JP7452550B2 - 車両のエンジン始動方法、シリーズハイブリッド車両及び車両のエンジン始動装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のエンジン始動時における制御に関する。

ＪＰ２０１８－１７２１２Ａに、発電及び力行が可能な発電機を用いてエンジンをクランキングするエンジン始動方法が開示されている。上記文献では、エンジン始動時に、発電機とエンジンとの間の動力伝達経路に配置された減速機における歯打ち音を低減するために、クランキング中の発電機の回転速度を一旦上昇させた後に低下させてから１回目の点火を行なっている。

しかし、上記文献のエンジン始動方法では、１回目の点火を行なうまでに要する時間について検討の余地がある。

また、発電機へのエンジンのトルク変動の伝達を抑制するために、発電機とエンジンとの間の動力伝達経路にバネを用いたダンパを設けることが知られている。しかし、上記文献にはダンパを備える場合のエンジン始動方法は開示されていない。

そこで本発明は、ダンパを備える構成において、速やかなエンジン始動が可能で、かつ、エンジン始動に伴う歯打ち音を抑制し得るエンジンの始動方法を提供することを目的とする。

本発明のある態様によれば、発電及び力行が可能な発電機とエンジンとの間の動力伝達経路に、発電機側から順に第１ハブと、第２ハブと、フライホイールとが配置され、第１ハブと第２ハブが第１ハブ及び第２ハブの周方向に伸縮する第１バネで接続され、第２ハブとフライホイールが第２ハブ及びフライホイールの周方向に伸縮し、かつ第１バネよりもバネ定数の大きい第２バネで接続されており、エンジン始動時にエンジントルクが発生すると、第１ハブと第２ハブとの捩じり角が第１ハブと第２ハブとが接触するまでの低捩じり角度領域では第１バネによりトルク変動を吸収し、第１ハブと第２ハブとが接触した後の高捩じり角度領域では第２バネによりトルク変動を吸収する車両のエンジン始動方法が提供される。そして、エンジン始動方法は、エンジンを始動させる必要があるか否かを判断し、エンジンを始動させる必要がある場合には、発電機によるエンジンのクランキングを開始し、クランキングの最中であって、かつ低捩じり角度領域あるときに１回目の点火を行い、かつ、１回目の点火により発生するエンジントルクを２回目以降の点火により発生するエンジントルクより抑制することを含む。

図１は、シリーズハイブリッド車両の駆動系及び制御系の概略構成図である。 図２は、エンジン－第２モータジェネレータ間の動力伝達経路の模式図である。 図３は、ダンパの一例を示す図である。 図４は、図３の領域Ｂの拡大図であり、内ハブと外ハブとが接触していない状態を示す図である。 図５は、図３の領域Ｂの拡大図であり、内ハブと外ハブとが接触している状態を示す図である。 図６は、入力トルクと捩じり角との関係を示す図である。 図７は、比較例としての、高捩じり角度領域に入ってからエンジン始動する場合のタイミングチャートである。 図８は、本発明の実施形態にかかるエンジン始動制御のフローチャートである。 図９は、図８のエンジン始動制御を実行した場合のタイミングチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

［全体システム構成］
図１は、本発明の実施形態に係るシリーズハイブリッド車両（以下、単に「車両」ともいう）の駆動系及び制御系の概略構成図である。この車両は、バッテリの充電率が高い間はエンジンを停止して走行用の電動機により走行し、バッテリの充電率が低くなると、エンジンにより発電機を駆動して発電しながら走行用の電動機により走行する。

車両の駆動系は、図１に示すようにエンジン１（ＥＮＧ）と、第１モータジェネレータ２（ＭＧ１）と、第２モータジェネレータ３（ＭＧ２）と、ギヤボックス４と、を備える。第２モータジェネレータ３が、本発明の発電機に相当する。

エンジン１は、例えば、クランクシャフトの軸方向を車幅方向として車両のフロントルームに配置したガソリンエンジンやディーゼルエンジン等である。このエンジン１の本体は、ギヤボックス４のギヤケース４０に連結固定される。エンジン１のクランクシャフト１ａは、フライホイール１ｂ及びダンパ１ｃを介して、ギヤボックス４のエンジン軸４１に接続される。なお、エンジン１は、第２モータジェネレータ３をスタータモータとしてエンジン始動する。

第１モータジェネレータ２は、走行駆動源として搭載されたバッテリ５を電源とする三相交流の永久磁石型同期モータであり、減速時やブレーキ時の回生機能を併せ持つ。第１モータジェネレータ２のステータケースは、ギヤボックス４のギヤケース４０に連結固定される。ここで、第１モータジェネレータ２のステータコイルには、力行時に直流を三相交流に変換し、回生時に三相交流を直流に変換する第１インバータ６が、第１ＡＣハーネス６ａを介して接続される。第１インバータ６とバッテリ５とは、第１ＤＣハーネス６ｂを介して接続される。

第２モータジェネレータ３は、発電機として搭載されたバッテリ５を電源とする三相交流の永久磁石型同期モータであり、エンジン１のスタータモータ機能やモータリング運転機能を併せ持つ。第２モータジェネレータ３のステータケースは、ギヤボックス４のギヤケース４０に連結固定される。そして、第２モータジェネレータ３のロータは、ギヤボックス４の第２モータ軸４３に接続される。ここで、第２モータジェネレータ３のステータコイルには、力行時に直流を三相交流に変換し、回生時に三相交流を直流に変換する第２インバータ７が、第２ＡＣハーネスを介して接続される。第２インバータ７とバッテリ５とは、第２ＤＣハーネス７ｂを介して接続される。

ギヤボックス４は、エンジン１と第１モータジェネレータ２と第２モータジェネレータ３が連結固定されるギヤケース４０内に、減速用ギヤトレーン４４と、デファレンシャルギヤユニット４５と、ギヤトレーン４６と、を配置することで構成される。

減速用ギヤトレーン４４は、第１モータジェネレータ２の回転を減速し、モータトルクを増大して走行駆動トルクを確保するための２段減速によるギヤトレーンであり、第１モータ軸４２と第１アイドラー軸４７とを有する。そして、第１モータ軸４２に設けられた第１モータギヤ４４ａと、第１アイドラー軸４７に設けられた大径アイドラーギヤ４４ｂと、を互いに噛み合わせることで第１減速ギヤ段が構成される。そして、第１アイドラー軸４７に設けられた小径アイドラーギヤ４４ｃと、デファレンシャルギヤユニット４５の入力側に設けられた出力ギヤ４４ｄと、を互いに噛み合わせることで第２減速ギヤが構成される。

デファレンシャルギヤユニット４５は、減速用ギヤトレーン４４の出力ギヤ４４ｄを介して入力された駆動トルクを、回転差動を許容しつつ左右のドライブシャフト８、８を介して左右の駆動輪９、９（図１は片輪のみ示す）に伝達する。

ギヤトレーン４６は、エンジン１と第２モータジェネレータ３（発電機）を、クラッチを介装することなく直結するギヤトレーンであり、エンジン軸４１と第２アイドラー軸４８と第２モータ軸４３とを有する。そして、エンジン軸４１に設けられたエンジンギヤ４６ａと、第２アイドラー軸４８に設けられた第２アイドラーギヤ４６ｂと、第２モータ軸４３に設けられた第２モータギヤ４６ｃと、を互いに噛み合わせることでギヤトレーン４６が構成される。ギヤ歯数の関係は、エンジンギヤ４６ａ＞第２モータギヤ４６ｃであり、発電運転時にはエンジン１の回転速度を増速し、第２モータジェネレータ３に向かって燃焼運転（ファイアリング運転）により発電に必要なエンジントルクを伝達する。一方、スタータ運転時やモータリング運転時には、第２モータジェネレータ３の回転速度を減速し、エンジン１に向かってスタータ運転やモータリング運転に必要なモータトルクを伝達する。

車両の制御系は、図１に示すように、ハイブリッドコントロールモジュール１０（以下、ＨＣＭ）と、発電コントローラ１１（以下、ＧＣ）と、バッテリコントローラ１２（以下、ＢＣ）と、モータコントローラ１３（以下、ＭＣ）と、エンジンコントローラ（以下、ＥＣ）と、を備える。

ＨＣＭ１０と他のコントローラ（ＧＣ１１、ＢＣ１２、ＭＣ１３、ＥＣ１４等）とは、ＣＡＮ通信線１５により双方向情報交換可能に接続されている。なお、ＣＡＮとは、Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋの略である。また、ＨＣＭ１０と他のコントローラ（ＧＣ１１、ＢＣ１２、ＭＣ１３、ＥＣ１４）をまとめてコントローラ１００と称する。このコントローラ１００が本発明の制御部に相当する。

ＨＣＭ１０は、車両全体の消費エネルギを適切に管理する機能を担う統合制御手段である。すなわち、ＣＡＮ通信線１５を介してＢＣ１２からバッテリ充電率（以下、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）という）の情報を読み込む。これ以外に、アクセル開度センサ１６、車速センサ１７、エンジン回転速度センサ１８、エンジン冷却水温センサ１９、外気温センサ２０、ドアスイッチ２１、ボンネットスイッチ２２、イグニッションスイッチ２３、等から情報を読み込む。そして、これらの情報に基づいて種々の制御を行なう。このうち、外部充電が可能なシリーズハイブリッド車両を高い燃費効率で走らせることを目的として行われる制御が、バッテリ５５のＳＯＣに基づく走行モード（後述するＣＤモード、ＣＳモード）の選択制御である。

ＣＤモードのＣＤとは、Ｃｈａｒｇｅ Ｄｅｐｌｅｔｉｎｇの略である。ＣＤモードは、原則として、バッテリ５の電力を消費するＥＶ走行を優先するモードであり、例えば、バッテリ５のＳＯＣがフルＳＯＣから設定ＳＯＣまで低下する間にて選択される。

ＣＳモードのＳＣとは、Ｃｈａｒｇｅ Ｓｕｓｔａｉｎの略である。ＣＳモードは、原則として、エンジン１の発電運転によりバッテリ５の電力を維持する走行を優先するモードであり、バッテリ５のＳＯＣが設定ＳＯＣ以下になると選択される。なお、モード切り替え閾値である設定ＳＯＣは、ＣＤモードからＣＳモードへの切り替え時の値と、ＣＳモードからＣＤモードへの切り替え時の値とにヒステリシスを持たせている。

ＧＣ１１は、第２インバータ７に対するトルク制御指令や回転速度制御指令により第２モータジェネレータ３の力行制御や回生制御、等を行う。ＢＣ１２は、バッテリ５のＳＯＣや温度などを管理する。ＭＣ１３は第１インバータ６に対するトルク制御指令や回転速度制御指令により第１モータジェネレータ２の力行制御や回生制御、等を行う。ＥＣ１４は、エンジン１の始動制御やエンジン１の停止制御や燃料カット制御、等を行う。

［エンジン－第２モータジェネレータの動力伝達経路］
次に、エンジン１と第２モータジェネレータ３との間の動力伝達経路Ａ（図１の一点鎖線で囲まれた部分）について説明する。

図２は、動力伝達経路Ａを模式的に表した図である。

エンジン１と第２モータジェネレータ３との間の動力伝達経路Ａには、上述した通りフライホイール１ｂとダンパ１ｃとギヤボックス４とが配置されている。ダンパ１ｃは、エンジン１から第２モータジェネレータ３に伝達されるトルク変動を抑制するためのものである。具体的には、ダンパ１ｃは、ギヤボックス４のエンジン軸４１に接続される内ハブ３０と、内ハブ３０に低弾性ダンパ３１を介して接続される外ハブ３２と、外ハブ３２とフライホイール１ｂとを接続する高弾性ダンパ３３と、で構成される。低弾性ダンパ３１及び高弾性ダンパ３３はいずれもバネであり、低弾性ダンパ３１の方が高弾性ダンパ３３よりバネ定数が低い。なお、内ハブ３０は本発明の第１ハブまたは第１部材に相当し、外ハブは本発明の第２ハブまたは第２部材に相当し、低弾性ダンパ３１は本発明のダンパに相当する。

本実施形態で使用し得るダンパ１ｃの一例を図３に示す。図３はダンパ１ｃの正面図である。

内ハブ３０は、中心部にエンジン軸４１が挿入される孔３０ａを有し、外周部に切り欠き部を有する。外ハブ３２は、内周部の、内ハブの切り欠き部と対向する位置に切り欠き部を有する。低弾性ダンパ３１は、内ハブ３０の切り欠き部と外ハブ３２の切り欠き部とで画成される位置に、伸縮可能に配置される。本実施形態では低弾性ダンパ３１が４本配置されているが、これに限られるわけではなく、たとえば２本や３本であってもよい。

また、外ハブ３２は、外周部にも切り欠き部を有する。フライホイール１ｂは、内周部の、外ハブ３２の外周部の切り欠き部と対向する位置に切り欠き部を有する。高弾性ダンパ３３は、外ハブ３２の外周部の切り欠き部とフライホイール１ｂの切り欠き部とで画成される位置に、伸縮可能に配置される。本実施形態では高弾性ダンパ３３が４本配置されているが、これに限られるわけではなく、たとえば２本や３本であってもよい。

図４、図５は、図３の破線Ｂで囲まれた部分の拡大図であり、図４は内ハブ３０と外ハブ３２とに捩じれがない状態を示し、図５は内ハブ３０と外ハブ３２とが接触している状態を示している。

図３では省略したが、内ハブ３０の外周部には突起部３０ａが設けられ、外ハブ３２の内周部には突起部３２ａが設けられている。内ハブ３０と外ハブ３２とに捩じれがない状態では、図４に示すように突起部３０ａと突起部３２ａとは周方向に所定の間隔を有している。内ハブ３０と外ハブ３２とに捩じれが生じると、突起部３０ａと突起部３２ａとが相対的に回転し、これに伴い低弾性ダンパ３１が縮む。そして、図５に示すように突起部３０ａと突起部３２ａとが接触するまでは、低弾性ダンパ３１でトルク変動を吸収可能である。

外ハブ３２とフライホイール１ｂと高弾性ダンパ３３との関係も上述した内ハブ３０と外ハブ３２と低弾性ダンパ３１との関係と同様である。そして、トルク変動が低弾性ダンパ３１で吸収しきれない大きさになると、高弾性ダンパ３３が伸縮してトルク変動を吸収する。

ダンパ１ｃへの入力トルクと捩じり角との関係は、低弾性ダンパ３１及び高弾性ダンパ３３の作用により、例えば図６に示すようになる。ここで、低弾性ダンパ３１によりトルク変動を吸収可能な捩じり角の領域を低捩じり角度領域、高弾性ダンパ３３によりトルク変動を吸収可能な捩じり角の領域を高捩じり角度領域とする。入力トルクの正負は、エンジン１からの入力トルクを正、第２モータジェネレータ３からの入力トルクを負とする。

なお、低捩じり角度領域は、本発明の「第１ハブと第２ハブとの捩じりにより生じるトルク変動がダンパにより吸収できる範囲」に相当する。
図６の点Ｉ／Ｐ１、Ｉ／Ｐ２については後述する。

上記の構成により、エンジン１のトルクが小さい場合には低弾性ダンパ３１によってトルク変動を吸収し、エンジン１のトルクが大きい場合には高弾性ダンパ３３によってトルク変動を吸収する。つまり、低弾性ダンパ３１と高弾性ダンパ３３とを備えることにより、幅広いエンジン運転領域においてエンジン１のトルク変動を吸収することができる。

［エンジン始動制御］
次に、発電のためにエンジン１を始動する際の制御について説明する。

エンジン１を始動する際は、第２モータジェネレータ３によりエンジン１をクランキングし、所定のエンジン回転速度に達したら１回目の点火を行う。そして、初爆が起こってエンジン１がトルクを発生すると、エンジン１が第２モータジェネレータ３を駆動することとなる。なお、「１回目の点火」とは、多気筒エンジンの場合には各気筒における最初の点火を意味する。

ところで、エンジン始動の際には、クランキング中はトルクを発生していなかったエンジン１が、初爆により急激にトルクを発生することになる。そして、低捩じり角度領域にあるときに初爆が行われて高捩じり角度領域に移行する際には、内ハブ３０と外ハブ３２とが衝突して、いわゆる歯打ち音が発生する。また、エンジン始動の度にこのような衝突が繰り返されると、内ハブ３０及び外ハブ３２の摩耗が進む。なお、ここでいう衝突とは、図５に示すように内ハブ３０の突起部３０ａと外ハブ３２の突起部３２ａとが衝突することをいう。

上記のような歯打ち音の発生、内ハブ３０及び外ハブ３２の摩耗を抑制する方法として、クランキングにより高捩じり角度領域に到達させてから１回目の点火を行うものが知られている。参考例として、この方法の一例を図７に示す。

図７に示すように、タイミング０でエンジン始動要求が発生したら、第２モータジェネレータ３のトルク（以下、ＭＧ２トルクともいう）が増大し、これにより第２モータジェネレータ３の回転速度（以下、ＭＧ２回転速度ともいう）が上昇する。ここでのＭＧ２回転速度は、ギヤボックス４の減速比に基づいてエンジン軸４１の回転速度に換算したものである。したがって、ＭＧ２回転速度はエンジン１の回転速度と同一視し得る。また、図７の斜線を付したトルク領域は低捩じり角度領域であり、その他の領域は高捩じり角度領域である。

ＭＧ２回転速度が１回目の点火用の目標回転速度に近付いたら、ＭＧ２回転速度の上昇速度を抑制するためにＭＧ２トルクは減少に転じる。ここでの１回目の点火用の目標回転速度とは、エンジン始動用の目標エンジン回転速度、つまり点火をすればエンジン１が始動できるエンジン回転速度に相当する第２モータジェネレータ３の回転速度である。そして、ＭＧ２回転速度が上記の目標回転速度をいったん越えてから下降に転じ、さらに、ＭＧ２トルクが低捩じり角度領域から高捩じり角度領域に移行したタイミングＴｉｇｎ１で１回目の点火を行う。タイミングＴｉｇｎ１における捩じり角及び入力トルクが、図６のＩ／Ｐ１である。

ＭＧ２回転速度をいったん目標回転速度より高くしてから下降させることで、下降の途中において、それまでの内ハブ３０が外ハブ３２を押している状態から、外ハブ３２が内ハブ３０を押している状態に切り替わる。初爆が起こるとエンジン１のトルクで第２モータジェネレータ３を駆動するので、外ハブ３２が内ハブ３０を押すことになる。つまり、参考例のエンジン始動制御によれば、１回目の点火時に外ハブ３２が内ハブ３０を押している状態になっているので、初爆によるエンジントルクが入力されても内ハブ３０と外ハブ３２との衝突は生じない。衝突が生じないので、歯打ち音が生じることはなく、摩耗も抑制できる。

しかし、参考例のエンジン始動方法では、ＭＧ２回転速度が目標回転速度に到達している状態、つまり点火を行えばエンジン１を始動できる状態になっていても、高捩じり角度領域に到達するまで待つ必要がある。したがって、参考例のエンジン始動方法は、エンジン始動時間を短縮するという観点から改善の余地がある。特に、シリーズハイブリッド車両においてバッテリ５の供給可能電力が車両の最大加速時に必要な電力より小さい場合には、最大加速時にはエンジン１を始動させてバッテリ５と第２モータジェネレータ３から第１モータジェネレータ２に電力を供給する必要があるので、速やかなエンジン始動が望まれる。なお、最大加速とは、高速道路での本線への合流や、高速走行中の追い越しのための加速のように、高負荷状態での加速のことをいう。

そこで本実施形態では、内ハブ３０と外ハブ３２との衝突による歯打ち音及び摩耗を抑制しつつ、エンジン始動時間を短縮するために、以下に説明するエンジン始動制御を実行する。また、本実施形態を適用する車両は、バッテリ５の供給可能電力が車両の最大加速時に必要な電力より小さいシリーズハイブリッド車両である。

本実施形態では、ＭＧ２回転速度が１回目の点火用の目標回転速度に到達したら、換言するとエンジン回転速度がエンジン始動用の目標回転速度に到達したら、１回目の点火を行う。このときの捩じり角及び入力トルクが、図６のＩ／Ｐ２である。これにより、参考例に比べてエンジン始動に要する時間を短縮できる。

ただし、単に１回目の点火時期を早めるだけでは、上述した歯打ち音や摩耗が問題となる。そこで本実施形態では、１回目の点火により発生するエンジントルクを２回目以降の点火により発生するエンジントルクより抑制する。なお、「２回目以降の点火」とは、多気筒エンジンの場合には各気筒における２回目以降の点火を意味する。

これにより、初爆によるトルクが入力されたときの、内ハブ３０と外ハブ３２との衝突をやわらげ、上述した歯打ち音や摩耗を低減することができる。

次に、本実施形態にかかるエンジン始動制御の具体的な制御ルーチンについて説明する。

図８は、コントローラ１００が実行するエンジン始動制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンはコントローラ１００にプログラムされている。

ステップＳ１００で、コントローラ１００はエンジン始動要求の有無を判定し、エンジン始動要求がある場合はステップＳ１１０の処理を実行し、ない場合は本ステップの処理を繰り返す。バッテリ５のＳＯＣが設定ＳＯＣまで低下した場合や、バッテリ５の供給可能電力を超える電力が必要となる加速をする場合等に、エンジン始動要求ありと判定する。

ステップＳ１１０で、コントローラ１００は第２モータジェネレータ３にクランキング開始を指示する。

ステップＳ１２０で、コントローラ１００は第２モータジェネレータ３の回転速度を制御する。具体的には、エンジン始動用の目標エンジン回転速度までのエンジン回転速度のプロフィールを設定し、これを実現するための第２モータジェネレータ３の回転速度プロフィールにしたがって第２モータジェネレータ３の回転速度を制御する。エンジン始動用の目標エンジン回転速度及び当該目標エンジン回転速度までのプロフィールは、本制御を適用するエンジンの仕様に応じて適合にて設定する。

ステップＳ１３０で、コントローラ１００は、エンジン回転速度が第１閾値を越えたか否かを判定する。判定結果が肯定的な場合はステップＳ１４０の処理を実行し、否定的な場合はステップＳ１２０の処理に戻る。本ステップの処理は、エンジン回転速度が目標エンジン回転速度に到達する前に後述する目標トルク低減指令を出すためのものである。そこで、第１閾値は、例えば、エンジン始動用の目標エンジン回転速度よりも数百回転程度低い回転速度とする。

ステップＳ１４０で、コントローラ１００は目標トルク低減指令を出す。目標トルク低減指令は、１回目の点火についての目標トルクを低減する旨の指令であり、２回目以降の点火は通常制御の目標トルクを使用する。これにより１回目の点火における目標エンジントルクが２回目以降の点火における目標エンジントルクより低減され、低減後の目標エンジントルクに応じて制御されることで実際に発生するエンジントルクも低減する。低減量は、本制御を適用するエンジンの仕様に応じて設定する。例えば、内ハブ３０及び外ハブ３２の摩耗特性は材質によって異なるので、使用する内ハブ３０及び外ハブ３２の摩耗特性に応じて、耐久性能を満足し得るエンジントルクを実験等により予め特定し、これに基づいて低減量を設定しておく。

ステップＳ１５０で、コントローラ１００は、エンジン回転速度が目標エンジン回転速度に近い状態が予め設定した時間ｔ１だけ継続したか否かを判定する。判定結果が肯定的な場合はステップＳ１６０の処理を実行し、否定的な場合はステップＳ１２０の処理に戻る。本ステップは、エンジン回転速度が目標エンジン回転速度に到達したか否かを適切に判定するためのものである。判定用の値が「目標エンジン回転速度」ではなく「目標エンジン回転速度に近い状態」なのは、エンジン１のトルク変動によりエンジン回転速度もわずかに変動することを考慮したからである。つまり、「目標エンジン回転速度に近い状態」とは、エンジン回転速度が目標エンジン回転速度を中心とした数十［ｒｐｍ］程度の範囲内にある状態である。継続時間として時間ｔ１を設定したのは、ノイズ等による誤判断を回避するためである。

ステップＳ１６０で、コントローラ１００は１回目の点火を行う。

ステップＳ１７０で、コントローラ１００は初爆が完了したか否かを判定し、完了したら本ルーチンを終了し、完了していなければステップＳ１６０の処理に戻る。初爆が完了したと判定するのは、例えば、第２モータジェネレータ３のトルクがトルク閾値より小さい状態が時間ｔ２だけ継続した場合である。ここでのトルク閾値は、例えば１回目の点火によるエンジントルクを負の値にしたものである。つまり、エンジン１が自律運転を開始し、そのエンジントルクが第２モータジェネレータ３に伝達されているか否かで判定する。継続時間として時間ｔ２を設定したのは、ノイズ等による誤判断を回避するためである。

なお、ステップＳ１４０では目標エンジントルクを低減することにより実際に発生するエンジントルクを低減させているが、実際に発生するエンジントルクを低減できるのではれば、他の方法でも構わない。例えば、目標エンジントルクは変更せずに、点火時期をリタードさせる指令を出してもよい。多気筒エンジンの場合、車両の仕様によっては始動時に最初に点火される気筒の判別及び特定の気筒だけのリタードができないこともある。この場合には、各気筒の１回目の点火時期をリタードし、次サイクルから通常制御による点火時期に戻す。

また、本実施形態では、クランキングによってエンジン回転速度が目標エンジン回転速度に近い状態にあるときに、捩じれ角が低捩じれ角度領域となるように低弾性ダンパ３１の弾性率が設定されていることが前提となる。

図９は、本実施形態にかかるエンジン始動制御を実行した場合のタイミングチャートである。上述した通り、ＭＧ２回転速度はエンジン回転速度と同視し得る。そして、図示する通り、ＭＧ２回転速度が目標回転速度に近い状態になってから時間ｔ１が経過したタイミングＴｉｇｎ２で１回目の点火が行われる。このとき、ＭＧ２トルクは捩じれ角が低捩じり角度領域内となる大きさである。また、タイミングＴｉｇｎ２で点火した後、エンジン１の初爆によるトルクが入力されることでＭＧ２トルクが低下するが、１回目の点火によるエンジントルクを抑制し、２回目以降は抑制を解除するので、図９に示す通り２段階に分けて低下している。そして、１段階目の低下量は、図７の参考例における１回目の点火の後の低下量に比べて小さくなっている。

以上のように本実施形態によれば、第２モータジェネレータ３（発電機）とエンジン１との間の動力伝達経路Ａに、内ハブ３０（第１ハブ）と、外ハブ（第２ハブ）と、内ハブ３０及び外ハブ３２を接続する低弾性ダンパ３１（ダンパ）と、を備える、車両のエンジン始動方法が提供される。このエンジン始動方法は、エンジン１を始動させる必要があるか否かを判断し、エンジン１を始動させる必要がある場合には、第２モータジェネレータ３によるエンジン１のクランキングを開始する。そして、クランキングの最中であって、内ハブ３０と外ハブ３２との捩じりにより生じるトルク変動がダンパにより吸収できる範囲、つまり捩じり角が低捩じり角度領域にあるときに１回目の点火を行い、かつ、１回目の点火により発生するエンジントルクを２回目以降の点火により発生するエンジントルクより抑制する。低捩じり角度領域にあるときに初爆が起こると、エンジントルクにより内ハブ３０と外ハブ３２との衝突が生じるが、本実施形態では１回目の点火により発生するエンジントルクを２回目以降の点火により発生するエンジントルクより抑制するので、歯打ち音や摩耗を低減することができる。また、低捩じり角度領域から高捩じり角度領域に移行する前にエンジン１を初爆させるので、高捩じり角度領域に移行してから１回目の点火を行う場合に比べてエンジン始動に要する時間を短縮できる。

本実施形態では、１回目の点火を行なう際の目標エンジントルクを、２回目以降の点火を行なう際の目標エンジントルクより小さく設定することにより、１回目の点火により発生するエンジントルクを抑制する。これにより、１回目の点火によるエンジントルクを抑制することができる。

本実施形態では、１回目の点火を行なう際の点火時期を、２回目以降の点火を行なう際の点火時期に比べて遅角することにより、１回目の点火により発生するエンジントルクを抑制してもよい。これによっても、１回目の点火によるエンジントルクを抑制することができる。

本実施形態のエンジン始動方法は、バッテリ５の供給可能電力が、車両の最大加速時に必要な電力より小さいシリーズハイブリッド車両に適用可能である。このようなシリーズハイブリッド車両では、例えば高速道路での加速のように最大加速力が必要な場合にエンジン１を始動させて発電を行う必要がある。したがって、本実施形態のエンジン始動方法によってエンジン始動に要する時間を短縮すると、車両の加速性能が向上する。

なお、発電機とエンジンとの動力伝達経路にバックラッシュを有する結合箇所（例えばスプライン嵌合等）があり、２つの部材の係合部の接触時に歯打ちが発生する構造となっている場合、クランキングの最中であって２つの部材の係合部が接触しない範囲にあるときに１回目の点火を行い、かつ、１回目の点火により発生するエンジントルクを２回目以降の点火により発生するエンジントルクより抑制するようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

Claims (5)

1. 発電及び力行が可能な発電機とエンジンとの間の動力伝達経路に、前記発電機側から順に第１ハブと、第２ハブと、フライホイールとが配置され、
   前記第１ハブと前記第２ハブが前記第１ハブ及び前記第２ハブの周方向に伸縮する第１バネで接続され、前記第２ハブと前記フライホイールが前記第２ハブ及び前記フライホイールの周方向に伸縮し、かつ前記第１バネよりもバネ定数の大きい第２バネで接続されており、
   エンジン始動時にエンジントルクが発生すると、前記第１ハブと前記第２ハブとの捩じり角が前記第１ハブと前記第２ハブとが接触するまでの低捩じり角度領域では前記第１バネによりトルク変動を吸収し、前記第１ハブと前記第２ハブとが接触した後の高捩じり角度領域では前記第２バネによりトルク変動を吸収する車両のエンジン始動方法において、
   前記エンジン始動方法は、
   前記エンジンを始動させる必要があるか否かを判断し、
   前記エンジンを始動させる必要がある場合には、前記発電機による前記エンジンのクランキングを開始し、
   １回目の点火により発生するエンジントルクを２回目以降の点火により発生するエンジントルクより抑制し、
   前記クランキングの最中であって、かつ前記低捩じり角度領域にあるときに前記１回目の点火を行う、車両のエンジン始動方法。
2. 請求項１に記載の車両のエンジン始動方法において、
   前記１回目の点火を行なう際の目標エンジントルクを、前記２回目以降の点火を行なう際の目標エンジントルクより小さく設定することにより、前記１回目の点火により発生するエンジントルクを抑制する、車両のエンジン始動方法。
3. 請求項１に記載の車両のエンジン始動方法において、
   前記１回目の点火を行なう際の点火時期を、前記２回目以降の点火を行なう際の点火時期に比べて遅角することにより、前記１回目の点火により発生するエンジントルクを抑制する、車両のエンジン始動方法。
4. 請求項１から３のいずれか一項の車両のエンジン始動方法が適用されるシリーズハイブリッド車両において、
   バッテリの供給可能電力が、車両の最大加速時に必要な電力より小さい、シリーズハイブリッド車両。
5. 発電及び力行が可能な発電機と、
   前記発電機と動力伝達経路を介して接続されるエンジンと、
   前記動力伝達経路に前記発電機側から順に配置される第１ハブ、第２ハブ及びフライホイールと、
   前記発電機及び前記エンジンを制御する制御部と、
   を備え、
   前記第１ハブと前記第２ハブが前記第１ハブ及び前記第２ハブの周方向に伸縮する第１バネで接続され、前記第２ハブと前記フライホイールが前記第２ハブ及び前記フライホイールの周方向に伸縮し、かつ前記第１バネよりもバネ定数の大きい第２バネで接続されており、
   エンジン始動時にエンジントルクが発生すると、前記第１ハブと前記第２ハブとの捩じり角が前記第１ハブと前記第２ハブとが接触するまでの低捩じり角度領域では前記第１バネによりトルク変動を吸収し、前記第１ハブと前記第２ハブとが接触した後の高捩じり角度領域では前記第２バネによりトルク変動を吸収する、車両のエンジン始動装置において、
   前記制御部は、
   前記エンジンを始動させる必要があるか否かを判断し、
   前記エンジンを始動させる必要がある場合には、前記発電機による前記エンジンのクランキングを開始し、
   １回目の点火により発生するエンジントルクを２回目以降の点火により発生するエンジントルクより抑制し、
   前記クランキングの最中であって、かつ前記低捩じり角度領域にあるときに前記１回目の点火を行うようプログラムされている、車両のエンジン始動装置。

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