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公開番号2025068935
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-30
出願番号2023179067
出願日2023-10-17
発明の名称内燃機関の始動制御装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類B60W 20/15 20160101AFI20250422BHJP(車両一般)
要約【課題】内燃機関から伝達されるトルクの脈動を電動機によって容易に低減することができる内燃機関の始動制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関から駆動輪に至るトルク伝達経路にトルク伝達可能に連結された電動機からトルクを出力することにより、内燃機関を始動する制御装置であって、内燃機関を始動することによって生じる反力トルクの脈動成分を求め、トルク伝達経路に電動機からトルクが伝達される合成位置と内燃機関との間の動力伝達部材のばね定数、減衰係数、および慣性モーメントと、反力トルクの脈動成分とに基づいて、合成位置に入力されるトルクの脈動成分を求め(ステップS4)、合成位置に入力されるトルクの脈動成分に応じたAC成分トルクと、内燃機関をモータリングするために要求されるクランキングトルクとを加算して内燃機関を始動する際の電動機のトルク指令値を定める(ステップS6)。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
内燃機関から駆動輪に至るトルク伝達経路に電動機がトルク伝達可能に連結され、前記電動機からトルクを出力することにより、前記内燃機関を始動する内燃機関の始動制御装置であって、
前記電動機を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記内燃機関を始動することによって生じる反力トルクの脈動成分を求め、
前記トルク伝達経路に前記電動機からトルクが伝達される合成位置と前記内燃機関との間の動力伝達部材のばね定数、減衰係数、および慣性モーメントの少なくともいずれかのパラメータと、前記反力トルクの脈動成分とに基づいて、前記合成位置に入力されるトルクの脈動成分を求め、
前記合成位置に入力されるトルクの脈動成分に応じたＡＣ成分トルクと、前記内燃機関をモータリングするために要求されるクランキングトルクとを加算して、前記内燃機関を始動する際の前記電動機のトルク指令値を定める
ことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
続きを表示（約 480 文字）【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の始動制御装置であって、
前記動力伝達部材は、前記内燃機関のトルクの脈動を低減して出力するダンパ機構と、前記内燃機関から前記合成位置にトルクを伝達するトルク伝達軸とを含む
ことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の内燃機関の始動制御装置であって、
前記コントローラは、
前記内燃機関のクランク軸の回転角に基づいて前記ＡＣ成分トルクを求めるためのマップを備えている
ことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の内燃機関の始動制御装置であって、
前記内燃機関からトルクが伝達される第１回転要素と、前記電動機からトルクが伝達される第２回転要素と、前記駆動輪にトルク伝達可能に連結された第３回転要素とによって構成された差動機構と、
前記第３回転要素と前記駆動輪との間のトルクの伝達経路に連結された他の電動機とを備えている
ことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動機から内燃機関にトルクを伝達することにより内燃機関をモータリングして始動する制御装置に関するものである。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、シングルピニオン型の遊星歯車機構におけるキャリヤにエンジンが連結され、サンギヤに第１モータが連結され、リングギヤに中間軸が連結され、その中間軸の出力側に、ニュートラルを含む複数の変速段を設定可能な変速機構を介して、駆動輪が連結されたハイブリッド車両が記載されている。このハイブリッド車両は、変速機構が所定の変速段を設定することにより中間軸と駆動輪とがトルク伝達可能に連結された走行レンジと、変速機構がニュートラル状態となることにより中間軸と駆動輪とを遮断した非走行レンジとを設定することができるように構成されている。そして、特許文献１には、それらの走行レンジに基づいて、エンジンの始動制御を切り替えるように構成された始動制御装置が記載されている。
【０００３】
この始動制御装置は、エンジンをモータリングするためのクランキングトルクを第１モータから出力するように構成されている。その第１モータのトルク指令値は、走行レンジが設定されている場合には、エンジントルクの脈動成分と同相の制振トルクを、エンジンをモータリングするためのクランキングトルクに加算した値に設定され、非走行レンジが設定されている場合には、エンジントルクの脈動成分と逆相の制振トルクを、クランキングトルクに加算した値に設定されるように構成されている。
【０００４】
特許文献２には、シングルピニオン型の遊星歯車機構におけるキャリヤにエンジンが連結され、サンギヤに第１モータが連結され、リングギヤにギヤトレーンを介して駆動輪が連結され、更に、そのギヤトレーンに第２モータがトルク伝達可能に連結されたハイブリッド車両が記載されている。このハイブリッド車両も、特許文献１に記載された始動制御装置と同様に、第１モータからクランキングトルクおよび制振トルクを出力してエンジンをモータリングするように構成された始動制御装置を備えている。この始動制御装置は、エンジンとキャリヤとの間に設けられたダンパの共振、ドライブシャフトの共振、エンジンの懸架系の共振に対して駆動軸の捩り方向の１次元慣性モーメントについての運動方程式を構築し、運動方程式に基づいて連成状態における各共振周波数を算出し、各共振周波数における共振成分をトルク脈動マップから減じて実行用トルク脈動マップを演算し、実行用トルク脈動マップを用いて制振トルクを演算するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１６－２０３８０９号公報
特開２０１９－１１９４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された始動制御装置は、予めマップ化されているエンジントルクの脈動成分と同相または逆相の制振トルクをクランキングトルクに加算して第１モータのトルク指令値を定めている。しかしながら、エンジンと第１モータとの間の動力伝達経路を構成する部材の捩れやイナーシャなどによって、エンジントルクの脈動成分が変動するため、その脈動成分と同相または逆相の制振トルクを第１モータから出力したとしても、エンジンから伝達されたトルクに第１モータのトルクが合成される部分では位相が一致せずに十分に制振することができない可能性がある。
【０００７】
また、特許文献２に記載された始動制御装置は、エンジンから駆動輪にトルクが伝達される時点でのトルクの脈動を低減するように構成されているため、第１モータと第２モータとの出力トルクを協調して制御することになる。したがって、そのように協調制御する場合には、第１モータの制御遅れや第２モータの制御遅れを考慮する必要があり制御が煩雑になる可能性がある。
【０００８】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、内燃機関から伝達されるトルクの脈動を電動機によって容易に低減することができる内燃機関の始動制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、上記の目的を達成するために、内燃機関から駆動輪に至るトルク伝達経路に電動機がトルク伝達可能に連結され、前記電動機からトルクを出力することにより、前記内燃機関を始動する内燃機関の始動制御装置であって、前記電動機を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記内燃機関を始動することによって生じる反力トルクの脈動成分を求め、前記トルク伝達経路に前記電動機からトルクが伝達される合成位置と前記内燃機関との間の動力伝達部材のばね定数、減衰係数、および慣性モーメントの少なくともいずれかのパラメータと、前記反力トルクの脈動成分とに基づいて、前記合成位置に入力されるトルクの脈動成分を求め、前記合成位置に入力されるトルクの脈動成分に応じたＡＣ成分トルクと、前記内燃機関をモータリングするために要求されるクランキングトルクとを加算して、前記内燃機関を始動する際の前記電動機のトルク指令値を定めることを特徴とするものである。
【００１０】
この発明においては、前記動力伝達部材は、前記内燃機関のトルクの脈動を低減して出力するダンパ機構と、前記内燃機関から前記合成位置にトルクを伝達するトルク伝達軸とを含んでよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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