JP2019183819A - 伝動システム - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力が増加することを抑制しつつ、無端伝動部材の滑りを抑制することのできる伝動システムを提供する。【解決手段】伝動システム（２０）は、回転電機（２３）と、第１プーリ（２２）と、駆第２プーリ（３１）と、無端伝動部材（３４）と、機械式のオートテンショナ（４０）とを備える。オートテンショナ４０は、無端伝動部材を張らせる第１方向及び緩ませる第２方向へ移動可能な移動部材（４１）を有し、移動部材により無端伝動部材に自動的に張力を付与し、移動部材が第１方向へ移動する時に作用する減衰力が、移動部材が第２方向へ移動する時に作用する減衰力よりも小さい。伝動システムは、エンジンの気筒（１１ａ）における圧縮圧力を減少させるデコンプ機構（５０）と、エンジンの始動時に、回転電機により回転トルクを出力させ、且つデコンプ機構により圧縮圧力を減少させる制御部（２５、６０）と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、回転電機の出力トルクを、無端伝動部材を介してエンジンの駆動軸に伝達する伝動システムに関する。

従来、この種のシステムにおいて、回転電機を駆動するのに先立って回転電機に逆回転方向のトルクを発生させることで、オートテンショナにより無端伝動部材を押し込み、その状態でオートテンショナをロックするシステムがある（特許文献１参照）。これにより、特許文献１に記載のシステムでは、回転電機を駆動してエンジンを始動する瞬間の無端伝動部材の張力を確保して、無端伝動部材が滑ることを防止している。

特開２００３−３１４３２２号公報

ところで、特許文献１に記載のシステムでは、オートテンショナをロックするために、コイルに通電し続ける必要があり、消費電力が増加する。

本発明は、こうした課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、消費電力が増加することを抑制しつつ、無端伝動部材の滑りを抑制することのできる伝動システムを提供することにある。

上記課題を解決するための第１の手段は、伝動システム（２０）であって、
エンジン（１１）の駆動軸（１１ｂ）を回転可能な回転トルクを出力可能な回転電機（２３）と、
前記回転電機の回転軸（２３ａ）と一体に回転可能に設けられた第１プーリ（２２）と、
前記駆動軸と一体に回転可能に設けられた第２プーリ（３１）と、
前記第１プーリ及び前記第２プーリに掛け回され、前記回転軸と前記駆動軸との間において回転トルクを伝達可能な無端伝動部材（３４）と、
前記無端伝動部材を張らせる第１方向及び緩ませる第２方向へ移動可能な移動部材（４１）を有し、前記移動部材により前記無端伝動部材に自動的に張力を付与し、前記移動部材が前記第１方向へ移動する時に作用する減衰力が、前記移動部材が前記第２方向へ移動する時に作用する減衰力よりも小さい機械式のオートテンショナ（４０）と、
前記エンジンの気筒（１１ａ）における圧縮圧力を減少させるデコンプ機構（５０）と、
前記エンジンの始動時に、前記回転電機により回転トルクを出力させ、且つ前記デコンプ機構により前記圧縮圧力を減少させる制御部（２５、６０）と、
を備える。

上記構成によれば、エンジンを始動する際に、回転電機が回転トルクを出力すると、第１プーリ、無端伝動部材、及び第２プーリを介して、エンジンの駆動軸に回転トルクが伝達される。エンジンで燃焼が行われていない状態でも、エンジンの行程に応じて、駆動軸が発生する回転トルクが変化する。このため、無端伝動部材の張力が変化し、張力が所定張力を下回ると、第１プーリ又は第２プーリと無端伝動部材とに滑りが生じる。

この点、機械式のオートテンショナは、無端伝動部材を張らせる第１方向及び緩ませる第２方向へ移動可能な移動部材を有し、移動部材により無端伝動部材に自動的に張力を付与する。このため、無端伝動部材が緩んだ場合には、移動部材により無端伝動部材に張力が付与され、無端伝動部材の張力低下が抑制される。さらに、移動部材が第１方向へ移動する時に作用する減衰力は、移動部材が第２方向へ移動する時に作用する減衰力よりも小さくなっている。このため、駆動軸が発生する回転トルクにより無端伝動部材が緩む時に、第１方向へ移動部材が素早く移動し、無端伝動部材の張力低下を抑制することができる。そして、無端伝動部材が張る時に、第２方向へ移動部材が移動しにくくなり、無端伝動部材の張力を維持し易くなる。しかも、機械式のオートテンショナは、通電を必要としないため、消費電力が増加することを抑制することができる。

しかし、エンジンの駆動軸が発生する回転トルクの大きさによっては、オートテンショナが無端伝動部材の緩みを解消できず、無端伝動部材の張力が上記所定張力を下回るおそれがある。そこで、伝動システムは、エンジンの気筒における圧縮圧力を減少させるデコンプ機構を備えている。そして、制御部は、エンジンの始動時に、回転電機により回転トルクを出力させ、且つデコンプ機構により気筒における圧縮圧力を減少させる。このため、エンジンの始動時に駆動軸が発生する回転トルクの変動を抑制することができ、オートテンショナにより無端伝動部材の張力低下を抑制することができる。したがって、無端伝動部材の滑りを抑制することができ、回転電機の回転トルクを駆動軸に伝達し易くなる。しかも、駆動軸が発生する回転トルクの変動が抑制されるため、始動時の振動を抑制することができる。

第２の手段では、前記回転軸の回転速度である第１回転速度を検出する第１センサ（６２）と、前記駆動軸の回転速度である第２回転速度を検出する第２センサ（６１）と、を備え、前記制御部は、前記第１センサにより検出された前記第１回転速度と、前記第２センサにより検出された前記第２回転速度とに基づいて、前記無端伝動部材に滑りが生じていると判定したことを条件として、前記エンジンの始動時に前記デコンプ機構により前記圧縮圧力を減少させる。

上記構成によれば、第１センサにより、回転軸の回転速度である第１回転速度が検出される。第２センサにより、駆動軸の回転速度である第２回転速度が検出される。ここで、第１プーリ又は第２プーリと無端伝動部材とに滑りが生じた場合は、第１回転速度と第２回転速度との比が、滑りが生じていない場合の比からずれる。

そこで、制御部は、第１センサにより検出された第１回転速度と、第２センサにより検出された第２回転速度とに基づいて、無端伝動部材に滑りが生じていると判定したことを条件として、エンジンの始動時に、デコンプ機構により圧縮圧力を減少させる。すなわち、制御部は、無端伝動部材に滑りが生じていると判定した場合はエンジンの始動時に、デコンプ機構により圧縮圧力を減少させ、無端伝動部材に滑りが生じていないと判定した場合は、エンジンの始動時にデコンプ機構により圧縮圧力を減少させない。

したがって、第１プーリ又は第２プーリと無端伝動部材とに滑りが生じていない場合は、デコンプ機構により圧縮圧力を減少させず、速やかにエンジンを始動することができる。また、第１プーリ又は第２プーリと無端伝動部材とに滑りが生じている場合は、デコンプ機構により圧縮圧力を減少させて、無端伝動部材の滑りを抑制することができる。

具体的には、第３の手段では、前記制御部は、前記エンジンの始動時に、前記デコンプ機構により前記圧縮圧力を減少させる際に、前記エンジンにおいて燃料の燃焼が可能な限界まで前記圧縮圧力を減少させる。このため、駆動軸が発生する回転トルクの変動をエンジン始動可能な限界まで抑制することができ、無端伝動部材の滑り及び始動時の振動を更に抑制することができる。

第４の手段では、前記移動部材が前記第１方向へ移動する時に作用する前記減衰力が０であり、前記移動部材が前記第２方向へ移動する時に作用する前記減衰力は、前記移動部材の移動速度が高いほど大きい。

上記構成によれば、駆動軸が発生する回転トルクにより無端伝動部材が緩む時に、第１方向へ移動部材を更に素早く移動させることができ、無端伝動部材の張力低下を更に抑制することができる。そして、無端伝動部材を緩ませる第２方向への移動部材の速度が高いほど、すなわち無端伝動部材に作用する張力が大きいほど、第２方向へ移動部材が移動しにくくなり、無端伝動部材の張力を維持し易くなる。

伝動システムを含むエンジンシステムの模式図。 伝動システムを含むエンジンシステムの模式図。 オートテンショナの特性を示す特性図。 クランクシャフトトルク減少時の伝動システムの作用を示す模式図。 クランクシャフトトルク増加時の伝動システムの作用を示す模式図。 第１実施形態の始動制御の手順を示すフローチャート。 第１実施形態の始動制御の態様を示すタイムチャート。 第２実施形態の始動制御の手順を示すフローチャート。 第２実施形態の始動制御の態様を示すタイムチャート。

（第１実施形態）
以下、車両に搭載されるエンジンシステムに具現化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１，２に示すように、エンジンシステム１０は、エンジン１１、エンジンＥＣＵ６０、トランスミッション１２、スタータ１３、及び伝動システム２０等を備えている。

エンジン１１は、例えば、ガソリンを燃料とする内燃機関である。エンジン１１は、気筒１１ａ（燃焼室）において燃料を燃焼させ、ピストン（図示略）の上下移動をクランクシャフト１１ｂの回転運動として出力する。クランクシャフト１１ｂ（駆動軸）が出力する回転トルクは、トランスミッション１２を介して車輪（図示略）に伝達される。

スタータ１３の出力軸は、ギア１３ａを介してクランクシャフト１１ｂに連結されている。スタータ１３は、エンジン１１を駆動可能な回転トルクをクランクシャフト１１ｂに出力する。スタータ１３の駆動状態は、エンジンＥＣＵ６０（Electronic Control Unit）により制御される。

伝動システム２０は、クランクシャフト１１ｂに連結されている。伝動システム２０は、回転電機ユニット２１、駆動軸プーリ３１、補機プーリ３２，３３、ベルト３４、オートテンショナ４０、ＶＶＴ５０（可変バルブタイミング機構）、回転角センサ６２、クランク角センサ６１等を備えている。

回転電機ユニット２１は、回転電機２３、回転軸２３ａ、回転電機プーリ２２、回転電機ＥＣＵ２５等を備えている。回転電機２３は、モータ機能付発電機、例えばＩＳＧ（Integrated Starter Generator）である。回転電機２３は、スタータ１３によってエンジン１１の始動が開始された後、エンジン１１の回転速度を維持可能な回転トルクを出力可能である。

回転電機２３は、電力が供給されることによって回転軸２３ａを回転駆動（力行作動）し、回転軸２３ａに回転トルクが入力されることによって発電（回生作動）する。回転電機２３はバッテリ（図示略）と電気的に接続されており、回転電機２３の作動状態は回転電機ＥＣＵ２５により制御される。

回転電機プーリ２２（第１プーリ）は、円板状に形成され、中心部が回転軸２３ａに接続されている。回転電機プーリ２２は、回転軸２３ａと一体に回転可能である。

回転電機ＥＣＵ２５（制御部）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶装置、及び入出力インターフェース等を有する小型のコンピュータである。回転電機ＥＣＵ２５は、エンジンＥＣＵ６０及び回転角センサ６２と電気的に接続されている。回転電機ＥＣＵ２５は、エンジンＥＣＵ６０からの信号に基づき、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従い処理を行い、回転電機２３及びＶＶＴ５０の駆動を制御する。

回転角センサ６２（第１センサ）は、回転軸２３ａの近傍に設けられている。回転角センサ６２は、回転軸２３ａの回転角を検出し、検出した回転角に応じた回転速度信号（第１回転速度）を回転電機ＥＣＵ２５に出力する。

駆動軸プーリ３１（第２プーリ）は、円板状に形成され、中心部がクランクシャフト１１ｂに接続されている。駆動軸プーリ３１は、クランクシャフト１１ｂと一体に回転可能である。

補機プーリ３２は、円板状に形成され、例えば、ウォーターポンプ５１の回転軸５１ａと一体に回転可能である。補機プーリ３３は、円板状に形成され、例えば、空調用コンプレッサ５２の回転軸５２ａと一体に回転可能である。

ベルト３４（無端伝動部材）は、例えば、ゴムおよびワイヤーなどによって端部を有しない環状に形成されている。ベルト３４は、外力が作用すると弾性変形し伸縮する。ベルト３４は、駆動軸プーリ３１、回転電機プーリ２２、及び補機プーリ３２，３３に掛け回されている。これにより、クランクシャフト１１ｂとともに駆動軸プーリ３１が回転すると、クランクシャフト１１ｂの回転トルクが補機プーリ３２，３３及び回転電機プーリ２２に伝達される。また、回転軸２３ａとともに回転電機プーリ２２が回転すると、回転軸２３ａの出力する回転トルクが、補機プーリ３２，３３及び駆動軸プーリ３１に伝達される。すなわち、ベルト３４は、クランクシャフト１１ｂと回転軸２３ａ，５１ａ，５２ａとの間において回転トルクを伝達可能である。

エンジン１１の通常運転時、クランクシャフト１１ｂの回転方向、すなわち、駆動軸プーリ３１の回転方向は、図１において時計回り方向である。これにより、エンジン１１の通常運転時、ベルト３４および各プーリも時計回り方向に回転する。なお、時計回り方向の回転を「正回転」とし、反時計回り方向の回転を「逆回転」とする。

伝動システム２０では、ベルト３４が正回転している時、ベルト３４を介してクランクシャフト１１ｂの回転トルクが伝達される回転電機ユニット２１は、ジェネレータとして発電を行う。このとき、クランクシャフト１１ｂの回転トルクは、ベルト３４を介して回転軸５１ａ，５２ａにも伝達され、ウォーターポンプ５１及び空調用コンプレッサ５２が駆動される。

また、回転電機２３は、エンジンＥＣＵ６０の指令に基づいて正回転し、クランクシャフト１１ｂの回転をアシストするアシストモータとして、回転駆動を行うことも可能である。

ＶＶＴ５０（デコンプ機構）は、エンジン１１のクランクシャフト１１ｂと、各気筒１１ａの吸気弁を開閉駆動するカムシャフトとの相対回転位相を変更する。これにより、ＶＶＴ５０は、各気筒１１ａの吸気弁の開閉タイミングを変更する。本実施形態では、ＶＶＴ５０は、吸気弁の開閉タイミングを遅角させることにより、エンジン１１の始動時に各気筒１１ａにおける圧縮圧力を減少させる。ＶＶＴ５０の作動状態は、エンジン１１の通常運転時にはエンジンＥＣＵ６０により制御され、エンジン１１の始動時には回転電機ＥＣＵ２５により制御される。

オートテンショナ４０は、油圧式（機械式）のオートテンショナであり、テンショナプーリ４１、アーム４２、及びテンショナ本体部４３を有する。

テンショナプーリ４１（移動部材）は、円板状に形成され、アーム４２の第１端に回転可能に支持されている。テンショナプーリ４１は、ベルト３４の正回転時に駆動軸プーリ３１から回転電機プーリ２２に送られるベルト３４の第１部位３４ａに、当接可能に設けられている。また、ベルト３４の正回転時に回転電機プーリ２２から駆動軸プーリ３１に送られるベルト３４の部位を、第２部位３４ｂとする。

アーム４２は、略Ｌ字状に形成され、軸部４４，４５を有している。軸部４４は、例えば、車体におけるエンジン１１近傍部分に固定され、アーム４２の略中央を回転可能に支持している。これにより、アーム４２は、軸部４４を中心にエンジン１１に対し相対回転可能である。軸部４５は、アーム４２の第１端に設けられ、テンショナプーリ４１の中心を回転可能に支持している。これにより、テンショナプーリ４１は、ベルト３４に当接しつつ回転可能であり、かつ、軸部４４を中心にエンジン１１に対し相対移動可能である。

テンショナ本体部４３は、例えば、車体におけるエンジン１１近傍部分に固定されている。テンショナ本体部４３には、軸方向に移動可能な突出部４６、及び付勢部４７が設けられている。

突出部４６は、第１端がテンショナ本体部４３から突出するよう形成されている。突出部４６の第１端は、アーム４２の第２端を回転可能に支持している。

付勢部４７は、突出部４６の第２端を支持している。付勢部４７は、突出部４６のテンショナ本体部４３からの突出量を増加させるように、突出部４６を付勢している。これにより、テンショナプーリ４１がベルト３４に当接する。

オートテンショナ４０では、付勢部４７が軸方向に伸縮すると、アーム４２が軸部４４を中心に回転し、テンショナプーリ４１のエンジン１１に対する相対位置が変化する。これにより、駆動軸プーリ３１と回転電機プーリ２２との間のベルト３４の張力が変化する。すなわち、オートテンショナ４０は、テンショナプーリ４１によりベルト３４に自動的に張力を付与する。

付勢部４７が伸長する方向である伸長方向に突出部４６を付勢すると、テンショナプーリ４１は、図１に示す実線矢印Ｆａの方向（第１方向）に移動する。これにより、ベルト３４の張力は増加し、ベルト３４が張る。また、付勢部４７が収縮する方向である収縮方向に突出部４６が移動すると、テンショナプーリ４１は、図１に示す実線矢印Ｆｂの方向（第２方向）に移動する。これにより、ベルト３４の張力は減少し、ベルト３４は緩む。

付勢部４７は、突出部４６（テンショナプーリ４１）が変位する方向によって、テンショナプーリ４１が移動する時に作用させる減衰力が異なる。図３に、テンショナプーリ４１の移動速度に対する付勢部４７の減衰力の変化を示す。

同図では、横軸にテンショナプーリ４１の移動速度を示す。横軸において正（＋）の側を、付勢部４７の伸長方向（第１方向）にテンショナプーリ４１が移動したときの移動速度とする。横軸において負（−）の側を、付勢部４７の収縮方向（第２方向）にテンショナプーリ４１が移動したときの移動速度とする。

また、同図では、縦軸に付勢部４７の減衰力を示す。減衰力とは、テンショナプーリ４１が第１方向または第２方向に移動するとき、テンショナプーリ４１の移動を妨げる方向に作用する力を指す。

テンショナプーリ４１が第１方向に移動するとき、付勢部４７における減衰力は、０（略０）となっている。一方、テンショナプーリ４１が第２方向に移動するとき、付勢部４７における減衰力は、テンショナプーリ４１の移動速度が増加するにしたがって大きくなる。すなわち、テンショナプーリ４１が第１方向に移動するときの付勢部４７における減衰力は、テンショナプーリ４１が第２方向に移動するときの付勢部４７における減衰力よりも小さい。

エンジンＥＣＵ６０は、スタータ１３、回転電機ＥＣＵ２５、クランク角センサ６１、及びＶＶＴ５０と電気的に接続されている。エンジンＥＣＵ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶装置、及び入出力インターフェース等を有する小型のコンピュータである。エンジンＥＣＵ６０は、車両の各部に設けられた各種センサからの信号などに基づき、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従い処理を行い、エンジン１１を統合的に制御する。本実施形態では、エンジンＥＣＵ６０は、車両の運転者によるイグニッションスイッチ（図示略）でのエンジン１１の始動操作や、アイドリングストップ状態の解除操作などに基づいて、スタータ１３の駆動を制御する。エンジンＥＣＵ６０は、燃料の噴射や点火等を制御する。また、エンジンＥＣＵ６０は、クランク角センサ６１（第２センサ）が出力する信号に基づく情報を回転電機ＥＣＵ２５に送信する。

クランク角センサ６１（第２センサ）は、クランクシャフト１１ｂの近傍に設けられている。クランク角センサ６１は、クランクシャフト１１ｂの回転角を検出し、検出した回転角に応じた回転速度信号（第２回転速度）をエンジンＥＣＵ６０に出力する。

次に、図４，５に基づいて、エンジン１１の始動制御において、ベルト３４に作用する力がベルト３４の張りに与える影響について説明する。同図は、クランクシャフト１１ｂの回転トルク及び回転電機ユニット２１の力行作動の回転トルクにより、ベルト３４に作用する力の方向を説明する模式図である。図４は、クランクシャフト１１ｂの回転トルクが減少する時を示す。図５は、クランクシャフト１１ｂの回転トルクが増加する時を示す。なお、図４，５では、オートテンショナ４０の構成は簡単に図示するとともに、補機プーリ３２，３３を省略する。

クランクシャフト１１ｂの回転トルクが減少する時（圧縮行程）、図４の白抜き矢印Ｒａ１の破線の状態から実線の状態に示すように、駆動軸プーリ３１の回転速度は徐々に低下する。一方、回転電機プーリ２２は、回転電機ユニット２１が出力する力行作動の回転トルクによって正回転に回転している（図４の白抜き矢印Ｒａ２）。

この状態では、ベルト３４の第２部位３４ｂには、駆動軸プーリ３１側から回転電機プーリ２２側に作用する力（図４の白抜き矢印Ｒａ３）が作用しつつ、回転電機プーリ２２側から駆動軸プーリ３１側に作用する力（図４の白抜き矢印Ｒａ４）が作用する。一方、ベルト３４の第１部位３４ａには、駆動軸プーリ３１の方向に引っ張られる力（図４の白抜き矢印Ｒａ５）が作用しつつ、回転電機プーリ２２の方向に引っ張られる力（図４の白抜き矢印Ｒａ６）が作用する。

さらに、オートテンショナ４０では、テンショナプーリ４１がベルト３４を緩ませる第２方向（付勢部４７の収縮方向）へ移動する時の減衰力が、テンショナプーリ４１がベルト３４を張らせる第１方向（付勢部４７の伸長方向）へ移動する時の減衰力よりも大きい。これにより、ベルト３４の第１部位３４ａは、張った状態となるため、回転電機ユニット２１の力行作動の回転トルクは、クランクシャフト１１ｂに伝達される。

一方、クランクシャフト１１ｂの回転トルクが増加する時（膨張行程）、図５の白抜き矢印Ｒｂ１の破線の状態から実線の状態に示すように、駆動軸プーリ３１の回転速度は徐々に増加する。一方、回転電機プーリ２２は、回転電機ユニット２１が出力する力行作動の回転トルクによって正回転に回転している（図５の白抜き矢印Ｒｂ２）。

この状態では、ベルト３４の第２部位３４ｂには、駆動軸プーリ３１の方向に引っ張られる力（図５の白抜き矢印Ｒｂ３）が作用しつつ、回転電機プーリ２２側から駆動軸プーリ３１側に作用する力（図５の白抜き矢印Ｒｂ４）が作用する。また、第１部位３４ａには、駆動軸プーリ３１側から回転電機プーリ２２側に作用する力（図５の白抜き矢印Ｒｂ５）が作用しつつ、回転電機プーリ２２の方向に引っ張られる力（図５の白抜き矢印Ｒｂ６）が作用する。

さらに、オートテンショナ４０では、実線で示すようにテンショナプーリ４１がベルト３４を張らせる第１方向へ移動する時の減衰力が、破線で示すようにテンショナプーリ４１がベルト３４を緩ませる第２方向へ移動する時の減衰力よりも小さい。特に、テンショナプーリ４１がベルト３４を張らせる第１方向へ移動する時の減衰力は０である。これにより、ベルト３４の第１部位３４ａは、張った状態となる。その後、図４の状態に移行する際に、テンショナプーリ４１がベルト３４を緩ませる第２方向へ移動する時の減衰力は、テンショナプーリ４１がベルト３４を張らせる第１方向へ移動する時の減衰力よりも大きい。このため、回転電機ユニット２１の力行作動の回転トルクは、クランクシャフト１１ｂに伝達される。

しかし、エンジン１１のクランクシャフト１１ｂが発生する回転トルク（白抜き矢印Ｒｂ３，Ｒｂ５）の大きさによっては、オートテンショナ４０がベルト３４の緩みを解消できず、回転電機プーリ２２又は駆動軸プーリ３１とベルト３４とが滑るおそれがある。具体的には、ベルト３４の張力が所定張力Ｔｍを下回ると、回転電機プーリ２２又は駆動軸プーリ３１とベルト３４とが滑り始める。そこで、回転電機ＥＣＵ２５は、エンジン１１の始動時に、ＶＶＴ５０により圧縮圧力を減少させるデコンプ制御を実行する。

図６は、本実施形態の始動制御の手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、エンジンＥＣＵ６０から回転電機ＥＣＵ２５へエンジン１１の始動指令があった時に、回転電機ＥＣＵ２５（制御部）により実行される。例えば、エンジンＥＣＵ６０は、エンジン１１の自動停止及び自動再始動を行っており、エンジン１１の自動再始動時に回転電機ＥＣＵ２５へエンジン１１の始動指令を出力する。ここでは、スタータ１３と回転電機２３とで連携して、エンジン１１を始動する場合を例に説明する。図６の一連の処理は、エンジンＥＣＵ６０がスタータ１３の駆動を開始した後に実行される。

まず、デコンプ制御を開始する（Ｓ１０）。具体的には、エンジン１１において燃料の燃焼が可能な限界タイミングまで、ＶＶＴ５０により吸気弁の開閉タイミングを遅角させて圧縮圧力を減少させる。

続いて、回転電機２３の力行開始条件が成立しているか否か判定する（Ｓ１１）。具体的には、エンジンＥＣＵ６０からクランク角センサ６１の回転速度信号を受信し、回転速度信号に基づいてエンジン１１のピストンが一回目の圧縮行程におけるＴＤＣを通過したか否か判定する。この判定において、回転電機２３の力行開始条件が成立していないと判定した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、Ｓ１１の判定を再度実行する。

一方、Ｓ１１の判定において、回転電機２３の力行開始条件が成立していると判定した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、回転電機２３の力行作動を開始する（Ｓ１２）。具体的には、回転電機２３を指令トルクＴｒｉで駆動させる。なお、回転電機２３の力行作動が開始されると、エンジンＥＣＵ６０はスタータ１３の駆動を終了する。

続いて、デコンプ制御の終了条件が成立しているか否か判定する（Ｓ１３）。具体的には、エンジンＥＣＵ６０からクランク角センサ６１の回転速度信号を受信し、回転速度信号に基づいて、エンジン１１の回転速度が第１回転速度に達したか否か判定する。第１回転速度は、例えば燃料の噴射と点火とによって燃料の燃焼が可能になる回転速度に設定されている。この判定において、デコンプ制御の終了条件が成立していないと判定した場合（Ｓ１３：ＮＯ）、Ｓ１３の判定を再度実行する。

一方、Ｓ１３の判定において、デコンプ制御の終了条件が成立していると判定した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、デコンプ制御を終了する（Ｓ１４）。具体的には、ＶＶＴ５０により吸気弁の開閉タイミングを、上記限界タイミングよりも進角側の所定タイミング（通常始動用タイミング）まで進角させる。なお、デコンプ制御の終了条件が成立していると判定された場合、すなわちエンジン１１の回転速度が第１回転速度に達した場合（燃焼開始条件が成立した場合）、エンジンＥＣＵ６０は燃料の噴射と点火とを開始する。

続いて、回転電機２３の力行終了条件が成立しているか否か判定する（Ｓ１５）。具体的には、エンジンＥＣＵ６０からクランク角センサ６１の回転速度信号を受信し、回転速度信号に基づいて、エンジン１１の回転速度が燃料の噴射と点火と（燃料の燃焼エネルギ）によって、クランクシャフト１１ｂを回転させることが可能な第２回転速度に達したか否か判定する。第２回転速度は、上記第１回転速度よりも高く設定されている。この判定において、回転電機２３の力行終了条件が成立していないと判定した場合（Ｓ１５：ＮＯ）、Ｓ１５の判定を再度実行する。

一方、Ｓ１５の判定において、回転電機２３の力行終了条件が成立していると判定した場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、回転電機２３の力行作動を終了する（Ｓ１６）。その後、この一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。

図７は、上記始動制御の態様を示すタイムチャートである。上記デコンプ制御を実行していない場合を破線で示し、デコンプ制御を実行している場合を実線で示している。

クランクシャフトトルクは、クランクシャフト１１ｂが発生する回転トルクであり、基準トルクＴｃｓよりも大きい側を＋側として示し、基準トルクＴｃｓよりも小さい側を−側として示している。

ベルト張力は、ベルト３４の第２部位３４ｂに作用する張力を示している。ベルト張力において、ベルト３４の張力が所定張力Ｔｍを下回ると、回転電機プーリ２２又は駆動軸プーリ３１とベルト３４とが滑り始める。

オートテンショナ変位は、テンショナプーリ４１の基準位置からの変位を示している。
基準位置は、回転電機プーリ２２および駆動軸プーリ３１が回転していないときのテンショナプーリ４１の位置である。オートテンショナ変位において、所定変位Ｘｍは、ベルト３４の張力が所定張力Ｔｍになるときのオートテンショナ４０の変位である。すなわち、テンショナ変位が所定変位Ｘｍ以下になると、ベルト３４の張力が所定張力Ｔｍ以下となり、回転電機プーリ２２又は駆動軸プーリ３１とベルト３４とが滑り始める。

時刻ｔ１１において、回転電機２３の力行作動が開始され、スタータ１３の駆動が終了される。回転電機２３は指令トルクＴｒｉで駆動される。

クランクシャフトトルクは、クランク角が０ｄｅｇＣＡから１８０ｄｅｇＣＡになるまでの間に、一旦大きくなってから小さくなる。このとき、エンジン回転速度が上昇する時は、クランクシャフトトルクは主に＋となる。一方、エンジン回転速度が低下する時には、クランクシャフトトルクは主に−となる。

破線で示すように、デコンプ制御を実行していない場合、クランクシャフトトルクの変動幅ΔＴｒ１が大きくなる。このため、クランクシャフトトルクが−になる期間（図４参照）において、ベルト３４の第２部位３４ｂの緩みが大きくなり、ベルト張力の減少量ΔＴ１及びオートテンショナ変位の減少量が大きくなる。クランクシャフトトルクが＋になる期間（図５参照）において、オートテンショナ変位が大きくなるものの、テンショナプーリ４１がベルト３４の第１部位３４ａに追従しきれなくなる。このため、ベルト張力及びオートテンショナ変位は元の大きさまで回復できない。

そして、次にクランクシャフトトルクが−になる期間（図４参照）において、再びベルト張力及びオートテンショナ変位が大きく減少する。続いて、クランクシャフトトルクが＋になる期間（図５参照）において、ベルト張力及びオートテンショナ変位は減少前の大きさまで回復できなくなる。ベルト張力が所定張力Ｔｍを下回ると、回転電機プーリ２２又は駆動軸プーリ３１とベルト３４とが滑り始める。その結果、エンジン回転速度がさらに低下し、エンジン１１の始動に失敗する。

一方、実線で示すように、デコンプ制御を実行している場合、クランクシャフトトルクの変動幅ΔＴｒ２が上記変動幅ΔＴｒ１よりも小さくなる。このため、クランクシャフトトルクが−になる期間（図４参照）において、ベルト３４の第２部位３４ｂの緩みが小さくなり、ベルト張力の減少量ΔＴ２及びオートテンショナ変位の減少量が小さくなる。クランクシャフトトルクが＋になる期間（図５参照）において、オートテンショナ変位が大きくなり、テンショナプーリ４１がベルト３４の第１部位３４ａに追従する。その後、テンショナプーリ４１は、ベルト３４の第１部位３４ａを揺ませる方向の減衰力が大きくなり（図３の収縮方向参照）、ベルト３４の張った状態が維持される。このため、ベルト張力及びオートテンショナ変位は元の大きさまで回復する。

そして、次にクランクシャフトトルクが−になる期間（図４参照）、及びクランクシャフトトルクが＋になる期間（図５参照）においても、同様となる。このため、ベルト張力が所定張力Ｔｍを下回らず、回転電機プーリ２２又は駆動軸プーリ３１とベルト３４とは滑り始めない。その結果、時刻ｔ１２において、回転電機２３の力行終了条件が成立して力行作動が終了し、エンジン１１が始動される。

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。

・油圧式のオートテンショナ４０は、ベルト３４を張らせる第１方向及び緩ませる第２方向へ移動可能なテンショナプーリ４１を有し、テンショナプーリ４１によりベルト３４に自動的に張力を付与する。このため、ベルト３４が緩んだ場合には、テンショナプーリ４１によりベルト３４に張力が付与され、ベルト３４の張力低下が抑制される。さらに、テンショナプーリ４１が第１方向へ移動する時に作用する減衰力は、テンショナプーリ４１が第２方向へ移動する時に作用する減衰力よりも小さくなっている。このため、クランクシャフト１１ｂが発生する回転トルクによりベルト３４が緩む時に、第１方向へテンショナプーリ４１が素早く移動し、ベルト３４の張力低下を抑制することができる。そして、ベルト３４が張る時に、第２方向へテンショナプーリ４１が移動しにくくなり、ベルト３４の張力を維持し易くなる。しかも、油圧式のオートテンショナ４０は、通電を必要としないため、消費電力が増加することを抑制することができる。

・回転電機ＥＣＵ２５は、エンジン１１の始動時に、回転電機２３により回転トルクを出力させ、且つＶＶＴ５０により気筒１１ａにおける圧縮圧力を減少させる。このため、エンジン１１の始動時にクランクシャフト１１ｂが発生する回転トルクの変動を抑制することができ、オートテンショナ４０によりベルト３４の張力低下を抑制することができる。したがって、ベルト３４の滑りを抑制することができ、回転電機２３の回転トルクをクランクシャフト１１ｂに伝達し易くなる。しかも、クランクシャフト１１ｂが発生する回転トルクの変動が抑制されるため、始動時の振動を抑制することができる。

・回転電機ＥＣＵ２５は、エンジン１１の始動時に、ＶＶＴ５０により圧縮圧力を減少させる際に、エンジン１１において燃料の燃焼が可能な限界まで圧縮圧力を減少させる。このため、クランクシャフト１１ｂが発生する回転トルクの変動をエンジン始動可能な限界まで抑制することができ、ベルト３４の滑り及び始動時の振動を更に抑制することができる。

・テンショナプーリ４１が第１方向へ移動する時に作用する減衰力が０であり、テンショナプーリ４１が第２方向へ移動する時に作用する減衰力は、テンショナプーリ４１の移動速度が高いほど大きい。このため、クランクシャフト１１ｂが発生する回転トルクによりベルト３４が緩む時に、第１方向へテンショナプーリ４１を更に素早く移動させることができ、ベルト３４の張力低下を更に抑制することができる。そして、ベルト３４を緩ませる第２方向へのテンショナプーリ４１の速度が高いほど、すなわちベルト３４に作用する張力が大きいほど、第２方向へテンショナプーリ４１が移動しにくくなり、ベルト３４の張力を維持し易くなる。

・ベルト３４の初期張力を上昇させる必要がないため、摩擦抵抗が増加することを抑制することができ、エンジン１１の燃費性能が悪化することを抑制することができる。

なお、図６のＳ１３において、エンジン１１の回転速度が燃料の噴射と点火と（燃料の燃焼エネルギ）によって、クランクシャフト１１ｂを回転させることが可能な第２回転速度に達したか否か判定し、Ｓ１５の処理を省略することもできる。

（第２実施形態）
以下、始動制御を変更した第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

図８は、本実施形態の始動制御の手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、エンジンＥＣＵ６０から回転電機ＥＣＵ２５へエンジン１１の始動指令があった時に、回転電機ＥＣＵ２５（制御部）により実行される。ここでは、スタータ１３と回転電機２３とで連携して、エンジン１１を始動する場合を例に説明する。図８の一連の処理は、エンジンＥＣＵ６０がスタータ１３の駆動を開始した後に実行される。

Ｓ２１，Ｓ２２の処理は、図６のＳ１１，Ｓ１２の処理と同一である。Ｓ２１の判定において、回転電機２３の力行開始条件が成立していると判定した場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、回転電機２３の力行作動を開始する（Ｓ２２）。なお、回転電機２３の力行作動が開始されると、エンジンＥＣＵ６０はスタータ１３の駆動を終了する。

続いて、ベルト３４に滑りが生じているか否か判定する（Ｓ２３）。具体的には、回転角センサ６２から回転速度信号を入力し、エンジンＥＣＵ６０からクランク角センサ６１の回転速度信号を受信する。そして、これらの回転速度信号をそれぞれベルト３４の送り速度に換算し、それらの送り速度の差の絶対値が第１速度差Ｖｒ１よりも大きいか否か判定する。この判定において、ベルト３４に滑りが生じていると判定した場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、デコンプ制御を開始する（Ｓ２４）。Ｓ２４の処理は、図６のＳ１０の処理と同一である。

続いて、ベルト３４に滑りが生じているか否か判定する（Ｓ２５）。ここでは、上記送り速度の差の絶対値が第２速度差Ｖｒ２よりも大きいか否か判定する。第２速度差Ｖｒ２は、上記第１速度差Ｖｒ１よりも小さく設定されている。この判定において、ベルト３４に滑りが生じていると判定した場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、Ｓ２５の処理を再度実行する。一方、ベルト３４に滑りが生じていないと判定した場合（Ｓ２５：ＮＯ）、デコンプ制御を終了し（Ｓ２６）、Ｓ２７の処理へ進む。Ｓ２６の処理は、図６のＳ１４の処理と同一である。Ｓ２３の処理において、ベルト３４に滑りが生じていないと判定した場合も（Ｓ２３：ＮＯ）、Ｓ２７の処理へ進む。

Ｓ２７の処理では、エンジン１１の燃焼開始条件が成立したか否か判定する（Ｓ２７）。具体的には、エンジンＥＣＵ６０からクランク角センサ６１の回転速度信号を受信し、回転速度信号に基づいて、エンジン１１の回転速度が上記第１回転速度に達したか否か判定する。Ｓ２７の処理は、基本的には図６のＳ１４の処理と同一である。この判定において、エンジン１１の燃焼開始条件が成立していないと判定した場合（Ｓ２７：ＮＯ）、Ｓ２３の判定から再度実行する。

一方、Ｓ２７の判定において、エンジン１１の燃焼開始条件が成立していると判定した場合（Ｓ２７：ＹＥＳ）、回転電機２３の力行終了条件が成立しているか否か判定する（Ｓ２８）。Ｓ２８の処理は、図６のＳ１５の処理と同一である。Ｓ２９では、回転電機２３の力行作動を終了する（Ｓ１６）。その後、この一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。

図９は、上記始動制御の態様を示すタイムチャートである。上記デコンプ制御を実行していない場合を破線で示し、デコンプ制御を実行している場合を実線で示している。

時刻ｔ２１において、回転電機２３の力行作動が開始され、スタータ１３の駆動が終了される。回転電機２３は指令トルクＴｒｉで駆動される。

時刻ｔ２２において、回転電機プーリ２２によるベルト３４の送り速度と、駆動軸プーリ３１によるベルト３４の送り速度との差の絶対値が、第１速度差Ｖｒ１よりも大きくなる。すなわち、デコンプ制御の開始条件が成立する。

破線で示すように、デコンプ制御が開始されない場合、クランクシャフトトルクの変動幅ΔＴｒ１が大きいままとなる。このため、クランクシャフトトルクが−になる期間（図４参照）において、ベルト３４の第２部位３４ｂの緩みが大きくなり、ベルト張力の減少量ΔＴ１及びオートテンショナ変位の減少量が大きくなる。そして、ベルト張力が所定張力Ｔｍを下回ると、回転電機プーリ２２又は駆動軸プーリ３１とベルト３４とが滑り始める。その結果、エンジン回転速度がさらに低下し、エンジン１１の始動に失敗する。

一方、実線で示すように、デコンプ制御が開始された場合、クランクシャフトトルクの変動幅ΔＴｒ２が上記変動幅ΔＴｒ１よりも小さくなる。このため、クランクシャフトトルクが−になる期間（図４参照）において、ベルト３４の第２部位３４ｂの緩みが小さくなり、ベルト張力の減少量ΔＴ２及びオートテンショナ変位の減少量が小さくなる。クランクシャフトトルクが＋になる期間（図５参照）において、オートテンショナ変位が大きくなり、テンショナプーリ４１がベルト３４の第１部位３４ａに追従する。その後、テンショナプーリ４１は、ベルト３４の第１部位３４ａを揺ませる方向の減衰力が大きくなり（図３の収縮方向参照）、ベルト３４の張った状態が維持される。このため、ベルト張力及びオートテンショナ変位が回復していく。

したがって、ベルト張力が所定張力Ｔｍを下回らず、回転電機プーリ２２又は駆動軸プーリ３１とベルト３４とは滑り始めない。その後、時刻ｔ２３において、回転電機プーリ２２によるベルト３４の送り速度と、駆動軸プーリ３１によるベルト３４の送り速度との差の絶対値が、第２速度差Ｖｒ２よりも小さくなる。すなわち、デコンプ制御の終了条件が成立し、デコンプ制御が終了される。時刻ｔ２４において、回転電機２３の力行終了条件が成立して力行作動が終了し、エンジン１１が始動される。

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第１実施形態と異なる利点のみを述べる。

・回転電機ＥＣＵ２５は、回転角センサ６２により検出された第１回転速度と、クランク角センサ６１により検出された第２回転速度とに基づいて、ベルト３４に滑りが生じていると判定したことを条件として、エンジン１１の始動時に、ＶＶＴ５０により圧縮圧力を減少させる。したがって、回転電機プーリ２２又は駆動軸プーリ３１とベルト３４とに滑りが生じていない場合は、ＶＶＴ５０により圧縮圧力を減少させず、速やかにエンジン１１を始動することができる。また、回転電機プーリ２２又は駆動軸プーリ３１とベルト３４とに滑りが生じている場合は、ＶＶＴ５０により圧縮圧力を減少させて、ベルト３４の滑りを抑制することができる。

なお、上記各実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。上記各実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

・オートテンショナ４０の特性は図３に示す特性に限らない。例えば、テンショナプーリ４１が第１方向（付勢部４７の伸長方向）に移動するとき、付勢部４７における減衰力は、０よりも大きい第１減衰力であってもよい。そして、テンショナプーリ４１が第２方向（付勢部４７の収縮方向）に移動するとき、付勢部４７における減衰力は、テンショナプーリ４１の移動速度が増加するにしたがって第１減衰力から大きくなってもよい。また、テンショナプーリ４１が第２方向に移動するとき、付勢部４７における減衰力は、第１減衰力よりも大きい一定の第２減衰力であってもよい。すなわち、テンショナプーリ４１が第１方向に移動するときの付勢部４７における減衰力は、テンショナプーリ４１が第２方向に移動するときの付勢部４７における減衰力よりも小さければよい。

・デコンプ制御では、ＶＶＴ５０により吸気弁の開閉タイミングを、エンジン１１において燃料の燃焼が可能な限界タイミングよりも所定角度進角側の開閉タイミングまで遅角させて圧縮圧力を減少させてもよい。こうした構成によれば、吸気弁の開閉タイミングのばらつきによる失火を抑制することができる。

・エンジン１１の再始動時において、スタータ１３と回転電機２３とで連携せず、回転電機２３のみによりエンジン１１を始動してもよい。その場合、回転電機２３は、エンジン１１を駆動可能な回転トルクを出力する。

・エンジンＥＣＵ６０は、エンジン１１の自動停止及び自動再始動を行わず、車両の運転者によるイグニッションスイッチでのエンジン１１の駆動開始操作時に、回転電機ＥＣＵ２５へエンジン１１の始動指令を出力してもよい。そして、始動指令に応じて、回転電機ＥＣＵ２５が図６，８の始動制御を実行してもよい。

・エンジン１１の始動時に、エンジンＥＣＵ６０（制御部）が、ＶＶＴ５０を制御してデコンプ制御を行い、回転電機ＥＣＵ２５を介して回転電機２３を力行させてもよい。すなわち、エンジンＥＣＵ６０が図６，８の始動制御を実行してもよい。

・オートテンショナ４０がベルト３４を押し込む位置は、第１部位３４ａに限らず、第２部位３４ｂであってもよい。

・デコンプ機構は、ＶＶＴ５０に限らず、吸気弁の開閉タイミング及びリフト量を変更可能な可変バルブリフト機構を採用することもできる。この場合、吸気弁の開閉タイミングを維持し且つリフト量を減少させる、吸気弁の開閉タイミングを遅角し且つリフト量を増加させる等により、エンジン１１の気筒１１ａにおける圧縮圧力を減少させることができる。

・回転電機２３は、ＩＳＧに限らず、エンジン１１を駆動可能な回転トルクを出力し、ベルト３４を介してクランクシャフト１１ｂを駆動するＭＧ（Motor Generator）を採用することもできる。

・エンジン１１は、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジン等、その他のエンジンを採用することもできる。

１１…エンジン、１１ａ…気筒、１１ｂ…クランクシャフト、２０…伝動システム、２２…回転電機プーリ、２３…回転電機、２３ａ…回転軸、２５…回転電機ＥＣＵ、３１…駆動軸プーリ、３４…ベルト、４０…オートテンショナ、５０…ＶＶＴ、６０…エンジンＥＣＵ。

Claims (4)

1. エンジン（１１）の駆動軸（１１ｂ）を回転可能な回転トルクを出力可能な回転電機（２３）と、
   前記回転電機の回転軸（２３ａ）と一体に回転可能に設けられた第１プーリ（２２）と、
   前記駆動軸と一体に回転可能に設けられた第２プーリ（３１）と、
   前記第１プーリ及び前記第２プーリに掛け回され、前記回転軸と前記駆動軸との間において回転トルクを伝達可能な無端伝動部材（３４）と、
   前記無端伝動部材を張らせる第１方向及び緩ませる第２方向へ移動可能な移動部材（４１）を有し、前記移動部材により前記無端伝動部材に自動的に張力を付与し、前記移動部材が前記第１方向へ移動する時に作用する減衰力が、前記移動部材が前記第２方向へ移動する時に作用する減衰力よりも小さい機械式のオートテンショナ（４０）と、
   前記エンジンの気筒（１１ａ）における圧縮圧力を減少させるデコンプ機構（５０）と、
   前記エンジンの始動時に、前記回転電機により回転トルクを出力させ、且つ前記デコンプ機構により前記圧縮圧力を減少させる制御部（２５、６０）と、
   を備える伝動システム（２０）。
2. 前記回転軸の回転速度である第１回転速度を検出する第１センサ（６２）と、
   前記駆動軸の回転速度である第２回転速度を検出する第２センサ（６１）と、を備え、
   前記制御部は、前記第１センサにより検出された前記第１回転速度と、前記第２センサにより検出された前記第２回転速度とに基づいて、前記無端伝動部材に滑りが生じていると判定したことを条件として、前記エンジンの始動時に前記デコンプ機構により前記圧縮圧力を減少させる、請求項１に記載の伝動システム。
3. 前記制御部は、前記エンジンの始動時に、前記デコンプ機構により前記圧縮圧力を減少させる際に、前記エンジンにおいて燃料の燃焼が可能な限界まで前記圧縮圧力を減少させる、請求項１又は２に記載の伝動システム。
4. 前記移動部材が前記第１方向へ移動する時に作用する前記減衰力が０であり、前記移動部材が前記第２方向へ移動する時に作用する前記減衰力は、前記移動部材の移動速度が高いほど大きい、請求項１〜３のいずれか１項に記載の伝動システム。

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