(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、電動機と、該エンジンと該電動機との間の動力伝達経路に設けられたクラッチとを備え、該エンジンの始動に際して該エンジンの気筒を燃焼させて該エンジンを回転させる着火始動を行う車両の制御装置であって、
前記エンジンの始動に際して、膨張行程にて停止している気筒における排気弁の該エンジンの回転停止過程での作動に基づいて、最初に燃焼させる該エンジンの気筒を切り替えて前記着火始動を行うものであり、
前記エンジンの回転停止過程で該エンジンの回転が回転停止状態よりも進んでいたことにより前記膨張行程にて停止している気筒における排気弁が一時的に開弁していた場合には、圧縮行程にて停止している気筒を最初に燃焼させて該エンジンを負回転させた後に、該膨張行程にある気筒を燃焼させて該エンジンを正回転させる逆転始動を行う一方で、
前記膨張行程にて停止している気筒の排気弁に一時的な開弁が無かった場合には、該膨張行程にて停止している気筒を最初に燃焼させて前記エンジンを正回転させることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記逆転始動時の前記膨張行程にある気筒への燃料噴射は、前記エンジンが負回転している間に行う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】
前記逆転始動時の前記膨張行程にある気筒の点火は、該膨張行程にある気筒が上死点に達する前で、且つ前記エンジンの負回転の速度が低下しているときに行う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】
前記エンジンが正回転したら、前記クラッチを係合に向けて制御することで該エンジンの回転速度を上昇させ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、エンジンと電動機との間の動力伝達経路に設けられたクラッチを備える車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンと、電動機と、そのエンジンとその電動機との間の動力伝達経路に設けられてエンジンを駆動輪から切り離すことができるクラッチとを備える車両が良く知られている。このような車両では、クラッチを解放した状態でエンジンが停止させられる。そのような状態からエンジンを始動する種々の手法が提案されている。例えば、特許文献１には、上述したような車両において、エンジンの始動が要求されると、クラッチをスリップ制御することで、電動機の出力トルク（特に区別しない場合は、パワーも力も同意）にてエンジンをクランキングしてエンジンを始動する技術が開示されている。又、特許文献２には、直噴エンジンのエンジン始動に際して、膨張行程にて停止しているエンジンの気筒内に燃料噴射し且つ点火することで、爆発トルクによってエンジン回転速度を上昇させて始動する所謂着火始動を行う技術も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５２７４１１号公報
【特許文献２】特開２００４−２８０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、膨張行程にて停止している気筒に対する着火始動では、その気筒内の酸素濃度の状態によっては、エンジンのフリクショントルクに打ち勝ってエンジン回転速度を上昇させられる程の十分な爆発トルクを得られない可能性がある。例えば、膨張行程にある気筒の排気弁が開弁すると、排ガスの逆流によって気筒内の酸素濃度が低下し、大気圧状態では燃焼せずに失火するか、或いは小さな爆発トルクしか発生させられない可能性がある。その為、着火始動によるエンジン始動性が低下する恐れがある。尚、上述したような課題は未公知であり、膨張行程にある気筒の初爆時に高い爆発トルクが適切に得られることについて未だ提案されていない。【０００５】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、着火始動によるエンジン始動に際して、エンジン始動性を向上させることができる車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成する為の第１の発明の要旨とするところは、(a) エンジンと、電動機と、そのエンジンとその電動機との間の動力伝達経路に設けられたクラッチとを備え、そのエンジンの始動に際してそのエンジンの気筒を燃焼させてそのエンジンを回転させる着火始動を行う車両の制御装置であって、(b) 前記エンジンの始動に際して、膨張行程にて停止している気筒における排気弁のそのエンジンの回転停止過程での作動に基づいて、最初に燃焼させるそのエンジンの気筒を切り替えて前記着火始動を行うものであり、(c) 前記エンジンの回転停止過程でそのエンジンの回転が回転停止状態よりも進んでいたことにより前記膨張行程にて停止している気筒における排気弁が一時的に開弁していた場合には、圧縮行程にて停止している気筒を最初に燃焼させてそのエンジンを負回転させた後に、その膨張行程にある気筒を燃焼させてそのエンジンを正回転させる逆転始動を行う一方で、(d) 前記膨張行程にて停止している気筒の排気弁に一時的な開弁が無かった場合には、その膨張行程にて停止している気筒を最初に燃焼させて前記エンジンを正回転させることにある。
【発明の効果】
【０００７】
このようにすれば、着火始動により膨張行程にある気筒が高い爆発トルクを発生させられる状態とされているときに、その膨張行程にある気筒に対する着火始動を行うことができる。つまり、膨張行程にある気筒を最初に燃焼させても高い爆発トルクを発生させられる状態であれば、その膨張行程にある気筒が最初に燃焼させられる。一方で、膨張行程にある気筒内の酸素濃度が低下している状態では、その膨張行程にある気筒を最初に燃焼させず、その膨張行程にある気筒とは別の気筒を最初に燃焼させることで、その膨張行程にある気筒にて高い爆発トルクを発生させられる状態としてからその膨張行程にある気筒が燃焼させられる。具体的には、圧縮行程にて停止している気筒を最初に燃焼することによるエンジンの負回転により膨張行程にある気筒は圧縮されるので、排気弁が一時的に開弁させられたことで気筒内の酸素濃度が低下させられた膨張行程にある気筒でも、その気筒の初爆時に高い爆発トルクを得ることができる。又、逆転始動では、膨張行程にある気筒の初爆後には、燃焼ガスが多く含まれる気筒が燃焼させられるので、その気筒の燃焼時の爆発トルクが小さくされる。このように、爆発トルクが抑えられることでエンジン回転速度の上昇が緩められるので、エンジン回転速度が電動機回転速度を超えるオーバーシュートの発生が抑制され、速やかにクラッチが完全係合される。一方で、排気弁に一時的な開弁が無かった膨張行程にある気筒では、最初に燃焼させても初爆時に十分な爆発トルクを得ることができる。よって、着火始動によるエンジン始動に際して、エンジン始動性を向上させることができる。
【０００９】
また、第２の発明は、前記第１の発明に記載の車両の制御装置において、前記逆転始動時の前記膨張行程にある気筒への燃料噴射は、前記エンジンが負回転している間に行うことにある。このようにすれば、負回転によって気筒内に空気流動が発生した状態で燃料噴射されることで、膨張行程にある気筒内の混合気の均質化が促進される。従って、膨張行程にある気筒の初爆自体が発生し易く、又、その初爆時に高い爆発トルクが得られ易くなり、エンジン始動性を向上させることができる。
【００１０】
また、第３の発明は、前記第１の発明又は第２の発明に記載の車両の制御装置において、前記逆転始動時の前記膨張行程にある気筒の点火は、その膨張行程にある気筒が上死点に達する前で、且つ前記エンジンの負回転の速度が低下しているときに行うことにある。このようにすれば、膨張行程にある気筒の空気圧縮が進んだ状態で燃焼される。又、エンジンの負回転に伴う反力トルクが小さい状態で膨張行程にある気筒の初爆が発生させられる。従って、膨張行程にある気筒の初爆自体が発生し易く、又、その初爆時に高い爆発トルクが得られ易くなり、逆転始動が適切に実行されて、よりエンジン始動性を向上させることができる。
【００１１】
また、第４の発明は、前記第１の発明乃至第３の発明の何れか１つに記載の車両の制御装置において、前記エンジンが正回転したら、前記クラッチを係合に向けて制御することでそのエンジンの回転速度を上昇させることにある。このようにすれば、先に着火始動を行うことで、クラッチを係合に向けて制御するときの電動機の出力トルクが抑制される。従って、モータ走行時に、エンジン始動の為に担保しておく電動機の出力トルクが抑制され、モータ走行領域が拡大する。また、逆転始動では、オーバーシュートの発生が抑制されるので、速やかにクラッチが完全係合される。よって、着火始動によるエンジン始動に際して、エンジン始動性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明が適用される車両に備えられた動力伝達装置の概略構成を説明する図であると共に、車両における制御系統の要部を説明する図である。
【図２】図１のエンジンの概略構成を説明する図であると共に、車両における制御系統のうちでエンジンにおける制御系統の要部を説明する図である。
【図３】吸気弁及び排気弁の各開弁時期を説明する為の図である。
【図４】電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図５】エンジンの停止挙動を４気筒エンジンにて説明する為の図である。
【図６】オーバーシュートを伴う停止時の着火始動を説明する為の図である。
【図７】電子制御装置の制御作動の要部すなわち着火始動によるエンジン始動に際してエンジン始動性を向上させる為の制御作動を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明において、好適には、前記エンジンは、例えば燃料の燃焼によって動力を発生するガソリンエンジン等の内燃機関である。特に、前記エンジンは、４気筒エンジンであって、各気筒内に燃料を直接噴射する直噴式の４サイクルガソリンエンジンである。このようにすれば、４気筒エンジンでは、回転停止過程でエンジンの回転が回転停止状態よりも進んでいたことにより膨張行程にて停止している気筒における排気弁が一時的に開弁させられて、その気筒内の酸素濃度が低下するという現象が起こり易いことに対して、前記第１の発明乃至第５の発明の何れか１つをこの４気筒エンジンに対して適用することで、着火始動によるエンジン始動に際して、エンジン始動性を向上させることができる。
【００１４】
また、好適には、前記車両は、前記電動機と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する変速機を備えている。前記変速機は、常時噛み合う複数対の変速ギヤを２軸間に備える公知の同期噛合型平行２軸式変速機などの手動変速機、種々の自動変速機（遊星歯車式自動変速機、同期噛合型平行２軸式自動変速機、ＤＣＴ、ＣＶＴ等）などである。この自動変速機は、自動変速機単体、流体式伝動装置を有する自動変速機、或いは副変速機を有する自動変速機などにより構成される。また、前記クラッチは、前記エンジンを前記駆動輪から切り離すことができる、湿式或いは乾式の係合装置である。
【００１５】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明が適用される車両１０に備えられた動力伝達装置１２の概略構成を説明する図であると共に、車両１０における各種制御の為の制御系統の要部を説明する図である。又、図２は、特に、図１のエンジン１４の概略構成を説明する図であると共に、車両１０における制御系統のうちでエンジン１４における出力制御等の為の制御系統の要部を説明する図である。【００１７】
図１において、車両１０は、走行用駆動力源として機能するエンジン１４及び電動機ＭＧを備えたハイブリッド車両である。動力伝達装置１２は、非回転部材としてのトランスミッションケース２０内において、エンジン１４側から順番に、エンジン断接用クラッチＫ０（以下、クラッチＫ０という）、トルクコンバータ１６、及び自動変速機１８等を備えている。また、動力伝達装置１２は、自動変速機１８の出力回転部材である変速機出力軸２４に連結されたプロペラシャフト２６、そのプロペラシャフト２６に連結されたディファレンシャルギヤ２８、そのディファレンシャルギヤ２８に連結された１対の車軸３０等を備えている。トルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ａは、クラッチＫ０を介してエンジン連結軸３２と連結されていると共に、直接的に電動機ＭＧと連結されている。トルクコンバータ１６のタービン翼車１６ｂは、自動変速機１８の入力回転部材である変速機入力軸３４と直接的に連結されている。ポンプ翼車１６ａには、エンジン１４（及び／又は電動機ＭＧ）によって回転駆動されることにより、自動変速機１８の変速制御やクラッチＫ０の係合解放制御などを実行する為の作動油圧を発生する機械式のオイルポンプ２２が連結されている。このように構成された動力伝達装置１２は、例えばＦＲ型の車両１０に好適に用いられる。動力伝達装置１２において、エンジン１４の動力（特に区別しない場合にはトルクや力も同義）は、クラッチＫ０が係合された場合に、エンジン１４のクランク軸３６（図２参照）とクラッチＫ０とを連結するエンジン連結軸３２から、クラッチＫ０、トルクコンバータ１６、自動変速機１８、プロペラシャフト２６、ディファレンシャルギヤ２８、及び１対の車軸３０等を順次介して１対の駆動輪３８へ伝達される。このように、動力伝達装置１２は、エンジン１４から駆動輪３８までの動力伝達経路を構成する。【００１８】
自動変速機１８は、エンジン１４及び電動機ＭＧと駆動輪３８との間の動力伝達経路の一部を構成し、走行用駆動力源（エンジン１４及び電動機ＭＧ）からの動力を駆動輪３８側へ伝達する変速機である。自動変速機１８は、例えば変速比γ（＝変速機入力回転速度Ｎin／変速機出力回転速度Ｎout）が異なる複数の変速段が選択的に成立させられる公知の遊星歯車式多段変速機、或いは変速比γが無段階に連続的に変化させられる公知の無段変速機などである。【００１９】
電動機ＭＧは、電気エネルギから機械的な動力を発生させる発動機としての機能及び機械的なエネルギーから電気エネルギを発生させる発電機としての機能を有する所謂モータジェネレータである。電動機ＭＧは、エンジン１４に替えて或いはエンジン１４に加えて、インバータ４２を介して蓄電装置４４から供給される電気エネルギにより走行用の動力を発生する。電動機ＭＧは、エンジン１４の動力や駆動輪３８側から入力される被駆動力を回生により電気エネルギに変換し、その電気エネルギをインバータ４２を介して蓄電装置４４に蓄積する。電動機ＭＧは、クラッチＫ０とトルクコンバータ１６との間の動力伝達経路に連結されており、電動機ＭＧとポンプ翼車１６ａとの間では、相互に動力が伝達される。従って、電動機ＭＧは、クラッチＫ０を介することなく自動変速機１８の変速機入力軸３４と動力伝達可能に連結されている。【００２０】
クラッチＫ０は、例えば湿式多板型の油圧式摩擦係合装置であり、オイルポンプ２２が発生する油圧を元圧とし油圧制御回路４０によって係合解放制御される。その係合解放制御においては、例えば油圧制御回路４０内のリニヤソレノイドバルブ等の調圧により、クラッチＫ０のトルク容量（以下、Ｋ０トルクという）が変化させられる。クラッチＫ０の係合状態では、エンジン連結軸３２を介してポンプ翼車１６ａとエンジン１４とが一体的に回転させられる。一方で、クラッチＫ０の解放状態では、エンジン１４とポンプ翼車１６ａとの間の動力伝達が遮断される。すなわち、クラッチＫ０を解放することでエンジン１４と駆動輪３８とが切り離される。電動機ＭＧはポンプ翼車１６ａに連結されているので、クラッチＫ０は、エンジン１４と電動機ＭＧとの間の動力伝達経路に設けられて、その動力伝達経路を断接するクラッチとしても機能する。【００２１】
図２において、エンジン１４は、例えば各気筒（シリンダ）５０内に燃料を直接噴射する直噴式の公知の４サイクルガソリンエンジンである。このエンジン１４は、シリンダヘッドとピストンとの間に設けられた燃焼室５２と、燃焼室５２の吸気ポートに接続された吸気管５４と、燃焼室５２の排気ポートに接続された排気管５６と、シリンダヘッドに設けられ燃焼室５２に燃料Ｆを直接噴射する燃料噴射装置５８と、燃焼室５２内の混合気に点火する点火装置６０と、燃焼室５２の吸気ポートを開放又は閉塞させる吸気弁６２と、燃焼室５２の排気ポートを開放または閉塞させる排気弁６４と、吸気弁６２をクランク軸３６の回転に同期して往復運動させることにより開閉作動させる吸気弁駆動装置６６と、排気弁６４をクランク軸３６の回転に同期して往復運動させることにより開閉作動させる排気弁駆動装置６８とを備えている。【００２２】
エンジン１４の吸気管５４内には、電子スロットル弁７０が設けられており、その電子スロットル弁７０はスロットルアクチュエータ７２により開閉作動させられる。このエンジン１４では、吸気管５４から燃焼室５２に吸入される吸入空気に燃料噴射装置５８から燃料Ｆが噴射供給されて混合気が形成され、その混合気が点火装置６０により点火されて燃焼する。これにより、エンジン１４は駆動され、燃焼後の混合気は排出ガスとして排気管５６内へと送り出される。【００２３】
図３は、吸気弁６２の開弁時期ＶＴin及び排気弁６４の開弁時期ＶＴexを説明する為の図である。図３において、矢印Ａは、吸気弁６２の開弁時期ＶＴinすなわち吸気弁６２が開いているクランク角度Ａcrの範囲を示している。又、矢印Ｂは、排気弁６４の開弁時期ＶＴexすなわち排気弁６４が開いているクランク角度Ａcrの範囲を示している。本実施例における開弁時期ＶＴは、弁が開く時点（開弁時点）から弁が閉じる時点（閉弁時点）までの開弁中の期間（開弁期間）であり、開弁時点を示すものではない。【００２４】
図１，２に戻り、車両１０には、例えばクラッチＫ０の係合解放制御やエンジン１４の始動制御などに関連する車両１０の制御装置を含む電子制御装置９０が備えられている。電子制御装置９０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置９０は、エンジン１４の出力制御、電動機ＭＧの回生制御を含む電動機ＭＧの駆動制御、自動変速機１８の変速制御、クラッチＫ０のトルク容量制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用や電動機制御用や油圧制御用等に分けて構成される。電子制御装置９０には、図１，２に示すように、各種センサ（例えばエンジン回転速度センサ７４、タービン回転速度センサ７６、出力軸回転速度センサ７８、電動機回転速度センサ８０、アクセル開度センサ８２、スロットルセンサ８４、エアフローメータ８６、バッテリセンサ８８など）による検出値に基づく各種信号（例えばエンジン１４の回転速度であるエンジン回転速度Ｎe及びクランク角度Ａcr、タービン回転速度Ｎtすなわち変速機入力軸３４の回転速度である変速機入力回転速度Ｎin、車速Ｖに対応する変速機出力軸２４の回転速度である変速機出力回転速度Ｎout、電動機ＭＧの回転速度である電動機回転速度Ｎm、運転者による車両１０に対する駆動要求量に対応するアクセル開度θacc、電子スロットル弁７０の開き角度を表すスロットル弁開度θth、エンジン１４の吸入空気量Ｑair、蓄電装置４４の充電状態（充電容量）ＳＯＣなど）が、それぞれ供給される。電子制御装置９０からは、図１，２に示すように、例えばエンジン１４の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号Ｓe、電動機ＭＧの作動を制御する為の電動機制御指令信号Ｓm、クラッチＫ０や自動変速機１８の油圧アクチュエータを制御する為に油圧制御回路４０に含まれる電磁弁（ソレノイドバルブ）等を作動させる為の油圧指令信号Ｓpなどが、燃料噴射装置５８、点火装置６０、スロットルアクチュエータ７２等のエンジン制御装置、インバータ４２、油圧制御回路４０などへそれぞれ出力される。
【００２５】
図４は、電子制御装置９０による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図４において、ハイブリッド制御手段すなわちハイブリッド制御部９２は、エンジン１４の駆動を制御するエンジン駆動制御部としての機能と、インバータ４２を介して電動機ＭＧによる駆動力源又は発電機としての作動を制御する電動機作動制御部としての機能を含んでおり、それら制御機能によりエンジン１４及び電動機ＭＧによるハイブリッド駆動制御等を実行する。例えば、ハイブリッド制御部９２は、アクセル開度θaccや車速Ｖに基づいて運転者による車両１０に対する駆動要求量としての要求駆動力Ｆdtgtを算出する。そして、ハイブリッド制御部９２は、伝達損失、補機負荷、自動変速機１８の変速比γ、蓄電装置４４の充電容量ＳＯＣ等を考慮して、その要求駆動力Ｆdtgtが得られる走行用駆動力源（エンジン１４及び電動機ＭＧ）の出力となるようにその走行用駆動力源を制御する指令信号（エンジン出力制御指令信号Ｓe及び電動機制御指令信号Ｓm）を出力する。前記駆動要求量としては、駆動輪３８における要求駆動力Ｆdtgt[Ｎ]の他に、駆動輪３８における要求駆動トルク[Ｎｍ]、駆動輪３８における要求駆動パワー[Ｗ]、変速機出力軸２４における要求変速機出力トルク等を用いることもできる。又、駆動要求量として、単にアクセル開度θacc[％]や吸入空気量Ｑair[g/sec]等を用いることもできる。【００２６】
具体的には、ハイブリッド制御部９２は、例えば要求駆動力Ｆdtgtが電動機ＭＧの出力のみで賄える範囲の場合には、クラッチＫ０を解放させた状態で、電動機ＭＧのみを走行用の駆動力源として走行するモータ走行（ＥＶ走行）を行う。一方で、ハイブリッド制御部９２は、例えば要求駆動力Ｆdtgtが少なくともエンジン１４の出力を用いないと賄えない範囲の場合には、クラッチＫ０を係合させた状態で、少なくともエンジン１４を走行用の駆動力源として走行するエンジン走行すなわちハイブリッド走行（ＥＨＶ走行）を行う。また、ハイブリッド制御部９２は、例えば充電容量ＳＯＣや蓄電装置温度から算出された放電可能な電力に基づいて蓄電装置４４の放電が制限された為にＥＶ走行できない場合、蓄電装置４４の充電が要求された場合、或いはエンジン１４やエンジン１４に関連する機器の暖機が必要な場合等には、エンジン１４を作動させる。【００２７】
ここで、ハイブリッド制御部９２によるエンジン１４を始動する方法としては、例えば解放されているクラッチＫ０を係合に向けて制御することで電動機ＭＧによってエンジン１４をクランキングしつつ、燃料供給やエンジン点火などを開始してエンジン１４を始動する。この始動方法では、エンジン始動に必要なトルクであるエンジン始動トルクをエンジン１４側へ伝達する為のＫ０トルクが得られるように、クラッチＫ０が制御される。上記エンジン始動トルクは、クラッチＫ０を介してエンジン１４側へ流れる分のＭＧトルクＴmに相当することから、その分だけ駆動輪３８側へ流れる分のＭＧトルクＴmが減少させられる。その為、この始動方法では、駆動トルクの落ち込みを抑制する為に、要求駆動トルクを満たす為に必要なＭＧトルクＴmに加えて、エンジン始動トルクをエンジン１４側へ伝達する為のＫ０トルクに相当するＭＧトルク分が増大される（以下、この増大分をＫ０補償トルク（或いはＭＧ補償トルク）という）。【００２８】
本実施例のＥＶ走行では、電動機ＭＧが出力することができる最大のＭＧトルクＴmに対して、エンジン始動に備えてＭＧ補償トルクを担保しておく分だけ、ＥＶ走行領域が縮小される。見方を換えれば、ＭＧ補償トルクを抑制できれば、ＥＶ走行領域を拡大することができる。そこで、ハイブリッド制御部９２は、クラッチＫ０を係合に向けて制御する始動方法に加え、エンジン始動に際してエンジン１４の気筒を燃焼させてエンジン１４を回転させる着火始動を実行する。つまり、ハイブリッド制御部９２は、着火始動を行うことによって、エンジン始動トルクの一部を賄う。着火始動によるエンジン始動方法では、例えば膨張行程にて停止しているエンジン１４の気筒内に燃料を噴射し且つ点火（着火）することでその気筒を燃焼させ、発生した爆発トルクによってピストンを押し下げてクランク軸３６を回転させることでエンジン１４を始動する。【００２９】
着火始動にてエンジン始動トルクの一部を賄う場合、停止しているピストンを動かす為に着火始動を行うことが好適である。つまり、着火始動に伴う爆発トルクによって、エンジン始動開始時のエンジン１４のフリクショントルクを乗り越えることが、ＭＧ補償トルクを抑制することにとって好適である。従って、ハイブリッド制御部９２は、ＥＶ走行中にエンジン１４の再始動が要求された場合には、先ず、着火始動を行ってエンジン１４を回転させる。その後、ハイブリッド制御部９２は、クラッチＫ０を係合に向けて制御することで電動機ＭＧによってエンジン回転速度Ｎeを上昇させる。そして、ハイブリッド制御部９２は、エンジン回転速度Ｎeが電動機回転速度Ｎmと同期した後に、クラッチＫ０を完全係合してＥＨＶ走行へ移行する。尚、エンジン始動時のエンジン１４のフリクショントルクは、ポンピングロスに相当するコンプレッショントルクと、摺動抵抗に相当するメカニカルフリクショントルクと、吸気弁駆動装置６６及び排気弁駆動装置６８のメカニカルフリクショントルクとの合計トルクである。但し、停止しているピストンを動かすときのエンジン始動開始時のエンジン１４のフリクショントルクは、エンジン回転速度Ｎeが極めて低速であるので、専ら摺動抵抗や吸気弁駆動装置６６等のメカニカルフリクショントルクとなる。
【００３０】
ところで、エンジン１４の始動に際して、初めに、着火始動によって膨張行程にて停止している気筒を燃焼させても、エンジン１４のフリクショントルクを超えられるだけの爆発トルクを発生させられない場合がある。図５は、４気筒エンジンを例示して、エンジン１４の回転停止過程における挙動の一例を説明する為の図である。図５において、図５（ａ）に示すように、エンジン停止時に回転停止する過程では、圧縮行程にある気筒Ａのコンプレッションが増加しつつ、回転停止に向けてエンジン１４の正回転が続けられる。そして、図５（ｂ）に示すように、エンジン１４の回転停止状態よりもエンジン１４の回転が進んでしまうオーバーシュートが発生する場合がある。このようなオーバーシュートにより排気弁６４の開弁時期ＶＴexまで回転が進むと、膨張行程にある気筒Ｂでは排気弁６４が開弁してその気筒内に排気が逆流する。その後、図５（ｃ）に示すように、エンジン１４は、負回転させられ、回転停止状態となるまで正回転と負回転とが繰り返される。最終的には、図５（ｄ）に示すように、エンジン１４は回転停止させられる。図５（ｄ）に示すようなエンジン１４の回転停止状態では、膨張行程にて停止している気筒Ｂは、停止直後からしばらくすると気筒内の圧力が大気圧まで低下させられる。また、膨張行程にて停止している気筒Ｂは、回転停止過程でのオーバーシュートによる排気の逆流により、気筒内の酸素濃度が低下させられている。その為、膨張行程にて停止している気筒Ｂに対する着火始動では、低い酸素濃度且つ大気圧状態での燃料噴射及び点火となるので、燃焼せずに失火したり、或いは燃焼しても十分な爆発トルクを得られない可能性がある。尚、エンジン１４の負回転は、例えば車両走行時にエンジン１４が回転駆動するときの回転を正回転とした場合に、その正回転とは逆の方向への回転である。従って、エンジン１４を負回転させることは、エンジン１４を逆転させることである。又、エンジン１４の回転停止過程で上述したような挙動が発生する場合があるのは、特に４気筒エンジンでの回転停止過程である。【００３１】
ハイブリッド制御部９２は、エンジン１４の回転停止過程で膨張行程にて停止している気筒の排気弁６４にオーバーシュートによる一時的な開弁が無かった場合には、その膨張行程にて停止している気筒を最初に燃焼させてエンジン１４を正回転させる着火始動を行う。一方で、ハイブリッド制御部９２は、エンジン１４の回転停止過程でオーバーシュートしていたことにより膨張行程にて停止している気筒の排気弁６４が一時的に開弁していた場合には、圧縮行程にて停止している気筒を最初に燃焼させてエンジン１４を負回転させた後に、膨張行程にある気筒を燃焼させてエンジン１４を正回転させる逆転始動による着火始動を行う。このように、ハイブリッド制御部９２は、エンジン１４の始動に際して、膨張行程にて停止している気筒における排気弁６４のエンジン１４の回転停止過程での作動に基づいて、最初に燃焼させるエンジン１４の気筒を切り替えて着火始動を行う。ハイブリッド制御部９２は、着火始動においてエンジン１４が正回転したら、クラッチＫ０を係合に向けて制御することでエンジン回転速度Ｎeを上昇させる。【００３２】
図６は、４気筒エンジンを例示して、オーバーシュートによる排気の逆流を伴うエンジン停止時に実行する逆転始動による着火始動を説明する為の図である。図６において、図６（ａ）は、図５（ｄ）に示すようなエンジン１４の回転停止状態と同等の状態であり、膨張行程にて停止している気筒Ｂは、低い酸素濃度且つ大気圧状態とされている。このような場合、ハイブリッド制御部９２は、図６（ｂ）に示すように、着火始動により圧縮行程にて停止している気筒Ａを燃焼させてエンジン１４を負回転させる。これにより、膨張行程にある気筒Ｂでは空気が圧縮される。その後、ハイブリッド制御部９２は、図６（ｃ）に示すように、膨張行程にある気筒Ｂが圧縮された状態で、着火始動によりその気筒Ｂを燃焼させてエンジン１４を正回転させる。これにより、エンジン１４のフリクショントルクを超えられるだけの十分な爆発トルクが発生させられる。この際、気筒Ｂを初爆としたときの２爆目は、既に着火始動が行われて多くの燃焼ガスが含まれている気筒Ａを燃焼させることになるので、エンジン回転速度Ｎeの上昇が緩められ、エンジン回転速度Ｎeが電動機回転速度Ｎmを超えるオーバーシュートの発生が抑制される。従って、クラッチＫ０を完全係合するタイミングが早められ、速やかにＥＨＶ走行へ移行することができる。よって、エンジン１４の始動性が向上させられることに加え、加速応答性やドライバビリティが向上させられる。【００３３】
ここで、気筒Ａに対する着火始動によりエンジン１４が負回転しているときには、膨張行程にある気筒Ｂでは燃焼室５２内の空気が流動している状態とされる。そこで、ハイブリッド制御部９２は、逆転始動において、エンジン１４が負回転している間に、膨張行程にある気筒Ｂへの燃料噴射を行う。これにより、膨張行程にある気筒Ｂの燃焼室５２内の混合気の均質化が促進されて、十分な爆発トルクが発生させられる。【００３４】
又、エンジン１４の負回転による膨張行程にある気筒Ｂの圧縮は、その負回転が停止した時点が最大になると考えられる。加えて、その負回転が停止した時点は、正回転させる力に対する反力が零になると考えられる。そこで、ハイブリッド制御部９２は、逆転始動において、膨張行程にある気筒Ｂが上死点に達する前で、且つエンジン１４の負回転の速度が低下しているときに（例えば負回転の速度が零に近づいたときに、或いは負回転が停止したときに）、膨張行程にある気筒Ｂの点火を行う。これにより、空気圧縮が可及的に大きくされたところで膨張行程にある気筒Ｂが燃焼させられて、十分な爆発トルクが発生させられる。又、反力トルクが可及的に抑制されたところで膨張行程にある気筒Ｂが燃焼させられて、エンジン１４の正回転が適切に行われる。つまり、逆転始動が適切に実行される。【００３５】
より具体的には、図４に戻り、走行状態判定手段すなわち走行状態判定部９４は、例えば再始動を前提とした、エンジン１４の停止を要求するエンジン停止要求が有るか否かを判定する。例えば、走行状態判定部９４は、ＥＨＶ走行中に要求駆動力Ｆdtgtが電動機ＭＧの出力のみで賄える範囲となった場合、或いは蓄電装置４４の放電制限や蓄電装置４４の充電要求やエンジン１４等の暖機要求が解除され且つＥＶ走行を行う場合などには、再始動を前提としたエンジン停止要求が有ると判定する。【００３６】
走行状態判定部９４は、例えば一時的に停止したエンジン１４の再始動を要求するエンジン再始動要求が有るか否かを判定する。例えば、走行状態判定部９４は、ＥＶ走行中に、要求駆動力Ｆdtgtが少なくともエンジン１４の出力を用いないと賄えない範囲となった場合、蓄電装置４４の放電制限が為された場合、或いは蓄電装置４４の充電要求が為された場合などには、エンジン再始動要求が有ると判定する。【００３７】
エンジン状態判定手段すなわちエンジン状態判定部９６は、例えば走行状態判定部９４により再始動を前提としたエンジン停止要求が有ると判定された場合には、或いは走行状態判定部９４によりエンジン再始動要求が有ると判定された場合には、エンジン１４の回転停止過程でのオーバーシュートにより膨張行程にて停止している気筒の排気弁６４が一時的に開弁していたか否かを判定する。つまり、エンジン状態判定部９６は、エンジン１４の回転停止過程において膨張行程にて停止している気筒が排気弁６４の開弁時期ＶＴexまで進み、そこからエンジン１４が逆転して停止したか否かを判定する。【００３８】
エンジン状態判定部９６は、例えばハイブリッド制御部９２による逆転始動の開始によって実際にエンジン１４の回転が逆転を開始したか否かを判定する。又、エンジン状態判定部９６は、例えばハイブリッド制御部９２による逆転始動において実行される膨張行程にある気筒への燃料噴射後に、その膨張行程にある気筒への点火条件が成立したか否かを判定する。つまり、エンジン状態判定部９６は、膨張行程にある気筒への点火が可能になったか否かを判定する。この点火条件は、例えば逆転中のエンジン１４において、膨張行程にある気筒がＴＤＣに到達しておらず、且つ、エンジンの負回転の速度が低下或いは停止したかである。【００３９】
ハイブリッド制御部９２は、走行状態判定部９４によりエンジン再始動要求が有ると判定され、且つエンジン状態判定部９６によりエンジン１４の回転停止過程において膨張行程にて停止している気筒が排気弁６４の開弁時期ＶＴexまで進み、そこからエンジン１４が逆転して停止したと判定された場合には、逆転始動による着火始動を行う。【００４０】
図７は、電子制御装置９０の制御作動の要部すなわち着火始動によるエンジン始動に際してエンジン始動性を向上させる為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。【００４１】
図７において、先ず、走行状態判定部９４に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１０において、例えば再始動を前提としたエンジン停止要求が有るか否かが判定される。このＳ１０の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが肯定される場合はハイブリッド制御部９２に対応するＳ２０において、例えばエンジン１４に対する燃料噴射及び点火が共に停止させられる。次いで、エンジン状態判定部９６に対応するＳ３０において、例えば停止しているエンジン１４のクランク角度Ａcrが検出される。次いで、エンジン状態判定部９６に対応するＳ４０において、例えばエンジン１４の回転停止過程において膨張行程にて停止している気筒が排気弁６４の開弁時期ＶＴexまで進み、そこからエンジン１４が逆転して停止したか否かが判定される。このＳ４０の判断が否定される場合は走行状態判定部９４に対応するＳ５０において、例えばエンジン再始動要求が有るか否かが判定される。このＳ５０の判断が否定される場合はこのＳ５０が繰り返し実行されるが肯定される場合はハイブリッド制御部９２に対応するＳ６０において、例えば膨張行程にて停止している気筒が最初に着火始動される。一方で、上記Ｓ４０の判断が肯定される場合は走行状態判定部９４に対応するＳ７０において、例えばエンジン再始動要求が有るか否かが判定される。このＳ７０の判断が否定される場合はこのＳ７０が繰り返し実行されるが肯定される場合はハイブリッド制御部９２に対応するＳ８０において、例えば圧縮行程にて停止している気筒に対して燃料噴射及び点火が実行されて逆転始動が開始される。次いで、エンジン状態判定部９６に対応するＳ９０において、例えばエンジン１４の回転が逆転を開始したか否かが判定される。このＳ９０の判断が否定される場合はこのＳ９０が繰り返し実行されるが肯定される場合はハイブリッド制御部９２に対応するＳ１００において、例えば膨張行程にある気筒に対して燃料噴射が実行される。次いで、エンジン状態判定部９６に対応するＳ１１０において、例えば上記膨張行程にある気筒への点火条件が成立したか否かが判定される。このＳ１１０の判断が否定される場合はこのＳ１１０が繰り返し実行されるが肯定される場合はハイブリッド制御部９２に対応するＳ１２０において、例えば膨張行程にある気筒に対して点火が実行される。【００４２】
上述のように、本実施例によれば、着火始動により膨張行程にある気筒が高い爆発トルクを発生させられる状態とされているときに、その膨張行程にある気筒に対する着火始動を行うことができる。つまり、膨張行程にある気筒を最初に燃焼させても高い爆発トルクを発生させられる状態であれば、その膨張行程にある気筒が最初に燃焼させられる。一方で、膨張行程にある気筒内の酸素濃度が低下している状態では、その膨張行程にある気筒を最初に燃焼させず、その膨張行程にある気筒とは別の気筒を最初に燃焼させることで、その膨張行程にある気筒にて高い爆発トルクを発生させられる状態としてからその膨張行程にある気筒が燃焼させられる。よって、着火始動によるエンジン始動に際して、エンジン始動性を向上させることができる。【００４３】
また、本実施例によれば、エンジン１４の回転停止過程でオーバーシュートしていたことにより膨張行程にて停止している気筒の排気弁６４が一時的に開弁していた場合には、圧縮行程にて停止している気筒を最初に燃焼させてエンジン１４を負回転させた後に、膨張行程にある気筒を燃焼させてエンジン１４を正回転させる逆転始動が行われる。このようにすれば、圧縮行程にて停止している気筒を最初に燃焼することによるエンジン１４の負回転により膨張行程にある気筒は圧縮されるので、排気弁６４が一時的に開弁させられたことで気筒内の酸素濃度が低下させられた膨張行程にある気筒でも、その気筒の初爆時に高い爆発トルクを得ることができる。又、この逆転始動では、膨張行程にある気筒の初爆後には、燃焼ガスが多く含まれる気筒が燃焼させられるので、その気筒の燃焼時の爆発トルクが小さくされる。このように、爆発トルクが抑えられることでエンジン回転速度Ｎeの上昇が緩められるので、エンジン回転速度Ｎeが電動機回転速度Ｎmを超えるオーバーシュートの発生が抑制され、速やかにクラッチＫ０が完全係合される。一方で、膨張行程にて停止している気筒の排気弁６４に一時的な開弁が無かった場合には、その膨張行程にて停止している気筒を最初に燃焼させてエンジン１４が正回転させられる。このようにすれば、排気弁６４に一時的な開弁が無かった膨張行程にある気筒では、最初に燃焼させても初爆時に十分な爆発トルクを得ることができる。よって、着火始動によるエンジン始動に際して、エンジン始動性を向上させることができる。【００４４】
また、本実施例によれば、逆転始動時の膨張行程にある気筒への燃料噴射は、エンジン１４が負回転している間に行われるので、負回転によって気筒内に空気流動が発生した状態で燃料噴射され、膨張行程にある気筒内の混合気の均質化が促進される。従って、膨張行程にある気筒の初爆自体が発生し易く、又、その初爆時に高い爆発トルクが得られ易くなり、エンジン始動性を向上させることができる。【００４５】
また、本実施例によれば、逆転始動時の膨張行程にある気筒の点火は、その気筒が上死点に達する前で、且つエンジン１４の負回転の速度が低下しているときに行われるので、膨張行程にある気筒の空気圧縮が進んだ状態で燃焼される。又、エンジンの負回転に伴う反力トルクが小さい状態で膨張行程にある気筒の初爆が発生させられる。従って、膨張行程にある気筒の初爆自体が発生し易く、又、その初爆時に高い爆発トルクが得られ易くなり、逆転始動が適切に実行されて、よりエンジン始動性を向上させることができる。【００４６】
また、本実施例によれば、エンジン１４が正回転したら、クラッチＫ０を係合に向けて制御することでエンジン回転速度Ｎeを上昇させるので、先に着火始動を行うことで、クラッチＫ０を係合に向けて制御するときのＭＧトルクＴmが抑制される。従って、ＥＶ走行時に、エンジン始動の為に担保しておくＭＧトルクＴmが抑制され、ＥＶ走行領域が拡大する。また、逆転始動では、エンジン回転速度Ｎeのオーバーシュートの発生が抑制されるので、速やかにクラッチＫ０が完全係合される。よって、着火始動によるエンジン始動に際して、エンジン始動性を向上させることができる。【００４７】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。【００４８】
例えば、前述の実施例では、逆転始動する態様として、エンジン１４の回転停止過程でのオーバーシュートにより膨張行程にて停止している気筒の排気弁６４が一時的に開弁していたという履歴がある状態を例示したが、この態様に限らない。例えば、膨張行程にて停止している気筒の排気弁６４が現在開弁しているという状態であっても、逆転始動を行っても良い。つまり、膨張行程にて停止している気筒における排気弁６４のエンジン１４の回転停止過程での作動には、一時的に開弁していたか否かだけでなく、結果的に開弁している状態となっているか否かも含まれる。【００４９】
また、前述の実施例における図７のフローチャートにおいて、Ｓ３０の次にＳ５０（Ｓ７０でも同じ）を実行し、Ｓ５０の判断が肯定された場合にＳ４０を実行しても良い。この場合、Ｓ４０の判断が肯定されるとＳ８０が実行され、Ｓ４０の判断が否定されるとＳ６０が実行される。これとは別に、図７のフローチャートでは、Ｓ９０において、エンジン１４の回転が逆転を開始したか否かを判定したが、この態様に限らない。例えば、このＳ９０では、エンジン１４の回転が逆回転中であるか否かを判定しても良い。このように、図７のフローチャートにおいて、各ステップの実行内容やその実行順等は差し支えのない範囲で適宜変更することができる。【００５０】
また、前述の実施例では、図５，６に示すように、４気筒エンジンを例示して逆転始動を説明したが、本発明が適用されるエンジンはこの４気筒エンジンに限らない。例えば、５気筒エンジンや６気筒エンジンなどであっても良い。【００５１】
また、前述の実施例では、エンジン回転速度Ｎeと電動機回転速度Ｎmとが同期してからクラッチＫ０を完全係合させたが、これに限らない。例えば、逆転始動では、エンジン回転速度Ｎeの上昇が緩められているので、エンジン回転速度Ｎeが電動機回転速度Ｎmとの同期に向かって変化しているときに、クラッチＫ０を完全係合させても良い。このようにすれば、ショックの抑制には多少不利になるものの、エンジン始動の応答性が向上させられる。
【００５２】
また、前述の実施例では、着火始動を実行し、電動機ＭＧによってエンジン１４を始動させたが、この態様に限らない。例えば、着火始動にてアシストしつつ、電動機ＭＧとは別に設けられたスタータモータによってエンジン１４を始動するものであっても良い。又、例えば着火始動のみでエンジン始動できるのであれば、電動機ＭＧ（或いはスタータ）によってエンジン１４を始動させる必要はない。つまり、電子制御装置９０は、エンジン回転速度Ｎeを零から上昇させる際に着火始動を行うものであり、回転停止状態にあるエンジン１４を始動する際に、先ずは、最初に着火始動が実行されるものであれば、本発明は適用され得る。【００５３】
また、前述の実施例において、車両１０には、トルクコンバータ１６や自動変速機１８が設けられていたが、このトルクコンバータ１６や自動変速機１８は必ずしも設けられなくても良い。【００５４】
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１０：車両
１４：エンジン
５０：気筒（シリンダ）
６４：排気弁
９０：電子制御装置（制御装置）
Ｋ０：エンジン断接用クラッチ（クラッチ）
ＭＧ：電動機
【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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