JP4229136B2 - vehicle - Google Patents

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Description

本発明はエンジンとバッテリを動力源とするモータジェネレータとを備える車両の制御装置に関し、特に、アイドリング時において車両のエンジンをできるだけ停止して、地球温暖化の防止や省資源化を図ることができる車両の制御装置およびその制御装置に適したモータジェネレータユニットに関する。   The present invention relates to a control apparatus for a vehicle including an engine and a motor generator that uses a battery as a power source. In particular, the engine of the vehicle can be stopped as much as possible during idling to prevent global warming and save resources. The present invention relates to a vehicle control device and a motor generator unit suitable for the control device.

地球温暖化の防止や省資源化の観点から、交差点等において赤信号で車両が停車するとエンジンを自動的に停止させて、再び走行を始めようと運転者が操作すると（たとえばアクセルペダルを踏んだり、あるいはブレーキペダルの踏み込みを止めたり、シフトレバーを前進走行ポジションに切り替えるなどの操作を行なうと）、エンジンが再始動するアイドリングストップシステム（エコノミーランニングシステム、エンジンオートマチックストップアンドスタートシステムとも呼ばれる。以下、エコランシステムと記載する場合もある。）が実用化されている。このシステムにおいては、車両の停車中における補機類（エアコンディショナ、ヘッドランプ、オーディオなど）への電力供給のために、鉛蓄電池、リチウム電池などの二次電池を搭載する。車両の停車中は、この二次電池からこれらの補機類に電力が供給される。また、エンジンの再始動時には、この二次電池の電力を用いてモータジェネレータやスタータモータなどの電動機によりクランクシャフトを回転させてエンジンを再始動させる。   From the viewpoint of global warming prevention and resource saving, when the vehicle stops at a red light at an intersection, etc., the engine is automatically stopped and the driver operates to start again (for example, by depressing the accelerator pedal) Also, it is also called an idling stop system (economy running system, engine automatic stop and start system) that restarts the engine when the brake pedal is depressed or the shift lever is switched to the forward travel position. It may be described as “eco-run system”). In this system, a secondary battery such as a lead storage battery or a lithium battery is mounted to supply power to auxiliary equipment (air conditioners, headlamps, audio, etc.) while the vehicle is stopped. While the vehicle is stopped, electric power is supplied from the secondary battery to these auxiliary machines. When the engine is restarted, the engine is restarted by rotating the crankshaft by an electric motor such as a motor generator or a starter motor using the power of the secondary battery.

このようなエンジンの再始動をモータジェネレータやスタータモータなどの電動機を用いて行なう場合、いわゆる温間ロックといわれる現象が生じることがある。エンジン始動時には、このような電動機によりエンジンがクランキングされてトルクが付与され、この付与されたトルクによりエンジン燃焼室内の圧縮圧力およびピストンとシリンダ内壁面との摩擦による機械抵抗に抗してエンジンが回転される。このとき、たとえば温間始動時には圧縮圧力が高くなるため、ピストンが上死点近くで停止してしまってそれ以上にエンジンが回らない。これが、いわゆる温間ロックといわれる現象である。   When such an engine restart is performed using an electric motor such as a motor generator or a starter motor, a so-called warm lock phenomenon may occur. When the engine is started, the engine is cranked and torque is applied by such an electric motor, and the applied torque causes the engine to resist the compression pressure in the engine combustion chamber and the mechanical resistance due to the friction between the piston and the cylinder inner wall surface. It is rotated. At this time, for example, at the time of warm start, the compression pressure becomes high, so the piston stops near the top dead center and the engine does not turn any further. This is a so-called warm lock phenomenon.

このような温間ロック等によるエンジン始動不良が生じると、エンジンの正回転方向に電動機でトルクを与えてもピストンが上死点近くに停止した状態に保持され、これに対する機械抵抗は静止摩擦によるものとなるためその抵抗値は大きく、かつフライホイール等による慣性トルクも得られない状態になる。この状態でさらに電動機を作動させると、この電動機に流れる電流値が大きくなりその発熱で電動機の温度が上昇したり、電動機への電力の供給が遮断されたりする。これが、電動機がロックされた状態とよばれる現象である。   When engine start failure due to such warm lock occurs, even if torque is applied by the electric motor in the forward rotation direction of the engine, the piston is held in a state of stopping near the top dead center, and the mechanical resistance against this is due to static friction. Therefore, the resistance value is large, and inertial torque from a flywheel or the like cannot be obtained. If the electric motor is further operated in this state, the value of the current flowing through the electric motor increases, and the temperature of the electric motor rises due to the heat generation, or the supply of electric power to the electric motor is interrupted. This is a phenomenon called the state where the electric motor is locked.

特開平３−３９６９号公報（特許文献１）は、このような課題を解決するエンジンの始動制御装置を開示する。この始動制御装置は、始動指令信号に応じてエンジンに始動用のトルクを付与する始動用電動機と、この始動用電動機が作動している状態で所定時間以上エンジンが停止している始動不良状態を検出する始動不良検出回路と、この始動不良検出回路により始動不良状態が検出されたときに始動用電動機によるエンジン正回転方向へのトルク付与動作を断続させる始動動作制御回路とを備える。   Japanese Patent Laid-Open No. 3-3969 (Patent Document 1) discloses an engine start control device that solves such a problem. This start control device includes a starter motor that applies a starter torque to the engine in response to a start command signal, and a start failure state in which the engine is stopped for a predetermined time or more while the starter motor is operating. A starting failure detection circuit to detect, and a starting operation control circuit for intermittently applying a torque applying operation in the engine normal rotation direction by the starting motor when the starting failure state is detected by the starting failure detection circuit.

特許文献１に開示された始動制御装置によると、始動不良時に、始動用電動機によりエンジン正方向回転へのトルク付与動作が断続されるので、ピストンが上死点近くよりいったん下死点側へ戻された後に再び上死点側に動かされるというように揺動される。そして、この揺動により燃焼室内のガスが逃がされる一方、機械抵抗が動摩擦によるものとなって軽減され、かつ始動用電動機からのトルクに加えて慣性トルクが作用することになる。   According to the start control device disclosed in Patent Document 1, when the start is poor, the torque application operation to the engine forward rotation is interrupted by the starter motor, so that the piston returns to the bottom dead center side from near the top dead center. Then, it is swung so that it is moved again to the top dead center side. This oscillation causes the gas in the combustion chamber to escape, while mechanical resistance is reduced by dynamic friction, and inertia torque acts in addition to the torque from the starting motor.

特開２００１−２１２３９１号公報（特許文献２）は、車両に搭載されるモータではないが、ミシンモータが短時間に繰り返しロックされた場合のミシンモータの故障を防止するミシンモータの制御装置を開示する。この制御装置は、ミシンモータの温度を検出する温度検出部と、ミシンモータのロックを検出するロック検出回路と、ロック検出回路の検出結果に基づきミシンモータを停止して通電禁止状態とし、通電禁止状態の解除に基づきミシンモータへの通電を可能とする制御回路とを備えたミシンモータの制御装置であって、温度検出部により検出された温度に基づいて、制御回路によるミシンモータの制御方法に変更を加える制御方法変更回路とを備える。特に、ロック検出回路が、ミシンモータのロック状態が所定の検出時間の間継続された場合にミシンモータのロックを検出して、制御方法変更回路が、温度検出部によって検出されるミシンモータの温度に基づいて、所定の検出時間を変更する。   Japanese Patent Laid-Open No. 2001-212391 (Patent Document 2) discloses a control device for a sewing machine motor that is not a motor mounted on a vehicle but prevents a failure of the sewing machine motor when the sewing machine motor is repeatedly locked in a short time. To do. The control device detects a temperature of the sewing machine motor, detects a lock of the sewing machine motor, detects a lock of the sewing machine motor, stops the sewing machine motor based on the detection result of the lock detection circuit, and disables the energization. A control device for a sewing motor having a control circuit that enables energization to the sewing motor based on the release of the state, and based on the temperature detected by the temperature detection unit, a control method for the sewing motor by the control circuit A control method changing circuit for making a change. In particular, the lock detection circuit detects the lock of the sewing motor when the lock state of the sewing motor continues for a predetermined detection time, and the control method change circuit detects the temperature of the sewing motor detected by the temperature detection unit. Based on this, the predetermined detection time is changed.

特許文献２に開示されたミシンモータの制御装置によると、検出時間変更回路によって、ロック状態にあるミシンモータがロック検出回路によってモータロックが検出されるまでの時間が、ミシンモータの温度に基づいて変更されるので、ロック状態にあるミシンモータへの通電時間が変更されそのときのミシンモータの温度に応じてモータロックによるミシンモータの内部温度の上昇を制御することができる。具体的には、温度検出部によって検出されたミシンモータの温度が所定の温度を越えていた場合には、ミシンモータの温度が所定の温度以下の場合に比べて、検出時間変更回路は、所定の検出時間を短く設定する。
特開平３−３９６９号公報 特開２００１−２１２３９１号公報 According to the control device for the sewing machine motor disclosed in Patent Document 2, the time until the lock detection circuit detects that the lock is detected by the detection time changing circuit is based on the temperature of the sewing motor. Since the change is made, the energization time to the sewing machine motor in the locked state is changed, and the increase in the internal temperature of the sewing machine motor due to the motor lock can be controlled according to the temperature of the sewing machine motor at that time. Specifically, when the temperature of the sewing machine motor detected by the temperature detection unit exceeds a predetermined temperature, the detection time changing circuit is compared with the case where the temperature of the sewing motor is equal to or lower than the predetermined temperature. Set a short detection time.
JP-A-3-3969 JP 2001-212391 A

しかしながら、上述した公報は、以下のような問題点がある。
特許文献１に開示された始動制御装置では、エンジンを始動用電動機でクランキングする際に、始動用電動機のスイッチング素子が許容温度を超えない限りにおいて、予め定められた時間（モータロック判定時間）が経過するまでに、エンジンが正常な完爆状態にならないと、始動不良であることを検知する。アイドリングストップシステムのエンジンの再始動が良好に行なえないと、エンジン停止の頻度を下げてしまい、燃費を向上させることができなくなる可能性がある。すなわち、アイドリングストップシステムにおいて、始動不良を検知すると、次回のエンジン停止条件が成立してもエンジンを停止させないようにするためである。 However, the above publication has the following problems.
In the start control device disclosed in Patent Document 1, when cranking the engine with the starter motor, a predetermined time (motor lock determination time) is provided as long as the switching element of the starter motor does not exceed the allowable temperature. If the engine does not reach a normal complete explosion state before the time elapses, it is detected that the engine has started badly. If the engine of the idling stop system cannot be restarted satisfactorily, the frequency of engine stop may be reduced, and fuel consumption may not be improved. That is, in the idling stop system, when a start failure is detected, the engine is not stopped even if the next engine stop condition is satisfied.

一般的に、モータロック判定時間は、スイッチング素子の温度上昇による破壊を未然に防ぐべく、短く設定される。その結果、エンジン始動不良が頻繁に検知され、アイドリングストップシステムにおいてエンジンの一時的な停止が行なわれなくなる傾向が強まる。   In general, the motor lock determination time is set to be short so as to prevent the switching element from being destroyed due to a temperature rise. As a result, engine start failures are frequently detected, and the tendency to temporarily stop the engine in the idling stop system increases.

特許文献２に開示された制御装置では、ミシンに対して適用されるものであって、上述したような車両に適するものではない。特に、以下に示すような、低価格のアイドリングストップシステムを実現しようとする場合の問題を解決できるものではない。   The control device disclosed in Patent Document 2 is applied to a sewing machine and is not suitable for a vehicle as described above. In particular, the following problems cannot be solved when trying to realize a low-cost idling stop system.

低価格のアイドリングストップシステムを実現する場合、以下のような設計方針が採用される。エンジンを再始動する電動機の電力源は１つのバッテリ（たとえば、既に広く普及してコストが安価な１４Ｖ系鉛蓄電池）のみであること、エンジンの再始動は、スタータモータのようにギヤの噛み合いによる異音の発生がなくスタータモータよりも始動応答性の良い、エンジンのクランク軸にベルトを介して接続されたモータジェネレータを用いること、モータジェネレータおよびモータジェネレータの駆動回路であるインバータ回路を含むＰＣＵ（Power Control Unit）をできる限り安価にすることである。   In order to realize a low-cost idling stop system, the following design policy is adopted. The electric power source of the electric motor that restarts the engine is only one battery (for example, a 14V lead acid battery that is already widely used and inexpensive), and the restart of the engine is based on the meshing of a gear like a starter motor Use of a motor generator connected to the crankshaft of the engine via a belt that does not generate abnormal noise and has a better start response than a starter motor, and includes a motor generator and an inverter circuit that is a drive circuit for the motor generator ( The power control unit) should be as cheap as possible.

モータジェネレータおよびＰＣＵを安価にするためには、現在、車両に一般的に搭載されて広く普及しコストが安価なオルタネータを改良したり（たとえばオルタネータの電機子部分と回転子部分をそのまま使用して整流回路をインバータ回路に置換える）、水冷ではなく空冷のＰＣＵにしたりすることが考えられている。   In order to reduce the cost of motor generators and PCUs, it is currently possible to improve alternators that are generally installed in vehicles and are widely spread and inexpensive (for example, using the alternator's armature and rotor parts as they are). It is considered that the rectifier circuit is replaced with an inverter circuit) and that the PCU is air-cooled instead of water-cooled.

このようなシステムを実現する場合において、アイドリングストップシステムにおけるエンジンの再始動には、できる限りモータジェネレータを使用することが、異音の発生がないことや応答性が高いことから好ましい。その一方で、電機子部分と回転子部分などは汎用オルタネータの部品を使用してモータとして駆動させてエンジンをクランキングする。このクランキングには、非常に大きなトルクが必要となるので、汎用オルタネータと空冷ＰＣＵにとっては過酷な条件でのエンジン再始動が行われる。このような過酷な条件のもとで温間ロックが発生すると、モータジェネレータおよびインバータ回路に大電流が流れるので、モータジェネレータの電気回路およびインバータ回路を保護するために、エンジンの再始動をスタータモータで行なうように切り替えるような制御が考えられる。このようなスタータモータによるエンジン再始動は、ギヤの噛み合いによる異音の発生があるとともに、エンジン再始動の応答性の悪いので、できるだけ避けたい。   In the case of realizing such a system, it is preferable to use a motor generator as much as possible for restarting the engine in the idling stop system because no abnormal noise is generated and responsiveness is high. On the other hand, the armature portion, the rotor portion, and the like are driven as motors using general-purpose alternator parts, and the engine is cranked. Since this cranking requires a very large torque, the engine is restarted under severe conditions for the general-purpose alternator and the air-cooled PCU. When a warm lock occurs under such severe conditions, a large current flows through the motor generator and the inverter circuit. Therefore, in order to protect the electric circuit and the inverter circuit of the motor generator, restart the engine to start the motor. It is conceivable to perform control such that switching is performed as described above. Such restart of the engine by the starter motor generates noise due to the meshing of the gears and the response of the restart of the engine is poor.

このような場合において、たとえばＰＣＵの冷却フィンの温度（インバータ回路のパワー素子の温度を間接的に検知する）が予め定められた温度を超えることになる電流印加時間を越えないまでモータジェネレータによるエンジン再始動が行なわれ、その時間を経過してもエンジンが再始動しない場合（エンジンが完爆してエンジン回転数が一定回転数以上にならない場合）、スタータモータよるエンジン再始動が行なわれるように切り替えられる。   In such a case, for example, the engine by the motor generator until the temperature of the cooling fin of the PCU (which indirectly detects the temperature of the power element of the inverter circuit) does not exceed a current application time that exceeds a predetermined temperature. If restarting is performed and the engine does not restart after that time has elapsed (when the engine has exploded and the engine speed does not exceed a certain number), the engine is restarted by the starter motor. Can be switched.

すなわち、エンジンが回転しない状態でモータジェネレータがロックした状態で、インバータ回路から電流がモータジェネレータのステータコイルに三相電力が印加されると、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれか一相のパワー素子の温度が極端に上昇する。これによるパワー素子の破壊を回避しなければならない。   That is, when a three-phase power is applied from the inverter circuit to the stator coil of the motor generator while the motor generator is locked while the engine is not rotating, any one of the U phase, the V phase, and the W phase is applied. The temperature of the power element rises extremely. The destruction of the power element due to this must be avoided.

ミシンのように必ず室内で使用される場合と異なり、車両は必ず外気温の影響を受ける。たとえば、このモータジェネレータのロックを検知するための温度（ＰＣＵ冷却フィン温度）を予め定められた一定の温度にしておく。この場合には、外気温が最も高い場合を想定してこの一定の温度が定められる。たとえば、外気温を４０℃（あるいはもっと過酷な高い温度）に設定して、冷却フィンが６０℃程度（この温度は、パワー素子の種類により異なる。）になるまでの時間を、モータジェネレータによるロック判定時間（１５ｍｓｅｃ）とする。この状態であると、外気温が低い場合でも（たとえば１０℃）、電流印加開始から１５ｍｓｅｃ経過後には、パワー素子の温度が４０℃程度でもロック判定されてしまう。その結果、アイドリングストップシステムにおいて、最も過酷な外気温に基づいてロック時間を設定すると、モータジェネレータによるエンジン再始動よりもスタータモータによるエンジン再始動の機会が多くなり、異音の発生や応答性の点で好ましくない。   Unlike the case where it is always used indoors like a sewing machine, the vehicle is always affected by the outside air temperature. For example, the temperature (PCU cooling fin temperature) for detecting the lock of the motor generator is set to a predetermined constant temperature. In this case, this constant temperature is determined assuming that the outside air temperature is the highest. For example, when the outside air temperature is set to 40 ° C. (or more severely high temperature), the time until the cooling fin reaches about 60 ° C. (this temperature varies depending on the type of power element) is locked by the motor generator. The determination time (15 msec) is used. In this state, even when the outside air temperature is low (for example, 10 ° C.), after 15 msec from the start of current application, the lock determination is made even if the temperature of the power element is about 40 ° C. As a result, in the idling stop system, when the lock time is set based on the most severe outside air temperature, the engine restart by the starter motor is more frequent than the engine restart by the motor generator, and the generation of abnormal noise and response It is not preferable in terms.

一方、このような大電流にも耐え得る電機子や回転子を有するモータジェネレータはオルタネータの部品を流用することができないので高価になる。また、水冷のＰＣＵにすると高価になる。   On the other hand, a motor generator having an armature or a rotor that can withstand such a large current is expensive because the alternator components cannot be used. In addition, a water-cooled PCU is expensive.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、安価なアイドリングストップシステムを実現するための、車両の制御装置およびモータジェネレータユニットを提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a vehicle control device and a motor generator unit for realizing an inexpensive idling stop system.

第１の発明に係る車両の制御装置は、車両の状態が予め定められた条件を満足するとエンジンを一時的に停止するアイドリングストップシステムを搭載した車両を制御する。車両は、一時的な停止後にエンジンの再始動を行なう回転電機と、回転電機に電力を供給する電池とが搭載される。この制御装置は、電池に接続され、回転電機を駆動する駆動回路と、回転電機または駆動回路の温度を検知するための検知手段と、検知手段により検知された温度に基づいてロック判定時間を設定するための設定手段と、設定されたロック判定時間に基づいて回転電機のロック状態を判定するための判定手段とを含む。   A vehicle control device according to a first aspect of the invention controls a vehicle equipped with an idling stop system that temporarily stops the engine when the state of the vehicle satisfies a predetermined condition. The vehicle is mounted with a rotating electric machine that restarts the engine after a temporary stop and a battery that supplies electric power to the rotating electric machine. This control device is connected to a battery and drives a rotating electrical machine, a detecting means for detecting the temperature of the rotating electrical machine or the driving circuit, and a lock determination time based on the temperature detected by the detecting means And setting means for determining the lock state of the rotating electrical machine based on the set lock determination time.

第１の発明によると、判定手段は、設定手段により設定されたロック判定時間に基づいてエンジンを再始動するモータジェネレータなどの回転電機のロックを判定する。このロック判定時間は、設定手段により、回転電機または駆動回路の温度に基づいて（たとえば、この温度が低いほどロック判定時間は長く）設定される。すなわち、このロック判定時間は、温度依存性を有する。このように温度依存性を有すると、外気温が低くインバータ回路などの駆動回路のパワー素子の温度が限界温度になるまでの時間が長い場合には、ロック判定時間を長く、外気温が高くインバータ回路などの駆動回路のパワー素子の温度が限界温度までなるまでの時間が短い場合には、ロック判定時間を短くすることができる。このようにすると、たとえば、エンジンと、エンジンを再始動するモータジェネレータと、モータジェネレータによるエンジン再始動ができなかった場合にエンジンを再始動するスタータモータを搭載したアイドリングストップシステムにおいて、外気温が高い場合を想定して一律に設定したロック判定時間ではなく、温度依存性を有するロック判定時間にするので、モータジェネレータによるエンジン再始動の機会を増やすことができる。スタータモータによるエンジン再始動よりもモータジェネレータによるエンジン再始動のほうが、ギヤの噛み込みによる異音の発生もなく、エンジンの再始動の応答性も好ましい。また、温度依存性を有するロック判定時間にすると、モータジェネレータやその駆動回路であるインバータ回路の温度設計値を緩く設定できるので、安価なモータジェネレータや空冷のインバータ回路を実現できる。その結果、安価なアイドリングストップシステムを実現するための車両の制御装置を提供することができる。   According to the first invention, the determination means determines the lock of the rotating electrical machine such as a motor generator that restarts the engine based on the lock determination time set by the setting means. The lock determination time is set by the setting means based on the temperature of the rotating electrical machine or the drive circuit (for example, the lock determination time is longer as the temperature is lower). That is, this lock determination time has temperature dependence. In this way, when the temperature dependence is low and the outside air temperature is low and the time until the temperature of the power element of the drive circuit such as the inverter circuit reaches the limit temperature is long, the lock determination time is lengthened and the outside air temperature is high. When the time until the temperature of the power element of the drive circuit such as a circuit reaches the limit temperature is short, the lock determination time can be shortened. In this way, for example, in an idling stop system equipped with an engine, a motor generator that restarts the engine, and a starter motor that restarts the engine when the engine cannot be restarted by the motor generator, the outside air temperature is high. In this case, the lock determination time having temperature dependency is used instead of the lock determination time that is set uniformly, so that the opportunity for engine restart by the motor generator can be increased. Engine restart with a motor generator is more preferable than engine restart with a starter motor because there is no abnormal noise due to gear biting and engine restart responsiveness is preferred. In addition, when the lock determination time having temperature dependency is set, the temperature design value of the motor generator and the inverter circuit that is the drive circuit thereof can be set loosely, so that an inexpensive motor generator and air-cooled inverter circuit can be realized. As a result, a vehicle control apparatus for realizing an inexpensive idling stop system can be provided.

第２の発明に係る車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、設定手段は、温度が低いほどロック判定時間を長く設定するための手段を含む。   In the vehicle control apparatus according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the setting means includes means for setting the lock determination time longer as the temperature is lower.

第２の発明によると、ロック判定時間が温度依存性を有すると、外気温が低くインバータ回路などの駆動回路のパワー素子の温度が限界温度になるまでの時間が長い場合には、ロック判定時間を長く設定することができる。モータジェネレータまたはスタータモータでエンジンを再始動する場合に、外気温が高い場合を想定して一律に設定したロック判定時間ではなく、温度依存性を有するロック判定時間にするので、モータジェネレータによるエンジン再始動の機会を増やすことができる。   According to the second invention, when the lock determination time has temperature dependence, the lock determination time is determined when the outside air temperature is low and the time until the temperature of the power element of the drive circuit such as the inverter circuit reaches the limit temperature is long. Can be set longer. When restarting the engine with a motor generator or starter motor, the lock determination time that is temperature-dependent is used instead of the lock determination time that is uniformly set assuming that the outside air temperature is high. The chance of starting can be increased.

第３の発明に係る車両の制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、回転電機はモータジェネレータであって車両の回生制動時に発電機として機能して電池を充電するものである。駆動回路はインバータ回路であるものである。   In the vehicle control apparatus according to the third aspect of the invention, in addition to the configuration of the first or second aspect of the invention, the rotating electrical machine is a motor generator that functions as a generator during regenerative braking of the vehicle and charges the battery. is there. The drive circuit is an inverter circuit.

第３の発明によると、回転電機をモータジェネレータとし、駆動回路をモータジェネレータに三相電力を供給するインバータ回路とした、アイドリングストップシステムを実現することができる。   According to the third aspect of the invention, it is possible to realize an idling stop system in which the rotating electrical machine is a motor generator and the drive circuit is an inverter circuit that supplies three-phase power to the motor generator.

第４の発明に係る車両の制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、モータジェネレータの電機子および回転子はオルタネータの部品であるものである。インバータ回路は空冷のインバータ回路であるものである。   In the vehicle control apparatus according to the fourth invention, in addition to the configuration of any one of the first to third inventions, the armature and the rotor of the motor generator are parts of the alternator. The inverter circuit is an air-cooled inverter circuit.

第４の発明によると、モータジェネレータをオルタネータの部品を用いて製作するので、安価に製作することができる。さらに、インバータ回路を水冷ではなく空冷にするので、インバータ回路を含むＰＣＵを安価に製作することができる。   According to the fourth invention, since the motor generator is manufactured using the alternator parts, it can be manufactured at low cost. Furthermore, since the inverter circuit is air-cooled rather than water-cooled, a PCU including the inverter circuit can be manufactured at low cost.

第５の発明に係る車両の制御装置においては、第３または４の発明の構成に加えて、モータジェネレータとインバータ回路とは近接して設けられるものである。   In the vehicle control apparatus according to the fifth aspect of the invention, in addition to the configuration of the third or fourth aspect of the invention, the motor generator and the inverter circuit are provided close to each other.

第５の発明によると、モータジェネレータとインバータ回路とを近接して設けて、その両方の温度を代表して検知することにより検知センサを１つにすることができるとともに、モータジェネレータとインバータ回路とをユニット化しやすくなる。   According to the fifth aspect of the present invention, the motor generator and the inverter circuit are provided close to each other, and the temperature of both of them is representatively detected so that one detection sensor can be obtained. It becomes easy to unitize.

第６の発明に係る車両の制御装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、回転電機はモータジェネレータとスタータモータとであって、駆動回路はモータジェネレータを駆動するインバータ回路である。制御装置は、判定手段によりロック状態であることが判定されると、モータジェネレータによるエンジン再始動から、スタータモータによるエンジン再始動に切り替えるための切替手段をさらに含む。   In the vehicle control apparatus according to the sixth invention, in addition to the configuration of any one of the first to fifth inventions, the rotating electrical machine is a motor generator and a starter motor, and the drive circuit is an inverter that drives the motor generator. Circuit. The control device further includes switching means for switching from engine restart by the motor generator to engine restart by the starter motor when the determination means determines that the lock state is established.

第６の発明によると、切替手段によりエンジンの再始動をスタータモータに切り替えることにより、モータジェネレータによりエンジンを再始動してロック判定時間を経過したことによりモータジェネレータによるエンジンの再始動ができなくても、エンジンを再始動できる。   According to the sixth invention, the engine restart is switched to the starter motor by the switching means, and the engine is restarted by the motor generator and the engine cannot be restarted by the motor generator because the lock determination time has elapsed. You can also restart the engine.

第７の発明に係るモータジェネレータユニットは、第３〜５のいずれかの発明の構成のモータジェネレータとインバータ回路とが一体化されたモータジェネレータユニットである。   A motor generator unit according to a seventh aspect of the present invention is a motor generator unit in which the motor generator and the inverter circuit according to any one of the third to fifth aspects of the invention are integrated.

第７の発明によると、アイドリングストップシステムを安価に実現できるモータジェネレータユニットを提供することができる。   According to the seventh invention, it is possible to provide a motor generator unit capable of realizing an idling stop system at a low cost.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る車両の制御ブロック図について説明する。なお、以下の説明においては、この車両のパワートレインは、トルクコンバータと歯車式変速機構とを有するものとして説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、歯車式変速機構ではなく、ベルト式やトロイダル式などのＣＶＴ（Continuously Variable Transmission：無段変速機）などであってもよい。   With reference to FIG. 1, the control block diagram of the vehicle which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. In the following description, the power train of the vehicle will be described as having a torque converter and a gear type transmission mechanism, but the present invention is not limited to this. For example, instead of a gear-type transmission mechanism, a CVT (Continuously Variable Transmission) such as a belt type or a toroidal type may be used.

図１に示すように、この車両のパワートレインは、一般的な内燃機関としてのエンジン１００と、そのエンジン１００の出力軸に接続され、トルク増幅機能を有する流体継手であるトルクコンバータ２００と、トルクコンバータ２００の出力軸に接続された歯車式変速機構３００とを有する。エンジン１００のクランクシャフトプーリ４０２は、モータジェネレータ３００のモータジェネレータプーリ４００、エアコンコンプレッサ１１０２のエアコンコンプレッサプーリ４０４およびウォーターポンプ１１０４のウォータポンププーリ４０６と、ベルト４１０を介して接続されている。   As shown in FIG. 1, the power train of this vehicle includes an engine 100 as a general internal combustion engine, a torque converter 200 that is a fluid coupling connected to the output shaft of the engine 100 and having a torque amplification function, and torque A gear-type speed change mechanism 300 connected to the output shaft of the converter 200. Crankshaft pulley 402 of engine 100 is connected to motor generator pulley 400 of motor generator 300, air conditioner compressor pulley 404 of air conditioner compressor 1102, and water pump pulley 406 of water pump 1104 via belt 410.

この車両は、ＨＶ＿ＥＣＵ（Hybrid Vehicle-Electronic Control Unit）１０００によりアイドリングストップシステムを実行する。アイドリングストップシステムは、ＨＶ＿ＥＣＵ１０００に入力されたエコラン条件が予め定められた条件を満足すると、図示しないエンジンＥＣＵに対してエンジン１００の停止指令を出力する。エコラン条件が成立しなくなると、ＨＶ＿ＥＣＵ１０００はモータジェネレータ３０００にインバータ３１００から二次電池２０００の電力を供給してモータジェネレータ３０００をモータとして機能させてモータジェネレータプーリ４１０およびベルト４００を介してエンジン１００のクランクシャフトプーリ４０２を回転させて、エンジン１００を再始動（クランキング）させる。   This vehicle executes an idling stop system by an HV_ECU (Hybrid Vehicle-Electronic Control Unit) 1000. The idling stop system outputs a stop command for engine 100 to an engine ECU (not shown) when an eco-run condition input to HV_ECU 1000 satisfies a predetermined condition. When the eco-run condition is not satisfied, the HV_ECU 1000 supplies the electric power of the secondary battery 2000 from the inverter 3100 to the motor generator 3000 to cause the motor generator 3000 to function as a motor, and the crank of the engine 100 is connected via the motor generator pulley 410 and the belt 400. The shaft pulley 402 is rotated to restart the engine 100 (cranking).

このとき、モータジェネレータ３０００およびインバータ３１００とＨＶ＿ＥＣＵ１０００との間において、本実施の形態の特徴である制御が実行される。ここで、インバータ３１００は空冷のインバータであって、空冷フィン温度がＨＶ＿ＥＣＵ１０００に入力される。   At this time, control, which is a feature of the present embodiment, is executed between motor generator 3000 and inverter 3100 and HV_ECU 1000. Here, the inverter 3100 is an air-cooled inverter, and the air-cooling fin temperature is input to the HV_ECU 1000.

ＨＶ＿ＥＣＵ１０００は、インバータ３１００に駆動指令信号を出力する。モータジェネレータ３０００およびインバータ３１００を用いたエンジン１００の再始動に失敗すると（モータジェネレータ３０００のロックが発生すると）、ＨＶ＿ＥＣＵ１０００はスタータモータ３２００によりエンジン１００の再始動（クランキング）を行なうように、エンジンの再始動の制御を切り替える。   HV_ECU 1000 outputs a drive command signal to inverter 3100. If restart of engine 100 using motor generator 3000 and inverter 3100 fails (when motor generator 3000 is locked), HV_ECU 1000 causes engine 100 to restart (cranking) by starter motor 3200. Toggle restart control.

二次電池２０００は、定格電圧が１４Ｖの一般的な鉛蓄電池が用いられる。二次電池２０００からインバータ３１００およびスタータモータ３２００に電力が供給され、モータジェネレータ３０００またはスタータモータ３２００によりアイドリングストップ後のエンジン１００の再始動が行なわれる。なお、イグニションスイッチをスタート位置にしたときにおいては、通常通りに、スタータモータ３２００によりエンジン１００が始動される。   As the secondary battery 2000, a general lead storage battery having a rated voltage of 14V is used. Electric power is supplied from secondary battery 2000 to inverter 3100 and starter motor 3200, and engine 100 is restarted after idling is stopped by motor generator 3000 or starter motor 3200. When the ignition switch is set to the start position, engine 100 is started by starter motor 3200 as usual.

また、二次電池２０００は、電圧降下防止機構２１００（たとえばバックアップブーストコンバータ、キャパシタ、リチウム電池など）を経由して補機ＥＣＵ１１００に接続される。補機ＥＣＵ１１００からエアコンコンプレッサ１１０２やウォータポンプ１１０４に接続され、補機ＥＣＵ１１００はエアコンコンプレッサ１１０２やウォータポンプ１１０４を制御する。アイドリングストップ時においてエンジン１００が停止しているため、エンジン１００のクランクシャフトプーリ４０２を介してベルト４１０によりエアコンコンプレッサプーリ４０４やウォータポンププーリ４０６が回転させることができない。このため、補機ＥＣＵ１１００は、二次電池２０００の電力を用いてエアコンコンプレッサ１１０２やウォータポンプ１１０４を駆動させるように制御する。   Secondary battery 2000 is connected to auxiliary ECU 1100 via voltage drop prevention mechanism 2100 (for example, a backup boost converter, a capacitor, a lithium battery, etc.). The auxiliary machine ECU 1100 is connected to the air conditioner compressor 1102 and the water pump 1104, and the auxiliary machine ECU 1100 controls the air conditioner compressor 1102 and the water pump 1104. Since engine 100 is stopped when idling is stopped, air conditioner compressor pulley 404 and water pump pulley 406 cannot be rotated by belt 410 via crankshaft pulley 402 of engine 100. Therefore, auxiliary machine ECU 1100 controls to drive air conditioner compressor 1102 and water pump 1104 using the power of secondary battery 2000.

また、図示しないオイルポンプについてもウォータポンプ１１０４と同様に、アイドリングストップ時において二次電池２０００を用いて作動される。   Also, an oil pump (not shown) is operated using the secondary battery 2000 at the time of idling stop, similarly to the water pump 1104.

なお、エアコンコンプレッサ１１０２やウォータポンプ１１０４は、その内部に、エンジンコンプレッサプーリ４０４やウォータポンププーリ４０６から駆動するか、二次電池２０００からの電力によるモータにより駆動するかのいずれかを選択する機能を有する。また、これらの機能の代わりにエンジン１００のクランクシャフトプーリ４０２に電磁クラッチを設けるようにして、アイドリングストップ時には電磁クラッチを非伝達の状態にしてエンジン１００を切離して、モータジェネレータ３０００によりエアコンコンプレッサ１１０２やウォータポンプ１１０４を作動させるようにしてもよい。   The air conditioner compressor 1102 and the water pump 1104 have a function of selecting either the engine compressor pulley 404 or the water pump pulley 406 or the motor driven by the electric power from the secondary battery 2000. Have. Further, instead of these functions, an electromagnetic clutch is provided on the crankshaft pulley 402 of the engine 100, and when idling is stopped, the electromagnetic clutch is in a non-transmitting state and the engine 100 is disconnected. The water pump 1104 may be operated.

図２に、図１のモータジェネレータ３０００の構成を示す。図２に示すように、本実施の形態に係る車両に用いられるモータジェネレータ３０００は汎用オルタネータ部の部品を用いた、コストの安価なモータジェネレータである。   FIG. 2 shows a configuration of motor generator 3000 of FIG. As shown in FIG. 2, motor generator 3000 used in the vehicle according to the present embodiment is a low-cost motor generator using parts of a general-purpose alternator.

通常、オルタネータは、エンジン１００のクランクシャフトプーリ４０２とベルト４１０を介して接続されたプーリ３０３０により回転され、オルタネータロータ部３０１０が回転することによりオルタネータステータ部３０２０に発生した電力をレクチファイアと呼ばれる整流回路により交流から直流に変換して、発生した電力を二次電池２０００に供給する。   Usually, the alternator is rotated by a pulley 3030 connected to the crankshaft pulley 402 of the engine 100 via a belt 410, and the electric power generated in the alternator stator unit 3020 by the rotation of the alternator rotor unit 3010 is rectified called a rectifier. The circuit converts the alternating current into direct current and supplies the generated power to the secondary battery 2000.

このような汎用オルタネータは、一般的な車両に広く採用され、その製造コストは非常に安価なものである。本発明の実施の形態に係るモータジェネレータ３０００のロータ部とステータ部は、このオルタネータロータ部３０１０とオルタネータステータ部３０２０とを用いる。図２に示すプーリ３０３０は、図１に示すモータジェネレータプーリ４００と同じである。   Such a general-purpose alternator is widely used in general vehicles, and its manufacturing cost is very low. The alternator rotor portion 3010 and the alternator stator portion 3020 are used as the rotor portion and the stator portion of the motor generator 3000 according to the embodiment of the present invention. The pulley 3030 shown in FIG. 2 is the same as the motor generator pulley 400 shown in FIG.

レクチファイアと呼ばれる整流回路の代わりにインバータ３１００を用いる。このインバータ３１００は、オルタネータロータ部３０１０およびオルタネータステータ部３０２０を、モータジェネレータ３０００として機能させる。このインバータ３１００は空冷のインバータである。これは、水冷のインバータに比べて空冷のインバータとすることによりコストを安価にすることができる。   An inverter 3100 is used instead of a rectifier circuit called a rectifier. Inverter 3100 causes alternator rotor portion 3010 and alternator stator portion 3020 to function as motor generator 3000. This inverter 3100 is an air-cooled inverter. The cost can be reduced by using an air-cooled inverter as compared with a water-cooled inverter.

図３に、モータジェネレータ３０００の電気回路図およびインバータ３１００の電気回路図を示す。図３に示すように、インバータ３１００は、複数のスイッチング回路により三相分の電力をオルタネータステータ部３０２０に供給するように構成される通常のインバータ回路を有する。また、オルタネータロータ部３１０に流れる界磁電流Ｉｆを制御することにより、モータジェネレータ３０００をモータとして機能させるときにはモータジェネレータ３０００から発生するトルクを制御することができ、モータジェネレータ３０００をジェネレータとして機能させるときには発電量を制御することができる。   FIG. 3 shows an electric circuit diagram of motor generator 3000 and an electric circuit diagram of inverter 3100. As shown in FIG. 3, the inverter 3100 includes a normal inverter circuit configured to supply power for three phases to the alternator stator unit 3020 by a plurality of switching circuits. Further, by controlling the field current If flowing through the alternator rotor unit 310, the torque generated from the motor generator 3000 can be controlled when the motor generator 3000 functions as a motor, and when the motor generator 3000 functions as a generator. The amount of power generation can be controlled.

二次電池２０００は、インバータ３１００のスイッチング回路に電力を供給し、オルタネータステータ部３０２０や、オルタネータロータ部３０１０に電力を供給する。   The secondary battery 2000 supplies power to the switching circuit of the inverter 3100 and supplies power to the alternator stator unit 3020 and the alternator rotor unit 3010.

このようなモータジェネレータ３０００に、ＨＶ＿ＥＣＵ１０００から駆動指令信号を受信したインバータ３１００により、電力が供給されて、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相から構成されるオルタネータステータ部３０２０に電力が供給される。この場合、エンジンの再始動が行なわれるわけであるが、エンジン１００の温間ロックが発生していると、モータジェネレータ３０００がロック状態となり、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のいずれか一相に電流が集中してその相のＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）の温度が上昇する。この温度上昇を放置すると、ＭＯＳＦＥＴの温度破壊に至る。   Electric power is supplied to the motor generator 3000 by the inverter 3100 that has received the drive command signal from the HV_ECU 1000, and electric power is supplied to the alternator stator unit 3020 including the U phase, the V phase, and the W phase. In this case, the engine is restarted. However, if the engine 100 is warmly locked, the motor generator 3000 is locked, and the U-phase, the V-phase, and the W-phase are set to one phase. Current concentrates and the temperature of the MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) rises. If this temperature rise is left unattended, the MOSFET will be destroyed.

図４にＭＯＳＦＥＴの温度変化を表わす。横軸は時間軸であって、縦軸がＭＯＳＦＥＴの温度である。ロックが発生している場合をフィンの温度が高い場合と中位の場合と低い場合に分けて実線で示す。また、ロックが発生していない場合を同じくフィン温度が３種類の場合に分けて一点鎖線で示す。   FIG. 4 shows the temperature change of the MOSFET. The horizontal axis is the time axis, and the vertical axis is the MOSFET temperature. The case where the lock is generated is indicated by a solid line for the case where the temperature of the fin is high, the case where the fin is low, and the case where the fin is low. Similarly, the case where no lock is generated is divided into three types of fin temperatures and indicated by a one-dot chain line.

ロックが発生していない場合には、フィン温度が高い場合であっても中位であっても低い場合であっても限界温度であるＴ（ＴＬ）に到達しない。すなわち、限界温度Ｔ（ＴＬ）に到達する前にモータジェネレータ３０００によるエンジン１００のクランキングが完了してエンジンが完爆しエンジンがアイドリング回転数に到達することによりモータジェネレータ３０００の駆動指令信号が停止する。そのため、冷却フィン温度が限界温度Ｔ（ＴＬ）に到達しない。   When the lock is not generated, the limit temperature T (TL) is not reached even when the fin temperature is high, medium, or low. That is, before the limit temperature T (TL) is reached, the cranking of the engine 100 by the motor generator 3000 is completed, the engine completes explosion, and the engine reaches the idling speed, whereby the drive command signal of the motor generator 3000 is stopped. To do. Therefore, the cooling fin temperature does not reach the limit temperature T (TL).

一方、ロックが発生すると、フィン温度が高いほど速くＭＯＳＦＥＴ温度が限界温度Ｔ（ＴＬ）に到達する。すなわちこの図４に示すように、ロックが発生する場合においては、フィン温度が高い順に限界温度Ｔ（ＴＬ）に到達する時間が短くなっている。フィン温度が低い場合には、ロックが発生する場合であっても時間が長くかかることがわかる。   On the other hand, when the lock occurs, the higher the fin temperature, the faster the MOSFET temperature reaches the limit temperature T (TL). That is, as shown in FIG. 4, when the lock occurs, the time to reach the limit temperature T (TL) in the descending order of the fin temperature is shortened. It can be seen that when the fin temperature is low, it takes a long time even when locking occurs.

従来は、このような傾向を有する場合においても、フィンの温度に関係なく限界温度Ｔ（ＴＬ）に到達するまでの時間をロック判定時間として一律に決定していた。   Conventionally, even when it has such a tendency, the time to reach the limit temperature T (TL) is uniformly determined as the lock determination time regardless of the temperature of the fin.

本発明の実施の形態においては、このように一律に決定されていたロック判定時間を図５に示すように冷却フィン温度に依存するロック判定時間とした。すなわち、図５に示すようにＨＶ＿ＥＣＵ１０００のメモリに記憶されるマップには、冷却フィン温度が低いほどロック判定時間が長く冷却フィン温度が高いほどロック判定時間が短くなるように設定されている。   In the embodiment of the present invention, the lock determination time that is uniformly determined as described above is set as the lock determination time depending on the cooling fin temperature as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 5, the map stored in the memory of the HV_ECU 1000 is set so that the lock determination time is longer as the cooling fin temperature is lower and the lock determination time is shorter as the cooling fin temperature is higher.

図６を参照して、本実施の形態に係る車両に搭載されたＨＶ＿ＥＣＵ１０００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。   With reference to FIG. 6, a control structure of a program executed by HV_ECU 1000 mounted on the vehicle according to the present embodiment will be described.

ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ１０００は、エコランシステムにおいてエンジンを停止させる。このとき、ＨＶ＿ＥＣＵ１０００は、ＨＶ＿ＥＣＵ１０００に入力されるエコラン条件に基づいて、予め定められた条件を満足するか否かによりエンジン１００を停止させるか否かを判断する。予め定められた条件を満足しているとＨＶ＿ＥＣＵ１０００はエンジンを停止させる。より具体的には、ＨＶ＿ＥＣＵ１０００は、図１に図示しないエンジンＥＣＵに対してエンジン停止信号を送信する。   In step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100, HV_ECU 1000 stops the engine in the eco-run system. At this time, HV_ECU 1000 determines whether or not to stop engine 100 based on whether or not a predetermined condition is satisfied based on an eco-run condition input to HV_ECU 1000. If a predetermined condition is satisfied, HV_ECU 1000 stops the engine. More specifically, HV_ECU 1000 transmits an engine stop signal to an engine ECU (not shown in FIG. 1).

Ｓ１０２にて、ＨＶ＿ＥＣＵ１０００は、エンジン再始動指令を行なうか否かを判断する。この判断は、ＨＶ＿ＥＣＵ１０００に入力されたエコラン条件が成立しなくなった場合にエンジンを再始動する指令を行なうように判断される。エンジン再始動の指令が行なわれると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１００へ戻され、エコランシステムにおいてエンジン１００が停止した状態が継続する。   In S102, HV_ECU 1000 determines whether or not to issue an engine restart command. This determination is made so as to issue an instruction to restart the engine when the eco-run condition input to HV_ECU 1000 is no longer satisfied. If an engine restart command is issued (YES in S102), the process proceeds to S104. If not (NO in S102), the process returns to S100, and the engine 100 is stopped in the eco-run system.

Ｓ１０４にて、ＨＶ＿ＥＣＵ１０００はインバータ３１００の冷却フィン温度を検知する。インバータ３１００の冷却フィン付近にはサーミスタが取付けられ、冷却フィン温度としてＨＶ＿ＥＣＵ１０００に入力されている。このサーミスタからの信号に基づいてＨＶ＿ＥＣＵはインバータ３１００の冷却フィン温度を検知する。   In S104, HV_ECU 1000 detects the cooling fin temperature of inverter 3100. A thermistor is attached in the vicinity of the cooling fin of the inverter 3100, and is input to the HV_ECU 1000 as the cooling fin temperature. The HV_ECU detects the cooling fin temperature of the inverter 3100 based on the signal from the thermistor.

Ｓ１０６にて、ＨＶ＿ＥＣＵ１０００は、図５に示すマップからロック判定時間を算出する。Ｓ１０８にて、ＨＶ＿ＥＣＵ１０００は、インバータ３１００に駆動指令信号を出力する。このとき、ステータコイルがインバータ３１００から出力される三相電力により励磁される。ステータコイルが励磁されたモータジェネレータ３０００により、モータジェネレータプーリ４００およびベルト４１０を介して、エンジン１００のクラックシャフトプーリ４２０が回転されてエンジン１００がクランキングされる。   In S106, HV_ECU 1000 calculates the lock determination time from the map shown in FIG. In S108, HV_ECU 1000 outputs a drive command signal to inverter 3100. At this time, the stator coil is excited by the three-phase power output from the inverter 3100. The motor generator 3000 having the stator coil excited rotates the crack shaft pulley 420 of the engine 100 via the motor generator pulley 400 and the belt 410, and the engine 100 is cranked.

Ｓ１１０にて、ＨＶ＿ＥＣＵ１０００は、エンジン１００の回転数を検知する。この処理は、エンジン１００のクランクシャフトなどに設けられた回転数センサからの信号がＨＶ＿ＥＣＵ１０００に入力されることにより、または、図１に図示しないエンジンＥＣＵを経由して回転数センサからの信号がＨＶ＿ＥＣＵ１０００に入力されることにより、エンジン回転数が検知される。   In S110, HV_ECU 1000 detects the rotational speed of engine 100. This processing is performed by inputting a signal from a rotation speed sensor provided on a crankshaft or the like of the engine 100 to the HV_ECU 1000, or by sending a signal from the rotation speed sensor via the engine ECU (not shown in FIG. 1). Is input, the engine speed is detected.

Ｓ１１２にて、ＨＶ＿ＥＣＵ１０００は、エンジン１００が始動したか否かを判断する。この判断は、エンジン１００の回転数が予め定められたアイドル回転数以上になったか否かにより判断される。エンジン１００が始動すると（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、処理はＳ１２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１２にてＮＯ）、処理はＳ１１４へ移される。   In S112, HV_ECU 1000 determines whether engine 100 has been started or not. This determination is made based on whether or not the rotational speed of engine 100 is equal to or higher than a predetermined idle rotational speed. When engine 100 is started (YES in S112), the process proceeds to S120. If not (NO in S112), the process proceeds to S114.

Ｓ１１４にて、ＨＶ＿ＥＣＵ１０００は、ロック判定時間を経過したか否かを判断する。なお、ロック判定時間は、インバータ３１００に駆動指令信号を出力した時間をスタート時間として計測されている。ロック判定時間を経過すると（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、処理はＳ１１６へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１４にてＮＯ）、処理はＳ１０８ヘ戻され、インバータ３１００に駆動指令信号を出力し続けるので、ステータコイルが励磁され続けて、モータジェネレータ３０００がモータとして機能して、クランクシャフトプーリ４０２を介してエンジン１００をクランキングする。   In S114, HV_ECU 1000 determines whether or not the lock determination time has elapsed. The lock determination time is measured using the time when the drive command signal is output to the inverter 3100 as the start time. If the lock determination time has elapsed (YES in S114), the process proceeds to S116. If not (NO in S114), the process returns to S108 and continues to output a drive command signal to inverter 3100, so that the stator coil continues to be excited, and motor generator 3000 functions as a motor. The engine 100 is cranked through the pulley 402.

Ｓ１１６にて、ＨＶ＿ＥＣＵ１０００は、インバータ３１００への駆動指令信号の出力を停止する。Ｓ１１８にて、ＨＶ＿ＥＣＵ１０００は、スタータモータ３２００に駆動指令信号を出力する。すなわち、温度依存性を有するロック判定時間を経過してもエンジン１００が始動したという判断が行なわれなかったためモータジェネレータ３０００によるエンジン１００の再始動からスタータモータ３２００によるエンジン１００の再始動に切り替えられる。   In S116, HV_ECU 1000 stops outputting the drive command signal to inverter 3100. In S118, HV_ECU 1000 outputs a drive command signal to starter motor 3200. That is, since it is not determined that engine 100 has started even after the lock determination time having temperature dependency has elapsed, the engine 100 is restarted by motor generator 3000 and the engine 100 is restarted by starter motor 3200.

Ｓ１２０にて、ＨＶ＿ＥＣＵ１０００はエンジン再始動判定を行なう。なお、Ｓ１１８においてスタータモータ３２００に駆動指令信号を出力して実際にエンジン回転数がアイドル回転数まで上昇したか否かが判断されて、エンジン１００は再始動したと判定される。   In S120, HV_ECU 1000 performs engine restart determination. In S118, a drive command signal is output to starter motor 3200 to determine whether or not the engine speed has actually increased to the idle speed, and it is determined that engine 100 has been restarted.

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるＨＶ＿ＥＣＵ１０００、モータジェネレータ３０００およびインバータ３１００を搭載した車両の動作について説明する。   An operation of a vehicle equipped with HV_ECU 1000, motor generator 3000, and inverter 3100, which is a control device according to the present embodiment, based on the above-described structure and flowchart will be described.

この車両が交差点において赤信号などにおいて停止し、予め定められたエコラン条件が成立するとＨＶ＿ＥＣＵ１０００によりエンジン１００を停止する信号が出力される（Ｓ１００）。車両の運転者がブレーキペダルから足を離しアクセルペダルを踏み込んだりすると、エコラン条件が不成立となりエンジン１００の再始動が指令される（Ｓ１０２にてＹＥＳ）。   When the vehicle stops at an intersection at a red light or the like and a predetermined eco-run condition is satisfied, a signal for stopping the engine 100 is output by the HV_ECU 1000 (S100). When the driver of the vehicle removes his / her foot from the brake pedal and depresses the accelerator pedal, the eco-run condition is not satisfied and restart of engine 100 is commanded (YES in S102).

インバータ３１００の冷却フィン温度が検知され（Ｓ１０４）、図５に示すマップからロック判定時間が算出される（Ｓ１０６）。このマップにおいては、冷却フィン温度が低いほどロック判定時間が長く、冷却フィン温度が高いほどロック判定時間が短く設定されている。   The cooling fin temperature of the inverter 3100 is detected (S104), and the lock determination time is calculated from the map shown in FIG. 5 (S106). In this map, the lock determination time is set longer as the cooling fin temperature is lower, and the lock determination time is set shorter as the cooling fin temperature is higher.

インバータ３１００に駆動指令信号が出力されステータコイルが励磁される（Ｓ１０８）。ステータコイルが励磁されることによりモータジェネレータ３０００のロータが回転してモータジェネレータプーリ４００およびベルト４１０を介して、エンジン１００のクランクシャフトプーリ４０２が回転されエンジン１００がクランキングされる。   A drive command signal is output to the inverter 3100 and the stator coil is excited (S108). When the stator coil is excited, the rotor of motor generator 3000 is rotated, and crankshaft pulley 402 of engine 100 is rotated via motor generator pulley 400 and belt 410 to crank engine 100.

このとき、ＨＶ＿ＥＣＵ１０００は、エンジンＥＣＵに対してエンジン始動信号を送信しているため、エンジンＥＣＵによりエンジン１００に燃料が噴射されモータジェネレータ３０００によるクランキングと同期してエンジンの始動が開始される。エンジン回転数が検知され（Ｓ１１０）、エンジン回転数がアイドル回転数付近まで上昇するとエンジン１００が再始動したと判断される（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、これによりエンジン１００が再始動したと判定される（Ｓ１２０）。   At this time, since HV_ECU 1000 transmits an engine start signal to engine ECU, fuel is injected into engine 100 by engine ECU, and engine start is started in synchronization with cranking by motor generator 3000. When the engine speed is detected (S110) and the engine speed increases to near the idle speed, it is determined that engine 100 has been restarted (YES in S112), whereby it is determined that engine 100 has been restarted. (S120).

一方、インバータ３１００に駆動指令信号を出力してからロック判定時間を経過するまでにエンジン１００が始動したと判定されないと（Ｓ１１２にてＮＯ、Ｓ１１４にてＹＥＳ）、ＨＶ＿ＥＣＵ１０００によりインバータ３１００への駆動指令信号の出力が停止され（Ｓ１１６）、スタータモータ３２００に駆動指令信号が出力される（Ｓ１１８）。スタータモータ３２００はＨＶ＿ＥＣＵ１０００からの駆動指令信号に基づいてエンジン１００をクランキングして再始動させる。   On the other hand, if it is not determined that engine 100 has started after the drive command signal is output to inverter 3100 until the lock determination time elapses (NO in S112, YES in S114), HV_ECU 1000 drives the drive command to inverter 3100. The output of the signal is stopped (S116), and a drive command signal is output to the starter motor 3200 (S118). The starter motor 3200 cranks and restarts the engine 100 based on the drive command signal from the HV_ECU 1000.

図７および図８を参照して、このときの動作について説明する。図７が、本発明の実施の形態に係る車両におけるエンジン再始動の状態を示すタイミングチャートであって、図８が、従来の車両におけるエンジン再始動の状態を示すタイミングチャートである。   The operation at this time will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a timing chart showing a state of engine restart in the vehicle according to the embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a timing chart showing a state of engine restart in the conventional vehicle.

これらの図に示すように、従来の車両においては、図８に示すように、ロック判定時間が温度依存性を有せずに温度によらず一律のロック判定時間としている。この点が本発明の実施の形態と異なる。図７および図８を比較すれば明らかなように、図７においてはフィン温度が高い場合のロック判定時間は短くフィン温度が低い場合のロック判定時間が長く設定されているのに対して、図８においてはフィン温度によらずロック判定時間が短い方に設定される。   As shown in these drawings, in the conventional vehicle, as shown in FIG. 8, the lock determination time does not have temperature dependence and is set to a uniform lock determination time regardless of the temperature. This point is different from the embodiment of the present invention. As is apparent from a comparison between FIGS. 7 and 8, in FIG. 7, the lock determination time when the fin temperature is high is set short and the lock determination time when the fin temperature is low is set longer. In 8, the lock determination time is set to be shorter regardless of the fin temperature.

そのため、図７に示すように、フィン温度が低い場合のロック判定時間は長いため、ＭＯＳＦＥＴ温度の限界温度Ｔ（ＴＬ）に到達するまでにスタータモータによるエンジン再始動に切り替える前にモータジェネレータ３０００によりエンジンが始動することになる。   Therefore, as shown in FIG. 7, since the lock determination time when the fin temperature is low is long, the motor generator 3000 performs the operation before switching to the engine restart by the starter motor until the limit temperature T (TL) of the MOSFET temperature is reached. The engine will start.

一方、図８に示すように、同じ条件（冷却フィン温度が低い場合）であっても、従来の場合にはフィン温度によらないロック判定時間が設定されているためＭＯＳＦＥＴ温度が限界温度Ｔ（ＴＬ）に到達する前に、冷却フィン温度が低い場合であってもロックが発生したと判断される。モータジェネレータ３０００によるエンジン１００の再始動からスタータモータ３２００によるエンジン１００の再始動に切り替えられる。   On the other hand, as shown in FIG. 8, even under the same conditions (when the cooling fin temperature is low), since the lock determination time that does not depend on the fin temperature is set in the conventional case, the MOSFET temperature becomes the limit temperature T ( Before reaching (TL), it is determined that locking has occurred even if the cooling fin temperature is low. Switching from restarting engine 100 by motor generator 3000 to restarting engine 100 by starter motor 3200 is performed.

スタータモータ３２００によるエンジン１００の再始動時においては、フライホイールのギヤにスタータモータ３２００のピニオンギヤをマグネットスイッチを用いて強制的に噛み込ませる。すなわち、エンジン１００のフライホイールのギヤに、スタータモータ３２００のピニオンギヤが強制的に接続されてクランキングを行なうため、そのときに異音が発生する。また、スタータモータ３２００によりエンジン１００を再始動する場合には、モータジェネレータ３０００によりエンジン１００を再始動する場合よりも、フライホイールのギヤにスタータモータのピニオンギヤを噛み込ませるための時間が必要になるため、応答性が悪い。したがって、モータジェネレータ３０００によりエンジン１００を再始動する方がより好ましい。   When engine 100 is restarted by starter motor 3200, the pinion gear of starter motor 3200 is forcibly engaged with the gear of the flywheel using a magnet switch. That is, the pinion gear of the starter motor 3200 is forcibly connected to the flywheel gear of the engine 100 to perform cranking, so that abnormal noise is generated at that time. In addition, when engine 100 is restarted by starter motor 3200, more time is required for the flywheel gear to engage the pinion gear of the starter motor than when engine 100 is restarted by motor generator 3000. Therefore, responsiveness is bad. Therefore, it is more preferable to restart engine 100 by motor generator 3000.

以上のようにして、本実施の形態に係るＨＶ＿ＥＣＵにおいては、アイドリングストップシステムにおけるエンジンの再始動をできる限りモータジェネレータを用いて行なうようにするために、モータジェネレータおよびインバータのロック判定時間に温度依存性を持たせた。ロック判定時間はたとえばインバータの冷却フィン温度が低いほど長く設定されているため、インバータのＭＯＳＦＥＴ温度が限界温度に達するまでに従来はスタータモータによるエンジンの再始動に切り替えられていた状態がモータジェネレータによるエンジン再始動の状態にすることができる。その結果、スタータモータによるエンジンの再始動の機会をできる限り少なくしモータジェネレータによりエンジンを再始動することにより異音の発生がなくエンジン再始動の応答性をよくすることができる。   As described above, in the HV_ECU according to the present embodiment, the engine generator and the inverter lock determination time depends on the temperature in order to perform the engine restart in the idling stop system as much as possible. I had sex. The lock determination time is set longer as the cooling fin temperature of the inverter is lower, for example. Therefore, the state in which the starter motor is conventionally restarted by the starter motor before the inverter MOSFET temperature reaches the limit temperature is determined by the motor generator. The engine can be restarted. As a result, the opportunity of restarting the engine by the starter motor is reduced as much as possible, and the engine is restarted by the motor generator, so that no abnormal noise is generated and the engine restart response can be improved.

また、上述したように、本実施の形態におけるモータジェネレータ３０００は、そのロータ部とステータ部とを、汎用のオルタネータのロータ部とステータ部とを使用した。そのため、安価なモータジェネレータを実現できる。   Further, as described above, motor generator 3000 according to the present embodiment uses a rotor portion and a stator portion of a general-purpose alternator for the rotor portion and the stator portion. Therefore, an inexpensive motor generator can be realized.

このモータジェネレータの駆動回路であるインバータは、水冷ではなく空冷としている。このため、インバータを含むＰＣＵを安価にすることができる。   The inverter that is a drive circuit of the motor generator is not water-cooled but air-cooled. For this reason, the PCU including the inverter can be made inexpensive.

また、二次電池として、広く普及している１４Ｖ系の鉛蓄電池のみを搭載している。そのため、たとえばアイドリングストップ時のエンジン停止時における補機駆動用の４２Ｖ系バッテリを併設する場合に比べて、安価なアイドリングストップシステムを提供できる。   In addition, as a secondary battery, only a widely used 14V lead acid battery is mounted. Therefore, for example, an inexpensive idling stop system can be provided as compared with the case where a 42V battery for driving auxiliary equipment is also provided when the engine is stopped when idling is stopped.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の実施の形態に係る車両の制御ブロック図である。It is a control block diagram of a vehicle concerning an embodiment of the invention. 図１のモータジェネレータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motor generator of FIG. モータジェネレータの電気回路図である。It is an electric circuit diagram of a motor generator. ＭＯＳＦＥＴの温度変化を表わす図である。It is a figure showing the temperature change of MOSFET. ＨＶ＿ＥＣＵのメモリに記憶されるマップを示す図である。It is a figure which shows the map memorize | stored in the memory of HV_ECU. ＨＶ＿ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control structure of the program performed by HV_ECU. 本発明の実施の形態に係る車両におけるエンジン再始動の状態を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the state of the engine restart in the vehicle which concerns on embodiment of this invention. 従来の車両におけるエンジン再始動の状態を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the state of engine restart in the conventional vehicle.

符号の説明Explanation of symbols

１００ エンジン、２００ トルクコンバータ、３００ 歯車式変速機構、４００ モータジェネレータプーリ、４０２ クランクシャフトプーリ、４０４ エアコンコンプレッサプーリ、４０６ ウォータポンププーリ、４１０ ベルト、１０００ ＨＶ＿ＥＣＵ、１１００ 補機ＥＣＵ、２０００ 二次電池、２１００ 電圧降下防止機構、３０００ モータジェネレータ、３１００ インバータ、３２００ スタータモータ、３０１０ オルタネータロータ部、３０２０ オルタネータステータ部、３０３０ プーリ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Engine, 200 Torque converter, 300 Gear transmission mechanism, 400 Motor generator pulley, 402 Crankshaft pulley, 404 Air-conditioner compressor pulley, 406 Water pump pulley, 410 belt, 1000 HV_ECU, 1100 Auxiliary ECU, 2000 Secondary battery, 2100 Voltage drop prevention mechanism, 3000 motor generator, 3100 inverter, 3200 starter motor, 3010 alternator rotor part, 3020 alternator stator part, 3030 pulley.

Claims (3)

車両の状態が予め定められた条件を満足したことによりエンジンが一時的に停止した状態において前記エンジンを再始動する機能を有する、モータジェネレータおよびスタータモータと、
外気と接する冷却フィンを有し、前記モータジェネレータと電気的に接続されて、前記モータジェネレータを駆動するインバータと、
前記インバータおよび前記スタータモータと電気的に接続されて、前記インバータおよび前記スタータモータに電力を供給する電池と、
前記インバータの冷却フィンの温度を検知するための検知手段と、
前記エンジンの再始動を開始するときの前記冷却フィンの温度に基づいてロック判定時間を算出するための算出手段と、
前記ロック判定時間が経過するまでは、前記エンジンが再始動するように前記モータジェネレータを制御するための手段と、
前記ロック判定時間が経過した後において、前記モータジェネレータにより前記エンジンが再始動しない場合に、前記エンジンが再始動するように前記スタータモータを制御するための手段とを含み、
前記ロック判定時間は、前記モータジェネレータに温間ロックが生じたことを想定した場合において、前記インバータのパワー素子の温度が、前記モータジェネレータによる前記エンジンの再始動を開始してから予め定められた限界温度に到達するまでの時間に基づいて設定される時間であって、
前記算出手段は、前記エンジンの再始動を開始するときの前記冷却フィンの温度が低い場合は、前記エンジンの再始動を開始するときの前記冷却フィンの温度が高い場合に比べて、前記ロック判定時間を長く算出する、車両。 A motor generator and a starter motor having a function of restarting the engine in a state where the engine is temporarily stopped due to the condition of the vehicle satisfying a predetermined condition;
An inverter that has cooling fins in contact with outside air and is electrically connected to the motor generator to drive the motor generator;
A battery that is electrically connected to the inverter and the starter motor to supply power to the inverter and the starter motor;
Detecting means for detecting the temperature of the cooling fin of the inverter;
Calculating means for calculating a lock determination time based on the temperature of the cooling fin when starting restart of the engine ;
Means for controlling the motor generator to restart the engine until the lock determination time has elapsed ;
In after the lock determination time has elapsed, wherein when said engine by the motor generator does not restart, seen including a means for controlling the starter motor so that the engine is restarted,
The lock determination time is determined in advance when the temperature of the power element of the inverter starts restarting the engine by the motor generator, assuming that a warm lock has occurred in the motor generator. A time set based on the time to reach the limit temperature,
When the temperature of the cooling fin when starting the engine restart is low, the calculation means determines the lock determination as compared to when the temperature of the cooling fin is high when starting the engine restart. A vehicle that calculates time . 前記モータジェネレータは、前記車両の回生制動時に発電機として機能し、前記電池を充電する、請求項１に記載の車両。   The vehicle according to claim 1, wherein the motor generator functions as a generator during regenerative braking of the vehicle and charges the battery. 前記モータジェネレータと前記インバータの回路とは一体化されている、請求項１または２に記載の車両。   The vehicle according to claim 1, wherein the motor generator and the inverter circuit are integrated.
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