JP2013217225A - Internal combustion engine starter - Google Patents

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Wataru Yokoyama
亘 横山
Kazuyoshi Takada
和良 高田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine starter capable of starting an internal combustion engine within a set period previously set.SOLUTION: When predetermined time t elapses after a starter motor 15 is started, an ECU 13 determines whether or not engine speed Ne of an engine 1 is equal to or higher than reference rotational speed N previously set in the ECU 13. When Ne≥N, it is determined that the engine 1 is started within a set period ΔT. On the other hand, when Ne<N, it is determined that the engine 1 is not started within the set period ΔT, and torque of a generator-motor 2 is determined based on a map incorporated in the ECU 13 from a difference (N-Ne) in the predetermined time t and temperature of cooling water of the engine 1. The ECU 13 starts the generator-motor 2 as an electric motor so that the determined torque is generated by the generator-motor 2. The torque generated from the generator-motor 2 assists starting of the engine 1 through a belt 5.

Description

この発明は、内燃機関始動装置に係り、特に、内燃機関の出力軸と発電電動機とが動力伝達可能に連結されたハイブリッド自動車用の内燃機関始動装置に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine starter, and more particularly, to an internal combustion engine starter for a hybrid vehicle in which an output shaft of an internal combustion engine and a generator motor are connected so that power can be transmitted.

内燃機関であるエンジン及び発電電動機（モータジェネレータ）を動力源として備え、エンジンの出力軸と発電電動機の回転軸とが動力伝達可能に連結される構成のハイブリッド自動車が知られている。このようなハイブリッド自動車においては、専用のスタータモータによってエンジンを始動するだけでなく、発電電動機を利用してエンジンを始動することも可能である。特許文献１に記載のハイブリッド自動車では、発電電動機でエンジンを始動する際に、発電電動機用のバッテリの充電不足等を理由にエンジンが始動しない場合に、スタータモータによってエンジンを始動したり、その逆に、スタータモータでエンジンを始動する際に、必要に応じて電動発電機によりエンジンの始動をアシストしたりしている。   2. Description of the Related Art A hybrid vehicle is known that includes an internal combustion engine and a generator motor (motor generator) as power sources, and an output shaft of the engine and a rotary shaft of the generator motor are coupled to transmit power. In such a hybrid vehicle, it is possible not only to start the engine with a dedicated starter motor but also to start the engine using a generator motor. In the hybrid vehicle described in Patent Document 1, when starting the engine with the generator motor, if the engine does not start due to insufficient charging of the battery for the generator motor, the engine is started with the starter motor or vice versa. In addition, when starting the engine with the starter motor, the motor generator assists the start of the engine as necessary.

特開平１０−１３６５０８号公報JP-A-10-136508

しかしながら特許文献１に記載の技術では、エンジンが始動しない、あるいは始動しにくいことの判定を所定時間経過後に判定しているので、最終的にはエンジンを始動することはできるものの、予め設定された設定期間内にエンジンを始動することはできない。すなわち、エンジンの始動に時間がかかる場合があるといった問題点があった。   However, in the technique described in Patent Document 1, since it is determined that the engine does not start or is difficult to start after a predetermined time has elapsed, the engine can be finally started, but is set in advance. The engine cannot be started within the set period. That is, there is a problem that it may take time to start the engine.

この発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、予め設定された設定期間内に内燃機関を始動することのできる内燃機関始動装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide an internal combustion engine starting device capable of starting an internal combustion engine within a preset set period.

この発明に係る内燃機関始動装置は、車両に搭載された内燃機関と、内燃機関を始動させるためのスタータモータと、内燃機関の出力軸と動力伝達可能に連結された回転軸を有する発電電動機と、発電電動機によって発電された電力を充電すると共に充電された電力を発電電動機に供給するバッテリと、制御手段とを備え、制御手段には、スタータモータが起動してから内燃機関が始動するまでの間の設定期間と、設定期間内に内燃機関が始動するために要する内燃機関の回転数の基準とが予め設定されており、スタータモータを起動後、制御手段は、内燃機関の稼働状態が基準よりも低い場合に、内燃機関の稼働状態が基準以上となるのに必要なトルクを内燃機関に伝達するように発電電動機を駆動する。
基準及び稼働状態はそれぞれ、設定期間中の任意の時間である所定時間における内燃機関の回転数であり、所定時間において、内燃機関の回転数が、基準として制御手段に設定された回転数よりも低い場合に、内燃機関の回転数が基準以上となるのに必要なトルクを内燃機関に伝達するように発電電動機を駆動してもよい。
基準及び稼働状態はそれぞれ、設定期間中の内燃機関の回転数の上昇率であり、内燃機関の回転数の上昇率が、基準として制御手段に設定された回転数の上昇率よりも低い場合に、内燃機関の回転数の上昇率が基準以上となるのに必要なトルクを内燃機関に伝達するように発電電動機を駆動してもよい。
出力軸と回転軸とはベルトによって連結されてもよい。 An internal combustion engine starter according to the present invention includes an internal combustion engine mounted on a vehicle, a starter motor for starting the internal combustion engine, and a generator motor having a rotary shaft connected to an output shaft of the internal combustion engine so as to be able to transmit power. A battery for charging the electric power generated by the generator motor and supplying the charged electric power to the generator motor, and a control means, the control means from the starter motor starting until the internal combustion engine starts The reference period of the internal combustion engine required for starting the internal combustion engine within the set period is set in advance, and after starting the starter motor, the control means is based on the operating state of the internal combustion engine. If it is lower, the generator motor is driven so as to transmit the torque necessary for the operating state of the internal combustion engine to exceed the reference to the internal combustion engine.
Each of the reference and the operating state is the rotational speed of the internal combustion engine at a predetermined time which is an arbitrary time during the set period, and the rotational speed of the internal combustion engine at the predetermined time is higher than the rotational speed set in the control means as a reference. When the speed is low, the generator motor may be driven so as to transmit the torque necessary for the rotational speed of the internal combustion engine to exceed the reference value to the internal combustion engine.
Each of the reference and the operating state is an increase rate of the rotation speed of the internal combustion engine during the set period, and the increase rate of the rotation speed of the internal combustion engine is lower than the increase rate of the rotation speed set in the control means as a reference. The generator motor may be driven so as to transmit the torque necessary for the rate of increase in the rotational speed of the internal combustion engine to exceed a reference value.
The output shaft and the rotation shaft may be connected by a belt.

この発明によれば、スタータモータを起動後、内燃機関の稼働状態が基準よりも低い場合に、内燃機関の稼働状態が基準以上となるのに必要なトルクを内燃機関に伝達するように発電電動機を駆動するので、予め設定された設定期間内に内燃機関を始動することができる。   According to the present invention, after starting the starter motor, when the operating state of the internal combustion engine is lower than the reference, the generator motor is configured to transmit the torque necessary for the operating state of the internal combustion engine to exceed the reference to the internal combustion engine. Is driven, the internal combustion engine can be started within a preset set period.

この発明の実施の形態１に係る内燃機関始動装置を備えたハイブリッド自動車の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the hybrid vehicle provided with the internal combustion engine starting device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 実施の形態１に係る内燃機関始動装置を備えたハイブリッド自動車のエンジンが、設定期間内に始動する場合の回転数の変化を示す模式的なグラフである。6 is a schematic graph showing a change in the number of revolutions when the engine of the hybrid vehicle including the internal combustion engine starter according to Embodiment 1 is started within a set period. 実施の形態１に係る内燃機関始動装置の制御手段に組み込まれたマップの概念図である。3 is a conceptual diagram of a map incorporated in the control means of the internal combustion engine starting device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る内燃機関始動装置の動作を説明するためのフローチャートである。3 is a flowchart for explaining the operation of the internal combustion engine starter according to Embodiment 1; 実施の形態２に係る内燃機関始動装置を備えたハイブリッド自動車のエンジンが、設定期間内に始動する場合の回転数の変化を示す模式的なグラフである。6 is a schematic graph showing a change in rotational speed when an engine of a hybrid vehicle including an internal combustion engine starting device according to Embodiment 2 is started within a set period. 実施の形態２に係る内燃機関始動装置の動作を説明するためのフローチャートである。6 is a flowchart for explaining the operation of the internal combustion engine starter according to Embodiment 2.

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に示されるように、ハイブリッド自動車１００は、ガソリン燃料を内部で燃焼させて動力を発生させるエンジン１と、エンジン１を始動させるスタータモータ１５と、電動機および発電機として動作可能な発電電動機（ＭＧ）２とを備えている。エンジン１の出力軸３の一端は、ベルト５およびプーリ６，７を介して発電電動機２の回転軸４に連結されている。また、エンジン１の出力軸３の他端は、トランスミッション８およびディファレンシャル９を介して車軸１０に連結されている。また、出力軸３の回転からエンジン１の回転数を検出する回転数センサ１６が設けられている。発電電動機２と、スタータモータ１５と、回転数センサ１６とはそれぞれ、制御手段であるコントロールユニット（ＥＣＵ）１３に電気的に接続されている。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
As shown in FIG. 1, the hybrid vehicle 100 includes an engine 1 that generates gasoline by burning gasoline fuel therein, a starter motor 15 that starts the engine 1, and a generator motor that can operate as an electric motor and a generator ( MG) 2. One end of the output shaft 3 of the engine 1 is connected to the rotating shaft 4 of the generator motor 2 via a belt 5 and pulleys 6 and 7. Further, the other end of the output shaft 3 of the engine 1 is connected to the axle 10 via a transmission 8 and a differential 9. A rotation speed sensor 16 that detects the rotation speed of the engine 1 from the rotation of the output shaft 3 is provided. The generator motor 2, the starter motor 15, and the rotation speed sensor 16 are each electrically connected to a control unit (ECU) 13 that is a control means.

また、ハイブリッド自動車１００は、電力コンバータ１１とバッテリ１２とを備えている。エンジン１の始動時等にバッテリ１２から出力される直流電力が電力コンバータ１１によって交流電力に変換されて発電電動機２に供給される際には、発電電動機２は電動機として動作して回転軸４を駆動させ、これにより発生する動力はベルト５およびプーリ６，７を介してエンジン１に伝達される。一方、ハイブリッド自動車１００の減速時等にエンジン１からの回生動力によって発電電動機２の回転軸４が駆動される際には、発電電動機２は発電機として動作して交流電力を発電し、この交流電力は電力コンバータ１１によって直流電力に変換されてバッテリ１２に充電される。   The hybrid vehicle 100 includes a power converter 11 and a battery 12. When the DC power output from the battery 12 at the time of starting the engine 1 is converted into AC power by the power converter 11 and supplied to the generator motor 2, the generator motor 2 operates as an electric motor to rotate the rotating shaft 4. The power generated by the driving is transmitted to the engine 1 through the belt 5 and the pulleys 6 and 7. On the other hand, when the rotating shaft 4 of the generator motor 2 is driven by regenerative power from the engine 1 when the hybrid vehicle 100 is decelerated, the generator motor 2 operates as a generator to generate AC power, and this AC The power is converted into DC power by the power converter 11 and the battery 12 is charged.

ＥＣＵ１３には、スタータモータ１５が起動してからエンジン１が始動するまでの間の設定期間ΔＴと、設定期間ΔＴ中の任意の時間である所定時間ｔにおけるエンジン１の回転数Ｎとが予め設定されている。ここで、ＥＣＵ１３に設定されているエンジン１の回転数Ｎは、設定期間ΔＴ内にエンジン１が始動するために要するエンジン１の回転数の基準を構成する。図２には、設定期間ΔＴ内にエンジン１が始動する場合のエンジン１の回転数の変化（実線）を示す模式的なグラフが示されている。後述するように、ＥＣＵ１３は、所定時間ｔにおいて、エンジン１の稼働状態、すなわちエンジン１の実際の回転数Ｎｅと、基準である回転数Ｎとを比較して、設定期間ΔＴ内にエンジン１が始動するかどうかを判定し、必要に応じて発電電動機２のトルクによってエンジン１の始動をアシストするので、所定時間ｔは設定期間ΔＴ中の任意の時間であるものの、エンジン１の回転数がある程度上昇した状態のできる限りスタータモータ１５を起動したときに近いタイミングとすることが好ましい。   The ECU 13 is preset with a set period ΔT from when the starter motor 15 is started until the engine 1 is started, and a rotational speed N of the engine 1 at a predetermined time t that is an arbitrary time during the set period ΔT. Has been. Here, the rotational speed N of the engine 1 set in the ECU 13 constitutes a reference for the rotational speed of the engine 1 required for the engine 1 to start within the set period ΔT. FIG. 2 is a schematic graph showing a change (solid line) in the rotational speed of the engine 1 when the engine 1 is started within the set period ΔT. As will be described later, the ECU 13 compares the operating state of the engine 1, that is, the actual rotational speed Ne of the engine 1 with a reference rotational speed N at a predetermined time t, and the engine 1 is within the set period ΔT. It is determined whether or not to start, and the engine 1 is assisted by the torque of the generator motor 2 as necessary. Therefore, the predetermined time t is an arbitrary time during the set period ΔT, but the rotational speed of the engine 1 is somewhat It is preferable that the timing is as close as possible to when the starter motor 15 is activated as much as possible.

また、ＥＣＵ１３には、所定時間ｔにおいてエンジン１の実際の回転数Ｎｅが回転数Ｎよりも低い場合に、発電電動機２からエンジン１に伝達するトルクを決定するためのマップ（図３参照）が組み込まれている。このマップは、所定時間ｔにおける基準である回転数Ｎと実際の回転数Ｎｅとの差（Ｎ−Ｎｅ）を縦方向にとると共にエンジン１を冷却するための冷却水の温度を横方向にとったマトリックスであり、両条件から、発電電動機２のトルクが決定されるようになっている。尚、図３に記載された数字は例示に過ぎず、具体的な条件は適宜設定可能である。また、冷却水の温度の代わりに、排気ガスの温度等を使用してもよい。   Further, the ECU 13 has a map (see FIG. 3) for determining the torque transmitted from the generator motor 2 to the engine 1 when the actual rotational speed Ne of the engine 1 is lower than the rotational speed N at a predetermined time t. It has been incorporated. This map takes the difference (N-Ne) between the reference rotation speed N and the actual rotation speed Ne at a predetermined time t in the vertical direction and the temperature of the cooling water for cooling the engine 1 in the horizontal direction. The matrix of the generator motor 2 is determined from both conditions. Note that the numbers shown in FIG. 3 are merely examples, and specific conditions can be set as appropriate. Further, the temperature of the exhaust gas may be used instead of the temperature of the cooling water.

次に、この発明の実施の形態１に係る内燃機関始動装置の動作について説明する。
ハイブリッド自動車１００のドライバーがエンジン１の始動操作を行うことによりスタータモータ１５が起動すると、図４のフローチャートに示された制御が開始される。ＥＣＵ１３は、スタータモータ１５が起動したら、経過時間の計測を開始し、予め設定してある所定時間ｔが経過したか否かを判定する（ステップＳ１）。ステップＳ１において所定時間ｔが経過したと判定されたら、ＥＣＵ１３は、回転数センサ１６による検出値、すなわちエンジン１の回転数Ｎｅのデータを受信し（ステップＳ２）、エンジン１の回転数Ｎｅが、予め設定してある基準の回転数Ｎ以上か否かを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ３において、Ｎｅ≧Ｎと判定された場合には、設定期間ΔＴ内にエンジン１が始動すると判断し、内燃機関始動装置の動作を終了する。一方、ステップＳ３において、Ｎｅ＜Ｎと判定された場合には、設定期間ΔＴ内にエンジン１が始動しないと判断し、ＥＣＵ１３は、所定時間ｔにおける基準である回転数Ｎと実際の回転数Ｎｅとの差（Ｎ−Ｎｅ）を算定すると共に、エンジン１の冷却水の温度を検出する図示しない温度センサの検出値のデータを受信し、図３のマップに基づいて差（Ｎ−Ｎｅ）及び冷却水の温度から、発電電動機２のトルクを決定する（ステップＳ４）。ＥＣＵ１３は、ステップＳ４において決定されたトルクを発電電動機２が生じるように、発電電動機２を電動機として起動する（ステップＳ５）。発電電動機２が電動機として起動すると、発電電動機２から生じたトルクは、ベルト５を介してエンジン１の始動をアシストするので、エンジン１の回転数が上昇し、結果的に設定期間ΔＴ内にエンジン１が始動される。 Next, the operation of the internal combustion engine starting device according to Embodiment 1 of the present invention will be described.
When the driver of the hybrid vehicle 100 starts the engine 1 to start the starter motor 15, the control shown in the flowchart of FIG. 4 is started. When the starter motor 15 is activated, the ECU 13 starts measuring elapsed time and determines whether or not a predetermined time t set in advance has elapsed (step S1). If it is determined in step S1 that the predetermined time t has elapsed, the ECU 13 receives a value detected by the rotational speed sensor 16, that is, data on the rotational speed Ne of the engine 1 (step S2), and the rotational speed Ne of the engine 1 is It is determined whether or not the rotation speed is equal to or higher than a preset reference rotation speed N (step S3). In step S3, when it is determined that Ne ≧ N, it is determined that the engine 1 is started within the set period ΔT, and the operation of the internal combustion engine starting device is ended. On the other hand, if it is determined in step S3 that Ne <N, it is determined that the engine 1 does not start within the set period ΔT, and the ECU 13 determines the reference speed N and the actual speed Ne at the predetermined time t. And a detection value data of a temperature sensor (not shown) that detects the temperature of the cooling water of the engine 1 is received, and the difference (N-Ne) and The torque of the generator motor 2 is determined from the temperature of the cooling water (step S4). The ECU 13 starts up the generator motor 2 as an electric motor so that the generator motor 2 generates the torque determined in step S4 (step S5). When the generator motor 2 is started as a motor, the torque generated from the generator motor 2 assists the start of the engine 1 via the belt 5, so that the rotational speed of the engine 1 increases, and as a result, the engine within the set period ΔT. 1 is started.

ステップＳ５の動作を図２に基づいて説明する。図２には、設定期間ΔＴ内にエンジン１が始動する場合のエンジン１の回転数の変化が実線で表わされていると共に、ステップＳ５において発電電動機２のトルクによってエンジン１の始動がアシストされる場合のエンジン１の回転数の変化が破線で表わされている。スタータモータ１５の起動後、破線で表わされたエンジン１の回転数の変化は、実線で表わされたエンジン１の回転数の変化よりも小さい。所定時間ｔ以降、発電電動機２のトルクがエンジン１の始動をアシストすることにより、エンジン１の回転数が急上昇し、エンジン１の回転数Ｎｅが、実線で表わされたエンジン１の回転数の変化に達するようになる。その結果、エンジン１は、設定期間ΔＴ内に始動する。   The operation of step S5 will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the change in the rotational speed of the engine 1 when the engine 1 starts within the set period ΔT is represented by a solid line, and the start of the engine 1 is assisted by the torque of the generator motor 2 in step S5. The change in the rotational speed of the engine 1 is shown by a broken line. After the starter motor 15 is started, the change in the rotational speed of the engine 1 indicated by a broken line is smaller than the change in the rotational speed of the engine 1 indicated by a solid line. After a predetermined time t, the torque of the generator motor 2 assists the start of the engine 1 so that the rotational speed of the engine 1 increases rapidly, and the rotational speed Ne of the engine 1 is equal to the rotational speed of the engine 1 indicated by a solid line. To reach change. As a result, the engine 1 starts within the set period ΔT.

このように、スタータモータ１５を起動後、所定時間ｔにおいて、エンジン１の回転数Ｎｅが、基準としてＥＣＵ１３に設定された回転数Ｎよりも低い場合に、エンジン１の回転数Ｎｅが基準の回転数Ｎ以上となるのに必要なトルクをエンジン１に伝達するように発電電動機２を駆動するので、予め設定された設定期間ΔＴ内にエンジン１を始動することができる。また、エンジン１の始動時のような必要時にのみ、発電電動機２のトルクをエンジン１に伝達するので、ベルト５の寿命を長くすることができる。さらに、スタータモータ１５だけでなく、必要に応じて発電電動機２のトルクをエンジン１に伝達することができるので、スタータモータ１５の定格を小さくすることができる。   As described above, after the starter motor 15 is started, when the rotation speed Ne of the engine 1 is lower than the rotation speed N set in the ECU 13 as a reference at a predetermined time t, the rotation speed Ne of the engine 1 is the reference rotation. Since the generator motor 2 is driven so as to transmit to the engine 1 a torque necessary to reach several N or more, the engine 1 can be started within a preset set period ΔT. Further, since the torque of the generator motor 2 is transmitted to the engine 1 only when necessary, such as when the engine 1 is started, the life of the belt 5 can be extended. Furthermore, since not only the starter motor 15 but also the torque of the generator motor 2 can be transmitted to the engine 1 as necessary, the rating of the starter motor 15 can be reduced.

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る内燃機関始動装置について説明する。尚、実施の形態２において、図１の参照符号と同一の符号は、同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
この発明の実施の形態２に係る内燃機関始動装置は、実施の形態１に対して、エンジン１の回転数の基準及びエンジン１の稼働状態を、エンジン１の回転数の上昇率に変更したものである。 Embodiment 2. FIG.
Next, an internal combustion engine starter according to Embodiment 2 of the present invention will be described. In the second embodiment, the same reference numerals as those in FIG. 1 are the same or similar components, and detailed description thereof is omitted.
The internal combustion engine starter according to Embodiment 2 of the present invention is obtained by changing the engine speed reference and the engine 1 operating state to the engine 1 engine speed increase rate as compared with Embodiment 1. It is.

実施の形態２に係る内燃機関始動装置の構成は、図１に示された実施の形態１に係る内燃機関始動装置の構成と同じである。ただし、ＥＣＵ１３には、スタータモータ１５が起動してからエンジン１が始動するまでの間の設定期間ΔＴと、設定期間ΔＴ内にエンジン１が始動する場合のエンジン１の回転数の変化、すなわちエンジン１の回転数の上昇率Ｒｎとが予め設定されている。ここで、ＥＣＵ１３に設定されているエンジン１の回転数の上昇率Ｒｎは、設定期間ΔＴ内にエンジン１が始動するために要するエンジン１の回転数の基準を構成する。図５には、ＥＣＵ１３に予め設定されているエンジン１の回転数の上昇率Ｒｎ（実線）を示す模式的なグラフが示されている。後述するように、実施の形態２では、ＥＣＵ１３は、スタータモータ１５が起動してからエンジン１が始動するまでの間、エンジン１の稼働状態、すなわちエンジン１の回転数の実際の上昇率Ｒｎｅと、基準である回転数の上昇率Ｒｎとを比較して、設定期間ΔＴ内にエンジン１が始動するかどうかを随時判定し、必要に応じて発電電動機２のトルクによってエンジン１の始動をアシストする。   The configuration of the internal combustion engine starting device according to the second embodiment is the same as the configuration of the internal combustion engine starting device according to the first embodiment shown in FIG. However, the ECU 13 has a set period ΔT from when the starter motor 15 is started to when the engine 1 is started, and a change in the rotation speed of the engine 1 when the engine 1 is started within the set period ΔT, that is, the engine A rate of increase Rn of 1 is preset. Here, the rate of increase Rn of the engine 1 set in the ECU 13 constitutes a reference for the number of revolutions of the engine 1 required for the engine 1 to start within the set period ΔT. FIG. 5 shows a schematic graph showing a rate of increase Rn (solid line) of the rotational speed of the engine 1 preset in the ECU 13. As will be described later, in the second embodiment, the ECU 13 determines the operating state of the engine 1, that is, the actual rate of increase Rne of the engine 1 from the starter motor 15 to the start of the engine 1. The engine speed is compared with the reference speed increase rate Rn to determine at any time whether the engine 1 starts within the set period ΔT, and assists the start of the engine 1 with the torque of the generator motor 2 as necessary. .

次に、この発明の実施の形態２に係る内燃機関始動装置の動作について説明する。
ハイブリッド自動車１００のドライバーがエンジン１の始動操作を行うことによりスタータモータ１５が起動すると、図６のフローチャートに示された制御が開始される。ＥＣＵ１３は、スタータモータ１５が起動したら、経過時間の計測を開始し（ステップＳ１１）、回転数センサ１６による検出値、すなわちエンジン１の回転数Ｎｅのデータの受信を開始する（ステップＳ１２）。ＥＣＵ１３は、経過時間とエンジン１の回転数Ｎｅとから、エンジン１の回転数の上昇率Ｒｎｅを算出する（ステップＳ１３)。エンジン１の回転数の上昇率Ｒｎｅは、図５に示されるグラフのように表わされ、設定期間ΔＴ内にエンジン１が始動する場合には、エンジン１の回転数の上昇率Ｒｎｅは、図５に示されたＥＣＵ１３に予め設定されているエンジン１の回転数の上昇率Ｒｎ（実線）と一致するか、またはそれよりも上方に位置する曲線となる。一方、設定期間ΔＴ内にエンジン１が始動しない場合には、エンジン１の回転数の上昇率Ｒｎｅは、図５に示された破線のように、ＥＣＵ１３に予め設定されているエンジン１の回転数の上昇率Ｒｎ（実線）よりも下方に位置する曲線となる。 Next, the operation of the internal combustion engine starter according to Embodiment 2 of the present invention will be described.
When the driver of the hybrid vehicle 100 starts the engine 1 to start the starter motor 15, the control shown in the flowchart of FIG. 6 is started. When the starter motor 15 is activated, the ECU 13 starts measuring the elapsed time (step S11), and starts receiving the value detected by the rotational speed sensor 16, that is, data on the rotational speed Ne of the engine 1 (step S12). The ECU 13 calculates an increase rate Rne of the rotational speed of the engine 1 from the elapsed time and the rotational speed Ne of the engine 1 (step S13). The increase rate Rne of the rotational speed of the engine 1 is represented as in the graph shown in FIG. 5. When the engine 1 is started within the set period ΔT, the increase rate Rne of the rotational speed of the engine 1 is 5 is a curve that coincides with the rate of increase Rn (solid line) of the rotational speed of the engine 1 preset in the ECU 13 shown in FIG. On the other hand, when the engine 1 does not start within the set period ΔT, the rate of increase Rne of the rotational speed of the engine 1 is the rotational speed of the engine 1 preset in the ECU 13 as indicated by the broken line shown in FIG. It becomes a curve located below the rate of increase Rn (solid line).

次に、ＥＣＵ１３は、エンジン１の回転数の実際の上昇率Ｒｎｅが、ＥＣＵ１３に予め設定されているエンジン１の回転数の上昇率Ｒｎ以上か否かを比較する（ステップＳ１４)。例えば、図５において、エンジン１の回転数の実際の上昇率Ｒｎｅが、エンジン１の回転数の上昇率Ｒｎと一致するか、またはそれよりも上方に位置する曲線となる場合には、Ｒｎｅ≧Ｒｎであるので、この時点では設定期間ΔＴ内にエンジン１が始動すると判断する。ステップＳ１４においてＲｎｅ≧Ｒｎと判定された場合には、ＥＣＵ１３は、エンジン１の始動が完了したか否かを判定する（ステップＳ１５）。エンジン１の始動が完了したか否かについては、例えば、エンジン１が始動したと判定するための基準の回転数を予め設定しておき、エンジン１の実際の回転数Ｎｅが予め設定した回転数以上となった場合に、エンジン１の始動が完了したと判定してもよい。また、エンジン１は設定期間ΔＴで始動することを目的としているので、スタータモータ１５の起動後、設定期間ΔＴが経過したときに、エンジン１の始動が完了したと判定してもよい。ステップＳ１５において、エンジン１が始動したと判定されない場合には、ステップＳ１１に戻って上記動作を繰り返し、エンジン１が始動したと判定された場合には、内燃機関始動装置の動作を終了する。   Next, the ECU 13 compares whether or not the actual increase rate Rne of the engine speed of the engine 1 is equal to or higher than the increase rate Rn of the engine 1 speed preset in the ECU 13 (step S14). For example, in FIG. 5, when the actual increase rate Rne of the engine 1 is equal to or higher than the increase rate Rn of the engine 1, Rne ≧ Since it is Rn, it is determined that the engine 1 starts within the set period ΔT at this time. If it is determined in step S14 that Rne ≧ Rn, the ECU 13 determines whether or not the engine 1 has been started (step S15). As to whether or not the engine 1 has been started, for example, a reference rotation speed for determining that the engine 1 has started is set in advance, and the actual rotation speed Ne of the engine 1 is set in advance. When it becomes above, you may determine with the start of the engine 1 having been completed. Further, since engine 1 is intended to be started in set period ΔT, it may be determined that start of engine 1 has been completed when set period ΔT has elapsed after starter motor 15 is started. In step S15, if it is not determined that the engine 1 has been started, the process returns to step S11 and the above operation is repeated. If it is determined that the engine 1 has been started, the operation of the internal combustion engine starting device is terminated.

一方、ステップＳ１４において、エンジン１の回転数の実際の上昇率Ｒｎｅが、図５に表わされる破線の曲線のように、エンジン１の回転数の上昇率Ｒｎよりも下方に位置する曲線となる場合には、Ｒｎｅ＜Ｒｎであるので、設定期間ΔＴ内にエンジン１が始動しないと判断する。すると、ＥＣＵ１３は、ステップＳ１４の時点でのエンジン１の回転数の上昇率Ｒｎから回転数Ｎを算出し、この回転数ＮとステップＳ１４の時点でのエンジン１の実際の回転数Ｎｅとの差（Ｎ−Ｎｅ）を算定する。ＥＣＵ１３はさらに、エンジン１の冷却水の温度を検出する図示しない温度センサの検出値のデータを受信し、図３のマップに基づいて差（Ｎ−Ｎｅ）及び冷却水の温度から、発電電動機２のトルクを決定する（ステップＳ１６）。ＥＣＵ１３は、ステップＳ１５において決定されたトルクを発電電動機２が生じるように、発電電動機２を電動機として起動する（ステップＳ１７）。発電電動機２が電動機として起動すると、発電電動機２から生じたトルクは、ベルト５を介してエンジン１の始動をアシストするので、エンジン１の回転数が上昇する。ステップＳ１７の終了後、ステップＳ１５に移る。   On the other hand, in step S14, when the actual increase rate Rne of the engine 1 becomes a curve located below the increase rate Rn of the engine 1 as shown by the dashed curve in FIG. Since Rne <Rn, it is determined that the engine 1 does not start within the set period ΔT. Then, the ECU 13 calculates the rotational speed N from the rate of increase Rn of the rotational speed of the engine 1 at the time of step S14, and the difference between this rotational speed N and the actual rotational speed Ne of the engine 1 at the time of step S14. Calculate (N-Ne). Further, the ECU 13 receives data of a detected value of a temperature sensor (not shown) that detects the temperature of the cooling water of the engine 1, and based on the difference (N−Ne) and the temperature of the cooling water based on the map of FIG. Is determined (step S16). The ECU 13 starts up the generator motor 2 as an electric motor so that the generator motor 2 generates the torque determined in step S15 (step S17). When the generator motor 2 is activated as an electric motor, the torque generated from the generator motor 2 assists the start of the engine 1 via the belt 5, so that the rotational speed of the engine 1 increases. After step S17 ends, the process proceeds to step S15.

このように、スタータモータ１５を起動後、エンジン１の回転数の上昇率Ｒｎｅが、基準としてＥＣＵ１３に設定された回転数の上昇率Ｒｎよりも低い場合に、Ｒｎｅ≧Ｒｎとなるのに必要なトルクをエンジン１に伝達するように発電電動機２を駆動するので、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。   Thus, after starting the starter motor 15, when the rate of increase Rne of the engine 1 is lower than the rate of increase Rn set in the ECU 13 as a reference, it is necessary to satisfy Rne ≧ Rn. Since the generator motor 2 is driven so as to transmit the torque to the engine 1, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

実施の形態１及び２では、内燃機関は、ガソリン燃料を内部で燃焼させて動力を発生させるエンジン１であったが、ディーゼルエンジンであってもよい。また、出力軸３と回転軸４とはベルト５によって連結されていたが、この形態に限定するものではなく、クラッチやギア等で連結されていてもよい。   In Embodiments 1 and 2, the internal combustion engine is an engine 1 that generates gasoline by burning gasoline fuel inside, but may be a diesel engine. Moreover, although the output shaft 3 and the rotating shaft 4 were connected with the belt 5, it is not limited to this form, You may connect with a clutch, a gear, etc.

１ エンジン（内燃機関）、２ 発電電動機、３ 出力軸、４ 回転軸、５ ベルト、１２ バッテリ、１３ コントロールユニット（制御手段）、１５ スタータモータ、１００ ハイブリッド自動車（車両）、Ｎ （エンジンの）回転数（基準）、Ｎｅ （エンジンの）回転数（稼働状態）、Ｒｎ （エンジンの）回転数の上昇率（基準）、Ｒｎｅ （エンジンの）回転数の上昇率（稼働状態）、ｔ 所定時間、ΔＴ 設定期間。   1 engine (internal combustion engine), 2 generator motor, 3 output shaft, 4 rotating shaft, 5 belt, 12 battery, 13 control unit (control means), 15 starter motor, 100 hybrid vehicle (vehicle), N (engine) rotation Number (reference), Ne (engine) speed (operating state), Rn (engine) speed increasing rate (standard), Rne (engine) speed increasing speed (operating state), t predetermined time, ΔT Setting period.

Claims (4)

車両に搭載された内燃機関と、
該内燃機関を始動させるためのスタータモータと、
前記内燃機関の出力軸と動力伝達可能に連結された回転軸を有する発電電動機と、
該発電電動機によって発電された電力を充電すると共に充電された電力を該発電電動機に供給するバッテリと、
制御手段と
を備え、
該制御手段には、
前記スタータモータが起動してから前記内燃機関が始動するまでの間の設定期間と、
該設定期間内に前記内燃機関が始動するために要する前記内燃機関の回転数の基準と
が予め設定されており、
前記スタータモータを起動後、前記制御手段は、前記内燃機関の稼働状態が前記基準よりも低い場合に、前記内燃機関の稼働状態が前記基準以上となるのに必要なトルクを前記内燃機関に伝達するように前記発電電動機を駆動する内燃機関始動装置。 An internal combustion engine mounted on the vehicle;
A starter motor for starting the internal combustion engine;
A generator motor having a rotating shaft coupled to an output shaft of the internal combustion engine so that power can be transmitted;
A battery for charging the power generated by the generator motor and supplying the charged power to the generator motor;
Control means,
The control means includes
A set period from when the starter motor is started to when the internal combustion engine is started; and
A reference for the rotational speed of the internal combustion engine required for starting the internal combustion engine within the set period is preset,
After starting the starter motor, the control means transmits to the internal combustion engine a torque necessary for the operating state of the internal combustion engine to exceed the reference when the operating state of the internal combustion engine is lower than the reference. An internal combustion engine starting device for driving the generator motor so as to do so. 前記基準及び前記稼働状態はそれぞれ、前記設定期間中の任意の時間である所定時間における前記内燃機関の回転数であり、
前記所定時間において、前記内燃機関の回転数が、前記基準として前記制御手段に設定された回転数よりも低い場合に、前記内燃機関の回転数が前記基準以上となるのに必要なトルクを前記内燃機関に伝達するように前記発電電動機を駆動する、請求項１に記載の内燃機関始動装置。 Each of the reference and the operating state is a rotational speed of the internal combustion engine at a predetermined time which is an arbitrary time during the set period,
In the predetermined time, when the rotational speed of the internal combustion engine is lower than the rotational speed set in the control means as the reference, the torque necessary for the rotational speed of the internal combustion engine to exceed the reference is The internal combustion engine starter according to claim 1, wherein the generator motor is driven so as to be transmitted to the internal combustion engine. 前記基準及び前記稼働状態はそれぞれ、前記設定期間中の前記内燃機関の回転数の上昇率であり、
前記内燃機関の回転数の上昇率が、前記基準として前記制御手段に設定された回転数の上昇率よりも低い場合に、前記内燃機関の回転数の上昇率が前記基準以上となるのに必要なトルクを前記内燃機関に伝達するように前記発電電動機を駆動する、請求項１に記載の内燃機関始動装置。 Each of the reference and the operating state is a rate of increase in the rotational speed of the internal combustion engine during the set period,
Necessary for the rate of increase of the rotational speed of the internal combustion engine to be equal to or higher than the reference when the rate of increase of the rotational speed of the internal combustion engine is lower than the rate of increase of the rotational speed set in the control means as the reference. The internal combustion engine starter according to claim 1, wherein the generator motor is driven to transmit a correct torque to the internal combustion engine. 前記出力軸と前記回転軸とはベルトによって連結されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関始動装置。   The internal combustion engine starter according to any one of claims 1 to 3, wherein the output shaft and the rotary shaft are connected by a belt.
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