JP4501924B2

JP4501924B2 - 動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに内燃機関の始動方法

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Publication number: JP4501924B2
Application number: JP2006290279A
Authority: JP
Inventors: 郁男安藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-10-25
Filing date: 2006-10-25
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2026-10-25
Also published as: JP2008105558A

Description

本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに内燃機関の始動方法に関し、詳しくは、内燃機関からの動力を用いて駆動軸に動力を出力する動力出力装置およびこうした動力出力装置を搭載する車両並びに内燃機関と内燃機関をモータリングするモータリング手段とを備える内燃機関装置における内燃機関の始動方法に関する。

従来、この種の動力出力装置としては、内燃機関の始動時に燃料を増量補正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、始動時に燃料を増量補正することにより、内燃機関の始動時における回転数の追従制御性を向上させると共にエミッション・燃費の悪化を抑制することができる、とされている。
特開２００２−９７９８３号公報

しかしながら、上述の動力出力装置では、内燃機関を比較的大きなトルクによりモータリングして始動するときには、始動時の燃料の増量補正が不要な場合がある。始動時の燃料の増量補正は、上述のように内燃機関の始動時の回転数の追従制御性の向上を目的の一つとして行なわれるが、内燃機関を比較的大きなトルクによりモータリングして始動するときには、内燃機関の始動時の回転数は大きくなるため、回転数の追従制御性は燃料の増量補正を行なわなくても良好である場合が多い。一方、こうしたモータリングにより内燃機関を始動する場合には、燃料の増量補正により燃料過多となって失火する場合も生じる。また、燃料の増量補正を行なった場合には、増量補正を急に停止することによる運転変動を抑制するために増量補正を緩変化により減少させることが行なわれるが、上述したモータリングにより内燃機関を始動する場合には、増量補正を行なったとしても最初の１気筒や２気筒に対してだけ行なわれ、内燃機関の回転数はモータリングにより迅速に目標回転数となってしまうため、増量補正の緩変化による減少を行なうと、かえって内燃機関の回転数の制御性を低下させてしまう。

本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに内燃機関の始動方法は、モータリングを伴って内燃機関を始動する装置において、より適正に内燃機関を始動することを目的とする。

本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに内燃機関の始動方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の第１の動力出力装置は、
内燃機関を有し、該内燃機関からの動力を用いて駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記内燃機関をモータリングするモータリング手段と、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記内燃機関がモータリングされるよう前記モータリング手段を制御すると共に、前記内燃機関のモータリングを開始してから所定のタイミング以降で最初の燃料噴射時期となるときに前記回転数検出手段により検出される回転数が第１の所定回転数未満のときには燃料を大幅に増量する始動前燃料噴射と前記検出される回転数が前記第１の所定回転数より大きな第２の所定回転数に至るまでの前記始動前燃料噴射の緩変化による減少とを行なって前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記モータリング手段とを制御し、前記最初の燃料噴射時期となるときに前記回転数検出手段により検出される回転数が前記第１の所定回転数以上のときには前記始動前燃料噴射と前記始動前燃料噴射の緩変化による減少とを行なうことなく前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記モータリング手段とを制御する始動時制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第１の動力出力装置では、内燃機関の始動指示がなされたときには、内燃機関がモータリングされるようモータリング手段を制御すると共に、内燃機関のモータリングを開始してから所定のタイミング以降で最初の燃料噴射時期となるときに内燃機関の回転数が第１の所定回転数未満のときには燃料を大幅に増量する始動前燃料噴射と内燃機関の回転数が第１の所定回転数より大きな第２の所定回転数に至るまでの始動前燃料噴射の緩変化による減少とを行なって内燃機関が始動されるよう内燃機関とモータリング手段とを制御する。即ち、モータリングによっても十分な上昇速度をもって内燃機関の回転数が上昇しないようなときには始動前燃料噴射とその緩変化による減少とを行なって内燃機関を始動するのである。これにより、内燃機関を良好に始動することができる。一方、最初の燃料噴射時期となるときに内燃機関の回転数が第１の所定回転数以上のときには始動前燃料噴射と始動前燃料噴射の緩変化による減少とを行なうことなく内燃機関が始動されるよう内燃機関とモータリング手段とを制御する。即ち、モータリングによって十分な上昇速度をもって内燃機関の回転数を上昇させることができるようなときには始動前燃料噴射とその緩変化による減少とを行なうことなく内燃機関を始動するのである。これにより、始動前燃料噴射やその緩変化による減少とを行うことによる内燃機関の始動時の不都合、例えば、失火やトルク脈動などの不都合を抑制することができ、内燃機関を良好に始動することができる。これらの結果、内燃機関をより適正に始動することができる。

本発明の第２の動力出力装置は、
内燃機関を有し、該内燃機関からの動力を用いて駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記内燃機関をモータリングするモータリング手段と、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記内燃機関の冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段と、
前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記内燃機関がモータリングされるよう前記モータリング手段を制御すると共に、前記内燃機関のモータリングを開始する際に前記冷却水温度検出手段により検出された温度が所定温度未満のときには燃料を大幅に増量する始動前燃料噴射と前記検出される回転数が第１の所定回転数を超えて第２の所定回転数に至るまでの前記始動前燃料噴射の緩変化による減少とを行なって前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記モータリング手段とを制御し、前記モータリング手段によるモータリングを開始する際に前記冷却水温度検出手段により検出された温度が前記所定温度以上のときには前記始動前燃料噴射と前記始動前燃料噴射の緩変化による減少とを行なうことなく前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記モータリング手段とを制御する始動時制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第２の動力出力装置では、内燃機関の始動指示がなされたときには、内燃機関がモータリングされるようモータリング手段を制御すると共に、内燃機関のモータリングを開始する際に内燃機関の冷却水の温度が所定温度未満のときには燃料を大幅に増量する始動前燃料噴射と内燃機関の回転数が第１の所定回転数を超えて第２の所定回転数に至るまでの始動前燃料噴射の緩変化による減少とを行なって内燃機関が始動されるよう内燃機関とモータリング手段とを制御する。即ち、内燃機関の冷却水の温度が低くモータリングによっても十分な上昇速度をもって内燃機関の回転数が上昇しないようなときには始動前燃料噴射とその緩変化による減少とを行なって内燃機関を始動するのである。これにより、内燃機関を良好に始動することができる。一方、モータリング手段によるモータリングを開始する際に内燃機関の冷却水の温度が所定温度以上のときには始動前燃料噴射と始動前燃料噴射の緩変化による減少とを行なうことなく内燃機関が始動されるよう内燃機関とモータリング手段とを制御する。即ち、内燃機関の冷却水の温度が高くモータリングによって十分な上昇速度をもって内燃機関の回転数を上昇させることができるようなときには始動前燃料噴射とその緩変化による減少とを行なうことなく内燃機関を始動するのである。これにより、始動前燃料噴射やその緩変化による減少とを行うことによる内燃機関の始動時の不都合、例えば、失火やトルク脈動などの不都合を抑制することができ、内燃機関を良好に始動することができる。これらの結果、内燃機関をより適正に始動することができる。

こうした本発明の第１または第２の動力出力装置において、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機を備え、前記モータリング手段は、前記駆動軸に接続されると共に前記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、電力の入出力と前記駆動軸および前記出力軸への動力の入出力を伴って前記内燃機関の回転数を調整可能な回転数調整手段である、ものとすることもできる。この場合、前記モータリング手段は、前記駆動軸と前記出力軸と該駆動軸および該出力軸とは異なる第３の軸との３軸に接続され、該３軸のうちいずれか２軸に入出力する動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段であるものとすることもできる。また、前記モータリング手段は、前記駆動軸に接続された第１の回転子と前記出力軸に接続された第２の回転子とを有し、該二つの回転子の相対的な回転により回転する対回転子電動機であるものとすることもできる。

本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の第１または第２の動力出力装置、即ち、基本的には、内燃機関を有し、該内燃機関からの動力を用いて駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、前記内燃機関をモータリングするモータリング手段と、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記内燃機関がモータリングされるよう前記モータリング手段を制御すると共に、前記内燃機関のモータリングを開始してから所定のタイミング以降で最初の燃料噴射時期となるときに前記回転数検出手段により検出される回転数が第１の所定回転数未満のときには燃料を大幅に増量する始動前燃料噴射と前記検出される回転数が前記第１の所定回転数より大きな第２の所定回転数に至るまでの前記始動前燃料噴射の緩変化による減少とを行なって前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記モータリング手段とを制御し、前記最初の燃料噴射時期となるときに前記回転数検出手段により検出される回転数が前記第１の所定回転数以上のときには前記始動前燃料噴射と前記始動前燃料噴射の緩変化による減少とを行なうことなく前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記モータリング手段とを制御する始動時制御手段と、を備える本発明の第１の動力出力装置や、内燃機関を有し、該内燃機関からの動力を用いて駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、前記内燃機関をモータリングするモータリング手段と、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、前記内燃機関の冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段と、前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記内燃機関がモータリングされるよう前記モータリング手段を制御すると共に、前記内燃機関のモータリングを開始する際に前記冷却水温度検出手段により検出された温度が所定温度未満のときには燃料を大幅に増量する始動前燃料噴射と前記検出される回転数が第１の所定回転数を超えて第２の所定回転数に至るまでの前記始動前燃料噴射の緩変化による減少とを行なって前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記モータリング手段とを制御し、前記モータリング手段によるモータリングを開始する際に前記冷却水温度検出手段により検出された温度が前記所定温度以上のときには前記始動前燃料噴射と前記始動前燃料噴射の緩変化による減少とを行なうことなく前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記モータリング手段とを制御する始動時制御手段と、を備える本発明の第２の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる、ことを要旨とする。

この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明の第１または第２の動力出力装置を搭載するから、本発明の第１または第２の動力出力装置が奏する効果、例えば、モータリングによっても十分な上昇速度をもって内燃機関の回転数が上昇しないようなときには始動前燃料噴射とその緩変化による減少とを行なって内燃機関を始動することにより内燃機関を良好に始動することができる効果や、モータリングによって十分な上昇速度をもって内燃機関の回転数を上昇させることができるようなときには始動前燃料噴射とその緩変化による減少とを行なうことなく内燃機関を始動することにより始動前燃料噴射やその緩変化による減少とを行うことによる内燃機関の始動時の不都合（例えば、失火やトルク脈動などの不都合）を抑制して内燃機関を良好に始動することができる効果などと同様な効果を奏することができる。

本発明の第１の内燃機関の始動方法は、
内燃機関と、前記内燃機関をモータリングするモータリング手段と、を備える内燃機関装置における前記内燃機関の始動方法であって、
前記内燃機関がモータリングされるよう前記モータリング手段を制御すると共に、前記内燃機関のモータリングを開始してから所定のタイミング以降で最初の燃料噴射時期となるときに前記内燃機関の回転数が第１の所定回転数未満のときには燃料を大幅に増量する始動前燃料噴射と前記内燃機関の回転数が前記第１の所定回転数より大きな第２の所定回転数に至るまでの前記始動前燃料噴射の緩変化による減少とを行なって前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記モータリング手段とを制御し、前記最初の燃料噴射時期となるときに前記内燃機関の回転数が前記第１の所定回転数以上のときには前記始動前燃料噴射と前記始動前燃料噴射の緩変化による減少とを行なうことなく前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記モータリング手段とを制御する、
ことを特徴とする。

この本発明の第１の内燃機関の始動方法では、内燃機関がモータリングされるようモータリング手段を制御すると共に、内燃機関のモータリングを開始してから所定のタイミング以降で最初の燃料噴射時期となるときに内燃機関の回転数が第１の所定回転数未満のときには燃料を大幅に増量する始動前燃料噴射と内燃機関の回転数が第１の所定回転数より大きな第２の所定回転数に至るまでの始動前燃料噴射の緩変化による減少とを行なって内燃機関が始動されるよう内燃機関とモータリング手段とを制御する。即ち、モータリングによっても十分な上昇速度をもって内燃機関の回転数が上昇しないようなときには始動前燃料噴射とその緩変化による減少とを行なって内燃機関を始動するのである。これにより、内燃機関を良好に始動することができる。一方、最初の燃料噴射時期となるときに内燃機関の回転数が第１の所定回転数以上のときには始動前燃料噴射と始動前燃料噴射の緩変化による減少とを行なうことなく内燃機関が始動されるよう内燃機関とモータリング手段とを制御する。即ち、モータリングによって十分な上昇速度をもって内燃機関の回転数を上昇させることができるようなときには始動前燃料噴射とその緩変化による減少とを行なうことなく内燃機関を始動するのである。これにより、始動前燃料噴射やその緩変化による減少とを行うことによる内燃機関の始動時の不都合、例えば、失火やトルク脈動などの不都合を抑制することができ、内燃機関を良好に始動することができる。これらの結果、内燃機関をより適正に始動することができる。

本発明の第２の内燃機関の始動方法は、
内燃機関と、前記内燃機関をモータリングするモータリング手段と、を備える内燃機関装置における前記内燃機関の始動方法であって、
前記内燃機関がモータリングされるよう前記モータリング手段を制御すると共に、前記内燃機関のモータリングを開始する際に前記内燃機関の冷却水の温度が所定温度未満のときには燃料を大幅に増量する始動前燃料噴射と前記内燃機関の回転数が第１の所定回転数を超えて第２の所定回転数に至るまでの前記始動前燃料噴射の緩変化による減少とを行なって前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記モータリング手段とを制御し、前記モータリング手段によるモータリングを開始する際に前記内燃機関の冷却水の温度が前記所定温度以上のときには前記始動前燃料噴射と前記始動前燃料噴射の緩変化による減少とを行なうことなく前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記モータリング手段とを制御する、
ことを特徴とする。

この本発明の第２の内燃機関の始動方法では、内燃機関がモータリングされるようモータリング手段を制御すると共に、内燃機関のモータリングを開始する際に内燃機関の冷却水の温度が所定温度未満のときには燃料を大幅に増量する始動前燃料噴射と内燃機関の回転数が第１の所定回転数を超えて第２の所定回転数に至るまでの始動前燃料噴射の緩変化による減少とを行なって内燃機関が始動されるよう内燃機関とモータリング手段とを制御する。即ち、内燃機関の冷却水の温度が低くモータリングによっても十分な上昇速度をもって内燃機関の回転数が上昇しないようなときには始動前燃料噴射とその緩変化による減少とを行なって内燃機関を始動するのである。これにより、内燃機関を良好に始動することができる。一方、モータリング手段によるモータリングを開始する際に内燃機関の冷却水の温度が所定温度以上のときには始動前燃料噴射と始動前燃料噴射の緩変化による減少とを行なうことなく内燃機関が始動されるよう内燃機関とモータリング手段とを制御する。即ち、内燃機関の冷却水の温度が高くモータリングによって十分な上昇速度をもって内燃機関の回転数を上昇させることができるようなときには始動前燃料噴射とその緩変化による減少とを行なうことなく内燃機関を始動するのである。これにより、始動前燃料噴射やその緩変化による減少とを行うことによる内燃機関の始動時の不都合、例えば、失火やトルク脈動などの不都合を抑制することができ、内燃機関を良好に始動することができる。これらの結果、内燃機関をより適正に始動することができる。

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動力出力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。

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エンジン２２の回転数Ｎｅも計算している。

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。

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。なお、バッテリＥＣＵ５２では、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）も演算している。

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。

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を始動する際の燃料噴射についての動作について説明する。エンジン２２は、アクセルペダル８３の踏み込み量としてのアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて計算される車両要求パワーＰ＊が所定の始動値Ｐｓｔａｒｔ以上に至ったときや車両の図示しない空調装置による暖房要求による始動要求がなされたときに始動され、暖房要求による始動要求がない状態で車両要求パワーＰ＊が所定の停止値Ｐｓｔｏｐ未満に至ったときにその運転が停止される。エンジン２２の始動は、モータＭＧ１からエンジン２２をモータリングするモータリングトルクを出力すると共にその反力をモータＭＧ２からのトルク出力やパーキングロックにより受け止めることなどによりエンジン２２をモータリングし、このモータリングを開始してから所定時間が経過したときに燃料噴射弁１２６からの燃料噴射と点火プラグ１３０での点火を開始することによって行なわれる。図３は、燃料噴射と点火とが開始された以降にエンジンＥＣＵ２４により繰り返し実行される燃料噴射処理の一例を示すフローチャートである。この燃料噴射処理は、エンジン２２の各気筒の燃料噴射タイミングの直前に実行される。なお、エンジン２２のモータリングは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０によりモータリングトルクをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊として設定し、これを通信によりモータＥＣＵ４０に送信し、モータリングトルクが設定されたトルク指令Ｔｍ１＊を受信したモータＥＣＵ４０がモータＭＧ１からトルク指令Ｔｍ１＊のトルクが出力されるようインバータ４１のスイッチング素子をスイッチング制御することにより、行なわれる。

燃料噴射処理では、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、エンジン２２の回転数Ｎｅとエンジン２２をモータリングしてからの経過時間ｔを入力し（ステップＳ１００）、入力した回転数Ｎｅを閾値Ｎｒｅｆ１と比較する（ステップＳ１１０）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅについては、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計算したものを入力するものとした。閾値Ｎｒｅｆ１は、エンジン２２の良好な始動性を確保するために空燃比が理論空燃比より大幅に小さく（燃料の比率が大幅に大きく）なるよう燃料の大幅な増量を行なった燃料噴射量（始動前噴射量Ｔｓｔ）を燃料噴射弁１２６から噴射するか否かを判定するための閾値であり、エンジン２２の回転数Ｎｅとしては比較的小さい回転数（例えば、４００ｒｐｍなど）を用いることができる。

エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１未満のときには、大幅な増量を行なった燃料噴射量（始動前噴射量Ｔｓｔ）を燃料噴射弁１２６から噴射する必要があると判断し、始動前噴射フラグＦに値１を設定すると共に（ステップＳ１２０）、燃料噴射量Ｔに始動前燃料噴射量Ｔｓｔを設定し（ステップＳ１３０）、設定した燃料噴射量Ｔに相当する燃料噴射時間だけ燃料噴射弁１２６を開弁して（ステップＳ２００）、本処理を終了する。

一方、ステップＳ１１０でエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１以上と判定されると、エンジン２２のモータリングを開始してからの経過時間ｔに応じて始動時における燃料噴射量である始動時噴射量Ｔ０を設定する（ステップＳ１４０）。ここで、始動時噴射量Ｔ０は、始動直後のエンジン２２でより確実に爆発燃焼を生じさせるために空燃比が理論空燃比より小さく（燃料の比率が大きく）なる燃料噴射量として設定されたものであり、エンジン２２のモータリングを開始してからの経過時間ｔに応じて徐々に小さくなるよう設定されている。したがって、始動時噴射量Ｔ０は、始動前噴射量Ｔｓｔより随分小さな燃料噴射量となる。

続いて、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ２未満であるか否かを判定すると共に（ステップＳ１５０）、始動前噴射フラグＦが値１であるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。ここで、閾値Ｎｒｅｆ２は、始動前噴射量Ｔｓｔの燃料噴射を行なったときに、エンジン２２の回転数Ｎｅを滑らか変化させるために燃料噴射量を始動前噴射量Ｔｓｔから緩変化をもって始動時噴射量Ｔ０に移行させる回転数の上限として設定されるものであり、閾値Ｎｒｅｆ１より大きな回転数（例えば、６００ｒｐｍなど）である。エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ２未満であり、且つ、始動前噴射フラグＦが値１であるときには、始動前噴射量Ｔｓｔの燃料噴射が行なわれ、緩変化をもって燃料噴射量を始動前噴射量Ｔｓｔから始動時噴射量Ｔ０に移行させる必要があると判断し、エンジン２２の回転数Ｎｅを用いて次式（１）により補正量Ｔａを設定し（ステップＳ１７０）、始動時噴射量Ｔ０と補正量Ｔａとの和として燃料噴射量Ｔを設定し（ステップＳ１９０）、設定した燃料噴射量Ｔに相当する燃料噴射時間だけ燃料噴射弁１２６を開弁して（ステップＳ２００）、本処理を終了する。

Ta=(Tst-T0)・(Nref2-Ne)/(Nref2-Nref1) (1)

ステップＳ１５０でエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ２以上と判定されたときや、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ２未満であると判定されても始動前噴射フラグＦが値０のときには、緩変化をもって燃料噴射量を始動前噴射量Ｔｓｔから始動時噴射量Ｔ０に移行させる回転数範囲を超えているか、始動前噴射量Ｔｓｔの燃料噴射を行なっていないために緩変化をもって燃料噴射量を始動前噴射量Ｔｓｔから始動時噴射量Ｔ０に移行させる必要がないと判断し、補正量Ｔａに値０を設定し（ステップＳ１８０）、始動時噴射量Ｔ０と補正量Ｔａ（値０）との和として燃料噴射量Ｔを設定し（ステップＳ１９０）、設定した燃料噴射量Ｔに相当する燃料噴射時間だけ燃料噴射弁１２６を開弁して（ステップＳ２００）、本処理を終了する。

いま、冷間時にエンジン２２を始動するためにモータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングを開始し、燃料噴射と点火とを開始した直後の燃料噴射のタイミングでエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１未満となるときを考える。冷間時には、エンジン２２の潤滑オイルや動力分配統合機構３０の潤滑オイルは粘性が高いため、エンジン２２の回転数Ｎｅの上昇速度が小さくなるために、こうした現象となる場合が生じる。この場合、ステップＳ１１０でエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１未満と判定されるため、燃料の比率が大幅に大きな始動前噴射量Ｔｓｔが燃料噴射量Ｔに設定されて燃料噴射される。その後も、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１未満である間は各気筒に始動前噴射量Ｔｓｔが燃料噴射量Ｔに設定されて燃料噴射される。これにより、エンジン２２は良好に始動する。モータＭＧ１のモータリングによりエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１以上となると、回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ２に至るまでは、モータリング開始からの経過時間ｔに基づく始動時噴射量Ｔ０と上述した式（１）により計算される補正量Ｔａとの和として燃料噴射量Ｔが設定されて燃料噴射される。このため、燃料噴射量が急変しないから、エンジン２２の回転数Ｎｅの変化を滑らかに行なうことができる。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ２以上となると、モータリング開始からの経過時間ｔに基づく始動時噴射量Ｔ０と値０の補正量Ｔａとの和として燃料噴射量Ｔが設定されて燃料噴射される。図４にエンジン２２の回転数Ｎｅと燃料噴射量との関係を模式的に示す。

次に、エンジン２２を始動するためにモータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングを開始し、燃料噴射と点火とを開始した直後の燃料噴射のタイミングでエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１以上となるときを考える。冷間時ではないとき（即ち、常温時など）には、エンジン２２の潤滑オイルや動力分配統合機構３０の潤滑オイルは粘性が低いため、エンジン２２の回転数Ｎｅの上昇速度が大きくなるために、こうした現象となる場合が生じる。この場合、ステップＳ１１０でエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１以上と判定されるから、始動前噴射量Ｔｓｔの燃料噴射は行なわれることなく、モータリング開始からの経過時間ｔに基づいて始動時噴射量Ｔ０が計算され、始動前噴射フラグＦが値０であるために値０の補正量Ｔａが設定され、計算された始動時噴射量Ｔ０が燃料噴射量Ｔが設定されて燃料噴射される。即ち、燃料噴射と点火を開始した最初の燃料噴射から、始動前噴射量Ｔｓｔの燃料噴射やその緩変化による減少を行なうことなく、始動時噴射量Ｔ０が燃料噴射されることになる。これにより、過剰な燃料噴射に伴ったエンジン２２の始動による不都合、例えばエンジン２２の失火やトルク脈動などの不都合を抑制することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、冷間始動時などの燃料噴射と点火とを開始した直後の燃料噴射のタイミングでエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１未満となるときには、燃料の比率が大幅に大きな始動前噴射量Ｔｓｔの燃料噴射とその緩変化による減少とを伴ってエンジン２２を始動するから、エンジン２２の回転数Ｎｅの回転数を滑らかに上昇させることができる。即ち、冷間時でもエンジン２２を良好に始動することができる。また、冷間ではない始動時などの燃料噴射と点火とを開始した直後の燃料噴射のタイミングでエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１以上となるときには、始動前噴射量Ｔｓｔの燃料噴射やその緩変化による減少を行なうことなく、モータリング開始からの経過時間ｔに基づく始動時噴射量Ｔ０の燃料噴射を行なってエンジン２２を始動するから、過剰な燃料噴射に伴ったエンジン２２の始動による不都合、例えばエンジン２２の失火やトルク脈動などの不都合を抑制することができる。これらにより、エンジン２２をより適正に始動することができる。

次に、本発明の第２実施例の動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０Ｂについて説明する。第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂは、図１および図２を用いて説明した第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一のハード構成をしている。したがって、重複した説明を回避するために、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂのハード構成には、第１実施例のハイブリッド自動車２０のハード構成と同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでもエンジン２２は、アクセルペダル８３の踏み込み量としてのアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて計算される車両要求パワーＰ＊が所定の始動値Ｐｓｔａｒｔ以上に至ったときや車両の図示しない空調装置による暖房要求による始動要求がなされたときに始動され、暖房要求による始動要求がない状態で車両要求パワーＰ＊が所定の停止値Ｐｓｔｏｐ未満に至ったときにその運転が停止される。エンジン２２の始動は、モータＭＧ１からエンジン２２をモータリングするモータリングトルクを出力すると共にその反力をモータＭＧ２からのトルク出力やパーキングロックにより受け止めることなどによりエンジン２２をモータリングし、このモータリングを開始してから所定時間が経過したときに燃料噴射弁１２６からの燃料噴射と点火プラグ１３０での点火を開始することによって行なわれる。第２実施例のハイブリッド自動車２０では、図３の燃料噴射処理に代えて図５に例示する燃料噴射処理がエンジンＥＣＵ２４により実行される。なお、この図５の燃料噴射処理もエンジン２２の各気筒の燃料噴射タイミングの直前に実行される。

第２実施例の燃料噴射処理では、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、エンジン２２の回転数Ｎｅとエンジン２２をモータリングしてからの経過時間ｔとエンジン２２のモータリングを開始したときに水温センサ１４２により検出されるエンジン２２の冷却水の温度Ｔｗとを入力し（ステップＳ３００）、入力した温度Ｔｗを閾値Ｔｗｒｅｆと比較する（ステップＳ３１０）。ここで、閾値Ｔｗｒｅｆは、エンジン２２の良好な始動性を確保するために空燃比が理論空燃比より大幅に小さく（燃料の比率が大幅に大きく）なるよう燃料の大幅な増量を行なった燃料噴射量（始動前噴射量Ｔｓｔ）を燃料噴射弁１２６から噴射するか否かを判定するものであり、比較的低い温度（例えば、−１５℃や−２０℃など）を用いることができる。

冷却水の温度Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ未満のときには、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１未満であるか否かを判定し（ステップＳ３２０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１未満のときには、大幅な増量を行なった燃料噴射量（始動前噴射量Ｔｓｔ）を燃料噴射弁１２６から噴射する必要があると判断し、燃料噴射量Ｔに始動前燃料噴射量Ｔｓｔを設定し（ステップＳ３３０）、設定した燃料噴射量Ｔに相当する燃料噴射時間だけ燃料噴射弁１２６を開弁して（ステップＳ４００）、本処理を終了する。閾値Ｎｒｅｆ１については、第１実施例と同様に、エンジン２２の良好な始動性を確保するために空燃比が理論空燃比より大幅に小さく（燃料の比率が大幅に大きく）なるよう燃料の大幅な増量を行なった燃料噴射量（始動前噴射量Ｔｓｔ）を燃料噴射弁１２６から噴射するか否かを判定するための閾値であり、エンジン２２の回転数Ｎｅとしては比較的小さい回転数（例えば、４００ｒｐｍなど）を用いることができる。

一方、ステップＳ３２０でエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１以上と判定されると、エンジン２２のモータリングを開始してからの経過時間ｔに応じて始動時における燃料噴射量である始動時噴射量Ｔ０を設定すると共に（ステップＳ３４０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ３５０）。ここで、始動時噴射量Ｔ０および閾値Ｎｒｅｆ２も、第１実施例と同様に、始動直後のエンジン２２でより確実に爆発燃焼を生じさせるために空燃比が理論空燃比より小さく（燃料の比率が大きく）なる燃料噴射量として設定されたもの及び始動前噴射量Ｔｓｔの燃料噴射を行なったときにエンジン２２の回転数Ｎｅを滑らか変化させるために燃料噴射量を始動前噴射量Ｔｓｔから緩変化をもって始動時噴射量Ｔ０に移行させる回転数の上限として設定されるものである。エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ２未満と判定されたときには、緩変化をもって燃料噴射量を始動前噴射量Ｔｓｔから始動時噴射量Ｔ０に移行させる必要があると判断し、エンジン２２の回転数Ｎｅを用いて上述した式（１）により補正量Ｔａを設定すると共に（ステップＳ３６０）、始動時噴射量Ｔ０と補正量Ｔａとの和として燃料噴射量Ｔを設定し（ステップＳ３７０）、設定した燃料噴射量Ｔに相当する燃料噴射時間だけ燃料噴射弁１２６を開弁して（ステップＳ４００）、本処理を終了する。

ステップＳ３５０でエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ２以上と判定されたときには、緩変化をもって燃料噴射量を始動前噴射量Ｔｓｔから始動時噴射量Ｔ０に移行させる回転数範囲を超えていると判断し、始動時噴射量Ｔ０を燃料噴射量Ｔとして設定し（ステップＳ３９０）、設定した燃料噴射量Ｔに相当する燃料噴射時間だけ燃料噴射弁１２６を開弁して（ステップＳ４００）、本処理を終了する。

ステップＳ３１０で冷却水の温度Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上と判定されたときには、始動前噴射量Ｔｓｔの燃料噴射やその緩変化による減少を行なう必要はないと判断し、エンジン２２のモータリングを開始してからの経過時間ｔに応じて始動時における燃料噴射量である始動時噴射量Ｔ０を設定し（ステップＳ３８０）、始動時噴射量Ｔ０を燃料噴射量Ｔとして設定し（ステップＳ３９０）、設定した燃料噴射量Ｔに相当する燃料噴射時間だけ燃料噴射弁１２６を開弁して（ステップＳ４００）、本処理を終了する。

いま、エンジン２２を始動するためにモータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングを開始したときのエンジン２２の冷却水の温度Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ未満であるときを考える。この場合、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１未満と判定されたときにはエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１未満である間は、燃料の比率が大幅に大きな始動前噴射量Ｔｓｔが燃料噴射量Ｔに設定されて燃料噴射される。これにより、エンジン２２は良好に始動する。そして、モータＭＧ１のモータリングによりエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１以上となると、回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ２に至るまでは、モータリング開始からの経過時間ｔに基づく始動時噴射量Ｔ０と上述した式（１）により計算される補正量Ｔａとの和として燃料噴射量Ｔが設定されて燃料噴射される。このため、燃料噴射量が急変しないから、エンジン２２の回転数Ｎｅの変化を滑らかに行なうことができる。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ２以上となると、モータリング開始からの経過時間ｔに基づく始動時噴射量Ｔ０が燃料噴射量Ｔに設定されて燃料噴射される。

次に、エンジン２２を始動するためにモータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングを開始したときのエンジン２２の冷却水の温度Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上であるときを考える。この場合、始動前噴射量Ｔｓｔの燃料噴射やその緩変化による減少を行なうなく、モータリング開始からの経過時間ｔに基づいて始動時噴射量Ｔ０が計算され、計算した始動時噴射量Ｔ０を燃料噴射量Ｔとして設定して燃料噴射する。これにより、過剰な燃料噴射に伴ったエンジン２２の始動による不都合、例えばエンジン２２の失火やトルク脈動などの不都合を抑制することができる。

以上説明した第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂによれば、エンジン２２を始動するためにエンジン２２のモータリングを開始したときのエンジン２２の冷却水の温度Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ未満であるときには、燃料の比率が大幅に大きな始動前噴射量Ｔｓｔの燃料噴射とその緩変化による減少とを伴ってエンジン２２を始動するから、エンジン２２の回転数Ｎｅの回転数を滑らかに上昇させることができる。即ち、冷間時でもエンジン２２を良好に始動することができる。また、エンジン２２を始動するためにエンジン２２のモータリングを開始したときのエンジン２２の冷却水の温度Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上であるときには、始動前噴射量Ｔｓｔの燃料噴射やその緩変化による減少を行なうことなく、モータリング開始からの経過時間ｔに基づく始動時噴射量Ｔ０の燃料噴射を行なってエンジン２２を始動するから、過剰な燃料噴射に伴ったエンジン２２の始動による不都合、例えばエンジン２２の失火やトルク脈動などの不都合を抑制することができる。これらにより、エンジン２２をより適正に始動することができる。

第１実施例や第２実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂ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６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６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。

第１実施例や第２実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂ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７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。

第１実施例や第２実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂでは、エンジン２２のクランクシャフト２６を動力分配統合機構３０のキャリア３４に接続すると共に動力分配統合機構３０のサンギヤ３１にモータＭＧ１を接続し、動力分配統合機構３０のリングギヤ３２をリングギヤ軸３２ａを介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続し、更に、リングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介してモータＭＧ２を接続するものとしたが、エンジンとエンジンをモータリングするモータなどを有しエンジンからの動力を用いて駆動軸に動力を出力することができるものであれば、如何なる構成としても構わない。

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。第１実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、エンジン２２をモータリングするモータＭＧ１が「モータリング手段」に相当し、クランクポジションセンサ１４０とこの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エンジン２２の回転数を演算するエンジンＥＣＵ２４とが「回転数検出手段」に相当し、モータＭＧ１によりエンジン２２がモータリングされるようモータＭＧ１を制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０およびモータＥＣＵ４０と、燃料噴射と点火とを開始した直後の燃料噴射のタイミングでエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１未満となるときには、燃料の比率が大幅に大きな始動前噴射量Ｔｓｔの燃料噴射とその緩変化による減少とを伴ってエンジン２２を始動し、燃料噴射と点火とを開始した直後の燃料噴射のタイミングでエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１以上となるときには、始動前噴射量Ｔｓｔの燃料噴射やその緩変化による減少を行なうことなく、モータリング開始からの経過時間ｔに基づく始動時噴射量Ｔ０の燃料噴射を行なってエンジン２２を始動する図３の燃料噴射処理を実行するエンジンＥＣＵ２４とが「始動時制御手段」に相当する。第１実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、エンジン２２をモータリングするモータＭＧ１が「モータリング手段」に相当し、クランクポジションセンサ１４０とこの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エンジン２２の回転数を演算するエンジンＥＣＵ２４とが「回転数検出手段」に相当し、水温センサ１４２が「冷却水温度検出手段」に相当し、モータＭＧ１によりエンジン２２がモータリングされるようモータＭＧ１を制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０およびモータＥＣＵ４０と、エンジン２２のモータリングを開始したときのエンジン２２の冷却水の温度Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ未満であるときには燃料の比率が大幅に大きな始動前噴射量Ｔｓｔの燃料噴射とその緩変化による減少とを伴ってエンジン２２を始動し、エンジン２２のモータリングを開始したときのエンジン２２の冷却水の温度Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上であるときには、始動前噴射量Ｔｓｔの燃料噴射やその緩変化による減少を行なうことなく、モータリング開始からの経過時間ｔに基づく始動時噴射量Ｔ０の燃料噴射を行なってエンジン２２を始動する図５の燃料噴射処理を実行するエンジンＥＣＵ２４とが「始動時制御手段」に相当する。また、第１実施例および第２実施例では、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とが「回転数調整手段」に相当する。また、第１実施例および第２実施例では、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当する。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。

実施例では、本発明を動力出力装置およびこれを搭載する車両としての形態を本発明を実施するための最良の形態として説明したが、内燃機関とこの内燃機関をモータリングするモータリング手段とを備える内燃機関装置における内燃機関の始動方法の形態としてもよい。

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、動力出力装置およびこれを搭載する車両の製造産業などに利用可能である。

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。エンジンＥＣＵ２４により実行される燃料噴射処理の一例を示すフローチャートである。エンジン２２の回転数Ｎｅと燃料噴射量との関係を模式的に示す説明図である。第２実施例のエンジンＥＣＵ２４により実行される燃料噴射処理の一例を示すフローチャートである。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。

符号の説明

２０，２０Ｂ，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）、２４ａＣＰＵ、２４ｂＲＯＭ、２４ｃＲＡＭ、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、７２ＣＰＵ、７４ＲＯＭ、７６ＲＡＭ、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、１３５ａ空燃比センサ、１３５ｂ酸素センサ、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、ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

内燃機関を有し、該内燃機関からの動力を用いて駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記内燃機関をモータリングするモータリング手段と、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記内燃機関がモータリングされるよう前記モータリング手段を制御すると共に、前記内燃機関のモータリングを開始してから所定のタイミング以降で最初の燃料噴射時期となるときに前記回転数検出手段により検出される回転数が第１の所定回転数以上のときには始動時の燃料噴射として予め設定された始動時燃料噴射を行なって前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記モータリング手段とを制御し、前記最初の燃料噴射時期となるときに前記回転数検出手段により検出される回転数が前記第１の所定回転数未満のときには前記始動時燃料噴射より燃料を大幅に増量した始動前燃料噴射と前記検出される回転数が前記第１の所定回転数より大きな第２の所定回転数に至るまでに前記始動時燃料噴射に至る前記始動前燃料噴射の緩変化による減少とを行なって前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記モータリング手段とを制御する始動時制御手段と、
を備える動力出力装置。
内燃機関を有し、該内燃機関からの動力を用いて駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記内燃機関をモータリングするモータリング手段と、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記内燃機関の冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段と、
前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記内燃機関がモータリングされるよう前記モータリング手段を制御すると共に、前記内燃機関のモータリングを開始する際に前記冷却水温度検出手段により検出された温度が所定温度以上のときには始動時の燃料噴射として予め設定された始動時燃料噴射を行なって前記内燃機関が始動される前記内燃機関と前記モータリング手段とを制御し、前記モータリング手段によるモータリングを開始する際に前記冷却水温度検出手段により検出された温度が前記所定温度未満のときには前記検出される回転数が第１の所定回転数未満である間における前記始動時燃料噴射より燃料を大幅に増量する始動前燃料噴射と前記検出される回転数が前記第１の所定回転数から該第１の所定回転数より大きい第２の所定回転数に至るまでに前記始動時燃料噴射に至る前記始動前燃料噴射の緩変化による減少とを行なって前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記モータリング手段とを制御する始動時制御手段と、
を備える動力出力装置。
請求項１または２記載の動力出力装置であって、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機を備え、
前記モータリング手段は、前記駆動軸に接続されると共に前記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、電力の入出力と前記駆動軸および前記出力軸への動力の入出力を伴って前記内燃機関の回転数を調整可能な回転数調整手段である、
動力出力装置。
前記モータリング手段は、前記駆動軸と前記出力軸と該駆動軸および該出力軸とは異なる第３の軸との３軸に接続され、該３軸のうちいずれか２軸に入出力する動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段である請求項３記載の動力出力装置。
前記モータリング手段は、前記駆動軸に接続された第１の回転子と前記出力軸に接続された第２の回転子とを有し、該二つの回転子の相対的な回転により回転する対回転子電動機である請求項３記載の動力出力装置。
請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる車両。
内燃機関と、前記内燃機関をモータリングするモータリング手段と、を備える内燃機関装置における前記内燃機関の始動方法であって、
前記内燃機関がモータリングされるよう前記モータリング手段を制御すると共に、前記内燃機関のモータリングを開始してから所定のタイミング以降で最初の燃料噴射時期となるときに前記内燃機関の回転数が第１の所定回転数以上のときには始動時の燃料噴射として予め設定された始動時燃料噴射を行なって前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記モータリング手段とを制御し、前記最初の燃料噴射時期となるときに前記内燃機関の回転数が前記第１の所定回転数未満のときには前記始動時燃料噴射より燃料を大幅に増量した始動前燃料噴射と前記検出される回転数が前記第１の所定回転数より大きな第２の所定回転数に至るまでに前記始動時燃料噴射に至る前記始動前燃料噴射の緩変化による減少とを行なって前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記モータリング手段とを制御する、
ことを特徴とする内燃機関の始動方法。
内燃機関と、前記内燃機関をモータリングするモータリング手段と、を備える内燃機関装置における前記内燃機関の始動方法であって、
前記内燃機関がモータリングされるよう前記モータリング手段を制御すると共に、前記内燃機関のモータリングを開始する際に前記内燃機関の冷却水の温度が所定温度以上のときには始動時の燃料噴射として予め設定された始動時燃料噴射を行なって前記内燃機関が始動される前記内燃機関と前記モータリング手段とを制御し、前記モータリング手段によるモータリングを開始する際に前記内燃機関の冷却水の温度が前記所定温度未満のときには前記内燃機関の回転数が第１の所定回転数未満である間における前記始動時燃料噴射より燃料を大幅に増量する始動前燃料噴射と前記内燃機関の回転数が前記第１の所定回転数から該第１の所定回転数より大きい第２の所定回転数に至るまでに前記始動時燃料噴射に至る前記始動前燃料噴射の緩変化による減少とを行なって前記内燃機
関が始動されるよう前記内燃機関と前記モータリング手段とを制御する、
ことを特徴とする内燃機関の始動方法。