JP3651772B2

JP3651772B2 - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: JP3651772B2
Application number: JP2000236366A
Authority: JP
Inventors: 一彦森本; 美昭小俣
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2000-08-04
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2020-08-04
Also published as: JP2002048036A; US6593713B2; US20020014872A1; DE10137774A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はハイブリッド車両の制御装置に係り、特に電動発電機のみでエンジンを再始動する場合に、電動発電機のモータ出力値を定格性能を越えた値に設定し、電動発電機の小型化を図るとともに、電動発電機のみによるエンジン再始動が成功しなかった場合に、キーの操作によるエンジンの再始動が追加された時には、電動発電機の駆動を直ちに中断すべく制御し、副電池の寿命を長く保つハイブリッド車両の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両には、燃料の燃焼によって駆動するエンジンのエンジン出力軸に電気エネルギで駆動して発電機能を有する電動発電機（以下「モータ」という）を接続して設けた、いわゆるハイブリッド車両がある。このハイブリッド車両は、エンジン及びモータの運転状態を制御する制御手段としてエンジン制御手段及びモータ制御手段を備え、運転時にエンジン及びモータの運転状態を夫々のエンジン制御手段及びモータ制御手段が検出し、エンジン及びモータの運転状態を関連して制御することにより、要求される性能（燃費や排気有害成分値、動力性能等）を高次元で達成している。この場合に、モータに駆動電力を供給するとともにモータの発電電力により充電される電池を連絡して設けて、この電池によってモータを所要に駆動発電・駆動禁止するために、所要の残存容量が必要であり、このため、電池を管理している。
【０００３】
また、ハイブリッド車両においては、エンジンがアイドリング状態での停車時に、エンジンを強制的に停止して、燃費の向上や排ガスの低減等を図るために、自動始動停止制御を行っているものがある。
【０００４】
このようなハイブリッド車両の制御装置としては、例えば、特開平９−７２２６６号公報に開示されるものがある。この公報に開示される車両始動制御装置は、クランクシャフトを有する内燃機関と、燃料を蓄圧状態で保持するとともに、内燃機関の気筒内に所定圧力の燃料を直接供給する燃料供給手段と、気筒内に供給された燃料に点火する点火手段と、クランクシャフトにより駆動され燃料供給手段における燃料圧力を所定圧力まで昇圧させる昇圧手段と、燃料供給手段における燃料圧力を検出する燃料圧力検出手段とを備えた車両始動制御装置において、クランクシャフトに連結され、クランクシャフトを回転させる電動機と、燃料圧力検出手段により検出された始動時における燃料圧力が低くなるにしたがって電動機の回転数を高くする回転数変更手段とを備え、気筒内に直接燃料を供給される内燃機関を備えた車両において、燃料圧力が低下している状態における始動性を向上させるとともに、内燃機関の機関温度が低い場合における始動性を向上させている。
【０００５】
また、特開平１１−１８７５０２号公報に開示されるものがある。この公報に開示されるハイブリッド自動車の制御装置は、モータと、モータのトルクを補機に伝達する第１伝動手段と、モータのトルクを内燃機関に伝達する第２伝動手段とを備え、車両停止時に内燃機関を停止させるとともに、モータにより内燃機関を始動させるようにしたハイブリッド自動車の制御装置において、モータと第２伝動氏手段の間に介装され、モータが発生したトルクの第２伝動手段に対する伝達トルクを自在に変更可能なクラッチ手段と、内燃機関停止時には伝達トルクが零となるように、内燃機関始動時には伝達トルクがモータが発生したトルクよりも小さくなるようにクラッチ手段を制御する制御手段とを備え、低コストを図るとともに、補機を十分に機能させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のハイブリッド車両の制御装置において、ハイブリッド車両の電動発電機であるモータは、低温時でもモータのみでエンジンを始動させることができるように、所定以上の出力が可能な性能が与えられている。
【０００７】
しかしながら、モータのエンジン始動能力を満たす性能が、他の運転状態においても必要であるとは限らない。
【０００８】
むしろ、始動時以外だけを考えるならば、更にモータの小型化が可能な場合が多いものである。
【０００９】
すなわち、始動性能を確保するために、モータを大型化することになり、コストが増大して経済的に降りであるとともに、重量が大となり、またスペース効率の点でもマイナス要因となり、実用上不利であるという不都合がある。
【００１０】
このため、この発明は、始動以外の運転状態での使用に十分なだけの性能を確保し、再始動時において電動発電機のモータ出力値を定格性能を越えた値に設定、つまり短時間の間だけ過負荷運転を行い、不足分を補って始動させるように制御することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、車両に搭載したエンジンのエンジン出力軸に接続された電動発電機を設け、前記エンジンの自動始動停止制御を行い、キーの操作による前記エンジンの始動時にスタータモータで起動するとともに前記電動発電機によって常時アシストするハイブリッド車両の制御装置において、前記電動発電機のみで始動してよいかどうかを判定する始動条件を設け、前記エンジンの自動始動停止制御の動作中で、前記始動条件を満足している場合の前記エンジンの再始動時には、前記電動発電機のみで前記エンジンを始動するようにエンジン起動信号によって前記電動発電機を駆動し、前記エンジンの自動始動停止制御の動作中で、前記始動条件を満足していない場合の前記エンジンの再始動時には、前記スタータモータで起動して前記電動発電機によって常時アシストするようにエンジン起動信号を出力して前記スタータモータ及び前記電動発電機を駆動し、前記電動発電機のみで前記エンジンを再始動する場合には電動発電機のモータ出力値を定格性能を越えた値に設定したうえで前記エンジンを再始動し、前記電動発電機のみによるエンジン再始動が成功しなかった場合に、キーの操作によるエンジンの再始動が追加された時には、電動発電機の駆動を直ちに中断すべく制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
上述の如く発明したことにより、電動発電機のみでエンジンを再始動する場合には、制御手段によって、電動発電機のモータ出力値を定格性能を越えた値に設定し、電動発電機の性能を決定するのに、トータルの使用時間としては短いが、高い性能が必要な始動時の要求性能に合わせることなく、電動発電機の性能を決定可能なため、電動発電機の小型化（主目的であるアシスト制御に必要な性能は、始動時の要求ほどは高くないので）が可能であり、エンジンルーム等の限られたスペースに搭載する場合のスペース効率を向上するとともに、システム全体の軽量化も可能となり、排気ガス浄化性能や燃費性能の向上に寄与しているとともに、電動発電機のみによるエンジン再始動が成功しなかった場合に、キーの操作によるエンジンの再始動が追加された時には、電動発電機の駆動を直ちに中断すべく制御し、副電池の寿命を長く保っている。
【００１３】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【００１４】
図１〜図９はこの発明の実施例を示すものである。図７において、２はハイブリッド車両（以下「車両」という）（図示せず）に搭載されるエンジン、４は電動発電機（以下「モータ」という）、６はクラッチ、８は変速機、１０は制御装置である。エンジン２は、燃料の燃焼によって駆動するものである。モータ４は、電気エネルギで駆動して発電機能を有するものであり、エンジン２のクランク軸（図示せず）に直結して設けられている。クラッチ６は、変速機８側へのエンジン出力を伝達・遮断するものである。
【００１５】
エンジン２には、発電用のオルタネータ１２とエアコン（Ａ／Ｃ）用のエアコンコンプレッサ１４と始動用のスタータモータ１６とが設けられ、また、サブラジエータ１８と電動水ポンプ２０とが設けられている。オルタネータ１２とエアコンコンプレッサ１４とは、クランクプーリに巻掛けたベルト（図示せず）で駆動される。スタータモータ１６は、クランク軸側のリングギヤ（図示せず）に噛み合うピニオンギヤを有し、ギヤ機構を介してフライホイール（図示せず）に連結されている。
【００１６】
エンジン２及びモータ４には、制御手段２２が連絡している。この制御手段２２は、エコラン制御手段を構成し、エンジン２の自動始動停止制御（エコラン制御）をするものであり、始動時にマスタとして動作するエンジン制御手段（上位コントローラ）２４と始動時にスレイブとして動作するモータ制御手段２６とを備えている。エンジン制御手段２４には、副電池２８（１２Ｖ）が連絡している。また、この副電池２８には、オルタネータ１２とスタータモータ１６とサブラジエータ１８と電動水ポンプ２０とが連絡している。
【００１７】
モータ制御手段２６には、モータ４が連絡している。また、このモータ制御手段２６には、主電池（２００Ｖ）３０が連絡している。この主電池３０は、モータ制御手段２６に連絡して、モータ４に駆動電力を供給するとともに、モータ４の発電電力によって充電されるものである。
【００１８】
また、図８に示す如く、制御手段２２には、入力側に、イグニションスイッチ３２と、エコランスイッチ３４と、エンジン回転数センサ３６と、水温センサ３８と、車速センサ４０と、電気負荷センサ４２と、エンジン２がアイドル運転状態になるとオンになるアイドルスイッチ４４と、バッテリとしての副電池２８・主電池３０と、クラッチアッパスイッチ４６と、クラッチロアスイッチ４８とが連絡し、出力側に、インジェクタ５０と、ＩＧコイル／イグナイタ５２と、ＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）バルブ５４と、スタータモータ１６とが連絡している。
【００１９】
モータ制御手段２６には、図９に示す如く、モータ制御部５６と、モータ駆動部５８と、入出力処理部（インターフェイス）６０と、主電池管理部６２と、フェイルセイフ部６４、インバータ６６と、再始動制御部６８とが備えられている。
【００２０】
このモータ制御手段２６には、図９に示す如く、入力側に、イグニションスイッチ３２と、吸気圧センサ７０と、水温センサ３８と、車速センサ４０と、ブレーキスイッチ７２と、アクセルセンサ７４と、クラッチセンサ７６と、スタータスイッチ７８と、主電池検出器８０と、エンジン回転数センサ３６と、エンジン負荷センサ８２と、補助（ＡＵＸ）センサ８４とが連絡し、出力側には、モータ駆動部５６及び再始動制御部６８に連絡したモータ４と、再始動制御部６８に連絡したスタータモータ１６とが連絡している。
【００２１】
制御手段２２において、エンジン制御手段２４とモータ制御手段２６との信号接続状態としては、図６に示す如く、エンジン制御手段２４には、スタータオン信号（ＥＳＴ）部２４Ａに第１信号線８６−１によって副電池２８に連絡したスタータスイッチ７８が連絡し、アイドルストップ実施信号（ＥＩＬ）部２４Ｂに第２信号線８６−２によってアイドルストップランプ８８が連絡し、副電池２８とアイドルストップランプ８８とが第３信号線８６−３によって連絡している。第２信号線８６−２には、モータ制御手段２６のアイドルストップ実施信号（ＩＳ）入力部２６Ａに連絡する第４信号線８６−４が接続している。
【００２２】
また、エンジン制御手段２４には、スタータ駆動信号（ＳＴＲ）部２４Ｃに、第５信号線８６−５を介して第１スタータ駆動リレー９０の第１コイル部９０Ａに連絡している。この第１スタータ駆動リレー９０の第１接点部９０Ｂには、第６信号線８６−６を介してモータ制御手段２６のスタータスイッチオン信号（ＳＴ）入力部２６Ｂが連絡している。
【００２３】
この第１スタータ駆動リレー９０は、第７信号線８６−７を介して副電池２８に連絡している。この第７信号線８６−７には、第２スタータ駆動リレー９２が連絡している。この第２スタータ駆動リレー９２の第２コイル部９２Ａには、第８信号線８６−８を介してモータ制御手段２６のスタータ駆動リレー信号（ＳＴＤ）出力部２６Ｃが連絡している。更に、第２スタータ駆動リレー９２の第２接点部９２Ｂには、第９信号線８６−９を介してスタータ励磁コイル９４が連絡している。
【００２４】
モータ制御手段２６は、モータ４に駆動電力を供給するとともにモータ４の発電電力により充電される主電池３０の主電池電圧を検出する主電池電圧検出器８０から主電池電圧信号を入力し、この主電池電圧により主電池状態を主電池状態管理部６２により管理するように制御する。
【００２５】
モータ４の制御状態としては、図５に示す如く、例えば、９種類あり、制御状態の第１の記号１（なお、図５においては、丸付き数字「１」として開示する。）として、共通マップ制御：加速アシスト、減速回生発電（弱回生）：モード５があり、制御状態の第２の記号２（なお、図５においては、丸付き数字「２」として開示する。）として、減速回生発電（強回生）：モード８があり、制御状態の第３の記号３（なお、図５においては、丸付き数字「３」として開示する。）として、モータ運転停止（各移行条件成立待ち状態）があり、制御状態の第４の記号４（なお、図５においては、丸付き数字「４」として開示する。）として、アイドリング発電（Ａ：停車中／Ｂ：走行中）：モード６、モード７があり、制御状態の第５の記号５（なお、図５においては、丸付き数字「５」として開示する。）として、特例制御の特例１（発進アシスト）：モード１があり、制御状態の第６の記号６（なお、図５においては、丸付き数字「６」として開示する。）として、特例制御の特例２（始動アシスト）：モード２（待ち）、モード３（実行）があり、制御状態の第７の記号７（なお、図５においては、丸付き数字「７」として開示する。）として、特例制御の特例３（エンジン回転数安定化アシスト）：モード４があり、制御状態の第８の記号８（なお、図５においては、丸付き数字「８」として開示する。）として、中回生発電制御：モード９があり、制御状態の第９の記号９（なお、図５においては、丸付き数字「９」として開示する。）として、エンジン強制停止制御：モード１０がある。
【００２６】
このモータ４の制御状態は、車両の運転状態によって図５のように遷移するものである。つまり、モータ４の制御状態の第１の記号１、制御状態の第２の記号２、第４の記号４、第８の記号８の各実施中には、特例制御（特例１〜３）の記号５、６、７またはエンジン強制停止制御の記号９の移行条件が成立した時に、制御状態の第１の記号１、第２の記号２、第４の記号４、第８の記号８を強制解除し、制御状態の第３の記号３のモータ運転停止を経由して、特例制御（特例１〜３）の記号５、６、７またはエンジン強制停止制御の記号９に移行する。また、特例制御（特例１、２）は、他の特例制御に直接移行しない。各特例制御（特例１〜３）の記号５、６、７またはエンジン強制停止制御の記号９は、移行後に、解除条件の成立まで他の制御状態には移行しない。但し、特例制御（特例３）の記号７に限っては、解除条件の成立前に特例１の記号５の移行条件が成立した場合には、特例１の制御に移行する。
【００２７】
制御手段２２は、従来と同様に、一つのＭＡＰ−ＳＴ（始動アシストマップ）を有し、エンジン２がアイドリング時で車両の停止時に、エンジン２の自動始動停止制御を行い、イグニションスイッチ３２に連絡したイグニションキー（図示せず）によるエンジン２の始動時にスタータモータ１６で起動するとともにモータ４によって常時アシストし、また、エンジン２の自動始動停止制御の動作中で始動条件を満足している場合のエンジン２の再始動時には、モータ４のみでエンジン２を始動するようにエンジン起動信号によってモータ４を駆動し、エンジン２の自動始動停止制御の動作中で始動条件を満足していない場合のエンジン２の再始動時には、スタータモータ１６で起動してモータ４によって常時アシストするようにエンジン起動信号を出力してスタータモータ１６及びモータ４を駆動するものである。上述の始動条件を満足することとは、直流電圧が、直流電圧≧ＤＣＶ１（Ｖ）である条件（主電池３０の電圧≧ＤＣＶ１）と、エンジン水温が、エンジン水温≧ＴＨＷ１（度）である条件と、トルクリミット中でない条件（モータ４の保護用のトルク制限の必要がなく、正常時である場合）との条件が全て満足することである。
【００２８】
そして、自動始動停止制御動作中で始動条件を満足した上で前記モータ４のみでエンジン２を再始動する場合には、モータ４のモータ出力値を定格性能を越えた値に設定する制御手段２２を設ける構成とする。
【００２９】
詳述すれば、制御手段２２は、定格性能１００％を越えた値、例えば１２０％の過負荷運転状態に設定したモータ４のモータ出力値でエンジン２を再始動するとともに、モータ出力値による再始動が設定された時間だけ継続した時には定格性能を越えた値に設定したモータ４のモータ出力値を徐々に減少させるべく制御する。
【００３０】
すなわち、エンジン２の静止起動トルクに打ち勝つために、前記モータ４を過負荷運転状態に制御する際には、以下の起動条件
（１）モータ回転速度：Ｎｅ１（ｒｐｍ）以下
（Ｎｅ１を、例えば５０ｒｐｍに設定可能）
（２）継続時間：１２０％トルク出力からＴ１（ｍｓｅｃ）以内
（継続時間は、容量等を考慮して選定する。）
（Ｔ１を、例えば３００ｍｓｅｃに設定可能）
を満足するか否かを判断し、これらの条件が成立する場合には、図３に示す如く、過負荷トルク指令値を１００＋α（％）とする。なお、この過負荷トルク指令値１００＋α（％）を、例えば１２０％に設定することも可能である。
【００３１】
そして、過負荷運転状態に設定したモータ４のモータ出力値でエンジン２の再始動が行われた場合に、図３において実線で示された例は、過負荷運転を利用して始動した場合の例である。また、図３において破線で示された例は、過負荷運転制御の限度を示している。つまり、過負荷運転の予め設定された継続時間はＴ１（ｍｓｅｃ）であり、その後の定格性能による運転の継続時間はＴ２（ｍｓｅｃ）である。
【００３２】
また、前記制御手段２２は、モータ４のみによるエンジン再始動が成功しなかった場合に、イグニションキーの操作によるエンジンの再始動が追加された時には、モータ４の駆動を直ちに中断すべく制御するものである。
【００３３】
更に、前記モータ４を、エンジン２と変速機８間に配置して設け、このモータ４をエンジン２の始動に用いるとともに、エンジン２の始動時には前記モータ２を過負荷運転させるべく制御する。
【００３４】
つまり、必要最小限の能力のモータ４で始動運転までカバーし、万一、始動に失敗した場合には、スタータモータ１６によりリカバーすることで、始動行為を満足させるものである。
【００３５】
次に、この実施例の作用を、図１、図２のフローチャート及び図４のタイムチャートに基づいて説明する。
【００３６】
エンジン２の再始動のアシスト開始のプログラムがスタートすると（ステップ１０２）、図２に示す如く、アイドルストップ実施信号（ＩＳ−ＳＷ）の入力があったか否か、つまり、ＩＳ−ＳＷ：ＯＮ？を判断し（ステップ１０４）、このステップ１０４がＮＯの場合には、つまり、アイドルストップ（ＩＳ）の入力信号が「Ｈ」の時で、アイドルストップ実施中でない場合に（自動始動停止制御中でない場合）、１２Ｖスタータリレー駆動信号（ＳＴＤ）を出力して（ＳＴＤ：ＯＮ）（ステップ１０６）、第１、第２スタータ駆動リレー９０、９２をオンとし、つまり、副電池２８でスタータモータ１６を駆動し、そして、モータ４の回転数、つまり、エンジン回転数が設定回転数（２０ｒｐｍ）以上か否か、つまり、エンジン回転数≧２０ｒｐｍを判断する（ステップ１０８）。このステップ１０８がＮＯの場合には、ステップ１０６に戻す。
【００３７】
このステップ１０８がＹＥＳの場合には、ＭＡＰ−ＳＴ（始動アシストマップ）の検索値により、モータ４の駆動を開始する（ステップ１１０）。このモータ４の駆動は、始動アシストトルク指令で動作する。
【００３８】
これにより、アイドルストップ（ＩＳ）の入力信号が「Ｈ」の時で、アイドルストップ実施中でない場合には、モータ４とスタータモータ１６とを併用してエンジン２を始動する。
【００３９】
そして、始動アシスト解除か否かを判断する（ステップ１１２）。このステップ１１２がＮＯの場合には、ステップ１１０に戻す。
【００４０】
このステップ１１２がＹＥＳの場合には、１２Ｖスタータリレー駆動信号（ＳＴＤ）の出力を停止して（ＳＴＤ：ＯＦＦ）（ステップ１１４）、第１、第２スタータ駆動リレー９０、９２をオフとし、他のモードに移行する（ステップ１１６）。
【００４１】
前記ステップ１０４でＹＥＳの場合には、つまり、アイドルストップ（ＩＳ）の入力信号が「Ｌ」の時で、アイドルストップ実施中である場合に（自動始動停止制御中である場合）、モータ４の始動条件が一致したか否かを判断する（ステップ１１８）。この始動条件は、直流電圧が、直流電圧≧ＤＣＶ１（Ｖ）である条件（主電池３０の電圧≧ＤＣＶ１）と、エンジン水温が、エンジン水温≧ＴＨＷ１（度）である条件と、トルクリミット中でない条件（モータ４の保護用のトルク制限の必要がなく、正常時である場合）との全ての条件が成立した場合に一致する。
【００４２】
前記ステップ１１８でＮＯの場合には、つまり、上述の始動条件が不成立の場合には、ステップ１０６に移行し、モータ４とスタータモータ１６とを併用してエンジン２を始動するように、１２Ｖスタータリレー駆動信号（ＳＴＤ）を出力して（ＳＴＤ：ＯＮ）（ステップ１０６）、第１、第２スタータ駆動リレー９０、９２をオンとし、つまり、副電池２８でスタータモータ１６を駆動し、そして、モータ４の回転数、つまり、エンジン回転数が設定回転数（２０ｒｐｍ）以上になったら、ＭＡＰ−ＳＴ（始動アシストマップ）の検索値により、モータ４の駆動を開始する（ステップ１１０）。
【００４３】
前記ステップ１１８でＹＥＳの場合には、つまり、上述の始動条件が成立した場合には、モータ４のみによるエンジン２の始動をするように、ＭＡＰ−ＳＴ（始動アシストマップ）の検索値により、モータ４の駆動を開始する（ステップ１２０）。つまり、電圧が副電池２８よりも大きな主電池３０からの電圧供給により、所要にモータ４の駆動を開始する。
【００４４】
そして、モータ４のモータ回転数が所定値Ｃ（定数）以下であるか否かの判断（ステップ１２２）を行う。このステップ１２２でＹＥＳの場合には、アイドルストップ実施信号（ＩＳ−ＳＷ）の入力がなかったか否か、つまりＩＳ−ＳＷ：ＯＦＦ？の判断（ステップ１２４）に移行し、ステップ１２２でＮＯの場合には、始動アシスト解除か否かの判断（ステップ１２６）に移行する。
【００４５】
なお、ステップ１２４においては、ＩＳ−ＳＷがＯＦＦであるか否かの判断を行うものとしたが、判断内容を、イグニションキー・スイッチがＯＮであるか否かに設定変更することも可能である。
【００４６】
また、前記ステップ１２４でＹＥＳの場合には、ステップ１０６に移行し、ステップ１２４でＮＯの場合には、始動アシスト解除か否かの判断（ステップ１２６）に移行する。
【００４７】
そして、始動アシスト解除か否かを判断する（ステップ１２６）。このステップ１２６がＮＯの場合には、ステップ１２０に戻す。
【００４８】
このステップ１２６がＹＥＳの場合には、ステップ１１６に移行する。
【００４９】
ここで、前記ステップ１２０のモータ４の駆動開始に関して、詳述する。
【００５０】
モータ４の駆動が開始（ステップ１２０−１）されると、図１に示す如く、モータ回転速度Ｎｅが第１のモータ回転速度であるＮｅ１（ｒｐｍ）（定数）以下であるか否かの判断（ステップ１２０−２）を行う。
【００５１】
そして、このステップ１２０−２でＹＥＳ、つまりモータ回転速度Ｎｅが第１のモータ回転速度であるＮｅ１（ｒｐｍ）以下である場合には、モータトルク指令値を１００＋α（％）に設定（ステップ１２０−３）し、トルク出力からの過負荷トルク指令値１００＋α（％）による運転が第１の継続時間であるＴ１（ｍｓｅｃ）（定数）継続したか否かの判断（ステップ１２０−４）に移行する。
【００５２】
また、前記ステップ１２０−２でＮＯの場合にも、トルク出力からの過負荷トルク指令値１００＋α（％）による運転がＴ１（ｍｓｅｃ）継続したか否かの判断（ステップ１２０−４）に移行する。
【００５３】
このステップ１２０−４でＮＯの場合には、モータ回転速度Ｎｅが第１のモータ回転速度であるＮｅ１（ｒｐｍ）以下であるか否かの判断（ステップ１２０−２）に戻り、ステップ１２０−４がＹＥＳの場合には、過負荷トルク指令値１００＋α（％）としたモータトルク指令値を１００（％）まで減衰させる（ステップ１２０−５）（図３の破線部分参照）。
【００５４】
更に、ステップ１２０−５でモータトルク指令値を１００（％）まで減衰させた後に、モータトルク指令値１００（％）による運転が第２の継続時間であるＴ２（ｍｓｅｃ）（定数）だけ継続したか否かの判断（ステップ１２０−６）を行い、このステップ１２０−６でＹＥＳの場合には、モータトルク指令値を０（％）まで減衰させ（ステップ１２０−７）、図２のメインフローチャートのステップ１２２に移行するとともに、ステップ１２０−６でＮＯの場合には、そのまま図２のメインフローチャートのステップ１２２に移行する。
【００５５】
また、前記モータ４のみでエンジン２を再始動することができなかった場合には、エンジン制御手段（上位コントローラ）２４のアイドルストップ実施信号（ＥＩＬ）出力（アイドルストップ実施信号（ＩＳ）入力）が以下の如く設定されている。つまり、アイドルストップ実施信号（ＥＩＬ）出力がＯＮ、且つスタータ駆動信号（ＳＴＲ）出力がＯＮとなることにより、アイドルストップ後の再始動を行うが、エンジン２を再始動することができない（「始動ＮＧ」ともいう）場合に、イグニションキーが「ＳＴＡＲＴ（スタータモータ駆動）」位置に回されたら、アイドルストップ実施信号（ＥＩＬ）出力をＯＮからＯＦＦとする。
【００５６】
上述の１２Ｖスタータリレー駆動信号（ＳＴＤ）の制御においては、モータ制御手段２６のインバータ６６のスタータスイッチオン信号（ＳＴ）の入力（エンジン制御手段２４のスタータリレー駆動信号の出力）と同期して、スタータリレー駆動信号（ＳＴＤ）を出力する。また、スタータスイッチオン信号（ＳＴ）を入力すると（ＯＮ）、スタータリレー駆動信号（ＳＴＤ）を出力する（ＯＮ）。更に、スタータスイッチオン信号（ＳＴ）の入力を停止すると（ＯＦＦ）、スタータリレー駆動信号（ＳＴＤ）の出力を停止する（ＯＦＦ）。また、始動アシスト制御モードは、スタータスイッチオン信号（ＳＴ）の入力を停止（ＯＦＦ）することでは、解除せず、その制御を継続し、この場合に、モータ４によるアシストが一旦始まってからは、スタータスイッチオン信号（ＳＴ）とは無関係になる。
【００５７】
また、エンジン起動信号がモータ４を駆動する前に出力されなくなった場合に、モータ４の駆動を停止するので、始動アシスト制御待ちモード（モード２）の期間中にスタータスイッチオン信号（ＳＴ）の入力が停止された場合には（ＯＦＦ）、始動アシストモータ駆動モード（モード３）を行わない。つまり、モータアシストが始まる前の始動アシスト制御待ちモード（モード２）の状態で、スタータスイッチオン信号（ＳＴ）の入力が停止された場合には（ＯＦＦ）、モータアシストを行わない。
【００５８】
更に、モータ４の駆動制御で、イグニションキーの操作によるスタータモータ１６へのエンジン駆動信号が入力された場合には、少なくともスタータモータ１６が駆動し始めるのに十分な条件を満足した後に、モータ４の駆動を開始する。また、スタータ駆動信号（ＳＴＲ）の入力時に、必ず、始動アシスト制御待ちモード（モード２）がある理由として、スタータモータ１６のピニオンギヤが、クランク軸側にあるリングギヤが停止していないと、ピニオンギヤとリングギヤとの噛み合いが不可能であるので、ピニオンギヤとリングギヤとが噛み合うのに十分な時間が始動アシスト制御待ちモード（モード２）に当たるからである。これは、設定時間（ｓｅｃ）、設定回転数（ｒｐｍ）を越えるまで、その他同様なカウントができるものなら何でもよいものである。
【００５９】
更にまた、再始動時の緊急避難操作として、エンジン２の自動始動停止制御の動作中で再始動条件を満足している場合のエンジン２の再始動時で、モータ４のみによるエンジン２の始動が成功しなかった場合には、イグニションキーによるエンジン２の始動が追加されたときには、モータ４の駆動を直ぐに中断するので、図４に示す如く、モータ４のみによる再始動を行った際に、万一、モータ４でエンジン２を回転させられなかった時に、緊急避難的に、イグニションキーの操作により、スタータモータ１６を使用し、その時の動作をスムーズに行うために、次のような制御を行う。
【００６０】
インバータ６６の制御動作をするものであり、インバータ６６は、モータ４のみによる始動時（アイドルストップの再始動時）に、スタータスイッチオン信号（ＳＴ）を入力し（エンジン制御手段２４のスタータ駆動信号（ＥＩＬ）の出力）、また、スタータスイッチオン信号（ＳＴ）の入力状態が停止された場合には（ＯＮ→ＯＦＦ）（エンジン制御手段２４のアイドルストップ実施信号（ＥＩＬ）の出力）、モータ４の回転数が、モータ４のモータ回転速度≦Ｎｅ２（ｒｐｍ）の全ての条件が成立した場合に、モータ４のみによる始動を中止して、モータ４と副電池２８によるスタータモータ１６との駆動によってエンジン２を始動する一方、上述の条件が不成立の場合には、モータ４のみによる始動制御を継続する。
【００６１】
つまり、この実施例においては、イグニションキーの操作によるエンジン２の始動はスタータモータ１６で起動し、モータ４でエンジン回転数の上昇をアシストし、アイドルストップ動作中のエンジン２の再始動をモータ出力値を定格性能を越えた値に設定したモータ４で行う。そして、このアイドルストップ動作中のエンジン２の再始動をモータ４で行うときに、主電池３０の能力が不足として判断された場合には、スタータモータ１６で起動し、モータ４でアシスト、つまり、エンジン２の起動はスタータモータ１６で行っても、アシストを常に動作する。また、イグニションキーの操作が中途半端に終了した場合には、モータ４によるアシストをせず、初期状態で保持し、さらに、モータ４による再始動が大丈夫であると判断されたにも拘わらず、モータ４で起動できなかった場合には、とっさのイグニションキーの操作によりスタータモータ１６の起動を行う。なお、このとき、イグニションキーの操作と同時にモータ駆動指令をキャンセル、一旦中断し、また、イグニションキーの操作よりもわずかに早くエンジン２を起動した場合には、イグニションキーの操作をキャンセルする。
【００６２】
これにより、モータ４の性能を決定するのに、トータルの使用時間としては短いが、高い性能が必要な始動時の要求性能に合わせることなく、モータ４の性能を決定可能なため、モータ４の小型化（主目的であるアシスト制御に必要な性能は、始動時の要求ほどは高くないので）が可能であり、エンジンルーム等の限られたスペースに搭載する場合のスペース効率を向上し得るとともに、システム全体の軽量化も可能となり、排気ガス浄化性能や燃費性能の向上に寄与し得る。
【００６３】
また、前記制御手段２２が、定格性能を越えた値の過負荷運転状態に設定したモータ４のモータ出力値でエンジン２を再始動するとともに、モータ出力値による再始動が設定された時間だけ継続した時には定格性能を越えた値に設定したモータ４のモータ出力値を徐々に減少させるべく制御することにより、モータ４の小型化に寄与し得るとともに、モータ４のモータ出力値を定格性能を越えた値に設定するのは、限られた短い時間だけであるので、モータの信頼性や寿命に悪影響を与える惧れが全くないものである。
【００６４】
更に、前記モータ４のみによるエンジン再始動が成功しなかった場合に、イグニションキーの操作によるエンジンの再始動が追加された時には、モータ４の駆動を直ちに中断すべく制御する前記制御手段２２を設けたことにより、モータ４のみによるエンジン始動に失敗した場合で、新たにキー操作によりスタータモータ１６が起動されたときには、直ちにモータ駆動を中断することができ、副電池２８の寿命を長く保つことが可能となり、経済的に有利である。
【００６５】
更にまた、前記モータ４を、エンジン２と変速機８間に配置して設け、このモータ４をエンジン２の始動に用いるとともに、エンジン２の始動時には前記モータ２を過負荷運転させるべく制御することにより、エンジンのみ搭載されたタイプと、ハイブリッドエンジンが搭載されるタイプとの両方が設定され、モータの大きさ（奥行、径方向）が、エンジンルームのサイズに大きく影響を与える場合でも、モータの大きさをアシスト運転が十分可能な性能を持つサイズに合わせ、且つ始動時の過負荷運転が可能なモータを選択することができ、モータの大きさをコンパクトにすることが可能となり、実用上有利である。
【００６６】
なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
【００６７】
例えば、この発明の実施例においては、電動発電機のみでエンジンを再始動する場合に、制御手段によって電動発電機のモータ出力値を定格性能を越えた値に設定する構成としたが、電動発電機の回転力をフライホール（「はずみ車」ともいう）に一旦蓄積し、エンジンの再始動を、モータ出力値を定格性能とした電動発電機とフライホイールとを利用して行う特別構成とすることも可能である。
【００６８】
すなわち、回転力を蓄積可能なフライホイールを設け、エンジンの再始動が行われる直前に電動発電機によってフライホイールを回転させておき、エンジンの再始動時に、回転するフライホイールの回転力とモータ出力値を定格性能とした電動発電機とを利用して実施し、予め蓄積した回転力を有効に機能させるものである。
【００６９】
さすれば、電動発電機をアシスト制御に必要な性能として小型化しても、エンジンの再始動時には、モータ出力値を定格性能とした電動発電機に蓄積しておいたフライホイールの回転力を湊合させることができ、エンジンの再始動性を良好とし得るとともに、フライホイールを回転させていることにより、再始動が早く、しかも加速が容易となって、実用上有利である。
【００７０】
また、電動発電機とフライホイールとを利用することによって、エンジンの再始動性を略２倍程度に向上させることが可能であり、電動発電機の小型化により一層寄与し得る。
【００７１】
なお、エンジンの再始動が行われる直前としては、エンジンの再始動時の予兆をチェックできるものであればよく、例えばエンジンの自動始動停止制御の動作中で始動条件の判定開始時とすることもできる。
【００７２】
また、この発明の実施例においては、１個の電動発電機を使用する構成となっているが、実施例の電動発電機に対して、定格性能を６０％程度とした２個の電動発電機を設ける特別構成とすることも可能である。
【００７３】
さすれば、アシスト動作やエンジンの再始動において、２個の電動発電機を駆動させて対処するとともに、いずれか一方の電動発電機が故障した際には、定格性能を６０％程度としたいずれか他方の電動発電機のモータ出力値を定格性能を越えた値として駆動させ、緊急避難が可能となり、ハイブリッド車両の安全性をより一層向上し得るものである。
【００７４】
更に、この発明の実施例においては、電動発電機の定格性能とこの定格性能を越える値についての詳述は省略しているが、例えば、定格性能を１００％とした場合に、この１００％を越える値、つまり過負荷運転分の割合を小とすれば、電動発電機の故障頻度を少なくすることができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、車両に搭載したエンジンのエンジン出力軸に接続された電動発電機を設け、エンジンの自動始動停止制御を行い、キーの操作によるエンジンの始動時にスタータモータで起動するとともに電動発電機によって常時アシストするハイブリッド車両の制御装置において、電動発電機のみで始動してよいかどうかを判定する始動条件を設け、エンジンの自動始動停止制御の動作中で、始動条件を満足している場合の前記エンジンの再始動時には、電動発電機のみでエンジンを始動するようにエンジン起動信号によって電動発電機を駆動し、エンジンの自動始動停止制御の動作中で、始動条件を満足していない場合のエンジンの再始動時には、スタータモータで起動して電動発電機によって常時アシストするようにエンジン起動信号を出力してスタータモータ及び電動発電機を駆動し、電動発電機のみでエンジンを再始動する場合には電動発電機のモータ出力値を定格性能を越えた値に設定したうえでエンジンを再始動し、電動発電機のみによるエンジン再始動が成功しなかった場合に、キーの操作によるエンジンの再始動が追加された時には、電動発電機の駆動を直ちに中断すべく制御する制御手段を設けたので、電動発電機の性能を決定するのに、トータルの使用時間としては短いが、高い性能が必要な始動時の要求性能に合わせることなく、電動発電機の性能を決定可能なため、電動発電機の小型化（主目的であるアシスト制御に必要な性能は、始動時の要求ほどは高くないので）が可能であり、エンジンルーム等の限られたスペースに搭載する場合のスペース効率を向上し得るとともに、システム全体の軽量化も可能となり、排気ガス浄化性能や燃費性能の向上に寄与し得て、しかも前記電動発電機のみによるエンジン再始動が成功しなかった場合に、キーの操作によるエンジンの再始動が追加された時には、前記制御手段によって電動発電機の駆動を直ちに中断すべく制御し、電動発電機のみによるエンジン始動に失敗した場合で、新たにキー操作により電動発電機が起動されたときには、直ちに電動発電機の駆動を中断することができ、副電池の寿命を長く保つことが可能となり、経済的に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す過負荷運転制御用のフローチャートである。
【図２】エンジンの（再）始動制御モード時の制御のフローチャートである。
【図３】トルクと時間との関係を示す図である。
【図４】アイドルストップ再始動時の制御のタイムチャートである。
【図５】モータアシストの制御状態の遷移を示す図である。
【図６】制御手段のハードウェア上の要部の信号接続状態のブロック図である。
【図７】制御装置のシステム構成図である。
【図８】制御手段に連絡する各センサ等のブロック構成図である。
【図９】モータ制御手段に連絡する各センサ等のブロック構成図である。
【符号の説明】
２ハイブリッド車両
４電動発電機
６クラッチ
８変速機
１０制御装置
１６スタータモータ
２２制御手段
２４エンジン制御手段（上位コントローラ）
２６モータ制御手段
２８副電池
３０主電池
３２イグニションスイッチ
３４エコランスイッチ
３６エンジン回転数センサ
３８水温センサ
４０車速センサ
４２電気負荷センサ
４４アイドルスイッチ
４６クラッチアッパスイッチ
４８クラッチロアスイッチ
５０インジェクタ
５２ＩＧコイル／イグナイタ
５４ＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）バルブ
５６モータ制御部
５８モータ駆動部
６２主電池管理部
６６インバータ
６８再始動制御部
７０吸気圧センサ
７２ブレーキスイッチ
７４アクセルセンサ
７６クラッチセンサ
７８スタータスイッチ

Claims

車両に搭載したエンジンのエンジン出力軸に接続された電動発電機を設け、前記エンジンの自動始動停止制御を行い、キーの操作による前記エンジンの始動時にスタータモータで起動するとともに前記電動発電機によって常時アシストするハイブリッド車両の制御装置において、前記電動発電機のみで始動してよいかどうかを判定する始動条件を設け、前記エンジンの自動始動停止制御の動作中で、前記始動条件を満足している場合の前記エンジンの再始動時には、前記電動発電機のみで前記エンジンを始動するようにエンジン起動信号によって前記電動発電機を駆動し、前記エンジンの自動始動停止制御の動作中で、前記始動条件を満足していない場合の前記エンジンの再始動時には、前記スタータモータで起動して前記電動発電機によって常時アシストするようにエンジン起動信号を出力して前記スタータモータ及び前記電動発電機を駆動し、前記電動発電機のみで前記エンジンを再始動する場合には電動発電機のモータ出力値を定格性能を越えた値に設定したうえで前記エンジンを再始動し、前記電動発電機のみによるエンジン再始動が成功しなかった場合に、キーの操作によるエンジンの再始動が追加された時には、電動発電機の駆動を直ちに中断すべく制御する制御手段を設けたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。