(57)【要約】【課題】外部動力によることなく、初爆時に生じる内燃機関の揺動を、低減可能な内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】エンジンＥＣＵ５０は、内燃機関１０の始動時において、爆発燃焼の際に内燃機関１０を最も大きく揺動させる特定の気筒６１からは、着火が開始されないように制御している。気筒６１において初爆が行われることがないため、始動する際の初爆時において内燃機関１０が大きく揺動してしまうことを、外部動力によることなく防止することができる。【選択図】図１
2007120456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒内の混合気の着火を制御する内燃機関の制御装置であって、
始動時において、爆発燃焼の際に内燃機関を最も大きく揺動させる気筒からは、着火が開始されないように、着火の開始を制御する着火開始制御手段を有する、
内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
内燃機関は、内燃機関からの動力を伝達する動力伝達装置と結合されて動力ユニットを構成するものであり、
前記最も大きく揺動させる気筒は、動力ユニットに特定される慣性主軸のうち主軸まわりの慣性モーメントが最も小さい慣性主軸から、最も遠い位置に軸心がある気筒に設定されている、
内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
内燃機関は、ハイブリッド車両の動力源として回転電機と併用又は選択使用され、かつ、内燃機関からの動力を伝達する動力伝達装置及び回転電機と結合されて動力ユニットを構成するものであり、
前記最も大きく揺動させる気筒は、動力ユニットに特定される慣性主軸のうち主軸まわりの慣性モーメントが最も小さい慣性主軸から、最も遠い位置に軸心がある気筒に設定されている、
内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置であって、
着火開始制御手段は、
始動要求に応じて、内燃機関が所定の回転速度に達したとき、着火の開始を要求する着火開始要求手段と、
着火の開始要求から最も早い時点で着火可能な気筒が、前記最も大きく揺動させる気筒であるかを判定する気筒判定手段と、
内燃機関の各気筒に着火を指示する着火指示手段と、
を有し、
着火指示手段は、気筒判定手段が、前記最も大きく揺動させる気筒であると判定した場合には、当該気筒に着火を指示しない、
内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関の制御装置であって、
内燃機関には、点火信号が入力されて筒内混合気に点火する点火装置が、気筒ごとに設けられており、
着火指示手段は、点火装置に点火信号を出力することをもって、着火を指示する、
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、内燃機関を制御する制御装置に関し、詳細には、内燃機関を始動する際における気筒内混合気の着火の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載されている内燃機関を始動する際は、まず、内燃機関の始動要求に応じて、スタータモータ等の始動機構を制御し、クランク軸を始動に必要な所定のクランキング回転速度に回転させて、各気筒内にあるピストンを上下動させる。これにより、気筒内に空気を吸入し、さらに燃料を供給することで、気筒内に混合気を形成する。そして、筒内混合気がピストンにより圧縮されて、最も早い時点で着火可能となった気筒から、混合気に点火するなどして着火が開始される。各気筒内の混合気は、気筒の配置とクランクピンの配置により定められる所定の燃焼順序に従って着火されて爆発燃焼する。このように各気筒内の混合気の着火を開始し、混合気の爆発燃焼を継続するよう制御することで、内燃機関を始動することができる。
【０００３】
このように内燃機関が始動する際には、最初に着火が開始される筒内混合気の爆発燃焼（以下、初爆と記す）により生じる力で、内燃機関が大きく揺動することがある。初爆時においては、内燃機関の回転速度がアイドリング時の回転速度と同等か、これに比べて低回転であるため、次の気筒の混合気に爆発が生じるまでの時間的間隔が比較的長く、さらに気筒内の空気充填効率も高い。このため、初爆時における内燃機関の揺動は、他の爆発燃焼による揺動に比べて、大きく且つ際立ったものとなる。このような初爆時の揺動は、内燃機関が車両に搭載されている場合、内燃機関を懸架するマウントを介して車体に伝達されて、車両の乗員に不快な振動（以下、始動ショックと記す）として知覚される。したがって、この初爆による内燃機関の揺動を、より低減することが望まれている。
【０００４】
特に、内燃機関が、これと回転電機を動力源とするハイブリッド車両に搭載されている場合、停止状態にある内燃機関を走行中に再び始動させることがあり、この始動は、二次電池の残容量や要求される車両駆動力等に応じて、逐次、自動的に行われる。よって、始動するタイミングは、車両の乗員にとって予期できず、乗員は、突然、始動ショックを知覚することとなる。加えて、ハイブリッド車両は、電動機のみを動力源とする走行モードと、内燃機関を動力源とする走行モードを走行中に切り換えるため、内燃機関のみを動力源とする車両に比べて、内燃機関が始動する頻度は高くなる。したがって、ハイブリッド車両の乗員は、予期しないタイミングで始動ショックを知覚することとなり、かつ、その頻度も高い。このため、ハイブリッド車両に搭載される内燃機関の制御には、初爆による揺動を、より低減することが、特に求められている。
【０００５】
そこで、下記の特許文献１では、初爆時に内燃機関がクランク軸から出力するトルクを打ち消すように、クランク軸に係合する電動機が出力するトルクを補正する技術が提案されている。これにより、初爆時にクランク軸から出力されるトルクを吸収し、車両駆動系に伝達されるトルクが変動することを抑制している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３０２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前述の従来技術では、内燃機関を始動するたびに、補正したトルクで電動機を駆動する必要がある。初爆時に瞬間的に出力されるトルクを打ち消すためには、電動機に、このトルクに応じた極めて精度の高い駆動トルクを、出力することが要求される。これを実現するには、きめ細かく駆動トルクを設定できる電動機が必要となる。
【０００８】
また、電動機の駆動トルクの補正値は、吸気圧や吸気温度といった内燃機関の制御変数だけで決定することはできず、適合実験等行って、トルク補正値を算出するための制御定数を予め求めておく必要がある。また、内燃機関が初爆時に発生するトルクに対応したトルク補正値の算出は、複雑なものとなってしまう。
【０００９】
以上のように、初爆時に内燃機関が生じるトルクを、良好に打ち消すには、精度の高い駆動トルクを出力できる電動機と、複雑な計算による駆動トルクの補正値の算出が要求される。したがって、電動機の駆動制御に依存することなく、初爆時における内燃機関の揺動を低減する技術が要望されている。
【００１０】
そこで本発明は、電動機等の外部動力によることなく、初爆時に生じる内燃機関の揺動を、低減可能な内燃機関の制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の内燃機関の制御装置は、始動時において、爆発燃焼の際に内燃機関を最も大きく揺動させる気筒からは、着火が開始されないように、着火の開始を制御する着火開始制御手段を有している。内燃機関を大きく揺動させる特定の気筒においては、初爆が行われることがないため、始動する際の初爆時において内燃機関１０が大きく揺動してしまうことを、外部動力によることなく防止することができる。
【００１２】
好ましくは、内燃機関は、内燃機関からの動力を伝達する動力伝達装置と結合されて動力ユニットを構成するものであり、前記最も大きく揺動させる気筒は、動力ユニットに特定される慣性主軸のうち主軸まわりの慣性モーメントが最も小さい慣性主軸から、最も遠い位置に軸心がある気筒に設定されている。動力ユニットは、これに特定される主軸まわりの慣性モーメントが最も小さい慣性主軸まわりに回転して揺動し易いため、この慣性主軸から、軸心が最も遠い「最遠気筒」において初爆が行われた場合、動力ユニットは大きく揺動してしまう。制御装置は、最遠気筒における初爆を禁止することができるため、この大きな揺動を防止することができる。
【００１３】
また、好ましくは、内燃機関は、ハイブリッド車両の動力源として回転電機と併用又は選択使用され、かつ、内燃機関からの動力を伝達する動力伝達装置及び回転電機と結合されて動力ユニットを構成するものであり、前記最も大きく揺動させる気筒は、動力ユニットに特定される慣性主軸のうち主軸まわりの慣性モーメントが最も小さい慣性主軸から、最も遠い位置に軸心がある気筒に設定されている。ハイブリッド車両は、内燃機関が始動する頻度が高く、その始動タイミングも車両の乗員に予期できないことが多いため、初爆時の大きな揺動を防止できる本発明の制御装置は、特に有用である。
【００１４】
また好ましくは、着火開始制御手段は、始動要求に応じて、内燃機関が所定の回転速度に達したとき、着火の開始を要求する着火開始要求手段と、着火の開始要求から最も早い時点で着火可能な気筒が、前記特定の気筒であるかを判定する気筒判定手段と、内燃機関の各気筒に着火を指示する着火指示手段とを有しており、着火指示手段は、気筒判定手段が、前記特定の気筒であると判定した場合には、当該気筒に着火を指示しない。
【００１５】
また好ましくは、内燃機関には、点火信号が入力されて筒内混合気に点火する点火装置が、気筒ごとに設けられており、着火指示手段は、点火装置に点火信号を出力することをもって、着火を指示する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の内燃機関の制御装置によれば、外部動力によることなく、初爆時に生じる内燃機関の大きく揺動することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。一例として、ハイブリッド車両に動力源として搭載された内燃機関を制御する制御装置について説明する。
【００１８】
まず、本実施形態の制御装置が適用されるハイブリッド車両について、図１を用いて説明する。図１には、ハイブリッド車両の概略構成を示している。なお、図１において、内燃機関については、本発明に関連する要部のみを示している。
【００１９】
ハイブリッド車両１は、動力源として、内燃機関１０と、主に発電機として用いられる回転電機ＭＧ１（以下、「モータＭＧ１」と記す）と、主に電動機として用いられる回転電機ＭＧ２（以下、「モータＭＧ２」と記す）とを有している。
【００２０】
内燃機関１０には、そのシリンダブロック１１に、ピストン（図示せず）が往復運動する気筒が設けられており、また、シリンダブロック１１の略中央には、ピストンの往復運動を回転運動に変換するクランク軸１２が設けられている。クランク軸１２の回転によりピストンが上下動することで、気筒内に空気が吸入される。さらに燃料噴射装置（図示せず）により燃料が供給されて、気筒内には、空気と燃料の混合気が形成される。
【００２１】
また、内燃機関１０には、気筒内混合気に点火する点火装置として、点火プラグ１４と点火コイル１５が、気筒ごとに設けられている。点火プラグ１４は、その電極が気筒内に突き出して設置されており、点火コイル１５からの二次電流を受けて、電極に電気火花を生じることで、気筒内混合気に点火することができる。点火された混合気が着火し、爆発燃焼することで、ピストンは、クランク軸１２に向けて押し下げられる。このピストンに作用する力を、クランク軸１２がトルクに変換する。このようにして、内燃機関１０は、発生した動力をクランク軸１２から出力することができる。
【００２２】
また、内燃機関１０には、クランク軸１２の回転角度位置を検出するクランク角センサ１６が設けられており、検出されたクランク軸１２の回転角度位置から、内燃機関１０のクランク軸１２の回転速度（以下、内燃機関の回転速度と記す）を、求めることができる。
【００２３】
一方、モータＭＧ１，ＭＧ２は、供給された電力を動力に変換する電動機としての機能と、入力された動力を電力に変換する発電機としての機能とを兼ね備えた回転電機であり、これら電動機又は発電機としての機能は、後述するハイブリッドＥＣＵ５４により逐次、切換可能に構成されている。これらモータＭＧ１及びＭＧ２は、動力源として、後述する駆動輪４８や内燃機関１０に動力を伝達する一方、発電機として、駆動輪４８や内燃機関１０から伝達された動力を回生することが可能となっている。
【００２４】
加えて、ハイブリッド車両１には、内燃機関が発生した動力を、後述する減速装置４２や他の動力源に伝達させる装置として遊星歯車装置２０が設けられている。遊星歯車装置２０は、サンギア２２と、サンギア２２の外周を囲うように設けられたリングギア２４と、サンギア２２とリングギア２４の双方に噛み合うプラネタリピニオンギア２６を回転可能に支持するキャリア２８とを有している。
【００２５】
サンギア２２には、中空のサンギア軸２２ａを介して、モータＭＧ１の回転子３１が連結されており、キャリア２８には、サンギア軸２２ａ内を通るキャリア軸２８ａを介して内燃機関１０のクランク軸１２が連結されている。一方、リングギア２４には、リングギア軸２４ａを介してモータＭＧ２の回転子３２が連結されている。さらにリングギア２４の外周側にも駆動ギア２４ｃが一体に形成されており、この駆動ギア２４ｃは、チェーン等を介して、減速装置４２に係合している。
【００２６】
また、ハイブリッド車両１には、遊星歯車装置２０から出力された動力を左右の駆動軸４６に伝達させる装置として、入力された回転を減速しトルクを増大させて出力する減速装置４２と、減速装置４２から入力された動力を左右の駆動軸４６に分配する差動装置４４等を有しており、駆動軸４６と、遊星歯車装置２０の駆動ギア２４ｃとの間で、動力の入出力が可能となっている。
【００２７】
以上に説明したように、内燃機関１０からの動力は、遊星歯車装置２０、減速装置４２、及び差動装置４４といった動力伝達装置と、駆動軸４６を介して駆動輪４８に伝達される。これにより、内燃機関１０は、ハイブリッド車両１を前後進させることができる。
【００２８】
また、ハイブリッド車両１には、内燃機関１０を制御するエンジン電子制御装置５０（以下、エンジンＥＣＵと記す）と、モータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御するハイブリッド電子制御装置５４（以下、ハイブリッドＥＣＵと記す）とを有している。これらエンジンＥＣＵ５０とハイブリッドＥＣＵ５４とは、通信線５６を介して接続されており、内燃機関１０、モータＭＧ１、及びモータＭＧ２は、停車時を含む車両の走行状態（走行モード）に応じて、協調して制御される。
【００２９】
エンジンＥＣＵ５０は、各気筒に対応して設けられた各点火コイル１５に、電気的に接続されている。エンジンＥＣＵ５０は、点火信号を点火コイル１５に出力することで、点火プラグ１４を点火させる、すなわち気筒内混合気の着火を指示することができる。
【００３０】
また、エンジンＥＣＵ５０は、前述のクランク角センサ１６により検出されたクランク軸１２の回転角度位置から、内燃機関１０の回転速度を算出する。この内燃機関１０の回転速度に基づき、エンジンＥＣＵ５０は、燃料噴射装置（図示せず）や点火装置（１４，１５）、スロットルバルブ（図示せず）を制御する。これにより、エンジンＥＣＵ５０は、内燃機関１０がクランク軸１２から出力する動力を調整することができる。
【００３１】
一方、ハイブリッドＥＣＵ５４は、モータＭＧ１，ＭＧ２にそれぞれ対応して設けられたインバータ５１，５２を制御することにより、モータＭＧ１及びＭＧ２の回転方向、回転速度、及びトルクを調節することができる。なお、インバータ５１，５２には、二次電池５８が接続されており、ハイブリッドＥＣＵ５４がインバータ５１，５２を制御することで、二次電池５８から放電された電力を、交流に変換してモータＭＧ１及びモータＭＧ２に供給することや、モータＭＧ１及びＭＧ２で発電された電力を、直流に変換して二次電池を充電することが可能となっている。
【００３２】
また、ハイブリッドＥＣＵ５４は、二次電池５８の残存容量や、要求される車両駆動力に応じてインバータ５１，５２を制御すると共に、内燃機関１０に要求する回転速度やトルクに係る信号を、通信線５６を介してエンジンＥＣＵ５０に送出することができる。内燃機関１０の始動が必要な場合には、このハイブリッドＥＣＵ５４からエンジンＥＣＵ５０に始動を要求する始動要求信号を送出する。この信号に応じてエンジンＥＣＵ５０が、内燃機関１０を始動し、始動した後は回転速度及び発生トルクを調節することとなる。このように、ハイブリッドＥＣＵ５４は、モータＭＧ１及びＭＧ２と内燃機関１０が協調して作動するよう制御している。
【００３３】
以上のようにハイブリッド車両１を構成することで、内燃機関１０がクランク軸１２から出力した動力は、遊星歯車装置２０のプラネタリキャリア２８から、サンギア２２に伝達される動力と、リングギア２４に伝達される動力に分割することができる。サンギア２２に伝達された動力は、モータＭＧ１に伝達されて、ここで発電に供することができる。一方、モータＭＧ２が出力した動力は、リングギア２４において内燃機関１０から分割された動力と統合されて、減速装置４２に伝達される。減速装置４２に伝達された動力は、差動装置４４で左右の駆動軸４６に分配されて、駆動輪４８を駆動する。このようにして、内燃機関１０の出力した動力は、駆動輪４８に伝達され、ハイブリッド車両１を前後進させることができる。また、車両減速時においては、駆動輪４８から遊星歯車装置２０のリングギア２４に入力された動力を、モータＭＧ２に伝達し、ここで電力として回生することができる。
【００３４】
これにより、ハイブリッド車両１は、内燃機関１０と回転電機（ＭＧ１，ＭＧ２）を動力源として併用する「ＨＶ走行モード」や、内燃機関１０のみを動力源として使用する「エンジン走行モード」、回転電機（ＭＧ１，ＭＧ２）のみを動力源として使用する「ＥＶ走行モード」など、様々な走行モードを実現することができる。これら走行モードは、ハイブリッドＥＣＵ５４により、回転電機（ＭＧ１，ＭＧ２）に電力を供給する二次電池５８の残存容量や要求される車両駆動力などに応じて、逐次、自動的に切り換えられる。
【００３５】
以上に説明したハイブリッド車両１において、内燃機関１０は、まず、モータＭＧ１及びＭＧ２といった回転電機（ＭＧ１，ＭＧ２）や、遊星歯車装置２０、減速装置４２、及び差動装置４４といった動力伝達装置と共に一体に結合されて、「動力ユニット」を構成している。ハイブリッド車両には、この動力ユニット５が、マウント（図示せず）を介して搭載されている。よって、初爆時など内燃機関１０が揺動する場合、内燃機関１０が一体に結合された動力ユニット５ごと揺動する。
【００３６】
この動力ユニット５を車体に懸架するマウントは、動力ユニット５の振動が、極力車体に伝達されないよう、ゴム等の弾性部材で構成されているが、動力ユニット５が大きく揺動する場合、マウントは、この揺動を吸収しきることができず、マウントから車体に揺動が伝達される。
【００３７】
このような動力ユニット５には、「慣性主軸」を特定することができる。どのような複雑な剛体にも、ある軸まわりに剛体を回転させたとき、回転軸の方向を変えさせようとする偶力が発生しないような軸を、特定することができ、この軸が、慣性主軸と呼ばれている。剛体には、重心を通り且つ互いに直交する、重心慣性主軸（以下、単に「慣性主軸」と記す）を３つ特定することができる。剛体は、重心位置、質量、３つの慣性主軸の方向、各慣性主軸まわりの慣性モーメントで力学的に特定され、剛体の運動は、重心の並進運動と、慣性主軸まわりの回転運動に分解して表すことができる。慣性主軸まわりの慣性モーメントが小さいということは、剛体が、その慣性主軸まわりに回転し易いということを意味している。
【００３８】
動力ユニット５に特定される慣性主軸のうち、主軸まわりの慣性モーメントが最も小さい慣性主軸を、図１に一点鎖線Ａで示す。慣性主軸Ａまわりに、あるモーメント力が作用した場合、他の慣性主軸に比べて、動力ユニット５は、より大きく回転して揺動する。つまり、動力ユニット５は、慣性主軸Ａを中心に回転して揺動し易いこととなる。なお、この慣性主軸Ａは、動力ユニット５に特定される慣性主軸のうち、内燃機関１０のクランク軸１２に対する傾斜が最も小さい慣性主軸でもある。
【００３９】
なお、動力ユニット５の慣性主軸は、動力ユニット５をある２点で吊って加振する実験を行うことや、動力ユニット５を構成する部品の、質量や形状、動力ユニット５における配置から算出することで、特定することができる。動力ユニット５の慣性主軸を特定するにあたっては、内燃機関１０に固定される補機を、内燃機関１０に含めるものとする。このような補機には、オルタネータや、エアコンのコンプレッサ、パワーステアリングの油圧ポンプ等が挙げられる。
【００４０】
動力ユニット５を構成する内燃機関１０が、クランク軸１２から出力するトルクに変動がある場合、内燃機関１０のシリンダブロックは、クランク軸１２のジャーナルやピストンスカートから、その反力としてのモーメント力を受ける。このモーメント力を受けて内燃機関１０、すなわち動力ユニット５は、回転して揺動しようとする。以上のように、内燃機関１０が出力するトルクに変動が生じ、動力ユニット５が揺動する場合として、例えば、内燃機関１０が始動する際の初爆時がある。
【００４１】
ところで、内燃機関１０の始動時において、内燃機関１０に複数ある気筒のうち、最初に混合気の着火が行われる気筒、いわゆる初爆が行われる気筒は、予め決められているものではない。内燃機関１０がクランキング回転速度に達したときに圧縮行程にある気筒など、筒内混合気が最も早い時点で着火可能となる気筒において初爆が行われる。つまり、初爆が行われる気筒は、その始動ごとに異なる。
【００４２】
初爆が、動力ユニット５の慣性主軸Ａから、最も遠い位置に軸心Ｃがある特定の気筒６１（以下、最遠気筒と記す）で行われた場合、他の気筒６２〜６６初爆が行われた場合に比べて、動力ユニット５の揺動は大きくなる。図１に示すように、最遠気筒は、気筒６１となっている。最遠気筒６１で初爆が行われた場合、筒内混合気の爆発燃焼により生じる力により、慣性主軸Ａまわりのモーメント力が生じる。このモーメント力は、他の気筒６２〜６６で初爆が行われた際に、慣性主軸Ａまわりに生じるモーメント力に比べて、慣性主軸Ａからの距離が遠い分、大きなものとなる。このため最遠気筒６１で初爆が行われると、このときに生じるモーメント力により、内燃機関１０及び動力ユニット５は、慣性主軸Ａまわりに特に、大きく揺動してしまう。このような動力ユニット５の揺動は、内燃機関１０からマウントを介して車体に伝達されて、車両１の乗員に、始動ショックとして知覚される。
【００４３】
この始動ショックを低減するために、本実施形態においては、最遠気筒から着火が開始されて初爆が行われることを、禁止している。以下、内燃機関１０の始動制御について、内燃機関１０及びハイブリッド車両１の動作と併せて、図１及び図２を用いて説明する。図２には、エンジンＥＣＵ５０が実行する制御のフローチャートを示す。
【００４４】
ハイブリッド車両１において、内燃機関１０を始動する局面には二つの場合がある。一つは、車両停止状態、すなわち内燃機関１０もモータＭＧ２も停止している状態から内燃機関１０を始動する場合であり、もう一つは、モータＭＧ２のみを動力源とするＥＶ走行モードから、内燃機関１０をも動力源とするＨＶ走行モードに移行する場合である。以下に、ＥＶ走行モードから内燃機関１０を始動する場合について説明する。
【００４５】
まず、ＥＶ走行モードにおいては、モータＭＧ２が発生した動力は、リングギア２４から、減速装置４２、差動装置４４、および左右の駆動軸４６を介して駆動輪４８に伝達されて、車両１は前進する。このとき、リングギア２４は、モータＭＧ２の回転子３２と共に回転している。一方、このＥＶ走行モードにおいて、内燃機関１０は非作動状態であり動力を発生させていない。このとき内燃機関１０のクランク軸１２を回転させないために、ハイブリッドＥＣＵ５４は、サンギア２２すなわちモータＭＧ１の回転子３１を、リングギア２４とは逆方向に回転させている。
【００４６】
そして、ハイブリッドＥＣＵ５４は、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに移行するため、エンジンＥＣＵ５０に、内燃機関１０の始動要求信号を送出する。エンジンＥＣＵ５０は、この始動要求信号を受けて、始動制御を開始する（Ｓ１００）。例えば、燃料噴射装置（図示せず）を所定時間経過後に作動させて、気筒内への燃料の供給を開始する。
【００４７】
これとほぼ同時に、ハイブリッドＥＣＵ５４は、モータＭＧ１を制御して、リングギア２４と逆方向に空転していた回転子３１すなわちサンギア２２が、リングギア２４と同じ方向に回転するよう、モータＭＧ１にトルクを発生させる。すると、停止状態にあったプラネタリキャリア２８すなわちクランク軸１２が、リングギア２４と同じ方向に従動して回転する。このようにして、内燃機関１０のクランキングが開始される。内燃機関１０のクランク軸１２は、モータＭＧ１に従動して回転速度が上昇する。
【００４８】
そして、エンジンＥＣＵ５０は、内燃機関１０の回転速度が、所定の値に達したかを判定する（Ｓ１０２）。エンジンＥＣＵ５０は、クランク角センサ１６から入力した回転角度位置信号から内燃機関１０の回転速度を算出しており、算出された回転速度が、混合気の着火を開始して問題のない所定のクランキング回転速度に達したか否かを判定している。
【００４９】
内燃機関１０の回転速度が、クランキング回転速度に達した場合、エンジンＥＣＵ５０は、着火の開始を要求する（Ｓ１０４）。すなわち、「点火コイル１５に点火信号を送出して、筒内混合気に着火すること」を許可する状態とし、次のステップＳ１０６に進む。このとき、各気筒６１〜６６内には、クランキングにより空気が吸入されており、燃料噴射装置により供給された燃料と混合されて、混合気が形成されている。
【００５０】
そして、エンジンＥＣＵ５０は、各気筒６１〜６６のうち最先に着火が可能な気筒を検出する（Ｓ１０６）。すなわち、ステップＳ１０４における着火の開始要求から最も早い時点で圧縮行程を迎え、かつ着火したときに初爆することが可能となる気筒を、各気筒６１〜６６の中から識別する。なお、どの気筒が最も早い時点で圧縮行程を迎えるかは、クランク角センサ１６からエンジンＥＣＵ５０に入力されたクランク軸１２の回転角度位置に基づき導出することができる。
【００５１】
そして、ステップＳ１０６で検出された最先に着火可能な気筒が、前述の最遠気筒６１であるか否かを判定する。なお、このような最遠気筒が、内燃機関１０に複数ある気筒のうち、どの気筒であるかは、予め適合実験等により求められており、エンジンＥＣＵ５０のＲＯＭ５０ａに制御定数として設定されている。
【００５２】
最先に着火可能な気筒が、最遠気筒６１ではなく、その他の気筒６２〜６６であると判定された場合、エンジンＥＣＵ５０は、この気筒に対応して設けられた点火コイル１５に点火信号を出力して、当該気筒に着火を指示する（Ｓ１０８）。これにより、その気筒において、混合気が着火されて爆発燃焼する、つまり初爆が行われる。そして、エンジンＥＣＵ５０は、内燃機関１０に固有の所定の燃焼順序に従って、各気筒６１〜６６に着火を指示する。例えば、気筒６３から着火が開始されて初爆が行われた場合、その後は、気筒６４、気筒６５、気筒６６、気筒６１、気筒６２の順番で、エンジンＥＣＵ５０により着火が指示されていく。
【００５３】
一方、最先に着火可能な気筒が、最遠気筒６１であると判定された場合には、エンジンＥＣＵ５０は、最遠気筒６１に対応して設けられた点火コイル１５に点火信号を出力しない、すなわち最遠気筒６１に着火を指示しない（Ｓ１１０）。これにより、最遠気筒６１において初爆が行われることを禁止することができる。したがって、内燃機関１０及び動力ユニット５が、慣性主軸Ａまわりに大きく揺動することがない。このように最遠気筒６１における初爆を禁止した後、次のステップＳ１１２に進む。
【００５４】
そしてステップＳ１１２において、着火が開始される気筒を、最遠気筒６１の次の燃焼順序の気筒６２に設定する。この気筒６２が、圧縮行程を迎えて初爆が可能となったとき、エンジンＥＣＵ５０は、この気筒６２に着火を指示する。これにより、気筒６２において初爆が行われ、その後は、燃焼順序に従い、気筒６３、気筒６４、気筒６５、気筒６６、気筒６１の順番で、着火が指示されていく。
【００５５】
このように、各気筒６１〜６６において順次、爆発燃焼が繰り返されて、内燃機関１０は始動することができる。内燃機関１０が発生した動力は、遊星歯車装置２０によりモータＭＧ２の発生する動力と統合されて、駆動輪４８に伝達され、ハイブリッド車両１は、内燃機関１０をも動力源とするＨＶ走行モードに移行することができる。
【００５６】
以上説明したように本実施形態の制御装置５０は、内燃機関１０の始動時において、爆発燃焼の際に内燃機関１０を最も大きく揺動させる気筒６１からは、着火が開始されないように制御している。気筒６１において初爆が行われることがないため、始動する際の初爆時において、内燃機関１０が大きく揺動してしまうことを、外部動力によることなく防止することができる。
【００５７】
また、本実施形態の制御装置５０は、内燃機関１０を含む動力ユニット５に特定される慣性主軸のうち主軸まわりの慣性モーメントが最も小さい慣性主軸Ａから、最も遠い位置にある最遠気筒６１から、着火が開始されないように制御している。動力ユニット５は特に慣性主軸Ａまわりに回転して揺動し易いため、慣性主軸Ａから最も遠い気筒６１において初爆が行われた場合、動力ユニット５は大きく揺動してしまう。本実施形態の制御装置５０は、気筒６１における初爆を禁止することができるため、この大きな揺動を防止することができる。
【００５８】
特に、ハイブリッド車両１に適用される場合、内燃機関１０が始動する頻度は高く、その始動タイミングも車両の乗員に予期できないことが多いため、初爆時の大きな揺動を防止できる本実施形態の制御装置５０は、特に有用である。
【００５９】
以上、本実施形態の制御装置５０について説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、内燃機関のみを動力源とする自動車に搭載される制御装置にも適用することができる。また、内燃機関については、Ｖ型６気筒のものについて説明したが、本発明の制御装置は、複数の気筒を有する内燃機関であれば、他の形式の内燃機関にも適用することができる。
【００６０】
なお、本実施形態の制御装置５０は、内燃機関１０に複数ある気筒のうち、内燃機関１０を最も大きく揺動させる最遠気筒６１のみ、着火が開始されないよう制御するものとしたが、本発明の制御装置は、これに限定されるものではない。内燃機関を最も大きく揺動させる気筒において初爆が行われなければ良く、他の気筒に比べて比較的大きく内燃機関１０を揺動させる複数の気筒から、着火が開始されないよう制御することも好適である。例えば、内燃機関１０に複数ある気筒のうち、ある特定の気筒においてのみ、着火が開始される制御としても良い。
【００６１】
また、本実施形態の制御装置５０は、点火装置（１４，１５）に点火信号を出力することをもって、各気筒６１〜６６に着火を指示するものとしたが、本発明の制御装置は、これに限定されるものではない。各気筒内における混合気の爆発燃焼を制御できれば良く、例えば、各気筒に対応して設けられた燃料噴射装置への噴射信号を出力することをもって、各気筒に着火を指示することも好適である。圧縮自着火式の内燃機関にも、本発明の制御装置を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本実施形態の制御装置が適用されるハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【図２】本実施形態の制御装置が実行する制御のフローチャートである。
【符号の説明】
【００６３】
１  車両、５  動力ユニット、１０  内燃機関、１２  クランク軸、１４  点火プラグ、１５  点火コイル、１６  クランク角センサ、２０  遊星歯車装置、２２  サンギア、２４  リングギア、２６  プラネタリピニオンギア、２８  キャリア、３１，３２  回転子、４０  車両駆動系、４２  減速装置、４４  差動装置、４６  駆動軸、４８  駆動輪、５０  エンジンＥＣＵ、５１，５２  インバータ、５４  ハイブリッドＥＣＵ、５６  通信線、５８  二次電池、６１〜６６  気筒。
【図１】
2007120456.tif 000003
【図２】
2007120456.tif 000004