JP2014058217A - 内燃機関の停止制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バルブとバルブシートとの間で氷結を生じさせないよう内燃機関を停止させる内燃機関の停止制御装置を提供する。
【解決手段】ハイブリッド車両において、第１モータジェネレータによって、エンジン停止時のクランクシャフトの停止角度位置を調整するに際し、吸気バルブおよび排気バルブそれぞれが、全閉、または、バルブシートとの間隔が所定の微小寸法よりも大きくなるバルブ開度となるクランクシャフト停止角度位置となるように、第１モータジェネレータのトルクを制御する（ステップＳＴ３，ＳＴ４）。これにより、バルブとバルブシートとの隙間に水分が入り込んで滞留してしまうといったことはなくなり、仮に外気温度が氷点下になったとしても、バルブとバルブシートとの間に氷が介在されてしまうといった状況を回避できる。
【選択図】図８

Description

本発明は、例えばハイブリッド車両に搭載される内燃機関の停止制御装置に係る。特に、本発明は、内燃機関を停止させる際の出力軸の回転角度位置を電動機によって調整する制御の改良に関する。

従来より、走行駆動力源として内燃機関（以下、「エンジン」という場合もある）と電動機（以下、「モータジェネレータ」という場合もある）とが搭載されたハイブリッド車両において、エンジンを停止させる際に、その停止位置（クランクシャフトの回転を停止させる角度位置）をモータジェネレータによって調整することが提案されている（例えば特許文献１および特許文献２を参照）。

特許文献１には、エンジンの再始動時においてピストンが圧縮上死点を乗り越えるのに必要なトルクが最小となる位置を目標停止位置とし、この目標停止位置にエンジンを停止させるようにモータジェネレータのトルク制御を行うことが開示されている。また、特許文献２には、一つの気筒のピストンが圧縮上死点近傍となるクランクシャフトの回転角度位置でエンジンを停止させるようにモータジェネレータのトルク制御を行うことが開示されている。

特開２００８−１４１４６号公報 特開２００９−１４３３７７号公報

ところで、前述したモータジェネレータによるエンジン停止位置の調整を行った場合、吸気バルブおよび排気バルブのうち少なくとも一方の開度が微小となった状態でエンジンが停止してしまう可能性がある。この場合に、外気温度が低い状況（例えば０℃以下）であると、バルブとバルブシートとの隙間に入り込んだ水分（例えば吸気中に含まれている水分）が凍結してしまう可能性がある。

具体的には、バルブとバルブシートとの間隙が１ｍｍ程度となった状態でエンジンが停止した場合、この両者の隙間に入り込んだ水分が、その表面張力によってバルブ外縁に沿って周方向に拡がってしまう。そして、この水分が凍結すると、次回のエンジン始動初期時にあっては、バルブを全閉とすべきタイミングにおいて、バルブとバルブシートとの間に氷が介在することで、バルブを全閉にすることができなくなってしまう。その結果、圧縮行程における混合気の圧縮不足を招くなどして、エンジンの運転に悪影響を及ぼす可能性がある。例えば、失火を招いたり、エンジンのトルク変動に起因する異音（ガラ音；遊星歯車機構や減速機構等におけるギヤ同士の間に隙間（バックラッシ）が存在していることに起因し、エンジンのトルク変動の影響によって発生する歯打ち音）の発生を招いたりする可能性がある。

各特許文献にあっては、このバルブとバルブシートとの間での水分の凍結を考慮することなくエンジンの目標停止位置を規定しているため、前記水分の凍結に起因する失火や異音の発生を招く可能性があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、バルブとバルブシートとの間での水分の凍結を生じさせないように内燃機関を停止させる内燃機関の停止制御装置を提供することにある。

−課題の解決原理−
本発明における課題の解決原理は、内燃機関を停止させる際、各気筒の吸気バルブおよび排気バルブそれぞれが、バルブシートとの間で微小隙間を生じることのない開度となるように、電動機によって内燃機関の出力軸の停止角度位置を調整し、これによって、仮に、外気温度が低い場合であっても、前記微小隙間に水分が流れ込んで凍結するといった状況を招かないようにしている。

−解決手段−
具体的に、本発明は、内燃機関と、この内燃機関の出力軸に連結された電動機とを備え、前記内燃機関を停止させる際に、前記電動機からのトルクを前記出力軸に与えて、この出力軸の回転が停止する位置を調整する内燃機関停止制御を行う内燃機関の停止制御装置を前提とする。この内燃機関の停止制御装置に対し、前記内燃機関に備えられた吸気バルブおよび排気バルブが、全閉、または、バルブシートとの間隔が所定の微小寸法よりも大きくなるバルブ開度となる停止位置で前記出力軸の回転が停止するように、前記内燃機関停止制御において前記内燃機関の出力軸に与えられる前記電動機のトルクを制御する構成としている。

ここで、「吸気バルブおよび排気バルブが、全閉、または、バルブシートとの間隔が所定の微小寸法よりも大きくなるバルブ開度となる」とは、（Ｉ）全てのバルブが全閉である状態、（II）一部のバルブが全閉で、他のバルブが、バルブシートとの間隔が所定の微小寸法よりも大きくなるバルブ開度である状態、（III）全てのバルブが全開である状態の何れかの状態にあることをいう。

この特定事項により、内燃機関を停止させる際、出力軸の回転が停止する回転角度位置としては、バルブ（吸気バルブおよび排気バルブ）が全閉となるか、または、バルブとバルブシートとの間隔が所定の微小寸法よりも大きくなるように調整される。つまり、この回転角度位置で出力軸の回転が停止されるように電動機のトルクが制御される。このため、内燃機関の停止状態で、バルブとバルブシートとの隙間に水分が入り込んで滞留してしまうといったことはなくなり、仮に外気温度が氷点下になったとしても、バルブとバルブシートとの間に氷が介在されてしまうといった状況を招くことがない。このため、内燃機関の再始動時における圧縮行程において混合気の圧縮不足を招くことがなくなり、内燃機関の運転を良好に行うことができ、失火や異音の発生を抑制することができる。

前記電動機と内燃機関の出力軸との連結構造としては、流体継ぎ手を介することなく電動機が内燃機関の出力軸に連結されている。例えば電動機と内燃機関の出力軸とが歯車機構を介して連結された構成や、ダンパ機構を介して連結された構成などが挙げられる。

このように、流体継ぎ手を介することなく電動機と内燃機関の出力軸とが連結されていることにより、電動機のトルクに応じた回転量だけ内燃機関の出力軸が回転されることになり、この出力軸の回転が停止する位置を高い精度で調整することが可能である。

前記所定の微小寸法として具体的には、吸気バルブまたは排気バルブとバルブシートとの間に流れ込んだ水分が滞留することのない寸法として設定されている。

前述した如く、内燃機関の停止状態において、バルブとバルブシートとの隙間に水分が入り込んで滞留してしまうと、外気温度が氷点下である場合に、バルブとバルブシートとの間に氷が介在されてしまう可能性がある。このため、バルブとバルブシートとの隙間に流れ込んだ水分が滞留することのない大きさの隙間をバルブとバルブシートとの間に確保することで水分の滞留を阻止し、これにより、外気温度が氷点下となっても、バルブとバルブシートとの間に氷が介在するといった状況を回避することが可能になる。

前記電動機のトルクの制御として具体的には、前記内燃機関停止制御において前記内燃機関の出力軸に与えられる前記電動機のトルクを、内燃機関の冷却水温度または油温に応じて変更するようにしている。

より具体的には、内燃機関の冷却水温度または油温が低いほど、前記電動機のトルクを大きく設定している。

内燃機関の冷却水温度または油温が低いほど、内燃機関の各所におけるフリクションは大きくなっている。このため、冷却水温度または油温が低い場合（フリクションが大きい場合）に、冷却水温度または油温が高い場合（フリクションが小さい場合）と同等の電動機のトルクに設定してしまうと、目標とする出力軸の停止角度位置に達するまでに出力軸の回転が停止してしまう可能性がある。このため、内燃機関の冷却水温度または油温が低いほど電動機のトルクを大きくし、出力軸の回転角度位置が、目標とする停止角度位置に到達できるようにしている。

また、内燃機関停止制御が行われる度に電動機のトルクを補正（補正学習）することが好ましい。具体的には、前記内燃機関停止制御によって前記内燃機関が停止した際の実際の出力軸の回転の停止位置と、目標とする停止位置とに応じて前記電動機のトルクの補正学習を行うようにし、前記実際の出力軸の回転の停止位置が、目標とする停止位置よりも進角側であった場合には、次回の内燃機関停止制御では前記電動機のトルクが増大される側に補正する。一方、実際の出力軸の回転の停止位置が、目標とする停止位置よりも遅角側であった場合には、次回の内燃機関停止制御では前記電動機のトルクが減少される側に補正されるものである。

これによれば、内燃機関の各所のフリクション等の経時変化に応じた電動機のトルクが適切に得られることになる。つまり、実際の出力軸の回転の停止位置が、目標とする停止位置よりも進角側であった場合には、次回の内燃機関停止制御では前記電動機のトルクを増大側に補正することで、この次回の内燃機関停止制御では、出力軸の回転の停止位置が遅角側に移行し、これにより、実際の出力軸の回転の停止位置が、目標とする停止位置に近づくことになる。同様に、実際の出力軸の回転の停止位置が、目標とする停止位置よりも遅角側であった場合には、次回の内燃機関停止制御では前記電動機のトルクを減少側に補正することで、この次回の内燃機関停止制御では、出力軸の回転の停止位置が進角側に移行し、これにより、実際の出力軸の回転の停止位置が、目標とする停止位置に近づくことになる。

また、前述した内燃機関停止制御（各バルブの開度を考慮した出力軸の停止位置の制御）は、車両の停車中に内燃機関を停止させる場合に行われる。具体的に、駆動力源として前記内燃機関および電動機を備えたハイブリッド車両に搭載されるものであって、車両停車中に前記内燃機関を停止させる際には、吸気バルブおよび排気バルブが、全閉、または、バルブシートとの間隔が所定の微小寸法よりも大きくなるバルブ開度となる停止位置で前記出力軸の回転が停止するように、前記内燃機関の出力軸に与えられる前記電動機のトルクを制御する。一方、車両走行中に前記内燃機関を停止させる際には、一つの気筒のピストンが圧縮上死点前の所定位置となるように、前記内燃機関の出力軸に与えられる前記電動機のトルクを制御する。

つまり、車両停車中に内燃機関を停止させる場合、その後、長期間に亘って内燃機関の停止状態が継続する可能性があり、バルブとバルブシートとの隙間に水分が滞留すると、外気温度が氷点下となった際にバルブとバルブシートとの間で水分が凍結してしまう可能性がある。このため、車両停車中に内燃機関を停止させる場合には、この水分の凍結を招かない回転角度位置で出力軸を停止させる。一方、車両走行中に内燃機関を停止させる場合には、その後、比較的短時間のうちに内燃機関が再始動する可能性が高い。このため、再始動の始動性を良好に確保できるように、ピストンが圧縮上死点前の所定位置となる回転角度位置で出力軸を停止させる。このように、車両停車中に内燃機関を停止させる場合には水分の凍結防止を優先した内燃機関停止制御を行い、車両走行中に内燃機関を停止させる場合には内燃機関の再始動性を優先した内燃機関停止制御を行うようにしている。

前記ハイブリッド車両の動力伝達系の構成として具体的には以下のものが挙げられる。つまり、内燃機関の出力軸が連結されるプラネタリキャリアと、第１の電動機が連結されるサンギヤと、第２の電動機が連結されるリングギヤとを備えた遊星歯車機構により構成される動力分割機構が備えられ、前記内燃機関停止制御では、前記第１の電動機のトルクを制御することにより前記内燃機関の出力軸の回転を停止させるものとなっている。

このような動力伝達系の構成によれば、内燃機関停止制御では、第１の電動機のトルクがサンギヤおよびプラネタリキャリアを経て内燃機関の出力軸に伝達され、この出力軸の停止角度位置が調整されることになる。これにより、第１の電動機の回転が減速されて内燃機関の出力軸に伝達されることになるため、この出力軸の停止角度位置の調整を高い精度で行うことが可能となる。

本発明では、内燃機関の停止状態で、バルブとバルブシートとの隙間に水分が入り込んで滞留してしまうといったことはなくなり、仮に外気温度が氷点下になったとしても、バルブとバルブシートとの間に氷が介在されてしまうといった状況を招くことがない。このため、内燃機関の再始動時における運転を良好に行うことができる。

実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。 エンジンの概略構成図である。 エンジンの１気筒のみを示す概略構成図である。 ハイブリッド車両の制御系を示すブロック図である。 エンジン始動時における動力分割機構の共線図である。 要求トルク設定マップの一例を示す図である。 エンジンの動作点を説明するための図である。 第１実施形態に係るエンジン停止制御の手順を示すフローチャート図である。 ＭＧ１トルクマップの一例を示す図である。 エンジン停止時における動力分割機構の共線図である。 第２実施形態に係るエンジン停止制御の手順を示すフローチャート図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式のハイブリッド車両に本発明を適用した場合について説明する。

図１は本実施形態に係るハイブリッド車両ＨＶを示す概略構成図である。この図１に示すように、ハイブリッド車両ＨＶは、車両走行用の駆動力を発生するエンジン（内燃機関）１、主に発電機として機能する第１モータジェネレータＭＧ１（第１の発電電動機）、主に電動機として機能する第２モータジェネレータＭＧ２（第２の発電電動機）、動力分割機構３、リダクション機構４、カウンタドライブギヤ５１、カウンタドリブンギヤ５２、ファイナルギヤ５３、デファレンシャル装置５４、前輪車軸（ドライブシャフト）６１，６１、前輪（駆動輪）６Ｌ，６Ｒ、および、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１００などを備えており、このＥＣＵ１００により実行されるプログラムによって本発明の停止制御装置が実現される。

なお、ＥＣＵ１００は、例えば、ＨＶ（ハイブリッド）ＥＣＵ、エンジンＥＣＵ、モータＥＣＵ、バッテリＥＣＵなどによって構成されており、これらのＥＣＵが互いに通信可能に接続されている。

次に、エンジン１、各モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２、動力分割機構３、リダクション機構４、および、ＥＣＵ１００などの各部について説明する。

−エンジン−
図２および図３はエンジン１の概略構成を示す図である。なお、図３ではエンジン１の１気筒の構成のみを示している。

エンジン１は、火花点火式４気筒レシプロエンジンであり、ポート噴射式のインジェクタ（以下、単に「インジェクタ」という）１０ａを備え、このインジェクタ１０ａから噴射された燃料により燃焼室１２内で混合気を生成するようになっている。

また、エンジン１の各気筒１１（♯１〜♯４）内にはピストン１３が設けられており、前記混合気の燃焼に伴ってこのピストン１３が気筒１１内で往復運動する。

前記各インジェクタ１０ａ，１０ａ，…は、それぞれ燃料蓄圧容器としてのデリバリパイプ１０ｂに接続されており、このデリバリパイプ１０ｂから燃料が供給されるようになっている。このデリバリパイプ１０ｂには、燃料供給管１０ｃ（図２を参照）を介して燃料タンク１０ｄが接続されており、燃料ポンプ１０ｅが駆動されることにより、燃料タンク１０ｄ内に貯留されている燃料が供給されるようになっている。

また、インジェクタ１０ａによって燃焼室１２内に向けて噴射された燃料は、吸気通路１４の一部を構成するインテークマニホールド１４ａを通って燃焼室１２内へ導入される空気Ａと共に混合気を形成し、点火プラグ１５で着火されて燃焼する。混合気の燃焼圧力はピストン１３に伝えられ、ピストン１３を往復運動させる。吸気バルブ１６は、吸気カムシャフト１６ａにより駆動される。この吸気カムシャフト１６ａは、クランクシャフト（エンジン１の出力軸）１８から取り出される動力がタイミングベルト等によって伝達されて回転駆動される。また、シリンダヘッドに形成された吸気ポートＩＰの開口縁部にはバルブシート１６ｂが設けられており、吸気バルブ１６の閉弁時には、吸気バルブ１６のバルブフェイスがバルブシート１６ｂに着座する構成となっている。

ピストン１３の往復運動はコネクティングロッド１３ａを介してクランクシャフト１８に伝えられ、ここで回転運動に変換されて、エンジン１の出力として取り出される。このエンジン１の出力は、クランクシャフト１８およびダンパ２０（図１を参照）を介してインプットシャフト２１に伝達される。このダンパ２０は、例えばコイルスプリング式トランスアクスルダンパであってエンジン１のトルク変動を吸収する。

このように、インプットシャフト２１とクランクシャフト１８とはトルクコンバータ等の流体継ぎ手を介することなく連結されている。このため、第１モータジェネレータＭＧ１とクランクシャフト１８も流体継ぎ手を介することなく連結された構成となっている。

また、燃焼後の混合気は排気ガスＥｘとなり、排気バルブ１７の開弁動作に伴って排気通路１９の一部であるエキゾーストマニホールド１９ａへ排出される。排気ガスＥｘは、エキゾーストマニホールド１９ａの下流側に設けられた触媒コンバータ１９ｂにより浄化された後、大気中へ放出される。前記排気バルブ１７は、排気カムシャフト１７ａにより駆動される。この排気カムシャフト１７ａは、クランクシャフト１８から取り出される動力がタイミングベルト等によって伝達されて回転駆動される。また、シリンダヘッドに形成された排気ポートＥＰの開口縁部にもバルブシート１７ｂが設けられており、排気バルブ１７の閉弁時には、排気バルブ１７のバルブフェイスがバルブシート１７ｂに着座する構成となっている。

また、エンジン１は、吸気通路１４におけるエアクリーナ１４ｂの下流側に設けられたスロットルボディ８により吸入空気量が調整される。このスロットルボディ８は、バタフライバルブで成るスロットルバルブ８１と、このスロットルバルブ８１を開閉駆動するスロットルモータ８２と、スロットルバルブ８１の開度を検出するスロットル開度センサ１０３とを備えている。ＥＣＵ１００は、ドライバ（運転者）により操作されるアクセルの開度を検知するアクセル開度センサ１０１からの出力を取得して、スロットルモータ８２に制御信号を送り、スロットル開度センサ１０３からのスロットルバルブ８１の開度のフィードバック信号に基づいて、スロットルバルブ８１を適切な開度に制御する。これにより、エンジン１の気筒１１内へ導入する空気Ａの量を調整する。

前記触媒コンバータ１９ｂの上流側（排気流れの上流側）の排気通路１９には空燃比（Ａ／Ｆ）センサ１１０が配置されている。このＡ／Ｆセンサ１１０は、空燃比に対してリニアな特性を示すセンサである。また、触媒コンバータ１９ｂの下流側の排気通路１９にはＯ₂センサ１１１が配置されている。このＯ₂センサ１１１は、排気ガス中の酸素濃度に応じて起電力を発生するものであり、理論空燃比に相当する電圧（比較電圧）よりも出力が高いときはリッチと判定し、逆に比較電圧よりも出力が低いときはリーンと判定する。これらＡ／Ｆセンサ１１０およびＯ₂センサ１１１の出力信号は空燃比フィードバック制御（例えば、特開２０１０−００７５６１号公報に記載の技術を参照）に用いられる。

−モータジェネレータ−
第１モータジェネレータＭＧ１は、前記インプットシャフト２１に対して相対回転自在に支持された永久磁石からなるロータＭＧ１Ｒと、３相巻線が巻回されたステータＭＧ１Ｓとを備えた交流同期発電機であって、発電機として機能するとともに電動機（電動モータ）としても機能する。また、第２モータジェネレータＭＧ２も同様に、インプットシャフト２１に対して相対回転自在に支持された永久磁石からなるロータＭＧ２Ｒと、３相巻線が巻回されたステータＭＧ２Ｓとを備えた交流同期発電機であって、電動機（電動モータ）として機能するとともに発電機としても機能する。

図４に示すように、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２は、それぞれインバータ２００を介してバッテリ（蓄電装置）３００に接続されている。インバータ２００はＥＣＵ１００によって制御され、そのインバータ２００の制御により各モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回生または力行（アシスト）が設定される。その際の回生電力はインバータ２００を介してバッテリ３００に充電される。また、各モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動用電力はバッテリ３００からインバータ２００を介して供給される。

−動力分割機構−
図１に示すように、動力分割機構３は、複数の歯車要素の中心で自転する外歯歯車のサンギヤＳ３と、サンギヤＳ３に外接しながらその周辺を自転しつつ公転する外歯歯車のピニオンギヤＰ３と、ピニオンギヤＰ３と噛み合うように中空環状に形成された内歯歯車のリングギヤＲ３と、ピニオンギヤＰ３を支持するとともに、このピニオンギヤＰ３の公転を通じて自転するプラネタリキャリアＣＡ３とを有する遊星歯車機構によって構成されている。プラネタリキャリアＣＡ３はエンジン１側のインプットシャフト２１に回転一体に連結されている。サンギヤＳ３は、第１モータジェネレータＭＧ１のロータＭＧ１Ｒに回転一体に連結されている。

そして、このような構成の動力分割機構３において、プラネタリキャリアＣＡ３に入力されるエンジン１の出力トルクに対して、第１モータジェネレータＭＧ１による反力トルクがサンギヤＳ３に入力されると、出力要素であるリングギヤＲ３には、エンジン１から入力されたトルクより大きいトルクが現れる。この場合、第１モータジェネレータＭＧ１は発電機として機能する。第１モータジェネレータＭＧ１が発電機として機能するときには、プラネタリキャリアＣＡ３から入力されるエンジン１の駆動力が、サンギヤＳ３側とリングギヤＲ３側とにそのギヤ比に応じて分配される。

一方、エンジン１の始動要求時にあっては、第１モータジェネレータＭＧ１が電動機（スタータモータ）として機能し、この第１モータジェネレータＭＧ１の駆動力がサンギヤＳ３およびプラネタリキャリアＣＡ３を介してクランクシャフト１８に与えられてエンジン１がクランキングされる。

図５は、車両停車状態におけるエンジン始動時の共線図を示している。図中の左側のＳ軸はモータジェネレータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１であるサンギヤＳ３の回転速度を示し、Ｃ軸はエンジン１の回転速度ＮｅであるプラネタリキャリアＣＡ３の回転速度を示し、Ｒ軸は第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２をリダクション機構４のギヤ比Ｇｒで除した値であるリングギヤＲ４の回転速度Ｎｒを示している。

この共線図に示すように、エンジン始動時には、第１モータジェネレータＭＧ１を電動機として駆動させることによって、動力分配機構３のサンギヤＳ３を正回転側に駆動することにより、ピニオンギヤＰ３ならびにキャリヤＣＡ３を介してエンジン１のクランクシャフト１８に正回転向きの正駆動力を入力させる（図５における正駆動力を示す各矢印を参照）。これにより、エンジン１がクランキングされる。この際、車両停車状態を維持するべく第２モータジェネレータＭＧ２による反力が付与される。このクランキングの開始と略同時に、インジェクタ１０ａからの燃料の供給および点火プラグ１５の点火を行うことにより、エンジン１が始動される。そして、エンジン回転速度が自律回転可能な回転速度（例えば完爆時の回転速度）に上昇したときに、第１モータジェネレータＭＧ１によるクランキングを終了する。

また、車両の走行中にあっては、動力分割機構３において、リングギヤＲ３の回転速度（出力軸回転速度）が一定であるときに、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度を上下に変化させることにより、エンジン１の回転速度を連続的に（無段階に）変化させることができる。つまり、動力分割機構３が変速部として機能する。

−リダクション機構−
リダクション機構４は、複数の歯車要素の中心で自転する外歯歯車のサンギヤＳ４と、キャリヤ（トランスアクスルケース）ＣＡ４に回転自在に支持され、サンギヤＳ４に外接しながら自転する外歯歯車のピニオンギヤＰ４と、ピニオンギヤＰ４と噛み合うように中空環状に形成された内歯歯車のリングギヤＲ４とを有する遊星歯車機構によって構成されている。リダクション機構４のリングギヤＲ４と、前記動力分割機構３のリングギヤＲ３と、カウンタドライブギヤ５１とは互いに一体となっている。また、サンギヤＳ４は第２モータジェネレータＭＧ２のロータＭＧ２Ｒと回転一体に連結されている。

このリダクション機構４は、第２モータジェネレータＭＧ２の駆動力を適宜の減速比で減速する。この減速された駆動力は、カウンタドライブギヤ５１、カウンタドリブンギヤ５２、ファイナルギヤ５３、デファレンシャル装置５４、および、ドライブシャフト６１を介して左右の駆動輪６Ｌ，６Ｒに伝達される。

−シフト操作装置−
ハイブリッド車両ＨＶにおける運転席の近傍にはシフト操作装置７（図４参照）が配置されている。このシフト操作装置７にはシフトレバー７１が変位可能に設けられている。そして、この例のシフト操作装置７には、前進走行用のドライブレンジ（Ｄレンジ）、アクセルオフ時の制動力（エンジンブレーキ）が大きな前進走行用のブレーキレンジ（Ｂレンジ）、後進走行用のリバースレンジ（Ｒレンジ）、中立のニュートラルレンジ（Ｎレンジ）が設定されており、ドライバが所望のレンジへシフトレバー７１を変位させることが可能となっている。これらＤレンジ、Ｂレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジの各位置はシフトポジションセンサ１０４によって検出される。シフトポジションセンサ１０４の出力信号はＥＣＵ１００に入力される。なお、駐車ポジション（Ｐポジション）は別配置のＰスイッチによって設定することができる。

−ＥＣＵ−
ＥＣＵ１００は、エンジン１の運転制御、エンジン１およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の協調制御などを含む各種制御を実行する電子制御装置であって、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）およびバックアップＲＡＭなどを備えている。

ＲＯＭには、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭはＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭは図示しないパワースイッチ（イグニッションスイッチ）のＯＦＦ時などにおいて保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。

ＥＣＵ１００には、図４に示すように、前記アクセル開度センサ１０１、レゾルバで構成されクランクシャフト１８の回転角度位置を検出するクランクポジションセンサ１０２、前記スロットル開度センサ１０３、前記シフトポジションセンサ１０４、車輪６Ｌ，６Ｒの回転速度を検出する車輪速センサ１０５、ブレーキペダルに対する踏力（ブレーキ踏力）を検出するブレーキペダルセンサ１０６、エンジン１の冷却水温度を検出する水温センサ１０７、吸入空気量を計測するエアフローメータ１０８、吸入空気温度を検出する吸気温センサ１０９、前記Ａ／Ｆセンサ１１０、Ｏ₂センサ１１１、吸気カムシャフト１６ａの近傍に配設されて気筒判別センサとして使用されるカムポジションセンサ１１２、エンジンオイルの温度を検出する油温センサ１１３等が接続されており、これらの各センサからの信号がＥＣＵ１００に入力されるようになっている。また、バッテリ３００の充放電電流を検出する図示しない電流センサ、バッテリ温度センサなども接続されており、これらの各センサからの信号もＥＣＵ１００に入力されるようになっている。

また、ＥＣＵ１００には、エンジン１のスロットルバルブ８１を開閉駆動するスロットルモータ８２、前記インジェクタ１０ａ、前記点火プラグ１５の点火タイミングを調整するイグナイタ１５ａなどが接続されている。

そして、ＥＣＵ１００は、前記した各種センサの出力信号に基づいて、エンジン１のスロットル開度制御（吸入空気量制御）、燃料噴射量制御、および、点火時期制御などのエンジン１の各種制御を実行する他、ハイブリッドシステム全体の制御（各モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク制御等）を行う。

さらに、ＥＣＵ１００は、バッテリ３００を管理するために、前記電流センサにて検出された充放電電流の積算値や、バッテリ温度センサにて検出されたバッテリ温度などに基づいて、バッテリ３００の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）や、バッテリ３００の入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔなどを演算する。

また、ＥＣＵ１００には前記インバータ２００が接続されている。インバータ２００は、各モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２それぞれの制御用のＩＰＭ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ：インテリジェントパワーモジュール）を備えている。その各ＩＰＭは、複数（例えば６個）の半導体スイッチング素子（例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ））などによって構成されている。

インバータ２００は、例えば、ＥＣＵ１００からの指令信号（例えば、第１モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値、第２モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値）に応じてバッテリ３００からの直流電流を、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動する電流に変換する一方、エンジン１の動力により第１モータジェネレータＭＧ１で発電された交流電流、および、回生ブレーキにより第２モータジェネレータＭＧ２で発電された交流電流を、バッテリ３００に充電するための直流電流に変換する。また、インバータ２００は、第１モータジェネレータＭＧ１で発電された交流電流を、走行状態に応じて、第２モータジェネレータＭＧ２の駆動用電力として供給する。

−ハイブリッドシステムにおける駆動力の流れ−
このように構成されたハイブリッド車両ＨＶは、ドライバによるアクセルペダル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、駆動輪６Ｌ，６Ｒに出力すべきトルク（要求トルク）を計算し、この要求トルクに対応する要求駆動力により走行するように、エンジン１とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とが運転制御される。図６は、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに応じて要求トルクＴｒを求める要求トルク設定マップの一例を示している。この要求トルク設定マップは、前記ＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されており、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられることで要求トルクＴｒを抽出するものとなっている。

前記エンジン１およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の運転制御として具体的には、燃料消費量の削減を図るために、要求トルクが比較的低い運転領域にあっては、第２モータジェネレータＭＧ２を利用して前記要求トルクが得られるようにする。一方、要求トルクが比較的高い運転領域にあっては、第２モータジェネレータＭＧ２を利用すると共に、エンジン１を駆動し、これら駆動力源（走行駆動力源）からの駆動力により、前記要求トルクが得られるようにする。

より具体的には、車両の発進時や低速走行時等であってエンジン１の運転効率が低い場合には、第２モータジェネレータＭＧ２のみにより走行（以下、「ＥＶ走行」ともいう）を行う。また、車室内に配置された走行モード選択スイッチによってドライバがＥＶ走行モードを選択した場合にもＥＶ走行を行う。

一方、通常走行（以下、ＨＶ走行ともいう）時には、例えば前記動力分割機構３によりエンジン１の駆動力を２経路に分け、その一方の駆動力で駆動輪６Ｌ，６Ｒの直接駆動（直達トルクによる駆動）を行い、他方の駆動力で第１モータジェネレータＭＧ１を駆動して発電を行う。このとき、第１モータジェネレータＭＧ１の駆動により発生する電力で第２モータジェネレータＭＧ２を駆動して駆動輪６Ｌ，６Ｒの駆動補助を行う（電気パスによる駆動）。

このように、前記動力分割機構３が差動機構として機能し、その差動作用によりエンジン１からの動力の主部を駆動輪６Ｌ，６Ｒに機械的に伝達し、そのエンジン１からの動力の残部を第１モータジェネレータＭＧ１から第２モータジェネレータＭＧ２への電気パスを用いて電気的に伝達することにより、電気的に変速比が変更される電気式無段変速機としての機能が発揮される。これにより、駆動輪６Ｌ，６Ｒの回転速度およびトルクに依存することなく、エンジン回転速度およびエンジントルクを自由に操作することが可能となり、駆動輪６Ｌ，６Ｒに要求される駆動力を得ながらも、燃料消費率が最適化されたエンジン１の運転状態（後述する最適燃費動作ライン上の運転状態）を得ることが可能となる。

具体的に、図７を用いて説明する。この図７は横軸をエンジン回転速度とし、縦軸をエンジントルクとしたエンジン１の動作点を表す図である。図中の実線は最適燃費動作ラインであって、前述した動力分割機構３を利用した電気的変速機能によって、エンジン１を、この最適燃費動作ライン上の運転状態に制御することが可能となっている。具体的には、アクセル開度等に応じて決定される要求パワーライン（図中に二点鎖線で示すライン）と、前記最適燃費動作ラインとの交点(図中の点Ａ)をエンジン１の目標動作点（目標運転点）としてハイブリッドシステムが制御されることになる。

また、高速走行時には、さらにバッテリ３００からの電力を第２モータジェネレータＭＧ２に供給し、この第２モータジェネレータＭＧ２の出力を増大させて駆動輪６Ｌ，６Ｒに対して駆動力の追加（駆動力アシスト；力行）を行う。

さらに、減速時には、第２モータジェネレータＭＧ２が発電機として機能して回生発電を行い、回収した電力をバッテリ３００に蓄える。なお、バッテリ３００の充電量（前記残容量；ＳＯＣ）が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１の出力を増加して第１モータジェネレータＭＧ１による発電量を増やしてバッテリ３００に対する充電量を増加する。また、低速走行時においても必要に応じてエンジン１の出力を増加する制御を行う場合もある。例えば、前述のようにバッテリ３００の充電が必要な場合や、エアコンディショナ等の補機を駆動する場合や、エンジン１の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合などである。

また、本実施形態のハイブリッド車両ＨＶにおいては、車両の運転状態やバッテリ３００の状態によって、燃費を改善させるために、エンジン１を停止させる。そして、その後も、ハイブリッド車両ＨＶの運転状態やバッテリ３００の状態を検知して、エンジン１を再始動させる。このように、ハイブリッド車両ＨＶにおいては、エンジン１が間欠運転（エンジン停止と再始動とを繰り返す運転）される。

−エンジン停止制御−
次に、本実施形態の特徴とする動作として、駆動中のエンジン１を停止させるエンジン停止制御（内燃機関停止制御）について説明する。

まず、このエンジン停止制御の概略について説明する。本実施形態に係るハイブリッドシステムでは、エンジン１の停止要求が生じた場合、前記第１モータジェネレータＭＧ１のトルク（以下、「ＭＧ１トルク」という場合もある）を制御することで、エンジン１の停止状態におけるクランクシャフト１８の回転角度位置を調整することが可能となっている。つまり、第１モータジェネレータＭＧ１にトルクを発生させ、この第１モータジェネレータＭＧ１のロータＭＧ１Ｒの回転を、前記サンギヤＳ３、プラネタリキャリアＣＡ３およびインプットシャフト２１を介してクランクシャフト１８に伝達し、このクランクシャフト１８を所定の回転角度位置（停止角度位置）で停止させる。

この場合に、吸気バルブ１６および排気バルブ１７のうち少なくとも一方の開度が微小な状態でエンジン１が停止してしまうと、外気温度が低い状況（例えば０℃以下）である際に、バルブ１６（１７）とバルブシート１６ｂ（１７ｂ）との隙間に入り込んだ水分（例えば吸気中に含まれている水分）が凍結してしまう可能性がある。このような水分の凍結が生じてしまうと、次回のエンジン１の始動初期時に、バルブ１６（１７）を全閉とすべきタイミング（例えば圧縮行程）において、バルブ１６（１７）とバルブシート１６ｂ（１７ｂ）との間に氷が介在することで、バルブ１６（１７）を全閉にすることができなくなって、混合気の圧縮不足を招くなどして、エンジン１の運転に悪影響を及ぼす可能性がある。

この点に鑑み、本実施形態では、第１モータジェネレータＭＧ１からのトルクをクランクシャフト１８に与えて、エンジン１の停止位置（クランクシャフト１８の停止角度位置）を調整するエンジン停止制御において、吸気バルブ１６および排気バルブ１７と、それぞれに対応するバルブシート１６ｂ，１７ｂとの間隔が、所定の微小隙間範囲（例えば０．５ｍｍ〜３．０ｍｍ）とならない各バルブ開度となるように、前記クランクシャフト１８に与えられる第１モータジェネレータＭＧ１からのトルク（ＭＧ１トルク）を制御するようにしている。つまり、各気筒１１，１１，…の全ての吸気バルブ１６および全ての排気バルブ１７が、全閉、または、バルブシート１６ｂ，１７ｂとの間隔が所定の微小寸法よりも大きくなる（例えば３．０ｍｍよりも大きくなる）バルブ開度となるクランクシャフト１８の回転角度位置でエンジン１が停止（クランクシャフト１８の回転が停止）するように、第１モータジェネレータＭＧ１のトルクを制御する。言い換えると、吸気バルブ１６および排気バルブ１７が、全閉、または、バルブシート１６ｂ，１７ｂとの間隔が所定の微小寸法よりも大きくなるバルブ開度となる停止位置でクランクシャフト１８の回転が停止するように、前記エンジン停止制御において前記クランクシャフト１８に与えられる第１モータジェネレータＭＧ１のトルクを制御している。これにより、エンジン１が停止した場合には、全てのバルブ１６，１７が全閉である状態、または、一部のバルブ１６，１７が全閉で、他のバルブ１６，１７が、バルブシート１６ｂ，１７ｂとの間隔が所定の微小寸法よりも大きくなる（例えば３．０ｍｍよりも大きくなる）バルブ開度である状態となる。なお、前記微小隙間範囲としては、前記の値には限定されず、実験またはシミュレーションによって設定される。

（第１実施形態）
次に、エンジン停止制御の具体的な手順について説明する。図８は、第１実施形態に係るエンジン停止制御の手順を示すフローチャート図である。この図８に示すフローチャートは、ハイブリッドシステムの稼働中において数ｍｓｅｃ毎に実行される。

まず、ステップＳＴ１において、エンジン停止要求が生じたか否かを判定する。このエンジン停止要求は、例えば、車両の停車中にドライバがパワースイッチをＯＦＦ操作（パワースイッチを押し込み操作）した場合に生じる。また、車両の停車中にエンジン１が自動停止し、その後に、ドライバがパワースイッチをＯＦＦ操作した場合にもエンジン停止要求が生じたと判定される。

エンジン停止要求が生じておらず、ステップＳＴ１でＮＯ判定された場合には、エンジン停止制御（前述した凍結防止のためにバルブ開度調整を行うエンジン停止制御）を実行することなくリターンされる。つまり、この場合（ステップＳＴ１でＮＯ判定された場合）には、エンジン１の運転が継続されるか（前記ＳＯＣが低くなっておりバッテリ３００の充電が必要な場合や、エンジン１の暖機運転中など）、または、エンジン１が停止する場合（ＥＶ走行への移行に伴ってエンジン１が停止する場合（前記間欠運転におけるエンジン停止））であっても、前述した吸気バルブ１６および排気バルブ１７の開度を考慮したエンジン停止制御（吸気バルブ１６および排気バルブ１７が、全閉、または、バルブシート１６ｂ，１７ｂとの間隔が所定の微小寸法よりも大きくなるバルブ開度となるようにクランクシャフト１８の停止角度位置を設定するエンジン停止制御）を行うことなく、エンジン１を停止させる。例えば、エンジン１の再始動時においてピストン１３が圧縮上死点を乗り越えるのに必要なトルクが最小となる位置を目標停止位置（例えば、クランクシャフト１８の回転角度位置において、一つの気筒１１のピストン１３が圧縮上死点前１５°（ＢＴＤＣ１５°）；本発明でいう「一つの気筒のピストンが圧縮上死点前の所定位置となる内燃機関の出力軸の停止位置」）として第１モータジェネレータＭＧ１のトルク制御が行われる。このクランクシャフト１８の目標停止位置はこれに限定されるものではなく、実験またはシミュレーションによって設定される。

一方、エンジン停止要求（前述したパワースイッチを押し込み操作）が生じ、ステップＳＴ１でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ２に移り、前記水温センサ１０７からの検出信号に基づき、エンジン１の冷却水温度を取得する。そして、ステップＳＴ３において、予め前記ＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されているＭＧ１トルクマップに従い、冷却水温度およびクランクシャフト１８の回転角度位置に応じたＭＧ１トルクを求める。

図９は、ＭＧ１トルクマップの一例を示している。このＭＧ１トルクマップは、前記エンジン停止制御を実行する際に、前記クランクシャフト１８に与えられる第１モータジェネレータＭＧ１のトルクを規定するものである。このＭＧ１トルクマップは、予め実験またはシミュレーションによって作成されている。

このＭＧ１トルクマップにおけるクランクシャフト回転角度位置（横軸）の範囲Ｘは、クランクシャフト１８の目標停止位置の範囲である。つまり、この範囲Ｘ内の回転角度位置でクランクシャフト１８が停止した場合には、吸気バルブ１６および排気バルブ１７が、全閉、または、バルブシート１６ｂ，１７ｂとの間隔が所定の微小寸法よりも大きくなるバルブ開度となる。即ち、吸気バルブ１６または排気バルブ１７とバルブシート１６ｂ，１７ｂとの間に微小な隙間（例えば０．５ｍｍ〜３．０ｍｍ）が生じることがないクランクシャフト１８の停止角度位置となるようになっている。より具体的に、この範囲Ｘの進角側の起点（図中のＸａ）は、吸気行程が終了する気筒１１の吸気バルブ１６が全閉になった時点（吸気バルブ１６が全閉になった時点のクランクシャフト１８の回転角度位置）として規定される。また、この範囲Ｘの遅角側の終点（図中のＸｂ）は、排気行程が開始される気筒１１の排気バルブ１７が全閉から開放側に作動する時点（排気バルブ１７の開放動作が開始されるクランクシャフト１８の回転角度位置）として規定される。

そして、このＭＧ１トルクマップにおける実線は、冷却水温度が比較的高い（例えば８０℃）場合におけるクランクシャフト１８の回転角度位置に応じたＭＧ１トルクを規定しており、破線は、冷却水温度が比較的低い（例えば３０℃）場合におけるクランクシャフト１８の回転角度位置に応じたＭＧ１トルクを規定している。クランクシャフト１８の回転角度位置は、前記クランクポジションセンサ１０２からの検出信号に基づいて算出される。

このＭＧ１トルクマップに示すように、クランクシャフト１８の回転角度位置が目標停止位置の範囲Ｘに達するまで、つまり、範囲Ｘよりも進角側にあっては、冷却水温度が低いほど第１モータジェネレータＭＧ１のトルクを高く設定している。これは、冷却水温度が低い場合には、エンジン１の各所におけるフリクションが大きいので、範囲Ｘに達するまでにクランクシャフト１８の回転が停止してしまうことを防止するためである。

逆に、クランクシャフト１８の回転角度位置が目標停止位置の範囲Ｘを超えた場合、つまり、範囲Ｘよりも遅角側となった場合には、冷却水温度が低いほど第１モータジェネレータＭＧ１のトルクを低く設定している。

なお、クランクシャフト１８の回転角度位置が目標停止位置の範囲Ｘを超えた場合に、冷却水温度が低いほど第１モータジェネレータＭＧ１のトルクを高く設定するようにしてもよい。

なお、一般にエンジン１の動弁系にはＶＶＴ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ）機構が備えられ、エンジン負荷（例えば、車両の停車中にはエアコンディショナ等の補機類の稼働状況）に応じて吸気バルブ１６および排気バルブ１７のバルブタイミング（開閉タイミング）が可変となっている。このため、ＭＧ１トルクマップにおける範囲Ｘは、吸気バルブ１６および排気バルブ１７のバルブタイミングに応じて、言い換えるとエンジン負荷等に応じて、その進角側の起点Ｘａとなるクランクシャフト１８の回転角度位置および遅角側の終点Ｘｂとなるクランクシャフト１８の回転角度位置も変更されるようになっている。例えば、エンジン負荷に応じた複数のＭＧ１トルクマップがＲＯＭに記憶されており、現在のエンジン負荷に対応したＭＧ１トルクマップがＲＯＭから読み出されて、そのＭＧ１トルクマップに従って、冷却水温度およびクランクシャフト１８の回転角度位置に応じたＭＧ１トルクが求められることになる。

また、冷却水温度が前記各値（３０℃および８０℃）以外である場合には、補間計算によって現在の冷却水温度に応じたＭＧ１トルクが求められることになる。

このようにして第１モータジェネレータＭＧ１のトルクを求めた後、ステップＳＴ４に移り、現在のクランクシャフト１８の回転位置に応じた前記ＭＧ１トルクが得られるように第１モータジェネレータＭＧ１を制御し、このＭＧ１トルクをクランクシャフト１８に与える。

その後、ステップＳＴ５に移り、エンジン１が停止したか否かを判定する。この判定は、前記クランクポジションセンサ１０２からの検出信号に基づいて行われる。

未だエンジン１が停止しておらず、ステップＳＴ５でＮＯ判定された場合には、ステップＳＴ３に戻り、前述したように、冷却水温度およびクランクシャフト１８の回転角度位置に応じたＭＧ１トルクを求める。つまり、ＭＧ１トルクが更新される。

ここで更新されるＭＧ１トルクとしては、現在のクランクシャフト１８の回転角度位置が前記目標停止位置範囲よりも進角側（水温が８０℃である際には図９における範囲Ｙ１、水温が３０℃である際には図９における範囲Ｙ２）である場合には、前回ルーチンで求められたＭＧ１トルクよりも小さいＭＧ１トルクが求められ、クランクシャフト１８の回転速度が更に低くなるように制御されることになる。一方、現在のクランクシャフト１８の回転角度位置が前記目標停止位置範囲よりも遅角側（水温が８０℃である際には図９における範囲Ｚ１、水温が３０℃である際には図９における範囲Ｚ２）である場合には、前回ルーチンで求められたＭＧ１トルクよりも大きなＭＧ１トルクが求められ、クランクシャフト１８の回転速度を高くして、更に遅角側に位置する目標停止位置範囲（例えば、クランクシャフト１８の回転角度で１８０°だけ遅角側に設定された目標停止位置範囲）に向けてクランクシャフト１８を回転させるようにＭＧ１トルクが制御されることになる。

このように、クランクシャフト１８の回転角度位置が前記目標停止位置範囲Ｘに近づいていく際には、ＭＧ１トルクが徐々に低減するように更新されていき、クランクシャフト１８の回転速度が低下され、クランクシャフト１８の回転角度位置が目標停止位置範囲Ｘに入ると、ＭＧ１トルクが「０」とされる。そして、クランクシャフト１８の回転角度位置が目標停止位置範囲Ｘを超えてしまった場合には、ＭＧ１トルクが徐々に増大するように更新されていき、クランクシャフト１８の回転速度が上昇され、更に遅角側に位置する目標停止位置範囲に向けてクランクシャフト１８を回転させるようにしている。

なお、本実施形態では、クランクシャフト１８の回転角度位置が前記目標停止位置範囲Ｘを超えてしまった場合において、冷却水温度が比較的低い（例えば３０℃）場合におけるＭＧ１トルクの最大値は、冷却水温度が比較的高い（例えば８０℃）場合におけるＭＧ１トルクの最大値よりも高くなっている。これは、前述した如く、エンジン１の各所におけるフリクションの大きさを考慮したものである。

図１０は、車両停車状態においてエンジン１を停止させる際の共線図を示している。この共線図に実線αで示す状態からエンジン１を停止させる際には、インジェクタ１０ａからの燃料の供給および点火プラグ１５の点火を停止した状態で、第１モータジェネレータＭＧ１を電動機として駆動させることによって、動力分配機構３のサンギヤＳ３を正回転側に駆動させながら、この第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度を低下させていくことにより、ピニオンギヤＰ３ならびにキャリヤＣＡ３を介してエンジン１のクランクシャフト１８に付与する正回転向きの正駆動力を減少させていく。これにより、現在のクランクシャフト１８の回転角度位置が前記目標停止位置範囲Ｘよりも進角側にある場合には、エンジン１の回転速度を低下させていく（図１０における破線βは、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度を低下させていく途中の状態を示しており、破線の矢印は第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度の変化の方向を示している）。

一方、クランクシャフト１８の回転角度位置が前記目標停止位置範囲Ｘを超えて遅角側に移った場合には、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度を上昇させていくことによって、ピニオンギヤＰ３ならびにキャリヤＣＡ３を介してエンジン１のクランクシャフト１８に付与する正回転向きの正駆動力を増加させていく（図１０における一点鎖線γは、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度を上昇させていく途中の状態を示しており、一点鎖線の矢印は第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度の変化の方向を示している）。これにより、現在のクランクシャフト１８の回転角度位置を遅角側に位置する目標停止位置範囲に向けて回転させ、このクランクシャフト１８の回転角度位置が目標停止位置範囲に近づいた時点で、前述した如く第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度を低下させていき、クランクシャフト１８の回転角度位置が前記目標停止位置範囲内となるようにエンジン１の回転速度を低下させていく（図１０における破線βおよび破線の矢印を参照）。

以上のようにしてＭＧ１トルクを更新していき、クランクシャフト１８の回転角度位置が前記目標停止位置範囲に達して、エンジン１が停止（クランクシャフト１８の回転が停止）した場合には、ステップＳＴ５でＹＥＳ判定され、エンジン停止制御を終了する。

以上説明したように、本実施形態では、エンジン１を停止させる際、クランクシャフト１８の回転が停止する回転角度位置としては、バルブ（吸気バルブ１６および排気バルブ１７）が全閉となるか、または、バルブ１６，１７とバルブシート１６ｂ，１７ｂとの間隔が所定の微小寸法よりも大きくなるように調整される。このため、エンジン１の停止状態で、バルブ１６，１７とバルブシート１６ｂ，１７ｂとの隙間に水分が入り込んで滞留してしまうといったことはなくなり、仮に外気温度が氷点下になったとしても、バルブ１６，１７とバルブシート１６ｂ，１７ｂとの間に氷が介在されてしまうといった状況を招くことがない。このため、エンジン１の再始動時における圧縮行程において混合気の圧縮不足を招くことがなくなり、エンジン１の運転を良好に行うことができ、失火や異音の発生を抑制することができる。

また、本実施形態では、流体継ぎ手を介することなく第１モータジェネレータＭＧ１とクランクシャフト１８とが連結されているため、第１モータジェネレータＭＧ１のトルクに応じた回転量だけクランクシャフト１８が回転されることになり、このクランクシャフト１８の回転を停止させる位置を高い精度で調整することが可能である。

さらに、本実施形態では、前述したエンジン停止制御を車両停車中にエンジン１を停止する際に行うようにしている。つまり、車両停車中にエンジン１を停止させる際には、吸気バルブ１６および排気バルブ１７が、全閉、または、バルブシート１６ｂ，１７ｂとの間隔が所定の微小寸法よりも大きくなるバルブ開度となる停止位置でクランクシャフト１８の回転が停止するようにしている。また、車両走行中にエンジン１を停止させる際には、一つの気筒１１のピストン１３が圧縮上死点前の所定位置となるように、クランクシャフト１８に与えられるＭＧ１トルクを制御するようにしている。

つまり、車両停車中にエンジン１を停止させる場合、その後、長期間に亘ってエンジン１の停止状態が継続する可能性があり、バルブ１６，１７とバルブシート１６ｂ，１７ｂとの隙間に水分が滞留すると、外気温度が氷点下となった際に、バルブ１６，１７とバルブシート１６ｂ，１７ｂとの間で水分が凍結してしまう可能性がある。このため、車両停車中にエンジン１を停止させる場合には、この水分の凍結を招かないような回転角度位置でクランクシャフト１８を停止させる。一方、車両走行中にエンジン１を停止させる場合には、その後、比較的短時間のうちにエンジン１が再始動する可能性が高い。このため、再始動の始動性を良好に確保できるように、ピストン１３が圧縮上死点前の所定位置となる回転角度位置でクランクシャフト１８を停止させるようにしている。このように、車両停車中にエンジン１を停止させる場合には水分の凍結防止を優先することができ、車両走行中にエンジン１を停止させる場合にはエンジン１の再始動性を優先することができる。

（第２実施形態）
次に、エンジン停止制御の第２実施形態について説明する。前述した第１実施形態は、目標停止位置範囲Ｘ内でクランクシャフト１８の回転を停止させるものとしていた。本第２実施形態は、クランクシャフト１８の目標停止位置（最適なクランクシャフト１８の停止位置；例えば前記目標停止位置範囲Ｘの中心の回転角度位置）を規定しておき、この目標停止位置でクランクシャフト１８の回転を停止させることを目的としたものである。

具体的には、前述したエンジン停止制御によってエンジン１が停止した際、クランクシャフト１８の回転角度位置と目標停止位置との間に偏差が生じている場合に、次回のエンジン停止制御にあっては、この偏差を小さくするように、ＭＧ１トルクの補正学習を行うものである。

つまり、エンジン１が停止した際のクランクシャフト１８の回転角度位置（停止角度位置）が目標停止位置よりも進角側であった場合（目標停止位置に対して進角側にずれを生じている場合）には、ＭＧ１トルクを増量側に補正学習する。一方、エンジン１が停止した際のクランクシャフト１８の回転角度位置が目標停止位置よりも遅角側であった場合（目標停止位置に対して遅角側にずれを生じている場合）には、ＭＧ１トルクを減量側に補正学習するようにしている。

図１１は、第２実施形態に係るエンジン停止制御の手順を示すフローチャート図である。この図１１に示すフローチャートも、ハイブリッドシステムの稼働中において数ｍｓｅｃ毎に実行される。このフローチャートにおけるステップＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ４，ＳＴ５の各動作は、前述した第１実施形態のものと同様であるので、ここでの説明は省略する。

ステップＳＴ２でエンジン１の冷却水温度を取得した後、ステップＳＴ３’に移り、前記ＭＧ１トルクマップに従って、冷却水温度およびクランクシャフト１８の回転角度位置に応じたＭＧ１トルクマップ値を求める。このＭＧ１トルクマップ値を求めるためのＭＧ１トルクマップは、前述した第１実施形態におけるＭＧ１トルクマップと同様のものが利用可能である。また、ＭＧ１トルクマップ値を求める動作も、前述した第１実施形態におけるＭＧ１トルクを求める動作と同様に行われる。

ＭＧ１トルクマップ値を求めた後、ステップＳＴ１０に移り、ＭＧ１トルクの算出を行う。このＭＧ１トルクの算出は、以下の式（１）によって行われる。

ＭＧ１トルク＝ＭＧ１トルクマップ値×補正学習値 …（１）
前記補正学習値は、後述するステップＳＴ１１で算出される。この補正学習値の算出動作については後述する。

このようにしてＭＧ１トルクを算出した後、ステップＳＴ４に移り、このＭＧ１トルクが得られるように第１モータジェネレータＭＧ１を制御し、このＭＧ１トルクをクランクシャフト１８に与える。

そして、ステップＳＴ５のエンジン停止判定において、エンジン１が停止（クランクシャフト１８の回転が停止）し、ステップＳＴ５でＹＥＳ判定されると、ステップＳＴ１１に移って、前記補正学習値の算出が行われる。この補正学習値の算出は、まず、前記クランクポジションセンサ１０２からの検出信号に基づいて求められるクランクシャフト１８の停止角度位置（実際に停止している角度位置）と、クランクシャフト１８の目標停止角度位置との差を求める。

そして、クランクシャフト１８の停止角度位置が目標停止角度位置よりも進角側であった場合には、次回のエンジン停止制御において前記ステップＳＴ１０で算出されるＭＧ１トルクが増大するように補正学習値が設定される。例えば、現在の補正学習値（初期値は「１．０」）に対して「０．０１」が加算されて補正学習値が更新される。これにより、次回のエンジン停止制御では、今回のエンジン停止制御で設定されたＭＧ１トルクに対して１％だけトルクが増大する側に補正されることになる。これにより、次回のエンジン停止制御では、クランクシャフト１８の停止角度位置が遅角側に移行し、目標停止角度位置との差が小さくなる。つまり、クランクシャフト１８の停止角度位置を目標停止角度位置に近付けることができる。

一方、クランクシャフト１８の停止角度位置が目標停止角度位置よりも遅角側であった場合には、次回のエンジン停止制御において前記ステップＳＴ１０で算出されるＭＧ１トルクが減少するように補正学習値が設定される。例えば、現在の補正学習値（初期値は「１．０」）に対して「０．０１」が減算されて補正学習値が更新される。これにより、次回のエンジン停止制御では、今回のエンジン停止制御で設定されたＭＧ１トルクに対し１％だけトルクが減少する側に補正されることになる。これにより、次回のエンジン停止制御では、クランクシャフト１８の停止角度位置が進角側に移行し、目標停止角度位置との差が小さくなる。つまり、クランクシャフト１８の停止角度位置を目標停止角度位置に近付けることができる。

本実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果に加えて以下の効果を奏することができる。つまり、クランクシャフト１８の実際の停止角度位置と目標停止位置との間に偏差が生じている場合に、次回のエンジン停止制御にあっては、この偏差を小さくするように、ＭＧ１トルクの補正学習を行うようにしている。このため、エンジン１の各所のフリクション等の経時変化に応じたＭＧ１トルクを適切に得ることが可能である。

−他の実施形態−
以上説明した各実施形態では、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式のハイブリッド車両に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限られることなく、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）方式のハイブリッド車両や、４輪駆動方式のハイブリッド車両にも適用できる。

また、各実施形態におけるＭＧ１トルクマップは、冷却水温度およびクランクシャフト１８の回転角度位置に応じたＭＧ１トルク（またはＭＧ１トルクマップ値）を求めるものであった。本発明はこれに限らず、油温（油温センサ１１３によって検出されるエンジンオイルの温度）およびクランクシャフト１８の回転角度位置に応じてＭＧ１トルク（またはＭＧ１トルクマップ値）を求めるものとしてもよい。

また、各実施形態では、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２の２つの発電電動機が搭載されたハイブリッド車両ＨＶの制御に本発明を適用した例を示したが、１つの発電電動機が搭載されたハイブリッド車両や３つ以上の発電電動機が搭載されたハイブリッド車両の制御にも本発明は適用可能である。

また、本発明の適用が可能なエンジン１としては、気筒数やエンジン形式（直列型やＶ型や水平対向型等の別）については特に限定されない。

また、前記第２実施形態では、クランクシャフト１８の停止角度位置と目標停止角度位置との差に基づいて補正学習値を算出するようにしていた。本発明はこれに限らず、ＭＧ１トルク自体を補正するようにしてもよい。つまり、クランクシャフト１８の停止角度位置が目標停止角度位置よりも進角側であった場合には、次回のエンジン停止制御では、今回のＭＧ１トルクに対して所定量または所定割合だけＭＧ１トルクを増大させるようにする。また、クランクシャフト１８の停止角度位置が目標停止角度位置よりも遅角側であった場合には、次回のエンジン停止制御では、今回のＭＧ１トルクに対して所定量または所定割合だけＭＧ１トルクを減少させるようにするものである。

本発明は、内燃機関と電動機とが搭載されたハイブリッド車両において、内燃機関を停止させる際の電動機のトルク制御に適用可能である。

１ エンジン（内燃機関）
１１ 気筒
１３ ピストン
１６ 吸気バルブ
１７ 排気バルブ
１６ｂ，１７ｂ バルブシート
１８ クランクシャフト（出力軸）
３ 動力分割機構
１００ ＥＣＵ
１０２ クランクポジションセンサ
１０７ 水温センサ
１１３ 油温センサ
ＭＧ１ 第１モータジェネレータ（第１の電動機）
ＭＧ２ 第２モータジェネレータ（第２の電動機）
ＨＶ ハイブリッド車両
Ｓ３ サンギヤ
Ｒ３ リングギヤ
ＣＡ３ プラネタリキャリア

Claims (8)

1. 内燃機関と、この内燃機関の出力軸に連結された電動機とを備え、前記内燃機関を停止させる際に、前記電動機からのトルクを前記出力軸に与えて、この出力軸の回転が停止する位置を調整する内燃機関停止制御を行う内燃機関の停止制御装置において、
   前記内燃機関に備えられた吸気バルブおよび排気バルブが、全閉、または、バルブシートとの間隔が所定の微小寸法よりも大きくなるバルブ開度となる停止位置で前記出力軸の回転が停止するように、前記内燃機関停止制御において前記内燃機関の出力軸に与えられる前記電動機のトルクが制御される構成となっていることを特徴とする内燃機関の停止制御装置。
2. 請求項１記載の内燃機関の停止制御装置において、
   前記電動機は、流体継ぎ手を介することなく内燃機関の出力軸に連結されていることを特徴とする内燃機関の停止制御装置。
3. 請求項１または２記載の内燃機関の停止制御装置において、
   前記所定の微小寸法は、吸気バルブまたは排気バルブバルブとバルブシートとの間に流れ込んだ水分が滞留することのない寸法であることを特徴とする内燃機関の停止制御装置。
4. 請求項１、２または３記載の内燃機関の停止制御装置において、
   前記内燃機関停止制御において前記内燃機関の出力軸に与えられる前記電動機のトルクは、内燃機関の冷却水温度または油温に応じて変更されることを特徴とする内燃機関の停止制御装置。
5. 請求項４記載の内燃機関の停止制御装置において、
   前記内燃機関停止制御において前記内燃機関の出力軸に与えられる前記電動機のトルクは、内燃機関の冷却水温度または油温が低いほど、大きく設定されることを特徴とする内燃機関の停止制御装置。
6. 請求項１〜５のうち何れか一つに記載の内燃機関の停止制御装置において、
   前記内燃機関停止制御によって前記内燃機関が停止した際の実際の出力軸の回転の停止位置と、目標とする停止位置とに応じて前記電動機のトルクの補正学習を行うようになっており、
   前記実際の出力軸の回転の停止位置が、目標とする停止位置よりも進角側であった場合には、次回の内燃機関停止制御では前記電動機のトルクが増大される側に補正され、実際の出力軸の回転の停止位置が、目標とする停止位置よりも遅角側であった場合には、次回の内燃機関停止制御では前記電動機のトルクが減少される側に補正される構成となっていることを特徴とする内燃機関の停止制御装置。
7. 請求項１〜６のうち何れか一つに記載の内燃機関の停止制御装置において、
   駆動力源として前記内燃機関および電動機を備えたハイブリッド車両に搭載され、
   車両停車中に前記内燃機関を停止させる際には、吸気バルブおよび排気バルブが、全閉、または、バルブシートとの間隔が所定の微小寸法よりも大きくなるバルブ開度となる停止位置で前記出力軸の回転が停止するように、前記内燃機関の出力軸に与えられる前記電動機のトルクが制御され、
   車両走行中に前記内燃機関を停止させる際には、一つの気筒のピストンが圧縮上死点前の所定位置となるように、前記内燃機関の出力軸に与えられる前記電動機のトルクが制御される構成となっていることを特徴とする内燃機関の停止制御装置。
8. 請求項７記載の内燃機関の停止制御装置において、
   前記ハイブリッド車両の動力伝達系には、前記内燃機関の出力軸が連結されるプラネタリキャリアと、第１の電動機が連結されるサンギヤと、第２の電動機が連結されるリングギヤとを備えた遊星歯車機構により構成される動力分割機構が備えられており、
   前記内燃機関停止制御では、前記第１の電動機のトルクを制御することにより前記内燃機関の出力軸の回転を停止させることを特徴とする内燃機関の停止制御装置。

Images