JP2008274881A - 内燃機関装置および内燃機関装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の始動をよりスムーズに行なう。
【解決手段】エンジンの運転が停止してから次にエンジンの始動を開始するまでの時間を機関停止時間Ｔｓｔｏｐとして計測しておき、エンジンの始動時に燃焼噴射制御や点火制御を開始する際には、計測した機関停止時間Ｔｓｔｏｐがエンジンの吸気管内が大気圧の状態に戻るのに要する所定時間Ｔｒｅｆ以上のときには遅角を多くした遅角量を、機関停止時間Ｔｓｔｏｐが所定時間Ｔｒｅｆ未満のときには機関停止時間Ｔｓｔｏｐが短くなるほど遅角を少なくした遅角量を始動時用点火時期θｓｔａとして設定し（Ｓ３１０）、始動時点火時期θｓｔａを目標点火時期θｉｇｎとして（Ｓ３２０）この目標点火時期θｉｇｎで点火プラグを点火させてエンジンを始動する。この結果、内燃機関を始動する際に始動ショックを抑制すると共に始動性を良好なものとすることができる。
【選択図】図９

Description

本発明は、内燃機関を備え、所定の停止条件が成立したときには燃料供給を遮断して前記内燃機関を停止し所定の始動条件が成立したときには該停止した内燃機関を所定回転数までクランキングしてから燃料供給と点火とを開始して始動する内燃機関装置および内燃機関装置の制御方法に関する。

従来、この種の内燃機関装置としては、内燃機関を停止する際に燃焼室内に燃料を供給しておき、次に内燃機関を始動する際に燃焼室内の燃料を燃焼させることにより内燃機関を始動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、内燃機関の停止時に供給された燃料に対して最初に行われる点火の時期を、内燃機関の停止時から始動までの期間が長いほど上死点より遅角する量を少なくすることにより、内燃機関の始動をスムーズに行なうことができるとしている。
特開２００５−１９４９１３号公報

ところで、所定の停止条件が成立したときには燃料供給を遮断して内燃機関を停止し所定の始動条件が成立したときには停止した内燃機関を所定回転数までクランキングしてから燃料供給と点火とを開始して始動するタイプの内燃機関装置についても、同様に、始動ショックを抑制したり始動性を良好なものとして、内燃機関の始動をスムーズに行なうことが求められている。

本発明の内燃機関装置および内燃機関装置の制御方法は、内燃機関を始動する際の点火時期をより適切なものとして内燃機関の始動をスムーズに行なうことを主目的とする。

本発明の内燃機関装置および内燃機関装置の制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の内燃機関装置は、
内燃機関を備え、所定の停止条件が成立したときには燃料供給を遮断して前記内燃機関を停止し所定の始動条件が成立したときには該停止した内燃機関を所定回転数までクランキングしてから燃料供給と点火とを開始して始動する内燃機関装置であって、
前記内燃機関の点火時期を調整する点火時期調整手段と、
前記内燃機関が停止されてから次に該内燃機関が始動されるまでの時間を該内燃機関の停止時間として計測する停止時間計測手段と、
前記所定の始動条件が成立して前記内燃機関を始動する際には、前記計測した内燃機関の停止時間に基づいて該内燃機関の始動時用の点火時期を設定し、該設定した始動時用の点火時期で点火されるよう前記点火時期調整手段を制御する点火時期調整制御手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の内燃機関装置では、所定の停止条件が成立したときには燃料供給を遮断して内燃機関を停止し所定の始動条件が成立したときには停止した内燃機関を所定回転数までクランキングしてから燃料供給と点火とを開始して始動するものにおいて、内燃機関が停止されてから次に始動されるまでの時間を内燃機関の停止時間として計測し、所定の始動条件が成立して内燃機関を始動する際には、計測した内燃機関の停止時間に基づいて内燃機関の始動時用の点火時期を設定し、設定した始動時用の点火時期で点火されるよう点火時期調整手段を制御する。したがって、内燃機関の始動時用の点火時期をより適切なものとすることができ、内燃機関の始動をよりスムーズに行なうことができる。ここで、内燃機関の停止時間に基づいて始動時用の点火時期を設定するのは、内燃機関の停止時間の長短によって吸気系の状態が異なることに基づいている。

こうした本発明の内燃機関装置において、前記点火時期調整制御手段は、前記計測された内燃機関の停止時間が短いほど遅角量が少なくなる傾向に前記始動時用の点火時期を設定する手段であるものとすることもできるし、前記点火時期調整制御手段は、前記計測された内燃機関の停止時間が長いほど遅角量が多くなる傾向に前記始動時用の点火時期を設定する手段であるものとすることもできるし、前記点火時期調整制御手段は、前記計測された内燃機関の停止時間が所定時間以上のときには所定遅角量を前記始動時用の点火時期に設定し、前記計測された内燃機関の停止時間が前記所定時間未満のときには該停止時間が短いほど遅角量が少なくなる傾向に前記始動時用の点火時期を設定する手段であるものとすることもできる。これは、内燃機関が停止した直後は吸気系には負圧の状態が残っているから、この状態で内燃機関を始動する際には吸入できる空気量が比較的少なくなり、内燃機関が停止してから時間が経過すると吸気系は大気圧の状態に近づくから、この状態で内燃機関を始動する際には吸入できる空気量が比較的多くなることに基づく。ここで、所定時間」は、前記内燃機関の運転を停止してから該内燃機関の吸気管内の状態が大気圧近傍となるまでに要する時間であるものとすることもできる。なお、「大気圧近傍」には、内燃機関の吸気管内の状態が完全に大気圧に一致する場合を含む他、内燃機関の吸気管内の状態が完全に大気圧に一致しないが大気圧に一致しているとみなせる場合も含まれる意味である。

また、本発明の内燃機関装置において、前記点火時期調整制御手段は、前記内燃機関の始動が完了したときには、前記計測した内燃機関の停止時間に基づくレートをもって前記始動時用の点火時期から運転時用の点火時期に変更されるよう前記点火時期調整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、内燃機関の吸気系の状態に応じて内燃機関の始動を完了した後に始動時用の点火時期から運転時用の点火時期に変更する際のレートを定めることができる。この場合、前記点火時期調整制御手段は、前記計測した内燃機関の停止時間が短いほど大きなレートをもって前記始動時用の点火時期から前記運転時用の点火時期に変更する手段であるものとすることもできるし、前記点火時期調整制御手段は、前記計測した内燃機関の停止時間が長いほど小さなレートをもって前記始動時用の点火時期から前記運転時用の点火時期に変更する手段であるものとすることもできるし、前記点火時期調整制御手段は、前記計測された内燃機関の停止時間が所定時間以上のときには所定レートをもって前記始動時用の点火時期から前記運転時用の点火時期に変更し、前記計測された内燃機関の停止時間が前記所定時間未満のときには該停止時間が短いほど大きくなる傾向のレートをもって前記始動時用の点火時期から前記運転時用の点火時期に変更する手段であるものとすることもできる。ここで、「所定時間」は、前記内燃機関の運転を停止してから該内燃機関の吸気管内の状態が大気圧となるまでに要する時間であるものとすることもできる。なお、「大気圧近傍」には、内燃機関の吸気管内の状態が完全に大気圧に一致する場合を含む他、内燃機関の吸気管内の状態が完全に大気圧に一致しないが大気圧に一致しているとみなせる場合も含まれる意味である。

また、本発明の内燃機関装置において、駆動軸に動力を出力する動力出力装置に組み込まれる上述した各態様のいずれかの本発明の内燃機関装置であって、前記動力出力装置は、前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とにトルクを出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、を備える装置であるものとすることもできる。この場合、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記駆動軸の３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力を入出力する３軸式の動力入出力手段とを備える手段であるものとすることもできる。

本発明の内燃機関装置の制御方法は、
内燃機関と該内燃機関の点火時期を調整する点火時期調整手段とを備え、所定の停止条件が成立したときには燃料供給を遮断して前記内燃機関を停止し所定の始動条件が成立したときには該停止した内燃機関を所定回転数までクランキングしてから燃料供給と点火とを開始して始動する内燃機関装置の制御方法であって、
前記内燃機関が停止されてから次に該内燃機関が始動されるまでの時間を該内燃機関の停止時間として計測し、
前記所定の始動条件が成立して前記内燃機関を始動する際には、前記計測した内燃機関の停止時間に基づいて該内燃機関の始動時用の点火時期を設定し、該設定した始動時用の点火時期で点火されるよう前記点火時期調整手段を制御する
ことを要旨とする。

この本発明の内燃機関装置の制御方法によれば、所定の停止条件が成立したときには燃料供給を遮断して内燃機関を停止し所定の始動条件が成立したときには停止した内燃機関を所定回転数までクランキングしてから燃料供給と点火とを開始して始動するものにおいて、内燃機関が停止されてから次に始動されるまでの時間を内燃機関の停止時間として計測し、所定の始動条件が成立して内燃機関を始動する際には、計測した内燃機関の停止時間に基づいて内燃機関の始動時用の点火時期を設定し、設定した始動時用の点火時期で点火されるよう点火時期調整手段を制御する。したがって、内燃機関の始動時用の点火時期をより適切なものとすることができ、内燃機関の始動をよりスムーズに行なうことができる。ここで、内燃機関の停止時間に基づいて始動時用の点火時期を設定するのは、内燃機関の停止時間の長短によって吸気系の状態が異なることに基づいている。

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内燃機関装置を搭載した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、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、動力出力装置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。ここで、内燃機関装置としては、エンジン２２と、このエンジン２２を運転制御するエンジン用電子制御ユニット２４と、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とが該当する。

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、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，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ，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，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，空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号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。なお、エンジンＥＣＵ２４は、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に基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

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。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

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。また、バッテリＥＣＵ５２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）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。

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ハイブリッド自動車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からの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。

また、エンジン２２の制御としては、アクセル開度Ａｃｃや要求トルクＴｒ＊に対応する吸気弁開閉タイミングとなるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御すると共にエンジン２２から出力すべき目標トルクＴｅ＊に対応するスロットル開度となるようスロットルバルブ１２４を制御し、吸入空気量に対して理論空燃比となる燃料噴射量が適切なタイミングで燃料噴射弁１２６から噴射されるよう燃料噴射弁１２６を制御し、燃焼室内の燃料が適切なタイミングで点火プラグ１３０により点火されるようイグニッションコイル１３８を制御する。

次に、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を始動するときに点火プラグ１３０により点火する点火時期θｉｇｎを調整する際の動作について説明する。説明の都合上、まず、ハイブリッド自動車２０の駆動制御について説明し、その後に、エンジン２２の点火時期θｉｇｎを調整する動作について説明する。図３はハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動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、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

駆動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、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や車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，エンジン２２の回転数Ｎｅ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、エンジン２２の回転数Ｎｅは、図示しないクランクポジションセンサにより検出されたクランク角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。入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリＥＣＵ５２により設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された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Ｔｒ＊とエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図４に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものにバッテリ５０が要求する充放電要求量Ｐｂ＊を減じてロスを加えたものとして計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。

続いて、エンジン２２が運転中か否かを判定し（ステップＳ１２０）、エンジン２２が運転中のときにはステップ１１０で設定した要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を運転停止するための閾値Ｐｓｔｏｐ未満か否かを判定する（ステップＳ１３０）。ここで、閾値Ｐｓｔｏｐとしては、エンジン２２を比較的効率よく運転することができるパワー領域の下限値近傍の値を用いることができる。

要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ以上のときには、エンジン２２の運転を継続すると判断し、エンジン２２の設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１４０）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図５に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。

次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１から出力すべきトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１５０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図６に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ (1)
Tm1*=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)

そして、要求トルクＴｒ＊にトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えてモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（３）により計算し（ステップＳ１６０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（４）および式（５）により計算すると共に（ステップＳ１７０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１８０）。ここで、式（３）は、図６の共線図から容易に導くことができる。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (6)

こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊やモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊，モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，トルク指令Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。これにより、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力して走行することができる。

ステップＳ１３０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ未満であると判定されたときには、エンジン２２の運転を停止すべきと判断し、燃料噴射制御や点火制御を停止してエンジン２２の運転を停止する制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信してエンジン２２を停止すると共に（ステップＳ２００）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ２１０）。そして、値０のトルク指令Ｔｍ１＊を上述した式（３）に代入してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐとして設定し（ステップＳ１６０）、値０のトルク指令Ｔｍ１＊を上述の式（４）および式（５）に代入してモータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算すると共に（ステップＳ１７０）、仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１８０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。こうした制御により、エンジン２２の運転を停止し、モータＭＧ２からバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。

ステップＳ１２０でエンジン２２が運転中ではない、即ちエンジン２２が運転停止されていると判定されると、エンジン２２の始動中か否か（ステップＳ２２０）、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を始動するための閾値Ｐｓｔａｒｔ以上であるか否か（ステップＳ２３０）、を判定する。ここで、閾値Ｐｓｔａｒｔとしては、エンジン２２を比較的効率よく運転することができるパワー領域の下限値近傍の値を用いることができるが、頻繁なエンジン２２の運転停止と始動とが生じないように上述したエンジン２２を運転停止するための閾値Ｐｓｔｏｐより大きな値を用いるのが好ましい。エンジン２２が運転停止され、エンジン２２の始動中ではなく、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ未満のときには、エンジン２２の運転停止状態を継続すべきと判断し、上述したステップＳ２１０，Ｓ１６０〜Ｓ１９０の処理を実行する。

ステップＳ１２０でエンジン２２が運転停止されていると判定され、ステップＳ２２０でエンジン２２の始動中ではないと判定され、ステップＳ２３０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ以上と判定されたときには、エンジン２２を始動すべきと判断し、始動時のトルクマップとエンジン２２の始動開始からの経過時間ｔとに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する。（ステップＳ２４０）。エンジン２２の始動時にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定するトルクマップの一例とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを図７に示す。実施例のトルクマップは、エンジン２２の始動指示がなされた時間ｔ１１の直後からレート処理を用いて比較的大きなトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定してエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させる。エンジン２２の回転数Ｎｅが共振回転数帯を通過したか共振回転数帯を通過するのに必要な時間以降の時間ｔ１２にエンジン２２を安定して回転数Ｎｒｅｆ以上でモータリングすることができるトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、電力消費や駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにおける反力を小さくする。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎｒｅｆに至った時間ｔ１３からレート処理を用いてトルク指令Ｔｍ１＊を値０とし、エンジン２２の完爆が判定された時間ｔ１５から発電用のトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定する。ここで、回転数Ｎｒｅｆは、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数である。なお、いまエンジン２２を始動するときを考えているから、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にはレート処理に用いるレート値が設定されることになる。

そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数Ｎｒｅｆ以上に至っているか否かを判定する（ステップＳ２５０）。いま、エンジン２２の始動開始時を考えているから、エンジン２２の回転数Ｎｅは小さく、回転数Ｎｒｅｆには至っていない。このため、この判定では否定的な結論がなされ、燃料噴射制御や点火制御が開始されない。続いて、上述した式（３）によりモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐとして設定し（ステップＳ１６０）、上述の式（４）および式（５）によりモータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算すると共に（ステップＳ１７０）、仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１８０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。

エンジン２２の始動が開始されると、ステップＳ２２０ではエンジン２２の始動中であると判定されるから、始動時のトルクマップとエンジン２２の始動開始からの経過時間ｔとに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（ステップＳ２４０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数Ｎｒｅｆ以上に至るのを待って（ステップＳ２５０）、燃料噴射制御と点火制御とが開始されるよう制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ２６０）。こうした制御により、エンジン２２を始動しながらモータＭＧ２からバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。エンジン２２をモータリングしている状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図８に示す。

以上、駆動制御ルーチンについて説明した。次に、エンジン２２の始動を開始してから回転数Ｎｅが燃料噴射制御や点火制御を開始する際の点火時期θｉｇｎを調整する処理について説明する。図９は、エンジンＥＣＵ２４により実行される始動時点火時期調整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、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数Ｎｒｅｆ以上となったときに実行される。

始動時点火時期調整制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、機関停止時間（タイマ）Ｔｓｔｏｐを入力する処理を実行する（ステップＳ３００）。ここで、機関停止時間Ｔｓｔｏｐは、上述した駆動制御ルーチンのステップ２００でエンジン２２の運転が停止されてからステップＳ２３０で肯定的な判定がなされて次にエンジン２２の始動を開始するまでの時間としてハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される図１０の機関停止時間計測処理により計測されたものを通信により入力するものとした。この図１０の機関停止時間計測処理では、機関停止フラグＦの値を調べ（ステップＳ４００）、機関停止フラグＦが値０のときにはエンジン２２が停止されたか否かを判定し（ステップＳ４１０）、エンジン２２が停止されていないときにはそのまま処理を終了し、エンジン２２が停止されたときには、機関停止フラグＦに値１を設定すると共に（ステップＳ４２０）、タイマＴｓｔｏｐをスタートさせて（ステップＳ４３０）、処理を終了する。タイマＴｓｔｏｐをスタートさせると、ステップＳ４００で機関停止フラグＦは値１と判定され、次に、エンジン２２が始動されるか否かを判定し（ステップＳ４４０）、エンジン２２が始動されないときにはそのまま処理を終了し、エンジン２２が始動されるときには機関停止フラグＦを値０に設定すると共に（ステップＳ４５０）、タイマＴｓｔｏｐをストップしタイマＴｓｔｏｐの値をエンジンＥＣＵ２４に送信して（ステップＳ４６０）、処理を終了する。これにより、エンジン２２の運転が停止されてから次にエンジン２２の始動を開始するまでの時間を計測することができる。

機関停止時間Ｔｓｔｏｐを入力すると、入力した機関停止時間Ｔｓｔｏｐに基づいて始動時にエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始する際に点火すべきタイミングとしての始動時用点火時期θｓｔａを設定し（ステップＳ３１０）、設定した始動時用点火時期θｓｔａを目標点火時期θｉｇｎとして設定して（ステップＳ３２０）、エンジン２２が完爆（始動完了）するまでステップＳ３２０の処理を繰り返す（ステップＳ３３０）。目標点火時期θｉｇｎが設定されると、エンジンＥＣＵ２４は、吸入空気量に応じて燃料が燃料噴射弁１２６から噴射されるよう燃料噴射弁１２６を制御すると共に目標点火時期θｉｇｎで点火プラグ１３０が点火されるようイグニッションコイル１３８を制御する。ここで、始動時用点火時期θｓｔａは、実施例では、機関停止時間Ｔｓｔｏｐと始動時用点火時期θｓｔａとの関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、機関停止時間Ｔｓｔｏｐが与えられるとマップから対応する始動時用点火時期θｓｔａを導出して設定するものとした。このマップの一例を図１１に示す。始動時用点火時期θｓｔａは、図示するように、機関停止時間Ｔｓｔｏｐが所定時間Ｔｒｅｆ以上のときは比較的遅角を多くした遅角量θｒｅｆが設定され、機関停止時間Ｔｓｔｏｐが所定時間Ｔｒｅｆ未満のときには機関停止時間Ｔｓｔｏｐが短くなるほど遅角を少なくした遅角量が設定される。いま、エンジン２２の運転を停止した直後を考えると、エンジン２２の吸気管内は未だ負圧の状態が残っている。この状態で再びエンジン２２を始動する際には、エンジン２２には十分な空気量が吸入されない。このため、始動時用点火時期θｓｔａに大きく遅角させた遅角量を設定すると、エンジン２２の始動性が悪くなり、場合によってはエンジン２２を始動できなくなる。一方、エンジン２２の吸気管内の状態は時間の経過と共に大気圧に近づくから、吸気管内が大気圧に近い状態で再びエンジン２２を始動する際には、エンジン２２には十分な空気量が吸入される。このため、始動時用点火時期θｓｔａに遅角を少なくした遅角量を設定すると、エンジン２２が大きく吹き上がり、始動ショックとなって現われる。始動時用点火時期θｓｔａを機関停止時間Ｔｓｔｏｐが所定時間Ｔｒｅｆ以上のときには遅角を多くした遅角量θｒｅｆを設定し機関停止時間Ｔｓｔｏｐが所定時間Ｔｒｅｆ未満のときには機関停止時間Ｔｓｔｏｐが短くなるほど遅角を少なくした遅角量を設定するのはこうした理由に基づいている。ここで、図１１中の「Ｔｒｅｆ」は、エンジン２２の運転が停止されてから吸気管内の状態が大気圧または大気圧とみなせる状態となるまでに要する時間であり、３秒〜５秒などのように定められている。

エンジン２２が完爆すると、入力した機関停止時間Ｔｓｔｏｐに基づいてレートΔθを設定すると共に（ステップＳ３４０）、エンジン２２からの出力トルクが最も大きくなる運転時用点火時期θｄｒｉを設定し（ステップＳ３５０）、前回の目標点火時期θｉｇｎに設定したレートΔθを加えたものを新たな目標点火時期θｉｇｎに設定し（ステップＳ３６０）、目標点火時期θｉｇｎが運転時用点火時期θｄｒｉとなるまでステップＳ３５０に戻ってステップＳ３５０〜Ｓ３６０を繰り返し実行して（ステップＳ３７０）、本ルーチンを終了する。ここで、レートΔθは、実施例では、機関停止時間ＴｓｔｏｐとレートΔθとの関係を予め求めてマップとしてＲＡＭ２４ｂに記憶しておき、機関停止時間Ｔｓｔｏｐが与えられるとマップから対応するレートΔθを導出して設定するものとした。このマップの一例を図１２に示す。図示するように、レートΔθは、実施例では、機関停止時間Ｔｓｔｏｐが所定時間Ｔｒｅｆ以上のときには比較的小さな所定レートΔθｒｅｆが設定され、機関停止時間Ｔｓｔｏｐが所定時間Ｔｒｅｆ未満のときには機関停止時間Ｔｓｔｏｐが短いほど大きな値となる傾向に設定される。これは、前述したように、機関停止時間Ｔｓｔｏｐが短いほど次のエンジン２２の始動性（燃焼状態）が悪くなるから、目標点火時期θｉｇｎを始動時点火時期θｓｔａから運転時用点火時期θｄｒｉまで素早く変更することにより、完爆した直後のエンジン２２をスムーズに運転させるためである。

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の運転が停止してから次にエンジン２２の始動を開始するまでの時間を機関停止時間Ｔｓｔｏｐとして計測し、エンジン２２の始動時に燃焼噴射制御や点火制御を開始する際には、機関停止時間Ｔｓｔｏｐに基づいて始動時点火時期θｓｔａを設定すると共に設定した始動時用点火時期θｓｔａを目標点火時期θｉｇｎとしてこの目標点火時期θｉｇｎで点火プラグ１３０を点火させるから、機関停止時間Ｔｓｔｏｐによって変化するエンジン２２の吸気管内の状態に拘わらず始動ショックを抑制すると共に始動性を良好なものとすることができ、エンジン２２の始動をよりスムーズに行なうことができる。しかも、エンジン２２が完爆（始動完了）したときには、機関停止時間Ｔｓｔｏｐに基づいてレートΔθを設定すると共に設定したレートΔθをもって目標点火時期θｉｇｎを始動時点火時期θｓｔａから運転時用点火時期θｄｒｉに変更するから、完爆した直後のエンジン２２の運転をスムーズに行なうことができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、始動時点火時期θｓｔａを目標点火時期θｉｇｎとしてエンジン２２を始動し、エンジン２２が完爆したときには機関停止時間Ｔｓｔｏｐに基づいてレートΔθを設定すると共に設定したレートΔθをもって目標点火時期θｉｇｎを始動時点火時期θｓｔａから運転時用点火時期θｄｒｉに変更するものとしたが、機関停止時間Ｔｓｔｏｐに拘わらず一定のレートで目標点火時期θｉｇｎを始動時点火時期θｓｔａから運転時用点火時期θｄｒｉに変更するものとしてもよいし、目標点火時期θｉｇｎを始動時用点火時期θｓｔａから運転時用点火時期θｄｒｉに一度に変更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、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１３の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１３における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。また、実施例のハイブリッド自動車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１４の変形例のハイブリッド自動車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。更に、図１５の変形例の自動車３２０に例示するように、エンジン２２からの動力をオートマチックトランスミッション３３０により変速して駆動輪６３ａ，６３ｂ側に出力して走行する通常の自動車の構成としても構わない。

実施例では、ハイブリッド自動車２０に搭載された動力出力装置に組み込まれた内燃機関装置として説明したが、ハイブリッド自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載された動力出力装置に組み込まれた内燃機関装置の形態としたり、建設設備などの移動体以外の動力出力装置に組み込まれた内燃機関装置の形態としたり、動力出力装置に組み込まれていない内燃機関装置の形態としたりするものとしてもよい。また、内燃機関装置の制御方法の形態としてもよい。

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、イグニッションコイル１３８やこれを制御するエンジンＥＣＵ２４が「点火時期調整手段」に相当し、図１０の機関停止時間計測処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「停止時間計測手段」に相当し、エンジン２２を始動する際には、機関停止時間Ｔｓｔｏｐに基づいて始動時点火時期θｓｔａを設定すると共に設定した始動時点火時期θｓｔａを目標点火時期θｉｇｎとして設定する図９の点火時期調整制御ルーチンのステップＳ３００〜Ｓ３３０の処理を実行し、目標点火時期θｉｇｎでイグニッションコイル１３８を制御するエンジンＥＣＵ２４が「点火時期調整制御手段」に相当する。また、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とが「電力動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当する。ここで、「内燃機関」としては、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する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「点火時期調整手段」としては、イグニッションコイル１３８やこれを制御するエンジンＥＣＵ２４に限定されるものではなく、内燃機関の点火時期を調整するものであれば如何なるものであっても構わない。「停止時間計測手段」としては、図１０の機関停止時間計測処理を実行するものに限定されるものではなく、内燃機関が停止されてから次に内燃機関が始動されるまでの時間を内燃機関の停止時間として計測するものであれば如何なるものであっても構わない。「点火時期調整制御手段」としては、エンジン２２を始動する際には、機関停止時間Ｔｓｔｏｐに基づいて始動時点火時期θｓｔａを設定すると共に設定した始動時点火時期θｓｔａを目標点火時期θｉｇｎとして設定する図９の点火時期調整制御ルーチンのステップＳ３００〜Ｓ３３０の処理を実行し、目標点火時期θｉｇｎでイグニッションコイル１３８を制御するものに限定されるものではなく、所定の始動条件が成立して内燃機関を始動する際には、計測した内燃機関の停止時間に基づいて内燃機関の始動時用の点火時期を設定し、設定した始動時用の点火時期で点火されるよう点火時期調整手段を制御するものであれば如何なるものであっても構わない。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とを組み合わせたものや対ロータ電動機２３０に限定されるされるものではなく、駆動軸に接続されると共に駆動軸とは独立に回転可能に内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って駆動軸と出力軸とにトルクを出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動発電機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機であっても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、駆動軸と出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。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、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。

本発明は、自動車産業に利用可能である。

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により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。 エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 エンジン２２の始動時にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定するトルクマップの一例とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを示す説明図である。 エンジン２２をモータリングしている状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 エンジンＥＣＵ２４により実行される点火時期調整制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される機関停止時間計測処理の一例を示すフローチャートである。 機関停止時間Ｔｓｔｏｐと始動時用点火時期θｓｔａとの関係の一例を示すマップである。 機関停止時間ＴｓｔｏｐとレートΔθとの関係の一例を示すマップである。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車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

２０，１２０，２２０ 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）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、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、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ 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、１４３ 圧力センサ、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、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、３２０ 自動車、３３０ オートマチックトランスミッション、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (12)

1. 内燃機関を備え、所定の停止条件が成立したときには燃料供給を遮断して前記内燃機関を停止し所定の始動条件が成立したときには該停止した内燃機関を所定回転数までクランキングしてから燃料供給と点火とを開始して始動する内燃機関装置であって、
   前記内燃機関の点火時期を調整する点火時期調整手段と、
   前記内燃機関が停止されてから次に該内燃機関が始動されるまでの時間を該内燃機関の停止時間として計測する停止時間計測手段と、
   前記所定の始動条件が成立して前記内燃機関を始動する際には、前記計測した内燃機関の停止時間に基づいて該内燃機関の始動時用の点火時期を設定し、該設定した始動時用の点火時期で点火されるよう前記点火時期調整手段を制御する点火時期調整制御手段と
   を備える内燃機関装置。
2. 前記点火時期調整制御手段は、前記計測された内燃機関の停止時間が短いほど遅角量が少なくなる傾向に前記始動時用の点火時期を設定する手段である請求項１記載の内燃機関装置。
3. 前記点火時期調整制御手段は、前記計測された内燃機関の停止時間が長いほど遅角量が多くなる傾向に前記始動時用の点火時期を設定する手段である請求項１記載の内燃機関装置。
4. 前記点火時期調整制御手段は、前記計測された内燃機関の停止時間が所定時間以上のときには所定遅角量を前記始動時用の点火時期に設定し、前記計測された内燃機関の停止時間が前記所定時間未満のときには該停止時間が短いほど遅角量が少なくなる傾向に前記始動時用の点火時期を設定する手段である請求項１記載の内燃機関装置。
5. 前記点火時期調整制御手段は、前記内燃機関の始動が完了したときには、前記計測した内燃機関の停止時間に基づくレートをもって前記始動時用の点火時期から運転時用の点火時期に変更されるよう前記点火時期調整手段を制御する手段である請求項１ないし４いずれか記載の内燃機関装置。
6. 前記点火時期調整制御手段は、前記計測した内燃機関の停止時間が短いほど大きなレートをもって前記始動時用の点火時期から前記運転時用の点火時期に変更する手段である請求項５記載の内燃機関装置。
7. 前記点火時期調整制御手段は、前記計測した内燃機関の停止時間が長いほど小さなレートをもって前記始動時用の点火時期から前記運転時用の点火時期に変更する手段である請求項５記載の内燃機関装置。
8. 前記点火時期調整制御手段は、前記計測された内燃機関の停止時間が所定時間以上のときには所定レートをもって前記始動時用の点火時期から前記運転時用の点火時期に変更し、前記計測された内燃機関の停止時間が前記所定時間未満のときには該停止時間が短いほど大きくなる傾向のレートをもって前記始動時用の点火時期から前記運転時用の点火時期に変更する手段である請求項５記載の内燃機関装置。
9. 前記所定時間は、前記内燃機関の運転を停止してから該内燃機関の吸気管内の状態が大気圧近傍となるまでに要する時間である請求項４または８記載の内燃機関装置。
10. 駆動軸に動力を出力する動力出力装置に組み込まれる請求項１ないし９いずれか記載の内燃機関装置であって、
    前記動力出力装置は、前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とにトルクを出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、を備える装置である
    内燃機関装置。
11. 前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記駆動軸の３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力を入出力する３軸式の動力入出力手段とを備える手段である請求項１０記載の内燃機関装置。
12. 内燃機関と該内燃機関の点火時期を調整する点火時期調整手段とを備え、所定の停止条件が成立したときには燃料供給を遮断して前記内燃機関を停止し所定の始動条件が成立したときには該停止した内燃機関を所定回転数までクランキングしてから燃料供給と点火とを開始して始動する内燃機関装置の制御方法であって、
    前記内燃機関が停止されてから次に該内燃機関が始動されるまでの時間を該内燃機関の停止時間として計測し、
    前記所定の始動条件が成立して前記内燃機関を始動する際には、前記計測した内燃機関の停止時間に基づいて該内燃機関の始動時用の点火時期を設定し、該設定した始動時用の点火時期で点火されるよう前記点火時期調整手段を制御する
    内燃機関装置の制御方法。

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