JP6402476B2 - Hybrid system, hybrid vehicle, and method for starting internal combustion engine of hybrid system - Google Patents
Hybrid system, hybrid vehicle, and method for starting internal combustion engine of hybrid system Download PDFInfo
- Publication number
- JP6402476B2 JP6402476B2 JP2014091462A JP2014091462A JP6402476B2 JP 6402476 B2 JP6402476 B2 JP 6402476B2 JP 2014091462 A JP2014091462 A JP 2014091462A JP 2014091462 A JP2014091462 A JP 2014091462A JP 6402476 B2 JP6402476 B2 JP 6402476B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor generator
- internal combustion
- combustion engine
- voltage battery
- hybrid system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 67
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 38
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 5
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 4
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical group [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 1
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Landscapes
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
Description
本発明は、ハイブリッドシステム、及びハイブリッド車両、並びにハイブリッドシステムの内燃機関の始動方法に関し、より詳細には、内燃機関の始動時に電動発電機に接続された高電圧バッテリの電圧が低下した場合には、内燃機関の始動時間を短縮しながら高電圧バッテリを早期に活性化することができるハイブリッドシステム、及びハイブリッド車両、並びにハイブリッドシステムの内燃機関の始動方法に関する。 The present invention relates to a hybrid system, a hybrid vehicle, and a method for starting an internal combustion engine of the hybrid system, and more particularly, when the voltage of a high-voltage battery connected to a motor generator decreases when the internal combustion engine is started. The present invention relates to a hybrid system, a hybrid vehicle, and a method for starting an internal combustion engine of a hybrid system that can activate a high voltage battery early while shortening the start time of the internal combustion engine.
高電圧バッテリを用いたハイブリッドシステムでは、−10度以下の様な低温の環境下では電圧が著しく低下し、ハイブリッドシステムの電動発電機を用いてのエンジン始動が困難になる。 In a hybrid system using a high-voltage battery, the voltage is remarkably reduced under a low temperature environment such as −10 degrees or less, and it is difficult to start the engine using the motor generator of the hybrid system.
一方で低電圧バッテリとスタータモータによってエンジンをクランキングして、エンジンを始動させる従来の方式でも、低電圧バッテリの電気的な性能低下やエンジンフリクションの増加、吸気温度や機関自体が低温である事による圧縮温度の低下などを起因とした始動性の悪化が問題となっている。 On the other hand, the conventional method of cranking the engine with a low-voltage battery and starter motor to start the engine also reduces the electrical performance of the low-voltage battery, increases engine friction, and the intake air temperature and the engine itself are cold. There is a problem of deterioration of startability due to a decrease in compression temperature due to the above.
そこで、エンジン温度、エンジンルーム温度、車外温度、エンジン冷却水温度、吸気室温度の少なくともいずれか一つが予めそれぞれ設定されている低温閾値以下である場合に低温始動と判断し、エンジン始動の際においては、スタータモータ及び第1電力変換装置に駆動指令を出力し、スタータモータ及び電動発電機を作動させて、双方のトルクによりエンジンを始動させる装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, when at least one of the engine temperature, the engine room temperature, the vehicle exterior temperature, the engine coolant temperature, and the intake chamber temperature is equal to or lower than a preset low temperature threshold value, it is determined that the engine is cold starting. Has proposed a device that outputs a drive command to the starter motor and the first power converter, operates the starter motor and the motor generator, and starts the engine with both torques (see, for example, Patent Document 1). .
しかしながら、高電圧バッテリの電圧の低下は、例えば、高電圧バッテリがリチウムイオンバッテリの場合には、リチウムイオンバッテリの温度が5度以下になると発生する。従って、上記の装置のように−10度以下の低温環境の温度のみをパラメータとする場合には、−10度以上、5度以下の環境ではスタータモータ及び電動発電機の双方のトルクによりエンジンを始動させることができない。従って、高電圧バッテリの温度が高電圧バッテリの電圧が低下する温度以下の状態のままエンジンを始動させることになり、エンジンの始動性が悪化する。 However, for example, when the high voltage battery is a lithium ion battery, the voltage drop of the high voltage battery occurs when the temperature of the lithium ion battery is 5 degrees or less. Therefore, when only the temperature in a low temperature environment of -10 degrees or less is used as a parameter as in the above device, the engine is operated by the torque of both the starter motor and the motor generator in the environment of -10 degrees or more and 5 degrees or less. It cannot be started. Therefore, the engine is started in a state where the temperature of the high voltage battery is equal to or lower than the temperature at which the voltage of the high voltage battery is lowered, and the startability of the engine is deteriorated.
また、特にスタータモータがピニオンとリングギアを介してクランク軸に連結される構成の場合には、そのピニオンがリングギアに完全に噛み込んでから電動発電機の駆動を行う必要がある。 In particular, when the starter motor is connected to the crankshaft via a pinion and a ring gear, it is necessary to drive the motor generator after the pinion is completely engaged with the ring gear.
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その課題は、内燃機関の始動時に電動発電機に接続された高電圧バッテリの電圧が低下した場合には、内燃機関の始動時間を短縮しながら高電圧バッテリを早期に活性化することができるハイブリッドシステム、及びハイブリッド車両、並びにハイブリッドシステムの内燃機関の始動方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and the problem is that when the voltage of the high voltage battery connected to the motor generator is reduced when the internal combustion engine is started, the start time of the internal combustion engine is reduced. To provide a hybrid system, a hybrid vehicle, and a method for starting an internal combustion engine of the hybrid system that can activate a high-voltage battery early while shortening.
上記の課題を解決するための本発明のハイブリッドシステムは、内燃機関と、高電圧バッテリに接続された電動発電機と、低電圧バッテリに接続されたスタータモータと、駆動輪に動力を伝達する動力伝達経路に配置され、動力を断接する動力断接装置とを備え、前記電動発電機が前記動力伝達経路の前記動力断接装置よりも上流側で前記内燃機関のクランク軸に連結されるハイブリッドシステムにおいて、前記高電圧バッテリの電圧が予め定めた基準電圧よりも低下したことを取得する電圧低下取得手段と、前記クランク軸に直結されたリングギアに前記スタータモータのピニオンが噛み込んだ状態で前記クランク軸の回転が開始されたことを取得する回転開始取得手段と、制御装置とを備え、前記制御装置が、前記内燃機関を始動する際に、前記電圧低下取得手段が前記高電圧バッテリの電圧が前記基準電圧よりも低下したことを取得していない場合には、前記電動発電機を駆動することによって前記内燃機関をクランキングするように構成され、前記電圧低下取得手段が前記高電圧バッテリの電圧が前記基準電圧よりも低下したことを取得した場合には、前記ピニオンを前記リングギアに噛み込ませ、次いで、前記スタータモータを駆動し、次いで、前記回転開始取得手段が前記クランク軸の回転が開始されたことを取得したことを合図として、前記電動発電機を駆動して、前記スタータモータと前記電動発電機との両方を駆動することによって前記内燃機関をクランキングするように構成される。 A hybrid system of the present invention for solving the above-described problems includes an internal combustion engine, a motor generator connected to a high-voltage battery, a starter motor connected to a low-voltage battery, and power for transmitting power to drive wheels. A hybrid system that is disposed in the transmission path and that connects and disconnects power, and wherein the motor generator is connected to the crankshaft of the internal combustion engine upstream of the power connection and disconnection apparatus in the power transmission path. in the high voltage drop acquisition means for acquiring the voltage of the voltage battery is lower than a predetermined reference voltage, while it pinion meshing write I of the starter motor directly coupled ring gear to the crankshaft Rotation start acquisition means for acquiring that the rotation of the crankshaft has started, and a control device, and when the control device starts the internal combustion engine The internal combustion engine is configured to be cranked by driving the motor generator when the voltage drop acquisition means has not acquired that the voltage of the high voltage battery has decreased below the reference voltage. When the voltage drop acquisition means acquires that the voltage of the high voltage battery is lower than the reference voltage, the pinion is engaged with the ring gear, and then the starter motor is driven. Next, the motor starter is driven to drive both the starter motor and the motor generator with the signal that the rotation start acquisition means has acquired that the rotation of the crankshaft has started. Is configured to crank the internal combustion engine.
この構成によれば、第一に、高電圧バッテリの電圧が低下した場合には、低電圧バッテリに接続されたスタータモータと電動発電機の両方を駆動することによって内燃機関をクランキングすることで、内燃機関の始動時間を短縮しながら、高電圧バッテリを放電させてバッテリセルの温度を上昇することができる。これにより、高電圧バッテリを早期に活性化することができるので、内燃機関の始動直後から高電圧バッテリの充放電効率を向上できる。 According to this configuration, first, when the voltage of the high voltage battery drops, the internal combustion engine is cranked by driving both the starter motor and the motor generator connected to the low voltage battery. While shortening the starting time of the internal combustion engine, the high voltage battery can be discharged to increase the temperature of the battery cell. Thereby, since a high voltage battery can be activated early, the charging / discharging efficiency of a high voltage battery can be improved immediately after the start of the internal combustion engine.
第二に、スタータモータの駆動によってクランク軸の回転が開始されたことを合図として、つまりスタータモータのピニオンとリングギアの連結が確実に完了した後で電動発電機を駆動することで、スタータモータとクランク軸との連結が不十分な状態で生じる異音や破損を回避することができる。 Secondly, the starter motor is driven by driving the motor generator after the start of the starter motor is started, i.e., after the starter motor pinion and ring gear are securely connected. Noise and breakage caused by insufficient connection between the crankshaft and the crankshaft can be avoided.
また、上記のハイブリッドシステムにおいて、前記電圧低下取得手段が前記高電圧バッテリの温度を検知する温度センサを有し、前記温度センサの検知した前記高電圧バッテリの温度が前記高電圧バッテリの電圧が前記基準電圧よりも低下する電圧低下温度以下の場合に、前記制御装置が前記スタータモータと前記電動発電機との両方を駆動することによって前記内燃機関をクランキングするように構成されることが望ましい。この構成によれば、−10度以下の低温環境以外の状況、例えば−10度より高く、5度以下の温度で高電圧バッテリの電圧が低下した場合に、高電圧バッテリを早期に活性化することができる。 In the hybrid system, the voltage drop acquisition unit includes a temperature sensor that detects the temperature of the high-voltage battery, and the temperature of the high-voltage battery detected by the temperature sensor is equal to the voltage of the high-voltage battery. It is desirable that the control device is configured to crank the internal combustion engine by driving both the starter motor and the motor generator when the temperature is equal to or lower than a voltage lowering temperature lower than a reference voltage. According to this configuration, when the voltage of the high voltage battery drops at a temperature other than a low temperature environment of −10 degrees or less, for example, higher than −10 degrees and a temperature of 5 degrees or less, the high voltage battery is activated early. be able to.
加えて、上記のハイブリッドシステムにおいて、前記回転開始取得手段がクランク角センサを有し、前記制御装置が、前記クランク角センサから出力された前記スタータモータのクランキングによる回転パルス信号を受信したことを合図として、前記電動発電機を駆動するように構成されることが望ましい。 In addition, in the above hybrid system, the rotation start acquisition unit includes a crank angle sensor, and the control device receives a rotation pulse signal output from the crank angle sensor by cranking the starter motor. As a cue, it is preferably configured to drive the motor generator.
一方、上記のハイブリッドシステムにおいて、前記回転開始取得手段が前記スタータモータの駆動時間を計測するように構成され、前記制御装置が、前記回転開始取得手段が計測した前記スタータモータの駆動時間が予め定めた時間を経過したことを合図として、前記電動発電機を駆動するように構成されることが望ましい。 On the other hand, in the above hybrid system, the rotation start acquisition unit is configured to measure the drive time of the starter motor, and the control device determines in advance the drive time of the starter motor measured by the rotation start acquisition unit. It is preferable that the motor generator is configured to be driven with a signal indicating that the elapsed time has elapsed.
これらの構成によれば、スタータモータのピニオンとリングギアとの連結が不完全な状態になることを回避し、且つ早期に電動発電機を駆動することができる。これにより、内燃機関の始動時間を短縮しながら、高電圧バッテリを早期に活性化することができる。 According to these configurations, it is possible to avoid an incomplete connection between the pinion of the starter motor and the ring gear, and to drive the motor generator at an early stage. Thereby, a high voltage battery can be activated early, shortening the starting time of an internal combustion engine.
そして、上記の課題を解決するための本発明のハイブリッド車両は、のハイブリッドシステムを搭載して構成される。 And the hybrid vehicle of this invention for solving said subject is mounted and comprised.
そして、上記の課題を解決するための本発明のハイブリッドシステムの内燃機関の始動方法は、内燃機関と、高電圧バッテリに接続された電動発電機と、低電圧バッテリに接続されたスタータモータと、駆動輪に動力を伝達する動力伝達経路に配置され、動力を断接する動力断接装置とを備え、前記電動発電機が前記動力伝達経路の前記動力断接装置よりも上流側で前記内燃機関のクランク軸に連結されたハイブリッドシステムの内燃機関の始動方法において、前記内燃機関の始動時に、前記高電圧バッテリの電圧が予め定めた基準電圧よりも低下していない場合には、前記電動発電機を駆動することによって前記内燃機関をクランキングし、前記高電圧バッテリの電圧が前記基準電圧よりも低下した場合には、前記スタータモータのピニオンを前記クランク軸に直結されたリングギアに噛み込ませ、前記ピニオンを前記リングギアに噛み込ませた状態で前記クランク軸の回転を開始したことを合図として、前記電動発電機を駆動して、前記スタータモータと前記電動発電機との両方を駆動することによって前記内燃機関をクランキングすることを特徴とする方法である。 And the starting method of the internal combustion engine of the hybrid system of the present invention for solving the above-mentioned problems is an internal combustion engine, a motor generator connected to a high voltage battery, a starter motor connected to a low voltage battery, A power connecting / disconnecting device for connecting / disconnecting power, wherein the motor generator is located upstream of the power connecting / disconnecting device in the power transmitting path. In the starting method of the internal combustion engine of the hybrid system connected to the crankshaft, when the voltage of the high voltage battery is not lower than a predetermined reference voltage when starting the internal combustion engine, the motor generator is When the internal combustion engine is cranked by driving and the voltage of the high voltage battery is lower than the reference voltage, the starter motor pinio Wherein the crankshaft was bitten directly coupled ring gear, the pinion as a cue that has started the rotation of the crankshaft in a state where the meshed with the ring gear, by driving the motor generator, and The internal combustion engine is cranked by driving both the starter motor and the motor generator.
本発明のハイブリッドシステム、及びハイブリッド車両、並びにハイブリッドシステムの内燃機関の始動方法によれば、低温により高電圧バッテリの電圧が低下した場合には、低電圧バッテリに接続されたスタータモータと電動発電機の両方を駆動することによって内燃機関をクランキングすることで、内燃機関の始動時間を短縮しながら、電動発電機に接続された高電圧バッテリを放電させてバッテリセルの温度を上昇することができる。これにより、高電圧バッテリを早期に活性化することができるので、内燃機関の始動直後から高電圧バッテリの充放電効率を向上できる。 According to the hybrid system, the hybrid vehicle, and the internal combustion engine start method of the present invention, when the voltage of the high voltage battery decreases due to low temperature, the starter motor and the motor generator connected to the low voltage battery The internal combustion engine is cranked by driving both of them, and the temperature of the battery cell can be increased by discharging the high voltage battery connected to the motor generator while shortening the start time of the internal combustion engine. . Thereby, since a high voltage battery can be activated early, the charging / discharging efficiency of a high voltage battery can be improved immediately after the start of the internal combustion engine.
また、スタータモータの駆動によってクランク軸の回転が開始されたことを合図として、つまりスタータモータのピニオンとクランク軸のリングギアとの連結が確実に完了した後で電動発電機を駆動することで、スタータモータとクランク軸との連結が不十分な状態で生じる異音や破損などを回避することができる。 Also, as a cue that the rotation of the crankshaft has been started by driving the starter motor, that is, by driving the motor generator after the connection between the starter motor pinion and the crankshaft ring gear is reliably completed, Abnormal noise or damage that occurs when the starter motor and the crankshaft are insufficiently connected can be avoided.
以下、本発明のハイブリッドシステム、及びハイブリッド車両、並びにハイブリッドシステムの内燃機関の始動方法の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of a hybrid system, a hybrid vehicle, and an internal combustion engine starting method of the hybrid system of the present invention will be described.
図1の例に示すように、この実施形態のハイブリッドシステム2は、内燃機関(以下、エンジンという)10と電動発電機20とスタータモータ21とを備える。また、このハ
イブリッドシステム2は、電動発電機20とスタータモータ21がエンジン10からの動力を伝達する動力伝達システム30のクラッチ(動力断接装置)31よりも上流側でエンジン10のクランク軸11に連結されている。なお、ここでは、このハイブリッドシステム2はハイブリッド車両(HEV:以下車両とする)1に搭載されているものとして説明するが、必ずしも、車両に搭載されるものに限定されない。
As shown in the example of FIG. 1, the
電動発電機20は誘導モータや同期モータで形成され、インバータ22を介して高電圧バッテリ23(非水電解液二次電池)23に接続される。この電動発電機20は、動力伝達機構12を介してクランク軸11に連結される。この動力伝達機構12は、クランク軸11に直結された第一プーリー13と電動発電機20の駆動軸に直結された第二プーリー14と第一プーリー13及び第二プーリー14に掛け回された無端状のベルト又はチェーン(動力伝達部材)15を有する。
The
この実施形態のようにエンジン10に対して、クランク軸11の一方に変速機32が接続され、クランク軸11の他方に動力伝達機構12が接続されるように構成することが好ましい。この構成によれば、ハイブリッドシステムを考慮していない、既存のエンジンと変速機との組み合わせ(パワートレイン)に対しても、電動発電機を容易に設けることができ、ハイブリッドシステムを搭載できるパワートレインの種類を拡大することが容易にできる。
As in this embodiment, the
また、この電動発電機20は、発電機として、エンジン10の駆動力を受けて発電をしたり、又は、車両1のブレーキ力等の回生力発生による回生発電をしたりする。このとき、動力伝達機構12により、クランク軸11から第一プーリー13と動力伝達部材15と第二プーリー14を順に経由して電動発電機20に動力が伝達される。一方、モータとして駆動して、その駆動力をエンジン10のクランク軸11に伝達して、エンジン10の駆動力をアシストしたりする。このとき、動力伝達機構12により、電動発電機20から第二プーリー14と動力伝達部材15と第一プーリー13を経由してクランク軸11に、動力が伝達される。なお、発電して得た電力は、配線を経由してインバータ22で変換して高電圧バッテリ23に充電される。また、電動発電機20を駆動するときは、高電圧バッテリ23に充電された電力をインバータ22で変換して電動発電機20に供給する。
In addition, the
スタータモータ21は、始動時に最も大きなトルクが発生し、回転数の上昇に伴いトルクが減少する直流直巻型モータで形成される。このスタータモータ21は、エンジン10の始動時に連結機構16を介してクランク軸11に連結される。この連結機構16は、クランク軸11に直結されたフライホイールの外周に配置されたリングギア17とスタータモータ21の駆動軸に直結されたピニオン18を有する。
The
また、このスタータモータ21は、ピニオン18がその回転軸方向に摺動し、リングギア17に噛み込むことによって、スタータモータ21からの動力がクランク軸11に伝達される。なお、このスタータモータ21は、接続された低電圧バッテリ(鉛蓄電池)24からの持ち出し電流で駆動する。
Further, in the
この低電圧バッテリ24はDC−DCコンバータ25を介して高電圧バッテリ23に接続される。この低電圧バッテリ24は冷却用ウォーターポンプ26Aや油圧ポンプ26Bなどの電動駆動補機が接続されている。この低電圧バッテリ24は、高電圧バッテリ23の、例えば、24Vや48Vなどの高い電圧の電力が、DC−DCコンバータ25で、12Vに電圧降下されて充電される。
The
動力伝達システム30は、エンジン10の動力がクラッチ31を介して変速機32に伝達され、更に、変速機32より推進軸33を介して作動装置34に伝達され、作動装置3
4より駆動軸35を介して駆動輪36に伝達される構成である。これにより、エンジン10の動力が駆動輪36に伝達され、車両1が走行する。
In the
4 is transmitted to the
一方、電動発電機20の動力に関しては、高電圧バッテリ23に充電された電力がインバータ22を介して電動発電機20に供給され、この電力により電動発電機20が駆動され動力を発生する。この電動発電機20の動力は、動力伝達機構12を介してクランク軸11に伝達されて、エンジン10の動力伝達経路を伝達して、駆動輪36に伝達される。これにより、電動発電機20の動力がエンジン10の動力と共に駆動輪36に伝達され、車両1が走行する。なお、回生時には、逆の経路で、駆動輪36の回生力、又はエンジン10の回生力が電動発電機20に伝達されて、電動発電機20で発電が可能となる。
On the other hand, regarding the power of the
そして、上記の構成を制御する装置として、このハイブリッドシステム2は制御装置40を備える。この制御装置40は、エンジン10の回転数や負荷等の運転状態や電動発電機20の回転数等の運転状態や高電圧バッテリ23、低電圧バッテリ24の充電量(SOC)の状態をモニターしながら、動力伝達機構12や電動発電機20、インバータ22、DC−DCコンバータ25等を制御する。また、制御装置40は、エンジン10の制御では、シリンダ内燃焼やターボ過給器や排気ガス浄化装置や補機などを制御している。
And this
また、この制御装置40は、電圧低下取得手段として高電圧バッテリ23の温度t1を検知する温度センサ41と、回転開始取得手段としてクランク軸11の回転を回転パルス信号に変換するクランク角センサ42とを備える。このクランク角センサ42は、クランク軸11に直結されたパルサロータ43の図示しない突起に対向させて取り付けられ、パルサロータ43の突起毎に回転パルス信号を制御装置40に送信する装置である。
The
次に、このハイブリッドシステム2のエンジン10の始動方法について説明する。なお、エンジン10の始動時には、クラッチ31、あるいは変速機32によりエンジン10と電動発電機20の動力の伝達を切断し、エンジン10が始動してから接続するものとする。
Next, a method for starting the
図示しないイグニッションキーによりエンジン10の始動信号が出力され、制御装置40がその始動信号を受信すると、図2に示すように、エンジン10をクランキングするモードを選択する。まず、温度センサ41が高電圧バッテリ23の温度t1を検出するステップS10を行う。
When a start signal of the
次いで、温度センサ41で検出された温度t1が出力され、制御装置40がその温度t1を受信すると、温度t1が電圧低下温度t1’以下か否かを判断するステップS20を行う。このステップS20で高電圧バッテリ23の電圧が予め定めた基準電圧よりも低下したことを取得する。温度t1が電圧低下温度t1’よりも大きい場合には、高電圧バッテリ23の電圧が基準電圧よりも低下していない状態であり、一方、温度t1が電圧低下温度t1’以下の場合には、高電圧バッテリ23の電圧が基準電圧よりも低下した状態である。
Next, when the temperature t1 detected by the
この電圧低下温度t1’は、高電圧バッテリ23の電圧が予め定めた基準電圧よりも低下する温度の値に設定されている。高電圧バッテリ23は、内部のイオンの移動が低温では動きにくくなる事を起因としてセルの内部抵抗が上昇し電圧ドロップが増加することで、低温度になると電圧が低下する。
This voltage drop temperature t1 'is set to a temperature value at which the voltage of the
従って、この電圧低下温度t1’は、例えば、25度の温度を基準電圧として、高電圧バッテリ23の電圧がその基準電圧よりも低下する温度以下に設定される。高電圧バッテリ23としてリチウムイオンバッテリを用いる場合には5度以下の温度に設定される。
Accordingly, the voltage drop temperature t1 'is set to a temperature equal to or lower than the temperature at which the voltage of the
次いで、ステップS20で温度t1が電圧低下温度t1’以下の場合には、電動発電機20とスタータモータ21を併用してエンジン10をクランキングする併用モードを選択するステップS30を行ってクランキングモードの選択を終了する。
Next, when the temperature t1 is equal to or lower than the voltage drop temperature t1 ′ in step S20, step S30 for selecting a combined mode in which the
一方、ステップS20で温度t1が電圧低下温度t1’よりも大きい場合には、電動発電機20のみでエンジン10をクランキングする通常モードを選択するステップS40を行ってクランキングモードの選択を終了する。
On the other hand, if the temperature t1 is higher than the voltage drop temperature t1 ′ in step S20, step S40 for selecting the normal mode in which the
上記のようにエンジン10をクランキングするモードが選択されると、エンジン10のクランキングを開始する。通常モードでは、まず、インバータ22に電動発電機20の始動信号を出力する。そして、高電圧バッテリ23からインバータ22を介して電動発電機20に電流が供給され、電動発電機20の駆動を行いエンジン10をクランキングする。次いで、噴射された燃料の燃焼によりエンジン10を始動すると、クラッチ31により動力伝達システム30の動力伝達を接続して走行を開始して、このエンジン10の始動方法が完了する。
When the mode for cranking the
一方、併用モードでは、図3に示すように、まず、低電圧バッテリ24からスタータモータ21に電流が供給され、スタータモータ21の駆動軸に直結されたピニオン18が摺動して、リングギア17に噛み込む。これにより、クランク軸11にスタータモータ21を連結するステップS110を行う。次いで、低電圧バッテリ24からスタータモータ21に大電流が供給され、スタータモータ21を駆動するステップS120を行う。このとき、ピニオン18とリングギア17を介してスタータモータ21から動力がクランク軸11に伝達され、クランク軸11を回転する。
On the other hand, in the combined mode, as shown in FIG. 3, first, current is supplied from the
次いで、クランク角センサ42がクランク軸11の回転に伴って回転するパルサロータ43の突起を検出し、クランク角センサ42が回転パルス信号を出力するステップS130を行う。このとき、クランク角センサ42が出力する回転パルス信号は、このエンジン10の始動でスタータモータ21のクランキングによって出力される回転パルス信号である。この回転パルス信号は、例えば、パルサロータ43の突起が6度の角度毎に配置されている場合には、この回転パルス信号はクランク軸11が多くとも6度以内の角度で変位したときに出力される。
Next, the
次いで、制御装置40が、その回転パルス信号を受信するステップS140を行う。このとき、その回転パルス信号がスタータモータ21のクランキングによって出力される、つまりピニオン18がリングギア17に噛み込み、ピニオン18によってリングギア17が回転したときに出力される回転パルス信号か否かを判定するとよい。例えば、最初に受信する回転パルス信号は、ピニオン18がリングギア17に噛み込む際に動いたことで出力される場合がある。従って、スタータモータ21のクランキングによって出力される回転パルス信号であるか否かは、連続して回転パルス信号を受信した場合や、1波目を除外して2波目の回転パルス信号が出力された場合などとすることが好ましい。
Next, the
次いで、制御装置40がクランク角センサ42の出力した回転パルス信号を受信したことを合図として、インバータ22に電動発電機20の始動信号を出力する。そして、高電圧バッテリ23からインバータ22を介して電動発電機20に電流が供給され、電動発電機20を駆動するステップS150を行う。次いで、スタータモータ21と電動発電機20の両方によりエンジン10をクランキングする。次いで、噴射された燃料の燃焼によりエンジン10を始動すると、クラッチ31により動力伝達システム30の動力伝達を接続して走行を開始して、このエンジン10の始動方法が完了する。
Next, the
なお、スタータモータ21と電動発電機20の両方によってエンジン10をクランキングする場合に、例えば、高電圧バッテリ23の温度t1が−10度以下の場合には、電動発電機20による始動トルク介入の度合いを大きく、つまり電動発電機20の出力を最大とすることが好ましい。一方、高電圧バッテリ23の温度t1が−10度より高く、5度以下の場合には、電動発電機20による始動トルク介入の度合いを小さく、つまり電動発電機20の出力を−10度から5度に向けて除々に小さくすることが好ましい。温度t1が−10度より高く、5度以下の場合には、スタータモータ21の始動トルクが十分に大きいため、このときの電動発電機20は高電圧バッテリ23を活性化する程度に駆動できればよい。
When the
この実施形態のハイブリッドシステム2、及び車両1、並びにハイブリッドシステムのエンジンの始動方法によれば、高電圧バッテリ23の電圧が基準電圧よりも低下している場合に、スタータモータ21と電動発電機20の両方を駆動することによってエンジン10をクランキングする。これにより、エンジン10の始動時間を短縮しながら、電動発電機20に接続された高電圧バッテリ23を放電させてバッテリセルの温度を上昇することができる。従って、高電圧バッテリ23を早期に活性化することができるので、エンジン10の始動直後から高電圧バッテリ23の充放電効率を向上することができる。
According to the
また、スタータモータ21の駆動によってクランク軸11の回転が開始されたことを合図として、つまりスタータモータ21とクランク軸11との連結が確実に完了した後で電動発電機20を駆動するので、スタータモータ21とクランク軸11との連結が不十分な状態で生じる異音や破損を回避することができる。
The
加えて、このハイブリッドシステム2、及び車両1、並びにハイブリッドシステムのエンジンの始動方法は、−10度以下の極低温環境におけるエンジン10の始動にも有利である。極低温時は、高電圧バッテリ23の電圧が低下することに加えて、スタータモータ21に接続された低電圧バッテリ24の放電容量が低下し、エンジン10をクランキングするための出力が小さくなることに加えて、エンジンオイルなどの粘度が高くなることを起因としてエンジンフリクションも増加している。これに関して、上記のようにスタータモータ21と電動発電機20の両方によってエンジン10をクランキングすることで、始動時間を短縮することができ、更に高電圧バッテリ23の早期活性化も図ることができる。
In addition, the
なお、上記の実施形態は一例であり、ディーゼルエンジンに限定されない。例えば、ガソリンエンジンに適用することができ、その気筒数や配列は限定されない。また、エンジンと走行用モータを複合して駆動力を発生させるパラレル方式のハイブリッド車両を例に説明したが、本発明は、シリーズ方式のハイブリッド車両にも適用することができる。 In addition, said embodiment is an example and is not limited to a diesel engine. For example, the present invention can be applied to a gasoline engine, and the number and arrangement of cylinders are not limited. Further, the parallel type hybrid vehicle that generates the driving force by combining the engine and the driving motor has been described as an example, but the present invention can also be applied to a series type hybrid vehicle.
また、上記の実施形態では、電動発電機20をクランク軸11に連結する無端状のベルトやチェーンを有する動力伝達機構12を例に説明したが、例えば、個々のプーリーの幅を変えることにより、プーリーと動力伝達部材の接する位置を変えるようにして、動力伝達部材の接する位置の直径が内側になれば小さくなり、逆に外側なれば大きくなるように構成された無段変速動力伝達機構を用いてもよい。この場合には、エンジン10のクランク軸11の回転数の変動に依存することなく、電動発電機20の回転軸の回転数を電動発電機20の発電又は駆動に適した回転数に制御することができる。
In the above embodiment, the
また、上記の実施形態に加えて、クランク軸11と電動発電機20との間にクラッチを設けてもよい。エンジン10のクランク軸11の動力で電動発電機20を発電する場合や電動発電機20の駆動力でエンジン10の駆動力をアシストする場合には、そのクラッチを接状態にして、クランク軸11と電動発電機20の間での動力の伝達を行う。一方、電
動発電機20での発電が不要な場合には、そのクラッチを断状態にして、エンジン10と電動発電機20間の動力伝達を切る。これにより、エンジン10のクランク軸11に電動発電機20側のフリクションが加わることを回避することができるので、燃費を向上することができる。
In addition to the above embodiment, a clutch may be provided between the
また、上記の実施形態では、回転開始取得手段としてクランク角センサ42により、スタータモータ21によってクランク軸11の回転が開始されたことを取得する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、回転開始取得手段がスタータモータ21の駆動時間を計測するように構成され、図3のステップS130、S140、S150に代えて、図4に示すように、スタータモータ21の駆動時間t2をカウントするステップS160と、駆動時間t2が予め定めた時間t2’経過後に電動発電機20を駆動するステップS170とを行うように構成してもよい。
In the above-described embodiment, an example in which the start of the
1 ハイブリッド車両
2 ハイブリッドシステム
10 エンジン
11 クランク軸
12 動力伝達機構
16 連結機構
20 電動発電機
21 スタータモータ
23 高電圧バッテリ
24 低電圧バッテリ
26 電動補機
30 動力伝達システム(動力伝達経路)
31 クラッチ(動力断接装置)
40 制御装置
41 温度センサ
42 クランク角センサ
43 パルサロータ
DESCRIPTION OF
31 Clutch (Power connection / disconnection device)
40
Claims (6)
前記高電圧バッテリの電圧が予め定めた基準電圧よりも低下したことを取得する電圧低下取得手段と、前記クランク軸に直結されたリングギアに前記スタータモータのピニオンが噛み込んだ状態で前記クランク軸の回転が開始されたことを取得する回転開始取得手段と、制御装置とを備え、
前記制御装置が、前記内燃機関を始動する際に、前記電圧低下取得手段が前記高電圧バッテリの電圧が前記基準電圧よりも低下したことを取得していない場合には、前記電動発電機を駆動することによって前記内燃機関をクランキングするように構成され、
前記電圧低下取得手段が前記高電圧バッテリの電圧が前記基準電圧よりも低下したことを取得した場合には、前記ピニオンを前記リングギアに噛み込ませ、次いで、前記スタータモータを駆動し、次いで、前記回転開始取得手段が前記クランク軸の回転が開始されたことを取得したことを合図として、前記電動発電機を駆動して、前記スタータモータと前記電動発電機との両方を駆動することによって前記内燃機関をクランキングするように構成されることを特徴とするハイブリッドシステム。 An internal combustion engine, a motor generator connected to a high-voltage battery, a starter motor connected to a low-voltage battery, and a power connection / disconnection device arranged in a power transmission path for transmitting power to the drive wheels and connecting / disconnecting power A hybrid system in which the motor generator is connected to the crankshaft of the internal combustion engine on the upstream side of the power connection / disconnection device of the power transmission path,
A voltage drop acquisition means for acquiring the voltage of the high voltage battery is lower than a predetermined reference voltage, the crank while they pinion meshing write I of the starter motor directly coupled ring gear to the crankshaft A rotation start acquisition means for acquiring that the rotation of the shaft has started, and a control device;
When the control device starts the internal combustion engine, if the voltage drop acquisition means has not acquired that the voltage of the high voltage battery has dropped below the reference voltage, the motor generator is driven. Configured to crank the internal combustion engine by
When the voltage drop acquisition means acquires that the voltage of the high voltage battery is lower than the reference voltage, the pinion is engaged with the ring gear, and then the starter motor is driven. By driving the motor generator and driving both the starter motor and the motor generator by signaling that the rotation start acquisition means has acquired that the rotation of the crankshaft has started. A hybrid system configured to crank an internal combustion engine.
前記内燃機関の始動時に、前記高電圧バッテリの電圧が予め定めた基準電圧よりも低下していない場合には、前記電動発電機を駆動することによって前記内燃機関をクランキングし、
前記高電圧バッテリの電圧が前記基準電圧よりも低下した場合には、前記スタータモータのピニオンを前記クランク軸に直結されたリングギアに噛み込ませ、前記ピニオンを前記リングギアに噛み込ませた状態で前記クランク軸の回転を開始したことを合図として、前記電動発電機を駆動して、前記スタータモータと前記電動発電機との両方を駆動することによって前記内燃機関をクランキングすることを特徴とするハイブリッドシステムの内燃機関の始動方法。 An internal combustion engine, a motor generator connected to a high-voltage battery, a starter motor connected to a low-voltage battery, and a power connection / disconnection device arranged in a power transmission path for transmitting power to the drive wheels and connecting / disconnecting power A starting method of an internal combustion engine of a hybrid system, wherein the motor generator is connected to a crankshaft of the internal combustion engine upstream of the power connection / disconnection device of the power transmission path,
When starting the internal combustion engine, if the voltage of the high voltage battery is not lower than a predetermined reference voltage, the internal combustion engine is cranked by driving the motor generator,
When the voltage of the high voltage battery is lower than the reference voltage, the pinion of the starter motor is engaged with the ring gear directly connected to the crankshaft , and the pinion is engaged with the ring gear And cranking the internal combustion engine by driving the motor generator and driving both the starter motor and the motor generator. To start an internal combustion engine of a hybrid system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014091462A JP6402476B2 (en) | 2014-04-25 | 2014-04-25 | Hybrid system, hybrid vehicle, and method for starting internal combustion engine of hybrid system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014091462A JP6402476B2 (en) | 2014-04-25 | 2014-04-25 | Hybrid system, hybrid vehicle, and method for starting internal combustion engine of hybrid system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015209100A JP2015209100A (en) | 2015-11-24 |
JP6402476B2 true JP6402476B2 (en) | 2018-10-10 |
Family
ID=54611663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014091462A Expired - Fee Related JP6402476B2 (en) | 2014-04-25 | 2014-04-25 | Hybrid system, hybrid vehicle, and method for starting internal combustion engine of hybrid system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6402476B2 (en) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6497411B2 (en) * | 2016-06-16 | 2019-04-10 | 株式会社デンソー | Engine start system and starter |
JP6834672B2 (en) * | 2017-03-27 | 2021-02-24 | 株式会社デンソー | Engine start control |
JP6328301B1 (en) * | 2017-05-18 | 2018-05-23 | 三菱電機株式会社 | Engine starter |
JP2019162950A (en) * | 2018-03-20 | 2019-09-26 | 株式会社デンソー | Engine control system |
KR102371716B1 (en) * | 2018-12-12 | 2022-03-07 | 현대자동차주식회사 | Apparatus and method for controlloing low voltage dc-dc converter of hybrid vehicle |
DE102019202475A1 (en) * | 2019-02-25 | 2020-08-27 | Robert Bosch Gmbh | Method and arrangement for supporting a starting process of an internal combustion engine |
JP7322659B2 (en) * | 2019-10-17 | 2023-08-08 | いすゞ自動車株式会社 | ENGINE START CONTROL DEVICE AND START CONTROL METHOD |
US11312255B2 (en) | 2020-05-13 | 2022-04-26 | Hyundai Motor Company | System and method of controlling low voltage DC-DC converter of hybrid vehicle |
JP7314887B2 (en) * | 2020-09-03 | 2023-07-26 | トヨタ自動車株式会社 | engine device |
KR102283113B1 (en) * | 2020-11-10 | 2021-07-28 | 비테스코 테크놀로지스 게엠베하 | Apparatus for starting engine of mild hybrid electric vehicle and method thereof |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0625556U (en) * | 1992-08-31 | 1994-04-08 | いすゞ自動車株式会社 | Vehicle start control device with regenerative retarder |
JP2000237308A (en) * | 1999-02-22 | 2000-09-05 | Ckd Corp | Infusion pump |
JP3644298B2 (en) * | 1999-03-31 | 2005-04-27 | スズキ株式会社 | Motor drive control device |
DE10034779A1 (en) * | 2000-07-18 | 2002-01-31 | Bosch Gmbh Robert | Control device for starters of internal combustion engines |
JP4421567B2 (en) * | 2006-03-17 | 2010-02-24 | 富士重工業株式会社 | Engine starter for hybrid vehicle |
JP2012111267A (en) * | 2010-11-19 | 2012-06-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Vehicle and its engine starting method |
JP2013193551A (en) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Daimler Ag | Engine starting control device of hybrid vehicle |
-
2014
- 2014-04-25 JP JP2014091462A patent/JP6402476B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015209100A (en) | 2015-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6402476B2 (en) | Hybrid system, hybrid vehicle, and method for starting internal combustion engine of hybrid system | |
US9677527B2 (en) | Method for powertrain operation | |
RU2535830C1 (en) | Device for control over hybrid vehicle | |
JP7189693B2 (en) | power system | |
US10053083B2 (en) | Controller for hybrid vehicle | |
JP5196248B2 (en) | Control device for hybrid vehicle | |
JP2012037359A (en) | Control apparatus for power unit | |
JP7128661B2 (en) | battery diagnostic device | |
JP2008251404A (en) | Output managing apparatus and method, vehicle equipped therewith, and control method of vehicle | |
JP2014101847A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP5765417B2 (en) | Hybrid vehicle and output control method for power storage device mounted thereon | |
JP2015033912A (en) | Hybrid system and control method thereof | |
JP2017115761A (en) | Engine starting time control system, hybrid vehicle and engine starting time control method | |
WO2020255690A1 (en) | Vehicle | |
JP2013217225A (en) | Internal combustion engine starter | |
JP2000145497A (en) | Power drive unit start control device | |
JP6834672B2 (en) | Engine start control | |
JP6264775B2 (en) | Hybrid system and control method thereof | |
KR101499993B1 (en) | Device and method for preventing engine cooling water boiling of hybrid vehicle | |
JP5825200B2 (en) | Vehicle control device | |
JP2015104985A (en) | Hybrid vehicle | |
KR20150031809A (en) | Apparatus for starting engine of tractor and method of controlling the same | |
JP2017100573A (en) | Hybrid vehicle and control method therefor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170327 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180116 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180123 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180323 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180515 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180620 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180814 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180827 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6402476 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |