ハイブリッド車のエンジン始動制御装置
【課題】エンジンの始動要求があっても、車両停止時のように駆動力要求がない場合と、モータ走行中のように駆動力要求がある場合とのそれぞれに最適なエンジン始動時の燃料噴射開始時期を与え得る装置を提供する。
【解決手段】燃料噴射手段を有するエンジン（１）と、モータ（２１）とからなる駆動源を備えるハイブリッド車において、駆動力要求がなくかつエンジン（１）の始動要求がある場合と、駆動力要求がありかつエンジン（１）の始動要求がある場合とのいずれにあるかを判定する判定手段と、 この判定結果より駆動力要求がなくエンジンの始動要求がある場合に、駆動力要求がありかつエンジンの始動要求がある場合よりもエンジン始動時の燃料噴射開始時期を遅らせる噴射開始時期変更手段（４５）とを備える。
【解決手段】燃料噴射手段を有するエンジン（１）と、モータ（２１）とからなる駆動源を備えるハイブリッド車において、駆動力要求がなくかつエンジン（１）の始動要求がある場合と、駆動力要求がありかつエンジン（１）の始動要求がある場合とのいずれにあるかを判定する判定手段と、 この判定結果より駆動力要求がなくエンジンの始動要求がある場合に、駆動力要求がありかつエンジンの始動要求がある場合よりもエンジン始動時の燃料噴射開始時期を遅らせる噴射開始時期変更手段（４５）とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はハイブリッド車のエンジン始動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクセルペダルの踏み込み量やアクセルペダルの踏み込み量の変化速度に応じてエンジン始動時の燃料噴射開始時期を変化させ、アクセルペダルの踏み込み量が大きいほどまたはアクセルペダルの踏み込み量の変化速度が大きいほどエンジン始動時の燃料噴射開始時期を早くすることによりトルクショックとレスポンスの両立を図るものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１３２３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ハイブリッド車でのエンジン始動時に、車両停止時にエンジン始動を行いたい場合と、モータ走行中にエンジン始動を行いたい場合との異なる２つのケースがあり、いずれのケースでもエンジン始動時の燃料噴射開始時期を同じにするのでは、加速要求と排気性能とをバランスさせることができない。
【０００５】
しかしながら、上記２つのケースのそれぞれに最適なエンジン始動時の燃料噴射開始時期があることに着目する技術は開示されていない。
【０００６】
そこで本発明は、エンジンの始動要求があっても、車両停止時のように駆動力要求がない場合と、モータ走行中のように駆動力要求がある場合との異なる２つのケースに対してそれぞれに最適なエンジン始動時の燃料噴射開始時期を与え得る装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００８】
本発明は、燃料噴射手段（５）を有するエンジン（１）と、モータ（２１）とからなる駆動源を備えるハイブリッド車において、ドライバの駆動力要求がなくかつエンジン（１）の始動要求がある場合と、ドライバの駆動力要求がありかつエンジン（１）の始動要求がある場合とのいずれにあるかを判定し、この判定結果よりドライバの駆動力要求がなくエンジン（１）の始動要求がある場合に、ドライバの駆動力要求がありかつエンジン（１）の始動要求がある場合よりもエンジン始動時の燃料噴射開始時期を遅らせるように構成する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ドライバの駆動力要求がなくかつエンジンの始動要求がある場合に、ドライバの駆動力要求がありかつエンジンの始動要求がある場合よりもエンジン始動時の燃料噴射開始時期を遅らせるので、ドライバの駆動力要求がなくかつエンジンの始動要求がある場合には始動時に燃料噴霧の霧化が促進され、始動時の排気性能が向上すると共に、ドライバの駆動力要求がありかつエンジンの始動要求がある場合にはドライバの加速要求に迅速に応えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態のハイブリッド車の全体構成図である。
【図２】エンジン制御装置の概略構成図である。
【図３】第１実施形態の始動時噴射制御を説明するためのフローチャートである。
【図４】第２実施形態の始動時噴射制御を説明するためのフローチャートである。
【図５】車両停止時のモータによるエンジン始動時におけるエンジン、モータの回転速度、燃料噴射状態、吸気管圧力の変化を示すタイミングチャートである。
【図６】モータ走行中の第１クラッチによるエンジン始動時におけるエンジン、モータの回転速度、燃料噴射状態、吸気管圧力の変化を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は本発明の一実施形態のハイブリッド車の全体構成図、図２はエンジン制御装置の概略構成図である。
【００１２】
先に、図２に示すエンジン制御装置を簡単に説明しておくと、空気は吸気通路２のスロットル弁４により調量されてエンジン１の燃焼室に供給される。燃料は燃料噴射弁５（燃料噴射手段）より吸気通路２の吸気ポートに向けて噴射され、吸気ポートを流れる吸入空気に運ばれて燃焼室に導入される。燃料噴射弁５からの燃料噴霧は気化しながら混合気を形成し、点火プラグ６による着火で燃焼し、燃焼後のガスは排気通路３の三元触媒７で浄化される。エアフローメータ１４からの吸入空気量の信号、クランク角センサ１２、１３からのクランク角の信号、水温センサ１５からの冷却水温の信号、触媒上流側の空燃比センサ１６からの空燃比の信号、触媒下流側の酸素濃度センサ１７からの酸素濃度の信号が入力されるエンジンコントローラ１１では、燃料噴射弁５からの燃料噴射と点火プラグ６による点火時期とを制御する。具体的には、燃料噴射制御では、三元触媒７を流れる排気の空燃比が理論空燃比を中心とするウインドウに収まるように燃料噴射弁５からの燃料噴射量を制御する。
【００１３】
図１においてハイブリッド車は、いわゆる１モータ・２クラッチのハイブリッド車（パラレル方式である）２０である。すなわち、１モータ・２クラッチのハイブリッド車２０は、駆動源としてのエンジン１及びモータ２１（モータジェネレータ）と、駆動源からの動力を駆動輪に伝達する変速機２３と、エンジン１及びモータ２１の連結を断接し得る第１クラッチ２４と、モータ２１及び変速機２３の連結を断接し得る第２クラッチ２５とを備えている。詳述すれば、エンジン回転軸２６は、第１クラッチ２４を介してモータ回転軸２７に連結され、モータ回転軸２７は変速機２３の入力側回転軸２８に連結されている。この入力側回転軸２８は、第２クラッチ２５を介して変速機２３の出力側回転軸２９に連結されている。そして、この出力側回転軸２９は、差動歯車装置３０を介して駆動輪３１、３１に連結されている。
【００１４】
アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ５１からの信号、車両の車速を検出する車速センサ５２からの信号、変速機２３の入力側回転軸２８の回転速度を検出する回転速度センサ５３からの信号が入力されるＡＴコントローラ４１では、変速機２３と第２クラッチ２５の断接を制御する。モータ回転軸２７の回転速度を検出する回転速度センサ５４からの信号が入力されるモータコントローラ４２ではインバータ４３を介してモータ２１を制御する。第１クラッチコントローラ４４では、第１クラッチ２４の断接を制御する。
【００１５】
エンジンコントローラ１１、ＡＴコントローラ４１、モータコントローラ４２及び第１クラッチコントローラ４３と統合コントローラ４５との間はＣＡＮ４６で連絡されている。統合コントローラ４５では、４つのコントローラ１１、４１、４２、４４との間で通信を行って、車両の運転状態に応じた走りが得られるようにハイブリッド車を制御する。例えば車両停止状態より走り始めるときには、エンジン１は始動せず、第２クラッチ２５を締結した状態でモータ２１により車両を駆動する。一方、モータ２１による車両走行中にさらにアクセルペダルが踏み込まれドライバに加速要求があることを判定したときには、第１クラッチ２４を締結してエンジン１を始動し、モータ２１の駆動力にエンジン１の駆動力を追加してドライバの加速要求に応える。また、車両の減速時には、第１クラッチ２４を開放し、モータ２１をジェネレータとして働かせることにより駆動軸からの動力を回収する。また、エンジン自動停止条件が成立したときエンジン１をドライバの意思に関係なく自動的に停止し、その後にエンジン再始動条件が成立したとき、エンジン１を自動的に再始動させる、いわゆるアイドルストップ制御も行っている。
【００１６】
統合コントローラ４５では、エンジン１を２通りの方法で始動する。第１のエンジン始動方法は、車両停止時のモータ２１によるエンジン始動である。すなわち、第１クラッチ２４を締結（接続）しかつ第２クラッチ２５を開放した状態で、モータ２１によってトルクをエンジン１に作用させることでクランキングする。具体的にはシフトレバー位置センサ５５により検出される変速機２３のシフトレバーがＰレンジやＮレンジにある車両停車時のエンジン始動時と、車両の運転を開始するに際しての初回のエンジン始動時とにこのモータ２１によるエンジン始動を行う。
【００１７】
第２のエンジン始動方法は、モータ走行中の第１クラッチ２４によるエンジン始動である。すなわち、第１クラッチ２４を開放しかつ第２クラッチ２５を締結してモータ２１により車両走行を行わせている状態で、第１クラッチ２４を締結することによってエンジン１をクランキングする。これは、モータ走行中にアクセルペダルが踏み込まれドライバに加速要求があることを判定したときにエンジン始動を行ってエンジン１を運転し、モータ２１の駆動力にエンジン１の駆動力を加えることによって、ドライバの加速要求に応えるためである。
【００１８】
さて、１モータ・２クラッチのハイブリッド車２０では、車両停止時にエンジン始動要求がある場合に第１クラッチ２４を締結した状態でモータ２１によるエンジン始動を行わせ、またモータ走行中にエンジン始動要求がある場合に第１クラッチ２４を締結することによりエンジン始動を行わせるようにしている。そして、車両停止時にモータ２１によるエンジン始動要求がある場合を考えると、エンジン始動時の燃料噴射開始時期を相対的に遅く設定し、吸気管圧力が大気圧より十分低下したタイミングで燃料噴射を行って燃料の微粒化を促進させ、排気性能を改善することが好ましい。一方、モータ走行中にエンジン始動要求がある場合には、エンジン始動時の燃料噴射開始時期を相対的に早く設定し、ドライバの加速要求に迅速に応えることのほうが好ましい。従って、車両停止時のモータ２１によるエンジン始動要求に合わせてエンジン始動時の燃料噴射開始時期を相対的に遅くしたのでは、モータ走行中にエンジン始動要求がある場合に、燃料噴射の開始が遅すぎてドライバの加速要求に迅速に応えることができない。一方、モータ走行中でのエンジン始動要求に合わせてエンジン始動時の燃料噴射開始時期を相対的に早くしたのでは、車両停止時にモータ２１によるエンジン始動要求がある場合に吸気管圧力が大気圧に近いために燃料の微粒化が促進されず排気性能を改善することができない。このように２つのケースでエンジン始動時の燃料噴射開始時期に対する要求が異なるのに２つのケースでエンジン始動時の燃料噴射開始時期を同じにしたのでは、ドライバの加速要求とエンジン始動時の排気性能とをバランスさせることができない。
【００１９】
そこで本発明では、変速機２３のシフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれかにある車両停止時にエンジン始動要求がある場合（ドライバの駆動力要求がなくかつエンジンの始動要求がある場合）に、変速機２３のシフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれにもないかまたは変速機２３のシフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれかにあっても車両停止時でないときにエンジン始動要求がある場合（ドライバの駆動力要求がありかつエンジンの始動要求がある場合）よりもエンジン始動時の燃料噴射開始時期を遅らせることにより加速要求と排気性能とをバランスさせるようにしている。
【００２０】
統合コントローラ４５で行われるこの制御を図３、図４のフローチャートに基づいて詳述する。
【００２１】
図３、図４は第１、第２の実施形態のエンジン始動時の燃料噴射制御を行わせるためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓｅｃ毎）に実行する。
【００２２】
まず、第１実施形態の図３から説明すると、ステップ１、２ではエンジン始動要求があるか否か、前回にエンジン始動要求があったか否かをみる。ここで、エンジン始動要求がある場合には、車両停止時のモータ２によるエンジン始動要求がある場合と、モータ走行中の第１クラッチ２４によるエンジン始動要求がある場合との両方を含んでいる。このため、後述するステップ３、４においていずれの始動要求がある場合であるのかを判定することとなる。ステップ１でエンジン始動要求がない場合には、そのまま今回の処理を終了する。
【００２３】
今回にエンジン始動要求がありかつ前回にエンジン始動要求がなかった、つまり今回初めてエンジン始動要求があったときにはステップ３、４に進み、シフトレバーがＰレンジ、Ｎレンジのいずれかにあるか否か、車両の停止状態にあるか否かをみる。ここで、シフトレバーがＰレンジ、Ｎレンジのいずれかにあるか否かはＡＴコントローラ４１においてシフトレバー位置センサ５５により検出されている。また、車両が停止状態にあるか否かもＡＴコントローラ４１において判定されている。すなわち、ＡＴコントローラ４１では、車速センサにより検出される車速と所定値（ゼロに近い正の値）との比較により、車速が所定値以下のときに車両が停止状態にあると判定している。
【００２４】
ステップ３、４は車両停止時のモータ２によるエンジン始動要求がある場合であるか、それともモータ走行中の第１クラッチ２４によるエンジン始動要求がある場合であるかを判定する部分である。すなわち、シフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれかにあり、かつ車両停止状態にある場合には、車両停止時のモータ２によるエンジン始動要求があると判断し、ステップ５に進んで噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊに第１所定値Ｎａを入れることにより、噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊを設定する。第１所定値Ｎａとしては、図５で後述するように、クランキングにより吸気管圧力が大気圧より十分低下するエンジンン回転速度を選択させる。最終的には適合により定める。
【００２５】
一方、シフトレバーがＰレンジにもＮレンジにもない場合やシフトレバーがＰレンジ、Ｎレンジのいずれかにあっても車両停止状態にない場合にはモータ走行中の第１クラッチ２４によるエンジン始動要求があると判断し、ステップ３、４よりステップ６に進み、噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊに上記第１所定値Ｎａとは異なる第２所定値Ｎｂを入れることにより、噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊを設定する。第２所定値Ｎｂとしては、図６で後述するようにクランキング開始間もないエンジン回転速度とする。従って、この第２所定値Ｎｂと上記の第１所定値Ｎａとの間にはＮａ＞Ｎｂなる関係があり同一の値ではない。
【００２６】
ステップ７ではクランク角センサ１２、１３からの信号に基づいて算出されるエンジン回転速度Ｎｅと、ステップ５またはステップ６で設定した噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊとを比較する。エンジン始動時となった当初はエンジン回転速度Ｎｅはゼロであり噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊ以下であるのでそのまま今回の処理を終了する。
【００２７】
ステップ１、２で今回にエンジン始動要求がありかつ前回にもエンジン始動要求があった、つまりエンジン始動要求が続けて出ているときには、ステップ３〜６を飛ばしてステップ７に進むことになり、エンジン回転速度Ｎｅと、初めてエンジン始動要求があったときに設定している噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊとを比較する。車両停止時のモータ２によるエンジン始動要求が出ていれは第１クラッチコントローラ４４により第１クラッチ２４が締結され、モータ２１によりエンジン１が連れ回される（クランキングされる）ためエンジン回転速度Ｎｅがゼロから上昇する。一方、モータ走行中の第１クラッチ２４によるエンジン始動要求が出ていれば第１クラッチコントローラ４４により第１クラッチ２４は半クラッチ状態を経てから完全締結状態へと移行する。これによって、エンジン１はモータ２１により連れ回されるためエンジン回転速度Ｎｅがゼロから上昇する。
【００２８】
このように上昇するエンジン回転速度Ｎｅがステップ７で噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊ以下である間はそのまま今回の処理を終了し、やがてエンジン回転速度Ｎｅが噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎを超えたときステップ８に進んで燃料噴射を実行する。具体的にはステップ８で燃料噴射許可フラグをゼロから１に切り換える。図示しない燃料噴射実行フローでは、燃料噴射時期となったタイミングでこの燃料噴射許可フラグ＝０となっていれば燃料噴射を行わず、燃料噴射許可フラグ＝１の場合に燃料噴射を実行する。
【００２９】
このように、第１実施形態では、車両停止時のモータ２によるエンジン始動要求がある場合に燃料噴射を開始するエンジン回転速度（Ｎａ）と、モータ走行中の第１クラッチ２４によるエンジン始動要求がある場合に燃料噴射を開始するエンジン回転速度（Ｎａ）とを相違させている。
【００３０】
第２実施形態の図４に移ると、図４において図３と同一のステップには同一のステップ番号を付している。
【００３１】
第１実施形態の図３との主な相違点はステップ１１だけであり、ステップ１１が図３のステップ３、４と置き換えられている。ステップ１１では車両の運転を開始する初回のエンジン始動要求があるか、それともエンジン自動停止後のエンジン再始動要求があるかをみる。ハイブリッド車では運転の開始時にドライバが運転席に着席してイグニッションボタンを押すと、統合コンローラ４５ではこのイグニッションボタンからの信号を受けて車両の運転開始であると認識している。従って、 統合コンローラ４５ではこのイグニッションボタンからの信号を受けたときに車両の運転を開始する初回のエンジン始動要求があると判定する。また、エンジン自動停止状態でアクセルペダルが踏み込まれたことを検出したとき、エンジン自動停止後のエンジン再始動要求があると判定する。また、統合コンローラ４５ではエンジン自動停止条件が成立したときドライバの意思に関係なくエンジン１を自動的に停止し、その後にエンジン再始動条件が成立したとき、エンジン１を自動的に再始動させるようにしているので、エンジン自動停止後のエンジン再始動要求があるか否かはエンジン再始動条件が成立したか否かによりわかる。
【００３２】
そして、初回のエンジン始動要求があると判定したときにはステップ５に進んで噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊに第１所定値Ｎａを入れことにより噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊを設定する。これは、エンジン冷間状態にあることが多い初回のエンジン始動要求がある場合に、燃料噴射開始タイミングを相対的に遅らせることで、吸気管圧力が大気圧より大きく低下している状態で初回の燃料噴射を行わせ、これによって燃料噴霧の霧化を促進するためである。
【００３３】
一方、エンジン自動停止後のエンジン再始動要求があるときにはステップ６に進んで噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊに第２所定値Ｎｂを入れることにより、噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊを設定する。これは、エンジン自動停止後のエンジン再始動要求がある場合には車両発進のためドライバの駆動力要求があることが多く、この場合に燃料噴射開始タイミングを相対的に早めることで、ドライバの加速要求に迅速に応えるためである。
【００３４】
次に、第１実施形態の図３のフローにより始動時噴射制御を行わせたときに、燃料噴射がどのように行われるのかを図５、図６を参照して説明する。図５は車両停止時のモータ２によるエンジン始動時に、エンジン１、モータ２１の各回転速度、燃料噴射の状態、燃料噴射許可フラグ、吸気管圧力がどのように変化するのか、図６はモータ走行中の第１クラッチ２４によるエンジン始動時に、エンジン、モータの各回転速度、燃料噴射の状態、燃料噴射許可フラグ、吸気管圧力がどのように変化するのかをモデルで示している。
【００３５】
図５から説明する。ｔ１のタイミングで車両停止時のモータ２によるエンジン始動要求があったとすると、エンジン１はモータ２１により連れ回されてその回転速度Ｎｅがゼロより上昇してゆき、エンジン回転速度Ｎｅが噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊ、つまり第１所定値Ｎａに到達するｔ２のタイミングより燃料噴射が開始されてエンジン１が始動される。この場合に、第１所定値Ｎａは目標アイドル回転速度よりは低い値であるが、吸気管圧力が大気圧より十分低くなったタイミングで燃料噴射が開始されるように設定している。
【００３６】
吸気管圧力が大気圧より十分低くなったタイミング（ｔ２）ではエアフローメータ１４を通過する吸入空気量Ｑａが、吸気管圧力が大気圧の近くにある場合よりも減少し、エアフローメータ１４を通過する吸入空気量Ｑａに基づいて演算される燃料噴射量も、吸入空気量Ｑａの減少分だけ減少する。このため、エンジン１が発生するトルクがその燃料噴射量の減量分だけ減少する。エンジン１が発生するトルクが減少すれば、エンジン始動時のトルクショックを抑制できる。
【００３７】
また、吸気管圧力が大気圧より十分低くなったタイミング（ｔ２）でポート噴射を行ったとき、吸気管圧力が大気圧の近くにある場合よりも燃料噴霧の霧化が促進されるため、低温始動時に多く発生しがちなＨＣの排出量を抑制でき、排気性能が向上する。
【００３８】
一方、図６はアクセルペダルを踏み込んで車両を加速させているイメージで考えている。このため、加速要求に応じてモータ回転速度が徐々に高くなっている（図６最上段の破線参照）。そして、ドライバの駆動力要求に応えるため、つまりモータ駆動力に対してエンジン１による駆動力を追加するため、ｔ１１のタイミングでモータ走行中の第１クラッチ２４によるエンジン始動要求があったとすると、このタイミングでは停止状態にあるエンジン１と、かなり高い回転速度で駆動されているモータ２１との間に大きな回転速度差がある。このため、第１クラッチコントローラ４４よりエンジン始動要求判定当初は半クラッチ状態でエンジン１がモータ２１により連れ回されてその回転速度Ｎｅがゼロより上昇してゆき、ｔ１３のタイミングの手前で両者の回転速度がほぼ一致しｔ１３のタイミングでエンジン１とモータ２１とが完全に締結されることとなる。
【００３９】
この場合に、第２所定値Ｎｂはゼロに近い値に設定されているため、モータ走行中の第１クラッチ２４によるエンジン始動要求があったと判定される直後のｔ１２のタイミングでエンジン回転速度Ｎｅが噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊ、つまり第２所定値Ｎｂに到達して燃料噴射が開始され、エンジン１が始動される。
【００４０】
エンジンコントローラ１１にクランク角センサ１２、１３からの信号が入力され、エンジンコントローラ１１では、これら信号を波形成形した後の時間的に前後する２つのパルス間に要した時間に基づいてエンジン回転速度Ｎｅを算出している。従って、エンジン始動時には少なくとも２つのパルスが入力されるまではエンジン回転速度Ｎｅを算出することができない。このため、実際には、エンジン回転速度Ｎｅと第２所定値Ｎｂとを比較することとはせず、エンジン始動（クランキング）に際してクランク角センサ１２、１３からの信号が初めて入力されたタイミングでエンジン回転速度Ｎｅが第２所定値Ｎｂに到達したとみなして燃料噴射を開始することで、エンジントルクの出始めが早くなるようにしている。
【００４１】
このように、モータ走行中の第１クラッチ２４によるエンジン始動要求があったときには、エンジントルクの出始めが早くなるようにしているので、ドライバの加速要求に迅速に対応できる。
【００４２】
また、燃料噴射弁５から燃料を噴射していない状態でのクランキング回数が少なくなるため、エンジン１から排気通路３へと排出される新気の量が少なくなり、三元触媒７に蓄積される酸素量が低減される。そのため、燃料噴射開始直後の三元触媒７のＮＯｘ還元能力を確保できる。これについて説明すると、酸素ストレージ機能（酸素を蓄える機能）を有している三元触媒７では、ＨＣ、ＣＯに対して蓄えている酸素を放出（つまり酸化）することによりＨＣ、ＣＯをＨ2Ｏ、ＣＯ2へと無害化し、その一方でＮＯｘに対してはＮＯｘから酸素を奪う（つまり還元）ことによりＮＯｘをＮ2へと無害化している。このため、未噴射の状態で三元触媒７に新気中の酸素が蓄えられてゆき一杯にまで蓄えられてしまうと、燃料噴射開始直後の排気中のＮＯｘから酸素を奪うことができない、つまりＮＯｘの還元能力が低下するのであるが、未噴射状態を相対的に短くする（噴射開始時期を相対的に早くする）ことで、三元触媒７のストレージ酸素量が満杯とならず、これによってＮＯｘを還元可能な状態にしておくのである。
【００４３】
さらに、相対的に早いタイミングで燃料噴射することで、第１クラッチ２４の完全締結前に初回点火を確実に実行できる。このため、初回点火時の前後で発生するエンジントルク段差が駆動軸に伝達するのを遮断できるため、エンジントルク段差が駆動軸に伝わることによるトルクショックも低減できる。
【００４４】
ここで、第１、第２の実施形態の作用効果を説明する。
【００４５】
第１実施形態（請求項３に記載の発明）によれば、変速機２３のシフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれかにある車両停止時にエンジン始動要求がある場合に、変速機２３のシフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれにもないかまたは変速機２３のシフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれかにあっても車両停止時でないときにエンジン始動要求がある場合よりもエンジン始動時の燃料噴射開始時期を遅らせるので（図３のステップ１〜６参照）、変速機のシフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれかにある車両停止時にエンジン始動要求がある場合には吸気管圧力が大気圧より十分低下している状態で燃料噴射が行われることから、燃料噴霧の霧化が促進され、始動時の排気性能が向上する一方、変速機２３のシフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれにもないかまたは変速機のシフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれかにあっても車両停止時でないときにエンジン始動要求がある場合には、ドライバの駆動力要求に合わせて燃料噴射が早期に開始されることから、ドライバの加速要求に迅速に応えることができる。
【００４６】
第２実施形態（請求項４に記載の発明）によれば、車両の運転を開始する初回のエンジン始動要求がある場合に、エンジン自動停止後のエンジン再始動要求がある場合よりもエンジン始動時の燃料噴射開始時期を遅らせるようにしている（図４のステップ１、２、１１、５、６参照）。すなわち、エンジン冷間状態にあることが多い初回のエンジン始動要求がある場合に、燃料噴射開始タイミングを相対的に遅らせることで、吸気管圧力が大気圧より大きく低下している状態で初回の燃料噴射を行うことができるため、燃料噴霧の霧化が促進され、エンジンアウト（エンジン出口）でのエミッションを低減できる。一方、エンジン自動停止後のエンジン再始動要求がある場合には車両発進のためドライバの駆動力要求があることが多く、この場合に燃料噴射開始タイミングを相対的に早めることで、ドライバの加速要求に迅速に応えることができる。
【００４７】
第１、第２の実施形態（請求項５に記載の発明）によれば、エンジンの排気通路３に酸素ストレージ機能を有する三元触媒７を備えるので、エンジン始動時に、ドライバの駆動力要求に合わせて燃料噴射が早期に開始されるときには、クランキング中の三元触媒７の酸素ストレージ量を低減でき、燃料噴射開始直後の排気中のＮＯｘの発生を抑制できる。
【００４８】
このように、第１、第２の実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、ドライバの駆動力要求がなくかつエンジンの始動要求がある場合に、ドライバの駆動力要求がありかつエンジンの始動要求がある場合よりもエンジン始動時の燃料噴射開始時期を遅らせるので、ドライバの駆動力要求がなくかつエンジンの始動要求がある場合には始動時に燃料噴霧の霧化が促進され、始動時の排気性能が向上すると共に、ドライバの駆動力要求がありかつエンジンの始動要求がある場合にはドライバの加速要求に迅速に応えることができることとなった。
【００４９】
実施形態では、吸気管圧力が大気圧より十分低下したタイミングでの回転速度を第１所定値Ｎａで与え、エンジン回転速度Ｎｅとこの第１所定値Ｎａとの比較により、吸気管圧力が大気圧より十分低下したタイミングに到達したか否かを判定する場合で説明したが、これに限られるものでない。例えば、始動開始タイミングから吸気管圧力が大気圧より十分低下したタイミングに到達するまでにエンジンが回転する回数を第１所定値として与え、始動開始タイミングからエンジンが回転した回数とこの第１所定値との比較により、吸気管圧力が大気圧より十分低下したタイミングに到達したか否かを判定するようにしてもよいし、始動開始タイミングから吸気管圧力が大気圧より十分低下したタイミングに到達するまでに経過する時間を第１所定値として与え、始動開始タイミングからの経過時間とこの第１所定値との比較により、吸気管圧力が大気圧より十分低下したタイミングに到達したか否かを判定するようにしてもかまわない。
【符号の説明】
【００５０】
１ エンジン
５ 燃料噴射弁（燃料噴射手段）
１１ エンジンコントローラ
２０ ハイブリッド車
２１ モータ
２３ 変速機
２４ 第１クラッチ
２５ 第２クラッチ
４５ 統合コントローラ
【技術分野】
【０００１】
この発明はハイブリッド車のエンジン始動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクセルペダルの踏み込み量やアクセルペダルの踏み込み量の変化速度に応じてエンジン始動時の燃料噴射開始時期を変化させ、アクセルペダルの踏み込み量が大きいほどまたはアクセルペダルの踏み込み量の変化速度が大きいほどエンジン始動時の燃料噴射開始時期を早くすることによりトルクショックとレスポンスの両立を図るものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１３２３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ハイブリッド車でのエンジン始動時に、車両停止時にエンジン始動を行いたい場合と、モータ走行中にエンジン始動を行いたい場合との異なる２つのケースがあり、いずれのケースでもエンジン始動時の燃料噴射開始時期を同じにするのでは、加速要求と排気性能とをバランスさせることができない。
【０００５】
しかしながら、上記２つのケースのそれぞれに最適なエンジン始動時の燃料噴射開始時期があることに着目する技術は開示されていない。
【０００６】
そこで本発明は、エンジンの始動要求があっても、車両停止時のように駆動力要求がない場合と、モータ走行中のように駆動力要求がある場合との異なる２つのケースに対してそれぞれに最適なエンジン始動時の燃料噴射開始時期を与え得る装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００８】
本発明は、燃料噴射手段（５）を有するエンジン（１）と、モータ（２１）とからなる駆動源を備えるハイブリッド車において、ドライバの駆動力要求がなくかつエンジン（１）の始動要求がある場合と、ドライバの駆動力要求がありかつエンジン（１）の始動要求がある場合とのいずれにあるかを判定し、この判定結果よりドライバの駆動力要求がなくエンジン（１）の始動要求がある場合に、ドライバの駆動力要求がありかつエンジン（１）の始動要求がある場合よりもエンジン始動時の燃料噴射開始時期を遅らせるように構成する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ドライバの駆動力要求がなくかつエンジンの始動要求がある場合に、ドライバの駆動力要求がありかつエンジンの始動要求がある場合よりもエンジン始動時の燃料噴射開始時期を遅らせるので、ドライバの駆動力要求がなくかつエンジンの始動要求がある場合には始動時に燃料噴霧の霧化が促進され、始動時の排気性能が向上すると共に、ドライバの駆動力要求がありかつエンジンの始動要求がある場合にはドライバの加速要求に迅速に応えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態のハイブリッド車の全体構成図である。
【図２】エンジン制御装置の概略構成図である。
【図３】第１実施形態の始動時噴射制御を説明するためのフローチャートである。
【図４】第２実施形態の始動時噴射制御を説明するためのフローチャートである。
【図５】車両停止時のモータによるエンジン始動時におけるエンジン、モータの回転速度、燃料噴射状態、吸気管圧力の変化を示すタイミングチャートである。
【図６】モータ走行中の第１クラッチによるエンジン始動時におけるエンジン、モータの回転速度、燃料噴射状態、吸気管圧力の変化を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は本発明の一実施形態のハイブリッド車の全体構成図、図２はエンジン制御装置の概略構成図である。
【００１２】
先に、図２に示すエンジン制御装置を簡単に説明しておくと、空気は吸気通路２のスロットル弁４により調量されてエンジン１の燃焼室に供給される。燃料は燃料噴射弁５（燃料噴射手段）より吸気通路２の吸気ポートに向けて噴射され、吸気ポートを流れる吸入空気に運ばれて燃焼室に導入される。燃料噴射弁５からの燃料噴霧は気化しながら混合気を形成し、点火プラグ６による着火で燃焼し、燃焼後のガスは排気通路３の三元触媒７で浄化される。エアフローメータ１４からの吸入空気量の信号、クランク角センサ１２、１３からのクランク角の信号、水温センサ１５からの冷却水温の信号、触媒上流側の空燃比センサ１６からの空燃比の信号、触媒下流側の酸素濃度センサ１７からの酸素濃度の信号が入力されるエンジンコントローラ１１では、燃料噴射弁５からの燃料噴射と点火プラグ６による点火時期とを制御する。具体的には、燃料噴射制御では、三元触媒７を流れる排気の空燃比が理論空燃比を中心とするウインドウに収まるように燃料噴射弁５からの燃料噴射量を制御する。
【００１３】
図１においてハイブリッド車は、いわゆる１モータ・２クラッチのハイブリッド車（パラレル方式である）２０である。すなわち、１モータ・２クラッチのハイブリッド車２０は、駆動源としてのエンジン１及びモータ２１（モータジェネレータ）と、駆動源からの動力を駆動輪に伝達する変速機２３と、エンジン１及びモータ２１の連結を断接し得る第１クラッチ２４と、モータ２１及び変速機２３の連結を断接し得る第２クラッチ２５とを備えている。詳述すれば、エンジン回転軸２６は、第１クラッチ２４を介してモータ回転軸２７に連結され、モータ回転軸２７は変速機２３の入力側回転軸２８に連結されている。この入力側回転軸２８は、第２クラッチ２５を介して変速機２３の出力側回転軸２９に連結されている。そして、この出力側回転軸２９は、差動歯車装置３０を介して駆動輪３１、３１に連結されている。
【００１４】
アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ５１からの信号、車両の車速を検出する車速センサ５２からの信号、変速機２３の入力側回転軸２８の回転速度を検出する回転速度センサ５３からの信号が入力されるＡＴコントローラ４１では、変速機２３と第２クラッチ２５の断接を制御する。モータ回転軸２７の回転速度を検出する回転速度センサ５４からの信号が入力されるモータコントローラ４２ではインバータ４３を介してモータ２１を制御する。第１クラッチコントローラ４４では、第１クラッチ２４の断接を制御する。
【００１５】
エンジンコントローラ１１、ＡＴコントローラ４１、モータコントローラ４２及び第１クラッチコントローラ４３と統合コントローラ４５との間はＣＡＮ４６で連絡されている。統合コントローラ４５では、４つのコントローラ１１、４１、４２、４４との間で通信を行って、車両の運転状態に応じた走りが得られるようにハイブリッド車を制御する。例えば車両停止状態より走り始めるときには、エンジン１は始動せず、第２クラッチ２５を締結した状態でモータ２１により車両を駆動する。一方、モータ２１による車両走行中にさらにアクセルペダルが踏み込まれドライバに加速要求があることを判定したときには、第１クラッチ２４を締結してエンジン１を始動し、モータ２１の駆動力にエンジン１の駆動力を追加してドライバの加速要求に応える。また、車両の減速時には、第１クラッチ２４を開放し、モータ２１をジェネレータとして働かせることにより駆動軸からの動力を回収する。また、エンジン自動停止条件が成立したときエンジン１をドライバの意思に関係なく自動的に停止し、その後にエンジン再始動条件が成立したとき、エンジン１を自動的に再始動させる、いわゆるアイドルストップ制御も行っている。
【００１６】
統合コントローラ４５では、エンジン１を２通りの方法で始動する。第１のエンジン始動方法は、車両停止時のモータ２１によるエンジン始動である。すなわち、第１クラッチ２４を締結（接続）しかつ第２クラッチ２５を開放した状態で、モータ２１によってトルクをエンジン１に作用させることでクランキングする。具体的にはシフトレバー位置センサ５５により検出される変速機２３のシフトレバーがＰレンジやＮレンジにある車両停車時のエンジン始動時と、車両の運転を開始するに際しての初回のエンジン始動時とにこのモータ２１によるエンジン始動を行う。
【００１７】
第２のエンジン始動方法は、モータ走行中の第１クラッチ２４によるエンジン始動である。すなわち、第１クラッチ２４を開放しかつ第２クラッチ２５を締結してモータ２１により車両走行を行わせている状態で、第１クラッチ２４を締結することによってエンジン１をクランキングする。これは、モータ走行中にアクセルペダルが踏み込まれドライバに加速要求があることを判定したときにエンジン始動を行ってエンジン１を運転し、モータ２１の駆動力にエンジン１の駆動力を加えることによって、ドライバの加速要求に応えるためである。
【００１８】
さて、１モータ・２クラッチのハイブリッド車２０では、車両停止時にエンジン始動要求がある場合に第１クラッチ２４を締結した状態でモータ２１によるエンジン始動を行わせ、またモータ走行中にエンジン始動要求がある場合に第１クラッチ２４を締結することによりエンジン始動を行わせるようにしている。そして、車両停止時にモータ２１によるエンジン始動要求がある場合を考えると、エンジン始動時の燃料噴射開始時期を相対的に遅く設定し、吸気管圧力が大気圧より十分低下したタイミングで燃料噴射を行って燃料の微粒化を促進させ、排気性能を改善することが好ましい。一方、モータ走行中にエンジン始動要求がある場合には、エンジン始動時の燃料噴射開始時期を相対的に早く設定し、ドライバの加速要求に迅速に応えることのほうが好ましい。従って、車両停止時のモータ２１によるエンジン始動要求に合わせてエンジン始動時の燃料噴射開始時期を相対的に遅くしたのでは、モータ走行中にエンジン始動要求がある場合に、燃料噴射の開始が遅すぎてドライバの加速要求に迅速に応えることができない。一方、モータ走行中でのエンジン始動要求に合わせてエンジン始動時の燃料噴射開始時期を相対的に早くしたのでは、車両停止時にモータ２１によるエンジン始動要求がある場合に吸気管圧力が大気圧に近いために燃料の微粒化が促進されず排気性能を改善することができない。このように２つのケースでエンジン始動時の燃料噴射開始時期に対する要求が異なるのに２つのケースでエンジン始動時の燃料噴射開始時期を同じにしたのでは、ドライバの加速要求とエンジン始動時の排気性能とをバランスさせることができない。
【００１９】
そこで本発明では、変速機２３のシフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれかにある車両停止時にエンジン始動要求がある場合（ドライバの駆動力要求がなくかつエンジンの始動要求がある場合）に、変速機２３のシフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれにもないかまたは変速機２３のシフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれかにあっても車両停止時でないときにエンジン始動要求がある場合（ドライバの駆動力要求がありかつエンジンの始動要求がある場合）よりもエンジン始動時の燃料噴射開始時期を遅らせることにより加速要求と排気性能とをバランスさせるようにしている。
【００２０】
統合コントローラ４５で行われるこの制御を図３、図４のフローチャートに基づいて詳述する。
【００２１】
図３、図４は第１、第２の実施形態のエンジン始動時の燃料噴射制御を行わせるためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓｅｃ毎）に実行する。
【００２２】
まず、第１実施形態の図３から説明すると、ステップ１、２ではエンジン始動要求があるか否か、前回にエンジン始動要求があったか否かをみる。ここで、エンジン始動要求がある場合には、車両停止時のモータ２によるエンジン始動要求がある場合と、モータ走行中の第１クラッチ２４によるエンジン始動要求がある場合との両方を含んでいる。このため、後述するステップ３、４においていずれの始動要求がある場合であるのかを判定することとなる。ステップ１でエンジン始動要求がない場合には、そのまま今回の処理を終了する。
【００２３】
今回にエンジン始動要求がありかつ前回にエンジン始動要求がなかった、つまり今回初めてエンジン始動要求があったときにはステップ３、４に進み、シフトレバーがＰレンジ、Ｎレンジのいずれかにあるか否か、車両の停止状態にあるか否かをみる。ここで、シフトレバーがＰレンジ、Ｎレンジのいずれかにあるか否かはＡＴコントローラ４１においてシフトレバー位置センサ５５により検出されている。また、車両が停止状態にあるか否かもＡＴコントローラ４１において判定されている。すなわち、ＡＴコントローラ４１では、車速センサにより検出される車速と所定値（ゼロに近い正の値）との比較により、車速が所定値以下のときに車両が停止状態にあると判定している。
【００２４】
ステップ３、４は車両停止時のモータ２によるエンジン始動要求がある場合であるか、それともモータ走行中の第１クラッチ２４によるエンジン始動要求がある場合であるかを判定する部分である。すなわち、シフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれかにあり、かつ車両停止状態にある場合には、車両停止時のモータ２によるエンジン始動要求があると判断し、ステップ５に進んで噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊに第１所定値Ｎａを入れることにより、噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊを設定する。第１所定値Ｎａとしては、図５で後述するように、クランキングにより吸気管圧力が大気圧より十分低下するエンジンン回転速度を選択させる。最終的には適合により定める。
【００２５】
一方、シフトレバーがＰレンジにもＮレンジにもない場合やシフトレバーがＰレンジ、Ｎレンジのいずれかにあっても車両停止状態にない場合にはモータ走行中の第１クラッチ２４によるエンジン始動要求があると判断し、ステップ３、４よりステップ６に進み、噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊに上記第１所定値Ｎａとは異なる第２所定値Ｎｂを入れることにより、噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊを設定する。第２所定値Ｎｂとしては、図６で後述するようにクランキング開始間もないエンジン回転速度とする。従って、この第２所定値Ｎｂと上記の第１所定値Ｎａとの間にはＮａ＞Ｎｂなる関係があり同一の値ではない。
【００２６】
ステップ７ではクランク角センサ１２、１３からの信号に基づいて算出されるエンジン回転速度Ｎｅと、ステップ５またはステップ６で設定した噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊとを比較する。エンジン始動時となった当初はエンジン回転速度Ｎｅはゼロであり噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊ以下であるのでそのまま今回の処理を終了する。
【００２７】
ステップ１、２で今回にエンジン始動要求がありかつ前回にもエンジン始動要求があった、つまりエンジン始動要求が続けて出ているときには、ステップ３〜６を飛ばしてステップ７に進むことになり、エンジン回転速度Ｎｅと、初めてエンジン始動要求があったときに設定している噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊとを比較する。車両停止時のモータ２によるエンジン始動要求が出ていれは第１クラッチコントローラ４４により第１クラッチ２４が締結され、モータ２１によりエンジン１が連れ回される（クランキングされる）ためエンジン回転速度Ｎｅがゼロから上昇する。一方、モータ走行中の第１クラッチ２４によるエンジン始動要求が出ていれば第１クラッチコントローラ４４により第１クラッチ２４は半クラッチ状態を経てから完全締結状態へと移行する。これによって、エンジン１はモータ２１により連れ回されるためエンジン回転速度Ｎｅがゼロから上昇する。
【００２８】
このように上昇するエンジン回転速度Ｎｅがステップ７で噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊ以下である間はそのまま今回の処理を終了し、やがてエンジン回転速度Ｎｅが噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎを超えたときステップ８に進んで燃料噴射を実行する。具体的にはステップ８で燃料噴射許可フラグをゼロから１に切り換える。図示しない燃料噴射実行フローでは、燃料噴射時期となったタイミングでこの燃料噴射許可フラグ＝０となっていれば燃料噴射を行わず、燃料噴射許可フラグ＝１の場合に燃料噴射を実行する。
【００２９】
このように、第１実施形態では、車両停止時のモータ２によるエンジン始動要求がある場合に燃料噴射を開始するエンジン回転速度（Ｎａ）と、モータ走行中の第１クラッチ２４によるエンジン始動要求がある場合に燃料噴射を開始するエンジン回転速度（Ｎａ）とを相違させている。
【００３０】
第２実施形態の図４に移ると、図４において図３と同一のステップには同一のステップ番号を付している。
【００３１】
第１実施形態の図３との主な相違点はステップ１１だけであり、ステップ１１が図３のステップ３、４と置き換えられている。ステップ１１では車両の運転を開始する初回のエンジン始動要求があるか、それともエンジン自動停止後のエンジン再始動要求があるかをみる。ハイブリッド車では運転の開始時にドライバが運転席に着席してイグニッションボタンを押すと、統合コンローラ４５ではこのイグニッションボタンからの信号を受けて車両の運転開始であると認識している。従って、 統合コンローラ４５ではこのイグニッションボタンからの信号を受けたときに車両の運転を開始する初回のエンジン始動要求があると判定する。また、エンジン自動停止状態でアクセルペダルが踏み込まれたことを検出したとき、エンジン自動停止後のエンジン再始動要求があると判定する。また、統合コンローラ４５ではエンジン自動停止条件が成立したときドライバの意思に関係なくエンジン１を自動的に停止し、その後にエンジン再始動条件が成立したとき、エンジン１を自動的に再始動させるようにしているので、エンジン自動停止後のエンジン再始動要求があるか否かはエンジン再始動条件が成立したか否かによりわかる。
【００３２】
そして、初回のエンジン始動要求があると判定したときにはステップ５に進んで噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊに第１所定値Ｎａを入れことにより噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊを設定する。これは、エンジン冷間状態にあることが多い初回のエンジン始動要求がある場合に、燃料噴射開始タイミングを相対的に遅らせることで、吸気管圧力が大気圧より大きく低下している状態で初回の燃料噴射を行わせ、これによって燃料噴霧の霧化を促進するためである。
【００３３】
一方、エンジン自動停止後のエンジン再始動要求があるときにはステップ６に進んで噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊに第２所定値Ｎｂを入れることにより、噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊを設定する。これは、エンジン自動停止後のエンジン再始動要求がある場合には車両発進のためドライバの駆動力要求があることが多く、この場合に燃料噴射開始タイミングを相対的に早めることで、ドライバの加速要求に迅速に応えるためである。
【００３４】
次に、第１実施形態の図３のフローにより始動時噴射制御を行わせたときに、燃料噴射がどのように行われるのかを図５、図６を参照して説明する。図５は車両停止時のモータ２によるエンジン始動時に、エンジン１、モータ２１の各回転速度、燃料噴射の状態、燃料噴射許可フラグ、吸気管圧力がどのように変化するのか、図６はモータ走行中の第１クラッチ２４によるエンジン始動時に、エンジン、モータの各回転速度、燃料噴射の状態、燃料噴射許可フラグ、吸気管圧力がどのように変化するのかをモデルで示している。
【００３５】
図５から説明する。ｔ１のタイミングで車両停止時のモータ２によるエンジン始動要求があったとすると、エンジン１はモータ２１により連れ回されてその回転速度Ｎｅがゼロより上昇してゆき、エンジン回転速度Ｎｅが噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊ、つまり第１所定値Ｎａに到達するｔ２のタイミングより燃料噴射が開始されてエンジン１が始動される。この場合に、第１所定値Ｎａは目標アイドル回転速度よりは低い値であるが、吸気管圧力が大気圧より十分低くなったタイミングで燃料噴射が開始されるように設定している。
【００３６】
吸気管圧力が大気圧より十分低くなったタイミング（ｔ２）ではエアフローメータ１４を通過する吸入空気量Ｑａが、吸気管圧力が大気圧の近くにある場合よりも減少し、エアフローメータ１４を通過する吸入空気量Ｑａに基づいて演算される燃料噴射量も、吸入空気量Ｑａの減少分だけ減少する。このため、エンジン１が発生するトルクがその燃料噴射量の減量分だけ減少する。エンジン１が発生するトルクが減少すれば、エンジン始動時のトルクショックを抑制できる。
【００３７】
また、吸気管圧力が大気圧より十分低くなったタイミング（ｔ２）でポート噴射を行ったとき、吸気管圧力が大気圧の近くにある場合よりも燃料噴霧の霧化が促進されるため、低温始動時に多く発生しがちなＨＣの排出量を抑制でき、排気性能が向上する。
【００３８】
一方、図６はアクセルペダルを踏み込んで車両を加速させているイメージで考えている。このため、加速要求に応じてモータ回転速度が徐々に高くなっている（図６最上段の破線参照）。そして、ドライバの駆動力要求に応えるため、つまりモータ駆動力に対してエンジン１による駆動力を追加するため、ｔ１１のタイミングでモータ走行中の第１クラッチ２４によるエンジン始動要求があったとすると、このタイミングでは停止状態にあるエンジン１と、かなり高い回転速度で駆動されているモータ２１との間に大きな回転速度差がある。このため、第１クラッチコントローラ４４よりエンジン始動要求判定当初は半クラッチ状態でエンジン１がモータ２１により連れ回されてその回転速度Ｎｅがゼロより上昇してゆき、ｔ１３のタイミングの手前で両者の回転速度がほぼ一致しｔ１３のタイミングでエンジン１とモータ２１とが完全に締結されることとなる。
【００３９】
この場合に、第２所定値Ｎｂはゼロに近い値に設定されているため、モータ走行中の第１クラッチ２４によるエンジン始動要求があったと判定される直後のｔ１２のタイミングでエンジン回転速度Ｎｅが噴射開始条件回転速度閾値Ｎｉｎｊ、つまり第２所定値Ｎｂに到達して燃料噴射が開始され、エンジン１が始動される。
【００４０】
エンジンコントローラ１１にクランク角センサ１２、１３からの信号が入力され、エンジンコントローラ１１では、これら信号を波形成形した後の時間的に前後する２つのパルス間に要した時間に基づいてエンジン回転速度Ｎｅを算出している。従って、エンジン始動時には少なくとも２つのパルスが入力されるまではエンジン回転速度Ｎｅを算出することができない。このため、実際には、エンジン回転速度Ｎｅと第２所定値Ｎｂとを比較することとはせず、エンジン始動（クランキング）に際してクランク角センサ１２、１３からの信号が初めて入力されたタイミングでエンジン回転速度Ｎｅが第２所定値Ｎｂに到達したとみなして燃料噴射を開始することで、エンジントルクの出始めが早くなるようにしている。
【００４１】
このように、モータ走行中の第１クラッチ２４によるエンジン始動要求があったときには、エンジントルクの出始めが早くなるようにしているので、ドライバの加速要求に迅速に対応できる。
【００４２】
また、燃料噴射弁５から燃料を噴射していない状態でのクランキング回数が少なくなるため、エンジン１から排気通路３へと排出される新気の量が少なくなり、三元触媒７に蓄積される酸素量が低減される。そのため、燃料噴射開始直後の三元触媒７のＮＯｘ還元能力を確保できる。これについて説明すると、酸素ストレージ機能（酸素を蓄える機能）を有している三元触媒７では、ＨＣ、ＣＯに対して蓄えている酸素を放出（つまり酸化）することによりＨＣ、ＣＯをＨ2Ｏ、ＣＯ2へと無害化し、その一方でＮＯｘに対してはＮＯｘから酸素を奪う（つまり還元）ことによりＮＯｘをＮ2へと無害化している。このため、未噴射の状態で三元触媒７に新気中の酸素が蓄えられてゆき一杯にまで蓄えられてしまうと、燃料噴射開始直後の排気中のＮＯｘから酸素を奪うことができない、つまりＮＯｘの還元能力が低下するのであるが、未噴射状態を相対的に短くする（噴射開始時期を相対的に早くする）ことで、三元触媒７のストレージ酸素量が満杯とならず、これによってＮＯｘを還元可能な状態にしておくのである。
【００４３】
さらに、相対的に早いタイミングで燃料噴射することで、第１クラッチ２４の完全締結前に初回点火を確実に実行できる。このため、初回点火時の前後で発生するエンジントルク段差が駆動軸に伝達するのを遮断できるため、エンジントルク段差が駆動軸に伝わることによるトルクショックも低減できる。
【００４４】
ここで、第１、第２の実施形態の作用効果を説明する。
【００４５】
第１実施形態（請求項３に記載の発明）によれば、変速機２３のシフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれかにある車両停止時にエンジン始動要求がある場合に、変速機２３のシフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれにもないかまたは変速機２３のシフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれかにあっても車両停止時でないときにエンジン始動要求がある場合よりもエンジン始動時の燃料噴射開始時期を遅らせるので（図３のステップ１〜６参照）、変速機のシフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれかにある車両停止時にエンジン始動要求がある場合には吸気管圧力が大気圧より十分低下している状態で燃料噴射が行われることから、燃料噴霧の霧化が促進され、始動時の排気性能が向上する一方、変速機２３のシフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれにもないかまたは変速機のシフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれかにあっても車両停止時でないときにエンジン始動要求がある場合には、ドライバの駆動力要求に合わせて燃料噴射が早期に開始されることから、ドライバの加速要求に迅速に応えることができる。
【００４６】
第２実施形態（請求項４に記載の発明）によれば、車両の運転を開始する初回のエンジン始動要求がある場合に、エンジン自動停止後のエンジン再始動要求がある場合よりもエンジン始動時の燃料噴射開始時期を遅らせるようにしている（図４のステップ１、２、１１、５、６参照）。すなわち、エンジン冷間状態にあることが多い初回のエンジン始動要求がある場合に、燃料噴射開始タイミングを相対的に遅らせることで、吸気管圧力が大気圧より大きく低下している状態で初回の燃料噴射を行うことができるため、燃料噴霧の霧化が促進され、エンジンアウト（エンジン出口）でのエミッションを低減できる。一方、エンジン自動停止後のエンジン再始動要求がある場合には車両発進のためドライバの駆動力要求があることが多く、この場合に燃料噴射開始タイミングを相対的に早めることで、ドライバの加速要求に迅速に応えることができる。
【００４７】
第１、第２の実施形態（請求項５に記載の発明）によれば、エンジンの排気通路３に酸素ストレージ機能を有する三元触媒７を備えるので、エンジン始動時に、ドライバの駆動力要求に合わせて燃料噴射が早期に開始されるときには、クランキング中の三元触媒７の酸素ストレージ量を低減でき、燃料噴射開始直後の排気中のＮＯｘの発生を抑制できる。
【００４８】
このように、第１、第２の実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、ドライバの駆動力要求がなくかつエンジンの始動要求がある場合に、ドライバの駆動力要求がありかつエンジンの始動要求がある場合よりもエンジン始動時の燃料噴射開始時期を遅らせるので、ドライバの駆動力要求がなくかつエンジンの始動要求がある場合には始動時に燃料噴霧の霧化が促進され、始動時の排気性能が向上すると共に、ドライバの駆動力要求がありかつエンジンの始動要求がある場合にはドライバの加速要求に迅速に応えることができることとなった。
【００４９】
実施形態では、吸気管圧力が大気圧より十分低下したタイミングでの回転速度を第１所定値Ｎａで与え、エンジン回転速度Ｎｅとこの第１所定値Ｎａとの比較により、吸気管圧力が大気圧より十分低下したタイミングに到達したか否かを判定する場合で説明したが、これに限られるものでない。例えば、始動開始タイミングから吸気管圧力が大気圧より十分低下したタイミングに到達するまでにエンジンが回転する回数を第１所定値として与え、始動開始タイミングからエンジンが回転した回数とこの第１所定値との比較により、吸気管圧力が大気圧より十分低下したタイミングに到達したか否かを判定するようにしてもよいし、始動開始タイミングから吸気管圧力が大気圧より十分低下したタイミングに到達するまでに経過する時間を第１所定値として与え、始動開始タイミングからの経過時間とこの第１所定値との比較により、吸気管圧力が大気圧より十分低下したタイミングに到達したか否かを判定するようにしてもかまわない。
【符号の説明】
【００５０】
１ エンジン
５ 燃料噴射弁（燃料噴射手段）
１１ エンジンコントローラ
２０ ハイブリッド車
２１ モータ
２３ 変速機
２４ 第１クラッチ
２５ 第２クラッチ
４５ 統合コントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射手段を有するエンジンと、モータとからなる駆動源を備えるハイブリッド車において、
駆動力要求がなくかつエンジンの始動要求がある場合と、駆動力要求がありかつエンジンの始動要求がある場合とのいずれにあるかを判定する判定手段と、
この判定結果より駆動力要求がなくエンジンの始動要求がある場合に、駆動力要求がありかつエンジンの始動要求がある場合よりもエンジン始動時の燃料噴射開始時期を遅らせる噴射開始時期変更手段と
を備えることを特徴とするハイブリッド車のエンジン始動制御装置。
【請求項２】
前記エンジンとモータとを断接し得る第１クラッチと、
前記モータと変速機とを断接し得る第２クラッチと、
変速機と締結される駆動輪と、
前記第１クラッチを締結した状態でモータによるエンジン始動を行わせる第１エンジン始動手段と、
前記第２クラッチを締結してモータによる走行を行わせているときに前記第１クラッチを締結することによりエンジン始動を行わせる第２エンジン始動手段と
を備え、
前記駆動力要求がなくかつエンジンの始動要求がある場合に前記第１エンジン始動手段を用いてエンジン始動を、前記駆動力要求がありかつエンジンの始動要求がある場合に前記第２エンジン始動手段を用いてエンジン始動を行わせることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車のエンジン始動制御装置。
【請求項３】
前記駆動力要求がなくかつエンジンの始動要求がある場合は変速機のシフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれかにある車両停止時にエンジンの始動要求がある場合であり、前記駆動力要求がありかつエンジンの始動要求がある場合は変速機のシフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれにもないかまたは変速機のシフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれかにあっても車両停止時でないときにエンジンの始動要求がある場合であることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車のエンジン始動制御装置。
【請求項４】
エンジン自動停止とその後のエンジン再始動とを行う機能を備え、
前記駆動力要求がなくかつエンジンの始動要求がある場合は車両の運転を開始する初回のエンジン始動要求がある場合であり、前記駆動力要求がありかつエンジンの始動要求がある場合は前記エンジン再始動の要求がある場合であることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車のエンジン始動制御装置。
【請求項５】
エンジンの排気通路に酸素ストレージ機能を有する三元触媒を備えることを特徴とする請求項３または４に記載のハイブリッド車のエンジン始動制御装置。
【請求項１】
燃料噴射手段を有するエンジンと、モータとからなる駆動源を備えるハイブリッド車において、
駆動力要求がなくかつエンジンの始動要求がある場合と、駆動力要求がありかつエンジンの始動要求がある場合とのいずれにあるかを判定する判定手段と、
この判定結果より駆動力要求がなくエンジンの始動要求がある場合に、駆動力要求がありかつエンジンの始動要求がある場合よりもエンジン始動時の燃料噴射開始時期を遅らせる噴射開始時期変更手段と
を備えることを特徴とするハイブリッド車のエンジン始動制御装置。
【請求項２】
前記エンジンとモータとを断接し得る第１クラッチと、
前記モータと変速機とを断接し得る第２クラッチと、
変速機と締結される駆動輪と、
前記第１クラッチを締結した状態でモータによるエンジン始動を行わせる第１エンジン始動手段と、
前記第２クラッチを締結してモータによる走行を行わせているときに前記第１クラッチを締結することによりエンジン始動を行わせる第２エンジン始動手段と
を備え、
前記駆動力要求がなくかつエンジンの始動要求がある場合に前記第１エンジン始動手段を用いてエンジン始動を、前記駆動力要求がありかつエンジンの始動要求がある場合に前記第２エンジン始動手段を用いてエンジン始動を行わせることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車のエンジン始動制御装置。
【請求項３】
前記駆動力要求がなくかつエンジンの始動要求がある場合は変速機のシフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれかにある車両停止時にエンジンの始動要求がある場合であり、前記駆動力要求がありかつエンジンの始動要求がある場合は変速機のシフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれにもないかまたは変速機のシフトレバーがＰレンジとＮレンジのいずれかにあっても車両停止時でないときにエンジンの始動要求がある場合であることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車のエンジン始動制御装置。
【請求項４】
エンジン自動停止とその後のエンジン再始動とを行う機能を備え、
前記駆動力要求がなくかつエンジンの始動要求がある場合は車両の運転を開始する初回のエンジン始動要求がある場合であり、前記駆動力要求がありかつエンジンの始動要求がある場合は前記エンジン再始動の要求がある場合であることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車のエンジン始動制御装置。
【請求項５】
エンジンの排気通路に酸素ストレージ機能を有する三元触媒を備えることを特徴とする請求項３または４に記載のハイブリッド車のエンジン始動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１８８９４８（Ｐ２０１０−１８８９４８Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３７５７２（Ｐ２００９−３７５７２）
【出願日】平成２１年２月２０日（２００９．２．２０）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２０日（２００９．２．２０）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]