(57)【要約】【課題】内燃機関の始動時に迅速に内燃機関の出力軸の回転位置を検出することにより内燃機関の始動性を向上させる。【解決手段】エンジンの運転を停止するときに、エンジンを始動する際のタイミングロータの基準位置である欠歯の検出に必要なマスク時間と制御遅れ時間とからなる準備時間内にクランクシャフトが回転すると想定される角度（β＋γ）とタイミングロータの基準位置を検出するのに必要な角度αとの和を３６０°ＣＡから減じて定めた停止位置ＣＡｐ＊からそれよりも所定角度ΔＣＡだけ前の位置までの目標停止範囲内でクランクシャフトの回転停止に伴ってタイミングロータの基準位置が停止するようエンジンとモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御する。これにより、エンジンを始動する際には、クランクシャフトの回転位置を迅速に検出することができ、エンジンの始動性を向上することができる。【選択図】図７
2009275635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸にトルクを出力可能な電動機と、を備える内燃機関装置であって、
所定の回転位置を基準位置として前記内燃機関の出力軸と同期して回転する回転体の該基準位置からの回転量に基づいて前記出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記内燃機関の運転を停止するときに、前記内燃機関の始動開始時に制御の準備に必要な準備時間内に前記内燃機関の出力軸が回転すると想定される角度と前記基準位置であるのを検出するのに必要な角度との和の角度だけ前記基準位置より前の回転位置から該回転位置よりも所定角度だけ前の回転位置までの範囲内で前記内燃機関の運転の停止に伴って前記出力軸の回転が停止するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する停止時制御手段と、
を備える内燃機関装置。
【請求項２】
前記準備時間は、前記内燃機関のクランキングの開始時に外乱による影響を排除するために一時的に前記回転位置検出手段からの検出信号をマスクする時間と制御遅れによる時間との和である請求項１記載の内燃機関装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の内燃機関装置であって、
前記回転位置検出手段は、前記基準位置を除いて単位角度毎に設けられた複数の歯を有する回転体を備える手段であり、
前記基準位置であるのを検出するのに必要な角度は、前記基準位置の角度と前記単位角度との和の角度である、
内燃機関装置。
【請求項４】
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸にトルクを出力可能な電動機と、所定の回転位置を基準位置として前記内燃機関の出力軸と同期して回転する回転体の該基準位置からの回転量に基づいて前記出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、を備える内燃機関装置の制御方法であって、
前記内燃機関の運転を停止するときに、前記内燃機関の始動開始時に制御の準備に必要な準備時間内に前記内燃機関の出力軸が回転すると想定される角度と前記基準位置であるのを検出するのに必要な角度との和の角度だけ前記基準位置より前の回転位置から該回転位置よりも所定角度だけ前の回転位置までの範囲内で前記内燃機関の運転の停止に伴って前記出力軸の回転が停止するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする内燃機関装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関装置およびその制御方法に関し、詳しくは、内燃機関と当該内燃機関の出力軸にトルクを出力可能な電動機とを備える内燃機関装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の内燃機関装置としては、エンジンのクランクシャフトを回転可能に接続されたモータジェネレータを備え、エンジンを停止するときにモータジェネレータから回転駆動力を付与することによりクランクシャフトを所定の位置に停止させるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この内燃機関装置では、エンジンを停止する際に、エンジンの始動時に圧縮行程における上死点の乗り越しが容易となるクランク角度の停止位置（例えば、４気筒エンジンの場合、クランク角度約９０°ＣＡ〜１２０°ＣＡの範囲内）に停止させることで、エンジンの再始動時に必要となるモータジェネレータからのトルクを小さくして始動性を向上している。
【特許文献１】特開２００４−２６３５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の内燃機関装置では、エンジンの始動時の回転数を迅速に上昇させることができるが、クランクシャフトの回転位置を検出するクランク角センサによってはエンジンの始動性を向上させることができない場合が生じる。例えば、クランク角センサとして、１０°毎に歯を形成すると共にその一部に基準位置として３０°分の欠歯を形成してなるタイミングロータを有するものを用いる場合、エンジンの始動時に基準位置を検出した後でなければ、燃料噴射や点火のタイミングを得ることができないため、エンジンの始動時におけるタイミングロータの基準位置の停止位置によってはエンジンの始動に時間を要する場合が生じる。即ち、４気筒エンジンを備えた上述の内燃機関装置では、１８０°毎に始動に適した停止位置が存在することになるが、こうした位置に停止していたとしても、基準位置の検出は３６０°毎にしかできないため、エンジンの始動時におけるタイミングロータの基準位置の停止位置によっては１８０°回転する分だけ基準位置の検出が遅れることになり、始動に時間を要する場合が生じてしまう。
【０００４】
本発明の内燃機関装置およびその制御方法は、内燃機関の始動時に迅速に内燃機関の出力軸の回転位置を検出することにより内燃機関の始動性を向上させることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の内燃機関装置およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の内燃機関装置は、
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸にトルクを出力可能な電動機と、を備える内燃機関装置であって、
所定の回転位置を基準位置として前記内燃機関の出力軸と同期して回転する回転体の該基準位置からの回転量に基づいて前記出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記内燃機関の運転を停止するときに、前記内燃機関の始動開始時に制御の準備に必要な準備時間内に前記内燃機関の出力軸が回転すると想定される角度と前記基準位置であるのを検出するのに必要な角度との和の角度だけ前記基準位置より前の回転位置から該回転位置よりも所定の角度だけ前の回転位置までの範囲内で前記内燃機関の運転の停止に伴って前記出力軸の回転が停止するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する停止時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の内燃機関装置では、内燃機関の運転を停止するときに、内燃機関の始動開始時に制御の準備に必要な準備時間内に内燃機関の出力軸が回転すると想定される角度と基準位置であるのを検出するのに必要な角度との和の角度だけ基準位置より前の回転位置からこの回転位置よりも所定の角度だけ前の回転位置までの範囲内で内燃機関の運転の停止に伴って出力軸の回転が停止するよう内燃機関と電動機とを制御する。これにより、内燃機関の出力軸の回転位置を迅速に検出することができるので、内燃機関の始動性を向上することができる。
【０００８】
こうした本発明の内燃機関装置において、前記準備時間は、前記内燃機関のクランキングの開始時に外乱による影響を排除するために一時的に前記回転位置検出手段からの検出信号をマスクする時間と制御遅れによる時間との和であるものとすることもできる。
【０００９】
さらに、本発明の内燃機関装置において、前記回転位置検出手段は、前記基準位置を除いて所定角度毎に設けられた複数の歯を有する回転体を備える手段であり、前記基準位置であるのを検出するのに必要な角度は前記基準位置の角度と前記所定角度との和の角度であるものとすることもできる。
【００１０】
本発明の内燃機関装置の制御方法は、
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸にトルクを出力可能な電動機と、所定の回転位置を基準位置として前記内燃機関の出力軸と同期して回転する回転体の該基準位置からの回転量に基づいて前記出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、を備える内燃機関装置の制御方法であって、
前記内燃機関の運転を停止するときに、前記内燃機関の始動開始時に制御の準備に必要な準備時間内に前記内燃機関の出力軸が回転すると想定される角度と前記基準位置であるのを検出するのに必要な角度との和の角度だけ前記基準位置より前の回転位置から該回転位置よりも所定の角度だけ前の回転位置までの範囲内で前記内燃機関の運転の停止に伴って前記出力軸の回転が停止するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする。
【００１１】
この本発明の内燃機関装置の制御方法では、内燃機関の運転を停止するとき、内燃機関の始動開始時に制御の準備に必要な準備時間内に内燃機関の出力軸が回転すると想定される角度と基準位置であるのを検出するのに必要な角度との和の角度だけ基準位置より前の回転位置からこの回転位置よりも所定の角度だけ前の回転位置までの範囲内で内燃機関の運転の停止に伴って出力軸の回転が停止するよう内燃機関と電動機とを制御する。これにより、内燃機関の出力軸の回転位置を迅速に検出することができるので、内燃機関の始動性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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】
【００１３】
図１は本発明の一実施としての内燃機関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を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、車両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。
【００１４】
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、エアクリーナにより清浄された空気をスロットルバルブを介して吸入し、吸入された空気とガソリンとの混合気を燃料室で爆発燃焼させて、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ＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランク角ＣＡ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、燃料噴射弁への駆動信号や、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル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。図２は、クランクポジションセンサ１４０の構成の概略を示す構成図である。図示するように、クランクポジションセンサ１４０は、クランクシャフト２６と回転同期して回転するように取り付けられて１０°毎に歯が形成されると共に基準位置検出用に２つ分（３０°分）の欠歯を形成したタイミングロータ１４２と電磁ピックアップ１４４とを有し、クランクシャフト２６が１０°回転する毎に整形波を生じさせる。なお、エンジンＥＣＵ２４では、このクランクポジションセンサ１４０からの整形波に基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅとして計算している。
【００１５】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭ
Ｇ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００１６】
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。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。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。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００１７】
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、必要に応じてバッテリ５０の状態に関する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。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
【００１８】
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。
【００１９】
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動力分配統合機構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動力分配統合機構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。
【００２０】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にエンジン２２の運転を停止する際の動作について説明する。図３はハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるエンジン停止時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。図３のエンジン停止時駆動制御ルーチンは、エンジン２２の運転停止の要求がなされたとき、例えばバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が充電不要な所定残容量以上で要求動力がエンジン停止用に設定されたエンジン停止動力未満になったときや図示しないモータ走行スイッチを運転者が操作したときなどに実行される。
【００２１】
エンジン停止時駆動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、まず、エンジン２２の運転を停止するエンジン停止指令をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に（ステップＳ１００）、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，エンジン２２の回転数Ｎｅ，クランクシャフト２６のクランク角ＣＡ，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する処理を実行する（ステップＳ１１０）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクポジションセンサ１４０により検出されたクランクポジションに基づいて算出されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとし、クランク角ＣＡは、クランクポジションセンサ１４０により検出されたクランクポジションを基準角度からの角度として算出されたものをエンジン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。さらに、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と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。なお、エンジン停止指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、燃料噴射制御や点火制御を停止してエンジン２２の運転を停止する。
【００２２】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度ＡｃｃやブレーキペダルポジションＢＰ，車速Ｖに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された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Ｔｒ＊を設定する（ステップＳ１２０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度ＡｃｃやブレーキペダルポジションＢＰ，車速Ｖ，要求トルクＴｒ＊の関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度ＡｃｃやブレーキペダルポジションＢＰ，車速Ｖが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図４に要求トルク設定用マップの一例を示す。続いて、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅが予め定められた閾値Ｎｒｅｆより小さいか否かを判定し（ステップＳ１３０）、回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆより小さくないと判定されたときには、エンジン２２の回転数Ｎｅに基づいてモータＭＧ１から出力すべきトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１４０）。モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２の回転数Ｎｅとの関係の一例を図５（ａ）および図５（ｂ）に示す。図示するように、ステップＳ１４０において、トルク指令Ｔｍ１＊は、共振現象を生じさせるエンジン２２の回転領域（共振帯）を素早く通過してエンジン２２の回転をスムーズに引き下げるよう設定される。ここで、閾値Ｎｒｅｆは、共振帯の下限の回転数よりも低い回転数として設定される。
【００２３】
こうしてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると、設定したトルク指令Ｔｍ１＊と要求トルクＴｒ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとに基づいて要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力するためにモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（１）により設定し（ステップＳ１６０）、モータＭＧ２のトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（２）および式（３）により計算すると共に（ステップＳ１７０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（４）によりトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１８０）。モータＭＧ１からのトルクによりエンジン２２の回転数Ｎｅを引き下げる際の動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を図６に示す。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。Ｓ軸上の矢印は、エンジン２２の回転数Ｎｅを引き下げるためにモータＭＧ１から出力するトルクを示し、Ｒ軸上の２つの矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクがリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとモータＭＧ２から出力されるトルクが減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクを示す。なお、式（１）は、この共線図から容易に導き出すことができる。
【００２４】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (1)
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (2)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tmax),Tmin) (4)
【００２５】
こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ１９０）。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う。そして、エンジン回転数Ｎｅが値０か否かを判定する（ステップＳ２００）。いま、ステップＳ１３０でエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆより小さくないと判定したときを考えているから、ステップＳ２００で回転数Ｎｅは値０ではないと判定し、ステップＳ１１０に戻って処理を繰り返す。
【００２６】
このような処理を繰り返すうちに、ステップＳ１３０でエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ以下に至ったと判定したときには、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転が停止したときにタイミングロータ１４２の基準位置が次回のエンジン２２の始動に適した所定の目標停止範囲内に位置するようステップＳ１１０で入力したエンジン２２の回転数Ｎｅとクランク角ＣＡとに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（ステップＳ１５０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊を用いてステップＳ１６０〜Ｓ２００の処理を実行する。ここで、実施例のステップＳ１５０では、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ以下に至ってから所定時間内にタイミングロータ１４２の基準位置を目標停止範囲内に停止させるためのトルク指令Ｔｍ１＊とクランク角ＣＡとの関係を予め定めてトルク指令設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、クランク角ＣＡが与えられると記憶したマップから対応するトルク指令Ｔｍ１＊を導出して設定するものとした。また、目標停止範囲は、エンジン２２を始動する際にクランクポジションセンサ１４０を構成するタイミングロータ１４２の基準位置（欠歯）の迅速な検出を可能とする停止位置ＣＡｐ＊を含む所定範囲、即ち停止位置ＣＡｐ＊からそれよりも所定角度ΔＣＡ（例えば、２０°〜４０°）だけ手前の位置までの範囲とされる。なお、停止位置ＣＡｐ＊については後述する。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが値０になるまで上述の処理を繰り返し、ステップＳ２００で回転数Ｎｅが値０と判定されると、エンジン停止時駆動制御ルーチンを終了する。このようにクランク角ＣＡに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定して駆動することにより、エンジン２２を所定の目標停止位置近傍に停止させることができる。エンジン２２を停止する際のエンジン２２の回転数ＮｅやモータＭＧ１のトルクＴｍ１に対するクランク角ＣＡの時間変化の様子の一例を図５（ｃ）に示す。
【００２７】
次に、図７を参照しながら、エンジン２２を始動する際にクランクポジションセンサ１４０を構成するタイミングロータ１４２の基準位置（欠歯）の迅速な検出を可能とする停止位置ＣＡｐ＊の設定手順について説明する。図７は、モータＭＧ１によりエンジン２２をクランキングして始動させる際にクランク角ＣＡが変化する様子の一例を示す説明図である。エンジン２２の始動指示がなされたのに伴って時刻ｔ０にモータＭＧ１によるクランキングが開始されると、図７に示すように、クランクシャフト２６の回転と共にクランク角ＣＡが変化していくことになるが、クランクシャフト２６の回転開始直後には電磁ピックアップ１４４からの信号へのノイズの重畳等を考慮してクランクポジションセンサ１４０からの整形波をマスクすることが好ましい。また、クランク角ＣＡを検出するに際しては、主にクランクポジションセンサ１４０とエンジンＥＣＵ２４との間の通信遅れからなる制御遅れを考慮する必要がある。従って、時刻ｔ０にモータＭＧ１によるエンジン２２のクランキングが開始された後、クランクポジションセンサ１４０からの整形波をマスクする時間（例えば、１００〜２００ｍｓｅｃ、以下「マスク時間」という）が経過し（時刻ｔ１）、更に制御遅れに相当する時間（以下「制御遅れ時間」という）が経過した時刻ｔ２になって初めてタイミングロータ１４２基準位置（欠歯）を精度よく検出できるようになる。即ち、エンジン２２のクランキングが開始された時刻ｔ０から時刻ｔ２までの時間は、タイミングロータ１４２の基準位置（欠歯）の検出に要求される準備時間となる。また、実施例のクランクポジションセンサ１４０を用いた場合、タイミングロータ１４２の基準位置（欠歯）は、タイミングロータ１４２の欠歯と当該欠歯の回転方向下流側の一つの歯が電磁ピックアップ１４４の検知部を通過した段階で検出される。従って、タイミングロータ１４２が最低でも欠歯の角度（実施例では３０°）と１歯分の角度（実施例では１０°）との和である角度αだけ回転しないと、タイミングロータ１４２の基準位置（欠歯）を検出できないことになる。この結果、時刻ｔ０にモータＭＧ１によるエンジン２２のクランキングが開始された後、上記マスク時間と制御遅れ時間との和である準備時間が経過し（時刻ｔ２）、さらにモータＭＧ１によるエンジン２２のクランキングに伴ってタイミングロータ１４２（クランクシャフト２６）が上記角度αだけ回転するのに要する時間が経過した時刻ｔ３が、タイミングロータ１４２の基準位置（欠歯）を精度よく検出可能な最も早いタイミングとなる。これらを踏まえて、実施例では、モータＭＧ１によるエンジン２２のクランキングに伴って上記マスク時間中にタイミングロータ１４２が回転する角度βと上記制御遅れ時間中にタイミングロータ１４２が回転する角度γとを実験・解析により求めた上で、３６０°ＣＡから角度αと角度βと角度γとの和を減じた値を停止位置ＣＡｐ＊として定めている。これにより、クランクシャフト２６の回転が停止したときに、タイミングロータ１４２の基準位置である欠歯が常に停止位置ＣＡｐ＊からそれよりも所定角度ΔＣＡだけ手前の位置までの目標停止範囲内にあるようにすれば、例えば、図７において破��で示すように、タイミングロータ１４２の欠歯が停止位置ＣＡｐ＊よりも大幅に手前に位置する状態でクランクシャフト２６が停止した場合に比べて、精度よく速やかに（図７の例では、時間（ｔ５−ｔ３）だけ早く）タイミングロータ１４２の基準位置（欠歯）を検出することが可能となる。そして、このようにタイミングロータ１４２の基準位置（欠歯）を迅速に検出することでエンジン２２の始動時間を短縮することが可能となる。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の運転停止時にクランクシャフト２６（タイミングロータ１４２の基準位置）が概ね同一の位置にあることになるので、例えば、エンジン２２の始動に際して燃料噴射の開始時におけるクランクシャフト２６の回転数Ｎｅを概ね一定にすることができ、エンジン２２の始動を安定して実行することが可能となる。
【００２８】
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の運転を停止するときに、エンジン２２を始動する際のタイミングロータ１４２の基準位置の検出に必要なマスク時間と制御遅れ時間とからなる準備時間内にエンジン２２のクランクシャフト２６が回転すると想定される角度（角度β＋角度γ）とタイミングロータ１４２の基準位置（欠歯）を検出するのに必要な角度（角度α）との和の角度を３６０°ＣＡから減じて定めた停止位置ＣＡｐ＊を含む所定範囲、即ち停止位置ＣＡｐ＊からそれよりも所定角度ΔＣＡだけ手前の位置までの目標停止範囲内でクランクシャフト２６の回転の停止に伴ってタイミングロータ１４２の基準位置である欠歯が停止するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するから、次にエンジン２２を始動する際には、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を迅速に検出することができ、エンジン２２の始動性を向上することができる。
【００２９】
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１が「電動機」に相当し、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出するクランクポジションセンサ１４０が「回転位置検出手段」に相当し、エンジン２２の運転を停止するときに、エンジン２２の始動開始時に制御の準備に必要な準備時間内にクランクシャフト２６が回転すると想定される角度（β＋γ）と基準位置であるのを検出するのに必要な角度αとの和の角度だけ基準位置より前の回転位置から当該回転位置よりも所定角度ΔＣＡだけ前の回転位置までの目標停止範囲内でエンジン２２の運転の停止に伴ってクランクシャフト２６の回転が停止するよう図３のエンジン停止時駆動制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、エンジン２２の停止指令を受信してエンジン２２に対する燃料噴射制御や点火制御を停止するエンジンＥＣＵ２４と、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に従ってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するモータＥＣＵ４０とが「停止時制御手段」に相当する。
【００３０】
ただし、「内燃機関」としては、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する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電動機」としては、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１に限定されるものではなく、スタータモータなど内燃機関の出力軸にトルクを出力可能なものであれば如何なる電動機でも構わない。「回転位置検出手段」としては、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出するクランクポジションセンサ１４０に限定されるものではなく、所定の回転位置を基準位置として内燃機関の出力軸と同期して回転する回転体の基準位置からの回転量に基づいて出力軸の回転位置を検出するものであれば如何なるものでも構わない。「停止時制御手段」としては、内燃機関の始動開始時に制御の準備に必要な準備時間内に内燃機関の出力軸が回転すると想定される角度と基準位置であるのを検出するのに必要な角度との和の角度だけ基準位置より前の回転位置から回転位置よりも所定角度だけ前の回転位置までの範囲内で内燃機関の運転の停止に伴って出力軸の回転が停止するよう内燃機関と電動機とを制御するものであれば、単一の電子制御ユニットといったようなハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０との組み合わせ以外の如何なるものでも構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００３１】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、内燃機関装置の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例としての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】クランクポジションセンサ１４０の構成の概略を示す構成図である。
【図３】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるエンジン停止時駆動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を停止する際のエンジン２２の回転数ＮｅとモータＭＧ１の出力トルクＴｍ１と補正係数ｋとクランク角ＣＡの時間変化の様子を示す説明図である。
【図６】エンジン２２の回転数Ｎｅを引き下げる際の動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。
【図７】モータＭＧ１によりエンジン２２をクランキングして始動させる際にクランク角ＣＡが変化する様子の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
２０  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）、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  動力分配統合機構、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、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、１４０  クランクポジションセンサ、１４２  タイミングロータ、１４４  電磁ピックアップ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【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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