JP3826258B2

JP3826258B2 - Engine starter

Info

Publication number: JP3826258B2
Application number: JP34333399A
Authority: JP
Inventors: 康介鈴井; 克典八木; 孝紀守屋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-12-02
Filing date: 1999-12-02
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2019-12-02
Also published as: JP2001159384A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転中にエンジンの始動および停止を繰り返し実行する可能性があるシステムにおいて、エンジンを始動するためのエンジン始動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンと電動機とを動力源とするハイブリッド車両が提案されている。ハイブリッド車両では、停車中にエンジンを停止する他、エンジンを停止したまま電動機を動力源として走行することもできる。また、エンジンのみを動力源とする通常の車両においては、燃費を向上しエミッションを低減するために、停車中にエンジンを停止する制御が提案されている。このように近年では、車両の運転中に頻繁にエンジンの停止および始動が行われる技術が種々提案されている。
【０００３】
空調器機、パワーステアリング用オイルポンプなどの補機は、通常、エンジンで駆動されているから、車両の運転中にエンジンを停止させる場合、エンジン停止中は別の手段でこれらの補機を駆動する必要がある。この駆動を実現する方法として、例えば補機を駆動するための補機駆動モータを備える技術が提案されている（例えば、特開平１０ー３３９１８５記載の技術）。この技術では、ベルト伝動機構を介して補機を駆動可能なモータをエンジンのクランクシャフトにクラッチを介して結合する。エンジン停止中は、クラッチを解放状態にして、モータを力行し、補機を駆動する。クラッチを係合させると、モータの動力によってエンジンをクランキングして、エンジンを始動することができる。かかる機構では、静粛性を確保するため、ゴム製のベルトが使用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の車両によれば、補機を駆動するためのモータを活用して、エンジンを始動することができる。しかし、一般にエンジンは、潤滑油の粘性の変化などに起因して、温度状態によって始動時に要するトルクが大きく変動する。また、補機駆動用のモータをゴム製のベルトを用いた伝動機構を介して結合した場合、エンジンが低温時には、ベルトが硬化しており、伝達トルクに損失が生じるため、通常よりも大きな始動トルクをモータから出力する必要が生じる。これらの要因により、種々の運転状況下でエンジンを円滑かつ安定して始動しようとすれば、エンジン始動に用いられるモータは大型化する。車両のように限られたスペースにエンジンを搭載する場合には、こうした装置の大型化は特に看過し得ない。
【０００５】
上述の課題は、ハイブリッド車両であるか否かに関わらず、運転中に頻繁にエンジンの停止および始動が行われる車両に共通の課題であった。また、車両以外のシステムにおいても同様であった。本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、運転開始後にエンジンの始動および停止を繰り返し実行するシステムにおいて、装置の小型化を図りつつ、幅広い運転状況下でエンジンの始動を安定かつ円滑に始動する技術を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明では以下の構成を採用した。本発明は、エンジンの出力軸を回転させて、該エンジンの始動を行うエンジン始動装置において、
該出力軸に結合され、高温状態にある該エンジンを円滑に始動可能な範囲の低トルクを出力する第１電動機と、
前記出力軸に結合され、低温状態にある該エンジンを始動するのに十分な高トルクを出力する第２電動機とを備えることを要旨とする。
【０００７】
本発明のエンジン始動装置では、エンジンが低温状態にある場合と、高温状態にある場合とで２つの電動機を使い分けてエンジンを始動する点に特徴がある。既に説明した通り、エンジンを始動するために要する始動トルクは、潤滑油の粘性などに起因して温度状態に応じて大きく相違し、低温状態では非常に大きなトルクが要求される。一方、運転開始後にエンジンの始動および停止を繰り返し行うシステムを考えた場合、低温状態でのエンジンの始動は運転開始当初に限られ、その後は高温状態、即ちエンジンの暖機が完了した状態での始動を繰り返し実行することになる。これらを総合的に分析すると、低温状態での始動は大トルクが要求されるものの繰り返し数は比較的少ない特徴があることが分かる。高温状態での始動は逆に、要求されるトルクは比較的小さいものの繰り返し数が多い特徴があることが分かる。両者の特性を単一の電動機で満足しようとすれば、電動機のサイズが大型化し、装置の大型化を招くことになる。
【０００８】
本発明は、かかる分析に基づいてなされたものであり、高温状態での始動に適した第１電動機と、低温状態での始動に適した第２電動機とを備えることにより、装置の小型化を図りつつ、それぞれの運転状況下でエンジンを円滑かつ安定して始動することができる。電動機の数を増やせば装置の大型化につながるという固定観念を打破し、始動時に要求される特性が大きく相違する各運転状態に適した電動機をそれぞれ備えることにより、全体として装置の小型化を図ることができることを見いだした点に本発明の技術的意義がある。
【０００９】
本発明において、第１電動機および第２電動機は、同じ型の電動機を適用することもできるが、各特性に応じて交流モータと直流モータなど異なる型の電動機を適用することも望ましい。上記説明では、第１電動機は低トルク、第２電動機は高トルクを出力するものとして説明したが、更に、第１電動機はトルクを出力する耐用回数が十分に高いことが望ましい。逆に、第２電動機は耐用回数が低くても構わないため、かかる電動機を適用することにより、エンジン始動装置のコスト低減を図ることも可能である。
【００１０】
本発明のエンジン始動装置において、第１電動機および第２電動機は、ギヤを介して結合する構成、ベルトを利用した伝動機構を介して結合する構成など種々の態様でエンジンの出力軸に結合可能である。本発明はこうした種々の態様のうち、第１電動機がゴム製のベルトなどの弾性ベルトを備える動力伝達機構を介して前記出力軸と結合されている構成に特に有効に適用することができる。第１電動機は高温状態でエンジンを頻繁に始動するために用いられる電動機である。弾性ベルトを介してこの第１電動機をエンジンに結合する構成では、第１電動機の運転時における静粛性を向上することができる。従って、頻繁に行われる始動を静粛に行うことができ、上記エンジンを搭載したシステムを快適に利用することが可能となる。
【００１１】
また、弾性ベルトは、一般に低温時には硬化して動力の伝達に損失が生じることが多い。従って、第１電動機が弾性ベルトを介して結合された構成において、仮に第１電動機を用いて低温時までもエンジンの始動を行おうとすれば、上述の損失をも考慮してより高い出力トルクが要求されることになり、第１電動機のサイズが非常に大きくなる。本発明のエンジン始動装置では、低温状態でエンジンを始動する第２電動機を備えるため、かかる要因による第１電動機の大型化を招くことなく、弾性ベルトを利用した構成を実現することができる。
【００１２】
また、本発明のエンジン始動装置において、前記出力軸に結合された補機が備えられている場合には、第２電動機での始動時に、該出力軸と該補機との結合を切り離す切断機構を備えることが望ましい。こうすれば、始動時に補機の駆動に要求される分のトルクを低減することができる。第２電動機は、始動に要求されるトルクが高い低温状態でエンジンを始動するための電動機であるから、補機を切り離して始動時の負荷を減らすことにより、要求される最大トルクを抑制でき、第２電動機の小型化を図ることができる。
【００１３】
なお、出力軸に補機が備えられている場合、エンジン停止時に該補機を駆動するために電動機を備える必要がある。かかる電動機に、本発明のエンジン始動装置における第１電動機を兼用すれば、装置をより小型化することが可能となる。また、弾性ベルトを介した伝動機構により第１電動機と補機とを結合すれば、静粛性を確保することもできる点でより好ましい。
【００１４】
車両に搭載されたエンジンに対して本発明のエンジン始動装置を適用する場合、エンジンのみを動力源とする車両、およびエンジンと電動機とを動力源とするハイブリッド車両のいずれに適用することも可能である。ハイブリッド車両には、エンジンの出力を直接駆動軸に出力し得ないシリーズハイブリッド車両と、直接駆動軸に出力可能なパラレルハイブリッド車両が存在するが、いずれに適用することも可能である。シリーズハイブリッド車両では、エンジンから出力された動力を電力に変換する発電機が備えられているため、この発電機を第２電動機として用いることにより、本発明を適用することができる。
【００１５】
パラレルハイブリッド車両では、エンジンの出力軸に結合されるとともに、駆動軸にも動力を出力可能な電動機を第２電動機として用いることにより、本発明を適用することができる。こうすれば、動力源としての電動機とエンジン始動装置を構成する電動機とを兼用することができるため、装置の小型化を図ることができる。ハイブリッド車両において動力源として使用される電動機は、通常、高いトルクを出力可能であるから、第２電動機に適している。また、かかる構成では、別途第１電動機が備えられることになるため、第１電動機でエンジンを始動することにより、第２電動機から駆動軸に出力されるトルクの低減を招くことなくエンジンを始動させることができる利点もある。パラレルハイブリッド車両では、第２電動機のみの動力によって走行することもあるが、上記構成によれば、かかる状態から駆動軸のトルク変動を招くことなくエンジンを始動させることができるため、ハイブリッド車両の乗り心地を向上することができる。
【００１６】
本発明のエンジン始動装置において、第１電動機と第２電動機の使い分けは運転者が手動で行うものとしてもよいが、
前記エンジンの温度状態を推定する温度状態推定手段と、
低温状態と推定された場合に前記第２電動機を用いて前記エンジンを始動する始動制御装置とを備えて自動的に制御することが望ましい。
温度状態は、第１電動機および第２電動機のいずれが始動に適しているかの判断基準であり、いかなる温度範囲が低温状態に相当するかは、第２電動機の出力トルク、第１電動機の出力トルクを考慮して任意に設定することができる。また、低温状態の範囲は、必ずしも明確な温度範囲で設定されている必要はなく、エンジンの暖機前を低温状態と設定してもよい。なお、始動制御装置は、高温状態と推定された場合には第１電動機で前記エンジンを始動する制御を行うことが望ましい。但し、常に第１電動機を用いる必要はなく、第２電動機を用いて始動する場合があっても構わない。
【００１７】
ここで、運転者の操作により前記エンジンの始動を指示する始動スイッチを備える場合には、前記温度状態推定手段は、該始動スイッチについて、前記エンジンの運転を開始するための最初の操作がなされた場合には、該エンジンは低温状態であると推定する手段であるものとすることができる。車両に搭載された場合には、いわゆるイグニッションスイッチ６２が最初に操作された場合に、エンジンは低温状態であると推定する態様に相当する。
【００１８】
また、前記エンジンの温度に関与した所定のパラメータを検出する検出手段を備える場合には、前記温度状態推定手段は、該検出結果に基づいて前記エンジンの温度状態を推定する手段であるものとすることができる。
【００１９】
第１電動機と第２電動機との使い分けはその他種々の態様で制御することができる。例えば、第１電動機または第２電動機のいずれか一方でエンジンの始動を開始し、その後のエンジン回転数の変化や、電動機の出力トルクの変化に基づいて、必要に応じて始動を行う電動機を切り替える態様を採ることも可能である。
【００２０】
本発明は、エンジン始動装置に限らず種々の態様で構成することができる。例えば、上述のエンジン始動装置を備えたエンジンを動力源として搭載した車両として構成してもよい。もちろん、車両以外にも、船舶その他の移動体や、産業機械として構成することも可能である。本発明による装置の小型化という利点をより有効に活用するためには、エンジンの搭載するスペースが狭いシステムに適用することが望ましい。本発明は、上述のエンジン始動装置を備えたエンジンを始動するエンジン始動方法として構成することも可能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、実施例に基づき以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ１．装置の構成：
Ａ２．一般的動作：
Ａ３．エンジン始動処理：
Ａ４．変形例：
Ｂ．第２実施例：
Ｂ１．装置の構成：
Ｂ２．エンジン始動処理：
【００２２】
Ａ．第１実施例：
Ａ１．装置の構成：
図１は実施例としてのハイブリッド車両の動力系統についての概略構成を示す説明図である。実施例のハイブリッド車両は、動力を出力するための主な機構として、エンジン１０、プラネタリギヤ３０、モータ２０、無段変速機（以下、ＣＶＴという）４０を備える。エンジン１０はガソリンエンジンである。モータ２０はロータに永久磁石を貼付した三相同期モータであり、駆動回路として機能するインバータ２１を介して供給されるバッテリ２２の電力によって駆動される（以下、かかる運転状態を力行運転という）。本実施例では、ソース側、シンク側に一つずつのトランジスタを組にして三相のそれぞれに設けたトランジスタインバータを用いている。モータ２０は外力で回転させられる場合には、発電機として機能し、得られた電力をバッテリ２２に充電することもできる（以下、かかる運転状態を回生運転という）。
【００２３】
プラネタリギヤ３０は、中心で回転するサンギヤ３１，その周囲を自転しながら公転するピニオンギヤ３２ａ、３２ｂおよびこれらのピニオンギヤ３２、３３を軸支して回転するプラネタリキャリア３３、ピニオンギヤ３２ｂのさらに外周で回転するリングギヤ３６から構成される、いわゆるダブルピニオン型のプラネタリギヤである。プラネタリギヤ３０は、サンギヤ３１、プラネタリキャリア３３、リングギヤ３６の回転数およびトルクが以下の関係式で表されることが知られている。
Ｎｓ＝（１＋ρ）／ρ×Ｎｃ−Ｎｒ／ρ；
Ｎｃ＝ρ／（１＋ρ）×Ｎｓ＋Ｎｒ／（１＋ρ）；
Ｎｒ＝（１＋ρ）Ｎｃ−ρＮｓ；
Ｔｓ＝Ｔｃ×ρ／（１＋ρ）＝ρＴｒ；
Ｔｒ＝Ｔｃ／（１＋ρ）；
ρ＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数；
【００２４】
ここで、
Ｎｓはサンギヤ３１の回転数；
Ｔｓはサンギヤ３１のトルク；
Ｎｃはプラネタリキャリア３３の回転数；
Ｔｃはプラネタリキャリア３３のトルク；
Ｎｒはリングギヤ３６の回転数；
Ｔｒはリングギヤ３６のトルク；
である。
【００２５】
ＣＶＴ４０は２つのプーリ４１，４２の間にベルト４３がかけられた構成をしている。プーリ４１，４２は図示しない油圧機構によってその幅が可変に構成されている。プーリ４１，４２の幅を連続的に変えるとベルト４３のプーリ４１，４２への掛かり部分の有効半径が連続的に変わるため、動力伝達の減速比を無断階に変更することができる。
【００２６】
エンジン１０、プラネタリギヤ３０、モータ２０、ＣＶＴ４０の結合状態は次の通りである。クランクシャフト１１はサンギヤ３１に結合されている。モータ２０はプラネタリキャリア３３に結合されている。ＣＶＴ４０のプーリ４１には、動力を入力するための回転板３５、３９が結合されており、プラネタリキャリア３３は第１のクラッチ３４を介して回転板３５と結合および切り離し可能に構成されている。リングギヤ３６は、第２のクラッチ３８を介して回転板３９と結合および切り離し可能に構成されている。リングギヤ３６には、その回転を制止するためのブレーキ３７も設けられている。ＣＶＴ４０のプーリ４２には、車輪５３が結合された車軸５２にディファレンシャルギヤ５１を介して動力を伝達可能な駆動軸５０が結合されている。クラッチ３４，３８およびブレーキ３７の係合状態を切り替えることにより、本実施例のハイブリッド車両は、エンジン１０、モータ２０からの動力を後述する種々の態様でＣＶＴ４０に入力することができ、駆動軸５０に出力することができる。
【００２７】
実施例のハイブリッド車両では、動力を出力する系統の他、エンジン１０を始動するための機構、および補機１２を駆動するための機構が備えられている。補機１２には、空調機器、オイルポンプなどが含まれる。補機１２は、ゴムベルト１３を用いた伝動機構によりエンジン１０および補機駆動モータ１４と連結されている。補機駆動モータ１４はロータに永久磁石が貼付された三相同期モータであり、該モータ側からゴムベルト１３方向にのみ動力を伝達するワンウェイクラッチ１５を介して連結されている。補機１２は、エンジン１０が運転されている場合にはその動力が伝動機構により伝達されて駆動される。エンジン１０の運転が停止されている場合において、補機１２を駆動する必要があるときは、インバータ１６をスイッチングすることによりバッテリ２２を電源として補機駆動モータ１４を力行すれば、その動力によって補機１２を駆動することができる。インバータ１６もインバータ２１と同じく、トランジスタインバータである。補機駆動モータ１４を力行するとき、エンジン１０は空転させられる。この状態で燃料の噴射および点火を行えば、補機駆動モータ１４をスタータとして活用して、エンジン１０を始動することもできる。補機駆動モータ１４は同期モータであり、回転数を精度良く制御可能であるから、エンジン１０の回転数を滑らかに上昇させることができ、円滑な始動を実現することができる。
【００２８】
本実施例のハイブリッド車両では、制御ユニット６０が、エンジン１０、インバータ１６，２１、ＣＶＴ４０，クラッチ３４，３８およびブレーキ３７などの動作状態を包括的に制御している。制御ユニット６０は、内部にＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを備えるマイクロコンピュータとして構成されている。図１中に制御ユニット６０との間でやりとりされる信号を破線で示した。これらの制御を実現するために、制御ユニット６０には、種々のセンサからの信号が入力されている。図１では、後述する制御に関連深いエンジン水温センサ６１、イグニッションスイッチ６２からの信号のみを図示し、その他のセンサ入力については、図示を省略した。
【００２９】
Ａ２．一般的動作：
次に、本実施例のハイブリッド車両における動力の出力に関する一般的動作について説明する。図２は各運転モードにおけるクラッチ３４，３８およびブレーキ３７の係合状態を示す説明図である。これらの係合状態は、運転者によるシフトレバーの操作および車速やバッテリ２２の充電状態などに応じて切り替えられる。シフトレバーがＢレンジまたはＤレンジと呼ばれる前進用のシフトポジションにある場合には、電気トルコン（ＥＴＣ）モード、直結モード、モータ走行モードの３種類の運転モードが選択可能である。ＥＴＣモードでは、第１のクラッチ３４およびブレーキ３７を非係合とし、第２のクラッチ３８を係合とする。このときリングギヤ３６の回転数およびトルクは、先に示した関係式から明らかな通り、サンギヤ３１に結合されたエンジン１０、プラネタリキャリア３３に結合されたモータ２０の回転数およびトルクに応じて決定される。従って、エンジン１０を一定の回転数およびトルクで運転しつつ、モータ２０の回転数を制御すれば、リングギヤ３６の回転数を滑らかに変化させることができ、車両の滑らかな加速を実現することができる。なお、ＥＴＣモードにおけるモータ２０の運転状態は回生運転となる。
【００３０】
直結モードでは、クラッチ３４、３８が係合され、ブレーキ３７は非係合となる。このときは、先の関係式から明らかな通り、プラネタリギヤ３０は一体的に回転するようになるから、エンジン１０の動力が直接、ＣＶＴ４０に伝達される。また、これに併せてモータ２０を力行してエンジン１０の動力をアシストしたり、モータ２０でエンジン１０の動力の一部を回生することもできる。
【００３１】
モータ走行モードでは、第１のクラッチ３４のみが係合され、第２のクラッチ３８、ブレーキ３７は非係合となる。このときはモータ２０がＣＶＴ４０に結合された状態となる。第２のクラッチ３８とブレーキ３７が解放された状態では、リングギヤ３６の回転状態が決まらず、プラネタリギヤ３０の回転状態は決定されないから、エンジン１０は実質的に切り離されたのと同等となる。
【００３２】
シフトレバーがＮレンジまたはＰレンジにある場合は、ニュートラルモードまたは充電、エンジン始動モードが選択可能である。ニュートラルモードでは、クラッチ３４，３８およびブレーキ３７の全てが非係合となる。このとき、ＣＶＴ４０へは一切、動力を伝達することができない。充電、エンジン始動モードではブレーキ３７のみが係合され、クラッチ３４，３８は非係合となる。クラッチ３４，３８が非係合であるため、ＣＶＴ４０に動力は伝達されないが、ブレーキ３７が係合されることによって、プラネタリギヤ３０の回転状態は決定可能となる。従って、エンジン１０の動力をモータ２０で回生したり、逆にモータ２０を力行してエンジン１０をクランキングして始動したりすることが可能となる。先に説明した通り、本実施例のハイブリッド車両では、補機駆動モータ１４を用いてエンジン１０を始動することも可能であるから、エンジン１０のスタータモータとして補機駆動モータ１４とモータ２０の２種類を備えていることになる。
【００３３】
シフトレバーがＲレンジにある場合は、モータ走行モードおよびフリクション走行モードが選択可能である。モータ走行モードでは、第１のクラッチ３４のみが係合され、第２のクラッチ３８、ブレーキ３７は非係合となる。このときはモータ２０がＣＶＴ４０に結合された状態となる。フリクション走行モードでは、第１のクラッチ３４が係合され、第２のクラッチ３８が非係合となるとともに、ブレーキ３７とがスリップ係合される。これによりモータ２０とエンジン１０の動力を利用して後進することが可能となる。
【００３４】
本実施例のハイブリッド車両は、これらの運転モードを使い分けて走行する。前進時を例にとって説明する。まず、停車中は信号待ちなどの一時的な停車時も含めて、エンジン１０の運転は停止している。既に説明した通り、この間、補機駆動モータ１４を力行して補機１２が駆動されている。運転者がアクセルペダルを踏み込んで加速操作を行うと、補機駆動モータ１４またはモータ２０によってクランキングされているエンジン１０に燃料が供給され、エンジン１０は運転を開始する。そして、ＥＴＣモードでモータ２０の回生電力を調整することで、エンジン１０の回転数を滑らかに変化させつつ出力して発進および加速する。なお、モータ走行モードでモータ２０の動力のみを利用して発進する場合もある。モータ走行モードで発進した場合も、エンジン１０は補機駆動モータ１４によりクランキングされているから、所定の速度に達した時点で燃料が供給されエンジン１０の始動が行われる。その後、エンジン１０の動力を、ＣＶＴ４０のみによって変速すれば足りる走行状態にある場合には、直結モードが選択され、ＣＶＴ４０による変速範囲を超えて変速が必要になる場合には、ＥＴＣモードが選択されて走行する。
【００３５】
Ａ３．エンジン始動処理：
先に説明した通り、本実施例のハイブリッド車両では、エンジン１０のスタータモータとして補機駆動モータ１４とモータ２０の２種類を備えている。本実施例では、エンジン１０の状態に応じて両者を使い分けて始動を行う。これらの使い分けを実現する制御処理について以下説明する。
【００３６】
上述した２種類のスタータモータの使い分けは、エンジン１０の始動が要求された際に、エンジン１０の温度状態、ここではエンジン１０の暖機が完了しているか否かによって行われる。エンジン１０の暖機が完了している場合には、補機駆動モータ１４により始動される。暖機が完了していない場合には、モータ２０により始動される。補機駆動モータ１４は、補機１２を駆動するために必要な範囲の出力定格のモータであり、暖機完了前の始動トルクが大きい状態でエンジン１０をクランキングするのに適していないからである。これに対し、モータ２０は大きな始動トルクを十分に出力できる定格を有しているから、暖機前はモータ２０を用いてエンジン１０を始動する。
【００３７】
エンジン１０の暖機が完了した後は、補機駆動モータ１４で十分に始動を行うことができる。また、モータ２０はプラネタリギヤ３０を介してエンジン１０に結合されているのに対し、補機駆動モータ１４はゴムベルト１３を用いた伝動機構でエンジン１０に結合されているため、始動時の静粛性に優れる利点がある。更に、モータ２０はプラネタリギヤ３０、ＣＶＴ４０を介して駆動軸５０に結合されているため、モータ２０でエンジン１０を始動した場合、クラッチ３４，３８およびブレーキ３７の動作状態によっては、そのトルク変動が駆動軸５０に出力される可能性があるが、補機駆動モータ１４はかかるトルク変動を招くことなくエンジン１０を始動できる利点がある。このように、エンジン１０の暖機前はモータ２０がスタータモータに適しており、エンジン１０の暖機後は補機駆動モータ１４がスタータモータに適している。
【００３８】
本実施例では、イグニッションスイッチ６２が最初に操作された場合は、その時点でハイブリッド車両の運転が開始されたことを意味するため、エンジン１０の暖機は完了していないものと判断する。従って、かかる場合には、モータ２０を用いてエンジン１０を始動する。その他の場合にエンジン１０の始動要求がなされた場合には、エンジン１０の暖機は完了しているものと判断する。従って、かかる場合には、補機駆動モータ１４を用いてエンジン１０を始動する。この制御処理は、以下のフローチャートによって実現される。
【００３９】
図３はエンジン始動制御処理ルーチンのフローチャートである。エンジン１０の始動要求が出された場合に、制御ユニット６０内のＣＰＵが実行する処理である。エンジン１０の始動要求は、第１に運転者がイグニッションスイッチ６２を操作したことが検出された場合に出される。イグニッションスイッチ６２の操作位置には、車両の運転を停止するポジション「ＯＦＦ］、ファンや照明機器などの電装品のみを使用可能にするポジション「ＡＣＣ」、車両の運転を行うポジション「ＯＮ」、車両の運転を開始するためのポジション「ＳＴＡＲＴ」の４つのポジションがある。運転者がイグニッションスイッチ６２を「ＳＴＡＲＴ」ポジションに操作すると、エンジン１０の始動要求が出されてエンジン１０が始動し、ハイブリッド車両の運転が開始される。その後、イグニッションスイッチ６２は弾力によって「ＯＮ」ポジションに移動し、車両の運転中はこのポジションを維持する。
【００４０】
本実施例のハイブリッド車両は、燃費を向上し、いわゆるエミッションを低減するため、停車中にエンジン１０を停止する。従って、エンジン１０の始動要求が出される第２の場合としては、停車状態から再度走行を開始する場合が挙げられる。運転者がアクセルを操作して車両の加速を指示したことが検出されると、それに応じて制御ユニット６０がエンジン１０の始動要求を出す。従って、イグニッションスイッチ６２は「ＯＮ」ポジションにある場合でも、エンジン１０の始動要求が出されることがある。
【００４１】
本実施例のハイブリッド車両は、先に説明した通り、モータ２０のみを動力源として走行することもできる。エンジン１０の始動要求が出される第３の場合としては、モータ２０を動力源として走行している状態からエンジン１０を動力源として利用する走行に切り替える場合が挙げられる。モータ２０のみを動力源として走行中に車速、要求トルク、バッテリ２２の充電状態が予めマップで設定された所定の状態に至ると、制御ユニット６０がエンジン１０を始動すべきと判断して、始動要求を出す。
【００４２】
これらの始動要求に応じて図３に示すエンジン始動制御処理ルーチンが開始されると、制御ユニット６０のＣＰＵは、まず初期始動フラグＦＥが値０であるか否か、イグニッションスイッチ６２のポジションが「ＳＴＡＲＴ」であるか否かを判断する（ステップＳ１０，Ｓ１２）。初期始動フラグＦＥは、従前にイグニッションスイッチ６２が操作されたことがあるか否かを示すフラグである。運転者がエンジンキーをイグニッションスイッチ６２に挿入した時点で値０に初期化される。イグニッションスイッチ６２を「ＯＦＦ」ポジションに操作した時点で初期化するものとしてもよい。
【００４３】
ステップＳ１０，Ｓ１２の条件をいずれか一方でも満足しない場合には、エンジン１０の暖機が完了しているものと判断し、スタータモータとして補機駆動モータ１４を設定する（ステップＳ１８）。ステップＳ１０，Ｓ１２の条件を双方ともに満たす場合には、初めてエンジン１０の始動要求が出されたものと判断され、暖機前であると判断されるため、ＣＰＵは、初期始動フラグＦＥに値１を代入するとともに（ステップＳ１４）、エンジン１０の始動に使用するスタータモータとしてモータ２０を設定する（ステップＳ１６）。ステップＳ１４において、初期始動フラグＦＥに「１」を代入することにより、その後にイグニッションスイッチ６２が「ＳＴＡＲＴ」ポジションに操作された場合でも、暖機前であると判断されないことになる。
【００４４】
こうしてスタータモータが設定されると、ＣＰＵは設定されたスタータモータを制御して、エンジン１０が完爆して自立運転を開始するまで、クランキングを行う（ステップＳ２０、Ｓ２２）。モータ２０に対してはインバータ２１，補機駆動モータ１４に対してはインバータ１６のスイッチングをそれぞれ制御することにより、バッテリ２２を電源として各モータを力行するのである。同期電動機の運転を制御する技術は周知であるため、詳細な説明を省略する。
【００４５】
以上で説明した本実施例のハイブリッド車両によれば、エンジン１０が初めて始動された場合には、モータ２０をスタータモータとして使用し、その他の場合は、補機駆動モータ１４をスタータモータとして使用することができる。エンジン１０が低温状態にあるのは、初期の始動時のみであるのが通常であるため、かかる処理によれば、エンジン１０の暖機状態に応じて２種類のスタータモータを使い分けることができる。先に説明した通り、モータ２０は暖機前の始動に適した特性を有しており、補機駆動モータ１４は暖機後の始動に適した特性を有しているから、本実施例のハイブリッド車両によれば、エンジン１０の暖機状態に応じて円滑かつ安定した始動を実現することができる。また、エンジン１０の暖機前後にそれぞれ適したスタータモータを用意することにより、補機駆動モータ１４またはモータ２０のいずれか一方のみでエンジン１０を始動する場合に比較して装置の小型化を図ることができる。
【００４６】
Ａ４．変形例：
エンジン１０の温度に応じてスタータモータを使い分ける制御処理は、実施例の他にも種々の変形例を構成することができる。図４は変形例としてのエンジン始動制御処理ルーチンのフローチャートである。実施例では、エンジン１０を初めて始動する場合以外には暖機が完了しているのが通常であることを前提としてスタータモータの使い分けを行う場合を例示したが、変形例ではエンジン１０の水温に基づいて両者の使い分けを行う点で相違する。
【００４７】
即ち、変形例のエンジン始動制御処理ルーチンでは、ＣＰＵは、まずエンジン水温Ｔｅを入力し、所定の温度Ｔｈ未満か否かを判定する（ステップＳ１１，Ｓ１３）。エンジン水温Ｔｅは、エンジン水温センサ６１によって検出される。その後の処理は、実施例と同様である。即ち、エンジン水温Ｔｅが所定の温度Ｔｈ未満の場合には、低温状態と判断されるため、スタータモータとしてモータ２０を用い、その他の場合には、スタータモータとして補機駆動モータ１４を用いて完爆するまでエンジン１０をクランキングする（ステップＳ１６〜Ｓ２２）。但し、変形例では、初期始動フラグＦＥを使用しないため、フラグＦＥへの値の代入は行わない。
【００４８】
判定に使用される温度Ｔｈは、スタータモータの使い分けの判断基準となる温度であり、任意の値を設定することができる。モータ２０および補機駆動モータ１４の出力定格などを考慮して、所望の使い分けが実現される値を選択すればよい。かかる変形例の処理によれば、エンジン水温Ｔｅに基づいてより確実にスタータモータを使い分けることが可能となる。
【００４９】
Ｂ．第２実施例：
次に、本発明の第２実施例について説明する。第１実施例では、ハイブリッド車両に本発明を適用した場合を例示した。第２実施例では、エンジンのみを動力源として走行する通常の車両への適用例を示す。
【００５０】
Ｂ１．装置の構成：
図５は第２実施例としての車両の概略構成を示す説明図である。第２実施例の車両は動力源としてエンジン１０Ａを備える。エンジン１０Ａのクランクシャフト１１は、流体式のトルクコンバータ７４およびトランスミッション７５を介して駆動軸５０に結合されている。クランクシャフト１１には、ギヤ７１，７２を介してモータ７３が結合されている。モータ７３は、いわゆるセルモータであり、バッテリ２２を電源として駆動する直流モータである。直流モータであるため、駆動回路としてのインバータは不要である。もちろん、インバータを備え、モータ７３に同期モータを用いるものとしてもよい。
【００５１】
エンジン１０Ａには、第１実施例と同様、ベルト１３を用いた伝動機構を介して補機１２および補機駆動モータ１４が結合されている。但し、第２実施例では、エンジン１０Ａと伝動機構との間に電磁クラッチ７０が介設されている。電磁クラッチ７０を解放した場合には、エンジン１０Ａと伝動機構との間の動力の伝達は切断される。エンジン１０Ａによる補機１２の駆動、および補機駆動モータ１４によるエンジン１０Ａの始動は、電磁クラッチ７０を係合した場合に可能となる。
【００５２】
第２実施例の車両は、エンジン１０Ａのみが動力源となるため、走行中にエンジン１０Ａが停止することはない。但し、燃費を向上し、エミッションを低減するため、停車中はエンジン１０Ａの運転を停止する。従って、第２実施例の車両も、第１実施例と同様、エンジン１０Ａの始動および停止は頻繁に繰り返して行われる。
【００５３】
第２実施例の車両も、エンジン１０Ａのスタータモータとして、モータ７３と補機駆動モータ１４の２種類を備えている。補機駆動モータ１４は、エンジン１０Ａが高温状態にある場合における始動に適している点は第１実施例の場合と同様である。これに対し、モータ７３は従来からエンジン１０Ａの始動に適用されているセルモータであるため、エンジン１０Ａが低温状態にある場合における始動に適している。つまり、比較的小型でありながら、エンジン１０Ａの始動に十分なトルクを出力することができる。逆に、耐用回数が低いため、頻繁に繰り返し始動を行うのには適していない。また、回転数を精度良く制御できない簡易な構成の直流モータであるため、頻繁に繰り返し行われる始動に適用すると、車両の乗り心地を損ねる可能性がある。これらの点で、高温状態での始動には適していないモータであるとも言える。従って、第２実施例においては、エンジン１０Ａが高温状態にある場合には補機駆動モータ１４がスタータモータに適しており、エンジン１０Ａが低温状態にある場合にはモータ７３がスタータモータに適している。
【００５４】
Ｂ２．エンジン始動処理：
第２実施例においても、第１実施例と同様、２種類のスタータモータをエンジン１０Ａの運転状態に応じて使い分けている。低温状態にある場合にはモータ７３を用い、高温状態にある場合には、補機駆動モータ１４を用いてエンジン１０Ａを始動する。なお、第２実施例では、モータ７３でエンジン１０Ａを始動する際には、電磁クラッチ７０を解放し、モータ７３の負荷を低減する。これらの制御は、次のフローチャートによって実現される。
【００５５】
図６は第２実施例におけるエンジン始動制御処理ルーチンのフローチャートである。制御ユニット６０ＡのＣＰＵがエンジン始動要求に応じて実行する処理である。エンジン始動要求が出されるタイミングについては、第１実施例とほぼ同様である。第１にイグニッションスイッチ６２が「ＳＴＡＲＴ」位置に操作された場合、第２に停車中にエンジン１０Ａが停止されている状態から、再び走行を開始する場合である。
【００５６】
エンジン始動制御処理ルーチンが開始されると、第１実施例と同様、初期始動フラグＦＥの値、およびイグニッションスイッチ６２が「ＳＴＡＲＴ」ポジションであるか否かに基づいてエンジン１０Ａが暖機前か否かを判断する（ステップＳ１０，Ｓ１２）。これらの条件をいずれか一方でも満足しない場合には、エンジン１０Ａの暖機が完了しているものと判断して、補機駆動モータ１４をスタータモータとしてエンジン１０のクランキングを行う（ステップＳ３０，Ｓ３２）。
【００５７】
一方、上記ステップＳ１０，Ｓ１２の条件をともに満足する場合には、エンジン１０Ａが暖機前と判断されるため、初期始動フラグＦＥに値１を代入した後（ステップＳ１４）、モータ７３を用いた始動処理を行う。この始動処理としては、エンジン１０Ａと補機１２とを切り離して、モータ７３の負荷を軽減するため、電磁クラッチ７０を解放する（ステップＳ３４）。次に、モータ７３に通電して完爆するまでエンジン１０Ａをクランキングする（ステップＳ３６，Ｓ３８）。エンジン１０Ａが完爆したところで、電磁クラッチ７０を係合する（ステップＳ４０）。エンジン１０Ａが完爆するまでは、補機１２は駆動されないことになる。
【００５８】
以上で説明した第２実施例の車両によれば、第１実施例と同様、２種類のスタータモータをエンジン１０Ａの運転状態に応じて使い分けることができる。従って、エンジン１０Ａの運転状態に応じて円滑かつ安定した始動を行うことができる。また、低温状態と高温状態で始動に適したスタータモータをそれぞれ個別に備えることにより、装置の小型化を図ることもできる。また、第２実施例では、低温状態でエンジン１０Ａを始動する際に、電磁クラッチ７０を解放することによって、モータ７３の負荷を軽減することができるから、モータ７３を更に小型化することが可能である。
【００５９】
なお、第２実施例では、第１実施例と同じくイグニッションスイッチ６２の状態に基づいてエンジン１０Ａの運転状態を判定する場合を例示したが、変形例（図４）と同様、エンジン１０Ａの水温に基づいて運転状態を判定するものとしても構わない。エンジン１０Ａの水温に基づいて運転状態を判定する場合には、車両の運転を開始した後にモータ７３によるクランキングが再び行われる可能性もある。かかる場合には、補機１２の駆動を確保しておく必要があるため、電磁クラッチ７０の解放を省略する、補機駆動モータ１４により補機１２の駆動を行うなどの対策を施すことが望ましい。
【００６０】
電磁クラッチ７０は、第１実施例の構成に適用することも可能である。逆に、第２実施例の構成において電磁クラッチ７０を省略しても構わない。本発明は、この他、種々の構成のシリーズハイブリッド車両、パラレルハイブリッド車両に適用可能である。また、エンジンの動力を利用して稼働するシステムであれば、車両以外に船舶、航空機などの移動体および産業機械に適用することも可能である。
【００６１】
以上、本発明の種々の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができることはいうまでもない。例えば、以上の制御処理はソフトウェアで実現する他、ハードウェア的に実現するものとしてもよい。また、運転者がスイッチ操作によって手動でスタータモータを使い分ける構成を採ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例としてのハイブリッド車両の動力系統についての概略構成を示す説明図である。
【図２】各運転モードにおけるクラッチ３４，３８およびブレーキ３７の係合状態を示す説明図である。
【図３】エンジン始動制御処理ルーチンのフローチャートである。
【図４】変形例としてのエンジン始動制御処理ルーチンのフローチャートである。
【図５】第２実施例としての車両の概略構成を示す説明図である。
【図６】第２実施例におけるエンジン始動制御処理ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１０、１０Ａ…エンジン
１１…クランクシャフト
１２…補機
１３…ゴムベルト
１４…補機駆動モータ
１５…ワンウェイクラッチ
１６，２１…インバータ
２０…モータ
２２…バッテリ
３０…プラネタリギヤ
３１…サンギヤ
３２ａ、３２ｂ…ピニオンギヤ
３３…プラネタリキャリア
３４，３８…クラッチ
３５、３９板
３６…リングギヤ
３７…ブレーキ
４０…無段変速機（ＣＶＴ）
４１，４２…プーリ
４３…ベルト
５０…駆動軸
５１…ディファレンシャルギヤ
５２…車軸
５３…車輪
６０、６０Ａ…制御ユニット
６１…エンジン水温センサ
６２…イグニッションスイッチ
７０…電磁クラッチ
７１，７２…ギヤ
７３…モータ
７４…トルクコンバータ
７５…トランスミッション[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine starter for starting an engine in a system that can repeatedly start and stop the engine during operation.
[0002]
[Prior art]
In recent years, hybrid vehicles using an engine and an electric motor as power sources have been proposed. In the hybrid vehicle, in addition to stopping the engine while the vehicle is stopped, it is possible to travel using the electric motor as a power source while the engine is stopped. Further, in a normal vehicle using only an engine as a power source, control for stopping the engine while the vehicle is stopped has been proposed in order to improve fuel consumption and reduce emissions. As described above, in recent years, various techniques for frequently stopping and starting the engine during driving of the vehicle have been proposed.
[0003]
Auxiliaries such as air conditioners and oil pumps for power steering are normally driven by the engine. Therefore, when stopping the engine while the vehicle is running, the auxiliary machine is driven by another means while the engine is stopped. There is a need. As a method for realizing this driving, for example, a technique including an auxiliary machine driving motor for driving an auxiliary machine has been proposed (for example, a technique described in JP-A-10-339185). In this technique, a motor capable of driving an auxiliary machine via a belt transmission mechanism is coupled to a crankshaft of an engine via a clutch. While the engine is stopped, the clutch is disengaged, the motor is powered, and the accessory is driven. When the clutch is engaged, the engine can be cranked by the power of the motor and the engine can be started. In such a mechanism, a rubber belt is used to ensure quietness.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
According to the vehicle having the above configuration, the engine can be started by utilizing the motor for driving the auxiliary machine. However, in general, in an engine, the torque required for starting varies greatly depending on the temperature state due to a change in the viscosity of the lubricating oil. In addition, when the motor for driving the auxiliary machine is connected via a transmission mechanism using a rubber belt, the belt is cured when the engine is cold, and the transmission torque is lost, so the starting torque is larger than usual. It is necessary to output torque from the motor. Due to these factors, if the engine is to be started smoothly and stably under various operating conditions, the motor used for starting the engine becomes large. When an engine is mounted in a limited space such as a vehicle, such an increase in the size of the device cannot be overlooked.
[0005]
The above-described problem is common to vehicles in which the engine is frequently stopped and started during operation regardless of whether the vehicle is a hybrid vehicle. The same applies to systems other than vehicles. The present invention has been made to solve such a problem, and in a system that repeatedly executes starting and stopping of an engine after starting operation, the engine can be stably started in a wide range of operating conditions while downsizing the device. And it aims at providing the technique of starting smoothly.
[0006]
[Means for solving the problems and their functions and effects]
In order to solve at least a part of the above problems, the present invention adopts the following configuration. The present invention provides an engine starter for starting an engine by rotating an output shaft of the engine.
A first electric motor coupled to the output shaft and outputting a low torque within a range in which the engine in a high temperature state can be smoothly started;
And a second electric motor coupled to the output shaft and outputting a high torque sufficient to start the engine in a low temperature state.
[0007]
The engine starter of the present invention is characterized in that the engine is started by using two electric motors separately depending on whether the engine is in a low temperature state or in a high temperature state. As already described, the starting torque required to start the engine varies greatly depending on the temperature state due to the viscosity of the lubricating oil and the like, and a very large torque is required in the low temperature state. On the other hand, when considering a system that repeatedly starts and stops the engine after the start of operation, the start of the engine in the low temperature state is limited to the beginning of the operation, and then the high temperature state, that is, the state in which the engine has been warmed up is completed. The start will be repeated. When these are comprehensively analyzed, it can be seen that starting at a low temperature is characterized by a relatively small number of repetitions although a large torque is required. On the contrary, starting at a high temperature state has a feature that the required torque is relatively small but the number of repetitions is large. If both characteristics are satisfied with a single motor, the size of the motor increases, leading to an increase in the size of the apparatus.
[0008]
The present invention has been made on the basis of such an analysis, and includes a first electric motor suitable for starting in a high temperature state and a second electric motor suitable for starting in a low temperature state, thereby reducing the size of the apparatus. The engine can be started smoothly and stably under the respective driving conditions. By overcoming the fixed idea that increasing the number of motors will lead to an increase in the size of the device, and by providing motors suitable for each operating state where the characteristics required at the time of starting are greatly different, the overall size of the device is reduced. The technical significance of the present invention is that it has been found that it is possible.
[0009]
In the present invention, the first electric motor and the second electric motor can be the same type of electric motor, but it is also desirable to apply different types of electric motors such as an AC motor and a DC motor according to each characteristic. In the above description, the first motor has been described as outputting a low torque and the second motor as outputting a high torque, but it is further desirable that the first motor has a sufficiently high service life for outputting torque. On the contrary, since the second motor may have a low service life, it is possible to reduce the cost of the engine starting device by applying such a motor.
[0010]
In the engine starter of the present invention, the first electric motor and the second electric motor can be coupled to the engine output shaft in various modes such as a configuration in which the first motor and the second motor are coupled through a gear and a configuration in which the first motor and the second motor are coupled through a transmission mechanism using a belt. is there. Among these various aspects, the present invention can be particularly effectively applied to a configuration in which the first electric motor is coupled to the output shaft via a power transmission mechanism including an elastic belt such as a rubber belt. The first electric motor is an electric motor used for frequently starting the engine in a high temperature state. In the configuration in which the first electric motor is coupled to the engine via the elastic belt, it is possible to improve the quietness during the operation of the first electric motor. Therefore, frequent starting can be performed quietly, and a system equipped with the engine can be comfortably used.
[0011]
Further, the elastic belt generally hardens at a low temperature and often causes a loss of power transmission. Therefore, in the configuration in which the first motor is coupled via the elastic belt, if the engine is started even at a low temperature using the first motor, a higher output torque can be obtained in consideration of the above-described loss. As a result, the size of the first electric motor becomes very large. Since the engine starting device of the present invention includes the second electric motor that starts the engine in a low temperature state, a configuration using an elastic belt can be realized without causing an increase in the size of the first electric motor due to such factors.
[0012]
Further, in the engine starting device of the present invention, when an auxiliary machine coupled to the output shaft is provided, a cutting mechanism that disconnects the coupling between the output shaft and the auxiliary machine when starting with the second electric motor. It is desirable to provide. In this way, it is possible to reduce the torque required for driving the auxiliary machine at the start. Since the second electric motor is an electric motor for starting the engine in a low temperature state where the torque required for starting is high, it is possible to suppress the maximum torque required by reducing the load during starting by disconnecting the auxiliary equipment, The second electric motor can be reduced in size.
[0013]
When an auxiliary machine is provided on the output shaft, it is necessary to provide an electric motor to drive the auxiliary machine when the engine is stopped. If this electric motor is also used as the first electric motor in the engine starting device of the present invention, the device can be further downsized. Further, it is more preferable that the first electric motor and the auxiliary machine are coupled with each other by a transmission mechanism via an elastic belt from the viewpoint that quietness can be ensured.
[0014]
When the engine starter according to the present invention is applied to an engine mounted on a vehicle, it can be applied to either a vehicle using only the engine as a power source or a hybrid vehicle using an engine and an electric motor as power sources. is there. Hybrid vehicles include a series hybrid vehicle that cannot output the engine output directly to the drive shaft and a parallel hybrid vehicle that can output the output directly to the drive shaft. Since the series hybrid vehicle includes a generator that converts power output from the engine into electric power, the present invention can be applied by using this generator as the second electric motor.
[0015]
In the parallel hybrid vehicle, the present invention can be applied by using, as the second electric motor, an electric motor that is coupled to the output shaft of the engine and can output power to the drive shaft. By doing so, the electric motor as the power source and the electric motor constituting the engine starting device can be used together, so that the size of the device can be reduced. An electric motor used as a power source in a hybrid vehicle is usually suitable for the second electric motor because it can output a high torque. In this configuration, since the first electric motor is separately provided, starting the engine with the first electric motor starts the engine without reducing the torque output from the second electric motor to the drive shaft. There are also advantages that can be made. In a parallel hybrid vehicle, the vehicle may travel using only the power of the second electric motor. However, according to the above configuration, the engine can be started from such a state without causing torque fluctuations of the drive shaft. Comfort can be improved.
[0016]
In the engine starter of the present invention, the driver may use the first motor and the second motor separately,
Temperature state estimating means for estimating a temperature state of the engine;
It is desirable to provide automatic control with a start control device that starts the engine using the second electric motor when it is estimated that the temperature is low.
The temperature state is a criterion for determining which of the first motor and the second motor is suitable for starting, and what temperature range corresponds to the low temperature state depends on the output torque of the second motor and the output torque of the first motor. Can be set arbitrarily. Further, the range of the low temperature state does not necessarily have to be set in a clear temperature range, and the engine may be set to a low temperature state before warming up. The start control device preferably performs control to start the engine with the first electric motor when the high temperature state is estimated. However, it is not always necessary to use the first electric motor, and the second electric motor may be used for starting.
[0017]
Here, in the case where the engine is provided with a start switch for instructing start of the engine by the operation of the driver, the temperature state estimating means performs the first operation for starting the operation of the engine with respect to the start switch. In some cases, the engine may be a means for estimating that the engine is in a cold state. When mounted on a vehicle, this corresponds to a mode in which it is estimated that the engine is in a low temperature state when the so-called ignition switch 62 is first operated.
[0018]
Further, in the case where a detection unit that detects a predetermined parameter related to the temperature of the engine is provided, the temperature state estimation unit is a unit that estimates the temperature state of the engine based on the detection result. be able to.
[0019]
The proper use of the first motor and the second motor can be controlled in various other ways. For example, starting the engine with either the first electric motor or the second electric motor, and switching the electric motor to be started as necessary based on the subsequent change in the engine speed and the change in the output torque of the electric motor It is also possible to take an embodiment.
[0020]
The present invention is not limited to the engine starting device, and can be configured in various ways. For example, you may comprise as a vehicle carrying the engine provided with the above-mentioned engine starting apparatus as a motive power source. Of course, besides a vehicle, it can also be configured as a moving body such as a ship or an industrial machine. In order to more effectively utilize the advantage of downsizing the apparatus according to the present invention, it is desirable to apply it to a system having a small space for mounting an engine. The present invention can also be configured as an engine starting method for starting an engine provided with the engine starting device described above.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples.
A. First embodiment:
A1. Device configuration:
A2. General behavior:
A3. Engine start process:
A4. Variations:
B. Second embodiment:
B1. Device configuration:
B2. Engine start process:
[0022]
A. First embodiment:
A1. Device configuration:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a power system of a hybrid vehicle as an embodiment. The hybrid vehicle according to the embodiment includes an engine 10, a planetary gear 30, a motor 20, and a continuously variable transmission (hereinafter referred to as CVT) 40 as main mechanisms for outputting power. The engine 10 is a gasoline engine. The motor 20 is a three-phase synchronous motor in which a permanent magnet is attached to a rotor, and is driven by the power of a battery 22 supplied via an inverter 21 that functions as a drive circuit (hereinafter, this operating state is referred to as a power running operation). In this embodiment, transistor inverters are used which are provided for each of the three phases, each having one transistor on the source side and one on the sink side. When the motor 20 is rotated by an external force, the motor 20 functions as a generator, and the obtained electric power can be charged in the battery 22 (hereinafter, this operation state is referred to as a regenerative operation).
[0023]
The planetary gear 30 includes a sun gear 31 that rotates at the center, pinion gears 32a and 32b that revolve while rotating around the planetary gear 30, a planetary carrier 33 that rotates by supporting the pinion gears 32 and 33, and a ring gear that rotates further on the outer periphery of the pinion gear 32b. 36 is a so-called double pinion type planetary gear. In the planetary gear 30, it is known that the rotational speed and torque of the sun gear 31, the planetary carrier 33, and the ring gear 36 are represented by the following relational expressions.
Ns = (1 + ρ) / ρ × Nc−Nr / ρ;
Nc = ρ / (1 + ρ) × Ns + Nr / (1 + ρ);
Nr = (1 + ρ) Nc−ρNs;
Ts = Tc × ρ / (1 + ρ) = ρTr;
Tr = Tc / (1 + ρ);
ρ = number of teeth of sun gear / number of teeth of ring gear;
[0024]
here,
Ns is the rotation speed of the sun gear 31;
Ts is the torque of the sun gear 31;
Nc is the number of rotations of the planetary carrier 33;
Tc is the torque of the planetary carrier 33;
Nr is the rotational speed of the ring gear 36;
Tr is the torque of the ring gear 36;
It is.
[0025]
The CVT 40 has a configuration in which a belt 43 is placed between two pulleys 41 and 42. The pulleys 41 and 42 are configured to have a variable width by a hydraulic mechanism (not shown). When the widths of the pulleys 41 and 42 are continuously changed, the effective radius of the portion of the belt 43 that is engaged with the pulleys 41 and 42 is continuously changed. Therefore, the reduction ratio of the power transmission can be changed to a continuous floor.
[0026]
The coupled state of the engine 10, the planetary gear 30, the motor 20, and the CVT 40 is as follows. The crankshaft 11 is coupled to the sun gear 31. The motor 20 is coupled to the planetary carrier 33. Rotating plates 35 and 39 for inputting power are coupled to the pulley 41 of the CVT 40, and the planetary carrier 33 is configured to be coupled and disconnected from the rotating plate 35 via the first clutch 34. The ring gear 36 is configured to be able to be coupled to and detached from the rotating plate 39 via the second clutch 38. The ring gear 36 is also provided with a brake 37 for stopping its rotation. A drive shaft 50 capable of transmitting power via a differential gear 51 is coupled to an axle 52 coupled to a wheel 53 to a pulley 42 of the CVT 40. By switching the engagement states of the clutches 34 and 38 and the brake 37, the hybrid vehicle of the present embodiment can input the power from the engine 10 and the motor 20 to the CVT 40 in various modes to be described later, and the drive shaft 50 Can be output.
[0027]
In the hybrid vehicle of the embodiment, a mechanism for starting the engine 10 and a mechanism for driving the auxiliary machine 12 are provided in addition to a system for outputting power. The auxiliary machine 12 includes an air conditioner, an oil pump, and the like. The auxiliary machine 12 is connected to the engine 10 and the auxiliary machine drive motor 14 by a transmission mechanism using a rubber belt 13. The auxiliary drive motor 14 is a three-phase synchronous motor with a permanent magnet attached to the rotor, and is connected via a one-way clutch 15 that transmits power only in the direction of the rubber belt 13 from the motor side. When the engine 10 is in operation, the auxiliary machine 12 is driven by the power transmitted by the transmission mechanism. When it is necessary to drive the auxiliary machine 12 when the operation of the engine 10 is stopped, the auxiliary drive motor 14 is powered by using the battery 22 as a power source by switching the inverter 16, and the auxiliary power 12 is driven by the power. The machine 12 can be driven. Similarly to the inverter 21, the inverter 16 is also a transistor inverter. When the accessory drive motor 14 is powered, the engine 10 is idled. If fuel is injected and ignited in this state, the engine 10 can be started using the auxiliary drive motor 14 as a starter. Since the auxiliary machine drive motor 14 is a synchronous motor and can control the rotation speed with high accuracy, the rotation speed of the engine 10 can be increased smoothly and a smooth start can be realized.
[0028]
In the hybrid vehicle of the present embodiment, the control unit 60 comprehensively controls the operating states of the engine 10, inverters 16, 21, CVT 40, clutches 34, 38, brake 37, and the like. The control unit 60 is configured as a microcomputer having a CPU, RAM, and ROM therein. In FIG. 1, signals exchanged with the control unit 60 are indicated by broken lines. In order to realize these controls, the control unit 60 receives signals from various sensors. In FIG. 1, only signals from an engine water temperature sensor 61 and an ignition switch 62 that are deeply related to control to be described later are illustrated, and other sensor inputs are not illustrated.
[0029]
A2. General behavior:
Next, a general operation related to power output in the hybrid vehicle of this embodiment will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram showing engagement states of the clutches 34 and 38 and the brake 37 in each operation mode. These engagement states are switched according to the operation of the shift lever by the driver, the vehicle speed, the state of charge of the battery 22, and the like. When the shift lever is in a forward shift position called B range or D range, three types of operation modes can be selected: an electric torque converter (ETC) mode, a direct connection mode, and a motor travel mode. In the ETC mode, the first clutch 34 and the brake 37 are disengaged, and the second clutch 38 is engaged. At this time, the rotational speed and torque of the ring gear 36 are determined according to the rotational speed and torque of the engine 10 coupled to the sun gear 31 and the motor 20 coupled to the planetary carrier 33, as is apparent from the relational expression shown above. The Therefore, if the rotational speed of the motor 20 is controlled while operating the engine 10 at a constant rotational speed and torque, the rotational speed of the ring gear 36 can be changed smoothly, and smooth acceleration of the vehicle can be realized. it can. The operation state of the motor 20 in the ETC mode is a regenerative operation.
[0030]
In the direct connection mode, the clutches 34 and 38 are engaged, and the brake 37 is disengaged. At this time, as is apparent from the above relational expression, the planetary gear 30 rotates integrally, so that the power of the engine 10 is directly transmitted to the CVT 40. In addition to this, the motor 20 can be powered to assist the power of the engine 10 or a part of the power of the engine 10 can be regenerated by the motor 20.
[0031]
In the motor travel mode, only the first clutch 34 is engaged, and the second clutch 38 and the brake 37 are not engaged. At this time, the motor 20 is coupled to the CVT 40. In a state where the second clutch 38 and the brake 37 are released, the rotation state of the ring gear 36 is not determined, and the rotation state of the planetary gear 30 is not determined, so that the engine 10 is substantially equivalent to being disconnected.
[0032]
When the shift lever is in the N range or the P range, the neutral mode, charging, or engine start mode can be selected. In the neutral mode, the clutches 34 and 38 and the brake 37 are all disengaged. At this time, no power can be transmitted to the CVT 40. In the charge and engine start mode, only the brake 37 is engaged, and the clutches 34 and 38 are disengaged. Since the clutches 34 and 38 are not engaged, power is not transmitted to the CVT 40, but the rotation state of the planetary gear 30 can be determined by engaging the brake 37. Therefore, the power of the engine 10 can be regenerated by the motor 20, or conversely, the engine 20 can be powered and cranked to start. As described above, in the hybrid vehicle of the present embodiment, the engine 10 can be started using the accessory drive motor 14, so that the starter motor of the engine 10 includes the accessory drive motor 14 and the motor 20. It will have the kind.
[0033]
When the shift lever is in the R range, the motor travel mode and the friction travel mode can be selected. In the motor travel mode, only the first clutch 34 is engaged, and the second clutch 38 and the brake 37 are not engaged. At this time, the motor 20 is coupled to the CVT 40. In the friction running mode, the first clutch 34 is engaged, the second clutch 38 is disengaged, and the brake 37 is slip-engaged. As a result, it is possible to move backward using the power of the motor 20 and the engine 10.
[0034]
The hybrid vehicle of the present embodiment travels using these operation modes properly. A description will be given by taking forward time as an example. First, while the vehicle is stopped, the operation of the engine 10 is stopped including a temporary stop such as waiting for a signal. As already described, during this time, the auxiliary machine drive motor 14 is powered to drive the auxiliary machine 12. When the driver depresses the accelerator pedal and performs an acceleration operation, fuel is supplied to the engine 10 that is cranked by the accessory drive motor 14 or the motor 20, and the engine 10 starts operation. Then, by adjusting the regenerative electric power of the motor 20 in the ETC mode, the engine 10 is output while changing the rotational speed of the engine 10 smoothly to start and accelerate. In some cases, the vehicle travels using only the power of the motor 20 in the motor travel mode. Even when the vehicle starts in the motor travel mode, the engine 10 is cranked by the auxiliary drive motor 14, so that the fuel is supplied and the engine 10 is started when a predetermined speed is reached. Thereafter, the direct connection mode is selected when the power of the engine 10 is sufficient to be shifted only by the CVT 40, and the ETC mode is selected when a shift is required beyond the shift range of the CVT 40. And run.
[0035]
A3. Engine start process:
As described above, the hybrid vehicle of this embodiment includes two types of the starter motor of the engine 10, that is, the auxiliary drive motor 14 and the motor 20. In the present embodiment, starting is performed using both of them according to the state of the engine 10. A control process for realizing the proper use of these will be described below.
[0036]
The use of the two types of starter motors described above is performed depending on the temperature state of the engine 10, in this case, whether or not the engine 10 has been warmed up when the start of the engine 10 is requested. When the engine 10 has been warmed up, it is started by the auxiliary drive motor 14. When the warm-up is not completed, the motor 20 is started. The auxiliary machine drive motor 14 is a motor having an output rating in a range necessary for driving the auxiliary machine 12 and is not suitable for cranking the engine 10 with a large starting torque before the completion of warm-up. is there. On the other hand, since the motor 20 has a rating that can sufficiently output a large starting torque, the engine 10 is started using the motor 20 before warm-up.
[0037]
After the warm-up of the engine 10 is completed, the auxiliary drive motor 14 can be sufficiently started. The motor 20 is coupled to the engine 10 via the planetary gear 30, whereas the accessory drive motor 14 is coupled to the engine 10 by a transmission mechanism using a rubber belt 13. There are excellent advantages. Further, since the motor 20 is coupled to the drive shaft 50 through the planetary gear 30 and the CVT 40, when the engine 10 is started by the motor 20, the torque fluctuation is driven depending on the operating states of the clutches 34 and 38 and the brake 37. Although there is a possibility of being output to the shaft 50, the accessory drive motor 14 has an advantage that the engine 10 can be started without causing such torque fluctuation. Thus, the motor 20 is suitable for a starter motor before the engine 10 is warmed up, and the auxiliary drive motor 14 is suitable for a starter motor after the engine 10 is warmed up.
[0038]
In the present embodiment, when the ignition switch 62 is operated for the first time, it means that the operation of the hybrid vehicle is started at that time, so it is determined that the warm-up of the engine 10 is not completed. Therefore, in such a case, the engine 10 is started using the motor 20. When the engine 10 is requested to start in other cases, it is determined that the warm-up of the engine 10 has been completed. Therefore, in such a case, the engine 10 is started using the accessory drive motor 14. This control process is realized by the following flowchart.
[0039]
FIG. 3 is a flowchart of an engine start control process routine. This process is executed by the CPU in the control unit 60 when a request for starting the engine 10 is issued. A request for starting the engine 10 is first issued when it is detected that the driver has operated the ignition switch 62. The operation position of the ignition switch 62 includes a position “OFF” for stopping the operation of the vehicle, a position “ACC” for using only electrical components such as a fan and lighting equipment, a position “ON” for operating the vehicle, There are four positions “START” for starting the operation. When the driver operates the ignition switch 62 to the “START” position, a start request for the engine 10 is issued, the engine 10 is started, and operation of the hybrid vehicle is started. Thereafter, the ignition switch 62 is moved to the “ON” position by elasticity, and this position is maintained during operation of the vehicle.
[0040]
The hybrid vehicle of the present embodiment stops the engine 10 while the vehicle is stopped in order to improve fuel efficiency and reduce so-called emissions. Therefore, as a second case where a request for starting the engine 10 is issued, there is a case where traveling is restarted from a stopped state. When it is detected that the driver has operated the accelerator to instruct acceleration of the vehicle, the control unit 60 issues a request to start the engine 10 accordingly. Therefore, even when the ignition switch 62 is in the “ON” position, a start request for the engine 10 may be issued.
[0041]
As described above, the hybrid vehicle of this embodiment can also travel using only the motor 20 as a power source. As a third case in which a request for starting the engine 10 is issued, there is a case where the state where the motor 20 is used as a power source is switched to the case where the engine 10 is used as a power source. When the vehicle speed, the required torque, and the state of charge of the battery 22 reach a predetermined state set in advance on the map while traveling using only the motor 20 as a power source, the control unit 60 determines that the engine 10 should be started and starts Make a request.
[0042]
When the engine start control processing routine shown in FIG. 3 is started in response to these start requests, the CPU of the control unit 60 first determines whether the initial start flag FE is 0 or not, and the position of the ignition switch 62 is “ It is determined whether or not “START” (steps S10 and S12). The initial start flag FE is a flag indicating whether or not the ignition switch 62 has been operated before. The value is initialized to 0 when the driver inserts the engine key into the ignition switch 62. It may be initialized when the ignition switch 62 is operated to the “OFF” position.
[0043]
If neither of the conditions in steps S10 and S12 is satisfied, it is determined that the engine 10 has been warmed up, and the accessory drive motor 14 is set as a starter motor (step S18). When both the conditions of steps S10 and S12 are satisfied, it is determined that the engine 10 is requested to start for the first time, and it is determined that the engine has not been warmed up. Therefore, the CPU sets a value 1 to the initial start flag FE. Is substituted (step S14), and the motor 20 is set as a starter motor used for starting the engine 10 (step S16). In step S14, by substituting “1” for the initial start flag FE, even when the ignition switch 62 is subsequently operated to the “START” position, it is not determined that the engine has been warmed up.
[0044]
When the starter motor is set in this way, the CPU controls the set starter motor and performs cranking until the engine 10 completes explosion and starts independent operation (steps S20 and S22). By controlling switching of the inverter 21 for the motor 20 and switching of the inverter 16 for the auxiliary drive motor 14, the motors are powered by the battery 22 as a power source. Since the technique for controlling the operation of the synchronous motor is well known, detailed description thereof is omitted.
[0045]
According to the hybrid vehicle of the present embodiment described above, when the engine 10 is started for the first time, the motor 20 is used as a starter motor, and in other cases, the accessory drive motor 14 is used as a starter motor. be able to. Since it is normal that the engine 10 is in a low temperature state only at the time of initial start-up, according to such processing, two types of starter motors can be used properly according to the warm-up state of the engine 10. As described above, the motor 20 has characteristics suitable for starting before warm-up, and the accessory drive motor 14 has characteristics suitable for starting after warm-up. According to the hybrid vehicle, a smooth and stable start can be realized according to the warm-up state of the engine 10. Also, by preparing starter motors suitable for before and after warming-up of the engine 10, it is possible to reduce the size of the apparatus as compared with the case where the engine 10 is started only by either the auxiliary drive motor 14 or the motor 20. be able to.
[0046]
A4. Variations:
The control process for selectively using the starter motor according to the temperature of the engine 10 can be configured in various modifications other than the embodiment. FIG. 4 is a flowchart of an engine start control process routine as a modification. In the embodiment, the case where the starter motor is selectively used on the assumption that the warm-up is normally completed except when the engine 10 is started for the first time is illustrated. However, in the modification, the water temperature of the engine 10 is changed. It is different in that the two are used properly based on them.
[0047]
That is, in the engine start control processing routine of the modified example, the CPU first inputs the engine water temperature Te and determines whether or not it is lower than a predetermined temperature Th (steps S11 and S13). The engine water temperature Te is detected by the engine water temperature sensor 61. Subsequent processing is the same as in the embodiment. That is, when the engine water temperature Te is lower than the predetermined temperature Th, it is determined that the engine temperature is low, so the motor 20 is used as the starter motor, and in other cases, the auxiliary drive motor 14 is used as the starter motor. The engine 10 is cranked until an explosion occurs (steps S16 to S22). However, in the modification, since the initial start flag FE is not used, no value is assigned to the flag FE.
[0048]
The temperature Th used for the determination is a temperature that serves as a determination criterion for properly using the starter motor, and can be set to an arbitrary value. In consideration of the output ratings of the motor 20 and the accessory drive motor 14, a value that realizes a desired use may be selected. According to the process of such a modification, it is possible to use the starter motor more reliably based on the engine water temperature Te.
[0049]
B. Second embodiment:
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the case where the present invention is applied to a hybrid vehicle is illustrated. The second embodiment shows an application example to a normal vehicle that travels using only the engine as a power source.
[0050]
B1. Device configuration:
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a vehicle as a second embodiment. The vehicle of the second embodiment includes an engine 10A as a power source. The crankshaft 11 of the engine 10 </ b> A is coupled to the drive shaft 50 via a fluid type torque converter 74 and a transmission 75. A motor 73 is coupled to the crankshaft 11 via gears 71 and 72. The motor 73 is a so-called cell motor, and is a direct current motor that drives the battery 22 as a power source. Since it is a direct current motor, an inverter as a drive circuit is unnecessary. Of course, an inverter may be provided and a synchronous motor may be used as the motor 73.
[0051]
As in the first embodiment, an auxiliary machine 12 and an auxiliary machine drive motor 14 are coupled to the engine 10A through a transmission mechanism using a belt 13. However, in the second embodiment, an electromagnetic clutch 70 is interposed between the engine 10A and the transmission mechanism. When the electromagnetic clutch 70 is released, the transmission of power between the engine 10A and the transmission mechanism is cut off. The driving of the auxiliary machine 12 by the engine 10A and the starting of the engine 10A by the auxiliary machine driving motor 14 are possible when the electromagnetic clutch 70 is engaged.
[0052]
In the vehicle of the second embodiment, only the engine 10A serves as a power source, and therefore the engine 10A does not stop during traveling. However, in order to improve fuel efficiency and reduce emissions, the operation of the engine 10A is stopped while the vehicle is stopped. Therefore, in the vehicle of the second embodiment, the engine 10A is started and stopped frequently and repeatedly as in the first embodiment.
[0053]
The vehicle of the second embodiment also includes two types of motors 73 and auxiliary drive motors 14 as starter motors for the engine 10A. The auxiliary drive motor 14 is the same as in the first embodiment in that it is suitable for starting when the engine 10A is in a high temperature state. On the other hand, since the motor 73 is a cell motor conventionally used for starting the engine 10A, it is suitable for starting when the engine 10A is in a low temperature state. That is, it is possible to output a torque sufficient for starting the engine 10A while being relatively small. On the contrary, since the number of service life is low, it is not suitable for frequent repeated starting. Further, since the DC motor has a simple configuration in which the rotation speed cannot be accurately controlled, there is a possibility that the ride comfort of the vehicle is impaired when applied to a start that is frequently repeated. From these points, it can be said that the motor is not suitable for starting in a high temperature state. Therefore, in the second embodiment, the auxiliary drive motor 14 is suitable for the starter motor when the engine 10A is in a high temperature state, and the motor 73 is suitable for the starter motor when the engine 10A is in a low temperature state. Yes.
[0054]
B2. Engine start process:
Also in the second embodiment, as in the first embodiment, two types of starter motors are selectively used according to the operating state of the engine 10A. When in a low temperature state, the motor 73 is used, and when in a high temperature state, the auxiliary drive motor 14 is used to start the engine 10A. In the second embodiment, when starting the engine 10A with the motor 73, the electromagnetic clutch 70 is released to reduce the load on the motor 73. These controls are realized by the following flowchart.
[0055]
FIG. 6 is a flowchart of an engine start control process routine in the second embodiment. This is a process executed by the CPU of the control unit 60A in response to the engine start request. The timing at which the engine start request is issued is substantially the same as in the first embodiment. First, when the ignition switch 62 is operated to the “START” position, secondly, when the engine 10A is stopped while the vehicle is stopped, traveling is started again.
[0056]
When the engine start control processing routine is started, the engine 10A is not warmed up based on the value of the initial start flag FE and whether or not the ignition switch 62 is in the “START” position, as in the first embodiment. Is determined (steps S10 and S12). If neither of these conditions is satisfied, it is determined that the engine 10A has been warmed up, and the auxiliary drive motor 14 is used as a starter motor to crank the engine 10 (step S30, S30). S32).
[0057]
On the other hand, when both the conditions of steps S10 and S12 are satisfied, it is determined that the engine 10A is not warmed up. Therefore, after the value 1 is substituted for the initial start flag FE (step S14), the motor 73 is used. Perform startup processing. In this starting process, the engine 10A and the auxiliary machine 12 are disconnected, and the electromagnetic clutch 70 is released in order to reduce the load on the motor 73 (step S34). Next, the engine 10A is cranked until the motor 73 is energized to complete explosion (steps S36 and S38). When the engine 10A is completely exploded, the electromagnetic clutch 70 is engaged (step S40). The auxiliary machine 12 is not driven until the engine 10A is completely exploded.
[0058]
According to the vehicle of the second embodiment described above, as in the first embodiment, two types of starter motors can be used properly according to the operating state of the engine 10A. Therefore, a smooth and stable start can be performed according to the operating state of the engine 10A. Further, the apparatus can be downsized by individually providing starter motors suitable for starting in a low temperature state and a high temperature state. Further, in the second embodiment, when starting the engine 10A at a low temperature, the load on the motor 73 can be reduced by releasing the electromagnetic clutch 70, so that the motor 73 can be further reduced in size. It is.
[0059]
In the second embodiment, the case where the operating state of the engine 10A is determined based on the state of the ignition switch 62 as in the first embodiment is illustrated. However, similarly to the modified example (FIG. 4), the water temperature of the engine 10A is determined. The operating state may be determined based on this. When the driving state is determined based on the water temperature of the engine 10A, the cranking by the motor 73 may be performed again after starting the driving of the vehicle. In such a case, since it is necessary to ensure the driving of the auxiliary machine 12, it is desirable to take measures such as omitting the release of the electromagnetic clutch 70 or driving the auxiliary machine 12 by the auxiliary machine driving motor 14. .
[0060]
The electromagnetic clutch 70 can also be applied to the configuration of the first embodiment. Conversely, the electromagnetic clutch 70 may be omitted in the configuration of the second embodiment. In addition, the present invention can be applied to series hybrid vehicles and parallel hybrid vehicles having various configurations. Moreover, as long as it is a system which operates using the power of the engine, it can be applied to a moving body such as a ship and an aircraft and an industrial machine in addition to a vehicle.
[0061]
As mentioned above, although the various Example of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these Examples, and can take a various structure in the range which does not deviate from the meaning. For example, the above control processing may be realized by hardware in addition to software. Further, a configuration may be adopted in which the driver uses the starter motor manually by operating a switch.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a power system of a hybrid vehicle as an embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing engagement states of clutches 34 and 38 and a brake 37 in each operation mode.
FIG. 3 is a flowchart of an engine start control processing routine.
FIG. 4 is a flowchart of an engine start control process routine as a modified example.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a vehicle as a second embodiment.
FIG. 6 is a flowchart of an engine start control process routine in the second embodiment.
[Explanation of symbols]
10, 10A ... Engine
11 ... Crankshaft
12 ... Auxiliary machine
13 ... Rubber belt
14 ... Auxiliary drive motor
15 ... One-way clutch
16, 21 ... Inverter
20 ... Motor
22 ... Battery
30 ... Planetary gear
31 ... Sungear
32a, 32b ... pinion gear
33 ... Planetary carrier
34, 38 ... clutch
35, 39 plates
36 ... Ring gear
37 ... Brake
40. Continuously variable transmission (CVT)
41, 42 ... pulley
43 ... Belt
50 ... Drive shaft
51. Differential gear
52 ... Axle
53 ... wheel
60, 60A ... control unit
61 ... Engine water temperature sensor
62 ... Ignition switch
70 ... Electromagnetic clutch
71, 72 ... Gear
73 ... Motor
74 ... Torque converter
75 ... Transmission

Claims

An engine starter that rotates an output shaft of an engine to start the engine,
A first electric motor coupled to the output shaft and outputting a low torque within a range in which the engine in a high temperature state can be smoothly started;
A second electric motor coupled to the output shaft and outputting a high torque sufficient to start the engine in a low temperature state ;
The engine starting device, wherein the first electric motor is coupled to the output shaft via a power transmission mechanism including an elastic belt, and the second electric motor is coupled to the output shaft via a gear .

An engine starter that rotates an output shaft of an engine to start the engine,
A first electric motor that outputs a low torque within a range in which the engine in a high temperature state can be smoothly started;
A second electric motor for starting the engine in a low temperature state,
An engine starter in which the engine can output power to the drive shaft via the output shaft, and the second electric motor can also output power to the drive shaft.

An engine starter that rotates an output shaft of an engine to start the engine,
A first electric motor for driving an auxiliary machine that starts the engine in a high temperature state;
An engine starter comprising: a second electric motor that outputs a high torque sufficient to start the engine in a low temperature state.

The engine starter according to claim 3, wherein the second electric motor is a cell motor.

The engine starting device according to any one of claims 2 to 4, wherein the first electric motor is coupled to the output shaft via a power transmission mechanism including an elastic belt.

The engine starting device according to any one of claims 1 to 4,
An auxiliary machine coupled to the output shaft;
An engine starter comprising a cutting mechanism for disconnecting the coupling between the output shaft and the auxiliary machine when starting with the second electric motor.

The engine starting device according to any one of claims 1 to 4,
Temperature state estimating means for estimating a temperature state of the engine;
An engine starter comprising: a start control device that starts the engine using the second electric motor when the low temperature state is estimated.

The engine starter according to claim 7, wherein
A start switch for instructing start of the engine by a driver's operation;
The engine starter is a means for estimating that the engine is in a low temperature state when an initial operation for starting the operation of the engine is performed on the start switch.

The engine starter according to claim 7, wherein
Detecting means for detecting a predetermined parameter related to the temperature of the engine;
The engine start device, wherein the temperature state estimation means is means for estimating the temperature state of the engine based on the detection result.

An engine as a power source,
A vehicle comprising the engine starter according to any one of claims 1 to 9.

A first electric motor coupled to the output shaft of the engine and outputting a low torque within a range that can smoothly start the engine in a high temperature state, and a first electric motor coupled to the output shaft for starting the engine in a low temperature state An engine starting method for starting the engine using a second electric motor that outputs a sufficiently high torque,
(A) estimating a temperature state of the engine;
(B) An engine starting method comprising: controlling the operation of the second electric motor to start the engine when it is estimated that the temperature is low.