JP2018154260A - エンジン制御装置およびエンジン制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン回転数とモータ回転数とを素早く一致させるエンジン制御装置およびエンジン制御方法を提供すること。【解決手段】実施形態に係るエンジン制御装置は、始動部と、遅角部と、開度増大部と、トルク低減部とを備える。始動部は、モータを用いた第１走行モードから、モータとエンジンとを用いた第２走行モードに走行モードが変更された場合に、点火始動を行う。遅角部は、点火始動が行われてから、第１所定期間が経過するまで点火時期を遅角させる。開度増大部は、点火始動が行われてから、第１所定期間以上の第２所定期間が経過すると、スロットル開度を増大させる。トルク低減部は、スロットル開度が増大された後に、モータ回転数とエンジン回転数との偏差が所定偏差以下になると、エンジンのトルクを低減させる。【選択図】図１

Description

開示の実施形態は、エンジン制御装置およびエンジン制御方法に関する。

従来、ハイブリッド車両において、エンジンとモータとの間にクラッチを配置し、モータのみを用いたＥＶ走行モードから、エンジンとモータとを用いたＨＶ走行モードに走行モードを変更する場合に、膨張行程で停止している気筒に燃料を噴射し、噴射した燃料に点火する点火始動を行うことで、エンジンのクランキングを行う技術が知られている。

上記技術では、点火始動時に、クラッチを一時的にトルク伝達状態にすることで、クランキングがモータによってアシストされている。このようなアシストは、モータのエンジン始動用の余剰トルクを少なくするために、点火始動後に終了されることが望ましい。

点火始動後にアシストが終了され、クラッチが解放された場合には、エンジンでの燃料噴射および点火が継続して行われることで、エンジン回転数が極低回転数から大きくなる。そして、エンジン回転数がモータ回転数よりも大きくなり、その後、エンジン回転数がモータ回転数近傍まで低下するとクラッチが締結される。

また、エンジン回転数を所定回転数に一致させるエンジン制御に関する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記ハイブリッド車両におけるＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの変更時に、上記エンジン制御に関する技術を適用して、エンジン回転数をモータ回転数に一致させることも考えられる。

特開２００９−１３８６４号公報

しかしながら、上記エンジン制御に関する技術では、エンジン回転数が所定回転数（例えば、アイドリング回転数）よりも急激に上昇した場合にのみ点火時期を遅角させており、モータ回転数に対するモータ回転数のオーバーシュートが大きくなり、エンジン回転数がモータ回転数近傍まで低下するまでの時間が長くなる。すなわち、エンジン回転数とモータ回転数とを一致させるまでの時間が長くなるおそれがある。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、エンジン回転数とモータ回転数とを素早く一致させるエンジン制御装置およびエンジン制御方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係るエンジン制御装置は、始動部と、遅角部と、開度増大部と、トルク低減部とを備える。始動部は、モータを用いた第１走行モードから、モータとエンジンとを用いた第２走行モードに走行モードが変更された場合に、膨張行程で停止している気筒に燃料を供給し、燃料に点火することでエンジンのクランクシャフトを回転させる点火始動を行う。遅角部は、点火始動が行われてから第１所定期間が経過するまで点火時期を遅角させる。開度増大部は、点火始動が行われてから、第１所定期間以上の第２所定期間が経過すると、スロットル開度を増大させる。トルク低減部は、スロットル開度が増大された後に、モータ回転数とエンジン回転数との偏差が所定偏差以下になると、エンジンのトルクを低減させる。

実施形態の一態様によれば、エンジン回転数とモータ回転数とを素早く一致させることができる。

図１は、第１実施形態に係るエンジン制御が実行され、第１クラッチが締結されるまでの処理の流れを説明する図である。 図２は、第１実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成図である。 図３は、第１実施形態に係るエンジンの概略構成図である。 図４は、第１実施形態に係るエンジンＥＣＵの概略ブロック図である。 図５は、モータ回転数と第１所定値との関係を示すマップである。 図６は、モータ回転数と所定遅角量との関係を示すマップである。 図７は、モータ回転数と第２所定開度との関係を示すマップである。 図８は、モータ回転数と第２所定値との関係を示すマップである。 図９は、モータ回転数と低減量との関係を示すマップである。 図１０は、第１実施形態に係るエンジン制御処理を示すフローチャートである。 図１１は、第１実施形態に係るエンジン制御処理が実行された場合の点火時期、スロットル開度およびエンジン回転数の変化を示すタイムチャートである。 図１２は、第２実施形態に係るエンジン制御処理を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本願の開示するエンジン制御装置およびエンジン制御方法を説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

（第１実施形態）
＜エンジン制御の概要＞
第１実施形態に係るエンジン制御は、詳しくは後述するハイブリッド車両１（図２参照）において、走行モードがモータジェネレータ３を用いたＥＶ走行モード（第１走行モード）から、モータジェネレータ３とエンジン２とを用いたＨＶ走行モード（第２走行モード）に変更され、エンジン２とモータジェネレータ３との間に設けられた第１クラッチ７を締結する際に実行される。

第１実施形態に係るエンジン制御の概要について図１を参照し説明する。図１は、第１実施形態に係るエンジン制御が実行され、第１クラッチ７が締結されるまでの処理の流れを説明する図である。

走行モードがＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに変更されると、膨張行程で停止している気筒３０（図３参照）に燃料が噴射（供給）され、噴射された燃料に点火する点火始動が行われる（Ｓ１）。これにより、膨張行程となっている気筒３０で、燃料が爆発的に燃焼されて、クランクシャフト３５（図３参照）が回転し、クランキングが行われる。点火始動が行われると、点火時期が遅角される（Ｓ２）。具体的には、点火時期は、圧縮上死点よりも遅角側である第１所定点火時期に設定される。第１所定点火時期は、点火始動が行われてエンジン回転数が極めて小さい場合に、クランクシャフト３５が逆回転しない点火時期である。

なお、点火始動時には、モータジェネレータ３から第１クラッチ７を介して動力伝達が行われ、クランキングがアシストされる。また、このアシストは、点火始動後、エンジン２における燃料噴射回数の合計値（以下、「噴射回数」という。）が、予め設定されたアシスト終了回数となると、第１クラッチ７が解放されて停止される。アシスト終了回数は、エンジン２での燃焼のみでクランクシャフト３５が回転可能となる噴射回数、例えば、クランクシャフト３５が１〜２回程度回転するために必要な噴射回数である。

点火始動が行われてから第１所定期間が経過すると、点火時期が最適点火時期に設定され（Ｓ３）、さらに第２所定期間が経過すると、第２所定期間が経過する前よりもスロットル開度が増大される（Ｓ４）。

第１所定期間は、予め設定された期間であり、点火始動が行われてから、噴射回数が第１所定回数となるまでの期間である。第１所定回数は、アシスト停止回数より多い回数であり、点火時期を最適点火時期としてもクランクシャフト３５に逆回転の力が発生しない噴射回数（燃焼回数）である。第１所定期間は、エンジン２の種類によって設定され、気筒３０の数が多くなるほど短くなる。

第２所定期間は、予め設定された第１所定期間以上の期間であり、点火始動が行われてから、噴射回数が第２所定回数となるまでの期間である。第２所定回数は、第１所定回数以上の回数であり、スロットル開度を増大させてもノッキングが発生しない噴射回数である。第２所定期間は、第１所定期間と同様にエンジン２の種類によって設定され、気筒３０の数が多くなるほど短くなる。第１所定期間および第２所定期間が経過すると、エンジン２では燃焼が安定する。

スロットル開度が増大された後に、モータジェネレータ３の回転軸の回転数（以下、「モータ回転数」という。）とクランクシャフト３５の回転数（以下、「エンジン回転数」という。）との偏差が所定偏差以下となると、エンジン２のトルクを低減させるトルクダウン制御が実行される（Ｓ５）。トルクダウン制御では、例えば、点火時期が最適点火時期よりも遅角される。所定偏差は、予め設定された偏差であり、トルクダウン制御の開始により、モータ回転数に対するエンジン回転数のオーバーシュートを適切に抑制可能な偏差である。

ここでは、スロットル開度が増大され、また点火時期が最適点火時期となっているため、単位時間当たりのエンジン回転数の増大量が大きい。そのため、モータ回転数に対するエンジン回転数のオーバーシュートを抑制するために、偏差が所定偏差以下となるとトルクダウン制御が実行される。

トルクダウン制御が実行され、エンジン回転数が減少し、エンジン回転数とモータ回転数との偏差の絶対値が或る閾値（以下では、「第３所定値」と称する場合がある。）以下になると、第１クラッチ７が締結される（Ｓ６）。或る閾値は、予め設定された値であり、エンジン回転数とモータ回転数とが一致したとみなすことができる値であり、第１クラッチ７が締結された場合に、締結ショックの発生を抑制することができる値である。

以上のように、点火始動が行われると、点火時期を遅角させることで、点火始動後にクランクシャフト３５が逆回転することを防止することができる。また、その後、スロットル開度を大きくすることで、エンジン回転数を素早く上昇させることができる。また、モータ回転数とエンジン回転数との偏差が所定偏差以下となると、トルクダウン制御を実行することで、モータ回転数に対するエンジン回転数のオーバーシュートを抑制することができる。そのため、エンジン回転数をモータ回転数に素早く近づけることができ、第１クラッチ７が締結されるまでの時間を短くすることができる。

このように、第１実施形態に係るエンジン制御は、走行モードがＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに変更された場合に、点火始動直後の燃焼を安定させつつ、第１クラッチ７を素早く締結させることができる。

＜ハイブリッド車両１の概略構成＞
ハイブリッド車両１について図２を参照して説明する。図２は、第１実施形態に係るハイブリッド車両１の概略構成図である。

ハイブリッド車両１は、エンジン２と、モータジェネレータ３と、トルクコンバータ４と、変速機５とを備え、エンジン２およびモータジェネレータ３で発生した動力をトルクコンバータ４および変速機５を介して駆動輪６に伝達する。ハイブリッド車両１では、動力伝達経路においてエンジン２とモータジェネレータ３とが直列配置されている。

ハイブリッド車両１は、エンジン２とモータジェネレータ３との間に第１クラッチ７を備え、モータジェネレータ３とトルクコンバータ４との間に第２クラッチ８を備える。第１クラッチ７および第２クラッチ８は、油圧によって作動するクラッチであり、油圧が制御されることで、各クラッチ７、８での伝達トルク容量を連続的または段階的に変更可能なクラッチである。伝達トルク容量とは、第１クラッチ７および第２クラッチ８が伝達することができる最大のトルクの大きさであり、油圧に応じて変化する。第１クラッチ７および第２クラッチ８は、油圧が制御されることで、締結および解放される。エンジン２についての詳しい説明は、後述する。

モータジェネレータ３は、例えば、同期型モータであり、モータとして作用するとともに、ジェネレータとしても作用する。モータジェネレータ３は、バッテリ（不図示）と電気的に接続されており、モータとして作用する際には、インバータ（不図示）を介してバッテリから電力が供給される。また、モータジェネレータ３は、ジェネレータとして作用する際には、インバータを介してバッテリに電力を供給する。

変速機５は、例えば、有段変速機であり、モータジェネレータ３およびエンジン２から伝達される入力回転を変速して出力する。なお、変速機５は、無段変速機であってもよい。

ハイブリッド車両１は、走行モードとして、モータジェネレータ３で発生する動力のみが駆動輪６に伝達されるＥＶ走行モードと、エンジン２およびモータジェネレータ３で発生する動力が駆動輪６に伝達されるＨＶ走行モードとを有している。

ＥＶ走行モードでは、第１クラッチ７が解放され、第２クラッチ８が締結される。ＨＶ走行モードでは、第１クラッチ７および第２クラッチ８が締結される。

ＥＶ走行モードおよびＨＶ走行モードでは、車両減速時に減速エネルギーを回生して回収することができる。また、ＨＶ走行モードでは、エンジン２の余剰のエネルギーをモータジェネレータ３によって電力として回収することができる。すなわち、ＨＶ走行モードには、エンジン２の余剰のエネルギーをモータジェネレータ３によって電力として回収する状態が含まれる。

ハイブリッド車両１は、コントローラとして、車両を統合制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という。）１１と、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という。）１２と、モータジェネレータ用電子制御ユニット（以下、「ＭＧＥＣＵ」という。）１３と、変速機用電子制御ユニット（以下、「変速機ＥＣＵ」という。）１４と、クラッチＥＣＵ１５とを備える。エンジンＥＣＵ１２については後述する。

各ＥＣＵ１１〜１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などによって構成され、記憶されたコンピュータプログラムをＣＰＵが読み出すことで、各ＥＣＵ１１〜１５の機能が発揮される。なお、各ＥＣＵ１１〜１５は、複数のＥＣＵが統合されて構成されてもよく、また、更に複数のＥＣＵによって構成されてもよい。

ＨＶＥＣＵ１１は、アクセルペダル１６の踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ２０や、ブレーキペダル１７の踏み込み量を検出するブレーキペダルセンサ２１や、車速を検出する車速センサ２２などからの信号が入力される。また、ＨＶＥＣＵ１１は、通信ポートを介してエンジンＥＣＵ１２などと各種制御信号およびデータを入出力する。

ＭＧＥＣＵ１３は、モータ回転数を検出する回転数センサ２３からの信号が入力される。ＭＧＥＣＵ１３は、インバータの動作を制御することでモータジェネレータ３を制御する。

変速機ＥＣＵ１４は、変速機５を油圧制御することで変速段を変更させる。クラッチＥＣＵ１５は、油圧制御することで、第１クラッチ７および第２クラッチ８を締結および解放させる。また、クラッチＥＣＵ１５は、点火始動が行われる場合に、モータジェネレータ３からエンジン２へわずかに動力伝達が行われるように第１クラッチ７の伝達トルク容量を制御し、点火始動時のクランキングをアシストする。

＜エンジン２の概略構成＞
次にエンジン２について図３を参照して説明する。図３は、第１実施形態に係るエンジン２の概略構成図である。エンジン２は、例えば、ガソリンを燃料とする内燃機関であり、複数の気筒３０を備える。エンジン２は、各気筒３０内に燃料を直接噴射するインジェクタ３１と、噴射した燃料に点火し、気筒３０内で燃料を爆発的に燃焼させる点火プラグ３２とを備える。エンジン２は、各気筒３０内の燃焼によるガス圧（燃焼圧）で各ピストン３３を上下動させて、リンク機構３４を介してピストン３３に接続されるクランクシャフト３５を回転させる。

エンジン２の気筒３０には、吸気管３６および排気管３７が連結されている。吸気管３６によって吸気通路が形成され、排気管３７によって排気通路が形成される。

吸気管３６には、吸気弁３８が設けられる。吸気管３６には、エアクリーナ３９が設けられ、吸気口４０から外部より空気（新気）が流れ込む。吸気管３６には、サージタンク４１が設けられる。エアクリーナ３９とサージタンク４１との間の吸気管３６には、スロットルモータ４２によってスロットル開度が変更されるスロットルバルブ４３が設けられる。

排気管３７には、排気弁４４が設けられる。排気管３７には、三元触媒装置４５ＡおよびＮＯｘ吸蔵還元型三元触媒装置４５Ｂが設けられる。

エンジン２には、クランクシャフト３５の回転位置、すなわちクランク角を検出し、エンジン回転数を検出するためのクランク角センサ５０や、吸気流量を検出するためのエアフロメータ５１などが設けられる。

＜エンジンＥＣＵ１２の概略構成＞
次にエンジンＥＣＵ１２について図４を参照して説明する。図４は、第１実施形態に係るエンジンＥＣＵ１２の概略ブロック図である。

エンジンＥＣＵ１２は、入力部６０と、算出部６１と、インジェクタ３１による燃料噴射を制御する噴射制御部６３と、点火プラグ３２による点火時期を制御する点火制御部６４と、スロットル開度を制御する開度制御部６５とを備える。なお、エンジンＥＣＵ１２では、算出部６１や噴射制御部６３などが統合されて構成されてもよく、また、噴射制御部６３などが複数の制御部などによって構成されてもよい。

入力部６０には、ＨＶＥＣＵ１１などからの制御信号が入力される。また、入力部６０には、クランク角センサ５０およびエアフロメータ５１からの信号が入力される。

算出部６１は、走行モードがＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに変更された場合に、モータ回転数とエンジン回転数との偏差を算出する。

噴射制御部６３は、噴射量設定部６３Ａと、噴射指示部６３Ｂと、噴射回数算出部６３Ｃとを備える。

噴射量設定部６３Ａは、通常、エアフロメータ５１からの信号に基づいて吸気流量を検出し、吸気流量に基づいてインジェクタ３１による燃料噴射量を設定する。また、噴射量設定部６３Ａは、吸気流量に対する理論空燃比よりも燃料の割合が多くなるリッチ状態、または理論空燃比よりも燃料の割合が少なくなるリーン状態となるように、燃料噴射量を設定することもできる。なお、噴射量設定部６３Ａは、例えば、排気管３７内に設けられた酸素濃度センサ（不図示）によって検出される酸素濃度に基づいて燃料噴射量を補正してもよい。

噴射量設定部６３Ａは、走行モードがＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに変更された場合には、膨張行程で停止している気筒３０をクランク角に基づいて特定する。そして、噴射量設定部６３Ａは、膨張行程で停止している気筒３０に対する燃料噴射量を所定噴射量に設定する。所定噴射量は、予め設定された噴射量である。なお、噴射量設定部６３Ａは、前回のエンジン停止時に膨張行程で停止した気筒３０を記憶し、記憶した情報に基づいて膨張行程で停止している気筒３０を特定してもよい。

噴射指示部６３Ｂは、噴射量設定部６３Ａによって設定された燃料噴射量がインジェクタ３１から噴射されるように、インジェクタ３１に燃料噴射量に関する信号を出力する。噴射量設定部６３Ａおよび噴射指示部６３Ｂは、走行モードがＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに変更された場合に、点火始動を行う始動部として機能する。

噴射回数算出部６３Ｃは、点火始動後の噴射回数をカウントし、カウントした噴射回数を点火時期設定部６４Ａおよび開度設定部６５Ａに出力する。

点火制御部６４は、点火時期設定部６４Ａと、点火指示部６４Ｂとを備える。

点火時期設定部６４Ａは、通常、点火プラグ３２による点火時期が最適点火時期となるように点火時期を設定する。なお、点火時期設定部６４Ａは、エンジン２の動作状態に基づいて最適点火時期から適宜変更してもよい。

点火時期設定部６４Ａは、走行モードがＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに変更された場合には、以下の（ａ）〜（ｅ）により点火時期を設定する。

（ａ）点火時期設定部６４Ａは、走行モードがＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに変更され、点火始動を行う場合には、膨張行程となっている気筒３０にインジェクタ３１によって燃料が噴射されると、噴射された燃料に点火するように、点火時期を予め設定された所定の点火始動タイミングに設定する。

（ｂ）点火時期設定部６４Ａは、点火始動が行われると点火時期を第１所定点火時期に設定する。点火時期設定部６４Ａは、点火始動が行われてから第１所定期間が経過するまで点火時期を第１所定点火時期に固定する。

（ｃ）点火時期設定部６４Ａは、第１所定期間が経過すると、点火時期を第１所定点火時期よりも進角側に設定する。具体的には、点火時期設定部６４Ａは、第１所定期間が経過すると、点火時期を最適点火時期に設定する。また、点火時期設定部６４Ａは、第１所定点火時期から最適点火時期まで徐々に変化するように点火時期を設定してもよい。なお、点火時期設定部６４Ａは、点火時期を最適点火時期に設定せずに、進角させてもよい。すなわち、点火時期設定部６４Ａは、点火時期を圧縮上死点よりも進角側の点火時期に設定すればよい。

（ｄ）点火時期設定部６４Ａは、点火時期を最適点火時期に設定した後に、モータ回転数とエンジン回転数との偏差が第１所定値（所定偏差）以下となると、点火時期を第２所定点火時期に設定する。

点火時期設定部６４Ａは、図５に示すマップに基づいて第１所定値を設定する。図５は、モータ回転数と第１所定値との関係を示すマップである。第１所定値は、モータ回転数が大きくなるほど、大きくなる。モータ回転数が大きい場合には、同じ偏差でトルクダウン制御を開始してもモータ回転数に対するエンジン回転数のオーバーシュートが大きくなる。そのため、モータ回転数が大きくなるほど、第１所定値を大きくし、早いタイミングでトルクダウン制御を開始する。

これにより、モータ回転数が大きい場合には、早いタイミングで点火時期が最適点火時期から第２所定点火時期に変更されることで、早いタイミングでトルクダウン制御が開始される。

第２所定点火時期は、最適点火時期に対して、所定遅角量で遅角側となる点火時期である。点火時期設定部６４Ａは、図６に示すマップに基づいて所定遅角量を算出し、最適点火時期に対して所定遅角量で遅角側となる第２所定点火時期に点火時期を設定する。図６は、モータ回転数と所定遅角量との関係を示すマップである。所定遅角量は、モータ回転数が大きくなるほど、大きくなる。

これにより、モータ回転数が大きい場合には、トルクダウン制御におけるエンジン２のトルク低減量が大きくなり、モータ回転数に対するエンジン回転数のオーバーシュートを抑制することができる。

（ｅ）点火時期設定部６４Ａは、検出されたエンジン回転数が前回検出されたエンジン回転数に対して小さくなり、エンジン回転数が減少し、かつエンジン回転数とモータ回転数との偏差の絶対値が第３所定値以下になると、点火時期を第２所定点火時期から最適点火時期に変更する。なお、点火時期設定部６４Ａは、第２所定点火時期から最適点火時期まで徐々に変化するように点火時期を設定する。

点火指示部６４Ｂは、点火時期設定部６４Ａによって設定された点火時期で点火プラグ３２が燃料に点火するように、点火プラグ３２に点火時期に関する信号を出力する。

このように、点火制御部６４は、走行モードがＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに変更された場合に、点火始動を行う始動部として機能する。また、点火制御部６４は、点火始動が行われてから第１所定期間が経過するまで、点火時期を遅角させる遅角部として機能する。また、点火制御部６４は、モータ回転数とエンジン回転数との偏差が第１所定値以下となると点火時期を最適点火時期よりも遅角側の第２所定点火時期にし、点火プラグ３２で燃料に点火させる。これにより、エンジン２ではトルクダウン制御が実行される。すなわち、点火制御部６４は、エンジン２のトルクを低減するトルク低減部としても機能する。

開度制御部６５は、開度設定部６５Ａと、開度指示部６５Ｂとを備える。

開度設定部６５Ａは、通常、スロットル開度を基準開度に設定する。基準開度は、ハイブリッド車両１の駆動力が車速やアクセルペダル１６の踏み込み量などに基づいた駆動力となるように設定される目標エンジン回転数を維持する開度である。なお、開度設定部６５Ａは、走行モードがＥＶ走行モードの場合でも、エンジン２（ハイブリッド車両１）の状態に応じた基準開度に算出している。

開度設定部６５Ａは、走行モードがＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに変更された場合には、以下の（ａ）〜（ｄ）のようにスロットル開度を設定する。

（ａ）開度設定部６５Ａは、点火始動が行われると、スロットル開度を第１所定開度に設定する。第１所定開度は、予め設定された開度であり、走行モードがＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに変更された時の基準開度よりも大きい開度であり、気筒３０への吸気流量が大きくなり過ぎずノッキングが発生しない開度である。なお、第１所定開度は、後述する第２所定開度よりも小さい。

開度設定部６５Ａは、点火始動が行われてから第２所定期間が経過するまで、スロットル開度を第１所定開度に固定する。

（ｂ）開度設定部６５Ａは、点火始動が行われてから第２所定期間が経過すると、スロットル開度を第２所定開度に設定する。開度設定部６５Ａは、図７に基づいて第２所定開度を設定する。図７は、モータ回転数と第２所定開度との関係を示すマップである。第２所定開度は、第１所定開度よりも大きく、モータ回転数が大きくなるほど、大きくなる。すなわち、スロットル開度は、モータ回転数が大きくなるほど、増大する。

（ｃ）開度設定部６５Ａは、モータ回転数とエンジン回転数との偏差が第２所定値（所定偏差）以下となると、スロットル開度を第３所定開度に設定する。開度設定部６５Ａは、図８に基づいて第２所定値を設定する。図８は、モータ回転数と第２所定値との関係を示すマップである。第２所定値は、モータ回転数が大きくなるほど、大きくなる。これは、上述した第１所定値の設定方法と同様に、モータ回転数が大きくなるほど、早いタイミングでトルクダウン制御を開始するためである。

なお、第２所定値は、第１所定値よりも大きい。すなわち、スロットル開度が第３所定開度に設定されるタイミングは、上述した点火時期が第２所定点火時期に設定されるタイミングよりも早い。これは、スロットル開度が変更されてから実際に気筒３０に吸入される吸気流量が変化するまでの時間が、点火時期が変化するまでの時間より長いためである。

開度設定部６５Ａは、図９に基づいて第２所定開度に対するスロットル開度の低減量を算出し、スロット開度を第２所定開度に対して低減量の分小さくした第３所定開度に設定する。図９は、モータ回転数と低減量との関係を示すマップである。低減量は、モータ回転数が大きくなるほど、大きくなる。すなわち、モータ回転数が大きいほど、第２所定開度に対するスロットル開度の低減量が大きくなる。

これにより、モータ回転数が大きい場合には、トルクダウン制御におけるエンジン２のトルク低減量が大きくなり、モータ回転数に対するエンジン回転数のオーバーシュートを抑制することができる。

（ｄ）開度設定部６５Ａは、エンジン回転数が減少し、かつエンジン回転数とモータ回転数との偏差の絶対値が第３所定値以下になると、スロットル開度を基準開度に設定する。

開度指示部６５Ｂは、開度設定部６５Ａによって設定されたスロットル開度となるように、スロットルモータ４２にスロットル開度に関する信号を出力する。

このように、開度制御部６５は、点火始動が行われてから第２所定期間が経過すると、スロットル開度を増大する開度増大部として機能する。また、開度制御部６５は、モータ回転数とエンジン回転数との偏差が第２所定値以下となると、スロットル開度を第２所定開度よりも小さい第３所定開度にし、吸気流量を小さくする。これにより、エンジン２ではトルクダウン制御が実行される。すなわち、開度制御部６５は、エンジン２のトルクを低減するトルク低減部としても機能する。

＜エンジン制御処理＞
次に、エンジン制御処理について図１０を参照して説明する。図１０は、第１実施形態に係るエンジン制御処理を示すフローチャートである。

エンジンＥＣＵ１２は、走行モードがＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに変更され、点火始動が行われると（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、点火時期を第１所定点火時期にし、スロット開度を第１所定開度にする（Ｓ１１）。エンジンＥＣＵ１２は、走行モードがＥＶ走行モードであり、点火始動が行われない場合（Ｓ１０：Ｎｏ）には、今回の処理を終了する。

エンジンＥＣＵ１２は、点火始動が行われてから第１所定期間が経過するまで（Ｓ１２：Ｎｏ）、点火時期を第１所定点火時期およびスロットル開度を第１所定開度に維持し、点火始動が行われてから第１所定期間が経過すると（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、点火時期を最適点火時期にする（Ｓ１３）。

エンジンＥＣＵ１２は、点火始動が行われてから第２所定期間が経過するまで（Ｓ１４：Ｎｏ）、スロットル開度を第１所定開度に維持し、点火始動が行われてから第２所定期間が経過すると（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、スロットル開度を第２所定開度にする（Ｓ１５）。

エンジンＥＣＵ１２は、モータ回転数とエンジン回転数との偏差が第１所定値以下となるまで（Ｓ１６：Ｎｏ）、スロットル開度を第２所定開度に維持し、偏差が第１所定値以下となると（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、スロットル開度を第３所定開度にする（Ｓ１７）。

エンジンＥＣＵ１２は、モータ回転数とエンジン回転数との偏差が第２所定値以下となるまで（Ｓ１８：Ｎｏ）、点火時期を最適点火時期に維持し、偏差が第２所定値以下となると（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、点火時期を第２所定点火時期にする（Ｓ１９）。

エンジンＥＣＵ１２は、エンジン回転数が減少し、かつエンジン回転数とモータ回転数との偏差の絶対値が第３所定値以下となるまで（Ｓ２０：Ｎｏ）、スロットル開度を第３所定開度および点火時期を第２所定点火時期に維持する。エンジンＥＣＵ１２は、エンジン回転数が減少し、かつエンジン回転数とモータ回転数との偏差の絶対値が第３所定値以下となると（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、点火時期を最適点火時期とし、スロットル開度を基準開度とする（Ｓ２１）。

＜エンジン制御処理の作用＞
次に、エンジン制御処理の作用について図１１を参照して説明する。図１１は、第１実施形態に係るエンジン制御処理が実行された場合の点火時期、スロットル開度およびエンジン回転数の変化を示すタイムチャートである。ここでは、モータ回転数は一定の回転数に維持されているものとする。また、第１実施形態のエンジン制御を用いない場合の変化を比較例として破線で示す。また、第１実施形態と比較例とで一致する線の一部を説明のためわずかにずらして記載している。

時間ｔ０において、走行モードがＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに変更され、点火始動が行われる。点火始動が行われると、点火時期は遅角され、第１所定点火時期に設定されるため、クランクシャフト３５（図３参照）を逆回転させる力は発生しない。また、スロット開度は第１所定開度に設定されるため、ノッキングが発生しない。そのため、点火始動後の燃焼が安定し、エンジン回転数はゆるやかに大きくなる。従って、エンジン２の劣化を抑制し、また運転者の違和感を低減することができる。

これに対し、比較例では、点火時期は最適点火時期に設定され、かつスロットル開度は第２所定開度に設定される。これにより、比較例では、クランクシャフト３５を逆回転させる力や、ノッキングが発生することがあり、燃焼が安定せず、エンジン回転数が増減する。そのため、比較例では、エンジン２が劣化し、また運転者に違和感を与えるおそれがある。

点火始動を行ってから第１所定期間が経過し、時間ｔ１になると、点火時期を遅角させなくても、クランクシャフト３５を逆回転させる力が発生しなくなるので、点火時期は最適点火時期に設定される。これにより、エンジン回転数の単位時間あたりの増加量が大きくなる。

点火始動を行ってから第２所定期間が経過し、時間ｔ２になると、吸気流量が大きくなってもノッキングが発生せず、燃焼が安定するので、スロットル開度は第２所定開度に設定される。これにより、さらにエンジン回転数の単位時間あたりの増加量が大きくなる。

時間ｔ３において、モータ回転数とエンジン回転数との偏差が第２所定値以下になると、スロットル開度は第３所定開度に設定され、スロットル開度が小さくなり、トルクダウン制御が実行される。

時間ｔ４において、モータ回転数とエンジン回転数との偏差が第１所定値以下になると、点火時期は第２所定点火時期に設定され、最適点火時期よりも遅角側となり、さらなるトルクダウン制御が実行される。本実施形態では、このようにしてモータ回転数に対するエンジン回転数のオーバーシュートが抑制される。

一方、比較例では、エンジン回転数がモータ回転数に一致する時間ｔ５において、点火時期が第２所定点火時期に設定され、さらなるトルクダウン制御が実行される。そのため、モータ回転数に対するエンジン回転数のオーバーシュートが大きくなる。

トルクダウン制御が行われ、エンジン回転数が低減し、時間ｔ６において、エンジン回転数とモータ回転数との偏差の絶対値が第３所定値（不図示）以下となると、クラッチＥＣＵ１５によって第１クラッチ７が締結される。スロットル開度は、基準開度に設定され、点火時期は、最適点火時期となるように徐々に変更される。

一方、比較例では、オーバーシュートが大きくなるため、時間ｔ７において第１クラッチ７が締結される。このように、第１実施形態では、第１クラッチ７を比較例よりも早く締結することができる。

＜第１実施形態の効果＞
エンジンＥＣＵ１２は、走行モードがＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに変更された場合に、点火始動が行われてから第１所定期間が経過するまで点火時期を第１所定点火時期にして遅角させる。また、エンジンＥＣＵ１２は、点火始動が行われてから第２所定経過時間が経過すると、スロットル開度を第２所定開度にしてスロットル開度を増大させる。また、エンジンＥＣＵ１２は、モータ回転数とエンジン回転数との偏差が、例えば、第２所定値以下となるとスロットル開度を第２所定開度よりも小さい第３所定開度にしてトルクダウン制御を実行する。

これにより、点火始動後に、クランクシャフト３５に逆回転の力が発生することを防止し、ノッキングの発生を防止することができ、エンジン２における燃焼を安定させることができる。また、エンジン回転数を素早く上昇させることができ、さらにモータ回転数に対するエンジン回転数のオーバーシュートを抑制することができる。そのため、エンジン回転数をモータ回転数に素早く一致させることができ、第１クラッチ７の締結時の締結ショックを抑制しつつ、第１クラッチ７を素早く締結させることができる。

エンジンＥＣＵ１２は、点火始動が行われてから第１所定期間が経過すると、点火時期を進角させて最適点火時期にする。これにより、エンジン回転数を素早く上昇させることができ、エンジン回転数をモータ回転数に素早く一致させ、第１クラッチ７を素早く締結させることができる。

エンジンＥＣＵ１２は、点火始動が行われてから第２所定期間が経過するまで、スロットル開度を第１所定開度にする。これにより、点火始動後に、気筒３０に流入する吸気流量が大きくなり過ぎることを防止し、ノッキングの発生を防止することができる。

エンジンＥＣＵ１２は、点火始動が行われてから第２所定期間が経過すると、モータ回転数が大きくなるほど、第２スロットル開度を増大させる。これにより、モータ回転数が大きい場合でも、エンジン回転数をモータ回転数に素早く一致させ、第１クラッチ７を素早く締結させることができる。

エンジンＥＣＵ１２は、モータ回転数とエンジン回転数との偏差が第２所定値以下となると、スロットル開度を第２所定開度よりも小さい第３所定開度にし、トルクダウン制御を実行する。これにより、モータ回転数に対するエンジン回転数のオーバーシュートを抑制することができ、エンジン回転数をモータ回転数に素早く一致させ、第１クラッチ７を素早く締結させることができる。

また、エンジンＥＣＵ１２は、モータ回転数が大きいほど、トルクダウン制御におけるスロットル開度の低減量を大きくする。これにより、モータ回転数が大きい場合には、トルクダウン制御におけるエンジン２のトルク低減量を大きくし、モータ回転数に対するエンジン回転数のオーバーシュートを抑制することができ、エンジン回転数をモータ回転数に素早く一致させ、第１クラッチ７を素早く締結させることができる。

エンジンＥＣＵ１２は、モータ回転数とエンジン回転数との偏差が第１所定値以下になると、点火時期を最適点火時期から第２所定点火時期とし、最適点火時期よりも遅角し、トルクダウン制御を実行する。これにより、モータ回転数に対するエンジン回転数のオーバーシュートを抑制することができ、エンジン回転数をモータ回転数に素早く一致させ、第１クラッチ７を素早く締結させることができる。

エンジンＥＣＵ１２は、モータ回転数が大きいほど、最適点火時期に対する遅角量を大きくする。これにより、モータ回転数が大きい場合には、トルクダウン制御におけるエンジン２のトルク低減量を大きくし、モータ回転数に対するエンジン回転数のオーバーシュートを抑制することができ、エンジン回転数をモータ回転数に素早く一致させ、第１クラッチ７を素早く締結させることができる。

エンジンＥＣＵ１２は、モータ回転数とエンジン回転数との偏差が第１所定値よりも大きい第２所定値以下となると、スロットル開度を第２所定開度とし、偏差が第１所定値以下となると、点火時期を第２所定点火時期とする。実際にトルクダウン制御に影響を及ぼすまでの時間が長いスロットル開度の変更を点火時期の変更よりも早く開始することで、適切なタイミングでトルクダウン制御を実行し、モータ回転数に対するエンジン回転数のオーバーシュートを抑制し、エンジン回転数をモータ回転数に素早く一致させ、第１クラッチ７を素早く締結させることができる。

（第２実施形態）
＜エンジン制御＞
次に、第２実施形態のエンジン制御について説明する。ここでは、第１実施形態と異なる点を中心に図１２を参照して説明する。図１２は、第２実施形態に係るエンジン制御処理を示すフローチャートである。第１実施形態に係るエンジン制御処理と同一の処理については、図１０と同一の番号を付して説明を省略する。

エンジンＥＣＵ１２は、走行モードがＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに変更され、点火始動が行われると（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、点火時期を第３所定点火時期にし、スロット開度を第１所定開度にする（Ｓ３１）。

第３所定点火時期は、点火時期が前回の点火時期よりも進角する点火時期である。具体的には、点火始動が行われると、点火時期は、第３所定点火時期として上述した第１所定点火時期に設定される。そして、その次の点火時期は、第３所定点火時期として第１所定点火時期よりも進角側の点火時期に設定される。このように、第３所定点火時期は、点火始動が行われてから、点火回数が多くなるにつれて進角側の点火時期に設定される。なお、第３所定点火時期は、圧縮上死点よりも遅角側で設定される。このような設定は、点火時期設定部６４Ａ（図４参照）によって行われる。

これにより、クランクシャフト３５を逆回転させる力を発生させずに、エンジン回転数の単位時間あたりの増加量を大きくし、第１実施形態よりもエンジン回転数を素早く上昇させることができる。

エンジンＥＣＵ１２は、点火始動が行われてから第１所定期間が経過すると（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、点火時期を最適点火時期にし、かつ燃料噴射量を増加させてリッチ状態にする（Ｓ３３）。

これにより、エンジン回転数の単位時間あたりの増加量を大きくし、第１実施形態よりもエンジン回転数を素早く上昇させることができる。これは、噴射制御部６３によって行われ、噴射制御部６３が噴射量増大部として機能する。

エンジンＥＣＵ１２は、モータ回転数とエンジン回転数との偏差が第２所定値以下となると（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、燃料噴射を停止する（Ｓ３９）。エンジンＥＣＵ１２は、このようにしてトルクダウン制御を実行する。

これにより、トルクダウン制御におけるエンジン２のトルク低減量を大きくすることができ、モータ回転数に対するエンジン回転数のオーバーシュートを第１実施形態よりも抑制することができる。これは、噴射制御部６３によって行われ、噴射制御部６３がトルク低減部として機能する。

エンジンＥＣＵ１２は、エンジン回転数が減少し、かつエンジン回転数とモータ回転数との偏差の絶対値が第３所定値以下となると（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、点火時期を最適点火時期とし、スロットル開度を基準開度とし、燃料噴射を開始する（Ｓ４１）。

＜第２記実施形態の効果＞
エンジンＥＣＵ１２は、点火始動が行われてから第１所定期間が経過するまで、点火時期を前回の点火時期よりも進角させる。これにより、クランクシャフト３５を逆回転させる力を発生させずにエンジン２における燃焼を安定させつつ、エンジン回転数の単位時間あたりの増加量を大きくし、エンジン回転数を素早く上昇させることができる。そのため、エンジン回転数をモータ回転数に素早く一致させ、第１クラッチ７を素早く締結させることができる。

エンジンＥＣＵ１２は、点火始動が行われてから第１所定期間が経過すると、燃料噴射量をリッチ状態にする。これにより、エンジン回転数の単位時間あたりの増加量を大きくし、エンジン回転数を素早く上昇させることができ、エンジン回転数をモータ回転数に素早く一致させ、第１クラッチ７を素早く締結させることができる。

エンジンＥＣＵ１２は、モータ回転数とエンジン回転数との偏差が第２所定値以下となると、燃料噴射を停止させる。これにより、エンジン２におけるトルク低減量を大きくすることができ、モータ回転数に対するエンジン回転数のオーバーシュートをより抑制することができ、エンジン回転数をモータ回転数に素早く一致させ、第１クラッチ７を素早く締結させることができる。

（変形例）
次に、上記実施形態の変形例について説明する。

第１実施形態では、エンジン２におけるトルクダウン制御として、点火時期を第２点火時期とし、スロットル開度を第３所定開度としたが、いずれか一方のみを行ってもよい。また、可変バルブ機構を有する場合には、吸気弁３８や排気弁４４の開閉タイミングや、リフト量を変更することで、トルクダウン制御が実行されてもよい。

また、第２実施形態のエンジン制御処理の一部を第１実施形態に組み込んでもよい。例えば、第１実施形態のエンジン制御処理で、走行モードがＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに変更され、点火始動が行われると、点火時期を第３所定点火時期としてもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。従って、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ ハイブリッド車両
２ エンジン
３ モータジェネレータ
７ 第１クラッチ
１１ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）
１２ エンジンＥＣＵ
１５ クラッチＥＣＵ
３０ 気筒
３１ インジェクタ
３２ 点火プラグ
３５ クランクシャフト
４２ スロットルモータ
４３ スロットルバルブ
５０ クランク角センサ
５１ エアフロメータ
６１ 算出部
６３ 噴射制御部（噴射量増大部、トルク低減部）
６３Ａ 噴射量設定部（始動部）
６３Ｂ 噴射指示部（始動部）
６４ 点火制御部（始動部、遅角部、トルク低減部）
６５ 開度制御部（開度増大部、トルク低減部）

Claims (13)

1. モータを用いた第１走行モードから、前記モータとエンジンとを用いた第２走行モードに走行モードが変更された場合に、膨張行程で停止している気筒に燃料を供給し、前記燃料に点火することで前記エンジンのクランクシャフトを回転させる点火始動を行う始動部と、
   前記点火始動が行われてから、第１所定期間が経過するまで点火時期を遅角させる遅角部と、
   前記点火始動が行われてから、前記第１所定期間以上の第２所定期間が経過すると、スロットル開度を増大させる開度増大部と、
   前記スロットル開度が増大された後に、モータ回転数とエンジン回転数との偏差が所定偏差以下になると、前記エンジンのトルクを低減させるトルク低減部とを備える
   ことを特徴とするエンジン制御装置。
2. 前記遅角部は、
   前記第１所定期間が経過すると、前記点火時期を進角させる
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
3. 前記遅角部は、
   前記第１所定期間が経過するまでは、前記点火時期を前回の点火時期よりも進角させる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン制御装置。
4. 前記開度増大部は、
   前記第２所定期間が経過すると、前記モータ回転数が大きくなるほど、前記スロットル開度を増大させる
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のエンジン制御装置。
5. 前記開度増大部は、
   前記第２所定期間が経過するまでは、前記スロットル開度を、前記走行モードが前記第１走行モードから前記第２走行モードに切り替えられた時のスロットル開度よりも増大させる
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のエンジン制御装置。
6. 前記トルク低減部は、
   前記偏差が前記所定偏差以下になると、前記スロットル開度を低減させることで、前記トルクを低減させる
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のエンジン制御装置。
7. 前記トルク低減部は、
   前記モータ回転数が大きいほど、前記スロットル開度の低減量を大きくする
   ことを特徴とする請求項６に記載のエンジン制御装置。
8. 前記トルク低減部は、
   前記偏差が前記所定偏差以下になると、前記点火時期を最適点火時期よりも遅角させることで、前記トルクを低減させる
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のエンジン制御装置。
9. 前記トルク低減部は、
   前記モータ回転数が大きいほど、前記最適点火時期に対する遅角量を大きくする
   ことを特徴とする請求項８に記載のエンジン制御装置。
10. 前記トルク低減部は、
    前記偏差が、前記所定偏差であり、第１所定値より大きい第２所定値以下になると、前記スロットル開度を低減させ、
    前記偏差が、前記所定偏差である前記第１所定値以下になると、前記点火時期を前記最適点火時期よりも遅角させる
    ことを特徴とする請求項８または９に記載のエンジン制御装置。
11. 前記トルク低減部は、
    前記偏差が前記所定偏差以下になると、燃料噴射を停止させる
    ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のエンジン制御装置。
12. 前記点火始動が行われてから、前記第１所定期間が経過すると、空燃比が理論空燃比よりもリッチとなるように燃料噴射量を増大させる噴射量増大部を備える
    ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載のエンジン制御装置。
13. モータを用いた第１走行モードから、前記モータとエンジンとを用いた第２走行モードに走行モードが変更された場合に、膨張行程で停止している気筒に燃料を供給し、前記燃料に点火することで前記エンジンのクランクシャフトを回転させる点火始動を行う始動工程と、
    前記点火始動が行われてから、第１所定期間が経過するまで点火時期を遅角させる遅角工程と、
    前記点火始動が行われてから、前記第１所定期間以上の第２所定期間が経過すると、スロットル開度を増大させる開度増大工程と、
    前記スロットル開度が増大された後に、モータ回転数とエンジン回転数との偏差が所定偏差以下になると、前記エンジンのトルクを低減させるトルク低減工程とを含む
    ことを特徴とするエンジン制御方法。

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