WO2013014797A1 - ハイブリッド車両のエンジン停止制御装置 - Google Patents

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crankshaft
clutch
direct injection
stop
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直器 仲西
康之 加藤
幸彦 出塩
小島 進
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トヨタ自動車株式会社
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    • Y10S903/93Conjoint control of different elements

Definitions

  • the present invention relates to an engine stop control device for a hybrid vehicle equipped with a direct injection engine.
  • a hybrid vehicle that can use the direct injection engine and the rotating machine as a driving power source for traveling is known.
  • the hybrid vehicle described in Patent Document 1 is an example, and a friction clutch is connected (friction engagement) during motor traveling that uses only the rotating machine as a driving force source to rotate the crankshaft of the direct injection engine, and the expansion stroke.
  • An ignition start technique is described in which fuel is injected and ignited into a cylinder in the expansion stroke when the engine is started by adjusting the crank angle of the cylinder to be within a predetermined range.
  • Patent Document 2 relates to an engine-driven vehicle having a direct injection engine.
  • idling stop engine stop
  • power generation rotational load
  • throttle control by an alternator is prepared for the next engine start.
  • a technique is described in which the crank angle of the cylinder in the expansion stroke falls within a predetermined angle range in which ignition can be started when the engine is stopped by adjusting the output of the engine.
  • the engine can be started on its own by just starting the ignition, but if necessary, a clutch can be connected to assist cranking with a rotating machine when starting the engine. Yes, the assist torque can be greatly reduced by starting ignition. As a result, the maximum torque of the rotating machine can be reduced, and the size and fuel consumption can be reduced.
  • Cited Document 1 since the clutch is merely connected (friction engagement) for a certain period of time and the crankshaft is rotated while the direct injection engine is stopped, the crank angle cannot be quickly brought within a predetermined range. There was a possibility that it was not in time to start the engine.
  • the stopping position of the crankshaft is adjusted by the rotational load of the alternator.
  • the clutch is connected by differential rotation. Since the braking cannot be performed only by rotating the crankshaft so as to decrease, the technique described in the cited document 2 cannot be applied to the hybrid vehicle described in the cited document 1 to adjust the crank angle when the engine is stopped.
  • crank angle of each cylinder can be shifted by 90 °, and when the engine is stopped, 1 to In many cases, the crankshaft is stopped within a range in which two cylinders are in an expansion stroke and can automatically start ignition due to a positional energy relationship due to a pumping action (an action like a spring caused by air compression).
  • the crankshaft sometimes stopped near the compression TDC (Top (Dead Center) with a probability of about%.
  • the crank angle which is the compression TDC
  • the present invention has been made in the background of the above circumstances, and the object of the present invention is to cut off the clutch during traveling in a hybrid vehicle in which the direct injection engine is connected to the power transmission path by the clutch.
  • the crankshaft is stopped at a position (crank angle) suitable for starting ignition.
  • the first invention includes (a) a direct injection engine that directly injects fuel into a cylinder, (b) a clutch that connects and disconnects the direct injection engine to a power transmission path, and (c) And (d) a hybrid vehicle in which the direct injection engine and the rotating machine can be used as a driving force source for traveling, (e) the clutch during traveling When the engine is stopped and the direct injection engine is stopped, the connection / disconnection device that is once disconnected is temporarily connected when the engine is stopped or immediately after the engine is stopped.
  • the clutch connection process is performed within a time period during which a pumping action by compression of air in the cylinder is obtained, and the crankshaft has pumping energy. It is automatically stopped at a low crank angle.
  • the engine stop control device for a hybrid vehicle according to the first or second aspect of the invention, wherein the clutch connection process is performed when at least one of the plurality of cylinders of the direct injection engine is in an expansion stroke.
  • the crankshaft is determined to stop within a predetermined target stop range suitable for starting ignition by injecting and igniting fuel to start the direct injection engine.
  • the clutch connection process in the engine stop control device for a hybrid vehicle according to the third aspect, the clutch connection process generates a connection torque that can overcome the friction of the direct injection engine and rotate the crankshaft.
  • the clutch is disengaged immediately when the crank angle exceeds a predetermined control stop position.
  • a connection torque that can overcome the friction of the direct injection engine and rotate the crankshaft is predetermined. It is generated only for a certain time.
  • a sixth aspect of the invention is the engine stop control device for a hybrid vehicle according to any one of the third to fifth aspects of the invention, wherein (a) the clutch engagement process is such that the stop position of the crankshaft when the engine is stopped is the target stop (B) ⁇ The stop position of the crankshaft is estimated based on the turning point of the crankshaft.
  • a seventh aspect of the invention is the engine stop control device for a hybrid vehicle according to any one of the third to fifth aspects of the invention, wherein the clutch connection process is performed regardless of the stop position of the crankshaft when the engine is stopped. It is characterized by that.
  • An eighth aspect of the invention is an engine stop control device for a hybrid vehicle according to any one of the first to seventh aspects of the invention, wherein the intake air amount adjustment valve is controlled to open when the clutch is disconnected to stop the direct injection engine. It is characterized by.
  • the ninth aspect of the invention is the engine stop control device for a hybrid vehicle according to any one of the first to eighth aspects, wherein the output of the rotating machine is increased when the clutch is temporarily connected.
  • the clutch that is once disconnected immediately after the engine is stopped or immediately after the engine is stopped is temporarily connected. Therefore, even when the crankshaft is stopped near the compression TDC, the clutch is engaged.
  • the crankshaft is rotated in this way, it is disengaged from the vicinity of the compression TDC, and the pumping energy is stopped at a low crank angle. That is, since the engine is stopped or just after the stop, the pumping action by the compression of the air in the cylinder is obtained before the air leaks from the cylinder, and the pumping energy is automatically stopped at a low crank angle.
  • the crank angle with low pumping energy overlaps with the crank angle range suitable for ignition start with relatively low cranking assist torque at engine start. It is possible to reduce the assist torque when starting the engine.
  • the clutch connection process is performed within a time during which the pumping action by compression of air in the cylinder is obtained, and the crankshaft is automatically stopped at a crank angle with low pumping energy.
  • An ignition start can be appropriately performed when the engine is started. That is, the amount of air in the cylinder varies depending on the opening of the intake air amount adjustment valve (such as a throttle valve) when the engine is stopped, and when the direct injection engine is stopped with the intake air amount adjustment valve open, Sufficient air is sucked into the cylinder, so a pumping action can be obtained for a relatively long time.
  • the intake air amount adjustment valve such as a throttle valve
  • the clutch connection process causes the crankshaft to stop within the target stop range suitable for ignition start when at least one of the plurality of cylinders of the direct injection engine is in the expansion stroke. Therefore, the ignition start can be appropriately performed at the next engine start.
  • a connection torque that can overcome the friction of the direct injection engine and rotate the crankshaft is generated, and the clutch is immediately disconnected when the crank angle exceeds a predetermined control stop position.
  • the crankshaft can be rotated from the vicinity of the compression TDC and can be stopped within the target stop range in combination with the pumping action.
  • connection torque that can overcome the friction of the direct injection engine and rotate the crankshaft for a predetermined time
  • the crankshaft is rotated from the vicinity of the compression TDC and It can be stopped within the target stop range in combination with the pumping action.
  • the sixth aspect of the present invention is a case where the clutch engagement process is performed when the stop position of the crankshaft at the time of engine stop deviates from a predetermined target stop range, and the stop position of the crankshaft is the fluctuation of the crankshaft. Since it is estimated based on the return point, it is possible to quickly determine whether or not the crankshaft stop position deviates from the target stop range. Can be done.
  • the seventh aspect of the present invention is a case where the clutch connection process is performed regardless of the stop position of the crankshaft when the engine is stopped. Since the control can be executed quickly, the clutch connection process is appropriately performed within the time when the pumping action is obtained. In addition to being able to do so, the control is simple and the device is inexpensive. In this case, even if the stop position of the crankshaft is within the target stop range, the clutch is connected and the crankshaft is rotated. However, in a direct injection engine having four or more cylinders, the pumping action It can be stopped within the target stop range again by being swung back.
  • the intake air amount adjustment valve is controlled to open when the clutch is shut off and the direct injection engine is stopped, sufficient air is drawn into the cylinder to obtain a pumping action for a relatively long time,
  • the crankshaft can be automatically stopped at a crank angle with low pumping energy by the clutch connection process.
  • FIG. 5 is an example of a time chart for explaining changes in operating states of respective parts when engine stop control is performed according to the flowcharts of FIGS. 3 and 4.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a map for obtaining a return amount based on a return point in step S8 of FIG.
  • the present invention is applied to a parallel type or the like hybrid vehicle in which a direct injection engine is connected to a power transmission path by a clutch, and is used in a motor traveling mode in which only a rotating machine is used as a driving force source or during vehicle deceleration. It is applied to engine stop control when stopping a direct injection engine.
  • a single-plate type or multi-plate type friction engagement clutch is preferably used.
  • the hybrid vehicle of the present invention can use a direct-injection engine and a rotating machine as a driving power source for traveling, and the rotating machine can alternatively use the functions of both an electric motor and a generator.
  • a motor generator is preferably used.
  • the direct-injection engine is preferably a four-cycle gasoline engine, and is particularly preferably applied to a multi-cylinder engine having four or more cylinders, but can also be applied to a two-cylinder engine or a three-cylinder engine. It is also possible to use another reciprocating internal combustion engine that can start ignition by injecting fuel into a cylinder in an expansion stroke, such as a two-cycle gasoline engine.
  • the clutch When the engine is stopped or immediately after the engine is stopped, the clutch is temporarily connected to rotate the crankshaft. Immediately after the engine is stopped, the pumping action can be obtained. For example, it may be within about 1 second after the engine is stopped. Also, when the engine is stopped, not only when the rotation of the direct injection engine actually stops, but also when the stop position (crank angle) of the crankshaft when the engine is stopped can be predicted, it is before the direct injection engine stops completely. Alternatively, when the crankshaft sways, it may be at the time of swaying or when the engine speed first becomes zero.
  • the term “temporary” refers to an extremely short time in which the crankshaft can be rotated from the vicinity of the compression TDC to the crank angle where the pumping energy is low when the crankshaft is stopped near the compression TDC. If the crankshaft is rotated by about 5 ° to 10 °, it can be separated from the peak of pumping energy, and after that, it automatically rotates to a minimum region that becomes a valley of pumping energy. The clutch engagement state may be continued until the minimum pumping energy region is reached.
  • connection torque that can overcome the friction of the direct injection engine and rotate the crankshaft is generated.
  • This connection torque is slightly larger than the friction of the direct injection engine.
  • the crankshaft is automatically stopped in the minimum region of the pumping energy by swinging or the like when the clutch is disengaged.
  • the minimum pumping energy region is larger than the expansion stroke (about 0 ° to 120 °), as shown in FIGS. Since the starting assist torque (start assist torque) exceeds the low target stop range, it is unlikely that the crankshaft will return to the target stop range due to swinging.
  • the crankshaft can be rotated by overcoming the friction of the direct injection engine.
  • the minimum region of pumping energy is within the expansion stroke (about 0 ° to 120 °). Is likely to enter the target stop range by returning to the minimum region by swinging, and a larger connection torque can be set as compared with a two-cylinder engine or a three-cylinder engine.
  • the control stop position for disengaging the clutch may be a position where the crankshaft is separated from the peak of the pumping energy, for example, the crank angle is about 5 ° to 10 ° from the compression TDC. It may be cut off when entering the target stop range that can be performed, or may be cut off before the target stop range, such as the magnitude of the connection torque, friction of the direct injection engine, etc. Various aspects are possible in view of the above.
  • the connection torque is generated for a certain period of time. At this certain period of time, at least the crankshaft is detached from the pumping energy peak, for example, the crank angle is rotated to a position of about 5 ° to 10 ° from the compression TDC.
  • This time may be the time required to enter the target stop range, and is determined appropriately in consideration of the magnitude of the connection torque, the friction of the direct injection engine, and the like. For these control stop positions and for a certain period of time, if the crankshaft is unlikely to return to the target stop range due to rocking, as in a two-cylinder engine or a three-cylinder engine, the crank angle should not pass the target stop range. It is desirable to set a smaller value. Further, it is desirable that the connection torque, the control stop position, and the predetermined time be corrected by learning as necessary so that the crankshaft stops within the target stop range.
  • the four-cylinder engine has a relatively small minimum pumping energy region as shown in FIG. 8 (c) IV, and has reached 120 °, which is the boundary of the expansion stroke, and starts near 120 °.
  • the assist torque increases rapidly.
  • the crank angle of the crankshaft does not pass through the minimum region of the pumping energy as in the case of the two-cylinder engine or the three-cylinder engine.
  • the connection torque, the control stop position, and the predetermined time may be set to a small value so that the motor stops within a range of less than or equal to 0 °.
  • the sixth aspect of the present invention is a case where the clutch engagement process is performed when the stop position of the crankshaft at the time of engine stop deviates from a predetermined target stop range, and the stop position of the crankshaft becomes a turning point. Therefore, it is possible to quickly determine whether or not the stop position of the crankshaft has deviated from the target stop range.
  • the crank when the engine rotation is actually completely stopped can be determined. It may be determined whether or not the target stop range is deviated based on the stop position of the shaft.
  • the target stop range is a range of a crank angle at which ignition can be started appropriately, but a range that overlaps with a minimum region of pumping energy is desirable. As is apparent from FIG.
  • compression TDC A range of about 40 ° to 100 ° is appropriate.
  • a range of about 40 ° to 120 ° from the compression TDC is appropriate, and in the case of a 6-cylinder engine, for example, a range of about 40 ° to 80 ° from the compression TDC is appropriate.
  • a range of about 30 ° to 60 ° from the compressed TDC is appropriate.
  • the intake air amount adjusting valve is opened and controlled. This is because air is sufficiently sucked in the suction stroke and compressed in the compression stroke. This is to ensure that the pumping action is properly obtained for a while after the engine is stopped, and a certain degree of pumping action can be obtained based on the intake air even when the intake air amount adjustment valve is closed.
  • opening control of the intake air amount adjusting valve is not necessarily required.
  • the intake air amount adjustment valve is desirably controlled to be opened until the crankshaft substantially stops, for example, until the engine rotational speed first becomes 0, and is desirably controlled to be fully opened. The time and the opening amount are appropriately determined.
  • an electronic throttle valve, an ISC valve (idle rotation speed control valve), or the like is preferably used.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram including a skeleton diagram of a drive system of a hybrid vehicle 10 to which the present invention is preferably applied.
  • the hybrid vehicle 10 includes a direct injection engine 12 that directly injects fuel into a cylinder and a motor generator MG that functions as an electric motor and a generator as driving power sources for traveling.
  • the outputs of the direct injection engine 12 and the motor generator MG are transmitted from the torque converter 14 which is a fluid transmission device to the automatic transmission 20 via the turbine shaft 16 and the C1 clutch 18, and further to the output shaft 22, the difference It is transmitted to the left and right drive wheels 26 via the dynamic gear device 24.
  • the torque converter 14 includes a lockup clutch (L / U clutch) 30 that directly connects the pump impeller and the turbine impeller, and an oil pump 32 is integrally connected to the pump impeller. It is rotationally driven mechanically by the jet engine 12 and the motor generator MG. Motor generator MG corresponds to a rotating machine.
  • the direct injection engine 12 is an eight-cylinder four-cycle gasoline engine. As specifically shown in FIG. 2, gasoline (high pressure) is introduced into a cylinder (cylinder) 100 by a fuel injection device 46. Fine particles) are jetted directly.
  • gasoline high pressure
  • fine particles are jetted directly.
  • the ignition device 47 is ignited at this timing, the air-fuel mixture in the cylinder 100 explodes and burns, and the piston 110 is pushed downward.
  • the intake passage 102 is connected to an electronic throttle valve 45, which is an intake air amount adjustment valve, via a surge tank 103.
  • the intake passage 102 From the intake passage 102 to the cylinder according to the opening of the electronic throttle valve 45 (throttle valve opening).
  • the amount of intake air flowing into 100, that is, the engine output is controlled.
  • the piston 110 is fitted in the cylinder 100 so as to be slidable in the axial direction, and is connected to a crankpin 116 of the crankshaft 114 via a connecting rod 112 so as to be relatively rotatable.
  • the crankshaft 114 is rotationally driven as indicated by an arrow R.
  • the crankshaft 114 is rotatably supported by a bearing in the journal portion 118, and integrally includes a crank arm 120 that connects the journal portion 118 and the crankpin 116.
  • the crankshaft 114 is rotated twice (720 °), and the intake stroke, the compression stroke, the expansion (explosion) stroke, and the exhaust stroke are performed.
  • the shaft 114 is continuously rotated.
  • the pistons 110 of the eight cylinders 100 are configured such that the crank angles are shifted by 90 °, in other words, the positions of the crank pins 116 of the crankshaft 114 protrude in the direction shifted by 90 °, and the crankshaft 114 Each time the cylinder rotates 90 degrees, the eight cylinders 100 are exploded and burned in sequence, and a rotational torque is continuously generated.
  • the crankshaft 114 rotates by a predetermined angle from the compression TDC at which the piston 110 reaches the TDC (top dead center) after the compression stroke, and the predetermined angular range ⁇ of the expansion stroke in which both the intake valve 104 and the exhaust valve 108 are closed.
  • the fuel injection device 46 injects gasoline into the cylinder 100 and ignites it with the ignition device 47, whereby an ignition start in which the air-fuel mixture in the cylinder 100 is exploded and started is possible.
  • the direct injection engine 12 can be started only by ignition start. However, even when the friction is large, the start assist when cranking and starting the crankshaft 114 is started.
  • the angle range ⁇ is suitably in the range of about 30 ° to 60 °, for example.
  • a relatively large rotational energy can be obtained by ignition start, and the assist torque can be reduced.
  • a K0 clutch 34 is provided between the direct injection engine 12 and the motor generator MG via a damper 38 to directly connect them.
  • the K0 clutch 34 is a single-plate or multi-plate friction clutch that is frictionally engaged by a hydraulic cylinder, and is engaged and released by the hydraulic control device 28.
  • the K0 clutch 34 is disposed in the oil chamber 40 of the torque converter 14. It is arranged in an oil bath state.
  • the K0 clutch 34 is a hydraulic friction engagement device, and functions as a connection / disconnection device that connects or disconnects the direct injection engine 12 with respect to the power transmission path.
  • Motor generator MG is connected to battery 44 via inverter 42.
  • the automatic transmission 20 is a stepped automatic transmission such as a planetary gear type in which a plurality of gear stages having different gear ratios are established depending on the disengagement state of a plurality of hydraulic friction engagement devices (clutch and brake).
  • the shift control is performed by an electromagnetic hydraulic control valve, a switching valve or the like provided in the hydraulic control device 28.
  • the C1 clutch 18 functions as an input clutch of the automatic transmission 20 and is similarly subjected to engagement / release control by the hydraulic control device 28.
  • the electronic control unit 70 includes a so-called microcomputer having a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like, and performs signal processing according to a program stored in advance in the ROM while using a temporary storage function of the RAM.
  • a signal representing the accelerator pedal operation amount (accelerator operation amount) Acc is supplied from the accelerator operation amount sensor 48 to the electronic control unit 70. Further, from the engine rotation speed sensor 50, the MG rotation speed sensor 52, the turbine rotation speed sensor 54, the vehicle speed sensor 56, and the crank angle sensor 58, the rotation speed (engine rotation speed) NE of the direct injection engine 12 and the rotation of the motor generator MG, respectively.
  • the electronic control unit 70 is functionally provided with hybrid control means 72, shift control means 74, and engine stop control means 80.
  • the hybrid control means 72 controls the operation of the direct injection engine 12 and the motor generator MG, for example, an engine travel mode in which only the direct injection engine 12 travels as a driving power source, or travels using only the motor generator MG as a driving power source.
  • a plurality of predetermined driving modes such as an engine driving mode using both the motor driving mode and the motor driving mode are switched in accordance with the driving state such as the accelerator operation amount Acc and the vehicle speed V.
  • the shift control means 74 controls an electromagnetic hydraulic control valve, a switching valve and the like provided in the hydraulic control device 28 to switch the engagement / disengagement state of the plurality of hydraulic friction engagement devices. These gear stages are switched in accordance with a predetermined shift map with the operating state such as the accelerator operation amount Acc and the vehicle speed V as parameters.
  • the engine stop control means 80 stops the direct injection engine 12 at the time of switching from the engine + motor running mode to the motor running mode, at the time of inertia running during the engine + motor running mode or the engine running mode, at the time of deceleration, at the time of stopping, etc.
  • the engine stop means 82, the throttle opening means 84, the crank angle determination means 86, the clutch engagement means 88, and the drive torque compensation means 90 are functionally provided.
  • the signal processing is executed according to the flowchart.
  • FIG. 4 is a flowchart for specifically explaining the stop position correction control in step S9 of FIG. Steps S3 and S4 in FIG.
  • Steps S5, S6, and S7 correspond to the throttle opening means 84
  • Step S8 and Step R6 in FIG. 4 correspond to the crank angle determination means 86
  • steps R2 and R5 correspond to the drive torque compensation means 90.
  • the throttle opening means 84 functions as a valve opening control means for controlling the opening of the intake air amount adjustment valve
  • the clutch engaging means 88 functions as a connection control means for temporarily connecting the K0 clutch 34.
  • step S1 of FIG. 3 it is determined whether the ignition start basic condition is satisfied. Whether or not the basic conditions for starting ignition satisfy all of them, such as the conditions for performing intermittent operation for turning on (operating) and turning off (stopping) the direct injection engine 12 and that the engine coolant temperature is equal to or higher than a predetermined temperature. Determine whether. If this ignition start basic condition is satisfied, step S2 is executed to determine whether or not the engine stop condition is satisfied. When the engine stop condition is satisfied when the engine stop condition is satisfied, for example, when switching from the engine + motor drive mode to the motor drive mode or during deceleration in the engine drive mode, engine stop control in step S3 and subsequent steps is executed.
  • the time t1 in the time chart of FIG. 5 is the time when the determination in step S2 is YES (positive) and the engine stop control is started.
  • FIG. 5 is a diagram showing a change in the operating state of each part when the engine stop control is performed due to coasting with the accelerator off during traveling in the engine + motor traveling mode. 12 of the electronic throttle valve 45, which is 0 (fully closed) at time t1 during inertial running.
  • the surge tank pressure is the pressure in the surge tank 103 provided upstream of the intake passage 102. Since the surge tank 103 communicates with the atmosphere via the electronic throttle valve 45, the time during which the electronic throttle valve 45 is fully closed.
  • the crank angle ⁇ is a diagram showing a change in the crank angle ⁇ from the compression TDC to 90 ° when the compression TDC is 0 °.
  • the crank angle ⁇ of the plurality of cylinders 100 that reach the compression TDC at 90 ° intervals is continuously shown. It is the figure shown in.
  • the K0 clutch pressure is the engagement hydraulic pressure of the K0 clutch 34, and is the maximum pressure (line pressure) at time t1 during running in the engine + motor running mode, and the K0 clutch 34 is fully engaged.
  • the K0 clutch pressure corresponds to the engagement torque of the K0 clutch 34, that is, the connection torque that connects the direct injection engine 12 to the power transmission path.
  • step S3 in FIG. 3 the K0 clutch 34 is disconnected to disconnect the direct injection engine 12 from the power transmission path.
  • the K0 clutch pressure is gradually reduced to zero.
  • step S4 stop processing of the direct injection engine 12 is executed. In this stop process, the fuel injection from the fuel injection device 46 is stopped (fuel cut), and the ignition control of the ignition device 47 is stopped. Thereby, coupled with the fact that the direct injection engine 12 is disconnected from the power transmission path in step S3, the engine rotational speed NE gradually decreases.
  • the disconnection process of the K0 clutch 34 in step S3 and the fuel cut in step S4 may be performed after the fuel cut, but can be performed in parallel at the same time, or the fuel cut may be performed first.
  • the fuel cut may be continued.
  • the electronic throttle valve 45 is controlled to be opened by a predetermined amount.
  • the surge tank 103 is communicated with the atmosphere, and the surge tank pressure gradually rises to near atmospheric pressure.
  • step S6 it is determined whether or not the rotation of the direct injection engine 12 has substantially stopped, specifically, whether or not the engine rotation speed NE has become, for example, about 100 rpm or less.
  • step S7 the electronic throttle valve 45 is closed and controlled.
  • a time t2 in FIG. 5 is a time when the stop determination of the direct injection engine 12 is made, that is, a time when the determination of step S6 becomes YES.
  • the closing control of the electronic throttle valve 45 in step S7 may be performed immediately, but is performed after a certain delay time so that the closing control is performed after the rotation of the direct injection engine 12 is completely stopped.
  • the electronic throttle valve 45 may be closed and controlled after confirming that the rotation of the direct injection engine 12 has completely stopped.
  • step S8 it is determined whether or not the stop crank angle ⁇ stop when the rotation of the direct injection engine 12 is stopped is within a predetermined target stop range ⁇ target.
  • the engine stop control is terminated as it is, but if it is outside the target stop range ⁇ target, stop position correction control in step S9 is executed.
  • the stop crank angle ⁇ stop at this time is determined for, for example, the cylinder 100 within the range of compression TDC ⁇ ⁇ stop ⁇ compression TDC + 90 °.
  • the stop crank angle ⁇ stop may be the crank angle ⁇ after the rotation of the direct injection engine 12 is completely stopped, but in this embodiment, the turning point of the crankshaft 114, that is, the engine rotational speed NE first becomes zero.
  • the amount of rocking rcrnk is obtained from a predetermined map as shown in FIG. 6, and the determination is made using the estimated stop crank angle ⁇ est obtained by subtracting the amount of rocking rcrnk.
  • the stop crank angle ⁇ stop (strictly speaking, the estimated stop crank angle ⁇ est) when the rotation of the direct injection engine 12 is stopped deviates from the target stop range ⁇ target, and the stop in step S9.
  • Position correction control can be executed promptly.
  • the stop position correction control in step S9 is to adjust the crank angle ⁇ using a pumping action (air spring) by the compression of air in the cylinder 100, and the air in the cylinder 100 is transferred from the seal ring of the piston 110 or the like. If the pressure decreases due to leakage, the desired pumping action cannot be obtained. Therefore, the stop position correction control is performed as soon as possible within the time when the pumping action is obtained.
  • a pumping action air spring
  • the target stop range ⁇ target is a range of a crank angle ⁇ that can appropriately start ignition, and overlaps a minimum region of pumping energy.
  • FIG. 5 a range of 30 ° to 60 ° from the compression TDC is determined from the characteristics of the pumping energy and the starting assist torque shown in (e) ⁇ of FIG.
  • the time chart of FIG. 5 shows a case where the stop crank angle ⁇ stop at time t2 is approximately 0 ° and deviates from the target stop range ⁇ target.
  • the turning point is about 0 ° (compression TDC)
  • the amount of turning back rcrnk is about 0 °
  • the target stop range ⁇ target differs depending on the number of cylinders.
  • a range of about 40 ° to 100 ° from the compression TDC from the characteristics shown in (a) and (b) ⁇ in FIG. Is appropriate.
  • a range of about 40 ° to 120 °, for example, from the compression TDC is appropriate from the characteristics shown in FIG. 8C, and in the case of a 6-cylinder engine, the range shown in FIG. From the characteristics, for example, a range of about 40 ° to 80 ° from the compressed TDC is appropriate.
  • the pumping action air spring
  • the target stop range ⁇ target may be set large so as to include all the stops at the valleys.
  • the pumping energy is potential energy generated by the action of an air spring generated by the air sucked into the cylinder 100 being compressed in the compression stroke.
  • the pumping energy is in the expansion stroke as shown in FIG.
  • the pumping energy when the crank angle ⁇ of the zeroth cylinder 100 is 0 ° (compression TDC) to 90 ° is controlled by opening the electronic throttle valve 45 so as to be in each cylinder 100.
  • the first cylinder 100 at the crank position indicated by 1 TDC is involved in the compression stroke. Since is not involved in the compression stroke, the calculation was performed in consideration of the compression and expansion of air in the zeroth and first two cylinders 100. In the three-cylinder engine, the crank angle ⁇ of each cylinder is shifted by 240 °. Therefore, as shown in FIG. 7, the first cylinder 100 at the crank position indicated by 1 TDC is involved in the compression stroke. Since it does not relate to the compression stroke, the calculation was performed in consideration of the compression and expansion of the air in the zeroth and first two cylinders 100 as in the case of the four-cylinder engine.
  • 0 TDC is a crank position related to the cylinder 100 whose crank angle ⁇ is 0 ° (compression TDC) or exceeds 0 °, and the crank position of each cylinder 100 subsequent to the cylinder 100 is sequentially set to 1 TDC, 2 TDC. 3TDC,...
  • the broken line shown in the column of the three-cylinder engine represents the crank position of the cylinder 100 delayed by one rotation (360 °) or more.
  • “EVO” is an open position of the exhaust valve 108
  • “IVC” is a close position of the intake valve 104.
  • the start assist torque in FIG. 8 is assist torque required when starting the direct injection engine 12 by ignition start.
  • the engine energy of the direct injection engine 12 is determined from the expansion energy obtained by ignition start, the compression energy by the compression of the subsequent cylinder 100, the internal energy such as heat, exhaust, and the like. If the engine energy is positive, the assist torque is not required. If the engine energy is negative, the negative amount is the start assist torque necessary for starting the direct injection engine 12. In this case, it is considered that if the cylinder 100 that enters the compression stroke reaches the compression TDC before the zeroth cylinder 100 passes through the expansion stroke, a stable operation state is assumed. The start assist torque was calculated by calculating the energy until the second cylinder 100 reaches the compression TDC by integration.
  • the energy required until the first cylinder 100 reaches the compression TDC was obtained by integration to calculate the start assist torque.
  • the energy until the first cylinder 100 reaches the compression TDC is obtained by integration to calculate the start assist torque.
  • the compression energy of the equation (1) corresponds to the pumping energy.
  • Engine energy Expansion energy-Compression energy-Internal energy-Friction (1)
  • the pumping energy and the starting assist torque can be obtained more finely by taking into account, for example, the compression, expansion, discharge, etc. of the air in all the cylinders 100, and specific numerical values are given for each part of the direct injection engine 12. 8 and the opening / closing timing of the intake valve 104 and the exhaust valve 108, etc., it is considered that the general tendency is as shown in FIG. Therefore, for the 8-cylinder engine, the 4-cylinder engine, and the 6-cylinder engine of the present embodiment, the stop crank angle ⁇ stop when the engine is stopped usually enters the minimum region of pumping energy and falls within the target stop range ⁇ target.
  • a part (for example, about 10%) is a compression TDC, and the crankshaft 114 stops near the top of the pumping energy when the crank angle ⁇ is around 0 ° by the balance and friction in the rotational direction.
  • the stop position correction control in step S9 is for rotating the crankshaft 114 stopped in the vicinity of the compression TDC from the vicinity of the top of the pumping energy to the minimum region.
  • the stop crank angle ⁇ stop when the engine is stopped usually enters the minimum region of pumping energy, and a part (for example, about 10%) of the crank angle ⁇ , which is compression TDC, is around 0 °.
  • the crankshaft 114 stops due to rotational balance and friction near the top of the pumping energy. Therefore, if the crankshaft 114 stopped in the vicinity of the compression TDC in this way by the stop position correction control in step S9 is rotated from the vicinity of the top of the pumping energy to the minimum region, it falls within the target stop range ⁇ target.
  • the crank angle ⁇ can be entered. However, as is clear from (a) and (b) ⁇ in Fig.
  • the minimum region of pumping energy is larger than the expansion stroke (about 0 ° to 120 °), and the target stop with a low starting assist torque that can start ignition properly. Since it exceeds the range ⁇ target, it is necessary to perform stop position correction control in step S9 so as not to pass through the target stop range ⁇ target.
  • the direct injection engine 12 can be reliably started, for example, by increasing the assist torque when starting the direct injection engine 12 above the standard value as in step R7-2 of FIG. You can do that.
  • FIG. 7 shows the stop position (stop crank angle ⁇ stop) of the crankshaft 114 that cannot start ignition and the stop position (stop crank angle ⁇ stop) of the crankshaft 114 that can start ignition in the direct injection engine 12 of each cylinder.
  • FIG. 9 is an example based on the characteristics of FIG. In the case of an 8-cylinder engine, the crank angle ⁇ of the plurality of cylinders 100 is shifted by 90 °, so that the crankshaft 114 of at least one cylinder 100 is within a range where 0 ° (compression TDC) ⁇ stop ⁇ EVO can be started. Thus, ignition can be started regardless of the stop position of the crankshaft 114.
  • the crank angle ⁇ of the plurality of cylinders 100 is shifted by 120 °. Therefore, as shown in the non-ignition stop position example, the stop crank angle ⁇ stop of the cylinder 100 with 0 TDC is 0 °, that is, compression TDC. , 0 ° (compression TDC) ⁇ stop ⁇ EVO does not exist, and no ignition start is possible, and ignition start is impossible, but other than that, ignition start is possible.
  • step S9 in FIG. 3 is executed according to the flowchart in FIG.
  • step R1 of FIG. 4 the engagement hydraulic pressure of the K0 clutch 34 that has been shut off (released) in step S3 is gradually increased to a hydraulic pressure that provides an engagement torque that is larger than the friction of the direct injection engine 12 by a predetermined margin value ⁇ .
  • Time t3 in FIG. 5 is the time when the clutch engagement control in step R1 is started, and the K0 clutch pressure is gradually increased, and reaches the engagement torque of friction + ⁇ at time t4.
  • the margin value ⁇ may be set in advance in consideration of the compression resistance of the next cylinder 100 or the like, but may be set to a different value using the vehicle speed V or the like as a parameter. It is also possible to perform learning correction based on the rotation state (rotation speed, rotation start hydraulic pressure, etc.) of the crankshaft 114 in consideration of individual differences in friction and changes with time.
  • the torque (MG torque) TMG of the motor generator MG is applied to the K0 clutch 34.
  • the crankshaft 114 may be rotated. In this case, the consumption of the battery 44 is reduced and the fuel efficiency is improved.
  • Step R3 it is determined whether or not the crank angle ⁇ of the crankshaft 114 is within the target stop range ⁇ target. If the crank angle ⁇ is within the target stop range ⁇ target, Step R4 and subsequent steps are executed.
  • the time t5 in FIG. 5 is the time when the crank angle ⁇ is within the target stop range ⁇ target and the determination in step R3 is YES, and the lower limit value of the target stop range ⁇ target corresponds to the control stop position.
  • step R4 the K0 clutch pressure is immediately set to 0, and the K0 clutch 34 is immediately disconnected (released).
  • step R5 the drive torque compensation control (increase in MG torque TMG) by the motor generator MG is performed in accordance with the disconnection of the K0 clutch 34. Control).
  • step R6 similarly to step S8, it is determined whether or not the stop crank angle ⁇ stop when the rotation of the direct injection engine 12 is stopped is within a predetermined target stop range ⁇ target. If it is within the range of ⁇ target, a series of stop position correction control ends, but if it is outside the target stop range ⁇ target, step R7 is executed.
  • the stop crank angle ⁇ stop at this time may also be the crank angle ⁇ after the rotation of the direct injection engine 12 is completely stopped, but in this embodiment, based on the turning point of the crankshaft 114, FIG.
  • the amount of rocking rcrnk is obtained from a predetermined map as shown, and the determination is made using the estimated stop crank angle ⁇ est obtained by subtracting the amount of rocking rcrnk.
  • FIG. 5 shows a case where the crankshaft 114 is stopped within the range of the target stop range ⁇ target due to rocking. In this case, the determination in step R6 is YES, and the series of stop position correction control ends.
  • a control stop position is set in front, that is, on the compression TDC side, and when the crank angle ⁇ reaches the control stop position, step R4 and subsequent steps are executed to end the engagement control of the K0 clutch 34.
  • the control stop position is set before the target stop range ⁇ target so that the target stop range ⁇ target is not passed, and the crank angle ⁇ When the control stop position is reached, the engagement control of the K0 clutch 34 may be terminated.
  • step R6 determines whether the margin value ⁇ is decreased by a predetermined gradual decrease value ⁇ in step R7, and then the steps after step R1 are repeated. If the determination in step R6 is NO, the crankshaft 114 stops outside the target stop range ⁇ target, specifically, the crank angle ⁇ passes through the minimum pumping energy region and rotates to near the top of the next mountain. In this case, the rotation is stopped as it is, and the rotation assist of the crankshaft 114 by the engagement control of the K0 clutch 34 is too large, so the margin value ⁇ is reduced and step R1 and subsequent steps are executed again. In steps R3 and R6, a determination is made based on the crank angle ⁇ of the next cylinder 100 delayed by 90 °.
  • step R6 When the determination in step R6 becomes YES, a series of stop position correction control is terminated. However, if the air in the cylinder 100 leaks from the seal ring of the piston 110 and the pressure decreases, the desired pumping action cannot be obtained, and the crank angle ⁇ correction control cannot be performed properly. If the determination in step R6 is NO even after execution, stop position correction control after step R1 is stopped, and the assist torque for starting the direct injection engine 12 is increased, for example, as in step R7-2 in FIG. What is necessary is just to make it possible to start the direct-injection engine 12 reliably by making it increase from a standard value.
  • the stop crank angle ⁇ stop or the estimated stop crank angle ⁇ est is within the target stop range ⁇ target.
  • the K0 clutch 34 once disconnected is temporarily frictionally engaged to rotate the crankshaft 114 a little, so that the crankshaft 114 stopped near the compression TDC reaches the minimum region of the pumping energy valley. Rotate to stop.
  • the pumping action by the compression of the air in the cylinder 100 is obtained, and if the crankshaft 114 is rotated by a predetermined angle from the vicinity of the compression TDC located at the peak of the pumping energy, the pumping is performed. It is automatically stopped in the minimum region where the energy is low.
  • the crank angle ⁇ with low pumping energy overlaps with the range of the crank angle ⁇ suitable for ignition start with a relatively small cranking assist torque at the time of engine start, that is, the target stop range ⁇ target.
  • An ignition start can be appropriately performed at the time of engine start, and assist torque at the time of engine start can be reduced.
  • the friction engagement process of the K0 clutch 34 is performed within a time during which the pumping action by the compression of the air in the cylinder 100 is obtained. It is automatically stopped in the minimum region where the energy is low, and the ignition start can be appropriately performed at the next engine start. That is, the air in the cylinder 100 leaks from the seal ring of the piston 110 and the pumping action decreases with the passage of time.
  • the electronic operation is continued until the rotation of the crankshaft 114 is stopped.
  • the friction engagement process of the K0 clutch 34 is performed with the target stop suitable for ignition start when at least one of the plurality of cylinders 100 of the direct injection engine 12 is in the expansion stroke. Since the crankshaft 114 is stopped in the range ⁇ target, the ignition start can be appropriately performed at the next engine start. That is, an engagement torque (friction + ⁇ ) that can overcome the friction of the direct injection engine 12 and rotate the crankshaft 114 is generated, and the crank angle ⁇ is a predetermined control stop position (the lower limit of the target stop range ⁇ target). Since the K0 clutch 34 is immediately disengaged when the value exceeds the value), the crankshaft 114 can be rotated from the vicinity of the compression TDC and can be stopped within the target stop range ⁇ target suitable for ignition start in combination with the pumping action.
  • the stop position correction control of FIG. 4 is performed when the stop position of the crankshaft 114 at the time of engine stop deviates from a predetermined target stop range ⁇ target. Since the stop position is estimated based on the turning point of the crankshaft 114 and the estimated stop crank angle ⁇ est is used to determine whether or not the target stop range ⁇ target is deviated, the determination can be made quickly.
  • the stop position correction control of FIG. 4 can be appropriately performed within the time when the pumping action is obtained.
  • an 8-cylinder, 4-cycle gasoline engine is used as the direct injection engine 12 and is pumped within the expansion stroke range (about 0 ° to 120 °) as shown in FIG. Since there is a minimum region that becomes a valley of energy, the crankshaft 114 is appropriately stopped in the minimum region of the pumping energy by swinging or the like by the stop position correction control of FIG. 4, and the start assist torque is appropriately set by starting ignition. Can be reduced.
  • a direct-injection engine having four or more cylinders has a minimum pumping energy within the expansion stroke range (about 0 ° to 120 °), and therefore the same effect can be obtained.
  • the torque TMG of the motor generator MG is increased according to the engagement torque of the K0 clutch 34 as necessary. Therefore, shocks such as drive torque fluctuations due to the rotational resistance of the crankshaft 114 can be appropriately suppressed.
  • FIG. 9 is a flowchart used in place of FIG. 4, and a target stop range in which the stop crank angle ⁇ stop (including the estimated stop crank angle ⁇ est) when the rotation of the direct injection engine 12 stops in step R6 is determined in advance. Processing after determining whether or not it is within the range of ⁇ target is different. That is, if the stop crank angle ⁇ stop is within the target stop range ⁇ target and the determination in step R6 is YES, an instruction to use the standard value as an assist torque for cranking at the next engine start is output in step R7-1.
  • step R7-2 the cranking assist torque at the next engine start is made larger than the standard value.
  • step R7-2 the cranking assist torque at the next engine start is made larger than the standard value.
  • step R7-2 the cranking assist torque at the next engine start is made larger than the standard value.
  • step R7-2 the cranking assist torque at the next engine start is made larger than the standard value.
  • step R7-2 the cranking assist torque at the next engine start is made larger than the standard value.
  • step R7-2 the cranking assist torque at the next engine start is made larger than the standard value.
  • step R7-2 the cranking assist torque at the next engine start is made larger than the standard value.
  • step R7-2 the cranking assist torque at the next engine start is made larger than the standard value.
  • step R7-2 the cranking assist torque at the next engine start is made larger than the standard value.
  • step R7-2 the cranking assist torque at the next engine start is made larger than the standard value.
  • step R7-2 the cranking assist torque at the next engine start
  • the standard value may be a constant value that can be appropriately started using the ignition start when the crankshaft 114 is stopped within the target stop range ⁇ target, but as shown in FIG. Since the assist torque varies depending on the crank angle ⁇ , the crank angle ⁇ of the crankshaft 114 may be determined as a parameter. Regarding the assist torque due to the increase instruction, it is considered that the crankshaft 114 is basically located at the compression TDC, and therefore a predetermined constant assist torque may be determined in advance.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining still another embodiment, and the engagement process of the K0 clutch 34 is different from the embodiment of FIG. That is, in the embodiment shown in FIGS. 4 and 9, it is determined in step R3 whether or not the crank angle ⁇ is within the target stop range ⁇ target. If the crank angle ⁇ is within the target stop range ⁇ target, step R4 and subsequent steps are executed. However, in FIG. 10, step R3-1 is provided instead of step R3, and it is determined whether or not a predetermined time has passed. When the predetermined time has passed, step R4 and subsequent steps are executed to execute the K0 clutch 34. Shut off.
  • This predetermined time is based on the premise that the crankshaft 114 is stopped in the vicinity of the compression TDC, and a certain time during which the crankshaft 114 can be rotated to the minimum pumping energy region against friction or the like is the K0 clutch pressure or the like. Is determined in advance. Therefore, also in this embodiment, the crankshaft 114 can be rotated from the vicinity of the compression TDC and can be stopped within the target stop range ⁇ target in combination with the pumping action, and the ignition start is appropriately performed at the next engine start. The same effects as those in the above embodiment can be obtained, such as reduction of the assist torque.
  • the minimum region of pumping energy and the target stop range ⁇ target substantially coincide with each other, and the crankshaft 114 is returned to the target stop range ⁇ target when the rotation of the crankshaft 114 is reversed.
  • a relatively long time can be set so that the crankshaft 114 can be reliably detached from the vicinity of the compression TDC.
  • the minimum region of pumping energy exceeds the target stop range ⁇ target, it is unlikely that the crankshaft 114 will return to the target stop range ⁇ target by swinging, and passes through the target stop range ⁇ target.
  • a relatively short time is set so as not to.
  • the fixed time can be learned and corrected so that the crankshaft 114 stops within the target stop range ⁇ target.
  • an instruction to increase the assist torque is output in step R7-2. Even when the crank angle ⁇ of the engine passes the target stop range ⁇ target, the next engine start can be appropriately performed with an assist torque of an appropriate magnitude.
  • step R3-1 of FIG. 10 may be performed instead of step R3.
  • FIG. 11 is a flowchart used instead of FIG. 3.
  • step S8 it is determined in step S8 whether or not the stop crank angle ⁇ stop of the direct injection engine 12 is within the target stop range ⁇ target.
  • step S9 stop position correction control in step S9 is executed.
  • step S8 the determination in step S8 is omitted, and step S9 is always followed by the closing control of electronic throttle valve 45 in step S7.
  • the stop position correction control is performed. In other words, the stop position correction control for rotating the crankshaft 114 by the frictional engagement of the K0 clutch 34 is always performed regardless of the stop position of the crankshaft 114 when the engine is stopped.
  • the stop position correction control can be appropriately performed within the time when the above is obtained, the control is simple, and the apparatus is configured at low cost. In this case, stop position correction control is performed even when the stop position of the crankshaft 114 is within the target stop range ⁇ target suitable for starting the direct injection engine 12 to start ignition, and the crankshaft is controlled by the engagement control of the K0 clutch 34. 114 is rotated, but in the case of a multi-cylinder direct injection engine 12 having four or more cylinders, there is no problem because the pumping action automatically swings back to the target stop range ⁇ target.
  • the engagement torque of the K0 clutch 34 in the stop position correction control in step S9 is sufficiently smaller than the pumping energy peak, and there is no fear of rotating until the crankshaft 114 rides on the peak.
  • FIG. 12 is a flowchart used in place of FIG. 3, and differs from the embodiment of FIG. 3 in that step S8-1 is provided instead of step S8. That is, in step S8, it is determined whether or not the stop crank angle ⁇ stop of the direct injection engine 12 is within the target stop range ⁇ target. If the stop crank angle ⁇ stop is outside the target stop range ⁇ target, the stop position correction control in step S9 is executed. In step S8-1 in FIG. 11, it is determined whether or not the stop crank angle ⁇ stop is in the vicinity of the compression TDC within the range of, for example, compression TDC ⁇ 10 °. If the stop crank angle ⁇ stop is in the vicinity of the compression TDC, the stop position correction control in step S9 is performed. Execute.
  • the stop position correction control is performed only when the crankshaft 114 is stopped near the compression TDC, which is the peak of pumping energy when the engine is stopped. Even in this case, the K0 clutch 34 is frictionally engaged by the stop position correction control. As a result, the crankshaft 114 is rotated from the vicinity of the compression TDC and is stopped within the target stop range ⁇ target in combination with the pumping action, and the ignition start is appropriately performed at the next engine start and the assist torque is increased.
  • the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained, such as reduction.

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Abstract

 車両走行中にK0クラッチ(34)を遮断して直噴エンジン(12)を停止させる際に、クランク軸(114)の停止位置が目標停止範囲Φtarget の範囲外の場合には、一旦遮断されたK0クラッチ(34)を一時的に摩擦係合させてクランク軸(114)を少しだけ回転させる。これにより、圧縮TDC(上死点)付近で停止したクランク軸(114)がポンピング作用と相まってポンピングエネルギーの極小領域まで回転して停止させられる。ポンピングエネルギーの極小領域は、エンジン始動時のアシストトルクが小さい着火始動に適した目標停止範囲Φtarget と重複しているため、次のエンジン始動時に着火始動を適切に行うことができ、エンジン始動時のアシストトルクを低減できる。

Description

ハイブリッド車両のエンジン停止制御装置
 本発明は、直噴エンジンを備えているハイブリッド車両のエンジン停止制御装置に関するものである。
 (a) 気筒内に燃料を直接噴射する直噴エンジンと、(b) その直噴エンジンを動力伝達経路に対して断接(接続・遮断)するクラッチと、(c) 少なくとも電動モータとして機能する回転機と、を有し、(d) 前記直噴エンジンおよび前記回転機を走行用の駆動力源として用いることができるハイブリッド車両が知られている。特許文献1に記載のハイブリッド車両はその一例で、回転機のみを駆動力源として走行するモータ走行中に摩擦クラッチを接続(摩擦係合)して直噴エンジンのクランク軸を回転させ、膨張行程の気筒のクランク角度が所定範囲内となるように調整することにより、エンジン始動時に、その膨張行程の気筒内に燃料を噴射して点火する着火始動の技術が記載されている。特許文献2は、直噴エンジンを備えたエンジン駆動車両に関するものであるが、車両停止時にアイドリングストップ(エンジン停止)する際に、次のエンジン始動に備えてオルタネータによる発電(回転負荷)およびスロットル制御による出力調整により、エンジン停止時に膨張行程の気筒のクランク角度が、着火始動が可能な所定の角度範囲内に入るようにする技術が記載されている。
 なお、直噴エンジンのフリクションが小さい場合など、上記着火始動だけでエンジンを自力で始動できる場合があるが、必要に応じてエンジン始動時にクラッチを接続して回転機によりクランキングをアシストすることも可能で、着火始動によりアシストトルクを大幅に低減できる。これにより、回転機の最大トルクが低減されて小型化や低燃費化を図ることができる。
特表2009-527411号公報 特開2005-155549号公報
 しかしながら、引用文献1では直噴エンジンの停止中に単に一定時間クラッチを接続(摩擦係合)してクランク軸を回転させるだけであるため、クランク角度を速やかに所定範囲内とすることができず、エンジンの始動に間に合わない可能性があった。引用文献2では、オルタネータによる回転負荷でクランク軸の停止位置を調整しているが、直噴エンジンがクラッチにより動力伝達経路に対して断接されるハイブリッド車両の場合、クラッチの接続は差回転が小さくなるようにクランク軸を回転させるだけで、制動できないため、引用文献2に記載の技術を引用文献1に記載のハイブリッド車両に適用してエンジン停止時のクランク角度を調整することはできない。
 ここで、未だ公知ではないが、本発明者等の実験や研究によれば、8気筒の4サイクルエンジンの場合、各気筒のクランク角度を90°ずつずらすことが可能で、エンジン停止時には1~2つの気筒が膨張行程となり、且つポンピング作用(空気の圧縮によるばねのような作用)による位置エネルギーの関係で自動的に着火始動可能な範囲内でクランク軸が停止させられる場合が多いが、10%程度の確率でクランク軸が圧縮TDC(Top Dead Center;上死点)付近で停止することがあった。図8は、膨張行程におけるクランク角度(0°=圧縮TDC)とポンピングによる位置エネルギー(ポンピングエネルギー)および始動時に必要なアシストトルクとの関係を計算により求めたもので、何れの気筒数の場合も圧縮TDCであるクランク角度が0°付近にポンピングエネルギーの山があり、その頂点付近では回転方向の釣り合いおよびエンジンのフリクションによりクランク軸が停止してしまうのである。
 このように圧縮TDC付近でクランク軸が停止すると、8気筒エンジンの場合、一つ前の気筒はクランク角度が90°付近で未だ膨張行程であるため、着火始動は可能であるものの、すぐに排気弁が開いて排気行程になる(例えば120°付近)ため十分な回転エネルギーは期待できず、始動時に大きなアシストトルクが必要になる。2気筒エンジン~6気筒エンジンの場合、一つ前の気筒は既に膨張行程を通過しているため膨張行程の気筒が存在せず、着火始動自体が不可能である。
 本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、直噴エンジンがクラッチにより動力伝達経路に対して断接されるハイブリッド車両において、走行中にクラッチを遮断して直噴エンジンを停止させる際に、クランク軸が着火始動に適した位置(クランク角度)で停止させられるようにすることにある。
 かかる目的を達成するために、第1発明は、(a) 気筒内に燃料を直接噴射する直噴エンジンと、(b) その直噴エンジンを動力伝達経路に対して断接するクラッチと、(c) 少なくとも電動モータとして機能する回転機と、を有し、(d) 前記直噴エンジンおよび前記回転機を走行用の駆動力源として用いることができるハイブリッド車両において、(e) 走行中に前記クラッチを遮断して前記直噴エンジンを停止させる際に、そのエンジン停止時またはエンジン停止直後に、一旦遮断された前記断接装置を一時的に接続することを特徴とする。
 第2発明は、第1発明のハイブリッド車両のエンジン停止制御装置において、前記クラッチの接続処理は、気筒内の空気の圧縮によるポンピング作用が得られる時間内に行われ、前記クランク軸はポンピングエネルギーが低いクランク角度で自動的に停止させられることを特徴とする。
 第3発明は、第1発明または第2発明のハイブリッド車両のエンジン停止制御装置において、前記クラッチの接続処理は、前記直噴エンジンの複数の気筒の少なくとも一つが膨張行程で、且つその気筒内に燃料を噴射して点火することによりその直噴エンジンを始動する着火始動に適した予め定められた目標停止範囲内で前記クランク軸が停止するように定められることを特徴とする。
 第4発明は、第3発明のハイブリッド車両のエンジン停止制御装置において、前記クラッチの接続処理は、前記直噴エンジンのフリクションに打ち勝って前記クランク軸を回転させることができる接続トルクを発生させるとともに、クランク角度が予め定められた制御停止位置を超えたら直ちにそのクラッチを遮断することを特徴とする。
 第5発明は、第3発明のハイブリッド車両のエンジン停止制御装置において、前記クラッチの接続処理は、前記直噴エンジンのフリクションに打ち勝って前記クランク軸を回転させることができる接続トルクを予め定められた一定時間だけ発生させることを特徴とする。
 第6発明は、第3発明~第5発明の何れかのハイブリッド車両のエンジン停止制御装置において、(a) 前記クラッチの接続処理は、前記エンジン停止時における前記クランク軸の停止位置が前記目標停止範囲から逸脱している場合に実施されるとともに、(b) 前記クランク軸の停止位置はそのクランク軸の揺り返し点に基づいて推定されることを特徴とする。
 第7発明は、第3発明~第5発明の何れかのハイブリッド車両のエンジン停止制御装置において、前記クラッチの接続処理は、前記エンジン停止時における前記クランク軸の停止位置とは無関係に実施されることを特徴とする。
 第8発明は、第1発明~第7発明の何れかのハイブリッド車両のエンジン停止制御装置において、前記クラッチを遮断して前記直噴エンジンを停止させる際に吸入空気量調整弁を開き制御することを特徴とする。
 第9発明は、第1発明~第8発明の何れかのハイブリッド車両のエンジン停止制御装置において、前記クラッチを一時的に接続する際に前記回転機の出力を増大させることを特徴とする。
 このようなハイブリッド車両のエンジン停止制御装置においては、エンジン停止時またはエンジン停止直後に一旦遮断されたクラッチを一時的に接続するため、圧縮TDC付近でクランク軸が停止した場合でも、クラッチの係合でクランク軸が回転させられることによりその圧縮TDC付近から離脱し、ポンピングエネルギーが低いクランク角度で停止させられる。すなわち、エンジン停止時または停止直後であるため、気筒内から空気が漏れ出す前で気筒内の空気の圧縮によるポンピング作用が得られ、ポンピングエネルギーが低いクランク角度で自動的に停止させられるのである。そして、このポンピングエネルギーが低いクランク角度は、エンジン始動時のクランキングのアシストトルクが比較的小さい着火始動に適したクランク角度の範囲と重複しているため、次のエンジン始動時に着火始動を適切に行うことができ、エンジン始動時のアシストトルクを低減できる。
 第2発明では、上記クラッチの接続処理が、気筒内の空気の圧縮によるポンピング作用が得られる時間内に行われ、クランク軸はポンピングエネルギーが低いクランク角度で自動的に停止させられるため、次のエンジン始動時に着火始動を適切に行うことができる。すなわち、気筒内の空気の量は、エンジン停止時の吸入空気量調整弁(スロットル弁など)の開度によって異なり、吸入空気量調整弁を開いたまま直噴エンジンが停止させられた場合は、気筒内に十分な空気が吸入されているため、比較的長い時間ポンピング作用が得られるが、吸入空気量調整弁を閉じたまま直噴エンジンが停止させられた場合は、気筒内の吸入空気量が少なく、空気の漏れにより比較的短時間でポンピング作用が喪失するため、ポンピングエネルギーでクランク軸を所定のクランク角度で停止させるためには、短時間でクラッチの接続処理によりクランク軸を回転させる必要があるのである。
 第3発明では、クラッチの接続処理(接続トルクや接続時間など)が、直噴エンジンの複数の気筒の少なくとも一つが膨張行程で、且つ着火始動に適した目標停止範囲内でクランク軸が停止するように定められるため、次のエンジン始動時に着火始動を適切に行うことができる。例えば、第4発明のように直噴エンジンのフリクションに打ち勝ってクランク軸を回転させることができる接続トルクを発生させるとともに、クランク角度が予め定められた制御停止位置を超えたら直ちにそのクラッチを遮断することにより、圧縮TDC付近からクランク軸を回転させるとともに前記ポンピング作用と相まって目標停止範囲内で停止させることができる。また、第5発明のように直噴エンジンのフリクションに打ち勝ってクランク軸を回転させることができる接続トルクを予め定められた一定時間だけ発生させることにより、圧縮TDC付近からクランク軸を回転させるとともに前記ポンピング作用と相まって目標停止範囲内で停止させることができる。
 第6発明は、エンジン停止時におけるクランク軸の停止位置が予め定められた目標停止範囲から逸脱している場合にクラッチの接続処理を実施する場合で、そのクランク軸の停止位置がクランク軸の揺り返し点に基づいて推定されるため、クランク軸の停止位置が目標停止範囲から逸脱しているか否かを速やかに判断することが可能で、ポンピング作用が得られる時間内にクラッチの接続処理を適切に行うことができる。
 第7発明は、エンジン停止時におけるクランク軸の停止位置とは無関係にクラッチの接続処理を実施する場合で、制御を迅速に実行できるためポンピング作用が得られる時間内にクラッチの接続処理を適切に行うことができるとともに、制御が簡単で装置が安価に構成される。その場合に、クランク軸の停止位置が目標停止範囲内であっても、クラッチの接続処理が実施されてクランク軸が回転させられるが、4気筒以上の気筒数の直噴エンジンにおいてはポンピング作用で揺り戻されることにより再び目標停止範囲内に停止させることができる。
 第8発明では、クラッチを遮断して直噴エンジンを停止させる際に吸入空気量調整弁が開き制御されるため、気筒内に十分な空気が吸入されて比較的長い時間ポンピング作用が得られ、クラッチの接続処理でクランク軸をポンピングエネルギーが低いクランク角度で自動的に停止させることができる。
 第9発明では、クラッチを一時的に接続する際に回転機の出力を増大させるため、クラッチの接続でクランク軸を回転させた時に駆動力変動等によるショックが発生することが抑制される。
本発明が好適に適用されるハイブリッド車両の骨子図に、制御系統の要部を併せて示した概略構成図である。 図1のハイブリッド車両の直噴エンジンを説明する断面図である。 図1の電子制御装置が機能的に備えているエンジン停止制御手段の作動を具体的に説明するフローチャートである。 図3のステップS9のクランク軸の停止位置補正制御を具体的に説明するフローチャートである。 図3および図4のフローチャートに従ってエンジン停止制御が行われた場合の各部の作動状態の変化を説明するタイムチャートの一例である。 図3のステップS8および図4のステップR6で揺り返し点に基づいて揺り返し量を求めるマップの一例を示す図である。 種々の気筒数の直噴エンジンにおいて着火始動できないクランク軸の停止位置および着火始動が可能なクランク軸の停止位置の一例を説明する図である。 種々の気筒数の直噴エンジンにおいて膨張行程におけるクランク角度(0°=圧縮TDC)と、ポンピングによる位置エネルギー(ポンピングエネルギー)との関係、および始動時に必要なアシストトルクとの関係を計算により求めた結果を示す図である。 本発明の他の実施例を説明する図で、図4の代わりに用いられるフローチャートである。 本発明の更に別の実施例を説明する図で、図4の代わりに用いられるフローチャートである。 本発明の更に別の実施例を説明する図で、図3の代わりに用いられるフローチャートである。 本発明の更に別の実施例を説明する図で、図3の代わりに用いられるフローチャートである。
 本発明は、直噴エンジンがクラッチにより動力伝達経路に対して断接されるパラレル型等のハイブリッド車両に適用され、回転機のみを駆動力源として走行するモータ走行モード時や車両減速時等に直噴エンジンを停止させる際のエンジン停止制御に適用される。クラッチとしては、単板式、多板式等の摩擦係合クラッチが好適に用いられる。
 本発明のハイブリッド車両は、直噴エンジンおよび回転機を走行用の駆動力源として用いることが可能で、回転機としては、電動モータおよび発電機の両方の機能を択一的に用いることができるモータジェネレータが好適に用いられる。直噴エンジンは、4サイクルのガソリンエンジンが好適に用いられ、4気筒以上の多気筒エンジンに特に好適に適用されるが、2気筒エンジンや3気筒エンジンに適用することもできる。2サイクルのガソリンエンジンなど、膨張行程の気筒内に燃料を噴射して着火始動できる他の往復動内燃機関を用いることも可能である。
 エンジン停止時またはエンジン停止直後にクラッチを一時的に接続してクランク軸を回転させるが、エンジン停止直後はポンピング作用が得られる時間で、エンジン停止時の吸入空気量調整弁の作動状態やシール性能等によって異なるが、例えばエンジン停止後1秒程度以内であれば良い。また、エンジン停止時は、実際に直噴エンジンの回転が停止した時だけでなく、エンジン停止時におけるクランク軸の停止位置(クランク角度)を予測できれば、直噴エンジンが完全に停止する前であっても良いし、クランク軸が揺り返しを生じる場合はその揺り返し時点、或いは最初にエンジン回転速度が0になった時点でも良い。一時的とは、圧縮TDC付近でクランク軸が停止した場合に、その圧縮TDC付近からポンピングエネルギーが低いクランク角度までクランク軸を回転させることができる極短時間で、気筒数等によって異なるが、例えばクランク軸を5°~10°程度回転させればポンピングエネルギーの山から離脱させることが可能で、後は自動的にポンピングエネルギーの谷となる極小領域まで回転する。ポンピングエネルギーの極小領域に達するまでクラッチの接続状態を継続しても良い。
 第4発明、第5発明では、直噴エンジンのフリクションに打ち勝ってクランク軸を回転させることができる接続トルクを発生させるが、この接続トルクは、直噴エンジンのフリクションよりも僅かに大きいトルクで、ポンピングエネルギーの山を乗り越えるような大きなものではなく、クラッチが遮断されることによりクランク軸は揺り返し等によってポンピングエネルギーの極小領域で自動的に停止する。2気筒エンジンや3気筒エンジンの場合、図8の(a) 、(b) に示すようにポンピングエネルギーの極小領域が膨張行程(0°~120°程度)よりも大きく、適切に着火始動できるエンジン始動時のアシストトルク(始動アシストトルク)が低い目標停止範囲を超えているため、揺り返しによってクランク軸が目標停止範囲まで戻る可能性は低く、目標停止範囲を通過しないように、上記接続トルクを直噴エンジンのフリクションに打ち勝ってクランク軸を回転させることができる範囲で小さ目に設定することが望ましい。4気筒エンジンや6気筒エンジン、8気筒エンジン、或いはそれより気筒数が多い多気筒エンジンの場合、ポンピングエネルギーの極小領域が膨張行程(0°~120°程度)の範囲内であるため、クランク軸が揺り返しによって極小領域まで戻されることにより目標停止範囲に入る可能性が高く、2気筒エンジンや3気筒エンジンに比べて大き目の接続トルクを設定できる。
 第4発明でクラッチを遮断する制御停止位置は、クランク軸がポンピングエネルギーの山から離脱する例えばクランク角度が圧縮TDCから5°~10°程度の位置であっても良いが、適切に着火始動を行うことができる目標停止範囲内に入った段階で遮断するようにしても良いし、その目標停止範囲の手前で遮断するようにしても良いなど、前記接続トルクの大きさや直噴エンジンのフリクション等を考慮して種々の態様が可能である。第5発明では、前記接続トルクを一定時間だけ発生させるが、この一定時間は、少なくともクランク軸がポンピングエネルギーの山から離脱する例えばクランク角度が圧縮TDCから5°~10°程度の位置まで回転させることができる時間で、上記目標停止範囲に入るまでの時間であっても良く、接続トルクの大きさや直噴エンジンのフリクション等を考慮して適宜定められる。これ等の制御停止位置および一定時間についても、2気筒エンジンや3気筒エンジンのように揺り返しによってクランク軸が目標停止範囲まで戻る可能性が低い場合は、クランク角度が目標停止範囲を通過しないように小さ目に設定することが望ましい。また、接続トルクや制御停止位置、一定時間は、クランク軸が目標停止範囲内で停止するように必要に応じて学習補正することが望ましい。
 ここで、4気筒エンジンは、図8の(c) から明らかなようにポンピングエネルギーの極小領域が比較的広く、膨張行程の境界である120°付近まで達しているとともに、その120°付近で始動アシストトルクが急激に増大する。このため、その120°付近でクランク軸が停止することを避ける上で、2気筒エンジンや3気筒エンジンと同様にクランク軸のクランク角度がポンピングエネルギーの極小領域を通過することが無く、且つ例えば110°以下の範囲内で停止するように、前記接続トルクや制御停止位置、一定時間を小さ目に設定するようにしても良い。
 第6発明は、エンジン停止時におけるクランク軸の停止位置が予め定められた目標停止範囲から逸脱している場合にクラッチの接続処理が実施される場合で、クランク軸の停止位置が揺り返し点に基づいて推定されるため、クランク軸の停止位置が目標停止範囲から逸脱しているか否かを速やかに判断できるが、他の発明の実施に際しては、実際にエンジン回転が完全に停止した時のクランク軸の停止位置に基づいて目標停止範囲から逸脱しているか否かを判断するようにしても良い。目標停止範囲は、適切に着火始動できるクランク角度の範囲であるが、ポンピングエネルギーの極小領域と重なる範囲が望ましく、図8から明らかなように、2気筒エンジンおよび3気筒エンジンの場合は例えば圧縮TDCから40°~100°程度の範囲が適当である。4気筒エンジンの場合は例えば圧縮TDCから40°~120°程度の範囲が適当で、6気筒エンジンの場合は例えば圧縮TDCから40°~80°程度の範囲が適当で、8気筒エンジンの場合は例えば圧縮TDCから30°~60°程度の範囲が適当である。なお、他の発明の実施に際しては、例えばクランク軸がポンピングエネルギーの山の上で停止した場合、すなわちクランク角度が圧縮TDCの±10°程度の範囲内の場合に、クラッチの接続処理が実施されるようにしても良い。
 第8発明では、クラッチを遮断して直噴エンジンを停止させる際に吸入空気量調整弁を開き制御するが、これは吸入行程で空気が十分に吸入されて圧縮行程で圧縮されることにより、エンジン停止後も暫くの間ポンピング作用が適切に得られるようにするためのもので、吸入空気量調整弁を閉じたままでも吸入空気に基づいてある程度のポンピング作用が得られるため、他の発明の実施に際しては、このような吸入空気量調整弁の開き制御は必ずしも必要ない。吸入空気量調整弁は、例えばエンジン回転速度が最初に0になるまでなど、クランク軸が略停止するまで開き制御することが望ましく、また、全開まで開き制御することが望ましいが、これ等の開き時間や開き量は適宜定められる。吸入空気量調整弁としては、電子スロットル弁やISCバルブ(アイドル回転速度制御バルブ)などが好適に用いられる。
 以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
 図1は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両10の駆動系統の骨子図を含む概略構成図である。このハイブリッド車両10は、気筒内に燃料を直接噴射する直噴エンジン12と、電動モータおよび発電機として機能するモータジェネレータMGとを走行用の駆動力源として備えている。そして、それ等の直噴エンジン12およびモータジェネレータMGの出力は、流体式伝動装置であるトルクコンバータ14からタービン軸16、C1クラッチ18を経て自動変速機20に伝達され、更に出力軸22、差動歯車装置24を介して左右の駆動輪26に伝達される。トルクコンバータ14は、ポンプ翼車とタービン翼車とを直結するロックアップクラッチ(L/Uクラッチ)30を備えているとともに、ポンプ翼車にはオイルポンプ32が一体的に接続されており、直噴エンジン12やモータジェネレータMGによって機械的に回転駆動されるようになっている。モータジェネレータMGは回転機に相当する。
 上記直噴エンジン12は、本実施例では8気筒の4サイクルのガソリンエンジンが用いられており、図2に具体的に示すように、燃料噴射装置46により気筒(シリンダ)100内にガソリン(高圧微粒子)が直接噴射されるようになっている。この直噴エンジン12は、吸気通路102から吸気弁104を介して気筒100内に空気が流入するとともに、排気弁108を介して排気通路106から排気ガスが排出されるようになっており、所定のタイミングで点火装置47によって点火されることにより気筒100内の混合気が爆発燃焼してピストン110が下方へ押し下げられる。吸気通路102は、サージタンク103を介して吸入空気量調整弁である電子スロットル弁45に接続されており、その電子スロットル弁45の開度(スロットル弁開度)に応じて吸気通路102から気筒100内に流入する吸入空気量、すなわちエンジン出力が制御される。上記ピストン110は、気筒100内に軸方向の摺動可能に嵌合されているとともに、コネクチングロッド112を介してクランク軸114のクランクピン116に相対回転可能に連結されており、ピストン110の直線往復移動に伴ってクランク軸114が矢印Rで示すように回転駆動される。クランク軸114は、ジャーナル部118において軸受により回転可能に支持されるようになっており、ジャーナル部118とクランクピン116とを接続するクランクアーム120を一体に備えている。
 そして、このような直噴エンジン12は、クランク軸114の2回転(720°)で、吸入行程、圧縮行程、膨張(爆発)行程、排気行程の4行程が行われ、これが繰り返されることでクランク軸114が連続回転させられる。8つの気筒100のピストン110は、それぞれクランク角度が90°ずつずれるように構成されており、言い換えればクランク軸114のクランクピン116の位置が90°ずつずれた方向に突き出しており、クランク軸114が90°回転する毎に8つの気筒100が順番に爆発燃焼させられて連続的に回転トルクが発生させられる。また、ピストン110が圧縮行程の後のTDC(上死点)に達する圧縮TDCからクランク軸114が所定角度回転し、吸気弁104および排気弁108が共に閉じている膨張行程の所定の角度範囲θ内で停止している時に、燃料噴射装置46によって気筒100内にガソリンを噴射するとともに点火装置47によって点火することにより、気筒100内の混合気を爆発燃焼させて始動する着火始動が可能である。直噴エンジン12の各部のフリクション(摩擦)が小さい場合には、着火始動のみで直噴エンジン12を始動できるが、フリクションが大きい場合でも、クランク軸114をクランキングして始動する際の始動アシストトルクを低減できるため、そのアシストトルクを発生する前記モータジェネレータMGの最大トルクが低減されて小型化や低燃費化を図ることができる。上記角度範囲θは、例えば30°~60°程度の範囲内が適当で、着火始動により比較的大きな回転エネルギーが得られ、アシストトルクを低減できる。
 図1に戻って、上記直噴エンジン12とモータジェネレータMGとの間には、ダンパ38を介してそれ等を直結するK0クラッチ34が設けられている。このK0クラッチ34は、油圧シリンダによって摩擦係合させられる単板式或いは多板式の摩擦クラッチで、油圧制御装置28によって係合解放制御されるとともに、本実施例ではトルクコンバータ14の油室40内に油浴状態で配設されている。K0クラッチ34は油圧式摩擦係合装置で、直噴エンジン12を動力伝達経路に対して接続したり遮断したりする断接装置として機能する。モータジェネレータMGは、インバータ42を介してバッテリー44に接続されている。また、前記自動変速機20は、複数の油圧式摩擦係合装置(クラッチやブレーキ)の係合解放状態によって変速比が異なる複数のギヤ段が成立させられる遊星歯車式等の有段の自動変速機で、油圧制御装置28に設けられた電磁式の油圧制御弁や切換弁等によって変速制御が行われる。C1クラッチ18は自動変速機20の入力クラッチとして機能するもので、同じく油圧制御装置28によって係合解放制御される。
 このようなハイブリッド車両10は電子制御装置70によって制御される。電子制御装置70は、CPU、ROM、RAM、及び入出力インターフェースなどを有する所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。電子制御装置70には、アクセル操作量センサ48からアクセルペダルの操作量(アクセル操作量)Accを表す信号が供給される。また、エンジン回転速度センサ50、MG回転速度センサ52、タービン回転速度センサ54、車速センサ56、クランク角度センサ58から、それぞれ直噴エンジン12の回転速度(エンジン回転速度)NE、モータジェネレータMGの回転速度(MG回転速度)NMG、タービン軸16の回転速度(タービン回転速度)NT、出力軸22の回転速度(出力軸回転速度で車速Vに対応)NOUT、8つの気筒100毎のTDC(上死点)からの回転角度(クランク角度)Φ、に関する信号が供給される。この他、各種の制御に必要な種々の情報が供給されるようになっている。上記アクセル操作量Accは出力要求量に相当する。
 上記電子制御装置70は、機能的にハイブリッド制御手段72、変速制御手段74、およびエンジン停止制御手段80を備えている。ハイブリッド制御手段72は、直噴エンジン12およびモータジェネレータMGの作動を制御することにより、例えば直噴エンジン12のみを駆動力源として走行するエンジン走行モードや、モータジェネレータMGのみを駆動力源として走行するモータ走行モード、それ等の両方を用いて走行するエンジン+モータ走行モード等の予め定められた複数の走行モードを、アクセル操作量Accや車速V等の運転状態に応じて切り換えて走行する。変速制御手段74は、油圧制御装置28に設けられた電磁式の油圧制御弁や切換弁等を制御して複数の油圧式摩擦係合装置の係合解放状態を切り換えることにより、自動変速機20の複数のギヤ段を、アクセル操作量Accや車速V等の運転状態をパラメータとして予め定められた変速マップに従って切り換える。
 エンジン停止制御手段80は、エンジン+モータ走行モードからモータ走行モードへの切換時や、エンジン+モータ走行モード或いはエンジン走行モード中の惰性走行時、減速時、停車時等に直噴エンジン12を停止させる際の制御を行うもので、エンジン停止手段82、スロットル開き手段84、クランク角度判定手段86、クラッチ係合手段88、および駆動トルク補償手段90を機能的に備えており、図3および図4のフローチャートに従って信号処理を実行する。図4は、図3のステップS9の停止位置補正制御を具体的に説明するフローチャートである。図3のステップS3およびS4はエンジン停止手段82に相当し、ステップS5、S6、およびS7はスロットル開き手段84に相当し、ステップS8および図4のステップR6はクランク角度判定手段86に相当する。また、図4のステップR1、R3、およびR4はクラッチ係合手段88に相当し、ステップR2およびR5は駆動トルク補償手段90に相当する。上記スロットル開き手段84は、吸入空気量調整弁を開き制御する弁開き制御手段として機能し、クラッチ係合手段88は、K0クラッチ34を一時的に接続する接続制御手段として機能する。
 図3のステップS1では、着火始動基本条件が成立するか否かを判断する。着火始動基本条件は、直噴エンジン12をON(運転)、OFF(停止)する間欠運転の実行条件や、エンジン冷却水温が所定温度以上であることなどで、それ等を総て満足するか否かを判断する。この着火始動基本条件を満足する場合はステップS2を実行し、エンジン停止条件が成立するか否かを判断する。エンジン停止条件は、エンジン+モータ走行モードからモータ走行モードへの切換時や、エンジン走行モード中の減速時などで、エンジン停止条件を満足する場合はステップS3以下のエンジン停止制御を実行する。
 図5のタイムチャートの時間t1は、ステップS2の判断がYES(肯定)になってエンジン停止制御が開始された時間である。図5は、エンジン+モータ走行モードでの走行中にアクセルOFFの惰性走行になってエンジン停止制御が行われた場合の各部の作動状態の変化を示す図で、スロットル弁開度は直噴エンジン12の電子スロットル弁45の開度であり、惰性走行中である時間t1では0(全閉)である。サージタンク圧は、吸気通路102の上流に設けられたサージタンク103内の圧力で、サージタンク103は電子スロットル弁45を介して大気に連通させられるため、電子スロットル弁45が全閉である時間t1では、直噴エンジン12の回転に伴う空気の吸入作用で大気圧よりも減圧されている。クランク角度Φは、圧縮TDCを0°として、その圧縮TDCから90°までのクランク角度Φの変化を示す図で、90°間隔で圧縮TDCに到達する複数の気筒100のクランク角度Φを連続的に示した図である。K0クラッチ圧はK0クラッチ34の係合油圧で、エンジン+モータ走行モードでの走行中である時間t1では最大圧(ライン圧)とされ、K0クラッチ34は完全係合させられている。このK0クラッチ圧は、K0クラッチ34の係合トルク、すなわち直噴エンジン12を動力伝達経路に接続する接続トルクに対応する。
 図3のステップS3では、K0クラッチ34の遮断処理を実行して直噴エンジン12を動力伝達経路から切り離す。K0クラッチ34の遮断処理は、例えばK0クラッチ圧を徐々に低下させて0にする。ステップS4では、直噴エンジン12の停止処理を実行する。この停止処理では、燃料噴射装置46からの燃料噴射を停止(フューエルカット)するとともに、点火装置47の点火制御を停止する。これにより、ステップS3で直噴エンジン12が動力伝達経路から切り離されることと相まって、エンジン回転速度NEが徐々に低下する。ステップS3によるK0クラッチ34の遮断処理およびステップS4によるフューエルカット等は、フューエルカットが後でも良いが、略同時に並行して行うこともできるし、フューエルカットが先であっても良い。アクセルOFF等により既にフューエルカットされている場合は、そのフューエルカットを継続すれば良い。次のステップS5では、電子スロットル弁45を所定量だけ開き制御する。この電子スロットル弁45の開き制御により、サージタンク103が大気と連通させられ、サージタンク圧が徐々に大気圧付近まで上昇する。これにより、直噴エンジン12が慣性により回転している間は、各気筒100内に吸入行程で十分な空気が流入する。
 ステップS6では、直噴エンジン12の回転が略停止したか否か、具体的にはエンジン回転速度NEが例えば100rpm程度以下になったか否かを判断し、直噴エンジン12の回転が略停止したらステップS7で電子スロットル弁45を閉じ制御する。図5の時間t2は、直噴エンジン12の停止判定が為された時間、すなわちステップS6の判断がYESになった時間である。ステップS7の電子スロットル弁45の閉じ制御は、直ちに行っても良いが、直噴エンジン12の回転が完全に停止した後で閉じ制御されるように、一定のディレイ時間後に実施される。直噴エンジン12の回転が完全に停止したことを確認して電子スロットル弁45を閉じ制御するようにしても良い。
 ステップS8では、直噴エンジン12の回転が停止した時の停止クランク角度Φstopが予め定められた目標停止範囲Φtargetの範囲内か否かを判断し、目標停止範囲Φtargetの範囲内であれば一連のエンジン停止制御をそのまま終了するが、目標停止範囲Φtarget外の場合にはステップS9の停止位置補正制御を実行する。この時の停止クランク角度Φstopは、例えば圧縮TDC≦Φstop≦圧縮TDC+90°の範囲内の気筒100について判定する。停止クランク角度Φstopは、直噴エンジン12の回転が完全に停止した後のクランク角度Φでも良いが、本実施例ではクランク軸114の揺り返し点、すなわち最初にエンジン回転速度NEが0になった時のクランク角度Φに基づいて、図6に示すような予め定められたマップから揺り返し量rcrnkを求め、その揺り返し量rcrnkだけ減算した推定停止クランク角度Φest を用いて判断する。これにより、直噴エンジン12の回転が停止した時の停止クランク角度Φstop(厳密には推定停止クランク角度Φest )が目標停止範囲Φtargetから逸脱しているか否かを速やかに判断し、ステップS9の停止位置補正制御を速やかに実行することができる。ステップS9の停止位置補正制御は、気筒100内の空気の圧縮によるポンピング作用(空気ばね)を利用してクランク角度Φを調整するものであり、ピストン110のシールリング等から気筒100内の空気が漏れて圧力が低下すると所期のポンピング作用が得られなくなるため、そのポンピング作用が得られる時間内にできるだけ早く停止位置補正制御が行われるようになっているのである。
 また、目標停止範囲Φtargetは、適切に着火始動できるクランク角度Φの範囲で、ポンピングエネルギーの極小領域と重なる範囲であり、直噴エンジン12として8気筒エンジンが搭載されている本実施例では、図8の(e) に示すポンピングエネルギーおよび始動アシストトルクの特性から例えば圧縮TDCから30°~60°の範囲が定められる。図5のタイムチャートは、時間t2における停止クランク角度Φstopが略0°で、目標停止範囲Φtargetから逸脱している場合である。揺り返し点が略0°(圧縮TDC)の揺り返し量rcrnkは略0°で、停止クランク角度Φstop≒推定停止クランク角度Φest ≒0°(圧縮TDC)である。
 上記目標停止範囲Φtargetは気筒数によって相違し、2気筒エンジンおよび3気筒エンジンの場合は、図8の(a) 、(b) に示す特性から、例えば圧縮TDCから40°~100°程度の範囲が適当である。また、4気筒エンジンの場合は、図8の(c) に示す特性から例えば圧縮TDCから40°~120°程度の範囲が適当で、6気筒エンジンの場合は、図8の(d) に示す特性から例えば圧縮TDCから40°~80°程度の範囲が適当である。但し、4気筒以上の多気筒エンジンの場合、ポンピングエネルギーの山頂以外であればポンピング作用(空気ばね)により谷部分で自動的に停止し、その谷部分であれば始動アシストトルクをある程度小さくできるため、その谷部分での停止を総て含むように目標停止範囲Φtargetを大き目に設定しても良い。
 ここで、上記ポンピングエネルギーは、気筒100内に吸入された空気が圧縮行程で圧縮されることによって生じる空気ばねの作用による位置エネルギーで、8気筒エンジンの場合、図7に示すように膨張行程に位置する0TDCで示すクランク位置の0番目の気筒100の他、90°遅れた1TDCで示すクランク位置の1番目の気筒100、および更に90°遅れた2TDCで示すクランク位置の2番目の気筒100における空気の圧縮や膨張を考慮して、0番目の気筒100のクランク角度Φが0°(圧縮TDC)から90°までのポンピングエネルギーを、前記電子スロットル弁45が開き制御されて各気筒100内に大気圧により十分な空気が流入することを前提として計算によって求めた結果である。2気筒エンジン、3気筒エンジン、4気筒エンジン、および6気筒エンジンについても、8気筒エンジンと同様に計算によって求めたが、6気筒エンジンでは、各気筒100のクランク角度Φが120°ずつずれるため、図7に示すように1TDCおよび2TDCで示すクランク位置の1番目の気筒100および2番目の気筒100についても圧縮行程に関与し、8気筒エンジンと同様に0番目~2番目の3つの気筒100内の空気の圧縮や膨張を考慮して計算した。4気筒エンジンでは、各気筒のクランク角度Φが180°ずつずれるため、図7に示すように1TDCで示すクランク位置の1番目の気筒100については圧縮行程に関与するが、2番目以降の気筒100については圧縮行程に関与しないため、0番目および1番目の2つの気筒100内の空気の圧縮や膨張を考慮して計算した。3気筒エンジンでは、各気筒のクランク角度Φが240°ずつずれるため、図7に示すように1TDCで示すクランク位置の1番目の気筒100については圧縮行程に関与するが、2番目以降の気筒100については圧縮行程に関与しないため、4気筒エンジンと同様に0番目および1番目の2つの気筒100内の空気の圧縮や膨張を考慮して計算した。2気筒エンジンでは、一対の気筒のクランク角度Φが360°ずれて同じ位置になるため、図7に示すように0TDCで示すクランク位置の0番目の気筒100内の圧力のみがポンピングエネルギーに関与し、その0番目の1つの気筒100内の空気の圧縮や膨張を考慮して計算した。なお、図7において、0TDCは、クランク角度Φが0°(圧縮TDC)か0°を超えている気筒100に関するクランク位置で、その気筒100に続く各気筒100のクランク位置を順番に1TDC、2TDC、3TDC、・・・で示した。3気筒エンジンの欄に示す破線は、1回転(360°)以上遅れた気筒100のクランク位置を表している。また、「EVO」は排気弁108の開き位置、「IVC」は吸気弁104の閉じ位置である。
 図8の始動アシストトルクは、直噴エンジン12を着火始動で始動する際に必要なアシストトルクである。直噴エンジン12の機関エネルギーは、次式(1) に示すように、着火始動によって得られる膨張エネルギーから、後続の気筒100の圧縮による圧縮エネルギーや、熱、排気等の内部エネルギー、および各部のフリクションを差し引いたものとなり、この機関エネルギーが正であればアシストトルクは不要で、機関エネルギーがマイナスの場合、そのマイナス分が直噴エンジン12の始動に必要な始動アシストトルクとなる。この場合、0番目の気筒100が膨張行程を通過するまでに圧縮行程に入る気筒100までが圧縮TDCに到達すれば、安定した作動状態になると考えられるため、8気筒エンジンおよび6気筒エンジンについては2番目の気筒100が圧縮TDCに到達するまでのエネルギーを積分により求めて始動アシストトルクを算出した。4気筒エンジンおよび3気筒エンジンについては、1番目の気筒100が圧縮TDCに到達するまでのエネルギーを積分により求めて始動アシストトルクを算出した。また、2気筒エンジンについては、0番目の気筒100が膨張行程を通過するまでに圧縮行程に入る気筒100は存在しないが、安定した作動状態を確認するためには少なくとも次の気筒100、すなわち1番目の気筒100が圧縮TDCに到達する必要があるため、その1番目の気筒100が圧縮TDCに到達するまでのエネルギーを積分により求めて始動アシストトルクを算出した。なお、(1) 式の圧縮エネルギーは前記ポンピングエネルギーに対応する。
 機関エネルギー=膨張エネルギー-圧縮エネルギー-内部エネルギー
         -フリクション      ・・・(1) 
 上記ポンピングエネルギーおよび始動アシストトルクは、例えば総ての気筒100内の空気の圧縮、膨張、排出等を考慮するなどして更にきめ細かく求めることもできるし、具体的な数値は直噴エンジン12の各部の諸元や、吸気弁104、排気弁108の開閉タイミング等によって変化するが、概略の傾向は図8のようになるものと考えられる。したがって、本実施例の8気筒エンジンや4気筒エンジン、6気筒エンジンについては、エンジン停止時の停止クランク角度Φstopは、通常はポンピングエネルギーの極小領域に入り、前記目標停止範囲Φtargetの範囲内に入るが、一部(例えば10%程度)は圧縮TDCであるクランク角度Φが0°付近のポンピングエネルギーの頂点付近で回転方向の釣り合いおよびフリクションによってクランク軸114が停止する。前記ステップS9の停止位置補正制御は、このように圧縮TDC付近で停止したクランク軸114を、そのポンピングエネルギーの頂点付近から極小領域まで回転させるためのものである。
 2気筒エンジンおよび3気筒エンジンについても、エンジン停止時の停止クランク角度Φstopは、通常はポンピングエネルギーの極小領域に入り、一部(例えば10%程度)は圧縮TDCであるクランク角度Φが0°付近のポンピングエネルギーの頂点付近で回転方向の釣り合いおよびフリクションによってクランク軸114が停止する。したがって、前記ステップS9の停止位置補正制御により、このように圧縮TDC付近で停止したクランク軸114を、そのポンピングエネルギーの頂点付近から極小領域まで回転させれば、前記目標停止範囲Φtargetの範囲内にクランク角度Φが入るようにすることができる。但し、図8の(a) 、(b) から明らかなように、ポンピングエネルギーの極小領域は膨張行程(0°~120°程度)よりも大きく、適切に着火始動できる始動アシストトルクが低い目標停止範囲Φtargetを超えているため、目標停止範囲Φtargetを通過しないように、ステップS9の停止位置補正制御を行う必要がある。なお、最初の停止位置すなわち停止クランク角度Φstopが、ポンピングエネルギーの極小領域であっても目標停止範囲Φtargetを通過している場合は、その目標停止範囲Φtargetまで戻すことができない。このため、その場合は、例えば図10のステップR7-2のように、直噴エンジン12を始動する際のアシストトルクを標準値よりも増大させるなどして、直噴エンジン12を確実に始動できるようにすれば良い。
 前記図7は、各気筒の直噴エンジン12において、着火始動ができないクランク軸114の停止位置(停止クランク角度Φstop)、および着火始動が可能なクランク軸114の停止位置(停止クランク角度Φstop)を、図8の特性に基づいて例示したものである。8気筒エンジンの場合、複数の気筒100のクランク角度Φが90°ずつずれているため、0°(圧縮TDC)<Φstop<EVOの着火始動が可能な範囲に少なくとも一つの気筒100のクランク軸114が入り、クランク軸114の停止位置に拘らず着火始動が可能である。6気筒エンジンの場合は、複数の気筒100のクランク角度Φが120°ずつずれているため、着火不可停止位置例に示すように0TDCの気筒100の停止クランク角度Φstopが0°すなわち圧縮TDCの場合、0°(圧縮TDC)<Φstop<EVOの着火始動可能な気筒100が存在せず、着火始動が不可能であるが、それ以外は着火始動が可能である。4気筒エンジン、3気筒エンジン、および2気筒エンジンの場合、何れも着火不可停止位置例に示すように、0°(圧縮TDC)<Φstop<EVOの着火始動可能な気筒100が存在しない角度領域があり、何れかの気筒100の停止クランク角度Φstopが0°(圧縮TDC)<Φstop<EVOを満たす場合に着火始動が可能となる。
 図3のステップS9の停止位置補正制御は、図4のフローチャートに従って実行される。図4のステップR1では、前記ステップS3で遮断(解放)されたK0クラッチ34の係合油圧を直噴エンジン12のフリクションより予め定められた余裕値αだけ大きい係合トルクが得られる油圧まで徐々に上昇させる。図5の時間t3は、ステップR1のクラッチ係合制御が開始された時間で、K0クラッチ圧が徐々に上昇させられ、時間t4でフリクション+αの係合トルクに達する。このようにK0クラッチ34の係合トルクがフリクション+αに達すると、直噴エンジン12のクランク軸114がフリクションに抗して回転させられる。余裕値αは、次の気筒100の圧縮抵抗等を考慮して予め一定値が定められても良いが、車速V等をパラメータとして異なる値が定められても良い。また、フリクションの個体差や経時変化などを考慮し、クランク軸114の回転状態(回転速度や回転開始油圧など)に基づいて学習補正することも可能である。
 次のステップR2では、K0クラッチ34の係合によるクランク軸114の回転に伴う回転抵抗で駆動トルクが変動することを防止するため、モータジェネレータMGのトルク(MGトルク)TMGを、K0クラッチ34の係合トルクに対応して増大させる。但し、前記自動変速機20が高ギヤ段の場合など、MGトルクTMGの増大幅が所定の許容値以下で、車両ショックが殆ど生じない場合は、MGトルクTMGを増大させることなく車両の慣性エネルギーでクランク軸114を回転させても良く、その場合はバッテリー44の消費が低減されて燃費が向上する。
 ステップR3では、クランク軸114のクランク角度Φが前記目標停止範囲Φtargetの範囲内に入ったか否かを判断し、目標停止範囲Φtargetの範囲内に入ったらステップR4以下を実行する。図5の時間t5は、クランク角度Φが目標停止範囲Φtargetの範囲内に入ってステップR3の判断がYESになった時間であり、目標停止範囲Φtargetの下限値は制御停止位置に相当する。ステップR4では、K0クラッチ圧を直ちに0としてK0クラッチ34を速やかに遮断(解放)するとともに、ステップR5で、K0クラッチ34の遮断に合わせてモータジェネレータMGによる駆動トルク補償制御(MGトルクTMGの増大制御)を終了する。また、ステップR6では、前記ステップS8と同様にして直噴エンジン12の回転が停止した時の停止クランク角度Φstopが予め定められた目標停止範囲Φtargetの範囲内か否かを判断し、目標停止範囲Φtargetの範囲内であれば一連の停止位置補正制御を終了するが、目標停止範囲Φtarget外の場合にはステップR7を実行する。この時の停止クランク角度Φstopも、直噴エンジン12の回転が完全に停止した後のクランク角度Φであっても良いが、本実施例ではクランク軸114の揺り返し点に基づいて、図6に示すような予め定められたマップから揺り返し量rcrnkを求め、その揺り返し量rcrnkだけ減算した推定停止クランク角度Φest を用いて判断する。図5は、揺り返しによってクランク軸114が目標停止範囲Φtargetの範囲内で停止した場合であり、この場合にはステップR6の判断がYESになって一連の停止位置補正制御を終了する。
 なお、2気筒エンジンや3気筒エンジンでは、揺り返しでクランク軸114が目標停止範囲Φtargetの範囲内まで戻る可能性は低いため、目標停止範囲Φtargetを通過しないように、例えば目標停止範囲Φtargetよりも手前すなわち圧縮TDC側に制御停止位置を設定し、クランク角度Φがその制御停止位置に達したらステップR4以下を実行してK0クラッチ34の係合制御を終了するように構成される。本実施例の8気筒の直噴エンジン12を含む4気筒以上のエンジンの場合も、目標停止範囲Φtargetを通過しないように目標停止範囲Φtargetよりも手前に制御停止位置を設定し、クランク角度Φがその制御停止位置に達したらK0クラッチ34の係合制御を終了するようにしても良い。
 前記ステップR6の判断がNO(否定)の場合には、ステップR7で前記余裕値αを予め定められた徐減値βだけ小さくし、その後、前記ステップR1以下を繰り返す。ステップR6の判断がNOの場合は、クランク軸114が目標停止範囲Φtarget外で停止した場合で、具体的にはクランク角度Φがポンピングエネルギーの極小領域を通過し、次の山の山頂付近まで回転してそのまま停止してしまった場合であり、K0クラッチ34の係合制御によるクランク軸114の回転アシストが大き過ぎるため、余裕値αを小さくして再びステップR1以下を実行するのである。ステップR3およびR6では、90°遅れた次の気筒100のクランク角度Φに基づいて判定が行われ、ステップR6の判定がYESになったら一連の停止位置補正制御を終了する。但し、ピストン110のシールリング等から気筒100内の空気が漏れて圧力が低下すると所期のポンピング作用が得られなくなり、クランク角度Φの補正制御が適切に行われなくなるため、所定回数或いは所定時間実行してもステップR6の判定がNOの場合は、ステップR1以下の停止位置補正制御を中止し、例えば図9のステップR7-2のように、直噴エンジン12を始動する際のアシストトルクを標準値よりも増大させるなどして、直噴エンジン12を確実に始動できるようにすれば良い。
 このように、本実施例のハイブリッド車両10のエンジン停止制御装置においては、車両走行中に直噴エンジン12を停止させる際に、停止クランク角度Φstop或いは推定停止クランク角度Φest が目標停止範囲Φtargetの範囲外の場合には、一旦遮断されたK0クラッチ34を一時的に摩擦係合させてクランク軸114を少しだけ回転させるため、圧縮TDC付近で停止したクランク軸114がポンピングエネルギーの谷の極小領域まで回転して停止させられる。すなわち、エンジン停止時または停止直後であれば、気筒100内の空気の圧縮によるポンピング作用が得られ、ポンピングエネルギーの山に位置する圧縮TDC付近からクランク軸114を所定角度だけ回転させれば、ポンピングエネルギーが低い極小領域で自動的に停止させられるのである。そして、このポンピングエネルギーが低いクランク角度Φは、エンジン始動時のクランキングのアシストトルクが比較的小さい着火始動に適したクランク角度Φの範囲、すなわち目標停止範囲Φtargetと重複しているため、次のエンジン始動時に着火始動を適切に行うことができ、エンジン始動時のアシストトルクを低減できる。
 また、本実施例では、K0クラッチ34の摩擦係合処理すなわち図4の停止位置補正制御が、気筒100内の空気の圧縮によるポンピング作用が得られる時間内に行われるため、クランク軸114はポンピングエネルギーが低い極小領域で自動的に停止させられ、次のエンジン始動時に着火始動を適切に行うことができる。すなわち、気筒100内の空気はピストン110のシールリング等から漏れ出し、時間の経過と共にポンピング作用が低下するが、本実施例では直噴エンジン12の停止時にクランク軸114の回転が停止するまで電子スロットル弁45が開き制御されるため、気筒100内に十分な空気が吸入されて比較的長い時間ポンピング作用が適切に得られるとともに、直噴エンジン12の停止直後に停止位置補正制御を行うため、ポンピング作用によってクランク軸114が目標停止範囲Φtargetの範囲内で適切に停止させられるのである。
 また、本実施例では、K0クラッチ34の摩擦係合処理すなわち図4の停止位置補正制御が、直噴エンジン12の複数の気筒100の少なくとも一つが膨張行程で、且つ着火始動に適した目標停止範囲Φtargetでクランク軸114が停止するように行われるため、次のエンジン始動時に着火始動を適切に行うことができる。すなわち、直噴エンジン12のフリクションに打ち勝ってクランク軸114を回転させることができる係合トルク(フリクション+α)を発生させるとともに、クランク角度Φが予め定められた制御停止位置(目標停止範囲Φtargetの下限値)を超えたら直ちにK0クラッチ34を遮断するため、圧縮TDC付近からクランク軸114を回転させるとともにポンピング作用と相まって着火始動に適した目標停止範囲Φtargetで停止させることができるのである。
 また、本実施例では、エンジン停止時におけるクランク軸114の停止位置が予め定められた目標停止範囲Φtargetから逸脱している場合に図4の停止位置補正制御を実施するが、そのクランク軸114の停止位置をクランク軸114の揺り返し点に基づいて推定し、その推定停止クランク角度Φest を用いて目標停止範囲Φtargetから逸脱しているか否か判断するため、その判断を速やかに行うことが可能で、ポンピング作用が得られる時間内に図4の停止位置補正制御を適切に行うことができる。
 また、本実施例では直噴エンジン12として8気筒の4サイクルのガソリンエンジンが用いられており、図8の(e) に示すように膨張行程の範囲内(0°~120°程度)にポンピングエネルギーの谷となる極小領域が存在するため、図4の停止位置補正制御によりクランク軸114は揺り返し等によってそのポンピングエネルギーの極小領域で適切に停止させられ、着火始動により始動アシストトルクを適切に低減できる。4気筒以上の気筒数の直噴エンジンについては、膨張行程の範囲内(0°~120°程度)にポンピングエネルギーの極小領域が存在するため、同様の作用効果が得られる。
 また、本実施例ではK0クラッチ34を一時的に係合させてクランク軸114を回転させる際に、必要に応じてモータジェネレータMGのトルクTMGをK0クラッチ34の係合トルクに対応して増大させるため、クランク軸114の回転抵抗による駆動トルク変動等のショックを適切に抑制できる。
 次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
 図9は、前記図4の代わりに用いられるフローチャートで、ステップR6で直噴エンジン12の回転が停止した時の停止クランク角度Φstop(推定停止クランク角度Φest を含む)が予め定められた目標停止範囲Φtargetの範囲内か否かを判断した後の処理が相違する。すなわち、停止クランク角度Φstopが目標停止範囲Φtargetの範囲内でステップR6の判断がYESの場合には、ステップR7-1で次のエンジン始動時のクランキングのアシストトルクとして標準値を用いる指示を出力するが、停止クランク角度Φstopが目標停止範囲Φtargetの範囲外でステップR6の判断がNOの場合には、ステップR7-2で次のエンジン始動時のクランキングのアシストトルクを標準値よりも大きくする増大指示を出力する。これ等の標準値の指示や増大指示は、前記ハイブリッド制御手段72が機能的に備えているエンジン始動手段等に出力され、これによりクランク軸114が目標停止範囲Φtargetの範囲内か否かに拘らず次のエンジン始動が常に適当な大きさのアシストトルクで適切に実施される。
 上記標準値は、クランク軸114が目標停止範囲Φtargetの範囲内で停止している場合に着火始動を用いて適切に始動できる一定値が定められても良いが、図8から明らかなように始動アシストトルクはクランク角度Φによって異なるため、クランク軸114のクランク角度Φをパラメータとして定められても良い。増大指示によるアシストトルクについては、基本的に圧縮TDCにクランク軸114が位置していると考えられるため、予め定められた一定のアシストトルクが予め定められても良い。
 図10は、更に別の実施例を説明する図で、図9の実施例に比較してK0クラッチ34の係合処理が相違する。すなわち、前記図4や図9の実施例ではステップR3でクランク角度Φが目標停止範囲Φtargetの範囲内に入ったか否かを判断し、目標停止範囲Φtargetの範囲内に入ったらステップR4以下を実行するが、図10ではステップR3の代わりにステップR3-1が設けられ、予め定められた所定時間が経過したか否かを判断し、所定時間が経過したらステップR4以下を実行してK0クラッチ34を遮断する。この所定時間は、クランク軸114が圧縮TDC付近で停止していることを前提として、クランク軸114をフリクション等に抗してポンピングエネルギーの極小領域まで回転させることができる一定時間がK0クラッチ圧等を考慮して予め定められる。したがって、本実施例においても圧縮TDC付近からクランク軸114を回転させるとともにポンピング作用と相まって目標停止範囲Φtargetの範囲内で停止させることが可能で、次のエンジン始動時に着火始動が適切に行われてアシストトルクが低減されるなど、前記実施例と同様の作用効果が得られる。
 ここで、4気筒以上の直噴エンジン12では、ポンピングエネルギーの極小領域と目標停止範囲Φtargetとが略一致し、クランク軸114の回転の揺り返しで目標停止範囲Φtargetまで戻されるため、上記一定時間として、圧縮TDC付近からクランク軸114を確実に離脱させることができるように比較的長い時間を設定することができる。2気筒エンジンや3気筒エンジンの場合、ポンピングエネルギーの極小領域が目標停止範囲Φtargetを超えているため、揺り返しによってクランク軸114が目標停止範囲Φtargetまで戻る可能性は低く、目標停止範囲Φtargetを通過しないように比較的短い時間が設定される。クランク軸114が目標停止範囲Φtargetの範囲内で停止するように、上記一定時間を学習補正することもできる。また、図10のフローチャートでは、図9と同様に停止クランク角度Φstopが目標停止範囲Φtargetの範囲外の場合にステップR7-2でアシストトルクの増大指示が出力されるため、2気筒エンジンや3気筒エンジンでクランク角度Φが目標停止範囲Φtargetを通過した場合でも、次のエンジン始動を適当な大きさのアシストトルクで適切に実施することができる。
 なお、前記図4の実施例において、ステップR3の代わりに図10のステップR3-1を実施するようにしても良い。
 図11は、前記図3の代わりに用いられるフローチャートで、図3の実施例ではステップS8で直噴エンジン12の停止クランク角度Φstopが目標停止範囲Φtargetの範囲内か否かを判断し、目標停止範囲Φtargetの範囲外の場合にステップS9の停止位置補正制御を実行するが、図11の実施例ではステップS8の判断が省略され、ステップS7の電子スロットル弁45の閉じ制御に続いて常にステップS9の停止位置補正制御が実施されるようになっている。すなわち、エンジン停止時におけるクランク軸114の停止位置とは無関係に常にK0クラッチ34の摩擦係合でクランク軸114を回転させる停止位置補正制御が行われるのであり、制御を迅速に実行できるためポンピング作用が得られる時間内に停止位置補正制御を適切に行うことができるとともに、制御が簡単で装置が安価に構成される。その場合に、クランク軸114の停止位置が、直噴エンジン12を着火始動するのに適した目標停止範囲Φtargetの範囲内でも停止位置補正制御が実施され、K0クラッチ34の係合制御でクランク軸114が回転させられるが、4気筒以上の多気筒の直噴エンジン12の場合、ポンピング作用で目標停止範囲Φtargetの範囲内まで自動的に揺り返されるため問題ない。ステップS9の停止位置補正制御におけるK0クラッチ34の係合トルクは、ポンピングエネルギーの山に比較して十分に小さく、クランク軸114がその山に乗り上げるまで回転する恐れはないのである。
 図12は、前記図3の代わりに用いられるフローチャートで、図3の実施例に比較してステップS8の代わりにステップS8-1が設けられている点が相違する。すなわち、ステップS8では直噴エンジン12の停止クランク角度Φstopが目標停止範囲Φtargetの範囲内か否かを判断し、目標停止範囲Φtargetの範囲外の場合にステップS9の停止位置補正制御を実行するが、図11のステップS8-1では、停止クランク角度Φstopが例えば圧縮TDC±10°程度の範囲内の圧縮TDC付近か否かを判断し、圧縮TDC付近の場合にステップS9の停止位置補正制御を実行する。つまり、エンジン停止時のクランク軸114が、ポンピングエネルギーの山である圧縮TDC付近で止まっている場合だけ停止位置補正制御を実施するのであり、その場合でも停止位置補正制御でK0クラッチ34が摩擦係合させられることにより、クランク軸114が圧縮TDC付近から回転させられるとともにポンピング作用と相まって目標停止範囲Φtargetの範囲内で停止させられ、次のエンジン始動時に着火始動が適切に行われてアシストトルクが低減されるなど、前記実施例と同様の作用効果が得られる。
 以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
 10:ハイブリッド車両  12:直噴エンジン  34:K0クラッチ  45:電子スロットル弁(吸入空気量調整弁)  58:クランク角度センサ  70:電子制御装置  80:エンジン停止制御手段  82:エンジン停止手段  84:スロットル開き手段  86:クランク角度判定手段  88:クラッチ係合手段  100:気筒  114:クランク軸  MG:モータジェネレータ(回転機)  Φ:クランク角度  Φtarget:目標停止範囲

Claims (9)

  1.  気筒内に燃料を直接噴射する直噴エンジンと、
     該直噴エンジンを動力伝達経路に対して断接するクラッチと、
     少なくとも電動モータとして機能する回転機と、
     を有し、前記直噴エンジンおよび前記回転機を走行用の駆動力源として用いることができるハイブリッド車両において、
     走行中に前記クラッチを遮断して前記直噴エンジンを停止させる際に、該エンジン停止時または該エンジン停止直後に、一旦遮断された前記クラッチを一時的に接続する
     ことを特徴とするハイブリッド車両のエンジン停止制御装置。
  2.  前記クラッチの接続処理は、気筒内の空気の圧縮によるポンピング作用が得られる時間内に行われ、前記クランク軸はポンピングエネルギーが低いクランク角度で自動的に停止させられる
     ことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両のエンジン停止制御装置。
  3.  前記クラッチの接続処理は、前記直噴エンジンの複数の気筒の少なくとも一つが膨張行程で、且つ該気筒内に燃料を噴射して点火することにより該直噴エンジンを始動する着火始動に適した予め定められた目標停止範囲内で前記クランク軸が停止するように定められる
     ことを特徴とする請求項1または2に記載のハイブリッド車両のエンジン停止制御装置。
  4.  前記クラッチの接続処理は、前記直噴エンジンのフリクションに打ち勝って前記クランク軸を回転させることができる接続トルクを発生させるとともに、クランク角度が予め定められた制御停止位置を超えたら直ちに該クラッチを遮断する
     ことを特徴とする請求項3に記載のハイブリッド車両のエンジン停止制御装置。
  5.  前記クラッチの接続処理は、前記直噴エンジンのフリクションに打ち勝って前記クランク軸を回転させることができる接続トルクを予め定められた一定時間だけ発生させる
     ことを特徴とする請求項3に記載のハイブリッド車両のエンジン停止制御装置。
  6.  前記クラッチの接続処理は、前記エンジン停止時における前記クランク軸の停止位置が前記目標停止範囲から逸脱している場合に実施されるとともに、
     前記クランク軸の停止位置は該クランク軸の揺り返し点に基づいて推定される
     ことを特徴とする請求項3~5の何れか1項に記載のハイブリッド車両のエンジン停止制御装置。
  7.  前記クラッチの接続処理は、前記エンジン停止時における前記クランク軸の停止位置とは無関係に実施される
     ことを特徴とする請求項3~5の何れか1項に記載のハイブリッド車両のエンジン停止制御装置。
  8.  前記クラッチを遮断して前記直噴エンジンを停止させる際に吸入空気量調整弁を開き制御する
     ことを特徴とする請求項1~7の何れか1項に記載のハイブリッド車両のエンジン停止制御装置。
  9.  前記クラッチを一時的に接続する際に前記回転機の出力を増大させる
     ことを特徴とする請求項1~8の何れか1項に記載のハイブリッド車両のエンジン停止制御装置。
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