CN114135433B - 引擎装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供引擎装置。在执行伴随通过第1马达以及第2马达这两方使引擎进行的曲柄转动而起动引擎的两驱动起动时，使通过第1马达以及第2马达中的一方使引擎进行的曲柄转动比通过另一方使引擎进行的曲柄转动更早结束。

Description

引擎装置
技术领域
本发明涉及引擎装置。
背景技术
以往，作为该种引擎装置，提出如下引擎装置：具备引擎、能够使引擎进行曲柄转动的起动机、能够对起动机供给电力的辅机电池、能够使引擎进行曲柄转动的电动机以及能够对电动机供给电力的主电池(参照例如日本特开2014-189032)。在该引擎装置中，在伴随通过起动机以及电动机这两方使引擎进行曲柄转动而起动引擎时，在引擎转速成为能够通过燃料喷射、点火能够完全爆发(能够自主旋转)的预定值以上时，结束通过起动机以及电动机这两方使引擎进行的曲柄转动。
发明内容
在上述引擎装置中，直至引擎能够完全爆发，从辅机电池以及主电池对起动机以及电动机分别供给电力，所以各电池的电力供给时间(放电时间)变长，存在劣化发展的可能性。
本发明的引擎装置的主要目的在于，在具备能够对能够使引擎进行曲柄转动的第1马达供给电力的第1蓄电装置和能够对能够使引擎进行曲柄转动的第2马达供给电力的第2蓄电装置的结构中，抑制第1蓄电装置的劣化发展或者第2蓄电装置的劣化发展。
本发明的引擎装置为了达成上述主目的，采用以下的手段。
本发明的引擎装置具备：
引擎；
第1马达，能够使所述引擎进行曲柄转动；
第1蓄电装置，能够对所述第1马达供给电力；
第2马达，能够使所述引擎进行曲柄转动；
第2蓄电装置，能够对所述第2马达供给电力；以及
控制装置，控制所述引擎、所述第1马达及所述第2马达，
其中，
在执行两驱动起动时，所述控制装置使通过所述第1马达以及所述第2马达中的一方使所述引擎进行的曲柄转动比通过另一方使所述引擎进行的曲柄转动更早结束，所述两驱动起动是伴随通过所述第1马达以及所述第2马达这两方使所述引擎进行曲柄转动而使所述引擎起动。
在本发明的引擎装置中，在执行伴随通过第1马达以及第2马达这两方使引擎进行曲柄转动而起动引擎的两驱动起动时，使通过第1马达以及第2马达中的一方使引擎进行的曲柄转动比通过另一方使引擎进行的曲柄转动更早结束。由此，在使通过第1马达使引擎进行的曲柄转动比通过第2马达使引擎进行的曲柄转动更早结束的情况下，能够抑制第1蓄电装置的电力供给时间变长，抑制第1蓄电装置的劣化发展。另外，在使通过第2马达使引擎进行的曲柄转动比通过第1马达使引擎进行的曲柄转动更早结束的情况下，能够抑制第2蓄电装置的电力供给时间变长，抑制第2蓄电装置的劣化发展。
在本发明的引擎装置中，也可以在执行所述两驱动起动时，在所述第2蓄电装置的劣化程度是预定程度以上时，所述控制装置使通过所述第2马达使所述引擎进行的曲柄转动比通过所述第1马达使所述引擎进行的曲柄转动更早结束。由此，在第2蓄电装置的劣化程度是预定程度以上时，能够抑制第2蓄电装置的劣化发展。
在该情况下，也可以在执行所述两驱动起动时，在所述第2蓄电装置的劣化程度是预定程度以上时，所述控制装置在所述引擎达到预定转速以上并且所述引擎完全爆发之前(成为能够自主旋转)结束通过所述第2马达使所述引擎进行的曲柄转动，之后在所述引擎完全爆发之后结束通过所述第1马达使所述引擎进行的曲柄转动。
在本发明的引擎装置中，也可以所述第1马达是起动机，所述第2马达是能够使所述引擎进行曲柄转动并且能够使用来自所述引擎的动力发电的电动发电机，所述第2蓄电装置能够与所述电动发电机交换电力，在执行所述两驱动起动时，所述控制装置使通过所述电动发电机使所述引擎进行的曲柄转动比通过所述起动机使所述引擎进行的曲柄转动更早结束。由此，能够抑制与电动发电机交换电力的第2蓄电装置的劣化发展。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是示出搭载作为本发明的一个实施例的引擎装置的混合动力汽车20的结构的概略的结构图。
图2是示出由ECU70执行的起动控制例程的一个例子的流程图。
具体实施方式
接下来，使用实施例，说明具体实施方式。
图1是示出搭载作为本发明的一个实施例的引擎装置的混合动力汽车20的结构的概略的结构图。实施例的混合动力汽车20如图所示，具备引擎22、离合器24、变速器26、作为第1马达的起动机30、齿轮机构32、作为第2马达的电动发电机40、带机构42、作为第1蓄电装置的低电压电池50、作为第2蓄电装置的高电压电池52、DC/DC转换器54以及作为控制装置的电子控制单元(以下称为“ECU”)70。作为实施例的“引擎装置”，引擎22、起动机30、电动发电机40、低电压电池50、高电压电池52以及ECU70相应。
引擎22构成为将汽油、轻油等作为燃料而输出动力的内燃机。离合器24例如构成为液压驱动的摩擦离合器，进行引擎22的曲柄轴23和变速器26的输入轴26a的连接以及连接的解除。变速器26例如构成为10级变速的自动变速器，具有输入轴26a、输出轴26b、多个行星齿轮、液压驱动的多个摩擦接合元件(离合器、制动器)，输入轴26a经由离合器24与引擎22的曲柄轴23连结，并且输出轴26b经由齿轮机构27与驱动轮28a、28b连结。该变速器26通过多个摩擦接合元件的接合分离，形成第1速至第10速的前进档、后退档，在输入轴26a与输出轴26b之间传递动力。此外，作为变速器26，不限定于10级变速的变速器，也可以使用4级变速、5级变速、6级变速、8级变速等的变速器。
起动机30与电力线38连接。齿轮机构32具有：齿圈33，具有外齿，并且安装到引擎22的曲柄轴23；小齿轮34，与起动机30的旋转轴31一体旋转；以及致动器35，使小齿轮34在其轴方向上移动而进行小齿轮34和齿圈33的咬合及咬合的解除。
电动发电机40与电力线48连接。带机构42具有安装到引擎22的曲柄轴23的滑轮43、安装到电动发电机40的旋转轴41的滑轮44、以及悬挂于滑轮43和滑轮44的带45。
低电压电池50例如构成为额定电压为12V的锂离子二次电池、镍氢电池、铅蓄电池，与电力线38连接。高电压电池52例如构成为额定电压为40V～50V程度的锂离子二次电池、镍氢电池，与电力线48连接。DC/DC转换器54与电力线38和电力线48连接，使电力线38的电力升压而供给到电力线48、或者使电力线48的电力降压而供给到电力线38。
ECU70构成为以CPU为中心的微型处理器，除了CPU以外，还具备存储处理程序的ROM、临时地存储数据的RAM、存储保持数据的闪速存储器、输入输出端口。向ECU70经由输入端口输入来自各种传感器的信号。作为输入到ECU70的信号，例如，可以举出来自曲柄位置传感器22a的作为引擎22的曲柄轴23的旋转位置的曲柄角θcr。另外，还可以举出来自安装于低电压电池50以及高电压电池52的端子之间的电压传感器50a、52a的低电压电池50以及高电压电池52的电压VBL、VBH、来自安装于低电压电池50以及高电压电池52的输出端子的电流传感器50b、52b的低电压电池50以及高电压电池52的电流IBL、IBH。还可以举出来自点火开关80的点火信号、来自检测变速杆81的操作位置的档位传感器82的档位SP。还可以举出来自检测油门踏板83的踏入量的油门踏板位置传感器84的油门开度Acc、来自检测制动器踏板85的踏入量的制动器踏板位置传感器86的制动器踏板位置BP、来自车速传感器88的车速V。还可以举出来自外部气温传感器89的外部气温Tout。
从ECU70经由输出端口输出各种控制信号。作为从ECU70输出的信号，例如可以举出向引擎22、离合器24、变速器26、起动机30、致动器35、电动发电机40、DC/DC转换器54的控制信号。
ECU70根据来自曲柄位置传感器22a的引擎22的曲柄角θcr，运算引擎22的转速Ne。另外，ECU70根据来自电压传感器50a、52a的低电压电池50以及高电压电池52的电压VBL、VBH和来自电流传感器50b、52b的低电压电池50以及高电压电池52的电流IBL、IBH的多个组(多个采样数据)，运算低电压电池50以及高电压电池52的内部电阻RBL、RBH。进而，ECU70根据低电压电池50以及高电压电池52的电流IBL、IBH的累计值，运算低电压电池50以及高电压电池52的蓄电比例SOCL、SOCH。
在这样构成的实施例的混合动力汽车20中，ECU70根据油门开度Acc和车速V(变速器26的输出轴26b的转速Nout)，设定变速器26的目标变速级Gr*，以使变速器26的变速级Gr成为目标变速级Gr*的方式控制变速器26。另外，根据油门开度Acc、车速V以及变速器26的变速级Gr，设定在变速器26的输入轴26a中所需的所需转矩Tin*，以使所需转矩Tin*输出到变速器26的输入轴26a的方式，设定引擎22的目标转矩Te*，控制引擎22。在引擎22的控制中，进行控制吸入空气量的吸入空气量控制、控制燃料喷射量的燃料喷射控制、控制点火正时的点火控制等。此外，在高电压电池52的蓄电比例SOCH降低时，根据需要，使用来自引擎22的功率通过电动发电机40进行发电，高电压电池52被充电。
接下来，说明这样构成的实施例的混合动力汽车20的动作、特别是起动引擎22时的动作。图2是示出由ECU70执行的起动控制例程的一个例子的流程图。该例程在请求引擎22的起动时执行。
在执行图2的起动控制例程时，ECU70最初判定能否进行伴随通过起动机30以及电动发电机40中的任意一方使引擎22进行的曲柄转动而起动引擎22的单驱动起动(步骤S100)。该判定例如通过将外部气温Tout与阈值Toutref(例如负20℃～负30℃程度)比较来进行。其原因为，外部气温Tout越低，引擎油的粘性变得越大，引擎22的摩擦变得越大。
在步骤S100中判定为能够进行单驱动起动时，开始通过起动机30以及电动发电机40中的任意一方使引擎22进行的曲柄转动(步骤S110)。在此，起动机30以及电动发电机40中的在引擎22进行曲柄转动中使用的马达的选择如以下所述进行。在实施例中，依据高电压电池52的额定电压高于低电压电池50的额定电压、即电动发电机40的施加电压高于起动机30的施加电压，优先地选择电动发电机40。但是，在高电压电池52的劣化程度大到某种程度(后述预定程度以上)时，为了抑制高电压电池52的劣化发展，也可以选择起动机30。另外，引擎22的马达的选择方法不限于此，也可以优先地选择起动机30。例如，在起动机30构成为直流串联型的马达并且电动发电机40构成为直流并联型的电动发电机的情况下，一般而言，直流串联型具有相比于直流并联型在旋转停止时能够输出更大的转矩的特性，所以考虑优先地选择起动机30。此外，在通过起动机30使引擎22进行曲柄转动的情况下，在驱动致动器35而使小齿轮34与齿圈33咬合后，开始通过起动机30使引擎22进行的曲柄转动。
接下来，输入引擎22的转速Ne(步骤S120)，等待引擎22的转速Ne达到阈值Neref以上(步骤S130)，开始引擎22的燃料喷射控制以及点火控制(步骤S140)。在此，关于引擎22的转速Ne，输入根据来自曲柄位置传感器22a的引擎22的曲柄角θcr运算的值。作为阈值Neref，例如使用几百rpm程度。在这样开始引擎22的燃料喷射控制以及点火控制时，等待引擎22完全爆发(成为能够自主旋转)(步骤S150)，结束通过起动机30以及电动发电机40中的上述一方使引擎22进行的曲柄转动(步骤S160)，结束本例程。
在步骤S100中判定为不能进行单驱动起动时，开始通过起动机30以及电动发电机40这两方使引擎22进行的曲柄转动(步骤S170)。接下来，判定高电压电池52的劣化程度是否为预定程度以上(步骤S180)。该判定例如通过将高电压电池52的内部电阻RBH与阈值RBHref比较来进行。其原因为，高电压电池52的劣化程度越大(劣化越发展)，高电压电池52的内部电阻RBH变得越大。
在步骤S180中判定为高电压电池52的劣化程度小于预定程度时，输入引擎22的转速Ne(步骤S190)，等待引擎22的转速Ne达到阈值Neref以上(步骤S200)，开始引擎22的燃料喷射控制以及点火控制(步骤S210)。然后，等待引擎22完全爆发(步骤S220)，结束通过起动机30以及电动发电机40这两方使引擎22进行的曲柄转动(步骤S230)，结束本例程。由此，在不能进行单驱动起动的情况下，能够迅速地(短时间)起动引擎22。
在步骤S180中判定为高电压电池52的劣化程度是预定程度以上时，输入引擎22的转速Ne(步骤S240)，等待引擎22的转速Ne达到阈值Neref以上(步骤S250)，开始引擎22的燃料喷射控制以及点火控制(步骤S260)，并且结束通过电动发电机40使引擎22进行的曲柄转动(步骤S270)。然后，等待引擎22完全爆发(步骤S280)，结束通过起动机30使引擎22进行的曲柄转动(步骤S290)，结束本例程。由此，在不能进行单驱动起动的情况下，相比于直至引擎22完全爆发通过起动机30以及电动发电机40这两方使引擎22进行曲柄转动的情况，通过电动发电机40使引擎22进行曲柄转动的时间更短，所以能够缩短高电压电池52的电力供给时间(放电时间)，抑制电压电池52的劣化发展。其结果，能够抑制高电压电池52的寿命变短。
在搭载于以上说明的实施例的混合动力汽车20的引擎装置中，在执行伴随通过起动机30以及电动发电机40这两方使引擎22进行曲柄转动而起动引擎22的两驱动起动时，在高电压电池52的劣化程度是预定程度以上时，在引擎22的转速Ne达到阈值Neref以上并且引擎22完全爆发之前，结束通过电动发电机40使引擎22进行的曲柄转动，之后在引擎22完全爆发之后，结束通过起动机30使引擎22进行的曲柄转动。即，使通过电动发电机40使引擎22进行的曲柄转动比通过起动机30使引擎22进行的曲柄转动更早结束。由此，相比于在引擎22完全爆发之后结束通过起动机30以及电动发电机40这两方使引擎22进行的曲柄转动，能够缩短高电压电池52的电力供给时间(放电时间)，抑制电压电池52的劣化发展。其结果，能够抑制高电压电池52的寿命变短。
在搭载于实施例的混合动力汽车20的引擎装置中，在执行两驱动起动时，在高电压电池52的劣化程度小于预定程度时，大致同时结束通过起动机30以及电动发电机40这两方使引擎22进行的曲柄转动，在高电压电池52的劣化程度是预定程度以上时，使通过电动发电机40使引擎22进行的曲柄转动比通过起动机30使引擎22进行的曲柄转动更早结束。但是，在执行两驱动起动时，也可以不管高电压电池52的劣化程度，使通过电动发电机40使引擎22进行的曲柄转动比通过起动机30使引擎22进行的曲柄转动更早结束。由此，能够抑制高电压电池52的劣化发展，抑制高电压电池52的寿命变短。另外，也可以在执行两驱动起动时，不管低电压电池50的劣化程度，而使通过起动机30使引擎22进行的曲柄转动比通过电动发电机40使引擎22进行的曲柄转动更早结束。由此，能够抑制低电压电池50的劣化发展，抑制低电压电池50的寿命变短。
在搭载于实施例的混合动力汽车20的引擎装置中，在执行两驱动起动时，在高电压电池52的劣化程度小于预定程度时，大致同时结束通过起动机30以及电动发电机40这两方使引擎22进行的曲柄转动，在高电压电池52的劣化程度是预定程度以上时，使通过电动发电机40使引擎22进行的曲柄转动比通过起动机30使引擎22进行的曲柄转动更早结束。但是，也可以在执行两驱动起动时，在高电压电池52的劣化程度小于预定程度并且低电压电池50的劣化程度是第2预定程度以上时，使通过起动机30使引擎22进行的曲柄转动比通过电动发电机40使引擎22进行的曲柄转动更早结束。例如，在引擎22的转速Ne达到阈值Neref以上并且引擎22完全爆发之前，结束通过起动机30使引擎22进行的曲柄转动，之后在引擎22完全爆发之后，结束通过电动发电机40使引擎22进行的曲柄转动即可。由此，能够抑制低电压电池50的劣化发展，抑制低电压电池50的寿命变短。此外，低电压电池50的劣化程度是否为第2预定程度以上的判定例如通过将低电压电池50的内部电阻RBL与阈值RBLref比较来进行。其原因为，低电压电池50的劣化越发展，低电压电池50的内部电阻RBL变得越大。
在搭载于实施例的混合动力汽车20的引擎装置中，在能够进行单驱动起动时，执行单驱动起动，在不能进行单驱动起动时，执行两驱动起动。但是，也可以不管能否进行单驱动起动而执行两驱动起动。
在搭载于实施例的混合动力汽车20的引擎装置中，作为第1蓄电装置，使用低电压电池50，但也可以代替低电压电池50而使用电容器。另外，在实施例中，作为第2蓄电装置，使用高电压电池52，但也可以代替高电压电池52而使用电容器。
在搭载于实施例的混合动力汽车20的引擎装置中，引擎22和电动发电机40经由带机构42连接，但也可以经由齿轮机构连接。
在搭载于实施例的混合动力汽车20的引擎装置中，具备：引擎22；起动机30，经由齿轮机构32与引擎22连接；低电压电池50，经由电力线38与起动机30连接；电动发电机40，经由带机构42与引擎22连接；以及高电压电池52，经由电力线48与电动发电机40连接。但是，不限于此，只要是具备引擎、能够使引擎进行曲柄转动的第1马达、能够对第1马达供给电力的第1蓄电装置、能够使引擎进行曲柄转动的第2马达以及能够对第2马达供给电力的第2蓄电装置的结构，则可以成为任何结构。
在实施例中，设为搭载于混合动力汽车20的引擎装置的方式。但是，也可以设为搭载于汽车以外的车辆的引擎装置的方式，还可以设为嵌入于建设设备等不移动的设备的引擎装置的方式。
说明实施例的主要要素和发明内容记载的发明的主要要素的对应关系。在实施例中，引擎22与“引擎”相当，起动机30与“第1马达”相当，低电压电池50与“第1蓄电装置”相当，电动发电机40与“第2马达”相当，高电压电池52与“第2蓄电装置”相当，ECU70与“控制装置”相当。
此外，实施例的主要要素和发明内容记载的发明的主要要素的对应关系是用于在实施例中具体地说明用于实施发明内容记载的发明的一个例子，所以并不限定发明内容记载的发明的要素。即，关于发明内容记载的发明的解释应根据其中的记载进行，实施例仅为发明内容记载的发明的具体的一个例子。
以上，使用实施例说明了用于实施本发明的方式，但当然本发明完全不限定于这样的实施例，能够在不脱离本发明的要旨的范围内以各种方式实施。
本发明能够利用于引擎装置的制造产业等。

Claims (3)

1.一种引擎装置，具备：
引擎；
第1马达，能够使所述引擎进行曲柄转动；
第1蓄电装置，能够对所述第1马达供给电力；
第2马达，能够使所述引擎进行曲柄转动；
第2蓄电装置，能够对所述第2马达供给电力；以及
控制装置，控制所述引擎、所述第1马达及所述第2马达，其中，
所述第1马达是起动机，
所述第2马达是能够使所述引擎进行曲柄转动并且能够使用来自所述引擎的动力发电的电动发电机，
所述第2蓄电装置能够与所述电动发电机交换电力，
在执行两驱动起动时，所述控制装置使通过所述第2马达使所述引擎进行的曲柄转动比通过所述第1马达使所述引擎进行的曲柄转动更早结束，在所述两驱动起动中，伴随通过所述第1马达以及所述第2马达这两方使所述引擎进行曲柄转动而使所述引擎起动。
2.根据权利要求1所述的引擎装置，其中，
在执行所述两驱动起动时，在所述第2蓄电装置的劣化程度是预定程度以上时，所述控制装置使通过所述第2马达使所述引擎进行的曲柄转动比通过所述第1马达使所述引擎进行的曲柄转动更早结束。
3.根据权利要求2所述的引擎装置，其中，
在执行所述两驱动起动时，在所述第2蓄电装置的劣化程度是预定程度以上时，所述控制装置在所述引擎达到预定转速以上并且所述引擎完全爆发之前结束通过所述第2马达使所述引擎进行的曲柄转动，之后在所述引擎完全爆发之后结束通过所述第1马达使所述引擎进行的曲柄转动。
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