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JP2005180230A - Starter of internal combustion engine, controller of motor, and method for those - Google Patents

Starter of internal combustion engine, controller of motor, and method for those Download PDF

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JP2005180230A
JP2005180230A JP2003419011A JP2003419011A JP2005180230A JP 2005180230 A JP2005180230 A JP 2005180230A JP 2003419011 A JP2003419011 A JP 2003419011A JP 2003419011 A JP2003419011 A JP 2003419011A JP 2005180230 A JP2005180230 A JP 2005180230A
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JP
Japan
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motor
internal combustion
combustion engine
power
battery
Prior art date
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Pending
Application number
JP2003419011A
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Japanese (ja)
Inventor
Daigo Ando
大吾 安藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suitably set the cranking torque at the starting of an internal combustion engine in a hybrid vehicle equipped with the internal combustion engine and a motor for driving. <P>SOLUTION: Maximum electric power Wb, which a battery 30 can output to the full using a temperature Tb of the battery 30, is obtained (step S), while an energy loss Ws at the cranking is obtained (step S). From both, cranking torque Tg at the starting of the engine 10 is calculated as Equation (3) Tg=(Wb-Ws)/(2πNg/60) (where Ng is a rotational speed of an output shaft 12 of the engine 10 at the cranking). This makes it possible to obtain the cranking torque for suitable driving within the range which does not become too heavy for the battery 30. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、内燃機関の動力とモータの動力とを組み合わせて駆動軸に動力を入出力する機構を備えた車両における内燃機関の始動装置、車両に搭載された内燃機関と組み合わされて、車両の駆動軸に動力を入出力すると共に内燃機関をクランキングするモータの駆動トルクを制御する装置、およびそれらの方法に関するものである。   The present invention relates to a starter for an internal combustion engine in a vehicle provided with a mechanism for inputting and outputting power to a drive shaft by combining the power of the internal combustion engine and the power of the motor, and in combination with the internal combustion engine mounted on the vehicle. The present invention relates to a device for controlling driving torque of a motor that inputs / outputs power to / from a drive shaft and cranks an internal combustion engine, and a method thereof.

従来、内燃機関とモータとを駆動源として備えたハイブリッド車両では、内燃機関の始動時に、モータにより内燃機関の出力軸をクランキングして、回転数を上昇している。この際、質量の大きな内燃機関とモータとが出力軸を介して結合されるため、ねじり振動が生じやすい条件が成立する可能性があり、ねじり振動の発生を回避するために、高い駆動トルクでクランキングを行なって、このねじり振動領域を素早く通り抜けるような制御が行なわれていた。このため、モータの駆動トルクは、比較的大きなものとされていた。   Conventionally, in a hybrid vehicle equipped with an internal combustion engine and a motor as drive sources, when the internal combustion engine is started, the output shaft of the internal combustion engine is cranked by the motor to increase the rotational speed. At this time, since the internal combustion engine having a large mass and the motor are coupled via the output shaft, there is a possibility that a condition in which torsional vibration is likely to be established, and in order to avoid the occurrence of torsional vibration, a high drive torque is used. Cranking is performed and control is performed so as to pass through this torsional vibration region quickly. For this reason, the driving torque of the motor has been relatively large.

化学電気反応により電力を取り出す旧来のバッテリでは、冷間時など、バッテリの温度が低いと、バッテリから供給可能な電力が制限されやすいので、従来から、バッテリの温度によりスタータモータへの供給電力を制限することが行なわれている。例えば特許文献1には、ハイブリッドタイプでない従来の車両において冷却水温が低い場合に、スタータモータへ給電される電流を変化させる技術が開示されている。また、ハイブリッドタイプの車両において、バッテリの温度が低い場合には、その充放電制御をわざと行なって、バッテリの温度を高め、バッテリ−モータにより車両を走行する際の条件を改善しようとする提案もなされている(特許文献2参照)。   In conventional batteries that extract electric power through a chemical electric reaction, if the battery temperature is low, such as when it is cold, the power that can be supplied from the battery is likely to be limited. Restrictions are being made. For example, Patent Document 1 discloses a technique for changing the current supplied to the starter motor when the coolant temperature is low in a conventional vehicle that is not a hybrid type. Also, in a hybrid type vehicle, when the battery temperature is low, the charge / discharge control is intentionally performed to increase the battery temperature and improve the conditions when the vehicle is driven by the battery-motor. (See Patent Document 2).

特開平2−227558号公報JP-A-2-227558 特開2001−268715号公報JP 2001-268715 A

こうした内燃機関とモータとを組み合わせて駆動軸に動力を入出力するタイプの車両では、モータの動力で車両を駆動するので、搭載するバッテリが大規模なものとなりやすい。一方、コスト的にも車両内の占有体積の面からも、バッテリの容量をできるだけ小さなものとしたいという要請が存在する。他方、車両が使用されるあらゆる環境下で、特に極低温のような場合でも、内燃機関の始動性を確保する必要があり、この点が、バッテリの容量の下限を規定することになっていた。従来から、内燃機関の始動性を確保しつつバッテリの容量を低減する試みとして、始動時のスタータ用のモータの駆動トルクを調整する種々の制御ががなされてきたが、未だ不十分であった。   In such a type of vehicle in which the internal combustion engine and the motor are combined to input / output power to / from the drive shaft, the vehicle is driven by the power of the motor, so that the mounted battery tends to be large. On the other hand, there is a demand for making the battery capacity as small as possible in terms of cost and occupied volume in the vehicle. On the other hand, it is necessary to ensure the startability of the internal combustion engine in any environment in which the vehicle is used, particularly in the case of extremely low temperatures, and this point is to define the lower limit of the battery capacity. . Conventionally, as an attempt to reduce the capacity of the battery while ensuring the startability of the internal combustion engine, various controls for adjusting the drive torque of the starter motor at the time of start have been made, but this has not been sufficient. .

本発明は、かかる要請に応えて、内燃機関とモータとを組み合わせて動力の一部とする車両において、内燃機関をクランキングするモータの駆動トルクを適正に定めようとすることを目的としてなされた。即ち、本発明の内燃機関の始動装置は、内燃機関の動力とモータの動力とを組み合わせて駆動軸に動力を入出力する機構を備えた車両における内燃機関の始動装置であって、
前記内燃機関をクランキングするモータと、
該モータに電力を供給するバッテリと、
該バッテリが出力可能な最大電力を求める電力算出手段と、
前記モータにより前記内燃機関をクランキングする際に生じるエネルギロスを求めるエネルギロス演算手段と、
前記モータにより前記内燃機関をクランキングする要求を受け取ったとき、前記バッテリが供給可能な最大電力と前記エネルギロスとを考慮して、前記モータを駆動可能な駆動トルクを演算するトルク演算手段と、
該演算した駆動トルクを用いて前記モータを駆動して、前記内燃機関をクランキングするクランキング手段と
を備えたことを要旨とする。
The present invention has been made in order to respond to such a demand and to appropriately determine the driving torque of the motor that cranks the internal combustion engine in a vehicle that combines the internal combustion engine and the motor and uses a part of the power. . That is, the internal combustion engine starter of the present invention is a starter for an internal combustion engine in a vehicle having a mechanism for inputting and outputting power to a drive shaft by combining the power of the internal combustion engine and the power of the motor,
A motor for cranking the internal combustion engine;
A battery for supplying power to the motor;
Power calculating means for obtaining the maximum power that the battery can output;
Energy loss calculating means for obtaining energy loss that occurs when the internal combustion engine is cranked by the motor;
Torque calculation means for calculating a driving torque capable of driving the motor in consideration of the maximum power that can be supplied by the battery and the energy loss when a request for cranking the internal combustion engine is received by the motor;
A gist is provided with cranking means for driving the motor using the calculated drive torque to crank the internal combustion engine.

また、かかる内燃機関の始動装置に対応した始動方法の発明は、
内燃機関の動力とモータの動力とを組み合わせて駆動軸に動力を入出力する機構を備えた車両におけ内燃機関の始動方法であって、
該モータに電力を供給するバッテリが出力可能な最大電力を求め、
前記モータにより前記内燃機関をクランキングする際に生じるエネルギロスを求め、
前記モータにより前記内燃機関をクランキングする要求を受け取ったとき、前記バッテリが供給可能な最大電力と前記エネルギロスとを考慮して、前記モータを駆動可能な駆動トルクを演算し、
該演算したトルクを用いて前記モータを駆動して、前記内燃機関をクランキングすること
を要旨としている。
An invention of a starting method corresponding to such a starting device for an internal combustion engine is as follows:
A method for starting an internal combustion engine in a vehicle having a mechanism for inputting and outputting power to a drive shaft by combining the power of an internal combustion engine and the power of a motor,
Find the maximum power that can be output by the battery that supplies power to the motor,
Obtaining energy loss that occurs when the internal combustion engine is cranked by the motor;
When a request for cranking the internal combustion engine is received by the motor, the driving torque capable of driving the motor is calculated in consideration of the maximum power that can be supplied by the battery and the energy loss,
The gist is to drive the motor using the calculated torque to crank the internal combustion engine.

かかる内燃機関の始動装置および始動方法によれば、内燃機関の始動時におけるモータの駆動トルクを、バッテリが供給可能な最大電力とクランキングの際のエネルギロスとを考慮して演算し、この演算したトルクを用いてモータを駆動するので、内燃機関をクランキングする際のモータの駆動トルクを正確に定めることができる。この結果、内燃機関の始動に必要なバッテリの容量を正確に求めることができるので、内燃機関の始動性を確保しつつ、バッテリの容量の低減を図ることができる。   According to the internal combustion engine starter and the start method, the motor driving torque at the time of starting the internal combustion engine is calculated in consideration of the maximum power that can be supplied by the battery and the energy loss at the time of cranking. Since the motor is driven using the torque that has been produced, it is possible to accurately determine the driving torque of the motor when cranking the internal combustion engine. As a result, the capacity of the battery necessary for starting the internal combustion engine can be accurately obtained, so that the capacity of the battery can be reduced while ensuring the startability of the internal combustion engine.

また、上述した目的を達成するモータの制御装置の発明は、
車両に搭載された内燃機関と組み合わされて車両の駆動軸に動力を入出力すると共に該内燃機関をクランキングするモータの駆動トルクを制御する装置であって、
前記モータに電力を供給するバッテリと、
該バッテリが出力可能な最大電力を求める電力算出手段と、
前記モータにより前記内燃機関をクランキングする際に生じるエネルギロスを求めるエネルギロス演算手段と、
前記モータにより前記内燃機関をクランキングする要求を受け取ったとき、前記バッテリが供給可能な最大電力と前記エネルギロスとを考慮して、前記モータの最大駆動トルクを演算するトルク演算手段と、
前記モータを駆動する際、該演算した最大駆動トルクにより、該モータの駆動トルクを制限する制限手段と
を備えたことを要旨としている。
The invention of the motor control device that achieves the above-described object
An apparatus for controlling driving torque of a motor that inputs and outputs power to a driving shaft of a vehicle in combination with an internal combustion engine mounted on the vehicle and cranks the internal combustion engine,
A battery for supplying power to the motor;
Power calculating means for obtaining the maximum power that the battery can output;
Energy loss calculating means for obtaining energy loss that occurs when the internal combustion engine is cranked by the motor;
Torque calculation means for calculating the maximum driving torque of the motor in consideration of the maximum power that can be supplied by the battery and the energy loss when receiving a request to crank the internal combustion engine by the motor;
The gist of the invention is that it comprises a limiting means for limiting the driving torque of the motor by the calculated maximum driving torque when driving the motor.

このモータの制御装置に対応した制御方法の発明は、
車両に搭載された内燃機関と組み合わされて、車両の駆動軸に動力を入出力すると共に、該内燃機関をクランキングするモータの駆動トルクを制御する方法であって、
前記モータに電力を供給するバッテリが出力可能な最大電力を求め、
前記モータにより前記内燃機関をクランキングする際に生じるエネルギロスを求め、
前記モータにより前記内燃機関をクランキングする要求を受け取ったとき、前記バッテリが供給可能な最大電力と前記エネルギロスとを考慮して、前記モータの最大駆動トルクを演算し、
前記モータを駆動する際、該演算した最大駆動トルクにより、該モータの駆動トルクを制限すること
を要旨としている。
The invention of the control method corresponding to this motor control device is
A method for controlling the driving torque of a motor that cranks the internal combustion engine while inputting and outputting power to the driving shaft of the vehicle in combination with an internal combustion engine mounted on the vehicle,
Find the maximum power that can be output by the battery that supplies power to the motor,
Obtaining energy loss that occurs when the internal combustion engine is cranked by the motor;
When a request for cranking the internal combustion engine is received by the motor, the maximum driving torque of the motor is calculated in consideration of the maximum power that can be supplied by the battery and the energy loss,
The gist is to limit the driving torque of the motor by the calculated maximum driving torque when the motor is driven.

かかるモータの制御装置および制御方法によれば、バッテリが供給可能な最大電力とクランキングの際のエネルギロスとを考慮して演算してモータの最大駆動トルクを求め、内燃機関のクランキング時におけるモータの駆動トルクを、この演算した最大駆動トルクを用いて制限している。従って、内燃機関をクランキングする際にバッテリの能力から見て過大な駆動トルクでモータを運転することがない。この結果、内燃機関のクランキングに必要なバッテリの容量を正確に求めることができるので、内燃機関のクランキング特性を確保しつつ、バッテリの容量の低減を図ることができる。   According to such a motor control device and control method, the maximum drive torque of the motor is obtained by calculating in consideration of the maximum power that can be supplied by the battery and the energy loss at the time of cranking. The drive torque of the motor is limited using the calculated maximum drive torque. Therefore, when cranking the internal combustion engine, the motor is not operated with an excessive driving torque in view of the capacity of the battery. As a result, the capacity of the battery necessary for cranking the internal combustion engine can be accurately obtained, so that the capacity of the battery can be reduced while ensuring the cranking characteristics of the internal combustion engine.

ここで、各発明における動力を入出力する機構を、三軸式の動力分配機構とし、その一軸には、内燃機関の出力軸を結合し、モータを、この三軸式の動力分配機構の他の軸の一つに結合された第1の電動発電機とし、この三軸式の動力分配機構の残りの一軸には、車両の駆動軸を結合し、この駆動軸に、動力のやり取りを行なう第2の電動機を設け、エネルギロスの演算において、エネルギロス一部として、第1の電動機による内燃機関のクランキングの際に、第2の電動機が、三軸式の動力分配機構を介して駆動軸側に伝達される反力をキャンセルのために消費するエネルギを演算することも好適である。内燃機関とモータとを組み合わせて、駆動軸に動力を入出力する際、三軸式の動力分配機構を設けることが行なわれており、このときに発生する反力のキャンセルに要するエネルギロスを演算すれば、バッテリから第1の電動機の駆動に利用できるエネルギを正確に求めてることができ、ひいてはモータの駆動トルクを正確に決定することが可能となる。   Here, the power input / output mechanism in each invention is a three-shaft power distribution mechanism, and the output shaft of the internal combustion engine is coupled to one of the shafts, and the motor is connected to the three-shaft power distribution mechanism. The first motor generator is coupled to one of the shafts, and the remaining one shaft of the three-shaft power distribution mechanism is coupled to the drive shaft of the vehicle, and power is exchanged with the drive shaft. A second electric motor is provided, and the second electric motor is driven through a three-shaft power distribution mechanism when cranking the internal combustion engine by the first electric motor as part of the energy loss in the calculation of the energy loss. It is also preferable to calculate the energy consumed for canceling the reaction force transmitted to the shaft side. When an internal combustion engine and a motor are combined to input and output power to the drive shaft, a three-shaft power distribution mechanism is provided, and the energy loss required to cancel the reaction force generated at this time is calculated. By doing so, it is possible to accurately obtain the energy that can be used to drive the first electric motor from the battery, and thus it is possible to accurately determine the driving torque of the motor.

また、バッテリの温度を検出し、検出した温度に基づいて、バッテリが出力可能な最大電力を補正して求めるものとしても良い。バッテリにとって、温度は、その出力可能な最大電力に最も影響を与える要因だからである。   Alternatively, the temperature of the battery may be detected, and the maximum power that can be output by the battery is corrected based on the detected temperature. This is because for a battery, temperature is the factor that most affects the maximum power it can output.

バッテリの温度を検出する手段として、バッテリの故障診断用に設けられた温度センサを流用することも可能である。   As a means for detecting the temperature of the battery, it is possible to divert a temperature sensor provided for battery failure diagnosis.

内燃機関への始動時の燃料噴射に先立って、内燃機関の回転数を所定回転数まで上昇させる際、モータを、回転数の上昇に伴って内燃機関の出力軸に生じるねじり振動の発生を回避する回避トルクTqで駆動するものとしても良い。   Prior to fuel injection at the time of start-up to the internal combustion engine, when increasing the rotational speed of the internal combustion engine to a predetermined rotational speed, the motor avoids the generation of torsional vibration that occurs on the output shaft of the internal combustion engine as the rotational speed increases. It is good also as what drives with the avoidance torque Tq to do.

モータをねじり振動の回避トルクTqで駆動する際、バッテリの最大電力とエネルギロスとを考慮して演算した駆動トルクTgを上限として、この回避トルクTqを制限するものとしても良い。こうすれば、バッテリに過重な負担を掛けることなく、始動時のモータを駆動することができる。   When driving the motor with the torsional vibration avoidance torque Tq, the avoidance torque Tq may be limited with the drive torque Tg calculated in consideration of the maximum power of the battery and energy loss as an upper limit. In this way, it is possible to drive the motor at the start without overloading the battery.

次に本発明の実施の携帯について、図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド車両の駆動系を模式的に示す模式図である。図示するように、この車両には動力源としての内燃機関であるエンジン10と、動力の分配結合を行なう三軸式の動力分配機構であるプラネタリギア機構20と、バッテリ30と、バッテリ30との間でインバータ31,32を介して電力のやり取りを行なって動力を入出力する第1,第2の電動発電機41,42と、車両の駆動軸50から駆動輪51,52まで動力を伝達する動力伝達機構60と、これら装置の制御を司る制御用ECU70などを備える。   Next, the carrying of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a drive system of a hybrid vehicle as an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the vehicle includes an engine 10 that is an internal combustion engine as a power source, a planetary gear mechanism 20 that is a three-shaft power distribution mechanism that performs power distribution and coupling, a battery 30, and a battery 30. Power is transmitted from the drive shaft 50 of the vehicle to the drive wheels 51 and 52, and the first and second motor generators 41 and 42 that exchange power between the inverters 31 and 32 to input and output power. A power transmission mechanism 60 and a control ECU 70 for controlling these devices are provided.

エンジン10には、図示するように、冷却水の水温Twを検出する水温センサ14や出力軸12の回転数Ngを検出する回転数センサ18等が設けられている。エンジン10にはこれらのセンサの他にも各種のセンサが設けられ、また燃料噴射を行なう機構や点火時期制御、あるいは吸排気弁の開閉を制御する機構なども設けられている。これらの構成は周知のものなので、ここでの説明は省略する。なお、エンジン10には、燃料噴射や点火時期などを制御する専用の制御装置であるEFIECU15が設けられており、制御用ECUは70は、このEFIECU15を介してエンジン10を制御することができる。上述した水温センサ14や回転数センサ18からの信号も一旦EFIECU15に入力され、通信を介して、制御用ECU70に出力されている。   As shown in the figure, the engine 10 is provided with a water temperature sensor 14 for detecting the coolant temperature Tw, a rotation speed sensor 18 for detecting the rotation speed Ng of the output shaft 12, and the like. In addition to these sensors, the engine 10 is provided with various sensors, and also includes a mechanism for performing fuel injection, ignition timing control, and a mechanism for controlling opening and closing of the intake and exhaust valves. Since these structures are well-known, description here is abbreviate | omitted. The engine 10 is provided with an EFIECU 15 that is a dedicated control device for controlling fuel injection, ignition timing, and the like. The control ECU 70 can control the engine 10 via the EFIECU 15. Signals from the water temperature sensor 14 and the rotation speed sensor 18 described above are also once input to the EFIECU 15 and output to the control ECU 70 via communication.

プラネタリギア機構20は、3つの軸を有し、その第1軸21はエンジン10の出力軸12に、第2軸22は第1の電動発電機41の回転軸45に、第3軸23は第2の電動発電機42が取り付けられた駆動軸50に、それぞれ結合されている。プラネタリギア機構20の詳細な構造はここでは説明しないが、周知のサンギヤ、リングギヤ、キャリアに各軸21,22,23は結合されており、三軸の間で、その回転とトルクが分配される。   The planetary gear mechanism 20 has three shafts, the first shaft 21 serving as the output shaft 12 of the engine 10, the second shaft 22 serving as the rotating shaft 45 of the first motor generator 41, and the third shaft 23 serving as the third shaft 23. The second motor generator 42 is coupled to the drive shaft 50 to which the second motor generator 42 is attached. Although the detailed structure of the planetary gear mechanism 20 will not be described here, the shafts 21, 22, and 23 are coupled to a known sun gear, ring gear, and carrier, and the rotation and torque are distributed among the three shafts. .

バッテリ30は、第1,第2の電動発電機41,42を駆動して、場合よってはエンジン10を停止したまま車両を駆動するためのエネルギ源となる。従って、バッテリ30は、大容量のものが用意されており、実際にはこのバッテリ30を制御するために専用のECUが設けられることも多い。この場合、バッテリ制御用のECUでは、バッテリ30に設けられた温度センサ35など、各種センサからの信号を取り込み、バッテリ30の残容量SOCなどを管理し、バッテリ30の充放電の状態を管理する。また温度センサ35により検出された温度Tbが、適正な温度範囲を超えた場合には、故障であると判断して充放電を停止するなどの制御も行なっている。本実施例では、説明の便を図って、図1に示したように、バッテリ30に設けられた温度センサ35は、制御用ECU70に直接接続されているものとして説明する。   The battery 30 serves as an energy source for driving the first and second motor generators 41 and 42 and, in some cases, driving the vehicle while the engine 10 is stopped. Therefore, the battery 30 has a large capacity, and in fact, a dedicated ECU is often provided to control the battery 30. In this case, the battery control ECU takes in signals from various sensors such as the temperature sensor 35 provided in the battery 30, manages the remaining capacity SOC of the battery 30, and manages the charge / discharge state of the battery 30. . In addition, when the temperature Tb detected by the temperature sensor 35 exceeds an appropriate temperature range, it is determined that a failure has occurred and charging / discharging is stopped. In the present embodiment, for convenience of explanation, as shown in FIG. 1, the temperature sensor 35 provided in the battery 30 is described as being directly connected to the control ECU 70.

制御用ECU70は、CPUやROM、RAMなどを内蔵した1チップマイクロコンピュータにより構成されており、運転者の意志であるイグニッションスイッチ72の状態やアクセルペダルの踏込量αや、駆動軸50の回転数N(車速)などを取り込んでいる。アクセルセンサや回転数センサなどの図示は省略した。制御用ECU70は、インバータ31,32を介して第1,第2の電動発電機41,42を制御する。同時に、制御用ECU70は、EFIECU15とも、通信により常時情報を交換しており、エンジン10への燃料噴射や点火時期などの制御と連携をとっている。制御用ECU70は、EFIECU15と共に、エンジン10の出力を制御し、かつ第1,第2電動発電機41,42が入出力するエネルギ(トルク×回転数)を管理して、要求トルクが駆動軸50に出力されるよう、車両全体を制御している。   The control ECU 70 is composed of a one-chip microcomputer incorporating a CPU, ROM, RAM, and the like. The state of the ignition switch 72, the accelerator pedal depression amount α, and the rotational speed of the drive shaft 50 are determined by the driver. N (vehicle speed) is taken in. The illustration of the accelerator sensor and the rotation speed sensor is omitted. The control ECU 70 controls the first and second motor generators 41 and 42 via the inverters 31 and 32. At the same time, the control ECU 70 also exchanges information with the EFI ECU 15 at all times by communication, and cooperates with control of fuel injection, ignition timing, and the like to the engine 10. The control ECU 70, together with the EFI ECU 15, controls the output of the engine 10 and manages the energy (torque × rotational speed) input and output by the first and second motor generators 41 and 42, so that the required torque is supplied to the drive shaft 50. The entire vehicle is controlled so that it is output to

エンジン10、プラネタリギア機構20、第1の電動発電機41,第2の電動発電機42を用いた動力の制御について簡単に説明する。図1に示した車両では、概略的には次の5つの走行モードにより車両の走行が行なわれる。
(1)走行開始から所定の車速まで:
バッテリ30の残容量が十分にあれば、車両の走行を開始した時点から、所定の車速に達するまでは、エンジン10は停止されたままであり、バッテリ30からの電力によりインバータ32を介して第2の電動発電機42を駆動することにより、車両は走行する。このとき、プラネタリギア機構20は駆動軸50に結合されたリングギアは空回りしている状態と同じである。第2の電動発電機42は、力行モードで運転され、そのトルクが直接駆動軸50に伝達されて、動力伝達機構60を介して駆動輪51,52を駆動することになる。
The power control using the engine 10, the planetary gear mechanism 20, the first motor generator 41, and the second motor generator 42 will be briefly described. In the vehicle shown in FIG. 1, the vehicle travels roughly in the following five travel modes.
(1) From the start of travel to a predetermined vehicle speed:
If the remaining capacity of the battery 30 is sufficient, the engine 10 remains stopped until the vehicle reaches a predetermined vehicle speed from when the vehicle starts to travel, and the second power is supplied from the battery 30 via the inverter 32 via the inverter 32. By driving the motor generator 42, the vehicle travels. At this time, the planetary gear mechanism 20 is the same as when the ring gear coupled to the drive shaft 50 is idle. The second motor generator 42 is operated in the power running mode, and the torque is directly transmitted to the drive shaft 50 to drive the drive wheels 51 and 52 via the power transmission mechanism 60.

(2)所定車速以上での走行:
(A)始動制御:
所定車速以上となると、制御用ECU70はEFIECU15に指令を出して、エンジン10を起動する。その際、制御用ECU70は、エンジン10の起動に先立って、まず第1の電動発電機41を駆動して、エンジン10の出力軸12をクランキングする。この際、第1の電動発電機41にトルクを生じさせて、その回転数を制御すれば、プラネタリギア機構20の第2軸22トルクと回転数と、駆動軸50に結合された第3軸23のトルクと回転数から、出力軸12に結合された第1軸21の回転数とトルクを制御することができる。エンジン10の出力軸12の回転数が800回転を超えれると、EFIECU15は、燃料噴射を開始し、点火時期を制御して、エンジン10を始動・運転する。この結果、駆動軸50には、エンジン10からの動力が伝達されることになる。
(2) Traveling at or above the specified vehicle speed:
(A) Start control:
When the vehicle speed exceeds the predetermined vehicle speed, the control ECU 70 issues a command to the EFIECU 15 to start the engine 10. At that time, the control ECU 70 first drives the first motor generator 41 and cranks the output shaft 12 of the engine 10 before starting the engine 10. At this time, if torque is generated in the first motor generator 41 and the rotational speed thereof is controlled, the second shaft 22 torque and the rotational speed of the planetary gear mechanism 20 and the third shaft coupled to the drive shaft 50 From the torque and the rotational speed of 23, the rotational speed and torque of the first shaft 21 coupled to the output shaft 12 can be controlled. When the rotational speed of the output shaft 12 of the engine 10 exceeds 800 revolutions, the EFIECU 15 starts fuel injection, controls the ignition timing, and starts and operates the engine 10. As a result, power from the engine 10 is transmitted to the drive shaft 50.

(B)走行制御:
エンジン10が運転されている状態での走行は次のように行なわれる。制御用ECU70は、車速Nとアクセルペダルの踏込量αとから、車両の走行に要求されている要求トルクTqおよび要求回転数を判別し、このトルクTq、回転数Nqが得られるよう、第1の電動発電機41,第2の電動発電機42を駆動する。また必要があれば、EFIECU15を介してエンジン10の出力を、エンジン10の運転効率ができるだけ高い状態で制御する。エンジン10の運転効率を優先すると、エンジン10の回転数とトルクの組合わせが駆動軸50に要求される回転数とトルクの組合わせとは必ずしも一致しないので、第1の電動発電機41でエネルギを回収して、第2の電動発電機42から駆動軸50にトルクを付与するような運転モードや、逆に第2の電動発電機42でエネルギを回収して、第1の電動発電機41を運転して駆動軸50の回転数を高める運転モードなどが用いられる。これは、第1の電動発電機41−プラネタリギア機構20−第2の電動発電機42の組合わせにより、無段階でトルク変換を行なっていることに相当する。
(B) Travel control:
Traveling with the engine 10 being operated is performed as follows. The control ECU 70 determines the required torque Tq and the required rotational speed required for traveling of the vehicle from the vehicle speed N and the accelerator pedal depression amount α, so that the torque Tq and the rotational speed Nq are obtained. The motor generator 41 and the second motor generator 42 are driven. If necessary, the output of the engine 10 is controlled through the EFIECU 15 in a state where the operation efficiency of the engine 10 is as high as possible. If the operating efficiency of the engine 10 is prioritized, the combination of the rotational speed and torque of the engine 10 does not necessarily match the rotational speed and torque combination required of the drive shaft 50. In the operation mode in which torque is applied from the second motor generator 42 to the drive shaft 50, or conversely, energy is recovered by the second motor generator 42, and the first motor generator 41 is recovered. Is used to increase the rotational speed of the drive shaft 50. This corresponds to performing torque conversion steplessly by a combination of the first motor generator 41-the planetary gear mechanism 20-the second motor generator 42.

なお、第1の電動発電機41と第2の電動発電機42がやり取りするエネルギは必ずしもバランスしている必要はなく、バッテリ30の残量SOCも勘案して、残容量SOCが不足すれば第1の電動発電機41を介して電力を回生し、残容量SOCに余裕があり、かつ車両の駆動トルクが不足すれば、バッテリ30のエネルギを持ち出して第2の電動発電機42を駆動する、といった運転モードで運転することも差し支えない。同様に、車両を駆動するエネルギが少ない下り坂や制動時には、第1の電動発電機41や第2の電動発電機42を発電機として用いて回生運転し、エネルギを回収する運転モードや、厳しい上り坂や急加速時などには、第1の電動発電機41や第2の電動発電機42を共にモータとして用いて力行運転することもあり得る。   Note that the energy exchanged between the first motor generator 41 and the second motor generator 42 does not necessarily have to be balanced. If the remaining capacity SOC is insufficient in consideration of the remaining SOC of the battery 30, If the remaining capacity SOC is sufficient and the driving torque of the vehicle is insufficient, the energy of the battery 30 is taken out and the second motor generator 42 is driven. It is also safe to drive in such a driving mode. Similarly, at the time of downhill or braking where the energy for driving the vehicle is low, a regenerative operation is performed using the first motor generator 41 or the second motor generator 42 as a generator, and the operation mode for recovering energy is severe. During uphill or sudden acceleration, the first motor generator 41 or the second motor generator 42 may be used as a motor for power running operation.

(3)始動運転:
上記の(1)では、車両は走行を開始してから所定の車速になるまではエンジン10は停止しているとして説明したが、実際の車両では、イグニッションキーを差し込んでこれを回して車両を始動する際には、エンジン10も一度は始動させている。車両の走行に先立って、主たる動力源の一つであるエンジン10が正常に起動するかを確認するためである。また、バッテリ30の残容量SOCが低下していれば、走行開始の時点からエンジン10を運転しておくことが必要になる場合も存在する。こうした場合では、エンジン10は、車両が停止した状態で始動されるので、エンジン10の出力軸12のクランキングは、第1の電動発電機41を駆動することにより行なわれる。この場合、出力軸12から駆動軸50まではプラネタリギア機構20を介してつながっているので、エンジン10のクランキングに伴って車両が走行しないよう、第2の電動発電機42に通電して、駆動軸50が回転しないように、これをロックアップする制御を行なう。見かけ上、駆動軸50は回転しないが、第2の電動発電機42はプラネタリギア機構20を介して伝達されるトルクをキャンセルするトルクを駆動軸50に付与するよう運転される。従って、駆動軸50は回転しないものの、第2の電動発電機42ではエネルギが消費される。消費されたエネルギは、第2の電動発電機42における発熱として消費され、第2の電動発電機42の温度は上昇する。
(3) Start-up operation:
In the above (1), it has been described that the engine 10 is stopped until the vehicle reaches a predetermined vehicle speed after the vehicle starts running. However, in an actual vehicle, the ignition key is inserted and turned to rotate the vehicle. When starting, the engine 10 is also started once. This is for confirming whether the engine 10 which is one of the main power sources is normally started before the vehicle travels. Further, if the remaining capacity SOC of the battery 30 is reduced, there may be a case where the engine 10 needs to be operated from the start of traveling. In such a case, the engine 10 is started in a state where the vehicle is stopped. Therefore, the cranking of the output shaft 12 of the engine 10 is performed by driving the first motor generator 41. In this case, since the output shaft 12 to the drive shaft 50 are connected via the planetary gear mechanism 20, the second motor generator 42 is energized so that the vehicle does not travel along with the cranking of the engine 10, Control is performed to lock up the drive shaft 50 so as not to rotate. Apparently, the drive shaft 50 does not rotate, but the second motor generator 42 is operated so as to apply to the drive shaft 50 a torque that cancels the torque transmitted through the planetary gear mechanism 20. Therefore, although the drive shaft 50 does not rotate, the second motor generator 42 consumes energy. The consumed energy is consumed as heat generation in the second motor generator 42, and the temperature of the second motor generator 42 rises.

車両が停止した状態で行なわれるこのエンジン10の始動制御について、詳しく説明する。図2は、本実施例の制御用ECU70が実行するエンジン10の始動制御の一例を示すフローチャートである。図示するように、制御用ECU70は、所定のインターバルでこのルーチンを繰り返し実行しており、このルーチンが開始されると、まずエンジン10を始動する起動要求が存在するかを判断する処理を行なう(ステップS100)。ここで、起動要求は、例えば、イグニッションスイッチ72がターンオンされた場合などである。もとより、エンジン10に対する起動要求は、車両運転中に駐車や信号待ちなどで車両が停止しており、エンジン10も停止した状態であって、バッテリ30の残容量SOCが低下した結果、エンジン10を起動して第1の電動発電機41により発電を行なってバッテリ30を充電しようとする場合などにも、生じる。起動要求がなければ、本ルーチンでは、何の処理も行なわず、「NEXT」に抜けて、処理を終了する。   The start control of the engine 10 performed when the vehicle is stopped will be described in detail. FIG. 2 is a flowchart showing an example of start control of the engine 10 executed by the control ECU 70 of the present embodiment. As shown in the figure, the control ECU 70 repeatedly executes this routine at a predetermined interval. When this routine is started, first, a process is performed to determine whether there is an activation request for starting the engine 10 ( Step S100). Here, the activation request is, for example, when the ignition switch 72 is turned on. Of course, the start request for the engine 10 is that the vehicle is stopped due to parking or waiting for a signal during driving of the vehicle, and the engine 10 is also stopped, and the remaining capacity SOC of the battery 30 is reduced. This also occurs when the battery 30 is charged by starting and generating power by the first motor generator 41. If there is no activation request, this routine does not perform any processing, and exits to “NEXT” and ends the processing.

他方、エンジン10に対する起動要求があると判断された場合には、バッテリ30の残容量SOCを読み出す処理を行ない(ステップS110)、更にバッテリ30の温度Tbを読み込む処理を行なう(ステップS120)。次に、残容量SOCとバッテリ30の温度Tbとにより、バッテリ30が出力可能な最大電力Wbを演算する処理を行なう(ステップS130)。バッテリ30の温度が一定であれば、最大電力Wbは残容量SOCとして求めることができるが、バッテリ30が出力可能な最大電力Wbは、温度Tbにより影響を受ける。そこで、図3に一例を示す補正用のマップを用意し、バッテリ30の温度Tbに基づいて補正係数βを求め、次式(1)により、最大電力Wbを演算するのである。
Wb=β・SOC …(1)
On the other hand, when it is determined that there is a start request for the engine 10, a process of reading the remaining capacity SOC of the battery 30 is performed (step S110), and a process of reading the temperature Tb of the battery 30 is further performed (step S120). Next, a process of calculating the maximum power Wb that can be output by the battery 30 is performed based on the remaining capacity SOC and the temperature Tb of the battery 30 (step S130). If the temperature of the battery 30 is constant, the maximum power Wb can be obtained as the remaining capacity SOC, but the maximum power Wb that the battery 30 can output is affected by the temperature Tb. Therefore, a correction map as shown in FIG. 3 is prepared, the correction coefficient β is obtained based on the temperature Tb of the battery 30, and the maximum power Wb is calculated by the following equation (1).
Wb = β · SOC (1)

次に、クランキングに要するエネルギロスWsを求める処理を行なう(ステップS140)。エネルギロスWsは、クランキングを行なう第1の電動発電機41自体の変換効率などに依存するロスw1、各軸の摩擦などにより動力の伝達路において生じるロスw2、詳述した第2の電動発電機42の反力キャンセルに要する電力としてのロスw3などが存在する。そこで、これらを勘案して、次式(2)により、エネルギロスWsを求めるのである。
Ws=f(w1,w2,w3) …(2)
なお、伝達路において生じるロスw2などは、伝達路の潤滑油の粘度により変化するので、例えば潤滑油の温度TLなどを検出し、その関数としてマップなどから求めるものとしても良い。反力キャンセルに要する電力は、第2の電動発電機42の温度に依存するので、このロスw3を第2の電動発電機42の温度の関数として決定しても良い。もとよりエネルギロスw1,w2,w3は、エンジン10のクランキングトルクTgやクランキング回転数Ngによっても変化するので、これらのマップとして求めるよう構成することも可能である。
Next, a process for obtaining an energy loss Ws required for cranking is performed (step S140). The energy loss Ws includes a loss w1 that depends on the conversion efficiency of the first motor generator 41 itself that performs cranking, a loss w2 that occurs in the power transmission path due to friction of each shaft, and the second motor generator that has been described in detail. There is a loss w3 as electric power required for canceling the reaction force of the machine 42. In view of these, the energy loss Ws is obtained by the following equation (2).
Ws = f (w1, w2, w3) (2)
The loss w2 or the like generated in the transmission path changes depending on the viscosity of the lubricating oil in the transmission path. For example, the temperature TL of the lubricating oil may be detected and obtained as a function from a map or the like. Since the electric power required for reaction force cancellation depends on the temperature of the second motor generator 42, this loss w3 may be determined as a function of the temperature of the second motor generator 42. Naturally, the energy losses w1, w2, and w3 also change depending on the cranking torque Tg and the cranking rotation speed Ng of the engine 10, and therefore, it is possible to obtain the maps as these maps.

こうしてクランキング時に発生するエネルギロスを求めた後、第1の電動発電機41におけるクランキングトルクTgを決定する処理を行なう(ステップS150)。クランキングトルクTgは、クランキング時の回転数Ng(単位rpm)を用いて、次式(3)として求めることができる。
Tg=(Wb−Ws)/(2π・Ng/60) …(3)
After obtaining the energy loss that occurs during cranking in this way, a process of determining the cranking torque Tg in the first motor generator 41 is performed (step S150). The cranking torque Tg can be obtained as the following equation (3) using the rotation speed Ng (unit: rpm) at the time of cranking.
Tg = (Wb−Ws) / (2π · Ng / 60) (3)

続いて、制御用ECU70は、演算したクランキングトルクTgで、第1の電動発電機41を駆動する処理を行なう(ステップS160)。この結果、第1の電動発電機41は、バッテリ30が供給可能な最大電力Wbのみならず、エネルギロスWsを考慮して求められた最大のクランキングトルクTgで運転されることになり、冷間時など、バッテリ30の温度Tbが低下している場合でも、確実にエンジン10をクランキングして、エンジン10の回転数を始動用の800rpm以上に上昇させ、エンジン10をスムースに始動することができる。また、最大電力Wbに基づいてクランキングトルクTgを決定しているので、エンジン10の回転数を最も短時間に上昇させることができ、出力軸12にねじり振動などが生じる可能性を低減することができる。ねじり振動が生じやすい回転数領域を短時間のうち通過できるからである。   Subsequently, the control ECU 70 performs a process of driving the first motor generator 41 with the calculated cranking torque Tg (step S160). As a result, the first motor generator 41 is operated not only with the maximum power Wb that can be supplied by the battery 30 but also with the maximum cranking torque Tg obtained in consideration of the energy loss Ws. Even when the temperature Tb of the battery 30 is decreasing, such as during an hour, the engine 10 is surely cranked, the engine 10 is rotated at a speed higher than 800 rpm, and the engine 10 is started smoothly. Can do. In addition, since the cranking torque Tg is determined based on the maximum power Wb, the rotational speed of the engine 10 can be increased in the shortest time, and the possibility of occurrence of torsional vibration or the like in the output shaft 12 is reduced. Can do. This is because it can pass through the rotation speed region where torsional vibration is likely to occur in a short time.

次に、本発明の第2の実施例について説明する。第2実施例のエンジンの始動装置は、図1に示したハードウェア構成と同様の構成を用い、図2に示した始動制御ルーチンにおけるステップS150の処理のみ異なるので、この部分を図4に示した。図示するように、第2実施例では、クランキングトルクTgは、次の考え方で求めている。第2実施例では、第1実施例と同様、バッテリ30の最大電力WbとエネルギロスWsとクランキング回転数Ngとから、クランキングトルクを演算するが、ここでは、後の処理に備えて、これを仮のクランキングトルクTGとして演算する(ステップS151)。その後、ねじり振動の発生を回避するために必要なトルクTtを求めている(ステップS152)。ねじり振動の発生を回避するために必要な駆動トルクTtは、図5に示したように、クランキング時の出力軸12の回転数Ngの上昇率γから求めることができる。なお、冷間時など潤滑油の粘度が低い場合には、同じ上昇率γを実現するには、高い駆動トルクTtが必要になるので、潤滑油音度TLなどにより駆動トルクTtを補正するものとしても良い。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. The engine starter of the second embodiment uses a configuration similar to the hardware configuration shown in FIG. 1 and differs only in the process of step S150 in the start control routine shown in FIG. 2, and this portion is shown in FIG. It was. As shown in the figure, in the second embodiment, the cranking torque Tg is obtained by the following concept. In the second embodiment, as in the first embodiment, the cranking torque is calculated from the maximum power Wb, the energy loss Ws, and the cranking rotation speed Ng of the battery 30, but here, in preparation for the subsequent processing, This is calculated as a temporary cranking torque TG (step S151). Thereafter, the torque Tt necessary to avoid the occurrence of torsional vibration is obtained (step S152). As shown in FIG. 5, the drive torque Tt necessary to avoid the occurrence of torsional vibration can be obtained from the rate of increase γ of the rotational speed Ng of the output shaft 12 during cranking. In addition, when the viscosity of the lubricating oil is low, such as when it is cold, a high driving torque Tt is required to achieve the same rate of increase γ. Therefore, the driving torque Tt is corrected by the lubricating oil sound level TL or the like. It is also good.

次に、この駆動トルクTtと先に求めた仮のクランキングトルクTGとを比較する処理を行ない(ステップS154)、駆動トルクTtをクランキングトルクTGで制限して、クランキングトルクTgを求める処理を行なう(ステップS155、S156)。この結果、ねじり振動の発生を回避するために必要な駆動トルクTtが、バッテリ30の最大電力Wbからみて過大な値になっている場合には、これを抑制することができ、第1実施例の効果に加えて、バッテリ30に無用な負担を掛けることがないという作用効果を奏する。しかも、バッテリ30の残容量に余裕がある場合には、エンジン10始動時のクランキングトルクTgを、ねじり振動の発生を回避するために必要な駆動トルクTtにできるので、始動時にねじり振動が発生する虞も未然に防止することができる。   Next, a process of comparing the drive torque Tt with the previously determined temporary cranking torque TG is performed (step S154), and the drive torque Tt is limited by the cranking torque TG to obtain the cranking torque Tg. (Steps S155 and S156). As a result, when the drive torque Tt necessary for avoiding the occurrence of torsional vibration is an excessive value in view of the maximum power Wb of the battery 30, this can be suppressed, and the first embodiment In addition to the above effect, there is an effect that an unnecessary burden is not applied to the battery 30. In addition, when the remaining capacity of the battery 30 is sufficient, the cranking torque Tg at the time of starting the engine 10 can be set to the driving torque Tt necessary for avoiding the generation of torsional vibration. The risk of this can be prevented beforehand.

以上本発明のいくつかの実施例について説明したが、本発明は、こうした実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる態様で実施できることは、勿論である。例えば、バッテリ30の最大電力Wbを求める際、バッテリ30の温度Tbに代えて、あるいは温度Tbと共に、バッテリ30に補機などの負荷を加え、その際の電圧の低下の様子などから、バッテリ30の劣化を含む補正係数を定めて、最大電力Wbを求める構成採ることができる。また、本実施例は、二つの電動発電機を設けて、両者の間でエネルギのやり取りを行なって必要に応じてトルク変換可能な構成を採用したが、第2の電動発電機42のみを備え、プラネタリギア機構20に代えて通常の変速機を備えたいわゆる1モータタイプのハイブリッド車両にも適用することができる。この場合には、内燃機関を始動するスタータ用のモータは、第2の電動発電機42とは別に用意し、内燃機関のクランク軸に始動時に結合する構成とすればよい。また、上記の実施例では、動力分配機構としていわゆる機械分配方式の代表的な機構であるプラネタリギア機構を採用したが、相対的に回転可能な二つのロータを備えた2ロータモータを用いて、二つのロータの回転数差によりエネルギの分配を行なういわゆる電気分配タイプの動力分配機構を用いることも可能である。   Although several embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and can of course be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention. . For example, when the maximum power Wb of the battery 30 is obtained, a load such as an auxiliary machine is applied to the battery 30 instead of or together with the temperature Tb of the battery 30, and the battery 30 is reduced from the state of voltage drop at that time. It is possible to adopt a configuration in which a correction coefficient including the deterioration of is determined and the maximum power Wb is obtained. In addition, the present embodiment employs a configuration in which two motor generators are provided and energy can be exchanged between the two motor generators so that torque can be converted as necessary. However, only the second motor generator 42 is provided. Instead of the planetary gear mechanism 20, the present invention can be applied to a so-called one-motor type hybrid vehicle provided with a normal transmission. In this case, the starter motor for starting the internal combustion engine may be prepared separately from the second motor generator 42 and connected to the crankshaft of the internal combustion engine at the start. In the above embodiment, a planetary gear mechanism, which is a typical mechanism of a so-called mechanical distribution system, is used as the power distribution mechanism. However, a two-rotor motor having two rotors that can rotate relatively is used. It is also possible to use a so-called electric distribution type power distribution mechanism that distributes energy by the difference in rotational speed of two rotors.

発明の実施例であるエンジンの始動装置とこれを搭載した車両の概要を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the outline | summary of the engine starting device which is an Example of invention, and the vehicle carrying this. 制御用ECU70において実行される始動制御ルーチンを示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a start control routine executed in a control ECU 70. 最大電力Wbを求める際に参照されるマップの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the map referred when calculating | requiring the maximum electric power Wb. 第2実施例におけるクランキングトルクTgの算出処理の要部を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the principal part of the calculation process of cranking torque Tg in 2nd Example. ねじり振動が生じない出力軸12の回転数の上昇の様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the mode of the raise of the rotation speed of the output shaft 12 which a torsional vibration does not produce.

符号の説明Explanation of symbols

10…エンジン
12…出力軸
14…水温センサ
15…EFIECU
18…回転数センサ
20…プラネタリギア機構
21…第1軸
22…第2軸
23…第3軸
30…バッテリ
31,32…インバータ
35…温度センサ
41…第1の電動発電機
42…第2の電動発電機
45…回転軸
50…駆動軸
51,52…駆動輪
60…動力伝達機構
70…制御用ECU
72…イグニッションスイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Engine 12 ... Output shaft 14 ... Water temperature sensor 15 ... EFIECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 18 ... Speed sensor 20 ... Planetary gear mechanism 21 ... 1st axis 22 ... 2nd axis 23 ... 3rd axis 30 ... Battery 31, 32 ... Inverter 35 ... Temperature sensor 41 ... 1st motor generator 42 ... 2nd Motor generator 45 ... Rotating shaft 50 ... Drive shaft 51,52 ... Drive wheel 60 ... Power transmission mechanism 70 ... Control ECU
72 ... Ignition switch

Claims (9)

内燃機関の動力とモータの動力とを組み合わせて駆動軸に動力を入出力する機構を備えた車両における内燃機関の始動装置であって、
前記内燃機関をクランキングするモータと、
該モータに電力を供給するバッテリと、
該バッテリが出力可能な最大電力を求める電力算出手段と、
前記モータにより前記内燃機関をクランキングする際に生じるエネルギロスを求めるエネルギロス演算手段と、
前記モータにより前記内燃機関をクランキングする要求を受け取ったとき、前記バッテリが供給可能な最大電力と前記エネルギロスとを考慮して、前記モータを駆動可能な駆動トルクを演算するトルク演算手段と、
該演算した駆動トルクを用いて前記モータを駆動して、前記内燃機関をクランキングするクランキング手段と
を備えた内燃機関の始動装置。
A starter for an internal combustion engine in a vehicle provided with a mechanism for inputting and outputting power to a drive shaft by combining the power of the internal combustion engine and the power of the motor,
A motor for cranking the internal combustion engine;
A battery for supplying power to the motor;
Power calculating means for obtaining the maximum power that the battery can output;
Energy loss calculating means for obtaining energy loss that occurs when the internal combustion engine is cranked by the motor;
Torque calculation means for calculating a driving torque capable of driving the motor in consideration of the maximum power that can be supplied by the battery and the energy loss when a request for cranking the internal combustion engine is received by the motor;
An internal combustion engine starter comprising: cranking means for driving the motor using the calculated drive torque to crank the internal combustion engine.
請求項1記載の内燃機関の始動装置であって、
前記動力を入出力する機構は、三軸式の動力分配機構であり、その一軸には、前記内燃機関の出力軸が結合され、
前記モータは、該三軸式の動力分配機構の他の軸の一つに結合された第1の電動発電機であり、
該三軸式の動力分配機構の残りの一軸には、車両の駆動軸が結合されると共に、該駆動軸には、動力のやり取りを行なう第2の電動機が設けられ、
前記エネルギロス演算手段は、エネルギロスの一部として、前記第1の電動機による前記内燃機関のクランキングの際に、前記第2の電動機が、前記三軸式の動力分配機構を介して前記駆動軸側に伝達される反力をキャンセルのために消費するエネルギを演算する
内燃機関の始動装置。
An internal combustion engine starter according to claim 1,
The mechanism for inputting and outputting power is a triaxial power distribution mechanism, and the output shaft of the internal combustion engine is coupled to one of the shafts,
The motor is a first motor generator coupled to one of the other shafts of the three-shaft power distribution mechanism;
The remaining one shaft of the three-shaft power distribution mechanism is coupled to a drive shaft of the vehicle, and the drive shaft is provided with a second electric motor that exchanges power.
The energy loss calculating means is configured such that when the internal combustion engine is cranked by the first electric motor as a part of the energy loss, the second electric motor drives the drive via the three-shaft power distribution mechanism. A starter for an internal combustion engine that calculates energy consumed for canceling a reaction force transmitted to a shaft side.
前記電力算出手段は、前記バッテリの温度を検出する温度検出手段を備え、該検出した温度に基づいて、出力可能な最大電力を補正して求める手段である請求項1記載の内燃機関の始動装置。 2. The starter for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the electric power calculation means includes temperature detection means for detecting a temperature of the battery, and corrects and obtains the maximum electric power that can be output based on the detected temperature. . 前記温度検出手段は、前記バッテリの故障診断用に設けられた温度センサである請求項3記載の内燃機関の始動装置。 The starter for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the temperature detection means is a temperature sensor provided for failure diagnosis of the battery. 前記クランキング手段は、前記内燃機関への始動時の燃料噴射に先立って、該内燃機関の回転数を所定回転数まで上昇させる際、前記モータを、前記回転数の上昇に伴って前記内燃機関の出力軸に生じるねじり振動の発生を回避する回避トルクTqで駆動する請求項1記載の内燃機関の始動装置。 When the cranking means increases the rotational speed of the internal combustion engine to a predetermined rotational speed prior to fuel injection at the time of starting the internal combustion engine, the cranking means causes the internal combustion engine to move as the rotational speed increases. 2. The starter for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the starter is driven with an avoidance torque Tq for avoiding the generation of torsional vibration generated in the output shaft. 前記モータを前記回避トルクTqで駆動する際、前記トルク演算手段により演算した駆動トルクTgを上限として、該回避トルクTqを制限する手段を備えた請求項5記載の内燃機関の始動装置。 6. The internal combustion engine starter according to claim 5, further comprising means for limiting the avoidance torque Tq with the drive torque Tg calculated by the torque calculation means as an upper limit when the motor is driven with the avoidance torque Tq. 車両に搭載された内燃機関と組み合わされて車両の駆動軸に動力を入出力すると共に該内燃機関をクランキングするモータの駆動トルクを制御する装置であって、
前記モータに電力を供給するバッテリと、
該バッテリが出力可能な最大電力を求める電力算出手段と、
前記モータにより前記内燃機関をクランキングする際に生じるエネルギロスを求めるエネルギロス演算手段と、
前記モータにより前記内燃機関をクランキングする要求を受け取ったとき、前記バッテリが供給可能な最大電力と前記エネルギロスとを考慮して、前記モータの最大駆動トルクを演算するトルク演算手段と、
前記モータを駆動する際、該演算した最大駆動トルクにより、該モータの駆動トルクを制限する制限手段と
を備えたモータの制御装置。
An apparatus for controlling driving torque of a motor that inputs and outputs power to a driving shaft of a vehicle in combination with an internal combustion engine mounted on the vehicle and cranks the internal combustion engine,
A battery for supplying power to the motor;
Power calculating means for obtaining the maximum power that the battery can output;
Energy loss calculating means for obtaining energy loss that occurs when the internal combustion engine is cranked by the motor;
Torque calculation means for calculating the maximum driving torque of the motor in consideration of the maximum power that can be supplied by the battery and the energy loss when receiving a request to crank the internal combustion engine by the motor;
A motor control device comprising: a limiting unit that limits the driving torque of the motor by the calculated maximum driving torque when driving the motor.
内燃機関の動力とモータの動力とを組み合わせて駆動軸に動力を入出力する機構を備えた車両におけ内燃機関の始動方法であって、
該モータに電力を供給するバッテリが出力可能な最大電力を求め、
前記モータにより前記内燃機関をクランキングする際に生じるエネルギロスを求め、
前記モータにより前記内燃機関をクランキングする要求を受け取ったとき、前記バッテリが供給可能な最大電力と前記エネルギロスとを考慮して、前記モータを駆動可能な駆動トルクを演算し、
該演算したトルクを用いて前記モータを駆動して、前記内燃機関をクランキングする
内燃機関の始動方法。
A method for starting an internal combustion engine in a vehicle having a mechanism for inputting and outputting power to a drive shaft by combining the power of an internal combustion engine and the power of a motor,
Obtain the maximum power that can be output by the battery supplying power to the motor,
Obtaining energy loss that occurs when the internal combustion engine is cranked by the motor;
When a request for cranking the internal combustion engine is received by the motor, the driving torque capable of driving the motor is calculated in consideration of the maximum power that can be supplied by the battery and the energy loss,
A method for starting an internal combustion engine, wherein the motor is driven using the calculated torque to crank the internal combustion engine.
車両に搭載された内燃機関と組み合わされて、車両の駆動軸に動力を入出力すると共に、該内燃機関をクランキングするモータの駆動トルクを制御する方法であって、
前記モータに電力を供給するバッテリが出力可能な最大電力を求め、
前記モータにより前記内燃機関をクランキングする際に生じるエネルギロスを求め、
前記モータにより前記内燃機関をクランキングする要求を受け取ったとき、前記バッテリが供給可能な最大電力と前記エネルギロスとを考慮して、前記モータの最大駆動トルクを演算し、
前記モータを駆動する際、該演算した最大駆動トルクにより、該モータの駆動トルクを制限する
モータの制御方法。
A method for controlling the driving torque of a motor that cranks the internal combustion engine while inputting and outputting power to the driving shaft of the vehicle in combination with an internal combustion engine mounted on the vehicle,
Find the maximum power that can be output by the battery that supplies power to the motor,
Obtaining energy loss that occurs when the internal combustion engine is cranked by the motor;
When a request for cranking the internal combustion engine is received by the motor, the maximum driving torque of the motor is calculated in consideration of the maximum power that can be supplied by the battery and the energy loss,
A method for controlling a motor, wherein when the motor is driven, the driving torque of the motor is limited by the calculated maximum driving torque.
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