(57)【要約】【課題】内燃機関の始動時の振動を低減させると共に初爆時の燃焼安定性も確保する。【解決手段】エンジンの始動要求があったとき、サージタンク内圧ＳＴＰが閾値ＳＴＰｒｅｆ以下になるまで吸入空気量を絞った状態でトルク指令Ｔｍ１＊、Ｔｍ２＊をモータＭＧ１，ＭＧ２へ送信してエンジンをモータリングさせるため、圧縮行程での圧縮力が小さくなり始動時の振動が低減するし、吸入空気量が絞られるので初爆時のトルクも小さくなり初爆時振動も低減する（Ｓ１００〜Ｓ１７０）。一方、モータリング時には燃料カットの状態でエンジンを空気が流通することから、モータリング時間が長くなるとエンジンのうち本来燃料で濡れているべき部分が乾いてくるが、乾いた部分へ燃料が付着することにより燃焼に供される燃料が不足することのないよう、モータリング時間に基づいてモータリング由来の増量値を設定するため初爆時も安定して燃焼する（Ｓ２００〜Ｓ２４０）。【選択図】図３
2007126096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
該内燃機関の出力軸に連結され、前記駆動軸へのトルクの入出力を伴って前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記内燃機関へ繋がる吸気管の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記吸気管へ吸入する空気量を調節可能な空気量調節手段と、
前記内燃機関へ燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、
前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記回転数検出手段により検出される回転数が所定の始動開始回転数に達し且つ前記圧力検出手段により検出される圧力が所定の負圧に達するまで前記内燃機関へ吸入する空気量を絞った状態で該内燃機関をモータリングするよう前記空気量調節手段及び前記モータリング手段を制御し、その後前記モータリングに要した時間に基づいて始動時燃料噴射量の増量値を設定し該増量値を加味した始動時燃料噴射量の燃料が前記内燃機関へ噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御する始動時制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の動力出力装置であって、
前記内燃機関の下流側に設けられ触媒温度が所定温度範囲内のときに排気の浄化機能を発揮する触媒浄化手段を備え、
前記始動時制御手段は、前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記触媒温度が所定温度範囲に達していない場合には、前記回転数検出手段により検出される回転数が所定の始動開始回転数に達するまで前記内燃機関をモータリングするよう前記モータリング手段を制御した後、前記圧力検出手段によって検出される圧力にかかわらず、前記増量値として所定の通常始動時増量値を設定し該増量値を加味した始動時燃料噴射量の燃料が前記内燃機関へ噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御する、
動力出力装置。
【請求項３】
前記始動時制御手段は、前記モータリングに要した時間に基づいて前記増量値を設定するにあたり、前記モータリングに要した時間が長いほど前記増量値が増加する傾向となるように設定する、
請求項１又は２に記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記始動時制御手段は、前記モータリングに要した時間に基づいて前記増量値を設定するにあたり、前記モータリングに要した時間が所定の短時間範囲内のときには前記増量値として所定の通常始動時増量値を設定し、前記モータリングに要した時間が所定の短時間範囲を超えるときには前記増量値として前記通常始動時増量値よりも多い増量値を設定する、
請求項１又は２に記載の動力出力装置。
【請求項５】
前記モータリング手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段を前記ギヤ機構とし、前記第３の軸に動力を入出力する発電機として構成される、
請求項１〜４のいずれかに記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記モータリング手段は、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを有し該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子電動機である、
請求項１〜４のいずれかに記載の動力出力装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に接続されてなる自動車。
【請求項８】
駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、該内燃機関の出力軸に連結され、前記駆動軸へのトルクの入出力を伴って前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、前記内燃機関に繋がる吸気管へ吸入する空気量を調節可能な空気量調節手段と、前記内燃機関へ燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、を備えた動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記内燃機関の回転数が所定の始動開始回転数に達し且つ前記吸気管の圧力が所定の負圧に達するまで前記内燃機関へ吸入する空気量を絞った状態で該内燃機関をモータリングするよう前記空気量調節手段及び前記モータリング手段を制御するステップと、
（ｂ）前記ステップ（ａ）のあと前記モータリングに要した時間に基づいて始動時燃料噴射量の増量値を設定し該増量値を加味した始動時燃料噴射量の燃料が前記内燃機関へ噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御するステップと、
を含む動力出力装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置及びその制御方法並びに自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プラネタリギヤ機構を介して連結した内燃機関と発電機と電動機との間で動力のやり取りを行なうハイブリッド車が知られている。例えば、特許文献１に記載されたハイブリッド車では、内燃機関を始動させる際に、内燃機関の始動時の圧縮行程中に発生する振動を低減させることを目的として、サージタンクの内部圧力が大気圧以下の所定値を下回る値になるまで燃料カットの状態で発電機及び電動機により内燃機関をモータリングして内燃機関の回転数を増加させている。
【特許文献１】特開２００４−３０８５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したハイブリッド車では、内燃機関の始動時の圧縮行程中に発生する振動を低減することができるものの、燃料カットの状態でモータリングする時間が長くなると内燃機関のうち本来燃料で濡れているべき部分が乾いてしまうことがある。このような場合には、内燃機関に噴射された燃料の一部が乾いた部分に付着するため、初爆時の燃料が不足して燃焼が不安定になるおそれがある。
【０００４】
本発明の動力出力装置及びその制御方法並びに自動車は、内燃機関の始動時の振動を低減させると共に初爆時の燃焼安定性も確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の動力出力装置及びその制御方法並び自動車は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
該内燃機関の出力軸に連結され、前記駆動軸へのトルクの入出力を伴って前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記内燃機関へ繋がる吸気管の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記吸気管へ吸入する空気量を調節可能な空気量調節手段と、
前記内燃機関へ燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、
前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記回転数検出手段により検出される回転数が所定の始動開始回転数に達し且つ前記圧力検出手段により検出される圧力が所定の負圧に達するまで前記内燃機関へ吸入する空気量を絞った状態で該内燃機関をモータリングするよう前記空気量調節手段及び前記モータリング手段を制御し、その後前記モータリングに要した時間に基づいて始動時燃料噴射量の増量値を設定し該増量値を加味した始動時燃料噴射量の燃料が前記内燃機関へ噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御する始動時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この動力出力装置では、内燃機関の始動指示がなされたとき、内燃機関の回転数が所定の始動開始回転数に達し且つ内燃機関へ繋がる吸気管の圧力が所定の負圧に達するまで内燃機関へ吸入する空気量を絞った状態で該内燃機関をモータリングし、その後モータリングに要した時間に基づいて始動時燃料噴射量の増量値を設定し該設定した増量値を加味した始動時燃料噴射量の燃料を内燃機関へ噴射する。吸気管の圧力が所定の負圧に達するまで内燃機関へ吸入する空気量を絞った状態で該内燃機関をモータリングするため、内燃機関の圧縮行程での圧縮力が小さくなり始動時の振動が低減する。一方、モータリング時には燃料カットの状態で内燃機関を空気が流通することから、モータリングに要した時間が長くなると内燃機関のうち本来燃料で濡れているべき内壁等が乾いてくるが、その乾いた部分へ燃料が付着することにより燃焼に供される燃料が不足することのないよう、モータリングに要した時間に基づいて始動時燃料噴射量の増量値を設定するため、初爆時も安定して燃焼する。このように、内燃機関の始動時の振動を低減させると共に初爆時の燃焼安定性も確保することができる。
【０００８】
なお、本発明の動力出力装置は、駆動軸へ動力を入出力可能な電動機を備えていてもよく、その場合、始動時制御手段は内燃機関をモータリングするにあたってモータリング手段及び電動機を制御するようにしてもよい。
【０００９】
本発明の動力出力装置は、前記内燃機関の下流側に設けられ触媒温度が所定温度範囲内のときに排気の浄化機能を発揮する触媒浄化手段を備え、前記始動時制御手段は、前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記触媒温度が所定温度範囲に達していない場合には、前記回転数検出手段により検出される回転数が所定の始動開始回転数に達するまで前記内燃機関をモータリングするよう前記モータリング手段を制御した後、前記圧力検出手段によって検出される圧力にかかわらず、前記増量値として所定の通常始動時増量値を設定し該増量値を加味した始動時燃料噴射量の燃料が前記内燃機関へ噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御してもよい。こうすれば、触媒が排気浄化機能を発揮できない温度のときには内燃機関の始動時の振動低減よりもエミッションの悪化防止を優先することができる。
【００１０】
本発明の動力出力装置において、前記始動時制御手段は、前記モータリングに要した時間に基づいて前記増量値を設定するにあたり、前記モータリングに要した時間が長いほど前記増量値が増加する傾向となるように設定してもよい。モータリングに要した時間が長くなるほど乾いた部分の面積が増えるため燃焼に供される燃料の不足量が多くなる傾向にある。このため、モータリングに要した時間が長いほど増量値が増加する傾向となるように設定し、燃焼に供される燃料が不足しないようにすることが好ましい。
【００１１】
本発明の動力出力装置において、前記始動時制御手段は、前記モータリングに要した時間に基づいて前記増量値を設定するにあたり、前記モータリングに要した時間が所定の短時間範囲内のときには前記増量値として所定の通常始動時増量値を設定し、前記モータリングに要した時間が所定の短時間範囲を超えるときには前記増量値として前記通常始動時増量値よりも多い増量値を設定してもよい。モータリングに要した時間が所定の短時間範囲内のときには、内燃機関の内壁等に乾いた部分がほとんど現れないことから、増量値として通常始動時増量値を設定すれば初爆時の燃焼が十分安定する。一方、モータリングに要した時間が短時間範囲を超えると、内燃機関の内壁等に乾いた部分が現れることから、増量値として通常始動時増量値よりも多い増量値を設定する。なお、モータリングに要した時間が所定の短時間範囲を超えるときには、モータリングに要した時間が長くなるほど乾いた部分の面積が増えて燃焼に供される燃料の不足量が多くなる傾向にあるため、増量値が増加する傾向となるように設定することが好ましい。
【００１２】
本発明の動力出力装置において、前記モータリング手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段を前記ギヤ機構とし、前記第３の軸に動力を入出力する発電機として構成されていてもよいし、あるいは、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを有し該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子電動機として構成されていてもよい。
【００１３】
本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、該内燃機関の出力軸に連結され、前記駆動軸へのトルクの入出力を伴って前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、前記内燃機関へ繋がる吸気管の圧力を検出する圧力検出手段と、前記吸気管へ吸入する空気量を調節可能な空気量調節手段と、前記内燃機関へ燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記回転数検出手段により検出される回転数が所定の始動開始回転数に達し且つ前記圧力検出手段により検出される圧力が所定の負圧に達するまで前記内燃機関へ吸入する空気量を絞った状態で該内燃機関をモータリングするよう前記空気量調節手段及び前記モータリング手段を制御し、その後前記モータリングに要した時間に基づいて始動時燃料噴射量の増量値を設定し該増量値を加味した始動時燃料噴射量の燃料が前記内燃機関へ噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御する始動時制御手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に接続されてなることを要旨とする。
【００１４】
本発明の自動車では、本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、内燃機関の始動時の振動を低減させると共に初爆時の燃焼安定性も確保することができる効果などと同様の効果を奏することができる。
【００１５】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、該内燃機関の出力軸に連結され、前記駆動軸へのトルクの入出力を伴って前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、前記内燃機関に繋がる吸気管へ吸入する空気量を調節可能な空気量調節手段と、前記内燃機関へ燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、を備えた動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記内燃機関の回転数が所定の始動開始回転数に達し且つ前記吸気管の圧力が所定の負圧に達するまで前記内燃機関へ吸入する空気量を絞った状態で該内燃機関をモータリングするよう前記空気量調節手段及び前記モータリング手段を制御するステップと、
（ｂ）前記ステップ（ａ）のあと前記モータリングに要した時間に基づいて始動時燃料噴射量の増量値を設定し該増量値を加味した始動時燃料噴射量の燃料が前記内燃機関へ噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御するステップと、
を含むことを要旨とする。
【００１６】
この動力出力装置の制御方法では、内燃機関の始動指示がなされたとき、内燃機関の回転数が所定の始動開始回転数に達し且つ内燃機関へ繋がる吸気管の圧力が所定の負圧に達するまで内燃機関へ吸入する空気量を絞った状態で該内燃機関をモータリングし、その後モータリングに要した時間に基づいて始動時燃料噴射量の増量値を設定し該設定した増量値を加味した始動時燃料噴射量の燃料を内燃機関へ噴射する。吸気管の圧力が所定の負圧に達するまで内燃機関へ吸入する空気量を絞った状態で該内燃機関をモータリングするため、内燃機関の圧縮行程での圧縮力が小さくなり始動時の振動が低減する。一方、モータリング時には燃料カットの状態で内燃機関を空気が流通することから、モータリングに要した時間が長くなると内燃機関のうち本来燃料で濡れているべき内壁等が乾いてくるが、その乾いた部分へ燃料が付着することにより燃焼に供される燃料が不足することのないよう、モータリングに要した時間に基づいて始動時燃料噴射量の増量値を設定するため、初爆時も安定して燃焼する。このように、内燃機関の始動時の振動を低減させると共に初爆時の燃焼安定性も確保することができる。なお、この動力出力装置の制御方法において、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置が備える各種機能を実現するためのステップを加えてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１８】
図１は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載した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。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介してピニオンギヤ３３を回転させるキャリア３４が接続されたプラネタリギヤ３０と、プラネタリギヤ３０のサンギヤ３１に接続された発電可能なモータＭＧ１と、プラネタリギヤ３０のリングギヤ３２に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して接続されたモータＭＧ２と、ハイブリッド自動車２０全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。なお、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａはギヤ機構６０とデファレンシャルギヤ６２とを介して駆動輪６３ａ，６３ｂが取り付けられた車軸６４に接続されており、リングギヤ軸３２ａに出力された動力は走行用の動力として用いられる。
【００１９】
エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸気管１６０へ吸入する共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２への吸気は、吸気管１６０の途中に設けられ吸気脈動を抑制するのに十分な容積を持つサージタンク１６２を介して行なわれる。また、エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。
【００２０】
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、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１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室１６６へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブ１２９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１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４の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１４６からのスロットルポジション，浄化装置１３４に取り付けられた触媒床温センサ１３５からの触媒床温ＣＴ，吸気管１６０の途中に設けられたサージタンク１６２の内部圧力を検出する圧力センサ１６４からのサージタンク内圧ＳＴＰ，吸気管１６０に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号ＡＦ，同じく吸気管１６０に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。
【００２１】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２２】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、バッテリ５０を管理するための残容量（ＳＯＣ）を計算すると共に計算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂやその入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，バッテリ５０を充放電するための要求値である充放電要求パワーＰｂ＊などを計算し、必要に応じてデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２３】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２４】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２５】
次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にエンジン２２の運転停止中にエンジン２２の始動要求があったときの動作について説明する。図３はエンジン２２の始動要求があったときにハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される始動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。ここで、エンジン２２の運転停止中にエンジン２２の始動要求があったときとしては、例えばモータ運転モードで走行している際にエンジン２２に要求されるエンジン要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆを超えたときや、停車状態でシステムを起動した直後であってエンジン２２の暖機やバッテリ５０の充電を行なう必要があるときなどが挙げられる。モータ運転モードについて以下に簡単に説明する。閾値Ｐｒｅｆはエンジン２２の始動要求の有無を判定するために用いられ、エンジン２２を比較的効率よく運転することができる領域のうち下限のパワー近傍に設定されている。エンジン要求パワーＰｅ＊は、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき駆動軸要求パワーＰｒ＊とバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊（放電パワーを正、充電パワーを負とする）とロスＬｏｓｓとにより下記式（１）のように表されるから、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が比較的十分な状態でも運転者がアクセルペダル８３を大きく踏み込んだときや、バッテリ５０の残容量が比較的十分な状態であり且つ運転者のアクセルペダル８３の踏み込みがないときでも車速Ｖが大きくなりリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが大きくなったとき、運転者のアクセルペダル８３の踏み込みがなく車速Ｖも小さくリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒも小さいときでもバッテリ５０の残容量が低くなって大きな充放電要求パワーＰｂ＊（充電パワー）が設定されたときなどに、閾値Ｐｒｅｆを超える。なお、駆動軸要求パワーＰｒ＊は、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて、ＲＯＭ７４に記憶された要求トルク設定用マップ（図４参照）からリングギヤ軸３２ａに要求される要求トルクＴｒ＊を導出し、この要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとした。リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、下記式（２）に示すように、回転位置検出センサ４４により検出されるモータＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたモータＭＧの回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることにより求めた。なお、モータ運転モードでは、エンジン２２の回転数Ｎｅはゼロ、モータＭＧ１のトルクＴｍ１もゼロである。
【００２６】
Pe*=Pr*-Pb*+Loss  (1)
Pr*=Tr*・Nm2/Gr  (2)
【００２７】
さて、図３の始動時制御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７０のＣＰＵ７２は、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，エンジン２２の回転数Ｎｅ，エンジン２２の浄化装置１３４の触媒床温ＣＴ，エンジン２２のサージタンク内圧ＳＴＰ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力し（ステップＳ１００）、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて図４の要求トルク設定用マップを用いて要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１１０）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅはクランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ１４０からの信号に基づいて計算されたものを、触媒床温ＣＴは触媒床温センサ１３５から得られたものを、サージタンク内圧ＳＴＰは圧力センサ１６４から得られたものを、それぞれエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。
【００２８】
続いて、エンジン２２の回転数Ｎｅや始動開始時からの経過時間ｔを用いてエンジン始動用マップからモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を導出して設定する（ステップＳ１２０）。エンジン始動用マップは、エンジン２２を始動する際のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２の回転数Ｎｅと始動開始時からの経過時間ｔとの関係を設定したマップである。図５にこのマップの一例を示す。このマップでは、図５に示すように、エンジン２２の始動指示がなされた時間ｔ１の直後からレート処理を用いて迅速に比較的大きなトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定してエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させる。エンジン２２の回転数Ｎｅが共振回転数帯を通過したか共振回転数帯を通過するのに必要な時間以降の時間ｔ２にエンジン２２を安定して点火開始回転数Ｎｓｔａｒｔ以上でモータリングすることができるトルク（モータリング用トルク）をトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、電力消費や駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにおける反力を小さくする。ここで、点火開始回転数Ｎｓｔａｒｔは、本実施例では共振回転数帯より余裕をもって大きな回転数（例えば１０００ｒｐｍ）に設定されているとした。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｓｔａｒｔに至る時間ｔ３を超えエンジン２２が完爆したときに初めて超える完爆回転数Ｎｃｏｍｂに至る時間ｔ４に達するまで前出のモータリング用トルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、時間ｔ４から迅速にトルク指令Ｔｍ１＊が値０となるようにレート処理を行い、時間ｔ５にトルク指令Ｔｍ１＊が値０になる。その後は、エンジン２２を自立運転させる場合にはモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し続け、モータＭＧ１により発電する場合には発電用のトルク（負の値）をトルク指令Ｔｍ１＊に設定する。このように、エンジン２２の始動指示がなされた直後に大きなトルクをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定してエンジン２２をモータリングすることにより、迅速にエンジン２２を点火開始回転数Ｎｓｔａｒｔ以上に回転させて始動することができる。
【００２９】
こうしてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するとバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）により計算すると共に（ステップＳ１３０）、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（５）により計算し（ステップＳ１４０）、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１５０）、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信すると共にスロットルバルブ１２４を全閉させるべくスロットル全閉指令をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ１６０）。このようにモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、エンジン２２を始動しながら駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊をバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして出力することができる。なお、式（５）は後述する図７の共線図から容易に導き出すことができる。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。一方、スロットル全閉指令を受信したエンジンＥＣＵ２４はスロットルバルブ１２４が全閉するまでスロットルモータ１３６を駆動するため、エンジン２２がモータリングされると吸気バルブ１２８及び排気バルブ１２９の開閉を伴ってピストン１３２が往復動を繰り返すことにより吸気管１６０内の空気や燃焼室１６６内の空気が浄化装置１３４を介して外部へ排出される。
【００３０】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2  (3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2  (4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr    (5)
【００３１】
次に、エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｓｔａｒｔに至っているか否かを判定し（ステップＳ１７０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｓｔａｒｔに至っていないときにはステップＳ１００に戻り、エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｓｔａｒｔに至るまでステップＳ１００〜Ｓ１７０の処理を繰り返す。エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｓｔａｒｔに至ると、始動指令フラグＦｓｔａｒｔが値０か否かを確認する（ステップＳ１８０）。この始動指令フラグＦｓｔａｒｔはエンジン２２へ始動指令を出力したか否かを表すフラグであり、値０のときには未だエンジン２２へ始動指令を出力していないことを表し、値１のときには既にエンジン２２へ始動指令を出力したことを表す。いま、ステップＳ１７０で初めてエンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｓｔａｒｔに至ったときを考えると、ステップＳ１８０で始動指令Ｆｓｔａｒｔは値０であるから、ステップＳ１９０以降の処理に進む。そして、触媒床温ＣＴが所定の触媒活性温度以上か否かを判定する（ステップＳ１９０）。ここで、触媒活性温度は、浄化装置１３４を構成する触媒が排気浄化機能を十分発揮することのできる温度領域の下限又はその近傍に設定されている。ステップＳ１９０で触媒床温ＣＴが所定の触媒活性温度以上のときには、続いてサージタンク内圧ＳＴＰが大気圧より小さい閾値ＳＴＰｒｅｆ以下に下がったか否かを判定する（ステップＳ２００）。ここで、閾値ＳＴＰｒｅｆは、モータリング時の圧縮行程の圧縮力を低減可能な圧力値であって且つエンジン２２の初爆時振動を十分低減し得るトルクが出力されるような空気量に見合った圧力値であり、予め実験等により定められている。いま、エンジン２２の回転数Ｎｅが初めて点火開始回転数Ｎｓｔａｒｔに至ったときを考えると、サージタンク１６２は容積が大きいためサージタンク内圧ＳＴＰは閾値ＳＴＰｒｅｆ以下に下がっていないことから、ステップＳ１００〜Ｓ２００の処理を繰り返すことになる。そして、これらの処理を繰り返しているうちにサージタンク内圧ＳＴＰが閾値ＳＴＰｒｅｆ以下に下がったと判定されると、モータリング時間ＭＴに基づいてモータリング由来の増量値を設定し（ステップＳ２１０）、該設定した増量値を加味した始動時燃料噴射量で燃料噴射を行い点火するようエンジンＥＣＵ２４へ始動指令を出力すると共に始動指令フラグＦｓｔａｒｔに値１をセットする（ステップＳ２２０）。すると、始動指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の冷却水の温度や吸気管１６０内の温度などに基づいて算出した始動時増量値（以下、通常始動時増量値という）にモータリング由来の増量値を加えて始動時燃料噴射量を算出し、該算出した始動時燃料噴射量の燃料が燃料噴射弁１２６から噴射されるよう燃料噴射弁１２６を制御すると共に、所定の点火時期に至るとイグニッションコイル１３８に通電して点火プラグ１３０から電気火花を飛ばして混合気に点火する。
【００３２】
図６はモータリング時間ＭＴとモータリング由来の増量値との関係の一例を表すマップである。この図６では、モータリング由来の増量値は、モータリング時間ＭＴが時間ＭＴ１に達するまではゼロに設定され、時間ＭＴ１から時間ＭＴ２まではモータリング時間ＭＴが長くなるほど増加するように設定され、時間ＭＴ２に達したあとは最大増量値に設定される。時間ＭＴ１は、モータリングを行なっても吸気管１６０の内壁や燃焼室１６６の内壁の濡れ状態がモータリングを行なう前とほとんど変わらない短時間範囲（つまりエンジン２２の吸気管１６０や燃焼室１６６の内壁に乾いた部分がほとんど現れない時間範囲）の上限としている。このため、モータリング時間ＭＴが時間ＭＴ１に至るまでは、通常始動時増量値を加味するだけで初爆時の燃焼が十分安定することから、モータリング由来の増量値はゼロとしている。モータリング時間ＭＴが時間ＭＴ１から時間ＭＴ２までの間にあるときには、モータリング時間ＭＴが長いほど本来燃料で濡れているべき吸気管１６０の内壁や燃焼室１６６の内壁等に乾いた部分が多く生じるため、その乾いた部分へ燃料が付着することにより燃焼に供される燃料が不足することのないよう、乾いた部分の面積に応じてモータリング由来の増量値が増加するようにしている。時間ＭＴ２は、吸気管１６０の内壁や燃焼室１６６の内壁が最も乾いた状態となる時間範囲の下限としている。このため、モータリング時間ＭＴが時間ＭＴ２を超えたあとは、吸気管１６０の内壁や燃焼室１６６の内壁のうち乾いた部分の面積がほぼ同じであるからその面積に見合った最大増量値をモータリング由来の増量値として採用している。この図６のマップは、ゼロから時間ＭＴ１までと時間ＭＴ２以降とでは始動時燃料噴射量が一定になっているものの、全体的にはモータリング時間ＭＴが長いほど始動時燃料噴射量が増加する傾向となっている。
【００３３】
一方、ステップＳ１９０で触媒床温ＣＴが触媒活性温度未満だったときには、浄化装置１３４は排気浄化機能を十分発揮できないため、サージタンク内圧ＳＴＰが閾値ＳＴＰｒｅｆ以下に下がるのを待つことなく、ステップＳ２１０に進んでモータリング時間ＭＴに基づいてモータリング由来の増量値を設定する。すなわち、触媒床温ＣＴが触媒活性温度未満と判定されるのは、比較的長期間駐車した後であることが多いため、その間に油密漏れなどにより吸気管１６０内や燃焼室１６６内に燃料が漏れ出ていることがある。そうした場合に、サージタンク内圧ＳＴＰが閾値ＳＴＰｒｅｆ以下に下がるのを待つとその分モータリング時間が長くなるため、漏れ出ていた燃料が空気と共に排気浄化機能を十分発揮し得ない浄化装置１３４へ送り込まれてしまい、エミッションが悪化するおそれがある。本実施例では、この点を考慮して、触媒床温ＣＴが触媒活性温度未満のときにはサージタンク内圧ＳＴＰが閾値ＳＴＰｒｅｆ以下に下がるのを待たずにエンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｓｔａｒｔ以上になったあと直ちにモータリング由来の増量値を設定し（ステップＳ２１０）、エンジンＥＣＵ２４へ始動指令を出力するようにしている（ステップＳ２２０）。なお、このときのモータリング時間ＭＴは、サージタンク内圧ＳＴＰが閾値ＳＴＰｒｅｆ以下に下がるのを待たないことから、図６の短時間範囲（時間０〜時間Ｔ１）内に入る。
【００３４】
さて、ステップＳ２２０でエンジンＥＣＵ２４へ始動指令を出力し始動指令フラグＦｓｔａｒｔを値１にセットしたあと、エンジン２２の回転数Ｎｅが完爆回転数Ｎｃｏｍｂを超えたか否かによりエンジン２２が完爆したか否かを判定する（ステップＳ２３０）。ここで、完爆回転数Ｎｃｏｍｂは、エンジン２２が完爆したときに初めて超えるエンジン回転数であり、点火開始回転数Ｎｓｔａｒｔよりも大きい値に設定されている。そして、エンジン２２が完爆していないときには再びステップＳ１００〜Ｓ２３０の処理を繰り返すが、そのときには既に始動指令フラグＦは値１に設定済みであるからステップＳ１８０で否定判定されて直ちにステップＳ２３０にスキップすることになる。その後、ステップＳ２３０でエンジン２２が完爆したと判定されたときには、エンジン２２の始動は完了したと判断して、始動指令フラグＦを値０にリセットし（ステップＳ２４０）、本ルーチンを終了する。本ルーチンを終了すると、エンジン２２およびモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するトルク変換運転モードや充放電運転モードにより走行するための図示しない駆動制御ルーチンが実行されるが、この制御については本発明の中核をなさないため、その詳細な説明は省略する。
【００３５】
図７はハイブリッド自動車２０がモータ運転モードで走行しているときにエンジン２２の始動要求がなされた場合の動作共線図である。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。モータ運転モードで走行しているときには、図中点線で示すように、エンジン２２の回転数Ｎｅはゼロであり、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が決まるとそれに追従できるようにモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊をゼロトルクとしている。このモータ運転モードのときに、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が比較的十分な状態でも運転者がアクセルペダル８３を大きく踏み込んだとき等にはエンジン２２の始動要求がなされ、モータＭＧ１によりエンジン２２をトルク指令Ｔｍ１＊でモータリングしてエンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｓｔａｒｔとなるようにし（図７の実線参照）、要求トルクＴｒ＊とモータＭＧ１の反力トルクをキャンセルするキャンセルトルク（Ｔｍ１＊／ρ）との和がリングギヤ軸３２ａに出力されるようにモータＭＧ２を制御する。図８はハイブリッド自動車２０が停車中で且つエンジン２２の運転が停止しているときにエンジン２２の始動要求がなされた場合の動作共線図である。停車中で且つエンジン２２の運転が停止しているときには、モータＭＧ１，ＭＧ２及びエンジン２２の各回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，Ｎｅはすべてゼロである（図８の点線参照）。このようなときにシステムが起動されエンジン２２の暖機やバッテリ５０の充電を行なう必要がある場合にはエンジン２２の始動要求がなされ、モータＭＧ１によりエンジン２２をトルク指令Ｔｍ１＊でモータリングしてエンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｓｔａｒｔとなるようにし（図８の実線参照）、モータＭＧ１の反力トルクをキャンセルするキャンセルトルク（Ｔｍ１＊／ρ）がリングギヤ軸３２ａに出力されるようにモータＭＧ２を制御する。そして、図７及び図８のいずれにおいても、エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｓｔａｒｔに達したあと、触媒床温ＣＴが触媒活性温度以上のときには、サージタンク内圧ＳＴＰが閾値ＳＴＰｒｅｆ以下に下がるのを待って通常始動時増量値にモータリング由来の増量値を加えて始動時燃料噴射量を算出し該算出した始動時燃料噴射量の燃料を噴射し混合気に点火してエンジン２２を完爆させ、触媒床温ＣＴが触媒活性温度未満のときには、サージタンク内圧ＳＴＰにかかわらず通常始動時増量値のみで始動時燃料噴射量を算出し該算出した始動時燃料噴射量の燃料を噴射し混合気に点火してエンジン２２を完爆させる。
【００３６】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２の始動要求があったとき、サージタンク内圧ＳＴＰが閾値ＳＴＰｒｅｆ以下に下がるまでスロットルバルブ１２４により吸入空気量を絞った状態でエンジン２２をモータリングするため、エンジン２２の圧縮行程での圧縮力が小さくなり始動時の振動が低減するし、吸入空気量が絞られるので初爆時のトルクも小さくなり初爆時振動も低減する。一方、モータリング時には燃料カットの状態でエンジン２２を空気が流通することから、モータリング時間ＭＴが長くなるとエンジン２２の吸気管１６０の内壁や燃焼室１６６の内壁等のように本来燃料で濡れているべき部分が乾いてくるが、乾いた部分へ燃料が付着することにより燃焼に供される燃料が不足することのないよう、モータリング時間ＭＴに基づいてモータリング由来の増量値を設定するため、初爆時も安定して燃焼する。このように、エンジン２２の始動時の振動を低減させると共に初爆時の燃焼安定性も確保することができる。
【００３７】
また、触媒床温ＣＴが触媒活性温度未満と判定されるのは、比較的長期間駐車した後であることが多いため、その間に油密漏れなどにより吸気管１６０内や燃焼室１６６内に燃料が漏れ出ていることがある。そうした場合に、サージタンク内圧ＳＴＰが閾値ＳＴＰｒｅｆ以下に下がるのを待つと、その分モータリング時間が長くなるため漏れ出ていた燃料が空気と共に排気浄化機能を十分発揮し得ない浄化装置１３４へ送り込まれてしまいエミッションが悪化するおそれがあるが、本実施例では、サージタンク内圧ＳＴＰが閾値ＳＴＰｒｅｆ以下に下がるのを待たずにエンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｓｔａｒｔ以上になったあと直ちにエンジンＥＣＵ２４へ始動指令を出力するため、エンジン２２の始動時の振動低減よりもエミッションの悪化防止を優先することができる。
【００３８】
なお、本発明は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００３９】
例えば、上述した実施例では、モータリング時間ＭＴとモータリング由来の増量値との関係の一例を表すマップを採用したが、図９に示すマップを採用してもよい。図９のマップでは、モータリング由来の増量値は、モータリング時間ＭＴが時間ＭＴ１に達するまではゼロに設定され、時間ＭＴ１から時間ＭＴ２まではモータリング時間ＭＴが長くなるほどステップ関数的に増加するように設定され、時間ＭＴ２に達したあとは最大増量値に設定される。なお、モータリング由来の増量値を、モータリング時間ＭＴが時間ＭＴ１に達するまではゼロ、時間ＭＴ１以降は所定の増量値（例えば最大増量値）となるようにしてもよい。これらの場合にも、上述した実施例と同様の効果が得られる。
【００４０】
上述した実施例では、ステップＳ１６０でスロットル全閉指令をエンジンＥＣＵ２４へ送信したが、スロットル全閉指令の代わりに、スロットルバルブ１２４が全閉位置よりも僅かに開いた位置になるような指令をエンジンＥＣＵ２４へ送信してもよい。このとき、スロットルバルブ１２４をどの程度開くかは、例えば、圧縮行程での圧縮力をどの程度低減するかとか、初爆時の出力トルクをどの程度小さくするかによって決定すればよい。
【００４１】
上述した実施例では、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２によって実行される始動時制御ルーチンで始動時燃料噴射量を設定するものとしたが、エンジン２２の始動要求があったときにはハイブリッド用電子制御ユニット７０からエンジンＥＣＵ２４へその始動要求を送信するようにし、その始動要求を受信したエンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａが図１０のエンジンＥＣＵ側始動時制御ルーチンを行なうようにしてもよい。すなわち、このルーチンが開始されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、モータリングによって回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｓｔａｒｔになったあと、触媒床温ＣＴが触媒活性温度以上であればサージタンク内圧ＳＴＰが閾値ＳＴＰｒｅｆ以下に下がるのを待ってモータリング由来の増量値を設定し、触媒床温ＣＴが触媒活性温度未満であればサージタンク内圧ＳＴＰにかかわらず直ちにモータリング由来の増量値を設定する（ステップＳ３００〜Ｓ３３０）。その後、モータリング由来の増量値を通常始動時増量値に加えて算出した始動時燃料噴射量の燃料を燃料噴射弁１２６から噴射し点火プラグ１３０の電気火花により混合気に点火する処理を実行し（ステップＳ３４０）、回転数Ｎｅが完爆回転数Ｎｃｏｍｂを超えたあとハイブリッド用電子制御ユニット７０へ完爆信号を出力する（ステップＳ３５０，Ｓ３６０）。この場合、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ステップＳ１６０のあとステップＳ２３０へ進み、エンジンＥＣＵ２４から完爆信号を受信するまでステップＳ１００〜Ｓ１６０，Ｓ２３０の処理を繰り返すようにすればよい。
【００４２】
上述した実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１１の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１１における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００４３】
上述した実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１２の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。
【００４４】
上述した実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の始動時における可変バルブタイミング機構１５０の動作について言及しなかったが、吸気バルブ１２８の閉弁タイミングを遅角側にすることにより吸入行程から圧縮行程に移行してもできるだけ吸気バルブ１２８を開いたままの状態にすることが好ましい。こうすることにより、エンジン始動時の圧縮行程で大きな圧縮力が生じることがなく、スムーズにエンジン２２を始動させることができる。
【００４５】
このように、本発明の動力出力装置はハイブリッド自動車に適用することができるが、こうしたハイブリッド自動車に限定されるものではなく、自動車以外の車両、例えば列車や船舶などに適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施例である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】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】始動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】エンジン２２を始動する際のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２の回転数Ｎｅと始動開始時からの経過時間ｔとの関係を設定したマップである。
【図６】エンジン２２を始動する際のモータリング時間ＭＴと噴射量増量値との関係を設定したマップである。
【図７】モータ運転モードでエンジン始動要求があったときのプラネタリギヤ３０の回転要素を力学的に説明するための動作共線図である。
【図８】停車中であって運転者のパワー要求がないときにエンジン始動要求があったときのプラネタリギヤ３０の回転要素を力学的に説明するための動作共線図である。
【図９】変形例のエンジン２２を始動する際のモータリング時間ＭＴと噴射量増量値との関係を設定したマップである。
【図１０】エンジンＥＣＵ側始動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１１】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１２】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４７】
２０，１２０，２２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ  ＣＰＵ、２４ｂ  ＲＯＭ、２４ｃ  ＲＡＭ、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  プラネタリギヤ、３１  サンギヤ、３２  リングギヤ、３２ａ  リングギヤ軸、３３  ピニオンギヤ、３４  キャリア、３５  減速ギヤ、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、５０  バッテリ、５１  温度センサ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４  電力ライン、６０  ギヤ機構、６２  デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ  駆動輪、６４  車軸、６４ａ，６４ｂ  車輪、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、１２２  エアクリーナ、１２４  スロットルバルブ、１２６  燃料噴射弁、１２８  吸気バルブ、１２９  排気バルブ、１３０  点火プラグ、１３２  ピストン、１３４  浄化装置、１３５  触媒床温センサ、１３６  スロットルモータ、１３８  イグニッションコイル、１４０  クランクポジションセンサ、１４２  水温センサ、１４４  カムポジションセンサ、１４６  スロットルバルブポジションセンサ、１４８  エアフローメータ、１４９  温度センサ、１５０  可変バルブタイミング機構、１６０  吸気管、１６２  サージタンク、１６４  圧力センサ、１６６  燃焼室、２３２  インナーロータ、２３４  アウターロータ、２３０  対ロータ電動機、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
2007126096.tif 000003
【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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