JP3746768B2

JP3746768B2 - ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置

Info

Publication number: JP3746768B2
Application number: JP2003043515A
Authority: JP
Inventors: ▲英▼一大津
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2023-02-21
Also published as: JP2004251221A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機により内燃機関を始動するハイブリッド車両における、内燃機関の燃料噴射開始時の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開平１１−１５３０７５号公報に記載のように、バッテリに対して負担をかけないよう、エンジンの冷却水温に応じてモータの最大トルクを制限するハイブリッド車両が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１５３０７５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、モータに対する負荷はエンジン冷却水温だけに依存するものではなく、前回走行後の経過時間によっても変化する。
【０００５】
本発明は、電動機により内燃機関を回して始動するときの燃料噴射の増量補正を低減し、燃費及び排気性能を向上することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、内燃機関と、該内燃機関を始動する電動機と、該電動機に回転数指令を与えて所定の回転数以上にて前記内燃機関の燃料噴射を許可する手段を有するハイブリッド車両の制御装置において、該燃料噴射を許可する前記内燃機関の回転数以下でも、所定時間当たりの前記内燃機関の回転数増加が所定値以下になった場合、前記内燃機関の燃料噴射を許可する手段を有するようにする。
【０００７】
また、内燃機関と、該内燃機関を始動する電動機と、該電動機に回転数指令を与えて所定の回転数以上にて前記内燃機関の燃料噴射を許可する手段を有するハイブリッド車両の制御装置において、該燃料噴射を許可する回転数以下でも、前記内燃機関の回転数が所定量増加するのに所定時間以上かかる場合、前記内燃機関の燃料噴射を許可する手段を有するようにする。
【０００８】
さらに、前記構成において、前記電動機による前記内燃機関の回転数制御後、所定時間経過しても、前記内燃機関の燃料噴射を許可する回転数以上にならない場合、前記内燃機関の燃料噴射を許可する手段を有し、前記所定時間を前記内燃機関の回転数により定めるようにする。
【０００９】
そして、前記構成において、前記内燃機関の燃料噴射量は、前記内燃機関の回転数に応じた量にする手段を有するようにする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１により説明する。図１は、本発明の実施例であるエンジンの始動制御機能を組込んだハイブリッド車両の主要構成図である。本実施例のハイブリッド車両は、内燃機関であるエンジン１、前記エンジン１とベルト２を介して接続する電動機であるモータジェネレータ（ＭＧ）３，車輪４と前記エンジン１の間に変速機５を有する。
【００１１】
前記ハイブリッド車両を総合的に制御するのがハイブリッド制御装置(ＨＣＵ)６で、キースイッチ７の信号によりハイブリッド車両システムの起動および停止を行い、アクセル８，ブレーキ９の操作信号に応じて、エンジン１の制御装置（ＰＣＵ）１０及びＭＧ３の制御装置（ＭＣＵ）１１，変速機５の制御装置（ＡＴＣＵ）１２に指令を出力する。
【００１２】
ＭＣＵ１１はインバータを内蔵し、バッテリ１３の電気エネルギーを交流に変換してＭＧ３に与えることで駆動力を発生し、ベルト２を介してつながるエンジン１の始動や車輪４の駆動を行う。
【００１３】
バッテリ１３は、ＨＣＵ６などの電源である１２Ｖバッテリとは別のもので、本実施例では４２Ｖであり、車輪４の運動エネルギーあるいはエンジン１の駆動力によりＭＧ３を回転させて発電し、ＭＣＵ１１内のインバータで直流に変換して充電する。
【００１４】
エンジン１は、ＰＣＵ１０で制御し、エンジン１の回転数(Ｎｅ)と前記ＨＣＵ６のトルク指令（ＰＥ）より求める値に空気流量（Ｑａ）を制御し、水温センサ１４が検出するエンジン冷却水温（Ｔｗ）や排気側にある酸素濃度センサなどの情報により燃料噴射時間を制御する。
【００１５】
ハイブリッド車両の動作を、前記ＨＣＵ６に組込む図２のソフトウェアにより説明する。本処理は、１０ｍｓ毎に実行する。
【００１６】
ステップ１０１では、キースイッチ７およびアクセル８，ブレーキ９の操作信号を入力する。
【００１７】
ステップ１０２では、ＰＣＵ１０やＭＣＵ１１，ＡＴＣＵ１２に対して出力指令（ＰＥ，ＰＭ）や燃料噴射許可／禁止フラグ，変速モード，運転モードなどのデータを送信し、ＭＣＵ１１からはＭＧ３の回転数，バッテリ１３の電圧（４２Ｖ）及び残量（ＳＯＣ）を、ＰＣＵ１０からはエンジン回転数（Ｎｅ），エンジン冷却水温（Ｔｗ）そして完爆判定情報など、ＡＴＣＵ１２からは変速位置などを受信する。
【００１８】
ステップ１０３では、キースイッチ７およびアクセル８，ブレーキ９の操作信号，エンジン冷却水温（Ｔｗ）そして完爆判定情報より、運転モードを決定する。ステップ１０４では、エンジン１及びＭＧ３，変速機５に対する指令を演算する。
【００１９】
ステップ１０４の詳細を、図３に示す。ステップ２０１で、運転モードが「エンジン始動モード」か判定し、真の場合はステップ２０２へ進む。ステップ202の詳細を、図４に示す。
【００２０】
ステップ３０１では、エンジン回転数（Ｎｅ）が暖機後のアイドリング回転数７００ｒ／ｍ以上になったか判定し、真の場合、ステップ３０４に進む。ステップ３０２では、１００ｍｓ前のエンジン回転数（Ｎｅｚ）に対するエンジン回転数（Ｎｅ）の上昇が１０ｒ／ｍ以下か判断し、真の場合、ステップ３０４に進む。真の場合とは、図５のようにエンジン回転数（Ｎｅ）の上昇が鈍った場合であり、エンジン回転数（Ｎｅ）がＭＧ３でクランキングできる上限に達した状態である。ステップ３０３では、ＭＧ３でエンジン１の始動を始めてからの時間(Ts)が、図６のようにエンジン回転数(Ｎｅ）に応じて定める打ち切り時間(Ｔｓ０）以上経過したか判断し、真の場合、ステップ３０４に進む。なお、この打ち切り時間（Ｔｓ０）は、エンジン始動に時間がかかることにより発進時のもたつき感を与えないために設けている。
【００２１】
ステップ３０４では、ＰＣＵ１０に対して燃料噴射を許可するフラグを設定する。該フラグは、前記ステップ１０２で、通信によりＰＣＵ１０へ送られる。なお、該フラグの燃料噴射禁止への設定は、後述するステップ２０４で行う。
【００２２】
図３に戻り、前記ステップ２０１で偽の場合、ステップ２０３へ進み、運転モードが「アイドル停止モード」か判定する。真の場合はステップ２０４で、PCU１０に対して燃料噴射停止指示、ＭＣＵ１１へはＭＧ３を停止するアイドル停止制御をする。
【００２３】
前記ステップ２０３で偽の場合、ステップ２０５へ進み、ＰＣＵ１０やＭＣＵ１１に対する出力指令（ＰＥ，ＰＭ）をアクセル８の開度や車速に応じて決定する。
【００２４】
エンジン１を制御する前記ＰＣＵ１０に組込む図７のソフトウェアを説明する。本処理は、１０ｍｓ毎に実行する。
【００２５】
ステップ４０１では、エンジン回転センサ，水温センサ１４などの信号を入力する。
【００２６】
ステップ４０２では、ＨＣＵ６に対してエンジン回転数（Ｎｅ），エンジン冷却水温（Ｔｗ）そして完爆判定情報などのデータを送信し、出力指令（ＰＥ），運転モードや燃料噴射の許可／禁止フラグなどのデータを受信する。
【００２７】
ステップ４０３では、ＨＣＵ６から与えられた情報及び検出したエンジン回転数（Ｎｅ）から必要な空気量（Ｑａ）を算出し、該Ｑａが得られるよう空気流量を制御するスロットルを制御する。
【００２８】
ステップ４０４では、前記Ｑａに見合う燃料噴射装置の燃料噴射時間に、エンジン回転数（Ｎｅ）に応じた補正を加えて燃料噴射時間を決定して制御する。
【００２９】
ＭＧ３を制御する前記ＭＣＵ１１に組込む図８のソフトウェアを説明する。本処理は、１０ｍｓ毎に実行する。
【００３０】
ステップ５０１では、バッテリ１３の電圧などを入力する。
【００３１】
ステップ５０２では、ＨＣＵ６に対してＭＧ３の回転数やバッテリ１３の電圧（４２Ｖ）及び残量（ＳＯＣ）を送信し、運転モードや出力指令（ＰＭ），回生側トルク指令などのデータを受信する。
【００３２】
ステップ５０３では、ＨＣＵ６の指令が回転数指令の場合、検出回転数との差分に応じてトルク指令を求め、検出回転数に応じたＭＧ３への電流指令を算出する。この電流指令になるよう、１００μ秒ごとに実行する図示していない処理でＭＧ３の電流制御をする。
【００３３】
変速機５を制御する前記ＡＴＣＵ１２に組込む図９のソフトウェアを説明する。本処理は、１０ｍｓ毎に実行する。
【００３４】
ステップ６０１では、シフトレバー位置及び車速センサ，タービンセンサなどを入力する。ステップ６０２では、ＨＣＵ６に対して変速位置やライン圧などを送信し、運転モードなどのデータを受信する。
【００３５】
ステップ６０３では、ライン圧ソレノイドにてライン圧を制御すると共に、シフトソレノイドを制御して所定のシフトレンジに制御する。
【００３６】
本実施例では、ステップ３０２で、１００ｍｓ前のエンジン回転数（Ｎｅｚ）に対するエンジン回転数（Ｎｅ）の上昇が１０ｒ／ｍ以下かの判断により、エンジン回転数（Ｎｅ）の上昇が飽和したか判断している。しかし、エンジン回転数（Ｎｅ）の１０ｒ／ｍ上昇に要する時間を計測して、１００ｍｓ以上かかることにより、エンジン回転数（Ｎｅ）の上昇の飽和を判断しても良い。
【００３７】
本実施例によれば、ＭＧ３によりエンジン１を駆動して始動するとき、許容される時間の中で最も高いエンジン回転数（Ｎｅ）で燃料噴射を開始することができるので、エンジン始動時の燃料噴射量の増量補正を最小にでき、燃費及び排気性能を改善できる効果がある。また、エンジン回転数（Ｎｅ）の上昇を待つ時間に上限を設けることにより、エンジン１の始動の遅れによる発進のもたつき感を防止できる効果がある。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、車両発進時、乗員にもたつき感を与えることなく、ＭＧ３によるエンジン１の始動時の燃料噴射の増量補正量を最小にでき、燃費及び排気性能を改善できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例としての車両の制御装置を組込んだハイブリッド車両の主要構成図である。
【図２】本発明の実施例としてのＨＣＵに組込むソフトウェアのフローチャートである。
【図３】図２のステップ１０４の詳細なフローチャートである。
【図４】図３のステップ２０２の詳細なフローチャートである。
【図５】図４の始動時制御をした時のエンジン回転数（Ｎｅ）である。
【図６】図４のステップ３０３の打ち切り時間（Ｔｓ０）である。
【図７】本発明の実施例としてのＰＣＵに組込むソフトウェアのフローチャートである。
【図８】本発明の実施例としてのＭＣＵに組込むソフトウェアのフローチャートである。
【図９】本発明の実施例としてのＡＴＣＵに組込むソフトウェアのフローチャートである。
【符号の説明】
１…エンジン、２…ベルト、３…モータジェネレータ（ＭＧ）、４…車輪、５…変速機、６…ハイブリッド制御装置（ＨＣＵ）、７…キースイッチ、８…アクセル、９…ブレーキ、１０…エンジンの制御装置（ＰＣＵ）、１１…ＭＧの制御装置（ＭＣＵ）、１２…変速機の制御装置（ＡＴＣＵ）、１３…バッテリ、１４…水温センサ。

Claims

内燃機関と、該内燃機関を始動する電動機と、前記内燃機関の暖機後におけるアイドリング停止後の再始動時の制御において、前記電動機に回転数指令を与え内燃機関の回転数が所定の回転数以上のときに前記内燃機関の燃料噴射を許可する手段を有すると共に、前記内燃機関の回転数が前記燃料噴射を許可する所定の回転数以下でも、所定時間当たりの前記内燃機関の回転数増加が所定値以下になると共に前記内燃機関の回転がクランキングできる上限に達したときに前記内燃機関の燃料噴射を許可する手段を有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
内燃機関と、該内燃機関を始動する電動機と、前記内燃機関の暖機後におけるアイドリング停止後の再始動時の制御において、前記電動機に回転数指令を与えて内燃機関の回転数が所定の回転数以上のときに前記内燃機関の燃料噴射を許可する手段を有すると共に、前記内燃機関の回転数が前記燃料噴射を許可する所定の回転数以下でも、前記内燃機関の回転数が所定量増加するのに所定時間以上かかり、前記回転数の上昇が飽和したときに前記内燃機関の燃料噴射を許可する手段を有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
請求項１又は２に記載のハイブリット車両の制御装置において、前記電動機による前記内燃機関の始動時制御開始から回転数制御後、所定時間経過しても、前記内燃機関の燃料噴射を許可する回転数以上にならない場合、前記内燃機関の燃料噴射を許可する手段を有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
請求項３に記載のハイブリット車両の制御装置において、前記始動時制御開始から所定時間を前記内燃機関の回転数とそれに応じて定める打ち切り時間に基づいて定めることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
請求項１から４のいずれかに記載のハイブリット車両の制御装置において、前記内燃機関の燃料噴射量は、前記内燃機関の回転数に基づいて定められることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。