JP6129369B1 - Engine start control device and engine start control method - Google Patents
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Abstract
【課題】車両の惰性走行状態からエンジンを再始動させるために好適なエンジン始動制御装置を得る。【解決手段】噛み合い機構による第1伝達機構でエンジンにトルク伝達するスタータ(2)と、エンジン軸に繋がれた第2伝達機構でエンジンにトルク伝達するモータジェネレータ(4)と、車両運動状態センサ(20)と、車両運動状態センサによる検出情報に基づいて、スタータまたはモータジェネレータによる単独始動を行うか、スタータおよびモータジェネレータによる併用始動を行うかを判断する始動切換器(100)とを備える。【選択図】図1An engine start control device suitable for restarting an engine from a coasting state of a vehicle is obtained. A starter (2) for transmitting torque to an engine by a first transmission mechanism by a meshing mechanism, a motor generator (4) for transmitting torque to an engine by a second transmission mechanism connected to an engine shaft, and a vehicle motion state sensor (20) and a start switching device (100) for determining whether to perform a single start by the starter or the motor generator or a combined start by the starter and the motor generator based on detection information from the vehicle motion state sensor. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、スタータと、発電機能とエンジン始動時のモータ機能(すなわち、発電と電動の両機能)を備えたモータジェネレータとを搭載した車両のエンジン始動制御に関し、スタータとモータジェネレータとを最適な始動切換で、かつ、最適な始動タイミングで、スタータ単独始動、モータジェネレータ単独始動、スタータとモータジェネレータの併用始動を行うエンジン始動制御装置およびエンジン始動制御方法に関する。 The present invention relates to an engine start control of a vehicle equipped with a starter and a motor generator having a power generation function and a motor function at the time of engine start (that is, both power generation and electric functions). The present invention relates to an engine start control device and an engine start control method which perform starter single start, motor generator single start, combined start of a starter and a motor generator, at start switching and at an optimal start timing.
発電と電動の両機能を備えたモータジェネレータと、エンジン始動時にエンジンのクランキングを行うスタータとが搭載され、アイドリングストップ中にエンジンを再始動させる従来技術がある(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
There is a conventional technique in which a motor generator having both power generation and electric functions and a starter for cranking the engine when the engine is started are mounted, and the engine is restarted while idling is stopped (for example,
具体的には、特許文献1、2に開示された従来技術では、アイドリングストップ中にエンジンを再始動させる際に、ドライバからの発進要求がある場合とない場合とで、モータジェネレータとスタータを使い分けている。
Specifically, in the prior art disclosed in
特許文献1は、所定の再始動条件成立時に、自動停止中のエンジンを再始動させる車両搭載エンジンの始動装置に関するものである。そして、特許文献1は、エンジン始動源として、クランクシャフトの回転に対するモータ出力軸の回転が相対的に多い低速型始動モータと、クランクシャフトの回転に対するモータ出力軸の回転が相対的に少ない高速型始動モータとを備えている。
さらに、特許文献1は、エンジン再始動時に、運転者の発進要求がある場合には、低速型始動モータと高速型始動モータとを駆動して、エンジンを再始動させ、運転者の発進要求がない場合には、高速型始動モータのみを駆動してエンジンを再始動させる再始動制御手段を備えることを特徴としている。
Further, in
この特許文献1に係る発明によれば、自動停止中のエンジンを再始動させる際に、運転者による発進要求がある場合には、低速型と高速型の2つの始動モータを駆動するので、エンジンを迅速に始動させることができる。
According to the invention according to
さらに、この特許文献1に係る発明によれば、運転者の発進要求がない場合には、高速型の始動モータのみを駆動するので、始動モータの回転数が相対的に少なくなり、始動時の静粛性が確保される。これらの点で、特許文献1に係る車両搭載エンジンの始動装置によれば、始動効率と商品性とに優れたものになると記載されている。
Furthermore, according to the invention according to
なお、特許文献1における低速型始動スタータは、スタータ側のピニオンギアとエンジン側のリングギアとを噛み合わせてトルク伝達する、いわゆる、ギア式スタータである。また、特許文献1における高速型始動モータは、電動機能と発電機能を備え、モータ出力軸とエンジン側をベルトでトルク伝達する、いわゆる、ベルト式モータジェネレータである。
Note that the low-speed starter in
一方、特許文献2は、メインスタータとメインスタータを補助するアシストスタータとを備えるエンジンの始動装置に関するものである。メインスタータは、少なくともエンジン始動に必要な回転数までエンジン出力軸を回転させる働きをする。一方、アシストスタータは、エンジン出力軸の回転開始当初、または必要回転数よりも低い低回転数域のみで、実質的に機能し、メインスタータを補助する働きをする。
On the other hand,
この特許文献2に係る発明によれば、ベルト式スタータのように、高減速比と小型化の両立が困難なスタータでエンジン始動を主に行う場合に、その始動性を確保しつつ、全体的な小型化、静粛性、信頼性等を確保できると記載されている。
According to the invention according to
なお、特許文献2におけるメインスタータは、モータ出力軸とエンジン側をベルトでトルク伝達する、いわゆる、ベルト式スタータである。また、特許文献2におけるアシストスタータは、いわゆる、ギア式スタータである。
The main starter in
しかしながら、従来技術には次のような課題がある。
特許文献1は、並列始動が、運転者の発進要求に基づく車速零のアイドリングストップ状態からのエンジン再始動シーンにのみ限定されている。このため、例えば、所定の車速でエンジンを停止した車両の、惰性走行状態からの加速時および減速時など、想定される走行シーンでの最適な始動切換や始動タイミングに関する記述がない。従って、特許文献1は、アイドリングストップ状態以外の走行シーンには対応できないという課題があった。
However, the prior art has the following problems.
In
なお、「惰性走行状態」は、文献によっては、コースティングやセーリングと呼ばれており、以降では、コースティングと称して説明する。 The “inertial running state” is called coasting or sailing depending on the literature, and will be described as coasting hereinafter.
一方、特許文献2は、メインスタータ、すなわち、ベルト式スタータが主にエンジン始動を担う。さらに、特許文献2は、始動トルク不足に陥る可能性がある、例えば、低温環境下では、メインスタータの補助としてアシストスタータ、すなわち、ギア式スタータを作動させている。この結果、特許文献2によれば、始動性が担保されると記載されている。しかしながら、特許文献2において、始動性が担保されるのは、エンジンを初めて始動させる初期始動のシーンに限定される。
On the other hand, in
なお、特許文献2内では、アイドルストップからの再始動にも好適であるとの記載もある。しかしながら、初期始動の範囲以上における始動に関しては、特許文献2には、記載がない。従って、特許文献2は、特許文献1と同様に、初期始動以外での走行シーンには対応できないという課題があった。
In
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、車両走行中にエンジン停止条件が成立したときに、エンジンを自動停止させるアイドリングストップを実施する車両に搭載され、車両走行中にエンジン停止条件が成立したときの惰性走行状態から、エンジンを再始動させるために好適なエンジン始動制御装置およびエンジン始動制御方法を得ることを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is mounted on a vehicle that performs an idling stop that automatically stops the engine when an engine stop condition is satisfied while the vehicle is running. It is an object of the present invention to obtain an engine start control device and an engine start control method suitable for restarting an engine from an inertia running state when an engine stop condition is satisfied during traveling.
本発明に係るエンジン始動制御装置は、車両走行中にエンジン停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させるアイドリングストップを実施する車両に適用されるエンジン始動制御装置であって、噛み合い機構による第1伝達機構でエンジンにトルク伝達するスタータと、エンジン軸に繋がれた第2伝達機構でエンジンにトルク伝達するモータジェネレータと、車両の運動状態を検出する車両運動状態センサと、エンジン軸の回転角を検出するエンジン回転角センサと、エンジンを始動するに当たって、車両運動状態センサによる検出情報、または車両運動状態センサおよびエンジン回転角センサの両方の検出情報に基づいて、スタータによる単独始動、モータジェネレータによる単独始動、スタータおよびモータジェネレータによる併用始動、のいずれを行うか判断し、判断結果に基づいてスタータ駆動指令およびモータジェネレータ駆動指令を出力する始動切換器と、
始動切換器の後段に配置され、車両運動状態センサの検出情報およびエンジン回転角センサの検出情報の少なくともいずれか1つに基づいて、始動切換器から出力されたスタータ駆動指令およびモータジェネレータ駆動指令に対して時間遅れを持たせ、スタータおよびモータジェネレータの始動タイミングを調整する始動タイミング調整器とを備えるものである。
An engine start control device according to the present invention is an engine start control device that is applied to a vehicle that performs an idling stop that automatically stops the engine when an engine stop condition is satisfied while the vehicle is running. A starter that transmits torque to the engine with a transmission mechanism, a motor generator that transmits torque to the engine with a second transmission mechanism connected to the engine shaft, a vehicle motion state sensor that detects the motion state of the vehicle, and a rotation angle of the engine shaft The engine rotation angle sensor to be detected, and the start of the engine, based on the detection information by the vehicle motion state sensor or the detection information of both the vehicle motion state sensor and the engine rotation angle sensor , the starter alone, the motor generator alone Combined with starter, starter and motor generator Starting, it is determined one or performed in, a starting switcher for outputting the starter driving command and the motor generator drive command based on the determination result,
A starter drive command and a motor generator drive command output from the start switch based on at least one of the detection information of the vehicle motion state sensor and the detection information of the engine rotation angle sensor, which is arranged after the start switch. A start timing adjuster that adjusts the start timing of the starter and the motor generator is provided with a time delay .
また、本発明に係るエンジン始動制御方法は、車両走行中にエンジン停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させるアイドリングストップを実施する車両に適用されるエンジン始動制御装置に搭載されたコントローラにより実行させるエンジン始動制御方法であって、コントローラは、車両の運動状態を、車両運動状態センサを介して取得する第1ステップと、噛み合い機構による第1伝達機構でエンジンにトルク伝達するスタータと、エンジン軸に繋がれた第2伝達機構でエンジンにトルク伝達するモータジェネレータとを用いて、エンジンを始動制御するに当たって、車両運動状態センサによる検出情報、または車両運動状態センサおよびエンジン回転角センサの両方の検出情報に基づいて、スタータによる単独始動、モータジェネレータによる単独始動、スタータおよびモータジェネレータによる併用始動、のいずれを行うかを判断する第2ステップと、第2ステップによる判断結果に応じて、スタータを起動するためのスタータ駆動指令、およびモータジェネレータを起動させるためのモータジェネレータ駆動指令を出力する第3ステップと、車両運動状態センサの検出情報およびエンジン回転角センサの検出情報の少なくともいずれか1つに基づいて、第3ステップにより出力されたスタータ駆動指令およびモータジェネレータ駆動指令に対して時間遅れを持たせ、スタータおよびモータジェネレータの始動タイミングを調整する第4ステップとを有するものである。 The engine start control method according to the present invention is executed by a controller mounted on an engine start control device applied to a vehicle that performs an idling stop that automatically stops the engine when an engine stop condition is satisfied while the vehicle is running. The engine start control method includes: a first step of acquiring a vehicle motion state via a vehicle motion state sensor; a starter for transmitting torque to the engine by a first transmission mechanism by a meshing mechanism; and an engine shaft When the engine is controlled to start using the motor generator that transmits torque to the engine with the second transmission mechanism connected to the vehicle, detection information by the vehicle motion state sensor or detection of both the vehicle motion state sensor and the engine rotation angle sensor based on the information, alone started by the starter, Motaje A second step for determining whether to perform a single start by a generator or a combined start by a starter and a motor generator, a starter drive command for starting the starter according to the determination result in the second step, and a motor generator Starter drive output by the third step based on at least one of the third step of outputting a motor generator drive command for activation and detection information of the vehicle motion state sensor and detection information of the engine rotation angle sensor And a fourth step of adjusting the start timing of the starter and the motor generator by giving a time delay to the command and the motor generator drive command .
本発明によれば、エンジンを始動するに当たって、車両運動状態センサによる検出情報に基づいて、スタータまたはモータジェネレータによる単独始動を行うか、スタータおよびモータジェネレータによる併用始動を行うかを判断することができる構成を備えている。この結果、車両走行中にエンジン停止条件が成立したときに、エンジンを自動停止させるアイドリングストップを実施する車両に搭載され、車両走行中にエンジン停止条件が成立したときの惰性走行状態から、エンジンを再始動させるために好適なエンジン始動制御装置およびエンジン始動制御方法を得ることができる。 According to the present invention, when starting the engine, it is possible to determine whether to start independently by the starter or the motor generator or to start combination by the starter and the motor generator based on the detection information from the vehicle motion state sensor. It has a configuration. As a result, the engine is installed in a vehicle that performs idling stop that automatically stops the engine when the engine stop condition is satisfied while the vehicle is running, and the engine is released from the inertial running state when the engine stop condition is satisfied while the vehicle is traveling. An engine start control device and an engine start control method suitable for restarting can be obtained.
以下、本発明のエンジン始動制御装置およびエンジン始動制御方法の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of an engine start control device and an engine start control method of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における、エンジンとエンジン始動制御装置の構成図である。エンジン始動制御装置1は、始動させる対象のエンジン7に対するトルク伝達経路として、第1の伝達経路と第2の伝達経路の2つを有している。第1の伝達経路は、スタータ2が噛み合い伝達機構3を介して、エンジン7に対してトルク伝達する経路である。また、第2の伝達経路は、モータジェネレータ4が伝達機構6を介して、エンジン7に対してトルク伝達する経路である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an engine and an engine start control device in
始動切換器100は、車両の運動状態を検出する車両運動状態センサ20の情報を基に、スタータ駆動指令とモータジェネレータ駆動指令を生成して出力することで、スタータ2とモータジェネレータ4のそれぞれを駆動する。
The
スタータ2は、スタータ駆動指令に応じて、スタータ2のギア押し出し用のアクチュエータ(図示せず)とスタータモータ(図示せず)が駆動される。そして、スタータモータのトルクは、噛み合い伝達機構3を介してエンジン軸へ伝達され、エンジンを回転させることができる。
In the
また、モータジェネレータ4は、モータジェネレータ駆動指令に応じて、駆動される。そして、モータジェネレータ4の発生トルクは、伝達機構6を介してエンジン軸へ伝達され、エンジンを回転させることができる。
スタータ2は、バッテリー(図示せず)と、バッテリーを母線電圧としたスタータモータ駆動用の電気回路(図示せず)と、駆動側噛み合い要素として、例えば、ギアを押し出す電磁アクチュエータ駆動用の電気回路(図示せず)とが、電気的に繋がって構成されている。
The
一方、モータジェネレータ4は、バッテリー(図示せず)と、バッテリーを母線電圧としたモータジェネレータ駆動用の電気回路(図示せず)とが、電気的に繋がって構成されている。ここで、スタータ2とモータジェネレータ4は、共通のバッテリーを使用してもよいし、個別のバッテリーを使用してもよい。
On the other hand, the
次に、エンジン始動制御装置1におけるスタータ2とモータジェネレータ4の始動切換について説明する。始動切換器100は、車両運動状態センサ20の情報に基づいて、スタータ2による単独始動、モータジェネレータ4による単独始動、スタータ2とモータジェネレータ4による併用始動、のいずれを実行すべきかを判断し、判断結果に応じて、スタータ駆動指令とモータジェネレータ駆動指令を出力する。
Next, start switching between the
図2は、本発明の実施の形態1における始動切換器100の具体的な構成を示す説明図である。なお、図2は、車両運動状態センサ20の情報の一例として、車速センサの検出値である車速vを用いた場合を示している。始動切換器100は、スタータ始動判定器105とモータジェネレータ始動判定器155を含んで構成される。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a specific configuration of start switching
スタータ始動判定器105は、車速vに基づいてスタータ2を始動するか否かを判断し、スタータ2を始動する場合には、スタータ2へスタータ駆動指令を出力する。スタータ駆動指令を受信することで、スタータ2の電磁アクチュエータが駆動されて、ギアが押し出され、エンジン側のリングギアとの噛み合わせが行われる。さらに、スタータ2のスタータモータが駆動されることでギアが回転し、エンジンへトルクが伝達される。
The starter
スタータ始動判定器105は、例えば、車速が零のアイドリングストップ時や、車両が所定の車速でエンジン7を自動停止した車両のコースティング状態において車速が所定値以上のときに、スタータ2を始動すると判断し、それ以外では、スタータ2を始動しないと判断する。
The starter
スタータ始動判定器105によりスタータ2を始動すると判断され、スタータ駆動指令を受信することで、スタータ2の始動スイッチ(図示せず)は、ONとなり、スタータ2が有する電気回路(図示せず)に応じて、電磁アクチュエータとスタータモータが駆動される。
When the starter
一方、スタータ始動判定器105によりスタータ2を始動しないと判断され、スタータ駆動指令を受信しないことで、スタータ2の始動スイッチは、OFFとなる。この結果、スタータ2が有する電気回路は、無通電の状態となり、電磁アクチュエータとスタータモータは、駆動しない。
On the other hand, when the starter
一方、モータジェネレータ始動判定器155は、車速vに基づいて、モータジェネレータ4を始動するか否かを判断し、モータジェネレータ4を始動する場合には、モータジェネレータ4へモータジェネレータ駆動指令を出力する。モータジェネレータ駆動指令を受信することで、モータジェネレータ4が駆動され、エンジン軸と連動した伝達機構6を介して、エンジン7へトルクが伝達される。
On the other hand, motor generator start determination unit 155 determines whether or not to start
モータジェネレータ始動判定器155は、例えば、車速が零のアイドリングストップ時や、車両が所定の車速でエンジン7を自動停止した車両のコースティング状態において車速が所定値以上のときに、モータジェネレータ4を始動すると判断し、それ以外では、モータジェネレータ4を始動しないと判断する。
The motor generator start determination unit 155, for example, sets the
モータジェネレータ始動判定器155によりモータジェネレータ4を始動すると判断され、モータジェネレータ駆動指令を受信することで、モータジェネレータ4の始動スイッチ(図示せず)はONとなり、モータジェネレータ4が有する電気回路(図示せず)に応じて、モータジェネレータ4が駆動される。
When it is determined that the
一方、モータジェネレータ始動判定器155によりモータジェネレータ4を始動しないと判断され、モータジェネレータ駆動指令を受信しないことで、モータジェネレータ4の始動スイッチはOFFとなる。この結果、モータジェネレータ4が有する電気回路は、無通電の状態となり、モータジェネレータ4は、駆動しない。
On the other hand, when the motor generator start determination unit 155 determines that the
次に、本実施の形態1における効果を、具体的な駆動システムと、その駆動システムに対応する車両の具体的な走行モードとを例に挙げて、詳細に説明する。 Next, the effects of the first embodiment will be described in detail by taking a specific drive system and a specific travel mode of the vehicle corresponding to the drive system as examples.
図3は、本発明の実施の形態1における駆動システムの構成例を示す図である。図3に示した駆動システムは、エンジン7に、スタータ2とモータジェネレータ4が備えられた構成を有している。本願では、この図3の構成を、エンジン横付きベルト駆動システムと称す。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the drive system according to
モータジェネレータ4は、伝達機構6としてのベルトを介して、エンジン軸と繋がっている。スタータ2は、噛み合い伝達機構3(図示せず)でエンジン軸と繋がっている。エンジン7とトランスミッション500は、クラッチ600で繋がっている。
The
図4は、本発明の実施の形態1における図3の駆動システムを使用した際に、走行モードに対するエンジン状態と、スタータ2およびモータジェネレータ4の始動タイミングなどを示す図である。具体的には、図4には、上段と下段で2種類の図が示されている。上段の図は、横軸を時間とし、縦軸を車両の運動状態の1つを示す車速として、走行モードを示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing an engine state with respect to a traveling mode, start timings of the
また、下段の図は、横軸を時間とし、縦軸をエンジン状態と、スタータ2およびモータジェネレータ4のそれぞれの始動状態およびタイミングとして、走行モードに応じて棒グラフとして示した図である。
In the lower diagram, the horizontal axis is time, the vertical axis is the engine state, and the start state and timing of each of the
エンジンを初めて始動させる車速零の状態からの始動(初期始動)は、図4の区間[0]の領域に対応している。そして、この区間[0]では、スタータ2とモータジェネレータ4による併用始動が行われる。この併用始動では、スタータ2とモータジェネレータ4の両者を、同期始動させてもよい。
The start (initial start) from the vehicle speed zero state where the engine is started for the first time corresponds to the region [0] in FIG. In the section [0], the
このとき、スタータ始動判定器105は、スタータ2を始動すると判断し、スタータ2を始動するための駆動指令を出力し、モータジェネレータ始動判定器155は、モータジェネレータ4を始動すると判断し、モータジェネレータ4を始動するための駆動指令を出力する。
At this time, the starter
区間[0]から区間[1]の間の加減速する領域では、加速時においてモータジェネレータ4を力行運転とし、減速時においてモータジェネレータ4を回生運転とする。
In the region where the acceleration / deceleration is between the interval [0] and the interval [1], the
区間[1]は、1回以上エンジン始動を行った後の、車速零のアイドルストップ状態であり、このときは、エンジン7とトランスミッション500が切り離されている。さらに、この区間[1]では、スタータ2もモータジェネレータ4も何もしない。
Section [1] is an idle stop state at zero vehicle speed after the engine has been started one or more times. At this time,
このとき、スタータ始動判定器105は、スタータ2を始動しないと判断し、スタータ2を始動しないための駆動指令を出力し、モータジェネレータ始動判定器155は、モータジェネレータ4を始動しないと判断し、モータジェネレータ4を始動しないための駆動指令を出力する。
At this time, the starter
次に、区間[1]から区間[2]の間に対応する、アイドルストップ状態から加速する領域では、車速零からモータジェネレータ4で始動して、加速力行する。アイドルストップ状態では、1回以上エンジン始動を行っており、エンジン搭載環境は、比較的暖気されている状態である。従って、モータジェネレータ4による単独始動にて、始動の静粛性と迅速性を確保できる。
Next, in the region corresponding to the interval [1] to the interval [2] that accelerates from the idle stop state, the
このとき、スタータ始動判定器105は、スタータ2を始動しないと判断し、スタータ2を始動しない駆動指令を出力する。一方、モータジェネレータ始動判定器155は、モータジェネレータ4を始動すると判断し、モータジェネレータ4を始動する駆動指令を出力する。
At this time, the starter
区間[2]は、車両が所定の車速でエンジン7を自動停止し、エンジン7とトランスミッション500が切り離された状態で車両が惰性走行している、いわゆる、コースティング状態である。すなわち、アクセルペダルが踏まれていない状態に相当する。この区間[2]では、タイヤの転がり摩擦抵抗などの影響にもよるが、車両は、比較的一定車速で走行している。
Section [2] is a so-called coasting state in which the vehicle automatically stops the
このコースティング状態から高車速でのコースティングへ移行する、区間[2]と区間[3]との間の加速は、スタータ2とモータジェネレータ4による併用始動を行う。具体的には、区間[2]の平均的な車速に対して、車速が所定値以上の条件にて、スタータ始動判定器105は、スタータ2を始動すると判断し、スタータ2を始動するための駆動指令を出力し、モータジェネレータ始動判定器155は、モータジェネレータ4を始動すると判断し、モータジェネレータ4を始動するための駆動指令を出力する。
The acceleration between the section [2] and the section [3], which is shifted from the coasting state to the coasting at a high vehicle speed, is started by the
あるいは、コースティング状態でアクセルペダルが踏みこまれた時点で、スタータ始動判定器105とモータジェネレータ始動判定器155は、同様の判断を行って、それぞれの駆動指令を出力してもよい。
Alternatively, when the accelerator pedal is depressed in the coasting state, starter start
このような併用動作を行うことで、再始動の迅速性はもちろんのこと、モータジェネレータ4とエンジン軸を繋ぐベルト(伝達機構6)に生じる負荷を、スタータ2のトルクアシストで低減し、ベルト寿命を延ばすことができる。
By performing such a combined operation, not only the speed of restarting but also the load generated on the belt (transmission mechanism 6) connecting the
区間[3]は、高車速のコースティング状態であるが、この状態から減速させる区間に相当する、区間[3]から区間[4]の間では、コースティング走行であり、エンジン7は、基本的に惰性回転を通じて停止しているはずである。そこで、一旦、エンジン7とトランスミッション500を繋いで、モータジェネレータ4でエンジン始動した後に、即座に、モータジェネレータ4を回生させている。
Section [3] is a coasting state at a high vehicle speed, but coasting travel is performed between section [3] and section [4], which corresponds to a section to be decelerated from this state. Should have stopped through inertial rotation. Therefore, once the
このとき、モータジェネレータ始動判定器155は、例えば、高車速でのコースティング時の平均的な車速に対して、車速の時間変化率が所定の負の値以下であることを検出した時点で、モータジェネレータ4を始動すると判断し、モータジェネレータ4を始動するための駆動指令を出力する。
At this time, for example, when the motor generator start determination unit 155 detects that the time change rate of the vehicle speed is equal to or less than a predetermined negative value with respect to the average vehicle speed during coasting at a high vehicle speed, It is determined that the
一方、この区間[3]から区間[4]の間では、スタータ2は、始動しない。このような動作を行うことで、減速時に、回生エネルギーを有効に回収することができる。
On the other hand, the
区間[4]は、エンジンは停止していて、モータジェネレータ4でのみ駆動力を発生させる電気自動車モードを想定した低速EV(Electric Vehicle)走行の区間である。この区間[4]では、モータジェネレータ4を力行させる。
Section [4] is a section of low-speed EV (Electric Vehicle) traveling that assumes an electric vehicle mode in which the engine is stopped and driving force is generated only by
なお、区間[4]以降の加速と減速について補足する。まず、加速時には、モータジェネレータ4の力行に伴うトルクをエンジンへ伝達し、始動ショックなくスムーズに加速させる。また、減速時には、エンジン7を停止し、モータジェネレータ4を回生させ、回生エネルギーを回収する。
In addition, it supplements about the acceleration and deceleration after area [4]. First, at the time of acceleration, the torque accompanying the power running of the
このように、図3と図4の例では、始動切換器100は、所定の車速以上あるいは車速の時間変化率に応じて、始動切換を判断できる。端的には、始動切換器100は、以下のような始動切換を判断できる。
・初期始動には、スタータ2とモータジェネレータ4による併用始動を行うと判断する。
・車速零のアイドルストップ状態からの始動には、モータジェネレータ4による単独始動を行うと判断する。
・低車速コースティング状態からの始動には、スタータ2とモータジェネレータ4による併用始動を行うと判断する。
・高車速コースティングからの減速には、一時的にモータジェネレータ4による単独始動を行うと判断する。
As described above, in the example of FIGS. 3 and 4, the
In the initial start, it is determined that the
-When starting from the idling stop state at zero vehicle speed, it is determined that the
-It is determined that the
-Deceleration from high vehicle speed coasting is determined to be temporarily started by the
この結果、ベルト滑り抑制による確実なエンジン始動の確保、始動の迅速性・静粛性、ベルト負荷の低減によるベルト寿命の延命化、というような種々の効果を得ることができる。 As a result, various effects such as ensuring reliable engine start by suppressing belt slip, quickness and quietness of start, and extending the life of the belt by reducing the belt load can be obtained.
また、一般的には、スタータ2と比較して、モータジェネレータ4は、高回転・低トルクな特性を有している。このことから、同期始動させた場合に、スタータ2が回転できない回転数領域において、スタータ2がエンジン軸と噛み合ったままの状態で、エンジン軸とスタータ2とが共連れする事象が起こり得る。
In general, the
この場合、スタータ2は、モータジェネレータ4から見れば負荷であるため、スタータ2とモータジェネレータ4とで併用始動しているときには、速やかにスタータ2のギアを抜く切換が必要である。そこで、スタータ2とモータジェネレータ4を併用始動するシーンで、スタータ始動判定器105がスタータ2を始動すると判断した場合には、以下のような動作を行うことが考えられる。
In this case, since the
例えば、スタータ2を50ms間始動した後に、スタータ2のギアを抜いて、スタータ2が始動しないように、あらかじめ、所定始動時間(例えば、上述の50ms)だけスタータを駆動できるようにソフトウェア的あるいはハードウェア的に整形したスタータ駆動指令を生成しておき、この指令をスタータ2へ与えればよい。
For example, after starting the
このように動作させることで、併用始動時に、スタータ2は、所定時間始動した後に、ギアを抜いてスタータモータを停止する状態とすることができる。この結果、スタータ2を負荷として共連れさせることがなくなり、モータジェネレータ4の発生トルクをエンジン側に効率よく伝達することができる。
By operating in this way, the
以上、エンジン横付きベルト駆動システムを例に挙げ、エンジン始動制御装置1の効果を説明した。なお、エンジン横付き駆動システムにおいて、初期始動の際には、当然、モータジェネレータ単独始動のみでもよい。このように動作させることで、初期始動の静粛性を、より向上させることができる。
The effect of the engine
次に、駆動システムの別形態を例に、本実施の形態1における効果を、具体的な駆動システムと、その駆動システムに対応する車両の具体的な走行モードとを例に挙げて、詳細に説明する。 Next, taking another form of the drive system as an example, the effects of the first embodiment will be described in detail using a specific drive system and a specific travel mode of the vehicle corresponding to the drive system as an example. explain.
図5は、本発明の実施の形態1における、エンジンとトランスミッションとエンジン始動制御装置を示す図である。エンジン始動制御装置1は、始動させる対象のエンジン7に対するトルク伝達経路として、第1の伝達経路と第3の伝達経路の2つを有している。第1の伝達経路は、スタータ2が噛み合い伝達機構3を介して、エンジン7に対してトルク伝達する経路である。また、第3の伝達経路は、モータジェネレータ4が伝達機構6を介して、始動させる対象のトランスミッション500に対してトルク伝達する経路である。
FIG. 5 is a diagram showing an engine, a transmission, and an engine start control device according to
始動切換器100は、車両の運動状態を検出する車両運動状態センサ20の情報を基に、スタータ駆動指令とモータジェネレータ駆動指令を生成して出力することで、スタータ2とモータジェネレータ4のそれぞれを駆動する。
The
図6は、本発明の実施の形態1における、先の図3とは異なる駆動システムの構成例を示す図である。図6に示した駆動システムは、図5をより具体化したイメージであって、エンジン7にスタータ2が備えられ、トランスミッション500側にモータジェネレータ4が備えられた構成を有している。本願では、この図6の構成を、トランスミッション横付きベルト駆動システムと称す。なお、トランスミッション横付きと称しているが、トランスミッション500内部にモータジェネレータ4が内蔵されている形態でもよい。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a drive system different from the previous FIG. 3 in
モータジェネレータ4は、伝達機構6としてのベルトを介して、トランスミッション軸と繋がっている。スタータ2は、噛み合い伝達機構3(図示せず)でエンジン軸と繋がっている。エンジン7とトランスミッション500は、クラッチ600で繋がっている。
The
図7は、本発明の実施の形態1における図6の駆動システムを使用した際に、走行モードに対するエンジン状態と、スタータ2およびモータジェネレータ4の始動タイミングなどを示す図である。具体的には、図7には、上段と下段で2種類の図が示されている。上段の図は、横軸を時間とし、縦軸を車両の運動状態の1つを示す車速として、走行モードを示した図である。
FIG. 7 is a diagram showing an engine state with respect to a travel mode, start timings of the
また、下段の図は、横軸を時間とし、縦軸をエンジン状態と、スタータ2およびモータジェネレータ4のそれぞれの始動状態およびタイミングとして、走行モードに応じて棒グラフとして示した図である。
In the lower diagram, the horizontal axis is time, the vertical axis is the engine state, and the start state and timing of each of the
エンジンを初めて始動させる車速零の状態からの始動(初期始動)は、図7の区間[0]の領域に対応している。そして、この区間[0]では、スタータ2とモータジェネレータ4による併用始動が行われる。この併用始動では、スタータ2とモータジェネレータ4の両者を、同期始動させてもよい。
The start (initial start) from the vehicle speed zero state where the engine is started for the first time corresponds to the region [0] in FIG. In the section [0], the
このとき、スタータ始動判定器105は、スタータ2を始動すると判断し、スタータ2を始動するための駆動指令を出力し、モータジェネレータ始動判定器155は、モータジェネレータ4を始動すると判断し、モータジェネレータ4を始動するための駆動指令を出力する。
At this time, the starter
区間[0]から区間[1]の間の加減速する領域では、加速時においてモータジェネレータ4を力行運転とし、減速時においてモータジェネレータ4を回生運転とする。
In the region where the acceleration / deceleration is between the interval [0] and the interval [1], the
区間[1]は、1回以上エンジン始動を行った後の、車速零のアイドルストップ状態であり、このときは、エンジン7とトランスミッション500が切り離されている。さらに、この区間[1]では、スタータ2もモータジェネレータ4も何もしない。
Section [1] is an idle stop state at zero vehicle speed after the engine has been started one or more times. At this time,
このとき、スタータ始動判定器105は、スタータ2を始動しないと判断し、スタータ2を始動しないための駆動指令を出力し、モータジェネレータ始動判定器155は、モータジェネレータ4を始動しないと判断し、モータジェネレータ4を始動しないための駆動指令を出力する。
At this time, the starter
次に、区間[1]から区間[2]の間に対応する、アイドルストップ状態から加速する領域では、車速零からモータジェネレータ4で始動して、加速力行する。アイドルストップ状態では、1回以上エンジン始動を行っており、エンジン搭載環境は、比較的暖気されている状態である。従って、モータジェネレータ4による単独始動にて、始動の静粛性と迅速性を確保できる。
Next, in the region corresponding to the interval [1] to the interval [2] that accelerates from the idle stop state, the
このとき、スタータ始動判定器105は、スタータ2を始動しないと判断し、スタータ2を始動しない駆動指令を出力する。一方、モータジェネレータ始動判定器155は、モータジェネレータ4を始動すると判断し、モータジェネレータ4を始動する駆動指令を出力する。
At this time, the starter
区間[2]は、車両が所定の車速でエンジン7を自動停止し、エンジン7とトランスミッション500が切り離された状態で車両が惰性走行している、いわゆる、コースティング状態である。すなわち、アクセルペダルが踏まれていない状態に相当する。この区間[2]では、タイヤの転がり摩擦抵抗などの影響にもよるが、車両は、比較的一定車速で走行している。
Section [2] is a so-called coasting state in which the vehicle automatically stops the
このコースティング状態から高車速でのコースティングへ移行する、区間[2]と、区間[3]との間の加速は、スタータ2とモータジェネレータ4による併用始動を行う。具体的には、区間[2]の平均的な車速に対して、車速が所定値以上の条件にて、スタータ始動判定器105は、スタータ2を始動すると判断し、スタータ2を始動するための駆動指令を出力し、モータジェネレータ始動判定器155は、モータジェネレータ4を始動すると判断し、モータジェネレータ4を始動するための駆動指令を出力する。
The acceleration between the section [2] and the section [3], which is shifted from the coasting state to the coasting at a high vehicle speed, is performed by the
あるいは、コースティング状態でアクセルペダルが踏みこまれた時点で、スタータ始動判定器105とモータジェネレータ始動判定器155は、同様の判断を行って、それぞれの駆動指令を出力してもよい。
Alternatively, when the accelerator pedal is depressed in the coasting state, starter start
このような併用動作を行うことで、再始動の迅速性はもちろんのこと、モータジェネレータ4とエンジン軸を繋ぐベルト(伝達機構6)に生じる負荷を、スタータ2のトルクアシストで低減し、ベルト寿命を延ばすことができる。
By performing such a combined operation, not only the speed of restarting but also the load generated on the belt (transmission mechanism 6) connecting the
区間[3]は、高車速のコースティング状態であるが、この状態から減速させる区間に相当する、区間[3]から区間[4]の間では、コースティング走行である。そして、本走行モードでは、図6に示したように、モータジェネレータ4がトランスミッション500側に備えられている。従って、エンジン7側とクラッチ600を繋ぐことなく、コースティング走行に伴う回転の運動エネルギーを、モータジェネレータ4で回生エネルギーに変換して回収できる。そこで、この区間では、モータジェネレータ4は、減速回生する。
Section [3] is a coasting state at a high vehicle speed, but coasting travel is performed between section [3] and section [4], which corresponds to a section decelerated from this state. And in this driving | running | working mode, as shown in FIG. 6, the
一方、この区間[3]から区間[4]の間では、スタータ2は、始動しない。このような動作を行うことで、減速時に、回生エネルギーを有効に回収することができる。
On the other hand, the
区間[4]は、エンジンは停止していて、モータジェネレータ4でのみ駆動力を発生させる電気自動車モードを想定した低速EV走行の区間である。この区間[4]では、モータジェネレータ4を力行させる。
The section [4] is a section for low-speed EV traveling assuming an electric vehicle mode in which the engine is stopped and the driving power is generated only by the
なお、区間[4]以降の加速と減速について補足する。まず、加速時には、モータジェネレータ4の力行に伴うトルクとともに、クラッチ600を繋いでスタータ2でエンジン7を一時的に始動させたエンジントルクをも利用し、始動ショックなくスムーズに加速させる。また、減速時には、クラッチ600を解除してエンジンを停止し、モータジェネレータ4を回生させ、回生エネルギーを回収する。
In addition, it supplements about the acceleration and deceleration after area [4]. First, at the time of acceleration, the engine torque obtained by connecting the clutch 600 and temporarily starting the
低速EV走行時からの加速では、走行時の車速が所定値以上にて、スタータ始動判定器105は、スタータ2を始動すると判断し、スタータ2を始動するための駆動指令を出力し、スタータ単独始動を行う。
In acceleration from low-speed EV traveling, the starter
また、スタータ2とモータジェネレータ4を併用始動するシーンで、スタータ始動判定器105がスタータ2を始動すると判断した場合には、以下のような動作を行うことが考えられる。例えば、スタータ2を50ms間始動した後に、スタータ2のギアを抜いて2スタータ2が始動しないように、あらかじめ、所定始動時間(例えば、上述の50ms)だけスタータを駆動できるようにソフトウェア的あるいはハードウェア的に指令整形したスタータ駆動指令を生成しておき、この指令をスタータ2へ与えればよい。このような指令整形の追加は、先に説明したエンジン横付きベルト駆動システムの場合と同じである。
Further, when the starter
このように動作させることで、併用始動時に、スタータ2は、所定時間始動した後に、ギアを抜いてスタータモータを停止する状態とすることができる。この結果、スタータ2を負荷として共連れさせることがなくなり、モータジェネレータ4の発生トルクをエンジン側に効率よく伝達することができる。
By operating in this way, the
このように、トランスミッション横付きベルト駆動システムの例では、始動切換器100は、車速に応じて、始動切換を判断できる。端的には、始動切換器100は、以下のような始動切換を判断できる。
・初期始動には、スタータ2とモータジェネレータ4による併用始動を行うと判断する。
・車速零のアイドルストップ状態からの始動には、モータジェネレータ4による単独始動を行うと判断する。
・低車速コースティング状態からの始動には、スタータ2とモータジェネレータ4による併用始動を行うと判断する。
・低速EV走行からの加速には、クラッチを繋いでエンジン7をスタータ2で単独始動すると判断する。
As described above, in the example of the belt drive system with a horizontal transmission, the
In the initial start, it is determined that the
-When starting from the idling stop state at zero vehicle speed, it is determined that the
-It is determined that the
-For acceleration from low-speed EV traveling, it is determined that the
この結果、ベルト滑り抑制による確実なエンジン始動の確保、始動の迅速性・静粛性、ベルト負荷の低減によるベルト寿命の延命化、というような種々の効果を得ることができる。 As a result, various effects such as ensuring reliable engine start by suppressing belt slip, quickness and quietness of start, and extending the life of the belt by reducing the belt load can be obtained.
以上、トランスミッション横付きベルト駆動システムを例に挙げ、スタータ2とモータジェネレータ4による併用始動の効果を示した。なお、トランスミッション横付きベルト駆動システムにおいて、初期始動の際には、当然、モータジェネレータ単独始動のみでもよい。このように動作させることで、初期始動の静粛性を、より向上させることができる。
As described above, the belt drive system with a transmission side is taken as an example, and the effect of the combined start by the
上述したように、実施の形態1によれば、エンジンを自動停止した車両の惰性走行状態からの再始動シーンにも対応させることができ、モータジェネレータとエンジン軸を繋ぐ伝達機構に作用する負荷を低減するとともに、迅速に再始動可能なスタータとモータジェネレータによる好適な併用始動システムを得ることができる。 As described above, according to the first embodiment, it is possible to cope with a restart scene from a coasting state of a vehicle in which the engine is automatically stopped, and the load acting on the transmission mechanism that connects the motor generator and the engine shaft is reduced. It is possible to obtain a suitable combined start system using a starter and a motor generator that can be reduced and restarted quickly.
さらに、スタータとモータジェネレータの始動切換により、モータジェネレータ始動時に、スタータを負荷として共連れさせることがなくなり、モータジェネレータの発生トルクをエンジン側に効率よく伝達できる。 Furthermore, the starter and the motor generator can be started and switched so that the starter is not shared as a load when the motor generator is started, and the generated torque of the motor generator can be efficiently transmitted to the engine side.
実施の形態2.
図8は、本発明の実施の形態2における、エンジンとエンジン始動制御装置の構成図である。本実施の形態2におけるエンジン始動制御装置1Aの構成は、先の実施の形態1におけるエンジン始動制御装置1の構成と比較すると、始動切換器100の代わりに、始動切換器100Aと始動タイミング調整器200Aを備えている点が異なっている。そこで、この相違点を中心に、エンジン始動制御装置1Aにおけるスタータ2とモータジェネレータ4の始動切換、および始動タイミング調整について説明する。
FIG. 8 is a configuration diagram of an engine and an engine start control device according to
始動切換器100Aは、車両運動状態センサ20の情報に基づいて、スタータ2による単独始動、モータジェネレータ4による単独始動、スタータ2とモータジェネレータ4による併用始動、のいずれを実行すべきかを判断し、判断結果に応じて、スタータ駆動指令とモータジェネレータ駆動指令を出力する。
Based on the information of the vehicle
また、始動タイミング調整器200Aは、これら2つの駆動指令をスタータ2とモータジェネレータ4のそれぞれへ送信する際に、所定の遅れ時間を持たせる機能を有している。
The
次に、本実施の形態2におけるエンジン始動制御装置1Aに含まれている始動切換器100Aと始動タイミング調整器200Aの内部構成について、図9を用いて説明する。図9は、本発明の実施の形態2におけるエンジン始動制御装置1Aに含まれている始動切換器100Aと始動タイミング調整器200Aの具体的な構成を示す説明図である。
Next, the internal configuration of the
始動切換器100Aは、スタータ始動判定器105Aとモータジェネレータ始動判定器155Aを含んで構成される。また、始動タイミング調整器200Aは、スタータ始動タイミング調整器205Aとモータジェネレータ始動タイミング調整器255Aを含んで構成される。ここで、スタータ始動判定器105Aおよびモータジェネレータ始動判定器155Aのそれぞれは、先の実施の形態1におけるスタータ始動判定器105およびモータジェネレータ始動判定器155と同様であり、説明を省略する。
The
スタータ始動タイミング調整器205Aは、スタータ始動判定器105Aの出力と車両運動状態センサ20の情報(車速v)に基づいて、スタータ2へ、最終的なスタータ駆動指令を出力する。
The starter start timing adjuster 205A outputs a final starter drive command to the
このとき、スタータ始動タイミング調整器205Aは、例えば、車速が所定値以上、かつ車速の時間変化率が所定閾値を超えた条件が成立することで、スタータ2への最終的なスタータ駆動指令を出力する。このように、車速の時間変化率判定を導入することで、本実施の形態2におけるエンジン始動制御装置1Aは、スタータ2の始動に適当な時間遅れを与えることができる。
At this time, the starter start timing adjuster 205A outputs a final starter drive command to the
同様にして、モータジェネレータ始動タイミング調整器255Aは、モータジェネレータ始動判定器155Aの出力と車両運動状態センサ20の情報(車速v)に基づいて、モータジェネレータ4へ、最終的なモータジェネレータ駆動指令を出力する。
Similarly, motor generator start timing
このとき、モータジェネレータ始動タイミング調整器255Aは、例えば、車速が所定値以上、かつ車速の時間変化率が所定閾値を超えた条件が成立することで、モータジェネレータ4への最終的なモータジェネレータ駆動指令を出力する。このように、車速の時間変化率判定を導入することで、本実施の形態2におけるエンジン始動制御装置1Aは、モータジェネレータ4の始動に適当な時間遅れを与えることができる。
At this time, the motor generator start timing
ただし、スタータ2とモータジェネレータ4による併用始動を行う場合には、基本的には、スタータ2をモータジェネレータ4よりも先に始動させる。従って、モータジェネレータ始動タイミング調整器255Aで設定する、車速の時間変化率の閾値は、スタータ始動タイミング調整器205Aで設定する閾値よりも、やや大きい値に設定しておいたほうが望ましい。
However, when the
具体的には、スタータ始動に対して、モータジェネレータ始動の時間遅れが数10msから100ms強となるように、それぞれの閾値を設定する。このように設定することで、スタータ2の始動後にモータジェネレータ4を所定時間だけ遅延して始動させることができる。この結果、特に、バッテリーをスタータ2とモータジェネレータ4で共通して使っている場合に、モータジェネレータ4の始動時の突入電流抑制、およびバッテリー消費電力の抑制を図ることができる。
Specifically, the respective thresholds are set so that the time delay for starting the motor generator is from several tens of ms to over 100 ms with respect to the starter start. By setting in this way, the
上述したように、実施の形態2によれば、車速に基づいて、スタータの始動要否を判定し、さらに、スタータ始動要の場合には、スタータの始動タイミングを任意に調整することができる。この結果、車速に応じた必要最低限のスタータ始動を実現し、バッテリー消費電力を抑制することができる。 As described above, according to the second embodiment, it is possible to determine whether or not the starter needs to be started based on the vehicle speed. Further, when the starter is required to start, the starter start timing can be arbitrarily adjusted. As a result, the minimum necessary starter start according to the vehicle speed can be realized, and the battery power consumption can be suppressed.
実施の形態3.
図10は、本発明の実施の形態3における、エンジンとエンジン始動制御装置の構成図である。本実施の形態3におけるエンジン始動制御装置1Bの構成は、先の実施の形態1におけるエンジン始動制御装置1の構成と比較すると、車両運動状態センサ20に加えて、エンジン回転角センサ8の情報も、始動切換器100Bで利用する点が異なっている。そこで、この相違点を中心に、車両運動状態センサ20に加えて、エンジン回転角センサ8の情報も利用した始動切換について、以下に説明する。
FIG. 10 is a configuration diagram of an engine and an engine start control device according to
図11は、本発明の実施の形態3におけるエンジン始動制御装置1Bに含まれている始動切換器100Bの具体的な構成を示す説明図である。スタータ始動判定器105Bは、車両運動状態センサ20の検出値である車速vと、エンジン回転角センサ8の検出値であるエンジン回転角θengに基づいて、スタータ駆動指令をスタータ2へ送信する。同様に、モータジェネレータ始動判定器155Bは、車速vとエンジン回転角θengに基づいて、モータジェネレータ駆動指令をモータジェネレータ4へ送信する。ここで、エンジン回転角センサ8は、例えば、エンジン軸に備えられたクランク角センサである。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a specific configuration of a
より具体的には、スタータ始動判定器105Bは、車速vとエンジン回転角θengに基づいて、スタータ2を始動するか否かを判断する。そして、スタータ2を始動すると判断した場合には、スタータ始動判定器105Bは、スタータ2へスタータ駆動指令を出力することで、スタータ2の電磁アクチュエータを駆動させ、エンジン軸との噛み合わせのためのギアを押し出して、リングギアとの噛み合わせを実行する。さらに、スタータ始動判定器105Bは、スタータモータを駆動させ、ギアを回転させ、エンジン7へトルクを伝達させる。
More specifically, the starter
スタータ始動判定器105Bは、例えば、先の実施の形態1と同様に、車速が零のアイドリングストップ時や、車両が所定の車速でエンジン7を自動停止した車両のコースティング状態において車速が所定値以上の時に、スタータ2を始動すると判断することができる。それら以外のときには、スタータ始動判定器105Bは、スタータ2を始動しないと判断する。
The starter
スタータ2を始動する場合には、スタータ2の始動スイッチは、ONとなり、スタータ2が有する電気回路に応じて、電磁アクチュエータとスタータモータが駆動される。
When starting the
一方、スタータ2を始動しない場合には、スタータ2の始動スイッチは、OFFとなり、スタータ2が有する電気回路は、無通電の状態となり、電磁アクチュエータとスタータモータは、駆動しない。
On the other hand, when the
さらに、エンジン回転角θengを利用する用途においては、スタータ始動判定器105Bは、一般的なエンジンが吸気、圧縮、膨張、排気の4サイクルを繰り返す工程を考慮して、前記車速判定条件に加え、エンジン回転角が所定の範囲内である場合に、スタータ2を始動するように判定することができる。
Furthermore, in the application using the engine rotation angle θeng, the starter
ここで、エンジン回転角の所定の範囲としては、エンジン負荷トルクが最も大きい上死点を乗り越える近傍、すなわち、圧縮から膨張への所定工程間のエンジン回転角範囲であってもよいし、逆に、エンジン負荷トルクが最も小さいエンジン回転角範囲であってもよい。 Here, the predetermined range of the engine rotation angle may be the vicinity where the engine load torque exceeds the highest top dead center, that is, the engine rotation angle range during a predetermined process from compression to expansion. The engine rotation angle range with the smallest engine load torque may be used.
さらに、エンジン回転角を適当なサンプリング時間で微分したエンジン回転速度を用いることで、スタータ始動判定器105Bは、スタータ2のギアを所定のエンジン回転速度を超えた際(エンジン回転速度が所定の範囲を逸脱した場合に相当)に抜く、すなわち、スタータ2を始動しない判定とすることができる。このように動作することで、スタータ2とモータジェネレータ4による併用始動において、スタータ2を負荷として共連れさせることがなくなり、モータジェネレータ4の発生トルクをエンジン7へ効率よく伝達することができる。
Further, by using the engine rotation speed obtained by differentiating the engine rotation angle with an appropriate sampling time, the starter
一方、モータジェネレータ始動判定器155Bは、車速vに基づいて、モータジェネレータ4を始動するか否かを判断し、モータジェネレータ4を始動する場合には、モータジェネレータ4へモータジェネレータ駆動指令を出力する。モータジェネレータ駆動指令を受信することで、モータジェネレータ4が駆動され、エンジン軸と連動した伝達機構6を介して、エンジン7へトルクが伝達される。
On the other hand, motor generator
モータジェネレータ始動判定器155Bは、例えば、先の実施の形態1と同様に、車速が零のアイドリングストップ時や、車両が所定の車速でエンジン7を自動停止した車両のコースティング状態において車速が所定値以上のときに、モータジェネレータ4を始動すると判断し、それ以外では、モータジェネレータ4を始動しないと判断する。
For example, as in the first embodiment, the motor generator
モータジェネレータ始動判定器155Bによりモータジェネレータ4を始動すると判断され、モータジェネレータ駆動指令を受信することで、モータジェネレータ4の始動スイッチはONとなり、モータジェネレータ4が有する電気回路に応じて、モータジェネレータ4が駆動される。
When it is determined that the
一方、モータジェネレータ始動判定器155Bによりモータジェネレータ4を始動しないと判断され、モータジェネレータ駆動指令を受信しないことで、モータジェネレータ4の始動スイッチはOFFとなる。この結果、モータジェネレータ4が有する電気回路は、無通電の状態となり、モータジェネレータ4は、駆動しない。
On the other hand, when motor generator
さらに、エンジン回転角θengを利用する用途においては、モータジェネレータ始動判定器155Bは、一般的なエンジンが吸気、圧縮、膨張、排気の4サイクルを繰り返す工程を考慮して、車速判定条件に加え、エンジン回転角が所定の範囲内である場合に、モータジェネレータ4を始動するように判定することができる。
Further, in the application using the engine rotation angle θeng, the motor generator
ここで、エンジン回転角の所定の範囲内としては、エンジン負荷トルクが最も大きい上死点を乗り越える近傍、すなわち、圧縮から膨張への所定工程間のエンジン回転角範囲であってもよいし、逆に、エンジン負荷トルクが最も小さいエンジン回転角範囲であってもよい。 Here, the predetermined range of the engine rotation angle may be the vicinity where the engine load torque exceeds the highest top dead center, that is, the engine rotation angle range during a predetermined process from compression to expansion, or vice versa. Furthermore, the engine rotation angle range with the smallest engine load torque may be used.
さらに、エンジン回転角を適当なサンプリング時間で微分したエンジン回転速度を用いることで、モータジェネレータ始動判定器155Bは、所定のエンジン回転速度以上でモータジェネレータ4を始動する判定を行うこともできる。このように動作することで、スタータ2とモータジェネレータ4による併用始動において、スタータ2を最大回転数域まで駆動させ、その後、モータジェネレータ4への始動に移行できる。この結果、スタータ2はもとより、モータジェネレータ4の発生トルクもまた、連続的にエンジンへ効率よく伝達することができる。
Furthermore, by using the engine rotation speed obtained by differentiating the engine rotation angle with an appropriate sampling time, motor generator
上述したように、実施の形態3によれば、特に、スタータとモータジェネレータを併用始動する際に、エンジン回転角センサの微分値、すなわちエンジン回転速度を指標に、スタータを適切なエンジン回転速度で抜くことができる。このように動作させることで、モータジェネレータ始動時に、スタータを負荷として共連れさせることがなくなり、モータジェネレータの発生トルクをエンジン側に効率よく伝達できる。 As described above, according to the third embodiment, particularly when starting the starter and the motor generator together, the starter is set at an appropriate engine speed using the differential value of the engine rotation angle sensor, that is, the engine speed as an index. Can be removed. By operating in this way, when the motor generator is started, the starter is not shared as a load, and the torque generated by the motor generator can be efficiently transmitted to the engine side.
実施の形態4.
図12は、本発明の実施の形態4における、エンジンとエンジン始動制御装置の構成図である。本実施の形態3におけるエンジン始動制御装置1Cの構成は、先の実施の形態3におけるエンジン始動制御装置1の構成と比較すると、始動切換器100Bの代わりに、始動切換器100Cと始動タイミング調整器200Cを備えている点が異なっている。そこで、この相違点を中心に、エンジン始動制御装置1Cにおけるスタータ2とモータジェネレータ4の始動切換、および始動タイミング調整について説明する。
FIG. 12 is a configuration diagram of an engine and an engine start control device according to
図13は、本発明の実施の形態4におけるエンジン始動制御装置1Cに含まれている始動切換器100Cと始動タイミング調整器200Cの具体的な構成を示す説明図である。なお、スタータ始動判定器105Cおよびモータジェネレータ始動判定器155Cのそれぞれは、先の実施の形態3におけるスタータ始動判定器105Bおよびモータジェネレータ始動判定器155Bと同様であり、説明を省略する。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing specific configurations of a
スタータ始動タイミング調整器205Cは、スタータ始動判定器105Cの出力と車両運動状態センサ20の情報(車速v)とエンジン回転角θengに基づいて、スタータ2へ、最終的なスタータ駆動指令を出力する。
The starter start timing adjuster 205C outputs a final starter drive command to the
このとき、スタータ始動タイミング調整器205Cは、例えば、車速が所定値以上、かつ、車速の時間変化率が所定閾値を超えた条件が成立することで、スタータ2への最終的なスタータ駆動指令を出力する。このように、車速の時間変化率判定を導入することで、本実施の形態4におけるエンジン始動制御装置1Cは、スタータ2の始動に適当な時間遅れを与えることができる。
At this time, the starter start timing adjuster 205C, for example, issues a final starter drive command to the
さらに、スタータ始動タイミング調整器205Cは、上述した車速条件と、エンジン回転角の時間変化率であるエンジン回転速度が所定の範囲内となる条件との論理積を用いて、スタータ2を始動する駆動指令を出力するようにしてもよい。このようにしても、スタータ2の始動に適当な時間遅れを与えることができる。さらに、回転速度が参照できるため、所定のエンジン回転速度を超えた際にスタータ2を抜く、すなわち、スタータ2を始動しないようにすることもできる。
Further, the starter start timing adjuster 205C is a drive for starting the
なお、始動タイミング調整時間は、車速vあるいはエンジン回転角度θengのいずれかで設定してもよい。 The start timing adjustment time may be set by either the vehicle speed v or the engine rotation angle θeng.
同様にして、モータジェネレータ始動タイミング調整器255Cは、モータジェネレータ始動判定器155Cの出力と車両運動状態センサ20の情報(車速v)とエンジン回転角θengに基づいて、モータジェネレータ4へ、最終的なモータジェネレータ駆動指令を出力する。
Similarly, the motor generator start timing
このとき、モータジェネレータ始動タイミング調整器255Cは、例えば、車速が所定値以上、かつ、車速の時間変化率が所定閾値を超えた条件が成立することで、モータジェネレータ4への最終的なモータジェネレータ駆動指令を出力する。このように、車速の時間変化率判定を導入することで、本実施の形態4におけるエンジン始動制御装置1Cは、モータジェネレータ4の始動に適当な時間遅れを与えることができる。
At this time, the motor generator start timing adjuster 255 </ b> C, for example, establishes a condition that the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value and the time change rate of the vehicle speed exceeds a predetermined threshold value. A drive command is output. As described above, by introducing the time change rate determination of the vehicle speed, the engine
さらに、モータジェネレータ始動タイミング調整器255Cは、上述した車速条件と、エンジン回転角の時間変化率であるエンジン回転速度が所定値以上となる条件との論理積を用いて、モータジェネレータ4を始動する駆動指令を出力するようにしてもよい。このようにしても、モータジェネレータ4の始動に適当な時間遅れを与えることができる。
Furthermore, the motor generator start timing
なお、始動タイミング調整時間は、車速vあるいはエンジン回転角度θengのいずれかで設定してもよい。 The start timing adjustment time may be set by either the vehicle speed v or the engine rotation angle θeng.
ここで、スタータ2とモータジェネレータ4による併用始動を行う場合には、基本的には、スタータ2をモータジェネレータ4よりも先に始動させる。従って、モータジェネレータ始動タイミング調整器255Cで設定する、車速の時間変化率の閾値は、スタータ始動タイミング調整器205Cで設定する閾値よりも、やや大きい値に設定しておいたほうが望ましい。
Here, when the
具体的には、スタータ始動に対して、モータジェネレータ始動の時間遅れが数10msから100ms強となるように、それぞれの閾値を設定する。このように設定することで、スタータ2の始動後にモータジェネレータ4を所定時間だけ遅延して始動させることができる。この結果、特に、バッテリーをスタータ2とモータジェネレータ4で共通して使っている場合に、モータジェネレータ4の始動時の突入電流抑制、およびバッテリー消費電力の抑制を図ることができる。
Specifically, the respective thresholds are set so that the time delay for starting the motor generator is from several tens of ms to over 100 ms with respect to the starter start. By setting in this way, the
また、本実施の形態4におけるエンジン始動制御装置1Cは、回転速度の所定値でも始動タイミング時間を調整できる。この結果、より任意の始動時間遅れを設定できる点で、先の実施の形態3と比較して、スタータ仕様やモータジェネレータ仕様を固定化することなく、スタータ2とモータジェネレータ4のあらゆる組み合わせに対する最適な始動タイミングを得ることが可能となる。
Further, the engine
上述したように、実施の形態4によれば、車両運転状態およびエンジン回転数のいずれか一方、または両方を用いて、スタータ始動後にモータジェネレータを所定時間だけ遅延して始動させることができる。この結果、突入電流ならびにバッテリー消費電力の抑制を図ることができる。 As described above, according to the fourth embodiment, the motor generator can be started with a delay of a predetermined time after the starter is started using one or both of the vehicle operating state and the engine speed. As a result, inrush current and battery power consumption can be suppressed.
実施の形態5.
図14は、本発明の実施の形態5における、エンジンとエンジン始動制御装置の構成図である。本実施の形態5におけるエンジン始動制御装置1Dの構成は、先の実施の形態3におけるエンジン始動制御装置1Bの構成と比較すると、モータジェネレータ4の回転軸の回転角を検出するモータジェネレータ回転角センサの情報を、始動切換器100Dで利用する点が異なっている。そこで、この相違点を中心に、モータジェネレータ回転角θmgも利用した始動切換について、以下に説明する。
FIG. 14 is a configuration diagram of an engine and an engine start control device according to
図15は、本発明の実施の形態5におけるエンジン始動制御装置1Dに含まれている始動切換器100Dの具体的な構成を示す説明図である。スタータ始動判定器105Dは、先の実施の形態3におけるスタータ始動判定器105Bと同様である。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a specific configuration of
モータジェネレータ始動判定器155Dは、車速とエンジン回転角に加えて、滑り判定器270から得られる情報も利用して始動判定を行う。以下、滑り判定器270について説明する。
The motor generator start determination unit 155D makes a start determination using information obtained from the
通常、モータジェネレータ4の発生トルクは、伝達機構6を介してエンジン軸へ伝達される。ここで、伝達機構6として、車載用補機駆動用として一般的に適用されているベルト伝達機構を想定する。この場合、例えば、環境温度が、特に−30度レベルの低温環境でMGを始動させると、ベルトの硬化、ベルトとベルト伝達機構(例えば、プーリ)間の摩擦係数減少の影響で、ベルトが滑ることがある。
Normally, the torque generated by the
ベルトが滑ると、エンジン7へのトルク伝達が悪化し、エンジン7の目標クランキング回転数まで到達する時間が長くなり、迅速な始動ができなくなるおそれがあり、最悪の場合には、始動できないこととなる。
If the belt slips, the torque transmission to the
そこで、滑り判定器270は、ベルトの滑りが生じているか否かを判定する。具体的には、滑り判定器270は、エンジン回転角θengとモータジェネレータ回転角θmgを入力として、滑り判定信号SLPを出力する。その判定式は、滑り判定閾値をΔθslpとすると、下式(1)で与えられる。
Therefore, the
ここで、上式(1)におけるηは、伝達機構6の減速比(η>1)である。すなわち、上式(1)で演算される滑り判定信号SLPは、モータジェネレータ回転軸換算のエンジン回転角とモータジェネレータ回転角の差分が、判定閾値Δθslp以下にて、ベルトに滑りが生じていないと判断する値1となる。一方、上記条件以外においては、滑り判定信号SLPは、ベルトに滑りが生じていると判断する値0となる。
Here, η in the above equation (1) is a reduction ratio (η> 1) of the
エンジン回転角θengは、例えば、30度刻みの粗分解能なクランク角センサでクランク角を読み込める場合には、30度を超える値で任意に設定することができる。このような設定の場合には、クランク角で30度以下に相当する角度差分は、滑りが生じていないと見なされることとなる。 For example, when the crank angle can be read by a crank angle sensor with coarse resolution in increments of 30 degrees, the engine rotation angle θeng can be arbitrarily set to a value exceeding 30 degrees. In such a setting, an angle difference corresponding to a crank angle of 30 degrees or less is regarded as no slippage.
このことは、暗に、滑り判定に利用するエンジン回転角が30度毎にしか得られない、すなわち、0次ホールドされた信号しか判定に利用できないことを前提としている。しかしながら、当然のことながら、30度毎のエンジン回転角の離散信号を1次ホールドする、あるいは移動平均などの平滑化処理を施すことで、エンジン回転角を連続値として扱うことができる。従って、その場合には、判定閾値Δθslpは、より小さく設定できる。 This is premised on the assumption that the engine rotation angle used for slip determination can only be obtained every 30 degrees, that is, only the 0th-order held signal can be used for determination. However, as a matter of course, the engine rotation angle can be handled as a continuous value by first holding a discrete signal of the engine rotation angle every 30 degrees, or by performing smoothing processing such as moving average. Therefore, in that case, the determination threshold Δθslp can be set smaller.
次に、モータジェネレータ始動判定器155Dについて、説明する。モータジェネレータ始動判定器155Dは、車両運動状態センサ20の情報(車速v)と、エンジン回転角θengと、滑り判定器270から出力される滑り判定信号SLPを入力として、モータジェネレータ4の始動可否判断を行う。
Next, the motor generator start determination unit 155D will be described. The motor generator start determination unit 155D receives the information (vehicle speed v) of the vehicle
モータジェネレータ始動判定器155Dが、車速とエンジン回転角の少なくともいずれか1つを始動可否条件として扱うことは、先の実施の形態3におけるモータジェネレータ始動判定器155Bと同様である。ただし、本実施の形態5におけるモータジェネレータ始動判定器155Dは、滑り判定信号SLPも始動可否判定として織り込んでいる。
Motor generator start determination unit 155D treats at least one of the vehicle speed and the engine rotation angle as a start permission / prohibition condition, similar to motor generator
すなわち、モータジェネレータ始動判定器155Dは、車速とエンジン回転角での始動可否判定で始動可能と判断して、かつ、滑り判定信号SLPが1にて、モータジェネレータ4を始動可能と判断する。一方、滑り判定信号SLPが0の場合には、モータジェネレータ始動判定器155Dは、車速とエンジン回転角による始動可否条件の如何に関わらず、モータジェネレータ4を始動不可と判断する。
That is, motor generator start determination unit 155D determines that start is possible by determining whether or not to start at vehicle speed and engine rotation angle, and determines that
このように動作することで、本実施の形態5におけるエンジン始動制御装置1Dは、伝達機構6が滑る事象を早期に検出し、滑りを検出した場合に、モータジェネレータ4による始動をしない判定とすることができる。この結果、モータジェネレータ4のトルク伝達ロスを抑え、スタータ単独始動による確実な始動を確保できる。
By operating in this way, the engine
モータジェネレータ始動判定器155Dは、始動可能と判断した場合には、制御器230に対して、始動する旨のモータジェネレータ駆動指令を出力する。一方、モータジェネレータ始動判定器155Dは、始動不可と判断した場合には、制御器230に対して、始動しない旨のモータジェネレータ駆動指令を出力する。
When the motor generator start determination unit 155D determines that the start is possible, the motor generator start determination unit 155D outputs a motor generator drive command for starting to the
ここで、駆動指令は、始動スイッチをON/OFFさせるための信号であって、かつ、この信号は、制御器230で内部換算されたモータジェネレータ回転角指令または回転角指令を時間微分した回転速度指令としても利用できる。
Here, the drive command is a signal for turning on / off the start switch, and this signal is a rotation speed obtained by time-differentiating the motor generator rotation angle command or the rotation angle command internally converted by the
制御器230は、例えば、公知技術であるPID制御器を具備しており、モータジェネレータ始動判定器155Dの出力とモータジェネレータ回転角θmgを入力として、モータジェネレータ4を回転角制御または回転速度制御する。
The
制御器230は、回転角偏差または回転速度偏差から得られる電圧指令ないし電流指令を変調することで、PWM(Pulse Width Modulation)指令を生成し、モータジェネレータ4の電力変換器(インバータ)へ送信する。
The
当然のことながら、制御器230は、電力変換器へ与えるPWM指令を生成するに当たって、矩形波通電を利用してもよいし、ベクトル制御による正弦波通電を利用してもよい。
As a matter of course, the
このように、モータジェネレータ4をPWM指令で制御することで、回転角レベルおよび回転速度レベルで、モータジェネレータ駆動指令を滑らかに整形することができる。この結果、本実施の形態5におけるエンジン始動制御装置1Dは、始動時の静粛性をより向上できるなどのきめ細かな始動を実現できる。
Thus, by controlling the
以上のように、実施の形態5は、車速または車速と各種回転角に基づいて、モータジェネレータの始動要否を判断し、さらに、モータジェネレータの伝達機構に起因した滑り判定を織り込んで、モータジェネレータの始動要否を最終判断する構成を備えている。このような構成を備えることで、伝達機構の滑りを検出した場合には、モータジェネレータによる始動をしない判定とすることができる。この結果、モータジェネレータのトルク伝達ロスを抑え、スタータ単独始動による確実な始動を確保できる。 As described above, the fifth embodiment determines whether or not the motor generator needs to be started based on the vehicle speed or the vehicle speed and various rotation angles, and further incorporates the slip determination caused by the transmission mechanism of the motor generator. It is provided with a configuration for finally determining whether or not the engine needs to be started. With such a configuration, when slippage of the transmission mechanism is detected, it can be determined that the motor generator is not started. As a result, the torque transmission loss of the motor generator can be suppressed, and a reliable start by the starter single start can be secured.
さらに、実施の形態5は、モータジェネレータの制御においても、回転角レベルおよび回転速度レベルでの制御を織り込む構成を備えている。この結果、モータジェネレータ始動判定器の出力である駆動指令を滑らかに整形して、始動時の静粛性を、より向上できるなどのきめ細かな始動を実現できる。 Furthermore, the fifth embodiment has a configuration that incorporates control at the rotation angle level and the rotation speed level in the control of the motor generator. As a result, it is possible to realize a fine start such as smoothly shaping the drive command that is the output of the motor generator start determination device and further improving the quietness at the start.
上述したように、実施の形態5によれば、モータジェネレータ回転数を参照してベルトの滑り状態を把握し、滑り状態に応じてモータジェネレータの始動タイミングを任意に調整することができる。この結果、車速に応じたモータジェネレータ始動を実現し、かつ、滑りなくモータジェネレータの発生トルクを伝達できるとともに、バッテリー消費電力を抑制できる。 As described above, according to the fifth embodiment, the slip state of the belt can be grasped by referring to the motor generator rotation speed, and the start timing of the motor generator can be arbitrarily adjusted according to the slip state. As a result, the motor generator can be started according to the vehicle speed, the generated torque of the motor generator can be transmitted without slipping, and the battery power consumption can be suppressed.
実施の形態6.
図16は、本発明の実施の形態6における、エンジンとエンジン始動制御装置の構成図である。本実施の形態6におけるエンジン始動制御装置1Eの構成は、先の実施の形態4におけるエンジン始動制御装置1Cの構成と比較すると、モータジェネレータ4の回転軸の回転角を検出するモータジェネレータ回転角センサの情報を、始動切換器100Eで利用する点が異なっている。そこで、この相違点を中心に、モータジェネレータ回転角θmgも利用した始動切換および始動タイミング調整について、以下に説明する。
FIG. 16 is a configuration diagram of an engine and an engine start control device according to
図17は、本発明の実施の形態6におけるエンジン始動制御装置1Eに含まれている始動切換器100Eと始動タイミング調整器200Eの具体的な構成を示す説明図である。なお、始動切換器100Eは、先の実施の形態5における始動切換器100Dと同様であり、説明を省略する。また、始動タイミング調整器200E内のスタータ始動タイミング調整器205Eは、先の実施の形態4におけるスタータ始動タイミング調整器205Cと同様であり、説明を省略する。
FIG. 17 is an explanatory diagram showing specific configurations of a
モータジェネレータ始動タイミング調整器255Eは、車両運動状態センサ20の情報(車速v)とエンジン回転角θengと、制御器230の出力であるPWM指令とに基づいて、モータジェネレータ4へ、最終的なモータジェネレータ駆動指令を出力する。
The motor generator start timing adjuster 255E sends the final motor to the
このとき、モータジェネレータ始動タイミング調整器255Eは、例えば、車速が所定値以上、かつ、車速の時間変化率が所定閾値を超えた条件が成立することで、モータジェネレータ4への最終的なモータジェネレータ駆動指令(図17の構成では、制御器230の出力であるPWM指令に相当)を出力する。このように、車速の時間変化率判定を導入することで、本実施の形態6におけるエンジン始動制御装置1Eは、モータジェネレータ4の始動に適当な時間遅れを与えることができる。
At this time, the motor generator start timing adjuster 255E is configured so that, for example, the condition that the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value and the time change rate of the vehicle speed exceeds a predetermined threshold is satisfied, whereby the final motor generator to the
さらに、モータジェネレータ始動タイミング調整器255Eは、上述した車速条件と、エンジン回転角の時間変化率であるエンジン回転速度が所定値以上となる条件との論理積を用いて、モータジェネレータ4を始動する駆動指令を出力するようにしてもよい。このようにしても、モータジェネレータ4の始動に適当な時間遅れを与えることができる。
Further, motor generator start timing adjuster 255E starts
なお、始動タイミング調整時間は、車速vあるいはエンジン回転角度θengのいずれかで設定してもよい。 The start timing adjustment time may be set by either the vehicle speed v or the engine rotation angle θeng.
ここで、スタータ2とモータジェネレータ4による併用始動を行う場合には、基本的には、スタータ2をモータジェネレータ4よりも先に始動させる。従って、モータジェネレータ始動タイミング調整器255Eで設定する、車速の時間変化率の閾値は、スタータ始動タイミング調整器205Eで設定する閾値よりも、やや大きい値に設定しておいたほうが望ましい。
Here, when the
具体的には、スタータ始動に対して、モータジェネレータ始動の時間遅れが数10msから100ms強となるように、それぞれの閾値を設定する。このように設定することで、スタータ2の始動後にモータジェネレータ4を所定時間だけ遅延して始動させることができる。この結果、特に、バッテリーをスタータ2とモータジェネレータ4で共通して使っている場合に、モータジェネレータ4の始動時の突入電流抑制およびバッテリー消費電力の抑制を図ることができる。
Specifically, the respective thresholds are set so that the time delay for starting the motor generator is from several tens of ms to over 100 ms with respect to the starter start. By setting in this way, the
また、本実施の形態6におけるエンジン始動制御装置1Eは、回転速度の所定値でも始動タイミング時間を調整できる。この結果、より任意の始動時間遅れを設定できる点で、先の実施の形態5と比較して、スタータ仕様やモータジェネレータ仕様を固定化することなく、スタータ2とモータジェネレータ4のあらゆる組み合わせに対する最適な始動タイミングを得ることが可能となる。
Further, the engine start control device 1E according to the sixth embodiment can adjust the start timing time even with a predetermined value of the rotational speed. As a result, it is possible to set a more arbitrary start time delay, and it is optimal for all combinations of the
なお、以上の実施の形態1〜6で示した全てのエンジン始動制御装置において、車両状態を検出する車両運動状態センサ20の検出値としては、車速を直接検出して利用する形態として説明した。しかしながら、本発明における車両運転状態の検出値は、車速検出値に限定されるものではない。車両運動状態センサとして、エンジン水温センサや、アクセル開度センサ、ヨーレートセンサ、吸排気圧センサ、スタータやモータジェネレータへ電力供給するバッテリーの電圧および電流などを検出するセンサなどを併用してもよい。
In all the engine start control devices shown in the first to sixth embodiments described above, the detection value of the vehicle
また、エンジン軸の回転角を検出するエンジン回転角センサ8は、上述したクランク角検出のほかに、エンジン内部のバルブリフト機構の駆動に利用されるカムのカム角検出を代用するか、または併用してもよい。 The engine rotation angle sensor 8 that detects the rotation angle of the engine shaft can be used in place of the above-described crank angle detection, or can be used in place of cam angle detection of a cam used for driving a valve lift mechanism inside the engine, or in combination May be.
上述したように、実施の形態6によれば、先の実施の形態3〜5の構成を組み合わせた構成を備えており、実施の形態3〜5の効果を併せて実現できる。 As described above, according to the sixth embodiment, a configuration obtained by combining the configurations of the previous third to fifth embodiments is provided, and the effects of the third to fifth embodiments can be realized together.
なお、上述した実施の形態1〜6における各エンジン始動制御装置によるエンジン始動制御処理は、エンジン始動制御装置に搭載されるコントローラによって実行されるものである。 In addition, the engine start control process by each engine start control apparatus in Embodiment 1-6 mentioned above is performed by the controller mounted in an engine start control apparatus.
1、1A、1B、1C、1D、1E エンジン始動制御装置、2 スタータ、3 噛み合い伝達機構(第1伝達機構)、4 モータジェネレータ、6 伝達機構(第2伝達機構)、7 エンジン、8 エンジン回転角センサ、20 車両運動状態センサ、100、100A、100B、100C、100D、100E 始動切換器、105、105A、105B、105C、105D、105E スタータ始動判定器、155、155A、155B、155C、155D、155E モータジェネレータ始動判定器、200A、200C、200E 始動タイミング調整器、205A、205C、205E スタータ始動タイミング調整器、230 制御器、255A、255C、255E モータジェネレータ始動タイミング調整器、270 滑り判定器、500 トランスミッション、600 クラッチ。 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E Engine start control device, 2 starter, 3 meshing transmission mechanism (first transmission mechanism), 4 motor generator, 6 transmission mechanism (second transmission mechanism), 7 engine, 8 engine rotation Angle sensor, 20 Vehicle motion state sensor, 100, 100A, 100B, 100C, 100D, 100E Start switch, 105, 105A, 105B, 105C, 105D, 105E Starter start determiner, 155, 155A, 155B, 155C, 155D, 155E motor generator start determination unit, 200A, 200C, 200E start timing adjuster, 205A, 205C, 205E starter start timing adjuster, 230 controller, 255A, 255C, 255E motor generator start timing adjuster, 270 Vessel, 500 Transmission, 600 clutch.
Claims (7)
噛み合い機構による第1伝達機構で前記エンジンにトルク伝達するスタータと、
エンジン軸に繋がれた第2伝達機構で前記エンジンにトルク伝達するモータジェネレータと、
前記車両の運動状態を検出する車両運動状態センサと、
エンジン軸の回転角を検出するエンジン回転角センサと、
前記エンジンを始動するに当たって、前記車両運動状態センサによる検出情報、または前記車両運動状態センサおよび前記エンジン回転角センサの両方の検出情報に基づいて、前記スタータによる単独始動、前記モータジェネレータによる単独始動、前記スタータおよび前記モータジェネレータによる併用始動、のいずれを行うか判断し、判断結果に基づいてスタータ駆動指令およびモータジェネレータ駆動指令を出力する始動切換器と、
前記始動切換器の後段に配置され、前記車両運動状態センサの検出情報および前記エンジン回転角センサの検出情報の少なくともいずれか1つに基づいて、前記始動切換器から出力された前記スタータ駆動指令および前記モータジェネレータ駆動指令に対して時間遅れを持たせ、前記スタータおよび前記モータジェネレータの始動タイミングを調整する始動タイミング調整器と
を備えるエンジン始動制御装置。 An engine start control device that is applied to a vehicle that performs an idling stop that automatically stops the engine when an engine stop condition is satisfied while the vehicle is running,
A starter for transmitting torque to the engine by a first transmission mechanism by a meshing mechanism;
A motor generator for transmitting torque to the engine by a second transmission mechanism connected to the engine shaft;
A vehicle motion state sensor for detecting the motion state of the vehicle;
An engine rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the engine shaft;
In starting the engine, based on detection information by the vehicle motion state sensor or detection information of both the vehicle motion state sensor and the engine rotation angle sensor, independent start by the starter, independent start by the motor generator, A start changer that determines which of the starter and the combined use start by the motor generator is performed, and outputs a starter drive command and a motor generator drive command based on the determination result;
The starter drive command, which is arranged at a subsequent stage of the start switch, and is output from the start switch based on at least one of detection information of the vehicle motion state sensor and detection information of the engine rotation angle sensor, and An engine start control device comprising: a start timing adjuster for adjusting a start timing of the starter and the motor generator by giving a time delay to the motor generator drive command.
前記始動切換器は、
前記エンジン回転角センサにより検出された前記エンジン軸の回転角、および前記モータジェネレータ回転角センサにより検出された前記モータジェネレータの回転軸の回転角の差に基づいて、前記第2伝達機構の滑りの有無を判定する滑り判定器と、
前記判定器により前記第2伝達機構の滑りがないと判定された場合に限って、前記車両運動状態センサおよび前記エンジン回転角センサによる前記検出情報に基づいて前記モータジェネレータ駆動指令を出力するモータジェネレータ始動判定器と
を有する請求項1に記載のエンジン始動制御装置。 A motor generator rotation angle sensor for detecting a rotation angle of the rotation shaft of the motor generator;
The start switch is
Based on the difference between the rotation angle of the engine shaft detected by the engine rotation angle sensor and the rotation angle of the rotation shaft of the motor generator detected by the motor generator rotation angle sensor, slippage of the second transmission mechanism is detected. A slip judgment device for judging the presence or absence;
A motor generator that outputs the motor generator drive command based on the information detected by the vehicle motion state sensor and the engine rotation angle sensor only when the determination device determines that the second transmission mechanism does not slip. The engine start control device according to claim 1, further comprising: a start determination device.
をさらに備える請求項2に記載のエンジン始動制御装置。 Based on the rotation angle of the rotation shaft of the motor generator detected by the motor generator rotation angle sensor and the motor generator drive command output from the motor generator start determination device, the PWM signal to the inverter of the motor generator is The engine start control device according to claim 2, further comprising a controller for outputting.
をさらに備える請求項1から3のいずれか1項に記載のエンジン始動制御装置。 Based on the detection information by the vehicle motion state sensor, disposed behind the start switch, and having a time delay with respect to the starter drive command and the motor generator drive command output from the start switch, The engine start control device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a start timing adjuster that adjusts a start timing of the starter and the motor generator.
請求項1から4のいずれか1項に記載のエンジン始動制御装置。 The engine start control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the vehicle movement state sensor is a vehicle speed sensor that detects a vehicle speed of the vehicle.
請求項5に記載のエンジン始動制御装置。 If the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor is equal to or higher than a predetermined determination value when restarting the engine that has been automatically stopped, the start switcher performs the combined start by the starter and the motor generator. The engine start control device according to claim 5, wherein the engine is restarted.
前記コントローラは、
前記車両の運動状態を、車両運動状態センサを介して取得する第1ステップと、
噛み合い機構による第1伝達機構で前記エンジンにトルク伝達するスタータと、エンジン軸に繋がれた第2伝達機構で前記エンジンにトルク伝達するモータジェネレータとを用いて、前記エンジンを始動制御するに当たって、前記車両運動状態センサによる検出情報、または前記車両運動状態センサおよびエンジン回転角センサの両方の検出情報に基づいて、前記スタータによる単独始動、前記モータジェネレータによる単独始動、前記スタータおよび前記モータジェネレータによる併用始動、のいずれを行うかを判断する第2ステップと、
前記第2ステップによる判断結果に応じて、前記スタータを起動するためのスタータ駆動指令、および前記モータジェネレータを起動させるためのモータジェネレータ駆動指令を出力する第3ステップと、
前記車両運動状態センサの検出情報および前記エンジン回転角センサの検出情報の少なくともいずれか1つに基づいて、前記第3ステップにより出力された前記スタータ駆動指令および前記モータジェネレータ駆動指令に対して時間遅れを持たせ、前記スタータおよび前記モータジェネレータの始動タイミングを調整する第4ステップと
を有するエンジン始動制御方法。 An engine start control method that is executed by a controller mounted on an engine start control device that is applied to a vehicle that implements an idling stop that automatically stops the engine when an engine stop condition is satisfied during vehicle travel,
The controller is
A first step of acquiring a motion state of the vehicle via a vehicle motion state sensor;
In starting control of the engine using a starter that transmits torque to the engine by a first transmission mechanism by a meshing mechanism and a motor generator that transmits torque to the engine by a second transmission mechanism connected to an engine shaft, Based on information detected by the vehicle motion state sensor, or information detected by both the vehicle motion state sensor and the engine rotation angle sensor , the starter alone starts, the motor generator alone starts, and the starter and the motor generator start together. A second step of determining whether to perform,
A third step of outputting a starter drive command for starting the starter and a motor generator drive command for starting the motor generator in accordance with the determination result of the second step;
Based on at least one of the detection information of the vehicle motion state sensor and the detection information of the engine rotation angle sensor, a time delay is generated with respect to the starter drive command and the motor generator drive command output in the third step. And a fourth step of adjusting the start timing of the starter and the motor generator.
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