JP5667329B1 - エンジンマウント制御装置及び車両 - Google Patents

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Abstract

走行中にアイドリング停止を行う車両において好適に用いることが可能なエンジンマウント制御装置及び車両を提供する。車両(10)のエンジンマウント制御装置(304)は、アイドリング停止が解除されたとき、エンジン(12)が完全停止状態であるか否かを判定し、エンジン(12)が完全停止状態であると判定した場合、完全停止状態を前提としてエンジン(12)のモータリングに伴うエンジン振動の伝達を抑制するための再始動時第1制御を実行し、エンジン(12)が完全停止していない状態であると判定した場合、前記再始動時第1制御を禁止する。

Description

本発明は、エンジンを車体に支持するエンジンマウントに組み込まれたアクチュエータを駆動させることで前記車体へのエンジン振動の伝達を抑制する振動抑制制御を行うエンジンマウント制御装置及び車両に関する。
特開2011−252553号公報(以下「JP 2011−252553 A」という。)では、エンジン始動時のロール固有振動が車体に伝達されないように適切に振動伝達抑制制御ができる能動型防振支持装置を提供することを目的としている([0006]、要約)。この目的を達成するため、JP 2011−252553 AのACM_ECU71は、モータリング状態の開始を検出したとき、モータリング時ロール固有振動制御部241において、CAN通信線207を介してエンジン・AT_ECUからエンジン始動前のクランク角を取得する。そして、取得したエンジン始動前のクランク角に応じたロール固有振動の振動開始時期、入力振動荷重、振動周波数、振動の期間をデータ部241aのロール固有振動特性データに基づいて算出し、駆動電流演算部236に駆動電流波形を生成させる。駆動制御部238A、238Bは、駆動電流波形に基づいてアクティブ・コントロール・マウントMF、MRを制御する(要約)。上記にいうエンジン始動前のクランク角とは、エンジン停止時のクランク角を意味している([0035])。
上記のように、JP 2011−252553 Aでは、エンジン停止時のクランク角(クランク回転位置)を用いてロール固有振動(ロール共振)の振動開始時期、入力振動荷重、振動周波数及び振動の期間を算出する。
ところで、近年、燃費の向上等を目的として様々な状況でアイドリング停止(燃料噴射の停止)が行われる。車両の走行中(車速がゼロ以外の状態)においてアイドリング停止を行った場合、エンジンは爆発工程を停止するものの回転は継続する。このため、エンジン回転数がゼロに到達する前にアイドリング停止を終了又は解除し、エンジンが再始動する場合が考えられる。
そのような場合、仮にアイドリング停止時のクランク回転位置を用いた場合、エンジンがその後も回転を続けることでクランク回転位置が変化するため、エンジン再始動時のクランク回転位置を知ることができず、十分な防振性能を得ることはできない。また、エンジン回転数がゼロになるのを待ってクランク回転位置を取得しようとすると、エンジン回転数がゼロになる前にエンジンが再始動をしてしまい、JP 2011−252553 Aの制御を用いることができなくなる。
本発明は上記のような課題を考慮してなされたものであり、走行中にアイドリング停止を行う車両において好適に用いることが可能なエンジンマウント制御装置及び車両を提供することを目的とする。
本発明に係るエンジンマウント制御装置は、エンジンを車体に支持するエンジンマウントに組み込まれたアクチュエータを駆動させることで前記車体へのエンジン振動の伝達を抑制する振動抑制制御を行うものであって、前記エンジンマウント制御装置は、車両のアイドリング停止が解除されたとき、前記エンジンが完全に停止した状態であるか否かを判定し、前記エンジンが完全に停止した状態であると判定した場合、前記エンジンが完全に停止した状態であることを前提として前記エンジンのモータリングに伴う前記エンジン振動の伝達を抑制するための再始動時第1制御を実行し、前記エンジンが完全に停止していない状態であると判定した場合、前記再始動時第1制御を禁止することを特徴とする。
本発明によれば、車両のアイドリング停止が解除されたとき、エンジンが完全に停止した状態であれば、再始動時第1制御を実行し、エンジンが完全に停止していない状態であれば、再始動時第1制御を禁止する。このため、再始動時第1制御を適切な場面で実行し、防振性能を高めることが可能となる。
前記エンジンマウント制御装置は、前記エンジンが爆発工程を伴って作動中である際の前記エンジン振動を抑制するための通常制御を実行し、前記車両が前記アイドリング停止したとき、前記通常制御を停止し、さらに、前記エンジンマウント制御装置は、前記エンジンのモータリング時においてロール共振が発生する前記エンジンの回転数をロール共振発生エンジン回転数と定義するとき、前記車両が前記アイドリング停止した後前記エンジンが完全に停止する前において、前記アイドリング停止が解除され且つ前記エンジンの回転数が前記ロール共振発生エンジン回転数若しくはその近傍値である第1エンジン回転数閾値を下回っていると判定した場合、又は前記アイドリング停止が解除され且つ前記エンジンの回転位置が前記ロール共振発生エンジン回転数若しくはその近傍値に対応する回転位置である第1エンジン回転位置閾値を下回っていると判定した場合、前記エンジンが完全には停止しなかったことを前提として前記エンジンの前記モータリングに伴う前記エンジン振動の伝達を抑制するための再始動時第2制御を実行してもよい。
これにより、停止時エンジン回転位置を用いることで比較的精度のよいことが多い再始動時第1制御を利用できない場合であっても、エンジン回転数又はエンジン回転位置に基づいて再始動時第2制御を利用してエンジン振動を抑制することが可能となる。従って、エンジンが完全停止状態にあるか否かにかかわらず、エンジン振動を抑制することができるようになり、防振性能を高めることが可能となる。
前記エンジンマウント制御装置は、前記再始動時第1制御において、前記エンジンが完全に停止した状態における前記エンジンの回転位置である停止時エンジン回転位置を前記モータリングの開始時又はそれより前に取得し、前記エンジン振動に対する前記アクチュエータの作動を開始する作動開始タイミングを前記停止時エンジン回転位置に基づいて設定し、前記作動開始タイミングが来たとき、前記エンジン振動に対する前記アクチュエータの作動を開始してもよい。
これにより、停止時エンジン回転位置を用いることで、再始動時第1制御を利用してエンジン振動を高精度に抑制することが可能となる。
前記エンジンマウント制御装置は、前記再始動時第2制御において、前記エンジンの回転数が前記第1エンジン回転数閾値以下且つ第2エンジン回転数閾値以上であり且つ前記エンジン回転数の変化率が正であるとき、又は前記エンジンの回転位置が前記第1エンジン回転位置閾値以下且つ第2エンジン回転位置閾値以上であり且つ前記エンジン回転数の変化率が正であるとき、前記エンジン振動に対する前記アクチュエータの作動を開始してもよい。
これにより、停止時エンジン回転位置を用いることで比較的精度のよいことが多い再始動時第1制御を利用できない場合であっても、エンジン回転数又はエンジン回転位置に基づいて再始動時第2制御を利用してエンジン振動を抑制することが可能となる。
前記エンジンマウント制御装置は、走行モータ又はスタータモータの回転位置センサの出力に基づいて前記エンジンの回転位置を算出又は取得してもよい。これにより、走行モータ又はスタータモータの回転位置センサが、エンジン自体の回転位置センサよりも高精度(高い角度分解能)である場合、より精度のよいエンジン回転位置を用いることが可能となる。
前記エンジンマウント制御装置は、前記回転位置センサの出力に基づいて前記エンジンの回転位置及び回転数を算出又は取得してもよい。これにより、走行モータ又はスタータモータの回転位置センサが、エンジン自体の回転位置センサよりも高精度(高い角度分解能)である場合、より精度のよいエンジン回転位置及び回転数を用いることが可能となる。
前記エンジンマウント制御装置は、前記車両が前記アイドリング停止した後、前記エンジンが完全に停止する前に、アクセルペダルの踏込み操作又はブレーキペダルの戻し操作が行われているとの情報を取得した場合、前記モータリングが開始される前に、前記エンジンの回転位置の算出又は取得を開始してもよい。これにより、運転者によるアイドリング停止を解除する操作を確認した時点からエンジン回転位置の算出を開始することで、再始動時第2制御を開始するまでの準備時間を長く確保することが可能となり、再始動時第2制御に関連した演算を確実に行うことができる又は再始動時第2制御に関連した演算を数多く実行することができる。
前記エンジンマウント制御装置は、前記車両が前記アイドリング停止した後、前記エンジンが完全に停止する前に、前記アクセルペダルの踏込み操作又は前記ブレーキペダルの戻し操作が行われているとの情報を取得した場合、前記モータリングが開始される前に、前記エンジンの回転数の算出又は取得を開始してもよい。これにより、運転者によるアイドリング停止を解除する操作を確認した時点からエンジン回転数の算出を開始することで、再始動時第2制御を開始するまでの準備時間を長く確保することが可能となり、再始動時第2制御に関連した演算を確実に行うことができる又は再始動時第2制御に関連した演算を数多く実行することができる。
前記作動開始タイミングを、前記モータリングの開始時から待機時間が経過した時点とし、前記待機時間を、前記エンジンの前記モータリングから前記ロール共振が発生するまでの予め設定された標準待機時間に対して、停止時エンジン回転位置に応じて修正を加えた時間としてもよい。これにより、前記エンジンの前記モータリングから前記ロール共振が発生までの標準的な時間を、予め標準待機時間として設定しておき、停止時エンジン回転位置に応じてこの標準待機時間を修正することが可能となる。従って、前記作動開始タイミングを算出する計算コストを抑え、エンジンマウント制御装置が行うその他の演算を数多く実行することができる。
本発明に係る車両は、前記エンジンマウント制御装置を備えることを特徴とする。
本発明によれば、車両のアイドリング停止が解除されたとき、エンジンが完全に停止した状態であれば、再始動時第1制御を実行し、エンジンが完全に停止していない状態であれば、再始動時第1制御を禁止する。このため、再始動時第1制御を適切な場面で実行し、防振性能を高めることが可能となる。
本発明の一実施形態に係る車両の概略構成図である。 アイドリング停止時におけるACM ECUの処理を示すフローチャートである。 アイドリング停止後、エンジンが完全に停止した後にアイドリング停止が解除された場合の各種情報の一例を示すタイムチャートである。 アイドリング停止後、エンジンが完全に停止する前にアイドリング停止が解除された場合の各種情報の一例を示すタイムチャートである。 再始動時第1制御のフローチャート(図2のS7の詳細)である。 再始動時第2制御のフローチャート(図2のS11の詳細)である。
A.一実施形態
1.構成
[1−1.概要]
図1は、本発明の一実施形態に係る車両10の概略構成図である。図1に示すように、車両10は、駆動源としてエンジン12及び走行モータ14を有するいわゆるハイブリッド車両である。後述するように、車両10は、走行モータ14を有さないいわゆるエンジン車両であってもよい。
エンジン12は、その回転軸が車幅方向とされた状態において、エンジンマウント302f、302rを介して車体16に支持されている。後に詳述するように、エンジンマウント302f、302rは、エンジン12からの振動(以下「エンジン振動」ともいう。)をアクチュエータ306により能動的に抑制する能動型防振支持装置300の一部を構成する。
本実施形態の走行モータ14は、バッテリ18からの電力に基づいて車両10の走行駆動力を生成する(すなわち、図示しない車輪に駆動力を伝達する)ことに加え、エンジン12のモータリング(クランキング)に用いられるモータ(電動機)である。
車両10は、能動型防振支持装置300に加え、イグニションスイッチ20(以下「IGSW20」という。)と、エンジン12の制御に関連するエンジン制御系100と、走行モータ14の制御に関連するモータ制御系200とを有する。さらに、車両10は、アクセルペダル24の操作量(以下「アクセルペダル操作量θap」という。)を検出するアクセルペダルセンサ22と、ブレーキペダル28の操作量(以下「ブレーキペダル操作量θbp」という。)を検出するブレーキペダルセンサ26とを有する。なお、車両10の基本的な構成要素については、JP 2011−252553 Aと同様のものを用いることができる。
[1−2.エンジン制御系100]
エンジン制御系100は、エンジン12に関連する構成要素として、クランクセンサ102と、上死点センサ104(以下「TDCセンサ104」ともいう。)と、スタータモータ106と、燃料噴射電子制御装置108(以下「FI ECU108」という。)とを有する。
クランクセンサ102は、図示しないクランクシャフトの回転位置(以下「クランク回転位置θcrk」という。)を検出し、クランク回転位置θcrkを示す信号(クランクパルス信号Scrk)をFI ECU108に出力する。TDCセンサ104は、図示しないエンジンピストンが上死点に来たこと(上死点タイミング)を検出し、上死点タイミングを示す信号(以下「TDC信号Stdc」という。)をFI ECU108に出力する。なお、各センサ102、104の出力は、FI ECU108以外のECU(例えば、後述するACM電子制御装置304)に直接出力してもよい。
スタータモータ106は、エンジン12のモータリングに用いられるモータ(電動機)であり、図示しない低電圧バッテリからの電力に基づいてエンジン12に対してのみ駆動力を伝達する。本実施形態のスタータモータ106は、直流式であるが、交流式であってもよい。エンジン12のモータリング時には、走行モータ14及びスタータモータ106のいずれか一方が選択されて用いられる。
FI ECU108は、クランクパルス信号Scrk、TDC信号Stdc等の各種入力信号に基づいてエンジン12を制御する。例えば、FI ECU108は、クランクパルス信号Scrkに基づいてエンジン12の回転数(以下「エンジン回転数Ne」という。)[rpm]を算出して用いる。後述するACM電子制御装置304と同様、FI ECU108は、図示しない入出力部、演算部及び記憶部を有する。
[1−3.モータ制御系200]
図1に示すように、モータ制御系200は、走行モータ14に関連する構成要素として、レゾルバ202と、SOCセンサ204と、モータ電子制御装置206(以下「モータECU206」又は「MOT ECU206」という。)とを有する。
レゾルバ202(回転位置センサ)は、走行モータ14の図示しないロータの回転位置(以下「走行モータ回転位置θmot_d」、「モータ回転位置θmot_d」又は「回転位置θmot_d」という。)を検出し、回転位置θmot_dを示す信号(以下「走行モータ回転位置信号Sθmot_d」又は「信号Sθmot_d」という。)をMOT ECU206に出力する。本実施形態におけるレゾルバ202の角度分解能は、クランクセンサ102の角度分解能よりも高い。すなわち、クランクセンサ102がD1°毎に回転位置を検出し、レゾルバ202がD2°毎に回転位置を検出できる場合、D1>D2となる。
SOCセンサ204は、バッテリ18の残容量(SOC)を検出してMOT ECU206に出力する。
モータECU206は、回転位置θmot_d、SOC等の各種入力値に基づいて走行モータ14を制御する。後述するACM電子制御装置304と同様、モータECU206は、図示しない入出力部、演算部及び記憶部を有する。
なお、本実施形態では、例えば、車両10の車速V、要求加速度、走行モータ14用のバッテリ18のSOC等の指標に応じてエンジン12及び走行モータ14の駆動の要否を判定する。例えば、車速Vが低速域(例えば、0〜20km/h)であるとき、走行モータ14のみを用いることを通常とする。また、車速Vが中速域(例えば、21〜80km/h)又は高速域(例えば、81km/h以上)であるとき、エンジン12を用いることを通常とし、要求加速度が高い場合、エンジン12に加えて走行モータ14を駆動させる。但し、バッテリ18のSOCが低い場合は、図示しないオルタネータを作動させるため、車速Vが低速域であっても、エンジン12を作動させてもよい。
[1−4.能動型防振支持装置300]
図1に示すように、能動型防振支持装置300は、前述のエンジンマウント302f、302rに加え、ACM電子制御装置304(以下「ACM ECU304」という。)を有する。
エンジンマウント302f、302rは、例えば、JP 2011−252553 Aの図1と同様、車両10の前後方向に互いに離間して配置される。各エンジンマウント302f、302rは、例えば、JP 2011−252553 Aの図2と同様、その内部にアクチュエータ306を有する。アクチュエータ306は、例えば、ソレノイドにより構成することができる。或いは、アクチュエータ306は、エンジン12の負圧を図示しない弁により調節する構成とすることも可能である。
以下では、エンジンマウント302f、302rを、能動的にエンジン振動を抑制するアクティブ・コントロール・マウントの意味でACM302f、302rともいう。ACM ECU304における「ACM」もアクティブ・コントロール・マウントの意味である。
ACM ECU304は、エンジンマウント302f、302rのアクチュエータ306を制御するものであり、入出力部310、演算部312及び記憶部314を有する。ACM ECU304がアクチュエータ306を駆動させることにより、車体16へのエンジン振動の伝達を抑制するための振動抑制制御を行う。
2.ACM ECU304の制御
[2−1.アイドリング停止時の全体的な流れ]
図2は、アイドリング停止時におけるACM ECU304の処理を示すフローチャートである。図3は、アイドリング停止後、エンジン12が完全に停止した後にアイドリング停止が解除された場合の各種情報の一例を示すタイムチャートである。図4は、アイドリング停止後、エンジン12が完全に停止する前にアイドリング停止が解除された場合の各種情報の一例を示すタイムチャートである。
本実施形態のACM ECU304は、再始動時制御と通常制御の両方を行う。再始動時制御は、エンジン12の再始動時に発生するいわゆるロール共振を抑制するための制御である。通常制御は、エンジン12が爆発工程を伴って作動中である際のエンジン振動を抑制するための制御である。図2の処理は主として再始動時制御に用いられる。
また、本実施形態の再始動時制御には、再始動時第1制御と再始動時第2制御が含まれる。再始動時第1制御は、エンジン12が完全に停止した後(すなわち、エンジン回転数Neがゼロになった後)にアイドリング停止が解除された場合に用いる制御である。再始動時第2制御は、エンジン12が完全に停止する前(すなわち、エンジン回転数Neがゼロになる前)にアイドリング停止が解除された場合に用いる制御である。
車両10がアイドリング停止すると(図3の時点t1、図4の時点t11)、図2のステップS1において、ACM ECU304は、FI ECU108からアイドリング停止の通知を受ける。本実施形態におけるアイドリング停止の条件としては、例えば、車速Vが所定の車速閾値(第1車速閾値)を下回ること、運転者からの減速要求(例えば、ブレーキペダル28の踏込み操作若しくはアクセルペダル24の踏み戻し操作)があったことを用いることができる。FI ECU108は、車速V、ブレーキペダル操作量θbp、アクセルペダル操作量θap等に基づいてアイドリング停止の条件が成立したと判定した場合、ACM ECU304に対してアイドリング停止を通知する。ステップS2において、ACM ECU304は、通常制御を停止する。
ステップS3において、ACM ECU304は、アイドリング停止が解除されたか否かを判定する。当該判定は、FI ECU108からの通知に基づいて行う。本実施形態におけるアイドリング停止の解除の条件としては、例えば、車速Vが所定の車速閾値(第2車速閾値)を上回ったこと、運転者からの加速要求(例えば、アクセルペダル24の踏み込み操作若しくはブレーキペダル28の踏み戻し操作)があったこと、バッテリ18のSOCが所定のSOC閾値を下回ったことを用いることができる。FI ECU108は、車速V、ブレーキペダル操作量θbp、アクセルペダル操作量θap、SOC等に基づいてアイドリング停止の解除の条件が成立したと判定した場合、ACM ECU304に対してアイドリング停止の解除を通知する。
アイドリング停止が解除されていない場合(S3:NO)、ステップS4において、ACM ECU304は、エンジン12が完全に停止したか否か(すなわち、エンジン回転数Neがゼロになったか否か)を判定する。当該判定は、例えば、エンジン12が完全に停止したことを通知するエンジン停止信号をFI ECU108から受信済であるか否かにより行うことができる。すなわち、エンジン回転数Neがゼロになったか否かの判定は、FI ECU108で行い、ACM ECU304はFI ECU108から当該判定の結果を受ける。或いは、FI ECU108又はACM ECU304が算出したエンジン回転数Neがゼロであるか否かをACM ECU304が判定することにより、ACM ECU304が、エンジン12が完全に停止したか否かを判定してもよい。
エンジン12が完全に停止した場合(S4:YES)、ステップS5において、ACM ECU304は、エンジン12が完全に停止した状態におけるエンジン12の回転位置である停止時エンジン回転位置θstpをFI ECU108から取得する(図3の時点t2)。エンジン12が完全に停止していない場合(S4:NO)又はステップS5の後、ステップS3に戻る。
ステップS3においてアイドリング停止が解除された場合(S3:YES)(図3の時点t3、図4の時点t12)、ステップS6に進む。
ステップS6において、ACM ECU304は、停止時エンジン回転位置θstpを取得済であるか否か、すなわち、エンジン12が完全に停止している状態であるか否かを判定する。回転位置θstpを取得済である場合(S6:YES)、ステップS7において、ACM ECU304は、エンジン12が完全に停止した状態であることを前提としてエンジン12のモータリングに伴うエンジン振動(ロール共振)の伝達を抑制するための再始動時第1制御を実行する。詳細は、図5を参照して後述する。
回転位置θstpを取得済でない場合(S6:NO)、ステップS8において、ACM ECU304は、エンジン回転数Neを取得する。エンジン回転数Neは、例えば、FI ECU108を介してクランクセンサ102から取得したクランクパルス信号Scrkに基づいてACM ECU304が算出する。或いは、クランクセンサ102からのクランクパルス信号Scrkに基づいてFI ECU108が算出したエンジン回転数NeをFI ECU108からACM ECU304に送信することにより取得することも可能である。或いは、走行モータ14によりモータリングを行う場合、モータECU206を介してレゾルバ202から取得した走行モータ回転位置信号Sθmot_dに基づいてACM ECU304が算出したモータ回転数Nmotをエンジン回転数Neとして用いてもよい。或いは、レゾルバ202からの信号Sθmot_dに基づいてモータECU206が算出したモータ回転数Nmot(=エンジン回転数Ne)をモータECU206からACM ECU304に送信することにより取得することも可能である。
ステップS9において、ACM ECU304は、通常制御を再開するか否かを判定する。当該判定は、例えば、エンジン回転数Neが所定の閾値(以下「通常制御開始判定閾値THnml」という。)を上回り且つエンジン回転数Neの変化量(以下「エンジン回転数変化量ΔNe」、「回転数変化量ΔNe」又は「変化量ΔNe」という。」)が正の値であるか否かに基づいて判定する。変化量ΔNeの算出は、FI ECU108、モータECU206又はACM ECU304のいずれが行ってもよい。
上記のような判定を行うことにより、アイドリング停止が行われた後、ロール共振を抑制するためにアクチュエータ306を作動させることが有効な状況であるか否か(換言すると、再始動時制御を行わずに通常制御に戻した方がよいか否か)を判定することが可能となる。
ステップS9において通常制御を再開する場合(S9:YES)、車両10の走行中にアイドリング停止が行われたものの、エンジン回転数Neがロール共振を発生させる周波数領域(以下「ロール共振領域Rr」という。)まで低下する前にアイドリング停止が解除されたことを意味する。この場合、再始動時制御を行わずにステップS13に進み、ACM ECU304は、通常制御を再開する。
ステップS9において通常制御を再開しない場合(S9:NO)、ステップS10において、ACM ECU304は、エンジン12が再始動したか否かを判定する。当該判定は、例えば、FI ECU108からの信号(始動信号Sst)に基づき行う。FI ECU108は、アイドリング停止の解除を通知した後、走行モータ14又はスタータモータ106によるエンジンのモータリング(クランキング)を開始する際、ACM ECU304に対して始動信号Sstを出力する。
エンジン12が再始動している場合(S10:YES)(図4の時点t12)、ステップS11において、ACM ECU304は、エンジン12が完全に停止していない状態であることを前提としてエンジン12のモータリングに伴うエンジン振動(ロール共振)の伝達を抑制するための再始動時第2制御を実行する。詳細は、図6を参照して後述する。
エンジン12が再始動していない場合(S10:NO)、ステップS12において、ACM ECU304は、エンジン回転数Neを更新してステップS10に戻る。
再始動時第1制御(S7)若しくは再始動時第2制御(S11)の後又は通常制御を再開する場合(S9:YES)、ステップS13において、ACM ECU304は、通常制御を再開する。
[2−2.再始動時第1制御]
図5は、再始動時第1制御のフローチャート(図2のS7の詳細)である。ステップS21において、ACM ECU304は、図2のステップS5で取得した停止時エンジン回転位置θstpに応じてACM出力パラメータを設定する。ここにいうACM出力パラメータは、エンジン12のロール共振を抑制するためのアクチュエータ306の動作を実現するためのパラメータである。例えば、ACM出力パラメータには、アクチュエータ306への出力電流Idmの波形(電流値及び周波数)及びトリガタイミングが含まれる。
アクチュエータ306への出力電流Idmの波形及びトリガタイミングの基本的な態様は、JP 2011−252553 Aと同様に設定することができる。例えば、トリガタイミングは、エンジン12のロール固有振動(ロール共振)が発生する停止時エンジン回転位置θstpに対応させて設定される。具体的には、エンジン12の再始動(モータリングの開始)からロール共振が発生するまでの標準的な待機時間(標準待機時間)を設定しておき、停止時エンジン回転位置θstpに応じて標準待機時間に修正を加えた待機時間Twを設定する。これにより、モータリング開始時から待機時間Twが経過した時点で、振動抑制制御(ACM302f、302rの作動)を開始する。
或いは、モータリング開始からロール共振が発生するまでの時間は、モータリング開始からロール共振が発生するまでのクランク回転位置θの変化と相関がある。そこで、クランク回転位置θ(ここでは、クランクパルスの数)の閾値(以下「作動開始回転位置θstt」という。)に基づいてトリガタイミングを設定してもよい。作動開始回転位置θsttは、停止時エンジン回転位置θstpに応じて変化させてもよいが、回転位置θstpにかかわらず一定としてもよい。
ステップS22において、ACM ECU304は、エンジン12が再始動したか否か(モータリングが開始されたか否か)を判定する。当該判定は、図2のステップS10と同様、例えば、FI ECU108からの信号(始動信号Sst)に基づき行う。エンジン12が再始動していない場合(S22:NO)、ステップS22を繰り返す。エンジン12が再始動した場合(S22:YES)(図3の時点t3)、ステップS23に進む。
ステップS23において、ACM ECU304は、一方のACM302f、302r(ここでは、前側のACM302f)に対しては事前通電をして、ACM302f、302rの出力開始に備える。
ステップS24において、ステップS21で設定したトリガタイミングが到来したか否かを判定する。上記のように、トリガタイミングとしては、待機時間Tw(FI ECU108からの始動信号Sst受信後、振動抑制制御の開始までの時間)、クランク回転位置θ(クランクパルスの数)等を用いることができる。
トリガタイミングが到来せず、振動抑制制御を開始しない場合(S24:NO)、ステップS24を繰り返す。トリガタイミングが到来し、振動抑制制御を開始する場合(S24:YES)、ステップS25において、ACM ECU304は、振動抑制制御(ACM302f、302rの作動)を実行する。
[2−3.再始動時第2制御]
図6は、再始動時第2制御のフローチャート(図2のS11の詳細)である。ステップS31において、図5のステップS23と同様、ACM ECU304は、一方のACM302f、302r(ここでは、前側のACM302f)に対して事前通電をして、ACM302f、302rの出力開始に備える。
ステップS32において、ACM ECU304は、エンジン回転数Neが所定の閾値(以下「再始動時第2制御開始判定閾値THnestt」又は「閾値THnestt」という。)以上であるか否かを判定する。閾値THnesttは、再始動時第2制御を開始するか否かを判定するためのエンジン回転数Neの閾値である。例えば、閾値THnesttは、エンジン12のモータリング時においてロール共振が発生する周波数(ロール共振発生周波数)又はその近傍値に対応するエンジン回転数Neとすることができる。
閾値THnesttは、図2のステップS9で用いる通常制御開始判定閾値THnml以下の値に設定することが好ましい。また、閾値THnesttは、ロール共振発生周波数よりも低く設定することが好ましい。再始動時第1制御における待機時間Tw又は作動開始回転位置θsttを用いる場合と比較して、エンジン回転数Neの演算には時間がかかる。このため、閾値THnesttを、ロール共振発生周波数に対応するエンジン回転数Neと等しくすると処理が遅くなる可能性があるためである。
エンジン回転数Neが閾値THnestt以上である場合(S32:YES)、ステップS33において、ACM ECU304は、エンジン回転数変化量ΔNeが正であるか否かを判定する。エンジン回転数変化量ΔNeが正である場合(S33:YES)、ステップS35において、ACM ECU304は、振動抑制制御(ACM302f、302rの作動)を実行する。
エンジン回転数Neが閾値THnestt以上でない場合(S32:NO)又はエンジン回転数変化量ΔNeが正でない場合(S33:NO)、ステップS34において、ACM ECU304は、エンジン回転数Neを更新してステップS32に戻る。なお、後述するように、ステップS32〜S34以外の方法で振動抑制制御の開始を判定することも可能である。
3.本実施形態の効果
以上説明したように、本実施形態によれば、車両10のアイドリング停止が解除されたとき(図2のS3:YES)、エンジン12が完全に停止した状態であれば(S6:YES)、再始動時第1制御を実行し(S7)、エンジン12が完全に停止していない状態であれば(S6:NO)、再始動時第1制御を行わない(すなわち、再始動時第1制御を禁止する。)。このため、再始動時第1制御を適切な場面で実行し、防振性能を高めることが可能となる。
本実施形態において、ACM ECU304(エンジンマウント制御装置)は、車両10がアイドリング停止した後(図4の時点t11)、エンジン12が完全に停止する前(図2のS4:NO)において、アイドリング停止が解除され(図2のS3:YES)且つエンジン回転数Neが通常制御開始判定閾値THnml(第1エンジン回転数閾値)を下回っていると判定した場合(S9:NO)、エンジン12が完全には停止しなかったことを前提としてエンジン12のモータリングに伴うエンジン振動の伝達を抑制するための再始動時第2制御を実行する(S11)。
これにより、停止時エンジン回転位置θstpを用いることで比較的精度のよいことが多い再始動時第1制御を利用できない場合であっても、エンジン回転数Neに基づいて再始動時第2制御を利用してエンジン振動を抑制することが可能となる。従って、エンジン12が完全停止状態にあるか否かにかかわらず、エンジン振動を抑制することができるようになり、防振性能を高めることが可能となる。
本実施形態において、ACM ECU304(エンジンマウント制御装置)は、再始動時第1制御において、エンジン12が完全に停止した状態におけるエンジン12の回転位置である停止時エンジン回転位置θstpをモータリングの開始時(図5のS22:YES)より前に取得し(図2のS5)、エンジン振動に対するアクチュエータ306の作動を開始するトリガタイミング(作動開始タイミング)を停止時エンジン回転位置θstpに基づいて設定する(図5のS21)。トリガタイミングが到来したとき(S24:YES)、エンジン振動に対するアクチュエータ306の作動を開始する(S25)。
これにより、停止時エンジン回転位置θstpを用いることで、再始動時第1制御を利用してエンジン振動を高精度に抑制することが可能となる。
本実施形態において、ACM ECU304(エンジンマウント制御装置)は、再始動時第2制御(図6)において、エンジン回転数Neが、再始動時第2制御開始判定閾値THnestt(第2エンジン回転数閾値)以上であり(S32:YES)且つエンジン回転数変化量ΔNeが正であるとき(S33:YES)、エンジン振動に対するアクチュエータ306の作動を開始する(S35)。
これにより、停止時エンジン回転位置θstpを用いることで比較的精度のよいことが多い再始動時第1制御を利用できない場合であっても、エンジン回転数Neに基づいて再始動時第2制御を利用してエンジン振動を抑制することが可能となる。
本実施形態において、アクチュエータ306の作動タイミングを、モータリング開始時から待機時間Twが経過した時点とすることができる(図5のS21)。そして、待機時間Twを、エンジン12のモータリングからロール共振が発生するまでの予め設定された標準待機時間に対して、停止時エンジン回転位置θstpに応じて修正を加えた時間とする(S21)。これにより、エンジン12のモータリングからロール共振が発生までの標準的な時間を、予め標準待機時間として設定しておき、停止時エンジン回転位置θstpに応じてこの標準待機時間を修正することが可能となる。従って、アクチュエータ306の作動開始タイミングを算出する計算コストを抑え、ACM ECU304(エンジンマウント制御装置)が行うその他の演算を数多く実行することができる。
B.変形例
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
1.適用対象
上記実施形態では、能動型防振支持装置300(ACM ECU304)をハイブリッド車両である車両10に適用したが(図1)、例えば、再始動時第1制御及び再始動時第2制御を用いる観点からすれば、これに限らない。例えば、走行モータ14を有さないエンジン車両としての車両10に能動型防振支持装置300を適用してもよい。或いは、能動型防振支持装置300の適用対象は、車両10に限らず、エンジン12を備える移動体(船舶や航空機等)に用いることもできる。或いは、能動型防振支持装置300を、エンジン12を備える製造装置、ロボット又は家電製品に適用してもよい。
2.エンジン12
上記実施形態では、エンジン12を走行用(車両10の走行駆動力を生成するもの)としたが、例えば、再始動時第1制御及び再始動時第2制御を用いる観点からすれば、これに限らない。例えば、エンジン12は、図示しない発電機を作動させるためのみに用いられるものであってもよい。
3.走行モータ14及びスタータモータ106(電動機)
上記実施形態では、走行モータ14及びスタータモータ106の両方をモータリング用の電動機として用いたが、例えば、再始動時第1制御及び再始動時第2制御を用いる観点からすれば、スタータモータ106を省略することも可能である。また、走行モータ14を有さないエンジン車両として車両10を構成する場合、スタータモータ106のみを前記電動機として用いることができる。
4.ACM ECU304における制御
[4−1.クランク回転位置θcrk及びエンジン回転数Ne]
上記実施形態では、図2、図5及び図6の処理に用いるエンジン12の回転位置(エンジン回転位置)としてクランク回転位置θcrkを用いた。しかしながら、例えば、再始動時第1制御及び再始動時第2制御を用いる観点からすれば、レゾルバ202が検出したモータ回転位置θmot_dをエンジン回転位置として用いてもよい。この場合、停止時エンジン回転位置θstpも走行モータ14のレゾルバ202(回転位置センサ)に基づいて特定してもよい。
同様に、エンジン回転数Neの算出についてもクランク回転位置θcrkの代わりに、レゾルバ202が検出したモータ回転位置θmot_dを用いて算出してもよい。
本実施形態では、クランクセンサ102(エンジン12自体の回転位置センサ)よりもレゾルバ202の方が角度分解能が高い。このため、より精度の良い停止時エンジン回転位置θstp及びエンジン回転数Neを用いることが可能となる。
スタータモータ106にも回転位置センサが設けられる場合、同様のことを行ってもよい。
[4−2.再始動時制御]
上記実施形態では、再始動時制御として、再始動時第1制御及び再始動時第2制御の両方を用いた。しかしながら、例えば、アイドリング停止後、エンジン12が完全に停止する前にアイドリング停止を解除した場合、再始動時第1制御を行わない又は禁止するとの観点からすれば、再始動時第2制御を行わないことも可能である。
上記実施形態では、再始動時第2制御を実行する条件として、エンジン12が再始動したこと、すなわちモータリングを開始したこと(図2のS10:YES)を用いた。しかしながら、ステップS10の時点ではアイドリング停止が解除されていることに着目すれば、ステップS10及びこれに付随するステップS12を省略してもよい。これにより、ACM ECU304は、車両10がアイドリング停止した後(図2のS1)、エンジン12が完全に停止する前に(S4:NO)、アクセルペダル24の踏込み操作又はブレーキペダル28の戻し操作が行われているとの情報を取得した場合(S3:YES)、モータリングが開始される前に、エンジン回転数Neの更新を開始することとなる(図2のS11、図6のS34)。
これにより、運転者によるアイドリング停止を解除する操作を確認した時点からエンジン回転数Neの算出を開始することで、再始動時第2制御を開始するまでの準備時間を長く確保することが可能となり、再始動時第2制御に関連した演算を確実に行うことができる又は再始動時第2制御に関連した演算を数多く実行することができる。
上記実施形態の再始動時第1制御(図5)では、図5のステップS24で用いるトリガタイミング(作動開始タイミング)として待機時間Tw又はクランク回転位置θを用いる場合について説明した。しかしながら、例えば、アイドリング停止後、エンジン12が完全に停止する前にアイドリング停止を解除した場合、再始動時第1制御を行わない又は禁止するとの観点からすれば、再始動時第1制御におけるトリガタイミング(振動抑制制御の開始タイミング)の判定方法はこれに限らない。例えば、エンジン回転数Ne(又はクランク回転数Ncrk)を用いてトリガタイミングを判定してもよい。
エンジン回転数Ne(又はクランク回転数Ncrk)を用いる場合、エンジン回転数Neがロール共振領域Rr又はその近傍値に到達したことを判定することで、開始タイミングを判定することができる。
上記実施形態の再始動時第2制御(図6)では、エンジン回転数Ne及びエンジン回転数変化量ΔNeを用いて振動抑制制御の開始タイミングを判定した(図6のS32、S33)。しかしながら、例えば、アイドリング停止後、エンジン12が完全に停止する前にアイドリング停止を解除した場合、再始動時第1制御を行わない又は禁止するとの観点からすれば、再始動時第2制御における振動抑制制御の開始タイミングの判定方法はこれに限らない。例えば、再始動時第1制御と同様、待機時間Tw又はクランク回転位置θcrkを用いて開始タイミングを判定してもよい。
例えば、ACM ECU304は、エンジン12が再始動した時点(すなわち、モータリング開始時点)におけるクランク回転位置θ(エンジン回転位置)を取得する。そして、エンジン12の再始動時におけるクランク回転位置θ(以下「再始動時クランク回転位置θenstt」という。)に基づいてトリガタイミングを設定する。但し、再始動時第2制御を用いる場面では、エンジン回転数Neはゼロではない(図2のS6:YES)。このため、再始動時クランク回転位置θensttに加え、エンジン12の再始動時におけるエンジン回転数Neを用いて、エンジン回転数Neがロール共振発生周波数に到達するまでの待機時間Tw又はクランク回転位置θ(クランクパルス数)を設定してもよい。

Claims (10)

  1. エンジン(12)を車体(16)に支持するエンジンマウント(302f、302r)に組み込まれたアクチュエータ(306)を駆動させることで前記車体(16)へのエンジン振動の伝達を抑制する振動抑制制御を行うエンジンマウント制御装置(304)であって、
    前記エンジンマウント制御装置(304)は、
    車両(10)のアイドリング停止が解除されたとき、前記エンジン(12)が完全に停止した状態であるか否かを判定し、
    前記エンジン(12)が完全に停止した状態であると判定した場合、前記エンジン(12)が完全に停止した状態であることを前提として前記エンジン(12)のモータリングに伴う前記エンジン振動の伝達を抑制するための再始動時第1制御を実行し、
    前記エンジン(12)が完全に停止していない状態であると判定した場合、前記再始動時第1制御を禁止する
    ことを特徴とするエンジンマウント制御装置(304)。
  2. 請求項1記載のエンジンマウント制御装置(304)において、
    前記エンジンマウント制御装置(304)は、
    前記エンジン(12)が爆発工程を伴って作動中である際の前記エンジン振動を抑制するための通常制御を実行し、
    前記車両(10)が前記アイドリング停止したとき、前記通常制御を停止し、
    さらに、前記エンジンマウント制御装置(304)は、
    前記エンジン(12)のモータリング時においてロール共振が発生する前記エンジン(12)の回転数をロール共振発生エンジン回転数と定義するとき、
    前記車両(10)が前記アイドリング停止した後前記エンジン(12)が完全に停止する前において、前記アイドリング停止が解除され且つ前記エンジン(12)の回転数が前記ロール共振発生エンジン回転数若しくはその近傍値である第1エンジン回転数閾値を下回っていると判定した場合、又は前記アイドリング停止が解除され且つ前記エンジン(12)の回転位置が前記ロール共振発生エンジン回転数若しくはその近傍値に対応する回転位置である第1エンジン回転位置閾値を下回っていると判定した場合、前記エンジン(12)が完全には停止しなかったことを前提として前記エンジン(12)の前記モータリングに伴う前記エンジン振動の伝達を抑制するための再始動時第2制御を実行する
    ことを特徴とするエンジンマウント制御装置(304)。
  3. 請求項1記載のエンジンマウント制御装置(304)において、
    前記エンジンマウント制御装置(304)は、前記再始動時第1制御において、
    前記エンジン(12)が完全に停止した状態における前記エンジン(12)の回転位置である停止時エンジン回転位置を前記モータリングの開始時又はそれより前に取得し、
    前記エンジン振動に対する前記アクチュエータ(306)の作動を開始する作動開始タイミングを前記停止時エンジン回転位置に基づいて設定し、
    前記作動開始タイミングが来たとき、前記エンジン振動に対する前記アクチュエータ(306)の作動を開始する
    ことを特徴とするエンジンマウント制御装置(304)。
  4. 請求項2記載のエンジンマウント制御装置(304)において、
    前記エンジンマウント制御装置(304)は、前記再始動時第2制御において、
    前記エンジン(12)の回転数が、前記第1エンジン回転数閾値以下且つ第2エンジン回転数閾値以上であり且つ前記エンジン(12)の回転数の変化率が正であるとき、又は前記エンジン(12)の回転位置が前記第1エンジン回転位置閾値以下且つ第2エンジン回転位置閾値以上であり且つ前記エンジン(12)の回転数の変化率が正であるとき、前記エンジン振動に対する前記アクチュエータ(306)の作動を開始する
    ことを特徴とするエンジンマウント制御装置(304)。
  5. 請求項3記載のエンジンマウント制御装置(304)において、
    走行モータ(14)又はスタータモータ(106)の回転位置センサ(202)の出力に基づいて前記エンジン(12)の回転位置を算出又は取得する
    ことを特徴とするエンジンマウント制御装置(304)。
  6. 請求項4記載のエンジンマウント制御装置(304)において、
    走行モータ(14)又はスタータモータ(106)の回転位置センサ(202)の出力に基づいて前記エンジン(12)の回転位置及び回転数を算出又は取得する
    ことを特徴とするエンジンマウント制御装置(304)。
  7. 請求項4記載のエンジンマウント制御装置(304)において、
    前記エンジンマウント制御装置(304)は、
    前記車両(10)が前記アイドリング停止した後、前記エンジン(12)が完全に停止する前に、アクセルペダル(24)の踏込み操作又はブレーキペダル(28)の戻し操作が行われているとの情報を取得した場合、前記モータリングが開始される前に、前記エンジン(12)の回転位置の算出又は取得を開始する
    ことを特徴とするエンジンマウント制御装置(304)。
  8. 請求項4記載のエンジンマウント制御装置(304)において、
    前記エンジンマウント制御装置(304)は、
    前記車両(10)が前記アイドリング停止した後、前記エンジン(12)が完全に停止する前に、アクセルペダル(24)の踏込み操作又はブレーキペダル(28)の戻し操作が行われているとの情報を取得した場合、前記モータリングが開始される前に、前記エンジン(12)の回転数の算出又は取得を開始する
    ことを特徴とするエンジンマウント制御装置(304)。
  9. 請求項3記載のエンジンマウント制御装置(304)において、
    前記作動開始タイミングを、前記モータリングの開始時から待機時間が経過した時点とし、
    前記待機時間を、前記エンジン(12)の前記モータリングから前記ロール共振が発生するまでの予め設定された標準待機時間に対して、停止時エンジン回転位置に応じて修正を加えた時間とする
    ことを特徴とするエンジンマウント制御装置(304)。
  10. 請求項1〜9のいずれか1項に記載のエンジンマウント制御装置(304)を備える車両(10)。
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