JP5311647B2 - Internal combustion engine starting device - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関を始動する内燃機関始動装置に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine starter that starts an internal combustion engine.

従来の車両(例えばガソリン車両)では、スタータモータを用いて内燃機関を始動することが行われている。この車両では、車両にイグニッションキーを差し込んで回すと接点が入り、スタータモータが回転を開始し、スタータモータの回転開始と同時に内燃機関が始動するようになっている。   In a conventional vehicle (for example, a gasoline vehicle), an internal combustion engine is started using a starter motor. In this vehicle, when an ignition key is inserted into the vehicle and turned, a contact is made, the starter motor starts rotating, and the internal combustion engine is started simultaneously with the start of rotation of the starter motor.

また、他の従来の車両(例えばハイブリッド車両)では、高圧モータを用いて内燃機関を始動することが行われている。この車両では、内燃機関の冷却水温度、吸気温度に応じて高圧モータの目標回転数を決定し、目標回転数もしくは目標負圧に応じて、内燃機関を始動するようになっている(例えば、特許文献1参照)。したがって、内燃機関の回転数を上昇させて負圧を用いて燃料噴射を行うので、燃料消費量を低減することができる。   In other conventional vehicles (for example, hybrid vehicles), an internal combustion engine is started using a high-pressure motor. In this vehicle, the target rotational speed of the high-pressure motor is determined according to the coolant temperature and intake air temperature of the internal combustion engine, and the internal combustion engine is started according to the target rotational speed or the target negative pressure (for example, Patent Document 1). Therefore, since the fuel injection is performed using the negative pressure by increasing the rotation speed of the internal combustion engine, the fuel consumption can be reduced.

特開2000−186654号公報JP 2000-186654 A

しかしながら、従来のスタータモータを用いて内燃機関を始動する車両では、スタータモータが全く制御されていないため、スタータモータの回転開始と同時に燃料噴射を開始するとき、内燃機関において確実に燃料が燃焼するように燃料を通常運転時よりも多く使用するため、消費燃料が多くなる。   However, in a vehicle that starts an internal combustion engine using a conventional starter motor, the starter motor is not controlled at all. Therefore, when fuel injection is started simultaneously with the start of rotation of the starter motor, the fuel is reliably burned in the internal combustion engine. As described above, the fuel consumption is increased because more fuel is used than during normal operation.

また、従来の高圧モータを用いて内燃機関を始動する車両では、高圧モータへ電力を供給する蓄電器の温度は参照しているが、蓄電器の充電状態(SOC:State Of Charge)や電圧に依存せずに一定トルクを出力するために、スイッチング素子を用いた高価なインバータが必要となる。一方、この高価なインバータを用いず、例えばブラシモータやインバータを必要としないモータを使用すると、高圧モータに印加される電圧によって回転数上昇度や到達可能な回転数が異なる。つまり、所望のトルク出力を行うことができず、モータの回転数にバラツキが生じることになる。   In addition, in a vehicle that starts an internal combustion engine using a conventional high-voltage motor, the temperature of the capacitor that supplies power to the high-voltage motor is referenced, but it depends on the state of charge (SOC) and voltage of the capacitor. Therefore, an expensive inverter using a switching element is required in order to output a constant torque. On the other hand, when this expensive inverter is not used, for example, a brush motor or a motor that does not require an inverter is used, the rotational speed increase degree and the reachable rotational speed differ depending on the voltage applied to the high-voltage motor. That is, a desired torque output cannot be performed, and the rotational speed of the motor varies.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、インバータを用いない場合であっても、確実な内燃機関の始動と消費燃料の低減の両立が可能な内燃機関始動装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an internal combustion engine starter that can achieve both reliable start of an internal combustion engine and reduction of fuel consumption even when an inverter is not used. Objective.

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項1に記載の発明の内燃機関始動装置は、内燃機関(例えば、実施形態での内燃機関10)を始動する、インバータレスで駆動可能な電動機(例えば、実施形態での電動機20)と、前記電動機に電力を供給する蓄電器(例えば、実施形態での蓄電器30)と、を含む始動デバイスと、前記電動機の温度、前記蓄電器の温度、及び前記蓄電器の電圧を検出する状態検出部(例えば、実施形態での電圧検知部30v)と、前記状態検出部の検出結果に基づいて、前記電動機が前記内燃機関を始動する際の前記電動機の目標回転数を導出する目標回転数導出部(例えば、実施形態でのECU40)と、前記電動機の実回転数を検出する実回転数検出部(例えば、実施形態での回転数検出部20r)と、前記実回転数検出部によって検出された前記実回転数が前記目標回転数導出部によって導出された前記目標回転数に到達した以降、前記内燃機関への燃料噴射を許可する燃料噴射制御部(例えば、実施形態でのECU40)と、を備え、前記目標回転数導出部は、前記状態検出部が検出した前記電動機の温度、前記蓄電器の温度、及び前記蓄電器の電圧の各々に基づいて、前記電動機の目標回転数をそれぞれ導出して候補とし、3つの候補の内、値が最も低い候補を正式な目標回転数として選択することを特徴とする。 In order to solve the above problems and achieve the object, the internal combustion engine starter according to the first aspect of the present invention starts an internal combustion engine (for example, the internal combustion engine 10 in the embodiment) and can be driven without an inverter. A starting device including an electric motor (for example, the electric motor 20 in the embodiment) and a capacitor for supplying electric power to the electric motor (for example, the capacitor 30 in the embodiment), the temperature of the motor, the temperature of the capacitor, And a state detection unit (for example, voltage detection unit 30v in the embodiment) for detecting the voltage of the battery, and the electric motor when the electric motor starts the internal combustion engine based on each detection result of the state detection unit A target rotational speed deriving unit (for example, the ECU 40 in the embodiment) for deriving the target rotational speed of the motor, and an actual rotational speed detecting unit (for example, the rotational speed detecting unit 2 in the embodiment) for detecting the actual rotational speed of the motor. r) and fuel injection that permits fuel injection to the internal combustion engine after the actual rotational speed detected by the actual rotational speed detection unit reaches the target rotational speed derived by the target rotational speed deriving unit A control unit (e.g., ECU 40 in the embodiment), and the target rotation speed deriving unit is based on each of the temperature of the electric motor, the temperature of the capacitor, and the voltage of the capacitor detected by the state detection unit. Te, and candidate derive the target rotational speed of the electric motor, respectively, among the three candidates, characterized that you select the lowest value candidate as an official target speed.

さらに、請求項に記載の発明の内燃機関始動装置は、当該内燃機関始動装置が、前記電動機及び前記内燃機関の少なくとも一方からの動力によって走行する車両に搭載されることを特徴とする。 Furthermore, the internal combustion engine starter according to a second aspect of the invention is characterized in that the internal combustion engine starter is mounted on a vehicle that travels by power from at least one of the electric motor and the internal combustion engine.

請求項1に記載の発明の内燃機関始動装置によれば、インバータを用いない場合であっても、確実な内燃機関の始動と消費燃料の低減の両立が可能である。また、複数の目標回転数の候補のうち最も低い候補を正式な目標回転数として選択することで、より消費燃料の低減を図ることができる。さらに、電動機の実回転数に影響を与える状態値を検出することで、最適な目標回転数を選択することができる。 According to the internal combustion engine starting device of the first aspect of the present invention, it is possible to achieve both reliable start of the internal combustion engine and reduction of fuel consumption even when the inverter is not used. Further, by selecting the lowest candidate among the plurality of target rotational speed candidates as the official target rotational speed, it is possible to further reduce fuel consumption. Furthermore, an optimal target rotational speed can be selected by detecting a state value that affects the actual rotational speed of the electric motor.

請求項に記載の発明の内燃機関始動装置によれば、当該内燃機関始動装置が搭載された車両が、高価なインバータを用いずに、確実な内燃機関の始動を実現できるとともに、消費燃料の低減を実現することが可能である。 According to the internal combustion engine starting device of the invention described in claim 2, the vehicle in which the internal combustion engine starting device mounted thereon, without using an expensive inverter, it is possible to realize the starting of reliable engine, fuel consumption Reduction can be realized.

本発明の実施形態における車両の主要な構成の一例を示すブロック図The block diagram which shows an example of the main structures of the vehicle in embodiment of this invention 本発明の実施形態における電動機の回路構成の一例を示す図The figure which shows an example of the circuit structure of the electric motor in embodiment of this invention 本発明の実施形態におけるECUが蓄電器の電圧を用いて目標回転数を導出する際の動作の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of operation | movement when ECU in embodiment of this invention derives | leads-out rotation speed using the voltage of a capacitor | condenser. 本発明の実施形態における蓄電器の電圧と目標回転数との関係の一例を示す図The figure which shows an example of the relationship between the voltage of a capacitor | condenser in embodiment of this invention, and target rotation speed 本発明の実施形態におけるECUが蓄電器の温度を用いて目標回転数を導出する際の動作の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of operation | movement when ECU in embodiment of this invention derives | leads-out rotation speed using the temperature of an electrical storage device. 本発明の実施形態におけるECUが電動機の温度を用いて目標回転数を導出する際の動作の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of operation | movement when ECU in embodiment of this invention derives target rotation speed using the temperature of an electric motor. 本発明の実施形態におけるECUが電動機及び蓄電器を含む始動デバイスの状態値を用いて目標回転数を導出する際の動作の一例を示すフローチャートThe flowchart in an embodiment of the present invention shows an example of an operation when the target rotational speed is derived using the state value of the starting device including the electric motor and the capacitor. 本発明の実施形態におけるECUが内燃機関を始動する際の動作の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of operation | movement when ECU in embodiment of this invention starts an internal combustion engine. 本発明の実施形態における内燃機関への燃料噴射状態、電動機の駆動状態、及び電動機の実回転数の状態遷移の一例を示す図The figure which shows an example of the state transition of the fuel-injection state to the internal combustion engine in embodiment of this invention, the drive state of an electric motor, and the actual rotational speed of an electric motor

本発明の実施形態における内燃機関始動装置について、図面を参照しながら以下に説明する。   An internal combustion engine starter according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本実施形態の車両は、HEV(Hybrid Electrical Vehicle:ハイブリッド電気自動車)つまりハイブリッド車両であり、当該車両は、電動機及び/又は内燃機関の駆動力によって走行する。以下、電動機(例えば発電電動機)の駆動軸は、内燃機関の駆動軸に直結されていない状態を想定しているが、直結されている状態であっても同様の効果が得られる。   The vehicle of this embodiment is a HEV (Hybrid Electrical Vehicle), that is, a hybrid vehicle, and the vehicle travels by the driving force of an electric motor and / or an internal combustion engine. Hereinafter, it is assumed that the drive shaft of an electric motor (for example, a generator motor) is not directly connected to the drive shaft of the internal combustion engine, but the same effect can be obtained even in a directly connected state.

図1は、本発明の実施形態における車両の主要な構成の一例を示すブロック図である。図1に示す車両1は、内燃機関(エンジン)10、電動機(モータ)20、蓄電器(バッテリ)30、ECU(Electric Control Unit)40を備える。車両1の一部もしくは全体が、内燃機関始動装置としての機能を有する。   FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a main configuration of a vehicle according to an embodiment of the present invention. A vehicle 1 shown in FIG. 1 includes an internal combustion engine (engine) 10, an electric motor (motor) 20, a capacitor (battery) 30, and an ECU (Electric Control Unit) 40. Part or the whole of the vehicle 1 has a function as an internal combustion engine starting device.

内燃機関10は、原動機として動作するものであり、ECU40からの燃料噴射指令及び点火指令に応じて、インジェクタから噴射供給される燃料を燃焼することで、動力(トルク)を発生する。また、不図示の水温検出部により、内燃機関10の冷却水温度を検知する。また、不図示の回転数検出部により、内燃機関10の回転数を検出する。   The internal combustion engine 10 operates as a prime mover, and generates power (torque) by burning fuel injected and supplied from an injector in accordance with a fuel injection command and an ignition command from the ECU 40. Further, the coolant temperature of the internal combustion engine 10 is detected by a water temperature detector (not shown). Further, the rotational speed of the internal combustion engine 10 is detected by a rotational speed detector (not shown).

電動機20は、例えば発電電動機であり、内燃機関10を始動する。電動機20の内部構成の詳細については後述する。また、ECU40からのトルク指令値に基づいて電動機20が駆動することで、車両1は電動走行を行う。また、内燃機関10と発電機20との間では、ベルト伝達により動力が伝達される。また、第2温度検知部20tは、電動機20の温度を検知する。また、回転数検出部20rは、電動機20の実際の回転数(実回転数)を検出する。   The electric motor 20 is a generator motor, for example, and starts the internal combustion engine 10. Details of the internal configuration of the electric motor 20 will be described later. Further, the electric motor 20 is driven based on the torque command value from the ECU 40, so that the vehicle 1 performs electric running. Further, power is transmitted between the internal combustion engine 10 and the generator 20 by belt transmission. The second temperature detector 20t detects the temperature of the electric motor 20. Further, the rotational speed detection unit 20r detects the actual rotational speed (actual rotational speed) of the electric motor 20.

蓄電器30は、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、例えば100〜200Vの高電圧を供給する高圧バッテリであり、例えばリチウムイオン電池などの蓄電池が搭載されている。また、蓄電器30は、電動機20へ電力を供給する。また、第1温度検知部30tは、蓄電器30の温度を検知する。また、電圧検知部30vは、蓄電器30の端子間電圧を検知する。   The storage battery 30 has a plurality of storage cells connected in series and is a high voltage battery that supplies a high voltage of, for example, 100 to 200 V, and is mounted with a storage battery such as a lithium ion battery. In addition, the battery 30 supplies power to the electric motor 20. In addition, the first temperature detection unit 30 t detects the temperature of the battery 30. In addition, the voltage detection unit 30v detects the voltage across the terminals of the battery 30.

ECU40は、第2温度検知部20tにより検出される電動機20の温度、第1温度検知部30tにより検知される蓄電器30の温度、及び電圧検知部30vにより検出される蓄電器30の電圧の少なくとも1つに基づいて、電動機20が内燃機関10を始動する際の電動機20の目標回転数を導出する。ここで、「導出する」とは、上記温度及び電圧の少なくとも1つから目標回転数が一意に定まるマップをあらかじめ図示しない記憶部に用意しておき、当該マップを参照することで目標回転数を取得すること、また、上記温度及び電圧の少なくとも1つから目標回転数を演算により求めることの双方を含む。また、ECU40は、回転数検出部20rにより検出された実回転数が導出された目標回転数に到達した以降、インジェクタから内燃機関10への燃料噴射及び点火を許可する。   The ECU 40 is at least one of the temperature of the electric motor 20 detected by the second temperature detector 20t, the temperature of the capacitor 30 detected by the first temperature detector 30t, and the voltage of the capacitor 30 detected by the voltage detector 30v. Based on the above, the target rotational speed of the electric motor 20 when the electric motor 20 starts the internal combustion engine 10 is derived. Here, “deriving” means that a map in which a target rotational speed is uniquely determined from at least one of the temperature and voltage is prepared in advance in a storage unit (not shown), and the target rotational speed is determined by referring to the map. Both obtaining and calculating the target rotational speed from at least one of the temperature and voltage. Further, the ECU 40 permits fuel injection and ignition from the injector to the internal combustion engine 10 after the actual rotational speed detected by the rotational speed detection unit 20r reaches the derived target rotational speed.

また、ECU40は、内燃機関10からの内燃機関10の回転数及び冷却水温度の情報に応じて、内燃機関10に対して燃料噴射指令、点火指令を送り、内燃機関10の制御を行う。また、ECU40は、電動機20からの電動機10の実回転数、トルク実行値、及び電動機20の温度の情報、蓄電器30からの蓄電器30の電圧及び温度の情報に基づいて、電動機20に対してトルク指令値を送り、電動機20の駆動制御を行う。   Further, the ECU 40 controls the internal combustion engine 10 by sending a fuel injection command and an ignition command to the internal combustion engine 10 according to information on the rotational speed of the internal combustion engine 10 and the coolant temperature from the internal combustion engine 10. Further, the ECU 40 torques the electric motor 20 based on the actual rotational speed of the electric motor 10 from the electric motor 20, the torque execution value, the temperature information of the electric motor 20, and the voltage and temperature information of the electric accumulator 30 from the electric accumulator 30. A command value is sent and the drive control of the electric motor 20 is performed.

次に、電動機20の構成の詳細について説明する。
電動機20は、インバータを必要としない電動機であり、例えば相切替による発電電動機である。図2は、電動機20の回路構成の一例を示す図である。
Next, details of the configuration of the electric motor 20 will be described.
The electric motor 20 is an electric motor that does not require an inverter, for example, a generator motor by phase switching. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the electric motor 20.

図2に示す電動機20は、3相(U相、V相、W相)の直流モータであり、図示しない相切替制御部が、図示しない回転角度検出部により検知される電動機20の回転角度に応じて、通電する相のみ電流が流れるようスイッチ群21(半導体スイッチ群)のオンオフを制御する。この電動機20では、オームの法則により、電動機20への供給電圧となる蓄電器30の電圧に応じて、各相を流れる電流が決定される。また、当該電流の大きさにより電動機20により発生するトルク出力が決定され、当該トルク出力により電動機20の実回転数が決定される。   The electric motor 20 shown in FIG. 2 is a three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) DC motor, and a phase switching control unit (not shown) determines the rotation angle of the electric motor 20 detected by a rotation angle detection unit (not shown). Accordingly, on / off of the switch group 21 (semiconductor switch group) is controlled so that current flows only in the energized phase. In this electric motor 20, according to Ohm's law, the current flowing through each phase is determined according to the voltage of the capacitor 30 that is the supply voltage to the electric motor 20. Further, the torque output generated by the electric motor 20 is determined by the magnitude of the current, and the actual rotational speed of the electric motor 20 is determined by the torque output.

したがって、蓄電器30の電圧が変化する場合、電動機20の実回転数も必然的に変化する。また、蓄電器30の温度が変化する場合、蓄電器30の内部抵抗値が変化して蓄電器30の出力電圧が変化するため、電動機20の実回転数も必然的に変化する。また、電動機20の温度が一定でない場合、電動機20の負荷抵抗部22の抵抗値が変化するため、各相を流れる電流が変化し、電動機20の実回転数も必然的に変化する。   Therefore, when the voltage of the battery 30 changes, the actual rotational speed of the electric motor 20 also inevitably changes. Further, when the temperature of the battery 30 changes, the internal resistance value of the battery 30 changes and the output voltage of the battery 30 changes, so the actual rotational speed of the electric motor 20 also inevitably changes. Further, when the temperature of the electric motor 20 is not constant, the resistance value of the load resistance unit 22 of the electric motor 20 changes, so that the current flowing through each phase changes, and the actual rotational speed of the electric motor 20 also inevitably changes.

このように、本実施形態の車両1は、電動機20や蓄電器30の状態に応じて電動機20の実回転数が変化することになるが、本実施形態のECU40による目標回転数の導出及び内燃機関の始動制御を行うことで、高価なインバータを備えなくても、適正な目標回転数を設定することができ、確実な内燃機関10の始動を行うとともに消費燃料の低減を図ることができる。   As described above, in the vehicle 1 of the present embodiment, the actual rotational speed of the electric motor 20 changes according to the state of the electric motor 20 and the battery 30, but the ECU 40 of the present embodiment derives the target rotational speed and the internal combustion engine. By performing this starting control, it is possible to set an appropriate target rotational speed without providing an expensive inverter, and to reliably start the internal combustion engine 10 and reduce fuel consumption.

次に、ECU40が目標回転数を導出する際の動作について説明する。
図3は、ECU40が蓄電器30の電圧を用いて目標回転数を導出する際の動作の一例を示すフローチャートである。図3の処理では、ECU40は、蓄電器30の電圧に基づいて、目標回転数を所定のマップから検索する(ステップS11)。ここで、所定のマップには、蓄電器30の電圧から目標回転数が一意に定まる情報(例えば1対1に対応する情報)が含まれている。なお、当該マップでは、目標回転数は、所定の目標上限値及び所定の目標下限値の間となるように記述されている(図9参照)。なお、ECU40が、蓄電器30の電圧に基づいて、目標回転数を演算により求めてもよい。図3の処理により、蓄電器30の状態(電圧)に応じて、適正な電動機20の目標回転数を設定することが可能となる。
Next, the operation when the ECU 40 derives the target rotation speed will be described.
FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation when the ECU 40 derives the target rotation speed using the voltage of the battery 30. In the process of FIG. 3, the ECU 40 searches for a target rotational speed from a predetermined map based on the voltage of the battery 30 (step S11). Here, the predetermined map includes information (for example, information corresponding to one to one) in which the target rotational speed is uniquely determined from the voltage of the battery 30. In the map, the target rotational speed is described so as to be between a predetermined target upper limit value and a predetermined target lower limit value (see FIG. 9). Note that the ECU 40 may obtain the target rotational speed by calculation based on the voltage of the battery 30. With the processing in FIG. 3, it is possible to set an appropriate target rotational speed of the electric motor 20 according to the state (voltage) of the battery 30.

ここで、図4は蓄電器30の電圧と目標回転数との関係の一例を示す図である。電圧0〜v1では低い目標回転数r1で一定であるが、電圧v1〜v2の間では電圧が高くなるにつれ目標回転数が大きくなり、電圧がv2以上となると高い目標回転数r2で一定となる。このように、電圧値に応じて適正な目標回転数を設定可能である。   Here, FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the relationship between the voltage of the battery 30 and the target rotational speed. The voltage 0 to v1 is constant at a low target speed r1, but the target speed increases as the voltage increases between voltages v1 and v2, and becomes constant at a high target speed r2 when the voltage exceeds v2. . Thus, an appropriate target rotation speed can be set according to the voltage value.

図5は、ECU40が蓄電器30の温度を用いて目標回転数を導出する際の動作の一例を示すフローチャートである。図5の処理では、ECU40は、蓄電器30の温度に基づいて、目標回転数を所定のマップから検索する(ステップS21)。ここで、所定のマップには、蓄電器30の温度から目標回転数が一意に定まる情報(例えば1対1に対応する情報)が含まれている。なお、当該マップでは、目標回転数は、所定の目標上限値及び所定の目標下限値の間となるように記述されている(図9参照)。なお、ECU40が、蓄電器30の温度に基づいて、目標回転数を演算により求めてもよい。図5の処理により、蓄電器30の状態(温度)に応じて、適正な電動機20の目標回転数を設定することが可能となる。   FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of an operation when the ECU 40 derives the target rotation speed using the temperature of the battery 30. In the process of FIG. 5, the ECU 40 searches for a target rotational speed from a predetermined map based on the temperature of the battery 30 (step S21). Here, the predetermined map includes information (for example, information corresponding to one to one) in which the target rotational speed is uniquely determined from the temperature of the battery 30. In the map, the target rotational speed is described so as to be between a predetermined target upper limit value and a predetermined target lower limit value (see FIG. 9). Note that the ECU 40 may obtain the target rotational speed by calculation based on the temperature of the battery 30. With the processing in FIG. 5, it is possible to set an appropriate target rotational speed of the electric motor 20 according to the state (temperature) of the battery 30.

図6は、ECU40が電動機20の温度を用いて目標回転数を導出する際の動作の一例を示すフローチャートである。図6の処理では、ECU40は、電動機20の温度に基づいて、目標回転数を所定のマップから検索する(ステップS31)。ここで、所定のマップには、電動機20の温度から目標回転数が一意に定まる情報(例えば1対1に対応する情報)が含まれている。なお、当該マップでは、目標回転数は、所定の目標上限値及び所定の目標下限値の間となるように記述されている(図9参照)。なお、ECU40が、電動機20の温度に基づいて、目標回転数を演算により求めてもよい。図6の処理により、電動機20の状態(温度)に応じて、適正な電動機20の目標回転数を設定することが可能となる。   FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of an operation when the ECU 40 derives the target rotation speed using the temperature of the electric motor 20. In the process of FIG. 6, the ECU 40 searches for a target rotational speed from a predetermined map based on the temperature of the electric motor 20 (step S31). Here, the predetermined map includes information (for example, information corresponding to one to one) in which the target rotational speed is uniquely determined from the temperature of the electric motor 20. In the map, the target rotational speed is described so as to be between a predetermined target upper limit value and a predetermined target lower limit value (see FIG. 9). Note that the ECU 40 may obtain the target rotational speed by calculation based on the temperature of the electric motor 20. With the processing in FIG. 6, it is possible to set an appropriate target rotational speed of the electric motor 20 according to the state (temperature) of the electric motor 20.

図7は、ECU40が電動機20及び蓄電器30を含む始動デバイスの状態値を用いて目標回転数を導出する際の動作の一例を示すフローチャートである。図7の処理では、まずステップS11、21、31と同様に、蓄電器30の電圧に対応する目標回転数、蓄電器30の温度に対応する目標回転数、電動機20の温度に対応する目標回転数を検索し、これらの目標回転数を正式な目標回転数の候補とする。続いて、ECU40は、これらの候補のうち、回転数が最も低い候補を正式な目標回転数として選択する(ステップS41)。このように、各検知部により検知された電圧及び温度に関する状態値(つまり電動機20と蓄電器30とを含む始動デバイスの1つの状態を示す状態値)が複数含まれるとき、ECU40が、複数の状態値の各々に基づいて、電動機20の目標回転数をそれぞれ導出して候補とし、これらの候補の中から電動機20の目標回転数が最も低くなる候補を正式な目標回転数として選択することで、更に消費燃料を低減できる。   FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of an operation when the ECU 40 derives the target rotational speed using the state values of the starting device including the electric motor 20 and the battery 30. In the process of FIG. 7, first, similarly to steps S <b> 11, 21, and 31, the target rotational speed corresponding to the voltage of the battery 30, the target rotational speed corresponding to the temperature of the battery 30, and the target rotational speed corresponding to the temperature of the electric motor 20 are obtained. By searching, these target rotational speeds are set as candidates for formal target rotational speeds. Subsequently, the ECU 40 selects a candidate having the lowest rotational speed among these candidates as the official target rotational speed (step S41). As described above, when a plurality of state values (that is, state values indicating one state of the starting device including the electric motor 20 and the capacitor 30) related to the voltage and temperature detected by each detection unit are included, the ECU 40 has a plurality of states. Based on each of the values, the target rotational speed of the electric motor 20 is derived and set as candidates, and the candidate having the lowest target rotational speed of the electric motor 20 is selected as the official target rotational speed from among these candidates. Furthermore, fuel consumption can be reduced.

次に、ECU40が内燃機関10を始動する際の動作について説明する。
図8はECU40が内燃機関10を始動する際の動作の一例を示すフローチャートである。
Next, the operation when the ECU 40 starts the internal combustion engine 10 will be described.
FIG. 8 is a flowchart showing an example of the operation when the ECU 40 starts the internal combustion engine 10.

まず、初期状態として、ECU40は、インジェクタから内燃機関10への燃料噴射を禁止している(ステップS51)。続いて、ECU40は、回転数検出部20rにより検出された実回転数が、図3、5、6、7に示したいずれかの方法で導出した目標回転数以上であるか否か判定する(ステップS52)。実回転数が目標回転数以上である場合には、ECU40は、内燃機関10への燃料噴射を許可する(ステップS53)。一方、実回転数が目標回転数未満である場合には、実回転数が目標回転数以上となるまで、ステップS52の処理を繰り返す。   First, as an initial state, the ECU 40 prohibits fuel injection from the injector to the internal combustion engine 10 (step S51). Subsequently, the ECU 40 determines whether or not the actual rotational speed detected by the rotational speed detection unit 20r is equal to or higher than the target rotational speed derived by any of the methods shown in FIGS. Step S52). When the actual rotational speed is equal to or higher than the target rotational speed, the ECU 40 permits fuel injection to the internal combustion engine 10 (step S53). On the other hand, when the actual rotational speed is less than the target rotational speed, the process of step S52 is repeated until the actual rotational speed becomes equal to or higher than the target rotational speed.

図8の処理によれば、電動機20の実回転数が目標回転数に到達するまで燃料噴射を禁止するため、確実に内燃機関10の始動を行うために実回転数が低い状態で多量の燃料噴射を行うことを回避できる。   According to the process of FIG. 8, since fuel injection is prohibited until the actual rotational speed of the electric motor 20 reaches the target rotational speed, a large amount of fuel is kept in a state where the actual rotational speed is low in order to reliably start the internal combustion engine 10. Injecting can be avoided.

次に、内燃機関10への燃料噴射状態、電動機20の駆動状態、電動機20の回転数の状態遷移について説明する。
図9は内燃機関10への燃料噴射状態、電動機20の駆動状態、電動機20の回転数の状態遷移の一例を示す図である。
Next, the state transition of the fuel injection state to the internal combustion engine 10, the driving state of the electric motor 20, and the rotational speed of the electric motor 20 will be described.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a state transition of a fuel injection state to the internal combustion engine 10, a driving state of the electric motor 20, and a rotation speed of the electric motor 20.

まず、時刻t1において、ECU40は、電動機20が駆動を開始するよう制御する。電動機20は、駆動を開始することで回転数が上昇する。動力が伝達される内燃機関10についても回転数が同様に上昇する。   First, at time t1, the ECU 40 controls the electric motor 20 to start driving. The rotation speed of the electric motor 20 increases by starting driving. Similarly, the rotational speed of the internal combustion engine 10 to which power is transmitted increases.

続いて、時刻t2において、ECU40は、電動機20の実回転数が目標回転数に到達したとき、インジェクタから内燃機関10への燃料噴射を許可する。このように、供給された燃料の燃焼により内燃機関10の回転数を上昇させるのではなく、電動機20の実回転数を目標回転数まで上昇させてから燃料噴射を開始することで、図9の斜線塗りつぶし部分L1の燃料消費を低減することが可能である。   Subsequently, at time t <b> 2, the ECU 40 permits fuel injection from the injector to the internal combustion engine 10 when the actual rotational speed of the electric motor 20 reaches the target rotational speed. Thus, instead of increasing the rotational speed of the internal combustion engine 10 by combustion of the supplied fuel, by starting the fuel injection after increasing the actual rotational speed of the electric motor 20 to the target rotational speed, the fuel injection of FIG. It is possible to reduce fuel consumption in the hatched portion L1.

続いて、時刻t3において、ECU40は、電動機20の実回転数が内燃機関が完全に始動した状態となる完全始動回転数に到達したとき、電動機20の駆動を停止するよう制御する。なお、この完全始動回転数は目標上限値よりも大きい。   Subsequently, at time t3, the ECU 40 controls to stop driving the electric motor 20 when the actual rotational speed of the electric motor 20 reaches a complete starting rotational speed at which the internal combustion engine is completely started. The complete starting rotational speed is larger than the target upper limit value.

このような車両1の内燃機関10を始動する内燃機関始動装置によれば、高価なインバータを設けることなく、確実な内燃機関10の始動と消費燃料の低減の両立が可能である。   According to such an internal combustion engine starting device for starting the internal combustion engine 10 of the vehicle 1, it is possible to reliably start the internal combustion engine 10 and reduce fuel consumption without providing an expensive inverter.

また、上記説明した車両と車両形態が異なるものであっても、本実施形態の内燃機関始動装置と同様の効果が得られる車両であれば適用可能である。   Further, even if the vehicle form described above is different from the vehicle form, it can be applied as long as the vehicle can obtain the same effect as the internal combustion engine starting device of the present embodiment.

本発明は、インバータを用いない場合であっても、確実な内燃機関の始動と消費燃料の低減の両立が可能な内燃機関始動装置等に有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for an internal combustion engine starter that can achieve both reliable start of an internal combustion engine and reduction of fuel consumption even when an inverter is not used.

1 車両
10 内燃機関
20 電動機
20t 第2温度検知部
20r 回転数検出部
30 蓄電器
20t 第1温度検知部
20v 電圧検知部
40 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 10 Internal combustion engine 20 Electric motor 20t 2nd temperature detection part 20r Rotational speed detection part 30 Capacitor 20t 1st temperature detection part 20v Voltage detection part 40 ECU

Claims (2)

内燃機関を始動する、インバータレスで駆動可能な電動機と、前記電動機に電力を供給する蓄電器と、を含む始動デバイスと、
前記電動機の温度、前記蓄電器の温度、及び前記蓄電器の電圧を検出する状態検出部と、
前記状態検出部の検出結果に基づいて、前記電動機が前記内燃機関を始動する際の前記電動機の目標回転数を導出する目標回転数導出部と、
前記電動機の実回転数を検出する実回転数検出部と、
前記実回転数検出部によって検出された前記実回転数が前記目標回転数導出部によって導出された前記目標回転数に到達した以降、前記内燃機関への燃料噴射を許可する燃料噴射制御部と、を備え
前記目標回転数導出部は、前記状態検出部が検出した前記電動機の温度、前記蓄電器の温度、及び前記蓄電器の電圧の各々に基づいて、前記電動機の目標回転数をそれぞれ導出して候補とし、3つの候補の内、値が最も低い候補を正式な目標回転数として選択する内燃機関始動装置。
A starting device that starts an internal combustion engine and includes an electric motor that can be driven without an inverter; and a capacitor that supplies electric power to the electric motor;
A state detector for detecting the temperature of the motor, the temperature of the capacitor, and the voltage of the capacitor ;
A target rotational speed deriving unit for deriving a target rotational speed of the electric motor when the electric motor starts the internal combustion engine based on each detection result of the state detecting unit;
An actual rotational speed detection unit for detecting the actual rotational speed of the electric motor;
A fuel injection control unit that permits fuel injection to the internal combustion engine after the actual rotational speed detected by the actual rotational speed detection unit reaches the target rotational speed derived by the target rotational speed deriving unit; equipped with a,
The target rotational speed deriving unit derives the target rotational speed of the electric motor as a candidate based on each of the temperature of the electric motor, the temperature of the electric storage device, and the voltage of the electric storage device detected by the state detection unit, of the three candidates, the internal combustion engine starting device that select the value is the lowest candidate as an official target speed.
請求項1に記載の内燃機関始動装置であって、
当該内燃機関始動装置は、前記電動機及び前記内燃機関の少なくとも一方からの動力によって走行する車両に搭載される内燃機関始動装置。
An internal combustion engine starting device according to claim 1 ,
The internal combustion engine starter is an internal combustion engine starter that is mounted on a vehicle that is driven by power from at least one of the electric motor and the internal combustion engine.
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