JP6160249B2 - Vehicle control device - Google Patents
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Description
本発明は、スタータモータの電源であるキャパシタと、車載バッテリの電力を用いてキャパシタの再充電を制御するキャパシタ再充電制御手段と、を備える車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device including a capacitor that is a power source of a starter motor, and capacitor recharge control means that controls recharging of the capacitor using electric power of a vehicle-mounted battery.
従来、エンジン始動用のスタータモータ用の電源(キャパシタ)の残容量をみて、スタータモータを用いたエンジン始動であるスタータ始動の許可/禁止を判定する車両のエンジン自動停止・始動制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an automatic engine stop / start control device for a vehicle that determines the permission / prohibition of starter start, which is engine start using a starter motor, by checking the remaining capacity of a power supply (capacitor) for the starter motor for engine start. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、従来装置にあっては、スタータ始動の直後、エンジンの再始動要求があった場合、スタータ始動による放電によりキャパシタ残容量が許可判定容量を下回っていると、キャパシタの再充電が開始される。このため、キャパシタ残容量と許可判定容量の乖離幅が大きい場合、再充電開始から許可判定容量に達するまでの間、スタータモータによるエンジン再始動を待つことになり、エンジンの再始動を許可するまでに長時間を要する、という問題があった。 However, in the conventional apparatus, when there is a request for restarting the engine immediately after starter start, if the remaining capacity of the capacitor falls below the permission determination capacity due to discharge due to starter start, recharging of the capacitor is started. . For this reason, when the gap between the remaining capacity of the capacitor and the permission determination capacity is large, the engine restart by the starter motor is waited until the permission determination capacity is reached from the start of recharging until the engine restart is permitted. There was a problem that it took a long time to complete.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、スタータモータによりエンジンを始動するスタータ始動後、エンジンの再始動を許可するまでの所要時間を短縮することができる車両の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above problem, and provides a vehicle control device capable of shortening the time required until the restart of the engine is permitted after the starter is started by starting the engine with a starter motor. For the purpose.
上記目的を達成するため、本発明は、駆動系にスタータモータとエンジンを有する。電源システムとして、車載バッテリと、前記スタータモータの電源であるキャパシタと、前記車載バッテリの電力を用いて前記キャパシタの再充電を制御するキャパシタ再充電制御手段と、を備える。
このハイブリッド車両の制御装置において、
前記キャパシタを電源とするスタータモータを用い、前記エンジンをクランキングしてスタータ始動するエンジン始動制御手段と、前記キャパシタの電圧を検出するキャパシタ電圧検出手段と、を設ける。
前記キャパシタ再充電制御手段は、スタータ始動後、キャパシタ電圧が所定電圧以下であるとき、前記キャパシタの再充電を開始し、前記キャパシタへの再充電進行によってキャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧よりも低く、所定電圧よりも高い再充電始動許可電圧以上になると、前記スタータ始動を許可する。
In order to achieve the above object, the present invention has a starter motor and an engine in a drive system. The power supply system includes an in-vehicle battery, a capacitor that is a power source of the starter motor, and a capacitor recharge control unit that controls recharging of the capacitor using electric power of the in-vehicle battery.
In this hybrid vehicle control device,
Engine start control means for starting the starter by cranking the engine using a starter motor that uses the capacitor as a power source, and capacitor voltage detection means for detecting the voltage of the capacitor are provided.
The capacitor recharge control means, after the starter start-up, when the capacitor voltage is a predetermined voltage or less, the start recharging of the capacitor, the capacitor voltage by recharging progression to the capacitor rather lower than the starter start permission voltage When the recharge start permission voltage is higher than a predetermined voltage , the starter start is permitted.
よって、スタータ始動後、キャパシタ電圧が所定電圧以下であるとき、キャパシタ再充電制御手段において、キャパシタの再充電が開始され、キャパシタへの再充電進行によってキャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧よりも低く、所定電圧よりも高い再充電始動許可電圧以上になると、スタータ始動が許可される。
すなわち、キャパシタの再充電が開始されたときにスタータ始動を許可する再充電始動許可電圧を、通常時の閾値であるスタータ始動許可電圧よりも低い電圧値に設定している。このため、キャパシタ電圧が同じレベルまで低下していると、再充電開始電圧からスタータ始動許可電圧までの電圧乖離幅より、再充電開始電圧から再充電始動許可電圧までの電圧乖離幅が狭くなる。したがって、キャパシタの再充電を開始した後、再充電始動許可電圧以上になるまでの所要時間が、スタータ始動許可電圧を閾値とする場合の所要時間に比べて短縮される。
この結果、スタータモータによりエンジンを始動するスタータ始動後、エンジンの再始動を許可するまでの所要時間を短縮することができる。
Therefore, after the starter start-up, when the capacitor voltage is a predetermined voltage or less, the capacitor re-charging control means, recharging of the capacitor is initiated, rather lower than the starter start enabling voltage capacitor voltage by recharging progression to the capacitor, When the recharge start permission voltage is higher than the predetermined voltage , starter start is permitted.
That is, the recharge start permission voltage for permitting starter start when the capacitor recharge is started is set to a voltage value lower than the starter start permission voltage which is a normal threshold. For this reason, when the capacitor voltage is reduced to the same level, the voltage divergence width from the recharge start voltage to the recharge start permission voltage becomes narrower than the voltage divergence width from the recharge start voltage to the starter start permission voltage. Therefore, the time required until the recharge start permission voltage becomes equal to or higher than the recharge start permission voltage after the recharging of the capacitor is started is shortened compared to the time required when the starter start permission voltage is set as a threshold value.
As a result, it is possible to shorten the time required until the restart of the engine is permitted after the starter is started with the starter motor.
以下、本発明の車両の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for realizing a vehicle control apparatus of the present invention will be described based on a first embodiment shown in the drawings.
まず、構成を説明する。
実施例1の制御装置が適用されたFFプラグインハイブリッド車両(車両の一例)の構成を、「駆動システム構成」、「電源システム構成」、「制御システム構成」、「キャパシタ再充電制御の詳細構成」に分けて説明する。
First, the configuration will be described.
The configuration of the FF plug-in hybrid vehicle (an example of a vehicle) to which the control device of the first embodiment is applied includes “drive system configuration”, “power supply system configuration”, “control system configuration”, and “detailed configuration of capacitor recharge control”. It is divided and explained.
[駆動システム構成]
図1はFFプラグインハイブリッド車両の全体を示す。以下、図1に基づいて、FFプラグインハイブリッド車両の駆動システム構成を説明する。
[Drive system configuration]
FIG. 1 shows the entire FF plug-in hybrid vehicle. Hereinafter, the drive system configuration of the FF plug-in hybrid vehicle will be described with reference to FIG.
前記駆動システムとして、図1に示すように、スタータモータ1(略称「M」)と、横置きエンジン2(略称「ICE」)と、第1クラッチ3(略称「CL1」)と、モータ/ジェネレータ4(略称「M/G」)と、第2クラッチ5(略称「CL2」)と、ベルト式無段変速機6(略称「CVT」)と、を備えている。ベルト式無段変速機6の出力軸は、終減速ギヤトレイン7と差動ギヤ8と左右のドライブシャフト9R,9Lを介し、左右の前輪10R,10Lに駆動連結される。なお、左右の後輪11R,11Lは、従動輪としている。 As shown in FIG. 1, the drive system includes a starter motor 1 (abbreviated as “M”), a horizontal engine 2 (abbreviated as “ICE”), a first clutch 3 (abbreviated as “CL1”), and a motor / generator. 4 (abbreviation “M / G”), a second clutch 5 (abbreviation “CL2”), and a belt type continuously variable transmission 6 (abbreviation “CVT”). The output shaft of the belt type continuously variable transmission 6 is drivingly connected to the left and right front wheels 10R and 10L via a final reduction gear train 7, a differential gear 8, and left and right drive shafts 9R and 9L. The left and right rear wheels 11R and 11L are driven wheels.
前記スタータモータ1は、横置きエンジン2のクランク軸に設けられたエンジン始動用ギヤに噛み合うギヤを持ち、後述するキャパシタ23を電源とし、エンジン始動時にクランク軸を回転駆動するクランキングモータである。 The starter motor 1 is a cranking motor that has a gear that meshes with an engine starting gear provided on a crankshaft of the horizontally placed engine 2 and that uses a capacitor 23 (described later) as a power source to rotationally drive the crankshaft when the engine is started.
前記横置きエンジン2は、クランク軸方向を車幅方向としてフロントルームに配置したエンジンであり、電動ウォータポンプ12と、横置きエンジン2の逆転を検知するクランク軸回転センサ13と、を有する。 The horizontal engine 2 is an engine disposed in the front room with the crankshaft direction as the vehicle width direction, and includes an electric water pump 12 and a crankshaft rotation sensor 13 that detects reverse rotation of the horizontal engine 2.
前記第1クラッチ3は、横置きエンジン2とモータ/ジェネレータ4との間に介装された油圧作動による乾式多板摩擦クラッチであり、第1クラッチ油圧により完全締結/スリップ締結/開放が制御される。 The first clutch 3 is a hydraulic multi-plate friction clutch that is interposed between the horizontally mounted engine 2 and the motor / generator 4, and is fully engaged / slip engaged / released by the first clutch oil pressure. The
前記モータ/ジェネレータ4は、第1クラッチ3を介して横置きエンジン2に連結された三相交流の永久磁石型同期モータである。このモータ/ジェネレータ4は、後述する強電バッテリ21を電源とし、ステータコイルには、力行時に直流を三相交流に変換し、回生時に三相交流を直流に変換するインバータ26が、ACハーネス27を介して接続される。 The motor / generator 4 is a three-phase AC permanent magnet type synchronous motor connected to the transverse engine 2 through a first clutch 3. The motor / generator 4 uses a high-power battery 21 described later as a power source, and an inverter 26 that converts direct current into three-phase alternating current during power running and converts three-phase alternating current into direct current during regeneration is connected to the stator coil. Connected through.
前記第2クラッチ5は、モータ/ジェネレータ4と駆動輪である左右の前輪10R,10Lとの間に介装された油圧作動による湿式の多板摩擦クラッチであり、第2クラッチ油圧により完全締結/スリップ締結/開放が制御される。実施例1の第2クラッチ5は、遊星ギヤによるベルト式無段変速機6の前後進切替機構に設けられた前進クラッチ5aと後退ブレーキ5bを流用している。つまり、前進走行時には、前進クラッチ5aが第2クラッチ5とされ、後退走行時には、後退ブレーキ5bが第2クラッチ5とされる。 The second clutch 5 is a wet-type multi-plate friction clutch by hydraulic operation that is interposed between the motor / generator 4 and the left and right front wheels 10R and 10L that are driving wheels. Slip fastening / release is controlled. The second clutch 5 of the first embodiment uses the forward clutch 5a and the reverse brake 5b provided in the forward / reverse switching mechanism of the belt-type continuously variable transmission 6 using planetary gears. That is, the forward clutch 5 a is the second clutch 5 during forward travel, and the reverse brake 5 b is the second clutch 5 during reverse travel.
前記ベルト式無段変速機6は、プライマリ油室とセカンダリ油室への変速油圧によりベルトの巻き付き径を変えることで無段階の変速比を得る変速機である。このベルト式無段変速機6には、メインオイルポンプ14(メカ駆動)と、サブオイルポンプ15(モータ駆動)と、ポンプ吐出圧を調圧することで生成したライン圧を元圧として第1,第2クラッチ油圧及び変速油圧を作り出す図外のコントロールバルブユニットと、を有する。 The belt-type continuously variable transmission 6 is a transmission that obtains a continuously variable transmission ratio by changing the belt winding diameter by the transmission hydraulic pressure to the primary oil chamber and the secondary oil chamber. The belt-type continuously variable transmission 6 includes a main oil pump 14 (mechanical drive), a sub-oil pump 15 (motor drive), and a first pressure using a line pressure generated by adjusting pump discharge pressure as a primary pressure. A control valve unit (not shown) for generating the second clutch hydraulic pressure and the transmission hydraulic pressure.
前記第1クラッチ3とモータ/ジェネレータ4と第2クラッチ5により1モータ・2クラッチの駆動システムが構成され、この駆動システムによる主な駆動態様として、「EVモード」と「HEVモード」を有する。「EVモード」は、第1クラッチ3を開放し、第2クラッチ5を締結してモータ/ジェネレータ4のみを駆動源に有する電気自動車モードであり、「EVモード」による走行を「EV走行」という。「HEVモード」は、両クラッチ3,5を締結して横置きエンジン2とモータ/ジェネレータ4を駆動源に有するハイブリッド車モードであり、「HEVモード」による走行を「HEV走行」という。 The first clutch 3, the motor / generator 4 and the second clutch 5 constitute a one-motor / two-clutch drive system, and there are “EV mode” and “HEV mode” as main drive modes by this drive system. The “EV mode” is an electric vehicle mode in which the first clutch 3 is disengaged and the second clutch 5 is engaged and only the motor / generator 4 is used as a drive source. Driving in the “EV mode” is referred to as “EV driving”. . The “HEV mode” is a hybrid vehicle mode in which both the clutches 3 and 5 are engaged and the horizontal engine 2 and the motor / generator 4 are used as driving sources, and traveling in the “HEV mode” is referred to as “HEV traveling”.
前記モータ/ジェネレータ4は、基本的にブレーキ操作時において回生動作を行うことに伴い、ブレーキ操作時にトータル制動トルクをコントロールする回生協調ブレーキユニット16を有する。この回生協調ブレーキユニット16は、ブレーキペダルと電動ブースタとマスタシリンダを備え、電動ブースタは、ブレーキ操作時、ペダル操作量にあらわれる要求制動力から回生制動力を差し引いた分を液圧制動力で分担するというように、回生分/液圧分の協調制御を行う。 The motor / generator 4 basically includes a regenerative cooperative brake unit 16 that controls the total braking torque when the brake is operated in accordance with the regenerative operation when the brake is operated. The regenerative cooperative brake unit 16 includes a brake pedal, an electric booster, and a master cylinder, and the electric booster shares the hydraulic braking force by subtracting the regenerative braking force from the required braking force that appears in the pedal operation amount when the brake is operated. In this way, cooperative control for regenerative / hydraulic pressure is performed.
[電源システム構成]
図1はFFプラグインハイブリッド車両の全体システムを示し、図2はスタータ電源を中心とする電源システム構成を示す。以下、図1及び図2に基づいて、FFプラグインハイブリッド車両の電源システム構成を説明する。
[Power system configuration]
FIG. 1 shows an entire system of an FF plug-in hybrid vehicle, and FIG. 2 shows a power supply system configuration centering on a starter power supply. Hereinafter, based on FIG.1 and FIG.2, the power supply system structure of FF plug-in hybrid vehicle is demonstrated.
前記電源システムとしては、図1に示すように、モータ/ジェネレータ電源としての強電バッテリ21(車載バッテリ)と、12V系負荷電源としての12Vバッテリ22と、スタータ電源としてのキャパシタ23と、を備えている。 As shown in FIG. 1, the power supply system includes a high-power battery 21 (vehicle battery) as a motor / generator power supply, a 12V battery 22 as a 12V system load power supply, and a capacitor 23 as a starter power supply. Yes.
前記強電バッテリ21は、モータ/ジェネレータ4の電源として搭載された二次電池であり、例えば、多数のセルを積層したセルモジュールを、バッテリパックケース内に設定したリチウムイオンバッテリが用いられる。この強電バッテリ21には、強電の供給/遮断/分配を行うリレー回路を集約させたジャンクションボックスが内蔵され、さらに、エアコン機能を持つバッテリ温度調整ユニット24と、バッテリ充電容量(バッテリSOC)やバッテリ温度を監視するリチウムバッテリコントローラ86と、が付設される。 The high-power battery 21 is a secondary battery mounted as a power source for the motor / generator 4. For example, a lithium ion battery in which a cell module in which a large number of cells are stacked is set in a battery pack case is used. The high-power battery 21 has a built-in junction box in which relay circuits for supplying / cutting off / distributing high-power are integrated, and further includes a battery temperature adjustment unit 24 having an air conditioner function, a battery charge capacity (battery SOC) and a battery. And a lithium battery controller 86 for monitoring the temperature.
前記強電バッテリ21とモータ/ジェネレータ4は、DCハーネス25とインバータ26とACハーネス27を介して接続される。インバータ26には、強電の供給/遮断/分配を行うリレー回路を集約させたジャンクションボックス28が内蔵され、さらに、暖房回路29と電動エアコン30と、力行/回生制御を行うモータコントローラ83と、が付設される。つまり、インバータ26は、強電バッテリ21の放電によりモータ/ジェネレータ4を駆動する力行時、DCハーネス25からの直流をACハーネス27への三相交流に変換する。また、モータ/ジェネレータ4での発電により強電バッテリ21を充電する回生時、ACハーネス27からの三相交流をDCハーネス25への直流に変換する。 The high-power battery 21 and the motor / generator 4 are connected via a DC harness 25, an inverter 26, and an AC harness 27. The inverter 26 has a built-in junction box 28 in which relay circuits for supplying / cutting off / distributing strong power are integrated, and further includes a heating circuit 29, an electric air conditioner 30, and a motor controller 83 for performing power running / regenerative control. It is attached. That is, the inverter 26 converts a direct current from the DC harness 25 into a three-phase alternating current to the AC harness 27 during power running for driving the motor / generator 4 by discharging the high-power battery 21. Further, the three-phase alternating current from the AC harness 27 is converted into a direct current to the DC harness 25 during regeneration in which the high-power battery 21 is charged by power generation by the motor / generator 4.
前記強電バッテリ21には、DCハーネス31を介して急速充電ポート32が接続されるとともに、DC分岐ハーネス25’と充電器33とACハーネス34とを介して普通充電ポート35が接続される。充電器33は、AC/DC変換や電圧変換を行う。急速充電時には、例えば、外出先等に設置されている充電スタンドのコネクタプラグを、急速充電ポート32に接続することで外部充電される(プラグイン急速充電)。普通充電時には、例えば、家庭用電源からのコネクタプラグを、普通充電ポート35に接続することで外部充電される(プラグイン普通充電)。 A rapid charging port 32 is connected to the high-power battery 21 via a DC harness 31, and a normal charging port 35 is connected via a DC branch harness 25 ′, a charger 33, and an AC harness 34. The charger 33 performs AC / DC conversion and voltage conversion. At the time of quick charging, for example, a connector plug of a charging stand installed outside the office is connected to the quick charging port 32 to be externally charged (plug-in quick charging). During normal charging, for example, a connector plug from a household power source is connected to the normal charging port 35 to be externally charged (plug-in normal charging).
前記12Vバッテリ22は、スタータモータ1を除いた他の補機類である12V系負荷36の電源として搭載された二次電池であり、例えば、エンジン車等で一般的に搭載されている鉛バッテリが用いられる。強電バッテリ21と12Vバッテリ22は、DC分岐ハーネス25”とDC/DCコンバータ37とバッテリハーネス38を介して接続される。DC/DCコンバータ37は、強電バッテリ21からの数百ボルト電圧を12Vに変換するものであり、このDC/DCコンバータ37を、ハイブリッドコントロールモジュール81により制御することで、12Vバッテリ22の充電量を管理する構成としている。 The 12V battery 22 is a secondary battery mounted as a power source for a 12V system load 36, which is another auxiliary machine except the starter motor 1, for example, a lead battery generally mounted in an engine vehicle or the like. Is used. The high voltage battery 21 and the 12V battery 22 are connected via a DC branch harness 25 ″, a DC / DC converter 37, and a battery harness 38. The DC / DC converter 37 changes the voltage of several hundred volts from the high voltage battery 21 to 12V. The DC / DC converter 37 is controlled by the hybrid control module 81 to manage the charge amount of the 12V battery 22.
前記キャパシタ23は、スタータモータ1の専用電源として搭載された蓄電デバイスであり、大きな静電容量を有し、急速充放電性能に優れた特徴を持つ電気二重層キャパシタ(eDLC:electric Double Layer Capacitor)と呼ばれるものが用いられる。補機負荷電源系39とキャパシタ23は、図2に示すように、ヒューズ40を設けたバッテリ分岐ハーネス38’とキャパシタ充電回路41を介して接続される。また、キャパシタ23とスタータモータ1は、キャパシタハーネス42と抵抗43とリレースイッチ44を介して接続される。なお、キャパシタ23とキャパシタ充電回路41等によりDLCユニット45を構成し、スタータモータ1とリレースイッチ44等によりスタータユニット46を構成する。以下、DLCユニット45とスタータユニット46の詳しい構成を説明する。 The capacitor 23 is a power storage device mounted as a dedicated power source for the starter motor 1 and has a large electrostatic capacity and has an excellent rapid charging / discharging performance (eDLC: electric Double Layer Capacitor). What is called is used. As shown in FIG. 2, the auxiliary load power supply system 39 and the capacitor 23 are connected via a battery branch harness 38 ′ provided with a fuse 40 and a capacitor charging circuit 41. The capacitor 23 and the starter motor 1 are connected via a capacitor harness 42, a resistor 43, and a relay switch 44. The capacitor 23 and the capacitor charging circuit 41 constitute a DLC unit 45, and the starter motor 1 and the relay switch 44 constitute a starter unit 46. Hereinafter, detailed configurations of the DLC unit 45 and the starter unit 46 will be described.
前記DLCユニット45は、図2に示すように、キャパシタ23と、キャパシタ充電回路41と、自然放電用スイッチ47と、強制放電用スイッチ48と、セル電圧モニタ49(キャパシタ電圧検出手段)と、キャパシタ温度センサ50と、を備えている。 As shown in FIG. 2, the DLC unit 45 includes a capacitor 23, a capacitor charging circuit 41, a spontaneous discharge switch 47, a forced discharge switch 48, a cell voltage monitor 49 (capacitor voltage detecting means), a capacitor And a temperature sensor 50.
前記キャパシタ23は、複数個のDLCセルを直列/並列に接続して構成したもので、自然放電用スイッチ47と強制放電用スイッチ48とキャパシタ温度センサ50は、複数個のDLCセルの両端部に並列にて設けられる。また、セル電圧モニタ49は、複数個のDLCセルのそれぞれのセル電圧(=キャパシタ容量)を検出するように、各DLCセルに並列に設けられる。 The capacitor 23 is configured by connecting a plurality of DLC cells in series / parallel. The spontaneous discharge switch 47, the forced discharge switch 48, and the capacitor temperature sensor 50 are provided at both ends of the plurality of DLC cells. Provided in parallel. The cell voltage monitor 49 is provided in parallel to each DLC cell so as to detect the cell voltage (= capacitor capacity) of each of the plurality of DLC cells.
前記キャパシタ充電回路41は、スイッチング方式による半導体リレー内蔵のDC/DCコンバータ回路(スイッチング素子とチョークコイルとコンデンサとダイオードの組み合わせ回路)により構成される。このキャパシタ充電回路41は、ハイブリッドコントロールモジュール81により制御される半導体リレー51とDC/DCコンバータ52を有する。半導体リレー51は、半導体スイッチング素子を使用した無接点リレーであり、例えば、図2の左下部に概略を示すように、絶縁された入出力の空間を光の信号で伝達するフォトカプラと呼ばれる光半導体を用いた構成としている。この半導体リレー51は、補機負荷電源系38からキャパシタ23を切り離したり接続したりするスイッチ機能を持つ。DC/DCコンバータ52は、入力された直流をスイッチング素子によってパルス電流に細分し、それらを繋ぎ合わせて必要な電圧の直流出力を得ることで、12V直流を13.5V直流に変換する機能とキャパシタ充電電流を切り替える機能を持つ。 The capacitor charging circuit 41 is constituted by a DC / DC converter circuit (a combination circuit of a switching element, a choke coil, a capacitor and a diode) with a built-in semiconductor relay by a switching method. The capacitor charging circuit 41 includes a semiconductor relay 51 and a DC / DC converter 52 that are controlled by a hybrid control module 81. The semiconductor relay 51 is a non-contact relay using a semiconductor switching element. For example, as schematically shown in the lower left part of FIG. 2, a light called a photocoupler that transmits an isolated input / output space with a light signal. The configuration uses a semiconductor. The semiconductor relay 51 has a switch function for disconnecting or connecting the capacitor 23 from the auxiliary load power supply system 38. The DC / DC converter 52 subdivides the input direct current into pulse currents by a switching element and connects them to obtain a direct current output of a necessary voltage, thereby converting a 12V direct current to a 13.5V direct current and a capacitor. Has a function to switch the charging current.
前記スタータユニット46は、スタータモータ1と、リレースイッチ43と、電磁アクチュエータ53と、ピニオンシフト機構54と、を備えている。 The starter unit 46 includes a starter motor 1, a relay switch 43, an electromagnetic actuator 53, and a pinion shift mechanism 54.
前記電磁アクチュエータ53は、2つのコイル55,56への通電による電磁力にて、リレースイッチ44をオンにするとともに、ピニオンシフト機構54のピニオン57をリングギヤ58と噛み合う位置までシフトさせる。通電遮断時は、リレースイッチ44をオフにするとともに、ピニオン57をリングギヤ58との噛み合いが解除された位置までシフトする。なお、リングギヤ58は、横置きエンジン2のクランク軸に設けられる。補機負荷電源系39と2つのコイル55,56は、スータータカットオフリレー59とHEV/IS/リレー60とスタータリレー61を設けたバッテリ分岐ハーネス38”を介して接続される。スータータカットオフリレー59の通電/遮断は、ボディコントロールモジュール87により行われる。HEV/IS/リレー60の通電/遮断は、ハイブリッドコントロールモジュール81により行われる。スタータリレー61の通電/遮断は、アンダーフードスイッチングモジュール88により行われる。なお、バッテリ分岐ハーネス38”の交わる位置には、リレー診断用の電圧センサ62が設けられている。 The electromagnetic actuator 53 turns on the relay switch 44 and shifts the pinion 57 of the pinion shift mechanism 54 to a position where it meshes with the ring gear 58 by electromagnetic force generated by energizing the two coils 55 and 56. When the energization is cut off, the relay switch 44 is turned off and the pinion 57 is shifted to a position where the engagement with the ring gear 58 is released. The ring gear 58 is provided on the crankshaft of the horizontal engine 2. The auxiliary load power supply system 39 and the two coils 55 and 56 are connected via a battery branch harness 38 ″ provided with a starter cut-off relay 59, a HEV / IS / relay 60, and a starter relay 61. Energization / cutoff of the off relay 59 is performed by a body control module 87. Energization / cutoff of the HEV / IS / relay 60 is performed by a hybrid control module 81. Energization / cutoff of the starter relay 61 is performed by an underhood switching module. The voltage sensor 62 for relay diagnosis is provided at a position where the battery branch harness 38 "intersects.
前記ピニオンシフト機構54は、スタータモータ1のモータ軸に対して軸方向移動可能に設けられたピニオン57と、一端側を電磁アクチュエータ53に接続し、他端側をピニオン57のシフト溝に嵌合させたシフトレバー63と、を有する。 The pinion shift mechanism 54 has a pinion 57 provided so as to be movable in the axial direction with respect to the motor shaft of the starter motor 1, one end connected to the electromagnetic actuator 53, and the other end fitted into the shift groove of the pinion 57. Shift lever 63.
[制御システム構成]
図1はFFプラグインハイブリッド車両の全体システムを示し、図2はスタータ電源を中心とする電源システム構成を示し、図3は制御システム構成を示す。以下、図1〜図3に基づいて、FFプラグインハイブリッド車両の制御システム構成を説明する。
[Control system configuration]
1 shows an overall system of an FF plug-in hybrid vehicle, FIG. 2 shows a power supply system configuration centering on a starter power supply, and FIG. 3 shows a control system configuration. Hereinafter, the control system configuration of the FF plug-in hybrid vehicle will be described with reference to FIGS.
前記制御システムとしては、図1〜図3に示すように、車両全体の消費エネルギーを適切に管理する機能を担う統合制御手段として、ハイブリッドコントロールモジュール81(略称:「HCM」)を備えている。このハイブリッドコントロールモジュール81に接続される制御手段として、エンジンコントロールモジュール82(略称:「ECM」)と、モータコントローラ83(略称:「MC」)と、CVTコントロールユニット84(略称:「CVTCU」)と、を有する。そして、データ通信モジュール85(略称:「DCM」)と、リチウムバッテリコントローラ86(略称:「LBC」)と、を有する。さらに、ボディコントロールモジュール87(略称:「BCM」)と、アンダーフードスイッチングモジュール88(略称:「USM」)と、を有する。これらの制御手段は、ハイブリッドコントロールモジュール81とDLCユニット45を接続するLIN通信線89(LIN:「Local Interconnect Network」の略称)を除き、CAN通信線90(CANは「Controller Area Network」の略称)により双方向情報交換可能に接続される。 As shown in FIGS. 1 to 3, the control system includes a hybrid control module 81 (abbreviation: “HCM”) as an integrated control unit having a function of appropriately managing the energy consumption of the entire vehicle. Control means connected to the hybrid control module 81 include an engine control module 82 (abbreviation: “ECM”), a motor controller 83 (abbreviation: “MC”), and a CVT control unit 84 (abbreviation: “CVTCU”). Have. The data communication module 85 (abbreviation: “DCM”) and the lithium battery controller 86 (abbreviation: “LBC”) are included. Furthermore, it has a body control module 87 (abbreviation: “BCM”) and an underhood switching module 88 (abbreviation: “USM”). These control means include CAN communication line 90 (CAN is an abbreviation for “Controller Area Network”) except for a LIN communication line 89 (LIN: abbreviation for “Local Interconnect Network”) that connects hybrid control module 81 and DLC unit 45. Is connected so that bidirectional information can be exchanged.
前記ハイブリッドコントロールモジュール81は、各制御手段、イグニッションスイッチ91、アクセル開度センサ92、車速センサ93等からの入力情報に基づき、様々な制御を行う。このうち、外部充電が可能なFFプラグインハイブリッド車両を高い燃費効率で走らせることを目的として行われる制御が、強電バッテリ21のバッテリSOCに基づく走行モード(「CDモード」、「CSモード」)の選択制御である。 The hybrid control module 81 performs various controls based on input information from each control means, an ignition switch 91, an accelerator opening sensor 92, a vehicle speed sensor 93, and the like. Among these, the control performed for the purpose of driving the FF plug-in hybrid vehicle capable of external charging with high fuel efficiency is a travel mode based on the battery SOC of the high-power battery 21 (“CD mode”, “CS mode”). Selection control.
前記「CDモード(Charge Depleting mode)」は、原則として、強電バッテリ21の電力を消費するEV走行を優先するモードであり、例えば、強電バッテリ21のバッテリSOCがフルSOCから設定SOCまで低下する間にて選択される。但し、EV走行では駆動力が不足する高負荷走行等において、例外的にHEV走行が行われる。この「CDモード」の選択中における横置きエンジン2の始動は、スタータモータ1による始動(スタータ始動)を基本とし、モータ/ジェネレータ4による始動(M/G始動)を例外とする。 The “CD mode (Charge Depleting mode)” is a mode in which priority is given to EV travel that consumes the power of the high-power battery 21 in principle. For example, while the battery SOC of the high-power battery 21 decreases from full SOC to set SOC. Is selected. However, HEV traveling is exceptionally performed in high-load traveling where driving force is insufficient in EV traveling. The start of the horizontal engine 2 during the selection of the “CD mode” is based on the start by the starter motor 1 (starter start), with the exception of the start by the motor / generator 4 (M / G start).
前記「CSモード(Charge Sustain mode)」は、原則として、強電バッテリ21の電力を維持するHEV走行を優先するモードであり、強電バッテリ21のバッテリSOCが設定SOC以下になると選択される。つまり、強電バッテリ21のバッテリSOCを所定範囲に維持する必要があるとき、横置きエンジン2の駆動によりモータ/ジェネレータ4を発電させるエンジン発電によるHEV走行を行う。この「CSモード」の選択中における横置きエンジン2の始動は、モータ/ジェネレータ4による始動(M/G始動)を基本とし、スタータモータ1による始動(スタータ始動)を例外とする。なお、モード切り替え閾値である「設定SOC」は、CDモード→CSモードのときの値と、CSモード→CDモードのときの値とでヒステリシスを持たせている。 The “CS mode (Charge Sustain mode)” is a mode in which priority is given to HEV running that maintains the power of the high-power battery 21 in principle, and is selected when the battery SOC of the high-power battery 21 is equal to or lower than the set SOC. That is, when it is necessary to maintain the battery SOC of the high-power battery 21 within a predetermined range, HEV traveling is performed by engine power generation that causes the motor / generator 4 to generate electric power by driving the lateral engine 2. The start of the horizontal engine 2 during the selection of the “CS mode” is based on the start by the motor / generator 4 (M / G start), with the exception of the start by the starter motor 1 (starter start). It should be noted that the “set SOC” that is the mode switching threshold value has hysteresis between the value when the CD mode → CS mode and the value when the CS mode → CD mode.
前記ハイブリッドコントロールモジュール81では、「CDモード」と「CSモード」の選択制御以外に、スタータモータ1によるエンジン始動制御、キャパシタ23への充電制御、キャパシタ23からの放電制御を行う。さらに、下記のようなスタータ関連制御を行う。
(A)エンジン始動後からスタータ始動許可までの時間短縮制御(実施例1)。
(B)イグニッションオンからスタータ始動許可までの時間短縮制御。
(C)キャパシタ23の劣化進行抑制制御。
(D)キャパシタ23の高温/低温時対策制御。
(E)車両用補機の電圧瞬低防止制御。
The hybrid control module 81 performs engine start control by the starter motor 1, charge control to the capacitor 23, and discharge control from the capacitor 23 in addition to the selection control of “CD mode” and “CS mode”. Furthermore, the following starter related control is performed.
(A) Time shortening control from engine start to starter start permission (Example 1).
(B) Time shortening control from ignition on to starter start permission.
(C) Deterioration progress suppression control of the capacitor 23.
(D) Control of countermeasures for high / low temperature of capacitor 23.
(E) Prevention of voltage sag of auxiliary equipment for vehicles.
前記エンジンコントロールモジュール82は、横置きエンジン2の燃料噴射制御や点火制御や燃料カット制御等を行う。モータコントローラ83は、インバータ26によるモータジェネレータ4の力行制御や回生制御等を行う。CVTコントロールユニット84は、第1クラッチ3の締結油圧制御、第2クラッチ5の締結油圧制御、ベルト式無段変速機6の変速油圧制御等を行う。データ通信モジュール85は、携帯リモコンキーのスイッチを遠隔操作したとき、携帯リモコンキーとの間で通信が成立すると、例えば、充電ポートリッドやコネクタロック機構のロック/アンロックの制御を行う。リチウムバッテリコントローラ86は、強電バッテリ21のバッテリSOCやバッテリ温度等を管理する。ボディコントロールモジュール87は、スータータカットオフリレー59の通電/遮断制御を行う。アンダーフードスイッチングモジュール87は、インヒビタースイッチ94からのレンジ位置信号に基づき、内蔵するスタータリレー61の通電/遮断制御を行う。 The engine control module 82 performs fuel injection control, ignition control, fuel cut control, and the like of the horizontal engine 2. The motor controller 83 performs power running control, regeneration control, and the like of the motor generator 4 by the inverter 26. The CVT control unit 84 performs engagement hydraulic pressure control of the first clutch 3, engagement hydraulic pressure control of the second clutch 5, shift hydraulic pressure control of the belt type continuously variable transmission 6, and the like. When the switch of the portable remote control key is remotely operated and the communication is established with the portable remote control key, the data communication module 85 controls, for example, lock / unlock of the charging port lid and the connector lock mechanism. The lithium battery controller 86 manages the battery SOC, battery temperature, and the like of the high-power battery 21. The body control module 87 performs energization / cutoff control of the starter cut-off relay 59. The under hood switching module 87 performs energization / cut-off control of the built-in starter relay 61 based on the range position signal from the inhibitor switch 94.
[キャパシタ再充電制御の詳細構成]
図4はハイブリッドコントロールモジュール81にて実行されるキャパシタ再充電制御処理流れを示す(キャパシタ再充電制御手段)。以下、キャパシタ再充電制御処理構成をあらわす図4の各ステップについて説明する。
[Detailed configuration of capacitor recharge control]
FIG. 4 shows a capacitor recharge control process flow executed by the hybrid control module 81 (capacitor recharge control means). Hereinafter, each step of FIG. 4 showing a capacitor recharge control processing configuration will be described.
ステップS1では、セル電圧モニタ49により検出されるキャパシタ電圧が、スタータ始動許可電圧a以上であるか否かを判断する。Yes(キャパシタ電圧≧スタータ始動許可電圧a)の場合はステップS2へ進み、No(キャパシタ電圧<スタータ始動許可電圧a)の場合はステップS3へ進む。
ここで、「スタータ始動許可電圧a」としては、例えば、図5に示すように、満充電でのキャパシタ電圧が13.5V程度の場合、スタータ始動によるクランキング所要時間(Cranking Time)が目標時間(Target Time)以下になる12.5V程度のキャパシタ電圧に設定している。
In step S1, it is determined whether or not the capacitor voltage detected by the cell voltage monitor 49 is equal to or higher than the starter start permission voltage a. If Yes (capacitor voltage ≧ starter start permission voltage a), the process proceeds to step S2. If No (capacitor voltage <starter start permission voltage a), the process proceeds to step S3.
Here, as the “starter start permission voltage a”, for example, as shown in FIG. 5, when the capacitor voltage at full charge is about 13.5 V, the cranking required time (Cranking Time) by the starter start is the target time ( Target time) is set to a capacitor voltage of about 12.5V.
ステップS2では、ステップS1でのキャパシタ電圧≧スタータ始動許可電圧aであるとの判断、或いは、ステップS8でのキャパシタ満充電であるとの判断に続き、スタータモータ1を用いて横置きエンジン2を始動するスタータ始動を許可し、終了へ進む。 In step S2, following the determination that the capacitor voltage is equal to or greater than the starter start permission voltage a in step S1 or the determination that the capacitor is fully charged in step S8, the horizontal engine 2 is set using the starter motor 1. Allow starter start to start and proceed to end.
ステップS3では、ステップS1でのキャパシタ電圧<スタータ始動許可電圧aであるとの判断に続き、セル電圧モニタ49により検出されるキャパシタ電圧が、所定電圧b以下であるか否かを判断する。Yes(キャパシタ電圧≦所定電圧b)の場合はステップS4へ進み、No(キャパシタ電圧>所定電圧b)の場合はステップS7へ進む。
ここで、「所定電圧b」としては、例えば、満充電までの電圧差と、後述する充電電流1での充電時間の関係を求める。そして、充電時間が、実験的に求めたスタータ始動要求間隔に基づき決定した許容時間内になるように設定する。さらに、充電時間に対応する電圧差を満充電電圧から減算することで、所定電圧bを決定する。
In step S3, following the determination that the capacitor voltage is less than the starter start permission voltage a in step S1, it is determined whether or not the capacitor voltage detected by the cell voltage monitor 49 is equal to or lower than a predetermined voltage b. If Yes (capacitor voltage ≦ predetermined voltage b), the process proceeds to step S4. If No (capacitor voltage> predetermined voltage b), the process proceeds to step S7.
Here, as the “predetermined voltage b”, for example, a relationship between a voltage difference until full charge and a charging time with a charging current 1 described later is obtained. Then, the charging time is set to be within the allowable time determined based on the starter start request interval obtained experimentally. Furthermore, the predetermined voltage b is determined by subtracting the voltage difference corresponding to the charging time from the fully charged voltage.
ステップS4では、ステップS3でのキャパシタ電圧≦所定電圧bであるとの判断、或いは、ステップS5でのキャパシタ電圧<再充電始動許可電圧cであるとの判断に続き、キャパシタ充電電流を、電流1(例えば、15A)から電流2(例えば、20A)に変更し、電流2により再充電を行い、ステップS5へ進む。
ここで、キャパシタ充電電流の基本電流は電流1であり、電流1より高い電流2により再充電を行う。そして、電流1は、キャパシタ23の発熱による劣化進行を抑える電流値に設定し、電流2は、キャパシタ23の急な劣化進行を抑えながら充電速度を速めた急速再充電が達成される電流値に設定している。
In step S4, following the determination that the capacitor voltage ≦ the predetermined voltage b in step S3 or the determination that the capacitor voltage <the recharge start permission voltage c in step S5, the capacitor charging current is changed to the current 1 (For example, 15A) is changed to current 2 (for example, 20A), recharging is performed with current 2, and the process proceeds to step S5.
Here, the basic current of the capacitor charging current is current 1, and recharging is performed with current 2 higher than current 1. The current 1 is set to a current value that suppresses the progress of deterioration due to heat generation of the capacitor 23, and the current 2 is set to a current value that achieves rapid recharging that increases the charging speed while suppressing the rapid deterioration progress of the capacitor 23. It is set.
ステップS5では、ステップS4での電流2による再充電に続き、セル電圧モニタ49により検出されるキャパシタ電圧が、再充電始動許可電圧c以上であるか否かを判断する。Yes(キャパシタ電圧≧再充電始動許可電圧c)の場合はステップS6へ進み、No(キャパシタ電圧<再充電始動許可電圧c)の場合はステップS4へ戻る。
ここで、「再充電始動許可電圧c」としては、例えば、図5に示すように、満充電でのキャパシタ電圧が13.5V程度の場合、スタータ始動によるクランキング所要時間(Cranking Time)が許容時間範囲内になる11.5V程度のキャパシタ電圧に設定している。ちなみに、キャパシタ電圧の関係は、(満充電電圧)>(スタータ始動許可電圧a)>(再充電始動許可電圧c)>(所定電圧b)に設定している。
In step S5, following the recharge with current 2 in step S4, it is determined whether or not the capacitor voltage detected by the cell voltage monitor 49 is equal to or higher than the recharge start permission voltage c. If Yes (capacitor voltage ≧ recharge start permission voltage c), the process proceeds to step S6. If No (capacitor voltage <recharge start permission voltage c), the process returns to step S4.
Here, as the “recharge start permission voltage c”, for example, as shown in FIG. 5, when the capacitor voltage at full charge is about 13.5 V, the cranking time required by starter start (Cranking Time) is the allowable time. The capacitor voltage is set to about 11.5V within the range. Incidentally, the relationship between the capacitor voltages is set to (full charge voltage)> (starter start permission voltage a)> (recharge start permission voltage c)> (predetermined voltage b).
ステップS6では、ステップS5でのキャパシタ電圧≧再充電始動許可電圧cであるとの判断に続き、スタータモータ1を用いて横置きエンジン2を始動するスタータ始動を許可し、ステップS7へ進む。 In step S6, following the determination that the capacitor voltage ≧ the recharge start permission voltage c in step S5, starter start for starting the landscape engine 2 using the starter motor 1 is permitted, and the process proceeds to step S7.
ステップS7では、ステップS3でのキャパシタ電圧>所定電圧bであるとの判断、或いは、ステップS6でのスタータ始動許可、或いは、ステップS8でのキャパシタ23が満充電でないとの判断に続き、キャパシタ充電電流を、電流2(例えば、20A)のときは電流1(例えば、15A)に変更し、電流1により再充電を行い、ステップS8へ進む。 In step S7, following the determination that the capacitor voltage is greater than the predetermined voltage b in step S3, the starter start permission in step S6, or the determination that the capacitor 23 is not fully charged in step S8, the capacitor charge When the current is 2 (for example, 20A), the current is changed to 1 (for example, 15A), recharging is performed with the current 1, and the process proceeds to step S8.
ステップS8では、ステップS7での電流1による再充電に続き、キャパシタ23が満充電であるか否かを判断する。Yes(キャパシタ満充電)の場合はステップS2へ進み、No(キャパシタ満充電でない)の場合はステップS7へ戻る。
なお、本実施例では、所定電圧b以下の場合は、満充電まで再充電することにしているが、所定電圧b以上となったら、スタータ始動を許可してもよい。
In step S8, following the recharging with the current 1 in step S7, it is determined whether or not the capacitor 23 is fully charged. If Yes (capacitor fully charged), the process proceeds to step S2, and if No (capacitor fully charged), the process returns to step S7.
In this embodiment, when the voltage is equal to or lower than the predetermined voltage b, recharging is performed until full charge. However, when the voltage becomes equal to or higher than the predetermined voltage b, starter start may be permitted.
次に、作用を説明する。
実施例1のFFプラグインハイブリッド車両の制御装置における作用を、[キャパシタ電源回路構成による特徴作用]、[キャパシタ電源による充放電作用]、[キャパシタ再充電制御作用]に分けて説明する。
Next, the operation will be described.
The operation of the control apparatus for the FF plug-in hybrid vehicle of the first embodiment will be described separately for [characteristic operation by capacitor power supply circuit configuration], [charge / discharge operation by capacitor power supply], and [capacitor recharge control operation].
[キャパシタ電源回路構成による特徴作用]
例えば、アイドルストップ車において、スタータモータの電源を12Vバッテリとする場合、電源回路構成は、実施例1のキャパシタ電源回路構成からDLCユニット45とヒューズ40を除いた構成とされ、これを比較例とする。
[Characteristic effect of capacitor power circuit configuration]
For example, in an idle stop vehicle, when the starter motor power supply is a 12V battery, the power supply circuit configuration is a configuration in which the DLC unit 45 and the fuse 40 are removed from the capacitor power supply circuit configuration of the first embodiment. To do.
この比較例の場合、スタータモータと車両補機類の電源を、1つの12Vバッテリにより共有するものとなる。このため、車両補機類での電力必要量が高い時、スタータモータによるエンジン始動を行うと、供給電力が不足し、エンジン始動開始の瞬間、車両補機類の電圧が急に低下する電圧瞬低が発生する。 In the case of this comparative example, the power supply of the starter motor and the vehicle auxiliary machines is shared by one 12V battery. For this reason, if the starter motor is used to start the engine when the required amount of power in the vehicle auxiliaries is high, the supply power is insufficient, and the voltage of the vehicle auxiliaries decreases suddenly at the moment of starting the engine. Low occurs.
これに対し、実施例1では、強電バッテリ21と12Vバッテリ22を、DC/DCコンバータ37を介して接続することで補機負荷電源系39が構成される。DC/DCコンバータ37から分岐して接続されるキャパシタ充電回路41と、キャパシタ充電回路41に接続されるキャパシタ23と、を有してDLCユニット45が構成される。そして、補機負荷電源系39とDLCユニット45との間に、キャパシタ充電回路41に内蔵してスイッチとしての半導体リレー51を設けることで、キャパシタ電源回路が構成される。 On the other hand, in the first embodiment, the auxiliary load power supply system 39 is configured by connecting the high-power battery 21 and the 12V battery 22 via the DC / DC converter 37. The DLC unit 45 includes a capacitor charging circuit 41 that is branched and connected from the DC / DC converter 37 and a capacitor 23 that is connected to the capacitor charging circuit 41. A capacitor power supply circuit is configured by providing a semiconductor relay 51 as a switch built in the capacitor charging circuit 41 between the auxiliary load power supply system 39 and the DLC unit 45.
この構成により、強電バッテリ21からの電力にて12Vバッテリ22とキャパシタ23を充電しつつ、12Vバッテリ22から車両補機類である12V系負荷36に必要電力を供給し、キャパシタ23からスタータモータ1に必要電力を供給する。すなわち、スタータモータ1と12V系負荷36の電源を共有しないし、12Vバッテリ22とキャパシタ23による2つの電源は、強電バッテリ21による充電バックアップを受ける。 With this configuration, the 12V battery 22 and the capacitor 23 are charged with the electric power from the high-power battery 21, and the necessary power is supplied from the 12V battery 22 to the 12V system load 36, which is a vehicle auxiliary device. To supply the necessary power. That is, the starter motor 1 and the 12V system load 36 do not share the power source, and the two power sources including the 12V battery 22 and the capacitor 23 receive a charge backup by the high-power battery 21.
そして、比較例であるアイドルストップ車の電源回路構成を変更することなく、DLCユニット45(キャパシタ充電回路41+キャパシタ23)を追加することでキャパシタ電源回路が構成される。このように、補機類の追加と同じ要領でDLCユニット45を追加できるため、強電バッテリ21とDC/DCコンバータ37の制御は、比較例の制御から変更する必要がない。 And the capacitor power supply circuit is comprised by adding the DLC unit 45 (capacitor charging circuit 41 + capacitor 23), without changing the power supply circuit structure of the idle stop vehicle which is a comparative example. Thus, since the DLC unit 45 can be added in the same manner as the addition of auxiliary equipment, the control of the high-power battery 21 and the DC / DC converter 37 does not need to be changed from the control of the comparative example.
さらに、補機負荷電源系39の充放電バランスが崩れそうな場合、DLCユニット45(キャパシタ充電回路41+キャパシタ23)は、充電電流を制御可能で、かつ、スイッチである半導体リレー51により補機負荷電源系39と切り離し可能である。このため、スタータ始動時に半導体リレー51を開いておくことで、車両補機類の電圧が急に低下する電圧瞬低を防止できる。加えて、DC/DCコンバータ37のコンバータ容量や12Vバッテリ22のバッテリ容量を、比較例で設定したコンバータ容量やバッテリ容量から変更する必要がない。 Further, when the charge / discharge balance of the auxiliary load power supply system 39 is likely to be lost, the DLC unit 45 (capacitor charging circuit 41 + capacitor 23) can control the charging current and the auxiliary relay load by the semiconductor relay 51 as a switch. The power supply system 39 can be disconnected. For this reason, by opening the semiconductor relay 51 at the start of the starter, it is possible to prevent a voltage sag in which the voltage of the vehicle auxiliary machinery suddenly decreases. In addition, it is not necessary to change the converter capacity of the DC / DC converter 37 and the battery capacity of the 12V battery 22 from the converter capacity and battery capacity set in the comparative example.
[キャパシタ電源による充放電作用]
上記キャパシタ電源回路に対しハイブリッドコントロールモジュール81により行われる「スタータモータ1によるエンジン始動制御作用」、「キャパシタ23への充電制御作用」、「キャパシタ23からの放電制御作用」を説明する。
[Charging / discharging action by capacitor power supply]
“Engine start control operation by starter motor 1”, “charge control operation to capacitor 23”, and “discharge control operation from capacitor 23” performed by hybrid control module 81 on the capacitor power supply circuit will be described.
スタータモータ1によるエンジン始動は、ハイブリッドコントロールモジュール81からのスタータ始動指令の出力に基づき、HEV/IS/リレー60に通電すると、リレースイッチ44がオンになり、ピニオン57がリングギヤ58と噛み合う位置までシフトする。これにより、キャパシタ23を電源とするスタータモータ1が横置きエンジン2のクランク軸を回転させることでスタータ始動が行われ、通電から所定時間後にHEV/IS/リレー60を遮断する。なお、スータータカットオフリレー59は、エンジン始動を禁止する車両条件が成立する場合を除いて、ボディコントロールモジュール87により通電が維持されている。また、アンダーフードスイッチングモジュール88に内蔵されているスタータリレー61は、Pレンジの選択時に限り通電され、Pレンジ以外のDレンジ等の選択時においては遮断状態である。
したがって、スタータモータ1によるエンジン始動制御は、原則として、スタータ始動許可条件下でのスタータ始動指令によりHEV/IS/リレー60が通電されている間、キャパシタ23の電力を用いてスタータモータ1が駆動し、横置きエンジン2を始動させる。
The engine start by the starter motor 1 is based on the output of the starter start command from the hybrid control module 81. When the HEV / IS / relay 60 is energized, the relay switch 44 is turned on and the pinion 57 is shifted to a position where it engages with the ring gear 58. To do. As a result, the starter motor 1 using the capacitor 23 as a power source rotates the crankshaft of the horizontal engine 2 to start the starter, and the HEV / IS / relay 60 is cut off after a predetermined time from energization. The starter cut-off relay 59 is energized by the body control module 87 except when a vehicle condition prohibiting engine start is satisfied. Further, the starter relay 61 built in the underhood switching module 88 is energized only when the P range is selected, and is in a cut-off state when a D range other than the P range is selected.
Therefore, in principle, the engine start control by the starter motor 1 is performed by using the power of the capacitor 23 while the HEV / IS / relay 60 is energized by the starter start command under the starter start permission condition. Then, the horizontal engine 2 is started.
キャパシタ23への充電は、ハイブリッドコントロールモジュール81からの充電指令の出力に基づき、キャパシタ充電回路41の半導体リレー51を閉とし、キャパシタ充電電流を選択する。これにより、強電バッテリ21からの電力を、DC/DCコンバータ37→ヒューズ40→半導体リレー51→DC/DCコンバータ52を介してキャパシタ23へ導入することで、キャパシタ充電電流に応じた短時間充電が行われる。なお、キャパシタ充電電流としては、電流1(例えば、15A)を基本電流とし、例外として、電流1からの変更により選択可能な電流2(例えば、20A)を有する。
したがって、キャパシタ23への充電制御は、充電指令が出力されている間、強電バッテリ21からの電力を用い、選択されているキャパシタ充電電流によりキャパシタ23を充電する。
For charging the capacitor 23, the semiconductor relay 51 of the capacitor charging circuit 41 is closed based on the output of the charging command from the hybrid control module 81, and the capacitor charging current is selected. Thereby, the electric power from the high-power battery 21 is introduced into the capacitor 23 through the DC / DC converter 37 → the fuse 40 → the semiconductor relay 51 → the DC / DC converter 52, so that the short-time charging according to the capacitor charging current can be performed. Done. The capacitor charging current has a current 1 (for example, 15 A) as a basic current, and has a current 2 (for example, 20 A) that can be selected by changing from the current 1 as an exception.
Therefore, the charging control to the capacitor 23 uses the power from the high-power battery 21 and charges the capacitor 23 with the selected capacitor charging current while the charging command is output.
キャパシタ23からの放電は、ハイブリッドコントロールモジュール81からの自然放電指令の出力に基づき、DLCユニット45の自然放電用スイッチ47を閉とすることで、キャパシタ23からの自然放電を行う。また、ハイブリッドコントロールモジュール81からの強制放電指令の出力に基づき、DLCユニット45の強制放電用スイッチ48を閉とすることで、キャパシタ23からの強制放電を行う。この強制放電の場合、単位時間当たりの放電量が自然放電の場合よりも大きく設定されている。
したがって、キャパシタ23への自然放電制御は、自然放電指令に基づいて自然放電用スイッチ47を閉としている間、キャパシタ23の電力を抵抗熱に変換して放電を行う。キャパシタ23への強制放電制御は、強制放電指令に基づいて強制放電用スイッチ48を閉としている間、キャパシタ23の電力を抵抗熱に変換し、自然放電よりも短時間にて放電を行う。
Based on the output of the natural discharge command from the hybrid control module 81, the discharge from the capacitor 23 causes the natural discharge from the capacitor 23 by closing the natural discharge switch 47 of the DLC unit 45. Further, the forced discharge from the capacitor 23 is performed by closing the forced discharge switch 48 of the DLC unit 45 based on the output of the forced discharge command from the hybrid control module 81. In the case of this forced discharge, the discharge amount per unit time is set larger than that in the case of natural discharge.
Therefore, the natural discharge control to the capacitor 23 is performed by converting the electric power of the capacitor 23 into resistance heat while the natural discharge switch 47 is closed based on the natural discharge command. In the forced discharge control to the capacitor 23, while the forced discharge switch 48 is closed based on the forced discharge command, the power of the capacitor 23 is converted into resistance heat, and discharge is performed in a shorter time than natural discharge.
[キャパシタ再充電制御作用]
スタータ始動後、キャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧aに対して乖離幅が大きい場合、再充電に時間がかかる。一方で、大電流によるキャパシタ充電を行うと、キャパシタ23が発熱してしまい、キャパシタ劣化が進行するため、なるべく大電流によるキャパシタ充電を避けたい。以下、図4に基づき、これを反映して行われる実施例1のキャパシタ再充電制御を説明する。
[Capacitor recharge control action]
If the capacitor voltage has a large deviation width from the starter start permission voltage a after the starter is started, recharging takes time. On the other hand, if the capacitor is charged with a large current, the capacitor 23 generates heat and the capacitor deteriorates. Therefore, it is desirable to avoid charging the capacitor with a large current as much as possible. Hereinafter, based on FIG. 4, the capacitor recharge control of Example 1 performed reflecting this will be described.
まず、キャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧a以上である場合、図4のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→終了という流れが繰り返され、ステップS2では、スタータ始動が許可される。
したがって、例えば、前回のスタータ始動から十分に時間が経過していてキャパシタ23が満充電状態等のように、キャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧a以上であるときは、スタータ始動要求に直ちに応えられるように、スタータ始動許可状態で待機される。
First, when the capacitor voltage is equal to or higher than the starter start permission voltage a, the flow of step S 1 → step S 2 → end is repeated in the flowchart of FIG. 4, and starter start is permitted in step S 2.
Therefore, for example, when a sufficient time has elapsed since the start of the previous starter and the capacitor voltage is equal to or higher than the starter start permission voltage a as in the fully charged state, the starter start request can be immediately responded. Then, the system waits in the starter start permission state.
一方、キャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧a未満であるとき、所定値bを超えている場合と、所定値b以下の場合で制御内容を異ならせている。 On the other hand, when the capacitor voltage is less than the starter start permission voltage a, the control contents are different depending on whether the capacitor voltage exceeds the predetermined value b or less than the predetermined value b.
キャパシタ電圧が、スタータ始動許可電圧a未満であるが所定値bを超えている場合、図4のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS3→ステップS7→ステップS8へと進む。そして、ステップS8にてキャパシタ23が満充電になっていないと判断されている間は、電流1(例えば、15A)により再充電を行うステップS7→ステップS8へと進む流れが繰り返される。さらに、ステップS8にてキャパシタ23が満充電になったと判断されると、ステップS8からステップS2→終了へと進み、ステップS2では、スタータ始動が許可される。
すなわち、所定値b<キャパシタ電圧<スタータ始動許可電圧aのときは、キャパシタ満充電までの乖離幅が小さく、再充電に時間を要さない。したがって、キャパシタ23の劣化抑制を重視し、通常の電流1を維持しての再充電を行うことで、発熱によるキャパシタ23の劣化進行が抑えられる。
When the capacitor voltage is less than the starter start permission voltage a but exceeds the predetermined value b, the process proceeds from step S1 to step S3 to step S7 to step S8 in the flowchart of FIG. Then, while it is determined in step S8 that the capacitor 23 is not fully charged, the flow from step S7 to step S8 in which recharging is performed with current 1 (for example, 15 A) is repeated. Further, when it is determined in step S8 that the capacitor 23 is fully charged, the process proceeds from step S8 to step S2 to end, and in step S2, starter start is permitted.
That is, when the predetermined value b <capacitor voltage <starter start permission voltage a, the deviation width until the capacitor is fully charged is small and recharging does not take time. Therefore, by focusing on the suppression of deterioration of the capacitor 23 and performing recharging while maintaining the normal current 1, progress of deterioration of the capacitor 23 due to heat generation can be suppressed.
キャパシタ電圧が所定値b以下である場合、図4のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS3→ステップS4→ステップS5へと進む。そして、ステップS5にてキャパシタ電圧が再充電始動許可電圧c未満であると判断されている間は、電流1より高い電流2(例えば、20A)により再充電を行うステップS4→ステップS5へと進む流れが繰り返される。さらに、ステップS5にてキャパシタ電圧が再充電始動許可電圧c以上になったと判断されると、ステップS5からステップS6→ステップS7→ステップS8へと進む。そして、ステップS8にてキャパシタ23が満充電になっていないと判断されている間は、ステップS7→ステップS8へと進む流れが繰り返される。ステップS6では、スタータ始動が許可され、ステップS7では、キャパシタ充電電流が、電流2から電流1に変更され、再充電が続行される。その後、ステップS8にてキャパシタ23が満充電になったと判断されると、ステップS8からステップS2→終了へ進む。 When the capacitor voltage is less than or equal to the predetermined value b, the process proceeds from step S1 to step S3 to step S4 to step S5 in the flowchart of FIG. Then, while it is determined in step S5 that the capacitor voltage is less than the recharge start permission voltage c, the process proceeds from step S4 to step S5 in which recharging is performed with a current 2 higher than current 1 (for example, 20 A). The flow is repeated. Further, when it is determined in step S5 that the capacitor voltage has become equal to or higher than the recharge start permission voltage c, the process proceeds from step S5 to step S6 → step S7 → step S8. Then, while it is determined in step S8 that the capacitor 23 is not fully charged, the flow from step S7 to step S8 is repeated. In step S6, starter start is permitted, and in step S7, the capacitor charging current is changed from current 2 to current 1, and recharging is continued. Thereafter, when it is determined in step S8 that the capacitor 23 is fully charged, the process proceeds from step S8 to step S2 → end.
上記のように、実施例1では、スタータ始動後、キャパシタ電圧が所定電圧b以下であるとき、キャパシタ23の再充電を開始する。そして、キャパシタ23への再充電進行によってキャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧aよりも低い再充電始動許可電圧c以上になると、スタータ始動を許可する構成を採用している。
すなわち、キャパシタ23の再充電が開始されたときにスタータ始動を許可する再充電始動許可電圧cを、通常時の閾値であるスタータ始動許可電圧aよりも低い電圧値に設定している。このため、キャパシタ電圧が同じレベルまで低下していると、再充電開始電圧からスタータ始動許可電圧aまでの電圧乖離幅より、再充電開始電圧から再充電始動許可電圧cまでの電圧乖離幅が狭くなる。したがって、キャパシタ23の再充電を開始した後、再充電始動許可電圧c以上になるまでの所要時間が、スタータ始動許可電圧aを閾値とする場合の所要時間に比べて短縮される。
この結果、スタータモータ1により横置きエンジン2を始動するスタータ始動後、横置きエンジン2の再始動を許可するまでの所要時間が短縮される。
As described above, in the first embodiment, after the starter is started, when the capacitor voltage is equal to or lower than the predetermined voltage b, recharging of the capacitor 23 is started. Then, when the capacitor voltage becomes equal to or higher than the recharge start permission voltage c lower than the starter start permission voltage a due to the progress of recharging the capacitor 23, a configuration is adopted in which starter start is permitted.
That is, the recharge start permission voltage c that permits starter start when the recharge of the capacitor 23 is started is set to a voltage value lower than the starter start permission voltage a that is a normal threshold. For this reason, when the capacitor voltage is reduced to the same level, the voltage divergence width from the recharge start voltage to the recharge start permission voltage c is narrower than the voltage divergence width from the recharge start voltage to the starter start permission voltage a. Become. Therefore, the time required for starting the recharging of the capacitor 23 to be equal to or higher than the recharging start permission voltage c is shortened compared to the time required for setting the starter start permission voltage a as a threshold value.
As a result, the time required until the restart of the horizontal engine 2 is permitted after the starter is started to start the horizontal engine 2 by the starter motor 1 is shortened.
実施例1では、スタータ始動後、キャパシタ電圧が所定電圧b以下であるとき、再充電始動許可電圧c以上になるまでの間、通常の充電電流として設定された電流1より高い電流2を用いてキャパシタ23の再充電を行う構成を採用している。
このように、再充電始動許可電圧c以上になるまで高い電流2を用いてキャパシタ23の再充電を行うことで、再充電の進行速度が速くなり、横置きエンジン2の再始動を許可するまでの所要時間がさらに短縮される。
In Example 1, when the capacitor voltage is equal to or lower than the predetermined voltage b after the starter is started, the current 2 higher than the current 1 set as the normal charging current is used until the recharge start permission voltage c is exceeded. A configuration in which the capacitor 23 is recharged is employed.
In this way, by recharging the capacitor 23 using the high current 2 until the recharge start permission voltage c becomes equal to or higher, the recharging progress speed increases, and the restart of the horizontal engine 2 is permitted. Is further shortened.
実施例1では、電流2を用いたキャパシタ再充電によりキャパシタ電圧が再充電始動許可電圧c以上になると、充電電流を、電流2から電流1に切り替え、キャパシタ23が満充電になるまで再充電を継続する構成を採用している。
このように、キャパシタ電圧が再充電始動許可電圧c以上になり、スタータ始動許可を出した後は、充電電流を、電流2から電流1に戻すことで、キャパシタ23の発熱が避けられ、キャパシタ劣化の進行が抑えられる。さらに、再充電によりキャパシタ23を満充電とすることで、再充電終了後、自然放電によりキャパシタ電圧が徐々に低下しても、長時間にわたってスタータ始動許可電圧a以上のキャパシタ電圧が保たれる。
In the first embodiment, when the capacitor voltage becomes equal to or higher than the recharge start permission voltage c by recharging the capacitor using the current 2, the charging current is switched from the current 2 to the current 1, and recharging is performed until the capacitor 23 is fully charged. Adopting a continuous configuration.
As described above, after the capacitor voltage becomes equal to or higher than the recharge start permission voltage c and the starter start permission is issued, the charge current is returned from the current 2 to the current 1, so that the heat generation of the capacitor 23 can be avoided and the capacitor is deteriorated. Progress is suppressed. Furthermore, by fully charging the capacitor 23 by recharging, the capacitor voltage equal to or higher than the starter start permission voltage a is maintained for a long time even if the capacitor voltage gradually decreases due to natural discharge after the end of recharging.
次に、効果を説明する。
実施例1のFFプラグインハイブリッド車両の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the control device for the FF plug-in hybrid vehicle of the first embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) 駆動系にスタータモータ1とエンジン(横置きエンジン2)を有し、
電源システムとして、車載バッテリ(強電バッテリ21)と、前記スタータモータ1の電源であるキャパシタ23と、前記車載バッテリ(強電バッテリ21)の電力を用いて前記キャパシタ23の再充電を制御するキャパシタ再充電制御手段(ハイブリッドコントロールモジュール81)と、を備えた車両(FFプラグインハイブリッド車両)の制御装置において、
前記キャパシタ23を電源とするスタータモータ1を用い、前記エンジン(横置きエンジン2)をクランキングしてスタータ始動するエンジン始動制御手段(ハイブリッドコントロールモジュール81)と、
前記キャパシタ23の電圧を検出するキャパシタ電圧検出手段(セル電圧モニタ49)と、を設け、
前記キャパシタ再充電制御手段(ハイブリッドコントロールモジュール81)は、スタータ始動後、キャパシタ電圧が所定電圧b以下であるとき、前記キャパシタ23の再充電を開始し、前記キャパシタ23への再充電進行によってキャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧aよりも低い再充電始動許可電圧c以上になると、前記スタータ始動を許可する(図4)。
このため、スタータモータ1によりエンジン(横置きエンジン2)を始動するスタータ始動後、エンジン(横置きエンジン2)の再始動を許可するまでの所要時間を短縮することができる。
(1) The drive system has a starter motor 1 and an engine (horizontal engine 2).
As a power supply system, an on-board battery (high-power battery 21), a capacitor 23 that is a power source of the starter motor 1, and a capacitor recharge that controls recharging of the capacitor 23 using the power of the on-board battery (high-power battery 21). In a control device for a vehicle (FF plug-in hybrid vehicle) comprising control means (hybrid control module 81),
Engine start control means (hybrid control module 81) that starts the starter by cranking the engine (horizontal engine 2) using the starter motor 1 that uses the capacitor 23 as a power source;
Capacitor voltage detection means (cell voltage monitor 49) for detecting the voltage of the capacitor 23;
The capacitor recharge control means (hybrid control module 81) starts recharging of the capacitor 23 when the capacitor voltage is equal to or lower than a predetermined voltage b after starting the starter, and the capacitor voltage is increased by recharging the capacitor 23. Is over the recharge start permission voltage c lower than the starter start permission voltage a, the starter start is permitted (FIG. 4).
For this reason, it is possible to shorten the time required until the restart of the engine (horizontal engine 2) is permitted after the starter is started to start the engine (horizontal engine 2) by the starter motor 1.
(2) 前記キャパシタ再充電制御手段(ハイブリッドコントロールモジュール81)は、スタータ始動後、キャパシタ電圧が所定電圧b以下であるとき、再充電始動許可電圧c以上になるまでの間、通常の充電電流として設定された第1充電電流(電流1)より高い第2充電電流(電流2)を用いて前記キャパシタ23の再充電を行う(図4)。
このため、(1)の効果に加え、再充電の進行速度が速くなることで、エンジン(横置きエンジン2)の再始動を許可するまでの所要時間をさらに短縮することができる。
(2) The capacitor recharge control means (hybrid control module 81) has a normal charging current after the starter is started until the capacitor voltage is equal to or higher than the recharge start permission voltage c when the capacitor voltage is equal to or lower than the predetermined voltage b. The capacitor 23 is recharged using a second charging current (current 2) higher than the set first charging current (current 1) (FIG. 4).
For this reason, in addition to the effect of (1), the time required for restarting the engine (horizontal engine 2) can be further shortened by increasing the recharging speed.
(3) 前記キャパシタ再充電制御手段(ハイブリッドコントロールモジュール81)は、前記第2充電電流(電流2)を用いたキャパシタ再充電によりキャパシタ電圧が前記再充電始動許可電圧c以上になると、充電電流を、前記第2充電電流(電流2)から前記第1充電電流(電流1)に切り替え、前記キャパシタ23が満充電になるまで再充電を継続する(図4)。
このため、(2)の効果に加え、キャパシタ電圧が前記再充電始動許可電圧c以上になった後、キャパシタ23の劣化の進行を抑えることができると共に、再充電終了後、長時間にわたってスタータ始動許可電圧a以上のキャパシタ電圧を保つことができる。
(3) The capacitor recharge control means (hybrid control module 81), when the capacitor voltage becomes equal to or higher than the recharge start permission voltage c by capacitor recharging using the second charging current (current 2), Then, the second charging current (current 2) is switched to the first charging current (current 1), and recharging is continued until the capacitor 23 is fully charged (FIG. 4).
For this reason, in addition to the effect of (2), after the capacitor voltage becomes equal to or higher than the recharge start permission voltage c, it is possible to suppress the progress of deterioration of the capacitor 23 and to start the starter for a long time after the end of the recharge. It is possible to keep the capacitor voltage equal to or higher than the allowable voltage a.
(4) 前記キャパシタ再充電制御手段(ハイブリッドコントロールモジュール81)は、スタータ始動後、キャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧a未満であるが所定電圧bを超えているとき、前記第1充電電流(電流1)により前記キャパシタ23の再充電を開始する(図4)。
このため、(2)又は(3)の効果に加え、スタータ始動を許可する閾値までの乖離幅が大きくない場合、通常の第1充電電流(電流1)を維持して再充電を開始することで、発熱によるキャパシタ23の劣化進行を抑制することができる。
(4) After the starter is started, the capacitor recharge control means (hybrid control module 81) has the first charging current (current 1) when the capacitor voltage is less than the starter start permission voltage a but exceeds the predetermined voltage b. ) Starts recharging the capacitor 23 (FIG. 4).
For this reason, in addition to the effect of (2) or (3), if the deviation to the threshold value for permitting starter start is not large, the normal first charging current (current 1) is maintained and recharging is started. Thus, the deterioration of the capacitor 23 due to heat generation can be suppressed.
(5) 前記キャパシタ再充電制御手段(ハイブリッドコントロールモジュール81)は、前記再充電始動許可電圧cを、前記スタータ始動許可電圧aより低く、かつ、スタータ始動によるエンジンクランキング所要時間が許容時間範囲内になるキャパシタ電圧に設定した(図5)。
このため、(1)〜(4)の効果に加え、再充電始動許可電圧cを閾値とするスタータ始動時において、許容時間範囲内に収まる所要時間にてエンジンクランキングを完了することができる。
(5) The capacitor recharge control means (hybrid control module 81) is configured such that the recharge start permission voltage c is lower than the starter start permission voltage a and the engine cranking required time by starter start is within an allowable time range. The capacitor voltage was set to (FIG. 5).
For this reason, in addition to the effects (1) to (4), the engine cranking can be completed within the required time within the allowable time range at the starter start time with the recharge start permission voltage c as a threshold value.
以上、本発明の車両の制御装置を実施例1に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例1に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。 As mentioned above, although the vehicle control apparatus of the present invention has been described based on the first embodiment, the specific configuration is not limited to the first embodiment, and the invention according to each claim of the claims. Design changes and additions are allowed without departing from the gist.
実施例1では、キャパシタ再充電制御手段として、スタータ始動後、キャパシタ電圧が所定電圧b以下であるとき、再充電始動許可電圧c以上になるまでの間、電流1より高い電流2を用いてキャパシタ23の再充電を行う例を示した。しかし、キャパシタ再充電制御手段としては、スタータ始動後、キャパシタ電圧が所定電圧以下であるとき、通常の充電電流として設定された電流1を用いてキャパシタの再充電を行う例としても良い。 In the first embodiment, as the capacitor recharge control means, when the capacitor voltage is equal to or lower than the predetermined voltage b after the starter is started, the current 2 higher than the current 1 is used until the recharge start permission voltage c is exceeded. The example which performs 23 recharge was shown. However, the capacitor recharge control means may be an example in which the capacitor is recharged using the current 1 set as the normal charge current when the capacitor voltage is equal to or lower than a predetermined voltage after the starter is started.
実施例1では、キャパシタ再充電制御手段として、キャパシタ電圧情報を用いて再充電やスタータ始動許可の制御を行う例を示した。しかし、キャパシタ再充電制御手段としては、キャパシタ電圧情報の代わりにキャパシタ容量情報を用いて再充電やスタータ始動許可の制御を行う例としても良い。つまり、キャパシタ容量をQ、静電容量をC、キャパシタ電圧をVとすると、Q=C・Vであらわされ、静電容量Cが一定であると、キャパシタ容量Qは、キャパシタ電圧Vに比例することで、キャパシタ電圧情報の代わりにキャパシタ容量情報を用いても等価制御になる。 In the first embodiment, as an example of the capacitor recharge control unit, recharge or starter start permission control is performed using capacitor voltage information. However, the capacitor recharge control means may be an example of performing recharge or starter start permission control using capacitor capacity information instead of capacitor voltage information. That is, when the capacitor capacity is Q, the capacitance is C, and the capacitor voltage is V, Q = C · V. When the capacitance C is constant, the capacitor capacity Q is proportional to the capacitor voltage V. Thus, even if capacitor capacity information is used instead of capacitor voltage information, equivalent control is achieved.
実施例1では、キャパシタ再充電制御手段として、ハイブリッドコントロールモジュール81を用いる例を示した。しかし、キャパシタ再充電制御手段としては、独立に設けた電源系コントローラを用いても良いし、また、ハイブリッドコントロールモジュール以外のコントローラに、電源系制御部を設けるような例としても良い。 In Example 1, the example which uses the hybrid control module 81 as a capacitor recharge control means was shown. However, as the capacitor recharge control means, an independently provided power supply system controller may be used, or an example in which a power supply system control unit is provided in a controller other than the hybrid control module may be used.
実施例1では、本発明の制御装置をFFプラグインハイブリッド車両に適用する例を示した。しかし、本発明の制御装置は、外部充電機能を持たないハイブリッド車両に対しても適用することができる。また、FFハイブリッド車両に限らず、FRハイブリッド車両や4WDハイブリッド車両に対しても適用することができる。加えて、停車時にエンジンを停止するアイドルストップ制御を行うエンジン車に対しても、車載バッテリとして12Vバッテリを用いることで適用することができる。要するに、電源として、車載バッテリと、エンジン始動用のスタータモータ電源であるキャパシタと、を備えた車両であれば適用できる。 In Example 1, the example which applies the control apparatus of this invention to FF plug-in hybrid vehicle was shown. However, the control device of the present invention can also be applied to a hybrid vehicle that does not have an external charging function. Further, the present invention can be applied not only to FF hybrid vehicles but also to FR hybrid vehicles and 4WD hybrid vehicles. In addition, the present invention can be applied to an engine vehicle that performs idle stop control for stopping the engine when the vehicle is stopped by using a 12V battery as a vehicle-mounted battery. In short, any vehicle including an on-board battery and a capacitor that is a starter motor power source for starting an engine can be applied as a power source.
1 スタータモータ
2 横置きエンジン(エンジン)
3 第1クラッチ
4 モータ/ジェネレータ
5 第2クラッチ
6 ベルト式無段変速機
10R,10L 左右前輪
11R,11L 左右後輪
21 強電バッテリ(車載バッテリ)
22 12Vバッテリ
23 キャパシタ
37 DC/DCコンバータ
41 キャパシタ充電回路
45 DLCユニット
49 セル電圧モニタ(キャパシタ電圧検出手段)
51 半導体リレー
52 DC/DCコンバータ
81 ハイブリッドコントロールモジュール(キャパシタ再充電制御手段、エンジン始動制御手段)
1 Starter motor 2 Horizontal engine (engine)
3 First clutch 4 Motor / generator 5 Second clutch 6 Belt-type continuously variable transmissions 10R, 10L Left and right front wheels 11R, 11L Left and right rear wheels 21 High-power battery (vehicle battery)
22 12V battery 23 capacitor 37 DC / DC converter 41 capacitor charging circuit 45 DLC unit 49 cell voltage monitor (capacitor voltage detection means)
51 Semiconductor Relay 52 DC / DC Converter 81 Hybrid Control Module (Capacitor Recharge Control Unit, Engine Start Control Unit)
Claims (5)
電源システムとして、車載バッテリと、前記スタータモータの電源であるキャパシタと、前記車載バッテリの電力を用いて前記キャパシタの再充電を制御するキャパシタ再充電制御手段と、を備えた車両の制御装置において、
前記キャパシタを電源とするスタータモータを用い、前記エンジンをクランキングしてスタータ始動するエンジン始動制御手段と、
前記キャパシタの電圧を検出するキャパシタ電圧検出手段と、を設け、
前記キャパシタ再充電制御手段は、スタータ始動後、キャパシタ電圧が所定電圧以下であるとき、前記キャパシタの再充電を開始し、前記キャパシタへの再充電進行によってキャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧よりも低く、所定電圧よりも高い再充電始動許可電圧以上になると、前記スタータ始動を許可する
ことを特徴とする車両の制御装置。 It has a starter motor and an engine in the drive system,
In a vehicle control apparatus comprising: an in-vehicle battery, a capacitor that is a power source of the starter motor, and a capacitor recharge control unit that controls recharging of the capacitor using electric power of the in-vehicle battery as a power supply system;
Engine start control means for starting the starter by cranking the engine using a starter motor having the capacitor as a power source;
Capacitor voltage detection means for detecting the voltage of the capacitor, and
The capacitor recharge control means, after the starter start-up, when the capacitor voltage is a predetermined voltage or less, the start recharging of the capacitor, the capacitor voltage by recharging progression to the capacitor rather lower than the starter start permission voltage The starter start is permitted when the recharge start permission voltage is higher than a predetermined voltage .
前記キャパシタ再充電制御手段は、スタータ始動後、キャパシタ電圧が所定電圧以下であるとき、再充電始動許可電圧以上になるまでの間、通常の充電電流として設定された第1充電電流より高い第2充電電流を用いて前記キャパシタの再充電を行う
ことを特徴とする車両の制御装置。 The vehicle control device according to claim 1,
The capacitor recharge control means has a second charge higher than the first charge current set as a normal charge current until the voltage reaches the recharge start permission voltage or higher after the starter is started when the capacitor voltage is equal to or lower than a predetermined voltage. A vehicle control apparatus, wherein the capacitor is recharged using a charging current.
前記キャパシタ再充電制御手段は、前記第2充電電流を用いたキャパシタ再充電によりキャパシタ電圧が前記再充電始動許可電圧以上になると、充電電流を、前記第2充電電流から前記第1充電電流に切り替え、前記キャパシタが満充電になるまで再充電を継続する
ことを特徴とする車両の制御装置。 The vehicle control device according to claim 2,
The capacitor recharge control means switches the charge current from the second charge current to the first charge current when the capacitor voltage becomes equal to or higher than the recharge start permission voltage due to the capacitor recharge using the second charge current. The vehicle control device is characterized in that recharging is continued until the capacitor is fully charged.
前記キャパシタ再充電制御手段は、スタータ始動後、キャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧未満であるが所定電圧を超えているとき、前記第1充電電流により前記キャパシタの再充電を開始する
ことを特徴とする車両の制御装置。 In the vehicle control device according to claim 2 or 3,
The capacitor recharge control means starts recharging of the capacitor with the first charging current when the capacitor voltage is less than a starter start permission voltage but exceeds a predetermined voltage after starter start. Vehicle control device.
前記キャパシタ再充電制御手段は、前記再充電始動許可電圧を、前記スタータ始動許可電圧より低く、かつ、スタータ始動によるエンジンクランキング所要時間が許容時間範囲内になるキャパシタ電圧に設定した
ことを特徴とする車両の制御装置。
In the control apparatus of the vehicle as described in any one of Claim 1- Claim 4,
The capacitor recharge control means is characterized in that the recharge start permission voltage is set to a capacitor voltage lower than the starter start permission voltage and within a permissible time range for an engine cranking required for starter start. A vehicle control device.
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