(57)【要約】【課題】モータの発生する動力を摩擦クラッチを介してエンジンへ伝達することでエンジンを始動させる場合に、頻繁にエンジンを再始動させることを可能とする、エンジンの始動制御装置を提供すること。【解決手段】モータの発生する動力を摩擦クラッチを介してエンジンへ伝達することで前記エンジンを始動させるエンジンの始動制御装置であって、前記エンジンのアイドル回転数と等しいモータ回転数で前記エンジンを始動させた場合に前記摩擦クラッチの温度が限界温度を超えるか否かを判断する判断部と、前記摩擦クラッチの温度が前記限界温度を超えると判断された場合に、前記エンジンの始動を禁止する制御部と、を備える、エンジンの始動制御装置。【選択図】図２
2018165141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの発生する動力を摩擦クラッチを介してエンジンへ伝達することで前記エンジンを始動させるエンジンの始動制御装置であって、
前記エンジンのアイドル回転数と等しいモータ回転数で前記エンジンを始動させた場合に前記摩擦クラッチの温度が限界温度を超えるか否かを判断する判断部と、
前記摩擦クラッチの温度が前記限界温度を超えると判断された場合に、前記エンジンの始動を禁止する制御部と、を備える
エンジンの始動制御装置。
【請求項２】
前記摩擦クラッチの温度を取得する取得部をさらに備え、
前記制御部は、前記取得部で取得した前記摩擦クラッチの温度が、前記モータ回転数で前記エンジンを始動させた場合の前記摩擦クラッチの上昇温度を減算して得られる所定温度以上である場合に、前記摩擦クラッチの温度が前記限界温度を超えると判断する
請求項１に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記摩擦クラッチの温度が前記所定温度以上でない場合、前記モータの回転数を、前記エンジンの始動によって前記摩擦クラッチの温度が前記限界温度を超えない回転数まで低下させてから、前記エンジンの始動を実行する
請求項２に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記エンジンを始動させた後、前記摩擦クラッチの温度が前記所定温度以上である場合には、前記摩擦クラッチの切断を禁止する
請求項２または３に記載のエンジンの始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの始動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータの発生する動力を摩擦クラッチを介してエンジンへ伝達することで、エンジンを始動させるエンジンの始動制御装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−３１０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、クラッチを係合してエンジンを始動させた後、許容クラッチ発熱量が第一規程発熱量より小さい場合には、クラッチの切断を禁止することにより、クラッチの係合（すなわち、エンジンの再始動）を実行しないようにして、クラッチの過熱を防止している。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の始動装置では、エンジンの始動によりクラッチの温度が高くなると、許容クラッチ発熱量が第一規程発熱量を上回るまで時間がかかるため、頻繁にエンジンを再始動させることができないという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、モータの発生する動力を摩擦クラッチを介してエンジンへ伝達することでエンジンを始動させる場合に、頻繁にエンジンを再始動させることを可能とする、エンジンの始動制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るエンジンの始動制御装置は、モータの発生する動力を摩擦クラッチを介してエンジンへ伝達することで前記エンジンを始動させるエンジンの始動制御装置であって、前記エンジンのアイドル回転数と等しいモータ回転数で前記エンジンを始動させた場合に前記摩擦クラッチの温度が限界温度を超えるか否かを判断する判断部と、前記摩擦クラッチの温度が前記限界温度を超えると判断された場合に、前記エンジンの始動を禁止する制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るエンジンの始動制御装置によれば、モータの発生する動力を摩擦クラッチを介してエンジンへ伝達することでエンジンを始動させる場合に、頻繁にエンジンを再始動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係るクラッチの冷却制御装置が搭載されたハイブリッド駆動装置の全体構成を示すスケルトン図
【図２】エンジン始動の流れを示すフローチャート
【図３】エンジン始動における各パラメータの推移を示すタイムチャート
【図４】エンジン始動における各パラメータの推移を示すタイムチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、本発明はこの実施形態により限定されるものではない。
【００１１】
まず、図１を参照して、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置１の全体構成について説明する。
【００１２】
ハイブリッド駆動装置１は、エンジン１０と、クラッチ２０と、モータジェネレータ３０とを備えている。そして、モータジェネレータ３０の下流側に、不図示の変速装置、プロペラシャフト、デファレンシャルおよびドライブシャフトを介して、駆動輪が動力伝達可能に連結されている。
【００１３】
エンジン１０は、例えばディーゼルエンジンである。なお、エンジン１０は、ガソリンエンジンでも構わない。エンジン１０の出力回転数および出力トルクは、制御装置４０（後述する。）によって燃料噴射量が制御されることにより、調整される。
【００１４】
クラッチ２０は、エンジン１０とモータジェネレータ３０との間に介装されている。クラッチ２０は、入力側クラッチ板２１および出力側クラッチ板２２を有する油圧作動式の湿式多板クラッチである。
【００１５】
クラッチ２０は、リターンスプリング（不図示）によって断方向に付勢されており、ピストン（不図示）の作動油室に制御油圧が供給されることでピストンが移動して、入力側クラッチ板２１および出力側クラッチ板２２を圧接することで接とされる。クラッチ２０の断接は、制御装置４０によって制御される。
【００１６】
モータジェネレータ３０は、ロータに永久磁石を埋設し、ステータにステータコイルを巻き付けた一般的な同期型モータジェネレータである。モータジェネレータ３０には、制御装置４０からの制御指令に基づいて、インバータ（不図示）により作り出された三相交流が印加される。
【００１７】
モータジェネレータ３０は、バッテリ（不図示）からの電力の供給を受けて回転する電動機として機能することができる。また、モータジェネレータ３０は、ロータがエンジン１０または駆動輪から回転エネルギを受ける場合に、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能することもできる。
【００１８】
制御装置４０は、エンジン１０の制御、クラッチ２０の断接制御、モータジェネレータ３０の制御を行う。また、制御装置４０は、エンジン１０が停止しており、モータジェネレータ３０が電動機として機能しているときに、クラッチ２０の断接を制御して、エンジン１０を始動させる。
【００１９】
また、制御装置４０は、取得部４１、判断部４２および制御部４３を機能要素として備える。なお、本実施形態では、取得部４１、判断部４２および制御部４３を制御装置４０に含まれるものとして説明するが、取得部４１、判断部４２および制御部４３は、制御装置４０とは別体のハードウェアに設けることもできる。
【００２０】
次に、図２のフローチャートを参照して、エンジン１０を始動させる制御処理について説明する。図２に示す処理は、例えば、エンジン１０が停止しており、クラッチ２０が断であり、モータジェネレータ３０が電動機として機能しているＥＶ走行状態において、バッテリ残量が低下し、ＥＶ走行からＨＥＶ走行へ移行する必要がある場合に実行される。なお、エンジン１０を始動させる際、モータジェネレータ３０は、その回転数を一定に維持するように制御される。
【００２１】
まず、ステップＳ１で、制御装置４０は、この時点におけるモータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧが、限界回転数ＮＭＡＸ以下であるか否かを判定する。
【００２２】
ここで、限界回転数ＮＭＡＸについて簡単に説明する。限界回転数ＮＭＡＸは、これを超えると、エンジン１０を始動させようとしてクラッチ２０を係合した場合にクラッチ２０の焼損が発生するような回転数である。
【００２３】
本実施例において、限界回転数ＮＭＡＸは、その時点でのクラッチ２０の温度ＴＣＬ１に基づいて決定される。なお、本実施例では、クラッチ２０の温度ＴＣＬ１として、クラッチ２０の潤滑油の温度を用いている。エンジン１０を始動させようとして、クラッチ２０を係合すると、エンジン１０の回転数ＮＥＧが、モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧに向けて上昇する。
【００２４】
このとき、本実施形態では、エンジン１０の回転数が一定の割合で上昇するように、クラッチ２０が制御される。この場合、クラッチ２０の温度上昇ΔＴＣＬは、既定値Ｃおよびモータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧを用いて、次式（１．１）で表される。
ΔＴＣＬ＝Ｃ・ＮＭＧ・・・（１．１）
【００２５】
焼損が発生するクラッチ２０の温度を限界温度ＴＭＡＸとすると、ＴＣＬ１＋ΔＴＣＬ＞ＴＭＡＸである場合にクラッチ２０の焼損が発生する。そのため、限界回転数ＮＭＡＸは、規定値Ｃ、ＴＭＡＸおよびＴＣＬ１を用いて、次式（１．２）式で表される。
ＮＭＡＸ＝（ＴＭＡＸ−ＴＣＬ１）／Ｃ・・・（１．２）
【００２６】
モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧが限界回転数ＮＭＡＸより高い場合（ステップＳ１：ＮＯ）、処理はステップＳ２へ進む。なお、モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧが限界回転数ＮＭＡＸ以下の場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ７へ進み、エンジン１０の始動が行われる。
【００２７】
ステップＳ２で、制御装置４０は、モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧがエンジン１０のアイドル回転数ＮＥＧＩＤＯＬと等しい状態（ＮＭＧ＝ＮＥＧＩＤＯＬ）で、エンジン１０を始動させた場合に、クラッチ２０の焼損が発生するか否かを判定する。この判定は、例えば、以下のようにして行われる。
【００２８】
制御装置４０には、モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧがエンジン１０のアイドル回転数ＮＥＧＩＤＯＬと等しい状態で、エンジン１０を始動させた場合の、クラッチ２０の温度上昇（以下、「アイドル温度上昇」という）ΔＴＣＬＩＤＯＬが記憶されている。ΔＴＣＬＩＤＯＬは、上述の式（１．１）により求めることができる。
【００２９】
そして、制御装置４０は、ＴＣＬ１＋ΔＴＣＬＩＤＯＬ＞ＴＭＡＸである場合に、クラッチ２０の焼損が発生すると判定する。また、制御装置４０は、ＴＣＬ１＋ΔＴＣＬＩＤＯＬ＞ＴＭＡＸでない場合に、クラッチ２０の焼損が発生しないと判定する。
【００３０】
なお、エンジン１０のアイドル回転数ＮＥＧＩＤＯＬは、外気圧、補機の負荷の変化等によって変化する場合がある。そこで、これらの事情を考慮して、アイドル回転数の変化要因とΔＴＣＬＩＤＯＬとの関係をマップ化しておいてもよい。また、ステップＳ２の処理において、ΔＴＣＬＩＤＯＬを計算により求めるようにしてもよい。このようにすれば、アイドル回転数ＮＥＧＩＤＯＬの変化に適切に対応することができる。
【００３１】
ステップＳ２で、クラッチ２０の焼損が発生すると判定された場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ３へ進む。そして、ステップＳ３で、制御装置４０は、クラッチ２０が接続されているか否かを判定する。
【００３２】
クラッチ２０が接続されていない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、処理はステップＳ４へ進む。そして、ステップＳ４で、制御装置４０は、エンジン１０の始動を禁止する。一方、クラッチ２０が接続されている場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、処理はステップＳ５へ進む。そして、ステップＳ５で、制御装置４０は、クラッチ２０の切断を禁止する。
【００３３】
ステップＳ２に戻って、クラッチ２０の焼損が発生しないと判定された場合（ステップＳ２：ＮＯ）、処理はステップＳ６へ進む。そして、ステップＳ６で、モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧが限界回転数ＮＭＡＸとなるように、モータジェネレータ３０を回転数制御した後、ステップＳ７で、エンジン１０を始動する。
【００３４】
次に、図３および図４を参照して、エンジン１０の回転数ＮＥＧ、モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧ、およびクラッチ２０の温度ＴＣＬの推移の一例について説明する。なお、図３および図４に示す例では、エンジン１０のアイドル回転数ＮＥＧＩＤＯＬは、一定であるとして説明を行う。
【００３５】
まず、図３を参照して、モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧを低下させてエンジン１０の再始動を行う態様について説明する。時刻ｔ１で、エンジン１０の始動が行われると、エンジン１０の回転数ＮＥＧがモータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧ１へ向けて一定の割合で増加していく。時刻ｔ１から時刻ｔ２まで、クラッチ２０はスリップ状態であるため、クラッチ２０の温度ＴＣＬが上昇する。
【００３６】
時刻ｔ２で、エンジン１０の回転数ＮＥＧがモータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧ１と一致すると、クラッチ２０はスリップ状態でなくなる。そのため、クラッチ２０の温度ＴＣＬは、緩やかに低下する。
【００３７】
時刻ｔ３で、回生制動の要求により、クラッチ２０が切断され、エンジン１０が停止させられる。なお、クラッチ２０の温度ＴＣＬは、時刻ｔ３以降も、破線で示すように、時刻ｔ３までと同様に緩やかに低下する。
【００３８】
時刻ｔ４で、エンジン１０の再始動が要求される。この時点で、モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧ１は、限界回転数ＮＭＡＸを超えており、このままエンジン１０の再始動を行うと、クラッチ２０の温度ＴＣＬは、破線で示すように限界温度ＴＭＡＸを超えてしまう。一方、この時点でのクラッチ２０の温度ＴＣＬ４は、アイドル温度上昇ΔＴＣＬＩＤＯＬを加算しても限界温度ＴＭＡＸを超えない。
【００３９】
そこで、制御装置４０は、モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧを、ＮＭＧ１からＮＭＧ２（この時点での限界回転数ＮＭＡＸに相当する）へ低下させた後に、エンジン１０の再始動を行わせる。これによって、クラッチ２０の温度ＴＣＬが上昇するが、クラッチ２０の温度ＴＣＬは、限界温度ＴＭＡＸを超えず、時刻ｔ５で、エンジン１０の回転数ＮＥＧがモータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧ２と一致した後、緩やかに低下していく。
【００４０】
このように、エンジン１０の再始動が要求された時点（時刻ｔ４）において、クラッチ２０の温度ＴＣＬが、そのままエンジン１０の再始動を行うと限界温度ＴＭＡＸを超えてしまうような温度の場合、モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧを低下させてからエンジン１０の再始動を行う。そのため、クラッチ２０の温度ＴＣＬが高い場合でも、早期にエンジン１０の再始動を行うことができる。
【００４１】
次に、図４を参照して、エンジン１０の再始動を遅延させる態様について説明する。時刻ｔ１１から、時刻ｔ１４の直前までは、図３における時刻ｔ１から時刻ｔ４の直前までと同様である。
【００４２】
時刻ｔ１４で、エンジン１０の再始動が要求される。この時点で、クラッチ２０の温度ＴＣＬ１４に、アイドル温度上昇ΔＴＣＬＩＤＯＬを加算すると、限界温度ＴＭＡＸを超えてしまう。すなわち、エンジン１０の回転数ＮＥをアイドル回転数まで上昇させると、クラッチ２０が焼損してしまう。そこで、制御装置４０は、エンジン１０の再始動を禁止する。
【００４３】
そのため、クラッチ２０の温度ＴＣＬは、時刻ｔ１４以降も低下を続け、時刻ｔ１５で、ＴＣＬ１５まで低下する。ＴＣＬ１５は、アイドル温度上昇ΔＴＣＬＩＤＯＬを加算しても限界温度ＴＭＡＸを超えない温度である。そして、時刻ｔ１５において、モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧが、ＮＭＧ１からＮＥＧＩＤＯＬ（この時点での限界回転数ＮＭＡＸに相当する）まで低下され、その後、エンジン１０の再始動が行われる。
【００４４】
このように、エンジン１０の再始動が要求された時点（時刻ｔ１４）において、クラッチ２０の温度ＴＣＬが、モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧをＮＥＧＩＤＯＬまで低下させてからエンジン１０の再始動を行っても限界温度ＴＭＡＸを超えてしまうような温度の場合、エンジン１０の再始動を禁止する。さらに、その後、クラッチ２０の温度ＴＣＬが、モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧをＮＥＧＩＤＯＬまで低下させてからエンジン１０の再始動を行えば限界温度ＴＭＡＸを超えないような温度まで低下したら、エンジン１０を再始動させる。そのため、そのため、クラッチ２０の温度ＴＣＬが高い場合でも、早期にエンジン１０の再始動を行うことができる。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態に係るエンジンの始動制御装置によれば、モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧがエンジン１０のアイドル回転数ＮＥＧＩＤＯＬと等しい状態でエンジン１０を始動させると、クラッチ２０の温度ＴＣＬが限界温度ＴＭＡＸを超える場合には、エンジン１０の始動を禁止するようにした。
【００４６】
これにより、モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧをアイドル回転数ＮＥＧＩＤＯＬまで低下させることでクラッチ２０の温度ＴＣＬが限界温度ＴＭＡＸを超えないのであれば、モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧを低下させてエンジン１０の再始動を行うことができる。そのため、クラッチ２０の温度ＴＣＬが高い場合でも、早期にエンジン１０の再始動を行うことができ、頻繁にエンジン１０を再始動させることが可能となる。
【００４７】
ここで、モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧをアイドル回転数ＮＥＧＩＤＯＬまで低下させても、クラッチ２０の温度ＴＣＬが限界温度ＴＭＡＸを超えるような状況で、エンジン１０の始動を禁止しない場合を考える。
【００４８】
この場合、モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧを、アイドル回転数ＮＥＧＩＤＯＬよりも低い回転数まで低下させてから、クラッチ２０の接続が行われることになる。しかしながら、エンジン１０の回転数ＮＥＧを、アイドル回転数ＮＥＧＩＤＯＬまで上昇させることができない。
【００４９】
そのため、エンジン１０を始動させることができない。または、クラッチ２０を接続してからエンジン１０の回転数を上昇させるために、モータジェネレータ３０の負荷が大きくなり、消費電力が増大する。さらには、モータジェネレータ３０が負荷に打ち勝てずに停止するという事態が発生する可能性がある。
【００５０】
これに対して、本実施形態では、モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧがアイドル回転数ＮＥＧＩＤＯＬ以上の状況でエンジン１０を始動させることになるため、上述した不具合の発生を効果的に抑制することができる。
【００５１】
なお、上述の実施形態では、ハイブリッド車を例に説明を行ったが、これに限定されない。エンジンを始動するスタータモータを、エンジンに対して摩擦クラッチを介して接続するようにしてもよい。
【００５２】
また、上述の実施形態では、エンジンとモータとの間に介在するクラッチを、湿式多板の油圧作動クラッチとして説明したが、これに限定されない。クラッチは単板クラッチでもよいし、乾式クラッチでもよい。なお、乾式クラッチとした場合には、冷却方式は空冷方式とするのが好ましく、この場合、空気量を増やすことで、強制冷却を行うのがよい。
【００５３】
また、上述の実施形態では、エンジンの回転数が一定の割合で上昇するように、クラッチを制御するものを例に説明を行ったが、これに限定されない。具体的には、例えば、エンジンの回転数が予め定められた所定時間でモータジェネレータの回転数と同期するように、クラッチを制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明のエンジンの始動制御装置は、エンジンの始動および停止が頻繁に行われるハイブリッド車両、アイドリングストップ車両に用いるのに好適である。
【符号の説明】
【００５５】
１  ハイブリッド駆動装置
１０  エンジン
２０  クラッチ
２１  入力側クラッチ板
２２  出力側クラッチ板
３０  モータジェネレータ
４０  制御装置
４１  取得部
４２  判断部
４３  制御部
【図１】
2018165141.tif 000003
【図２】
2018165141.tif 000004
【図３】
2018165141.tif 000005
【図４】
2018165141.tif 000006