JP2012081910A - 車両用エンジン始動制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】所定時間以内にエンジンを始動させるために過不足なく最適なエンジン始動トルクを、エンジン機差のばらつきを考慮してエンジン毎に最適に設定することができる車両用エンジン始動制御装置を提供する。
【解決手段】電動機走行中のエンジン始動時に、エンジン始動要求からエンジン回転速度NEが予め設定された所定回転速度NE1を超えるまでにかかるエンジン回転上昇時間tEが検出され、そのエンジン回転上昇時間tEが予め設定された所定時間t1よりも長い場合には、次回のエンジン始動時に電動機12からエンジン14へ出力されるエンジン始動トルクTSが予め設定された所定値a大きくされ、エンジン回転上昇時間tEが前記所定時間t1よりも短い場合には、次回のエンジン始動時に電動機12からエンジン14へ出力されるエンジン始動トルクTSが所定値a小さくされる。
【選択図】図3
【解決手段】電動機走行中のエンジン始動時に、エンジン始動要求からエンジン回転速度NEが予め設定された所定回転速度NE1を超えるまでにかかるエンジン回転上昇時間tEが検出され、そのエンジン回転上昇時間tEが予め設定された所定時間t1よりも長い場合には、次回のエンジン始動時に電動機12からエンジン14へ出力されるエンジン始動トルクTSが予め設定された所定値a大きくされ、エンジン回転上昇時間tEが前記所定時間t1よりも短い場合には、次回のエンジン始動時に電動機12からエンジン14へ出力されるエンジン始動トルクTSが所定値a小さくされる。
【選択図】図3
Description
本発明は、車両用エンジン始動制御装置に係り、特に、エンジン毎に最適なエンジン始動トルクを設定するための技術に関するものである。
電動機と、その電動機により始動されるエンジンとを備え、それらエンジンおよび電動機の少なくとも一方により駆動される車両に用いられる車両用エンジン始動制御装置が知られている。例えば、特許文献1に記載された制御装置がそれである。
特許文献1には、運転者による要求出力を検出し、電動機のみで車両が駆動されるときには、電動機が予め設定されたエンジン始動トルク分の余裕トルクを残した範囲内で上記要求出力を満たす回転速度となるように、その電動機に連結された変速機の変速比を制御するハイブリッド車両の制御装置が記載されている。
ところで、電動機のみによる電動機走行中においてその電動機によりエンジンを始動させる際には、ショックの発生を抑制するために、車両走行のための駆動トルクに加えて更にエンジン始動のためのエンジン始動トルクを電動機から出力させること求められる。そして、ドライバビリティ向上の要請から、エンジン始動の早期完了のために、エンジン始動要求から所定時間以内にエンジン回転を所定回転まで引き上げることが求められる。エンジン始動トルクは必要最小限であることが望ましいが、上記所定時間経過時点でエンジン回転を所定回転まで引き上げるために過不足なく最適なエンジン始動トルクは製造されるエンジン毎にばらつくために、上記従来の車両用エンジン始動制御装置ではそのばらつきに対応できるようにエンジン始動トルクが比較的に高めに設定される。それ故に、電動機走行中において車両駆動のために電動機から出力される出力トルク範囲を定めた電動機走行作動領域が上記のように設定されたエンジン始動トルクの大きさにより制限され、エンジンを使用せずに電動機のみで車両を駆動させることによる車両燃費向上効果が薄れるという問題があった。
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、所定時間以内にエンジンを始動させるために過不足なく最適なエンジン始動トルクを、エンジン機差のばらつきを考慮してエンジン毎に最適に設定することができる車両用エンジン始動制御装置を提供することにある。
かかる目的を達成するための請求項1にかかる発明の要旨とするところは、(a)電動機と、その電動機により始動されるエンジンとを備え、それらエンジンおよび電動機の少なくとも一方により駆動される車両に用いられる車両用エンジン始動制御装置であって、(b)前記電動機のみによる電動機走行中において前記エンジンが始動させられる際に、エンジン始動要求から、前記エンジンが前記電動機により回転駆動されてエンジン回転速度が予め設定された所定回転速度を超えるまでにかかるエンジン回転上昇時間を検出し、(c)そのエンジン回転上昇時間が予め設定された所定時間よりも長い場合には、次回のエンジン始動時において前記電動機から出力されるエンジン始動トルクを予め設定された所定値大きくし、(d)前記エンジン回転上昇時間が前記所定時間よりも短い場合には、次回のエンジン始動時において前記電動機から出力されるエンジン始動トルクを予め設定された所定値小さくすることにある。
また、請求項2にかかる発明の要旨とするところは、請求項1にかかる発明において、前記エンジン回転上昇時間に応じて前記エンジン始動トルクを増減する際には、過去の増減後のエンジン始動トルクに基づいて増減することにある。
また、請求項3にかかる発明の要旨とするところは、請求項1または2にかかる発明において、(a)前記電動機は、その電動機のみによる電動機走行中においては、前記エンジン始動トルク分の余力を残した状態となるように出力トルク範囲が定められた電動機走行作動領域内で作動させられ、(b)その電動機走行作動領域は、前記エンジン回転上昇時間に応じて前記エンジン始動トルクが減少させられる度に増加するように設定されることにある。
また、請求項4にかかる発明の要旨とするところは、請求項1乃至3のいずれか1にかかる発明において、前記エンジン回転上昇時間は、エンジン始動要求から、前記エンジンが前記電動機により回転駆動されてそのエンジンが有する複数の気筒内のいずれか1のピストンがピストン上死点を2回以上超え、且つエンジン回転速度が予め設定された所定回転速度を超えるまでにかかる時間であることにある。
請求項1にかかる発明の車両用エンジン始動制御装置によれば、電動機のみによる電動機走行中においてエンジンが始動させられる際に、エンジン始動要求から、エンジンが電動機により回転駆動されてエンジン回転速度が予め設定された所定回転速度を超えるまでにかかるエンジン回転上昇時間が検出され、そのエンジン回転上昇時間が予め設定された所定時間よりも長い場合には、次回のエンジン始動時において電動機から出力されるエンジン始動トルクが予め設定された所定値大きくされ、前記エンジン回転上昇時間が前記所定時間よりも短い場合には、次回のエンジン始動時において電動機から出力されるエンジン始動トルクが予め設定された所定値小さくされる。よって、ドライバビリティ向上を目的とした所定時間以内のエンジン始動のために過不足なく最適なエンジン始動トルクを、エンジン機差のばらつきを考慮してエンジン毎に最適に設定することができる。そのため、エンジン始動トルク分の余力を残しつつもできるだけ電動機により車両を駆動させることができ、車両燃費が向上する。
また、請求項2にかかる発明の車両用エンジン始動制御装置によれば、前記エンジン回転上昇時間に応じて前記エンジン始動トルクが増減される際には、過去の増減後のエンジン始動トルクに基づいて増減されることから、エンジン始動トルクが例えば過去に用いられた複数のエンジン始動トルクの平均値に基づいて増減される場合には、例えば検出されるエンジン回転上昇時間が異常値等であることに起因してエンジン始動トルクが大幅に変動することを抑制することができる。
また、請求項3にかかる発明の車両用エンジン始動制御装置によれば、電動機は、その電動機のみによる電動機走行中においては、エンジン始動トルク分の余力を残した状態となるように出力トルク範囲が定められた電動機走行作動領域内で作動させられ、その電動機走行作動領域は、前記エンジン回転上昇時間に応じて前記エンジン始動トルクが減少させられる度に増加するように設定される。よって、エンジン機差ばらつきを考慮した最適な電動機走行作動領域が設定されるので、エンジン始動トルク分の余力を残しつつもできるだけ電動機により車両を駆動させることができ、車両燃費が向上する。
また、請求項4にかかる発明の車両用エンジン始動制御装置によれば、前記エンジン回転上昇時間は、エンジン始動要求から、エンジンが電動機により回転駆動されてそのエンジンが有する複数の気筒内のいずれか1のピストンがピストン上死点を2回以上超え、且つエンジン回転速度が予め設定された所定回転速度を超えるまでにかかる時間であることから、エンジンのピストンがピストン上死点を2回以上超えた後は、エンジン回転速度が所定回転速度を超えるまでにかかる時間がエンジンの回転停止位置の影響を受けてばらつくことが抑制されるので、エンジン毎の前記エンジン回転上昇時間の違いを正確に検出することができる。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図1は、本発明の一実施例のハイブリッド車両10の駆動系統の構成を概念的に示す図である。図1に示すように、ハイブリッド車両10は、電動機12と、その電動機12により始動されるエンジン14とを備えている。電動機12およびエンジン14からの動力は、トルクコンバータ16、自動変速機18、差動歯車装置20、および左右一対の車軸22をそれぞれ介して左右一対の駆動輪24へ伝達される。ハイブリッド車両10は、電動機12およびエンジン14の一方、他方、および両方により駆動される。すなわち、ハイブリッド車両10は、電動機12のみによる電動機走行(モータ走行)、エンジン14のみによるエンジン走行、電動機12およびエンジン14によるハイブリッド走行のいずれか1の走行状態とされる。
エンジン14は良く知られた内燃機関により構成されており、そのエンジン14の出力部材すなわちクランク軸26は、クラッチ28を介して電動機12のロータ30に選択的に連結されるようになっている。そして、電動機12のロータ30は、トルクコンバータ16の入力部材すなわちフロントカバー32に連結されている。上記クラッチ28は油圧式摩擦係合装置であり、油圧制御回路34から供給される油圧に応じてクラッチ軸26とフロントカバー32との間の動力伝達経路を断続する。
図2は、図1の電動機12と、トルクコンバータ16と、一部が切り欠かれた自動変速機18およびクランク軸26とをそれぞれ示す断面図である。なお、電動機12、トルクコンバータ16、自動変速機18、およびクランク軸26はそれらの共通の軸心Cに対して略対称的に構成されており、図2では軸心Cの下半分が省略されている。
図2に示すように、電動機12、トルクコンバータ16、および自動変速機18は、トランスミッションケース36内に収容されている。トランスミッションケース36は、例えばアルミダイカスト製の分割式ケースであり、車体等に固定される。
クラッチ28は、円筒状のクラッチドラム38と、そのクラッチドラム38よりも小径であってクラッチドラム38と同心且つ相対回転可能に設けられた円筒状のクラッチハブ40と、それらクラッチドラム38とクラッチハブ40との間の円環状の間隙内に設けられた摩擦係合部材42と、その摩擦係合部材42を軸心C方向において押圧するクラッチピストン44とを備えている。
クラッチドラム38は、電動機12のロータ30のうちの後述のボス部30aに例えば溶接等により一体的に固定され、そのロータ30と共に回転可能に設けられている。
摩擦係合部材42は、クラッチドラム38に相対回転不能に係合された複数の円環板状のセパレータと、それら複数のセパレータ間にそれぞれ設けられてクラッチハブ40に相対回転不能に係合された複数の円環板状の摩擦プレートとを備えている。
このように構成されるクラッチ28においては、クラッチピストン44により摩擦係合部材42が軸心C方向に押圧させられてセパレータと摩擦プレートとが相互に摩擦係合させられると、クラッチドラム38とクラッチハブ40との間の相対回転が抑制されるようになっている。それにより、クラッチドラム38とクラッチハブ40とが相互に動力伝達可能な状態とされる。
クランク軸26は、その出力端部すなわち電動機12側の一端部がドライブプレート46および47をそれぞれ介して、クラッチ28のクラッチハブ40に連結された回転軸48に連結されている。クランク軸26およびクラッチハブ40は、ドライブプレート46および47と回転軸48とを介して共に回転可能に連結されている。
電動機12は、回転軸48の外周側においてトランスミッションケース36により軸心Cまわりの回転可能に支持されたロータ30と、そのロータ30の外周側においてトランスミッションケース36に一体的に固定されたステータ50とを備えている。
ロータ30は、一対の軸受52を介してトランスミッションケース36に回転可能に支持された円筒状のボス部30aと、ステータ50の内周側においてそのステータ50との間に僅かな隙間を隔てた状態で軸心C方向に積層された複数の円環状の鋼板を有するロータ部30bと、それらボス部30aとロータ部30bとを一体に連結する連結部30cとを備えている。このロータ30は、ロータ部30bの内周側に連結されると共に例えば溶接等によりフロントカバー32に一体的に固定された伝達部材54を介して、フロントカバー32に連結されている。
ステータ50は、複数の円環状の鋼板がそれぞれ軸心C方向に積層されたコア50aと、そのコア50aの内周部の周方向の一部に環状に巻き掛けられ、周方向に連続して複数設けられたコイル50bとを備えている。このステータ50は、周方向の複数箇所において複数のボルト53によりトランスミッションケース36に一体的に固定されている。
このように構成される電動機12は、図1のインバータ56を介してバッテリやコンデンサ等の図示しない蓄電装置に接続されており、上記インバータ56が制御されてコイル50bに供給される駆動電流が調節されることによりその電動機12からの出力トルクが増減させられるようになっている。電動機12からの出力トルクは、クラッチ28の未係合時にはトルクコンバータ16のみに出力されるが、クラッチ28の係合時には、その出力トルクの一部がトルクコンバータ16に出力されると共に他部がエンジン14に出力される。
なお、エンジン14の始動に際しては、電動機12からクラッチ28を介して伝達されるエンジン始動のためのトルクによりエンジン14が回転駆動されることで、エンジン回転速度NEが引き上げられる。そして、エンジン回転速度NEが引き上げられているときにエンジン点火や燃料供給などが制御されることでエンジン14が始動される。電動機12はエンジンスタータモータとして機能する。
図1は、ハイブリッド車両10の制御系統を説明するブロック線図でもある。図1において、電子制御装置58は、CPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されている。この電子制御装置58は、CPUがRAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、エンジン14の出力制御、エンジン14の始動制御、自動変速機18の変速制御、およびクラッチ28の係合力制御などを実行する。電子制御装置58は、車両用エンジン始動制御装置として機能する。
電子制御装置58には、ハイブリッド車両10に設けられた各センサにより検出される各種入力信号が供給される。上記入力信号としては、例えば、アクセル開度センサ60により検出されるアクセル開度Acc[%]を表す信号、電動機回転速度センサ62により検出される電動機回転速度NMG[rpm]を表す信号、エンジン回転速度センサ64により検出されるエンジン回転速度NE[rpm]を表す信号、クランクポジションセンサ66により検出されるクランク軸26の回転角度すなわちクランク角ACR[°]を表す信号、車速センサ68により検出される車速V[km/h]を表す信号などがある。
電子制御装置58からは、ハイブリッド車両10に設けられた各装置に各種出力信号が供給される。上記出力信号としては、例えば、電動機12の出力制御のためにインバータ56に供給される信号、クラッチ28等の係合力制御のために油圧制御回路34に供給される信号などがある。
図3は、電子制御装置58に備えられた制御機能の要部を説明するための機能ブロック線図である。図3において、電動機走行制御手段70は、電動機12のみによる電動機走行中において、電動機12を、エンジン始動時に電動機12からエンジン14へ出力されるエンジン始動トルクTS分の余力を残した状態で作動させる。
図4には、電動機回転速度軸と電動機12の出力トルク軸とで表される2次元座標内において、電動機走行中の電動機12の作動領域、すなわち電動機回転速度NMGに応じて電動機12の出力トルク範囲が定められた電動機走行作動領域Aが斜線で示されている。電動機走行作動領域Aは、電動機12による前進走行中において、電動機12が更にエンジン始動トルクTSを出力可能な状態とされつつも電動機12の出力トルク範囲が可及的に大きくなるように設定されている。すなわち、電動機走行作動領域Aは、図4に実線で示す電動機12の最大出力トルクTMAX[Nm]からエンジン始動トルクTS[Nm]を引いた値すなわち図4に点線で示す値を最大値とする出力トルク範囲に設定される。
電動機走行制御手段70は、運転者の要求出力に対応した電動機12の要求出力トルクTMGと電動機回転速度NMGとの関係が、図4の電動機走行作動領域A内にある場合には、電動機12のみによる電動機走行を実施する。したがって、電動機走行制御手段70による電動機走行中は、電動機12のみで運転者の要求出力に応じた電動機走行を行いながら電動機12によりエンジン14を始動させることができる。すなわち、電動機12から駆動輪24へ出力される車両駆動のための駆動トルクに加えて、電動機12からエンジン14へエンジン始動のためのエンジン始動トルクTSを出力することができる。
なお、電動機走行中においては、エンジン14を始動させるとき以外は、基本的にクラッチ28が未係合の状態とされる。そして、電動機12からの出力がトルクコンバータ16や自動変速機18等を通じて一対の駆動輪24へ伝達され、車両が駆動させられるようになっている。
エンジン始動制御手段72は、電動機走行中において、エンジン始動トルクTS分の余力を残しつつ運転者による要求出力を電動機12のみで出力可能か否かを判定する。具体的には、エンジン始動制御手段72は、先ず、予め設定された関係から車速Vと要求出力関連値たとえばアクセル開度Accとに基づいて電動機12の要求出力トルクTMGを決定する。続いて、エンジン始動制御手段72は、図4に示す電動機回転速度軸と出力トルク軸との2次元座標内において、運転者の要求出力に対応した電動機12の要求出力トルクTMGと電動機回転速度NMGとの関係が電動機走行作動領域A内にあるか否かを判定する。エンジン始動制御手段72は、上記判定において、運転者の要求出力に対応した電動機12の要求出力トルクTMGと電動機回転速度NMGとの関係が電動機走行作動領域A内にあると判定された場合には、エンジン始動トルクTS分の余力を残しつつ運転者による要求出力を電動機12のみで出力可能であると判定し、また、上記関係が電動機走行作動領域A内に無いと判定された場合には、エンジン始動トルクTS分の余力を残しつつ運転者による要求出力を電動機12のみで出力可能ではないと判定する。
エンジン始動制御手段72は、電動機走行中における上記判定において、エンジン始動トルクTS分の余力を残しつつ運転者による要求出力を電動機12のみで出力可能ではないと判定された場合に、エンジン始動要求が為されたと判定してエンジン14を始動させる。その際、エンジン始動制御手段72は、電動機12から駆動輪24へ要求出力トルクTMGを出力させつつ、クラッチ28を係合させて電動機12からエンジン14へエンジン始動トルクTSを出力させる。そして、エンジン回転速度NEがある程度引き上げられてからエンジン点火や燃料供給などを制御することでエンジン14を始動させる。このように、ハイブリッド車両10を駆動させるための駆動トルクすなわち要求出力トルクTMGに加えて、エンジン14を回転駆動するためのエンジン始動トルクTSが出力されることで、エンジン始動時のショックの発生が抑制されるようになっている。なお、エンジン始動時には、ショックの発生を抑制するためにトルクコンバータ16のロックアップクラッチ74が開放状態とされる。
また、エンジン始動制御手段72は、電動機走行中においてエンジン14が始動させられる際に、エンジン始動要求から、電動機12によりエンジン14が回転駆動されてエンジン14の有する複数の気筒内のいずれか1のピストンがピストン上死点を1より大きい回数(例えば2回)を超え、且つエンジン回転速度NEが予め設定された所定回転速度NE1を超えるまでにかかるエンジン回転上昇時間tEを検出する。上記複数の気筒内のいずれか1のピストンがピストン上死点を2回超えたか否かは、クランク角ACRに基づいて判定される。
図5は、筒内噴射型エンジンの始動時において、エンジン始動要求からの経過時間tとエンジン回転速度NEとの関係の一例を、エンジン始動開始直前におけるエンジン14のクランク軸26の回転停止位置すなわちエンジン回転停止位置PBTDC[°]毎に示した図である。エンジン回転停止位置PBTDCは、エンジン14の有する複数の気筒内のいずれか1のピストンが上死点(TDC)に位置するときのクランク軸26の回転停止位置を0[°]としたときに、その0[°]の位置から回転方向後方側への角度で表される値である。図5には、上死点前10[°]〜80[°]まで10[°]刻みの各エンジン回転停止位置PBTDC毎に、経過時間tとエンジン回転速度NEとの関係が示されている。この図5の関係は実験的に求められる。図5に示すように、エンジン始動開始からエンジン回転速度NEが所定値に上昇するまでにかかる時間は、エンジン始動開始直前のエンジン回転停止位置PBTDCに応じて異なる。特に、エンジン14の有する複数の気筒内のいずれか1のピストンがピストン上死点を超えた回数が2回に満たない間は、上記時間の差が比較的大きい。しかし、エンジン14の有する複数の気筒内のいずれか1のピストンがピストン上死点を2回超えた以降は、上記時間の差が比較的小さくなる。よって、上記所定回転速度NE1は、たとえば、エンジン14の有する複数の気筒内のいずれか1のピストンがピストン上死点を2回超え且つエンジン始動開始直前の各エンジン停止位置からのエンジン回転上昇時間tEのばらつきの少ない回転数たとえば440[rpm]付近に設定される。
また、エンジン始動制御手段72は、検出されたエンジン回転上昇時間tEが予め設定された所定時間t1よりも長い場合には、次回のエンジン始動時に電動機12から出力されるエンジン始動トルクTSを、それまでに用いられた複数回のエンジン始動トルクTSの移動平均値たとえば過去100回以内に用いられた複数のエンジン始動トルクの平均値TSMよりも、予め設定された所定値(学習補正値)aだけ大きい値(TSM+a)に補正する。また、エンジン始動制御手段72は、検出されたエンジン回転上昇時間tEが所定時間t1よりも短い場合には、次回のエンジン始動時に電動機12から出力されるエンジン始動トルクTSを、上記平均値TSMよりも予め設定された所定値aだけ小さい値(TSM−a)に補正する。上記所定時間t1は、エンジン14の始動に必要なエンジン始動トルクの大きさを判定するために、電動機12によりエンジン14が回転駆動されてエンジン14の有する複数の気筒内のいずれか1のピストンがピストン上死点を1より大きい回数(例えば2回)を超えるように、予め実験的に求められる。
また、エンジン始動制御手段72は、検出されたエンジン回転上昇時間tEに応じてエンジン始動トルクTSが上記学習補正によって増減される度に、エンジン始動トルクTS分の余力を残しつつも電動機12の出力トルク範囲が可及的に大きくなるように電動機走行作動領域Aを増減させる。たとえば、エンジン回転上昇時間tEに応じてエンジン始動トルクTSが所定値aだけ小さくされる場合には、図4に1点鎖線で示すように、電動機12の出力トルク範囲が電動機回転速度NMG毎に所定値aだけ大きくされて、電動機走行作動領域Aが増加させられる。また、エンジン回転上昇時間tEに応じてエンジン始動トルクTSが所定値aだけ大きくされる場合には、図4に2点鎖線で示すように、電動機12の出力トルク範囲が電動機回転速度NMG毎に所定値aだけ小さくされて、電動機走行作動領域Aが減少させられる。
図6は、電子制御装置58の信号処理によって実行される制御作動の要部を説明するフローチャートである。このフローチャートは、電子制御装置58による制御作動のうちのエンジン始動のための制御作動を説明するためのものであり、電動機走行中であると判定された場合に実施され、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。なお、図6の各ステップは全てエンジン始動制御手段72に対応している。
図6において、ステップ(以下、「ステップ」を省略する)S1においては、エンジン始動トルクTS分の余力を残しつつ運転者による要求出力を電動機12のみで出力可能ではないと判定されたか否かに基づいて、エンジン始動要求が為されたか否かを判定する。
具体的には、先ず、予め設定された関係から車速Vと要求出力関連値たとえばアクセル開度Accとに基づいて電動機12の要求出力トルクTMGが決定される。続いて、たとえば図4に示す電動機回転速度軸と出力トルク軸との2次元座標内において、運転者の要求出力に対応した電動機12の要求出力トルクTMGと電動機回転速度NMGとの関係が電動機走行作動領域A内にあるか否かが判定される。その判定において、運転者の要求出力に対応した電動機12の要求出力トルクTMGと電動機回転速度NMGとの関係が電動機走行作動領域A内に無いと判定された場合には、エンジン始動トルクTS分の余力を残しつつ運転者による要求出力を電動機12のみで出力可能ではないと判定される。
上記S1の判定が否定される場合には、本ルーチンが終了させられる。また、上記S1の判定が肯定される場合には、S2において、S1の判定が肯定されてから即ちエンジン始動要求があると判定されてから、電動機12によりエンジン14が回転駆動されてエンジン14の有する複数の気筒内のいずれか1のピストンがピストン上死点を2回以上超えたか否かが判定される。
上記S2の判定が否定される場合には、本ルーチンが終了させられる。また、上記S2の判定が肯定される場合には、S3において、エンジン回転速度NEが予め設定された所定回転速度NE1例えば440[rpm]を超えたか否かが判定される。
上記S3の判定が否定される場合には、本ルーチンが終了させられる。また、上記S3の判定が肯定される場合には、S4において、S1の判定が肯定されてから即ちエンジン始動要求があると判定されてからの経過時間tすなわちエンジン回転上昇時間tEが、予め設定された所定時間t1よりも大きいか否かが判定される。
上記S4の判定が肯定される場合には、S5において、次回のエンジン始動時に電動機12から出力されるエンジン始動トルクTSが、それまでに用いられた複数回のエンジン始動トルクTSの移動平均値たとえば過去100回以内に用いられた複数のエンジン始動トルクの平均値TSMよりも、予め設定された所定値aだけ大きい値(TSM+a)に補正される。
また、上記S4の判定が肯定される場合には、S6において、次回のエンジン始動時に電動機12から出力されるエンジン始動トルクTSが、それまでに用いられた複数回のエンジン始動トルクTSの移動平均値たとえば過去100回以内に用いられた複数のエンジン始動トルクの平均値TSMよりも、予め設定された所定値aだけ小さい値(TSM−a)に補正される。
上記S5およびS6に次いで、S7では、エンジン始動トルクTS分の余力を残しつつも電動機12の出力トルク範囲が可及的に大きくなるように電動機走行作動領域Aが再設定される。すなわち、S5においてエンジン始動トルクTSが所定値aだけ大きくされた場合には、電動機12の出力トルク範囲が電動機回転速度NMG毎に所定値aだけ小さくされて、電動機走行作動領域Aが減少させられる。また、S6において、エンジン始動トルクTSが所定値aだけ小さくされた場合には、電動機12の出力トルク範囲が電動機回転速度NMG毎に所定値aだけ大きくされて、電動機走行作動領域Aが増加させられる。
上述のように、車両用エンジン始動制御装置として機能する本実施例の電子制御装置58によれば、電動機12のみによる電動機走行中においてエンジン14が始動させられる際に、エンジン始動要求から、エンジン14が電動機12により回転駆動されてエンジン回転速度NEが予め設定された所定回転速度NE1を超えるまでにかかるエンジン回転上昇時間tEが検出され、そのエンジン回転上昇時間tEが予め設定された所定時間t1よりも長い場合には、次回のエンジン始動時において電動機12からエンジン14へ出力されるエンジン始動トルクTSが予め設定された所定値a大きくされ、前記エンジン回転上昇時間tEが前記所定時間t1よりも短い場合には、次回のエンジン始動時において電動機12からエンジン14へ出力されるエンジン始動トルクTSが所定値a小さくされる。よって、例えば、初期設定時のエンジン始動トルクTSが、対象となるエンジン14にとって所定時間t1経過時点でのエンジン始動完了のためには大きすぎる場合には、次回のエンジン始動トルクTSが所定値a小さくされるので、ドライバビリティ向上を目的とした所定時間t1以内のエンジン始動のために過不足なく最適なエンジン始動トルクTSを、エンジン機差のばらつきを考慮してエンジン毎に最適に設定することができる。そのため、エンジン始動トルクTS分の余力を残しつつもできるだけ電動機12によりハイブリッド車両10を駆動させることができ、車両燃費が向上する。
また、本実施例の電子制御装置58によれば、エンジン回転上昇時間tEに応じてエンジン始動トルクTSが増減される際には、過去100回以内に用いられたエンジン始動トルクTSの平均値TSMに基づいて増減されることから、例えば検出されるエンジン回転上昇時間tEが異常値等であることに起因してエンジン始動トルクTSが大幅に変動することを抑制することができる。
また、本実施例の電子制御装置58によれば、電動機12は、電動機走行中においては、エンジン始動トルクTS分の余力を残した状態となるように出力トルク範囲が定められた電動機走行作動領域A内で作動させられ、その電動機走行作動領域Aは、エンジン回転上昇時間tEに応じてエンジン始動トルクTSが減少させられる度に増加するように設定される。よって、エンジン機差ばらつきを考慮した最適な電動機走行作動領域Aが設定されるので、エンジン始動トルクTS分の余力を残しつつもできるだけ電動機12によりハイブリッド車両10を駆動させることができ、車両燃費が向上する。
また、本実施例の電子制御装置58によれば、エンジン回転上昇時間tEは、エンジン始動要求から、エンジン14が電動機12により回転駆動されてそのエンジン14が有する複数の気筒内のいずれか1のピストンがピストン上死点を2回以上超え、且つエンジン回転速度NEが予め設定された所定回転速度NE1を超えるまでにかかる時間であることから、エンジン14のピストンがピストン上死点を2回以上超えた後は、エンジン回転速度NEが所定回転速度NE1を超えるまでにかかる経過時間tがエンジン回転停止位置PBTDCの影響を受けてばらつくことが抑制されるので、エンジン14毎のエンジン回転上昇時間tEの違いを正確に検出することができる。
以上、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、別の態様でも実施され得る。
例えば、前述の実施例では、エンジン回転上昇時間tEに応じてエンジン始動トルクTSが増減される際には、最新の過去100回以内に用いられたエンジン始動トルクTSの平均値TSMに基づいて増減されるようになっていたが、これに限らず、前回用いられたエンジン始動トルクTS、又はそれまでに用いられた所定回数分の平均値で算出されるエンジン始動トルクTSに基づいて増減されればよい。たとえば、検出されたエンジン回転上昇時間tEが予め設定された所定時間t1よりも長い場合または短い場合には、次回のエンジン始動時に電動機12から出力されるエンジン始動トルクTSを、前回用いられたエンジン始動トルクTSよりも所定値aだけ大きくするまたは小さくするように構成されてもよい。
また、前述の実施例では、図6のS2において、エンジン始動要求から、エンジン14が電動機12により回転駆動されてそのエンジン14が有する複数の気筒内のいずれか1のピストンがピストン上死点を2回以上超えたか否かが判定されていたが、必ずしも設けられなくてもよい。要するに、必ずしもエンジン14が有する複数の気筒内のいずれか1のピストンがピストン上死点を2回以上超えたか否かが判断されなくてもよい。
また、前述の実施例では、所定回転速度NE1は、エンジン14の有する複数の気筒内のいずれか1のピストンがピストン上死点を2回超える440[rpm]付近に設定されていたが、必ずしも440[rpm]でなくてもよい。実施例で用いられたエンジン14の特性が図5に示すようになっていたために、エンジン始動開始からの経過時間tのばらつきが比較的に小さくなる値として440[rpm]が採用されていただけであって、この値は用いられるエンジン毎に適宜設定され得る。
また、前述の実施例では、ハイブリッド車両10に本発明が適用されていたが、これに限らず、例えば、車両用駆動力源としてのエンジンと、そのエンジンを始動させる良く知られたスタータモータとを備えた車両であっても本発明が適用され得る。
前記エンジン14は、好適には、複数の気筒内の所定のピストンが種々のエンジン始動開始位置から上死点へ到達したときにそれぞれ始動時に必要な適切な噴射量で燃料を噴射して着火できる筒内噴射型ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどから構成される。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。
10:ハイブリッド車両(車両)
12:電動機
14:エンジン
58:電子制御装置(車両用エンジン始動制御装置)
A:電動機走行作動領域
NE:エンジン回転速度
NE1:所定回転速度
NMG:電動機回転速度(電動機の回転速度)
TMG:電動機の出力トルク
TS:エンジン始動トルク
TSM:過去の増減後のエンジン始動トルクの平均値
a:所定値
tE:エンジン回転上昇時間
t1:所定時間
12:電動機
14:エンジン
58:電子制御装置(車両用エンジン始動制御装置)
A:電動機走行作動領域
NE:エンジン回転速度
NE1:所定回転速度
NMG:電動機回転速度(電動機の回転速度)
TMG:電動機の出力トルク
TS:エンジン始動トルク
TSM:過去の増減後のエンジン始動トルクの平均値
a:所定値
tE:エンジン回転上昇時間
t1:所定時間
Claims (4)
- 電動機と、該電動機により始動されるエンジンとを備え、該エンジンおよび該電動機の少なくとも一方により駆動される車両に用いられる車両用エンジン始動制御装置であって、
前記電動機のみによる電動機走行中において前記エンジンが始動させられる際に、エンジン始動要求から、該エンジンが該電動機により回転駆動されてエンジン回転速度が予め設定された所定回転速度を超えるまでにかかるエンジン回転上昇時間を検出し、
該エンジン回転上昇時間が予め設定された所定時間よりも長い場合には、次回のエンジン始動時において前記電動機から出力されるエンジン始動トルクを予め設定された所定値大きくし、
前記エンジン回転上昇時間が前記所定時間よりも短い場合には、次回のエンジン始動時において前記電動機から出力されるエンジン始動トルクを予め設定された所定値小さくすること
を特徴とする車両用エンジン始動制御装置。 - 前記エンジン回転上昇時間に応じて前記エンジン始動トルクを増減する際には、過去の増減後のエンジン始動トルクに基づいて増減することを特徴とする請求項1の車両用エンジン始動制御装置。
- 前記電動機は、該電動機のみによる電動機走行中においては、前記エンジン始動トルク分の余力を残した状態となるように出力トルク範囲が定められた電動機走行作動領域内で作動させられ、
該電動機走行作動領域は、前記エンジン回転上昇時間に応じて前記エンジン始動トルクが減少させられる度に増加するように設定されること
を特徴とする請求項1または2の車両用エンジン始動制御装置。 - 前記エンジン回転上昇時間は、エンジン始動要求から、前記エンジンが前記電動機により回転駆動されて該エンジンが有する複数の気筒内のいずれか1のピストンがピストン上死点を2回以上超え、且つエンジン回転速度が予め設定された所定回転速度を超えるまでにかかる時間であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1の車両用エンジン始動制御装置。
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