JP2004017770A - Engine system, its operation method and engine starter - Google Patents

Engine system, its operation method and engine starter Download PDF

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    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/003Starting of engines by means of electric motors said electric motor being also used as a drive for auxiliaries, e.g. for driving transmission pumps or fuel pumps during engine stop

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve driving of an auxiliary machine during engine stop, engine start, battery charge and the like with a single motor and a simple configuration and control. <P>SOLUTION: This engine system 1 includes an engine 2, a motor 3, an auxiliary machine 4, a planetary mechanism 5 having three elements of a sun gear 6 to which any of an output shaft 2a of the engine 2, an output shaft 3a of the motor 3, and a drive shaft 4a of the auxiliary machine 4 is connected, a carrier 7 and a ring gear 8, a clutch 10 capable of integrating two or more elements of the planetary mechanism 5, and rotation direction restriction means 11 for restricting a rotation direction of the drive shaft 4a of the auxiliary machine 4 to one direction, and can drive control the motor 3 in a state where the clutch 10 is released. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンシステム、特に、エンジンを駆動源の1つとして使用する自動車のエンジンシステムとその運転方法およびエンジン始動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、自動車のエンジンは、バッテリを駆動源としてモータを作動させることにより始動させられ、一旦燃焼が開始した後には、自動車の走行および種々の補機の駆動源として使用される。自動車に備えられる補機には、例えば、エアコンディショナ用コンプレッサ、パワーステアリング用ポンプ、自動変速機用オイルポンプ、ブレーキ用負圧ポンプ等がある。
従来、このようなエンジンのみを補機の駆動源とする自動車では、エンジン停止中にこれらの補機を駆動することはできなかった。
【0003】
ところが、近年、いわゆる省エネルギの観点に基づく燃費の向上やCO2削減を目的として、軽負荷領域や車両停止中にはエンジンを停止し、回生電力やエンジン駆動中に発電した電力を用いてモータで走行するハイブリッド車が注目されている。
また、車両停止中にエンジンを自動停止させることにより、アイドリングのための燃料噴射をなくして燃費を向上させるとともに、CO2削減を図るアイドルストップ車も提案されている。
【0004】
これらハイブリッド車およびアイドルストップ車では、例えば、信号待ちや渋滞時等における車両停止中にはエンジンを停止させるので、このようなエンジン停止中にもエアコンディショナを作動させて室内の空調を継続する必要がある。また、ハイブリッド車では、エンジン停止状態でのモータによる走行中にも、エアコンディショナに限らず、走行に必要な全ての補機を作動させる必要がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ハイブリッド車においてエンジン停止中にエアコンディショナを作動させる方法については、例えば、特許第3180506号公報に開示されている。この方法は、エアコンディショナのコンプレッサに、該コンプレッサを作動させるための補助モータを取り付けておき、バッテリの残量が多いときには補助モータによってコンプレッサを作動させ、バッテリの残量が少ないときには、エアコンディショナの作動操作に連動してエンジンを停止状態から運転状態に移行させ、エンジンを駆動源としてエアコンディショナのコンプレッサを駆動するようになっている。
しかしながら、コンプレッサを駆動するだけの目的でコンプレッサに補助モータを取り付けることは、部品点数を増加させ、製品コストを増大させてしまうという不都合がある。
【0006】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、エンジンの停止中における補機の駆動、エンジンの始動およびバッテリの充電を、単一のモータおよび簡易な構造および制御により達成することが可能なエンジンシステムおよびエンジン始動装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は、以下の手段を提案している。
請求項1に係る発明は、エンジンと、モータ(発明の実施の形態におけるモータ3)と、補機(発明の実施の形態におけるコンプレッサ4等)とを備えるとともに、エンジンの出力軸、モータの出力軸または補機の駆動軸のいずれかをそれぞれ接続した、サンギヤ、キャリアおよびリングギヤからなる3つの要素を有するプラネタリ機構と、該プラネタリ機構の2つ以上の要素を一体化可能な結合手段(発明の実施の形態におけるクラッチ10)と、前記補機の駆動軸の回転方向を一方向に規制する回転方向規制手段(発明の実施の形態におけるワンウェイクラッチ11)とを備え、前記一体化可能な結合手段を開放した状態で、モータの駆動制御を可能とすることを特徴とするエンジンシステムを提案している。
【0008】
この発明では、エンジン停止状態からエンジンを始動させるときに、結合手段によるプラネタリ機構の2つ以上の要素の結合状態を解放して、プラネタリ機構を各要素が自由に回転できる差動状態とし、補機の駆動軸の回転方向が回転方向規制手段によって規制される方向となるようにモータを作動させる。これにより、エンジンの出力軸に接続された要素が、モータの出力軸に接続された要素の回転に伴って回転させられる。モータの出力軸に接続された要素とエンジンの出力軸に接続された要素との間のギヤ比を所定の値に設定しておくことにより、モータのトルクはそのギヤ比に応じて増幅された状態でエンジンに伝達され、エンジンが始動させられることになる。
【0009】
エンジン停止状態において補機を駆動するには、結合手段によるプラネタリ機構の要素の結合状態を解放状態として、補機の駆動軸の回転方向が回転方向規制手段によって回転を許容される方向となるようにモータを作動させる。これにより、エンジンの出力軸に接続された要素と、補機の駆動軸に接続された要素とにモータのトルクが伝達されるが、エンジンのフリクショントルクが、補機の駆動トルクと比較して大きい場合には、エンジンの出力軸が停止状態に保持されたまま補機の駆動軸が回転させられて、補機が駆動させられることになる。
【0010】
また、エンジン作動中に補機を駆動する場合には、結合手段によってプラネタリ機構の2つ以上の要素を一体化させ、補機の駆動軸が回転方向規制手段によって回転を許容される方向に回転させる。任意の2つの要素を一体化状態とすることにより、3つの要素全てが一体化されるので、エンジンの出力軸と補機の駆動軸とが直結状態とされ、エンジンのトルクがそのまま補機の駆動軸に伝達される。また、モータの出力軸も、プラネタリ機構の3つの要素を一体化させることにより、エンジンの回転に伴って回転させられる。したがって、モータを電動機として利用して、エンジンの出力を補うことも、発電機として利用してバッテリの充電を行うことも可能となる。
【0011】
また、一体化可能な結合手段を開放した状態で、モータの駆動制御を行うことにより、エンジンの回転数に制限されずに補機やモータが所望の状態となるように制御することが可能となり、車両の運転状態に応じて適した制御を行うことが可能となる。
【0012】
請求項2に係る発明は、請求項1に記載されたエンジンシステムにおいて、前記モータの駆動制御は、前記補機を優先して駆動する場合に、モータの回転数をエンジンの回転数に対して低減させることにより行うことを特徴とするエンジンシステムを提案している。
この発明によれば、モータの回転数をエンジンの回転数に対して低減させることにより、補機の回転数をエンジンの回転数に制限されずに増加させることが可能となり、補機を優先して駆動させることが可能となる。
【0013】
請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2に記載のエンジンシステムにおいて、前記モータの駆動制御は、前記モータの発電を優先する場合にモータの動作点を発電効率の高い動作点に制御することにより行うことを特徴とするエンジンシステムを提案している。
この発明によれば、エンジンの回転数に制限されずにモータの動作点を発電効率の高い動作点に制御することが可能となり、発電効率を高めることが可能となる。
【0014】
請求項4に係る発明は、サンギヤ、キャリアおよびリングギヤからなる3つの要素にそれぞれ、エンジンの出力軸、モータの出力軸または補機の駆動軸のいずれかを接続したプラネタリ機構を備えるエンジンシステムの運転方法であって、前記補機の出力軸を静止状態に保持してモータの出力軸を一方向に回転させることによりモータによってエンジンを始動し、前記エンジンの出力軸を静止状態に保持してモータの出力軸を反対方向に回転させることによりモータによって補機を駆動し、前記プラネタリ機構の2つ以上の要素を一体化させることによりエンジンによって補機を駆動し、前記一体化可能な結合手段を開放した状態で、モータの駆動制御を可能とすることを特徴とするエンジンシステムの運転方法を提案している。
【0015】
この発明によれば、モータの回転方向の切り換え、プラネタリ機構の要素の一体化および補機の駆動軸またはエンジンの出力軸の回転規制によって、エンジン停止状態における補機の駆動とエンジンの始動とを単一のモータで行うことができ、しかも、エンジンによる補機の駆動を行うことが可能となる。また、エンジンの回転数に制限されずにモータの駆動制御が行えるため、車両の運転状態に応じて適した制御を行うことが可能となる。
【0016】
請求項5に係る発明は、サンギヤ、キャリアおよびリングギヤからなる3つの要素を有し、その内の任意の2つの要素にエンジンの出力軸と補機の駆動軸とをそれぞれ接続したプラネタリ機構と、該プラネタリ機構の残りの一要素に接続されたモータと、前記プラネタリ機構の2つ以上の要素を一体化可能な結合手段と、前記補機の駆動軸が接続された要素の回転方向を一方向に規制可能な回転規制手段とを備え、前記一体化可能な結合手段を開放した状態で、モータの駆動制御を可能とすることを特徴とするエンジンの始動装置を提案している。
【0017】
この発明によれば、結合手段によるプラネタリ機構の2つの要素の結合を解放状態とすることにより、モータのトルクをエンジンの出力軸または補機の駆動軸にそれぞれ伝達することができる。このとき、回転規制手段の作動によって、補機の駆動軸に接続した要素の回転を規制することにより、モータのトルクをエンジンの出力軸のみに伝達し、エンジンを始動することが可能となる。また、エンジンの回転数に制限されずにモータの駆動制御が行えるため、車両の運転状態に応じて適した制御を行うことが可能となる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るエンジンシステム1について、図面を参照して説明する。
本実施の形態に係るエンジンシステム1は、図1に示されるように、エンジン2と、モータ3と、補機、例えば、エアコンディショナのコンプレッサ4と、これらエンジン2、モータ3およびコンプレッサ4を接続するプラネタリ機構5とを具備している。
【0019】
プラネタリ機構5は、サンギヤ6と、キャリア7と、リングギヤ8とを備えている。図2に示されるように、サンギヤ6とリングギヤ8との間には、両者に噛み合う3個のピニオンギヤ9が配置されている。これら3個のピニオンギヤ9は、前記キャリア7によって連結されている。
サンギヤ6、ピニオンギヤ9およびリングギヤ8の半径比は、約1:1:3となるように設定されている。すなわち、サンギヤ6とピニオンギヤ9とは略同径となるように選択されている。
【0020】
前記キャリア7と前記リングギヤ8との間には、両者の一体化/解放を選択的に行うことができるクラッチ10(結合手段)が取り付けられている。クラッチ10を繋いで、キャリア7とリングギヤ8とを一体化すれば、キャリア7とリングギヤ8とは相対的に移動することなく、一体的に回転させられるようになっている。また、クラッチ10を切断してキャリア7とリングギヤ8とを解放すれば、プラネタリ機構5は差動状態となり、キャリア7とリングギヤ8とは相対的に回転させられるようになっている。
【0021】
前記モータ3は、例えば、図1に示されるように、中空の出力軸3aを有し、該出力軸3aは、前記サンギヤ6に接続されている。
前記エンジン2の出力軸2aは、前記モータ3の中空の出力軸3aを貫通して前記キャリア7に接続されている。
前記コンプレッサ4の駆動軸4aは、前記リングギヤ8に接続されている。
【0022】
前記コンプレッサ4のような補機は、その回転方向が定められており、逆転を防止する必要がある。そこで、コンプレッサ4の駆動軸4aに接続したリングギヤ8には、正転方向の回転のみを許容し、逆転方向の回転を規制するワンウェイクラッチ11(回転方向規制手段)が取り付けられている。
【0023】
また、このように構成されたエンジンシステム1において、キャリア7にエンジン2の出力軸2a、リングギヤ8にコンプレッサ4の駆動軸4aをそれぞれ接続したプラネタリ機構5と、サンギヤ6に接続されたモータ3と、キャリア7およびリングギヤ8を一体化可能なクラッチ(一体化クラッチ)10と、リングギヤ8の回転方向を一方向に規制可能なワンウェイクラッチ11とによりエンジン始動装置12が構成されている。
【0024】
また、エンジン2の出力軸2aにワンウェイクラッチ13を設けている。このように構成することにより、モータ3によるコンプレッサ4の駆動時に、エンジン2のフリクションの大小に依存することなく、エンジン2の出力軸2aに接続されているキャリア7の回転を固定することができる。したがって、エンジン2のフリクションの大きさに関わらず、コンプレッサ4を確実に駆動することができる。
【0025】
駆動軸4aには、前記コンプレッサ4とプラネタリ機構5のリングギヤ8とを締結または開放可能なコンプレッサクラッチ15が設けられ、必要に応じてコンプレッサクラッチ15の結合を解除することで、コンプレッサ4をエンジン2やモータ3から切り離すことを可能としている。
そして、エンジン2や一体化クラッチ10、コンプレッサクラッチ15はECU(制御装置)16に電気的に接続され、このECU16の制御信号によりクラッチ10、クラッチ15の開閉動作を行わせている。
【0026】
すなわち、エンジン2から燃料噴射信号(矢印A)や回転数信号(矢印C)がECU16に伝達され、これらの信号によりECU16はエンジン2が自らトルクを発生している運転状態であるかどうかを判断する。そして、ECU16において、エンジン2が自らトルクを発生している運転状態であると判断した場合には、一体化クラッチ10を締結状態にする信号(矢印B)を発生させる。また、エンジン2が自らのトルクを発生していないと判断した場合には、一体化クラッチ10を非締結状態にする信号(矢印B)を発生させる。また、ECU16は、コンプレッサクラッチ15に対しても、締結状態または非締結状態にする信号(矢印D)を発生させる。
【0027】
このように構成された本実施の形態に係るエンジンシステム1およびエンジン始動装置12の作用について、以下に説明する。
〈エンジン始動時〉
モータ3によりエンジン2を始動するときは、クラッチ10を解放してキャリア7とリングギヤ8との相対回転を許容する状態としておく。これにより、プラネタリ機構5は差動状態となるので、モータ3のトルクは、サンギヤ6からピニオンギヤ9およびキャリア7を介してエンジン2の出力軸2aに伝達されるとともに、ピニオンギヤ9からリングギヤ8を介してコンプレッサ4の駆動軸4aに伝達されるようになる。
【0028】
すなわち、キャリア7に接続されたエンジン2に存在するフリクションによって、キャリア7には、その回転を抑制するトルクが作用するので、サンギヤ6からピニオンギヤ9に伝達されたモータ3のトルクは、ピニオンギヤ9に噛み合うリングギヤ8を回転させるように作用する。
【0029】
この場合において、モータ3を正転方向に回転させると、キャリア7は正転方向、リングギヤ8は逆転方向に回転するようにトルクが作用する。リングギヤ8には、該リングギヤ8の逆転を防止するワンウェイクラッチ11が備えられているので、リングギヤ8は逆転方向の回転を規制され、静止状態にロックされる。したがって、モータ3のトルクはキャリア7を正転方向に回転させることのみに利用される。
【0030】
図3は、このときのプラネタリ機構5の速度線図である。これによれば、リングギヤ8が静止させられ、エンジン2の回転数が、モータ3の回転数に対して略1/4に減速されている。すなわち、エンジン2の出力軸2aに作用するトルクは、モータ3の発生トルクの略4倍となる。したがって、モータ3は、エンジン2の始動に必要なトルクの略1/4のトルクを発生するものであれば足り、モータ3の小型軽量化を図ることが可能となる。逆に、それよりも大きなトルクを発生するモータ3を採用すれば、エンジン2の出力軸2aに対して、十分に大きな始動トルクを作用させることが可能となり、エンジンの素早い始動が行われることになる。
【0031】
〈エンジン停止・補機駆動時〉
エンジン2停止中に、モータ3によりコンプレッサ4を駆動する場合には、上記と同様に、クラッチ10を解放して、プラネタリ機構5を差動状態とする。そして、上記とは逆に、モータ3を逆転方向に回転させる。これにより、キャリア7には逆転方向に、リングギヤ8には正転方向に回転するようにトルクが作用する。
【0032】
エンジン2のフリクションが十分に大きい場合には、エンジン2の出力軸2aに接続されているキャリア7は静止状態に保持される。その一方、リングギヤ8に設けられているワンウェイクラッチ11は、リングギヤ8の正転方向の回転を規制することはないので、リングギヤ8のみが正転方向に回転させられることになる。
【0033】
図4は、このときのプラネタリ機構5の速度線図である。これによれば、エンジン2の出力軸2aは静止させられ、コンプレッサ4の駆動軸4aの回転数がモータ3の回転数に対して略1/3に減速されている。すなわち、コンプレッサ4の駆動軸4aに作用するトルクは、モータ3の発生トルクの略3倍となる。したがって、モータ3は、コンプレッサ4の駆動に必要なトルクの略1/3のトルクを発生するものであれば足り、モータ3の小型軽量化を図ることが可能となる。
【0034】
〈エンジンによる補機駆動時〉
エンジン2の作動中にコンプレッサ4を駆動するには、上記とは逆に、クラッチ10を作動させて、キャリア7とリングギヤ8とを一体的に連結する。その結果、キャリア7とリングギヤ8との相対的な回転が規制されるので、キャリア7に取り付けられたピニオンギヤ9もリングギヤ8の定位置に噛み合った状態に保持される。また、ピニオンギヤ9がリングギヤ8上を転がらないので、ピニオンギヤ9とサンギヤ6との噛み合いも定位置に保持され、相対的な回転が規制される。
【0035】
すなわち、サンギヤ6、キャリア7およびリングギヤ8は、全て一体的に固定されるので、エンジン2の出力軸2a、モータ3の出力軸3aおよびコンプレッサ4の駆動軸4aは直結される。したがって、エンジン2の発生トルクがそのままコンプレッサ4の駆動トルクとなる。図5は、このときのプラネタリ機構5の速度線図である。エンジン2、モータ3およびコンプレッサ4は、いずれも同一速度で回転することが示されている。
【0036】
ここで、エンジン2の出力軸2aが正転させられると、コンプレッサ4の駆動軸4aおよびモータ3の出力軸3aも同時に正転させられる。コンプレッサ4の駆動軸4aの正転方向の回転はワンウェイクラッチ11によって規制されないので、コンプレッサ4がエンジン2によって駆動されることになる。
また、モータ3を発電機として動作させることにより、モータ3の出力軸3aに伝達されたトルクを入力として発電を行い、得られた電力によりバッテリ(図示略)を充電することなどが可能となる。
さらに、モータ3を電動機として動作させることにより、エンジン2とモータ3とを併用したコンプレッサ4等の駆動も可能となる。
図6に、車両走行中における本実施の形態に係るエンジンシステム1の制御フローの一例を示す。
【0037】
まず第1に、ステップ1において、クラッチ10が作動しているか否かが判断される。クラッチ10が作動しているのは、エンジン2の出力軸2aがエアコンディショナのコンプレッサ4の駆動軸4aに直結している場合であるから、車両はエンジン2を駆動源として走行またはアイドリング中であり、ステップ2において、燃料噴射信号がオフ状態になったか否かが判断される。
【0038】
燃料噴射信号がオフ状態にされた場合には、エンジン2は非運転状態である。そして、エンジン2が非運転状態にある場合には、ステップ3においてクラッチ10の作動が停止され、キャリア7とリングギヤ8との結合状態が解放される。その後は、モータ3によるエンジン2の始動またはコンプレッサ4の駆動が可能となる。
また、ステップ2において燃料噴射信号が出力されている場合には、エンジン2による走行またはアイドリング状態が継続される。
【0039】
次に、ステップ1において、クラッチ10が作動していないと判断された場合には、エンジン2の始動状態またはモータ3によるコンプレッサ4等の補機の駆動状態であるので、ステップ4において、回転センサからの信号に基づき、エンジン2の回転数が規定回転数以上であるか否かが判断される。規定回転数以下である場合には、エンジン2は停止状態、またはエンジン2を駆動源として利用することができない状態であり、モータ3によるエンジン2の始動動作またはコンプレッサ4等の補機の駆動動作が継続される。
【0040】
ステップ4において、エンジン2が規定回転数以上であると判断された場合には、ステップ5において、燃料噴射信号がオン状態になったか否かが判断され、オフ状態である場合には、その状態が継続され、オン状態である場合には、エンジン2が運転状態となる。そして、エンジン2が運転状態である場合には、エンジン2によるコンプレッサ4の駆動等を行うために、ステップ6において、クラッチ10が作動させられ、エンジン2、コンプレッサ4およびモータ3が直結され、エンジン2による駆動が行われる。
【0041】
このように構成された本実施の形態に係るエンジンシステム1によれば、1つのクラッチ10および単一のモータ3の回転方向を制御するだけで、エンジン2の始動、エンジン2の停止中のコンプレッサ4の駆動およびエンジン2によるコンプレッサ4の駆動等の運転モードを切り換えることができる。
したがって、装置構成を簡易にすることができるとともに、複雑な制御を不要とすることができる。
【0042】
また、単一のモータ3により、エンジン2の始動とコンプレッサ4の駆動とを行うことができるので、部品点数を削減してコストの低減を図ることができる。さらに、プラネタリ機構5を差動状態にすることにより、モータ3からのトルクを増幅してエンジン2やコンプレッサ4に伝達することができる。したがって、モータ3の小型軽量化を図ることができ、さらなるコストの低減を図ることができる。
【0043】
また、エンジン2の停止中にも、モータ3によりコンプレッサ4を初めとする補機の駆動を行うことができるので、ハイブリッド車やアイドルストップ車において発生する運転中のエンジン停止状態においてもエアコンディショナを作動させて、自動車の室内の快適性を保持することができる。
【0044】
また、エンジン2による走行中に、同時にモータ3を発電機として作動させることにより、電力を回生して、バッテリの充電を行うことができる。
さらに、エンジン2による走行中に、同時にモータ3を電動機として作動させることにより、エンジン2の発生トルクを補って、燃費の向上を図ることができる。
【0045】
図13は図1のエンジンシステムを搭載した車両における上述した運転状態ごとのクラッチやワンウェイクラッチの状態説明図である。上述したように、エンジン停止状態であって、コンプレッサ停止(OFF)状態のときには、一体化クラッチ10(C1)は開放(OFF)され、モータ3は停止されている。このとき、ワンウェイクラッチ11(W1)、ワンウェイクラッチ13(W2)、コンプレッサクラッチ15(C2)の状態は問わない。
【0046】
また、エンジン停止状態であって、コンプレッサ作動(ON)状態のときには、C1は開放(OFF)され、W1はフリー、W2はロック、C2は締結(ON)されている。そして、モータ3は逆転して電動を行い、モータ3によりコンプレッサ4を作動させる。
また、エンジン始動状態のときには、C1は開放(OFF)され、W1はロック、W2はフリーとされている。そして、モータ3は正転して電動を行う。このとき、C2の状態は問わない。
【0047】
また、エンジン運転状態であって、コンプレッサON状態のときには、C1、C2はONされ、W1、W2はフリーとされている。そして、モータ3は正転して電動または発電を行う。
また、エンジン運転状態であって、コンプレッサOFF状態のときには、C1はON、C2はOFFされ、W1、W2はフリーとされている。そして、モータ3は正転して電動または発電を行う。
【0048】
加えて、本実施の形態においては、エンジン2運転中の場合であっても、一体化クラッチ10を開放した状態で、モータ3の駆動制御を行っている。以下、これについて説明する。
図7は図1のエンジンシステムを搭載した車両の走行中におけるモータ制御フローを示すフローチャートである。
まず、ステップ10において、エンジン2が運転中であるかどうかを判断する。エンジン2が停止中と判断された場合には、ステップ11において一体化クラッチ10を開放して、上述したようにエンジン停止時におけるコンプレッサ制御(図4参照)やエンジン始動制御(図3参照)を行う。
【0049】
エンジン2が運転中と判断された場合には、ステップ13において、一体化クラッチ10を開放すべきかどうかを判断する制御を行う。この制御については後述する。そして、ステップ14においてステップ13の判断結果を見て、一体化クラッチ10を開放しない判断の場合には、ステップ15において一体化クラッチ10を結合して、モータ3を発電機として発電させる制御を行う(図5参照)。そして、一体化クラッチ10を開放する判断の場合には、ステップ17において一体化クラッチ10を開放し、ついで、ステップ18において車両状態に応じて最適となるようにモータ3の制御を行う。
【0050】
図8は図7のフローチャートにおいて、一体化クラッチ10の制御判断を示すサブフローである。まず、ステップ20において、車両機器の運転モード判断を行う。この判断については後述する。ステップ21において、どの運転モードかを判断して、ステップ22〜24のいずれかに進む。そして、ステップ22において通常運転モードとされた場合には、ステップ23において一体化クラッチ10を結合する判断をして、上述した図7のフローに戻る。また、ステップ24において発電優先モードとされた場合、ステップ26においてコンプレッサ優先モードとされた場合には、ステップ25において一体化クラッチ10を開放する判断をして、上述した図7のフローに戻る。
【0051】
図9は図8のフローチャートにおいて、車両機器の運転モード判断を示すサブフローである。まず、ステップ30において、車両を高温放置した後に発生する急速冷房状態(クールダウン)か否かを判断する。急速冷房状態と判断した場合には、ステップ31においてコンプレッサ優先モードとして、上述した図8のフローに戻る。
急速冷房状態でないと判断された場合には、ステップ32において必要発電力を決定する。この必要発電力は電気負荷の作動状態や、バッテリの放電状態を監視することにより決定される。
【0052】
次に、ステップ33において、コンプレッサ4における負荷の推定を行う。この負荷は、例えば車両室内温度や、外気温度、蒸発器温度、エアコンブロア作動状態、凝縮器ファン作動状態、あるいは凝縮器圧力などの情報を、必要に応じて検出することにより推定可能である。この場合には、推定したコンプレッサ負荷をコンプレッサ4の軸駆動トルクに換算する。
そして、ステップ34において、発電効率の比較判断を行う。ここでは、一体化クラッチ10を結合して発電を行うモータ制御に対して、より高効率で発電することができるか否かを判断する。これについては図12を用いて詳細を後述する。高効率の発電が可能な場合にはステップ36において発電優先モードとし、また、不可能な場合にはステップ37において通常運転モードとして、上述した図8のフローに戻る。
【0053】
コンプレッサ優先モードについて図10を用いて説明する。図10はコンプレッサ優先モードにおけるプラネタリ機構の速度線図である。このとき、一体化クラッチ10は開放状態となり、モータ3の回転数Nmをエンジン2の回転数Neよりも低減すると、コンプレッサ回転数Ncは、エンジン回転数Neよりも大きくなる。これにより、一体化クラッチ10を結合状態とした場合と比較して、冷媒の圧縮流量を増加することができる。
【0054】
すなわち、通常のコンプレッサ4の体格(一回転あたりの吐出流量)は、クールダウン状態における冷媒の圧縮流量によって決まるが、クールダウン状態のエンジン回転数Neは車両によって一意的に決まり、コンプレッサ10の体格も、比較的大きなものとなる。クールダウン状態以外の通常状態においては、圧縮流量はそれほど必要ではないため、特にエンジンの回転数が高い場合に、コンプレッサの体格が大きいと、エネルギー損失が大きい。
また、エンジン2の回転数が高く、かつコンプレッサ4の駆動が必要なときに、一体化クラッチ10を結合状態とすることでこれを実現する場合、必要な冷媒の圧縮流量に対して実際の圧縮流量が過剰となり、必要以上にコンプレッサ4のための仕事を消費してしまうことが考えられる。
【0055】
本実施の形態においては、上述したコンプレッサ優先モードへの切り替えが可能であるため、コンプレッサ体格を比較的小さく設定することが可能となり、前述のような損失を最小にすることができ、ひいては燃費を向上させることができる。
なお、上記実施の形態においては、モータ3を発電機として作動させるためにモータ回転数が正となるように制御しているが、モータ3の回転数を負として電動機として駆動することにより、冷媒の圧縮流量を更に増大することが可能である。
【0056】
発電効率の比較判断について図12を用いて説明する。図12はモータ(この場合は発電機として機能)2の回転数Nと発電トルクTの関係を示すグラフである。同図に示したように、必要発電力Pは、モータ3の回転数NとトルクTとの積で表現でき、両者は反比例の関係にある。通常の車両走行モードにおいては、モータの回転数はエンジン回転数Neと一致し、必要発電力Pとエンジン回転数Neから発電機トルクTaが計算できる。また、モータ3の発電動作時の効率はその特性から図12に示したように得ることができるため、モータ3の回転数N(この場合はNeと一致)とトルクT(この場合Ta)とがわかれば、発電効率が求められる。例えば、通常の発電モードにおいて、必要発電力Pが得られる点Qでの発電効率は50%となる。
【0057】
この通常の発電モードに対して、一体化クラッチ10を開放状態とすれば、モータ3の回転数Nをエンジン2の回転数Neと異ならせることが可能となる。
この場合において、モータ3を発電動作させるには、コンプレッサ4の負荷トルクが発電トルクの反力となる。上述したように、コンプレッサ4の駆動軸4aの回転数がモータ3の回転数Nに対して略1/3に減速されているため、モータ3の発電トルクTはコンプレッサ4の駆動軸4aに作用するトルクの略1/3の値であるTmとなる。したがって、発電トルクTmと必要発電力Pから、モータ回転数Nmが決まり、この場合の点Rでの発電効率は60%となる。
【0058】
したがって、この場合には、プラネタリギア作動時の伝達効率ηgが0.84以上であれば、発電機制御(50%)に対してより高い効率での発電(60×ηg%)が可能であるから、発電優先モードとなるように制御する。逆に、通常の発電モードの方が高い効率となる場合には、通常の発電モードとなるように制御する。
このように常に発電効率を計算しながらモータの作動点を決定することで、高い発電効率が得られる。
この判断を行うにあたっては、図12のようなモータ3の発電効率マップを実装してその都度効率を検索してもよいが、予め作動モード自体をマップ化してもよい。
【0059】
発電優先モードについて図11を用いて説明する。図11は発電優先モードにおけるプラネタリ機構の速度線図である。このとき、一体化クラッチ10は開放状態となり、発電優先モード時におけるモータ3の回転数がNmとなるように、モータ3の回転数制御を行う。これにより、発電トルクは自然にTmに収束し、必要発電力を得ることができる。よって、通常の運転モードにおいて通常発電機制御で発電する場合と比較して、より高効率での発電が可能となり、発電に伴う損失を最小にすることができ、ひいては燃費を向上させることができる。
【0060】
また、上記実施の形態においては、エンジン2、モータ3およびコンプレッサ4を同軸に配する場合を示しているが、エンジン2の出力軸2aを一対のプーリ(図示せず)と、これらのプーリに掛け渡されたベルト(図示せず)を介してプラネタリ機構5のキャリア7に接続することにしてもよい。これによれば、エンジン2の出力軸2aに沿う方向の長さ寸法を低減することができる。したがって、スペースに制限のあるエンジンルーム内に設置することができる。
なお、プーリ・ベルトに代えて、一対のギヤを介してエンジン2の出力軸2aをキャリア7に接続することにしても、同様の効果を得ることができる。
【0061】
また、上記実施の形態においては、コンプレッサ4の駆動軸4aやエンジン2の出力軸2aにコンプレッサクラッチ15を設けて、このクラッチ15の接続、切断により、コンプレッサ4の駆動、非駆動を選択することができるようにしたが、このクラッチ15は必須ではない。
【0062】
また、上記実施の形態においては、補機として、エアコンディショナのコンプレッサ4を例に挙げて説明したが、これに代えて、または、これとともに、他の補機、例えば、パワーステアリング用ポンプ、自動変速機用オイルポンプあるいはブレーキ用負圧ポンプ等を駆動することにしてもよい。
【0063】
また、上記実施の形態においては、プラネタリ機構5のサンギヤ6にモータ3の出力軸3a、キャリア7にエンジン2の出力軸2a、リングギヤ8にコンプレッサ4の駆動軸4aをそれぞれ接続することとしたが、これに代えて、プラネタリ機構5のサンギヤ6にコンプレッサ4の駆動軸4aを接続し、リングギヤ8にモータ3の出力軸3aをそれぞれ接続することにしてもよい。
なお、この発明は、上記の構造に限定されるものではなく、プラネタリ機構5のサンギヤ6、キャリア7およびリングギヤ8のいずれかに、エンジン2の出力軸2a、モータ3の出力軸3aまたはコンプレッサ4の駆動軸4aのいずれかを一対一に接続する他の組合せも可能である。
【0064】
また、上記実施の形態においては、エンジン2によるコンプレッサ4の駆動を可能とするために、エンジン2の出力軸2aに接続されたキャリア7と、コンプレッサ4の駆動軸4aに接続されたリングギヤ8とをクラッチ10からなる結合手段によって一体化させることとしたが、これに代えて、サンギヤ6とキャリア7またはサンギヤ6とリングギヤ8のいずれかを一体化させることにしても、結果としてサンギヤ6、キャリア7およびリングギヤ8の3つの要素を一体化させることとなるので、同等の効果を得ることができる。また、サンギヤ6とキャリア7とリングギヤ8とを同時に一体化させることにしてもよい。
【0065】
また、上記実施の形態においては、プラネタリ機構5として、キャリア7に単列のピニオンギヤ9が保持されたシングルプラネタリ機構を採用することとしたが、これに代えて、キャリア7に2列以上のピニオンギヤ(図示せず)が保持された他の任意のプラネタリ機構を採用することにしてもよい。
【0066】
また、上記実施の形態では、コンプレッサ4の駆動軸4aおよびエンジン2の出力軸2aの逆転を防止する回転方向規制手段として、構造が簡単で制御の不要なワンウェイクラッチ11,13を採用したが、これに限定されるものではなく、制御信号により切り換え可能なクラッチやブレーキを採用することにしてもよい。
【0067】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は以下の効果を奏する。
(1) プラネタリ機構の3つの要素を利用して、単一のモータによるエンジンの始動およびエンジン停止中の補機の駆動を行うことができる。また、エンジンによる補機の駆動、モータを発電機として利用することによる発電、モータによるエンジンのアシスト等をも行うことができる。
したがって、最小限のモータ数で、上述した種々の動作モードを達成できる簡易な装置を提供することができ、コストの低減を図ることができるという効果を奏する。
加えて、エンジンの回転数に制限されずに補機やモータが所望の状態となるように制御することが可能となり、車両の運転状態に応じて適した制御を行うことが可能となるという効果を奏する。
(2) 補機の回転数をエンジンの回転数に制限されずに増加させることが可能となり、補機を優先して駆動させることが可能となる。これにより、補機の体格をエンジンの回転数を基準にして設計する必要がなくなるため、補機の小型化や軽量化を図ることができ、ひいては燃費の向上を図ることが可能となるという効果を奏する。
(3) エンジンの回転数に制限されずにモータの回転数を発電効率の高い回転数に制御することが可能となり、発電効率を高めることが可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るエンジンシステムの構成を示す模式図である。
【図2】図1のエンジンシステムに備えられたプラネタリ機構の3つの要素の位置関係を示す模式図である。
【図3】図1のエンジンシステムのエンジン始動時におけるプラネタリ機構の3つの要素の速度を示す速度線図である。
【図4】図1のエンジンシステムのエンジン停止・補機駆動時におけるプラネタリ機構の3つの要素の速度を示す速度線図である。
【図5】図1のエンジンシステムのエンジンによる補機駆動時におけるプラネタリ機構の3つの要素の速度を示す速度線図である。
【図6】図1のエンジンシステムを搭載した車両の走行中におけるエンジンシステムの制御フローを示すフローチャートである。
【図7】図1のエンジンシステムを搭載した車両の走行中におけるモータ制御フローを示すフローチャートである。
【図8】図7のフローチャートにおいて、一体化クラッチの制御判断を示すサブフローである。
【図9】図8のフローチャートにおいて、車両機器の運転モード判断を示すサブフローである。
【図10】図1のエンジンシステムのコンプレッサ優先モードにおけるプラネタリ機構の3つの要素の速度を示す速度線図である。
【図11】図1のエンジンシステムの発電優先モードにおけるプラネタリ機構の3つの要素の速度を示す速度線図である。
【図12】モータの回転数と発電トルクの関係を示すグラフである。
【図13】図1のエンジンシステムを搭載した車両における運転状態ごとのクラッチやワンウェイクラッチの状態説明図である。
【符号の説明】
1 エンジンシステム
2 エンジン
2a エンジンの出力軸
3 モータ
3a モータの出力軸
4 コンプレッサ(補機)
4a 駆動軸
5 プラネタリ機構
6 サンギヤ(要素)
7 キャリア(要素)
8 リングギヤ(要素)
9 ピニオンギヤ
10 (一体化)クラッチ(結合手段)
11,13 ワンウェイクラッチ(回転方向規制手段)
15 (コンプレッサ)クラッチ(結合手段)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine system, and more particularly, to an engine system of an automobile using an engine as one of driving sources, an operating method thereof, and an engine starting device.
[0002]
[Prior art]
Generally, an automobile engine is started by operating a motor using a battery as a drive source, and once combustion starts, the engine is used as a drive source for the vehicle and various accessories. Auxiliary equipment provided in an automobile includes, for example, a compressor for an air conditioner, a pump for power steering, an oil pump for an automatic transmission, a negative pressure pump for a brake, and the like.
Conventionally, in an automobile that uses only such an engine as a drive source of the accessory, it has not been possible to drive the accessory while the engine is stopped.
[0003]
However, in recent years, for the purpose of improving fuel efficiency and reducing CO2 based on the so-called energy saving viewpoint, the engine is stopped in a light load area or when the vehicle is stopped, and the motor is operated by using regenerative electric power or electric power generated during driving of the engine. Driving hybrid vehicles are attracting attention.
Also, an idle stop vehicle has been proposed in which the engine is automatically stopped while the vehicle is stopped to eliminate fuel injection for idling, thereby improving fuel efficiency and reducing CO2.
[0004]
In these hybrid vehicles and idle stop vehicles, the engine is stopped when the vehicle is stopped, for example, at a traffic light or in a traffic jam, so that the air conditioner is operated even during such engine stop to continue air conditioning in the room. There is a need. Also, in a hybrid vehicle, it is necessary to operate not only the air conditioner but also all the auxiliary machines necessary for traveling, even during traveling by the motor with the engine stopped.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
A method of operating the air conditioner while the engine is stopped in a hybrid vehicle is disclosed in, for example, Japanese Patent No. 3180506. According to this method, an auxiliary motor for operating the compressor is attached to the compressor of the air conditioner, and the compressor is operated by the auxiliary motor when the remaining amount of the battery is large. The engine is shifted from a stopped state to an operating state in conjunction with the operation of the shifter, and the compressor of the air conditioner is driven using the engine as a drive source.
However, attaching an auxiliary motor to the compressor for the purpose of only driving the compressor has the disadvantage of increasing the number of parts and increasing the product cost.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and achieves driving of an accessory, starting of an engine, and charging of a battery while an engine is stopped by a single motor and a simple structure and control. It is an object of the present invention to provide an engine system and an engine starting device capable of performing the following.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention proposes the following means.
The invention according to claim 1 includes an engine, a motor (the motor 3 according to the embodiment of the invention), and auxiliary equipment (such as the compressor 4 according to the embodiment of the invention), an output shaft of the engine, and an output of the motor. A planetary mechanism having three elements of a sun gear, a carrier, and a ring gear, each of which is connected to one of a shaft and a drive shaft of an auxiliary machine; and coupling means capable of integrating two or more elements of the planetary mechanism. A clutch 10) in the embodiment, and a rotation direction regulating means (one-way clutch 11 in the embodiment of the invention) for regulating the rotation direction of the drive shaft of the auxiliary machine in one direction, and the unifying coupling means. An engine system characterized in that it is possible to control the driving of the motor while the motor is open.
[0008]
According to the present invention, when the engine is started from the engine stopped state, the coupled state of the two or more elements of the planetary mechanism by the coupling means is released, and the planetary mechanism is set in a differential state in which each element can rotate freely, The motor is operated such that the rotation direction of the drive shaft of the machine is in the direction regulated by the rotation direction regulating means. Thus, the element connected to the output shaft of the engine is rotated with the rotation of the element connected to the output shaft of the motor. By setting the gear ratio between the element connected to the output shaft of the motor and the element connected to the output shaft of the engine to a predetermined value, the torque of the motor was amplified according to the gear ratio. The state is transmitted to the engine, and the engine is started.
[0009]
In order to drive the auxiliary equipment in the engine stopped state, the connected state of the elements of the planetary mechanism by the connecting means is set to the released state, and the rotation direction of the drive shaft of the auxiliary equipment is set to the direction in which the rotation is permitted by the rotation direction regulating means. Start the motor. Thereby, the torque of the motor is transmitted to the element connected to the output shaft of the engine and the element connected to the drive shaft of the accessory, but the friction torque of the engine is compared with the drive torque of the accessory. If it is larger, the drive shaft of the accessory is rotated while the output shaft of the engine is kept stopped, and the accessory is driven.
[0010]
When the accessory is driven during operation of the engine, two or more elements of the planetary mechanism are integrated by the coupling means, and the drive shaft of the accessory is rotated in a direction in which rotation is permitted by the rotation direction regulating means. Let it. By integrating any two elements into an integrated state, all three elements are integrated, so that the output shaft of the engine and the drive shaft of the auxiliary machine are directly connected, and the torque of the engine is directly applied to the auxiliary machine. It is transmitted to the drive shaft. The output shaft of the motor is also rotated with the rotation of the engine by integrating the three elements of the planetary mechanism. Therefore, it is possible to use the motor as an electric motor to supplement the output of the engine or to use the motor as a generator to charge the battery.
[0011]
In addition, by controlling the driving of the motor while the coupling means that can be integrated is opened, it is possible to control the auxiliary equipment and the motor to a desired state without being limited by the engine speed. Thus, it is possible to perform appropriate control according to the driving state of the vehicle.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the engine system according to the first aspect, the drive control of the motor is configured such that, when the auxiliary device is driven with priority, the rotational speed of the motor is controlled with respect to the rotational speed of the engine. It proposes an engine system characterized by performing by reducing.
According to the present invention, by reducing the rotation speed of the motor with respect to the rotation speed of the engine, the rotation speed of the accessory can be increased without being limited to the rotation speed of the engine. Driven.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the engine system according to the first or second aspect, the drive control of the motor sets the operating point of the motor to an operating point having a high power generation efficiency when priority is given to power generation of the motor. An engine system characterized by performing the control is proposed.
According to the present invention, it is possible to control the operating point of the motor to an operating point having high power generation efficiency without being limited by the rotation speed of the engine, and it is possible to increase the power generation efficiency.
[0014]
The invention according to claim 4 is an operation of an engine system including a planetary mechanism in which one of an output shaft of an engine, an output shaft of a motor, and a drive shaft of an auxiliary machine is connected to each of three elements including a sun gear, a carrier, and a ring gear. A method comprising: starting an engine by a motor by holding an output shaft of the auxiliary machine in a stationary state and rotating an output shaft of the motor in one direction; holding the output shaft of the engine in a stationary state; The accessory is driven by a motor by rotating the output shaft in the opposite direction, the accessory is driven by an engine by integrating two or more elements of the planetary mechanism, There has been proposed a method of operating an engine system characterized in that drive control of a motor can be performed in an open state.
[0015]
According to the present invention, the drive of the accessory and the start of the engine in the engine stopped state can be achieved by switching the rotation direction of the motor, integrating the elements of the planetary mechanism, and regulating the rotation of the drive shaft of the accessory or the output shaft of the engine. It can be performed by a single motor, and it is possible to drive the auxiliary machine by the engine. Further, since the drive control of the motor can be performed without being limited by the number of revolutions of the engine, it is possible to perform appropriate control according to the driving state of the vehicle.
[0016]
The invention according to claim 5 has a planetary mechanism including three elements including a sun gear, a carrier, and a ring gear, and connecting an output shaft of an engine and a drive shaft of an auxiliary machine to any two of the three elements, A motor connected to the remaining one element of the planetary mechanism, coupling means capable of integrating two or more elements of the planetary mechanism, and one direction of rotation of the element to which the drive shaft of the accessory is connected The present invention proposes an engine starter characterized in that the starter is provided with a rotation restricting means capable of restricting the rotation of the motor, and the drive of the motor can be controlled in a state where the coupling means capable of being integrated is opened.
[0017]
According to this invention, the torque of the motor can be transmitted to the output shaft of the engine or the drive shaft of the auxiliary machine by releasing the connection between the two elements of the planetary mechanism by the connecting means. At this time, the rotation of the element connected to the drive shaft of the accessory is restricted by the operation of the rotation restricting means, so that the torque of the motor can be transmitted only to the output shaft of the engine and the engine can be started. Further, since the drive control of the motor can be performed without being limited by the number of revolutions of the engine, it is possible to perform appropriate control according to the driving state of the vehicle.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an engine system 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, an engine system 1 according to the present embodiment includes an engine 2, a motor 3, an accessory, for example, a compressor 4 of an air conditioner, and the engine 2, the motor 3, and the compressor 4. And a planetary mechanism 5 for connection.
[0019]
The planetary mechanism 5 includes a sun gear 6, a carrier 7, and a ring gear 8. As shown in FIG. 2, between the sun gear 6 and the ring gear 8, three pinion gears 9 meshing with both are arranged. These three pinion gears 9 are connected by the carrier 7.
The radius ratio of the sun gear 6, the pinion gear 9, and the ring gear 8 is set to be about 1: 1: 3. That is, the sun gear 6 and the pinion gear 9 are selected to have substantially the same diameter.
[0020]
Between the carrier 7 and the ring gear 8, a clutch 10 (coupling means) capable of selectively integrating and releasing the two is mounted. If the carrier 7 and the ring gear 8 are integrated by connecting the clutch 10, the carrier 7 and the ring gear 8 can be integrally rotated without relatively moving. When the clutch 10 is disengaged to release the carrier 7 and the ring gear 8, the planetary mechanism 5 is brought into a differential state, and the carrier 7 and the ring gear 8 can be relatively rotated.
[0021]
The motor 3 has a hollow output shaft 3 a, for example, as shown in FIG. 1, and the output shaft 3 a is connected to the sun gear 6.
An output shaft 2a of the engine 2 is connected to the carrier 7 through a hollow output shaft 3a of the motor 3.
The drive shaft 4 a of the compressor 4 is connected to the ring gear 8.
[0022]
The direction of rotation of an accessory such as the compressor 4 is determined, and it is necessary to prevent reverse rotation. Therefore, a one-way clutch 11 (rotational direction restricting means) that allows only rotation in the forward direction and restricts rotation in the reverse direction is attached to the ring gear 8 connected to the drive shaft 4a of the compressor 4.
[0023]
Further, in the engine system 1 configured as described above, the planetary mechanism 5 in which the output shaft 2a of the engine 2 is connected to the carrier 7, the drive shaft 4a of the compressor 4 is connected to the ring gear 8, and the motor 3 connected to the sun gear 6 An engine starting device 12 is constituted by a clutch (integrated clutch) 10 that can integrate the carrier 7 and the ring gear 8 and a one-way clutch 11 that can regulate the rotation direction of the ring gear 8 in one direction.
[0024]
Further, a one-way clutch 13 is provided on the output shaft 2a of the engine 2. With such a configuration, when the compressor 3 is driven by the motor 3, the rotation of the carrier 7 connected to the output shaft 2 a of the engine 2 can be fixed without depending on the magnitude of the friction of the engine 2. . Therefore, the compressor 4 can be reliably driven regardless of the magnitude of the friction of the engine 2.
[0025]
The drive shaft 4a is provided with a compressor clutch 15 which can fasten or release the compressor 4 and the ring gear 8 of the planetary mechanism 5. The compressor clutch 15 can be disengaged as required, and the compressor 4 Or the motor 3.
The engine 2, the integral clutch 10 and the compressor clutch 15 are electrically connected to an ECU (control device) 16, and the clutch 16 and the clutch 15 are opened and closed by a control signal of the ECU 16.
[0026]
That is, a fuel injection signal (arrow A) and a rotation speed signal (arrow C) are transmitted from the engine 2 to the ECU 16, and based on these signals, the ECU 16 determines whether the engine 2 is in an operating state in which the engine 2 is generating torque by itself. I do. When the ECU 16 determines that the engine 2 is in the operating state in which the engine 2 is generating torque, the ECU 16 generates a signal (arrow B) for bringing the integrated clutch 10 into the engaged state. When it is determined that the engine 2 is not generating its own torque, a signal (arrow B) for disengaging the integrated clutch 10 is generated. The ECU 16 also generates a signal (arrow D) for setting the engaged or disengaged state to the compressor clutch 15.
[0027]
The operation of the thus configured engine system 1 and engine starting device 12 according to the present embodiment will be described below.
<At engine start>
When the engine 2 is started by the motor 3, the clutch 10 is released to allow the carrier 7 and the ring gear 8 to rotate relative to each other. As a result, the planetary mechanism 5 enters a differential state, so that the torque of the motor 3 is transmitted from the sun gear 6 to the output shaft 2a of the engine 2 via the pinion gear 9 and the carrier 7, and from the pinion gear 9 via the ring gear 8. As a result, the power is transmitted to the drive shaft 4 a of the compressor 4.
[0028]
That is, a torque that suppresses the rotation of the carrier 7 acts on the carrier 7 due to the friction existing in the engine 2 connected to the carrier 7. Therefore, the torque of the motor 3 transmitted from the sun gear 6 to the pinion gear 9 is applied to the pinion gear 9. It acts to rotate the meshing ring gear 8.
[0029]
In this case, when the motor 3 is rotated in the forward direction, torque acts so that the carrier 7 rotates in the forward direction and the ring gear 8 rotates in the reverse direction. Since the ring gear 8 is provided with the one-way clutch 11 for preventing the ring gear 8 from rotating in the reverse direction, the rotation of the ring gear 8 in the reverse rotation direction is restricted, and the ring gear 8 is locked in a stationary state. Therefore, the torque of the motor 3 is used only for rotating the carrier 7 in the normal rotation direction.
[0030]
FIG. 3 is a velocity diagram of the planetary mechanism 5 at this time. According to this, the ring gear 8 is stopped, and the rotation speed of the engine 2 is reduced to approximately 4 of the rotation speed of the motor 3. That is, the torque acting on the output shaft 2 a of the engine 2 is approximately four times the torque generated by the motor 3. Therefore, the motor 3 only needs to generate a torque that is approximately 4 of the torque required for starting the engine 2, and the size and weight of the motor 3 can be reduced. Conversely, if the motor 3 that generates a larger torque is adopted, it is possible to apply a sufficiently large starting torque to the output shaft 2a of the engine 2, and the engine can be started quickly. Become.
[0031]
<When the engine is stopped and auxiliary equipment is driven>
When the compressor 4 is driven by the motor 3 while the engine 2 is stopped, the clutch 10 is released and the planetary mechanism 5 is brought into the differential state as described above. Then, contrary to the above, the motor 3 is rotated in the reverse rotation direction. As a result, torque acts on the carrier 7 so as to rotate in the reverse direction and on the ring gear 8 so as to rotate in the normal direction.
[0032]
When the friction of the engine 2 is sufficiently large, the carrier 7 connected to the output shaft 2a of the engine 2 is kept stationary. On the other hand, the one-way clutch 11 provided on the ring gear 8 does not restrict the rotation of the ring gear 8 in the normal rotation direction, so that only the ring gear 8 is rotated in the normal rotation direction.
[0033]
FIG. 4 is a velocity diagram of the planetary mechanism 5 at this time. According to this, the output shaft 2 a of the engine 2 is stopped, and the rotation speed of the drive shaft 4 a of the compressor 4 is reduced to approximately 1 / of the rotation speed of the motor 3. That is, the torque acting on the drive shaft 4 a of the compressor 4 is approximately three times the torque generated by the motor 3. Therefore, the motor 3 only needs to generate a torque approximately one-third of the torque required for driving the compressor 4, and the size and weight of the motor 3 can be reduced.
[0034]
<When auxiliary equipment is driven by the engine>
In order to drive the compressor 4 while the engine 2 is operating, the clutch 10 is operated to connect the carrier 7 and the ring gear 8 integrally with each other. As a result, the relative rotation between the carrier 7 and the ring gear 8 is regulated, so that the pinion gear 9 attached to the carrier 7 is also held in a state where the pinion gear 9 is engaged with the fixed position of the ring gear 8. In addition, since the pinion gear 9 does not roll on the ring gear 8, the engagement between the pinion gear 9 and the sun gear 6 is maintained at a fixed position, and the relative rotation is restricted.
[0035]
That is, since the sun gear 6, the carrier 7, and the ring gear 8 are all integrally fixed, the output shaft 2a of the engine 2, the output shaft 3a of the motor 3, and the drive shaft 4a of the compressor 4 are directly connected. Therefore, the generated torque of the engine 2 becomes the driving torque of the compressor 4 as it is. FIG. 5 is a velocity diagram of the planetary mechanism 5 at this time. It is shown that the engine 2, the motor 3, and the compressor 4 all rotate at the same speed.
[0036]
Here, when the output shaft 2a of the engine 2 is rotated forward, the drive shaft 4a of the compressor 4 and the output shaft 3a of the motor 3 are simultaneously rotated forward. Since the rotation of the drive shaft 4 a of the compressor 4 in the normal rotation direction is not restricted by the one-way clutch 11, the compressor 4 is driven by the engine 2.
In addition, by operating the motor 3 as a generator, it is possible to generate electric power using the torque transmitted to the output shaft 3a of the motor 3 as an input, and charge a battery (not shown) with the obtained electric power. .
Further, by operating the motor 3 as an electric motor, it becomes possible to drive the compressor 4 and the like using the engine 2 and the motor 3 together.
FIG. 6 shows an example of a control flow of the engine system 1 according to the present embodiment while the vehicle is running.
[0037]
First, in step 1, it is determined whether the clutch 10 is operating. Since the clutch 10 operates when the output shaft 2a of the engine 2 is directly connected to the drive shaft 4a of the compressor 4 of the air conditioner, the vehicle is running or idling using the engine 2 as a drive source. In step 2, it is determined whether the fuel injection signal has been turned off.
[0038]
When the fuel injection signal is turned off, the engine 2 is not operating. When the engine 2 is in the non-operation state, the operation of the clutch 10 is stopped in step 3, and the coupling state between the carrier 7 and the ring gear 8 is released. Thereafter, the engine 3 can be started by the motor 3 or the compressor 4 can be driven.
If the fuel injection signal is output in step 2, the running or idling state by the engine 2 is continued.
[0039]
Next, if it is determined in step 1 that the clutch 10 is not operating, it means that the engine 2 has been started or the auxiliary equipment such as the compressor 4 has been driven by the motor 3. , It is determined whether or not the rotation speed of the engine 2 is equal to or higher than a specified rotation speed. When the rotation speed is equal to or lower than the specified rotation speed, the engine 2 is in a stopped state or a state where the engine 2 cannot be used as a driving source, and the motor 3 starts the operation of the engine 2 or drives the auxiliary equipment such as the compressor 4. Is continued.
[0040]
If it is determined in step 4 that the engine 2 is at or above the specified rotational speed, it is determined in step 5 whether or not the fuel injection signal has been turned on. Is continued, and in the case of the ON state, the engine 2 enters the operating state. When the engine 2 is in the operating state, in order to drive the compressor 4 by the engine 2, in step 6, the clutch 10 is operated, and the engine 2, the compressor 4 and the motor 3 are directly connected, and the engine 2 is directly connected. 2 is performed.
[0041]
According to the engine system 1 according to the present embodiment configured as described above, the compressor while the engine 2 is started and the engine 2 is stopped is controlled only by controlling the rotation direction of one clutch 10 and the single motor 3. The operation modes such as the driving of the compressor 4 and the driving of the compressor 4 by the engine 2 can be switched.
Therefore, the apparatus configuration can be simplified, and complicated control can be eliminated.
[0042]
In addition, since the start of the engine 2 and the driving of the compressor 4 can be performed by the single motor 3, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced. Further, by setting the planetary mechanism 5 to the differential state, the torque from the motor 3 can be amplified and transmitted to the engine 2 and the compressor 4. Therefore, the size and weight of the motor 3 can be reduced, and the cost can be further reduced.
[0043]
Further, even when the engine 2 is stopped, the compressor 3 and other accessories can be driven by the motor 3, so that the air conditioner can be operated even when the running engine is stopped in a hybrid vehicle or an idle stop vehicle. Can be operated to maintain the comfort of the interior of the vehicle.
[0044]
In addition, by operating the motor 3 as a generator at the same time while the engine 2 is running, power can be regenerated and the battery can be charged.
Furthermore, by simultaneously operating the motor 3 as an electric motor while the engine 2 is running, the torque generated by the engine 2 can be supplemented, and the fuel efficiency can be improved.
[0045]
FIG. 13 is an explanatory diagram of the state of the clutch and the one-way clutch for each of the above-described operating states in the vehicle equipped with the engine system of FIG. As described above, when the engine is stopped and the compressor is stopped (OFF), the integrated clutch 10 (C1) is released (OFF) and the motor 3 is stopped. At this time, the state of one-way clutch 11 (W1), one-way clutch 13 (W2), and compressor clutch 15 (C2) does not matter.
[0046]
When the engine is stopped and the compressor is operating (ON), C1 is open (OFF), W1 is free, W2 is locked, and C2 is fastened (ON). Then, the motor 3 rotates in the reverse direction to perform electric power, and the compressor 3 is operated by the motor 3.
When the engine is in the starting state, C1 is released (OFF), W1 is locked, and W2 is free. Then, the motor 3 rotates forward to perform electric power. At this time, the state of C2 does not matter.
[0047]
When the engine is operating and the compressor is ON, C1 and C2 are turned on, and W1 and W2 are set to free. Then, the motor 3 rotates forward to perform electric or power generation.
When the engine is operating and the compressor is OFF, C1 is ON, C2 is OFF, and W1 and W2 are free. Then, the motor 3 rotates forward to perform electric or power generation.
[0048]
In addition, in the present embodiment, even when the engine 2 is operating, the drive control of the motor 3 is performed with the integrated clutch 10 released. Hereinafter, this will be described.
FIG. 7 is a flowchart showing a motor control flow during traveling of a vehicle equipped with the engine system of FIG.
First, in step 10, it is determined whether the engine 2 is operating. If it is determined that the engine 2 is stopped, the integrated clutch 10 is released in step 11, and the compressor control (see FIG. 4) and the engine start control (see FIG. 3) when the engine is stopped are performed as described above. Do.
[0049]
If it is determined that the engine 2 is operating, control is performed in step 13 to determine whether the integrated clutch 10 should be released. This control will be described later. If it is determined in step 14 that the integrated clutch 10 is not to be disengaged by looking at the determination result in step 13, control is performed in step 15 to connect the integrated clutch 10 and generate electric power using the motor 3 as a generator. (See FIG. 5). If it is determined that the integrated clutch 10 is to be released, the integrated clutch 10 is released in step 17, and then, in step 18, the motor 3 is controlled so as to be optimal according to the vehicle state.
[0050]
FIG. 8 is a sub-flow chart showing the control judgment of the integrated clutch 10 in the flowchart of FIG. First, in step 20, the operation mode of the vehicle device is determined. This determination will be described later. In step 21, which operation mode is determined, the process proceeds to any of steps 22 to 24. If it is determined in step 22 that the normal operation mode has been set, it is determined in step 23 that the integrated clutch 10 is to be engaged, and the process returns to the flow of FIG. 7 described above. If the power generation priority mode is set in step 24 or if the compressor priority mode is set in step 26, it is determined in step 25 that the integrated clutch 10 is released, and the process returns to the flow of FIG.
[0051]
FIG. 9 is a sub-flow chart showing the determination of the operation mode of the vehicle equipment in the flowchart of FIG. First, in step 30, it is determined whether or not the vehicle is in a rapid cooling state (cool down) that occurs after the vehicle is left at a high temperature. If it is determined that the air conditioner is in the rapid cooling state, the flow returns to the flow of FIG.
If it is determined that the vehicle is not in the rapid cooling state, the required power generation is determined in step 32. This required power generation is determined by monitoring the operation state of the electric load and the discharge state of the battery.
[0052]
Next, in step 33, the load on the compressor 4 is estimated. This load can be estimated by detecting information such as a vehicle interior temperature, an outside air temperature, an evaporator temperature, an air conditioner blower operating state, a condenser fan operating state, or a condenser pressure as necessary. In this case, the estimated compressor load is converted into the shaft driving torque of the compressor 4.
Then, in step 34, the power generation efficiency is compared and determined. Here, it is determined whether or not power generation can be performed with higher efficiency for motor control for generating power by coupling the integrated clutch 10. This will be described later in detail with reference to FIG. If high-efficiency power generation is possible, the power generation priority mode is set in step 36. If power generation is not possible, the normal operation mode is set in step 37, and the process returns to the flow of FIG.
[0053]
The compressor priority mode will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a velocity diagram of the planetary mechanism in the compressor priority mode. At this time, when the integral clutch 10 is released and the rotational speed Nm of the motor 3 is reduced below the rotational speed Ne of the engine 2, the compressor rotational speed Nc becomes greater than the engine rotational speed Ne. Thereby, the compression flow rate of the refrigerant can be increased as compared with the case where the integrated clutch 10 is in the coupled state.
[0054]
That is, the physique (discharge flow per rotation) of the normal compressor 4 is determined by the compression flow rate of the refrigerant in the cool-down state, but the engine speed Ne in the cool-down state is uniquely determined by the vehicle, and the physique of the compressor 10 Are also relatively large. In a normal state other than the cool-down state, the compression flow rate is not so necessary, and particularly when the engine speed is high, if the size of the compressor is large, energy loss is large.
Further, when the rotational speed of the engine 2 is high and the compressor 4 needs to be driven, this is realized by bringing the integrated clutch 10 into an engaged state. It is conceivable that the flow rate becomes excessive and the work for the compressor 4 is consumed more than necessary.
[0055]
In the present embodiment, since it is possible to switch to the compressor priority mode described above, it is possible to set the compressor size relatively small, to minimize the above-described loss, and to reduce fuel consumption. Can be improved.
In the above-described embodiment, the motor 3 is controlled so as to be positive in order to operate the motor 3 as a generator. Can be further increased.
[0056]
The comparison of the power generation efficiency will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a graph showing the relationship between the rotational speed N of the motor (in this case, functioning as a generator) 2 and the generated torque T. As shown in the figure, the required power P can be expressed by the product of the rotation speed N of the motor 3 and the torque T, and the two are in inverse proportion. In the normal vehicle running mode, the rotation speed of the motor matches the engine rotation speed Ne, and the generator torque Ta can be calculated from the required power P and the engine rotation speed Ne. Further, the efficiency of the motor 3 during the power generation operation can be obtained from the characteristic as shown in FIG. If you know, power generation efficiency is required. For example, in the normal power generation mode, the power generation efficiency at the point Q where the required generated power P is obtained is 50%.
[0057]
If the integrated clutch 10 is released from the normal power generation mode, the rotation speed N of the motor 3 can be made different from the rotation speed Ne of the engine 2.
In this case, in order to cause the motor 3 to perform the power generation operation, the load torque of the compressor 4 becomes a reaction force of the power generation torque. As described above, since the rotation speed of the drive shaft 4 a of the compressor 4 is reduced to approximately 3 of the rotation speed N of the motor 3, the generated torque T of the motor 3 acts on the drive shaft 4 a of the compressor 4. Tm, which is approximately 3 of the torque to be applied. Therefore, the motor speed Nm is determined from the generated torque Tm and the required generated power P, and the power generation efficiency at the point R in this case is 60%.
[0058]
Therefore, in this case, if the transmission efficiency ηg during the operation of the planetary gear is 0.84 or more, power generation (60 × ηg%) with higher efficiency can be performed for the generator control (50%). Then, control is performed to set the power generation priority mode. Conversely, when the normal power generation mode has higher efficiency, control is performed so as to be the normal power generation mode.
By determining the operating point of the motor while constantly calculating the power generation efficiency, high power generation efficiency can be obtained.
In making this determination, a power generation efficiency map of the motor 3 as shown in FIG. 12 may be implemented to search for the efficiency each time, or the operation mode itself may be mapped in advance.
[0059]
The power generation priority mode will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a velocity diagram of the planetary mechanism in the power generation priority mode. At this time, the integral clutch 10 is released, and the rotation speed of the motor 3 is controlled so that the rotation speed of the motor 3 in the power generation priority mode becomes Nm. As a result, the generated torque naturally converges to Tm, and required power generation can be obtained. Therefore, power generation can be performed with higher efficiency as compared with the case where power is generated by the normal generator control in the normal operation mode, the loss associated with power generation can be minimized, and fuel efficiency can be improved. .
[0060]
Further, in the above embodiment, the case where the engine 2, the motor 3 and the compressor 4 are coaxially arranged is shown, but the output shaft 2a of the engine 2 is connected to a pair of pulleys (not shown) and these pulleys. It may be connected to the carrier 7 of the planetary mechanism 5 via a belt (not shown) that is wrapped around. According to this, the length dimension in the direction along the output shaft 2a of the engine 2 can be reduced. Therefore, it can be installed in an engine room with limited space.
The same effect can be obtained by connecting the output shaft 2a of the engine 2 to the carrier 7 via a pair of gears instead of the pulley / belt.
[0061]
Further, in the above embodiment, the compressor clutch 15 is provided on the drive shaft 4a of the compressor 4 and the output shaft 2a of the engine 2, and the connection or disconnection of the clutch 15 selects the drive or non-drive of the compressor 4. However, the clutch 15 is not essential.
[0062]
In the above-described embodiment, the compressor 4 of the air conditioner has been described as an example of the auxiliary equipment. However, instead of or together with this, other auxiliary equipment, for example, a power steering pump, An oil pump for an automatic transmission or a negative pressure pump for a brake may be driven.
[0063]
In the above embodiment, the output shaft 3a of the motor 3 is connected to the sun gear 6 of the planetary mechanism 5, the output shaft 2a of the engine 2 is connected to the carrier 7, and the drive shaft 4a of the compressor 4 is connected to the ring gear 8. Alternatively, the drive shaft 4a of the compressor 4 may be connected to the sun gear 6 of the planetary mechanism 5, and the output shaft 3a of the motor 3 may be connected to the ring gear 8.
The present invention is not limited to the above-described structure, and the output shaft 2a of the engine 2, the output shaft 3a of the motor 3, or the compressor 4 is mounted on any one of the sun gear 6, the carrier 7 and the ring gear 8 of the planetary mechanism 5. Other combinations that connect any one of the drive shafts 4a one-to-one are also possible.
[0064]
In the above embodiment, the carrier 7 connected to the output shaft 2a of the engine 2 and the ring gear 8 connected to the drive shaft 4a of the compressor 4 enable the engine 2 to drive the compressor 4. However, instead of integrating the sun gear 6 and the carrier 7 or the sun gear 6 and the ring gear 8, the sun gear 6 and the carrier may be integrated. Since the three elements 7 and 8 are integrated, the same effect can be obtained. Further, the sun gear 6, the carrier 7, and the ring gear 8 may be integrated simultaneously.
[0065]
In the above-described embodiment, a single planetary mechanism in which a single row of pinion gears 9 is held in the carrier 7 is employed as the planetary mechanism 5, but instead, two or more rows of pinion gears are Any other planetary mechanism (not shown) may be employed.
[0066]
Further, in the above embodiment, the one-way clutches 11 and 13 which have a simple structure and do not require control are employed as the rotation direction regulating means for preventing the reverse rotation of the drive shaft 4a of the compressor 4 and the output shaft 2a of the engine 2. The invention is not limited to this, and a clutch or a brake that can be switched by a control signal may be adopted.
[0067]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the present invention has the following effects.
(1) The three elements of the planetary mechanism can be used to start the engine with a single motor and to drive the accessories while the engine is stopped. Further, it is also possible to perform driving of the auxiliary machine by the engine, power generation by using the motor as a generator, assisting of the engine by the motor, and the like.
Therefore, it is possible to provide a simple device capable of achieving the above-described various operation modes with a minimum number of motors, and to reduce the cost.
In addition, it is possible to control the auxiliary machines and the motor to a desired state without being limited by the number of revolutions of the engine, and it is possible to perform appropriate control according to the driving state of the vehicle. To play.
(2) The rotation speed of the accessory can be increased without being limited by the rotation speed of the engine, and the accessory can be driven with priority. This eliminates the need to design the physique of the accessory based on the number of revolutions of the engine, thereby making it possible to reduce the size and weight of the accessory and thereby improve fuel efficiency. To play.
(3) It is possible to control the rotation speed of the motor to a rotation speed with high power generation efficiency without being limited by the rotation speed of the engine, and it is possible to increase the power generation efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an engine system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a positional relationship between three elements of a planetary mechanism provided in the engine system of FIG.
FIG. 3 is a speed diagram showing speeds of three elements of a planetary mechanism when the engine of the engine system in FIG. 1 is started.
FIG. 4 is a speed diagram showing speeds of three elements of the planetary mechanism when the engine of FIG. 1 is stopped and an auxiliary machine is driven.
FIG. 5 is a speed diagram showing speeds of three elements of the planetary mechanism when the engine of the engine system in FIG. 1 drives an auxiliary machine.
FIG. 6 is a flowchart showing a control flow of the engine system while the vehicle equipped with the engine system of FIG. 1 is running.
FIG. 7 is a flowchart showing a motor control flow during traveling of a vehicle equipped with the engine system of FIG. 1;
FIG. 8 is a sub-flow chart showing control judgment of an integrated clutch in the flowchart of FIG. 7;
9 is a sub-flow chart showing a determination of an operation mode of a vehicle device in the flowchart of FIG.
FIG. 10 is a speed diagram showing speeds of three elements of the planetary mechanism in the compressor priority mode of the engine system of FIG. 1;
11 is a speed diagram showing speeds of three elements of the planetary mechanism in the power generation priority mode of the engine system of FIG. 1;
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the number of rotations of the motor and the generated torque.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a state of a clutch and a one-way clutch for each driving state in a vehicle equipped with the engine system of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
1 Engine system
2 Engine
2a Engine output shaft
3 Motor
3a Output shaft of motor
4 Compressor (auxiliary equipment)
4a Drive shaft
5 Planetary mechanism
6 Sun gear (element)
7. Career (element)
8 Ring gear (element)
9 Pinion gear
10 (Integrated) clutch (coupling means)
11, 13 One-way clutch (rotation direction regulating means)
15 (compressor) clutch (coupling means)

Claims (5)

エンジンと、モータと、補機とを備えるとともに、
エンジンの出力軸、モータの出力軸または補機の駆動軸のいずれかをそれぞれ接続した、サンギヤ、キャリアおよびリングギヤからなる3つの要素を有するプラネタリ機構と、
該プラネタリ機構の2つ以上の要素を一体化可能な結合手段と、
前記補機の駆動軸の回転方向を一方向に規制する回転方向規制手段とを備え、
前記一体化可能な結合手段を開放した状態で、モータの駆動制御を可能とすることを特徴とするエンジンシステム。
With an engine, a motor, and accessories,
A planetary mechanism having three elements consisting of a sun gear, a carrier, and a ring gear, each of which is connected to an output shaft of an engine, an output shaft of a motor, or a drive shaft of an auxiliary machine;
Coupling means capable of integrating two or more elements of the planetary mechanism;
A rotation direction regulating means for regulating the rotation direction of the drive shaft of the auxiliary machine in one direction,
An engine system, wherein drive control of a motor is enabled in a state in which the integrating means is opened.
前記モータの駆動制御は、前記補機を優先して駆動する場合に、モータの回転数をエンジンの回転数に対して低減させることにより行うことを特徴とする請求項1に記載のエンジンシステム。The engine system according to claim 1, wherein the drive control of the motor is performed by reducing the rotation speed of the motor with respect to the rotation speed of the engine when the accessory is driven with priority. 前記モータの駆動制御は、前記モータの発電を優先する場合に、モータの動作点を発電効率の高い動作点に制御することにより行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のエンジンシステム。3. The engine according to claim 1, wherein the drive control of the motor is performed by controlling an operating point of the motor to an operating point having high power generation efficiency when giving priority to power generation by the motor. 4. system. サンギヤ、キャリアおよびリングギヤからなる3つの要素にそれぞれ、エンジンの出力軸、モータの出力軸または補機の駆動軸のいずれかを接続したプラネタリ機構を備えるエンジンシステムの運転方法であって、
前記補機の出力軸を静止状態に保持してモータの出力軸を一方向に回転させることにより、モータによってエンジンを始動し、
前記エンジンの出力軸を静止状態に保持してモータの出力軸を反対方向に回転させることにより、モータによって補機を駆動し、
前記プラネタリ機構の2つ以上の要素を一体化させることにより、エンジンによって補機を駆動し、
前記一体化可能な結合手段を開放した状態で、モータの駆動制御を可能とすることを特徴とするエンジンシステムの運転方法。
An operation method of an engine system including a planetary mechanism in which one of an output shaft of an engine, an output shaft of a motor, and a drive shaft of an auxiliary machine is connected to each of three elements including a sun gear, a carrier, and a ring gear,
By holding the output shaft of the auxiliary machine in a stationary state and rotating the output shaft of the motor in one direction, the engine is started by the motor,
By holding the output shaft of the engine stationary and rotating the output shaft of the motor in the opposite direction, the auxiliary machine is driven by the motor,
By integrating two or more elements of the planetary mechanism, an auxiliary machine is driven by the engine,
An operation method of an engine system, wherein a drive control of a motor is enabled in a state where the integrating means is opened.
サンギヤ、キャリアおよびリングギヤからなる3つの要素
を有し、その内の任意の2つの要素にエンジンの出力軸と補機の駆動軸とをそれぞれ接続したプラネタリ機構と、
該プラネタリ機構の残りの一要素に接続されたモータと、
前記プラネタリ機構の2つ以上の要素を一体化可能な結合手段と、
前記補機の駆動軸が接続された要素の回転方向を一方向に規制可能な回転規制手段とを備え、
前記一体化可能な結合手段を開放した状態で、モータの駆動制御を可能とすることを特徴とするエンジンの始動装置。
A planetary mechanism having three elements consisting of a sun gear, a carrier, and a ring gear, and connecting an output shaft of an engine and a drive shaft of an auxiliary machine to any two of the three elements;
A motor connected to the remaining one element of the planetary mechanism,
Coupling means capable of integrating two or more elements of the planetary mechanism;
A rotation restricting unit that can restrict the rotation direction of the element to which the drive shaft of the auxiliary device is connected in one direction,
An engine starting device, wherein a drive control of a motor is enabled in a state where the integrating means is opened.
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