JP2017207066A - Engine start control device and engine start control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電機能とエンジン始動時のモータ機能を備えたモータジェネレータと、エンジン始動時にモータジェネレータを補助してエンジンのクランキングを行うスタータと、を搭載した車両のエンジン始動制御に関し、特に、エンジン始動時にモータジェネレータとスタータを最適に併用することにより、それぞれの負荷を軽減し、モータジェネレータ、モータジェネレータのインバータ、およびスタータの低コスト化を実現するエンジン始動制御装置およびエンジン始動制御方法に関するものである。 The present invention relates to engine start control of a vehicle equipped with a motor generator having a power generation function and a motor function at engine start, and a starter that assists the motor generator at engine start and cranks the engine. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an engine start control device and an engine start control method for reducing the load of each motor generator and starter by optimally using a motor generator and a starter at the time of engine start, and reducing the cost of the motor generator, the motor generator inverter, and the starter. It is.
発電機能とエンジン始動機能を備えたモータジェネレータと、エンジン始動時にエンジンのクランキングを行うスタータとが搭載され、設定された条件によりエンジンを自動停止し、再始動の要求によりエンジンを再始動させる、アイドリングストップ機能が搭載された車両が、従来からよく知られている。 A motor generator having a power generation function and an engine start function and a starter that cranks the engine when the engine is started are installed, and the engine is automatically stopped according to a set condition, and the engine is restarted by a restart request. A vehicle equipped with an idling stop function has been well known.
この種の車両においては、エンジンと連動するモータジェネレータを用いて、エンジン出力を発電電力に変換するとともに、モータジェネレータとスタータを状況により使い分け、もしくは併用して、エンジンを始動するようになっている（例えば、特許文献１参照）。 In this type of vehicle, a motor generator linked to the engine is used to convert engine output into generated power, and the motor generator and starter are used separately or in combination depending on the situation, and the engine is started. (For example, refer to Patent Document 1).
すなわち、通常運転時には、エンジンの回転出力によりモータジェネレータからバッテリが充電され、エンジン始動時には、バッテリ電力によりモータジェネレータおよびスタータに駆動トルクが供給される。 That is, during normal operation, the battery is charged from the motor generator by the rotational output of the engine, and when the engine is started, drive torque is supplied to the motor generator and the starter by battery power.
例えば、特許文献１に記載されたエンジン始動制御装置では、エンジンの温度に関する情報と補機に関する情報のうちの少なくとも一方と、エンジンをクランキングするのに必要なトルク等の情報とに基づいて、モータジェネレータによるクランキングと、スタータによるクランキングと、モータジェネレータとスタータの両方によるクランキングのうちのいずれかを選択して、エンジンを始動することが明記されている。
For example, in the engine start control device described in
さらに、特許文献１に記載されたエンジン始動制御装置では、エンジンのクランキング開始後にベルトのスリップ状態（以下、ベルトの滑りと称す）を判定し、始動制御装置は、エンジンのクランキング開始後にベルトの滑りに基づいて、モータジェネレータによるクランキングとスタータによるクランキングのうちの一方を選択して、エンジンを始動完了までクランキングする制御方法が明記されている。
Further, in the engine start control device described in
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
従来のエンジン始動制御装置では、エンジン始動においては、所定の条件下では、スタータによりエンジンを始動させ、また、別の所定の条件下では、モータジェネレータによりエンジンを再始動させる制御になっている。さらに、それら以外の所定の条件下では、モータジェネレータとスタータの両方によりエンジンを始動させる制御になっている。
However, the prior art has the following problems.
In the conventional engine start control device, the engine is started by a starter under a predetermined condition, and is restarted by a motor generator under another predetermined condition. Further, under predetermined conditions other than these, the engine is started by both the motor generator and the starter.
前記のような制御でエンジンを始動させる場合、ベルトの滑りがない場合に、スタータを停止させることとなる。このため、例えば、エンジンのフリクショントルクの大きい低回転領域でスタータを停止させた場合には、スタータの停止に伴い、再度、ベルトの滑りが発生する可能性が懸念される。また、ベルトの滑りがある場合には、スタータのみでエンジンを始動完了させないといけない。すなわち、モータジェネレータを搭載しないタイプの車両に搭載されるスタータと同等の駆動トルクや回転速度を有する、回転性能が必要となる。この結果、モータジェネレータを搭載しないタイプの車両に搭載されるものと同等の機能・サイズが必要になり、モータジェネレータと相まって、エンジン始動制御装置が大型化してしまう問題があった。 When starting the engine by the control as described above, the starter is stopped when there is no slip of the belt. For this reason, for example, when the starter is stopped in a low rotation region where the friction torque of the engine is large, there is a concern that the belt may slip again as the starter stops. If the belt is slipping, the engine must be started only with the starter. That is, a rotational performance having a driving torque and a rotational speed equivalent to those of a starter mounted on a vehicle of a type not equipped with a motor generator is required. As a result, functions and sizes equivalent to those mounted on a vehicle of a type not equipped with a motor generator are required, and there is a problem that the engine start control device becomes large in combination with the motor generator.
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、モータジェネレータとスタータとを併用した最適なエンジン始動制御を行うことにより、ベルトの滑りを抑制し、ベルトの耐久性向上と、モータジェネレータとスタータの出力性能の適正化を図り、耐久性向上と小型化を実現することのできるエンジン始動制御装置およびエンジン始動制御方法を得ることを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and by performing optimal engine start control using a motor generator and a starter in combination, belt slippage is suppressed and belt durability is improved. An object of the present invention is to obtain an engine start control device and an engine start control method capable of optimizing the output performance of the motor generator and the starter and improving durability and downsizing.
本発明に係るエンジン始動制御装置は、ベルトによりエンジンに常時連結されて、エンジン始動時に駆動トルクを発生させてクランキングを行う第１電動機と、エンジン始動時にギヤによりエンジンに連結されて、補助トルクを発生させてクランキングを行う第２電動機と、エンジン始動時に、第１電動機と第２電動機を併用してエンジンを併用クランキングする始動制御器と、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出器と、第１電動機の回転速度を検出する第１電動機回転速度検出器とを有するエンジン始動制御装置であって、始動制御器は、併用クランキング中にエンジン回転速度検出器により検出されたエンジンの回転速度と、第１電動機回転速度検出器により検出された第１電動機の回転速度との相対回転速度差を導出する機能を有し、エンジンの始動が完了するまで、エンジンの上死点において導出された相対回転速度差が第１の判定用回転速度差よりも大きい場合には、第１電動機の駆動トルクを下げる方向に調整する制御を継続するものである。 An engine start control device according to the present invention includes a first electric motor that is always connected to an engine by a belt and generates a driving torque at the time of starting the engine to perform cranking, and is connected to the engine by a gear at the time of starting the engine. A second motor that performs cranking by generating an engine, a start controller that uses both the first motor and the second motor to crank the engine at the time of engine start, and an engine speed detection that detects the engine speed And an engine start control device having a first motor rotation speed detector for detecting the rotation speed of the first motor, wherein the start controller is an engine detected by the engine rotation speed detector during combined cranking. The relative rotational speed difference between the rotational speed of the motor and the rotational speed of the first motor detected by the first motor rotational speed detector is derived. If the relative rotational speed difference derived at the top dead center of the engine is larger than the first determination rotational speed difference until the engine is started, the drive torque of the first electric motor is Control to adjust in the downward direction is continued.
また、本発明に係るエンジン始動制御方法は、ベルトによりエンジンに常時連結されて、エンジン始動時に駆動トルクを発生させてクランキングを行う第１電動機と、エンジン始動時にギヤによりエンジンに連結されて、補助トルクを発生させてクランキングを行う第２電動機と、エンジン始動時に、第１電動機と第２電動機を併用してエンジンを併用クランキングする始動制御器と、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出器と、第１電動機の回転速度を検出する第１電動機回転速度検出器とを有するエンジン始動制御装置により実行されるエンジン始動制御方法であって、始動制御器において、エンジンに対してエンジン始動要求が発生したか否かを判定する第１ステップと、第１ステップによりエンジン始動要求が発生したと判定された場合には、第１電動機と第２電動機を併用してエンジンを併用クランキングする第２ステップと、第２ステップにより併用クランキングを開始した後に、エンジン回転速度検出器により検出されたエンジンの回転速度と、第１電動機回転速度検出器により検出された第１電動機の回転速度との相対回転速度差を導出する第３ステップと、エンジンの上死点において、第３ステップで導出された相対回転速度差が第１の判定用回転速度差よりも大きい場合には、第１電動機の駆動トルクを下げる方向に調整する第４ステップとを有し、エンジンの始動が完了するまで、エンジンの上死点において、第３ステップおよび第４ステップを継続するものである。 In addition, the engine start control method according to the present invention includes a first electric motor that is always connected to the engine by a belt and generates a driving torque when starting the engine to perform cranking, and is connected to the engine by a gear when starting the engine. A second electric motor that cranks by generating auxiliary torque, a start controller that uses the first electric motor and the second electric motor together to crank the engine when the engine is started, and an engine rotation that detects the rotational speed of the engine An engine start control method executed by an engine start control device having a speed detector and a first motor rotation speed detector for detecting a rotation speed of a first motor, wherein the engine controls the engine with respect to the engine. A first step for determining whether or not a start request has occurred, and an engine start request is generated by the first step. Is determined by the engine speed detector after the combined cranking is started by the second step, and the combined cranking of the engine is started by the second step. A third step of deriving a relative rotational speed difference between the rotational speed of the engine and the rotational speed of the first motor detected by the first motor rotational speed detector, and the third step at the top dead center of the engine. And the fourth step of adjusting the driving torque of the first electric motor to be lowered in the case where the relative rotational speed difference is larger than the first determination rotational speed difference, until the engine start is completed, The third step and the fourth step are continued at the top dead center of the engine.
本発明によれば、併用クランキング中にエンジンとモータジェネレータ（第一電動機）の回転速度を比較することで、ベルトの滑りを検出し、ベルトの滑りが発生しているときは、モータジェネレータ（第一電動機）がベルトの伝達能力以上の駆動トルクを発生させていると判断し、駆動トルクを下げることでベルトの滑りを減少させることのできる構成を備えている。この結果、モータジェネレータとスタータとを併用した最適なエンジン始動制御を行うことにより、ベルトの滑りを抑制し、ベルトの耐久性向上と、モータジェネレータとスタータの出力性能の適正化を図り、耐久性向上と小型化を実現することのできるエンジン始動制御装置およびエンジン始動制御方法を得ることができる。 According to the present invention, the belt slip is detected by comparing the rotational speeds of the engine and the motor generator (first electric motor) during combined cranking. It is determined that the first electric motor) generates a driving torque exceeding the transmission capability of the belt, and the belt slip can be reduced by reducing the driving torque. As a result, optimal engine start control using both the motor generator and starter controls belt slippage, improves belt durability, and optimizes motor generator and starter output performance. An engine start control device and an engine start control method capable of realizing improvement and downsizing can be obtained.
以下、本発明のエンジン始動制御装置およびエンジン始動制御方法の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of an engine start control device and an engine start control method of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るエンジン始動制御装置を搭載する車両の概略構成を示すブロック図である。図１において、エンジン１は、アイドリングストップのエンジン停止、あるいはエンジン再始動を判断する機能を含む、エンジン１の制御を行うエンジン制御装置（以下、エンジンＥＣＵと称する）６により駆動制御されている。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a vehicle equipped with an engine start control device according to
エンジン１のクランクシャフト１１には、ベルト１２を介して、例えば第１電動機としてのモータジェネレータ２が常時連結されている。また、例えば第２電動機としてのスタータ３の補助トルクの出力部となるピニオン３１は、クランクシャフト１１と一体となったリングギヤ１３に補助トルクを伝達する。そして、このスタータ３は、リングギヤ１３に着脱可能な状態で装着されている。なお、以下では、スタータ３から出力される駆動トルクを、補助トルクと称して説明する。
For example, a
モータジェネレータ２には、モータジェネレータ２の電源として機能するインバータ２１が接続されている。さらに、インバータ２１は、バッテリ４と、モータジェネレータ２の発電および駆動の制御を行うモータジェネレータ制御回路（以下、ＭＧ制御回路と称する）２２とに接続されている。
An inverter 21 that functions as a power source for the
スタータ３は、スタータ３へ電力の供給を行うための電気接点の開閉機能を持った電磁スイッチ３２を備えている。そして、電磁スイッチ３２は、バッテリ４に接続されている。
The
ＭＧ制御回路２２および電磁スイッチ３２の励磁端子３２ａは、それぞれエンジン始動時の制御を行うエンジン始動制御装置５に接続されている。なお、以下では、エンジン始動制御装置５を始動制御器５と称して説明する。
The
また、始動制御器５は、エンジンＥＣＵ６に接続されており、エンジン１の始動制御手段を有する。なお、始動制御器５は、エンジンＥＣＵ６に内蔵される構成とすることも可能である。
The start controller 5 is connected to the engine ECU 6 and has a start control means for the
さらに、エンジン１は、クランクシャフトの回転角度を検出するクランク角センサー１４を備えており、クランク角度信号は、エンジンＥＵＣ６に送信されるとともに、エンジンＥＣＵ６経由か、もしくは、直接に、始動制御器５へ送信される。
Further, the
ここで、エンジン回転速度検出器としては、例えば、クランク角センサー１４の出力信号を演算することにより、エンジン１のクランクシャフトの回転速度を導出する手法を採用することが可能である。
Here, as the engine rotation speed detector, for example, a method of deriving the rotation speed of the crankshaft of the
次に、モータジェネレータ２の機能について説明する。モータジェネレータ２は、発電機の機能と、モータの機能の２つの機能を有している。発電機として機能するときは、エンジン１が稼働状態の場合であり、エンジン１の駆動トルクにより、クランクシャフト１１からベルト１２を介して常時回転している状態で、ＭＧ制御回路２２によって制御されるインバータ２１で発電電力を整流して、バッテリ４の充電を行っている。
Next, the function of the
また、モータとして機能するときは、エンジン１へ駆動トルクを供給する場合であり、バッテリ４の電力を使用し、ＭＧ制御回路２２によって制御されるインバータ２１を介して電力供給を受け、モータとして駆動される。さらに、ベルト１２を介してクランクシャフト１１へ駆動トルクが伝達され、エンジン１が駆動される。
Further, when functioning as a motor, it is a case where driving torque is supplied to the
なお、モータジェネレータ２は、エンジン１の始動が完了した後には、モータの機能を停止し、発電機の機能を開始する。また、エンジン１へ駆動トルクを供給するときは、エンジン１の始動時と、エンジン１の発生トルクを補うトルクアシスト時の２つがある。
The
ここで、第１電動機回転速度検出器であるモータジェネレータ回転速度検出器としては、例えば、インバータ２１でのモータジェネレータ２駆動用の電流周波数などの情報から演算することにより、モータジェネレータ２の回転速度を導出する手法を採用することが可能である。
Here, as the motor generator rotational speed detector that is the first electric motor rotational speed detector, for example, by calculating from information such as a current frequency for driving the
次に、スタータ３の機能について説明する。スタータ３は、エンジン始動時に使用され、電磁スイッチ３２の励磁端子３２ａに電圧が印加されることにより、電磁スイッチ３２の電気接点が閉路されて、スタータ３のモータ部へ電力が供給されるとともに、ピニオン３１がリングギヤ１３側へ移動する。そして、リングギヤ１３とピニオン３１が噛合うことにより、スタータ３のモータ部で発生する補助トルクが、クランクシャフト１１へ伝達され、エンジン１を駆動する。
Next, the function of the
モータ部の出力軸とピニオン３１を含むピニオン移動体とは、モータ部が回転駆動したときに、ピニオン移動体が静止位置からリングギヤ１３側への推進力が発生する角度を持ったヘリカルスプラインで係合されている。 The output shaft of the motor unit and the pinion moving body including the pinion 31 are related by a helical spline having an angle at which a propulsive force is generated from the stationary position to the ring gear 13 side when the motor unit is driven to rotate. Are combined.
エンジン１側でスタータ３の補助トルクが不要となった場合には、励磁端子３２ａの電圧の印加が解消される。これにより、ピニオン３１がリングギヤ１３と噛合っている状態が解消されるとともに、電磁スイッチ３２の電気接点が開路されて、スタータ３のモータ部への電力の供給がなくなる。
When the auxiliary torque of the
モータジェネレータ２は、エンジン始動時には、ＭＧ制御回路２２やインバータ２１によって駆動されるモータとして機能する。そして、モータジェネレータ２からエンジン１への駆動トルクの伝達は、ベルト１２で行われる。この場合、低温時や駆動トルクが大きい時のベルト１２の滑りが懸念される。
The
次に、本実施の形態１における始動制御器５による一連動作について説明する。図２は、本発明の実施の形態１による始動制御器５において実行される、併用始動制御の流れを示すフローチャートである。 Next, a series of operations by the start controller 5 in the first embodiment will be described. FIG. 2 is a flowchart showing the flow of the combined start control that is executed in the start controller 5 according to the first embodiment of the present invention.
ステップＳ１１０において、始動制御器５は、エンジンＥＣＵ６へ入力されるエンジンおよび車両の運転状態等を示す運転状態信号に基づいて、エンジン１の始動のためのエンジン始動要求があるか否かを判定する。
In step S110, the start controller 5 determines whether or not there is an engine start request for starting the
そして、ステップＳ１１０での判定の結果、エンジン始動要求がない場合（ＮＯ）には、始動制御器５は、エンジン始動要求があるまで、状態を維持して待機する。一方、ステップＳ１１０での判定の結果、エンジン始動要求がある場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１１１に進む。 If the result of determination in step S110 is that there is no engine start request (NO), the start controller 5 maintains the state and waits until there is an engine start request. On the other hand, if the result of determination in step S110 is that there is an engine start request (YES), processing proceeds to step S111.
そして、ステップＳ１１１において、始動制御器５は、電磁スイッチ３２を駆動して電気接点を閉路する。この結果、モータ回路に通電がなされることにより、電流がスタータ３のモータ部に供給され、モータ部に補助トルクが発生し、スタータ３が起動される。
In step S111, the start controller 5 drives the
また、電磁スイッチ３２を駆動して電気接点を閉路することによって、ピニオン３１は、リングギヤ１３に噛み合う位置に移動する。その結果、モータ部の補助トルクが、噛み合ったピニオン３１とリングギヤ１３とを介してクランクシャフト１１に伝達され、エンジン１を回転駆動することとなる。そして、燃料噴射が開始される。
Further, by driving the
さらに、ステップＳ１１１において、始動制御器５は、バッテリ４の電力を使用して、ＭＧ制御回路２２によって制御されるインバータ２１を介して、モータジェネレータ２へ電力を供給する。この結果、モータジェネレータ２は、モータとして駆動され、ベルト１２を介してクランクシャフト１１へ駆動トルクを伝達することで、エンジン１を駆動する。
Further, in step S <b> 111, the start controller 5 supplies power to the
このようなエンジン始動後、エンジンＥＣＵ６は、クランク角センサー１４からのクランク角信号により得られる現在のクランク角度およびクランク角信号の周期に基づいて、エンジン１の回転速度、つまり、リングギヤ１３の回転速度を演算して、監視している。
After starting the engine, the
始動制御器５は、ステップＳ１１１において、スタータ３とモータジェネレータ２による併用クランキングを開始した後、ステップＳ１１２において、現在のクランク角度をモニターし、上死点付近でのエンジン１の回転速度が、判定用として設定された所定の回転速度以上か否かを判定する。
The start controller 5 starts the combined cranking by the
ここで、本実施の形態１において、所定の回転速度を、例えば、エンジン１のクランク角度が上死点のときのスタータ３の回転速度とした場合には、始動制御器５は、ステップＳ１１２において、上死点でのエンジン１の回転速度が、そのときのスタータ３の回転速度以上か否かを判定することになる。
Here, in the first embodiment, when the predetermined rotation speed is, for example, the rotation speed of the
このとき、エンジン１の回転速度とスタータ３の回転速度は、リングギヤ１３の歯数とピニオン３１の歯数による回転速度の相関性を考慮した回転速度同士で比較される。
At this time, the rotation speed of the
そして、ステップＳ１１２での判定の結果、上死点でのエンジン１の回転速度が、そのときのスタータ３の回転速度以上である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１１３に進み、始動制御器５は、スタータ３を停止させる。すなわち、ピニオン３１がリングギヤ１３と噛合っている状態が解消されるとともに、電磁スイッチ３２の電気接点が開路されて、スタータ３のモータ部への電力の供給がなくなる。
If the result of determination in step S112 is that the rotational speed of the
スタータ３を停止させた後、ステップＳ１１４において、始動制御器５は、エンジン１が完爆したか否か、すなわち、エンジン１が始動完了したか否かの判定を行う。ステップＳ１１４での判定の結果、エンジン１が始動完了していない場合（ＮＯ）には、始動制御器５は、エンジン１が始動完了する判定が行われるまで、状態を維持して待機する。
After the
一方、ステップＳ１１４での判定の結果、エンジン１が完爆している場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１１５へと進む。そして、ステップＳ１１５において、始動制御器５は、ＭＧ制御回路２２によるモータジェネレータ２への電力供給を停止し、モータの機能を停止させる。
On the other hand, if the result of determination in step S114 is that the
一方、先のステップＳ１１２での判定の結果、上死点でのエンジン１の回転速度が、そのときのスタータ３の回転速度以上でない場合（ＮＯ）には、ステップＳ１２３に進み、始動制御器５は、エンジン１が完爆したか否か、すなわち、エンジン１が始動完了したか否かの判定を行う。
On the other hand, as a result of the determination in the previous step S112, if the rotational speed of the
ステップＳ１２３での判定の結果、エンジン１が始動完了していない場合（ＮＯ）には、再度ステップＳ１１２に戻り、始動制御器５は、上死点でのエンジン１の回転速度とその時のスタータ３の回転速度を比較し、上死点でのエンジン１の回転速度が、そのときのスタータ３の回転速度以上か否かを判断する。
If the result of determination in step S123 is that the
一方、ステップＳ１２３での判定の結果、エンジン１が完爆している場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１２４へと進む。そして、ステップＳ１２４において、始動制御器５は、スタータ３を停止させ、さらにＭＧ制御回路２２によるモータジェネレータ２への電力供給を停止し、モータの機能を停止させる。
On the other hand, if the result of determination in step S123 is that the
これらの一連処理により、エンジン始動における、モータジェネレータ２とスタータ３による併用始動制御が終了する。
By these series of processes, the combined start control by the
このように構成された始動制御器５によれば、以下の特徴を実現できる。
（特徴１）併用クランキング中にエンジン１の回転速度が落ち込む上死点付近の回転速度が、スタータ３の補助トルクが有効でない所定の回転速度以上であれば、スタータ３を停止できると判断できる。
According to the start controller 5 configured as described above, the following features can be realized.
(Feature 1) If the rotational speed near the top dead center where the rotational speed of the
特に、所定の回転速度を、エンジン１のクランク角度が上死点のときのスタータ３の回転速度とすることで、所定の回転速度以上の時点において、スタータ３がエンジン始動に不要と判断できる。つまり。モータジェネレータ２の駆動トルクのみでクランキングしている状態であると判断できるため、スタータ３を停止させても差し支えないことになる。
In particular, by setting the predetermined rotation speed as the rotation speed of the
以上の結果、実施の形態１によれば、以下の２点の効果を得ることができる。
（効果１）スタータを早く停止させることができることで、スタータの使用時間の短縮化を図ることができる。この結果、スタータの劣化が抑制され、スタータの耐久性向上の効果が得られる。
As a result, according to the first embodiment, the following two effects can be obtained.
(Effect 1) Since the starter can be stopped quickly, the use time of the starter can be shortened. As a result, deterioration of the starter is suppressed, and the effect of improving the durability of the starter is obtained.
（効果２）エンジン完爆回転域では、モータジェネレータの駆動トルクが働いていることとなる。このことにより、スタータによる補助トルクが要求されなくなるので、スタータを低回転・小出力仕様とすることができ、小型化の効果が得られる。 (Effect 2) In the engine complete explosion rotation range, the driving torque of the motor generator is working. As a result, the auxiliary torque by the starter is not required, so that the starter can be set to low rotation and small output specifications, and the effect of downsizing can be obtained.
なお、上述した実施の形態１では、所定の回転速度を、エンジン１のクランク角度が上死点のときのスタータ３の回転速度であるとして説明した。この場合、スタータ３の回転速度は、実際のスタータ３の回転速度を測定して用いてもよい。ただし、実際のスタータ３の回転速度を測定して用いる場合には、スタータ３の回転速度を測定する回転センサーが、別途、必要になる。
In the first embodiment described above, the predetermined rotation speed is described as the rotation speed of the
そこで、スタータ３の回転速度を測定する回転センサーを用いない形でスタータ３の回転速度を得る、以下のような手法を採用することもできる。この手法においては、スタータ３の特性に応じて、スタータ３の起動時点を起点とした所定の時間毎に、スタータ回転速度をスタータ回転速度マップとしてあらかじめ設定して備えておく。そして、エンジン１のクランク角度が上死点時のスタータ３の回転速度を、あらかじめ設定したスタータ回転速度マップのデータより補完により導出することができる。
Therefore, the following method for obtaining the rotation speed of the
既存のシステムにおいて、エンジン１とモータジェネレータ２の回転速度は、モニターできるが、スタータ３の回転速度は、モニターできない。このため、起動からの時間に対応した回転速度マップをあらかじめ用意することで、回転センサーを追加する必要がなくなり、システムの低コスト化の効果が得られる。
In the existing system, the rotational speeds of the
さらに、スタータ回転速度マップは、エンジン水温またはエンジンオイル温度など、エンジン１に係る温度において、所定の温度毎に対応した複数のマップデータとすることができる。このように複数のマップデータを用いることで、温度変化によるスタータ３の特性変化、およびエンジン１のフリクショントルクの変化を考慮して、適切なデータを設定することができ、より精度のよい制御が可能となる効果が得られる。
Furthermore, the starter rotation speed map can be a plurality of map data corresponding to each predetermined temperature at a temperature related to the
実施の形態２．
先の実施の形態１では、所定の回転速度を、その時点のスタータ３の回転速度とする場合について説明した。これに対して、本実施の形態２では、所定の回転速度を、あらかじめ設定された一定の回転速度とする場合について説明する。
In the first embodiment, the case where the predetermined rotation speed is the rotation speed of the
図３は、本発明の実施の形態２による始動制御器５において実行される、併用始動制御の流れを示すフローチャートである。先の実施の形態１における図２のフローチャートと比較すると、本実施の形態２における図３のフローチャートは、ステップＳ１１２の処理内容が異なるとともに、ステップＳ１２３、ステップＳ１２４を不要としている点が異なっている。そこで、これらの相違点を中心に、以下に説明する。 FIG. 3 is a flowchart showing the flow of the combined start control that is executed in the start controller 5 according to the second embodiment of the present invention. Compared with the flowchart of FIG. 2 in the first embodiment, the flowchart of FIG. 3 in the second embodiment differs in that the processing content of step S112 is different and that steps S123 and S124 are unnecessary. . Therefore, these differences will be mainly described below.
本実施の形態２における図３のステップＳ１１２において、始動制御器５は、現在のクランク角度をモニターし、上死点付近でのエンジン１の回転速度が、所定の回転速度以上か否かを判定する。
In step S112 of FIG. 3 in the second embodiment, the start controller 5 monitors the current crank angle and determines whether or not the rotational speed of the
ここで、本実施の形態２において、所定の回転速度を、例えば、スタータ３の特性から得られる無負荷回転速度とした場合には、始動制御器５は、ステップＳ１１２において、上死点でのエンジン１の回転速度が、スタータ３の無負荷回転速度以上か否かを判定することになる。
Here, in the second embodiment, when the predetermined rotational speed is set to, for example, a no-load rotational speed obtained from the characteristics of the
このとき、エンジン１の回転速度とスタータ３の回転速度は、リングギヤ１３の歯数とピニオン３１の歯数による回転速度の相関性を考慮した回転速度同士で比較される。
At this time, the rotation speed of the
ステップＳ１１２での判定の結果、上死点でのエンジン１の回転速度が、あらかじめ設定された所定の回転速度以上でない場合（ＮＯ）には、上死点でのエンジン１の回転速度が、あらかじめ設定された所定の回転速度以上になるまで、状態を維持して待機する。
As a result of the determination in step S112, when the rotational speed of the
一方、ステップＳ１１２での判定の結果、上死点でのエンジン１の回転速度が、あらかじめ設定された所定の回転速度以上である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１１３に進み、先の実施の形態１と同様の処理を行うこととなり、説明を省略する。
On the other hand, as a result of the determination in step S112, if the rotational speed of the
このように構成された始動制御器５によれば、以下の特徴を実現できる。
（特徴１）所定の回転速度を、スタータ３の無負荷回転速度以上、つまり、スタータ３が補助トルクを発生できない回転速度以上とすることで、その時点において、スタータ３がエンジン始動に不要か否かを判断できる。換言すると、モータジェネレータ２の駆動トルクのみでクランキングしている状態であることを判断できるため、スタータ３を停止させても差し支えないことになる。
According to the start controller 5 configured as described above, the following features can be realized.
(Characteristic 1) By setting the predetermined rotation speed to be equal to or higher than the no-load rotation speed of the
以上の結果、実施の形態２によれば、以下の３点の効果を得ることができる。
（効果１）スタータを早く停止させることができることで、スタータの使用時間の短縮化を図ることができる。この結果、スタータの劣化が抑制され、スタータの耐久性向上の効果が得られる。
As a result, according to the second embodiment, the following three effects can be obtained.
(Effect 1) Since the starter can be stopped quickly, the use time of the starter can be shortened. As a result, deterioration of the starter is suppressed, and the effect of improving the durability of the starter is obtained.
（効果２）エンジン完爆回転域では、モータジェネレータの駆動トルクが働いていることとなる。このことにより、スタータによる補助トルクが要求されなくなるので、スタータを低回転・小出力仕様とすることができ、小型化の効果が得られる。 (Effect 2) In the engine complete explosion rotation range, the driving torque of the motor generator is working. As a result, the auxiliary torque by the starter is not required, so that the starter can be set to low rotation and small output specifications, and the effect of downsizing can be obtained.
（効果３）さらに、上死点でのエンジン１の回転速度を、スタータの無負荷回転速度である一定値と比較することができる。この結果、制御がシンプルになり、制御性向上の効果が得られるとともに、回転センサーを追加する必要がないので、システムの低コスト化の効果が得られる。
(Effect 3) Furthermore, the rotational speed of the
なお、スタータの無負荷回転速度である所定の回転速度は、エンジン水温またはエンジンオイル温度など、エンジン１に係る温度において、所定の温度毎に対応した複数のデータとすることができる。このように複数のデータを用いることで、温度変化によるスタータ３の特性変化、およびエンジン１のフリクショントルクの変化を考慮して、適切なデータを設定することができ、より精度のよい制御が可能となる効果が得られる。
The predetermined rotational speed that is the no-load rotational speed of the starter can be a plurality of data corresponding to each predetermined temperature in the temperature related to the
実施の形態３．
先の実施の形態１、２では、上死点でのエンジン１の回転速度が所定の回転速度以上であるか否かを判定するステップＳ１１２を有する併用始動制御について説明した。これに対して、本実施尾形態３では、ステップＳ１１２とは別の判断ステップを有する併用始動制御について説明する。
In the first and second embodiments, the combined start control including step S112 for determining whether or not the rotational speed of the
図４は、本発明の実施の形態３による始動制御器５において実行される、併用始動制御の流れを示すフローチャートである。先の実施の形態１における図２のフローチャートと比較すると、本実施の形態３における図４のフローチャートは、ステップＳ１１３〜ステップＳ１１５の処理の代わりに、ステップＳ１２０、ステップＳ１２２を備えている点が異なっている。そこで、これらの相違点を中心に、以下に説明する。 FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the combined start control that is executed in the start controller 5 according to the third embodiment of the present invention. Compared with the flowchart of FIG. 2 in the first embodiment, the flowchart of FIG. 4 in the third embodiment is different in that it includes steps S120 and S122 instead of the processes of steps S113 to S115. ing. Therefore, these differences will be mainly described below.
ステップＳ１１０において、始動制御器５は、エンジンＥＣＵ６へ入力されるエンジンおよび車両の運転状態等を示す運転状態信号に基づいて、エンジン１の始動のためのエンジン始動要求があるか否かを判定する。
In step S110, the start controller 5 determines whether or not there is an engine start request for starting the
そして、ステップＳ１１０での判定の結果、エンジン始動要求がない場合（ＮＯ）には、始動制御器５は、エンジン始動要求があるまで、状態を維持して待機する。一方、ステップＳ１１０での判定の結果、エンジン始動要求がある場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１１１に進む。 If the result of determination in step S110 is that there is no engine start request (NO), the start controller 5 maintains the state and waits until there is an engine start request. On the other hand, if the result of determination in step S110 is that there is an engine start request (YES), processing proceeds to step S111.
そして、ステップＳ１１１において、始動制御器５は、電磁スイッチ３２を駆動して電気接点を閉路する。この結果、モータ回路に通電がなされることにより、電流がスタータ３のモータ部に供給され、モータ部に補助トルクが発生し、スタータ３が起動される。
In step S111, the start controller 5 drives the
また、電磁スイッチ３２を駆動して電気接点を閉路することによって、ピニオン３１は、リングギヤ１３に噛み合う位置に移動する。その結果、モータ部の補助トルクが、噛み合ったピニオン３１とリングギヤ１３とを介してクランクシャフト１１に伝達され、エンジン１を回転駆動することとなる。そして、燃料噴射が開始される。
Further, by driving the
さらに、ステップＳ１１１において、始動制御器５は、バッテリ４の電力を使用して、ＭＧ制御回路２２によって制御されるインバータ２１を介して、モータジェネレータ２へ電力を供給する。この結果、モータジェネレータ２は、モータとして駆動され、ベルト１２を介してクランクシャフト１１へ駆動トルクを伝達することで、エンジン１を駆動する。
Further, in step S <b> 111, the start controller 5 supplies power to the
このようなエンジン始動後、エンジンＥＣＵ６は、クランク角センサー１４からのクランク角信号により得られる現在のクランク角度およびクランク角信号の周期に基づいて、エンジン１の回転速度、つまり、リングギヤ１３の回転速度を演算して、監視している。
After starting the engine, the
始動制御器５は、ステップＳ１１１において、スタータ３とモータジェネレータ２による併用クランキングを開始した後、ステップＳ１２０において、エンジン１の回転速度とモータジェネレータ２の回転速度をモニターする。さらに、始動制御器５は、エンジン１の回転速度とモータジェネレータ２の回転速度との相対回転速度差を導出し、導出した相対回転速度差が、判定用として設定された第１所定の回転速度差以下であるか否かを判断する。
The start controller 5 starts the combined cranking by the
つまり、この相対回転速度差は、エンジン１とモータジェネレータ２を常時連結しているベルト１２の滑りに相当し、このベルト１２の滑りに対する許容値が、第１所定の回転速度差としてあらかじめ設定されている。
That is, this relative rotational speed difference corresponds to the slip of the belt 12 that always connects the
このとき、エンジン１の回転速度とモータジェネレータ２の回転速度は、ベルト１２を掛けられた各プーリのプーリ比による回転速度の相関性を考慮した回転速度同士で比較される。
At this time, the rotational speed of the
そして、ステップＳ１２０での判定の結果、相対回転速度差が、第１所定の回転速度差以下である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１２３に進み、始動制御器５は、エンジン１が完爆したか否か、すなわち、エンジン１が始動完了したか否かの判定を行う。
If the result of determination in step S120 is that the relative rotational speed difference is less than or equal to the first predetermined rotational speed difference (YES), the process proceeds to step S123, and the start controller 5 causes the
一方、相対回転速度差が第１所定の回転速度差以下でない場合（ＮＯ）には、ステップＳ１２２に進み、始動制御器５は、モータジェネレータ２の駆動トルクを低減させた後、ステップＳ１２４に進み、エンジン１が完爆したか否かを判断する。
On the other hand, if the relative rotational speed difference is not less than or equal to the first predetermined rotational speed difference (NO), the process proceeds to step S122, and the start controller 5 proceeds to step S124 after reducing the drive torque of the
このステップＳ１２２におけるモータジェネレータ２の駆動トルクの低減量は、相対回転速度差に応じて低減されるか、もしくはあらかじめ設定された所定のトルク値を用いて低減されるものとする。
It is assumed that the reduction amount of the driving torque of the
低減量が相対回転速度差に応じて低減される場合には、現時点のトルク指令値から相対回転数差に応じたトルク指令値へ変更することになる。また、あらかじめ設定された所定のトルク値を用いて低減される場合には、現時点のトルク指令値から所定のトルク値を減じたトルク指令値へ変更することになる。 When the reduction amount is reduced according to the relative rotational speed difference, the current torque command value is changed to the torque command value according to the relative rotational speed difference. Further, when the torque is reduced using a predetermined torque value set in advance, the torque command value is changed to a torque command value obtained by subtracting the predetermined torque value from the current torque command value.
ステップＳ１２３での判定の結果、エンジン１が始動完了していない場合（ＮＯ）には、始動制御器５は、エンジン１が始動完了する判定が行われるまで、再度、ステップＳ１２０からの制御を実施する。
As a result of the determination in step S123, if the
一方、ステップＳ１２３での判定の結果、エンジン１が完爆している場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１２４へと進む。そして、ステップＳ１２４において、始動制御器５は、スタータ３を停止させる。すなわち、ピニオン３１がリングギヤ１３と噛合っている状態が解消されるとともに、電磁スイッチ３２の電気接点が開路されて、スタータ３のモータ部への電力の供給がなくなる。さらに、始動制御器５は、ＭＧ制御回路２２によるモータジェネレータ２への電力供給を停止し、モータの機能を停止させる。
On the other hand, if the result of determination in step S123 is that the
これらの一連処理により、エンジン始動における、モータジェネレータ２とスタータ３による併用始動制御が終了する。
By these series of processes, the combined start control by the
このように構成された始動制御器５によれば、以下の特徴を実現できる。
（特徴１）併用クランキング中にエンジン１とモータジェネレータ２の回転速度を比較することで、ベルト１２の滑りを検出できる。そして、ベルト１２の滑りが発生しているときは、モータジェネレータ２がベルト１２の伝達能力以上の駆動トルクを発生させていると判断でき、駆動トルクを下げることで、ベルト１２の滑りを減少させることができる。よって、不要な電力消費を抑え、ベルト１２やプーリ等の機構部品の消耗を抑制することができる。
According to the start controller 5 configured as described above, the following features can be realized.
(Characteristic 1) By comparing the rotational speeds of the
（特徴２）ベルト１２の滑りだけの判断でスタータ３を停止させるのではなく、完爆判定を経て、スタータ３を停止させている。この結果、スタータ３の停止に伴い、再度、ベルト１２の滑りが発生することを抑制することができる。
(Characteristic 2) The
（特徴３）さらに、併用クランキング中にエンジン１の回転速度が落ち込む上死点付近の回転速度が、スタータ３の補助トルクが有効でない回転速度以上であれば、スタータ３を停止できると判断できる。つまり、モータジェネレータ２の駆動トルクのみでクランキングしている状態であると判断できるため、スタータ３を停止させても差し支えないことになる。
(Characteristic 3) Furthermore, if the rotational speed near the top dead center where the rotational speed of the
以上の結果、実施の形態３によれば、以下の２点の効果を得ることができる。
（効果１）スタータを早く停止させることができることで、スタータの使用時間の短縮化を図ることができる。この結果、スタータの劣化が抑制され、スタータの耐久性向上の効果が得られる。
As a result, according to the third embodiment, the following two effects can be obtained.
(Effect 1) Since the starter can be stopped quickly, the use time of the starter can be shortened. As a result, deterioration of the starter is suppressed, and the effect of improving the durability of the starter is obtained.
（効果２）エンジン完爆までスタータを使用する頻度が減少する上、エンジン完爆回転域では、モータジェネレータの駆動トルクが働いていることとなる。このことにより、スタータによる補助トルクが要求されなくなるので、スタータ３を低回転・小出力仕様とすることができ、小型化の効果が得られる。
(Effect 2) The frequency of using the starter until the engine complete explosion decreases, and the driving torque of the motor generator is working in the engine complete explosion rotation range. As a result, the auxiliary torque by the starter is not required, so the
なお、上述した実施の形態３では、ステップＳ１２２でモータジェネレータ２の駆動トルク指令値を変更させる制御としたが、直接的にモータジェネレータ２の電流を変更させる制御としても、同様の効果が得られる。
In the third embodiment described above, the control for changing the drive torque command value of
さらに、相対回転速度差を判断するに当たっては、上死点付近のエンジン１の負荷が大きくなり回転速度が落ち込むときのエンジン１の回転速度とモータジェネレータ２の回転速度から、判断する制御としてもよい。この場合、ベルト１２の滑りが最も大きく発生しやすい、上死点付近での相対回転速度差を確認することで、相対回転速度を常時確認する必要がなく、より効率よく判断ができ、制御性向上の効果が得られる。
Further, in determining the relative rotational speed difference, control may be performed based on the rotational speed of the
さらに、第１所定の回転速度差以下の値として判定用に設定された第２所定の回転速度差を用いて、相対回転速度差がこの第２所定の回転速度差以下の場合には、始動制御器５は、ベルト１２の滑りの発生がないと判断してスタータ３を停止し、モータジェネレータ２のみでのクランキングを実施してもよい。
Further, when the second predetermined rotational speed difference set for determination as a value equal to or smaller than the first predetermined rotational speed difference is used and the relative rotational speed difference is equal to or smaller than the second predetermined rotational speed difference, the engine is started. The controller 5 may determine that there is no slip of the belt 12, stop the
この場合、スタータ３を早く停止させることで、スタータ３の使用時間の短縮化を図ることにより、スタータの劣化が抑制される。さらに、エンジン完爆までスタータを使用する頻度が減少し、完爆回転域での補助トルクが要求されなくなるため、低回転仕様とすることができる。よって、低耐久・低回転仕様による低コスト化の効果が得られる。
In this case, by stopping the
また、相対回転速度差が第１所定の回転速度差以下になり、ベルト１２の滑りが許容値以下となった場合には、始動制御器５は、現時点のトルク指令値から所定のトルク上昇値を加算したトルク指令値へ変更する制御を実施して、段階的にトルク指令値を上昇させてもよい。このとき、トルク指令値の上昇は、ベルト１２の滑り状況である相対回転速度差をモニターしながら、比較的ゆるやかに上昇させることが望ましい。 When the relative rotational speed difference is equal to or smaller than the first predetermined rotational speed difference and the slip of the belt 12 is equal to or smaller than the allowable value, the start controller 5 determines the predetermined torque increase value from the current torque command value. The torque command value may be increased stepwise by performing control to change to a torque command value obtained by adding. At this time, it is desirable to increase the torque command value relatively gently while monitoring the relative rotational speed difference which is the slipping state of the belt 12.
実施の形態４．
本実施の形態４では、先の実施の形態３におけるエンジン始動のための併用始動制御に対して、上死点付近でのエンジン１の回転速度が、所定の回転速度以上か否かを判定して、スタータ３を停止する先の実施の形態１または２の制御を追加する場合について説明する。
Embodiment 4 FIG.
In the fourth embodiment, it is determined whether or not the rotational speed of the
図５は、本発明の実施の形態４による始動制御器５において実行される、併用始動制御の流れを示すフローチャートである。本実施の形態４における図５のフローチャートは、先の実施の形態１における図２のフローチャートと、先の実施の形態３における図４のフローチャートを組合せるとともに、ステップＳ１２１をさらに追加した構成となっている。 FIG. 5 is a flowchart showing the flow of combined start control that is executed in start controller 5 according to Embodiment 4 of the present invention. The flowchart in FIG. 5 according to the fourth embodiment is configured by combining the flowchart in FIG. 2 in the first embodiment and the flowchart in FIG. 4 in the previous third embodiment and further adding step S121. ing.
ステップＳ１１０、ステップＳ１１１については、先の実施の形態３と同一であるため、説明を省略する。 Steps S110 and S111 are the same as those in the third embodiment, and a description thereof will be omitted.
ステップＳ１２０での判定の結果、相対回転速度差が、第１所定の回転速度差以下である場合（ＹＥＳ）には、ステップ１２１に進み、始動制御器５は、相対回転速度差が第２所定の回転速度差以下であるか否かを判断する。ここで、第２所定の回転速度差は、第１所定の回転速度差以下に設定されている。 If the result of determination in step S120 is that the relative rotational speed difference is less than or equal to the first predetermined rotational speed difference (YES), the routine proceeds to step 121 where the start controller 5 determines that the relative rotational speed difference is the second predetermined rotational speed difference. It is determined whether or not the difference in rotation speed is less than or equal to. Here, the second predetermined rotation speed difference is set to be equal to or less than the first predetermined rotation speed difference.
一方、相対回転速度差が、第１所定の回転速度差以下でない場合（ＮＯ）には、ステップＳ１２２に進み、始動制御器５は、モータジェネレータ２の駆動トルクを低減させた後、ステップＳ１２３に進む。
On the other hand, if the relative rotational speed difference is not equal to or less than the first predetermined rotational speed difference (NO), the process proceeds to step S122, and the start controller 5 reduces the drive torque of the
ステップＳ１２１での判定の結果、相対回転速度差が第２所定の回転速度差以下である場合（ＹＥＳ）には、ステップ１１２に進み、始動制御器５は、現在のクランク角度をモニターし、上死点でのエンジン１の回転速度が、所定の回転速度以上か否かを判断する。
If the result of determination in step S121 is that the relative rotational speed difference is less than or equal to the second predetermined rotational speed difference (YES), the routine proceeds to step 112 where the start controller 5 monitors the current crank angle and It is determined whether or not the rotational speed of the
一方、ステップＳ１２１での判定の結果、相対回転速度差が第２所定の回転速度差以下でない場合（ＮＯ）には、ステップＳ１２３に進む。 On the other hand, if the result of determination in step S121 is that the relative rotational speed difference is not less than or equal to the second predetermined rotational speed difference (NO), the process proceeds to step S123.
ステップ１１２での判定の結果、上死点でのエンジン１の回転速度が、所定の回転速度以上である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１１３に進み、始動制御器５は、スタータ３を停止させる。すなわち、ピニオン３１がリングギヤ１３と噛合っている状態が解消されるとともに、電磁スイッチ３２の電気接点が開路されて、スタータ３のモータ部への電力の供給がなくなる。
As a result of the determination in step 112, if the rotational speed of the
一方、ステップ１１２での判定の結果、上死点でのエンジン１の回転速度が、所定の回転速度以上でない場合（ＮＯ）には、ステップＳ１２３に進む。
On the other hand, if the result of determination in step 112 is that the rotational speed of the
始動制御器５は、ステップ１１３において、スタータ３を停止させた後、ステップＳ１１４において、エンジン１が完爆したか否か、すなわち、エンジン１が始動完了したか否かの判定を行う。ステップＳ１１４での判定の結果、エンジン１が始動完了していない場合（ＮＯ）には、始動制御器５は、エンジン１が始動完了する判定が行われるまで、状態を維持して待機する。
The start controller 5 stops the
一方、ステップＳ１１４での判定の結果、エンジン１が完爆している場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１１５へと進む。そして、ステップＳ１１５において、始動制御器５は、ＭＧ制御回路２２によるモータジェネレータ２への電力供給を停止し、モータの機能を停止させる。
On the other hand, if the result of determination in step S114 is that the
一方、ステップ１２３に進んだ場合には、始動制御器５は、エンジン１が完爆したか否かの判定を行う。ステップＳ１２３での判定の結果、エンジン１が始動完了していない場合（ＮＯ）には、始動制御器５は、エンジン１が始動完了する判定が行われるまで、再度、ステップＳ１２０からの制御を実施する。
On the other hand, when the routine proceeds to step 123, the start controller 5 determines whether or not the
一方、ステップＳ１２３での判定の結果、エンジン１が完爆している場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１２４へと進む。そして、ステップＳ１２４において、始動制御器５は、スタータ３を停止させる。すなわち、ピニオン３１がリングギヤ１３と噛合っている状態が解消されるとともに、電磁スイッチ３２の電気接点が開路されて、スタータ３のモータ部への電力の供給がなくなる。
On the other hand, if the result of determination in step S123 is that the
さらに、始動制御器５は、ＭＧ制御回路２２によるモータジェネレータ２への電力供給を停止し、モータの機能を停止させる。これらの一連処理により、エンジン始動における、モータジェネレータ２とスタータ３による併用始動制御が終了する。
Furthermore, the start controller 5 stops the power supply to the
このように構成された始動制御器５によれば、以下の特徴を実現できる。
（特徴１）併用クランキング中にエンジン１とモータジェネレータ２の回転速度を比較することで、ベルト１２の滑りを検出できる。そして、ベルト１２の滑りが発生しているときは、モータジェネレータ２がベルト１２の伝達能力以上の駆動トルクを発生させていると判断でき、駆動トルクを下げることで、ベルト１２の滑りを減少させることができる。よって、不要な電力消費を抑え、ベルト１２やプーリ等の機構部品の消耗を抑制することができる。
According to the start controller 5 configured as described above, the following features can be realized.
(Characteristic 1) By comparing the rotational speeds of the
（特徴２）ベルト１２の滑りだけの判断でスタータ３を停止させるのではなく、完爆判定を経て、スタータ３を停止させている。この結果、スタータ３の停止に伴い、再度、ベルト１２の滑りが発生することを抑制することができる。
(Characteristic 2) The
（特徴３）さらに、第１所定の回転速度差以下の値に設定された第２所定の回転速度差と相対回転速度差とを比較することで、ベルト１２の滑りが少ないもしくはほぼないと判断した上で、併用クランキング中にエンジン１の回転速度が落ち込む上死点付近の回転速度が、スタータ３の補助トルクが有効でない回転速度以上であれば、スタータ３を停止できると判断できる。つまり、モータジェネレータ２の駆動トルクのみでクランキングしている状態であると判断できるため、スタータ３を停止させても差し支えないことになる。
(Characteristic 3) Further, by comparing the second predetermined rotational speed difference set to a value equal to or smaller than the first predetermined rotational speed difference and the relative rotational speed difference, it is determined that there is little or almost no slip of the belt 12. In addition, it can be determined that the
以上の結果、実施の形態４によれば、以下の２点の効果を得ることができる。
（効果１）スタータを早く停止させることができることで、スタータの使用時間の短縮化を図ることができる。この結果、スタータの劣化が抑制され、スタータの耐久性向上の効果が得られる。
As a result, according to the fourth embodiment, the following two effects can be obtained.
(Effect 1) Since the starter can be stopped quickly, the use time of the starter can be shortened. As a result, deterioration of the starter is suppressed, and the effect of improving the durability of the starter is obtained.
（効果２）エンジン完爆までスタータを使用する頻度が減少する上、エンジン完爆回転域では、モータジェネレータの駆動トルクが働いていることとなる。このことにより、スタータによる補助トルクが要求されなくなるので、スタータ３を低回転・小出力仕様とすることができ、小型化の効果が得られる。
(Effect 2) The frequency of using the starter until the engine complete explosion decreases, and the driving torque of the motor generator is working in the engine complete explosion rotation range. As a result, the auxiliary torque by the starter is not required, so the
なお、第２所定の回転速度差は、第１所定の回転速度差よりも小さい値にして、ベルト１２の滑りに対する安全率を大きく設定してもよいし、すでに第１所定の回転速度で十分な安全率を有するときは、同じ値としても差し支えない。 The second predetermined rotational speed difference may be set to a value smaller than the first predetermined rotational speed difference, and the safety factor against slipping of the belt 12 may be set large, or the first predetermined rotational speed is sufficient. If the safety factor is high, the same value may be used.
また、図５におけるステップＳ１１２は、先の実施の形態１における図２のステップＳ１１２の代わりに、先の実施の形態２における図３のステップＳ１１２を用いることもできる。
Further, step S112 in FIG. 5 can use step S112 in FIG. 3 in the
上述した実施の形態１〜４におけるエンジン１の始動においては、併用始動制御手段の具体例を説明した。しかしながら、始動制御器５は、モータジェネレータ２のみでエンジン１をクランクングする単独始動制御手段も備えている。従って、併用始動制御手段と単独始動制御手段の２つの始動制御手段を、所定の条件に応じて使い分けることも可能である。
In starting the
例えば、エンジン水温またはエンジンオイル温度など、エンジン１に係る温度において、所定温度以下のときに併用始動制御が実施され、所定温度より高い温度域のときには、単独始動制御のモータジェネレータ２によるエンジン１の始動が実施されるように使い分けてもよい。
For example, the combined start control is performed when the temperature of the
また、車両の状態に応じて、自動でエンジン１を停止・再始動させるアイドリングストップ機能が搭載された車両において、運転手のキー操作によるエンジン１の始動時には、併用始動制御が実施され、アイドリングストップによるエンジン１の停止状態からの再始動時には、単独始動制御のモータジェネレータ２によるエンジン１の始動が実施されるように使い分けてもよい。
Further, in a vehicle equipped with an idling stop function for automatically stopping and restarting the
このような、併用始動制御手段と単独始動制御手段の２つの始動制御手段を所定の条件に応じて使い分ける制御とした場合には、エンジン１の始動制御方法としては、併用始動制御手段とモータジェネレータ２での単独始動制御手段の２つしかない。このため、スタータ３が単独でエンジン１の始動を完了させることがない。よって、スタータ３の小出力化・低回転仕様化による小型化・低コスト化の効果が得られる。
When the two start control means, ie, the combined start control means and the single start control means are selectively used according to a predetermined condition, the combined start control means and the motor generator are used as the start control method of the
また、ベルト１２の滑りが発生しやすく、エンジン１のフリクショントルクが大きくなる、エンジン温度が所定の温度以下では、併用始動制御を実施し、ベルト１２の滑りが発生しにくく、エンジン１のフリクショントルクが小さくなる、エンジン温度が所定の温度を超える高温時では、単独始動制御を実施するように使い分けてもよい。
Further, the slip of the belt 12 is likely to occur and the friction torque of the
このように、温度に応じて２つの始動制御手段を使い分けることで、モータジェネレータ２とスタータ３は、それぞれで、低温時の大きなフリクショントルクに対応する必要がなく、ベルト１２の滑りも抑制される。よって、モータジェネレータ２とスタータ３の小出力化による小型化・低コスト化の効果と、ベルト１２の耐久性向上の効果が得られる。
In this way, by properly using the two start control means according to the temperature, the
また、上述した実施の形態１〜４におけるエンジン１の併用始動制御において、始動制御器５は、ステップ１１１でスタータ３とモータジェネレータ２をともに起動する説明を行った。このとき、スタータ３の起動と同時にモータジェネレータ２を起動してもよいし、スタータ３の起動に対して前後してモータジェネレータ２を起動しても、どちらでもよく、本発明の効果は、同様に得られる。
In the combined start control of the
ただし、始動初期は、モータジェネレータ２を起動してクランキングを開始し、遅れ時間を設けてスタータ３を起動する場合には、すでに回転を始めているリングギヤ１３にスタータ３のピニオン３１を噛合せることになる。このため、スタータ３の起動と同時にモータジェネレータ２を起動するか、スタータ３の起動に対して遅れ時間を設けてモータジェネレータ２を起動することが望ましい。
However, in the initial stage of the start, when the
例えば、スタータ３のみでクランキングを開始し、スタータ３の起動により発生するラッシュ電流が収まる時間以降か、または、スタータ３が起動された後のエンジン１の第１圧縮工程を経過した以降に、モータジェネレータ２を起動する制御としてもよい。
For example, after cranking is started only with the
この場合には、電圧降下時にモータジェネレータ２を使用しないことによる、さらなる電圧降下の抑制が可能になる。この結果、モータジェネレータ２を駆動するインバータやモータ制御回路が、電圧降下によりリセットしてしまうことを防止できる。
In this case, it is possible to further suppress the voltage drop by not using the
また、低温時の最も負荷の大きい領域でモータジェネレータ２を使用せず、停止状態からの起動を行わないことが可能となる。この結果、駆動トルク・電流を抑制でき、モータジェネレータ２やインバータ２１の大型化を抑制できる効果が得られる。
In addition, the
さらに、上述した実施の形態１〜４におけるスタータ３の停止においては、エンジン１のピストンストロークが下死点の直前のストローク域から上死点の直後のストローク域までを含むストローク域にあるかを予測し、スタータ３とエンジン１の連結を解除する時点を決定し、連結の解除を実施することができる。このような解除処理を実行することにより、連結解除時の異音の発生を抑制することができる。
Furthermore, when the
さらに、上述した実施の形態１、２、４におけるスタータ３は、生涯にわたって、エンジン１の完爆判定の回転速度まで回転することがなく、リングギヤ側から回転駆動されることがない。このため、通常は備えられているワンウェイクラッチを備えていなくても、モータ部が高回転により破損することがない。この結果、ワンウェイクラッチをなくすことで、さらなる低コスト化の効果が得られる。
Furthermore, the
また、上述した実施の形態１〜４では、モータジェネレータ２とスタータ３への電力の供給は、１つのバッテリ４で行い、モータジェネレータ２とスタータ３が同じ電圧で使用されるシステムとして説明している。しかしながら、本発明は、このような場合に限定されるものではなく、例えば、モータジェネレータ２がスタータ３に比べ高電圧で使用される仕様に対しても、適用可能である。
In the first to fourth embodiments described above, power is supplied to the
このような仕様の場合には、例えば、バッテリ４とスタータ３の間には、バッテリ４の電圧を降圧する降圧ＤＣ／ＤＣコンバータが必要となる。また、モータジェネレータ２とスタータ３のそれぞれには、別々のバッテリが接続されていて、その電圧においては、特に制限されない構成であってもよい。また、バッテリではなく、キャパシタ等の別の電源であってもよい。
In the case of such a specification, for example, a step-down DC / DC converter that steps down the voltage of the battery 4 is required between the battery 4 and the
１ エンジン、２ モータジェネレータ（第１電動機）、３ スタータ（第２電動機）、４ バッテリ、５ エンジン始動制御装置、６ エンジン制御装置（エンジンＥＣＵ）、１１ クランクシャフト、１２ ベルト、１３ リングギヤ、１４ クランク角センサー、２１ インバータ、２２ モータジェネレータ制御回路（ＭＧ制御回路）、３１ ピニオン、３２ 電磁スイッチ。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記エンジン始動時にギヤにより前記エンジンに連結されて、補助トルクを発生させてクランキングを行う第２電動機と、
前記エンジン始動時に、前記第１電動機と前記第２電動機を併用して前記エンジンを併用クランキングする始動制御器と、
前記エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出器と、
前記第１電動機の回転速度を検出する第１電動機回転速度検出器と
を有するエンジン始動制御装置であって、
前記始動制御器は、
前記併用クランキング中に前記エンジン回転速度検出器により検出された前記エンジンの回転速度と、前記第１電動機回転速度検出器により検出された前記第１電動機の回転速度との相対回転速度差を導出する機能を有し、
前記エンジンの始動が完了するまで、前記エンジンの上死点において導出された前記相対回転速度差が第１の判定用回転速度差よりも大きい場合には、前記第１電動機の前記駆動トルクを下げる方向に調整する制御を継続する
エンジン始動制御装置。 A first electric motor that is always connected to the engine by a belt and generates a driving torque when the engine is started to perform cranking;
A second electric motor connected to the engine by a gear at the time of starting the engine and generating an auxiliary torque to perform cranking;
A start controller for simultaneously cranking the engine by using the first electric motor and the second electric motor at the time of starting the engine;
An engine speed detector for detecting the engine speed;
An engine start control device comprising: a first motor rotation speed detector that detects a rotation speed of the first motor;
The start controller is
A relative rotational speed difference between the rotational speed of the engine detected by the engine rotational speed detector during the combined cranking and the rotational speed of the first motor detected by the first motor rotational speed detector is derived. Has the function to
Until the start of the engine is completed, if the relative rotational speed difference derived at the top dead center of the engine is larger than the first determination rotational speed difference, the drive torque of the first electric motor is decreased. An engine start control device that continues control to adjust the direction.
前記始動制御器は、前記併用クランキング中に前記エンジン回転速度検出器により検出された前記エンジンの上死点での回転速度が、判定用回転速度以上であると判定した場合には、前記第２電動機と前記エンジンとの前記ギヤによる連結を解除するとともに、前記第２電動機を停止させる
請求項１に記載のエンジン始動制御装置。 The relative rotational speed difference is smaller than a predetermined determination rotational speed difference,
The start controller determines that the rotational speed at the top dead center detected by the engine rotational speed detector during the combined cranking is equal to or higher than the rotational speed for determination. 2. The engine start control device according to claim 1, wherein the second motor is stopped while releasing the connection between the two motors and the engine by the gear.
前記エンジン始動時にギヤにより前記エンジンに連結されて、補助トルクを発生させてクランキングを行う第２電動機と、
前記エンジン始動時に、前記第１電動機と前記第２電動機を併用して前記エンジンを併用クランキングする始動制御器と、
前記エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出器と、
前記第１電動機の回転速度を検出する第１電動機回転速度検出器と
を有するエンジン始動制御装置により実行されるエンジン始動制御方法であって、
前記始動制御器において、
前記エンジンに対してエンジン始動要求が発生したか否かを判定する第１ステップと、
前記第１ステップにより前記エンジン始動要求が発生したと判定された場合には、前記第１電動機と前記第２電動機を併用して前記エンジンを併用クランキングする第２ステップと、
前記第２ステップにより併用クランキングを開始した後に、前記エンジン回転速度検出器により検出された前記エンジンの回転速度と、前記第１電動機回転速度検出器により検出された前記第１電動機の回転速度との相対回転速度差を導出する第３ステップと、
前記エンジンの上死点において、前記第３ステップで導出された前記相対回転速度差が第１の判定用回転速度差よりも大きい場合には、前記第１電動機の駆動トルクを下げる方向に調整する第４ステップと
を有し、
前記エンジンの始動が完了するまで、前記エンジンの上死点において、前記第３ステップおよび前記第４ステップを継続する
エンジン始動制御方法。 A first electric motor that is always connected to the engine by a belt and generates a driving torque when the engine is started to perform cranking;
A second electric motor connected to the engine by a gear at the time of starting the engine and generating an auxiliary torque to perform cranking;
A start controller for simultaneously cranking the engine by using the first electric motor and the second electric motor at the time of starting the engine;
An engine speed detector for detecting the engine speed;
An engine start control method executed by an engine start control device having a first motor rotation speed detector for detecting a rotation speed of the first motor,
In the start controller,
A first step of determining whether an engine start request has occurred for the engine;
A second step of using the first electric motor and the second electric motor together to crank the engine together when it is determined that the engine start request has occurred in the first step;
After the combined cranking is started in the second step, the engine rotation speed detected by the engine rotation speed detector, and the rotation speed of the first motor detected by the first motor rotation speed detector. A third step of deriving a relative rotational speed difference of
If the relative rotational speed difference derived in the third step is larger than the first determination rotational speed difference at the top dead center of the engine, the driving torque of the first electric motor is adjusted to decrease. And the fourth step,
An engine start control method in which the third step and the fourth step are continued at the top dead center of the engine until the start of the engine is completed.
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