JP2008222033A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ターボチャージャーの焼き付きなどを防止して、ＥＶ走行から適切にエンジンを始動させることが可能な内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関の制御装置は、ターボチャージャーを有するハイブリッド車両に対して制御を行う。内燃機関の制御装置は、内燃機関の始動要求が発せられた際に、内燃機関の要求出力が過給圧を必要とする出力であるか否かに基づいて、内燃機関の始動制御を行う。具体的には、要求出力が過給圧を必要とするような高出力である場合、内燃機関から発生される出力を要求出力に維持しつつ、内燃機関の回転数を高くして、過給圧を低くして始動を行う。これにより、過給圧不足に起因する内燃機関の出力低下を防止することができる。また、油圧不足の状態での急激なターボ回転数の上昇を抑制することができ、ターボチャージャーの焼き付きを防止することが可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド車両に対して制御を行う内燃機関の制御装置に関する。

従来から、ハイブリッド車両において、モータを用いた電気走行（以下、「ＥＶ走行」と呼ぶ。）からエンジン走行への切り替え時に行うエンジンの始動技術が提案されている。例えば、特許文献１には、ハイブリッド車両において、駆動力の急増によりエンジンが始動可能な回転数となるまでクラッチを繋ぎ、始動中にクラッチを開放し、エンジン回転数が上昇後に再度クラッチを契合させることで、始動後のエンジン慣性トルクを車両の駆動へ伝達する技術が記載されている。

特開２００５−１６２０８１号公報

しかしながら、上記した特許文献１に記載された技術では、ターボチャージャーを有するハイブリッド車両において、過給圧を必要とするような高出力領域でエンジンの出力要求が発せられた場合については考慮されていない。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ターボチャージャーを有するハイブリッド車両において、ターボチャージャーの焼き付きなどを防止して、ＥＶ走行から適切にエンジンを始動させることが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

本発明の１つの観点では、ターボチャージャーを有するハイブリッド車両に対して制御を行う内燃機関の制御装置は、内燃機関の始動要求が発せられた際に、前記内燃機関における要求出力が過給圧を必要とする出力であるか否かを判定する要求出力判定手段と、前記要求出力判定手段が前記内燃機関の要求出力が過給圧を必要とする出力であると判定した場合に、前記内燃機関から発生される出力を前記要求出力に維持しつつ、前記過給圧を用いて前記要求出力を発生させる場合に設定される回転数よりも前記内燃機関の回転数を高く設定して、前記要求出力を発生させるために必要とされる過給圧よりも過給圧を低くして、前記内燃機関を始動させる制御を行う始動制御手段と、を備える。

上記の内燃機関の制御装置は、ターボチャージャーを有するハイブリッド車両に対して制御を行うために好適に利用される。内燃機関の制御装置は、内燃機関の始動要求が発せられた際に、内燃機関における要求出力が過給圧を必要とする出力であるか否かに基づいて、内燃機関を始動させるための制御を実行する。具体的には、要求出力が過給圧を必要とするような高出力である場合、内燃機関から発生される出力を要求出力に維持しつつ、過給圧を用いて要求出力を発生させる場合に設定される回転数よりも内燃機関の回転数を高く設定して、要求出力を発生させるために必要とされる過給圧よりも過給圧を低くして内燃機関を始動させる。これにより、高回転且つ低負荷で内燃機関を始動させることができるため、過給圧不足（立ち上がり応答遅れ）に起因する内燃機関の出力低下を適切に防止することができる。また、低空気量で内燃機関を始動させることができるため、油圧不足の状態での急激なターボチャージャーの回転数の上昇を抑制することができる。そのため、ターボチャージャーの焼き付きを防止することが可能となる。更に、上記の内燃機関の制御装置によれば、内燃機関を比較的高回転に設定して始動させるので、内燃機関の油圧の立ち上がりを促進することができ、ターボチャージャーの焼き付きを効果的に防止することが可能となる。

上記の内燃機関の制御装置の一態様では、前記始動制御手段は、前記ターボチャージャーの回転数が所定回転数以下となるように、前記内燃機関の回転数の制御を行うことができる。これにより、ターボチャージャーの焼き付きをより効果的に防止することが可能となる。

上記の内燃機関の制御装置の一態様では、前記始動制御手段は、前記内燃機関を始動させる際に、前記ターボチャージャーのタービンをバイパスする通路上に設けられたウエストゲートバルブを開く制御を更に行う。これにより、排気ガスの一部をターボチャージャーをバイパスさせることができるため、ターボチャージャーの回転数の急激な上昇を効果的に抑制することができる。また、ターボチャージャーをバイパスさせない場合などと比較して、内燃機関の起動位置を高トルク側にすることができ、燃費悪化影響を低減することが可能となる。更に、上記の内燃機関の制御装置によれば、始動時にウエストゲートバルブを開くため、ターボチャージャーの下流側の排気通路上に設けられた触媒の暖機を促進することが可能となる。

上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記内燃機関における油圧が所定圧以上となったか否かに基づいて、前記内燃機関の始動が完了したか否かを判定する始動完了判定手段と、前記始動完了判定手段が前記内燃機関の始動が完了したと判定した際に、前記内燃機関の回転数を、前記内燃機関の燃費が最適となる回転数にまで低下させる制御を行う始動完了後制御手段と、を備える。これにより、内燃機関の始動の完了後、内燃機関の燃費を最適にして運転させることが可能となる。

上記の内燃機関の制御装置において好適には、前記始動完了後制御手段は、前記始動完了判定手段が前記内燃機関の始動が完了したと判定した際に、前記ウエストゲートバルブを閉じる制御を行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。

［車両の構成］
まず、本実施形態に係る内燃機関の制御装置を適用した車両について、図１を参照して説明する。

図１は、車両１００の概略構成を示す図である。車両１００は、主に、エンジン（内燃機関）１０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０と、モータＭＧ１、ＭＧ２と、プラネタリギヤ３０と、インバータ４０と、バッテリ５０と、車軸６１と、車輪６２と、を備える。なお、車両１００は、ハイブリッド車両として構成されている。

車軸６１は、エンジン１０及びモータＭＧ２の動力を車輪６２に伝達する動力伝達系の一部である。車輪６２は、車両１００の車輪であり、説明の簡略化のため、図１では特に左右前輪のみが表示されている。エンジン１０は、ガソリンエンジンなどによって構成され、車両１００の主たる動力源として機能する。具体的には、エンジン１０の出力は、エンジン走行時に車両１００の動力として用いられる。なお、エンジン１０の詳細な構成については、後述する。

モータＭＧ１は、主としてバッテリ５０を充電するための発電機、或いはモータＭＧ２に電力を供給するための発電機として機能するように構成されている。また、モータＭＧ２は、主としてエンジン１０の出力をアシストする電動機として機能するように構成されている。モータＭＧ２の出力は、ＥＶ走行時に車両１００の動力として用いられる。これらのモータＭＧ１及びモータＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。プラネタリギヤ（遊星歯車機構）３０は、エンジン１０の出力をモータＭＧ１及び車軸６１へ分配することが可能に構成され、動力分割機構として機能する。

インバータ４０は、バッテリ５０と、モータＭＧ１及びモータＭＧ２との間の電力の入出力を制御する直流交流変換機である。例えば、インバータ４０は、バッテリ５０から取り出した直流電力を交流電力に変換して、或いはモータＭＧ１によって発電された交流電力をそれぞれモータＭＧ２に供給すると共に、モータＭＧ１によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ５０に供給することが可能に構成されている。バッテリ５０は、モータＭＧ１及びモータＭＧ２を駆動するための電源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。なお、バッテリ５０は、比較的大容量に構成されている。

ＥＣＵ２０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備え、車両１００の動作全体を制御する電子制御ユニットである。本実施形態では、ＥＣＵ２０は、エンジン１０の始動要求が発せられた際に（つまりＥＶ走行からエンジンを始動させる際に）、エンジン１０における要求出力が過給圧を必要とするような出力であるか否かを考慮に入れて、エンジン１０を始動させる制御を行う。このように、ＥＣＵ２０は、本発明における内燃機関の制御装置に相当する。詳しくは、ＥＣＵ２０は、要求出力判定手段、始動制御手段、始動完了判定手段、及び始動完了後制御手段として動作する（詳細は後述する）。

［エンジンの構成］
次に、前述したエンジン１０の具体的な構成について、図２を参照して説明する。

図２は、エンジン１０を有するシステムの概略構成を示す図である。なお、図２では、実線矢印はガスの流れを示し、破線矢印は信号の入出力を示している。また、図２中の太線は、ガスが通過する通路（配管）を示している。

エンジン１０は、吸気通路３及び吸気マニホールド（不図示）を介して供給された空気と燃料との混合気を燃焼することによって、動力を発生する。エンジン１０は、ＥＣＵ２０から供給される制御信号Ｓ１０によって、回転数などの制御が実行される。なお、上記のエンジン１０を有するシステムは、過給ダウンサイズエンジン若しくは過給リーンバーンエンジンによって構成される。

エンジン１０へ吸気を導くための吸気通路３には、ターボチャージャー４のコンプレッサ４ａや、インタークーラー（ＩＣ）５や、スロットルバルブ６などが設けられている。ターボチャージャー４は排気ガスのエネルギーを利用して吸気を過給する装置であり、インタークーラー５は吸気を冷却する装置であり、スロットルバルブ６はエンジン１０に供給する吸気量を調整する装置である。スロットルバルブ６は、ＥＣＵ２０から供給される制御信号Ｓ６に基づいてスロットル開度が制御される。

エンジン１０からの排気ガスは、排気通路１１に排出される。排気通路１１中には、ターボチャージャー４のタービン４ｂや、排気ガスを浄化可能な触媒１２などが設けられている。また、排気通路１１中には、タービン４ｂをバイパスするバイパス通路１３が接続されている。バイパス通路１３上にはウエストゲートバルブ（以下、「Ｗ／Ｇバルブ」と呼ぶ。）１４が設けられており、バイパス通路１３を通過する排気ガスの流量を調整可能に構成されている。Ｗ／Ｇバルブ１４は、ＥＣＵ２０から供給される制御信号Ｓ１４によって開度が制御される。

ＥＣＵ２０は、各種センサの検出信号に基づいて、エンジン１０などの制御を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、油圧センサ１７、アクセル開度センサ１８、及び車速センサ１９から検出信号Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ１９を取得し、これらに基づいて制御を行う。この場合、油圧センサ１７は、エンジン１０の油圧を検出して検出信号Ｓ１７を出力し、アクセル開度センサ１８は、ドライバーによるアクセル開度を検出して検出信号Ｓ１８を出力し、車速センサ１９は、車両１００の速度を検出して検出信号Ｓ１９を出力する。ＥＣＵ２０は、上記した検出信号Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ１９に基づいて、主に、スロットルバルブ６、エンジン１０、及びＷ／Ｇバルブ１４の制御を行う。

本実施形態では、ＥＣＵ２０は、エンジン１０の始動要求が発せられた際に（言い換えると、ＥＶ走行時においてエンジンを起動させる際に）、エンジン１０における要求出力が過給圧を必要とするような出力であるか否かを考慮に入れて、エンジン１０を始動させる制御（以下、「始動制御」と呼ぶ。）を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、要求出力が過給圧を必要とするような高出力である場合、エンジン１０から発生される出力を要求出力に維持しつつ、エンジン１０の回転数を高く設定すると共に、過給圧（吸気管圧力）を低くしてエンジン１０の始動制御を実行する。

なお、エンジン１０に対する制御、及びモータＭＧ１、ＭＧ２などに対する制御の両方をＥＣＵ２０が実行することに限定はされず、エンジン１０に対する制御を行うＥＣＵと、モータＭＧ１、ＭＧ２などに対する制御を行うＥＣＵとが別個に存在する場合には、これらのＥＣＵが協調して、前述したような制御などを実行することができる。

［始動制御方法］
以下で、ＥＣＵ２０が行うエンジン１０の始動制御方法について説明する。

（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係る始動制御方法について説明する。第１実施形態では、ＥＶ走行時にエンジン１０の始動要求が発せられた際に、要求出力が過給圧を必要とするような出力であるか否かに基づいて、エンジン１０に対して始動制御を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、要求出力が過給圧を必要とするような高出力である場合、エンジン１０から発生される出力を要求出力に維持しつつ、エンジン１０の回転数を高く設定すると共に、過給圧（吸気管圧力）を低くしてエンジン１０を始動させる。詳しくは、ＥＣＵ２０は、エンジン１０から要求出力が発生されるように、過給圧を用いて要求出力を発生させる場合に設定される回転数よりもエンジン１０の回転数を高く設定すると共に、要求出力を発生させるために必要とされる過給圧よりも過給圧を低くしてエンジン１０を始動させる。

より詳しくは、通常はエンジン１０の燃費が最適となるような動作線（以下、「通常エンジン動作線」と呼ぶ。）でエンジン１０の運転が行われるが、要求出力が過給圧を必要とするような高出力である場合には、ＥＣＵ２０は、通常エンジン動作線上に位置しない動作点でエンジン１０を始動させる。具体的には、要求出力に対応する通常エンジン動作線上の動作点が過給域に位置する場合には、ＥＣＵ２０は、要求出力に対応する等出力ライン上に位置する動作点であって、過給圧を必要としない動作点で、エンジン１０を始動させる。

上記した第１実施形態に係る始動制御によれば、通常エンジン動作線においてエンジン１０を始動させる場合よりも、高回転且つ低負荷でエンジン１０を始動させることができるため、過給圧不足（立ち上がり応答遅れ）によるエンジン出力低下を適切に防止することができる。また、低空気量でエンジン１０を始動させることができるため、油圧不足の状態での急激なターボチャージャー４の回転数の上昇を抑制することができる。そのため、ターボチャージャー４の焼き付き（例えばターボベアリングの油膜切れによる焼き付きなど）を防止することが可能となる。更に、第１実施形態によれば、エンジン１０を比較的高回転に設定して始動させるので、エンジン油圧の立ち上がりを促進することができるため、上記したターボチャージャー４の焼き付きを効果的に防止することが可能となる。

ここで、図３を参照して、第１実施形態に係る始動制御方法について具体的に説明する。図３は、横軸にエンジン１０の回転数を示し、縦軸にエンジントルクを示している。また、図３において、太線Ａ１は前述した通常エンジン動作線を示し、破線領域Ａ２はＥＶ走行出力範囲を示している。

エンジン１０の始動要求は、エンジン１０の要求出力がＥＶ走行出力範囲Ａ２を超えたときに（つまり要求出力がＥＶ走行可能出力以上となった際に）発せられる。このようにエンジン１０の始動要求が発せられた場合、ＥＣＵ２０は、要求出力が過給圧を必要とするような出力であるか否かに基づいて、エンジン１０に対して始動制御を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、要求出力が過給圧を必要とするような出力でない場合には、通常エンジン動作線Ａ１上の動作点（以下、「通常エンジン起動位置」とも呼ぶ。）でエンジン１０を始動させる。

これに対して、ＥＣＵ２０は、要求出力が過給圧を必要とするような高出力である場合には、過給圧不足によるエンジン出力低下やターボチャージャー４の焼き付きなどを防止して、エンジン１０を適切に始動させるための制御を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、要求出力に対応する等出力ライン上に位置する動作点であって、過給圧を必要としない動作点（以下、「高出力要求時エンジン起動位置」とも呼ぶ。）でエンジン１０を始動させる。例えば、ＥＣＵ２０は、要求出力が等出力ラインＡ３に対応する場合、通常エンジン動作線Ａ１上の動作点Ｂ１（図３において白丸で示す）でエンジン１０を始動させずに、等出力ラインＡ３上の過給圧を必要としない動作点Ｂ２（図３において黒丸で示す）で、エンジン１０を始動させる。つまり、ＥＣＵ２０は、通常エンジン動作線Ａ１上の動作点Ｂ１における回転数よりも回転数が高い動作点Ｂ２で、エンジン１０を始動させる制御を行う。この場合、ＥＣＵ２０は、ターボチャージャー４の回転数が所定回転数以下となるように、エンジン１０の回転数の制御を行う。

更に、ＥＣＵ２０は、エンジン１０の始動が完了した際に、エンジン１０の回転数を、通常エンジン動作線Ａ１上における回転数まで低下させる制御を行う。つまり、エンジン１０の回転数を、エンジン１０の燃費が最適となるような回転数（過給圧を用いて要求出力を発生させる場合に設定される回転数に相当する）まで低下させる制御を行う。こうするのは、エンジン１０の始動が完了した後は、燃費を優先してエンジン１０を運転させるためである。

詳しくは、ＥＣＵ２０は、エンジン１０の油圧などに基づいて、エンジン１０の始動が完了したか否かの判定（以下、「始動完了判定」とも呼ぶ。）を行う。そして、エンジン１０の始動が完了したと判定された際に（例えばエンジン１０の油圧が十分に確保された際に）、ＥＣＵ２０は、エンジン１０における動作点を等出力ライン上に維持しつつ、動作点が通常エンジン動作線Ａ１上に位置するように、エンジン１０の動作点を移動させる制御を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、回転数、空気量、及び過給圧を変化させることによって、エンジン１０の動作点を移動させる。例えば図３中の矢印Ｃ１で示すように、ＥＣＵ２０は、エンジン１０の動作点が、等出力ラインＡ３上に維持されつつ、動作点Ｂ２から通常エンジン動作線Ａ１上の動作点Ｂ１へ移動するように制御を行う。

次に、図４を参照して、上記した始動制御において行われる処理について説明する。図４は、第１実施形態に係る始動制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ２０によって実行される。

まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ２０は、アクセル開度及び車速に基づいて、エンジン１０の要求出力を算出する。具体的には、ＥＣＵ２０は、アクセル開度センサ１８からアクセル開度に対応する検出信号Ｓ１８を取得すると共に、車速センサ１９から車速に対応する検出信号Ｓ１９を取得して、要求出力を算出する。そして、処理はステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１０１で算出された要求出力がＥＶ走行可能出力以上か否かを判定する。つまり、エンジン１０を始動させるべきか否か、言い換えると始動要求を発するべきか否かを判定する。要求出力がＥＶ走行可能出力以上である場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０４に進む。これに対して、要求出力がＥＶ走行可能出力未満である場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０３に進む。この場合には、エンジン１０を始動させる必要がないため（言い換えると、始動要求が発せられていないため）、ＥＣＵ２０は、ＥＶ走行を継続する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。

ステップＳ１０４では、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１０１で算出された要求出力が、過給圧が必要な出力以上か否かを判定する。つまり、要求出力が過給圧を必要とするような高出力であるか否かを判定する。この場合、ＥＣＵ２０は、要求出力と所定値とを比較することによって、要求出力が過給圧を必要とするような高出力であるか否かを判定する。なお、このような比較に用いる所定値は、ステップＳ１０２の判定で用いたＥＶ走行可能出力よりも大きな値であるものとする。

要求出力が過給圧が必要な出力以上である場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０６に進む。これに対して、要求出力が過給圧が必要な出力未満である場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０５に進む。この場合、要求出力が過給圧を必要とするような出力でないため、ＥＣＵ２０は、通常エンジン起動位置でエンジン１０を始動させる（ステップＳ１０５）。つまり、ＥＣＵ２０は、前述した通常エンジン動作線上の動作点でエンジン１０を始動させる。ステップＳ１０５の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。

ステップＳ１０６では、ＥＣＵ２０は、高出力要求時エンジン起動位置でエンジン１０を始動させる。この場合には、要求出力が過給圧を必要とするような高出力である、言い換えると、要求出力に対応する通常エンジン動作線上の動作点が過給域に位置する。したがって、ＥＣＵ２０は、過給圧不足によるエンジン出力低下やターボチャージャー４の焼き付きなどを防止して、エンジン１０を適切に始動させるための制御を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、通常エンジン動作線上の動作点でエンジン１０を始動させずに、要求出力に対応する等出力ライン上に位置する動作点であって、過給圧を必要としない動作点でエンジン１０を始動させる。つまり、通常エンジン動作線上の動作点における回転数よりも回転数が高い動作点で、エンジン１０を始動させる。

この場合、ＥＣＵ２０は、予め設定されたマップなどを参照して高出力要求時エンジン起動位置を取得し、取得された高出力要求時エンジン起動位置でエンジン１０を始動させる。なお、このようなマップは、ターボチャージャー４の回転数が所定回転数以下となるように制御した場合における、エンジン１０の回転数などに基づいて設定される。ここで、ターボチャージャー４の回転数における所定回転数としては、例えば、ターボチャージャー４の焼き付きなどの発生が確実に抑制されるような回転数に設定される。以上のステップＳ１０６の処理が終了すると、処理はステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０７では、ＥＣＵ２０は、エンジン１０の始動完了判定を行うと共に、始動完了判定後にエンジン１０の動作点を変更する処理を行う。この場合、ＥＣＵ２０は、エンジン１０の油圧（油圧センサ１７から供給される検出信号Ｓ１７に対応する）に基づいて、エンジン１０の始動完了判定を行う。具体的には、エンジン１０の油圧が所定圧以上となった際に、エンジン１０の始動が完了したと判定する。そして、ＥＣＵ２０は、エンジン１０の始動が完了したと判定された際に、燃費が最適となるような制御を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、エンジン１０における動作点を等出力ライン上に維持しつつ、動作点が通常エンジン動作線上に位置するように、エンジン１０の動作点を移動させる制御を行う。この場合、ＥＣＵ２０は、回転数、空気量、及び過給圧を変化させることによって、エンジン１０の動作点を移動させる。例えば、ＥＣＵ２０は、ミッション側で回転を落としつつ、スロットバルブ６を開いていく制御などを実行する。以上のステップＳ１０７の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。

なお、上記のステップＳ１０７では、エンジン１０の油圧のみに基づいてエンジン１０の始動完了判定を行う例を示したが、これに限定はされない。他の例では、エンジン１０の油圧、及び／又はエンジン１０の起動時間（始動させてからの経過時間）に基づいて、エンジン１０の始動完了判定を行っても良い。

以上説明した第１実施形態に係る始動制御処理によれば、要求出力が過給圧を必要とするような高出力である場合に、高回転且つ低負荷でエンジン１０を始動させることができるため、過給圧不足によるエンジン出力低下を適切に防止することができる。また、低空気量でエンジン１０を始動させることができるため、油圧不足の状態での急激なターボチャージャー４の回転数の上昇を抑制することができる。そのため、ターボチャージャー４の焼き付きを防止することが可能となる。更に、第１実施形態によれば、エンジン１０を比較的高回転に設定して始動させるので、エンジン油圧の立ち上がりを促進することができるため、ターボチャージャー４の焼き付きを効果的に防止することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る始動制御方法について説明する。第２実施形態では、エンジン１０を始動させる際に、ターボチャージャー４のタービン４ｂにおけるバイパス通路１３上に設けられたＷ／Ｇバルブ１４を開く制御を実行する点で、前述した第１実施形態と異なる。具体的には、第２実施形態では、要求出力が過給圧を必要とするような高出力である場合に、エンジン１０から発生される出力を要求出力に維持しつつ、エンジン１０の回転数を高く設定して、過給圧を低くしてエンジン１０を始動させる点で第１実施形態と同様であるが、このような制御を実行する際に、Ｗ／Ｇバルブ１４を開く制御を更に実行する点で第１実施形態と異なる。より詳しくは、ＥＣＵ２０は、要求出力に対応する等出力ライン上に位置する動作点であって、Ｗ／Ｇバルブ１４を開いた状態で最大の出力が得られるような動作点でエンジン１０を始動させる始動制御を行う。

第２実施形態に係る始動制御によれば、始動時にＷ／Ｇバルブ１４を開くことによって、排気ガス量の一部がターボチャージャー４をバイパスすることとなるため、ターボチャージャー４の回転数の急激な上昇を効果的に抑制することができる。また、ターボチャージャー４をバイパスさせない場合（例えばＷ／Ｇバルブ１４を全閉にした場合）などと比較して、エンジン１０の起動位置が高トルク側となる（即ち通常エンジン起動位置に近くなる）傾向にあるため、燃費悪化影響を低減することが可能となる。更に、第２実施形態によれば、始動時にＷ／Ｇバルブ１４を開くため、排気ガスのエネルギーがターボチャージャー４で消費されてしまうことを抑制することができ、比較的高温の排気ガスを触媒１２に供給することができる。そのため、触媒１２の暖機を促進することが可能となる。

ここで、図５を参照して、第２実施形態に係る始動制御方法について具体的に説明する。図５は、横軸にエンジン１０の回転数を示し、縦軸にエンジントルクを示している。なお、図５において、図３と同一の符号を付しているものは同様の意味を有するものとして、その詳細な説明は省略する。

ＥＣＵ２０は、エンジン１０の始動要求が発せられた場合、要求出力が過給圧を必要とするような出力であるか否かに基づいて、エンジン１０に対して始動制御を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、要求出力が過給圧を必要とするような出力でない場合には、通常エンジン動作線Ａ１上の通常エンジン起動位置でエンジン１０を始動させる。これに対して、ＥＣＵ２０は、要求出力が過給圧を必要とするような高出力である場合には、過給圧不足によるエンジン出力低下やターボチャージャー４の焼き付きなどを防止して、エンジン１０を適切に始動させるための制御を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、要求出力に対応する等出力ライン上に位置する動作点であって、Ｗ／Ｇバルブ１４を開いた状態で最大の出力が得られる動作点でエンジン１０を始動させる。例えば、ＥＣＵ２０は、要求出力が等出力ラインＡ３に対応する場合、通常エンジン動作線Ａ１上の動作点Ｂ１（図５において白丸で示す）でエンジン１０を始動させずに、Ｗ／Ｇバルブ１４を開いた状態で最大の出力が得られる動作点Ｂ３（図５において星印で示す）で、エンジン１０を始動させる。つまり、ＥＣＵ２０は、通常エンジン動作線Ａ１上の動作点Ｂ１における回転数よりも回転数が高い動作点Ｂ３で、エンジン１０を始動させる制御を行う。なお、図５より、第２実施形態において始動を行う動作点Ｂ３（図５において星印で示す）は、第１実施形態において始動を行う動作点Ｂ２（図５において黒丸で示す）よりも、通常エンジン起動位置に近いことがわかる。

更に、第２実施形態においても、ＥＣＵ２０は、エンジン１０の始動が完了した際に（例えばエンジン１０の油圧が十分に確保された際に）、エンジン１０の燃費が最適となるように制御を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、エンジン１０における動作点を等出力ライン上に維持しつつ、動作点が通常エンジン動作線Ａ１上に位置するように、エンジン１０の動作点を移動させる制御を行う。第２実施形態では、このように動作点を移動させる制御を行う際に、ＥＣＵ２０は、Ｗ／Ｇバルブ１４を閉じる制御を行う。例えば図５中の矢印Ｃ２で示すように、ＥＣＵ２０は、Ｗ／Ｇバルブ１４を閉じる制御などを行って、動作点Ｂ３から通常エンジン動作線Ａ１上の動作点Ｂ１へ、エンジン１０の動作点を移動させる。

次に、図６を参照して、上記した始動制御において行われる処理について説明する。図６は、第２実施形態に係る始動制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ２０によって実行される。なお、ステップＳ２０１〜Ｓ２０５の処理は、前述したステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理（図４参照）と同一であるため、その説明を省略する。ここでは、ステップＳ２０６〜Ｓ２０８の処理を説明する。

ステップＳ２０６では、ＥＣＵ２０は、Ｗ／Ｇバルブ１４の開度調整を行う。つまり、この場合には要求出力が過給圧を必要とするような高出力であるため、ＥＣＵ２０は、過給圧不足によるエンジン出力低下やターボチャージャー４の焼き付きなどを防止して、エンジン１０を適切に始動させるための制御を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、Ｗ／Ｇバルブ１４を開き側に制御する。例えば、ＥＣＵ２０は、Ｗ／Ｇバルブ１４を全開にする。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ２０７に進む。

ステップＳ２０７では、ＥＣＵ２０は、要求出力に対応する等出力ライン上に位置する動作点であって、Ｗ／Ｇバルブ１４を開いた状態で最大の出力が得られる動作点でエンジン１０を始動させる。この場合にも、ＥＣＵ２０は、予め設定されたマップなどを参照してエンジン１０を始動させる動作点を取得し、取得された動作点でエンジン１０を始動させる。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ２０８に進む。

ステップＳ２０８では、ＥＣＵ２０は、エンジン１０の始動完了判定を行うと共に、始動完了判定後に、Ｗ／Ｇバルブ１４を閉じる制御、及びエンジン１０の動作点を変更する制御を行う。この場合にも、ＥＣＵ２０は、エンジン１０の油圧（油圧センサ１７から供給される検出信号Ｓ１７に対応する）に基づいて、エンジン１０の始動完了判定を行う。具体的には、エンジン１０の油圧が所定圧以上となった際に、エンジン１０の始動が完了したと判定する。そして、ＥＣＵ２０は、エンジン１０の始動が完了したと判定された際に、エンジン１０の燃費が最適となるような制御を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、エンジン１０における動作点を等出力ライン上に維持しつつ、動作点が通常エンジン動作線上に位置するように、エンジン１０の動作点を移動させる。この場合、ＥＣＵ２０は、スロットルバルブ６における開度調整と連動させて、Ｗ／Ｇバルブ１４を閉じていく制御を行う。以上のステップＳ２０８の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。

なお、上記したステップＳ２０８では、エンジン１０の油圧のみに基づいてエンジン１０の始動完了判定を行う例を示したが、これに限定はされない。他の例では、エンジン１０の油圧、エンジン１０の起動時間（始動させてからの経過時間）、及び触媒１２の温度の少なくとも１つ以上に基づいて、エンジン１０の始動完了判定を行っても良い。触媒１２の温度を用いる場合には、触媒１２の温度に基づいて触媒１２が暖機したか否かを判定することによって、始動完了判定を行うことができる。つまり、ＥＣＵ２０は、触媒１２が暖機している場合に、エンジン１０の始動が完了したと判定することができる。

以上説明した第２実施形態に係る始動制御処理によれば、始動時にＷ／Ｇバルブ１４を開くことによって、ターボチャージャー４の回転数の急激な上昇を効果的に抑制することができる。また、比較的高トルク側で（即ち通常エンジン起動位置に近い状態で）エンジン１０を始動させることができるため、燃費悪化影響を低減することが可能となる。更に、第２実施形態によれば、始動時にＷ／Ｇバルブ１４を開くため、触媒１２の暖機を促進することが可能となる。

本実施形態に係る内燃機関の制御装置を適用した車両の概略構成を示す。 本実施形態に係るエンジンの概略構成を示す。 第１実施形態に係る始動制御方法を説明するための図である。 第１実施形態に係る始動制御処理を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る始動制御方法を説明するための図である。 第２実施形態に係る始動制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

３ 吸気通路
４ ターボチャージャー
６ スロットルバルブ
１０ エンジン（内燃機関）
１１ 排気通路
１２ 触媒
１３ バイパス通路
１４ ウエストゲートバルブ（Ｗ／Ｇバルブ）
２０ ＥＣＵ
１００ 車両

Claims (5)

1. ターボチャージャーを有するハイブリッド車両に対して制御を行う内燃機関の制御装置であって、
   内燃機関の始動要求が発せられた際に、前記内燃機関における要求出力が過給圧を必要とする出力であるか否かを判定する要求出力判定手段と、
   前記要求出力判定手段が前記内燃機関の要求出力が過給圧を必要とする出力であると判定した場合に、前記内燃機関から発生される出力を前記要求出力に維持しつつ、前記過給圧を用いて前記要求出力を発生させる場合に設定される回転数よりも前記内燃機関の回転数を高く設定して、前記要求出力を発生させるために必要とされる過給圧よりも過給圧を低くして、前記内燃機関を始動させる制御を行う始動制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記始動制御手段は、前記ターボチャージャーの回転数が所定回転数以下となるように、前記内燃機関の回転数の制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記始動制御手段は、前記内燃機関を始動させる際に、前記ターボチャージャーのタービンをバイパスする通路上に設けられたウエストゲートバルブを開く制御を更に行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記内燃機関における油圧が所定圧以上となったか否かに基づいて、前記内燃機関の始動が完了したか否かを判定する始動完了判定手段と、
   前記始動完了判定手段が前記内燃機関の始動が完了したと判定した際に、前記内燃機関の回転数を、前記内燃機関の燃費が最適となる回転数にまで低下させる制御を行う始動完了後制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記始動完了後制御手段は、前記始動完了判定手段が前記内燃機関の始動が完了したと判定した際に、前記ウエストゲートバルブを閉じる制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御装置。

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