JP2011185148A

JP2011185148A - エンジン始動制御装置

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Publication number: JP2011185148A
Application number: JP2010050875A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Mitsui; 淳三井
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-03-08
Filing date: 2010-03-08
Publication date: 2011-09-22
Anticipated expiration: 2030-03-08
Also published as: JP5503337B2

Abstract

【課題】エンジンのピストンの前回停止位置の違いによって防振装置の自励振動が発生する期間が長くなることを抑制することが可能なエンジン始動制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン始動制御装置１００は、エンジンのピストンの前回停止位置を取得する前回停止位置取得部１０１と、エンジンの始動トルクを決定する始動トルク決定部１０４と、決定された始動トルクに基づいて、エンジンを始動させるための始動用モータ１１０の駆動を制御する始動用モータ制御部１０５と、を備え、始動トルク決定部１０４は、取得された前回停止位置が上死点に近いほど、始動トルクが大きくなるように始動トルクを決定する。
【選択図】図６

Description

本発明は、エンジン始動制御装置に関する。

エンジン（内燃機関）の駆動力と駆動用モータ（電動機）の駆動力とを組み合わせて走行するハイブリッド車両において、エンジンの始動時に発生するエンジンの振動（ロール振動）を抑制することが行われている（特許文献１参照）。

特開２００９−２０８７４６号公報

かかるハイブリッド車両において、エンジンは、エンジンから車体への振動の伝達を抑制する防振装置（マウント）を介して支持されるが、かかる防振装置において、エンジンの始動時に自励振動が発生してしまう。
かかる自励振動は、エンジンの回転速度が所定の範囲内にある場合に発生するが、エンジンの回転速度の上昇率は、エンジン始動時のピストンの停止位置、すなわち、前回停止位置によって違いが生じるため、場合によっては、自励振動が発生する期間が長くなってしまう。
ここで、特許文献１に記載された技術を適用して、自励振動が発生する期間が短くなるクランク角度でエンジンを停止させることが考えられるが、その場合には、目標停止クランク角度でエンジンを停止させるために、クランク角度、クランク角速度及びクランク角加速度に基づいてエンジンへのトルク指令値を算出してエンジンを制御するのに加え、モータへのトルク指令値を算出してモータを制御しなければならず、複雑な制御が必要となる。

本発明は、前記した事情に鑑みて創案されたものであり、エンジンのピストンの前回停止位置の違いによって防振装置の自励振動が発生する期間が長くなることを抑制することが可能なエンジン始動制御装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明のエンジン始動制御装置は、車体への振動の伝達を抑制する防振装置によって前記車体に支持されたエンジンを始動させる際に前記エンジンの始動トルクを制御するエンジン始動制御装置であって、前記エンジンのピストンの前回停止位置を取得する前回停止位置取得部と、前記エンジンの前記始動トルクを決定する始動トルク決定部と、決定された前記始動トルクに基づいて、前記エンジンを始動させるための始動用モータの駆動を制御する始動用モータ制御部と、を備え、前記始動トルク決定部は、取得された前記前回停止位置に応じて前記始動トルクを変動させることを特徴とする。

かかる構成によると、エンジンのピストンの前回停止位置の違いによって防振装置の自励振動が発生する期間が長くなることを抑制することができる。

また、前記始動トルク決定部は、取得された前記前回停止位置が上死点に近いほど、前記始動トルクが大きくなるように前記始動トルクを決定する構成であってもよい。

また、前記防振装置は、能動型防振装置であり、前記車両は、前記エンジンの振動状態を推定し、推定された前記振動状態に基づいて前記能動型防振装置の駆動を制御する制御装置をさらに備えており、前記制御装置は、予め定められた、前記エンジンの始動から当該エンジンの始動に伴う前記能動型防振装置の自励振動が終了するまでの時間である規定自励振動帯通過時間に基づいて、前記能動型防振装置の自励振動を抑制するように当該能動型防振装置の駆動を制御し、取得された前記前回停止位置に基づいて、規定始動トルクによる前記自励振動帯通過時間を算出する自励振動帯通過時間算出部をさらに備え、前記始動トルク決定部は、算出された前記自励振動帯通過時間、及び、予め定められた前記規定自励振動帯通過時間に基づいて、前記始動トルクを決定する構成であってもよい。

また、前記始動トルク決定部は、算出された前記自励振動帯通過時間が前記規定自励振動帯通過時間よりも長い場合には、前記規定始動トルクよりも大きくなるように前記始動トルクを決定する構成であってもよい。さらに、前記始動トルク決定部は、算出された前記自励振動帯通過時間が前記規定自励振動帯通過時間よりも短い場合には、前記規定始動トルクよりも小さくなるように前記始動トルクを決定する構成であってもよい。

また、前記エンジン始動装置は、前記規定始動トルクにおける、前記前回停止位置と前記自励振動帯通過時間との関係が記憶される記憶部をさらに備え、前記自励振動帯通過時間算出部は、前記記憶部に記憶された前記前回停止位置と前記自励振動帯通過時間との関係を参照することによって、前記規定始動トルクによる前記自励振動帯通過時間を算出する構成であってもよい。

本発明によれば、エンジンのピストンの前回停止位置の違いによって防振装置の自励振動が発生する期間が長くなることを抑制することができる。

本発明の実施形態に係るハイブリッド車両全体の概略模式図である。本発明の実施形態に係るハイブリッド車両における駆動力特性図である。本発明の実施形態に係る能動型防振装置を適用した車両におけるエンジン搭載状態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。本発明の実施形態に係る能動型防振装置のアクティブ・コントロール・マウントの構造を示す縦断面図である。図２のＡ部拡大図である。本発明の実施形態に係るエンジン始動制御装置を示すブロック図である。（ａ）は、エンジンのピストンの前回停止位置と自励振動帯通過時間との関係を示すグラフであり、（ｂ）は、自励振動帯通過時間算出部によって算出された自励振動帯通過時間と自励振動帯通過時間取得部によって取得された自励振動帯通過時間との差と、始動トルクと、の関係を示すグラフである。（ａ）は、能動型防振装置による制御のための入力電流値を説明するためのグラフであり、（ｂ）は、自励振動抑制制御における入力電流値と自励振動帯通過時間との関係を示すグラフである。始動トルク及びエンジンの回転速度の時間変化を示すグラフであり、（ａ）は従来の制御の場合を示すグラフ、（ｂ）は本発明の実施形態に係る制御の場合を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について、本発明のエンジン始動制御装置がハイブリッド車両に適用された場合を例にとり、適宜図面を参照しながら説明する。同様の部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

まず、本発明の実施形態に係るエンジン始動制御装置が適用されたハイブリッド車両について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両全体の概略模式図であり、固定ギアによるエンジン及び駆動用モータの駆動力の伝達経路を示す図である。図２は、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両における駆動力特性図である。図２において、横軸は車速を示し、縦軸は駆動力又は走行抵抗を示す。

本発明の実施形態に係るハイブリッド車両Ｖは、エンジン１の駆動力を駆動輪６に伝達して車両を走行させる第１の伝達経路と、駆動用モータ８の駆動力を駆動輪６に伝達して車両を走行させる第２の伝達経路とを備え、これらの第１の伝達経路と第２の伝達経路を択一的に選択又は併用して走行するように構成されたものである。

（駆動力の伝達経路）
次に、第１の伝達経路を説明する。図１に示すように、多気筒、例えば、６気筒からなるエンジン１のクランク軸２は、フライホイル３を介して始動用モータ（セルモータ）を兼ねる発電機４のロータ軸４ａに直結され、さらに、ロータ軸４ａはエンジン１の駆動力を駆動輪６に伝達するためのクラッチ５に接続されている。クラッチ５に接続される被駆動側のエンジン出力軸１１ａの端部にエンジン出力ギア１１が配され、アイドル軸１２ａの一端側に配されたアイドルギア１２と噛み合う。アイドル軸１２ａの他端側には終減速小歯車であるピニオンギア１３Ａが配され、これに噛み合うように終減速大歯車であるファイナルギア１４Ａが図示省略の伝動装置ケースに回転自在に設けられている。ファイナルギア１４Ａはディファレンシャルギア７と組み合わされており、アイドル軸１２ａに伝達された駆動力は、ファイナルギア１４Ａに入力された後に、ディファレンシャルギア７を介して左右のディファレンシャル軸７ａから駆動輪（前輪）６に出力される。前記のピニオンギア１３Ａ、ファイナルギア１４Ａ、ディファレンシャルギア７は、本発明におけるファイナル・ディファレンシャルギアを構成する。

第１の伝達経路は、クランク軸２、ロータ軸４ａ、クラッチ５、このクラッチ５によってクランク軸２と接続又は切離しされるエンジン出力軸１１ａ、エンジン出力ギア１１、このエンジン出力ギア１１に噛み合うアイドルギア１２、このアイドルギア１２とアイドル軸１２ａにより同軸に駆動されるピニオンギア１３Ａ、このピニオンギア１３Ａに噛み合うファイナルギア１４Ａ、及びこのファイナルギア１４Ａから入力され駆動輪６を駆動するディファレンシャルギア７から構成されている。この第１の伝達経路によりエンジン１の駆動力が駆動輪６へ伝達される。なお、この第１の伝達経路は、エンジン出力ギア１１とアイドルギア１２のギア比、及びピニオンギア１３Ａとファイナルギア１４Ａのギア比の積で決まる固定の第１の減速比を有している。

次に、第２の伝達経路を説明する。図１に示すように、発電機４又はバッテリ２０からインバータ２１を介して電力を供給されて駆動される駆動用モータ８は、そのモータ軸８ａの一端に直結されたモータギア８ｂがアイドルギア１２と噛み合っている。第２の伝達経路は、モータギア８ｂ、アイドルギア１２、このアイドルギア１２と同軸にアイドル軸１２ａによって駆動されるピニオンギア１３Ａ、このピニオンギア１３Ａに噛み合うファイナルギア１４Ａ、及びこのファイナルギア１４Ａから入力され駆動輪６を駆動するディファレンシャルギア７から構成されている。この第２の伝達経路により駆動用モータ８の駆動力が駆動輪６へ伝達される。なお、この第２の伝達経路はモータギア８ｂとアイドルギア１２のギア比、及びピニオンギア１３Ａとファイナルギア１４Ａのギア比の積で決まる固定の第２の減速比を有している。

ここで、クラッチ５、エンジン出力ギア１１、アイドルギア１２、ピニオンギア１３Ａ、ファイナルギア１４Ａ、ディファレンシャルギア７、モータギア８ｂ及び各ギア軸は、伝動装置９Ａを構成している。

（ハイブリッド車両の制御装置の説明）
次にハイブリッド車両Ｖの運転状態を制御するハイブリッド車両の制御装置について説明する。図１に示すように本ハイブリッド車両Ｖの運転状態の制御のために、ハイブリッド用ＥＣＵ（ＥＣＵ：Electric Control Unit）２３が設けられている。ハイブリッド用ＥＣＵ２３には、イグニッション・スイッチ３５からのイグニッション・スイッチ信号、図示しないシフトレバーに設けられたシフトレバー・ポジションセンサ３６からのシフトポジション信号、図示しないアクセルペダルに設けられたアクセルペダル・ポジションセンサ３７からのアクセルペダル踏み込み量信号、図示しないブレーキペダルに設けられたブレーキペダル・ポジションセンサ３８からのブレーキペダル踏み込み量信号、車輪に設けられた車速センサ３９からの車速信号が入力される。また、バッテリ２０には、出力電圧、出力電流、バッテリ温度を検知する図示しない各種センサが設けられており、その各種センサ信号がハイブリッド用ＥＣＵ２３に入力される。ハイブリッド用ＥＣＵ２３は、車速信号にもとづきアクセルペダル踏み込み量及びブレーキペダル踏み込み量に反応して、クラッチ５を接続又は切離し状態にするアクチュエータ３３を制御する。

また、ハイブリッド用ＥＣＵ２３は、セルモータ兼用の発電機４及び発電可能な駆動用モータ８を、インバータ２１を介して制御し、出力特性可変機構３１などを制御するエンジンＥＣＵ２５を介してエンジン１の運転を制御する。なお、ハイブリッド用ＥＣＵ２３とエンジンＥＣＵ２５とは通信回線で結ばれており、エンジンＥＣＵ２５にはハイブリッド用ＥＣＵ２３からの制御信号のほかに、シフトポジション信号、アクセルペダル踏み込み量信号、ブレーキペダル踏み込み量信号、車速信号などが入力される。逆に、エンジンＥＣＵ２５は、エンジン１の回転速度などを検出し、通信回線でハイブリッド用ＥＣＵ２３に出力する。

出力特性可変機構３１は、例えば、エンジン１のシリンダ１ａに設けられた図示しないバルブのリフト量、開閉タイミングを可変制御する機構、一部のシリンダ１ａのバルブを駆動しないようにして気筒休止させる可変シリンダ制御（気筒休止運転）をする機構、点火時期のタイミング制御をする電子回路、燃料噴射制御をする機構及び電子回路を含んで構成されている。

（減速比の設定）
ここで、伝動装置９Ａの第１の減速比は、以下の様に設定されている。本ハイブリッド車両Ｖの定常走行時におけるエンジン１のほぼ最大出力時の駆動力特性は、図２の特性曲線ａに示すものであり、前記第１の減速比は、高車速におけるエンジン回転速度とエンジントルクの関係から、最高速度Ｖ_max近傍において、走行抵抗特性曲線ｂよりも駆動力が下回り、車速Ｖ₃までしか出せない駆動力のレベルに設定されている。つまり、エンジン１の駆動力だけでは最高速度Ｖ_maxが出せないようにエンジン出力ギア１１、アイドルギア１２、ピニオンギア１３Ａ、ファイナルギア１４Ａの全体の減速比が、高速クルージング又は低負荷を前提にハイレシオに設定されている。なお、図２の走行抵抗特性曲線ｂは、駆動輪６の転がり抵抗と、空気抵抗など車速に応じて増加する抵抗とを加算したものである。図２の特性曲線ｄは、出力特性可変機構３１の動作により６気筒のエンジン１の片側のバンクの３気筒を休止して、残りの３気筒だけ運転している気筒休止運転の場合のエンジン１のほぼ最大出力状態の駆動力特性を示している。このような気筒休止運転状態により低出力化されたエンジン駆動力のみでは、前記第１の減速比では車速Ｖ₂までしか出ない。

駆動用モータ８の最大出力特性を図２の最大出力特性曲線ｃに示す。モータの最大出力特性曲線ｃは、ハイブリッド車両Ｖのスタート時から所定の低車速までは最大駆動力となり、その後は、車速が上昇するに従って、つまり、駆動用モータ８の回転速度が上昇するに従って、駆動力は急激に減少して行く。しかし、ハイブリッド車両Ｖの最高速度Ｖ_max近傍（低速側）においては、駆動用モータ８の最大出力特性は走行抵抗特性曲線ｂよりも上回っており、駆動用モータ８のみで最高速度Ｖ_maxまで駆動可能なように駆動用モータ８の駆動力特性は設定されている。このとき、モータギア８ｂ、アイドルギア１２、ピニオンギア１３Ａ、ファイナルギア１４Ａの全体の減速比が、高負荷を前提にローレシオに設定されている。なお、第１の伝達経路及び第２の伝達経路のそれぞれの第１及び第２の減速比は、エンジン１のクランク軸２又は駆動用モータ８のモータ軸８ａから駆動輪６までの伝達経路全体の減速比であり、伝達経路中の個々のギア間の減速比の配分は、柔軟に設定可能である。

（伝達経路の切替制御）
以上の構成において、ハイブリッド用ＥＣＵ２３は、以下のように車速に応じて第１の伝達経路と第２の伝達経路とを切り替えてハイブリッド車両Ｖを走行させる。図２に示す車速０から車速Ｖ₁未満までのスタート時を含む低車速範囲、登坂走行時などにおいては、アクチュエータ３３を制御して、クラッチ５にロータ軸４ａとエンジン出力軸１１ａとの間を切り離させ、インバータ２１を制御して駆動用モータ８により第２の伝達経路を経て駆動輪６を駆動させる。このとき、駆動用モータ８は、バッテリ２０からの電力により駆動される。もし、バッテリ２０の充電状態が少ないときは、ハイブリッド用ＥＣＵ２３は、インバータ２１とエンジンＥＣＵ２５を制御し、発電機４をセルモータとして機能させてエンジン１を起動する。そして、インバータ２１を制御し、エンジン１により発電機４に発電させ、その電力により駆動用モータ８が駆動される（シリーズ運転モード）。駆動用モータ８の最大出力特性は、図２の最大出力特性曲線ｃで示す通りであり、最高速度Ｖ_maxまでは走行抵抗特性曲線ｂを上回る駆動力を有しており、駆動用モータ８の駆動力によりハイブリッド車両Ｖは前記の低車速範囲で走行可能である。

（能動型防振装置）
続いて、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両Ｖに搭載された能動型防振装置について、図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施形態に係る能動型防振装置を適用した車両におけるエンジン搭載状態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。

本実施形態に係る能動型防振装置６０は、エンジン１を車体に対して支持するとともに、エンジン１において発生した振動が車体へ伝達することを抑制するために、後記するＡＣＭＥＣＵ６１による制御によって伸縮駆動する装置である。かかる能動型防振装置６０は、図３の（ａ）、（ｂ）において、上下方向に伸縮駆動することが可能で、車両Ｖのエンジン１を車体フレームに弾性的に支承するために用いられるアクティブ・コントロール・マウント（以下、単にアクティブ・マウントと略称する）Ｍ（図３では、符号Ｍ_F，Ｍ_Rで示す）を、エンジン１の前後方向に２つ配置してなる。
なお、以下ではアクティブ・マウントＭ_F，Ｍ_Rを特に区別する必要がない場合は、単にアクティブ・マウントＭと記載する。

ここで、エンジン１は、クランク軸２（図１参照）の一端に伝動装置９Ａが結合されるとともに、クランク軸２が車両Ｖの本体に横向きに配置される、いわゆる横置きのＶ型６気筒エンジンである。従って、エンジン１はクランク軸方向が車両Ｖの左右方向に配置され、エンジン１によるロール方向の振動（ロール共振）を抑制するため、エンジン１を挟んで、車両Ｖの前方側にアクティブ・マウントＭ_Fが、車両Ｖの後方側にアクティブ・マウントＭ_Rが対にして備えられている。

アクティブ・マウントＭ_F，Ｍ_Rは、エンジン１の重心の高さより低い位置に取り付けられ、エンジン１の前後方向のロール振動を抑制するとともに、エンジン１を車両Ｖの車体に弾性支持（支承）する。

能動型防振装置６０のアクティブ・マウントＭ，Ｍは、アクティブ・コントロール・マウント制御ＥＣＵ（Electric Control Unit）６１（図４参照）によって制御される。以下では、アクティブ・コントロール・マウント制御ＥＣＵ（制御装置）６１は、ＡＣＭ（Active Control Mount）ＥＣＵ６１と称する。
ＡＣＭＥＣＵ６１はエンジン回転速度Ｎｅや出力トルク等を制御するエンジンＥＣＵ２５と通信回線、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信で接続されている。

なお、ＡＣＭＥＣＵ６１は、エンジンＥＣＵ２５から、通信回線を介してエンジン回転速度Ｎｅ信号、クランクパルス信号、各気筒の上死点のタイミングを示すＴＤＣ（Top Dead Center）信号、Ｖ型６気筒のエンジン１を全筒運転しているのか、休筒運転をしているのかを示すシリンダ・オフ信号、イグニッション・スイッチのエンジン始動を示すイグニッション・スイッチ信号（以下、ＩＧ−ＳＷ信号と称する）が入力される。
ちなみに、クランクパルスは、６気筒エンジンの場合、クランクシャフトの１回転につき２４回、つまりクランクアングルの１５°毎に１回出力される。

（ＡＣＭの構成）
図４に示すように、アクティブ・マウントＭは、軸線Ｌに関して実質的に軸対称な構造を有するもので、略円筒状の上部ハウジング２１１と、その下側に配置された略円筒状の下部ハウジング２１２と、下部ハウジング２１２内に収容されて上面が開放した略カップ状のアクチュエータケース２１３と、上部ハウジング２１１の上側に接続したダイヤフラム２２２と、上部ハウジング２１１内に格納された環状の第１弾性体支持リング１４と、第１弾性体支持リング２１４の上側に接続した第１弾性体２１９と、アクチュエータケース２１３に収容された環状の第２弾性体支持リング２１５と、第２弾性体支持リング２１５の内周側に接続した第２弾性体２２７と、アクチュエータケース２１３に収容され第２弾性体支持リング２１５及び第２弾性体２２７の下方に配置された駆動部（アクチュエータ）２４１等から構成されている。

上部ハウジング２１１下端のフランジ部２１１ａと、下部ハウジング２１２の上端のフランジ部２１２ａとの間に、アクチュエータケース２１３の外周のフランジ部２１３ａと、第１弾性体支持リング２１４の外周部２１４ａと、アクチュエータケース２１３内の上部側に配置された環状断面が略コの字型で上下に外周部を有する第２弾性体支持リング２１５の上面外周部２１５ａとが重ね合わされてカシメにより結合される。このとき、フランジ部２１２ａとフランジ部２１３ａとの間に環状の第１フローティングラバー２１６を介在させ、かつフランジ部２１３ａの上面と第２弾性体支持リング２１５の上面外周部２１５ａ下面との間に環状の第２フローティングラバー２１７を介在させることで、アクチュエータケース２１３は、上部ハウジング２１１及び下部ハウジング２１２に対して上下方向に相対移動可能にフローティング支持される。

第１弾性体支持リング２１４と、第１弾性体２１９の上面側に設けられた凹部内に配置された第１弾性体支持ボス２１８とは、厚肉のラバーで形成された第１弾性体２１９の下端及び上端で、加硫接着によって接合されている。更に、第１弾性体支持ボス１８の上面にダイヤフラム支持ボス２２０がボルト２２１で固定されており、ダイヤフラム支持ボス２２０に内周部を加硫接着によって接合されたダイヤフラム２２２の外周部が、上部ハウジング２１１に加硫接着により接合されている。
ダイヤフラム支持ボス２２０の上面にはエンジン取付部（作用点）２２０ａが一体に形成され、エンジン１（図３参照）に固定される（詳細な固定方法は、図示省略してある）。また、下部ハウジング２１２の下端の車体取付部２１２ｂが図示しない車体フレームに固定される。

上部ハウジング２１１の上端のフランジ部２１１ｂには、ストッパ部材２２３の下端のフランジ部２２３ａがボルト２２４及びナット２２５で結合されており、ストッパ部材２２３の上部内面に取り付けたストッパラバー２２６に、ダイヤフラム支持ボス２２０の上面に突設したエンジン取付部２２０ａが当接可能に対向する。
このような構造によって、アクティブ・マウントＭにエンジン１（図３参照）から大きな荷重が入力したとき、エンジン取付部２２０ａがストッパラバー２２６に当接することで、エンジン１の過大な変位が抑制される。

第２弾性体支持リング２１５の内周面には、膜状のラバーで形成された第２弾性体２２７の外周部が加硫接着により接合されており、第２弾性体２２７の中央部にその上部が埋め込まれるように可動部材２２８が加硫接着により接合される。

そして、第２弾性体支持リング２１５の上面と第１弾性体支持リング２１４の下部との間に円板状の隔壁部材２２９が固定されており、第１弾性体支持リング２１４、第１弾性体２１９及び隔壁部材２２９により区画された第１液室２３０と、隔壁部材２２９及び第２弾性体２２７により区画された第２液室２３１とが、隔壁部材２２９の中央に開口している連通孔２２９ａを介して相互に連通する。

第２弾性体２２７の外周部２２７ａは、第２弾性体支持リング２１５の下面外周部２１５ｂ（図５参照）と後記するヨーク２４４との間に挟持され、シール機能を有するようになっている。
また、第１弾性体支持リング２１４と上部ハウジング２１１との間に環状の連通路２３２が形成されている。連通路２３２は連通孔２３３を介して第１液室２３０に連通するとともに、環状の連通間隙２３４を介して、第１弾性体２１９とダイヤフラム２２２により区画された第３液室２３５に連通する。

次に、図５を参照しながらアクチュエータケース２１３内に格納された破線枠内で示した駆動部２４１の詳細構造を説明する。
図５に示すように駆動部２４１は、主に透磁率が高い金属又は合金からなる固定コア２４２、コイル組立体２４３、ヨーク２４４、可動コア２５４等から構成されている。

固定コア２４２は、下端部に受け座面のフランジ部を有する略円筒状で、円筒部の外周は円錐の周面形状をしている。可動コア２５４は略円筒状で上端が内周方向に突き出てばね座２５４ａを形成し、ばね座２５４ａより下部の円筒部の内周は円錐の周面形状をしている。

コイル組立体２４３は、固定コア２４２及びヨーク２４４間に配置され、コイル２４６とコイル２４６の周囲を覆うコイルカバー２４７とで構成される。コイルカバー２４７には、下部ハウジング２１２及びアクチュエータケース２１３に形成された開口部２１２ｃ，２１３ｂを貫通して外部に延出するコネクタ２４８が一体に形成され、そこにコイル２４６に給電する給電線が接続される。

ヨーク２４４は、コイルカバー２４７の上面側に環状の鍔部を持ち、その鍔部の内周から下方に伸びる円筒部２４４ａを有する、謂わば、フランジ付き円筒の形状である。コイルカバー２４７の上面とヨーク２４４の鍔部の下面との間にシール部材２４９が配置され、コイルカバー２４７の下面と固定コア２４２の上面との間にシール部材２５０が配置される。これらのシール部材２４９，２５０によって下部ハウジング２１２及びアクチュエータケース２１３に形成した開口部２１２ｃ，２１３ｂから駆動部２４１の内部空間に水や塵が入り込むのを阻止することができる。

ヨーク２４４の円筒部の内周面には、薄肉円筒状の軸受け部材２５１が上下方向に摺動自在に嵌合しており、この軸受け部材２５１の上端には径方向内向きに折り曲げられた上部フランジ２５１ａが形成されるとともに、下端には径方向外向きに折り曲げられた下部フランジ２５１ｂが形成されている。
下部フランジ２５１ｂとヨーク２４４の円筒部２４４ａの下端との間には、セットばね２５２が圧縮状態で配置されており、このセットばね２５２の弾性力で軸受け部材２５１の下部フランジ２５１ｂを下方に付勢して、下部フランジ２５１ｂの下面と固定コア２４２との間に配された弾性体２５３を介して、固定コア２４２の上面に押し付けることで、軸受け部材２５１がヨーク２４４にて支持される。

軸受け部材２５１の内周面には、略円筒状の可動コア２５４が上下方向に摺動自在に嵌合する。更に、固定コア２４２及び可動コア２５４はそれぞれ軸線Ｌ上の中心部が中空になっており、そこに前記した可動部材２２８の中心部（軸線Ｌ上）に接続して下方に伸びる略円柱状のロッド２５５が挿通されている。ロッド２５５の下端部にはナット２５６が締結される。ナット２５６は、中心部に上端が開口した中空部を有し、その中空部にロッド２５５の下端側を収容している。ナット２５６の上端部２５６ａは、その下方よりもやや外径が大きく、上端部２５６ａの上面が可動コア２５４のばね座２５４ａの下面と当接するようになっている。

また、可動コア２５４のばね座２５４ａと可動部材２２８の下面との間には、圧縮状態のセットばね２５８が配置され、このセットばね２５８の弾性力で可動コア２５４は下方に付勢され、可動コア２５４の前記ばね座２５４ａの下面がナット２５６の上端部２５６ａの上面に押し付けられて固定される。この状態で、可動コア２５４の円筒部の円錐の周面形状の内周面と固定コア２４２の円錐の周面形状の外周面とが、円錐の周面状のギャップｇを介して対向している。
ロッド２５５に対し、ナット２５６は固定コア２４２の中心に形成された開口２４２ａ内で上下位置を調整されて締結されており、この開口２４２ａは、ゴム製のキャップ２６０で閉塞される。
ここで、第２弾性体２２７及び可動部材２２８は加振板を構成し、固定コア２４２、コイル２４６及び可動コア２５４はリニアソレノイドを構成する。

以上のように構成されるアクティブ・マウントＭの作用について説明する（以下、適宜図３から図５参照）。
ＡＣＭＥＣＵ６１は、エンジン１（図１参照）の図示しないクランクシャフトの１回転につき２４回、つまり、クランクアングルの１５°毎に１回出力されるクランクパルスを検出するクランクパルスセンサＳａ（図４参照）と、クランクシャフトの１回転につき３回、つまり、各気筒の上死点毎に１回、ＴＤＣ信号を出力するカム角センサＳｂ（図４参照）に接続されている。ＡＣＭＥＣＵ６１は、クランクパルスセンサＳａからクランクパルス信号及びカム角センサＳｂからのＴＤＣ信号に基づいてエンジンの振動状態を推定し、能動型防振装置６０（図３参照）を構成するアクティブ・マウントＭ_F，Ｍ_Rの駆動部２４１に対する通電を制御する。

駆動部２４１のコイル２４６は、ＡＣＭＥＣＵ６１からの通電制御により励磁され、可動コア２５４を吸引して可動部材２２８を下方側に移動させる。この可動部材２２８の移動に伴い、第２液室２３１を区画する第２弾性体２２７が下方に変形して第２液室２３１の容積が増加する。逆に、コイル２４６を消磁すると、第２弾性体２２７が自己の弾性により上方に変形し、可動部材２２８及び可動コア２５４が上昇し、第２液室２３１の容積が減少する。

しかして、車両Ｖの走行中に低周波数（例えば、７〜２０Ｈｚ）のエンジン１、車体、サスペンションの連成系において車体の剛体振動とエンジン系の共振により発生する低周波振動であるエンジンシェイク振動が発生したとき、エンジン１からダイヤフラム支持ボス２２０及び第１弾性体支持ボス２１８を介して入力される荷重で第１弾性体２１９が変形して第１液室２３０の容積が変化すると、連通路２３２を介して接続された第１液室２３０及び第３液室２３５の間で液体が流通する。この状態で、第１液室２３０の容積が拡大・縮小すると、それに応じて第３液室２３５の容積は縮小・拡大するが、この第３液室２３５の容積変化はダイヤフラム２２２の弾性変形により吸収される。このとき、連通路２３２の形状及び寸法、並びに第１弾性体２１９のばね定数は、前記エンジンシェイク振動の周波数領域で低ばね定数及び高減衰力を示すように設定されているため、エンジン１から車体フレームに伝達される振動を効果的に低減することができる。
なお、前記エンジンシェイク振動の周波数領域では、エンジン１が定常回転の場合は、駆動部２４１は駆動しない非作動状態に保たれる。

前記エンジンシェイク振動よりも周波数の高い振動、すなわちエンジン１の図示しないクランクシャフトの回転に起因するアイドル時の振動や、エンジン１の気筒の一部を休止してエンジン１を駆動する気筒休止運転時の振動が発生した場合、第１液室２３０及び第３液室２３５を接続する連通路２３２内の液体はスティック状態になって防振機能を発揮できなくなるため、アクティブ・マウントＭ_F，Ｍ_Rの駆動部２４１，２４１を駆動して防振機能を発揮させる。

ちなみに、アイドル振動は、アイドル回転状態でフロア、シート及びステアリング・ホイールが低周波振動を起こすもので、ブルブル振動は４気筒エンジンで、例えば、２０〜３５Ｈｚ、６気筒エンジンで、例えば３０〜５０Ｈｚであり、ユサユサ振動は５〜１０Ｈｚで燃焼不均一にて発生し、エンジン１のロール振動が主な要因である。
そこで、駆動部２４１，２４１を駆動するため、図４に示すアクティブ・マウントＭ_F，Ｍ_Rを含む能動型防振装置６０（図３参照）では、クランクパルスセンサＳａ、カム角センサＳｂ、エンジンＥＣＵ２５からの信号に基づいて、コイル２４６，２４６に対する通電を制御する。

（エンジン始動制御装置）
続いて、本発明の実施形態に係るエンジン始動制御装置について、図６〜図９を参照して説明する。図６は、本発明の実施形態に係るエンジン始動制御装置を示すブロック図である。図７（ａ）は、エンジンのピストンの前回停止位置と自励振動帯通過時間との関係を示すグラフであり、図７（ｂ）は、自励振動帯通過時間算出部によって算出された自励振動帯通過時間と規定自励振動帯通過時間との差と、始動トルクと、の関係を示すグラフである。図８（ａ）は、能動型防振装置による制御のための入力電流値を説明するためのグラフであり、図８（ｂ）は、自励振動抑制制御における入力電流値と規定自励振動帯通過時間との関係を示すグラフである。図９は、始動トルク及びエンジンの回転速度の時間変化を示すグラフであり、図９（ａ）は従来の制御の場合を示すグラフ、図９（ｂ）は本発明の実施形態に係る制御の場合を示すグラフである。

本発明の実施形態に係るエンジン始動制御装置１００は、車体への振動の伝達を抑制する能動型防振装置６０によって車体に支持されたエンジン１を始動させる際にエンジン１の始動トルクを制御する装置であって、図１のエンジンＥＣＵ２５内に設けられており、図６に示すように、機能ブロックとして、前回停止位置取得部１０１と、記憶部１０２と、自励振動帯通過時間算出部１０３と、始動トルク決定部１０４と、始動用モータ制御部１０５と、点火制御部１０６と、を備える。

前回停止位置取得部１０１は、クランクパルスセンサＳａから出力されたクランクパルス信号に基づいて、エンジン１のピストンの前回停止位置を取得し、自励振動帯通過時間算出部１０３へ出力する。

記憶部１０２には、図７（ａ）に示すように、規定始動トルクにおける、ピストンの前回停止位置と自励振動帯通過時間との関係が記憶される。ピストンの前回停止位置が上死点（０［ｄｅｇ］、１２０［ｄｅｇ］）に近いほど、ピストンを回転させるためには大きい初期トルクが必要となるため、エンジンの回転速度の上昇率が低下し、自励振動帯通過時間が長くなってしまう。また、記憶部１０２には、後記する規定自励振動帯通過時間が記憶されている。

自励振動帯通過時間算出部１０３は、前回停止位置取得部１０１によって取得されたピストンの前回停止位置に基づいて、規定始動トルクによる自励振動帯通過時間を算出するものであって、本実施形態においては、記憶部１０２に記憶されたピストンの前回停止位置と自励振動帯通過時間との関係を参照することによって、規定始動トルクによる自励振動帯通過時間を算出し、始動トルク決定部１０４へ出力する。

ここで、自励振動帯通過時間の決定手法について、図８を参照して説明する。ＡＣＭＥＣＵ６１は、予め設定された、図８（ａ）に示す防振制御のための電流を能動型防振装置６０のコイル２４６（図５参照）に通電させる。防振制御に関する入力電流の波形のうち、最初の波形が、能動型防振装置６０の自励振動を抑制するためのものであり、その後の波形が、通常のロール共振を抑制するためのものである。かかる電流がコイル２４６に通電されると、能動型防振装置６０の可動部材は、自励振動及びロール共振を抑制するように作動する。ここで、自励振動を抑制するための入力電流値Ｉａと、エンジン１を始動してからエンジン１の始動に伴う自励振動が終了するまでの時間（規定自励振動帯通過時間）と、は、図８（ｂ）に示すような関係を有する。能動型防振装置６０における自励振動は、エンジン１の回転速度が所定の範囲内である場合に発生する。また、自励振動を抑制するための入力電流値Ｉａは、能動型防振装置６０によって支持されるエンジン１等の重量、能動型防振装置６０のバネ定数等によって決まる。エンジン１の前回停止位置ごとの、かつ、エンジン１に規定始動トルクを付与した場合における規定自励振動帯通過時間と、自励振動を抑制するための入力電流値Ｉａとは、実験等によって予め求められる。すなわち、ＡＣＭＥＣＵ６１は、能動型防振装置６０の自励振動を抑制するように当該能動型防振装置６０の駆動を制御する。なお、ＡＣＭＥＣＵ６１には、エンジン１の前回停止位置と、規定自励振動帯通過時間及び入力電流値Ｉａとの関係が予め記憶されている構成であってもよい。

始動トルク決定部１０４は、前回停止位置取得部１０１によって取得された前回停止位置が上死点に近いほど、始動トルクが大きくなるように始動トルクを決定し、始動用モータ制御部１０６へ出力する。

始動用モータ制御部１０５は、始動トルク決定部１０４によって決定された始動トルクに基づいて、エンジン１の始動用モータ１１０（本実施形態においては、図１に示す発電機４が始動用モータとして用いられる）の駆動を制御し、エンジン１を始動させる。点火制御部１０６は、エンジンＥＣＵ２５（図１参照）から出力されたエンジンの回転速度等に基づいて、エンジン１の点火タイミングを決定し、エンジン１に点火する。なお、本実施形態において、点火制御部１０６は、図１に示す出力特性可変機構３１を介してエンジン１を制御する。なお、エンジン１の始動用モータ１１０は、図１に示す発電機４をモータとして使用するものに限定されず、別途設けられたスタータ用モータであってもよい。

ここで、始動トルク決定部１０４による始動トルクの決定手法について、図９を参照して説明する。例えば、エンジン１のピストンの前回停止位置が上死点に近い場合には、エンジンの回転速度の上昇率が低下するので、図９（ａ）に示すように、能動型防振装置６０の自励振動が発生する期間が長くなるとともに、エンジンの始動（始動トルクの入力開始）から能動型防振装置６０の自励振動が終了するまでの時間である自励振動帯通過時間が長くなってしまう。そのため、始動トルク決定部１０５は、エンジン１のピストンの前回停止位置が上死点に近い場合には、図９（ｂ）に示すように、始動トルクを大きくすることによって、能動型防振装置６０の自励振動が発生する期間を短くし、自励振動帯通過時間を短くすることによって、自励振動帯通過時間を規定自励振動帯通過時間に合わせる。

本実施形態においては、始動トルク決定部１０４は、自励振動帯通過時間算出部１０１によって算出された自励振動帯通過時間が記憶部１０２に記憶された規定自励振動帯通過時間よりも長い場合には、規定始動トルクよりも大きくなるように始動トルクを決定することによって、自励振動帯通過時間を規定自励振動帯通過時間に合わせ、自励振動帯通過時間算出部１０１によって算出された自励振動帯通過時間が記憶部１０２に記憶された規定自励振動帯通過時間よりも短い場合には、規定始動トルクよりも小さくなるように始動トルクを決定することによって、自励振動帯通過時間を規定自励振動帯通過時間に合わせ、始動用モータ制御部１０５へ出力する。例えば、図７（ａ）に示すように、ピストンの前回停止位置がＸ１である場合には、自励振動帯通過時間算出部１０１によって算出された自励振動帯通過時間が規定自励振動帯通過時間よりも長いので、始動トルク決定部１０４は、図７（ｂ）に示すように、規定始動トルクよりも大きくなるように始動トルクを決定する。一方、図７（ａ）に示すように、ピストンの前回停止位置がＸ２である場合には、自励振動帯通過時間算出部１０１によって算出された自励振動帯通過時間が規定自励振動帯通過時間よりも短いので、始動トルク決定部１０４は、図７（ｂ）に示すように、規定始動トルクよりも小さくなるように始動トルクを決定する。

本発明の実施形態に係るエンジン始動制御装置１００は、エンジン１のピストンの前回停止位置が上死点に近いほど、始動トルクが大きくなるように始動トルクを決定するので、エンジン１のピストンの前回停止位置を一定にすることなく、エンジン１のピストンの前回停止位置の違いによって能動型防振装置６０の自励振動が発生する期間が長くなることを抑制することができる。また、エンジン始動制御装置１００は、自励振動帯通過時間にばらつきが生じることを抑制することによって、能動型防振装置６０による自励振動抑制制御と実際の自励振動とにずれが生じることを抑制し、好適な自励振動抑制制御を実現することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能である。例えば、記憶部１０２及び自励振動帯通過時間算出部１０３を省略し、始動トルク決定部１０４が、前回停止位置取得部１０１によって取得されたピストンの前回停止位置に基づいて、停止位置が上死点に近いほど、始動トルクが大きくなるように始動トルクを決定する構成であってもよい。また、本発明のエンジン始動制御装置１００は、能動型防振装置に代えて、ＡＣＭＥＣＵ６１による制御によらず受動的に振動を減衰させる液封型の受動型防振装置を採用したハイブリッド車両Ｖにも適用可能である。また、本発明のエンジン始動用制御装置１００は、本願出願人が開発したＩＭＡ（Integrated Motor Assist）システムを採用したハイブリッド車両にも適用可能である。

６０能動型防振装置（防振装置）
６１ＡＣＭＥＣＵ（制御装置）
１００エンジン始動制御装置
１０１前回停止位置取得部
１０２記憶部
１０３自励振動点通過時間算出部
１０４始動トルク決定部
１０５始動用モータ制御部
１１０始動用モータ

Claims

車体への振動の伝達を抑制する防振装置によって前記車体に支持されたエンジンを始動させる際に前記エンジンの始動トルクを制御するエンジン始動制御装置であって、
前記エンジンのピストンの前回停止位置を取得する前回停止位置取得部と、
前記エンジンの前記始動トルクを決定する始動トルク決定部と、
決定された前記始動トルクに基づいて、前記エンジンを始動させるための始動用モータの駆動を制御する始動用モータ制御部と、
を備え、
前記始動トルク決定部は、取得された前記前回停止位置に応じて前記始動トルクを変動させる
ことを特徴とするエンジン始動制御装置。
前記始動トルク決定部は、取得された前記前回停止位置が上死点に近いほど、前記始動トルクが大きくなるように前記始動トルクを決定する
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動制御装置。
前記防振装置は、能動型防振装置であり、
前記車両は、前記エンジンの振動状態を推定し、推定された前記振動状態に基づいて前記能動型防振装置の駆動を制御する制御装置をさらに備えており、
前記制御装置は、予め定められた、前記エンジンの始動から当該エンジンの始動に伴う前記能動型防振装置の自励振動が終了するまでの時間である規定自励振動帯通過時間に基づいて、前記能動型防振装置の自励振動を抑制するように当該能動型防振装置の駆動を制御し、
取得された前記前回停止位置に基づいて、規定始動トルクによる前記自励振動帯通過時間を算出する自励振動帯通過時間算出部をさらに備え、
前記始動トルク決定部は、算出された前記自励振動帯通過時間、及び、予め定められた前記規定自励振動帯通過時間に基づいて、前記始動トルクを決定する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン始動制御装置。
前記始動トルク決定部は、算出された前記自励振動帯通過時間が前記規定自励振動帯通過時間よりも長い場合には、前記規定始動トルクよりも大きくなるように前記始動トルクを決定する
ことを特徴とする請求項３に記載のエンジン始動制御装置。
前記始動トルク決定部は、算出された前記自励振動帯通過時間が取得された前記規定自励振動帯通過時間よりも短い場合には、前記規定始動トルクよりも小さくなるように前記始動トルクを決定する
ことを特徴とする請求項４に記載のエンジン始動制御装置。
前記規定始動トルクにおける、前記前回停止位置と前記自励振動帯通過時間との関係が記憶される記憶部をさらに備え、
前記自励振動帯通過時間算出部は、前記記憶部に記憶された前記前回停止位置と前記自励振動帯通過時間との関係を参照することによって、前記規定始動トルクによる前記自励振動帯通過時間を算出する
ことを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項に記載のエンジン始動装置。