JP2002303234A - エンジンの始動制御装置 - Google Patents
エンジンの始動制御装置Info
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Abstract
始動の確実性を向上する。 【解決手段】 エンジンとモータとを車両の動力源と
し、前記エンジンの出力または前記車両の運動エネルギ
ーの一部を前記モータにより電気エネルギーに変換して
蓄電するバッテリーを備えたハイブリッド車両の制御措
置において、前記車両がCVTを備え、前記エンジンを
始動する際に、前記モータにより該エンジンを始動させ
るものであって、前記モータにより前記エンジンを第1
の所定時間クランキングさせた後、前記CVTがインギ
ア状態であって前記第1の所定時間経過後の第2の所定
時間経過か否かを判定し、前記第2の所定時間経過前の
ときにエンジンの回転数が所定回転数以下の場合にモー
タによるエンジンのクランキングを継続させる。
Description
軸に連結されたモータと変速機とを備えるエンジンの始
動制御装置に関するものであり、特に、前記エンジン始
動時に前記モータにより該エンジンを始動させるエンジ
ンの始動制御装置に関するものである。
エンジンの出力または前記車両の運動エネルギーの一部
を前記モータにより電気エネルギーに変換して蓄電する
蓄電装置を備えたハイブリッド車両には、自動変速機を
備え、前記エンジンを始動する際に、前記蓄電装置に蓄
電された電気エネルギーを消費して前記モータを運転
し、モータによって該エンジンをクランキングする始動
システムを採用しているものがある。この始動システム
においては、エンジンの確実な始動を実現するために、
エンジン始動後の所定時間はモータ始動トルクを維持す
るシステムが知られている(例えば、特開平10−33
1749号公報等)。
始動システムを備えたハイブリット車両の制御装置で
は、始動トルク発生に要するエネルギー消費を極力小さ
くする必要性から、モータトルク発生時間を短時間(例
えば、約1.5秒)に設定しており、これで通常の使用
条件下では何ら問題が生じなかった。しかしながら、燃
料に低質ガソリンなどを使用した場合には、前記設定時
間が経過しても所定のトルクが得られず、エンジンの始
動後に自動変速機をインギア状態にしたときにエンジン
回転数が低下したりエンジンストールが発生する虞があ
る。このような事態に陥らないように、モータトルク発
生時間を一律に長く設定するという考え方もあるが、こ
のようにすると、モータの電力消費が増大して蓄電装置
(例えばバッテリ)が放電傾向となりエネルギーマネジ
メントや蓄電装置の大型化等の問題が残る。そこで、こ
の発明は、モータによるエンジン始動の確実性を向上さ
せることができ、且つ、始動時におけるエネルギー消費
を抑制することができるハイブリット車両の制御装置を
提供するものである。
に、請求項1に記載した発明は、エンジン(例えば、実
施の形態におけるエンジンE)の出力軸に連結されたモ
ータ(例えば、実施の形態におけるモータM)と変速機
(例えば、実施の形態におけるオートマチックトランス
ミッションT)とを備えるエンジンの始動制御装置にお
いて、前記エンジンの始動要求に応じてモータによりエ
ンジンを始動させるモータ制御手段(例えば、実施の形
態におけるモータECU)と、前記変速機のインギヤ状
態を検出するインギヤ検出手段(例えば、後述する実施
の形態におけるインギヤ判定フラグF_ATNP)と、
前記エンジン始動時からの経過時間を計測する計測手段
(例えば、後述する実施の形態における始動後の経過タ
イマーT01ACR)と、前記エンジンの回転数を検出
するエンジン回転数検出手段(例えば、後述する実施の
形態におけるエンジン回転数センサS2)と、を備え、
前記モータ制御手段は、前記エンジンの始動要求により
クランキングを開始し、前記計測手段により第1の所定
時間を経過したことを検出し、且つ前記インギヤ検出手
段によりインギヤを検出した場合に、前記エンジン回転
数検出手段により検出されたエンジン回転数がエンジン
が始動したことを判定する所定回転数(例えば、後述す
る実施の形態における自立復帰回転数#NCRMOT)
以下のときは前記エンジンのクランキングを継続するこ
とを特徴とする。このように構成することにより、エン
ジン始動後、変速機がインギア状態のときには、エンジ
ンの回転数が所定回転数を越えるまで、モータによるエ
ンジンのクランキングを継続することが可能になる。
載の発明において、前記エンジンのクランキングの継続
は前記計測手段による前記第1の所定時間より長い第2
の所定時間継続することを特徴とする。このように構成
することにより、エンジンを確実に始動することが可能
になる。
載の発明において、前記第2の所定時間内に前記エンジ
ン回転数検出手段がエンジンの始動を判定する所定回転
数以上を検出した場合は、前記モータ制御手段はモータ
によるエンジン始動を終了することを特徴とする。この
ように構成することにより、モータによるエンジンのク
ランキングの継続を必要最小限に留めることが可能にな
る。
載の発明において、前記第2の所定時間経過後に前記エ
ンジン回転数検出手段がエンジンの始動を判定する所定
回転数以下を検出した場合は、前記モータ制御手段はモ
ータによるエンジン始動を終了することを特徴とする。
このように構成することにより、モータによるエンジン
のクランキングが際限なく継続されるのを防止すること
が可能になる。
載の発明において、前記モータは、エンジンの出力にモ
ータ出力を付加するハイブリット車両用駆動モータであ
ることを特徴とする。このように構成することにより、
ハイブリット車両の始動性を向上することが可能にな
る。
始動制御装置の一実施の形態を図1から図3の図面を参
照して説明する。図1はこの発明の実施形態のパラレル
ハイブリッド車両を示し、動力源としてのエンジンEと
モータM、およびオートマチックトランスミッションT
を直列に直結した構造のものである。エンジンE及びモ
ータMの両方の駆動力は、オートマチックトランスミッ
ションTを介して駆動輪たる前輪Wf,Wfに伝達され
る。なお、この実施の形態におけるオートマチックトラ
ンスミッションTは自動無段変速機(以下、CVTと略
す)である。また、ハイブリッド車両の減速時に前輪W
f,Wf側からモータM側に駆動力が伝達されると、モ
ータMは発電機として機能していわゆる回生制動力を発
生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回
収する。なお、Wrは後輪を示す。
CU1からの制御指令を受けてパワードライブユニット
2により行われる。パワードライブユニット2にはモー
タMと電気エネルギーの授受を行う高圧系のバッテリ
(蓄電装置)3が接続されている。バッテリ3は、例え
ば、複数のセルを直列に接続したモジュールを1単位と
して更に複数個のモジュールを直列に接続して構成され
ている。ハイブリッド車両には各種補機類を駆動するた
めの12ボルトの補助バッテリ4が搭載されており、こ
の補助バッテリ4はバッテリ3にダウンバータ5を介し
て接続されている。FIECU11により制御されるダ
ウンバータ5は、バッテリ3の電圧を降圧して補助バッ
テリ4を充電する。
び前記ダウンバータ5に加えて、エンジンEへの燃料供
給量を制御する燃料供給量制御手段6の作動と、スター
タモータ7の作動の他、点火時期等の制御を行う。その
ために、FIECU11には、ミッションの駆動軸の回
転数に基づいて車速Vを検出する車速センサS1からの
信号と、エンジン回転数NEを検出するエンジン回転数
センサS2からの信号と、トランスミッションT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S3か
らの信号と、ブレーキペダル8の操作を検出するブレー
キスイッチS4からの信号と、スタータスイッチ9のO
N/OFFを検出するスタータースイッチセンサS5か
らの信号と、スロットル開度THを検出するスロットル
開度センサS6からの信号と、吸気管負圧PBGAを検
出する吸気管負圧センサS7からの信号とが入力され
る。21は、前記CVT制御用のCVTECUを示し、
31は、バッテリ3を保護し、バッテリ3の残容量SO
Cを算出するバッテリECUを示す。
モータMをどのようなモードで運転するかを決定するモ
ータ基本モードを、モータ動作出力の観点から説明す
る。モータ基本モードには、「始動モード」、「アシス
トモード」、「発電モード」、「アイドルモード」の各
モードがある。始動モードではモータMまたはスタータ
ーモータ7がエンジンEを始動する。始動モードには、
バッテリ3の残容量が多いときにモータMによりエンジ
ンEを始動する「モータ始動モード」と、バッテリ3の
残容量が少ないときにスタータモータ7によりエンジン
Eを始動する「スタータ始動モード」がある。
の駆動補助を行う。アシストモードには、加速時にモー
タMがエンジンEの駆動補助を行う「加速モード」と、
発進時にモータMがエンジンEの駆動補助を行う「発進
モード」がある。発電モードでは、モータMを発電機と
して機能させ、車両の運動エネルギーを電気エネルギー
としてバッテリー3に回収する。発電モードには、モー
タMによる回生制動を実行する「減速モード」と、車両
がエンジンEの駆動力で走行しながら場合によって回生
を行う「クルーズモード」がある。アイドルモードで
は、燃料カットに続く燃料供給の再開によりエンジンE
をアイドル状態に維持する。アイドルモードには、アイ
ドル時にモータMにより回生を行う「アイドル発電モー
ド」と、車両の停止時等に一定の条件でエンジンを停止
する「アイドル停止モード」がある。
ドでは、エンジン始動後、CVTがインギア状態のとき
には、エンジンの回転数が前記所定回転数を越えるま
で、モータによるエンジンのクランキングを継続するよ
うにしている。これにより、クランキング停止後に、エ
ンジンの回転数が低下したりエンジンストールが発生す
るのを防止し、ハイブリット車両におけるモータによる
エンジン始動の確実性を向上させている。
ト車両のエンジン始動制御を図1のフローチャートを参
照して具体的に説明する。図1のフローチャートに示す
MA始動モード判定処理ルーチンは、前記始動モードの
ときに一定時間(例えば、10msec)毎にモータE
CU1によって実行される。
ト車両はCVTを装備した車両(以下、CVT車とい
う)であるが、仕様上の理由から以下に示すフローチャ
ートは、マニュアルトランスミッションを装備した車両
(以下、MT車という)の場合についても併記したもの
となっている。
スイッチ判定フラグF_STSが「1」か否かを判定す
る。判定結果が「YES」(スタータースイッチON)
である場合はステップS02に進み、判定結果が「N
O」(スタータースイッチOFF)である場合はステッ
プS03に進む。ステップS02において、始動後の始
動モード維持タイマーTMOTSTを設定値#TMOT
ST(例えば、4sec)に設定し、ステップS03に
進む。
定フラグF_MEOFが「1」か否かを判定する。判定
結果が「YES」(エンジン停止)である場合はステッ
プS04に進み、判定結果が「NO」(エンジン運転
中)である場合はステップS05に進む。ステップS0
4において、始動後の経過タイマーT01ACRを
「0」にセットし、ステップS05に進む。
エルインジェクション)側で作られるKSTINJ作動
中フラグF_KSTINJが「1」か否か判定する。判
定結果が「YES」(燃料除々加算中)である場合はス
テップS06に進み、判定結果が「NO」(燃料除々加
算終了)である場合はステップS09に進む。KSTI
NJ作動中フラグF_KSTINJは、エンジンへの燃
料噴射量を徐々に加算しているときに「1」となり、エ
ンジンへの燃料噴射量の徐々加算を終了したときに
「0」となるフラグである。ステップS06において、
KSTINJ作動後始動モード解除ディレータイマーT
MOTOFFを設定値#TMOTOFF(例えば、0.
2sec)に設定し、ステップS07に進む。
シスト)始動モード判定フラグF_STMODMAを
「1」とし、ステップS08に進む。MA始動モード判
定フラグF_STMODMAは、エンジン始動完了前は
「1」とされ、エンジン始動完了後は「0」とされるフ
ラグである。ステップS08において、MA始動不可判
定フラグF_STDISMAを「0」として、本制御ル
ーチンを一旦終了する。MA始動不可判定フラグF_S
TDISMAは、エンジン停止後に「1」とされ、エン
ジン運転中は「0」に維持されるフラグである。
動後始動モード解除ディレータイマーTMOTOFFが
「0」か否かを判定する。判定結果が「NO」である場
合はステップS10に進み、判定結果が「YES」であ
る場合はステップS13に進む。ステップS10におい
て、自立復帰回転数後の始動モード維持タイマーTMO
TST2を設定値#TMOTST2(例えば、0.2s
ec)に設定し、ステップS11に進む。
数NEが自立復帰回転数#NCRMOT以下か否かを判
定する。判定結果が「YES」である場合はステップS
12に進み、判定結果が「NO」である場合はステップ
S14に進む。自立復帰回転数#NCRMOTはエンジ
ンが自立復帰可能か否かの閾値となるエンジン回転数で
あって、例えば、700〜850rpmに予め設定され
ており、エンジン回転数が自立復帰回転数#NCRMO
T以下のときには、CVTをインギア状態にすると反ト
ルクによりエンジン回転数が低下したりエンジンストー
ルが生じる可能性があり(即ち、自立復帰不可)、エン
ジン回転数が自立復帰回転数#NCRMOTを越えてい
るときには、CVTをインギア状態にしてもエンジン回
転数が低下したりエンジンストールが生じたりすること
がない(即ち、自立復帰可能)。ステップS12におい
て、自立復帰回転数後の始動モード維持タイマーTMO
TST2を設定値#TMOTST2(例えば、0.2s
ec)に設定し、ステップS07に進む。
の始動モード維持タイマーTMOTST1が「0」か否
かを判定する。判定結果が「NO」である場合はステッ
プS11に進み、判定結果が「YES」である場合はス
テップS18に進む。なお、この第1の始動モード維持
タイマーTMOTST1はエンジンの始動直後に設定値
#TMOTST1(例えば、1.2sec)に設定され
る。この実施の形態では、設定値#TMOTST1が第
1の所定時間となる。
判定処理を実行し、ステップS15に進む。ステップS
15において、モータアシスト判定フラグF_MAST
が「1」か否かを判定する。判定結果が「NO」である
場合はステップS16に進み、判定結果が「YES」で
ある場合はステップS17に進む。なお、モータアシス
ト判定フラグF_MASTは、アシストトリガー判定処
理を実行した結果、モータによるエンジンへの駆動補助
(すなわち、モータアシスト)が必要であると判定した
場合に「1」となり、モータアシストが不要であると判
定した場合に「0」となるフラグである。
後の始動モード維持タイマーTMOTST2が「0」か
否かを判定する。判定結果が「YES」である場合はス
テップS17に進み、判定結果が「NO」である場合は
ステップS07に進む。ステップS17において、MA
始動モード判定フラグF_STMODMAを「0」に
し、ステップS08に進む。
ンキング開始後、第1の始動モード維持タイマーTMO
TST1がタイマーアップする前においては、エンジン
の回転数が自立復帰回転数以下の場合にはモータによる
エンジンのクランキングを継続し、エンジン回転数が自
立復帰回転数を超えている場合には、モータアシスト判
定フラグF_MASTが「0」(モータアシスト不要)
のときには、自立復帰回転数後の始動モード維持タイマ
ーTMOTST2がタイマーアップするまではモータに
よるエンジンのクランキングを継続しタイマーアップ後
にモータによるエンジンのクランキングを終了し、モー
タアシスト判定フラグF_MASTが「1」(モータア
シスト必要)のときには、直ちにモータによるエンジン
のクランキングを終了することとなる。
てステップS18に進んだ場合には、ステップS18に
おいて、CVT車か否かを判定する。判定結果が「YE
S」(CVT車)である場合はステップS19に進み、
判定結果が「NO」(MT車)である場合はステップS
21に進む。ステップS19において、CVT用インギ
ア判定フラグF_ATNPが「1」か否かを判定する。
判定結果が「NO」(インギア)である場合はステップ
S20に進み、判定結果が「YES」(N,Pレンジ)
である場合はステップS21に進む。なお、CVT用イ
ンギア判定フラグF_ATNPは、インギア状態ではな
いとき(N,Pレンジのとき)に「1」となり、インギ
ア状態のときに「0」となるフラグである。
イマーT01ACRが始動後の始動モード維持タイマー
の設定値#TMOTSTよりも大きいか否かを判定す
る。判定結果が「NO」である場合はステップS11に
進み、判定結果が「YES」である場合はステップS2
1に進む。
ーTMOTST1がタイマーアップした後であっても、
始動後の始動モード維持タイマー設定値#TMOTST
を経過する前は、CVTがインギア状態でエンジンの回
転数が自立復帰回転数以下の場合にはモータによるエン
ジンのクランキングを継続することとなる。これによ
り、モータによるエンジン始動を確実にすることができ
る。
MOTST1がタイマーアップした後、始動後の始動モ
ード維持タイマー設定値#TMOTSTを経過する前で
あって、CVTがインギア状態でエンジン回転数が自立
復帰回転数を超えている場合には、モータアシスト判定
フラグF_MASTが「0」(モータアシスト不要)の
ときには、自立復帰回転数後の始動モード維持タイマー
TMOTST2がタイマーアップするまではモータによ
るエンジンのクランキングを継続しタイマーアップ後に
モータによるエンジンのクランキングを終了し、モータ
アシスト判定フラグF_MASTが「1」(モータアシ
スト必要)のときには、直ちにモータによるエンジンの
クランキングを終了することとなる。したがって、モー
タによるエンジンのクランキングの継続を必要最小限に
留めることができ、エンジン始動にかかる電力消費を必
要最小限に抑えて、バッテリーにかかる負荷を低く抑え
ることができる。この場合、エンジン始動開始からエン
ジン回転数が自立復帰回転数を超えるまでの経過時間が
第2の所定時間となる。
21に進んだ場合には、ステップS21において、エン
ジン停止判定フラグF_MEOFが「1」か否かを判定
する。判定結果が「NO」(エンジン運転中)である場
合はステップS14に進み、判定結果が「YES」(エ
ンジン停止)である場合はステップS22に進む。ステ
ップS22において、MA始動モード判定フラグF_S
TMODMAを「0」とし、ステップS23に進む。ス
テップS23において、MA始動不可判定フラグF_S
TDISMAを「1」として、本制御ルーチンを一旦終
了する。
マー設定値#TMOTSTを経過してもエンジン回転数
が自立復帰回転数を越えない場合には、エンジンのクラ
ンキングを強制的に終了させて、エンジン始動を終了す
ることとなる。これにより、モータによるエンジンのク
ランキングが際限なく継続されるのを防止することがで
き、その結果、エンジン始動のために消費される電力を
制限することができる。尚、この発明は前述した実施の
形態に限られるものではなく、例えば、自動変速機は無
断変速機以外の有段変速機等であってもよい。また、前
述した実施の形態では、第2の所定時間の始期をエンジ
ン始動開始時としたが、この第2の所定時間の始期を第
1の所定時間経過時としてもよい。
求項2に記載した発明によれば、エンジン始動後、変速
機がインギア状態のときには、エンジンの回転数が所定
回転数を越えるまで、モータによるエンジンのクランキ
ングを継続することができるので、モータによるエンジ
ンのクランキング終了後に、エンジンの回転数が低下し
たりエンジンストールが発生するのを防止することがで
きるという優れた効果が奏される。しかも、エンジン始
動にかかる電力消費量を抑制することができる。
によるエンジンのクランキングの継続を必要最小限に留
めることができるので、エンジン始動にかかる電力消費
量を低く抑えることができるという効果がある。請求項
4に記載の発明によれば、モータによるエンジンのクラ
ンキングが際限なく継続されるのを防止することができ
るので、エンジン始動のために消費される電力を制限す
ることができるという効果がある。請求項5に記載の発
明によれば、ハイブリット車両の始動性が向上する。
たハイブリット車両の全体構成図である。
示すフローチャートである。
段) T01ACR 始動後の経過タイマー(計測手段) S2 エンジン回転数センサ(エンジン回転数検出手
段) #NCRMOT 自立復帰回転数(所定回転数)
Claims (5)
- 【請求項1】 エンジンの出力軸に連結されたモータと
変速機とを備えるエンジンの始動制御装置において、 前記エンジンの始動要求に応じてモータによりエンジン
を始動させるモータ制御手段と、前記変速機のインギヤ
状態を検出するインギヤ検出手段と、前記エンジン始動
時からの経過時間を計測する計測手段と、前記エンジン
の回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、 を備え、前記モータ制御手段は、前記エンジンの始動要
求によりクランキングを開始し、前記計測手段により第
1の所定時間を経過したことを検出し、且つ前記インギ
ヤ検出手段によりインギヤを検出した場合に、前記エン
ジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が
エンジンが始動したことを判定する所定回転数以下のと
きは前記エンジンのクランキングを継続することを特徴
とするエンジンの始動制御装置。 - 【請求項2】 前記エンジンのクランキングの継続は前
記計測手段による前記第1の所定時間より長い第2の所
定時間継続することを特徴とする請求項1に記載のエン
ジンの始動制御装置。 - 【請求項3】 前記第2の所定時間内に前記エンジン回
転数検出手段がエンジンの始動を判定する所定回転数以
上を検出した場合は、前記モータ制御手段はモータによ
るエンジン始動を終了することを特徴とする請求項2に
記載のエンジンの始動制御装置 - 【請求項4】 前記第2の所定時間経過後に前記エンジ
ン回転数検出手段がエンジンの始動を判定する所定回転
数以下を検出した場合は、前記モータ制御手段はモータ
によるエンジン始動を終了することを特徴とする請求項
2に記載のエンジンの始動制御装置 - 【請求項5】 前記モータは、エンジンの出力にモータ
出力を付加するハイブリット車両用駆動モータであるこ
とを特徴とする請求項1に記載のエンジンの始動制御装
置。
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