(57)【要約】【課題】アルコール混合燃料を使用する内燃機関の始動性を向上可能とさせる。【解決手段】内燃機関の始動制御装置（１）は、アルコールを含んでなる燃料を使用可能な内燃機関（１６）、内燃機関が始動するまでの間、内燃機関を回転させるモータ（１４、１９）、及び燃料を供給可能な燃料供給手段（２０７）を備える車両における内燃機関の始動制御装置であって、燃料に含まれるアルコールの濃度を検出するアルコール濃度検出手段（２２６）と、内燃機関の温度を検出する温度検出手段（２２０）と、内燃機関を始動する際において、検出されたアルコール濃度、検出された温度及び内燃機関の回転数に応じて、燃料を所定の供給時期に供給するように燃料供給手段（２０７）を制御する制御手段（２０）とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルコールを含んでなる燃料を使用可能な内燃機関、少なくとも前記内燃機関が始動するまでの間、前記内燃機関を回転させるモータ、及び前記内燃機関に前記燃料を供給可能な燃料供給手段を備える車両における前記内燃機関の始動制御装置であって、
前記燃料に含まれるアルコールの濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、
前記内燃機関の温度を検出する温度検出手段と、
前記内燃機関を始動する際において、前記検出されたアルコール濃度、前記検出された温度及び前記内燃機関の回転数に応じて、前記燃料を所定の供給時期に供給するように前記燃料供給手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項２】
前記燃料を点火する点火手段を更に備え、
前記制御手段は、前記検出されたアルコール濃度、前記検出された温度及び前記回転数に応じて、前記燃料を所定の点火時期で点火するように前記点火手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の始動制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記検出されたアルコール濃度が所定の濃度範囲の下限値より低い場合に加えて又は代えて、前記検出された温度が所定の温度範囲の上限値より高い場合、前記所定の供給時期として、前記内燃機関の回転数が、共振現象が生じる共振回転数領域の下限値を越えない期間内の時期に前記燃料を供給するように前記燃料供給手段を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の始動制御装置。
【請求項４】
前記燃料を点火する点火手段を更に備え、
前記制御手段は、前記検出されたアルコール濃度が所定の濃度範囲内である場合に加えて又は代えて、前記検出された温度が所定の温度範囲内である場合、前記所定の点火時期として、前記内燃機関の回転数が、共振現象が生じる共振回転数領域の上限値を越える期間内の時期に前記燃料を点火するように前記点火手段を制御することを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の内燃機関の始動制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記検出されたアルコール濃度が所定の濃度範囲の上限値より高く、且つ、前記検出された温度が所定の温度範囲の下限値より低い場合、前記燃料を多量に供給するように前記燃料供給手段を制御することを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか一項に記載の内燃機関の始動制御装置。
【請求項６】
前記燃料を点火する点火手段を更に備え、
前記制御手段は、前記検出されたアルコール濃度が所定の濃度範囲の上限値より高く、且つ、前記検出された温度が所定の温度範囲の下限値より低い場合、前記燃料の供給量が所定量を超えると共に、前記内燃機関の圧縮端温度が所定値を超えた場合、前記燃料を点火するように前記点火手段を制御することを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の内燃機関の始動制御装置。
【請求項７】
前記燃料供給手段は、燃料を一サイクル中に複数回だけ供給可能であり、
前記制御手段は、前記燃料の供給回数が、アルコール濃度が高くなるに従って大きくなると共に温度が低くなるに従って大きくなる所定値を超えた場合、前記燃料を点火するように前記点火手段を制御することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の始動制御装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記回転数が、アルコール濃度が高くなるに従って大きくなると共に温度が低くなるに従って大きくなる所定回転数を超えた場合、前記燃料を点火するように前記点火手段を制御することを特徴とする請求項６又は７に記載の内燃機関の始動制御装置。
【請求項９】
前記内燃機関の吸気弁の閉弁時期を少なくとも変更可能な可変動弁手段を更に備え、
前記制御手段は、前記閉弁時期の進角量が、アルコール濃度が高くなるに従って大きくなると共に温度が低くなるに従って大きくなる所定進角量より増大するように前記可変動弁手段を制御した後に、前記燃料を点火するように前記点火手段を制御することを特徴とする請求項６から８のうちのいずれか一項に記載の内燃機関の始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、例えば、ガソリン及びアルコールを含んでなる燃料を使用可能な内燃機関、並びにモータ・ジェネレータを備えるハイブリッド車等の車両における内燃機関の始動制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の始動制御装置には、例えば、始動時に、燃料中のアルコール濃度及びエンジンの冷却水温度に応じて、クランキング回転数及び燃料噴射量が決定される制御装置が提案されている。ここでは特に、クランキング回転数を、アルコール濃度が高い程且つ冷却水温度が低い程低下するように設定すると共に、燃料噴射量を、アルコール濃度が高い程且つ冷却水温度が低い程増加するように設定することによって、始動特性を向上させる技術が開示されている（特許文献１及び２を参照）。
【０００３】
或いは、アルコール濃度が高い程且つ冷却水温度が低い程、吸気バルブの閉弁タイミングを下死点に近づける始動制御装置が提案されている（特許文献３を参照）。或いは、アルコール濃度に応じて、燃料の点火時期や燃料の噴射時期を変化可能な始動制御装置が提案されている（特許文献４乃至６等を参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２１１６５９号公報
【特許文献２】特開２００７−２８５２６９号公報
【特許文献３】特開２００７−１９８３０８号公報
【特許文献４】実開昭６２−６９０７６号公報
【特許文献５】特開２００５−８３２１６号公報
【特許文献６】特開昭６２−１７８７３５号公報
【特許文献７】特開２００５−２７３４９０号公報
【特許文献８】特開２００５−２５６７３２号公報
【特許文献９】特開２００６−２８２１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１及び２等によれば、燃料中のアルコール濃度が高い程且つ冷却水温度が低い程、クランキング回転数を低くするため、圧縮端温度を、高いアルコール濃度の燃料を確実に燃焼させるのに必要なレベルまで上昇させることが困難となってしまうという技術的な問題点がある。加えて、上述した特許文献１及び２等によれば、燃料中のアルコール濃度が高い程且つ冷却水温度が低い程、燃料噴射量が増加される。すると、未燃燃料が燃焼室内に溜まり、フューエルハンマーが生じたり、未燃燃料によるエンジンオイルの希釈が生じたりする可能性があるという技術的な問題点がある。詳細には、例えばガソリンの含有率が１００％である燃料を使用する場合、燃料の燃焼可能条件が広範囲であるため、ハイブリッド式の車両システムの駆動系で共振現象が生じる共振回転数領域より低いエンジン回転数で燃料の燃焼が可能である。しかしながら、上述した特許文献１及び２等をハイブリッド式の車両システムに適用した場合、燃料中のアルコール濃度が高く且つ冷却水温度が低い際に、クランキング回転数を低くした状態で始動を試みるため、燃料が燃焼するまでに電力消費量が増大してしまう可能性があるという技術的な問題点がある。
【０００６】
或いは、上述した特許文献３乃至６等によれば、ハイブリッド式の車両システムの駆動系で共振現象が生じる可能性があるという技術的な問題点がある。
【０００７】
そこで、本発明は、例えば上述した問題点に鑑みてなされたものであり、アルコール混合燃料を使用する内燃機関の始動性を向上させ得る内燃機関の始動制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る内燃機関の始動制御装置は、アルコールを含んでなる燃料を使用可能な内燃機関、少なくとも前記内燃機関が始動するまでの間、前記内燃機関を回転させるモータ、及び前記内燃機関に前記燃料を供給可能な燃料供給手段を備える車両における前記内燃機関の始動制御装置であって、前記燃料に含まれるアルコールの濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、前記内燃機関の温度を検出する温度検出手段と、前記内燃機関を始動する際において、前記検出されたアルコール濃度、前記検出された温度及び前記内燃機関の回転数に応じて、前記燃料を所定の供給時期に供給するように前記燃料供給手段を制御する制御手段とを備える。
【０００９】
本発明に係る内燃機関の始動制御装置によれば、当該始動制御装置が搭載される車両は、アルコールを含んでなる燃料を使用可能な、例えばエンジンである内燃機関、及び少なくとも内燃機関が始動するまでの間、内燃機関を回転させるモータを備える。ここに「内燃機関が始動する」とは、燃焼室内で、通常燃焼の状態が得られること、或いは内燃機関が完爆する状態になることをいう。言い換えれば、内燃機関におけるクランキングが完了することを意味する。また、「内燃機関を回転させる」とは、典型的には、内燃機関のクランクシャフトをクランキングすることを意味する。
【００１０】
尚、本発明に係る「モータ」は、典型的には、当該車両の駆動用のモータであるが、例えば、スタータモータ等の内燃機関をクランキングする専用のモータであってもよい。或いは、モータ・ジェネレータ（電動発電機）において実現されるモータであってもよい。即ち、モータとして機能し得る限りにおいて、典型的にはハイブリッド車両に用いられるモータ・ジェネレータを意味してもかまわない。
【００１１】
尚、本発明に係る「アルコールを含んでなる燃料」とは、典型的には、アルコールと、例えばガソリン等の他の燃料との混合燃料（即ち、アルコール混合燃料）であるが、アルコールのみの燃料であってもよい。
【００１２】
温度検出手段は、内燃機関を始動する際に、内燃機関の温度を検出する。ここに「内燃機関の温度」とは、典型的には、内燃機関の燃焼室壁の温度や、内燃機関を冷却する冷却水の温度であるが、外気温であってもよい。尚、温度検出手段は、内燃機関が始動する際に限らず、定期的に又は不定期的に、或いは連続して内燃機関の温度を検出又は計測していてもよい。加えて、このような温度検出は、例えば温度センサを用いて直接的に検出してもよいし、温度と所定の関係を有する他のパラメータを検出するとともに該検出されたパラメータから算出する、即ち間接的に検出又は推定してもよい。
【００１３】
アルコール濃度検出手段は、内燃機関を始動する際に、燃料に含まれるアルコールの濃度を検出する。尚、アルコール濃度検出手段は、内燃機関が始動する際に限らず、定期的に又は不定期的に、或いは連続して燃料に含まれるアルコールの濃度を検出又は計測していてもよい。加えて、このような濃度検出は、例えば濃度センサを用いて直接的に検出してもよいし、濃度と所定の関係を有する他のパラメータを検出するとともに該検出されたパラメータから算出する、即ち間接的に検出又は推定してもよい。
【００１４】
制御手段の制御下で、内燃機関を始動する際において、燃料供給手段によって、検出されたアルコール濃度、検出された温度及び内燃機関の回転数に応じて、燃料が所定の供給時期に供給される。典型的には、制御手段は、内燃機関を回転させる回転数を設定可能であると共に、設定された回転数に達するようにモータを制御することができる。更に、制御手段は、内燃機関の回転数に関する定量的な情報を適宜取得可能である。ここに、本発明に係る「所定の供給時期」とは、（i）有効霧化燃料の増加及び圧縮端温度の迅速な上昇による燃焼の確実性、（ii）モータの消費電力の低減、及び（iii）共振現象の発生の防止という三種類の副次的な目的を両立させつつ、内燃機関を確実且つ迅速に始動可能な燃料の供給時期を意味する。この所定の供給時期は、アルコール濃度、内燃機関の温度及び内燃機関の回転数を入力情報として、上述した三種類の副次的な目的を両立させるように、理論的、実験的、経験上、又はシミュレーション等により求めるようにしてよい。
【００１５】
以上の結果、本発明の内燃機関の始動制御装置によれば、（i）有効霧化燃料の増加及び圧縮端温度の迅速な上昇による燃焼の確実性、（ii）モータの消費電力の低減、及び（iii）共振現象の発生の防止を両立させつつ、内燃機関を確実且つ迅速に始動可能である。
【００１６】
本発明に係る内燃機関の始動制御装置の一の態様では、前記燃料を点火する点火手段を更に備え、前記制御手段は、前記検出されたアルコール濃度、前記検出された温度及び前記回転数に応じて、前記燃料を所定の点火時期で点火するように前記点火手段を制御する。
【００１７】
この態様によれば、制御手段の制御下で、点火手段によって、検出されたアルコール濃度、検出された温度及び回転数に応じて、燃料が所定の点火時期で点火される。ここに、本発明に係る「所定の点火時期」とは、上述した燃料の所定の供給時期と協調的に用いられ、上述した（i）有効霧化燃料の増加及び圧縮端温度の迅速な上昇による燃焼の確実性、（ii）モータの消費電力の低減、及び（iii）共振現象の発生の防止という三種類の副次的な目的を両立させつつ、内燃機関を確実且つ迅速に始動可能な燃料の点火時期を意味する。この所定の点火時期は、アルコール濃度、内燃機関の温度及び内燃機関を回転させるモータの回転数を入力情報として、上述した三種類の副次的な目的を両立させるように、理論的、実験的、経験上、又はシミュレーション等により求めるようにしてよい。これにより、燃料の供給時期及び点火時期を協調的に最適化させることで、（i）有効霧化燃料の増加及び圧縮端温度の迅速な上昇による燃焼の確実性、（ii）モータの消費電力の低減、及び（iii）共振現象の発生の防止を両立させつつ、内燃機関をより確実且つより迅速に始動可能である。
【００１８】
本発明に係る内燃機関の始動制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記検出されたアルコール濃度が所定の濃度範囲の下限値より低い場合に加えて又は代えて、前記検出された温度が所定の温度範囲の上限値より高い場合、前記所定の供給時期として、前記内燃機関の回転数が、共振現象が生じる共振回転数領域の下限値を越えない期間内の時期に前記燃料を供給するように前記燃料供給手段を制御する。
【００１９】
この態様によれば、検出されたアルコール濃度が所定の濃度範囲の下限値より低い場合に加えて又は代えて、検出された温度が所定の温度範囲の上限値より高い場合、アルコールを含む燃料は蒸発しやすい。ここに、本発明に係る所定の濃度範囲とは、アルコール濃度の影響を考慮しなくても燃料を確実に燃焼させることができ、内燃機関を始動可能なアルコール濃度の範囲を意味する。尚、アルコールを含んでなる燃料は、ガソリン燃料に比べて揮発性が低いので、燃料に含まれるアルコールの濃度が低下するに従って、揮発性の程度が高まる、言い換えると、揮発しやすくなる。他方、燃料に含まれるアルコールの濃度が高まるに従って、揮発性の程度が低下する、言い換えると、揮発しにくくなる。
【００２０】
また、本発明に係る所定の温度範囲とは、内燃機関の温度の影響を考慮しなくても燃料を確実に燃焼させることができ、内燃機関を始動可能な内燃機関の温度の範囲を意味する。尚、内燃機関の温度は高まるに従って、燃料の揮発性の程度が高まる、言い換えると、燃料は揮発しやすくなる。他方、内燃機関の温度が低下するに従って、燃料の揮発性の程度が低下する、言い換えると、燃料は揮発しにくくなる。
【００２１】
この場合、内燃機関を回転させるモータの回転が共振回転数領域の下限値と比較して低回転状態にある期間内の時期に燃料が供給されると共に燃料の点火が実施される。これにより、内燃機関を回転させるモータの回転が低回転状態にある期間において燃料を完全に燃焼させ、モータの回転数を高回転状態にさせる時間や頻度を低下させることができるので、始動時の消費電力を効果的に低減させつつ、内燃機関を始動させることができる。
【００２２】
本発明に係る内燃機関の始動制御装置の他の態様では、前記燃料を点火する点火手段を更に備え、前記制御手段は、前記検出されたアルコール濃度が所定の濃度範囲内である場合に加えて又は代えて、前記検出された温度が所定の温度範囲内である場合、前記所定の点火時期として、前記内燃機関の回転数が、共振現象が生じる共振回転数領域の上限値を越える期間内の時期に前記燃料を点火するように前記点火手段を制御する。
【００２３】
この態様によれば、アルコール濃度が所定の濃度範囲内である場合に加えて又は代えて、温度が所定の温度範囲内である場合、内燃機関を回転させるモータの回転が共振回転数領域の上限値と比較して高回転状態にある期間内において、燃料が供給されると共に燃料の点火が実施される。これにより、ハイブリッド車両の駆動系の共振回転数領域と、始動の際の内燃機関の回転数とを離れさせることができるので、ハイブリッド車両特有の駆動系の共振現象の発生を殆ど又は完全に防止することができる。加えて、内燃機関を回転させるモータの回転が共振回転数領域の上限値と比較して高回転状態にある期間において、燃料が供給されると共に燃料の点火が実施されることにより、圧縮端温度をより迅速に上昇させ、内燃機関をより確実且つより迅速に始動可能である。
【００２４】
本発明に係る内燃機関の始動制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記検出されたアルコール濃度が所定の濃度範囲の上限値より高く、且つ、前記検出された温度が所定の温度範囲の下限値より低い場合、前記燃料を多量に供給するように前記燃料供給手段を制御する。
【００２５】
この態様によれば、アルコール濃度が所定の濃度範囲の上限値より高く、且つ、温度が所定の温度範囲の下限値より低い場合、アルコールを含んでなる燃料は極めて蒸発しにくい。この場合、典型的には、燃料の供給を開始する供給開始時期を早めると共に、燃料の供給頻度を多頻度にさせることで、燃料をより多量に供給し、燃料の蒸発及び気化を優先的に促進させる。これにより、燃料が一サイクル中に一回しか供給されない場合と比較して、燃焼の確実性を向上させ、内燃機関をより確実且つ迅速に始動させることができる。
【００２６】
本願発明者の研究によれば、アルコールを含んでなる燃料は、ガソリン燃料に比べて揮発性が低く、また、燃料に含まれるアルコールの濃度に応じて揮発性が異なる。特に、例えば摂氏−３０度等の低温環境下では、燃料が蒸発しにくいので、内燃機関を始動可能な混合気を得るためには、供給される燃料量を増加しなければならない。
【００２７】
これに対して、この態様によれば、アルコール濃度が所定の濃度範囲の上限値より高く、且つ、温度が所定の温度範囲の下限値より低い場合においてのみ、燃料の供給量を増加させる。これにより、燃料の供給量を常時増加させる場合と比較して、未燃燃料に起因してフューエルハンマーやエンジンオイルの希釈が発生するのを効果的に防止することができる。この結果、燃焼の確実性を向上させ、内燃機関をより確実且つ迅速に始動させることができる。
【００２８】
本発明に係る内燃機関の始動制御装置の他の態様では、前記燃料を点火する点火手段を更に備え、前記制御手段は、前記検出されたアルコール濃度が所定の濃度範囲の上限値より高く、且つ、前記検出された温度が所定の温度範囲の下限値より低い場合、前記燃料の供給量が所定量を超えると共に、前記内燃機関の圧縮端温度が所定値を超えた場合、前記燃料を点火するように前記点火手段を制御する。
【００２９】
この態様によれば、アルコール濃度が所定の濃度範囲の上限値より高く、且つ、温度が所定の温度範囲の下限値より低い場合、アルコールを含んでなる燃料は極めて蒸発しにくい。従って、燃料の供給量が所定量を超えると共に、内燃機関の圧縮端温度が所定値を超えた場合に燃料を点火させることで、燃料が点火される条件を設定することで、燃料の燃焼の確実性を向上させる。ここに、本発明に係る所定量とは、確実に燃焼可能な燃料の気化状態を形成する燃料の供給量を意味する。また、本発明に係る所定値とは、確実に燃料を燃焼可能な圧縮端温度を意味する。これにより、未燃燃料に起因してフューエルハンマーやエンジンオイルの希釈が発生するのを効果的に防止することができる。
【００３０】
この制御手段に係る態様では、前記燃料供給手段は、燃料を一サイクル中に複数回だけ供給可能であり、前記制御手段は、前記燃料の供給回数が、アルコール濃度が高くなるに従って大きくなると共に温度が低くなるに従って大きくなる所定値を超えた場合、前記燃料を点火するように前記点火手段を制御するように構成してよい。
【００３１】
このように構成すれば、燃料の供給回数が所定値を超えさせることにより、燃料の供給量を増加させ、供給量が増加された燃料を点火させる。ここに、本発明に係る所定値とは、燃料の燃焼が可能な燃料の気化状態を実現可能な燃料の供給量に相当する燃料の供給回数を意味する。この所定値は、アルコール濃度が高くなるに従って大きくなると共に温度が低くなるに従って大きくなる。これにより、燃料の供給回数によって一サイクル中における燃料の燃焼の確実性を定量化させることによって、燃料を適切に燃焼させることができる。これにより、未燃燃料に起因してフューエルハンマーやエンジンオイルの希釈が発生するのを効果的に防止することができる。
【００３２】
この制御手段に係る態様では、前記制御手段は、前記回転数が、アルコール濃度が高くなるに従って大きくなると共に温度が低くなるに従って大きくなる所定回転数を超えた場合、前記燃料を点火するように前記点火手段を制御するように構成してよい。
【００３３】
このように構成すれば、内燃機関の回転が所定回転数を超えた後に、燃料の点火が実施される。ここに、本発明に係る所定回転数とは、燃料の燃焼が可能な圧縮端温度を実現可能な内燃機関の回転数を意味する。この所定回転数は、アルコール濃度が高くなるに従って大きくなると共に温度が低くなるに従って大きくなる。これにより、内燃機関の回転数によって圧縮端温度を定量化させることができる。これにより、圧縮端温度をより高精度に上昇させ、内燃機関をより確実且つより迅速に始動可能である。
【００３４】
この制御手段に係る態様では、前記内燃機関の吸気弁の閉弁時期を少なくとも変更可能な可変動弁手段を更に備え、前記制御手段は、前記閉弁時期の進角量が、アルコール濃度が高くなるに従って大きくなると共に温度が低くなるに従って大きくなる所定進角量より増大するように前記可変動弁手段を制御した後に、前記燃料を点火するように前記点火手段を制御するように構成してよい。
【００３５】
このように構成すれば、制御手段の制御下で、可変動弁手段によって、閉弁時期の進角量が所定進角量より増大された後に、燃料の点火が実施される。ここに、本発明に係る所定進角量とは、燃料の燃焼が可能な圧縮端温度を実現可能な吸気弁の閉弁時期の進角量を意味する。この所定進角量は、アルコール濃度が高くなるに従って大きくなると共に温度が低くなるに従って大きくなる。これにより、吸気弁の閉弁時期の進角量によって圧縮端温度を定量化させることができる。これにより、圧縮端温度をより高精度に上昇させ、内燃機関をより確実且つより迅速に始動可能である。
【００３６】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
（１）実施形態の基本構成  
（１−１）ハイブリッドシステムの構成  
先ず、図１を参照して、本発明の実施形態に係るハイブリッドシステム１の構成について説明する。ここに、図１は、本実施形態に係るハイブリッドシステムのブロック図である。
【００３８】
図１において、ハイブリッドシステム１は、車速センサ２、アクセルセンサ３、ブレーキコンピュータ４、ＳＯＣセンサ５、２次電池１０、インバータ１２、動力分割機構１３、電動発電機１４、エンジン１６、電池ＥＣＵ１８、電動発電機１９、ハイブリッドＥＣＵ（ＨＶＥＣＵ）２０、車輪２２を備え、ハイブリッド式の車両を制御するシステムである。
【００３９】
ＨＶＥＣＵ２０は、ハイブリッドシステム１の動作全体を制御する、例えばＥＣＵ（Engine Controlling Unit）等の制御ユニットであり、本発明に係る「制御手段」の一例として機能する。このＨＶＥＣＵ２０は、ハイブリッドシステム１の動作全体を制御するために、記憶部を備える。
【００４０】
詳細には、ＨＶＥＣＵ２０によるインバータ１２の制御は、エンジンＥＣＵ１７からのエンジン１６の運転状態の情報やアクセルペダルの操作量、ブレーキコンピュータからのブレーキペダルの操作量、図示しないシフトポジションセンサからのシフトレンジ、電池ＥＣＵ１８からの２次電池１０の電池状態又は充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）等に基づき実行される。例えば、ＨＶＥＣＵ２０は、電池ＥＣＵ１８から供給された２次電池１０の電池状態に基づき、モータ駆動からエンジン駆動への切替タイミングを制御する。エンジンの始動は、インバータ１２を制御して２次電池１０からの電力をジェネレータ１９に供給し、ジェネレータ１９をスタータモータとして機能させることで行ってよい。
【００４１】
２次電池１０は、複数のブロックが直列接続されて構成され、各ブロックは複数のセルから構成される。各ブロック毎に電圧センサが設けられ、各ブロックの検出電圧を電池ＥＣＵ１８に供給する。また、電流センサで検出された２次電池１０の電流値も電池ＥＣＵ１８に供給される。さらに、温度センサで検出された温度も電池ＥＣＵ１８に供給される。２次電池１０としては、例えばニッケル水素電池を用いることができる。
【００４２】
電池ＥＣＵ１８は、検出された温度に基づき２次電池１０の温度管理を実行し、温度が所定温度以上となった場合に図示しない冷却ファンを駆動して２次電池１０の温度を一定に維持する。また、検出された電流値に基づき２次電池１０の電池状態（ＳＯＣ）を検出してＨＶＥＣＵ２０に供給する。電池状態は、初期状態の電池状態と電流積算値に基づき算出される。
【００４３】
エンジン１６は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンであり、ハイブリッド式の車両の主たる動力源として機能する。エンジン１６は、アクセルセンサで検出されたアクセルペダルの操作量や冷却水温などの環境条件、さらに電動発電機１４の運転状態に基づきエンジンＥＣＵ１７によりその出力や回転数などが制御される。尚、エンジン１６の詳細な構成については後述する。
【００４４】
電動発電機１４は、本発明に係る「モータ」の一例であり、電動発電機１４は、ハイブリッド（ＨＶ）ＥＣＵ２０により制御され、エンジン１６の駆動力をアシストする電動機として機能するように構成されている。この場合、ＨＶＥＣＵ２０は、モータＥＣＵ１５を介してインバータ１２の各スイッチを制御することにより２次電池１０から電動発電機１４に電力を供給している。或いは、電動発電機１４は、２次電池１０を充電するための発電機として、機能するように構成されている。
【００４５】
電動発電機１９は、本発明に係る「モータ」の他の一例であり、エンジン１６の出力をアシストする電動機として機能するように構成されている。或いは、電動発電機１９は、２次電池１０を充電するための発電機として機能するように構成されている。
【００４６】
尚、これら電動発電機１４及び電動発電機１９は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。但し、他の形式の電動発電機であっても構わない。
【００４７】
動力分割機構１３は、図示せぬサンギア、プラネタリキャリア、ピニオンギア、及びリングギアを備えた遊星歯車機構である。これら各ギアのうち、内周にあるサンギアの回転軸は電動発電機１４に連結されており、外周にあるリングギアの回転軸は、電動発電機１９に連結されている。サンギアとリングギアの中間にあるプラネタリキャリアの回転軸はエンジン１６に連結されており、エンジン１６の回転は、このプラネタリキャリアと更にピニオンギアとによって、サンギア及びリングギアに伝達され、エンジン１６の動力が２系統に分割されるように構成されている。ハイブリッド式の車両において、リングギアの回転軸は、ハイブリッド式の車両における伝達機構に連結されており、この伝達機構を介して車輪２２に駆動力が伝達される。
【００４８】
インバータ１２は、２次電池１０から取り出した直流電力を交流電力に変換して電動発電機１４及び電動発電機１９に供給すると共に、電動発電機１４及び電動発電機１９によって発電された交流電力を直流電力に変換して２次電池１０に供給することが可能に構成されている。
【００４９】
２次電池１０は電動発電機１４及び電動発電機１９を駆動するための電源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。２次電池１０には、２次電池１０の残容量を検出するＳＯＣセンサ５が設置されており、ハイブリッドＥＣＵ２０と電気的に接続されている。２次電池１０とインバータ１２は、システムメインリレーＳＭＲを介して接続される。
【００５０】
車速センサ２は、ハイブリッド式の車両の速度を検出するセンサであり、ハイブリッドＥＣＵ２０と電気的に接続されている。
【００５１】
（１−２）エンジンの詳細構成
次に、図２を参照して、エンジン１６の詳細な構成を、その基本動作と共に説明する。ここに、図２は、本実施形態に係る、エンジン１６の断面を示すと共に、エンジンのシステム系統を示した模式図である。
【００５２】
図２において、エンジン１６は、エンジンＥＣＵ１７の制御下で、シリンダ２０１内において点火プラグ２０２により混合気を爆発させると共に、爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクションロッド２０４を介してクランクシャフト２０５の回転運動に変換することが可能に構成されている。特に、本実施形態では、この爆発力と、上述した電動発電機１４又は１９の回転力によって、車両を始動することが可能である。また、点火プラグ２０２によって、本発明に係る「点火手段」の一具体例が構成されている。以下に、エンジン１６の要部構成を動作と共に説明する。
【００５３】
シリンダ２０１内におけるアルコール混合燃料（以下適宜、燃料と称す）の燃焼に際し、外部から吸入された空気は吸気管２０６を通過し、インジェクタ２０７から噴射された燃料と混合されて前述の混合気となる。インジェクタ２０７には、燃料が燃料タンク２２３からフィルタ２２４を介して供給されており、インジェクタ２０７は、この供給される燃料を、ハイブリッドＥＣＵ２０の制御に従って吸気管２０６内に噴射することが可能に構成されている。尚、インジェクタ２０７によって、本発明に係る「燃料供給手段」の一具体例が構成されている。また、濃度センサ２２６によって、本発明に係る「アルコール濃度検出手段」の一具体例が構成されている。また、燃料タンク２２３には、燃料残量を検出するための燃料センサ２２５が設置されている。尚、濃度センサ２２６は、排気系に設けられ、排気ガスの空燃比を測定することから間接的に測定してもよい。
【００５４】
可変バルブ機構（ＶＶＴ）２３１は、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、エンジン１６の吸気バルブ２０８のバルブタイミングを変更可能であり、可変バルブ機構２３２は、エンジン１６の排気バルブ２０９のバルブタイミングを変更可能である。可変バルブ機構２３１及び２３２は、可変バルブタイミングアクチュエータ、オイルコントロールバルブ、オイルポンプ１２３及び電動オイルポンプを備えて構成されてよい。尚、可変バルブ機構（ＶＶＴ）２３１によって、本発明に係る「可変動弁手段」の一具体例が構成されている。
【００５５】
シリンダ２０１内部と吸気管２０６とは、吸気バルブ２０８の開閉によって連通状態が制御されている。シリンダ２０１内部で燃焼した混合気は排気ガスとなり吸気バルブ２０８の開閉に連動して開閉する排気バルブ２０９を通過して排気管２１０を介して排気される。
【００５６】
吸気管２０６上には、クリーナ２１１が配設されており、外部から吸入される空気が浄化される。クリーナ２１１の下流側（シリンダ側）には、エアフローメータ２１２が配設されている。エアフローメータ２１２は、ホットワイヤー式と称される形態を有しており、吸入された空気の質量流量を直接測定することが可能に構成されている。吸気管２０６には更に、吸入空気の温度を検出するための吸気温センサ２１３が設置されている。
【００５７】
吸気管２０６におけるエアフローメータ２１２の下流側には、シリンダ２０１内部への吸入空気量を調節するスロットルバルブ２１４が配設されている。このスロットルバルブ２１４には、スロットルポジションセンサ２１５が電気的に接続されており、その開度が検出可能に構成されている。更に、スロットルバルブ２１４の周囲には、運転者によるアクセルペダル２２６の踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサ２１６、及びスロットルバルブ２１４を駆動するスロットルバルブモータ２１７も配設されている。
【００５８】
クランクシャフト２０５近傍には、クランクシャフト２０５の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２１８が設置されている。クランクポジションセンサ２１８は、クランクシャフト２０５の回転状態に基づいて、シリンダ２０１内部におけるピストン２０３の位置、及びエンジン１６の回転数など取得することが可能に構成されている。また、シリンダ２０１を収容するシリンダブロックには、エンジン１６のノック強度を測定可能なノックセンサ２１９が配設されており、係るシリンダブロック内のウォータージャケット内には、エンジン１６の冷却水温度を検出するための水温センサ２２０が配設されている。尚、水温センサ２２０によって、本発明に係る「温度検出手段」の一具体例が構成されている。
【００５９】
排気管２１０には、三元触媒２２２が設置されている。三元触媒２２２は、エンジン１６から排出されるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を夫々浄化することが可能な触媒である。排気管２１０における三元触媒２２２の上流側には、空燃比センサ２２１が配設されている。空燃比センサ２２１は、排気管２１０から排出される排気ガスから、エンジン１６の空燃比を検出することが可能に構成されている。
【００６０】
（２）  実施形態の動作原理  
（２−１）  ハイブリッドシステムの基本動作  
図１のハイブリッドシステム１においては、２次電池１０へ電気を充電するための、主として発電機として機能する電動発電機１４と、２次電池１０からの電気の供給を受けることで、主として電動機として機能する電動発電機１９と、エンジン１６とのそれぞれの駆動力配分が、ＨＶＥＣＵ２０により制御されてハイブリッド式の車両の走行状態が制御される。以下に、幾つかの状況に応じたハイブリッドシステム１の動作について説明する。
【００６１】
例えば、ハイブリッド式の車両の始動時においては、２次電池１０の電気エネルギを用いて駆動される電動発電機１４が電動機として機能する。この動力によって、エンジン１６がクランキングされエンジン１６が始動する。発進時には、２次電池１０の蓄電状態に応じて２種類の態様を採り得る。２次電池１０の蓄電状態は、ＳＯＣセンサ５の出力信号に基づいてＨＶＥＣＵ２０によって把握されている。例えば、通常の（即ち、電池状態が良好な）発進時においては、電動発電機１４によって２次電池１０を充電する必要は生じないため、エンジン１６は暖機のためだけに始動し、ハイブリッド式の車両は、電動発電機１９による駆動力により発進する。一方、蓄電状態が良好ではない（即ち、電池状態が低下している）場合、エンジン１６の動力により電動発電機１４が発電機として機能し、２次電池１０が充電される。例えば、低速走行や緩やかな坂を下っている場合には、比較的エンジン１６の効率が悪い為、エンジン１６は停止され、ハイブリッド式の車両は、電動発電機１９による駆動力のみで走行する。尚、この際、電池状態が低下していれば、エンジン１６は電動発電機１４を駆動するために始動し、電動発電機１４により２次電池１０の充電が行われる。エンジン１６の効率が比較的良好な運転領域においては、ハイブリッド式の車両は主としてエンジン１６の動力によって走行する。この際、エンジン１６の動力は、動力分割機構１３によって２系統に分割され、一方は、伝達機構を介して車輪２２に伝達され、他方は、電動発電機１４を駆動して発電を行う。更に、この発電された電力により、電動発電機１９が駆動され、電動発電機１９によりエンジン１６の動力がアシストされる。尚、この際、電池状態が低下している場合には、エンジン１６の出力を上昇させて、電動発電機１４により発電された電力の一部が２次電池１０へ充電される。減速が行われる際には、車輪２２から伝達される動力によって電動発電機１９を回転させ、発電機として動作させる。これにより、車輪２２の運動エネルギが電気エネルギに変換され、２次電池１０が充電される、所謂「回生」が行われる。
【００６２】
（２−２）実施形態におけるエンジンの基本制御動作  
次に、エンジン１６の基本的な制御動作について説明する。ＨＶＥＣＵ２０は、エンジン１６に要求される出力であるエンジン要求出力を一定の周期で繰り返し演算している。ＨＶＥＣＵ２０は、アクセルセンサ３及び車速センサ２の出力信号に基づいてアクセル開度と車速とを取得し、記憶部の不揮発性領域に記録されたマップを参照してアクセル開度及び車速に対応した出力軸トルク（伝達機構に出力されるべきトルク）を求める。また、ＨＶＥＣＵ２０はＳＯＣセンサ５の出力信号に基づいて要求発電量を求める。そして、要求発電量と各種の補機類（Ａ／Ｃやパワーステアリングなど）の要求量とを参照して出力軸トルクを補正することにより、エンジン要求出力を求める。なお、エンジン要求出力の演算方法は公知のハイブリッド車両で実行されている通りでよく、その細部は必要に応じて種々変更してよい。特に、本実施形態に係るエンジン１６では、アルコール混合燃料が使用されるため、例えば低温時等における始動性が低下し易い。そこで、ＨＶＥＣＵ２０は、始動制御処理を実行することにより、エンジン１６の始動特性を向上させている。以下、本実施形態の動作として、始動制御処理の詳細な流れについて説明する。
【００６３】
（３）エンジンの始動を制御する始動制御処理
次に、図３から図５を参照して、本実施形態に係る、エンジンの始動を制御する始動制御処理について説明する。ここに、図３は、本実施形態に係る、エンジンの始動を制御する始動制御処理の流れを示したフローチャートである。尚、本実施形態に係る、エンジンの始動を制御する始動制御処理は、ハイブリッドＥＣＵによって、例えば、数十μ秒、又は数μ秒等の所定の周期で繰り返し実行される。図４は、本実施形態に係るアルコール濃度と冷却水温との２次元座標を示したグラフである。図５は、本実施形態に係る始動制御における点火タイミング、燃料噴射タイミング、進角量、及びエンジンの回転数の変化及び時間的な関係を模式的に示したタイミングチャートである。尚、図５中の下側部に示された回転数の変化を示した一点鎖線は、始動時のエンジン回転数の変化を示している。より具体的には、図５中の下側部に示されるように、本実施形態に係るエンジン１１を含む駆動系の共振回転数領域の下限値は、例えばエンジン回転数が約３００回転であり、上限値は例えば約４００回転である。
【００６４】
図３において、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、エンジン１６の始動要求（即ち、本発明に係る「始動を促す旨の入力」の一例）が有るか否かが判別される（ステップＳ１０１）。本実施形態では、運転者がイグニッションキーを所定操作することにより、始動要求に相当する電気信号が発生し、ＨＶＥＣＵ２０に伝達される構成となっている。ここで、エンジン１６の始動要求がある場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、濃度センサ２２６及び水温センサ２２０によって検出される燃料中のアルコール濃度及びエンジン１６の冷却水温が夫々取得され、３種類の領域Ａ、Ｂ及びＣのうちいずれかに含まれるかが判別される（ステップＳ１０２）。ここに、本実施形態に係る領域とは、アルコール濃度と冷却水温との２次元座標上で規定される領域を意味する。
【００６５】
（３−１）領域Ａ
次に、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、取得されたアルコール濃度及び冷却水温が、領域Ａに含まれるか否かが判定される（ステップＳ１０３）。尚、図４中の所定の濃度範囲によって、本発明に係る所定の濃度範囲の一例が構成されていると共に、図４中の所定の温度範囲によって、本発明に係る所定の温度範囲の一例が構成されている。また、取得されたアルコール濃度及び冷却水温が２次元座標上で点Ｐ１によって規定されることによって、本発明に係る「検出されたアルコール濃度が所定の濃度範囲の下限値より低い場合に加えて又は代えて、検出された温度が所定の温度範囲の上限値より高い場合」の一例が構成されている。
【００６６】
このステップＳ１０３の判定の結果、取得されたアルコール濃度及び冷却水温が、領域Ａに含まれると判定される場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、領域Ａにおいて最適な始動制御が行われる（ステップＳ１０４）。具体的には、図５中の燃料噴射タイミング「Ａ」及び点火タイミング「Ａ」に示されるように、エンジン１６の回転が共振回転数領域の下限値と比較して低回転状態にある期間内の時期に燃料が供給されると共に燃料の点火が実施される。これにより、エンジン１６を回転させるモータの回転が低回転状態にある期間において燃料を完全に燃焼させ、モータの回転数を高回転状態にさせる時間や頻度を低下させることができるので、始動時の消費電力を効果的に低減させつつ、エンジン１６を始動させることができる。
【００６７】
（３−２）領域Ｂ
他方、上述したステップＳ１０３の判定の結果、取得されたアルコール濃度及び冷却水温が、領域Ａに含まれないと判定される場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、更に、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、取得されたアルコール濃度及び冷却水温が、領域Ｂに含まれるか否かが判定される（ステップＳ１０５）。尚、取得されたアルコール濃度及び冷却水温が２次元座標上で点Ｐ２によって規定されることによって、本発明に係る「アルコール濃度が所定の濃度範囲内である場合に加えて又は代えて、温度が所定の温度範囲内である場合」の一例が構成されている。ここで、取得されたアルコール濃度及び冷却水温が、領域Ｂに含まれると判定される場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、領域Ｂにおいて最適な始動制御が行われる（ステップＳ１０６）。具体的には、図５中の燃料噴射タイミング「Ｂ」及び点火タイミング「Ｂ」に示されるように、エンジン１６の回転が共振回転数領域の上限値と比較して高回転状態にある期間内において、燃料が供給されると共に燃料の点火が実施される。これにより、ハイブリッド車両の駆動系の共振回転数領域と、始動の際の内燃機関の回転数とを離れさせることができるので、ハイブリッド車両特有の駆動系の共振現象の発生を殆ど又は完全に防止することができる。加えて、エンジン１６の回転が共振回転数領域の上限値と比較して高回転状態にある期間において、燃料が供給されると共に燃料の点火が実施されることにより、圧縮端温度をより迅速に上昇させ、エンジン１６をより確実且つより迅速に始動可能である。
【００６８】
（３−３）領域Ｃ
他方、上述したステップＳ１０５の判定の結果、取得されたアルコール濃度及び冷却水温が、領域Ｂに含まれないと判定される場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、取得されたアルコール濃度及び冷却水温が、領域Ｃに含まれると判定される。尚、取得されたアルコール濃度及び冷却水温が２次元座標上で点Ｐ３によって規定されることによって、本発明に係る「アルコール濃度が所定の濃度範囲の上限値より高く、且つ、温度が所定の温度範囲の下限値より低い場合」の一例が構成されている。この場合、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、領域Ｃにおいて最適な始動制御が行われる（ステップＳ１０７）。具体的には、図５中の燃料噴射タイミング「Ｃ」「Ｃ’」「Ｃ’’」に示されるように、燃料の供給を開始する供給開始時期、即ち、燃料噴射タイミング「Ｃ’’」を早めると共に、燃料噴射タイミング「Ｃ」「Ｃ’」「Ｃ’’」に示されるように、燃料の供給頻度を多頻度にさせる。このことに加えて、図５中の点火タイミング「Ｃ」に示されるように、燃料が複数回、噴射された後で燃料が点火される。これにより、燃料をより多量に供給し、燃料の蒸発及び気化を優先的に促進させる。これにより、燃料が一サイクル中に一回しか供給されない場合と比較して、燃焼の確実性を向上させ、エンジン１６をより確実且つ迅速に始動させることができる。本願発明者の研究によれば、アルコールを含んでなる燃料は、ガソリン燃料に比べて揮発性が低く、また、燃料に含まれるアルコールの濃度に応じて揮発性が異なる。特に、例えば摂氏−３０度等の低温環境下では、燃料が蒸発しにくいので、エンジン１６を始動可能な混合気を得るためには、供給される燃料量を増加しなければならない。
【００６９】
これに対して、本実施形態によれば、図４に示されるように、アルコール濃度が所定の濃度範囲の上限値より高く、且つ、温度が所定の温度範囲の下限値より低い場合においてのみ、燃料の供給量を増加させる。これにより、燃料の供給量を常時増加させる場合と比較して、未燃燃料に起因してフューエルハンマーやエンジンオイルの希釈が発生するのを効果的に防止することができる。この結果、燃焼の確実性を向上させ、内燃機関をより確実且つ迅速に始動させることができる。
【００７０】
加えて、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、可変バルブ機構２３１によって、吸気弁の閉弁時期の進角量が所定進角量より増大された後に、燃料の点火が実施される。ここに、本実施形態に係る所定進角量とは、燃料の燃焼が可能な圧縮端温度を実現可能な吸気弁の閉弁時期の進角量を意味する。この所定進角量は、アルコール濃度が高くなるに従って大きくなると共に温度が低くなるに従って大きくなる。典型的には、図５中の進角量に示されるように、領域Ａ、領域Ｂ、及び領域Ｃの順番に進角量が大きくなることが圧縮端温度を上昇させる観点において好ましい。これにより、吸気弁の閉弁時期の進角量によって圧縮端温度を定量化させることができる。この結果、圧縮端温度をより高精度に上昇させ、内燃機関をより確実且つより迅速に始動可能である。
【００７１】
他方、エンジン１６の始動要求がない場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、ＨＶＥＣＵ２０は、本実施形態に係る始動制御を終了する。
【００７２】
（４）詳細な動作原理
次に、図６から図８を参照して、本実施形態に係る始動制御処理のサブルーチンの流れについて説明する。ここに、図６は、本実施形態に係る、アルコール濃度及び冷却水温が領域Ａに含まれる場合に最適な始動制御処理を示したフローチャートである。図７は、本実施形態に係る、アルコール濃度及び冷却水温が領域Ｂに含まれる場合に最適な始動制御処理を示したフローチャートである。図８は、本実施形態に係る、アルコール濃度及び冷却水温が領域Ｃに含まれる場合に最適な始動制御処理を示したフローチャートである。尚、図６に示された始動制御処理は、上述のステップＳ１０４に対応される。また、図７に示された始動制御処理は、上述のステップＳ１０６に対応される。また、図８に示された始動制御処理は、上述のステップＳ１０７に対応される。
【００７３】
（４−１）領域Ａ用の始動制御処理
図６に示されるように、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、クランク位置が気筒毎に判別される（ステップＳ４０１）。
【００７４】
次に、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、上述したように、図５中の燃料噴射タイミング「Ａ」に示されるように、エンジン１６の回転が共振回転数領域の下限値と比較して低回転状態にある期間内の時期に燃料が供給される（ステップＳ４０２）。詳細には、仮に、アルコール混合燃料の代わりに、ガソリン含有率が１００％である燃料を用いる場合、燃焼可能条件がアルコール混合燃料と比較して、広範囲であるため、ハイブリッドシステムの共振回転数領域よりも低いエンジン回転数において、燃料を燃焼させエンジントルクを出させてよい。これにより、燃焼に起因してエンジンを回転させ、より少ない消費電力でエンジンを始動することができる。
【００７５】
再び、アルコール混合燃料を用いる場合に戻って、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、上述したように、図５中の点火タイミング「Ａ」に示されるように、エンジン１６の回転が共振回転数領域の下限値と比較して低回転状態にある期間内の時期に燃料が供給された後に燃料の点火が実施される（ステップＳ４０３）。
【００７６】
次に、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、上述したように、図５中の進角量に示されるように、領域Ｂ及び領域Ｃに対応した進角量と比較して小さい進角量だけ吸気弁の閉弁時期が進角側に変化するように、可変バルブ機構２３１は駆動制御される（ステップＳ４０４）。
【００７７】
（４−２）領域Ｂ用の始動制御処理
図７に示されるように、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、クランク位置が気筒毎に判別される（ステップＳ５０１）。
【００７８】
次に、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、エンジン１６の回転数（ｒｐｍ：revolution per minute）が基準値Ｎｅ１より大きいか否かが判定される（ステップＳ５０２）。ここに、本実施形態に係る基準値Ｎｅ１とは、典型的には、共振回転数領域の上限値より大きい回転数において、燃料の点火を実行し完全燃焼できる回転数を意味してよい。尚、この基準値Ｎｅ１は、上述したステップＳ１０２の領域の判定処理の時に、理論的、実験的、経験的、シミュレーション等により求められた値を制御マップから読み出すことによってＨＶＥＣＵ２０に取得されてよい。
【００７９】
次に、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、上述したように、図５中の燃料噴射タイミング「Ｂ」に示されるように、エンジン１６の回転が共振回転数領域の上限値と比較して高回転状態にある期間内において、燃料が供給される（ステップＳ５０３）。
【００８０】
次に、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、積算された燃料の噴射量が基準値Ｖ１より大きいか否かが判定される（ステップＳ５０４）。ここに、本実施形態に係る基準値Ｖ１とは、典型的には、エンジン１６の回転が共振回転数領域の上限値と比較して高回転状態にある期間内において、完全に燃焼可能な燃料の噴射量を意味する。尚、この基準値Ｖ１は、燃料中のアルコールが高濃度になるに従って大きくなることが好ましい。また、この基準値Ｖ１は、上述したステップＳ１０２の領域の判定処理の時に、理論的、実験的、経験的、シミュレーション等により求められた値を制御マップから読み出すことによってＨＶＥＣＵ２０に取得されてよい。
【００８１】
次に、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、エンジン１６の回転数（ｒｐｍ）が共振回転数領域の上限値より大きいか否かが判定される（ステップＳ５０５）。ここで、エンジン１６の回転数（ｒｐｍ）が共振回転数領域の上限値より大きいと判定される場合（ステップＳ５０５：Ｙｅｓ）、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、上述したように、図５中の点火タイミング「Ｂ」に示されるように、エンジン１６の回転が共振回転数領域の上限値と比較して高回転状態にある期間内の時期に燃料が供給された後に燃料の点火が実施される（ステップＳ５０６）。
【００８２】
次に、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、上述したように、図５中の進角量に示されるように、領域Ｃに対応した進角量と比較して小さく且つ領域Ａに対応した進角量と比較して大きい進角量だけ吸気弁の閉弁時期が進角側に変化するように、可変バルブ機構２３１は駆動制御される（ステップＳ５０７）。
【００８３】
（４−３）領域Ｃ用の始動制御処理
図８に示されるように、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、クランク位置が気筒毎に判別される（ステップＳ６０１）。
【００８４】
次に、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、エンジン１６の回転数（ｒｐｍ）が基準値Ｎｅ２より大きいか否かが判定される（ステップＳ６０２）。ここに、本実施形態に係る基準値Ｎｅ２とは、典型的には、始動直後において、モータによって付与される回転トルクが、エンジンの慣性質量の影響を殆ど又は完全に無くせるような回転数を意味する。詳細には、この際に、吸気弁の閉弁時期を進角側に変化させたことによる圧縮力の反力が増大することの影響を避けるために、回転数が一定値になるまで始動制御を待機状態にさせることが好ましい。尚、この基準値Ｎｅ２は、上述したステップＳ１０２の領域の判定処理の時に、理論的、実験的、経験的、シミュレーション等により求められた値を制御マップから読み出すことによってＨＶＥＣＵ２０に取得されてよい。
【００８５】
次に、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、上述したように、図５中の進角量に示されるように、領域Ａ及び領域Ｂに対応した進角量と比較して大きい進角量だけ吸気弁の閉弁時期が進角側に変化するように、可変バルブ機構２３１は駆動制御される（ステップＳ６０３）。
【００８６】
次に、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、進角量が基準値Ｒ１より大きいか否かが判定される（ステップＳ６０４）。ここに、本実施形態に係る基準値Ｒ１とは、低温時に燃焼可能な圧縮端温度を実現可能な進角量を意味してよい。尚、一般的に、冷却水温が低温になるに従って、エンジンオイルの粘度が硬くなるため可変バルブ機構２３１によって吸気弁の閉弁時期を進角させる速度は遅くなることが判明している。
【００８７】
次に、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、エンジン１６の回転数（ｒｐｍ）が基準値Ｎｅ３より大きいか否かが判定される（ステップＳ６０５）。ここに、本実施形態に係る基準値Ｎｅ３とは、典型的には、燃焼可能な燃料の噴射量によって理想空燃比を実現できる空気を吸気可能なエンジン１６の回転数を意味する。尚、燃料中のアルコール濃度により基準値Ｎｅ３は変化する。また、この基準値Ｎｅ３は、上述したステップＳ１０２の領域の判定処理の時に、理論的、実験的、経験的、シミュレーション等により求められた値を制御マップから読み出すことによってＨＶＥＣＵ２０に取得されてよい。
【００８８】
次に、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、上述したように、図５中の燃料噴射タイミング「Ｃ」「Ｃ’」「Ｃ’’」に示されるように、燃料の供給を開始する供給開始時期、即ち、燃料噴射タイミング「Ｃ’’」を早めると共に、燃料噴射タイミング「Ｃ」「Ｃ’」「Ｃ’’」に示されるように、燃料の供給頻度を多頻度にさせつつ燃料が供給される（ステップＳ６０６）。
【００８９】
次に、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、積算された燃料の噴射量が基準値Ｖ２より大きいか否かが判定される（ステップＳ６０７）。ここに、本実施形態に係る基準値Ｖ２とは、典型的には、典型的には、エンジン１６の回転が共振回転数領域の上限値と比較して高回転状態にある期間内において、完全に燃焼可能である燃料の噴射量を意味する。尚、この基準値Ｖ２は、燃料中のアルコールが高濃度になるに従って大きくなることが好ましい。また、この基準値Ｖ２は、上述したステップＳ１０２の領域の判定処理の時に、理論的、実験的、経験的、シミュレーション等により求められた値を制御マップから読み出すことによってＨＶＥＣＵ２０に取得されてよい。
【００９０】
次に、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、エンジン１６の回転数（ｒｐｍ）が基準値Ｎｅ４より大きいか否かが判定される（ステップＳ６０８）。ここに、本実施形態に係る基準値Ｎｅ４とは、典型的には、進角量が上述の基準値Ｒ１より大きくなる場合、且つ、積算された燃料の噴射量が上述の基準値Ｖ２より大きくなる場合において、燃焼可能な燃料の噴射量によって理想空燃比を実現できる空気を吸気可能なエンジン１６の回転数を意味する。尚、燃料中のアルコール濃度が高くなる程、基準値Ｎｅ４は大きくなる。また、この基準値Ｎｅ４は、上述したステップＳ１０２の領域の判定処理の時に、理論的、実験的、経験的、シミュレーション等により求められた値を制御マップから読み出すことによってＨＶＥＣＵ２０に取得されてよい。
【００９１】
次に、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、進角量が基準値Ｒ２より大きいか否かが判定される（ステップＳ６０９）。ここに、本実施形態に係る基準値Ｒ２とは、上述した基準値Ｒ１より大きいと共に、低温時に燃焼可能な圧縮端温度を実現可能な進角量を意味してよい。尚、燃料中のアルコール濃度が高くなる程、基準値Ｒ２は大きくなる。また、この基準値Ｒ２は、上述したステップＳ１０２の領域の判定処理の時に、理論的、実験的、経験的、シミュレーション等により求められた値を制御マップから読み出すことによってＨＶＥＣＵ２０に取得されてよい。
【００９２】
ここで、進角量が基準値Ｒ２より大きいと判定される場合（ステップＳ６０９：Ｙｅｓ）、ＨＶＥＣＵ２０の制御下で、上述したように、図５中の点火タイミング「Ｃ」に示されるように、エンジン１６の回転が共振回転数領域の上限値と比較して高回転状態にある期間内の時期であると共に、図５中示された進角量だけ駆動され、燃料が供給された後に燃料の点火が実施される（ステップＳ６１０）。
【００９３】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の始動制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本実施形態に係るハイブリッドシステムのブロック図である。
【図２】本実施形態に係る、エンジン１６の断面を示すと共に、エンジンのシステム系統を示した模式図である。
【図３】本実施形態に係る、エンジンの始動を制御する始動制御処理の流れを示したフローチャートである。
【図４】本実施形態に係るアルコール濃度と冷却水温との２次元座標を示したグラフである。
【図５】本実施形態に係る始動制御における点火タイミング、燃料噴射タイミング、進角量、及びエンジンの回転数の変化及び時間的な関係を模式的に示したタイミングチャートである。
【図６】本実施形態に係る、アルコール濃度及び冷却水温が領域Ａに含まれる場合に最適な始動制御処理を示したフローチャートである。
【図７】本実施形態に係る、アルコール濃度及び冷却水温が領域Ｂに含まれる場合に最適な始動制御処理を示したフローチャートである。
【図８】本実施形態に係る、アルコール濃度及び冷却水温が領域Ｃに含まれる場合に最適な始動制御処理を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００９５】
１…ハイブリッドシステム、２…車速センサ、３…アクセルセンサ、４…ブレーキコンピュータ、５…ＳＯＣセンサ、１０…２次電池、１２…インバータ、１３…動力分割機構、１４…電動発電機、１６…エンジン、１７…エンジンＥＣＵ、１８…電池ＥＣＵ、１９…電動発電機、２０…ハイブリッドＥＣＵ（ＨＶＥＣＵ）、２２…車輪、２０２…点火プラグ、２０７…インジェクタ、２２０…水温センサ、２２６…濃度センサ、２３１、２３２…可変バルブ機構。
【図１】
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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２】
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