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JP2013180696A - Control device for hybrid electric vehicle - Google Patents

Control device for hybrid electric vehicle Download PDF

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JP2013180696A
JP2013180696A JP2012046884A JP2012046884A JP2013180696A JP 2013180696 A JP2013180696 A JP 2013180696A JP 2012046884 A JP2012046884 A JP 2012046884A JP 2012046884 A JP2012046884 A JP 2012046884A JP 2013180696 A JP2013180696 A JP 2013180696A
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JP
Japan
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motor
engine
state
started
hybrid electric
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012046884A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Susumu Suzuki
享 鈴木
Yoshiki Tanabe
圭樹 田邊
Goro Iijima
吾郎 飯島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for a hybrid electric vehicle capable of reliably performing engine starting in any situations, while securing durability of a starter by selecting a proper starting method according to a state of a motor when an engine is started.SOLUTION: When a start request for an engine is made during vehicle travel with the engine being stopped, if a motor 4 is not in a usable state (No in S1) or in a use limited state (No in S2), or if motor usable torque falls short of a threshold required for starting the engine (No in S3), push-starting determination is performed (S5). If push-starting is possible, the engine is started (S7), and if push-starting is impossible, the engine is started by a starter (S6).

Description

本発明は、駆動源としてエンジンとモータとを備えるハイブリッド電気自動車の制御装置に係り、詳しくはエンジン停止状態にある車両走行中からエンジンを始動させるエンジン始動制御に関する。   The present invention relates to a control apparatus for a hybrid electric vehicle including an engine and a motor as drive sources, and more particularly to engine start control for starting an engine while the vehicle is running while the engine is stopped.

近年、燃費や排ガス性能の向上等を目的に、駆動源としてエンジンとモータとを備えるハイブリッド電気自動車が開発されている。
例えばエンジンとモータとの間にクラッチが設けられ、当該クラッチの断接により駆動源の切替を行うことができるハイブリッド電気自動車がある。このようなハイブリッド電気自動車においては、エンジンを停止させクラッチを遮断しておくことで、モータのみでの走行を行うことができる。そして、モータの駆動トルクのみでは要求される駆動トルクを達成できないような場合には、エンジンを始動してクラッチを接続することで、エンジンとモータとを合わせた駆動トルクを使用することができる。
In recent years, hybrid electric vehicles including an engine and a motor as drive sources have been developed for the purpose of improving fuel consumption and exhaust gas performance.
For example, there is a hybrid electric vehicle in which a clutch is provided between an engine and a motor, and a drive source can be switched by connecting / disconnecting the clutch. In such a hybrid electric vehicle, it is possible to run with only the motor by stopping the engine and disengaging the clutch. When the required driving torque cannot be achieved only by the driving torque of the motor, the driving torque combining the engine and the motor can be used by starting the engine and connecting the clutch.

当該ハイブリッド電気自動車において、車両走行中にエンジンを始動する方法としては、クラッチを接続しモータの駆動トルクによりエンジンの回転を立ち上げてエンジン始動を行う方法が開発されている(特許文献1参照)。   In the hybrid electric vehicle, as a method of starting the engine while the vehicle is running, a method of starting the engine by connecting a clutch and starting up the rotation of the engine by the driving torque of the motor has been developed (see Patent Document 1). .

特開2004−17919号公報JP 2004-17919 A

しかしながら、ハイブリッド電気自動車において、停止中のエンジンを始動させる際に、常にモータの駆動トルクを正常に発揮できるとは限らない。
例えば、故障等によりモータの使用が完全に不可能な場合や、モータへ電力を供給するバッテリの蓄電量(以下SOC:State Of Chargeという)が低くモータの使用可能トルクが制限されている場合等には、上記特許文献1のようなモータの駆動トルクによるエンジン始動を行うことはできない。
However, in a hybrid electric vehicle, when starting a stopped engine, the motor drive torque cannot always be exhibited normally.
For example, when the use of the motor is completely impossible due to a failure or the like, or when the storage amount of the battery that supplies power to the motor (hereinafter referred to as SOC: State Of Charge) is low and the usable torque of the motor is limited Therefore, it is not possible to start the engine by the driving torque of the motor as in Patent Document 1.

一方で、エンジンの始動のたびにスタータを用いて始動することとすると、スタータを多用することとなり、スタータの製品寿命が短くなるという問題もある。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、エンジンを始動する際にモータの状態に応じて適切な始動方法を選択し、スタータの耐久性を確保しつつ、確実なエンジン始動を行うことのできるハイブリッド電気自動車の制御装置を提供することにある。
On the other hand, if the starter is started using the starter every time the engine is started, the starter is frequently used, and there is a problem that the product life of the starter is shortened.
The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to select an appropriate starting method according to the state of the motor when starting the engine and to ensure the durability of the starter. However, an object of the present invention is to provide a control apparatus for a hybrid electric vehicle that can reliably start the engine.

上記した目的を達成するために、請求項1のハイブリッド電気自動車の制御装置では、駆動源としてエンジン及びモータを備えたハイブリッド電気自動車の制御装置であって、前記エンジン及び前記モータとの間に設けられ、当該エンジンから当該モータを介して駆動輪へと伝達される当該エンジンの駆動力の接続及び遮断を行うクラッチと、前記モータの状態を検出するモータ状態検出手段と、前記エンジン停止状態での車両走行中に、当該エンジンの始動要求があったとき、前記モータ状態検出手段により前記モータが正常状態にあることが検出された場合には、前記モータにより前記エンジンを始動し、前記モータ状態検出手段により前記モータによるエンジン始動が不可能な状態が検出された場合には、前記クラッチを接続させていき、前記駆動輪側からの回転駆動力による押し掛け始動により前記エンジンを始動させるエンジン始動制御手段と、を備えることを特徴としている。   In order to achieve the above object, the hybrid electric vehicle control device according to claim 1 is a control device for a hybrid electric vehicle having an engine and a motor as drive sources, and is provided between the engine and the motor. A clutch for connecting and disconnecting the driving force of the engine transmitted from the engine to the driving wheel via the motor, motor state detecting means for detecting the state of the motor, and in the engine stopped state When the engine is requested to start while the vehicle is running, if the motor state detecting means detects that the motor is in a normal state, the motor is started by the motor, and the motor state is detected. If it is detected that the engine cannot be started by the motor, the clutch is connected. Is characterized in that it comprises a, an engine start control means for starting the engine by stormed started by the rotational driving force from the driving wheel side.

請求項2のハイブリッド電気自動車の制御装置では、請求項1において、前記モータ状態検出手段は、前記モータの駆動が不可能な状態を、前記モータによるエンジン始動が不可能な状態として検出することを特徴としている。
請求項3のハイブリッド電気自動車の制御装置では、請求項2において、前記モータ状態検出手段は、前記モータの発生可能な駆動トルクが制限されている状態を、前記モータによるエンジン始動が不可能な状態として検出することを特徴としている。
In a control apparatus for a hybrid electric vehicle according to a second aspect, in the first aspect, the motor state detection means detects a state where the motor cannot be driven as a state where the engine cannot be started by the motor. It is a feature.
In the hybrid electric vehicle control device according to claim 3, in claim 2, the motor state detection means indicates a state in which a drive torque that can be generated by the motor is limited, and a state in which the engine cannot be started by the motor. It is characterized by detecting as.

請求項4のハイブリッド電気自動車の制御装置では、請求項1から3のいずれかにおいて、前記モータ状態検出手段は、前記モータの発生可能な駆動トルクが前記エンジンの始動に必要な駆動トルクの閾値以下である状態を、前記モータによるエンジン始動が不可能な状態として検出することを特徴としている。
請求項5のハイブリッド電気自動車の制御装置では、請求項1から4のいずれかにおいて、前記モータと前記駆動輪との間には複数の変速段を有する変速機を備え、前記エンジン始動制御手段は、前記クラッチの出力側の回転数及び前記変速機の変速段の少なくとも一方に基づき定められる押し掛け始動条件を満たす場合にのみ、前記押し掛け始動を行い、当該押し掛け始動条件を満たさない場合には、スタータにより前記エンジンを始動することを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the hybrid electric vehicle control apparatus according to any one of the first to third aspects. This state is detected as a state in which the engine cannot be started by the motor.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for a hybrid electric vehicle according to any one of the first to fourth aspects, further comprising a transmission having a plurality of shift stages between the motor and the drive wheel, wherein the engine start control means includes: The pushing start is performed only when a pushing start condition that is determined based on at least one of the rotation speed on the output side of the clutch and the gear position of the transmission is satisfied, and when the pushing start condition is not satisfied, the starter To start the engine.

請求項6のハイブリッド電気自動車の制御装置では、請求項5において、前記押し掛け始動条件は、前記クラッチ接続時のトルクショックが所定範囲となり、且つ前記押し掛け始動に要するトルクを達成可能な運転領域であることを特徴としている。   In the control apparatus for a hybrid electric vehicle according to a sixth aspect, in the fifth aspect, the pushing start condition is an operation region in which the torque shock at the time of the clutch connection is in a predetermined range and the torque required for the pushing start can be achieved. It is characterized by that.

上記手段を用いる本発明の請求項1から4のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、モータが正常状態にある場合には、モータによりエンジン始動することで、静寂なエンジン始動を行うことができる。
一方で、モータの駆動が不可能な状態であったり、モータの発生可能な駆動トルクに制限がかかっていたり、エンジン始動に要する駆動トルクを発生させることができなかったりするような、モータによるエンジン始動が不可能な状態である場合には、モータによるエンジン始動を行わず、クラッチを接続させていくことで、駆動輪側からの回転駆動力による押し掛け始動によりエンジンを始動する。
According to the control apparatus for a hybrid electric vehicle according to claims 1 to 4 of the present invention using the above means, when the motor is in a normal state, the engine can be started by the motor, so that a quiet engine start can be performed. .
On the other hand, an engine driven by a motor that cannot drive the motor, is limited in the drive torque that can be generated by the motor, or cannot generate the drive torque required to start the engine. If the engine cannot be started, the engine is not started by the motor, and the engine is started by pushing the rotary drive force from the drive wheel side by connecting the clutch without connecting the clutch.

このようにエンジンの始動の際に、スタータを用いず車両が走行している力を利用しての押し掛け始動を行うことで、スタータの使用頻度の増加を防ぎつつ、円滑な始動を行うことができる。
請求項5のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、クラッチの出力側の回転数及び変速機の変速段の少なくとも一方に基づく押し掛け始動条件を満たす場合にのみ、押し掛け始動を行い、当該条件を満たさない場合にはスタータを使用したエンジン始動を行うこととする。
In this way, when the engine is started, a smooth start can be performed while preventing an increase in the use frequency of the starter by performing a pushing start using the force that the vehicle is traveling without using the starter. it can.
According to the control apparatus for a hybrid electric vehicle of claim 5, the pushing start is performed only when the pushing start condition based on at least one of the rotational speed on the output side of the clutch and the shift stage of the transmission is satisfied, and the condition is satisfied. If not, start the engine using a starter.

このように押し掛け始動とスタータ始動とを使い分けることで、運転状態に応じたエンジン始動を行うことができる。これにより、スタータの使用頻度を極力抑えつつ、確実なエンジン始動を行うことができる。
請求項6のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、押し掛け始動条件を、クラッチ接続時のトルクショックが所定範囲となり、且つ押し掛け始動に要するトルクを達成可能な運転領域とする。
Thus, the engine start according to the driving | running state can be performed by using properly pushing start and starter start. As a result, it is possible to reliably start the engine while suppressing the use frequency of the starter as much as possible.
According to the hybrid electric vehicle control apparatus of the sixth aspect, the pushing start condition is set to an operation region in which the torque shock at the time of clutch engagement is within a predetermined range and the torque required for pushing start can be achieved.

押し掛け始動条件をこのような条件とすることで、確実な押し掛け始動を行うことができるとともに、押し掛け始動に伴うトルクショックを抑えることができる。   By setting the pushing start condition to such a condition, a reliable pushing start can be performed and a torque shock accompanying the pushing start can be suppressed.

本発明の一実施形態におけるハイブリッド電気自動車の制御装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the control apparatus of the hybrid electric vehicle in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の制御装置のECUが実行するエンジン始動制御ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the engine starting control routine which ECU of the control apparatus of the hybrid electric vehicle which concerns on one Embodiment of this invention performs. 本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の制御装置のECUによる押し掛け始動判定のためのマップである。It is a map for pushing start determination by ECU of the control apparatus of the hybrid electric vehicle which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図1は本発明の一実施形態におけるハイブリッド電気自動車の制御装置の概略構成を示したブロック図であり、同図に基づき説明する。
図1に示す車両1は、駆動源としてエンジン2及びモータ4を備えるハイブリッド電気自動車である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a control apparatus for a hybrid electric vehicle according to an embodiment of the present invention, which will be described with reference to FIG.
A vehicle 1 shown in FIG. 1 is a hybrid electric vehicle including an engine 2 and a motor 4 as drive sources.

エンジン2は、例えばディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の一般的に自動車に用いられる原動機であり、ここでは特にその種類を問わない。当該エンジン2には、当該エンジン2を始動するスタータ2aが設けられている。当該スタータ2aは図示しない補機バッテリからの電力供給により駆動し、ギヤを介してエンジン2のクランキングを行うことでエンジン2を始動させるものである。   The engine 2 is a prime mover that is generally used in automobiles such as a diesel engine and a gasoline engine, and the type thereof is not particularly limited here. The engine 2 is provided with a starter 2a for starting the engine 2. The starter 2a is driven by power supply from an auxiliary battery (not shown), and starts the engine 2 by cranking the engine 2 through a gear.

エンジン2とモータ4との間にはクラッチ6が設けられており、当該クラッチ6の入力軸(入力側)にはエンジン2の出力軸が、当該クラッチ6の出力軸(出力側)にはモータ4の回転軸がそれぞれ連結されている。
モータ4は発電も可能な例えば永久磁石式同期電動機であり、モータ4の回転軸は変速機8の入力軸と連結されている。変速機8は複数のギヤを備えており、選択された変速段に応じたギヤを介することで入力された駆動力を変速して、当該変速機8の出力軸に伝達する。そして、変速機8の出力軸からプロペラシャフト10、差動装置12、及び駆動軸14を介して左右の駆動輪16へと駆動力が伝達されるよう構成されている。
A clutch 6 is provided between the engine 2 and the motor 4, the output shaft of the engine 2 is on the input shaft (input side) of the clutch 6, and the motor is on the output shaft (output side) of the clutch 6. The four rotation shafts are connected to each other.
The motor 4 is, for example, a permanent magnet type synchronous motor that can generate power, and the rotating shaft of the motor 4 is connected to the input shaft of the transmission 8. The transmission 8 includes a plurality of gears, shifts the driving force input through the gears corresponding to the selected shift speed, and transmits them to the output shaft of the transmission 8. The drive force is transmitted from the output shaft of the transmission 8 to the left and right drive wheels 16 via the propeller shaft 10, the differential device 12, and the drive shaft 14.

また、モータ4は、車両1に搭載されたバッテリ18とインバータ20を介して接続されており、当該バッテリ18からの電力供給を受けてトルクを発生させる。バッテリ18は例えばリチウムイオン、ニッケル水素等の二次電池であり、インバータ20がバッテリ18からの直流電力を交流電力に変換してモータ4に電力を供給する。一方、車両減速時等には、モータ4が発電機(ジェネレータ)として機能し、回生駆動する。つまり、駆動輪16から逆に伝達される駆動力によりモータ4が交流電力を発電するとともに、このときモータ4が発生する回生トルクが駆動輪16に対する制動トルクとして作用し、いわゆる回生ブレーキとして機能する。そして、この交流電力は、インバータ20によって直流電力に変換された後、バッテリ18に充電されることで、駆動輪16の回転による運動エネルギが電気エネルギとして回収される。   The motor 4 is connected to a battery 18 mounted on the vehicle 1 via an inverter 20, and receives torque from the battery 18 to generate torque. The battery 18 is a secondary battery such as lithium ion or nickel metal hydride, and the inverter 20 converts the DC power from the battery 18 into AC power and supplies the motor 4 with power. On the other hand, when the vehicle is decelerated, the motor 4 functions as a generator and is regeneratively driven. That is, the motor 4 generates AC power by the driving force transmitted in reverse from the driving wheels 16, and the regenerative torque generated by the motor 4 at this time acts as a braking torque for the driving wheels 16 and functions as a so-called regenerative brake. . The AC power is converted into DC power by the inverter 20 and then charged to the battery 18 so that the kinetic energy due to the rotation of the drive wheels 16 is recovered as electric energy.

当該構成の車両1は、クラッチ6が遮断状態にあるときには、モータ4の回転軸のみが変速機8を介して駆動輪16と機械的に接続されることになる。つまり、モータ4により発生するトルク(以下、モータトルクという)のみが車両1の駆動トルク又は制動トルクとして駆動輪16に伝達される。
一方、クラッチ6が接続状態にあるときには、エンジン2の出力軸がモータ4の回転軸を介して変速機8、駆動輪16等と機械的に接続されることとなる。つまり、このときモータトルクを0として、エンジン2のみを作動した場合にはエンジン2により発生するトルク(以下、エンジントルクという)のみが車両1の駆動トルク又は制動トルクとなる。また、モータ4も作動させればモータトルクとエンジントルクとの和が車両1の駆動トルク又は制動トルクとなる。
In the vehicle 1 having such a configuration, only the rotating shaft of the motor 4 is mechanically connected to the drive wheels 16 via the transmission 8 when the clutch 6 is in the disconnected state. That is, only the torque generated by the motor 4 (hereinafter referred to as motor torque) is transmitted to the drive wheels 16 as the drive torque or braking torque of the vehicle 1.
On the other hand, when the clutch 6 is in the connected state, the output shaft of the engine 2 is mechanically connected to the transmission 8, the drive wheels 16 and the like via the rotating shaft of the motor 4. That is, at this time, when the motor torque is set to 0 and only the engine 2 is operated, only the torque generated by the engine 2 (hereinafter referred to as engine torque) becomes the driving torque or braking torque of the vehicle 1. If the motor 4 is also operated, the sum of the motor torque and the engine torque becomes the driving torque or braking torque of the vehicle 1.

車両1には、このようなモータトルク及びエンジントルクの配分の調整等をすべく、エンジン2、モータ4、クラッチ6、及び変速機8を統合的に制御するECU(電子コントロールユニット)22が搭載されている。
ECU22には、各エンジン2、モータ4、クラッチ6、変速機8それぞれの制御ユニット(図示せず)とCAN(Controller Area Network)等を用いて通信可能に接続されている。
The vehicle 1 is equipped with an ECU (Electronic Control Unit) 22 that integrally controls the engine 2, the motor 4, the clutch 6, and the transmission 8 in order to adjust the distribution of the motor torque and the engine torque. Has been.
The ECU 22 is communicably connected to a control unit (not shown) of each engine 2, motor 4, clutch 6, and transmission 8 using a CAN (Controller Area Network) or the like.

例えば、ECU22は、エンジン2からエンジン回転数情報、モータ4からモータ回転数情報及びモータトルク情報、変速機8から現在選択されている変速段情報、バッテリ18からSOC情報等の各種情報を取得する。
またECU22は、取得した各種情報に基づき、モータ4の状態を検出する(モータ状態検出手段)。モータ4の状態としては、モータ4自体の故障、又はモータ4の温度が極低温状態にあったり、バッテリ18のSOCがモータ駆動に要する下限値以下であったりして、モータ4により発生可能な駆動トルクが0である使用不可能な状態(以下、使用不可能状態という)、モータ4の使用は可能であるがバッテリ18のSOCが比較的低い場合等でモータ4の発生可能な駆動トルクが制限されているような状態(以下、使用制限状態という)、制限されていないがモータ4の発生可能な駆動トルクがエンジン2の始動に必要な駆動トルクの閾値以下である状態等がある。そして、ECU22は、モータ使用不可能状態でもモータ使用制限状態でもなく、エンジン2の始動に十分な駆動トルクを発生可能な状態を、モータ4が正常状態であるとして検出する。
For example, the ECU 22 acquires various information such as engine speed information from the engine 2, motor speed information and motor torque information from the motor 4, currently selected gear stage information from the transmission 8, and SOC information from the battery 18. .
Moreover, ECU22 detects the state of the motor 4 based on the acquired various information (motor state detection means). The state of the motor 4 can be generated by the motor 4 because of a failure of the motor 4 itself, or the temperature of the motor 4 is in a very low temperature state, or the SOC of the battery 18 is below the lower limit value required for driving the motor. The drive torque that can be generated by the motor 4 when the drive torque is 0 (hereinafter referred to as the unusable state), the motor 4 can be used, but the SOC of the battery 18 is relatively low, etc. There are states that are restricted (hereinafter referred to as “use restricted states”), states that are not restricted, but that the drive torque that can be generated by the motor 4 is less than or equal to the threshold value of the drive torque necessary for starting the engine 2, and the like. Then, the ECU 22 detects that the motor 4 is in a normal state, that is, neither in a motor unusable state nor in a motor use restricted state and capable of generating a driving torque sufficient for starting the engine 2.

このように構成されたECU22は、バッテリ18のSOCや車両1の運転状態を監視し、燃費や排ガス性能の最適化を図りつつ、運転者の運転要求に応じた運転を行うべくエンジン2、モータ4、クラッチ6、変速機8等を制御する。
例えば、ECU22は、エンジン2を停止させた状態でモータトルクのみでの走行中、車両1の加速等でモータトルクのみでは駆動トルクが不足する場合やモータ4に異常が生じた場合等にエンジン2の始動要求があった際には、モータ4の状態に応じたエンジン始動方法によりエンジン始動を行う(エンジン始動制御手段)。
The ECU 22 configured as described above monitors the SOC of the battery 18 and the driving state of the vehicle 1, optimizes fuel consumption and exhaust gas performance, and performs an operation in accordance with the driving request of the engine 2, motor 4. Control the clutch 6, the transmission 8, etc.
For example, the ECU 22 operates when the engine 2 is stopped only when the motor 2 is stopped, when the driving torque is insufficient only by the motor torque due to acceleration of the vehicle 1 or when the motor 4 is abnormal. When there is a start request, the engine is started by an engine start method corresponding to the state of the motor 4 (engine start control means).

以下、当該ECU22が行う車両1のエンジン始動制御について詳しく説明する。
ここで図2を参照すると、当該ECU22が実行するエンジン始動制御ルーチンを示すフローチャートが示されており、以下同フローチャートに沿って説明する。なお、当該エンジン始動制御は、エンジン2が停止状態であり、且つクラッチ6が遮断状態であって、モータ4のみにより車両1を駆動している際に、ECU22がエンジン2の始動要求を受けたときに実行される。
Hereinafter, engine start control of the vehicle 1 performed by the ECU 22 will be described in detail.
Referring now to FIG. 2, there is shown a flowchart showing an engine start control routine executed by the ECU 22, which will be described below with reference to the flowchart. In the engine start control, the ECU 22 receives a start request for the engine 2 when the engine 2 is stopped and the clutch 6 is disconnected and the vehicle 1 is driven only by the motor 4. When executed.

まずステップS1として、ECU22は、モータ4が使用可能状態であるか否かを判別する。当該判別結果が真(Yes)である場合は、次のステップS2に進む。
ステップS2において、ECU22は、モータ4の使用制限がないか否かを判別する。当該判別結果が真(Yes)である場合、即ちモータ4に対し使用制限がかかっていない場合には、次のステップS3に進む。
First, as step S1, the ECU 22 determines whether or not the motor 4 is in a usable state. If the determination result is true (Yes), the process proceeds to the next step S2.
In step S2, the ECU 22 determines whether or not the use of the motor 4 is restricted. When the determination result is true (Yes), that is, when the use restriction is not applied to the motor 4, the process proceeds to the next step S3.

ステップS3において、ECU22は、モータ4がエンジン2の始動に使用可能なトルク(以下モータ使用可能トルクという)が、エンジン2を始動させるのに必要な駆動トルクの閾値より大であるか否かを判別する。当該判別結果が真(Yes)である場合は、ステップS4に進む。
ステップS4において、ECU22は、上記ステップS1〜S3の判別結果よりモータ4は正常状態にあることから、モータ4によりエンジン2を始動させ、当該ルーチンを終了する。当該モータ4によるエンジン始動は、具体的には、変速機8をニュートラル状態として、且つクラッチ6を接続していくことでいわゆるクラッチ接続状態として、モータ4の駆動トルクをエンジン2に伝達させる。またモータ4はエンジン2を始動可能な程度に駆動トルクを増加させる。エンジン2の始動後は、エンジン2の駆動トルクを走行に使用する場合はクラッチ6を接続し、変速機8も運転状態に応じた変速段を選択する。エンジン2の駆動トルクを走行に使用しない場合には、クラッチ6を遮断状態とする。
In step S <b> 3, the ECU 22 determines whether or not the torque that the motor 4 can use to start the engine 2 (hereinafter referred to as “motor usable torque”) is greater than the threshold value of the driving torque that is required to start the engine 2. Determine. If the determination result is true (Yes), the process proceeds to step S4.
In step S4, since the motor 4 is in a normal state based on the determination results in steps S1 to S3, the ECU 22 starts the engine 2 with the motor 4 and ends the routine. Specifically, the engine start by the motor 4 causes the transmission torque of the motor 4 to be transmitted to the engine 2 by setting the transmission 8 to the neutral state and connecting the clutch 6 to a so-called clutch connection state. The motor 4 increases the drive torque to such an extent that the engine 2 can be started. After the engine 2 is started, when the driving torque of the engine 2 is used for traveling, the clutch 6 is connected, and the transmission 8 also selects a gear position according to the operating state. When the driving torque of the engine 2 is not used for traveling, the clutch 6 is brought into a disconnected state.

一方、上記ステップS1の判別結果が偽(No)である場合、即ち故障等によりモータ4により発生可能な駆動トルクが0の使用不可能状態にある場合にはステップS5に進む。
また、上記ステップS2の判別結果が偽(No)である場合、即ちSOCの不足等によりモータ4の発生可能な駆動トルクが制限されている使用制限状態にある場合にもステップS5に進む。
On the other hand, if the determination result in step S1 is false (No), that is, if the drive torque that can be generated by the motor 4 is 0 due to a failure or the like, the process proceeds to step S5.
Further, if the determination result in step S2 is false (No), that is, if the drive torque that can be generated by the motor 4 is limited due to insufficient SOC or the like, the process proceeds to step S5.

さらに、上記ステップS3の判別結果が偽(No)である場合、即ちモータ使用可能トルクがエンジン始動に必要な駆動トルクの閾値に達していない場合にもステップS5に進む。
ステップS5において、ECU22は、駆動輪16側からの回転駆動力によりエンジン2を始動させる、いわゆる押し掛け始動が可能であるか否かの押し掛け始動判定を行う。当該押し掛け始動判定は、図3に示すようにクラッチ6の出力側の回転数と変速段とに基づく押し掛け始動判定マップにより行う。
Furthermore, if the determination result in step S3 is false (No), that is, if the motor usable torque has not reached the threshold value of the driving torque necessary for starting the engine, the process proceeds to step S5.
In step S5, the ECU 22 performs a pushing start determination as to whether or not a so-called pushing start is possible, in which the engine 2 is started by the rotational driving force from the drive wheel 16 side. The pushing start determination is performed based on a pushing start determination map based on the output speed of the clutch 6 and the gear position as shown in FIG.

変速段が上がるにつれてクラッチ回転数が高くなる傾向を示している実線は、クラッチ6の入力側と出力側との回転数差及びトルク差により生じるクラッチ6接続時のトルクショックに基づいた押し掛け可能上限ラインを示している。つまり、当該実線より大の運転領域では、変速段に対しクラッチ6の入力側と出力側との回転数差及びトルク差が大きくクラッチ6接続時のトルクショックも大きいことから、クラッチ6への損傷や運転者等への不快感を与えないよう押し掛け始動を実行しないものとする。なお、当該ステップS4の時点ではエンジン2は停止状態にありクラッチ6の入力側の回転数は0であることから、クラッチ6の入力側と出力側との回転数差は実質的には出力側の回転数となる。従って、クラッチ6の入力側と出力側との回転数差は、クラッチ6の出力側の回転数のみを検出しても求めるものとしても構わない。   The solid line showing the tendency for the clutch rotational speed to increase as the shift speed increases is indicated by the upper limit of the push possible based on the torque shock when the clutch 6 is connected due to the rotational speed difference between the input side and the output side of the clutch 6 and the torque difference. Shows the line. In other words, in the operating range larger than the solid line, the rotational speed difference and the torque difference between the input side and the output side of the clutch 6 with respect to the shift stage are large, and the torque shock when the clutch 6 is connected is also large. In order not to cause discomfort to the driver and the driver, the pushing start is not executed. Note that at the time of step S4, the engine 2 is in a stopped state and the rotational speed on the input side of the clutch 6 is 0. Therefore, the rotational speed difference between the input side and the output side of the clutch 6 is substantially the output side. Is the number of revolutions. Therefore, the rotational speed difference between the input side and the output side of the clutch 6 may be obtained by detecting only the rotational speed on the output side of the clutch 6.

一方、変速段が上がるにつれてクラッチ回転数が低くなる傾向を示している点線は、押し掛けに要するトルクに基づいた押し掛け可能下限ラインを示している。つまり、当該点線より小の運転領域では、クラッチ6を接続した場合でも駆動輪16側からエンジン2を始動できる程の回転駆動力を得ることができないことから、押し掛け始動を実行しないものとする。   On the other hand, a dotted line showing a tendency for the clutch rotational speed to decrease as the shift speed increases indicates a pushable lower limit line based on the torque required for pushing. In other words, in the operation region smaller than the dotted line, even when the clutch 6 is connected, the rotational driving force that can start the engine 2 from the drive wheel 16 side cannot be obtained, and therefore, the pushing start is not executed.

以上のことから、図3に示すように、比較的高変速段側にある、実線以上点線以下の運転領域が押し掛け可能領域(押し掛け始動条件)となる。ECU22は、車両1の運転状態が当該押し掛け可能領域外にある場合には、押し掛け始動は不可能と判定し、ステップS5の判別結果は偽(No)となり、ステップS6に進む。一方、当該押し掛け可能領域内にある場合には、押し掛け可能と判定し、ステップS5の判別結果は真(Yes)となり、ステップS7に進む。   From the above, as shown in FIG. 3, an operation region on the relatively high gear stage side and not less than a solid line and below a dotted line is a pushable region (push start condition). When the driving state of the vehicle 1 is outside the pushable area, the ECU 22 determines that the push start is impossible, and the determination result in step S5 is false (No), and the process proceeds to step S6. On the other hand, if it is within the pushable area, it is determined that the push is possible, the determination result in step S5 is true (Yes), and the process proceeds to step S7.

ステップS6においてECU22は、押し掛け始動が不可能であることから、スタータ2aによりエンジン2を始動させる。そして、エンジン2をスタータ2aにより始動させた後は、エンジン2の駆動トルクを走行に使用する場合にはクラッチ6をそのまま接続状態とし、エンジン2の駆動トルクを走行に使用しない場合にはクラッチ6を遮断状態として当該ルーチンを終了する。   In step S6, the ECU 22 starts the engine 2 by the starter 2a because it cannot be pushed and started. After the engine 2 is started by the starter 2a, the clutch 6 is kept connected when the driving torque of the engine 2 is used for traveling, and the clutch 6 is used when the driving torque of the engine 2 is not used for traveling. And the routine is terminated.

一方、ステップS7においてECU22は、クラッチ6を徐々に接続させていき、いわゆる半クラッチ状態で、駆動輪16からの回転駆動力をエンジン2へと伝達させる。こうしてエンジン2を押し掛け始動させた後は、エンジン2の駆動トルクを走行に使用する場合にはクラッチ6をそのまま接続状態とし、エンジン2の駆動トルクを走行に使用しない場合にはクラッチ6を遮断状態として当該ルーチンを終了する。   On the other hand, in step S <b> 7, the ECU 22 gradually connects the clutch 6 and transmits the rotational driving force from the drive wheels 16 to the engine 2 in a so-called half-clutch state. After the engine 2 is pushed and started in this way, the clutch 6 remains in the connected state when the driving torque of the engine 2 is used for traveling, and the clutch 6 is disconnected when the driving torque of the engine 2 is not used for traveling. The routine is terminated as follows.

以上のようなエンジン始動制御により、モータ4が正常状態にあり十分な駆動トルクを発生可能な場合には、モータ4によりエンジン始動することで、静寂なエンジン始動を行うことができる。一方で、モータ4が使用不可能状態であったり、使用制限状態にあったり、エンジン始動に要する駆動トルクを発生させることができなかったりするような、モータ4によるエンジン始動が不可能な状態である場合には、モータ4によるエンジン始動を行わず、押し掛け始動又はスタータ2aによる始動を行うこととする。   When the motor 4 is in a normal state and sufficient driving torque can be generated by the engine start control as described above, the engine can be started by the motor 4 to perform a quiet engine start. On the other hand, when the motor 4 is in an unusable state, is in a restricted use state, or cannot generate the driving torque required for starting the engine, the motor 4 cannot start the engine. In some cases, the engine is not started by the motor 4 but is pushed or started by the starter 2a.

エンジン2の始動の際に、スタータ2aを用いず車両1が走行している力を利用して押し掛け始動を行うことで、スタータ2aの使用頻度の増加を防ぎつつ、円滑な始動を行うことができる。
この押し掛け始動を行うか否かについては、クラッチ6の入力側と出力側のトルク差が所定範囲となり、且つ押し掛け始動に要するトルクを達成可能な運転領域を、図3に示したようなクラッチ回転数と変速段とに基づくマップにより判定することで、確実な押し掛け始動を行うことができるとともに、押し掛け始動に伴うトルクショックを抑えることができる。
When the engine 2 is started, the starter 2a is not used and the force that the vehicle 1 is traveling is used to start the engine 2 so that the starter 2a can be smoothly started while the frequency of use is prevented. it can.
As to whether or not to perform the pushing start, the operating range in which the torque difference between the input side and the output side of the clutch 6 is within a predetermined range and the torque required for pushing start can be achieved is shown in FIG. By making a determination based on the map based on the number and the shift speed, it is possible to perform a reliable pushing start and to suppress a torque shock accompanying the pushing start.

そして、押し掛け始動が不可能な場合にのみ、スタータ始動を行うこととし、このように押し掛け始動とスタータ始動とを使い分けることで、運転状態に応じたエンジン始動を行うことができる。これにより、スタータ2aの使用頻度を極力抑えつつ、確実なエンジン始動を行うことができる。
このようにして、本実施形態に係るハイブリッド電気自動車の制御装置は、エンジン2を始動する際にモータ4の状態に応じて適切な始動方法を選択し、スタータ2aの耐久性を確保しつつ、確実なエンジン始動を行うことができる。
Then, the starter start is performed only when the push start is impossible, and the engine start according to the operating state can be performed by properly using the push start and the starter start in this manner. Thereby, a reliable engine start can be performed while suppressing the frequency of use of the starter 2a as much as possible.
In this manner, the control device for the hybrid electric vehicle according to the present embodiment selects an appropriate starting method according to the state of the motor 4 when starting the engine 2, and ensures the durability of the starter 2a. A reliable engine start can be performed.

以上で本発明に係るハイブリッド電気自動車の制御装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、図2のステップS4における押し掛け始動を行うか否かの判定を、図3に示すような押し掛け始動判定マップを用いて行っているが、当該押し掛け始動判定の方法はこれに限られるものではない。例えば、クラッチ回転数のみ、又は変速段のみで定めた範囲を押し掛け始動可能な範囲として判定を行っても構わない。
Although the description of the embodiment of the control apparatus for a hybrid electric vehicle according to the present invention is finished above, the embodiment is not limited to the above embodiment.
For example, in the above embodiment, whether or not the push start is performed in step S4 in FIG. 2 is determined using the push start determination map as shown in FIG. It is not limited to. For example, the range determined only by the clutch rotational speed or only the gear position may be determined as a range that can be pushed and started.

1 車両
2 エンジン
2a スタータ
4 モータ
6 クラッチ
8 変速機
16 駆動輪
18 バッテリ
22 ECU(モータ状態検出手段、エンジン始動制御手段)
1 Vehicle 2 Engine 2a Starter 4 Motor 6 Clutch 8 Transmission 16 Drive Wheel 18 Battery 22 ECU (Motor State Detection Means, Engine Start Control Means)

Claims (6)

駆動源としてエンジン及びモータを備えたハイブリッド電気自動車の制御装置であって、
前記エンジン及び前記モータとの間に設けられ、当該エンジンから当該モータを介して駆動輪へと伝達される当該エンジンの駆動力の接続及び遮断を行うクラッチと、
前記モータの状態を検出するモータ状態検出手段と、
前記エンジン停止状態での車両走行中に、当該エンジンの始動要求があったとき、前記モータ状態検出手段により前記モータが正常状態にあることが検出された場合には、前記モータにより前記エンジンを始動し、前記モータ状態検出手段により前記モータによるエンジン始動が不可能な状態が検出された場合には、前記クラッチを接続させていき、前記駆動輪側からの回転駆動力による押し掛け始動により前記エンジンを始動させるエンジン始動制御手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド電気自動車の制御装置。
A control device for a hybrid electric vehicle having an engine and a motor as drive sources,
A clutch which is provided between the engine and the motor and which connects and disconnects the driving force of the engine transmitted from the engine to the driving wheels via the motor;
Motor state detecting means for detecting the state of the motor;
When the engine is requested to start while the vehicle is running in the engine stopped state, the motor is started by the motor when the motor state detecting means detects that the motor is in a normal state. When the motor state detecting means detects that the engine cannot be started by the motor, the clutch is connected, and the engine is started by pushing by the rotational driving force from the drive wheel side. Engine start control means for starting;
A control apparatus for a hybrid electric vehicle, comprising:
前記モータ状態検出手段は、前記モータの駆動が不可能な状態を、前記モータによるエンジン始動が不可能な状態として検出することを特徴とする請求項1記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。   2. The control apparatus for a hybrid electric vehicle according to claim 1, wherein the motor state detecting means detects a state where the motor cannot be driven as a state where the engine cannot be started by the motor. 前記モータ状態検出手段は、前記モータの発生可能な駆動トルクが制限されている状態を、前記モータによるエンジン始動が不可能な状態として検出することを特徴とする請求項1または2記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。   3. The hybrid electric system according to claim 1, wherein the motor state detection unit detects a state where a drive torque that can be generated by the motor is limited as a state in which the engine cannot be started by the motor. 4. Automotive control device. 前記モータ状態検出手段は、前記モータの発生可能な駆動トルクが前記エンジンの始動に必要な駆動トルクの閾値以下である状態を、前記モータによるエンジン始動が不可能な状態として検出することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。   The motor state detection means detects a state where the drive torque that can be generated by the motor is equal to or less than a threshold value of the drive torque necessary for starting the engine as a state in which the engine cannot be started by the motor. The control apparatus for a hybrid electric vehicle according to any one of claims 1 to 3. 前記モータと前記駆動輪との間には複数の変速段を有する変速機を備え、
前記エンジン始動制御手段は、前記クラッチの出力側の回転数及び前記変速機の変速段の少なくとも一方に基づき定められる押し掛け始動条件を満たす場合にのみ、前記押し掛け始動を行い、当該押し掛け始動条件を満たさない場合には、スタータにより前記エンジンを始動することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
A transmission having a plurality of shift stages between the motor and the drive wheel;
The engine start control means performs the push start only when the push start condition that is determined based on at least one of the rotation speed on the output side of the clutch and the shift speed of the transmission is satisfied, and the push start condition is satisfied. 5. The control apparatus for a hybrid electric vehicle according to claim 1, wherein if there is not, the engine is started by a starter.
前記押し掛け始動条件は、前記クラッチ接続時のトルクショックが所定範囲となり、且つ前記押し掛け始動に要するトルクを達成可能な運転領域であることを特徴とする請求項5記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。   6. The control apparatus for a hybrid electric vehicle according to claim 5, wherein the pushing start condition is an operating range in which a torque shock at the time of clutch engagement is within a predetermined range and a torque required for the pushing start can be achieved.
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