JP2008180132A

JP2008180132A - 自動車およびその制御方法

Info

Publication number: JP2008180132A
Application number: JP2007013804A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Sukai; 信一須貝
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-01-24
Filing date: 2007-01-24
Publication date: 2008-08-07

Abstract

【課題】エンジンをより正確に所定の停止位置に停止させる。
【解決手段】エンジンのクランクシャフトにトルクを出力可能なモータを備える自動車において、エンジンの自動停止の条件が成立したときには、走行距離Ｌに基づいて補正トルクＴａ１を設定すると共にオイル粘度Ｖに基づいて補正トルクＴａ２を設定し（Ｓ１３０〜Ｓ２２０）、エンジンを所定の停止位置で停止させるためにモータから出力するベーストルクＴｂを補正トルクＴａ１，Ｔａ２により補正してトルク指令Ｔｍ１＊を設定しモータを制御する（Ｓ２３０〜Ｓ２７０）。走行距離Ｌやオイル粘度Ｖはエンジンの回転抵抗に直接関連するパラメータとして考えられるから、これらに基づいてベーストルクＴｂを補正することによりエンジンをより正確に所定の停止位置で停止させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、走行用の動力を出力する内燃機関と該内燃機関の出力軸にトルクを出力するトルク出力手段とを備え所定の始動条件が成立したときには前記内燃機関を自動始動し所定の停止条件が成立したときには運転している該内燃機関を自動停止する自動車およびその制御方法に関する。

従来、この種の自動車としては、エンジンにトルクを出力する発電機を備え、エンジンの停止条件が成立してエンジンのクランク軸を停止させる際にエンジンが目標停止位置で停止するよう発電機を制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、エンジンのクランク軸を目標停止位置で停止させる際、クランク角に基づいてクランク軸の目標回転速度を設定すると共に設定した目標回転速度でエンジンが減速回転するよう発電機を制御し、エンジン回転速度が停止回転速度以下となったときに発電機から出力するトルクを値０としてエンジンを停止させることにより、エンジンをより正確に目標停止位置で停止させることができる、としている。
特開２００５−１６５０５号公報

上述の自動車では、エンジンなどの摩擦力のバラツキや潤滑油の油温又は粘性のバラツキの程度によっては十分な精度でエンジンを目標停止位置に停止させることができない場合が生じる。また、処理が複雑化するのを避け、より簡易な処理を実行することが好ましい。

本発明の自動車およびその制御方法は、内燃機関をより確実に所定の停止位置に停止させることを目的の一つとする。また、本発明の自動車およびその制御方法は、簡易な処理により内燃機関をより確実に所定の停止位置に停止させることを目的の一つとする。さらに、本発明の自動車およびその制御方法は、内燃機関の始動性をより良好なものとすることを目的の一つとする。

本発明の自動車およびその制御方法は、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。

本発明の自動車は、
走行用の動力を出力する内燃機関と該内燃機関の出力軸にトルクを出力するトルク出力手段とを備え、所定の始動条件が成立したときには前記内燃機関を自動始動し所定の停止条件が成立したときには運転している該内燃機関を自動停止する自動車であって、
前記内燃機関の出力軸の回転抵抗に関連する状態としての回転抵抗関連状態を検出または推定する回転抵抗関連状態検出推定手段と、
前記所定の停止条件が成立したときには、前記回転抵抗関連状態検出推定手段により検出または推定された回転抵抗関連状態に基づいて前記内燃機関の出力軸に出力するトルクを変更して該内燃機関の出力軸が所定の停止位置に停止されるよう該内燃機関と前記トルク出力手段とを制御する停止制御手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の自動車では、内燃機関の出力軸の回転抵抗に関連する状態としての回転抵抗関連状態を検出または推定し、所定の停止条件が成立したときには検出または推定した回転抵抗関連状態に基づいて内燃機関の出力軸に出力するトルクを変更して内燃機関の出力軸が所定の停止位置に停止されるよう内燃機関とトルク出力手段とを制御する。これにより、回転抵抗関連状態に拘わらずより確実に内燃機関の出力軸を所定の停止位置に停止させることができる。したがって、所定の停止位置を次回の内燃機関の始動に適した位置に設定するものとすれば、内燃機関の始動性をより良好なものとすることができる。また、回転抵抗関連状態に基づいて内燃機関の出力軸に出力するトルクを変更するだけであるから、簡易な処理により内燃機関をより正確に所定の停止位置に停止させることができる。

こうした本発明の自動車において、前記回転抵抗関連状態検出推定手段は、前記回転抵抗関連状態として車両の走行距離を検出する手段を含む手段であるものとすることもできる。こうすれば、より簡易な手法により回転抵抗関連状態を推定することができる。この態様の本発明の自動車において、前記停止制御手段は、前記検出された走行距離が大きいほど前記内燃機関の出力軸の回転方向を正として該出力軸に出力されるトルクが小さくなる傾向に前記トルク出力手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の回転抵抗が比較的小さい状態で内燃機関の運転を停止させる際に内燃機関が所定の停止位置から行き過ぎて停止するのを抑制することができる。ここで、走行距離が大きいほど内燃機関の出力軸に出力されるトルクが小さくなる傾向にトルク出力手段を制御するのは、走行距離が大きいほど内燃機関の回転抵抗が小さくなる傾向があることに基づく。

また、本発明の自動車において、前記回転抵抗関連状態検出推定手段は、前記回転抵抗関連状態として前記内燃機関を含む機械部分の潤滑剤または冷却剤の粘性を検出または推定する粘性検出推定手段を含む手段であるものとすることもできる。ここで、「粘性検出推定手段」は、潤滑剤または冷却剤の粘性を直接検出するものが含まれる他、粘性と相関関係を有する他のパラメータを検出することにより推定するものが含まれる。この態様の本発明の自動車において、前記停止制御手段は、前記検出または推定された粘性が強いほど前記内燃機関の出力軸の回転方向を正として該出力軸に出力されるトルクが大きくなる傾向に前記トルク出力手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の回転抵抗が比較的大きい状態で内燃機関の運転を停止させる際に内燃機関が所定の停止位置よりも手前で停止してしまうのを抑制することができる。ここで、粘性が強いほど内燃機関の出力軸に出力されるトルクが大きくなる傾向にトルク出力手段を制御するのは、粘性が強いほど内燃機関の回転抵抗が大きくなる傾向があることに基づく。これらの態様の本発明の自動車において、前記粘性検出推定手段は、前記潤滑剤または冷却剤の温度および／または使用期間に基づいて前記粘性を推定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より簡易な手法により粘性を推定することができる。

本発明の自動車の制御方法は、
走行用の動力を出力する内燃機関と該内燃機関の出力軸にトルクを出力するトルク出力手段と前記内燃機関の出力軸の回転抵抗に関連する状態としての回転抵抗関連状態を検出または推定する回転抵抗関連状態検出推定手段とを備え、所定の始動条件が成立したときには前記内燃機関を自動始動し所定の停止条件が成立したときには運転している該内燃機関を自動停止する自動車の制御方法であって、
前記所定の停止条件が成立したときには、前記回転抵抗関連状態検出推定手段により検出または推定された回転抵抗関連状態に基づいて前記内燃機関の出力軸に出力するトルクを変更して該内燃機関の出力軸が所定の停止位置に停止されるよう該内燃機関と前記トルク出力手段とを制御する
ことを要旨とする。

この本発明の自動車の制御方法によれば、内燃機関の出力軸の回転抵抗に関連する状態としての回転抵抗関連状態を検出または推定し、所定の停止条件が成立したときには検出または推定した回転抵抗関連状態に基づいて内燃機関の出力軸に出力するトルクを変更して内燃機関の出力軸が所定の停止位置に停止されるよう内燃機関とトルク出力手段とを制御する。これにより、回転抵抗関連状態に拘わらずより確実に内燃機関の出力軸を所定の停止位置に停止させることができる。したがって、所定の停止位置を次回の内燃機関の始動に適した位置に設定するものとすれば、内燃機関の始動性をより良好なものとすることができる。また、回転抵抗関連状態に基づいて内燃機関の出力軸に出力するトルクを変更するだけであるから、簡易な処理により内燃機関をより正確に所定の停止位置に停止させることができる。

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、本発明の一実施例としての自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の自動車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、車両の駆動系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、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４気筒の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吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、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の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。

エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａ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、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃ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。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、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，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や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のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，エンジン２２内に充填された潤滑油の温度を検出する温度センサ１４７からの油温Ｔｏｉｌ，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号ＡＦ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温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１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６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、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な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。

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、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、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。実施例の自動車２０では、トルク変換運転モードや充放電運転モードで動作している最中に、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が管理領域内にあり、運転者のアクセルペダル８３の踏み込みに応じて設定される車両要求パワーが第１の所定値（例えば、２ｋＷや３ｋＷ，５ｋＷ，７ｋＷ，１０ｋＷなど）未満となったときにエンジン２２の自動停止の条件が成立したとして、エンジン２２を自動停止してモータ運転モードに切り替え、モータ運転モードで動作している最中に運転者のアクセルペダル８３の踏み込みに応じて設定される車両要求パワーが第１の所定値より大きな第２の所定値（例えば、４ｋＷや５ｋＷ，８ｋＷ，１０ｋＷ，１５ｋＷなど）以上となったときやバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が管理領域を下回ったときにエンジン２２の自動始動の条件が成立したとして、自動停止したエンジン２２を自動始動してトルク変換運転モードや充放電運転モードに切り替える。

こうして構成された実施例の自動車２０の動作について説明する。図３は、エンジン２２の運転を停止させる際に実施例の自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される停止制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、上述したエンジン２２の自動停止の条件が成立したときに実行される。

停止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、エンジン停止処理を開始し（ステップＳ１００）、エンジン回転数Ｎｅを入力して（ステップＳ１１０）、入力したエンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ以下となるのを待つ（ステップＳ１２０）。図４に動力分配統合機構３０の回転数とトルクの力学的な関係を示す共線図を示す。エンジン停止処理は、図示するように、エンジン２２をフューエルカットすると共にモータＭＧ１からエンジン２２の回転を押さえ込む方向のトルクを出力するようエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に各種指令を行なう処理となる。エンジン回転数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角θに基づいて演算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、所定回転数Ｎｒｅｆは、実施例では、エンジン２２のクランクシャフト２６があと１回転して停止する程度の回転数として例えば１００ｒｐｍや２００ｒｐｍなどのようにエンジン２２の特性に基づいて予め定められている。

エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆに至ると、今までの走行距離Ｌや油温Ｔｏｉｌ，経過時間Ｔｔｉｍｅを入力する処理を行なう（ステップＳ１３０）。ここで、走行距離Ｌは、例えば車速センサ８８からの車速Ｖをハイブリッド用電子制御ユニット７０により積算したものを用いることができる。また、油温Ｔｏｉｌは、温度センサ１４７により検出されエンジンＥＣＵ２４により通信により入力されたものを入力するものとした。さらに、経過時間Ｔｔｉｍｅは、エンジンオイル交換時からの経過時間として、例えば図示しないスイッチの操作により計時を開始するハイブリッド用電子制御ユニット７０に内蔵のタイマを用いてエンジンオイル交換時にスイッチ操作を行なうものとすればそのタイマの値により算出することができる。

こうしてデータを入力すると、入力した走行距離Ｌと閾値Ｌ１，Ｌ２とを比較する（ステップＳ１４０）。ここで、閾値Ｌ１は、工場出荷からエンジン２２や動力分配統合機構３０などの機械部分にあたりがつくまでに必要な走行距離として例えば１，０００ｋｍや２，０００ｋｍ，３，０００ｋｍなどのように予め定められ、閾値Ｌ２は、その機械部分が完全にスムーズに動作するために相当程度走り込んだときの走行距離例えば１０，０００ｋｍや２０，０００ｋｍなどのように予め定められている。したがって、走行距離Ｌは、エンジン２２の回転抵抗に関連するパラメータとして考えることができる。走行距離Ｌが閾値Ｌ１未満のときには補正トルクＴａ１に値０を設定し（ステップＳ１５０）、走行距離Ｌが閾値Ｌ１以上で閾値Ｌ２未満のときには補正トルクＴａ１に値０よりも小さな値Ｔ１（＜０）を設定し（ステップＳ１６０）、走行距離Ｌが閾値Ｌ２以上のときには補正トルクＴａ１に値Ｔ１よりも小さな値Ｔ２を設定する（ステップＳ１７０）。ここで、補正トルクＴａ１は、エンジン２２が次回のエンジン２２の始動性が良好となる所定の停止位置（例えば、いずれかの気筒が圧縮上死点の手前３０°ＣＡ近傍で停止する位置）で停止するようモータＭＧ１からエンジン２２のクランクシャフト２６に出力するトルクを調節する際に、走行距離Ｌに起因するエンジン２２の回転抵抗（動力分配統合機構３０を含む）による影響を打ち消すためのトルクとして設定されるものである。値Ｔ１，Ｔ２は、走行距離Ｌが長くなるほどエンジン２２の回転抵抗は小さくなる傾向にあることからクランクシャフト２６が所定の停止位置よりも進み易くなるのを考慮して補正トルクＴａ１が小さくなるよう（図４中破線におけるＳ軸の上向きのトルクが小さくなるよう）定められる。

続いて、入力した油温Ｔｏｉｌと経過時間Ｔｔｉｍｅとに基づいてオイル粘度Ｖを推定する（ステップＳ１８０）。この処理は、実施例では、油温Ｔｏｉｌと経過時間Ｔｔｉｍｅとオイル粘度Ｖとの関係を予め求めてオイル粘度設定用マップとしてＲＡＭ７６に記憶しておき、油温Ｔｏｉｌと経過時間Ｔｔｉｍｅとが与えられるとマップから対応するオイル粘度Ｖを導出するものとした。このマップの一例を図５に示す。図示するように、一般に、油温Ｔｏｉｌが大きいほど、経過時間Ｔｔｉｍｅが長くなる（オイルの劣化が進むほど）ほどオイルの粘度は小さくなり、これに伴ってエンジン２２の回転抵抗も小さくなる。したがって、油温Ｔｏｉｌや経過時間Ｔｔｉｍｅは、エンジン２２の回転抵抗に関連するパラメータとして考えることができる。

オイル粘度Ｖを推定すると、推定したオイル粘度Ｖとオイル粘度に起因するエンジン２２の回転抵抗の大きさを判定するための閾値Ｖ１，Ｖ２とを比較し（ステップＳ１９０）、オイル粘度Ｖが閾値Ｖ１未満のときには補正トルクＴａ２に値０を設定し（ステップＳ２００）、オイル粘度Ｖが閾値Ｖ１以上で閾値Ｖ２未満のときには補正トルクＴａ２に値０よりも大きな値Ｔ３（＞０）を設定し（ステップＳ２１０）、オイル粘度Ｖが閾値Ｖ２以上のときには補正トルクＴａ２に値Ｔ３よりも大きな値Ｔ４を設定する（ステップＳ２２０）。ここで、補正トルクＴａ２は、エンジン２２が上述した所定の停止位置で停止するようモータＭＧ１から出力するトルクを調節する際に、オイル粘度Ｖに起因するエンジン２２の回転抵抗による影響を打ち消すためのトルクとして設定されるものである。値Ｔ３，Ｔ４は、オイル粘度Ｖが大きくなるほどエンジン２２の回転抵抗は大きくなる傾向にあることからクランクシャフト２６が所定の停止位置よりも手前で停止し易くなるのを考慮して補正トルクＴａ２が大きくなるよう（図４中破線におけるＳ軸上の上向きのトルクが大きくなるよう）定められる。

そして、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角θをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力し（ステップＳ２３０）、入力したクランク角θに基づいてベーストルクＴｂを設定する（ステップＳ２４０）。ここで、ベーストルクＴｂは、エンジン２２が上述した所定の停止位置で停止するようモータＭＧ１からエンジン２２のクランクシャフト２６に出力するトルクを調節するためのものであり、実施例では、クランク角θとベーストルクＴｂとの関係を予め求めてベーストルク設定用マップとしてＲＡＭ７６に記憶しておき、クランク角θが与えられるとマップから対応するベーストルク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６に示す。

こうして補正トルクＴａ１，Ｔａ２とベーストルクＴｂとを設定すると、ベーストルクＴｂに補正トルクＴａ１，Ｔａ２を加えたものをモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊に設定し（ステップＳ２５０）、モータＭＧ１を駆動制御し（ステップＳ２６０）、エンジン２２が停止するまでステップＳ２３０に戻ってステップＳ２３０〜Ｓ２６０の処理を繰り返して（ステップＳ２７０）、本ルーチンを終了する。モータＭＧ１の駆動制御は、具体的には、設定したトルク指令Ｔｍ１＊をモータＥＣＵ４０に送信することによりトルク指令Ｔｍ１＊を受信したモータＥＣＵ４０がモータＭＧ１のインバータ４１のスイッチング素子をスイッチング制御することにより行なわれる。

以上説明した実施例の自動車２０によれば、エンジン２２の自動停止の条件が成立したときには、走行距離Ｌや油温Ｔｏｉｌ，経過時間Ｔｔｉｍｅなどのエンジン２２の回転抵抗に関連するパラメータに基づいてモータＭＧ１からエンジン２２のクランクシャフト２６に出力するトルクを変更してエンジン２２が所定の停止位置で停止するようエンジン２２やモータＭＧ１を制御するから、エンジン２２をより正確に所定の停止位置で停止させることができる。しかも、この所定の停止位置を次回のエンジン２２の自動始動に適した位置に定めているから、次回のエンジン２２の始動性を良好なものとすることができる。また、走行距離Ｌや油温Ｔｏｉｌ，経過時間Ｔｔｉｍｅなどのパラメータを用いることにより簡易な処理によりエンジン２２を所定の停止位置で停止させることができる。

実施例の自動車２０では、走行距離Ｌに基づいて補正トルクＴａ１を設定すると共にオイル粘度Ｖに基づいて補正トルクＴａ２を設定しこれらを用いてベーストルクＴｂを補正するものとしたが、補正トルクＴａ１だけを用いてベーストルクＴｂを補正するものとしてもよいし、補正トルクＴａ２だけを用いてベーストルクＴｂを補正するものとしてもよい。また、これらのパラメータに代えて又は加えてエンジン２２の回転抵抗に関連する他の如何なるパラメータを用いるものとしてもよい。例えば、エンジン２２はその充填効率（吸入空気量）の変化に伴って回転抵抗が変化するから、エンジン２２を停止する際の充填効率が大きいほど値が小さくなる傾向の補正トルクを設定してこれを用いてベーストルクＴｂを補正するものとしてもよい。

実施例の自動車２０では、エンジンオイルの油温Ｔｏｉｌと経過時間Ｔｔｉｍｅとに基づいてオイル粘度Ｖを推定するものとしたが、油温Ｔｏｉｌだけに基づいてオイル粘度を推定するものとしたり、経過時間Ｔｔｉｍｅだけに基づいてオイル粘度を推定するものとしてもよい。また、こうした推定によらずオイル粘度を粘度センサを用いて直接検出するものとしても差し支えない。さらに、エンジンオイルに限られず動力分配統合機構３０の機械部分を潤滑または冷却するオイルの粘度も考慮に入れるものとしてもよい。

実施例の自動車２０では、内燃機関として４気筒のエンジン２２を備える場合を例として説明したが、４気筒に限られず６気筒や８気筒などの他の気筒数を持つエンジンを用いるものとしてもよい。なお、６気筒のエンジンに適用する場合に図６に例示するマップを用いるときにはその横軸の範囲を−９０°ＣＡ〜９０°ＣＡに代えて−６０°ＣＡ〜６０°ＣＡとし、８気筒のエンジンに適用する場合には横軸の範囲を−４５°ＣＡ〜４５°ＣＡとすればよい。

実施例の自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図７の変形例の自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。

実施例の自動車２０では、エンジン２２と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とを備えるものとしたが、図８の変形例の自動車３２０に例示するように、エンジン２２とエンジン２２のクランクシャフト２６にベルト３２５を介して連結されたモータ３２６とクランクシャフト２６と駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸とに接続されたオートマチックトランスミッション３３２とを備えるものとしてもよい。

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、モータＭＧ１や動力分配統合機構３０が「トルク出力手段」に相当し、エンジン２２の回転抵抗に関連するパラメータとして車速センサ８８からの車速Ｖに基づいて走行距離Ｌを算出したりオイル粘度Ｖを推定したりするハイブリッド用電子制御ユニット７０が「回転抵抗関連状態検出推定手段」に相当し、エンジン２２の自動停止の条件が成立したときには、エンジン停止処理を開始して走行距離Ｌやオイル粘度Ｖに基づいて補正トルクＴａ１，Ｔａ２を設定すると共に設定した補正トルクＴａ１，Ｔａ２によりベーストルクＴｂを変更してエンジン２２が所定の停止位置で停止するようエンジン２２やモータＭＧ１を制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０，エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０が「停止制御手段」に相当する。また、実施例では、油温Ｔｏｉｌや経過時間Ｔｔｉｍｅに基づいてオイル粘度Ｖを推定するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「粘性検出推定手段」に相当する。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。

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、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。

本発明は、自動車産業に利用可能である。

実施例の自動車２０の構成の概略を示す構成図である。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用電子制御ユニット７０により実行される停止制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。動力分配統合機構３０のトルクと回転数の力学的な関係の一例を示す共線図である。油温Ｔｏｉｌと経過時間Ｔｔｉｍｅとオイル粘度Ｖとの関係の一例を示すマップである。ベーストルクＴｂとクランク角θとの関係の一例を示すマップである。変形例の自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。変形例の自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０，２２０，３２０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）、２４ａＣＰＵ、２４ｂＲＯＭ、２４ｃＲＡＭ、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駆動輪、７０ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ＣＰＵ、７４ＲＯＭ、７６ＲＡＭ、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スロットルバルブポジションセンサ、１４７温度センサ、１４８エアフローメータ、１４９温度センサ、１５０可変バルブタイミング機構、２３０対ロータ電動機、２３２インナーロータ、２３４アウターロータ、３２５ベルト、３２６モータ、３３２オートマチックトランスミッション、ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

走行用の動力を出力する内燃機関と該内燃機関の出力軸にトルクを出力するトルク出力手段とを備え、所定の始動条件が成立したときには前記内燃機関を自動始動し所定の停止条件が成立したときには運転している該内燃機関を自動停止する自動車であって、
前記内燃機関の出力軸の回転抵抗に関連する状態としての回転抵抗関連状態を検出または推定する回転抵抗関連状態検出推定手段と、
前記所定の停止条件が成立したときには、前記回転抵抗関連状態検出推定手段により検出または推定された回転抵抗関連状態に基づいて前記内燃機関の出力軸に出力するトルクを変更して該内燃機関の出力軸が所定の停止位置に停止されるよう該内燃機関と前記トルク出力手段とを制御する停止制御手段と
を備える自動車。
前記回転抵抗関連状態検出推定手段は、前記回転抵抗関連状態として車両の走行距離を検出する手段を含む手段である請求項１記載の自動車。
前記停止制御手段は、前記検出された走行距離が大きいほど前記内燃機関の出力軸の回転方向を正として該出力軸に出力されるトルクが小さくなる傾向に前記トルク出力手段を制御する手段である請求項２記載の自動車。
前記回転抵抗関連状態検出推定手段は、前記回転抵抗関連状態として前記内燃機関を含む機械部分の潤滑剤または冷却剤の粘性を検出または推定する粘性検出推定手段を含む手段である請求項１ないし３いずれか記載の自動車。
前記停止制御手段は、前記検出または推定された粘性が強いほど前記内燃機関の出力軸の回転方向を正として該出力軸に出力されるトルクが大きくなる傾向に前記トルク出力手段を制御する手段である請求項４記載の自動車。
前記粘性検出推定手段は、前記潤滑剤または冷却剤の温度および／または使用期間に基づいて前記粘性を推定する手段である請求項４または５記載の自動車。
走行用の動力を出力する内燃機関と該内燃機関の出力軸にトルクを出力するトルク出力手段と前記内燃機関の出力軸の回転抵抗に関連する状態としての回転抵抗関連状態を検出または推定する回転抵抗関連状態検出推定手段とを備え、所定の始動条件が成立したときには前記内燃機関を自動始動し所定の停止条件が成立したときには運転している該内燃機関を自動停止する自動車の制御方法であって、
前記所定の停止条件が成立したときには、前記回転抵抗関連状態検出推定手段により検出または推定された回転抵抗関連状態に基づいて前記内燃機関の出力軸に出力するトルクを変更して該内燃機関の出力軸が所定の停止位置に停止されるよう該内燃機関と前記トルク出力手段とを制御する
自動車の制御方法。