(57)【要約】【課題】内燃機関の回転数が、共振現象を生じやすい回転数に長時間留まることを回避しつつ、エネルギー消費の増加を抑制する。【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（１４１）を使用可能な内燃機関（１１）、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（１２）を備える車両における内燃機関の始動制御装置である。該内燃機関の始動制御装置は、内燃機関を始動する際において、内燃機関の回転数が共振現象を生じる共振回転数領域の下限値に達するまでに、回転数の変動割合を検出する変動割合検出手段（３２０）と、検出された変動割合が変動閾値より小さいことを条件に、変動割合が増加するようにモータを制御する制御手段（３１０）とを備える。【選択図】図１
2009150301.tif 000002
【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、及び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、
前記内燃機関を始動する際において、前記内燃機関の回転数が共振現象を生じる共振回転数領域の下限値に達するまでに、前記回転数の変動割合を検出する変動割合検出手段と、
前記検出された変動割合が変動閾値より小さいことを条件に、前記変動割合が増加するように前記モータ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】
前記制御手段は、
前記検出された変動割合が前記変動閾値より小さいか否かを判定する判定手段を含み、
前記変動閾値より小さいと判定された場合に、前記変動割合が増加するように前記モータを制御し、
前記変動閾値より大きいと判定された場合に、前記変動割合を少なくとも維持するように前記モータを制御する
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】
前記内燃機関を始動する際に、前記内燃機関の温度を検出する温度検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記検出された温度が温度閾値より低いことを条件に、前記検出された温度に応じて、前記モータのトルクが可変するように前記モータを制御する
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】
前記制御手段は、
前記内燃機関を始動可能な前記回転数である目標回転数を設定する回転数設定手段と、
前記設定された目標回転数に達するように前記モータを制御するモータ制御手段と
を含むことを特徴とする請求項１乃至３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】
前記内燃機関を始動する際に、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を更に備え、
前記回転数設定手段は、少なくとも前記検出された濃度に応じて、前記目標回転数を設定する
ことを特徴とする請求項４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、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、アルコール混合燃料のアルコール濃度に基づいてモータを制御し、クランキング回転数を変化せしめ、燃料の噴射量の上限値をアルコール濃度に応じて可変とする始動制御装置が提案されている（特許文献１参照）。或いは、内燃機関暖機完了後の再始動時に、その再始動に要した期間を計測して、始動性ランクを判定する。そして、始動性ランクに基づき、始動性が悪いほどモータのトルクを大きくして、クランキング回転数を上昇する始動制御装置が提案されている（特許文献２参照）。
【０００３】
また、内燃機関の回転数が共振現象を生じやすい回転数領域を通過するまでは、比較的大きなクランキングトルクで内燃機関をクランキングして迅速に回転数を上昇させる駆動装置が提案されている（特許文献３参照）。また、内燃機関の始動に要した時間と始動時の冷却水温とから、燃料の性状（セタン価）を判定して、該判定された性状に応じて燃焼制御を行うシステムが提案されている（特許文献４参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２１１６５９号公報
【特許文献２】特開２０００−１６１１１８号公報
【特許文献３】特開２００５−４８５９６号公報
【特許文献４】特開２００２−２０１９９７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、特許文献１によれば、アルコール濃度のみに基づいてモータを制御しており、内燃機関の回転数による共振現象は考慮されていない。すると、共振現象を生じやすい回転数に長時間留まる可能性があるという技術的問題点がある。また、特許文献２及び４によれば、内燃機関の始動に要した時間等に応じて制御がされている。すると、次回の始動時には始動に要する時間が改善されるが、今回の始動時では、共振現象を生じやすい回転数に長時間留まる可能性があるという技術的問題点がある。他方、特許文献３によれば、常に回転数を上昇させているので、エネルギー消費が増加する可能性があるという技術的問題点がある。
【０００６】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、共振現象を生じやすい回転数に長時間留まることを回避しつつ、エネルギー消費の増加を抑制することができ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】
【０００７】
本発明の内燃機関の始動制御装置は、上記課題を解決するために、アルコールを含んでなる燃料を使用可能な内燃機関、及び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、前記内燃機関を始動する際において、前記内燃機関の回転数が共振現象を生じる共振回転数領域の下限値に達するまでに、前記回転数の変動割合を検出する変動割合検出手段と、前記検出された変動割合が変動閾値より小さいことを条件に、前記変動割合が増加するように前記モータを制御する制御手段とを備える。
【０００８】
本発明の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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
例えばメモリ、プロセッサ等を備えて構成される変動割合検出手段は、前記内燃機関を始動する際において、前記内燃機関の回転数が共振現象を生じる共振回転数領域の下限値に達するまでに、内燃機関の回転数の変動割合を検出する。ここに、本発明に係る「変動割合」とは、例えば、単位時間当たりの回転数の変動或いは変化分（即ち、回転数の上昇速度若しくは下降速度）、又は所定期間内における回転数の変動或いは変化分等を意味する。或いは、例えばクランキングシャフトの回転加速度等を意味してもよい。尚、「所定期間」は、例えば、クランキングの開始から所定時間経過後までの期間であってもよいし、一の回転数から他の回転数になるまでの期間であってもよい。
【００１２】
尚、「内燃機関を始動する際」とは、典型的には、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）から始動指令信号が発信された時点、又は内燃機関のクランキング開始時点を意味する。更に、始動指令信号が発信された時点又はクランキング開始時点から多少時間的に遡った時点、或いは、始動指令信号が発信された時点又はクランキング開始時点から所定の微少時間をおいた時点等を含んでもよい。
【００１３】
また、「回転数が共振現象を生じる共振回転数領域の下限値に達するまで」とは、内燃機関のクランキング開始時点から回転数が共振回転数領域の下限値に達する時点までの、任意の時点又は任意の期間においてという意味である。即ち、共振回転数領域の下限値に達するまで検出が行われてもよいが、典型的には、回転数が共振回転数領域の下限値よりもマージン分だけ低い所定値に達するまでの期間内に又はマージン分も含めて回転数が共振回転数領域の下限値に達しないものと推定される期間内に、継続的、断続的若しくは単発的に検出が行われる。
【００１４】
例えばメモリ、プロセッサ等を備えて構成される制御手段は、変動割合検出手段によって変動割合が検出されてから回転数が共振現象を生じる共振回転数領域の下限値に達するまでに、検出された変動割合が変動閾値より小さいことを条件に、変動割合が増加するようにモータを制御する。ここに、本発明に係る「変動閾値」とは、変動割合が増加するようにモータを制御するか否かを決定する値であり、予め固定値として又は何らかのパラメータに応じた可変値として設定される値である。このような変動閾値は、経験的若しくは実験的に又はシミュレーションによって、例えば、変動割合と共振回転数領域の通過時間との関係を求めて、該求められた関係に基づいて、例えばコンマ数秒等、共振現象が生じることによって、操縦者等に違和感等を与えないような時間、或いは、内燃機関等の駆動系に不具合が生じないような時間で共振回転数帯を通過する変動割合として設定すればよい。
【００１５】
仮に、内燃機関が始動するまでの時間に応じて、変動割合が増加するようにモータを制御すると、今回の始動時には共振回転数領域の通過時間が長くなる可能性がある。また、前回の始動から長時間（例えば、１日）経過後に内燃機関を始動させる場合に、前回始動するまでに要した時間に応じてモータを制御すると、不適切な制御になる可能性がある。他方、常に変動割合が増加するようにモータを制御すると、エネルギー消費が増加する可能性がある。
【００１６】
しかるに本発明では、変動割合検出手段によって、内燃機関の回転数が共振現象を生じる共振回転数領域の下限値に達するまでに、変動割合が検出される。そして、検出された変動割合が変動閾値より小さいことを条件に、制御手段によって、変動割合が増加するようにモータが制御される。このため、今回の内燃機関の始動時における回転数の変動割合に応じて、モータを制御することができる。従って、検出された変動割合が変動閾値より小さい場合には、変動割合が増加するようにモータを制御して、速やかに共振回転数領域を通過して内燃機関を始動することができる。加えて、共振回転数領域に長時間留まることによる車両の振動によって、操縦者等に違和感を与えることを回避することができる。一方、検出された変動割合が変動閾値より大きい場合には、典型的には、変動割合を少なくとも維持するようにモータを制御してエネルギー消費の増加を抑制することができる。
【００１７】
以上の結果、本発明の内燃機関の始動制御装置によれば、共振現象を生じやすい回転数に長時間留まることを回避しつつ、エネルギー消費の増加を抑制することができる。
【００１８】
本発明の内燃機関の始動制御装置の一態様では、前記制御手段は、前記検出された変動割合が前記変動閾値より小さいか否かを判定する判定手段を含み、前記変動閾値より小さいと判定された場合に、前記変動割合が増加するように前記モータを制御し、前記変動閾値より大きいと判定された場合に、前記変動割合を少なくとも維持するように前記モータを制御する。
【００１９】
この態様によれば、例えばメモリ、プロセッサ、コンパレータ等を備えて構成される判定手段によって、比較的容易にして検出された変動割合が変動閾値より小さいか否かを判定することができ、実用上非常に有利である。
【００２０】
判定手段は、検出された変動割合が変動閾値より小さいか否かを判定する。制御手段は、変動閾値より小さいと判定された場合に、変動割合が増加するようにモータを制御する。一方、変動閾値より大きいと判定された場合に、変動割合を少なくとも維持するようにモータを制御する。ここに「少なくとも維持するように」とは、典型的には、変動割合が低減しないようにという意味である。即ち、典型的には、回転数を一定割合で上昇させていれば、その割合のまま上昇させるようにとの意味である。或いは、変動割合が若干或いは僅かに増加するようにモータを制御してもよい。いずれにせよ判定が完了するまでは、変動割合（例えば、回転数の上昇速度）を必要以上に増大させないことによって、判定が完了するまでの時間を確保できる。言い換えれば、共振を起こす以前に、確実にして判定を完了させることが可能となる。尚、検出された変動割合が変動閾値と「等しい」場合には、どちらかの場合に含めて扱えばよい。
【００２１】
本発明の内燃機関の始動制御装置の他の態様では、前記内燃機関を始動する際に、前記内燃機関の温度を検出する温度検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記検出された温度が温度閾値より低いことを条件に、前記検出された温度に応じて、前記モータのトルクが可変するように前記モータを制御する。
【００２２】
この態様によれば、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。
【００２３】
制御手段は、検出された温度が温度閾値より低いことを条件に、検出された温度に応じて、トルクが可変するようにモータを制御する。ここに「トルクが可変するように」とは、典型的には、例えば摂氏１０度において内燃機関を始動させる際等の通常の始動の際におけるモータのトルクに比べて大きなトルクが、検出された温度に応じて出力されるようにという意味である。
【００２４】
尚、本発明に係る「温度閾値」とは、検出された温度に応じてトルクを可変するようにモータを制御するか否かを決定する値であり、予め固定値として又は何らかのパラメータに応じた可変値として設定される値である。このような温度閾値は、経験的若しくは実験的に又はシミュレーションによって、例えば、内燃機関の温度とエンジンオイルの粘度との関係を求めて、該求められた関係に基づいて、エンジンオイルの粘度が顕著に高くなる温度として設定すればよい。
【００２５】
一方、制御手段は、検出された温度が温度閾値より高いことを条件に、典型的には、通常の始動の際におけるトルクが出力されるようにモータを制御する。
【００２６】
これにより、例えばエンジンオイルの粘度が高くなり回転数が上昇し難いことが予想される、例えば摂氏−３０度等である低温時であっても、トルクが増加するようにモータが制御されることによって、速やかに内燃機関を始動することができ、実用上非常に有利である。
【００２７】
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、前記内燃機関を始動可能な前記回転数である目標回転数を設定する回転数設定手段と、前記設定された目標回転数に達するように前記モータを制御するモータ制御手段とを含む。
【００２８】
この態様によれば、回転数設定手段は、内燃機関を始動可能な回転数である目標回転数を設定する。ここに、本発明に係る「目標回転数」とは、典型的には、内燃機関を始動可能な気筒内圧力を得るために必要な回転数であるが、該回転数より所定値だけ大きい回転数であってもよい。モータ制御手段は、設定された目標回転数に達するようにモータを制御する。
【００２９】
これにより、例えば、所定時間内に確実に内燃機関を始動させることができる。或いは、効率的に内燃機関の回転数を上昇させて目標回転数に達するようにモータを制御することができ、エネルギー消費の増加を抑制することが可能となる。
【００３０】
この態様では、前記内燃機関を始動する際に、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を更に備え、前記回転数設定手段は、少なくとも前記検出された濃度に応じて、前記目標回転数を設定してもよい。
【００３１】
このように構成すれば、アルコール濃度に応じて、適切且つ確実に、内燃機関を始動させることができ、実用上非常に有利である。一般に、アルコールはガソリンに比べて揮発性が低いため、内燃機関の回転数を増加しなければ、内燃機関を始動可能な気筒内圧力を得ることが困難である。そして、内燃機関を始動可能な気筒内圧力を得ることができる回転数は、アルコール濃度に応じていることが、本願発明者の研究により判明している。
【００３２】
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。回転数設定手段は、少なくとも検出された濃度に応じて目標回転数を設定する。尚、回転数設定手段は、検出された濃度に加えて、例えば内燃機関の温度に応じて、即ち、濃度及び温度に応じて目標回転数を設定してもよい。
【００３３】
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よう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の内燃機関の始動制御装置に係る実施形態を、図１乃至図７を参照して説明する。尚、以下の実施形態では、本発明の内燃機関の一例として、エンジンを例に挙げる。
【００３５】
（始動制御装置の構成）
先ず、図１を参照して本実施形態に係るエンジンの始動制御装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係るエンジンの始動制御装置のブロック図である。
【００３６】
図１において、始動制御装置１は、エンジン１１と、少なくともエンジン１１が始動するまでの間、シャフト１３を介してエンジン１１を回転させる、本発明に係る「モータ」の一例としてのモータ・ジェネレータ（ＭＧ）１２と、アルコールを含んでなる燃料１４１を貯留すると共に、デリバリーパイプ１５を介してエンジン１１に燃料１４１を供給可能な燃料タンク１４とを備える、例えばハイブリッド車等の車両に搭載されている。
【００３７】
始動制御装置１は、エンジン１１の回転数を検出する回転数センサ２１と、エンジン１１の温度を検出する温度センサ２２と、燃料１４１に含まれるアルコールの濃度を検出する濃度センサ２３と、ＥＣＵ３０とを備える構成されている。ＥＣＵ３０は、回転数設定部３１１、モータ制御部３１２及び判定部３１３を有するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３１０と、変動割合検出部３２０と、記憶部３３０と、入出力部３４０とを備えて構成されている。
【００３８】
変動割合検出部３２０は、回転数センサ２１からのエンジン１１の回転数を示す信号に基づいて、例えば単位時間当たりの回転数の変動である変動割合を検出する。記憶部３３０は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、バックアップＲＯＭ、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリである。
【００３９】
尚、本実施形態に係る「温度センサ２２」、「濃度センサ２３」、「ＣＰＵ３１０」、「回転数設定部３１１」、「モータ制御部３１２」、「判定部３１３」及び「変動割合検出部３２０」は、夫々、本発明に係る「温度検出手段」、「アルコール濃度検出手段」、「制御手段」、「回転数設定手段」、「モータ制御手段」、「判定手段」及び「変動割合検出手段」の一例である。本実施形態では、各種電子制御用のＥＣＵ３０の一部を、制御装置の一部として用いている。
【００４０】
（始動制御処理）
次に、以上のように構成されたエンジン１１の始動制御装置１が搭載された車両において、ＥＣＵ３０が実行する始動制御処理を図２のフローチャートを用いて説明する。この始動制御処理は、主に車両の走行が開始される場合に、或いは、車両がモータ・ジェネレータ１２のみで走行している場合に、エンジン１１が始動される際に実行される。
【００４１】
図２において、先ず、温度センサ２２は、エンジン１１の温度を検出する（ステップＳ１０１）。続いて、判定部３１３は、検出された温度が、例えば摂氏−２０度である温度閾値より低いか否かを判定する（ステップＳ１０２）。温度閾値より高いと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、モータ制御部３１２は、例えば、図３（ａ）において実線ａで示す、通常の始動時におけるトルクが出力されるようにモータ・ジェネレータ１２を制御して、エンジン１１のクランキングを開始する（ステップＳ１０７）。
【００４２】
ここに、図３（ａ）は、本実施形態において、エンジン１１を始動させる際に、モータ・ジェネレータ１２から出力されるトルクの時間変化の一例を示す概念図であり、図３（ｂ）は、エンジン１１の回転数の時間変化の一例を示す概念図である。尚、図３（ｂ）における帯Ｒは、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を示している。こ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。また、図３（ｂ）におけるエンジン回転数ｒ１及びｒ２は、回転数設定部３１１によって設定された目標回転数を示している。エンジン回転数ｒ１は、通常の始動時における目標回転数を示しており、エンジン回転数ｒ２は、後述する低温且つアルコールの濃度が検出された場合における目標回転数を示している。
【００４３】
本実施形態に係る車両の駆動系では、エンジン１１から、図示しない車輪までの間にクラッチが介在していないため、クランキングによるエンジン１１の振動数が、駆動系を構成する少なくとも一つの部品の固有振動数近傍になることによって共振が生じると考察される。
【００４４】
再び図２に戻り、検出された温度が温度閾値より低いと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、判定部３１３は、燃料１４１に含まれるアルコールの濃度を検出可能であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。尚、濃度を検出可能であるか否かは、例えば、濃度センサ２３の応答があるか否かによって判定すればよい。
【００４５】
検出可能であると判定された場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、濃度センサ２３は、燃料１４１に含まれるアルコールの濃度を検出する（ステップＳ１０４）。次に、回転数設定部３１１は、検出された濃度及び検出された温度に応じて目標回転数を、例えば図３（ａ）におけるエンジン回転数ｒ２になるように、設定する。続いて、モータ制御部３１２は、検出された温度に応じてモータ・ジェネレータ１２のトルクが可変すると共に、所定時間内に設定された目標回転数に達するように、例えば図３（ａ）において破線ｄで示すような、トルクが出力されるようにモータ・ジェネレータ１２を制御して、エンジン１１のクランキングを開始する（ステップＳ１０５）。
【００４６】
ここで、アルコールの濃度及びエンジン１１の温度と、エンジン１１を始動させるために必要なクランキング回転数との対応関係について、図４及び図５を参照して説明する。ここに、図４は、アルコールの濃度及びクランキング回転数間の対応関係の一例を示す特性図であり、図５は、エンジン１１の温度及びクランキング回転数間の対応関係の一例を示す特性図である。
【００４７】
図４における実線Ｔ１は、摂氏−３０度における対応関係を示しており、破線Ｔ２は、摂氏−１０度における対応関係を示しており、一点鎖線Ｔ３は、摂氏２５度における対応関係を示している。図４に示すように、いずれの温度においてもアルコールの濃度が高くなるに従って、クランキング回転数が増加していることがわかる。そして、温度が低くなるほど、増加が顕著になっている。
【００４８】
図５における実線Ｅ８５は、アルコール濃度８５％の燃料の対応関係を示しており、破線Ｅ２０は、アルコール濃度２０％の燃料の対応関係を示しており、一点鎖線Ｅ１０は、アルコール濃度１０％の燃料の対応関係を示している。図５に示すように、いずれの濃度においてもエンジン１１の温度が低くなるに従って、クランキング回転数が増加している。そして、アルコール濃度が高くなるほど、増加が顕著になっている。
【００４９】
図４及び図５に示したような対応関係は、アルコールの揮発性がガソリンの揮発性より低いことに起因している。即ち、クランキング回転数を増加して、気筒内の圧力を上昇させることによって、気筒内の空気の温度を高くしなければ、アルコールが十分に気化しないことに起因している。
【００５０】
ここで、クランキング回転数とエンジン１１の気筒内の圧力との対応関係について、図６及び図７を参照して説明する。ここに、図６は、アルコール濃度８５％の燃料を用いた場合に、エンジン１１を始動させるために必要なクランキング回転数及びエンジン１１の気筒内の圧力間の対応関係の一例を示す特性図であり、図７は、摂氏−３０度において、エンジン１１を始動させるために必要なクランキング回転数及びエンジン１１の気筒内の圧力間の対応関係の一例を示す特性図である。
【００５１】
図６における各点ＰＴ１、ＰＴ２及びＰＴ３は、夫々、摂氏−３０度、摂氏−１０度及び摂氏２５度において、エンジン１１を始動させるために必要な気筒内の圧力を示している。図６に示すように、エンジン１１の温度が低いほど、気筒内の圧力が高いことがわかる。
【００５２】
図７における各点ＰＥ８５、ＰＥ５０及びＰＥ２０は、夫々、アルコール濃度８５％、５０％及び２０％の燃料を用いた場合に、エンジン１１を始動させるために必要な気筒内の圧力を示している。図７に示すように、アルコールの濃度が高いほど、気筒内の圧力が高いことがわかる。
【００５３】
従って、回転数設定部３１１は、例えば、アルコールの濃度及びエンジン１１の温度を変数とする演算式によって、エンジン１１を始動させるために必要な気筒内の圧力を求め、該求めた圧力を得られるクランキング回転数を演算して目標回転数を設定する。或いは、図４及び図５に示したような特性図をマップとして記憶部３３０に予め格納しておき、検出された濃度及び検出された温度に基づいて、格納されているマップからエンジン１１を始動させるために必要なクランキング回転数を取得して、該取得したクランキング回転数を目標回転数として設定する。尚、アルコールの濃度を検出できないと判定された場合は、回転数設定部３１１は、例えば、アルコールの濃度を予め定められた固定値（例えば、０％等）として、目標回転数を設定すればよい。
【００５４】
再び図２に戻り、アルコールの濃度を検出できないと判定された場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、回転数設定部３１１は、検出された温度に応じて、目標回転数を設定する。続いて、モータ制御部３１２は、検出された温度に応じてモータ・ジェネレータ１２のトルクが可変すると共に、所定時間内に設定された目標回転数に達するように、例えば図３（ａ）においてニ点鎖線ｃで示すような、トルクが出力されるようにモータ・ジェネレータ１２を制御して、エンジン１１のクランキングを開始する（ステップＳ１０４）。
【００５５】
尚、ここでは、目標回転数は、エンジン回転数ｒ１として設定されている。また、図３（ａ）における二点鎖線ｃは、エンジン１１のクランキング開始当初は、図３（ａ）における破線ｄと同様に変化し、途中から実線ａと同様に変化している。
【００５６】
次に、ステップＳ１０５、Ｓ１０６又はＳ１０７の処理によって、エンジン１１のクランキングが開始された後であって、エンジン１１の回転数が共振回転数領域の下限値に達するまでに、変動割合検出部３２０は、回転数センサ２１からのエンジン１１の回転数を示す信号に基づいて、回転数の変動割合を検出する（ステップＳ１０８）。続いて、判定部３１３は、検出された変動割合が変動閾値より小さいか否かを判定する（ステップＳ１０９）。
【００５７】
変動閾値より小さいと判定された場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、モータ制御部３１２は、回転数の変動割合が増加するようにモータ・ジェネレータ１２を制御する（ステップＳ１１０）。具体的には例えば、図３（ｂ）における実線ａで示すように回転数が変化している場合、時刻ｔ１以降に一点鎖線ｂで示すように回転数が変化するように、図３（ａ）における一点鎖線ｂで示すようなトルクが出力されるようにモータ・ジェネレータ１２を制御する。一方、変動閾値より大きいと判定された場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、一旦処理を終了する。
【００５８】
以上の結果、本実施形態に係る始動制御装置１によれば、共振回転数領域に長時間留まることを回避しつつ、エネルギー消費の増加を抑制することができる。
【００５９】
尚、本実施形態では、燃料１４１に含まれるアルコールの濃度を濃度センサ２３により直接的に検出しているが、例えば、空燃比センサなどによって空燃比を検出して、該検出された空燃比に基づいてアルコールの濃度を検出又は推定してもよい。具体的には、空燃比の変動と燃料の供給量とからアルコールの濃度を検出又は推定すればよい。これは、上述の如く、アルコールはガソリンに比べて揮発性が低いので、所定の空燃比にするためには、ガソリンのみの燃料に比べて多く燃料を供給しなければならないことに起因する。この場合は、前回のエンジン１１の運転時にアルコールの濃度を検出又は推定することになる。また、この場合に、ステップＳ１０３において「アルコール濃度検出不可」と判定される場合は、例えば、前回のエンジン１１の運転時から長時間（例えば、１日）経過している場合等である。
【００６０】
尚、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】
【００６１】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの始動制御装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るＥＣＵが実行する始動制御処理を示すフローチャートである。
【図３】図３（ａ）は、本発明の実施形態において、エンジンを始動させる際に、モータ・ジェネレータから出力されるトルクの時間変化の一例を示す概念図であり、図３（ｂ）は、エンジンの回転数の時間変化の一例を示す概念図である。
【図４】アルコールの濃度及びクランキング回転数間の対応関係の一例を示す特性図である。
【図５】エンジンの温度及びクランキング回転数間の対応関係の一例を示す特性図である。
【図６】アルコール濃度８５％の燃料を用いた場合に、エンジンを始動させるために必要なクランキング回転数及びエンジンの気筒内の圧力間の対応関係の一例を示す特性図である。
【図７】摂氏−３０度において、エンジンを始動させるために必要なクランキング回転数及びエンジンの気筒内の圧力間の対応関係の一例を示す特性図である。
【符号の説明】
【００６２】
１…始動制御装置、１１…エンジン、１２…モータ・ジェネレータ、１３…シャフト、１４…燃料タンク、１５…デリバリーパイプ、２１…回転数センサ、２２…温度センサ、２３…濃度センサ、３０…ＥＣＵ、１４１…燃料、３１０…ＣＰＵ、３１１…回転数設定部、３１２…モータ制御部、３１３…判定部、３２０…変動割合検出部、３３０…記憶部
【図１】
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【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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