JP2003035243A - エンジンの始動制御装置 - Google Patents

エンジンの始動制御装置

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JP2003035243A
JP2003035243A JP2001222157A JP2001222157A JP2003035243A JP 2003035243 A JP2003035243 A JP 2003035243A JP 2001222157 A JP2001222157 A JP 2001222157A JP 2001222157 A JP2001222157 A JP 2001222157A JP 2003035243 A JP2003035243 A JP 2003035243A
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engine
starter
capacitor
voltage power
speed
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Pending
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JP2001222157A
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English (en)
Inventor
Hideto Hanada
秀人 花田
Hiroshi Tsujii
啓 辻井
Takeshi Kuretake
健 呉竹
Masanori Sugiura
雅宣 杉浦
Takashi Kawai
高志 河合
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャパシタ等の高圧電源によりスタータモー
タを駆動することによりエンジンの始動すなわちクラン
キングを行なう際、クランキングによる到達回転数を所
望の目標回転数に精度良く制御する。 【解決手段】 高圧電源によりスタータを駆動し、該ス
タータによるクランキングによりエンジン回転数を所望
の目標値に到達させる、エンジンの始動制御装置におい
て、エンジン始動時に、検出されるエンジン回転数が目
標値に到達する前に高圧電源からスタータへの通電を停
止する。また、高圧電源からスタータへの通電を停止す
る時期を高圧電源の電圧に基づいて制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載される
内燃機関(以下、エンジンという)の始動を制御する装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、エンジンの始動は、スタータ
(直流モータ)とバッテリ電源との組み合わせによって
行なわれるが、特開平11−332012号公報は、始
動性の向上を図るため、ホイールモータ付き車両におい
て、バッテリ電圧を昇圧して得られたホイールモータ駆
動電力を蓄えるキャパシタからスタータへ電力を供給す
ることにより、エンジンの始動を確実に行なうようにし
たシステムを開示している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】キャパシタは高圧電源
であるため、スタータへの電源としてキャパシタを利用
した場合には、始動性が良くなる。しかし、その一方
で、非常に大きなエネルギが供給されることに起因し
て、エンジン始動時にエンジン回転数が目標回転数に達
するまでスタータへ通電してしまうと実際のエンジン回
転数が目標回転数を超え即ちオーバシュートしてしま
い、乗員に違和感を与えてしまうという問題がある。
【0004】本発明は、上述した問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、キャパシタ等の高圧電源に
よりスタータモータを駆動することによりエンジンの始
動すなわちクランキングを行なう、エンジンの始動制御
装置であって、クランキングによる到達回転数を所望の
目標回転数に精度良く制御することができるものを提供
することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、高圧電源によりスタータを駆動
し、該スタータによるクランキングによりエンジン回転
数を所望の目標値に到達させる、エンジンの始動制御装
置において、エンジン始動時に、検出されるエンジン回
転数が目標値に到達する前に高圧電源からスタータへの
通電を停止することを特徴とする、エンジンの始動制御
装置が提供される。
【0006】上述の如く構成された、本発明に係る、エ
ンジンの始動制御装置においては、エンジン始動時に、
検出されるエンジン回転数が目標値に到達する前に高圧
電源からスタータへの通電が停止されることにより、実
際のエンジン回転数が目標回転数を超える事態すなわち
エンジン回転数のオーバシュートが防止される。
【0007】また、本発明によれば、好ましくは、上述
した始動制御装置において、高圧電源からスタータへの
通電を停止する時期が、高圧電源の電圧に基づいて制御
される。
【0008】かかる構成とすることにより、クランキン
グによる到達回転数が所望の目標回転数に更に精度良く
制御される。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。
【0010】図1は、本発明の一実施形態に係る始動制
御装置を備えたエンジンを含むシステムの構成を示す図
である。エンジン10は、ディーゼルエンジンであり、
このエンジン10には、連続可変トランスミッション
(Continuously Variable Transmission)12が接続さ
れている。また、エンジン10を始動する際には、スタ
ータモータ(直流モータ)14の動力がエンジン10の
クランクシャフトに伝えられることにより、クランクシ
ャフトが回転せしめられる。
【0011】また、このシステムでは、エンジン10の
クランクシャフトに取り付けられたベルトに、エアコン
16がクラッチを介して接続されるとともに、オルタネ
ータ(交流発電機)18が接続されている。そのオルタ
ネータ18によって生成された電気エネルギは、12V
バッテリ20に供給されて蓄えられる。
【0012】また、トランスミッション12の一つの軸
には、車両の減速時にエネルギを回生するための回生ジ
ェネレータ(回生発電機)22が接続されている。その
回生ジェネレータ22によって回生されたエネルギを蓄
積するために、キャパシタ24が設けられている。そし
て、そのキャパシタ24は、直流高圧電源として作用す
るものであり、DC/DCコンバータ26を介してバッ
テリ20に電気エネルギを供給する。
【0013】そして、このシステムでは、スタータ14
は、バッテリ20又はキャパシタ24のいずれによって
も駆動され得るように構成されている。キャパシタ24
は、高圧電源であるため、キャパシタ24によってスタ
ータ14が駆動される場合には、バッテリ20による場
合に比較して、始動性が良好となる。
【0014】なお、回生ジェネレータ22を使用して減
速時にエネルギを回生するときには、エンジン10が停
止される。そのため、バッテリ20によって駆動される
電動ウォータポンプ28及び電動オイルポンプ30が設
けられている。
【0015】このシステムを制御するために複数の電子
制御装置(ECU)が備えられている。エンジン/トラ
ンスミッションECU32は、エンジン10及び連続可
変トランスミッション12を制御するものであり、ま
た、ブレーキECU34は、図示しないブレーキ系統を
制御するものであり、また、エアコンECU36は、エ
アコン16を制御するものである。
【0016】さらに、回生ECU38は、エンジン/ト
ランスミッションECU32、ブレーキECU34及び
エアコンECU36の各々と通信しつつ、回生ジェネレ
ータ22による回生系統の制御を実行するものである。
【0017】なお、各種の制御のために、DC/DCコ
ンバータ26の一次側には、キャパシタ24の電圧を計
測するための電圧センサ40が取り付けられている。ま
た、エンジン10には、その回転数を計測するためにエ
ンジン回転数センサ42が取り付けられている。
【0018】さて、前述のように、高圧電源たるキャパ
シタ24からスタータモータ14に通電してクランキン
グを行なうと、エンジンの始動性は良好となる。しか
し、非常に高い電圧による始動では、エンジン回転数が
クランキングによる到達回転数の目標値に達するまで通
電すると、非常に大きなエネルギを供給することとな
り、結果として、目標値を上回る回転数までクランキン
グを行なうことになる。このことは、始動のたびにエン
ジン回転が吹き上がり、運転者に違和感を与える結果と
なる。
【0019】そこで、本発明は、キャパシタ24による
エンジン始動時には、検出されるエンジン回転数が目標
値に到達する前に、一定値に達した時点で、キャパシタ
24からスタータ14への通電を停止するようにしてい
る。このように目標値に到達する前に通電がオフとされ
ても、図2に示されるように、イナーシャ(慣性力)に
よりエンジン回転数は上昇するため、回転数を所望の値
まで到達させることができる。かくして、過度に回転数
が上昇する事態を抑制しつつ、クランキングによる到達
回転数を制御することができる。
【0020】また、例えば、キャパシタ電圧が40Vの
ときに、クランキング到達回転数の目標値を400rp
mとして、実際にエンジン回転数が400rpmに達す
るまで通電を行なうと、最終的な到達回転数は800〜
900rpmとなってしまう。また、キャパシタ電圧が
35Vのときに、同様にエンジン回転数が400rpm
に達するまで通電を行なうと、最終的な到達回転数は約
600rpmとなってしまう。このように、キャパシタ
電圧によって始動時の吹き上がりの様子が異なる。
【0021】そこで、本発明では、一定温度以上でのさ
まざまなキャパシタ電圧の下で、クランキング回転数を
予め測定しておき、制御に利用する。すなわち、例え
ば、キャパシタ電圧が40Vのときに、通電を開始し、
回転数がそれぞれ100rpm、200rpm、300
rpm、400rpmに達した時点で通電を停止した場
合に、最終的にエンジン回転数が、それぞれ300rp
m、500rpm、700rpm、800rpmにまで
到達するのが観察されれば、キャパシタ電圧が40Vの
ときに一定の到達回転数を達成するためには回転数がど
のような値のときに通電を停止すればよいかを推定する
ことができる。
【0022】なお、本実施形態においては、キャパシタ
による始動は、エンジン水温が一定温度以上の場合に行
なわれる。そのため、エンジンブロックの温度は、一定
温度以上であり、予め測定されたデータが実際と大きく
異なることはない。
【0023】そして、このような観察をいくつかのキャ
パシタ電圧値に対して行なうことにより、キャパシタ電
圧と通電停止時期回転数と到達回転数との関係を予め知
ることができる。かくして、キャパシタ電圧に対して到
達回転数を一定に制御することが可能となる。
【0024】例えば、図3に示されるように、クランキ
ング到達回転数の目標値が400rpmである場合、そ
のときのキャパシタ電圧が40Vであれば回転数がN1
に達した時点t1で通電を停止し、30Vであれば回転
数がN2に達した時点t2で通電を停止し、25Vであれ
ば回転数がN3に達した時点t3で通電を停止すればよい
ことがわかる。
【0025】かくして、本実施形態においては、到達回
転数と通電停止目標回転数との関係をいくつかの電圧値
に対して定めた、図4に示される如きマップが、予め回
生ECU38内に準備される。例えば、キャパシタ電圧
が40Vのときに到達回転数の目標値が450rpmで
あれば、通電停止目標回転数は140rpmとなる。
【0026】図5は、キャパシタによる始動時の制御を
示すフローチャートである。このルーチンは、回生EC
U38によって実行される。
【0027】まず、ステップ102では、電圧センサ4
0の出力に基づいてキャパシタ電圧が読み取られる。
【0028】次いで、ステップ104では、図4に示さ
れるマップを参照することにより、現在のキャパシタ電
圧の下で、クランキング到達回転数目標値を達成するた
めの通電停止目標回転数が決定される。なお、クランキ
ング到達回転数目標値は、運転状態に応じて決定されて
もよいし、予めシステムごとの一定値として定められて
いてもよい。
【0029】次いで、ステップ106では、キャパシタ
24からスタータ14への通電がオンにされる。
【0030】次いで、ステップ108では、エンジン回
転数センサ42の出力に基づいて現在のエンジン回転数
が検出される。
【0031】次いで、ステップ110では、検出された
現在のエンジン回転数が、ステップ104で決定された
通電停止目標回転数に達しているか否かが判定される。
そして、エンジン回転数が未だ通電停止目標回転数に達
していないときには、ステップ108に戻る。
【0032】一方、エンジン回転数が既に通電停止目標
回転数に到達しているときには、ステップ112に進
み、キャパシタ24からスタータ14への通電がオフに
される。以上で本ルーチンは終了する。
【0033】以上、本発明の実施形態について述べてき
たが、もちろん本発明はこれに限定されるものではな
く、様々な実施形態を採用することが可能である。例え
ば、本実施形態においては、回生ジェネレータによって
回生されるエネルギを蓄積するためのキャパシタを高圧
電源としてスタータが駆動されているが、高圧電源はこ
れに限定されるものではない。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
キャパシタ等の高圧電源によりスタータモータを駆動す
ることによりエンジンの始動すなわちクランキングを行
なう、エンジンの始動制御装置において、クランキング
による到達回転数を所望の目標回転数に精度良く制御す
ることが可能となり、エンジンの吹き上がりのない良好
な始動が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る始動制御装置を備え
たエンジンを含むシステムの構成を示す図である。
【図2】通電期間とエンジン回転数とを示すタイムチャ
ートである。
【図3】いくつかのキャパシタ電圧に関し、一定の到達
回転数を達成するように通電停止時期を制御する場合の
回転数の変化を示すタイムチャートである。
【図4】到達回転数と通電停止目標回転数との関係をい
くつかの電圧値に対して定めたマップを示す図である。
【図5】キャパシタによる始動時の制御を示すフローチ
ャートである。
【符号の説明】
10…エンジン 12…連続可変トランスミッション 14…スタータモータ 16…エアコン 18…オルタネータ 20…バッテリ 22…回生ジェネレータ 24…キャパシタ 26…DC/DCコンバータ 28…電動ウォータポンプ 30…電動オイルポンプ 32…エンジン/トランスミッションECU 34…ブレーキECU 36…エアコンECU 38…回生ECU 40…電圧センサ 42…エンジン回転数センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 呉竹 健 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 杉浦 雅宣 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 河合 高志 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高圧電源によりスタータを駆動し、該ス
    タータによるクランキングによりエンジン回転数を所望
    の目標値に到達させる、エンジンの始動制御装置におい
    て、エンジン始動時に、検出されるエンジン回転数が目
    標値に到達する前に高圧電源からスタータへの通電を停
    止することを特徴とする、エンジンの始動制御装置。
  2. 【請求項2】 高圧電源からスタータへの通電を停止す
    る時期を高圧電源の電圧に基づいて制御する、請求項1
    に記載のエンジンの始動制御装置。
JP2001222157A 2001-07-23 2001-07-23 エンジンの始動制御装置 Pending JP2003035243A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2015197067A (ja) * 2014-04-01 2015-11-09 株式会社デンソー エンジン始動装置

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