JP2005016442A - Device and method for starting engine of hybrid vehicle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem in a hybrid automobile employing a two-motor system, that engine starting time is long and cranking vibration is large because in the case that an engine is started during motor traveling, the cranking vibration is generated while an engine speed is increased, however, only low torque is output during motor traveling before starting the engine. <P>SOLUTION: An engine starting requirement predetermining apparatus 7 arranged in an engine starter 10 transmits prior information on an engine starting requirement to a motor controller 1 by a motor torque command value 9 and output of an engine condition detector 6, so that voltage is increased to such extent that the output torque of an engine starting motor is maximized before engine starting is fixed, and the engine 23 is started. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
直流電源の出力をコンバータとインバータを介しモータに供給し、モータの駆動を制御してハイブリッド車両のエンジンを始動するエンジン始動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッド車両（以下ハイブリッド自動車という）の動力分割機構を備える２モータ・システムでは、現在受信しているトルク指令値と現在のモータ回転数よりモータ駆動に必要なインバータ入力電圧をそれぞれ計算し、それぞれのインバータ入力電圧のうち高いほうを昇圧目標電圧として設定することが特許文献１で知られている。
【０００３】
【特許文献１】特願２００１−２３４８２４
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
エンジン始動時には、エンジン回転数が上昇する間にエンジンの共振回転域を通過することでクランキング振動が発生してしまうが、その継続時間を最短にするためには、エンジン始動用モータにて最大トルクを印加してエンジンの共振回転数に留まることなくエンジン回転を上昇させる必要がある。
【０００５】
ハイブリッド自動車で採用されている２モータシステムでは、直流電流を昇降圧するコンバータ３と複数のインバータ４，５によって構成されており、モータ２１走行中にエンジン始動要求があった場合、エンジン始動を行うモータ・ジェネレータ２０とは別の走行用のモータ２１は低回転で回転している。エンジン２３を始動する毎分約６００〜１０００回転領域で最大トルクを出力するためにはインバータ入力電圧を昇圧する必要があるが、エンジン始動前の動力モータ走行中は低回転および低トルクしか出力していないので最大電圧が必要とされておらずコンバータ３は昇圧されていない。
【０００６】
モータ効率を優先する処理の為、現在受信しているトルク指令値と現在のモータ回転数よりモータ駆動に必要なインバータ入力電圧をそれぞれ計算し、それぞれのインバータ入力電圧のうち高いほうを昇圧目標電圧としてコンバータの昇圧を逐次設定している。
【０００７】
上記状態で最大トルク指令を受信した後に最大電圧を目標とした昇圧動作を行うと、最大トルクを発生できる最大電圧まで昇圧するまで時間がかかり、結果としてエンジン始動時間が長くなってしまい、クランキング振動が継続しやすくなってしまう。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
単独あるいは協働して動力源となるエンジンと走行用モータとを有するハイブリッド車両において、走行用モータのみではトルク指令値を満たせないときに、電源からコンバータを介して供給される駆動電力によりエンジンを始動するエンジン始動用モータを有するハイブリッド車両のエンジン始動装置を用いる。
【０００９】
エンジン始動用モータがエンジン始動開始直後から十分なトルクを出力するために定格出力を低めに設定した補正定格出力を記憶する記憶手段と、トルク指令値と記憶された補正定格出力とが一致したときにコンバータの出力を昇圧させる昇圧要求を出力する昇圧要求判定手段と、その昇圧要求によりコンバータの電圧変換比を高めるコンバータ制御手段と、トルク指令値と走行用モータの定格出力を比較して、エンジンの始動を必要と判定する始動判定手段とを備えている。この昇圧要求判定手段の情報と始動用モータの駆動電圧をコンバータ制御手段により予め昇圧させ、始動判定手段に基づいてエンジンを始動させることを特徴としている。
【００１０】
さらに、昇圧要求によりエンジン始動前に始動用モータが所定のトルクを出力できる駆動電圧までコンバータの出力電圧を予め昇圧した後に、始動用モータの制御が行われ、始動判定手段の情報に基づいてエンジンを始動させることを特徴としている。
【００１１】
また、昇圧要求によりエンジン始動前に始動用モータが所定のトルクを出力できる駆動電圧までコンバータ制御手段により予め昇圧し、エンジン始動後は、現在受信しているトルク指令値と現在のモータ回転数よりモータ駆動に必要なコンバータの駆動電圧をそれぞれ計算し、それぞれの駆動電圧のうち高い方を昇圧目標とし、現在の駆動電圧から昇降圧させることを特徴としている。
【００１２】
【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。
【００１３】
図１は、本実施形態としてのエンジン始動装置１０の概略構成を示す構成図である。
【００１４】
エンジン始動装置は、直流電源２から電力を供給され、コンバータ３、エンジン始動や発電用のモータ・ジェネレータ２０のインバータ５および走行用のモータ２１のインバータ４と、エンジン状態を検出するエンジン状態検出器６と、図示しないハイブリッド自動車制御コントローラ（以下ＥＶＣという）からのモータのトルク指令値（以下モータトルク指令値９という）とエンジン始動指令８を入力し、エンジン始動要求事前判断器７および複数のモータを制御するモータ制御器１から構成されている。
【００１５】
また、モータ・ジェネレータ２０とモータ２１は、動力分割機構２２を介してエンジン２３に接続され、減速機を介して車輪２４を駆動する。
【００１６】
最初に、本実施形態で使用したモータ・ジェネレータ２０の特性について図２を用いて説明する。図２は、本実施形態でのモータ・ジェネレータ２０の定格出力を示し、モータ軸で得られる機械的出力であるトルク、回転数およびコンバータにより昇圧されるインバータ入力電圧の特性を示したものである。縦軸にモータ・ジェネレータのトルク、横軸にモータ・ジェネレータの回転数、そして、図中インバータ入力電圧が３００Ｖ、４００Ｖ，５００Ｖの時のトルク上限ラインを示している。
【００１７】
モータ・ジェネレータ２０とモータ２１は、動力分割機構２２を介してエンジン２３に接続されている。この為、モータ・ジェネレータ２０は、ハイブリッド自動車の様々な運転モードにより、電動機として外部機器の駆動（モータ・ジェネレータのトルクが正の値）や発電機として外部から駆動され発電（モータ・ジェネレータのトルクが負の値）をする。
【００１８】
特に、モータ・ジェネレータ２０の回転数が低い時は、インバータ入力電圧３００Ｖの右下がりのトルクラインに制限を受けることなくモータ・ジェネレータ２０の最大トルクを出力することが可能であるが、モータ・ジェネレータ２０の回転数が上昇するに従い、インバータ入力電圧３００Ｖの右下がりのトルクラインに制限を受け出力可能なトルクは減少する。
【００１９】
本実施形態では、コンバータを有しているため、直流電源であるバッテリー電圧よりインバータ入力電圧を最大５００Ｖまで高くすることができる。このため、モータ・ジェネレータの回転数が上昇するに従い、インバータ入力電圧を徐々に昇圧することでトルクを保つことが可能となる。
【００２０】
一般的に、モータ出力はモータへの印加電圧とモータ電流の積であるため、モータへの印加電圧を高くすることで、同一出力時のモータ電流を小さくすることができる。
【００２１】
また、インバータ入力電圧を高くすることで、インバータの電流容量を小さくすることができ、インバータの小型化が可能になる。同様にモータの印加電圧を高くすることによって、高回転域の出力が増加するため、結果的にモータの小型化、低コスト化が可能になる。
【００２２】
このため通常は、現在受信しているモータトルク指令値９と現在のモータ回転数よりモータ駆動に必要なインバータ入力電圧をそれぞれ計算し、それぞれのインバータ入力電圧のうち高いほうを昇圧目標電圧として設定している。
【００２３】
図３は、本実施形態でのモータトルク指令値９およびエンジン始動指令８に基づくインバータ入力電圧とモータ・ジェネレータ２０の出力トルクの時間変化を３つのグラフで示したものである。
【００２４】
図４は、本実施形態でのモータ制御器１における、モータ・ジェネレータ２０の制御の流れを示したフローチャートである。
【００２５】
これらの図を用いて、従来の制御例と比較して本実施形態を説明する。
【００２６】
図３の上段のグラフは時間軸に対するモータ・ジェネレータ２０のインバータ入力電圧値である。中段のグラフは時間軸に対する走行用のモータトルク指令値９である。そして下段のグラフは時間軸に対するエンジンを始動するモータ・ジェネレータトルクを示している。
【００２７】
最初に従来の制御の流れを説明する。通常、ハイブリッド自動車（以下車両という）はモータトルク指令値９に従い時速４０ｋｍ以下の低速走行中はエンジンを停止してモータ駆動で走行するが、車両の速度が時速４０ｋｍを超える場合はエンジンを始動してエンジンとモータによる走行を行う。エンジンを停止してモータ駆動で走行中に運転者がアクセルペダルを踏込み加速する場合、図３中段のグラフにあるようにモータトルク指令値９が上昇を始める。これに伴い、図３上段グラフの点線のようにモータ出力トルクと回転数から定まる定格出力からインバータ入力電圧も上昇を始める。
【００２８】
図３の中段のグラフに示すように、ＥＶＣ（図示しない）からのモータトルク指令値９が上昇し、予めモータの定格出力特性により設定されたエンジン始動要求ラインと交わることを判定し、エンジン始動指令がエンジン始動装置１０に入力され、エンジン始動要求８が入力されると、モータ制御器１はコンバータ３の出力電圧を昇圧してインバータを介してモータ・ジェネレータ２０により動力分割機構２２に接続されているエンジン２３を始動する。
【００２９】
この時、モータ・ジェネレータ２０に供給されるインバータ入力電圧（コンバータ出力電圧）もモータトルク指令値９に従って、図３の上段のように上昇するので、モータ・ジェネレータ２０のトルクは、図３の下段に示すグラフの点線のように徐々に上昇し最大トルクに達する。しかし、最大トルクに上昇するまで約５００ｍＳｅｃ以上かかり、エンジンの共振回転数に留まる時間が長く、エンジン回転が不安定なクランキング振動が継続する。
【００３０】
次に、本実施形態での制御の流れを説明する。本実施形態では、図４のエンジンが運転中かを確認（３０）し、停止していると判断すると、エンジン始動要求事前判定（３１）の処理を行い、図示しないモータの回転数、電圧、電流値からモータトルクを算出する。
【００３１】
エンジン始動要求前判定器は、エンジン始動用モータがエンジン始動開始直後から十分なトルクを出すために、モータの定格出力特性を低めに設定した補正定格出力特性を内部の記憶領域に記憶し、ＥＶＣ（図示しない）からのモータトルク指令値９が、図３のエンジン始動要求事前判定ラインと交わることを判定し、エンジン始動指令８が入力される前に、エンジン始動要求前判定器６が判定（３２）する。
【００３２】
モータ制御器１はコンバータ３の電圧変換比を高め、出力電圧を昇圧してモータ・ジェネレータ２０が最大トルクを出力できる電圧Ａまで上昇（３３）させる。この電圧Ａは、図２で示したモータ・ジェネレータ２０のトルクと回転数及びインバータ入力電圧から求まる値であり、本実施形態では、最大トルクを出力できる電圧は５００Ｖである。
【００３３】
通常、低負荷運転中はインバータ入力電圧を最大電圧まで昇圧しないが、本実施例では、図３の中段のグラフにあるように、コンバータ昇圧時間を約１００ｍＳｅｃ早める為に従来のエンジン始動要求ラインよりも低いモータ・ジェネレータトルク値をエンジン始動要求事前判定ラインとして設定する。もちろん、コンバータ昇圧時間を更に早めても良い。
【００３４】
モータ制御器１によりコンバータ３が作動し、インバータ５の入力電圧が電圧Ａまで上昇後、エンジン始動要求を確認（３４）する。エンジン始動要求が、ＯＮの場合は、エンジン始動の為のインバータの電流制御を行い、モータ・ジェネレータ２０を最大トルクで駆動（３５）することにより、動力分割機構２２を介してエンジン２３を始動する。
【００３５】
もし、エンジン始動要求を確認後（３４）、ＥＶＣ（図示しない）からのエンジン始動要求が２００ｍＳｅｃを超えてもＯＮにならない場合は、エンジン始動中止と判断して通常昇圧（３７）を行う。通常昇圧では、現在受信しているモータトルク指令値９と現在のモータ回転数よりモータ駆動に必要なインバータ入力電圧をそれぞれ計算し、それぞれのインバータ入力電圧のうち高い方を昇圧目標とする。
【００３６】
この場合、モータ・ジェネレータ２０は電圧Ａを必要としないので、走行用のモータが必要とするインバータ入力電圧を昇圧目標と設定し、現在の電圧を降圧して処理を終了する。
【００３７】
もし、エンジン始動要求を確認（３４）後、図示しないＥＶＣからのエンジン始動要求が２００ｍＳｅｃ以内にＯＮになる場合は、エンジンが運転中であるかを確認（３６）し、エンジン２３が運転中になるまでモータ・ジェネレータ２０のトルク出力を継続する。
【００３８】
エンジン２３が安定した運転中になったことを確認すると、通常昇圧（３７）に移行し、モータ２１の回転数、目標出力トルク（出力トルク指令）等のモータトルク指令値９に基づいて、その時のモータに最適な印加電圧を算出し、これに基づいてインバータ入力電圧目標値を決定する。以上で、一連の処理が終了する。
【００３９】
このようにエンジン始動時に最適な電圧の印加によるモータの効率的な運転をおこなう一方で、最適な電圧を計算してモータ２１やモータ・ジェネレータ２０を制御するため、電圧を必要以上に上昇することによる効率の悪化を防いでいる。
【００４０】
この処理により、図３の点線で示す従来例のインバータ入力電圧昇圧時間が短縮され、インバータの電流制御により、エンジン始動要求直後にエンジン始動用モータが最大トルクを出力可能としエンジンが停止状態からエンジンが始動を開始する６００ｒｐｍから１０００ｒｐｍの間滞留時間を短縮することが可能となる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、エンジン始動要求受信時には、インバータ入力電圧が最大まで昇圧されているので昇圧制御の遅れに影響されず、最大トルクを出力することができる。
【００４２】
また、エンジン始動中の不安定なエンジン回転をモータ・ジェネレータ２０の最大トルクで強制回転することで、スムーズなエンジン回転となりクランキング振動を減少させている。
【００４３】
その結果、エンジン始動時間を短縮でき、クランキング振動を低減でき、乗り心地が改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態でのエンジン始動装置の概略構成を示す構成図である。
【図２】本実施形態でのモータ・ジェネレータ２０の定格出力を示し、モータ軸で得られる機械的出力であるトルク、回転数およびコンバータにより昇圧されるインバータ入力電圧の特性を示したものである。
【図３】本実施形態でのモータトルク指令値９およびエンジン始動指令に基づくインバータ入力電圧とモータ・ジェネレータ２０の出力トルクの時間変化を３つのグラフで示したものである。
【図４】本実施形態でのモータ制御器１における、モータ・ジェネレータ２０の制御の流れを示したフローチャートである。
【符号の説明】
１ モータ制御器、６ エンジン状態検出器、９ モータトルク指令値、１０ エンジン始動装置、２３ エンジン。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine starter that supplies an output of a DC power source to a motor via a converter and an inverter and controls the drive of the motor to start an engine of a hybrid vehicle.
[0002]
[Prior art]
In a two-motor system equipped with a power split mechanism for a hybrid vehicle (hereinafter referred to as a hybrid vehicle), the inverter input voltage required for driving the motor is calculated from the currently received torque command value and the current motor speed, It is known in Patent Document 1 that a higher one of inverter input voltages is set as a boost target voltage.
[0003]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application No. 2001-234824
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When starting the engine, cranking vibrations are generated by passing through the engine's resonant rotation range while the engine speed is increasing. It is necessary to increase the engine speed without applying torque to stay at the engine resonance speed.
[0005]
The two-motor system employed in the hybrid vehicle is composed of a converter 3 that steps up and down a direct current and a plurality of inverters 4 and 5, and a motor that starts the engine when an engine start request is made while the motor 21 is running. A motor 21 for traveling other than the generator 20 is rotating at a low speed. In order to output the maximum torque in the range of about 600 to 1000 revolutions per minute when the engine 23 is started, it is necessary to increase the inverter input voltage. However, during the driving of the power motor before the engine starts, only low rotation and low torque are output. Since the maximum voltage is not required, the converter 3 is not boosted.
[0006]
In order to prioritize motor efficiency, the inverter input voltage required for motor drive is calculated from the currently received torque command value and the current motor speed, and the higher one of the inverter input voltages is the boost target voltage. As shown in FIG.
[0007]
If the boost operation is performed with the maximum voltage as the target after receiving the maximum torque command in the above state, it takes time to increase the voltage to the maximum voltage that can generate the maximum torque, resulting in a longer engine start time and cranking. The vibration will be easy to continue.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In a hybrid vehicle having an engine that serves as a power source and a traveling motor independently or in cooperation, when the traveling motor alone cannot satisfy the torque command value, the engine is driven by the drive power supplied from the power source through the converter. An engine starting device for a hybrid vehicle having an engine starting motor for starting is used.
[0009]
When the engine starting motor stores a corrected rated output with a lower rated output to output sufficient torque immediately after the engine starts, and when the torque command value matches the stored corrected rated output The boost request determination means for outputting a boost request for boosting the output of the converter, the converter control means for increasing the voltage conversion ratio of the converter by the boost request, the torque command value and the rated output of the traveling motor are compared, and the engine Start determination means for determining that it is necessary to start. The boosting request determining means and the starting motor drive voltage are boosted in advance by the converter control means, and the engine is started based on the starting determining means.
[0010]
Further, after boosting the output voltage of the converter in advance to a drive voltage at which the starting motor can output a predetermined torque before starting the engine due to the boosting request, the starting motor is controlled, and the engine is controlled based on the information of the starting determination means. It is characterized by starting.
[0011]
In addition, the converter control means boosts in advance to a drive voltage at which the starting motor can output a predetermined torque before starting the engine due to a boost request, and after the engine starts, the torque command value currently received and the current motor speed The drive voltage of the converter required for driving the motor is calculated, the higher one of the drive voltages is set as a boost target, and the current drive voltage is stepped up and down.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of an engine starter 10 as the present embodiment.
[0014]
The engine starting device is supplied with electric power from a DC power source 2, and receives an converter 3, an inverter 5 of a motor / generator 20 for starting and generating power, an inverter 4 of a motor 21 for traveling, and an engine state detector for detecting an engine state. 6, a motor torque command value (hereinafter referred to as a motor torque command value 9) and an engine start command 8 from a hybrid vehicle controller (not shown) (hereinafter referred to as EVC) and an engine start command 8 are input. It is comprised from the motor controller 1 which controls.
[0015]
The motor / generator 20 and the motor 21 are connected to the engine 23 via the power split mechanism 22 and drive the wheels 24 via the speed reducer.
[0016]
First, the characteristics of the motor / generator 20 used in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows the rated output of the motor / generator 20 in this embodiment, and shows the characteristics of the torque, the rotation speed, and the inverter input voltage boosted by the converter, which are mechanical outputs obtained by the motor shaft. . The vertical axis shows the torque of the motor / generator, the horizontal axis shows the rotation speed of the motor / generator, and the torque upper limit line when the inverter input voltage is 300V, 400V, 500V in the figure.
[0017]
The motor / generator 20 and the motor 21 are connected to an engine 23 via a power split mechanism 22. For this reason, the motor / generator 20 is driven by an external device as a motor (motor / generator torque is a positive value) or externally as a generator to generate electric power (motor / generator torque) according to various operation modes of the hybrid vehicle. Negative value).
[0018]
In particular, when the rotational speed of the motor / generator 20 is low, it is possible to output the maximum torque of the motor / generator 20 without being limited by the torque line of the inverter input voltage 300V that falls to the right. As the number of revolutions of 20 increases, the torque that can be output decreases due to a limitation on the torque line of the inverter input voltage 300V that decreases to the right.
[0019]
In the present embodiment, since the converter is included, the inverter input voltage can be increased up to 500 V from the battery voltage that is a DC power supply. Therefore, the torque can be maintained by gradually increasing the inverter input voltage as the motor / generator speed increases.
[0020]
Generally, since the motor output is the product of the voltage applied to the motor and the motor current, the motor current at the same output can be reduced by increasing the voltage applied to the motor.
[0021]
Further, by increasing the inverter input voltage, the current capacity of the inverter can be reduced, and the inverter can be miniaturized. Similarly, by increasing the applied voltage of the motor, the output in the high rotation range increases, and as a result, the motor can be reduced in size and cost.
[0022]
For this reason, normally, the inverter input voltage necessary for driving the motor is calculated from the currently received motor torque command value 9 and the current motor speed, and the higher one of the inverter input voltages is set as the boost target voltage. doing.
[0023]
FIG. 3 is a graph showing the change over time of the inverter input voltage and the output torque of the motor / generator 20 based on the motor torque command value 9 and the engine start command 8 in the present embodiment.
[0024]
FIG. 4 is a flowchart showing a control flow of the motor / generator 20 in the motor controller 1 according to the present embodiment.
[0025]
The present embodiment will be described using these figures in comparison with a conventional control example.
[0026]
The upper graph in FIG. 3 shows the inverter input voltage value of the motor / generator 20 with respect to the time axis. The middle graph shows the motor torque command value 9 for traveling with respect to the time axis. The lower graph shows the motor / generator torque for starting the engine with respect to the time axis.
[0027]
First, the flow of conventional control will be described. Normally, a hybrid vehicle (hereinafter referred to as a vehicle) is driven by a motor while stopping at a low speed of 40 km / h or less according to a motor torque command value 9, but when the vehicle speed exceeds 40 km / h, the engine is started. And run with the engine and motor. When the driver depresses the accelerator pedal and accelerates while running with the motor driven while the engine is stopped, the motor torque command value 9 starts to increase as shown in the middle graph of FIG. Along with this, the inverter input voltage starts to rise from the rated output determined from the motor output torque and the rotational speed as indicated by the dotted line in the upper graph of FIG.
[0028]
As shown in the middle graph of FIG. 3, it is determined that the motor torque command value 9 from EVC (not shown) increases and crosses the engine start request line set in advance by the rated output characteristics of the motor. When the command is input to the engine starter 10 and the engine start request 8 is input, the motor controller 1 boosts the output voltage of the converter 3 and is connected to the power split mechanism 22 by the motor / generator 20 via the inverter. The engine 23 is started.
[0029]
At this time, the inverter input voltage (converter output voltage) supplied to the motor / generator 20 also increases according to the motor torque command value 9 as shown in the upper part of FIG. As shown by the dotted line in the graph, it gradually increases and reaches the maximum torque. However, it takes about 500 mSec or more to increase to the maximum torque, and it takes a long time to stay at the resonance speed of the engine, and cranking vibration in which engine rotation is unstable continues.
[0030]
Next, the flow of control in this embodiment will be described. In this embodiment, it is confirmed whether the engine of FIG. 4 is operating (30), and if it is determined that the engine is stopped, the engine start request prior determination (31) is performed, and the rotational speed, voltage, The motor torque is calculated from the current value.
[0031]
The engine start request pre-determination unit stores a corrected rated output characteristic in which the rated output characteristic of the motor is set lower in an internal storage area so that the engine starting motor can output sufficient torque immediately after the start of the engine. It is determined that the motor torque command value 9 from (not shown) crosses the engine start request prior determination line of FIG. 3, and the engine start request determination unit 6 determines (before the engine start command 8 is input ( 32).
[0032]
The motor controller 1 increases the voltage conversion ratio of the converter 3 and boosts the output voltage to a voltage A at which the motor / generator 20 can output the maximum torque (33). The voltage A is a value obtained from the torque and rotation speed of the motor / generator 20 shown in FIG. 2 and the inverter input voltage. In this embodiment, the voltage that can output the maximum torque is 500V.
[0033]
Normally, during low load operation, the inverter input voltage is not boosted to the maximum voltage, but in this embodiment, as shown in the middle graph of FIG. 3, in order to increase the converter boost time by about 100 mSec, the conventional engine start request line is used. The lower motor / generator torque value is set as the engine start request prior determination line. Of course, the converter boost time may be further advanced.
[0034]
After the converter 3 is operated by the motor controller 1 and the input voltage of the inverter 5 rises to the voltage A, the engine start request is confirmed (34). When the engine start request is ON, the current of the inverter for engine start is controlled, and the motor / generator 20 is driven with the maximum torque (35), thereby starting the engine 23 via the power split mechanism 22. .
[0035]
If the engine start request from the EVC (not shown) does not turn ON even after the engine start request is confirmed (34), it is determined that the engine start has been stopped and normal pressure increase (37) is performed. In normal boosting, the inverter input voltage necessary for driving the motor is calculated from the currently received motor torque command value 9 and the current motor speed, and the higher one of the inverter input voltages is set as the boosting target.
[0036]
In this case, since the motor / generator 20 does not require the voltage A, the inverter input voltage required by the traveling motor is set as a boost target, the current voltage is stepped down, and the process ends.
[0037]
If the engine start request from the EVC (not shown) is turned on within 200 mSec after confirming the engine start request (34), it is confirmed whether the engine is in operation (36) and the engine 23 is in operation. The torque output of the motor / generator 20 is continued until
[0038]
When it is confirmed that the engine 23 is in stable operation, the routine proceeds to normal boosting (37), and based on the motor torque command value 9 such as the rotational speed of the motor 21 and the target output torque (output torque command), The optimum applied voltage for the motor is calculated, and the inverter input voltage target value is determined based on the calculated applied voltage. Thus, a series of processing ends.
[0039]
As described above, the motor is efficiently operated by applying the optimum voltage when starting the engine. On the other hand, the optimum voltage is calculated and the motor 21 and the motor / generator 20 are controlled to increase the voltage more than necessary. Prevents the deterioration of efficiency.
[0040]
This process shortens the inverter input voltage boost time of the conventional example shown by the dotted line in FIG. 3, and the current control of the inverter allows the engine start motor to output the maximum torque immediately after the engine start request, so that the engine is stopped from the stopped state. It becomes possible to shorten the residence time between 600 rpm and 1000 rpm at which the engine starts to start.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the engine start request is received, the inverter input voltage is boosted to the maximum, so that the maximum torque can be output without being affected by the delay of the boost control.
[0042]
Further, by forcibly rotating unstable engine rotation with the maximum torque of the motor / generator 20 during engine starting, smooth engine rotation is achieved and cranking vibration is reduced.
[0043]
As a result, engine start time can be shortened, cranking vibration can be reduced, and riding comfort can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of an engine starter according to an embodiment.
FIG. 2 shows the rated output of the motor / generator 20 in the present embodiment, and shows the characteristics of the torque, the rotation speed, and the inverter input voltage boosted by the converter, which are mechanical outputs obtained by the motor shaft. .
FIG. 3 is a graph showing changes over time of an inverter input voltage and an output torque of a motor / generator 20 based on a motor torque command value 9 and an engine start command in the present embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing a control flow of a motor / generator 20 in the motor controller 1 according to the present embodiment.
[Explanation of symbols]
1 motor controller, 6 engine state detector, 9 motor torque command value, 10 engine starter, 23 engine.

Claims (4)

単独あるいは協働して動力源となるエンジンと走行用モータとを有するハイブリッド車両において、
走行用モータのみではトルク指令値を満たせないときにエンジンを始動させるハイブリッド車両のエンジン始動装置であって、
電源からコンバータを介して供給される駆動電力により、エンジンを始動するエンジン始動用モータと、
コンバータの電圧変換比を高めるコンバータ制御手段と、
トルク指令値と走行用モータの定格出力を比較して、エンジンの始動を必要と判定する始動判定手段と、
定格出力を低めに設定した補正定格出力を記憶する記憶手段と、
トルク指令値と記憶された補正定格出力とが一致したときにコンバータの出力を昇圧させる昇圧要求を出力する昇圧要求判定手段と、
を備え、
昇圧要求判定手段の出力により、始動用モータの駆動電圧をコンバータ制御手段により昇圧させ、始動判定手段に基づいてエンジンを始動させることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動装置。In a hybrid vehicle having an engine that is a power source and a traveling motor alone or in cooperation,
An engine starter for a hybrid vehicle that starts an engine when a torque command value cannot be satisfied with only a travel motor,
An engine starting motor that starts the engine by driving power supplied from a power source via a converter;
Converter control means for increasing the voltage conversion ratio of the converter;
Start determination means for comparing the torque command value and the rated output of the traveling motor and determining that the engine needs to be started,
Storage means for storing a corrected rated output in which the rated output is set low;
A boost request determining means for outputting a boost request for boosting the output of the converter when the torque command value matches the stored corrected rated output;
With
An engine starter for a hybrid vehicle, characterized in that, based on the output of the boost request determination means, the drive voltage of the starting motor is boosted by the converter control means, and the engine is started based on the start determination means. 単独あるいは協働して動力源となるエンジンと走行用モータとを有するハイブリッド車両において、
走行用モータのみではトルク指令値を満たせないときに、電源からコンバータを介して供給される駆動電力によりエンジンを始動するエンジン始動用モータを有するハイブリッド車両のエンジン始動方法であって、
エンジン始動用モータがエンジン始動開始直後から十分なトルクを出力するために定格出力を低めに設定した補正定格出力を記憶する記憶工程と、
トルク指令値と記憶された補正定格出力とが一致したときにコンバータの出力を昇圧させる昇圧要求を出力する昇圧要求判定工程と、
その昇圧要求によりコンバータの電圧変換比を高めるコンバータ制御工程と、
トルク指令値と走行用モータの定格出力を比較して、エンジンの始動を必要と判定する始動判定工程と、
を備え、
昇圧要求判定工程の情報により、始動用モータの駆動電圧をコンバータ制御工程により予め昇圧させ、始動判定工程に基づいてエンジンを始動させることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動方法。In a hybrid vehicle having an engine that is a power source and a traveling motor alone or in cooperation,
An engine start method for a hybrid vehicle having an engine start motor that starts an engine with drive power supplied from a power source via a converter when a torque command value cannot be satisfied with only a travel motor,
A storing step for storing a corrected rated output in which the rated output is set low so that the engine starting motor outputs a sufficient torque immediately after the start of the engine;
A step-up request determination step for outputting a step-up request for boosting the output of the converter when the torque command value matches the stored corrected rated output;
A converter control process for increasing the voltage conversion ratio of the converter in response to the boost request;
A start determination step for comparing the torque command value and the rated output of the motor for traveling to determine that the engine needs to be started,
With
A method for starting an engine of a hybrid vehicle, wherein the driving voltage of a starting motor is boosted in advance by a converter control step based on information of a boost request determination step, and the engine is started based on the start determination step. 請求項２に記載のハイブリッド車両のエンジン始動方法において、
昇圧要求により、エンジン始動前に始動用モータが所定のトルクを出力できる駆動電圧までコンバータの出力電圧を予め昇圧した後に、始動用モータの制御が行われ、始動判定工程の情報に基づいてエンジンを始動することを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動方法。The engine start method for a hybrid vehicle according to claim 2,
In response to the boost request, the converter output voltage of the converter is boosted in advance to a drive voltage at which the start motor can output a predetermined torque before starting the engine, and then the start motor is controlled, and the engine is controlled based on the information of the start determination process. An engine start method for a hybrid vehicle, characterized by starting. 請求項２に記載のハイブリッド車両のエンジン始動方法において、
昇圧要求により、エンジン始動前に始動用モータが所定のトルクを出力できる駆動電圧までコンバータ制御工程により予め昇圧し、
エンジン始動後は、現在受信しているトルク指令値と現在のモータ回転数よりモータ駆動に必要なコンバータの駆動電圧をそれぞれ計算し、それぞれの駆動電圧のうち高い方を昇圧目標とし、現在の駆動電圧から昇降圧することを特徴とするハイブリッド車両のエンジン始動方法。The engine start method for a hybrid vehicle according to claim 2,
In response to a boost request, the converter control process boosts the voltage up to a driving voltage at which the starting motor can output a predetermined torque before starting the engine.
After starting the engine, calculate the drive voltage of the converter necessary for driving the motor from the currently received torque command value and the current motor speed, and set the higher one of the drive voltages as the boost target, A method for starting an engine of a hybrid vehicle, characterized by stepping up and down from a voltage.
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