JP2022042769A - Control device for engine device - Google Patents
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Abstract
【課題】第1バッテリの劣化を抑制しつつエンジンを迅速に始動する。【解決手段】エンジンの始動要求がなされてからエンジンのピストンが最初に圧縮上死点を超えるときまでは、第1モータを最大出力で駆動させながら第1、第2モータでエンジンがクランキングされるように第1、第2モータとクラッチとを制御し、エンジンのピストンが最初に圧縮上死点を超えたとき以降は、第1バッテリに許容される最大許容電力未満の電力で第1モータを駆動させながら第1、第2モータでエンジンがクランキングされるように第1、第2モータとクラッチとを制御す。【選択図】図4PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly start an engine while suppressing deterioration of a first battery. From the time when an engine start request is made until the engine piston first exceeds the compression top dead point, the engine is cranked by the first and second motors while driving the first motor at the maximum output. The first and second motors and the clutch are controlled so as to be so that, after the engine piston first exceeds the compression top dead point, the first motor has a power less than the maximum allowable power allowed for the first battery. The first and second motors and the clutch are controlled so that the engine is cranked by the first and second motors while driving the engine. [Selection diagram] FIG. 4
Description
本発明は、エンジン装置用制御装置に関し、詳しくは、エンジンと、第1モータと、クラッチと、第2モータと、第1、第2バッテリと、を備えるエンジン装置に用いられるエンジン装置用制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an engine device, and more particularly, is a control device for an engine device used in an engine device including an engine, a first motor, a clutch, a second motor, and first and second batteries. Regarding.
従来、この種のエンジン装置用制御装置としては、エンジンと、第1モータ(電動機)と、クラッチと、第2モータ(スタータ)と、第1バッテリ(メインバッテリ)と、第2バッテリ(補機バッテリ)と、を備えるエンジン装置に用いられるが提案されている(例えば、特許文献1参照)。クラッチは、エンジンの出力軸と第1モータの回転軸との接続および接続を解除する。第2モータは、回転軸がエンジンの出力軸に接続される。第1バッテリは、第1モータに電力を供給する。第2バッテリは、第2モータに電力を供給する。この制御装置では、クラッチをオンにして第1モータと第2モータとを用いてエンジンをクランキングする。これにより、第1モータのみでエンジンを始動するものに比して、第1バッテリの蓄電量のうち第1モータの駆動とは別に使用可能な蓄電量を多くしている。 Conventionally, as a control device for an engine device of this type, an engine, a first motor (motor), a clutch, a second motor (starter), a first battery (main battery), and a second battery (auxiliary machine) have been used. (Battery), and has been proposed to be used in an engine device comprising (see, for example, Patent Document 1). The clutch connects and disconnects the output shaft of the engine and the rotation shaft of the first motor. In the second motor, the rotating shaft is connected to the output shaft of the engine. The first battery supplies power to the first motor. The second battery supplies power to the second motor. In this control device, the clutch is turned on and the first motor and the second motor are used to crank the engine. As a result, the amount of electricity stored in the first battery that can be used separately from the driving of the first motor is increased as compared with the one in which the engine is started only by the first motor.
上述のエンジン装置用制御装置では、冷間時などにおいて第1バッテリを大電流で出力すると劣化が進むことがある。こうした第1バッテリの劣化を抑制する手法として、第1モータの最大出力を制限する手法がある。しかしながら、この手法では、エンジンをクランキングするための出力が不足して、エンジンの始動性が低下する場合がある。 In the above-mentioned control device for an engine device, deterioration may progress when the first battery is output with a large current when it is cold or the like. As a method of suppressing such deterioration of the first battery, there is a method of limiting the maximum output of the first motor. However, in this method, the output for cranking the engine is insufficient, and the startability of the engine may be deteriorated.
本発明のエンジン装置用制御装置は、第1バッテリの劣化の抑制しつつより迅速にエンジンを始動することを主目的とする。 The main object of the control device for an engine device of the present invention is to start the engine more quickly while suppressing deterioration of the first battery.
本発明のエンジン装置用制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The control device for an engine device of the present invention has adopted the following means in order to achieve the above-mentioned main object.
本発明のエンジン装置用制御装置は、
エンジンと、
第1モータと、
前記エンジンの出力軸と前記第1モータの回転軸との接続および接続を解除するクラッチと、
前記エンジンの前記出力軸に接続可能な第2モータと、
前記第1モータに電力を供給する第1バッテリと、
前記第2モータに電力を供給する第2バッテリと、
を備えるエンジン装置に用いられ、
前記エンジンと前記クラッチと前記第1、第2モータとを制御するエンジン装置用制御装置であって、
前記エンジンの始動要求がなされてから前記エンジンのピストンが最初に圧縮上死点を超えるときまでは、前記第1モータを最大出力で駆動させながら前記第1、第2モータで前記エンジンがクランキングされるように前記第1、第2モータと前記クラッチとを制御し、前記ピストンが最初に前記圧縮上死点を超えたとき以降は、前記第1バッテリに許容される最大許容電力未満の電力で前記第1モータを駆動させながら前記第1、第2モータで前記エンジンがクランキングされるように前記第1、第2モータと前記クラッチとを制御する
ことを要旨とする。
The control device for an engine device of the present invention is
With the engine
With the first motor
A clutch for connecting and disconnecting the output shaft of the engine and the rotating shaft of the first motor,
A second motor that can be connected to the output shaft of the engine,
A first battery that supplies electric power to the first motor,
A second battery that supplies electric power to the second motor,
Used in engine equipment equipped with
A control device for an engine device that controls the engine, the clutch, and the first and second motors.
From the time when the engine start request is made until the piston of the engine first exceeds the compression top dead point, the engine is cranked by the first and second motors while driving the first motor at the maximum output. The first and second motors and the clutch are controlled so as to be performed, and after the piston first exceeds the compression top dead point, the power is less than the maximum allowable power allowed for the first battery. The gist is to control the first and second motors and the clutch so that the engine is cranked by the first and second motors while driving the first motor.
この本発明のエンジン装置用制御装置では、エンジンの始動要求がなされてからエンジンのピストンが最初に圧縮上死点を超えるときまで第1モータを最大出力で駆動させながら第1、第2モータで前記エンジンがクランキングされるように第1、第2モータとクラッチとを制御する。エンジンの始動要求がなされてからエンジンのピストンが最初に圧縮上死点を超えるときまでの期間は、エンジンのフリクションが大きくエンジンをクランキングするために必要な出力が大きい。この期間において、第1モータを最大出力で駆動させるから、第1モータの出力を第1バッテリに許容される許容最大電力で制限するものに比して、より迅速にエンジンの回転数を高くしてエンジンを始動できる。そして、ピストンが最初に圧縮上死点を超えたとき以降は、第1バッテリに許容される最大許容電力未満の電力で第1モータを駆動させながら第1、第2モータでエンジンがクランキングされるように第1、第2モータとクラッチとを制御する。これにより、第1バッテリの劣化を抑制できる。この結果、第1バッテリの劣化を抑制しつつより迅速にエンジンの始動できる。 In the control device for an engine device of the present invention, the first and second motors drive the first motor at the maximum output from the time when the engine start request is made until the time when the piston of the engine first exceeds the compression top dead center. The first and second motors and the clutch are controlled so that the engine is cranked. During the period from the request to start the engine to the time when the piston of the engine first exceeds the compression top dead center, the friction of the engine is large and the output required for cranking the engine is large. Since the first motor is driven at the maximum output during this period, the engine speed is increased more quickly than the one that limits the output of the first motor by the maximum allowable power allowed for the first battery. You can start the engine. Then, after the piston first exceeds the compression top dead center, the engines are cranked by the first and second motors while driving the first motor with a power less than the maximum allowable power allowed for the first battery. The first and second motors and the clutch are controlled so as to be so. As a result, deterioration of the first battery can be suppressed. As a result, the engine can be started more quickly while suppressing deterioration of the first battery.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, an embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to examples.
図1は、本発明の一実施例としてのエンジン装置用制御装置を搭載するハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、スタータ25と、モータ30と、インバータ32と、クラッチ36と、自動変速装置40と、高電圧バッテリ60と、低電圧バッテリ67と、ハイブリッド用電子制御ユニット(以下、「HVECU」という)70とを備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、燃料タンクから燃料供給系を介して供給されるガソリンや軽油などを燃料として用いて吸気、圧縮、膨張(爆発燃焼)、排気の各行程により動力を出力する内燃機関として構成されている。エンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)24により運転制御される。
The
エンジンECU24は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMや、データを一時的に記憶するRAM、入出力ポート、通信ポートを備える。エンジンECU24には、エンジン22を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。エンジンECU24に入力される信号としては、例えば、エンジン22のクランクシャフト23の回転位置を検出するクランクポジションセンサ23aからのクランク角θcrや、エンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサからの冷却水温Twを挙げることができる。スロットルバルブのポジションを検出するスロットルポジションセンサからのスロットル開度THや、吸気管に取り付けられたエアフローメータからの吸入空気量Qaも挙げることができる。
Although not shown, the engine ECU 24 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and in addition to the CPU, has a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port. Be prepared. Signals from various sensors necessary for controlling the operation of the
エンジンECU24からは、エンジン22を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンECU24から出力される信号としては、スロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの制御信号や、燃料噴射弁への制御信号、点火プラグへの制御信号を挙げることができる。エンジンECU24は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。
Various control signals for controlling the operation of the
エンジンECU24は、クランクポジションセンサ23aからのクランク角θcrに基づいてエンジン22の回転数Neを演算したり、エアフローメータからの吸入空気量Qaとエンジン22の回転数Neとに基づいて、負荷率(エンジン22の1サイクル当たりの行程容積に対する1サイクルで実際に吸入される空気の容積の比)KLを演算している。
The engine ECU 24 calculates the rotation speed Ne of the
スタータ25は、周知のDCモータとして構成されており、低電圧側電力ライン66に接続されている。ギヤ機構33は、外歯を有すると共にエンジン22のクランクシャフト23に取り付けられるリングギヤ330と、スタータ25の回転軸と一体に回転するピニオンギヤ332と、図示はしないが、ピニオンギヤ332をその軸方向に移動させてピニオンギヤ332とリングギヤ330との噛合および噛合の解除を行なうアクチュエータとを備える。こうした構成により、ギヤ機構33は、スタータ25の回転軸をエンジン22の出力軸としてのクランクシャフト23に接続したり、その接続を解除したりする。なお、エンジン22のクランクシャフト23には、エンジン22からの動力を用いて発電するオルタネータ26が接続されている。
The
モータ30は、例えば同期発電電動機として構成されている。インバータ32は、モータ30の駆動に用いられると共に高電圧側電力ライン61に接続されている。モータ30は、HVECU70によってインバータ32の複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。
The
クラッチ36は、例えばモータ30により駆動される図示しない機械式オイルポンプ(メカオイルポンプ)により供給される油圧で駆動する油圧駆動の摩擦クラッチとして構成されており、エンジン22のクランクシャフト23とモータ30の回転軸との接続および接続の解除を行なう。
The clutch 36 is configured as a hydraulically driven friction clutch driven by hydraulic pressure supplied by, for example, a mechanical oil pump (mechanical oil pump) (not shown) driven by a
自動変速装置40は、トルクコンバータ43と、多段変速の自動変速機45と、図示しない油圧回路とを備える。トルクコンバータ43は、一般的な流体式の伝導装置として構成されており、モータ30の回転軸に接続された入力軸41の動力を自動変速機45の入力軸である中間回転軸44にトルクを増幅して伝達したり、トルクを増幅することなくそのまま伝達したりする。トルクコンバータ43は、入力軸41に取り付けられたポンプインペラと、中間回転軸44に接続されたタービンランナと、タービンランナからポンプインペラへの作動油の流れを整流するステータと、ステータの回転方向を一方向に制限するワンウェイクラッチと、ポンプインペラとタービンランナとを連結する油圧駆動のロックアップクラッチ43aとを備える。自動変速機45は、中間回転軸44に接続されると共に駆動軸46に接続された出力軸42に接続され、複数の遊星歯車と、油圧駆動の複数の摩擦係合要素(クラッチ,ブレーキ)とを有する。なお、駆動軸46は、後輪55a、55bに車軸56およびリヤデファレンシャルギヤ57を介して連結されている。この自動変速機45は、例えば、複数の摩擦係合要素の係脱により第1速から第6速までの前進段や後進段を形成して中間回転軸44と出力軸42との間で動力を伝達する。
The
高電圧バッテリ60は、例えばリチウムイオン二次電池として構成されており、インバータ32と共に高電圧側電力ライン61に接続されている。低電圧バッテリ67は、定格電圧が高電圧バッテリ60よりも低い例えば鉛蓄電池として構成されており、スタータ25やオルタネータ26と共に低電圧側電力ライン66に接続されている。
The high-
HVECU70は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMや、データを一時的に記憶するRAM、入出力ポート、通信ポートを備える。HVECU70には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。HVECU70に入力される信号としては、例えば、スタータ25に流れる電流を検出する電流センサ25aからのスタータ電流Istやモータ30の回転子の回転位置を検出する回転位置センサ(例えばレゾルバ)30aからのモータ30の回転子の回転位置φm、入力軸41に取り付けられた回転数センサ41aからの入力軸41の回転数NLin、中間回転軸44に取り付けられた回転数センサ44aからの中間回転軸44の回転数NLout、駆動軸46に取り付けられた回転数センサ46aからの駆動軸46の回転数Npを挙げることができる。また、高電圧バッテリ60の端子間に取り付けられた電圧センサからの高電圧バッテリ60の電圧Vbや、高電圧バッテリ60の出力端子に取り付けられた電流センサからの高電圧バッテリ60の電池電流Ibも挙げることができる。低電圧バッテリ67の端子間に取り付けられた電圧センサからの低電圧バッテリ67の電圧Vbも挙げることができる。さらに、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号や、シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP、アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc、ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP、車速センサ88からの車速Vも挙げることができる。
Although not shown, the
HVECU70からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。HVECU70から出力される信号としては、例えば、スタータ25への制御信号や、オルタネータ26への制御信号を挙げることができる。また、インバータ32への制御信号や、クラッチ36への制御信号、自動変速装置40(ロックアップクラッチ43aや自動変速機45)への制御信号も挙げることができる。
Various control signals are output from the
HVECU70は、エンジンECU24と通信ポートを介して接続されている。HVECU70は、回転位置センサ30aからのモータ30の回転子の回転位置φmに基づいてモータ30の回転数Nm(自動変速装置40の入力軸41の回転数)も演算している。さらに、HVECU70は、回転数センサ41aからの入力軸41の回転数NLinと、回転数センサ44aからの中間回転軸44の回転数NLoutとの差として、ロックアップクラッチ43aの回転数差分ΔNLも演算している。
The
HVECU70は、高電圧バッテリ60を管理するために蓄電割合SOCや出力制限Woutを演算している。蓄電割合SOCは、高電圧バッテリ60から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合であり、高電圧バッテリ60の端子電流を検出する図示しない電流センサにより検出された電池電流Ibの積算値に基づいて演算される。出力制限Woutは、高電圧バッテリ60を充放電してもよい最大許容電力であり、演算した蓄電割合SOCと電池温度tbとに基づいて設定される。詳しくは、出力制限Woutは、電池温度tbに基づいて出力制限Woutの基本値Wouttmpを設定し、高電圧バッテリ60の蓄電割合SOCに基づいて出力制限用補正係数を設定し、設定した出力制限Woutの基本値Wouttmpに出力制限用補正係数を乗じることにより設定することができる。図2に電池温度tbと出力制限Woutの基本値Wouttmpとの関係の一例を示し、図3に高電圧バッテリ60の蓄電割合SOCと出力制限用補正係数との関係の一例を示す。
The
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20では、クラッチ36を解放状態としてモータ30からの動力を用いて走行する電動走行(EV走行)モードや、クラッチ36を係合状態としてエンジン22およびモータ30からの動力を用いて走行するハイブリッド走行(HV走行)モードで走行する。
In the
EV走行モードでは、HVECU70は、以下のEV走行制御を行なう。最初に、アクセル開度Accと車速Vとに対する変速線に基づいて自動変速機45の目標変速段M*を設定し、自動変速機45の変速段Mが目標変速段M*となるように自動変速機45を制御する。また、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸46(自動変速装置40の出力軸42)の要求トルクTp*を設定し、駆動軸46の要求トルクTp*と自動変速機45の変速段Mに対応するギヤ比とに基づいて自動変速装置40の入力軸41の要求トルクTin*を計算する。そして、出力制限Woutの範囲内で要求トルクTin*が入力軸41に出力されるようにモータ30のトルク指令Tm*を設定し、モータ30がトルク指令Tm*で駆動されるようにインバータ32の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
In the EV travel mode, the
なお、EV走行モードでも、図示しない空調装置から暖房要求が行なわれたときなどには、クラッチ36を解放状態として、エンジン22を自立運転しつつ、上述のEV走行制御を行なうことがある。
Even in the EV traveling mode, when a heating request is made from an air conditioner (not shown), the above-mentioned EV traveling control may be performed while the
HV走行モードでは、HVECU70は、以下のHV走行制御を行なう。自動変速機45の制御については、EV走行モードと同様に行なう。エンジン22およびモータ30の制御については、最初に、EV走行モードと同様に入力軸41の要求トルクTin*を計算する。続いて、出力制限Woutの範囲内で要求トルクTin*が入力軸41に出力されるようにエンジン22の目標トルクTe*やモータ30のトルク指令Tm*を設定する。そして、エンジン22が目標トルクTe*で運転されるようにエンジン22を制御すると共にモータ30がトルク指令Tm*で駆動されるようにインバータ32の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
In the HV travel mode, the
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特にエンジン22を始動する際の動作について説明する。図4は、HVECU70により実行されるクランキング制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン22の始動要求がなされたときに実行される。
Next, the operation of the
なお、エンジン22を始動する際には、HVECU70は、ギヤ機構33のピニオンギヤ332がリングギヤ330側に移動して、ピニオンギヤ332とリングギヤ330とが噛合するように図示しないアクチュエータを制御すると共にクラッチ36をスリップ係合させる。そして、図4のクランキング制御ルーチンの実行中にエンジン22の回転数Neが運転開始回転数Nst以上に至ると、エンジン22の燃料噴射制御や点火制御を開始するようエンジンECU24に指令信号を送信する。指令信号を受信したエンジンECU24は、エンジン22の燃料噴射制御や点火制御を開始する。運転開始回転数Nstとしては、例えば、700rpm、800rpm、900rpmなどが用いられる。
When starting the
本ルーチンが実行されると、HVECU70の図示しないCPUは、出力制限Woutを入力する処理を実行する(ステップS100)。出力制限Woutは、蓄電割合SOCと電池温度tbとに基づいて設定したものを入力している。
When this routine is executed, the CPU (not shown) of the
続いて、スタータ25の駆動が開始されるようにスタータ25を制御する(ステップS110)。これにより、エンジン22のクランキングが開始され、エンジン22の回転数Neが上昇を開始する。なお、ステップS110以降本ルーチンが終了するまで、スタータ25の駆動が継続される。
Subsequently, the
続いて、スタータ25に突入電流が流れたか否かを判定する(ステップS120)。ステップS120では、電流センサ25aにより検出されたスタータ電流Istが所定電流Istref(例えば、680A、700A、720Aなど)を超えたときに、スタータ25に突入電流が流れたと判定する。スタータ25は、DCモータとして構成されていることから、駆動を開始すると瞬間的に大きな電流が流れる。そのため、スタータ25に突入電流が流れたか否かを判定することにより、スタータ25が駆動を開始したか否かを確認することができる。したがって、ステップS120は、スタータ25が駆動を開始したか否かを判定する処理となっている。
Subsequently, it is determined whether or not an inrush current has flowed through the starter 25 (step S120). In step S120, when the starter current Ist detected by the current sensor 25a exceeds a predetermined current Istref (for example, 680A, 700A, 720A, etc.), it is determined that an inrush current has flowed through the
ステップS120でスタータ25に突入電流がまだ流れていないと判定したときには、ステップS130に戻り、ステップS120でスタータ25に突入電流が流れたと判定するまで、ステップS120、S130を繰り返す。
When it is determined in step S120 that the inrush current has not yet flowed in the
ステップS120でスタータ25に突入電流が流れたと判定したときには、モータ30に許容される最大出力Pmmaxでモータ30が駆動を開始するようにインバータ32を制御する(ステップS130)。最大出力Pmmaxは、モータ30の使用が許容される出力として予め実験や解析などで定めた出力である。
When it is determined in step S120 that an inrush current has flowed through the
続いて、エンジン22の始動要求がなされてからエンジン22のピストンが最初に圧縮上死点に達したか否か(1回目の乗り越えであるか否か)を判定する(ステップS140)。この判定は、例えば、低電圧バッテリ67の電圧Vbに基づいて行なうことができる。図5は、エンジン22の始動時における低電圧バッテリ67の電圧Vb(低圧バッテリ電圧)の時間変化の一例を示す説明図である。低電圧バッテリ67の電圧Vbは、図示するように、スタータ25によるクランキングを開始する時間t0からスタータ25の駆動直後における電流の突入によって一旦落ち込むが直ちに復帰し、最初の圧縮上死点に向けて降下し、圧縮上死点を通過すると上昇する。したがって、低電圧バッテリ67の電圧Vbが、2番目に極小値となる時間t1が、エンジン22のピストンが最初に圧縮上死点に達したときとなる。ステップS140では、低電圧バッテリ67の電圧Vbがこの2番目の極小値に達したか否かを判定することにより、1回目の乗り越えが行なわれたか否か(エンジン22のピストンが最初に圧縮上死点を超えたか否か)を判定する。
Subsequently, it is determined whether or not the piston of the
ステップS140で1回目の乗り越えが行なわれていないときには、ステップS130に戻り、ステップS140で1回目の乗り越えが行なわれたと判定するまで、ステップS130、S140を繰り返す。1回目の乗り越えには、比較的大きなトルクでエンジン22をクランキングすることを要する。実施例では、スタータ25とモータ30とでエンジン22をクランキングし、モータ30を最大出力Pmmaxで駆動することにより、モータ30の出力を出力制限Woutで制限して最大出力Pmmaxより低い出力で駆動するものに比して、迅速に1回目の乗り越えを完了させることができる。これにより、エンジン22の回転数Neを迅速に上昇させることができる。
When the first overcoming is not performed in step S140, the process returns to step S130, and steps S130 and S140 are repeated until it is determined that the first overcoming has been performed in step S140. For the first overcoming, it is necessary to crank the
ステップS140で1回目の乗り越えが行なわれたときには、次式(1)を用いて、ステップS130、S140で出力制限Woutを超えてモータ30から出力した電力量(超過出力量)Wexを演算する(ステップS150)。式(1)中、「tfa」は、ステップS130でモータ30の駆動を開始してからステップS140で1回目の乗り越えが完了したと判定されるまでの時間として、図示しないタイマーにより計測した時間である。
When the first overcoming is performed in step S140, the electric energy (excess output amount) Wex output from the
Wex=(Pmmax-Wout)・tfa ・・・(1) Wex = (Pmmax-Wout) ・ tfa ・ ・ ・ (1)
次に、次式(2)を満たすように、ステップS140で1回目の乗り越えが行なわれた後のモータ30の出力(乗り越え後出力)Pafを設定する(ステップS160)。式(2)中、「taf」は、ステップS140で1回目の乗り越えが完了してからエンジン22の始動が停止するまでに要する時間の平均値として予め実験や解析などにより設定した時間である。式(2)は、ステップS140で1回目の乗り越えを行なってからエンジン22の始動が停止するまでの間にモータ30を出力制限Woutで駆動したときの電力量(=Wout・taf)とモータ30を乗り越え後出力Pafで駆動したときの電力量(=Paf・taf)との差が、超過出力量Wexとなるように定めた関係式である。したがって、乗り越え後出力Pafは、出力制限Wout未満の出力となる。
Next, the output (output after overcoming) Paf of the
Wout・taf - Paf・taf=Wex ・・・(2) Wout ・ taf --Paf ・ taf = Wex ・ ・ ・ (2)
こうして乗り越え後出力Pafを設定すると、設定した乗り越え後出力Pafで駆動するようにモータ30を制御する(ステップS170)。そして、エンジン22の始動が完了したか否かを判定し(ステップS180)、エンジン22の始動が完了していないときには、ステップS150~S180の処理を繰り返し、エンジン22の始動が完了したときには、本ルーチンを終了する。なお、本ルーチンを終了した後には、HVECU70は、上述したHV走行モードで走行するようにエンジン22、モータ30、クラッチ36を制御する。また、HVECU70は、スタータ25を駆動停止し、ピニオンギヤ332がリングギヤ330から離れる方向に移動してピニオンギヤ332とリングギヤ330との噛合が解除されるように図示しないアクチュエータを制御する。
When the overcoming output Paf is set in this way, the
図6は、低電圧バッテリ67の電圧Vb(低圧バッテリ電圧)と、モータ30の出力電力(モータ出力)との時間変化の一例を説明するための説明図である。エンジン22の始動要求がなされてスタータ25でのエンジン22のクランキングが開始されると、スタータ25の突入電流でスタータ電流Istが瞬間的に高くなると共に低電圧バッテリ電圧が瞬間的に低くなり、最大出力Pmmaxでのモータ30の駆動が開始される(時刻t0)。そして、1回目の乗り越えのタイミング(時刻t1)まで、モータ30が最大出力Pmmaxで駆動される。これにより、エンジン22の回転数Neを迅速に上昇させることができる。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining an example of a time change between the voltage Vb (low voltage battery voltage) of the
1回目の乗り越えのタイミングからエンジン22の始動が完了するまでの期間は、乗り越え後出力Pafでモータ30を駆動する(時刻t1~t2)。これによりステップS140で1回目の乗り越えを行なってからエンジン22の始動が完了するまでの期間においてモータ30で消費する電力(高電圧バッテリ60から持ち出される電力)を、モータ30を出力制限Woutで駆動したときの電力量(=Wout・taf)より超過出力量Wex分小さくすることができる。したがって、エンジン22の始動要求がなされてから始動が完了するまでに高電圧バッテリ60の放電電力を、エンジン22の始動要求がなされてから始動が完了するまで高電圧バッテリ60を出力制限Woutで放電した電力量以内にすることができる。これにより、高電圧バッテリ60の劣化を抑制できる。よって、高電圧バッテリ60の劣化を抑制しつつエンジン22を迅速に始動できる。
During the period from the timing of the first overcoming to the completion of the start of the
以上説明した実施例のエンジン装置用制御装置を搭載したハイブリッド自動車20によれば、エンジン22の始動要求がなされてからエンジン22のピストンが最初に圧縮上死点を超えるときまでは、モータ30を最大出力Pmmaxで駆動させながらスタータ25とモータ30とでエンジン22がクランキングされるようにモータ30とスタータ25とクラッチ36とを制御し、エンジン22のピストンが最初に圧縮上死点を超えたとき以降は、出力制限Wout未満の電力でモータ30を駆動させながらモータ30とスタータ25とでエンジン22がクランキングされるようにモータ30とスタータ25とクラッチ36とを制御することにより、高電圧バッテリ60の劣化を抑制しつつエンジン22を迅速に始動できる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、ステップS160では、上述した式(2)を用いて乗り越え後出力Pafを設定している。しかしながら、乗り越え後出力Pafは、出力制限Wout未満の出力であれば如何なる値に設定しても構わない。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジンECU24とHVECU70とを備えるものとしたが、これらを1つの電子制御ユニットとして構成するものとしてもよい。
Although the
実施例のハイブリッド自動車20では、高電圧バッテリ60と、高電圧バッテリ60より定格電圧が低い低電圧バッテリ67と、を備えている。しかしながら、高電圧バッテリ60、低電圧バッテリ67に代えて、定格電圧が同一の2つのバッテリを備えていてもよいし、スタータ25に電力を供給するバッテリの定格電圧をモータ30に電力を供給するバッテリよりも高くしてもよい。
The
実施例のハイブリッド自動車20では、スタータ25は、ギヤ機構33によりエンジン22のクランクシャフト23に接続されたり、その接続を解除される。しかしながら、ギヤ機構33を備えずに、スタータ25を、ベルトを介してエンジン22のクランクシャフト23に常時接続していても構わない。
In the
エンジンECU24とHVECU70とを備えるものとしたが、これらを1つの電子制御ユニットとして構成するものとしてもよい。
Although the
実施例では、本発明を、ハイブリッド自動車20に搭載されるエンジン装置(エンジン22とスタータ25と低電圧バッテリ67と高電圧バッテリ60)を制御するエンジン装置用制御装置の形態としている。しかしながら、本発明を、ハイブリッド自動車などの車両に搭載されない、単独の装置としてのエンジン装置を制御するエンジン装置用制御装置の形態としても構わない。
In the embodiment, the present invention is in the form of an engine device control device for controlling an engine device (
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「エンジン」に相当し、モータ30が「第1モータ」に相当し、クラッチ36が「クラッチ」に相当し、スタータ25が「第2モータ」に相当し、高電圧バッテリ60が「第1バッテリ」に相当し、低電圧バッテリ67が「第2バッテリ」に相当し、エンジンECU24とHVECU70とが「エンジン装置用制御装置」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem will be described. In the embodiment, the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 As for the correspondence between the main elements of the examples and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem, the invention described in the column of means for solving the problems of the examples is carried out. Since it is an example for specifically explaining the mode for solving the problem, the elements of the invention described in the column of means for solving the problem are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem should be performed based on the description in the column, and the examples are the inventions described in the column of means for solving the problem. It is just a concrete example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments and may be in various embodiments within the scope of the gist of the present invention. Of course it can be done.
本発明は、エンジン装置用制御装置の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of control devices for engine devices and the like.
20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、23 クランクシャフト、23a クランクポジションセンサ、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、25 スタータ、25a 電流センサ、26 オルタネータ、30 モータ、30a 回転位置センサ、32 インバータ、33 ギヤ機構、36 クラッチ、40 自動変速装置、41 入力軸、41a,44a,46a 回転数センサ、42 出力軸、43 トルクコンバータ、43a ロックアップクラッチ、44 中間回転軸、45 自動変速機、46 駆動軸、55a 後輪、56 車軸、57 リヤデファレンシャルギヤ、60 高電圧バッテリ、61 高電圧側電力ライン、66 低電圧側電力ライン、67 低電圧バッテリ、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(HVECU)、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、330 リングギヤ、332 ピニオンギヤ。 20 hybrid vehicle, 22 engine, 23 crank shaft, 23a crank position sensor, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 25 starter, 25a current sensor, 26 alternator, 30 motor, 30a rotation position sensor, 32 inverter, 33 gear Mechanism, 36 clutch, 40 automatic transmission, 41 input shaft, 41a, 44a, 46a rotation sensor, 42 output shaft, 43 torque converter, 43a lockup clutch, 44 intermediate rotation shaft, 45 automatic transmission, 46 drive shaft, 55a rear wheel, 56 axle, 57 rear differential gear, 60 high voltage battery, 61 high voltage side power line, 66 low voltage side power line, 67 low voltage battery, 70 hybrid electronic control unit (HVECU), 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, 330 ring gear, 332 pinion gear.
Claims (1)
第1モータと、
前記エンジンの出力軸と前記第1モータの回転軸との接続および接続を解除するクラッチと、
前記エンジンの前記出力軸に接続可能な第2モータと、
前記第1モータに電力を供給する第1バッテリと、
前記第2モータに電力を供給する第2バッテリと、
を備えるエンジン装置に用いられ、
前記エンジンと前記クラッチと前記第1、第2モータとを制御するエンジン装置用制御装置であって、
前記エンジンの始動要求がなされてから前記エンジンのピストンが最初に圧縮上死点を超えるときまでは、前記第1モータを最大出力で駆動させながら前記第1、第2モータで前記エンジンがクランキングされるように前記第1、第2モータと前記クラッチとを制御し、前記ピストンが最初に前記圧縮上死点を超えたとき以降は、前記第1バッテリに許容される最大許容電力未満の電力で前記第1モータを駆動させながら前記第1、第2モータで前記エンジンがクランキングされるように前記第1、第2モータと前記クラッチとを制御する
エンジン装置用制御装置。 With the engine
With the first motor
A clutch for connecting and disconnecting the output shaft of the engine and the rotating shaft of the first motor,
A second motor that can be connected to the output shaft of the engine,
A first battery that supplies electric power to the first motor,
A second battery that supplies electric power to the second motor,
Used in engine equipment equipped with
A control device for an engine device that controls the engine, the clutch, and the first and second motors.
From the time when the engine start request is made until the piston of the engine first exceeds the compression top dead point, the engine is cranked by the first and second motors while driving the first motor at the maximum output. The first and second motors and the clutch are controlled so as to be performed, and after the piston first exceeds the compression top dead point, the power is less than the maximum allowable power allowed for the first battery. A control device for an engine device that controls the first and second motors and the clutch so that the engine is cranked by the first and second motors while driving the first motor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020148351A JP2022042769A (en) | 2020-09-03 | 2020-09-03 | Control device for engine device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2020148351A JP2022042769A (en) | 2020-09-03 | 2020-09-03 | Control device for engine device |
Publications (1)
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-
2020
- 2020-09-03 JP JP2020148351A patent/JP2022042769A/en active Pending
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