JP2012218580A - Engine starter - Google Patents

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Hiroshi Kanai
弘 金井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce power consumption when starting an engine in a hybrid vehicle.SOLUTION: An engine starter (100) is loaded on a hybrid vehicle (1) including an engine (11) having a variable valve operating mechanism (116), a rotating electric machine (12) connected to the engine, and a control means (20) for controlling the rotating electric machine to crank the engine when starting the engine and further controlling the rotating electric machine so as to continue cranking of the engine even after the engine has completely exploded. The engine starter includes a torque reduction means (20) for reducing cranking torque related to the rotating electric machine corresponding to an advance angle amount of an intake valve of the engine due to the variable valve operating mechanism when the control means controls the variable valve operating mechanism so as to change the intake air amount of the engine while starting the engine.

Description

本発明は、例えばハイブリッド自動車等の車両に搭載されたエンジンを始動するエンジン始動装置の技術分野に関する。   The present invention relates to a technical field of an engine starter that starts an engine mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle.

この種の装置として、例えば、エンジンのクランキングを開始するときに、吸気弁の閉タイミングを最遅角位置から下死点方向に進角させる進角量を決定する装置が提案されている。ここでは特に、(i)決定された進角量に応じて、クランキングの際のモータのクランキングトルクを補正すること、(ii)低温環境下では、温度が低いほどクランキングトルクの補正量をより大きくすること、が記載されている。(特許文献1参照)。   As this type of device, for example, a device for determining an advance amount for advancing the closing timing of the intake valve from the most retarded position toward the bottom dead center when starting cranking of the engine has been proposed. Here, in particular, (i) correcting the cranking torque of the motor at the time of cranking according to the determined advance amount, and (ii) the amount of correction of the cranking torque as the temperature is lower in a low temperature environment. Is made larger. (See Patent Document 1).

特開2009−167920号公報JP 2009-167920 A

ここで、低温環境下では、エンジンに係るフリクションが増加するために、完爆判定がなされた後でも、エンジンのクランキングが継続されることが多い。すると、特許文献1に記載された技術では、エンジンを始動させる際に消費される電力量が比較的大きくなる可能性があるという技術的問題点がある。   Here, in a low temperature environment, since the friction related to the engine increases, the cranking of the engine is often continued even after the complete explosion determination is made. Then, in the technique described in Patent Document 1, there is a technical problem that the amount of power consumed when starting the engine may be relatively large.

本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、エンジンを始動させる際の消費電力量を低減することができるエンジン始動装置を提案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 propose an engine starter capable of reducing the power consumption when starting the engine.

本発明のエンジン始動装置は、上記課題を解決するために、可変動弁機構を有するエンジンと、前記エンジンに連結された回転電機と、前記エンジンを始動する際に、前記エンジンをクランキングするように前記回転電機を制御し、更に、前記エンジンが完爆した後も前記エンジンのクランキングを継続するように前記回転電機を制御する制御手段と、を備えるハイブリッド車両に搭載され、前記エンジンの始動中に前記制御手段が、前記エンジンの吸入空気量を変更するように前記可変動弁機構を制御する場合、前記可変動弁機構に起因する前記エンジンの吸気弁の進角量に応じて、前記回転電機に係るクランキングトルクを減量するトルク減量手段を備える。   In order to solve the above problems, an engine starter according to the present invention cranks the engine when starting the engine, an engine having a variable valve mechanism, a rotating electrical machine connected to the engine, and the engine. And a control means for controlling the rotating electrical machine so as to continue cranking of the engine even after the engine is completely detonated. When the control means controls the variable valve mechanism so as to change the intake air amount of the engine, according to the advance amount of the intake valve of the engine caused by the variable valve mechanism, Torque reduction means for reducing the cranking torque associated with the rotating electrical machine is provided.

本発明のエンジン始動装置によれば、当該エンジン始動装置は、可変動弁機構を有するエンジンと、該エンジンに連結された回転電機と、エンジンを始動する際に、エンジンをクランキングするように回転電機を制御し、更に、エンジンが完爆した後もエンジンのクランキングを継続するように回転電機を制御する制御手段と、を備えるハイブリッド車両に搭載される。   According to the engine starter of the present invention, the engine starter rotates so as to crank the engine when starting the engine, an engine having a variable valve mechanism, a rotating electrical machine connected to the engine, and the engine. It is mounted on a hybrid vehicle that includes a control unit that controls the electric machine and further controls the rotating electric machine so that cranking of the engine is continued even after the engine is completely detonated.

回転電機は、例えば力行及び発電(即ち、電力回生)が可能な各種モータ・ジェネレータ等である。可変動弁機構は、油圧駆動式であってもよいし、電動式であってもよい。尚、エンジンが完爆したか否かの判定には、公知の各種態様を適用可能であるので、その詳細についてはここでは割愛する。ここで、「完爆した」とは、「エンジンが自立して回転できる状態に達した」ことを意味する。   The rotating electrical machine is, for example, various motors / generators capable of powering and power generation (that is, power regeneration). The variable valve mechanism may be a hydraulic drive type or an electric type. It should be noted that various known modes can be applied to determine whether or not the engine has completely detonated, and the details thereof are omitted here. Here, “completely exploded” means “the engine has reached a state where it can rotate independently”.

本願発明者の研究によれば以下の事項が判明している。即ち、ハイブリッド車両では、エンジンの燃料消費効率を向上させるために、高膨張比を採用しており、そのエンジン特性により、通常のエンジンと比べて筒内圧力が低い。特に、可変動弁機構を作動させることが困難なエンジンの始動時では、着火しても筒内圧力が低いため爆発力も低くなってしまう。例えば摂氏−30度等の極低温環境下では、エンジンが完爆したと判定された場合であっても、エンジンの機械系のフリクション(例えば、ピストン等のフリクション)の上昇に加えて、潤滑オイルの粘度が極端に上昇してしまい、エンジン全体のフリクションが高くなる可能性があり、予期せずエンジンストールに至る場合がある。そこで、エンジンが完爆したと判定された後も、エンジンストールを防止するために、回転電動機によりエンジンのクランキングがある程度継続されることが望ましい。しかしながら、単に、エンジンのクランキングが継続されたのでは、回転電機において消費される電力量が増大する可能性がある。加えて、該電力量を供給するために、比較的大容量の電池をハイブリッド車両に搭載しなければならず、該ハイブリッド車両の製造コスト等が比較的高くなる可能性がある。   According to the research of the present inventor, the following matters have been found. That is, the hybrid vehicle employs a high expansion ratio in order to improve the fuel consumption efficiency of the engine, and the in-cylinder pressure is lower than that of a normal engine due to its engine characteristics. In particular, when starting an engine where it is difficult to operate the variable valve mechanism, the in-cylinder pressure is low even when ignited, resulting in a low explosive force. For example, in a cryogenic environment such as -30 degrees Celsius, even if it is determined that the engine has completely exploded, in addition to an increase in engine mechanical friction (for example, piston friction), lubricating oil As a result, the viscosity of the engine may increase extremely, and the friction of the entire engine may be increased, leading to unexpected engine stall. Therefore, it is desirable that the cranking of the engine is continued to some extent by the rotating electric motor in order to prevent engine stall even after it is determined that the engine has completely exploded. However, if the cranking of the engine is simply continued, the amount of power consumed in the rotating electrical machine may increase. In addition, in order to supply the amount of power, a battery having a relatively large capacity must be mounted on the hybrid vehicle, and the manufacturing cost of the hybrid vehicle may be relatively high.

そこで本発明では、トルク減量手段により、エンジンの始動中に制御手段が、エンジンの吸入空気量を変更(例えば増量)するように可変動弁機構を制御する場合、可変動弁機構に起因するエンジンの吸気弁の進角量に応じて、回転電機に係るクランキングトルクが減量される。ここで、可変動弁機構によって吸気弁の進角量が増大されるとエンジンにより発生されるトルクが大きくなるので、クランキングトルクを減量しても、エンジンの回転数が低下しないことが、本願発明者の研究により判明している。   Therefore, in the present invention, when the control means controls the variable valve mechanism so that the intake air amount of the engine is changed (for example, increased) by the torque reducing means during engine startup, the engine caused by the variable valve mechanism The cranking torque related to the rotating electrical machine is reduced according to the advance amount of the intake valve. Here, since the torque generated by the engine increases when the advance amount of the intake valve is increased by the variable valve mechanism, the engine speed does not decrease even if the cranking torque is decreased. This has been found by the inventors' research.

このため、本発明のエンジン始動装置によれば、エンジンの始動時における消費電力量を低減しつつ、エンジンストールを防止することができる。加えて、電池容量を抑制することができるので、製造コスト等を抑制することができ、実用上非常に有利である。   For this reason, according to the engine starting device of the present invention, it is possible to prevent engine stall while reducing power consumption at the time of starting the engine. In addition, since the battery capacity can be suppressed, manufacturing costs and the like can be suppressed, which is very advantageous in practice.

本発明の作用及び他の利得は次に説明する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 demonstrated below.

本発明の実施形態に係るエンジン始動装置が搭載される車両の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the vehicle by which the engine starting apparatus which concerns on embodiment of this invention is mounted. 本発明の実施形態に係るエンジン始動装置が実行するエンジン始動制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the engine starting control process which the engine starting apparatus which concerns on embodiment of this invention performs. 吸気弁の進角量と補正係数との関係の一例を示す特性図である。It is a characteristic view showing an example of the relationship between the advance amount of the intake valve and the correction coefficient. モータ・ジェネレータに係るトルク、エンジン回転数及び吸気弁の進角量の各々の時間変動の一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of each time fluctuation | variation of the torque which concerns on a motor generator, an engine speed, and the advance amount of an intake valve.

本発明のエンジン始動制御装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。   An embodiment of an engine start control device of the present invention will be described based on the drawings.

(車両の構成)
本発明の実施形態に係るエンジン始動装置が搭載される車両の構成について、図1を参照して説明する。図1は、本実施形態に係るエンジン始動装置が搭載される車両の構成を示すブロック図である。尚、図1では、説明の便宜上、本実施形態に直接関係する部材のみを示し、その他の部材については図示を省略している。
(Vehicle configuration)
A configuration of a vehicle on which an engine starter according to an embodiment of the present invention is mounted will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a vehicle on which an engine starter according to this embodiment is mounted. In FIG. 1, for convenience of explanation, only members directly related to the present embodiment are shown, and other members are not shown.

図1において、車両1は、エンジン11、モータ・ジェネレータ(MG1)12、モータ・ジェネレータ(MG2)13、動力分配機構14、バッテリ15、パワーコントロールユニット(Power Control Unit:PCU)16及びECU(Electronic Control Unit)20を備えて構成されている。   In FIG. 1, a vehicle 1 includes an engine 11, a motor / generator (MG1) 12, a motor / generator (MG2) 13, a power distribution mechanism 14, a battery 15, a power control unit (Power Control Unit: PCU) 16, and an ECU (Electronic). Control Unit) 20 is provided.

エンジン11は、クランクシャフト111、吸気弁112、排気弁113、点火プラグ114、ピストン115及び可変動弁機構(VVT)116を備えて構成されている。   The engine 11 includes a crankshaft 111, an intake valve 112, an exhaust valve 113, a spark plug 114, a piston 115, and a variable valve mechanism (VVT) 116.

可変動弁機構116は、クランクシャフト111の回転位相に対する吸気カムシャフト(図示せず)の回転位相を変更することによって、該吸気カムシャフトによって開閉される吸気弁112の開閉タイミングを変更する。尚、可変動弁機構116は、油圧駆動式であってもよいし、電動式であってもよい。   The variable valve mechanism 116 changes the opening / closing timing of the intake valve 112 opened and closed by the intake camshaft by changing the rotation phase of the intake camshaft (not shown) with respect to the rotation phase of the crankshaft 111. The variable valve mechanism 116 may be a hydraulic drive type or an electric type.

動力分配機構14は、サンギヤと、ピニオンギヤと、該ピニオンギヤを自転及び公転可能に支持するキャリアと、リングギヤとを含んでなる遊星歯車機構を備えて構成されている。   The power distribution mechanism 14 includes a planetary gear mechanism that includes a sun gear, a pinion gear, a carrier that supports the pinion gear so as to rotate and revolve, and a ring gear.

動力分配機構14のキャリア軸141は、エンジン11のクランクシャフト111に接続されている。動力分配機構14のサンギヤ軸142は、モータ・ジェネレータ12の回転軸に接続されている。動力分配機構14のリングギヤ軸(即ち、駆動軸)143は、駆動輪18に接続された減速機構17、及びモータ・ジェネレータ13に接続されている。尚、キャリア軸141、サンギヤ軸142及びリングギヤ軸143は、実際には同軸上に配置されているが、ここでは説明の便宜上、軸が延びる方向を互いに異ならしめている。   The carrier shaft 141 of the power distribution mechanism 14 is connected to the crankshaft 111 of the engine 11. The sun gear shaft 142 of the power distribution mechanism 14 is connected to the rotation shaft of the motor / generator 12. A ring gear shaft (that is, a drive shaft) 143 of the power distribution mechanism 14 is connected to the speed reduction mechanism 17 connected to the drive wheels 18 and the motor / generator 13. The carrier shaft 141, the sun gear shaft 142, and the ring gear shaft 143 are actually arranged on the same axis, but here, for convenience of explanation, the extending directions of the shafts are different from each other.

バッテリ15は、直流電流と交流電流とを適切に制御可能なパワーコントロールユニット16を介して、モータ・ジェネレータ12及び13各々に電気的に接続されている。バッテリ15は、モータ・ジェネレータ12及び13各々に対して電力を供給可能、且つモータ・ジェネレータ12及び13各々の回生電力により充電可能に構成されている。   The battery 15 is electrically connected to each of the motor / generators 12 and 13 via a power control unit 16 capable of appropriately controlling a direct current and an alternating current. The battery 15 is configured to be able to supply electric power to each of the motor generators 12 and 13 and to be charged by regenerative electric power of each of the motor generators 12 and 13.

本実施形態に係る「モータ・ジェネレータ12」及び「ECU20」は、夫々、本発明に係る「回転電機」及び「制御手段」の一例である。   The “motor / generator 12” and “ECU 20” according to the present embodiment are examples of the “rotary electric machine” and the “control unit” according to the present invention, respectively.

以上のように構成された車両1において、エンジン11が始動される際、ECU20は、先ず、エンジン11をクランキングするようにモータ・ジェネレータ12を制御する。クランキング開始後、ECU20は、エンジン11の回転数が所定値に達したことを条件に、例えばガソリン等の燃料を供給するように燃料噴射弁(図示せず)を制御すると共に、点火するように点火プラグ114を制御する。   In the vehicle 1 configured as described above, when the engine 11 is started, the ECU 20 first controls the motor / generator 12 to crank the engine 11. After starting the cranking, the ECU 20 controls the fuel injection valve (not shown) to supply fuel such as gasoline and ignites it on condition that the rotational speed of the engine 11 reaches a predetermined value. The spark plug 114 is controlled.

続いて、ECU20は、エンジン11の回転数が所定閾値より大きいか否かを判定する。エンジン11の回転数が所定閾値より大きいと判定された場合、ECU20は、エンジン11が完爆したと判定する。他方、エンジン11の回転数が所定閾値より小さいと判定された場合、ECU20は、エンジン11が完爆していないと判定する。尚、エンジン11の回転数と所定閾値とが「等しい」場合には、どちらかの場合に含めて扱えばよい。   Subsequently, the ECU 20 determines whether or not the rotational speed of the engine 11 is greater than a predetermined threshold value. When it is determined that the rotational speed of the engine 11 is greater than the predetermined threshold, the ECU 20 determines that the engine 11 has completely exploded. On the other hand, when it is determined that the rotational speed of the engine 11 is smaller than the predetermined threshold, the ECU 20 determines that the engine 11 has not completely exploded. In addition, what is necessary is just to include in either case when the rotation speed of the engine 11 and a predetermined threshold value are "equal".

ここで、「所定閾値」は、エンジン11が完爆したか否かを決定する値であり、予め固定値として、或いは、何らかの物理量又はパラメータに応じた可変値として設定されている。このような所定閾値は、実験又はシミュレーションにより、例えば、エンジンの回転数とエンジンが完爆する確率との関係を求めて、該求められた関係に基づいて、エンジンが確実に完爆すると予測されるエンジンの回転数として設定すればよい。   Here, the “predetermined threshold value” is a value that determines whether or not the engine 11 has completely detonated, and is set in advance as a fixed value or as a variable value according to some physical quantity or parameter. Such a predetermined threshold value is predicted by, for example, a relationship between the engine speed and the probability that the engine will be completely exploded by experiments or simulations, and the engine is surely completely exploded based on the obtained relationship. It may be set as the engine speed.

本実施形態では特に、ECU20は、例えば摂氏−30度等の極低温環境下では、予期しないエンジンストールを防止するために、エンジンが完爆したと判定された後も、所定期間、エンジン11のクランキングを継続するようにモータ・ジェネレータ12を制御する。また、エンジン始動の際、ECU20は、吸気弁112の開閉タイミングを変更して(即ち、吸気弁112の進角量又は遅角量を変更して)、エンジン11に吸入される空気量である吸入空気量を変更するように、可変動弁機構116を制御する。尚、吸気弁112の開閉タイミングをどの程度変更するかは、例えばエンジン11の特性等に応じて適宜設定すればよい。   Particularly in the present embodiment, the ECU 20 performs a predetermined period of time after determining that the engine has completely exploded in order to prevent an unexpected engine stall in an extremely low temperature environment such as −30 degrees Celsius. The motor / generator 12 is controlled to continue the cranking. Further, when starting the engine, the ECU 20 changes the opening / closing timing of the intake valve 112 (that is, changes the advance amount or retard amount of the intake valve 112), and is the amount of air taken into the engine 11. The variable valve mechanism 116 is controlled so as to change the intake air amount. In addition, what is necessary is just to set suitably how much the opening-and-closing timing of the intake valve 112 is changed according to the characteristic of the engine 11, etc., for example.

(エンジン始動装置)
エンジン始動装置100は、エンジン11の始動中にECU20が、エンジン11の吸入空気量を変更するように可変動弁機構116を制御する場合、該可変動弁機構116に起因するエンジン11の吸気弁112の進角量に応じて、モータ・ジェネレータ12に係るクランキングトルクを減量する、本発明に係る「トルク減量手段」の一例としての、ECU20を備えて構成されている。本実施形態では、車両1の各種電子制御用のECU20の一部をエンジン始動装置100の一部として用いている。
(Engine starter)
When the ECU 20 controls the variable valve mechanism 116 so as to change the intake air amount of the engine 11 during the start of the engine 11, the engine starter 100 causes the intake valve of the engine 11 caused by the variable valve mechanism 116. The ECU 20 is configured as an example of the “torque reducing means” according to the present invention that reduces the cranking torque related to the motor / generator 12 in accordance with the advance amount of 112. In the present embodiment, a part of the ECU 20 for various electronic controls of the vehicle 1 is used as a part of the engine starter 100.

(エンジン始動制御処理)
次に、以上のように構成されたエンジン始動装置100の一部としてのECU20が実行するエンジン始動制御処理について、図2のフローチャートを参照して説明する。
(Engine start control process)
Next, an engine start control process executed by the ECU 20 as a part of the engine start device 100 configured as described above will be described with reference to a flowchart of FIG.

図2において、先ず、ECU20は、エンジン11の始動制御開始後である(即ち、モータ・ジェネレータ12によりエンジン11がクランキングされている)か否かを判定する(ステップS101)。エンジン11の始動制御開始前、或いは始動制御終了であると判定された場合(ステップS101:No)、一旦処理が終了される。   In FIG. 2, first, the ECU 20 determines whether or not the start control of the engine 11 has been started (that is, the engine 11 is cranked by the motor / generator 12) (step S101). When it is determined that the start control of the engine 11 has not been started or the start control has been completed (step S101: No), the processing is once ended.

エンジン11の始動制御開始後であると判定された場合(ステップS101:Yes)、ECU20は、始動制御開始からA msec(ミリ秒)以内であるか否かを判定する(ステップS102)。尚、所定時間“A”は、停止しているエンジン11の回転数を比較的速やかに上昇させるために、モータ・ジェネレータ12に、比較的大きなクランキングトルクを出力させる時間として設定されている。このように構成すれば、例えば、エンジン11の回転数が車両1に係る共振帯域を通過する時間を短縮することができる。   If it is determined that the start control of the engine 11 has been started (step S101: Yes), the ECU 20 determines whether it is within Amsec (milliseconds) from the start of the start control (step S102). The predetermined time “A” is set as a time for the motor / generator 12 to output a relatively large cranking torque in order to increase the rotational speed of the stopped engine 11 relatively quickly. If comprised in this way, the time for the rotation speed of the engine 11 to pass through the resonance band which concerns on the vehicle 1 can be shortened, for example.

始動制御開始からA msec以内であると判定された場合(ステップS102:Yes)、ECU20は、比較的大きなトルクである初期トルクが出力されるように(図4における時刻t1〜t2参照)、モータ・ジェネレータ12等を制御する(ステップS109)。その後ECU20は、後述するステップS107の処理を実行する。   When it is determined that it is within A msec from the start of the start control (step S102: Yes), the ECU 20 outputs the initial torque that is a relatively large torque (see times t1 to t2 in FIG. 4). Control the generator 12 and the like (step S109). Thereafter, the ECU 20 executes a process of step S107 described later.

始動制御開始からA msecを超えていると判定された場合(ステップS102:No)、ECU20は、エンジン11の回転数Neが、上記「所定閾値」の一具体例としての、C rpm(rotation per minute)以上であるか否かを判定する(即ち、エンジン11が完爆したか否かを判定する)(ステップS103)。   When it is determined that A msec has been exceeded from the start of the start control (step S102: No), the ECU 20 determines that the rotation speed Ne of the engine 11 is C rpm (rotation per) as a specific example of the “predetermined threshold value”. It is determined whether it is equal to or greater than (minute) (that is, whether or not the engine 11 has completely exploded) is determined (step S103).

エンジン11の回転数NeがC rpm未満であると判定された場合(ステップS103:No)、ECU20は、エンジン11の回転数NeがB rpm以上であるか否かを判定する(ステップS104)。エンジン11の回転数NeがB rpm未満であると判定された場合(ステップS104:No)、ECU20は、上述したステップS109の処理を実行した後に、後述するステップS107の処理を実行する。   When it is determined that the rotational speed Ne of the engine 11 is less than C rpm (step S103: No), the ECU 20 determines whether the rotational speed Ne of the engine 11 is equal to or higher than B rpm (step S104). When it is determined that the rotational speed Ne of the engine 11 is less than B rpm (step S104: No), the ECU 20 executes the process of step S109 described later after executing the process of step S109 described above.

ステップS104の処理において、エンジン11の回転数NeがB rpm以上であると判定された場合(ステップS104:Yes)、ECU20は、第2始動トルクを演算すると共に、該演算された第2始動トルクが出力されるように(図4における時刻t2〜t5参照)、モータ・ジェネレータ12等を制御する(ステップS105)。   When it is determined in the process of step S104 that the rotational speed Ne of the engine 11 is equal to or higher than B rpm (step S104: Yes), the ECU 20 calculates the second start torque and the calculated second start torque. Is output (see times t2 to t5 in FIG. 4), the motor / generator 12 and the like are controlled (step S105).

所定回転数“B”は、第2始動トルクを演算するか否かを決定する値であり、予め固定値として、或いは、何らかの物理量又はパラメータに応じた可変値として設定されている。このような所定回転数“B”は、経験的に、或いは、実験又はシミュレーションにより、例えば、エンジンの回転数と、エンジンのフライホイール等に起因する慣性力との関係を求めて、該求められた関係に基づいて、クランキングトルクをある程度減らしてもエンジンの回転数が低下しないようなエンジンの回転数、且つ、共振回転数より高い回転数、として設定すればよい。尚、エンジン11を始動させる際に消費される電力量を抑制するという観点からは、所定回転数“B”は比較的小さいことが望ましい。   The predetermined rotation speed “B” is a value that determines whether or not to calculate the second starting torque, and is set in advance as a fixed value or a variable value according to some physical quantity or parameter. Such a predetermined rotational speed “B” is obtained by empirically or by experiment or simulation, for example, by determining the relationship between the rotational speed of the engine and the inertial force caused by the engine flywheel or the like. Based on the relationship, the engine speed may be set so that the engine speed does not decrease even if the cranking torque is reduced to some extent, and the engine speed is higher than the resonance speed. Note that, from the viewpoint of suppressing the amount of electric power consumed when starting the engine 11, the predetermined rotational speed “B” is desirably relatively small.

「第2始動トルク」は、エンジン11の回転数を、所定回転数“B”から、エンジン11が完爆可能な回転数まで、所定期間内に上昇可能なクランキングトルクとして設定されている。   The “second starting torque” is set as a cranking torque that can increase the rotational speed of the engine 11 from a predetermined rotational speed “B” to a rotational speed at which the engine 11 can complete explosion within a predetermined period.

ここで、エンジン11の回転数NeがB rpmに達した後に、図4に示すように、燃料噴射実行フラグが“ON”になる。この結果、ECU20は、燃料を噴射するように燃料噴射弁を制御すると共に、点火するように点火プラグ114を制御する。   Here, after the rotation speed Ne of the engine 11 reaches B rpm, the fuel injection execution flag is turned “ON” as shown in FIG. As a result, the ECU 20 controls the fuel injection valve to inject fuel and controls the spark plug 114 to ignite.

次に、ECU20は、共振帯域通過後のタイミングで(即ち、エンジン11の回転数が所定回転数“B”に達した以降に)、吸気弁112の開閉タイミングを変更(ここでは、進角)するように、可変動弁機構116を制御する(図4における時刻t3参照)と共に、該吸気弁112の進角量に応じて、モータ・ジェネレータ12から出力される第2始動トルクを減算補正する(ステップS106)。   Next, the ECU 20 changes the opening / closing timing of the intake valve 112 at the timing after passing through the resonance band (that is, after the rotational speed of the engine 11 reaches the predetermined rotational speed “B”) (here, the advance angle). Thus, the variable valve mechanism 116 is controlled (see time t3 in FIG. 4), and the second starting torque output from the motor / generator 12 is subtracted and corrected according to the advance amount of the intake valve 112. (Step S106).

具体的には例えば、ECU20は、吸気弁112の進角量を検出し、該検出された進角量と、予めECU20に格納されている、吸気弁112の進角量と補正係数との関係を定めるマップ(図3参照)と、に基づいて補正係数を求め、該求められた補正係数を第2始動トルクに乗算することによって、クランキングトルクを補正する(図4における時刻t3〜t5参照)。   Specifically, for example, the ECU 20 detects the advance amount of the intake valve 112, and the relationship between the detected advance amount and the advance amount of the intake valve 112 and the correction coefficient stored in the ECU 20 in advance. And a cranking torque is corrected by determining a correction coefficient based on the map (see FIG. 3) and multiplying the second starting torque by the determined correction coefficient (see times t3 to t5 in FIG. 4). ).

続いて、ECU20は、ステップS106、後述するステップS108、又はステップS109の処理において設定されたトルクに対して、所定のなまし処理を施し、該所定のなまし処理が施されたトルクを出力するように、モータ・ジェネレータ12を制御する(ステップS107)。このように構成すれば、急激なトルク段差の発生を抑制することができる。このため、例えば、車両1の運転者がトルク段差に起因する違和感を覚えることを回避することができる、或いは、動力伝達系を構成する部材が損傷することを防止することができる。   Subsequently, the ECU 20 performs a predetermined smoothing process on the torque set in step S106, step S108, which will be described later, or step S109, and outputs the torque subjected to the predetermined smoothing process. Thus, the motor / generator 12 is controlled (step S107). If comprised in this way, generation | occurrence | production of a rapid torque level | step difference can be suppressed. For this reason, for example, it is possible to prevent the driver of the vehicle 1 from feeling uncomfortable due to the torque level difference, or it is possible to prevent the members constituting the power transmission system from being damaged.

ステップS103の処理において、エンジン11の回転数NeがC rpm以上であると判定された場合(ステップS103:Yes)、ECU20は、始動トルクをクリアして(ステップS108)、ステップS107の処理を実行する。ここで、ステップS107の処理では、上述の如く、所定のなまし処理が施されるので、始動トルクがクリアされても、直ちにモータ・ジェネレータ12に係るクランキングトルクがゼロになるのではなく、所定期間はモータ・ジェネレータ12からクランキングトルクが出力される(図4における時刻t4付近参照)。   If it is determined in step S103 that the rotational speed Ne of the engine 11 is equal to or higher than C rpm (step S103: Yes), the ECU 20 clears the starting torque (step S108) and executes the process of step S107. To do. Here, in the process of step S107, since the predetermined smoothing process is performed as described above, even if the starting torque is cleared, the cranking torque related to the motor / generator 12 does not immediately become zero, During the predetermined period, cranking torque is output from the motor / generator 12 (see the vicinity of time t4 in FIG. 4).

以上の結果、本実施形態に係るエンジン始動装置100によれば、クランキングトルクを補正しない場合(図4最上段の破線参照)に比べて、消費電力量を抑制することができる。具体的には、図4の領域aに対応する電力量だけ抑制することができる。   As a result of the above, according to the engine starting device 100 according to the present embodiment, the power consumption can be suppressed as compared with the case where the cranking torque is not corrected (see the broken line at the top of FIG. 4). Specifically, it is possible to suppress only the amount of power corresponding to the region a in FIG.

図3は、吸気弁の進角量と補正係数との関係の一例を示す特性図であり、図4は、モータ・ジェネレータに係るトルク、エンジン回転数及び吸気弁の進角量の各々の時間変動の一例を示すタイムチャートである。   FIG. 3 is a characteristic diagram showing an example of the relationship between the amount of advancement of the intake valve and the correction coefficient, and FIG. 4 shows the time of each of the torque relating to the motor / generator, the engine speed and the advancement amount of the intake valve. It is a time chart which shows an example of a change.

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許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エンジン始動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 changed as appropriate without departing from the scope or spirit of the invention that can be read from the claims and the entire specification. Is also included in the technical scope of the present invention.

1…車両、11…エンジン、12、13…モータ・ジェネレータ、14…動力分配機構、15…バッテリ、16…パワーコントロールユニット、20…ECU、100…始動制御装置、112…吸気弁、113…排気弁、116…可変動弁機構   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 11 ... Engine, 12, 13 ... Motor generator, 14 ... Power distribution mechanism, 15 ... Battery, 16 ... Power control unit, 20 ... ECU, 100 ... Start-up control device, 112 ... Intake valve, 113 ... Exhaust Valve 116: Variable valve mechanism

Claims (1)

可変動弁機構を有するエンジンと、前記エンジンに連結された回転電機と、前記エンジンを始動する際に、前記エンジンをクランキングするように前記回転電機を制御し、更に、前記エンジンが完爆した後も前記エンジンのクランキングを継続するように前記回転電機を制御する制御手段と、を備えるハイブリッド車両に搭載され、
前記エンジンの始動中に前記制御手段が、前記エンジンの吸入空気量を変更するように前記可変動弁機構を制御する場合、前記可変動弁機構に起因する前記エンジンの吸気弁の進角量に応じて、前記回転電機に係るクランキングトルクを減量するトルク減量手段を備える
ことを特徴とするエンジン始動装置。
An engine having a variable valve mechanism, a rotating electrical machine connected to the engine, and the rotating electrical machine are controlled so as to crank the engine when the engine is started. And a control means for controlling the rotating electrical machine so as to continue cranking of the engine afterwards,
When the control means controls the variable valve mechanism so as to change the intake air amount of the engine during the start of the engine, the control valve controls the advance amount of the intake valve of the engine caused by the variable valve mechanism. In response, the engine starter further comprises torque reducing means for reducing the cranking torque related to the rotating electrical machine.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016199202A (en) * 2015-04-14 2016-12-01 トヨタ自動車株式会社 Control device for hybrid vehicle

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016199202A (en) * 2015-04-14 2016-12-01 トヨタ自動車株式会社 Control device for hybrid vehicle

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