JP5447746B1 - 車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
電動機の動力により回転駆動することでエンジン回転速度を上昇させるようなエンジン始動に際して、始動ショックを適切に低減する。
第1電動機MG1によってダンパ16が負方向に捩られた状態でエンジン12の点火が行われるので、ダンパ16において大ヒステリシストルク(H1+H2)が発生する領域にてエンジン12が始動される。このように、大ヒステリシストルク(H1+H2)が発生する領域を用いることで、エンジン始動時のショックを低減することが可能となる。
第1電動機MG1によってダンパ16が負方向に捩られた状態でエンジン12の点火が行われるので、ダンパ16において大ヒステリシストルク(H1+H2)が発生する領域にてエンジン12が始動される。このように、大ヒステリシストルク(H1+H2)が発生する領域を用いることで、エンジン始動時のショックを低減することが可能となる。
Description
本発明は、エンジンと電動機との間の動力伝達経路に設けられたダンパを備える車両の制御装置に関するものである。
エンジンと、電動機と、そのエンジンとその電動機との間の動力伝達経路に設けられたダンパとを備える車両が良く知られている。例えば、特許文献1に記載された車両がそれである。この特許文献1には、ダンパは、駆動輪側から動力が伝達される負方向の捩れにおいては少なくとも大ヒステリシストルクを生じる一方で、エンジン側から動力が伝達される正方向の捩れにおいては少なくとも小ヒステリシストルクを生じることが記載されている。特許文献1には、そのような特性を有するダンパを備えることで、エンジン始動時に発生する急激なトルク変動は、そのダンパにより緩衝されると共に、負方向の捩れにおける大ヒステリシストルクにより短時間で減衰されることが記載されている。加えて、特許文献1には、ダンパの正方向の捩れにおける小ヒステリシストルクによりエンジン定常作動時のトルク変動が効果的に減衰されることが記載されている。
ところで、特許文献1に記載されたダンパでは、正方向の捩れにおいては小ヒステリシストルクに加えて、更に大ヒステリシストルクも生じさせている。その為、エンジン定常作動時に大ヒステリシストルクが生じると、その定常作動時のトルク変動を低減し難くなる可能性がある。従って、正方向の捩れにおいては小ヒステリシストルクのみが生じるようなダンパ、すなわち正方向の捩れのどの領域においても負方向の捩れのどの領域よりも、発生するヒステリシストルクが小さい特性を有しているようなダンパが望まれる。一方で、特許文献1に記載されたような車両では、電動機で回転駆動(クランキング)を行ってエンジン回転速度を上昇させ、その後にエンジンの点火を行うことでエンジンを始動している。特許文献1は、このようなエンジン始動に際して、上記ダンパを備えることで始動ショックが低減されることを開示しているが、クランキング時の電動機トルクの出し方や点火を行う時点と、ダンパのヒステリシス特性との関係については、何ら開示していない。その為、エンジン始動に際して、ヒステリシストルクが小さい領域でエンジンの点火を行うと、点火によって生じる大きなトルク変動に対してヒステリシストルクによる振動減衰効果が得られ難くなって、始動ショックが適切に抑制することができない恐れがある。尚、上述したような課題は未公知であり、正方向の捩れのどの領域においても負方向の捩れのどの領域よりも発生するヒステリシストルクが小さい特性を有しているようなダンパ、すなわち正方向の捩れで発生するヒステリシストルクよりも負方向の捩れで発生するヒステリシストルクの方が大きい特性を有しているようなダンパを用いる場合に、エンジン始動時のショックを適切に低減することについて未だ提案されていない。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、電動機の動力により回転駆動することでエンジン回転速度を上昇させるようなエンジン始動に際して、始動ショックを適切に低減することができる車両の制御装置を提供することにある。
前記目的を達成する為の第1の発明の要旨とするところは、(a) エンジンと、電動機と、そのエンジンとその電動機との間の動力伝達経路に設けられたダンパとを備え、その電動機の動力により回転駆動することでそのエンジンの回転速度を上昇させてそのエンジンを始動する車両の制御装置であって、(b) 前記ダンパは、前記エンジンから前記電動機に向かって動力を伝達する正方向の捩れで発生するヒステリシストルクよりも、前記電動機から前記エンジンに向かって動力を伝達する負方向の捩れで発生するヒステリシストルクの方が大きい特性を有しており、(c) 前記エンジンの始動に際して、前記電動機により前記ダンパを負方向に捩りながらそのエンジンの回転速度を上昇させている過渡中にそのエンジンの点火を行うことにある。
このようにすれば、電動機からエンジンへ動力を伝達する状態すなわちダンパが負方向に捩られた状態でエンジンの点火が行われるので、ダンパにおいて比較的大きなヒステリシストルクが発生する領域にてエンジンが始動される。このように、比較的大きなヒステリシストルクが発生する領域を用いることで、エンジン始動時のショックを低減することが可能となる。よって、電動機の動力により回転駆動することでエンジン回転速度を上昇させるようなエンジン始動に際して、始動ショックを適切に低減することができる。
ここで、第2の発明は、前記第1の発明に記載の車両の制御装置において、前記エンジンの始動時の爆発トルクが大きい程或いは前記エンジンの始動時のフリクショントルクが大きい程、その爆発トルクが小さい場合或いはそのフリクショントルクが小さい場合と比べて、前記電動機によりそのエンジンの回転速度を上昇させている時間を長くするか或いは前記電動機によりそのエンジンの回転速度を上昇させているときのその電動機の動力を大きくすることにある。このようにすれば、エンジン始動時のトルク変動が大きくなって始動ショックが増大し易い車両状態である程、エンジンの点火時にダンパが負方向に捩られた状態に維持され易くなる。よって、始動ショックをより低減し易くなる。また、点火時の爆発ショックの揺り返しを速やかに収束させられるという効果が得られ易くなる。
また、第3の発明は、前記第2の発明に記載の車両の制御装置において、前記エンジンの始動時の爆発トルクが大きくなることとその始動時のフリクショントルクが大きくなることとが重なる場合には、前記電動機によりそのエンジンの回転速度を上昇させている時間を長くし且つそのエンジンの回転速度を上昇させているときのその電動機の動力を大きくすることにある。このようにすれば、始動ショックがより増大し易い車両状態である程、エンジンの点火時にダンパが負方向に捩られた状態により維持され易くなる。
また、第4の発明は、前記第1の発明乃至第3の発明の何れか1つに記載の車両の制御装置において、前記エンジンの冷間時には、又は前記エンジンの前回の始動時から停止時までの時間が短いときには、又は前記エンジンのクランク位置が所定のクランク位置にないときには、前記エンジンの始動に際して、前記電動機により前記ダンパを負方向に捩りながらそのエンジンの回転速度を上昇させている過渡中にそのエンジンの点火を行うことにある。このようにすれば、エンジンの冷間時は暖機完了時と比べて、エンジンの始動時から停止時までの時間が短いときは長いときと比べて、又はエンジンのクランク位置が所定のクランク位置にないときはあるときと比べて、エンジンの点火時にダンパが負方向に捩られた状態に維持され易くなる。
また、第5の発明は、前記第1の発明乃至第4の発明の何れか1つに記載の車両の制御装置において、前記電動機に電力を供給する蓄電装置の充電容量が高い程、その充電容量が低い場合と比べて、その電動機により前記エンジンの回転速度を上昇させている時間を長くするか或いはその電動機により前記エンジンの回転速度を上昇させているときのその電動機の動力を大きくすることにある。このようにすれば、蓄電装置の充電容量が高い程、エンジンの点火時にダンパが負方向に捩られた状態に維持され易くなる。よって、始動ショックをより低減し易くなる。また、点火時の爆発ショックの揺り返しを速やかに収束させられるという効果が得られ易くなる。
また、第6の発明は、前記第1の発明乃至第5の発明の何れか1つに記載の車両の制御装置において、前記エンジンの点火に先立って一時的に前記電動機の動力を低減することにある。このようにすれば、エンジンの回転速度を上昇させている過渡中における電動機の作動域が拡大され、ダンパが負方向に捩られた状態により維持され易くなる。
また、第7の発明は、前記第6の発明に記載の車両の制御装置において、前記電動機に電力を供給する蓄電装置の充電容量が低い程、前記エンジンの点火に先立って一時的に低減する前記電動機の動力の量を大きくすることにある。このようにすれば、蓄電装置の充電容量が比較的低いときでも、電動機によりエンジンの回転速度を上昇させている時間を長くすることができたり、或いは電動機によりエンジンの回転速度を上昇させているときのその電動機の動力を大きくすることができる。
本発明において、好適には、前記車両は、電動機により走行することができるハイブリッド車両、そのハイブリッド車両ではあるが充電スタンドや家庭用電源などから車両に搭載された蓄電装置(バッテリ等)への充電が可能な所謂プラグインハイブリッド車両などである。
また、好適には、前記車両は、例えば前記エンジンが前記ダンパを介して動力伝達可能に連結された回転要素と前記電動機としての第1電動機が動力伝達可能に連結された回転要素と第2電動機が動力伝達可能に連結された出力回転部材である回転要素との少なくとも3つの回転要素を有する差動機構を備えて前記第1電動機の運転状態が制御されることによりその差動機構の差動状態が制御される動力伝達装置を備えている。或いは、前記車両は、例えば前記エンジンのクランク軸に前記ダンパを介して直接的に前記電動機が連結される形態の車両、そのような形態の車両ではあるが更にエンジンと電動機との間の動力伝達経路をクラッチにより断接することができる形態の車両であっても良い。
また、好適には、前記ダンパの正方向の捩れとは、前記エンジンのトルクがそのダンパを介して前記電動機側に伝達されるときの捩れであり、前記電動機側から前記エンジンを停止させる方向(すなわちエンジン回転速度を低下させる方向)のトルクがそのダンパを介して伝達された場合にも同じ捩れとなる。また、好適には、前記ダンパの負方向の捩れとは、前記電動機側から前記エンジンを回転させる方向(すなわちエンジン回転速度を上昇させる方向)のトルクがそのダンパを介して伝達されるときの捩れである。
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。尚、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図1は、本発明が適用される車両10の概略構成を説明する図であると共に、車両10における各種制御の為の制御系統の要部を説明する図である。図1において、車両10は、エンジン12と、動力伝達装置14と、エンジン12と動力伝達装置14との間の動力伝達経路に設けられたダンパ16とを備えたハイブリッド車両である。車両10では、主駆動源であるエンジン12の動力は、ダンパ16を介して動力伝達装置14へ伝達され、車輪側出力軸18から差動歯車装置20を介して左右一対の駆動輪22へ伝達される。車両10には、走行の為の駆動力を出力する力行制御及びエネルギを回収する為の回生制御を選択的に実行可能な第2電動機MG2が設けられており、この第2電動機MG2は自動変速機24を介して車輪側出力軸18に連結されている。従って、第2電動機MG2から車輪側出力軸18へ伝達される出力トルクがその自動変速機24で設定される変速比(ギヤ比)γs(=第2電動機MG2の回転速度Nmg2/車輪側出力軸18の回転速度Nout)に応じて増減されるようになっている。
動力伝達装置14は、第1電動機MG1及び第2電動機MG2を備えて構成されており、エンジン12の動力を駆動輪22へ伝達する。エンジン12は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の内燃機関であって、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置100によって、スロットル弁開度や吸入空気量、燃料供給量、点火時期などの運転状態が電気的に制御される。
第1電動機MG1は、例えば同期電動機であって、電気エネルギから機械的な動力(例えば駆動トルク)を発生させる発動機としての機能と、機械的なエネルギーから電気エネルギを発生させる発電機としての機能とを選択的に生じるように構成され、インバータ26を介してバッテリー、コンデンサなどの蓄電装置28に接続されている。第1電動機MG1は、電子制御装置100によりインバータ26を介して制御されることにより、第1電動機MG1の出力トルクであるMG1トルクTmg1(回生トルクも含む)が調節或いは設定される。第1電動機MG1は、エンジン12との間の動力伝達経路にダンパ16が設けられるように車両10に備えられた電動機である。第2電動機MG2は、電子制御装置100によりインバータ26を介して制御されることにより、発動機(電動機)又は発電機として機能させられ、第2電動機MG2の出力トルクであるMG2トルクTmg2(回生トルクも含む)が調節或いは設定される。
遊星歯車装置30は、サンギヤSと、そのサンギヤSに対して同心円上に配置されたリングギヤRと、これらサンギヤS及びリングギヤRに噛み合うピニオンギヤPを自転且つ公転自在に支持するキャリヤCAとを三つの回転要素として備えて公知の差動作用を生じるシングルピニオン型の遊星歯車機構である。遊星歯車装置30はエンジン12及び自動変速機24と同心に設けられている。遊星歯車装置30及び自動変速機24は中心線に対して対称的に構成されている為、図1ではそれらの下半分が省略されている。
エンジン12のクランク軸32は、ダンパ16及び動力伝達軸34を介して遊星歯車装置30のキャリヤCAに連結されている。これに対してサンギヤSには第1電動機MG1が連結され、リングギヤRには車輪側出力軸18が連結されている。キャリヤCAは入力要素として機能し、サンギヤSは反力要素として機能し、リングギヤRは出力要素として機能している。
遊星歯車装置30において、キャリヤCAに入力されるエンジン12の出力トルクに対して、第1電動機MG1による反力トルクがサンギヤSに入力されると、出力要素となっているリングギヤRには、直達トルクが現れるので、第1電動機MG1は発電機として機能する。また、リングギヤRの回転速度すなわち車輪側出力軸18の回転速度(出力軸回転速度)Noutが一定であるとき、第1電動機MG1の回転速度Nmg1を上下に変化させることにより、エンジン12の回転速度(エンジン回転速度)Neを連続的に(無段階に)変化させることができる。
図2は、図1に示すダンパ16の構成を詳細に説明する為の断面図である。ダンパ16は、回転軸心Cを中心としてエンジン12と遊星歯車装置30との間に動力伝達可能に設けられている。動力伝達軸34は、ダンパ16の内周部にスプライン嵌合されている。第1電動機MG1は遊星歯車装置30を介してダンパ16に動力伝達可能に連結されている為、ダンパ16は、エンジン12と第1電動機MG1との間の動力伝達経路に介在される。
ダンパ16は、回転軸心Cまわりの回転可能な一対のディスクプレート50と、そのディスクプレート50と同回転軸心Cまわりの相対回転可能なハブ52と、ディスクプレート50とハブ52との間に介挿され、ディスクプレート50とハブ52との間を動力伝達可能に連結するばね鋼から成るコイルスプリング54と、コイルスプリング54内に内蔵されているクッション56と、ディスクプレート50とハブ52との間で小ヒステリシストルクH1を発生させる第1ヒステリシス機構58と、ハブ52の外周端部に設けられディスクプレート50とハブ52との間で小ヒステリシストルクH1よりも大きいヒステリシストルクH2を発生させる第2ヒステリシス機構60と、ディスクプレート50の外周側に設けられているトルクリミッタ機構62とを、含んで構成されている。第1ヒステリシス機構58及び第2ヒステリシス機構60によって、ダンパ16のヒステリシス機構が構成される。
ディスクプレート50は、左右一対の円盤状の第1ディスクプレート64(以下、第1プレート64)及び第2ディスクプレート66(以下、第2プレート66)から構成され、コイルスプリング54及びハブ52をそれらプレート64、66で軸方向に挟み込んだ状態で、外周部がリベット68によって相対回転不能に相互に締結されている。リベット68はトルクリミッタ機構62の構成部品であるライニングプレート70の締結部材としても機能している。第1プレート64には、コイルスプリング54を収容する為の第1開口穴64aが周方向に複数個形成されている。また、第2プレート66にも、コイルスプリング54を収容する為の第2開口穴66aが、第1開口穴64aと対応する位置に周方向に複数個形成されている。第1開口穴64a及び第2開口穴66aによって形成される空間にコイルスプリング54が等角度間隔で複数個収容されている。これより、ディスクプレート50が回転軸心Cまわりに回転すると、コイルスプリング54も同様に回転軸心Cまわりに公転させられる。また、各コイルスプリング54内には、円柱状のクッション56がそれぞれ内蔵されている。
ハブ52は、内周部に動力伝達軸34がスプライン嵌合される内周歯を備えた円筒部52aと、その円筒部52aの外周面から径方向外側に伸びる円板状のフランジ部52bと、フランジ部52bから更に径方向外側に突き出す複数本の突出部52cとから構成されている。そして、回転方向において各突出部52cの間に形成される空間にコイルスプリング54が介挿されている。これより、ハブ52が回転軸心Cまわりに回転すると、コイルスプリング54も同様に回転軸心Cまわりに公転させられる。このように構成されることで、コイルスプリング54は、ディスクプレート50及びハブ52の部材間の相対回転量に応じて弾性変形しつつ動力を伝達する。例えば、ディスクプレート50が回転すると、コイルスプリング54の一端が押圧され、コイルスプリング54の他端がハブ52の突出部52cを押圧することで、ハブ52が回転させられる。このとき、コイルスプリング54は、弾性変形しつつ動力を伝達することで、トルク変動によるショックがコイルスプリング54によって吸収される。
第1ヒステリシス機構58は、コイルスプリング54の内周側であって、軸方向においてディスクプレート50とハブ52のフランジ部52bとの間に設けられている。そして、第1ヒステリシス機構58は、第1プレート64とフランジ部52bとの間に介挿されている第1部材58aと、第2プレート66とフランジ部52bとの間に介挿されている第2部材58bと、第2部材58bと第2プレート66との間に予荷重状態で介挿されて第2部材58bをフランジ部52b側に押圧する皿バネ58cとを、含んで構成されている。第1部材58aの一部が第1プレート64に形成されている切欠に嵌合されることで、第1部材58aおよび第1プレート64の相対回転が阻止されている。また、第2部材58bの一部が第2プレート66に形成されている切欠に嵌合されることで、第2部材58b及び第2プレート66の相対回転が阻止されている。上記のように構成される第1ヒステリシス機構58において、ハブ52とディスクプレート50とが摺動した際には、フランジ部52bと第1プレート64及び第2プレート66との間で摩擦力が発生することで、ヒステリシストルクが発生する。第1ヒステリシス機構58においては、捩れ角の正側の領域及び負側の領域において比較的小さな小ヒステリシストルクH1(小ヒス)が発生するように設計されている。この小ヒステリシストルクH1は、アイドル運転時やエンジン定常運転時に生じる、比較的振幅の小さい捩れ振動を減衰する際に有利となる。しかしながら、小ヒステリシストルクH1は、例えばエンジン12の始動時のトルク変動(すなわち始動時のエンジン12の爆発によって生じる大きなトルク変動)に対しては、振動減衰の効果が得られ難い。
トルクリミッタ機構62は、ディスクプレート50の外周側に設けられており、予め設定されているリミットトルクTlimを越えるトルク伝達を防止する機能を有している。トルクリミッタ機構62は、ディスクプレート50と共にリベット68で締結されることでディスクプレート50と共に回転する円環板状のライニングプレート70と、外周側に配置されて回転軸心Cまわりに回転可能なサポートプレート72と、サポートプレート72の内周側に配置され回転軸心Cまわりに回転可能な円板環状のプレッシャプレート74と、プレッシャプレート74とライニングプレート70との間に介挿されている第1摩擦材76と、ライニングプレート70とサポートプレート72との間に介挿されている第2摩擦材78と、プレッシャプレート74とサポートプレート72との間に予荷重状態で介挿されているコーン状の皿バネ80とを、含んで構成されている。
サポートプレート72は、円盤状の第1サポートプレート72a及び円板状の第2サポートプレート72bから構成され、その外周部には、図示しないフライホイールとサポートプレート72a、72bとを固定する図示しないボルト締結用のボルト穴がそれぞれ形成されている。第1サポートプレート72aは、その内周部が軸方向に屈曲されることで、第1サポートプレート72aと第2サポートプレート72bとの間に空間が形成される。この空間に、第1サポートプレート72aから第2サポートプレート72bに向かって軸方向に、皿バネ80、プレッシャプレート74、第1摩擦材76、ライニングプレート70、及び第2摩擦材78が順次収容されている。
ライニングプレート70は、内周部が第1プレート64と第2プレート66と共にリベット68で固定された円環板状の部材である。また、プレッシャプレート74も同様に、円環板状に形成されている。このプレッシャプレート74とライニングプレート70との間に第1摩擦材76が介挿されている。第1摩擦材76は、例えば円環板状に形成される。或いは、円弧状(ピース状)に形成され、周方向に等角度間隔で並んで配置されていても構わない。第1摩擦材76は、ライニングプレート70側に貼り着けられるが、プレッシャプレート74側に貼り着けられても構わない。
第2サポートプレート72bの内周部とライニングプレート70との間には、第2摩擦材78が介挿されている。第2摩擦材78は、第1摩擦材76と同様に、例えば円環板状に形成される。或いは、円弧状(ピース状)に形成され、周方向に等角度間隔で並んで配置されていても構わない。第2摩擦材78は、ライニングプレート70側に貼り着けられるが、第2サポートプレート72b側に貼り着けられても構わない。
第1サポートプレート72aとプレッシャプレート74との間には、皿バネ80が予荷重状態で介挿されている。皿バネ80は、コーン状に形成されており、その内周端部がプレッシャプレート74に当接し、外周端部が第1サポートプレート72aに当接し、前記予荷重(皿バネ荷重W)を発生させるたわみ量に変形されて介挿されている。従って、皿バネ80は、プレッシャプレート74をライニングプレート70側に向かって皿バネ荷重Wで軸方向に押圧している。プレッシャプレート74と第1摩擦材76との間の摩擦面及び第2サポートプレート72bと第2摩擦材78との間の摩擦面の摩擦係数μ、摩擦材76、78の作動半径r、皿バネ80の皿バネ荷重Wを調整することで、リミットトルクTlmが狙った値に設定される。リミットトルクTlmを越えるトルクがトルクリミッタ機構62に入力されると、プレッシャプレート74と第1摩擦材76との間の摩擦面、及び第2サポートプレート72bと第2摩擦材78との間の摩擦面で滑りが生じ、リミットトルクTlmを越えるトルク伝達は防止されることとなる。
第2ヒステリシス機構60は、ハブ52及びディスクプレート50の外周部に設けられて、これらの間で摺動抵抗(摩擦力)を発生させることで、第1ヒステリシス機構58によって発生させる小ヒステリシストルクH1よりも大きいヒステリシストルクH2を発生させる機構である。また、図3は、図2のダンパ16を矢印A方向からみたA矢視図において、その一部を切り出して示したものである。図3の一部は透視図で示されている。図2及び図3に示すように、ハブ52の突出部52cの外周側であって、ディスクプレート50と略平行な両面には、例えば樹脂材料等で構成される矩形形状(ピース形状)の摩擦プレート82がリベット84によって固定されている。
図3に示すように、第2プレート66には、外周端部から内周側に伸びると共に、さらにその内周部から周方向(回転方向)に沿って形成されているL字状の切欠86が形成されている。この切欠86が形成されることにより、第2プレート66には、回転方向に対して平行な扇状の片持ち部88が形成されている。片持ち部88は、径方向において突出部52cの摩擦プレート82が固定されている部位と同じ位置に形成されている。更に、片持ち部88は、回転方向に沿ってハブ52側(摩擦プレート82側)に向かって所定の勾配Sでテーパ状に形成されている。従って、ハブ52と第2プレート66とが相対回転すると、コイルスプリング54の圧縮と並行して摩擦プレート82と片持ち部88とが当接して摺動し始める。図3には示されていないが、図2に示す第1プレート64にも、第2プレート66と同様の形状からなる片持ち部90が形成されている。
図4は、図3のダンパ16において第2プレート66の特に片持ち部88周辺を更に簡略的に示した図である。第2プレート66は実際には円盤形状を有しているが、図4においては第2プレート66を直線状に展開した図となっている。従って、破線で示すハブ52の突出部52cも同様に、実際には回転軸心Cを中心に回転するものの、図4においては直線的(図4において左右方向)に移動する。また、図4の上部に示す図は、下方に示す片持ち部88及び突出部52cの側面視図である。図4では突出部52cに固定されている摩擦プレート82が省略されている。
図4の側面視図からもわかるように、片持ち部88は、所定の勾配Sで傾斜させられている。従って、突出部52c(ハブ52)と第2プレート66とが相対回転させられて、突出部52cが片持ち部88に当接すると、突出部52cと第2プレート66とが摺動させられる。具体的には、図4において突出部52cが第2プレート66に対して左側に相対移動すると、片持ち部88がテーパ状に形成させられているのに関連して突出部52cと片持ち部88とが当接し、捩れ角θの変化に応じてハブ52が片持ち部88を押し付けつつ互いに摺動させられる。図3及び図4にあっては、第2プレート66の片持ち部88について示されているが、第1プレート64の片持ち部90も同様に摺動させられる。
このように、突出部52cと片持ち部88、90とが摺動させられると、突出部52cに固定されている摩擦プレート82と片持ち部88、90との間で摩擦力が発生し、それに応じたヒステリシストルクH2が発生する。すなわち、片持ち部88、90は、従来のヒステリシス機構において、皿バネ及び摺動部材の両方の機能を有している。このヒステリシストルクH2は、摩擦プレート82及びハブ52の板厚、第1プレート64及び第2プレート66間の間隙、第1プレート64及び第2プレート66に形成される切欠形状、及び第1プレート64及び第2プレート66の片持ち部88、90の勾配S(テーパ角)等を調整して、摩擦プレート82への押し付け荷重を調整することで狙ったヒステリシストルクH2に設定される。また、第2ヒステリシス機構60は、第1ヒステリシス機構58よりも径方向において外周側に配置されていることから、小ヒステリシストルクH1よりも大きいヒステリシストルクH2を容易に発生させることができる。切欠形状及び片持ち部88、90の勾配Sを調整することで、ヒステリシストルクH2が発生し出す捩れ角θを適宜調整することもできる。
本実施例の第2ヒステリシス機構60では、第1電動機MG1からエンジン12に向かってエンジン12を回す方向(エンジン回転速度上昇方向)に作用する動力(特に区別しない場合には、トルクや力も同意)が伝達された場合には、ダンパ16が負方向(負側)に捩れた状態となるが、この状態において、ヒステリシストルクH2が発生するように設定されている。すなわち、第1電動機MG1からエンジン12を回転させる方向に作用するMG1トルクTmg1が伝達された際に、摩擦プレート82が片持ち部88、90と摺動するように設定されている。一方、エンジン側から動力が伝達されるダンパ16が正方向(正側)に捩れた状態においては、摩擦プレート82と片持ち部88、90とが摺動しないように設定されている。すなわち、ダンパが正方向(正側)に捩れた状態において、ヒステリシストルクH2が発生しないように設定されている。
例えば、図3において、第1電動機MG1からエンジン12に、そのエンジン12が回されるトルクが伝達されてダンパ16が負側に捩られる場合に、ハブ52が反時計回りに回転する(図4において突出部52cが左側に移動する)ように設定されると、捩れ角θの変化に応じて片持ち部88と摩擦プレート82とが摺動させられる。従って、第1電動機MG1からエンジン12に向かってエンジン回転方向のトルクが伝達される、ダンパ16が負側に捩られる捩れ角領域では、第2ヒステリシス機構60によるヒステリシストルクH2が発生する。一方、エンジン12から駆動輪22側に向かってトルクが伝達されてダンパ16が正側に捩れられる場合に、ハブ52が時計回りに回転する(図4において突出部52cが右側に移動)ように設定されると、摩擦プレート82は片持ち部88から離れるので、捩れ角θが変化しても片持ち部88と摩擦プレート82とは摺動しない。従って、エンジン12側から駆動輪22側に向かってトルクが伝達される、ダンパ16が正側に捩れられる捩れ角領域では、第2ヒステリシス機構60によるヒステリシストルクH2は発生しない。
図5は、本実施例のダンパ16の捩り特性を示している。図5において、横軸はダンパ16の捩れ角θ[rad]を示し、縦軸はトルク[Nm]を示している。図5に示すように、捩れ角θが正方向(正側)の捩れ角領域、すなわちエンジン12側からトルクが伝達される領域では、第1ヒステリシス機構58が機能する為、小ヒステリシストルクH1が発生する。一方、捩れ角θが負側の捩れ角領域、すなわち第1電動機MG1側からエンジン12側にトルクが伝達される領域では、第1ヒステリシス機構58と共に第2ヒステリシス機構60が機能する為、小ヒステリシストルクH1とヒステリシストルクH2との和である大ヒステリシストルク(H1+H2)(大ヒス)が発生する。このように、ダンパ16は、エンジン12から第1電動機MG1に向かって動力を伝達するダンパ16の正方向(正側)の捩れで発生する小ヒステリシストルクH1よりも、第1電動機MG1からエンジン12に向かってエンジン12を回転させる方向の動力を伝達するダンパ16の負方向の捩れで発生する大ヒステリシストルク(H1+H2)の方が大きい特性を有するように設定されている。この大ヒステリシストルク(H1+H2)は、例えばエンジン12の始動時のトルク変動を減衰する際に有利となる。
本実施例の車両10では、第1電動機MG1から正トルクが出力されると、遊星歯車装置30の差動作用によってエンジン12側にエンジン12を回転(駆動)させる方向に作用するトルクが伝達される。従って、ダンパ16にあっては、第1電動機MG1から正トルクが出力されると、負側に捩れた状態となる。すなわち、大ヒステリシストルクが発生する領域となる。一方、第1電動機MG1から負トルクが出力されると、遊星歯車装置30の差動作用によってエンジン12側にはエンジン12を停止させる方向(回転低下方向)に作用するトルクが伝達される。従って、ダンパ16にあっては、第1電動機MG1から負トルクが出力されると、正側に捩れた状態となる。すなわち、小ヒステリシストルクが発生する領域となる。
図1に戻り、電子制御装置100は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両10の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置100は、エンジン12の出力制御、第1電動機MG1及び第2電動機MG2の回生制御を含む駆動制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用や電動機制御用や油圧制御用等の制御装置に分けて構成される。電子制御装置100には、各種センサ(例えばクランクポジションセンサ36、第1電動機回転速度センサ38、第2電動機回転速度センサ40、出力軸回転速度センサ42、アクセル開度センサ44、冷却水温センサ46、バッテリセンサ48など)による検出値に基づく各種信号(例えばエンジン12の回転速度であるエンジン回転速度Ne及びクランク軸32の位置に対応するエンジン12のクランク位置(クランク角度)Acr、第1電動機MG1の回転速度であるMG1回転速度Nmg1、第2電動機MG2の回転速度であるMG2回転速度Nmg2、車速Vに対応する車輪側出力軸18の回転速度である出力軸回転速度Nout、運転者による車両10に対する駆動要求量に対応するアクセル開度θacc、エンジン12の冷却水の温度である冷却水温THeng、蓄電装置28の充電状態(充電容量)SOCなど)が、それぞれ供給される。電子制御装置100からは、例えばエンジン12の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号Se、電動機MG1,MG2の作動を制御する為の電動機制御指令信号Sm、自動変速機24の油圧アクチュエータを制御する為の油圧指令信号Spなどが、スロットルアクチュエータや燃料噴射装置等のエンジン制御装置、インバータ26、不図示の油圧制御回路などへそれぞれ出力される。
また、電子制御装置100は、本発明の要部であるハイブリッド制御手段すなわちハイブリッド制御部102、及び走行状態判定手段すなわち走行状態判定部104を機能的に備えている。
ハイブリッド制御部102は、例えばアクセル開度θaccや車速Vに基づいて運転者による車両10に対する駆動要求量(すなわちドライバ要求量)としての要求駆動トルクTouttgtを算出し、蓄電装置28の充電要求値等を考慮して、その要求駆動トルクTouttgtが得られるように駆動力源(エンジン12及び第2電動機MG2)を制御する指令信号(エンジン出力制御指令信号Se及び電動機制御指令信号Sm)を出力する。ハイブリッド制御部102は、エンジン12の運転を停止させると共に第2電動機MG2のみを走行用の駆動源としてモータ走行(EV走行)する為のモータ走行モード、エンジン12の動力に対する反力を第1電動機MG1の発電により受け持つことで車輪側出力軸18にエンジン直達トルクを伝達すると共に第1電動機MG1の発電電力により第2電動機MG2を駆動することで駆動輪22にトルクを伝達して少なくともエンジン12を走行用の駆動源としてエンジン走行する為のエンジン走行モード(定常走行モード)、このエンジン走行モードにおいて蓄電装置28からの電力を用いた第2電動機MG2の駆動トルクを更に付加して走行する為のアシスト走行モード等を、走行状態に応じて選択的に成立させる。前記駆動要求量としては、駆動輪22における要求駆動トルクTouttgt[Nm]の他に、駆動輪22における要求駆動力[N]、駆動輪22における要求駆動パワー[W]、車輪側出力軸18における要求出力トルク、及び駆動力源(エンジン12及び第2電動機MG2)の目標トルク等を用いることもできる。また、駆動要求量として、単にアクセル開度θacc[%]やスロットル弁開度[%]やエンジン12の吸入空気量[g/sec]等を用いることもできる。
ハイブリッド制御部102は、実際の車速V及び駆動要求量(アクセル開度θacc、要求駆動トルクTouttgt等)で示される車両状態が、予め定められたモータ走行領域にある場合には、モータ走行モードを成立させる一方、その車両状態が予め定められたエンジン走行領域にある場合には、エンジン走行モード乃至アシスト走行モードを成立させる。また、ハイブリッド制御部102は、車両状態が上記モータ走行領域にある場合であっても、例えば蓄電装置28の充電容量SOC及び/又は蓄電装置温度に応じた放電可能な電力(パワー)すなわち出力制限Woutに基づいて放電が制限された為にEV走行できない場合、蓄電装置28の充電が要求された場合、或いはエンジン12やエンジン12に関連する機器の暖機が必要な場合等には、エンジン12を作動させて走行する。
ハイブリッド制御部102は、EV走行中に、エンジン12の始動が要求されると、走行モードをモータ走行モードからエンジン走行モード乃至アシスト走行モードへ切り換え、エンジン12を始動させてエンジン走行を行う。ハイブリッド制御部102は、第1電動機MG1の動力により回転駆動することでエンジン回転速度Neを上昇させてエンジン12を始動する。つまり、ハイブリッド制御部102は、第1電動機回転速度Nmg1の上昇によってエンジン回転速度Neを引き上げる為のMG1トルクTmg1(すなわちクランキングトルク)を第1電動機MG1から出力させる。そして、ハイブリッド制御部102は、エンジン12が自立運転可能乃至完爆可能な所定エンジン回転速度以上にエンジン回転速度Neが上昇したら、エンジン12への燃料噴射を行うと共にエンジン12の点火を行ってエンジン12を始動する。
前述したように、ダンパ16において大ヒステリシストルク(H1+H2)が発生する領域の方が、小ヒステリシストルクH1が発生する領域よりも、エンジン12の始動時のトルク変動を減衰するには有利である。そこで、ハイブリッド制御部102は、エンジン12の始動に際して、第1電動機MG1によりダンパ16を負方向に捩りながらエンジン回転速度Neを上昇させている過渡中にエンジン12の点火を行う。つまり、ハイブリッド制御部102は、エンジン12の始動に際して、第1電動機MG1からMG1トルクTmg1(>0)を出力させているときにエンジン12の点火を行う。
図6は、エンジン12の始動に際して、ハイブリッド制御部102により実行される、MG1トルクTmg1の出力指令の波形とエンジン12の初爆の点火指令の位置とを例示する図である。図6において、比較例では、所定エンジン回転速度以上にエンジン回転速度Neを上昇させた後に、MG1トルクTmg1を零乃至零近傍としてからエンジン12の点火を行っている。その為、エンジン12の初爆時には図5の箇所Aのように振動減衰効果が得られ難い小ヒステリシストルクH1の領域を使用することになり、始動ショックが抑制され難い。この比較例に対して、パターンA−Dでは何れも、エンジン点火時には大ヒステリシストルク(H1+H2)の領域(例えば図5の箇所B、箇所C)を使用することで、振動減衰効果が得られ易くなり、始動ショックが適切に抑制される。
パターンAでは、MG1トルクTmg1の波形自体は比較例と同様であるが、点火位置の時点を比較例よりも早めて、MG1トルクTmg1が正領域にあるときにエンジン12の点火を行っている。従って、エンジン12の初爆時には例えば図5の箇所Bのように振動減衰効果が得られ易い大ヒステリシストルク(H1+H2)の領域を使用することができる。
パターンBでは、点火位置自体は比較例と同様であるが、MG1トルクTmg1を零乃至零近傍に低下させずに正トルク側に残した状態を比較例よりも長く維持して(すなわちMG1トルク残しを行って)、MG1トルクTmg1が正領域にあるときにエンジン12の点火を行っている。つまり、第1電動機MG1によりエンジン回転速度Neを上昇させている時間を比較例(或いはパターンA)より長くしている。従って、点火位置の時点を比較例よりも早めなくても、エンジン12の初爆時にはパターンAと同様に例えば図5の箇所Bの領域を使用することができる。加えて、このようなパターンBでは、点火後にMG1トルク残しをより長く行うことで大ヒステリシストルク(H1+H2)の領域を長く使用することが可能であり、始動ショックの揺り返しを速やかに収束させられるという効果が得られ易くなる。
パターンCでは、パターンAに加え、更に、点火位置でのMG1トルクTmg1をパターンAの場合よりも大きくしている(すなわちMG1トルク上げを行っている)。つまり、第1電動機MG1によりエンジン回転速度Neを上昇させているときの点火位置での第1電動機MG1の動力(例えばMG1トルク)をパターンAより大きくしている。これにより、エンジン12の初爆時には例えば図5の箇所Cの領域を使用することができるので、大ヒステリシストルク(H1+H2)の領域をより有効に(より長く)使い続けることができる。
パターンC’では、パターンBに加え、更に、点火位置でのMG1トルクTmg1をパターンBの場合よりも大きくしている。このように、パターンC’では、MG1トルク残しとMG1トルク上げとを行っている。これにより、エンジン12の初爆時には例えば図5の箇所Cの領域を使用することができるので、MG1トルク残しと相俟って、大ヒステリシストルク(H1+H2)の領域をより一層長く使い続けることができる。
パターンDでは、点火位置においてMG1トルク上げを行うことはパターンCと同様であるが、MG1トルク上げに伴って電力消費量が増大することを補償する為に、MG1トルクを、MG1トルク上げに先立って、そのMG1トルク上げの開始時点におけるMG1トルクよりも低下させている。つまり、エンジン12の点火に先立って一時的に低減する第1電動機MG1の動力(例えばMG1トルクTmg1)の量をパターンCよりも大きくしている。パターンDでは、MG1トルクを一時的に低減するMG1トルク下げを行うので、点火位置の時点がパターンCよりも遅延させられる。このようなMG1トルク下げについては、パターンBやパターンC’において行っても良い。従って、このようなMG1トルク下げは、MG1トルク上げ及び/又はMG1トルク残しに伴って増大する電力消費量の一部乃至全部を補償することができるので、蓄電装置28の充電容量SOCが比較的低いとき及び/又は蓄電装置28の出力制限Woutが比較的狭いときに有利である。
ここで、パターンB,C,C’,Dは、始動ショックの抑制効果は比較的大きくなる。また、パターンB,C,C’は、電力消費量が比較的増大する。また、パターンDのようなMG1トルク下げは、蓄電装置28の充電容量SOCが比較的高いとき及び/又は蓄電装置28の出力制限Woutが比較的広いときには、やりたくない。そこで、始動ショックが増大し易い程、始動ショックが増大し難い場合と比べて、パターンB,C,C’,Dを実施し易くする。その際、蓄電装置28の充電容量SOCが高い程、充電容量SOCが低い場合と比べて、及び/又は蓄電装置28の出力制限Woutが広い程、出力制限Woutが狭い場合と比べて、パターンB,C,C’を実施し易くする。一方で、蓄電装置28の充電容量SOCが比較的低い程及び/又は蓄電装置28の出力制限Woutが比較的狭い程、パターンDを実施し易くする。また、蓄電装置28の充電容量SOCが比較的低い程及び/又は蓄電装置28の出力制限Woutが比較的狭い程、或いは始動ショックが増大し難い程、パターンAを実施し易くする。
上記始動ショックが増大し易いとは、エンジン12の始動時の爆発トルクが大きくなり易いことであったり、或いはエンジン12の始動時のフリクショントルクが大きくなり易いことである。このような始動ショックが増大し易いことが重なる場合、すなわちエンジン12の始動時の爆発トルクが大きくなり易いことと、エンジン12の始動時のフリクショントルクが大きくなり易いこととが重なる場合には、始動ショックの抑制効果が最も大きくなると考えられるパターンC’を実施する。
冷却水温THengが比較的低いエンジン12の冷間時は、暖機完了時と比べて、燃料を増量してエンジン12を始動するので、初爆の力(エネルギ)が大きくなり、エンジン12の始動時の爆発トルクが大きくなり易い。また、前回のエンジン12の始動時から停止時までの運転時間TMstが短いときは、その時間が長いときと比べて、次回始動時のエンジンポート内の燃料が過多となる為、エンジン12の始動時の爆発トルクが大きくなり易い。また、エンジン12のクランク位置Acrが所定のクランク位置にないときは、その所定のクランク位置にあるときと比べて、エンジン12の始動時のフリクショントルクが大きくなり易い。エンジン12のクランク位置Acrによって始動時のエンジン12のフリクショントルク(ポンピングロスに相当するコンプレッショントルク+摺動抵抗に相当するメカニカルフリクショントルク)が変化する。従って、エンジン12の膨張、圧縮行程等の関係でクランク位置Acrによってはエンジン12の爆発トルク変動が大きくなる。ハイブリッド制御部102は、エンジン12の冷間時には、又は前記運転時間TMstが短いときには、又はクランク位置Acrが所定のクランク位置にないときには、エンジン12の始動に際して、第1電動機MG1によりダンパ16を負方向に捩りながらエンジン回転速度Neを上昇させている過渡中にエンジン12の点火を行う。上記所定のクランク位置は、例えば適合等によって予め定められたクランキングトルクが小さくできるクランク位置である。
走行状態判定部104は、例えばエンジン12の始動を要求するエンジン始動要求が有るか否かを判定する。例えば、走行状態判定部104は、車両状態がモータ走行領域からエンジン走行領域へと遷移した場合、EV走行が制限された場合、蓄電装置28の充電が要求された場合、及びエンジン12等の暖機が必要な場合などの少なくとも1つであるときには、エンジン始動要求が有ると判定する。また、走行状態判定部104は、蓄電装置28の残電力が十分であるか否かを、例えばエンジン12の始動時に電力消費量を比較的増大させてもよい程に、蓄電装置28の充電容量SOC及び/又は放電可能な電力Woutが残っているか否かに基づいて判定する。
走行状態判定部104は、始動ショックが増大し易い条件が重なっているか否かを判定する。具体的には、走行状態判定部104は、冷却水温THengが、エンジン12の暖機が完了したと判断できる為の予め定められた暖機完了温度A[℃]以下であるという条件aが成立したか否かを判定する。また、走行状態判定部104は、クランク位置Acrが、所定のクランク位置として予め定められたクランク角範囲B[°]乃至B’[°]に入っていないという条件bが成立したか否かを判定する。また、前回のエンジン12の運転時間TMstが、始動時に噴射した燃料の量をエンジン12のシリンダ内に残さずに燃焼できる時間として予め定められた完全燃焼時間C[sec]未満であるという条件cが成立したか否かを判定する。そして、走行状態判定部104は、上記条件a,b,cが何れも成立した場合には、始動ショックが増大し易い条件が重なっていると判定する。
ハイブリッド制御部102は、走行状態判定部104によりエンジン始動要求が有ると判定され且つ蓄電装置28の残電力(充電容量SOC及び/又は放電可能な電力Wout)が十分でないと判定された場合には、電力消費量が比較的小となるパターン(例えばパターンA,D)にてエンジン12を始動する。この際、ハイブリッド制御部102は、走行状態判定部104により上記条件a,b,cが何れも成立しないと判定された場合にはパターンAを実施する一方で、走行状態判定部104により上記条件a,b,cのうちの少なくとも1つが成立すると判定された場合にはパターンDを実施するようにしても良い。
ハイブリッド制御部102は、走行状態判定部104によりエンジン始動要求が有ると判定され且つ蓄電装置28の残電力が十分であると判定された場合には、走行状態判定部104により判定される上記条件a,b,cの成立状態に基づいてエンジン12を始動する際のパターンを選択する。具体的には、ハイブリッド制御部102は、走行状態判定部104により始動ショックが増大し易い条件が重なっていると判定された場合には、始動ショックの抑制効果が最も大となるパターン(例えばパターンC’)にてエンジン12を始動する。また、ハイブリッド制御部102は、走行状態判定部104により上記条件a,b,cが何れも成立しないと判定された場合には、パターンAを実施する。また、ハイブリッド制御部102は、走行状態判定部104により上記条件a,b,cのうちの1つ乃至2つが成立すると判定された場合には、条件の成立状態に応じてパターンB或いはパターンCを実施する。
図7は、電子制御装置80の制御作動の要部すなわち第1電動機MG1の動力により回転駆動することでエンジン回転速度Neを上昇させるようなエンジン始動に際して始動ショックを適切に低減する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。図8は、図7のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートである。
図7において、先ず、走行状態判定部104に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S10において、例えばエンジン始動要求が有るか否かが判定される。このS10の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが肯定される場合(図8のt1時点)は走行状態判定部104に対応するS20において、例えば蓄電装置28の残電力が十分であるか否かが判定される。このS20の判断が否定される場合はハイブリッド制御部102に対応するS30において、電力消費量が比較的小となるパターン(例えばパターンA,D)が実施されて、エンジン12が始動される。上記S20の判断が肯定される場合は走行状態判定部104に対応するS40において、例えば始動ショックが増大し易い条件a,b,cが重なっているか否かが判定される。このS40の判断が肯定される場合はハイブリッド制御部102に対応するS50において、始動ショックの抑制効果が最も大となるパターン(例えばパターンC’)が実施されて、エンジン12が始動される。一方で、上記S40の判断が否定される場合はハイブリッド制御部102に対応するS60において、条件a,b,cの成立状態に応じたパターン(例えばパターンA,B,C)が実施されて、エンジン12が始動される。
図8のタイムチャートにおいて、実線に示す本実施例は、第1電動機MG1によりエンジン回転速度Neを上昇させている時間が破線に示す比較例よりも長くされたパターンBが実施された場合の一例を示している。本実施例では、比較例と比べて、点火位置(t2時点)はそのままでMG1トルク残しが行われている(t3時点まで)。従って、本実施例では、ダンパ16において大ヒステリシストルク(H1+H2)が発生する領域にてエンジン12が点火されるので、比較例と比べて、エンジン始動時のトルク変動のピークが小さくされると共にトルク変動の収束も早くされる。
上述のように、本実施例によれば、第1電動機MG1によってダンパ16が負方向に捩られた状態でエンジン12の点火が行われるので、ダンパ16において大ヒステリシストルク(H1+H2)が発生する領域にてエンジン12が始動される。このように、大ヒステリシストルク(H1+H2)が発生する領域を用いることで、エンジン始動時のショックを低減することが可能となる。よって、第1電動機MG1の動力(例えばMG1トルクTmg1)により回転駆動することでエンジン回転速度Neを上昇させるようなエンジン始動に際して、始動ショックを適切に低減することができる。
また、本実施例によれば、エンジン12の始動時の爆発トルクが大きい程或いはエンジン12の始動時のフリクショントルクが大きい程、MG1トルク残しを行うか或いはMG1トルク上げを行うので、エンジン始動時のトルク変動が大きくなって始動ショックが増大し易い車両状態である程、エンジン12の点火時にダンパ16が負方向に捩られた状態に維持され易くなる。よって、始動ショックをより低減し易くなる。また、点火時の爆発ショックの揺り返しを速やかに収束させられるという効果が得られ易くなる。
また、本実施例によれば、エンジン12の始動時の爆発トルクが大きくなることとその始動時のフリクショントルクが大きくなることとが重なる場合には、MG1トルク残しを行い且つMG1トルク上げを行うので、始動ショックがより増大し易い車両状態である程、エンジン12の点火時にダンパ16が負方向に捩られた状態により維持され易くなる。
また、本実施例によれば、エンジン12の冷間時は暖機完了時と比べて、又はエンジン12の始動時から停止時までの運転時間TMstが短いときは長いときと比べて、又はエンジン12のクランク位置Acrが所定のクランク位置にないときはあるときと比べて、エンジン12の点火時にダンパ16が負方向に捩られた状態に維持され易くなる。
また、本実施例によれば、蓄電装置28の充電容量SOCが高い程及び/又は蓄電装置28の出力制限Woutが広い程、MG1トルク残しを行うか或いはMG1トルク上げを行うので、エンジン12の点火時にダンパ16が負方向に捩られた状態に維持され易くなる。よって、始動ショックをより低減し易くなる。また、点火時の爆発ショックの揺り返しを速やかに収束させられるという効果が得られ易くなる。
また、本実施例によれば、エンジン12の点火に先立って一時的にMG1トルクTmg1を低減するので、エンジン回転速度Neを上昇させている過渡中における第1電動機MG1の作動域が拡大され、ダンパ16が負方向に捩られた状態により維持され易くなる。
また、本実施例によれば、蓄電装置28の充電容量SOCが低い程及び/又は蓄電装置28の出力制限Woutが狭い程、エンジン12の点火に先立って一時的に低減するMG1トルクTmg1の量を大きくするので、蓄電装置28の充電容量SOCが比較的低いとき及び/又は蓄電装置28の出力制限Woutが比較的狭いときでも、MG1トルク残しを行うことができたり、或いはMG1トルク上げを行うことができる。
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、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例では、車両10は第1電動機MG1が遊星歯車装置30を介してダンパ16及びエンジン12に連結されているが、エンジン12と第1電動機MG1とがクラッチを介して連結される、或いは直接連結されるような構造であっても構わない。すなわち、エンジン12と第1電動機MG1との間の動力伝達経路にダンパ16が介在される構成を備えた車両であって、第1電動機MG1の動力により回転駆動することでエンジン回転速度Neを上昇させてエンジン12を始動する車両であれば、本発明を適宜適用することができる。
また、前述の実施例において、ダンパ16は、第1ヒステリシス機構58及び第2ヒステリシス機構60を備えることで、図5に示したような捩れ特性を実現しているが、ヒステリシス機構の具体的な構造はこれに限定されない。すなわち、図5に示す捩れ特性を有するダンパであれば、その具体的な機構は特に限定されない。
また、前述の実施例において、ダンパ16が負の捩れ角となると一律に大ヒステリシストルクが発生するが、例えば微小な捩れ角領域にあっては小ヒステリシストルクが発生するような構造であっても構わない。
また、前述の実施例では、自動変速機24が設けられているが、変速機の具体的は構造は自動変速機24のみに限定されず、例えば更に多段化された変速機やベルト式の無段変速機など適宜変更することができる。或いは、変速機が省略されたものであっても構わない。
また、前述の実施例の車両10では、差動機構として遊星歯車装置30が設けられているが、差動機構の具体的は構造は遊星歯車装置30に限定されない。例えば、差動機構は、ダブルプラネタリの遊星歯車装置、複数組の遊星歯車装置が相互に連結されることで4つ以上の回転要素を有する差動機構、或いはピニオンに噛み合う一対のかさ歯車を有する差動歯車装置などであっても良い。
尚、上述したの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:車両
12:エンジン
16:ダンパ
28:蓄電装置
100:電子制御装置(制御装置)
MG1:第1電動機(電動機)
12:エンジン
16:ダンパ
28:蓄電装置
100:電子制御装置(制御装置)
MG1:第1電動機(電動機)
Claims (7)
- エンジンと、電動機と、該エンジンと該電動機との間の動力伝達経路に設けられたダンパとを備え、該電動機の動力により回転駆動することで該エンジンの回転速度を上昇させて該エンジンを始動する車両の制御装置であって、
前記ダンパは、前記エンジンから前記電動機に向かって動力を伝達する正方向の捩れで発生するヒステリシストルクよりも、前記電動機から前記エンジンに向かって動力を伝達する負方向の捩れで発生するヒステリシストルクの方が大きい特性を有しており、
前記エンジンの始動に際して、前記電動機により前記ダンパを負方向に捩りながら該エンジンの回転速度を上昇させている過渡中に該エンジンの点火を行うことを特徴とする車両の制御装置。 - 前記エンジンの始動時の爆発トルクが大きい程或いは前記エンジンの始動時のフリクショントルクが大きい程、該爆発トルクが小さい場合或いは該フリクショントルクが小さい場合と比べて、前記電動機により該エンジンの回転速度を上昇させている時間を長くするか或いは前記電動機により該エンジンの回転速度を上昇させているときの該電動機の動力を大きくすることを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。
- 前記エンジンの始動時の爆発トルクが大きくなることと該始動時のフリクショントルクが大きくなることとが重なる場合には、前記電動機により該エンジンの回転速度を上昇させている時間を長くし且つ該エンジンの回転速度を上昇させているときの該電動機の動力を大きくすることを特徴とする請求項2に記載の車両の制御装置。
- 前記エンジンの冷間時には、又は前記エンジンの前回の始動時から停止時までの時間が短いときには、又は前記エンジンのクランク位置が所定のクランク位置にないときには、前記エンジンの始動に際して、前記電動機により前記ダンパを負方向に捩りながら該エンジンの回転速度を上昇させている過渡中に該エンジンの点火を行うことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の車両の制御装置。
- 前記電動機に電力を供給する蓄電装置の充電容量が高い程、該充電容量が低い場合と比べて、該電動機により前記エンジンの回転速度を上昇させている時間を長くするか或いは該電動機により前記エンジンの回転速度を上昇させているときの該電動機の動力を大きくすることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の車両の制御装置。
- 前記エンジンの点火に先立って一時的に前記電動機の動力を低減することを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の車両の制御装置。
- 前記電動機に電力を供給する蓄電装置の充電容量が低い程、前記エンジンの点火に先立って一時的に低減する前記電動機の動力の量を大きくすることを特徴とする請求項6に記載の車両の制御装置。
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