JP2004068735A - Control device for vehicle and its method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、補機を備えた車両の制御装置及び制御方法に関し、特に、モータにより補機を駆動している状態で、同じモータによりエンジンを始動する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、排気の清浄化及び燃費の向上を図るために、信号待ちのような一時的な車両停車時にエンジンを自動停止し、その後に車両始動要求を検出するとエンジンの自動再始動を行うアイドルストップ車両が注目されている。
【0003】
特開2001−234837号公報には、このようなアイドルストップ車両において、エンジン停止時にも補機駆動用モータにより補機を駆動し、この状態で車両始動要求を検出すると、この補機駆動用モータを用いてエンジンを始動する技術が開示されている。つまり、補機とモータとエンジンとをプーリ及びベルトを介して連繋し、かつ、補機及びモータとエンジンとの動力伝達経路にクラッチを介装している。エンジンが停止しており、クラッチが開放しており、かつ、モータにより補機を駆動している状態からエンジンを始動する場合、クラッチを継合してモータによりエンジンを回転駆動する。上記のクラッチ継合時の衝撃を軽減し、プーリ,ベルト及びクラッチを保護するために、クラッチを継合する前にモータ回転数を所定回転数以下に低下させている。具体的には、補機としてのA/Cコンプレッサを一時的に停止し、かつ、モータへ反転位相電流を入力してモータを回生運転し、このモータの回転数を低下させている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来公報の技術では、エンジンを始動する直前に、補機としてのA/Cコンプレッサを一時的に停止する必要があり、空調性能が低下する。また、モータの特性上、モータ回転数が0近傍の低い回転数域では、モータ効率があまり良くないので、上述したように反転位相電流を入力してモータを減速運転すなわち回生運転しても、実際には電力が回生されず、逆に電力が無駄に消費されることが多い。
【0005】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、エンジン停止中にモータにより補機を駆動している状態で、クラッチを継合してモータによりエンジンを始動する場合、無駄な電力の消費を抑制するとともに、補機の駆動を継続しつつ、モータ回転数をエンジン回転数へ向けて低下させ得る新規な車両の制御装置及び制御方法を提供することを主たる目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る車両では、補機及びモータとエンジンとの動力伝達経路にクラッチが設けられる。上記エンジンが停止しており、クラッチが開放しており、かつ、モータによって補機を駆動している状態で、エンジンの始動要求を検出した場合に、モータのモータ回転数を低下させるモータ回転数低下手段を有する。このモータ回転数低下手段によりモータ回転数又はモータ回転数とエンジン回転数との差が所定値以下になった後に、上記クラッチを継合してモータによってエンジンを始動する。そして、上記モータ回転数低下手段が、補機の駆動負荷を一時的に増加する負荷増加手段と、モータの力行トルクを制限する力行トルク制限手段と、を有することを特徴としている。
【0007】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジンが停止しており、クラッチが開放しており、かつ、モータによって補機を駆動している状態で、エンジンの始動要求を検出した場合に、補機の駆動負荷を一時的に増加しつつ、モータの力行トルクを制限することにより、補機の駆動を継続しつつ、モータ回転数を速やかに低下させて、クラッチを締結してエンジンの始動を行うことができる。上記のモータ回転数を低下させる際に、モータは力行運転されるため、上述した低回転域での回生運転により無駄な電力が消費されることもない。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の一実施例が適用される車両の構成を簡略的に示している。この車両は、車両推進源としてエンジン1とモータ2とを併用するハイブリッド車両である。エンジン1は、ガソリンや軽油のような燃料を燃焼することにより駆動力を発生する周知のガソリンエンジンやディーゼルエンジンである。モータ2は、インバータ3aを介してバッテリ3に接続される三相交流型のモータジェネレータであって、モータ走行時やモータアシスト運転時にはバッテリ3から供給される電力により力行運転を行うことにより駆動力を発生し、車両減速時や回生時には回生運転を行うことにより電力を回生してバッテリ3を充電する。
【0009】
この車両の補機の1つとして、図1には空調装置としてのエアコンディショナ(A/C)のコンプレッサ4を図示している。動力伝達部材としての動力伝達ベルト5は、エンジン1の回転軸であるクランクシャフト1aの先端に設けられたクランクプーリ1bと、モータ2の回転軸(ロータ)2aの先端に設けられたモータプーリ2bと、A/Cコンプレッサ4の回転軸4aの先端に設けられたコンプレッサプーリ4bと、に巻き掛けられている。A/Cコンプレッサ4及びモータ2とエンジン1とを連繋する動力伝達経路、つまりクランクプーリ1bとエンジン1本体との間のクランクシャフト1aには、クランクプーリクラッチ6が設けられている。エンジン1及びモータ2とA/Cコンプレッサ4とを連繋する第2の動力伝達経路、つまりコンプレッサプーリ4bとA/Cコンプレッサ4本体との間の回転軸4aには、第2のクラッチとしてのA/Cコンプレッサクラッチ7が設けられている。
【0010】
エンジン1のクランクシャフト1aと図外の駆動輪との間には、周知のトルクコンバータ8及び自動変速機9が介装されているとともに、スタータ10のピニオン10aが噛合可能なリングギヤ10bが設けられている。この車両では、イグニッションキーの操作等による初回のエンジン始動時にのみ、スタータ10によりエンジン1を始動し、後述するアイドルストップ等からのエンジン再始動時には、クランクプーリクラッチ6を締結・継合してモータ2によりエンジン1を再始動・モータリングする。自動変速機9は、複数の遊星歯車機構を備えた有段式の自動変速機であっても良く、あるいはベルト式やトロイダル式等の無段変速機であっても良い。
【0011】
図2は、本実施例に係るハイブリッド車両の制御装置を概略的に示すシステム構成図である。ハイブリッドコントローラ11は、車両全体の動作を統括的に制御するもので、後述する各種センサやバッテリコントローラ12からの検出信号等に基づいて、エンジンコントローラ13,モータコントローラ14及びA/Cコンプレッサコントローラ15へ指令信号や指令値を出力する。これらのコントローラ11〜15は、CPU,ROM,RAM及び入出力インターフェース等を備え、様々な演算・制御処理をプログラムとして記憶及び実行する周知のマイクロコンピュータシステムである。
【0012】
エンジンコントローラ13は、ハイブリッドコントローラ11からの指令信号(指令値)に基づいて、燃料噴射制御や点火時期制御のようなエンジン制御を行う。モータコントローラ14は、ハイブリッドコントローラ11から送られる指令値としての目標トルクあるいは目標回転数へ向けて、モータ2のトルク制御あるいは回転数制御を行う。A/Cコンプレッサコントローラ15は、ハイブリッドコントローラ11からの指令信号(指令値)に基づいて、A/Cコンプレッサ4の駆動負荷を可変制御する。また、クランクプーリクラッチリレー16は、ハイブリッドコントローラ11からの指令信号に基づいて、クランクプーリクラッチ6の締結/開放(ON/OFF)を切換制御し、A/Cコンプレッサクラッチリレー17は、ハイブリッドコントローラ11からの指令信号に基づいて、A/Cコンプレッサクラッチ7の締結/開放(ON/OFF)を切換制御する。
【0013】
上記の各種センサ類として、この車両では、エンジン1の回転速度(回転数)を検出するエンジン回転速度センサ21,モータ2の回転速度(回転数)を検出するモータ回転速度センサ22、ブレーキ装置のマスターバック(M/V)負圧を検出するM/V負圧センサ23、パワーステアリング(P/S)の蛇角を検出するP/S蛇角センサ25、車両要求駆動力に相当するアクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ26、ブレーキペダルの踏み込み量に対応するブレーキ装置のマスターシリンダ(M/C)圧力を検出するM/C圧力センサ27、エンジン1の冷却水温を検出するエンジン水温センサ28が設けられ、これらセンサ類の検出信号の他、A/Cスイッチ24のON/OFF信号や、ウィンカー信号29等がハイブリッドコントローラ11へ入力される。
【0014】
上記のバッテリコントローラ12は、バッテリ電圧センサ30及びバッテリ電流センサ31から得られるバッテリ3の電圧値や電流値に基づいて、バッテリ3の蓄電量(SOC),バッテリ3の入力可能パワー及び出力可能パワーを演算し、これらSOC及び入・出力可能パワーをハイブリッドコントローラ11へ送信する。
【0015】
図3及び図4は、本実施例の特徴的な制御の流れを示すフローチャート及びタイムチャートである。この車両では、交差点待ちのように、車速がほぼゼロの停車中であって、バッテリのSOCが充分に残されており(所定値を超えており)、かつ、ブレーキペダルが踏み込まれている等の幾つかのアイドルストップ条件を満たすときに、エンジン1の燃料供給を停止して、このエンジン1を停止状態とするアイドルストップが行われる。
【0016】
S(ステップ)1では、このようなエンジン停止中、より具体的にはアイドルストップ中に、クランクプーリクラッチ6が開放、A/Cコンプレッサクラッチ7が締結しており、かつ、例えばモータ2を所定の目標回転数tNmへ向けて回転数制御することにより、このモータ2によってA/Cコンプレッサ4を駆動しているモータ補機駆動モードであるか否かを判定する。
【0017】
S2では、エンジン再始動要求を検出する。例えば、M/C圧力センサ27(あるいはブレーキスイッチ)の検出信号に基づいてブレーキペダルが開放されたと判断された場合、又はバッテリコントローラ12から送られるバッテリ3のSOCが所定の下限値より低下した場合等に、上記のエンジン再始動要求が出力される。図4のT1が、アイドルストップ中にエンジン再始動要求を検出したタイミングに相当する。
【0018】
上記のモータ補機駆動モード中にエンジン再始動要求が検出されると、モータ2のモータ回転数を低下するために、S3及びS4の処理を行う(モータ回転数低下手段)。S3では、A/Cコンプレッサ4の負荷トルクの増加指令を出力する(負荷増加手段)。これにより、A/Cコンプレッサ4の駆動負荷が要求負荷に比して所定量ΔL(図4)だけ一時的に増加する。
【0019】
S4では、モータ2の力行トルクを制限する(トルク制限手段)。つまり、モータ2の力行トルクの上昇を禁止する。この実施例では、制御の簡素化及びモータ2のトルク変動を抑制するために、目標回転数tNnへ向けたモータ2の回転数制御を継続しつつ、モータ2の力行トルクの上限値Tqmaxを現在の力行トルク値に固定している。なお、上記の上限値Tqmaxを目標値としてモータ2をトルク制御に切り替える構成としても良い。
【0020】
このようなS3及びS4の処理により、図4に示すように、補機としてのA/Cコンプレッサ4の駆動を継続しつつ、モータ回転数を速やかに低下させていくことができる。
【0021】
S5では、モータ回転数が所定値Nm0(図4)まで低下したかを判定する。あるいは、モータ回転数とエンジン回転数との差が所定値まで低下したか、つまりモータ回転数がエンジン回転数に充分に近づいたかを判定する。アイドストップ中にはエンジンは停止しているため、自身のフリクションによりエンジン回転数は速やかに0へ向かって低下する。従って、上記の所定値Nm0は、0又は非常に低い値に設定される。図4のT2が、モータ回転数が所定値Nm0まで低下したタイミングに相当する。
【0022】
モータ回転数が所定値Nm0まで低下すると、S6以降の処理が実行され、クランクプーリクラッチ6を締結してモータ2によりエンジンの再始動が行われる(エンジン始動手段)。つまり、S6ではクランクプーリクラッチ6を締結し、S7ではS4によるモータ力行トルクの制限を解除し、S8ではA/Cコンプレッサクラッチ7を開放し(クラッチ開放手段)、S9ではS3によるA/C負荷トルクの増加を解除する。これにより、モータ2の力行トルクが、A/Cコンプレッサ4で消費されることなくエンジン1の駆動トルクとして有効に利用され、エンジン1を速やかに再始動すなわちモータリングすることができる。
【0023】
次いで、例えばエンジン回転数が所定のアイドル回転数tNeに到達すると、S10においてエンジン1が完爆したと判定され、A/Cコンプレッサ4のスイッチがオンであれば、S11からS12へ進み、A/Cコンプレッサ4を再び駆動するために、A/Cコンプレッサクラッチ7を締結する。図4のT3が、完爆判定タイミングに相当する。
【0024】
以上のように本実施例では、アイドルストップ中にモータ2でA/Cコンプレッサ4を駆動しているモータ補機駆動モード中にエンジン1の再始動要求を検出すると(S1,S2)、S6以降でクランクプーリクラッチ6を締結してエンジンを再始動する前に、S3及びS4の処理を行い、モータ回転数を低下させているため、クランクプーリクラッチ6をスムーズに締結することができる。
【0025】
このようにモータ回転数を低下させるときに、仮にモータの回生運転を行うと、A/Cコンプレッサ4を駆動できなくなり、空調性能が低下することに加え、効率の良くない回生側の低回転領域でモータ2が運転されることとなり、モータ2を回生運転しているにもかかわらず、回生電力が得られず、逆に無駄な電力が消費されることが多い。
【0026】
これに対して本実施例では、S3及びS4の処理のおいて、A/Cコンプレッサ4の駆動負荷を一時的にΔLだけ増加させた上で、モータ2の力行トルクを制限しているため、A/Cコンプレッサ4の運転を継続しつつ、モータ回転数を速やかに低下させることができる。また、モータ回転数を低下させていく過程で、モータ2が回生運転ではなく力行運転されることになるため、上述した低回転領域での回生運転により無駄に電力が消費されることもない。
【0027】
モータ回転数が所定値Nm0まで低下した後に、クランクプーリクラッチ6を締結してエンジンの再始動を行うときには、S7及びS9の処理において、モータ2の力行トルクの制限及びA/Cコンプレッサ4の駆動負荷の増加を解除し、かつ、S8においてA/Cコンプレッサクラッチ7を開放しているため、モータ2の力行トルクが速やかに上昇するとともに、この力行トルクがA/Cコンプレッサ4によって消費されることがないので、速やかにエンジンを再始動することができる。但し、このようにA/Cコンプレッサクラッチ7を開放すると、一時的にA/Cコンプレッサ4の駆動が停止し、空調性能が低下するものの、直前にA/Cコンプレッサ4の駆動負荷を増加(ΔL)させているため、空調性能の低下分が効果的に相殺・抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される車両の一実施例を示す概略構成図。
【図2】本実施例に係る制御装置を概略的に示す構成図。
【図3】本実施例の制御の流れを示すフローチャート。
【図4】アイドルストップ中にモータで補機を駆動している状態からエンジン始動後までのタイムチャート。
【符号の説明】
1…エンジン
2…モータ
3…バッテリ
4…A/Cコンプレッサ
5…動力伝達ベルト
6…クランクプーリクラッチ
7…A/Cコンプレッサクラッチ(第2のクラッチ)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device and a control method for a vehicle provided with an auxiliary machine, and more particularly to a technique for starting an engine by the same motor while the auxiliary machine is driven by the motor.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in order to purify exhaust gas and improve fuel efficiency, an idle stop vehicle that automatically stops the engine when the vehicle is temporarily stopped, such as when waiting for a traffic light, and then automatically restarts the engine when a vehicle start request is detected. Is attracting attention.
[0003]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-234837 discloses that in such an idle stop vehicle, when an auxiliary machine is driven by an auxiliary machine driving motor even when the engine is stopped, and a vehicle start request is detected in this state, the auxiliary machine driving motor There is disclosed a technique for starting an engine by using an engine. That is, the accessory, the motor, and the engine are connected via the pulley and the belt, and the clutch is interposed in the power transmission path between the accessory, the motor, and the engine. When the engine is started from a state where the engine is stopped, the clutch is released, and the accessory is driven by the motor, the clutch is engaged and the engine is rotationally driven by the motor. In order to reduce the impact at the time of engaging the clutch and protect the pulley, belt and clutch, the motor speed is reduced to a predetermined speed or less before engaging the clutch. More specifically, the A / C compressor as an auxiliary machine is temporarily stopped, and the motor is regenerated by inputting a reverse phase current to the motor to reduce the rotation speed of the motor.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the technique disclosed in the related art, it is necessary to temporarily stop the A / C compressor as an auxiliary machine immediately before starting the engine, and the air conditioning performance is reduced. In addition, due to the characteristics of the motor, the motor efficiency is not so good in a low rotation speed range where the motor rotation speed is close to 0. Actually, power is not regenerated, and power is often wasted.
[0005]
The present invention has been made in view of such a problem, and when the clutch is engaged and the engine is started by the motor while the auxiliary machine is driven by the motor while the engine is stopped, wasteful power is consumed. It is a main object of the present invention to provide a novel vehicle control device and control method that can reduce the motor rotation speed toward the engine rotation speed while suppressing the consumption of power and driving the auxiliary machine.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the vehicle according to the present invention, a clutch is provided in a power transmission path between the auxiliary device, the motor, and the engine. When the engine is stopped, the clutch is disengaged, and an auxiliary machine is driven by the motor, a motor rotation speed that decreases the motor rotation speed of the motor when an engine start request is detected. It has a lowering means. After the motor rotation speed or the difference between the motor rotation speed and the engine rotation speed becomes equal to or less than a predetermined value by the motor rotation speed reducing means, the clutch is engaged and the engine is started by the motor. The motor rotation speed reducing means includes a load increasing means for temporarily increasing the driving load of the accessory and a power running torque limiting means for limiting the power running torque of the motor.
[0007]
【The invention's effect】
According to the present invention, when a request to start the engine is detected in a state where the engine is stopped, the clutch is released, and the accessory is driven by the motor, the driving load of the accessory is reduced. By limiting the power running torque of the motor while increasing temporarily, it is possible to quickly reduce the motor rotation speed while continuing the driving of the auxiliary machine, engage the clutch, and start the engine. When the motor rotation speed is reduced, the motor is driven by power, so that no wasteful power is consumed by the regenerative operation in the low rotation speed region described above.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 schematically shows a configuration of a vehicle to which an embodiment of the present invention is applied. This vehicle is a hybrid vehicle that uses both an
[0009]
FIG. 1 shows a
[0010]
A well-known
[0011]
FIG. 2 is a system configuration diagram schematically illustrating the hybrid vehicle control device according to the present embodiment. The
[0012]
The
[0013]
In the vehicle, the various types of sensors described above include an engine speed sensor 21 for detecting the speed (speed) of the
[0014]
The
[0015]
FIG. 3 and FIG. 4 are a flowchart and a time chart showing a characteristic control flow of the present embodiment. In this vehicle, the vehicle speed is substantially zero, the vehicle is stopped, the SOC of the battery is sufficiently left (exceeds a predetermined value), and the brake pedal is depressed, such as at an intersection. When some of the idle stop conditions are satisfied, the fuel supply to the
[0016]
In S (step) 1, while the engine is stopped, more specifically, during idle stop, the
[0017]
In S2, an engine restart request is detected. For example, when it is determined that the brake pedal is released based on the detection signal of the M / C pressure sensor 27 (or the brake switch), or when the SOC of the
[0018]
When an engine restart request is detected during the above-described motor accessory drive mode, the processing of S3 and S4 is performed to reduce the motor rotation speed of the motor 2 (motor rotation speed reduction means). In S3, a command to increase the load torque of the A /
[0019]
In S4, the power running torque of the
[0020]
By the processing of S3 and S4, as shown in FIG. 4, it is possible to rapidly reduce the motor speed while continuing to drive the A /
[0021]
In S5, it is determined whether the motor rotation speed has decreased to a predetermined value Nm0 (FIG. 4). Alternatively, it is determined whether the difference between the motor speed and the engine speed has decreased to a predetermined value, that is, whether the motor speed has sufficiently approached the engine speed. Since the engine is stopped during the idle stop, the engine speed rapidly decreases to zero due to its own friction. Therefore, the predetermined value Nm0 is set to 0 or a very low value. T2 in FIG. 4 corresponds to the timing when the motor rotation speed has decreased to the predetermined value Nm0.
[0022]
When the motor rotation speed falls to the predetermined value Nm0, the processing after S6 is executed, the
[0023]
Next, for example, when the engine speed reaches a predetermined idle speed tNe, it is determined in S10 that the
[0024]
As described above, in the present embodiment, when the restart request of the
[0025]
If the regenerative operation of the motor is performed when the motor rotational speed is reduced in this way, the A /
[0026]
On the other hand, in the present embodiment, in the processing of S3 and S4, the driving load of the A /
[0027]
When the engine is restarted by engaging the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a vehicle to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing a control device according to the embodiment.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a control flow according to the embodiment.
FIG. 4 is a time chart from a state where an auxiliary machine is driven by a motor during idle stop to a time after an engine start.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記エンジンが停止しており、クラッチが開放しており、かつ、モータによって補機を駆動している状態で、エンジンの始動要求を検出した場合に、モータのモータ回転数を低下させるモータ回転数低下手段と、
このモータ回転数低下手段によりモータ回転数又はモータ回転数とエンジン回転数との差が所定値以下になった後に、上記クラッチを継合してモータによってエンジンを始動するエンジン始動手段と、を有する車両の制御装置において、
上記モータ回転数低下手段が、補機の駆動負荷を一時的に増加する負荷増加手段と、モータの力行トルクを制限する力行トルク制限手段と、を有することを特徴とする車両の制御装置。A clutch provided in a power transmission path between the auxiliary machine and the motor and the engine;
When the engine is stopped, the clutch is disengaged, and an auxiliary machine is driven by the motor, a motor rotation speed that decreases the motor rotation speed of the motor when an engine start request is detected. Means of lowering,
After the motor rotation speed or the difference between the motor rotation speed and the engine rotation speed is reduced to a predetermined value or less by the motor rotation speed reduction unit, the clutch is engaged to start the engine by the motor. In the vehicle control device,
A control device for a vehicle, wherein the motor rotation speed reducing means includes a load increasing means for temporarily increasing a driving load of an auxiliary machine, and a power running torque limiting means for limiting a power running torque of the motor.
上記エンジン始動手段が、エンジンの完爆を検出するまで、上記第2のクラッチを開放するクラッチ開放手段を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の車両の制御装置。A second clutch provided on a second power transmission path connecting the motor and the engine to the auxiliary machine;
The vehicle control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the engine starting means includes a clutch releasing means for releasing the second clutch until a complete explosion of the engine is detected.
上記エンジンが停止しており、クラッチが開放しており、かつ、モータによって補機を駆動している状態で、エンジンの始動要求を検出すると、補機の駆動負荷を一時的に増加するとともに、モータの力行トルクを制限するステップと、
モータ回転数又はモータ回転数とエンジン回転数との差が所定値以下になると、クラッチを継合してモータによってエンジンを始動するステップと、を有することを特徴とする車両の制御方法。In a method for controlling a vehicle in which a clutch is provided in a power transmission path connecting an accessory and a motor to an engine,
When the engine is stopped, the clutch is disengaged, and a request for starting the engine is detected in a state where the accessory is driven by the motor, the driving load of the accessory is temporarily increased, and Limiting the powering torque of the motor;
When the motor speed or the difference between the motor speed and the engine speed is equal to or less than a predetermined value, a step of engaging the clutch and starting the engine by the motor.
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