JP3815261B2 - 内燃機関の始動制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の始動制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車等の内燃機関を搭載した車両においては、同機関の燃費を改善するという目的のもとに、例えば車両の自走可能性がないときなど、機関運転の必要のないときには同機関の運転を自動的に停止するようにしたものが提案されている。
【０００３】
こうした車両での内燃機関の自動停止中には、ウォータポンプ、コンプレッサ、及びオイルポンプといった各種補機を内燃機関で駆動する代わりにモータで駆動するようにしている。このように内燃機関の自動停止中にモータで補機を駆動する際には、同モータの駆動力をエンジン側へは伝達せずに補機側のみに伝達することが好ましい。そのため、例えば特開平１０−３３９１８５号公報に示されるように、モータと内燃機関との間に両者を断接するクラッチを設け、モータで補機を駆動する際には上記クラッチを解放することも考えられている。
【０００４】
また、内燃機関の自動停止中に車両の走行要求があった場合などには、機関始動のために内燃機関を強制回転させる必要があるが、車両の部品点数削減といった観点から、上記公報では機関始動のための内燃機関の強制回転も上記モータで行うようにしている。即ち、自動停止中の内燃機関に対する始動指令がなされると、クラッチが係合された状態でのモータの駆動が行われ、これにより内燃機関が強制的に回転させられるようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関の燃費を改善する上では、車両の軽量化も望まれていることから、上記モータについては小型化（低容量化）が進められている。ただし、モータにおいては小型化に伴う出力低下は避けられず、同モータを過度に小型化すると機関始動にとって適切な内燃機関の強制回転を行うことができなくなるおそれがある。このため、モータを小型化するにしても、機関始動にとって適切な内燃機関の強制回転を行うことの可能な程度までにとどめなければならず、これがモータを小型化する上での制約となっていた。
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、機関始動のための内燃機関の強制回転を適切に実行しながら、モータについては最大限の小型化を図ることのできる内燃機関の始動制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、車両に搭載される内燃機関とモータとを断接するクラッチを備える内燃機関の始動制御装置において、内燃機関を始動させる際には、前記クラッチが解放され且つ前記モータを駆動した状態とし、機関始動指令があってから所定時間が経過した後に前記クラッチを係合させる制御手段を備える。
【００１１】
上記構成によれば、内燃機関の始動開始から所定時間が経過するまでの間は、クラッチが解放状態に保持されることからモータが内燃機関とは切り離されて駆動され、同モータの回転力が回転方向についての慣性力として蓄えられた状態となる。その後、機関始動開始から所定時間が経過してからクラッチが係合されると、内燃機関にはモータの回転力に加えて上記慣性力も働き、これら二つの力によって内燃機関が強制的に回転させられる。このように内燃機関の強制回転をモータの回転力と慣性力とで行うことにより、同強制回転を機関始動にとって適切に実行しながら、モータについては最大限の小型化を図ることができるようになる。
【００１２】
なお、上記所定時間としては、クラッチが係合したときに機関始動にとって適切な内燃機関の強制回転が得られる必要最低限のモータの回転状態に達するのに要する時間とすることが好ましい。
【００１３】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記モータは前記車両の走行にも用いられるものとした。
上記構成によれば、内燃機関を始動させるためのモータを、車両を走行させるためのモータとしても使用することで、モータと内燃機関とで走行する車両にあっては部品点数が増加するのを抑制することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の発明において、前記制御手段は、前記クラッチの係合開始までの前記モータの駆動制御を機関状態に応じて変更するものとした。
【００１５】
内燃機関を機関始動にとって適切に強制回転させるのに必要なクラッチ解放状態でのモータの回転状態は、そのときの内燃機関の状態に応じて異なるものとなる。上記構成によれば、この機関状態に応じてクラッチ解放状態でのモータの駆動制御が変更されるため、モータが所定回転状態に達したときの状態が機関始動のための内燃機関の強制回転にとって適切になるようにすることができる。
【００１６】
請求項４記載の発明では、請求項３記載の発明において、前記制御手段は、前記モータが所定回転状態になったか否かを判断するとともに、その判断に用いられる判断値を機関状態に応じて変更するものとした。
【００１７】
上記構成によれば、モータが所定回転状態になったか否かの判断に用いられる判断値が機関状態に応じて変更されるため、モータが所定回転状態になった旨判断されたときの同モータの回転状態が、機関始動のための内燃機関の強制回転にとって適切な状態となるようにすることができる。
【００１８】
請求項５記載の発明では、請求項３記載の発明において、前記制御手段は、機関始動指令があってから所定時間が経過したか否かを判断するとともに、その判断に用いられる判断値を機関状態に応じて変更するものとした。
【００１９】
上記構成によれば、機関始動指令があってから所定時間が経過したか否かの判断に用いられる判断値が機関状態に応じて変更されるため、機関始動指令があってから所定時間が経過した旨判断されたときのモータの回転状態が、機関始動のための内燃機関の強制回転にとって適切な状態となるようにすることができる。
【００２０】
請求項６記載の発明では、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記制御手段は、前記クラッチが係合された後に内燃機関の始動が完了したか否かを判断し、同始動が完了していない旨判断したときには機関再始動を行うものとした。
【００２１】
上記構成によれば、仮に初回の機関始動が完了しなかったとしても機関再始動が図られるため、内燃機関を確実に始動させることができる。
請求項７記載の発明では、請求項６記載の発明において、前記制御手段は、初回の機関始動の際に始動完了していない旨判断すると、前記クラッチを解放した後に前記初回の機関始動と同じ手順で前記機関再始動を行うものとした。
【００２２】
上記構成によれば、機関再始動前にもモータの回転力が回転方向についての慣性力として蓄えられるようになるため、機関再始動において内燃機関を始動完了させ易くすることができる。
【００２３】
請求項８記載の発明では、請求項６又は７記載の発明において、前記制御手段は、初回の機関始動の際に始動完了していない旨判断すると、前記モータにより内燃機関を所定量だけ逆回転させてから前記クラッチを解放するものとした。
【００２４】
上記構成によれば、初回の機関始動の際に始動完了せずに内燃機関がロックしたとしても、モータの逆回転により当該ロックを解除して機関再始動を円滑に実行できるようにすることが可能となる。
【００２５】
請求項９記載の発明では、請求項８記載の発明において、前記制御手段は、前記モータによる内燃機関の逆回転を同機関が始動に適した状態に達するまで行うものとした。
【００２６】
上記構成によれば、モータの逆回転により内燃機関が始動に適した状態とされるため、機関再始動によって内燃機関が始動完了する可能性を高めることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を、自動車に搭載されて走行状態等に応じて自動的に停止・始動されるエンジン（内燃機関）に適用した第１実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００２８】
図１に示される自動車１においては、多気筒内燃機関であるエンジン２が搭載され、同エンジン２の出力軸であるクランクシャフト３の回転が自動変速機４等を介して車輪５に伝達されることで自走するようになっている。また、エンジン２のクランクシャフト３はクラッチ６を介して連結軸７と連結されており、連結軸７はベルト８を介してモータ９の出力軸１０及び補機１１の出力軸１２と連結されている。
【００２９】
なお、上記補機１１としては、例えばエンジン２の冷却水を循環させるウォータポンプ、自動車１の車内空調に用いられるエアコンコンプレッサ、及びエンジン２の潤滑油を循環させるオイルポンプ等があげられる。
【００３０】
クランクシャフト３と連結軸７との間のクラッチ６は両者を断接するものであって、クラッチ６が解放されているときには上記両者間での回転伝達が不能となり、クラッチ６が係合されているときには上記両者間での回転伝達が可能となる。従って、クラッチ６を駆動制御することにより、モータ９及び補機１１とエンジン２との間を断接することが可能になる。
【００３１】
また、自動車１には、エンジン２を運転制御するとともに、モータ９及びクラッチ６を駆動制御する電子制御装置１３が搭載されている。この電子制御装置１３には、自動車１の室内に設けられるブレーキペダル１４の踏み込みの有無を検出するブレーキセンサ１５、自動車１の車速を検出する車速センサ１６、エンジン２の冷却水温を検出する水温センサ１７、エンジン２のクランクシャフト３の回転に対応した信号を出力するエンジン回転速度センサ１８、及び、モータ９の出力軸１０の回転に対応した信号を出力するモータ回転速度センサ１９など、各種センサからの検出信号が入力される。
【００３２】
電子制御装置１３は、エンジン２の停止状態にあっては、エンジン始動指令がなされることに基づき同エンジン２の始動を開始する。こうしたエンジン始動指令は、例えば自動車１の運転者がイグニッションスイッチ（図示せず）を操作したときになされることとなる。また、自動車１の自走可能性がないときなどエンジン運転の必要のないときには、電子制御装置１３を通じてエンジン２が自動的に停止されるが、こうしたエンジン２の自動停止中にあって自動車１の自走可能性が生じたとき等にもエンジン始動指令がなされる。
【００３３】
なお、自動車１の自走可能性の有無は、ブレーキセンサ１５及び車速センサ１６からの検出信号に基づき判断される。即ち、例えば車速がほぼ「０」であってブレーキペダル１４が踏み込まれているときには自走可能性が無い旨判断され、車速が所定値以上であるか或いはブレーキペダル１４が踏み込まれていないときには自走可能性が有る旨判断される。
【００３４】
また、エンジン２の自動停止中にあっては、エンジン２によって補機１１を駆動することができないため、同補機１１の駆動要求がある場合にはモータ９によって補機１１の駆動が行われる。こうしたモータ９による補機１１の駆動に際しては、電子制御装置１３を通じてクラッチ６が解放状態に制御され、モータ９の回転が無駄にエンジン２側に伝達されることが回避される。
【００３５】
ところで、停止しているエンジン２を始動させる際には、クラッチ６を係合させた状態でのモータ９の駆動によって、クランクシャフト３の強制回転（クランキング）が行われる。そして、このクランキングからエンジン２の自立運転へと移行したとき、同エンジン２の始動が完了することとなる。以下、本実施形態におけるエンジン２の始動手順の概要を説明する。
【００３６】
本実施形態では、エンジン始動指令がなされたときクラッチ６が解放状態とされ、エンジン２の始動開始直後においてはモータ９がエンジン２とは切り離された状態で駆動されるようにする。このときにはモータ９の回転力が回転方向についての慣性力として蓄えられた状態となり、クラッチ６を係合してクランキングを開始したときはエンジン２にモータ９の回転力と慣性力との二つの力が働くようになる。そして、その後にモータ９が所定回転状態、即ち上記二つの力の合計がエンジン始動にとって適切なクランキングを行うことの可能な値になるときの回転状態に達してから、クラッチ６を係合してエンジン２のクランキングを開始する。
【００３７】
こうしたクランキングはモータ９の回転力と慣性力との二つの力によりエンジン始動にとって適切なものとして実行される。このときに必要とされるモータ９の出力トルク、即ち適切なクランキングを行うのに必要なモータ９の出力トルクについては、同クランキングをモータ９の回転力だけでなく上記慣性力によって実現していることから低トルクですむようになる。従って、エンジン始動にとって適切なクランキングを実行しながらも、モータ９については最大限の小型化を図ることができるようになる。
【００３８】
次に、エンジン２の始動手順の詳細について始動ルーチンを示す図２のフローチャートを参照して説明する。この始動ルーチンは、エンジン始動指令があったときに電子制御装置１３を通じて実行される。
【００３９】
始動ルーチンの各処理を実行するに当たり、まずクラッチ解放処理が行われる（Ｓ１０１）。即ち、クラッチ６を解放状態とすべく、同クラッチ６が係合状態にあるならば解放され、解放状態にあるならばそれが維持される。この状態で、後述する所定値ａの設定が行われるとともに（Ｓ１０２）、エンジン始動時のモータ制御が開始される（Ｓ１０３）。
【００４０】
こうしたモータ制御は、モータ回転速度センサ１９からの検出信号に基づき求められるモータ回転速度ＮＭを上昇させるべく、モータ９を駆動制御するものである。従って、同制御の開始時にモータ９が停止していれば、モータ９の駆動制御によりモータ回転速度ＮＭが「０」から徐々に上昇させられる。一方、同制御の開始時にモータ９で補機１１が駆動されていれば、モータ９の駆動制御によりモータ回転速度ＮＭが補機１１の駆動に必要な値から徐々に上昇させられる。こうしたモータ制御が行われているときには、モータ９の回転力が回転方向についての慣性力として蓄えられていることになる。
【００４１】
続いて、モータ回転速度ＮＭが上記所定値ａ（判断値）以上であるか否かに基づき、モータ９がエンジン始動にとって適切なクランキングを行うことの可能な必要最低限の回転状態に達したか否かが判断される（Ｓ１０４）。この判断の結果として肯定判定がなされたとき、クラッチ６が係合させられ（Ｓ１０５）、これによりモータ９の回転がエンジン２側に伝達されてエンジン２のクランキングが開始される。
【００４２】
このようにエンジン２のクランキングは、モータ９がエンジン始動にとって適切なクランキングを行うことの可能な必要最低限の回転状態に達してから行われることとなる。即ち、エンジン２のクランキングは、モータ９の回転力と慣性力との二つの力によって実現されるが、これら二つの力の合計がエンジン始動にとって適切なクランキングを行う上で必要な最低限の値に達してから開始されるのである。
【００４３】
モータ９がエンジン始動にとって適切なクランキングを行うことの可能な必要最低限の回転状態に達したか否かは、上述したようにステップＳ１０２で設定された所定値ａ（判断値）を用いて判断されることとなる。ここで、同ステップＳ１０２における所定値ａ（判断値）の設定について図３及び図４を併せ参照して説明する。
【００４４】
ステップＳ１０２の処理においては、エンジン２が停止しているときのクランク角及び冷却水温といったエンジン状態に基づき所定値ａが設定される。即ち、停止時クランク角に基づき算出される角度項ａ１と、冷却水温に基づき算出される水温項ａ２とを加算したものが、所定値ａとして設定されることとなる。
【００４５】
なお、上記停止時クランク角は、例えばエンジン２の停止過程にエンジン回転速度センサ１８からの検出信号に基づき求められ、電子制御装置１３のバックアップＲＡＭに記憶される。そして、ステップＳ１０２では、バックアップＲＡＭに記憶された停止時クランク角が用いられることとなる。また、ステップＳ１０２で用いられる冷却水温は、水温センサ１７からの検出信号に基づき求められる。
【００４６】
停止時クランク角に基づき算出される角度項ａ１は、その停止時クランク角の変化に対して図３に示されるように推移することとなる。
即ち、角度項ａ１は、停止時クランク角が停止中のエンジン２の圧縮行程気筒における圧縮行程開始クランク角（例えばＢＴＤＣ１２０°ＣＡ）、及び圧縮上死点クランク角（ＢＴＤＣ０°ＣＡ）であるとき最大となるようにされる。これは、停止時クランク角が圧縮行程開始クランク角や圧縮上死点クランク角であるときには、モータ９によるクランキングの際に圧縮行程気筒内の圧力が高くなってクランキングの抵抗に繋がるという実情を考慮し、クランキング開始前のモータ９の回転速度をエンジン始動にとって適切なクランキングを実行できるよう高めておくためである。
【００４７】
また、角度項ａ１は、停止時クランク角が圧縮行程開始クランク角と圧縮上死点クランク角との中間（この場合はＢＴＤＣ６０°ＣＡ）を含む領域Ａにあるとき最小となるようにされる。これは、停止時クランク角が領域Ａにあるときには、モータ９によるクランキングの際の圧縮行程気筒内の圧力上昇が比較的小であってクランキングの抵抗になりにくく、クランキング開始前のモータ９の回転速度をエンジン始動にとって適切なクランキングを実行する上で比較的低くしておくことが可能なためである。
【００４８】
なお、停止クランク角が圧縮行程開始クランク角から領域Ａに向かって変化する場合や、圧縮上死点クランク角から領域Ａに向かって変化する場合には、角度項ａ１は最大値から最小値に向けて徐々に小さくなるようにされる。
【００４９】
一方、冷却水温に基づき算出される水温項ａ２は、その冷却水温の変化に対して、図４に示されるごとく冷却水温が高くなるほど大きくなるように推移することとなる。これは、停止しているエンジン２の冷却水温、即ちエンジン温度（シリンダボア温度）が高いほど、モータ９によるクランキングによって圧縮行程気筒内のガスが圧縮されたとき、その仕事を行うためのエネルギがシリンダボアから熱として逃げてしまう割合が小さくなってより断熱圧縮に近づくことからクランキングの抵抗が大となり易くなることを考慮し、クランキング開始前のモータ９の回転速度をエンジン始動にとって適切なクランキングを実行できるように高めておくためである。
【００５０】
このように算出される角度項ａ１及び水温項ａ２に基づいて所定値ａを設定することで、始動時モータ制御によりモータ回転速度ＮＭが所定値ａ（判断値）に達したときには、モータ９がエンジン始動にとって適切なクランキングを行うことの可能な必要最低限の回転状態に達するようになる。この状態にあって、クラッチ６を係合してクランキングを行えば、クランクシャフト３が最も回転抵抗の大きくなる最初の圧縮上死点クランク角（ＢＴＤＣ０°ＣＡ）を的確に通過することができ、適切なクランキングを行うことができるようになる。
【００５１】
始動ルーチンにおいて、ステップＳ１０５でクラッチ６が係合された後には、エンジン２の始動が完了しているか否かが判断される（Ｓ１０６）。こうした判断は、例えばエンジン回転速度センサ１８からの検出信号に基づき求められるエンジン回転速度が予め設定されたアイドル回転速度に達しているか否かに基づいて行われる。そして、ステップＳ１０６の処理で、エンジン回転速度がアイドル回転速度に達しておりエンジン２が始動完了している旨判断されると、始動ルーチンは終了されるようになる。
【００５２】
一方、ステップＳ１０６の処理で、エンジン回転速度がアイドル回転速度に達しておらずエンジン２が始動完了していない旨判断された場合には、クランクシャフト３がロック（回転停止）しているか否かが、例えばエンジン回転速度が「０」であるか否かに基づき判断される（Ｓ１０７）。そして、エンジン回転速度が「０」ではなくクランクシャフト３がロックしていない旨判断されると（ＮＯ）、処理がステップＳ１０６に戻される。 また、エンジン回転速度が「０」であってクランクシャフト３がロックしている旨判断されると（ＹＥＳ）、モータ９の逆回転が行われるようになる（Ｓ１０８）。
【００５３】
このモータ９の逆回転は、クランク角がエンジン２の始動にとって最適な範囲内に入るまで、例えば圧縮行程気筒の領域Ａ（図３）と比較して圧縮行程開始クランク角（ＢＴＤＣ１２０°ＣＡ）寄りの所定範囲（例えばＢＴＤＣ１００°ＣＡ〜６０°ＣＡ）内にクランク角が入るまで続行される。即ち、クランク角が上記始動最適範囲内にあるか否かが判断され（Ｓ１０９）、ここで肯定判定がなされるまではステップＳ１０８の処理が繰り返し実行されることとなる。そして、ステップＳ１０９で肯定判定がなされると、モータ９の逆回転が停止した状態で処理がステップＳ１０１に戻される。
【００５４】
従って、エンジン始動指令があってから最初にステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理が実行されて初回のエンジン始動が行われた結果、エンジン２が始動せずにクランクシャフト３がロックしてしまった場合には、モータ９の逆回転によりクランク角を上述した始動最適範囲内に存在させた上で、再度ステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理が実行され、エンジン２の再始動が行われることとなる。
【００５５】
なお、再始動前にクランク角が存在させられる上記始動最適範囲を、図３に示される領域Ａと比較して圧縮行程開始クランク角（ＢＴＤＣ１２０°ＣＡ）寄りの所定範囲（ＢＴＤＣ１００°ＣＡ〜６０°ＣＡ）としたのは、再始動時にはモータ９の駆動によりクランク角を圧縮上死点クランク角（ＢＴＤＣ０°ＣＡ）に向けて変化させる際の勢いを、初回のエンジン始動時よりも大とすることが好ましいためである。
【００５６】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）エンジン始動開始時には、まずクラッチ６が解放された状態でモータ９の駆動が行われ、同モータ９がエンジン始動にとって適切なクランキングを行うことの可能な必要最低限の回転状態に達してから、クラッチ６が係合されてエンジン２のクランキングが開始される。こうしたクランキングはモータ９の回転力と慣性力との二つの力によって、エンジン始動にとって適切なものとして実行され、このときに必要とされるモータ９の出力トルクについては、同クランキングをモータ９の回転力だけでなく上記慣性力によっても実行していることから低トルクですむようになる。従って、エンジン始動にとって適切なクランキングを実行しながらも、モータ９については最大限の小型化を図ることができる。
【００５７】
（２）クラッチ６が解放されているときにおいて、エンジン始動にとって適切なクランキングを得るのに必要な最低限のモータ９の回転状態は、そのとき（エンジン停止時）のクランク角や冷却水温といったエンジン状態に応じて異なるものとなる。しかし、モータ９がエンジン始動にとって適切なクランキングを行うことの可能な回転状態に達したか否かを判断する際に用いられる所定値ａ（判断値）は、上記エンジン状態に応じて算出される角度項ａ１及び水温項ａ２に基づき設定される。このことはモータ回転速度ＮＭを所定値ａまで上昇させる際のモータ９の駆動制御が上記エンジン状態に応じて変更されることを意味し、これによりモータ回転速度ＮＭが所定値ａに達したときのモータ９の回転状態を、上記エンジン状態に関係なくエンジン始動にとって適切なクランキングを行う上で必要最低限の回転状態とすることが可能になる。従って、クラッチ６を解放した状態でのモータ９の駆動が無駄に続行されるのを抑制することができる。
【００５８】
（３）初回のエンジン始動によりエンジン２が始動完了しなかったときにはエンジン２の再始動が行われるため、仮に初回のエンジン始動によっては始動完了しなかったとしても上記再始動によりエンジン２を確実に始動させることができる。
【００５９】
（４）初回のエンジン始動の際にクランクシャフト３がロックして始動完了できなかったとしても、エンジン２の再始動が行われる前にモータ９の逆回転によりクランクシャフト３が逆回転されて上記ロックが解除されるため、再始動を円滑に実行することができるようになる。
【００６０】
（５）また、上記モータ９の逆回転はクランク角が始動最適範囲に入るように行われ、この状態でエンジン２の再始動が開始されるため、同再始動によってエンジン２の始動が完了する可能性を高めることができる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図５〜図７に基づき説明する。
【００６１】
本実施形態では、エンジン始動に際してクラッチ６の解放状態から係合状態への切り換えを、第１実施形態のようにモータ回転速度ＮＭが所定値ａに達したときに行う代わりに、始動時モータ制御が開始されてから所定時間が経過した後に行うようにしている。
【００６２】
図５は本実施形態の始動ルーチンであって同ルーチンは、第１実施形態の始動ルーチンにおけるステップＳ１０２，Ｓ１０４に相当する処理（Ｓ２０２，Ｓ２０４）のみが第１実施形態と異なっている。
【００６３】
図５の始動ルーチンの処理としては、クラッチ解放処理（Ｓ２０２）、後述する所定値ｂの設定（Ｓ２０２）、及び始動時モータ制御（Ｓ２０３）が順次実行され、その後に始動時モータ制御の開始からの経過時間が上記所定値ｂ（判断値）以上であるか否かが判断される（Ｓ２０４）。このステップＳ２０４の処理は、モータ９がエンジン始動にとって適切なクランキングを行うことの可能な回転状態に達したか否かを判断するためのものである。
【００６４】
即ち、モータ９の回転状態は、始動時モータ制御により、エンジン始動にとって適切なクランキングを行うことの可能な回転状態へと近づけられることから、当該モータ制御開始からの経過時間が大となることに対応して変化することとなる。従って、始動時モータ制御開始からの経過時間に基づきモータ９の回転状態を推測することができ、同経過時間が所定値ｂ（判断値）以上であるか否かに基づき、モータ９が適切なクランキングの可能な必要最低限の回転状態に達したか否かを的確に判断することができるのである。
【００６５】
ここで、ステップＳ２０２における所定値ｂの設定について図６及び図７を併せ参照して説明する。
ステップＳ１０２の処理においては、エンジン２が停止しているときのクランク角及び冷却水温といったエンジン状態に基づき所定値ｂが設定される。即ち、停止時クランク角に基づき算出される角度項ｂ１と、冷却水温に基づき算出される水温項ｂ２とを加算したものが、所定値ｂとして設定されることとなる。
【００６６】
停止時クランク角に基づき算出される角度項ｂ１は、その停止時クランク角の変化に対して図６に示されるように推移する。また、冷却水温に基づき算出される水温項ｂ２は、その冷却水温の変化に対して図７に示されるように推移することとなる。
【００６７】
これらの図から明らかなように、停止時クランク角及び冷却水温の変化に対する角度項ｂ１及び水温項ｂ２の推移傾向は、第１実施形態における停止時クランク角及び冷却水温の変化に対する角度項ａ１及び水温項ａ２の推移傾向と同じようになる。こうした角度項ｂ１及び水温項ｂ２の推移は、第１実施形態における角度項ａ１及び水温項ａ２の推移の理由と同じ理由によるものである。
【００６８】
上記ステップＳ２０４で肯定判定がなされ、モータ９がエンジン始動にとって適切なクランキングを行うことの可能な必要最低限の回転状態に達した旨判断されると、クラッチ６が係合される（Ｓ２０５）。これによりモータ９の回転がエンジン２側に伝達され、エンジン２のクランキングが開始されることとなる。その後、ステップＳ２０６以降の処理が実行される。
【００６９】
ここでは、エンジン２の始動が完了しているか否かが判断され（Ｓ２０６）、この判断がクランクシャフト３がロックしていない（Ｓ２０７：ＮＯ）ことを条件に続けられる。そして、エンジン２の始動が完了した旨判断されると（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、この始動ルーチンは終了される。また、クランクシャフト３がロックした場合（Ｓ２０７：ＹＥＳ）には、モータ９の逆回転によりクランク角が始動最適範囲内に入るまでクランクシャフト３が逆回転させられる（Ｓ２０８，Ｓ２０９）。こうした状態にした後、再度ステップＳ２０１以降の処理が実行され、エンジン２の再始動が行われるようになる。
【００７０】
以上詳述した本実施形態によれば、第１実施形態に記載した（１）及び（３）〜（５）の効果に加え、以下に示す効果が得られるようになる。
（６）クラッチ６が解放された状態で駆動されるモータ９がエンジン始動にとって適切なクランキングを行うことの可能な必要最低限の回転状態に達したか否かを判断する際に用いられる所定値ｂ（判断値）は、上記エンジン状態に応じて算出される角度項ｂ１及び水温項ｂ２に基づき設定される。このことは始動時モータ制御開始からの経過時間が所定値ｂに達するまでのモータ９の駆動制御が上記エンジン状態に応じて変更されること意味し、これにより当該経過時間が所定値ｂに達したときのモータ９の回転状態を、上記エンジン状態に関係なくエンジン始動にとって適切なクランキングを行う上で必要最低限の状態とすることが可能になる。従って、クラッチ６を解放した状態でのモータ９の駆動が無駄に続行されるのを抑制することができる。
【００７１】
なお、上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・上記各実施形態において、クランキング時にクランクシャフト３がロックした後のモータ９の逆回転を、必ずしもクランク角が始動最適範囲内に入るまで行う必要はない。例えば、クランク角が始動最適範囲内に入らないとしても、クランクシャフト３のロックを解除できる程度にモータ９の逆回転を行うようにしてもよい。
【００７２】
・上記のようなモータ９の逆回転を必ずしも行う必要はない。
・上記各実施形態では、所定値ａ，ｂの設定に冷却水温を用いたが、これ以外のエンジン状態を表すパラメータを用いてもよい。こうしたパラメータとしては、例えばエンジン２の潤滑油温やエンジン２の本体温度があげられる。更に、停止前のエンジン運転状態（エンジン回転速度、エンジン負荷など）、及びエンジン停止時点からの経過時間等に基づき、エンジン始動開始直前のエンジン温度（シリンダボア温度）を推定し、これを上記パラメータとして用いることも考えられる。
【００７３】
・クラッチ６が解放された状態でのモータ９の回転状態がエンジン始動にとって適切なクランキングを行える状態に達したか否かを、第１実施形態では「（Ａ）モータ回転速度ＮＭが所定値ａに達したか否か」に基づき判断し、第２実施形態では「（Ｂ）始動時モータ制御開始からの経過時間が所定値ｂに達したか否か」に基づき判断したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記（Ａ）と上記（Ｂ）との両方の判断を行い、いずれか一方で肯定判定がなされたとき、若しくは両方で肯定判定がなされたとき、モータ９の回転状態が適切なクランキングを行える状態に達した旨判断するようにしてもよい。
【００７４】
・上記所定値ａ，ｂを必ずしも停止時のエンジン状態に基づく可変値とする必要はなく、停止時のエンジン状態に関係なく予め定められる固定値としてもよい。
【００７５】
・エンジンだけでなくモータによっても走行可能な自動車に本発明を適用してもよい。この場合の具体例として、上記各実施形態においてモータ９を自動車１の走行にも用いるようにしたものが考えられる。このようにすれば、モータ９がエンジン２の始動用としてだけでなく自動車１の走行用としても兼用されることから、自動車１をエンジンとモータとで走行させることに伴う部品点数の増加を抑制することができるようになる。
【００７６】
次に、以上の実施形態から把握することのできる技術思想を、その効果とともに以下に記載する。
（１）請求項１〜９のいずれかに記載の内燃機関の始動制御装置において、前記制御手段は、内燃機関を始動させる際、停止しているモータを前記クラッチを解放状態とした上で駆動開始し、その後に前記クラッチを係合させるものである内燃機関の始動制御装置。
【００７７】
上記構成によれば、モータが停止した状態から内燃機関の始動を行う場合にあっても、クラッチ解放状態でモータが駆動されて同モータの回転力が回転方向についての慣性力として蓄えられ、クラッチ係合時にはモータの回転力と慣性力とで内燃機関が強制的に回転させられる。従って、モータが停止した状態から内燃機関の始動を行う場合にあっても、機関始動にとって適切な内燃機関の強制回転を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたエンジンを搭載する自動車の全体構成を示す略図。
【図２】第１実施形態でのエンジンの始動手順を示すフローチャート。
【図３】停止時クランク角の変化に対する角度項ａ１の推移傾向を示すグラフ。
【図４】冷却水温の変化に対する水温項ａ２の推移傾向を示すグラフ。
【図５】第２実施形態でのエンジンの始動手順を示すフローチャート。
【図６】停止時クランク角の変化に対する角度項ｂ１の推移傾向を示すグラフ。
【図７】冷却水温の変化に対する水温項ｂ２の推移傾向を示すグラフ。
【符号の説明】
１…自動車、２…エンジン、３…クランクシャフト、６…クラッチ、９…モータ、１０…出力軸、１３…電子制御装置、１７…水温センサ、１８…エンジン回転速度センサ、１９…モータ回転速度センサ。

Claims (9)

1. 車両に搭載される内燃機関とモータとを断接するクラッチを備える内燃機関の始動制御装置において、
   内燃機関を始動させる際には、前記クラッチが解放され且つ前記モータを駆動した状態とし、機関始動指令があってから所定時間が経過した後に前記クラッチを係合させる制御手段を備えることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
2. 前記モータは前記車両の走行にも用いられる請求項１記載の内燃機関の始動制御装置。
3. 前記制御手段は、前記クラッチの係合開始までの前記モータの駆動制御を機関状態に応じて変更する請求項１又は２記載の内燃機関の始動制御装置。
4. 前記制御手段は、前記モータが所定回転状態になったか否かを判断するとともに、その判断に用いられる判断値を機関状態に応じて変更する請求項３記載の内燃機関の始動制御装置。
5. 前記制御手段は、機関始動指令があってから所定時間が経過したか否かを判断するとともに、その判断に用いられる判断値を機関状態に応じて変更する請求項３記載の内燃機関の始動制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の始動制御装置において、
   前記制御手段は、前記クラッチが係合された後に内燃機関の始動が完了したか否かを判断し、同始動が完了していない旨判断したときには機関再始動を行う内燃機関の始動制御装置。
7. 前記制御手段は、初回の機関始動の際に始動完了していない旨判断すると、前記クラッチを解放した後に前記初回の機関始動と同じ手順で前記機関再始動を行う請求項６記載の内燃機関の始動制御装置。
8. 前記制御手段は、初回の機関始動の際に始動完了していない旨判断すると、前記モータにより内燃機関を所定量だけ逆回転させてから前記クラッチを解放する請求項６又は７記載の内燃機関の始動制御装置。
9. 前記制御手段は、前記モータによる内燃機関の逆回転を同機関が始動に適した状態に達するまで行う請求項８記載の内燃機関の始動制御装置。

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