JP2017166463A - Engine start-up device - Google Patents

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Naoyoshi Takamatsu
直義 高松
賢樹 岡村
Sakaki Okamura
賢樹 岡村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an engine start-up device capable of supplementing power shortage of a battery at a cold temperature.SOLUTION: An engine start-up device comprises: a battery 12 which is used for starting up an engine 2; and a capacitor 13 which supplements output shortage of the battery 12 when the engine 2 is started up. The engine start-up device controls residual capacity cSOC of the capacitor 13 in a manner that keeps the same at predetermined target values, a cold temperature target value used when the engine 2 is stopped at a cold temperature and a normal target value used at normal time. The cold temperature target value is higher than the normal target value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、エンジンの始動に使用するバッテリとバッテリを補助するキャパシタとを備えたエンジン始動装置に関する。   The present invention relates to an engine starter including a battery used for starting an engine and a capacitor for assisting the battery.

エンジン始動装置として、イグニッションスイッチがオフに切り替えられる際に、メインバッテリの充電状態が下限値を下回る場合、充電状態が目標値に達するまでエンジンの運転状態を継続したままオルタネータが発電駆動してからエンジンを停止する装置が知られている（特許文献１）。   As an engine starter, when the ignition switch is turned off, if the main battery charge state falls below the lower limit value, the alternator generates power while continuing the engine operation state until the charge state reaches the target value. An apparatus for stopping an engine is known (Patent Document 1).

特開２００８−１８０２０７号公報JP 2008-180207 A

特許文献１の装置は、エンジン停止時に次のエンジン始動に必要なバッテリの残存容量を確保するものであるが、残存容量を確保できても環境温度が低い場合はバッテリの内部抵抗が高くなるためエンジン始動の際に電力不足となるおそれがある。   The device of Patent Document 1 secures the remaining capacity of the battery necessary for the next engine start when the engine is stopped, but the internal resistance of the battery increases when the ambient temperature is low even if the remaining capacity can be secured. There is a risk of power shortage when starting the engine.

そこで、本発明は、低温時のバッテリの電力不足を補うことができるエンジン始動装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an engine starter that can compensate for a battery power shortage at a low temperature.

本発明のエンジン始動装置は、エンジンの始動に使用するバッテリと、前記エンジンの始動の際に前記バッテリの出力不足を補助するキャパシタと、前記キャパシタの残存容量が目標値に維持されるように前記キャパシタの残存容量を制御する制御手段と、を備え、前記目標値として、前記エンジンが停止する際に環境温度が所定温度よりも低い低温時に使用される低温時目標値と、前記エンジンが停止する際に前記環境温度が前記所定温度以上の通常時に使用される通常時目標値とが設けられ、かつ、前記低温時目標値は前記通常時目標値よりも高い値である、ことを特徴とするものである。   The engine starter according to the present invention includes a battery used for starting the engine, a capacitor that assists in insufficient output of the battery when the engine is started, and the remaining capacity of the capacitor is maintained at a target value. Control means for controlling the remaining capacity of the capacitor, and the target value is a low temperature target value used when the engine is stopped at a low temperature that is lower than a predetermined temperature, and the engine is stopped. A normal target value used at normal time when the environmental temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, and the low temperature target value is higher than the normal target value. Is.

本発明のエンジン始動装置によれば、エンジンが停止する際にキャパシタの残存容量が所定の目標値となるように制御されるので、次のエンジンの始動の際にキャパシタによってバッテリの電力不足を補助できる。しかも、キャパシタの残存容量の目標となる低温時目標値が通常時目標値よりも高い値であるので、通常時のキャパシタの負担が低温時よりも小さいことでキャパシタの劣化を抑制しつつ低温時におけるエンジンの始動に必要なキャパシタの電力を確保できる。   According to the engine starting device of the present invention, since the remaining capacity of the capacitor is controlled to be a predetermined target value when the engine is stopped, the capacitor assists in shortage of the battery power at the next engine starting. it can. Moreover, since the target value for the remaining capacity of the capacitor at the low temperature is higher than the target value at the normal time, the burden on the capacitor at the normal time is smaller than that at the low temperature, so that the deterioration of the capacitor is suppressed and the low temperature It is possible to secure the capacitor power necessary for starting the engine.

本発明の一形態に係るエンジン始動装置が適用された車両の全体構成を模式的に示した図。The figure which showed typically the whole structure of the vehicle with which the engine starting apparatus which concerns on one form of this invention was applied. 図１のＨＶＥＣＵが電力分配を決める際の機能ブロック図。The functional block diagram when the HVECU of FIG. 1 determines electric power distribution. 本発明の一形態に係る制御ルーチンの一例を示したフローチャート。6 is a flowchart illustrating an example of a control routine according to an embodiment of the present invention. キャパシタの特性評価回路を示した図。The figure which showed the characteristic evaluation circuit of the capacitor. 比較例に係る電流、キャパシタ電圧、及び出力電力の時間的変化を示した図。The figure which showed the time change of the electric current which concerns on a comparative example, a capacitor voltage, and output electric power. 本形態に係る電流、キャパシタ電圧、及び出力電力の時間的変化を示した図。The figure which showed the time change of the electric current which concerns on this form, a capacitor voltage, and output electric power. 本形態の動作例を示したタイムチャート。The time chart which showed the operation example of this form. 通常時目標値の他の例を示した図。The figure which showed the other example of the normal time target value.

図１に示すように、車両１は、内燃機関として構成されたエンジン２と、２つのモータ・ジェネレータ３、４とを備えたハイブリッド車両として構成されている。エンジン２及び第１モータ・ジェネレータ３は遊星歯車機構として構成された動力分割機構５に連結されている。エンジン２の動力は動力分割機構５によって分割され、分割された動力の一方が第１モータ・ジェネレータ３による発電に利用され、残りの動力は動力分割機構５から出力される。第１モータ・ジェネレータ４は発電機として機能することが多いが、エンジン２を始動する際のモータリング（クランキング）に利用される。動力分割機構５と駆動輪７との間の動力伝達経路には第２モータ・ジェネレータ４が設けられている。第２モータ・ジェネレータ４は、エンジン２だけでは不足する動力の補助、電気自動車モードの実施、及び車両減速時に発電する回生制御の実施等に利用される。   As shown in FIG. 1, the vehicle 1 is configured as a hybrid vehicle including an engine 2 configured as an internal combustion engine and two motor generators 3 and 4. The engine 2 and the first motor / generator 3 are connected to a power split mechanism 5 configured as a planetary gear mechanism. The power of the engine 2 is divided by the power split mechanism 5, one of the split power is used for power generation by the first motor / generator 3, and the remaining power is output from the power split mechanism 5. The first motor / generator 4 often functions as a generator, but is used for motoring (cranking) when starting the engine 2. A second motor / generator 4 is provided in the power transmission path between the power split mechanism 5 and the drive wheels 7. The second motor / generator 4 is used for assisting power that the engine 2 alone is insufficient, for implementing the electric vehicle mode, and for performing regenerative control for generating power when the vehicle is decelerated.

各モータ・ジェネレータ３、４は三相交流型のモータ・ジェネレータとして構成されており、第１モータ・ジェネレータ３には第１インバータ１１が、第２モータ・ジェネレータ４には第２インバータ１１がそれぞれ電気的に接続されている。各インバータ１１、１２は電気回路Ｅｃの主正母線ＭＰＬ及び主負母線ＭＮＬに並列接続されている。主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間には平滑コンデンサＣが設けられている。   Each of the motor generators 3 and 4 is configured as a three-phase AC motor generator. The first motor / generator 3 includes a first inverter 11, and the second motor / generator 4 includes a second inverter 11. Electrically connected. The inverters 11 and 12 are connected in parallel to the main positive bus MPL and the main negative bus MNL of the electric circuit Ec. A smoothing capacitor C is provided between main positive bus MPL and main negative bus MNL.

電気回路Ｅｃにはバッテリ１２とキャパシタ１３とが設けられている。バッテリ１２は、例えば鉛バッテリ、ニッケル水素バッテリ、リチウムイオンバッテリ、燃料電池等の低温特性が比較的悪い蓄電デバイスである。また、キャパシタ１３は、例えば電気２重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等の低温特性が比較的良い蓄電デバイスである。バッテリ１２は第１正極線ＰＬ１及び第１負極線ＰＮ１を介して第１コンバータ１５に、キャパシタ１３は第２正極線ＰＬ２及び第２負極線ＰＮ２を介して第２コンバータ１６にそれぞれ接続される。   The electric circuit Ec is provided with a battery 12 and a capacitor 13. The battery 12 is a power storage device having relatively low temperature characteristics such as a lead battery, a nickel metal hydride battery, a lithium ion battery, and a fuel cell. The capacitor 13 is a power storage device having relatively good low temperature characteristics such as an electric double layer capacitor and a lithium ion capacitor. The battery 12 is connected to the first converter 15 via the first positive line PL1 and the first negative line PN1, and the capacitor 13 is connected to the second converter 16 via the second positive line PL2 and the second negative line PN2.

各コンバータ１５、１６は主正母線ＭＰＬ及び主負母線ＭＮＬに並列接続されている。各インバータ１１は電気回路Ｅｃから供給される直流電力を交流変換して各モータ・ジェネレータ３、４に出力する。一方、各モータ・ジェネレータ３、４が発電する交流電力は各インバータ１１、１２にて直流変換されて電気回路Ｅｃに出力される。   Each converter 15, 16 is connected in parallel to main positive bus MPL and main negative bus MNL. Each inverter 11 converts DC power supplied from the electric circuit Ec into AC and outputs it to the motor generators 3 and 4. On the other hand, AC power generated by the motor / generators 3 and 4 is converted into DC by the inverters 11 and 12 and output to the electric circuit Ec.

車両１には、各部を制御するＨＶＥＣＵ２０と、ＨＶＥＣＵ２０に管理されエンジン２を制御するエンジンＥＣＵ２１と、バッテリ１２及びキャパシタ１３の放電及び充電等を制御する電池ＥＣＵ２２とが設けられている。   The vehicle 1 is provided with an HVECU 20 that controls each part, an engine ECU 21 that is managed by the HVECU 20 and controls the engine 2, and a battery ECU 22 that controls discharging and charging of the battery 12 and the capacitor 13.

ＨＶＥＣＵ２０は、エンジンＥＣＵ２１や不図示の各種センサから送信される信号、走行状況及びアクセル開度などに基づいて車両要求パワーを算出し、その算出した車両要求パワーに基づいてエンジン２のエンジンパワーの目標値を算出するとともに各モータ・ジェネレータ３、４のトルク目標値及び回転数目標値を算出する。ＨＶＥＣＵ２０は、エンジンパワーの目標値をエンジンＥＣＵ２１に送り、エンジンＥＣＵ２１にエンジン２を目標値に制御させるとともに、各モータ・ジェネレータ３の発生トルク及び回転数が目標値となるように駆動信号ＰＷＭ１、ＰＷＭ２を生成し、その生成した駆動信号ＰＷＭ１、ＰＷＭ２をそれぞれ第１インバータ１１及び第２インバータ１２へ出力して各インバータ１１、１２を制御する。   The HVECU 20 calculates the vehicle required power based on signals transmitted from the engine ECU 21 and various sensors (not shown), the travel situation, the accelerator opening, and the like, and the engine power target of the engine 2 based on the calculated vehicle required power. While calculating a value, the torque target value and rotation speed target value of each motor generator 3 and 4 are calculated. The HVECU 20 sends a target value of the engine power to the engine ECU 21, causes the engine ECU 21 to control the engine 2 to the target value, and drives the signals PWM1 and PWM2 so that the generated torque and the rotational speed of each motor / generator 3 become the target values. And the generated drive signals PWM1 and PWM2 are output to the first inverter 11 and the second inverter 12, respectively, to control the inverters 11 and 12, respectively.

電池ＥＣＵ２２はバッテリ１２及びキャパシタ１３のそれぞれの電圧Ｖｂ、Ｖｃ、電流Ｉｂ、Ｉｃ、温度Ｔｂ、Ｔｃを、電圧センサ２５、電流センサ２６及び温度センサ２７の出力信号に基づいて取得し、これらの物理量に基づいてバッテリ１２の残存容量ＳＯＣを計算するとともに、キャパシタ１３の残存容量ｃＳＯＣを計算する。そして、これらの残存容量ＳＯＣ、ｃＳＯＣを各温度Ｔｂ、ＴｃととともにＨＶＥＣＵ２０に送る。詳しくは後述するが、ＨＶＥＣＵ２０は、電池ＥＣＵ２２から送られた各種情報に基づいてバッテリ１２及びキャパシタ１３が出力する電力配分を決定し、その配分に基づいた電力が各インバータ１１、１２に供給されるように駆動信号Ｐ１、Ｐ２を生成し、駆動信号Ｐ１を第１コンバータ１５に、駆動信号Ｐ２を第２コンバータ１６にそれぞれ出力して各コンバータ１５、１６を制御する。   The battery ECU 22 acquires the voltages Vb, Vc, currents Ib, Ic, and temperatures Tb, Tc of the battery 12 and the capacitor 13 based on output signals of the voltage sensor 25, the current sensor 26, and the temperature sensor 27, and these physical quantities. Based on the above, the remaining capacity SOC of the battery 12 is calculated, and the remaining capacity cSOC of the capacitor 13 is calculated. Then, these remaining capacities SOC and cSOC are sent to the HVECU 20 together with the temperatures Tb and Tc. As will be described in detail later, the HVECU 20 determines the power distribution output from the battery 12 and the capacitor 13 based on various information sent from the battery ECU 22, and the power based on the distribution is supplied to the inverters 11 and 12. Thus, the drive signals P1 and P2 are generated, and the drive signal P1 is output to the first converter 15 and the drive signal P2 is output to the second converter 16 to control the converters 15 and 16, respectively.

図２はＨＶＥＣＵ２０がバッテリ１２及びキャパシタ１３の電力配分を決定する際にその内部に論理的に構成される機能ブロック図を示している。図２に示すように、電圧指令生成部２０ａは各モータ・ジェネレータ３、４のモータトルクＴｍｇ及び回転数Ｎｍｇに基づいて電圧指令ＶＨ＊を計算して出力する。電圧指令生成部２０ａから出力された電圧指令ＶＨ＊と、図１に示した電圧センサ２８で測定されたインバータ電圧の測定値ＶＨとの差分がＰＩ部２０ｂに送られ、ＰＩ部２０ｂは電力指令Ｐ＊を出力して電流指令分配部２０ｃに送る。分配率生成部２０ｄはモータトルクＴｍｇ、回転数Ｎｍｇ、電池ＥＣＵ２２から得た各種情報ＳＯＣ、Ｔｂ、ｃＳＯＣ、Ｔｃに基づいて、バッテリ１２及びキャパシタ１３の電力配分を決めるための分配率Ｋ＊を計算し、これを電流指令分配部２０ｃに送る。第１制限値生成部２０ｅは電池ＥＣＵ２２から得たバッテリ１２の残存容量ＳＯＣ及び温度Ｔｂに基づいて第１入力制限値Ｗｉｎ１及び第１出力制限値Ｗｏｕｔ１を生成し、これらを電流指令分配部２０ｃに送る。第２制限値生成部２０ｆは電池ＥＣＵ２２から得たキャパシタ１３の残存容量ｃＳＯＣ及び温度Ｔｃに基づいて第２入力制限値Ｗｉｎ２及び第２出力制限値Ｗｏｕｔ２を生成し、これらを電流指令分配部２０ｃに送る。   FIG. 2 is a functional block diagram logically configured therein when the HVECU 20 determines the power distribution of the battery 12 and the capacitor 13. As shown in FIG. 2, the voltage command generator 20a calculates and outputs a voltage command VH * based on the motor torque Tmg and the rotational speed Nmg of each motor generator 3 and 4. The difference between the voltage command VH * output from the voltage command generator 20a and the measured value VH of the inverter voltage measured by the voltage sensor 28 shown in FIG. 1 is sent to the PI unit 20b, and the PI unit 20b P * is output and sent to the current command distribution unit 20c. The distribution rate generation unit 20d calculates a distribution rate K * for determining the power distribution of the battery 12 and the capacitor 13 based on the motor torque Tmg, the rotation speed Nmg, and various information SOC, Tb, cSOC, and Tc obtained from the battery ECU 22. Then, this is sent to the current command distribution unit 20c. The first limit value generation unit 20e generates a first input limit value Win1 and a first output limit value Wout1 based on the remaining capacity SOC of the battery 12 and the temperature Tb obtained from the battery ECU 22, and supplies these to the current command distribution unit 20c. send. The second limit value generation unit 20f generates a second input limit value Win2 and a second output limit value Wout2 based on the remaining capacity cSOC of the capacitor 13 and the temperature Tc obtained from the battery ECU 22, and supplies them to the current command distribution unit 20c. send.

電流指令分配部２０ｃは、電力指令Ｐ＊、分配率Ｋ＊、第１入力制限値Ｗｉｎ１、第１出力制限値Ｗｏｕｔ１、第２入力制限値Ｗｉｎ１、及び第２入力制限値Ｗｏｕｔ２に基づいて、バッテリ１２の電流指令Ｉｂ＊とキャパシタ１３の電流指令Ｉｃ＊を算出し、これらを出力する。出力された電流指令Ｉｂ＊と電流センサ２６で測定されたバッテリ１２の電流の測定値Ｉｂと差分がＰＩ部２０ｇに送られ、ＰＩ部２０ｇは第１デューティー比ｄｕｔｙ１を出力して第１ＰＷＭ部２０ｈに送る。第１ＰＷＭ部２０ｈは第１デューティー比ｄｕｔｙ１を変調し第１指令信号Ｐ１を生成して第１コンバータ１５を制御する。一方、出力された電流指令Ｉｃ＊と電流センサ２６で測定されたキャパシタ１３の電流の測定値Ｉｃと差分がＰＩ部２０ｉに送られ、ＰＩ部２０ｉは第２デューティー比ｄｕｔｙ２を生成して第１ＰＷＭ部２０ｊに送る。第２ＰＷＭ部２０ｊは第２デューティー比ｄｕｔｙ２を変調し第２指令信号Ｐ２を生成して第２コンバータ１６を制御する。これにより、エンジン２の始動時などにバッテリ１２の出力が不足した場合にその出力不足をキャパシタ１２で補助できる。   The current command distribution unit 20c is a battery based on the power command P *, the distribution ratio K *, the first input limit value Win1, the first output limit value Wout1, the second input limit value Win1, and the second input limit value Wout2. 12 current commands Ib * and capacitor 13 current commands Ic * are calculated and output. The difference between the output current command Ib * and the measured current value Ib of the battery 12 measured by the current sensor 26 is sent to the PI unit 20g, and the PI unit 20g outputs the first duty ratio duty1 to output the first PWM unit 20h. Send to. The first PWM unit 20h modulates the first duty ratio duty1 and generates a first command signal P1 to control the first converter 15. On the other hand, the difference between the output current command Ic * and the measured current value Ic of the capacitor 13 measured by the current sensor 26 is sent to the PI unit 20i, and the PI unit 20i generates the second duty ratio duty2 to generate the first PWM. Send to section 20j. The second PWM unit 20j modulates the second duty ratio duty2 to generate the second command signal P2, and controls the second converter 16. Thereby, when the output of the battery 12 is insufficient when the engine 2 is started, the output shortage can be assisted by the capacitor 12.

図１に示したＨＶＥＣＵ２０は、上記の各指令信号Ｐ１、Ｐ２に基づいて各コンバータ１５、１６を操作することによってバッテリ１２及びキャパシタ１３の充放電を行い、バッテリ１２及びキャパシタ１３の残存容量ＳＯＣ、ｃＳＯＣが目標値に維持されるようにこれらを制御する。本形態は、エンジン２が停止する際に、次のエンジン始動時にバッテリ１２単独では始動が困難となる低温時において、キャパシタ１３の残存容量ｃＳＯＣの目標値として低温時以外に使用する通常時目標値よりも高い低温時目標値を使用する点に特徴がある。   The HVECU 20 shown in FIG. 1 charges and discharges the battery 12 and the capacitor 13 by operating the converters 15 and 16 based on the command signals P1 and P2, and the remaining capacity SOC of the battery 12 and the capacitor 13, These are controlled so that cSOC is maintained at the target value. In the present embodiment, when the engine 2 is stopped, the target value for the normal time to be used as a target value for the remaining capacity cSOC of the capacitor 13 at a low temperature when it is difficult to start with the battery 12 alone at the time of the next engine start. It is characterized in that a higher target value at low temperature is used.

ＨＶＥＣＵ２０は上記制御を実現するため例えば図３の制御ルーチンを実行する。図３の制御ルーチンのプログラムはＨＶＥＣＵ２０に予め記憶されており適時に読み出されて繰り返し実行される。ステップＳ１において、ＨＶＥＣＵ２０はエンジン２の停止要求の有無を判定し、停止要求がある場合はステップＳ２に、停止要求がない場合はステップＳ５に処理を進める。ステップＳ２において、ＨＶＥＣＵ２０はバッテリ１２の温度Ｔｂが所定温度（例えば、−２０℃）よりも低い低温時か否かを判定する。低温時の場合はステップＳ３に、低温時でない場合、すなわちバッテリ１２の温度Ｔｂが所定温度以上の通常時の場合はステップＳ５にそれぞれ処理を進める。ステップＳ３において、ＨＶＥＣＵ２０はキャパシタ１３の残存容量ｃＳＯＣが低温時目標値よりも小さいか否かを判定し、残存容量ｃＳＯＣが低温時目標値よりも小さい場合はステップＳ４に、低温時目標値以上の場合はステップＳ５にそれぞれ処理を進める。   For example, the HVECU 20 executes the control routine of FIG. The program of the control routine of FIG. 3 is stored in advance in the HVECU 20 and is read out in a timely manner and repeatedly executed. In step S1, the HVECU 20 determines whether or not there is a stop request for the engine 2. If there is a stop request, the process proceeds to step S2, and if there is no stop request, the process proceeds to step S5. In step S2, the HVECU 20 determines whether or not the temperature Tb of the battery 12 is at a low temperature lower than a predetermined temperature (for example, −20 ° C.). If the temperature is low, the process proceeds to step S3. If the temperature is not low, that is, if the temperature Tb of the battery 12 is a normal time equal to or higher than the predetermined temperature, the process proceeds to step S5. In step S3, the HVECU 20 determines whether or not the remaining capacity cSOC of the capacitor 13 is smaller than the low temperature target value. If the remaining capacity cSOC is smaller than the low temperature target value, the process proceeds to step S4. If so, the process proceeds to step S5.

ステップＳ４において、ＨＶＥＣＵ２０は、エンジン２の出力を利用してキャパシタ１３を低温時目標値まで充電する。これにより、低温時においてはキャパシタ１３の残存容量ｃＳＯＣが通常時に比べて高い状態に維持されることになる。一方、ステップＳ５において、ＨＶＥＣＵ２０は、低温時目標値よりも低い値の通常時目標値までキャパシタ１３に対して充電又は放電する充放電制御を行う。これにより、通常時においてはキャパシタの残存容量ｃＳＯＣが通常時目標値に維持される。そして、ステップＳ６において、ＨＶＥＣＵ２０はエンジン２を停止する。   In step S4, the HVECU 20 charges the capacitor 13 to the low temperature target value using the output of the engine 2. As a result, the remaining capacity cSOC of the capacitor 13 is maintained higher than that in the normal state at a low temperature. On the other hand, in step S5, the HVECU 20 performs charge / discharge control for charging or discharging the capacitor 13 to the normal target value that is lower than the low temperature target value. As a result, the remaining capacity cSOC of the capacitor is maintained at the normal target value in the normal state. In step S6, the HVECU 20 stops the engine 2.

このように、図３の制御ルーチンを実行することにより、環境温度が低い低温時にはエンジン２の停止の際に次の始動時に備えてキャパシタ１３の残存容量ｃＳＯＣを通常時よりも高くしておくことができる。しかも、通常時には通常時目標値を使用するため通常時のキャパシタ１３の負担を軽減できるので、キャパシタ１３の劣化を抑制できる。ＨＶＥＣＵ２０は、図３の制御ルーチンを実行することにより本発明に係る制御手段として機能する。   As described above, by executing the control routine of FIG. 3, the remaining capacity cSOC of the capacitor 13 is made higher than normal in preparation for the next start when the engine 2 is stopped when the environmental temperature is low. Can do. In addition, since the normal target value is used during normal times, the load on the capacitor 13 during normal times can be reduced, and therefore deterioration of the capacitor 13 can be suppressed. The HVECU 20 functions as a control unit according to the present invention by executing the control routine of FIG.

図４に示すように、一般的なキャパシタＣａｐの特性評価回路を推定し、キャパシタＣａｐの内部抵抗をＲ、開回路電圧をＯＣＶ、回路に流れる電流をＩｃとすると、キャパシタＣａｐの端子電圧は次の式１の通りとなる。   As shown in FIG. 4, assuming a general capacitor Cap characteristic evaluation circuit, assuming that the internal resistance of the capacitor Cap is R, the open circuit voltage is OCV, and the current flowing through the circuit is Ic, the terminal voltage of the capacitor Cap is Equation 1 is obtained.

端子電圧＝ＯＣＶ−Ｒ×Ｉｃ …１   Terminal voltage = OCV−R × Ic 1

一般に、キャパシタはバッテリと異なり残存容量に応じて電圧が増減する特性がある。キャパシタは低温時にはバッテリほどではないが内部抵抗が通常時に比べて大きくなる。例えば、図５Ａの比較例に示すように、同じ電流Ｉｃを回路に流した場合、初期の残存容量が少ないと、キャパシタ１３の電圧が下限値を超えてしまうので（下限割れ）、所望の出力電力を取り出すことができなくなるおそれがある。これに対して、図５Ｂの本形態の場合は、低温時においてキャパシタ１３の残存容量が通常時よりも高くなるため、電流Ｉｃを流すことによってキャパシタ１３の電圧が低下しても、下限値を超えずに出力電圧を取り出すことができ、しかもキャパシタ１３の残存容量が高い状態が低温時に限られるので劣化を抑制できる。   Generally, unlike a battery, a capacitor has a characteristic that the voltage increases or decreases according to the remaining capacity. Although the capacitor is not as high as the battery at a low temperature, the internal resistance is larger than that at the normal time. For example, as shown in the comparative example of FIG. 5A, when the same current Ic is passed through the circuit, if the initial remaining capacity is small, the voltage of the capacitor 13 exceeds the lower limit value (lower limit crack), so the desired output There is a risk that power cannot be extracted. On the other hand, in the case of this embodiment of FIG. 5B, the remaining capacity of the capacitor 13 is higher than normal at a low temperature. Therefore, even if the voltage of the capacitor 13 is decreased by flowing the current Ic, the lower limit value is set. The output voltage can be taken out without exceeding, and the state in which the remaining capacity of the capacitor 13 is high is limited only at low temperatures, so that deterioration can be suppressed.

図６は、エンジン２の停止要求がされてからエンジン２が停止し、駐車を経て始動要求に応じて再始動が行われる際の、各種パラメータの時間的変化を通常時及び低温時のそれぞれについて示している。図示するように、通常時においては停止要求があると速やかにエンジン回転数が低下してエンジン２は停止に至る。その間、バッテリ１２は残存容量が目標値に維持されるように制御されているので、バッテリ出力及び残存容量ＳＯＣはいずれも変化なく一定である。同様に、キャパシタ１３も残存容量ｃＳＯＣが通常時目標値に維持されるので、キャパシタ出力及び残存容量ｃＳＯＣはいずれも変化なく一定である。その後、駐車を経て始動要求があると、エンジン２のモータリングが開始され、それに伴ってバッテリ１２の出力が通常時の出力制限Ｗｏｕｔ１を超えない限度で上昇し、その出力の上昇に伴ってバッテリ１２の残存容量ＳＯＣは低下する。図６の通常時の例ではバッテリ１２が単独で始動可能であったため、キャパシタ１３の補助は不要であり、その出力及び残存容量ｃＳＯＣに変化はない。   FIG. 6 shows changes in various parameters over time during normal and low temperatures when the engine 2 is stopped after the engine 2 is requested to stop, and restart is performed in response to the start request after parking. Show. As shown in the figure, during normal times, when there is a stop request, the engine speed quickly decreases and the engine 2 stops. Meanwhile, since the battery 12 is controlled so that the remaining capacity is maintained at the target value, both the battery output and the remaining capacity SOC are constant without change. Similarly, since the remaining capacity cSOC of the capacitor 13 is maintained at the normal target value, both the capacitor output and the remaining capacity cSOC are constant without change. After that, when there is a start request through parking, motoring of the engine 2 is started, and accordingly, the output of the battery 12 rises as long as it does not exceed the normal output limit Wout1, and as the output increases, the battery The remaining capacity SOC of 12 decreases. In the normal example of FIG. 6, since the battery 12 can be started independently, the assistance of the capacitor 13 is unnecessary, and the output and the remaining capacity cSOC are not changed.

これに対して、低温時においては停止要求があるとエンジン２を直ちに停止させずに運転を継続する。その間、キャパシタ１３は残存容量ｃＳＯＣが低温目標値に至るまでエンジン２の出力を利用して充電されるので、キャパシタ１３の出力は充電側に変化するともに、キャパシタ１３の残存容量ｃＳＯＣは低温目標値に向かって上昇する。一方、バッテリ１２は残存容量が目標値に維持されるように制御されているので、バッテリ出力及び残存容量ＳＯＣはいずれも変化なく一定である。その後、駐車を経て始動要求があると、エンジン２のモータリングが開始され、それに伴ってバッテリ１２の出力が上昇するが、低温時の出力制限Ｗｏｕｔ１を超えないように制限される。その制限による出力の不足をキャパシタ１３で補助するため、キャパシタ１３の出力は放電側に変化する。キャパシタ１３の放電に伴い、キャパシタ１３の残存容量ｃＳＯＣは減少することになる。このように、キャパシタ１３の残存容量ｃＳＯＣが通常時目標値よりも高い低温時目標値に至るまで充電され、次の始動時に備えて通常時よりも残存容量ｃＳＯＣが高められている。これにより、エンジン２の停止後の次の始動時にバッテリ１２の出力不足を十分に補うことができる。また、低温時目標値を使用するのが低温時に限られているためキャパシタ１３の劣化も抑制できる。   On the other hand, if there is a stop request at a low temperature, the operation is continued without immediately stopping the engine 2. Meanwhile, since the capacitor 13 is charged using the output of the engine 2 until the remaining capacity cSOC reaches the low temperature target value, the output of the capacitor 13 is changed to the charging side, and the remaining capacity cSOC of the capacitor 13 is the low temperature target value. Ascend towards. On the other hand, since the battery 12 is controlled such that the remaining capacity is maintained at the target value, both the battery output and the remaining capacity SOC are constant without change. Thereafter, when there is a start request through parking, motoring of the engine 2 is started, and the output of the battery 12 increases accordingly, but is limited so as not to exceed the output limit Wout1 at low temperature. Since the shortage of output due to the restriction is assisted by the capacitor 13, the output of the capacitor 13 changes to the discharge side. As the capacitor 13 is discharged, the remaining capacity cSOC of the capacitor 13 decreases. In this manner, the remaining capacity cSOC of the capacitor 13 is charged until reaching the low temperature target value higher than the normal target value, and the remaining capacity cSOC is increased from the normal time in preparation for the next start-up. Thereby, the shortage of the output of the battery 12 can be sufficiently compensated at the next start after the engine 2 is stopped. Further, since the use of the low temperature target value is limited to the low temperature, deterioration of the capacitor 13 can be suppressed.

本発明は上記形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。上記形態では、図３のステップＳ１においてエンジン２の停止要求の有無を判断しているが、この処理の代わりに、車両１の駐車が予測されるパーキングレンジへのシフト操作の有無を判断する処理を用いることも可能である。   This invention is not limited to the said form, It can implement with a various form within the range of the summary of this invention. In the above embodiment, it is determined whether or not there is a request to stop the engine 2 in step S1 of FIG. 3, but instead of this processing, processing for determining whether or not there is a shift operation to the parking range where the parking of the vehicle 1 is predicted. It is also possible to use.

また、上記形態の車両１の走行時におけるキャパシタ１３の残存容量ｃＳＯＣの管理は従来技術と同様でよい。例えば、残存容量ｃＳＯＣの目標となる通常時目標値を一定に保持してもよいし、図７のように、車速が高くなるほど通常時目標値の値が低下するように変化させても構わない。   Further, the management of the remaining capacity cSOC of the capacitor 13 during the traveling of the vehicle 1 of the above-described form may be the same as in the prior art. For example, the normal target value for the remaining capacity cSOC may be kept constant, or may be changed so that the normal target value decreases as the vehicle speed increases as shown in FIG. .

上記形態は本発明がハイブリッド車両に適用されたものであるが、内燃機関の他に走行用駆動源を持たないコンベンショナル車両に適用された形態で本発明を実施することもできる。   In the above embodiment, the present invention is applied to a hybrid vehicle. However, the present invention can also be implemented in a form applied to a conventional vehicle having no traveling drive source in addition to the internal combustion engine.

２ エンジン
１２ バッテリ
１３ キャパシタ
２０ ＨＶＥＣＵ（制御手段）
ＳＯＣ バッテリの目標残量
ｃＳＯＣ キャパシタの目標残量 2 Engine 12 Battery 13 Capacitor 20 HVECU (control means)
SOC Target remaining amount of battery cSOC Target remaining amount of capacitor

Claims (1)

エンジンの始動に使用するバッテリと、
前記エンジンの始動の際に前記バッテリの出力不足を補助するキャパシタと、
前記キャパシタの残存容量が所定の目標値に維持されるように前記キャパシタの残存容量を制御する制御手段と、を備え、
前記目標値として、前記エンジンが停止する際に環境温度が所定温度よりも低い低温時に使用される低温時目標値と、前記エンジンが停止する際に前記環境温度が前記所定温度以上の通常時に使用される通常時目標値とが設けられ、かつ、前記低温時目標値は前記通常時目標値よりも高い値である、ことを特徴とするエンジン始動装置。 A battery used to start the engine;
A capacitor for assisting in insufficient output of the battery at the time of starting the engine;
Control means for controlling the remaining capacity of the capacitor so that the remaining capacity of the capacitor is maintained at a predetermined target value;
The target value is a low temperature target value that is used when the environmental temperature is lower than a predetermined temperature when the engine is stopped, and a normal value that is used when the environmental temperature is equal to or higher than the predetermined temperature when the engine is stopped. The engine starting device is provided with a normal time target value, and the low temperature target value is higher than the normal time target value.
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