WO2012157089A1 - クランキングトルク制御装置 - Google Patents

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Abstract

 クランキングトルク制御装置(100)は、エンジン(11)と、該エンジンに連結されると共に、該エンジンをクランキング可能なモータ(MG1)と、該モータに電力を供給可能なバッテリ(21)と、を備えるハイブリッド車両(1)に搭載される。クランキングトルク制御装置は、モータがエンジンをクランキングする際に、電力偏差に応じてバッテリから出力される電力の制限値である出力制限値を設定可能な設定手段(22)と、エンジンの共振に起因して、又は、エンジンの初爆に起因して、バッテリの電圧が該バッテリに係る下限電圧より低くなったことを条件に、出力制限値を設定しないように設定手段を制御する制御手段(22)と、を備える。

Description

クランキングトルク制御装置
 本発明は、例えばハイブリッド自動車等のエンジン及びモータを備える車両において、モータによりエンジンがクランキングされる際におけるモータのクランキングトルクを制御するクランキングトルク制御装置の技術分野に関する。
 この種の装置として、例えば、バッテリの過大な電力による充放電を抑制するために、バッテリに入出力される入出力電力からモータに入出力される想定電力を減じて計算した電力偏差に対してなまし処理を施し、該電力偏差と、バッテリの入出力制限都とに基づいて入出力許容制限を設定する装置が提案されている(特許文献1参照)。
 或いは、EV(Electric Vehicle)走行モードからHV(Hybrid Vehicle)走行モードへの切換え要求を受けると、エンジンをクランキングするようにモータ・ジェネレータを駆動する装置が提案されている。ここでは特に、バッテリの直流電圧が下限電圧を下回らないように放電許容電力を導出し、モータ・ジェネレータの消費パワーが放電許容電力を超えないようにトルク指令値を調整することが記載されている。また、HV走行モードへの切換え要求後の所定時間内に、アクセル開度が所定の基準値に達した場合には、下限電圧を一時的にかさ上げすることが記載されている(特許文献2参照)。
特開2006-094691号公報 特開2009-166513号公報
 上述した背景技術では、例えばバッテリ残量が比較的少ない場合や、機関温度が比較的低い場合等に、バッテリ残容量が下限制限値を下回ると、バッテリの保護が優先される結果、予期せぬエンジンストールを招く可能性があるという技術的問題点がある。
 本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、バッテリの電圧が該バッテリの下限電圧を下回ることに起因する予期しないエンジンストールの発生を抑制することができるクランキングトルク制御装置を提供することを課題とする。
 本発明の第1のクランキングトルク制御装置は、上記課題を解決するために、エンジンと、前記エンジンに連結されると共に、前記エンジンをクランキング可能なモータと、前記モータに電力を供給可能なバッテリと、を備えるハイブリッド車両に搭載され、前記モータが前記エンジンをクランキングする際に、電力偏差に応じて前記バッテリから出力される電力の制限値である出力制限値を設定可能な設定手段と、前記エンジンの共振に起因して、前記バッテリの電圧が該バッテリに係る下限電圧より低くなったことを条件に、前記出力制限値を設定しないように前記設定手段を制御する制御手段と、を備える。
 本発明の第1のクランキングトルク制御装置によれば、当該クランキングトルク制御装置は、エンジンと、該エンジンに連結されると共に、該エンジンをクランキング可能なモータと、該モータに電力を供給可能なバッテリと、を備えるハイブリッド車両に搭載されている。ここで、「モータ」は、エンジン制御用のモータを意味するが、モータ・ジェネレータ(電動発動機)において実現されるモータであってもよい。即ち、モータとして機能し得る限りにおいて、モータ・ジェネレータを意味してもかまわない。
 例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる設定手段は、モータがエンジンをクランキングする際に(即ち、エンジンの始動時に)、電力偏差に応じてバッテリから出力される電力の制限値である出力制限値を設定可能である。
 ここで、「電力偏差」とは、目標入出力電力と、実際の入出力電力との偏差を意味する。尚、電力偏差に応じて出力制限値を設定する方法には、公知の各種態様を適用可能であるので、説明の煩雑化を防ぐ目的から、その詳細については省略する。
 例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる制御手段は、エンジンの共振に起因して、バッテリの電圧が該バッテリに係る下限電圧より低くなったことを条件に、出力制限値を設定しないように設定手段を制御する。ここで、「エンジンの共振」とは、エンジンの回転数が、該エンジンを含む動力伝達系の共振帯域を通過する際に生じる、エンジンの回転数の比較的大きな変動を意味する。
 尚、「バッテリに係る下限電圧」の設定方法には、公知の各種態様を適用可能であるので、説明の煩雑化を防ぐ目的から、その詳細については省略する。
 本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、バッテリの電圧が、予め設定された下限電圧を比較的長い期間下回ってしまうと、バッテリの急速の劣化を招く可能性がある。このため、バッテリの電圧が下限電圧を下回らないように、バッテリから出力される電力が制限されることが多い。すると、バッテリの出力電力が絞られることに起因して、モータのクランキングトルクが低下した結果、下支えトルクの減少に伴いエンジンの回転数が減少し、予期せぬエンジンストールに至る可能性がある。
 そこで本発明では、バッテリの電圧が一時的に下限電圧を下回ることを許容することによって、予期せぬエンジンストールの発生を抑制している。具体的には、上述の如く、制御手段により、エンジンの共振に起因して、バッテリの電圧が下限電圧より低くなったことを条件に、出力制限値を設定しないように設定手段が制御される。
 つまり、電力偏差に応じて出力制限値が設定される場合、所定時間前に検出された電力偏差が用いられるので、該所定時間前に、例えばエンジンの共振等に起因して、バッテリの電圧が下限電圧を瞬間的に下回ると、バッテリから出力される電力が必要以上に制限されることが多い。このため、本発明では、バッテリの電圧が下限電圧を瞬間的に下回ると予測される場合には、出力制限値を設定しないことによって、バッテリから出力される電力が必要以上に制限されることを防止している。
 この結果、モータのクランキングトルクの低下を抑制することができ、予期しないエンジンストールの発生を抑制することができる。他方で、バッテリの電圧が下限電圧を比較的長い期間下回ると予測されるような場合に、バッテリの保護を優先した制御が実行されるように構成すれば、バッテリの劣化を抑制することができる。
 尚、共振帯域は、ハイブリッド車両の動力伝達系の構造に依存するため、設計段階において予測可能であることが、本願発明者の研究により判明している。従って、バッテリの電圧が下限値を下回った原因が、エンジンの共振であるか否かは、該エンジンの回転数等から比較的容易に判定可能である。
 本発明の第2のクランキングトルク制御装置は、上記課題を解決するために、エンジンと、前記エンジンに連結されると共に、前記エンジンをクランキング可能なモータと、前記モータに電力を供給可能なバッテリと、を備えるハイブリッド車両に搭載され、前記モータが前記エンジンをクランキングする際に、電力偏差に応じて前記バッテリから出力される電力の制限値である出力制限値を設定可能な設定手段と、前記エンジンの初爆に起因して、前記バッテリの電圧が該バッテリに係る下限電圧より低くなったことを条件に、前記出力制限値を設定しないように前記設定手段を制御する制御手段と、を備える。
 本発明の第2のクランキングトルク制御装置によれば、上述した本発明の第1のクランキングトルク制御装置と同様に、モータのクランキングトルクの低下を抑制することができ、予期しないエンジンストールの発生を抑制することができる。
 例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる制御手段は、エンジンの初爆に起因して、バッテリの電圧が該バッテリに係る下限電圧より低くなったことを条件に、出力制限値を設定しないように設定手段を制御する。
 ここで、本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、エンジンの始動時にエンジンに初爆があると、エンジンの回転数が上昇することに伴い、モータの回転数も上昇する。すると、モータでの消費電力が予定よりも多くなり、バッテリの電圧が、予め設定された下限電圧を下回る可能性がある。このため、電力偏差に応じて出力制限値が設定されると、バッテリから出力される電力が必要以上に制限されてしまう可能性があり、予期しないエンジンストールが発生するおそれがある。
 そこで本発明では、上述の如く、制御手段により、エンジンの初爆に起因して、バッテリの電圧が該バッテリに係る下限電圧より低くなったことを条件に、出力制限値を設定しないように設定手段が制御される。つまり、本発明では、バッテリの電圧が一時的に下限電圧を下回ることを許容することによって、予期せぬエンジンストールの発生を抑制している。
 尚、エンジンに初爆があったか否かを判定する方法(即ち、初爆判定)には、公知の各種態様を適用可能であるので、説明の煩雑化を防ぐ目的から、その詳細については省略する。
 本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
第1実施形態に係るハイブリッド車両の構成を示す概略図である。 第1実施形態に係るクランキングトルク制御処理を示すフローチャートである。 第2実施形態に係るクランキングトルク制御処理を示すフローチャートである。 エンジン回転数及びバッテリ電圧の時間変動の一例を示す概念図である。
 以下、本発明に係るクランキングトルク制御装置の実施形態を、図面に基づいて説明する。
 <第1実施形態>
 (車両の構成)
 第1実施形態に係るハイブリッド車両の構成について、図1を参照して説明する。図1は、本実施形態に係るハイブリッド車両の構成を示す概略図である。尚、図1では、本発明と直接関連のある部材のみを示し、その他の部材については適宜省略している。
 図1において、ハイブリッド車両1は、エンジン11と、該エンジン11の出力軸としてのクランク軸12に、ダンパ13を介して接続された3軸式の動力分配機構14と、該動力分配機構14に接続された発電可能なモータ・ジェネレータMG1と、変速機15を介して動力分配機構14に接続されたモータ・ジェネレータMG2と、モータ・ジェネレータMG1及びMG2各々に対して電力を供給可能、且つモータ・ジェネレータMG1及びMG2各々の回生電力により充電可能に構成されているバッテリ21と、ECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)22と、を備えて構成されている。
 エンジン11は、例えばガソリン等の燃料により動力を出力する内燃機関である。該エンジン11は、ECU22により、例えば燃料噴射制御、点火制御、吸入空気量調節制御、等の運転制御を受けている。
 動力分配機構14は、サンギヤ141と、該サンギヤ141と同心円上に配置されたリングギヤ144と、サンギヤ141に噛合すると共に、リングギヤ144にも噛合する複数のピニオンギヤ142と、該複数のピニオンギヤ143を自転且つ公転自在に保持するキャリア143とを備える。即ち、動力分配機構14は、サンギヤ141、リングギヤ144及びキャリア143を回転要素として差動作用を行う遊星歯車機構として構成されている。
 サンギヤ141には、モータ・ジェネレータMG1が接続されている。キャリア143には、ダンパ13を介してエンジン11のクランク軸12が接続されている。リングギヤ144には、リングギヤ軸144aを介して変速機15が接続されている。
 モータ・ジェネレータMG1が発電機として機能するときには、動力分配機構14は、キャリア143を介して入力されるエンジン11からの動力を、サンギヤ141側とリングギヤ144側とに、そのギヤ比に応じて分配する。
 他方、モータ・ジェネレータMG1が電動機として機能するときには、動力分配機構14は、キャリア143を介して入力されるエンジン11からの動力と、サンギヤ141を介して入力されるモータ・ジェネレータMG1からの動力と、を統合してリングギヤ144側に出力する。リングギヤ144に出力された動力は、リングギヤ軸144aからギヤ機構17、デファレンシャルギヤ18を介して駆動輪19に出力される。
 また、モータ・ジェネレータMG1が電動機として機能するときであって、該モータ・ジェネレータMG1によりエンジン11のクランク軸12がクランキングされる際には、サンギヤ141を介して入力されるモータ・ジェネレータMG1からの動力が、キャリア143を介して、クランク軸12に伝達される。
 変速機15は、モータ・ジェネレータMG2の回転軸16とリングギヤ軸144aとの接続及び該接続の解除を実行可能に構成されている。
 尚、本実施形態に係る「モータ・ジェネレータMG1」は、本発明に係る「モータ」の一例である。
 (クランキングトルク制御装置)
 以上のように構成されたハイブリッド車両1に搭載されるクランキングトルク制御装置100は、モータ・ジェネレータMG1がエンジン11をクランキングする際に、電力偏差に応じてバッテリ21から出力される電力の制限値である出力制限値を設定可能であると共に、エンジン11の共振に起因してバッテリ21の電圧が、該バッテリ21に係る下限電圧より低くなったことを条件に、出力制限値の設定を停止するECU22を備えて構成されている。
 クランキングトルク制御装置100は、バッテリ21の端子間電圧を検出する電圧センサ23と、バッテリ21に入出力される電流を検出する電流センサ24と、バッテリ21の温度を検出する温度センサ25と、エンジン11の温度を検出する温度センサ26と、を更に備えて構成されている。
 本実施形態に係る「ECU22」は、本発明に係る「設定手段」及び「制御手段」の一例である。つまり、本実施形態では、ハイブリッド車両1の各種電子制御用のECU22の機能の一部を、クランキングトルク制御装置100の一部として利用している。
 (クランキングトルク制御処理)
 エンジン11が始動される際(例えば、EV走行モードからHV走行モードへ移行する際等)に、クランキングトルク制御装置100が実行するクランキングトルク制御処理について、図2のフローチャートを参照して説明する。このクランキングトルク制御処理は、エンジン11が始動される際に、所定時間毎(例えば、数msec(ミリ秒)毎)に繰り返し実行される。
 図2において、先ず、クランキングトルク制御装置100の一部としてのECU22は、電圧センサ23により検出されたバッテリ21の端子間電圧を取得する(ステップS101)。
 続いて、ECU22は、バッテリ21の状態に基づいて、入出力電力Win、Woutを算出する(ステップS102)。具体的には例えば、ECU22は、取得されたバッテリ21の端子間電圧により特定されるバッテリ21の残容量(State of Charge:SOC)、温度センサ25により検出されたバッテリ21の温度等に基づいて、入出力電力Win、Woutを算出する。尚、バッテリ21の残容量は、電流センサ24により検出された電流値が積算されることによって特定されてもよい。
 次に、ECU22は、電圧センサ23により検出されたバッテリ21の端子間電圧が、該バッテリ21に係る下限電圧より低いか否かを判定する(ステップS103)。バッテリ21の端子間電圧が下限電圧以上であると判定された場合(ステップS103:No)、ECU22は、電力偏差に基づいて入出力許容制限Winf、Woutfを算出する(ステップS110)。尚、入出力許容制限Winf、Woutfの算出方法には、公知の各種態様を適用可能であるので、説明の煩雑化を防ぐ目的から、その詳細については省略する。
 次に、ECU22は、算出された入出力許容制限Winf、Woutfに基づいて、上限出力トルク及び下限出力トルクを算出し(ステップS108)、上限出力トルク及び下限出力トルクの範囲内で目標トルクを算出する(ステップS109)。
 ステップS103の処理において、バッテリ21の端子間電圧が下限電圧より低いと判定された場合(ステップS103:Yes)、ECU22は、バッテリ21の下限電圧割れが、エンジン11の共振に起因する一時的な下限電圧割れであるか否かを判定する。具体的には、ECU22は、下記のステップS104乃至S106の判定処理を実行する。尚、ステップS104乃至S106の処理は、図2に記載されている順番に限らず、どの処理から実行されてもよい。
 ECU22は、バッテリ21の下限電圧割れが、エンジン11の回転数変動に起因するものであるか否かを判定する(ステップS104)。具体的には例えば、ECU22は、バッテリ21の端子間電圧が下限電圧より低いと判定された時刻近傍における所定期間内のエンジン11の回転数の変化に基づいて、バッテリ21の下限電圧割れが、エンジン11の回転数変動に起因するものであるか否かを判定する。
 バッテリ21の下限電圧割れが、エンジン11の回転数変動に起因するものであると判定された場合(ステップS104:Yes)、ECU22は、エンジン11の回転数が、共振帯域に該当する回転数であるか否かを判定する(ステップS105)。エンジン11の回転数が共振帯域に該当する回転数であると判定された場合(ステップS105:Yes)、ECU22は、バッテリ21の下限電圧割れが断続的であり、且つ、エンジン11の回転数変動の周期がエンジン11の爆発1次成分の周期と一致するか否かを判定する(ステップS106)。
 バッテリ21の下限電圧割れが断続的であり、且つ、エンジン11の回転数変動の周期がエンジン11の爆発1次成分の周期と一致すると判定された場合(即ち、ステップS104乃至ステップS106の判定処理の結果が全て“Yes”であった場合)(ステップS106:Yes)、ECU22は、バッテリ21の下限電圧割れが、エンジン11の共振に起因する一時的な下限電圧割れであると判定する。そして、ECU22は、電力偏差に基づく入出力許容制限Winf、Woutfは算出せずに(即ち、上述したステップS110の処理は実行せずに)、上述したステップS102の処理で算出された出力電力Woutを維持する(ステップS107)。
 次に、ECU22は、入出力電力Win、Woutに基づいて、上限出力トルク及び下限出力トルクを算出し(ステップS108)、目標トルクを算出する(ステップS109)。
 上述したステップS104乃至ステップS106の判定処理のいずれかの結果が“No”であった場合(即ち、(i)バッテリ21の下限電圧割れが、エンジン11の回転数変動に起因するものでない、(ii)エンジン11の回転数が、共振帯域に該当する回転数でない、又は(iii)バッテリ21の下限電圧割れが断続的でない、若しくは、エンジン11の回転数変動の周期がエンジン11の爆発1次成分の周期と一致しない、と判定された場合)、ECU22は、バッテリ21の下限電圧割れが一時的なものではないと判定する。そして、ECU22は、バッテリ21保護の観点から、上述したステップS110の処理を実行する。
 <第2実施形態>
 本発明のクランキングトルク制御装置に係る第2実施形態を、図3及び図4を参照して説明する。第2実施形態では、実行されるクランキングトルク制御処理が一部異なっている以外は、第1実施形態の構成と同様である。よって、第2実施形態について、第1実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図3及び図4を参照して説明する。
 (クランキングトルク制御処理)
 本実施形態に係るクランキングトルク制御装置100が実行するクランキングトルク制御処理について、図3のフローチャートを参照して説明する。
 図3において、バッテリ21の端子間電圧が下限電圧以上であると判定された場合(ステップS103:No)、ECU22は、バッテリ21の下限電圧割れが、エンジン11の初爆に起因する一時的な下限電圧割れであるか否かを判定する。具体的には、ECU22は、下記のステップS201及びS202の判定処理を実行する。尚、ステップS201及びS202の処理は、図3に記載されている順番に限らず、どちらの処理から実行されてもよい。
 ECU22は、バッテリ21の下限電圧割れが、エンジン11の回転数の上昇に起因するものであるか否かを判定する(ステップS201)。バッテリ21の下限電圧割れが、エンジン11の回転数の上昇に起因するものであると判定された場合(ステップS201:Yes)、ECU22は、エンジン11に初爆があったか否かを判定する(ステップS202)。
 エンジン11に初爆があったと判定された場合(即ち、ステップS201及びステップS202の判定処理の結果が全て“Yes”であった場合)(ステップS202:Yes)、ECU22は、バッテリ21の下限電圧割れが、エンジン11の初爆に起因する一時的な下限電圧割れであると判定する。そして、ECU22は、エンジン11の回転数上昇を考慮して、出力許容制限Wout_fireを算出する(ステップS203)。
 ここで、出力許容制限Wout_fireの算出方法の一具体例について、図4を参照して説明する。図4は、エンジン回転数及びバッテリ電圧の時間変動の一例を示す概念図である。
 図4において、時刻t1に、エンジン11に初爆があったとすると、該初爆に起因してエンジン11の回転数が上昇する(図4上段の時刻t2参照)。この際、エンジン11の初爆に起因して、バッテリ21の端子間電圧が下限電圧より低くなったとする(図4下段の時刻t2参照)。尚、図4下段において網掛けで示した部分は、エンジン11の初爆に起因して過剰に消費された電力を示している。
 ECU22は、ステップS102の処理で算出された出力電力Woutから、エンジン11の初爆に起因して過剰に消費された電力を差し引くことによって、出力許容制限Wout_fireを算出する。
 再び図3に戻り、ECU22は、算出された出力許容制限Wout_fireに応じて、目標トルクを算出する(ステップS109)。具体的には例えば、ECU22は、下記式により目標トルクを算出する。
目標トルク=出力許容制限Wout_fire÷(到達予測回転数×円周率×2)
ここで、「到達予測回転数」とは、所定時間後に到達すると予測されるエンジン11の回転数(図4上段の時刻t3参照)を意味する。
 上述したステップS201及びステップS202の判定処理のいずれかの結果が“No”であった場合(即ち、(i)バッテリ21の下限電圧割れが、エンジン11の回転数の上昇に起因するものでない、又は(ii)エンジン11に初爆がない、と判定された場合)、ECU22は、バッテリ21の下限電圧割れが一時的なものではないと判定する。そして、ECU22は、バッテリ21保護の観点から、上述したステップS110の処理を実行する。
 本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うクランキングトルク制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
 1…ハイブリッド車両、11…エンジン、14…動力分配機構、15…変速機、21…バッテリ、22…ECU、MG1、MG2…モータ・ジェネレータ

Claims (2)

  1.  エンジンと、前記エンジンに連結されると共に、前記エンジンをクランキング可能なモータと、前記モータに電力を供給可能なバッテリと、を備えるハイブリッド車両に搭載され、
     前記モータが前記エンジンをクランキングする際に、電力偏差に応じて前記バッテリから出力される電力の制限値である出力制限値を設定可能な設定手段と、
     前記エンジンの共振に起因して、前記バッテリの電圧が該バッテリに係る下限電圧より低くなったことを条件に、前記出力制限値を設定しないように前記設定手段を制御する制御手段と、
     を備えることを特徴とするクランキングトルク制御装置。
  2.  エンジンと、前記エンジンに連結されると共に、前記エンジンをクランキング可能なモータと、前記モータに電力を供給可能なバッテリと、を備えるハイブリッド車両に搭載され、
     前記モータが前記エンジンをクランキングする際に、電力偏差に応じて前記バッテリから出力される電力の制限値である出力制限値を設定可能な設定手段と、
     前記エンジンの初爆に起因して、前記バッテリの電圧が該バッテリに係る下限電圧より低くなったことを条件に、前記出力制限値を設定しないように前記設定手段を制御する制御手段と、
     を備えることを特徴とするクランキングトルク制御装置。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140014054A1 (en) * 2012-07-10 2014-01-16 Caterpillar Inc. Engine Starting Strategy to Avoid Resonant Frequency

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006094691A (ja) * 2004-08-25 2006-04-06 Toyota Motor Corp 動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法
JP2009190525A (ja) * 2008-02-13 2009-08-27 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両のエンジン始動装置
JP2011051480A (ja) * 2009-09-02 2011-03-17 Toyota Motor Corp 内燃機関装置およびハイブリッド車並びに内燃機関の始動方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3379439B2 (ja) * 1997-09-17 2003-02-24 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の始動制御装置
JP4123501B2 (ja) 1999-08-09 2008-07-23 マツダ株式会社 ハイブリッド車両の駆動装置
US7032581B2 (en) * 2004-03-19 2006-04-25 Ford Global Technologies, Llc Engine air-fuel control for an engine with valves that may be deactivated
JP4086010B2 (ja) * 2004-05-11 2008-05-14 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法
DE102005034794A1 (de) * 2004-07-23 2006-02-23 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Verfahren zum Dämpfen von Vibrationen im Antriebsstrang eines hybridelektrischen Fahrzeugs
JP4207891B2 (ja) 2004-12-27 2009-01-14 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の始動装置およびこれを搭載する自動車並びに始動装置の制御方法
JP2007168637A (ja) 2005-12-22 2007-07-05 Toyota Motor Corp 動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法
US7722498B2 (en) * 2006-06-21 2010-05-25 Denso Corporation Control device and method for hybrid electric vehicle
JP4229175B2 (ja) 2006-11-22 2009-02-25 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置、それを備えた自動車、および動力出力装置の制御方法
JP4241837B2 (ja) * 2007-01-15 2009-03-18 トヨタ自動車株式会社 車両およびその制御方法
JP4453746B2 (ja) 2007-11-21 2010-04-21 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置およびその制御方法並びに車両
JP4992728B2 (ja) 2008-01-10 2012-08-08 トヨタ自動車株式会社 電源装置およびその放電制御方法
JP4535135B2 (ja) * 2008-01-17 2010-09-01 トヨタ自動車株式会社 始動制御装置
JP2009292179A (ja) 2008-06-02 2009-12-17 Toyota Motor Corp ハイブリッド自動車およびその制御方法
DE112010002087T5 (de) * 2009-05-27 2012-07-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuergerät für ein hybridfahrzeug
JP5273305B2 (ja) * 2011-05-18 2013-08-28 トヨタ自動車株式会社 クランキングトルク制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006094691A (ja) * 2004-08-25 2006-04-06 Toyota Motor Corp 動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法
JP2009190525A (ja) * 2008-02-13 2009-08-27 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両のエンジン始動装置
JP2011051480A (ja) * 2009-09-02 2011-03-17 Toyota Motor Corp 内燃機関装置およびハイブリッド車並びに内燃機関の始動方法

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