JP3463738B2 - 車両のエンジン始動装置 - Google Patents
車両のエンジン始動装置Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
- B60K6/54—Transmission for changing ratio
- B60K6/543—Transmission for changing ratio the transmission being a continuously variable transmission
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- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は例えば、運転上の必
要に応じてそのエンジンを始動させるための、特にハイ
ブリッド車等の運転者のキー操作とは別にエンジンを始
動する車両のエンジン始動装置に関する。 【０００２】 【関連する背景技術】この種のエンジン始動装置として
は例えば、特開平６−２３３４１１号公報に開示された
ハイブリッド車両の制御装置が挙げられる。この公知の
制御装置はエンジンを始動させるにあたり、クランキン
グによるエンジン回転数が所定値まで上昇した時点から
燃料供給を開始させるとともに、その点火時期を制御す
るものとしている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上述した公知の制御装
置によれば、常に所定のクランキング回転数でエンジン
が始動される。しかしながら、エンジンの始動時には通
常、その吸気マニホールド内が大気圧に近い状態にある
ため、スロットルバルブが開かれていないにも拘わら
ず、クランキング初期には充てん効率が極端に高い。こ
の状態で燃料供給及び点火が行われると、始動時の回転
域であってもエンジンにスロットル全開相当の過大な爆
発トルクを発生させてしまう。このようなエンジン始動
時の過大な爆発トルクの発生は、エンジンの振動を大き
く車体に伝達させ、運転者に不所望なショック感を与え
る虞がある。 【０００４】一方、上述した公知の制御装置の場合、ク
ランキング回転数が所定値に上昇するまでの間、エンジ
ンは始動されない。このため、例えば電気モータのみの
駆動による走行時、運転者がアクセルペダルの踏み込み
により速やかな加速を要求しており、それ故、直ちにエ
ンジンの駆動力が必要とされる状況にあっても、クラン
キング回転数の立ち上げを待つ間は、その分だけエンジ
ンの始動が遅れるため、車両の動力性能としてのアクセ
ルレスポンスを悪化させる。 【０００５】本発明は上述の事情に基づいてなされたも
ので、その目的とするところは、エンジン始動時の過大
なトルクの発生を抑える一方、速やかなエンジンの始動
要求に応え、エンジンの良好な始動を可能とする車両の
エンジン始動装置を提供することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明の車両のエンジン
始動装置（請求項１）は、検出された運転者による要求
駆動力の大きさに基づいて燃料供給及び点火を開始させ
るべき始動回転数を可変するものとしている。上述した
装置によるエンジンの始動時、クランキングの開始によ
りエンジン回転数が次第に上昇していくとき、燃料供給
及び点火が開始となるクランキング開始からの経過時間
は始動回転数の高低に応じて異なる。この場合、始動回
転数が高いほど燃料供給及び点火が開始されるクランキ
ング開始からの経過時間はより長くなり、逆に、始動回
転数が低いほど短くなる。 【０００７】なお好ましくは、エンジン始動装置の制御
手段は、検出された要求駆動力が小さいときはその分、
始動回転数を高く設定し、一方、要求駆動力が大きいと
きは始動回転数を低く設定することができる。すなわ
ち、運転者による要求駆動力が小さい場合、クランキン
グ回転数を高い始動回転数まで引き上げることにより吸
気マニホールド内に充分な負圧を発生させて、上述した
過大な爆発トルクの発生を抑える。これに対し、要求駆
動力が大きい場合、クランキング開始後、速やかに燃料
供給及び点火を開始させて、エンジンの始動要求に対す
る応答性を高める。 【０００８】 【発明の実施の形態】図１を参照すると、本発明のエン
ジン始動装置を装備した一実施例としてハイブリッド車
の駆動系の構成が概略的に示されている。図示のように
ハイブリッド車は駆動源としてエンジン２及び電動モー
タ４を備え、それぞれの出力軸６，８は互いに伝達クラ
ッチ１０を介して断接可能となっている。この伝達クラ
ッチ１０は、アクチュエータ１２によりその断接を操作
されることができ、アクチュエータ１２には例えば、図
示しない油圧駆動回路が接続されている。なお、油圧駆
動回路を用いたアクチュエータ１２の駆動制御は、電子
制御ユニット（ＥＣＵ）１４により行われる。 【０００９】また、電気モータ４の出力軸８は減速機１
６を介して変速機１８に接続されている。変速機１８は
例えば、ベルト式無段変速機を内蔵し、その変速プーリ
比制御はＥＣＵ１４により行われている。更に、変速機
１８の出力軸３６は発進クラッチ３８を介してデファレ
ンシャルギヤ４０に接続されている。発進クラッチ３８
はアクチュエータ４２によりその断接を操作され、出力
軸３６から駆動輪Ｗへのトルク伝達量を調整することが
できる。なお、アクチュエータ４２の駆動制御もまたＥ
ＣＵ１４により行われている。 【００１０】ハイブリッド車のエンジン２としては例え
ば、筒内噴射型ガソリンエンジンが適用されており、そ
の燃料噴射弁４４及び点火栓４６もまた、ＥＣＵ１４に
よりそれぞれ作動を制御されている。また、電気モータ
４は図示しないバッテリから電力の供給を受けて出力ト
ルクを発生させる一方、その発電による電力をバッテリ
に充電可能であり、これらの間の電力送受制御もまたＥ
ＣＵ１４により行われる。 【００１１】エンジン２の回転数は回転数センサ４８
（回転数検出手段）により検出可能であり、この回転数
センサ４８から出力されるセンサ信号はＥＣＵ１４に供
給される。また、運転者によるアクセルペダル５０の踏
み込み量はアクセルポジションセンサ５２（要求駆動力
検出手段）により検出され、その検出信号はＥＣＵ１４
に供給される。 【００１２】上述した駆動系の構成から明らかなよう
に、図１のハイブリッド車は伝達クラッチ１０の接続を
断たれると、エンジン２を停止した状態で電気モータ４
のみの駆動により定常走行が可能である。本実施例のエ
ンジン始動装置は例えば、上述の定常走行時、つまり、
エンジン２の運転が停止されている状態で、必要に応じ
てエンジン２の始動を行うことができる。具体的には、
ＥＣＵ１４は予め用意されたエンジン始動用プログラ
ム、つまり、エンジン始動制御ルーチンを有しており、
実施例のエンジン始動装置はＥＣＵ１４が実行するエン
ジン始動制御ルーチンにおいて機能することができる。 【００１３】図２を参照すると、エンジン始動制御ルー
チンのフローチャートが示されており、以下、このフロ
ーチャートに沿ってエンジン始動装置の作動を詳細に説
明する。ステップＳ１０では、エンジン２の始動要求の
有無が判別される。この判別は例えば、ＥＣＵ１４内の
判別回路（特に図示せず）にて行うことができ、判別回
路では運転者による加速要求やバッテリ充電状態、ま
た、エアコンなどの電装機器の使用による電力消費等の
情報から、所定の判別条件に基づいてエンジン２を始動
するべきか否かが判別される。この判別回路にてエンジ
ン２の始動要求があるものとして判別されないうちは、
次のステップＳ１２が実行されることはない。 【００１４】ここで図３を参照すると、エンジン始動制
御ルーチンの実行に伴うモータ出力Ｔｍ、エンジン回転
数Ｎｅ、燃料噴射量等の時間的な変化を並列的に表した
タイムチャートが示されている。同図に示されるよう
に、ある時刻ｔ0においてハイブリッド車が車速Ｖ0にて
定常走行を行っているとき、電気モータ４の出力は所定
値Ｔｍ0に保持され、エンジン２は停止された状態にあ
る（Ｎｅ＝０）。 【００１５】いま、時刻ｔ1において運転者がアクセル
ペダル５０を大きく踏み込むと、そのセンサ信号ＡＰＳ
がＥＣＵ１４に入力される。上述した判別回路ではこの
センサ信号ＡＰＳに基づいて、運転者から加速要求がな
されており、それ故、モータ出力を補うべくエンジン２
を始動させる必要があるとの判別が成立する。この場
合、ステップＳ１０の判別結果が真（Ｙｅｓ）となり、
ステップＳ１２以降が実行され、制御ルーチンの進行に
伴いエンジン始動装置が具体的に機能する。 【００１６】ステップＳ１２では先ず、エンジン２のク
ランキングが実行される。具体的には、ＥＣＵ１４はア
クチュエータ１２を駆動して伝達クラッチ１０を接続さ
せるとともに、走行トルクに加えてクランキングに必要
なトルクを発生させるべく、電気モータ４の出力を増加
させる。この結果、図３中に実線で示されるように、時
刻ｔ2からモータ出力が大きく立ち上がるとともに、エ
ンジン回転数もまた次第に上昇する（クランキング手
段）。 【００１７】更に、次のステップＳ１４では、アクセル
踏み込み量に基づいて燃料噴射及び点火を開始させるべ
きエンジン回転数、つまり、始動回転数ＮｅＡが決定さ
れる。具体的には、ＥＣＵ１４はアクセルポジション信
号ＡＰＳに基づいて予め用意されたマップから始動回転
数ＮｅＡを決定する。図４を参照すると、上述したマッ
プの一例が示されている。図４から明らかなように、こ
のマップの特性上、アクセル踏み込み量が小さいほど、
そのときの始動回転数ＮｅＡの設定値が高く、逆に、踏
み込み量が大きいほどその設定値は低い。具体的には、
アクセル踏み込み量が最小値ＡＰ1であるとき、その始
動回転数は最高値Ｎｅ1（例えば1200rpm）に設定されて
おり、アクセル踏み込み量の増大に伴って始動回転数は
最小値Ｎｅ2（例えば400rpm）まで次第に減少する。な
お、アクセル踏み込み量が所定値ＡＰ2を超える領域は
不感帯であり、この領域では始動回転数は常に最低値Ｎ
ｅ2に設定される。 【００１８】なお、図４のマップの特性は適宜その書き
換えが可能であり、実際のエンジン２における始動時の
トルク特性や電気モータ４の出力特性、エンジン振動に
合わせてマッチングされたり学習されることが望まし
い。この場合、時刻ｔ1において運転者がアクセルペダ
ル５０を大きく踏み込んだ場合、始動回転数は例えば最
低値Ｎｅ2に決定される。 【００１９】次のステップＳ１６では、エンジン２にお
いて燃料噴射及び点火が既に開始されているか否かが判
別され、その結果が偽（Ｎｏ）である場合、次のステッ
プＳ１８が実行される。ステップＳ１８では、エンジン
回転数Ｎｅが所定の始動回転数ＮｅＡに達したか否かが
判別される。従って、クランキングによる回転数が所定
の始動回転数ＮｅＡに立ち上げられるまでの間は、ステ
ップＳ１８での判別結果は偽であり、上述したステップ
Ｓ１０〜Ｓ１６までの手順が繰り返し実行される。 【００２０】この例では、エンジン回転数が始動回転数
Ｎｅ2に達すると、次にステップＳ２０が実行される。
この場合、ＥＣＵ１４は燃料噴射弁４４及び点火栓４６
への通電を開始するので、図３中に実線で示されるよう
に時刻ｔ3から燃料噴射が開始されるとともに、点火も
また開始される（開始手段）。ステップＳ２０が実行さ
れた後は、次回のルーチンからステップＳ１６での判別
結果は真であるため、ステップＳ１８，Ｓ２０が実行さ
れることはない。また、ステップＳ１４は単に実行され
るだけである。なお、始動回転数ＮｅＡが決定された後
は、このステップＳ１４を迂回するルーチンを構成して
もよい。 【００２１】エンジン２が完全に始動されると、ＥＣＵ
１４はエンジン始動制御ルーチンを終了し、この後、エ
ンジン２及び電気モータ４の協働により所望の要求トル
クが出力される。そして、この出力トルクが図１の駆動
系を介して駆動輪Ｗに伝達される結果、駆動輪Ｗから運
転者による要求駆動力が発揮されて図３中に実線で示さ
れるように車速が増加していく。 【００２２】ところで、上述したステップＳ１０では、
アクセルペダル５０の踏み込みの他にバッテリ充電状態
や電装機器の使用による電力消費等の情報からもエンジ
ン２の始動要求が成立する場合があり、以下には、運転
者によるアクセルペダル５０の踏み込み、つまり、素早
い加速要求がない場合におけるエンジン始動装置の作動
を説明する。 【００２３】例えば、定常走行中にバッテリを充電した
り、より多くの電力供給を行う必要が生じた場合は、上
述した判別回路においてエンジン２の始動要求があると
の判別が成立する。いま、時刻ｔ1にエンジン２の始動
要求があると判別されたとき、上述した手順と同様に時
刻ｔ2からクランキングが実行される（ステップＳ１
２）。この場合、モータ出力Ｔｍ（図３中１点鎖線）の
立ち上げは、上述した加速要求の場合（実線）に比べて
車速を増大する必要がないため緩やかに行うことができ
る。 【００２４】一方、始動回転数は、その定常走行中のア
クセル踏み込み量、例えば最小値ＡＰ1に基づいて、図
４のマップから最高値Ｎｅ1に決定される（ステップＳ
１４）。この場合、クランキング開始（時刻ｔ2）から
エンジン回転数が始動回転数Ｎｅ1に立ち上げられるま
で（時刻ｔ4）の間、燃料供給及び点火は開始されず、
単にクランキングのみが行われる。 【００２５】そして、図３中１点鎖線で示されるように
時刻ｔ4に燃料供給が開始されるとともに点火が開始さ
れて、エンジン２の始動が完了する。この後、電気モー
タ４はその出力を停止し（Ｔｍ＝０）、エンジン２の駆
動により発電機として働く。なお、ハイブリッド車はエ
ンジン２の駆動により、引き続き車速Ｖ0に維持され
る。 【００２６】上述したエンジン始動装置によれば、運転
者により素早い加速要求がなされた状況にあっては、そ
のアクセルペダルの踏み込み量に応じてクランキング開
始初期から燃料噴射及び点火が開始されるので、エンジ
ン２の始動要求に対する応答性が向上する。この結果、
ハイブリッド車は速やかなエンジン２及び電気モータ４
による加速を行うことができ、良好なアクセルレスポン
スが得られる。 【００２７】一方、運転者による加速要求がない状況で
エンジン２を始動させる場合は、クランキング回転数を
高いレベルにまで引き上げて、吸気マニホールド内に充
分な負圧を発生させてから燃料噴射及び点火を開始させ
るので、過大な爆発トルクの発生が抑えられ、運転者に
ショック感を与えることがない。更に好ましくは、この
場合の始動回転数Ｎｅ1は、エンジン２が車体マウント
上で共振する回転数を充分に超える領域に設定されてい
る。この結果、ハイブリッド車の静粛性や乗り心地の向
上に大きく寄与する。 【００２８】本発明のエンジン始動装置は上述した一実
施例の制約を受けることなく、種々に変形して実施可能
であり、エンジン始動装置が装備されるべきハイブリッ
ド車の形式やエンジン２及び電気モータ４の仕様、ま
た、駆動系の構成等は種々に変更可能である。また、上
述した制御ルーチンのステップＳ１４では、単にアクセ
ル踏み込み量から始動回転数ＮｅＡを決定しているが、
例えばアクセル踏み込み量の変化率を求め、この変化率
の大小に基づいて始動回転数を決定するようにしてもよ
い。この場合、アクセルペダル５０の踏み込み初期から
その変化率が大きい場合は、運転者により素早い加速要
求がなされているものと認められるので、その踏み込み
初期の時点から始動回転数をなるべく低い値に設定する
ことができる。 【００２９】なお、上述の実施例にあっては、定常走行
中のエンジン始動制御について説明しているが、加減速
走行中、或いは停車中であっても同様にこの制御を実行
可能であることはいうまでもない。更に、上述の実施例
においては、本発明のエンジン始動装置をハイブリッド
車に適用した場合について説明したが、本発明はこれに
限られるものではなく、車両停止時にエンジンを自動的
に停止・始動するような運転者のキー操作とは別にエン
ジンを始動する車両であれば、本発明を適用することが
できる。 【００３０】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両のエ
ンジン始動装置（請求項１）によれば、エンジンの始動
ショックを抑えたり、その始動に要する時間を短縮する
ことで、車両の乗り心地や動力性能を大きく向上するこ
とができる。
要に応じてそのエンジンを始動させるための、特にハイ
ブリッド車等の運転者のキー操作とは別にエンジンを始
動する車両のエンジン始動装置に関する。 【０００２】 【関連する背景技術】この種のエンジン始動装置として
は例えば、特開平６−２３３４１１号公報に開示された
ハイブリッド車両の制御装置が挙げられる。この公知の
制御装置はエンジンを始動させるにあたり、クランキン
グによるエンジン回転数が所定値まで上昇した時点から
燃料供給を開始させるとともに、その点火時期を制御す
るものとしている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上述した公知の制御装
置によれば、常に所定のクランキング回転数でエンジン
が始動される。しかしながら、エンジンの始動時には通
常、その吸気マニホールド内が大気圧に近い状態にある
ため、スロットルバルブが開かれていないにも拘わら
ず、クランキング初期には充てん効率が極端に高い。こ
の状態で燃料供給及び点火が行われると、始動時の回転
域であってもエンジンにスロットル全開相当の過大な爆
発トルクを発生させてしまう。このようなエンジン始動
時の過大な爆発トルクの発生は、エンジンの振動を大き
く車体に伝達させ、運転者に不所望なショック感を与え
る虞がある。 【０００４】一方、上述した公知の制御装置の場合、ク
ランキング回転数が所定値に上昇するまでの間、エンジ
ンは始動されない。このため、例えば電気モータのみの
駆動による走行時、運転者がアクセルペダルの踏み込み
により速やかな加速を要求しており、それ故、直ちにエ
ンジンの駆動力が必要とされる状況にあっても、クラン
キング回転数の立ち上げを待つ間は、その分だけエンジ
ンの始動が遅れるため、車両の動力性能としてのアクセ
ルレスポンスを悪化させる。 【０００５】本発明は上述の事情に基づいてなされたも
ので、その目的とするところは、エンジン始動時の過大
なトルクの発生を抑える一方、速やかなエンジンの始動
要求に応え、エンジンの良好な始動を可能とする車両の
エンジン始動装置を提供することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明の車両のエンジン
始動装置（請求項１）は、検出された運転者による要求
駆動力の大きさに基づいて燃料供給及び点火を開始させ
るべき始動回転数を可変するものとしている。上述した
装置によるエンジンの始動時、クランキングの開始によ
りエンジン回転数が次第に上昇していくとき、燃料供給
及び点火が開始となるクランキング開始からの経過時間
は始動回転数の高低に応じて異なる。この場合、始動回
転数が高いほど燃料供給及び点火が開始されるクランキ
ング開始からの経過時間はより長くなり、逆に、始動回
転数が低いほど短くなる。 【０００７】なお好ましくは、エンジン始動装置の制御
手段は、検出された要求駆動力が小さいときはその分、
始動回転数を高く設定し、一方、要求駆動力が大きいと
きは始動回転数を低く設定することができる。すなわ
ち、運転者による要求駆動力が小さい場合、クランキン
グ回転数を高い始動回転数まで引き上げることにより吸
気マニホールド内に充分な負圧を発生させて、上述した
過大な爆発トルクの発生を抑える。これに対し、要求駆
動力が大きい場合、クランキング開始後、速やかに燃料
供給及び点火を開始させて、エンジンの始動要求に対す
る応答性を高める。 【０００８】 【発明の実施の形態】図１を参照すると、本発明のエン
ジン始動装置を装備した一実施例としてハイブリッド車
の駆動系の構成が概略的に示されている。図示のように
ハイブリッド車は駆動源としてエンジン２及び電動モー
タ４を備え、それぞれの出力軸６，８は互いに伝達クラ
ッチ１０を介して断接可能となっている。この伝達クラ
ッチ１０は、アクチュエータ１２によりその断接を操作
されることができ、アクチュエータ１２には例えば、図
示しない油圧駆動回路が接続されている。なお、油圧駆
動回路を用いたアクチュエータ１２の駆動制御は、電子
制御ユニット（ＥＣＵ）１４により行われる。 【０００９】また、電気モータ４の出力軸８は減速機１
６を介して変速機１８に接続されている。変速機１８は
例えば、ベルト式無段変速機を内蔵し、その変速プーリ
比制御はＥＣＵ１４により行われている。更に、変速機
１８の出力軸３６は発進クラッチ３８を介してデファレ
ンシャルギヤ４０に接続されている。発進クラッチ３８
はアクチュエータ４２によりその断接を操作され、出力
軸３６から駆動輪Ｗへのトルク伝達量を調整することが
できる。なお、アクチュエータ４２の駆動制御もまたＥ
ＣＵ１４により行われている。 【００１０】ハイブリッド車のエンジン２としては例え
ば、筒内噴射型ガソリンエンジンが適用されており、そ
の燃料噴射弁４４及び点火栓４６もまた、ＥＣＵ１４に
よりそれぞれ作動を制御されている。また、電気モータ
４は図示しないバッテリから電力の供給を受けて出力ト
ルクを発生させる一方、その発電による電力をバッテリ
に充電可能であり、これらの間の電力送受制御もまたＥ
ＣＵ１４により行われる。 【００１１】エンジン２の回転数は回転数センサ４８
（回転数検出手段）により検出可能であり、この回転数
センサ４８から出力されるセンサ信号はＥＣＵ１４に供
給される。また、運転者によるアクセルペダル５０の踏
み込み量はアクセルポジションセンサ５２（要求駆動力
検出手段）により検出され、その検出信号はＥＣＵ１４
に供給される。 【００１２】上述した駆動系の構成から明らかなよう
に、図１のハイブリッド車は伝達クラッチ１０の接続を
断たれると、エンジン２を停止した状態で電気モータ４
のみの駆動により定常走行が可能である。本実施例のエ
ンジン始動装置は例えば、上述の定常走行時、つまり、
エンジン２の運転が停止されている状態で、必要に応じ
てエンジン２の始動を行うことができる。具体的には、
ＥＣＵ１４は予め用意されたエンジン始動用プログラ
ム、つまり、エンジン始動制御ルーチンを有しており、
実施例のエンジン始動装置はＥＣＵ１４が実行するエン
ジン始動制御ルーチンにおいて機能することができる。 【００１３】図２を参照すると、エンジン始動制御ルー
チンのフローチャートが示されており、以下、このフロ
ーチャートに沿ってエンジン始動装置の作動を詳細に説
明する。ステップＳ１０では、エンジン２の始動要求の
有無が判別される。この判別は例えば、ＥＣＵ１４内の
判別回路（特に図示せず）にて行うことができ、判別回
路では運転者による加速要求やバッテリ充電状態、ま
た、エアコンなどの電装機器の使用による電力消費等の
情報から、所定の判別条件に基づいてエンジン２を始動
するべきか否かが判別される。この判別回路にてエンジ
ン２の始動要求があるものとして判別されないうちは、
次のステップＳ１２が実行されることはない。 【００１４】ここで図３を参照すると、エンジン始動制
御ルーチンの実行に伴うモータ出力Ｔｍ、エンジン回転
数Ｎｅ、燃料噴射量等の時間的な変化を並列的に表した
タイムチャートが示されている。同図に示されるよう
に、ある時刻ｔ0においてハイブリッド車が車速Ｖ0にて
定常走行を行っているとき、電気モータ４の出力は所定
値Ｔｍ0に保持され、エンジン２は停止された状態にあ
る（Ｎｅ＝０）。 【００１５】いま、時刻ｔ1において運転者がアクセル
ペダル５０を大きく踏み込むと、そのセンサ信号ＡＰＳ
がＥＣＵ１４に入力される。上述した判別回路ではこの
センサ信号ＡＰＳに基づいて、運転者から加速要求がな
されており、それ故、モータ出力を補うべくエンジン２
を始動させる必要があるとの判別が成立する。この場
合、ステップＳ１０の判別結果が真（Ｙｅｓ）となり、
ステップＳ１２以降が実行され、制御ルーチンの進行に
伴いエンジン始動装置が具体的に機能する。 【００１６】ステップＳ１２では先ず、エンジン２のク
ランキングが実行される。具体的には、ＥＣＵ１４はア
クチュエータ１２を駆動して伝達クラッチ１０を接続さ
せるとともに、走行トルクに加えてクランキングに必要
なトルクを発生させるべく、電気モータ４の出力を増加
させる。この結果、図３中に実線で示されるように、時
刻ｔ2からモータ出力が大きく立ち上がるとともに、エ
ンジン回転数もまた次第に上昇する（クランキング手
段）。 【００１７】更に、次のステップＳ１４では、アクセル
踏み込み量に基づいて燃料噴射及び点火を開始させるべ
きエンジン回転数、つまり、始動回転数ＮｅＡが決定さ
れる。具体的には、ＥＣＵ１４はアクセルポジション信
号ＡＰＳに基づいて予め用意されたマップから始動回転
数ＮｅＡを決定する。図４を参照すると、上述したマッ
プの一例が示されている。図４から明らかなように、こ
のマップの特性上、アクセル踏み込み量が小さいほど、
そのときの始動回転数ＮｅＡの設定値が高く、逆に、踏
み込み量が大きいほどその設定値は低い。具体的には、
アクセル踏み込み量が最小値ＡＰ1であるとき、その始
動回転数は最高値Ｎｅ1（例えば1200rpm）に設定されて
おり、アクセル踏み込み量の増大に伴って始動回転数は
最小値Ｎｅ2（例えば400rpm）まで次第に減少する。な
お、アクセル踏み込み量が所定値ＡＰ2を超える領域は
不感帯であり、この領域では始動回転数は常に最低値Ｎ
ｅ2に設定される。 【００１８】なお、図４のマップの特性は適宜その書き
換えが可能であり、実際のエンジン２における始動時の
トルク特性や電気モータ４の出力特性、エンジン振動に
合わせてマッチングされたり学習されることが望まし
い。この場合、時刻ｔ1において運転者がアクセルペダ
ル５０を大きく踏み込んだ場合、始動回転数は例えば最
低値Ｎｅ2に決定される。 【００１９】次のステップＳ１６では、エンジン２にお
いて燃料噴射及び点火が既に開始されているか否かが判
別され、その結果が偽（Ｎｏ）である場合、次のステッ
プＳ１８が実行される。ステップＳ１８では、エンジン
回転数Ｎｅが所定の始動回転数ＮｅＡに達したか否かが
判別される。従って、クランキングによる回転数が所定
の始動回転数ＮｅＡに立ち上げられるまでの間は、ステ
ップＳ１８での判別結果は偽であり、上述したステップ
Ｓ１０〜Ｓ１６までの手順が繰り返し実行される。 【００２０】この例では、エンジン回転数が始動回転数
Ｎｅ2に達すると、次にステップＳ２０が実行される。
この場合、ＥＣＵ１４は燃料噴射弁４４及び点火栓４６
への通電を開始するので、図３中に実線で示されるよう
に時刻ｔ3から燃料噴射が開始されるとともに、点火も
また開始される（開始手段）。ステップＳ２０が実行さ
れた後は、次回のルーチンからステップＳ１６での判別
結果は真であるため、ステップＳ１８，Ｓ２０が実行さ
れることはない。また、ステップＳ１４は単に実行され
るだけである。なお、始動回転数ＮｅＡが決定された後
は、このステップＳ１４を迂回するルーチンを構成して
もよい。 【００２１】エンジン２が完全に始動されると、ＥＣＵ
１４はエンジン始動制御ルーチンを終了し、この後、エ
ンジン２及び電気モータ４の協働により所望の要求トル
クが出力される。そして、この出力トルクが図１の駆動
系を介して駆動輪Ｗに伝達される結果、駆動輪Ｗから運
転者による要求駆動力が発揮されて図３中に実線で示さ
れるように車速が増加していく。 【００２２】ところで、上述したステップＳ１０では、
アクセルペダル５０の踏み込みの他にバッテリ充電状態
や電装機器の使用による電力消費等の情報からもエンジ
ン２の始動要求が成立する場合があり、以下には、運転
者によるアクセルペダル５０の踏み込み、つまり、素早
い加速要求がない場合におけるエンジン始動装置の作動
を説明する。 【００２３】例えば、定常走行中にバッテリを充電した
り、より多くの電力供給を行う必要が生じた場合は、上
述した判別回路においてエンジン２の始動要求があると
の判別が成立する。いま、時刻ｔ1にエンジン２の始動
要求があると判別されたとき、上述した手順と同様に時
刻ｔ2からクランキングが実行される（ステップＳ１
２）。この場合、モータ出力Ｔｍ（図３中１点鎖線）の
立ち上げは、上述した加速要求の場合（実線）に比べて
車速を増大する必要がないため緩やかに行うことができ
る。 【００２４】一方、始動回転数は、その定常走行中のア
クセル踏み込み量、例えば最小値ＡＰ1に基づいて、図
４のマップから最高値Ｎｅ1に決定される（ステップＳ
１４）。この場合、クランキング開始（時刻ｔ2）から
エンジン回転数が始動回転数Ｎｅ1に立ち上げられるま
で（時刻ｔ4）の間、燃料供給及び点火は開始されず、
単にクランキングのみが行われる。 【００２５】そして、図３中１点鎖線で示されるように
時刻ｔ4に燃料供給が開始されるとともに点火が開始さ
れて、エンジン２の始動が完了する。この後、電気モー
タ４はその出力を停止し（Ｔｍ＝０）、エンジン２の駆
動により発電機として働く。なお、ハイブリッド車はエ
ンジン２の駆動により、引き続き車速Ｖ0に維持され
る。 【００２６】上述したエンジン始動装置によれば、運転
者により素早い加速要求がなされた状況にあっては、そ
のアクセルペダルの踏み込み量に応じてクランキング開
始初期から燃料噴射及び点火が開始されるので、エンジ
ン２の始動要求に対する応答性が向上する。この結果、
ハイブリッド車は速やかなエンジン２及び電気モータ４
による加速を行うことができ、良好なアクセルレスポン
スが得られる。 【００２７】一方、運転者による加速要求がない状況で
エンジン２を始動させる場合は、クランキング回転数を
高いレベルにまで引き上げて、吸気マニホールド内に充
分な負圧を発生させてから燃料噴射及び点火を開始させ
るので、過大な爆発トルクの発生が抑えられ、運転者に
ショック感を与えることがない。更に好ましくは、この
場合の始動回転数Ｎｅ1は、エンジン２が車体マウント
上で共振する回転数を充分に超える領域に設定されてい
る。この結果、ハイブリッド車の静粛性や乗り心地の向
上に大きく寄与する。 【００２８】本発明のエンジン始動装置は上述した一実
施例の制約を受けることなく、種々に変形して実施可能
であり、エンジン始動装置が装備されるべきハイブリッ
ド車の形式やエンジン２及び電気モータ４の仕様、ま
た、駆動系の構成等は種々に変更可能である。また、上
述した制御ルーチンのステップＳ１４では、単にアクセ
ル踏み込み量から始動回転数ＮｅＡを決定しているが、
例えばアクセル踏み込み量の変化率を求め、この変化率
の大小に基づいて始動回転数を決定するようにしてもよ
い。この場合、アクセルペダル５０の踏み込み初期から
その変化率が大きい場合は、運転者により素早い加速要
求がなされているものと認められるので、その踏み込み
初期の時点から始動回転数をなるべく低い値に設定する
ことができる。 【００２９】なお、上述の実施例にあっては、定常走行
中のエンジン始動制御について説明しているが、加減速
走行中、或いは停車中であっても同様にこの制御を実行
可能であることはいうまでもない。更に、上述の実施例
においては、本発明のエンジン始動装置をハイブリッド
車に適用した場合について説明したが、本発明はこれに
限られるものではなく、車両停止時にエンジンを自動的
に停止・始動するような運転者のキー操作とは別にエン
ジンを始動する車両であれば、本発明を適用することが
できる。 【００３０】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両のエ
ンジン始動装置（請求項１）によれば、エンジンの始動
ショックを抑えたり、その始動に要する時間を短縮する
ことで、車両の乗り心地や動力性能を大きく向上するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例のエンジン始動装置が装備されたハイ
ブリッド車の駆動系の構成を示した概略図である。 【図２】エンジン始動制御ルーチンのフローチャートで
ある。 【図３】エンジン始動装置の機能を説明するためのタイ
ムチャートである。 【図４】始動回転数の決定に用いるマップの一例であ
る。 【符号の説明】 ２ エンジン ４ 電気モータ １０ 伝達クラッチ １２ アクチュエータ １４ ＥＣＵ（制御手段） ４４ 燃料噴射弁 ４６ 点火栓 ４８ 回転数センサ ５２ アクセルポジションセンサ
ブリッド車の駆動系の構成を示した概略図である。 【図２】エンジン始動制御ルーチンのフローチャートで
ある。 【図３】エンジン始動装置の機能を説明するためのタイ
ムチャートである。 【図４】始動回転数の決定に用いるマップの一例であ
る。 【符号の説明】 ２ エンジン ４ 電気モータ １０ 伝達クラッチ １２ アクチュエータ １４ ＥＣＵ（制御手段） ４４ 燃料噴射弁 ４６ 点火栓 ４８ 回転数センサ ５２ アクセルポジションセンサ
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フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｂ６０Ｋ 6/04 ＺＨＶ Ｆ０２Ｄ 41/06 ３０１
Ｆ０２Ｄ 41/06 ３０１ Ｆ０２Ｎ 11/04 Ｄ
Ｆ０２Ｎ 11/04 Ｂ６０Ｋ 6/04 ＺＨＶ
(56)参考文献 特開 平５−321741（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−72266（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−303188（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−47123（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−89097（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−63327（ＪＰ，Ａ)
実開 昭61−151050（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B60K 6/02 - 6/04
B60L 11/00 - 11/18
F02D 13/00 - 45/00
F02N 5/00 - 13/02
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 運転者の停止・始動操作とは別にエンジ
ンを停止・始動する車両において、 運転者による要求駆動力を検出する要求駆動力検出手段
と、 前記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、 前記エンジンのクランキングを行うクランキング手段
と、 前記エンジンのクランキングが所定の始動回転数に達し
たとき、燃料供給及び点火を開始させる開始手段と、 前記クランキング手段及び前記開始手段の作動を制御す
る制御手段とを備え、 前記制御手段は、前記検出された要求駆動力の大きさに
基づいて前記始動回転数を可変することを特徴とする車
両のエンジン始動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1099699A JP3463738B2 (ja) | 1999-01-19 | 1999-01-19 | 車両のエンジン始動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1099699A JP3463738B2 (ja) | 1999-01-19 | 1999-01-19 | 車両のエンジン始動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000204997A JP2000204997A (ja) | 2000-07-25 |
| JP3463738B2 true JP3463738B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=11765761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1099699A Expired - Lifetime JP3463738B2 (ja) | 1999-01-19 | 1999-01-19 | 車両のエンジン始動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3463738B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105636845A (zh) * | 2013-10-09 | 2016-06-01 | 日产自动车株式会社 | 混合动力车辆的控制装置 |
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| JP4301066B2 (ja) * | 2004-04-20 | 2009-07-22 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の自動停止始動装置およびこれを搭載した自動車 |
| JP4013939B2 (ja) | 2004-11-08 | 2007-11-28 | トヨタ自動車株式会社 | 移動体およびその制御方法 |
| JP2008189102A (ja) * | 2007-02-03 | 2008-08-21 | Nissan Motor Co Ltd | ハイブリッド車両の制御装置 |
| JP5470897B2 (ja) * | 2009-02-20 | 2014-04-16 | 日産自動車株式会社 | ハイブリッド車のエンジン始動制御装置 |
| EP2639129B1 (en) | 2010-11-08 | 2019-10-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hybrid automobile |
| JP5910211B2 (ja) * | 2012-03-19 | 2016-04-27 | マツダ株式会社 | 車両搭載エンジンの始動装置 |
| JP6052584B2 (ja) * | 2012-08-23 | 2016-12-27 | いすゞ自動車株式会社 | ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置 |
| US9221458B1 (en) * | 2014-07-31 | 2015-12-29 | GM Global Technology Operations LLC | Engine start control from a high-power EV mode |
| JP7283199B2 (ja) * | 2019-04-18 | 2023-05-30 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
1999
- 1999-01-19 JP JP1099699A patent/JP3463738B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105636845A (zh) * | 2013-10-09 | 2016-06-01 | 日产自动车株式会社 | 混合动力车辆的控制装置 |
| CN105636845B (zh) * | 2013-10-09 | 2017-10-24 | 日产自动车株式会社 | 混合动力车辆的控制装置 |
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| JP2000204997A (ja) | 2000-07-25 |
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