WO2007072798A1 - 動力出力装置、それを搭載した車両及び動力出力装置の制御方法 - Google Patents

動力出力装置、それを搭載した車両及び動力出力装置の制御方法 Download PDF

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internal combustion
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Daigo Ando
Fumikazu Satou
Takeshi Kanayama
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Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/93—Conjoint control of different elements

Definitions

  • the present invention relates to a power output apparatus, a vehicle equipped with the power output apparatus, and a control method for the power output apparatus.
  • an engine As a power output device, an engine, a planetary gear in which a crankshaft of the engine is connected to a carrier and a ring gear is connected to a drive shaft mechanically coupled to an axle, and a sun gear of the planetary gear is powered.
  • a generator that inputs and outputs power
  • an electric motor that inputs and outputs power on the drive shaft.
  • the torque output timing of the engine power when the crank angle is first started at the first ignition timing after the fuel injection control or ignition control is started, and the next The torque acting on the ring gear shaft as the drive shaft at the first explosion of the engine is within a predetermined angle range of 0 1 to 0 2 including the timing of torque output from the engine at the first explosion at the ignition timing.
  • Set the torque in the direction to cancel to the correction torque use the correction torque to set the torque command of the motor, and drive the motor. This suppresses torque shocks and associated vibrations that can occur during the initial engine explosion.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-30281
  • the power output device described above has the effect of suppressing the vibration associated with the torque shock that can occur at the time of the first explosion of the engine, the timing of the first explosion of the engine and the motor power It was difficult to synchronize with the timing at which the correction torque was output V, so there were cases where sufficient effects could not be obtained.
  • a power output apparatus, a vehicle equipped with the power output apparatus, and a control method for the power output apparatus according to the present invention include a method for starting an internal combustion engine while outputting the power to a motor drive shaft while the internal combustion engine is stopped. The purpose is to sufficiently suppress the torque shock at the first explosion.
  • a power output apparatus of the present invention a vehicle equipped with the power output apparatus, and a control method of the power output apparatus include: In order to achieve the above object, the following measures were taken.
  • the power output apparatus of the present invention comprises:
  • a power output device that outputs power to a drive shaft
  • An electric power drive input / output means connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft, and outputs at least part of the power of the internal combustion engine power to the drive shaft with input and output of electric power and power, and the drive shaft
  • An electric motor that can input and output power
  • Internal combustion engine control means for controlling the operation of the internal combustion engine
  • the internal combustion engine When the start condition of the internal combustion engine is satisfied during the drive control of the electric motor so that the required torque is output to the drive shaft while the operation of the internal combustion engine is stopped, the internal combustion engine is cranked.
  • the power motive power input / output means is driven and controlled so as to cancel the torque acting as a reaction force on the drive shaft accompanying the cranking of the internal combustion engine.
  • the motor is driven and controlled so that torque is output to the drive shaft, a start command is transmitted to the internal combustion engine control means, and after the start command is transmitted, the internal combustion engine control means is more time related than the initial explosion ignition timing.
  • a synchronization signal transmitted at a time point before the predetermined value of the parameter is received, the received time force The torque force to be output by the motor when the time-related parameter equivalent value has elapsed.
  • the power output apparatus of the present invention includes internal combustion engine control means for controlling the operation of the internal combustion engine, power power input / output means, and general control means for controlling the operation of the electric motor.
  • the comprehensive control means is based on the operation of the operator while the operation of the internal combustion engine is stopped.
  • the drive control is performed on the power motive power input / output means so that the internal combustion engine is cranked.
  • the motor is driven and controlled so that the required torque is output to the drive shaft while canceling the torque acting as a reaction force on the drive shaft in accordance with the cranking of the internal combustion engine, and a start command is transmitted to the internal combustion engine control means
  • the internal combustion engine control means receives a synchronization signal transmitted by a predetermined value of the time-related parameter before the initial explosion ignition timing after transmission of the start command, the time-related parameter
  • the torque of the motor to be output is controlled so that a torque smaller by the predetermined torque is output.
  • the internal combustion engine control means and the overall control means are synchronized by sending and receiving a synchronization signal, and then driven and controlled by the overall control means at the time of the first explosion of the internal combustion engine that is controlled by the internal combustion engine control means.
  • the torque output to the drive shaft is canceled with a predetermined torque with good timing.
  • the amount corresponding to the predetermined value of the time-related parameter is a value set in consideration of at least communication delay between the internal combustion engine control means and the comprehensive control means. It is good. By so doing, it is possible to further increase the accuracy of the timing for canceling the torque output to the drive shaft with a predetermined torque.
  • the time-related parameter may be a crank angle of the internal combustion engine that changes with time.
  • the crank angle since the ignition timing of an internal combustion engine is often set by the crank angle, it is preferable to use the crank angle to determine the time point before the initial explosion ignition timing.
  • both the internal combustion engine control means and the comprehensive control means may be means capable of taking in the crank angle of the internal combustion engine. In this way, a synchronization shift due to communication delay does not occur as compared with the case where the crank angle is transmitted from one control means to the other control means.
  • the power power input / output means is connected to three axes of the output shaft, the drive shaft, and the third shaft of the internal combustion engine, and any one of the three shafts.
  • a three-axis power input / output means that inputs and outputs power to the remaining shafts based on the power input to and output from The third shaft may be a means provided with a generator for inputting and outputting power.
  • a vehicle of the present invention is a power output device of the present invention according to any one of the above-described aspects, that is, a power output device that basically outputs power to a drive shaft, and includes an internal combustion engine and the internal combustion engine.
  • An electric power / power input / output means connected to the output shaft of the engine and the drive shaft for outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input / output of electric power and power;
  • An electric motor capable of inputting / outputting power, an electric power input / output means, an electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor, and a request for setting a required torque required for the drive shaft based on an operation of an operator And driving control of the electric motor so that the required torque is output to the drive shaft in a state in which the operation of the internal combustion engine is stopped.
  • the electric power drive input / output means is driven and controlled so that the internal combustion engine is cranked, and the torque that acts as a reaction force on the drive shaft is canceled along with the cranking of the internal combustion engine.
  • the motor is driven and controlled so that the required torque is output to the drive shaft, a start command is transmitted to the internal combustion engine control means, and after the start command is transmitted, the internal combustion engine control means
  • a synchronization signal to be transmitted is received at a time earlier by a predetermined value of the time-related parameter
  • the received time force is also a torque force to be output by the motor when the time-corresponding parameter corresponding to the predetermined value has elapsed.
  • a power output device including a general control means for controlling the electric motor so that a torque smaller by the torque is output, and the drive shaft is mechanically connected to the axle Is the gist to travel.
  • the automobile of the present invention is equipped with the power output device of the present invention according to any one of the above-described aspects, the effect of the power output device of the present invention, for example, the torque at the time of the first explosion of the internal combustion engine.
  • the same effects as those that can sufficiently suppress shock can be achieved.
  • a method for controlling a power output apparatus of the present invention includes:
  • An electric motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft, and the electric power input / output
  • a storage means capable of exchanging electric power with the motor, a required torque setting means for setting a required torque required for the drive shaft based on an operation of an operator, and an operation control of the internal combustion engine
  • An internal combustion engine control means for controlling a power output device comprising:
  • the power power input / output means is driven and controlled so that the internal combustion engine is cranked.
  • the motor is driven and controlled so that the torque acting as a reaction force on the drive shaft is canceled along with the cranking of the internal combustion engine.
  • a start command is transmitted to the internal combustion engine control means.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a hybrid vehicle 20.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of the engine 22 mounted on the hybrid vehicle 20.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of a start time drive control routine executed by the electronic control unit 70 for the hybrid.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a required torque setting map.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the relationship between the torque command Tml * of the motor MG1 when starting the engine 22 and the rotational speed Ne of the engine 22;
  • FIG. 6 is a collinear diagram showing the dynamic relationship between the number of rotations of each rotating element of planetary gear 30 and the torque before engine 22 is started.
  • FIG. 7 is a collinear diagram showing a dynamic relationship between the rotational speed and torque of each rotating element of the planetary gear 30 during cranking of the engine 22.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of an initial explosion vibration suppression routine which is a subroutine in the start-up drive control routine.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of an engine initial explosion control routine executed by the engine ECU 24.
  • FIG. 10 is a timing chart showing the communication status between the hybrid electronic control unit 70 and the engine ECU 24 and the on / off state of each flag set in the hybrid electronic control unit 70.
  • FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 120 of a modified example.
  • FIG. 12 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 220 of a modified example.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a hybrid vehicle 20 equipped with a power output apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an engine 22, a planetary gear 30 in which a carrier 34 that rotates a pinion gear 33 via a damper 28 is connected to a crankshaft 26 as an output shaft of the engine 22, and A hybrid motor MG1 connected to the sun gear 31 of the planetary gear 30 and a motor MG2 connected to the ring gear shaft 32a as a drive shaft connected to the ring gear 32 of the planetary gear 30 via the reduction gear 35, and a hybrid
  • the hybrid electronic control unit 70 is provided as a comprehensive control means for controlling the entire automobile 20.
  • the ring gear shaft 32a as a drive shaft is connected to the axle 64 to which the drive wheels 63a and 63b are attached via the gear mechanism 60 and the differential gear 62, and the power output to the ring gear shaft 32a is Is used as driving power.
  • the engine 22 is configured as an internal combustion engine that can output power using a hydrocarbon-based fuel such as gasoline or light oil, for example, and as shown in FIG.
  • a hydrocarbon-based fuel such as gasoline or light oil, for example, and as shown in FIG.
  • Gas is sucked into the intake pipe 160 through 124 and gasoline is injected from the fuel injection valve 126 to mix the sucked air and gasoline, and this mixture is sucked into the fuel chamber through the intake valve 128 and ignited.
  • the reciprocating motion of the piston 132 which is explosively burned by the electric spark from the plug 130 and pushed down by the energy, is converted into the rotational motion of the crankshaft 26.
  • Intake into the engine 22 is performed through a surge tank 162 provided in the middle of the intake pipe 160 and having a volume sufficient to suppress intake pulsation.
  • Exhaust gas from the engine 22 is exhausted to the outside air through a purifier (three-way catalyst) 134 that purifies harmful components such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (
  • the engine 22 is controlled by an engine electronic control unit (hereinafter referred to as an engine ECU) 24 as internal combustion engine control means.
  • the engine ECU 24 is configured as a microprocessor centered on the CPU 24a.
  • the engine 24 includes a ROM 24b for storing processing programs, a RAM 24c for temporarily storing data, an input / output port and a communication port (not shown). Prepare.
  • the engine ECU24 detects the state of the engine 22 Signals from various sensors, for example, the crank angle ⁇ e from the crank angle sensor 140 that detects the rotational position of the crankshaft 26, the coolant temperature from the water temperature sensor 142 that detects the temperature of the coolant in the engine 22, and the combustion chamber From the cam position sensor 144 that detects the rotational position of the camshaft that opens and closes the intake valve 128 and the exhaust valve 129 that opens and closes the exhaust valve 129, and from the throttle valve position sensor 146 that detects the position of the throttle valve 124
  • the throttle position, the airflow meter signal AF from the airflow meter 148 attached to the intake pipe 160, the intake air temperature from the intake air temperature sensor 149 attached to the intake pipe 160, and the like are input via the input port.
  • the engine ECU 24 also receives various control signals for driving the engine 22, such as a drive signal to the fuel injection valve 126 and a drive signal to the throttle motor 136 that adjusts the position of the throttle valve 124.
  • the control signal to the idling coil 138 integrated with the igniter, the control signal to the variable valve timing mechanism 150 capable of changing the opening / closing timing of the intake valve 128, and the like are output via the output port.
  • the engine ECU 24 communicates with the hybrid electronic control unit 70, and controls the operation of the engine 22 by the control signal from the hybrid electronic control unit 70, and also provides data on the operating state of the engine 22 as necessary. Output.
  • Both motor MG1 and motor MG2 are configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as electric generators as well as generators, and exchange electric power with battery 50 via inverters 41 and 42. .
  • the motors MG1 and MG2 are both driven and controlled by a motor electronic control unit (hereinafter referred to as motor ECU) 40.
  • the motor ECU 40 receives signals necessary for driving and controlling the motors MG1 and MG2, such as signals from rotational position detection sensors 43 and 44 that detect the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2, and current sensors (not shown).
  • the detected phase current applied to the motors MG1 and MG2 is input, and the switching control signal to the inverters 41 and 42 is output from the motor ECU40.
  • the motor ECU 40 communicates with the hybrid electronic control unit 70.
  • the motor ECU 40 drives and controls the motors MG1 and MG2 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and also controls the motors MG1 and MG2 as necessary. Data on the operating status is output to the hybrid electronic control unit 70.
  • the battery 50 is managed by a battery electronic control unit (hereinafter referred to as a battery ECU) 52.
  • the notch ECU 52 is connected to a signal necessary for managing the notch 50, for example, a voltage between terminals of a voltage sensor (not shown) installed between the notch 50 terminals, and an output terminal of the notch 50.
  • the charging / discharging current from a current sensor (not shown) attached to the power line 54 and the battery temperature Tb from the temperature sensor 51 attached to the battery 50 are input, and the remaining power for managing the battery 50 is stored.
  • SOC capacity
  • the hybrid electronic control unit 70 is configured as a microprocessor centered on the CPU 72. In addition to the CPU 72, a ROM 74 that stores a processing program, a RAM 76 that temporarily stores data, and an input (not shown). An output port and a communication port are provided.
  • the hybrid electronic control unit 70 detects the idling signal from the idling switch 80, the shift position sensor 82 that detects the operating position of the shift lever 81, and the depression amount of the accelerator pedal 83 from the shift position sensor 82. Accelerator pedal position sensor Acc, accelerator pedal position Acc, brake pedal 85 depressing amount brake pedal position sensor 86 brake pedal position BP, vehicle speed sensor 88 vehicle speed V, etc. via the input port Have been entered.
  • the hybrid electronic control unit 70 is connected to the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52 via the communication port, and the engine ECU 24, the motor ECU 40, the battery ECU 52, and various control signals and data. We are exchanging.
  • the hybrid vehicle 20 of the present embodiment configured in this way is output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 83 by the driver.
  • the engine 22, the motor MG 1, and the motor MG 2 are controlled so that the required torque to be calculated is calculated and the required power corresponding to the required torque is output to the ring gear shaft 32 a.
  • Operation control of the engine 22 and motor MG1 and motor MG2 includes controlling the operation of the engine 22 so that the power corresponding to the required power is output from the engine 22, and all the power output from the engine 22 is transmitted to the planetary gear 30 and the motor.
  • Torque conversion operation mode for driving and controlling motor MG1 and motor MG2, and the required power and the power required for charging / discharging battery 50.
  • the engine 22 is operated and controlled so that the appropriate power is output from the engine 22, and all or part of the power output from the engine 22 with charging and discharging of the battery 50 is planetary gear 30, motor MG1, and motor MG2.
  • Charge / discharge operation mode that drives and controls the motor MG1 and motor MG2 so that the required power is output to the ring gear shaft 32a with torque conversion due to the above, and the power that matches the required power from the motor MG2 by stopping the operation of the engine 22
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of a start-time drive control routine executed by the hybrid electronic control unit 70. This routine is executed when the engine 22 is instructed to start.
  • This routine is executed when the engine 22 is instructed to start.
  • the engine 22 is instructed to start, for example, when the engine required power required for the engine 22 exceeds a predetermined threshold when the vehicle is running in the motor operation mode. Can be mentioned.
  • the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 first determines the accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, the engine 22 Rotation speed Ne, crank angle ⁇ e, motor MG1, MG2 rotation speed Nml, Nm2, input / output limit of battery 50, etc.
  • a process for inputting data necessary for control such as Win, Wout is executed (step S100).
  • the rotational speed Ne of the engine 22 and the crank angle ⁇ e are obtained from the engine ECU 24 through communication between the crank angle ⁇ e detected by the crank angle sensor 140 and the rotational speed Ne calculated based on the crank angle ⁇ e. It was supposed to be entered.
  • the rotational speeds Nml and Nm2 of the motors MG1 and MG2 are input from the motor ECU 40 via communication, calculated based on the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2 detected by the rotational position detection sensors 43 and 44. To do.
  • the input / output restrictions Win and Wout of the battery 50 are set based on the remaining capacity (SOC) of the battery 50 and input from the battery ECU 52 via communication. [0027]
  • SOC remaining capacity
  • Torque Tr * and drive required power Pr * are set as the drive power to be output to ring gear shaft 32a (step S110).
  • the required torque Tr * is determined in advance by storing the relationship between the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, and the required torque Tr * in the ROM 74 as a required torque setting map.
  • the stored map force is calculated by deriving and setting the corresponding required torque Tr *.
  • Figure 4 shows an example of the required torque setting map.
  • the required drive power Pr * can be calculated by multiplying the set required torque Tr * by the rotational speed Nr of the ring gear shaft 32a.
  • the rotational speed Nr of the ring gear shaft 32a can be obtained by multiplying the vehicle speed V by a conversion factor k, or by dividing the rotational speed Nm2 of the motor MG2 by the gear ratio Gr of the reduction gear 35.
  • a torque command Tml * of the motor MG1 is set (step S120).
  • This torque command Tml * is set to a torque that allows the engine 22 to rotate stably when the rotational speed Ne of the engine 22 is equal to or higher than a predetermined combustion start rotational speed Nstart.
  • the engine 22 is set to a relatively large value so that it quickly passes through the resonance frequency band, and after passing through the resonance frequency band, the engine 22 is stable at the combustion start speed Nstart or more. Thus, it is set to a value that can be rotated.
  • Fig. 5 shows an example of the relationship between the cranking time, the engine speed Ne, and the torque command Tml *.
  • the combustion start rotational speed Nstart is set to 600 rpm and a force of 800 rpm, for example.
  • the motor MG1 is obtained by multiplying the torque command Tml * of the motor MG1 set as the input / output limit Wi n, Wout of the battery 50 by the current rotation speed Nml of the motor MG1
  • the torque limit Tmin, Tmax as the upper and lower limits of the torque that may be output from the motor MG2 by dividing the deviation from the power consumption (generated power) by the number of revolutions Nm2 of the motor MG2 ) (Step S130), and using the required torque Tr *, torque command Tml *, and the gear ratio p of the planetary gear 30, the temporary motor torque Tm2tmp as the torque that should be output from the motor MG2 is expressed by Equation (3).
  • Step S140 and the temporary motor torque Tm2tmp was limited by the torque limits Tmin and Tmax.
  • the torque command Tm2 * of the motor MG2 is set as a value (step S150), and it is determined whether the engine speed Ne has reached the combustion start speed Nstart (step S160). Considering immediately after the engine 22 is requested to start, since the engine speed Ne does not reach the combustion start speed Nstart, the torque commands Tml * and Tm2 * of the motors MG1 and MG2 are set to the motor ECU40. (Step S170), and the process returns to step S100 again.
  • Equation (3) is a dynamic relational expression for the rotating element of the planetary gear 30.
  • FIG. 6 is a collinear diagram showing an example of a dynamic relationship between the rotational speed and torque of each rotating element of the planetary gear 30 before starting the engine 22, and FIG. 7 is cranking the engine 22.
  • FIG. 6 is a collinear diagram showing an example of a dynamic relationship between the rotational speed and torque of each rotating element of the planetary gear 30 before starting the engine 22, and FIG. 7 is cranking the engine 22.
  • FIG. 5 is a collinear diagram showing an example of a dynamic relationship between the rotational speed and torque of each rotating element of the planetary gear 30 in the middle.
  • the left S-axis indicates the rotation speed of the sun gear 31 that is the rotation speed Nml of the motor MG1
  • the C-axis indicates the rotation speed of the carrier 34 that is the rotation speed Ne of the engine 22
  • the R-axis indicates the rotation speed of the motor MG2.
  • the rotational speed Nr of the ring gear 32 obtained by multiplying the rotational speed Nm2 by the gear ratio Gr of the reduction gear 35 is shown. Equation (3) can be easily derived using the alignment chart of FIG. Note that the two thick arrows on the R axis in FIG.
  • Tmin (Win-Tml * Nml) / Nm2 (1)
  • combustion start flag Fstart is a flag indicating whether or not the engine ECU 24 has output a combustion start command. When it is zero, it indicates that the combustion start command has not yet been output to the engine ECU 24. Indicates that a combustion start command has been output to ECU24.
  • the combustion start flag Fstart is zero in step S180. A value 1 is set to the start flag Fstart (step S190), and then the initial explosion vibration suppression routine which is a subroutine is executed (step S200).
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of this initial explosion vibration suppression routine.
  • the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 checks the value of the initial explosion advance notification flag F1 (step S300).
  • This initial explosion advance notification flag F 1 reaches the initial explosion advance notification position that is set in front of the ignition timing of the first explosion cylinder by the predetermined crank angle ⁇ ec (for example, 180 ° and force 200 °).
  • ⁇ ec for example, 180 ° and force 200 °.
  • the initial explosion advance notification flag F1 is zero, so it is determined whether or not the initial explosion advance notification has been received from the engine ECU 24 (step S310). If it has not been received, this routine is terminated as it is, and if it has been received, the initial explosion advance notification flag F1 is set to 1 (step S320), and this routine is terminated. On the other hand, when the initial explosion advance notification flag F1 is 1 in step S300, the value of the vibration suppression execution flag F2 is confirmed (step S330).
  • This vibration suppression execution flag F2 is the first time tl from the receipt of the first explosion advance notice until the ignition timing of the first explosion cylinder of the power engine 22 and the ignition timing of the first explosion cylinder from the ignition timing of the first explosion cylinder. Is zero before the elapse of the predetermined time t V (time-related parameter), which is the sum of the second time t2 until the influence of the torque produced by the ring gear shaft 32a appears, and is 1 after the elapse of the predetermined time tv. This flag is set to.
  • the first time tl here we received the first explosion advance notice
  • the force is a force that adopts the value obtained by experiment etc.
  • the communication delay time between the engine ECU 24 and the hybrid electronic control unit 70 is shorter than the time required for rotation.
  • the second time t2 is also a value obtained through experiments.
  • the vibration suppression execution flag F2 is set to the value 1 (step S350), the counter torque To is set (step S360), and the torque command Tm2 * force that has already been set is also the counter torque.
  • the value obtained by subtracting T a is set as a new torque command Tm2 * (step S370), and this routine is terminated.
  • the counter torque ⁇ is set as a torque in a direction to cancel the torque acting on the ring gear shaft 32a, and can be determined according to the state of the engine 22 at the time of the first explosion.
  • the counter torque T o is set based on the operating parameters of the engine 22 such as the intake air temperature detected by the intake air temperature sensor 149, the shift position SP detected by the shift position sensor 82, and the coolant temperature detected by the water temperature sensor 142.
  • the relationship between the counter torque ⁇ ⁇ and the operating parameters in various states is obtained through experiments, etc., stored in the ROM 74 as a map, and detected. This can be done by deriving the counter torque To using the operating parameters and map. It is also possible to set the counter torque ⁇ ⁇ by obtaining the degree of change of the counter torque Ta with respect to the change of each operation parameter as a correction coefficient and multiplying the basic torque by the correction coefficient for each operation parameter. Note that the magnitude of the counter torque ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ varies depending on the characteristics of the engine 22 and the motor MG1.
  • step S330 When the vibration suppression execution flag F2 is 1 in step S330, the counter has already been counted. The torque that will drive and control the motor MG2 with the torque command Tm2 * taking into account the torque T ⁇ ! In this case, determine whether the counter execution period has ended (step S380) and execute the counter If the period has not expired, the process proceeds again to steps S360 and S370, and the motor MG2 is driven and controlled with a torque command Tm2 * taking into account the force torque T a. When the force magnitude execution period ends, the combustion start flag Fstart and each flag Fl, F 2 and counter torque ⁇ ⁇ are reset (step S390), and this routine ends.
  • step S210 the set torque commands Tml *, Tm2 * are transmitted to the motor ECU 40 (step S210), and whether or not the combustion start flag Fstar t is zero is determined.
  • the combustion start flag Fstart has a value of 1
  • the vibration suppression process at the initial explosion of the engine 22 has not been completed, so the process after step S1 00 is repeated again to start combustion.
  • the flag Fstart is zero, the vibration suppression process at the time of the first explosion of the engine 22 is completed, and the routine is terminated.
  • the motor ECU 40 that has received the torque commands Tml * and Tm2 * controls the switching elements of the inverters 41 and 42 so that the motor MG1 is driven by the torque command Tml * and the motor MG2 is driven by the torque command Tm2 *.
  • the motor TMG2 * torque subtracted from the preset Tm2 * force is also set as the motor MG2 torque command Tm2 *.
  • This routine is executed by the engine ECU 24 when the engine ECU 24 receives a combustion start command from the hybrid electronic control unit 70.
  • the engine ECU 24 first comes at the earliest fuel injection timing among the multiple cylinders.
  • the first-explosion cylinder is used, and the fuel injection amount at start and the ignition timing at start are set based on the intake air temperature from the intake air temperature sensor 149, the cooling water temperature from the water temperature sensor 142, etc. (step S510).
  • it is determined whether or not the fuel injection timing of the first explosion cylinder has been reached based on the crank angle ⁇ e from the crank angle sensor 140 step S520.
  • the process waits as it is.
  • the fuel injection valve 126 is controlled so that the starting fuel injection amount is injected from the fuel injection valve 126 corresponding to the first explosion cylinder (step S530).
  • step S560 it is determined based on the crank angle ⁇ e from the crank angle sensor 140 whether or not it has been rotated by a predetermined crank angle ⁇ ec after transmission of the initial explosion advance notice (step S560). If it is not yet rotating, it waits as it is, and when it rotates by a predetermined crank angle ⁇ ec after transmission, it energizes the idling coil 138 of the first explosion cylinder and blows an electric spark from the spark plug 130 to ignite the mixture (step S570 ), This routine is terminated. In this way, when the initial explosion advance notice is transmitted and the force rotates by the predetermined crank angle ⁇ ec, the mixture of the first explosion cylinder of engine 22 burns (initial explosion) and torque is generated. As described above, the force at which the initial explosion torque acts on the ring gear shaft 32a (the torque shock and the vibration accompanying this) is suppressed by the torque generated based on the torque command Tm2 * from the motor MG2. Will be.
  • FIG. 10 is a timing chart showing the communication status between the hybrid electronic control unit 70 and the engine ECU 24 and the ON / OFF states of each flag set in the electronic control unit 70 for noise.
  • the hybrid electronic control unit 70 sends a combustion start command to the engine ECU 24 and sets the combustion start flag Fstart when the rotational speed Ne of the engine 22 reaches the combustion start rotational speed Nstart due to the cranking of the motor MG1. Set the value 1.
  • the engine ECU24 that has received this combustion start command Thereafter, when the initial explosion advance notification position is reached by a predetermined crank angle ⁇ ec from the ignition timing of the first explosion cylinder, the initial explosion advance notification is transmitted to the hybrid electronic control unit 70.
  • the hybrid electronic control unit 70 that has received this first explosion advance notice sets a value 1 to the first explosion advance notice flag F1. Then, the engine ECU 24 ignites the air-fuel mixture of the first explosion cylinder when it has been rotated by a predetermined crank angle ⁇ ec after transmitting the first explosion advance notice.
  • the electronic control unit 70 for the hybrid device transmits a torque command Tm2 * taking into account the counter torque Ta to the motor ECU 40 when a predetermined time elapses after receiving the initial explosion advance notice, and at the same time the vibration suppression execution flag. Set the value 1 to F2.
  • the electronic control unit 70 for the no-briddle transmits a torque command Tm2 * taking into account the counter torque Ta to the motor ECU 40 until the counter execution period when the influence of the torque at the first explosion acts on the ring gear shaft 32a elapses.
  • each flag Fstart, Fl, F2 and counter torque ⁇ is reset to zero.
  • the torque command Tm2 is taken into account after the torque command Tm2 * is transmitted from the hybrid electronic control unit 70 to the motor ECU 40 until the motor MG2 outputs the torque Tm2 corresponding to the torque command Tm2 *. It is preferable that the transmission timing of * be a little before the effect of torque on the ring gear shaft 32a actually appears.
  • the engine ECU 24 and the hybrid electronic control unit 70 are controlled by the engine ECU 24 after being synchronized by sending and receiving the initial explosion pre-notification as a synchronization signal.
  • the torque output to the ring gear shaft 32a that is the drive shaft by the motor MG2 that is driven and controlled by the hybrid electronic control unit 70 is canceled with the counter torque ⁇ in a timely manner.
  • the torque shock at the time of the first explosion of the engine 22 can be sufficiently suppressed.
  • the predetermined time tv used in the electronic control unit 70 for the hybrid is set at a predetermined crank angle 0 ec in consideration of a communication delay between the engine ECU 24 and the electronic control unit 70 for hybrid.
  • the timing accuracy for canceling the influence of torque caused by the first explosion output to the ring gear shaft 32a can be further increased.
  • the electronic control unit 70 for the hybrid device 70 is used.
  • the force at which the vibration suppression execution flag F2 is set to the value 1 is the force at which the initial explosion pre-notification is received and the force has passed the predetermined time tv.
  • the receiving power of the initial explosion pre-notification The crank angle corresponding to this predetermined time tv It may be the time when the crankshaft 26 rotates within a range (a kind of time-related parameter). In this case, it is preferable that the hybrid electronic control unit 70 directly inputs the crank angle ⁇ e detected by the crank angle sensor 140 of the engine 22 without using the engine ECU 24.
  • the predetermined time tv is the first time tl from when the initial explosion advance notification is received and the power reaches the ignition timing of the initial explosion cylinder of the engine 22, and the initial explosion cylinder From the ignition timing to the second time t2 until the influence of the torque generated by the ignition of the first explosion cylinder appears on the ring gear shaft 32a.
  • the torque from the electronic control unit 70 for the hybrid to the motor ECU 40 Time delay components such as the time required to transmit the command Tm2 * and the time required for the motor MG2 to output the torque commensurate with the torque command Tm2 * by the torque command Tm2 * from the motor ECU 40 may be set. .
  • the torque command Tm2 * may be sent to the motor ECU 40 from the hybrid electronic control unit 70 in anticipation of a time delay before the influence of the torque generated by the ignition of the first explosion cylinder appears on the ring gear shaft 32a.
  • the power that the power of the motor MG2 is shifted by the reduction gear 35 and output to the ring gear shaft 32a is illustrated in the hybrid vehicle 120 of the modified example of Fig. 11.
  • the power of motor MG2 is connected to an axle (an axle connected to wheels 64a and 64b in Fig. 11) different from an axle to which ring gear shaft 32a is connected (an axle to which driving wheels 63a and 63b are connected). It is good. In this case, the effect of the first explosion of Engine 22 through the road surface will be suppressed.
  • the force that outputs the power of the engine 22 to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the drive wheels 63a and 63b via the planetary gear 30 As illustrated in the hybrid vehicle 220 of the modified example of 220, power is supplied to the inner rotor 232 and the drive wheels 63a and 63b connected to the crankshaft 26 of the engine 22. And an outer rotor 234 connected to the drive shaft that outputs the power, and a rotor-to-rotor motor 230 that transmits a part of the power of the engine 22 to the drive shaft and converts the remaining power into electric power may be included! /.
  • the present invention includes, for example, industries related to automobiles such as passenger cars, buses, and trucks, industries related to transportation vehicles such as trains, ships, and aircraft, industries related to heavy machinery such as construction equipment, and agriculture. It can be used in industries related to machinery.

Abstract

　ハイブリッドＥＣＵは、クランキングによりエンジンが燃焼開始回転数に達したときにエンジンＥＣＵへ燃焼開始指令を送信する。エンジンＥＣＵは、その後初爆気筒の点火時期よりもクランク角θｅだけ手前の位置に達したときに初爆事前通知をハイブリッドＥＣＵへ送信し、その後θｅだけ回転した時点で初爆気筒に点火する。一方ハイブリッドＥＣＵは、初爆事前通知を受信してからエンジンの初爆気筒の点火時期に至るまでの第１時間ｔ１とそれから初爆気筒の点火によるトルクの影響が駆動軸に現れるまでの第２時間ｔ２との和（ｔｖ）が経過した時点で、カウンタトルクＴαを考慮したトルク指令をモータＥＣＵに送信する。これによりエンジンの初爆時に駆動軸に作用するトルクの影響をタイミングよく抑制できる。

Description

明 細 書
動力出力装置、それを搭載した車両及び動力出力装置の制御方法 技術分野
[0001] 本発明は、動力出力装置、それを搭載した車両及び動力出力装置の制御方法に 関する。
背景技術
[0002] 従来、動力出力装置としては、エンジンと、このエンジンのクランクシャフトをキャリア に接続すると共に車軸に機械的に連結された駆動軸にリングギヤを接続したプラネ タリギヤと、このプラネタリギヤのサンギヤに動力を入出力する発電機と、駆動軸に動 力を入出力する電動機を備えるものが提案されている。例えば、特許文献 1に開示さ れた動力出力装置では、クランク角が燃料噴射制御や点火制御が開始されて力 最 初の点火タイミングで初爆したときのエンジン力ものトルク出力のタイミングと次の点 火タイミングで初爆したときのエンジンからのトルク出力のタイミングとが含まれる所定 角 0 1〜 0 2の範囲内のときに、エンジンの初爆時に駆動軸としてのリングギヤ軸に 作用するトルクを打ち消す方向のトルクを補正トルクに設定し、その補正トルクを用 Vヽ て電動機のトルク指令を設定し、電動機を駆動制御する。これにより、エンジンの初 爆時に生じ得るトルクショックやこれに伴う振動を抑制している。
[0003] 特許文献 1 :特開 2005— 30281号公報
発明の開示
[0004] し力しながら、上述の動力出力装置では、エンジンの初爆時に生じ得るトルクショッ クゃこれに伴う振動を抑制することができるという効果を奏するものの、エンジンの初 爆タイミングと電動機力 補正トルクが出力されるタイミングとの同期を取ることが難し V、ことから十分な効果が得られな 、ことがあった。
[0005] 本発明の動力出力装置、それを搭載した車両及び動力出力装置の制御方法は、 内燃機関を停止した状態で電動機力 駆動軸に出力している最中に内燃機関を始 動する際の初爆時のトルクショックを十分に抑制することを目的とする。
[0006] 本発明の動力出力装置、それを搭載した車両及び動力出力装置の制御方法は、 上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
[0007] 本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って該 内燃機関力 の動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と 前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と 操作者の操作に基づいて前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トル ク設定手段と、
前記内燃機関の運転制御を行なう内燃機関制御手段と、
前記内燃機関の運転を停止した状態で前記要求トルクが前記駆動軸に出力される よう前記電動機を駆動制御している最中に該内燃機関の始動条件が成立したとき、 前記内燃機関がクランキングされるよう前記電力動力入出力手段を駆動制御し、前 記内燃機関のクランキングに伴つて前記駆動軸に反力として作用するトルクをキャン セルしながら前記要求ト
ルクが前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を駆動制御し、前記内燃機関制御手 段に始動指令を送信し、該始動指令の送信後に該内燃機関制御手段が初爆点火 時期よりも時間関連パラメータの所定値分だけ手前の時点で送信する同期信号を受 信したとき、該受信した時点力 前記時間関連パラメータの所定値相当分が経過し た時点で前記電動機の出力すべきトルク力 所定トルクだけ小さいトルクが出力され るよう該電動機を駆動制御する総合制御手段と、
を備えることを要旨とする。
[0008] 本発明の動力出力装置では、内燃機関の運転制御を行なう内燃機関制御手段と 電力動力入出力手段及び電動機の運転制御を行なう総合制御手段とを備える。そし て、総合制御手段は、内燃機関の運転を停止した状態で操作者の操作に基づいて 設定される要求トルクが駆動軸に出力されるよう電動機を駆動制御している最中に内 燃機関の始動条件が成立したときには、内燃機関がクランキングされるよう電力動力 入出力手段を駆動制御すると共に内燃機関のクランキングに伴って駆動軸に反力と して作用するトルクをキャンセルしながら要求トルクが駆動軸に出力されるよう電動機 を駆動制御し、内燃機関制御手段に始動指令を送信し、該始動指令の送信後に内 燃機関制御手段が初爆点火時期よりも時間関連パラメータの所定値分だけ手前の 時点で送信する同期信号を受信したとき、該受信した時点から時間関連パラメータ の所定値相当分が経過した時点で電動機の出力すべきトルク力 所定トルクだけ小 さいトルクが出力されるよう電動機を駆動制御する。つまり、内燃機関制御手段と総 合制御手段とは同期信号の送受により同期を取ったうえで、内燃機関制御手段によ り運転制御される内燃機関の初爆時に、総合制御手段により駆動制御される電動機 でもって駆動軸に出力されるトルクを所定トルクでタイミングよくキャンセルするのであ る。この結果、内燃機関の初爆時のトルクショックを十分に抑制することができる。
[0009] 本発明の動力出力装置において、前記時間関連パラメータの所定値相当分は、前 記所定値に少なくとも前記内燃機関制御手段と前記総合制御手段との通信遅れを 考慮して設定される値としてもよい。こうすれば、駆動軸に出力されるトルクを所定ト ルクでキャンセルするタイミングの精度を一層高めることができる。
[0010] 本発明の動力出力装置において、前記時間関連パラメータは、時間経過に伴って 変化する前記内燃機関のクランク角としてもよい。一般的に内燃機関の点火時期は クランク角によって設定されることが多いことから、初爆点火時期よりも手前の時点を 定めるにあたつてもクランク角を利用して定めることが好ましい。このように時間関連 ノ メータとしてクランク角を利用する場合、前記内燃機関制御手段及び前記総合 制御手段は、いずれも前記内燃機関のクランク角を自ら取り込むことが可能な手段で あるとしてもよい。こうすれば、一方の制御手段から他方の制御手段にクランク角を送 信する場合に比べて、通信遅れに起因する同期ズレが生じることがない。
[0011] 本発明の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の 出力軸と前記駆動軸と第 3の軸の 3軸に接続され該 3軸のうちのいずれか 2軸に入出 力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する 3軸式動力入出力手段と、前 記第 3の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段であるものとしてもよい。
[0012] 本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本 的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、内燃機関と、該内燃機関 の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って該内燃機関から の動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸 に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電 力のやりとりが可能な蓄電手段と、操作者の操作に基づいて前記駆動軸に要求され る要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、前記内燃機関の運転制御を行なう内 燃機関制御手段と、前記内燃機関の運転を停止した状態で前記要求トルクが前記 駆動軸に出力されるよう前記電動機を駆動制御している最中に該内燃機関の始動 条件が成立したとき、前記内燃機関がクランキングされるよう前記電力動力入出力手 段を駆動制御し、前記内燃機関のクランキングに伴って前記駆動軸に反力として作 用するトルクをキャンセルしながら前記要求トルクが前記駆動軸に出力されるよう前記 電動機を駆動制御し、前記内燃機関制御手段に始動指令を送信し、該始動指令の 送信後に該内燃機関制御手段が初爆点火時期よりも時間関連パラメータの所定値 分だけ手前の時点で送信する同期信号を受信したとき、該受信した時点力も前記時 間関連パラメータの所定値相当分が経過した時点で前記電動機の出力すべきトルク 力 所定トルクだけ小さいトルクが出力されるよう該電動機を制御する総合制御手段 と、を備える動力出力装置を搭載し、前記駆動軸が機械的に車軸に接続されて走行 することを要旨とする。
[0013] この本発明の自動車では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭 載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、内燃機関の初爆時のト ルクショックを十分に抑制することができる効果などと同様な効果を奏することができ る。
[0014] 本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出 力を伴って該内燃機関力 の動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力 入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力 手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、操作者の操作に基づ いて前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、前記内 燃機関の運転制御を行なう内燃機関制御手段と、を備えた動力出力装置を制御す る方法であって、
(a)前記内燃機関の運転が停止している状態で該内燃機関の始動条件が成立した とき、前記内燃機関がクランキングされるよう前記電力動力入出力手段を駆動制御す ると共に前記内燃機関のクランキングに伴って前記駆動軸に反力として作用するトル クがキャンセルされるよう前記電動機を駆動制御するステップと、
(b)前記クランキングにより前記内燃機関の所定の燃焼開始タイミングに至ったとき、 前記内燃機関制御手段に始動指令を送信するステップと、
(c)該始動指令の送信後に該内燃機関制御手段が初爆点火時期よりも時間関連パ ラメータの所定値分だけ手前の時点で送信する同期信号を受信したとき、該受信し た時点から前記時間関連パラメータの所定値相当分が経過した時点で前記電動機 の出力すべきトルクから所定トルクだけ小さいトルクが出力されるよう該電動機を駆動 制御するステップと、
を含むことを要旨とする。
この動力出力装置の制御方法では、内燃機関の運転が停止している状態で該内 燃機関の始動条件が成立したとき、内燃機関がクランキングされるよう電力動力入出 力手段を駆動制御すると共に内燃機関のクランキングに伴って駆動軸に反力として 作用するトルクがキャンセルされるよう電動機を駆動制御する。次いで、クランキング により内燃機関の所定の燃焼開始タイミングに至ったとき、内燃機関制御手段に始 動指令を送信する。そして、始動指令の送信後に該内燃機関制御手段が初爆点火 時期よりも時間関連パラメータの所定値分だけ手前の時点で送信する同期信号を内 燃機関制御手段力も受信したとき、該受信した時点から時間関連パラメータの所定 値相当分が経過した時点で電動機の出力すべきトルク力 所定トルクだけ小さいトル クが出力されるよう該電動機を駆動制御する。つまり、内燃機関制御手段力 の同期 信号により同期を取ったうえで、内燃機関制御手段により運転制御される内燃機関 の初爆時に、電動機でもって駆動軸に出力されるトルクを所定トルクでタイミングよく キャンセルするのである。この結果、内燃機関の初爆時のトルクショックを十分に抑制 することができる。なお、この動力出力装置の制御方法において、上述のいずれかの 態様の本発明の動力出力装置の各種機能を実現するための動作やステップを加え てもよい。
図面の簡単な説明
[0016] [図 1]ハイブリッド自動車 20の構成の概略を示す構成図である。
[図 2]ノ、イブリツド自動車 20に搭載されたエンジン 22の構成の概略を示す構成図で ある。
[図 3]ノ、イブリツド用電子制御ユニット 70により実行される始動時駆動制御ルーチン の一例を示すフローチャートである。
[図 4]要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
[図 5]エンジン 22を始動する際のモータ MG1のトルク指令 Tml *とエンジン 22の回 転数 Neとの関係の一例を示す説明図である。
[図 6]エンジン 22を始動する前におけるプラネタリギヤ 30の各回転要素の回転数とト ルクとの力学的な関係を示す共線図である。
[図 7]エンジン 22をクランキングしている最中におけるプラネタリギヤ 30の各回転要素 の回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図である。
[図 8]始動時駆動制御ルーチン中のサブルーチンである初爆振動抑制ルーチンの 一例を示すフローチャートである。
[図 9]エンジン ECU24により実行されるエンジン初爆制御ルーチンの一例を示すフ ローチャートである。
[図 10]ハイブリッド用電子制御ユニット 70とエンジン ECU24との通信状況およびハイ ブリツド用電子制御ユニット 70で設定される各フラグのオンオフを表すタイミングチヤ ートである。
[図 11]変形例のハイブリッド自動車 120の構成の概略を示す構成図である。
[図 12]変形例のハイブリッド自動車 220の構成の概略を示す構成図である。
発明を実施するための最良の形態
[0017] 次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 実施例
[0018] 図 1は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したノ、イブリツド自動車 20の 構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車 20は、図示するように 、エンジン 22と、エンジン 22の出力軸としてのクランクシャフト 26にダンバ 28を介して ピ-オンギヤ 33を回転させるキャリア 34が接続されたプラネタリギヤ 30と、プラネタリ ギヤ 30のサンギヤ 31に接続された発電可能なモータ MG1と、プラネタリギヤ 30のリ ングギヤ 32に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸 32aに減速ギヤ 35を介して接 続されたモータ MG2と、ハイブリッド自動車 20全体をコントロールする総合制御手段 としてのハイブリッド用電子制御ユニット 70とを備える。なお、駆動軸としてのリングギ ャ軸 32aはギヤ機構 60とデフアレンシャルギヤ 62とを介して駆動輪 63a, 63bが取り 付けられた車軸 64に接続されており、リングギヤ軸 32aに出力された動力は走行用 の動力として用いられる。
[0019] エンジン 22は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出 力可能な内燃機関として構成されており、図 2に示すように、エアクリーナ 122により 清浄された空気をスロットルバルブ 124を介して吸気管 160へ吸入する共に燃料噴 射弁 126からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を 吸気バルブ 128を介して燃料室に吸入し、点火プラグ 130による電気火花によって 爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン 132の往復運動をクラン クシャフト 26の回転運動に変換する。エンジン 22への吸気は、吸気管 160の途中に 設けられ吸気脈動を抑制するのに十分な容積を持つサージタンク 162を介して行な われる。また、エンジン 22からの排気は、一酸ィ匕炭素（CO)や炭化水素 (HC) ,窒素 酸化物 (NOx)の有害成分を浄化する浄化装置 (三元触媒) 134を介して外気へ排 出される。
[0020] エンジン 22は、内燃機関制御手段としてのエンジン用電子制御ユニット（以下、ェ ンジン ECUという） 24により制御されている。エンジン ECU24は、 CPU24aを中心と するマイクロプロセッサとして構成されており、 CPU 24aの他に処理プログラムを記憶 する ROM24bと、データを一時的に記憶する RAM24cと、図示しない入出力ポート および通信ポートとを備える。エンジン ECU24には、エンジン 22の状態を検出する 種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト 26の回転位置を検出するクランク 角センサ 140からのクランク角 Θ eやエンジン 22の冷却水の温度を検出する水温セ ンサ 142からの冷却水温，燃焼室 166へ吸排気を行なう吸気ノ レブ 128や排気バル ブ 129を開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ 144から のカムポジション，スロットルバルブ 124のポジションを検出するスロットルバルブポジ シヨンセンサ 146からのスロットルポジション，吸気管 160に取り付けられたエアフロー メータ 148からのエアフローメータ信号 AF,同じく吸気管 160に取り付けられた吸気 温センサ 149からの吸気温などが入力ポートを介して入力されている。また、ェンジ ン ECU24からは、エンジン 22を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴 射弁 126への駆動信号や、スロットルバルブ 124のポジションを調節するスロットルモ ータ 136への駆動信号、ィグナイタと一体化されたイダ-ッシヨンコイル 138への制御 信号、吸気ノ レブ 128の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構 150 への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジン ECU24は 、ノ、イブリツド用電子制御ユニット 70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット 70からの制御信号によりエンジン 22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン 22 の運転状態に関するデータを出力する。
モータ MG1およびモータ MG2は、いずれも発電機として駆動することができると共 に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ 41, 42を介してバッテリ 50と電力のやりとりを行なう。モータ MG1, MG2は、いずれ もモータ用電子制御ユニット（以下、モータ ECUと、う) 40により駆動制御されて ヽる 。モータ ECU40には、モータ MG1, MG2を駆動制御するために必要な信号、例え ばモータ MG1, MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ 43, 44 からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータ MG1, MG2に印加され る相電流などが入力されており、モータ ECU40からは、インバータ 41, 42へのスイツ チング制御信号が出力されている。モータ ECU40は、ハイブリッド用電子制御ュ- ット 70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット 70からの制御信号によってモ ータ MG1, MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータ MG1, MG2の運転状 態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット 70に出力する。 [0022] ノ ッテリ 50は、ノ ッテリ用電子制御ユニット（以下、ノ ッテリ ECUという） 52によって 管理されている。ノ ッテリ ECU52には、ノ ッテリ 50を管理するのに必要な信号、例え ば、ノ ッテリ 50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，ノ ッテリ 50の出力端子に接続された電力ライン 54に取り付けられた図示しない電流セ ンサからの充放電電流，ノ ッテリ 50に取り付けられた温度センサ 51からの電池温度 Tbなどが入力されており、ノ ッテリ 50を管理するための残容量 (SOC)を計算すると 共に計算した残容量 (SOC)と電池温度 Tbやその入出力制限 Win, Wout, ノ ッテリ 50を充放電するための要求値である充放電要求パワー Pb *などを計算し、必要に 応じてデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット 70に出力する。
[0023] ハイブリッド用電子制御ユニット 70は、 CPU72を中心とするマイクロプロセッサとし て構成されており、 CPU72の他に処理プログラムを記憶する ROM74と、データを 一時的に記憶する RAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える 。ハイブリッド用電子制御ユニット 70には、イダ-ッシヨンスィッチ 80からのイダ-ッシ ヨン信号，シフトレバー 81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ 82からのシ フトポジション SP,アクセルペダル 83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジ シヨンセンサ 84からのアクセル開度 Acc,ブレーキペダル 85の踏み込み量を検出す るブレーキペダルポジションセンサ 86からのブレーキペダルポジション BP,車速セン サ 88からの車速 Vなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制 御ユニット 70は、前述したように、エンジン ECU24やモータ ECU40,バッテリ ECU 52と通信ポートを介して接続されており、エンジン ECU24ゃモータECU40,バッテ リ ECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
[0024] こうして構成された本実施例のハイブリッド自動車 20は、運転者によるアクセルぺダ ル 83の踏み込み量に対応するアクセル開度 Accと車速 Vとに基づいて駆動軸として のリングギヤ軸 32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要 求動力がリングギヤ軸 32aに出力されるように、エンジン 22とモータ MG1とモータ M G2とが運転制御される。エンジン 22とモータ MG1とモータ MG2の運転制御として は、要求動力に見合う動力がエンジン 22から出力されるようにエンジン 22を運転制 御すると共にエンジン 22から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ 30とモータ M Glとモータ MG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸 32aに出力されるようモー タ MG1およびモータ MG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッ テリ 50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン 22から出力されるよう にエンジン 22を運転制御すると共にノ ッテリ 50の充放電を伴ってエンジン 22から出 力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ 30とモータ MG1とモータ MG2 とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸 32aに出力されるようモータ MG 1およびモータ MG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン 22の運転を停止し てモータ MG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸 32aに出力するよう運転 制御するモータ運転モードなどがある。
[0025] 次に、本実施例のハイブリッド自動車 20の動作、特に運転停止しているエンジン 2 2を始動する際の動作について説明する。図 3は、ハイブリッド用電子制御ユニット 70 により実行される始動時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。この ルーチンは、エンジン 22の始動指示がなされたときに実行される。ここで、エンジン 2 2の始動指示がなされるときとは、例えばモータ運転モードで走行している際にェン ジン 22に要求されるエンジン要求パワーが予め定められた閾値を超えたときなどが 挙げられる。
[0026] 始動時駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット 70の CP U72は、まず、アクセルペダルポジションセンサ 84からのアクセル開度 Accや車速セ ンサ 88からの車速 V,エンジン 22の回転数 Neやクランク角 Θ e,モータ MG1, MG2 の回転数 Nml, Nm2,バッテリ 50の入出力制限 Win, Woutなど制御に必要なデ ータを入力する処理を実行する（ステップ S100)。ここで、エンジン 22の回転数 Neと クランク角 Θ eは、クランク角センサ 140により検出されたクランク角 Θ eとこのクランク 角 Θ eに基づいて計算された回転数 Neとをエンジン ECU24から通信により入力する ものとした。また、モータ MG1, MG2の回転数 Nml, Nm2は、回転位置検出セン サ 43, 44により検出されるモータ MG1, MG2の回転子の回転位置に基づいて計算 されたものをモータ ECU40から通信により入力するものとした。また、ノ ッテリ 50の入 出力制限 Win, Woutは、バッテリ 50の残容量（SOC)に基づいて設定されたものを ノ ッテリ ECU52から通信により入力するものとした。 [0027] こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度 Accと車速 Vとに基づいて車両 に要求されるトルクとして駆動輪 63a, 63bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸 32aに出力すべき要求トルク Tr *とリングギヤ軸 32aに出力すべき駆動用のパワーと して駆動要求パワー Pr *とを設定する（ステップ S110)。要求トルク Tr *は、本実施 例では、アクセル開度 Accと車速 Vと要求トルク Tr *との関係を予め定めて要求トル ク設定用マップとして ROM74に記憶しておき、アクセル開度 Accと車速 Vとが与えら れると記憶したマップ力 対応する要求トルク Tr *を導出して設定するものとした。図 4に要求トルク設定用マップの一例を示す。駆動要求パワー Pr*は、設定した要求ト ルク Tr*にリングギヤ軸 32aの回転数 Nrを乗じたものとして計算することができる。な お、リングギヤ軸 32aの回転数 Nrは、車速 Vに換算係数 kを乗じることによって求め たり、モータ MG2の回転数 Nm2を減速ギヤ 35のギヤ比 Grで割ることによって求め ることがでさる。
[0028] 続いて、モータ MG1のトルク指令 Tml *を設定する（ステップ S120)。このトルク 指令 Tml *は、エンジン 22の回転数 Neが所定の燃焼開始回転数 Nstart以上で安 定して回転することができるトルクに設定される。具体的には、クランキング開始当初 はエンジン 22が共振周波数帯を迅速に通過するよう比較的大きな値に設定され、共 振周波数帯域を通過したあとはエンジン 22が燃焼開始回転数 Nstart以上で安定し て回転することのできる値に設定される。図 5にクランキング時間とエンジン 22の回転 数 Neとトルク指令 Tml *との関係の一例を示す。なお、燃焼開始回転数 Nstartは 、 ί列えば、 600rpmと力 800rpmなどに設定されて!ヽる。
[0029] こうしてモータ MG1のトルク指令 Tml *を設定するとバッテリ 50の入出力制限 Wi n, Woutと設定したモータ MG1のトルク指令 Tml *に現在のモータ MG1の回転数 Nmlを乗じて得られるモータ MG1の消費電力（発電電力）との偏差をモータ MG2 の回転数 Nm2で割ることによりモータ MG2から出力してもよいトルクの上下限として のトルク制限 Tmin, Tmaxを次式（1)および式（2)により計算すると共に (ステップ S 130)、要求トルク Tr*とトルク指令 Tml *とプラネタリギヤ 30のギヤ比 pを用いてモ ータ MG2から出力すべきトルクとしての仮モータトルク Tm2tmpを式（3)により計算 し (ステップ S 140)、仮モータトルク Tm2tmpをトルク制限 Tmin, Tmaxで制限した 値としてモータ MG2のトルク指令 Tm2 *を設定し (ステップ S 150)、エンジン 22の 回転数 Neが燃焼開始回転数 Nstartに至っているカゝ否かを判定する (ステップ S 160 )。いま、エンジン 22の始動要求があった直後を考えると、エンジン 22の回転数 Ne は燃焼開始回転数 Nstartに至っていないため、設定したモータ MG1, MG2のトル ク指令 Tml * , Tm2 *をモータECU40に送信し(ステップS170)、再びステップS 100へ戻る。このようにモータ MG1のトルク指令 Tml *を設定すると共にモータ MG 2のトルク指令 Tm2 *を設定することにより、エンジン 22をクランキングしながら駆動 軸としてのリングギヤ軸 32aに出力する要求トルク Tr*をバッテリ 50の入出力制限 W in, Woutの範囲内で制限したトルクとして出力することができる。なお、式（3)は、プ ラネタリギヤ 30の回転要素に対する力学的な関係式である。図 6はエンジン 22を始 動する前におけるプラネタリギヤ 30の各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関 係の一例を示す共線図であり、図 7はエンジン 22をクランキングしている最中におけ るプラネタリギヤ 30の各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係の一例を示す 共線図である。図中、左の S軸はモータ MG1の回転数 Nmlであるサンギヤ 31の回 転数を示し、 C軸はエンジン 22の回転数 Neであるキャリア 34の回転数を示し、 R軸 はモータ MG2の回転数 Nm2に減速ギヤ 35のギヤ比 Grを乗じたリングギヤ 32の回 転数 Nrを示す。式（3)は、図 7の共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、 図 7中の R軸上の 2つの太線矢印は、モータ MG1からトルク指令 Tml *のトルクを出 力してエンジン 22をクランキングする際に駆動軸としてのリングギヤ軸 32aに作用す る反力としてのトルク（一Tml * Z /o )と、モータ MG2から出力されるトルク Tm2 *が 減速ギヤ 35を介してリングギヤ軸 32aに作用するトルク (Tm2 * 'Gr)とを示している 。このようにモータ MG2のトルク指令 Tm2 *を設定することにより、モータ MG1によ りエンジン 22をクランキングする際に駆動軸としてのリングギヤ軸 32aに作用する反 力としてのトルクを受け持つと共に運転者が要求する要求トルク Tr *に応じたトルク を出力することができる。
Tmin=(Win-Tml* · Nml)/Nm2 (1)
Tmax=(Wout-Tml* · Nml)/Nm2 (2)
Tm2tmp=(Tr*+Tml*/ p )/Gr (3) [0031] さて、ステップ S100〜S170を繰り返し実行しているうちにエンジン 22の回転数 Ne が燃焼開始回転数 Nstartに至ると、燃焼開始フラグ Fstartがゼロカゝ否かを確認する (ステップ S180)。この燃焼開始フラグ Fstartはエンジン ECU24へ燃焼開始指令を 出力した力否かを表すフラグであり、ゼロのときには未だエンジン ECU24へ燃焼開 始指令を出力していないことを表し、値 1のときには既にエンジン ECU24へ燃焼開 始指令を出力したことを表す。いま、ステップ S160で初めてエンジン 22の回転数 Ne が燃焼開始回転数 Nstartに至ったときを考えると、ステップ S180で燃焼開始フラグ Fstartはゼロであるから、エンジン ECU24へ燃焼開始指令を出力すると共に燃焼 開始フラグ Fstartに値 1をセットし (ステップ S190)、続いてサブルーチンである初爆 振動抑制ルーチンを実行する (ステップ S 200)。
[0032] 図 8は、この初爆振動抑制ルーチンの一例を表すフローチャートである。この初爆 振動抑制ルーチンが開始されると、ハイブリッド用電子制御ユニット 70の CPU72は、 初爆事前通知フラグ F1の値を確認する (ステップ S300)。この初爆事前通知フラグ F 1は、エンジン 22が初爆気筒の点火時期よりも所定クランク角 Θ ec (例えば 180° と 力 200° など)だけ手前に定められている初爆事前通知位置に至ったときにエンジン ECU24から初爆事前通知が送信されてくることになつて 、るが、この初爆事前通知 を受信する前はゼロであり、この初爆事前通知を受信した後は値 1にセットされるフラ グである。いま、この初爆振動抑制ルーチンをはじめて実行するときを考えると、初爆 事前通知フラグ F1はゼロであるため、エンジン ECU24から初爆事前通知を受信し たか否かを判定し (ステップ S310)、受信していないときにはそのままこのルーチンを 終了し、受信したときには初爆事前通知フラグ F1に値 1を設定し (ステップ S320)、こ のルーチンを終了する。一方、ステップ S300で初爆事前通知フラグ F1が値 1だった ときには、振動抑制実行フラグ F2の値を確認する (ステップ S330)。この振動抑制実 行フラグ F2は、初爆事前通知を受信して力 エンジン 22の初爆気筒の点火時期に 至るまでの第 1時間 tlと、初爆気筒の点火時期から該初爆気筒の点火によって生じ るトルクの影響がリングギヤ軸 32aに現れるまでの第 2時間 t2との和である所定時間 t V (時間関連パラメータ）が経過する前はゼロ、該所定時間 tvが経過したあとは値 1に セットされるフラグである。なお、第 1時間 tlは、ここでは、初爆事前通知を受信して 力もエンジン 22の初爆気筒の点火時期に至るまでの時間を実験などにより求めた値 を採用している力 この値はエンジン ECU24が初爆事前通知を送信して力も所定ク ランク角 Θ ecだけ回転するのに要する時間と比べてエンジン ECU24とハイブリッド 用電子制御ユニット 70との通信遅れ時間だけ短い。また、第 2時間 t2も実験などによ り求めた値を採用している。さて、振動抑制実行フラグ F2がゼロのときには、初爆事 前通知後に所定時間 tvが経過した力否かを判定し (ステップ S340)、所定時間 が 経過していないときにはそのまま本ルーチンを終了し、所定時間 tvが経過したときに は振動抑制実行フラグ F2に値 1をセットし (ステップ S350)、カウンタトルク T o;を設 定し (ステップ S360)、すでに設定したトルク指令 Tm2 *力もこのカウンタトルク T a を減算した値を新たなトルク指令 Tm2 *とし (ステップ S370)、本ルーチンを終了す る。
[0033] ここで、エンジン 22が初爆を迎えたときにはエンジン 22のクランクシャフト 26に接続 されたプラネタリギヤ 30のキャリア 34に急激な動力の入出力が生じる力 モータ MG 1の回転子の質量 (マス）に基づぐ β性分を考慮すると、このときの動力の入出力に対 してリングギヤ軸 32aにトルクが作用する。このため、カウンタトルク Τ αは、このリング ギヤ軸 32aに作用するトルクを打ち消す方向のトルクとして設定されるものであり、ェ ンジン 22の初爆時の状態によって定めることができる。ここでは、吸気温センサ 149 により検出される吸気温やシフトポジションセンサ 82により検出されるシフトポジション SP,水温センサ 142により検出される冷却水温などのエンジン 22の動作パラメータ に基づいて設定される。カウンタトルク T o;をこれらの動作パラメータにより設定するた めには、種々の状態におけるカウンタトルク ταと動作パラメータとの関係を実験など により求め、それをマップとして ROM74に記憶しておき、検出された動作パラメータ とマップとを用いてカウンタトルク T o;を導出することにより行なうことができる。各動作 パラメータの変化に対するカウンタトルク T aの変化の程度を補正係数として求 め、基本トルクに各動作パラメータに対する補正係数を乗じることによりカウンタトルク Τ αを設定することもできる。なお、カウンタトルク Τ αは、エンジン 22やモータ MG1 の特性によりその大きさは異なるものである。
[0034] さて、ステップ S330で振動抑制実行フラグ F2が値 1だったときには、既にカウンタト ルク T αを加味したトルク指令 Tm2 *でもってモータ MG2を駆動制御して!/、ることに なる力 その場合にはカウンタ実行期間が終了したか否かを判定し (ステップ S380) 、カウンタ実行期間が終了していないときには再びステップ S360, S370へ進んで力 ゥンタトルク T aを加味したトルク指令 Tm2 *でもってモータ MG2を駆動制御し、力 ゥンタ実行期間が終了したときには燃焼開始フラグ Fstartや各フラグ Fl, F2、カウン タトルク Τ αをリセットし (ステップ S390)、本ルーチンを終了する。
[0035] 図 3のフローチャートに戻り、初爆振動抑制ルーチンの終了後、設定したトルク指令 Tml * , Tm2 *をモータ ECU40に送信し (ステップ S210)、燃焼開始フラグ Fstar tがゼロか否かを判定し (ステップ S220)、この燃焼開始フラグ Fstartが値 1のときに はエンジン 22の初爆時の振動抑制処理が完了していないことから、再びステップ S1 00以降の処理を繰り返し行ない、燃焼開始フラグ Fstartがゼロのときにはエンジン 2 2の初爆時の振動抑制処理が完了して 、ることから本ルーチンを終了する。トルク指 令 Tml * , Tm2 *を受信したモータ ECU40は、トルク指令 Tml *でモータ MG1 が駆動されると共にトルク指令 Tm2 *でモータ MG2が駆動されるようインバータ 41 , 42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。ここで、初爆振動抑制ルーチン においてカウンタトルク T o;が設定されたときには、予め設定された Tm2 *力もカウン タトルク Τ αを減じたものがモータ MG2のトルク指令 Tm2 *として設定されるため、 モータ MG2のトルク指令 Tm2 *を設定してモータ MG2を駆動制御することにより、 エンジン 22の初爆時にモータ MG1の回転子の質量（マス）に基づくリングギヤ軸 32 aに作用するトルクの影響（トルクショックやこれに伴う振動）を抑制することができる。 なお、始動時制御ルーチンが終了すると、エンジン 22およびモータ MG1, MG2を 駆動するトルク変換運転モードゃ充放電運転モードにより走行するための図示しな V、駆動制御ルーチンが実行される力 この制御にっ 、ては本発明の中核をなさな!/ヽ ため、その詳細な説明は省略する。
[0036] 次に、図 9のエンジン初爆制御ルーチンのフローチャートに基づいて説明する。こ のルーチンは、エンジン ECU24がハイブリッド用電子制御ユニット 70から燃焼開始 指令を受信したときにエンジン ECU24によって実行される。このルーチンが開始さ れると、エンジン ECU24は、まず、多気筒のうち燃料噴射タイミングが最も早く訪れる ものを初爆気筒とし、吸気温センサ 149からの吸気温や水温センサ 142からの冷却 水温などに基づ!/ヽて始動時燃料噴射量及び始動時点火時期を設定する (ステップ S 510)。続いて、初爆気筒の燃料噴射時期に達したカゝ否かをクランク角センサ 140か らのクランク角 Θ eに基づいて判定し (ステップ S520)、燃料噴射時期に達していな いときにはそのまま待機し、燃料噴射時期に達したときには初爆気筒に対応する燃 料噴射弁 126から始動時燃料噴射量が噴射されるよう燃料噴射弁 126を制御する（ ステップ S530)。続いて、初爆気筒の点火時期よりも所定クランク角 Θ ecだけ手前に 設定された初爆事前通知位置に至った力否かをクランク角センサ 140からのクランク 角 Θ eに基づいて判定し (ステップ S540)、その初爆事前通知位置に至っていないと きにはそのまま待機し、その初爆事前通知位置に至った時には初爆事前通知をハイ ブリツド用電子制御ユニット 70へ送信する (ステップ S550)。そして、初爆事前通知 の送信後に所定クランク角 Θ ecだけ回転したか否かをクランク角センサ 140からのク ランク角 Θ eに基づいて判定し (ステップ S560)、送信後に所定クランク角 Θ ecだけ 未だ回転していないときにはそのまま待機し、送信後に所定クランク角 Θ ecだけ回転 したときには初爆気筒のイダ-ッシヨンコイル 138に通電して点火プラグ 130から電気 火花を飛ばして混合気に点火し (ステップ S570)、本ルーチンを終了する。こうするこ とにより、初爆事前通知を送信して力も所定クランク角 Θ ecだけ回転した時点でェン ジン 22の初爆気筒の混合気が燃焼 (初爆)してトルクが発生する。そして、前述した ようにこの初爆時のトルクがリングギヤ軸 32aに作用する力 その影響（トルクショック やこれに伴う振動）はモータ MG2からのトルク指令 Tm2 *に基づいて発生するトル クによって抑制されることになる。
次に、ハイブリッド用電子制御ユニット 70とエンジン ECU24との処理状況を図 10 のタイミングチャートに基づいて説明する。図 10は、ハイブリッド用電子制御ユニット 7 0とエンジン ECU24との通信状況およびノヽイブリツド用電子制御ユニット 70で設定さ れる各フラグのオンオフを表すタイミングチャートである。ハイブリッド用電子制御ュ- ット 70は、モータ MG1のクランキングによりエンジン 22の回転数 Neが燃焼開始回転 数 Nstartに達したときにエンジン ECU24へ燃焼開始指令を送信すると共に燃焼開 始フラグ Fstartに値 1をセットする。この燃焼開始指令を受信したエンジン ECU24は 、その後初爆気筒の点火時期よりも所定クランク角 Θ ecだけ手前の初爆事前通知位 置に達したときに初爆事前通知をハイブリッド用電子制御ユニット 70へ送信する。こ の初爆事前通知を受信したハイブリッド用電子制御ユニット 70は、初爆事前通知フラ グ F1に値 1をセットする。そして、エンジン ECU24は、初爆事前通知を送信してから 所定クランク角 Θ ecだけ回転した時点で初爆気筒の混合気に点火する。一方、ノ、ィ ブリツド用電子制御ユニット 70は、初爆事前通知を受信して力も所定時間経過した 時点でカウンタトルク T aを考慮したトルク指令 Tm2 *をモータ ECU40に送信する と共に振動抑制実行フラグ F2に値 1をセットする。これにより、エンジン 22の初爆時 にリングギヤ軸 32aに作用するトルクの影響（トルクショックやこれに伴う振動）をタイミ ングよく抑制することができる。その後、ノ、イブリツド用電子制御ユニット 70は、初爆時 のトルクの影響がリングギヤ軸 32aに作用するカウンタ実行期間が経過するまでカウ ンタトルク T aを考慮したトルク指令 Tm2 *をモータ ECU40に送信し、カウンタ実行 期間経過後に各フラグ Fstart, Fl , F2及びカウンタトルク Τ αをゼロにリセットする。 なお、ハイブリッド用電子制御ユニット 70からトルク指令 Tm2 *をモータ ECU40へ 送信したあとモータ MG2がそのトルク指令 Tm2 *に見合うトルク Tm2を出力するよう になるまでの時間遅れを考慮して、トルク指令 Tm2 *の送信タイミングをリングギヤ 軸 32aへのトルクの影響が実際に現れる少し前とするのが好ましい。
[0038] 以上説明したハイブリッド自動車 20によれば、エンジン ECU24とハイブリッド用電 子制御ユニット 70とは同期信号としての初爆事前通知の送受により同期を取ったうえ で、エンジン ECU24により運転制御されるエンジン 22の初爆時に、ハイブリッド用電 子制御ユニット 70により駆動制御されるモータ MG2でもって駆動軸であるリングギヤ 軸 32aに出力されるトルクをカウンタトルク Τ αでタイミングよくキャンセルするのである 。この結果、エンジン 22の初爆時のトルクショックを十分に抑制することができる。また 、 ノ、イブリツド用電子制御ユニット 70において使用される所定時間 tvは、所定クランク 角 0 ecにエンジン ECU24とハイブリッド用電子制御ユニット 70との通信遅れを考慮 して設定されているため、駆動軸であるリングギヤ軸 32aに出力される初爆によるトル クの影響をキャンセルするタイミングの精度を一層高めることができる。
[0039] 上述した実施例のハイブリッド自動車 20では、ノ、イブリツド用電子制御ユニット 70 が振動抑制実行フラグ F2を値 1にセットするタイミングを、初爆事前通知を受信して 力 所定時間 tvが経過した時点とした力 初爆事前通知の受信力 この所定時間 tv に相当するクランク角度範囲（時間関連パラメータの一種)だけクランクシャフト 26が 回転した時点としてもよい。この場合、ハイブリッド用電子制御ユニット 70は、エンジン 22のクランク角センサ 140により検出されるクランク角 Θ eをエンジン ECU24を介さ ずに直接入力することが好ま 、。
[0040] 上述した実施例のハイブリッド自動車 20では、所定時間 tvは、初爆事前通知を受 信して力もエンジン 22の初爆気筒の点火時期に至るまでの第 1時間 t lと、初爆気筒 の点火時期から該初爆気筒の点火によって生じるトルクの影響がリングギヤ軸 32aに 現れるまでの第 2時間 t2との和とした力 更に、ノ、イブリツド用電子制御ユニット 70か らモータ ECU40へのトルク指令 Tm2 *の送信に要する時間やモータ ECU40から のトルク指令 Tm2 *によりモータ MG2がトルク指令 Tm2 *に見合ったトルクを出力 するまでに要する時間などの時間遅れ成分を考慮して設定してもよい。つまり、初爆 気筒の点火によって生じるトルクの影響がリングギヤ軸 32aに現れる前に、時間遅れ を見越してハイブリッド用電子制御ユニット 70からトルク指令 Tm2 *をモータ ECU4 0に送るようにしてもよい。こうすれば、初爆気筒の点火によって生じるトルクの影響が リングギヤ軸 32aに現れるタイミングとカウンタトルク T aをリングギヤ軸 32aに発生さ せるタイミングとのズレをより少なくすることができる。
[0041] 上述した実施例のハイブリッド自動車 20では、モータ MG2の動力を減速ギヤ 35に より変速してリングギヤ軸 32aに出力するものとした力 図 1 1の変形例のハイブリッド 自動車 120に例示するように、モータ MG2の動力をリングギヤ軸 32aが接続された 車軸 (駆動輪 63a, 63bが接続された車軸）とは異なる車軸（図 1 1における車輪 64a , 64bに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。この場合、路面を介してェン ジン 22の初爆時の影響を抑制するものとなる。
[0042] 上述した実施例のハイブリッド自動車 20では、エンジン 22の動力をプラネタリギヤ 3 0を介して駆動輪 63a, 63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸 32aに出力す るものとした力 図 12の変形例のハイブリッド自動車 220に例示するように、エンジン 22のクランクシャフト 26に接続されたインナーロータ 232と駆動輪 63a, 63bに動力 を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ 234とを有し、エンジン 22の動力の一 部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機 230を 備えるものとしてもよ!/、。
[0043] 以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうし た実施例に何等限定されるものではなぐ本発明の要旨を逸脱しない範囲内におい て、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
[0044] 本出願は、 2005年 12月 19日に出願された日本国特許出願第 2005— 365434を 優先権主張の基礎としており、その内容の全てが引用により本明細書に含まれる。 産業上の利用可能性
[0045] 本発明は、例えば乗用車やバス、トラックなどの自動車に関連する産業のほか、列 車や船舶、航空機などの輸送車両に関連する産業や建設設備などの重機に関連す る産業、農業機械に関連する産業に利用可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って該 内燃機関力 の動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と 前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と 操作者の操作に基づいて前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トル ク設定手段と、
前記内燃機関の運転制御を行なう内燃機関制御手段と、
前記内燃機関の運転が停止している状態で該内燃機関の始動条件が成立したと き、前記内燃機関がクランキングされるよう前記電力動力入出力手段を駆動制御す ると共に前記内燃機関のクランキングに伴って前記駆動軸に反力として作用するトル クがキャンセルされるよう前記電動機を駆動制御し、クランキングにより前記内燃機関 の所定の燃焼開始タイミングに至ったとき、前記内燃機関制御手段に始動指令を送 信し、該始動指令の送信後に該内燃機関制御手段が初爆点火時期よりも時間関連 パラメータの所定値分だけ手前の時点で送信する同期信号を受信したとき、該受信 した時点から前記時間関連パラメータの所定値相当分が経過した時点で前記電動 機の出力すべきトルクから所定トルクだけ小さいトルクが出力されるよう該電動機を駆 動制御する総合制御手段と、
を備える動力出力装置。
[2] 前記時間関連パラメータの所定値相当分は、前記所定値と同じであるか又は該所 定値に少なくとも前記内燃機関制御手段と前記総合制御手段との通信遅れを考慮し て設定される値である、
請求項 1に記載の動力出力装置。
[3] 前記時間関連パラメータは、時間経過に伴って変化する前記内燃機関のクランク 角である、
請求項 1又は 2に記載の動力出力装置。
[4] 前記内燃機関制御手段及び前記総合制御手段は、 Vヽずれも前記内燃機関のクラ ンク角を自ら取り込むことが可能な手段である、
請求項 3に記載の動力出力装置。
[5] 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第 3の軸の 3 軸に接続され該 3軸のうちの 、ずれか 2軸に入出力した動力に基づ 、て残余の軸に 動力を入出力する 3軸式動力入出力手段と、前記第 3の軸に動力を入出力する発電 機とを備える手段である請求項 1〜4のいずれかに記載の動力出力装置。
[6] 請求項 1〜5のいずれかに記載の動力出力装置を搭載し、前記駆動軸が車軸に機 械的に接続されて走行する車両。
[7] 内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出 力を伴って該内燃機関力 の動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力 入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力 手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、操作者の操作に基づ いて前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、前記内 燃機関の運転制御を行なう内燃機関制御手段と、を備えた動力出力装置を制御す る方法であって、
(a)前記内燃機関の運転が停止している状態で該内燃機関の始動条件が成立した とき、前記内燃機関がクランキングされるよう前記電力動力入出力手段を駆動制御す ると共に前記内燃機関のクランキングに伴って前記駆動軸に反力として作用するトル クがキャンセルされるよう前記電動機を駆動制御するステップと、
(b)前記クランキングにより前記内燃機関の所定の燃焼開始タイミングに至ったとき、 前記内燃機関制御手段に始動指令を送信するステップと、
(c)該始動指令の送信後に該内燃機関制御手段が初爆点火時期よりも時間関連パ ラメータの所定値分だけ手前の時点で送信する同期信号を受信したとき、該受信し た時点から前記時間関連パラメータの所定値相当分が経過した時点で前記電動機 の出力すべきトルクから所定トルクだけ小さいトルクが出力されるよう該電動機を駆動 制御するステップと、
を含む動力出力装置の制御方法。
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