JP3622501B2 - Control device for hybrid vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To start an engine without utilizing special equipment such as an emergency motor, immediately perform traveling, and shorten the time up to starting of the engine when the storage quantity of electricity of a battery is lowered to such an extent that a generator-motor cannot be driven. SOLUTION: A battery 3 is charged by a generator-motor(GM) 11 driven by an engine 1. When the engine 1 is started, cranking of the engine 1 is performed by the GM 11 receiving electric power from the battery 3. When the storage quantity of electricity of the battery 3 is lowered to such an extent that the GM 11 cannot be driven, traveling is performed by a motor 2 receiving electric power from the battery 3, and drive wheels 9 and the engine 1 are mechanically connected in timing of braking to crank the engine with rotational energy from the drive wheels 9. When kinetic energy of a traveling vehicle is large, regeneration by the motor 2 is selected to directly supply regenerative energy to the GM 11 for cranking the engine.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はハイブリッド自動車の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料を燃焼させて駆動力を得る（発生する）エンジンと、バッテリからの電力供給を受けて駆動力を得る（発生する）モータとを併用して走行するハイブリッド自動車が、既に実用化されている。バッテリの蓄電量は走行に大きな影響を与えることになり、特開平９−９８５０２号公報には、現在のバッテリ蓄電量から走行可能な距離を表示するものが提案されている。また、特開平９−２３３６０７号公報には、バッテリの蓄電量が低減したときは、自動変速機をパワーモードとして走行することを禁止するものが開示されている。
【０００３】
ハイブリッド自動車においては、モータの電圧源となるバッテリへの充電をエンジンを利用して行うため、エンジンにより駆動されるジェネレータ（発電機）が設けられる。一方、ハイブリッド自動車にあっては、エンジンの頻繁な運転と停止、つまりエンジンの頻繁な始動ということが行われるが、エンジン始動を極めて短時間の間に行うために、前記ジェネレータを大きな駆動力発生が可能なスタータモータとしても機能させることになっており、このため、エンジンにより駆動されるジェネレータは大型のジェネレータ・モータとされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、モータの電圧源としてのバッテリは、極めて大きな電力を蓄電できるが、自己放電の度合もかなり大きいものとなる。バッテリが放電してその蓄電量が大きく低下すると、バッテリからジェネレータ・モータに電力を供給しても、ジェネレータ・モータの作動が不可能な事態、つまりエンジンの始動が不可能になってしまう事態が生じてしまう。
【０００５】
このため、実用化されているハイブリッド自動車の中には、蓄電量が大きく低下されたバッテリにより駆動可能な小さな非常用モータと、非常用モータによって駆動される小さな非常用発電機と、非常用発電機によって蓄電される小さな非常用バッテリとを別途装備して、バッテリ（大型の主バッテリ）の蓄電量が大きく低下してジェネレータ・モータの駆動が不可能なときは、上記非常用モータを駆動して非常用バッテリに所定分蓄電させて、この非常用バッテリによってジェネレータ・モータを駆動させるようにしたものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、バッテリの蓄電量が大きく低下した非常事態に対応すべく、非常用モータ、非常用発電機および非常用バッテリを利用してエンジンを始動させる場合、非常用バッテリに十分蓄電されるまでの時間つまりエンジンの始動可能な状態になるまで時間が、１０分〜数十分というようにかなり長い時間を要してしまうことになり、この間、走行することが実質的に不可能となってしまう（モータによる走行を行うと、非常用バッテリに十分蓄電することが不可能になってしまう可能性があるため）。
【０００７】
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、バッテリの蓄電量が大きく低下したときのエンジンの始動を、走行そのものは直ちに行っても何等問題のないようにしつつ、しかもエンジン始動までの時間を短くできるようにしたハイブリッド自動車の制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明にあってはその第１の解決手法として次のようにしてある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
燃料を燃焼させて駆動力を得るエンジンと、バッテリからの電力供給を受けて駆動力を得るモータとを併用して走行するハイブリッド自動車の制御装置において、
エンジンにより駆動されて前記バッテリに充電を行うためのジェネレータとしての機能と、該バッテリからの電力供給を受けてエンジンをクランキングさせるためのスタータモータとしての機能とを有するジェネレータ・モータと、
前記バッテリの蓄電量が所定値以下であることを検出する蓄電量検出手段と、
前記蓄電量検出手段により前記バッテリの蓄電量が所定値以下であることが検出されたとき、エンジンの始動を中止させつつモータによる走行を行わせ、モータによる走行中に所定タイミングで駆動輪とエンジンとを連結して、該駆動輪からの回転エネルギによってエンジンをクランキングさせてエンジンを始動させる非常時制御手段と、
を備え，
前記所定のタイミングが、運転者によりマニュアル操作されて車速を低下させるためのブレーキ時として設定されている、
ようにしてある。上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２〜請求項７および請求項１４に記載のとおりである。
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明にあってはその第２の解決手法として次のようにしてある。すなわち、特許請求の範囲における請求項８に記載のように、
燃料を燃焼させて駆動力を得るエンジンと、バッテリからの電力供給を受けて駆動力を得るモータとを併用して走行するハイブリッド自動車の制御装置において、
エンジンにより駆動されて前記バッテリに充電を行うためのジェネレータとしての機能と、該バッテリからの電力供給を受けてエンジンをクランキングさせるためのスタータモータとしての機能とを有するジェネレータ・モータと、
前記バッテリの蓄電量が所定値以下であることを検出する蓄電量検出手段と、
前記蓄電量検出手段により前記バッテリの蓄電量が所定値以下であることが検出されたとき、エンジンの始動を中止させつつモータによる走行を行わせ、モータによる走行中に所定タイミングで駆動輪とエンジンとを連結して、該駆動輪からの回転エネルギによってエンジンをクランキングさせてエンジンを始動させる非常時制御手段と、
を備え，
前記バッテリの蓄電量が前記所定値以下であるときは、該バッテリの蓄電量が所定値よりも大きい通常時に比して、エンジンを始動させるためのエンジン制御パラメ−タがエンジンの始動性が向上するように補正される、
ようにしてある。上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項１３，請求項１４に記載のとおりである。
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明にあってはその第３の解決手法として次のようにして ある。すなわち、特許請求の範囲における請求項９に記載のように、
燃料を燃焼させて駆動力を得るエンジンと、バッテリからの電力供給を受けて駆動力を得るモータとを併用して走行するハイブリッド自動車の制御装置において、エンジンにより駆動されて前記バッテリに充電を行うためのジェネレータとしての機能と、該バッテリからの電力供給を受けてエンジンをクランキングさせるためのスタータモータとしての機能とを有するジェネレータ・モータと、前記バッテリの蓄電量が所定値以下であることを検出する蓄電量検出手段と、前記蓄電量検出手段により前記バッテリの蓄電量が所定値以下であることが検出されたとき、エンジンの始動を中止させつつモータによる走行を行わせ、モータによる走行中に所定タイミングで駆動輪とエンジンとを連結して、該駆動輪からの回転エネルギによってエンジンをクランキングさせてエンジンを始動させる非常時制御手段と、
を備え，
前記バッテリの蓄電量が前記所定値以下であるときは、該バッテリの蓄電量が所定値よりも大きい通常時に比して、モータによる走行が前記バッテリの電力消費が節減される方向に補正される、
ようにしてある。上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項１３，請求項１４に記載のとおりである。
【００１１】
前記目的を達成するため、本発明にあってはその第４の解決手法として次のようにしてある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１０に記載のように、
燃料を燃焼させて駆動力を得るエンジンと、バッテリからの電力供給を受けて駆動力を得るモータとを併用して走行するハイブリッド自動車の制御装置において、
エンジンにより駆動されて前記バッテリに充電を行うためのジェネレータとしての機能と、該バッテリからの電力供給を受けてエンジンをクランキングさせるためのスタータモータとしての機能とを有するジェネレータ・モータと、
前記バッテリの蓄電量が所定値以下であることを検出する蓄電量検出手段と、
前記蓄電量検出手段により前記バッテリの蓄電量が所定値以下であることが検出されたとき、エンジンの始動を中止させつつモータによる走行を行わせる非常時走行制御手段と、
前記非常時走行制御手段の制御によってモータによる走行中に、車両の運動エネルギが第１所定値以上でかつ該第１所定値よりも大きい値に設定された第２所定値よりも小さいときに、所定タイミングで駆動輪とエンジンとを連結して、該駆動輪からの回転エネルギによってエンジンをクランキングさせてエンジンを始動させる第１非常時始動制御手段と、
前記非常時走行制御手段の制御によってモータによる走行中に、車両の運動エネルギが前記第２所定値以上のときに、所定のタイミングでモータの回生を行わせて、該回生により得られる電力をバッテリへの蓄電に優先して前記ジェネレータ・モータに供給してエンジンをクランキングさせてエンジンを始動させる第２非常時始動制御手段と、
を備えたものとしてある。上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項１１〜請求項１４に記載のとおりである。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１によれば、ジェネレータ・モータを駆動することが不可能なほどバッテリの蓄電量が大きく低下したときは、とりあえずモータによる走行を行うことができ、走行確保の点で好ましいものとなる。そして、走行車両の有する運動エネルギとなる駆動輪の回転エネルギをエンジンに機械的に与えて、エンジンの始動（始動に必要なクランキング）をすみやかに行うことが可能となる。
また，マニュアル操作によるブレーキ時にジェネレータ・モータ駆動のための回生を行って、運転者に対してショックを感じさせないようにする上で好ましいものとなる。
【００１３】
請求項２によれば、クラッチの断続を利用して、モータのみによる走行状態から、駆動輪からの回転エネルギによるエンジンのクランキング状態へと簡単に切換えることができる。
請求項３によれば、駆動輪からの回転エネルギによってエンジンのクランキングを行うとき、ロックアップクラッチの締結力を高めて、当該回転エネルギをエンジンのクランキングのために効率よく伝達する上で好ましいものとなる。
請求項４によれば、クランキングの回転数がほぼ最大となった時点でエンジン始動のための始動制御を開始させることにより、エンジン始動を確実に行う上で好ましいものとなる。
請求項５によれば、車両の運動エネルギを示すことになる車速が十分向上するまでエンジンのクランキングを行わないようにして、つまり駆動輪からの回転エネルギがエンジンを間違いなくクランキングできるように十分大きくなるまで待つことにより、エンジンの始動をより確実に行う上で好ましいものとなる。
請求項６によれば，エンジンをクランキングさせるのに十分な状態にまで走行車両の運動エネルギが高まるのを待ってから、駆動輪からの回転エネルギによるエンジンのクランキングを行うので、エンジン始動をより確実に行う上で好ましいものとなる。
請求項７によれば，駆動輪からの回転エネルギが十分にエンジンに伝達される状態となってから、エンジンの始動に必要なエンジン制御を開始させて、エンジンを確実かつ速やかに始動させる上で好ましいものとなる。
【００１４】
請求項８によれば，ジェネレータ・モータを駆動することが不可能なほどバッテリの蓄電量が大きく低下したときは、とりあえずモータによる走行を行うことができ、走行確保の点で好ましいものとなる。そして、走行車両の有する運動エネルギとなる駆動輪の回転エネルギをエンジンに機械的に与えて、エンジンの始動（始動に必要なクランキング）をすみやかに行うことが可能となる。
また，エンジンの振動や騒音に優先して、始動性を重視した状態として、エンジンの始動をより確実に行う上で好ましいものとなる。
【００１５】
請求項９によれば、ジェネレータ・モータを駆動することが不可能なほどバッテリの蓄電量が大きく低下したときは、とりあえずモータによる走行を行うことができ、走行確保の点で好ましいものとなる。そして、走行車両の有する運動エネルギとなる駆動輪の回転エネルギをエンジンに機械的に与えて、エンジンの始動（始動に必要なクランキング）をすみやかに行うことが可能となる。
また，バッテリの蓄電量を極力無駄なく車両走行の運動エネルギに変換する、つまりエンジンのクランキング用のエネルギに使えるように節約して、エンジン始動をより確実に行う上で好ましいものとなる。
【００１６】
請求項１０によれば，ジェネレータ・モータを駆動することが不可能なほどバッテリの蓄電量が大きく低下したときは、とりあえずモータによる走行を行うことができ、走行確保の点で好ましいものとなる。そして、走行車両の有する運動エネルギとなる駆動輪の回転エネルギをエンジンに機械的に与えて、エンジンの始動（始動に必要なクランキング）をすみやかに行うことが可能となる。
また，走行車両の運動エネルギが大きいときは、モータの回生を利用して電気的にジェネレータ・モータを駆動させることによってエンジンのクランキングを行うので、駆動輪からの回転エネルギによってエンジンをクランキングさせる場合に比して、ショックの小さいものとなる。
【００１７】
請求項１１によれば、回生エネルギを効率よくジェネレータ・モータへ供給して、ジェネレータ・モータを確実に駆動させる上で好ましいものとなる。
請求項１２によれば、エンジン始動のためのクランキングにより大きなエネルギを投入 することができ、エンジン始動をより確実に行う上で好ましいものとなる。
請求項１３によれば、マニュアル操作によるブレーキ時にジェネレータ・モータ駆動のための回生を行って、運転者に対してショックを感じさせないようにする上で好ましいものとなる。
請求項１４によれば、バッテリの蓄電量が大きく低下している非常時の特別な制御が行われているということを運転者に明確に認識させて、運転者に対して違和感を与えないようにする上で好ましいものとなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１において、１はエンジン、２はモータである。エンジン１は、燃料タンクに貯溜された燃料を燃焼させて駆動力を発生する内燃機関とされており、高燃費型である吸気遅閉じタイプのもの（吸気弁の閉弁時期が十分遅くされたもの）とされている。モータ２は、バッテリ３からの電力供給を受けて駆動力を発生する電気モータであり、例えばＩＰＭ同期式モータが用いられている。バッテリ３は、、大きな蓄電容量を有する例えばニッケル水素電池とされている。
【００１９】
エンジン１の駆動力は、クラッチ（主クラッチ）４、ロックアップクラッチ付のトルクコンバ−タ５、多段変速機構６を、駆動軸７、差動ギア８を介して、左右の駆動輪９へ伝達される。上記駆動軸７は、連動機構（例えば連動歯車機構）１０を介して、モータ２（の駆動軸）と連結されている。
【００２０】
走行に際しては、走行状態に応じて後述するように、エンジン１のみによる走行、モータ２のみによる走行と、エンジン１とモータ２との両方をによる走行とが適宜切換えられる。勿論、エンジン１による走行を行うときはクラッチ４が締結（接続）され、モータ２のみによる走行のときはクラッチ４が締結解除（接続解除）される。
【００２１】
図１中、１１はジェネレータ・モータである。このジェネレータ・モータ１１は、エンジン１により駆動されて発電するジェネレータ（発電機）としての機能と、バッテリ３からの電力供給を受けてエンジン１の始動のためにクランキングを行うスタータモータとしての機能とが適宜使い分けられる。１２はインバータであり、ジェネレータ・モータ１１とバッテリ３との間の電力の授受、モータ２とバッテリ３との間の電力の授受、およびモータ２（の回生電力）とジェネレータ・モータ１１との間での電力の授受を制御する。
【００２２】
図１中Ｕは、マイクロコンピュ−タを利用して構成された制御ユニット（コントロ−ラ）であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する。制御ユニットＵは、エンジン１の始動を含むその運転制御と、クラッチ４の断続制御と、トルクコンバ−タ５のロックアップクラッチの締結力調整を含む断続制御と、変速機６の変速制御とを行う。また、制御ユニットＵは、モータ２の制御（駆動力発生または回生エネルギ回収の切換制御）と、インバータ１２の制御とを行う。また、制御ユニットＵは、ランプ、ブザーあるいは画面表示を利用した警報器１３をも制御する。
【００２３】
制御ユニットＵによるインバータ１２の制御によって、例えば次のような態様で電力の授受の制御が行われる。まず基本的に、バッテリ３からモータ２への供給電力制御（モータ２による走行制御）と、モータ２による回生エネルギをバッテリ３へ供給する制御（充電制御）と、バッテリ３からの電力をジェネレータ・モータ１１に供給する制御（エンジンの始動のためのクランキング制御）と、ジェネレータ・モータ１１で発生された電力をバッテリ３へ供給する制御（充電制御）と、ジェネレータ・モータ１１で発生された電力をモータ２へ供給する制御（モータ２による走行制御）とが行われる。また、バッテリ３の蓄電量がジェネレータ・モータ１１を駆動させることのできないほど低下した非常時に、エンジン１を始動させるために、後述するように、モータ２での回生エネルギ（電力）を、バッテリ３へ供給することなく全てジェネレータ・モータ１１へ供給する制御をも行う。
【００２４】
制御ユニットＵには、バッテリ３の蓄電量（例えば発生電圧でみる）が入力される他、検出手段としての各種センサＳ１〜Ｓ３からの信号が入力される。センサＳ１は、エンジン回転数を検出するものである。センサＳ２は、駆動軸７の回転数すなわち車速を検出するものである。センサＳ３は、ブレーキペダル１４の操作力（踏み込み力）を検出するものである。
【００２５】
次に、バッテリ３の蓄電量が、ジェネレータ・モータ１１を駆動させることの可能な程度以上に大きい通常時において、走行状態に応じた駆動力の伝達形態について説明する。
【００２６】
［発進時］モータ２の駆動力のみを利用した走行とされる。
「低速走行時］モータ２の駆動力のみを利用した走行とされる。
［加速時］エンジン１とモータ２との両方の駆動力を利用した走行とされる。
［定常走行時］エンジン１の駆動力のみを利用した走行とされる。
【００２７】
［減速時］モータ２による回生を行って、バッテリ３が充電される（クラッチ４は切断）。
［定常走行時での充電時］クラッチ４が接続されて、エンジン１の駆動力を利用した走行が行われると共に、ジェネレータ・モータ１１がエンジン１により駆動されて、バッテリ３への充電が行われる。
［充電時］エンジン１によってジェネレータ・モータ１１を駆動して、バッテリ３の充電が行われる（クラッチ４は切断されて、エンジン１による走行は行われない）。
【００２８】
次に、バッテリ３の蓄電量が所定値以下にまで低下、つまりバッテリ３からの電力供給によってはジェネレータ・モータ１１を駆動することが不可能な状態にまで蓄電量が低下した非常時ときの制御内容について、図２以下を参照しつつ説明する。なお、以下の制御では、バッテリ３の蓄電量が、ジェネレータ・モータ１１を駆動することは不可能ではあるが、モータ２を駆動してモータ２による走行は可能な状態である場合を前提としており、モータ２をも駆動することが不可能なほどバッテリ３の蓄電量が低下してしまったときは対象外である。
【００２９】
バッテリ蓄電量が大きく低下した非常時におけるエンジン始動に際してのエンジン１のクランキングは、大別して、次の２種類が適宜使い分けられる。すなわち、第１は、モータ２のみによる走行中に、クラッチ４を接続して、駆動輪９からの回転エネルギによってエンジン１をクランキングさせる場合である。第２は、モータ２のみによる走行中に、モータ２での回生を行って、回生により得られるエネルギ（電力）を直接ジェネレータ・モータ１１に供給することでクランキングさせる場合である。
【００３０】
駆動輪９からの回転エネルギを利用したクランキングは、走行車両の運動エネルギが比較的小さいときに行われる。また、モータ２の回生を利用してジェネレータ・モータ１１を駆動させるクランキングは、走行車両の運動エネルギが比較的大きい場合に行われる。クランキングのために利用される走行車両の運動エネルギは、ブレーキ時に得られる大きさが勘案される。すなわち、モータ２のみによる走行中に、ブレーキによって得られる走行車両の運動エネルギ（回収エネルギ）の領域が、車速とブレーキ力とをパラメ−タとして図２に示すように、第１所定値以上Ｅｂ１以上でかつ該第１所定値Ｅｂ１よりも大きい値として設定された第２所定値Ｅｂ２よりも小さい第１領域と、上記第２所定値Ｅｂ２以上の第２領域とに分けて設定される。
【００３１】
車速低下のためのブレーキによって回収できる車両の運動エネルギは、ブレーキ力が同じあれば車速が大きいほど大きくなり、車速が同じであればブレーキ力が大きいほど大きくなり、図２はこの傾向を等運動エネルギ線Ｅｂ１、あるいはＥｂ２として示したものである。そして、図２の等運動エネルギ線Ｅｂ２は、ジェネレータ・モータ１１を駆動できる電力が回生によって回収できる最低値を示している。また、図２の等運動エネルギ線Ｅｂ１は、駆動輪９の回転エネルギによってクランキングできる動力が回収可能な最低値を示している。なお、運転者によるマニュアルブレーキ操作時には、クランキングに必要なエネルギ分だけ、車輪を制動させるブレーキ装置による制動力が低減される。
【００３２】
次に、図３、図４のフロ−チャ−トを参照しつつ、バッテリ蓄電量が大きく低下したときのエンジン始動に関連した非常時の制御について説明する。なお、以下の説明でＱはステップを示す。
【００３３】
まず、図３のフロ−チャ−トにおけるＱ１において、フラグが０にリセットされるが、このフラグは、０のときがエンジン１が停止状態であるときを示し、１のときがエンジンが始動されていることを示す。次いで、Ｑ２において、運転者のアクセル踏み込み操作に応じてモータ２のみを利用した走行が行われる。Ｑ３では、バッテリ３の電圧が、所定値Ｅｂ０以下であるか否かが判別される。この所定値Ｅｂ０は、バッテリ３によってジェネレータ・モータ１１を駆動することの可能な範囲での最小電圧（蓄電量）を勘案して、この最小電圧よりもわずかに小さい値として設定されている。
【００３４】
Ｑ３の判別でＹＥＳのとき、つまり非常時のときは、Ｑ４において、モータ２による節電走行を行わせると共に、非常時であることを示すべく、警報器１３が作動される。なお、節電走行は、車両の加速度合を所定値以下に抑制する等して、車速を高めつつ極力必要最小限の走行ができるようにされる。
【００３５】
Ｑ４の後Ｑ５において、フラグが１であるか否かが判別されるが、当初はこの判別がＮＯとなって、Ｑ６に移行する。Ｑ６では、ブレーキ時において運動エネルギが第１所定値Ｅｂ１以上であるか否かが判別される。Ｑ６の判別でＹＥＳのときは、Ｑ７において、ブレーキ時において運動エネルギが第２所定値Ｅｂ２以上であるか否かが判別される。Ｑ７の判別でＹＥＳのときは、Ｑ８、Ｑ９において、ジェネレータ・モータ１１が故障していないこと、モータ２の回生機能が故障していないことが確認された後、モータ２の回生エネルギを利用したクランキングを行うべく、図４のＱ２１へ移行される。また、Ｑ７の判別でＮＯのときは、クラッチ４を接続して駆動輪９からの回転エネルギを利用してクランキングを行うべく、図４のＱ２８に移行される。
【００３６】
図４のＱ２１においては、モータ２が回生モ−ドに切換えられて、回生が行われる。このときの回生量は、バッテリ３の蓄電量が十分大きい通常の減速時に行われるときの回生量よりも大きくなるように設定される。次いで、Ｑ２２において、モータ２により回生されたエネルギつまり電力が、バッテリ３へ供給されることなく、直接ジェネレータ・モータ１１へ供給されて、当該ジェネレータ・モータ１１が駆動されて、エンジン１のクランキングが行われる。
【００３７】
引き続き、Ｑ２３では、ジェネレータ・モータ１１によってエンジン１がクランキングされているのと同調させて、エンジン１を始動させるよう、燃料供給や点火実行を行って、エンジン始動制御が行われる。このとき、通常の始動のときに比してエンジンの振動や騒音の点では不利になっても、エンジン１が容易に始動されるようにエンジン１の制御パラメ−タが変更される。例えば、空燃比、点火時期、燃圧が変更される他、可変吸気機構を有するものであれば吸気弁の閉弁タイミングが変更され、圧縮比可変機構を有するものであれば圧縮比が変更される。
【００３８】
一方前記Ｑ７の判別でＮＯのとき、あるいはＱ８の判別でＮＯのとき、さらにはＱ９の判別でＮＯのときは、図４のＱ２８に移行して、駆動輪９の回転エネルギを利用したクランキングの制御に移行される。Ｑ２８では、クラッチ４が接続さ、次いでＱ２９において、トルクコンバ−タ５のロックアップクラッチの締結力が通常時に比して十分高められる。次いでＱ３０において、エンジン回転数（クランキング回転数）が、ほぼ最大となったか否かが判別される。この判別は、例えば、エンジン回転数の変化率がほぼ一定範囲の値に収束したことにより確認される（エンジン１と駆動輪９とが滑りなく完全あるいはほぼ完全に同期回転された状態の確認）。Ｑ３０の判別でＹＥＳとなった時点で、エンジン始動制御が行われる（Ｑ２３と同じで、始動容易化のためのエンジン制御パラメ−タの変更もなされる）。
【００３９】
Ｑ２３の後、あるいはＱ３１の後は、Ｑ２４において、実際にエンジン１が始動されたか否かが確認される。Ｑ２４の判別でＹＥＳのときは、Ｑ２５において、エンジン１が始動されたことを示すべくフラグが１にセットされる。この後、Ｑ２６においてエンジン１によりジェネレータ・モータ１１を駆動して、バッテリ３への充電を行う制御が行われる（クラッチ４は切断されて、充電専用にエンジン１を運転）。また、Ｑ２４の判別でＮＯのときは、Ｑ２７においてフラグが０にリセットされる。
【００４０】
一旦エンジン１が始動されると、Ｑ５の判別でＹＥＳとなって、このときはＱ２４に移行する（エンジン１が始動されている限り、Ｑ２６へ移行して、バッテリ３への充電が継続される）。なお、Ｑ５の判別でＹＥＳのときは、直接Ｑ２６へ移行させてもよいが、実施形態では、エンストの可能性を考慮して、Ｑ２４の判別を一旦行うようにしてある。
【００４１】
Ｑ２６でのバッテリ３への充電が継続されると、やがてＱ３の判別でＮＯとなる。このときは、Ｑ１０に移行して、バッテリ３の蓄電量が十分あるときの通常制御、つまりバッテリ３によってジェネレータ・モータ１１を駆動可能な状態での通常の制御が行われる。なお、このときは、節電走行が解除され、また警報も解除される。なお、Ｑ６の判別でＮＯのときは、クランキング不能なときであるとして、Ｑ２へ戻る。
【００４２】
以上実施形態について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば次のような場合をも含むものである。
(1)運転者によるマニュアル操作によるブレーキ時であることを条件として、モータ２による回生を行ってジェネレータ・モータ１１を駆動させるよう場合に、ブレーキ操作力あるいはブレーキ操作速度に応じてクラッチ４の接続速度を変更してもよい（操作力、操作速度が大きいほど接続速度を大きくする−接続ショックが運転者に違和感を与えることの防止あるいは低減）。
【００４３】
(2)運転者によるブレーキ操作時以外のタイミングで、クランキングを行わせるようにすることもできる。例えば、ジェネレータ・モータ１１の駆動エネルギを得るために、例えば車速が所定車速以上になったときに、モータ２の回生による自動ブレーキを行うようにしてもよく、この場合はあらかじめ自動ブレーキが作動することを警報するのが好ましい。また、運転者によるブレーキ操作とは無関係に、車速が所定車速以上となったときに自動的にクラッチ４を接続して、クランキングを行わせるようにすることもできる（この場合も、クラッチ４の接続前にあらかじめ警報を行うのが好ましい）。
【００４４】
(3)車速とブレーキ力とをパラメ−タとして得られる現在の運動エネルギを、図２に示すようなマップから得て、この得られた運動エネルギが、所定のしきい値Ｅｂ１あるいはＥｂ２よりも大きくなった時点で、クランキングを行わせるようにすることもできる。なお、ブレーキ力の変動を考慮して、クランキングに移行する場合は、車速が所定車速以上であることを前提に行うようにするのが好ましい。例えば、図２において、ブレーキ力として比較的小さい値に設定されたＦＢＯに対応した第２所定車速ＶＯ２以上であることを前提として、回生によるクランキング（ジェネレータ・モータ１１の駆動によるクランキング）を行い、第１所定車速ＶＯ１以上であることを前提に、クラッチ４を接続して駆動輪９からの回転エネルギを利用したクランキングを行わせるようにするのが好ましい。
【００４５】
(4)モータ２の回生を利用したクランキングを行わないようにして、駆動輪９の回転エネルギを利用したクランキングのみを行うようにしてもよい。
(5)トルクコンバ−タ５や変速機６を有しないものであってもよい。
(6)バッテリ蓄電量が所定値以下の非常時においては、バッテリ蓄電量が十分大きい通常時に比して、モータ２による回生の頻度（機会）を高めるようにして、回生によるエネルギを利用したジェネレータ・モータ１１の駆動を行える機会を増大させるようにすることもできる。例えば、通常時には、モータ２による回生を行わないような小さな減速時（例えばアクセルの戻し操作時）であっても、車速が所定車速以上あってジェネレータ・モータ１１を駆動させることのできるような回生エネルギが回収できるようなときは、回生を利用した通常時よりも大きな減速（ブレーキ作用）を行うようにすることもできる。
【００４６】
(7)節電走行の際に、走行や安全に無関係な電気機器類、例えばエアコンやオーデォ等の作動を禁止するようにすることもできる。フロ−チャ−トに示す各ステップあるいはセンサ等の各種部材は、その機能の上位表現に手段の名称を付して表現することができる。また、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。さらに、本発明は、制御方法として表現することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す全体系統図。
【図２】走行車両の運動エネルギ（回生エネルギ）を説明するための図。
【図３】本発明の制御例を示すフロ−チャ−ト。
【図４】本発明の制御例を示すフロ−チャ−ト。
【符号の説明】
１：エンジン
２：モータ
３：バッテリ
４：クラッチ
５：ロックアップクラッチ付トルクコンバ−タ
９：駆動輪
１１：ジェネレータ・モータ
１３：警報器
１４：ブレーキペダル
Ｓ１：エンジン回転数センサ
Ｓ２：車速センサ
Ｓ３：ブレーキ力センサ
Ｕ：制御ユニット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle.
[0002]
[Prior art]
Hybrid vehicles that run in combination with an engine that generates (generates) driving force by burning fuel and a motor that generates (generating) driving force by receiving power supplied from a battery have already been put into practical use. . The amount of power stored in the battery has a great influence on traveling, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-98502 proposes a display that displays the distance that can be traveled from the current amount of stored battery power. Japanese Patent Laid-Open No. 9-233607 discloses a device that prohibits the automatic transmission from running in the power mode when the amount of charge of the battery is reduced.
[0003]
In a hybrid vehicle, a generator (generator) driven by an engine is provided in order to charge a battery, which is a voltage source of a motor, using the engine. On the other hand, in a hybrid vehicle, the engine is frequently operated and stopped, that is, the engine is frequently started. In order to start the engine in a very short time, the generator generates a large driving force. Therefore, the generator driven by the engine is a large generator / motor.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, a battery as a voltage source of a motor can store extremely large electric power, but the degree of self-discharge is considerably large. If the battery discharges and its stored capacity decreases significantly, even if power is supplied from the battery to the generator / motor, the generator / motor cannot be operated, that is, the engine cannot be started. It will occur.
[0005]
For this reason, among hybrid vehicles in practical use, there is a small emergency motor that can be driven by a battery whose storage amount is greatly reduced, a small emergency generator that is driven by an emergency motor, and an emergency power generation. A small emergency battery that is stored by the machine is equipped separately, and when the amount of power stored in the battery (large main battery) is greatly reduced and the generator motor cannot be driven, the emergency motor is driven. In some cases, a predetermined amount of electricity is stored in an emergency battery, and a generator / motor is driven by the emergency battery.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when an engine is started using an emergency motor, an emergency generator, and an emergency battery in order to cope with an emergency situation in which the amount of electricity stored in the battery is greatly reduced, the emergency battery is sufficiently charged. The time until the engine is ready to start will take a considerable amount of time, such as 10 minutes to several tens of minutes. (Because running with a motor may make it impossible to store enough electricity in the emergency battery).
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to start the engine when the amount of charge of the battery is greatly reduced, while ensuring that there is no problem even if the running itself is performed immediately. And it is providing the control apparatus of the hybrid vehicle which made it possible to shorten the time until engine starting.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides the following as a first solution. That is, as described in claim 1 in the claims,
In a control apparatus for a hybrid vehicle that travels in combination with an engine that obtains driving force by burning fuel and a motor that receives power supplied from a battery and obtains driving force,
A generator motor having a function as a generator driven by an engine to charge the battery, and a function as a starter motor for cranking the engine by receiving power from the battery;
A storage amount detection means for detecting that the storage amount of the battery is equal to or less than a predetermined value;
When the storage amount detecting unit detects that the storage amount of the battery is equal to or less than a predetermined value, the engine is stopped while the engine is stopped and the drive wheel and the engine are driven at a predetermined timing while the motor is traveling. And emergency control means for starting the engine by cranking the engine by rotational energy from the drive wheels,
With,
The predetermined timing is set as a brake time for manually operating by the driver to reduce the vehicle speed,
It is like that.Preferred embodiments based on the above solution are claimed in claims 2 to 2.7 andAs described in claim 14.
[0009]
In order to achieve the above object, the present invention provides the following as a second solution. That is, the claims in the claims8As described in
In a control apparatus for a hybrid vehicle that travels in combination with an engine that obtains driving force by burning fuel and a motor that receives power supplied from a battery and obtains driving force,
A generator motor having a function as a generator driven by an engine to charge the battery, and a function as a starter motor for cranking the engine by receiving power from the battery;
A storage amount detection means for detecting that the storage amount of the battery is equal to or less than a predetermined value;
When the storage amount detecting unit detects that the storage amount of the battery is equal to or less than a predetermined value, the engine is stopped while the engine is stopped and the drive wheel and the engine are driven at a predetermined timing while the motor is traveling. And emergency control means for starting the engine by cranking the engine by rotational energy from the drive wheels,
With
When the stored amount of the battery is less than or equal to the predetermined value, the engine control parameter for starting the engine improves the startability of the engine compared to the normal time when the stored amount of the battery is larger than the predetermined value. To be corrected,
It is like that. Preferred embodiments based on the above solution are as described in claims 13 and 14 in the claims.
[0010]
In order to achieve the above object, in the present invention, the third solution is as follows. is there. That is, as described in claim 9 in the claims,
In a control apparatus for a hybrid vehicle that travels in combination with an engine that obtains driving force by burning fuel and a motor that obtains driving force by receiving power supplied from a battery, the battery is charged by being driven by the engine. A generator / motor having a function as a generator for power generation and a function as a starter motor for cranking the engine by receiving power supplied from the battery, and that the charged amount of the battery is equal to or less than a predetermined value When the storage amount detection means to detect and the storage amount detection means detects that the storage amount of the battery is equal to or less than a predetermined value, the motor is allowed to travel while stopping the engine, and the motor is traveling The driving wheel and the engine are connected to each other at a predetermined timing, and the rotation energy from the driving wheel And emergency control means to start the engine by the emissions is cranking,
With
When the amount of electricity stored in the battery is equal to or less than the predetermined value, traveling by the motor is corrected in a direction that saves power consumption of the battery, compared to a normal time when the amount of electricity stored in the battery is larger than the predetermined value. ,
It is like that. Preferred embodiments based on the above solution are as described in claims 13 and 14 in the claims.
[0011]
In order to achieve the above object, in the present invention, the fourth solution is as follows. That is, as described in claim 10 in the claims,
In a control apparatus for a hybrid vehicle that travels in combination with an engine that obtains driving force by burning fuel and a motor that receives power supplied from a battery and obtains driving force,
A generator motor having a function as a generator driven by an engine to charge the battery, and a function as a starter motor for cranking the engine by receiving power from the battery;
A storage amount detection means for detecting that the storage amount of the battery is equal to or less than a predetermined value;
An emergency travel control means for causing the motor to travel while stopping the engine start when it is detected by the power storage amount detection means that the power storage amount of the battery is below a predetermined value;
When the kinetic energy of the vehicle is smaller than a second predetermined value set to a value greater than or equal to the first predetermined value and greater than the first predetermined value during traveling by the motor under the control of the emergency traveling control means, First emergency start control means for connecting the drive wheel and the engine at a predetermined timing and cranking the engine by rotational energy from the drive wheel to start the engine;
When the kinetic energy of the vehicle is greater than or equal to the second predetermined value during traveling by the motor under the control of the emergency traveling control means, the motor is regenerated at a predetermined timing, and the electric power obtained by the regeneration is stored in the battery. A second emergency start control means for starting the engine by cranking the engine by supplying it to the generator / motor in preference to the storage of power;
As provided. Preferred embodiments based on the above solution are as described in claims 11 to 14 in the claims.
[0012]
【The invention's effect】
According to the first aspect, when the storage amount of the battery is so reduced that the generator / motor cannot be driven, the motor can be used for the time being, which is preferable in terms of ensuring the driving. Then, the rotational energy of the drive wheels, which is the kinetic energy of the traveling vehicle, is mechanically applied to the engine, so that the engine can be quickly started (cranking necessary for starting).
Further, it is preferable to perform regeneration for driving the generator and motor during braking by manual operation so that the driver does not feel a shock.
[0013]
According to the second aspect of the present invention, it is possible to easily switch from the running state by the motor alone to the cranking state of the engine by the rotational energy from the drive wheels by utilizing the clutch on / off state.
According to claim 3, when cranking the engine by rotational energy from the drive wheels, it is preferable to increase the fastening force of the lockup clutch and efficiently transmit the rotational energy for cranking the engine. It will be a thing.
According to the fourth aspect of the present invention, starting control for starting the engine is started when the cranking rotation speed becomes substantially maximum, which is preferable for reliably starting the engine.
According to the fifth aspect, the engine is not cranked until the vehicle speed that indicates the kinetic energy of the vehicle is sufficiently improved, that is, the rotational energy from the drive wheels can definitely crank the engine. Waiting until it becomes sufficiently large is preferable for starting the engine more reliably.
According to the sixth aspect, the engine is cranked by the rotational energy from the drive wheels after waiting for the kinetic energy of the traveling vehicle to increase to a state sufficient to crank the engine. This is preferable in order to carry out more reliably.
According to the seventh aspect, the engine control necessary for starting the engine is started after the rotational energy from the drive wheels is sufficiently transmitted to the engine, so that the engine can be started reliably and promptly. This is preferable.
[0014]
According to the eighth aspect of the present invention, when the storage amount of the battery is so reduced that it is impossible to drive the generator / motor, the motor can be used for the time being, which is preferable in terms of ensuring the driving. Then, the rotational energy of the drive wheels, which is the kinetic energy of the traveling vehicle, is mechanically applied to the engine, so that the engine can be quickly started (cranking necessary for starting).
In addition, it is preferable to start the engine more reliably in a state where the startability is prioritized over the vibration and noise of the engine.
[0015]
According to the ninth aspect of the present invention, when the amount of power stored in the battery is so low that it is impossible to drive the generator / motor, the motor can travel for the time being, which is preferable in terms of ensuring travel. Then, the rotational energy of the drive wheels, which is the kinetic energy of the traveling vehicle, is mechanically applied to the engine, so that the engine can be quickly started (cranking necessary for starting).
Further, it is preferable to convert the stored amount of the battery into kinetic energy for vehicle travel without waste as much as possible, that is, to save it so that it can be used for engine cranking energy, and to start the engine more reliably.
[0016]
According to the tenth aspect of the present invention, when the storage amount of the battery is so reduced that the generator / motor cannot be driven, the motor can be used for the time being, which is preferable in terms of ensuring the driving. Then, the rotational energy of the drive wheels, which is the kinetic energy of the traveling vehicle, is mechanically applied to the engine, so that the engine can be quickly started (cranking necessary for starting).
Further, when the kinetic energy of the traveling vehicle is large, the engine is cranked by electrically driving the generator / motor using regeneration of the motor, so that the engine is cranked by the rotational energy from the drive wheels. Compared to the case, the shock is small.
[0017]
According to the eleventh aspect, it is preferable to efficiently supply the regenerative energy to the generator / motor and to reliably drive the generator / motor.
According to claim 12, more energy is supplied by cranking for starting the engine. This is preferable in order to more reliably start the engine.
According to the thirteenth aspect, it is preferable to perform regeneration for driving the generator / motor during braking by manual operation so that the driver does not feel a shock.
According to the fourteenth aspect of the present invention, the driver is clearly recognized that the special control at the time of emergency in which the storage amount of the battery is greatly reduced is performed, so as not to give the driver a sense of incongruity. It is preferable to make it.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In FIG. 1, 1 is an engine and 2 is a motor. The engine 1 is an internal combustion engine that generates a driving force by burning fuel stored in a fuel tank, and is a high fuel consumption type intake slow closing type (the closing timing of the intake valve is sufficiently delayed) Stuff). The motor 2 is an electric motor that receives a power supply from the battery 3 and generates a driving force. For example, an IPM synchronous motor is used. The battery 3 is, for example, a nickel metal hydride battery having a large storage capacity.
[0019]
The driving force of the engine 1 is transmitted to the left and right drive wheels 9 via the drive shaft 7 and the differential gear 8 through the clutch (main clutch) 4, the torque converter 5 with a lock-up clutch, and the multi-stage transmission mechanism 6. The The drive shaft 7 is connected to the motor 2 (drive shaft thereof) via an interlocking mechanism (for example, an interlocking gear mechanism) 10.
[0020]
When traveling, as will be described later, traveling by using only the engine 1, traveling by using only the motor 2, and traveling by using both the engine 1 and the motor 2 are switched as appropriate. Of course, the clutch 4 is engaged (connected) when traveling by the engine 1, and the clutch 4 is released (disconnected) when traveling only by the motor 2.
[0021]
In FIG. 1, 11 is a generator motor. The generator / motor 11 functions as a generator (generator) that is driven by the engine 1 to generate electric power, and functions as a starter motor that receives power supplied from the battery 3 and performs cranking for starting the engine 1. Are properly used. Reference numeral 12 denotes an inverter that transfers power between the generator / motor 11 and the battery 3, transfers power between the motor 2 and the battery 3, and between the motor 2 (regenerative power) and the generator / motor 11. Controls the exchange of power in
[0022]
In FIG. 1, U is a control unit (controller) configured by using a microcomputer, and has a CPU, a ROM, a RAM, and the like. The control unit U performs its operation control including starting of the engine 1, intermittent control of the clutch 4, intermittent control including adjustment of the engagement force of the lockup clutch of the torque converter 5, and shift control of the transmission 6. . The control unit U also controls the motor 2 (drive force generation or regenerative energy recovery switching control) and the inverter 12. The control unit U also controls the alarm device 13 using a lamp, buzzer or screen display.
[0023]
The control of the inverter 12 by the control unit U controls the power transfer in the following manner, for example. First, basically, the power supplied from the battery 3 to the motor 2 (running control by the motor 2) and the regenerative energy by the motor 2 are converted into the battery.3Control (charging control) to be supplied to the battery, control to supply electric power from the battery 3 to the generator / motor 11 (cranking control for starting the engine), and electric power generated by the generator / motor 11 to the battery 3 Control to supply (charge control) and control to supply electric power generated by the generator / motor 11 to the motor 2 (running control by the motor 2) are performed. In addition, in order to start the engine 1 in the event of an emergency in which the amount of power stored in the battery 3 has fallen so low that the generator / motor 11 cannot be driven, the regenerative energy (electric power) in the motor 2 is supplied to the battery 3 as described later. Control is also performed to supply all to the generator / motor 11 without supplying to the generator.
[0024]
The control unit U is supplied with signals from various sensors S1 to S3 as detection means, in addition to the amount of electricity stored in the battery 3 (for example, as seen in the generated voltage). The sensor S1 detects the engine speed. The sensor S2 detects the rotation speed of the drive shaft 7, that is, the vehicle speed. The sensor S3 detects the operating force (depressing force) of the brake pedal 14.
[0025]
Next, the transmission form of the driving force according to the running state at the normal time when the charged amount of the battery 3 is larger than the level at which the generator / motor 11 can be driven will be described.
[0026]
[At the time of start] The travel is performed using only the driving force of the motor 2.
“During low-speed traveling”, traveling using only the driving force of the motor 2 is assumed.
[Acceleration] Travel is performed using the driving force of both the engine 1 and the motor 2.
[During steady travel] The travel is performed using only the driving force of the engine 1.
[0027]
[Deceleration] Regeneration by the motor 2 is performed to charge the battery 3 (clutch 4 is disengaged).
[During charging during steady running] The clutch 4 is connected to run using the driving force of the engine 1, and the generator / motor 11 is driven by the engine 1 to charge the battery 3. .
[When Charging] The engine 1 is driven by the engine 1 to charge the battery 3 (the clutch 4 is disconnected and the engine 1 does not run).
[0028]
Next, an emergency control in which the storage amount of the battery 3 is reduced to a predetermined value or less, that is, the storage amount is reduced to a state where it is impossible to drive the generator motor 11 by supplying power from the battery 3. The contents will be described with reference to FIG. In the following control, it is assumed that the amount of electricity stored in the battery 3 is not capable of driving the generator / motor 11, but the motor 2 is driven and the motor 2 can travel. When the amount of power stored in the battery 3 has dropped to such an extent that it is impossible to drive the motor 2 as well, it is out of scope.
[0029]
The cranking of the engine 1 at the time of engine start in the event of an emergency when the amount of stored battery is greatly reduced can be broadly divided into the following two types. That is, the first is the motor 2Only byIn this case, the clutch 1 is connected during running and the engine 1 is cranked by the rotational energy from the drive wheels 9. Secondly, regeneration by the motor 2 is performed during traveling by the motor 2 alone, and energy (electric power) obtained by the regeneration is directly supplied to the generator motor 11.ByThis is the case of cranking.
[0030]
Cranking using rotational energy from the drive wheels 9 is performed when the kinetic energy of the traveling vehicle is relatively small. Further, the cranking for driving the generator motor 11 using the regeneration of the motor 2 is performed when the kinetic energy of the traveling vehicle is relatively large. The kinetic energy of the traveling vehicle used for cranking takes into account the magnitude obtained during braking. That is, during traveling by only the motor 2, the kinetic energy (recovered energy) region of the traveling vehicle obtained by braking is equal to or greater than a first predetermined value Eb1 as shown in FIG. The first region is set to be divided into the first region smaller than the second predetermined value Eb2 set as a value larger than the first predetermined value Eb1 and the second region greater than the second predetermined value Eb2.
[0031]
The kinetic energy of the vehicle that can be recovered by the brake for reducing the vehicle speed increases as the vehicle speed increases if the braking force is the same, and increases as the braking force increases if the vehicle speed is the same. This is shown as energy line Eb1 or Eb2. And the isokinetic energy line Eb2 of FIG. 2 has shown the minimum value which can collect | recover the electric power which can drive the generator motor 11 by regeneration. Further, an isokinetic energy line Eb1 in FIG. 2 indicates the lowest value at which power that can be cranked by the rotational energy of the drive wheels 9 can be recovered. When the driver manually operates the brake, the braking force by the brake device that brakes the wheel is reduced by the energy required for cranking.
[0032]
Next, the emergency control related to the engine start when the battery storage amount greatly decreases will be described with reference to the flowcharts of FIGS. In the following description, Q indicates a step.
[0033]
First, in Q1 in the flowchart of FIG. 3, the flag is reset to 0. When this flag is 0, the engine 1 is in a stopped state, and when it is 1, the engine is started. Indicates that Next, in Q2, traveling using only the motor 2 is performed according to the driver's accelerator depression operation. In Q3, it is determined whether or not the voltage of the battery 3 is equal to or less than a predetermined value Eb0. The predetermined value Eb0 is set to a value slightly smaller than the minimum voltage in consideration of the minimum voltage (charged amount) in the range in which the generator 3 can be driven by the battery 3.
[0034]
When the determination in Q3 is YES, that is, in the case of an emergency, the alarm device 13 is activated in Q4 to cause the motor 2 to perform power saving travel and to indicate that it is an emergency. Note that the power-saving travel is performed such that the vehicle acceleration is suppressed to a predetermined value or less, so that the vehicle can travel as much as possible while increasing the vehicle speed.
[0035]
In Q5 after Q4, it is determined whether or not the flag is 1. Initially, this determination is NO and the process proceeds to Q6. In Q6, it is determined whether or not the kinetic energy is greater than or equal to a first predetermined value Eb1 during braking. If YES in Q6, it is determined in Q7 whether or not the kinetic energy is greater than or equal to a second predetermined value Eb2 during braking. If YES in Q7, after confirming in Q8 and Q9 that the generator / motor 11 has not failed and that the regenerative function of the motor 2 has not failed, the regenerative energy of the motor 2 was used. In order to perform cranking, the process proceeds to Q21 in FIG. If NO in Q7, the process goes to Q28 in FIG. 4 to connect the clutch 4 and perform cranking using the rotational energy from the drive wheels 9.
[0036]
In Q21 of FIG. 4, the motor 2 is switched to the regeneration mode and regeneration is performed. The regeneration amount at this time is set so as to be larger than the regeneration amount at the time of normal deceleration when the charged amount of the battery 3 is sufficiently large. Next, in Q22, the energy, that is, the electric power regenerated by the motor 2 is supplied directly to the generator motor 11 without being supplied to the battery 3, and the generator motor 11 is driven to crank the engine 1. Is done.
[0037]
Subsequently, in Q23, the engine start control is performed by supplying fuel and executing ignition so as to start the engine 1 in synchronism with the cranking of the engine 1 by the generator / motor 11. At this time, the control parameters of the engine 1 are changed so that the engine 1 can be started easily even if it is disadvantageous in terms of vibration and noise of the engine as compared with the normal starting. For example, in addition to changing the air-fuel ratio, ignition timing, and fuel pressure, the intake valve closing timing is changed if the variable intake mechanism is provided, and the compression ratio is changed if the variable compression ratio mechanism is provided. .
[0038]
On the other hand, if NO in Q7, NO in Q8, or NO in Q9, the process proceeds to Q28 in FIG. 4 and cranking using the rotational energy of the drive wheels 9 is performed. Control is transferred to. At Q28, the clutch 4 is connected, and then at Q29, the engagement force of the lockup clutch of the torque converter 5 is sufficiently increased as compared with the normal time. Next, at Q30, it is determined whether or not the engine speed (cranking speed) has become substantially maximum. This determination is confirmed, for example, by the rate of change of the engine speed having converged to a value within a substantially constant range (confirmation of a state in which the engine 1 and the drive wheel 9 are rotated completely or almost completely without slipping). . When YES is determined in Q30, engine start control is performed (the same as Q23, engine control parameters are changed for easy start).
[0039]
After Q23 or after Q31, it is confirmed in Q24 whether the engine 1 has actually been started. If YES in Q24, a flag is set to 1 in Q25 to indicate that the engine 1 has been started. Thereafter, in Q26, the generator / motor 11 is driven by the engine 1 to control charging of the battery 3 (the clutch 4 is disconnected and the engine 1 is operated exclusively for charging). If NO in Q24, the flag is reset to 0 in Q27.
[0040]
Once the engine 1 is started, YES is determined in Q5, and at this time, the process proceeds to Q24 (as long as the engine 1 is started, the process proceeds to Q26 and the charging of the battery 3 is continued. ). When YES is determined in Q5, the process may be directly shifted to Q26. However, in the embodiment, Q24 is determined once in consideration of the possibility of engine stall.
[0041]
If the charging of the battery 3 at Q26 is continued, the determination of Q3 will eventually become NO. At this time, the routine proceeds to Q10, where normal control when the battery 3 has a sufficient amount of charge, that is, normal control in a state where the generator / motor 11 can be driven by the battery 3, is performed. At this time, the power saving traveling is canceled and the alarm is also canceled. If NO in Q6, it is determined that cranking is impossible, and the process returns to Q2.
[0042]
Although the embodiment has been described above, the present invention is not limited to this, and includes, for example, the following cases.
(1) The clutch 4 is connected in accordance with the brake operation force or the brake operation speed when the generator / motor 11 is driven by regeneration by the motor 2 on the condition that the brake is operated manually by the driver. The speed may be changed (the greater the operating force and operating speed, the higher the connection speed—preventing or reducing the connection shock from causing the driver to feel uncomfortable).
[0043]
(2) Cranking can be performed at a timing other than when the driver operates the brake. For example, in order to obtain the drive energy of the generator / motor 11, for example, when the vehicle speed exceeds a predetermined vehicle speed, automatic braking by regeneration of the motor 2 may be performed. In this case, the automatic braking is activated in advance. It is preferable to alert this. In addition, regardless of the brake operation by the driver, the clutch 4 can be automatically connected when the vehicle speed exceeds the predetermined vehicle speed to perform cranking (also in this case, the clutch 4 It is preferable to make an alarm in advance before connecting.
[0044]
(3) The current kinetic energy obtained using the vehicle speed and braking force as parameters is obtained from a map as shown in FIG. 2, and the obtained kinetic energy is greater than a predetermined threshold value Eb1 or Eb2. Cranking can be performed when it becomes large. It should be noted that when shifting to cranking in consideration of fluctuations in braking force, it is preferable that the vehicle speed be set on the premise that the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined vehicle speed. For example, in FIG. 2, cranking by regeneration (cranking by driving the generator motor 11) is performed on the assumption that the braking force is equal to or higher than the second predetermined vehicle speed VO2 corresponding to FBO set to a relatively small value. The drive wheel is connected with the clutch 4 on the assumption that the first predetermined vehicle speed VO1 or higher.From 9It is preferable to perform cranking using the rotational energy.
[0045]
(4) The cranking using the regeneration of the motor 2 may not be performed, and only the cranking using the rotational energy of the drive wheels 9 may be performed.
(5) The torque converter 5 and the transmission 6 may not be provided.
(6) A generator that uses energy from regeneration so that the frequency (opportunity) of regeneration by the motor 2 is increased in an emergency when the battery storage amount is less than or equal to a predetermined value, compared to a normal time when the battery storage amount is sufficiently large. -The opportunity which can drive the motor 11 can also be increased. For example, the regeneration is such that the generator motor 11 can be driven when the vehicle speed is at a predetermined vehicle speed or higher even when the vehicle 2 is normally decelerated so that the regeneration by the motor 2 is not performed (for example, when the accelerator is being returned). When energy can be recovered, deceleration (braking action) greater than normal time using regeneration can be performed.
[0046]
(7) During power-saving travel, it is possible to prohibit the operation of electrical equipment unrelated to travel or safety, such as an air conditioner or audio. Various members such as each step or sensor shown in the flowchart can be expressed by adding the name of the means to the high-order expression of the function. Further, the object of the present invention is not limited to what is explicitly stated, but also implicitly includes providing what is substantially preferred or expressed as an advantage. Furthermore, the present invention can also be expressed as a control method.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall system diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining kinetic energy (regenerative energy) of a traveling vehicle.
FIG. 3 is a flowchart showing a control example of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing a control example of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Engine
2: Motor
3: Battery
4: Clutch
5: Torque converter with lock-up clutch
9: Drive wheel
11: Generator motor
13: Alarm
14: Brake pedal
S1: Engine speed sensor
S2: Vehicle speed sensor
S3: Brake force sensor
U: Control unit

Claims (14)

燃料を燃焼させて駆動力を得るエンジンと、バッテリからの電力供給を受けて駆動力を得るモータとを併用して走行するハイブリッド自動車の制御装置において、
エンジンにより駆動されて前記バッテリに充電を行うためのジェネレータとしての機能と、該バッテリからの電力供給を受けてエンジンをクランキングさせるためのスタータモータとしての機能とを有するジェネレータ・モータと、
前記バッテリの蓄電量が所定値以下であることを検出する蓄電量検出手段と、
前記蓄電量検出手段により前記バッテリの蓄電量が所定値以下であることが検出されたとき、エンジンの始動を中止させつつモータによる走行を行わせ、モータによる走行中に所定タイミングで駆動輪とエンジンとを連結して、該駆動輪からの回転エネルギによってエンジンをクランキングさせてエンジンを始動させる非常時制御手段と、
を備え，
前記所定のタイミングが、運転者によりマニュアル操作されて車速を低下させるためのブレーキ時として設定されている、
ことを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。In a control apparatus for a hybrid vehicle that travels in combination with an engine that obtains driving force by burning fuel and a motor that receives power supplied from a battery and obtains driving force,
A generator motor having a function as a generator driven by an engine to charge the battery, and a function as a starter motor for cranking the engine by receiving power from the battery;
A storage amount detection means for detecting that the storage amount of the battery is equal to or less than a predetermined value;
When the storage amount detecting unit detects that the storage amount of the battery is equal to or less than a predetermined value, the engine is stopped while the engine is stopped and the drive wheel and the engine are driven at a predetermined timing while the motor is traveling. And emergency control means for starting the engine by cranking the engine by rotational energy from the drive wheels,
Equipped with a,
The predetermined timing is set as a brake time for manually operating by the driver to reduce the vehicle speed,
The control apparatus of the hybrid vehicle characterized by the above-mentioned. 請求項１において，
エンジンからの駆動力を駆動輪へ伝達する駆動経路中にクラッチが介在され、
前記モータのみによる走行を行うときに、前記クラッチが切断され、
駆動輪からの回転エネルギによってエンジンをクランキングさせるときに、前記クラッチが接続される、
ことを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。In claim 1,
A clutch is interposed in the drive path that transmits the driving force from the engine to the drive wheels,
When running with only the motor, the clutch is disengaged,
When the engine is cranked by rotational energy from the drive wheels, the clutch is connected.
The control apparatus of the hybrid vehicle characterized by the above-mentioned. 請求項１において、
エンジンからの駆動力を駆動輪へ伝達する駆動経路中に、ロックアップクラッチ付のトルクコンバ−タが介在され、
駆動輪からの回転エネルギによってエンジンをクランキングさせるときに、前記ロックアップクラッチが締結されると共に、通常時に比して該ロックアップクラッチの締結力が高められる、
ことを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。In claim 1,
A torque converter with a lock-up clutch is interposed in the drive path that transmits the driving force from the engine to the drive wheels.
When the engine is cranked by rotational energy from the drive wheels, the lockup clutch is fastened and the fastening force of the lockup clutch is increased compared to the normal time.
The control apparatus of the hybrid vehicle characterized by the above-mentioned. 請求項１において、
駆動輪からの回転エネルギによってエンジンをクランキングさせるとき、エンジン回転数がほぼ最大となった時点でエンジン始動のために必要なエンジン制御が開始される、ことを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。 In claim 1,
A control device for a hybrid vehicle, characterized in that when cranking an engine by rotational energy from drive wheels, engine control necessary for starting the engine is started when the engine rotational speed becomes substantially maximum . 請求項１において，
車速が所定車速以上になったことを条件として、前記非常時制御手段が作動される、ことを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。In claim 1,
A control apparatus for a hybrid vehicle, characterized in that the emergency control means is operated on condition that the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined vehicle speed. 請求項１において，
モータのみにより走行されている走行車両の運動エネルギが所定値以上となったことを条件として、駆動輪からの回転エネルギによるエンジンのクランキングが行われる、ことを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。In claim 1,
A control apparatus for a hybrid vehicle, characterized in that engine cranking is performed by rotational energy from drive wheels on condition that the kinetic energy of a traveling vehicle running only by a motor becomes a predetermined value or more. 請求項２において，
前記クラッチが完全に締結された後に、エンジン始動のために必要なエンジン制御が開始される、ことを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。In claim 2,
The hybrid vehicle control apparatus according to claim 1, wherein engine control necessary for starting the engine is started after the clutch is completely engaged. 燃料を燃焼させて駆動力を得るエンジンと、バッテリからの電力供給を受けて駆動力を得るモータとを併用して走行するハイブリッド自動車の制御装置において、
エンジンにより駆動されて前記バッテリに充電を行うためのジェネレータとしての機能と、該バッテリからの電力供給を受けてエンジンをクランキングさせるためのスタータモ ータとしての機能とを有するジェネレータ・モータと、
前記バッテリの蓄電量が所定値以下であることを検出する蓄電量検出手段と、
前記蓄電量検出手段により前記バッテリの蓄電量が所定値以下であることが検出されたとき、エンジンの始動を中止させつつモータによる走行を行わせ、モータによる走行中に所定タイミングで駆動輪とエンジンとを連結して、該駆動輪からの回転エネルギによってエンジンをクランキングさせてエンジンを始動させる非常時制御手段と、
を備え，
前記バッテリの蓄電量が前記所定値以下であるときは、該バッテリの蓄電量が所定値よりも大きい通常時に比して、エンジンを始動させるためのエンジン制御パラメ−タがエンジンの始動性が向上するように補正される、
ことを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。 In a control apparatus for a hybrid vehicle that travels in combination with an engine that obtains driving force by burning fuel and a motor that receives power supplied from a battery and obtains driving force,
And functions as a generator for being driven by the engine to charge the battery, and the generator-motor and a function as Sutatamo over another in order to crank the engine supplied with electric power from the battery,
A storage amount detection means for detecting that the storage amount of the battery is equal to or less than a predetermined value;
When the storage amount detecting unit detects that the storage amount of the battery is equal to or less than a predetermined value, the engine is stopped while the engine is stopped and the drive wheel and the engine are driven at a predetermined timing while the motor is traveling. And emergency control means for starting the engine by cranking the engine by rotational energy from the drive wheels,
With
When the stored amount of the battery is less than or equal to the predetermined value , the engine control parameter for starting the engine improves the startability of the engine compared to the normal time when the stored amount of the battery is larger than the predetermined value. To be corrected,
The control apparatus of the hybrid vehicle characterized by the above-mentioned. 燃料を燃焼させて駆動力を得るエンジンと、バッテリからの電力供給を受けて駆動力を得るモータとを併用して走行するハイブリッド自動車の制御装置において、
エンジンにより駆動されて前記バッテリに充電を行うためのジェネレータとしての機能と、該バッテリからの電力供給を受けてエンジンをクランキングさせるためのスタータモータとしての機能とを有するジェネレータ・モータと、
前記バッテリの蓄電量が所定値以下であることを検出する蓄電量検出手段と、
前記蓄電量検出手段により前記バッテリの蓄電量が所定値以下であることが検出されたとき、エンジンの始動を中止させつつモータによる走行を行わせ、モータによる走行中に所定タイミングで駆動輪とエンジンとを連結して、該駆動輪からの回転エネルギによってエンジンをクランキングさせてエンジンを始動させる非常時制御手段と、
を備え，
前記バッテリの蓄電量が前記所定値以下であるときは、該バッテリの蓄電量が所定値よりも大きい通常時に比して、モータによる走行が前記バッテリの電力消費が節減される方向に補正される、
ことを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。 In a control apparatus for a hybrid vehicle that travels in combination with an engine that obtains driving force by burning fuel and a motor that receives power supplied from a battery and obtains driving force,
A generator motor having a function as a generator driven by an engine to charge the battery, and a function as a starter motor for cranking the engine by receiving power from the battery;
A storage amount detection means for detecting that the storage amount of the battery is equal to or less than a predetermined value;
When the storage amount detecting unit detects that the storage amount of the battery is equal to or less than a predetermined value, the engine is stopped while the engine is stopped and the drive wheel and the engine are driven at a predetermined timing while the motor is traveling. And emergency control means for starting the engine by cranking the engine by rotational energy from the drive wheels,
With
When the amount of electricity stored in the battery is equal to or less than the predetermined value, traveling by the motor is corrected in a direction that saves power consumption of the battery, compared to a normal time when the amount of electricity stored in the battery is larger than the predetermined value. ,
The control apparatus of the hybrid vehicle characterized by the above-mentioned. 燃料を燃焼させて駆動力を得るエンジンと、バッテリからの電力供給を受けて駆動力を得るモータとを併用して走行するハイブリッド自動車の制御装置において、
エンジンにより駆動されて前記バッテリに充電を行うためのジェネレータとしての機能と、該バッテリからの電力供給を受けてエンジンをクランキングさせるためのスタータモータとしての機能とを有するジェネレータ・モータと、
前記バッテリの蓄電量が所定値以下であることを検出する蓄電量検出手段と、
前記蓄電量検出手段により前記バッテリの蓄電量が所定値以下であることが検出されたとき、エンジンの始動を中止させつつモータによる走行を行わせる非常時走行制御手段と、
前記非常時走行制御手段の制御によってモータによる走行中に、車両の運動エネルギが第１所定値以上でかつ該第１所定値よりも大きい値に設定された第２所定値よりも小さいときに、所定タイミングで駆動輪とエンジンとを連結して、該駆動輪からの回転エネルギによってエンジンをクランキングさせてエンジンを始動させる第１非常時始動制御手段と、
前記非常時走行制御手段の制御によってモータによる走行中に、車両の運動エネルギが前記第２所定値以上のときに、所定のタイミングでモータの回生を行わせて、該回生により得られる電力をバッテリへの蓄電に優先して前記ジェネレータ・モータに供給してエンジンをクランキングさせてエンジンを始動させる第２非常時始動制御手段と、
を備えていることを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。In a control apparatus for a hybrid vehicle that travels in combination with an engine that obtains driving force by burning fuel and a motor that receives power supplied from a battery and obtains driving force,
A generator motor having a function as a generator driven by an engine to charge the battery, and a function as a starter motor for cranking the engine by receiving power from the battery;
A storage amount detection means for detecting that the storage amount of the battery is equal to or less than a predetermined value;
An emergency travel control means for causing the motor to travel while stopping the start of the engine when it is detected by the power storage amount detection means that the power storage amount of the battery is below a predetermined value;
When the kinetic energy of the vehicle is smaller than a second predetermined value set to a value greater than or equal to the first predetermined value and greater than the first predetermined value during traveling by the motor under the control of the emergency traveling control means, First emergency start control means for connecting the drive wheel and the engine at a predetermined timing and cranking the engine by rotational energy from the drive wheel to start the engine;
When the kinetic energy of the vehicle is greater than or equal to the second predetermined value during traveling by the motor under the control of the emergency traveling control means, the motor is regenerated at a predetermined timing, and the electric power obtained by the regeneration is stored in the battery. A second emergency start control means for starting the engine by cranking the engine by supplying it to the generator motor in preference to the power storage to
A control apparatus for a hybrid vehicle, comprising: 請求項１０において、
前記回生時に得られる電力が、前記バッテリを経由することなく直接前記ジェネレータ・モータに供給されてエンジンのクランキングが行われる、ことを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。In claim 10,
The hybrid vehicle control apparatus is characterized in that electric power obtained at the time of regeneration is directly supplied to the generator / motor without passing through the battery to perform cranking of the engine. 請求項１０において、
前記非常時制御手段によって前記回生が行われるときは、前記バッテリの蓄電量が前記所定値よりも大きい通常時に比して、回生量が増大されるように補正される、ことを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。In claim 10,
When the regeneration is performed by the emergency control means, the hybrid is corrected so that the regeneration amount is increased as compared with the normal time when the storage amount of the battery is larger than the predetermined value. Automotive control device. 請求項８ないし請求項１２のいずれか１項において、
前記所定のタイミングが、運転者によりマニュアル操作されて車速を低下させるためのブレーキ時として設定されている、ことを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。In any one of claims 8 to 12 ,
The control apparatus for a hybrid vehicle, characterized in that the predetermined timing is set as a time of braking for manually reducing the vehicle speed by a driver. 請求項１ないし請求項１３のいずれか１項において、
前記バッテリの蓄電量が前記所定値以下であるときに警報が行われる、ことを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。14. In any one of claims 1 to 13,
A control device for a hybrid vehicle, wherein an alarm is issued when the amount of electricity stored in the battery is equal to or less than the predetermined value.
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