JP2023102347A

JP2023102347A - 車両の制御装置

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Publication number: JP2023102347A
Application number: JP2022002759A
Authority: JP
Inventors: 正直井戸側; Masanao Idogawa; 智洋中野; Tomohiro Nakano; 雄大小松; Takehiro Komatsu; 玲子郷; Reiko Go
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2022-01-12
Filing date: 2022-01-12
Publication date: 2023-07-25

Abstract

【課題】運転停止処理中になされた始動要求に応じて内燃機関を始動させるときに、吸気マニホールドの内圧を適正に推定して各気筒の吸入空気量を精度よく算出する。【解決手段】本開示の車両の制御装置は、内燃機関の吸気マニホールドの実内圧の移動平均値を算出し、現在の移動平均値と、現在から所定間隔だけ前の時点で算出された移動平均値との差に基づいて吸気マニホールドの内圧の所定クランク角あたりの変化量を算出し、内燃機関の運転停止処理中になされた始動要求に応じて内燃機関を始動させるときに、現在の移動平均値に、次に燃料が噴射される次回噴射気筒の圧縮上死点を基準とした現クランク角から吸気弁閉鎖タイミングまでのクランク角幅と上記内圧の変化量とから定まる推定変動分を加算して、次回噴射気筒の吸気弁閉鎖タイミングにおける吸気マニホールドの内圧推定値を算出する。【選択図】図３

Description

本開示は、それぞれ吸気弁を有する複数の気筒および吸気マニホールドを含む内燃機関を搭載した車両の制御装置に関する。

従来、内燃機関の始動後に吸入空気圧センサの検出信号から吸気マニホールドの実内圧であるインマニ圧を読み取るたびに当該インマニ圧から内燃機関の吸入空気量を算出する内燃機関の制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる制御装置は、内燃機関の始動から時間Ｔ１が経過するまで、インマニ圧から内燃機関（各気筒）の吸入空気量を算出し、内燃機関の始動から時間Ｔ１＋Ｔ２が経過した後に、吸入空気量センサによって検出される内燃機関の吸入空気量からカルマンフィルタ演算により内燃機関の吸入空気量を推定する。また、内燃機関の始動から時間Ｔ１が経過した後、時間Ｔ１＋Ｔ２が経過するまでの間、インマニ圧から算出される吸入空気量とカルマンフィルタ演算により推定された吸入空気量とを線形補間して制御用の吸入空気量を算出する。これにより、制御用の吸入空気量を内燃機関の制御に適したものとすることができる。

特開２０１８－１７３０６７号公報

ところで、内燃機関が間欠的に停止される車両では、内燃機関の運転停止処理が開始された直後に、いわゆるチェンジオブマインドによる運転者のアクセルペダルの踏み込みに応じて当該内燃機関が始動（再始動）されることがある。このようなチェンジオブマインドによる内燃機関の始動開始時には、その直前までスロットルバルブが閉弁されているため、インマニ圧が低下している。更に、吸気弁の閉弁や点火は、エンジンの始動要求に応じて燃料噴射量が算出されてから遅れて実行される。このため、燃料噴射量の算出時に、その時点（現在）のインマニ圧から算出される吸入空気量が実態に即したものにならなくなり、当該吸入空気量に基づいて燃料噴射量を算出すると、空燃比がリーンになって燃焼が悪化することにより始動されるべきエンジンがストールしてしまうおそれがある。

そこで、本開示は、運転停止処理中になされた始動要求に応じて内燃機関を始動させるときに、吸気マニホールドの内圧を適正に推定して各気筒の吸入空気量を精度よく算出できるようにすることを主目的とする。

本開示の車両の制御装置は、それぞれ吸気弁を有する複数の気筒および吸気マニホールドを含む内燃機関を搭載した車両の制御装置であって、前記吸気マニホールドの実内圧の移動平均値を算出する移動平均値算出部と、現在の前記移動平均値と、現在から所定間隔だけ前の時点で算出された前記移動平均値との差に基づいて前記吸気マニホールドの内圧の所定クランク角あたりの変化量を算出する変化量算出部と、前記内燃機関の運転停止処理中になされた始動要求に応じて前記内燃機関を始動させるときに、前記移動平均値算出部により算出される現在の前記移動平均値に、次に燃料が噴射される次回噴射気筒の圧縮上死点を基準とした現クランク角から前記次回噴射気筒の吸気弁閉鎖タイミングまでのクランク角幅と前記変化量算出部により算出された前記内圧の変化量とから定まる推定変動分を加算して、前記次回噴射気筒の前記吸気弁閉鎖タイミングにおける前記吸気マニホールドの内圧推定値を算出する内圧推定部とを含むものである。

本開示の車両の制御装置は、吸気マニホールドの実内圧の移動平均値を算出し、現在の移動平均値と、現在から所定間隔だけ前の時点で算出された移動平均値との差に基づいて吸気マニホールドの内圧の所定クランク角あたりの変化量を算出する。更に、当該制御装置は、運転停止処理中になされた始動要求に応じて内燃機関を始動させるときに、現在の移動平均値に、次に燃料が噴射される次回噴射気筒の圧縮上死点を基準とした現クランク角から当該次回噴射気筒の吸気弁閉鎖タイミングまでのクランク角幅と所定クランク角あたりの内圧の変化量とから定まる推定変動分を加算して、次回噴射気筒の吸気弁閉鎖タイミングにおける吸気マニホールドの内圧推定値を算出する。これにより、内燃機関の運転停止処理中に始動要求がなされたときに、吸気マニホールドの内圧が低下しており、当該吸気マニホールドにおける吸入空気量が流動的になったとしても、次回噴射気筒の吸入空気量を決定する吸気弁閉鎖タイミングにおける吸気マニホールドの内圧を適正に推定することができる。この結果、運転停止処理中になされた始動要求に応じて内燃機関を始動させるときに、吸気マニホールドの内圧推定値に基づいて当該内燃機関の各気筒の吸入空気量を精度よく算出することが可能となる。

また、前記制御装置は、前記次回噴射気筒の前記吸気弁閉鎖タイミングが到来したときに、前記次回噴射気筒についての前記内圧推定値を前記吸気弁閉鎖タイミングで前記内圧推定部により算出された値に保持すると共に、前記次回噴射気筒を次の気筒に変更するものであってもよい。これにより、吸気弁が閉弁された気筒に対して、当該吸気弁が閉弁されている間の燃料噴射制御等をより適正に実行することが可能となる。

更に、前記移動平均値算出部は、前記内燃機関のクランクシャフトが所定角度だけ回転するたびに、前記実内圧を取得すると共に前記実内圧の直近複数回分の平均値を前記移動平均値として算出するものであってもよく、前記変化量算出部は、前記クランクシャフトが前記所定角度だけ回転するたびに、現在の前記移動平均値と、現在から前記内燃機関の上死点間隔だけ前の時点で算出された前記移動平均値との差に基づいて前記変化量を算出するものであってもよく、前記内圧推定部は、前記運転停止処理中になされた前記始動要求に応じて前記内燃機関を始動させるときに、前記クランクシャフトが前記所定角度だけ回転するたびに、前記内圧推定値を算出するものであってもよい。

また、前記車両は、走行用の動力を出力可能な電動機を搭載したハイブリッド車両であってもよい。

本開示の制御装置により制御される車両を示す概略構成図である。図１の車両に搭載される内燃機関を示す概略構成図である。内燃機関の運転停止処理中に始動要求がなされたときに、吸気マニホールドの内圧を推定するために本開示の制御装置により実行されるルーチンを示すフローチャートである。

次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本開示の制御装置により制御される車両としてのハイブリッド車両１を示す概略構成図である。同図に示すハイブリッド車両１は、エンジン（内燃機関）１０と、モータジェネレータＭＧと、動力伝達装置３０と、油圧式のクラッチＫ０とを含む。更に、ハイブリッド車両１は、高電圧バッテリ（高電圧蓄電装置）４０と、補機バッテリとしての低電圧バッテリ（低電圧蓄電装置）５０と、モータジェネレータＭＧを駆動する電力制御装置（以下、「ＰＣＵ」という）６０と、当該ＰＣＵ６０を制御するモータ電子制御ユニット（以下、「ＭＧＥＣＵ」という）７０と、エンジン１０および動力伝達装置３０を制御する本開示の制御装置としての電子制御ユニット（以下、「メインＥＣＵ」という）８０とを含む。

エンジン１０は、図２に示すように、エンジンブロック１１に形成された複数の燃焼室（気筒）１２における炭化水素系燃料と空気との混合気の燃焼に伴うピストン１３の往復運動をクランクシャフト（出力軸）１４の回転運動へと変換する多気筒ガソリンエンジン（例えば、Ｖ型６気筒エンジン）であるエンジン１０は、エンジンブロック１１、複数の燃焼室１２、ピストン１３およびクランクシャフト１４に加えて、エアクリーナ１５と、吸気管１６と、電子制御式のスロットルバルブ１７と、サージタンクおよび複数の吸気ポートを有する吸気マニホールド１８と、それぞれ対応する吸気ポートを開閉する複数の吸気弁１９ｉと、それぞれ対応する排気ポートを開閉する排気弁１９ｅと、それぞれ対応する吸気ポート内に燃料を噴射する複数のポート噴射弁２０ｐと、それぞれ対応する燃焼室１２内に燃料を直接噴射する複数の筒内噴射弁２０ｄと、複数の点火プラグ２１と、排気通路を形成する排気管２２とを含む。

また、エンジン１０は、排ガス浄化装置として、それぞれ排気管２２に組み込まれた上流側浄化装置２３および下流側浄化装置２４を含む。上流側浄化装置２３は、エンジン１０の各燃焼室１２からの排ガス中のＣＯ（一酸化炭素）やＨＣ、ＮＯｘといった有害成分を浄化するＮＯｘ吸蔵型の排ガス浄化触媒（三元触媒）を含むものである。下流側浄化装置２４は、排ガス中の粒子状物質（微粒子）を捕集するパティキュレートフィルタ（ＧＰＦ）を含み、上流側浄化装置２３の下流側に配置される。本実施形態において、パティキュレートフィルタは、ＮＯｘ吸蔵型の排ガス浄化触媒（三元触媒）を担時した多孔質フィルタである。すなわち、下流側浄化装置２４は、三元触媒の浄化機能と粒子状物質の捕集機能とを有する四元触媒として構成されている。

更に、エンジン１０は、エンジンブロック１１等を冷却するための冷媒循環通路２５と、電動ポンプ２６と、ラジエータ２７とを含む。電動ポンプ２６は、冷媒循環通路２５で冷却水（ＬＬＣ）を循環させる。ラジエータ２７は、走行風や図示しない電動ファンからの空気との熱交換によりエンジンブロック１１等から熱を奪った冷却水を冷却する。また、冷媒循環通路２５には、水温センサ２５ｔが設置されている。水温センサ２５ｔは、エンジンブロック１１から熱を奪った（流出した）冷却水の水温Ｔｗを検出する。

加えて、エンジン１０は、排ガスのエネルギを利用して吸入空気を圧縮する過給機２８と、当該過給機２８により圧縮された空気を冷却する液冷式のインタークーラ２９とを含む。過給機２８は、ターボチャージャであり、図２に示すように、タービンホイール２８ｔと、コンプレッサホイール２８ｃと、タービンホイール２８ｔおよびコンプレッサホイール２８ｃを一体に連結するタービンシャフト２８ｓと、ウェイストゲートバルブ２８ｗと、ブローオフバルブ２８ｂとを含む。タービンホイール２８ｔは、上流側浄化装置２３の上流側に位置するように排気管２２に形成されたタービンハウジング内に回転自在に配置される。コンプレッサホイール２８ｃは、エアクリーナ１５とスロットルバルブ１７との間に位置するように吸気管１６に形成されたコンプレッサハウジング内に回転自在に配置される。

また、エンジン１０は、図１に示すように、主に極低温環境下における当該エンジン１０のクランキングに供されるスタータ（エンジン始動装置）ＳＴや、当該エンジン１０により駆動されて電力を発生するオルタネータＡ等を含む。更に、エンジン１０のクランクシャフト１４は、ダンパ機構Ｄ（例えば、フライホイールダンパ）の入力部材に連結される。

モータジェネレータＭＧは、永久磁石が埋設されたロータや三相コイルが巻回されたステータを含む同期発電電動機（三相交流電動機）であり、ＰＣＵ６０を介して高電圧バッテリ４０と電力をやり取りする。モータジェネレータＭＧは、高電圧バッテリ４０からの電力により駆動されて駆動トルクを発生する電動機として作動すると共に、ハイブリッド車両１の制動に際して回生制動トルクを出力する。また、モータジェネレータＭＧは、負荷運転されるエンジン１０からの動力の少なくとも一部を用いて電力を生成する発電機としても作動する。図１に示すように、モータジェネレータＭＧのロータは、伝達軸ＴＳに固定される。

動力伝達装置３０は、トルク増幅機能を有するトルクコンバータ（流体伝動装置）３１や、ロックアップクラッチ３２、機械式オイルポンプ３３、電動オイルポンプ３４、変速機（自動変速機）３５、作動油を調圧する油圧制御装置３６等を含む。トルクコンバータ３１は、フロントカバー（入力部材）を介して伝達軸ＴＳに連結されるポンプインペラと、変速機３５の入力軸３５ｉに連結されるタービンランナと、タービンランナからポンプインペラへと向かう作動油の流れを整流してトルクを増幅させるステータとを含む。ロックアップクラッチ３２は、フロントカバーと変速機３５の入力軸３５ｉとを連結すると共に両者の連結を解除する多板摩擦式あるいは単板摩擦式の油圧クラッチである。

変速機３５は、入力軸３５ｉ、出力軸３５ｏ、複数の遊星歯車、それぞれ複数のクラッチおよびブレーキ（変速用係合要素）を含む例えば４段－１０段変速式の多段変速機である。変速機３５は、伝達軸ＴＳからトルクコンバータ３１あるいはロックアップクラッチ３２の何れか一方を介して入力軸３５ｉに伝達された動力を複数段階に変速して出力軸３５ｏからデファレンシャルギヤＤＦおよびドライブシャフトＤＳを介して左右の車輪（駆動輪）Ｗに出力する。油圧制御装置３６は、複数の油路が形成されたバルブボディや、複数のレギュレータバルブ、複数のリニアソレノイドバルブ等を含む。油圧制御装置３６は、機械式オイルポンプ３３および電動オイルポンプ３４の少なくとも何れか一方からの作動油（油圧）を調圧してトルクコンバータ３１や、ロックアップクラッチ３２、変速機３５のクラッチおよびブレーキ等に供給する。

クラッチＫ０は、油圧制御装置３６から供給される油圧に応じて、ダンパ機構Ｄの出力部材すなわちエンジン１０のクランクシャフト１４と伝達軸ＴＳすなわちモータジェネレータＭＧのロータとを連結すると共に両者の連結を解除するものである。本実施形態において、クラッチＫ０は、油圧制御装置３６から供給される係合油圧の低下に伴って解放されると共に係合油圧の上昇に伴って係合する常開型の油圧クラッチである。クラッチＫ０が係合すると、エンジン１０（クランクシャフト１４）は、クラッチＫ０を介してモータジェネレータＭＧに連結される。これにより、エンジン１０は、ダンパ機構Ｄ、クラッチＫ０、伝達軸ＴＳ（モータジェネレータＭＧ）、動力伝達装置３０等を介して左右の車輪Ｗに連結される。クラッチＫ０は、モータジェネレータＭＧのロータの内部に配置されてもよく、ダンパ機構ＤとモータジェネレータＭＧとの軸方向における間に配置されてもよい。

高電圧バッテリ４０は、例えば２００－３００Ｖ程度の定格出力電圧を有するリチウムイオン二次電池あるいはニッケル水素二次電池である。ただし、高電圧バッテリ４０は、キャパシタであってもよく、二次電池およびキャパシタの双方を含んでもよい。低電圧バッテリ５０は、例えば１２Ｖの定格出力電圧を有する鉛蓄電池等であり、上記オルタネータＡからの電力等により充電される。低電圧バッテリ５０は、エンジン１０のスタータＳＴや電動オイルポンプ３４、油圧制御装置３６といった補機や、各種ＥＣＵ等の電子機器に電力を供給する。

ＰＣＵ６０は、モータジェネレータＭＧを駆動するインバータや、昇圧コンバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ等（何れも図示省略）を含み、システムメインリレーＳＭＲを介して高電圧バッテリ４０に接続されると共に低電圧バッテリ５０に接続される。インバータは、例えばスイッチング素子としての６個のトランジスタと、これらのトランジスタに逆方向に並列接続された６個のダイオードとを含むものである。昇圧コンバータは、高電圧バッテリ４０からの電圧を昇圧してインバータに供給すると共に、インバータからの電圧を降圧して高電圧バッテリ４０に供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータは、高電圧バッテリ４０あるいはインバータからの電力を降圧して低電圧系すなわち低電圧バッテリ５０や各種補機等に供給する。

ＭＧＥＣＵ７０は、図示しないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、入出力インターフェース等を有するマイクロコンピュータや、各種駆動回路、各種ロジックＩＣ等を含み、共用通信線および専用通信線を介してメインＥＣＵ８０に接続されている。ＭＧＥＣＵ７０は、メインＥＣＵ８０からの指令値や、昇圧コンバータの昇圧前電圧および昇圧後電圧、図示しない回転位置センサ（レゾルバ）により検出されるモータジェネレータＭＧのロータすなわち伝達軸ＴＳの回転位置、モータジェネレータＭＧに印加される相電流等を取得する。ＭＧＥＣＵ７０は、これらの情報に基づいてインバータや昇圧コンバータをスイッチング制御する。また、ＭＧＥＣＵ７０は、所定時間（例えば、数ｍｓｅｃ）おきに、回転位置センサの検出値に基づいてモータジェネレータＭＧのロータ（伝達軸ＴＳ）の回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）を算出すると共に、当該ロータの角速度ωｍおよび角加速度αｍを算出する。

メインＥＣＵ８０は、図示しないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、入出力インターフェース等を有するマイクロコンピュータや、各種駆動回路、各種ロジックＩＣ等を含む。メインＥＣＵ８０は、スタートスイッチ（ＩＧスイッチ）からの信号や、図示しないアクセルペダルポジションセンサにより検出されるアクセル開度Ａｃｃ（アクセルペダルの踏み込み量）、図示しない車速センサにより検出される車速Ｖ、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに対応した変速機３５の変速比γ、ＭＧＥＣＵ７０からのモータジェネレータＭＧの回転数Ｎｍ等を取得する。

また、メインＥＣＵ８０は、図１に示すクランク角センサ１４ａやエアフローメータ１６ａ、吸気管１６のコンプレッサホイール２８ｃの上流側に設けられた圧力センサ１６ｐおよび温度センサ１６ｔ、過給圧センサ１６ｃ、スロットル開度センサ１７ｏ、吸気マニホールド１８（サージタンク）に設けられた吸気圧センサ１８ｐおよび温度センサ１８ｔ、上流側空燃比センサ２２ｆ、下流側空燃比センサ２２ｒ、排ガス温度センサ２２ｔ、水温センサ２５ｔ、並びに何れも図示しない外気温センサおよび大気圧センサ等の検出値を取得する。更に、メインＥＣＵ８０は、共用通信線および専用通信線を介して接続された図示しない電源管理装置（電源管理ＥＣＵ）から、当該電源管理装置により算出される高電圧バッテリ４０のＳＯＣ、目標充放電電力Ｐｂ＊、許容充電電力Ｗｉｎ、許容放電電力Ｗｏｕｔ等を取得する。メインＥＣＵ８０は、これらの情報に基づいて、エンジン１０、動力伝達装置３０およびクラッチＫ０（油圧制御装置３６）を制御すると共に、モータジェネレータＭＧへのトルク指令値Ｔｍ＊を設定する。

上述のように構成されるハイブリッド車両１では、システム停止により機械式オイルポンプ３３および電動オイルポンプ３４が油圧を発生していないとき（駐車中）に、常開型のクラッチＫ０が解放されることでエンジン１０と伝達軸ＴＳすなわちモータジェネレータＭＧとの接続が解除される。そして、システム起動後、ハイブリッド車両１は、基本的に、クラッチＫ０が解放された状態で伝達軸ＴＳを介して駆動系としての動力伝達装置３０に出力されるモータジェネレータＭＧからのトルク（動力）により発進する。

また、ハイブリッド車両１のシステム起動後、メインＥＣＵ８０は、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに対応した変速機３５の出力軸３５ｏに出力されるべき要求トルクＴｒ＊（要求制動トルクを含む）を導出すると共に、当該要求トルクＴｒ＊および出力軸３５ｏの回転数に基づいてハイブリッド車両１の走行に要求される要求走行パワーＰｄ＊を設定する。エンジン１０の運転が停止されている場合、メインＥＣＵ８０は、エンジン１０の目標パワーＰｅ＊、目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に“０”を設定すると共に、要求トルクＴｒ＊に応じたトルクがモータジェネレータＭＧから出力軸３５ｏに出力されるように許容充電電力Ｗｉｎおよび許容放電電力Ｗｏｕｔの範囲内でトルク指令値Ｔｍ＊を設定する。トルク指令値Ｔｍ＊は、メインＥＣＵ８０からＭＧＥＣＵ７０に送信され、ＭＧＥＣＵ７０は、トルク指令値Ｔｍ＊に基づいてＰＣＵ６０のインバータや昇圧コンバータをスイッチング制御する。

更に、ハイブリッド車両１の停車中（駐車中を含む）あるいはモータジェネレータＭＧからの動力により走行している間、メインＥＣＵ８０は、要求トルクＴｒ＊や要求走行パワーＰｄ＊、高電圧バッテリ４０の目標充放電電力Ｐｂ＊や許容放電電力Ｗｏｕｔ等に関連して予め定められたエンジン始動条件が成立するか否かを判定する。メインＥＣＵ８０は、エンジン始動条件が成立したと判定した場合、ハイブリッド車両１の走行状態に応じた態様の始動処理を実行してエンジン１０を始動させると共にクラッチＫ０を係合させる。エンジン１０の始動処理が完了すると共にクラッチＫ０が完全係合すると、メインＥＣＵ８０は、要求走行パワーＰｄ＊や高電圧バッテリ４０の目標充放電電力Ｐｂ＊等に基づいてエンジン１０が効率よく運転されるように当該エンジン１０の目標パワーＰｅ＊、目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する。更に、メインＥＣＵ８０は、許容充電電力Ｗｉｎおよび許容放電電力Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊等に応じたモータジェネレータＭＧへのトルク指令値Ｔｍ＊を設定する。これにより、エンジン１０を最適燃費ライン付近の動作点で作動させながら、高電圧バッテリ４０のＳＯＣに応じてモータジェネレータＭＧにより発電される電力で高電圧バッテリ４０を充電したり、高電圧バッテリ４０からの電力によりモータジェネレータＭＧを駆動してエンジン１０およびモータジェネレータＭＧの双方から車輪Ｗにトルクを出力したりすることができる。従って、ハイブリッド車両１では、エンジン１０の燃費向上を図りつつ、動力性能を良好に確保することが可能となる。

また、エンジン１０の運転中、メインＥＣＵ８０は、車速Ｖや要求トルクＴｒ＊、要求走行パワーＰｄ＊、目標充放電電力Ｐｂ＊や許容放電電力Ｗｏｕｔ等に関連して予め定められたエンジン停止条件が成立するか否かを判定する。メインＥＣＵ８０は、エンジン停止条件が成立したと判定した場合、エンジン１０の運転停止処理を実行すると共にクラッチＫ０を解放させる。これにより、ハイブリッド車両１の状態に応じてエンジン１０を間欠的に停止させて、エンジン１０の燃費向上を図ると共にハイブリッド車両１におけるエネルギ効率をより向上させることが可能となる。更に、エンジン停止条件の成立に応じてエンジン１０の運転が停止された後にエンジン始動条件が成立すると、当該エンジン１０が再度始動されることになる。

ところで、エンジン１０が間欠的に停止されるハイブリッド車両１では、エンジン停止条件の成立に応じて当該エンジン１０の運転停止処理が開始された直後に、いわゆるチェンジオブマインドによる運転者のアクセルペダルの踏み込みに応じてエンジン始動条件が成立し、エンジン１０が始動（再始動）されることがある。例えば、エンジン１０の運転停止処理の開始直後に始動条件が成立し、かつエンジン１０の回転数Ｎｅが所定回転数（例えば、４００－５００ｒｐｍ）以上である場合、始動時間を短縮化すると共にスムースに回転数Ｎｅを上昇させるべく、エンジン１０は、クラッチＫ０が解放された状態で、圧縮行程で各燃焼室１２内に筒内噴射弁２０ｄから少なくとも１回（分割噴射の場合、少なくとも最後の１回）燃料を噴射させると共に点火プラグ２１の近傍でリッチな混合気を燃焼（成層燃焼）させることにより始動させられる。また、この際、各燃焼室１２の吸入空気量は、吸気圧センサ１８ｐにより検出される吸気マニホールド１８（サージタンク）の実内圧Ｐ_IN（空気の圧力：インマニ圧）に基づいて算出される。ただし、チェンジオブマインドによるエンジン１０の始動時には、スロットルバルブ１７の閉弁により吸気マニホールド１８の実内圧Ｐ_INが低下しており、吸気マニホールド１８における吸入空気量が流動的になると共に、吸気脈動にバラツキを生じることから、吸気圧センサ１８ｐにより検出される実内圧Ｐ_INが実態に即したものにならなくなってしまう。このため、当該実内圧Ｐ_INから各燃焼室１２の吸入空気量を精度よく算出し得なくなるおそれがある。

これを踏まえて、ハイブリッド車両１では、エンジン１０の運転停止処理中にエンジン始動条件の成立に応じて始動要求がなされたときに、吸気マニホールド１８の内圧をより精度よく推定するために、メインＥＣＵ８０により図３に示すルーチンが実行される。図３のルーチンは、エンジン１０の運転停止処理中にエンジン始動条件の成立に応じて始動要求がなされてから始動処理が完了するまでの間、クランクシャフト１４が３０°（所定角度）だけ回転するたびにメインＥＣＵ８０により実行される。より詳細には、メインＥＣＵ８０は、クランク角センサ１４ａの出力値に基づいてクランクシャフト１４が３０°だけ回転するたびに３０ＣＡカウンタをインクリメントし、クランクシャフト１４が７２０°回転した時点で当該３０ＣＡカウンタを一旦リセットした上で、３０ＣＡカウンタのカウントアップを再開する。そして、メインＥＣＵ８０は、３０ＣＡカウンタがインクリメントあるいはリセットされるタイミングで図３のルーチンを実行する。

図３のルーチンの開始に際して、メインＥＣＵ８０は、クランク角センサ１４ａの出力値に基づいて算出されるクランク角θや、吸気圧センサ１８ｐにより検出される吸気マニホールド１８の実内圧Ｐ_IN、次に燃料が噴射される燃焼室１２である次回噴射気筒の番号といった吸気マニホールド１８の内圧の推定に必要な情報を取得する（ステップＳ１００）。ここで、次回噴射気筒は、基本的に、図３のルーチンが実行されるタイミングで次にピストン１３が圧縮上死点に達する燃焼室１２であり、エンジン１０の前回の運転停止時におけるクランク角θやエンジン１０における燃料噴射順序（例えば、＃１，＃２，＃３，＃４，＃５，＃６という順序）から定まるものである。すなわち、始動要求に応じて図３のルーチンの最初に実行される際には、エンジン１０の前回の運転停止時におけるクランク角θから、その時点以後に最初または２番目にピストン１３が圧縮上死点に達する燃焼室１２が次回噴射気筒として別途特定される。その後、次回噴射気筒は、時間の経過と共に燃料噴射順序（例えば、＃１，＃２，＃３，＃４，＃５，＃６という順序）従って変更されていく。

ステップＳ１００の処理の後、メインＥＣＵ８０は、ステップＳ１００にて取得したクランク角θに基づいて次回噴射気筒の圧縮上死点を基準とした現クランク角θ_BTDCすなわち次回噴射気筒の圧縮上死点の前におけるクランク角度を取得する（ステップＳ１１０）。更に、メインＥＣＵ８０は、取得した現クランク角θ_BTDCが次回噴射気筒の吸気弁閉鎖タイミング（ＩＶＣ）におけるクランク角θ_IVC以上であるか否か（当該吸気弁閉鎖タイミングよりも前であるか否か）を判定する（ステップＳ１２０）。本実施形態において、エンジン１０の再始動時における次回噴射気筒の吸気弁閉鎖タイミングのクランク角θ_IVCは、圧縮上死点の所定角度（例えば、１０°程度）前に定められた一定値である。

現クランク角θ_BTDCが次回噴射気筒の吸気弁閉鎖タイミングのクランク角θ_IVC以上であると判定した場合（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、メインＥＣＵ８０は、実内圧Ｐ_INの移動平均値Ｐ_AVEすなわち実内圧Ｐ_INの直近複数回分の平均値を算出する（ステップＳ１３０）。ステップＳ１３０において、移動平均値Ｐ_AVEは、エンジン１０の上死点間隔（６気筒エンジンの場合、１２０°）を図３のルーチンの実行周期に相当する角度（３０°）で除して得られる回数分（ここでは、直近４回分）の実内圧Ｐ_INの平均値である。なお、メインＥＣＵ８０は、エンジン１０の運転停止処理中の始動要求時のみならず、少なくともクランクシャフト１４が回転している間、クランクシャフト１４が３０°だけ回転するたびに吸気圧センサ１８ｐにより検出される実内圧Ｐ_INを取得して移動平均値Ｐ_AVEを算出する。移動平均値Ｐ_AVEの算出後、メインＥＣＵ８０は、次回の移動平均値Ｐ_AVEの算出のために、ステップＳ１００にて取得された実内圧Ｐ_IN（今回値）をＲＡＭに格納（記憶）すると共に、３サイクル前に取得された実内圧Ｐ_IN（前々前回値）をＲＡＭから消去する（ステップＳ１４０）。これにより、ステップＳ１４０の処理が実行された際、メインＥＣＵ８０のＲＡＭには、直近３回分（ｎ－１回分）の実内圧Ｐ_INが格納（記憶）されることになる。

次いで、メインＥＣＵ８０は、吸気マニホールド１８の内圧の１クランク角（１°）あたりの変化量ΔＰを算出する（ステップＳ１５０）。ステップＳ１５０において、メインＥＣＵ８０は、現在の移動平均値Ｐ_AVEからエンジン１０の上死点間隔（所定間隔）だけ前の時点で算出された移動平均値Ｐ_AVEを減じた値を当該上死点間隔で除することにより、吸気マニホールド１８の内圧の１クランク角（所定クランク角）あたりの変化量ΔＰを算出する。そして、メインＥＣＵ８０は、ステップＳ１３０にて算出した現在の移動平均値Ｐ_AVEと、現クランク角θ_BTDCと次回噴射気筒の吸気弁閉鎖タイミングにおけるクランク角θ_IVCとの差分であるクランク角幅（θ_BTDC－θ_IVC）とステップＳ１５０にて算出した変化量ΔＰとから定まる推定変動分とに基づいて吸気マニホールド１８の内圧推定値Ｐ_INestを算出し（ステップＳ１６０）、図３のルーチンを一旦終了させる。ステップＳ１６０において、メインＥＣＵ８０は、現在の移動平均値Ｐ_AVEに、差分（θ_BTDC－θ_IVC）、変化量ΔＰおよび予め適合された調整係数ｄとの積値である推定変動分（＝（θ_BTDC－θ_IVC）・ΔＰ・ｄ）を加算することにより内圧推定値Ｐ_INestを算出する。

一方、ステップＳ１２０にて現クランク角θ_BTDCが次回噴射気筒の吸気弁閉鎖タイミングのクランク角θ_IVC未満であると判定した場合（ステップＳ１２０：ＮＯ）、メインＥＣＵ８０は、次回噴射気筒すなわちステップＳ１００にて取得した番号の燃焼室１２の吸気弁１９ｉが吸気弁閉鎖タイミングで閉弁されたとみなし、当該燃焼室１２（その時点での次回噴射気筒）について、吸気マニホールド１８の内圧推定値Ｐ_INestを図３のルーチンの前回実行時における値（前回値）すなわち吸気弁閉鎖タイミングで算出された値に保持する（ステップＳ１７０）。更に、メインＥＣＵ８０は、エンジン１０における燃料噴射順序に従って次回噴射気筒の番号を変更し（ステップＳ１８０）、図３のルーチンを一旦終了させる。これにより、ステップＳ１７０およびＳ１８０の処理の実行後には、例えば１気筒＃１から２番気筒＃２といったように次回噴射気筒が燃料噴射順序から定まる次の燃焼室１２に変更されると共に、新たな次回噴射気筒となる燃焼室１２の圧縮上死点および吸気弁閉鎖タイミングを基準として吸気マニホールド１８の内圧推定値Ｐ_INestが算出されていくことになる。また、吸気弁１９ｉの閉弁に応じて次回噴射気筒ではなくなった燃焼室１２については、当該燃焼室１２が再度次回噴射気筒になるまで、内圧推定値Ｐ_INestが吸気弁閉鎖タイミングで算出された値（前回値）に保持されることになる。

以上説明したように、本開示の車両の制御装置としてのメインＥＣＵ８０は、吸気マニホールド１８の実内圧Ｐ_INの移動平均値Ｐ_AVEを算出する移動平均値算出部（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）、吸気マニホールド１８の内圧の１クランク角（所定クランク角）あたりの変化量ΔＰを算出する変化量算出部（ステップＳ１５０）、および運転停止処理中になされた始動要求に応じてエンジン１０を始動させるときに、次に燃料が噴射される次回噴射気筒の吸気弁閉鎖タイミングにおける吸気マニホールド１８の内圧推定値Ｐ_INestを算出する内圧推定部（ステップＳ１６０）として機能する。より詳細には、移動平均値算出部としてのメインＥＣＵ８０は、クランクシャフト１４が３０°（所定角度）だけ回転するたびに、実内圧Ｐ_INの直近複数回分の平均値を移動平均値Ｐ_AVEとしてを算出する。また、変化量算出部としてのメインＥＣＵ８０は、クランクシャフト１４が３０°だけ回転するたびに、現在の移動平均値Ｐ_AVEと、現在からエンジン１０の上死点間隔（所定間隔）だけ前の時点で算出された移動平均値Ｐ_AVEとの差に基づいて変化量ΔＰを算出する。更に、内圧推定部としてのメインＥＣＵ８０は、運転停止処理中になされた始動要求に応じてエンジン１０を始動させるときに、クランクシャフト１４が３０°だけ回転するたびに、現在の移動平均値Ｐ_AVEに、次回噴射気筒の圧縮上死点を基準とした現クランク角θ_BTDCから吸気弁閉鎖タイミング（ＩＶＣ）までのクランク角幅（θ_BTDC－θ_IVC）と１クランク角あたりの内圧の変化量ΔＰとから定まる推定変動分を加算して、次回噴射気筒の吸気弁閉鎖タイミングにおける吸気マニホールド１８の内圧推定値Ｐ_INestを算出する。

これにより、エンジン１０の運転停止処理中に始動要求がなされたときに、スロットルバルブ１７の閉弁により吸気マニホールド１８の実内圧Ｐ_INが低下しており、吸気マニホールド１８における吸入空気量が流動的になったり、吸気脈動にバラツキを生じたりしても、次回噴射気筒の吸入空気量を決定する吸気弁閉鎖タイミングにおける吸気マニホールド１８の内圧を適正に推定することができる。この結果、運転停止処理中になされた始動要求に応じてエンジン１０を始動させるときに、当該エンジン１０の各燃焼室１２の吸入空気量を精度よく算出することが可能となる。従って、エンジン１０の再始動に際し、精度よく算出された吸入空気量に基づいて燃料噴射量を算出することができるので、燃焼室１２における空燃比がリーンになって燃焼が悪化することによりエンジン１０がストールしてしまうのを良好に抑制することが可能となる。

また、メインＥＣＵ８０は、次回噴射気筒の吸気弁閉鎖タイミングが到来したときに、当該次回噴射気筒についての内圧推定値Ｐ_INestを吸気弁閉鎖タイミングで算出された値に保持すると共に（ステップＳ１７０）、次回噴射気筒を次の気筒に変更する（ステップＳ１８０）。これにより、吸気弁１９ｉが閉弁された燃焼室１２に対して、吸気弁１９ｉが閉弁されている間の燃料噴射制御等をより適正に実行することが可能となる。

なお、ハイブリッド車両１のエンジン１０は、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンあるいはバイオ燃料エンジン等であってもよい。また、ハイブリッド車両１は、変速機３５の出力軸３５ｏからのトルクをデファレンシャルギヤＤＦと更なる他のデファレンシャルギヤとに分配して伝達可能なトランスファを含む４輪駆動車両であってもよい。更に、変速機３５は機械式の無段変速機やデュアルクラッチトランスミッション等であってもよい。また、モータジェネレータＭＧのロータと伝達軸ＴＳとの間に、両者を連結・切離するクラッチが配置されてもよい（図１における二点鎖線参照）。更に、ハイブリッド車両１からオルタネータＡが省略されてもよい。また、メインＥＣＵ８０の機能は、例えばエンジンＥＣＵおよび変速ＥＣＵといったように複数の電子制御装置に分散されてもよい。更に、本開示の制御装置が適用される車両は、ハイブリッド車両に限られるものではなく、エンジンのみを走行用の動力発生源として含むと共に、いわゆるアイドルストップ制御が実行される車両であってもよい。

そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記実施形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

本開示の発明は、内燃機関や車両の製造産業等において利用可能である。

１ハイブリッド車両、１０エンジン、１２燃焼室（気筒）、１４クランクシャフト、１４ａクランク角センサ、１８吸気マニホールド、１８ｐ吸気圧センサ、１９ｉ吸気弁、２０ｄ筒内噴射弁、２０ｐポート噴射弁、２１点火プラグ、３０動力伝達装置、４０高電圧バッテリ、５０低電圧バッテリ、７０モータ電子制御ユニット（ＭＧＥＣＵ）、８０電子制御装置（メインＥＣＵ）、ＭＧモータジェネレータ。

Claims

それぞれ吸気弁を有する複数の気筒および吸気マニホールドを含む内燃機関を搭載した車両の制御装置であって、
前記吸気マニホールドの実内圧の移動平均値を算出する移動平均値算出部と、
現在の前記移動平均値と、現在から所定間隔だけ前の時点で算出された前記移動平均値との差に基づいて前記吸気マニホールドの内圧の所定クランク角あたりの変化量を算出する変化量算出部と、
前記内燃機関の運転停止処理中になされた始動要求に応じて前記内燃機関を始動させるときに、前記移動平均値算出部により算出される現在の前記移動平均値に、次に燃料が噴射される次回噴射気筒の圧縮上死点を基準とした現クランク角から前記次回噴射気筒の吸気弁閉鎖タイミングまでのクランク角幅と前記変化量算出部により算出された前記内圧の変化量とから定まる推定変動分を加算して、前記次回噴射気筒の前記吸気弁閉鎖タイミングにおける前記吸気マニホールドの内圧推定値を算出する内圧推定部と、
を備える車両の制御装置。
請求項１に記載の車両の制御装置において、
前記次回噴射気筒の前記吸気弁閉鎖タイミングが到来したときに、前記次回噴射気筒についての前記内圧推定値を前記吸気弁閉鎖タイミングで前記内圧推定部により算出された値に保持すると共に、前記次回噴射気筒を次の気筒に変更する車両の制御装置。