JP3879280B2

JP3879280B2 - Engine starter for hybrid vehicle

Info

Publication number: JP3879280B2
Application number: JP32562898A
Authority: JP
Inventors: 誠志中村; 豊多賀; 正弥天野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-11-16
Filing date: 1998-11-16
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2018-11-16
Also published as: JP2000154741A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、異なる種類の駆動力源が搭載されたハイブリッド車に関し、特に、一方の動力源により他方の動力源を始動させることの可能なハイブリッド車のエンジン始動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の駆動力源として一般に使用されている内燃機関（エンジン）に加えて、第２の動力源として電動機（モータ・ジェネレータ）を搭載した車両が開発されている。この種の車両では、電動機の出力する動力が、車両の走行のためには必ずしも充分ではないが、電動機の出力の制御性がよいこと、電動機によってエネルギの回生をおこなうことできること、電動機は排ガスを生じないことなどの利点を生かして電動機を使用するように構成している。
【０００３】
例えば、発進時などに大きいトルクが必要な場合には、電動機を内燃機関の補助的な動力源として動作させ、また減速時には、電動機を発電機として機能させてエネルギの回生をおこなうなどの制御がおこなわれている。このように、エンジンおよび電動機を動力源とするハイブリッド車の一例が特開平８−１６８１０４号公報に記載されている。また、このようなハイブリッド車におけるエンジンの始動制御に関する技術の一例が特開平７−１１５７０９号公報に記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、近年においては多機能化などの要請により、エンジンを始動させるにあたり、第１の始動装置によりエンジンを始動する他に、前記電動機を第２の始動装置として機能させてエンジンを始動することの可能なハイブリッド車が提案されている。このような構成のハイブリッド車においては、エンジンを始動させるにあたり、車両の状態に応じて第１の始動装置または第２の始動装置を選択的に使用することが可能である。
【０００５】
ところで、エンジンの始動に必要なトルクは、温度変化により異なる。すなわち、冬季においては、エンジンオイルの粘度が高められてクランクシャフトの回転抵抗が上昇する。このため、エンジンの始動に際して比較的大きなトルクが必要になる。しかしながら、上記公報に記載されたハイブリッド車においては、エンジンの始動に必要なトルクについては何ら考慮がなされていない。このため、複数の始動装置を有するハイブリッド車においては、エンジンの始動に必要なトルクを確保するための始動装置の定格が大型化し、車両に対する搭載性が低下する可能性があった。
【０００６】
この発明は上記事情を背景としてなされたもので、始動装置の定格を可及的に小型化することの可能なハイブリッド車のエンジン始動装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、車輪に動力を伝達するエンジンと、このエンジンを始動する機能を有する第１の始動装置と、この第１の始動装置とは別に設けられ、かつ、前記車輪に動力を伝達する機能および前記エンジンを始動する機能を有する第２の始動装置とを有するハイブリッド車のエンジン始動装置において、前記第１の始動装置に電力を供給する補機バッテリと、前記第２の始動装置に電力を供給するメインバッテリと、このメインバッテリと前記第２の始動装置との間に設けられたインバータと、前記第２の始動装置と前記メインバッテリとの間の高電圧回路の接続・遮断をおこなうシステムメインリレーとを有しており、前記システムメインリレーの動作により前記高電圧回路を接続し、かつ、前記メインバッテリの電圧を前記インバータに印加する起動シーケンス手段と、この起動シーケンス手段の処理実行後に、前記エンジンの始動に必要なトルクが所定値以上であるか否かを判断する必要トルク判断手段と、前記エンジンの始動に必要なトルクが所定値未満である場合は、前記第１の始動装置により前記エンジンを始動させる第１のエンジン始動手段と、前記エンジンの始動に必要なトルクが所定値以上である場合は、前記第２の始動装置により前記エンジンを始動させる第２のエンジン始動手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、車輪に動力を伝達するエンジンと、このエンジンを始動する機能を有する第１の始動装置と、この第１の始動装置とは別に設けられ、かつ、前記車輪に動力を伝達する機能および前記エンジンを始動する機能を有する第２の始動装置と、この第２の始動装置と前記エンジンとの間の動力伝達経路に設けられたクラッチとを有するハイブリッド車のエンジン始動装置において、前記第１の始動装置に電力を供給する補機バッテリと、前記第２の始動装置に電力を供給するメインバッテリと、このメインバッテリと前記第２の始動装置との間に設けられたインバータと、前記第２の始動装置と前記メインバッテリとの間の高電圧回路の接続・遮断をおこなうシステムメインリレーとを有しており、前記システムメインリレーの動作により前記高電圧回路を接続し、かつ、前記メインバッテリの電圧を前記インバータに印加する起動シーケンス手段と、この起動シーケンス手段の処理実行後に、前記エンジンの始動に必要なトルクが所定値以上であるか否かを判断する必要トルク判断手段と、前記エンジンの始動に必要なトルクが所定値未満である場合は、前記クラッチを解放させ、かつ、前記第１の始動装置により前記エンジンを始動させる第１のエンジン始動手段と、前記エンジンの始動に必要なトルクが所定値以上である場合は、前記クラッチを係合させ、かつ、前記第２の始動装置により前記エンジンを始動させる第２のエンジン始動手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１または請求項２の発明によれば、システムメインリレーの動作により高電圧回路を接続し、かつ、メインバッテリの電圧をインバータに印加する起動シーケンス処理の実行後に、エンジンの始動に必要なトルクが所定値以上であるか否かが判断される。ついで、エンジンの始動に必要なトルクを発生することに適した特性を有する始動装置によりエンジンが始動される。また、請求項３の発明は、前記第２の始動装置と前記車輪との間の動力伝達経路に流体式のトルクコンバータが設けられていることを特徴とするものである。請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の作用が生じる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図を参照してより具体的に説明する。図２は、この発明を適用したハイブリッド車のパワートレーンの構成を示すスケルトン図、図３は、図２のハイブリッド車のシステムの構成を示すブロック図、図４は、ハイブリッド車の制御回路を示すブロック図である。この実施形態におけるハイブリッド車は、第１の駆動力源であるエンジン１と、第２の駆動力源であるモータ・ジェネレータ２とを有する。そして、エンジン１の出力側にモータ・ジェネレータ２が配置されている。また、モータ・ジェネレータ２と車輪３との間の動力伝達経路にはトルクコンバータ４が配置され、上記動力伝達経路におけるトルクコンバータ４と車輪３との間には、自動変速機５が配置されている。
【００１１】
上記エンジン１としては、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンまたはＬＰＧエンジン等の内燃機関が用いられる。このエンジン１は、スタータモータ６、燃料噴射装置７、潤滑装置８、点火装置９、冷却装置１０などを備えた公知の構造のものである。スタータモータ６としては、マグネチックシフト式またはリダクションギヤ式などのように、補機バッテリ（後述）を電源とする公知の直流モータが使用される。このスタータモータ６から出力されたトルクが、エンジン１のフライホイールに伝達されてエンジン１が始動するとともに、燃料噴射装置７による燃料噴射、および点火装置９の点火によりエンジン１が自律回転する。
【００１２】
このスタータモータ６のトルクは、例えば８０Ｎ・ｍ〜１２０Ｎ・ｍの範囲で制御することが可能である。さらに、潤滑装置８はエンジン１の運動部分の摩擦を抑制するとともに冷却する機能を備えている。この潤滑装置８は、オイルポンプ、オイルプレッシャレギュレータ、オイルフィルタなどの部品から構成されている。
【００１３】
また、エンジン１の吸気管には電子スロットルバルブ１１が設けられており、電子スロットルバルブ１１の開度が電気的に制御されるように構成されている。エンジン１のクランクシャフト１２と、モータ・ジェネレータ２の回転軸１３との間の動力伝達経路にはクラッチ１４が設けられており、このクラッチ１４の係合・解放により、クランクシャフト１２と回転軸１３との間の動力伝達経路が接続もしくは遮断される。さらに、クラッチ１４とクランクシャフト１２との間の動力伝達経路にはダンパ１５が設けられている。
【００１４】
モータ・ジェネレータ２は、例えば交流同期型のものが適用される。モータ・ジェネレータ２は、永久磁石を有する回転子１６と、コイルが巻き付けられた固定子１７とを備えている。そして、コイルの３相巻き線に３相交流電流を流すと回転磁界が発生し、この回転磁界を回転子１６の回転位置および回転速度に合わせて制御することによりトルクが発生する。モータ・ジェネレータ２により発生するトルクは電流の大きさにほぼ比例し、モータ・ジェネレータ２の回転数は、交流電流の周波数により制御される。そして、このモータ・ジェネレータ２は電気エネルギを機械エネルギに変換する電動機としての機能と、機械エネルギを電気エネルギに変換する発電機としての機能とを有する。
【００１５】
すなわち、モータ・ジェネレータ２の動力を車輪３に伝達して車両を走行させる一方、車両の減速時もしくは制動時に、車輪３から入力される運動エネルギをモータ・ジェネレータ２に伝達することにより、モータ・ジェネレータ２を発電電機として使用し、回生制動力（回生制動トルク）を生じさせることも可能である。また、クラッチ１４を係合させるとともに、モータ・ジェネレータ２のトルクをエンジン１に伝達してエンジン１を始動させることも可能である。モータ・ジェネレータ２を電動機として機能させる場合は、そのトルクを例えば１００Ｎ・ｍ〜１８０Ｎ・ｍの範囲で制御することが可能である。
【００１６】
前記トルクコンバータ４は、駆動側部材のトルクを流体を介して従動側部材に伝達する機能を備えており、このトルクコンバータ４は、ポンプインペラ１８に一体化させたフロントカバー１９と、自動変速機５の入力軸２０に連結されたタービンランナ２１と、ポンプインペラ１８から流体を介してタービンランナ２１に伝達されるトルクを増幅するためのステータ２２とを有する。そして、フロントカバー１９が回転軸１３に対して接続されている。
【００１７】
さらに、フロントカバー１９の内部には、係合・解放可能なロックアップクラッチ２３が設けられており、ロックアップクラッチ２３の係合・解放により、回転軸１３と入力軸２０との間におけるトルク伝達状態（言い換えればトルク比）が変更される。なお、ロックアップクラッチ２３の係合には、完全係合とスリップとが含まれる。
【００１８】
前記自動変速機５は複数の遊星歯車機構２４と、これらの遊星歯車機構２４のトルク伝達経路を切り換えるために係合・解放される複数の摩擦係合装置２５とを備えた公知の構造のものである。これらの摩擦係合装置２５の係合・解放状態の切り換えにより、自動変速機５の変速比（つまり変速段）が制御される。言い換えれば、摩擦係合装置２５の係合・解放の切り換えにより、入力軸２０と出力軸２８との間におけるトルク伝達状態（言い換えればトルク比）が変更される。この自動変速機５は、例えば前進段において第１速〜第５速のいずれかが設定されるように構成されている。一方、油圧制御装置２６が設けられており、この油圧制御装置２６により、自動変速機５の変速段の設定または切り換え制御、ロックアップクラッチ２３の係合・解放やスリップ制御、摩擦係合装置２５に作用する油圧の油圧回路におけるライン圧の制御、摩擦係合装置２５の係合圧の制御などがおこなわれる。
【００１９】
この油圧制御装置２６は電気的に制御されるもので、自動変速機５の変速を実行するための第１ないし第３のシフトソレノイドバルブＳ1 ，〜Ｓ3 と、エンジンブレーキ状態を制御するための第４ソレノイドバルブＳ4 とを備えている。さらに、油圧制御装置２６は、油圧回路のライン圧を制御するためのリニアソレノイドバルブＳLTと、自動変速機５の変速過渡時におけるアキュームレータ背圧を制御するためのリニアソレノイドバルブＳLNと、ロックアップクラッチ２３や所定の摩擦係合装置の係合圧を制御するためのリニアソレノイドバルブＳLUとを備えている。
【００２０】
さらに、自動変速機５のケーシングの内部には、オイルポンプ２７が設けられている。このオイルポンプ２７は、油圧制御装置２６により制御される油圧の元圧を発生する機能を備えている。そして、回転軸１３の動力がポンプインペラ１８を介してオイルポンプ２７に伝達され、この動力によりオイルポンプ２７が駆動される構成になっている。つまり、オイルポンプ２７は、エンジン１の動力またはモータ・ジェネレータ２の動力のいずれでも駆動することが可能である。
【００２１】
前記自動変速機５の出力軸２８にはプロペラシャフト２９が接続されており、このプロペラシャフト２９が差動装置３０に接続されている。なお、この差動装置３０は最終減速装置としての機能をも備えている。そして、差動装置３０にアクスルシャフト３１が接続され、アクスルシャフト３１に対して車輪３が取り付けられている。
【００２２】
つぎに、図３に基づいて、モータ・ジェネレータ２の制御回路を説明する。モータ・ジェネレータ２と、モータ・ジェネレータ２に電力を供給するメインバッテリ３２との間の回路にはインバータ３３が配置されている。メインバッテリ３２の定格電圧は、例えば２８８Ｖに設定されている。インバータ３３は、メインバッテリ３２の直流電流を３相交流電流に変換してモータ・ジェネレータ２に供給する一方、モータ・ジェネレータ２で発電された３相交流電流を直流電流に変換してメインバッテリ３２に供給する３相ブリッジ回路（図示せず）を備えている。この３相ブリッジ回路は、例えば６個のパワートランジスタ（図示せず）を電気的に接続して構成され、これらのパワートランジスタのオン・オフを切り換えることにより、モータ・ジェネレータ２とメインバッテリ３２との間の電流の向きを切り換える。このようにして、３相交流電流と直流電流との相互の変換と、モータ・ジェネレータ２に印可される３相交流電流の周波数の調整と、モータ・ジェネレータ２に印可される３相交流電流の大きさの調整と、モータ・ジェネレータ２の回生制動トルクの大きさの調整とがおこなわれる。
【００２３】
前記メインバッテリ３２の正極とインバータ３３との間の回路には、第１のシステムメインリレーSMR1が配置されている。また、第１のシステムメインリレーSMR1と相互に並列に第３のシステムメインリレーSMR3が配置されているとともに、第２のシステムメインリレーSMR2に対して直列に制限抵抗３４が配置されている。さらに、メインバッテリ３２の負極とインバータ３３との間の回路には、第３のシステムメインリレーSMR3が配置されている。これら第１ないし第３のシステムメインリレーSMR1ないしSMR3は、モータ・ジェネレータ２とメインバッテリ３２との間に形成されている高電圧回路の接続・遮断をおこなう機能を有する。
【００２４】
また、前記メインバッテリ３２は、所定電圧のセルを複数直列に配置することにより１モジュールを構成したものであり、複数のモジュールを２つのホルダーに分割して直列に接続した構成が採用されている。このメインバッテリ３２の回路には、安全プラグ３５が接続されている。
【００２５】
さらに、インバータ３３と第２のシステムメインリレーSMR2との間、およびインバータ３３と第３のシステムメインリレーSMR3との間には、DCDCコンバータ３６が接続されている。このDCDCコンバータ３６には補機バッテリ３７が接続されている。このDCDCコンバータ３６は、メインバッテリ３２の直流電圧を所定電圧に降圧し、補機バッテリ３７に充電する機能を有する。この補機バッテリ３７は、スタータモータ６、エアコン用コンプレッサ、メインバッテリ３２を冷却するウォーターポンプ５１などに電力を供給する機能を有する。補機バッテリ３７の定格電圧は、例えば１２Ｖに設定されている。そして、補機バッテリ３７とスタータモータ６との間に回路が形成され、この回路にはスタータリレー７０が配置されている。
【００２６】
一方、メインバッテリ３２には、メインバッテリ用電子制御装置３８を介してハイブリッド用電子制御装置３９が接続されているとともに、インバータ３３には、モータ・ジェネレータ用電子制御装置４０を介してハイブリッド用電子制御装置３９が接続されている。メインバッテリ用電子制御装置３８、ハイブリッド用電子制御装置３９、モータ・ジェネレータ用電子制御装置４０は、それぞれ、中央演算処理装置（ＣＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ）ならびに入力・出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。
【００２７】
そして、メインバッテリ３２とメインバッテリ用電子制御装置３８とが相互にデータ通信可能に接続され、メインバッテリ用電子制御装置３８とハイブリッド用電子制御装置３９とが相互にデータ通信可能に接続されている。また、インバータ３３とモータ・ジェネレータ用電子制御装置４０とが相互にデータ通信可能に接続され、モータ・ジェネレータ用電子制御装置４０とハイブリッド用電子制御装置３９とが相互にデータ通信可能に接続されている。
【００２８】
前記メインバッテリ用電子制御装置３８は、メインバッテリ３２の充電量ＳＯＣを検出するとともに、メインバッテリ３２とモータ・ジェネレータ２との間に流れる電流の電流値を検出する機能を有する。モータ・ジェネレータ用電子制御装置４０は、ハイブリッド用電子制御装置３９からの信号により、インバータ３３を介してモータ・ジェネレータ２を制御する機能を有する。
【００２９】
さらに、ハイブリッド用電子制御装置３９には、変速機用電子制御装置４１と、エンジン用電子制御装置４２と、ブレーキ用電子制御装置４３と、エアコン用電子制御装置４４とが接続されている。そして、変速機用電子制御装置４１と、エンジン用電子制御装置４２と、ブレーキ用電子制御装置４３と、エアコン用電子制御装置４４とは、それぞれ、中央演算処理装置（ＣＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ）ならびに入力・出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。そして、ハイブリッド用電子制御装置３９と、変速機用電子制御装置４１およびエンジン用電子制御装置４２およびブレーキ用電子制御装置４３およびエアコン用電子制御装置４４とが、相互にデータ通信可能に接続されている。上記各電子制御装置は、補機バッテリ３７を電源として起動される。
【００３０】
また、変速機用電子制御装置４１には、自動変速機５の変速比を制御するために、車両の走行状態、例えば車速およびアクセル開度をパラメータとする変速線図が記憶されている。さらに、変速機用電子制御装置４１には、車速およびアクセル開度をパラメータとしてロックアップクラッチ２３の係合・解放を制御するロックアップクラッチ制御マップが記憶されている。
【００３１】
さらに、シフトレバー４５のシフトポジションを検出するシフトポジションセンサ４６の信号が変速機用電子制御装置４１に入力されている。このシフトレバー４５により、例えば、Ｐ（パーキング）ポジション、Ｒ（リバース）ポジション、Ｎ（ニュートラル）ポジション、Ｄ（ドライブ）ポジション、２ポジション、Ｌ（ロー）ポジションなどを選択することが可能に構成されている。そして、このシフトポジションセンサの信号に基づいて、ハイブリッド用電子制御装置３９から制御信号が出力され、この制御信号に基づいて、油圧制御装置２６の各種のリニアソレノイドバルブなどのアクチュエータが制御される。
【００３２】
また、アクセルペダル４７の踏み込み量、すなわちアクセル開度を検出するアクセル開度センサ４８の信号、冷却装置１０の冷却水温度を検出する冷却水温センサの信号などがエンジン用電子制御装置４２に入力されている。そして、アクセル開度センサ４８の信号およびシフトポジションセンサ４６、出力軸回転数センサ（後述）の信号に基づいてエンジン１の出力、自動変速機５の変速比（変速段）、モータ・ジェネレータ２のトルクが演算され、車両の駆動力が制御される。ここで、エンジン１の出力は、電子スロットルバルブ１１の開度制御、燃料噴射装置７の燃料噴射量制御、点火装置９の点火時期制御などにより調整される。また、自動変速機５の変速比は油圧制御装置２６により制御される。さらに、モータ・ジェネレータ２のトルクは電流値により制御される。
【００３３】
また、ハイブリッド車は、油圧ブレーキ装置（図示せず）を備えており、この油圧ブレーキ装置は、ブレーキペダル４９、マスターシリンダ、ホイールシリンダ、ホイールシリンダに作用する油圧を制御するアクチュエータなどを有する公知のものである。そして、ブレーキ用電子制御装置４３にはブレーキペダル４９の踏み込み量を検出するセンサの信号が入力されており、ブレーキペダル４９の踏み込み量に基づいて車両に対する制動要求が判断される。この判断結果に基づいて、油圧ブレーキ装置が分担するべき制動力と、モータ・ジェネレータ２の機能により分担するべき制動力（回生制動力）とが演算され、その演算結果に基づいて、モータ・ジェネレータ２の回生制動トルクおよび油圧ブレーキ装置のホイールシリンダの油圧が制御される。
【００３４】
また、エアコン用電子制御装置４４にはエアコンスイッチ５０の信号が入力されている。このエアコンスイッチ５０の信号に基づいてエアコン用コンプレッサの駆動が制御される。なお、ハイブリッド用電子制御装置３９には各種センサ５２の信号が入力されているとともに、これらのセンサ５２の信号もしくはその他のセンサやスイッチの信号に基づいて、各種のアクチュエータ５３に対する制御信号が出力される。これらのセンサ５２には、シフトポジションセンサ４６、アクセル開度センサ４８、入力軸２０の回転数（言い換えればタービン回転数）を検出する入力軸回転数センサ６１、出力軸２８の回転数を検出する出力軸回転数センサ６２、エンジン回転数センサ（図示せず）などが含まれる。この出力軸回転数センサ６２の信号に基づいて車速が演算される。
【００３５】
また、アクチュエータ５３には、油圧制御装置２６の各種のリニアソレノイドバルブ、油圧ブレーキ装置のアクチュエータ、電子スロットルバルブ１１の開度を制御するアクチュエータ、クラッチ１４を係合・解放させるアクチュエータ、スタータリレー７０をオン・オフさせるアクチュエータなどが含まれる。
【００３６】
つぎに、ハイブリッド用電子制御装置３９における入出力信号を、図４に基づいて総括的に説明する。ハイブリッド用電子制御装置３９に対しては、補機バッテリ３７の充電量ＳＯＣを検出する補機バッテリ用電子制御装置５４の信号、イグニッションキーの操作位置を検出するイグニッションスイッチ５５の信号、メインバッテリ用電子制御装置３８の信号、インバータ３３の温度を示す信号、メインバッテリ３２の電圧を示すメインバッテリ用電子制御装置３８の信号、モータ・ジェネレータ２の回転数および回転角度を検出するレゾルバ５７の信号、エンジン用電子制御装置４２の信号、変速機用電子制御装置４１の信号、ブレーキ用電子制御装置４３の信号、エアコン用電子制御装置４４の信号、エンジン用電子制御装置４２の信号系統に異常が発生したときのダイアグノーシス信号、車両の衝突時に膨張・展開するエアバッグ装置（図示せず）を制御するエアバッグ用電子制御装置５８の信号、ストップランプスイッチ５９の信号、インターロックスイッチ６０の信号などが入力されている。
【００３７】
一方、ハイブリッド用電子制御装置３９からは、モータ・ジェネレータ６に対する駆動信号（スタータ信号）、スタータリレー７０をオン・オフする制御信号、ハイブリッドシステムにおける各種のリレー５６に対する制御信号、第１ないし第３のシステムメインリレーSMR1ないしSMR3に対する駆動信号、DCDCコンバータ３６に対する駆動信号または停止信号、インバータ３３に対する停止要求信号、インバータ３３の３相、すなわちＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対する駆動信号、エンジン用電子制御装置４２に対する制御信号、変速機用電子制御装置４１に対する制御信号、ブレーキ用電子制御装置４３に対する信号、エアコン用電子制御装置４４に対する信号などが出力されている。
【００３８】
ここで、上記ハイブリッド車の構成と、この発明の構成との対応関係を説明する。すなわち、スタータモータ６がこの発明の第１の始動装置に相当し、モータ・ジェネレータ２がこの発明の第２の始動装置に相当する。
【００３９】
上記ハード構成を有するハイブリッド車の制御内容を簡単に説明する。すなわち、アクセル開度および車速ならびシフトポジションその他の条件に基づいて電子スロットルバルブ１１の開度制御をおこなう。また、同様にして、車両に対する加速要求もしくは減速要求が判断される。そして、現在のアクセル開度およびシフトポジションに基づいて、必要な駆動力が判断され、エンジン１の出力、自動変速機５の変速比、モータ・ジェネレータ２のトルクなどが制御される。
【００４０】
そして、クラッチ１４が係合された状態においては、エンジン１またはモータ・ジェネレータ２のうちの少なくとも一方の動力を、自動変速機５、プロペラシャフト２９を介して車輪３に伝達することが可能である。これとは逆に、クラッチ１４が解放された状態においては、モータ・ジェネレータ２の動力のみを、自動変速機５、プロペラシャフト２９を介して車輪３に伝達することが可能である。また、メインバッテリ３２の充電量ＳＯＣが所定値以下になった場合は、エンジン１の動力の一部をモータ・ジェネレータ２に伝達して発電機として機能させ、その電気エネルギをメインバッテリ３２に充電することも可能である。
【００４１】
一方、車両の減速時に、クラッチ１４が係合されている場合は、車輪３を介して入力される運動エネルギをエンジン１に伝達することにより、エンジンブレーキ力を発生させることが可能である。また、前記運動エネルギの一部をモータ・ジェネレータ２に入力することにより、モータ・ジェネレータ２を発電機として機能させ、回生制動力（回生制動トルク）を発生させることも可能である。モータ・ジェネレータ２により回生制動力を発生させる場合は、クラッチ１４を解放することも可能である。
【００４２】
つぎに、エンジン１の始動制御の一例を、図１のフローチャートに基づいて説明する。まず、各種のセンサやスイッチの検出信号が各種の電子制御装置に入力され、これらの信号が処理される（ステップ１００）。そして、イグニッションキーの操作によりイグニッションスイッチ５５がオンされているか否かが判断される（ステップ１０１）。ステップ１０１で肯定判断された場合は車両走行条件が成立しているか否かが判断される（ステップ１０２）。ステップ１０２の判断基準には、メインバッテリ３２の電圧、補機バッテリ３７の電圧が所定値以上であるか否か、各種の電子制御装置の動作、各種のセンサやスイッチならびに各種アクチュエータ５３の動作が正常であるか否かが含まれている。
【００４３】
ステップ１０２で肯定判断された場合は、車両が走行可能な状態にあることを示すシステムReady フラグがオンされ（ステップ１０３）、ステップ１０５に進む。また、ステップ１０２で否定判断された場合は、車両を走行可能な状態にするための起動シーケンス制御がおこなわれ（ステップ１０４）、ステップ１０５に進む。この起動シーケンス制御には、例えば第１ないし第３のシステムメインリレーSMR1ないしSMR3の動作により、メインバッテリ３２の電圧をインバータ３３に印可して高電圧回路の電圧を所定電圧に制御することが含まれる。したがって、ステップ１０２からステップ１０４に進んだ場合は、この制御ルーチンの繰り返しによりステップ１０２で肯定判断されてからステップ１０３に進む。なお、前記ステップ１０１で否定判断された場合もステップ１０５に進む。
【００４４】
ステップ１０５においては、スタータモータ６を駆動させるスタータ信号が出力（オン）されているか否かが判断される。ステップ１０５で肯定判断された場合は、エンジン１を始動するために必要なトルク、つまりクランキングトルクが所定値以上であるか否かが判断される（ステップ１０６）。前述した潤滑装置８により、クランクシャフト１２、ピストンリングとシリンダ壁、クランクピン、ベアリングなどの摺動部分に対してエンジンオイルが供給されている。そして、このエンジンオイルは温度の低下にともなってその粘度が高まる特性を備えている。このため、温度が低下するにともなってエンジン１のクランキング抵抗も上昇することになる。そこで、この制御例においては、ステップ１０６で冷却装置１０の冷却水温に基づいて、冷間時であるか否かを判断し、その判断結果に応じてエンジン１の始動に使用する始動装置を選択する。
【００４５】
ステップ１０６で肯定判断された場合は、前述したシステムReady フラグがオンされているか否かが判断される（ステップ１０７）。すなわち、エンジン１を始動させるには、車両が走行可能な状態にあることが前提条件であるため、前提条件を意味するシステムReady フラグがオンされているか否かを判断している。ステップ１０７で肯定判断された場合は、エンジン１の完爆フラグがオンされているか否かが判断される（ステップ１０８）。エンジン１の完爆フラグは、例えば、燃料噴射装置７による燃料噴射、および点火装置９による点火により、所定のエンジン回転数に到達した場合にオンされる。
【００４６】
ステップ１０８で否定判断された場合は、クラッチ１４を係合状態に制御し、かつ、モータ・ジェネレータ２のトルクによりエンジン１を始動する制御をおこなう（ステップ１０９）。ついで、エンジン回転数に基づいて、エンジン１が完爆状態になったか否かが判断される（ステップ１１０）。ステップ１１０で肯定判断された場合はエンジン１の完爆フラグがオンされ（ステップ１１１）、ステップ１１２に進む。一方、前記ステップ１０７で否定判断された場合、またはステップ１０８で肯定判断された場合、またはステップ１１０で否定判断された場合も、ステップ１１２に進む。
【００４７】
ステップ１１２においては、各種の電子制御装置に入力される信号および予め記憶されているデータに基づいて、車両制御に関連する各種の演算処理がおこなわれる（ステップ１１２）。ステップ１１２でおこなわれる演算処理には、アクセル開度、車速、シフトポジション、メインバッテリ３２の充電量ＳＯＣなどに基づいて、エンジン１の運転・停止、モータ・ジェネレータ２の駆動・停止・回生制動、自動変速機５の変速比などの事項を制御するための演算処理が含まれる。そして、ステップ１１２の演算結果に対応する信号が出力され（ステップ１１３）、リターンされる。
【００４８】
一方、ステップ１０６で否定判断された場合は、エンジン１を始動するための始動条件が成立しているか否かが判断される（ステップ１１４）。すなわち、メインバッテリ３２のＳＯＣが所定値未満である場合は、車両の停車時においてもエンジン１の動力の一部をモータ・ジェネレータ２に伝達して発電機として機能させ、その電気エネルギをメインバッテリ３２に充電する必要がある。
【００４９】
このような場合にはステップ１１４で肯定判断されるとともに、スタータモータ６のトルクによりエンジン１を始動させる始動ロジックが適用され（ステップ１１５）、ステップ１１２に進む。スタータモータ６によりエンジン１を始動する場合は、クラッチ１４が解放される。なお、ステップ１１４で否定判断された場合、またはステップ１０５で否定判断された場合は、ステップ１１２に進む。なお、各ステップで使用される所定値などの判断基準は、予め各種の電子制御装置に記憶されていることは勿論である。
【００５０】
ここで、図１に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明する。すなわち、ステップ１０２，１０３，１０４がこの発明の起動シーケンス手段に相当し、ステップＳ１０６がこの発明の必要トルク判断手段に相当し、ステップ１０６，１１４，１１５がこの発明の第１のエンジン始動手段に相当し、ステップ１０６，〜１０９がこの発明の第２のエンジン始動手段に相当する。
【００５１】
このように、図１制御例においては、冷却装置１０の冷却水温度に基づいて、クランクシャフト１２の回転抵抗となるエンジンオイルの粘度を間接的に判断している。そして、エンジン１の始動に必要なクランキングトルクが所定値以上である場合は、高電圧のメインバッテリ３２を電源とするモータ・ジェネレータ２のトルクによりエンジン１を始動する。これに対して、エンジン１のクランキングトルクが所定値未満である場合は、低電圧の補機バッテリ３７を電源とするスタータモータ６によりエンジン１を始動する。
【００５２】
つまり、エンジン１の始動に必要なクランキングトルクに応じて、特性（出力トルク）の異なるモータ・ジェネレータ２とスタータモータ６とを使い分けている。すなわち、モータ・ジェネレータ２は車両の動力源としての機能を有するため、モータ・ジェネレータ２の出力トルクは、エンジン１の始動専用のスタータモータ６のトルクに比べて大きくなっている。したがって、エンジン１の始動専用のスタータモータ６の定格を可及的に小さくすることができ、車両に対する始動装置の搭載性が向上する。
【００５３】
上記制御例は、車両の停止中にエンジン１を始動する場合、またはモータ・ジェネレータ２の動力による車両の走行中にエンジン１を始動する場合のいずれにも適用可能である。車両の停止状態においては、シフトレバー４５によりＰポジションまたはＮポジションが選択されている場合に、上記制御によりエンジン１が始動される。これに対して、モータ・ジェネレータ２の動力により車両が走行している状態では、モータ・ジェネレータ２の動力の一部がエンジン１に伝達されてエンジン１が始動される。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１または請求項２または請求項３の発明によれば、システムメインリレーの動作により高電圧回路を接続し、かつ、メインバッテリの電圧をインバータに印加する起動シーケンス処理の実行後に、エンジンの始動に必要なトルクが所定値以上であるか否かが判断される。ついで、エンジンの始動に必要なトルクに応じて、出力トルクの異なる始動装置が使い分けられる。したがって、エンジンの始動装置の定格を可及的に小さくすることができ、車両に対する始動装置の搭載性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一制御例を示すフローチャートである。
【図２】この発明が適用されたハイブリッド車の概略構成をスケルトン図である。
【図３】図２に示されたハイブリッド車の制御回路を示すブロック図である。
【図４】図２に示されたハイブリッド用電子制御装置の入出力信号を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…エンジン、２…モータ・ジェネレータ、３…車輪、６…スタータモータ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hybrid vehicle equipped with different types of driving force sources, and more particularly, to an engine starter for a hybrid vehicle that can start the other power source with one power source.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in addition to an internal combustion engine (engine) that is generally used as a driving force source for a vehicle, a vehicle equipped with an electric motor (motor / generator) as a second power source has been developed. In this type of vehicle, the power output by the electric motor is not necessarily sufficient for running the vehicle. The electric motor is used by taking advantage of the fact that it does not occur.
[0003]
For example, when a large torque is required at the time of starting, etc., the motor is operated as an auxiliary power source for the internal combustion engine, and at the time of deceleration, the motor is functioned as a generator to regenerate energy. It is done. As described above, an example of a hybrid vehicle using an engine and an electric motor as power sources is described in Japanese Patent Laid-Open No. 8-168104. An example of a technique related to engine start control in such a hybrid vehicle is described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-115709.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
On the other hand, in recent years, in order to start the engine due to a demand for multi-functionality, in addition to starting the engine by the first starting device, the motor is made to function as the second starting device to start the engine. Possible hybrid vehicles have been proposed. In the hybrid vehicle having such a configuration, when starting the engine, the first starter or the second starter can be selectively used according to the state of the vehicle.
[0005]
By the way, the torque required for starting the engine varies depending on the temperature change. That is, in winter, the viscosity of the engine oil is increased and the rotational resistance of the crankshaft is increased. For this reason, a relatively large torque is required when starting the engine. However, in the hybrid vehicle described in the above publication, no consideration is given to the torque required to start the engine. For this reason, in a hybrid vehicle having a plurality of starting devices, the rating of the starting device for securing the torque necessary for starting the engine is increased, and the mountability on the vehicle may be reduced.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an engine starter for a hybrid vehicle in which the rating of the starter can be reduced as much as possible.
[0007]
[Means for Solving the Problem and Action]
  In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is provided separately from an engine for transmitting power to wheels, a first starter having a function of starting the engine, and the first starter. And a second starter having a function of transmitting power to the wheels and a function of starting the engine.An auxiliary battery that supplies power to the first starter, a main battery that supplies power to the second starter, and an inverter provided between the main battery and the second starter And a system main relay for connecting / cutting off the high voltage circuit between the second starting device and the main battery, and connecting the high voltage circuit by the operation of the system main relay, And start sequence means for applying the voltage of the main battery to the inverter, and necessary torque determination for determining whether or not the torque required for starting the engine is equal to or greater than a predetermined value after executing the process of the start sequence means Means and beforeWhen the torque required for starting the engine is less than a predetermined value, the first engine starting means for starting the engine by the first starting device and the torque required for starting the engine are not less than a predetermined value. In some cases, a second engine starting means for starting the engine by the second starting device is provided.
[0008]
  The invention of claim 2 is provided separately from the engine for transmitting power to the wheel, the first starter having a function of starting the engine, and the first starter, and for supplying power to the wheel. In an engine starter for a hybrid vehicle having a second starter having a function of transmitting and a function of starting the engine, and a clutch provided in a power transmission path between the second starter and the engineAn auxiliary battery that supplies power to the first starter, a main battery that supplies power to the second starter, and an inverter provided between the main battery and the second starter And a system main relay for connecting / cutting off the high voltage circuit between the second starting device and the main battery, and connecting the high voltage circuit by the operation of the system main relay, And start sequence means for applying the voltage of the main battery to the inverter, and necessary torque determination for determining whether or not the torque required for starting the engine is equal to or greater than a predetermined value after executing the process of the start sequence means Means and beforeWhen the torque required for starting the engine is less than a predetermined value, the clutch is disengaged and the engine is started by the first starting device, and the engine is started. And a second engine starting means for engaging the clutch and starting the engine by the second starting device when the required torque is equal to or greater than a predetermined value. It is.
[0009]
  According to the invention of claim 1 or claim 2Determine whether the torque required for starting the engine is greater than or equal to a predetermined value after executing the start sequence process that connects the high voltage circuit by the operation of the system main relay and applies the voltage of the main battery to the inverter Is done. Next, DThe torque required to start the engineProduceThe engine is started by a starter having characteristics suitable for. According to a third aspect of the present invention, a fluid torque converter is provided in a power transmission path between the second starting device and the wheel. According to the invention of claim 3, the same operation as that of the invention of claim 1 or 2 occurs.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described more specifically with reference to the drawings. 2 is a skeleton diagram showing the configuration of a power train of a hybrid vehicle to which the present invention is applied, FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the hybrid vehicle system of FIG. 2, and FIG. 4 shows a control circuit of the hybrid vehicle. It is a block diagram. The hybrid vehicle in this embodiment has an engine 1 as a first driving force source and a motor / generator 2 as a second driving force source. A motor / generator 2 is arranged on the output side of the engine 1. A torque converter 4 is disposed in the power transmission path between the motor / generator 2 and the wheel 3, and an automatic transmission 5 is disposed between the torque converter 4 and the wheel 3 in the power transmission path. Yes.
[0011]
As the engine 1, an internal combustion engine such as a gasoline engine, a diesel engine, or an LPG engine is used. The engine 1 has a known structure including a starter motor 6, a fuel injection device 7, a lubrication device 8, an ignition device 9, a cooling device 10, and the like. As the starter motor 6, a known DC motor using an auxiliary battery (described later) as a power source, such as a magnetic shift type or a reduction gear type, is used. The torque output from the starter motor 6 is transmitted to the flywheel of the engine 1 to start the engine 1, and the engine 1 rotates autonomously by fuel injection by the fuel injection device 7 and ignition of the ignition device 9.
[0012]
The torque of the starter motor 6 can be controlled in the range of 80 N · m to 120 N · m, for example. Further, the lubricating device 8 has a function of suppressing the friction of the moving part of the engine 1 and cooling. The lubrication device 8 includes components such as an oil pump, an oil pressure regulator, and an oil filter.
[0013]
An electronic throttle valve 11 is provided in the intake pipe of the engine 1 so that the opening degree of the electronic throttle valve 11 is electrically controlled. A clutch 14 is provided in a power transmission path between the crankshaft 12 of the engine 1 and the rotating shaft 13 of the motor / generator 2. By engaging and releasing the clutch 14, the crankshaft 12 and the rotating shaft 13 are provided. The power transmission path to and from is connected or disconnected. Further, a damper 15 is provided in the power transmission path between the clutch 14 and the crankshaft 12.
[0014]
For example, an AC synchronous type motor / generator 2 is applied. The motor / generator 2 includes a rotor 16 having a permanent magnet and a stator 17 around which a coil is wound. When a three-phase alternating current is passed through the three-phase winding of the coil, a rotating magnetic field is generated, and torque is generated by controlling the rotating magnetic field according to the rotational position and rotational speed of the rotor 16. The torque generated by the motor / generator 2 is substantially proportional to the magnitude of the current, and the rotational speed of the motor / generator 2 is controlled by the frequency of the alternating current. The motor / generator 2 has a function as an electric motor that converts electrical energy into mechanical energy and a function as a generator that converts mechanical energy into electrical energy.
[0015]
That is, the power of the motor / generator 2 is transmitted to the wheels 3 to drive the vehicle, while the kinetic energy input from the wheels 3 is transmitted to the motor / generator 2 when the vehicle is decelerated or braked. It is also possible to generate regenerative braking force (regenerative braking torque) by using the generator 2 as a power generator. In addition, the clutch 14 can be engaged, and the torque of the motor / generator 2 can be transmitted to the engine 1 to start the engine 1. When the motor / generator 2 functions as an electric motor, the torque can be controlled in the range of, for example, 100 N · m to 180 N · m.
[0016]
The torque converter 4 has a function of transmitting the torque of the driving side member to the driven side member via a fluid. The torque converter 4 includes a front cover 19 integrated with the pump impeller 18, an automatic transmission. And a stator 22 for amplifying torque transmitted from the pump impeller 18 to the turbine runner 21 via a fluid. A front cover 19 is connected to the rotating shaft 13.
[0017]
In addition, a lockup clutch 23 that can be engaged / released is provided inside the front cover 19, and torque is transmitted between the rotary shaft 13 and the input shaft 20 by the engagement / release of the lockup clutch 23. The state (in other words, the torque ratio) is changed. The engagement of the lockup clutch 23 includes complete engagement and slip.
[0018]
The automatic transmission 5 has a known structure including a plurality of planetary gear mechanisms 24 and a plurality of friction engagement devices 25 that are engaged and released to switch torque transmission paths of these planetary gear mechanisms 24. It is. The gear ratio (that is, the gear position) of the automatic transmission 5 is controlled by switching the engagement / release state of these friction engagement devices 25. In other words, the torque transmission state (in other words, the torque ratio) between the input shaft 20 and the output shaft 28 is changed by switching between engagement and release of the friction engagement device 25. The automatic transmission 5 is configured so that, for example, any one of the first speed to the fifth speed is set in the forward gear. On the other hand, a hydraulic control device 26 is provided, and by this hydraulic control device 26, setting or switching control of the shift stage of the automatic transmission 5, engagement / release of the lockup clutch 23, slip control, and friction engagement device 25. Control of the line pressure in the hydraulic circuit of the hydraulic pressure acting on the pressure, control of the engagement pressure of the friction engagement device 25, and the like are performed.
[0019]
The hydraulic control device 26 is electrically controlled, and includes first to third shift solenoid valves S1 to S3 for executing a shift of the automatic transmission 5, and a first for controlling the engine brake state. 4 solenoid valves S4. Further, the hydraulic control device 26 includes a linear solenoid valve SLT for controlling the line pressure of the hydraulic circuit, a linear solenoid valve SLN for controlling the accumulator back pressure during a shift transition of the automatic transmission 5, and a lock-up clutch. 23 and a linear solenoid valve SLU for controlling the engagement pressure of a predetermined friction engagement device.
[0020]
Further, an oil pump 27 is provided inside the casing of the automatic transmission 5. The oil pump 27 has a function of generating an original pressure of hydraulic pressure controlled by the hydraulic control device 26. Then, the power of the rotary shaft 13 is transmitted to the oil pump 27 via the pump impeller 18, and the oil pump 27 is driven by this power. That is, the oil pump 27 can be driven by either the power of the engine 1 or the power of the motor / generator 2.
[0021]
A propeller shaft 29 is connected to the output shaft 28 of the automatic transmission 5, and this propeller shaft 29 is connected to a differential device 30. The differential device 30 also has a function as a final reduction gear. An axle shaft 31 is connected to the differential device 30, and the wheels 3 are attached to the axle shaft 31.
[0022]
Next, a control circuit of the motor / generator 2 will be described with reference to FIG. An inverter 33 is disposed in a circuit between the motor / generator 2 and a main battery 32 that supplies electric power to the motor / generator 2. The rated voltage of the main battery 32 is set to 288V, for example. The inverter 33 converts the direct current of the main battery 32 into a three-phase alternating current and supplies it to the motor / generator 2, while converting the three-phase alternating current generated by the motor / generator 2 into a direct current. A three-phase bridge circuit (not shown) is provided. This three-phase bridge circuit is configured by electrically connecting, for example, six power transistors (not shown), and by switching these power transistors on and off, the motor generator 2 and the main battery 32 The direction of the current between. In this way, the mutual conversion between the three-phase alternating current and the direct current, the adjustment of the frequency of the three-phase alternating current applied to the motor / generator 2, and the three-phase alternating current applied to the motor / generator 2 are adjusted. Adjustment of the magnitude and adjustment of the magnitude of the regenerative braking torque of the motor / generator 2 are performed.
[0023]
In a circuit between the positive electrode of the main battery 32 and the inverter 33, a first system main relay SMR1 is arranged. A third system main relay SMR3 is arranged in parallel with the first system main relay SMR1, and a limiting resistor 34 is arranged in series with the second system main relay SMR2. Further, a third system main relay SMR3 is arranged in a circuit between the negative electrode of the main battery 32 and the inverter 33. These first to third system main relays SMR1 to SMR3 have a function of connecting / disconnecting a high voltage circuit formed between the motor / generator 2 and the main battery 32.
[0024]
Further, the main battery 32 is configured as one module by arranging a plurality of cells having a predetermined voltage in series, and a configuration in which the plurality of modules are divided into two holders and connected in series is adopted. . A safety plug 35 is connected to the circuit of the main battery 32.
[0025]
Further, a DCDC converter 36 is connected between the inverter 33 and the second system main relay SMR2 and between the inverter 33 and the third system main relay SMR3. An auxiliary battery 37 is connected to the DCDC converter 36. The DCDC converter 36 has a function of reducing the DC voltage of the main battery 32 to a predetermined voltage and charging the auxiliary battery 37. The auxiliary battery 37 has a function of supplying power to the starter motor 6, the air conditioner compressor, the water pump 51 that cools the main battery 32, and the like. The rated voltage of the auxiliary battery 37 is set to 12 V, for example. A circuit is formed between the auxiliary battery 37 and the starter motor 6, and a starter relay 70 is disposed in this circuit.
[0026]
On the other hand, a hybrid electronic control device 39 is connected to the main battery 32 via a main battery electronic control device 38, and a hybrid electronic device is connected to the inverter 33 via a motor / generator electronic control device 40. A control device 39 is connected. The main battery electronic control device 38, the hybrid electronic control device 39, and the motor / generator electronic control device 40 are mainly composed of a central processing unit (CPU), a storage device (RAM, ROM), and an input / output interface, respectively. It is comprised by the microcomputer which does.
[0027]
The main battery 32 and the main battery electronic control device 38 are connected so as to be capable of data communication with each other, and the main battery electronic control device 38 and the hybrid electronic control device 39 are connected so as to be capable of data communication with each other. . Further, the inverter 33 and the motor / generator electronic control unit 40 are connected so as to be able to communicate with each other, and the motor / generator electronic control unit 40 and the hybrid electronic control unit 39 are connected so as to be able to communicate with each other. Yes.
[0028]
The main battery electronic control unit 38 has a function of detecting a charge amount SOC of the main battery 32 and detecting a current value of a current flowing between the main battery 32 and the motor / generator 2. The motor / generator electronic control unit 40 has a function of controlling the motor / generator 2 via the inverter 33 in accordance with a signal from the hybrid electronic control unit 39.
[0029]
Furthermore, a transmission electronic control device 41, an engine electronic control device 42, a brake electronic control device 43, and an air conditioner electronic control device 44 are connected to the hybrid electronic control device 39. The transmission electronic control device 41, the engine electronic control device 42, the brake electronic control device 43, and the air conditioner electronic control device 44 are respectively a central processing unit (CPU) and a storage device (RAM). ROM) and a microcomputer mainly including an input / output interface. The hybrid electronic control unit 39, the transmission electronic control unit 41, the engine electronic control unit 42, the brake electronic control unit 43, and the air conditioner electronic control unit 44 are connected to each other so as to be able to communicate with each other. Yes. Each of the electronic control devices is activated with the auxiliary battery 37 as a power source.
[0030]
Further, the transmission electronic control unit 41 stores a shift diagram using the vehicle running state, for example, the vehicle speed and the accelerator opening, as parameters in order to control the gear ratio of the automatic transmission 5. Further, the transmission electronic control unit 41 stores a lockup clutch control map for controlling engagement / release of the lockup clutch 23 using the vehicle speed and the accelerator opening as parameters.
[0031]
Further, a signal from a shift position sensor 46 that detects the shift position of the shift lever 45 is input to the transmission electronic control unit 41. For example, the shift lever 45 can select a P (parking) position, an R (reverse) position, an N (neutral) position, a D (drive) position, a 2 position, an L (low) position, and the like. ing. A control signal is output from the hybrid electronic control device 39 based on the signal of the shift position sensor, and actuators such as various linear solenoid valves of the hydraulic control device 26 are controlled based on the control signal.
[0032]
Further, the depression amount of the accelerator pedal 47, that is, the signal of the accelerator opening sensor 48 for detecting the accelerator opening, the signal of the cooling water temperature sensor for detecting the cooling water temperature of the cooling device 10, and the like are input to the engine electronic control device 42. ing. Based on the signal from the accelerator opening sensor 48 and the signals from the shift position sensor 46 and the output shaft rotational speed sensor (described later), the output of the engine 1, the gear ratio (gear) of the automatic transmission 5, the motor generator 2 Torque is calculated and the driving force of the vehicle is controlled. Here, the output of the engine 1 is adjusted by opening control of the electronic throttle valve 11, fuel injection amount control of the fuel injection device 7, ignition timing control of the ignition device 9, and the like. The gear ratio of the automatic transmission 5 is controlled by the hydraulic control device 26. Further, the torque of the motor / generator 2 is controlled by the current value.
[0033]
The hybrid vehicle also includes a hydraulic brake device (not shown). The hydraulic brake device includes a brake pedal 49, a master cylinder, a wheel cylinder, an actuator that controls oil pressure acting on the wheel cylinder, and the like. Is. The brake electronic control unit 43 receives a signal from a sensor that detects the amount of depression of the brake pedal 49, and determines a braking request for the vehicle based on the amount of depression of the brake pedal 49. Based on the determination result, the braking force to be shared by the hydraulic brake device and the braking force (regenerative braking force) to be shared by the function of the motor / generator 2 are calculated. Based on the calculation result, the motor / generator is calculated. The regenerative braking torque 2 and the hydraulic pressure of the wheel cylinder of the hydraulic brake device are controlled.
[0034]
In addition, a signal from the air conditioner switch 50 is input to the air conditioner electronic control unit 44. Based on the signal from the air conditioner switch 50, the driving of the air conditioner compressor is controlled. The hybrid electronic control device 39 receives signals from various sensors 52 and outputs control signals to various actuators 53 based on signals from these sensors 52 or signals from other sensors or switches. The These sensors 52 include a shift position sensor 46, an accelerator opening sensor 48, an input shaft rotational speed sensor 61 that detects the rotational speed of the input shaft 20 (in other words, the turbine rotational speed), and the rotational speed of the output shaft 28. An output shaft speed sensor 62, an engine speed sensor (not shown), and the like are included. The vehicle speed is calculated based on the signal from the output shaft rotational speed sensor 62.
[0035]
The actuator 53 includes various linear solenoid valves of the hydraulic control device 26, actuators of the hydraulic brake device, actuators for controlling the opening of the electronic throttle valve 11, actuators for engaging and releasing the clutch 14, and a starter relay 70. Includes actuators that turn on and off.
[0036]
Next, input / output signals in the hybrid electronic control unit 39 will be described in general with reference to FIG. For the hybrid electronic control device 39, a signal of the auxiliary battery electronic control device 54 that detects the charge amount SOC of the auxiliary battery 37, a signal of the ignition switch 55 that detects the operation position of the ignition key, and the main battery A signal of the electronic control unit 38, a signal indicating the temperature of the inverter 33, a signal of the main battery electronic control unit 38 indicating the voltage of the main battery 32, a signal of the resolver 57 for detecting the rotation speed and rotation angle of the motor / generator 2; An abnormality occurs in the signal system of the engine electronic control device 42, the transmission electronic control device 41, the brake electronic control device 43, the air conditioner electronic control device 44, and the engine electronic control device 42. Airbag device that inflates and deploys when a vehicle collides Signal for an air bag electronic control device 58 for controlling the Shimese not), the signal of the stop lamp switch 59, such as a signal of the interlock switch 60 is input.
[0037]
On the other hand, from the hybrid electronic control unit 39, a drive signal (starter signal) for the motor / generator 6, a control signal for turning on / off the starter relay 70, control signals for various relays 56 in the hybrid system, first to third Drive signal for system main relays SMR1 to SMR3, drive signal or stop signal for DCDC converter 36, stop request signal for inverter 33, drive signal for three phases of inverter 33, namely U phase, V phase, W phase, engine electronics A control signal for the control device 42, a control signal for the transmission electronic control device 41, a signal for the brake electronic control device 43, a signal for the air conditioner electronic control device 44, and the like are output.
[0038]
Here, the correspondence relationship between the configuration of the hybrid vehicle and the configuration of the present invention will be described. That is, the starter motor 6 corresponds to the first starting device of the present invention, and the motor generator 2 corresponds to the second starting device of the present invention.
[0039]
The control contents of the hybrid vehicle having the above hardware configuration will be briefly described. That is, the opening degree of the electronic throttle valve 11 is controlled based on the accelerator opening degree, the vehicle speed, the shift position, and other conditions. Similarly, an acceleration request or a deceleration request for the vehicle is determined. Based on the current accelerator opening and shift position, the required driving force is determined, and the output of the engine 1, the gear ratio of the automatic transmission 5, the torque of the motor / generator 2 and the like are controlled.
[0040]
When the clutch 14 is engaged, the power of at least one of the engine 1 or the motor / generator 2 can be transmitted to the wheels 3 via the automatic transmission 5 and the propeller shaft 29. . On the contrary, in the state where the clutch 14 is released, only the power of the motor / generator 2 can be transmitted to the wheels 3 via the automatic transmission 5 and the propeller shaft 29. When the charge amount SOC of the main battery 32 becomes a predetermined value or less, a part of the power of the engine 1 is transmitted to the motor / generator 2 to function as a generator, and the electric energy is charged to the main battery 32. It is also possible to do.
[0041]
On the other hand, when the clutch 14 is engaged during deceleration of the vehicle, engine braking force can be generated by transmitting kinetic energy input through the wheels 3 to the engine 1. Further, by inputting a part of the kinetic energy to the motor / generator 2, it is possible to cause the motor / generator 2 to function as a generator and to generate a regenerative braking force (regenerative braking torque). When regenerative braking force is generated by the motor / generator 2, the clutch 14 can be released.
[0042]
Next, an example of the start control of the engine 1 will be described based on the flowchart of FIG. First, detection signals from various sensors and switches are input to various electronic control devices, and these signals are processed (step 100). Then, it is determined whether or not the ignition switch 55 is turned on by operating the ignition key (step 101). If an affirmative determination is made in step 101, it is determined whether or not vehicle driving conditions are satisfied (step 102). The determination criteria of step 102 include whether the voltage of the main battery 32 and the voltage of the auxiliary battery 37 are equal to or higher than predetermined values, the operation of various electronic control devices, the operation of various sensors and switches, and the various actuators 53. Whether it is normal or not is included.
[0043]
If the determination in step 102 is affirmative, a system ready flag indicating that the vehicle is ready to travel is turned on (step 103), and the process proceeds to step 105. If a negative determination is made in step 102, start-up sequence control for making the vehicle ready for traveling is performed (step 104), and the process proceeds to step 105. This start-up sequence control includes, for example, applying the voltage of the main battery 32 to the inverter 33 and controlling the voltage of the high voltage circuit to a predetermined voltage by the operation of the first to third system main relays SMR1 to SMR3. It is. Therefore, if the process proceeds from step 102 to step 104, the determination is affirmative in step 102 by repeating this control routine, and then the process proceeds to step 103. If a negative determination is made in step 101, the process proceeds to step 105.
[0044]
In step 105, it is determined whether or not a starter signal for driving the starter motor 6 is output (ON). If an affirmative determination is made in step 105, it is determined whether or not the torque necessary for starting the engine 1, that is, the cranking torque is equal to or greater than a predetermined value (step 106). Engine oil is supplied to the sliding parts such as the crankshaft 12, the piston ring and the cylinder wall, the crankpin, and the bearing by the lubricating device 8 described above. This engine oil has a characteristic that its viscosity increases as the temperature decreases. For this reason, as the temperature decreases, the cranking resistance of the engine 1 also increases. Therefore, in this control example, it is determined in step 106 whether or not it is cold based on the cooling water temperature of the cooling device 10, and a starting device used for starting the engine 1 is selected according to the determination result. To do.
[0045]
If an affirmative determination is made in step 106, it is determined whether or not the above-mentioned system ready flag is turned on (step 107). That is, in order to start the engine 1, since it is a precondition that the vehicle is ready to travel, it is determined whether or not a system ready flag indicating a precondition is turned on. If an affirmative determination is made in step 107, it is determined whether or not the complete explosion flag of the engine 1 is turned on (step 108). The complete explosion flag of the engine 1 is turned on when a predetermined engine speed is reached by, for example, fuel injection by the fuel injection device 7 and ignition by the ignition device 9.
[0046]
If a negative determination is made in step 108, the clutch 14 is controlled to be engaged, and the engine 1 is controlled to start with the torque of the motor / generator 2 (step 109). Next, based on the engine speed, it is determined whether or not the engine 1 is in a complete explosion state (step 110). If the determination in step 110 is affirmative, the complete explosion flag of the engine 1 is turned on (step 111), and the process proceeds to step 112. On the other hand, if a negative determination is made in step 107, an affirmative determination is made in step 108, or a negative determination is made in step 110, the process proceeds to step 112.
[0047]
In step 112, various arithmetic processes related to vehicle control are performed based on signals input to various electronic control devices and data stored in advance (step 112). The arithmetic processing performed in step 112 includes the operation / stop of the engine 1, the drive / stop / regenerative braking of the motor / generator 2 based on the accelerator opening, the vehicle speed, the shift position, the charge amount SOC of the main battery 32, etc. Arithmetic processing for controlling matters such as the gear ratio of the automatic transmission 5 is included. Then, a signal corresponding to the calculation result of step 112 is output (step 113) and returned.
[0048]
On the other hand, if a negative determination is made in step 106, it is determined whether or not a start condition for starting the engine 1 is satisfied (step 114). That is, when the SOC of the main battery 32 is less than a predetermined value, a part of the power of the engine 1 is transmitted to the motor / generator 2 even when the vehicle is stopped to function as a generator, and the electric energy is transferred to the main battery. 32 need to be charged.
[0049]
In such a case, an affirmative determination is made at step 114 and a start logic for starting the engine 1 by the torque of the starter motor 6 is applied (step 115), and the routine proceeds to step 112. When the engine 1 is started by the starter motor 6, the clutch 14 is released. If a negative determination is made in step 114 or a negative determination is made in step 105, the process proceeds to step 112. Needless to say, criteria such as a predetermined value used in each step are stored in advance in various electronic control devices.
[0050]
  Here, the correspondence between the functional means shown in FIG. 1 and the configuration of the present invention will be described. IeSteps 102, 103, and 104 correspond to the start-up sequence means of the present invention, and step S106 corresponds to the necessary torque determining means of the present invention.Steps 106, 114, and 115 correspond to the first engine starting means of the present invention, and steps 106 and 109 correspond to the second engine starting means of the present invention.
[0051]
As described above, in the control example of FIG. 1, the viscosity of the engine oil that becomes the rotational resistance of the crankshaft 12 is indirectly determined based on the coolant temperature of the cooling device 10. When the cranking torque necessary for starting the engine 1 is equal to or greater than a predetermined value, the engine 1 is started with the torque of the motor / generator 2 that uses the high-voltage main battery 32 as a power source. On the other hand, when the cranking torque of the engine 1 is less than the predetermined value, the engine 1 is started by the starter motor 6 that uses the low-voltage auxiliary battery 37 as a power source.
[0052]
That is, the motor / generator 2 and the starter motor 6 having different characteristics (output torque) are selectively used according to the cranking torque necessary for starting the engine 1. That is, since the motor / generator 2 has a function as a power source of the vehicle, the output torque of the motor / generator 2 is larger than the torque of the starter motor 6 dedicated to starting the engine 1. Therefore, the rating of the starter motor 6 dedicated to starting the engine 1 can be made as small as possible, and the mounting property of the starting device on the vehicle is improved.
[0053]
The above control example can be applied to either the case where the engine 1 is started while the vehicle is stopped or the case where the engine 1 is started while the vehicle is driven by the power of the motor / generator 2. When the vehicle is stopped, the engine 1 is started by the above control when the P position or the N position is selected by the shift lever 45. On the other hand, when the vehicle is running with the power of the motor / generator 2, a part of the power of the motor / generator 2 is transmitted to the engine 1 to start the engine 1.
[0054]
【The invention's effect】
  Claim 1 or Claim2 or claim 3According to the inventionDetermine whether the torque required for starting the engine is greater than or equal to a predetermined value after executing the start sequence process that connects the high voltage circuit by the operation of the system main relay and applies the voltage of the main battery to the inverter Is done. Next, DDepending on the torque required to start the engine, different starting devices with different output torques are used. Therefore, the rating of the engine starter can be made as small as possible, and the mountability of the starter on the vehicle is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing an example of control according to the present invention.
FIG. 2 is a skeleton diagram showing a schematic configuration of a hybrid vehicle to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a block diagram showing a control circuit of the hybrid vehicle shown in FIG.
4 is a block diagram showing input / output signals of the hybrid electronic control unit shown in FIG. 2; FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... Motor generator, 3 ... Wheel, 6 ... Starter motor.

Claims

An engine for transmitting power to the wheels, a first starter having a function for starting the engine, a function for transmitting power to the wheels and the engine provided separately from the first starter and the engine In an engine starter for a hybrid vehicle having a second starter having a function of starting ,
An auxiliary battery that supplies power to the first starter, a main battery that supplies power to the second starter, and an inverter provided between the main battery and the second starter A system main relay for connecting / disconnecting a high voltage circuit between the second starting device and the main battery,
Start sequence means for connecting the high voltage circuit by the operation of the system main relay and applying the voltage of the main battery to the inverter;
Necessary torque determining means for determining whether or not the torque required for starting the engine is equal to or greater than a predetermined value after execution of the start sequence means;
If the torque required to start the pre-SL engine is less than a predetermined value, and a first engine starting means for starting the engine by the first starting device,
And a second engine starting means for starting the engine by the second starting device when the torque required for starting the engine is a predetermined value or more. apparatus.

An engine for transmitting power to the wheels, a first starter having a function for starting the engine, a function for transmitting power to the wheels and the engine provided separately from the first starter and the engine In an engine starter for a hybrid vehicle having a second starter having a function of starting, and a clutch provided in a power transmission path between the second starter and the engine ,
An auxiliary battery that supplies power to the first starter, a main battery that supplies power to the second starter, and an inverter provided between the main battery and the second starter A system main relay for connecting / disconnecting a high voltage circuit between the second starting device and the main battery,
Start sequence means for connecting the high voltage circuit by the operation of the system main relay and applying the voltage of the main battery to the inverter;
Necessary torque determining means for determining whether or not the torque required for starting the engine is equal to or greater than a predetermined value after execution of the start sequence means;
If the torque required to start the pre-SL engine is less than a predetermined value, to release the clutch, and a first engine starting means for starting the engine by the first starting device,
And a second engine starting means for engaging the clutch and starting the engine by the second starting device when a torque required for starting the engine is equal to or greater than a predetermined value. An engine starter for a hybrid vehicle characterized by

The hybrid vehicle engine starter according to claim 1, wherein a fluid torque converter is provided in a power transmission path between the second starter and the wheel.