CN110945233A - 发动机启动控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种发动机启动控制装置(50)，包括跨越判断部(61)，跨越判断部在转速下降期间产生了启动请求的时候，执行基于发动机输出轴的旋转状态对发动机的汽缸(12)内的活塞(13)是否能跨越压缩上止点进行判断的跨越判断。此外，包括启动控制部(62)，当判断为活塞无法跨越压缩上止点时，启动控制部在利用汽缸内的缸内压力施加于活塞的反作用力为规定以下的低反作用力期间开始电动机(30)的驱动，从而使发动机启动。

Description

发动机启动控制装置
本申请以2017年7月31日申请的日本专利申请号2017-147856号为基础，并将其记载内容援引于此。
技术领域
本发明涉及一种发动机启动控制装置。
背景技术
以往，已知一种包括所谓的怠速停止功能的发动机控制系统，该怠速停止功能对例如油门操作、制动操作等这样的用于停止或行进的动作等进行检测，以进行发动机的自动停止和自动再启动。通过上述怠速停止控制来实现发动机的油耗降低等效果。
此外，以往，已知一种发动机启动方法，对电动发电机(旋转电机)进行驱动来进行发动机的再启动(例如，专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特许第6031842号公报
发明内容
然而，存在在使发动机自动停止时的发动机转速下降期间请求再启动的可能性。在这种情况下，由于反复进行向汽缸内的吸气，因此，与发动机停止后相比，施加于活塞的压缩反作用力(压榨反作用力)变大。因此，在发动机转速下降期间，电动发电机的输出转矩相对于压缩反作用力变得不充分，认为活塞有可能无法跨越压缩上止点。其结果是，担心启动性降低这样的不良情况。例如，在发动机自动停止的时候，当在发动机转速大致为零的附近请求再启动的情况下，由于发动机输出轴的旋转能量(惯性力、惯量)降低，因此，担心发生上述不良情况。
这样，在假定施加于活塞的反作用力变大而使发动机再启动，需要增大电动发电机的输出转矩。然而，由于存在各种制约，增大电动发电机的输出转矩是困难的。
例如，考虑装设空间的缘故，增大电动发电机的体型来增大输出转矩是困难的。此外，由于电动发电机的最大转速存在上限，因此增大减速比来增大输出转矩也是困难的。
本发明为了解决上述技术问题而作，其主要目的在于提供一种发动机启动控制装置，能够在发动机停止燃烧后、直到发动机停止旋转之前的转速下降期间，一边抑制电动机的输出转矩，一边适当地进行发动机的启动。
为了解决上述技术问题，第一发明的主旨在于，发动机启动控制装置包括电动机并根据启动请求通过所述电动机使发动机启动，所述电动机与发动机输出轴驱动连结并具有动力运行驱动的功能，上述发动机启动控制装置包括：跨越判断部，在上述发动机的燃烧停止后，上述跨越判断部在发动机转速下降到零时的转速下降期间产生了上述启动请求的时候执行基于上述发动机输出轴的旋转状态来对上述发动机的汽缸内的活塞是否能跨越压缩上止点进行判断的跨越判断；以及启动控制部，当判断为上述活塞无法跨越压缩上止点时，上述启动控制部在利用上述汽缸内的缸内压力施加于上述活塞的反作用力为规定以下的低反作用力期间开始上述电动机的驱动，从而使上述发动机启动。
在转速下降期间产生了启动请求的时候，执行基于发动机输出轴的旋转状态来对发动机的汽缸内的活塞是否能跨越压缩上止点进行判断的跨越判断。接着，当判断为活塞无法跨越压缩上止点时，在施加于活塞的反作用力为规定以下的低反作用力期间开始上述电动机的驱动。即，当在旋转下降期间，电动机的输出转矩有可能相对于施加到活塞的反作用力不充分的时候，在低反作用力期间开始电动机的驱动，从而可靠地使发动机启动。由此，能在旋转下降期间一边抑制电动机的输出转矩，一边恰当地进行发动机的启动。
第二发明的主旨在于，包括设定部，当判断为上述活塞无法跨越压缩上止点时，上述设定部对从产生了上述启动请求的时刻直到变为上述低反作用力期间的等待时间进行设定，上述启动控制部在经过了上述等待时间的时刻开始上述电动机的驱动。
在产生了启动请求的时刻，在发动机输出轴的旋转状态下，当判断为活塞无法跨越压缩上止点且电动机的输出转矩可能相对于压缩反作用力不充分时，等待电动机的驱动直到变为低反作用力期间。由此，能在旋转下降期间，一边抑制电动机的输出转矩，一边恰当地进行发动机的启动。
第三发明的主旨在于，上述设定部基于产生了上述启动请求的时刻的发动机转速来设定上述等待时间。
即使不使用缸内压力传感器等，也能根据产生了启动请求时的发动机转速对压缩反作用力为规定以下的低反作用力期间进行预测。由此，能简化结构。
第四发明的主旨在于，包括期间判断部，在判断为上述活塞无法跨越压缩上止点后，上述期间判断部获取上述发动机输出轴的旋转位置和发动机转速，并基于获取到的上述发动机输出轴的旋转位置和发动机转速来对是否处于上述低反作用力期间进行判断。
由于根据发动机输出轴的旋转位置不同，压缩反作用力不同，因此，能基于发动机输出轴的旋转位置来确定低反作用力期间。此外，根据发动机转速、发动机输出轴的旋转能量不同，在考虑到该旋转能量时，施加于活塞的反作用力为规定以下的低反作用力期间也不同。即，由于压缩反作用力被发动机输出轴的惯性力抵消，因此，低反作用力期间也不同。
因此，包括了期间判断部，该期间判断部基于发动机输出轴的旋转位置和发动机转速来对是否处于低反作用力期间进行判断，在通过期间判断部判断为处于低反作用力期间时，启动控制部开始电动机的驱动。由此，能一边抑制输出转矩，一边恰当地使发动机启动。
第五发明的主旨在于，上述启动控制部从上述低反作用力期间之前驱动上述电动机，以向上述发动机输出轴反转的方向施加输出转矩，上述启动控制部在上述低反作用力期间驱动上述电动机，以向上述发动机输出轴正转的方向施加输出转矩。
通过驱动电动机以向发动机输出轴反转的方向施加输出转矩，从而能降低发动机输出轴的旋转能量，并能强制性地减少压缩反作用力。由此，能一边抑制输出转矩，一边恰当地启动。
第六发明的主旨在于，包括旋转判断部，该旋转判断部对上述发动机输出轴是否反转进行判断，当判断为上述发动机输出轴反转时，上述启动控制部作为上述低反作用力期间，开始上述电动机的驱动。
当发动机输出轴反转时，由于汽缸内的缸内压力足够低，因此，能确定为施加于活塞的反作用力为规定以下的低反作用力期间。因而，包括对发动机输出轴是否反转进行判断的旋转判断部，当判断为发动机输出轴反转时，启动控制部作为低反作用力期间，开始上述电动机的驱动。由此，能够一边抑制输出转矩，一边在理想的时刻使发动机启动。
第七发明的主旨在于，包括旋转判断部，该旋转判断部对上述发动机输出轴是否反转进行判断，当判断为上述发动机输出轴反转时，上述启动控制部使上述发动机输出轴反转直到施加于上述活塞的压缩反作用力为最小，然后开始上述电动机的驱动。
即使在判断为反转时且判断为处于低反作用力期间的情况下，也会等待开始电动机的驱动直到压缩反作用力为最小。由此，能更可靠地使发动机启动。
第八发明主旨在于，当判断为上述发动机输出轴反转时，上述启动控制部从施加于上述活塞的压缩反作用力为最小之前驱动上述电动机，以向上述发动机输出轴反转的方向施加输出转矩，并且在上述压缩反作用力为最小时驱动上述电动机，以向上述发动机输出轴正转的方向施加输出转矩。
当发动机输出轴反转时，通过驱动电动机向发动机输出轴反转的方向施加输出转矩，能缩短直到压缩反作用力为最小的时间。即，能使再启动的时刻提前。
第九发明的主旨在于，上述启动控制部从上述低反作用力期间之前使励磁电流通电。
由此，能提高驱动电动机时的响应性。
第十发明的主旨在于，包括：存储部，该存储部将上述转速下降期间的发动机转速的过往记录存储；以及停止预测部，该停止预测部基于存储于上述存储部的发动机转速的过往记录来对上述发动机转速进行预测，上述跨越判断部基于上述停止预测部的预测进行上述跨越判断。
在发动机的旋转停止之前的期间，活塞变得最难跨越压缩上止点。另一方面，能基于发动机转速的过往记录来预测发动机的旋转停止的时刻。因而，预测发动机转速，基于上述预测进行跨越判断。由此，能恰当地对是否能够跨越进行判断。
第十一发明的主旨在于，上述跨越判断部基于上述发动机输出轴的旋转状态和上述电动机的能输出转矩，执行上述跨越判断。
由此，能更准确地执行跨越判断。
第十二发明的主旨在于，包括温度信息获取部，该温度信息获取部获取上述发动机和上述电动机中至少任意一方的温度信息，基于由上述温度信息获取部获取到的温度信息，进行上述低反作用力期间的修正。
压缩反作用力、能输出的电动机的输出转矩等因温度而变动。因而，基于温度信息来修正低反作用力期间。由此，即使抑制了输出转矩也能可靠地再启动。
第十三发明的主旨在于，包括温度信息获取部，该温度信息获取部获取上述发动机和上述电动机中至少任意一方的温度信息，基于由上述温度信息获取部获取到的温度信息，进行上述低反作用力期间的修正。
能输出的电动机的输出转矩因电池残余量而变动。因而，基于电池残余量来修正低反作用力期间。由此，即使抑制了输出转矩也能可靠地再启动。
附图说明
参照附图和以下详细的记述，可以更明确本发明的上述目的、其他目的、特征和优点。附图如下所述。
图1是发动机控制系统的示意结构图。
图2是转速下降期间的发动机转速的推移图。
图3是用于说明发动机转速的预测的图。
图4是表示跨越判断被否定的期间的图。
图5是表示启动控制处理的流程图。
图6是表示特殊再启动处理的流程图。
图7是表示判断用映射的图。
图8是表示第二实施方式的特殊再启动处理的流程图。
图9是表示第三实施方式的特殊再启动处理的流程图。
图10是表示缸内压力的变化的图。
图11是表示跨越判断用映射的图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下，基于附图，对将本发明具象化的实施方式进行说明。本实施方式中，对装设于车辆的发动机的控制系统进行具象化。在上述控制系统中，将电子控制单元(以下，称作ECU)作为中枢来对发动机的运转状态等进行控制。本系统的整体示意图如图1所示。
在图1所示的车辆10中，发动机11由汽油等燃料的燃烧来驱动，发动机11是反复实施吸气、压缩、膨胀及排气的各行程的四循环发动机(四冲程发动机)。发动机11具有四个汽缸(缸)12，各汽缸12中分别收容有活塞13。此外，发动机11适当地包括燃料喷射阀(未图示)、点火装置(未图示)等。另外，在本实施方式中，示出了四汽缸的发动机11，但发动机11的汽缸数量可以为任意。此外，发动机11并不限定为汽油发动机，也可以是柴油发动机。
在汽缸12中，从吸气部20供给空气。吸气部20具有吸气歧管21，在吸气歧管21的上游设置有对吸入空气量进行调节的节流阀22。
在发动机11一体地设置有MG(电动发电机)30。MG 30是作为电动机和发电机而驱动的旋转电机。发动机11的曲柄轴(发动机输出轴)14与曲柄带轮15机械连接，MG 30的旋转轴31与MG带轮32机械连接。此外，通过皮带33将曲柄带轮15和MG带轮32驱动连结。当发动机启动时，利用MG 30的旋转使发动机11初始旋转(曲柄启动旋转(日文：クランキング回転))。另外，也可以是另外设置起动电动机，能利用起动电动机的旋转使发动机11初始旋转的结构。
此外，MG 30经由作为电力转换电路的逆变器34而与蓄电池35连接。在MG30作为电动机进行驱动的情况下，根据ECU 50的指令，使电力从蓄电池35经由逆变器34向MG 30供给。其结果是，MG 30驱动(动力运行驱动)。也可以在逆变器34中设置另外的ECU，以接收ECU50的指令来对逆变器34的电力转换电路进行控制。另一方面，在MG 30作为发电机起作用的情况下，通过MG 30发电的电力被逆变器34从交流转换为直流后，向蓄电池35充电。另外，灯类、音响装置等电负载36连接于蓄电池35。
ECU 50是包括由众所周知的CPU、ROM、RAM等构成的微型计算机等的电子控制装置，基于本系统中设置的各种传感器的检测结果，实施节流阀22的开度控制、燃料喷射阀的燃料喷射的控制等各种发动机控制。
关于传感器类，详细地，ECU 50连接有对曲柄轴14的旋转位置(旋转角度位置、曲柄角)和发动机旋转速度进行检测的曲柄角传感器51。此外，ECU 50连接有对油门操作量(油门开度)进行检测的油门传感器52。此外，ECU 50连接有对车速进行检测的车速传感器53、对制动踏板的操作量进行检测的制动传感器54。此外，ECU 50连接有对蓄电池35的蓄电池状态进行检测的蓄电池传感器56。来自上述各传感器的信号依次输入至ECU 50。
曲柄角传感器51是例如每隔规定的曲柄角(例如，以30°的CA周期)输出矩形的检测信号(曲柄脉冲信号)的电磁拾取式的旋转位置检测装置。根据曲柄轴14每次旋转规定的曲柄角所需的时间，计算发动机转速。此外，根据曲柄角传感器51的检测结果，除了对曲柄轴14相对于规定的基准位置(例如，压缩上止点)的旋转位置(旋转角度位置、曲柄角)进行计算之外，实施发动机11的行程判断。
蓄电池传感器56对蓄电池35的端电压、充电放电电流等进行检测。基于上述检测值，由ECU 50计算出蓄电池35的蓄电池残余容量(SOC)。因此，ECU 50作为电池残余量获取部起作用。
此外，ECU 50进行发动机11的怠速停止控制。怠速停止控制简单来讲是，当规定的自动停止条件成立时，停止发动机11的燃烧，然后，当规定的再启动条件成立时，使发动机11再启动。在这种情况下，自动停止条件例如包括本车辆的车速处于发动机自动停止速度范围(例如，车速≤10km/h)，且油门操作解除或者进行了制动操作。此外，作为再启动条件，例如包括油门操作开始、制动操作解除。另外，也可以是通过不同的ECU来实施发动机控制功能和怠速停止功能的结构。因此，ECU 50是发动机启动控制装置。
此处，对在车辆10中发动机11的自动停止条件成立时的发动机转速的推移进行说明。在图2中，表示发动机11的燃烧停止、直至发动机转速变为零之前的转速下降期间的发动机转速的推移。当从怠速状态开始，发动机11的自动停止条件成立时，停止发动机11的燃烧。之后，发动机转速逐渐降低，穿过自恢复区域。此处，自恢复区域是在发动机11的燃烧停止时不进行曲柄启动而通过再次开始供给燃料，便能使发动机11再启动的发动机转速的区域，例如，下限设定为600rpm左右。
接着，当发动机转速穿过自恢复区域并进一步逐渐降低时，穿过低速区域，发动机转速变为零(发动机11的旋转停止)。另外，在发动机11的旋转停止期间，有时会产生发动机11的回摆(反转)。当发动机11停止时，基于汽缸12内的缸内压力，通过施加于活塞13的压缩反作用力(压榨反作用力)将活塞13向下止点方向拉回，从而产生上述回摆。
然而，在本系统中，当在转速下降期间内再启动条件成立时(产生了启动请求时)，不等待发动机11的旋转完全停止，在尽可能早的时刻使发动机11启动(再启动)。
但是，在转速下降期间，由于反复进行向汽缸12内的吸气，因此，与发动机11停止后相比，向活塞13的压缩反作用力(压榨反作用力)有可能变大。因而，在转速下降期间，MG30的输出转矩相对于压缩反作用力变得不充分，认为活塞13有可能无法跨越压缩上止点(TDC)。其结果是，担心启动性降低这样的不良情况。即，认为有可能无法可靠地使发动机11启动。例如，在发动机自动停止时，在发动机转速大致为零的附近再启动条件成立的情况下，由于曲柄轴14的旋转能量(惯性力、惯量)降低，因此，相对地压缩反作用力变大，担心会产生上述不良情况。
这样，在假定施加于活塞13的反作用力变大而使发动机11再启动时，需要增大MG30产生的输出转矩。然而，由于存在各种制约，增大MG 30产生的输出转矩是困难的。
例如，考虑装设空间的缘故，增大MG 30的体型来增大输出转矩是困难的。此外，由于MG 30的最大转速存在上限(当较大程度地超过MG 30的转速时有可能会发生故障)，因此，增大减速比来增大输出转矩也是困难的。
因而，在本实施方式中，在发动机转速处于低速区域的情况下，通过对启动控制下功夫，来一边抑制MG 30的输出转矩，一边能实现适当的发动机11的再启动。
具体地，在转速下降期间，当再启动条件成立时，ECU 50执行基于曲柄轴14的旋转状态对活塞13是否能跨越压缩上止点进行判断的跨越判断。接着，当判断为活塞13无法跨越压缩上止点时，ECU 50在施加于活塞13的反作用力为规定以下的低反作用力期间开始MG30的驱动，并使发动机11启动。
因而，本实施方式的ECU 50包括作为跨越判断部61的功能，该跨越判断部61在转速下降期间，基于曲柄轴14的旋转状态来执行跨越判断。此外，ECU 50包括作为启动控制部62的功能，该启动控制部62在施加于活塞13的反作用力为规定以下的低反作用力期间开始MG 30的驱动，并使发动机11启动。以下，对上述作用进行详细说明。
首先，对跨越判断部61进行说明。在本实施方式中，在转速下降期间，ECU 50将发动机转速的过往记录作为曲柄轴14的旋转状态而存储于存储部(存储用存储器)。接着，作为跨越判断部61的ECU 50基于上述过往记录对发动机转速进行预测，并通过使用其预测数据来执行跨越判断。因而，本实施方式的ECU 50包括作为存储部的功能和作为停止预测部的功能，其中，上述存储部对转速下降期间的发动机转速的过往记录进行存储，上述停止预测部基于发动机转速的过往记录对发动机转速进行预测。
对发动机转速的预测方法进行说明。将伴随缸体积的增减变化的发动机转速的增减1个周期的量设为旋转脉动期间，ECU 50基于之前的旋转脉动期间的能量损失来对以后的旋转脉动期间的发动机转速进行预测，从而对发动机正转时的发动机转速进行预测。
更详细地，ECU 50假定若由活塞位置确定的曲柄轴14的旋转位置相同，则转速下降期间的正转时的能量损失是恒定的。接着，基于上述假定，将伴随缸体积的增减变化的发动机转速(瞬时转速Ne)的增减1个周期的量(本实施方式中为180°CA)设为旋转脉动期间，ECU 50基于当前时刻之前的旋转脉动期间的发动机转速，对以后的旋转脉动期间的发动机转速进行预测。
即，ECU 50假定在发动机正转时，发动机转矩在前后的旋转脉动期间以相同的倾向产生，来对当前时刻以后的发动机转速进行预测。另外，瞬时转速Ne是根据曲柄轴14旋转规定旋转角度所需的时间计算出的发动机转速。在上述预测方法中，重复多次以下处理：对输出下一曲柄脉冲信号的旋转位置(曲柄角)，即下一运算时刻的瞬时转速Ne的预测值进行计算，并且基于该预测值，进一步对再下一运算时刻的瞬时转速Ne的预测值进行计算。由此，能对转速下降期间内的发动机转速进行预测(确定预测旋转轨迹)。
图3是用于说明发动机转速的预测方法的图。另外，在图3中，将从各汽缸的上止点(TDC)直到下一个TDC的180°CA区间(旋转脉动期间)中的、本次的旋转脉动期间表示为S[j]，将前一次的旋转脉动期间表示为S[j-1]，将下一次的旋转脉动期间表示为S[j+1]。
在发动机自动停止条件成立后的转速下降期间中，每次从曲柄角传感器51输入曲柄脉冲信号(本实施方式中为每隔30°CA)，ECU 50基于从前一次的脉冲的上升时刻直到本次的脉冲的上升时刻的时间、即时间宽度Δt(秒)计算出瞬时转速Ne(i)，并且将该瞬时转速Ne(i)每次存储。
此外，基于从上止点(TDC)每旋转规定旋转角度θ(曲柄分辨率)的瞬时转速Ne(θ,i-1)的变化，能计算出旋转脉动期间的旋转位置间的发动机转矩Te(θn-θn+1)。例如，前一次的旋转脉动期间(前一次的180°CA区间)S[j-1]中的旋转位置间的发动机转矩Te(j-1)(θn-θn+1)由下述式(1)表示。
Te(j-1)(θn-θn+1)＝-J·((ω(j-1)(θn+1))2-(ω(j-1)(θn))2)/2…(1)
ω(θn)[弧度/秒]＝Ne(θn)×360/60
另外，式(1)中，J是发动机11(曲柄轴14)的惯量，并在本实施方式中预先基于发动机11的设计数据等计算出并存储于存储部。
在图3中，当前的旋转位置是TDC后的30°CA，在对此后的发动机转速进行预测时，首先基于曲柄脉冲信号计算当前时刻的瞬时转速Ne(30，i)。此外，使用上述计算出的瞬时转速Ne(30，i)和之前的旋转位置的瞬时转速Ne(0，i)，通过上述式(1)来计算发动机转矩Te(0-30，i)，并对其进行存储。
接着，使用前一次的180°CA区间S[j-1]中的以上止点(TDC)为基准的旋转位置与预测值相同的旋转位置与再前一次的旋转位置之间的发动机转矩、此处为发动机转矩Te(j-1)(30-60)，以及当前的瞬时转速Ne(30，i)，来对旋转位置60°CA的预测值Ne(60，i)进行运算，以作为下一脉冲的上升时刻的发动机转速的预测值。同时，对从旋转位置30°CA直到到达60°CA为止的预测到达时间t(j)(30-60)进行运算。
然后，使用上一次的180°CA区间S[j-1]的从旋转位置60°CA直到90°CA的发动机转矩Te(j-1)(60-90)和发动机转速的预测值Ne(60，i)，对本次的180°CA区间S[j]中的TDC后的旋转角度90°CA的旋转位置的预测值Ne(90，i)进行运算，并且对从旋转位置60°CA直到到达90°CA为止的预测到达时间t(j)(60-90)进行运算。通过重复多次上述处理来对发动机11的转速下降期间的发动机转速(瞬时转速Ne)进行预测，并且通过对上述预测数据进行例如线性插值来对转速下降期间的发动机转速的轨迹(预测旋转轨迹)进行预测。另外，用图3中的黑色圆点来表示基于上述预测方法计算出的瞬时转速Ne的预测值，用图中的虚线来表示预测旋转轨迹。
每次输入曲柄脉冲信号(每隔30°CA)，利用输入下一个曲柄脉冲信号为止的时间来执行上述预测运算，并每次更新预测数据(预测旋转轨迹)。此时，在直到输入下一个曲柄脉冲信号的期间，对直到发动机11的旋转停止的轨迹进行预测。另外，也可以将发动机转速(瞬时转速)换算成角速度来进行预测运算。
此外，ECU 50执行基于上述预测数据对活塞13是否能跨越压缩上止点进行判断的跨越判断。
如图4所示，具体地，基于由虚线表示的预测数据(预测旋转轨迹)，确定发动机转速为零的时刻T0。另外，在图4中，通过实线示意性地表示实际的发动机转速。此外，ECU 50以发动机转速为零的时刻T0为基准，根据发动机转速的预测数据，确定时刻T0之前一个的上止点(图4中为TDC(N+3))。在发动机转速为零的时刻T0之后(例如，图4中的TDC(N+4))，活塞13无法跨越上止点。因此，当在至少从该TDC(N+3)到发动机转速为零的时刻T0的期间，实施跨越判断时，ECU 50否定跨越判断。
此外，在本实施方式中，将四冲程(吸气、压缩、膨胀以及排气的各行程)作为一个循环。即，在使发动机11启动时，活塞13需要跨越两次上止点。因而，ECU 50以发动机转速为零的时刻T0为基准，确定前两个上止点(图4中为TDC(N+2))。此外，优选的是，当在从该TDC(N+2)到发动机转速为零的时刻T0的期间，实施跨越判断时，ECU 50也否定跨越判断。即，优选的是，在排气行程中，考虑到活塞13可能无法超过上止点，在从该TDC(N+2)到发动机转速为零的时刻T0的期间，否定跨越判断。
此外，当使发动机11启动时，有可能在吸气行程之前进行燃料喷射。优选的是，考虑上述燃料喷射的时间，从TDC(N+2)或者TDC(N+3)之前的规定时间开始便否定跨越判断。
综上，当在从TDC(N+2)之前的规定时间的时刻T1到发动机转速为零的时刻T0的期间，实施跨越判断时(即，产生了启动请求时)，本实施方式的ECU 50否定跨越判断。即，考虑燃料喷射的时间、四冲程发动机来实施跨越判断。另外，在发动机转速为零的时刻T0以后，ECU 50也否定跨越判断。
接着，对启动控制部62进行说明。当判断为在转速下降期间，活塞13跨越压缩上止点，并且再启动条件成立时，作为启动控制部62的ECU 50尽可能早地开始MG 30的驱动。即，当肯定了跨越判断时，基于曲柄轴14的旋转能量的惯性力比压缩反作用力大，因此抵消了压缩反作用力。其结果是，与活塞13停止时相比，发动机11的启动所需的输出转矩不会变大。因此，当肯定了跨越判断时，ECU 50通过尽可能早地开始MG 30的驱动，迅速地使发动机11再启动。
另一方面，当判断为在转速下降期间，活塞13无法跨越压缩上止点，并且再启动条件成立时，作为启动控制部62的ECU 50在施加于活塞13的反作用力为规定以下的低反作用力期间开始MG 30的驱动。
此处，对在低反作用力期间开始MG 30的驱动的方法进行说明。
当判断为活塞13无法跨越压缩上止点时，ECU 50设定从再生相同条件成立时直到变为低反作用力期间的等待时间。此外，ECU 50在经过了等待时间的时刻开始MG 30的驱动。
更详细地说明，ECU 50根据再启动条件成立时(产生了启动请求时)的发动机转速来设定等待时间。即，由于假定发动机转速保持为具有规定的周期性地下降，因此，能够根据发动机转速对汽缸12内的缸内压力降低且施加于活塞13的反作用力为规定以下的期间进行预测。具体地，能够根据发动机转速对发动机旋转位置在90°CA附近的期间(低反作用力期间)进行预测。因此，根据发动机转速来设定等待时间。另外，由于发动机转速越高，压缩反作用力越大，因此，等待时间越长。因此，ECU 50包括作为设定部的功能，该设定部对直到变为低反作用力期间的等待时间进行设定。
上述等待时间例如通过实验等进行测定，与发动机转速对应地存储于存储部。另外，也可以基于设计数据确定与发动机转速对应的等待时间，并将其预先存储于存储部。此外，ECU 50也可以基于上述预测数据来预测低反作用力期间，设定等待时间。例如，ECU 50也可以利用上述预测数据的周期性来预测发动机旋转位置变为90°CA附近的期间(低反作用力期间)，设定等待时间。
然而，当曲柄轴14反转时，推测为汽缸12内的缸内压力足够低，施加于活塞13的反作用力为规定以下。因而，ECU 50对曲柄轴14是否反转进行判断，并在判断为曲柄轴14反转时，不设定等待时间而立即驱动MG 30。因而，本实施方式的ECU 50包括作为旋转判断部的功能。另外，在本实施方式中，虽然对曲柄轴14是否反转进行了判断，但是也可以对曲柄轴14是否正转进行判断。
接着，基于图5对用于启动的启动控制处理进行说明。在发动机11的自动停止条件成立后，通过ECU 50每隔各规定周期执行启动控制处理。
ECU 50对再启动条件是否成立(是否产生了启动请求)进行判断(步骤S11)。当上述判断结果为否定时，结束启动控制处理。
另一方面，当步骤S11的判断结果为肯定时，ECU 50对发动机转速是否处于自恢复区域进行判断(步骤S12)。当上述判断结果为肯定时，ECU 50不驱动MG 30便结束起动控制处理。即，通过再次开始燃料供给，使发动机11再启动。
另一方面，当步骤S12的判断结果为否定时，ECU 50基于发动机转速等对发动机11是否完全停止(发动机11的旋转停止)进行判断(步骤S13)。当上述判断结果为肯定时，ECU50立即开始MG 30的驱动(步骤S14)，使发动机11再启动，结束启动控制处理。
当步骤S13的判断结果为否定时，ECU 50执行如上所述的跨越判断(步骤S15)。当步骤S15的判断结果为肯定时(判断为能够跨越时)，ECU 50立即开始MG 30的驱动(步骤S14)，以使发动机11再启动，并结束启动控制处理。
另一方面，当步骤S15的判断结果为否定时(判断为无法跨越时)，ECU 50执行特殊再启动处理(步骤S16)。特殊再启动处理是在发动机转速处于低速区域时(穿过自恢复区域后、直到发动机完全停止之前的期间)，用于使发动机11启动(再启动)的处理。执行特殊再启动处理之后，结束启动控制处理。
此处，基于图6，对步骤S16的特殊再启动处理进行说明。
ECU 50对从再启动条件成立的时刻直到变为低反作用力期间的等待时间进行设定(步骤S21)。即，ECU 50设定与再启动条件成立时(产生了启动请求时)的发动机转速相应的等待时间。
接着，ECU 50判断是否经过了等待时间(步骤S22)。当上述判断结果为肯定时，ECU50开始MG 30的驱动(步骤S23)，并使发动机11再启动。接着，结束特殊再启动处理。
另一方面，当步骤S22的判断结果为否定时，ECU 50对曲柄轴14是否反转进行判断(步骤S24)。能通过利用曲柄角传感器51获取的旋转位置的转变等来判断曲柄轴14的旋转方向。
当步骤S24的判断结果为肯定时(曲柄轴14反转时)，ECU 50立即开始MG 30的驱动(步骤S23)，并使发动机11再启动。接着，结束特殊再启动处理。
另一方面，当步骤S24的判断结果为否定时(曲柄轴14正转时)，ECU 50在待机了规定时间后(步骤S25)转移至步骤S22的处理。
以上，根据详细说明的本实施方式，能够取得下述优异的技术效果。
在转速下降期间，ECU 50执行基于曲柄轴14的旋转状态对活塞13是否能跨越压缩上止点进行判断的跨越判断。接着，当判断为活塞13无法跨越压缩上止点时，ECU 50在施加于活塞13的反作用力为规定以下的低反作用力期间开始MG 30的驱动。即，当在转速下降期间，MG 30的输出转矩有可能相对于施加到活塞13的反作用力不充分时，在低反作用力期间开始MG 30的驱动，从而可靠地使发动机11启动。由此，能在转速下降期间抑制MG 30的输出转矩并适当地进行发动机11的启动。
在再启动条件成立的时刻，在曲柄轴14的旋转状态下，当判断为活塞13无法跨越压缩上止点且MG 30的输出转矩可能相对于施加到活塞13的反作用力不充分时，ECU 50等待MG 30的驱动，直到变为低反作用力期间。由此，能在转速下降期间一边抑制MG 30的输出转矩，一边适当地进行发动机11的启动。
此外，ECU 50根据再启动条件成立时(产生了启动请求时)的发动机转速来设定直到低反作用力期间开始的等待时间。即，即使不使用缸内压力传感器等，也能根据发动机转速预测(确定)低反作用力期间，从而能简化结构。
当曲柄轴14反转时，由于汽缸12内的缸内压力足够低，因此，能确定为施加于活塞13的反作用力为规定以下的低反作用力期间。因而，ECU 50对曲柄轴14是否正转进行判断，并且在判断为曲柄轴14反转时，作为低反作用力期间，开始MG 30的驱动。由此，能够一边抑制输出转矩，一边在理想的时刻使发动机11启动。
ECU 50基于发动机转速的过往记录来预测发动机转速，并基于该预测数据进行跨越判断。在发动机11的旋转停止之前的期间，活塞13变得最难跨越压缩上止点。另一方面，能基于发动机转速的过往记录来预测发动机11停止的时刻。因而，预测发动机转速，并基于上述预测进行跨越判断。由此，能恰当地判断是否能够跨越。
(第二实施方式)
控制系统不限定于上述实施方式，例如也可以以下述方式实施。另外，在下文中，对于各实施方式中彼此相同或等同的部分标注相同的符号，对于相同符号的部分引用其说明。
在第一实施方式中，在特殊再启动处理中，与再启动条件成立时的发动机转速相应地设定直到低反作用力期间的等待时间。在第二实施方式中，构成为基于发动机转速和曲柄轴14的旋转位置对低反作用力期间进行判断。
更详细地说明，由于根据曲柄轴14的旋转位置不同，施加于活塞13的压缩反作用力不同，因此能基于曲柄轴14的旋转位置来确定低反作用力期间。此外，根据发动机转速不同，曲柄轴14的旋转能量(惯性力)不同，在考虑到该旋转能量时，施加于活塞13的反作用力为规定以下的低反作用力期间也不同。即，由于压缩反作用力会被曲柄轴14的惯性力抵消，因此，低反作用力期间需要根据发动机转速不同而不同。
因此，获取曲柄轴14的旋转位置和发动机转速，并能根据获取到的曲柄轴14的旋转位置和发动机转速的组合，对是否处于低反作用力期间(是否允许MG 30的驱动)进行判断。
因而，在第二实施方式中，将判断用映射存储于存储部，该判断用映射用于根据曲柄轴14的旋转位置(BTDC)和发动机转速的组合来对是否处于低反作用力期间进行判断。此外，ECU 50参照判断用映射来对是否处于低反作用力期间进行判断。另外，判断用映射是基于例如实验、设计数据等设定的，并存储于存储部。
判断用映射例如如图7所示。实线的上方是判断为低反作用力期间的区域，实线的下方是判断为不是低反作用力期间的区域。如图7所示，低反作用力期间中，发动机转速越大，处于低反作用力期间的旋转位置的范围越宽。此外，低反作用力期间中，发动机转速越小，旋转位置越接近上止点(0°CA)。
以下，参照图8对第二实施方式中的特殊再启动处理进行说明。
ECU 50获取当前时刻的发动机转速和旋转位置，并基于获取到的发动机转速和旋转位置，参照判断用映射，来对是否处于低反作用力期间(是否处于允许MG 30的驱动的期间)进行判断(步骤S31)。当上述判断结果为肯定时，ECU 50开始MG 30的驱动(步骤S32)，并使发动机11再启动。接着，结束特殊再启动处理。
另一方面，当步骤S31的判断结果为否定时，ECU 50对曲柄轴14是否反转进行判断(步骤S33)。当步骤S33的判断结果为肯定时(判断为曲柄轴14反转时)，ECU 50立即开始MG30的驱动(步骤S32)，并使发动机11再启动。接着，结束特殊再启动处理。
另一方面，当步骤S33的判断结果为否定时(曲柄轴14正转时)，ECU 50在待机了规定时间后(步骤S34)转移至步骤S31的处理。综上，ECU 50包括作为期间判断部的功能，该期间判断部基于获取到的发动机输出轴的旋转位置和发动机转速来对是否处于低反作用力期间进行判断。
综上，根据详述的第二实施方式，除了第一实施方式的效果之外，还可以获得以下优异效果。
由于根据曲柄轴14的旋转位置不同，施加于活塞13的压缩反作用力不同，因此，能基于曲柄轴14的旋转位置来确定低反作用力期间。此外，根据发动机转速不同，曲柄轴14的旋转能量不同，在考虑到该旋转能量时，施加于活塞13的反作用力为规定以下的低反作用力期间也不同。即，由于压缩反作用力会被曲柄轴14的惯性力抵消，因此，低反作用力期间也不同。
因而，ECU 50基于曲柄轴14的旋转位置和发动机转速来对是否处于低反作用力期间EC进行判断，并在判断为处于低反作用力期间时，开始MG 30的驱动。由此，能一边抑制输出转矩，一边恰当地使发动机11启动。
(第三实施方式)
控制系统不限定于上述实施方式，例如也可以以下述方式实施。另外，在下文中，对于各实施方式中彼此相同或等同的部分标注相同的符号，对于相同符号的部分引用其说明。
在第三实施方式中，当判断为曲柄轴14反转时，ECU 50使曲柄轴14反转直到施加于活塞13的压缩反作用力最小，然后开始MG 30的驱动。
此外，在第三实施方式中，通过与第一实施方式不同的驱动方法来驱动MG 30。具体地，ECU 50从低反作用力期间之前驱动MG 30，以向曲柄轴14反转的方向施加输出扭矩。接着，ECU 50在低反作用力期间驱动MG 30，以向曲柄轴14正转的方向施加输出扭矩。
接着，参照图9对第三实施方式中的特殊再启动处理进行说明。
ECU 50对从再启动条件成立的时刻直到变为低反作用力期间的等待时间进行设定(步骤S41)。即，ECU 50设定与再启动条件成立时(产生了启动请求时)的发动机转速相对应的等待时间。
接着，ECU 50对是否经过了等待时间进行判断(步骤S42)。当上述判断结果为肯定时，ECU 50驱动MG 30，以向曲柄轴14正转的方向施加输出转矩(步骤S43)，并使发动机11再启动。接着，结束特殊再启动处理。
另一方面，当步骤S43的判断结果为否定时，ECU 50对曲柄轴14是否反转进行判断(步骤S44)。当步骤S44的判断结果为否定时(曲柄轴14正转时)，ECU 50驱动MG 30，以向曲柄轴14反转的方向施加输出转矩(步骤S45)。接着，ECU 50在待机了规定时间后(步骤S46)，转移至步骤S42的处理。
另一方面，当步骤S44的判断结果为肯定时(曲柄轴14反转时)，ECU 50对是否将曲柄轴14反转直到施加于活塞13的压缩反作用力最小进行判断(步骤S47)。具体地，ECU 50对旋转位置是否处于90°CA进行判断。
当步骤S47的判断结果为肯定时，ECU 50驱动MG 30，以向曲柄轴14正转的方向施加输出转矩(步骤S43)，并使发动机11再启动。接着，结束特殊再启动处理。
另一方面，当步骤S47的判断结果为否定时，ECU 50驱动MG 30，以向曲柄轴14反转的方向施加输出转矩(步骤S48)。接着，ECU 50在待机了规定时间后(步骤S49)，转移至步骤S47的处理。
另外，在第三实施方式中，当判断为曲柄轴14正转时，ECU 50从低反作用力期间之前驱动MG 30，以向曲柄轴14反转的方向施加输出转矩，但是也可以不驱动MG 30。即，也可以省略步骤S45的处理。
此外，当判断为曲柄轴14反转时，ECU 50从施加于活塞13的压缩反作用力为最小之前驱动MG 30，以向曲柄轴14反转的方向施加输出转矩，但是也可以不驱动MG 30。即，也可以省略步骤S48的处理。
此外，ECU 50也可以不管曲柄轴14的旋转方向如何，从变为低反作用力期间之前驱动MG 30，以向曲柄轴14反转的方向施加输出转矩。例如，也可以在步骤S41与步骤S42之间执行驱动MG 30，以向曲柄轴14反转的方向施加输出转矩的处理。
综上，根据详述的第三实施方式，除了第一实施方式的效果之外，还可以获得以下优异效果。
当曲柄轴14正转时，ECU 50从低反作用力期间之前驱动MG 30，以向曲柄轴14反转的方向施加输出转矩。由此，能降低曲柄轴14的旋转能量(能对活塞13的移动施加制动)，其结果是，如图10所示，能使汽缸12内的缸内压力降低，并强制性地减少压缩反作用力。另外，在图10中，用实线表示不驱动MG 30时的缸内压力的变化。另一方面，用虚线表示驱动MG 30时的缸内压力。因而，能一边抑制输出转矩，一边恰当地启动。
即使在判断为反转且判断为处于低反作用力期间的情况下，ECU 50也不会向正转方向施加MG 30的输出转矩，直到施加于活塞13的压缩反作用力为最小。由此，能更可靠地使发动机11启动。
当曲柄轴14反转时，ECU 50驱动MG 30，以向曲柄轴14反转的方向施加输出转矩。由此，能缩短直到压缩反作用力最小的时间。即，能使再启动的时刻提前。
(其他实施方式)
本发明并不限定于上述实施方式，例如也可以以下述方式实施。另外，在下文中，对于各实施方式中彼此相同或等同的部分标注相同的符号，对于相同符号的部分引用其说明。
·在上述实施方式的特殊再启动处理中，ECU 50也可以从低反作用力期间之前使励磁电流通电。例如，ECU 50也可以在转移到特殊再启动处理后使励磁电流通电。这样，通过从开始MG 30的驱动前使励磁电流通电，从而使开始MG 30的驱动时的响应性变好。由此，能更迅速地使发动机11启动。
·在上述实施方式中，ECU 50基于发动机转速的预测数据来进行跨越判断，但是也可以通过任意的方法来执行跨越判断。例如，也可以基于发动机转速和旋转位置进行跨越判断。
更详细地说明，由于根据曲柄轴14的旋转位置，施加于活塞13的压缩反作用力不同，因此，能基于曲柄轴14的旋转位置来确定判断为能跨越的期间。此外，根据发动机转速、曲柄轴14的旋转能量(惯性力)不同，在考虑到该旋转能量时，判断为能跨越的期间也不同。即，由于压缩反作用力被曲柄轴14的惯性力抵消，因此，判断为能跨越的期间需要根据发动机转速不同而不同。
因而，能基于曲柄轴14的旋转位置和发动机转速的组合来实施跨越判断。因而，也可以是，将跨越判断用映射存储于存储部，ECU 50参照跨越判断用映射来实施跨越判断，上述跨越判断用映射用于根据曲柄轴14的旋转位置(BTDC)和发动机转速的组合来对是否能跨越进行判断。另外，跨越判断用映射由例如实验等设定。
跨越判断用映射例如如图11所示。实线的上方是判断为能跨越的区域，实线的下方是判断为不能跨越的区域。如图11所示，发动机转速越大，判断为能跨越的旋转位置的范围越宽。此外，发动机转速越小，判断为能跨越的旋转位置越接近上止点(0°CA)。
·在上述实施方式中，采用蓄电池35的SOC作为蓄电池35的蓄电池残余容量(电池残余量)的状态，但并不限定于此，例如也可以采用蓄电池35的端电压。
·在上述实施方式中，ECU50也可以包括作为温度信息获取部的功能，该温度信息获取部获取发动机11和MG30中的至少任意一方的温度信息。此外，ECU50也可以基于获取到的温度信息来进行低反作用力期间的修正。即，压缩反作用力、MG30的输出转矩等由于发动机11、MG30的温度状态而变动。因此，考虑到上述情况，ECU50也可以使直到低反作用力期间的等待时间变动。由此，即使抑制了输出转矩也能可靠地再启动。此外，同样地，ECU50也可以基于获取到的温度信息来进行跨越判断的修正。
·在上述实施方式中，ECU50也可以获取蓄电池35的蓄电池残余容量(电池残余量)，并基于该蓄电池残余容量来进行低反作用力期间的修正。即，能输出的电动机的输出转矩因蓄电池残余容量而变动。因此，ECU 50也可以基于蓄电池残余容量来使例如直到低反作用力期间的等待时间变动。由此，即使抑制了输出转矩也能可靠地再启动。此外，同样地，ECU 50也可以基于获取到的蓄电池残余容量来进行跨越判断的修正。
·直到发动机转速变为零的转速下降期间的上述控制并不限定于发动机11自动停止的情况，也可以在由驾驶者的点火开关操作导致停止的情况下执行。此外，也可以在不具有怠速停止功能的车辆10停止的情况下执行。
·在上述实施方式中，也可以设置对汽缸12内的缸内压力进行检测的缸内压力传感器，ECU 50获取缸内压力，并基于缸内压力或者基于发动机转速和缸内压力来确定低反作用力期间。此外，ECU 50也可以基于缸内压力或者基于发动机转速和缸内压力来实施跨越判断。
·在上述实施方式中，也可以是作为跨越判断部61的ECU 50基于曲柄轴14的旋转状态和MG 30的能输出转矩来进行跨越判断。例如，也可以构成为即使曲柄轴14的旋转状态相同，在MG 30的能输出转矩较大的情况下，与能输出转矩较小的情况相比，容易对跨越判断作出肯定判断。只要基于蓄电池残余容量、MG 30的温度等来计算MG 30的能输出转矩即可。
虽然根据实施例对本发明进行了记述，但是应当理解为本发明并不限定于上述实施例及结构。本发明也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。除此之外，各种各样的组合、方式、进一步包含有仅一个要素、一个以上或一个以下的其它组合、方式也属于本发明的范畴、思想范围。

Claims (13)

1.一种发动机启动控制装置(50)，包括电动机(30)并根据启动请求通过所述电动机使发动机(11)启动，所述电动机与发动机输出轴(14)驱动连结并具有动力运行驱动的功能，所述发动机启动控制装置的特征在于，包括：
跨越判断部(61)，在所述发动机的燃烧停止后，所述跨越判断部在发动机转速下降到零时的转速下降期间产生了所述启动请求的时候，执行基于所述发动机输出轴的旋转状态来对所述发动机的汽缸(12)内的活塞(13)是否能跨越压缩上止点进行判断的跨越判断；以及
启动控制部(62)，当判断为所述活塞无法跨越压缩上止点时，所述启动控制部在利用所述汽缸内的缸内压力施加于所述活塞的反作用力为规定以下的低反作用力期间开始所述电动机的驱动，从而使所述发动机启动。
2.如权利要求1所述的发动机启动控制装置，其特征在于，
包括设定部(50)，当判断为所述活塞无法跨越压缩上止点时，所述设定部对从产生了所述启动请求的时刻直到变为所述低反作用力期间的等待时间进行设定，
所述启动控制部在经过了所述等待时间的时刻开始所述电动机的驱动。
3.如权利要求2所述的发动机启动控制装置，其特征在于，
所述设定部基于产生了所述启动请求的时刻的发动机转速来设定所述等待时间。
4.如权利要求1所述的发动机启动控制装置，其特征在于，
包括期间判断部(50)，在判断为所述活塞无法跨越压缩上止点后，所述期间判断部获取所述发动机输出轴的旋转位置和发动机转速，并基于获取到的所述发动机输出轴的旋转位置和发动机转速来对是否处于所述低反作用力期间进行判断。
5.如权利要求1至4中任一项所述的发动机启动控制装置，其特征在于，
所述启动控制部从所述低反作用力期间之前驱动所述电动机，以向所述发动机输出轴反转的方向施加输出转矩，所述启动控制部在所述低反作用力期间驱动所述电动机，以向所述发动机输出轴正转的方向施加输出转矩。
6.如权利要求1至5中任一项所述的发动机启动控制装置，其特征在于，
包括旋转判断部(50)，该旋转判断部对所述发动机输出轴是否反转进行判断，
当判断为所述发动机输出轴反转时，所述启动控制部在作为所述低反作用力期间，开始所述电动机的驱动。
7.如权利要求1至5中任一项所述的发动机启动控制装置，其特征在于，
包括旋转判断部(50)，该旋转判断部对所述发动机输出轴是否反转进行判断，
当判断为所述发动机输出轴反转时，所述启动控制部使所述发动机输出轴反转直到施加于所述活塞的压缩反作用力为最小，然后开始所述电动机的驱动。
8.如权利要求7所述的发动机启动控制装置，其特征在于，
当判断为所述发动机输出轴反转时，所述启动控制部从施加于所述活塞的压缩反作用力为最小之前驱动所述电动机，以向所述发动机输出轴反转的方向施加输出转矩，并且在所述压缩反作用力为最小时驱动所述电动机，以向所述发动机输出轴正转的方向施加输出转矩。
9.如权利要求1至8中任一项所述的发动机启动控制装置，其特征在于，
所述启动控制部从所述低反作用力期间之前使励磁电流通电。
10.如权利要求1至9中任一项所述的发动机启动控制装置，其特征在于，包括：
存储部(50)，该存储部将所述转速下降期间的发动机转速的过往记录存储；以及
停止预测部(50)，该停止预测部基于存储于所述存储部的发动机转速的过往记录来预测所述发动机转速，
所述跨越判断部基于所述停止预测部的预测进行所述跨越判断。
11.如权利要求1至9中任一项所述的发动机启动控制装置，其特征在于，
所述跨越判断部基于所述发动机输出轴的旋转状态和所述电动机的能输出转矩，执行所述跨越判断。
12.如权利要求1至11中任一项所述的发动机启动控制装置，其特征在于，
包括温度信息获取部(50)，该温度信息获取部获取所述发动机和所述电动机中至少任意一方的温度信息，
基于由所述温度信息获取部获取到的温度信息，进行所述低反作用力期间的修正。
13.如权利要求1至12中任一项所述的发动机启动控制装置，其特征在于，
包括电池残余量获取部(50)，该电池残余量获取部获取向所述电动机供给电力的蓄电池的电池残余量，
基于由所述电池残余量获取部获取到的电池残余量，进行所述低反作用力期间的修正。
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