(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両のエンジン始動時にバルブタイミングを変化させる制御を行なう場合の、エンジン始動時の振動を低減する。【解決手段】本発明のハイブリッド車両において、エンジンは、吸気バルブの開閉タイミングを可変とする可変バルブタイミング機構を備え、モータジェネレータは、その出力トルクにより、エンジンをクランキングして始動させる。制御装置は、可変バルブタイミング機構とモータジェネレータとを制御する。エンジンの始動時における吸気バルブの閉弁タイミングは、ＢＤＣを跨ぐように進角制御される。またエンジン始動時におけるモータジェネレータの出力トルクは、エンジンのクランキングに要するクランキングトルクに、制振トルクを加えたトルクとなるように制御される。ここで、制振トルクは、吸気圧と吸気バルブの閉弁タイミングとに応じて決定される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブの開閉タイミングを可変とする可変バルブタイミング機構を備えるエンジンと、
モータジェネレータと、
前記可変バルブタイミング機構と前記モータジェネレータとを制御する制御装置と、
を備え、前記モータジェネレータによるクランキングにより前記エンジンを始動させることができるハイブリッド車両であって、
前記制御装置は、
前記エンジンの始動時に、前記吸気バルブの閉弁タイミングを、下死点を跨ぐように進角させるバルブタイミング制御を実行可能に構成されると共に、
前記エンジンの始動時に、前記バルブタイミング制御を実行する場合に、
吸気圧と前記閉弁タイミングとに応じて、制振トルクを決定し、
前記モータジェネレータの出力トルクが、前記エンジンのクランキングに要するクランキングトルクに、前記制振トルクを加えたトルクとなるように、前記モータジェネレータを制御する、
ように構成されたことを特徴とするハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジン及びモータを備えたハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び２には、ハイブリッド車両のエンジン始動時の振動を低減するための制振制御に関する技術が記載されている。より具体的に、例えば、特許文献１には、エンジン始動時にモータが出力するエンジン始動トルクを、エンジンのクランキングに必要なクランキングトルクに、制振トルクを加えたトルクとすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−９５０３２号公報
【特許文献２】特許第３９５８２２０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジン始動時の圧縮反力を低減するため、エンジン始動時に、吸気バルブの閉弁タイミング（以下、「ＩＶＣ」と称する）を遅角した遅閉じ状態から、下死点（以下「ＢＤＣ」と称する）を跨いで進角させて早閉じとする制御が採用されている場合がある。このような制御が採用されている場合、エンジン始動後に圧縮反力が一時的に増大する。この点、特許文献１及び２に記載の制振制御では、エンジン始動時における吸気バルブのバルブタイミングの変化による圧縮反力の変動が考慮されていない。従って、特許文献１及び２の制振制御における制振トルクでは、圧縮反力を相殺する効果を得ることができず、エンジン始動時の振動を低減できない虞がある。
【０００５】
本発明は、以上の課題を解決することを目的としてなされたものであり、エンジン始動時に、下死点を跨ぐようにＩＶＣを進角させる制御を行なう場合において、エンジン始動時の振動を低減できるように改良された制振制御を行なうハイブリッド車両を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハイブリッド車両は、エンジンとモータジェネレータと制御装置とを備える。エンジンは、吸気バルブの開閉タイミングを可変とする可変バルブタイミング機構を備える。モータジェネレータは、その出力トルクによるクランキングにより、エンジンを始動させることができる。
【０００７】
制御装置は、可変バルブタイミング機構とモータジェネレータとを制御する。制御装置は、エンジンの始動時に、吸気バルブの閉弁タイミングを、ＢＤＣを跨ぐように進角させるバルブタイミング制御を実行可能に構成されている。
【０００８】
また、制御装置は、エンジン始動時にバルブタイミング制御を実行する場合、制振トルクを、吸気圧と閉弁タイミングとに応じて決定し、モータジェネレータの出力トルクが、エンジンのクランキングに要するクランキングトルクに、制振トルクを加えたトルクとなるように、モータジェネレータを制御する。
【発明の効果】
【０００９】
エンジン始動時に、吸気バルブの閉弁タイミングを遅閉じの状態から、下死点を跨いで早閉じの状態に変化させる場合、圧縮反力は、バルブタイミングの変化に相関する変化を示す。この点、本発明では、エンジン始動時の制振トルクが、吸気圧と吸気バルブの閉弁タイミングに応じた値に決定される。これによりエンジン始動時の振動をより効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態におけるエンジン始動時の吸気バルブの閉弁タイミングについて説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態における制御の概要を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の実施の形態におけるエンジン始動時の圧縮反力の変化について説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態において制御装置が実行する制御のルーチンをフローチャートに示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
【００１２】
実施の形態１の車両は、動力源としてエンジンとモータジェネレータ（以下「ＭＧ」とも称する）とを備えるハイブリッド車両である。エンジンの各シリンダには、吸気バルブが備えられている。エンジンは、吸気バルブの作動特性を変更するための可変バルブタイミング機構として、ＭＤ-ＶＶＴ（Motor Drive Variable Valve Timing）機構（以下、単に「ＶＶＴ」とも称する）を備えている。ＶＶＴによって吸気バルブの開弁期間、開閉タイミング、リフト量を変化させることができる。
【００１３】
本実施の形態のハイブリッド車両のＭＧは、電動モータとしての機能と回生発電機としての機能を併せ持つ。ＭＧにはバッテリが接続されている。ＭＧの回生により得られた電力はバッテリに蓄電され、ＭＧを駆動するための電力がバッテリから供給される。
【００１４】
エンジンとＭＧとは、動力伝達を断続するクラッチを介して接続している。エンジンの出力軸はクラッチを介してトランスミッション（以下「Ｔ／Ｍ」とも称する）に接続し、Ｔ/Ｍの出力軸の動力はデファレンシャルギア等を介して車輪に伝達される。ただし、エンジン、モータジェネレータ、およびＴＭとの連結構成は、これに限られない。
【００１５】
本実施の形態１の車両に備えられた各種のセンサ及びアクチュエータは、制御装置に電気的に接続されている。制御装置はＥＣＵ(Electronic Control Unit)である。制御装置は、車両のシステム全体の制御を行うものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。ＲＯＭには、後述する車両減速時又は車両停止時の制御ルーチンを含む各種制御ルーチンが記憶されている。制御装置は、各センサからの信号に基づいて各制御ルーチンに従って各アクチュエータを操作することによって車両を制御する。
【００１６】
本実施の形態において、ＶＶＴは、大作用角ＭＤ−ＶＶＴであり、制御装置は、エンジン始動時に、ＩＶＣを遅角された遅閉じ状態から、ＢＤＣを跨いで進角させ、早閉じに移行する制御を実行する。図１は、ＶＶＴによる始動時のＩＶＣ変化の例を示す図である。図１に示されるように、本実施の形態では、エンジン始動時に、ＩＶＣを、遅閉じのタイミングＡから徐々に進角させ、ＢＤＣを跨いで早閉じのタイミングＢに移行する。
【００１７】
また制御装置は、エンジン始動条件（例えば、車速や駆動力の上昇要求時、バッテリの充電要求時等）が成立したときに、クランキングトルクに制振トルクを加えたトルクをＭＧから出力するように、ＭＧを制御する。
【００１８】
クランキングトルクは、エンジンのクランキングによってエンジン回転速度を上昇させてエンジンを始動させるために必要となるトルクである。クランキングトルクは、予め設定されたクランク角を引数とするマップを参照して、演算される。
【００１９】
制振トルクは、エンジン始動時のエンジントルク変動によって発生する振動を低減するための制振制御で要求されるトルクである。図２は、本実施の形態における制振制御の概要を説明するためのタイミングチャートである。制振制御における制振トルクの算出においては、まず、図２の（ａ）に示されるように、エンジン始動時からのクランク角度を軸とする基本波形を制御周期ごとに決定する。基本波形は、実験又はシミュレーション等によって予め求められたクランク角度とエンジントルク変動との関係に応じて決定される。
【００２０】
制振トルクは、この制振制御の基本波形に、図２の（ｂ）に示される制振制御ゲインを乗じることで算出される。制振制御ゲインは、吸気圧とバルブタイミングとを軸とするマップに基づいて決定される。
【００２１】
図３は、始動時の圧縮反力の変化について説明するための図である。図３のなかで、実線Ａは、エンジン始動時にＶＶＴを遅閉じから早閉じに変化させた場合の圧縮反力の変化を示し、破線Ｂは、比較例として、エンジン始動時にＶＶＴを変化させない場合の圧縮反力の変化を示している。
【００２２】
図３に示されるように、始動時に吸気バルブタイミングを固定とする従来の場合、圧縮反力は、エンジン始動後一圧縮目が最も高く、それ以降、吸気負圧によって減少する。一方、始動時にＩＶＣを進角させる制御を行なう場合の圧縮反力は、始動後一圧縮目は小さく、それ以降、一時的に増加した後で、減少する。
【００２３】
図３に示されるように、バルブタイミングが固定された状態の従来のエンジン始動であれば、圧縮反力は、吸気負圧により一意的に決まる。従って、圧縮反力による振動を低減するための制振トルクは、吸気負圧から一意的に決定することができる。
【００２４】
一方、エンジン始動時にＢＤＣを跨いでＩＶＣを進角する制御を実行する場合、圧縮反力は、バルブタイミングの影響を受けるため、吸気負圧から一意的に決定することはできない。従って、本実施の形態では、吸気圧とバルブタイミングと圧縮反力との関係を予め実験又はシミュレーション等によって求め、この関係に基づいて、吸気圧とバルブタイミングとを軸とする制振制御ゲインのマップ（以下「ゲインマップ」とも称する）を作成し、制御装置に記憶しておく。制振制御ゲインは、このゲインマップに従って、圧縮反力と吸気圧に応じて算出される。
【００２５】
図２に示されるように、ＭＧトルクの指令値は、基本波形に制振制御ゲインを乗じて求められた制振トルクと、クランキングトルクとを加算することが求められる。エンジン始動時に、ＭＧトルクが出力されることで、従来の場合と比較してフロア振動が抑制されている。
【００２６】
図４は、本実施の形態で制御装置が実行する制御ルーチンについて説明するための図である。図４のルーチンでは、まず、ステップＳ１０２において、エンジン始動開始フラグがＯＮとされたことを検知する。ここでエンジン始動開始フラグは、エンジン始動条件が成立した場合にＯＮとされるフラグである。
【００２７】
ステップＳ１０２において、エンジン始動開始フラグがＯＮとなったことが検知されると、次に、ステップＳ１０４に進み、現在のＭＧ回転数と、バルブタイミングと、吸気圧とが取得される。
【００２８】
次に、ステップＳ１０６に進み、現在のＭＧ回転数がクランク角度に変換される。次に、ステップＳ１０８に進み、ステップＳ１０６で算出されたクランク角度に対する制振制御の基本波形が算出される。基本波形とクランク角度との関係を定めたマップは、予め制御装置に記憶されている。
【００２９】
次に、ステップＳ１１０に進み、ステップＳ１０４で検出されたバルブタイミングと吸気圧に応じて、ゲインマップに基づいて制振制御ゲインが算出される。制振制御と、バルブタイミングと吸気圧との関係を定めたマップは、予め制御装置に記憶されている。
【００３０】
次に、ステップＳ１１２に進み、制振トルクが算出される。ここで算出される制振トルクは、ステップＳ１０８で抽出された基本波形に、ステップＳ１１０で算出された制振制御ゲインを乗じた値である。
【００３１】
次に、ステップＳ１１４に進み、ＭＧトルク指令値が算出される。ここで算出されるＭＧトルク指令値は、マップに従って算出されたクランキングトルクに、ステップＳ１１２で算出された制振トルクを加算した値である。ＭＧは、算出されたＭＧトルクを出力するように、制御装置に記憶されたＭＧの制御プログラムにより制御される。
【００３２】
次に、ステップＳ１１６に進み、エンジン回転速度が規定回転速度より高くなったか否かが判別される。ここで規定回転速度は、アイドル振動等に基づいて予め設定された回転速度である。
【００３３】
ステップＳ１１６において、エンジン回転速度が規定回転速度以下と判別された場合、処理は、ステップＳ１０４に戻され、ステップＳ１０４〜Ｓ１１４の処理とステップＳ１１６の判定とが繰り返される。一方、ステップＳ１１６において、回転速度が規定回転速度より高いと判別された場合、今回の処理は一旦終了する。
【００３４】
以上説明したように、本実施の形態の制御によれば、エンジン始動時に付与される制振トルクは、吸気圧とバルブタイミングとに応じて決定される。従って、エンジン始動時に、バルブタイミングの制御によって圧縮反力が変化する場合にも、この変化に応じた制振トルクを付与することができる。従って、エンジン始動時の振動をより効果的に抑制することができる。
【００３５】
なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【図１】
2020045035.tif 000003
【図２】
2020045035.tif 000004
【図３】
2020045035.tif 000005
【図４】
2020045035.tif 000006