には各種センサが接続されているが、それらの図示は省略した。
【００２２】
車両制御装置４０は、エンジン１０Ａが停止しているときにエンジン１０Ａの始動が要求された場合、モータ・ジェネレータ３でクランク軸１０ａを駆動するクランキングを行い、これによりエンジン１０Ａを始動する。そのため、モータ・ジェネレータ３が本発明の電動機に相当する。この際、車両制御装置４０は、クランキング時に＃１〜＃４の各気筒１１からクランク軸１０ａに付与されるトルク（脈動トルク）を推定し、その脈動トルクを打ち消すためのトルクとクランキングに必要なトルクとを合計したトルクをモータ・ジェネレータ３から出力してエンジン１０Ａをクランキングする。
【００２３】
図５〜図１１を参照して脈動トルクの算出方法について説明する。周知のようにクランキングを行う場合、圧縮行程の気筒１１及び膨張行程の気筒１１のそれぞれからクランク軸１０ａにトルクが加えられる。なお、図５に示すように圧縮行程の気筒１１からは、クランキング時にクランク軸１０ａを回すべき方向を正方向（図５において右回り）とした場合にその正方向とは逆の逆方向（図５において左回り）にクランク軸１０ａを回すトルクτｅ（θ）が加えられる。一方、図６に示すように膨張行程の気筒１１からは、クランク軸１０ａを正方向に回すトルクτｅ（θ）が加えられる。圧縮行程の気筒１１からクランク軸１０ａに加えられるトルクは、以下の（１）式で示すことができる。また、膨張行程の気筒１１からクランク軸１０ａに加えられるトルクは、以下の（２）式で表すことができる。
【００２４】
【数１】
2014156792.tif 000003
【００２５】
なお、図５又は図６に示すように各数式中のｐ（θ）は気筒１１内の圧力（以下、筒内圧と称することがある。）を示し、ｐａは大気圧を示している。また、Ｓｐはピストン１２の断面積を示し、ｒはクランクアーム１５の長さを示している。そして、φは気筒１１の中心線ＣＬとコンロッド１４とのなす角度を示し、θはクランク角を示している。
【００２６】
これら（１）式及び（２）式から明らかなように、あるクランク角θにおいて一つの気筒１１がクランク軸に及ぼすトルクは筒内圧ｐ（θ）の影響を受ける。ただし、この筒内圧ｐ（θ）は、クランク角θが同じ、すなわち気筒１１内の体積（以下、筒内体積と称することがある。）が同じであっても、その気筒１１内に閉じ込められている気体の物質量に応じて変化する。気体の物資量がｎ１のときのトルクと気体の物質量がｎ２のときのトルクの比（以下、トルク比と称する。）ｋｔ（θ）は、上記（１）式又は（２）式を用いて（３）式で表すことができる。
【００２７】
【数２】
2014156792.tif 000004
【００２８】
なお、（３）式において物質量がｎ１のときのトルクτｅ（θ）及び筒内圧ｐ（θ）には添字１を付し、物質量がｎ２のときのトルクτｅ（θ）及び筒内圧ｐ（θ）には添字２を付す。この（３）式から明らかなように、予め所定の物質量の気体が気筒１１内にあるときのトルクを求めておけば、トルク比ｋｔ（θ）を用いることにより他の物質量の気体が気筒１１内にあるときのトルクを推定できる。
【００２９】
ただし、（３）式では筒内圧ｐ（θ）の値が判明していないとトルク比ｋｔ（θ）を算出することができない。そこで、このトルク比ｋｔ（θ）を筒内体積Ｖ（θ）を用いて表す方法について説明する。なお、Ｖ（θ）はクランク角θのときの筒内体積を示している。周知のように気体の圧力ｐと体積Ｖとは以下の（４）式に示す関係を有している。なお、この（４）式中のγは比熱比である。
【００３０】
【数３】
2014156792.tif 000005
【００３１】
このようにｐＶγが一定になるため、気筒１１内の気体の物質量がｎ１の場合におけるクランキング時の圧力と筒内体積との関係は以下の（５）式で表すことができる。また、気筒１１内の気体の物質量がｎ２の場合におけるクランキング時の圧力と筒内体積との関係は以下の（６）式で表すことができる。
【００３２】
【数４】
2014156792.tif 000006
【００３３】
なお、これらの数式においてθｉｎｉは、クランキングを開始したときのクランク角（以下、初期クランク角と称することがある。）を示し、Ｖ（θ）はクランク角がθのときの筒内体積を示している。また、上記（３）式と同様に物質量がｎ１のときの圧力及び筒内体積には添字１を付し、物質量がｎ２のときの圧力及び筒内体積には添字２を付した。そして、これら（３）式、（５）式、及び（６）式より次の（７）式が導かれる。ただし、（７）式は（８）式に示した関係を用いている。
【００３４】
【数５】
2014156792.tif 000007
【００３５】
この（７）式より、トルク比ｋｔ（θ）はクランキング開始時の筒内体積Ｖ（θｉｎｉ）とクランク角がθのときの筒内体積Ｖ（θ）が既知であれば算出できることが分かる。
【００３６】
次にこのトルク比ｋｔ（θ）を用いて脈動トルクを算出する方法について説明する。図７〜図９は、クランキング時にクランク軸１０ａに作用するトルクの時間変化の一例を気筒１１毎に示している。ただし、これらの図ではクランキング開始時にはラッシュアジャスタ３４が低油圧状態にあり、クランキング中に通常状態に切り替わっている。上述したように油圧が低いときにはラッシュアジャスタ３４が低油圧状態になり、閉弁クランク角θＩＶＣがクランク角θＬになる。そのため、クランキング開始後に最初に吸気弁１８が閉弁する＃２の気筒１１の吸気弁１８の閉弁クランク角θＩＶＣはクランク角θＬになり、それ以降に吸気弁１８が閉弁する他の気筒１１の吸気弁１８の閉弁クランク角θＩＶＣはクランク角θＨになっている。
【００３７】
これらの図では、クランク軸１０ａを正方向に回転させるトルクを正（プラス）のトルクとして示し、クランク軸１０ａを逆方向に回転させるトルクを負（マイナス）のトルクとして示した。なお、図７〜図９の上の図までは、＃３の気筒１１が膨張行程の状態で停止したエンジン１０Ａを始動する場合のトルクの時間変化を示している。図９の下の図は＃２の気筒１１が膨張行程の状態で停止したエンジン１０Ａを始動する場合のトルクの時間変化を示している。また、これらの例では＃３の気筒１１のピストン１２が膨張行程の上死点（ＴＤＣ）にあるときのクランク角を０°としている。
【００３８】
これらの図には、クランキングを開始してから４つの気筒１１のいずれかのピストン１２が上死点（ＴＤＣ）を通過した回数（以下、ＴＤＣ回数と称することがある。）をＴＤＣ（ｎ）で示した。ＴＤＣ回数は、例えばクランキングを開始して＃３の気筒１１のピストン１２が最初に上死点を通過した場合に「１」になる。エンジン１０Ａは４気筒４サイクルエンジンであるため、その後クランク角が１８０°経過する毎にＴＤＣ回数が１増加する。なお、このＴＤＣ回数の値は、クランキング中は車両制御装置４０のＲＡＭに記憶される。そして、クランキングが終了すると０にリセットされる。なお、これらの図では＃３の気筒１１が膨張行程の状態で停止したエンジン１０Ａを始動する場合を示している。そして、エンジン１０Ａは４気筒内燃機関である。そのため、クランク角θが０°のときがＴＤＣ（０）になる。そして、クランク角θが１８０°のときがＴＤＣ（１）になり、クランク角θが３６０°のときがＴＤＣ（２）になる。
【００３９】
図７には、初期クランク角が０°の場合、初期クランク角が３０°の場合、及び初期クランク角が６０°の場合のトルクの時間変化を示す。図８には、初期クランク角が９０°、及び初期クランク角が１２０°の場合のトルクの時間変化を示す。図９には、初期クランク角が、＃３の気筒１１の排気弁１９が開くクランク角θＥＶＯの場合、及び初期クランク角が１８０°の場合のトルクの時間変化を示す。図７及び図８に示したように、クランキング開始時にラッシュアジャスタ３４が低油圧状態であってもクランキング時に２番目に圧縮行程となる＃１の気筒１１の吸気弁１８はクランク角θＨにおいて閉弁する。そのため、ラッシュアジャスタ３４の影響は、クランキング時に最初に圧縮行程になる気筒１１、すなわち＃２の気筒１１だけに及ぶ。
【００４０】
まず、クランク角θがＴＤＣ（０）〜ＴＤＣ（１）にある場合の脈動トルクの算出方法について説明する。図７〜図９から明らかなようにクランク角θがこの範囲内にある場合には、＃３の気筒１１のトルク及び＃２の気筒１１のトルクを合計したトルクがクランク軸１０ａに作用する。また、これらの図から明らかなように、これらのトルクは初期クランク角θｉｎｉに応じて変化する。初期クランク角θｉｎｉが０°≦θｉｎｉ＜θＩＶＣの範囲にある場合には、初期クランク角θｉｎｉに応じて＃３の気筒１１のトルクが変化する。一方、初期クランク角θｉｎｉがθＩＶＣ≦θｉｎｉ＜（７２０／α）°の範囲にある場合には、初期クランク角θｉｎｉに応じて＃２の気筒１１のトルクも変化する。なお、「α」はエンジン１０Ａの気筒数である。そのため、（７２０／α）°は１８０°である。そこで、初期クランク角θｉｎｉが０°≦θｉｎｉ＜θＩＶＣの場合と、初期クランク角θｉｎｉがθＩＶＣ≦θｉｎｉ＜（７２０／α）°の場合とで脈動トルクの算出方法を切り替える。
【００４１】
各気筒１１のクランキング開始時の筒内体積Ｖ（θｉｎｉ）は、初期クランク角θｉｎｉに応じて変化する。そして、周知のようにエンジン１０Ａが停止すると吸気弁１８及び排気弁１９が閉じられていても気筒１１内から気体が抜けて筒内圧がほぼ大気圧になる。この場合、クランキング開始時の筒内体積Ｖ（θｉｎｉ）が変化すると、その際に気筒１１内にある物質量が変化する。そのため、図７〜図９に示したように初期クランク角θｉｎｉに応じて各気筒１１からのトルクが変化する。上述の（３）式で示したようにトルク比を用いれば、気筒１１内の物質量がｎ１のときのトルクから気筒１１内の物質量がｎ２のときのトルクを算出できる。そこで、初期クランク角θｉｎｉが０°の場合の脈動トルクとクランク角との関係を予め実験や数値計算で求めて車両制御装置４０のＲＯＭにマップとして記憶させておく。
【００４２】
図１０は、このマップの一例を示している。この図中のτｅ０（θ）は、初期クランク角θｉｎｉが０°の場合の、ＴＤＣ（０）〜ＴＤＣ（１）の範囲における、クランキング時に最初に膨張行程となる気筒１１（＃３の気筒１１）の脈動トルクとクランク角との関係を示している。また、τｅ１（θ）は、初期クランク角θｉｎｉがクランク角θＬの場合の、ＴＤＣ（０）〜ＴＤＣ（１）の範囲における、クランキング時に２番目に膨張行程となる気筒１１（＃２の気筒１１）の脈動トルクとクランク角との関係を示している。そして、τｅ２（θ）は、初期クランク角θｉｎｉが０°の場合の、ＴＤＣ（１）〜ＴＤＣ（２）の範囲における、クランキング時に３番目に膨張行程となる気筒１１（＃１の気筒１１）の脈動トルク及びクランキング時に４番目に膨張行程となる気筒１１（＃４の気筒１１）の脈動トルクを合成したトルクとクランク角との関係を示している。
【００４３】
まず、初期クランク角θｉｎｉが０°≦θｉｎｉ＜θＩＶＣの場合の脈動トルクの算出方法について説明する。上述したようにこの形態では、＃２の気筒１１の吸気弁１８の閉弁クランク角θＩＶＣが油圧に応じて変化する。そこで、脈動トルクはこの閉弁クランク角θＩＶＣの影響も考慮して算出する。そこで、初期クランク角θｉｎｉが０°≦θｉｎｉ＜θＩＶＣの範囲にある場合の脈動トルクは以下の（９）式を用いて算出する。なお、この式中のｋｔ＿＃３（θｉｎｉ、θ）は（１０）式にて算出され、ｋｔ＿＃２（θ）は（１１）式にて算出される。ただし、（１２）式に示したようにｋｔ＿＃３（θｉｎｉ、θ）が０未満の場合には、このｋｔ＿＃３（θｉｎｉ、θ）に０が代入される。また、（１３）式に示したようにｋｔ＿＃２（θ）が０未満の場合には、ｋｔ＿＃２（θ）に０が代入される。
【００４４】
【数６】
2014156792.tif 000008
【００４５】
なお、（１０）式及び（１１）式のＶ（θ）γは図１１に示した関係を予め実験や数値計算等により求めて車両制御装置４０のＲＯＭにマップとして記憶させておき、そのマップとクランク角θに基づいて算出すればよい。
【００４６】
次に初期クランク角θｉｎｉがθＩＶＣ≦θｉｎｉ＜（７２０／α）°の場合の脈動トルクの算出方法について説明する。この場合には、以下の（１４）式を用いて脈動トルクを算出する。なお、この式中のｋｔ＿＃３（θｉｎｉ、θ）は（１５）式にて算出され、ｋｔ＿＃２（θｉｎｉ、θ）は（１６）式にて算出される。ただし、（１７）式に示したようにｋｔ＿＃３（θｉｎｉ、θ）が０未満の場合には、このｋｔ＿＃３（θｉｎｉ、θ）に０が代入される。また、（１８）式に示したようにｋｔ＿＃２（θｉｎｉ、θ）が０未満の場合には、ｋｔ＿＃２（θｉｎｉ、θ）に０が代入される。
【００４７】
【数７】
2014156792.tif 000009
【００４８】
次にクランク角θがＴＤＣ（１）〜ＴＤＣ（２）にある場合の脈動トルクの算出方法について説明する。クランク角θがこの範囲内にある場合には、＃２の気筒１１のトルク及び＃１の気筒１１のトルクを合計したトルクがクランク軸１０ａに作用する。＃２の気筒１１のトルクは、クランク角θが閉弁クランク角θＩＶＣのときに＃２の気筒１１内に閉じ込められた気体が膨張する際に生じるトルクである。一方、＃１の気筒１１のトルクは、＃１の気筒１１の吸気弁１８が閉弁したときに＃１の気筒１１内に閉じ込められた気体を圧縮するためのトルクである。そのため、クランク角θがＴＤＣ（１）〜ＴＤＣ（２）にある場合の脈動トルクを算出する場合も、初期クランク角θｉｎｉが０°≦θｉｎｉ＜θＩＶＣの場合と、初期クランク角θｉｎｉがθＩＶＣ≦θｉｎｉ＜（７２０／α）°の場合とで算出方法を切り替える。初期クランク角θｉｎｉが０°≦θｉｎｉ＜θＩＶＣの場合、以下の（１９）式を用いて脈動トルクを算出する。なお、この式中のｋｔ＿＃２ｐ（θ）は（２０）式にて算出され、ｋｔ＿＃２ｍ（θ）は（２１）式にて算出され、ｋｔ＿＃１（θ）は（２２）式にて算出される。ただし、（２３）式に示したようにｋｔ＿＃２ｐ（θ）が０未満の場合には、このｋｔ＿＃２ｐ（θ）に０が代入される。また、（２４）式に示したようにｋｔ＿＃２ｍ（θ）が０未満の場合には、このｋｔ＿＃２ｍ（θ）に０が代入される。そして、（２５）式に示したようにｋｔ＿＃１（θ）が０未満の場合には、ｋｔ＿＃１（θ）に０が代入される。
【００４９】
【数８】
2014156792.tif 000010
【００５０】
一方、初期クランク角θｉｎｉがθＩＶＣ≦θｉｎｉ＜（７２０／α）°の場合には、以下の（２６）式を用いて脈動トルクを算出する。なお、この式中のｋｔ＿＃２ｐ（θｉｎｉ、θ）は（２７）式にて算出され、ｋｔ＿＃２ｍ（θｉｎｉ、θ）は（２８）式にて算出され、ｋｔ＿＃１（θ）は（２９）式にて算出される。ただし、（３０）式に示したようにｋｔ＿＃２ｐ（θｉｎｉ、θ）が０未満の場合には、このｋｔ＿＃２ｐ（θｉｎｉ、θ）に０が代入される。また、（３１）式に示したようにｋｔ＿＃２ｍ（θｉｎｉ、θ）が０未満の場合には、このｋｔ＿＃２ｍ（θｉｎｉ、θ）に０が代入される。そして、（３２）式に示したようにｋｔ＿＃１（θ）が０未満の場合には、ｋｔ＿＃１（θ）に０が代入される。
【００５１】
【数９】
2014156792.tif 000011
【００５２】
クランク角θがＴＤＣ（２）以降にある場合の脈動トルクの算出方法について説明する。図７〜図９のＴＤＣ（２）〜ＴＤＣ（３）から明らかなようにＴＤＣ（２）以降は、各気筒１１のトルクは初期クランク角θｉｎｉに応じて変化しない。そして、ＴＤＣ（２）以降におけるＴＤＣ（ｎ）〜ＴＤＣ（ｎ＋１）の期間では、膨張行程の気筒１１（図７〜図９の例では＃１の気筒１１）のトルク及び圧縮行程の気筒１１（図７〜図９の例では＃４の気筒１１）のトルクを合計したトルクがクランク軸１０ａに作用する。この場合、脈動トルクは以下の（３３）式で算出することができる。
【００５３】
【数１０】
2014156792.tif 000012
【００５４】
この脈動トルクの算出方法では、まずＴＤＣ回数及び初期クランク角θｉｎｉに基づいて算出に使用する式を（９）式〜（３３）式のうちから選択する。次に図１０及び図１１のマップと現在のクランク角θに基づいてτｅ０（θ）、τｅ１（θ）、τｅ２（θ）、及びＶ（θ）γを算出する。その後、算出したτｅ０（θ）、τｅ１（θ）、τｅ２（θ）、及びＶ（θ）γと閉弁クランク角θＩＶＣを選択した式に代入して脈動トルクを算出すればよい。
【００５５】
ただし、上述したようにクランキング開始後はラッシュアジャスタ３４にオイルが供給され、吸気弁１８の閉弁クランク角θＩＶＣが変化する。そこで、車両制御装置４０は、クランキング時にクランク軸１０ａの回転数に基づいて閉弁クランク角θＩＶＣを算出する。
【００５６】
以下の（３４）式は、脈動トルクとエンジン１０Ａの回転数との関係を示している。なお、この式において、Ｉｅはエンジン１０Ａの回転慣性を示し、Ｃｅはエンジン１０Ａの減衰係数を示している。また、τｅはエンジン１０Ａの脈動トルクを示し、τｄｍｐはダンパ５の負荷トルクを示している。そして、θはクランク角を示している。
【００５７】
【数１１】
2014156792.tif 000013
【００５８】
この（３４）式から明らかなように、吸気弁１８が閉じてエンジン１０Ａの脈動トルクが変動すると、その影響がエンジン１０Ａの回転数及びダンパ５の負荷トルクτｄｍｐに現れることが分かる。そのため、クランク角θが、クランク角θＬとクランク角θＨの間にあるときにクランク角センサ４１が検出したクランク軸１０ａの値に基づいて閉弁クランク角θＩＶＣを検知できる。
【００５９】
図１２を参照して具体的に説明する。吸気弁１８は吸気行程で閉弁する。吸気行程では排気弁１９が閉弁している。そのため、吸気弁１８が閉弁すると気体が気筒１１内に閉じ込められる。従って、吸気弁１８が閉弁した時点でその吸気弁１８が閉弁した気筒１１からクランク軸１０ａに掛かる負荷が増加し、クランク軸１０ａの回転数Ｎｅが大きく変化する。図１２の上の図は、クランキング時におけるクランク軸１０ａの回転数Ｎｅの時間変化を示している。また、この図の下の図は、その回転数Ｎｅを一階時間微分した値（以下、時間微分値と称することがある。）ΔＮｅの時間変化を示している。この図に示した例では、時刻Ｔ１において吸気弁１８が閉弁している。そのため、この時刻Ｔ１においてクランク軸１０ａの回転数が一時低下する。また、時間微分値ΔＮｅは、この時刻Ｔ１に正の値から負の値に変化している。
【００６０】
そのため、この図に示すように閾値ｄＮｅ＿ｔｈを設定し、クランク角θがクランク角θＬとクランク角θＨの間にあり、かつ時間微分値ΔＮｅがその閾値ｄＮｅ＿ｔｈより大きい値から閾値ｄＮｅ＿ｔｈより小さい値に変化した場合に、吸気弁１８が閉弁したと判定できる。そして、この時刻Ｔ１におけるクランク角θが閉弁クランク角θＩＶＣと判定できる。
【００６１】
図１３は、実際にエンジン１０Ａにセンサを取り付けて検出した脈動トルクの一例を示している。この図及び図７〜図９から明らかなように、脈動トルクは初期クランク角θｉｎｉに応じて変化する。また、（３４）式から明らかなようにクランク軸１０ａの回転数Ｎｅは、エンジン１０Ａのフリクションの影響を受ける。周知のように温度が低くなるほどオイルの粘度は大きくなる。そのため、エンジン１０Ａの温度が低くなるほどエンジン１０Ａのフリクションは大きくなる。従って、上述した閾値ｄＮｅ＿ｔｈは、これら初期クランク角θｉｎｉ及びエンジン１０Ａの温度（例えば、冷却水温や油温）に応じて設定する必要がある。そこで、初期クランク角θｉｎｉ、エンジン１０Ａの水温、及び閾値ｄＮｅ＿ｔｈの関係を、実験や数値計算等により予め求めて車両制御装置４０のＲＯＭにマップとして記憶させておき、そのマップに基づいて閾値ｄＮｅ＿ｔｈを設定する。図１４は、このマップの一例を示している。この図に示したように基本的にエンジン１０Ａの水温が高いほど、また初期クランク角θｉｎｉが大きいほど閾値ｄＮｅ＿ｔｈを大きくする。
【００６２】
なお、このようにして求めた閉弁クランク角θＩＶＣは、ラッシュアジャスタ３４の状態が変化しているＴＤＣ（０）〜ＴＤＣ（１）の期間にのみ使用される。すなわち、図７〜図９に示した例では、＃２の気筒１１に対してのみ使用される。ＴＤＣ（１）以降は、ラッシュアジャスタ３４が通常状態に切り替わるため、閉弁クランク角θＩＶＣにはクランク角θＨが使用される。
【００６３】
図１５は、閉弁クランク角θＩＶＣを求める方法を示すブロック図である。この図に示すように、閾値設定部５０には初期クランク角θｉｎｉ及びエンジン１０Ａの水温が入力され、閾値ｄＮｅ＿ｔｈが出力される。そして、閉弁判定部５１にはその閾値ｄＮｅ＿ｔｈとクランク角θが入力され、ここで閉弁クランク角θＩＶＣが算出される。
【００６４】
図１６は、車両制御装置４０がこのように閉弁クランク角θＩＶＣを検出するために実行する閉弁クランク角検出ルーチンを示している。なお、このルーチンは、エンジン１０Ａのクランキングが開始から点火プラグ２０による燃料混合気への点火が開始されるまで所定の周期で繰り返し実行される。また、このルーチンは、エンジン１０Ａのクランキング開始後に最初に吸気弁１８が閉弁する気筒１１、具体的には図７〜図９に示した例では＃２の気筒１１に対してのみ実行される。
【００６５】
このルーチンにおいて車両制御装置４０は、まずステップＳ１１でエンジン１０Ａの状態を取得する。エンジン１０Ａの状態としては、例えばクランク角及びエンジン１０Ａの水温が取得される。また、この処理では、クランク角に基づいてクランク軸１０ａの回転数が取得される。さらに、この処理では、初期クランク角θｉｎｉが取得される。この初期クランク角は、エンジン１０Ａが停止しているときのクランク角である。そのため、初期クランク角は、例えばエンジン１０Ａが停止したときにクランク角センサ４１から最後に出力された信号に基づいて取得すればよい。なお、この処理では、他にもエンジン１０Ａの状態に関係する種々の情報が取得される。
【００６６】
次のステップＳ１２において車両制御装置４０は、ＴＤＣ（０）〜ＴＤＣ（１）の期間内か否か判定する。ＴＤＣ（０）〜ＴＤＣ（１）の期間外と判定した場合はステップＳ１３に進み、車両制御装置４０は閉弁クランク角θＩＶＣにクランク角θＨを設定する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。この場合、閉弁クランク角θＩＶＣはクランク角θＨになる。
【００６７】
一方、ＴＤＣ（０）〜ＴＤＣ（１）の期間内と判定した場合はステップＳ１４に進み、車両制御装置４０は閉弁クランク角θＩＶＣにクランク角θＬを設定する。続くステップＳ１５において車両制御装置４０は、初期クランク角θｉｎｉ及びエンジン１０Ａの水温に基づいて閾値ｄＮｅ＿ｔｈを設定する。なお、この閾値ｄＮｅ＿ｔｈは、上述した設定方法で設定すればよい。
【００６８】
次のステップＳ１６において車両制御装置４０は、クランク軸１０ａの回転数Ｎｅの時間微分値ΔＮｅを算出する。以下の（３５）式は時間微分値ΔＮｅの算出式である。なお、この式中のＴｓは、回転数Ｎｅのサンプリング時間である。また、ｋは回転数Ｎｅのサンプリング時間を区別するための番号であって、自然数が入る（ｋ＝１、２、３、…）。
【００６９】
【数１２】
2014156792.tif 000014
【００７０】
続くステップＳ１７において車両制御装置４０は、時間微分値ΔＮｅが閾値ｄＮｅ＿ｔｈ未満であり、かつクランク角θがクランク角θＬより大きくかつクランク角θＨ以下か否か判定する。時間微分値ΔＮｅが閾値ｄＮｅ＿ｔｈ以上、クランク角θがクランク角θＬ以下、又はクランク角θがクランク角θＨより大きいと判定した場合は、今回のルーチンを終了する。この場合、閉弁クランク角θＩＶＣはクランク角θＬになる。
【００７１】
一方、時間微分値ΔＮｅが閾値ｄＮｅ＿ｔｈ未満であり、かつクランク角θがクランク角θＬより大きくかつクランク角θＨ以下と判定した場合はステップＳ１８の進み、車両制御装置４０はそのときのクランク角θを閉弁クランク角θＩＶＣに設定する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００７２】
図１７は、エンジン１０Ａをクランキングすべく車両制御装置４０が実行するクランキング制御ルーチンを示している。この制御ルーチンは、エンジン１０Ａが停止中か運転中かに拘わらず所定の周期で繰り返し実行される。なお、この制御ルーチンにおいて上述した図１６のルーチンと共通の処理には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７３】
この制御ルーチンにおいて車両制御装置４０は、まずステップＳ１１でエンジン１０Ａの状態を取得する。次のステップＳ２１において車両制御装置４０は、所定のクランキング条件が成立しているか否か判定する。このクランキング条件は、例えばエンジン１０Ａの始動が要求された場合又は現在クランキング中である場合に成立したと判定される。クランキング条件が不成立と判定した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。
【００７４】
一方、クランキング条件が成立していると判定した場合はステップＳ２２に進み、車両制御装置４０はＴＤＣ回数をカウントする。なお、上述したようにこのＴＤＣ回数はクランキングが終了すると０にリセットされる。続くステップＳ２３において車両制御装置４０は、閉弁クランク角θＩＶＣを取得する。この閉弁クランク角θＩＶＣは、図１６のルーチンで検出した値を取得すればよい。
【００７５】
次のステップＳ２４において車両制御装置４０は脈動トルクを算出する。脈動トルクは、上述した算出方法で算出すればよい。続くステップＳ２５において車両制御装置４０は、クランキングトルクを算出する。このクランキングトルクは、各気筒１１内に燃料を供給してその燃料混合気に点火することが可能な所定の回転数までエンジン１０Ａの回転数を上昇させるためのベーストルクと、算出した脈動トルクとに基づいて算出される。この際、クランキングトルクは脈動トルクが相殺されるように算出される。例えば、脈動トルクがクランク軸１０ａを逆方向に回転させる場合にはベーストルクに脈動トルクを加えた値がクランキングトルクとして算出される。一方、脈動トルクがクランク軸１０ａを正方向に回転させる場合にはベーストルクから脈動トルクを減じた値がクランキングトルクとして算出される。
【００７６】
次のステップＳ２６において車両制御装置４０は、ＭＧ制御を実行する。このＭＧ制御では、算出したクランキングトルクがモータ・ジェネレータ３から出力されてエンジン１０Ａがクランキングされるようにモータ・ジェネレータ３を制御する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００７７】
以上に説明したように、本発明の制御装置によれば、クランク軸１０ａの回転数に基づいて吸気弁１８が閉弁したか否か判定する。この場合、実際に吸気弁１８が閉弁したことで生じる現象に基づいて吸気弁１８が閉弁したか否か判定するので、ラッシュアジャスタ３４が設けられていても吸気弁１８の閉弁時期を精度良く検出できる。また、クランク軸１０ａの回転数Ｎｅは内燃機関に一般的に設けられているクランク角センサ４１で検出できるので、吸気弁１８が閉弁したか否か容易に検出することができる。
【００７８】
また、この閉弁クランク角θＩＶＣの検出は、エンジン１０Ａのクランキング開始後に最初に吸気弁１８が閉弁する気筒１１に対してのみ実行される。上述したように、２番目に吸気弁１８の閉弁するときには、すでにラッシュアジャスタ３４が通常状態になっている。また、クランク軸１０ａの回転数がある程度まで高くなると吸気弁１８が閉弁したことによる回転数変動が検出し難くなる。そのため、このような気筒１１に対してのみ行うことで、閉弁クランク角θＩＶＣの無駄な検出を回避できる。
【００７９】
さらに、閉弁クランク軸θＩＶＣの検出は、エンジン１０Ａのクランキング開始から点火プラグ２０による燃料混合気への点火が開始されるまでの期間しか行われない。点火プラグ２０による点火が開始されると、燃料混合気の爆発燃焼に基づく回転数変動が支配的となる。上述した形態では、このような期間には閉弁クランク角θＩＶＣの検出を行わないので、閉弁クランク角θＩＶＣの無駄な検出を回避できる。
【００８０】
本発明の制御装置では、このように検出した閉弁クランク角θＩＶＣに基づいて脈動トルクを算出するので、脈動トルクの推定精度を高めることができる。そして、その脈動トルクに基づいてエンジン１０Ａのクランキングを行うので、エンジン１０Ａの始動時の振動を抑制できる。
【００８１】
上述した説明では、＃３の気筒１１が膨張行程の状態で停止している場合、すなわちクランキング時に最初に膨張行程になる気筒１１が＃３の気筒１１の場合を例にして説明したが、他の気筒１１が膨張行程で停止している場合でも上述した脈動トルクの算出方法は適用できる。この場合には、上述した説明中の＃３の気筒１１及び＃２の気筒１１をクランキング時に最初に膨張行程になる気筒１１及びその次に膨張行程になる気筒１１に置き換えればよい。
【００８２】
なお、図１６のステップＳ１７を実行することにより車両制御装置４０が本発明の閉弁判定手段として機能する。図１７のステップＳ２５、Ｓ２６を実行することにより車両制御装置４０が本発明の制御手段として機能する。図１７のステップＳ２４を実行することにより、車両制御装置４０が本発明のトルク比算出手段及びトルク算出手段として機能する。図７〜９に示したようにＴＤＣ（０）〜ＴＤＣ（２）の期間が本発明の過渡期間に相当する。クランク角θＨが本発明の第１クランク角に相当し、クランク角θＬが本発明の第２クランク角に相当する。
【００８３】
上述した説明では、クランク軸１０ａの回転数Ｎｅに基づいて吸気弁１８が閉弁したか否か判定したが、この判定に用いる回転数はクランク軸１０ａの回転数Ｎｅに限定されない。例えば、クランキング時におけるモータ・ジェネレータ３の回転数に基づいて吸気弁１８が閉弁したか否か判定してもよい。以下の（３６）式は、モータ・ジェネレータ３のトルクと、モータ・ジェネレータ３の回転角θｇとの関係を示している。なお、この式において、Ｉｇはモータ・ジェネレータ３の回転慣性を示し、Ｃｇはモータ・ジェネレータ３の減衰係数を示している。また、τｇはモータ・ジェネレータ３のトルクを示し、ｉ１は動力分割機構４における減速比を示している。
【００８４】
【数１３】
2014156792.tif 000015
【００８５】
この（３６）式から明らかなように、ダンパ５の負荷トルクの変動は、モータ・ジェネレータ３の回転数ｄθｇ／ｄｔにも影響を与える。そして、ダンパ５の負荷トルクの変動は、エンジン１０Ａの脈動トルクの変動の影響を受ける。そのため、モータ・ジェネレータ３の回転数に基づいて吸気弁１８が閉弁したか否か判定できる。なお、モータ・ジェネレータ３のトルクτｇは、吸気弁１８が閉じるタイミングであるクランク角θがクランク角θＬとクランク角θＨの間の期間において値が急変しないように設定される。そのため、モータ・ジェネレータ３の回転数ｄθｇ／ｄｔへの影響はほぼ無視できる。このモータ・ジェネレータ３の回転数で吸気弁１８の閉弁を判定する場合、モータ・ジェネレータ３の回転数の時間微分値は以下の（３７）式で求められる。なお、この式中のＴｓは、ｄθｇ／ｄｔのサンプリング時間である。ｋは（３５）式と同様である。
【００８６】
【数１４】
2014156792.tif 000016
【００８７】
そして、この方法においても上述したクランク軸１０ａの回転数を用いる場合と同様にクランク角θがクランク角θＬとクランク角θＨの間にあり、かつ時間微分値Δｄθｇ／ｄｔが所定の閾値ｄ（ｄθｇ／ｄｔ）＿ｔｈより小さくなった場合に吸気弁１８が閉弁したと判定できる。そして、このときのクランク角θが閉弁クランク角θＩＶＣと判定できる。なお、この閾値ｄ（ｄθｇ／ｄｔ）＿ｔｈも初期クランク角θｉｎｉ及びエンジン１０Ａの水温の影響を受ける。そこで、この場合でも、初期クランク角θｉｎｉ、エンジン１０Ａの水温、及び閾値ｄ（ｄθｇ／ｄｔ）＿ｔｈの関係を、実験や数値計算等により予め求めて車両制御装置４０のＲＯＭにマップとして記憶させておき、そのマップに基づいて閾値ｄ（ｄθｇ／ｄｔ）＿ｔｈを設定する。このマップとしては、図１４のマップの閾値ｄＮｅ＿ｔｈを閾値ｄ（ｄθｇ／ｄｔ）＿ｔｈに置き換えたものが用いられる。そのため、閾値ｄ（ｄθｇ／ｄｔ）＿ｔｈは、基本的にエンジン１０Ａの水温が高いほど、また初期クランク角θｉｎｉが大きいほど大きくなる。
【００８８】
図１８は、モータ・ジェネレータ３の回転数に基づいて閉弁クランク角θＩＶＣを求める方法を示すブロック図である。この図に示すように閾値設定部６０には、初期クランク角θｉｎｉ及びエンジン１０Ａの水温が入力され、閾値ｄ（ｄθｇ／ｄｔ）＿ｔｈが出力される。そして、閉弁判定部６１にはその閾値ｄ（ｄθｇ／ｄｔ）＿ｔｈと、クランク角θと、モータ・ジェネレータ３の回転角θｇが入力される。そして、上述した判定方法で判定された閉弁クランク角θＩＶＣが算出される。なお、このように閉弁クランク角θＩＶＣを求めることにより、モータ・ジェネレータ３のロータ軸やロータが本発明の回転体に相当する。
【００８９】
本発明が適用される内燃機関は、ハイブリッド車両に搭載され、モータ・ジェネレータでクランキングされる内燃機関に限定されない。例えば、図１９に示すエンジン１０Ｂに本発明を適用してもよい。この図に示すようにエンジン１０Ｂには、発電機７０と、エンジン１０Ｂをクランキングするためのスタータ７１とが設けられている。発電機７０とクランク軸１０ａとには、ベルト７２が巻き掛けられている。そのため、発電機７０は、クランク軸１０ａにて駆動される。以下の（３８）式は、脈動トルクとエンジン１０Ｂの回転数との関係を示している。なお、この式において、Ｉｅはエンジン１０Ｂの回転慣性を示し、Ｃｅはエンジン１０Ｂの減衰係数を示している。また、τｅはエンジン１０Ｂの脈動トルクを示し、τｔはクランク軸１０ａに掛かるトルクを示している。そして、θはクランク角を示している。
【００９０】
【数１５】
2014156792.tif 000017
【００９１】
この式から明らかなように、このエンジン１０Ｂでも、上述した形態と同様の方法を用いることにより、クランク軸１０ａの回転数Ｎｅに基づいて吸気弁１８が閉弁したか否か判定できる。
【００９２】
なお、このエンジン１０Ｂでは、発電機７０又はスタータ７１の回転角に基づいて吸気弁１８が閉弁したか否か判定してもよい。以下の（３９）式は、発電機７０又はスタータ７１の回転角θｇと、発電機７０又はスタータ７１のトルクτｇとの関係を示している。なお、この式において、Ｉｇは発電機７０又はスタータ７１の回転慣性を示し、Ｃｇは発電機７０又はスタータ７１の減衰係数を示している。また、τｇは発電機７０又はスタータ７１のトルクを示し、ｉ２は発電機７０とクランク軸１０ａとの間の減速比又はスタータ７１とクランク軸１０ａとの間の減速比を示している。
【００９３】
【数１６】
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【００９４】
この式から明らかなように、上述した形態のモータ・ジェネレータ３の回転角の代わりにこれら発電機７０又はスタータ７１の回転角を用いることでも、これらの回転角に基づいて吸気弁１８が閉弁したか否か判定できる。なお、このように閉弁クランク角θＩＶＣを求めることにより、発電機７０の回転軸又はスタータ７１の出力軸が本発明の回転体に相当する。
【００９５】
本発明は、２気筒の内燃機関に適用してもよい。３気筒以上の内燃機関では、いずれか１つの気筒でピストンが上昇しているときに他の気筒でピストンが下降する。そのため、いずれか１つの気筒の吸気弁が閉弁してクランク軸に回転数変動が生じても他の気筒からクランク軸に付与されるトルクでその回転数変動が抑制されるおそれがある。一般に２気筒の内燃機関では、両方の気筒のピストンが同時に上昇したり下降したりするので、吸気弁が閉弁したことによるクランク軸の回転数変動を検知しやすい。そのため、吸気弁の閉弁時期の検出精度をさらに向上させることができる。
【００９６】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、検出した吸気弁の閉弁時期は、脈動トルクの推定以外にも内燃機関の始動時に行われる種々の制御に用いてよい。本発明が適用される内燃機関は火花点火式の内燃機関に限定されない。ディーゼル式の内燃機関に本発明を適用してもよい。また、本発明が適用される内燃機関は４気筒の内燃機関に限定されない。単気筒の内燃機関及び２つ以上の気筒を有する種々の内燃機関に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００９７】
３  モータ・ジェネレータ（電動機）
１０Ａ、１０Ｂ  内燃機関
１０ａ  クランク軸
１１  気筒
１３  電動モータ（電動機）
１８  吸気弁
２０  点火プラグ
３４  ラッシュアジャスタ
４０  車両制御装置（閉弁判定手段、トルク比算出手段、トルク算出手段、制御手段）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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