JP2010265827A - エンジン始動制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジン始動時に、モータジェネレータMGを駆動させるとともに、第1クラッチCL1を締結させてエンジン回転数を初爆エンジン目標回転数Ne*まで高めて始動させる始動制御を実行する統合コントローラ10を備え、統合コントローラ10は、始動制御の実行時に、バッテリ温度センサ32が検出するバッテリ温度Temp−batが相対的に低い場合は、相対的に高い場合と比較して、モータ目標回転数Nm*を高く設定することを特徴とするエンジン始動制御装置とした。
【選択図】図1
Description
また、このような従来のハイブリッド車両では、クラッチを締結させてモータトルクをエンジン側に分配してエンジンを始動させることが行なわれている。
しかも、このように冷間時にエンジン始動を可能とすることを、制御に基づいて行なうため、ヒータなどの構成を追加するものと比較して、安価に低温下でのエンジン始動を達成可能である。
図1は実施例1のエンジン始動制御装置が適用された後輪駆動式のハイブリッド車両(ハイブリッド車両の一例)を示す全体システム図であり、この図に基づいて、駆動系および制御系の構成を説明する。
まず、駆動系の構成を説明する。
実施例1におけるFRハイブリッド車両の駆動系は、エンジンEngと、フライホイールFWと、第1クラッチCL1と、モータジェネレータMGと、第2クラッチCL2と、自動変速機ATと、プロペラシャフトPSと、ディファレンシャルDFと、左ドライブシャフトDSLと、右ドライブシャフトDSRと、左後輪RLと、右後輪RRと、を有する。なお、FLは左前輪、FRは右前輪である。
次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。
実施例1におけるFRハイブリッド車両の制御系は、図1に示すように、エンジンコントローラ1と、モータコントローラ2と、インバータ3と、バッテリ4と、第1クラッチコントローラ5と、第1クラッチ油圧ユニット6と、ATコントローラ7と、第2クラッチ油圧ユニット8と、ブレーキコントローラ9と、統合コントローラ10と、を有して構成されている。なお、エンジンコントローラ1と、モータコントローラ2と、第1クラッチコントローラ5と、ATコントローラ7と、ブレーキコントローラ9と、統合コントローラ10とは、情報交換が互いに可能なCAN通信線11を介して接続されている。
次に、実施例1の統合コントローラ10にて実行される制御の内容について、図5のフローチャートに基づいて説明する。
まず、ステップS1では、あらかじめ設定された目標駆動トルクマップを用いて、アクセル開度APOおよび車速VSPから、定常的な目標駆動トルクtFo0を演算し、次のステップS2に進む。
なお、ステップS4では、現在の運転モードと目標運転モードとが一致していれば、現在の運転モードを保持する。また、現在の運転モードがEVモードで、目標運転モードがHEVモードであれば、EVモードからHEVモードへのモード切り換えを指令する。一方、現在の運転モードがHEVモードで、目標運転モードがEVモードであれば、HEVモードからEVモードへのモード切り換えを指令する。
なお、目標エンジントルクtTeは、運転モード(EVモード、HEVモード)や、モード切換に応じて、過渡目標駆動トルクtFoと、左右後輪RL,RRのタイヤ有効半径Rtと、ファイナルギヤ比ifと、現在の選択変速段により決まる自動変速機ATのギヤ比iGと、自動変速機ATの入力回転数Niと、エンジン回転数Neと、バッテリ充電量SOCに応じた目標充放電電力tPとから求める。
統合コントローラ10では、停止状態を含むEVモードから、HEVモードに移行する際には、エンジン始動制御を実行して、エンジンEngを始動させる。
そこで、このエンジン始動制御について、図6のフローチャートに基づいて説明する。
なお、この始動時クラッチトルク容量TCL1は、図8に示すエンジン始動トルクマップに基づいて、初爆エンジン目標回転数Ne*に応じたエンジン始動トルクを求め、このエンジン始動トルクを、始動時クラッチトルク容量TCL1として設定する。また、エンジン始動トルクおよび始動時クラッチトルク容量TCL1は、図8に示すように、初爆エンジン目標回転数Ne*に応じ、初爆エンジン目標回転数Ne*が高いほど大きく設定されているとともに、エンジン油温Temp−eに応じ、エンジン油温Temp−eが低いほど高い値にシフトして設定される。
また、始動時クラッチトルク容量指令値CL1*は、エンジンフリクションを油圧に換算してエンジン回転数を摺り上げることのできる最低油圧としている。
ステップS32では、モータ回転数Nmが、モータ目標回転数Nm*から締結減算値αを差し引いた締結開始回転数Nmst以上となったか否か判定し、締結開始回転数Nmst以上となった場合はステップS33に進み、締結開始回転数Nmst以上となっていない場合は、ステップS32を繰り返す。
なお、締結減算値αは、図13に示すように、ATF温度Temp−atfに応じ、ATF温度Temp−atfが低いほど大きな値に設定される。
なお、締結時トルク容量減算値βは、図14に示すように、ATF温度Temp−atfに応じ、ATF温度Temp−atfが低いほど大きな値に設定される。
ステップS36では、第1クラッチCL1のトルク容量を増加させ、ステップS34に戻る。
次に、実施例1の作用を、バッテリ温度Temp−batの高低に別に説明する。
バッテリ温度Temp−batが充分に高い場合は、ステップS28で算出されるモータ出力可能トルクTm_maxの値も、バッテリ低温時と比較して充分に高い値となるため、ステップS29でNOと判定される。この場合、第1クラッチCL1に対し第1クラッチトルク容量制御を実行し、その時点で駆動されているモータジェネレータMGのトルクをエンジンEng側に分配するだけで、エンジンEngを始動させることができる。
バッテリ温度Temp−batが低くなると、エンジン始動時に、モータ出力可能トルクTm_maxが、始動時クラッチトルク容量TCL1にモータジェネレータ軸上フリクションTfricを加算した値以下となり、必要なモータトルクが、モータ出力可能トルクTm_naxを下回る場合が生じる。
この場合の動作を図15のタイムチャートに基づいて説明する。
このタイムチャートに示す例では、t1の時点で、始動要求が生じ、この始動要求に基づいてモータ回転数Nmが、モータ目標回転数Nm*に向けて上昇され、また、このモータ回転数Nmの上昇に伴いモータトルクTmも上昇する(ステップS29→S30→S31に基づく)。
なお、締結減算値αは、油圧応答性に合わせ、ATF温度Temp−atfが低いほど大きな値に設定されることから、油圧の応答遅れにより、モータ回転数Nmを維持するために無駄にバッテリ電力が消費されるのを抑制する。
これにより、エンジン回転数Neがさらに上昇し、初爆エンジン目標回転数Ne*に達したt5の時点で、エンジンEngが始動され、エンジントルクTeが生じる。
以上説明したように、実施例1では、以下列挙する効果を得ることができる。
a)モータ出力可能トルクTm_maxが、駆動トルク(モータ軸上フリクションTfric)とエンジン始動に必要なトルク(TCL1)とを加算した値以下となった場合、エンジン始動時のモータ目標回転数Nm*を、バッテリ温度Temp−batに応じてバッテリ温度Temp−batが低いほど高回転数に設定するようにした。したがって、エンジン始動時のモータ回転数Nmが、バッテリ高温時と比較して高回転数となる結果、エンジンEngに伝達されるトルクが高くなり、トルク不足を補足して低温下でのエンジン始動が可能なる。
この場合、モータトルク不足から、エンジンEngを始動することができない。
したがって、低温を原因として第1クラッチCL1に応答遅れが生じても、クラッチ締結指令の出力タイミングを早めた分だけ、応答遅れを抑制できる。これにより、第1クラッチCL1の締結遅れを原因とするモータジェネレータMGの空走回転時間が短縮され、無駄なモータジェネレータMGの回転時間を短縮して、効率良くエンジンEngを始動させることが可能となる。
加えて、クラッチ締結指令として、まず、締結時クラッチトルク容量よりも低い始動時クラッチトルク容量TCL1を出力するため、最初から締結時クラッチトルク容量の指令を出力する場合と比較して、トルク容量過多となってモータ回転数Nmが急減少してしまう現象が生じるのを抑制し、エンジン始動性を高めることができる。
これにより、トルク容量過多によるモータ回転数Nmの急減少をさらに抑制でき、エンジン始動性をさらに高めることができる。
これにより、ATF温度Temp−atfが低い場合には、第1クラッチCL1を完全締結させる締結油圧CL2*の指令タイミングが早くなり、不意の外乱(例えば、エンジンEngの初爆トルクが始動時クラッチトルク容量よりも大きいなど)などにより、第1クラッチCL1に滑りが生じるのを回避でき、滑りが生じることによる第1クラッチCL1の劣化を抑制できる。
また、モータとして、駆動輪を駆動させるモータを用いる場合でも、実施例1で示したように力行と回生とが可能なモータジェネレータMGに限定されず、力行のみが可能なモータを用いてもよい。
10 統合コントローラ(制御手段)
18a ATF温度センサ(温度検出手段)
31 エンジン油温センサ(温度検出手段)
32 バッテリ温度センサ(温度検出手段)
CL1 第1クラッチ
CL1* 始動時クラッチトルク容量指令値
CL2* 締結油圧
Eng エンジン
MG モータジェネレータ(モータ)
Ne エンジン回転数
Ne* 初爆エンジン目標回転数(始動目標エンジン回転数)
Nm モータ回転数
Nm* モータ目標回転数
TCL1 始動時クラッチトルク容量
Temp−atf ATF温度
Temp−bat バッテリ温度
Temp−e エンジン油温
α 締結減算値
β 締結時トルク容量減算値
Claims (5)
- エンジンとエンジン始動用のモータとの間に介在されて、伝達トルク容量を変更可能なクラッチと、
前記モータに電力の供給を行なうバッテリを含む駆動系に関連する温度を検出する温度検出手段と、
前記エンジンの始動時に、前記モータを駆動させるとともに、前記クラッチを締結させて前記エンジンの回転数を始動目標回転数まで高めて始動させる始動制御を実行する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記始動制御の実行時に、前記温度検出手段の検出温度が相対的に低い場合は、相対的に高い場合と比較して、モータ目標回転数を高く設定することを特徴とするエンジン始動制御装置。 - 前記始動制御の実行時に、前記検出温度が相対的に低いほど、前記クラッチ締結指令の出力タイミングを相対的に早くするクラッチ締結処理を実行することを特徴とする請求項1に記載のエンジン始動制御装置。
- 前記制御手段は、前記クラッチ締結指令として、まず、前記クラッチを完全締結状態とする締結時クラッチトルク容量よりも低いトルク容量の始動時クラッチトルク容量とする始動時クラッチトルク容量指令を出力し、前記エンジン回転数が、設定回転数まで上昇したら、前記締結時クラッチトルク容量とする締結時クラッチトルク容量指令を出力し、
かつ、前記制御手段は、モータ回転数が前記モータ目標回転数から締結開始減算値を引いた締結開始回転数に達した時点で前記始動時クラッチトルク容量指令を出力し、かつ、前記締結開始減算値を、前記検出温度が相対的に低いほど、相対的に大きく設定することを特徴とする請求項2に記載のエンジン始動制御装置。 - 前記制御手段は、前記始動時クラッチトルク容量指令は、前記検出温度に基づいて得られるエンジンフリクションに換算したトルク容量としたことを特徴とする請求項3に記載のエンジン始動制御装置。
- 前記制御手段は、前記始動制御の実行時に、前記検出温度が相対的に低いほど、前記締結時クラッチトルク容量指令の出力タイミングを早くすることを特徴とする請求項1に記載のエンジン始動制御装置。
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