JP2012086685A - Control device of hybrid vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the fuel consumption of a hybrid vehicle.SOLUTION: A control device of a hybrid vehicle includes: a starting means for controlling a first electric rotating machine to perform the cranking of an internal combustion engine when the requested driving force reaches the predetermined threshold in a case when the hybrid vehicle travels in an EV (Electric Vehicle) traveling mode; a crank position detection means for detecting the crank position while the internal combustion engine is stopped; and a crank position control means for controlling the first electric rotating machine so that the crank position is the target crank position based on the detected crank position before the cranking of the internal combustion engine. The control device further includes a threshold changing means for estimating the starting time required for the start of the internal combustion engine based on the detected crank position, and changing the predetermined threshold according to the estimated starting time so that the power supplied to the first electric rotating machine and a second electric rotating machine from a battery approaches the output limit of the battery when the start of the internal combustion engine is completed.

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。   The present invention relates to the technical field of hybrid vehicle control devices.

この種のハイブリッド車両は、動力源としてエンジン及びモータを備え、走行モードとして、モータからの動力のみにより走行するEV(Electric Vehicle)走行モードと、エンジン及びモータの両方の動力により走行するHV(Hybrid Vehicle)走行モードとを有する(例えば特許文献1参照)。   This type of hybrid vehicle includes an engine and a motor as a power source, and an EV (Electric Vehicle) travel mode in which only the power from the motor travels as a travel mode, and an HV (Hybrid) that travels by the power of both the engine and the motor. Vehicle) traveling mode (see, for example, Patent Document 1).

例えば特許文献1には、ハイブリッド車両の目標駆動トルク(或いは要求駆動力)がクランキング要求判定閾値より大きくなったら、エンジンのクランキングを行い、かつ、クランキング後に目標駆動トルクがエンジン始動要求判定値より大きくなったら、エンジンを始動させることが開示されている。更に、特許文献1には、アクセル開度の変化量が小さいほど、エンジン始動要求判定値を大きくすることが開示されている。また、例えば特許文献2には、ハイブリッド車両において、エンジンの始動時間を計測し、この計測された始動時間が所定のしきい値以上であったときに、エンジンの停止を禁止することが開示されている。更に、特許文献2には、エンジン水温やトルコン油温に基づいてフリクションを推定し、この推定されたフリクションの大きさに応じて所定のしきい値を変更することが開示されている。   For example, in Patent Document 1, when the target driving torque (or required driving force) of a hybrid vehicle becomes larger than a cranking request determination threshold, engine cranking is performed, and after cranking, the target driving torque is determined to be an engine start request. It is disclosed to start the engine when it exceeds the value. Furthermore, Patent Document 1 discloses that the engine start request determination value is increased as the amount of change in the accelerator opening is smaller. Further, for example, Patent Document 2 discloses that in a hybrid vehicle, the engine start time is measured, and the engine stop is prohibited when the measured start time is equal to or greater than a predetermined threshold value. ing. Further, Patent Document 2 discloses that the friction is estimated based on the engine water temperature and the torque converter oil temperature, and the predetermined threshold value is changed according to the estimated magnitude of the friction.

他方、この種のハイブリッド車両では、エンジンの始動時に発生する振動を低減するために、エンジンのクランキングを行う前に、エンジンのクランクシャフトのクランク位置(即ち、クランク角)が、振動を低減可能な目標クランク位置となるようにクランクシャフトを制御するクランク位置制御が行われる場合がある。   On the other hand, in this type of hybrid vehicle, the crank position of the engine crankshaft (that is, the crank angle) can reduce the vibration before the engine is cranked in order to reduce the vibration generated when the engine is started. In some cases, crank position control is performed to control the crankshaft so as to achieve a correct target crank position.

このようなクランク位置制御では、クランク位置制御を行う前のクランク位置(以下「始動前クランク位置」と適宜称する)と目標クランク位置との差によって、クランク位置を目標クランク位置とするのに要する時間が異なる。よって、エンジンの始動に要するエンジン始動時間は、始動前クランク位置によって異なる。このため、要求駆動力が所定の閾値(例えば前述したクランキング要求判定閾値)よりも大きくなったらエンジンを始動させる制御を行う場合、所定の閾値は、例えば、EV走行用のモータやクランキング用のモータに電力を供給するバッテリの出力電力が出力制限を超えないように、エンジン始動時間が最も長くなる始動クランク位置に応じた一定の値に設定される。   In such crank position control, the time required to set the crank position as the target crank position based on the difference between the crank position before the crank position control (hereinafter referred to as “pre-start crank position” as appropriate) and the target crank position. Is different. Therefore, the engine start time required for starting the engine varies depending on the crank position before starting. For this reason, when control is performed to start the engine when the required driving force becomes larger than a predetermined threshold (for example, the above-described cranking request determination threshold), the predetermined threshold is, for example, an EV driving motor or cranking In order to prevent the output power of the battery that supplies power to the motor from exceeding the output limit, the engine start time is set to a constant value corresponding to the start crank position at which the engine start time is longest.

特開2010−149783号公報JP 2010-149783 A 特開2001−159347号公報JP 2001-159347 A

しかしながら、前述したような、所定の閾値が、エンジン始動時間が最も長くなる始動クランク位置に応じた一定の値に設定される場合、始動クランク位置によっては、エンジン始動時間が短いため、バッテリの余剰電力が比較的大きい状態で、エンジンの始動が完了してしまうおそれがある。この結果、EV走行モードからHV走行モードへの切り替えが早期に行われてしまい、燃費の向上を図ることが困難になってしまうという技術的問題点がある。   However, when the predetermined threshold value is set to a constant value corresponding to the start crank position at which the engine start time becomes the longest, as described above, depending on the start crank position, the engine start time is short, so that the battery surplus There is a possibility that the engine start-up is completed in a state where the electric power is relatively large. As a result, there is a technical problem that switching from the EV traveling mode to the HV traveling mode is performed at an early stage, and it becomes difficult to improve fuel consumption.

本発明は、例えば前述した問題点に鑑みなされたものであり、燃費の向上を図ることが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, for example, and an object of the present invention is to provide a hybrid vehicle control device capable of improving fuel consumption.

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は上記課題を解決するために、内燃機関と、前記内燃機関をクランキング可能な第1回転電機と、第2回転電機と、前記第1及び第2回転電機に電力を供給するバッテリとを備え、走行モードとして、前記内燃機関が停止した状態で前記第2回転電機からの動力により走行するEV走行モードと、前記内燃機関及び前記第2回転電機からの動力により走行するHV走行モードとを有するハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、前記ハイブリッド車両が前記EV走行モードで走行している場合において、前記ハイブリッド車両に要求される要求駆動力が所定の閾値になったときに、前記内燃機関をクランキングするように前記第1回転電機を制御することにより前記内燃機関を始動させる始動手段と、前記内燃機関の停止中に前記内燃機関のクランク位置を検出するクランク位置検出手段と、前記内燃機関がクランキングされる前に、前記検出されたクランク位置に基づいて、前記内燃機関のクランク位置が目標クランク位置となるように前記第1回転電機を制御するクランク位置制御手段と、前記検出されたクランク位置に基づいて前記内燃機関の始動に要する始動時間を推定し、該推定した始動時間に応じて、前記内燃機関の始動完了時に前記バッテリから前記第1及び第2回転電機に供給される電力が前記バッテリの出力制限に近づくように、前記所定の閾値を変更する閾値変更手段とを備える。   In order to solve the above-described problems, a control apparatus for a hybrid vehicle according to the present invention includes an internal combustion engine, a first rotating electrical machine capable of cranking the internal combustion engine, a second rotating electrical machine, and the first and second rotating electrical machines. And a battery for supplying electric power to the vehicle, and an EV travel mode in which the internal combustion engine is stopped by the power from the second rotating electrical machine in a state where the internal combustion engine is stopped, and a power from the internal combustion engine and the second rotating electrical machine. And a hybrid vehicle control device that controls a hybrid vehicle having an HV traveling mode that travels in accordance with the above-described driving force required for the hybrid vehicle when the hybrid vehicle is traveling in the EV traveling mode. The internal combustion engine is controlled by controlling the first rotating electrical machine to crank the internal combustion engine when a predetermined threshold value is reached. Starting means for starting the engine, crank position detecting means for detecting the crank position of the internal combustion engine while the internal combustion engine is stopped, and based on the detected crank position before the internal combustion engine is cranked, Crank position control means for controlling the first rotating electric machine so that the crank position of the internal combustion engine becomes a target crank position, and estimating a start time required for starting the internal combustion engine based on the detected crank position; According to the estimated start time, the predetermined threshold is changed so that the electric power supplied from the battery to the first and second rotating electrical machines approaches the output limit of the battery when the start of the internal combustion engine is completed. Threshold value changing means.

本発明に係るハイブリッド車両は、走行モードとして、内燃機関が停止した状態で第2回転電機からの動力により走行するEV走行モードと、内燃機関及び第2回転電機からの動力により走行するHV走行モードとを有している。本発明に係るハイブリッド車両では、内燃機関を始動させる際、第1回転電機により内燃機関のクランキングが行われる。バッテリは、例えば二次電池(蓄電池)であり、第1及び第2回転電機に電力を供給する。   The hybrid vehicle according to the present invention includes, as travel modes, an EV travel mode that travels with power from the second rotating electrical machine while the internal combustion engine is stopped, and an HV travel mode that travels with power from the internal combustion engine and the second rotary electrical machine. And have. In the hybrid vehicle according to the present invention, when the internal combustion engine is started, the internal combustion engine is cranked by the first rotating electrical machine. The battery is, for example, a secondary battery (storage battery), and supplies power to the first and second rotating electrical machines.

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、始動手段は、ハイブリッド車両がEV走行モードで走行している場合において、例えばハイブリッド車両の加速時に、ハイブリッド車両に要求される要求駆動力が所定の閾値になったときに、内燃機関をクランキングするように第1回転電機を制御することにより内燃機関を始動させる。本発明に係る「所定の閾値」は、内燃機関の始動を開始すべき要求駆動力の値として、例えば第2回転電機が出力可能な動力、バッテリの出力制限などを考慮して設定される。尚、後述するように、本発明では特に、所定の閾値は閾値変更手段によって変更される。   According to the hybrid vehicle control apparatus of the present invention, when the hybrid vehicle is traveling in the EV traveling mode, the starting means has a predetermined driving force required for the hybrid vehicle when the hybrid vehicle is accelerated, for example. When the threshold value is reached, the internal combustion engine is started by controlling the first rotating electrical machine to crank the internal combustion engine. The “predetermined threshold value” according to the present invention is set as a required driving force value at which the start of the internal combustion engine should be started in consideration of, for example, power that can be output by the second rotating electrical machine, battery output limitation, and the like. As will be described later, particularly in the present invention, the predetermined threshold value is changed by the threshold value changing means.

本発明では、内燃機関の停止中に内燃機関のクランク位置(即ち、内燃機関のクランクシャフトのクランク角)がクランク位置検出手段によって検出される。ここで、本発明に係る「内燃機関の停止中」とは、内燃機関が動力を出力しておらず、内燃機関のクランクシャフトの回転が停止された状態を意味する。   In the present invention, the crank position of the internal combustion engine (that is, the crank angle of the crank shaft of the internal combustion engine) is detected by the crank position detection means while the internal combustion engine is stopped. Here, “when the internal combustion engine is stopped” according to the present invention means a state where the internal combustion engine is not outputting power and the rotation of the crankshaft of the internal combustion engine is stopped.

更に、本発明では、内燃機関がクランキングされる前に、クランク位置検出手段によって検出されたクランク位置に基づいて、内燃機関のクランク位置が目標クランク位置となるように第1回転電機がクランク位置制御手段によって制御される。ここで、本発明に係る「目標クランク位置」とは、内燃機関のクランキング時の振動を低減可能なクランク位置であり、例えば内燃機関の回転数が共振帯を通過する際に発生するフロア振動を抑制可能なクランク位置として予め実験などに基づいて設定される。本発明に係る「目標クランク位置」は、振動を低減可能な一のクランク位置として設定されてもよいし、振動を低減可能なクランク位置の範囲として設定されてもよい。また、本発明に係る「内燃機関がクランキングされる前」とは、内燃機関をクランキングするように第1回転電機が始動手段により制御される前の期間を意味し、典型的には、停止中の内燃機関が第1回転電機によりクランキングされる直前の期間を意味する。   Further, in the present invention, the first rotating electrical machine is operated at the crank position so that the crank position of the internal combustion engine becomes the target crank position based on the crank position detected by the crank position detecting means before the internal combustion engine is cranked. It is controlled by the control means. Here, the “target crank position” according to the present invention is a crank position capable of reducing vibration during cranking of the internal combustion engine, for example, floor vibration generated when the rotational speed of the internal combustion engine passes through the resonance band. Is set in advance based on experiments or the like as a crank position capable of suppressing the above. The “target crank position” according to the present invention may be set as one crank position where vibration can be reduced, or may be set as a range of crank positions where vibration can be reduced. Further, “before the internal combustion engine is cranked” according to the present invention means a period before the first rotating electrical machine is controlled by the starting means so as to crank the internal combustion engine. It means a period immediately before the stopped internal combustion engine is cranked by the first rotating electrical machine.

即ち、本発明では、ハイブリッド車両がEV走行モードで走行している場合において、例えばハイブリッド車両の加速時に、要求駆動力が所定の閾値になったときには、先ず、内燃機関のクランク位置が目標クランク位置となるように第1回転電機がクランク位置制御手段によって制御され、次に、始動手段によって、内燃機関をクランキングするように第1回転電機が制御され、内燃機関の始動が開始される。   That is, in the present invention, when the hybrid vehicle is traveling in the EV traveling mode, for example, when the required driving force reaches a predetermined threshold during acceleration of the hybrid vehicle, first, the crank position of the internal combustion engine is set to the target crank position. Then, the first rotating electrical machine is controlled by the crank position control means so that the first rotating electrical machine is controlled to crank the internal combustion engine by the starting means, and the start of the internal combustion engine is started.

本発明では特に、前述した所定の閾値は閾値変更手段によって変更される。閾値変更手段は、クランク位置検出手段によって検出されたクランク位置に基づいて内燃機関の始動に要する始動時間を推定し、該推定した始動時間に応じて、内燃機関の始動完了時にバッテリから第1及び第2回転電機に供給される電力がバッテリの出力制限に近づくように、所定の閾値を変更する。本発明に係る「始動時間」は、要求駆動力が所定の閾値になった時点から内燃機関の始動が完了する時点(即ち、内燃機関が自立して連続回転可能な完爆状態になる時点)までの時間を意味し、クランク位置が目標クランク位置となるように第1回転電機がクランク位置検出手段によって制御される時間、及び内燃機関をクランキングするように第1回転電機が始動手段によって制御される時間を含む。要求駆動力が所定の閾値になってから内燃機関の始動が完了するまでの始動期間中には、クランク位置制御手段及び始動手段の各々によって第1回転電機を動作させるため、バッテリからは第2回転電機に加えて第1回転電機に電力が供給される。また、始動期間中に要求駆動力が増大すると、バッテリから第2回転電機に供給される電力が増大する。   Particularly in the present invention, the predetermined threshold value is changed by the threshold value changing means. The threshold value changing means estimates the start time required for starting the internal combustion engine based on the crank position detected by the crank position detecting means, and the first and the second times from the battery when the start of the internal combustion engine is completed according to the estimated start time. The predetermined threshold is changed so that the electric power supplied to the second rotating electrical machine approaches the output limit of the battery. The “starting time” according to the present invention is the time when the starting of the internal combustion engine is completed from the time when the required driving force reaches a predetermined threshold (that is, the time when the internal combustion engine is in a complete explosion state where it can independently rotate continuously). The first rotating electrical machine is controlled by the crank position detecting means so that the crank position becomes the target crank position, and the first rotating electrical machine is controlled by the starting means so as to crank the internal combustion engine. Including time to be played. During the start-up period from when the required driving force reaches a predetermined threshold until the start-up of the internal combustion engine is completed, the first rotating electrical machine is operated by each of the crank position control means and the start means. Electric power is supplied to the first rotating electrical machine in addition to the rotating electrical machine. Further, when the required driving force increases during the start-up period, the electric power supplied from the battery to the second rotating electrical machine increases.

ここで仮に、バッテリから第1及び第2回転電機に供給される電力がバッテリの出力制限を超えないように、始動時間が最も長くなる場合(即ち、内燃機関の始動完了時に第1及び第2回転電機を動作させる電力が最も多く必要となる場合)を基準として、所定の閾値を一定の値に設定する場合には、始動時間が短いときに、バッテリの余剰電力が比較的大きい状態で内燃機関の始動が完了してしまう。   Here, suppose that the starting time is the longest so that the electric power supplied from the battery to the first and second rotating electrical machines does not exceed the output limit of the battery (that is, the first and second when the start of the internal combustion engine is completed). When the predetermined threshold value is set to a constant value with reference to the case where the most electric power is required to operate the rotating electrical machine), the internal combustion engine is operated with a relatively large surplus power of the battery when the starting time is short. The start of the engine is completed.

しかるに本発明では特に、前述したように、閾値変更手段は、クランク位置検出手段によって検出されたクランク位置に基づいて始動時間を推定し、該推定した始動時間に応じて、内燃機関の始動完了時にバッテリから第1及び第2回転電機に供給される電力がバッテリの出力制限に近づくように、所定の閾値を変更する。よって、内燃機関の始動期間中にバッテリから第1及び第2回転電機に供給される電力がバッテリの出力制限を超えないようにしつつ、所定の閾値を、始動時間が比較的短い場合には、比較的大きな値として設定し、始動時間が比較的長い場合には、比較的小さな値として設定することができる。従って、例えば、前述したように所定の閾値を一定の値に設定する場合と比較して、内燃機関から動力を出力させる時間(即ち、ハイブリッド車両がHV走行モードで走行する時間)を短くすることができる、言い換えれば、ハイブリッド車両がEV走行モードで走行する時間を長くすることができる。この結果、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。   However, in the present invention, particularly, as described above, the threshold value changing means estimates the starting time based on the crank position detected by the crank position detecting means, and when the start of the internal combustion engine is completed according to the estimated starting time. The predetermined threshold is changed so that the electric power supplied from the battery to the first and second rotating electrical machines approaches the output limit of the battery. Therefore, when the start time is relatively short while the electric power supplied from the battery to the first and second rotating electrical machines during the start-up period of the internal combustion engine does not exceed the output limit of the battery, If the start time is relatively long, it can be set as a relatively small value. Therefore, for example, as compared with the case where the predetermined threshold is set to a constant value as described above, the time during which power is output from the internal combustion engine (that is, the time during which the hybrid vehicle travels in the HV travel mode) is shortened. In other words, the time during which the hybrid vehicle travels in the EV travel mode can be lengthened. As a result, the fuel efficiency of the hybrid vehicle can be improved.

以上説明したように、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。   As described above, according to the hybrid vehicle control device of the present invention, the fuel efficiency of the hybrid vehicle can be improved.

本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。   The effect | action and other gain of this invention are clarified from the form for implementing invention demonstrated below.

第1実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram conceptually showing the configuration of a hybrid vehicle according to a first embodiment. 第1実施形態に係るエンジンの一断面構成を例示する模式図である。1 is a schematic view illustrating a cross-sectional configuration of an engine according to a first embodiment. 第1実施形態に係る走行モード切り替え時のエンジン始動制御の概略を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the outline of the engine starting control at the time of driving mode switching concerning 1st Embodiment. 第1実施形態に係る走行モード切り替え時のエンジン始動制御の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the engine starting control at the time of driving mode switching which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る、エンジン始動要求パワーを決定するためのマップの一例を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally an example of the map for determining engine starting request | requirement power based on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るマップが規定する始動前クランク角とエンジン始動要求パワーとの関係を説明するためのグラフ(その1)である。It is the graph (the 1) for demonstrating the relationship between the crank angle before start which the map which concerns on 1st Embodiment prescribes | regulates, and engine starting request | requirement power. 第1実施形態に係るマップが規定する始動前クランク角とエンジン始動要求パワーとの関係を説明するためのグラフ(その2)である。It is a graph (the 2) for demonstrating the relationship between the crank angle before start which the map which concerns on 1st Embodiment prescribes | regulates, and engine starting request | requirement power. 比較例に係る走行モード切り替え時のエンジン始動制御を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the engine starting control at the time of the drive mode switch which concerns on a comparative example.

以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

<第1実施形態>
第1実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置について、図1から図7を参照して説明する。
<First Embodiment>
A hybrid vehicle control device according to a first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 7.

先ず、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置が適用されたハイブリッド車両の全体構成について、図1を参照して説明する。   First, an overall configuration of a hybrid vehicle to which the hybrid vehicle control device according to the present embodiment is applied will be described with reference to FIG.

図1は、本実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に示す概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram conceptually showing the configuration of the hybrid vehicle according to the present embodiment.

図1において、本実施形態に係るハイブリッド車両10は、ECU(Electronic Control Unit)100、エンジン200、モータジェネレータMG1、モータジェネレータMG2、動力分割機構300、PCU(Power Control Unit)400、バッテリ500、車速センサ12、アクセル開度センサ13、減速機構30、車軸40及び車輪50を備えている。   In FIG. 1, a hybrid vehicle 10 according to this embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 100, an engine 200, a motor generator MG1, a motor generator MG2, a power split mechanism 300, a PCU (Power Control Unit) 400, a battery 500, a vehicle speed. A sensor 12, an accelerator opening sensor 13, a speed reduction mechanism 30, an axle 40 and wheels 50 are provided.

ECU100は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等を備え、ハイブリッド車両10の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットである。ECU100は、例えばROM等に格納された制御プログラムに従って、ハイブリッド車両10における各種制御を実行可能に構成されている。ECU100は、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」の一例として機能する。具体的には、ECU100は、本発明に係る「始動手段」、「クランク位置制御手段」及び「閾値変更手段」の各々の一例として機能する。   The ECU 100 is an electronic control unit that includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like, and is configured to be able to control the entire operation of the hybrid vehicle 10. The ECU 100 is configured to be able to execute various controls in the hybrid vehicle 10 according to a control program stored in a ROM or the like, for example. The ECU 100 functions as an example of a “hybrid vehicle control device” according to the present invention. Specifically, the ECU 100 functions as an example of each of “starting means”, “crank position control means”, and “threshold changing means” according to the present invention.

エンジン200は、本発明に係る「内燃機関」の一例としてのガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両10の動力源として機能するように構成されている。ここで、図2を参照して、エンジン200の詳細な構成について説明する。   The engine 200 is a gasoline engine as an example of the “internal combustion engine” according to the present invention, and is configured to function as a power source of the hybrid vehicle 10. Here, the detailed configuration of the engine 200 will be described with reference to FIG.

図2は、エンジン200の一断面構成を例示する模式図である。尚、本発明に係る「内燃機関」とは、例えば2サイクル又は4サイクルレシプロエンジン等を含み、少なくとも一の気筒を有し、当該気筒内部の燃焼室において、例えばガソリン、軽油或いはアルコール等の各種燃料を含む混合気が燃焼した際に発生する力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランクシャフト等の物理的又は機械的な伝達手段を適宜介して駆動力として取り出すことが可能に構成された機関を包括する概念である。係る概念を満たす限りにおいて、本発明に係る「内燃機関」の構成は、エンジン200のものに限定されず各種の態様を有してよい。   FIG. 2 is a schematic view illustrating a cross-sectional configuration of the engine 200. The “internal combustion engine” according to the present invention includes, for example, a two-cycle or four-cycle reciprocating engine, and has at least one cylinder. In the combustion chamber inside the cylinder, various types such as gasoline, light oil, or alcohol are used. An engine configured to be able to take out the force generated when the air-fuel mixture containing fuel burns as a driving force through a physical or mechanical transmission means such as a piston, a connecting rod, and a crankshaft, as appropriate. It is a comprehensive concept. As long as such a concept is satisfied, the configuration of the “internal combustion engine” according to the present invention is not limited to that of the engine 200 and may have various aspects.

図2において、エンジン200は、気筒201内において燃焼室に点火プラグ(符号省略)の一部が露出してなる点火装置202による点火動作を介して混合気を燃焼せしめると共に、係る燃焼による爆発力に応じて生じるピストン203の往復運動を、コネクティングロッド204を介して、クランクシャフト205の回転運動に変換することが可能に構成されている。   In FIG. 2, an engine 200 burns an air-fuel mixture through an ignition operation by an ignition device 202 in which a part of a spark plug (not shown) is exposed in a combustion chamber in a cylinder 201, and an explosive force due to such combustion. The reciprocating motion of the piston 203 that occurs in response to the above is converted into the rotational motion of the crankshaft 205 via the connecting rod 204.

クランクシャフト205の近傍には、本発明に係る「クランク位置検出手段」の一例としてのクランクポジションセンサ206が設けられている。クランクポジションセンサ206は、クランクシャフト205の回転位置、即ち、クランク角を検出可能に構成されたセンサである。このクランクポジションセンサ206は、ECU100(図1参照)と電気的に接続されており、検出されたクランク角は、ECU100によって一定又は不定の周期で把握される構成となっている。   In the vicinity of the crankshaft 205, a crank position sensor 206 as an example of the “crank position detecting means” according to the present invention is provided. The crank position sensor 206 is a sensor configured to be able to detect the rotational position of the crankshaft 205, that is, the crank angle. The crank position sensor 206 is electrically connected to the ECU 100 (see FIG. 1), and the detected crank angle is grasped by the ECU 100 at a constant or indefinite period.

尚、エンジン200は、紙面と垂直な方向に4本の気筒201が直列に配されてなる直列4気筒エンジンであるが、個々の気筒201の構成は相互に等しいため、図2においては一の気筒201についてのみ説明を行うこととする。また、本発明に係る「内燃機関」における気筒数及び各気筒の配列形態は、前述した概念を満たす範囲でエンジン200のものに限定されず多様な態様を採り得、例えば、6気筒、8気筒或いは12気筒エンジンであってもよいし、V型、水平対向型等であってもよい。   The engine 200 is an in-line four-cylinder engine in which four cylinders 201 are arranged in series in a direction perpendicular to the paper surface. However, since the configurations of the individual cylinders 201 are equal to each other, in FIG. Only the cylinder 201 will be described. Further, the number of cylinders and the arrangement form of each cylinder in the “internal combustion engine” according to the present invention are not limited to those of the engine 200 as long as the above-described concept is satisfied, and may take various forms, for example, 6 cylinders, 8 cylinders Alternatively, a 12-cylinder engine may be used, or a V-type, a horizontally opposed type, or the like may be used.

エンジン200において、外部から吸入された空気は吸気管207を通過し、吸気ポート210を介して吸気バルブ211の開弁時に気筒201内部へ導かれる。一方、吸気ポート210には、インジェクタ212の燃料噴射弁が露出しており、吸気ポート210に対し燃料を噴射することが可能な構成となっている。インジェクタ212から噴射された燃料は、吸気バルブ211の開弁時期に前後して吸入空気と混合され、前述した混合気となる。   In the engine 200, air sucked from the outside passes through the intake pipe 207 and is guided into the cylinder 201 through the intake port 210 when the intake valve 211 is opened. On the other hand, the fuel injection valve of the injector 212 is exposed at the intake port 210, so that fuel can be injected into the intake port 210. The fuel injected from the injector 212 is mixed with the intake air before and after the opening timing of the intake valve 211 to become the above-described mixture.

燃料は、図示せぬ燃料タンクに貯留されており、図示せぬフィードポンプの作用により、図示せぬデリバリパイプを介してインジェクタ212に供給される構成となっている。気筒201内部で燃焼した混合気は排気となり、吸気バルブ211の開閉に連動して開閉する排気バルブ213の開弁時に排気ポート214を介して排気管215に導かれる。   The fuel is stored in a fuel tank (not shown), and is supplied to the injector 212 via a delivery pipe (not shown) by the action of a feed pump (not shown). The air-fuel mixture combusted inside the cylinder 201 becomes exhaust, and is led to the exhaust pipe 215 via the exhaust port 214 when the exhaust valve 213 that opens and closes in conjunction with the opening and closing of the intake valve 211 is opened.

一方、吸気管207における、吸気ポート210の上流側には、図示せぬクリーナを経て導かれた吸入空気に係る吸入空気量を調節可能なスロットルバルブ208が配設されている。このスロットルバルブ208は、ECU100と電気的に接続されたスロットルバルブモータ209によってその駆動状態が制御される構成となっている。尚、ECU100は、基本的には不図示のアクセルペダルの開度(以下「アクセル開度」と適宜称する)に応じたスロットル開度が得られるようにスロットルバルブモータ209を制御するが、スロットルバルブモータ209の動作制御を介してドライバ(運転者)の意思を介在させることなくスロットル開度を調整することも可能である。即ち、スロットルバルブ208は、一種の電子制御式スロットルバルブとして構成されている。   On the other hand, on the upstream side of the intake port 210 in the intake pipe 207, a throttle valve 208 capable of adjusting the intake air amount related to the intake air guided through a cleaner (not shown) is disposed. The throttle valve 208 is configured such that its drive state is controlled by a throttle valve motor 209 electrically connected to the ECU 100. The ECU 100 basically controls the throttle valve motor 209 so as to obtain a throttle opening corresponding to the opening of an accelerator pedal (not shown) (hereinafter referred to as “accelerator opening” as appropriate). It is also possible to adjust the throttle opening degree without the intention of the driver (driver) via the operation control of the motor 209. That is, the throttle valve 208 is configured as a kind of electronically controlled throttle valve.

排気管215には、三元触媒216が設置されている。三元触媒216は、エンジン200から排出される排気中のNOx(窒素酸化物)を還元すると同時に、排気中のCO(一酸化炭素)及びHC(炭化水素)を酸化可能に構成された触媒装置である。尚、触媒装置の採り得る形態は、このような三元触媒に限定されず、例えば三元触媒に代えて或いは加えて、NSR触媒(NOx吸蔵還元触媒)或いは酸化触媒の各種触媒が設置されていてもよい。   A three-way catalyst 216 is installed in the exhaust pipe 215. The three-way catalyst 216 is configured to reduce NOx (nitrogen oxides) in the exhaust discharged from the engine 200 and at the same time to oxidize CO (carbon monoxide) and HC (hydrocarbon) in the exhaust. It is. In addition, the form which a catalyst apparatus can take is not limited to such a three-way catalyst, For example, instead of or in addition to the three-way catalyst, various catalysts such as an NSR catalyst (NOx storage reduction catalyst) or an oxidation catalyst are installed. May be.

排気管215には、エンジン200の排気空燃比を検出することが可能に構成された空燃比センサ217が設置されている。更に、気筒201を収容するシリンダブロックに設置されたウォータージャケットには、エンジン200を冷却するために循環供給される冷却水(LLC)に係る冷却水温を検出するための水温センサ218が配設されている。これら空燃比センサ217及び水温センサ218は、夫々ECU100と電気的に接続されており、検出された空燃比及び冷却水温は、夫々ECU100により一定又は不定の検出周期で把握される構成となっている。   An air-fuel ratio sensor 217 configured to be able to detect the exhaust air-fuel ratio of the engine 200 is installed in the exhaust pipe 215. Further, a water temperature sensor 218 for detecting the cooling water temperature related to the cooling water (LLC) circulated and supplied to cool the engine 200 is disposed in the water jacket installed in the cylinder block that houses the cylinder 201. ing. The air-fuel ratio sensor 217 and the water temperature sensor 218 are electrically connected to the ECU 100, and the detected air-fuel ratio and cooling water temperature are grasped by the ECU 100 at a constant or indefinite detection cycle. .

図1に戻り、モータジェネレータMG1は、本発明に係る「第1回転電機」の一例としての電動発電機であり、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを有している。モータジェネレータMG1は、バッテリ500を充電するための発電機或いはモータジェネレータMG2に電力を供給するための発電機、及びエンジン200をクランキングするための電動機として機能するように構成されている。   Returning to FIG. 1, the motor generator MG1 is a motor generator as an example of the “first rotating electrical machine” according to the present invention, and converts a power running function that converts electrical energy into kinetic energy, and converts kinetic energy into electrical energy. It has a regeneration function. Motor generator MG1 is configured to function as a generator for charging battery 500 or a generator for supplying electric power to motor generator MG2 and an electric motor for cranking engine 200.

モータジェネレータMG2は、本発明に係る「第2回転電機」の一例としての電動発電機であり、モータジェネレータMG1と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能と有している。モータジェネレータMG2は、主としてエンジン200の出力をアシスト(補助)する電動機として機能するように構成され、デファレンシャル等各種減速ギア装置を含む減速機構30を介して車軸40に動力を伝達することができるように構成されている。車軸40は、ハイブリッド車両10の駆動輪である車輪50に連結されている。   The motor generator MG2 is a motor generator as an example of the “second rotating electrical machine” according to the present invention. Like the motor generator MG1, the motor generator MG2 converts a power running function into kinetic energy, and converts the kinetic energy into electrical energy. Has regenerative function to convert. The motor generator MG2 is mainly configured to function as an electric motor that assists (supplements) the output of the engine 200, and can transmit power to the axle 40 via the reduction mechanism 30 including various reduction gear devices such as a differential. It is configured. The axle 40 is connected to wheels 50 that are drive wheels of the hybrid vehicle 10.

尚、前述したモータジェネレータMG1及びMG2は、例えば同期電動発電機として構成され、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える構成を有するが、他の構成を有していてもよい。   The motor generators MG1 and MG2 described above are configured as, for example, synchronous motor generators. For example, the motor generators MG1 and MG2 include a rotor having a plurality of permanent magnets on an outer peripheral surface, and a stator wound with a three-phase coil that forms a rotating magnetic field. Although it has the structure with which it comprises, it may have another structure.

PCU400は、バッテリ500から取り出した直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータMG1及びMG2に供給すると共に、モータジェネレータMG1及びMG2によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ500に供給することが可能に構成されたインバータ等を含み、バッテリ500と各モータジェネレータとの間の電力の入出力を個別に制御することが可能に構成された制御ユニットである。PCU400は、ECU100と電気的に接続されており、ECU100によってその動作が制御される構成となっている。   PCU 400 converts DC power extracted from battery 500 into AC power and supplies it to motor generators MG1 and MG2, and also converts AC power generated by motor generators MG1 and MG2 into DC power and supplies it to battery 500. This is a control unit that includes an inverter or the like that is configured to be capable of individually controlling power input / output between the battery 500 and each motor generator. The PCU 400 is electrically connected to the ECU 100, and its operation is controlled by the ECU 100.

バッテリ500は、モータジェネレータMG1及びMG2を力行するための電力に係る電力供給源として機能する充電可能な蓄電池である。   Battery 500 is a rechargeable storage battery that functions as a power supply source related to power for powering motor generators MG1 and MG2.

動力分割機構300は、エンジン200の出力をモータジェネレータMG1及び車軸40に分配することが可能に構成されたプラネタリギア(遊星歯車機構)である。例えば、動力分割機構300は、中心部に設けられた、サンギアと、サンギアの外周に同心円状に設けられたリングギアと、サンギアとリングギアとの間に配置されてサンギアの外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギアと、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支するキャリアとを備えている。サンギアは、モータジェネレータMG1のロータに、その回転軸を共有する形で連結されて、その回転数はモータジェネレータMG1の回転数と等価となる。また、リングギアは、減速機構11を介して車軸40に連結され、その回転数は、車軸40の回転数と等価となる。更に、キャリアは、エンジン200のクランクシャフト205に連結され、その回転数は、エンジン200の回転数と等価となる。この場合、動力分割機構300は、相互に差動関係にある複数の回転要素を備えた回転二自由度の遊星歯車機構であり、サンギア、キャリア及びリングギアのうち二要素の回転数が定まった場合に、残余の一回転要素の回転数が必然的に定まる。   Power split device 300 is a planetary gear (planetary gear mechanism) configured to be able to distribute the output of engine 200 to motor generator MG1 and axle 40. For example, the power split mechanism 300 is disposed between a sun gear provided at the center, a ring gear provided concentrically on the outer periphery of the sun gear, and the sun gear and the ring gear, while rotating on the outer periphery of the sun gear. A plurality of revolving pinion gears and a carrier that supports the rotation shaft of each pinion gear are provided. The sun gear is coupled to the rotor of motor generator MG1 so as to share its rotational axis, and the rotational speed thereof is equivalent to the rotational speed of motor generator MG1. Further, the ring gear is connected to the axle 40 via the speed reduction mechanism 11, and the rotational speed thereof is equivalent to the rotational speed of the axle 40. Further, the carrier is connected to the crankshaft 205 of the engine 200, and the rotational speed thereof is equivalent to the rotational speed of the engine 200. In this case, the power split mechanism 300 is a planetary gear mechanism having a plurality of rotational elements having a differential relationship with each other, and has two rotational degrees of freedom, and the rotational speed of two elements of the sun gear, the carrier, and the ring gear is determined. In some cases, the number of rotations of the remaining one rotation element is inevitably determined.

車速センサ12は、ハイブリッド車両10の車速を検出することが可能に構成されたセンサである。車速センサ12は、ECU100と電気的に接続されており、検出された車速は、ECU100によって一定又は不定の周期で把握される構成となっている。   The vehicle speed sensor 12 is a sensor configured to be able to detect the vehicle speed of the hybrid vehicle 10. The vehicle speed sensor 12 is electrically connected to the ECU 100, and the detected vehicle speed is grasped by the ECU 100 at a constant or indefinite period.

アクセル開度センサ13、ハイブリッド車両10に備わる不図示のアクセルペダルのアクセル開度を検出可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ13は、ECU100と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度は、ECU100により一定又は不定の周期で把握される構成となっている。   The accelerator opening sensor 13 is a sensor configured to be able to detect the accelerator opening of an accelerator pedal (not shown) provided in the hybrid vehicle 10. The accelerator opening sensor 13 is electrically connected to the ECU 100, and the detected accelerator opening is grasped by the ECU 100 at a constant or indefinite period.

次に、ECU100により実行される、走行モード切り替え時のエンジン始動制御の概略について、図3を参照して説明する。   Next, an outline of the engine start control that is executed by the ECU 100 when the travel mode is switched will be described with reference to FIG.

図3は、走行モード切り替え時のエンジン始動制御の概略を説明するためのグラフである。   FIG. 3 is a graph for explaining an outline of engine start control at the time of traveling mode switching.

図3において、ハイブリッド車両10は、走行モードとして、EV走行モードとHV走行モードとを有している。EV走行モードは、エンジン200が停止した状態でモータジェネレータMG2からの動力により走行する走行モードである。HV走行モードは、エンジン200及びモータジェネレータMG2からの動力により走行する走行モードである。ECU100は、ハイブリッド車両10に要求される要求駆動力(即ち、車軸40に出力すべき駆動力)が比較的低い場合には、走行モードをEV走行モードに設定し、要求駆動力が比較的高い場合には、走行モードをHV走行モードに設定する。図3には、ハイブリッド車両10が停止した状態から加速する際に要求駆動力が経時的に増大し、走行モードがEV走行モードからHV走行モードに切り替えられる例が示されている。ECU100は、アクセル開度センサ13によって検出されるアクセル開度、及び車速センサ12によって検出される車速に基づいて要求駆動力を特定する。   In FIG. 3, the hybrid vehicle 10 has an EV travel mode and an HV travel mode as travel modes. EV travel mode is a travel mode in which the vehicle travels with the power from motor generator MG2 while engine 200 is stopped. The HV travel mode is a travel mode in which the vehicle travels with power from the engine 200 and the motor generator MG2. When the required driving force required for hybrid vehicle 10 (that is, the driving force to be output to axle 40) is relatively low, ECU 100 sets the traveling mode to the EV traveling mode, and the required driving force is relatively high. In this case, the traveling mode is set to the HV traveling mode. FIG. 3 shows an example in which the required driving force increases with time when the hybrid vehicle 10 is accelerated from a stopped state, and the traveling mode is switched from the EV traveling mode to the HV traveling mode. The ECU 100 specifies the required driving force based on the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor 13 and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 12.

ECU100は、ハイブリッド車両10の加速時に要求駆動力が増大し、エンジン始動要求パワーに達した時点t1で、エンジン200を始動させるためのエンジン始動制御を開始する。ここで、エンジン始動要求パワーは、本発明に係る「所定の閾値」の一例であり、エンジン始動制御を開始すべき要求駆動力の値として、例えばモータジェネレータMG2が出力可能な動力、バッテリ500の出力制限Wout(即ち、バッテリ500の放電が許容される電力の最大値)などを考慮してEUC100によって設定される。尚、後述するように、エンジン始動要求パワーは、エンジン200の停止中にクランクポジションセンサ206によって検出されるクランク角と、図5に示すマップMとに基づいてECU100によって決定される。   The ECU 100 starts engine start control for starting the engine 200 at a time point t1 when the required driving force increases during the acceleration of the hybrid vehicle 10 and reaches the engine start required power. Here, the engine start required power is an example of a “predetermined threshold value” according to the present invention. As a value of the required driving force at which engine start control should be started, for example, the power that can be output by the motor generator MG2, the battery 500 It is set by the EUC 100 in consideration of the output limit Wout (that is, the maximum value of the power that is allowed to discharge the battery 500). As will be described later, the engine start required power is determined by the ECU 100 based on the crank angle detected by the crank position sensor 206 while the engine 200 is stopped and the map M shown in FIG.

ECU100は、エンジン始動制御として、エンジン200をクランキングするようにモータジェネレータMG1を制御するクランキング制御を行う。更に、本実施形態では、ECU100は、クランキング制御を行う前に、クランクポジションセンサ206によって検出されたクランク角に基づいて、クランクシャフト205のクランク角が目標クランク角となるようにモータジェネレータMG1を制御するクランク角位置合わせ制御を行う。ここで、目標クランク角は、本発明に係る「目標クランク位置」の一例であり、エンジン200の回転数が共振帯を通過する際に発生するフロア振動を抑制可能なクランク角として予め実験などに基づいて設定されている。よって、クランキング制御を行う前に、クランク角位置合わせ制御を行うことにより、エンジン200のクランキング時の振動を低減することができる。   ECU 100 performs cranking control for controlling motor generator MG1 to crank engine 200 as engine start control. Further, in the present embodiment, ECU 100 controls motor generator MG1 so that the crank angle of crankshaft 205 becomes the target crank angle based on the crank angle detected by crank position sensor 206 before cranking control. Crank angle alignment control is performed. Here, the target crank angle is an example of the “target crank position” according to the present invention, and it is experimentally determined beforehand as a crank angle capable of suppressing floor vibration that occurs when the rotation speed of the engine 200 passes through the resonance band. Is set based on. Therefore, by performing crank angle alignment control before cranking control, vibration during cranking of engine 200 can be reduced.

即ち、ECU100は、要求駆動力が増大してエンジン始動要求パワーになったときには、エンジン始動制御として、先ず、クランク角位置合わせ制御を行い、次に、クランキング制御を行う。尚、ECU100は、エンジン始動制御として、クランク角位置合わせ制御及びクランキング制御に加えて、燃料噴射制御や点火時期制御も行う。   That is, when the required driving force increases to the engine start required power, the ECU 100 first performs crank angle alignment control as engine start control, and then performs cranking control. The ECU 100 also performs fuel injection control and ignition timing control in addition to crank angle alignment control and cranking control as engine start control.

エンジン始動制御によりエンジン200の始動が完了した時点(即ち、エンジン200が自立して連続回転可能な完爆状態となった時点)t2で、ECU100は、走行モードをEV走行モードからHV走行モードに切り替える。   The ECU 100 changes the travel mode from the EV travel mode to the HV travel mode at the time t2 when the engine 200 is completely started by the engine start control (that is, when the engine 200 is in a self-sustained and complete explosion state). Switch.

前述したように、ECU100は、エンジン始動制御として、クランク角位置合わせ制御及びクランキング制御を行うので、要求駆動力がエンジン始動要求パワーに達した時点t1からエンジン200の始動が完了する時点t2までの時間であるエンジン始動時間には、クランク角位置合わせ制御を行う時間及びクランキング制御を行う時間が含まれる。   As described above, since ECU 100 performs crank angle alignment control and cranking control as engine start control, from time t1 when the required driving force reaches the engine start required power to time t2 when the start of engine 200 is completed. The engine start time, which is the time, includes the time for performing crank angle alignment control and the time for performing cranking control.

次に、ECU100により実行される、走行モード切り替え時のエンジン始動制御について、図4から図7を参照して詳細に説明する。尚、以下では、ハイブリッド車両10が停止した状態から加速する際に要求駆動力が経時的に増大し、走行モードがEV走行モードからHV走行モードに切り替えられる場合について説明する。   Next, engine start control that is executed by the ECU 100 when the travel mode is switched will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 7. Hereinafter, a case will be described in which the required driving force increases with time when the hybrid vehicle 10 accelerates from a stopped state, and the traveling mode is switched from the EV traveling mode to the HV traveling mode.

図4は、走行モード切り替え時のエンジン始動制御の流れを示すフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart showing a flow of engine start control at the time of traveling mode switching.

図4において、ハイブリッド車両10がEV走行モードで走行中に、先ず、クランク角が検出される(ステップS110)。具体的には、ECU100は、エンジン200の停止中にクランクポジションセンサ206によって検出されたクランクシャフト205のクランク角(以下「始動前クランク角」と適宜称する)を、クランクポジションセンサ206から取得する。   In FIG. 4, when the hybrid vehicle 10 is traveling in the EV traveling mode, first, a crank angle is detected (step S110). Specifically, ECU 100 acquires from crank position sensor 206 the crank angle of crankshaft 205 (hereinafter referred to as “pre-start crank angle” as appropriate) detected by crank position sensor 206 while engine 200 is stopped.

次に、ECU100は、図5に示すようなマップMを参照してエンジン始動要求パワーを決定する(ステップS120)。   Next, the ECU 100 determines the engine start request power with reference to a map M as shown in FIG. 5 (step S120).

図5は、エンジン始動要求パワーを決定するためのマップの一例を概念的に示す図である。   FIG. 5 is a diagram conceptually illustrating an example of a map for determining the engine start required power.

図5において、マップMは、始動前クランク角とエンジン始動要求パワーとの関係を規定するマップである。   In FIG. 5, a map M is a map that defines the relationship between the crank angle before start and the engine start required power.

マップMでは、始動前クランク角が目標クランク角に近いほどエンジン始動要求パワーが大きくなるように(言い換えれば、始動前クランク角が目標クランク角から遠いほどエンジン始動要求パワーが小さくなるように)、始動前クランク角とエンジン始動要求パワーとの関係が規定されている。尚、図5の例では、目標クランク角は、0°ATDC及び180°ATDC(=−180°ATDC)に設定されている。   In the map M, the engine start required power increases as the pre-start crank angle is closer to the target crank angle (in other words, the engine start required power decreases as the pre-start crank angle is farther from the target crank angle). The relationship between the crank angle before start and the engine start required power is defined. In the example of FIG. 5, the target crank angle is set to 0 ° ATDC and 180 ° ATDC (= −180 ° ATDC).

よって、ECU100は、始動前クランク角が目標クランク角に近いほどエンジン始動要求パワーを大きな値として決定し、始動前クランク角が目標クランク角から遠いほどエンジン始動要求パワーを小さな値として決定する。   Therefore, the ECU 100 determines the engine start required power as a larger value as the pre-start crank angle is closer to the target crank angle, and determines the engine start required power as a smaller value as the pre-start crank angle is farther from the target crank angle.

ここで、マップMが規定する始動前クランク角とエンジン始動要求パワーとの関係について、図6及び図7を参照して詳細に説明する。   Here, the relationship between the crank angle before start defined by the map M and the engine start required power will be described in detail with reference to FIGS.

図6及び図7は、マップMが規定する始動前クランク角とエンジン始動要求パワーとの関係を説明するためのグラフである。図6には、始動前クランク角が目標クランク角に比較的近く、エンジン始動時間が比較的短い場合のエンジン始動要求パワーが示されている。図7には、始動前クランク角が目標クランク角から比較的遠く、エンジン始動時間が比較的長い場合のエンジン始動要求パワーが示されている。   6 and 7 are graphs for explaining the relationship between the pre-start crank angle defined by the map M and the engine start required power. FIG. 6 shows the engine start required power when the crank angle before start is relatively close to the target crank angle and the engine start time is relatively short. FIG. 7 shows the engine start required power when the crank angle before start is relatively far from the target crank angle and the engine start time is relatively long.

図5に示したマップMは、図6及び図7に示すように、エンジン200の始動完了時にバッテリ500からモータジェネレータMG1及びMG2に供給される電力(即ち、モータジェネレータMG1がエンジン200をクランキングするのに要する電力であるエンジン始動パワーとモータジェネレータMG2が要求駆動力を出力するのに要する電力との和)がバッテリ500の出力制限Woutに殆ど一致するように、エンジン始動要求パワーを規定している。尚、図6では、エンジン始動時間が時間T1であり、エンジン始動要求パワーが値P1であり、要求駆動力がエンジン始動要求パワーに達する時点が時点t11であり、エンジン200の始動が完了する時点が時点12である。図7では、エンジン始動時間が時間T2(但し、時間T1よりも長い時間)であり、エンジン始動要求パワーが値P2(但し、値P1よりも小さい)であり、要求駆動力がエンジン始動要求パワーに達する時点が時点t21であり、エンジン200の始動が完了する時点が時点22である。   As shown in FIGS. 6 and 7, the map M shown in FIG. 5 includes electric power supplied from the battery 500 to the motor generators MG <b> 1 and MG <b> 2 when the engine 200 is started (that is, the motor generator MG <b> 1 cranks the engine 200. The engine start required power is defined so that the sum of the engine start power, which is the power required for the engine generator MG2, and the power required for the motor generator MG2 to output the required drive force is almost equal to the output limit Wout of the battery 500. ing. In FIG. 6, the engine start time is time T1, the engine start request power is the value P1, the time when the required driving force reaches the engine start request power is time t11, and the time when the start of the engine 200 is completed. Is time 12. In FIG. 7, the engine start time is time T2 (however longer than time T1), the engine start required power is value P2 (however, smaller than value P1), and the required driving force is the engine start required power. Is a time point t21, and a time point when the start of the engine 200 is completed is a time point 22.

より具体的には、マップMは、以下のようにして予め作成され、ECU100のROM内に記憶されている。   More specifically, the map M is created in advance as described below and stored in the ROM of the ECU 100.

先ず、始動前クランク角毎にエンジン始動時間を例えば実験等に基づいて推定する。エンジン始動時間は、始動前クランク角と目標クランク角との差が大きいほど、クランク角位置合わせ制御に要する時間が長くなるため長くなり、始動前クランク角と目標クランク角との差が小さいほどクランク角位置合わせ制御に要する時間が短くなるため短くなる。この推定したエンジン始動時間毎に、エンジン200の始動完了時にバッテリ500からモータジェネレータMG1及びMG2に供給される電力がバッテリ500の出力制限Woutに殆ど一致するようなエンジン始動要求パワーを求める。このように、始動前クランク角毎に、エンジン始動時間を推定し、この推定したエンジン始動時間に応じてエンジン始動要求パワーを予め求めることでマップMが作成されている。   First, the engine start time is estimated based on, for example, experiments for each crank angle before start. The engine start time increases as the difference between the pre-start crank angle and the target crank angle increases, and the time required for the crank angle alignment control increases, and the engine start time increases as the difference between the pre-start crank angle and the target crank angle decreases. Since the time required for the corner alignment control is shortened, it is shortened. For each estimated engine start time, an engine start request power is determined such that the power supplied from the battery 500 to the motor generators MG1 and MG2 when the start of the engine 200 is completed substantially matches the output limit Wout of the battery 500. In this way, the map M is created by estimating the engine start time for each pre-start crank angle and obtaining the engine start required power in advance according to the estimated engine start time.

図4に戻り、マップMを参照してエンジン始動要求パワーを決定した(ステップS120)後には、始動要求があるか否かが判定される(ステップS130)。即ち、ECU100は、エンジン始動要求パワーを決定した後、要求駆動力が、決定したエンジン始動要求パワーに達したか否かを判定する。   Returning to FIG. 4, after determining the engine start request power with reference to the map M (step S120), it is determined whether or not there is a start request (step S130). In other words, after determining the engine start request power, ECU 100 determines whether the requested driving force has reached the determined engine start request power.

始動要求があると判定された場合、即ち、要求駆動力がエンジン始動要求パワーに達したと判定された場合には(ステップS130:Yes)、ECU100は、クランク角位置合わせ制御を行う(ステップS140)。即ち、ECU100は、始動前クランク角に基づいて、クランクシャフト205のクランク角が目標クランク角となるようにモータジェネレータMG1を制御する。   When it is determined that there is a start request, that is, when it is determined that the required driving force has reached the engine start request power (step S130: Yes), the ECU 100 performs crank angle alignment control (step S140). ). That is, ECU 100 controls motor generator MG1 based on the crank angle before starting so that the crank angle of crankshaft 205 becomes the target crank angle.

次に、ECU100は、クランキング制御を行うことによりエンジン200を始動させる(S150)。エンジン200が始動すると、走行モードがEV走行からHV走行モードに切り替えられて、ハイブリッド車両10はHV走行モードで走行する。   Next, the ECU 100 starts the engine 200 by performing cranking control (S150). When engine 200 is started, the travel mode is switched from EV travel to HV travel mode, and hybrid vehicle 10 travels in HV travel mode.

他方、始動要求がないと判定された場合、即ち、要求駆動力がエンジン始動要求パワーにまだ達していないと判定された場合には(ステップS130:No)、ECU100は、エンジン始動制御を行わない。これにより、エンジン200は停止された状態のまま維持され、ハイブリッド車両10はEV走行モードで走行する。   On the other hand, when it is determined that there is no start request, that is, when it is determined that the required driving force has not yet reached the engine start request power (step S130: No), the ECU 100 does not perform engine start control. . Thereby, engine 200 is maintained in a stopped state, and hybrid vehicle 10 travels in the EV travel mode.

次に、本実施形態における走行モード切り替え時のエンジン始動制御による効果について、図6及び図7を参照して説明を加える。   Next, the effect by the engine start control at the time of driving mode switching in this embodiment will be described with reference to FIGS.

図6及び図7において、本実施形態では特に、ECU100は、前述したように、始動前クランク角が目標クランク角に近いほど(即ち、推定されるエンジン始動時間が短いほど)エンジン始動要求パワーを大きな値として決定し、始動前クランク角が目標クランク角から遠いほど(即ち、推定されるエンジン始動時間が長いほど)エンジン始動要求パワーを小さな値として決定する。ここで、更に、ECU100は、前述したように、エンジン200の始動完了時にバッテリ500からモータジェネレータMG1及びMG2に供給される電力がバッテリ500の出力制限Woutに殆ど一致するように決定する。   6 and 7, particularly in the present embodiment, as described above, the ECU 100 increases the required engine start power as the pre-start crank angle is closer to the target crank angle (that is, the estimated engine start time is shorter). The engine start request power is determined as a smaller value as the pre-start crank angle is farther from the target crank angle (that is, the estimated engine start time is longer). Further, as described above, ECU 100 determines that the electric power supplied from battery 500 to motor generators MG1 and MG2 when starting engine 200 is almost matched with output limit Wout of battery 500.

即ち、ECU100は、始動クランク角に基づいて推定されるエンジン始動時間の長さに応じて、エンジン始動完了時のバッテリ500の余剰バッテリパワー(即ち、バッテリ500からモータジェネレータMG1及びMG2に供給される電力と出力制限Woutと差)が殆どゼロとなるようにエンジン始動要求パワーを変更する。   That is, ECU 100 supplies the surplus battery power of battery 500 at the time of completion of engine start (ie, battery 500 to motor generators MG1 and MG2) according to the length of engine start time estimated based on the start crank angle. The engine start request power is changed so that the difference between the electric power and the output limit Wout becomes almost zero.

よって、例えばエンジン始動要求パワーを一定の値に設定する場合(即ち、エンジン始動要求パワーを、固定された固定値として設定して変更しない場合)と比較して、エンジン200から動力を出力させる時間(即ち、ハイブリッド車両10がHV走行モードで走行する時間)を短くすることができる、言い換えれば、ハイブリッド車両10がEV走行モードで走行する時間を長くすることができる。この結果、ハイブリッド車両10の燃費を向上させることができる。   Therefore, for example, compared with a case where the engine start request power is set to a constant value (that is, when the engine start request power is set as a fixed fixed value and is not changed), the time for outputting the power from the engine 200 is as follows. That is, the time during which the hybrid vehicle 10 travels in the HV travel mode can be shortened, in other words, the time during which the hybrid vehicle 10 travels in the EV travel mode can be lengthened. As a result, the fuel efficiency of the hybrid vehicle 10 can be improved.

図8は、比較例に係る走行モード切り替え時のエンジン始動制御を説明するためのグラフである。   FIG. 8 is a graph for explaining engine start control at the time of driving mode switching according to the comparative example.

図8に示す比較例では、エンジン始動要求パワーが一定の値に設定されている。この場合には、要求駆動力がエンジン始動要求パワーに達する時点(言い換えれば、エンジン始動制御が開始される時点)は、エンジン始動時間が異なっても同じであり、エンジンの始動が完了する時点は、エンジン始動時間が短いほど早くなる。図8には、エンジン始動時間が時間T3である場合とエンジン始動時間が時間T4である場合とが示されている。時間T4は、始動前クランク角に基づいて推定されるエンジン始動時間のうち最長の時間である。時間T3は時間T4よりも短い。要求駆動力がエンジン始動要求パワーに達する時点は、エンジン始動時間が時間T3である場合と時間T4である場合のいずれの場合も時点t31である。エンジン始動時間が時間T3である場合には、エンジンの始動が完了する時点は時点t32であり、エンジン始動時間が時間T4である場合には、エンジンの始動が完了する時点は、時点t32によりも遅い時点t33である。また、この比較例では、エンジン始動時間が時間T4である場合においてエンジンの始動が完了する時点で余剰バッテリパワーがゼロとなるようにエンジン始動要求パワーが設定されている。   In the comparative example shown in FIG. 8, the engine start required power is set to a constant value. In this case, the time when the required driving force reaches the engine start required power (in other words, the time when the engine start control is started) is the same even when the engine start time is different, and the time when the engine start is completed is The shorter the engine start time, the faster. FIG. 8 shows a case where the engine start time is time T3 and a case where the engine start time is time T4. Time T4 is the longest time among engine start times estimated based on the crank angle before start. Time T3 is shorter than time T4. The time point at which the required driving force reaches the engine start request power is time point t31 in both cases where the engine start time is time T3 and time T4. When the engine start time is time T3, the time point when the engine start is completed is time t32. When the engine start time is time T4, the time point when the engine start is completed is also determined by time t32. It is a late time t33. Further, in this comparative example, when the engine start time is time T4, the engine start request power is set so that the surplus battery power becomes zero when the engine start is completed.

このような比較例によれば、エンジン始動要求パワーが一定の値に設定されているので、エンジン始動時間が比較的短い場合には、余剰バッテリパワーが比較的大きい状態でエンジンの始動が完了してしまう。このため、ハイブリッド車両がEV走行モードで走行する時間が短くなってしまい、燃費が悪化してしまうおそれがある。   According to such a comparative example, since the engine start request power is set to a constant value, when the engine start time is relatively short, the engine start is completed with the surplus battery power being relatively large. End up. For this reason, the time during which the hybrid vehicle travels in the EV travel mode is shortened, and the fuel consumption may be deteriorated.

しかるに本実施形態では特に、前述したように、エンジン200の始動完了時にバッテリ500からモータジェネレータMG1及びMG2に供給される電力がバッテリ500の出力制限Woutに近づくように、エンジン始動要求パワーを変更するので、ハイブリッド車両10がEV走行モードで走行する時間を長くすることができ、燃費を向上させることができる。   However, particularly in the present embodiment, as described above, the engine start request power is changed so that the power supplied from the battery 500 to the motor generators MG1 and MG2 approaches the output limit Wout of the battery 500 when the start of the engine 200 is completed. Therefore, the time during which the hybrid vehicle 10 travels in the EV travel mode can be extended, and the fuel consumption can be improved.

以上説明したように、本実施形態によれば、ハイブリッド車両10の燃費を向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the fuel efficiency of the hybrid vehicle 10 can be improved.

本発明は、前述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and control of a hybrid vehicle involving such a change. The apparatus is also included in the technical scope of the present invention.

10…ハイブリッド車両、30…減速機構、40…車軸、50…車輪、100…ECU、200…エンジン、205…クランクシャフト、206…クランクポジションセンサ、300…動力分割機構、400…PCU、MG1、MG2…モータジェネレータ、500…バッテリ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Hybrid vehicle, 30 ... Deceleration mechanism, 40 ... Axle, 50 ... Wheel, 100 ... ECU, 200 ... Engine, 205 ... Crankshaft, 206 ... Crank position sensor, 300 ... Power split mechanism, 400 ... PCU, MG1, MG2 ... Motor generator, 500 ... Battery

Claims (1)

内燃機関と、前記内燃機関をクランキング可能な第1回転電機と、第2回転電機と、前記第1及び第2回転電機に電力を供給するバッテリとを備え、走行モードとして、前記内燃機関が停止した状態で前記第2回転電機からの動力により走行するEV走行モードと、前記内燃機関及び前記第2回転電機からの動力により走行するHV走行モードとを有するハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、
前記ハイブリッド車両が前記EV走行モードで走行している場合において、前記ハイブリッド車両に要求される要求駆動力が所定の閾値になったときに、前記内燃機関をクランキングするように前記第1回転電機を制御することにより前記内燃機関を始動させる始動手段と、
前記内燃機関の停止中に前記内燃機関のクランク位置を検出するクランク位置検出手段と、
前記内燃機関がクランキングされる前に、前記検出されたクランク位置に基づいて、前記内燃機関のクランク位置が目標クランク位置となるように前記第1回転電機を制御するクランク位置制御手段と、
前記検出されたクランク位置に基づいて前記内燃機関の始動に要する始動時間を推定し、該推定した始動時間に応じて、前記内燃機関の始動完了時に前記バッテリから前記第1及び第2回転電機に供給される電力が前記バッテリの出力制限に近づくように、前記所定の閾値を変更する閾値変更手段と
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
An internal combustion engine, a first rotating electrical machine capable of cranking the internal combustion engine, a second rotating electrical machine, and a battery for supplying electric power to the first and second rotating electrical machines. Control of a hybrid vehicle for controlling a hybrid vehicle having an EV traveling mode in which the vehicle is driven by power from the second rotating electrical machine in a stopped state and an HV traveling mode in which the vehicle is driven by power from the internal combustion engine and the second rotating electrical machine A device,
When the hybrid vehicle is traveling in the EV traveling mode, the first rotating electrical machine is configured to crank the internal combustion engine when a required driving force required for the hybrid vehicle reaches a predetermined threshold value. Starting means for starting the internal combustion engine by controlling
Crank position detecting means for detecting a crank position of the internal combustion engine while the internal combustion engine is stopped;
Crank position control means for controlling the first rotating electric machine so that the crank position of the internal combustion engine becomes a target crank position based on the detected crank position before the internal combustion engine is cranked;
Based on the detected crank position, a start time required for starting the internal combustion engine is estimated, and according to the estimated start time, when the start of the internal combustion engine is completed, from the battery to the first and second rotating electrical machines. A control device for a hybrid vehicle, comprising: threshold value changing means for changing the predetermined threshold value so that supplied power approaches an output limit of the battery.
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