(57)【要約】【課題】内燃機関を自動停止した後に自動始動する際のトルクショックを抑制すると共に始動性の向上を図る。【解決手段】モータジェネレータによりエンジンをアイドル回転数までモータリングした後にシフトポジションＳＰとエンジンの冷却水の水温Ｔｗとに基づいてクランクシャフト２６に関する回転系の慣性トルク分と等価となる空気流量としての慣性トルク換算流量Ｑｍｇの初期値とその減衰率を設定し（Ｓ１４０，１５０）、これらにより計算される慣性トルク換算流量Ｑｍｇを目標アイドル回転数Ｑｉｓｃ＊から減じて得られるアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃｃを用いてエンジンを始動制御する（Ｓ１８０〜Ｓ２００）。この結果、自動始動の際のトルクショックを抑制することができる。【選択図】　　　　図３
2004052662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と該内燃機関の出力軸に取り付けられた電動機とを備える自動車の、前記内燃機関を始動する際の始動制御を行なう制御装置であって、
前記電動機により前記内燃機関をモータリングし、該内燃機関の回転数が所定回転数に至ったときに前記電動機によるモータリングを停止すると共に該電動機によるモータリングの停止以降における前記出力軸に関する回転系の慣性値を推定し、該推定された慣性値に基づいて前記内燃機関がアイドル回転数で運転されるよう該内燃機関を制御する
制御装置。
【請求項２】
前記慣性値は、前記内燃機関をアイドル回転数で運転するためのアイドル制御量に対する前記回転系の慣性トルクが寄与する慣性トルク分として推定される値である請求項１記載の自動車の制御装置。
【請求項３】
前記電動機によるモータリングの停止以降は目標アイドル制御量から前記慣性トルク分を減じて得られるた制御量を用いて前記内燃機関を制御する請求項２記載の自動車の制御装置。
【請求項４】
前記慣性値は前記内燃機関の温度に基づいて推定される値である請求項１ないし３いずれか記載の自動車の制御装置。
【請求項５】
前記慣性値は前記内燃機関の温度が高いほど小さくなる傾向で推定される値である請求項４記載の自動車の制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか記載の自動車の制御装置であって、
前記自動車は、ニュートラルポジションと走行ポジションの少なくとも二つのシフト位置を切替可能なシフト操作に基づいて前記出力軸に出力された動力を自動的に変速して車軸側に伝達可能な自動変速機を備え、
前記慣性値は、前記シフト位置に基づいて推定される値である
自動車の制御装置。
【請求項７】
前記慣性値は、前記シフト位置に応じた初期値と前記シフト位置に応じた減衰率とに基づいて推定される値である請求項６記載の自動車の制御装置。
【請求項８】
前記慣性値は、前記初期値としてはニュートラルポジションのときの方が走行ポジションのときより小さな値を用い、前記減衰率としてはニュートラルポジションの方が走行ポジションより大きな値を用いて推定される値である請求項７記載の自動車の制御装置。
【請求項９】
前記慣性値が第１の所定慣性値以上と推定されたときには前記内燃機関のアイドル運転における制御量の学習を禁止する請求項１ないし８いずれか記載の自動車の制御装置。
【請求項１０】
前記慣性値が第２の所定慣性値以上と推定されたときには所定の補機の駆動を停止する請求項１ないし９いずれか記載の自動車の制御装置。
【請求項１１】
前記内燃機関がアイドル回転数で運転されるようフィードバック制御する請求項１ないし１０いずれか記載の自動車の制御装置。
【請求項１２】
前記所定回転数は略アイドル回転数である請求項１ないし１１いずれか記載の自動車の制御装置。
【請求項１３】
前記始動制御は、所定の停止条件が成立して運転されていた前記内燃機関を自動停止した後に所定の始動条件が成立したときに行なわれる制御である請求項１ないし１２いずれか記載の自動車の制御装置。
【請求項１４】
内燃機関と、該内燃機関の出力軸に取り付けられた電動機とを備える自動車の、前記内燃機関を自動停止および自動始動する自動停止始動制御を行なう制御装置であって、
前記内燃機関を自動始動してアイドル回転数で運転する際には運転者の操作によって前記内燃機関を始動してアイドル回転数で運転する際に用いる制御量とは異なる制御量を用いて制御する
制御装置。
【請求項１５】
内燃機関と、該内燃機関の出力軸に取り付けられた電動機とを備える自動車の、前記内燃機関を自動停止および自動始動する自動停止始動制御を行なう制御装置であって、
前記内燃機関が始動した直後から所定時間経過するまでは該所定時間経過した後の制御量とは異なる値を用いて該内燃機関がアイドル回転数で運転されるよう制御する
制御装置。
【請求項１６】
前記所定時間経過する前の制御量は、前記所定時間経過後の制御量より小さな値である請求項１５記載の自動車の制御装置。
【請求項１７】
前記所定時間経過する前の制御量は、前記所定時間経過後の制御量から前記出力軸に関する回転系の慣性分に相当する値を減じた値である請求項１６記載の自動車の制御装置。
【請求項１８】
内燃機関と該内燃機関の出力軸に取り付けられた電動機とを備える自動車の、前記電動機から前記出力軸に動力を出力している状態から該電動機から前記出力軸に動力を出力せずに前記内燃機関をアイドル運転する状態に移行する移行制御を行なう制御装置であって、
前記内燃機関の回転数が所定回転数に至ったときに前記電動機を停止すると共に該電動機の停止以降における前記出力軸に関する回転系の慣性値を推定し、該推定された慣性値に基づいて前記内燃機関がアイドル回転数で運転されるよう該内燃機関を制御する
自動車の制御装置。
【請求項１９】
前記移行制御は、運転停止状態にある前記内燃機関を始動する際に行なわれる制御である請求項１８記載の自動車の制御装置。
【請求項２０】
請求項１８記載の自動車の制御装置であって、
前記電動機は、発電可能な電動機であり、
前記移行制御は、前記出力軸の動力を用いて発電駆動状態にある前記電動機を駆動停止する際に行なわれる制御である
自動車の制御装置。
【請求項２１】
前記自動車は前記電動機から前記出力軸に出力された動力により走行可能なハイブリッド自動車である請求項１ないし２０いずれか記載の自動車の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の制御装置に関し、詳しくは、内燃機関と該内燃機関の出力軸に取り付けられた電動機とを備える自動車の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の自動車の制御装置としては、内燃機関の出力軸に取り付けられた発電電動機を備える自動車において、内燃機関の始動時には内燃機関によるアイドル回転数制御を禁止して発電電動機により回転数を制御するものが提案されている（例えば、特開２０００−２９７６６８号公報など）。この装置では、内燃機関によるアイドル回転数制御を禁止することにより、アイドル回転数制御と発電電動機による回転数制御が干渉することを防止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした自動車の制御装置では、内燃機関の出力軸の回転数制御にアイドル回転数制御と発電電動機による回転数制御の干渉は生じないものの、内燃機関の始動時に出力軸にトルクの急激な変化（トルクショック）が生じる場合がある。内燃機関は、発電電動機でモータリングされているときには出力軸に対する負荷として作用するが、始動直後には出力軸にトルクを出力する原動機として作用するため、始動の際には出力軸にトルクショックが生じやすくなってしまう。
【０００４】
本発明の自動車の制御装置は、内燃機関の始動の際のトルクショックを抑制することを目的の一つとする。また、本発明の自動車の制御装置は、内燃機関の始動性の向上を図ることを目的の一つとする。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の自動車の制御装置は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の第１の自動車の制御装置は、
内燃機関と該内燃機関の出力軸に取り付けられた電動機とを備える自動車の、前記内燃機関を始動する際の始動制御を行なう制御装置であって、
前記電動機により前記内燃機関をモータリングし、該内燃機関の回転数が所定回転数に至ったときに前記電動機によるモータリングを停止すると共に該電動機によるモータリングの停止以降における前記出力軸に関する回転系の慣性値を推定し、該推定された慣性値に基づいて前記内燃機関がアイドル回転数で運転されるよう該内燃機関を制御する
ことを要旨とする。
【０００７】
この本発明の第１の自動車の制御装置では、内燃機関を始動する際には、電動機により内燃機関をモータリングし、内燃機関の回転数が所定回転数に至ったときに電動機によるモータリングを停止すると共に電動機によるモータリングの停止以降における出力軸に関する回転系の慣性値を推定し、推定された慣性値に基づいて内燃機関がアイドル回転数で運転されるよう内燃機関を制御する。この結果、慣性値を考慮しないで内燃機関を始動してアイドル回転数で運転制御する場合に比して内燃機関の始動の際のトルクショックを抑制することができる。
【０００８】
こうした本発明の自動車の制御装置において、前記慣性値は、前記内燃機関をアイドル回転数で運転するためのアイドル制御量に対する前記回転系の慣性トルクが寄与する慣性トルク分として推定される値であるものとすることもできる。この場合、前記電動機によるモータリングの停止以降は目標アイドル制御量から前記慣性トルク分を減じて得られるた制御量を用いて前記内燃機関を制御するものとすることもできる。こうすれば、より適正な制御量を用いて内燃機関を始動してアイドル回転数で運転することができる。
【０００９】
また、本発明の自動車の制御装置において、前記慣性値は前記内燃機関の温度に基づいて推定される値であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の温度に基づいてより適正な慣性値を推定することができる。この結果、内燃機関の始動の際のトルクショックをより小さく抑えることができる。ここで、「内燃機関の温度」としては、内燃機関の直接的な温度が含まれる他、内燃機関を冷却する冷却水の温度などのように内燃機関の温度を反映するものも含まれる。この態様の本発明の第１の自動車の制御装置において、前記慣性値は前記内燃機関の温度が高いほど小さくなる傾向で推定される値であるものとすることもできる。
【００１０】
さらに、本発明の自動車の制御装置において、前記自動車は、ニュートラルポジションと走行ポジションの少なくとも二つのシフト位置を切替可能なシフト操作に基づいて前記出力軸に出力された動力を自動的に変速して車軸側に伝達可能な自動変速機を備え、前記慣性値は前記シフト位置に基づいて推定される値であるものとすることもできる。こうすれば、慣性値をシフト位置による内燃機関の出力軸に作用する負荷を考慮したものとすることができる。この結果、シフト位置に拘わらず、内燃機関の始動の際のトルクショックを抑制することができる。
【００１１】
こうしたシフト位置に基づく慣性値を用いる態様の本発明の第１の自動車の制御装置において、前記慣性値は、前記シフト位置に応じた初期値と前記シフト位置に応じた減衰率とに基づいて推定される値であるものとすることもできる。この態様の本発明の第１の自動車の制御装置において、前記慣性値は、前記初期値としてはニュートラルポジションのときの方が走行ポジションのときより小さな値を用い、前記減衰率としてはニュートラルポジションの方が走行ポジションより大きな値を用いて推定される値であるものとすることもできる。
【００１２】
本発明の第１の自動車の制御装置において、前記慣性値が第１の所定慣性値以上と推定されたときには前記内燃機関のアイドル運転における制御量の学習を禁止するものとすることもできる。こうすれば、慣性値が考慮されている際のアイドル運転における制御量が学習されるのを防止することができる。
【００１３】
本発明の第１の自動車の制御装置において、前記慣性値が第２の所定慣性値以上と推定されたときには所定の補機の駆動を停止するものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の始動時における外乱を小さくして回転制御性を高くすることができる。
【００１４】
本発明の第１の自動車の制御装置において、前記内燃機関がアイドル回転数で運転されるようフィードバック制御するものとすることもできる。こうすれば、より迅速に安定して始動直後の内燃機関をアイドル回転数で運転することができる。
【００１５】
本発明の第１の自動車の制御装置において、前記所定回転数は略アイドル回転数であるものとすることもできる。こうすれば、よりスムーズに内燃機関を始動してアイドル回転数で運転することができると共に内燃機関の始動の際のトルクショックを抑制することができる。
【００１６】
本発明の第１の自動車の制御装置において、前記始動制御は、所定の停止条件が成立して運転されていた前記内燃機関を自動停止した後に所定の始動条件が成立したときに行なわれる制御であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の自動始動の際のトルクショックを抑制することができる。
【００１７】
本発明の第２の自動車の制御装置は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸に取り付けられた電動機とを備える自動車の、前記内燃機関を自動停止および自動始動する自動停止始動制御を行なう制御装置であって、
前記内燃機関を自動始動してアイドル回転数で運転する際には運転者の操作によって前記内燃機関を始動してアイドル回転数で運転する際に用いる制御量とは異なる制御量を用いて制御する
ことを要旨とする。
【００１８】
この本発明の第２の自動車の制御装置では、内燃機関を自動始動してアイドル回転数で運転する際には運転者の操作によって内燃機関を始動してアイドル回転数で運転する際に用いる制御量とは異なる制御量を用いて制御するから、内燃機関の状態や出力軸に関する回転系の運動状態に応じた制御量とすることにより、より迅速にトルクショックを抑えた状態で内燃機関を始動してアイドル回転数で運転することができる。
【００１９】
本発明の第３の自動車の制御装置は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸に取り付けられた電動機とを備える自動車の、前記内燃機関を自動停止および自動始動する自動停止始動制御を行なう制御装置であって、
前記内燃機関が始動した直後から所定時間経過するまでは該所定時間経過した後の制御量とは異なる値を用いて該内燃機関がアイドル回転数で運転されるよう制御する
ことを要旨とする。
【００２０】
この本発明の第３の自動車の制御装置では、内燃機関が始動した直後から所定時間経過するまでは、この所定時間経過した後の制御量とは異なる値を用いて内燃機関がアイドル回転数で運転されるよう制御するから、所定時間経過するまで内燃機関の状態や出力軸に関する回転系の運動状態に応じた制御量とすることにより、より迅速にトルクショックを抑えた状態で内燃機関を始動してアイドル回転数で運転することができる。
【００２１】
こうした本発明の第３の自動車の制御装置において、前記所定時間経過する前の制御量は、前記所定時間経過後の制御量より小さな値であるものとすることもできる。こうすれば、所定時間経過するまでの制御量をより適正なものとすることができる。この態様の本発明の第３の自動車の制御装置において、前記所定時間経過する前の制御量は、前記所定時間経過後の制御量から前記出力軸に関する回転系の慣性分に相当する値を減じた値であるものとすることもできる。
【００２２】
本発明の第４の自動車の制御装置は、
内燃機関と該内燃機関の出力軸に取り付けられた電動機とを備える自動車の、前記電動機から前記出力軸に動力を出力している状態から該電動機から前記出力軸に動力を出力せずに前記内燃機関をアイドル運転する状態に移行する移行制御を行なう制御装置であって、
前記内燃機関の回転数が所定回転数に至ったときに前記電動機を停止すると共に該電動機の停止以降における前記出力軸に関する回転系の慣性値を推定し、該推定された慣性値に基づいて前記内燃機関がアイドル回転数で運転されるよう該内燃機関を制御する
ことを要旨とする。
【００２３】
この本発明の第４の自動車の制御装置では、内燃機関の回転数が所定回転数に至ったときに電動機を停止すると共に電動機の停止以降における出力軸に関する回転系の慣性値を推定し、推定された慣性値に基づいて内燃機関がアイドル回転数で運転されるよう内燃機関を制御するから、慣性値を考慮しないで以降制御を行なう場合に比して移行時のトルクショックを抑制することができる。
【００２４】
こうした本発明の第４の自動車の制御装置において、前記移行制御は、運転停止状態にある前記内燃機関を始動する際に行なわれる制御であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関を始動する際に生じ得るトルクショックを抑制することができる。
【００２５】
また、本発明の第４の自動車の制御装置において、前記電動機は発電可能な電動機であり、前記移行制御は前記出力軸の動力を用いて発電駆動状態にある前記電動機を駆動停止する際に行なわれる制御であるものとすることもできる。こうすれば、電動機の発電を停止する際に生じ得るトルクショックを抑制することができる。
【００２６】
本発明の第１ないし第４の自動車の制御装置において、前記自動車は前記電動機から前記出力軸に出力された動力により走行可能なハイブリッド自動車であるものとすることもできる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は実施例のハイブリッド自動車２０が搭載するエンジン２２の概略の構成を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図１に示すように、ガソリンにより駆動するエンジン２２と、エンジン２２をコントロールするエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２からクランクシャフト２６に出力された動力を変速してデファレンシャルギヤ３２を介して駆動輪３４ａ，３４ｂに伝達するオートマチックトランスミッション２８と、このオートマチックトランスミッション２８の変速を制御するオートマチックトランスミッション用電子制御ユニット（以下、ＡＴＥＣＵという）３０と、エンジン２２のクランクシャフト２６と動力のやり取りを行なうモータジェネレータ３６と、このモータジェネレータ３６とインバータ３８を介して電力のやり取りを行なうバッテリ４０と、エンジン２２の始動や停止，モータジェネレータ３６の駆動などを制御するハイブリッド用電子制御ユニット５０とを備える。
【００２８】
エンジン２２は、燃焼室に直接ガソリンを噴霧する直噴型の内燃機関として構成されている。図２に示すように、エアクリーナ１２２およびスロットルバルブ１２４を介して吸入した空気は、排気系からのＥＧＲパイプ１２６により供給される排気が混合されて燃焼室１２８に吸入し、燃料噴射弁１３０から燃焼室１２８に向けて噴射されたガソリンと混合して点火プラグ１３２による電気火花によって点火されて爆発燃焼し、そのエネルギによりピストン１３４を往復運動させ、クランクシャフト２６を回転運動させる。ここで、スロットルバルブ１２４はスロットルモータ１３６により開閉駆動され、ＥＧＲパイプ１２６からの排気はＥＧＲバルブ１３８によりその流量が調節される。爆発燃焼した排気は、理論空燃比運転の際に生じる一酸化炭素や炭化水素，窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する第１浄化装置１４０と、希薄空燃比運転の際に排気中の酸素の存在のために第１浄化装置１４０では除去が困難となる窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸着して理論空燃比運転の際に一酸化炭素や炭化水素により窒素に還元する第２浄化装置１４２により浄化されて大気に排気される。なお、エンジン２２には、低水温時の際に各シリンダに対して設けられた２個の吸気ポートの一方を閉じることによりもう一方の吸気ポートを通過する吸気の流速を速くし、燃焼室１２８内の横方向の乱流を強化して燃焼の安定化を図るための気流制御弁１４４およびこれを駆動するアクチュエータ１４６も設けられている。
【００２９】
このエンジン２２の運転は、エンジンＥＣＵ２４により制御されており、このエンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を示す種々のセンサ、例えば、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ１４８、スロットルバルブ１２４の開度（ポジション）を検出するスロットルバルブポジションセンサ１５０、エンジン２２の負荷を検出するバキュームセンサ１５２、燃焼室１２８へ吸排気を行なう吸排気弁を開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１５４、燃焼室１２８の燃焼圧力を検出する燃圧センサ１５６、エンジン２２の冷却水の温度（水温）Ｔｗを検出する水温センサ１５８、エンジン２２のノッキングの有無を検出するノックセンサ１６０、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１６２、排気中の酸素を検出する酸素センサ１６４などが接続されており、各種センサからの検出信号が入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、燃料噴射弁１３０への駆動信号や吸排気バルブの開閉タイミングを連続して変更する連続可変バルブタイミング機構１６６への制御信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１６８への制御信号などが出力されている。なお、運転者の操作に基づく動力をエンジン２２から出力するために、エンジンＥＣＵ２４には、シフトレバー１７０のポジションを検出するシフトポジションセンサ１７２からのシフトポジションＳＰやアクセルペダル１７４のポジションを検出するアクセルペダルポジションセンサ１７６からのアクセルペダルポジションＡＰも入力されている。
【００３０】
モータジェネレータ３６は、図１に示すように、電動機として駆動すると共に発電機としても駆動する例えば同期電動発電機として構成されており、その回転軸に取り付けられたモータ用プーリ４６とエンジン２２のクランクシャフト２６にクラッチ４２を介して接続されたエンジン側プーリ４４とにはベルト４８が架けられている。このため、モータジェネレータ３６は、エンジン２２からクランクシャフト２６に出力された動力を用いて発電してバッテリ４０を充電したり、バッテリ４０からの電力を用いて動力をクランクシャフト２６に出力できる。
【００３１】
ハイブリッド用電子制御ユニット５０は、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサにより構成されており、図示しないがＣＰＵの他に処理プログラムやデータなどを記憶するＲＯＭや一時的にデータを記憶するＲＡＭや入出力ポート、通信ポートを備えている。ハイブリッド用電子制御ユニット５０には、モータジェネレータ３６に取り付けられた図示しない回転数センサや温度センサからのモータ回転数やモータ温度、インバータ３８内の取り付けられた図示しない電流センサからのモータジェネレータ３６への相電流、バッテリ４０に取り付けられた図示しない温度センサからのバッテリ温度、バッテリ４０の出力端子近傍に取り付けられた図示しない電圧センサや電流センサからの端子間電圧や充放電電流などが入力ポートを介して入力されており、ハイブリッド用電子制御ユニット５０からは、エンジン２２のクランクシャフト２６をクランキングするスタータモータ２３への駆動信号やモータジェネレータ３６を駆動制御するためのインバータ３８へのスイッチング制御信号、クラッチ４２への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット５０は、通信ポートを介してエンジンＥＣＵ２４やＡＴＥＣＵ３０と接続されており、必要に応じてエンジンＥＣＵ２４からエンジン２２の状態に関するデータやＡＴＥＣＵ３０からオートマチックトランスミッション２８の状態に関するデータなどを受信すると共にエンジンＥＣＵ２４やＡＴＥＣＵ３０に制御信号を送信する。
【００３２】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、アイドル停車時にアクセルペダル１７４が踏み込まれていないアクセルＯＦＦであると共にブレーキペダルが踏み込まれているブレーキＯＮの状態でエンジン回転数Ｎｅが所定回転数以下であるなどの所定の停止条件が成立したときにエンジン２２を自動停止し、ブレーキＯＦＦとされると共にアクセルＯＮされるなどの所定の始動条件が成立したときにモータジェネレータ３６によりエンジン２２が自動始動されるアイドルストップ制御が行なわれる。以下、こうしたアイドルストップ制御におけるエンジン２２の自動始動の際の動作について説明する。
【００３３】
図３は、アイドルストップ制御の際に所定の始動条件が成立したときにハイブリッド用電子制御ユニット５０により実行される始動処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット５０は、まず、図示しない乗員室のためのエアコンディショナー（エアコン）を停止すると共にアイドル回転時の制御値（アイドル回転を維持するためのアイドル回転維持流量や空燃比）の学習を禁止し、モータジェネレータ３６の駆動を開始する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、アイドルストップ制御ではクラッチ４２はＯＮとされているから、モータジェネレータ３６の駆動はエンジン２２をモータリング、即ち連れ回すことになる。そして、シフトポジションＳＰが走行レンジ（Ｄレンジ）のときには、このエンジン２２のモータリングするモータジェネレータ３６の駆動は、クランクシャフト２６にトルクを出力することになり、そのトルクはオートマチックトランスミッション２８で変速されて走行用のトルクとして駆動輪３４ａ，３４ｂに伝達されることになる。即ち、モータジェネレータ３６によるモータ走行を開始するのである。もとより、シフトポジションＳＰがニュートラルレンジ（Ｎレンジ）のときには、オートマチックトランスミッション２８内に設けられた図示しないクラッチがＯＦＦとされることから、モータジェネレータ３６の駆動により走行用のトルクは出力されない。
【００３４】
モータジェネレータ３６の駆動を開始すると、エンジンＥＣＵ２４から送信されるエンジン回転数Ｎｅとエンジン２２の冷却水の水温ＴｗとシフトポジションＳＰとを読み込んでエンジン回転数Ｎｅがアイドル回転数になるまで待つ処理を実行する（ステップＳ１１０，Ｓ１２０）。ここで、エンジン回転数Ｎｅは、クランクポジションセンサ１６２により検出されるクランクポジションから求めることもできるが図示しないエンジン回転数センサにより直接検出するものとしてもよい。
【００３５】
エンジン回転数Ｎｅがアイドル回転数になると、シフトポジションＳＰがＮレンジであるかＤレンジであるかに基づいて慣性トルク換算流量Ｑｍｇの初期値と減衰率ｔとを設定する（ステップＳ１３０〜Ｓ１５０）。ここで、慣性トルク換算流量Ｑｍｇは、アイドル回転を維持するための空気流量（以下、アイドル回転維持流量という）のうちモータジェネレータ３６によるエンジン２２のモータリングを停止した直後にモータジェネレータ３６やエンジン２２を含めたクランクシャフト２６に関する回転系の慣性トルク分と等価となる空気流量として考えられるものであり、例えばエンジン２２の冷却水の水温ＴｗとシフトポジションＳＰとにより設定される。慣性トルク換算流量Ｑｍｇの初期値の設定は、実施例では、シフトポジション毎に水温Ｔｗと慣性トルク換算流量Ｑｍｇの初期値との関係を実験などにより求めて慣性トルク換算流量初期値設定マップとして予めＲＯＭに記憶しておき、シフトポジションと水温Ｔｗとが与えられるとマップから対応する慣性トルク換算流量Ｑｍｇの初期値を導出することにより行なうものとした。図４に慣性トルク換算流量初期値設定マップの一例を示す。図中、曲線Ａ，ＢはシフトポジションＳＰがそれぞれＮレンジ，Ｄレンジのときの水温Ｔｗと慣性トルク換算流量Ｑｍｇの初期値との関係を示す。ＤレンジのときとＮレンジのときでは慣性トルク換算流量Ｑｍｇの初期値が異なるのは、オートマチックトランスミッション２８以降の影響を受けるか否か、即ちオートマチックトランスミッション２８内部に設けられた図示しないクラッチのＯＮ／ＯＦＦの状態に基づく。また、減衰率ｔは、モータジェネレータ３６が駆動停止されたときの慣性トルク換算流量Ｑｍｇの時間変化を設定するものであり、慣性トルク換算流量Ｑｍｇの初期値と同様にエンジン２２の冷却水の水温ＴｗやシフトポジションＳＰによって設定される。減衰率ｔの設定は、実施例では、シフトポジション毎に水温Ｔｗと減衰率ｔとの関係を実験などにより求めて減衰率マップとして予めＲＯＭに記憶しておき、シフトポジションと水温Ｔｗとが与えられるとマップから対応する減衰率ｔを導出することにより行なうものとした。図５に減衰率設定マップの一例を示す。図中、曲線Ｃ，ＤはシフトポジションＳＰがそれぞれＮレンジ，Ｄレンジのときの水温Ｔｗと減衰率ｔとの関係を示す。なお、シフトポジションＳＰにより減衰率が大きく異なることも、オートマチックトランスミッション２８以降の影響を受けるか否か、即ちオートマチックトランスミッション２８内部に設けられた図示しないクラッチのＯＮ／ＯＦＦの状態に基づくものである。なお減衰率は、後述するステップＳ１８０〜Ｓ２６０の繰り返し処理を実行する頻度により実際の値が設定される。
【００３６】
こうして慣性トルク換算流量Ｑｍｇの初期値と減衰率ｔとを設定すると、アイドル回転数でエンジン２２をモータリングしているモータジェネレータ３６を駆動停止し（ステップＳ１６０）、エンジン２２によるアイドル回転数のフィードバック制御を開始する（ステップＳ１７０）。フィードバック制御は、エンジン回転数Ｎｅと目標アイドル回転数との偏差に基づいて、吸入空気量を調整する制御などを用いることができる。なお、このフィードバック制御は、制御開始の時点では、モータジェネレータ３６によってエンジン２２がアイドリング回転数でモータリングされていることから、実効のないものであるが、次に説明するアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃによるエンジン２２の制御の際に実効のあるものとなる。
【００３７】
エンジン２２によるアイドル回転数のフィードバック制御が開始されると、予め設定されている目標アイドル回転維持流量Ｑｉｓｃ＊から慣性トルク換算流量Ｑｍｇを減じた値としてアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃを設定すると共に（ステップＳ１８０）、この設定したアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃに基づいてスロットルバルブ１２４の開度（以下、スロットル開度という）Ｓｑを設定し、この設定したスロットル開度Ｓｑを用いてエンジン２２を制御する（ステップＳ２００）。そして、慣性トルク換算流量Ｑｍｇに減衰率ｔを乗じて新たな慣性トルク換算流量Ｑｍｇを計算すると共に（ステップＳ２１０）、新たな慣性トルク換算流量Ｑｍｇを閾値Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３と比較し（ステップＳ２２０〜Ｓ２４０）、慣性トルク換算流量Ｑｍｇが閾値Ｑ１以下になるまでステップＳ１８０〜Ｓ２６０の処理を繰り返す。ここで、閾値Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３は、それぞれエンジン２２の始動処理の終了，アイドル回転時の制御値の学習の禁止解除，エアコン停止の解除、を判定するものとして設定されており、実施例では、Ｑ１＜Ｑ２＜Ｑ３の大小関係とした。この始動処理ルーチンでは、こうした繰り返し処理の最中に新たに計算した慣性トルク換算流量Ｑｍｇが閾値Ｑ３以下になると、エアコンの停止を解除し（ステップＳ２６０）、慣性トルク換算流量Ｑｍｇが閾値Ｑ２以下になると、アイドル回転時の制御値の学習禁止を解除する（ステップＳ２５０）。そして、慣性トルク換算流量Ｑｍｇが閾値Ｑ１以下になると、慣性トルク換算流量Ｑｍｇを用いない目標アイドル回転数維持流量Ｑｉｓｃ＊によるアイドル回転数制御を開始して（ステップＳ２７０）、本ルーチンを終了する。
【００３８】
図６はシフトポジションＳＰがＤレンジであるときに始動処理ルーチンによりエンジン２２が始動されるときのエンジン回転数Ｎｅと慣性トルク換算流量Ｑｍｇとアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃとエアコン作動とアイドル回転時の制御量の学習の状態の時間変化の一例を示す説明図であり、図７はシフトポジションＳＰがＮレンジであるときの図６と同一の項目についての時間変化の一例を示す説明図である。シフトポジションＳＰがＤレンジのときもＮレンジのときも、図６および図７に示するように、時間Ｔ１，Ｔ５に所定の始動条件が成立すると、エアコン作動を停止すると共にモータジェネレータ３６によるエンジン２２のモータリングを開始し、エンジン回転数Ｎｅがアイドル回転数に至った時間Ｔ２，Ｔ６に、モータジェネレータ３６を駆動停止すると共にシフトポジションＳＰとエンジン２２の冷却水の水温Ｔｗに基づいて設定された慣性トルク換算流量Ｑｍｇの初期値を用いて計算されたアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃｃによりエンジン２２の制御を開始する。このとき、設定される慣性トルク換算流量Ｑｍｇの初期値は、Ｄレンジの方がＮレンジより幾分大きく設定される。また、減衰率ｔはＤレンジのときには小さくＮレンジのときには大きく設定されるから、慣性トルク換算流量ＱｍｇはＤレンジのときには急速に小さくなりＮレンジのときには緩やかに小さくなる。そして、閾値Ｑ３に至ったとき時間Ｔ３，Ｔ７にエアコンが作動し、閾値Ｑ２に至った時間Ｔ３，Ｔ８のときにアイドル回転数の制御量の学習を開始し、閾値Ｑ１に至ったときに始動処理を終了する。
【００３９】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータジェネレータ３６によるモータリングを停止した後のクランクシャフト２６に関する回転系の慣性トルク分と等価となる空気流量である慣性トルク換算流量Ｑｍｇを考慮して計算されるアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃｃによりアイドル回転数までモータリングされたエンジン２２を始動してアイドル回転数で運転する制御を行なうから、慣性トルク換算流量Ｑｍｇを考慮せずに目標アイドル回転維持流量Ｑｉｓｃ＊によりエンジン２２を始動制御する場合に比して、エンジン２２がクランクシャフト２６に関する回転系の慣性トルクの影響を受けて吹きあがる現象やクランクシャフト２６に出力されるトルクショックを抑制することができる。即ち、アイドル回転数を維持しながらトルクショックを抑えてエンジン２２を始動することができる。しかも、　シフトポジションＳＰとエンジン２２の冷却水の水温Ｔｗとに基づいて設定される慣性トルク換算流量Ｑｍｇの初期値や減衰率ｔを用いてアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃを計算するから、シフトポジションＳＰやエンジン２２の冷却水の水温Ｔｗに拘わらず、アイドル回転数を維持しながらトルクショックを抑えてエンジン２２を安定して始動することができる。また、エンジン２２の始動時には、慣性トルク換算流量Ｑｍｇが閾値Ｑ３以下となるまでエアコンを停止するから、外乱による回転数制御の乱れを抑制することができる。さらに、エンジン２２の移動時には、慣性トルク換算流量Ｑｍｇが閾値Ｑ２以下となるまでアイドル回転時の制御量の学習を禁止するから、誤学習を防止することができる。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、慣性トルク換算流量Ｑｍｇの初期値や減衰率ｔをシフトポジションＳＰやエンジン２２の冷却水の水温Ｔｗにより設定し、慣性トルク換算流量Ｑｍｇがほぼ完全に減衰するまで慣性トルク換算流量Ｑｍｇを考慮したアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃによりエンジン２２を制御する。これを言い換えると、モータジェネレータ３６のモータリングを停止した後からシフトポジションＳＰやエンジン２２の冷却水の水温Ｔｗに基づいて定まる所定時間が経過するまでは慣性トルク換算流量Ｑｍｇを考慮したアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃを用いてエンジン２２を制御し、所定時間経過した後は慣性トルク換算流量Ｑｍｇを考慮しないアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃ、即ち目標アイドル回転維持流量Ｑｉｓｃ＊を用いてエンジン２２を制御するものとなる。また、更に言い換えると、モータジェネレータ３６のモータリングを停止した後からシフトポジションＳＰやエンジン２２の冷却水の水温Ｔｗに基づいて定まる所定時間が経過するまではスタータモータ２３によりエンジン２２を始動してアイドル回転数で運転する際の制御とは異なる制御量としてのアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃを用いてエンジン２２を制御し、所定時間経過した後はスタータモータ２３によりエンジン２２を始動してアイドル回転数で運転する際の制御と同じ制御量としての目標アイドル回転維持流量Ｑｉｓｃ＊を用いてエンジン２２を制御するものとなる。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションＳＰにより慣性トルク換算流量Ｑｍｇの初期値を異なるものとして設定したが、若干のトルクショックが生じたり始動の安定性が劣るものの、シフトポジションＳＰに拘わらず、同一の初期値として設定するものとしても差し支えない。また、同様に、実施レインおハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の冷却水の水温Ｔｗにより慣性トルク換算流量Ｑｍｇを異なるものとして設定したが、水温Ｔｗに拘わらず、一定の初期値を設定するものとしても構わない。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションＳＰにより慣性トルク換算流量Ｑｍｇの減衰率を異なるものとして設定したが、若干のトルクショックが生じたり始動の安定性が劣るものの、シフトポジションＳＰに拘わらず、同一の減衰率を設定するものとしても差し支えない。また、同様に、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の冷却水の水温Ｔｗにより慣性トルク換算流量Ｑｍｇの減衰率を異なるものとして設定したが、水温Ｔｗに拘わらず、一定の減衰率を設定するものとしても構わない。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２に始動時には、慣性トルク換算流量Ｑｍｇが閾値Ｑ３以下となるまでエアコンを停止して外乱による回転数制御の乱れを抑制するものとしたが、若干の回転数制御の乱れが生じるものの、エンジン２２の始動時にエアコン停止を行なわないものとしても構わない。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、アイドルストップ制御における自動始動の動作として説明したが、クランクシャフト２６に関する回転系の慣性トルク換算流量Ｑｍｇを考慮したアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃを用いてエンジン２２をアイドル運転する制御については、エンジン２２から出力されている動力の一部を用いてモータジェネレータ３６により発電している状態から、モータジェネレータ３６の発電を停止する際のエンジン２２の制御に対しても用いることができる。即ち、クラッチ４２によりクランクシャフト２６に接続され力行制御または回生制御されているモータジェネレータ３６を停止した直後のエンジン２２の制御に対して慣性トルク換算流量Ｑｍｇを考慮したアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃを用いることができるのである。こうすることにより、モータジェネレータ３６を停止した直後にクランクシャフト２６に生じ得るトルクショックを抑制することができる。なお、回生制御しているモータジェネレータ３６を停止する際のエンジン２２の制御の場合の慣性トルク換算流量Ｑｍｇの初期値や減衰率ｔについてはシフトポジションＳＰやエンジン２２の冷却水の水温Ｔｗを変数として実験などにより求めることができる。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、クランクシャフト２６に関する回転系の慣性値をアイドル回転維持流量に寄与する空気流量としての慣性トルク換算流量Ｑｍｇとして推定したが、空気流量以外の制御量、例えば点火時期のタイミングや吸排気バルブの開閉タイミングなど種々の制御量として推定するものとしてもよい。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータジェネレータ３６によるモータリングに伴って生じるエンジン２２の慣性トルク分と等価となる空気流量である慣性トルク換算流量Ｑｍｇを考慮して計算されるアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃｃによりアイドル回転数までモータリングされたエンジン２２を始動制御したが、シフトポジションＳＰやエンジン２２の冷却水の水温Ｔｗに基づいて吸入負荷率の初期値を設定してエンジン２２を始動制御するものとしてもよい。この場合、図８の始動処理ルーチンを実行すればよい。このルーチンでは、まず、エアコンを停止すると共にアイドル回転時の制御量の学習を禁止し、モータジェネレータ３６によるエンジン２２のモータリングを開始し、エンジン回転数Ｎｅがアイドル回転数に至るのを待つ（ステップＳ３００〜Ｓ３２０）。エンジン回転数Ｎｅがアイドル回転数に至ると、シフトポジションＳＰとエンジン２２の冷却水の水温Ｔｗとに基づいて吸入負荷率の初期値を設定する（ステップＳ３３０）。このときに設定される吸入負荷率の初期値は、イグニッションオンとされてエンジン２２をスタータモータ２３によりクランキングして始動するときに設定される初期値より低な値として設定される。これは、スタータモータ２３による始動のときには、エンジン２２の始動性を最優先するために吸入負荷率の初期値を必要以上に大きくしているためである。この初期値は、実施例では、図４に例示した慣性トルク換算流量Ｑｍｇの初期値と同様の傾向、即ちＤレンジの方がＮレンジに比して若干大きく、Ｄレンジ，Ｎレンジ共に水温Ｔｗが高くなるほど小さくなる傾向として設定した。そして、モータジェネレータ３６を駆動停止すると共に（ステップＳ３４０）、燃料噴射制御や点火制御，アイドル回転数のフィードバック制御を開始し（ステップＳ３５０）、エアフローメータの検出値が安定したらエアコンを作動すると共にアイドル回転時の制御量の学習を開始して（ステップＳ３６０〜Ｓ３７０）、この始動処理ルーチンを終了する。
【００４７】
図９にこの始動処理ルーチンによりエンジン２２が始動される際のエンジン回転数Ｎｅと吸入負荷率とエアコン作動とアイドル回転時の制御量の学習の状態の時間変化の一例を示す。時間Ｔ１１に所定の始動条件が成立すると、エアコン作動を停止すると共にモータジェネレータ３６によるエンジン２２のモータリングを開始し、エンジン回転数Ｎｅがアイドル回転数に至った時間Ｔ１２にモータジェネレータ３６を駆動停止すると共にシフトポジションＳＰとエンジン２２の冷却水の水温Ｔｗに基づいて設定された吸入負荷率の初期値を用いてエンジン２２の制御が開始される。このとき、エアフローメータの出力も開始されるが、立ち上がりに遅れが生じ、時間Ｔ１３で安定する。図９の吸入負荷率には、必要以上に大きな初期値を設定したときと値０の初期値を設定したときの様子や実施例の始動の際の実際の吸入空気流量についても示した。図示するように、始動時の過大な初期値や値０のときに比してエアフローメータの出力の立ち上がりの遅れによらず、吸入空気量の良好な収束性を得ることができる。この結果、空燃比のズレによるトルク段差を抑制することができる。
【００４８】
このように、実施例や変形例のハイブリッド自動車２０では、モータジェネレータ３６によるモータリングの後におけるクランクシャフト２６に関する回転系の慣性トルク分と等価となる空気流量である慣性トルク換算流量Ｑｍｇを考慮して計算されるアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃによりアイドル回転数までモータリングされたエンジン２２を始動制御したり、シフトポジションＳＰやエンジン２２の冷却水の水温Ｔｗに基づいて吸入負荷率の初期値を設定してエンジン２２を始動制御することにより、即ち、イグニッションオン時のスタータモータ２３によるエンジン２２の始動の際の制御と異なる制御を行なうことにより、エンジン２２の自動始動時に生じ得るトルクショックを抑制することができると共にエンジン２２の始動性の向上を図ることができるのである。
【００４９】
実施例や変形例のハイブリッド自動車２０では、燃焼室１２８に直接燃料を噴射するタイプのエンジン２２を用いたが、インテークマニホールドに燃料を噴射するタイプのエンジンを用いるものとしてもよく、ガソリンエンジンの他にディーゼルエンジンなど種々のタイプの内燃機関を用いるものとしてもよい。
【００５０】
また、実施例や変形例のハイブリッド自動車２０では、自動始動時にはモータジェネレータ３６によりエンジン２２をアイドル回転数までモータリングするものとしたが、モータリングする回転数はアイドル回転数に限られるものではなく、アイドル回転数より大きな回転数やあるいはそれより若干小さな回転数にモータリングするものとしても差し支えない。
【００５１】
実施例や変形例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２のクランクシャフト２６にベルト４８を介してモータジェネレータ３６が取り付けられた構成としたが、エンジン２２を自動停止すると共に自動始動できる構成であれば如何なる構成としてもよい。例えば、ハイブリッド自動車としては、エンジンからの動力の一部を車軸側に伝達すると共に残余を電気エネルギに変換して二次電池を充電したり車軸側に取り付けられた電動機に供給するタイプのいわゆるパラレルハイブリッド自動車として構成したり、エンジンからの動力のすべてを電気エネルギに変換して二次電池を充電すると共に二次電池からの電力を用いて走行するいわゆるシリーズハイブリッド自動車として構成してもよいし、ハイブリッド自動車以外の自動車の構成としても差し支えない。また、これらの場合、オートマチックトランスミッションは、如何なるタイプの変速機としてもよく、あるいは、オートマチックトランスミッションなどの変速機を備えないものとしてもよい。
【００５２】
実施例や変形例では、エンジン２２を始動してアイドル回転数で運転する際の制御をモータジェネレータ３６で走行可能なハイブリッド自動車２０に適用した場合について説明したが、自動車はハイブリッド自動車に限られるものではなく、エンジンを搭載する車両であれば、如何なる自動車に対しても適用することができる。
【００５３】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】図２は実施例のハイブリッド自動車２０が搭載するエンジン２２の概略の構成を示す構成図である。
【図３】アイドルストップ制御の際に所定の始動条件が成立したときにハイブリッド用電子制御ユニット５０により実行される始動処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】慣性トルク換算流量初期値設定マップの一例を示す説明図である。
【図５】減衰率設定マップの一例を示す説明図である。
【図６】Ｄレンジでエンジン２２を自動始動する際のエンジン回転数Ｎｅと慣性トルク換算流量Ｑｍｇとアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃとエアコン作動とアイドル回転時の制御量の学習の状態の時間変化の一例を示す説明図である。
【図７】Ｎレンジでエンジン２２を自動始動する際のエンジン回転数Ｎｅと慣性トルク換算流量Ｑｍｇとアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃとエアコン作動とアイドル回転時の制御量の学習の状態の時間変化の一例を示す説明図である。
【図８】変形例の始動処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図９】変形例の始動処理ルーチンによりエンジン２２が始動される際のエンジン回転数Ｎｅと吸入負荷率とエアコン作動とアイドル回転時の制御量の学習の状態の時間変化の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
２０　ハイブリッド自動車、２２　エンジン、２３　スタータモータ、２４　エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６　クランクシャフト、２８　オートマチックトランスミッション、３０　オートマチックトランスミッション用電子制御ユニット（ＡＴＥＣＵ）、３２　デファレンシャルギヤ、３４ａ，３４ｂ　駆動輪、３６　モータジェネレータ、３８　インバータ、４０　バッテリ、４２　クラッチ、４４　エンジン側プーリ、４６　モータ用プーリ、４８ベルト、５０　ハイブリッド用電子制御ユニット、１２２　エアクリーナ、１２４　スロットルバルブ、１２６　ＥＧＲパイプ、１２８　燃焼室、１３０　燃料噴射弁、１３２　点火プラグ、１３４　ピストン、１３６　スロットルモータ、１３８　ＥＧＲバルブ、１４０　第１浄化装置、１４２　第２浄化装置、１４４　気流制御弁、１４６　アクチュエータ、１４８　吸気温センサ、１５０　スロットルバルブポジションセンサ、１５２　バキュームセンサ、１５４　カムポジションセンサ、１５６　燃圧センサ、１５８　水温センサ、１６０　ノックセンサ、１６２　クランクポジションセンサ、１６４　酸素センサ、１６６　連続可変バルブタイミング機構、１６８　イグニッションコイル、１７０　シフトレバー、１７２　シフトポジションセンサ、１７４　アクセルペダル、１７６　アクセルペダルポジションセンサ。
【図１】
2004052662.tif 000003
【図２】
2004052662.tif 000004
【図３】
2004052662.tif 000005
【図４】
2004052662.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004052662.tif 000008
【図７】
2004052662.tif 000009
【図８】
2004052662.tif 000010
【図９】
2004052662.tif 000011