(57)【要約】【課題】クランキングの開始時のショックを抑制可能な内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関の制御装置は、車両に搭載され、エンジンと、始動モータと、クランク位置判定手段と、トルク制御手段と、を備える。始動モータは、クランク軸に動力伝達が可能であり、エンジン始動時にクランク軸を回転させる。クランク位置判定手段は、エンジンの始動時のクランク軸の停止位置が所定範囲に属するか否か判定する。トルク制御手段は、クランク軸の停止位置が所定範囲に属する場合、停止位置が所定範囲に属しない場合と比較して、エンジンの始動時における始動モータのトルクの上昇度合いを減少させる。【選択図】図９
2011196205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンのクランク軸へ動力伝達が可能な始動モータと、
前記エンジンの始動時の前記クランク軸の停止位置が所定範囲に属するか否か判定するクランク位置判定手段と、
前記停止位置が前記所定範囲に属する場合、前記停止位置が前記所定範囲に属しない場合と比較して、前記エンジンの始動時における前記始動モータのトルクの上昇度合いを減少させるトルク制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記トルク制御手段は、前記停止位置が前記所定範囲に属する場合、前記停止位置が前記所定範囲に属しない場合と比較して、前記エンジンの回転数が所定回転数となるまで、前記上昇度合いを減少させる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記エンジンは、吸気カムシャフトと、排気カムシャフトと、前記クランク軸の回転を前記吸気カムシャフト及び前記排気カムシャフトに伝達するチェーンと、を備える２気筒エンジンであることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関（エンジン）の始動時の制御を行う制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンをクランキングする際の振動を低減させる技術が知られている。例えば、特許文献１には、エンジン始動時のクランク軸の停止位置に応じてクランキング時の制振トルクのゲインを設定する技術が開示されている。この場合、上述のゲインは、ピストンが圧縮上死点から離れるほど大きく設定される。また、特許文献２には、エンジン始動時の初期クランク位置に応じて、クランクトルクを変更することでエンジンの始動性を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２１４８１６号公報
【特許文献２】特表２００８−５０８４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
カムシャフトの状態によっては、カムシャフトとクランク軸との回転を伝達するチェーンに緩みが生じ、クランキングの開始時にショックが発生する可能性がある。この問題は、上述の特許文献には何ら開示されていない。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、クランキングの開始時のショックを抑制可能な内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの観点では、エンジンと、前記エンジンのクランク軸へ動力伝達が可能な始動モータと、前記エンジンの始動時の前記クランク軸の停止位置が所定範囲に属するか否か判定するクランク位置判定手段と、前記停止位置が前記所定範囲に属する場合、前記停止位置が前記所定範囲に属しない場合と比較して、前記エンジンの始動時における前記始動モータのトルクの上昇度合いを減少させるトルク制御手段と、を備える。
【０００７】
上記の内燃機関の制御装置は、車両に搭載され、エンジンと、始動モータと、クランク位置判定手段と、トルク制御手段と、を備える。始動モータは、クランク軸に動力伝達が可能であり、エンジン始動時にクランク軸を回転させる。クランク位置判定手段は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）であり、エンジンの始動時のクランク軸の停止位置が所定範囲に属するか否か判定する。ここで、「エンジン始動時のクランク軸の停止位置」とは、具体的にはクランキングを開始するときのクランク角を指す。即ち、クランク位置判定手段は、クランキングを行うエンジン始動時にクランク角が所定範囲に属するか否か判定する。上述の「所定範囲」は、例えばクランキング時にショックが発生する虞のあるクランク角の範囲であり、具体的には実験等に基づき定められる。トルク制御手段は、例えばＥＣＵであり、クランク軸の停止位置が所定範囲に属する場合、停止位置が所定範囲に属しない場合と比較して、エンジンの始動時における始動モータのトルクの上昇度合いを減少させる。ここで、「上昇度合い」とは、例えば上昇率（上昇レート）が該当する。このようにすることで、内燃機関の制御装置は、クランキング開始時のショックを低減させることができる。
【０００８】
上記の内燃機関の制御装置の一態様では、前記トルク制御手段は、前記停止位置が前記所定範囲に属する場合、前記停止位置が前記所定範囲に属しない場合と比較して、前記エンジンの回転数が所定回転数となるまで、前記上昇度合いを減少させる。この態様では、トルク制御手段は、エンジン回転数が所定回転数となるまで、始動モータのトルクの上昇度合いを減少させる。上述の「所定回転数」は、例えばクランキング時にショックが発生する虞が無いエンジン回転数の下限値に実験等に基づき設定される。一般に、エンジン回転数が高いほど、カムシャフトとクランク軸との回転を伝達するチェーンに緩みが生じにくくなる。従って、この態様では、内燃機関の制御装置は、適切に始動モータの上昇度合いを減少させる期間を定めることができる。
【０００９】
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記エンジンは、吸気カムシャフトと、排気カムシャフトと、前記クランク軸の回転を前記吸気カムシャフト及び前記排気カムシャフトに伝達するチェーンと、を備える２気筒エンジンである。特に、２気筒エンジンの場合、エンジン始動時のクランク軸の停止位置によって、吸気カムシャフトと排気カムシャフトとの間のチェーンの張力が急変し、各カムシャフトに衝撃トルクが発生する可能性がある。この場合であっても、内燃機関の制御装置は、エンジン始動時の始動モータのトルクの上昇度合いを減少させることで、上述の衝撃トルクに起因したマウント振動及びフロア振動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ハイブリッド車両の構成の一例を示す図である。
【図２】エンジン（内燃機関）の概略構成を示す図の一例である。
【図３】バルブシステムの一部を例示した図である。
【図４】バルブタイミングダイアグラムの一例である。
【図５】所定のクランク角におけるカムシャフト及びチェーンの状態を示す図の一例である。
【図６】所定のクランク角におけるカムシャフト及びチェーンの状態を示す図の一例である。
【図７】本実施形態に係る課題を説明するためのタイムチャートの一例である。
【図８】本実施形態に係る処理概要を示すタイムチャートの一例である。
【図９】本実施形態に係る処理手順を示すフローチャートの一例である。
【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好適な実施の形態について説明する。
【００１２】
［車両の構成］
まず、本発明の各実施形態に係る車両の制御装置を適用したハイブリッド車両について説明する。
【００１３】
図１は、車両１００の概略構成を示す図である。車両１００は、主に、エンジン１と、車軸２と、車輪３と、モータ（モータジェネレータ）ＭＧ１、ＭＧ２と、プラネタリギア４と、インバータ５と、バッテリ６と、ＥＣＵ５０と、を備える。
【００１４】
エンジン１は、供給される燃料と空気との混合気を燃焼させることによって動力を発生する装置である。例えば、エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどによって構成される。エンジン１は、ハイブリッド車両１００の主たる推進力を出力する動力源として機能する。エンジン１は、ＥＣＵ５０によって種々の制御が行われる。エンジン１の具体的な構成については、後述する。
【００１５】
車軸２は、エンジン１及びモータＭＧ２の動力を車輪３に伝達する動力伝達系の一部である。車輪３は、車両１００の車輪であり、説明の簡略化のため、図１では特に左右前輪のみが表示されている。
【００１６】
モータＭＧ１は、主としてバッテリ６を充電するための発電機、或いはモータＭＧ２に電力を供給するための発電機として機能するように構成されている。モータＭＧ１は、本発明における「始動モータ」の一例である。また、モータＭＧ２は、主としてエンジン１の出力をアシスト（補助）する電動機として機能するように構成され、車軸２に動力を伝達することができるように構成されている。モータＭＧ２の回転数は、ＥＣＵ５０によって制御される。
【００１７】
これらのモータＭＧ１及びモータＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。
【００１８】
プラネタリギア（遊星歯車機構）４は、エンジン１の出力をモータＭＧ１及び車軸２へ分配することが可能に構成された動力分割機構である。例えば、プラネタリギア４は、中心部に設けられた、サンギアと、サンギアの外周に同心円状に設けられたリングギアと、サンギアとリングギアとの間に配置されてサンギアの外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギアと、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支するキャリアとを備える。サンギアは、モータＭＧ１のロータに、その回転軸を共有する形で連結されて、その回転数はモータＭＧ１の回転数（以後、「ＭＧ１回転数Ｎｍｇ１」と呼ぶ。）と等価となる。また、リングギアは、図示しない減速機構を介して車軸２に連結され、その回転数は、車軸２の回転数と等価となる。更に、キャリアは、エンジン１のクランク軸に連結され、その回転数は、エンジン１の回転数（以後、「エンジン回転数Ｎｅ」と呼ぶ。）と等価となる。この場合、プラネタリギア４は、相互に差動関係にある複数の回転要素を備えた回転二自由度の遊星歯車機構であり、サンギア、キャリア及びリングギアのうち二要素の回転数が定まった場合に、残余の一回転要素の回転数が必然的に定まる。
【００１９】
インバータ５は、バッテリ６と、モータＭＧ１及びモータＭＧ２との間の電力の入出力を制御する直流交流変換機である。例えば、インバータ５は、バッテリ６から取り出した直流電力を交流電力に変換して、或いはモータＭＧ１によって発電された交流電力をそれぞれモータＭＧ２に供給すると共に、モータＭＧ１によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ６に供給することが可能に構成されている。
【００２０】
バッテリ６は、モータＭＧ１及びモータＭＧ２を駆動するための電源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。
【００２１】
ＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などを備え、車両１００内の各構成要素に対して種々の制御を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、エンジン１を駆動させる走行（以後、「エンジン走行」と呼ぶ。）と、エンジン１を停止させモータＭＧ２を駆動源とした走行（以後、「ＥＶ走行」とを呼ぶ。）と、を交互に実行する。即ち、ＥＣＵ５０は、走行中に、エンジン１の間欠運転を行う。また、ＥＣＵ５０は、モータＭＧ１のトルクにより、プラネタリギア４を介してクランク軸に動力を伝達し、クランキングを行う。さらに、ＥＣＵ５０は、クランキング前のクランク軸の停止位置によって、モータＭＧ１のトルクを調整する。このように、ＥＣＵ５０は、本発明におけるクランク位置判定手段及びトルク制御手段として機能する。
【００２２】
なお、上述の車両の構成は一例であり、本発明が適用可能な構成はこれに限定されない。例えば、車両１００は、上述の構成に加えて、外部電源からの電力をバッテリ６に充電可能な外部充電装置を備えてもよい。他の例では、プラネタリギア４は、複数の遊星歯車機構が組み合わされた複合型遊星歯車機構であってもよい。
【００２３】
［エンジンの概略構成］
次に、エンジン１の構成について図２を用いて説明する。図２は、図１に示したエンジン１の概略構成図の一例を示す。図中の実線矢印はガスの流れの一例を示している。
【００２４】
エンジン１は、主に、吸気通路１１と、スロットルバルブ１２と、燃料噴射弁１４ａと、吸気弁１４ｂと、点火プラグ１４ｃと、排気弁１４ｄと、気筒１５ａと、燃焼室１５ｂと、ピストン１５ｃと、コンロッド１５ｄと、排気通路１６と、を有する。なお、図２においては、説明の便宜上、１つの気筒１５ａのみを示しているが、実際にはエンジン１は複数の気筒１５ａを有する。
【００２５】
吸気通路１１には外部から導入された吸気（空気）が通過し、スロットルバルブ１２は吸気通路１１を通過する吸気の流量を調整する。スロットルバルブ１２は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ１２によって開度（以後、「スロットル開度Ｄ」と呼ぶ。）が制御される。
【００２６】
吸気通路１１を通過した吸気は、燃焼室１５ｂに供給される。また、燃焼室１５ｂには、燃料噴射弁（インジェクタ）１４ａによって噴射された燃料が供給される。
【００２７】
更に、燃焼室１５ｂには、吸気弁１４ｂと排気弁１４ｄとが設けられている。吸気弁１４ｂは、開閉することによって、吸気通路１１と燃焼室１５ｂとの連通／遮断を制御する。
【００２８】
燃焼室１５ｂ内では、上記のように供給された吸気と燃料との混合気が、点火プラグ１４ｃによって点火されることで燃焼される。この場合、燃焼によってピストン１５ｃが往復運動し、当該往復運動がコンロッド１５ｄを介してクランク軸（不図示）に伝達され、クランク軸が回転する。燃焼室１５ｂでの燃焼により発生した排気ガスは、排気通路１６より排出される。
【００２９】
アクセル開度センサ３１は、図示しないアクセルペダルの踏み込み量、即ちアクセル開度を検出する。アクセル開度センサ３１は、検出値を検出信号Ｓ３１によりＥＣＵ５０へ供給する。
【００３０】
クランクポジションセンサ３２は、クランク軸の回転位置を検出する。クランクポジションセンサ３２は、検出信号Ｓ３２をＥＣＵ５０へ供給する。
【００３１】
ＥＣＵ５０は、アクセル開度センサ３１に基づき検出したアクセル開度、クランクポジションセンサ３２に基づき検出したクランク角（以後、「クランク角ＣＡ」と呼ぶ。）及びエンジン回転数Ｎｅ等に基づきエンジン１の制御を行う。なお、ＥＣＵ５０は、クランクポジションセンサ３２により検出したクランク軸の回転位置を、所定の基準角度からの角度として算出し、クランク角ＣＡとする。
【００３２】
なお、上述のエンジン１の構成は一例であり、本発明が適用可能な構成は、必ずしもこれに限定されない。例えば、燃料噴射弁１４ａは、気筒１５ａ内へ直接噴射可能な位置に設置されてもよい。また、ピストン１５ｃの頭部の形状は、必ずしも図２に示されるように平坦な形状に限定されず、凹み形状を有してもよい。また、ＥＣＵ５０は、クランクポジションセンサ３２に代えて、他のセンサの検出信号に基づきエンジン１の出力軸の回転位置を検出又は推定してもよい。
【００３３】
次に、図３を参照し、エンジン１のバルブシステムの一例を説明する。図３は、エンジン１のバルブシステムの一部を例示した図である。図３に示すように、エンジンン１は、インテークカムシャフト２０（以後、「ＩＮカムシャフト２０」と呼ぶ。）と、エグゾーストカムシャフト２２（以後、「ＥＸカムシャフト２２」と呼ぶ。）と、クランク軸２４と、チェーン２５と、チェーンバイブレーションダンパー２６と、を備える。
【００３４】
図３に示すように、ＩＮカムシャフト２０は、各気筒１５ａに対応する断面略卵形のカム２１を備える。図３では、１気筒分のカム２１のみ例示されている。カム２１は、回転することによりアームを介して、又は直接に吸気弁１４ｂへ動力を伝達し、吸気弁１４ｂの開閉を行う。同様に、ＥＸカムシャフト２２は、各気筒１５ａにそれぞれ対応するカム２３を備える。そして、カム２３は、回転することにより図示しないアームを介して、又は直接に排気弁１４ｄへ動力を伝達し、排気弁１４ｄの開閉を行う。チェーン２５は、クランク軸２４の動力に基づき、ＥＸカムシャフト２２及びＩＮカムシャフト２０を駆動させるためのタイミングチェーンである。チェーンバイブレーションダンパー２６は、チェーン２５の振動を抑制するためのダンパーである。
【００３５】
以後では、ＥＸカムシャフト２２及びＩＮカムシャフト２０を特に区別しない場合、これらを「カムシャフト」と総称する。また、モータＭＧ１のトルクを、「ＭＧ１トルクＴｍｇ１」と呼ぶ。
【００３６】
［制御方法］
次に、ＥＣＵ５０が実行する制御について説明する。概略的には、ＥＣＵ５０は、エンジン１の始動時、即ち、クランキング直前時のクランク角ＣＡ（以後、「初期クランク角ＣＡｆ」と呼ぶ。）が所定範囲内にあり、かつ、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数以下の場合、ＭＧ１トルクＴｍｇ１の上昇度合いを減少させる。これにより、ＥＣＵ５０は、ＩＮカムシャフト２０及びＥＸカムシャフト２２の間のチェーン２５（以後、「カムシャフト間チェーン」と呼ぶ。）の張力（以後、単に「張力Ｔ」と呼ぶ。）の変化に伴うショックの発生を抑制する。
【００３７】
これについて具体的に説明する。まず、ＥＣＵ５０は、初期クランク角ＣＡｆが所定範囲（以後、「衝撃発生範囲Ｗｃａ」と呼ぶ。）にある場合、初期クランク角ＣＡｆが衝撃発生範囲Ｗｃａにない場合に比べ、ＭＧ１トルクＴｍｇ１の上昇レートを減少させる。ここで、衝撃発生範囲Ｗｃａは、クランキング時にカムシャフト間チェーンが緩んだ状態から張った状態へ遷移することにより、カムシャフトに衝撃トルクが発生する範囲であり、例えば実験等に基づき予め定められＥＣＵ５０のメモリに記憶される。衝撃発生範囲Ｗｃａについては、後述する効果のセクションでさらに説明する。これにより、ＥＣＵ５０は、初期クランク角ＣＡｆが衝撃発生範囲Ｗｃａにある場合であっても、張力Ｔの変化に伴うマウント振動及びフロア振動の発生を抑制することができる。
【００３８】
また、ＥＣＵ５０は、ＭＧ１トルクＴｍｇ１の上昇レートを減少させる場合、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数（以後、「回転数Ｎｅｔｈ」と呼ぶ。）以上になるまで継続する。ここで、回転数Ｎｅｔｈは、例えば張力Ｔの変化に起因してカムシャフトに衝撃トルクが発生する虞がないエンジン回転数Ｎｅの下限値に設定される。言い換えると、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数Ｎｅが回転数Ｎｅｔｈ以上の場合、チェーン２５が回転状態にあり、カムシャフト間チェーンの緩む度合いが小さく、ショックが発生しない、又は、発生するショックも小さいと判断し、ＭＧ１トルクＴｍｇ１の上昇レートの制限を行わない。これにより、ＥＣＵ５０は、ＭＧ１トルクＴｍｇ１の上昇レートを減少させるべきタイミングを的確に把握することができる。
【００３９】
（効果）
次に、本実施形態における効果について、図４乃至図７を参照して説明する。なお、以後では、エンジン１は、２気筒エンジンとし、各気筒をそれぞれ「第１気筒」及び「第２気筒」と称す。
【００４０】
図４は、吸気弁１４ｂ及び排気弁１４ｄのバルブタイミングを示すバルブタイミングダイアグラムの一例である。具体的には、矢印「Ｙ１ＩＮ」は、クランク角ＣＡに応じた第１気筒に係る吸気弁１４ｂ（以後、「第１気筒吸気弁」と呼ぶ。）の開弁時期を示し、矢印「Ｙ２ＥＸ」は、クランク角ＣＡに応じた第２気筒に係る排気弁１４ｄ（以後、「第２気筒排気弁」と呼ぶ。）の開弁時期を示す。また、図４に示すように、クランク角ＣＡは、左回りに変化するものとする。
【００４１】
ここで、クランク角ＣＡが位置「Ｐ１」にある場合、図４に示す第１気筒吸気弁は、開弁中であり、第２気筒排気弁は、閉弁中である。また、クランク角ＣＡが位置「Ｐ２」にある場合、第１気筒吸気弁は、開弁中であり、第２気筒排気弁は開弁直後である。そして、クランク角ＣＡが位置Ｐ１から位置Ｐ２に遷移する場合、カムシャフトの位相がそれぞれ変化し、カムシャフト間チェーンに張力Ｔの急激な変化が生じる。ここで、クランク角ＣＡが位置Ｐ１と位置Ｐ２との場合のカムシャフトの状態について図５、図６を用いて説明する。
【００４２】
図５は、クランク角ＣＡが位置Ｐ１にある場合のカム２１及びカム２３の状態を表す概略図である。図５では、カム２１は、第１気筒吸気弁に対応するものとし、カム２３は、第２気筒排気弁に対応するものとする。また、アーム２７は、カム２１の回転に基づき第１気筒吸気弁に動力を伝達する部位を示し、アーム２８は、カム２３の回転に基づき第２気筒排気弁に動力を伝達する部位を示す。また、アーム２７、２８は、それぞれ、第１気筒吸気弁又は第２気筒排気弁に備えられた図示しないスプリングの反力をカム２１、２３へ伝達する。また、図５中の矢印は、チェーン２５が回転する方向を示す。さらに、基準線「Ｌｓ」は、アーム２７、２８がカム２１、２３から圧力を受けない場合の標準位置を示す。
【００４３】
図５に示すカム２１は、ＩＮカムシャフト２０の回転に伴いアーム２７を基準線Ｌｓより下に押下している。従って、この場合、カム２１は、アーム２７の押下により生じるスプリングからの反力を受ける。その結果、ＩＮカムシャフト２０には、ＩＮカムシャフト２０の回転方向とは逆方向の負トルクが発生する。一方、図５において、カム２３は、アーム２８と接触しておらず、ＥＸカムシャフト２２には、トルクの変動が生じない。従って、図５の場合、ＩＮカムシャフト２０に生じた負トルクにより、カムシャフト間チェーンが緩んだ状態、即ち張力Ｔが小さい状態となる。
【００４４】
図６は、クランク角ＣＡが位置Ｐ２の場合のカム２１及びカム２３の状態を表す概念図である。図６に示すカム２１は、アーム２７を介してスプリングからの反力を受ける。その結果、ＩＮカムシャフト２０には、ＩＮカムシャフト２０の回転方向と同一の正トルクが発生する。一方、カム２３も同様に、アーム２８を押下するために生じるスプリングからの反力を受ける。その結果、ＥＸカムシャフト２２には、ＥＸカムシャフト２２の回転方向とは逆方向の負トルクが発生する。従って、この場合、ＩＮカムシャフト２０及びＥＸカムシャフト２２が共にカムシャフト間チェーンを引っ張る状態となり、カムシャフトチェーンが張った状態、即ち張力Ｔが大きい状態となる。
【００４５】
従って、クランク角ＣＡが図５に示す位置Ｐ１から図６に示す位置Ｐ２に遷移した場合、カムシャフト間チェーンが緩んだ状態から張った状態へ急激に変化する。よって、この場合、位置Ｐ２の時点において、カムシャフトに衝撃トルクが発生し、クランク軸２４等の回転方向へのロール振動が大きくなるという問題がある。
【００４６】
なお、図５及び図６に示すバルブシステムは、一例として、カム２１、２３がそれぞれアーム２７、２８を介して吸気弁１４ｂ、排気弁１４ｄを駆動する方式であった。しかし、これに代えて、カム２１、２３がそれぞれ直接吸気弁１４ｂ、排気弁１４ｄを駆動する直動式のバルブシステムも、同様の問題が生じる。
【００４７】
上述の問題について、図７のタイムチャートを参照し、さらに詳細に説明する。以後では、第１気筒に対応するカム２１、２３が基準線Ｌｓからそれぞれアーム２７、２８を押し下げた幅を、「第１気筒カムリフト量Ｌｃ１」と呼び、第２気筒に対応するカム２１、２３が基準線Ｌｓからそれぞれアーム２７、２８を押し下げた幅を、「第２気筒カムリフト量Ｌｃ２」と呼ぶ。また、カムシャフトのトルクを「カムトルクＴｃ」と呼ぶ。さらに、ＩＮカムシャフト２０がカムシャフト間チェーンへ及ぼす張力を、「ＩＮ側張力Ｔｉｎ」と呼び、ＥＸカムシャフト２２がカムシャフト間チェーンに及ぼす張力を、「ＥＸ側張力Ｔｅｘ」と呼ぶ。
【００４８】
図７は、本実施形態に係る制御を実行しない場合の比較例に係る処理概要を示すタイムチャートの一例である。図７は、上から順に、第１気筒カムリフト量Ｌｃ１、第２気筒カムリフト量Ｌｃ２、カムトルクＴｃ、ＩＮ側張力Ｔｉｎ、ＥＸ側張力Ｔｅｘを示す。そして、図７では、ＩＮカムシャフト２０に関連するグラフが実線のグラフ「Ａ１」乃至「Ａ４」、ＥＸカムシャフト２２に関連するグラフが破線のグラフ「Ｂ１」乃至「Ｂ４」により表されている。具体的には、図７において、グラフ「Ａ１」は、クランク角ＣＡの変化に伴うＩＮカムシャフト２０に係る第１気筒カムリフト量Ｌｃ１のグラフを示し、グラフ「Ｂ１」は、クランク角ＣＡの変化に伴うＥＸカムシャフト２２に係る第１気筒カムリフト量Ｌｃ１のグラフを示す。また、グラフ「Ａ２」は、クランク角ＣＡの変化に伴うＩＮカムシャフト２０に係る第２気筒カムリフト量Ｌｃ２のグラフを示し、グラフ「Ｂ２」は、クランク角ＣＡの変化に伴うＥＸカムシャフト２２に係る第２気筒カムリフト量Ｌｃ２のグラフを示す。さらに、グラフ「Ａ３」は、ＩＮカムシャフト２０に発生したカムトルクＴｃのうち、第１気筒の吸気弁１４ｂのスプリングの反力に起因して発生したトルク（以後、「第１ＩＮカムトルクＴｃ１ｉ」と呼ぶ。）に相当し、グラフ「Ａ４」は、ＩＮカムシャフト２０に発生したカムトルクＴｃのうち、第２気筒に対応する吸気弁１４ｂのスプリングの反力に起因して発生したトルク（以後、「第２ＩＮカムトルクＴｃ２ｅ」と呼ぶ。）に相当する。また、グラフ「Ｂ３」は、ＥＸカムシャフト２２に発生したカムトルクＴｃのうち、第１気筒の排気弁１４ｄのスプリングの反力に起因して発生したトルク（以後、「第１ＥＸカムトルクＴｃ１ｅ」と呼ぶ。）に相当し、グラフ「Ｂ４」は、ＥＸカムシャフト２２に発生したカムトルクＴｃのうち、第２気筒の排気弁１４ｄのスプリングの反力に起因して発生したトルク（以後、「第２ＥＸカムトルクＴｃ２ｅ」と呼ぶ。）に相当する。また、図７のＩＮ側張力Ｔｉｎ及びＥＸ側張力Ｔｅｘの表記で、「緩」は、カムシャフト間チェーンが緩む方向に力が働く状態を示し、「張」は、カムシャフト間チェーンが張る方向に力が働く状態を示し、「通常」は、カムシャフト間チェーンが緩む方向又は張る方向のいずれにも力が働いていない状態を示す。また、時刻「ｔ１」乃至「ｔ８」は、各クランク角ＣＡに対応する時刻を示す。
【００４９】
まず、時刻「ｔ１」までの間、ＩＮカムシャフト２０に係る第１気筒カムリフト量Ｌｃ１が上昇し（グラフＡ１参照）、これに伴う吸気弁１４ｂのスプリングの反力がカムシャフトの回転方向とは逆方向に及び、第１ＩＮカムトルクＴｃ１ｉが負トルクとなる（グラフＡ３参照）。そして、この場合、ＩＮ側張力Ｔｉｎは、「緩」となり、カムシャフト間チェーンを緩める方向に作用する。一方、このとき、ＥＸ側張力Ｔｅｘは、「通常」となり、張力Ｔに影響を及ぼさない。
【００５０】
そして、時刻ｔ１以後、ＩＮカムシャフト２０に係る第１気筒カムリフト量Ｌｃ１が下降し（グラフＡ１参照）、吸気弁１４ｂのスプリングの反力がカムシャフトの回転方向に及び、第１ＩＮカムトルクＴｃ１ｉが正トルクとなる（グラフＡ３参照）。そして、この場合、ＩＮ側張力Ｔｉｎは、「張」となり、カムシャフト間チェーンを張る方向に作用する。
【００５１】
次に、時刻ｔ１の直後に相当する時刻ｔ２では、ＥＸカムシャフト２２に係る第２気筒カムリフト量Ｌｃ２が上昇し（グラフＢ２参照）、第２ＥＸカムトルクＴｃ２ｅが負トルクとなる（グラフＢ３参照）。これに伴い、ＥＸ側張力Ｔｅｘは、「張」となり、張力Ｔを強める方向に作用する。
【００５２】
従って、時刻ｔ２の近傍では、張力Ｔが弱い状態から張力Ｔが強い状態へ急激にカムシャフト間チェーンの状態が変化する。よって、この場合、各カムシャフトに衝撃トルクが発生することとなる。
【００５３】
その後、時刻「ｔ３」で、ＥＸカムシャフト２２に係る第２気筒カムリフト量Ｌｃ２が減少すると共に、第２ＥＸカムトルクＴｃ２ｅが正値に変化する（グラフＢ２、Ｂ３参照）。これに伴い、ＥＸ側張力Ｔｅｘが「張」から「緩」へ遷移する。同様に、時刻「ｔ４」では、ＩＮカムシャフト２０に係る第１気筒カムリフト量Ｌｃ１が「０」になると共に、第１ＩＮカムトルクＴｃ１ｉも「０」になる（グラフＡ１、Ａ３参照）。これに伴い、ＩＮ側張力Ｔｉｎが「張」から「通常」へと遷移する。さらに時刻「ｔ５」では、ＥＸカムシャフト２２に係る第２気筒カムリフト量Ｌｃ２が「０」になると共に、第２ＥＸカムトルクＴｃ２ｅも「０」になる（グラフＢ２、Ｂ３参照）。これに伴い、第２ＥＸ側張力Ｔｅｘが「緩」から「通常」へ遷移する。その直後の時刻「ｔ６」では、ＩＮカムシャフト２０に係る第１気筒カムリフト量Ｌｃ１の変化及び第１ＩＮカムトルクＴｃ１ｉの変化に伴い、ＩＮ側張力Ｔｉｎが「通常」から「緩」へ遷移する。
【００５４】
次に、時刻「ｔ７」では、吸気弁１４ｂに係る第２気筒カムリフト量Ｌｃ２が減少を開始する共に、第２ＩＮカムトルクＴｃ２ｉが正値になる（グラフＡ２、Ａ４参照）。これに伴い、ＩＮ側張力Ｔｉｎが「緩」から「張」へ遷移する。そして、時刻ｔ７直後の時刻「ｔ８」では、排気弁１４ｄに係る第１気筒カムリフト量Ｌｃ１が上昇し始めると共に、第１ＥＸカムトルクＴｃ１ｅが負トルクとなる（グラフＢ１、Ｂ４参照）。そして、これに伴い、ＥＸ側張力Ｔｅｘが「通常」から「張」へ遷移する。
【００５５】
従って、時刻ｔ８の近傍では、張力Ｔが弱い状態から強い状態へと急激に変化し、カムシャフト間チェーンにショックが発生する。従って、この場合、各カムシャフトに衝撃トルクが発生することになる。
【００５６】
以上のように、図７に示すタイムチャートでは、時刻ｔ２、及び時刻ｔ８の近傍でそれぞれ張力Ｔの変化に起因した衝撃トルクが発生する。従って、時刻ｔ２又は時刻ｔ８の直前に相当するクランク角ＣＡが初期クランク角ＣＡｆの場合、具体的には、図７に示す所定範囲「Ｗｃａ１」及び所定範囲「Ｗｃａ２」に初期クランク角ＣＡｆが存在する場合には、時刻ｔ２又は時刻ｔ８時点でのエンジン回転数Ｎｅが小さい。よって、初期クランク角ＣＡｆが所定範囲Ｗｃａ１又は所定範囲Ｗｃａ１に属する場合、時刻ｔ２又は時刻ｔ８の近傍で、カムシャフト間チェーンが緩んだ状態から張った状態へ急変し、衝撃トルクが大きくなる。従って、この場合、所定範囲Ｗｃａ１、Ｗｃａ２は、衝撃発生範囲Ｗｃａとなる。
【００５７】
以上を勘案し、ＥＣＵ５０は、初期クランク角ＣＡｆが衝撃発生範囲Ｗｃａにある場合には、ＭＧ１トルクＴｍｇ１の上昇レートを減少させる。これにより、ＥＣＵ５０は、張力Ｔの急激な変化を抑制し、カムシャフトの衝撃トルクを低減することができる。
【００５８】
［タイムチャート］
図８は、本実施形態の処理概要を示すタイムチャートの一例である。なお、図８では、初期クランク角ＣＡｆが衝撃発生範囲Ｗｃａにある場合でもＭＧ１トルクＴｍｇ１の上昇レートを変更しない比較例も合わせて例示している。
【００５９】
図８は、上から順に、ＭＧ１トルクＴｍｇ１、エンジン回転数Ｎｅ、クランク角ＣＡ、及びマウント振動の上下の加速度を示す「マウント上下加速度」を示す。図８において、本実施形態の処理に関連するグラフが、実線のグラフ「Ｃ１」乃至「Ｃ４」により表され、比較例の処理に関連するグラフが、破線のグラフ「Ｄ１」乃至「Ｄ４」により表されている。具体的には、グラフ「Ｃ１」は、本実施形態に係るＭＧ１トルクＴｍｇ１の時間変化を示し、グラフ「Ｄ１」は、比較例に係るＭＧ１トルクＴｍｇ１の時間変化を示す。グラフ「Ｃ２」は、本実施形態に係るエンジン回転数Ｎｅの時間変化を示し、グラフ「Ｄ２」は、比較例に係るエンジン回転数Ｎｅの時間変化を示す。さらに、グラフ「Ｃ３」は、本実施形態に係るクランク角ＣＡの時間変化を示し、グラフ「Ｄ３」は、比較例に係るクランク角ＣＡの時間変化を示す。また、グラフ「Ｃ４」は、本実施形態に係るマウント上下加速度の時間変化を示し、グラフ「Ｄ４」は、比較例に係るマウント上下加速度の時間変化を示す。
【００６０】
まず、本実施形態の処理概要について図８を用いて説明する。ＥＣＵ５０は、時刻「ｔ１１」で、エンジン１を始動すべきと判断し、クランキングのためＭＧ１トルクＴｍｇ１の上昇を開始する（グラフＣ１参照）。このとき、ＥＣＵ５０は、初期クランク角ＣＡｆが衝撃発生範囲Ｗｃａにあることを確認し、ＭＧ１トルクＴｍｇ１の上昇レートを低減させる。その結果、クランク角ＣＡは、時刻ｔ１１以後、比較例と比べ、緩やかに変化する（グラフＣ３参照）。
【００６１】
そして、時刻ｔ１１以後の時刻「ｔ１３」では、クランク角ＣＡが、張力Ｔの変化に起因して衝撃トルクが発生するおそれがある所定クランク角「ＣＡ１」になる（グラフＣ３参照）。しかし、この場合であっても、ＭＧ１トルクＴｍｇ１の上昇レートが低減された結果、マウント上下加速度が許容可能な範囲に低減されている（グラフＣ４参照）。
【００６２】
そして、エンジン回転数Ｎｅが回転数Ｎｅｔｈに達する時刻「ｔ１４」で、ＥＣＵ５０は、ＭＧ１トルクＴｍｇ１の上昇レートの制限を解除する。そして、その後、ＥＣＵ５０は、エンジン走行を行う。
【００６３】
一方、比較例では、時刻ｔ１１以後、ＥＣＵ５０は、初期クランク角ＣＡｆが衝撃発生範囲Ｗｃａにある場合であっても、ＭＧ１トルクＴｍｇ１の上昇レートを制限しない（グラフＤ１参照）。従って、クランク角ＣＡが所定クランク角ＣＡ１になる時刻「ｔ１２」に、カムシャフト間チェーンの張力Ｔの変化に起因して衝撃トルクが発生し、マウント上下加速度が急変する（グラフＤ３、Ｄ４参照）。従って、この場合、車内にマウント振動が発生する。
【００６４】
以上のように、本実施形態によれば、比較例の場合と比べ、ＥＣＵ５０は、初期クランク角ＣＡｆが衝撃発生範囲Ｗｃａにある場合であっても、ＭＧ１トルクＴｍｇ１の上昇レートを制限することで、マウント振動を抑制することができる。
【００６５】
［処理フロー］
次に、本実施形態の処理手順について説明する。図９は、本実施形態においてＥＣＵ５０が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。ＥＣＵ５０は、図９に示すフローチャートの処理を、例えば所定の周期に従い繰り返し実行する。
【００６６】
まず、ＥＣＵ５０は、初期クランク角ＣＡｆが衝撃発生範囲Ｗｃａ内に存在するか否か判定する（ステップＳ１０１）。そして、ＥＣＵ５０は、初期クランク角ＣＡｆが衝撃発生範囲Ｗｃａ内に存在すると判断した場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２へ処理を進める。一方、ＥＣＵ５０は、初期クランク角Ｃａｆが衝撃発生範囲Ｗｃａ内にないと判断した場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、フローチャートの処理を終了する。即ち、この場合、ＥＣＵ５０は、車内に衝撃トルクに起因したマウント振動及びフロア振動が発生しない、又は当該各振動の度合いが許容可能な程度に小さいと判断し、フローチャートの処理を終了する。
【００６７】
次に、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数Ｎｅが回転数Ｎｅｔｈ未満か否か判定する（ステップＳ１０２）。そして、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数Ｎｅが回転数Ｎｅｔｈ未満の場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、ＭＧ１トルクＴｍｇ１の上昇レートを低減させる（ステップＳ１０３）。これにより、ＥＣＵ５０は、張力Ｔの急激な変化を抑制し、衝撃トルクの発生を抑制することができる。
【００６８】
一方、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数Ｎｅが回転数Ｎｅｔｈ以上の場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、フローチャートの処理を終了する。即ち、この場合、ＥＣＵ５０は、初期クランク角Ｃａｆが衝撃発生範囲Ｗｃａ内に存在した場合であっても、エンジン回転数Ｎｅが回転数Ｎｅｔｈに達したことから、衝撃トルクが発生する虞がないと判断する。これにより、ＥＣＵ５０は、不要にＭＧ１トルクＴｍｇ１の上昇レートを制限するのを抑制することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１  エンジン
２  車軸
３  車輪
４  プラネタリギヤ
５  インバータ
６  バッテリ
１１  吸気通路
１２  スロットルバルブ
１４ａ  燃料噴射弁
１４ｂ  吸気弁
１４ｃ  点火プラグ
１４ｄ  排気弁
１５ａ  気筒
１５ｃ  ピストン
１５ｄ  コンロッド
１６  排気通路
５０  ＥＣＵ
ＭＧ１、ＭＧ２  モータ
【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】
2011196205.tif 000009
【図８】
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【図９】
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