JP2002155774A - Starting method of internal combustion engine for hybrid vehicle - Google Patents
Starting method of internal combustion engine for hybrid vehicleInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、車両駆動用に、内
燃機関と電動機の２種の原動機を備えるハイブリッド車
両の前記内燃機関の始動方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for starting an internal combustion engine of a hybrid vehicle having two types of motors, an internal combustion engine and an electric motor, for driving the vehicle.
【０００２】[0002]
【従来の技術】車両駆動用に、内燃機関と電動機の２種
の原動機を備えるハイブリッド車両が一部実用に供され
ている。このようなハイブリッド車両においては、低速
度において、このとき効率が比較的悪い内燃機関を停止
し、電動機のみで車両を駆動することが行われる。速度
が高くなると、内燃機関を始動し、内燃機関のみ、また
は双方の原動機により車両を駆動する。このとき、内燃
機関の始動は、電動機によりモータリングを行い、内燃
機関が所定の回転速度にまで達したとき、燃料供給と点
火制御を行う着火制御を実行する。この着火制御を行う
回転速度は、従来、内燃機関のアイドル回転速度よりや
や低い速度であった。2. Description of the Related Art Some hybrid vehicles having two types of prime movers, an internal combustion engine and an electric motor, have been put into practical use for driving vehicles. In such a hybrid vehicle, at a low speed, the internal combustion engine having relatively low efficiency at this time is stopped, and the vehicle is driven only by the electric motor. When the speed increases, the internal combustion engine is started, and the vehicle is driven by only the internal combustion engine or both prime movers. At this time, the internal combustion engine is started by motoring with an electric motor, and when the internal combustion engine reaches a predetermined rotation speed, ignition control for performing fuel supply and ignition control is executed. Conventionally, the rotation speed at which this ignition control is performed is slightly lower than the idle rotation speed of the internal combustion engine.
【０００３】このような内燃機関の始動制御を行うハイ
ブリッド車両の例が特開平１０−８２３３２号公報に記
載されている。この公報に記載された車両においては、
動力伝達系にねじりダンパを備え、このねじりダンパに
よって、内燃機関の回転速度およびトルク変動を吸収し
ている。また、動力伝達系の共振速度は、ねじりダンパ
の調整などによって、内燃機関の運転速度域の外、つま
りアイドル回転速度以下に設定されている。したがっ
て、内燃機関を始動しようとする場合、モータリング
で、ねじりダンパの共振速度域を通過して、その後着火
制御が行われていた。[0003] An example of a hybrid vehicle that performs such start control of an internal combustion engine is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-82332. In the vehicle described in this publication,
The power transmission system is provided with a torsional damper, and the torsional damper absorbs rotation speed and torque fluctuations of the internal combustion engine. The resonance speed of the power transmission system is set outside the operating speed range of the internal combustion engine, that is, equal to or lower than the idle rotation speed, by adjusting a torsional damper or the like. Therefore, when the internal combustion engine is to be started, the motoring passes through the resonance speed range of the torsional damper, and thereafter, the ignition control is performed.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】前述のように、内燃機
関の始動時において、動力伝達系の共振速度域を通過す
るが、通過の際、動力伝達系の共振が車体に伝わり、搭
乗者に違和感、不快感を与える場合があるという問題が
あった。As described above, when the internal combustion engine is started, the vehicle passes through the resonance speed range of the power transmission system. At the time of the passage, the resonance of the power transmission system is transmitted to the vehicle body, so that the occupant can pass through the resonance. There has been a problem that discomfort and discomfort may be given.
【０００５】本発明は、前述の課題を解決するためにな
されたものであり、内燃機関の始動時において、動力伝
達系の共振による車体振動を低減することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and has as its object to reduce vehicle body vibration due to resonance of a power transmission system when starting an internal combustion engine.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】前述課題を解決するため
に、本発明にかかるハイブリッド車両の内燃機関の始動
方法は、電動機によりモータリングを行い、動力伝達系
の共振速度より低い速度で着火制御を開始し、着火制御
を維持しつつモータリングにより内燃機関を、アイドル
回転速度付近まで加速する。In order to solve the above-mentioned problems, a method for starting an internal combustion engine of a hybrid vehicle according to the present invention performs motoring by an electric motor and controls ignition at a speed lower than a resonance speed of a power transmission system. Is started, and the internal combustion engine is accelerated to near the idling rotational speed by motoring while maintaining the ignition control.
【０００７】内燃機関自身による加速と、モータリング
による加速により、回転速度の上昇が速くなり、共振速
度域を通過する時間が短くなる。これにより、動力伝達
系の共振が、車体振動を誘起することを抑制することが
できる。[0007] The acceleration by the internal combustion engine itself and the acceleration by the motoring increase the rotation speed faster and shorten the time required to pass through the resonance speed range. Thereby, it is possible to suppress the resonance of the power transmission system from inducing the vehicle body vibration.
【０００８】さらに、共振速度未満の速度で着火制御を
しても、実際には着火しないような内燃機関低温時にお
いては、着火制御の開始を共振速度を超える速度とする
ことができる。このような低温時に、着火制御をして
も、火がつかず、回転速度の上昇速度を高めることには
ならず、さらには未燃焼ガスが発生する可能性がある。
よって、低温時においては、始動条件が十分整う回転速
度までモータリングにより加速した後、着火制御を行
う。Further, even when ignition control is performed at a speed lower than the resonance speed, the ignition control can be started at a speed exceeding the resonance speed when the internal combustion engine is at a low temperature where ignition does not actually occur. At such a low temperature, even if the ignition control is performed, the ignition does not occur, the rotation speed does not increase, and unburned gas may be generated.
Therefore, at low temperatures, the ignition control is performed after the motoring is accelerated to a rotational speed at which the starting conditions are sufficiently satisfied.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）を、図面に従って説明する。図１は、
本実施形態にかかるハイブリッド車両の動力装置および
動力伝達系の概略構成を示す図である。動力装置は、原
動機として内燃機関１０と電動機１２を有している。内
燃機関１０のクランク軸と電動機１２のロータ軸は、ね
じりダンパ１４を介して、結合されている。ねじりダン
パ１４は、内燃機関１０の回転変動が動力伝達系を介し
て駆動輪１６へと伝達され、この変動の反力により車体
が揺すられるように振動することを防止している。すな
わち、内燃機関１０の回転変動を吸収し、これが駆動輪
１６に伝達されることを防止している。ねじりダンパ１
４を含む動力伝達系の共振速度は、内燃機関１０の運転
速度範囲の外に設定する必要がある。現実的には、運転
速度範囲より低い速度、すなわち運転速度範囲の下限で
あるアイドル回転速度未満の速度となっている。Embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described below with reference to the drawings. FIG.
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a power device and a power transmission system of a hybrid vehicle according to an embodiment. The power unit has an internal combustion engine 10 and an electric motor 12 as prime movers. The crankshaft of the internal combustion engine 10 and the rotor shaft of the electric motor 12 are connected via a torsional damper 14. The torsional damper 14 prevents rotation fluctuations of the internal combustion engine 10 from being transmitted to the drive wheels 16 via a power transmission system, and prevents the vehicle body from vibrating in a manner to be shaken by the reaction force of the fluctuations. That is, the rotation fluctuation of the internal combustion engine 10 is absorbed, and this is prevented from being transmitted to the drive wheels 16. Torsion damper 1
The resonance speed of the power transmission system including the power transmission line 4 needs to be set outside the operating speed range of the internal combustion engine 10. In reality, the speed is lower than the operating speed range, that is, the speed is lower than the idle speed which is the lower limit of the operating speed range.
【００１０】内燃機関１０は、インテークマニホルド１
８など吸気系に設けられたインジェクタ２０より燃料が
供給される。また、インジェクタを、直接気筒内に燃料
を噴射するように配置することも可能である。気筒内に
供給された燃料は、点火プラグ２２により着火され燃焼
する。電動機１２は、不図示のバッテリからインバータ
を介して電力供給を受ける。また、電動機１２は、回生
制動時は発電機として機能し、回生電力がバッテリに蓄
えられる。さらに、バッテリの蓄電量が低下した場合
は、内燃機関１０により駆動される発電機として機能
し、バッテリの充電を行う。The internal combustion engine 10 includes an intake manifold 1
Fuel is supplied from an injector 20 provided in the intake system such as 8. Further, it is possible to arrange the injector so as to inject fuel directly into the cylinder. The fuel supplied into the cylinder is ignited by the ignition plug 22 and burns. The electric motor 12 receives power supply from a battery (not shown) via an inverter. The electric motor 12 functions as a generator during regenerative braking, and regenerative electric power is stored in the battery. Further, when the charged amount of the battery decreases, the battery functions as a generator driven by the internal combustion engine 10 to charge the battery.
【００１１】動力装置の出力は、電動機１２のロータ軸
に結合される減速機２４により減速され、駆動軸２６を
介して駆動輪１６に伝達される。内燃機関１０から見れ
ば、ねじりダンパ１４、電動機１２のロータ軸、減速機
２４、駆動軸２６および駆動輪１６が動力伝達系とな
る。The output of the power unit is reduced by a speed reducer 24 connected to the rotor shaft of the electric motor 12 and transmitted to the drive wheels 16 via a drive shaft 26. From the viewpoint of the internal combustion engine 10, the torsional damper 14, the rotor shaft of the electric motor 12, the speed reducer 24, the drive shaft 26, and the drive wheels 16 constitute a power transmission system.
【００１２】内燃機関１０および電動機１２の制御は、
運転者の操作にかかる情報（操作情報）と、車両の状態
にかかる情報（車両情報）に基づき実行される。操作情
報は、例えば、運転者のアクセルペダルやブレーキペダ
ルの操作量であり、これにより車両の運動状態に関する
運転者の要求（加速したい、減速したいなど）を知るこ
とができる。車両情報は、車両の速度など、その時の車
両の運動状態や、冷却水温、回転速度などの内燃機関１
０の運転状態に関する情報、回転速度などの電動機１２
の運転状態に関する情報、蓄電量などバッテリに関する
情報など、車両および車両に備わる各機器の情報であ
り、車両等の現在の状態を示す情報である。制御部２８
は、前述の操作情報、車両情報に基づき、内燃機関１０
および電動機１２の制御を行う。具体的には、内燃機関
１０においては、燃料の噴射量、点火時期などを制御
し、また電動機１２においては、界磁電流、回転磁界の
速度などを制御し、所望の車両の運動状態が達成される
ように制御を行う。The control of the internal combustion engine 10 and the electric motor 12
It is executed based on information relating to the operation of the driver (operation information) and information relating to the state of the vehicle (vehicle information). The operation information is, for example, a driver's operation amount of an accelerator pedal or a brake pedal, and it is possible to know a driver's request (want to accelerate or decelerate, etc.) regarding the motion state of the vehicle. The vehicle information includes the internal combustion engine 1 such as the vehicle motion state at that time such as the vehicle speed, the cooling water temperature, and the rotation speed.
Information about the operating state of the motor 0, the motor 12
This is information on the vehicle and each device included in the vehicle, such as information on the operating state of the vehicle and information on the battery such as the amount of stored power, and is information indicating the current state of the vehicle and the like. Control unit 28
Is based on the aforementioned operation information and vehicle information.
And control of the electric motor 12. Specifically, in the internal combustion engine 10, the fuel injection amount, ignition timing, and the like are controlled, and in the electric motor 12, the field current, the speed of the rotating magnetic field, and the like are controlled to achieve a desired vehicle motion state. Control to be performed.
【００１３】動力装置の運転は、大略、内燃機関１０の
みにより車両を駆動する場合、電動機１２のみにより車
両を駆動する場合、内燃機関１０と電動機１２の双方に
より車両を駆動する場合がある。内燃機関１０は、低速
度域において効率が低いため、このときは運転を停止
し、電動機１２のみより車両を駆動する。車両速度があ
る程度高いときには、電力消費を抑えるために内燃機関
１０による駆動を行う。内燃機関１０の出力のみでは、
要求される駆動力を達成できないとき、電動機１２も運
転して、双方により車両を駆動する。The operation of the power unit may be generally performed when the vehicle is driven only by the internal combustion engine 10, when the vehicle is driven only by the electric motor 12, or when the vehicle is driven by both the internal combustion engine 10 and the electric motor 12. Since the efficiency of the internal combustion engine 10 is low in a low speed range, the operation is stopped at this time, and the vehicle is driven only by the electric motor 12. When the vehicle speed is high to some extent, driving by the internal combustion engine 10 is performed to suppress power consumption. With only the output of the internal combustion engine 10,
When the required driving force cannot be achieved, the electric motor 12 is also driven to drive the vehicle by both.
【００１４】電動機１２のみの運転状態から、内燃機関
１０を始動する場合、電動機１２により内燃機関１０の
クランク軸を回転させるモータリングを行う。そして、
内燃機関１０の回転速度が所定の速度に達した時点で、
着火制御、すなわちインジェクタ２０より燃料を供給
し、点火プラグ２２により点火を行う。When starting the internal combustion engine 10 from the operating state of the electric motor 12 alone, motoring for rotating the crankshaft of the internal combustion engine 10 by the electric motor 12 is performed. And
When the rotation speed of the internal combustion engine 10 reaches a predetermined speed,
Ignition control, that is, fuel is supplied from the injector 20 and ignition is performed by the ignition plug 22.
【００１５】図２は、本実施形態に特徴的な内燃機関１
０の始動方法を説明するための図である。横軸は時間
ｔ、縦軸は内燃機関の回転速度Ｎｅを表している。従来
の制御においては、内燃機関１０の始動制御が開始され
ると（ｔ＝０）、内燃機関１０がモータリングされ、回
転速度Ｎｅが着火開始速度Ｎｅｓに達すると、着火制御
が開始されていた。その後、アイドル回転速度Ｎｅｉま
たは要求される出力を得られる回転速度に制御される。
この従来の制御においては、動力伝達系の共振速度域Ｎ
ｅｒを通過する時間ｔ１が比較的長く、この共振が車体
を加振し、搭乗者が不快な感じを受ける場合があるとい
う問題があった。この共振速度域Ｎｅｒの通過時間を短
縮するために、電動機１２の出力を大きくして内燃機関
１０の速度上昇を速めることができるが、この場合消費
する電力が大きくなるという問題がある。FIG. 2 shows an internal combustion engine 1 characteristic of this embodiment.
It is a figure for explaining the starting method of 0. The horizontal axis represents time t, and the vertical axis represents the rotation speed Ne of the internal combustion engine. In the conventional control, when the start control of the internal combustion engine 10 is started (t = 0), the internal combustion engine 10 is motored, and when the rotation speed Ne reaches the ignition start speed Nes, the ignition control is started. . Thereafter, the idle speed Nei or the rotation speed at which the required output is obtained is controlled.
In this conventional control, the resonance speed range N
Therefore, there is a problem that the time t1 when the vehicle passes through er is relatively long, and this resonance vibrates the vehicle body, and the occupant may feel uncomfortable. In order to shorten the passage time in the resonance speed range Ner, the output of the electric motor 12 can be increased to increase the speed of the internal combustion engine 10, but in this case, there is a problem that the power consumed increases.
【００１６】本実施形態においては、共振速度域Ｎｅｒ
より低い回転速度Ｎｅｔにおいて、着火制御を開始す
る。モータリングによる駆動力と、内燃機関１０自身の
駆動力によって、その回転速度Ｎｅは、図中実線で示す
ように急速に上昇する。これにより、共振速度域の通過
時間は時間ｔ２に短縮され、動力伝達系共振の影響が顕
著となる前にこの速度域を脱することができる。また、
内燃機関１０がアイドル回転速度Ｎｅｉに達する時間が
短縮されるので、モータリングにかかる電力消費を低減
することができる。また、電動機１２のモータリングと
内燃機関１０の着火制御により十分以上の加速が得られ
るのであれば、モータリングにかかる電動機１２の出力
を抑えることも可能となる。この場合、電力消費をより
抑制できる。In this embodiment, the resonance speed range Ner
At a lower rotation speed Net, ignition control is started. Due to the driving force by the motoring and the driving force of the internal combustion engine 10 itself, its rotation speed Ne rapidly increases as shown by a solid line in the figure. As a result, the passage time in the resonance speed range is shortened to time t2, and the speed range can be escaped before the influence of the power transmission system resonance becomes significant. Also,
Since the time required for the internal combustion engine 10 to reach the idle rotation speed Nei is shortened, power consumption for motoring can be reduced. If the motoring of the electric motor 12 and the ignition control of the internal combustion engine 10 can attain a sufficient acceleration, the output of the electric motor 12 for the motoring can be suppressed. In this case, power consumption can be further suppressed.
【００１７】また、内燃機関１０の温度を用いて、着火
開始の回転速度を変更するようにすることができる。内
燃機関１０の温度は、例えば、冷却水温度や、排気触媒
温度などを用いることができる。これらの温度を検出す
るセンサは、従来より用いられているものを使用するこ
とができる。さらに、前回の機関停止からの経過時間か
ら現時点での内燃機関の温度を判断するようにすること
もできる。この場合、制御部２８内に機関停止指令がな
されてからの経過時間を計るタイマが設けられる。内燃
機関１０が冷えている場合、低い回転速度では、着火制
御しても供給した燃料に点火しない場合があり、このと
きには、未燃焼ガスが排出される可能性がある。したが
って、このような冷間時においては、着火制御開始点Ｎ
ｅｔでは着火制御を開始せず、共振速度域Ｎｅｒを超え
る速度、例えば従来の着火制御開始点Ｎｅｓとなってか
ら着火制御を行う。Further, the rotation speed at the start of ignition can be changed by using the temperature of the internal combustion engine 10. As the temperature of the internal combustion engine 10, for example, a cooling water temperature, an exhaust catalyst temperature, or the like can be used. Conventionally used sensors can be used as sensors for detecting these temperatures. Further, the temperature of the internal combustion engine at the present time can be determined from the elapsed time since the last stop of the engine. In this case, a timer is provided in the control unit 28 for measuring an elapsed time after the engine stop command is issued. When the internal combustion engine 10 is cold, at a low rotational speed, the supplied fuel may not ignite even if the ignition is controlled, and at this time, unburned gas may be discharged. Therefore, in such a cold state, the ignition control start point N
In et, the ignition control is not started, and the ignition control is performed after reaching a speed exceeding the resonance speed range Ner, for example, the conventional ignition control start point Nes.
【図１】 ハイブリッド自動車の動力装置および動力伝
達装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a power device and a power transmission device of a hybrid vehicle.
【図２】 本実施形態の着火制御の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of ignition control according to the present embodiment.
１０ 内燃機関、１２ 電動機、１４ ねじりダンパ、
Ｎｅｒ 共振速度域、Ｎｅｔ 着火制御開始速度（暖機
終了後）、Ｎｅｓ 着火制御開始速度（従来、冷間
時）。10 internal combustion engine, 12 electric motor, 14 torsion damper,
Ner resonance speed range, Net ignition control start speed (after warm-up), Nes ignition control start speed (conventional, cold).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｎ 11/08 Ｆ０２Ｎ 11/08 Ｖ // Ｂ６０Ｋ 6/02 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｅ Ｆターム(参考） 3G084 BA00 BA16 CA01 DA02 DA09 EA11 EC01 FA20 FA33 3G093 AA07 AA16 BA00 BA19 CA01 DA01 DA05 EA12 EC02 5H115 PA01 PC06 PG04 PI16 PI24 PI29 PO02 PO09 PU08 PU23 PU25 PU29 PV09 QE20 QI04 RE01 SE04 SE05 TE07 TE08──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (reference) F02N 11/08 F02N 11/08 V // B60K 6/02 B60K 9/00 EF term (reference) 3G084 BA00 BA16 CA01 DA02 DA09 EA11 EC01 FA20 FA33 3G093 AA07 AA16 BA00 BA19 CA01 DA01 DA05 EA12 EC02 5H115 PA01 PC06 PG04 PI16 PI24 PI29 PO02 PO09 PU08 PU23 PU25 PU29 PV09 QE20 QI04 RE01 SE04 SE05 TE07 TE08
Claims (2)
の電動機とを有し、動力伝達系にねじりダンパを設けた
ハイブリッド車両の前記内燃機関を始動する方法であっ
て、 前記電動機により前記内燃機関をモータリングし、 前記動力伝達系の共振速度未満の回転速度において、前
記内燃機関を着火制御を開始し、 前記着火制御を維持しつつ、前記モータリングにより前
記内燃機関のアイドル回転速度付近まで内燃機関の回転
速度の加速を行う、ハイブリッド車両の内燃機関の始動
方法。1. A method for starting an internal combustion engine of a hybrid vehicle having an internal combustion engine for driving a vehicle and an electric motor for driving the vehicle and having a torsional damper in a power transmission system, the method comprising: Motoring the engine, starting the ignition control of the internal combustion engine at a rotation speed less than the resonance speed of the power transmission system, and maintaining the ignition control, by the motoring to near the idle rotation speed of the internal combustion engine. A method for starting an internal combustion engine of a hybrid vehicle, wherein the rotation speed of the internal combustion engine is accelerated.
燃機関の始動方法において、 前記内燃機関の始動前の温度を検出し、 前記温度が所定値以下の場合には、前記着火制御を開始
する回転速度を動力伝達系の共振速度を超える速度とす
る、ハイブリッド車両の内燃機関の始動方法。2. The method for starting an internal combustion engine of a hybrid vehicle according to claim 1, wherein a temperature before the internal combustion engine is started is detected, and when the temperature is equal to or lower than a predetermined value, the ignition control is started. A method for starting an internal combustion engine of a hybrid vehicle, wherein the rotation speed is set to a speed exceeding a resonance speed of a power transmission system.
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