(57)【要約】      （修正有）【課題】エンジンを始動する際に車体に与える振動のより抑制を図る。【解決手段】エンジンを始動する際に値０から所定トルクＴａ１に増加するクランキングトルクＴｃｒがモータから出力されるようモータを制御するものにおいて、クランキングトルクＴｃｒが値０から所定トルクＴａ１まで増加するのに要する時間ｔ１（増加所要時間）と所定トルクＴａ１とエンジンのクランキング開始からの経過時間ｔと駆動源ユニットの固有振動周波数と駆動源ユニットの車体に対する角度とを用いて表わされる過渡応答式を用いて、駆動源ユニットの車体に対する角度の２階微分（加速度）の絶対値の最大値が許容値以下となる最短時間を時間（増加所要時間）に定める。【選択図】図２
2014223845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと該エンジンの出力軸に接続されたモータとを有する駆動源ユニットがマウント部材を介して車体に取り付けられたハイブリッド自動車であって、
前記エンジンを始動する際、値０から所定トルクに増加するクランキングトルクが前記モータから出力されるよう該モータを制御する始動時制御手段を備え、
前記クランキングトルクが値０から前記所定トルクに増加するのに要する増加所要時間は、該増加所要時間をｔｕｐ，前記所定トルクをＴａ，前記駆動源ユニットの慣性モーメントをＩｅ，前記駆動源ユニットの固有振動周波数をωｎ，前記駆動源ユニットの前記車体に対する角度をθ，前記エンジンのクランキング開始からの経過時間をｔとしたときに次式（Ａ）を用いて定められる時間である、
ハイブリッド自動車。
【数１】
2014223845.tif 000007
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
前記増加所要時間ｔｕｐは、前記式（Ａ）における前記角度θの２階微分の絶対値の最大値が許容値以下となる最短時間である、
ハイブリッド自動車。
【請求項３】
請求項１または２記載のハイブリッド自動車であって、
前記クランキングトルクは、前記経過時間ｔが時間ｔｕｐ／２のときにトルクＴａ／２となり、前記経過時間ｔが前記時間ｔｕｐ／２より前のときのトルクの変化形状と前記時間ｔｕｐ／２より後のときのトルクの変化形状とが前記時間ｔｕｐ／２および前記トルクＴａ／２からなる点に対して点対称となるよう定められるトルクである、
ハイブリッド自動車。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
前記クランキングトルクは、前記所定トルクに至った後に該所定トルクより小さな第２所定トルクに減少するトルクであり、
前記クランキングトルクが前記所定トルクから減少し始める減少開始タイミングは、前記エンジンの回転数が振動励起範囲内で該エンジンの圧縮膨張反力の周期と前記駆動源ユニットの固有振動周期との差が所定範囲内とならないよう定められるタイミングである、
ハイブリッド自動車。
【請求項５】
請求項４記載のハイブリッド自動車であって、
前記クランキングトルクは、前記第２所定トルクに至った後に値０に減少するトルクであり、
前記クランキングトルクが前記第２所定トルクから減少し始める第２減少開始タイミングは、前記減少開始タイミングが早いほど遅くなるよう定められるタイミングである、
ハイブリッド自動車。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
前記駆動源ユニットは、車軸に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸と前記モータの回転軸とに３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、前記駆動軸に回転軸が接続された第２モータと、を備える装置である、
ハイブリッド自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、エンジンとエンジンの出力軸に接続されたモータとを有する駆動源ユニットがマウント部材を介して車体に取り付けられたハイブリッド自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド自動車としては、動力分配統合機構（遊星歯車機構）のサンギヤとキャリアとリングギヤとに第１モータとエンジンと駆動軸とが接続されると共に駆動軸に第２モータが接続されたものにおいて、エンジンを点火開始回転数以上の回転数までモータリング可能なトルクとしての仮モータリングトルクに対してエンジンの始動時に生じ得る共振の周波数成分を除去する共振除去フィルタを用いてフィルタ処理を施すことによって第１モータのトルク指令を設定し、このトルク指令のトルクが第１モータから出力されてエンジンがクランキングされて始動されるようエンジンと第１モータとを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、こうした処理により、エンジンの始動時に車両に生じ得る共振を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、こうしたハイブリッド自動車では、エンジンや第１モータ，第２モータを有する駆動源ユニットがマウント部材を介して車体に取り付けられている。駆動源ユニットの仕様によっては、上述の設定手法による第１モータのトルク指令の設定ではエンジンを始動する際に車体に与える振動を十分に抑制できないことがあり、改善の余地がある。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車は、エンジンを始動する際に車体に与える振動のより抑制を図ることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンと該エンジンの出力軸に接続されたモータとを有する駆動源ユニットがマウント部材を介して車体に取り付けられたハイブリッド自動車であって、
前記エンジンを始動する際、値０から所定トルクに増加するクランキングトルクが前記モータから出力されるよう該モータを制御する始動時制御手段を備え、
前記クランキングトルクが値０から前記所定トルクに増加するのに要する増加所要時間は、該増加所要時間をｔｕｐ，前記所定トルクをＴａ，前記駆動源ユニットの慣性モーメントをＩｅ，前記駆動源ユニットの固有振動周波数をωｎ，前記駆動源ユニットの前記車体に対する角度をθ，前記エンジンのクランキング開始からの経過時間をｔとしたときに次式（Ａ）を用いて定められる時間である、
ことを要旨とする。
【０００８】
【数１】
2014223845.tif 000003
【０００９】
この本発明のハイブリッド自動車では、エンジンを始動する際に値０から所定トルクに増加するクランキングトルクがモータから出力されるようモータを制御するものにおいて、クランキングトルクが値０から所定トルクに増加するのに要する増加所要時間は、増加所要時間をｔｕｐ，所定トルクをＴａ，駆動源ユニットの慣性モーメントをＩｅ，駆動源ユニットの固有振動周波数をωｎ，駆動源ユニットの車体に対する角度をθ，エンジンのクランキング開始からの経過時間をｔとしたときに式（Ａ）を用いて定められる。これにより、駆動源ユニットの慣性モーメントＩｅや固有振動数ωｎを反映した増加所要時間ｔｕｐを用いたクランキングトルクとすることができ、増加所要時間ｔｕｐをより適正に設定すれば、エンジンを始動する際に車体に与える振動のより抑制を図ることができる。
【００１０】
ここで、式（Ａ）は、経過時間ｔが値０から増加所要時間ｔｕｐまでのクランキングトルクを次式（Ｂ）により表わされるトルクとしたときの駆動源ユニットの過渡応答（振動応答）を示す式である。また、式（Ａ）中、駆動源ユニットの固有振動周波数ωｎは、駆動源ユニットの剛性をＫθとしたときに式（Ｃ）により計算することができる。
【００１１】
【数２】
2014223845.tif 000004
【００１２】
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記増加所要時間ｔｕｐは、前記式（Ａ）における前記角度θの２階微分の絶対値の最大値が許容値以下となる最短時間である、ものとすることもできる。こうすれば、車体に与える振動の抑制とエンジンの迅速なクランキングとの両立を図ることができる。ここで、許容値を値０とする場合、式（Ａ）より、増加所要時間ｔｕｐは、時間２π／ωｎとなる。
【００１３】
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記クランキングトルクは、前記経過時間ｔが時間ｔｕｐ／２のときにトルクＴａ／２となり、前記経過時間ｔが前記時間ｔｕｐ／２より前のときのトルクの変化形状と前記時間ｔｕｐ／２より後のときのトルクの変化形状とが前記時間ｔｕｐ／２および前記トルクＴａ／２からなる点に対して点対称となるよう定められるトルクである、ものとすることもできる。
【００１４】
さらに、本発明のハイブリッド自動車において、前記クランキングトルクは、前記所定トルクに至った後に該所定トルクより小さな第２所定トルクに減少するトルクであり、前記クランキングトルクが前記所定トルクから減少し始める減少開始タイミングは、前記エンジンの回転数が振動励起範囲内で該エンジンの圧縮膨張反力の周期と前記駆動源ユニットの固有振動周期との差が所定範囲内とならないよう定められるタイミングである、ものとすることもできる。こうすれば、駆動源ユニットが車体に与える振動が大きく増幅されるのを抑制することができる。ここで、「振動励起範囲」は、エンジンのピストンによる圧縮膨張反力に起因して駆動源ユニットが車体に与える振動が励起（増幅）されるエンジンの回転数範囲を意味する。この態様のハイブリッド自動車において、前記クランキングトルクは、前記第２所定トルクに至った後に値０に減少するトルクであり、前記クランキングトルクが前記第２所定トルクから減少し始める第２減少開始タイミングは、前記減少開始タイミングが早いほど遅くなるよう定められるタイミングである、ものとすることもできる。
【００１５】
あるいは、本発明のハイブリッド自動車において、前記駆動源ユニットは、車軸に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸と前記モータの回転軸とに３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、前記駆動軸に回転軸が接続された第２モータと、を備える装置である、ものとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】クランキングトルクＴｃｒの一例を示す説明図である。
【図３】過渡応答式における増加所要時間ｔｕｐと角度θの２階微分（駆動源ユニット２１の車体に対する加速度αに相当する）の絶対値の最大値との関係を示す説明図である。
【図４】エンジン２２をクランキングして始動する際のエンジン２２の回転数とエンジン２２のピストンによる圧縮膨張反力との関係の一例を示す説明図である。
【図５】エンジン２２の回転数が回転数Ｎｆ１以上に至った後の１回目の反力ピークタイミングと２回目の反力ピークタイミングとの時間間隔Δｔと１回目の圧縮膨張反力振動と２回目の圧縮膨張反力振動との関係の一例を示す説明図である。
【図６】仮時間ｔ２ｔｍｐを用いると時間間隔Δｔが３Ｔｎ／４〜５Ｔｎ／４の範囲内となるときの仮時間ｔ２ｔｍｐと時間ｔ２との関係の一例を示す説明図である。
【図７】時間ｔ３を設定する際の様子を示す説明図である。
【図８】変形例の立ち上がり部分のクランキングトルクＴｃｒの一例を示す説明図である。
【図９】変形例の立ち上がり部分のクランキングトルクＴｃｒの一例を示す説明図である。
【図１０】変形例の立ち上がり部分のクランキングトルクＴｃｒの一例を示す説明図である。
【図１１】変形例の立ち上がり部分のクランキングトルクＴｃｒの一例を示す説明図である。
【図１２】変形例の立ち上がり部分のクランキングトルクＴｃｒの一例を示す説明図である。
【図１３】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１４】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１５】変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１８】
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する２気筒や３気筒のエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された後段軸としてのキャリア軸３４にキャリアが接続されると共に駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子（回転軸）がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子（回転軸）が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。
【００１９】
エンジン２２とプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とは、筐体に収容された状態で一体化されてユニット（以下、駆動源ユニットという）２１を構成しており、車体への振動の伝達を抑制するためのマウント部材２１ａ（例えば、ゴム製のものなど）を介して車体に取り付けられている。駆動源ユニット２１の車体への取り付け（マウント）は、例えば、予め駆動源ユニット２１が取り付けられたサブフレームを複数のマウント部材２１ａを介して車体に取り付けることなどによって行なわれる。
【００２０】
エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランクポジションθｃｒなどが入力ポートを介して入力されている。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。また、エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００２１】
モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えば、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転角速度ωｍ１，ωｍ２や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００２２】
バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号などが入力されている。また、バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に送信する。なお、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、図示しない電流センサにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい許容入出力電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。
【００２３】
ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションセンサ８２により検出されるシフトポジションＳＰとしては、駐車時に用いる駐車ポジション（Ｐポジション），後進走行用のリバースポジション（Ｒポジション），中立のニュートラルポジション（Ｎポジション），前進走行用のドライブポジション（Ｄポジション）などがある。
【００２４】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の運転を伴って走行するハイブリッド走行（ＨＶ走行）や、エンジン２２の運転を停止して走行する電動走行（ＥＶ走行）で走行する。
【００２５】
ＨＶ走行での走行時には、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行に要求される（駆動軸３６に出力すべき）要求トルクＴｒ＊を設定し、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算し、計算した走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づくバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じて車両に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する。そして、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行ない、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。このＨＶ走行での走行時には、要求パワーＰｅ＊が停止用閾値Ｐｓｔｏｐ未満に至ったときなどエンジン２２の停止条件が成立したときに、エンジン２２の運転を停止してＥＶ走行での走行に移行する。
【００２６】
ＥＶ走行での走行時には、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する。そして、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。このＥＶ走行での走行時には、ＨＶ走行による走行時と同様に計算した要求パワーＰｅ＊が始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上に至ったときなどエンジン２２の始動条件が成立したときに、エンジン２２を始動してＨＶ走行での走行に移行する。
【００２７】
ここで、エンジン２２の始動は、エンジン２２をクランキングするためのクランキングトルクＴｃｒをモータＭＧ１から出力すると共にこのクランキングトルクＴｃｒの出力に伴って駆動軸３６に作用するトルクをキャンセルするためのキャンセルトルクＴｃｎをモータＭＧ２から出力することによってエンジン２２をクランキングし、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数（例えば、８００ｒｐｍや１０００ｒｐｍなど）以上に至ったときに燃料噴射制御や点火制御などを開始する、ことによって行なわれる。なお、このエンジン２２の始動の最中もバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ２の駆動制御が行なわれる。即ち、モータＭＧ２から出力すべきトルクは、要求トルクＴｒ＊とキャンセルトルクＴｃｎとの和のトルクとなる。
【００２８】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、クランキングトルクＴｃｒを設定する際の動作について説明する。図２は、クランキングトルクＴｃｒの一例を示す説明図である。クランキングトルクＴｃｒは、実施例では、クランキング開始から経過時間ｔが値０から時間ｔ１（増加所要時間ｔｕｐ）に至るまでは値０から正の所定トルクＴａ１まで増加し、経過時間ｔが時間ｔ１に至ってからは所定トルクＴａ１で一定となり、経過時間ｔが時間ｔ２（第１減少開始タイミング）に至ると、所定トルクＴａ１から所定トルクＴａ２に減少して一定となり、経過時間ｔがｔ３（第２減少開始タイミング）に至ると、所定トルクＴａ２から値０に減少して一定となる、よう設定するものとした。ここで、所定トルクＴａ１は、エンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させるために予め定められたトルクであり、所定トルクＴａ２は、モータＭＧ１の電力消費やモータＭＧ１から出力されて駆動軸３６に作用するトルクを小さくするために予め定められたトルクである。実施例では、時間ｔ１（増加所要時間ｔｕｐ），時間ｔ２（第１減少開始タイミング），時間ｔ３（第２減少開始タイミング）をエンジン２２の仕様などを考慮して工場出荷前に設定するものとした。なお、工場出荷前に限られず、例えば、エンジン２２の始動条件が成立したときなどに設定するものとしてもよい。以下、時間ｔ１（増加所要時間ｔｕｐ），時間ｔ２（第１減少開始タイミング），時間ｔ３（第２減少開始タイミング）の設定について順に説明する。
【００２９】
まず、時間ｔ１（増加所要時間ｔｕｐ）の設定について設定する。経過時間ｔが値０から増加所要時間ｔｕｐに至るまで（立ち上がり部分）のクランキングトルクＴｃｒは、実施例では、所定トルクＴａ１と増加所要時間ｔｕｐと経過時間ｔとを用いて次式（１）により表わされるトルクを用いるものとした。この立ち上がり部分のクランキングトルクＴｃｒは、式（１）から解るように、経過時間ｔが時間ｔｕｐ／２（図２では時間ｔ１／２）のときにトルクＴａ１／２となり、経過時間ｔが時間ｔｕｐ／２より前のときのトルクの変化形状と時間ｔｕｐ／２より後のときのトルクの変化形状とが時間ｔｕｐ／２およびトルクＴａ１／２からなる点に対して点対称となる。また、この立ち上がり部分のクランキングトルクＴｃｒを用いたときの過渡応答（振動応答）式は、所定トルクＴａと増加所要時間ｔｕｐと駆動源ユニット２１の慣性モーメントＩｅと駆動源ユニット２１の固有振動周波数ωｎと駆動源ユニット２１の車体に対する角度θ（駆動源ユニット２１が縦置きのときにはロール方向の角度，横置きのときにはピッチ方向の角度）と経過時間ｔとを用いて式（２）により表わすことができる。ここで、式（２）中、駆動源ユニット２１の固有振動周波数ωｎは、駆動源ユニット２１の剛性Ｋθと慣性モーメントＩｅとを用いて式（３）により表わすことができる。図３は、この過渡応答式における増加所要時間ｔｕｐと角度θの２階微分（駆動源ユニット２１の車体に対する加速度αに相当する）の絶対値の最大値との関係を示す説明図である。この図３より、増加所要時間ｔｕｐを値２π・ｋ／ωｎ（ｋは１以上の整数）とすれば、駆動源ユニット２１の車体に対する加速度αの絶対値の最大値が値０となるから、立ち上がり部分のクランキングトルクＴｃｒによっては駆動源ユニット２１が車体に対して振動を与えないと考えられる。また、駆動源ユニット２１が車体に若干の振動を与えるのを許容するときには（図３中、許容値の破線参照）、加速度αの絶対値の最大値が許容値以下となる最短時間（図３中、時間ｔｕｐ１）を増加所要時間ｔｕｐに設定することにより、車体に与える振動を許容範囲内としつつクランキングトルクＴｃｒを迅速に大きくすることができる、即ち、車体に与える振動の抑制とエンジン２２の迅速なクランキングとの両立を図ることができる。
【００３０】
【数３】
2014223845.tif 000005
【００３１】
次に、時間ｔ２（第１減少開始タイミング）の設定について説明する。図４は、エンジン２２をクランキングして始動する際のエンジン２２の回転数とエンジン２２のピストンによる圧縮膨張反力との関係の一例を示す説明図である。図４中、「Ｎｆ１」，「Ｎｆ２」は、エンジン２２のピストンによる圧縮膨張反力に起因して駆動源ユニット２１が車体に与える振動（以下、圧縮膨張反力振動という）が励起（増幅）されるエンジン２２の回転数範囲（以下、振動励起範囲という）である。この回転数Ｎｆ１，Ｎｆ２は、駆動源ユニット２１の固有振動周波数ｆｎを中心とするプラスマイナスｆｎ／４の範囲（即ち３ｆｎ／４〜５ｆｎ／４の範囲）をエンジン２２の回転数範囲に換算したときの下限，上限であり、駆動源ユニット２１の固有振動周波数ｆｎが１０Ｈｚの場合にはそれぞれ７．５Ｈｚ，１２．５Ｈｚに相当する回転数４５０ｒｐｍ，７５０ｒｐｍを２気筒エンジンでは用いることができる。図５は、エンジン２２の回転数が回転数Ｎｆ１以上に至った後の１回目の圧縮膨張反力がピークとなるタイミング（以下、反力ピークタイミングという）と２回目の反力ピークタイミングとの時間間隔Δｔと１回目の圧縮膨張反力振動と２回目の圧縮膨張反力振動との関係の一例を示す説明図である。図５（ａ）は、時間間隔Δｔが駆動ユニット２１の固有振動周期Ｔｎ（固有振動周波数ｆｎの逆数）を中心とするプラスマイナスＴｎ／４の範囲（即ち３Ｔｎ／４〜５Ｔｎ／４の範囲）内となるときの１回目の圧縮膨張反力振動と２回目の圧縮膨張反力振動との関係の一例を示し、図５（ｂ）は、時間間隔Δｔが３Ｔｎ／４〜５Ｔｎ／４の範囲外（Δｔ＞５Ｔｎ／４）となるときの１回目の圧縮膨張反力振動と２回目の圧縮膨張反力振動との関係の一例を示す。時間間隔Δｔが３Ｔｎ／４〜５Ｔｎ／４の範囲内となるときには、エンジン２２の回転数が振動励起範囲内で反力ピークタイミングが２回以上生じ、図５（ａ）に示すように、１回目の圧縮膨張反力振動と２回目の圧縮膨張反力振動とが同相となり、車体に与える振動が増幅される。一方、時間間隔Δｔが３Ｔｎ／４〜５Ｔｎ／４の範囲外（Δｔ＞５Ｔｎ／４）となるときには、エンジン２２の回転数が振動励起範囲内で反力ピークタイミングが１回となり（２回目の反力ピークタイミングが振動励起範囲を通過した後となり）、図５（ｂ）に示すように、１回目の圧縮膨張反力振動と２回目の圧縮膨張反力振動とが逆相となり、車体に与える振動が低減される。したがって、実施例では、時間間隔Δｔが３Ｔｎ／４〜５Ｔｎ／４の範囲外（Δｔ＞５Ｔｎ／４）となるよう、即ち、エンジン２２の回転数が振動励起範囲内で反力ピークタイミングが１回となるよう、時間ｔ２（第１減少開始タイミング）を設定するものとした。なお、エンジン２２の回転数が振動励起範囲内でないときには、時間間隔Δｔが３Ｔｎ／４〜５Ｔｎ／４の範囲内でも、車体に与える振動はそれほど大きくならないことが実験や解析によって解った。
【００３２】
具体的には、まず、従来の手法（時間間隔Δｔを考慮せずに時間ｔ２を設定する手法）によって時間ｔ２の仮の値としての仮時間ｔ２ｔｍｐを設定する。そして、経過時間ｔが仮時間ｔ２ｔｍｐに至ったときにクランキングトルクＴｃｒを所定トルクＴａ１から減少させ始めると時間間隔Δｔが３Ｔｎ／４〜５Ｔｎ／４の範囲内となるか否かを判定する。この判定は、エンジン２２の仕様などに基づいて実験や解析によって行なうことができる。そして、仮時間ｔ２ｔｍｐを用いると時間間隔Δｔが３Ｔｎ／４〜５Ｔｎ／４の範囲外となる（エンジン２２の回転数が振動励起範囲内で反力ピークタイミングが１回となる）ときには、その仮時間ｔ２ｔｍｐを時間ｔ２に本設定する。一方、仮時間ｔ２ｔｍｐを用いると時間間隔Δｔが３Ｔｎ／４〜５Ｔｎ／４の範囲内となる（エンジン２２の回転数が振動励起範囲内で反力ピークタイミングが２回以上となる）ときには、時間間隔Δｔが範囲３Ｔｎ／４〜５Ｔｎ／４内とならないよう仮時間ｔ２より短い値として時間ｔ２を設定（本設定）する。仮時間ｔ２ｔｍｐを用いると時間間隔Δｔが３Ｔｎ／４〜５Ｔｎ／４の範囲内となるときの仮時間ｔ２ｔｍｐと時間ｔ２との関係の一例を図６に示す。図中、一点鎖線は、従来の手法によって仮時間ｔ２ｔｍｐを設定したときのクランキングトルクＴｃｒとエンジン２２の回転数との関係の一例を示し、実線は、実施例の手法によって時間ｔ２ｔｍｐより短い時間ｔ２を設定したときのクランキングトルクＴｃｒとエンジン２２の回転数との関係の一例を示す。この場合、時間ｔ２を仮時間ｔ２ｔｍｐより短くする（第１減少開始タイミングを早くする）ことによって、エンジン２２の回転数の増加を緩やかにして時間間隔Δｔを長くし、時間間隔Δｔが３Ｔｎ／４〜５Ｔｎ／４の範囲外（Δｔ＞５Ｔｎ／４）となるよう、即ち、エンジン２２の回転数が振動励起範囲内で反力ピークタイミングが１回となるようにするのである。こうした手法によって時間ｔ２（第１減少開始タイミング）を設定することにより、車体に与える振動が増幅されて大きくなるのを抑制することができる。
【００３３】
次に、時間ｔ３（第２減少開始タイミング）の設定について説明する。図７は、時間ｔ３を設定する際の様子を示す説明図である。図中、実線は実施例の手法によるクランキングトルクＴｃｒとエンジン２２の回転数との関係を示し、一点鎖線は、従来の手法によるクランキングトルクＴｃｒとエンジン２２の回転数との関係を示す。また、時間ｔ２，ｔ３は、実施例の手法による第１減少開始タイミング，第２減少開始タイミングを示し、時間ｔ２ｃｍ（＝ｔ２ｔｍｐ），ｔ３ｃｍは、従来の手法による第１減少開始タイミング，第２減少開始タイミングを示す。図７から解るように、従来の手法による時間ｔ２ｃｍより実施例の手法による時間ｔ２を短くした場合、エンジン２２の回転数は緩やかに上昇する。したがって、実施例の場合に、従来の手法による時間ｔ３ｃｍと同一のタイミングでクランキングトルクＴｃｒを所定トルクＴａ２から減少させ始めると、エンジン２２の回転数Ｎｅを従来の手法と同様の回転数まで上昇させることが困難となる。実施例では、これを踏まえて、時間ｔ２を時間ｔ２ｃｍより短くしたことによるエンジン２２の回転数の上昇の低下分を補うように時間ｔ３を時間ｔ３ｃｍより長くするものとした。具体的には、時間ｔ２ｃｍを時間ｔ２に短くしたことによるクランキングトルクＴｃｒの時間積算値の減少分Ｓ１と、時間ｔ３ｃｍを時間ｔ３に長くしたことによるクランキングトルクＴｃｒの時間積算値の増加分Ｓ２と、が等しくなるように時間ｔ３を設定するものとした。したがって、時間ｔ２が時間ｔ２ｃｍに対して短くなる（減少分Ｓ１が大きくなる）ほど時間ｔ３が時間ｔ３ｃｍに対して長くなる（増加分Ｓ２が大きくなる）。これにより、エンジン２２の回転数を従来の手法と同様の回転数まで上昇させることができる。
【００３４】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２を始動する際に値０から所定トルクＴａ１に増加するクランキングトルクＴｃｒがモータＭＧ１から出力されるようモータＭＧ１を制御するものにおいて、クランキングトルクＴｃｒが値０から所定トルクＴａ１まで増加するのに要する増加所要時間ｔｕｐと所定トルクＴａ１とエンジン２２のクランキング開始からの経過時間ｔと駆動源ユニット２１の慣性モーメントＩｅと駆動源ユニット２１の固有振動周波数ωｎと駆動源ユニット２１の車体に対する角度θとを用いて上述の式（２）により表わされる過渡応答式を用いて、駆動源ユニット２１の車体に対する角度θの２階微分（加速度α）の絶対値の最大値が許容値以下となる最短時間を増加所要時間ｔｕｐに定めるから、車体に与える振動を許容範囲内としつつクランキングトルクＴｃｒを所定トルクＴａ１に迅速に増加させることができる。即ち、車体に与える振動の抑制とエンジン２２の迅速なクランキングとの両立を図ることができる。
【００３５】
また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２の回転数が振動励起範囲の下限の回転数Ｎｆ１以上に至った後の１回目の反力ピークタイミングと２回目の反力ピークタイミングとの時間間隔Δｔが駆動ユニット２１の固有振動周期Ｔｎを中心とするプラスマイナスＴｎ／４の範囲内とならないタイミング、即ち、エンジン２２の回転数が振動励起範囲内で反力ピークタイミングが１回となるタイミングでクランキングトルクＴｃｒを所定トルクＴａ１から減少させ始めるから、車体に与える振動が増幅されて大きくなるのを抑制することができる。
【００３６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、上述の式（２）により表わされる過渡応答式を用いて、駆動源ユニット２１の車体に対する加速度αの絶対値の最大値が許容値以下となる最短時間を増加所要時間ｔｕｐに定めるものとしたが、加速度αの絶対値の最大値が許容値以下となる範囲であれば、最短時間以外の時間を増加所要時間ｔｕｐに設定するものとしてもよい。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の回転数が振動励起範囲内で時間間隔Δｔが３Ｔｎ／４〜５Ｔｎ／４の範囲内とならないよう、即ち、エンジン２２の回転数が振動励起範囲内で反力ピークタイミングが１回となるよう、時間ｔ２（第１減少開始タイミング）を設定するものとしたが、従来の手法によって時間ｔ２を設定するものとしてもよい。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、時間ｔ２ｃｍを時間ｔ２に短くしたことによるクランキングトルクＴｃｒの時間積算値の減少分Ｓ１と、時間ｔ３ｃｍを時間ｔ３に長くしたことによるクランキングトルクＴｃｒの時間積算値の増加分Ｓ２と、が等しくなるように時間ｔ３を設定するものとしたが、時間ｔ２が時間ｔ２ｃｍより短いときに、時間ｔ３ｃｍより所定時間だけ長くなるよう時間ｔ３を設定するものとしてもよいし、時間ｔ２に拘わらず（時間ｔ２が時間ｔ２ｃｍより短いか否かに拘わらず）一律に時間ｔ３ｃｍを時間ｔ３に設定するものとしてもよい。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、２気筒や３気筒のエンジン２２を用いるものとしたが、４気筒や６気筒，８気筒のエンジンを用いるものとしてもよい。この場合、２気筒や３気筒の場合に比して、エンジンの圧縮膨張反力の間隔が短くなることから、クランキングトルクＴｃｒの立ち上がり部分（経過時間ｔが値０から時間ｔ１まで）での車体に与える振動と、エンジン２２の圧縮膨張反力に起因して車体に与える振動（圧縮膨張反力振動）と、が重畳しやすくなる。したがって、両者の振動が同相となる場合には、実施例と同様に、クランキングトルクＴｃｒの立ち上がり部分で、駆動源ユニット２１の車体に対する加速度αの絶対値の最大値が小さくなるよう時間ｔ１（増加所要時間ｔｕｐ）を設定することによって車体に与える振動を抑制し、両者の振動が逆相となる場合には、実施例とは反対に、クランキングトルクＴｃｒの立ち上がり部分で、駆動源ユニット２１の車体に対する加速度αの絶対値の最大値がある程度大きくなるよう（両者の振動が互いに弱め合うよう）時間ｔ１を設定するものとしてもよい。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、立ち上がり部分のクランキングトルクＴｃｒは、所定トルクＴａ１と増加所要時間ｔｕｐと経過時間ｔとを用いて上述の式（１）により表わされるトルク（図２参照）を用いるものとしたが、図８〜図１２の変形例に例示するトルクを用いるものとしてもよい。ここで、立ち上がり部分のクランキングトルクＴｃｒは、所定トルクＴａと増加所要時間ｔｕｐと経過時間ｔとを用いて、図８の場合には次式（４）により表わされるトルクであり、図９の場合には式（５）により表わされるトルクであり、図１０の場合には式（６）により表わされるトルクである。この図８〜図１２の場合でも、実施例と同様に、立ち上がり部分のクランキングトルクＴｃｒは、経過時間ｔが時間ｔｕｐ／２のときにトルクＴａ１／２となり、経過時間ｔが時間ｔｕｐ／２より前のときのトルクの変化形状と時間ｔｕｐ／２より後のときのトルクの変化形状とが時間ｔｕｐ／２およびトルクＴａ１／２からなる点に対して点対称となる。したがって、実施例と同様に、図８〜図１２のそれぞれについて、クランキングトルクＴｃｒに応じた過渡応答（振動応答）式を表わすことができ、過渡応答式を用いて得られる増加所要時間ｔｕｐと角度θの２階微分（駆動源ユニット２１の車体に対する加速度α）の絶対値の最大値との関係を用いて、駆動源ユニット２１の車体に対する加速度αの絶対値の最大値が許容値以下となる最短時間を増加所要時間ｔｕｐとして用いれば、振動を許容範囲としつつクランキングトルクＴｃｒを迅速に大きくすることができる、即ち、振動の抑制とエンジン２２の迅速なクランキングとの両立を図ることができる。
【００４１】
【数４】
2014223845.tif 000006
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２からの動力を駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力するものとしたが、図１３の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２からの動力を駆動軸３６が接続された車軸（駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された車軸）とは異なる車軸（図１３における車輪３９ａ，３９ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力するものとしたが、図１４の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフトに接続されたインナーロータ２３２と駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に接続されたアウターロータ２３４とを有しエンジン２２からの動力の一部を駆動軸３６に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動軸３６に出力するものとしたが、図１５の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に変速機３３０を介してモータＭＧを取り付けると共にモータＭＧの回転軸にクラッチ３２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機３３０とを介して駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機３３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。
【００４５】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「モータ」に相当し、駆動源ユニット２１が「駆動源ユニット」に相当し、エンジン２２をクランキングするためのクランキングトルクＴｃｒがモータＭＧ１から出力されるようモータＭＧ１を制御する、ＨＶＥＣＵ７０とモータＥＣＵ４０とが「始動時制御手段」に相当する。
【００４６】
ここで、「エンジン」としては、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２に限定されるものではなく、如何なるタイプのエンジンであっても構わない。「第１モータ」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、エンジンの出力軸に接続されたものであれば如何なるタイプのモータであっても構わない。「駆動源ユニット」としては、エンジン２２とプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とが筐体に収容された状態で一体化されてマウント部材２１ａを介して車体に取り付けられたものに限定されるものではなく、エンジンとモータとを有しマウント部材を介して車体に取り付けられたものであれば如何なるものとしても構わない。「始動時制御手段」としては、エンジン２２を始動する際に値０から所定トルクＴａ１に増加するクランキングトルクＴｃｒがモータＭＧ１から出力されるようモータＭＧ１を制御するものにおいて、クランキングトルクＴｃｒが値０から所定トルクＴａ１まで増加するのに要する増加所要時間ｔｕｐと所定トルクＴａ１とエンジン２２のクランキング開始からの経過時間ｔと駆動源ユニット２１の慣性モーメントＩｅと駆動源ユニット２１の固有振動周波数ωｎと駆動源ユニット２１の車体に対する角度θとを用いて上述の式（２）により表わされる過渡応答式を用いて、駆動源ユニット２１の車体に対する角度θの２階微分（加速度α）の絶対値の最大値が許容値以下となる最短時間を増加所要時間ｔｕｐに定めるものに限定されるものではなく、エンジンを始動する際に値０から所定トルクに増加するクランキングトルクがモータから出力されるようモータを制御するものにおいて、クランキングトルクが値０から所定トルクに増加するのに要する増加所要時間が、増加所要時間をｔｕｐ，所定トルクをＴａ，駆動源ユニットの慣性モーメントをＩｅ，駆動源ユニットの固有振動周波数をωｎ，駆動源ユニットの車体に対する角度をθ，エンジンのクランキング開始からの経過時間をｔとしたときに式（Ａ）を用いて定められるものであれば如何なるものとしても構わない。
【００４７】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００４８】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
２０，１２０，２２０，３２０  ハイブリッド自動車、２１  駆動源ユニット、２１ａ  マウント部材、２２  エンジン、２３  クランクポジションセンサ、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  プラネタリギヤ、３４  キャリア軸、３６  駆動軸、３７  デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ  駆動輪、３９ａ，３９ｂ  車輪、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、５０  バッテリ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ、２３０  対ロータ電動機、２３２  インナーロータ、２３４  アウターロータ、３２９  クラッチ、３３０  変速機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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