JP2022028361A - モータジェネレータの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両のギア機構における歯打ち音を抑制する。【解決手段】車両は、内燃機関とモータジェネレータとを連結する弾性体及びギア機構を備えている。車両の制御装置は、内燃機関の始動時に、モータジェネレータを駆動することにより、モータジェネレータからギア機構及び弾性体を介して内燃機関にトルクを作用させる。制御装置は、内燃機関の始動処理を開始する際に、モータジェネレータのトルクを正の値に制御した後、内燃機関の初爆が発生する時点でのモータジェネレータのトルクをゼロ以下にまで低下させる。【選択図】図２

Description

本発明は、モータジェネレータの制御装置に関する。

特許文献１に記載の車両は、内燃機関及びモータジェネレータを備えている。内燃機関とモータジェネレータとは、ダンパ及び遊星歯車機構を介して、トルクを伝達可能に連結されている。ダンパは、複数のコイルばねを備えており、このコイルばねによって、トルクを吸収しつつ伝達できるようになっている。また、遊星歯車機構は、ダンパとモータジェネレータとの間に介在している。また、特許文献１に記載の制御装置は、内燃機関の始動時に、モータジェネレータから遊星歯車機構及びダンパを介して内燃機関に正のトルクを作用させて、内燃機関をクランキングする。

特開２０１９－００６３０５号公報

特許文献１に記載の発明では、内燃機関の始動処理の直後は、モータジェネレータが内燃機関に正のトルクを作用させる状態、すなわち内燃機関がダンパに対して負のトルクを作用させる状態である。その後、内燃機関で初爆が起こると、内燃機関がダンパに正のトルクを作用させる状態になる。このように、内燃機関からダンパへと作用させるトルクが負の値から正の値へと瞬間的に大きく変化すると、その変化を吸収しようとダンパのコイルばねが大きく弾性変形する。そして、その後、コイルばねが収縮・伸長を繰り返すため、ダンパから遊星歯車機構に作用するトルクが上下動し、遊星歯車機構における歯打ち音の原因となる。

上記課題を解決するためのモータジェネレータの制御装置は、内燃機関とモータジェネレータとが弾性体及びギア機構を介してトルクを伝達可能に連結され、前記内燃機関の始動処理時に、前記モータジェネレータを駆動することにより、前記モータジェネレータから前記ギア機構及び前記弾性体を介して前記内燃機関にトルクを作用させる制御装置であって、前記内燃機関の始動処理を開始する際に前記モータジェネレータのトルクを正の値に制御した後、前記内燃機関の初爆が発生する時点での前記モータジェネレータのトルクをゼロ以下にまで低下させる。

上記構成によれば、内燃機関の初爆時点においてモータジェネレータのトルクはゼロ又は負の値である。換言すれば、内燃機関から弾性体へのトルクはゼロ又は正の値である。したがって、内燃機関の初爆後に内燃機関から弾性体へのトルクが正側に大きくなっても、負の値から正の値にまで変動するよりは、内燃機関の初爆時におけるトルクの変動量を抑えることができる。これにより、内燃機関の初爆時における弾性体の変形量を抑えることができる。

車両の概略構成図。 内燃機関の始動処理を示すフローチャート。 内燃機関の始動処理を示すフローチャート。 （ａ）は、機関回転速度の変化を示すタイムチャート。（ｂ）は、第１モータジェネレータのトルクの変化を示すタイムチャート。（ｃ）は、ダンパトルクの変化を示すタイムチャート。

以下、本発明の一実施形態を図１～図４にしたがって説明する。先ず、本発明の制御装置９０が適用された車両１００の概略構成について説明する。
図１に示すように、車両１００は、内燃機関１０、ダンパ２０、連結シャフト３１、動力分割機構４０、リダクション機構５０、第１モータジェネレータ６１、第２モータジェネレータ６２、伝達機構６６、ディファレンシャル６７、及び複数の駆動輪６８を備えている。

内燃機関１０の出力軸であるクランクシャフト１６には、ダンパ２０を介して連結シャフト３１が連結されている。ダンパ２０は、ダンパ本体２１、及び減衰器２２を備えている。ダンパ本体２１は、クランクシャフト１６及び連結シャフト３１の間に介在されるとともに周方向に複数配置されたコイルバネを有している。ダンパ本体２１は、当該ダンパ本体２１のコイルバネの弾性変形により、トルク変動等に起因したクランクシャフト１６及び連結シャフト３１の間のねじれ振動を抑制しつつクランクシャフト１６及び連結シャフト３１の間でトルクを伝達する。なお、本実施形態において、ダンパ本体２１は、弾性体の一例である。減衰器２２は、クランクシャフト１６及び連結シャフト３１の間に介在されている。減衰器２２は、ダンパ本体２１が弾性変形した後の復帰に伴う急激な変形を制限することにより、ダンパ本体２１の復帰に起因した振動を減衰させる。

連結シャフト３１には、動力分割機構４０が接続されている。動力分割機構４０は、サンギア４１、キャリア４２、複数のピニオンギア４３、及びリングギア４４を有する遊星歯車機構である。外歯歯車のサンギア４１及び内歯歯車のリングギア４４は、同軸上に配置されており、複数のピニオンギア４３を介して連結されている。ピニオンギア４３は、自転可能な状態でキャリア４２に支持されている。ピニオンギア４３は、キャリア４２が回転することで公転可能になっている。キャリア４２には、連結シャフト３１が接続されている。サンギア４１には、第１モータジェネレータ６１の回転軸が連結されている。したがって、第１モータジェネレータ６１は、動力分割機構４０を介して内燃機関１０に連結されている。本実施形態において、動力分割機構４０は、ギア機構の一例である。

内燃機関１０のトルクがキャリア４２に入力されると、当該内燃機関１０のトルクは、サンギア４１側とリングギア４４側とに分配される。そして、サンギア４１を介して伝達された内燃機関１０のトルクが第１モータジェネレータ６１の回転軸に入力されると、第１モータジェネレータ６１が発電機として機能する。

一方、第１モータジェネレータ６１を電動機として機能させた場合、第１モータジェネレータ６１のトルクがサンギア４１に入力される。すると、サンギア４１に入力された第１モータジェネレータ６１のトルクは、キャリア４２側とリングギア４４側とに分配される。そして、キャリア４２を介して伝達された第１モータジェネレータ６１のトルクが内燃機関１０のクランクシャフト１６に入力されると、内燃機関１０のクランクシャフト１６が回転する。すなわち、第１モータジェネレータ６１は、内燃機関１０にトルクを作用させることが可能である。

リングギア４４における出力軸であるリングギア軸４５には、伝達機構６６が接続されている。伝達機構６６は、複数のギアを介して動力を伝達する。伝達機構６６には、ディファレンシャル６７を介して駆動輪６８に接続されている。

また、リングギア軸４５には、リダクション機構５０が接続されている。リダクション機構５０は、サンギア５１、キャリア５２、複数のピニオンギア５３、及びリングギア５４を有する遊星歯車機構である。外歯歯車のサンギア５１及び内歯歯車のリングギア５４は、同軸上に配置されており、複数のピニオンギア５３を介して連結されている。ピニオンギア５３は、自転可能な状態でキャリア５２に支持されている。キャリア５２は、リダクション機構５０のケース５５に固定されている。したがって、ピニオンギア５３は、公転不可能な状態になっている。リングギア５４には、リングギア軸４５が接続されている。サンギア５１には、第２モータジェネレータ６２の回転軸が接続されている。

第２モータジェネレータ６２は、車両１００を減速させる際に発電機として機能することで、第２モータジェネレータ６２の発電量に応じた回生制動力を車両１００に発生させることができる。

一方、第２モータジェネレータ６２を電動機として機能させた場合、第２モータジェネレータ６２のトルクは、リダクション機構５０、リングギア軸４５、伝達機構６６、及びディファレンシャル６７を介して駆動輪６８に入力される。すると、第２モータジェネレータ６２のトルクによって、駆動輪６８が回転する。

車両１００には、第１インバータ７１、第２インバータ７２、及びバッテリ７３が搭載されている。第１インバータ７１は、第１モータジェネレータ６１とバッテリ７３との間の電力の授受量を調整する。第２インバータ７２は、第２モータジェネレータ６２とバッテリ７３との間の電力の授受量を調整する。

車両１００には、クランク角センサ８１、ダンパ角センサ８２、アクセル開度センサ８３、車速センサ８４、及びアクセルペダル８９が搭載されている。クランク角センサ８１は、クランクシャフト１６の近傍に取り付けられている。クランク角センサ８１は、クランクシャフト１６の回転角であるクランク角ＳＣを検出する。ダンパ角センサ８２は、連結シャフト３１の近傍に取り付けられている。ダンパ角センサ８２は、連結シャフト３１の回転角であるダンパ角ＳＤを検出する。アクセル開度センサ８３は、運転者により操作されるアクセルペダル８９の近傍に取り付けられている。アクセル開度センサ８３は、運転者により操作されるアクセルペダル８９の操作量であるアクセル開度ＡＣＣを検出する。車速センサ８４は、車両１００の速度である車速ＳＰを検出する。

車両１００には、制御装置９０が搭載されている。制御装置９０には、各種のセンサから以下の信号が入力される。・クランク角センサ８１からのクランク角ＳＣを示す信号。・ダンパ角センサ８２からのダンパ角ＳＤを示す信号。・アクセル開度センサ８３からのアクセル開度ＡＣＣを示す信号。・車速センサ８４からの車速ＳＰを示す信号。

制御装置９０は、クランク角ＳＣに基づいて、クランクシャフト１６の単位時間当たりの回転速度である機関回転速度ＮＥを算出する。
また、制御装置９０は、アクセル開度ＡＣＣ及び車速ＳＰに基づいて、車両１００が走行するために必要な出力の要求値である車両要求出力を算出する。制御装置９０は、車両要求出力に基づいて、内燃機関１０、第１モータジェネレータ６１、及び第２モータジェネレータ６２のトルク配分を決定する。制御装置９０は、内燃機関１０、第１モータジェネレータ６１、及び第２モータジェネレータ６２のトルク配分に基づいて、内燃機関１０の出力と、第１モータジェネレータ６１及び第２モータジェネレータ６２の力行及び回生とを制御する。なお、制御装置９０は、内燃機関１０に制御信号を出力することにより、当該内燃機関１０における吸入空気量の調整、燃料噴射量の調整、点火時期の調整などの各種の制御を実行する。また、制御装置９０は、第１モータジェネレータ６１を制御するにあたって、第１インバータ７１に制御信号を出力する。そして、制御装置９０は、第１インバータ７１を介して、第１モータジェネレータ６１とバッテリ７３との間の電力の授受量を調整することにより、第１モータジェネレータ６１を制御する。さらに、制御装置９０は、第２モータジェネレータ６２を制御するにあたって、第２インバータ７２に制御信号を出力する。そして、制御装置９０は、第２インバータ７２を介して、第２モータジェネレータ６２とバッテリ７３との間の電力の授受量を調整することにより、第２モータジェネレータ６２を制御する。

制御装置９０は、車両１００が走行する場合、車両１００の走行モードとして、ＥＶモード及びＨＶモードの何れか一方を選択する。ここで、ＥＶモードとは、内燃機関１０を駆動させずに、第１モータジェネレータ６１のトルクや、第２モータジェネレータ６２のトルクによって車両１００を走行させるモードである。また、ＨＶモードとは、第１モータジェネレータ６１及び第２モータジェネレータ６２のトルクに加えて、内燃機関１０のトルクによって車両１００を走行させるモードである。

制御装置９０は、例えば、バッテリ７３の残容量に十分な余裕がある場合には、車両１００の発進時及び軽負荷走行時においてＥＶモードを選択する。一方、制御装置９０は、例えば、バッテリ７３の残容量に十分な余裕がない場合には、ＨＶモードを選択する。

ここで、内燃機関１０が駆動しているときにクランクシャフト１６が回転する方向を正の回転方向、正の回転方向へのトルクを正の値のトルクとする。制御装置９０は、内燃機関１０を始動するにあたって、第１モータジェネレータ６１を駆動させ、当該第１モータジェネレータ６１側から内燃機関１０側へと正の値のトルクを作用させる。そして、クランクシャフト１６を回転させることで内燃機関１０の燃焼室における燃料及び吸気の燃焼を開始する。なお、第１モータジェネレータ６１のトルクが正の値である場合には、第１モータジェネレータ６１が電動機として機能する。

制御装置９０は、クランク角ＳＣ及びダンパ角ＳＤに基づいて、ダンパ２０に作用するトルクであるダンパトルクＴＤを算出する。この実施形態では、ダンパ２０における内燃機関１０側から第１モータジェネレータ６１側へと作用するトルクとしてダンパトルクＴＤを算出する。具体的には、ダンパ２０において、内燃機関１０側から第１モータジェネレータ６１側へと伝達されるトルクがゼロである場合、ダンパトルクＴＤがゼロとして算出される。また、ダンパ２０において内燃機関１０側から第１モータジェネレータ６１側に正の値のトルクを作用させているときには、そのときのダンパトルクＴＤが正の値として算出される。一方、ダンパ２０において第１モータジェネレータ６１側から内燃機関１０側に正の値のトルクを作用させているときには、内燃機関１０側からみると、内燃機関１０側から第１モータジェネレータ６１側へと負の値のトルクを作用させていることになる。したがって、そのときのダンパトルクＴＤは負の値として算出される。

制御装置９０は、ダンパトルクＴＤ及びクランク角ＳＣに基づいて、クランク角ＳＣに対する将来のダンパトルクＴＤの推移を算出する。この実施形態では、内燃機関１０の始動が完了するタイミングまでの推移を算出する。

内燃機関１０のクランクシャフト１６が回転すると、内燃機関１０の吸気バルブや排気バルブも開閉する。このとき、内燃機関１０の燃焼室が密閉されたり開放されたりするので、クランクシャフト１６を回転させるのに必要なトルクが周期的に変動する。内燃機関１０が始動する際、機関回転速度ＮＥが上昇していく過程で上記のトルクの変動周期が、ダンパ本体２１の共振周波数と一致すると、ダンパ本体２１が振動及び収縮を繰り返すので、ダンパトルクＴＤも周期的に変動する。また、内燃機関１０において初爆が起きた後は、内燃機関１０の燃焼室内で爆発が起きるタイミングに応じて、ダンパトルクＴＤが周期的に変動する。このようなダンパトルクＴＤの変動の仕方は、ダンパ２０の特性及び内燃機関１０の特性等に基づき、予めシミュレーションや計算等で把握することができる。そこで、本実施形態では、制御装置９０に、クランク角ＳＣに対するダンパトルクＴＤの変動の推移をマップ化したデータを格納しておく。そして、検出したダンパトルクＴＤ及びクランク角ＳＣを、マップ化したデータに当てはめて、その後のダンパトルクＴＤがどのように推移するのかを算出する。

制御装置９０は、推定されたダンパトルクの推移に基づいて、内燃機関１０の燃焼室における燃焼を開始するタイミング、すなわち初爆のタイミングである初爆タイミングＴＡを設定する。具体的には、制御装置９０は、内燃機関１０の始動が要求された後、機関回転速度ＮＥが予め定められた所定回転速度Ａに達したときに、初爆タイミングＴＡを設定する。ここで、所定回転速度Ａは、内燃機関１０の初爆が成立するのに足る最低限の機関回転速度ＮＥとして定められており、例えば数百～千数百ｒｐｍである。

上述したように、内燃機関１０の始動する際には、第１モータジェネレータ６１側から内燃機関１０側にトルクを作用させている。したがって、このとき、ダンパトルクＴＤが負の値である。そして、全体としては、機関回転速度ＮＥが上昇していくにつれてダンパトルクＴＤがゼロに近づいていく。制御装置９０は、推定されたダンパトルクの推移を参照して、ダンパトルクＴＤが、負の規定値以上になるタイミングを特定する。そして、制御装置９０は、そのタイミングを初爆タイミングＴＡとする。

なお、制御装置９０は、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って各種処理を実行する１つ以上のプロセッサを含む回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）として構成し得る。なお、制御装置９０は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、又はそれらの組み合わせを含む回路として構成してもよい。プロセッサは、ＣＰＵ及び、ＲＡＭ並びにＲＯＭ等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる媒体を含む。

次に、内燃機関１０の始動処理の制御について説明する。制御装置９０は、内燃機関１０の始動が要求されてから始動が完了するまで、始動処理を繰り返し実行する。なお、本実施形態において、内燃機関１０の始動が完了するときとは、内燃機関１０において初爆が生じた後、内燃機関１０が自立して駆動を継続できる最低限度の機関回転速度ＮＥに達したときである。

図２に示すように、始動処理が開始されると、ステップＳ１１において、制御装置９０は、内燃機関１０の燃焼室における燃焼が開始されたことを示す初爆フラグがＯＦＦであるか否かを判定する。なお、内燃機関１０の始動が要求された時点において、初爆フラグはＯＦＦである。ステップＳ１１において、制御装置９０は、初爆フラグがＯＦＦであると判定した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１２に進める。

ステップＳ１２において、制御装置９０は、機関回転速度ＮＥが所定回転速度Ａ未満であるか否かを判定する。ステップＳ１２において、制御装置９０は、機関回転速度ＮＥが所定回転速度Ａ未満であると判定した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１３に進める。

ステップＳ１３において、制御装置９０は、第１モータジェネレータ６１の目標トルクを予め定められた所定トルクとして、その所定トルクになるように第１モータジェネレータ６１を制御する。なお、所定トルクは正の値である。その後、制御装置９０は、再びステップＳ１１の処理を実行する。

一方、ステップＳ１２において、制御装置９０は、機関回転速度ＮＥが所定回転速度Ａ以上であると判定した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、処理をステップＳ２１に進める。ステップＳ２１において、制御装置９０は、初爆タイミングＴＡを設定する。なお、ダンパトルクＴＤの推移の推定や、それに基づく初爆タイミングＴＡの設定方法については上述したとおりである。その後、制御装置９０は、処理をステップＳ２２に進める。

ステップＳ２２において、制御装置９０は、ステップＳ２２の処理時点が初爆タイミングＴＡであるか否かを判定する。ステップＳ２２において、制御装置９０は、ステップＳ２２の処理時点が初爆タイミングＴＡであると判定した場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、処理をステップＳ２３に進める。

ステップＳ２３において、制御装置９０は、内燃機関１０に制御信号を出力することにより、内燃機関１０の燃焼室における燃焼を開始する。その後、制御装置９０は、処理をステップＳ２４に進める。ステップＳ２４において、制御装置９０は、初爆フラグをＯＮにする。その後、制御装置９０は、再びステップＳ１１の処理を実行する。

一方、ステップＳ２２において、制御装置９０は、ステップＳ２２の処理時点が初爆タイミングＴＡでない、すなわち初爆タイミングＴＡの前であると判定した場合（Ｓ２２：ＮＯ）、処理をステップＳ３２に進める。

ステップＳ３２において、制御装置９０は、第１モータジェネレータ６１側から内燃機関１０側に作用するトルクが小さくなるように第１モータジェネレータ６１の目標トルクを設定する。具体的には、制御装置９０は、第１モータジェネレータ６１のトルクを低下させ始めたときのトルクから、初爆タイミングＴＡにおいて出力するべきトルクである規定トルクまで、徐々にトルクが低下するように、第１モータジェネレータ６１の目標トルクを設定する。なお、この実施形態では、初爆タイミングＴＡにおける規定トルクは負の値である。そして、制御装置９０は、第１モータジェネレータ６１の目標トルクに基づいて、第１モータジェネレータ６１を制御する。その後、制御装置９０は、再びステップＳ１１の処理を実行する。

一方、ステップＳ１１において初爆フラグがＯＮであると判定した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、制御装置９０は、処理をステップＳ６２に進める。
図３に示すように、ステップＳ６２において、制御装置９０は、将来のダンパトルクＴＤの推移を推定する。なお、ダンパトルクＴＤの推移の推定方法については上述したとおりである。その後、制御装置９０は、処理をステップＳ６３に進める。

ステップＳ６３において、制御装置９０は、推定したダンパトルクＴＤの推移に基づいて、第１モータジェネレータ６１の目標トルクを設定する。初爆が生じた後の第１モータジェネレータ６１の目標トルク、すなわちステップＳ６３で設定される目標トルクは常にゼロ以下の値である。

なお、上述したとおり、内燃機関１０に初爆が生じた後は、ダンパトルクＴＤが周期的に変動する。そこで、制御装置９０は、ダンパトルクＴＤの変動を相殺するような目標トルクを設定する。具体的には、制御装置９０は、初爆後のダンパトルクＴＤの推移の波形に対して、第１モータジェネレータ６１のトルクが逆位相の波形となるように、目標トルクを設定する。その後、制御装置９０は、処理をステップＳ６４に進める。

ステップＳ６４において、制御装置９０は、第１モータジェネレータ６１がステップＳ６３で算出した目標トルクを発揮したと仮定して、ダンパトルクＴＤの推移を再推定する。なお、このステップＳ６４でも、内燃機関１０の始動が完了するタイミングまでのダンパトルクＴＤの推移を推定する。その後、制御装置９０は、処理をステップＳ７１に進める。

ステップＳ７１において、制御装置９０は、ステップＳ６４で再推定したダンパトルクＴＤの推移から、ダンパトルクＴＤの最小値を特定する。そして、制御装置９０は、ダンパトルクＴＤの最小値が、予め定められた閾値Ｂ以上であるか否かを判定する。この実施形態では、閾値Ｂはゼロである。ステップＳ７１において、上記のダンパトルクＴＤの最小値が閾値Ｂ以上であると判定した場合（Ｓ７１：ＹＥＳ）、制御装置９０は、処理をステップＳ７３に進める。一方、ステップＳ７１において、制御装置９０は、上記のダンパトルクＴＤの最小値が閾値Ｂ未満であると判定した場合（Ｓ７１：ＮＯ）、処理をステップＳ７２に進める。

ステップＳ７２において、制御装置９０は、第１モータジェネレータ６１の目標トルクを補正する。具体的には、制御装置９０は、ステップＳ７１における閾値ＢとステップＳ７１で特定したダンパトルクＴＤの最小値との差の絶対値を算出する。そして、制御装置９０は、ステップＳ６３で算出した目標トルクから上記の差の絶対値を減算したものを、新たな目標トルクとする。その後、制御装置９０は、処理をステップＳ７３に進める。

ステップＳ７３において、制御装置９０は、第１モータジェネレータ６１の目標トルクに基づいて、第１モータジェネレータ６１を制御する。その後、制御装置９０は、再びステップＳ１１の処理を実行する。

本実施形態の作用について説明する。
図４（ａ）に示すように、時刻ｔ１１よりも前の時刻においては、内燃機関１０の始動が要求されておらず、機関回転速度ＮＥがゼロになっているものとする。また、時刻ｔ１１よりも前の時刻においては、図４（ｂ）に示すように、第１モータジェネレータ６１のトルクがゼロになっており、図４（ｃ）に示すように、ダンパトルクＴＤがゼロになっているものとする。なお、時刻ｔ１４が初爆タイミングＴＡであるものとする。

図４（ｂ）に示すように、時刻ｔ１１において、内燃機関１０の始動が要求されると、時刻ｔ１１～時刻ｔ１２において、第１モータジェネレータ６１のトルクが正の値である所定トルクになるように制御される。その結果、図４（ａ）に示すように、時刻ｔ１１以降においては、機関回転速度ＮＥが次第に高くなる。また、図４（ｃ）に示すように、時刻ｔ１１～時刻ｔ１２において、ダンパトルクＴＤは、クランクシャフト１６を回転させるのに必要なトルクが周期的に変動することに起因して周期的に変動しつつ小さくなっていく。

図４（ａ）に示すように、時刻ｔ１２において、機関回転速度ＮＥが所定回転速度Ａ以上になると、図４（ｂ）において実線で示すように、時刻ｔ１２～時刻ｔ１４において、第１モータジェネレータ６１のトルクが次第に小さくなるように制御される。そして、時刻ｔ１３において、第１モータジェネレータ６１のトルクがゼロになり、時刻ｔ１４においては、第１モータジェネレータ６１のトルクが負の値になる。このような第１モータジェネレータ６１のトルクの変化に伴って、図４（ｃ）において実線で示すように、時刻ｔ１２～時刻ｔ１４において、ダンパトルクＴＤは、クランクシャフト１６を回転させるのに必要なトルクが周期的に変動することに起因して周期的に変動しつつ大きくなっていく。そして、時刻ｔ１４においては、ダンパトルクＴＤがゼロになる。

図４（ａ）に示すように、初爆タイミングＴＡである時刻ｔ１４において、内燃機関１０の燃焼室における燃焼が開始されると、時刻ｔ１４以降において、機関回転速度ＮＥが急激に高くなっていく。また、図４（ｃ）において実線で示すように、時刻ｔ１４直後において、ダンパトルクＴＤがゼロから急激に高くなる。その後、ダンパトルクＴＤは、内燃機関１０の燃焼室内での周期的な爆発に起因して周期的に変動する。

本実施形態の効果について説明する。
（１）先ず、図４において二点鎖線で示す比較例について説明する。図４（ｂ）に示す比較例では、機関回転速度ＮＥが所定回転速度Ａ以上になった時刻ｔ１２以降、第１モータジェネレータ６１のトルクが徐々に低下する。ただし、初爆タイミングＴＡである時刻ｔ１４の時点で第１モータジェネレータ６１のトルクは正の値である。そして、第１モータジェネレータ６１のトルクが正の値であることから、図４（ｃ）において二点鎖線で示すように、ダンパトルクＴＤは、負の値である。この状態で、内燃機関１０の初爆が生じてダンパトルクＴＤが正の値になると、ダンパトルクＴＤの変動幅が相応に大きくなる。

本実施形態では、図４（ｂ）において実線で示すように、初爆タイミングＴＡである時刻ｔ１４において、第１モータジェネレータ６１のトルクが負の値になっている。そのため、図４（ｃ）において実線で示すように、時刻ｔ１４におけるダンパトルクＴＤは、ゼロ、あるいは正の値になっている。したがって、その後、内燃機関１０に初爆が生じてダンパトルクＴＤが正の値になったとしても、負の値から正の値に変動するよりは、変動幅を抑えることができる。ダンパトルクＴＤの変動幅を抑えることができれば、その後のダンパトルクＴＤの上下動も抑えられるので、動力分割機構４０における歯打ち音の発生も抑えられる。

（２）図４（ｃ）において二点鎖線で示すように、時刻ｔ１４後において、ダンパトルクＴＤは、内燃機関１０の燃焼室内での周期的な爆発に起因して周期的に変動する。内燃機関１０の初爆の後は、概ねダンパトルクＴＤは正の値であるものの、周期的な変動の幅が大きいときには、ダンパトルクＴＤの極小値がゼロを下回って負の値になることがある。ダンパトルクＴＤが、ゼロを跨いで繰り返し上下動すると、動力分割機構４０におけるギア、例えばピニオンギア４３の歯とサンギア４１の歯とが繰り返し接離し、歯打ち音が発生することがある。

この点、本実施形態では、図４（ｂ）において実線で示すように、時刻ｔ１４後において、ダンパトルクＴＤの変動を相殺するように第１モータジェネレータ６１のトルクが制御される。そのため、図４（ｃ）において実線で示すように、ダンパトルクＴＤの変動が抑制され、ダンパトルクＴＤの上下動の変動幅を抑制できる。

（３）本実施形態では、図４（ｃ）において実線で示すように、時刻ｔ１４後において、ダンパトルクＴＤの最小値が閾値Ｂ以上になるように第１モータジェネレータ６１が制御される。これにより、時刻ｔ１４後において、ダンパトルクＴＤの最小値が閾値Ｂ未満、すなわちダンパトルクＴＤが負の値になることを抑制できる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態において、ダンパトルクＴＤの最小値が閾値Ｂ以上になるように第１モータジェネレータ６１の目標トルクを設定する処理、すなわちステップＳ６４、Ｓ７１、Ｓ７２の処理を省略してもよい。例えば、内燃機関１０の初爆後におけるダンパトルクＴＤの変動が小さい場合には、ダンパトルクＴＤの最小値が負の値になる可能性が低いため、上記処理を省略しても差し支えない。

・上記実施形態において、ダンパトルクＴＤの変動を相殺するように第１モータジェネレータ６１の目標トルクを設定する処理、すなわちステップＳ６２、Ｓ６３を省略してもよい。例えば、内燃機関１０の初爆後におけるダンパトルクＴＤの変動が小さい場合には、上記処理を省略しても差し支えない。

・図４（ｃ）に示すように、時刻ｔ１１～時刻ｔ１４において、ダンパトルクＴＤが変動し、ダンパ２０の特性及び内燃機関１０の特性等によってはダンパトルクＴＤが大きく変動する可能性がある。そこで、例えば、制御装置９０は、内燃機関１０の初爆前において、ダンパトルクＴＤの変動を相殺するように第１モータジェネレータ６１の目標トルクを設定してもよい。なお、この構成においても、制御装置９０は、機関回転速度ＮＥが所定回転速度Ａ以上になるまでは第１モータジェネレータ６１の目標トルクを正の値にしていればよい。

・上記実施形態において、ギア機構は、動力分割機構４０に限らない。具体的には、複数の歯車を備える機構であって、その複数の歯車から歯打ち音が発生し得る構成であれば、ギア機構に該当する。

・上記実施形態において、弾性体は、ダンパ２０におけるダンパ本体２１に限らない。具体的には、内燃機関１０と第１モータジェネレータ６１との間に介在されて両者の間のトルクを弾性変形しつつ伝達する構成であれば、弾性体に該当する。

・上記実施形態において、車両１００は、第１モータジェネレータ６１及び第２モータジェネレータ６２を必ずしも備えなくてもよく、少なくとも１つのモータジェネレータを備えていればよい。すなわち、車両は、１つ以上のモータジェネレータと内燃機関とを備えていればよい。

ＮＥ…機関回転速度
ＴＡ…初爆タイミング
ＴＤ…ダンパトルク
１０…内燃機関
２０…ダンパ
２１…ダンパ本体
２２…減衰器
４０…動力分割機構
５０…リダクション機構
６１…第１モータジェネレータ
６２…第２モータジェネレータ
６６…伝達機構
６７…ディファレンシャル
６８…駆動輪
９０…制御装置
１００…車両

Claims (1)

1. 内燃機関とモータジェネレータとが弾性体及びギア機構を介してトルクを伝達可能に連結され、前記内燃機関の始動処理時に、前記モータジェネレータを駆動することにより、前記モータジェネレータから前記ギア機構及び前記弾性体を介して前記内燃機関にトルクを作用させる制御装置であって、
   前記内燃機関の始動処理を開始する際に前記モータジェネレータのトルクを正の値に制御した後、前記内燃機関の初爆が発生する時点での前記モータジェネレータのトルクをゼロ以下にまで低下させる
   モータジェネレータの制御装置。

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