JP2007291898A - エンジンの始動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】クランク角CAに応じて読み込んだ回転振動抑制トルク基本値を読み込み、シリンダ内圧変更手段の制御目標値に応じて推定したシリンダ内圧に応じて回転振動抑制制御ゲインを算出し、回転振動抑制トルク基本値に回転振動抑制制御ゲインを乗じて回転振動抑制トルクを算出し、これに基本トルク値を加算して最終的なモータトルク制御値を算出してモータに出力する。
【選択図】図7
Description
また、デコンプその他のシリンダ内圧を変更する手段を備えたエンジンでは、デコンプ量等に応じたシリンダ内圧によって、エンジントルクの変動量が変わるので、クランク角に応じて振動抑制トルクを定めるだけでは、過不足が生じる.
モータによるエンジンの始動時、モータの出力トルクにエンジンのクランク角に応じた変動成分を印加し振動抑制を行うエンジンの始動装置において、
エンジンのシリンダ内圧を検出するシリンダ内圧検出手段と、
前記検出したシリンダ内圧に応じて前記モータトルクに印加する変動成分の大きさを調節する変動成分調節手段と、
を含んで構成した。
エンジン1の出力軸が、第1のクラッチ2を介してモータ・ジェネレータ3に連結され、モータ・ジェネレータ3の出力軸が第2のクラッチ4を介してトランスミッション5に連結されている。
エンジン1は、エンジンコントローラ(ECM)6、モータ・ジェネレータ3は、モータコントローラ(MC)7らの指令を受けてそれぞれ制御され、ECM6、MC7は、ハイブリッドコントローラ(HCM)8からの指令によって統合的に制御される。
また、インバータ10は、バッテリ9からの直流電力を交流電力に変換してモータ・ジェネレータ3に出力し、モータ・ジェネレータ3をモータとして駆動すると共に、モータ・ジェネレータ3がジェネレータとして機能するときには、モータ・ジェネレータ3からの発電電力を直流電力に変換してバッテリ9を充電する。
図2は、パワートレインの別の例を示す。
図1と相違するのは、走行用の第1のモータ・ジェネレータ3とは別に、ベルト12を介してエンジン1と連動するエンジン始動用の第2のモータ・ジェネレータ13を備え、さらに該第2のモータ・ジェネレータ13とバッテリ9との間の第2のインバータ14、第2のモータ・ジェネレータ13に指令を与える第2のモータコントローラ15を備え、前記第2のクラッチ4が省略される点である。
イグニッションキースイッチ信号IGNSW、ブレーキスイッチ信号BRSW、回転速度,クランク角信号CA、アクセル開度信号APS、車速信号VSP、バッテリ充電状態信号SOC、大気圧信号PA、吸入空気温度信号TA、エンジン冷却水温度信号TW、触媒温度信号TCを入力し、ECM6にエンジン目標トルク、始動許可信号を出力し、MC7にモータ・ジェネレータへのトルク制御/回転数制御との制御切換信号、モータ目標トルク信号、目標回転速度信号、エンジン目標トルク信号を出力し、シリンダ内圧変更手段11に動作制御信号を出力し、各クラッチ2、4にクラッチ制御信号を出力する。
エンジン1は、ディーゼルエンジンであり、吸入空気は、エアクリーナ22から吸気通路23、コレクタ24、吸気マニホールド25、吸気カム26により開閉駆動される吸気弁27を介してシリンダ28内に吸入される。
シリンダ28内には、ピストン29が嵌挿され、燃料噴射弁30によって燃料が噴射供給される。燃焼排気は、排気カム31によって開閉駆動される排気弁32を介して排気通路33へ排出される。
そして、シリンダ内圧変更手段として、下記の各手段のうち、少なくとも1つを備える。
スロットル弁36は、例えばバタフライ弁で構成され、吸気通路23の断面積を縮小して弁下流の圧力を低下させる{図6(A)参照}。
吸気弁開閉時期可変手段及び吸気弁作動角可変手段38は、吸気カムの位相を変化させてバルブ中心角を変化させるものや、異なるプロフィールを持つ複数のカムの使用を切り換えるもの等、その他公知である可変動弁機構を用いて、吸気行程においてシリンダ内に流入する空気量を変更する{図6(C)参照}。連続可変式のものはシリンダ内圧変更時の段差が無く、切り換え式のものは速やかにシリンダ内圧を変更できるという利点がある。
デコンプ装置39は、吸・排気弁と別に設けた弁や、吸気弁または排気弁を圧縮行程においても微小量開くことで、圧縮行程においてもシリンダ内の空気を吸気或いは排気に逃がすもので構成される。
図7は、上記した少なくとも1つのシリンダ内圧変更手段で、エンジン始動(クランキング)時のシリンダ内圧を変更する実施形態の、回転振動抑制制御のフローを示す。
ステップS102では、エンジン回転速度NEが所定値NE0以下かを判定し、NE0以下の場合はステップS103以降へ進んで、本発明に係るモータのトルク制御(目標トルクを設定して制御)によるクランキングを行い、NE0を超えたときは、ステップS108へ進んでモータの回転速度制御(目標回転速度を設定して制御)によるクランキングに切り換える。
ステップS104では、シリンダ内圧変更手段の制御目標値を読み込む。
ステップS106では、前記シリンダ内圧の推定値に応じて回転振動抑制制御ゲインを算出する{図8(b)参照}。
ステップS107では、前記回転振動抑制トルク基本値に、前記回転振動抑制制御ゲインを乗じて回転振動抑制トルクを算出する{図8(c)参照}。
ステップS109では、クランキングによるエンジン回転の上昇に必要なモータの基本トルクに、前記回転振動抑制トルクを重畳して最終的にモータに出力されるモータトルク制御値を算出する。
モータトルクを増大させてクランキングを開始すると同時に、シリンダ内圧変更手段の動作量を増加させてシリンダ内圧を低下させ、この状態でエンジン回転速度NEが、エンジンマウンティングあるいはエンジン駆動系の共振域に入ってくるので、基本トルクに回転振動抑制トルクが重畳される。
ディーゼルエンジンの場合、シリンダ内圧が高くないと着火しない。そこで、上記のモータリングによって、燃料噴射を開始する直前の、比較的回転速度の高い領域に至ると、シリンダ内圧手段可変手段を作動させて、シリンダ内圧を着火可能域まで回復させ着火に備える。
このようにして、エンジン回転速度が安定領域まで増大した後、エンジンへの燃料噴射を開始し、モータを回転速度制御に切り換える。
次に、上記実施形態のようなシリンダ内圧変更手段を備えないエンジンに適用した実施形態について説明する。
すなわち、高地走行等、大気圧の変化によってシリンダ内圧(圧縮圧力)が変化するため、大気圧によって変化するシリンダ内圧を推定しつつ回転振動抑制トルクを適正値に調節することができる。
図11は、本実施形態における回転振動抑制制御のフローを示す。
このようにすれば、大気圧が変化しても回転振動を良好に抑制することができる。
また、本実施形態の大気圧による回転振動抑制トルクの調節を、前記シリンダ内圧変更手段を備えたものに組み合わせ、シリンダ内圧変更手段の制御量と大気圧との双方に基づいて回転振動抑制トルクを調節するようにしてもよく、回転振動を最適に抑制することができる。
3 モータ・ジェネレータ
5 トランスミッション
6 エンジンコントローラ
7 モータコントローラ
8 ハイブリッドコントローラ
9 バッテリ
11 シリンダ内圧変更手段
12 第2のモータ・ジェネレータ
14 第2のモータコントローラ
36 スロットル弁
37 吸気遮断弁
38 吸気弁開閉時期可変手段及び吸気弁作動角可変手段
39 デコンプ装置
41 大気圧センサ
Claims (7)
- モータによるエンジンの始動時、モータの出力トルクにエンジンのクランク角に応じた変動成分を印加し振動抑制を行うエンジンの始動装置において、
エンジンのシリンダ内圧を検出するシリンダ内圧検出手段と、
前記検出したシリンダ内圧に応じて前記モータトルクに印加する変動成分の大きさを調節する変動成分調節手段と、
を含んで構成したことを特徴とするエンジンの始動装置。 - エンジンのシリンダ内圧を変更するシリンダ内圧変更手段を含み、
前記変動成分調節手段は、前記シリンダ内圧変更手段の作動に応じて前記変更成分の大きさを調節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装置。 - 前記変動成分調節手段は、エンジンマウンティング、エンジン駆動系の少なくとも一方の共振点付近ではシリンダ内圧を低下させ、該共振点付近より上のエンジン回転速度では、シリンダ内圧低下度合を弱めるように調節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装置。
- 前記シリンダ内圧変更手段は、吸気弁の開閉時期,作動角の少なくとも一方を変更する可変動弁機構を含んで構成され、
前記変動成分調節手段は、前記吸気弁の開閉時期,作動角の少なくとも一方に応じて前記変動成分の大きさを調節することを特徴とする請求項2または請求項3に記載のエンジンの始動装置。 - 前記シリンダ内圧変更手段は、吸気圧を変更する手段を含んで構成され、
前記変動成分調節手段は、吸気圧変更量に応じて前記変動成分の大きさを調節することを特徴とする請求項2〜請求項4のいずれか1つに記載のエンジンの始動装置。 - 前記シリンダ内圧変更手段は、シリンダ内吸気の一部をシリンダ外に逃すデコンプ装置であり、
前記変動成分調節手段は、前記デコンプ装置の作動に応じて前記変動成分の大きさを調節することを特徴とする請求項2または請求項3に記載のエンジンの始動装置。 - 大気圧を検出する大気圧検出手段を含んで構成され、
前記変動成分調節手段は、大気圧に応じて前記変動成分の大きさを調節することを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1つに記載のエンジンの始動装置。
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