JP5206004B2 - Engine starter for hybrid vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、エンジン(内燃機関)とモータ(電動モータ)とを駆動源とするハイブリッド車両に関し、特にそのエンジンの始動装置に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle having an engine (internal combustion engine) and a motor (electric motor) as drive sources, and more particularly to a starting device for the engine.
エンジン及びモータの少なくとも一方の出力で車両の駆動力を発生させて走行するハイブリッド車両では、エンジンの始動、停止を繰り返すことから、エンジンの始動を運転者が気づかない程度まで、エンジンの始動に伴う振動を抑制することが求められている。 In a hybrid vehicle that travels by generating a driving force of the vehicle with the output of at least one of the engine and the motor, the engine starts and stops repeatedly, so that the engine is started to the extent that the driver does not notice the engine starting. There is a demand for suppressing vibration.
エンジンの始動に伴う振動としては、クランキング時にエンジン回転数が上昇して駆動力伝達系の共振が発生する回転数域(これを「共振帯」という)を通過するときの、駆動力伝達系の共振による振動が顕著であり、これが車体に伝達されて不快感を与える。 The vibration associated with engine start-up includes a driving force transmission system that passes through a rotation speed range where the engine speed increases during cranking and resonance of the driving force transmission system occurs (this is referred to as a “resonance band”). The vibration due to the resonance is remarkable, and this is transmitted to the vehicle body to give unpleasant feeling.
そこで、特許文献1では、クランキング時のエンジン回転数を予測し、共振帯に入ることが予測される場合は、クランキング中にエンジン回転数が共振帯に入らないように、クランキング用モータのトルクを制御し、初爆後に共振帯を速やかに通過させるようにしている。
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、クランキング中は共振帯を避けることが可能であるが、初爆後のエンジンの吹き上がりが悪い場合は、初爆後に共振帯に留まる可能性があり、なお改善の余地があった。
However, with the technology described in
本発明は、このような実状に鑑み、初爆後に共振帯を確実かつ速やかに通過させることができるようにすることを目的とする。 In view of such a situation, an object of the present invention is to allow a resonance band to pass through reliably and promptly after the initial explosion.
このため、本発明では、ンジン回転の上昇具合を予測する手段を備えると共に、
前記予測の結果、クランキング中にエンジン回転数が共振帯を通過できないと判断した場合に、クランキング中にエンジン回転数が共振帯に入らないようにクランキング手段のトルクを制御する手段と、初爆に備えて吸入空気量を増大させる手段と、初爆後にエンジン回転数が所定値以上の回転上昇率で共振帯を通過するように初爆後の前記モータによるアシスト量を制御する手段と、を備えている。
そして、前記アシスト量を制御する手段が、初爆直後の所定の期間の間は、前記モータによる負荷を与えてエンジン回転数を前記共振帯以下に抑える、ことを特徴としている。
For this reason, in the present invention, it is provided with means for predicting the rise of the engine rotation ,
Result before Symbol predicted, when the engine speed during cranking is determined that can not pass through the resonance band, and means for controlling the torque of the cranking means so that the engine rotational speed during cranking from entering the resonance band and means for Ru increase the amount of intake air provided to the initial combustion, the engine speed after the initial explosion control the assist amount by the motor after the first explosion to pass through the resonance band at a rotation rate of increase above a predetermined value Means .
The means for controlling the assist amount is characterized in that, during a predetermined period immediately after the first explosion, a load is applied by the motor to suppress the engine speed to the resonance band or lower.
尚、クランキング手段(クランキング用モータ)は、ハイブリッド車両の駆動源であるモータであってもよいし、駆動用のモータとは別の専用のクランキング用モータ(スタータ)であってもよい。 The cranking means (cranking motor) may be a motor that is a driving source of the hybrid vehicle, or may be a dedicated cranking motor (starter) different from the driving motor. .
本発明によれば、クランキング中はエンジン回転数を共振点以下に抑え、初爆後に、吸入空気量増大と、モータアシストとで、共振帯を速やかに通過させることができ、良好なエンジン始動を実現できる。 According to the present invention, the engine speed is kept below the resonance point during cranking, and after the first explosion, the resonance band can be passed quickly by increasing the intake air amount and the motor assist, and a good engine start Can be realized.
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の一実施形態を示すハイブリッド車両の構成図である。
エンジン1は例えば直噴火花点火式の内燃機関であり、その出力軸2は、第1クラッチ3を介して、発電機を兼ねるモータ(モータジェネレータ)4の軸の一端に接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a hybrid vehicle showing an embodiment of the present invention.
The
モータ4の軸の他端は、第2クラッチ5を介して、自動変速機6の入力軸に接続されている。そして、自動変速機6の出力軸は、ディファレンシャル装置7を介して、車輪の駆動軸8に接続されている。
The other end of the shaft of the
従って、このハイブリッド車両は、エンジン1及びモータ4の少なくとも一方の出力で車両の駆動力を発生させて走行することができる。
ここにおいて、エンジン1は、その出力で車両の駆動力を発生させる他、発電用としてモータ4を駆動するために用いることができる。
Therefore, this hybrid vehicle can travel by generating the driving force of the vehicle with the output of at least one of the
Here, the
モータ4は、インバータ9を介してバッテリ10と接続されており、バッテリ10はモータ4への駆動用電力の供給とモータ4からの発電電力の充電とが可能である。そして、モータ4は、単独で、又はエンジン1をアシストする形で、車両の駆動力を発生させる他、発電機として、エンジン1又は車両側から駆動されて発電することができる。
The
より具体的には、発進・低速走行時は、主にモータ4で走行する。すなわち、バッテリ10からの電力でモータ4を回して走行する。
通常走行時(定常走行時)は、エンジン1及びモータ4の少なくとも一方を使って最も燃費の良い走りを実現し、加速時は、両方を使って最大限のパワーを引き出して力強く加速する。
More specifically, the
During normal driving (during steady driving), at least one of the
減速・制動時は、モータ4を発電機として利用し、回収したエネルギーをバッテリ10に蓄える。
停車時は、エンジン1もモータ4も自動的に停止し、アイドル運転による無駄な燃料消費や電力消費をなくす。
During deceleration and braking, the
When the vehicle stops, both the
エンジン1について更に詳細に説明する。
エンジン1の燃焼室11への吸気通路12には電制のスロットル弁13が設けられているが、このスロットル弁13は主に制御負圧の確保用であり、燃焼室11への吸入空気量の制御は、吸気バルブ14により、詳しくは後述する可変動弁機構15による吸気バルブ14のバルブ作動角(及びリフト量)の制御によりなされる。
The
An electrically controlled
エンジン1の燃焼室11には、燃料を噴射供給する燃料噴射弁16が設けられており、所定の噴射時期にエアフローメータにより検出される吸入空気量に対応する量の燃料が噴射され、燃焼室11内に所定空燃比の混合気が形成される。
The
エンジン1の燃焼室11には、また、混合気に点火する点火プラグ17が設けられており、所定の点火時期に点火がなされ、混合気が燃焼する。燃焼後の排気は排気バルブ18を介して排気通路19へ排出される。
The
次にエンジン1の吸気バルブ14の可変動弁機構15について図2により説明する。
可変動弁機構としては、吸気バルブのバルブ作動角(吸気バルブ開弁時期から閉弁時期までの開期間)、詳しくはバルブ作動角及びリフト量を連続的に変化させることができるバルブ作動角及びリフト量可変機構(VEL機構;VELアクチュエータ49)と、吸気バルブのバルブタイミング(バルブ作動角の中心位相)を連続的に変化させることができるバルブタイミング可変機構(VTC機構;VTCアクチュエータ51)とが設けられている。
Next, the
As the variable valve mechanism, the valve operating angle of the intake valve (the opening period from the intake valve opening timing to the valve closing timing), specifically, the valve operating angle that can continuously change the valve operating angle and the lift amount, A variable lift amount mechanism (VEL mechanism; VEL actuator 49) and a variable valve timing mechanism (VTC mechanism; VTC actuator 51) capable of continuously changing the valve timing (center phase of the valve operating angle) of the intake valve. Is provided.
詳しくは、吸気バルブ14(1気筒につき2つ設けられており、バルブステム端部のみを図示)の端部のバルブリフタ40の上方には、図外のクランク軸に連動して軸周りに回転駆動されるカム軸41が気筒列方向に延在している。このカム軸41の外周には、吸気バルブ14に対応して揺動カム42が揺動可能に外装されており、この揺動カム42がバルブリフタ40に当接してこれを押圧することにより、吸気バルブ14が図外のバルブスプリングのバネ力に抗して開閉駆動される。
Specifically, an intake valve 14 (two per cylinder, only the end of the valve stem is shown) is positioned above the
ここにおいて、カム軸41と揺動カム42との間で、両者41、42を機械的に連携するリンクの姿勢を変化させて、吸気バルブ14のバルブ作動角及びリフト量を連続的に可変制御可能なバルブ作動角及びリフト量可変機構(VEL機構)が設けられている。
Here, the valve operating angle and the lift amount of the
VEL機構は、カム軸41に偏心して設けられてカム軸41と一体的に回転する円形の駆動カム43と、この駆動カム43の外周に相対回転可能に外嵌するリング状リンク44と、カム軸41と略平行に気筒列方向へ延在する制御軸45と、この制御軸45に偏心して設けられて制御軸45と一体的に回転する円形の制御カム46と、この制御カム46の外周に相対回転可能に外嵌すると共に、一端がリング状リンク44の先端と相対回転可能に連結されたロッカアーム47と、このロッカアーム47の他端と揺動カム42の先端とに回転可能に連結され、両者47、42を機械的に連携するロッド状リンク48と、を有している。
The VEL mechanism includes a
上記のカム軸41及び制御軸45は、軸受ブラケットを介してエンジンのシリンダヘッド側へ回転可能に支持されている。制御軸45の一端にはバルブ作動角及びリフト量変更用のアクチュエータ(VELアクチュエータ)49の出力端が接続されており、このVELアクチュエータ49によって制御軸45が所定の制御角度範囲内で軸周りに回転駆動されると共に、所定の回転位相に保持される。
The
このような構成により、クランク軸に連動してカム軸41が回転すると、駆動カム43を介してリング状リンク44が実質的に並進作動すると共に、ロッカアーム47が制御カム46周りを揺動し、ロッド状リンク48を介して揺動カム42が揺動して、吸気バルブ14が開閉駆動される。
With such a configuration, when the
また、VELアクチュエータ49により制御軸45を回動することにより、ロッカアーム47の揺動中心となる制御カム46の中心位置が変化して、各リンク44、48等の姿勢が変化し、揺動カム42の揺動角度範囲が変化する。これにより、バルブ作動角の中心位相が略一定のままで、バルブ作動角及びリフト量が連続的に変化する。より具体的には、制御軸45を一方向へ回動することにより、バルブ作動角及びリフト量が増加し、他方向へ回動することによりバルブ作動角及びリフト量が減少するようになっている。
Further, when the
従って、VELアクチュエータ49の通電量をデューティ制御することで、制御軸45の回転位相を変更して、吸気バルブ14のバルブ作動角及びリフト量を変更することができ(図3参照)、これによりバルブ作動角及びリフト量可変機構(VEL機構)が構成される。尚、バルブ作動角に対しリフト量は一義的に定められ、バルブ作動角を大→小に制御すると、リフト量も大→小に制御され、大作動角・高リフト〜小作動角・低リフトの範囲で制御できる。
Therefore, duty control of the energization amount of the
一方、カム軸41は、クランク軸の回転がタイミングベルトによりスプロケット50に入力されて駆動されるが、バルブタイミング変更のため、スプロケット50とカム軸41との間に、これらの回転位相を制御可能なロータリー式のアクチュエータ(VTCアクチュエータ)51が装着されている。
On the other hand, the
従って、VTCアクチュエータ51の通電量をデューティ制御することで、クランク軸とカム軸41との回転位相を変更して、吸気バルブ14のバルブタイミング(バルブ作動角の中心位相;図3の点線示)を変更することができ、これによりバルブタイミング可変機構(VTC機構)が構成される。
Therefore, duty control of the energization amount of the
ここで、図3に示すように、VEL機構による大作動角・高リフト〜小作動角・低リフトの制御に合わせて、VTC機構によりバルブタイミングを進角することで、吸気バルブの開弁時期を一定に維持しつつ、大作動角・高リフト〜小作動角・低リフトに制御し、閉弁時期を進角する。 Here, as shown in FIG. 3, the valve timing is advanced by the VTC mechanism in accordance with the control of the large operating angle / high lift to the small operating angle / low lift by the VEL mechanism. The valve closing timing is advanced by controlling from a large operating angle / high lift to a small operating angle / low lift while maintaining a constant value.
より具体的には、運転条件との関係では、低回転低負荷で、小作動角・低リフト(閉弁時期進角)、高回転高負荷で、大作動角・高リフト(閉弁時期遅角)に制御する。
図4はエンジンコントロールユニット(ECU)61及びハイブリッドコントロールユニット(HCU)62への入出力を示す図である。
More specifically, in relation to operating conditions, low operating speed and low load, small operating angle and low lift (valve closing timing advance), high operating speed and high load, large operating angle and high lift (late valve timing delayed). Control).
FIG. 4 is a diagram showing input / output to / from the engine control unit (ECU) 61 and the hybrid control unit (HCU) 62.
ECU61とHCU62は、互いに通信線を介して接続されており、情報を共有しつつ協調制御を行う。
ECU61への入力は、アクセル開度APOを検出するアクセル開度センサ63、エンジン回転数Neを検出するエンジン回転数センサ(クランク角センサ)64、吸入空気量Qaを検出するエアフローメータ65、エンジン冷却水温Twを検出するエンジン水温センサ66、VELアクチュエータ49の実位置(実バルブ作動角)を検出するVEL位置センサ67、VTCアクチュエータ51の実位置(実バルブタイミング)を検出するVTC位置センサ68などである。
The
Input to the
ECU61の出力先は、スロットル弁13、各気筒の燃料噴射弁16、各気筒の点火プラグ17、VELアクチュエータ49、VTCアクチュエータ51などである。
ECU61によるVELアクチュエータ49及びVTCアクチュエータ51の制御について説明すると、ECU61にて、運転条件に応じて目標バルブ作動角と目標バルブタイミングとを演算する。そして、目標バルブ作動角に従って、実バルブ作動角を検出しつつ、VELアクチュエータ49の駆動量をフィードバック制御する。また、目標バルブタイミングに従って、実バルブタイミングを検出しつつ、VTCアクチュエータ51の駆動量をフィードバック制御する。
The output destination of the
The control of the
HCU62への入力は、車速VSPを検出する車速センサ69、バッテリ10の電圧VBを検出するバッテリ電圧センサ70などである。
HCU62の出力先は、モータ4、バッテリ10などである。
The input to the
The output destination of the
次にECU61及びHCU62の協調制御によりなされる本発明に係るエンジン始動時制御について説明する。
図5はエンジン始動制御の実施例1のフローチャートである。尚、本フローはエンジン始動指令(スタータOn信号)により起動される。
Next, engine start time control according to the present invention, which is performed by cooperative control of the
FIG. 5 is a flowchart of the first embodiment of engine start control. This flow is started by an engine start command (starter On signal).
S1では、エンジン始動指令(スタータOn信号)により、モータ4によるエンジン1のクランキングを開始する。尚、本実施形態では、ハイブリッド車両の駆動源であるモータ4をクランキング手段(クランキング用モータ)として用いている。
In S1, cranking of the
S2では、クランキング開始時のバッテリ電圧の瞬間的な落込み量ΔVを検出する。これがバッテリ10の状態(バッテリ残量SOC=駆動電力量)を反映しているからである。具体的には、バッテリ電圧落込み量ΔVが大きいほど、バッテリ10の状態が悪い(駆動電力量が少ない)ゆえ、クランキングによる回転上昇が悪化すると判断できる。
In S2, an instantaneous drop amount ΔV of the battery voltage at the start of cranking is detected. This is because the state of the battery 10 (remaining battery SOC = drive power amount) is reflected. Specifically, it can be determined that as the battery voltage drop amount ΔV is larger, the state of the
S3では、エンジン冷却水温Twを検出する。これによりエンジン1のフリクションを推定可能だからである。具体的には、水温Twが低いほど、エンジン1のフリクションが大きいゆえ、クランキングによる回転上昇が悪化すると判断できる。
In S3, the engine coolant temperature Tw is detected. This is because the friction of the
S4では、クランキング開始時のバッテリ電圧落込み量ΔVと、エンジン冷却水温Twとから、クランキング中、及び、初爆後のエンジン回転の上昇具合を予測する。すなわち、クランキング中のエンジン回転数の上昇率及び到達回転数と、初爆後のエンジン回転数の上昇率を予測する。 In S4, the degree of increase in engine rotation during cranking and after the first explosion is predicted from the battery voltage drop amount ΔV at the start of cranking and the engine coolant temperature Tw. In other words, the engine speed increase rate during cranking and the reached engine speed and the engine speed increase rate after the first explosion are predicted.
尚、バッテリ電圧落込み量ΔVが大きいほど、またエンジン水温Twが低いほど、エンジン回転数の上昇率及び到達回転数が低下するので、これらをパラメータとして、エンジン回転数の上昇率及び到達回転数を定めたマップを作成しておき、このマップを参照して、予測するようにすればよい。 As the battery voltage drop amount ΔV is larger and the engine coolant temperature Tw is lower, the rate of increase of the engine speed and the reached number of revolutions decrease. Therefore, using these as parameters, the rate of increase of the engine speed and the reached number of revolutions A map defining the above may be created and predicted by referring to this map.
S5では、前記S4での予測に基づき、クランキング中に共振帯を速やかに通過できるか(クランキングでの到達回転数が共振帯を超えていて、かつクランキング中のエンジン回転数の上昇率が所定値以上であるか)否かを判定する。 In S5, based on the prediction in S4, is it possible to pass through the resonance band quickly during cranking (the rate of increase in engine speed during cranking when the reached rotation speed in cranking exceeds the resonance band)? Is greater than or equal to a predetermined value).
YESの場合は、通常のクランキングにより、共振帯を速やかに通過でき、共振による振動はほとんど問題とならないので、S10へ進み、通常制御とする。
NOの場合は、通常制御とすると、クランキング中にエンジン回転数が共振帯に長時間留まったりして、共振による振動が顕著となるので、これを回避すべく、S6以降の制御を行うように切換える。
In the case of YES, normal cranking can quickly pass through the resonance band, and vibration due to resonance hardly causes a problem. Therefore, the process proceeds to S10 and normal control is performed.
In the case of NO, if normal control is used, the engine speed stays in the resonance band for a long time during cranking, and vibration due to resonance becomes significant. Therefore, control after S6 is performed to avoid this. Switch to.
S6では、クランキング中にエンジン回転数が共振帯を通過できないと判断しているので、クランキング中に共振帯に入らないように、クランキング手段であるモータ4のトルクを制御して、トルクを低下させる。
In S6, since it is determined that the engine speed cannot pass through the resonance band during cranking, the torque of the
このとき、エンジン回転数が共振帯に近いが共振帯未満となるように定めた目標クランキング回転数に収束するように、駆動電力量に対応するバッテリ電圧落込み量ΔVと、フリクションに対応するエンジン冷却水温Twとから、クランキング時のモータトルクを定めて、制御する。 At this time, the battery voltage drop amount ΔV corresponding to the driving electric energy and the friction are matched so that the engine rotational speed converges to the target cranking rotational speed determined so as to be close to the resonance band but less than the resonance band. From the engine coolant temperature Tw, the motor torque at the time of cranking is determined and controlled.
このように、バッテリの状態(駆動電力量)と水温(フリクション)とからクランキングがエンジンの共振点となりそうであれば、モータ出力を抑え、共振点以下でクランキングさせるのである。従って、クランキング中の振動を抑えることができ、運転性のみならず、部品信頼性なども大幅に向上することができる。 In this way, if cranking is likely to be the resonance point of the engine from the battery state (driving power amount) and the water temperature (friction), the motor output is suppressed and cranking is performed below the resonance point. Therefore, vibration during cranking can be suppressed, and not only drivability but also component reliability can be greatly improved.
S7では、クランキング中から、初爆に備えて、可変動弁機構(VELアクチュエータ49)により吸気バルブのバルブ作動角を大作動角にし、初爆に備えて吸入空気量を増大させる。初爆後に速やかに共振帯を通過することができるよう、すなわち初爆後にすばやく回転を上昇できるように、予めVEL作動角を広げ、空気量を増やしておくのである。すなわち、初爆後のエンジン発生トルクとモータトルクとの合計による回転上昇率が所定値以上となるように、VEL作動角を拡大しておくのである。 In S7, during cranking, in preparation for the first explosion, the variable valve mechanism (VEL actuator 49) increases the valve operating angle of the intake valve to increase the intake air amount in preparation for the first explosion. The VEL operating angle is increased in advance and the amount of air is increased so that the resonance band can be quickly passed after the first explosion, that is, the rotation can be quickly increased after the first explosion. That is, the VEL operating angle is expanded so that the rate of rotation increase by the sum of the engine generated torque after the first explosion and the motor torque becomes a predetermined value or more.
S8では、初爆後に所定値以上の回転上昇率で共振帯を通過するように、モータ4によるアシスト量を制御する。すなわち、初爆後のエンジン発生トルクとモータトルクとの合計で、回転上昇率が所定値以上となるように、すなわち初爆後のエンジンの吹き上がりが所定の回転プロフィールとなるように、モータトルクを決定して、アシストする。このとき、バッテリの状態やエンジンのフリクションはすでに検知しているため、これらに基づき、所望の回転上昇率を実現することができる。但しエンジン出力のみで所定値以上の回転上昇率を実現できる場合は、モータアシストは行わない。
In S8, the assist amount by the
従って、初爆後に、確実かつ速やかに共振帯を通過することができ、安定した運転性を確保することができる。
図6はエンジン始動時制御の実施例1のタイムチャートである。
Therefore, after the first explosion, the resonance band can be surely and quickly passed, and stable drivability can be ensured.
FIG. 6 is a time chart of the first embodiment of the engine start-up control.
水温と、クランキング開始時のバッテリ電圧(落込み量)から、クランキング中及び初爆後のモータトルクを推定し、クランキング時の回転上昇率と到達回転数、及び初爆後の回転上昇率を推定する。 Estimate the motor torque during cranking and after the first explosion from the water temperature and the battery voltage (drop amount) at the start of cranking, and the rate of increase in rotation and the number of revolutions reached during cranking, and the increase in rotation after the first explosion. Estimate the rate.
そして、前記推定の結果、クランキング中にエンジン回転数が共振帯(気筒数によるが、例えば200〜400rpm)に留まると判断した場合は、共振点に入らないようにモータのトルク値を下げる。尚、従来の制御値は所定値であり、バッテリ充電状態SOCにより上下していた。 As a result of the estimation, if it is determined that the engine speed remains in the resonance band (depending on the number of cylinders, for example, 200 to 400 rpm) during cranking, the torque value of the motor is lowered so as not to enter the resonance point. In addition, the conventional control value is a predetermined value, and has been varied depending on the battery state of charge SOC.
モータトルク制御値の低下により、共振点を避けてクランキングを行うことができる。
また、共振点を越えないと判断した段階で、VEL作動角を広げ、初爆を待つ。尚、従来のVEL作動角は設定開度であり、初爆後回転が低い場合に作動角を広げてリカバーしていた(点線示)。
By reducing the motor torque control value, cranking can be performed while avoiding the resonance point.
When it is determined that the resonance point is not exceeded, the VEL operating angle is widened and the first explosion is waited. The conventional VEL operating angle is a set opening, and when the rotation after the first explosion is low, the operating angle is widened to recover (shown by dotted lines).
初爆後は、回転上昇が所定の傾きとなるようにトルクを与え、目標回転に所定の傾きで上昇させる。これにより、共振帯を短時間で通過でき、運転性の悪化を最小に抑えることができる。尚、従来(点線示)は、トータルトルクが共振点を越えない場合は、共振し続けていた。また、初爆後、モータトルクが足りない場合は回転上昇が悪く、さらに共振し続けていた。 After the first explosion, torque is applied so that the rotation rise has a predetermined inclination, and the target rotation is increased with a predetermined inclination. Thereby, a resonance band can be passed in a short time, and the deterioration of drivability can be suppressed to the minimum. Conventionally (indicated by dotted lines), when the total torque does not exceed the resonance point, the resonance has continued. In addition, after the first explosion, if the motor torque was insufficient, the rotation rise was poor and continued to resonate.
次に実施例2について説明する。
図7はエンジン始動時制御の実施例2のフローチャートである。実施例1と異なる部分のみ説明する。
Next, Example 2 will be described.
FIG. 7 is a flowchart of
S7とS8との間に、S20が設けられている。
S20では、初爆直後に共振帯に入らないようにモータ負荷により回転上昇を抑制する。すなわち、初爆直後の所定の期間が経過してから、モータアシストを開始する。
S20 is provided between S7 and S8.
In S20, the increase in rotation is suppressed by the motor load so as not to enter the resonance band immediately after the first explosion. That is, motor assist is started after a predetermined period immediately after the first explosion.
初爆直後の数発は、燃焼が安定せず、トルクが出ないため、モータアシストがあっても共振帯付近に滞在する可能性がある、このため、結果的に共振帯で振動を起こし、運転性が悪化する可能性がある。 Several shots immediately after the first explosion are not stable and no torque is generated, so even if there is motor assistance, there is a possibility of staying near the resonance band. As a result, vibration occurs in the resonance band, The drivability may deteriorate.
このため、初爆後の所定の爆発数又は所定時間だけ、モータにて回転数を共振点以下となるように制御する。すなわち、燃焼が不安定な間、モータにより負荷を与えて回転の吹き上がりを制限することで、共振点以下に回転を抑えるのである。 For this reason, the number of revolutions after the initial explosion is controlled by the motor so that the rotational speed is equal to or lower than the resonance point for a predetermined time. In other words, while combustion is unstable, the rotation is suppressed below the resonance point by applying a load by the motor to limit the blow-up of the rotation.
そして、燃焼が安定した後、一気にモータアシストすることで、吹き上がらせ、より短時間に共振帯を通過させることができる。よって、より安定した運転性を確保することができる。 And after combustion is stabilized, it can be blown up by motor assist at a stretch and can pass through the resonance band in a shorter time. Therefore, more stable drivability can be ensured.
図8はエンジン始動時制御の実施例2のタイムチャートである。
初爆後も所定の爆発数又は所定の時間だけ共振点に入らないようにトータルトルク推定により回転上昇を抑制できるように制御する。
FIG. 8 is a time chart of
Even after the first explosion, control is performed so that the increase in rotation can be suppressed by estimating the total torque so as not to enter the resonance point for a predetermined number of explosions or for a predetermined time.
すなわち、初爆後も所定の爆発数又は所定の時間だけ共振点に入らないようにモータ負荷により回転上昇を抑制する。
そして、燃焼が安定したところで、モータの抑制を解除して、アシストする。これにより、よりすばやく共振帯を通過することができる。
That is, the increase in rotation is suppressed by the motor load so as not to enter the resonance point for a predetermined number of explosions or for a predetermined time even after the first explosion.
Then, when the combustion is stabilized, the motor is released and the assist is released. Thereby, it is possible to pass through the resonance band more quickly.
次に実施例3について説明する。
図9はエンジン始動時制御の実施例3のフローチャートである。実施例1と異なる部分のみ説明する。
Next, Example 3 will be described.
FIG. 9 is a flowchart of
S6とS7との間に、S30が設けられている。
S30では、実回転数(実クランキング回転数)を検出し、目標回転数(目標クランキング回転数)との偏差を学習する。そして、学習後は、学習値に従って、モータトルクを補正する。
S30 is provided between S6 and S7.
In S30, the actual rotational speed (actual cranking rotational speed) is detected, and the deviation from the target rotational speed (target cranking rotational speed) is learned. After learning, the motor torque is corrected according to the learning value.
すなわち、クランキング中に、目標クランキング回転数と実クランキング回転数との偏差を学習し、クランキング手段(モータ4)のトルクを制御する際は、その制御値(ΔVとTwとによる基本モータトルク)を前記偏差の学習値により補正する。すなわち、実クランキング回転数が目標クランキング回転数より低い場合は、その偏差を学習し、基本モータトルクに偏差分のトルクを加算するようにし、逆に、実クランキング回転数が目標クランキング回転数より高い場合は、その偏差を学習し、基本モータトルクから偏差分のトルクを減算するようにする。 That is, during cranking, when the deviation between the target cranking speed and the actual cranking speed is learned and the torque of the cranking means (motor 4) is controlled, the control value (basis based on ΔV and Tw) Motor torque) is corrected by the learning value of the deviation. That is, if the actual cranking speed is lower than the target cranking speed, the deviation is learned, and the torque corresponding to the deviation is added to the basic motor torque. Conversely, the actual cranking speed is the target cranking speed. If it is higher than the rotational speed, the deviation is learned, and the deviation torque is subtracted from the basic motor torque.
このようにするのは、クランキング開始時のバッテリ電圧降下によりバッテリ残量を推定するなどして、モータトルクを指令するが、トルク指令値と実際値とがずれると、共振帯に入ってしまうおそれがあるからである。 The reason for this is that the motor torque is commanded by estimating the remaining battery capacity based on the battery voltage drop at the start of cranking. However, if the torque command value and the actual value deviate, the motor enters the resonance band. Because there is a fear.
このため、トルク指令値に対し実際値と検出して、ズレがある場合は、そのズレ量を学習し、このズレ分を補正する形で、指令値を算出(学習補正)するのである。
これにより、モータ電力量やフリクションの推定におけるエラーや、個体ばらつき、経時劣化などにより、ズレを生じても、これを織り込んで、学習補正することで、ズレが原因で共振帯に飛び込むのを防止することができ、ばらつき、劣化に関係なく、常に安定した始動を行うことができる。
Therefore, when the torque command value is detected as an actual value and there is a deviation, the deviation amount is learned, and the command value is calculated (learning correction) in such a manner that the deviation is corrected.
As a result, even if a deviation occurs due to errors in estimation of motor power and friction, individual variation, deterioration over time, etc., this is incorporated, and learning correction prevents jumping into the resonance band due to the deviation. Therefore, a stable start can always be performed regardless of variations and deterioration.
図10はエンジン始動時制御の実施例3のタイムチャートである。
モータトルク推定値1を基に、クランキング中のエンジン回転が共振帯に入らないようにトルク値をセーブし、指令値を出している。
FIG. 10 is a time chart of
Based on the estimated
そして、実際の発生トルク推定値2と、指令値のズレをモニターし、トルク値にあうように指令値を学習している。
尚、以上の実施形態では、エンジンのクランキング手段として、ハイブリッド車両の駆動源であるモータ4を用いたが、専用のクランキング用モータ(スタータ)を用いてもよい。この場合は、スタータでクランキングを行い、初爆後はモータ4でアシストすることになる。
Then, the deviation between the actual generated torque estimated
In the above embodiment, the
また、以上の実施形態では、初爆に備えて吸入空気量を増大させる手段として、運転条件に応じて吸気バルブのバルブ作動角を変化させることができる可変動弁機構を用い、初爆に備えてバルブ作動角を大側に制御することとしたが、スロットル弁により吸入空気量を制御するエンジンでは、初爆に備えて吸入空気量を増大させる手段として、スロットル弁を用い、初爆に備えてスロットル弁開度を大側に制御するようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, as a means for increasing the intake air amount in preparation for the first explosion, a variable valve mechanism that can change the valve operating angle of the intake valve according to the operating conditions is used to prepare for the first explosion. Although the valve operating angle is controlled to the large side, the engine that controls the intake air amount with the throttle valve uses a throttle valve as a means to increase the intake air amount in preparation for the first explosion, and prepares for the first explosion. Thus, the throttle valve opening degree may be controlled to the large side.
また、以上の実施形態では、バッテリの状態として、クランキング開始時のバッテリ電圧の落込み量ΔVを検出しており、簡易に実施できる利点があるが、バッテリ残量SOCを検出する手段を有する場合は、それを用いてもよい。 In the above embodiment, the battery voltage drop amount ΔV at the start of cranking is detected as the state of the battery, and there is an advantage that it can be easily implemented, but there is means for detecting the remaining battery charge SOC. If so, you may use it.
1 エンジン
2 出力軸
3 第1クラッチ
4 モータ
5 第2クラッチ
6 自動変速機
7 ディファレンシャル装置
8 車輪の駆動軸
9 インバータ
10 バッテリ
11 燃焼室
12 吸気通路
13 スロットル弁
14 吸気バルブ
15 可変動弁機構
16 燃料噴射弁
17 点火プラグ
18 排気バルブ
19 排気通路
40 バルブリフタ
41 カム軸
42 揺動カム
43 駆動カム
44 リンク
45 制御軸
47 ロッカアーム
48 リンク
49 VELアクチュエータ
50 スプロケット
51 VTCアクチュエータ
61 エンジンコントロールユニット(ECU)
62 ハイブリッドコントロールユニット(HCU)
63 アクセル開度センサ
64 エンジン回転数センサ
65 エアフローメータ
66 エンジン水温センサ
67 VEL位置センサ
68 VTC位置センサ
69 車速センサ
70 バッテリ電圧センサ
DESCRIPTION OF
62 Hybrid Control Unit (HCU)
63
Claims (4)
バッテリの状態とエンジン冷却水温とに基づいて、クランキング中、及び、初爆後のエンジン回転の上昇具合を予測する手段を備えると共に、
前記予測の結果、クランキング中にエンジン回転数が共振帯を通過できないと判断した場合に、クランキング中にエンジン回転数が共振帯に入らないようにクランキング手段のトルクを制御する手段と、初爆に備えて吸入空気量を増大させる手段と、初爆後にエンジン回転数が所定値以上の回転上昇率で共振帯を通過するように初爆後の前記モータによるアシスト量を制御する手段と、を備え、
前記アシスト量を制御する手段は、初爆直後の所定の期間の間は、前記モータによる負荷を与えてエンジン回転数を前記共振帯以下に抑える、ことを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動装置。 An engine, a motor also serving as a generator, and a battery capable of supplying driving power to the motor and charging the generated power from the motor, and driving power of the vehicle at the output of at least one of the engine and the motor In a hybrid vehicle that travels by generating
Based on the state of the battery and the engine coolant temperature, a means for predicting an increase in engine rotation during cranking and after the first explosion is provided.
As a result of the prediction, when it is determined that the engine speed cannot pass through the resonance band during cranking, means for controlling the torque of the cranking means so that the engine speed does not enter the resonance band during cranking; Means for increasing the amount of intake air in preparation for the first explosion, and means for controlling the amount of assist by the motor after the first explosion so that the engine speed passes through the resonance band at a rate of increase in rotation that is greater than or equal to a predetermined value after the first explosion. , equipped with a,
The engine starter for a hybrid vehicle, characterized in that the means for controlling the assist amount applies a load by the motor to keep the engine speed below the resonance band during a predetermined period immediately after the first explosion .
前記初爆に備えて吸入空気量を増大させる手段は、前記可変動弁機構によりバルブ作動角を大側に制御する手段であることを特徴とする請求項1記載のハイブリッド車両のエンジン始動装置。 The engine has a variable valve mechanism that can change the valve operating angle of the intake valve according to operating conditions, and controls the amount of intake air by controlling the valve operating angle,
2. The engine starter for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the means for increasing the amount of intake air in preparation for the initial explosion is means for controlling the valve operating angle to the large side by the variable valve mechanism.
前記クランキング手段のトルクを制御する手段は、その制御値を前記偏差の学習値により補正することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載のハイブリッド車両のエンジン始動装置。 A means for learning the deviation between the target cranking speed and the actual cranking speed during cranking is provided.
The engine starting device for a hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3 , wherein the means for controlling the torque of the cranking means corrects the control value by the learned value of the deviation. .
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