JP5954859B2 - Control device for hybrid electric vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、駆動源としてエンジンとモータとを備えるハイブリッド電気自動車において、エンジンを自動停止する際に始動に適したクランク角度でエンジンの回転を停止させる制御装置に関する。 The present invention relates to a control apparatus for stopping rotation of an engine at a crank angle suitable for starting when the engine is automatically stopped in a hybrid electric vehicle including an engine and a motor as drive sources.
近年、駐停車や信号待ちの間にエンジンを自動的に停止させ、発進時には自動的に再始動させることで燃費や排ガス性能を向上させる、いわゆるアイドルストップ・オートスタート(自動停止再始動)制御が行われている。
このような自動停止再始動制御においては、エンジンを自動的に停止させた後、車両を迅速に発進できるようにエンジンを速やかに始動する必要がある。
In recent years, there has been a so-called idle stop / auto start (automatic stop / restart) control that improves fuel efficiency and exhaust gas performance by automatically stopping the engine during parking and waiting for a signal and automatically restarting at the time of departure. Has been done.
In such automatic stop / restart control, after the engine is automatically stopped, it is necessary to start the engine quickly so that the vehicle can be started quickly.
エンジンの始動性は、ピストンの停止位置によって変化するものである。クランキングに適した位置にピストンが停止していれば、エンジンを速やかに始動させることが可能である。
そこで、エンジンの自動停止時において、オルタネータの目標発電電流を調整する等して、ピストンをスタータによるクランキングに適した適正位置に停止させる技術が開発されている(特許文献1参照)。
The startability of the engine changes depending on the stop position of the piston. If the piston is stopped at a position suitable for cranking, the engine can be started quickly.
Therefore, a technique has been developed in which the piston is stopped at an appropriate position suitable for cranking by a starter by adjusting the target generated current of the alternator when the engine is automatically stopped (see Patent Document 1).
また、近年、燃費低減及び排ガス性能の向上を図るものとして、駆動源にエンジンとモータとを備えるハイブリッド電気自動車が開発されており、当該ハイブリッド電気自動車においても、エンジンの自動停止再始動制御が適用されている。 In recent years, hybrid electric vehicles equipped with an engine and a motor as drive sources have been developed to reduce fuel consumption and exhaust gas performance, and automatic stop / restart control of the engine is also applied to the hybrid electric vehicles. Has been.
ハイブリッド電気自動車の場合、エンジンとモータとが接続された状態でエンジンの自動停止を行うと、エンジンに加えてモータの質量負荷もかかることとなり、エンジンの回転を止める負荷が増大する。
したがって、上記特許文献1の技術をハイブリッド電気自動車に適用する場合には、エンジンの回転を停止するためのオルタネータの負担が大きくなり、当該オルタネータの耐久性や信頼性が低下するという問題がある。また、オルタネータの発電量を大きくすればオルタネータの大型化を招くという問題が生じる。
In the case of a hybrid electric vehicle, if the engine is automatically stopped in a state where the engine and the motor are connected, the mass load of the motor is applied in addition to the engine, and the load for stopping the rotation of the engine increases.
Therefore, when the technique of Patent Document 1 is applied to a hybrid electric vehicle, there is a problem that the load on the alternator for stopping the rotation of the engine is increased, and the durability and reliability of the alternator are reduced. Further, if the power generation amount of the alternator is increased, there arises a problem that the alternator is increased in size.
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ハイブリッド電気自動車の自動停止再始動制御において、オルタネータの耐久性及び信頼性の低下、並びに大型化を招くことなく、始動に適したクランク角度でエンジンの回転を停止させ、速やかな再始動を行うことのできるハイブリッド電気自動車の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to reduce the durability and reliability of the alternator and increase the size in the automatic stop / restart control of the hybrid electric vehicle. An object of the present invention is to provide a control device for a hybrid electric vehicle that can stop the rotation of the engine at a crank angle suitable for starting and can quickly restart the engine.
上記した目的を達成するために、請求項1のハイブリッド電気自動車の制御装置では、駆動源としてエンジン及びモータを選択可能なハイブリッド電気自動車の制御装置であって、前記エンジンの駆動力を用いて発電を行うオルタネータと、前記エンジン及び前記モータとの間に設けられ、当該エンジンから当該モータを介して駆動輪へと伝達される当該エンジンの駆動力の接続及び切断を行うクラッチ手段と、所定のエンジン自動停止条件を満たした際に前記エンジンへの燃料供給を停止するエンジン燃料供給停止制御手段と、前記所定のエンジン自動停止条件を満たしたときに、前記クラッチ手段が接続状態にある場合には、前記モータが発生するトルクにより前記エンジンの始動に適した所定の停止クランク角度で前記エンジンの回転を停止させ、前記クラッチ手段が切断状態である場合には、前記オルタネータの発電に伴う負荷より前記エンジンの始動に適した所定の停止クランク角度で前記エンジンの回転を停止させるエンジン回転停止制御手段と、を備えることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the hybrid electric vehicle control device according to claim 1 is a hybrid electric vehicle control device capable of selecting an engine and a motor as a drive source, and generates electric power using the driving force of the engine. And a clutch means provided between the engine and the motor for connecting and disconnecting the driving force of the engine transmitted from the engine to the drive wheels via the motor, and a predetermined engine When fuel supply stop control means for stopping fuel supply to the engine when the automatic stop condition is satisfied, and when the clutch means is in a connected state when the predetermined engine automatic stop condition is satisfied, The rotation of the engine at a predetermined stop crank angle suitable for starting the engine by the torque generated by the motor. Engine rotation stop control means for stopping rotation of the engine at a predetermined stop crank angle suitable for starting the engine from a load accompanying power generation of the alternator when the clutch means is in a disconnected state; It is characterized by having.
請求項2のハイブリッド電気自動車の制御装置では、請求項1において、前記エンジン回転停止制御手段は、前記クラッチが接続状態にあり、前記モータへ電力を供給するバッテリの充電量が所定の上限充電量以上であるときは、前記クラッチ手段を切断状態として、前記オルタネータの発電に伴う負荷により前記エンジンの始動に適した所定の停止クランク角度で前記エンジンの回転を停止させることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a hybrid electric vehicle control apparatus according to the first aspect, wherein the engine rotation stop control means is configured such that a charge amount of a battery supplying electric power to the motor is a predetermined upper limit charge amount. When it is above, the clutch means is disengaged, and the rotation of the engine is stopped at a predetermined stop crank angle suitable for starting the engine by a load accompanying power generation of the alternator.
請求項3のハイブリッド電気自動車の制御装置では、請求項1又は2において、前記エンジンに設けられ、当該エンジンのクランキングを行うスタータを備え、前記エンジン回転停止制御手段は、前記所定の停止クランク角度を、前記モータへ電力を供給するバッテリの充電量が、第1の所定充電量以上である場合には、前記モータによるクランキングに適した第1の停止クランク角度とし、前記モータへ電力を供給するバッテリの充電量が、前記第1の所定充電量未満である場合には、前記スタータによるクランキングに適した第2の停止クランク角度とすることを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the hybrid electric vehicle control apparatus according to the first or second aspect, further comprising a starter that is provided in the engine and performs cranking of the engine. If the charge amount of the battery that supplies power to the motor is equal to or greater than a first predetermined charge amount, the first stop crank angle suitable for cranking by the motor is set and the power is supplied to the motor. When the charge amount of the battery to be operated is less than the first predetermined charge amount, a second stop crank angle suitable for cranking by the starter is set.
請求項4のハイブリッド電気自動車の制御装置では、請求項1から3のいずれかにおいて、前記エンジン回転停止制御手段は、前記クラッチ手段が接続状態である場合には、前記モータへ電力を供給するバッテリの充電量が、第2の所定充電量以上である場合には、前記モータの駆動トルクにより前記エンジンの始動に適した所定の停止クランク角度で前記エンジンの回転を停止させ、前記モータへ電力を供給するバッテリの充電量が、前記第2の所定充電量未満である場合には、前記モータの回生トルクにより前記エンジンの始動に適した所定の停止クランク角度で前記エンジンの回転を停止させることを特徴としている。 5. The hybrid electric vehicle control apparatus according to claim 4, wherein the engine rotation stop control means is a battery for supplying electric power to the motor when the clutch means is in a connected state. Is equal to or greater than a second predetermined charge amount, the engine torque is stopped at a predetermined stop crank angle suitable for starting the engine by the driving torque of the motor, and electric power is supplied to the motor. When the charge amount of the battery to be supplied is less than the second predetermined charge amount, the rotation of the engine is stopped at a predetermined stop crank angle suitable for starting the engine by the regenerative torque of the motor. It is a feature.
上記手段を用いる本発明の請求項1のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、エンジンとモータとの間にクラッチ手段が設けられたハイブリッド電気自動車において、エンジンの自動停止時に、クラッチが接続されている場合にはモータが発生するトルクによって、クラッチが切断されている場合にはオルタネータの発電に伴う負荷によって、エンジンの始動に適した所定の停止クランク角度でエンジンの回転を停止させる。 According to the control apparatus for a hybrid electric vehicle of the present invention using the above means, in the hybrid electric vehicle in which the clutch means is provided between the engine and the motor, the clutch is connected when the engine is automatically stopped. When the clutch is disengaged, the rotation of the engine is stopped at a predetermined stop crank angle suitable for starting the engine by the load generated by the alternator when the clutch is disengaged.
このように、クラッチが接続されている場合には、エンジンと接続されているモータのトルクを用いることで、オルタネータを用いることなく、エンジンの回転を停止させることができる。一方、クラッチが切断されている場合には、モータの質量負荷がかかることなく、オルタネータによりエンジンの回転を停止させることができる。 Thus, when the clutch is connected, the rotation of the engine can be stopped without using the alternator by using the torque of the motor connected to the engine. On the other hand, when the clutch is disengaged, the rotation of the engine can be stopped by the alternator without applying the mass load of the motor.
このように駆動源であるモータと、エンジンの駆動力を用いて発電するオルタネータとを併用することで、エンジン回転停止制御にかかる両装置の負担を分散することができる。これにより、両装置の耐久性や信頼性を向上させることができ、オルタネータの大型化も防ぐことができる。そして、エンジンの始動に適した所定の停止クランク角度でエンジンの回転を停止させることで、エンジン自動停止後に速やかな再始動を行うことができる。 Thus, by using together the motor which is a drive source, and the alternator which produces electric power using the driving force of an engine, the burden of both apparatuses concerning engine rotation stop control can be distributed. Thereby, durability and reliability of both apparatuses can be improved, and an alternator can be prevented from being enlarged. Then, by stopping the rotation of the engine at a predetermined stop crank angle suitable for starting the engine, a quick restart can be performed after the engine is automatically stopped.
請求項2のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、エンジンの自動停止時に、クラッチ手段が接続されている場合であっても、モータへと電力を供給するバッテリの充電量(以下SOC:State Of Chargeという)が、所定の上限充電量(以下SOC上限値という)より大であるときは、クラッチ手段を切断して、オルタネータによりエンジンの回転を停止させることとする。
According to the control apparatus for a hybrid electric vehicle of
つまり、バッテリのSOCが高い状態にある場合は、クラッチ手段を切断し、モータを使用せずオルタネータを用いてエンジンの回転を停止させることで、バッテリの過充電を防止することができる。これにより、より確実にモータの耐久性や信頼性を確保できる。
請求項3のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、所定の停止クランク角度を、バッテリのSOCが第1の所定充電量(以下第1の所定SOCという)以上である場合は、モータによるクランキングに適した第1の停止クランク角度とし、バッテリのSOCが第1のSOC未満である場合はスタータによるクランキングに適した第2の停止クランク角度とする。
That is, when the SOC of the battery is high, it is possible to prevent the battery from being overcharged by disengaging the clutch means and stopping the rotation of the engine using the alternator without using the motor. As a result, the durability and reliability of the motor can be ensured more reliably.
According to the hybrid electric vehicle control apparatus of the third aspect, the predetermined stop crank angle is determined by the cranking by the motor when the SOC of the battery is equal to or greater than the first predetermined charge amount (hereinafter referred to as the first predetermined SOC). If the SOC of the battery is less than the first SOC, the second stop crank angle is suitable for cranking by the starter.
これにより、バッテリのSOCが十分である場合にはモータによるエンジンの再始動を行う際のエンジンの始動性を高めることができるとともに、バッテリのSOCが比較的低い場合にはモータを使用しないスタータによるエンジンの再始動を行う際のエンジンの始動性を高めることができる。
請求項4のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、エンジンの自動停止時に、クラッチ手段が接続されている場合には、バッテリのSOCが第2の所定充電量(以下第2の所定SOCという)以上である場合にはモータの駆動トルクによりエンジンの回転を停止させ、第2の所定SOC未満である場合にはモータの回生トルクによりエンジンの回転を停止させる。
Thereby, when the SOC of the battery is sufficient, the startability of the engine when the engine is restarted by the motor can be improved, and when the SOC of the battery is relatively low, the starter does not use the motor. The startability of the engine when the engine is restarted can be improved.
According to the control apparatus for a hybrid electric vehicle of claim 4, when the clutch means is connected at the time of automatic engine stop, the SOC of the battery is the second predetermined charge amount (hereinafter referred to as the second predetermined SOC). In the case above, the rotation of the engine is stopped by the driving torque of the motor, and when it is less than the second predetermined SOC, the rotation of the engine is stopped by the regenerative torque of the motor.
つまり、バッテリのSOCが比較的高い場合には、電力を消費するモータ駆動トルクを用いてエンジンを進角側に調整することで所定の停止クランク角度でエンジンの回転を停止させる。一方、バッテリのSOCが比較的低い場合には、発電を行うモータの回生トルクを用いてエンジンを遅角側に調整することで所定の停止クランク角度でエンジンの回転を停止させる。これにより、バッテリのSOCを適正に保ちながらモータによるエンジン回転の停止を行うことができる。 That is, when the SOC of the battery is relatively high, the rotation of the engine is stopped at a predetermined stop crank angle by adjusting the engine to the advance side using the motor driving torque that consumes electric power. On the other hand, when the SOC of the battery is relatively low, the rotation of the engine is stopped at a predetermined stop crank angle by adjusting the engine to the retard side using the regenerative torque of the motor that generates power. Thereby, the engine rotation can be stopped by the motor while maintaining the SOC of the battery appropriately.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図1は本発明の一実施形態におけるハイブリッド電気自動車の制御装置の概略構成を示したブロック図であり、同図に基づき説明する。
図1に示す車両1は、駆動源としてエンジン2及びモータ4を備えるハイブリッド電気自動車である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a control apparatus for a hybrid electric vehicle according to an embodiment of the present invention, which will be described with reference to FIG.
A vehicle 1 shown in FIG. 1 is a hybrid electric vehicle including an
エンジン2は、例えばディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の一般的に自動車に用いられる内燃機関であり、ここでは特にその種類を問わない。
エンジン2とモータ4との間にはクラッチ6が設けられており、当該クラッチ6の入力軸にはエンジン2の出力軸が、当該クラッチ6の出力軸にはモータ4の回転軸がそれぞれ連結されている。
The
A
モータ4は発電も可能な例えば永久磁石式同期電動機であり、モータ4の回転軸は変速機8の入力軸と連結されている。そして、変速機8の出力軸からプロペラシャフト10、差動装置12、及び駆動軸14を介して左右の駆動輪16へと駆動力が伝達されるよう構成されている。
また、モータ4は、車両1に搭載された高電圧バッテリ18とインバータ20を介して接続されており、当該高電圧バッテリ18からの電力供給を受けて駆動トルクを発生させる。高電圧バッテリ18は例えばリチウムイオン、ニッケル水素等の二次電池であり、インバータ20が高電圧バッテリ18からの直流電力を交流電力に変換してモータ4に電力を供給する。一方、車両減速時等には、モータ4が発電機(ジェネレータ)として機能し、回生駆動する。つまり、駆動輪16から逆に伝達される駆動力によりモータ4が交流電力を発電するとともに、このときモータ4が発生する回生トルクにより駆動輪16に減速抵抗が付与される。そして、この交流電力は、インバータ20によって直流電力に変換された後、高電圧バッテリ18に充電されることで、駆動輪16の回転による運動エネルギが電気エネルギとして回収される。
The motor 4 is, for example, a permanent magnet type synchronous motor that can generate power, and the rotating shaft of the motor 4 is connected to the input shaft of the
The motor 4 is connected to a
当該構成の車両1は、クラッチ6が切断状態にあるときには、モータ4の回転軸のみが変速機8を介して駆動輪16と機械的に接続されることになる。つまり、モータ4により発生する駆動トルクのみが車両1の駆動トルクとして駆動輪16に伝達される。
一方、クラッチ6が接続状態にあるときには、エンジン2の出力軸がモータ4の回転軸を介して変速機8、駆動輪16等と機械的に接続されることとなる。つまり、このときモータ4が発生するトルクを0として、エンジン2のみを作動した場合にはエンジン2により発生する駆動トルクのみが車両1の駆動トルクとなる。また、モータ4も作動させればモータ4の駆動トルクとエンジン2の駆動トルクとの和が車両1の駆動トルクとなる。
In the vehicle 1 having such a configuration, only the rotating shaft of the motor 4 is mechanically connected to the
On the other hand, when the
車両1には、このようなエンジン2及びモータ4のトルク配分の調整等の各種制御を行うべく、エンジン2、モータ4、クラッチ6、変速機8を統合制御する統合ECU(電子コントロールユニット)30が搭載されている。
統合ECU30には、各エンジン2、モータ4、クラッチ6、変速機8それぞれの制御ユニット(図示せず)とCAN(Controller Area Network)を用いて通信可能に接続されている。
In the vehicle 1, an integrated ECU (electronic control unit) 30 that integrally controls the
The
また、エンジン2には、図示しないベルトを介してエンジン2の駆動力が伝達されて回転することで発電を行うオルタネータ32、ギヤを介してエンジン始動のためのクランキングを行うスタータ34、エンジン2のクランク角度を検出するクランク角度センサ36、オルタネータ32およびスタータ34と接続される低電圧バッテリ40等が設けられている。なお、オルタネータ32は発電した電力を低電圧バッテリ40に充電可能であり、スタータ34は低電圧バッテリ40からの電力供給によりエンジン2をクランキングするものである。
Further, the
なお、本実施形態では、オルタネータ32およびスタータ34は、低電圧バッテリ40と接続しているが、高電圧バッテリ18と接続しても良い。その場合、オルタネータ32およびスタータ34と高電圧バッテリ18との間に、電圧を昇圧及び降圧可能なDC/DCコンバータを設けて、それぞれから供給される電圧を変換する。
In the present embodiment, the
さらに車両1には、運転者により選択されているシフト位置を検出するシフト位置センサ38が設けられている。シフト位置としては、駐車時に選択するPレンジ、変速機8のギヤをニュートラルとするNレンジ、走行時に選択するDレンジ等がある。
統合ECU30はこれらオルタネータ32、スタータ34、クランク角度センサ36、及びシフト位置センサ38と、各種制御ユニットを介して又は直接的にCAN等を用いて接続されている。そして、統合ECU30は、オルタネータ32に所定の発電電流を発生するよう当該オルタネータ32による発電を制御し、低電圧バッテリ40からスタータ34へ電力を供給することでスタータ34によるクランキングを制御する。
Further, the vehicle 1 is provided with a
The
また統合ECU30は、クランク角度センサ36により検出したクランク角度情報を取得し、当該クランク角度情報に基づきエンジン回転数を算出する。
さらに統合ECU30は、シフト位置センサ38により検出したシフト位置情報、クラッチ6からクラッチ6の断接情報、及び高電圧バッテリ18のSOC(充電量)情報等を取得し、当該シフト位置及び車両1の運転状態に応じてクラッチ6の断接、エンジン2及びモータ4のトルク配分、変速機8の変速段の選択等を行う。
Further, the
Further, the
そして、本実施形態における統合ECU30は、所定のエンジン自動停止条件を満たした際には、エンジン2への燃料供給を停止する、いわゆるエンジン自動停止制御(アイドルストップ)を行う(エンジン燃料供給停止制御手段)。さらに当該統合ECU30は、エンジン2の自動停止後に所定のエンジン自動始動条件を満たした際には、エンジン2をクランキングさせて燃料供給を再開することで当該エンジン2を再始動させる、いわゆるエンジン自動始動制御(オートスタート)を行う。このように統合ECU30は、いわゆるエンジン自動停止再始動(アイドルストップ・オートスタート)制御を行うものである。
Then, the integrated
ここで、所定のエンジン自動停止条件とは、例えば、車速が略0であり、ブレーキペダルが踏み込まれており、且つアクセルペダルの踏み込まれていない状態である。所定のエンジン自動始動条件は、上記エンジン自動停止条件が満たされなくなった状態、即ちブレーキペダルの踏み込みが解除、又はアクセルペダルが踏み込まれた場合である。 Here, the predetermined engine automatic stop condition is, for example, a state in which the vehicle speed is substantially 0, the brake pedal is depressed, and the accelerator pedal is not depressed. The predetermined engine automatic start condition is a state where the engine automatic stop condition is not satisfied, that is, when the brake pedal is released or the accelerator pedal is depressed.
また、車両1では、エンジン2のクランキングにはクラッチ6が切断状態にある場合にはスタータ34を用い、クラッチ6が接続状態にある場合にはスタータ34又はモータ4を用いることが可能である。
さらに、統合ECU30は、エンジン自動停止制御において、エンジン2の始動に適した所定の停止クランク角度でエンジン2の回転を停止させるエンジン回転停止制御も行う(エンジン回転停止制御手段)。
In the vehicle 1, it is possible to use the
Further, in the engine automatic stop control, the
詳しくは、当該統合ECU30が行うエンジン自動停止制御について以下説明する。
図2を参照すると、当該統合ECU30が実行するエンジン自動停止制御ルーチンを示すフローチャートが示されており、以下同フローチャートに沿って説明する。
Specifically, the engine automatic stop control performed by the integrated
Referring to FIG. 2, there is shown a flowchart showing an engine automatic stop control routine executed by the integrated
まず、ステップS1として、統合ECU30は、上述したエンジン自動停止条件が成立しているか否かを判別する。当該判別結果が偽(No)である場合は、当該ルーチンをリターンする。一方、当該判別結果が真(Yes)である場合は、エンジン自動停止制御を行うべく、次のステップS2に進む。
ステップS2として、統合ECU30は、シフト位置センサ38により検出されるシフト位置が非走行レンジであるPレンジ又はNレンジであるか否かを判別する。当該判別結果が偽(No)である場合、即ちシフト位置が例えばDレンジ等の走行レンジである場合は、ステップS3に進む。
First, as step S1, the
As step S2, the
ステップS3において、統合ECU30は、走行レンジでの停車時に、エンジン2の駆動力が駆動輪16に伝達されるのを防ぐべく、クラッチ6を切断するよう制御する。このとき、クラッチ6が既に切断されている場合には、当該切断状態を維持する。
続くステップS4において、当該ECU30は、エンジン自動停止条件が成立してから所定時間経過したか否かを判別する。当該判別結果が偽(No)である場合は、当該ステップS4の判別を繰り返す。なお、図示しないがこの間にエンジン自動停止条件が成立しなくなった場合には、当該ルーチンをリターンするものとする。一方、当該判別結果が真(Yes)となった場合は、ステップS5に進む。
In step S <b> 3, the
In subsequent step S4, the
ステップS5において、統合ECU30は、エンジン2への燃料供給を停止する。
そして、ステップS6において、統合ECU30は、後述するオルタネータ32を用いてのエンジン回転停止制御を実行し、当該ルーチンを終了する。
一方、上記ステップS2の判別結果が真(Yes)である場合、即ちシフト位置が非走行レンジにある場合には、ステップS7に進む。
In step S <b> 5, the
In step S6, the
On the other hand, if the determination result in step S2 is true (Yes), that is, if the shift position is in the non-traveling range, the process proceeds to step S7.
ステップS7において、統合ECU30は、シフト位置が非走行レンジでありエンジン2の駆動力が変速機8から駆動輪へと伝達されることはないため、クラッチ6を接続するよう制御する。このとき、クラッチ6が既に接続されている場合には、当該接続状態を維持する。
続くステップS8において、統合ECU30は、上記ステップS4と同様にエンジン自動停止条件が成立してから所定時間経過したか否かを判別する。当該判別結果が偽(No)である場合は、当該ステップS8の判別を繰り返し、当該判別結果が真(Yes)である場合は、ステップS9に進む。
In step S7, the
In the following step S8, the
ステップS9において、統合ECU30は高電圧バッテリ18からSOC情報を取得し、取得したSOC情報が予め定めた所定のSOC上限値(所定の上限充電量)未満であるか否かを判別する。当該所定のSOC上限値は、高電圧バッテリ18の過充電を防ぐための閾値として設定されるものである。
当該判別結果が偽(No)である場合、即ちSOCが所定のSOC上限値以上である場合には、ステップS10に進む。ステップS10において、統合ECU30は、クラッチ6を切断し、上記ステップS5に進みエンジン2への燃料供給停止後、ステップS6においてオルタネータ32を用いてのエンジン回転停止制御を実行し、当該ルーチンを終了する。
In step S9, the
If the determination result is false (No), that is, if the SOC is greater than or equal to a predetermined SOC upper limit value, the process proceeds to step S10. In step S10, the
一方、上記ステップS9の判別結果が真(Yes)である場合、即ちSOCが所定のSOC上限値未満である場合は、ステップS11に進む。
ステップS11において、統合ECU30は、上記ステップS5と同様に、エンジン2への燃料供給を停止する。
そして、ステップS12において、統合ECU30は、後述するモータ4を用いてのエンジン回転停止制御を実行し、当該ルーチンを終了する。
On the other hand, if the determination result in step S9 is true (Yes), that is, if the SOC is less than the predetermined SOC upper limit value, the process proceeds to step S11.
In step S11, the
In step S12, the
ここで、上記ステップS6及びステップS12におけるエンジン回転停止制御について詳しく説明する。
図3を参照すると、統合ECU30が行うエンジン回転停止制御ルーチンを示すフローチャートが示されており、以下同フローチャートに基づき説明する。なお、ステップS6のオルタネータ32を用いてのエンジン回転停止制御及びステップS12のモータ4を用いてのエンジン回転停止制御はいずれも制御の流れは同じであり、いずれも図3のフローチャートに基づき説明する。
Here, the engine rotation stop control in step S6 and step S12 will be described in detail.
Referring to FIG. 3, there is shown a flowchart showing an engine rotation stop control routine performed by the integrated
まず、ステップS20として、統合ECU30は、クランク角度センサ36により検出されるクランク角度情報を取得する。
ステップS21では、統合ECU30は、クランク角度情報に基づきエンジン回転数を算出し、当該エンジン回転数が所定の回転数未満であるか否かを判別する。当該所定の回転数は、例えばオルタネータ32の発電負荷又はモータ4の回生トルクにより、エンジン回転を速やかに停止させることができる程度の回転数(例えば10〜20rpm)に設定される。当該判別結果が偽(No)である場合は、ステップS20に戻り、再度クランク角度情報を取得してステップS21の判別を繰り返す。一方、当該判別結果が真(Yes)である場合は、次のステップS22に進む。
First, as step S <b> 20, the
In step S21, the
ステップS22において、統合ECU30は、始動に適した所定の停止クランク角度でエンジン回転を停止させる。
ここで、エンジン回転を停止させる手段として、上記ステップS6におけるエンジン回転停止制御の場合はオルタネータ32の発電に伴う負荷により、上記ステップS12におけるエンジン回転停止制御の場合はモータ4の回生トルクにより、それぞれエンジン2の回転を止める方向(遅角側)に力を与えることで所定の停止クランク角度でエンジン2の回転を停止させる。
In step S22, the
Here, as means for stopping the engine rotation, in the case of the engine rotation stop control in the step S6, due to the load accompanying the power generation of the
より詳しくは、統合ECU30は、オルタネータ32を用いる場合には、当該オルタネータ32に発電を指示し、オルタネータ32が指示に応じた発電を行うことでエンジン2に負荷をかけて、予め定めた停止クランク角度でエンジン2の回転を停止させる。一方、統合ECU30は、モータ4を用いる場合には、モータ4に回生トルクを発生させるよう指示し、モータ4が指示に応じた回生トルクを発生させることでエンジン2に負荷をかけて、予め定めた停止クランク角度でエンジン2の回転を停止させる。
More specifically, in the case where the
また、当該所定の停止クランク角度としては、例えば、エンジン2のいずれかの気筒において、スタータ34によるクランキングに要する負荷が最小となるピストン位置に対応したクランク角度に設定する。具体的には、スタータ34によるクランキングに適した停止クランク角度として、吸気行程後期又は圧縮行程初期にある気筒においてピストン位置が下死点近傍となるクランク角度を停止クランク角度とするのが好ましい。
The predetermined stop crank angle is set to a crank angle corresponding to a piston position at which the load required for cranking by the
統合ECU30は、当該ステップS22において、エンジン2の回転を停止させた後、当該制御ルーチンを終了する。
以上のように、統合ECU30はクラッチ6が接続されている場合には、エンジン2と接続されているモータ4のトルクを用いることで、オルタネータ32を用いることなく、エンジン2の回転を停止させることができる。一方、クラッチ6が切断されている場合には、モータ4の質量負荷がかかることなく、オルタネータ32によりエンジンの回転を停止させることができる。
In step S22, the
As described above, the
このように駆動源であるモータ4と、エンジン2の駆動力を用いて発電するオルタネータ32とを併用することで、エンジン回転停止制御にかかる両装置の負担を分散することができる。これにより、両装置の耐久性や信頼性を向上させることができ、オルタネータ32の大型化も防ぐことができる。そして、エンジン2の始動に適した所定の停止クランク角度でエンジン2の回転を停止させることで、エンジン自動停止後に速やかな再始動を行うことができる。
Thus, by using together the motor 4 which is a drive source, and the
さらに、高電圧バッテリ18のSOCが所定のSOC上限値より高い状態にある場合には、モータ4を使用せずオルタネータ32を用いてエンジン2の回転を停止させることで、高電圧バッテリ18の過充電を防止することができる。これにより、より確実にモータ4の耐久性や信頼性を確保できる。
以上で本発明に係るハイブリッド電気自動車の制御装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
Further, when the SOC of the
Although the description of the embodiment of the control apparatus for a hybrid electric vehicle according to the present invention is finished above, the embodiment is not limited to the above embodiment.
上記実施形態では、所定の停止クランク角度としてスタータ34によるクランキングに適したクランク角度としているが、当該所定の停止クランク角度はこれに限られるものではない。例えば、車両1がモータ4によりエンジン2の始動を行うことが可能である場合には、所定の停止クランク角度として、モータ4を用いたクランキングに適した停止クランク角度としてもよい。具体的には、圧縮行程にある気筒においてピストン位置が下死点から上死点までの中間位置となるクランク角度とするのが好ましい。
In the above embodiment, the predetermined stop crank angle is a crank angle suitable for cranking by the
さらに、モータ4及びスタータ34のいずれによってもエンジン2を始動させることが可能な上記車両1のような構成である場合には、高電圧バッテリ18のSOCに応じて所定の停止クランク角度を切り換えても構わない。
具体的には、図4を参照すると統合ECU30が実行するエンジン回転停止制御ルーチンの変形例を示すフローチャートが示されており、同図に基づき、エンジン回転停止制御の変形例について説明する。なお、当該変形例において、上記図2で示したエンジン自動停止制御ルーチンは上記実施形態と同様であるものとして説明は省略する。
Further, in the case of the configuration of the vehicle 1 in which the
Specifically, referring to FIG. 4, there is shown a flowchart showing a modified example of the engine rotation stop control routine executed by the integrated
図4のステップS30、S31は上記実施形態における図3のステップS20、S21と同様であり、統合ECU30はクランク角度情報を取得し、エンジン回転数が所定の回転数より小となるまで当該ステップS30、S31を繰り返す。そして、当該判別結果が真(Yes)となった場合にはステップS32に進む。
Steps S30 and S31 in FIG. 4 are the same as steps S20 and S21 in FIG. 3 in the above-described embodiment, and the
ステップS32において、統合ECU30は高電圧バッテリ18のSOCが予め定められた第1の所定SOC以上であるか否かを判別する。当該第1の所定SOCはモータ4によるクランキングにより安定的にエンジン2の始動を行うことができる閾値として設定される。当該判別結果が真(Yes)である場合は、ステップS33に進む。
In step S32, the
ステップS33において、統合ECU30はモータ4によるクランキングに適した第1の停止クランク角度でエンジン2の回転を停止させ、当該ルーチンを終了する。当該第1の停止クランク角度は、例えば上述した圧縮行程にある気筒においてピストン位置が下死点から上死点までの中間位置となるクランク角度とするのが好ましい。
In step S33, the
一方、上記ステップS32の判別結果が偽(No)である場合、即ちSOCが第1の所定SOC未満である場合は、ステップS34に進む。
ステップS34において、統合ECU30はスタータ34によるクランキングに適した第2の停止クランク角度でエンジン2の回転を停止させ、当該ルーチンを終了させる。当該第2の停止クランク角度は、例えば上記実施形態の所定の停止クランク角度と同様、吸気行程後期又は圧縮行程初期にある気筒においてピストン位置が下死点近傍となるクランク角度とするのが好ましい。
On the other hand, if the determination result in step S32 is false (No), that is, if the SOC is less than the first predetermined SOC, the process proceeds to step S34.
In step S34, the
なお、ステップS33、S34におけるエンジン回転を停止させる手段は、上記実施形態と同様に、図2のステップS6におけるエンジン回転停止制御の場合はオルタネータ32の発電に伴う負荷により、ステップS12におけるエンジン回転停止制御の場合はモータ4の回生トルクにより、エンジン2の回転を止める方向に力を与えることで所定の停止クランク角度でエンジン2の回転を停止させる。
Note that, in the case of the engine rotation stop control in step S6 of FIG. 2, the means for stopping the engine rotation in steps S33 and S34 is the engine rotation stop in step S12 due to the load accompanying the power generation of the
このように、当該変形例におけるエンジン回転停止制御では、所定の停止クランク角度を高電圧バッテリ18のSOCに応じて、モータ始動に適した第1の停止クランク角度とスタータ始動に適した第2の停止クランク角度とを使い分けるものとする。
これにより、高電圧バッテリ18のSOCが十分にある場合にはモータ4による始動を行う際のエンジン2の始動性を高めることができるとともに、高電圧バッテリ18のSOCが比較的低い場合にはモータ4を使用しないスタータ34によるエンジン2の始動性を高めることができる。
As described above, in the engine rotation stop control in the modification, the predetermined stop crank angle is set to the first stop crank angle suitable for motor start according to the SOC of the
Thereby, when the SOC of the
また、上記実施形態では、所定のSOC上限値を設定し、SOCが当該SOC上限値以上である場合には、クラッチ6を切断し、オルタネータ32を用いてのエンジン回転停止制御に切り換えているが、エンジン回転を停止させる手段の使い分けはこれに限られるものではない。例えば、モータ4を用いてエンジン2の回転を停止させる場合に、SOCに応じてモータ4の駆動トルクと回生トルクとを切り換えるものとしても構わない。
In the above embodiment, a predetermined SOC upper limit value is set, and when the SOC is equal to or higher than the SOC upper limit value, the
具体的には、図5を参照すると、統合ECU30が実行するエンジン自動停止制御ルーチンの変形例を示すフローチャートが示されており、同図に基づきエンジン自動停止制御の変形例について説明する。
図5のステップS40、S41は、上記実施形態における図2のステップS1、2と同様であり、エンジン自動停止条件が成立して、走行レンジが走行レンジである場合には、ステップS42に進む。ステップS42は、上記実施形態における図2のステップS3〜S6と同様の制御を行うものとし、詳しい説明は省略する。
Specifically, referring to FIG. 5, there is shown a flowchart showing a modified example of the engine automatic stop control routine executed by the integrated
Steps S40 and S41 in FIG. 5 are the same as steps S1 and S2 in FIG. 2 in the above embodiment. If the engine automatic stop condition is satisfied and the travel range is the travel range, the process proceeds to step S42. In step S42, control similar to that in steps S3 to S6 in FIG. 2 in the above embodiment is performed, and detailed description thereof is omitted.
一方、ステップS41における判別結果が真(Yes)である場合は、ステップS43に進む。
ステップS43〜S45は、上記実施形態における図2のステップS7、S8、S11と同様であり、統合ECU30はクラッチ6を接続させ(S43)、所定時間が経過した後に(S44)、エンジン2への燃料供給を停止する(S44)。
On the other hand, if the determination result in step S41 is true (Yes), the process proceeds to step S43.
Steps S43 to S45 are the same as steps S7, S8, and S11 of FIG. 2 in the above embodiment, and the
そして、ステップS46において、統合ECU30は、高電圧バッテリ18のSOCが予め定められた第2の所定SOC未満であるか否かを判別する。当該第2の所定SOCは、高電圧バッテリ18の過充電を防ぐための閾値であり、例えば上記実施形態の所定のSOC上限値に設定しても構わない。
当該判別結果が真(Yes)である場合、即ちSOCが第2の所定SOC未満であり、比較的SOCが低い場合には、ステップS47に進む。
In step S46, the
If the determination result is true (Yes), that is, if the SOC is less than the second predetermined SOC and the SOC is relatively low, the process proceeds to step S47.
ステップS47では、モータ4の回生トルクを用いてのエンジン回転停止制御を実行し、当該ルーチンを終了する。つまり、当該ステップS47では、モータ4の回生トルクによりエンジン2の回転を止める方向(遅角側)に力を与えることで所定の停止クランク角度でエンジン2の回転を停止させる。
一方、上記ステップS46の判別結果が偽(No)である場合、即ちSOCが第2の所定SOC以上であり、比較的SOCが高い場合には、ステップS48に進む。
In step S47, the engine rotation stop control using the regenerative torque of the motor 4 is executed, and the routine ends. That is, in step S47, the rotation of the
On the other hand, if the determination result in step S46 is false (No), that is, if the SOC is equal to or higher than the second predetermined SOC and the SOC is relatively high, the process proceeds to step S48.
ステップS48では、モータ4の駆動トルクを用いてのエンジン回転停止制御を実行し、当該ルーチンを終了する。つまり、当該ステップS47では、モータ4の駆動トルクによりエンジン2の回転を促す方向(進角側)に力を与えることで所定の停止クランク角度でエンジン2の回転を停止させる。
具体的なエンジン回転停止制御については、上記実施形態において図3に示した制御、又は変形例として図4に示した制御のいずれかの制御を行うものとする。
In step S48, engine rotation stop control using the drive torque of the motor 4 is executed, and the routine is terminated. That is, in step S47, the rotation of the
As for the specific engine rotation stop control, either the control shown in FIG. 3 in the above embodiment or the control shown in FIG. 4 as a modified example is performed.
このように、当該変形例におけるエンジン自動停止制御では、高電圧バッテリ18のSOCが比較的高い場合には、電力を消費するモータ4の駆動トルクを用いてエンジン2を進角側に調整することで所定の停止クランク角度でエンジン2の回転を停止させる。一方、バッテリのSOCが比較的低い場合には、発電を行うモータ4の回生トルクを用いてエンジン2を遅角側に調整することで所定の停止クランク角度でエンジン2の回転を停止させる。これにより、バッテリのSOCを適正に保ちながらモータ4によるエンジン回転の停止を行うことができる。
Thus, in the engine automatic stop control in the modification, when the SOC of the
さらに、上記実施形態においてはモータ4又はオルタネータ32を用いて所定の停止クランク角度でエンジン2の回転を停止させているが、エンジン2を所定の停止クランク角度で停止させる手段はこれに限られるものではなく、エンジン回転を調整できるものであればよい。例えば、オルタネータ32に代えてスタータ34を用いてよく、スタータ34によりエンジン2に負荷をかけたり、スタータ34に電力を供給してクランキングすることで所定の停止クランク角度まで進角させても構わない。
Further, in the above embodiment, the rotation of the
1 車両
2 エンジン
4 モータ
6 クラッチ(クラッチ手段)
30 統合ECU(エンジン燃料供給停止制御手段、エンジン回転停止制御手段)
32 オルタネータ
34 スタータ
36 クランク角度センサ
38 シフト位置センサ
1
30 integrated ECU (engine fuel supply stop control means, engine rotation stop control means)
32
Claims (4)
前記エンジンの駆動力を用いて発電を行うオルタネータと、
前記エンジン及び前記モータとの間に設けられ、当該エンジンから当該モータを介して駆動輪へと伝達される当該エンジンの駆動力の接続及び切断を行うクラッチ手段と、
所定のエンジン自動停止条件を満たした際に前記エンジンへの燃料供給を停止するエンジン燃料供給停止制御手段と、
前記所定のエンジン自動停止条件を満たしたときに、
前記クラッチ手段が接続状態にある場合には、前記モータが発生するトルクにより前記エンジンの始動に適した所定の停止クランク角度で前記エンジンの回転を停止させ、
前記クラッチ手段が切断状態である場合には、前記オルタネータの発電に伴う負荷より前記エンジンの始動に適した所定の停止クランク角度で前記エンジンの回転を停止させるエンジン回転停止制御手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド電気自動車の制御装置。 A control device for a hybrid electric vehicle capable of selecting an engine and a motor as a drive source,
An alternator that generates electric power using the driving force of the engine;
Clutch means provided between the engine and the motor, for connecting and disconnecting the driving force of the engine transmitted from the engine to the driving wheels via the motor;
Engine fuel supply stop control means for stopping fuel supply to the engine when a predetermined engine automatic stop condition is satisfied;
When the predetermined engine automatic stop condition is satisfied,
When the clutch means is in the connected state, the rotation of the engine is stopped at a predetermined stop crank angle suitable for starting the engine by the torque generated by the motor,
When the clutch means is in a disengaged state, engine rotation stop control means for stopping the rotation of the engine at a predetermined stop crank angle suitable for starting the engine from a load accompanying power generation of the alternator;
A control apparatus for a hybrid electric vehicle, comprising:
前記クラッチが接続状態にあり、前記モータへ電力を供給するバッテリの充電量が所定の上限充電量以上であるときは、前記クラッチ手段を切断状態として、前記オルタネータの発電に伴う負荷により前記エンジンの始動に適した所定の停止クランク角度で前記エンジンの回転を停止させることを特徴とする請求項1記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。 The engine rotation stop control means includes
When the clutch is in the connected state and the charge amount of the battery that supplies power to the motor is equal to or greater than a predetermined upper limit charge amount, the clutch means is disengaged, and the load of the engine due to the power generation of the alternator is set. 2. The control apparatus for a hybrid electric vehicle according to claim 1, wherein the rotation of the engine is stopped at a predetermined stop crank angle suitable for starting.
前記エンジン回転停止制御手段は、前記所定の停止クランク角度を、
前記モータへ電力を供給するバッテリの充電量が、第1の所定充電量以上である場合には、前記モータによるクランキングに適した第1の停止クランク角度とし、
前記モータへ電力を供給するバッテリの充電量が、前記第1の所定充電量未満である場合には、前記スタータによるクランキングに適した第2の停止クランク角度とすることを特徴とする請求項1又は2記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。 A starter provided in the engine for cranking the engine;
The engine rotation stop control means determines the predetermined stop crank angle as follows:
When the charge amount of the battery that supplies power to the motor is equal to or greater than a first predetermined charge amount, the first stop crank angle suitable for cranking by the motor is set,
2. The second stop crank angle suitable for cranking by the starter is set when a charge amount of a battery for supplying electric power to the motor is less than the first predetermined charge amount. 3. A control apparatus for a hybrid electric vehicle according to 1 or 2.
前記モータへ電力を供給するバッテリの充電量が、第2の所定充電量以上である場合には、前記モータの駆動トルクにより前記エンジンの始動に適した所定の停止クランク角度で前記エンジンの回転を停止させ、
前記モータへ電力を供給するバッテリの充電量が、前記第2の所定充電量未満である場合には、前記モータの回生トルクにより前記エンジンの始動に適した所定の停止クランク角度で前記エンジンの回転を停止させることを特徴とする請求項1から3のいずれか記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。 The engine rotation stop control means, when the clutch means is in a connected state,
When the charge amount of the battery that supplies power to the motor is equal to or greater than a second predetermined charge amount, the engine is rotated at a predetermined stop crank angle suitable for starting the engine by the driving torque of the motor. Stop,
When the charge amount of the battery that supplies power to the motor is less than the second predetermined charge amount, the rotation of the engine is performed at a predetermined stop crank angle suitable for starting the engine by the regenerative torque of the motor. The hybrid electric vehicle control device according to claim 1, wherein the control device is stopped.
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