JP7073870B2 - 始動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のハイブリッドシステムに適用される始動制御装置に関する。

特許文献１におけるハイブリッドシステムの始動制御装置は、エンジンの停止時におけるクランク角を検出する。また、始動制御装置においては、エンジンを再始動するのに要する始動トルクが所定値以下となるクランク角の範囲として所定の角度範囲が定められている。そして、始動制御装置は、エンジンを再始動させる際にエンジン停止時のクランク角が所定の角度範囲から外れている場合には、先ず、モータジェネレータによりクランクシャフトを逆回転させて、クランク角を所定の角度範囲内にする。その後、始動制御装置は、モータジェネレータによりクランクシャフトを正回転させるとともに燃料噴射を開始してエンジンを再始動させる。

特開２０１３－２５２７２５号公報

特許文献１の始動制御装置においては、エンジン停止時のクランク角が所定の角度範囲から外れている場合には、クランクシャフトを逆回転させる動作がある分、エンジンの再始動に要する時間が長くなる。そのため、エンジン再始動の応答性が悪くなり、車両の運転者に違和感を与えるおそれがある。

上記課題を解決するため、本発明は、車両の駆動源としてエンジンと当該エンジンに駆動連結されたモータジェネレータとを備えているハイブリッドシステムに適用される始動制御装置であって、予め定められた規定条件を満たしたときに前記エンジンにおける燃料噴射を停止させることで前記エンジンを自動停止させるとともに前記エンジンへの吸気量を制限する駆動制御部と、前記エンジンが自動停止してクランクシャフトが停止したときのクランク角を、停止角として検出する停止角検出部とを備え、前記駆動制御部は、前記停止角が、前記エンジンを前記モータジェネレータでクランキングして再始動できる前記クランク角の停止角の範囲を外れている場合には、前記エンジンの自動停止が開始されてから前記エンジンの気筒内が大気圧に対して負圧になっている期間として定められた筒内負圧期間が経過するまでに、前記モータジェネレータによって前記エンジンをクランキングさせる又は前記エンジンにおける燃料噴射を再開して前記エンジンを再始動させる。

また、上記課題を解決するため、本発明は、車両の駆動源としてエンジンと当該エンジンに駆動連結されたモータジェネレータとを備えているハイブリッドシステムに適用される始動制御装置であって、予め定められた規定条件を満たしたときに前記エンジンにおける燃料噴射を停止させることで前記エンジンを自動停止させるとともに前記エンジンへの吸気量を制限する駆動制御部と、前記エンジンを前記モータジェネレータでクランキングして再始動できるクランクシャフトにおけるクランク角の停止角の範囲を、許容クランク角範囲として算出する許容角算出部とを備え、前記駆動制御部は、前記許容クランク角範囲が予め定められた規定範囲よりも小さい場合には、前記エンジンの自動停止が開始されてから前記エンジンの気筒内が大気圧に対して負圧になっている期間として定められた筒内負圧期間が経過するまでに、前記モータジェネレータによって前記エンジンをクランキングさせる又は前記エンジンにおける燃料噴射を再開して前記エンジンを再始動させる。

上記各発明の構成によれば、エンジンをモータジェネレータで再始動できないおそれがある場合には、エンジンの自動停止が開始されてから筒内負圧期間が経過するまでにエンジンがクランキング又は再始動される。したがって、モータジェネレータによってエンジンをクランキングできない停止角でクランクシャフトが停止してしまうことが抑制され、エンジンの再始動に際してクランクシャフトの位置を調整するために時間を要することも抑制される。

なお、筒内負圧期間においてはエンジンの気筒内の圧力が大気圧に対して負圧になっているため、その負圧を利用してクランクシャフトを回転させることができる。したがって、この筒内負圧期間内であれば、クランクシャフトの停止角が、モータジェネレータによってエンジンをクランキングできる範囲を外れていても、モータジェネレータでエンジンのクランキングを開始できる。

上記発明において、前記モータジェネレータの出力可能トルクを算出するトルク算出部を備え、前記許容角算出部は、前記出力可能トルク及び前記エンジンを自動停止しているときの単位時間あたりのエンジンの機関回転数の変化量に基いて、前記許容クランク角範囲を算出してもよい。

上記構成において、エンジンを自動停止しているときの単位時間あたりのエンジンの機関回転数の変化量は、例えばピストン及び気筒間の摩擦など、クランクシャフトを回転させるのに必要なトルクを反映したものである。このような機関回転数の変化量に基づくことで、より正確な許容クランク角範囲の算出が可能となる。

上記発明において、前記モータジェネレータの出力可能トルクを算出するトルク算出部と、前記エンジンが所定の駆動状態であるときの燃料噴射量に基づいて前記エンジンを再始動するのに要する始動トルクを算出する始動トルク算出部とを備え、前記駆動制御部は、前記出力可能トルクから前記始動トルクのうちの最小のトルクを減算した値が予め定められた閾値よりも小さい場合には、前記規定条件に拘らず、前記エンジンの自動停止を禁止してもよい。

上記構成によれば、例えば、エンジンの各部品間の摩擦が大きくてモータジェネレータによって停止しているエンジンをクランキングできない可能性がある場合には、エンジンの自動停止が禁止される。したがって、エンジンの再始動に過度なトルクが必要な状態でエンジンが自動停止されることはない。

上記発明において、前記駆動制御部は、前記筒内負圧期間が経過するまでに前記モータジェネレータによって前記エンジンをクランキングさせてから、前記エンジンの気筒内の気圧が大気圧に対して再び負圧になる期間として予め定められている規定期間が経過した場合には、前記モータジェネレータによる前記エンジンのクランキングを停止することにより、前記エンジンを自動停止させてもよい。

上記構成によれば、筒内負圧期間が経過するまでにモータジェネレータによってエンジンのクランキングを開始してから規定期間が経過した後は、当該クランキングが停止される。そのため、モータジェネレータがエンジンのクランキングを継続するために、バッテリの充電容量が過度に低下することは抑制できる。また、エンジンのクランキングを停止したときには、エンジンの気筒内において負圧が再生成されている。したがって、その後、エンジンが停止したときのクランクシャフトの停止角によっては、当該気筒の筒内負圧期間が経過するまでに再びエンジンをモータジェネレータによってクランキングさせることもできる。

上記発明において、前記駆動制御部は、前記筒内負圧期間が経過するまでに前記モータジェネレータによって前記エンジンをクランキングさせた後、前記モータジェネレータに電力を供給するバッテリの充電容量が一定容量を下回った場合には、前記エンジンにおける燃料噴射を再開して前記エンジンを再始動させてもよい。

上記構成によれば、モータジェネレータによってエンジンをクランキングさせる状況が過度に長期間継続した場合には、エンジンに対する燃料噴射が再開される。したがって、モータジェネレータがエンジンのクランキングを継続するために、バッテリの充電容量が過度に低下することは抑制できる。

ハイブリッドシステムの概略構成図。 クランクシャフトの停止角と停止しているエンジンを再始動するのに要する始動トルクとの関係を示すグラフ。 クランクシャフトの停止角と停止しているエンジンを再始動するのに要する始動トルクとの関係を示すグラフ。 機関回転数と筒内負圧期間との関係を示すグラフ。 電子制御装置による自動停止再始動処理を示すフローチャート。 電子制御装置による自動停止再始動処理を示すフローチャート。

以下、本発明の実施形態を説明する。先ず、図１に従って、車両のハイブリッドシステムの概略構成を説明する。
図１に示すように、ハイブリッドシステムは、駆動源として４気筒のエンジン１０を備えている。エンジン１０においては、各気筒に対して順番に燃料の噴射及び燃料の燃焼が行われる。また、エンジン１０の気筒における吸気行程の開始から、圧縮行程及び膨張行程（燃焼行程）を経て、排気行程の終了に至るまでを、１燃焼サイクル（７２０ＣＡ）としたとき、４つの気筒の燃焼サイクルは、４分の１サイクル（１８０ＣＡ）ずつずれている。

エンジン１０のクランクシャフト１０ａは、トランスミッション１１等を介して駆動輪に駆動連結されている。また、エンジン１０のクランクシャフト１０ａは、第１プーリ１２に駆動連結されている。第１プーリ１２には、伝達ベルト１３が掛け回されている。なお、図示は省略するが、エンジン１０のクランクシャフト１０ａは、ベルト、プーリ、ギア（スプロケット）、チェーン等を介して、油圧を発生するための油圧ポンプやエアコンのコンプレッサ等にも駆動連結されている。

ハイブリッドシステムは、上記エンジン１０とは別の駆動源として、モータジェネレータ２０を備えている。モータジェネレータ２０は、いわゆる三相交流電動機である。モータジェネレータ２０の出力軸２０ａは、第２プーリ１４に駆動連結されている。第２プーリ１４には、伝達ベルト１３が掛け回されている。すなわち、モータジェネレータ２０は、第２プーリ１４、伝達ベルト１３、及び第１プーリ１２を介して、エンジン１０のクランクシャフト１０ａに駆動連結されている。

モータジェネレータ２０は、電動モータとして機能する場合には、第２プーリ１４に回転トルクを与え、その回転トルクが伝達ベルト１３及び第１プーリ１２を介してエンジン１０のクランクシャフト１０ａに入力される。すなわち、この場合には、モータジェネレータ２０は、エンジン１０の駆動をアシストする。一方、モータジェネレータ２０は、発電機として機能する場合には、エンジン１０のクランクシャフト１０ａの回転トルクが、第１プーリ１２、伝達ベルト１３、及び第２プーリ１４を介して、モータジェネレータ２０の出力軸２０ａに入力される。そして、出力軸２０ａの回転に応じて、モータジェネレータ２０が発電する。

モータジェネレータ２０には、当該モータジェネレータ２０の状態を検出するセンサ部２０ｂが内蔵されている。センサ部２０ｂは、モータジェネレータ２０への入力電圧、入力電流、温度、出力軸２０ａの回転速度等を検出し、これらをモータジェネレータ２０の状態情報ＩＭを示す信号として出力する。

モータジェネレータ２０には、インバータ２１を介して、高圧バッテリ２２が接続されている。インバータ２１は、いわゆる双方向インバータであり、モータジェネレータ２０が発電した交流電圧を直流電圧に変換して高圧バッテリ２２に出力し、高圧バッテリ２２が出力した直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ２０に出力する。なお、図１では、インバータ２１をモータジェネレータ２０とは別のものとして描いているが、インバータ２１がモータジェネレータ２０の筐体内に内蔵されていることもある。

高圧バッテリ２２は、リチウムイオン電池である。高圧バッテリ２２は、モータジェネレータ２０が電動モータとして機能するときには、当該モータジェネレータ２０に電力を供給する。また、高圧バッテリ２２は、モータジェネレータ２０が発電機として機能するときには、当該モータジェネレータ２０から電力の供給を受けて充電される。

高圧バッテリ２２には、当該高圧バッテリ２２の状態を検出するセンサ部２２ａが内蔵されている。センサ部２２ａは、高圧バッテリ２２の端子間電圧、出力電流、温度等を検出し、これらを高圧バッテリ２２の状態情報ＩＨｂを示す信号として出力する。

モータジェネレータ２０には、インバータ２１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ２３が接続されている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、高圧バッテリ２２にも接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、インバータ２１や高圧バッテリ２２から出力される直流電圧を１２Ｖ～１５Ｖに降圧して出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３には、低圧バッテリ２４が接続されている。

低圧バッテリ２４は、高圧バッテリ２２よりも電圧の低い１２Ｖの鉛蓄電池である。低圧バッテリ２４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３が駆動していないときやＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力電圧が１２Ｖであるときには、１２Ｖの直流電圧を出力する。低圧バッテリ２４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力電圧が低圧バッテリ２４の開回路電圧（ＯＣＶ）よりも大きいときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３から電力の供給を受けて充電される。

低圧バッテリ２４には、当該低圧バッテリ２４の状態を検出するセンサ部２４ａが内蔵されている。センサ部２４ａは、低圧バッテリ２４の端子間電圧、出力電流、温度等を検出し、これらを低圧バッテリ２４の状態情報ＩＬｂを示す信号として出力する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２３及び低圧バッテリ２４には、各種の補機２５が接続されている。補機２５の例としては、例えば、車両の前照灯、方向指示灯、室内灯などのライト関係や、カーナビゲーション装置やスピーカ等の車室内装備が挙げられる。補機２５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３が駆動していないときには、低圧バッテリ２４から電力の供給を受ける。補機２５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力電圧が低圧バッテリ２４の開回路電圧（ＯＣＶ）よりも大きいときには、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ２３から電力の供給を受ける。

図１に示すように、ハイブリッドシステムは、エンジン１０やモータジェネレータ２０等を制御する始動制御装置としての電子制御装置３０を備えている。電子制御装置３０は、各種のプログラム（アプリケーション）を実行する演算部、プログラム等が記憶されている不揮発性の記憶部、及びプログラムの実行にあたってデータが一時的に記憶される揮発性メモリ等を備えた処理回路（コンピュータ）である。

電子制御装置３０には、車両に搭載されている各種のセンサ等から、車両の各所の状態を示す信号が入力される。具体的には、電子制御装置３０には、クランク角センサ３１からクランクシャフト１０ａのクランク角ＣＡを示す信号が入力される。クランク角センサ３１は、単位時間毎にエンジン１０におけるクランクシャフト１０ａのクランク角ＣＡを検出する。また、電子制御装置３０は、クランク角センサ３１が検出したクランク角ＣＡに基づいて、エンジン１０の機関回転数Ｎｅを算出する。さらに、電子制御装置３０は、エンジン１０を自動停止させる際には、エンジン１０のクランクシャフト１０ａが停止したときにクランク角センサ３１が検出したクランク角ＣＡを、停止角ＣＡｓとして検出する。すなわち、電子制御装置３０は、停止角検出部３０ａとして機能する。

電子制御装置３０には、車速センサ３２から車速ＳＰを示す信号が入力される。また、電子制御装置３０には、冷却水温センサ３３からエンジン１０の冷却水温度ＴＨＷを示す信号が入力される。冷却水温センサ３３は、エンジン１０におけるシリンダブロックやシリンダヘッド内に区画されているウォータジャケットの出口部に取り付けられており、このウォータジャケットの出口部における冷却水の温度を、冷却水温度ＴＨＷとして検出する。

電子制御装置３０には、高圧バッテリ２２のセンサ部２２ａから、状態情報ＩＨｂが入力される。電子制御装置３０は、状態情報ＩＨｂに含まれる高圧バッテリ２２の端子間電圧、出力電流、温度等の情報に基づいて、高圧バッテリ２２の充電容量（ＳＯＣ：State of charge）を算出する。なお、この実施形態において、高圧バッテリ２２の充電容量とは、状態情報ＩＨｂが入力された時点で高圧バッテリ２２に充電されている電力量を、当該高圧バッテリ２２の満充電の電力量に対する割合として示したものであり、例えば百分率（％）で表される。また、同様に、電子制御装置３０には、低圧バッテリ２４のセンサ部２４ａから状態情報ＩＬｂが入力され、この状態情報ＩＬｂに含まれる情報に基づいて、電子制御装置３０は、低圧バッテリ２４の充電容量を算出する。

電子制御装置３０には、モータジェネレータ２０のセンサ部２０ｂから、状態情報ＩＭが入力される。電子制御装置３０は、状態情報ＩＭに含まれるモータジェネレータ２０の入力電圧、入力電流、温度、出力軸２０ａの回転速度等の情報、及び高圧バッテリ２２の充電容量に基づいて、モータジェネレータ２０の出力可能トルクＴｍｇを算出する。すなわち、電子制御装置３０は、トルク算出部３０ｂとして機能する。また、電子制御装置３０は、算出した出力可能トルクＴｍｇ等に基づいて、エンジン１０をモータジェネレータ２０でクランキングして再始動できるクランク角ＣＡの停止角の範囲を、許容クランク角範囲ＣＡａとして算出する。すなわち、電子制御装置３０は、許容角算出部３０ｃとして機能する。

電子制御装置３０は、各種のセンサ等から入力される信号に基づいて、エンジン１０を制御するための操作信号ＭＳｅｎを生成し、当該操作信号ＭＳｅｎをエンジン１０に出力する。エンジン１０は、操作信号ＭＳｅｎに応じて、気筒内へ燃料を噴射する燃料噴射弁からの燃料噴射量や、エンジン１０への吸気量を調整するスロットルバルブの開度が調整される。また、エンジン１０を自動停止する旨の操作信号ＭＳｅｎがエンジン１０に入力された場合には、エンジン１０における燃料噴射が停止されるとともにスロットルバルブが閉弁されることでエンジン１０への吸気量が制限される。

電子制御装置３０は、各種のセンサ等から入力される信号に基づいて、モータジェネレータ２０を制御するための操作信号ＭＳｍｇを生成し、当該操作信号ＭＳｍｇをモータジェネレータ２０に出力する。モータジェネレータ２０は、操作信号ＭＳｍｇに基づいて、モータとして機能する際の放電量や、発電機として機能する際の発電量が制御される。また、電子制御装置３０は、自動停止されているエンジン１０を再始動する際には、燃料噴射の開始に先立ってエンジン１０をクランキングさせる旨の操作信号ＭＳｍｇを出力する。このように、電子制御装置３０は、エンジン１０の自動停止及び再始動を制御する駆動制御部３０ｄとして機能する。

電子制御装置３０の記憶部には、エンジン１０に劣化等が生じていない出荷時の状態であって、且つ、エンジン１０が仕様どおり誤差なく製造された理想状態にあると仮定したときに、当該エンジン１０をアイドル運転させるのに必要な燃料噴射量が記憶されている。この実施形態では、アイドル運転とは、エンジン１０をモータジェネレータ２０のアシストなしで自立的に継続運転可能な最小限の機関回転数Ｎｅでエンジン１０を運転している状態である。また、この理想状態且つアイドル運転時の燃料噴射量は、試験やシミュレーション等を行うことにより予め算出されている。

また、電子制御装置３０の記憶部には、上記理想状態にあるエンジン１０のクランクシャフト１０ａの停止角と停止しているエンジン１０を再始動するのに要する始動トルクとの関係が記憶されている。ここで、図２及び図３に示すように、クランクシャフト１０ａの停止角とエンジン１０の始動トルクとの関係は、１８０ＣＡ単位で繰り返し変動する。

具体的には、エンジン１０の始動トルクは、クランクシャフト１０ａの停止角が「０ＣＡ」から大きくなるにつれて徐々に大きくなり、所定の停止角で最大となる。この始動トルクが最大となるクランクシャフト１０ａの停止角は、例えば、エンジン１０が停止したときに圧縮行程にある気筒に対する吸気バルブが閉弁されるクランク角ＣＡの近傍である。始動トルクが最大になった後、エンジン１０の始動トルクは、クランクシャフト１０ａの停止角が大きくなるにつれて徐々に小さくなり、所定の停止角で最小始動トルクＴｓとなる。この始動トルクが最小始動トルクＴｓとなるクランクシャフト１０ａの停止角は、例えば、エンジン１０が停止したときに膨張行程にある気筒に対する排気バルブが開弁されるクランク角ＣＡよりもやや手前である。その後、エンジン１０の始動トルクは、クランクシャフト１０ａの停止角が「１８０ＣＡ」に近づくにつれて徐々に大きくなる。なお、理想状態におけるクランクシャフト１０ａの停止角と始動トルクとの関係は、試験やシミュレーション等を行うことにより予め算出されている。なお、電子制御装置３０は、エンジン１０の燃料噴射量Ｑｆや、上記クランクシャフト１０ａの停止角とエンジン１０の始動トルクとの関係に基づいて、エンジンを再始動するのに要する始動トルクを算出する。すなわち、電子制御装置３０は、始動トルク算出部３０ｅとして機能する。

電子制御装置３０の記憶部には、エンジン１０の自動停止を開始してから、当該エンジン１０の気筒内の圧力が大気圧に対して負圧になっている筒内負圧期間を算出するための規定時間Ｘ１が記憶されている。具体的には、図４に示すように、エンジン１０の自動停止が開始されて燃料噴射が停止されるとともにスロットルバルブが閉弁されたタイミングｔ１の後は、エンジン１０の気筒内には新たな吸気が供給されなくなる。その一方で、エンジン１０のクランクシャフト１０ａは、慣性によりしばらく回転を続け、気筒内のガスが排気として排出される。そのため、エンジン１０の自動停止が開始されると、気筒内の圧力は大気圧に対して負圧になる。クランクシャフト１０ａが完全に停止したタイミングｔ２の後もしばらくは気筒内の圧力は負圧に保たれるが、気筒の内周面とピストンとの間の僅かな隙間やスロットルバルブの隙間から気筒内へとガスが流入する。そのため、クランクシャフト１０ａが完全に停止した後は、徐々に気筒内の圧力は大気圧へと近づいていき、タイミングｔ３よりも後においては気筒内の圧力は大気圧と略等しくなる。

この実施形態では、規定時間Ｘ１として、クランクシャフト１０ａの回転が完全に停止してエンジン１０の機関回転数Ｎｅがゼロになったタイミングｔ２から気筒内の圧力が大気圧に等しくなるまでの時間が、電子制御装置３０の記憶部に記憶されている。換言すると、エンジン１０の機関回転数Ｎｅがゼロになったタイミングｔ２から規定時間Ｘ１経過後のタイミングがクランキング期限ｔ３である。この規定時間Ｘ１（クランキング期限ｔ３）は、エンジン１０の仕様やモータジェネレータ２０の仕様、エンジン１０とモータジェネレータ２０との組み合わせに応じて適宜決められるものである。本実施形態では、規定時間Ｘ１は、試験やシミュレーション等を行うことにより予め算出されており、例えば、数秒である。

次に、電子制御装置３０によるエンジン１０の自動停止再始動処理について説明する。なお、以下の自動停止再始動処理は、エンジン１０が運転している状態（自動停止されていない状態）において、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。

図５に示すように、自動停止再始動処理が開始されると、電子制御装置３０の処理はステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１では、電子制御装置３０は、エンジン１０がアイドル運転中であるか否かを判定する。具体的には、電子制御装置３０は、エンジン１０の機関回転数Ｎｅが所定回転数以下であること、冷却水温度ＴＨＷが所定温度以上であること、高圧バッテリ２２の充電容量が所定容量以上であること、低圧バッテリ２４の充電容量が所定容量以上であること、クランクシャフト１０ａに駆動連結されている非電動補機（エアコンのコンプレッサ等）の負荷が所定以下であること等の条件を満たしたときに、アイドル運転中であると判定する。アイドル運転中ではないと判定された場合（ステップＳ１１においてＮＯ）、電子制御装置３０の処理は、後述するステップＳ１２～ステップＳ１４をスキップして、ステップＳ１５に移行する。アイドル運転中であると判定された場合（ステップＳ１１においてＹＥＳ）には、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１２では、電子制御装置３０は、当該ステップＳ１２の実行時点でのエンジン１０の燃料噴射量Ｑｆに基づいて、仮にエンジン１０を自動停止させた場合に再始動に要する最小始動トルクＴｓを算出する。具体的には、図３に示すように、電子制御装置３０の記憶部には、理想状態にあるエンジン１０のクランクシャフト１０ａの停止角と停止しているエンジン１０を再始動するのに要する始動トルクとの関係が記憶されており、最小始動トルクＴｓ１も予め記憶されている。また、電子制御装置３０の記憶部には、理想状態のエンジン１０をアイドル運転させるのに必要な燃料噴射量が記憶されている。仮に、エンジン１０の気筒やピストンにデポジット等が堆積して摩擦抵抗が大きくなると、図３に示すように、エンジン１０を再始動するのに要する最小始動トルクＴｓが、理想状態のときの最小始動トルクＴｓ１に比較して大きくなる（図３において最小始動トルクＴｓ２、Ｔｓ３として図示）。また、エンジン１０をアイドル運転させるのに必要な燃料噴射量も多くなる。そして、最小始動トルクＴｓの増加分とアイドル運転させるのに必要な燃料噴射量の増加分との間には、正の相関関係がある。そこで、電子制御装置３０は、ステップＳ１２の実行時点でのエンジン１０の燃料噴射量Ｑｆが予め記憶されている燃料噴射量よりも大きいほど、最小始動トルクＴｓを予め記憶されている理想状態の最小始動トルクＴｓ１よりも大きな値として算出する。最小始動トルクＴｓの算出後、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１３では、電子制御装置３０は、モータジェネレータ２０のセンサ部２０ｂからの状態情報ＩＭ、及び高圧バッテリ２２のセンサ部２２ａからの状態情報ＩＨｂに基づいてモータジェネレータ２０の出力可能トルクＴｍｇを算出する。具体的には、電子制御装置３０は、状態情報ＩＭに基づいて、モータジェネレータ２０の出力軸２０ａの回転数と入力電流との関係性を特定する。そして、例えば、電子制御装置３０は、ある一定の入力電流に対する出力軸２０ａの回転数が小さいほど、出力可能トルクＴｍｇを低く算出する。また、電子制御装置３０は、状態情報ＩＨｂに基づいて、高圧バッテリ２２の充電容量を算出する。そして、この充電容量がある一定の値以下である場合には、充電容量が低いほど出力可能トルクＴｍｇを低く算出する。出力可能トルクＴｍｇを算出したら、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１４では、電子制御装置３０は、出力可能トルクＴｍｇから最小始動トルクＴｓを減算した値が、閾値Ｔｘ以上であるか否かを判定する。なお、閾値Ｔｘは、出力可能トルクＴｍｇや最小始動トルクＴｓの算出誤差が生じた場合であっても、出力可能トルクＴｍｇが最小始動トルクＴｓよりも大きいことが判定できるように正の値に定められている。出力可能トルクＴｍｇから最小始動トルクＴｓを減算した値が閾値Ｔｘ未満であると判定された場合（ステップＳ１４においてＮＯ）、一連の自動停止再始動処理は終了する。すなわち、この場合には、エンジン１０の自動停止が禁止され、当該自動停止が行われない。出力可能トルクＴｍｇから最小始動トルクＴｓを減算した値が閾値Ｔｘ以上であると判定された場合（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、電子制御装置３０の処理はステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１５では、電子制御装置３０は、エンジン１０を自動停止させるための条件が全て満たされているか否かを判定する。この自動停止させるための条件としては、車速センサ３２が検出した車速ＳＰが所定速以下であること、エンジン１０の機関回転数Ｎｅが所定の回転数以下であること、車両のアクセルペダルが踏み込まれていないこと、エンジン１０におけるクランクシャフト１０ａに駆動連結されている非電動補機の負荷が所定以下であること、高圧バッテリ２２の充電容量が一定容量以上であること、低圧バッテリ２４の充電容量が一定容量以上であること等の条件が挙げられる。エンジン１０を自動停止させるための条件がいずれか１つでも全て満たされていないと判定された場合（ステップＳ１５においてＮＯ）、一連の自動停止再始動処理は終了する。すなわち、この場合には、エンジン１０は自動停止されない。エンジン１０を自動停止させるための条件が全て満たされていると判定された場合（ステップＳ１５においてＹＥＳ）、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１６では、電子制御装置３０は、操作信号ＭＳｅｎをエンジン１０に出力することにより、エンジン１０における燃料噴射を停止させるとともにスロットルバルブを閉じさせる。すなわち、電子制御装置３０は、エンジン１０に対する自動停止を開始する。なお、ステップＳ１６が開始された後は、エンジン１０が運転していないので、所定の制御周期が経過しても、ステップＳ１１が開始されることはない。ステップＳ１６の処理の後、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１７では、電子制御装置３０は、操作信号ＭＳｍｇをモータジェネレータ２０に出力して、モータジェネレータ２０からエンジン１０におけるクランクシャフト１０ａにトルクを付与することにより、当該クランクシャフト１０ａの停止角を調整する。なお、エンジン１０の停止時におけるクランクシャフト１０ａの挙動は、エンジン１０の僅かな経時変化、僅かな外部環境の変化等によって変化する。そのため、上述のようにクランクシャフト１０ａの停止角を調整しても、実際に停止する停止角が、目標となる停止角に対して数度～数十度程度ずれることもある。ステップＳ１７の後、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ１８に移行する。

ステップＳ１８では、電子制御装置３０は、クランク角センサ３１が検出したクランク角ＣＡに基づいて、単位時間あたりのエンジン１０の機関回転数Ｎｅの減少量の絶対値を変化量ΔＮｅとして算出する。そして、算出した変化量ΔＮｅに基づいて、最小始動トルクＴｓを算出しなおす。具体的には、電子制御装置３０は、変化量ΔＮｅが大きいほど（機関回転数Ｎｅの減少速度が速いほど）、最小始動トルクＴｓを大きく算出する。ステップＳ１８の後のステップＳ１９では、電子制御装置３０は、モータジェネレータ２０の出力可能トルクＴｍｇを算出する。なお、ステップＳ１９における出力可能トルクＴｍｇの算出方法は、ステップＳ１３における算出方法と同じである。出力可能トルクＴｍｇを算出したら、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ２０に移行する。

ステップＳ２０では、電子制御装置３０は、ステップＳ１８で算出した最小始動トルクＴｓとステップＳ１９で算出した出力可能トルクＴｍｇとに基づいて、エンジン１０をモータジェネレータ２０でクランキングして再始動できるクランク角ＣＡの停止角の範囲を、許容クランク角範囲ＣＡａとして算出する。具体的には、電子制御装置３０は、記憶部に記憶されている理想状態での最小始動トルクＴｓ１とステップＳ１８で算出した最小始動トルクＴｓとの差を算出する。そして、電子制御装置３０は、理想状態でのクランクシャフト１０ａの停止角と始動トルクとの関係を、上記差の分だけトルクが大きくなるように平行移動したものを、ステップＳ２０実行時点でのクランクシャフト１０ａの停止角と始動トルクとの関係として算出する。また、電子制御装置３０は、算出したクランクシャフト１０ａの停止角と始動トルクとの関係と出力可能トルクＴｍｇとを比較して、始動トルクが出力可能トルクＴｍｇ以下となる範囲を、許容クランク角範囲ＣＡａとして算出する。その後、電子制御装置３０の処理は、図６に示すステップＳ２１に移行する。

ステップＳ２１では、電子制御装置３０は、ステップＳ２０で算出した許容クランク角範囲ＣＡａが、予め定められた規定範囲ＣＡｘより大きいか否かを判定する。なお、規定範囲ＣＡｘは、クランク角センサ３１の検出誤差等を勘案して定められたものであり、例えば、数度～数十度である。許容クランク角範囲ＣＡａが規定範囲ＣＡｘ以下であると判定された場合（ステップＳ２１においてＮＯ）、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ２２に移行する。

ステップＳ２２では、電子制御装置３０は、クランキング期限ｔ３までに、操作信号ＭＳｍｇをモータジェネレータ２０に出力することにより、モータジェネレータ２０をモータとして機能させ、エンジン１０をクランキングさせる（クランクシャフト１０ａを回転させる）。なお、この実施形態では、各処理ステップは、数ミリ秒から長くても数百ミリ秒の単位で実行される。その一方で、エンジン１０の自動停止が開始されてから、クランクシャフト１０ａが完全に停止するまでには、１～数秒程度かかる。そのため、ステップＳ２１を経てステップＳ２２の処理に至ったときには、クランクシャフト１０ａは未だ停止していないか、停止して間もない。さらに、規定時間Ｘ１は数秒に設定されている。したがって、本実施形態では、ステップＳ２２を実行することにより、クランキング期限ｔ３までに確実にエンジン１０がクランキングされる。その後のステップＳ２３では、電子制御装置３０は、操作信号ＭＳｅｎをエンジン１０に出力することにより、エンジン１０において燃料噴射を再開させる。なお、このとき、燃料噴射の再開にともなってスロットルバルブも開弁させる。その後、一連の自動停止再始動処理は終了する。この場合には、エンジン１０の自動停止が開始されるものの、エンジン１０のクランクシャフト１０ａが完全に停止する前にエンジン１０が再始動する。

一方、ステップＳ２１において、許容クランク角範囲ＣＡａが規定範囲ＣＡｘより大きいと判定された場合（ステップＳ２１においてＹＥＳ）、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ２４に移行する。

ステップＳ２４では、電子制御装置３０は、エンジン１０のクランクシャフト１０ａが停止するのを待つ。そして、クランクシャフト１０ａが停止したときのクランク角ＣＡを停止角ＣＡｓとして検出する。停止角ＣＡｓが検出できた場合（ステップＳ２４においてＹＥＳ）、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ２５に移行する。

ステップＳ２５では、電子制御装置３０は、ステップＳ２４で検出した停止角ＣＡｓと、ステップＳ２０で算出した許容クランク角範囲ＣＡａとを比較する。そして、電子制御装置３０は、停止角ＣＡｓが許容クランク角範囲ＣＡａの範囲内であるか否かを判定する。停止角ＣＡｓが許容クランク角範囲ＣＡａの範囲内であると判定された場合（ステップＳ２５においてＹＥＳ）、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ２６に移行する。

ステップＳ２６では、電子制御装置３０は、自動停止したエンジン１０に対する再始動の要求があるか否かを判定する。この実施形態では、上述したエンジン１０を自動停止するための条件のうちのいずれか一つでも満たされなくなったことをもって、再始動の要求がなされる。再始動要求がないと判定された場合（ステップＳ２６においてＮＯ）、電子制御装置３０は、再びステップＳ２６を実行する。すなわち、電子制御装置３０は、再始動の要求があるまで待つ。一方、再始動要求があると判定された場合（ステップＳ２６においてＹＥＳ）、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ２７に移行する。

ステップＳ２７では、電子制御装置３０は、操作信号ＭＳｍｇをモータジェネレータ２０に出力することにより、モータジェネレータ２０をモータとして機能させ、エンジン１０をクランキングさせる（クランクシャフト１０ａを回転させる）。また、それに合わせて、電子制御装置３０は、操作信号ＭＳｅｎをエンジン１０に出力することにより、エンジン１０において燃料噴射を再開させとともにスロットルバルブを開弁させる。すなわち、電子制御装置３０は、自動停止されていたエンジン１０を再始動させる。その後、一連の自動停止再始動処理は終了する。

一方、ステップＳ２４において、停止角ＣＡｓが検出できなかった場合（ステップＳ２４においてＮＯ）には、電子制御装置３０の処理はステップＳ２８に移行する。なお、停止角ＣＡｓが算出できない状況としては、クランク角センサ３１が故障していて当該クランク角センサ３１からの信号が失われていたり、クランク角センサ３１からの信号にノイズが重畳して明らかな異常値を示している場合などが想定される。また、ステップＳ２５において、停止角ＣＡｓが許容クランク角範囲ＣＡａの範囲外であると判定された場合（ステップＳ２５においてＮＯ）にも、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ２８に移行する。

ステップＳ２８では、電子制御装置３０は、クランキング期限ｔ３までに、操作信号ＭＳｍｇをモータジェネレータ２０に出力することにより、モータジェネレータ２０をモータとして機能させ、エンジン１０をクランキングさせる。なお、この実施形態では、ステップＳ２４又はステップＳ２５の後、待ち時間なくステップＳ２８が実行される。また、各処理ステップは、数ミリ秒から長くても数百ミリ秒の単位で実行される。これに対して、規定時間Ｘ１は数秒に設定されている。したがって、本実施形態では、ステップＳ２８を実行することにより、クランキング期限ｔ３までに確実にエンジン１０がクランキングされる。ステップＳ２８の後、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ２９に移行する。

ステップＳ２９では、電子制御装置３０は、自動停止したエンジン１０に対する再始動の要求があるか否かを判定する。この判定内容は、ステップＳ２６における処理と同様である。再始動の要求があると判定された場合（ステップＳ２９においてＹＥＳ）、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ３０に移行する。

ステップＳ３０では、電子制御装置３０は、操作信号ＭＳｅｎをエンジン１０に出力することにより、エンジン１０において燃料噴射を再開させる。なお、このとき、燃料噴射の再開にともなってスロットルバルブも開弁させる。その後、一連の自動停止再始動処理は終了する。この場合には、エンジン１０の自動停止が実行されるものの、クランクシャフト１０ａがモータジェネレータ２０によって回転された状態でエンジン１０が再始動する。

一方、ステップＳ２９において再始動の要求がないと判定された場合（ステップＳ２９においてＮＯ）、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ３１に移行する。ステップＳ３１では、電子制御装置３０は、モータジェネレータ２０でエンジン１０をクランキングさせることにより、エンジン１０の各気筒内において負圧を発生できるか否かを判定する。具体的には、電子制御装置３０は、高圧バッテリ２２の充電容量が予め定められた一定容量以上である場合には、負圧を生成できると判定する。負圧を生成できないと判定した場合には、電子制御装置３０の処理はステップＳ３０に移行し、エンジン１０が再始動される。すなわち、この場合には、エンジン１０に対する再始動の要求の有無に拘らず、エンジン１０が再始動される。

一方、ステップＳ３１において、負圧を生成できると判定された場合（ステップＳ３１においてＹＥＳ）、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ３２に移行する。ステップＳ３２では、上述したステップＳ２８で開始したモータジェネレータ２０でのエンジン１０のクランキングを継続する。その後、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ３３に移行する。

ステップＳ３３では、電子制御装置３０は、エンジン１０の各気筒内において、大気圧よりも負圧の状態が再生成されたか否かを判定する。具体的には、電子制御装置３０は、クランク角センサ３１が検出したクランク角ＣＡに基づいて、ステップＳ２８においてモータジェネレータ２０でのエンジン１０のクランキングを開始してから、規定期間が経過したか否かを判定する。この実施形態では、規定期間は、エンジン１０がモータジェネレータ２０によってクランキングされたときからクランクシャフト１０ａが一定角度回転するまでの期間として定められている。この一定角度としては、例えば、数百～数千度（クランクシャフト１０ａの数回転分）である。エンジン１０のクランキングを開始してから規定期間が経過していない場合には負圧を生成できていないと判定し（ステップＳ３３においてＮＯ）、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ３１に戻る。一方、エンジン１０のクランキングを開始してから規定期間が経過した場合には負圧を生成できたと判定し（ステップＳ３３においてＹＥＳ）、電子制御装置３０の処理は、図５に示すステップＳ１７に移行する。その後、電子制御装置３０は、ステップＳ１７以降の処理を再び実行する。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
上記実施形態のように、自動停止したエンジン１０をモータジェネレータ２０によってクランキングできるようにする場合、クランクシャフト１０ａの停止角ＣＡｓに拘らず、モータジェネレータ２０でクランキングを開始できるように構成されることが好ましい。したがって、図２に示すように、モータジェネレータ２０の出力特性に劣化が生じてなく、且つ、モータジェネレータ２０に電力を供給する高圧バッテリ２２の充電容量が十分（例えば５０％以上）である場合のモータジェネレータ２０の出力可能トルクＴｍｇ１が、クランクシャフト１０ａの停止角ＣＡｓに拘らず、始動トルクを上回るように、モータジェネレータ２０が設計されることが一般的である。

ここで、モータジェネレータ２０が上記のように設計されていたとしても、当該モータジェネレータ２０の出力特性に経時的な劣化が生じることがある。この場合、例えば図２に示すように、モータジェネレータ２０の出力可能トルクＴｍｇが、経時的な劣化が生じていない出力可能トルクＴｍｇ１から、出力可能トルクＴｍｇ２に低下する。これに伴い、出力可能トルクＴｍｇ２と最小始動トルクＴｓとの差は、出力可能トルクＴｍｇ１と最小始動トルクＴｓとの差よりも小さくなる。また、出力可能トルクＴｍｇ２は、停止角Ａ１から停止角Ａ２の許容クランク角範囲ＣＡａ１の範囲内でのみ始動トルクを上回り、許容クランク角範囲ＣＡａの範囲が狭くなる。

さらに、高圧バッテリ２２の充電容量が少なくて、モータジェネレータ２０に出力できる出力電圧や出力電流が小さくなると、モータジェネレータ２０の出力可能トルクＴｍｇは、より小さな出力可能トルクＴｍｇ３に低下する。その結果、出力可能トルクＴｍｇ３と最小始動トルクＴｓとの差は、より小さくなる。また、出力可能トルクＴｍｇ３は、停止角Ａ３から停止角Ａ４の許容クランク角範囲ＣＡａ２の範囲内でのみ始動トルクを上回り、許容クランク角範囲ＣＡａの範囲がより狭くなる。

一方、上述したように、モータジェネレータ２０の出力特性に変化がなくても、エンジン１０における始動トルクに変化が生じることがある。具体的には、図３に示すように、エンジン１０の気筒やピストン等の各所にデポジットが堆積して摩擦抵抗が大きくなると、始動トルクは、理想状態における始動トルクよりも大きくなる。その結果、図３に示すように、エンジン１０の最小始動トルクＴｓは、理想状態の最小始動トルクＴｓ１から、デポジットの堆積量が増えるにつれて、最小始動トルクＴｓ２、最小始動トルクＴｓ３で示すように増加する。その結果、出力可能トルクＴｍｇと最小始動トルクＴｓとの差は、小さくなっていく。また、許容クランク角範囲ＣＡａは、停止角Ｂ１から停止角Ｂ２までの許容クランク角範囲ＣＡａ３、停止角Ｂ３から停止角Ｂ４までの許容クランク角範囲ＣＡａ４で示すように狭くなっていく。

上記実施形態では、出力可能トルクＴｍｇから最小始動トルクＴｓを減算した値が閾値Ｔｘ未満である場合（図５におけるステップＳ１４参照）には、エンジン１０を自動停止させない。換言すれば、許容クランク角範囲ＣＡａが非常に狭いか存在しない場合には、エンジン１０の自動停止を禁止する。したがって、モータジェネレータ２０によってエンジン１０をクランキングできないにも拘らず、エンジン１０が自動停止されるといった自体は生じない。

ところで、エンジン１０が停止したときのクランクシャフト１０ａの停止角ＣＡｓが許容クランク角範囲ＣＡａの範囲内にあれば、モータジェネレータ２０によってエンジン１０のクランキングを実行できるはずである。しかしながら、許容クランク角範囲ＣＡａがあまりにも狭い場合、停止角ＣＡｓが許容クランク角範囲ＣＡａの範囲内に収まる可能性は低い。また、上述したとおり、停止角ＣＡｓの検出にあたっては、ある程度の誤差が生じ得る。そのため、クランク角センサ３１の検出値の上では、停止角ＣＡｓが許容クランク角範囲ＣＡａ内に収まっていても、許容クランク角範囲ＣＡａが狭いと、実際のクランクシャフト１０ａの停止角ＣＡｓが許容クランク角範囲ＣＡａを外れてしまう可能性が高い。

上記実施形態では、許容クランク角範囲ＣＡａが規定範囲ＣＡｘ以下である場合には、モータジェネレータ２０によってエンジン１０をクランキングする（図６におけるステップＳ２１及びステップＳ２２参照）。そのため、モータジェネレータ２０によってエンジン１０をクランキングできない停止角ＣＡｓでクランクシャフト１０ａが停止してしまうことが抑制される。

さて、上記実施形態では、許容クランク角範囲ＣＡａが規定範囲ＣＡｘよりも広い場合には、停止角ＣＡｓが許容クランク角範囲ＣＡａの範囲内であるか否かを判定する。仮に、停止角ＣＡｓが許容クランク角範囲ＣＡａを外れた場合、モータジェネレータ２０によってエンジン１０のクランキングを開始することはできなくなる。

この点、上記実施形態では、停止角ＣＡｓが許容クランク角範囲ＣＡａを外れている場合には、エンジン１０の自動停止が開始されてから筒内負圧期間が経過するまでにエンジン１０がモータジェネレータ２０によってクランキングされる。このようにクランキングが行われていれば、モータジェネレータ２０によって再始動できない停止角ＣＡｓでクランクシャフト１０ａが停止してしまうことはない。したがって、クランクシャフト１０ａの停止位置の調整のために時間を要することもない。その結果、エンジン１０の再始動の要求があった場合には、速やかに、エンジン１０を再始動できる。

なお、筒内負圧期間においてはエンジン１０の気筒内の圧力が大気圧に対して負圧になっている。そのため、気筒内の負圧を利用してクランクシャフト１０ａを回転させることができる。したがって、この筒内負圧期間内であれば、クランクシャフト１０ａの停止角ＣＡｓが許容クランク角範囲ＣＡａを外れていても、モータジェネレータ２０でエンジン１０のクランキングを開始できる。

上記実施形態では、エンジン１０の自動停止の開始前（ステップＳ１６よりも前）においては燃料噴射量Ｑｆに基づいて最小始動トルクＴｓを算出する。その一方で、エンジン１０の自動停止の開始後においては、機関回転数Ｎｅの単位時間あたりの変化量ΔＮｅによって、最小始動トルクＴｓを算出する。機関回転数Ｎｅの変化量ΔＮｅは、燃料噴射量Ｑｆに比較して、エンジン１０におけるピストン及び気筒間の摩擦等をより直接的に反映したものである。すなわち、機関回転数Ｎｅの変化量ΔＮｅは、始動トルクに対する相関性が高い。このような機関回転数Ｎｅの変化量ΔＮｅに基づくことで、より正確な許容クランク角範囲ＣＡａの算出が可能となる。

上記実施形態では、エンジン１０の筒内負圧期間内にモータジェネレータ２０でエンジン１０のクランキングを開始した場合には、高圧バッテリ２２の充電容量に余裕がある場合には、クランキングを継続して、エンジン１０の気筒内において負圧を再生成する。そして、クランキングが規定時間以上継続されて、エンジン１０の気筒内に負圧が再生成された場合には、クランキングが停止される。そのため、モータジェネレータ２０がエンジン１０のクランキングを継続するために、高圧バッテリ２２の充電容量が過度に低下することは抑制される。また、エンジン１０のクランキングを停止したときには、上述のように負圧が再生成されているので、エンジン１０の自動停止中の状況を再び生成できる。このような制御により、エンジン１０の自動停止開始後の一連の処理を再び実行できる。

一方、エンジン１０の筒内負圧期間内にモータジェネレータ２０でエンジン１０のクランキングを開始した後、高圧バッテリ２２の充電容量が一定容量以下である場合には、エンジン１０における燃料噴射を再開してエンジン１０を再始動する。すなわち、モータジェネレータ２０によってエンジン１０をクランキングさせる状況が長期間継続した場合には、エンジン１０に対する燃料噴射が再開される。したがって、モータジェネレータ２０がエンジン１０のクランキングを継続するために、高圧バッテリ２２の充電容量が過度に低下することは抑制できる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・エンジン１０とモータジェネレータ２０との駆動連結の態様は、上記実施形態に限らない。また、エンジン１０とモータジェネレータ２０との間に、第１プーリ１２、伝達ベルト１３、及び第２プーリ１４に加えて、複数のギア等で構成される減速機構や、駆動力伝達経路の断接を行うクラッチ等が介在されていてもよい。

・高圧バッテリ２２及び低圧バッテリ２４の出力電圧は、問わない。また、必ずしも、低圧バッテリ２４の出力電圧が高圧バッテリ２２の出力電圧よりも低くなくてもよく、両者の出力電圧が同じであってもよい。

・高圧バッテリ２２及び低圧バッテリ２４の種類は、上記実施形態の例に限らない。例えば、高圧バッテリ２２や低圧バッテリ２４として、リチウムイオン電池や鉛蓄電池以外に、ニッケル水素電池やＮＡＳ電池、全固体電池等を採用してもよい。

・主としてエンジン１０の走行トルクをアシストするモータジェネレータと、主としてエンジン１０からのトルクにより発電するモータジェネレータとを別々に備えていてもよい。この場合、エンジン１０の走行トルクをアシストするモータジェネレータに対して、上記実施形態の自動停止再始動処理を適用すればよい。

・上記実施形態において、クランクシャフト１０ａの停止角ＣＡｓは、実際にクランクシャフト１０ａが停止したときのクランク角ＣＡを検出するのに限らず、予測した停止角ＣＡｓであってもよい。すなわち、予測した停止角ＣＡｓを、電子制御装置３０の停止角検出部３０ａが検出した停止角ＣＡｓとしてもよい。例えば、エンジン１０の自動停止を開始した後、クランク角センサ３１が検出したクランク角ＣＡや機関回転数Ｎｅの変化に基づいて、当該エンジン１０が自動停止したときのクランクシャフト１０ａの停止角ＣＡｓを予測できる。この変更例の場合には、クランクシャフト１０ａの停止を待つことなく、ステップＳ２４以後の処理を実行できる。

・上記実施形態におけるステップＳ２１～ステップＳ２３の処理を省略して、許容クランク角範囲ＣＡａの大小に拘らず、停止角ＣＡｓが許容クランク角範囲ＣＡａの範囲内であるか否かを判定してもよい（ステップＳ２５を実行してもよい）。停止角ＣＡｓの検出精度として高い精度が期待できるのであれば、ステップＳ２１～ステップＳ２３の処理を省略して電子制御装置３０の処理負担を低減させた方がよいこともある。

・上記実施形態におけるステップＳ３１の処理を省略して、高圧バッテリ２２の充電容量に拘らず、モータジェネレータ２０によるエンジン１０のクランキングを継続してもよい。上記実施形態で想定されるエンジン１０の自動停止の期間は長くてもせいぜい数分～十数分程度である。また、エンジン１０が運転している間は、高圧バッテリ２２の充電容量は、ある程度の範囲内（例えば４０％～７０％）に制御される。したがって、高圧バッテリ２２の最大充電容量（満充電容量）が相応に多ければ、モータジェネレータ２０によるエンジン１０のクランキングを継続しても、高圧バッテリ２２の充電容量が過度に低下することは抑制できる。また、仮に、高圧バッテリ２２の充電容量が過度に低下したとしても、当該高圧バッテリ２２によって駆動される電動の補機が、車両の走行に大きな影響を及ぼさないのであれば、モータジェネレータ２０によるエンジン１０のクランキングを継続しても問題は生じない。

・上記実施形態において、筒内負圧期間内にモータジェネレータ２０によるエンジン１０クランキングを開始した場合に、再始動の要求の有無に拘らず、エンジン１０における燃料噴射を再開してエンジン１０を再始動させてもよい。例えば、高圧バッテリ２２の最大充電容量が少ない場合には、モータジェネレータ２０によるクランキングを継続すると高圧バッテリ２２の充電容量が低下しがちである。このような場合には、高圧バッテリ２２の充電容量に拘らず、エンジン１０を再始動させるのも有効である。

・上記実施形態のステップＳ１４において、閾値Ｔｘはゼロ以上の値であれば、適宜変更できる。閾値Ｔｘを大きく設定すれば、ステップＳ１４の判定が肯定であるにも拘らず、実際のクランクシャフト１０ａの停止角が許容クランク角範囲ＣＡａの範囲外になる可能性は低くなる。一方、閾値Ｔｘを小さく設定すれば、エンジン１０の自動停止を実行できる機会は多くなる。

・上記実施形態のステップＳ１４において、モータジェネレータ２０の出力可能トルクＴｍｇからエンジン１０の始動トルクのうちの最大値（最大始動トルク）を減算し、この減算値を閾値Ｔｘとは別の閾値と比較してもよい。図３に示すように、始動トルクは、エンジン１０におけるデポジット等の堆積によって高トルク側に平行移動するように変化する。そのため、エンジン１０の最小始動トルクと最大始動トルクとは連動して変化する。したがって、出力可能トルクＴｍｇから最大始動トルク減算した値を閾値と比較することによっても、間接的に最小始動トルクＴｓと閾値Ｔｘとを比較できる。

・上記実施形態において、エンジン１０がアイドル運転中の燃料噴射量Ｑｆに基づいて最小始動トルクＴｓを算出するのに代えて、エンジン１０がアイドル運転中以外の所定の駆動状態であるときの燃料噴射量Ｑｆに基づいて最小始動トルクを算出してもよい。所定の駆動状態としては、例えば、エンジン１０におけるスロットルバルブの開度や機関回転数Ｎｅなど、エンジン１０における燃焼状態に影響のあるパラメータを一定にした状態が挙げられる。そして、その状態での燃料噴射量Ｑｆに基づいて最小始動トルクＴｓを算出することもできる。

・上記実施形態において、ステップＳ１１～ステップＳ１４までの処理を省略してもよい。モータジェネレータ２０の出力可能トルクＴｍｇとエンジン１０の始動トルクとの差が大きくて、モータジェネレータ２０の出力可能トルクＴｍｇやエンジン１０の始動トルクが多少変化しても、出力可能トルクＴｍｇが最小始動トルクＴｓより小さくなることが考えにくいのであれば、ステップＳ１１～ステップＳ１４までの処理を省略しても問題は生じない。

・最小始動トルクＴｓの算出方法は上記実施形態の例に限らない。例えば、エンジン１０における燃料噴射量を一定にしたまま、モータジェネレータ２０からエンジン１０のクランクシャフト１０ａにトルクを付与することで、エンジン１０の機関回転数Ｎｅを予め定められた回転数にする。仮にエンジン１０における摩擦が大きくて最小始動トルクＴｓが大きい場合には、上記のように制御しているときのモータジェネレータ２０の出力トルクも大きくなる。したがって、このときのモータジェネレータ２０の出力電圧や出力電流に基づいて、最小始動トルクＴｓを算出することもできる。

・許容クランク角範囲ＣＡａの算出方法は問わない。例えば、ステップＳ１８において機関回転数Ｎｅの変化量ΔＮｅに基づいて最小始動トルクＴｓを算出するのに代えて、ステップＳ１２で算出した最小始動トルクＴｓを転用し、これに基づき許容クランク角範囲ＣＡａを算出してもよい。

・また、例えば、車両の走行距離の積算値に基づいて、許容クランク角範囲ＣＡａを算出してもよい。エンジン１０におけるデポジットの堆積量や、モータジェネレータ２０における出力特性の劣化は、車両の走行距離の積算値に対して相関関係があると考えられる。したがって、走行距離の積算値に基づいて許容クランク角範囲ＣＡａを算出した場合でも、ある程度の正確性が期待できる。

・加えて、ステップＳ２１～ステップＳ２３の処理を省略するのであれば、許容クランク角範囲ＣＡａは、予め定められた固定の範囲であってもよい。
・上記実施形態において必ずしも許容クランク角範囲ＣＡａを算出しなくてもよい。例えば、エンジン１０の最小始動トルクＴｓ、モータジェネレータ２０の出力可能トルクＴｍｇ、及びクランクシャフト１０ａの停止角ＣＡｓを変数とする関係式等を予め電子制御装置３０の記憶部に記憶しておく。そして、この関係式によって導き出される数値に基づいて、停止角ＣＡｓが、エンジン１０をモータジェネレータ２０でクランキングして再始動できるクランク角の停止角の範囲内か範囲外かを判定してもよい。

・クランクシャフト１０ａが停止したタイミングｔ２からの規定時間Ｘ１に基づいて筒内負圧期間を定めるのに代えて、エンジン１０における燃料噴射の停止及びスロットルバルブの閉弁タイミングｔ１からの規定時間として筒内負圧期間を定めてもよい。

・上記実施形態では、規定時間Ｘ１を、クランクシャフト１０ａが停止したタイミングｔ２からの時間としたが、これに限らない。例えば、規定時間Ｘ１を、クランクシャフト１０ａの回転数（機関回転数Ｎｅ）が所定の回転数になってからの時間としてもよい。

・上記実施形態では、規定時間Ｘ１を、エンジン１０の気筒内の圧力が大気圧に等しくなるまでの時間としたが、これに限らない。例えば、規定時間Ｘ１を、エンジン１０の気筒内の圧力が、大気圧よりも所定圧低い圧力になるまでの時間としてもよい。エンジン１０やモータジェネレータ２０の特性によっては、エンジン１０の気筒内の圧力が大気圧よりも多少低い程度では、依然として、モータジェネレータ２０によってエンジン１０をクランキングできないといったこともあり得る。このような場合には、この変更例のように規定時間Ｘ１を定めることで、確実にエンジン１０をクランキングできる。

・上記実施形態では、エンジン１０の気筒内の気圧が再び負圧になる規定期間を、クランクシャフト１０ａが一定角度回転するまでの期間として定めたが、これを時間で定めてもよい。規定期間を時間で定める場合、例えば、数百ミリ秒～数秒程度が好適である。

・上記実施形態では、クランキング期限ｔ３までにモータジェネレータ２０によるエンジン１０のクランキングを行い、その後、燃料噴射を再開することで、エンジン１０を再始動したが、モータジェネレータ２０によるエンジン１０のクランキングを省略することもできる。例えば、エンジン１０の自動停止を開始した直後であれば、クランクシャフト１０ａは依然として回転している。このようにクランクシャフト１０ａが未だ完全に停止していない期間であれば、クランキングなしで燃料噴射を再開するのみで、エンジン１０が再始動する余地がある。

・上記実施形態のステップＳ２１、許容クランク角範囲ＣＡａが規定範囲ＣＡｘよりも大きいと判定された場合に、その後のステップＳ２４～ステップＳ３３の処理を省略してもよい。この場合、許容クランク角範囲ＣＡａが規定範囲ＣＡｘよりも大きいと判定された場合に、そのままクランクシャフト１０ａを停止させ、再始動要求に応じて、エンジン１０を再始動させればよい。

・エンジン１０において、電動の吸気バルブのように、クランクシャフト１０ａの回転とは別に、吸気バルブの開度（リフト量）を制御できる構成のものがある。このようなエンジン１０であれば、エンジン１０の自動停止時に、スロットルバルブを閉弁するのに代えて又は加えて、吸気バルブの開度を小さくすることで、エンジン１０への吸気量を制限することもできる。

・上記実施形態において、エンジン１０の燃料噴射を停止した状態のまま、モータジェネレータ２０からのトルクのみによって車両を走行させることができるのであれば、モータジェネレータ２０によるエンジン１０のクランキング後、燃料噴射を再開するのに代えて、モータジェネレータ２０からのトルクで車両を走行させてもよい。

１０…エンジン、１０ａ…クランクシャフト、１１…トランスミッション、１２…第１プーリ、１３…伝達ベルト、１４…第２プーリ、２０…モータジェネレータ、２０ａ…出力軸、２０ｂ…センサ部、２１…インバータ、２２…高圧バッテリ、２２ａ…センサ部、２３…ＤＣ／ＤＣコンバータ、２４…低圧バッテリ、２４ａ…センサ部、３０…電子制御装置、３１…クランク角センサ、３２…車速センサ、３３…冷却水温センサ、ＩＨｂ…状態情報、ＩＬｂ…状態情報、ＩＭ…状態情報、ＣＡ…クランク角、ＳＰ…車速、ＴＨＷ…冷却水温度、ＭＳｍｇ…操作信号、ＭＳｅｎ…操作信号、Ｔｍｇ…出力可能トルク、Ｔｓ…最小始動トルク、Ｔｘ…閾値、ＣＡａ…許容クランク角範囲、ＣＡｓ…停止角、Ｎｅ…機関回転数、Ｘ１…規定時間、Ｑｆ…燃料噴射量。

Claims (6)

1. 車両の駆動源としてエンジンと当該エンジンに駆動連結されたモータジェネレータとを備えているハイブリッドシステムに適用される始動制御装置であって、
   予め定められた規定条件を満たしたときに前記エンジンにおける燃料噴射を停止させることで前記エンジンを自動停止させるとともに前記エンジンへの吸気量を制限する駆動制御部と、
   前記エンジンが自動停止してクランクシャフトが停止したときのクランク角を、停止角として検出する停止角検出部とを備え、
   前記駆動制御部は、前記停止角が、前記エンジンを前記モータジェネレータでクランキングして再始動できる前記クランク角の停止角の範囲を外れている場合には、前記エンジンの自動停止が開始されてから前記エンジンの気筒内が大気圧に対して負圧になっている期間として定められた筒内負圧期間が経過するまでに、前記モータジェネレータによって前記エンジンをクランキングさせる又は前記エンジンにおける燃料噴射を再開して前記エンジンを再始動させる
   ことを特徴とする始動制御装置。
2. 車両の駆動源としてエンジンと当該エンジンに駆動連結されたモータジェネレータとを備えているハイブリッドシステムに適用される始動制御装置であって、
   予め定められた規定条件を満たしたときに前記エンジンにおける燃料噴射を停止させることで前記エンジンを自動停止させるとともに前記エンジンへの吸気量を制限する駆動制御部と、
   前記エンジンを前記モータジェネレータでクランキングして再始動できるクランクシャフトにおけるクランク角の停止角の範囲を、許容クランク角範囲として算出する許容角算出部とを備え、
   前記駆動制御部は、前記許容クランク角範囲が予め定められた規定範囲よりも小さい場合には、前記エンジンの自動停止が開始されてから前記エンジンの気筒内が大気圧に対して負圧になっている期間として定められた筒内負圧期間が経過するまでに、前記モータジェネレータによって前記エンジンをクランキングさせる又は前記エンジンにおける燃料噴射を再開して前記エンジンを再始動させる
   ことを特徴とする始動制御装置。
3. 前記モータジェネレータの出力可能トルクを算出するトルク算出部を備え、
   前記許容角算出部は、前記出力可能トルク及び前記エンジンを自動停止しているときの単位時間あたりのエンジンの機関回転数の変化量に基いて、前記許容クランク角範囲を算出する
   ことを特徴とする請求項２に記載の始動制御装置。
4. 前記モータジェネレータの出力可能トルクを算出するトルク算出部と、
   前記エンジンが所定の駆動状態であるときの燃料噴射量に基づいて前記エンジンを再始動するのに要する始動トルクを算出する始動トルク算出部とを備え、
   前記駆動制御部は、前記出力可能トルクから前記始動トルクのうちの最小のトルクを減算した値が予め定められた閾値よりも小さい場合には、前記規定条件に拘らず、前記エンジンの自動停止を禁止する
   ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の始動制御装置。
5. 前記駆動制御部は、前記筒内負圧期間が経過するまでに前記モータジェネレータによって前記エンジンをクランキングさせてから、前記エンジンの気筒内の気圧が大気圧に対して再び負圧になる期間として予め定められている規定期間が経過した場合には、前記モータジェネレータによる前記エンジンのクランキングを停止することにより、前記エンジンを自動停止させる
   ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の始動制御装置。
6. 前記駆動制御部は、前記筒内負圧期間が経過するまでに前記モータジェネレータによって前記エンジンをクランキングさせた後、前記モータジェネレータに電力を供給するバッテリの充電容量が一定容量を下回った場合には、前記エンジンにおける燃料噴射を再開して前記エンジンを再始動させる
   ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の始動制御装置。

Images