JP2013124083A - Controller of hybrid electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動源としてエンジンとモータとを備えるハイブリッド電気自動車において、所定の条件を満たした場合にエンジンの自動停止及び自動始動を実行する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device that performs automatic stop and automatic start of an engine when a predetermined condition is satisfied in a hybrid electric vehicle including an engine and a motor as drive sources.
近年、駐停車や信号待ちの間にエンジンを自動的に停止させ、発進時には自動的に始動させることで燃費や排ガス性能を向上させる、いわゆるアイドルストップ・オートスタート(自動停止始動)制御が行われている。
このような自動停止始動制御においては、エンジンを自動的に停止させた後、車両を迅速に発進できるようにエンジンを速やかに始動する必要がある。
In recent years, so-called idle stop / auto start (automatic stop start) control has been performed, which improves the fuel efficiency and exhaust gas performance by automatically stopping the engine during parking and waiting for a signal and starting automatically when starting. ing.
In such automatic stop / start control, it is necessary to start the engine promptly so that the vehicle can be started quickly after the engine is automatically stopped.
エンジンの始動性は、ピストンの停止位置によって変化するものである。クランキングに適した位置にピストンが停止していれば、エンジンを速やかに始動させることが可能である。
そこで、エンジンの自動停止時において、オルタネータの目標発電電流を調整する等して、ピストンをスタータによるクランキングに適した適正位置に停止させる技術が開発されている(特許文献1参照)。
The startability of the engine changes depending on the stop position of the piston. If the piston is stopped at a position suitable for cranking, the engine can be started quickly.
In view of this, a technique has been developed in which the piston is stopped at an appropriate position suitable for cranking by a starter by adjusting the target generated current of the alternator when the engine is automatically stopped (see Patent Document 1).
また、近年、燃費低減及び排ガス性能の向上を図るものとして、駆動源にエンジンとモータとを備えるハイブリッド電気自動車が開発されており、当該ハイブリッド電気自動車においても、エンジンの自動停止始動制御が適用されている。 In recent years, hybrid electric vehicles having an engine and a motor as drive sources have been developed as a means of reducing fuel consumption and improving exhaust gas performance. Automatic stop / start control of the engine is also applied to the hybrid electric vehicle. ing.
しかしながら、上記特許文献1の技術のように、エンジンを自動停止する度に、オルタネータを用いてエンジンを停止させると、オルタネータの発電負荷を大きくする機会が多くなり、オルタネータの製品寿命を低下させるという問題がある。また、エンジンのクランキングを行うスタータについても、エンジン自動停止始動制御によりエンジンの始動回数が増加し、スタータの製品寿命が低下するという問題がある。
However, when the engine is stopped using the alternator every time the engine is automatically stopped as in the technology of the above-mentioned
特にハイブリッド電気自動車の場合、エンジンとモータとが接続された状態でエンジンの停止及び始動を行うと、エンジンに加えてモータの質量負荷もかかることとなり、エンジンの回転を止める負荷及びクランキングにかかる負荷が増大する。
このようなハイブリッド電気自動車に、上記特許文献1の技術を適用すれば、エンジンの回転を停止するためのオルタネータの負担はさらに大きくなり、オルタネータの製品寿命を一層低下させることとなる。また、スタータについても、当該ハイブリッド電気自動車において、エンジンとモータとが接続された状態でエンジンのクランキングを行えば、スタータの負担が増大し、製品寿命を一層低下させることとなる。
In particular, in the case of a hybrid electric vehicle, if the engine is stopped and started while the engine and the motor are connected, the mass load of the motor will be applied in addition to the engine, and the load and cranking for stopping the rotation of the engine will be applied. The load increases.
If the technique of
一方で、オルタネータの発電量を大きくしたり、スタータが発生可能なトルクを増大しようとすると、オルタネータ及びスタータの大型化を招くという問題が生じる。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ハイブリッド電気自動車の自動停止始動制御において、オルタネータやスタータの製品寿命の低下を抑制しつつ、エンジンの始動性を確保することのできるハイブリッド電気自動車の制御装置を提供することにある。
On the other hand, if the power generation amount of the alternator is increased or the torque that can be generated by the starter is increased, there arises a problem that the alternator and the starter are increased in size.
The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to start an engine while suppressing a decrease in product life of an alternator or a starter in an automatic stop start control of a hybrid electric vehicle. It is an object of the present invention to provide a control device for a hybrid electric vehicle that can ensure safety.
上記した目的を達成するために、請求項1のハイブリッド電気自動車の制御装置では、駆動源としてエンジン及びモータを選択可能なハイブリッド電気自動車の制御装置であって、前記エンジンの駆動力を用いて発電を行うオルタネータと、前記エンジンに設けられ、当該エンジンのクランキングを行うスタータと、所定のエンジン自動停止条件を満たした際に前記エンジンへの燃料供給を停止するエンジン燃料供給停止制御手段と、前記所定のエンジン自動停止条件を満たしたときに、前記モータへ電力を供給するバッテリの充電量が所定の停止時充電量以下である場合は、前記モータ又は前記オルタネータにより前記スタータによるクランキングに適した所定の停止クランク角度で前記エンジンの回転を停止させるエンジン回転停止制御を実行し、前記モータへ電力を供給するバッテリの充電量が前記所定の停止時充電量より大である場合は、前記エンジン回転停止制御を実行しないエンジン回転停止制御手段と、を備えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the hybrid electric vehicle control device according to
請求項2のハイブリッド電気自動車の制御装置では、請求項1において、前記エンジン及び前記モータとの間に設けられ、当該エンジンから当該モータを介して駆動輪へと伝達される当該エンジンの駆動力の接続及び切断を行うクラッチ手段と、前記エンジンの回転が停止した後、所定のエンジン自動始動条件を満たしたとき、前記モータへ電力を供給するバッテリの充電量が所定の始動時充電量より大である場合は、前記クラッチ手段を接続状態として、前記モータが発生するトルクにより前記エンジンのクランキングを行うエンジン自動始動制御手段と、を備えることを特徴としている。 According to a control apparatus for a hybrid electric vehicle of a second aspect, the driving force of the engine is provided between the engine and the motor according to the first aspect, and is transmitted from the engine to the drive wheels via the motor. The clutch means for connecting and disconnecting and the charge amount of the battery for supplying power to the motor when the predetermined engine automatic start condition is satisfied after the rotation of the engine is stopped is larger than the predetermined start-time charge amount. In some cases, the engine includes: an engine automatic start control unit configured to crank the engine by a torque generated by the motor with the clutch unit connected.
請求項3のハイブリッド電気自動車の制御装置では、請求項1又は2において、前記エンジン及び前記モータとの間に設けられ、当該エンジンから当該モータを介して駆動輪へと伝達される当該エンジンの駆動力の接続及び切断を行うクラッチ手段と、前記エンジンの回転が停止した後、所定のエンジン自動始動条件を満たしたとき、前記モータへ電力を供給するバッテリの充電量が所定の始動時充電量以下である場合は、前記クラッチ手段を切断状態として、前記スタータにより前記エンジンのクランキングを行うエンジン自動始動制御手段と、を備えることを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the hybrid electric vehicle control apparatus according to the first or second aspect, wherein the engine drive is provided between the engine and the motor and transmitted from the engine to the drive wheels via the motor. The clutch means for connecting and disconnecting the force, and the charge amount of the battery for supplying power to the motor when the predetermined engine automatic start condition is satisfied after the rotation of the engine is stopped is equal to or less than the predetermined start time charge amount In this case, an engine automatic start control means for cranking the engine by the starter with the clutch means disengaged is provided.
上記手段を用いる本発明の請求項1のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、エンジン及びモータを備えたハイブリッド電気自動車において、エンジン自動停止制御時に、バッテリの充電量(以下SOC:State Of Chargeという)が所定の停止時充電量以下である場合は、モータ又はオルタネータによるエンジン回転停止制御を実行し、当該SOCが所定の停止時充電量より大である場合はエンジン回転停止制御を実行しないものとする。 According to the hybrid electric vehicle control apparatus of the first aspect of the present invention using the above-described means, in the hybrid electric vehicle including the engine and the motor, the battery charge amount (hereinafter referred to as SOC: State Of Charge) during the engine automatic stop control. ) Is less than or equal to a predetermined stop charge amount, engine rotation stop control by a motor or alternator is executed. If the SOC is greater than a predetermined stop charge amount, engine rotation stop control is not executed. To do.
このように、バッテリのSOCが比較的低い場合には、エンジン自動停止時にモータ又はオルタネータを用いてスタータによるクランキングに適したクランク角度でエンジンの回転を停止させる。これにより、エンジン自動停止後の再始動時には、エンジンのピストン位置がスタータによるクランキングに適した位置にあることから、スタータによる速やかなエンジン始動を行うことができる上、スタータにかかる負荷も軽減することができる。 As described above, when the SOC of the battery is relatively low, the rotation of the engine is stopped at a crank angle suitable for cranking by the starter by using a motor or an alternator during automatic engine stop. As a result, when restarting after automatic engine stop, the piston position of the engine is in a position suitable for cranking by the starter, so that the starter can be started quickly and the load on the starter is also reduced. be able to.
一方、モータを用いてのエンジンのクランキングが可能なSOCが比較的高い場合には、エンジン自動停止時にエンジン回転停止制御を実行しないことで、オルタネータの使用頻度を低下させることができる。
これらのことから、オルタネータやスタータの製品寿命の低下を抑制しつつ、エンジン始動性を確保することができる。
On the other hand, when the SOC capable of cranking the engine using a motor is relatively high, the frequency of use of the alternator can be reduced by not executing the engine rotation stop control when the engine is automatically stopped.
As a result, engine startability can be ensured while suppressing a decrease in the product life of the alternator and starter.
請求項2のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、エンジンとモータとの間にクラッチ手段が設けられたハイブリッド電気自動車において、エンジンの自動停止後のエンジン自動始動制御時に、バッテリのSOCが所定の始動時SOCより大である場合は、クラッチ手段を接続して、モータによるエンジンのクランキングを行う。 According to the hybrid electric vehicle control device of the second aspect, in the hybrid electric vehicle in which the clutch means is provided between the engine and the motor, the SOC of the battery is predetermined during the engine automatic start control after the engine is automatically stopped. When it is larger than the SOC at the time of starting, the clutch means is connected and the engine is cranked by the motor.
駆動源であるモータを用いてのクランキングではエンジンのピストン停止位置に対する始動性への影響がスタータを用いてのクランキングに比べて低いことから、エンジンの自動始動時にバッテリのSOCが比較的高い場合には、モータによってエンジンの始動を行うことで、エンジンの始動性の低下を抑制しつつ、スタータの使用頻度を低下させることができる。 In cranking using a motor as a drive source, the influence on startability with respect to the piston stop position of the engine is lower than cranking using a starter, so the SOC of the battery is relatively high at the time of automatic engine start. In this case, by starting the engine with the motor, it is possible to reduce the frequency of use of the starter while suppressing a decrease in the startability of the engine.
請求項3のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、エンジンとモータとの間にクラッチ手段が設けられたハイブリッド電気自動車において、エンジンの自動停止後のエンジン自動始動制御時に、バッテリのSOCが所定の始動時SOC以下である場合は、クラッチ手段を切断して、スタータによるエンジンのクランキングを行う。 According to the hybrid electric vehicle control apparatus of the third aspect, in the hybrid electric vehicle in which the clutch means is provided between the engine and the motor, the SOC of the battery is predetermined during the automatic engine start control after the automatic engine stop. If it is below the starting SOC, the clutch means is disconnected and the engine is cranked by the starter.
このようにエンジンの自動始動時にバッテリのSOCが比較的低い場合には、クラッチ手段を切断することで、エンジンのクランキングにかかるモータの質量負荷を排除して、始動時にかかるスタータの負荷を軽減することができる。 Thus, when the SOC of the battery is relatively low during the automatic engine start, the clutch means is disengaged to eliminate the mass load of the motor for cranking the engine and reduce the load on the starter at the start. can do.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図1は本発明の一実施形態におけるハイブリッド電気自動車の制御装置の概略構成を示したブロック図であり、同図に基づき説明する。
図1に示す車両1は、駆動源としてエンジン2及びモータ4を備えるハイブリッド電気自動車である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a control apparatus for a hybrid electric vehicle according to an embodiment of the present invention, which will be described with reference to FIG.
A
エンジン2は、例えばディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の一般的に自動車に用いられる内燃機関であり、ここでは特にその種類を問わない。
エンジン2とモータ4との間にはクラッチ6が設けられており、当該クラッチ6の入力軸にはエンジン2の出力軸が、当該クラッチ6の出力軸にはモータ4の回転軸がそれぞれ連結されている。
The engine 2 is an internal combustion engine that is generally used for automobiles, such as a diesel engine or a gasoline engine, and is not particularly limited here.
A clutch 6 is provided between the engine 2 and the motor 4. The output shaft of the engine 2 is connected to the input shaft of the clutch 6, and the rotary shaft of the motor 4 is connected to the output shaft of the clutch 6. ing.
モータ4は発電も可能な例えば永久磁石式同期電動機であり、モータ4の回転軸は変速機8の入力軸と連結されている。そして、変速機8の出力軸からプロペラシャフト10、差動装置12、及び駆動軸14を介して左右の駆動輪16へと駆動力が伝達されるよう構成されている。
また、モータ4は、車両1に搭載された高電圧バッテリ18とインバータ20を介して接続されており、当該高電圧バッテリ18からの電力供給を受けて駆動トルクを発生させる。高電圧バッテリ18は例えばリチウムイオン、ニッケル水素等の二次電池であり、インバータ20が高電圧バッテリ18からの直流電力を交流電力に変換してモータ4に電力を供給する。一方、車両減速時等には、モータ4が発電機(ジェネレータ)として機能し、回生駆動する。つまり、駆動輪16から逆に伝達される駆動力によりモータ4が交流電力を発電するとともに、このときモータ4が発生する回生トルクにより駆動輪16に減速抵抗が付与される。そして、この交流電力は、インバータ20によって直流電力に変換された後、高電圧バッテリ18に充電されることで、駆動輪16の回転による運動エネルギが電気エネルギとして回収される。
The motor 4 is, for example, a permanent magnet type synchronous motor that can generate power, and the rotating shaft of the motor 4 is connected to the input shaft of the transmission 8. The drive force is transmitted from the output shaft of the transmission 8 to the left and
The motor 4 is connected to a
当該構成の車両1は、クラッチ6が切断状態にあるときには、モータ4の回転軸のみが変速機8を介して駆動輪16と機械的に接続されることになる。つまり、モータ4により発生する駆動トルクのみが車両1の駆動トルクとして駆動輪16に伝達される。
一方、クラッチ6が接続状態にあるときには、エンジン2の出力軸がモータ4の回転軸を介して変速機8、駆動輪16等と機械的に接続されることとなる。つまり、このときモータ4が発生するトルクを0として、エンジン2のみを作動した場合にはエンジン2により発生する駆動トルクのみが車両1の駆動トルクとなる。また、モータ4も作動させればモータ4の駆動トルクとエンジン2の駆動トルクとの和が車両1の駆動トルクとなる。
In the
On the other hand, when the clutch 6 is in the connected state, the output shaft of the engine 2 is mechanically connected to the transmission 8, the
車両1には、このようなエンジン2及びモータ4のトルク配分の調整等の各種制御を行うべく、エンジン2、モータ4、クラッチ6、変速機8を統合制御する統合ECU(電子コントロールユニット)30が搭載されている。
統合ECU30には、各エンジン2、モータ4、クラッチ6、変速機8それぞれの制御ユニット(図示せず)とCAN(Controller Area Network)を用いて通信可能に接続されている。
In the
The
また、エンジン2には、図示しないベルトを介してエンジン2の駆動力が伝達されて回転することで発電を行うオルタネータ32、ギヤを介してエンジン始動のためのクランキングを行うスタータ34、エンジン2のクランク角度を検出するクランク角度センサ36、オルタネータ32及びスタータ34と接続される低電圧バッテリ40等が設けられている。なお、オルタネータ32は発電した電力を高電圧バッテリ18に充電可能であり、スタータ34は低電圧バッテリ40からの電力供給によりエンジン2をクランキングするものである。
Further, the engine 2 is transmitted with a driving force of the engine 2 via a belt (not shown) and rotated to generate an
なお、本実施形態では、オルタネータ32およびスタータ34は、低電圧バッテリ40と接続しているが、高電圧バッテリ18と接続しても良い。その場合、オルタネータ32およびスタータ34と高電圧バッテリ18との間に、電圧を昇圧及び降圧するDC/DCコンバータを設けて、それぞれから供給される電圧を変換する。
In the present embodiment, the
さらに車両1には、運転者により選択されているシフト位置を検出するシフト位置センサ38が設けられている。シフト位置としては、駐車時に選択するPレンジ、変速機8のギヤをニュートラルとするNレンジ、走行時に選択するDレンジ等がある。
統合ECU30はこれらオルタネータ32、スタータ34、クランク角度センサ36、及びシフト位置センサ38と、各種制御ユニットを介して又は直接的にCAN等を用いて接続されている。そして、統合ECU30は、オルタネータ32に所定の発電電流を発生するように当該オルタネータ32による発電を制御し、低電圧バッテリ40からスタータ34へ電力を供給することでスタータ34によるクランキングを制御する。
Further, the
The
また統合ECU30は、クランク角度センサ36により検出したクランク角度情報を取得し、当該クランク角度情報に基づきエンジン回転数を算出する。
さらに統合ECU30は、シフト位置センサ38により検出したシフト位置情報、クラッチ6からクラッチ6の断接情報、及び高電圧バッテリ18のSOC(充電量)情報等を取得し、当該シフト位置及び車両1の運転状態に応じてクラッチ6の断接、エンジン2及びモータ4のトルク配分、変速機8の変速段の選択等を行う。
Further, the
Further, the
そして、本実施形態における統合ECU30は、所定のエンジン自動停止条件を満たした際には、エンジン2への燃料供給を停止する、いわゆるエンジン自動停止制御(アイドルストップ)を行う(エンジン燃料供給停止制御手段)。さらに当該統合ECU30は、エンジン2の自動停止後に所定のエンジン自動始動条件を満たした際には、エンジン2をクランキングさせて燃料供給を再開することで当該エンジン2を自動的に始動させる、いわゆるエンジン自動始動制御(オートスタート)を行う(エンジン自動始動制御手段)。このように統合ECU30は、いわゆるエンジン自動停止始動(アイドルストップ・オートスタート)制御を行うものである。
Then, the integrated
ここで、所定のエンジン自動停止条件は、例えば、まず車速が略0であり、ブレーキペダルが踏み込まれており、且つアクセルペダルの踏み込まれていない状態が成立することを必要とする。さらに、シフト位置がPレンジ又はNレンジの非走行レンジである場合にはクラッチ6の接続された状態が所定時間経過すること、シフト位置がDレンジ等の走行レンジである場合にはクラッチ6の切断された状態が所定時間経過することを要件とする。 Here, for example, the predetermined engine automatic stop condition requires that the vehicle speed is substantially zero, the brake pedal is depressed, and the accelerator pedal is not depressed. Further, when the shift position is a non-traveling range of the P range or the N range, the state where the clutch 6 is connected has elapsed for a predetermined time, and when the shift position is a traveling range such as the D range, the clutch 6 It is a requirement that the disconnected state elapses for a predetermined time.
一方、所定のエンジン自動始動条件は、例えば上記エンジン自動停止条件が満たされなくなった状態、即ちシフト位置は関係なく、ブレーキペダルの踏み込みが解除、又はアクセルペダルが踏み込まれた場合とする。
また、車両1では、エンジン2のクランキングにはクラッチ6が切断状態にある場合にはスタータ34を用い、クラッチ6が接続状態にある場合にはスタータ34又はモータ4を用いることが可能である。
On the other hand, the predetermined engine automatic start condition is, for example, a state in which the engine automatic stop condition is not satisfied, that is, a case where the depression of the brake pedal is released or the accelerator pedal is depressed regardless of the shift position.
In the
さらに、統合ECU30は、エンジン自動停止制御において、エンジン2の始動に適した所定の停止クランク角度でエンジン2の回転を停止させるエンジン回転停止制御も行う(エンジン回転停止制御手段)。
詳しくは、当該統合ECU30が行うエンジン自動停止始動制御について以下説明する。
Further, in the engine automatic stop control, the
Specifically, engine automatic stop / start control performed by the integrated
図2を参照すると、当該統合ECU30が実行するエンジン自動停止制御ルーチンを示すフローチャートが示されており、以下同フローチャートに沿って説明する。
まず、ステップS1として、統合ECU30は、上述したエンジン自動停止条件が成立しているか否かを判別する。当該判別結果が偽(No)である場合は、当該ルーチンをリターンする。一方、当該判別結果が真(Yes)である場合は、エンジン自動停止制御を行うべく、次のステップS2に進む。
Referring to FIG. 2, there is shown a flowchart showing an engine automatic stop control routine executed by the integrated
First, as step S1, the
ステップS2として、統合ECU30は、エンジン2への燃料供給を停止する。
続くステップS3として、統合ECU30は、高電圧バッテリ18からSOC情報を取得し、取得したSOC情報が予め定めた所定の停止時SOC(所定の停止時充電量)より大であるか否かを判別する。当該所定の停止時SOCは、自動停止後にモータ4によりエンジン2のクランキングを安定的に行うことが可能な最低限のSOC(例えば50%)に設定されるものである。
As step S <b> 2, the
In subsequent step S3, the
当該判別結果が偽(No)である場合、即ちSOCが所定の停止時SOC以下である場合には、ステップS4に進む。
そして、ステップS3において、統合ECU30は、後述するエンジン回転停止制御を実行し、当該ルーチンを終了する。
一方、上記ステップS3の判別結果が真(Yes)である場合、即ちSOCが所定の停止時SOCより大である場合には、ステップS5に進む。
When the determination result is false (No), that is, when the SOC is equal to or less than the predetermined stop-time SOC, the process proceeds to step S4.
In step S3, the
On the other hand, if the determination result in step S3 is true (Yes), that is, if the SOC is greater than the predetermined stop-time SOC, the process proceeds to step S5.
ステップS5において、統合ECU30は、エンジン回転停止制御を禁止して、当該ルーチンを終了する。つまり、統合ECU30はSOCが比較的高い場合には、エンジン回転停止制御を実行せず、エンジン2の回転を自然に停止させる。
ここで、上記ステップS4におけるエンジン回転停止制御について詳しく説明する。
In step S5, the
Here, the engine rotation stop control in step S4 will be described in detail.
図3を参照すると、統合ECU30が行うエンジン回転停止制御ルーチンを示すフローチャートが示されており、以下同フローチャートに基づき説明する。
まず、ステップS10として、統合ECU30は、クランク角度センサ36により検出されるクランク角度情報を取得する。
ステップS11では、統合ECU30は、クランク角度情報に基づきエンジン回転数を算出し、当該エンジン回転数が所定の回転数未満であるか否かを判別する。当該所定の回転数は、例えばオルタネータ32の発電負荷又はモータ4の回生トルクにより、エンジン回転を速やかに停止させることができる程度の回転数(例えば10〜20rpm)に設定される。当該判別結果が偽(No)である場合は、ステップS10に戻り、再度クランク角度情報を取得してステップS11の判別を繰り返す。一方、当該判別結果が真(Yes)である場合は、次のステップS12に進む。
Referring to FIG. 3, there is shown a flowchart showing an engine rotation stop control routine performed by the integrated
First, as step S <b> 10, the
In step S11, the
ステップS12において、統合ECU30は、始動に適した所定の停止クランク角度でエンジン回転を停止させる。
ここで、エンジン回転を停止させる手段としては、シフト位置が走行レンジでありクラッチ6が切断されている場合にはオルタネータ32の発電に伴う負荷により、シフト位置が非走行レンジでありクラッチ6が接続されている場合にはモータ4の回生トルクにより、それぞれエンジン2の回転を止める方向(遅角側)に力を与えることで所定の停止クランク角度でエンジン2の回転を停止させる。
In step S12, the
Here, as means for stopping the engine rotation, when the shift position is in the travel range and the clutch 6 is disengaged, the shift position is in the non-travel range and the clutch 6 is connected due to the load accompanying the power generation of the
より詳しくは、統合ECU30は、オルタネータ32を用いる場合には、当該オルタネータ32に発電を指示し、オルタネータ32が指示に応じた発電を行うことでエンジン2に負荷をかけて、予め定めた停止クランク角度でエンジン2の回転を停止させる。一方、統合ECU30は、モータ4を用いる場合には、モータ4に回生トルクを発生させるよう指示し、モータ4が指示に応じた回生トルクを発生させることでエンジン2に負荷をかけて、予め定めた停止クランク角度でエンジン2の回転を停止させる。
More specifically, in the case where the
また、当該所定の停止クランク角度としては、例えば、エンジン2のいずれかの気筒において、スタータ34によるクランキングに要する負荷が最小となるピストン位置に対応したクランク角度に設定する。具体的には、スタータ34によるクランキングに適した停止クランク角度として、吸気行程後期又は圧縮行程初期にある気筒においてピストン位置が下死点近傍となるクランク角度を停止クランク角度とするのが好ましい。
The predetermined stop crank angle is set to a crank angle corresponding to a piston position at which the load required for cranking by the
統合ECU30は、当該ステップS12において、エンジン2の回転を停止させた後、当該制御ルーチンを終了する。
次に、統合ECU30が、上述したエンジン自動停止制御後に実行するエンジン自動始動制御について詳しく説明する。
図4を参照すると、統合ECU30が行うエンジン回転停止制御ルーチンを示すフローチャートが示されており、以下同フローチャートに基づき説明する。
In step S12, the
Next, the engine automatic start control executed by the integrated
Referring to FIG. 4, there is shown a flowchart showing an engine rotation stop control routine performed by the integrated
ステップS20では、統合ECU30は、上述したエンジン自動始動条件が成立しているか否かを判別する。当該判別結果が偽(No)である場合は、当該ルーチンをリターンする。一方、当該判別結果が真(Yes)である場合は、エンジン自動始動制御を行うべく、次のステップS21に進む。
ステップS21として、統合ECU30は、高電圧バッテリ18からSOC情報を取得し、取得したSOC情報が予め定めた所定の始動時SOC(所定の始動時充電量)より大であるか否かを判別する。当該所定の始動時SOCは、モータ4によりエンジン2のクランキングを安定的に行うことが可能な最低限のSOCに設定されるものである。当該所定の始動時SOCは、上記所定の停止時SOCと同じ値(例えば50%)であるか、上記所定の停止時SOCよりも低い値となる。
In step S20, the
As step S21, the
当該判別結果が偽(No)である場合、即ちSOCが所定の始動時SOC以下である場合には、ステップS22に進む。
ステップS22において、統合ECU30はクラッチ6を切断状態とする。このときすでにクラッチ6が切断状態にある場合には、当該切断状態を維持する。
If the determination result is false (No), that is, if the SOC is equal to or lower than the predetermined start-up SOC, the process proceeds to step S22.
In step S22, the
そして、ステップS23において、統合ECU30は、スタータ34によりエンジン2をクランキングし、燃料供給を開始することでエンジン2の始動を行い、当該ルーチンを終了する。
一方、上記ステップS21の判別結果が真(Yes)である場合、即ちSOCが所定の始動時SOCより大である場合には、ステップS24に進む。
In step S23, the
On the other hand, if the determination result in step S21 is true (Yes), that is, if the SOC is greater than the predetermined starting SOC, the process proceeds to step S24.
ステップS24において、統合ECU30はクラッチ6を切断状態とする。このときすでにクラッチ6が切断状態にある場合には、当該切断状態を維持する。
そして、ステップS24において、統合ECU30は、モータ4によりエンジン2をクランキングし、燃料供給を開始することでエンジン2の始動を行い、当該ルーチンを終了する。モータ4によるクランキングは、接続されているクラッチ6を介してモータ4の駆動トルクをエンジン2に伝達することで行う。
In step S24, the
In step S24, the
以上のように、統合ECU30は、エンジン2の自動停止制御において、高電圧バッテリ18のSOCが比較的低い場合には、始動時にスタータ34を用いてもよいよう、エンジン自動停止制御時にスタータ34によるクランキングに適したクランク角度でエンジン2の回転を停止させる。
これにより、エンジン2の自動始動制御時において高電圧バッテリ18のSOCが所定の始動時SOCよりも低く、スタータ34によるクランキングを行う際には、エンジン2のピストン位置が当該スタータ34によるクランキングに適した位置にあることから、スタータ34による速やかなエンジン始動を行うことができる上、スタータ34にかかる負荷も軽減することができる。
As described above, the
As a result, during the automatic start control of the engine 2, the SOC of the
また、このスタータ34によるクランキングの際には、クラッチ6を切断することで、エンジン2の始動にかかるモータ4の質量負荷を排除して、始動時にかかるスタータ34にかかる負荷をさらに軽減することができる。
一方、統合ECU30は、エンジン2の自動停止時にSOCが所定の停止時SOCよりも高い場合には、エンジン回転停止制御を禁止することで、オルタネータ32の使用頻度を低下させることができる。
Further, when cranking by the
On the other hand, the integrated
また、駆動源であるモータ4を用いてのクランキングではエンジン2のピストン停止位置に対する始動性への影響がスタータ34によるクランキングに比べて低いことから、エンジン2の自動始動時にバッテリのSOCが比較的高い場合に、クラッチ6を接続してモータ4によってエンジン2の始動を行うことで、エンジン2の始動性の低下を抑制しつつ、スタータ34の使用頻度を低下させることができる。
Further, in the cranking using the motor 4 as the driving source, the influence on the startability with respect to the piston stop position of the engine 2 is lower than the cranking by the
以上のように、モータ4と、オルタネータ32及びスタータ34とを併用して自動停止始動制御を行うことで、各装置の使用機会を平均化することができる。これにより、オルタネータ32やスタータ34の製品寿命の低下を抑制しつつ、エンジン2の始動性を確保することができる。
以上で本発明に係るハイブリッド電気自動車の制御装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
As described above, by using the motor 4 together with the
Although the description of the embodiment of the control apparatus for a hybrid electric vehicle according to the present invention is finished above, the embodiment is not limited to the above embodiment.
上記実施形態では、車両1は、エンジン2とモータ4との間にクラッチ6の設けられたハイブリッド電気自動車であるが、本発明が適用可能な車両は当該構成のハイブリッド電気自動車に限られるものではない。例えば、エンジンとモータが常時連結され、モータと変速機との間にクラッチが設けられた構成のハイブリッド電気自動車にも適用可能である。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態における所定のエンジン自動停止条件及びエンジン自動始動条件は上述したものに限られるものではなく、他の条件であっても構わない。 Further, the predetermined engine automatic stop condition and engine automatic start condition in the above embodiment are not limited to those described above, and may be other conditions.
1 車両
2 エンジン
4 モータ
6 クラッチ(クラッチ手段)
30 統合ECU(エンジン燃料供給停止制御手段、エンジン回転停止制御手段、エンジン自動始動制御手段)
32 オルタネータ
34 スタータ
36 クランク角度センサ
38 シフト位置センサ
1 vehicle 2 engine 4 motor 6 clutch (clutch means)
30 integrated ECU (engine fuel supply stop control means, engine rotation stop control means, engine automatic start control means)
32
Claims (3)
前記エンジンの駆動力を用いて発電を行うオルタネータと、
前記エンジンに設けられ、当該エンジンのクランキングを行うスタータと、
所定のエンジン自動停止条件を満たした際に前記エンジンへの燃料供給を停止するエンジン燃料供給停止制御手段と、
前記所定のエンジン自動停止条件を満たしたときに、
前記モータへ電力を供給するバッテリの充電量が所定の停止時充電量以下である場合は、前記モータ又は前記オルタネータにより前記スタータによるクランキングに適した所定の停止クランク角度で前記エンジンの回転を停止させるエンジン回転停止制御を実行し、
前記モータへ電力を供給するバッテリの充電量が前記所定の停止時充電量より大である場合は、前記エンジン回転停止制御を実行しないエンジン回転停止制御手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド電気自動車の制御装置。 A control device for a hybrid electric vehicle capable of selecting an engine and a motor as a drive source,
An alternator that generates electric power using the driving force of the engine;
A starter provided in the engine for cranking the engine;
Engine fuel supply stop control means for stopping fuel supply to the engine when a predetermined engine automatic stop condition is satisfied;
When the predetermined engine automatic stop condition is satisfied,
When the charge amount of the battery that supplies power to the motor is equal to or less than a predetermined charge amount at the time of stop, the motor or the alternator stops the rotation of the engine at a predetermined stop crank angle suitable for cranking by the starter. Execute engine rotation stop control
When the charge amount of the battery that supplies power to the motor is larger than the predetermined stop-time charge amount, engine rotation stop control means that does not execute the engine rotation stop control;
A control apparatus for a hybrid electric vehicle, comprising:
前記エンジンの回転が停止した後、所定のエンジン自動始動条件を満たしたとき、前記モータへ電力を供給するバッテリの充電量が所定の始動時充電量より大である場合は、前記クラッチ手段を接続状態として、前記モータが発生するトルクにより前記エンジンのクランキングを行うエンジン自動始動制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項1記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。 Clutch means provided between the engine and the motor, for connecting and disconnecting the driving force of the engine transmitted from the engine to the driving wheels via the motor;
When the predetermined engine automatic start condition is satisfied after the engine has stopped rotating, if the charge amount of the battery that supplies power to the motor is larger than the predetermined start-up charge amount, the clutch means is connected. As a state, an engine automatic start control means for cranking the engine by the torque generated by the motor;
The control apparatus for a hybrid electric vehicle according to claim 1, comprising:
前記エンジンの回転が停止した後、所定のエンジン自動始動条件を満たしたとき、前記モータへ電力を供給するバッテリの充電量が所定の始動時充電量以下である場合は、前記クラッチ手段を切断状態として、前記スタータにより前記エンジンのクランキングを行うエンジン自動始動制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項1または2記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。 Clutch means provided between the engine and the motor, for connecting and disconnecting the driving force of the engine transmitted from the engine to the driving wheels via the motor;
When the predetermined engine automatic start condition is satisfied after the engine has stopped rotating, if the charge amount of the battery that supplies power to the motor is equal to or less than the predetermined start-time charge amount, the clutch means is disengaged As an engine automatic start control means for cranking the engine by the starter,
The control apparatus for a hybrid electric vehicle according to claim 1, further comprising:
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