JP6822908B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関と回転電機とがダンパを介して回転動力を伝達可能に連結されている車両の制御装置に関する。

内燃機関と回転電機とを搭載するハイブリッド車両では、内燃機関と回転電機とをダンパを介して連結して駆動輪側に回転動力（トルク）を伝達する方式を採用する場合がある。この方式では、内燃機関を回転電機の回転動力により始動させる場合がある。また、この方式では、回転動力の伝達時のダンパの伸縮に伴ってダンパトルクが発生し、そのダンパトルクの変動により共振振動が発生して騒音の発生源となってしまう可能性がある。

このようなハイブリッド車両の制御装置においては、ダンパの共振振動を抑制する制振トルクを回転電機から負荷することにより、振動に起因する騒音を抑制することが特許文献１などに開示されている。

特開２０１３−１０７４４０号公報

しかしながら、この特許文献１に記載のようなハイブリッド車両の制御装置にあっては、回転電機の回転動力を始動トルクとして内燃機関に伝達する際、その始動開始前より回転電機の始動トルクおよび制振トルクがダンパのダンパトルクに重ねられるだけである。要するに、内燃機関の始動時には、燃焼開始する初回の爆発、所謂、初爆時点（初爆タイミング）から、その制振トルクの有無に関係なく、変動するダンパトルクに、内燃機関の爆発（燃焼）に伴う瞬間的な回転動力（回転トルク）が重ねられて伝達されることになる。

このことから、回転動力の伝達経路においては、その伝達経路を構成するギア列の噛み合い歯の歯面同士が初爆時点の伝達トルクの変動に応じて、その歯面同士が離隔した後に再度圧接する状態に復帰する状況が発生する場合がある。この場合には、そのギア列の噛み合い歯の歯面同士の突き当たる音、所謂、歯打ち音が発生してしまう。この歯打ち音は、異音として、車室内のドライバなどの乗員に不快感を与えてしまう場合がある。

そこで、本発明は、内燃機関の初回の爆発時点における歯打ち音の発生を抑制することのできる車両の制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決する車両の制御装置の発明の一態様は、内燃機関と、回転電機とがダンパを介して回転動力を伝達可能に連結されている車両の制御装置であって、前記内燃機関の始動時における当該内燃機関の初爆タイミングを、前記ダンパに発生するダンパトルクが予め設定されているトルク閾値以下のタイミングに設定する設定部と、前記設定部により設定された前記初爆タイミングで初爆が生じるように前記内燃機関を制御する制御部と、を備えている。

このように本発明の一態様によれば、内燃機関は、ダンパトルクがトルク閾値以下のタイミングに、初回の爆発（初爆）が行われて始動される。

このため、変動するダンパトルクがトルク閾値を超えているタイミングに内燃機関の初爆が行われることを回避することができ、そのダンパトルクに内燃機関の初爆による回転動力（回転トルク）が重なっても、回転動力の伝達経路におけるギア列の噛み合い歯の歯面同士が接離する挙動が発生することを制限することができる。

したがって、内燃機関の始動時の初爆時点にギア列の噛み合い歯の歯面同士が突き当たって発生する歯打ち音を抑制することのできる車両の制御装置を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る制御装置を搭載する車両の一例を示す図であり、その概略構成を示す概念図である。 図２Ａは、その制御処理の適用時（歯打ち音対策後）を説明するグラフであり、上段は気筒毎の燃焼室における圧縮圧力を示すグラフ、下段は燃料の燃焼開始前後のダンパトルクの変動を示すグラフである。 図２Ｂは、その制御処理の未適用時（歯打ち音対策前）を説明するグラフであり、上段は気筒毎の燃焼室における圧縮圧力を示すグラフ、下段は燃料の燃焼開始前後のダンパトルクの変動を示すグラフである。 図３は、その制御処理を説明するフローチャートである。 図４は、図３の制御処理におけるサブルーチンを説明するフローチャートである。 図５は、その制御処理による効果を説明する帯グラフである。 図６は、本発明の第２の実施形態に係る制御装置の制御処理を説明するフローチャートである。 図７は、本発明の第３の実施形態に係る制御装置の制御処理を説明するフローチャートである。 図８は、その制御処理による効果を説明する帯グラフである。 図９は、上述実施形態の他の態様を説明する図であり、図３の制御処理におけるサブルーチンを説明するフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１〜図５は本発明の第１の実施形態に係る制御装置を搭載する車両の一例を説明する図である。

図１において、車両１００は、内燃機関型の４気筒のエンジン１０１と、２組の回転電機（ＭＧ：Motor・Generator）１０２、１０３とを搭載した、所謂、ハイブリッド車両として構築されている。ここで、回転電機１０２、１０３は、それぞれ電動機や発電機として適宜に機能させることができる、所謂、モータジェネレータである。車両１００は、ＥＣＵ１１がメモリ１２内に格納されている制御プログラムを実行することにより全体を統括制御されるようになっている。

車両１００は、エンジン１０１と遊星歯車機構１０７を含むギア列１０８とがダンパ１０５を介して回転動力を入出力（伝達）可能に連結されている。

ダンパ１０５は、ダンパ本体１５１と減衰器１５２とがエンジン１０１の出力軸１０１ａと遊星歯車機構１０７の入力軸１０７ａとの間に並列に配置されて構築されている。ダンパ本体１５１は、エンジン１０１および遊星歯車機構１０７の正逆方向に回転する出力軸１０１ａおよび入力軸１０７ａの間に介在するように、例えば、回転軸を中心にする周回りに複数個の円弧状のコイルバネが直列に連結されている状態で設置され、それぞれで回転力を吸収しつつ伝達するようになっている。減衰器１５２は、ダンパ本体１５１が伝達する回転力に応じて弾性変形された後に弾性復帰することによって、そのダンパ本体１５１が急激に変形することを制限して振動の大きさや振幅を緩和させて減衰させるように機能する。なお、減衰器１５２は、ダンパ本体１５１と同様にコイルバネにより構成してもよく、また、ピストンとシリンダの組み合わせにより構成してもよい。

遊星歯車機構１０７は、エンジン１０１の回転動力を回転電機（ＭＧ１）１０２と駆動輪１０９とに分割して伝達する分割機構として機能する。遊星歯車機構１０７は、サンギア１７１、プラネタリギア１７２、キャリア軸１７３およびリングギア１７４により構築されている。キャリア軸１７３は、ダンパ１０５の出力軸１０５ａに直結されて出力軸１０５ａと一体回転される。サンギア１７１は、回転電機１０２の回転軸１０２ａに直結されて回転軸１０２ａと一体回転される。プラネタリギア１７２は、キャリア軸１７３に回転自在に支持されつつサンギア１７１の外歯に噛み合って正逆方向に公転するように複数配置されている。リングギア１７４は、内歯がプラネタリギア１７２の外歯に噛み合ってサンギア１７１と同軸で正逆方向に回転するように設置されている。回転電機１０２を発電機として機能させ、回転電機１０２によってサンギア１７１の回転速度を制御することで、エンジン１０１の回転速度を制御することができる。エンジン１０１の出力する回転動力は、ドライブギアとして機能するリングギア１７４の外歯から出力される。

ギア列１０８は、遊星歯車機構１０７を含んで、リングギア１７４の外歯と噛み合うドリブンギア１８１、リダクションギア１８２および伝達ギア１８３、１８４により構築されている。ドリブンギア１８１は、同軸回転するように並列に連結されている伝達ギア１８３に、ドライブシャフト１０９ａの駆動輪１０９の反対側端部に固定されている伝達ギア１８４が噛み合うことにより、遊星歯車機構１０７のリングギア１７４から出力される回転動力を駆動輪１０９に伝達する。リダクションギア１８２は、回転電機（ＭＧ２）１０３の回転軸１０３ａに直結されてドリブンギア１８１に噛み合うことにより、回転電機１０３の回転動力を減速しつつ駆動輪１０９に伝達する。

これにより、車両１００は、エンジン１０１や回転電機１０３の回転動力を駆動輪１０９に伝達し、その駆動輪１０９を転動させることにより走行することができる。また、駆動輪１０９の回転力を回転電機１０３に伝達して減速回転させることにより発電機として機能させて回生発電することができる。なお、回転電機１０３で回生発電した電力は、インバータ１１２を介して電源として利用するバッテリ１１１に充電するようになっている。

回転電機１０２は、電動機として機能させ、その回転動力をエンジン１０１に伝達して出力軸１０１ａを回転させることにより始動時のスタータとして利用することもできる。回転電機１０２の回転動力をエンジン１０１側に伝達して始動させる場合、エンジン１０１の出力軸１０１ａと一体のクランクシャフトに連動するピストンが上下動されることにより、気筒１０１ｓ毎の燃焼室内の燃料と吸入空気との混合気が順次に圧縮点火されて爆発燃焼されることによって、そのピストンが自立的な上下動を開始して始動される。このとき、エンジン１０１では、第１気筒１０１ｓ１が１番目（１ｓｔ）に圧縮点火され、第３気筒１０１ｓ３が２番目（２ｎｄ）に圧縮点火され、第４気筒１０１ｓ４が３番目（３ｒｄ）に圧縮点火され、第２気筒１０１ｓ２が４番目（４ｔｈ）に圧縮点火された後に、以降、第１気筒１０１ｓ１の１番目の圧縮点火から順次に繰り返される（図２を参照）。

この始動時におけるエンジン１０１の気筒１０１ｓ毎の燃焼室内の膨張時も含む圧縮圧力（コンプレッション）は、その燃焼開始前には回転電機１０２の回転動力により、また、燃焼開始後には燃焼室内の燃料の爆発（膨張）によりピストンが上下動されることによって、気筒１０１ｓ毎に順次にピークが出現する（図２を参照）。

このように、エンジン１０１を始動させるためにダンパ１０５を介して回転電機１０２の回転動力を伝達する場合、そのダンパ１０５には、ダンパ本体１５１の伸縮によりダンパトルクが発生する。このダンパ１０５に発生するダンパトルクは、エンジン１０１の気筒１０１ｓ毎の燃焼室における圧縮圧力が、言い換えると、ピストンの上下動に応じた回転促進や回転制限となる回転トルクとして出力軸１０１ａに負荷されることによって、後述する図２Ａ、図２Ｂに示すように、燃焼開始前の変動波形Ｔｂとなる。さらに、このダンパ１０５のダンパトルクは、エンジン１０１の気筒１０１ｓ毎の燃焼室における燃焼が開始される初回の爆発、所謂、初爆以降には、その燃焼駆動に伴う圧縮圧力や膨張圧力に伴うピストンの上下動に応じた回転トルクが負荷されて燃焼開始後の変動波形Ｔｃとなる。

このため、図２Ｂに示すように、ダンパ１０５のダンパトルクは、エンジン１０１の燃焼開始前のダンパ１０５のダンパトルクの変動波形Ｔｂに応じて、燃焼開始する圧縮（初爆）タイミングを合わせないと、増大傾向（＋）に、初爆に伴う増大（＋）がさらに重なる変動波形Ｔｃとなる場合がある。

すると、回転電機１０２とエンジン１０１との間においてダンパ１０５と共に動力伝達経路を形成するギア列１０８、特に遊星歯車機構１０７では、不図示の噛み合い歯の歯面同士の圧接力が変動して接離する状況が発生する場合がある。特に、エンジン１０１の始動制御における燃焼開始時の初爆タイミングには、その噛み合い歯同士が圧接しつつ伝達するトルクが大きく変動することによって、その歯面間が離間した後に再度圧接する状態に復帰する場合に、その歯面同士の突き当たる音、所謂、歯打ち音が発生してしまう場合がある。この歯打ち音は、車室内のドライバなどに不快な異音として伝わってしまう場合がある。

そこで、本実施形態のＥＣＵ１１は、メモリ１２内に格納する制御プログラムを実行する際に、エンジン１０１の燃焼開始前のダンパ１０５のダンパトルクの変動波形Ｔｂに合わせて、燃焼開始する圧縮（初爆）タイミングを最適化することによって、エンジン１０１の始動時のダンパ１０５のダンパトルクの変動波形Ｔｃで大きな変動が発生することを抑制するようになっている。このＥＣＵ１１は、図２Ａに示すように、ダンパ１０５のダンパトルクが予め設定されているトルク閾値以下（「０」Ｎｍでもよい）で、同時に、下降する減少傾向（−）の時点を選択し、初爆に伴って増大する変動トルク（＋）が重なっても打ち消し合う初爆タイミングとしてメモリ１２内に設定する調整制御処理を行うようになっている。すなわち、ＥＣＵ１１が初爆タイミングを調整制御してメモリ１２に設定する設定部を構成し、エンジン１０１の始動制御時にその初爆タイミングに燃焼開始を実行する制御部としても機能する制御装置を構成している。

これにより、車両１００では、ダンパ１０５のダンパトルクが小さいタイミングに初爆に伴う変動を重ねて、ギア列１０８における噛み合い歯の歯面同士が大きく離間することを抑制することができ、再度圧接して復帰する場合に発生する歯面同士の突き当たる歯打ち音を小さく抑制することができる。ここで、本実施形態では、ダンパ１０５のダンパトルクが減少してトルク閾値以下の「０」Ｎｍに近いタイミングに、エンジン１０１の初爆を実行するように、その初爆タイミングをメモリ１２内に設定する場合を一例として説明するが、これに限るものではない。例えば、その初爆タイミングは、トルク閾値以下の小さなダンパトルクであれば、増大（上昇）傾向のタイミングでもよいが、減少（降下）傾向のタイミングを選択した方が好適である。

そして、ＥＣＵ１１は、メモリ１２内の制御プログラムを各種センサ情報等に基づいて実行することにより、エンジン１０１を始動する制御処理を調整して、効率よく、かつ快適に、そのエンジン１０１を始動するようになっている。

具体的には、ＥＣＵ１１は、制御プログラムの実行処理における各種処理情報から、エンジン１０１や回転電機１０２、１０３の運転状況と共にダンパ１０５やギア列１０８など各部の稼働状況を把握（取得）する。また、ＥＣＵ１１は、エンジン速度センサ２１と、車速センサ２２と、ダンパ回転角センサ２３と、アクセル開度センサ２５と、バッテリ残量センサ２６と、エンジン水温センサ２７と、シフト位置センサ２８とが各種センサ情報を取得可能に接続されている。

エンジン速度センサ２１は、エンジン１０１の出力軸１０１ａ（クランクシャフトでもよい）の回転速度（回転数）を取得可能にその回転角を検出する。車速センサ２２は、車両１００の走行中または停止中の判別を含めて走行速度を取得可能にドライブシャフト１０９ａの回転角を検出する。ダンパ回転角センサ２３は、遊星歯車機構１０７との間のダンパ１０５の出力軸１０５ａの回転速度を取得可能に回転角を検出する。アクセル開度センサ２５は、車両１００に乗車するドライバによるアクセルペダル１１９の踏み込み量を検出する。バッテリ残量センサ２６は、バッテリ１１１内の蓄電されている充電残量（ＳＯＣ：State Of Charge）を検出する。エンジン水温センサ２７は、エンジン１０１の冷却水の水温を検出する。シフト位置センサ２８は、ドライバのシフト操作により選択指示された車両１００のシフトレンジ位置を検出する。すなわち、車速センサ２２が走行検出部を構成し、アクセル開度センサ２５が踏込検出部を構成し、バッテリ残量センサ２６が残量検出部を構成し、エンジン水温センサ２７が水温検出部を構成している。シフト位置センサ２８がレンジ検出部を構成している。

このＥＣＵ１１は、これら各種センサ２１〜２８のセンサ情報に従ってメモリ１２内の制御プログラムを実行することにより、車両１００全体を統括制御して、エンジン１０１や回転電機１０２、１０３などを効率よく駆動させるようになっている。

特に、ＥＣＵ１１は、エンジン速度センサ２１が検出するエンジン１０１の出力軸１０１ａの回転角に基づいてエンジン１０１の気筒１０１ｓ毎の燃焼室における圧縮圧力変動を取得するとともに、ダンパ回転角センサ２３が検出するダンパ１０５の出力軸１０５ａの回転角に基づいてダンパ１０５のダンパトルク変動を取得する（図２Ａを参照）。ＥＣＵ１１は、エンジン１０１の燃焼室での圧縮圧力変動から取得する圧縮タイミングと、ダンパ１０５のダンパトルク変動の位相とに基づいて、ダンパ１０５のダンパトルクが下降して設定トルク閾値以下で「０」Ｎｍに近い値になるタイミングを取得し、メモリ１２内に初爆タイミングとして設定するようになっている。

このとき、ＥＣＵ１１は、エンジン１０１の出力軸１０１ａおよびダンパ１０５の出力軸１０５ａの回転角から、そのダンパ１０５の捩れ角を取得して、減衰器１５２を含むダンパ本体１５１のバネ定数に基づいて、ダンパ１０５のダンパトルクを算出（実測）し、さらに、そのダンパトルクの変動を取得する。なお、本実施形態では、ダンパ１０５の捩れ角を実測してバネ定数に基づいてダンパトルクを取得するが、これに限るものではない。例えば、ダンパ１０５のダンパトルクは、エンジン１０１の始動制御開始からの気筒１０１ｓ毎の圧縮圧力に対応するトルク変動を予め標準モデルとして実験等により準備してメモリ１２内にマップ化して格納しておき、適宜に読み出して演算等することにより推定して利用するようにしてもよい。

詳細には、ＥＣＵ１１は、メモリ１２内の制御プログラムを実行して、図３のフローチャートに示す制御処理を実施することにより、エンジン１０１の始動時において燃焼開始時点の初爆に伴って発生する歯打ち音を軽減する。

まず、ＥＣＵ１１は、例えば、回転電機１０３の回転動力に加えて、あるいは代えてエンジン１０１の回転動力が必要になったときに、そのエンジン１０１の始動要求を作成すると、図３のフローチャートに示す制御処理を開始して、エンジン１０１側に伝達する回転動力を回転電機（ＭＧ１）１０２から出力させる（ステップＳ１１）。

次いで、ＥＣＵ１１は、後述する図４に示す処理手順によりダンパ１０５のダンパトルクを実測して（ステップＳ１２）、そのダンパ１０５のダンパトルクの変動の位相と、エンジン１０１の気筒１０１ｓ毎の圧縮圧力（挙動）に基づく燃焼室での圧縮タイミングとを取得する（ステップＳ１３）。

次いで、ＥＣＵ１１は、エンジン１０１の圧縮タイミングのうちから、ダンパ１０５のダンパトルクの変動において下降して設定トルク閾値以下で「０」Ｎｍに近い値になるタイミングを、エンジン１０１の初爆タイミングに決定（取得）してメモリ１２内に設定する（ステップＳ１４）。

次いで、ＥＣＵ１１は、エンジン１０１の出力軸１０１ａの回転角を継続して取得しつつ（ステップＳ１５）、メモリ１２内に設定されている初爆タイミング時点にエンジン１０１の燃焼室内の混合気を点火して燃焼開始する初爆制御処理を実行し（ステップＳ１６）、このエンジン１０１の始動制御処理を終了する。

上記のステップＳ１２において、ダンパ１０５のダンパトルクを実測する処理手順としては、図４のサブルーチンに示すように、ＥＣＵ１１は、回転電機１０２の出力する回転動力（トルク）を駆動条件から導出して取得する（ステップＳ１２１）。並行して、ＥＣＵ１１は、エンジン１０１の出力軸１０１ａの回転角の変動を取得するとともに（ステップＳ１２２）、そのエンジン１０１の出力軸１０１ａの回転に伴う慣性トルクを演算処理により導出する（ステップＳ１２３）。この後に、ＥＣＵ１１は、その回転電機１０２の回転トルクとエンジン１０１の出力軸１０１ａの回転角および慣性トルクとに基づいて、ダンパ１０５のダンパトルクの変動を導出（実測）して取得する（ステップＳ１２４）。

このとき、回転電機１０２によるエンジン１０１の始動制御の開始後には、気筒１０１ｓ毎の圧縮圧力がピストンの上下動に連動して変化する変動が一定間隔で繰り返されるとともに、ダンパ１０５のダンパトルクの変動もそのピストンの上下動にある程度連動する。このため、ＥＣＵ１１は、４気筒のピストンの上下動、言い換えると、気筒１０１ｓ毎の圧縮圧力やダンパトルクを実測することによって、以降の変動を予測（取得）することができ、エンジン１０１の燃焼を開始する最適な初爆タイミングを取得することができる。なお、このダンパ１０５のダンパトルクの変動の取得では、４回以上に限るものではなく、例えば、精度を求めない場合には、数回のピストンの上下動、言い換えると、順次に連続する数回分の圧縮時の変動を実測することにより予測するようにしてもよい。

これにより、図２Ａに示すように、エンジン１０１の燃焼開始（初爆）は、気筒１０１ｓ毎のピストンの上下動に連動する燃焼室の圧力変動のうち、ダンパ１０５のダンパトルクが設定トルク閾値以下の小さな値まで降下するタイミングに合わされる。このため、エンジン１０１の始動時にギア列１０８の噛み合い歯の歯面同士が圧接・離隔するために発生する歯打ち音を効果的に抑制することができる。例えば、図５に示すように、エンジン１０１の初爆タイミングが調整されない対策前の場合（図２Ｂを参照）の非抑制制御時の歯打ち音（平均）ＳＢと、その初爆タイミングが気筒１０１ｓ毎の燃焼室の圧縮とダンパ１０５のダンパトルクの変動とに応じて調整される対策後の場合（図２Ａを参照）の抑制制御時の歯打ち音ＳＡとを比較すると、その初爆タイミングの調整によりエンジン１０１の始動時に発生するギア列１０８の歯打ち音が音圧レベルで半減以上（この実施形態では、「−５ｄＢ」以上）抑制されている。

このように、本実施形態のＥＣＵ１１においては、ダンパ１０５のダンパトルクが減少してメモリ１２内のトルク閾値以下になるタイミングを、エンジン１０１の始動時の燃焼開始する初爆タイミングとして一致させることができる。このため、ダンパトルクの増加傾向時に初爆に伴う回転トルクが重なることを回避して、噛み合い歯の歯面同士が接離する挙動時のトルクを軽減（制限）することができ、大きな歯打ち音を発生させてしまうことを抑制することができる。

したがって、ＥＣＵ１１は、エンジン１０１の始動時にギア列１０８における大きな歯打ち音の発生を抑制することができ、不快な歯打ち音を車室内に伝播させてしまうことを未然に防止することができる。

次に、図６は本発明の第２の実施形態に係る制御装置を搭載する車両の一例を説明する図である。ここで、本実施形態は上述の実施形態と略同様に構成されていることから、同様の構成には同一の符号を付して特徴部分を説明する（以下で説明する他の実施形態においても同様）。

本実施形態の図１に示すＥＣＵ１１は、制御プログラムの実行処理における各種処理情報から取得するエンジン１０１や回転電機１０２、１０３の運転状況および各種センサ２１〜２８の取得するセンサ情報に基づいて、上述のエンジン１０１の始動時における歯打ち音の抑制制御処理の要否を判定して実行するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１１が判定部を構成している。

具体的には、ＥＣＵ１１は、エンジン１０１の始動要求時に、その始動制御処理に伴って発生する歯打ち音の抑制を優先する条件を満たしていると判定したときに、上述の歯打ち音の抑制制御処理を実行し、その条件を満たしていないと判定したときには、その抑制制御処理を実行することなく始動制御処理を実行して始動完了までの起動時間を短縮するようになっている。

このとき、ＥＣＵ１１は、ドライバによるシフト操作で選択された車両１００の選択シフトレンジが後述の停止レンジの場合に歯打ち音の抑制制御処理を実行し、また、車両１００の車速、バッテリ１１１の充電残量（ＳＯＣ）、エンジン１０１の冷却水温、アクセルペダル１１９のドライバによる踏み込み量、すなわち、アクセル開度に応じて、歯打ち音の抑制制御処理を実行するようになっている。

詳細には、ＥＣＵ１１は、メモリ１２内の制御プログラムを実行して、図６のフローチャートに示す制御処理により、エンジン１０１の始動時における状況に応じて歯打ち音の抑制制御処理を適宜に実行する。

まず、図６のフローチャートに示すように、ＥＣＵ１１は、エンジン１０１の始動要求を作成すると、上述の図３のフローチャートに示す制御処理を実行するのに先立って、エンジン１０１や回転電機１０２、１０３の運転状況および各種センサ２１〜２８のセンサ情報を取得して（ステップＳ１０１）、シフト位置センサ２８の検出する選択シフトレンジがＢ（エンジンブレーキ）、Ｄ（ドライブ）、Ｒ（リバース）のいずれかの、所謂、走行レンジであるか否か確認する（ステップＳ１０２）。

ステップＳ１０２においてシフト位置センサ２８の検出する選択シフトレンジがＢレンジなどの走行レンジでない、Ｐ（パーキング）、Ｎ（ニュートラル）レンジの、所謂、停止レンジが選択されていることを確認したＥＣＵ１１は、歯打ち音の抑制を優先すると判定して、図３に示すように、歯打ち音を抑制しつつエンジン１０１を始動する制御処理をステップＳ１１から実行して、この制御処理を終了する。

これにより、ＥＣＵ１１は、停止レンジの選択を確認（検出）した場合に、ダンパ１０５のダンパトルクの変動にエンジン１０１の初爆タイミングを合わせてギア列１０８で発生する歯打ち音を抑制する制御処理を適宜に実行することができる。このため、停止レンジが選択されている際には、走行に伴う異音の発生はなく、また、後述する充電や暖機などの要求でエンジン１０１を始動させるだけであることから急ぐ必要もなく、そのエンジン１０１の始動に伴って発生する歯打ち音の抑制制御処理を優先して実行することができる。その一方で、走行レンジが選択されている際には、エンジン１０１の始動を迅速に完了して走行トルクを出力させることができる。

また、ステップＳ１０２においてシフト位置センサ２８の検出する選択シフトレンジが走行レンジであることを確認したＥＣＵ１１は、続けて、車速センサ２２の検出する車両１００の走行速度（車速）が予めメモリ１２内に格納準備（設定）されている車速閾値以上であるか否か確認する（ステップＳ１０３）。

ステップＳ１０３において車速センサ２２の検出する車速が車速閾値以上でなく、車速閾値未満の停止中と判断可能であることを確認したＥＣＵ１１は、歯打ち音の抑制を優先すると判定して、図３に示すように、歯打ち音を抑制しつつエンジン１０１を始動する制御処理をステップＳ１１から実行して、この制御処理を終了する。

これにより、ＥＣＵ１１は、走行レンジが選択されていても不図示のブレーキペダルが踏み込まれるなどして停止中である場合には、ダンパ１０５のダンパトルクの変動にエンジン１０１の初爆タイミングを合わせてギア列１０８で発生する歯打ち音を抑制する制御処理を適宜に実行することができる。このため、例えば、走行レンジでも実際には停止している場合には、走行に伴う異音の発生はなく、また、後述する充電や暖機などの要求でエンジン１０１を始動させるだけであることから急ぐ必要もなく、そのエンジン１０１の始動に伴って発生する歯打ち音の抑制制御処理を優先して実行することができる。

また、ステップＳ１０３において車速センサ２２の検出する車速が車速閾値以上で走行中であることを確認したＥＣＵ１１は、続けて、バッテリ残量センサ２６の検出するバッテリ１１１の充電残量（ＳＯＣ）が予めメモリ１２内に格納準備（設定）されているＳＯＣ閾値以上であるか否か確認する（ステップＳ１０４）。

ステップＳ１０４においてバッテリ残量センサ２６の検出する充電残量がＳＯＣ閾値未満で充電が必要であることを確認したＥＣＵ１１は、歯打ち音の抑制を優先すると判定して、図３に示すように、歯打ち音を抑制しつつエンジン１０１を始動する制御処理をステップＳ１１から実行して、この制御処理を終了する。

これにより、ＥＣＵ１１は、車速閾値以上で走行しているがＳＯＣ閾値未満の場合には、ダンパ１０５のダンパトルクの変動にエンジン１０１の初爆タイミングを合わせてギア列１０８で発生する歯打ち音を抑制する制御処理を適宜に実行することができる。このため、例えば、充電要求によりエンジン１０１を始動させるだけであることから急ぐ必要もなく、エンジン１０１の始動に伴って発生する歯打ち音の抑制制御処理を優先して実行することができる。

また、ステップＳ１０４においてバッテリ残量センサ２６の検出する充電残量がＳＯＣ閾値以上で充電不要を確認したＥＣＵ１１は、続けて、エンジン水温センサ２７の検出するエンジン１０１の冷却水の水温が予めメモリ１２内に格納準備（設定）されている冷却水温閾値以上であるか否か確認する（ステップＳ１０５）。

ステップＳ１０５においてエンジン水温センサ２７の検出するエンジン１０１の冷却水温が冷却水温閾値未満で暖機運転が必要であることを確認したＥＣＵ１１は、歯打ち音の抑制を優先すると判定して、図３に示すように、歯打ち音を抑制しつつエンジン１０１を始動する制御処理をステップＳ１１から実行して、この制御処理を終了する。

これにより、ＥＣＵ１１は、車速閾値以上で走行しているが冷却水温閾値未満の場合には、ダンパ１０５のダンパトルクの変動にエンジン１０１の初爆タイミングを合わせてギア列１０８で発生する歯打ち音を抑制する制御処理を適宜に実行することができる。このため、例えば、エンジン１０１の暖機要求によりエンジン１０１を始動させるだけであることから急ぐ必要もなく、エンジン１０１の始動に伴って発生する歯打ち音の抑制制御処理を優先して実行することができる。

また、ステップＳ１０５においてエンジン水温センサ２７の検出するエンジン１０１の冷却水温が冷却水温閾値以上で暖機運転不要であることを確認したＥＣＵ１１は、続けて、アクセル開度センサ２５の検出するアクセルペダル１１９の踏み込み量が予めメモリ１２内に格納準備（設定）されているアクセル開度閾値（踏込閾値）以上であるか否か確認する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０６においてアクセル開度センサ２５の検出するアクセルペダル１１９の踏み込み量がアクセル開度閾値以上でなく、言い換えると、踏込閾値未満で加速要求のない定速要求であることを確認したＥＣＵ１１は、歯打ち音の抑制を優先すると判定して、図３に示すように、歯打ち音を抑制しつつエンジン１０１を始動する制御処理をステップＳ１１から実行して、この制御処理を終了する。

これにより、ＥＣＵ１１は、アクセル開度閾値未満の加速要求でない場合には、ダンパ１０５のダンパトルクの変動にエンジン１０１の初爆タイミングを合わせてギア列１０８で発生する歯打ち音を抑制する制御処理を適宜に実行することができる。このため、例えば、ドライバによる加速要求でないことからエンジン１０１の始動完了を急ぐ必要もなく、エンジン１０１の始動に伴って発生する歯打ち音の抑制制御処理を優先して実行することができる。

また、ステップＳ１０６においてアクセル開度センサ２５の検出するアクセルペダル１１９の踏み込み量がアクセル開度閾値（踏込閾値）未満で加速不要であることを確認したＥＣＵ１１は、歯打ち音の抑制制御処理を行うことなく、直ちに回転電機（ＭＧ１）１０２をスタータとして駆動してトルク出力させることにより、気筒１０１ｓ内のピストンを回転電機１０２の回転動力で上下動させつつ（ステップＳ１０７）燃焼室での燃焼を開始（初爆）させる制御処理を実行する（ステップＳ１０８）。

これにより、ＥＣＵ１１は、ダンパ１０５のダンパトルクの変動にエンジン１０１の初爆タイミングを合わせてギア列１０８で発生する歯打ち音を抑制する制御処理を優先する必要がないと判定した場合には、迅速にエンジン１０１の始動制御処理を実行して早期に起動させることができる。

このように、本実施形態のＥＣＵ１１においては、上述実施形態による作用効果に加えて、エンジン１０１の始動に伴う歯打ち音の発生を抑制する制御処理を適宜に実行するとともに、その歯打ち音の抑制を優先する必要がない場合にはエンジン１０１の始動制御を直ちに開始して迅速にトルク出力を利用可能にすることができる。

したがって、ＥＣＵ１１は、エンジン１０１の迅速な起動を妨げてしまうことなく、エンジン１０１の始動に伴う歯打ち音の発生を適宜に抑制することができ、エンジン１０１の不必要な始動遅れと共に、不快な歯打ち音の車室内への伝播を未然に防止することができる。

次に、図７〜図９は本発明の第３の実施形態に係る制御装置を搭載する車両の一例を説明する図である。

本実施形態の図１に示すＥＣＵ１１は、上述の第２の実施形態において、ドライバによるシフト操作で選択された車両１００の選択シフトレンジが走行レンジあるいは停止レンジのいずれであるかに応じて、初爆タイミングとする気筒１０１ｓでの圧縮回数（ピストンの往復動回数）を決定して歯打ち音の抑制制御処理を実行するようになっている。

車両１００では、選択シフトレンジが停止レンジの場合にはダンパトルク変動にドライブシャフト１０９ａの影響がないことから、例えば、最適な初爆タイミングとして圧縮回数５回が設定されている。また、選択シフトレンジが走行レンジの場合には、そのダンパトルク変動にドライブシャフト１０９ａが影響することから、例えば、最適な初爆タイミングとして圧縮回数６回が設定されている。

そこで、ＥＣＵ１１は、エンジン１０１の始動要求時に、ドライバのシフト操作で選択された車両１００の選択シフトレンジを確認して、その選択シフトレンジに応じてメモリ１２内に格納準備されているマップを参照することにより、燃料の燃焼を開始する気筒１０１ｓの燃焼室における圧縮回数（初爆タイミング）を決定して歯打ち音の抑制制御処理を実行するようになっている。

詳細には、ＥＣＵ１１は、図７のフローチャートに示すように、メモリ１２内の制御プログラムを実行して、図６のフローチャートのステップＳ１０２と同様に、シフト位置センサ２８の検出する選択シフトレンジが走行レンジまたは停止レンジのいずれであるか確認する（ステップＳ２０１）。次いで、ＥＣＵ１１は、その走行レンジまたは停止レンジの選択に応じてメモリ１２内に設定されているマップ（シフトレンジに対応する圧縮回数）を参照することにより（ステップＳ２０２）、エンジン１０１の気筒１０１ｓの燃焼室での圧縮回数を読み出してメモリ１２内に初爆タイミングとして設定する（ステップＳ２０３）。

次いで、ＥＣＵ１１は、以降、図３のフローチャートに示すステップＳ１５、Ｓ１６と同様に、エンジン１０１の出力軸１０１ａの回転角を継続して取得しつつ（ステップＳ２０４）、メモリ１２内に設定されている初爆タイミングの回数の圧縮時点にエンジン１０１の燃焼室内の混合気を点火して燃焼開始する初爆制御処理を実行し（ステップＳ２０５）、このエンジン１０１の燃焼開始（初爆）制御処理を終了する。

これにより、ＥＣＵ１１は、エンジン１０１の始動時に発生するギア列１０８での歯打ち音を抑制する制御処理によって調整する初爆タイミング（燃焼室の圧縮回数）を、車両１００のシフトレンジが走行レンジまたは停止レンジに応じて決定して設定することができる。

ここで、例えば、図８に示すように、停止レンジのＰレンジでは、圧縮回数６回の場合よりも５回の方が音圧レベルを抑えることができ、また、走行レンジのＤレンジでは、実際の走行中あるいは停止中に関係なく、圧縮回数５回の場合よりも６回の方が音圧レベルを抑えることができ、最適化することができている。すなわち、この制御処理では、選択されたシフトレンジに応じて圧縮回数を選択して初爆タイミングを決定して設定することができる。

このように、本実施形態のＥＣＵ１１においては、上述実施形態による作用効果に加えて、車両１００のシフトレンジが走行レンジか停止レンジかによって、初爆タイミングを燃焼室での圧縮回数で指定（調整）することができ、ダンパトルクの変動と圧縮動作のタイミングとで最適タイミングに調整する処理に代えて、簡易にエンジン１０１の初爆タイミングを決定して実行することができる。

したがって、ＥＣＵ１１は、歯打ち音の抑制を簡易な制御処理により実行可能にすることができる。

ここで、上述の実施形態の他の態様としては、図３のフローチャートにおける図４のサブルーチンに代えて、図９のサブルーチンに示す処理手順を実行してもよい。この場合にも同様の作用効果を得ることができる。

具体的には、ＥＣＵ１１は、図９のサブルーチンに示すように、図３のステップＳ１２におけるダンパ１０５のダンパトルクを実測する制御処理として、図４に示す制御処理と同様に、回転電機１０２の出力する回転動力（トルク）を駆動条件から導出して取得する（ステップＳ１２１）。並行して、ＥＣＵ１１は、エンジン１０１の出力軸１０１ａの回転角の変動を取得するとともに（ステップＳ１２２）、そのエンジン１０１の出力軸１０１ａの回転に伴う慣性トルクを演算処理により導出する（ステップＳ１２３）。この後に、ＥＣＵ１１は、その回転電機１０２の回転トルクとエンジン１０１の出力軸１０１ａの回転角および慣性トルクとに基づいて、ダンパ１０５の共振周波数を導出し、予めメモリ１２内に格納する学習値（マップ）からその共振周波数に対応するダンパトルク変動（増減）を演算して推定取得する（ステップＳ１２４−２）。

ここで、ダンパ１０５のダンパトルクは入出力軸間の捩れ角に比例する。このことから、ダンパトルクの変動の共振周波数は、その捩れ角の変動から算出（導出）してメモリ１２内に格納準備しておくことができ、エンジン１０１の始動時における時間経過とメモリ１２内の共振周波数とからダンパトルク変動の位相（増減値）を算出して推定（取得）することができる。

この他の態様においても、上述実施形態と同様の作用効果を得ることができ、エンジン１０１の始動時に発生する歯打ち音を効果的に抑制して、不快な歯打ち音を車室内に伝播させてしまうことを未然に防止することができる。

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１１……ＥＣＵ（設定部、判定部、制御部）
１２……メモリ
２１……エンジン速度センサ
２２……車速センサ（走行検出部）
２３……ダンパ回転角センサ
２５……アクセル開度センサ（踏込検出部）
２６……バッテリ残量センサ（残量検出部）
２７……エンジン水温センサ（水温検出部）
２８……シフト位置センサ（レンジ検出部）
１００……車両
１０１……エンジン
１０１ｓ……気筒
１０２、１０３……回転電機
１０５……ダンパ
１０７……遊星歯車機構
１０８……ギア列
１０９……駆動輪
１０９ａ……ドライブシャフト
１１１……バッテリ
１１２……インバータ
１１９……アクセルペダル

Claims (16)

1. 内燃機関と、回転電機とがダンパを介して回転動力を伝達可能に連結されている車両の制御装置であって、
   前記内燃機関の始動時における当該内燃機関の初爆タイミングを、前記ダンパに発生するダンパトルクが予め設定されているトルク閾値以下のタイミングに設定する設定部と、
   前記設定部により設定された前記初爆タイミングで初爆が生じるように前記内燃機関を制御する制御部と、を備え、
   前記設定部は、前記内燃機関の初爆タイミングを、前記ダンパトルクが減少して前記トルク閾値以下になるタイミングに設定する、車両の制御装置。
2. 前記設定部は、前記内燃機関の始動時に前記ダンパトルクのトルク変動と前記内燃機関の爆発タイミングとに基づいて、当該ダンパトルクが「０」Ｎｍを含む前記トルク閾値以下のタイミングを取得して設定する、請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記内燃機関の始動に伴う発生音の抑制を優先するか否かを判定する判定部を備え、
   前記設定部は、前記判定部が始動に伴う発生音の抑制を優先すると判定したときに、前記内燃機関の初爆タイミングを前記ダンパトルクの前記トルク閾値以下のタイミングに設定する、請求項１または請求項２に記載の車両の制御装置。
4. 前記車両のシフトレンジを検出するレンジ検出部を備え、
   前記判定部は、前記レンジ検出部が停止レンジを検出する場合に、前記内燃機関の始動に伴う発生音の抑制を優先すると判定する、請求項３に記載の車両の制御装置。
5. 前記車両の走行状態を検出する走行検出部を備え、
   前記判定部は、前記走行検出部が車両の停止中を検出する場合に、前記内燃機関の始動に伴う発生音の抑制を優先すると判定する、請求項３に記載の車両の制御装置。
6. 前記車両のアクセルペダルの踏み込み量を検出する踏込検出部を備え、
   前記判定部は、前記踏込検出部が予め設定されている踏込閾値未満の踏み込み量を検出する場合に、前記内燃機関の始動に伴う発生音の抑制を優先すると判定する、請求項３に記載の車両の制御装置。
7. 前記車両のバッテリの充電残量を検出する残量検出部を備え、
   前記判定部は、前記残量検出部が予め設定されている残量閾値未満の充電残量を検出する場合に、前記内燃機関の始動に伴う発生音の抑制を優先すると判定する、請求項３に記載の車両の制御装置。
8. 前記内燃機関の冷却水温を検出する水温検出部を備え、
   前記判定部は、前記水温検出部が予め設定されている水温閾値未満の冷却水温を検出する場合に、前記内燃機関の始動に伴う発生音の抑制を優先すると判定する、請求項３に記載の車両の制御装置。
9. 前記車両のシフトレンジを検出するレンジ検出部を備え、
   前記設定部は、前記ダンパトルクの前記トルク閾値以下の初爆タイミングとして、前記レンジ検出部の検出するシフトレンジに応じたタイミングに設定する、請求項１に記載の車両の制御装置。
10. 内燃機関と、回転電機とがダンパを介して回転動力を伝達可能に連結されている車両の制御装置であって、
    前記内燃機関の始動時における当該内燃機関の初爆タイミングを、前記ダンパに発生するダンパトルクが予め設定されているトルク閾値以下のタイミングに設定する設定部と、
    前記設定部により設定された前記初爆タイミングで初爆が生じるように前記内燃機関を制御する制御部と、
    前記内燃機関の始動に伴う発生音の抑制を優先するか否かを判定する判定部と、を備え、
    前記設定部は、前記判定部が始動に伴う発生音の抑制を優先すると判定したときに、前記内燃機関の初爆タイミングを前記ダンパトルクの前記トルク閾値以下のタイミングに設定する、車両の制御装置。
11. 前記車両のシフトレンジを検出するレンジ検出部を備え、
    前記判定部は、前記レンジ検出部が停止レンジを検出する場合に、前記内燃機関の始動に伴う発生音の抑制を優先すると判定する、請求項１０に記載の車両の制御装置。
12. 前記車両の走行状態を検出する走行検出部を備え、
    前記判定部は、前記走行検出部が車両の停止中を検出する場合に、前記内燃機関の始動に伴う発生音の抑制を優先すると判定する、請求項１０に記載の車両の制御装置。
13. 前記車両のアクセルペダルの踏み込み量を検出する踏込検出部を備え、
    前記判定部は、前記踏込検出部が予め設定されている踏込閾値未満の踏み込み量を検出する場合に、前記内燃機関の始動に伴う発生音の抑制を優先すると判定する、請求項１０に記載の車両の制御装置。
14. 前記車両のバッテリの充電残量を検出する残量検出部を備え、
    前記判定部は、前記残量検出部が予め設定されている残量閾値未満の充電残量を検出する場合に、前記内燃機関の始動に伴う発生音の抑制を優先すると判定する、請求項１０に記載の車両の制御装置。
15. 前記内燃機関の冷却水温を検出する水温検出部を備え、
    前記判定部は、前記水温検出部が予め設定されている水温閾値未満の冷却水温を検出する場合に、前記内燃機関の始動に伴う発生音の抑制を優先すると判定する、請求項１０に記載の車両の制御装置。
16. 内燃機関と、回転電機とがダンパを介して回転動力を伝達可能に連結されている車両の制御装置であって、
    前記内燃機関の始動時における当該内燃機関の初爆タイミングを、前記ダンパに発生するダンパトルクが予め設定されているトルク閾値以下のタイミングに設定する設定部と、
    前記設定部により設定された前記初爆タイミングで初爆が生じるように前記内燃機関を制御する制御部と、
    前記車両のシフトレンジを検出するレンジ検出部を備え、
    前記設定部は、前記ダンパトルクの前記トルク閾値以下の初爆タイミングとして、前記レンジ検出部の検出するシフトレンジに応じたタイミングに設定する、車両の制御装置。

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