(57)【要約】【課題】内燃機関の始動時にトルクショックが生じることを抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】吸気通路（１０ｂ）におけるスロットルバルブ（２０）よりも下流部分にサージタンク（２２）を有する内燃機関（１０）と、内燃機関の始動時に内燃機関を回転させる電動機（１５）と、吸気通路におけるスロットルバルブよりも下流部分の内部圧力を吸気圧として検出する吸気圧検出手段（２３）とを備える車両に適用される内燃機関の制御装置（４０）において、内燃機関の始動開始時に、閉制御手段によりスロットルバルブの開度を所定位置よりも閉じ側に制御した状態で、電動機により内燃機関を回転させ、吸気圧検出手段により検出される吸気圧が所定圧力よりも低くなったことを条件として、内燃機関における燃料の燃焼を開始する燃焼開始手段と、を備えることを特徴する内燃機関の制御装置。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路（１０ｂ）におけるスロットルバルブ（２０）よりも下流部分にサージタンク（２２）を有する内燃機関（１０）と、前記内燃機関の始動時に前記内燃機関を回転させる電動機（１５）と、前記吸気通路における前記スロットルバルブよりも下流部分の内部圧力を吸気圧として検出する吸気圧検出手段（２３）とを備える車両に適用される内燃機関の制御装置（４０）において、
前記スロットルバルブの開度を、前記内燃機関の始動開始時に所定位置よりも閉じ側に制御する閉制御手段と、
前記内燃機関の始動開始時に、前記閉制御手段により前記スロットルバルブの開度を前記所定位置よりも閉じ側に制御した状態で、前記電動機により前記内燃機関を回転させる回転手段と、
前記回転手段が前記電動機により前記内燃機関を回転させている状態で、前記吸気圧検出手段により検出される吸気圧が所定圧力よりも低くなったことを条件として、前記内燃機関における燃料の燃焼を開始する燃焼開始手段と、
を備えることを特徴する内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記車両は、前記車両を加速させる際に操作される操作部（２６）の操作量を検出する加速センサ（２７）を備え、
前記内燃機関の始動時に、前記加速センサにより検出された前記操作量に応じて前記所定圧力を設定する圧力設定手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関の始動時に、前記内燃機関に要求されるトルクが大きいほど、前記所定圧力を高く設定する圧力設定手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記車両は、車両の周辺状況を検知する周辺状況検知手段（３３）を備え、
前記圧力設定手段は、前記周辺状況検知手段により検知される前記周辺状況に応じて前記所定圧力を設定することを特徴する請求項２又は３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記圧力設定手段は、前記電動機が現在出力可能なトルクが小さいほど前記所定圧力を高く設定することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記車両は、前記電動機に電力を供給する蓄電池（３５）の充電量を算出する充電量算出手段（４２）を備え、
前記圧力設定手段は、前記充電量算出手段により算出された前記充電量が所定量よりも少ない場合に前記所定圧力を所定値よりも高く設定することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記車両は、前記電動機に異常が生じていることを判定する異常判定手段（４１）を備え、
前記圧力設定手段は、前記異常判定手段により前記電動機に異常が生じていると判定したことを条件として、前記所定圧力を、前記吸気圧検出手段により検出される前記吸気圧に略一致させるよう設定することを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記車両は、前記車両の走行速度を検出する走行速度検出手段（３０）と、
前記圧力設定手段は、前記走行速度が低いほど前記所定圧力を高く設定することを特徴とする請求項２乃至７のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記車両は、前記吸気通路内の吸気温度を検出する吸気温度検出手段（１９）を備え、
前記圧力設定手段は、前記吸気温度が低いほど前記所定圧力を低く設定することを特徴とする請求項２乃至８のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記車両は、前記内燃機関を潤滑させるオイルの温度を検出するオイル温度検出手段（３２）を備え、
前記圧力設定手段は、前記オイルの温度が低いほど前記所定圧力を高く設定することを特徴とする請求項２乃至９のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
前記車両は、前記内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段（３１）と、
前記圧力設定手段は、前記回転速度が高いほど前記所定圧力を高く設定することを特徴とする請求項２乃至１０のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１２】
前記閉制御手段は、前記内燃機関の始動開始時に前記スロットルバルブを最も閉じ側へ制御することを特徴とする請求項1乃至１１のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１３】
前記車両は、吸気弁による気筒への吸気の充填率を調節する充填率調節手段（３４）を備え、
前記回転手段は、前記吸気圧を前記所定圧力に低下させる際に前記気筒への吸気充填率を上昇させるように前記充填率調節手段を制御することを特徴とする請求項1乃至１２のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
内燃機関の始動を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関（以下、エンジンと呼称）を始動させるための電動機によるモータリング時に、エンジンの実回転速度が目標回転速度よりも低くなることがある。この場合に、燃料の燃焼を開始すると、スロットルバルブの開度が増大させられ、エンジンの実回転速度が急激に上昇し、これに伴うトルクショックが生じるおそれがある。そこで、特許文献１に記載の先行技術では、ハイブリッド車において、エンジンの始動時におけるエンジンの目標回転速度を、電動機によるモータリング時におけるエンジンの実回転速度に基づいて設定している。このために、モータリング時の回転速度と燃料の燃焼開始時の目標回転速度との差を低減させ、トルクショックを抑制する事が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１２２７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、モータリング時の回転速度と燃料の燃焼開始時の目標回転速度との差を低減させたとしても、燃料の燃焼開始時にサージタンク内にある空気が気筒内に過剰に流入するおそれがある。その結果として、エンジンにより出力されるトルクを十分に抑制することができず、トルクショックが生じるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、内燃機関の始動時にトルクショックが生じることを抑制することのできる内燃機関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】
本発明は、内燃機関の制御装置であって、吸気通路におけるスロットルバルブよりも下流部分にサージタンクを有する内燃機関と、前記内燃機関の始動時に前記内燃機関を回転させる電動機と、前記吸気通路における前記スロットルバルブよりも下流部分の内部圧力を吸気圧として検出する吸気圧検出手段とを備える車両に適用される内燃機関の制御装置において、前記スロットルバルブの開度を、前記内燃機関の始動開始時に所定位置よりも閉じ側に制御する閉制御手段と、前記内燃機関の始動開始時に、前記閉制御手段により前記スロットルバルブの開度を前記所定位置よりも閉じ側に制御した状態で、前記電動機により前記内燃機関を回転させる回転手段と、前記回転手段が前記電動機により前記内燃機関を回転させている状態で、前記吸気圧検出手段により検出される吸気圧が所定圧力よりも低くなったことを条件として、前記内燃機関における燃料の燃焼を開始する燃焼開始手段と、を備えることを特徴する。
【０００７】
上記構成によれば、車両には、内燃機関と電動機とが備えられている。この内燃機関は、吸気通路におけるスロットルバルブよりも下流部分にサージタンクを有している。また、内燃機関には吸気圧検出手段が備わっており、この吸気圧検出手段によりスロットルバルブ下流の吸気通路内部の圧力が吸気圧として検出される。この内燃機関の始動時には、電動機により内燃機関が回転される。このような車両に適用される内燃機関の制御装置には、閉制御手段が備えられており、スロットルバルブの開度が、内燃機関の始動開始時に所定位置よりも閉じ側に制御される。また回転手段が備えられており、内燃機関の始動開始時に、スロットルバルブの開度を所定位置よりも閉じ側に制御した状態で、電動機により内燃機関を回転させる。回転手段が電動機により内燃機関を回転させることで、サージタンク内の空気量を減少させ、吸気圧検出手段により検出される吸気圧が低くなる。このような回転手段が電動機により内燃機関を回転させている状態で、吸気圧が所定圧力よりも低くなると、それを条件に燃焼開始手段により内燃機関内での燃料燃焼が開始される。これにより、吸気圧が所定圧力よりも低下している状態で内燃機関内での燃料燃焼を開始するため、内燃機関に吸気が過剰に流入することを抑制することができる。よって、内燃機関内での燃料燃焼開始時に過大な出力を生じさせず、トルクショックを抑制する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態にかかるハイブリッド車両の概要を示す図である。
【図２】本実施形態にかかるＥＮＧ−ＥＣＵにより実行される始動制御フローチャートである。
【図３】本実施形態にかかるエンジン始動要求、吸気圧、燃料噴射許可などを示したタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に、本実施形態にかかるハイブリッド車両の概要を示す。
【００１０】
本実施形態では制御対象とするエンジン１０（内燃機関）としては、ハイブリッド車両用の多気筒内燃機関を想定している。図示されるように、エンジン１０は、筒内直接噴射式内燃機関である。シリンダブロック１１には、シリンダ（気筒）が形成されている。シリンダ内にはピストン１２が収容され、そのピストン１２の往復動により、エンジン１０の出力軸（クランク軸１３）が回転するようになっている。なお、クランク軸１３は、第一電動機（電動機に該当）１５によって回転が付与可能とされている。
【００１１】
本実施形態では、第一電動機１５は三相モータが採用されている。この第一電動機１５は、インバータ３６を介して直流電源としてのバッテリ（蓄電池に該当）３５に接続されている。このため、バッテリ３５より供給される直流電力がインバータ３６により交流電力に変換され、この交流電力により第一電動機１５が駆動する。また、この第一電動機１５は発電機能を有しており、エンジン１０での燃料燃焼により発生した駆動力で発電させてバッテリ３５に充電させることが可能である。
【００１２】
電動機用電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）４１は、インバータ３６を構成する複数のスイッチング素子（図示せず）のオンオフ操作を実行する。このとき、例えばインバータ３６内の配線が断線するなどにより第一電動機１５に電力を供給できないなどの異常が発生しているか否か、その異常判定をＭＧ−ＥＣＵ４１が実施する。例えば、インバータ３６から第一電動機１５へ流れる三相電流それぞれのピークが異なった値となった場合に、インバータ３６と第一電動機１５を繋ぐ三相線が断線したと判定する。よって、ＭＧ−ＥＣＵ４１は異常判定手段に該当する。
【００１３】
ＭＧ−ＥＣＵ４１は、その他にも必要に応じて第二電動機４５に駆動指令を発令する。第二電動機４５は駆動輪４６に直結しており、エンジン１０を介さないで直接駆動輪４６を回転させる。この第二電動機４５には、高圧バッテリ（図示せず）から電力が供給される。
【００１４】
バッテリ３５の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）について、バッテリ用電子制御装置（ＢＴ−ＥＣＵ）４２が検出している。ここで、ＳＯＣは、バッテリ３５の放電能力を定量化した物理量である。詳しくは、バッテリ３５の満充電に対する現在の充電量の割合を定量化したものである。ＳＯＣは、通常「５時間率容量」や、「１０時間率容量」等によって定量化される。バッテリ３５は、その端子が開放されているときの電圧である開放端電圧ＯＣＶが、ＳＯＣに依存することが知られている。詳しくは、ＳＯＣが大きいほど、開放端電圧ＯＣＶが高くなる。例えば、ＳＯＣが「１００％」のときの開放端電圧は、「１２．８Ｖ」であり、「０％」のときの開放端電圧は、「１１．８Ｖ」である。よって、ＢＴ−ＥＣＵ４２は充電量算出手段に該当する。なお、バッテリ３５として開放端電圧が略４２Ｖのバッテリや２００Ｖ以上のバッテリなど様々な種類のバッテリを用いることができ、その場合は開放端電圧とＳＯＣとの関係もそれに対応して変化する。
【００１５】
クランク軸１３には、シグナルロータ１４が設けられており、シグナルロータ１４の外周には、突起状の被検出部（歯部）１４ａが複数設けられており、クランク軸１３近傍にはクランク角センサＫが設けられている。
【００１６】
シリンダブロック１１の上端面にはシリンダヘッド１６が固定されており、シリンダブロック１１、シリンダヘッド１６及びピストン１２の上面によって燃焼室１０ａが区画形成されている。そして、シリンダヘッド１６には、燃焼室１０ａに開口する吸気ポート（吸気口）と排気ポート（排気口）とが形成されている。
【００１７】
これら吸気ポート及び排気ポートは、それぞれクランク軸１３に連動するカム軸に取り付けられたカム（図示略）によって駆動される吸気バルブ（吸気弁に該当）１７と排気バルブ１８とにより開閉されるようになっている。このうち、吸気バルブ１７は、バルブタイミング可変装置であるＶＶＴ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｔｉｍｉｎｇ）３４を介してクランク軸１３により駆動される。このため、クランク軸１３の回転角度に対する吸気バルブ１７の開弁タイミングを可変とすることが可能となっている。このため、ＶＶＴ３４は充填率調節手段に該当する。なお、ＶＶＴ３４の近傍には、吸気側のカム軸とクランク軸１３との回転位相を検出するカム角センサ（図示せず）が設けられている。
【００１８】
吸気ポートには、エンジン１０の各シリンダに外気を吸入するための吸気通路１０ｂが接続され、排気ポートには、エンジン１０の各シリンダからの燃焼ガス（排気）を排出するための排気通路１０ｃが接続されている。
【００１９】
エンジン１０の吸気系を構成する吸気通路１０ｂには、吸気通路１０ｂ最上流部のエアクリーナ（図示略）を通じて吸入される吸気の温度を計測する吸気温センサ（吸気温度検出手段に該当）１９が設けられている。
【００２０】
更に、吸気温センサ１９の下流側には、ＤＣモータ等のアクチュエータ２１によって電子的に開度調節される電子制御式の吸気絞り弁（スロットルバルブ）２０と、このスロットルバルブ２０の開度（スロットルバルブ開度）を検出するスロットルセンサ（図示略）とが設けられている。また、スロットルバルブ２０の下流側には、吸気脈動や吸気干渉を防ぐ等の目的で吸気通路１０ｂの通路面積が拡大（拡径）されたサージタンク２２が設けられている。
【００２１】
サージタンク２２には、サージタンク２２内の圧力（吸気圧）を計測する吸気圧センサ（吸気圧検出手段に該当）２３が設けられている。なお、１燃焼サイクル当たりに吸入される吸気量は、スロットルバルブ２０上流に設けられたエアフローセンサ（図示略）の出力信号に基づき算出してもよいし、クランク角信号から算出されるクランク軸１３の回転速度（エンジン回転速度）及びスロットルバルブ開度に基づき算出してもよいし、クランク軸１３の回転速度及び吸気圧センサ２３の出力信号に基づき算出してもよい。なお、エンジン回転速度は回転速度センサ（回転速度検出手段に該当）３１により検出される。
【００２２】
吸気通路１０ｂは、サージタンク２２の下流側で、エンジン１０の各気筒の燃焼室１０ａに空気を導入するように分岐している。各気筒には、燃料を各気筒内の燃焼室１０ａに噴射供給する電磁駆動式の燃料噴射弁２４が、取り付けられている。エンジン１０では、これら気筒毎に設けられた各燃料噴射弁２４により、各気筒内の燃焼室１０ａに対して、燃料（ガソリン）が噴射供給（直噴）されるようになっている。そして、燃料噴射弁２４により噴射された燃料（厳密には吸入空気との混合気）に対して点火を行うことでその燃料を燃焼させるようにしている。そのために、エンジン１０の各シリンダのシリンダヘッド１６には、それぞれ点火プラグ２５が取り付けられている。そして、点火プラグ２５に高電圧が印加されると、点火プラグ２５の対向電極間に火花放電が発生し、これにより、燃焼室１０ａ内に導入された混合気が着火し、吸気と燃料との反応に基づき燃料が燃焼する。
【００２３】
上記ハイブリッド車両には、上記センサのほかにも、車両で行われる各種の制御に使用するために多くのセンサが設けられている。以下にその一部を記載する。
【００２４】
アクセル操作部（アクセルペダル）２６には、その状態（操作量）に応じた電気信号を出力するアクセルセンサ（加速センサに該当）２７が備わっており、このアクセルセンサ２７によりユーザが操作したアクセル操作量Ａｃｃが検出される。
【００２５】
ブレーキ操作部（ブレーキペダル）２８には、その状態（操作量）に応じた電気信号を出力するブレーキセンサ２９が備わっており、このブレーキセンサ２９によりユーザが操作したブレーキ操作量が検出される。
【００２６】
車速センサ（走行速度検出手段に該当）３０は、車両の走行速度（ｖｅ）に対応する出力を生じる。
【００２７】
オイル温度センサ（オイル温度検出手段に該当）３２は、エンジン１０を潤滑するエンジンオイルの温度に対応する出力を生じる。
【００２８】
ナビゲーションシステム３３（周辺状況検知手段に該当）は、現在の車両の位置及び周辺状況を検出する。
【００２９】
エンジン用電子制御装置（ＥＮＧ−ＥＣＵ）４０は、周知のマイクロコンピュータであり、メモリ（常時記憶保持装置）等を備えている。ここで、メモリは、ＥＮＧ−ＥＣＵ４０の主電源の状態にかかわらず給電状態が維持されるバックアップＲＡＭや、給電の有無にかかわらず記憶データを保持する不揮発性メモリ等、要は、ＥＮＧ−ＥＣＵ４０の主電源の状態にかかわらずデータを保持する記憶装置である。
【００３０】
ＥＮＧ−ＥＣＵ４０は、上記各種センサとＭＧ−ＥＣＵ４１とＢＴ−ＥＣＵ４２とから入力される情報に基づいてエンジン１０の運転状態やユーザの要求を把握する。そして、それらエンジン１０の運転状態やユーザの要求に応じて上記スロットルバルブ２０や燃料噴射弁２４、点火プラグ２５等の作動を制御することにより、エンジン１０の運転状態を制御する。
【００３１】
例えば、エンジン回転速度及びアクセルペダル２６の操作量に基づき要求トルクを算出し、要求トルクに基づき算出した吸気量となるようスロットルバルブ２０の開度を制御する。また、エアフローセンサ等の出力信号に基づき算出した吸気量及びエンジン回転速度等に基づき燃料噴射量、噴射時期及び点火時期の目標値を算出し、これらの目標値となるよう燃料噴射弁２４及び点火プラグ２５の作動を制御する。
【００３２】
このため、ＥＮＧ−ＥＣＵ４０は燃焼開始手段に該当する。また、その他にもＥＮＧ−ＥＣＵ４０は、閉制御手段、回転手段、圧力設定手段に該当する。
【００３３】
上記構成のハイブリッド車両では、エンジン１０を始動させるために、第一電動機１５を駆動することでエンジン１０を回転させた後に、燃料噴射弁２４により燃焼室１０ａに燃料を吐出させエンジン１０での燃料燃焼を開始させる。このような制御では、第一電動機１５によりエンジン１０を回転させたときの実回転速度が燃料燃焼開始時の目標回転速度よりも小さいと、燃料燃焼開始時にエンジン１０の実回転速度が急激に上昇し、それに伴ってトルクショックを生じさせるおそれがある。よって、このようなトルクショックを生じさせないため、第一電動機１５によりエンジン１０を回転させたときの実回転速度を燃料燃焼開始時の目標回転速度にまで上昇させてから、内燃機関内での燃料燃焼を開始させる。しかし、この場合でも燃料燃焼開始時にサージタンク内に空気が残っていると、気筒内に空気が過剰に流入し、それを原因としてトルクショックが生じるおそれがある。
【００３４】
この対策として、本実施例では、ＥＮＧ−ＥＣＵ４０により後述する図２のエンジン１０始動制御を実行する。これにより、エンジン１０の始動要求が発生した際に、スロットルバルブ２０を所定位置よりも閉じ側に調整した状態で第一電動機１５によりエンジン１０を回転させる。
【００３５】
以下、ＥＮＧ−ＥＣＵ４０が実行する図２のエンジン１０始動制御の制御内容を説明する。図２に示すエンジン１０始動制御は、エンジン１０が停止しており、かつＥＮＧ−ＥＣＵ４０が電源オンしている期間中にＥＮＧ−ＥＣＵ４０によって所定周期で繰り返し実行される。また、本制御は、車両が停止している又は走行していることに関わらず、実施される。
【００３６】
本制御が起動されると、まず、ステップ１００で、エンジン１０の始動要求があったか否かを判定する。本実施例では、例えば、エンジン１０の停止中に次の（１）〜（２）の少なくとも一つが該当する場合にエンジン１０の始動要求が発生したと判定する。（１）アクセルセンサ２７により検出されるアクセル操作量Ａｃｃが所定操作量Ａｃｃ０よりも大きい、（２）車速ｖｅが所定速度ｖｅ０よりも高い。なお、（１）に代えて、車両に要求される要求トルクが所定トルクよりも大きいとすることもできる。
【００３７】
エンジン１０の始動要求がないと判定された場合には（Ｓ１００：ＮＯ）、そのまま制御を終了する。エンジン１０の始動要求があると判定された場合には（Ｓ１００：ＹＥＳ）、ステップ１１０に進む。
【００３８】
ステップ１１０では、吸気圧の閾値α（所定圧力に該当）を設定する。この閾値αは各センサの情報に基づいて変化する可変値である。エンジン１０の燃料燃焼は、閾値αよりも小さくなった場合に開始されるので、この閾値αが大きいとエンジン１０の燃料燃焼により出力されるトルクは大きくなり、この閾値αが小さいとエンジン１０の燃料燃焼により出力されるトルクは小さくなる。以下に、その閾値αの設定方法を記述する。
【００３９】
閾値αは、前述の要求トルクが大きいほどに大きく設定される。例えば、アクセル操作量Ａｃｃが大きい場合には要求トルクが大きくなるので、閾値αは大きく設定される。
【００４０】
閾値αは、ナビゲーションシステム３３により検知された情報に基づいて設定される。例えば、車両が下り坂を走行している状況においてエンジン１０を始動する場合、必要とするエンジン１０の出力は小さいので、閾値αは小さい値として設定される。
【００４１】
閾値αは、第一電動機１５が現在出力可能なトルクが小さいほど、大きく設定される。
【００４２】
閾値αは、ＢＴ−ＥＣＵ４２により算出されたバッテリ３５のＳＯＣが所定量よりも少ない場合に所定値よりも高く設定される。このとき、所定量とは、バッテリ３５から第一電動機１５に電力供給を開始してから内燃機関内での燃料燃焼を開始するまでの間に、バッテリ３５のＳＯＣが尽きてしまうおそれがある量として設定される。また、所定値は、バッテリ３５のＳＯＣが尽きる前に内燃機関内での燃料燃焼を開始できる値として設定される。
【００４３】
閾値αは、ＭＧ−ＥＣＵ４１により第一電動機１５に異常が発生していると判断された場合に、現在の吸気圧と略一致するように設定される。
【００４４】
閾値αは、車速センサ３０により検出される車速ｖｅが低いほどに高く設定される。
【００４５】
閾値αは、吸気温センサ１９により検出される吸気通路１０ｂ内を流れる吸気の温度が低いほどに低く設定される。
【００４６】
閾値αは、オイル温度センサ３２により検出されるエンジン１０を潤滑させるオイルの温度が低いほどに高く設定される。
【００４７】
閾値αは、回転速度センサ３１により検出されるエンジン１０の回転速度が高いほどに高く設定される。
【００４８】
ステップ１１０では、上記を総合的に検討して、吸気圧の閾値αを設定する。そして、ステップ１２０に進む。
【００４９】
ステップ１２０では、スロットル開度を所定位置よりも閉じ側に制御する。ここで所定位置とは、例えばアイドリング運転時のスロットル位置として設定される。そしてステップ１３０に進む。
【００５０】
ステップ１３０では、第一電動機１５を駆動することで、エンジン１０を回転させる。この際、ＶＶＴ３４により吸気バルブ１７を調節することで、燃焼室１０ａへの吸気充填率を上昇させる。そしてステップ１４０に進む。
【００５１】
ステップ１４０では、吸気圧センサ２３によりサージタンク２２内の吸気圧を検出させる。そして、ステップ１５０に進む。
【００５２】
ステップ１５０では、ステップ１４０で検出された吸気圧がステップ１１０で設定された閾値αよりも低いか否かを判定する。吸気圧が閾値αよりも高いと判定された場合には（Ｓ１５０：ＮＯ）、ステップ１３０に工程が戻る。吸気圧が閾値αよりも低いと判定された場合には（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、ステップ１６０に進む。
【００５３】
ステップ１６０では、燃料噴射弁２４により燃焼室１０ａ内に燃料を噴射させ、点火プラグ２５に点火を許可し、本制御を終了する。なお、このとき、第一電動機１５の駆動を停止させない。この制御については後述する。
【００５４】
Ｓ１３０〜Ｓ１５０の処理が実施されている期間に、アクセルセンサ２７により検出されるアクセル操作量Ａｃｃが所定操作量Ａｃｃ１よりも大きくなったことを判定した場合には、閾値αを検出されたアクセル操作量Ａｃｃに応じて大きく設定し直す。なお、所定操作量Ａｃｃ１は、ドライバの加速要求が所定度合よりも大きいことを判定する値として設定してもよいし、要求トルクが所定トルクよりも大きいことを判定する値として設定してもよい。
【００５５】
次に、図３を参照してエンジン１０の制御装置の動作を説明する。ここでは車両が停止した状態からユーザによりアクセルが踏まれた状態を想定している。
【００５６】
なお、図３において、「車速」は車両の走行速度を表すものである。「エンジン始動要求」はエンジン１０に対し始動要求の有無をハイ／ローで表すものである。「ＭＧトルク」は第一電動機１５のトルクがどれほど出力されているかを表しており、「吸気圧」は吸気圧センサ２３により検出されたサージタンク２２内の吸気圧を表している。「燃料噴射許可」は、燃料噴射弁２４に燃料噴射を許可したか否かをハイ/ローで表している。「エンジン回転速度」は、回転速度センサ３１により検出されたエンジン１０の回転速度を表しており、「アクセル操作量」はアクセルセンサ２７により検出されたアクセル操作量Ａｃｃを表している。
【００５７】
アクセルセンサ２７により検出されるアクセル操作量Ａｃｃが所定操作量Ａｃｃ０に達しない限り、アクセル操作量Ａｃｃに応じて第二電動機４５により車両を加速させる。このとき、エンジン１０のクランク軸１３はクラッチ装置（図示せず）により車軸（図示せず）との接続が遮断されている状態であるため、エンジン１０は回転を生じさせない。その後、アクセル操作量Ａｃｃが所定操作量Ａｃｃ０よりも大きくなると、「エンジン始動要求」がローからハイへと切り替わる（時間ｔ１参照）。これにより、スロットルバルブ２０を所定位置よりも閉じ側に制御した状態で第一電動機１５がエンジン１０を回転させ、エンジン１０の回転速度を上昇させる。これにより、サージタンク２２内の吸気圧が減少を始める。なお、クランク軸１３と車軸との接続はクラッチ装置により遮断された状態を継続させている。
【００５８】
吸気圧が閾値αよりも低くなると、「燃料噴射許可」がハイに切り替わる（時間ｔ２参照）。「燃料噴射許可」がハイに切り替わると、これにより内燃機関内での燃料燃焼が開始されるが、このとき急激にエンジン１０の回転速度を上昇させる吹け上がりが発生するおそれがある。この吹け上がりを最小限に抑制するため、スロットルバルブ２０を所定位置よりも閉じ側に制御して、第一電動機１５によりエンジン１０を回転させる状態を継続させる。これにより、サージタンク２２内の吸気圧は減少し続け、エンジン１０内での燃料燃焼を開始したにも関わらずエンジン１０の回転速度は所定回転速度で維持されている。なお、所定回転速度とは、アイドリング時の回転速度に設定される。
【００５９】
この状態は、車速が所定車速ｖ０に達すると（時間ｔ３参照）、エンジン１０での燃料燃焼により出力されるトルクを車軸に伝達させるべく、クラッチ装置によりエンジン１０のクランク軸１３と車軸とが接続される。このとき、クラッチ装置により微小に滑らせながら（スリップさせながら）接続させることで、接続時のショックを最小に抑える。このようにしてクラッチ装置によりクランク軸１３と車軸とが接続されることで、エンジン１０の燃料燃焼により生じたトルクが車軸に出力される。
【００６０】
エンジン１０がクラッチ装置によりエンジン１０のクランク軸１３と車軸が接続されると、第一電動機１５により出力されるトルクが減少をはじめ、完全に停止する（時間ｔ４参照）。よって、時間ｔ３以降もアクセル操作量Ａｃｃは上昇を続けるが、この上昇に応じて大きくなる要求トルクは、第二電動機４５により出力されるトルクと内燃機関内での燃料燃焼により出力されるトルクとで分配されることになる。したがって、アクセル操作量Ａｃｃが上昇を続ける限り、スロットルバルブ２０の開度を大きくし、エンジン１０の回転速度を上昇させる（時間ｔ３〜ｔ５参照）。そして、アクセル操作量Ａｃｃが一定に維持されると、その時点でのスロットルバルブ２０の開度を維持し、エンジン１０の回転速度を一定に保つことで、車速ｖｅが維持される（時間ｔ５参照）。
【００６１】
上記構成により、本実施形態に係るＥＮＧ−ＥＣＵ４０は、以下の効果を奏する。
【００６２】
・エンジン１０の始動開始時に、スロットルバルブ２０の開度を所定位置よりも閉じ側に制御した状態で、第一電動機１５によりエンジン１０を回転させる。第一電動機１５によりエンジン１０を回転させることで、サージタンク２２内の空気量を減少させ、吸気圧センサ２３により検出される吸気圧が低くなる。第一電動機１５によりエンジン１０を回転させている状態で、吸気圧が閾値αよりも低くなると、それを条件にエンジン１０内での燃料燃焼を開始させる。これにより、吸気圧が閾値αよりも低下している状態でエンジン１０内での燃料燃焼を開始するため、エンジン１０に吸気が過剰に流入することを抑制することができる。よって、エンジン１０内での燃料燃焼開始時に過大な出力を生じさせず、トルクショックを抑制する事が可能となる。
【００６３】
・エンジン１０の始動時に、アクセルセンサ２７により検出されたアクセルペダル２６の操作量に応じた閾値αが設定される。例えば、ドライバの判断でアクセルペダル２６を大きく踏み込んだ場合、アクセルセンサ２７により検出されるアクセルぺダル２６の操作量が大きくなることに応じて閾値αが高く設定される。これによりエンジン１０内での燃料燃焼開始時期を早め、ドライバの加速要求に対する応答性を向上させることができる。また、閾値αを高めることで、燃焼室１０ａ内への空気流入量が増えるので、エンジン１０内での燃料燃焼時に出力されるトルクを大きくすることが可能となり、ドライバの加速要求に応えることができる。
【００６４】
・エンジン１０の始動時にエンジン１０に要求されるトルクが大きいほど、閾値αが高く設定される。例えば、車両が現在上り坂を走行している場合、平地と比べより大きなトルクが必要となるため、閾値αを高く設定することで、エンジン１０内での燃料燃焼時の出力を大きくさせる。このような制御により、状況に応じた駆動力を出力することが可能となる。
【００６５】
・ナビゲーションシステム３３により検知される車両の周辺状況に応じて閾値αが設定される。例えば、現在車両が下り坂を走行している状況においてエンジン１０を始動する場合には必要とするエンジン１０の出力は小さいので、閾値αは小さい値として設定される。このような制御を実施することにより、エンジン１０内での燃料燃焼時に、車両の状況に応じた駆動力を出力することが可能となる。
【００６６】
・第一電動機１５が出力可能なトルクが小さいほど、閾値αが高く設定される。第一電動機１５が出力可能なトルクが小さいので、閾値αを高く設定することで、エンジン１０内での燃料燃焼時にトルクを補うことが可能となる。
【００６７】
・ＢＴ−ＥＣＵ４２により算出されたＳＯＣが所定量よりも少ない場合に、閾値αが所定値よりも高く設定される。バッテリ３５のＳＯＣが少ない場合に、第一電動機１５の出力可能なトルクは小さくなってしまう。このため、第一電動機１５により出力されるトルクによりエンジン１０の回転速度を上昇させても、所定回転速度にまで上昇するのに時間がかかり、最悪の場合、エンジン１０内での燃料燃焼開始前にバッテリ３５のＳＯＣが尽きて第一電動機１５が停止してしまう可能性がある。よって、バッテリ３５のＳＯＣが所定量よりも少ない場合には閾値αを所定値よりも高く設定することで、エンジン１０内での燃料燃焼を開始するまでにバッテリ３５の充電量が尽きることを抑制することが可能となる。
【００６８】
・ＭＧ−ＥＣＵ４１により第一電動機１５に異常が生じていることが判定されると、それを条件に閾値αは吸気圧センサ２３により検出される吸気圧と略一致するよう設定される。第一電動機１５が異常を生じているため、エンジン１０始動時に第一電動機１５により想定のトルクを出力できないおそれがある。よって、閾値αが吸気圧センサ２３により検出される現在の吸気圧と略一致するよう設定されることで、エンジン１０内での燃料燃焼開始時期を早める。これにより、第一電動機１５が異常を生じた場合でも、エンジン１０の始動を行い易くなる。
【００６９】
・車速センサ３０により検出される走行速度が低いほど閾値αが高く設定される。車両の走行速度が低い場合に、本制御を実施するとエンジン１０内での燃料燃焼が開始されるまでの間に車両が停止するおそれがある。よって、車両の走行速度が低いほど閾値αを高く設定することで、エンジン１０内での燃料燃焼開始時期を早める。これにより、車両が停止するまでにエンジン１０を始動することが可能となる。
【００７０】
・吸気温センサ１９により検出される吸気温度が低いほどに閾値αが低く設定される。吸気温度が低いと、吸気通路１０ｂ内の気体密度は増加する。よって、閾値αを変更しないでいると、エンジン１０内での燃料燃焼開始時に想定以上のトルクが発生し、トルクショックが発生する可能性がある。よって、吸気温度が低いほど閾値αを低く設定することで、エンジン１０内での燃料燃焼時にトルクショックの発生を抑制する事ができる。
【００７１】
・オイル温度センサ３２により検出されるオイルの温度が低いほどに圧力設定手段により閾値αが高く設定される。エンジン１０を潤滑させるエンジンオイルの温度が低いと、エンジンオイルの粘性が高くなりフリクションが大きくなる。フリクションが大きくなると、エンジン１０の回転に抵抗が生じ、想定されるトルクが出力されない可能性がある。よって、エンジン１０を潤滑させるエンジンオイルの温度が低いほどに閾値αを高く設定することで、エンジン１０内での燃料燃焼時にトルクを補うことが可能となる。
【００７２】
・回転速度センサ３１により検出されるエンジン１０の回転速度が高いほどに閾値αが高く設定される。エンジン１０の回転速度が高いと、フリクションが大きくなる。よって、閾値αを変更せずにエンジン１０内での燃料燃焼を開始すると、想定のトルクが出力されない可能性がある。よって、エンジン１０の回転速度が高いほどに閾値αを高く設定することで、トルクを補うことが可能となる。
【００７３】
・エンジン１０の始動要求が発生すると、スロットルバルブ２０の開度を所定位置よりも閉じ側に制御した状態で、第一電動機１５によりエンジン１０を回転させ、吸気圧力を閾値αに低下させていた。この際、ＶＶＴ３４により吸気バルブ１７を調節することで燃焼室１０ａへの吸気充填率を上昇させる。この制御により、スロットルバルブ２０上流から空気が流入することを抑制しつつ、さらに吸気バルブ１７を介して燃焼室１０ａ内に流入する吸気量が増加することで、吸気圧を閾値αまで速く低下させることが可能となる。
【００７４】
なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。
【００７５】
・エンジン１０の始動要求が発生すると、スロットルバルブ２０を所定位置よりも閉じ側に制御していた。このことについて、スロットルバルブ２０は、最も閉じ側に制御してもよい。これにより、スロットルバルブ２０上流からの空気流入量を最も減らし、その状態で第一電動機１５によりエンジン１０を回転させサージタンク２２内の空気量を減少させることで、吸気圧を閾値αまで速く低下させることが可能となる。
【００７６】
・エンジン１０の始動要求が発生すると、スロットルバルブ２０の開度を所定位置よりも閉じ側に制御した状態で、第一電動機１５によりエンジン１０を回転させていた。このことについて、第一電動機１５の代わりにＫＥＲＳ（Ｋｉｎｅｔｉｃ  Ｅｎｅｒｇｙ−Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ｓｙｓｔｅｍ）を車両に搭載させ、このＫＥＲＳがエンジン１０始動時にエンジン１０を回転させてもよい。
【００７７】
・第一電動機１５によりエンジン１０を回転させる際、ＶＶＴ３４により吸気バルブ１７を調節して燃焼室１０ａの吸気充填率を上昇させていた。このことについて、吸気充填率を上昇させる制御を実施しなくてもよい。この場合でも、吸気圧の低下速度こそ低くなるものの、上記実施形態と同様の作用・効果が奏される。
【００７８】
・上記実施形態では、ハイブリッド車両におけるエンジン１０の始動制御を説明した。この始動制御を、車両を走行させる駆動源となる電動機を備えない車両に適用してもよい。この場合、エンジン１０のクランク軸１３はＩＳＧ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｔａｒｔｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）により回転を付与可能な構成となっている必要がある。この場合でも、上記実施形態と同様の作用・効果が奏される。
【００７９】
・上記実施形態では、吸気圧センサ２３はサージタンク２２内に設けられていた。このことについて、吸気圧センサ２３はスロットルバルブ２０下流ならば吸気通路１０ｂ内のどこに設けられてもよい。
【００８０】
・上記実施形態では、エンジン回転速度及びアクセルペダル２６の操作量に基づき要求トルクを算出していた。このことについて、クルーズコントロール機能が備わっている車両では、ドライバによりクルーズコントロールが起動された場合に設定された車速ｖｅを実現するために必要な要求トルクを算出してもよい。
【００８１】
・上記実施形態では、ＶＶＴ３４が吸気バルブ１７の開閉タイミングを調節していた。このことについて、可変バルブリフト機構によりバルブリフト量を調節することで、気筒への吸気充填率を調節してもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１０…内燃機関、１０ｂ…吸気通路、１５…第一電動機、２０…スロットルバルブ、２２…サージタンク、２３…吸気圧センサ、４０…ＥＮＧ−ＥＣＵ。
【図１】
2016196861.tif 000003
【図２】
2016196861.tif 000004
【図３】
2016196861.tif 000005