JP7310461B2 - パワートレーンシステム - Google Patents

Description

この発明は、パワートレーンシステムに関する。

例えば、特許文献１には、内燃機関の始動装置が開示されている。この内燃機関は、アイドルストップ車両に用いる筒内噴射型エンジンである。始動装置は、始動性向上のために、エンジン停止時にクランク軸の回転位置を検出し、かつ、再始動に最適な最適クランク角となるように電動機（スタータモータ）を用いてエンジン停止中にクランク軸を回転させるように構成されている。また、特許文献１には、筒内噴射型エンジンを対象とした早期始動制御が開示されている。この早期始動制御では、自動停止処理によるエンジン停止中に圧縮行程又は吸気行程にある気筒（圧縮行程気筒又は吸気行程気筒）から、再始動時に燃料噴射及び点火が開始される。さらに、特許文献１には、吸気管噴射型エンジンを対象とした最適クランク角へのクランク軸の回転制御の例として、ある気筒の吸気弁が開かれる直前を最適クランク角として設定すれば、クランキング開始とともに噴射燃料が筒内に吸入されて直ちに圧縮及び燃焼がなされる点が記載されている。

また、特許文献２には、自動停止処理及び再始動処理を行う火花点火式内燃機関において、エンジン再始動を迅速に行うために、強磁性磁気抵抗素子（ＭＲＥ）を用いたクランク角センサを利用して気筒判別を行う技術が開示されている。特許文献３には、エンジン始動時に多くの燃料を燃焼室に供給して燃焼させることによって、エンジン回転速度を急速に上昇させて燃焼ガス中の炭化水素（ＨＣ）を低減させる技術が開示されている。そして、特許文献４には、エンジン停止時に、圧縮上死点付近となるようにクランク軸の停止位置を制御する技術が開示されている。

特開２００１－２２１１３８号公報 特開２０１１－０９９３５７号公報 特開２０１４－１８５５２４号公報 特開２０１５－０４５２４７号公報

車両駆動及び発電の少なくとも一方のために内燃機関を備えるパワートレーンシステムにおいて、内燃機関の高負荷域が多用されると、排気浄化触媒（単に「触媒」とも称する）の温度が高くなる。触媒温度が高い状態で内燃機関が停止すると、その後の再始動時に触媒温度が依然として高い状態となり得る。触媒の劣化は、高温の触媒に対して酸素濃度の高いガスが流入した時に生じ易い。したがって、エンジン始動（再始動）の開始直後のクランク軸の回転によって高温の触媒に対して空気（酸素）が流入すると、触媒の劣化進行が懸念される。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、排気浄化触媒の温度が高い条件下でのエンジン始動時に排気浄化触媒への酸素流入を抑制可能なパワートレーンシステムを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係るパワートレーンシステムは、内燃機関と、第１電動機と、停止位置センサと、制御装置とを含む。内燃機関は、少なくとも１つの気筒と、クランク軸と、少なくとも１つの気筒毎に配置されて吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁を備える燃料噴射装置と、混合気に点火する点火装置と、排気通路に配置された排気浄化触媒とを含む。第１電動機は、内燃機関をクランキング可能に構成されている。停止位置センサは、クランク軸のクランク停止位置を検出する。制御装置は、内燃機関と第１電動機とを制御し、停止位置センサによって検出されたクランク停止位置を記憶する停止位置記憶処理を実行する。エンジン停止中に圧縮行程にある圧縮行程気筒を対象として実行される処理であって、エンジン停止の過程で最後に迎える吸気行程中に燃料が圧縮行程気筒内に吸入されるように燃料噴射を実行し、かつ、記憶されたクランク停止位置に基づき、エンジン始動要求に基づくクランキングの開始後の圧縮行程気筒の最初のサイクルにおいて点火を実行する処理を第１始動処理と称する。また、エンジン停止中に吸気行程にある吸気行程気筒を対象として実行される処理であって、記憶されたクランク停止位置に基づき、エンジン始動要求が出された時点からクランキングの開始後の最初の吸気弁の閉じタイミングまでの期間中に燃料噴射を実行し、かつ、記憶されたクランク停止位置に基づき、クランキングの開始後の吸気行程気筒の最初のサイクルにおいて点火を実行する処理を第２始動処理と称する。制御装置は、エンジン始動要求が出された時の排気浄化触媒の温度が第１閾値以上の場合には、第１始動処理及び第２始動処理の少なくとも一方を伴って内燃機関を始動させる早期始動モードを実行する。一方、エンジン始動要求が出された時の排気浄化触媒の温度が第１閾値未満の場合には、制御装置は、第１始動処理及び第２始動処理の何れも伴わずに内燃機関を始動させる通常始動モードを実行する。早期始動モードにおいて、制御装置は、パワートレーンシステムを搭載する車両の車速が第２閾値以上の場合には、第１始動処理及び第２始動処理の双方を実行し、車速が第２閾値未満の場合には、第１始動処理及び第２始動処理の何れか一方のみを実行する。
また、本発明の第２の態様に係るパワートレーンシステムは、内燃機関と、第１電動機と、停止位置センサと、制御装置とを含む。内燃機関は、少なくとも１つの気筒と、クランク軸と、少なくとも１つの気筒毎に配置されて吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁を備える燃料噴射装置と、混合気に点火する点火装置と、排気通路に配置された排気浄化触媒とを含む。第１電動機は、内燃機関をクランキング可能に構成されている。停止位置センサは、クランク軸のクランク停止位置を検出する。制御装置は、内燃機関と第１電動機とを制御し、停止位置センサによって検出されたクランク停止位置を記憶する停止位置記憶処理を実行する。エンジン停止中に圧縮行程にある圧縮行程気筒を対象として実行される処理であって、エンジン停止の過程で最後に迎える吸気行程中に燃料が圧縮行程気筒内に吸入されるように燃料噴射を実行し、かつ、記憶されたクランク停止位置に基づき、エンジン始動要求に基づくクランキングの開始後の圧縮行程気筒の最初のサイクルにおいて点火を実行する処理を第１始動処理と称する。また、エンジン停止中に吸気行程にある吸気行程気筒を対象として実行される処理であって、記憶されたクランク停止位置に基づき、エンジン始動要求が出された時点からクランキングの開始後の最初の吸気弁の閉じタイミングまでの期間中に燃料噴射を実行し、かつ、記憶されたクランク停止位置に基づき、クランキングの開始後の吸気行程気筒の最初のサイクルにおいて点火を実行する処理を第２始動処理と称する。制御装置は、エンジン始動要求が出された時の排気浄化触媒の温度が第１閾値以上の場合には、第１始動処理及び第２始動処理の少なくとも一方を伴って内燃機関を始動させる早期始動モードを実行する。一方、エンジン始動要求が出された時の排気浄化触媒の温度が第１閾値未満の場合には、制御装置は、第１始動処理及び第２始動処理の何れも伴わずに内燃機関を始動させる通常始動モードを実行する。第１電動機は、内燃機関をクランキング可能であることに加え、内燃機関の動力を用いて発電するモータジェネレータである。パワートレーンシステムは、パワートレーンシステムを搭載する車両を駆動する第２電動機と、モータジェネレータによって生成された電力を蓄えるバッテリとをさらに備える。第２電動機及びモータジェネレータは、制御装置によって制御される。制御装置は、外気温度が低い場合には当該外気温度が高い場合と比べて、第２始動処理による燃料噴射の開始タイミングを早める。

上記第１又は第２の態様において、パワートレーンシステムは、クランク軸に連結された回転電機をさらに備えてもよい。そして、制御装置は、第１始動処理及び第２始動処理の少なくとも一方の実現に必要な所定範囲内にクランク停止位置が収まるように回転電機を制御する停止位置制御を実行してもよい。

上記第１又は第２の態様において、内燃機関は、直列３気筒型であってもよい。そして、クランク停止位置の所定範囲の基準位置は、圧縮行程気筒のピストン停止位置がクランク角で圧縮上死点前６０°となり、吸気行程気筒のピストン停止位置がクランク角で排気上死点後６０°となる位置であってもよい。

上記第１又は第２の態様において、内燃機関は、直列４気筒型であってもよい。そして、クランク停止位置の所定範囲の基準位置は、圧縮行程気筒のピストン停止位置がクランク角で圧縮上死点前９０°となり、吸気行程気筒のピストン停止位置がクランク角で排気上死点後９０°となる位置であってもよい。

上記第１の態様において、第１電動機は、内燃機関をクランキング可能であることに加え、内燃機関の動力を用いて発電するモータジェネレータであってもよい。パワートレーンシステムは、車両を駆動する第２電動機と、モータジェネレータによって生成された電力を蓄えるバッテリとをさらに備えてもよい。そして、早期始動モードにおいて、制御装置は、車速が第２閾値未満であってバッテリの残量が第３閾値よりも高い場合には、第１始動処理及び第２始動処理の何れか一方のみを実行し、車速が第２閾値未満であってもバッテリの残量が第３閾値以下の場合には、第１始動処理及び第２始動処理の双方を実行してもよい。

上記第２の態様において、内燃機関は、発電専用であってもよい。

上記第２の態様において、制御装置は、第２始動処理による燃料噴射をクランキングの開始前に開始してもよい。

上記第１の態様において、制御装置は、第２始動処理による燃料噴射をクランキングの開始に合わせて開始してもよい。

上記第１又は第２の態様において、第１閾値は、７００℃以上であってもよい。

本発明に係るパワートレーンシステムによれば、エンジン始動要求が出された時の排気浄化触媒の温度が第１閾値以上の場合には、早期始動モードが実行される。早期始動モードは、第１及び第２始動処理の少なくとも一方を伴う。まず、記憶されたクランク停止位置の利用により、クランキングの開始直後に第１及び第２始動処理の少なくとも一方を行えるようになる。そのうえで、第１始動処理によれば、クランキングの開始後に圧縮行程気筒が最初に迎える膨張行程において燃焼を行うことができる。また、第２始動処理によれば、クランキングの開始後に吸気行程気筒が最初に迎える膨張行程において燃焼を行うことができる。その結果、圧縮行程気筒において最初に迎える排気行程において排出されるガスは既燃ガスとなり、吸気行程気筒についても同様である。このため、早期始動モードを備えるパワートレーンシステムによれば、排気浄化触媒の温度が高い条件下でのエンジン始動時に、排気浄化触媒への酸素流入を抑制できる。

実施の形態１に係るパワートレーンシステムの構成の一例を表した模式図である。 図１に示す内燃機関の構成の一例を表した模式図である。 比較例におけるエンジン間欠始動時の動作を表したタイムチャートである。 各気筒のピストン停止位置の一例を吸排気バルブタイミングとともに表した図である。 実施の形態１におけるエンジン停止時の動作を表したタイムチャートである。 図４に示すピストン停止位置からのエンジン間欠始動時の各気筒の点火タイミングを表した図である。 実施の形態１におけるエンジン間欠始動時の動作を表したタイムチャートである。 第２始動処理に利用可能な燃料噴射期間の例を示すタイムチャートである。 実施の形態１に係るエンジン停止時の制御に関する処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態１に係るエンジン間欠始動時の制御に関する処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態２に係るエンジン間欠始動時の制御に関する処理の手順を示すフローチャートである。 直列４気筒型エンジンの４つの気筒のピストン停止位置の一例を吸排気バルブタイミングとともに表した図である。 本参考例に係るパワートレーンシステムの構成の一例を表した模式図である。 本参考例における高触媒温度時のエンジン間欠始動時の動作を表したタイムチャートである。 本参考例に係るエンジン停止時の制御に関する処理の手順を示すフローチャートである。 本参考例に係るエンジン間欠始動時の制御に関する処理の手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態及び参考例について説明する。ただし、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略又は簡略する。以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

１．実施の形態１
図１～図１０を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。

１－１．パワートレーンシステムの構成
図１は、実施の形態１に係るパワートレーンシステム１０の構成の一例を表した模式図である。パワートレーンシステム１０は、２つのモータジェネレータ１２及び１４と、バッテリ１６と、内燃機関３０と、制御装置７０とを備えている。以下、第１モータジェネレータ１２を「ＭＧ１」とも称し、第２モータジェネレータ１４を「ＭＧ２」とも称する。

ＭＧ２は、車両の減速時に回生制動を行う場合を除き、車両（車輪１８）を駆動する電動機として使用される。このため、ＭＧ２は、本発明に係る「第２電動機」の一例に相当する。ＭＧ２は、一例として３相交流式である。バッテリ（直流電源）１６は、ＭＧ２に供給される電力を蓄える。また、パワートレーンシステム１０は、プラグ２０を介して車両外部から供給される電力によってバッテリ１６を充電可能に構成されている。

そのうえで、パワートレーンシステム１０は、車両の航続距離の延長を目的として、内燃機関３０とＭＧ１とを利用して発電を行う。具体的には、ＭＧ１は、内燃機関３０と連結されており、内燃機関３０の動力によって駆動されて電力を生成する。生成された電力は、バッテリ１６に供給される。また、ＭＧ１は、内燃機関３０のクランキングを行うスタータモータとしての機能をも有する。このため、ＭＧ１は、本発明に係る「第１電動機」及び「モータジェネレータ」の一例に相当する。ＭＧ１も、一例として３相交流式である。

内燃機関３０は、燃料の供給を受けて作動する。具体的には、内燃機関３０は、火花点火式エンジンであり、一例として３つの気筒３２＃１～３２＃３を有する直列３気筒型エンジンである。内燃機関３０の点火順序は、気筒３２＃１、気筒３２＃２、気筒３２＃３の順である。また、点火順序が隣り合う気筒３２間の位相差は、クランク角で２４０°である。

図２は、図１に示す内燃機関３０の構成の一例を表した模式図である。内燃機関３０は、一例として自然吸気エンジンであるが過給エンジンとして構成されてもよい。各気筒３２には、その内部を往復移動するピストン３４が配置されている。各気筒３２の燃焼室３２ａには、吸気通路３６及び排気通路３８が連通している。吸気通路３６の吸気ポート３６ａは吸気弁４０により開閉され、排気通路３８の排気ポート３８ａは排気弁４２により開閉される。吸気通路３６には、吸入空気量制御のために電子制御式のスロットルバルブ４４が配置されている。また、内燃機関３０は、燃料噴射装置（燃料噴射弁のみ図示）４６と点火装置４８（点火プラグのみ図示）とを備えている。燃料噴射装置４６の燃料噴射弁は、気筒３２毎に配置され、吸気ポート３６ａに燃料を噴射する。吸気弁４０を駆動するカム軸５０の周囲には、カム角センサ５２が配置されている。カム角センサ５２は、カム軸５０の特定の回転位置を検出した時に気筒識別信号を出力する。

排気通路３８には、排気浄化触媒５４（以下、単に「触媒５４」と略する）が配置されている。より詳細には、触媒５４は、排気通路３８に配置される複数の触媒（触媒５４以外は図示省略）のうちで最も上流側に位置している。すなわち、触媒５４は、いわゆるスタートキャタリストである。触媒５４には、その温度Ｔに応じた信号を出力する触媒温度センサ５６が取り付けられている。

また、内燃機関３０は、エンジン冷却水温度に応じた信号を出力する水温センサ５８と、クランク角に応じた信号を出力するクランク角センサ６０とを備えている。より詳細には、クランク角センサ６０は、クランク軸６２の近傍に配置され、一例として、逆回転の検出機能を有する方式（例えば、磁気抵抗素子型（ＭＲＥ型））のクランク角センサである。なお、クランク角センサ６０は、本発明に係る「停止位置センサ」の一例に相当する。

パワートレーンシステム１０は、さらに、ＭＧ１、ＭＧ２及び内燃機関３０（スロットルバルブ４４、燃料噴射装置４６及び点火装置４８を含む）を制御する制御装置７０を備えている。制御装置７０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）７２と、電力制御ユニット（ＰＣＵ）７４、７６とを備えている。ＥＣＵ７２は、少なくとも１つのプロセッサ７２ａと少なくとも１つのメモリ７２ｂとを有する。メモリ７２ｂには、ＭＧ１、ＭＧ２及び内燃機関３０の各制御に用いられるマップを含む各種のデータ及び各種の制御プログラムが記憶されている。プロセッサ７２ａがメモリ７２ｂから制御プログラムを読み出して実行することにより、制御装置７０による各種の処理及び制御が実現される。

ＰＣＵ７４、７６は、それぞれ、複数のスイッチング素子を備える電力変換器（インバータ）を含む。ＰＣＵ７４はＥＣＵ７２からの指令に基づいてＭＧ１を制御し、ＰＣＵ７６はＥＣＵ７２からの指令に基づいてＭＧ２を制御する。なお、制御装置７０は、複数のＥＣＵを用いて構成されてもよい。具体的には、制御装置７０は、例えば、パワートレーンシステム１０を統括的に制御するＥＣＵと、内燃機関３０を制御するＥＣＵと、ＭＧ１を制御するＥＣＵと、ＭＧ２を制御するＥＣＵとを個別に備えてもよい。

ＥＣＵ７２は、パワートレーンシステム１０の動作を制御するための各種センサからセンサ信号を取り込む。ここでいう各種センサは、上述のカム角センサ５２、触媒温度センサ５６、水温センサ５８及びクランク角センサ６０とともに、回転角センサ（レゾルバ）７８、８０、電流センサ８２、車速センサ８４及び外気温度センサ８６を含む。回転角センサ７８及び８０は、それぞれ、ＭＧ１及びＭＧ２の回転角を検出する。電流センサ８２は、バッテリ１６に流れる電流を検出する。車速センサ８４及び外気温度センサ８６は、パワートレーンシステム１０を搭載する車両の速度（車速Ｖ）、及び外気温度をそれぞれ検出する。また、ＥＣＵ７２は、クランク角センサ６０及びカム角センサ５２の信号を用いて、エンジン始動時に気筒判別処理を行うことができる。

上述の構成を有するパワートレーンシステム１０が搭載された車両は、いわゆるＲＥＥＶ（Range Extended Electric Vehicle）に相当する。より詳細には、ＲＥＥＶは、バッテリ１６の残量（より詳細には、バッテリ１６の充電率を示すＳＯＣ（State of Charge））が所定の下限値以下に低下するまでは、車両の起動時にバッテリ１６に蓄えられている電力のみを用いて走行するＢＥＶ（Battery-Electric Vehicle）として用いられる。そして、ＳＯＣが下限値以下になると、航続距離を延ばすために、内燃機関３０の動力を用いて生成された電力によってバッテリ１６の充電が行われる。内燃機関３０は発電専用エンジンである。ＲＥＥＶは、プラグインハイブリッド車両（ＰＨＥＶ）の一種として分類される場合もある。

（ＲＥＥＶの定義の一例）
また、ＲＥＥＶは、例えば、次のように定義され得る。すなわち、カリフォルニア州大気資源局（ＣＡＲＢ）によれば、次の４つの要件のすべてを満たす車両がＲＥＥＶとして定義されている。
（１）外部充電による走行距離が７５マイル以上であること
（２）補助動力装置による走行距離（すなわち、内燃機関の動力により生成される電力による走行距離）が外部充電による走行距離以下であること
（３）補助動力装置はバッテリの電力が低下するまで作動してはならないこと
（４）極超低公害車（ＳＵＬＥＶ）に該当し、エバポ排出ゼロ基準にも適合していること

２．エンジン始動時の触媒への酸素流入抑制に関する制御
ＲＥＥＶに搭載されたパワートレーンシステム１０では、ＥＣＵ７２は、バッテリ１６の残量（ＳＯＣ）が所定の下限値以下に低下すると、発電のために内燃機関３０を始動させる。したがって、内燃機関３０は、発電要求が生じる度に間欠的に始動される。このようなエンジン間欠始動時には、次のような課題がある。

２－１－１．課題（触媒の劣化）
一般に、内燃機関の運転中に高負荷域が多用されると、排気温度が高くなるので触媒温度も高くなる。その結果、エンジン停止後の再始動（間欠始動）においても触媒温度が依然として高い状態になり得る。触媒劣化は、高温の触媒に対して酸素濃度の高いガスが流入した時に進行し易い。

図３は、比較例におけるエンジン間欠始動時の動作を表したタイムチャートである。この比較例は、パワートレーンシステム１０と同様のハードウェア構成を有するパワートレーンシステムを対象として、実施の形態１に係る対策を伴わない一般的な始動方法を示している。図３中の時点ｔ０は、所定のエンジン始動要求が出された時点に相当する。この比較例では、エンジン始動要求を受け、燃料カット（Ｆ／Ｃ）要求ありの状態でＭＧ１を用いて内燃機関のクランキングが開始されている。その結果、エンジン回転速度が上昇していく。時点ｔ１は、燃料カット（Ｆ／Ｃ）要求がなくなった時点、すなわち、燃料噴射が開始される時点に相当する。

クランク角信号をカウントするクランク角カウンタのカウント値は、一般的には、エンジン停止がなされた際にゼロにリセットされる。エンジン始動時のクランク角センサ及びカム角センサを用いた気筒判別には、一般的に、クランク軸が１～２回転することを必要とする。時点ｔ０から時点ｔ１までの期間は、クランキングの開始後に気筒判別に要する期間Ａに相当する。エンジン停止中の各気筒内のガスは空気である。このため、この期間Ａ中のクランク軸の回転に伴い、空気が各気筒から排出され、この空気中に含まれる酸素が触媒に流入する。

また、比較例では、時点ｔ１が到来すると、ポート噴射を利用した一般的な手法で燃料噴射が行われる。具体的には、この燃料噴射は、吸気弁の開弁期間以外のクランク角期間（例えば、排気行程）において気筒毎に行われる（以下、「吸気非同期噴射」と称する）。このような吸気非同期噴射が時点ｔ１から実行された場合、燃料が各気筒に流入及び燃焼したことで生じる既燃ガスが各気筒から排出されるようになるまで、クランク軸の２回転に相当する期間Ｂ（ｔ１～ｔ２）を必要とする。この期間Ｂ中のクランク軸の回転によっても、酸素が触媒に流入する。

したがって、期間Ａと期間Ｂとを合計すると、エンジン間欠始動後に既燃ガスを触媒に供給し始める前に、クランク軸が最大で４回転してしまう。そして、エンジン間欠始動時に触媒温度が高い状態であると、これらの期間Ａ及びＢ中のクランク軸の回転によって高温の触媒に対して供給された酸素によって、触媒の劣化進行が懸念される。

２－１－２．車両に対して排気量が小さい内燃機関Ｅの定義
上述の課題は、広く言えば、どのような方式のパワートレーンシステムに組み込まれた内燃機関においても生じ得る。そのうえで、この課題は、車両（主に、車両のサイズ及び重量）に対して排気量が小さい内燃機関（便宜上、単に「内燃機関Ｅ」とも称する）を用いるパワートレーンシステムにおいて顕著となる。その理由は、内燃機関Ｅが用いられると、高負荷域が多用され易くなるためである。ＲＥＥＶに搭載される発電専用エンジンである内燃機関３０も、その一例に該当する。

ここで、車両に対して排気量が小さい内燃機関Ｅは、例えば、正味平均有効圧ＢＭＥＰ、エンジン始動時の触媒温度Ｔ、又は、排気カバーレンジＣ／Ｒといった各種指標を利用して次のように定義することができる。

（ＢＭＥＰの例）
正味平均有効圧ＢＭＥＰは、エンジントルク（軸トルク）を排気量で除して得られる。つまり、排気量に依らずにエンジン負荷の高低を評価できる指標である。内燃機関Ｅは、０．８ＭＰａ以上の正味平均有効圧ＢＭＥＰを使用するエンジンとして定義することができる。付け加えると、ＲＥＥＶでは、例えば、エンジン始動後にエンジン回転速度に依らずに０．８ＭＰａ以上の正味平均有効圧ＢＭＥＰを発揮させるように内燃機関が使われる場合がある。

（エンジン始動時の触媒温度Ｔの例）
また、高負荷域が多用されると、エンジン始動時（間欠始動等の再始動時）に排気温度が７００℃以上に上昇する。そして、それに伴い、触媒温度（より詳細には、スタートキャタリストの温度）Ｔも、同様に７００℃以上（例えば、７００～８００℃程度）にまで上昇する場合がある。そこで、内燃機関Ｅは、エンジン始動時の触媒温度Ｔが７００℃以上となり得るエンジンとして定義することもできる。

（排気カバーレンジＣ／Ｒの例）
さらに、排気カバーレンジＣ／Ｒは、車速１００ｋｍ／ｈにおける走行抵抗Ｒ／Ｌ［Ｎ］、車両の重量Ｉ／Ｗ［ｋｇ］、排気量［ｃｃ］、モータ出力（車両駆動用電動機の出力）［ｋＷ］及びエンジン出力［ｋＷ］に基づいて、以下の（１）式のように表すことができる。この排気カバーレンジＣ／Ｒは、モータ出力とエンジン出力との比を含んでおり、動力分割方式及びパラレル方式のハイブリッド車両にも対応している。また、ＲＥＥＶ及びシリーズハイブリッド方式のハイブリッド車両、並びに内燃機関のみを駆動源とする従来型車両の排気カバーレンジＣ／Ｒは、（１）式中のモータ出力をゼロとして計算することができる。

内燃機関Ｅは、上記（１）式によって表される排気カバーレンジ（Ｃ／Ｒ）が１．５以上となる車両に搭載された内燃機関として定義することもできる。参考として、１．５Ｌ～２．５Ｌ程度の排気量の内燃機関を備える場合、従来型車両及び動力分割方式のハイブリッド車両の排気カバーレンジＣ／Ｒは、（１）式によれば、一般に０．５～１．２程度となる。一方、このような従来型車両及び動力分割方式の内燃機関を小排気量の内燃機関に置き換えてＲＥＥＶを構成した場合、一例として、排気カバーレンジＣ／Ｒが１．９～３．１程度にまで増加するという算出結果が得られた。このように、排気カバーレンジＣ／Ｒの値は、ボディが共通の車両において排気量を下げると大きくなる。

２－１－３．実施の形態１の制御の概要
上述の課題に鑑み、本実施形態では、制御装置７０は、エンジン始動要求時の触媒５４の温度（触媒温度Ｔ）が閾値Ｔｔｈ以上の場合には、後に詳述される「第１始動処理」及び「第２始動処理」の双方を伴って内燃機関３０を始動させる「早期始動モード」を実行する。なお、閾値Ｔｔｈは、本発明に係る「第１閾値」の一例に相当する。

車両に対して排気量が小さい内燃機関Ｅの一例である内燃機関３０では、上述のように、エンジン始動時に触媒温度Ｔが７００℃以上となり得る。そこで、本実施形態では、閾値Ｔｔｈは、７００℃以上の値（例えば、７００℃）とされている。ただし、閾値Ｔｔｈは、触媒劣化の抑制のために必要とされる任意の値に設定することができ、したがって、７００℃未満の値であってもよい。

一方、触媒温度Ｔが閾値Ｔｔｈ未満の場合には、制御装置７０は、これらの第１及び第２始動処理の何れも伴わずに内燃機関３０を始動させる「通常始動モード」を実行する。通常始動モードの具体例は、第１及び第２始動処理の何れも伴わないものであれば特に限定されない。通常始動モードにおける燃料噴射は、例えば上述の吸気非同期噴射を利用して行うことができる。

１－２－４．各種処理及び制御の詳細
次に、図４～図８を適宜参照しつつ、「停止位置記憶処理」、上述の「第１及び第２始動処理」、並びにこれらに付随して実行される「停止位置制御」について順に詳述する。

図４は、各気筒３２＃１～３２＃３のピストン停止位置＃１～＃３の一例を吸排気バルブタイミングとともに表した図である。なお、図４に示す一例では、吸気弁４０は、排気上死点付近で開き、圧縮行程の途中（前半）で閉じている。排気弁４２は、膨張行程の途中（後半）で開き、排気上死点付近で閉じている。また、図４に示すピストン停止位置＃１～＃３は、後述の「クランク停止位置Ｐ１」に対応している。

エンジン停止要求に伴うエンジン停止過程（すなわち、エンジン回転速度が低下し始めてからゼロになるまでの期間）におけるクランク軸６２の典型的な回転挙動は次の通りである。すなわち、クランク軸６２の回転が停止する直前に圧縮行程にある気筒３２の圧縮圧によって、クランク軸６２の回転方向が逆転する。クランク軸６２の回転は、このような逆回転を伴いつつ停止する。より詳細には、クランク軸６２は、上記気筒３２内のピストン３４が上記圧縮圧の作用を受けなくなった後に完全に停止する。

図４に示す例では、上述の逆回転をもたらす圧縮圧が生じる気筒は気筒３２＃３であり、そのピストン停止位置＃３は圧縮行程にある。直列３気筒型の内燃機関３０では、点火順序が隣り合う気筒３２間の位相差はクランク角で２４０°である。したがって、内燃機関３０では、ピストン停止位置＃３が図４に示す例のように圧縮行程後半の位置にあると（より厳密には、上記圧縮圧によってピストン停止位置＃３が吸気下死点後６０°以下にまで戻されていない限り）、気筒３２＃３に対して点火順序が１つ後の気筒３２＃１のピストン停止位置＃１は吸気行程となる。

上述のように、図４に示すピストン停止位置の例では、圧縮行程で停止している（以下、「圧縮行程気筒」と称する）気筒３２＃３と吸気行程で停止している気筒（以下、「吸気行程気筒」と称する）３２＃１とが得られる。付け加えると、気筒３２＃１は、吸気弁４０が開いている状態で停止している。なお、残りの気筒３２＃２のピストン停止位置＃２は、膨張下死点（排気行程の始まり）にある。

（停止位置記憶処理）
制御装置７０は、第１及び第２始動処理の実現の前提として、内燃機関３０の停止に際し、クランク軸６２の停止位置（クランク停止位置）を記憶する「停止位置記憶処理」を実行する。クランク停止位置の記憶は、換言すると、クランク軸６２の回転停止時点におけるクランク角センサ（停止位置センサ）６０のクランク角信号を保持することを意味する。

クランク軸６２の回転停止は、既述したように、クランク軸６２の逆回転を伴いつつ行われる。このため、クランク停止位置を検出する「停止位置センサ」は、クランク軸６２の逆回転の検出機能を有する必要がある。本実施形態で用いられるクランク角センサ６０は、逆回転の検出機能を有しているので、逆回転を含めて正確なクランク停止位置を検出できる。停止位置記憶処理によって記憶されたクランク停止位置は、後述のように、エンジン間欠始動時の「第１始動処理による点火」、並びに「第２始動処理による燃料噴射及び点火」のために利用される。

なお、ＲＥＥＶに適用された内燃機関３０のクランク軸６２は、ＭＧ１の回転軸と連結されている。そして、回転角センサ（レゾルバ）７８は、逆回転検知機能を有している。このため、例えば逆回転の検出機能を有しないクランク角センサをクランク角センサ６０の代わりに備える例では、本発明に係る「停止位置センサ」として、例えば、ＭＧ１の回転角センサ７８が用いられてもよい。

（第１始動処理）
第１始動処理は、エンジン始動要求（間欠始動要求）が出される前のエンジン停止中の圧縮行程気筒（図４に示す例では気筒３２＃３）を対象として実行される。

まず、「第１始動処理による燃料噴射」について説明する。この燃料噴射は、エンジン停止過程で最後に迎える吸気行程中に燃料が圧縮行程気筒内に吸入されるように燃料噴射装置４６を用いて実行される。以下、図５を参照して、この燃料噴射の実行例について説明する。

図５は、実施の形態１におけるエンジン停止時の動作を表したタイムチャートである。図５中の時点ｔ３は、所定のエンジン停止要求が出された時点に相当する。図５に示す例では、クランク軸６２の回転を速やかに停止させるためにＭＧ１の負トルク（制動トルク）が利用されている。時点ｔ３が到来すると、クランク軸６２へのＭＧ１の負トルクの付与が開始される。負トルクは、ＭＧ１に発電負荷を与えることで得られる。この負トルクの付与に伴い、エンジン回転速度が低下していく。

負トルクの付与開始後の時点ｔ４は、Ｆ／Ｃ要求ありとされる時点、すなわち、各気筒３２の燃料カットの開始時点に相当する。その後の時点ｔ６は、クランク軸６２の回転が完全に停止する時点に相当し、その直前の時点ｔ５は、第１始動処理による燃料噴射の開始タイミングに相当する。より詳細には、この時点ｔ５では、後に圧縮行程気筒となる気筒（図４に示す例では、３２＃３）が最後の吸気行程を迎えている。このため、時点ｔ５において燃料噴射を行うことにより、当該気筒内に燃料を吸入させることができる。その後、当該気筒は吸気弁４０の閉弁後の圧縮行程において停止する。その結果、吸入された燃料を当該圧縮行程気筒内に閉じ込めておくことができる。

付け加えると、ポート噴射方式の燃料噴射装置４６を用いる内燃機関３０では、圧縮行程で停止している気筒内には、もはや燃料を供給できない。これに対し、本実施形態の第１始動処理用の燃料噴射手法によれば、エンジン間欠始動に先立ち、圧縮行程気筒内に燃料を供給しておくことができるので、間欠始動時の圧縮行程気筒の最初のサイクルから燃焼を開始させることが可能となる。

なお、本発明において「エンジン停止の過程で最後に迎える吸気行程中に燃料が圧縮行程気筒内に吸入されるように」するための燃料噴射期間は、上述の例（最後の吸気行程中）に限られない。すなわち、この燃料噴射期間は、最後の吸気行程が属するサイクルＡの１つ前のサイクルＢの吸気弁４０の閉じタイミングの後、かつ、サイクルＡの吸気弁４０の閉じタイミングの前の期間中に収まっていればよい。

また、図５に示す例では、時点ｔ３から時点ｔ４までの期間だけ、エンジン停止要求に対して燃料カットの開始が遅らされている。これは、燃料カット実行期間の調整によって、その後のエンジン停止中に触媒５４の雰囲気ガスの酸素濃度が十分に低い状態を得るために実行されている。これにより、エンジン停止中の触媒劣化の進行を抑制できる。ただし、エンジン停止処理の他の例では、クランク軸６２の回転を速やかに停止させるためのＭＧ１の負トルクの付与と燃料カットの開始タイミングの調整とを伴わずに、エンジン停止要求を受けて燃料カットが実行されてもよい。

次に、「第１始動処理による点火」について説明する。図６は、図４に示す例と対応しており、図４に示すピストン停止位置＃１～＃３からのエンジン間欠始動時の各気筒３２の点火タイミングを表した図である。図６中の横軸のクランク角のゼロ点は、気筒３２＃１の圧縮上死点に相当する。

第１始動処理による点火は、停止位置記憶処理により記憶されたクランク停止位置に基づいて実行される。具体的には、第１始動処理による点火は、エンジン始動要求に基づくクランキングの開始（後述の図７の時点ｔ０）後の圧縮行程気筒３２＃３の「最初のサイクル」において点火装置４８を用いて実行される。この最初のサイクルにおける点火タイミングの一例は、圧縮上死点である。より詳細には、この圧縮上死点は、全気筒３２＃１～３２＃３のうちでクランキングの開始後に最初に到来する圧縮上死点であり、「１ＴＤＣ」とも称する。なお、第１始動処理による点火のタイミングは、１ＴＤＣ自体に限らず、１ＴＤＣを含む所定クランク角期間内の他の任意のタイミングであってもよい。

（第２始動処理）
第２始動処理による燃料噴射及び点火は、停止位置記憶処理により記憶されたクランク停止位置に基づいて特定された吸気行程気筒（図４に示す例では気筒３２＃１）を対象として実行される。

まず、「第２始動処理による燃料噴射」について説明する。図７は、実施の形態１におけるエンジン間欠始動時の動作を表したタイムチャートである。図７中のエンジン回転速度及びＭＧ１トルクの波形は、図３に示す比較例と同様である。

ＲＥＥＶに搭載されたパワートレーンシステム１０におけるエンジン間欠始動は、ドライバ要求ではなく発電要求に基づくものである。このため、エンジン間欠始動要求が出されるタイミングは、パワートレーンシステム１０の側で管理できる。このため、制御装置７０は、間欠始動要求が出された後に内燃機関３０を始動させるタイミングを任意に決定できる。そこで、図７に示すように、本実施形態では、時点ｔ７においてエンジン始動要求が出された場合、第２始動処理による燃料噴射は、クランキング開始（時点ｔ０）より前のエンジン停止中に実行されている。時点ｔ８は、この燃料噴射の開始タイミングに相当する。

図８は、第２始動処理に利用可能な燃料噴射期間の例を示すタイムチャートである。図８において、記号「Ｆ１」が付された図形は、実施の形態１で用いられる第２始動処理における燃料噴射期間を示している。この燃料噴射期間Ｆ１の開始タイミングｔ８は、一定であってもよいが、本実施形態では外気温度に応じて変更される。具体的には、外気温度が低いと、エンジン停止中に吸気ポート３６ａ内に滞留する空気の温度及び吸気ポート壁面温度が低くなる。このため、外気温度が低いと、吸気ポート３６ａ内に噴射された燃料が気化しにくくなる。そこで、本実施形態では、外気温度（より詳細には、エンジン始動要求が出された時の外気温度）が低い場合には、それが高い場合に比べて、燃料噴射の開始タイミングｔ８が早められる。

また、第２始動処理に利用可能な燃料噴射期間は、「エンジン始動要求（間欠始動要求）が出された時点ｔ８から、クランキングの開始後の最初の吸気弁４０の閉じタイミングｔ９までの期間（ｔ８～ｔ９）」内であればよい。したがって、当該燃料噴射期間は、エンジン停止中の燃料噴射期間Ｆ１に代え、例えば、図８に示す燃料噴射期間Ｆ２～Ｆ４の何れかであってもよい。燃料噴射期間Ｆ２は、クランキングの開始に合わせて（換言すると、クランキングの開始と同時に）開始されている。燃料噴射期間Ｆ３は、クランキングの開始後の最初の吸気弁４０の開弁期間内に設定されている。燃料噴射期間Ｆ２又はＦ３が選択された場合には、吸気弁４０の開弁期間と燃料噴射期間とが同期している吸気同期噴射を利用して、クランキング開始後の最初のサイクルから吸気行程気筒内に燃料を供給できる。また、燃料噴射期間Ｆ２又はＦ３が選択される場合には、エンジン始動要求が出された後に直ちにクランキングが開始されてもよい。或いは、クランキングの開始時点ｔ０を跨ぐように設定された燃料噴射期間Ｆ４が用いられてもよい。

付け加えると、第２始動処理による燃料噴射をエンジン停止中に実行することにより、クランキングの開始後の実行と比べて、燃料の気化時間を長く確保できる。また、外気温度に応じた燃料噴射の開始タイミングｔ８の変更は、クランキングの開始前（エンジン停止中）だけでなく、クランキングの開始以後の期間（ｔ０～ｔ９）をも対象として実行されてもよい。

次いで、「第２始動処理による点火」について説明する。第２始動処理による点火は、図６に示すように、クランキングの開始後の吸気行程気筒３２＃１の「最初のサイクル」において点火装置４８を用いて実行される。この最初のサイクルにおける点火タイミングの一例は、圧縮上死点である。より詳細には、この圧縮上死点は、全気筒３２＃１～３２＃３のうちでクランキングの開始後に２番目に到来する圧縮上死点であり、「２ＴＤＣ」とも称する。なお、第２始動処理による点火のタイミングは、２ＴＤＣ自体に限らず、２ＴＤＣを含む所定クランク角期間内の他の任意のタイミングであってもよい。

なお、吸気行程気筒の次に点火タイミング（図６中の３ＴＤＣ）を迎える気筒３２＃２のサイクル及びこれに続くサイクルの燃料噴射は、一般的なエンジン始動時の手法と同様に、例えば上述の吸気非同期噴射を用いて行われる。より詳細には、これらのサイクルの燃料噴射は、図７中の時点ｔ０においてＦ／Ｃ要求が解除された後（すなわち、燃料噴射の許可後）に順次実行される。

（停止位置制御）
実際のクランク停止位置は、様々な要因によりばらつく。その一方で、直列３気筒型エンジンでは、図４に示す例のようなピストン停止位置＃１～＃３が得られるクランク停止位置（便宜上、「クランク停止位置Ｐ１」と称する）が得られる確率は、上述の停止直前の圧縮圧の作用によって本来的に高いといえる。このクランク停止位置Ｐ１では、図４上において上死点（ＴＤＣ）を基準として対称となる態様で圧縮行程気筒３２＃３のピストン３４と吸気行程気筒３２＃１のピストン３４とが停止している。換言すると、クランク停止位置Ｐ１では、圧縮行程気筒３２＃３のピストン停止位置＃３がクランク角で圧縮上死点前６０°となり、吸気行程気筒３２＃１のピストン停止位置＃１がクランク角で排気上死点後６０°となっている。

上述のクランク停止位置Ｐ１が確実に得られることは、第１及び第２始動処理の実行に必要な圧縮行程気筒と吸気行程気筒とを確実に得るうえで望ましい。したがって、クランク停止位置Ｐ１又はその付近のクランク停止位置が得られるようにクランク軸６２が停止する確率が高いことは、第１及び第２始動処理を実行するうえで好ましいといえる。そこで、本実施形態では、制御装置７０は、次のような「停止位置制御」を付随的に実行する。

ここでいう停止位置制御は、第１及び始動処理及び第２始動処理の実現に必要な「所定範囲」内にクランク停止位置が収まるように「回転電機」を制御するものである。この回転電機はクランク軸６２に連結されている。本実施形態では、この回転電機の一例としてＭＧ１が用いられている。なお、回転電機とは、電動機及び発電機の何れか一方の機能を有するもの、及びこれらの双方の機能を有するもの（すなわち、モータジェネレータ）をいう。

また、ここでいう「所定範囲」の一例としては、クランク停止位置Ｐ１を基準位置とする所定のクランク角範囲（すなわち、クランク停止位置Ｐ１及びその付近）Ｒが相当する。付け加えると、このクランク角範囲Ｒを特定する基本的な要件は、圧縮行程気筒及び吸気行程気筒が得られるクランク角範囲であること、圧縮行程気筒のピストン停止位置において吸気弁４０が閉じていること、及び、吸気行程気筒のピストン停止位置において吸気弁４０が開いていることを含む。

本実施形態の停止位置制御は、一例として、エンジン停止過程におけるＭＧ１の負トルクを調整することによって行われる。図５を参照して既述したように、本実施形態では、クランク軸６２の回転を速やかに停止するために、エンジン停止過程においてクランク軸６２に対してＭＧ１の負トルク（制動トルク）が付与されている。図５中に表される負トルクの波形には、エンジン停止直前に停止位置制御によって付与される負トルクも含まれている。より詳細には、停止位置制御によって付与される負トルクの大きさ及び付与開始タイミングは、例えば、事前に実験等を行い、各気筒３２のピストン３４をクランク停止位置Ｐ１で停止させるために適した値として決定することができる。

付け加えると、どの気筒が圧縮行程気筒及び吸気行程気筒になるかは、本来的には、停止位置制御等の特別な処理を伴わない限り、ばらつき得るものである。そのうえで、本実施形態の停止位置制御によれば、特定のクランク停止位置を目標としているので、気筒３２＃１～＃３のうちのどれを圧縮行程気筒又は吸気行程気筒とするのかについても、事前に定めておくことができる。具体的には、図４に示すクランク停止位置Ｐ１を目標とすることにより、一例として気筒３２＃３が圧縮行程気筒となり、かつ、気筒３２＃１が吸気行程気筒となるように停止位置制御を行うことができる。

上述した停止位置制御によれば、各気筒３２のピストン３４がクランク停止位置Ｐ１又はその付近で停止する確率を高めることができる。

なお、ここでは、停止位置制御の一例として、エンジン停止過程におけるＭＧ１の負トルクを利用してクランク停止位置Ｐ１での停止確率を高める手法を説明したが、停止位置制御の具体例は特に限定されない。このため、停止位置制御として、例えば、エンジン停止中にＭＧ１を電動機として用いてクランク停止位置Ｐ１が得られるようにクランク軸６２を駆動する手法が用いられてもよい。この手法によれば、ＭＧ１の電力消費が生じるが、クランク停止位置Ｐ１をより確実に得ることができる。

１－２－５．制御装置による処理の手順
次に、触媒５４への酸素流入抑制のために制御装置７０のＥＣＵ７２によってエンジン停止時及びエンジン間欠始動時に実行される処理の手順を説明する。

（エンジン停止時）
図９は、実施の形態１に係るエンジン停止時の制御に関する処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、内燃機関３０の運転中（内燃機関３０を用いた発電の実行中）に開始される。

ＥＣＵ７２は、まず、ステップＳ１００において、エンジン停止要求があるか否かを判定する。エンジン停止要求の有無は、バッテリ１６の充電が完了したこと（ＳＯＣ≧所定の上限値）等の所定のエンジン停止条件が満たされたか否かに基づいて判定される。エンジン停止要求は、車両の走行中又は一時停止中のどちらにおいても出される。ステップＳ１００の判定結果が否定的となる間は、ステップＳ１００の処理が繰り返し実行され、エンジン運転が継続される。

エンジン停止要求が出された場合、処理はステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、内燃機関３０の運転を停止させるための処理が実行される。具体的には、ＥＣＵ７２は、ＰＣＵ７４を用いて、ＭＧ１の負トルク（図５参照）がクランク軸６２に付与されるようにＭＧ１を制御する。また、ステップＳ１０２では、ＥＣＵ７２は、事前に設定された燃料カットの開始タイミングが到来した時に、燃料カット（Ｆ／Ｃ）が実行されるように燃料噴射装置４６を制御する。

次に、ステップＳ１０４では、ＥＣＵ７２は、停止位置制御の開始タイミングが到来したか否かを判定する。その結果、この開始タイミング（すなわち、事前に決定された負トルクの付与開始タイミング）が到来した場合には、処理はステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、ＥＣＵ７２は、ＭＧ１の負トルクを利用して停止位置制御を開始する。停止位置制御は、一例として、クランク軸６２が回転停止直前に逆回転に転じるまで実行される。

次に、ステップＳ１０８では、ＥＣＵ７２は、触媒温度Ｔが上述の閾値Ｔｔｈ以上であるか否かを判定する。触媒温度Ｔは、一例として触媒温度センサ５６を用いて取得される。しかしながら、エンジン停止時の触媒温度Ｔの取得のために、例えば、次のような各種推定方法が用いられてもよい。触媒温度Ｔとエンジン冷却水温度とは相関を有する。このため、触媒温度Ｔとエンジン冷却水温度との関係を定めたマップ（図示省略）を記憶しておき、水温センサ５８により検出されるエンジン冷却水温度に応じた触媒温度Ｔが上記マップから取得されてもよい。また、触媒温度Ｔは、エンジン停止直前の内燃機関３０の運転履歴に基づく公知の推定手法を用いて取得されてもよい。

ステップＳ１０８の判定結果が否定的である場合（触媒温度Ｔ＜閾値Ｔｔｈ）には、処理はステップＳ１１４に進む（すなわち、第１始動処理用の燃料噴射は実行されない）。一方、この判定結果が肯定的である場合（触媒温度Ｔ≧閾値Ｔｔｈ）には、処理はステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０では、ＥＣＵ７２は、エンジン停止中に圧縮行程気筒となる気筒が最後の吸気行程を迎えたか否かを判定する。既述したように、本実施形態で用いられる停止位置制御による負トルクの付与は、特定気筒が圧縮行程気筒となるように行われる。図４では、この特定気筒の一例は気筒３２＃３である。そして、このような特定気筒３２＃３が最後の吸気行程を迎えたか否かの判定手法は、特に限定されないが、その一例は次の通りである。すなわち、ＥＣＵ７２は、気筒３２＃３が吸気行程を迎えるタイミング（排気上死点）が到来する度に、エンジン回転速度が所定値ＴＨ１を下回ったか否かを判定する。所定値ＴＨ１は、上記タイミングのエンジン回転速度がこの値以下であると、気筒３２＃３はその直後の圧縮上死点を越えられないと判断できる値として事前に決定されている。そして、ＥＣＵ７２は、この判定結果が肯定的となった時に、気筒３２＃３が最後の吸気行程を迎えたと判定する。

ステップＳ１１０の判定結果が肯定的となった場合には、処理はステップＳ１１２に進む。ステップＳ１１２では、ＥＣＵ７２は、圧縮行程気筒３２＃３を対象として、第１始動処理による燃料噴射が実行されるように燃料噴射装置４６を制御する。これにより、噴射された燃料は、気筒３２＃３内に吸入された後に、次回のエンジン間欠始動時まで圧縮行程気筒３２＃３内に閉じ込められる。

次に、ステップＳ１１４では、ＥＣＵ７２は、クランク角センサ６０を用いてエンジン回転が停止したか否かを判定する。ＥＣＵ７２がステップＳ１１４においてエンジン回転が停止したと判定した場合には、処理はステップＳ１１６に進む。ステップＳ１１６では、ＥＣＵ７２は、上述の停止位置記憶処理を実行することにより、クランク角センサ６０を用いて検出されたクランク停止位置をメモリ７２ｂに記憶する。

なお、図９に示す例とは異なり、停止位置制御及び停止位置記憶処理についても、触媒温度Ｔが閾値Ｔｔｈ以上の場合にのみ実行されてもよい。

（エンジン間欠始動時）
次に、図１０は、実施の形態１に係るエンジン間欠始動時の制御に関する処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、内燃機関３０の運転停止中に開始される。

ＥＣＵ７２は、まず、ステップＳ２００において、エンジン始動要求（間欠始動要求）があるか否かを判定する。エンジン始動要求の有無は、バッテリ１６の充電要求があること（ＳＯＣ≦所定の下限値）等の所定のエンジン始動条件が満たされたか否かに基づいて判定される。ステップＳ２００の判定結果が否定的となる間は、ステップＳ２００の処理が繰り返し実行され、エンジン停止状態が継続される。

エンジン始動要求が出された場合、処理はステップＳ２０２に進む。ステップＳ２０２では、ＥＣＵ７２は、触媒温度Ｔが上述の閾値Ｔｔｈ以上であるか否かを判定する。エンジン始動要求時の触媒温度Ｔについても、一例として触媒温度センサ５６を用いて取得される。しかしながら、エンジン始動要求時（すなわち、エンジン停止中）の触媒温度Ｔの取得のために、例えば、次のような推定手法が用いられてもよい。

まず、エンジン停止時と同様に、エンジン冷却水温度を利用して触媒温度Ｔが推定されてもよい。また、エンジン停止後の触媒温度Ｔは、基本的に、エンジン停止期間が長くなるほど低下する。そこで、エンジン停止期間と、エンジン停止後の触媒温度Ｔの低下量との関係を定めたマップ（図示省略）を備えておく。そして、ステップＳ１０８において説明したエンジン停止時の触媒温度Ｔの推定値と、このマップから取得される低下量とに基づいて、エンジン始動要求時の触媒温度Ｔが取得されてもよい。エンジン停止期間は、例えば、ＥＣＵ７２のタイマ機能を利用して取得できる。さらに、触媒温度Ｔが閾値Ｔｔｈ以上であるか否かの判定は、ステップＳ２０２の処理に代え、エンジン停止期間自体を利用して行われてもよい。具体的には、ＥＣＵ７２は、エンジン停止期間が所定値以下の場合に、触媒温度Ｔが閾値Ｔｔｈ以上であると判定してもよい。

ステップＳ２０２の判定結果が否定的である場合（触媒温度Ｔ＜閾値Ｔｔｈ）には、処理はステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０４では、ＥＣＵ７２は、通常始動モードを実行する。なお、この通常始動モードの開始時に気筒判別処理を省略するために、ステップＳ１１４の停止位置記憶処理により記憶されたクランク停止位置が用いられてもよい。

一方、ステップＳ２０２の判定結果が肯定的である場合（触媒温度Ｔ≧閾値Ｔｔｈ）には、処理はステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６では、ＥＣＵ７２は、第１及び第２始動処理を伴う早期始動モードを実行する。これらの第１始動処理による点火、並びに第２始動処理による燃料噴射及び点火の実行のために、ステップＳ１１４の停止位置記憶処理により記憶されたクランク停止位置が用いられる。

より詳細には、本実施形態では、第２始動処理による燃料噴射は一例としてエンジン停止中に行われる（図７参照）。このため、ＥＣＵ７２は、当該燃料噴射をクランキングの開始前に実行する。また、この燃料噴射の開始タイミング（時点ｔ８）は、上述のように外気温度に応じて変更される。その後、ＥＣＵ７２は、ＭＧ１を用いてクランキングを行う。クランキングの開始後に１ＴＤＣ（図６参照）が到来すると、ＥＣＵ７２は、エンジン停止時に既に供給されている圧縮行程気筒３２＃３内の燃料に対して点火を実行する。その後に２ＴＤＣ（図６参照）が到来すると、ＥＣＵ７２は、吸気行程気筒３２＃１内の燃料に対して点火を実行する。また、ＥＣＵ７２は、３ＴＤＣ（図６参照）を含むサイクル以降のエンジン始動中のサイクルに対して、吸気非同期噴射と点火とを実行する。

なお、処理がステップＳ２０６に進んだ場合、停止位置記憶処理によって記憶されているクランク停止位置が上述のクランク角範囲Ｒ内に収まっていなければ、早期始動モードの実行が中止される。この場合には、早期始動モードの代わりに、例えば通常始動モードが実行されてもよい。

１－３．効果
以上説明した実施の形態１に係るパワートレーンシステム１０によれば、エンジン始動要求時に触媒温度Ｔが閾値Ｔｔｈ以上の場合には、第１及び第２始動処理を伴う早期始動モードが実行される。

早期始動モードでは、停止位置記憶処理によって記憶されたクランク停止位置が利用される。これにより、図７に示すように、エンジン間欠始動時に気筒判別のための期間Ａ（図３参照）を不要にできる。その結果、期間Ａの存在に起因する触媒５４への酸素の流入を抑制（回避）できる。また、記憶されたクランク停止位置の情報の利用により、第１始動処理による点火（１ＴＤＣでの点火）、並びに第２始動処理による燃料噴射及び点火（２ＴＤＣでの点火）を行えるようになる。

そのうえで、第１始動処理によれば、圧縮行程気筒３２＃３の最初のサイクルから燃焼を行い、触媒５４に直ちに既燃ガスを供給できるようになる。同様に、第２始動処理によれば、吸気行程気筒３２＃１の最初のサイクルから燃焼を行い、触媒５４に既燃ガスを供給できるようになる。これにより、図７に示すように、期間Ｂ（図３参照）をも解消できるので、期間Ｂの存在（すなわち、吸気非同期噴射の実行）に起因する触媒５４への酸素の流入も抑制（回避）できる。

したがって、本実施形態の早期始動モードによれば、触媒温度Ｔが高い条件下でのエンジン始動（間欠始動）時に、触媒５４への酸素流入の抑制によって触媒劣化を効果的に抑制できるようになる。また、触媒劣化抑制のために、エンジン停止要求が出された後に軽負荷運転を行う又はエンジン間欠停止の回数を減らすことにより触媒温度Ｔを下げる技術がある。しかしながら、このような技術が用いられると、エンジン運転を本来止めるべき状況下でエンジン運転を継続させてしまう。これに対し、本実施形態によれば、このような事態を回避しつつ、触媒劣化を抑制できる。

その一方で、第１及び第２始動処理が実行されると、圧縮行程気筒及び吸気行程気筒の最初のサイクル（すなわち、低回転であり、燃焼が安定しにくいクランキングの開始直後）において燃焼が行われることになる。このため、エンジン始動時の振動騒音の観点では、これらを利用しない通常始動モードの方が優れているといえる。そこで、本実施形態では、触媒温度Ｔが閾値Ｔｔｈ未満の場合（すなわち、酸素が流入しても触媒劣化への影響がない又は小さい場合）には、第１及び第２始動処理を伴わない通常始動モードが実行される。このように触媒温度Ｔに応じて始動モードを使い分けることにより、触媒５４の劣化抑制と、エンジン始動時の振動騒音の抑制とを好適に両立させられる。

また、本実施形態では、第１及び第２始動処理は、停止位置制御を伴って実行される。これにより、図４に示すクランク停止位置Ｐ１のように第１及び第２始動処理の実行に適したクランク停止位置が得られるようにクランク軸６２が停止する確率を高めることができる。これにより、第１及び第２始動処理を良好に行える早期始動モードの実行機会をより確実に確保できるようになる。

さらに、本実施形態では、第２始動処理による燃料噴射の開始タイミングは、外気温度が低い場合にはそれが高い場合と比べて早められる。これにより、外気温度が低い場合には、噴射された燃料が燃焼に付される前に、燃料の気化時間を長く確保できる。すなわち、第２始動処理による噴射燃料の気化時間を外気温度に応じて適切に確保できる。付け加えると、内燃機関３０は発電専用エンジンであるので、クランク軸６２が車輪１８の回転と連動して回転させられることはない。このため、車両走行中であっても、外気温度に応じて当該燃料噴射のタイミングを変更できる。なお、外気温度に応じた当該燃料噴射のタイミングの変更は、内燃機関が発電専用ではない後述のシリーズハイブリッドモードを有する方式のハイブリッド車両においても行うことができる。

１－４．変形例
上述した実施の形態１においては、早期始動モードは、第１及び第２始動処理の双方を伴っている。しかしながら、このような例に代え、早期始動モードは、第１及び第２始動処理の何れか一方のみを伴ってもよい。これらの始動処理の一方のみの実行によっても、圧縮行程気筒又は吸気行程気筒の最初のサイクルの排気行程での酸素の排出を回避できるので、触媒５４への酸素流入の抑制効果が得られる。

また、早期始動モードは、実施の形態１とは異なり、停止位置制御を伴わずに実行されてもよい。そして、停止位置制御を伴わない例では、エンジン停止時に第１始動処理による燃料噴射を行うべき圧縮行程気筒の最後の吸気行程は、例えば、次のような手法を用いて特定することができる。すなわち、ＥＣＵ７２は、エンジン停止過程において各気筒３２が吸気行程を迎えるタイミング（排気上死点）が到来する度に、エンジン回転速度が所定値ＴＨ１（ステップＳ１１０参照）を下回ったか否かを判定する。そして、ＥＣＵ７２は、この判定結果が肯定的となった時に、今回の吸気行程を迎えた気筒は、後に圧縮行程気筒となる気筒であり、かつ、最後の吸気行程を迎えたと判定する。そのうえで、ＥＣＵ７２は、当該吸気行程を対象として燃料噴射を実行する。

２．実施の形態２
次に、図１１を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。

２－１．概要
実施の形態２は、図１、２に示す構成を有するパワートレーンシステム１０を対象としている。実施の形態２におけるエンジン始動（間欠始動）時の制御は、以下に説明するように早期始動モードの内容において、実施の形態１のそれと相違している。

具体的には、実施の形態１においては、触媒温度Ｔが閾値Ｔｔｈ以上である場合には、車速に関係なく、第１及び第２始動処理の双方を伴う早期始動モードが実行される。これに対し、実施の形態２の早期始動モードでは、以下に図１１を参照して説明するように、車速とバッテリ１６の残量（ＳＯＣ）とに基づいて、第１及び第２始動処理の双方、又は第２始動処理のみが用いられる。

２－２．制御装置による処理
図１１は、実施の形態２に係るエンジン間欠始動時の制御に関する処理の手順を示すフローチャートである。図１１中のステップＳ２００～Ｓ２０６の処理については、実施の形態１において既述した通りである。また、本実施形態では、エンジン停止時の制御に関する処理の一例として、図９に示すフローチャートの処理が用いられる。

本実施形態では、図１１に示すように、ステップＳ２０２の判定結果が肯定的である場合（触媒温度Ｔ≧閾値Ｔｔｈ）には、処理はステップＳ３００に進む。ステップＳ３００では、ＥＣＵ７２は、車速Ｖが所定の閾値Ｖｔｈ以上であるか否かを判定する。その結果、車速Ｖが閾値Ｖｔｈ以上であれば、実施の形態１と同様にステップＳ２０６に進む。なお、閾値Ｖｔｈは、本発明に係る「第２閾値」の一例に相当する。

一方、ステップＳ３００の判定結果が否定的である場合（車速Ｖ＜閾値Ｖｔｈ）には、処理はステップＳ３０２に進む。ステップＳ３０２では、ＥＣＵ７２は、バッテリ１６の残量（ＳＯＣ）が所定の閾値ＳＯＣｔｈ以下であるか否かを判定する。ＳＯＣは、例えば、電流センサ８２を利用してバッテリ１６に出入りする電流を計測し、計測された電流を時間で積分することにより取得（算出）できる。なお、閾値ＳＯＣｔｈは、本発明に係る「第３閾値」の一例に相当する。

ステップＳ３０２の判定結果が否定的である場合（ＳＯＣ＞閾値ＳＯＣｔｈ）には、処理はステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４では、ＥＣＵ７２は、第２始動処理のみを伴って早期始動モードを実行する。

一方、ステップＳ３０２の判定結果が肯定的である場合（ＳＯＣ≦閾値ＳＯＣｔｈ）には、処理はステップＳ２０６に進む。その結果、第１及び第２始動処理の双方を伴う早期始動モードが実行される。

２－３．効果
実施の形態１において既述したエンジン始動時の振動騒音の抑制の観点を考慮すると、第１及び第２始動処理の使用を必要最小限に留めることも考えられる。この点に関し、本実施形態の早期始動モードでは、車速Ｖが閾値Ｖｔｈ以上の場合には第１及び第２始動処理の双方が実行される。そして、車速Ｖが閾値Ｖｔｈ未満の場合には、バッテリ１６の残量が不足していないこと（ＳＯＣ＞閾値ＳＯＣｔｈ）を条件として、第２始動処理のみが実行される（第１始動処理の使用が控えられる）。このように、本実施形態では、車速Ｖが高い時、つまり、ロードノイズ等に起因して車室内の暗騒音が高い時には、第１及び第２始動処理の双方の使用が許容される。これにより、触媒５４の劣化抑制と、車室内の乗員へのエンジン振動騒音の伝達抑制とを好適に両立させられる。

また、本実施形態の早期始動モードでは、車速Ｖが閾値Ｖｔｈ未満であっても、バッテリ１６の残量が少ない場合（ＳＯＣ≦閾値ＳＯＣｔｈ）には、第１及び第２始動処理の双方が実行される。第１及び第２始動処理の双方が実行されると、第２始動処理のみが実行される場合とは異なり、圧縮行程気筒の最初のサイクルでの燃焼により生じるエンジントルクをもエンジン回転速度の上昇のために利用できる。このことは、クランキングのためのＭＧ１の駆動に必要な電力消費の節約に繋がる。換言すると、バッテリ残量が少ない場合には、振動騒音の伝達抑制よりも電力消費の抑制の方が優先される。これにより、バッテリ１６の残量の管理をより適切に行いつつ、触媒劣化抑制及びエンジン振動騒音の伝達抑制を好適に実現できるようになる。

２－４．変形例
上述した実施の形態２の早期始動モードの内容は、車速Ｖとともにバッテリ１６の残量（ＳＯＣ）に応じて変更される。このような例に代え、バッテリ１６の残量を考慮せずに、車速Ｖが閾値Ｖｔｈ以上の場合には第１及び第２始動処理が行われ、車速Ｖが閾値Ｖｔｈ未満の場合には第２始動処理のみが行われてもよい。

また、早期始動モードの他の例では、車速Ｖが閾値Ｖｔｈ未満であってバッテリ１６の残量（ＳＯＣ）が閾値ＳＯＣｔｈよりも多い場合には、第２始動処理に代わりに、第１始動処理が実行されてもよい。また、このことは、バッテリ１６の残量を考慮しない例において、車速Ｖが閾値Ｖｔｈ未満となる場合についても同様である。

３．他の実施の形態
次に、本発明に係るパワートレーンシステムは、以下に説明されるように、ＲＥＥＶ以外の任意の駆動方式の車両用に構成されてもよい。そのうえで、以下に例示される各車両における触媒劣化抑制の効果は、搭載される内燃機関が上述の内燃機関Ｅに相当する場合において、より好適に得られる。また、本発明に係るパワートレーンシステムに適用可能な内燃機関は、以下に説明されるように直列３気筒型に限られない。

３－１．パワートレーンシステムの他の構成例
本発明に係るパワートレーンシステムは、例えば、シリーズハイブリッド車両用に構成されてもよい。シリーズハイブリッド車両用のパワートレーンシステムは、ハードウェア構成面では、ＲＥＥＶのそれと同様に、車両駆動用モータ（第２電動機）、発電専用エンジン及びモータジェネレータを備えている。また、ここでいうシリーズハイブリッド車両は、外部充電のためのプラグイン機能を有していてもよい。

また、本発明に係るパワートレーンシステムは、例えば、内燃機関は発電専用ではないがシリーズハイブリッドモード（すなわち、内燃機関とモータジェネレータとによって発電を行いつつ第２電動機で車両を駆動するモード）を有する方式のハイブリッド車両用に構成されてもよい。更には、動力分割方式又はパラレル方式のハイブリッド車両も、本発明に係るパワートレーンシステムの対象から除外されない。そして、これらの方式のハイブリッド車両も、外部充電のためのプラグイン機能を有していてもよい。

さらに、本発明に係るパワートレーンシステムは、内燃機関のみを駆動源として備える従来型車両用に構成されてもよい。この従来型車両の例では、スタータモータ（図示省略）が本発明に係る「第１電動機」の一例に相当する。また、従来型車両の例において実施の形態１で説明した「停止位置制御」を同様に実行する場合には、本発明に係る「回転電機」の一例としてオルタネータ（図示省略）を用いることができる。また、従来型車両における停止位置制御の他の例では、一方向の調整となるが、エンジン停止中にスタータモータを利用してクランク停止位置を調整してもよい。この例では、スタータモータが本発明に係る「回転電機」の一例に相当する。また、従来型車両は、内燃機関を間欠的に停止するアイドリングストップ機能を有していてもよい。付け加えると、本発明に係る「早期始動モード」は、エンジン間欠始動時だけでなく、車両のドライバによるスイッチ操作に基づく始動時に実行されてもよい。

３－２．直列３気筒型以外の方式の内燃機関への適用例
本発明に係るパワートレーンシステムに適用可能な内燃機関の気筒数は、３つ以外に、１つ若しくは２つでもよく、又は４つ以上でもよい。また、気筒配置は、直列型に限らず、例えば、Ｖ型、水平対向型又はＷ型であってもよい。

また、直列４気筒型エンジンの例において本発明に係る「停止位置制御」を実行する場合には、例えば、以下に説明されるクランク停止位置Ｐ２を基準位置とする所定のクランク角範囲（本発明に係る「所定範囲」の他の例に相当）内にクランク停止位置が収まるように回転電機が制御されてもよい。

図１２は、直列４気筒型エンジンの４つの気筒のピストン停止位置＃１～＃４の一例を吸排気バルブタイミングとともに表した図である。列方向の一端側から各気筒に＃１～＃４の番号を順に付した時、ここで例示される直列４気筒型エンジン（図示省略）の点火順序は、一例として、気筒＃１、気筒＃３、気筒＃４、気筒＃２の順である。また、点火順序が隣り合う気筒間の位相差は、クランク角で１８０°である。

図１２に示すピストン停止位置＃１～＃４の例は、直列４気筒型エンジンにおいて本発明に係る第１及び第２始動処理を実行するうえで望ましいクランク停止位置Ｐ２を示している。この例においても、図４に示す例と同様に、図１２上において上死点（ＴＤＣ）を基準として対称となる態様で圧縮行程気筒＃２と吸気行程気筒＃１とが停止している。換言すると、クランク停止位置Ｐ２では、圧縮行程気筒＃２のピストン停止位置＃２がクランク角で圧縮上死点前９０°となり、吸気行程気筒＃１のピストン停止位置＃１がクランク角で排気上死点後９０°となっている。

付け加えると、５つ以上の気筒を有する内燃機関の例では、吸気行程気筒及び圧縮行程気筒のうち少なくとも一方が複数となり得る。このような例では、第１始動処理は、複数の圧縮行程気筒を対象として実行されてもよい。同様に、第２始動処理は、複数の吸気行程気筒を対象として実行されてもよい。逆に、単気筒エンジンの例、及び位相差が３６０°の直列２気筒の例では、エンジン停止時に得られるのは圧縮行程気筒及び吸気行程気筒の何れか一方のみとなる。したがって、これらの例では、第１又は第２始動処理が実行されてもよい。

４．参考例
次に、上述の第１及び第２始動処理を利用せずにエンジン始動直後に触媒への酸素流入を抑制する技術（参考例）について説明する。

まず、本参考例に係るパワートレーンシステムの概要は次の通りである。すなわち、このパワートレーンシステムは、次のような内燃機関、第１電動機、停止位置センサ、及び制御装置を備える。内燃機関は、少なくとも１つの気筒と、クランク軸と、当該少なくとも１つの気筒毎に配置されて吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁を備える燃料噴射装置と、混合気に点火する点火装置と、排気通路に配置された排気浄化触媒とを有する。第１電動機は、当該内燃機関をクランキング可能に構成されている。停止位置センサは、クランク軸のクランク停止位置を検出する。制御装置は、内燃機関と第１電動機とを制御し、また、停止位置センサによって検出されたクランク停止位置を記憶する停止位置記憶処理を実行する。そのうえで、制御装置は、エンジン始動要求が出された時の排気浄化触媒の温度が第１閾値以上の場合には、記憶されたクランク停止位置に基づき、エンジン始動要求に基づくクランキングの開始に合わせて上記少なくとも１つの気筒の燃料噴射の実行を許可するとともに、当該燃料噴射がなされた気筒において点火を実行する。より具体的には、このように燃料噴射の実行が許可された結果として、上記少なくとも１つの気筒の燃料噴射が、既述した吸気非同期噴射（吸気弁の開弁期間以外のクランク角期間（例えば、排気行程）において少なくとも１つの気筒毎に行われる燃料噴射方式）を用いて開始される。

以下、図１３～図１６を参照して、上述のように特定された参考例に係るパワートレーンシステムの具体的な構成及び制御の一例について説明する。

図１３は、本参考例に係るパワートレーンシステムの構成の一例を表した模式図である。図１３に示すパワートレーンシステム１００は、ＥＣＵ１０４を含む制御装置１０２を備えている。ＥＣＵ１０４は、プロセッサ１０４ａとメモリ１０４ｂとを含む。パワートレーンシステム１００は、制御装置１０２（より詳細にはＥＣＵ１０４）による処理の内容において、実施の形態１に係るパワートレーンシステム１０と相違している。

付け加えると、上述の項目３．において他の実施の形態として説明したものと同様に、本参考例に係るパワートレーンシステムは、ＲＥＥＶ以外に、任意の方式のハイブリッド車両、又は、内燃機関のみを駆動源とする従来型車両用に構成されてもよい。

次に、パワートレーンシステム１００における触媒５４への酸素流入抑制制御について説明する。図１４は、本参考例における高触媒温度時のエンジン間欠始動時の動作を表したタイムチャートである。以下、図７に対する図１４の相違点について説明する。本参考例においても、実施の形態１と同様に、エンジン停止時に停止位置記憶処理が実行され、クランク軸６２の停止位置が検出及び記憶される。

そのうえで、図１４に示すように、エンジン間欠始動時には、エンジン始動要求が出された時点ｔ１１において、ＭＧ１を用いてクランキングが開始される。クランク軸６２の停止位置の記憶値の利用により、気筒判別処理が不要となる。このため、触媒温度Ｔが閾値Ｔｔｈ以上の場合には、この時点ｔ１１においてＦ／Ｃ要求が直ちに解除される（すなわち、燃料噴射の実行が直ちに許可される）。そして、停止位置の記憶値を利用して、上述の吸気非同期噴射を用いて各気筒３２の燃料噴射が順に開始される。

図１４中の時点ｔ１２は、クランキングの開始後にクランク軸６２が２回転した時点に相当する。時点ｔ１１から時点ｔ１２までの期間Ｃは、図３中の期間Ｂに対応する期間である。つまり、本参考例においてクランキングの開始後に各気筒３２の吸気非同期噴射を直ちに開始しても、クランク軸６２が２回転する間は各気筒３２からの酸素排出が生じる。しかしながら、図３に示す比較例と比べると分かるように、気筒判別処理に要する期間Ａの存在に起因する酸素排出を回避できる。

以上のように、本参考例によっても、触媒温度Ｔが閾値Ｔｔｈ以上の場合に、触媒５４への酸素流入を抑制できる効果が得られる。このため、触媒劣化の抑制を図ることができる。

図１５は、本参考例に係るエンジン停止時の制御に関する処理の手順を示すフローチャートである。図１５中のステップＳ１００、Ｓ１０２、Ｓ１１４及びＳ１１６の処理の内容については実施の形態１において既述した通りであり、ここでは、処理の手順について説明する。すなわち、図１４に示すように、エンジン停止要求が出された場合には、ステップＳ１０２においてＭＧ１トルクの付与と燃料カットとが順に実行される。ＥＣＵ１０４は、その後にステップＳ１１４においてエンジン回転が停止したと判定した場合には、停止位置記憶処理を実行することによりクランク軸６２の停止位置を記憶する。なお、停止位置記憶処理は、触媒温度Ｔが閾値Ｔｔｈ以上の場合に限って実行されてもよい。

図１６は、本参考例に係るエンジン間欠始動時の制御に関する処理の手順を示すフローチャートである。図１６中のステップＳ２００及びＳ２０２の処理については、実施の形態１において既述した通りである。

本参考例では、図１６に示すように、ステップＳ２０２の判定結果が肯定的である場合（触媒温度Ｔ≧閾値Ｔｔｈ）には、処理はステップＳ４００に進む。ステップＳ４００では、ＥＣＵ１０４は、ＭＧ１を用いてクランキングを開始する。さらに、ＥＣＵ１０４は、エンジン停止時に記憶しておいたクランク軸６２の停止位置の情報に基づき、クランキングの開始に合わせて各気筒３２の吸気非同期噴射及び点火を開始する。

一方、ステップＳ２０２の判定結果が否定的である場合（触媒温度Ｔ＜閾値Ｔｔｈ）には、処理はステップＳ４０２に進む。ステップＳ４０２では、ＥＣＵ１０４は、ＭＧ１を用いてクランキングを開始するとともに気筒判別処理を実行する。そのうえで、ＥＣＵ１０４は、気筒判別処理の完了後に各気筒３２の吸気非同期噴射及び点火を開始する。

以上説明した各実施の形態に記載の例及び他の各変形例、並びに参考例は、明示した組み合わせ以外にも可能な範囲内で適宜組み合わせてもよいし、また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形してもよい。

１０、１００ パワートレーンシステム
１２ モータジェネレータ（ＭＧ１）
１４ モータジェネレータ（ＭＧ２）
１６ バッテリ
１８ 車輪
３０ 内燃機関
３２ 気筒
３４ ピストン
３６ａ 吸気ポート
４０ 吸気弁
４４ スロットルバルブ
４６ 燃料噴射装置
４８ 点火装置
５２ カム角センサ
５４ 排気浄化触媒
６０ クランク角センサ
６２ クランク軸
７０、１０２ 制御装置
７２、１０４ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
７４、７６ 電力制御ユニット（ＰＣＵ）
７８、８０ 回転角センサ
８２ 電流センサ
８４ 車速センサ
８６ 外気温度センサ

Claims (10)

1. 少なくとも１つの気筒と、クランク軸と、前記少なくとも１つの気筒毎に配置されて吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁を備える燃料噴射装置と、混合気に点火する点火装置と、排気通路に配置された排気浄化触媒とを含む内燃機関と、
   前記内燃機関をクランキング可能な第１電動機と、
   前記クランク軸のクランク停止位置を検出する停止位置センサと、
   前記内燃機関と前記第１電動機とを制御し、前記停止位置センサによって検出された前記クランク停止位置を記憶する停止位置記憶処理を実行する制御装置と、
   を備えるパワートレーンシステムであって、
   エンジン停止中に圧縮行程にある圧縮行程気筒を対象として実行される処理であって、前記エンジン停止の過程で最後に迎える吸気行程中に燃料が前記圧縮行程気筒内に吸入されるように燃料噴射を実行し、かつ、記憶された前記クランク停止位置に基づき、エンジン始動要求に基づくクランキングの開始後の前記圧縮行程気筒の最初のサイクルにおいて点火を実行する処理を第１始動処理と称し、
   前記エンジン停止中に吸気行程にある吸気行程気筒を対象として実行される処理であって、記憶された前記クランク停止位置に基づき、前記エンジン始動要求が出された時点から前記クランキングの開始後の最初の吸気弁の閉じタイミングまでの期間中に燃料噴射を実行し、かつ、記憶された前記クランク停止位置に基づき、前記クランキングの開始後の前記吸気行程気筒の最初のサイクルにおいて点火を実行する処理を第２始動処理と称し、
   前記制御装置は、
   前記エンジン始動要求が出された時の前記排気浄化触媒の温度が第１閾値以上の場合には、前記第１始動処理及び前記第２始動処理の少なくとも一方を伴って前記内燃機関を始動させる早期始動モードを実行し、
   前記エンジン始動要求が出された時の前記排気浄化触媒の温度が前記第１閾値未満の場合には、前記第１始動処理及び前記第２始動処理の何れも伴わずに前記内燃機関を始動させる通常始動モードを実行し、
   前記早期始動モードにおいて、前記制御装置は、前記パワートレーンシステムを搭載する車両の車速が第２閾値以上の場合には、前記第１始動処理及び前記第２始動処理の双方を実行し、前記車速が前記第２閾値未満の場合には、前記第１始動処理及び前記第２始動処理の何れか一方のみを実行する
   ことを特徴とするパワートレーンシステム。
2. 前記第１電動機は、前記内燃機関をクランキング可能であることに加え、前記内燃機関の動力を用いて発電するモータジェネレータであり、
   前記パワートレーンシステムは、
   前記車両を駆動する第２電動機と、
   前記モータジェネレータによって生成された電力を蓄えるバッテリと、
   をさらに備え、
   前記早期始動モードにおいて、前記制御装置は、前記車速が前記第２閾値未満であって前記バッテリの残量が第３閾値よりも高い場合には、前記第１始動処理及び前記第２始動処理の何れか一方のみを実行し、前記車速が前記第２閾値未満であっても前記バッテリの残量が前記第３閾値以下の場合には、前記第１始動処理及び前記第２始動処理の双方を実行する
   ことを特徴とする請求項１に記載のパワートレーンシステム。
3. 少なくとも１つの気筒と、クランク軸と、前記少なくとも１つの気筒毎に配置されて吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁を備える燃料噴射装置と、混合気に点火する点火装置と、排気通路に配置された排気浄化触媒とを含む内燃機関と、
   前記内燃機関をクランキング可能な第１電動機と、
   前記クランク軸のクランク停止位置を検出する停止位置センサと、
   前記内燃機関と前記第１電動機とを制御し、前記停止位置センサによって検出された前記クランク停止位置を記憶する停止位置記憶処理を実行する制御装置と、
   を備えるパワートレーンシステムであって、
   エンジン停止中に圧縮行程にある圧縮行程気筒を対象として実行される処理であって、前記エンジン停止の過程で最後に迎える吸気行程中に燃料が前記圧縮行程気筒内に吸入されるように燃料噴射を実行し、かつ、記憶された前記クランク停止位置に基づき、エンジン始動要求に基づくクランキングの開始後の前記圧縮行程気筒の最初のサイクルにおいて点火を実行する処理を第１始動処理と称し、
   前記エンジン停止中に吸気行程にある吸気行程気筒を対象として実行される処理であって、記憶された前記クランク停止位置に基づき、前記エンジン始動要求が出された時点から前記クランキングの開始後の最初の吸気弁の閉じタイミングまでの期間中に燃料噴射を実行し、かつ、記憶された前記クランク停止位置に基づき、前記クランキングの開始後の前記吸気行程気筒の最初のサイクルにおいて点火を実行する処理を第２始動処理と称し、
   前記制御装置は、
   前記エンジン始動要求が出された時の前記排気浄化触媒の温度が第１閾値以上の場合には、前記第１始動処理及び前記第２始動処理の少なくとも一方を伴って前記内燃機関を始動させる早期始動モードを実行し、
   前記エンジン始動要求が出された時の前記排気浄化触媒の温度が前記第１閾値未満の場合には、前記第１始動処理及び前記第２始動処理の何れも伴わずに前記内燃機関を始動させる通常始動モードを実行し、
   前記第１電動機は、前記内燃機関をクランキング可能であることに加え、前記内燃機関の動力を用いて発電するモータジェネレータであり、
   前記パワートレーンシステムは、
   前記パワートレーンシステムを搭載する車両を駆動する第２電動機と、
   前記モータジェネレータによって生成された電力を蓄えるバッテリと、
   をさらに備え、
   前記第２電動機及びモータジェネレータは、前記制御装置によって制御され、
   前記制御装置は、外気温度が低い場合には前記外気温度が高い場合と比べて、前記第２始動処理による燃料噴射の開始タイミングを早める
   ことを特徴とするパワートレーンシステム。
4. 前記内燃機関は、発電専用である
   ことを特徴とする請求項３に記載のパワートレーンシステム。
5. 前記制御装置は、前記第２始動処理による燃料噴射を前記クランキングの開始前に開始する
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載のパワートレーンシステム。
6. 前記パワートレーンシステムは、前記クランク軸に連結された回転電機をさらに備え、
   前記制御装置は、前記第１始動処理及び前記第２始動処理の少なくとも一方の実現に必要な所定範囲内に前記クランク停止位置が収まるように前記回転電機を制御する停止位置制御を実行する
   ことを特徴とする請求項１～５の何れか１つに記載のパワートレーンシステム。
7. 前記内燃機関は、直列３気筒型であって、
   前記クランク停止位置の前記所定範囲の基準位置は、前記圧縮行程気筒のピストン停止位置がクランク角で圧縮上死点前６０°となり、前記吸気行程気筒のピストン停止位置がクランク角で排気上死点後６０°となる位置である
   ことを特徴とする請求項６に記載のパワートレーンシステム。
8. 前記内燃機関は、直列４気筒型であって、
   前記クランク停止位置の前記所定範囲の基準位置は、前記圧縮行程気筒のピストン停止位置がクランク角で圧縮上死点前９０°となり、前記吸気行程気筒のピストン停止位置がクランク角で排気上死点後９０°となる位置である
   ことを特徴とする請求項６に記載のパワートレーンシステム。
9. 前記制御装置は、前記第２始動処理による燃料噴射を前記クランキングの開始に合わせて開始する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のパワートレーンシステム。
10. 前記第１閾値は、７００℃以上である
    ことを特徴とする請求項１～９の何れか１つに記載のパワートレーンシステム。

Images