JP2004092463A

JP2004092463A - Control device of internal combustion engine, control device and control method of vehicle, program for making computer execute the control method, and storage medium recording the program

Info

Publication number: JP2004092463A
Application number: JP2002252952A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Hattori; 服部　宏之
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-03-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely stop the crankshaft of an engine in a desired position. <P>SOLUTION: A motor control unit 4000 comprises a rotation synchronization part 4024 for synchronizing the signal of the rotating position sensor 3110 of a motor generator 3100 with the signal of a crank angle sensor 3020; and a lock control part 4014 for estimating the crank angle by use of the signal of the rotating position sensor 3110 synchronized with the crank angle by the rotation synchronization part 4024, and controlling a crankshaft into a semi-stopping state by use of the motor generator 3100 when the crank angle is in a desired stop position. The rotation synchronization part 4024 includes a circuit for synchronizing the signal of the rotating position sensor 3110 with the signal of the crank angle sensor 3020 so that the crank angle in low rotation can be precisely estimated by the rotating position sensor 3110 higher in precision than the crank angle sensor 3020. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行用の駆動源として、エンジンと、バッテリを動力源とする電気モータとを備える車両の制御装置に関し、特に、車両のエンジンの運転をできるだけ停止して、地球温暖化の防止や省資源化を図ることができる車両の制御装置および制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地球温暖化の防止や省資源化の観点から、赤信号の交差点や渋滞等で車両が停車するとエンジンを自動的に停止させて、再び走行を始めようと運転者が操作すると（たとえばアクセルペダルを踏んだり、あるいはブレーキペダルの踏み込みを止めたり、シフトレバーを走行段に切り替えるなど）、エンジンが再始動するエコノミーランニングシステム（アイドリングストップシステム、エンジンオートマチックストップアンドスタートシステムとも呼ばれる。）が、バスなどの大型車や乗用車を中心に開発されており、一部実用化されている。このシステムにおいては、車両の停車中における補機類（エアコンディショナ、ヘッドランプ、オーディオなど）への電力供給のために、鉛蓄電池、リチウム電池などの２次電池を搭載する。車両の停車中は、この２次電池からこれらの補機類に電力が供給される。また、この２次電池の電力を用いて、モータを用いてクランキングを行ない、エンジンを再始動させる。車両のドライバビリティ向上および環境保護のため、このアイドルストップ後のエンジン再始動時にできるだけ早くエンジンを始動させる必要がある。
【０００３】
また、このほかにも、車両の駆動源としてエンジンと電気モータとを搭載して、車両の走行状態がエンジンの効率が良い領域であると、電気モータではなくエンジンを作動させて、車両の走行状態がエンジンの効率が悪い領域であると、エンジンではなく電気モータを作動させて、車両を走行させるハイブリッドシステムとよばれる車両がある。このような車両においても、従来の車両とは異なり、運転者がイグニッションキーをエンジンオフの位置にしない場合でも、エンジンが自動的に停止して、車両の走行状態が変わると、エンジンが自動的に再始動する。
【０００４】
すなわち、このような車両においては、エンジンの停止後、再始動させる際には、クランク軸をモータジェネレータで回転駆動するとともに、燃料噴射弁から燃料噴射や点火プラグからの点火が行なわれることにより、完爆状態に移行する。このためには、クランク軸およびカム軸の回転位相に基づいて、気筒判別を行ない、燃料噴射する気筒や点火する気筒を判別する必要がある。エンジン停止処理後に、エンジン回転数が所定の回転数以下に低下した後、所定のクランク軸角度に到達した時点でモータジェネレータをブレーキ作動させて特定のクランク軸角度に停止させるとともに、このときに所定角度に停止しなかった場合にはモータを瞬間的に駆動させて所定の位置まで回転させる。
【０００５】
このようにすることで、次回のエンジン始動時に、できるだけ早期に気筒判別を行なうことができるようになるので、エンジン始動時間の短縮や始動中の未燃ガスの排出を低下させ、エンジンの始動性を向上することができる。このような場合において、モータによって強制的にクランク軸を正転させると、エンジンの圧縮行程中の気筒内の圧力が高くなってしまい、その停止位置に停止させた後、モータの駆動を停止した途端に、気筒内圧力がピストンを介してクランク軸を作用して、クランク軸が停止位置から動いてしまうことが起こり得る。
【０００６】
特開２００１−３０４０８０公報は、このような問題点を解決する制御装置を開示する。この公報に開示された車両は、第１の方向にクランク軸を回転する内燃機関と、この内燃機関のクランク軸に接続されるとともに、内燃機関を駆動または制動するモータジェネレータと、モータジェネレータを制御する制御装置とを含む。制御装置は、内燃機関の停止を指令する停止指令回路と、この停止指令回路によって内燃機関の停止が指令され、内燃機関を停止させた後にモータジェネレータを駆動させて、内燃機関を第１の方向とは異なる第２の方向に回転させて、所望の位置に内燃機関を停止させるとともに、所定時間経過後、モータジェネレータへ徐々に減少する駆動指令を出力する停止制御回路とを含む。
【０００７】
この公報に開示された制御装置によると、内燃機関が停止した後に、所望の位置まで内燃機関を逆転させるようにモータジェネレータを回転させるようにしたので、内燃機関の圧力が停止時よりも高くなることがなく、所望の位置に内燃機関を確実に停止させることができる。さらに、内燃機関が所定位置に停止した後、内燃機関の気筒からの気体の漏れによって生じる不釣合いを、モータジェネレータの駆動によって釣り合うようにしたので、そのような場合であっても、所望の位置に内燃機関を確実に停止させることができ、内燃機関の始動性をさらに向上させることができる。
【０００８】
この特開２００１−３０４０８０公報に開示された制御装置では、所望の位置に内燃機関を停止させるためには、内燃機関のクランク軸の位置を正確に検知する必要がある。特開２００１−２５４６４６公報は、内燃機関のクランク軸が停止した角度を正確に求めることができる制御装置を開示する。この公報に開示された制御装置は、エンジン回転数が予め定められたしきい値未満である場合には、エンジン回転数センサにより出力されたエンジン回転信号パルスとモータ回転数センサにより出力されたモータ回転信号パルスとの出力時間差を信号時間差Δｔとして算出する算出回路と、エンジンが停止すると、モータ回転信号パルス数の積算値および信号時間差Δｔに基づいてクランク軸が停止した回転角度を算出する算出回路と、エンジンの再始動時には、算出された回転角度に基づいて、エンジンを再始動する始動回路とを含む。
【０００９】
この公報に開示された制御装置によると、エンジン回転信号とモータ回転信号との両信号の信号出力時間差に基づいて、これらの信号を関連付けて、エンジンの運転が停止した際のクランク軸の停止回転角度を求めることができる。すなわち、ホール素子式センサが用いられることが多いモータ回転数センサの分解能は、広くエンジン回転数センサとして用いられている電磁式ピックアップセンサ（ＭＰＵ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｐｉｃｋｕｐ　Ｕｎｉｔ）の分解能よりも高く、実質的に対応するクランク軸の回転数が０になるまで、モータ回転信号を出力することができる。したがって、エンジンの運転中にエンジン回転信号とモータ回転信号を予め関連付けておくことにより、エンジンの運転停止時における補機駆動用モータの回転角度からクランク軸の停止回転角度を求めることができる。その結果、エンジンの運転停止時におけるクランク軸の回転角度をエンジンの始動前に知ることができるので、気筒判別のための時間は不要となり、エンジン始動時に直ちに最初に圧縮行程を迎えるシリンダを判別して、エンジンを始動させることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した公報に開示された制御装置では以下のような問題点がある。
【００１１】
特開２００１−３０４０８０公報に開示された制御装置では、エンジンに設けられた角度センサに、ホール素子等を用いてクランク軸の一定回転角度毎に１つのパルス信号を発生させて、このパルス数を一定時間計数することにより、正確にクランク軸の角度を検出する。しかしながら、現実には、エンジンに設けられるクランク軸の回転信号の出力には、電磁式ピックアップセンサが用いられる。電磁式ピックアップセンサは、クランク軸に備えられている被検出片が検出部を通過する際の磁束密度変化の早さに比例して出力信号が大きくなる性質を有している。そのため、クランクシャフト回転数が低下するに連れて信号出力とノイズの識別が困難となり、極低回転域（例えば、２０ｒ．ｐ．ｍ．以下）ではクランク軸の回転信号を出力できず、結果としてクランク軸の回転角度を検出することができない。このような電磁式ピックアップセンサの性質は、極低回転域における運転に不向きな内燃機関の特性と一致しており、内燃機関の運転制御上、特に問題となることがないので、広く用いられている。このため、一般的にエンジンに設けられるクランク角度を検出する電磁式ピックアップセンサを用いると、この公報に開示されたようにエンジンのクランク軸を所望の位置に停止させることができない。
【００１２】
特開２００１−２５４６４６公報に開示された制御装置では、ホール素子式センサが一般的に用いられるモータ回転センサからのモータ回転信号と、電磁式ピックアップセンサが一般的に用いられるエンジン回転数センサからのエンジン回転信号とを予め関連付けておくことにより、エンジンの停止後に、クランク軸が停止した正確な角度を求めることができる。しかしながら、この公報に開示された制御装置は、エンジン停止後のクランク軸の角度を正確に求めるものに過ぎず、予め定められたエンジンの停止位置になるように、エンジンの回転をモータジェネレータを用いて制御するものではない。
【００１３】
さらに、特開２００１−２５４６４６公報に開示されたモータの回転信号とエンジンの回転信号とを関連付けて精度良くクランク軸の回転角度を求めることを、特開２００１−３０４０８０公報に適用して、精度良くクランクが所望の角度になるように、モータを用いてエンジンを停止させようとしても、特開２００１−２５４６４６公報に開示されたクランク角度の検出は、エンジンの回転が停止した後の処理であるので、エンジンを停止させるための特開２００１−３０４０８０公報への適用は困難である。
【００１４】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、内燃機関と、その内燃機関を駆動させる多相モータとを搭載した車両およびその内燃機関の制御装置であって、内燃機関を正確に停止させて、内燃機関の停止後であって内燃機関の再始動時にできるだけ早く内燃機関を始動させることができる、制御装置、制御方法、その制御方法をコンピュータに実現させるためのプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る制御装置は、内燃機関を所定の位置に停止させるための制御装置である。この内燃機関には、内燃機関の回転を制御するモータが接続される。この制御装置は、内燃機関の回転を検知するための第１の検知手段と、モータの回転を検知するための第２の検知手段と、内燃機関を停止させる際に、第１の検知手段が検知した内燃機関の回転信号と第２の検知手段が検知したモータの回転信号とを同期させるための同期手段と、同期手段により内燃機関の回転信号に同期されたモータの回転信号に基づいて、内燃機関が所定の位置で停止するように、モータを駆動するように制御するための停止制御手段とを含む。
【００１６】
第１の発明によると、たとえば、ハイブリッドシステムに搭載された内燃機関を自動停止させる条件を満足すると、内燃機関の停止が指令される。この停止指令により、内燃機関への燃料の供給が停止されて、内燃機関が停止する。この際、たとえば、内燃機関の回転数が予め定められた回転数を下回ると、同期手段が、第１の検知手段が検知した内燃機関の回転信号と第２の検知手段が検知したモータの回転信号とを同期させる。車両においては、通常、第１の検知手段として、たとえば電磁式ピックアップセンサを用いたクランク角度センサが、第２の検知手段として、たとえばホール素子、エンコーダ、レゾルバなどを用いた精度の高い回転センサが用いられる。この同期手段による同期により、より精度の良い第２の検知手段が検知したモータの回転信号に基づいてクランク軸の位置を推定して、精度高く推定されたクランク軸の位置に基づいて、停止制御手段がモータを制御してクランク軸を所定の位置に停止させることができる。これにより、既存のクランク軸回転センサを、検知原理の異なる高精度のセンサに交換することなくそのまま用いて、所定の位置（コンプレッション乗り越えトルクが最小になるような位置）に、内燃機関のクランク軸を正確に停止させることができる。コンプレッション乗り越えトルクが最小であるので、最小の駆動トルクでモータが内燃機関を再始動することができる。その結果、内燃機関の停止後であって内燃機関の再始動時にできるだけ早く内燃機関を始動させることができる内燃機関の制御装置を提供することができる。
【００１７】
第２の発明に係る制御装置は、車両に搭載された内燃機関を所定の位置に停止させるための制御装置である。この車両には、走行用の駆動源である内燃機関と、内燃機関の回転を制御するモータとが搭載される。この制御装置は、内燃機関の回転を検知するための第１の検知手段と、モータの回転を検知するための第２の検知手段と、内燃機関を停止させる際に、第１の検知手段が検知した内燃機関の回転信号と第２の検知手段が検知したモータの回転信号とを同期させるための同期手段と、同期手段により内燃機関の回転信号に同期されたモータの回転信号に基づいて、内燃機関が所定の位置で停止するように、モータを駆動するように制御するための停止制御手段とを含む。
【００１８】
第２の発明によると、たとえば、ハイブリッドシステムを搭載した車両の走行状態が内燃機関を自動停止させる条件を満足すると、内燃機関の停止が指令される。この停止指令により、内燃機関への燃料の供給が停止されて、内燃機関が停止する。この際、たとえば、内燃機関の回転数が予め定められた回転数を下回ると、同期手段が、第１の検知手段が検知した内燃機関の回転信号と第２の検知手段が検知したモータの回転信号とを同期させる。車両においては、通常、第１の検知手段として、たとえば電磁式ピックアップセンサを用いたクランク角度センサが、第２の検知手段として、たとえばホール素子、エンコーダ、レゾルバなどを用いた精度の高い回転センサが用いられる。この同期手段による同期により、より精度の良い第２の検知手段が検知したモータの回転信号に基づいてクランク軸の位置を推定して、精度高く推定されたクランク軸の位置に基づいて、停止制御手段がモータを制御してクランク軸を所定の位置に停止させることができる。これにより、既存のクランク軸回転センサを、検知原理の異なる高精度のセンサに交換することなくそのまま用いて、所定の位置（コンプレッション乗り越えトルクが最小になるような位置）に、内燃機関のクランク軸を正確に停止させることができる。コンプレッション乗り越えトルクが最小であるので、最小の駆動トルクでモータが内燃機関を再始動することができる。その結果、内燃機関の停止後であって内燃機関の再始動時にできるだけ早く内燃機関を始動させることができる車両の制御装置を提供することができる。
【００１９】
第３の発明に係る制御装置は、第１または２の発明の構成に加えて、同期手段は、内燃機関の回転数が予め定められた回転数を下回ると、内燃機関の回転信号とモータの回転信号とを同期させるための手段を含む。
【００２０】
第３の発明によると、内燃機関の回転数が低くなり、第１の検知手段による内燃機関の回転の検知が困難になる前に、同期手段により、第１の検知手段により検知された内燃機関の回転信号と、第２の検知手段により検知されたモータの回転信号とを同期させておくことができる。
【００２１】
第４の発明に係る制御装置は、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、停止制御手段は、モータの回転数が予め定められた回転数を下回ると、内燃機関が所定の位置で停止するように、モータを駆動するように制御するための手段を含む。
【００２２】
第４の発明によると、内燃機関への燃料の供給が停止されて、内燃機関の回転数が低下して、ほとんど停止状態になると、停止制御手段が、モータの回転信号から正確に推定されたクランク軸の回転信号に基づいて、内燃機関が所定の位置に停止するようにモータを制御する。このため、これにより、既存のクランク軸回転センサを精度を向上させることなくそのまま用いて、所定の位置に、内燃機関のクランク軸を正確に停止させることができる。
【００２３】
第５の発明に係る制御装置は、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、モータの回転軸と内燃機関の回転軸とが、ベルトを介して接続されることにより、モータが内燃機関を駆動させる車両に適用されるものである。
【００２４】
第５の発明によると、ベルトを介してモータと内燃機関とが接続されている場合であっても（すなわち、滑りなどの要因で、内燃機関のクランク軸の回転とモータの回転とが一義的に決まらない場合であっても）、正確に内燃機関のクランク軸を所定の位置に停止させることができる制御装置を提供できる。
【００２５】
第６の発明に係る制御装置は、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、内燃機関を停止させる所定の位置を、所定の位置に近い、モータの磁極を基準とした位置に設定するための設定手段をさらに含む。
【００２６】
第６の発明によると、コンプレッション乗り越えトルクが最小である所定の位置に近い位置であって、モータの磁極を基準として決定される位置に、実際に内燃機関のクランク軸を停止させる。モータの磁極を基準とした位置にクランク軸を停止させるので、内燃機関の再始動時にも磁極を基準した位置にクランク軸は停止しているので、モータの回転信号に基づくクランク軸の停止位置を検知する必要がなくなる。
【００２７】
第７の発明に係る制御装置においては、第１〜６のいずれかの発明の構成に加えて、モータは、内燃機関が運転中には、予め定められた条件に基づいて発電機として機能するモータジェネレータであるものである。
【００２８】
第７の発明によると、モータは、エンジンの停止中には補機を駆動させ、エンジンの運転中であって回生制動時には発電して電力を回収し、エンジンの再始動時には内燃機関をクランキングする。この制御装置によると、このようなモータを用いて、内燃機関の停止後であって内燃機関の再始動時にできるだけ早くエンジンを始動させることができる。
【００２９】
第８の発明に係る制御方法は、内燃機関を所定の位置に停止させるための制御方法である。この内燃機関には、内燃機関の回転を制御するモータが接続される。この制御方法は、内燃機関の回転を検知する第１の検知ステップと、モータの回転を検知する第２の検知ステップと、内燃機関を停止させる際に、第１の検知ステップにて検知した内燃機関の回転信号と第２の検知ステップにて検知したモータの回転信号とを同期させる同期ステップと、同期ステップにて内燃機関の回転信号に同期されたモータの回転信号に基づいて、内燃機関が所定の位置で停止するように、モータを駆動するように制御する停止制御ステップとを含む。
【００３０】
第８の発明によると、たとえば、ハイブリッドシステムに搭載された内燃機関を自動停止させる条件を満足すると、内燃機関の停止が指令される。この停止指令により、内燃機関への燃料の供給が停止されて、内燃機関が停止する。この際、たとえば、内燃機関の回転数が予め定められた回転数を下回ると、同期ステップにて、第１の検知ステップにて検知された内燃機関の回転信号と第２の検知ステップにて検知されたモータの回転信号とを同期させる。車両においては、通常、第１の検知ステップにおいては、たとえば電磁式ピックアップセンサを用いたクランク角度センサを用いて、第２の検知ステップにおいては、たとえばホール素子、エンコーダ、レゾルバなどを用いた精度の高い回転センサを用いて、回転は検知される。この同期ステップによる同期により、より精度の良い第２の検知ステップにて検知したモータの回転信号に基づいてクランク軸の位置を推定して、精度高く推定されたクランク軸の位置に基づいて、停止制御ステップにてモータを制御してクランク軸を所定の位置に停止させることができる。これにより、既存のクランク軸回転センサを、検知原理の異なる高精度のセンサに交換することなくそのまま用いて、所定の位置（コンプレッション乗り越えトルクが最小になるような位置）に、内燃機関のクランク軸を正確に停止させることができる。コンプレッション乗り越えトルクが最小であるので、最小の駆動トルクでモータが内燃機関を再始動することができる。その結果、内燃機関の停止後であって内燃機関の再始動時にできるだけ早く内燃機関を始動させることができる内燃機関の制御方法を提供することができる。
【００３１】
第９の発明に係る制御方法は、車両に搭載された内燃機関を所定の位置に停止させるための制御方法であある。この車両には、走行用の駆動源である内燃機関と、内燃機関の回転を制御するモータとが搭載される。この制御方法は、内燃機関の回転を検知する第１の検知ステップと、モータの回転を検知する第２の検知ステップと、内燃機関を停止させる際に、第１の検知ステップにて検知した内燃機関の回転信号と第２の検知ステップにて検知したモータの回転信号とを同期させる同期ステップと、同期ステップにて内燃機関の回転信号に同期されたモータの回転信号に基づいて、内燃機関が所定の位置で停止するように、モータを駆動するように制御する停止制御ステップとを含む。
【００３２】
第９の発明によると、たとえば、ハイブリッドシステムを搭載した車両の走行状態が内燃機関を自動停止させる条件を満足すると、内燃機関の停止が指令される。この停止指令により、内燃機関への燃料の供給が停止されて、内燃機関が停止する。この際、たとえば、内燃機関の回転数が予め定められた回転数を下回ると、同期ステップにて、第１の検知ステップにて検知された内燃機関の回転信号と第２の検知ステップにて検知されたモータの回転信号とを同期させる。車両においては、通常、第１の検知ステップにおいては、たとえば電磁式ピックアップセンサを用いたクランク角度センサを用いて、第２の検知ステップにおいては、たとえばホール素子、エンコーダ、レゾルバなどを用いた精度の高い回転センサを用いて、回転は検知される。この同期ステップによる同期により、より精度の良い第２の検知ステップにて検知したモータの回転信号に基づいてクランク軸の位置を推定して、精度高く推定されたクランク軸の位置に基づいて、停止制御ステップにてモータを制御してクランク軸を所定の位置に停止させることができる。これにより、既存のクランク軸回転センサを、検知原理の異なる高精度のセンサに交換することなくそのまま用いて、所定の位置（コンプレッション乗り越えトルクが最小になるような位置）に、内燃機関のクランク軸を正確に停止させることができる。コンプレッション乗り越えトルクが最小であるので、最小の駆動トルクでモータが内燃機関を再始動することができる。その結果、内燃機関の停止後であって内燃機関の再始動時にできるだけ早く内燃機関を始動させることができる車両の制御方法を提供することができる。
【００３３】
第１０の発明に係る制御方法は、第８または９の発明の構成に加えて、同期ステップは、内燃機関の回転数が予め定められた回転数を下回ると、内燃機関の回転信号とモータの回転信号とを同期させるステップを含む。
【００３４】
第１０の発明によると、内燃機関の回転数が低くなり、第１の検知ステップにおける内燃機関の回転の検知が困難になる前に、同期ステップにて、第１の検知ステップにおいて検知された内燃機関の回転信号と、第２の検知ステップにおいて検知されたモータの回転信号とを同期させておくことができる。
【００３５】
第１１の発明に係る制御方法は、第８〜１０のいずれかの発明の構成に加えて、停止制御ステップは、モータの回転数が予め定められた回転数を下回ると、内燃機関が所定の位置で停止するように、モータを駆動するように制御するステップを含む。
【００３６】
第１１の発明によると、内燃機関への燃料の供給が停止されて、内燃機関の回転数が低下して、ほとんど停止状態になると、停止制御ステップにて、モータの回転信号から正確に推定されたクランク軸の回転信号に基づいて、内燃機関が所定の位置に停止するようにモータを制御する。このため、これにより、既存のクランク軸回転センサを精度を向上させることなくそのまま用いて、所定の位置に、内燃機関のクランク軸を正確に停止させることができる。
【００３７】
第１２の発明に係る制御方法は、第８〜１１のいずれかの発明の構成に加えて、モータの回転軸と内燃機関の回転軸とが、ベルトを介して接続されることにより、モータが内燃機関を駆動させる車両に適用されるものである。
【００３８】
第１２の発明によると、ベルトを介してモータと内燃機関とが接続されている場合であっても（すなわち、滑りなどの要因で、内燃機関のクランク軸の回転とモータの回転とが一義的に決まらない場合であっても）、正確に内燃機関のクランク軸を所定の位置に停止させることができる制御方法を提供できる。
【００３９】
第１３の発明に係る制御方法は、第８〜１２のいずれかの発明の構成に加えて、内燃機関を停止させる所定の位置を、所定の位置に近い、モータの磁極を基準とした位置に設定する設定ステップをさらに含む。
【００４０】
第１３の発明によると、コンプレッション乗り越えトルクが最小である所定の位置に近い位置であって、モータの磁極を基準として決定される位置に、実際に内燃機関のクランク軸を停止させる。モータの磁極を基準とした位置にクランク軸を停止させるので、内燃機関の再始動時にも磁極を基準した位置にクランク軸は停止しているので、モータの回転信号に基づくクランク軸の停止位置を検知する必要がなくなる。
【００４１】
第１４の発明に係る制御方法においては、第８〜１３のいずれかの発明の構成に加えて、モータは、内燃機関が運転中には、予め定められた条件に基づいて発電機として機能するモータジェネレータであるものである。
【００４２】
第１４の発明によると、モータは、エンジンの停止中には補機を駆動させ、エンジンの運転中であって回生制動時には発電して電力を回収し、エンジンの再始動時には内燃機関をクランキングする。この制御方法によると、このようなモータを用いて、内燃機関の停止後であって内燃機関の再始動時にできるだけ早くエンジンを始動させることができる。
【００４３】
第１５の発明に係るプログラムは、第８〜１４のいずれかの発明に係る制御方法をコンピュータに実現させるためのプログラムである。
【００４４】
第１５の発明によると、モータを用いて、内燃機関を所望の位置に正確に停止させることができる制御方法をコンピュータを用いて実現するプログラムを提供することができる。
【００４５】
第１６の発明に係る記録媒体は、第１５の発明に係るプログラムを記録したものである。
【００４６】
第１６の発明によると、モータを用いて、内燃機関を所望の位置に正確に停止させることができる制御方法をコンピュータを用いて実現するプログラムを記録した記録媒体を提供することができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００４８】
本実施の形態にかかる制御装置は、たとえばハイブリッドシステムといわれるパワートレインを搭載した車両を制御する。以下にこのようなハイブリッドシステムについて説明する。
【００４９】
図１および図２を参照して、本実施の形態にかかる制御装置が搭載される車両であって、エンジンと電気モータとの２つの動力源を有する車両について説明する。図１および図２に示す車両は、ハイブリッドシステムと呼ばれるパワートレインを有する。
【００５０】
ここで、簡単にハイブリッドシステムについて説明する。ハイブリッドシステムとは、ガソリンエンジンと電気モータのように、２種類の動力源を組合せて使用するパワートレインである。このシステムは、走行条件に応じて、ガソリンエンジンと電気モータとを使い分け、それぞれの持つ長所を活かしつつ、不得意な部分を補うことができる。そのため、滑らかでレスポンスの良い動力性能とともに、燃料消費や排出ガスを大幅に抑制できるという特徴を有する。このハイブリッドシステムには、大別してシリーズハイブリッドシステムおよびパラレルハイブリッドシステムの２種類がある。
【００５１】
シリーズ（直列）ハイブリッドシステムは、車輪の駆動を電気モータで行ない、エンジンは、電気モータへの動力供給源として作動する。小さな出力のエンジンを効率良い領域でほぼ一定回転で運転し、効率良く充電しながら走行できる。
【００５２】
パラレル（並列）ハイブリッドシステムは、エンジンと電気モータとで車輪を直接駆動する。このシステムでは、電気モータは、エンジンの動力のアシストを行なうとともに、発電機としてバッテリを充電しながら走行することも可能である。
【００５３】
なお、ハイブリッドシステムに用いられるエンジンは、ガソリンエンジンに限らず、軽油や天然ガスにて駆動され得るエンジンであってもよく、他に知られている公知の内燃機関を用いることができる。
【００５４】
図１に、パラレルハイブリッドシステムおよびシリーズハイブリッドシステムの両方の特徴を有するパラレルシリーズハイブリッドシステムを示す。図１に示すように、この車両のパワートレインは、トランスアクスル１００と、動力源としてのエンジン２００と、トランスアクスル１００およびエンジン２００を制御する制御装置３００とを含む。トランスアクスル１００の入力軸７００は、動力分割機構１０００を介してエンジン２００に接続され、トランスアクスル１００の出力軸７５０は、駆動輪８００に接続されている。この車両のパワートレインは、さらに、直流電力を供給するバッテリ１３００と、バッテリ１３００に接続されたインバータ１２００と、インバータ１２００に接続されたモータジェネレータ１１００および電気モータ１４００と、エンジン２００からの動力を、モータジェネレータ１１００への駆動力と、トランスアクスル１００を介して駆動輪８００への駆動力とに分割する動力分割機構１０００とを含む。
【００５５】
制御装置３００は、その内部にＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）およびメモリを有し、メモリはＣＰＵで実行されるプログラム、各種マップが記憶される。制御装置３００は、目標トルクを発生させるための指示トルクに基づいて、動力源であるエンジン２００および電気モータ１４００に接続されたインバータ１２００を制御する。このとき、制御装置３００は、トランスアクスル１００の入力軸７００にエンジン２００から所定の駆動力が入力されるように、動力分割機構１０００を制御する。
【００５６】
制御装置３００は、この車両の発進時や低速時であって、エンジン効率が悪いときには、エンジン２００を使用しないで電気モータ１４００を回転させて走行する。この車両の通常走行時には、エンジン２００と電気モータ１４００とを回転させて最も効率良く走行する。この車両の加速時には、バッテリ１３００からの電力を加えて、加速走行する。この車両の減速制動時には、自動的にモータジェネレータ１１００により回生発電を行ない、バッテリ１３００を充電する。
【００５７】
なお、この電気モータ１４００は、車両の駆動時にはモータとして使用され、車両の制動時にはジェネレータとして使用される。また、モータジェネレータ１１００は、エンジン２００により駆動される発電機であって、発電された電力は、インバータ１２００で変換されてバッテリ１３００に蓄えられたり、電気モータ１４００に供給される。
【００５８】
図２にパラレルハイブリッドシステムおよびシリーズハイブリッドシステムの両方の特徴を有する図１に示したシステムとは別の種類のパラレルシリーズハイブリッドシステムを示す。図２に示すように、このハイブリッドシステムは、フロントユニットにパラレルハイブリッドシステムの要素を含み、リアユニットにフロントのモータジェネレータで発電した電力を使用するシリーズハイブリッドシステムの要素を含む。この車両は、図１に示したシステムの構成の一部を変更したものである。この車両の駆動輪（前輪）８００の動力源は、エンジン２００およびモータジェネレータ２０００であって、駆動輪（後輪）２２００の動力源は、モータジェネレータ２０５０である。モータジェネレータ２０００からの駆動力は、駆動軸７５０を介して駆動輪（前輪）８００に伝達され、モータジェネレータ２０５０からの駆動力は、駆動軸２１００を介して駆動輪（後輪）２２００に伝達される。このモータジェネレータ２０００、２０５０は、駆動時にはモータとして使用され、制動時にはジェネレータとして使用される。
【００５９】
制御装置３００は、目標トルクを発生させる為の指示トルク値に基づいて、動力源であるエンジン２００およびモータジェネレータ２０００に接続されたインバータ１２００を制御する。このとき、制御装置３００は、トランスアクスル１００の入力軸に所定の駆動力が入力されるように、動力分割機構１０００を制御する。
【００６０】
制御装置３００は、大きな駆動力が必要な発進時には、フロントおよびリアのモータジェネレータを回転させて走行する。低速で走行したり、緩やかな下り坂を走行したりする時などであって、エンジン効率が悪いときには、エンジンを停止してフロントのモータジェネレータを回転させて走行する。中速での低負荷走行時などであって、エンジン効率の良い領域においては、エンジンを始動してエンジンにより前輪を駆動して走行する。加速時や急加速時には、エンジン出力を上げるとともにフロントおよびリアのモータジェネレータでエンジンをアシストして走行する。減速時には、車輪がフロントおよびリアのモータジェネレータを発電機として作動させて走行エネルギを回収するように走行する。
【００６１】
本実施の形態に係る制御装置が適用されるパワートレインについては、図１および図２に示したパワートレインは一例であって、上述した以外のパワートレインであってもよい。また、本実施の形態に係る制御装置は、図１または図２に示したパワートレインに変速装置を組み合わせたハイブリッドシステムに適用してもよい。このとき変速装置は、無段変速機であっても有段変速機であってもよい。さらに、他に公知のハイブリッドシステムに本発明を適用してもよい。
【００６２】
すなわち、本実施の形態に係る制御装置は、エンジンと、エンジンを駆動するモータとを有するハイブリッドシステムに適用が可能である。ハイブリッドシステムにおいては、車両の運転状態に応じて、エンジンの効率が悪い領域においてはエンジンを自動的に停止させて、車両の運転状態が変わり、エンジンの効率が良い領域においてはエンジンを自動的に再始動させる。この再始動時に、エンジンに対してクランキングを行なう多相モータ（モータジェネレータであってもよい）を搭載した車両に対して、本実施の形態に係る制御装置は適用できる。この多相モータは、エンジンの代わりに車両の走行源となる大出力のモータであっても、クランキングを行なうだけの小出力のモータであってもよい。
【００６３】
このような車両には、交差点での赤信号で交差点等で車両が停車するとエンジンを自動的に停止させて、再び走行を始めようと運転者が操作すると、エンジンが再始動するエコノミーランニングシステムを実現するハイブリッドシステムを含む。このようなハイブリッドシステムに共通するのは、エンジンとエンジン以外の動力源（電気モータ、モータジェネレータ）とを搭載して、必要に応じて（たとえば、車両が一時的に停止した場合のみならず、車両が渋滞で走行と停止とを繰返す場合などの車両の運転状態に応じて）、エンジンを停止させる機能を有することである。この機能を実現するためには、エンジンの再始動を速やかに実行する必要がある。本実施の形態に係る制御装置は、このようなエンジンの再始動を速やかに行なうという機能を必要とする、すべての車両のパワートレインに適用できる。
【００６４】
図３を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるモータコントロールユニット４０００を含む車両の制御システムについて説明する。
【００６５】
図３に示すように、この車両には、エンジン３０００と、エンジン３０００のクランク軸に接続されたモータジェネレータ３１００と、モータジェネレータ３１００を駆動するためのインバータ３２００と、インバータ３２００に電力を供給する電池３３００とを含む。エンジン３０００のクランク軸と、モータジェネレータ３１００の回転軸とは、予め定められた比率γを有するプーリを介してベルトにより接続されている。
【００６６】
エンジン３０００には、エンジンのクランク軸の回転数を検知するための回転数センサ３０１０と、エンジンのクランク角を検知するクランク角センサ３０２０とを含む。クランク角センサ３０２０の検知周期は、クランク軸が１回転で１周期であるので、クランク軸の回転が遅くなると検知精度が著しく落ちることになる。モータジェネレータ３１００には、回転位置センサ３１１０が接続されている。この回転位置センサ３１１０は、たとえばホール素子を用いた回転センサである。ただし、回転位置センサ３１１０は、このホール素子を用いた回転センサに限定されずエンコーダを用いた回転センサであってもよいし、レゾルバを用いた回転センサであってもよい。
【００６７】
モータジェネレータ３１００は、たとえば対極数ｐが８極である三相交流回転電機である。モータジェネレータ３１００は、エンジン３０００の再始動時にクランク軸を回転させるときにはモータとして、エンジン３０００が回転中であって回生制動が行なわれるときにはジェネレータとして機能する。
【００６８】
エンジン３０００の回転数センサ３０１０およびクランク角センサ３０２０は、エンジンコントロールユニット４２００に接続される。エンジンコントロールユニット４２００は、エンジン３０００の制御を実行する。エンジンコントロールユニット４２００は、モータコントロールユニット４０００および車両コントロールユニット４１００に接続される。車両コントロールユニット４１００は、車両の運転状況に応じた制御信号を、モータコントロールユニット４０００およびエンジンコントロールユニット４２００に送信する。
【００６９】
モータジェネレータ３１００の回転位置センサ３１１０は、モータコントロールユニット４０００に接続される。モータコントロールユニット４１００は、車両コントロールユニット４１００およびエンジンコントロールユニット４２００に接続され、車両の運転状態およびエンジンの運転状態に応じてインバータ３２００を制御する。
【００７０】
モータコントロールユニット４０００は、インバータ３２００からモータジェネレータ３１００へ供給される電流を制御する電流制御部４０１０と、エンジン３０００のクランク軸の停止位置を制御する停止位置制御部４０２０とを含む。電流制御部４０１０は、モータジェネレータ３１００によりエンジン３０００のクランクを回転させるための回転制御部４０１２と、クランクが目標停止位置に到達した後、モータジェネレータ３１００を用いてエンジン３０００を半停止状態に制御するロック制御部４０１４とを含む。停止位置制御部４０２０は、エンジン３０００のクランクの所望の位置を算出する停止位置算出部４０２２と、エンジン３０００のクランク角センサ３０２０とモータジェネレータ３１００の回転位置センサ３１１０との同期をとる回転同期部４０２４とを含む。
【００７１】
モータコントロールユニット４０００においては、ＣＰＵによりメモリに記憶されたプログラムが実行されることにより、電流制御部４０１０および停止位置制御部４０２０が実現される。モータコントロールユニット４０００に含まれるＣＰＵおよびメモリは一般的なものであって、本発明の最も本質的な部分は、このＣＰＵで実行される、メモリに記憶されたプログラムである。
【００７２】
図４を参照して、モータコントロールユニット４０００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００７３】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、モータコントロールユニット４０００は、エンジン回転数が予めメモリに記憶されたしきい値Ｎ（１）よりも小さいか否かを判断する。このとき、モータコントロールユニット４０００は、エンジンコントロールユニット４２００を介してエンジン３０００の回転数センサ３０１０から入力された信号に基づいて、エンジン回転数がしきい値Ｎ（１）より小さいか否かを判断する。エンジン回転数がしきい値Ｎ（１）よりも小さい場合には（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２へ移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００７４】
Ｓ１０２にて、モータコントロールユニット４０００は、回転同期取りを開始する。この回転同期取りは、クランク角センサ３０２０からのクランク角度信号と、回転位置センサ３１１０からのモータジェネレータ角度信号との同期を取る。このとき、モータコントロールユニット４０００の停止位置制御部４０２０に含まれる回転同期部４０２４により、クランク角センサ３０２０から入力されるクランク角度信号と回転位置センサ３１１０から入力されるモータジェネレータ角度信号との間で同期が取られる。このクランク角度信号とモータジェネレータ角度信号との同期取りの詳細については後述する。
【００７５】
Ｓ１０４にて、モータコントロールユニット４０００は、モータジェネレータ回転数が予めメモリに記憶されたしきい値Ｎ（２）よりも小さいか否かを判断する。このとき、モータジェネレータ３１００の回転位置センサ３１１０から入力された信号に基づいて、モータジェネレータ回転数がしきい値Ｎ（２）よりも小さいか否かが判断される。モータジェネレータ回転数がしきい値Ｎ（２）よりも小さい場合には（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０４にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００７６】
Ｓ１０６にて、モータコントロールユニット４０００は停止電流制御を実行する。このとき、モータコントロールユニット４０００の電流制御部４０１０に含まれる回転制御部４０１２により、モータジェネレータ３１００の回転が制御される。
【００７７】
Ｓ１０８にて、モータコントロールユニット４０００は、モータジェネレータ３１００の回転位置センサ３１１０から入力された信号に基づいて算出されたクランク角度θ′（ｃｌ）が予め定められた目標停止クランク角度θであるか否かを判断する。この目標停止クランク角度θは、クランク角度がコンプレッション乗り越えトルクが最小になる角度である。推定されたクランク角度θ′（ｃｌ）が目標停止クランク角度θであると（Ｓ１０８にＹＥＳ）、処理はＳ１１０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０８にてＮＯ）、処理はＳ１０６へ戻され、電流制御部４０１０の回転制御部４０１２により、モータジェネレータ３１００の回転が制御される。
【００７８】
Ｓ１１０にて、モータコントロールユニット４０００は、モータジェネレータ３１００の三相の各相に流れる制御電流指令値を予め定められた時間だけ固定する。このＳ１１０における処理は、モータコントロールユニット４０００の電流制御部４０１０に含まれるロック制御部４０１４により実行される。このＳ１１０におけるモータジェネレータロック制御の詳細については後述する。
【００７９】
図５を参照して、モータコントロールユニット４０００の停止位置制御部４０２０の回転同期部４０２４にて実行される回転同期取り処理のプログラムの制御構造について説明する。この回転同期取り処理は、この回転同期取り処理以降のクランク停止位置制御を、モータジェネレータ３１００の回転位置センサ３１１０の信号で実行することができるように、クランク角度信号をモータジェネレータ３１００の回転位置センサ３１１０からの信号で推定する処理である。
【００８０】
Ｓ２００にて、回転同期部４０２４は、推定された同期クランク角度信号θ′（ｃｌ＿０）に、同期クランク角度θ（ｃｌ＿０）を代入する。
【００８１】
Ｓ２０２にて、回転同期部４０２４は、推定クランク角度θ′（ｃｌ）＝推定された同期クランク角度θ′（ｃｌ＿０）＋θ（ｍｇ）／（ｐ×γ）の演算を行なう。このとき、θ（ｍｇ）はモータジェネレータ角度であり、ｐはモータジェネレータ極対数であり、γはプーリ比である。
【００８２】
Ｓ２０４にて、回転同期部４０２４は、モータジェネレータ角度θ（ｍｇ）が３６０°（電気角）であるか否かを判断する。モータジェネレータ角度θ（ｍｇ）が３６０°であると（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、処理はＳ２０６へ移される。もしそうでないと（Ｓ２０４にてＮＯ）、処理はＳ２０２へ戻される。
【００８３】
Ｓ２０６にて、回転同期部４０２４は、推定クランク角度θ′（ｃｌ）が３６０°であるか否かを判断する。推定クランク角度θ′（ｃｌ）が３６０°であると（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、処理はＳ２０８へ移される。もしそうでないと（Ｓ２０６にてＮＯ）、処理はＳ２１２へ移される。
【００８４】
Ｓ２０８にて、回転同期部４０２４は、推定同期クランク角度θ′（ｃｌ＿０）に０を代入する。
【００８５】
Ｓ２１０にて、回転同期部４０２４は、回転が停止したか否かを判断する。回転が停止すると（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、この回転同期処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ２１０にてＮＯ）、処理はＳ２０２へ戻される。
【００８６】
Ｓ２１２にて、回転同期部４０２４は、推定クランク同期角度θ′（ｃｌ＿０）に推定クランク角度θ′（ｃｌ）を代入する。
【００８７】
図６を参照して、モータコントロールユニット４０００の電流制御部４０１０に含まれるロック制御部４０１４で実行されるモータジェネレータロック制御のプログラムの制御構造について説明する。
【００８８】
Ｓ３００にて、ロック制御部４０１４は、モータジェネレータ運転禁止フラグをセットする。このモータジェネレータ運転禁止フラグがセットされていると、車両コントロールユニット４１００からモータコントロールユニット４０００が、エンジン３０００の補機（エアコンディショナのコンプレッサモータ、オイルポンプなど）をモータジェネレータ３１００で駆動する要求を受信しても、モータジェネレータロック制御中であるためモータジェネレータ３１００による補機の駆動を実行させない。
【００８９】
一方、モータジェネレータ運転禁止フラグがリセットされているとモータジェネレータロック制御が終了しているため、補機からの要求に応じてモータジェネレータ３１００を駆動させてエアコンディショナのコンプレッサなどを駆動させる。このとき、エンジン３０００には電磁クラッチ付きダンパープーリが接続され、ダンパープーリを介して補機のプーリがベルトにて接続されているとともに、そのベルトにて補機のプーリがモータジェネレータ３１００のプーリに接続されている。エンジン３０００ではなくモータジェネレータ３１００により補機を駆動する場合には、電磁クラッチ付きダンパープーリの電磁クラッチを解放し、エンジン３０００ではなくモータジェネレータ３１００により補機を駆動する。
【００９０】
Ｓ３０２にて、ロック制御部４０１４は、変数ｎを初期化（ｎ＝０）する。Ｓ３０４にて、ロック制御部４０１４は、経過時間を示すΔＴを初期化（ΔＴ＝０）する。
【００９１】
Ｓ３０６にて、ロック制御部４０１４は、第１のモードのロック電流指令をインバータ３２００に出力する。Ｓ３０８にて、ロック制御部４０１４は、経過時間を示すΔＴが予め定められた時間Ｔ（１）に到達したか否かを判断する。経過時間を示すΔＴが予め定められた時間Ｔ（１）に到達すると（Ｓ３０８にてＹＥＳ）、処理はＳ３１０へ移される。もしそうでないと（Ｓ３０８にてＮＯ）、処理はＳ３０６へ戻される。すなわち、モータジェネレータロック制御が開始されてから予め定められた時間Ｔ（１）を経過するまでは第１のモードによるロック電流指令がインバータ３２００に出力される。
【００９２】
Ｓ３１０にて、ロック制御部４０１４は、第２のモードのロック電流指令をインバータ３２００に出力する。Ｓ３１２にて、ロック制御部４０１４は、経過時間を示すΔＴが（Ｔ（１）×２）に到達したか否かを判断する。経過時間を示すΔＴが時間Ｔ（１）の２倍に到達すると（Ｓ３１２にＹＥＳ）、処理はＳ３１４へ移される。もしそうでないと（Ｓ３１２にてＮＯ）、処理はＳ３１０へ戻される。すなわち、モータジェネレータロック制御の開始から、予め定められた時間Ｔ（１）からＴ（１）の２倍が経過するまでは第２のモードのロック電流指令が実行される。
【００９３】
Ｓ３１４にて、ロック制御部４０１４は変数ｎに１を加算する。Ｓ３１６にて、ロック制御部４０１４は変数ｎが予め定められたしきい値ｎ（１）であるか否かを判断する。変数ｎが、予め定められたｎ（１）であると（Ｓ３１６にてＹＥＳ）、処理はＳ３１８へ移される。もしそうでないと（Ｓ３１６にてＮＯ）、処理はＳ３０４へ戻され、第１のモードのロック電流指令による制御と第２のモードのロック電流指令による制御とが繰返し実行される。
【００９４】
Ｓ３１８にて、ロック制御部４０１４は、ロック電流指令終了処理を実行する。Ｓ３２０にて、ロック制御部４０１４は、モータジェネレータ運転禁止フラグをリセットする。このＳ３２０の処理の後で、車両コントロールユニット４１００からモータコントロールユニット４０００に、補機のモータジェネレータ３１００により駆動が要求されると、モータジェネレータ３１００によるモータジェネレータロック制御が終了しているため、モータジェネレータ３１００は補機を駆動させる。
【００９５】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るモータコントロールユニット４０００の動作について説明する。
【００９６】
アイドリングストップシステムにおいてアイドリングストップ条件が成立するとエンジンコントロールユニット４２００がエンジン３０００を停止させる。エンジン３０００への燃料供給が停止して、エンジン回転数が予め定められたしきい値Ｎ（１）を下回ると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、図７に示すように回転同期取りが開始される（Ｓ１０２）。すなわち、エンジン３０００の回転数がＮ（１）よりも小さい領域においては、１周期ごとに検知するクランク角センサ３０２０による検知精度が低下する。
【００９７】
回転同期部４０２４により、モータジェネレータ角度より推定された同期クランク角度θ′（ｃｌ＿０）に同期クランク角度θ（ｃｌ＿０）が代入される（Ｓ２００）。このとき図８（Ｃ）に示す目標停止クランク角度θがθ（ｃｌ＿０）であって、図８（Ａ）に示す目標停止クランク角度θ（θ′（ｃｌ）基準）がθ′（ｃｌ＿０）（＝θ（ｍｇ＿０））である。
【００９８】
回転同期部４０２４により、推定クランク角度θ′（ｃｌ）＝推定された同期クランク角度θ′（ｃｌ＿０）＋モータジェネレータ角度θ（ｍｇ）／（モータジェネレータ極対数ｐ×プーリ比γ））の演算が実行される（Ｓ２０２）。モータジェネレータ角度θ（ｍｇ）が３６０°に到達すると（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、推定クランク角度θ′（ｃｌ）が３６０°であるか否かが判断される（Ｓ２０６）。
【００９９】
推定クランク角度θ′（ｃｌ）が３６０°であると（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、推定同期停止クランク角度θ′（ｃｌ＿０）が０にされる（Ｓ２０８）。一方、推定クランク角度θ′（ｃｌ）が３６０°でないと（Ｓ２０６にてＮＯ）、推定同期停止クランク角度θ′（ｃｌ＿０）に推定クランク角度θ′（ｃｌ）が代入される（Ｓ２１２）。その後、繰返し、モータジェネレータ極対数ｐとプーリ比γとを用いた演算が実行される（Ｓ２０２）。
【０１００】
このような処理がエンジン３０００のクランク軸が回転を停止するまで繰返し実行される。
【０１０１】
図８（Ｃ）に示すエンジン３０００に設けられたクランク角センサ３０２０からのクランク角度信号と、図８（Ｂ）に示すモータジェネレータ３１００に設けられた回転位置センサ３１１０とを比較すると、クランク角センサ３０２０の精度は、回転位置センサ３１１０の精度よりも低い。回転同期取りは、図８（Ｃ）に示す目標停止クランク角度θの位置にエンジン３０００のクランク軸を停止させるために、モータジェネレータ角度θ（ｍｇ）を用いて、図８（Ａ）に示す推定された目標停止クランク角度θ′（ｃｌ）を用いて目標停止角度θに停止させるための処理である。
【０１０２】
このとき、図８（Ａ）および（Ｃ）に示すように、エンジン回転数が予め定められたしきい値Ｎ（１）よりも小さくなると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、同期取り開始タイミングとなる。この同期取りタイミングの開始後、図５に示すフローチャートが、エンジン３０００のクランク軸が回転を停止するまで繰返し実行される。その過程で、図８（Ｃ）に示す目標停止クランク角度θが、図８（Ｂ）に示す目標停止クランク角度位置を用いて推定された図８（Ａ）に示す推定クランク角度θとが等しいか否かが判断される。このとき、図８（Ａ）に示す目標停止クランク角度は、モータジェネレータ角度信号θ（ｍｇ）により推定されたクランク角度である。
【０１０３】
このような回転同期取り処理が開始された後、さらにエンジン回転数が下がり、モータジェネレータ回転数が予め定められたしきい値Ｎ（２）以下になると、図７に示すようにモータジェネレータ電流指令によりモータジェネレータ回転制御が実行される（Ｓ１０６）。このとき、モータジェネレータ３１００は回転しており、クランクが目標停止位置になるまで減速状態を維持しつつモータジェネレータ３１００によりエンジン３０００のクランク軸が回転される。このときの状態を図９の停止位置制御（１）に示す。エンジン３０００およびモータジェネレータ３１００の作動状態は減速状態であり、目標停止位置に向かってクランク軸が回転している状態である。モータジェネレータ３１００のＵ相電流、Ｖ相電流およびＷ相電流は図９に示すとおりである。
【０１０４】
推定されたクランク角度θ′（ｃｌ）が目標停止クランク角度θになると（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、目標停止位置に到達したと判断される。このとき、図９に示す減速状態から半停止状態に移行する。すなわち、モータコントロールユニット４０００の電流制御部４１００に含まれる回転制御部４０１２による制御からロック制御部４０１４による停止位置制御（２）が実行される。
【０１０５】
モータジェネレータ角度を用いて推定されたクランク角度が目標停止角度に到達すると（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、モータジェネレータ運転禁止フラグがセットされる（Ｓ３００）。変数ｎが初期化（Ｓ３０２）されると、経過時間を示すΔＴが初期化される（Ｓ３０４）。ロック制御部４０１４により、第１のモードによるロック電流指令が実行される（Ｓ３０６）。この第１のモードのロック電流指令は、経過時間を示すΔＴが予め定められた時間Ｔ（１）を経過するまで実行される（Ｓ３０８）。
【０１０６】
このときの第１のモードの作動状態は、図９に示す半停止状態であって、たとえば、Ｕ相電流が上に凸でなるロック電流指令の状態である。第１のモードによるロック電流指令が、予め定められた時間Ｔ（１）を経過するまで行なわれると（Ｓ３０８にてＹＥＳ）、第２のモードのロック電流指令が実行される（Ｓ３１０）。
【０１０７】
このときの第２のモードの作動状態は、図９に示す半停止状態であって、たとえば、Ｕ相電流が下に凸であるロック電流指令の状態である。この第２のモードによるロック電流指令が、予め定められた時間Ｔ（１）の２倍の時間が経過するまで実行される。
【０１０８】
第１のモードによるロック電流指令および第２のモードによるロック電流指令が予め定められた回数繰返し実行されるまで（Ｓ３１６にてＹＥＳ）、ロック電流制御が実行される。このとき、図９に示すように、作動状態が半停止の状態であって、制御状態が停止位置制御（２）の状態である。このような半停止の作動状態が、第１のモードと第２のモードとが予め定められた回数だけ繰返し実行されるまで実行される。
【０１０９】
その後ロック電流指令終了処理が実行され（Ｓ３１８）、インバータ３２００からモータジェネレータ３１００への通電が停止する。
【０１１０】
その後、モータジェネレータ運転禁止フラグがリセットされる（Ｓ３２０）。
図１０を参照して、モータジェネレータの磁極を基準としたクランク軸の停止位置について説明する。実際にクランク軸を停止させる目標クランク停止位置θは、図１０に示す実停止位置に設定される。図１０に示すように、コンプレッション乗り越えトルクが最小になるクランク位置がクランク角度信号の黒丸で示される。この目標クランク停止位置に最も近い、モータジェネレータ角度信号θ（ｍｇ）が電気角でちょうど位置周期である点（すなわち、図１０にしめすモータジェネレータ角度信号の谷の点）に、実停止位置が設定される。この点は、モータジェネレータ角度信号θ（ｍｇ）がカウントアップして行って、電気角で一周期になりリセットされた位置である。
【０１１１】
この位置にクランク軸を停止させるので、エンジンの再始動時に、クランク軸がどの位置に停止しているのかを検知することなく、メモリに記憶されたモータジェネレータの磁極を基準とした停止位置に基づいて、エンジンを再始動することができる。
【０１１２】
以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置であるモータコントロールユニットによると、エンジンへの燃料の供給が停止されてエンジンの回転数が低下すると、回転同期取り処理が実行されて、モータジェネレータ角度によりクランク角度が推定されて、その推定されたクランク角度により停止位置が検出される。高精度のモータジェネレータ角度信号に基づいて推定されているので、低回転時においても、この推定されたクランク角度は、高精度にクランクの角度を表わす。このようにすると、エンジンのクランク軸を正確に所望の位置に停止することができる。
【０１１３】
その結果、既存のクランク角度センサを用いて、クランク軸を所望の位置に正確に停止させることができ、エンジンの停止後であってエンジンの再始動時にできるだけ早くエンジンを始動させることができる。
【０１１４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る制御装置が適用される車両のパワートレインを示す図（その１）である。
【図２】本発明の実施の形態に係る制御装置が適用される車両のパワートレインを示す図（その２）である。
【図３】本発明の実施の形態に係る制御装置のブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る制御装置で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図５】図４の回転同期取り処理のプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図６】図４のＭＧロック制御のプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図７】エンジン停止時のモータジェネレータ、各種センサおよびエンジンの作動状態を表わすタイミングチャートである。
【図８】図７の部分拡大図である。
【図９】本実施の形態に係る制御装置におけるモータジェネレータおよびエンジンの作動状態を表わすタイミングチャートである。
【図１０】本実施の形態に係る制御装置における目標クランク位置とモータジェネレータ磁極基準の実停止位置との関係を示す図である。
【符号の説明】
１００　トランスアクスル、２００　エンジン、３００　制御装置、７００　入力軸、７５０　出力軸、８００　駆動輪（前輪）、８５０　車速センサ、１０００　動力分割機構、１１００　モータジェネレータ、１２００　インバータ、１３００　バッテリ、１４００　電気モータ、２０００、２０５０　モータジェネレータ、２１００　駆動軸、２２００　駆動輪（後輪）、３０００　エンジン、３０１０　回転数センサ、３０２０　クランク角センサ、３１００　モータジェネレータ、３１１０　回転位置センサ、３２００　インバータ、３３００　電池、４０００　モータコントロールユニット、４０１０　電流制御部、４０１２回転制御部、４０１４　ロック制御部、４０２０　停止位置制御部、４０２２停止位置算出部、４０２４　回転同期部、４１００　車両コントロールユニット、４２００　エンジンコントロールユニット。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle control device including an engine as a driving source for traveling and an electric motor powered by a battery as a driving source, and in particular, stops the operation of the engine of the vehicle as much as possible to prevent global warming. The present invention relates to a vehicle control device and a control method capable of saving resources.
[0002]
[Prior art]
From the perspective of preventing global warming and conserving resources, when a vehicle stops at a red light intersection or traffic congestion, the engine is automatically stopped, and when the driver operates to start driving again (for example, by pressing the accelerator pedal). Economy running systems (also called idling stop systems and engine automatic stop and start systems) in which the engine is restarted, such as buses, etc. It has been developed mainly for large cars and passenger cars, and has been partially commercialized. In this system, a secondary battery such as a lead storage battery or a lithium battery is mounted to supply power to auxiliary devices (such as an air conditioner, a headlamp, and an audio system) while the vehicle is stopped. While the vehicle is stopped, power is supplied from the secondary battery to these accessories. Also, using the electric power of the secondary battery, cranking is performed using a motor, and the engine is restarted. In order to improve the drivability of the vehicle and protect the environment, it is necessary to start the engine as soon as possible when the engine is restarted after the idle stop.
[0003]
In addition, the vehicle is equipped with an engine and an electric motor as drive sources for the vehicle. If the running state of the vehicle is in a region where the efficiency of the engine is high, the engine is operated instead of the electric motor to drive the vehicle. If the state is a region where the efficiency of the engine is low, there is a vehicle called a hybrid system that runs the vehicle by operating an electric motor instead of the engine. Even in such a vehicle, unlike a conventional vehicle, even if the driver does not set the ignition key to the engine off position, when the engine stops automatically and the running state of the vehicle changes, the engine automatically turns off. Restart.
[0004]
That is, in such a vehicle, when the engine is stopped and then restarted, the crankshaft is driven to rotate by the motor generator, and the fuel is injected from the fuel injection valve and the ignition from the spark plug is performed. Transition to complete explosion state. For this purpose, it is necessary to perform cylinder discrimination based on the rotational phases of the crankshaft and the camshaft to discriminate the fuel injection cylinder and the ignition cylinder. After the engine stop process, after the engine speed falls below the predetermined speed, when the predetermined crankshaft angle is reached, the motor generator is braked to stop at a specific crankshaft angle, If the motor does not stop at the angle, the motor is instantaneously driven to rotate to a predetermined position.
[0005]
By doing so, the cylinder can be determined as early as possible at the time of the next engine start, so that the engine start time is reduced, the emission of unburned gas during start is reduced, and the startability of the engine is reduced. Can be improved. In such a case, when the crankshaft is forcibly rotated forward by the motor, the pressure in the cylinder during the compression stroke of the engine increases, and after stopping at the stop position, the drive of the motor is stopped. Immediately, the cylinder pressure may act on the crankshaft via the piston, causing the crankshaft to move from the stop position.
[0006]
Japanese Patent Laying-Open No. 2001-304080 discloses a control device that solves such a problem. The vehicle disclosed in this publication includes an internal combustion engine that rotates a crankshaft in a first direction, a motor generator that is connected to the crankshaft of the internal combustion engine and drives or brakes the internal combustion engine, and controls the motor generator. And a control device. The control device includes a stop command circuit for commanding the stop of the internal combustion engine, a command for stopping the internal combustion engine by the stop command circuit, driving the motor generator after stopping the internal combustion engine, and driving the internal combustion engine in the first direction. A stop control circuit that rotates the engine in a second direction different from the above, stops the internal combustion engine at a desired position, and outputs a gradually decreasing drive command to the motor generator after a predetermined time has elapsed.
[0007]
According to the control device disclosed in this publication, after the internal combustion engine is stopped, the motor generator is rotated so as to reverse the internal combustion engine to a desired position, so that the pressure of the internal combustion engine becomes higher than at the time of stop Thus, the internal combustion engine can be reliably stopped at a desired position. Further, after the internal combustion engine is stopped at a predetermined position, the unbalance caused by the leakage of gas from the cylinder of the internal combustion engine is balanced by driving the motor generator. Thus, the internal combustion engine can be reliably stopped, and the startability of the internal combustion engine can be further improved.
[0008]
In the control device disclosed in JP-A-2001-304080, it is necessary to accurately detect the position of the crankshaft of the internal combustion engine in order to stop the internal combustion engine at a desired position. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-254646 discloses a control device that can accurately determine the angle at which the crankshaft of an internal combustion engine has stopped. The control device disclosed in this publication, when the engine speed is less than a predetermined threshold, the engine speed signal pulse output from the engine speed sensor and the motor speed output from the motor speed sensor A calculation circuit for calculating an output time difference from the rotation signal pulse as a signal time difference Δt, and a calculation circuit for calculating a rotation angle at which the crankshaft stops based on the integrated value of the number of motor rotation signal pulses and the signal time difference Δt when the engine stops. And a starting circuit that restarts the engine based on the calculated rotation angle when the engine is restarted.
[0009]
According to the control device disclosed in this publication, based on the signal output time difference between the engine rotation signal and the motor rotation signal, these signals are correlated, and the rotation of the crankshaft when the operation of the engine is stopped is stopped. The angle can be determined. That is, the resolution of the motor rotation speed sensor in which the Hall element type sensor is often used is higher than the resolution of the electromagnetic pickup sensor (MPU: Magnetic Pickup Unit) widely used as the engine rotation speed sensor, and substantially. The motor rotation signal can be output until the rotation speed of the corresponding crankshaft becomes zero. Therefore, by associating the engine rotation signal and the motor rotation signal in advance during the operation of the engine, the stop rotation angle of the crankshaft can be obtained from the rotation angle of the accessory drive motor when the operation of the engine is stopped. As a result, the rotation angle of the crankshaft when the operation of the engine is stopped can be known before the start of the engine.Therefore, no time is required for the cylinder discrimination. To start the engine.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the control device disclosed in the above publication has the following problems.
[0011]
In the control device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-304080, an angle sensor provided in the engine generates one pulse signal at every fixed rotation angle of the crankshaft using a Hall element or the like, and the number of pulses is reduced. By counting for a certain period of time, the angle of the crankshaft is accurately detected. However, in reality, an electromagnetic pickup sensor is used to output a rotation signal of a crankshaft provided in the engine. The electromagnetic pickup sensor has a property that the output signal increases in proportion to the speed of change of the magnetic flux density when the detected piece provided on the crankshaft passes through the detecting unit. For this reason, as the crankshaft rotation speed decreases, it becomes difficult to distinguish between signal output and noise, and a crankshaft rotation signal cannot be output in an extremely low rotation range (for example, 20 rpm or less). The rotation angle of the crankshaft cannot be detected. The properties of such an electromagnetic pickup sensor are consistent with those of an internal combustion engine that is unsuitable for operation in an extremely low speed range, and do not pose any particular problem in the operation control of the internal combustion engine. I have. For this reason, if an electromagnetic pickup sensor generally provided in an engine and detecting a crank angle is used, the crankshaft of the engine cannot be stopped at a desired position as disclosed in this publication.
[0012]
In the control device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-254646, a motor rotation signal from a motor rotation sensor generally using a Hall element type sensor and a motor rotation signal from an engine rotation speed sensor generally using an electromagnetic pickup sensor are used. By associating the crankshaft with the engine rotation signal in advance, an accurate angle at which the crankshaft stops after the engine stops can be obtained. However, the control device disclosed in this publication merely determines the angle of the crankshaft after the engine is stopped, and uses a motor generator to rotate the engine so as to reach a predetermined engine stop position. It does not control.
[0013]
Furthermore, the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-254646, in which the rotation signal of the motor is correlated with the rotation signal of the engine to accurately determine the rotation angle of the crankshaft, is applied to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-304080. Even if an attempt is made to stop the engine using a motor so that the crank has a desired angle, the detection of the crank angle disclosed in JP-A-2001-254646 is a process after the rotation of the engine is stopped. However, application to JP-A-2001-304080 for stopping the engine is difficult.
[0014]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and is directed to a vehicle equipped with an internal combustion engine, a polyphase motor that drives the internal combustion engine, and a control device for the internal combustion engine, A control device, a control method, a program for causing a computer to realize the control method, which can accurately stop the engine and start the internal combustion engine as soon as possible after the internal combustion engine is stopped and when the internal combustion engine is restarted. An object is to provide a recording medium on which the program is recorded.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
A control device according to a first invention is a control device for stopping an internal combustion engine at a predetermined position. A motor for controlling the rotation of the internal combustion engine is connected to the internal combustion engine. The control device includes a first detection unit for detecting rotation of the internal combustion engine, a second detection unit for detecting rotation of the motor, and a first detection unit for stopping the internal combustion engine. A synchronizing unit for synchronizing the detected rotation signal of the internal combustion engine with the rotation signal of the motor detected by the second detection unit, and a rotation signal of the motor synchronized with the rotation signal of the internal combustion engine by the synchronization unit. Stop control means for controlling the motor to be driven so that the internal combustion engine stops at a predetermined position.
[0016]
According to the first aspect, for example, when the condition for automatically stopping the internal combustion engine mounted on the hybrid system is satisfied, the stop of the internal combustion engine is commanded. With this stop command, the supply of fuel to the internal combustion engine is stopped, and the internal combustion engine is stopped. At this time, for example, when the rotation speed of the internal combustion engine falls below a predetermined rotation speed, the synchronization means detects the rotation signal of the internal combustion engine detected by the first detection means and the rotation speed of the motor detected by the second detection means. Synchronize with signal. In a vehicle, a crank angle sensor using, for example, an electromagnetic pickup sensor is usually used as the first detection means, and a high-precision rotation sensor using, for example, a Hall element, an encoder, or a resolver is used as the second detection means. Used. By the synchronization by the synchronization means, the position of the crankshaft is estimated based on the rotation signal of the motor detected by the second detection means with higher accuracy, and the stop control is performed based on the position of the crankshaft estimated with higher accuracy. Means can control the motor to stop the crankshaft at a predetermined position. This allows the existing crankshaft rotation sensor to be used as it is without replacing it with a high-precision sensor having a different detection principle, and to be moved to a predetermined position (a position where the compression overcoming torque is minimized). Can be stopped accurately. Since the overcompression torque is minimal, the motor can restart the internal combustion engine with minimal drive torque. As a result, it is possible to provide a control device for an internal combustion engine that can start the internal combustion engine as soon as possible after the internal combustion engine is stopped and when the internal combustion engine is restarted.
[0017]
A control device according to a second invention is a control device for stopping an internal combustion engine mounted on a vehicle at a predetermined position. This vehicle is equipped with an internal combustion engine that is a driving source for traveling and a motor that controls the rotation of the internal combustion engine. The control device includes a first detection unit for detecting rotation of the internal combustion engine, a second detection unit for detecting rotation of the motor, and a first detection unit for stopping the internal combustion engine. A synchronizing unit for synchronizing the detected rotation signal of the internal combustion engine with the rotation signal of the motor detected by the second detection unit, and a rotation signal of the motor synchronized with the rotation signal of the internal combustion engine by the synchronization unit. Stop control means for controlling the motor to be driven so that the internal combustion engine stops at a predetermined position.
[0018]
According to the second invention, for example, when the running state of the vehicle equipped with the hybrid system satisfies the condition for automatically stopping the internal combustion engine, a command to stop the internal combustion engine is issued. With this stop command, the supply of fuel to the internal combustion engine is stopped, and the internal combustion engine is stopped. At this time, for example, when the rotation speed of the internal combustion engine falls below a predetermined rotation speed, the synchronization means detects the rotation signal of the internal combustion engine detected by the first detection means and the rotation speed of the motor detected by the second detection means. Synchronize with signal. In a vehicle, a crank angle sensor using, for example, an electromagnetic pickup sensor is usually used as the first detection means, and a high-precision rotation sensor using, for example, a Hall element, an encoder, or a resolver is used as the second detection means. Used. By the synchronization by the synchronization means, the position of the crankshaft is estimated based on the rotation signal of the motor detected by the second detection means with higher accuracy, and the stop control is performed based on the position of the crankshaft estimated with higher accuracy. Means can control the motor to stop the crankshaft at a predetermined position. This allows the existing crankshaft rotation sensor to be used as it is without replacing it with a high-precision sensor having a different detection principle, and to be moved to a predetermined position (a position where the compression overcoming torque is minimized). Can be stopped accurately. Since the overcompression torque is minimal, the motor can restart the internal combustion engine with minimal drive torque. As a result, it is possible to provide a vehicle control device that can start the internal combustion engine as soon as possible after the internal combustion engine is stopped and when the internal combustion engine is restarted.
[0019]
In a control device according to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, when the rotation speed of the internal combustion engine falls below a predetermined rotation speed, the synchronization means outputs a rotation signal of the internal combustion engine and a signal of the motor. Means for synchronizing with the rotation signal are included.
[0020]
According to the third aspect, the internal combustion engine detected by the first detection unit by the synchronization unit before the rotation speed of the internal combustion engine becomes low and it becomes difficult to detect the rotation of the internal combustion engine by the first detection unit. Can be synchronized with the rotation signal of the motor detected by the second detection means.
[0021]
A control device according to a fourth aspect of the present invention is the control device according to any one of the first to third aspects, wherein the stop control means controls the internal combustion engine to operate at a predetermined speed when the rotation speed of the motor falls below a predetermined rotation speed. Means for controlling to drive the motor to stop at the position.
[0022]
According to the fourth aspect, when the supply of fuel to the internal combustion engine is stopped, the rotation speed of the internal combustion engine is reduced, and the internal combustion engine is almost stopped, the stop control unit is accurately estimated from the rotation signal of the motor. A motor is controlled based on a crankshaft rotation signal so that the internal combustion engine stops at a predetermined position. Therefore, the crankshaft of the internal combustion engine can be accurately stopped at a predetermined position by using the existing crankshaft rotation sensor without improving the accuracy.
[0023]
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the first to fourth aspects, the rotation axis of the motor and the rotation axis of the internal combustion engine are connected via a belt, so that the motor It is applied to a vehicle that drives an internal combustion engine.
[0024]
According to the fifth aspect, even when the motor and the internal combustion engine are connected via the belt (that is, the rotation of the crankshaft of the internal combustion engine and the rotation of the motor are univocal due to factors such as slippage). (Even if it is not determined to be the case), it is possible to provide a control device capable of accurately stopping the crankshaft of the internal combustion engine at a predetermined position.
[0025]
A control device according to a sixth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the first to fifth aspects, further comprises: setting a predetermined position for stopping the internal combustion engine to a position close to the predetermined position with respect to a magnetic pole of the motor. And setting means for setting.
[0026]
According to the sixth aspect, the crankshaft of the internal combustion engine is actually stopped at a position close to the predetermined position where the compression overcoming torque is minimum and determined based on the magnetic poles of the motor. Since the crankshaft is stopped at the position based on the magnetic pole of the motor, the crankshaft is stopped at the position based on the magnetic pole even when the internal combustion engine is restarted. There is no need to detect.
[0027]
In the control device according to the seventh aspect, in addition to the configuration of any one of the first to sixth aspects, the motor functions as a generator based on predetermined conditions while the internal combustion engine is operating. It is a motor generator.
[0028]
According to the seventh aspect, the motor drives the auxiliary machine while the engine is stopped, generates power to recover power during regenerative braking during operation of the engine, and cranks the internal combustion engine during restart of the engine. I do. According to this control device, by using such a motor, the engine can be started as soon as possible after the internal combustion engine is stopped and when the internal combustion engine is restarted.
[0029]
A control method according to an eighth aspect is a control method for stopping an internal combustion engine at a predetermined position. A motor for controlling the rotation of the internal combustion engine is connected to the internal combustion engine. The control method includes a first detection step of detecting rotation of the internal combustion engine, a second detection step of detecting rotation of the motor, and an internal combustion engine detected in the first detection step when the internal combustion engine is stopped. A synchronization step of synchronizing the rotation signal of the engine and the rotation signal of the motor detected in the second detection step; and a rotation signal of the motor synchronized with the rotation signal of the internal combustion engine in the synchronization step. A stop control step of controlling to drive the motor so as to stop at a predetermined position.
[0030]
According to the eighth aspect, for example, when the condition for automatically stopping the internal combustion engine mounted on the hybrid system is satisfied, a command to stop the internal combustion engine is issued. With this stop command, the supply of fuel to the internal combustion engine is stopped, and the internal combustion engine is stopped. At this time, for example, when the rotation speed of the internal combustion engine falls below a predetermined rotation speed, in the synchronization step, the rotation signal of the internal combustion engine detected in the first detection step and the rotation signal detected in the second detection step are detected. And synchronize the rotation signal of the motor. In a vehicle, usually, in a first detection step, a crank angle sensor using, for example, an electromagnetic pickup sensor is used, and in a second detection step, accuracy using, for example, a Hall element, an encoder, a resolver, or the like is used. With a high rotation sensor, rotation is detected. By the synchronization in the synchronization step, the position of the crankshaft is estimated based on the rotation signal of the motor detected in the second detection step with higher accuracy, and the stop is performed based on the position of the crankshaft estimated with higher accuracy. In the control step, the motor can be controlled to stop the crankshaft at a predetermined position. This allows the existing crankshaft rotation sensor to be used as it is without replacing it with a high-precision sensor having a different detection principle, and to be moved to a predetermined position (a position where the compression overcoming torque is minimized). Can be stopped accurately. Since the overcompression torque is minimal, the motor can restart the internal combustion engine with minimal drive torque. As a result, it is possible to provide an internal combustion engine control method that can start the internal combustion engine as soon as possible after the internal combustion engine is stopped and when the internal combustion engine is restarted.
[0031]
A control method according to a ninth aspect is a control method for stopping an internal combustion engine mounted on a vehicle at a predetermined position. This vehicle is equipped with an internal combustion engine that is a driving source for traveling and a motor that controls the rotation of the internal combustion engine. The control method includes a first detection step of detecting rotation of the internal combustion engine, a second detection step of detecting rotation of the motor, and an internal combustion engine detected in the first detection step when the internal combustion engine is stopped. A synchronization step of synchronizing the rotation signal of the engine and the rotation signal of the motor detected in the second detection step; and a rotation signal of the motor synchronized with the rotation signal of the internal combustion engine in the synchronization step. A stop control step of controlling to drive the motor so as to stop at a predetermined position.
[0032]
According to the ninth aspect, for example, when the running state of the vehicle equipped with the hybrid system satisfies the condition for automatically stopping the internal combustion engine, a command to stop the internal combustion engine is issued. With this stop command, the supply of fuel to the internal combustion engine is stopped, and the internal combustion engine is stopped. At this time, for example, when the rotation speed of the internal combustion engine falls below a predetermined rotation speed, in the synchronization step, the rotation signal of the internal combustion engine detected in the first detection step and the rotation signal detected in the second detection step are detected. And synchronize the rotation signal of the motor. In a vehicle, usually, in a first detection step, a crank angle sensor using, for example, an electromagnetic pickup sensor is used, and in a second detection step, accuracy using, for example, a Hall element, an encoder, a resolver, or the like is used. With a high rotation sensor, rotation is detected. By the synchronization in the synchronization step, the position of the crankshaft is estimated based on the rotation signal of the motor detected in the second detection step with higher accuracy, and the stop is performed based on the position of the crankshaft estimated with higher accuracy. In the control step, the motor can be controlled to stop the crankshaft at a predetermined position. This allows the existing crankshaft rotation sensor to be used as it is without replacing it with a high-precision sensor having a different detection principle, and to be moved to a predetermined position (a position where the compression overcoming torque is minimized). Can be stopped accurately. Since the overcompression torque is minimal, the motor can restart the internal combustion engine with minimal drive torque. As a result, it is possible to provide a vehicle control method capable of starting the internal combustion engine as soon as possible after the internal combustion engine is stopped and when the internal combustion engine is restarted.
[0033]
A control method according to a tenth aspect of the present invention is the control method according to the eighth or ninth aspect, wherein the synchronizing step includes: when the rotation speed of the internal combustion engine falls below a predetermined rotation speed, a rotation signal of the internal combustion engine and a motor rotation signal. And synchronizing the rotation signal.
[0034]
According to the tenth aspect, before the rotation speed of the internal combustion engine decreases and it becomes difficult to detect the rotation of the internal combustion engine in the first detection step, the internal combustion detected in the first detection step is performed in the synchronization step. The rotation signal of the engine and the rotation signal of the motor detected in the second detection step can be synchronized.
[0035]
In a control method according to an eleventh aspect of the present invention, in addition to the configuration of any of the eighth to tenth aspects, the stop control step includes the step of: controlling the internal combustion engine to perform a predetermined operation when the rotation speed of the motor falls below a predetermined rotation speed. Controlling to drive the motor to stop at the position.
[0036]
According to the eleventh aspect, when the supply of fuel to the internal combustion engine is stopped, the rotation speed of the internal combustion engine is reduced, and the internal combustion engine is almost stopped, it is accurately estimated from the rotation signal of the motor in the stop control step. The motor is controlled based on the crankshaft rotation signal so that the internal combustion engine stops at a predetermined position. Therefore, the crankshaft of the internal combustion engine can be accurately stopped at a predetermined position by using the existing crankshaft rotation sensor without improving the accuracy.
[0037]
A control method according to a twelfth aspect of the present invention is the control method according to any one of the eighth to eleventh aspects, wherein the rotation axis of the motor and the rotation axis of the internal combustion engine are connected via a belt, so that the motor It is applied to a vehicle that drives an internal combustion engine.
[0038]
According to the twelfth aspect, even when the motor and the internal combustion engine are connected via the belt (that is, the rotation of the crankshaft of the internal combustion engine and the rotation of the motor are univocal due to factors such as slippage). (Even if it is not determined to be the case), it is possible to provide a control method that can accurately stop the crankshaft of the internal combustion engine at a predetermined position.
[0039]
A control method according to a thirteenth aspect of the present invention is the control method according to any one of the eighth to twelfth aspects, wherein the predetermined position at which the internal combustion engine is stopped is set to a position close to the predetermined position, based on the magnetic pole of the motor. The method further includes a setting step of setting.
[0040]
According to the thirteenth aspect, the crankshaft of the internal combustion engine is actually stopped at a position close to the predetermined position where the compression overcoming torque is the minimum and determined based on the magnetic pole of the motor. Since the crankshaft is stopped at the position based on the magnetic pole of the motor, the crankshaft is stopped at the position based on the magnetic pole even when the internal combustion engine is restarted. There is no need to detect.
[0041]
In the control method according to the fourteenth aspect, in addition to the configuration of any one of the eighth to thirteenth aspects, the motor functions as a generator based on predetermined conditions while the internal combustion engine is operating. It is a motor generator.
[0042]
According to the fourteenth aspect, the motor drives the auxiliary machine while the engine is stopped, generates power to recover power during regenerative braking while the engine is running, and cranks the internal combustion engine when the engine is restarted. I do. According to this control method, by using such a motor, the engine can be started as soon as possible after the internal combustion engine is stopped and when the internal combustion engine is restarted.
[0043]
A program according to a fifteenth invention is a program for causing a computer to realize the control method according to any one of the eighth to fourteenth inventions.
[0044]
According to the fifteenth aspect, it is possible to provide a program that uses a computer to implement a control method that can accurately stop an internal combustion engine at a desired position using a motor.
[0045]
A recording medium according to a sixteenth invention records the program according to the fifteenth invention.
[0046]
According to the sixteenth aspect, it is possible to provide a recording medium in which a program for realizing, by using a computer, a control method capable of accurately stopping an internal combustion engine at a desired position using a motor is recorded.
[0047]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same components are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
[0048]
The control device according to the present embodiment controls, for example, a vehicle equipped with a power train called a hybrid system. Hereinafter, such a hybrid system will be described.
[0049]
With reference to FIGS. 1 and 2, a description will be given of a vehicle on which the control device according to the present embodiment is mounted, which has two power sources of an engine and an electric motor. The vehicle shown in FIGS. 1 and 2 has a power train called a hybrid system.
[0050]
Here, the hybrid system will be briefly described. A hybrid system is a power train that uses two types of power sources in combination, such as a gasoline engine and an electric motor. This system can selectively use a gasoline engine and an electric motor according to running conditions, and can make use of the advantages of each to compensate for the weak points. For this reason, it has features of being able to greatly suppress fuel consumption and exhaust gas, together with smooth and responsive power performance. This hybrid system is roughly classified into two types: a series hybrid system and a parallel hybrid system.
[0051]
Series hybrid systems drive the wheels with an electric motor, and the engine operates as a power source for the electric motor. The engine with a small output can be driven at an almost constant speed in an efficient area, and can run while charging efficiently.
[0052]
A parallel hybrid system drives wheels directly with an engine and an electric motor. In this system, the electric motor assists the power of the engine and can run while charging the battery as a generator.
[0053]
The engine used in the hybrid system is not limited to a gasoline engine, but may be an engine that can be driven by light oil or natural gas, and may use other known internal combustion engines.
[0054]
FIG. 1 shows a parallel series hybrid system having features of both a parallel hybrid system and a series hybrid system. As shown in FIG. 1, the power train of the vehicle includes a transaxle 100, an engine 200 as a power source, and a control device 300 that controls the transaxle 100 and the engine 200. Input shaft 700 of transaxle 100 is connected to engine 200 via power split device 1000, and output shaft 750 of transaxle 100 is connected to drive wheels 800. The power train of the vehicle further includes a battery 1300 that supplies DC power, an inverter 1200 connected to battery 1300, a motor generator 1100 and an electric motor 1400 connected to inverter 1200, and power from engine 200. Power split device 1000 splits the driving force to motor generator 1100 and the driving force to driving wheels 800 via transaxle 100.
[0055]
The control device 300 has a CPU (Central Processing Unit) and a memory therein, and the memory stores programs executed by the CPU and various maps. Control device 300 controls inverter 1200 connected to engine 200 and the electric motor 1400, which are power sources, based on the command torque for generating the target torque. At this time, control device 300 controls power split device 1000 such that a predetermined driving force is input from engine 200 to input shaft 700 of transaxle 100.
[0056]
When the vehicle is starting or at a low speed and the engine efficiency is low, the control device 300 runs by rotating the electric motor 1400 without using the engine 200. During normal traveling of the vehicle, the engine 200 and the electric motor 1400 are rotated to travel most efficiently. At the time of acceleration of the vehicle, the vehicle is accelerated by applying electric power from the battery 1300. During deceleration braking of the vehicle, regenerative power generation is automatically performed by motor generator 1100, and battery 1300 is charged.
[0057]
The electric motor 1400 is used as a motor when driving the vehicle, and is used as a generator when braking the vehicle. Motor generator 1100 is a generator driven by engine 200, and the generated power is converted by inverter 1200 and stored in battery 1300 or supplied to electric motor 1400.
[0058]
FIG. 2 shows another type of parallel series hybrid system different from the system shown in FIG. 1 having features of both a parallel hybrid system and a series hybrid system. As shown in FIG. 2, this hybrid system includes a parallel hybrid system element in a front unit, and a series hybrid system element using electric power generated by a front motor generator in a rear unit. This vehicle is obtained by partially changing the configuration of the system shown in FIG. Power sources for driving wheels (front wheels) 800 of this vehicle are engine 200 and motor generator 2000, and power sources for driving wheels (rear wheels) 2200 are motor generator 2050. Driving force from motor generator 2000 is transmitted to driving wheels (front wheels) 800 via driving shaft 750, and driving force from motor generator 2050 is transmitted to driving wheels (rear wheels) 2200 via driving shaft 2100. You. These motor generators 2000 and 2050 are used as motors during driving and as generators during braking.
[0059]
Control device 300 controls an inverter 1200 connected to engine 200 and motor generator 2000, which are power sources, based on a command torque value for generating a target torque. At this time, control device 300 controls power split device 1000 such that a predetermined driving force is input to the input shaft of transaxle 100.
[0060]
Control device 300 travels by rotating the front and rear motor generators at the start when a large driving force is required. When the vehicle is running at a low speed or running down a gentle slope, and the engine efficiency is low, the engine is stopped and the front motor generator is rotated to run. In a region where the engine efficiency is high, such as when the vehicle is running at low load at a medium speed, the engine is started and the front wheels are driven by the engine to travel. When accelerating or suddenly accelerating, the engine output is raised and the engine is assisted by the front and rear motor generators. At the time of deceleration, the wheels travel so as to recover the traveling energy by operating the front and rear motor generators as generators.
[0061]
With respect to the power train to which the control device according to the present embodiment is applied, the power train shown in FIGS. 1 and 2 is an example, and may be a power train other than those described above. Further, the control device according to the present embodiment may be applied to a hybrid system in which a transmission is combined with the power train shown in FIG. 1 or FIG. At this time, the transmission may be a continuously variable transmission or a stepped transmission. Further, the present invention may be applied to other known hybrid systems.
[0062]
That is, the control device according to the present embodiment can be applied to a hybrid system including an engine and a motor that drives the engine. In a hybrid system, the engine is automatically stopped in an area where the engine efficiency is low according to the operating state of the vehicle, and the operating state of the vehicle changes, and the engine is automatically started in an area where the engine efficiency is high. Restart. At the time of this restart, the control device according to the present embodiment can be applied to a vehicle equipped with a polyphase motor (or a motor generator) that cranks the engine. The multi-phase motor may be a high-output motor that becomes a driving source of the vehicle instead of the engine, or a low-output motor that only performs cranking.
[0063]
Such vehicles have an economy running system that automatically stops the engine when the vehicle stops at an intersection at a red light at an intersection, and restarts the engine when the driver operates to start running again. Including hybrid systems to be realized. Common to such a hybrid system is that an engine and a power source other than the engine (an electric motor, a motor generator) are mounted, and if necessary (for example, not only when the vehicle is temporarily stopped, It has a function of stopping the engine when the vehicle repeatedly travels and stops in traffic congestion (depending on the driving state of the vehicle). In order to realize this function, it is necessary to quickly restart the engine. The control device according to the present embodiment can be applied to the power trains of all vehicles that require a function of quickly restarting the engine.
[0064]
Referring to FIG. 3, a vehicle control system including motor control unit 4000, which is a control device according to the present embodiment, will be described.
[0065]
As shown in FIG. 3, the vehicle includes an engine 3000, a motor generator 3100 connected to the crankshaft of engine 3000, an inverter 3200 for driving motor generator 3100, and a battery for supplying power to inverter 3200. 3300. The crankshaft of engine 3000 and the rotating shaft of motor generator 3100 are connected by a belt via a pulley having a predetermined ratio γ.
[0066]
Engine 3000 includes a rotation speed sensor 3010 for detecting the rotation speed of the crankshaft of the engine, and a crank angle sensor 3020 for detecting the crank angle of the engine. The detection cycle of the crank angle sensor 3020 is one cycle for one rotation of the crankshaft. Therefore, when the rotation of the crankshaft is slowed down, the detection accuracy is significantly reduced. A rotation position sensor 3110 is connected to motor generator 3100. The rotation position sensor 3110 is, for example, a rotation sensor using a Hall element. However, the rotation position sensor 3110 is not limited to the rotation sensor using the Hall element, and may be a rotation sensor using an encoder or a rotation sensor using a resolver.
[0067]
Motor generator 3100 is, for example, a three-phase AC rotating electric machine having eight poles p. Motor generator 3100 functions as a motor when rotating the crankshaft when engine 3000 is restarted, and as a generator when engine 3000 is rotating and regenerative braking is performed.
[0068]
Engine 3000 speed sensor 3010 and crank angle sensor 3020 are connected to engine control unit 4200. Engine control unit 4200 executes control of engine 3000. Engine control unit 4200 is connected to motor control unit 4000 and vehicle control unit 4100. Vehicle control unit 4100 transmits a control signal according to the driving condition of the vehicle to motor control unit 4000 and engine control unit 4200.
[0069]
Motor generator 3100 rotational position sensor 3110 is connected to motor control unit 4000. Motor control unit 4100 is connected to vehicle control unit 4100 and engine control unit 4200, and controls inverter 3200 according to the operating state of the vehicle and the operating state of the engine.
[0070]
Motor control unit 4000 includes a current control unit 4010 that controls the current supplied from inverter 3200 to motor generator 3100, and a stop position control unit 4020 that controls the stop position of the crankshaft of engine 3000. Current control unit 4010 controls rotation of engine 3000 to a semi-stop state by using motor generator 3100 after rotation of crank reaches target stop position, and rotation control unit 4012 for rotating crank of engine 3000 by motor generator 3100. And a lock control unit 4014. A stop position control unit 4020 calculates a desired position of the crank of engine 3000, a stop position calculation unit 4022, and a rotation synchronization unit 4024 that synchronizes crank angle sensor 3020 of engine 3000 and rotation position sensor 3110 of motor generator 3100. And
[0071]
In motor control unit 4000, a current control unit 4010 and a stop position control unit 4020 are realized by executing a program stored in a memory by a CPU. The CPU and the memory included in motor control unit 4000 are general, and the most essential part of the present invention is a program executed by the CPU and stored in the memory.
[0072]
Referring to FIG. 4, a control structure of a program executed by motor control unit 4000 will be described.
[0073]
At step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100, motor control unit 4000 determines whether or not the engine speed is smaller than a threshold value N (1) stored in a memory in advance. At this time, motor control unit 4000 determines whether or not the engine speed is smaller than threshold value N (1) based on a signal input from engine speed sensor 3010 of engine 3000 via engine control unit 4200. I do. If the engine speed is smaller than threshold value N (1) (YES in S100), the process proceeds to S102. If not (NO in S100), this process ends.
[0074]
In S102, motor control unit 4000 starts rotation synchronization. In this rotation synchronization, the crank angle signal from the crank angle sensor 3020 and the motor generator angle signal from the rotation position sensor 3110 are synchronized. At this time, the rotation synchronization section 4024 included in the stop position control section 4020 of the motor control unit 4000 causes the rotation synchronization section 4024 to switch between the crank angle signal input from the crank angle sensor 3020 and the motor generator angle signal input from the rotation position sensor 3110. Synchronized. Details of synchronization between the crank angle signal and the motor generator angle signal will be described later.
[0075]
At S104, motor control unit 4000 determines whether or not the motor generator rotation speed is smaller than threshold value N (2) stored in the memory in advance. At this time, it is determined whether or not the motor generator rotation speed is smaller than threshold value N (2) based on a signal input from rotation position sensor 3110 of motor generator 3100. If motor generator rotation speed is smaller than threshold value N (2) (YES in S104), the process proceeds to S106. If not (NO in S104), this process ends.
[0076]
At S106, motor control unit 4000 executes stop current control. At this time, rotation of motor generator 3100 is controlled by rotation control section 4012 included in current control section 4010 of motor control unit 4000.
[0077]
At S108, motor control unit 4000 determines whether or not crank angle θ ′ (cl) calculated based on a signal input from rotation position sensor 3110 of motor generator 3100 is a predetermined target stop crank angle θ. Judge. The target stop crank angle θ is an angle at which the crank angle minimizes the torque over the compression. If the estimated crank angle θ ′ (cl) is the target stop crank angle θ (YES to S108), the process proceeds to S110. If not (NO in S108), the process returns to S106, and rotation of motor generator 3100 is controlled by rotation control unit 4012 of current control unit 4010.
[0078]
At S110, motor control unit 4000 fixes the control current command values flowing through each of the three phases of motor generator 3100 for a predetermined time. The process in S110 is executed by the lock control unit 4014 included in the current control unit 4010 of the motor control unit 4000. Details of the motor generator lock control in S110 will be described later.
[0079]
With reference to FIG. 5, a control structure of a program of a rotation synchronization processing executed by rotation synchronization section 4024 of stop position control section 4020 of motor control unit 4000 will be described. In the rotation synchronization processing, the crank angle signal is output from the rotation position sensor of the motor generator 3100 so that the crank stop position control after the rotation synchronization processing can be executed by the signal of the rotation position sensor 3110 of the motor generator 3100. This is a process of estimating with a signal from 3110.
[0080]
In S200, rotation synchronization section 4024 substitutes synchronous crank angle θ (cl_0) for estimated synchronous crank angle signal θ ′ (cl_0).
[0081]
In S202, rotation synchronization section 4024 performs an operation of estimated crank angle θ ′ (cl) = estimated synchronous crank angle θ ′ (cl_0) + θ (mg) / (p × γ). At this time, θ (mg) is the motor generator angle, p is the number of motor generator pole pairs, and γ is the pulley ratio.
[0082]
In S204, rotation synchronization section 4024 determines whether or not motor generator angle θ (mg) is 360 ° (electrical angle). If motor generator angle θ (mg) is 360 ° (YES in S204), the process proceeds to S206. If not (NO in S204), the process returns to S202.
[0083]
In S206, rotation synchronization section 4024 determines whether or not estimated crank angle θ ′ (cl) is 360 °. If estimated crank angle θ '(cl) is 360 ° (YES in S206), the process proceeds to S208. Otherwise (NO at S206), the process proceeds to S212.
[0084]
In S208, rotation synchronization section 4024 substitutes 0 for the estimated synchronization crank angle θ ′ (cl_0).
[0085]
In S210, rotation synchronization section 4024 determines whether or not rotation has stopped. When the rotation stops (YES in S210), the rotation synchronization processing ends. If not (NO in S210), the process returns to S202.
[0086]
In S212, rotation synchronization section 4024 substitutes estimated crank angle θ ′ (cl) for estimated crank synchronization angle θ ′ (cl_0).
[0087]
Referring to FIG. 6, a control structure of a program for motor generator lock control executed by lock control unit 4014 included in current control unit 4010 of motor control unit 4000 will be described.
[0088]
At S300, lock control section 4014 sets a motor generator operation prohibition flag. When the motor generator operation prohibition flag is set, the vehicle control unit 4100 issues a request from the motor control unit 4000 to drive the auxiliary equipment of the engine 3000 (such as a compressor motor of an air conditioner or an oil pump) with the motor generator 3100. Even if it receives, since the motor generator lock control is being performed, the driving of the accessory by the motor generator 3100 is not executed.
[0089]
On the other hand, if the motor generator operation prohibition flag is reset, the motor generator lock control has been completed, so that the motor generator 3100 is driven in response to a request from the auxiliary machine to drive the compressor of the air conditioner. At this time, a damper pulley with an electromagnetic clutch is connected to engine 3000, and a pulley of an auxiliary machine is connected by a belt via the damper pulley, and the pulley of the auxiliary machine is connected to a pulley of motor generator 3100 by the belt. It is connected. When the accessory is driven by the motor generator 3100 instead of the engine 3000, the electromagnetic clutch of the damper pulley with the electromagnetic clutch is released, and the accessory is driven by the motor generator 3100 instead of the engine 3000.
[0090]
In S302, lock control section 4014 initializes variable n (n = 0). In S304, lock control section 4014 initializes ΔT indicating the elapsed time (ΔT = 0).
[0091]
At S306, lock control section 4014 outputs a lock current command in the first mode to inverter 3200. In S308, lock control unit 4014 determines whether ΔT indicating the elapsed time has reached predetermined time T (1). When ΔT indicating the elapsed time reaches predetermined time T (1) (YES in S308), the process proceeds to S310. If not (NO in S308), the process returns to S306. That is, a lock current command in the first mode is output to inverter 3200 until a predetermined time T (1) has elapsed since the start of motor generator lock control.
[0092]
At S310, lock control unit 4014 outputs a lock current command in the second mode to inverter 3200. At S312, lock control unit 4014 determines whether ΔT indicating the elapsed time has reached (T (1) × 2). When ΔT indicating the elapsed time reaches twice the time T (1) (YES in S312), the process proceeds to S314. Otherwise (NO at S312), the process returns to S310. That is, the lock current command in the second mode is executed from the start of the motor generator lock control until a predetermined time T (1) elapses from twice the time T (1).
[0093]
At S314, lock control unit 4014 adds 1 to variable n. At S316, lock control unit 4014 determines whether variable n is a predetermined threshold value n (1). If variable n is a predetermined n (1) (YES in S316), the process proceeds to S318. If not (NO in S316), the process returns to S304, and the control by the lock current command in the first mode and the control by the lock current command in the second mode are repeatedly executed.
[0094]
In S318, lock control unit 4014 executes a lock current command termination process. At S320, lock control unit 4014 resets the motor generator operation prohibition flag. After the processing in S320, when the vehicle control unit 4100 requests the motor control unit 4000 to be driven by the auxiliary motor generator 3100, the motor generator lock control by the motor generator 3100 has been completed. Reference numeral 3100 drives the accessory.
[0095]
The operation of motor control unit 4000 according to the present embodiment based on the above structure and flowchart will be described.
[0096]
When the idling stop condition is satisfied in the idling stop system, engine control unit 4200 stops engine 3000. When the fuel supply to engine 3000 is stopped and the engine speed falls below predetermined threshold value N (1) (YES in S100), rotation synchronization is started as shown in FIG. 7 (FIG. 7). S102). That is, in a region where the number of revolutions of engine 3000 is smaller than N (1), the accuracy of detection by crank angle sensor 3020, which is detected every cycle, decreases.
[0097]
The rotation synchronization section 4024 substitutes the synchronization crank angle θ (cl_0) for the synchronization crank angle θ ′ (cl_0) estimated from the motor generator angle (S200). At this time, the target stop crank angle θ shown in FIG. 8C is θ (cl_0), and the target stop crank angle θ (θ ′ (cl) reference) shown in FIG. 8A is θ ′ (cl_0) ( = Θ (mg_0)).
[0098]
The rotation synchronization unit 4024 calculates the estimated crank angle θ ′ (cl) = estimated synchronous crank angle θ ′ (cl_0) + motor generator angle θ (mg) / (number of motor generator pole pairs p × pulley ratio γ). It is executed (S202). When motor generator angle θ (mg) reaches 360 ° (YES in S204), it is determined whether or not estimated crank angle θ ′ (cl) is 360 ° (S206).
[0099]
If estimated crank angle θ ′ (cl) is 360 ° (YES in S206), estimated synchronization stop crank angle θ ′ (cl_0) is set to 0 (S208). On the other hand, if the estimated crank angle θ ′ (cl) is not 360 ° (NO in S206), the estimated crank angle θ ′ (cl) is substituted for the estimated synchronization stop crank angle θ ′ (cl_0) (S212). Thereafter, the calculation is repeatedly performed using the number of motor generator pole pairs p and the pulley ratio γ (S202).
[0100]
Such processing is repeatedly executed until the rotation of the crankshaft of engine 3000 stops.
[0101]
Comparing the crank angle signal from the crank angle sensor 3020 provided in the engine 3000 shown in FIG. 8C with the rotation position sensor 3110 provided in the motor generator 3100 shown in FIG. The accuracy of 3020 is lower than the accuracy of rotational position sensor 3110. The rotation synchronization is performed by using the motor generator angle θ (mg) in order to stop the crankshaft of the engine 3000 at the position of the target stop crank angle θ shown in FIG. This is a process for stopping at the target stop angle θ using the target stop crank angle θ ′ (cl) obtained.
[0102]
At this time, as shown in FIGS. 8A and 8C, when the engine speed becomes smaller than a predetermined threshold value N (1) (YES in S100), the synchronization start timing is reached. After the start of the synchronization timing, the flowchart shown in FIG. 5 is repeatedly executed until the crankshaft of engine 3000 stops rotating. In the process, the target stop crank angle θ shown in FIG. 8C is equal to the estimated crank angle θ shown in FIG. 8A estimated using the target stop crank angle position shown in FIG. 8B. Is determined. At this time, the target stop crank angle shown in FIG. 8A is the crank angle estimated from the motor generator angle signal θ (mg).
[0103]
After the rotation synchronizing process is started, when the engine speed further decreases and the motor generator speed falls below a predetermined threshold value N (2), the motor generator current command as shown in FIG. Executes the motor generator rotation control (S106). At this time, motor generator 3100 is rotating, and the crankshaft of engine 3000 is rotated by motor generator 3100 while maintaining the deceleration state until the crank reaches the target stop position. The state at this time is shown in stop position control (1) in FIG. The operation state of engine 3000 and motor generator 3100 is a deceleration state, in which the crankshaft is rotating toward the target stop position. The U-phase current, V-phase current, and W-phase current of motor generator 3100 are as shown in FIG.
[0104]
When the estimated crank angle θ ′ (cl) reaches the target stop crank angle θ (YES in S108), it is determined that the target stop position has been reached. At this time, the state shifts from the deceleration state shown in FIG. 9 to the half stop state. That is, the stop position control (2) by the lock control unit 4014 is performed from the control by the rotation control unit 4012 included in the current control unit 4100 of the motor control unit 4000.
[0105]
When the crank angle estimated using the motor generator angle reaches the target stop angle (YES in S108), a motor generator operation prohibition flag is set (S300). When the variable n is initialized (S302), ΔT indicating the elapsed time is initialized (S304). The lock control unit 4014 executes a lock current command in the first mode (S306). The lock current command in the first mode is executed until ΔT indicating the elapsed time exceeds a predetermined time T (1) (S308).
[0106]
The operation state of the first mode at this time is a half stop state shown in FIG. 9, for example, a lock current command state in which the U-phase current is convex upward. When the lock current command in the first mode is performed until a predetermined time T (1) has elapsed (YES in S308), a lock current command in the second mode is executed (S310).
[0107]
The operation state of the second mode at this time is a half stop state shown in FIG. 9, for example, a lock current command state in which the U-phase current is convex downward. The lock current command in the second mode is executed until a time twice as long as the predetermined time T (1) elapses.
[0108]
Lock current control is performed until the lock current command in the first mode and the lock current command in the second mode are repeatedly executed a predetermined number of times (YES in S316). At this time, as shown in FIG. 9, the operating state is a half-stop state, and the control state is a stop position control (2). Such a half-stop operation state is executed until the first mode and the second mode are repeatedly executed a predetermined number of times.
[0109]
Thereafter, lock current command end processing is executed (S318), and power supply from inverter 3200 to motor generator 3100 is stopped.
[0110]
Thereafter, the motor generator operation prohibition flag is reset (S320).
With reference to FIG. 10, the stop position of the crankshaft based on the magnetic pole of the motor generator will be described. The target crank stop position θ for actually stopping the crankshaft is set to the actual stop position shown in FIG. As shown in FIG. 10, the crank position at which the overcompression torque is minimized is indicated by a black circle in the crank angle signal. The actual stop position is set at the point closest to the target crank stop position, where the motor generator angle signal θ (mg) is exactly the position cycle of the electrical angle (ie, the valley point of the motor generator angle signal shown in FIG. 10). Is done. This point is a position where the motor generator angle signal θ (mg) counts up and is reset in one cycle in electrical angle.
[0111]
Since the crankshaft is stopped at this position, when the engine is restarted, it is not necessary to detect where the crankshaft is stopped, but based on the stop position based on the magnetic pole of the motor generator stored in the memory. Thus, the engine can be restarted.
[0112]
As described above, according to the motor control unit which is the control device according to the present embodiment, when the supply of fuel to the engine is stopped and the number of revolutions of the engine is reduced, the rotation synchronization process is executed, and the motor is synchronized. The crank angle is estimated based on the generator angle, and the stop position is detected based on the estimated crank angle. Since the estimated crank angle is estimated based on the highly accurate motor generator angle signal, the estimated crank angle represents the crank angle with high accuracy even at a low rotation speed. With this configuration, the crankshaft of the engine can be accurately stopped at a desired position.
[0113]
As a result, the crankshaft can be accurately stopped at a desired position using the existing crank angle sensor, and the engine can be started as soon as possible after the engine is stopped and when the engine is restarted.
[0114]
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram (part 1) illustrating a power train of a vehicle to which a control device according to an embodiment of the present invention is applied;
FIG. 2 is a diagram (part 2) illustrating a power train of a vehicle to which the control device according to the embodiment of the present invention is applied;
FIG. 3 is a block diagram of a control device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing a control structure of a program executed by the control device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing a control structure of a program of a rotation synchronization processing of FIG.
FIG. 6 is a flowchart showing a control structure of a program for MG lock control in FIG. 4;
FIG. 7 is a timing chart showing operating states of the motor generator, various sensors, and the engine when the engine is stopped.
FIG. 8 is a partially enlarged view of FIG. 7;
FIG. 9 is a timing chart showing operating states of a motor generator and an engine in the control device according to the present embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between a target crank position and an actual stop position based on a motor-generator magnetic pole in the control device according to the present embodiment.
[Explanation of symbols]
100 transaxle, 200 engine, 300 control device, 700 input shaft, 750 output shaft, 800 drive wheel (front wheel), 850 vehicle speed sensor, 1000 power split mechanism, 1100 motor generator, 1200 inverter, 1300 battery, 1400 electric motor, 2000 , 2050 motor generator, 2100 drive shaft, 2200 drive wheel (rear wheel), 3000 engine, 3010 rotation speed sensor, 3020 crank angle sensor, 3100 motor generator, 3110 rotation position sensor, 3200 inverter, 3300 battery, 4000 motor control unit, 4010 current control unit, 4012 rotation control unit, 4014 lock control unit, 4020 stop position control unit, 4022 stop position calculation unit, 4024 rotation synchronization unit, 4100 vehicle control Control unit, 4200 engine control unit.

Claims

A control device for stopping the internal combustion engine at a predetermined position, wherein the internal combustion engine is connected to a motor that controls the rotation of the internal combustion engine,
The control device includes:
First detection means for detecting the rotation of the internal combustion engine;
Second detection means for detecting rotation of the motor;
When stopping the internal combustion engine, synchronization means for synchronizing a rotation signal of the internal combustion engine detected by the first detection means and a rotation signal of the motor detected by the second detection means,
Stop control means for controlling to drive the motor based on the rotation signal of the motor synchronized with the rotation signal of the internal combustion engine by the synchronization means so that the internal combustion engine stops at a predetermined position. A control device for an internal combustion engine, including:

A control device for stopping an internal combustion engine mounted on a vehicle at a predetermined position, wherein the vehicle includes an internal combustion engine that is a driving source for traveling and a motor that controls rotation of the internal combustion engine. And
The control device includes:
First detection means for detecting the rotation of the internal combustion engine;
Second detection means for detecting rotation of the motor;
When stopping the internal combustion engine, synchronization means for synchronizing a rotation signal of the internal combustion engine detected by the first detection means and a rotation signal of the motor detected by the second detection means,
Stop control means for controlling to drive the motor based on the rotation signal of the motor synchronized with the rotation signal of the internal combustion engine by the synchronization means so that the internal combustion engine stops at a predetermined position. Control devices for vehicles, including.

The method according to claim 1, wherein the synchronization unit includes a unit configured to synchronize a rotation signal of the internal combustion engine with a rotation signal of the motor when a rotation speed of the internal combustion engine falls below a predetermined rotation speed. The control device as described.

The stop control means includes means for controlling the motor to be driven so that the internal combustion engine stops at a predetermined position when the number of rotations of the motor falls below a predetermined number of rotations. The control device according to claim 1.

The control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the rotation shaft of the motor and the rotation shaft of the internal combustion engine are connected via a belt, so that the motor drives the internal combustion engine.

The control device according to any one of claims 1 to 5, further comprising setting means for setting a predetermined position at which the internal combustion engine is stopped to a position close to the predetermined position and based on a magnetic pole of the motor. The control device according to item 1.

The control device according to any one of claims 1 to 6, wherein the motor is a motor generator that functions as a generator based on predetermined conditions while the internal combustion engine is operating.

A control method for stopping an internal combustion engine at a predetermined position, wherein the internal combustion engine is connected to a motor that controls rotation of the internal combustion engine,
The control method includes:
A first detection step of detecting rotation of the internal combustion engine;
A second detection step of detecting rotation of the motor;
When stopping the internal combustion engine, a synchronization step of synchronizing a rotation signal of the internal combustion engine detected in the first detection step and a rotation signal of the motor detected in the second detection step,
A stop control step of controlling the motor to be driven so that the internal combustion engine stops at a predetermined position based on the rotation signal of the motor synchronized with the rotation signal of the internal combustion engine in the synchronization step. , An internal combustion engine control method.

A control method for stopping an internal combustion engine mounted on a vehicle at a predetermined position, wherein the vehicle includes an internal combustion engine that is a driving source for traveling and a motor that controls rotation of the internal combustion engine. And
The control method includes:
A first detection step of detecting rotation of the internal combustion engine;
A second detection step of detecting rotation of the motor;
When stopping the internal combustion engine, a synchronization step of synchronizing a rotation signal of the internal combustion engine detected in the first detection step and a rotation signal of the motor detected in the second detection step,
A stop control step of controlling the motor to be driven so that the internal combustion engine stops at a predetermined position based on the rotation signal of the motor synchronized with the rotation signal of the internal combustion engine in the synchronization step. , Vehicle control method.

The method according to claim 8, wherein the synchronizing step includes a step of synchronizing a rotation signal of the internal combustion engine and a rotation signal of the motor when a rotation speed of the internal combustion engine falls below a predetermined rotation speed. Control method.

The stop control step includes a step of controlling the motor to drive so that the internal combustion engine stops at a predetermined position when the rotation speed of the motor falls below a predetermined rotation speed. The vehicle control method according to any one of claims 8 to 10.

The control method according to any one of claims 8 to 11, wherein the motor drives the internal combustion engine by connecting the rotation axis of the motor and the rotation axis of the internal combustion engine via a belt.

The control method according to any one of claims 8 to 12, further comprising a setting step of setting a predetermined position at which the internal combustion engine is stopped to a position close to the predetermined position and based on a magnetic pole of the motor. Control method.

The control method according to any one of claims 8 to 13, wherein the motor is a motor generator that functions as a generator based on predetermined conditions while the internal combustion engine is operating.

A program for causing a computer to implement the control method according to any one of claims 8 to 14.

A recording medium on which the program according to claim 15 is recorded.