JP2005155357A

JP2005155357A - 自動車の制御装置

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Publication number: JP2005155357A
Application number: JP2003391917A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kaneko; 聡志金子; Tsukasa Abe; 司安部; Masaki Kusada; 正樹草田; Naoto Suzuki; 直人鈴木; Kenji Itagaki; 憲治板垣; Ikuo Ando; 郁男安藤; Daigo Ando; 大吾安藤; Keiko Hasegawa; 景子長谷川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-11-21
Filing date: 2003-11-21
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2023-11-21
Also published as: JP4228888B2

Abstract

【課題】始動直後の内燃機関をアイドル回転数で安定して運転させる。
【解決手段】エンジンを始動した際のクランキングトルクＴｃから、そのときのエンジンの冷却水温ＴＨＷにより推定されるフリクショントルクベース値Ｔｂと冷却水温ＴＨＷと略同一の温度条件の前回の値（Ｔｃ−Ｔｂ）であるフリクショントルク学習補正値Ｇｆとの和を減じて学習誤差Ｅｒを計算し（Ｓ１０６）、この学習誤差Ｅｒによりアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃのうち冷却水温ＴＨＷに依存する温度依存分の流量としての水温学習流量Ｑｔｈｗを更新し（Ｓ１１２〜Ｓ１２０）、水温学習流量Ｑｔｈｗを目標アイドル回転維持流量Ｑｉｓｃ＊に加えてＩＳＣＶの開度を調節する（Ｓ１２２〜Ｓ１２６）。これにより、充填する潤滑油の種類によってエンジンの始動直後のフリクションが異なるときでも適切に対処でき、エンジンをアイドル回転数で安定させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車の制御装置に関し、詳しくは、内燃機関と該内燃機関をクランキングして始動する始動装置とを備える自動車の制御装置に関する。

従来、この種の自動車の制御装置としては、エンジンの温度が所定温度未満のときに、エンジンへの吸入空気量を増量すると共に所定時間経過する度に減衰していく補正量をもってエンジンをアイドル回転数で運転制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、エンジンの潤滑油が低温となるほどエンジンの回転摩擦（フリクション）が大きくなることを考慮して吸入空気量を増量することにより、アイドル運転時のエンジンストールを防止している。

また、内燃機関に要求される要求トルクとこの要求トルクに基づいて調整された吸入空気量によって実際に出力された実トルクとのズレに基づいて吸入空気量を増減補正するものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。この装置では、要求トルクが実トルクよりも大きいときに所定値を加算して吸入空気量を設定し、要求トルクが実トルクよりも小さいときに所定値を減算して吸入空気量を設定するフィードバック制御により内燃機関から要求トルクに見合ったトルクをより正確に出力することができ、アイドル運転も安定するとされている。
特開平７−４９０４８号公報特開２０００−９７０６９号公報

上述した自動車の制御装置は、前者では、アイドル回転数をより正確に目標回転数に安定させることが困難な場合がある。例えば、内燃機関を潤滑するオイルの動粘性は、個々の性状により差があり、オイルが低温の状態にあるときには特にその差が大きい傾向にある。このため、内燃機関に充填されるオイルの種類によって内燃機関のフリクションも異なるものとなるから、始動直後の状態などに内燃機関のアイドル回転が不安定となる場合が生じる。また、後者では、要求トルクに対して実際にエンジンから出力した実トルクを検出してフィードバック制御を行なうから、エンジンからのトルクの出力が不安定となる始動直後の状態に対応することができない。こうした問題に対してアイドル回転数を高めに設定して制御することが考えられるが、この場合、燃費を悪化させたり排気エミッションを増加させてしまう。

本発明の自動車の制御装置は、こうした問題を解決し、内燃機関のアイドル回転数をより安定させることを目的の一つとする。また、本発明の自動車の制御装置は、内燃機関のアイドル回転数をより迅速に安定させることを目的の一つとする。

本発明の自動車の制御装置は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明の自動車の制御装置は、
内燃機関と該内燃機関をクランキングして始動する始動装置とを備える自動車の制御装置であって、
前記始動装置により前記内燃機関を始動する際のクランキングトルクに基づいて始動以降における該内燃機関のフリクションの状態に見合うアイドル制御量を設定し、該設定したアイドル制御量を用いて前記内燃機関がアイドル回転数で運転されるよう該内燃機関を制御することを要旨とする。

この本発明の自動車の制御装置では、始動装置により内燃機関を始動する際のクランキングトルクに基づいて始動以降における内燃機関のフリクションの状態に見合うアイドル制御量を設定し、この設定したアイドル制御量を用いて内燃機関がアイドル回転数で運転されるよう内燃機関を制御する。クランキングトルクは内燃機関のフリクションの状態を示すと考えられるから、このクランキングトルクを用いることにより内燃機関の温度のみによりフリクションの状態を把握して内燃機関をアイドル回転数で運転させるものに比して、内燃機関のフリクションの状態をより正確に把握でき内燃機関をアイドル回転数でより安定させることができる。

こうした本発明の自動車の制御装置において、前記クランキングトルクと前記内燃機関を始動する際の該内燃機関の温度とに基づいて前記アイドル制御量を設定するものとすることもできる。この態様の本発明の自動車の制御装置において、前記クランキングトルクに基づいて前記内燃機関をアイドル回転数で運転するためのアイドル制御量のうち前記内燃機関の温度に依存する温度依存分の制御量を学習して該アイドル制御量を設定するものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の温度に依存する制御量をより適切に学習でき、内燃機関をアイドル回転数で安定させることができる。

温度依存分の制御量を学習する態様の本発明の自動車の制御装置において、前記クランキングトルクに対応する前記内燃機関のフリクション状態値と前記内燃機関の温度により推定されるフリクション状態値とに基づいて前記温度依存分の制御量を学習するものとすることもできる。ここで、「フリクション状態値」とは、内燃機関のフリクションの状態を直接的に表す値の他、内燃機関のフリクションに打ち勝ってクランキングするのに必要なトルクなどの内燃機関のフリクションの状態を間接的に表す値が含まれる。この態様の本発明の自動車の制御装置において、前記クランキングトルクに対応するフリクション状態値と前記内燃機関の温度により推定されるフリクション状態値との偏差が値０に近づくよう該温度により推定されるフリクション状態値を補正する補正値を設定し、その後に該温度と略同一の温度条件の下で前記内燃機関を始動したときに該始動の際のクランキングトルクに対応するフリクション状態値と前記温度により推定されるフリクション状態値を前記補正値により補正した値との偏差に基づいて前記温度依存分の制御量を更新して前記アイドル制御量を設定するものとすることもできる。こうすれば、より適切に温度依存分の制御量を更新することができる。さらに、この態様の本発明の自動車の制御装置において、前記クランキングトルクに対応するフリクション状態値が前記温度により推定されるフリクション状態値を前記補正値により補正した値に対して大きいときには、前記アイドル回転数を上昇させる方向に前記温度依存分の制御量を更新し、前記クランキングトルクに対応するフリクション状態値が前記温度より推定されるフリクション状態値を前記補正値により補正した値に対して小さいときには前記アイドル回転数を下降させる方向に前記温度依存分の制御量を更新するものとすることもできる。

また、温度依存分の制御量を学習する態様の本発明の自動車の制御装置において、前記内燃機関の始動以降は前記温度依存分の制御量を時間の経過および／または前記内燃機関の温度の上昇と共に減衰させて前記アイドル制御量を設定するものとすることもできる。

また、本発明の自動車の制御装置において、前記アイドル制御手段は、前記アイドル制御量としてアイドル回転数を維持するための空気流量を設定して制御する手段であるものとすることもできる。

また、本発明の自動車の制御装置において、前記始動装置は、前記内燃機関の出力軸に動力を出力可能な電動機であるものとすることもできる。この態様の本発明の自動車の制御装置において、前記自動車は、前記内燃機関の出力軸と駆動軸と回転軸との３軸に接続され、該３軸に入出力される動力が決定されると残余の１軸に入出力される動力が決定される３軸式の動力入出力手段と、前記駆動軸に接続された駆動軸用電動機と、前記回転軸に接続された回転軸用電動機とを備え、前記始動装置は、前記回転軸用電動機であるものとすることもできる。

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。

図１は、本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、ハイブリッド自動車２０が搭載するエンジン２２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。

エンジン２２は、ガソリンや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として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって点火して爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換して動力を出力する。エンジン２２の吸気系には、スロットルバルブ１２４を迂回するバイパス通路１５２が形成されており、アイドル回転制御時にはバイパス通路１５２に取り付けられたアイドルスピードコントロールバルブ（以下、ＩＳＣＶと呼ぶ）１５４により燃焼室への空気流量が調節されるようになっている。なお、爆発燃焼した後の排気は、一酸化炭素や炭化水素，窒素酸化物（ＮＯｘ）などの有害成分を浄化する浄化装置１３４を介して大気に排出される。

このエンジン２２は、エンジンＥＣＵ２４により駆動制御されている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を示す種々のセンサからの信号が図示しない入力ポートを介して入力されている。例えば、エンジンＥＣＵ２４には、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温ＴＨＷ、エンジン２２の吸入負荷を検出する図示しないバキュームセンサからの吸入空気量、燃焼室へ吸排気を行なう吸排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション、スロットルバルブ１２４の開度を検出するスロットルポジションセンサ１４６からのスロットルポジション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を運転するための制御信号や各種アクチュエータへの駆動信号が図示しない出力ポートを介して出力されている。例えば、エンジンＥＣＵ２４からは、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４の開度を調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、ＩＳＣＶ１５４の開度を調節するアクチュエータへの駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸排気バルブの開閉タイミングを連続して変更する連続可変バルブタイミング機構１５０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を駆動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ハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信する。

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ＭＧ１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。

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、電流センサにより検出されたモータＭＧ１の相電流に基づいてモータＭＧ１から出力されるトルクを演算している。また、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。

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。なお、バッテリＥＣＵ５２では、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）も演算している。

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、バッテリ５０からの常時の給電によりデータを記憶するバックアップＲＡＭ７８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。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の運転中に水温センサ１４２により検出された冷却水温ＴＨＷや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などに応じてＩＳＣＶ１５４の開度や燃料噴射弁１２６からの燃料噴射量を調節してエンジン２２をアイドル回転数で運転するアイドル回転制御が行なわれている。

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を始動した直後に前述したアイドル回転制御を行なう際の動作について説明する。図３は、エンジン２２がクランキングされて始動（完爆）したときに実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される始動時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。なお、エンジン２２のクランキングは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０がクランキングの指令信号をモータＥＣＵ４０に送信することにより、指令信号を受信したモータＥＣＵ４０がエンジン２２のクランクシャフト２６をクランキングするようモータＭＧ１を駆動制御すると共にモータＭＧ１の駆動に伴うリングギヤ軸３２ａ側の反力をモータＭＧ２で受け持つようモータＭＧ２を駆動制御することにより行なわれる。

始動時処理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のクランキングトルクＴｃや温度センサ１４２により検出されエンジンＥＣＵ２４から送信された冷却水温ＴＨＷを入力する（ステップＳ１００）。ここで、クランキングトルクＴｃは、エンジン２２のフリクションの状態を間接的に表す値であり、実施例では、エンジン２２とモータＭＧ１とが動力分配統合機構３０を介して接続されていることから、モータＥＣＵ４０によりモータＭＧ１の相電流から演算されるトルクと動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて計算により求めるものとした。続いて、入力した冷却水温ＴＨＷに基づいてフリクショントルクベース値Ｔｂを設定する（ステップＳ１０２）。ここで、フリクショントルクベース値Ｔｂは、エンジン２２のフリクションに打ち勝ってエンジン２２をクランキングするのに必要なトルクとして推定される値、即ちエンジン２２のフリクション相当の値として設定されるものであり、実施例では、冷却水温ＴＨＷとフリクショントルクベース値Ｔｂとの関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、冷却水温ＴＨＷが与えられるとマップから対応するフリクショントルクベース値Ｔｂを導出して設定するものとした。このマップの一例を図４に示す。フリクショントルクベース値Ｔｂは、図示するように、冷却水温ＴＨＷが低いほど大きな値として設定される。これは、冷却水温ＴＨＷの温度が低いほど充填されているエンジンオイルの温度も低いために、オイルの動粘性が大きくなってエンジン２２のフリクションも大きくなる傾向を示すことに基づく。

そして、入力した冷却水温ＴＨＷに基づいてフリクショントルク学習補正値Ｇｆを設定する処理を行なう（ステップＳ１０４）。フリクショントルク学習補正値Ｇｆは、フリクショントルクベース値Ｔｂを補正するために設定されるものであり、実施例では、冷却水温ＴＨＷとフリクショントルク学習補正値Ｇｆとの関係をフリクショントルク学習補正値設定用テーブルとしてバックアップＲＡＭ７８に記憶しておき、冷却水温ＴＨＷが与えられるとテーブルから対応するフリクショントルク学習補正値Ｇｆを導出して設定するものとした。このフリクショントルク学習補正値設定用テーブルの一例を図５に示す。フリクショントルク学習補正値Ｇｆは、いずれの冷却水温ＴＨＷにおいても初期値として値０が設定されており、本ルーチンが実行される度に後述する処理によりステップＳ１００で入力したクランキングトルクＴｃとステップＳ１０２で設定したフリクショントルクベース値Ｔｂとの偏差がそのときの冷却水温ＴＨＷを中心とした所定温度範囲内（ほぼ同一の温度と見なせる温度範囲内であり、例えば前後１０℃の範囲内）の各温度に対応する新たなフリクショントルク学習補正値Ｇｆとして設定される。この設定された新たなフリクショントルク学習補正値ＧｆがバックアップＲＡＭ７８に記憶されることにより、フリクショントルク学習補正値設定用テーブルが更新される。したがって、本ルーチンを初回に実行するときには、ステップＳ１０４の処理は実効のないものとなるが、本ルーチンが繰り返し実行されたときに実効あるものとなる。なお、実施例では、クランキングトルクＴｃとフリクショントルクベース値Ｔｂとの偏差を、入力した冷却水温ＴＨＷを中心とした所定温度範囲内の各温度に対応するフリクショントルク学習補正値Ｇｆとして設定したが、冷却水温ＴＨＷのみに対応するフリクショントルク学習補正値Ｇｆとして設定するものとしてもよい。

こうしてフリクショントルクベース値Ｔｂとフリクショントルク学習補正値Ｇｆとを設定すると、入力したクランキングトルクＴｃからフリクショントルクベース値Ｔｂとフリクショントルク学習補正値Ｇｆとの和を減じて学習誤差Ｅｒを計算し（ステップＳ１０６）、計算した学習誤差Ｅｒが値０であるか否か、即ちフリクショントルク学習補正値Ｇｆによるフリクショントルクベース値Ｔｂの補正が適正であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。学習誤差Ｅｒが値０でないと判定されると、クランキングトルクＴｃからフリクショントルクベース値Ｔｂを減じた値（＝Ｔｃ−Ｔｂ）を入力した冷却水温ＴＨＷを中心とする前述した所定温度範囲内の各温度に対応する新たなフリクショントルク学習補正値Ｇｆに設定してフリクショントルク学習補正値用テーブルを更新すると共に（ステップＳ１１０）、学習誤差Ｅｒに基づいて水温学習流量補正値ΔＱｔｈｗを設定する（ステップＳ１１２）。ここで、水温学習流量補正値ΔＱｔｈｗは、実施例では、学習誤差Ｅｒの絶対値（＝｜Ｅｒ｜）と水温学習流量補正値ΔＱｔｈｗとの関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、学習誤差Ｅｒが与えられるとその絶対値を用いてマップから対応する水温学習流量補正値ΔＱｔｈｗを導出し、学習誤差Ｅｒが正の値であるときには導出した水温学習流量補正値ΔＱｔｈｗをそのまま設定し、学習誤差Ｅｒが負の値であるときには導出した水温学習流量補正値ΔＱｔｈｗにマイナスの符号を付して設定するものとした。水温学習流量補正値ΔＱｔｈｗの導出に用いるマップの一例を図６に示す。水温学習流量補正値ΔＱｔｈｗは、図示するように、学習誤差Ｅｒの絶対値が大きいほど大きな値が設定される。したがって、水温学習流量補正値ΔＱｔｈｗは、学習誤差Ｅｒが正の値として大きいほど正の値として大きくなる傾向に設定され、学習誤差Ｅｒが負の値として小さいほど（絶対値が大きいほど）負の値として小さくなる（絶対値が大きくなる）傾向に設定されることになる。なお、学習誤差Ｅｒが値０であるときには、フリクショントルク学習補正値Ｇｆによるフリクショントルクベース値Ｔｂの補正は適正であると判断して、水温学習流量補正値ΔＱｔｈｗを値０に設定する（ステップＳ１１４）。

水温学習流量補正値ΔＱｔｈｗを設定すると、ステップＳ１００で入力した冷却水温ＴＨＷから水温学習流量設定用テーブルを用いて水温学習流量Ｑｔｈｗを設定し（ステップＳ１１６）、設定した水温学習流量Ｑｔｈｗに水温学習流量補正値ΔＱｔｈｗを加えることにより水温学習流量Ｑｔｈｗを補正すると共に（ステップＳ１１８）、補正した水温学習流量Ｑｔｈｗを用いて水温学習流量設定用テーブルを更新する（ステップＳ１２０）。ここで、水温学習流量Ｑｔｈｗは、アイドル回転制御時にアイドル回転数を維持するための空気流量（以下、アイドル回転維持流量と呼ぶ）のうち冷却水温ＴＨＷに応じたエンジン２２のフリクションに対する補正分として考えられるものであり、実施例では、冷却水温ＴＨＷと水温学習流量Ｑｔｈｗとの関係を水温学習流量設定用テーブルとしてバックアップＲＡＭ７８に記憶しておき、冷却水温ＴＨＷが与えられると水温学習流量設定用テーブルから対応する水温学習流量Ｑｔｈｗを導出して設定するものとした。この水温学習流量設定用テーブルの一例を図７に示す。水温学習流量Ｑｔｈｗは、いずれの冷却水温ＴＨＷにおいても初期値として値０が設定されており、本ルーチンが実行される度に設定された水温学習流量補正値ΔＱｔｈｗが加算されることによりそのときの冷却水温ＴＨＷを中心とした前述した所定温度範囲内の各温度に対応する新たな水温学習流量Ｑｔｈｗとして更新される。したがって、本ルーチンを初回に実行するときには、この処理は実効のないものとなるが、本ルーチンが繰り返し実行されたときに実効あるものとなる。このように、水温学習流量Ｑｔｈｗは、水温学習流量補正値ΔＱｔｈｗが冷却水温ＴＨＷ毎に加算されて更新されるから、水温学習流量補正値ΔＱｔｈｗが正の値のときには、即ちクランキングトルクＴｃがフリクショントルクベース値Ｔｂとフリクショントルク学習補正値Ｇｆとの和よりも大きいときにはアイドル回転維持流量を増量させる方向に作用し、水温学習流量補正値ΔＱｔｈｗが負の値のときには、即ちクランキングトルクＴｃがフリクショントルクベース値Ｔｂとフリクショントルク学習補正値Ｇｆとの和よりも小さいときにはアイドル回転維持流量を減量させる方向に作用することになる。

水温学習流量Ｑｉｓｃを設定すると、現在設定されている目標アイドル回転維持流量Ｑｉｓｃ＊に水温学習流量Ｑｔｈｗを加えた値としてアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃを設定する（ステップＳ１２２）。目標アイドル回転維持流量Ｑｉｓｃ＊は、エンジン２２の回転数Ｎｅと目標アイドル回転数との偏差に基づいてフィードバック制御する際の流量や学習なしに冷却水温ＴＨＷに応じて設定される基本的な水温流量などの和により設定される。図８に、基本的な水温流量を設定するためのマップの一例を示す。続いて、設定したアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃに基づいてＩＳＣＶ１５４のＩＳＣＶ開度Ａｉｓｃを設定し（ステップＳ１２４）、この設定したＩＳＣＶ開度Ａｉｓｃに基づいてエンジン２２を駆動制御する（ステップＳ１２６）。そして、冷却水温ＴＨＷが所定温度βに達するまで（ステップＳ１２８）、水温学習流量Ｑｉｓｃに所定値αを減じて新たな水温学習流量Ｑｔｈｗを設定することにより時間の経過と共に水温学習流量Ｑｉｓｃを減衰させて（ステップＳ１３０）、ステップＳ１２２〜Ｓ１２６の処理を繰り返す。冷却水温ＴＨＷが所定温度βに達すると、水温学習流量Ｑｔｈｗを用いない目標アイドル回転維持流量Ｑｉｓｃ＊によるエンジン２２のアイドル回転制御を開始する処理を行なって（ステップＳ１３２）、本ルーチンを終了する。

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を始動する際のクランキングトルクＴｃからそのときの冷却水温ＴＨＷに対応するフリクショントルクベース値Ｔｂとフリクショントルク学習補正値Ｇｆとの和を減じて得られる学習誤差Ｅｒによりアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃのうち冷却水温ＴＨＷに依存する温度依存分の水温学習流量Ｑｉｓｃを学習してＩＳＣＶ１５４を駆動制御する。クランキングトルクＴｃは、そのときの冷却水温ＴＨＷにおけるエンジン２２のフリクションに相当するから、例えば、充填される潤滑オイルの種類によって冷却水温ＴＨＷから推定されるエンジン２２のフリクションが異なるものとなる場合でもこれに適切に対処することができる。この結果、アイドル運転をより安定させることができる。しかも、始動以降は時間の経過と共に徐々に水温学習流量Ｑｉｓｃを減衰させてアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃを設定するから、始動以降のエンジン２２のフリクションの状態の変化に対応することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、クランキングトルクＴｃから、冷却水温ＴＨＷから導出したフリクショントルクベース値Ｔｂとフリクショントルク学習補正値Ｇｆとの和を減じて学習誤差Ｅｒを計算し、この学習誤差Ｅｒに基づいて水温学習流量補正値ΔＱｔｈｗを導出すると共に導出した水温学習流量補正値ΔＱｔｈｗを加えて水温学習流量Ｑｉｓｃを更新してアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃを設定するものとしたが、単にクランキングトルクＴｃとフリクショントルクベース値Ｔｂとの偏差から直接水温学習流量Ｑｉｓｃを求めてアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃを設定するものとしてもよい。あるいは、冷却水温ＴＨＷを考慮せずにクランキングトルクＴｃに基づいてアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃを設定するものとしても差し支えない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、学習誤差Ｅｒが正の値として大きいほど正の値として大きな値を水温学習流量補正値ΔＱｔｈｗとして設定し、学習誤差Ｅｒが負の値として小さいほど負の値として小さな値を水温学習流量補正値ΔＱｔｈｗとして設定するものとしたが、こうした設定に限られず、例えば、学習誤差Ｅｒが所定の正の閾値以上のときには正の所定値を水温学習流量補正値ΔＱｔｈｗとして設定し、学習誤差が所定の負の閾値未満のときには負の所定値を水温学習流量補正値ΔＱｔｈｗとして設定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、水温学習流量Ｑｔｈｗを時間の経過と共に所定値αずつ減衰させてアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃを設定したが、冷却水温ＴＨＷに応じて減衰率を変えてアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃを設定、具体的には、冷却水温ＴＨＷが大きく上昇するほど減衰率が大きくなる傾向にアイドル回転維持流量Ｑｉｓｃを設定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の冷却水温ＴＨＷを用いて水温学習流量Ｑｉｓｃを設定するものとしたが、エンジン２２の潤滑オイルの温度を検出して水温学習流量Ｑｉｓｃを設定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ＩＳＣＶ１５４の開度を調節してアイドル回転制御を行なうものとしたが、スロットルバルブ１２４の開度を調節してアイドル回転制御を行なうものとしてもよい。この場合、図３のルーチンのステップＳ１２４のＩＳＣＶ開度Ａｉｓｃの設定に代えてスロットルバルブ開度の設定を行なってエンジン２２を制御すればよい。これにより、ＩＳＣＶ１５４を備えない自動車でも適用することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、アイドル回転維持流量の一つとしてエンジン２２のクランキングトルクＴｃに基づいて冷却水温ＴＨＷに依存する空気流量としての水温学習流量Ｑｉｓｃを設定したが、空気流量以外の制御量、例えば点火時期のタイミングや吸排気バルブの開閉タイミングなど種々の制御量として設定するものとしてもよい。

実施例では、エンジン２２のクランクシャフト２６とモータＭＧ１とモータＭＧ２およびリングギヤ軸３２ａ（駆動軸）とがそれぞれ動力分配統合機構３０に接続されたいわゆる機械分配式のハイブリッド自動車２０に適用して説明したが、これに限られず、他のハイブリッド自動車に適用するものとしてもよい。例えば、エンジンのクランクシャフトに接続された第１ロータと駆動軸に接続された第２ロータとを備え電磁気的な作用により相対的に回転する対ロータ電動機と駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備えるいわゆる電気分配式のハイブリッド自動車や、エンジンからの動力の一部を車軸側に伝達すると共に残余を電気エネルギに変換して二次電池を充電したり車軸側に取り付けられた電動機に供給するタイプのいわゆるパラレルハイブリッド自動車として構成したり、エンジンからの動力のすべてを電気エネルギに変換して二次電池を充電すると共に二次電池からの電力を用いて走行するいわゆるシリーズハイブリッド自動車として構成してもよい。さらに、クランキングトルクを検出してＩＳＣＶの開度（スロットルバルブの開度）を調節するアイドル回転制御を行なうことのできる自動車であればハイブリッド自動車に限られず走行用の動力源としてエンジンのみを備える通常の自動車であっても適用可能である。

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。

実施例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。ハイブリッド自動車２０が搭載するエンジン２２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により実行される始動時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。冷却水温ＴＨＷとフリクショントルクベース値Ｔｂとの関係を示すマップである。フリクショントルク学習補正値設定用テーブルの一例を示す説明図である。学習誤差（｜Ｅｒ｜）と水温学習流量補正値ΔＱｔｈｗとの関係を示すマップである。水温学習流量設定用テーブルの一例を示す説明図である。基本的な水温流量を設定するためのマップの一例を示す説明図である。

符号の説明

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バッテリ用電子制御ユニット（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，６４ａ，６４ｂ駆動輪、７０ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ＣＰＵ、７４ＲＯＭ、７６ＲＡＭ、７８バックアップ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、１２２エアクリーナ、１２４スロットルバルブ、１２６燃料噴射弁、１２８吸気バルブ、１３０点火プラグ、１３２ピストン、１３４浄化装置、１３６スロットルモータ、１３８イグニッションコイル、１４０クランクポジションセンサ、１４２水温センサ、１４４カムポジションセンサ、１４６スロットルポジションセンサ、１５０連続可変バルブタイミング機構、１５２バイパス通路、１５４アイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣＶ）、ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

内燃機関と該内燃機関をクランキングして始動する始動装置とを備える自動車の制御装置であって、
前記始動装置により前記内燃機関を始動する際のクランキングトルクに基づいて始動以降における該内燃機関のフリクションの状態に見合うアイドル制御量を設定し、該設定したアイドル制御量を用いて前記内燃機関がアイドル回転数で運転されるよう該内燃機関を制御する
自動車の制御装置。
前記クランキングトルクと前記内燃機関を始動する際の該内燃機関の温度とに基づいて前記アイドル制御量を設定する請求項１記載の自動車の制御装置。
前記クランキングトルクに基づいて前記内燃機関をアイドル回転数で運転するためのアイドル制御量のうち前記内燃機関の温度に依存する温度依存分の制御量を学習して該アイドル制御量を設定する請求項２記載の自動車の制御装置。
前記クランキングトルクに対応する前記内燃機関のフリクション状態値と前記内燃機関の温度により推定されるフリクション状態値とに基づいて前記温度依存分の制御量を学習する請求項３記載の自動車の制御装置。
前記クランキングトルクに対応するフリクション状態値と前記内燃機関の温度により推定されるフリクション状態値との偏差が値０に近づくよう該温度により推定されるフリクション状態値を補正する補正値を設定し、その後に該温度と略同一の温度条件の下で前記内燃機関を始動したときに該始動の際のクランキングトルクに対応するフリクション状態値と前記温度により推定されるフリクション状態値を前記補正値により補正した値との偏差に基づいて前記温度依存分の制御量を更新して前記アイドル制御量を設定する請求項４記載の自動車の制御装置。
前記クランキングトルクに対応するフリクション状態値が前記温度により推定されるフリクション状態値を前記補正値により補正した値に対して大きいときには、前記アイドル回転数を上昇させる方向に前記温度依存分の制御量を更新し、前記クランキングトルクに対応するフリクション状態値が前記温度より推定されるフリクション状態値を前記補正値により補正した値に対して小さいときには、前記アイドル回転数を下降させる方向に前記温度依存分の制御量を更新する請求項５記載の自動車の制御装置。
前記内燃機関の始動以降は前記温度依存分の制御量を時間の経過および／または前記内燃機関の温度の上昇と共に減衰させて前記アイドル制御量を設定する請求項１ないし６いずれか記載の自動車の制御装置。
前記アイドル制御量としてアイドル回転数を維持するための空気流量を設定する請求項１ないし７いずれか記載の自動車の制御装置。
前記始動装置は、前記内燃機関の出力軸に動力を出力可能な電動機である請求項１ないし８いずれか記載の自動車の制御装置。
請求項１ないし９いずれか記載の自動車の制御装置であって、
前記自動車は、前記内燃機関の出力軸と駆動軸と回転軸との３軸に接続され、該３軸に入出力される動力が決定されると残余の１軸に入出力される動力が決定される３軸式の動力入出力手段と、前記駆動軸に接続された駆動軸用電動機と、前記回転軸に接続された回転軸用電動機とを備え、
前記始動装置は、前記回転軸用電動機である
自動車の制御装置。