JP7439628B2 - Vehicle control device - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリットシステムやマイルドハイブリットシステムなど、走行中にエンジンを自動停止しかつ自動始動する制御を行う車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a vehicle such as a hybrid system or a mild hybrid system that automatically stops and starts an engine while the vehicle is running.
ハイブリットシステムやマイルドハイブリットシステムは、内燃エンジン車両をベースとしつつ、走行中にエンジンを自動停止しかつ自動始動する制御や回生ブレーキなど、燃費性能を格段に向上させる利点から様々な形で実用化されている。 Hybrid systems and mild hybrid systems are based on internal combustion engine vehicles, but have been put into practical use in various forms due to their advantages in dramatically improving fuel efficiency, such as control that automatically stops and starts the engine while driving and regenerative braking. ing.
例えば、特許文献1には、エンジンの自動始動を行うモータージェネレータやスタータ等の電源回路を補機電気機器と共用するとともに、モータージェネレータやスタータの作動に伴う電圧低下を許容できない機器(被保護負荷)のみ、自動始動時に別の電源(補助電源)に切り替えるシステムが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses that the power supply circuit of a motor generator, starter, etc. that automatically starts the engine is shared with auxiliary electrical equipment, and equipment (protected load ) discloses a system that switches to another power source (auxiliary power source) during automatic startup.
このようなシステムを採用することで、低電圧系電源回路のみでマイルドハイブリットシステムを構成できることはもちろん、特許文献1に開示されるように、駆動用モータージェネレータのための高電圧系電源回路を並設し、DC-DCコンバータを用いずにハイブリットシステムを構成できる。 By adopting such a system, it is possible to configure a mild hybrid system using only a low-voltage power supply circuit, and as disclosed in Patent Document 1, a high-voltage power supply circuit for a drive motor generator can be installed in parallel. A hybrid system can be constructed without using a DC-DC converter.
ところで、上記システムにおいて、何らかの異常により走行中のエンジン自動始動に時間が掛かった場合に、被保護負荷の消費電力が大きい高負荷作動状況にあるか、または、補助バッテリ(補助電源)が劣化もしくは容量低下している状態にあると、補助バッテリの電力が不足し、被保護負荷の電圧低下を招く虞がある。 By the way, in the above system, if it takes time to automatically start the engine while driving due to some abnormality, the protected load is operating under a high load with large power consumption, or the auxiliary battery (auxiliary power source) has deteriorated or If the capacity is reduced, the power of the auxiliary battery may become insufficient, leading to a voltage drop in the protected load.
この課題の回避策として、車両の運転開始後、初回のエンジン自動始動を低車速で実施し、正常な所要時間で始動できるか確認することが検討された。しかし、この回避策は、始動確認が実施されるまでは中高車速でエンジン停止に移行できず、減速時のエンジンフリクションにより回生電力が減少するなど、燃費性能面で課題を残していた。 As a workaround to this problem, consideration was given to carrying out the first automatic engine start at a low vehicle speed after the vehicle starts driving, and checking whether it can be started within the normal time required. However, this workaround did not allow the engine to stop at medium to high vehicle speeds until the startup was confirmed, and regenerated power decreased due to engine friction during deceleration, leaving issues with fuel efficiency.
本発明は、上記のような実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハイブリットシステムやマイルドハイブリットシステムを備えた車両において、エンジン自動停止後の自動始動制御を最適化し、更なる燃費向上を実現することにある。 The present invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to optimize automatic start control after automatic engine stop in vehicles equipped with a hybrid system or mild hybrid system, thereby further improving fuel efficiency. The aim is to realize this.
上記課題を解決するために、本発明は、
内燃式のエンジンと、
前記エンジンの出力軸の回転により発電する機能および前記エンジンを自動始動する機能を有する電動発電機と、
前記電動発電機と一般負荷に接続され、被保護負荷に接続可能であり、前記電動発電機で発電された電力で充電され、前記電動発電機および前記一般負荷および前記被保護負荷に電力供給可能な主バッテリと、
前記電動発電機と前記被保護負荷に接続可能であり、前記電動発電機で発電された電力で充電され、前記被保護負荷に電力供給可能な補助バッテリと、
を備えた車両の制御装置であって、
前記エンジンの自動始動時に、前記被保護負荷を前記主バッテリから切断して前記補助バッテリに接続し、前記エンジンの自動始動後に前記被保護負荷を前記主バッテリに再接続する制御を行うものにおいて、
前記エンジンの自動始動条件が成立しかつ車速が所定値以上の場合に、前記補助バッテリの出力可能電力で前記被保護負荷の消費電力に対応できるか判断し、
(a)対応できる場合は前記電動発電機により前記エンジンを自動始動し、
(b)対応できない場合は前記電動発電機による前記エンジンの自動始動を停止する
ように構成されている、車両の制御装置にある。
In order to solve the above problems, the present invention
internal combustion engine,
a motor generator having a function of generating electricity by rotating an output shaft of the engine and a function of automatically starting the engine;
The motor generator is connected to the motor generator and the general load, is connectable to the protected load, is charged with the electric power generated by the motor generator, and is capable of supplying power to the motor generator, the general load, and the protected load. main battery,
an auxiliary battery connectable to the motor generator and the protected load, charged with the power generated by the motor generator, and capable of supplying power to the protected load;
A control device for a vehicle, comprising:
When the engine is automatically started, the protected load is disconnected from the main battery and connected to the auxiliary battery, and after the engine is automatically started, the protected load is controlled to be reconnected to the main battery,
When the automatic start condition for the engine is satisfied and the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value, determining whether the outputtable power of the auxiliary battery can cover the power consumption of the protected load;
(a) If possible, automatically start the engine using the motor generator;
(b) The vehicle control device is configured to stop automatic starting of the engine by the motor/generator if the problem cannot be handled.
本発明に係る制御装置によれば、エンジンの自動始動条件が成立しかつ車速が所定値以上の場合に、補助バッテリの出力可能電力で被保護負荷の消費電力に対応できるか否か判断し、対応できない場合は、電動発電機によるエンジン自動始動を停止するので、何らかの異常により走行中のエンジン自動始動に時間が掛かった場合でも、被保護負荷の電圧低下を回避でき、また、低車速のみならず中高車速でも直ちにエンジンの自動停止制御に移行でき、更なる燃費向上が期待できる。 According to the control device according to the present invention, when the engine automatic start condition is satisfied and the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value, it is determined whether the outputtable power of the auxiliary battery can cover the power consumption of the protected load, If this is not possible, automatic engine starting by the motor generator will be stopped, so even if it takes time to automatically start the engine while driving due to some abnormality, voltage drop in the protected load can be avoided. The system can immediately switch to automatic engine stop control even at medium to high vehicle speeds, and further improvements in fuel efficiency can be expected.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1において、車両1は、エンジン2と駆動用モータ4とが変速機3を介して駆動輪5に動力伝達可能なパラレル式のハイブリット車両として構成されており、制御装置として、ハイブリットシステムを制御するHCU(Hybrid Control Unit)10、エンジン2および補機を制御するECU(Engine Control Unit)20、および、変速機3を制御するTCU(Transmission Control Unit)30を備えている。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
In FIG. 1, a vehicle 1 is configured as a parallel hybrid vehicle in which an engine 2 and a drive motor 4 can transmit power to drive wheels 5 via a transmission 3, and serves as a control device to control a hybrid system. An HCU (Hybrid Control Unit) 10 that controls the engine 2 and auxiliary equipment, an ECU (Engine Control Unit) 20 that controls the engine 2 and auxiliary equipment, and a TCU (Transmission Control Unit) 30 that controls the transmission 3.
エンジン2は、例えば往復動型内燃エンジンであり、ECU20は、エンジン2の運転状態を反映する各状態値を検出するセンサからの入力信号に基づいてエンジン制御を実施する。 The engine 2 is, for example, a reciprocating internal combustion engine, and the ECU 20 performs engine control based on input signals from sensors that detect various state values that reflect the operating state of the engine 2.
例えば、ECU20は、クランク角センサおよびカム角センサからの入力信号に基づいてピストン位置およびエンジン回転数を検出し、吸入空気量センサ、吸気温度センサ、水温センサ、空燃比センサ、アクセル開度センサ(負荷要求)などの検出値に基づいて、燃料噴射量や燃料噴射時期、点火時期、バルブ開閉時期を決定し、燃料インジェクタ、点火プラグなどに制御信号を出力することにより、エンジンの運転状態を最適化する。 For example, the ECU 20 detects the piston position and engine rotation speed based on input signals from a crank angle sensor and a cam angle sensor, and detects the piston position and engine rotation speed based on input signals from a crank angle sensor and a cam angle sensor, and detects an intake air amount sensor, an intake air temperature sensor, a water temperature sensor, an air-fuel ratio sensor, an accelerator opening sensor ( Optimizes engine operating conditions by determining fuel injection amount, fuel injection timing, ignition timing, and valve opening/closing timing based on detected values such as load demand) and outputting control signals to fuel injectors, spark plugs, etc. become
エンジン2の出力軸をなすクランクシャフト21の出力側端部(フライホイール)には冷間始動を行うためのスタータ22が付設され、クランクシャフト21の他端部(プーリ)にはベルトを介してトルク伝達可能なISG23が付設されている。 A starter 22 for cold starting is attached to the output side end (flywheel) of the crankshaft 21 that forms the output shaft of the engine 2, and a starter 22 is attached to the other end (pulley) of the crankshaft 21 via a belt. An ISG 23 capable of transmitting torque is attached.
ISG(Integrated Starter Generator)23は、スタータ機能付き発電機(電動発電機、モータージェネレータ)であり、主電源回路26を介して主バッテリ24に接続されており、エンジン2(クランクシャフト21)の回転により発電される電力で主バッテリ24(および補助バッテリ25)を充電する発電機の機能と、主バッテリ24から供給される電力によりエンジン2を始動させるスタータの機能を備えている。 The ISG (Integrated Starter Generator) 23 is a generator (motor generator, motor generator) with a starter function, is connected to the main battery 24 via the main power supply circuit 26, and is connected to the main battery 24 through the main power circuit 26. It has the function of a generator that charges the main battery 24 (and the auxiliary battery 25) with the power generated by the engine, and the function of a starter that starts the engine 2 with the power supplied from the main battery 24.
クランクシャフト21の出力側端部(フライホイール)は、クラッチ32を介して変速機3の入力軸31にトルク伝達可能に接続されるとともに、クラッチ32を開放することで、エンジン2と変速機3とが遮断される。 The output side end (flywheel) of the crankshaft 21 is connected to the input shaft 31 of the transmission 3 via a clutch 32 so as to be able to transmit torque. is blocked.
変速機3は、入力軸31と出力軸34との間に変速比を変化させるギヤまたはベルトなどの機構を備えた自動変速機(AT)であり、AMT、CVT、遊星歯車式など、種々の形式、例えば、平行軸歯車機構からなる常時噛合式の変速機構と不図示のシフトアクチュエータ、クラッチアクチュエータを備えたAMT(Automated Manual Transmission)として構成され、TCU30によりシフトアクチュエータおよびクラッチアクチュエータを制御して変速段の切替やエンジン2との切り離しを行う。 The transmission 3 is an automatic transmission (AT) equipped with a mechanism such as a gear or a belt between the input shaft 31 and the output shaft 34 to change the gear ratio, and can be of various types such as AMT, CVT, and planetary gear type. For example, it is configured as an AMT (Automated Manual Transmission) equipped with a constant-meshing transmission mechanism consisting of a parallel shaft gear mechanism, a shift actuator, and a clutch actuator (not shown), and the TCU 30 controls the shift actuator and clutch actuator to change speeds. It performs stage switching and disconnection from the engine 2.
変速機3の出力軸34は、その一端がデファレンシャルギヤを介して駆動軸33に接続され、駆動輪5にトルク伝達可能であるとともに、出力軸34の他端には不図示の減速機を介して駆動用モータ4がトルク伝達可能に接続されている。 The output shaft 34 of the transmission 3 has one end connected to the drive shaft 33 via a differential gear, and is capable of transmitting torque to the drive wheels 5. A driving motor 4 is connected to enable torque transmission.
駆動用モータ4(MGU;Motor Generator Unit)は、高電圧電源回路43を介してインバータ41および駆動用バッテリ42に接続され、HCU10の駆動指令により、駆動用バッテリ42から供給される高電圧電源(例えば100V)で駆動される一方、HCU10の回生指令により、駆動軸33(出力軸34)の回転により回生発電を行い、駆動用バッテリ42を充電する発電機としての機能も備えている。 A drive motor 4 (MGU; Motor Generator Unit) is connected to an inverter 41 and a drive battery 42 via a high voltage power supply circuit 43, and receives a high voltage power (MGU) supplied from the drive battery 42 according to a drive command from the HCU 10. For example, it is driven at 100 V), and also functions as a generator that performs regenerative power generation by rotating the drive shaft 33 (output shaft 34) and charges the drive battery 42 according to a regeneration command from the HCU 10.
HCU10、ECU20、TCU30は、演算処理を行うCPU、制御プログラムや設定データなどを格納するROM、制御プログラムや設定データを読出し、動的データや演算処理結果を記憶するRAM、および、通信I/Fなどを備えたマイコン(MCU)と電源回路、入出力回路、保護回路などで構成されており、HCU10は、ECU20およびTCU30との協調制御によりハイブリットシステムの制御を行う。 The HCU 10, ECU 20, and TCU 30 include a CPU that performs arithmetic processing, a ROM that stores control programs and setting data, a RAM that reads control programs and setting data, and stores dynamic data and arithmetic processing results, and a communication I/F. The HCU 10 controls the hybrid system through cooperative control with the ECU 20 and the TCU 30.
以上のような構成により、車両1は、エンジン2が発生するエンジントルクのみによる走行、駆動用モータ4が発生するモータトルクのみによる走行(EV走行)、および、駆動用モータ4を力行運転してエンジン2のエンジントルクをアシストする走行(モータアシスト走行)が可能である。 With the above configuration, the vehicle 1 can run only by the engine torque generated by the engine 2, drive only by the motor torque generated by the drive motor 4 (EV running), and drive the drive motor 4 in power running mode. Driving in which the engine torque of the engine 2 is assisted (motor-assisted driving) is possible.
すなわち、ECU20は、車両1の走行中に、車載ネットワークを通じて入力される車両情報を監視しており、所定のエンジン停止条件が成立した場合に、エンジン2を自動停止させる信号を出力し、駆動用モータ4によるEV走行や回生ブレーキ(回生発電)に移行させ、それらの状態または停車状態において、所定の自動始動条件が成立した場合に、ISG23にエンジン2を自動始動させる信号を出力し、エンジン2による走行や、エンジン2と駆動用モータ4を併用したモータアシスト走行に移行させる。 That is, the ECU 20 monitors vehicle information input through the in-vehicle network while the vehicle 1 is running, and when a predetermined engine stop condition is met, outputs a signal to automatically stop the engine 2 and When the motor 4 shifts to EV driving or regenerative braking (regenerative power generation) and predetermined automatic start conditions are met in those states or in a stopped state, a signal to automatically start the engine 2 is output to the ISG 23, and the engine 2 is activated. or motor-assisted driving using both the engine 2 and the drive motor 4.
ところで、既に述べたように、エンジン自動停止/自動始動に際して、エンジンを自動停止する前に自動停止前提条件が成立した時点で、ISG23(またはスタータ22)の駆動時の電圧低下が許容できない被保護負荷7の電源を主電源(主バッテリ24)から補助電源(補助バッテリ25)に切り替える制御を行う。 By the way, as already mentioned, when automatically stopping/starting the engine, when the automatic stop preconditions are met before the engine is automatically stopped, the protected device cannot tolerate a voltage drop during driving of the ISG 23 (or starter 22). Control is performed to switch the power source of the load 7 from the main power source (main battery 24) to the auxiliary power source (auxiliary battery 25).
図1に示すように、低電圧(例えば12V)の補機電源回路は、主電源回路26と補助電源回路27とで構成されている。主電源回路26には、スタータ22や一般負荷6などの低電圧機器が接続されており、これらの機器に主バッテリ24から電力を供給可能である。主バッテリ24は、例えば鉛バッテリを利用可能である。一般負荷6は、補機類のうち、ISG23等の駆動時における電圧低下を許容できる機器や車両1の走行性能に影響しない機器、例えば、空調機器のブロア、デフォッガ等が含まれる。 As shown in FIG. 1, the low voltage (for example, 12V) auxiliary power supply circuit includes a main power supply circuit 26 and an auxiliary power supply circuit 27. Low-voltage devices such as the starter 22 and the general load 6 are connected to the main power circuit 26, and power can be supplied to these devices from the main battery 24. The main battery 24 can be, for example, a lead battery. The general loads 6 include, among auxiliary equipment, equipment that can tolerate a voltage drop during driving, such as the ISG 23, and equipment that does not affect the driving performance of the vehicle 1, such as a blower of an air conditioner, a defogger, and the like.
主電源回路26には、第1スイッチSW1を介して補助電源回路27が接続可能であり、補助電源回路27には被保護負荷7が接続されるとともに、第2スイッチSW2を介して補助バッテリ25に接続可能である。補助バッテリ25としては、例えば、リチウムイオンバッテリ(LiB)を利用可能である。 An auxiliary power circuit 27 can be connected to the main power circuit 26 via the first switch SW1, and the protected load 7 is connected to the auxiliary power circuit 27, and an auxiliary battery 25 is connected to the main power circuit 26 via the second switch SW2. It is possible to connect to As the auxiliary battery 25, for example, a lithium ion battery (LiB) can be used.
上記の構成により、図2に示すように、第1スイッチSW1および第2スイッチSW2が閉じた状態では、ISG23で発電される電力によって補助バッテリ25を充電可能であるとともに、被保護負荷7に電力を供給可能である。補助バッテリ25が満充電(充電率SOCが所定値以上)になると第2スイッチSW2は開かれ、過充電が防止される。 With the above configuration, as shown in FIG. 2, when the first switch SW1 and the second switch SW2 are closed, the auxiliary battery 25 can be charged by the power generated by the ISG 23, and the protected load 7 is can be supplied. When the auxiliary battery 25 becomes fully charged (the charging rate SOC is equal to or higher than a predetermined value), the second switch SW2 is opened to prevent overcharging.
また、図3に示すように、第1スイッチSW1が開いた状態でも、第2スイッチSW2が閉じた状態にあれば、補助バッテリ25から被保護負荷7に電力を供給可能である。被保護負荷7としては、補機類のうち、スタータ22やISG23等の駆動時における電圧低下が許容できない機器や車両1の走行性能に影響のある機器、例えば、EPS(電動パワーステアリング)、ESP(登録商標;エレクトロニックスタビリティプログラム、車両挙動安定化制御システム)、ナビゲーションシステム、あるいは、前照灯や尾灯などの灯火類などが含まれる。 Further, as shown in FIG. 3, even if the first switch SW1 is open, if the second switch SW2 is closed, power can be supplied from the auxiliary battery 25 to the protected load 7. The protected load 7 includes auxiliary equipment such as starter 22 and ISG 23, which cannot tolerate a voltage drop during operation, and equipment that affects the driving performance of the vehicle 1, such as EPS (electric power steering), ESP, etc. (registered trademark; electronic stability program, vehicle behavior stability control system), navigation systems, and lights such as headlights and taillights.
図5は、エンジン自動停止制御を示すフローチャートであり、ECU20は、エンジン2の状態を常に監視しており、エンジン2の運転中において(ステップ100)、所定の停止条件が成立した場合(例えば、クラッチ32を接続して力行している状態でドライバー要求トルクの減少等により自動停止が可能となった場合)には(ステップ110)、先ず、上述したように被保護負荷7を主電源回路26(ISG23、主バッテリ24)から切り離し、補助電源回路27(補助バッテリ25)に切り替える制御を行う(ステップ120)。 FIG. 5 is a flowchart showing automatic engine stop control. The ECU 20 constantly monitors the state of the engine 2, and when the engine 2 is in operation (step 100), if a predetermined stop condition is satisfied (for example, If automatic stopping becomes possible due to a decrease in the driver's requested torque while the clutch 32 is connected and power running is performed (step 110), first, the protected load 7 is connected to the main power circuit 26 as described above. (ISG 23, main battery 24) and performs control to switch to the auxiliary power supply circuit 27 (auxiliary battery 25) (step 120).
次いで、ECU20は、TCU30からクラッチ32の接続/開放状態を取得し、クラッチ32が接続状態にある場合は、エンジントルクを0まで漸減させてからTCU30にクラッチ32の開放指令を出し、クラッチ32を開放するとともに、燃料噴射を停止してエンジン2を自動停止させる(ステップ121)。 Next, the ECU 20 acquires the connection/disengagement state of the clutch 32 from the TCU 30, and if the clutch 32 is in the engaged state, the ECU 20 gradually reduces the engine torque to 0 and then issues a command to the TCU 30 to release the clutch 32, thereby disengaging the clutch 32. At the same time, fuel injection is stopped to automatically stop the engine 2 (step 121).
図6は、エンジン自動始動制御を示すフローチャートであり、ECU20は、エンジン2の自動停止中において(ステップ200)、所定の始動条件が成立した場合(例えば、EV走行中にドライバー要求トルクが規定値以上になった場合など)には(ステップ210)、先ず、車速が所定値以上であるか否かがチェックされる(ステップ212)。 FIG. 6 is a flowchart showing automatic engine start control. During automatic stop of the engine 2 (step 200), when a predetermined starting condition is satisfied (for example, during EV driving, the driver requested torque is set to a specified value). If the vehicle speed exceeds a predetermined value (step 210), first, it is checked whether the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value (step 212).
車速が所定値未満の低速で走行中の場合には、万一、被保護負荷7の最低電圧を維持することが困難になっても停車または退避できるので、そのまま制御を継続する。 When the vehicle is running at a low speed less than a predetermined value, even if it becomes difficult to maintain the minimum voltage of the protected load 7, the vehicle can be stopped or evacuated, and the control continues.
一方、車速が所定値以上の場合は、補助バッテリ25の出力可能電力が被保護負荷7の消費電力以上であるか否かが判定される(ステップ213)。 On the other hand, if the vehicle speed is greater than or equal to the predetermined value, it is determined whether the outputtable power of the auxiliary battery 25 is greater than or equal to the power consumption of the protected load 7 (step 213).
すなわち、エンジン2の始動後に被保護負荷7を主バッテリ24(主電源回路26)に再接続するまでの間(約l秒)、被保護負荷7の最低電圧を維持することが可能な補助バッテリ25の出力可能電力(ls出力可能電力)を、補助バッテリ25の温度、充電率、内部抵抗(充電電流、充電電圧)等から算出し、被保護負荷7の現在の消費電力と比較される。 In other words, the auxiliary battery is capable of maintaining the minimum voltage of the protected load 7 after the engine 2 starts until the protected load 7 is reconnected to the main battery 24 (main power circuit 26) (about 1 second). 25 is calculated from the temperature, charging rate, internal resistance (charging current, charging voltage), etc. of the auxiliary battery 25, and is compared with the current power consumption of the protected load 7.
ステップ213で、補助バッテリ25の出力可能電力が被保護負荷7の消費電力以上である場合や、ステップ212で、車速が所定値未満と判定された場合は、被保護負荷7が主電源回路26(ISG23、主バッテリ24)から切り離されているか否かが確認され(ステップ220)、エンジンの自動停止時などに切り離しが完了していない場合は、主電源回路26からの切り離しが実行される(ステップ221)。 In step 213, if the outputtable power of the auxiliary battery 25 is greater than or equal to the power consumption of the protected load 7, or if it is determined in step 212 that the vehicle speed is less than a predetermined value, the protected load 7 is connected to the main power supply circuit 26. (ISG 23, main battery 24) is checked (step 220), and if the disconnection is not completed such as when the engine is automatically stopped, disconnection from the main power circuit 26 is executed ( Step 221).
次いで、図3に示すように、主バッテリ24から供給される電力によりISG23が駆動され、エンジン2の自動始動が実行され(ステップ222)、エンジン2の自動始動が完了したか否かが判定される(ステップ230)。 Next, as shown in FIG. 3, the ISG 23 is driven by the electric power supplied from the main battery 24, automatic starting of the engine 2 is executed (step 222), and it is determined whether the automatic starting of the engine 2 is completed. (step 230).
エンジン2の自動始動が完了した場合には、ISG23の駆動が停止され(ステップ231)、図2に示すように、第1スイッチSW1が閉じて補助電源回路27が主電源回路26に接続され(ステップ232)、被保護負荷7に主バッテリ24から電力が供給されるとともに、補助バッテリ25が充電される。 When the automatic start of the engine 2 is completed, the drive of the ISG 23 is stopped (step 231), and as shown in FIG. 2, the first switch SW1 is closed and the auxiliary power circuit 27 is connected to the main power circuit 26 ( In step 232), power is supplied from the main battery 24 to the protected load 7, and the auxiliary battery 25 is charged.
一方、ステップ230で、エンジン2の自動始動が完了しない場合は、再度、車速が所定値以上であるか否かがチェックされ(ステップ212)、所定値未満の場合はISG23によるエンジン2の始動が継続される。 On the other hand, if the automatic start of the engine 2 is not completed in step 230, it is checked again whether the vehicle speed is equal to or higher than the predetermined value (step 212), and if the vehicle speed is less than the predetermined value, the engine 2 is started by the ISG 23. Continued.
その前に、ステップ212で車速が所定値以上と判定され、かつ、ステップ213で補助バッテリ25の出力可能電力が被保護負荷7の消費電力未満であると判定された場合、すなわち、被保護負荷7の消費電力が補助バッテリ25の出力可能電力以上になっていると判断された場合には、ISG23の駆動を停止する(ステップ214)。 Before that, if it is determined in step 212 that the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value, and it is determined in step 213 that the outputtable power of the auxiliary battery 25 is less than the power consumption of the protected load 7, that is, the protected load If it is determined that the power consumption of ISG 7 is greater than the outputtable power of auxiliary battery 25, driving of ISG 23 is stopped (step 214).
さらに、図4に示すように、第1スイッチSW1を閉じ、補助電源回路27を主電源回路26に接続する(ステップ215)。これにより、主バッテリ24の電力が被保護負荷7に供給されるようになり、主バッテリ24の電力が枯渇するまで、長時間にわたり被保護負荷7の電圧を維持できるようになる。また、主バッテリ24の電力により補助バッテリ25が充電される。 Furthermore, as shown in FIG. 4, the first switch SW1 is closed and the auxiliary power supply circuit 27 is connected to the main power supply circuit 26 (step 215). As a result, the power of the main battery 24 is supplied to the protected load 7, and the voltage of the protected load 7 can be maintained for a long time until the power of the main battery 24 is exhausted. Further, the auxiliary battery 25 is charged by the power of the main battery 24.
その後、ステップ212で、車速が所定値以下の低車速まで低下するか、または、ステップ213で、被保護負荷7の消費電力が、補助バッテリ25の出力可能電力未満に低下した場合は、ステップ221で、被保護負荷7の電源を再び補助バッテリ25に切り替え、ISG23の駆動によるエンジン2の始動を再開する。 Thereafter, in step 212, if the vehicle speed decreases to a low vehicle speed below a predetermined value, or if in step 213, the power consumption of the protected load 7 decreases to less than the output power of the auxiliary battery 25, step 221 Then, the power source of the protected load 7 is switched to the auxiliary battery 25 again, and the engine 2 is restarted by driving the ISG 23.
次に、図7は、エンジン自動始動不調時の制御を示すタイムチャートであり、被保護負荷7の消費電力が急激に増大し、それによりエンジン自動始動条件成立して、ISG23の駆動によるエンジン自動始動が開始される場合を想定している。図中、実線は上述した本発明実施形態に係る制御(図6)を示し、破線は、比較例として、ステップ212、213~215を含まない場合の制御を示している。 Next, FIG. 7 is a time chart showing control when the engine automatic start is malfunctioning. The power consumption of the protected load 7 increases rapidly, and as a result, the engine automatic start condition is satisfied, and the engine is automatically started by driving the ISG 23. This assumes that the engine is starting. In the figure, the solid line indicates the control according to the embodiment of the present invention described above (FIG. 6), and the broken line indicates the control when steps 212, 213 to 215 are not included, as a comparative example.
このような状況としては、例えば、ヘッドライトをハイビームで点灯し、雪道など低μ路の走行により、ESPの油圧ポンプが作動すると同時に、深い轍にハンドルが取られるのをドライバーが修正操舵してEPS(電動パワーステアリング)が作動するする等により被保護負荷の電力が増大すると共に、何らかの故障や燃料不足によりエンジンが短時間で掛からない状態が考えられる。 In such a situation, for example, when the headlights are turned on with high beam and the ESP hydraulic pump is activated when driving on a low μ road such as a snowy road, at the same time, the driver needs to correct the steering wheel to prevent it from moving into a deep rut. When the EPS (Electric Power Steering) is activated, the electric power of the protected load increases, and the engine may not start for a short period of time due to some kind of failure or fuel shortage.
この場合、被保護負荷7の高負荷作動により、補助バッテリ25の出力可能電力(充電量)が図中(a)で減少し始め、始動完了しないまま、図中(b)において、被保護負荷7の消費電力を下回る状況になる。 In this case, due to the high-load operation of the protected load 7, the outputtable power (charged amount) of the auxiliary battery 25 begins to decrease at (a) in the figure, and before the start is completed, the protected load starts to decrease at (b) in the figure. The power consumption will be lower than that of 7.
しかし、本発明では、この時点でISG23の駆動を停止し、被保護負荷7を主バッテリ24に再接続するので、補助バッテリ25の電力消費と被保護負荷7の電圧降下が是正され、主バッテリ24から充電されることで、補助バッテリ25の出力可能電力(充電量)が徐々に回復する。 However, in the present invention, the drive of the ISG 23 is stopped at this point and the protected load 7 is reconnected to the main battery 24, so the power consumption of the auxiliary battery 25 and the voltage drop of the protected load 7 are corrected, and the main battery By being charged from the auxiliary battery 24, the outputtable power (charged amount) of the auxiliary battery 25 gradually recovers.
その後、図中(d)において、被保護負荷7の消費電力が、補助バッテリ25の出力可能電力未満に減少したので、被保護負荷7の電源を主バッテリ24から補助バッテリ25に切り替え、ISG23の駆動によるエンジン2の自動始動を行い、その後、エンジン2の始動が完了し、図中(f)においてISG23の駆動を停止、被保護負荷7を主バッテリ24に再接続して、エンジン走行に移行する。 After that, in (d) of the figure, the power consumption of the protected load 7 has decreased to less than the output power of the auxiliary battery 25, so the power source of the protected load 7 is switched from the main battery 24 to the auxiliary battery 25, and the ISG 23 is switched from the main battery 24 to the auxiliary battery 25. The engine 2 is automatically started by the drive, and then the start of the engine 2 is completed, and at (f) in the figure, the drive of the ISG 23 is stopped, the protected load 7 is reconnected to the main battery 24, and the engine starts running. do.
これに対して、図中破線で示される比較例では、ステップ212、213~215の制御を含まないので、図中(b)でもISG23の駆動が継続され、その後、エンジン2は始動されるものの、補助バッテリ25の出力可能電力(充電量)はさらに減少し、図中(c)において、被保護負荷(コントローラ)7の最低動作電圧まで降下し、被保護負荷(コントローラ)7が停止する。 On the other hand, in the comparative example shown by the broken line in the figure, since the control in steps 212, 213 to 215 is not included, the ISG 23 continues to be driven even in (b) in the figure, and the engine 2 is then started. , the outputtable power (charged amount) of the auxiliary battery 25 further decreases, and in (c) in the figure, it drops to the lowest operating voltage of the protected load (controller) 7, and the protected load (controller) 7 stops.
このように、本発明に係るエンジンの自動始動制御では、ISG23による自動始動が長引く場合に、IGS23による始動を中断し、被保護負荷7を主バッテリ24に再接続するとともに、補助バッテリ25の出力可能電力を回復させることができるので、被保護負荷7の動作への影響を回避しながら、エンジンの自動始動を実行できる。 As described above, in the engine automatic start control according to the present invention, when the automatic start by the ISG 23 is prolonged, the start by the IGS 23 is interrupted, the protected load 7 is reconnected to the main battery 24, and the output of the auxiliary battery 25 is Since available power can be restored, the engine can be automatically started while avoiding any influence on the operation of the protected load 7.
なお、上記実施形態では、高電圧電源回路43を介してインバータ41および駆動用バッテリ42に接続された駆動用モータ4を備えたハイブリット車両に実施する場合について述べたが、それらを備えず、IGS23を利用してアシスト走行や回生ブレーキ、あるいは、クリープ走行を行うマイルドハイブリット車両に実施することもできる。 In the above embodiment, a case has been described in which the hybrid vehicle is equipped with the drive motor 4 connected to the inverter 41 and the drive battery 42 via the high voltage power supply circuit 43, but the IGS 23 is not equipped with these. It can also be applied to mild hybrid vehicles that use assisted driving, regenerative braking, or creep driving.
以上、本発明のいくつかの実施形態について述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいてさらに各種の変形および変更が可能であることを付言する。 Although several embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and it is understood that various modifications and changes can be made based on the technical idea of the present invention. I would like to add.
1 車両
2 エンジン
3 変速機
4 駆動用モータ
5 駆動輪
6 一般負荷
7 被保護負荷
10 HCU
20 ECU
21 クランクシャフト
22 スタータ
23 ISG(電動発電機)
24 主バッテリ
25 補助バッテリ
26 主電源回路
27 補助電源回路
30 TCU
32 クラッチ
41 インバータ
42 駆動用バッテリ
43 高電圧電源回路
SW1 第1スイッチ
SW2 第2スイッチ
1 Vehicle 2 Engine 3 Transmission 4 Drive motor 5 Drive wheel 6 General load 7 Protected load 10 HCU
20 ECUs
21 Crankshaft 22 Starter 23 ISG (motor generator)
24 Main battery 25 Auxiliary battery 26 Main power circuit 27 Auxiliary power circuit 30 TCU
32 Clutch 41 Inverter 42 Drive battery 43 High voltage power supply circuit SW1 First switch SW2 Second switch
Claims (8)
前記エンジンの出力軸の回転により発電する機能および前記エンジンを自動始動する機能を有する電動発電機と、
前記電動発電機と一般負荷に接続され、被保護負荷に接続可能であり、前記電動発電機で発電された電力で充電され、前記電動発電機および前記一般負荷および前記被保護負荷に電力供給可能な主バッテリと、
前記電動発電機と前記被保護負荷に接続可能であり、前記電動発電機で発電された電力で充電され、前記被保護負荷に電力供給可能な補助バッテリと、
を備えた車両の制御装置であって、
前記エンジンの自動始動時に、前記被保護負荷を前記主バッテリから切断して前記補助バッテリに接続し、前記エンジンの自動始動後に前記被保護負荷を前記主バッテリに再接続する制御を行うものにおいて、
前記エンジンの自動始動条件が成立しかつ車速が所定値以上の場合に、前記補助バッテリの出力可能電力で前記被保護負荷の消費電力に対応できるか判断し、
(a)対応できる場合は前記電動発電機により前記エンジンを自動始動し、
(b)対応できない場合は前記電動発電機による前記エンジンの自動始動を停止する
ように構成されている、車両の制御装置。 internal combustion engine,
a motor generator having a function of generating electricity by rotating an output shaft of the engine and a function of automatically starting the engine;
The motor generator is connected to the motor generator and the general load, is connectable to the protected load, is charged with the electric power generated by the motor generator, and is capable of supplying power to the motor generator, the general load, and the protected load. main battery,
an auxiliary battery connectable to the motor generator and the protected load, charged with the power generated by the motor generator, and capable of supplying power to the protected load;
A control device for a vehicle, comprising:
When the engine is automatically started, the protected load is disconnected from the main battery and connected to the auxiliary battery, and after the engine is automatically started, the protected load is controlled to be reconnected to the main battery,
When the automatic start condition for the engine is satisfied and the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value, determining whether the outputtable power of the auxiliary battery can cover the power consumption of the protected load;
(a) If possible, automatically start the engine using the motor generator;
(b) A vehicle control device configured to stop automatic starting of the engine by the motor/generator if the motor/generator cannot handle the situation.
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