(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの始動クランキングまたは発電を行う第１の回転電機と、車両の駆動を行う第２の回転電機と、車両の駆動輪にエンジン回転を伝達するクラッチと、車両運転状態に応じて前記クラッチと各回転電機の作動状態を制御する制御回路とを備えたハイブリッド車両において、
始動クランキング時のエンジン振動に対応した第１の減衰特性とアイドル運転時のエンジン振動に対応した第２の減衰特性とを含む少なくとも２つの振動特性を設定可能な可変エンジンマウントと、
前記可変エンジンマウントの減衰特性を運転状態に応じて設定する減衰特性制御手段と、
エンジン始動時の完爆を判定する完爆判定手段とを備え、
前記減衰特性制御手段を、前記クラッチの締結・切断状態と完爆判定手段の判定結果に基づき、
クラッチ締結状態では第１の減衰特性、
クラッチ切断状態かつ完爆までは第１の減衰特性、
クラッチ切断状態かつ完爆後は第２の減衰特性
となるように、ぞれぞれ前記可変エンジンマウントを制御するように構成した車両のエンジンマウント装置。
【請求項２】
前記完爆判定手段は、始動クランキング時の第１の回転電機のトルクを検出する起動時トルク検出手段を備え、前記始動クランキング時のトルクが予め定めた基準値よりも低下したときに完爆と判定する請求項１に記載の車両のエンジンマウント装置。
【請求項３】
前記ハイブリッド車両は、始動要求が生じたときに直ちにエンジンを完爆させる即始動モードと、エンジン回転をある程度上昇させておいてから燃料供給をして完爆させるリカバー始動モードとを有するハイブリッド車両であって、
始動クランキング時の第１の回転電機のトルクを検出する起動時トルク検出手段と、エンジン回転速度を検出する回転検出手段とを備え、
前記即始動モードでは、エンジン回転速度が予め定めた基準値を超えたときに完爆と判定し、前記リカバー始動モードでは、第１の回転電機のトルクが予め定めた基準値よりも低下したときに完爆と判定するようにした請求項１に記載の車両のエンジンマウント装置。
【請求項４】
前記減衰特性制御手段は、エンジン始動後にクラッチが切られ、かつ第１の回転電機が発電作動しているシリーズ発電モードのときに可変エンジンマウントを第２の減衰特性に設定するように構成した請求項１から請求項３の何れかに記載の車両のエンジンマウント装置。
【請求項５】
前記減衰特性制御手段は、前記シリーズ発電モードにおいて、エンジン回転数または車速の何れかがそれぞれの基準値以上であるときは可変エンジンマウントを第１の減衰特性に設定するように構成した請求項４に記載の車両のエンジンマウント装置。
【請求項６】
前記第１の減衰特性は高い減衰力を発生し、第２の減衰特性は低い減衰力を発生する特性であることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の車両のエンジンマウント装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン振動が車体に伝達するのを運転状態に応じて効果的に抑制することが可能な可変エンジンマウントを備えたエンジンマウント装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術と解決すべき課題】
車両用のエンジンマウントは運転中のエンジン振動が車体に伝達されるのを緩和する機能をも担っているが、振動の特性は運転状態によって異なるため固定的な特性のエンジンマウントでは望ましい防音・防振性能は得られない。例えば、始動時や高速回転時に生じる大きなエンジン振動を緩和するためにエンジンマウントに高い減衰力特性を与えると、アイドル運転時の振動減衰が不十分となって車室内にこもり音を生じる等の不都合が起きる。これに対して、運転状態に応じて減衰力を可変設定できるようにした可変エンジンマウント装置が提案されている（特開平５−３１９１０９号公報等参照）。
【０００３】
しかしながら、従来の可変エンジンマウント装置では、エンジン始動の当初に設定した比較的高い減衰力特性を発揮するシェイクモードから、タイマにより一定時間が経過したのちにアイドル運転用の比較的低い減衰力特性を発揮するアイドルモードへと切り換えるようにしていたため、エンジン始動後もしばらくの間はシェイクモードのままとなる場合があり、その間はこもり音が発生してまう。またタイマ設定時間が短かすぎれば始動の途中でアイドルモードに切り替わってしまうので始動時に特有の大きな振動を吸収することができず乗員に不快感を与えるおそれを生じる。
【０００４】
また、ハイブリッド車では、車両発進時にそれまで停止していたエンジンを即座に始動させる即始動モードのほかに、始動クランキングを継続してエンジン回転を通常の始動時よりも上昇させてから燃料供給および点火を開始して完爆を行わせるリカバー始動モードを備えたものがあり、前記それぞれの始動モードは始動開始からエンジン完爆に至るまでの時間が異なるので、こうした複数の始動モードを備えた車両においては従来の制御ではエンジンマウントの特性を適切に切り換えることができない。
【０００５】
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、ハイブリッド車両の運転状態に応じて減衰特性を的確に切り換えられるようにした可変エンジンマウント装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、エンジンの始動クランキングまたは発電を行う第１の回転電機と、車両の駆動を行う第２の回転電機と、車両の駆動輪にエンジン回転を伝達するクラッチと、車両運転状態に応じて前記クラッチと各回転電機の作動状態を制御する制御回路とを備えたハイブリッド車両において、
始動クランキング時のエンジン振動に対応した第１の減衰特性とアイドル運転時のエンジン振動に対応した第２の減衰特性とを含む少なくとも２つの振動特性を設定可能な可変エンジンマウントと、
前記可変エンジンマウントの減衰特性を運転状態に応じて設定する減衰特性制御手段と、
エンジン始動時の完爆を判定する完爆判定手段とを備え、
前記減衰特性制御手段を、前記クラッチの締結・切断状態と完爆判定手段の判定結果に基づき、
クラッチ締結状態では第１の減衰特性、
クラッチ切断状態かつ完爆までは第１の減衰特性、
クラッチ切断状態かつ完爆後は第２の減衰特性
となるように、ぞれぞれ前記可変エンジンマウントを制御するように構成した。
【０００７】
第２の発明は、前記完爆判定手段を、始動クランキング時の第１の回転電機のトルクを検出する起動時トルク検出手段を備え、前記始動クランキング時のトルクが予め定めた基準値よりも低下したときに完爆と判定するものとした。
【０００８】
第３の発明は、前記ハイブリッド車両を、始動要求が生じたときに直ちにエンジンを完爆させる即始動モードと、エンジン回転をある程度上昇させておいてから燃料供給をして完爆させるリカバー始動モードとを有するハイブリッド車両であって、
始動クランキング時の第１の回転電機のトルクを検出する起動時トルク検出手段と、エンジン回転速度を検出する回転検出手段とを備え、
前記即始動モードでは、エンジン回転速度が予め定めた基準値を超えたときに完爆と判定し、前記リカバー始動モードでは、第１の回転電機のトルクが予め定めた基準値よりも低下したときに完爆と判定するようにした。
【０００９】
第４の発明は、前記減衰特性制御手段を、エンジン始動後にクラッチが切られ、かつ第１の回転電機が発電作動しているシリーズ発電モードのときに可変エンジンマウントを第２の減衰特性に設定するように構成した請求項１から請求項３の何れかに記載の車両のエンジンマウント装置。
【００１０】
第５の発明は、前記第４の発明の減衰特性制御手段を、前記シリーズ発電モードにおいて、エンジン回転数または車速の何れかがそれぞれの基準値以上であるときは可変エンジンマウントを第１の減衰特性に設定するように構成した。
【００１１】
第６の発明は、上記各発明において、第１の減衰特性は高い減衰力を発生し、第２の減衰特性は低い減衰力を発生する特性を有するものとした。
【００１２】
【作用・効果】
上記第１の発明によれば、クラッチ締結状態においても第１の減衰特性に設定される。これにより、エンジン駆動力を使用して走行中の振動伝達を緩和することができる。また、クラッチ切断状態ではエンジンが完爆と判定されるまでは可変エンジンマウントは第１の減衰特性に設定される。これにより、始動クランキング時に特有の大きなエンジン振動または揺動を緩和して車体の振動を効果的に低減することができる。さらに、クラッチ切断状態でエンジンが始動して完爆と判定されると、可変エンジンマウントは第２の減衰特性に設定される。これにより、アイドル運転時に特有の振動が緩和されることから車室内こもり音の発生などアイドル運転時に発生しがちな騒音を防止することができる。このように可変エンジンマウントの減衰特性を完爆判定に基づいて切り換えることから、エンジンの振動発生状態に対して不適切な減衰特性となるようなことがなく、ハイブリッド車両において常に効果的な振動・騒音低減効果が発揮される。
【００１３】
なお、上述のような始動時のエンジン振動とアイドル運転時のエンジン振動とに対応するには、第６の発明として示したように、通常は第１の減衰特性として比較的高い減衰力を発生し、第２の減衰特性として比較的低い減衰力を発生する特性を設定する。
【００１４】
エンジンが始動完爆するとクランキング時に比較して回転速度が顕著に上昇するので、例えば第３の発明のようにエンジン回転速度がエンジンに応じて予め定めた基準値を超えたときに完爆と判定することができる。
【００１５】
また、本発明のようなハイブリッド車両では、始動クランキングを行う第１の回転電機のトルクがエンジンの完爆に伴って低下することから、第３の発明として示したように、この始動クランキング時のトルクを検出してこれを予め定めた基準値と比較することで完爆を判定することができる。
【００１６】
また、本発明のようなハイブリッド車両では、アイドル運転に対応した第２の減衰特性が要求されるのは、シリーズ発電すなわちエンジン運転状態でクラッチが切られ、かつ第１の回転電機が発電作動しているときに限られることが多く、このような場合には第４の発明として示したように、シリーズ発電モードのときに限り可変エンジンマウントを第２の減衰特性に設定するように図ることにより、ハイブリッド車両における可変エンジンマウントの制御を単純化することができる。
【００１７】
一方、上記各発明のようにエンジンの完爆を判定して可変エンジンマウントの減衰特性を切り換えるようにしたことにより、車体の振動や騒音の発生を的確に防止できるのみならず、エンジン始動後の可変エンジンマウントの無駄な切り換え動作を回避してその耐久性を向上させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明を適用したハイブリッド車両の実施形態につき図面に基づいて説明する。図１において、このハイブリッド車両のパワートレインは、モータ１、エンジン２、電磁クラッチ３、モータ４、無段変速機５、減速装置６、差動装置７および駆動輪８から構成される。モータ１の出力軸、エンジン２の出力軸およびクラッチ３の入力軸は互いに連結されている。前記モータ１とモータ４がそれぞれ上記発明の第１の回転電機、第２の回転電機に相当する。
【００１９】
モータ１とエンジン２は所定の回転比を有する減速装置（図示せず）を介して相互駆動可能に連結されており、またクラッチ３の出力軸、モータ４の出力軸および無段変速機５の入力軸は互いに連結されている。
【００２０】
クラッチ３締結時はエンジン２とモータ４が車両の推進源となり、クラッチ３開放時はモータ４のみが車両の推進源となる。エンジン２またはモータ４の駆動力は、無段変速機５、減速装置６および差動装置７を介して駆動輪８へ伝達される。無段変速機５には油圧装置９から圧油が供給され、ベルトのクランプと潤滑がなされる。
【００２１】
モータ１は主としてエンジン始動と発電に用いられ、モータ４は主として車両の力行と減速時の回生運転に用いられる。また、モータ１０は油圧装置９のオイルポンプ駆動用である。ただしクラッチ３締結時には、モータ１を車両の力行と制動に用いることもでき、モータ４をエンジン始動や発電に用いることもできる。
【００２２】
モータ１，４，１０はそれぞれ、インバータ１１，１２，１３により駆動される。インバータ１１〜１３は共通のＤＣリンク１４を介して強電バッテリ１５に接続されており、強電バッテリ１５の直流電力を交流電力に変換してモータ１，４，１０へ供給するとともに、モータ１，４の交流発電電力を直流電力に変換して強電バッテリ１５を充電する。なお、インバータ１１〜１３は互いにＤＣリンク１４を介して接続されているので、回生運転中のモータにより発電された電力を強電バッテリ１５を介さずに直接、力行運転中のモータへ供給することもできる。
【００２３】
１６は本発明の制御手段に相当するコントローラであり、マイクロコンピュータとその周辺装置や各種アクチュエータなどを備え、クラッチ３の伝達トルク、モータ１，４，１０の回転数や出力トルク、無段変速機５の変速比、エンジン２の燃料噴射量・噴射時期、点火時期、可変エンジンマウント（後述）の減衰特性などを制御する。このコントローラ１６には低圧の補助バッテリ３３から電源が供給される。
【００２４】
コントローラ１６には、図２に示すように、キースイッチ２０、セレクトレバースイッチ２１、アクセルペダルセンサ２２、ブレーキスイッチ２３、車速センサ２４、バッテリ温度センサ２５、バッテリＳＯＣ検出装置２６、エンジン回転センサ２７、スロットル開度センサ２８が接続される。
【００２５】
アクセルペダルセンサ２２はアクセルペダルの踏み込み量を検出し、ブレーキスイッチ２３はブレーキペダルの踏み込み状態を検出する。車速センサ２４は車両の走行速度を検出し、バッテリ温度センサ２５は強電バッテリ１５の温度を検出する。バッテリＳＯＣ検出装置２６は強電バッテリ１５の実容量の代表値であるＳＯＣ（State Of Charge）を検出する。また、エンジン回転センサ２７はエンジン２の回転速度を検出し、スロットル開度センサ２８はエンジン２のスロットルバルブ開度を検出する。
【００２６】
コントローラ１６にはさらに、エンジン２の燃料噴射装置３０、点火装置３１、可変エンジンマウント３２などが接続される。コントローラ１６は、燃料噴射装置３０を制御してエンジン２への燃料の供給と停止および燃料噴射量・噴射時期を調節するとともに、点火装置３１を駆動してエンジン２の点火時期制御を行う。また、コントローラ１６は可変エンジンマウント３２を制御してその減衰特性を、エンジン始動時の振動に対応して比較的高い減衰力を発生する第１の減衰特性（以下「シェイクモード」という。）またはシリーズ発電時の振動に対応して比較的低い減衰力を発生する第２の減衰特性（以下「アイドルモード」という。）の何れかに制御する。
【００２７】
図３は、上記可変エンジンマウント３２の概略構成図である。可変エンジンマウント３２は、車体に固定される本体４１とその上下に取り付けられた支持ゴム４２およびダイアフラム４３によって内部にオイルを封入した中空構造となっている。本体４１内には仕切壁４５によって上下の油室４６および４７が画成されている。前記仕切壁４５には２つのオリフィス４８ａ、４８ｂが設けられており、第１のオリフィス４８ａが上下油室４６，４７を常時連通しているのに対して、第２のオリフィス４８ｂはロータリバルブ４９により前記油室間の連通を開閉何れかに切換可能となっている。前記ロータリバルブ４９はＤＣモータ等からなるアクチュエータ５０により開閉駆動される。このアクチュエータ５０によるロータリバルブ４９の開閉切換は上記コントローラ１６によって制御される。
【００２８】
可変エンジンマウント３２の支持ゴム４２にはエンジン固定部５１が設けられており、このエンジン固定部５１に取り付けられたエンジンの振動に伴い、支持ゴム４２が変形して上下油室４６，４７を拡縮させる。例えばエンジン振動に伴い固定部５１が下方に付勢されたときは上部油室４６が縮小してその内部のオイルはオリフィス４８ａまたは４８ｂを経由して下部油室４７に入り、油室４７の容積を拡大させる。固定部５１が上方に付勢されたときは、前記とは反対方向のオイルの流れが生じ、即ち下部油室４７から上部油室４６へとオリフィス４８ａまたは４８ｂを通ってオイルが流れる。このときの油室４６、４７の拡縮はダイアフラム４３の変形によって吸収される。
【００２９】
この可変エンジンマウント３２では、上述したオリフィス４８ａまたは４８ｂを通過するときのオイルの粘性抵抗により所要の減衰力が発生する。この発生減衰力は、２つのオリフィス４８ａ、４８ｂをオイルが通過するときには比較的弱く、アイドルモードとしての減衰特性を発揮する。これに対して、ロータリバルブ４９により第２のオリフィス４８ｂが閉鎖されたときにはオイルは第１のオリフィス４８ａのみを介して移動可能となるので減衰力が増大し、これによりシェイクモードとしての減衰特性を発揮する。すなわち、ロータリバルブ４９の開閉何れかを制御することでアイドルモードとシェイクモードが切り換えられる。
【００３０】
以上は本発明が適用可能なハイブリッド車両および可変エンジンマウントの基本的な構成例を示したものであり、本発明では例えばこのような車両において可変エンジンマウントの減衰特性を的確に制御することを目的としている。以下にこのためのコントローラ１６の制御内容の実施形態につき図４以下の各図面を参照しながら説明する。
【００３１】
図４および図５は、可変エンジンマウント制御の概要を示した流れ図であり、この制御はハイブリッド車両の総合的な制御の一環として周期的に繰り返し実行される。この制御ではまず、上述したスイッチまたはセンサ類からの信号に基づいて各種エンジンン運転パラメータを読み込んみ（ステップ４０１）、次いでエンジンの始動完爆判定処理を行う（ステップ４０２）。
【００３２】
上記始動完爆処理の一例を図５に示す。この処理では、まずハイブリッド車両の始動モードをコントローラ１６からの指令等を参照して判定する（ステップ５０１）。ハイブリッド車両では、運転者が車両の運行を開始するときのエンジン始動操作時に限らず、車両運転中に予め定められた条件に従ってコントローラ１６が自動的にエンジンの停止および始動を制御する場合があり、さらにエンジン始動については始動要求が生じたときに直ちにエンジンを完爆させる即始動モードと、エンジン回転をある程度上昇させておいてから燃料供給をして完爆させるリカバー始動モードとがある。前記即始動モードは、例えば暖機運転が必要な条件下やバッテリＳＯＣが低下してモータ１による発電要求が発生した場合に実行する始動モードである。これに対してリカバー始動モードは、モータ４のみでは出力できない大きな駆動力が必要となったときに、モータ１で駆動力を補助しつつエンジン１を始動して完爆後にエンジンにより所要駆動力を発生させようとする場合などに実行する始動モードである。
【００３３】
上記始動モードの判定結果が即始動モードであるときには、次にエンジン回転速度NEをその判定基準値THNE1と比較して完爆判定を行う（ステップ５０２）。エンジンが完爆するとクランキング時に比較してそのエンジン固有の割合で回転上昇が起こる。そこで、前記判定基準値THNE1として、クランキング速度よりも高くかつ完爆後のエンジン回転速度よりも低い値を設定しておき、これを実回転速度NEと比較する。すなわちNE>THNE1であれば完爆、NE≦THNE1であれば未完爆と判定できる。
【００３４】
これに対して、リカバー始動モードであるときには、モータ１のトルクTMBをその判定基準値THTMBと比較することで完爆判定を行う（ステップ５０３）。モータトルクTMBは、上述したリカバー始動モードの特性から、エンジンが完爆すれば減少する。そこで、例えばコントローラ１６によるモータ１へのトルク指令値を参照し、または推定トルク演算を行うことにより得られたモータトルクTMBを完爆後のトルク相当値に基づいて定めた判定基準値THTMBと比較する。ここでTMB＜THTMBであれば完爆、TMB≧THTMBであれば未完爆と判定できる。
【００３５】
上記ステップ５０２または５０３での完爆判定の結果が、完爆であるときにはフラグFstartを１に、未完爆であるときには０に、それぞれ設定してこの完爆処理を終了し、図４の処理に戻る（ステップ５０４，５０５）。
【００３６】
図４において、上記完爆判定結果が未完爆（Fstart=0）のときには、可変エンジンマウント３２に対してシェイクモードを指令し、今回の処理を終了する（ステップ４０８）。これによりエンジンが始動完爆するまでは可変エンジンマウント３２は比較的高い減衰力特性となり、始動クランキング時に特有のエンジン振動に対応する。これに対して、判定結果が完爆（Fstart=1）のときには、エンジン回転速度NE、車速VA、クラッチ締結要求の有無をそれぞれ判定する（ステップ４０３，４０４，４０５）。ここで、エンジン回転速度NEが基準値THNEA（ただしTHNEA>>THNE1）以上であるとき、または車速VAが基準値THVA以上であるときにはシェイクモードを指令し、これによりエンジン高速回転時または高速走行時の振動の伝達を緩和する。また、クラッチ締結要求があるときにもシェイクモードを指令し、エンジン駆動力を使用して走行中の振動伝達を緩和する。
【００３７】
一方、エンジン回転速度NEが基準値THNEA未満、車速ＶＡが基準値THVA未満、クラッチ締結要求なし、の各条件を満足した場合には可変エンジンマウント３２に対してアイドルモードを指令する（ステップ４０７）。これにより可変エンジンマウント３２は比較的低い減衰力特性となる。ハイブリッド車両においてエンジン運転中であってクラッチ締結要求が無いのはモータ１による発電時（シリーズ発電時）であり、このときに発生しがちな車室内こもり音などが前記減衰力設定により防止可能となる。
【００３８】
図６に参考例を示す。これは原動機としてエンジンのみを搭載した車両の可変エンジンマウント制御の内容を示している。この制御ルーチンはマイクロコンピュータなどからなる制御回路により周期的に実行される。この制御ではまずエンジンの始動クランキング開始以後のエンジン回転速度NEを検出し、次いでこれを完爆判定のための判定基準値THNE1と比較する（ステップ６０１，６０２）。前記判定基準値THNE1は図５と同様にしてエンジンの特性に応じて設定される値である。この比較において、NE≦THNE1のときは未完爆と判定し、可変エンジンマウント３２にシェイクモードを指令し、始動クランキング時に固有の振動を緩和させる（ステップ６０６）。これに対して、NE＞THNE1のときには、次に回転速度NEとその高速側基準値THNEAとの比較および車速VAとその基準値THVAとの比較を行う（ステップ６０３，６０４）。前記各基準値THNEA、THVAの意味と比較の目的は図４と同様であり、すなわちエンジン高速回転時または高速走行時には可変エンジンマウント３２をシェイクモードとして振動減衰を図る。前記の何れの条件にも該当しないとき、すなわちエンジン低速回転時かつ低速走行時には可変エンジンマウント３２にアイドルモードを指令し、こもり音の発生を防止する（ステップ６０５）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用可能なハイブリッド車両の機械的構成例の概略構成図。
【図２】上記ハイブリッド車両の制御系の概略構成図。
【図３】可変エンジンマウントの作動原理を説明するための概略構成図。
【図４】本発明による可変エンジンマウント制御の一実施形態を示す第１の流れ図。
【図５】本発明による可変エンジンマウント制御の一実施形態を示す第２の流れ図。
【図６】可変エンジンマウント制御の参考例を示す流れ図。
【符号の説明】
１ モータ（回転電機）
２ エンジン
３ パウダークラッチ
４ モータ（回転電機）
５ 無段変速機
９ 油圧装置
１０ 油圧発生用モータ
１５ バッテリ
１６ コントローラ
２０ キースイッチ
２１ セレクトレバースイッチ
２２ アクセルペダルセンサ
２３ ブレーキスイッチ
２４ 車速センサ
２５ バッテリ温度センサ
２６ バッテリＳＯＣ検出装置
２７ エンジン回転数センサ
２８ スロットル開度センサ
３２ 可変エンジンマウント
【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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