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JP2011051480A - Internal combustion engine device, hybrid car, and method for starting internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine device, hybrid car, and method for starting internal combustion engine Download PDF

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JP2011051480A
JP2011051480A JP2009202370A JP2009202370A JP2011051480A JP 2011051480 A JP2011051480 A JP 2011051480A JP 2009202370 A JP2009202370 A JP 2009202370A JP 2009202370 A JP2009202370 A JP 2009202370A JP 2011051480 A JP2011051480 A JP 2011051480A
Authority
JP
Japan
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internal combustion
combustion engine
output
engine
power
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009202370A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshimitsu Ito
利光 伊藤
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2009202370A priority Critical patent/JP2011051480A/en
Publication of JP2011051480A publication Critical patent/JP2011051480A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

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  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

【課題】冷間時に内燃機関を始動するときに内燃機関の出力軸に過大なトルクが作用するのを抑制して内燃機関をよりスムーズに始動する。
【解決手段】冷間時にエンジンの始動が要請されたときには、エンジンへの燃料噴射と点火とが行なわれるようエンジンを制御し(S100)、エンジンの始動が要請されてから所定時間trefが経過してエンジンの回転変化量ΔNeが所定値ΔNfire以上に至るまではバッテリの出力制限Woutより小さい制限値Wstartの範囲内でモータからパワーが出力されるようモータを制御し(S110〜S150,S170)、所定時間trefが経過してエンジンの回転変化量ΔNeが所定値ΔNfire以上に至った以降はバッテリの出力制限Woutに値Wupを加えた範囲内でモータからパワーが出力されるようモータを制御する(S110〜S160,S170)。
【選択図】図4
An internal combustion engine is started more smoothly by suppressing an excessive torque from acting on an output shaft of the internal combustion engine when the internal combustion engine is started in cold weather.
When a start of the engine is requested in the cold state, the engine is controlled to perform fuel injection and ignition to the engine (S100), and a predetermined time tref elapses after the start of the engine is requested. Until the engine rotation change amount ΔNe reaches a predetermined value ΔNfire or more, the motor is controlled so that power is output from the motor within a limit value Wstart smaller than the battery output limit Wout (S110 to S150, S170). After the predetermined time tref elapses and the engine rotation change amount ΔNe reaches a predetermined value ΔNfire or more, the motor is controlled such that power is output from the motor within a range in which the value Wup is added to the battery output limit Wout ( S110 to S160, S170).
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、内燃機関装置およびハイブリッド車並びに内燃機関の始動方法に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine device, a hybrid vehicle, and a method for starting an internal combustion engine.

従来、この種の内燃機関装置としては、エンジンとこのエンジンをギヤ機構を介してクランキング可能なモータとを備え、エンジンの始動が要請されたときには、モータから徐々に大きくなるトルクを出力してギヤ機構のガタ詰めを行ない、その後、モータから大きなトルクを出力してエンジンの回転数を迅速に上昇させエンジンを始動するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、こうした制御により、ギヤ機構からの異音の発生を抑制してエンジンをスムーズに始動している。   Conventionally, this type of internal combustion engine device includes an engine and a motor that can crank the engine through a gear mechanism, and when the engine is requested to start, a gradually increasing torque is output from the motor. It has been proposed that the gear mechanism is loosened and then a large torque is output from the motor to quickly increase the engine speed and start the engine (see, for example, Patent Document 1). In this device, such control suppresses the generation of noise from the gear mechanism and starts the engine smoothly.

特開2006−315510号公報JP 2006-315510 A

こうした内燃機関装置では、外気温が例えば−10℃以下となるような冷間時には、バッテリから出力可能な最大電力が小さくなると共に内燃機関の潤滑油の粘性が高くなってその回転抵抗が大きくなるため、バッテリの出力制限の範囲内でモータから最大のパワーを出力しても内燃機関の回転数を十分に上昇させることができない場合がある。この場合、内燃機関の回転数が小さいときから内燃機関への燃料噴射と点火とを行なって内燃機関からの爆発燃焼に伴うトルクを利用して内燃機関の回転数を上昇させることが考えられるが、内燃機関の回転数が車両の共振回転数帯にあるときに内燃機関での爆発燃焼が開始されると、車両の共振によるトルクと爆発燃焼の開始によるトルクとによって内燃機関の出力軸に過大なトルクが作用する場合がある。   In such an internal combustion engine device, when the outside air temperature is cold, for example, −10 ° C. or lower, the maximum power that can be output from the battery decreases, the viscosity of the lubricating oil of the internal combustion engine increases, and the rotational resistance increases. For this reason, even if the maximum power is output from the motor within the range of the battery output limit, the rotational speed of the internal combustion engine may not be sufficiently increased. In this case, it is conceivable that fuel injection and ignition are performed on the internal combustion engine from the time when the rotational speed of the internal combustion engine is small, and the rotational speed of the internal combustion engine is increased using the torque associated with explosion combustion from the internal combustion engine. If explosion combustion in the internal combustion engine is started when the rotational speed of the internal combustion engine is in the resonance rotational speed range of the vehicle, the torque due to the resonance of the vehicle and the torque due to the start of the explosion combustion are excessively increased in the output shaft of the internal combustion engine. Torque may be applied.

本発明の内燃機関装置およびハイブリッド車並びに内燃機関の始動方法は、冷間時に内燃機関を始動するときに内燃機関の出力軸に過大なトルクが作用するのを抑制して内燃機関をよりスムーズに始動することを主目的とする。   The internal combustion engine device, the hybrid vehicle, and the internal combustion engine start method according to the present invention suppress the application of excessive torque to the output shaft of the internal combustion engine when the internal combustion engine is started in the cold state, thereby making the internal combustion engine smoother. The main purpose is to start.

本発明の内燃機関装置およびハイブリッド車並びに内燃機関の始動方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。   The internal combustion engine device, the hybrid vehicle, and the internal combustion engine start method according to the present invention employ the following means in order to achieve the above-described main object.

本発明の内燃機関装置は、
内燃機関を有する内燃機関装置であって、
前記内燃機関をクランキング可能な電動機と、
前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、
前記二次電池の温度を検出する温度検出手段と、
冷間時には前記検出された二次電池の温度が低いほど制限が課される傾向に該二次電池から放電してもよい出力制限を設定する出力制限設定手段と、
冷間時に前記内燃機関の始動が要請されたときには、前記内燃機関に対しては該内燃機関への燃料噴射と点火とが行なわれるよう制御し、前記電動機に対しては、前記内燃機関から該内燃機関の回転数を上昇させる方向のトルクが出力される出力開始時までは前記設定された二次電池の出力制限の範囲内で前記内燃機関が該内燃機関と前記電動機とを含む動力系の共振回転数帯より小さい回転数で回転するよう制御し、前記出力開始時以降は前記設定された出力制限より制限の緩やかな緩和出力制限に応じた出力制限パワーが前記電動機から出力されて前記内燃機関が前記共振回転数帯より大きい回転数に至るよう制御する始動制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The internal combustion engine device of the present invention is
An internal combustion engine device having an internal combustion engine,
An electric motor capable of cranking the internal combustion engine;
A secondary battery capable of exchanging electric power with the electric motor;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the secondary battery;
An output limit setting means for setting an output limit that may be discharged from the secondary battery in a tendency to limit the lower the temperature of the detected secondary battery when cold,
When the start of the internal combustion engine is requested in the cold state, the internal combustion engine is controlled to perform fuel injection and ignition to the internal combustion engine, and the electric motor is controlled by the internal combustion engine from the internal combustion engine. The internal combustion engine includes a power system including the internal combustion engine and the electric motor within a set range of the output limit of the secondary battery until the start of output when torque in a direction to increase the rotational speed of the internal combustion engine is output. The motor is controlled to rotate at a rotational speed smaller than the resonant rotational speed range, and after the start of the output, an output limiting power corresponding to a relaxed output limit that is less restrictive than the set output limit is output from the electric motor. Start control means for controlling the engine to reach a rotational speed greater than the resonance rotational speed band;
It is a summary to provide.

この本発明の内燃機関装置では、冷間時に内燃機関の始動が要請されたときには、内燃機関に対しては内燃機関への燃料噴射と点火とが行なわれるよう制御する。そして、電動機に対しては、内燃機関から内燃機関の回転数を上昇させる方向のトルクが出力される出力開始時までは冷間時に二次電池の温度が低いほど制限が課される傾向に設定される二次電池から放電してもよい出力制限の範囲内で内燃機関が内燃機関と電動機とを含む動力系の共振回転数帯より小さい回転数で回転するよう制御し、出力開始時以降は設定された出力制限より制限の緩やかな緩和出力制限に応じた出力制限パワーが電動機から出力されて内燃機関が共振回転数帯より大きい回転数に至るよう制御する。これにより、共振回転数帯より小さい回転数で内燃機関の爆発燃焼を開始させることができ、内燃機関が共振回転数帯にあるときに内燃機関で爆発燃焼が開始されることに伴う内燃機関の出力軸への過大なトルクが作用するのを抑制することができる。また、こうした制御により、内燃機関を始動するときに、内燃機関の爆発燃焼に伴うパワーと電動機からの出力制限パワーとによって共振回転数帯を迅速に通過させることができる。即ち、こうした制御により、冷間時に内燃機関を始動するときに内燃機関の出力軸に過大なトルクが作用するのを抑制して内燃機関をよりスムーズに始動することができるのである。   In the internal combustion engine device of the present invention, when the start of the internal combustion engine is requested in the cold state, the internal combustion engine is controlled to perform fuel injection and ignition to the internal combustion engine. The electric motor is set such that the lower the temperature of the secondary battery is, the lower the temperature is, until the start of output in which the torque in the direction to increase the rotational speed of the internal combustion engine is output from the internal combustion engine. The internal combustion engine is controlled to rotate at a rotational speed smaller than the resonance rotational speed band of the power system including the internal combustion engine and the electric motor within the range of the output limit that may be discharged from the secondary battery. Control is performed so that an output limiting power corresponding to a relaxed output limit that is less restrictive than the set output limit is output from the electric motor and the internal combustion engine reaches a rotational speed greater than the resonance rotational speed range. Thereby, the explosion combustion of the internal combustion engine can be started at a rotational speed smaller than the resonance rotational speed range, and the combustion of the internal combustion engine accompanying the start of the explosion combustion in the internal combustion engine when the internal combustion engine is in the resonant rotational speed range It is possible to suppress an excessive torque acting on the output shaft. Also, with such control, when the internal combustion engine is started, the resonance rotational speed band can be quickly passed by the power accompanying the explosion combustion of the internal combustion engine and the output limiting power from the electric motor. That is, by such control, it is possible to start the internal combustion engine more smoothly by suppressing the excessive torque from acting on the output shaft of the internal combustion engine when the internal combustion engine is started in the cold state.

こうした本発明の内燃機関装置において、前記始動制御手段は、前記出力開始時までは、前記設定された出力制限より制限が課された強化出力制限に応じた強化出力制限パワーが前記電動機から出力されるよう前記電動機を制御する手段であるものとすることもできる。ここで「強化出力制限」としては、電動機から強化出力制限パワーが出力されるときに内燃機関の回転数が動力系の共振回転数帯に至るまでに内燃機関の爆発燃焼が開始される制限として予め定められた制限を用いるものとしてもよい。   In such an internal combustion engine apparatus of the present invention, the start control means outputs from the electric motor a reinforced output limited power corresponding to a reinforced output limit imposed by the set output limit until the start of the output. It can also be a means for controlling the electric motor. Here, the “enhanced output restriction” is a restriction in which explosion combustion of the internal combustion engine is started before the rotational speed of the internal combustion engine reaches the resonance rotational speed band of the power system when the enhanced output restricted power is output from the electric motor. A predetermined limit may be used.

また、本発明の内燃機関装置において、前記始動制御手段は、前記内燃機関の始動が要請されてから予め定められた第1の時間が経過したときを前記出力開始時として制御する手段であるものとすることもできるし、前記内燃機関の始動が要請されてから予め定められた第2の時間が経過した以降で該内燃機関の回転数の単位時間あたりの変化量が予め定められた変化量以上に至ったときを前記出力開始時として制御する手段であるものとすることもできる。   Further, in the internal combustion engine device of the present invention, the start control means is a means for controlling when the predetermined first time has elapsed since the start of the internal combustion engine was requested as the output start time. Or the amount of change per unit time of the rotational speed of the internal combustion engine after a predetermined second time has elapsed since the start of the internal combustion engine was requested. It is also possible to control the time when the above is reached as the output start time.

本発明のハイブリッド車は、
上述のいずれかの態様の本発明の内燃機関装置と、
駆動輪に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記電動機の回転軸との3軸に接続され、該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第2の電動機と、
を備えることを要旨とする。
The hybrid vehicle of the present invention
An internal combustion engine device of the present invention according to any one of the above-described aspects;
It is connected to three shafts of a drive shaft coupled to the drive wheel, an output shaft of the internal combustion engine, and a rotation shaft of the electric motor, and the remaining power is determined based on power input / output to / from any two of the three shafts. 3-axis power input / output means for inputting / outputting power to the shaft;
A second electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
It is a summary to provide.

この本発明の自動車では、上述のいずれかの態様の本発明の内燃機関装置を備えるから、本発明の内燃機関が奏する効果、例えば、冷間時に内燃機関を始動するときに内燃機関の出力軸に過大なトルクが作用するのを抑制して内燃機関をよりスムーズに始動することができる効果などと同様の効果を奏することができる。なお、「3軸式動力入出力手段」は、シングルピニオン式やダブルピニオン式の遊星歯車機構であるものとすることもできるし、デファレンシャルギヤであるものとすることもできる。   Since the automobile according to the present invention includes the internal combustion engine device according to the present invention according to any one of the above-described aspects, the output shaft of the internal combustion engine can be used when the internal combustion engine is started in the cold. Thus, it is possible to achieve the same effects as the effect of suppressing the excessive torque from acting on the internal combustion engine and starting the internal combustion engine more smoothly. The “three-axis power input / output means” may be a single-pinion type or double-pinion type planetary gear mechanism, or may be a differential gear.

本発明の内燃機関の始動方法は、
内燃機関と、前記内燃機関をクランキング可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備える内燃機関装置における前記内燃機関の始動が冷間時に要請されたときの該内燃機関の始動方法であって、
前記内燃機関に対しては該内燃機関への燃料噴射と点火とが行なわれるよう制御し、前記電動機に対しては、前記内燃機関から該内燃機関の回転数を上昇させる方向のトルクが出力される出力開始時までは冷間時に前記二次電池の温度が低いほど制限が課される傾向に設定される該二次電池から放電してもよい出力制限の範囲内で前記内燃機関が該内燃機関と前記電動機とを含む動力系の共振回転数帯より小さい回転数で回転するよう制御し、前記出力開始時以降は前記二次電池の出力制限より制限の緩やかな緩和出力制限に応じた出力制限パワーが前記電動機から出力されて前記内燃機関が前記共振回転数帯より大きい回転数に至るよう制御する、
ことを特徴とする。
The internal combustion engine starting method of the present invention includes:
An internal combustion engine comprising: an internal combustion engine; an electric motor capable of cranking the internal combustion engine; and a secondary battery capable of exchanging electric power with the electric motor. A method for starting an internal combustion engine,
The internal combustion engine is controlled to perform fuel injection and ignition to the internal combustion engine, and a torque in the direction of increasing the rotational speed of the internal combustion engine is output from the internal combustion engine to the electric motor. Until the start of output, the internal combustion engine is within the range of the output limit that may be discharged from the secondary battery, which is set such that the lower the temperature of the secondary battery is, the lower the temperature is during cold. The engine is controlled to rotate at a rotational speed smaller than the resonance rotational speed band of a power system including the engine and the output after the start of the output according to a relaxed output limit that is more restrictive than the output limit of the secondary battery. Control is performed so that a limiting power is output from the electric motor and the internal combustion engine reaches a rotational speed greater than the resonance rotational speed range.
It is characterized by that.

この本発明の内燃機関の始動方法では、冷間時に内燃機関の始動が要請されたときには、内燃機関に対しては内燃機関への燃料噴射と点火とが行なわれるよう制御する。そして、電動機に対しては、内燃機関から内燃機関の回転数を上昇させる方向のトルクが出力される出力開始時までは冷間時に二次電池の温度が低いほど制限が課される傾向に設定される二次電池から放電してもよい出力制限の範囲内で内燃機関が内燃機関と電動機とを含む動力系の共振回転数帯より小さい回転数で回転するよう制御し、出力開始時以降は二次電池の出力制限より制限の緩やかな緩和出力制限に応じた出力制限パワーが電動機から出力されて内燃機関が共振回転数帯より大きい回転数に至るよう制御する。これにより、共振回転数帯より小さい回転数で内燃機関の爆発燃焼を開始させることができ、内燃機関が共振回転数帯にあるときに内燃機関で爆発燃焼が開始されることに伴う内燃機関の出力軸への過大なトルクが作用するのを抑制することができる。また、こうした制御により、内燃機関を始動するときに、内燃機関の爆発燃焼に伴うパワーと電動機からの出力制限パワーとによって共振回転数帯を迅速に通過させることができる。即ち、こうした制御により、冷間時に内燃機関を始動するときに内燃機関の出力軸に過大なトルクが作用するのを抑制して内燃機関をよりスムーズに始動することができるのである。   In the internal combustion engine start method according to the present invention, when the start of the internal combustion engine is requested in the cold state, the internal combustion engine is controlled to perform fuel injection and ignition to the internal combustion engine. The electric motor is set such that the lower the temperature of the secondary battery is, the lower the temperature is, until the start of output in which the torque in the direction to increase the rotational speed of the internal combustion engine is output from the internal combustion engine. The internal combustion engine is controlled to rotate at a rotational speed smaller than the resonance rotational speed band of the power system including the internal combustion engine and the electric motor within the range of the output limit that may be discharged from the secondary battery. Control is performed so that the output limiting power corresponding to the relaxed output limitation that is more lenient than the output limitation of the secondary battery is output from the electric motor and the internal combustion engine reaches a rotational speed greater than the resonance rotational speed range. Thereby, the explosion combustion of the internal combustion engine can be started at a rotational speed smaller than the resonance rotational speed range, and the combustion of the internal combustion engine accompanying the start of the explosion combustion in the internal combustion engine when the internal combustion engine is in the resonant rotational speed range It is possible to suppress an excessive torque acting on the output shaft. Also, with such control, when the internal combustion engine is started, the resonance rotational speed band can be quickly passed by the power accompanying the explosion combustion of the internal combustion engine and the output limiting power from the electric motor. That is, by such control, it is possible to start the internal combustion engine more smoothly by suppressing the excessive torque from acting on the output shaft of the internal combustion engine when the internal combustion engine is started in the cold state.

本発明の一実施例である内燃機関装置を搭載したハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a hybrid vehicle 20 equipped with an internal combustion engine device according to an embodiment of the present invention. 電池温度Tbと入出力制限Win,Woutとの関係の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the relationship between battery temperature Tb and input-output restrictions Win and Wout. バッテリ50の残容量(SOC)と入出力制限Win,Woutの補正係数との関係の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the relationship between the remaining capacity (SOC) of the battery 50, and the correction coefficient of input / output restrictions Win and Wout. ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される冷間時始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an example of a cold start control routine executed by a hybrid electronic control unit 70; 図5に、冷間時にエンジン22を始動するときの制御用出力制限WoutcやモータMG1のトルク指令Tm1*,エンジン22の回転数Neの時間経過の様子の一例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the time course of the control output limit Woutc, the torque command Tm1 * of the motor MG1, and the rotational speed Ne of the engine 22 when the engine 22 is started in the cold state. 変形例のハイブリッド自動車120の構成の概略を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 120 according to a modification.

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。   Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.

図1は、本発明の一実施例である内燃機関装置を搭載したハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配統合機構30に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに取り付けられた減速ギヤ35と、この減速ギヤ35に接続されたモータMG2と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。ここで、本発明の内燃機関装置としては、エンジン22やモータMG1,バッテリ50,ハイブリッド用電子制御ユニット70などが該当する。   FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a hybrid vehicle 20 equipped with an internal combustion engine device according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an engine 22, a three-shaft power distribution / integration mechanism 30 connected to a crankshaft 26 as an output shaft of the engine 22 via a damper 28, and power distribution / integration. A motor MG1 capable of generating electricity connected to the mechanism 30, a reduction gear 35 attached to a ring gear shaft 32a as a drive shaft connected to the power distribution and integration mechanism 30, a motor MG2 connected to the reduction gear 35, And a hybrid electronic control unit 70 for controlling the entire vehicle. Here, the engine 22, the motor MG1, the battery 50, the hybrid electronic control unit 70, and the like correspond to the internal combustion engine device of the present invention.

エンジン22は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンECU24には、エンジン22の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン22のクランクシャフト26のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、エンジンECU24は、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてクランクシャフト26の回転数、即ちエンジン22の回転数Neも演算している。   The engine 22 is an internal combustion engine that outputs power using a hydrocarbon-based fuel such as gasoline or light oil. The engine electronic control unit (hereinafter referred to as engine ECU) 24 performs fuel injection control, ignition control, and intake air amount adjustment. Under control of operation such as control. The engine ECU 24 receives signals from various sensors that detect the operating state of the engine 22, for example, a crank position from a crank position sensor (not shown) that detects the crank angle of the crankshaft 26 of the engine 22. The engine ECU 24 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the operation of the engine 22 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and, if necessary, transmits data related to the operating state of the engine 22 to the hybrid electronic control. Output to unit 70. The engine ECU 24 also calculates the rotational speed of the crankshaft 26, that is, the rotational speed Ne of the engine 22, based on a crank position from a crank position sensor (not shown).

動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構30は、キャリア34にはエンジン22のクランクシャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リングギヤ32にはリングギヤ軸32aを介して減速ギヤ35がそれぞれ連結されており、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して、最終的には車両の駆動輪63a,63bに出力される。   The power distribution and integration mechanism 30 includes an external gear sun gear 31, an internal gear ring gear 32 arranged concentrically with the sun gear 31, a plurality of pinion gears 33 that mesh with the sun gear 31 and mesh with the ring gear 32, A planetary gear mechanism is provided that includes a carrier 34 that holds a plurality of pinion gears 33 so as to rotate and revolve, and that performs differential action using the sun gear 31, the ring gear 32, and the carrier 34 as rotational elements. In the power distribution and integration mechanism 30, the crankshaft 26 of the engine 22 is connected to the carrier 34, the motor MG1 is connected to the sun gear 31, and the reduction gear 35 is connected to the ring gear 32 via the ring gear shaft 32a. When functioning as a generator, power from the engine 22 input from the carrier 34 is distributed according to the gear ratio between the sun gear 31 side and the ring gear 32 side, and when the motor MG1 functions as an electric motor, the engine input from the carrier 34 The power from 22 and the power from the motor MG1 input from the sun gear 31 are integrated and output to the ring gear 32 side. The power output to the ring gear 32 is finally output from the ring gear shaft 32a to the drive wheels 63a and 63b of the vehicle via the gear mechanism 60 and the differential gear 62.

モータMG1およびモータMG2は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ50は、モータMG1,MG2のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータMG1,MG2により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ50は充放電されない。モータMG1,MG2は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からの信号に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2も演算している。   The motor MG1 and the motor MG2 are both configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with the battery 50 via inverters 41 and 42. The power line 54 connecting the inverters 41 and 42 and the battery 50 is configured as a positive electrode bus and a negative electrode bus shared by the inverters 41 and 42, and the electric power generated by one of the motors MG1 and MG2 It can be consumed by a motor. Therefore, battery 50 is charged / discharged by electric power generated from one of motors MG1 and MG2 or insufficient electric power. If the balance of electric power is balanced by the motors MG1 and MG2, the battery 50 is not charged / discharged. The motors MG1 and MG2 are both driven and controlled by a motor electronic control unit (hereinafter referred to as a motor ECU) 40. The motor ECU 40 detects signals necessary for driving and controlling the motors MG1 and MG2, such as signals from rotational position detection sensors 43 and 44 that detect the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2, and current sensors (not shown). The phase current applied to the motors MG1 and MG2 to be applied is input, and a switching control signal to the inverters 41 and 42 is output from the motor ECU 40. The motor ECU 40 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the driving of the motors MG1 and MG2 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and, if necessary, data on the operating state of the motors MG1 and MG2. Output to the hybrid electronic control unit 70. The motor ECU 40 also calculates the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motors MG1 and MG2 based on signals from the rotational position detection sensors 43 and 44.

バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51からの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。また、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量(SOC)を演算したり、演算した残容量(SOC)と電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算している。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の残容量(SOC)に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。図2に電池温度Tbと入出力制限Win,Woutとの関係の一例を示し、図3にバッテリ50の残容量(SOC)と入出力制限Win,Woutの補正係数との関係の一例を示す。バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、図2に示すように、電池温度Tbが適正温度領域より低いとき(冷間時)には電池温度Tbが低いほど絶対値が小さい(制限が課される)傾向に設定される。   The battery 50 is managed by a battery electronic control unit (hereinafter referred to as a battery ECU) 52. The battery ECU 52 receives signals necessary for managing the battery 50, for example, a voltage between terminals from a voltage sensor (not shown) installed between terminals of the battery 50, and a power line 54 connected to the output terminal of the battery 50. The charging / discharging current from the attached current sensor (not shown), the battery temperature Tb from the temperature sensor 51 attached to the battery 50, and the like are input. Output to the control unit 70. Further, the battery ECU 52 calculates the remaining capacity (SOC) based on the integrated value of the charging / discharging current detected by the current sensor in order to manage the battery 50, and calculates the remaining capacity (SOC) and the battery temperature Tb. The input / output limits Win and Wout, which are the maximum allowable power that may charge / discharge the battery 50, are calculated based on the above. The input / output limits Win and Wout of the battery 50 are set to the basic values of the input / output limits Win and Wout based on the battery temperature Tb, and the output limiting correction coefficient and the input are set based on the remaining capacity (SOC) of the battery 50. It can be set by setting a correction coefficient for restriction and multiplying the basic value of the set input / output restrictions Win and Wout by the correction coefficient. FIG. 2 shows an example of the relationship between the battery temperature Tb and the input / output limits Win, Wout, and FIG. 3 shows an example of the relationship between the remaining capacity (SOC) of the battery 50 and the correction coefficients of the input / output limits Win, Wout. As shown in FIG. 2, when the battery temperature Tb is lower than the appropriate temperature range (during cold), the absolute values of the input / output limits Win and Wout of the battery 50 are smaller as the battery temperature Tb is lower (limit is imposed). It is set to the tendency.

ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。   The hybrid electronic control unit 70 is configured as a microprocessor centered on the CPU 72, and in addition to the CPU 72, a ROM 74 for storing processing programs, a RAM 76 for temporarily storing data, an input / output port and communication not shown. And a port. The hybrid electronic control unit 70 includes an ignition signal from an ignition switch 80, a shift position SP from a shift position sensor 82 that detects the operation position of the shift lever 81, and an accelerator pedal position sensor 84 that detects the amount of depression of the accelerator pedal 83. The accelerator pedal opening Acc from the vehicle, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 86 for detecting the depression amount of the brake pedal 85, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, and the like are input via the input port. As described above, the hybrid electronic control unit 70 is connected to the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52 via the communication port, and exchanges various control signals and data with the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52. ing.

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。   The hybrid vehicle 20 of the embodiment thus configured calculates the required torque to be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 83 by the driver. Then, the operation of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2 is controlled so that the required power corresponding to the required torque is output to the ring gear shaft 32a. As operation control of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2, the operation of the engine 22 is controlled so that power corresponding to the required power is output from the engine 22, and all of the power output from the engine 22 is the power distribution and integration mechanism 30. Torque conversion operation mode for driving and controlling the motor MG1 and the motor MG2 so that the torque is converted by the motor MG1 and the motor MG2 and output to the ring gear shaft 32a, and the required power and the power required for charging and discharging the battery 50. The engine 22 is operated and controlled so that suitable power is output from the engine 22, and all or part of the power output from the engine 22 with charging / discharging of the battery 50 is the power distribution and integration mechanism 30, the motor MG1, and the motor. The required power is converted to the ring gear shaft 32 with torque conversion by MG2. Charge / discharge operation mode in which the motor MG1 and the motor MG2 are driven and controlled to be output to each other, and a motor operation mode in which the operation of the engine 22 is stopped and the power corresponding to the required power from the motor MG2 is output to the ring gear shaft 32a. and so on.

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に冷間時にエンジン22を始動する際の動作について説明する。図4はハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される冷間時始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、例えば、図示しない水温センサにより検出されたエンジン22の冷却水温が所定温度(例えば、−10℃や−15℃など)未満の状態で操作者によりイグニッションスイッチ80が押され車両がシステムオンされたときなどに実行される。なお、実施例では、本ルーチンが実行されている間は、図示しないパーキングロック機構によって車両の停止が確保されているものとする。   Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the embodiment thus configured, particularly the operation when starting the engine 22 when it is cold will be described. FIG. 4 is a flowchart showing an example of a cold start control routine executed by the hybrid electronic control unit 70. In this routine, for example, when the coolant temperature of the engine 22 detected by a water temperature sensor (not shown) is lower than a predetermined temperature (for example, -10 ° C, -15 ° C, etc.), the ignition switch 80 is pushed by the operator, and the vehicle is It is executed when it is turned on. In this embodiment, it is assumed that the stop of the vehicle is secured by a parking lock mechanism (not shown) while this routine is being executed.

冷間時始動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、エンジンECU24に燃料噴射信号を送信する(ステップS100)。燃料噴射信号を受信したエンジンECU24は、エンジン22の燃料噴射制御と点火制御とを開始する。ただし、いまは、エンジン22の始動が要請された直後を考えており、こうした燃料噴射制御や点火制御が実行されても、エンジン22の気筒内が一定の圧力以上に至るまでは爆発燃焼は起こらない。   When the cold start control routine is executed, the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 first transmits a fuel injection signal to the engine ECU 24 (step S100). The engine ECU 24 that has received the fuel injection signal starts fuel injection control and ignition control of the engine 22. However, now we are considering immediately after the start of the engine 22 is requested, and even if such fuel injection control or ignition control is executed, explosion combustion will not occur until the cylinder in the engine 22 reaches a certain pressure or higher. Absent.

続いて、エンジン22の回転数NeやモータMG1の回転数Nm1,バッテリ50の出力制限Woutなど制御に必要なデータを入力すると共に(ステップS110)、入力したエンジン22の回転数Neから前回に入力されたエンジン22の回転数(前回Ne)を減じてエンジン22の回転数変化量ΔNeを計算する(ステップS120)。ここで、エンジン22の回転数Neは、図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいて演算されたものをエンジンECU24から通信により入力するものとした。また、モータMG1の回転数Nm1は、回転位置検出センサ43により検出されたモータMG1の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。さらに、バッテリ50の出力制限Woutは、バッテリ50の電池温度Tbとバッテリ50の残容量(SOC)とに基づいて設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。なお、いまは、冷間時を考えており、バッテリ50の温度も低いため、バッテリ50の出力制限Woutは比較的小さい(制限が強い)値が設定される(図2参照)。   Subsequently, data necessary for control such as the rotational speed Ne of the engine 22, the rotational speed Nm1 of the motor MG1, and the output limit Wout of the battery 50 are input (step S110), and the previous input from the input rotational speed Ne of the engine 22 is performed. The engine speed change amount ΔNe of the engine 22 is calculated by subtracting the engine speed of the engine 22 (previous Ne) (step S120). Here, the rotation speed Ne of the engine 22 is calculated based on a signal from a crank position sensor (not shown) and is input from the engine ECU 24 by communication. Further, the rotation speed Nm1 of the motor MG1 is calculated from the rotation position of the rotor of the motor MG1 detected by the rotation position detection sensor 43 and is input from the motor ECU 40 by communication. Further, the output limit Wout of the battery 50 is set based on the battery temperature Tb of the battery 50 and the remaining capacity (SOC) of the battery 50 and is input from the battery ECU 52 by communication. Note that now the cold time is considered and the temperature of the battery 50 is low, so the output limit Wout of the battery 50 is set to a relatively small value (strong limit) (see FIG. 2).

次に、エンジン22の始動が要請されてからの時間、即ち本ルーチンが開始されてからの図示しないタイマにより計時された経過時間tを所定時間trefと比較すると共に(ステップS130)、エンジン22の回転数変化量ΔNeを所定値ΔNfireと比較する(ステップS140)。ここで、所定時間trefは、エンジン22の始動が要請されてからモータMG1からの出力によってエンジン22の回転数Neが比較的大きく変化する間の時間として予め定められた時間(例えば、数百msecなど)を用いることができ、所定値ΔNfireは、エンジン22での爆発燃焼が開始されることによってエンジン22の回転数Neが上昇する変化量より若干小さな値として予め実験などにより定められた値を用いることができる。即ち、ステップS130,S140の処理は、エンジン22での爆発燃焼が開始されたことによってエンジン22の回転数Neが大きく変化したか否かを判定する処理であり、エンジン22からエンジン22の回転数Neを上昇させる方向のトルクの出力が開始されたか否かを判定する処理となる。   Next, the time after the start of the engine 22 is requested, that is, the elapsed time t measured by a timer (not shown) after the start of this routine is compared with a predetermined time tref (step S130), and the engine 22 The rotation speed change amount ΔNe is compared with a predetermined value ΔNfire (step S140). Here, the predetermined time tref is a predetermined time (for example, several hundred msec) during which the rotational speed Ne of the engine 22 changes relatively large by the output from the motor MG1 after the start of the engine 22 is requested. The predetermined value ΔNfire is a value that is determined in advance through experiments or the like as a value that is slightly smaller than the amount of change in which the rotational speed Ne of the engine 22 increases when explosion combustion in the engine 22 is started. Can be used. That is, the processes of steps S130 and S140 are processes for determining whether or not the rotational speed Ne of the engine 22 has greatly changed due to the start of explosion combustion in the engine 22, and the rotational speed of the engine 22 to the engine 22 is determined. This is a process for determining whether or not torque output in the direction of increasing Ne is started.

エンジン22の始動が要請されてからの経過時間tが所定時間tref未満のときや経過時間tが所定時間tref以上のときでもエンジン22の回転数変化量ΔNeが所定値ΔNfireより小さいときには、エンジン22での爆発燃焼が未だ開始されていないと判断し、制御用出力制限Woutcに制限値Wstartを設定すると共に(ステップS150)、設定した制御用出力制限WoutcをモータMG1の回転数Nm1で除したものをモータMG1の定格トルクTmaxで制限することによりモータMG1のトルク指令Tm1*を設定してモータECU40に送信する(ステップS170)。モータMG1のトルク指令Tm1*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されるようインバータ41のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。ここで、制限値Wstartとしては、エンジン22への燃料噴射と点火とを行ないながら制御用出力制限Woutcの範囲内でモータMG1から最大のパワーを出力してエンジン22をクランキングしたときに、エンジン22の回転数Neが車両の共振回転数帯(例えば、200rpm〜300rpmなど)に至るまでにエンジン22での爆発燃焼が開始される値として予め実験などにより定められた出力制限Woutより小さい(制限が課された)値を用いることができる。また、モータMG1の定格トルクTmaxによる制限を課してトルク指令Tm1*を設定するのは、モータMG1の回転数Nm1が値0近傍のときを考慮するものである。このようにトルク指令Tm1*を設定してモータMG1を駆動することにより、制御用出力制限Woutcの範囲内でモータMG1から最大のパワーを出力してエンジン22をクランキングすることができる。そして、エンジン22の回転数Neをエンジン22の始動が完了したか否かを判定するための始動完了回転数Nfin(例えば、700rpmや800rpmなど)と比較し(ステップS180)、いまは、エンジン22の始動が要請された直後を考えているから、エンジン22の回転数Neは始動完了回転数Nfinに至っておらず、上述したステップS110〜S150,S170の処理を繰り返し実行する。これにより、エンジン22はモータMG1によって車両の共振回転数帯より小さい回転数で回転することになる。   Even when the elapsed time t since the start of the engine 22 is requested is less than the predetermined time tref, or when the elapsed time t is equal to or longer than the predetermined time tref, the engine 22 has a rotational speed change amount ΔNe that is smaller than the predetermined value ΔNfire. In step S150, the control output limit Woutc is divided by the number of revolutions Nm1 of the motor MG1 and the control output limit Woutc is set to the limit value Wstart (step S150). Is limited by the rated torque Tmax of the motor MG1, a torque command Tm1 * of the motor MG1 is set and transmitted to the motor ECU 40 (step S170). The motor ECU 40 that has received the torque command Tm1 * of the motor MG1 performs switching control of the switching element of the inverter 41 so that the motor MG1 is driven by the torque command Tm1 *. Here, as the limit value Wstart, when the engine 22 is cranked by outputting the maximum power from the motor MG1 within the range of the control output limit Woutc while performing fuel injection and ignition to the engine 22, 22 is smaller than the output limit Wout that has been previously determined by experiment or the like as a value at which explosion combustion in the engine 22 is started until the rotational speed Ne reaches the resonance rotational speed range (for example, 200 rpm to 300 rpm) of the vehicle. Can be used). The reason why the torque command Tm1 * is set by imposing a limit based on the rated torque Tmax of the motor MG1 is to consider the case where the rotational speed Nm1 of the motor MG1 is near zero. Thus, by setting the torque command Tm1 * and driving the motor MG1, the engine 22 can be cranked by outputting the maximum power from the motor MG1 within the range of the control output limit Woutc. Then, the rotation speed Ne of the engine 22 is compared with a start completion rotation speed Nfin (for example, 700 rpm, 800 rpm, etc.) for determining whether or not the engine 22 has been started (step S180). Therefore, the engine speed Ne is not equal to the start completion speed Nfin, and the processes of steps S110 to S150 and S170 described above are repeatedly executed. As a result, the engine 22 is rotated at a rotational speed smaller than the resonance rotational speed range of the vehicle by the motor MG1.

こうしてモータMG1の出力によりエンジン22が車両の共振回転数帯より小さい回転数で回転しているときに、エンジン22の始動が要請されてから所定時間trefが経過すると共にエンジン22の回転数変化量ΔNeが所定値ΔNfire以上に至ったときには(ステップS130,S140)、エンジン22での爆発燃焼が開始されてエンジン22からエンジン22の回転数Neを上昇させる方向のトルクの出力が開始されたと判断し、ステップS110で入力されたバッテリ50の出力制限Woutに値Wupを加えたものを制御用出力制限Woutcに設定すると共に(ステップS160)、設定した制御用出力制限WoutcをモータMG1の回転数Nm1で除することによりモータMG1のトルク指令Tm1*を設定してモータECU40に送信し(ステップS170)、エンジン22の回転数Neが始動完了回転数Nfinに至るまで(ステップS180)、上述したステップS110〜S140,S160,S170の処理を繰り返し実行してエンジン22の回転数Neを上昇させ、エンジン22の回転数Neが始動完了回転数Nfinに至ったときに(ステップS180)、エンジン22の始動を完了したと判断して本ルーチンを終了する。ここで、値Wupは、短時間であればバッテリ50から出力制限Woutを超えて電力の持ち出しが行なわれてもバッテリ50を劣化させない電力としてバッテリ50の特性に基づいて定められた値を用いることができる。こうした制御により、エンジン22からエンジン22の回転数Neを上昇させる方向のトルクの出力が開始された以降は、エンジン22からの爆発燃焼に伴うパワーとモータMG1から出力されるパワーとを用いてエンジン22の回転数Neを上昇させることができ、車両の共振回転数帯を迅速に通過させてエンジン22を始動することができる。   Thus, when the engine 22 is rotating at a rotational speed smaller than the resonance rotational speed range of the vehicle by the output of the motor MG1, a predetermined time tref elapses after the start of the engine 22 is requested, and the rotational speed change amount of the engine 22 is increased. When ΔNe reaches or exceeds the predetermined value ΔNfire (steps S130 and S140), it is determined that explosion combustion in the engine 22 is started and torque output in a direction to increase the rotational speed Ne of the engine 22 from the engine 22 is started. Then, the value obtained by adding the value Wup to the output limit Wout of the battery 50 input in step S110 is set as the control output limit Woutc (step S160), and the set control output limit Woutc is set at the rotation speed Nm1 of the motor MG1. By setting the torque command Tm1 * of the motor MG1, Until the rotation speed Ne of the engine 22 reaches the start completion rotation speed Nfin (step S180), the processes of steps S110 to S140, S160, and S170 described above are repeatedly executed. When the rotation speed Ne is increased and the rotation speed Ne of the engine 22 reaches the start completion rotation speed Nfin (step S180), it is determined that the start of the engine 22 has been completed, and this routine is ended. Here, as the value Wup, a value determined based on the characteristics of the battery 50 is used as power that does not deteriorate the battery 50 even if the power is taken out from the battery 50 beyond the output limit Wout for a short time. Can do. After starting the output of torque in the direction to increase the rotational speed Ne of the engine 22 from the engine 22 by such control, the engine is used by using the power accompanying the explosion combustion from the engine 22 and the power output from the motor MG1. The engine speed Ne can be increased, and the engine 22 can be started by quickly passing through the vehicle's resonance speed band.

図5に、冷間時にエンジン22を始動するときの制御用出力制限WoutcやモータMG1のトルク指令Tm1*,エンジン22の回転数Neの時間経過の様子の一例を示す。実施例では、冷間時にエンジン22の始動が要請されたときには(時刻t1)、エンジン22での爆発燃焼が開始されてエンジン22からエンジン22の回転数Neを上昇させる方向のトルクが出力されるまでは制御用出力制限Woutcに値Wstartを設定してモータMG1を制御する(時刻t1〜時刻t2)。これにより、車両の共振回転数帯より小さい回転数でエンジン22の爆発燃焼を開始させることができ、車両の共振回転数帯でエンジン22の爆発燃焼が開始されることに伴ってクランクシャフト26に過大なトルクが作用するのを抑制することができる。また、エンジン22からエンジン22の回転数Neを上昇させる方向のトルクの出力された以降は、バッテリ50の出力制限Woutを一時的に緩やかにした(値Wupを加えた)範囲内でモータMG1から最大のパワーを出力し、エンジン22の爆発燃焼に伴うパワーとモータMG1からのパワーとを用いてエンジン22の回転数をNeを上昇させる(時刻t2〜時刻t3)。これにより、車両の共振回転数帯を迅速に通過させてエンジン22を始動することができる。したがって、こうした制御により、冷間時にエンジン22を始動するときにエンジン22のクランクシャフト26に過大なトルクが作用するのを抑制してエンジン22をよりスムーズに始動することができるのである。   FIG. 5 shows an example of the passage of time of the control output limit Woutc, the torque command Tm1 * of the motor MG1, and the rotational speed Ne of the engine 22 when the engine 22 is started in the cold state. In the embodiment, when the start of the engine 22 is requested in the cold state (time t1), the explosion combustion in the engine 22 is started and the torque in the direction to increase the rotational speed Ne of the engine 22 is output from the engine 22. Until then, the control output limit Woutc is set to the value Wstart to control the motor MG1 (time t1 to time t2). Thereby, the explosion combustion of the engine 22 can be started at a rotational speed smaller than the resonance rotational speed band of the vehicle, and the explosion of the engine 22 is started at the resonance rotational speed band of the vehicle. An excessive torque can be prevented from acting. Further, after the torque in the direction to increase the rotational speed Ne of the engine 22 is output from the engine 22, the output limit Wout of the battery 50 is temporarily relaxed (added the value Wup) from the motor MG1. The maximum power is output, and the rotational speed of the engine 22 is increased by Ne using the power associated with the explosion combustion of the engine 22 and the power from the motor MG1 (time t2 to time t3). As a result, the engine 22 can be started by quickly passing through the resonance rotational speed band of the vehicle. Therefore, by such control, it is possible to start the engine 22 more smoothly by suppressing an excessive torque from acting on the crankshaft 26 of the engine 22 when the engine 22 is started in the cold state.

以上説明した実施例の内燃機関装置を備えるハイブリッド自動車20によれば、冷間時にエンジン22の始動が要請されたときには、エンジン22への燃料噴射と点火とが開始されるようエンジン22を制御し、エンジン22からエンジン22の回転数Neを上昇させる方向のトルクが出力されるまではエンジン22が車両の共振回転数帯より小さい回転数で回転するようモータMG1を制御し、エンジン22からエンジン22の回転数Neを上昇させる方向のトルクが出力された以降はバッテリ50の出力制限Woutに値Wupを加えた範囲内でモータMG1から最大のパワーが出力されてエンジン22が車両の共振回転数帯より大きい回転数で回転するようモータMG1を制御するから、冷間時にエンジン22を始動するときにエンジン22のクランクシャフト26に過大なトルクが作用するのを抑制してエンジン22をよりスムーズに始動することができる。   According to the hybrid vehicle 20 equipped with the internal combustion engine device of the embodiment described above, when the engine 22 is requested to start when it is cold, the engine 22 is controlled so that fuel injection and ignition to the engine 22 are started. Until the engine 22 outputs torque in a direction that increases the rotational speed Ne of the engine 22, the motor MG1 is controlled so that the engine 22 rotates at a rotational speed smaller than the resonance rotational speed range of the vehicle. After the torque in the direction to increase the rotational speed Ne is output, the maximum power is output from the motor MG1 within the range in which the value Wup is added to the output limit Wout of the battery 50, and the engine 22 is in the resonance rotational speed band of the vehicle. Since the motor MG1 is controlled to rotate at a higher rotational speed, the engine 22 is started when the engine 22 is started in the cold state. To suppress the excessive torque from acting on the crankshaft 26 of the 22 it is possible to start the engine 22 more smoothly.

実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の爆発燃焼が開始されるまでは、バッテリ50の出力制限Woutより小さい(制限が課された)制限値Wstartを制御用出力制限Woutcに設定すると共に設定した制御用出力制限Wotcの範囲内でモータMG1から最大のパワーを出力するものとしたが、エンジン22の爆発燃焼が開始されるまでエンジン22が車両の共振回転数帯より小さい回転数で回転するようモータMG1を制御するものとすればよく、例えば、エンジン22の爆発燃焼が開始されるまでは、エンジン22の気筒内の圧力をエンジン22の爆発燃焼の開始に必要な圧力以上にでき且つ車両の共振回転数帯より小さい所定回転数(例えば、100rpmや150rpmなど)で回転するようフィードバック制御によってモータMG1を制御するものとしても構わない。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, until the explosion combustion of the engine 22 is started, the limit value Wstart smaller than (the limit is imposed on) the output limit Wout of the battery 50 is set and set as the control output limit Woutc. It is assumed that the maximum power is output from the motor MG1 within the range of the control output limit Wotc, but the engine 22 rotates at a rotational speed smaller than the resonance rotational speed range of the vehicle until the explosion combustion of the engine 22 is started. The motor MG1 may be controlled. For example, until the explosion combustion of the engine 22 is started, the pressure in the cylinder of the engine 22 can be made higher than the pressure necessary for the start of the explosion combustion of the engine 22, and the vehicle The feedback is made so that the motor rotates at a predetermined rotational speed (for example, 100 rpm or 150 rpm) smaller than the resonance rotational speed band. It may be used to control the motor MG1 by the control.

実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の始動が要請されてから所定時間trefが経過した以降にエンジン22の回転数変化量ΔNeが所定値ΔNfire以上に至ったときにエンジン22での爆発燃焼が開始されたものと判断するものとしたが、エンジン22の回転数変化量ΔNeに拘わらずエンジン22の始動を開始してから所定時間tref2が経過したときにエンジン22での爆発燃焼が開始されたものと判断するものとしてもよいし、エンジン22の振動を検知する振動センサからの信号やエンジン22の気筒内の圧力を検知する圧力センサからの信号に基づいてエンジン22の爆発燃焼が開始されたか否かを判断するものとしても構わない。なお、所定時間tref2としては、エンジン22の始動が要請されてからエンジン22の爆発燃焼が開始されると予測されるまでの時間として予め実験などにより定められた時間を用いるものとすればよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, after the predetermined time tref has elapsed since the start of the engine 22 is requested, the engine 22 undergoes explosive combustion when the engine speed change amount ΔNe reaches a predetermined value ΔNfire or more. Although it was determined that the engine had started, explosion combustion in the engine 22 was started when a predetermined time tref2 had elapsed since the start of the engine 22 regardless of the engine speed change amount ΔNe. The engine 22 may be determined based on a signal from a vibration sensor that detects vibration of the engine 22 or a signal from a pressure sensor that detects pressure in the cylinder of the engine 22. It is also possible to determine whether or not. As the predetermined time tref2, a time determined in advance through experiments or the like may be used as the time from when the start of the engine 22 is requested until the explosion combustion of the engine 22 is predicted to start.

実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の始動が要請されて直ちにエンジン22への燃料噴射制御および点火制御を開始するものとしたが、エンジン22の回転数Neが車両の共振回転数帯より小さく且つエンジン22の爆発燃焼を開始できる回転数の下限近傍の回転数N1に至ったときにエンジン22への燃料噴射制御および点火を開始するものとしたり、エンジン22の回転数Neが回転数N1に至るのに要する予め定められた時間が経過したときにエンジン22への燃料噴射および点火を開始するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the fuel injection control and the ignition control to the engine 22 are started immediately after the start of the engine 22 is requested. However, the rotational speed Ne of the engine 22 is smaller than the resonance rotational speed range of the vehicle. In addition, fuel injection control and ignition to the engine 22 are started when the rotation speed N1 near the lower limit of the rotation speed at which the explosion combustion of the engine 22 can be started, or the rotation speed Ne of the engine 22 is set to the rotation speed N1. The fuel injection and ignition to the engine 22 may be started when a predetermined time required to reach the engine 22 has elapsed.

実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を減速ギヤ35により変速してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図6の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図6における車輪64a,64bに接続された車軸)に出力するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power of the motor MG2 is shifted by the reduction gear 35 and output to the ring gear shaft 32a. However, as illustrated in the hybrid vehicle 120 of the modified example of FIG. May be output to an axle (an axle connected to the wheels 64a and 64b in FIG. 6) different from an axle to which the ring gear shaft 32a is connected (an axle to which the drive wheels 63a and 63b are connected).

また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶,航空機などの移動体に搭載される内燃機関装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた内燃機関装置の形態としても構わない。さらに、こうした内燃機関装置における内燃機関の始動方法の形態としてもよい。   Further, the present invention is not limited to those applied to hybrid vehicles, but is incorporated in non-moving equipment such as internal combustion engine devices mounted on moving bodies such as vehicles other than automobiles, ships, and aircraft, and construction equipment. An internal combustion engine device may be used. Furthermore, it is good also as a form of the starting method of the internal combustion engine in such an internal combustion engine apparatus.

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「内燃機関」に相当し、モータMG1が「電動機」に相当し、バッテリ50が「二次電池」に相当し、バッテリ50に取り付けられた温度センサ51が「温度検出手段」に相当し、バッテリ50の電池温度Tbとバッテリ50の残容量(SOC)とに基づいて出力制限Woutを設定するバッテリECU52が「出力制限設定手段」に相当し、冷間時にエンジン22の始動が要請されたときには、エンジンECU24に燃料噴射信号を送信し、エンジン22の始動が要請されてから所定時間trefが経過してエンジン22の回転変化量ΔNeが所定値ΔNfire以上に至るまでは制限値Wstartが設定された制御出力制限WoutcをモータMG1の回転数Nm1で除することによりモータMG1のトルク指令Tm1*を設定してモータECU40に送信し、エンジン22の始動が要請されてから所定時間trefが経過してエンジン22の回転変化量ΔNeが所定値ΔNfire以上に至った以降はバッテリ50の出力制限Woutに値Wupを加えて設定された制御用出力制限WoutcをモータMG1の回転数Nm1で除することによりモータMG1のトルク指令Tm1*を設定してモータECU40に送信するハイブリッド用電子制御ユニット70と燃料噴射信号に基づいてエンジン22の燃料噴射制御や点火制御を実行するエンジンECU24とトルク指令Tm1*に基づいてモータMG1を制御するモータECU40とが「始動制御手段」に相当する。また、動力分配統合機構30が「3軸式動力入出力手段」に相当し、モータMG2が「第2の電動機」に相当する。   The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the engine 22 corresponds to the “internal combustion engine”, the motor MG1 corresponds to the “electric motor”, the battery 50 corresponds to the “secondary battery”, and the temperature sensor 51 attached to the battery 50 detects “temperature detection”. The battery ECU 52 that sets the output limit Wout based on the battery temperature Tb of the battery 50 and the remaining capacity (SOC) of the battery 50 corresponds to “output limit setting means”. When the start is requested, a fuel injection signal is transmitted to the engine ECU 24, and the engine 22 is limited until a predetermined time tref elapses after the start of the engine 22 is requested and the rotational change amount ΔNe of the engine 22 reaches a predetermined value ΔNfire or more. The torque of the motor MG1 is divided by dividing the control output limit Woutc in which the value Wstart is set by the rotational speed Nm1 of the motor MG1. The command Tm1 * is set and transmitted to the motor ECU 40. After a predetermined time tref has elapsed since the start of the engine 22 is requested, the rotation change amount ΔNe of the engine 22 reaches a predetermined value ΔNfire or more, and then the output of the battery 50 The hybrid electronic control unit 70 sets the torque command Tm1 * of the motor MG1 and transmits it to the motor ECU 40 by dividing the control output limit Woutc set by adding the value Wup to the limit Wout by the rotation speed Nm1 of the motor MG1. The engine ECU 24 that performs fuel injection control and ignition control of the engine 22 based on the fuel injection signal and the motor ECU 40 that controls the motor MG1 based on the torque command Tm1 * correspond to “starting control means”. Further, the power distribution and integration mechanism 30 corresponds to a “3-axis power input / output unit”, and the motor MG2 corresponds to a “second electric motor”.

ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG1に限定されるものではなく、誘導電動機など、内燃機関をクランキング可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「二次電池」としては、バッテリ50に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やリチウム二次電池,ニッケルカドミウム二次電池,鉛蓄電池など電動機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「温度検出手段」としては、温度センサ51に限定されるものではなく、蓄電手段の温度を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「出力制限設定手段」としては、バッテリ50の電池温度Tbやバッテリ50の残容量(SOC)の他に例えばバッテリ50の内部抵抗などに基づいて演算するものなど、蓄電手段の温度が低いほど制限が課される傾向に該蓄電手段から放電してもよい出力制限を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「始動制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット70とエンジンECU24とモータECU40とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「始動制御手段」としては、冷間時にエンジン22の始動が要請されたときには、エンジン22への燃料噴射と点火とが行なわれるようエンジン22を制御し、エンジン22の始動が要請されてから所定時間trefが経過してエンジン22の回転変化量ΔNeが所定値ΔNfire以上に至るまでは制限値Wstartが設定された制御出力制限WoutcをモータMG1の回転数Nm1で除することによりモータMG1のトルク指令Tm1*を設定してモータMG1を制御し、エンジン22の始動が要請されてから所定時間trefが経過してエンジン22の回転変化量ΔNeが所定値ΔNfire以上に至った以降はバッテリ50の出力制限Woutに値Wupを加えて設定された制御用出力制限WoutcをモータMG1の回転数Nm1で除することによりモータMG1のトルク指令Tm1*を設定してモータMG1を制御するものに限定されるものではなく、冷間時に内燃機関の始動が要請されたときには、内燃機関に対しては内燃機関への燃料噴射と点火とが行なわれるよう制御する。そして、電動機に対しては、内燃機関から内燃機関の回転数を上昇させる方向のトルクが出力される出力開始時までは蓄電手段の温度が低いほど制限が課される傾向に設定される蓄電手段から放電してもよい出力制限の範囲内で内燃機関が内燃機関と電動機とを含む動力系の共振回転数帯より小さい回転数で回転するよう制御し、出力開始時以降は設定された出力制限より制限の緩やかな緩和出力制限に応じた出力制限パワーが電動機から出力されて内燃機関が共振回転数帯より大きい回転数に至るよう制御するものであれば如何なるものとしても構わない。さらに、「3軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構30に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせたものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、駆動軸と内燃機関の出力軸と電動機の回転軸との3軸に接続され3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「第2の電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG2に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。   Here, the “internal combustion engine” is not limited to an internal combustion engine that outputs power using a hydrocarbon fuel such as gasoline or light oil, and may be any type of internal combustion engine such as a hydrogen engine. The “motor” is not limited to the motor MG1 configured as a synchronous generator motor, and may be any type of motor such as an induction motor that can crank the internal combustion engine. The “secondary battery” is not limited to the battery 50, and any battery that can exchange electric power with an electric motor, such as a nickel hydride secondary battery, a lithium secondary battery, a nickel cadmium secondary battery, or a lead storage battery. It doesn't matter. The “temperature detection means” is not limited to the temperature sensor 51 and may be any means as long as it detects the temperature of the power storage means. As the “output limit setting means”, for example, calculation based on the internal resistance of the battery 50 in addition to the battery temperature Tb of the battery 50 and the remaining capacity (SOC) of the battery 50, etc. As long as an output limit may be set that may discharge from the power storage means in a tendency to be imposed, any method may be used. The “starting control means” is not limited to the combination of the hybrid electronic control unit 70, the engine ECU 24, and the motor ECU 40, and may be configured by a single electronic control unit. Further, the “start control means” controls the engine 22 so that fuel injection and ignition are performed on the engine 22 when the start of the engine 22 is requested in the cold state, and the start of the engine 22 is requested. Until the rotation change amount ΔNe of the engine 22 reaches the predetermined value ΔNfire or more after the predetermined time tref has elapsed, the control output limit Woutc in which the limit value Wstart is set is divided by the rotation speed Nm1 of the motor MG1. The torque command Tm1 * is set to control the motor MG1, and after a predetermined time tref has elapsed since the start of the engine 22 is requested, the rotation change amount ΔNe of the engine 22 reaches a predetermined value ΔNfire or more. The output limit Woutc for control set by adding the value Wup to the output limit Wout is set to the rotation of the motor MG1. It is not limited to the control of the motor MG1 by setting the torque command Tm1 * of the motor MG1 by dividing by Nm1, but when the start of the internal combustion engine is requested in the cold, Control is performed so that fuel injection and ignition to the internal combustion engine are performed. Then, for the electric motor, the power storage means is set such that the lower the temperature of the power storage means, the more restrictive is imposed until the start of output when the torque in the direction of increasing the rotational speed of the internal combustion engine is output from the internal combustion engine. The internal combustion engine is controlled to rotate at a rotational speed that is smaller than the resonance rotational speed band of the power system including the internal combustion engine and the electric motor within the range of the output restriction that may be discharged from the engine. As long as the output limiting power corresponding to the relaxed output limitation that is more restrictive is output from the electric motor and the internal combustion engine is controlled so as to reach a rotational speed higher than the resonance rotational speed range, any power may be used. Further, the “three-axis power input / output means” is not limited to the power distribution / integration mechanism 30 described above, but a mechanism using a double pinion planetary gear mechanism, a combination of a plurality of planetary gear mechanisms, A differential gear such as a differential gear that has an operating action different from that of a planetary gear is connected to three axes of the drive shaft, the output shaft of the internal combustion engine, and the rotary shaft of the motor, and is input to and output from any two of the three shafts. As long as the power is input / output to / from the remaining shafts based on the power to be generated, any configuration may be used. The “second electric motor” is not limited to the motor MG2 configured as a synchronous generator motor, and may be any type of electric motor such as an induction motor that can input and output power to the drive shaft. It doesn't matter.

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。   The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.

本発明は、内燃機関装置やハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。   The present invention can be used in the manufacturing industry of internal combustion engine devices and hybrid vehicles.

20,120 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、64a,64b 車輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、MG1,MG2 モータ。   20, 120 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 electronic control unit (engine ECU) for engine, 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier, 35 Reduction gear, 40 Motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 Inverter, 43, 44 Rotation position detection sensor, 50 battery, 51 Temperature sensor, 52 Battery electronic control unit (battery ECU), 54 Power line, 60 Gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b drive wheel, 64a, 64b wheel, 70 hybrid electronic control unit, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition switch, 81 Shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, MG1, MG2 motor.

Claims (6)

内燃機関を有する内燃機関装置であって、
前記内燃機関をクランキング可能な電動機と、
前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、
前記蓄電手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記検出された蓄電手段の温度が低いほど制限が課される傾向に該蓄電手段から放電してもよい出力制限を設定する出力制限設定手段と、
冷間時に前記内燃機関の始動が要請されたときには、前記内燃機関に対しては該内燃機関への燃料噴射と点火とが行なわれるよう制御し、前記電動機に対しては、前記内燃機関から該内燃機関の回転数を上昇させる方向のトルクが出力される出力開始時までは前記設定された蓄電手段の出力制限の範囲内で前記内燃機関が該内燃機関と前記電動機とを含む動力系の共振回転数帯より小さい回転数で回転するよう制御し、前記出力開始時以降は前記設定された出力制限より制限の緩やかな緩和出力制限に応じた出力制限パワーが前記電動機から出力されて前記内燃機関が前記共振回転数帯より大きい回転数に至るよう制御する始動制御手段と、
を備える内燃機関装置。
An internal combustion engine device having an internal combustion engine,
An electric motor capable of cranking the internal combustion engine;
A secondary battery capable of exchanging electric power with the electric motor;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the power storage means;
An output limit setting means for setting an output limit that may be discharged from the power storage means in a tendency to limit the lower the temperature of the detected power storage means;
When the start of the internal combustion engine is requested in the cold state, the internal combustion engine is controlled to perform fuel injection and ignition to the internal combustion engine, and the electric motor is controlled by the internal combustion engine from the internal combustion engine. Resonance of a power system in which the internal combustion engine includes the internal combustion engine and the electric motor within the set output limit of the power storage means until the start of output when torque in a direction to increase the rotational speed of the internal combustion engine is output. The internal combustion engine is controlled so as to rotate at a rotational speed smaller than the rotational speed range, and after the start of the output, an output limiting power corresponding to a relaxed output restriction that is less restrictive than the set output restriction is output from the electric motor. Starting control means for controlling to reach a rotational speed greater than the resonance rotational speed band,
An internal combustion engine device comprising:
請求項1記載の内燃機関装置であって、
前記始動制御手段は、前記出力開始時までは、前記設定された出力制限より制限が課された強化出力制限に応じた強化出力制限パワーが前記電動機から出力されるよう前記電動機を制御する手段である、
内燃機関装置。
The internal combustion engine device according to claim 1,
The start control means is a means for controlling the electric motor so that a reinforced output limited power corresponding to the reinforced output limit imposed by the set output limit is output from the electric motor until the output is started. is there,
Internal combustion engine device.
請求項1または2記載の内燃機関装置であって、
前記始動制御手段は、前記内燃機関の始動が要請されてから予め定められた第1の時間が経過したときを前記出力開始時として制御する手段である、
内燃機関装置。
An internal combustion engine device according to claim 1 or 2,
The start control means is a means for controlling, as the output start time, when a predetermined first time has elapsed since the start of the internal combustion engine was requested.
Internal combustion engine device.
請求項1または2記載の内燃機関装置であって、
前記始動制御手段は、前記内燃機関の始動が要請されてから予め定められた第2の時間が経過した以降で該内燃機関の回転数の単位時間あたりの変化量が予め定められた変化量以上に至ったときを前記出力開始時として制御する手段である、
内燃機関装置。
An internal combustion engine device according to claim 1 or 2,
The start control means has a change amount per unit time of the rotation speed of the internal combustion engine equal to or greater than a predetermined change amount after a predetermined second time has elapsed since the start of the internal combustion engine was requested. Is a means for controlling the time when the output is reached as the output start time,
Internal combustion engine device.
請求項1ないし4いずれか1つの請求項に記載の内燃機関装置と、
駆動輪に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記電動機の回転軸との3軸に接続され、該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第2の電動機と、
を備えるハイブリッド車。
An internal combustion engine device according to any one of claims 1 to 4,
It is connected to three shafts of a drive shaft coupled to the drive wheel, an output shaft of the internal combustion engine, and a rotation shaft of the electric motor, and the remaining power is determined based on power input / output to / from any two of the three shafts. 3-axis power input / output means for inputting / outputting power to the shaft;
A second electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A hybrid car with
内燃機関と、前記内燃機関をクランキング可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える内燃機関装置における前記内燃機関の始動が冷間時に要請されたときの該内燃機関の始動方法であって、
前記内燃機関に対しては該内燃機関への燃料噴射と点火とが行なわれるよう制御し、前記電動機に対しては、前記内燃機関から該内燃機関の回転数を上昇させる方向のトルクが出力される出力開始時までは冷間時に前記蓄電手段の温度が低いほど制限が課される傾向に設定される該蓄電手段から放電してもよい出力制限の範囲内で前記内燃機関が該内燃機関と前記電動機とを含む動力系の共振回転数帯より小さい回転数で回転するよう制御し、前記出力開始時以降は前記蓄電手段の出力制限より制限の緩やかな緩和出力制限に応じた出力制限パワーが前記電動機から出力されて前記内燃機関が前記共振回転数帯より大きい回転数に至るよう制御する、
ことを特徴とする内燃機関の始動方法。
The internal combustion engine when the start of the internal combustion engine is requested in the cold state in the internal combustion engine device comprising an internal combustion engine, an electric motor capable of cranking the internal combustion engine, and an electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor. An engine starting method,
The internal combustion engine is controlled to perform fuel injection and ignition to the internal combustion engine, and a torque in the direction of increasing the rotational speed of the internal combustion engine is output from the internal combustion engine to the electric motor. The internal combustion engine is connected to the internal combustion engine within a range of the output limit that may be discharged from the power storage means that is set to tend to be restricted as the temperature of the power storage means is lower when the power is cold until the start of output. The motor is controlled to rotate at a rotational speed smaller than a resonance rotational speed band of a power system including the electric motor, and after the start of the output, the output limiting power corresponding to the relaxed output limit that is more lenient than the output limit of the power storage unit is Controlling the internal combustion engine to reach a rotational speed greater than the resonance rotational speed range output from the electric motor;
A starting method for an internal combustion engine.
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