JP2005201177A - Drive unit and hybrid automobile mounting the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動装置およびこれを搭載するハイブリッド自動車に関し、詳しくは、内燃機関と、該内燃機関の出力軸をクランキング可能なクランキング手段とを備える駆動装置およびこれを搭載するハイブリッド自動車に関する。 The present invention relates to a drive device and a hybrid vehicle equipped with the drive device, and more particularly to a drive device including an internal combustion engine and cranking means capable of cranking an output shaft of the internal combustion engine, and a hybrid vehicle equipped with the drive device.
従来、この種の駆動装置としては、エンジンを始動する前に蓄熱器により保温保持された冷却水をエンジンに供給してエンジンを予熱するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、エンジン内の冷却水の温度が蓄熱器内の冷却水の温度よりも所定温度以上高いときにエンジンの始動が指示されたとき、制御装置により電動ポンプを駆動させて蓄熱器内の冷却水をエンジンに供給することで始動前のエンジンを予熱するから、始動直後のエンジンの回転の特性や排気の特性を向上させることができる、とされている。
上述の駆動装置では、電動ポンプを使用して蓄熱器内の冷却水をエンジンに供給するから、電動ポンプを駆動するための駆動回路やその制御装置が必要となり、装置が複雑化したり大型化してしまう。 In the drive device described above, the cooling water in the regenerator is supplied to the engine using an electric pump, so a drive circuit and its control device for driving the electric pump are required, and the device becomes complicated and large. End up.
本発明の駆動装置およびこれを搭載するハイブリッド自動車は、こうした問題を解決し、エンジンの予熱に必要な装置を簡易化することを目的の一つとする。また、本発明の駆動装置およびこれを搭載するハイブリッド自動車は、エンジンを予熱しながらその始動をより迅速に行なうことを目的の一つとする。 The drive device of the present invention and a hybrid vehicle equipped with the drive device have an object to solve these problems and simplify a device necessary for preheating the engine. Another object of the drive device of the present invention and a hybrid vehicle equipped with the drive device is to start the engine more quickly while preheating the engine.
本発明の駆動装置およびこれを搭載するハイブリッド自動車は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。 The drive device of the present invention and a hybrid vehicle equipped with the drive device adopt the following means in order to achieve at least a part of the above object.
本発明の駆動装置は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸をクランキング可能なクランキング手段とを備える駆動装置であって、
前記内燃機関と熱交換可能な熱交換媒体を熱として蓄える蓄熱手段と、
前記内燃機関の出力軸の回転力により連動して駆動するポンプを有し、該ポンプの駆動に伴って前記蓄熱手段に蓄えられた熱交換媒体を前記内燃機関に供給して該内燃機関を加温可能な加温手段と、
所定の加温条件が成立しているときに前記内燃機関の始動が指示されたとき、前記内燃機関の出力軸をクランキングするよう前記クランキング手段を駆動制御して前記加温手段により内燃機関を加温すると共に加温終了時に該内燃機関を始動するよう該内燃機関を駆動制御する加温始動制御を行なう加温始動制御手段と
を備えることを要旨とする。
The drive device of the present invention is
A drive device comprising an internal combustion engine and cranking means capable of cranking the output shaft of the internal combustion engine,
Heat storage means for storing, as heat, a heat exchange medium capable of exchanging heat with the internal combustion engine;
A pump that is driven in conjunction with the rotational force of the output shaft of the internal combustion engine, and supplies the heat exchange medium stored in the heat storage means to the internal combustion engine as the pump is driven to add the internal combustion engine; A heating means capable of heating;
When the start of the internal combustion engine is instructed when a predetermined heating condition is satisfied, the cranking means is driven and controlled to crank the output shaft of the internal combustion engine, and the internal combustion engine is controlled by the heating means. And a warming start control means for performing warming start control for driving and controlling the internal combustion engine so as to start the internal combustion engine at the end of warming.
この本発明の駆動装置では、内燃機関の出力軸の回転力により駆動するポンプを有しこのポンプの駆動に伴って蓄熱手段に熱として蓄えられた熱交換媒体を内燃機関に供給して内燃機関を加温する加温手段を備え、所定の加温条件が成立しているときに内燃機関の始動が指示されたとき、内燃機関の出力軸をクランキングするようクランキング手段を駆動制御して加温手段により内燃機関を加温すると共に加温終了時に内燃機関を始動するよう内燃機関を駆動制御する。したがって、内燃機関の出力軸をクランキングすることによりその回転力により連動して駆動するポンプを使用して内燃機関を加温することができるから、内燃機関の加温に電気的に駆動するポンプを使用するものに比して装置を簡易化することができる。また、内燃機関の加温を内燃機関の出力軸のクランキングにより行なうから、加温終了時の内燃機関の始動をより迅速に行なうことができる。ここで、「クランキング手段」は、電動機の他、発電可能な発電電動機が含まれる。また、「所定の加温条件」には、蓄熱手段に蓄えられている熱交換媒体の温度が所定温度以上であることや内燃機関の温度が所定温度未満であることなどが含まれる。 In the drive device of the present invention, the internal combustion engine has a pump driven by the rotational force of the output shaft of the internal combustion engine, and supplies the heat exchange medium stored as heat in the heat storage means to the internal combustion engine as the pump is driven. Heating means for heating the crankshaft so as to crank the output shaft of the internal combustion engine when the start of the internal combustion engine is instructed when a predetermined heating condition is satisfied. The internal combustion engine is driven and controlled so as to warm the internal combustion engine by the heating means and start the internal combustion engine when the heating is completed. Therefore, it is possible to heat the internal combustion engine using a pump that is driven in conjunction with the rotational force by cranking the output shaft of the internal combustion engine, so that the pump is electrically driven to warm the internal combustion engine. The apparatus can be simplified as compared with those using the above. Further, since the internal combustion engine is heated by cranking the output shaft of the internal combustion engine, the internal combustion engine can be started more quickly when the heating is completed. Here, the “cranking means” includes a generator motor capable of generating power in addition to the motor. Further, the “predetermined heating condition” includes that the temperature of the heat exchange medium stored in the heat storage means is equal to or higher than the predetermined temperature, the temperature of the internal combustion engine is lower than the predetermined temperature, and the like.
こうした本発明の駆動装置において、前記加温始動制御手段は、所定時間に亘って前記内燃機関の出力軸をクランキングするよう前記クランキング手段を駆動制御する手段であるものとすることもできる。 In such a driving apparatus of the present invention, the warming start control means may be means for driving and controlling the cranking means so as to crank the output shaft of the internal combustion engine over a predetermined time.
また、本発明の駆動装置において、前記熱交換媒体を冷却すると共に前記ポンプの駆動に伴って該冷却した熱交換媒体を前記内燃機関に供給して該内燃機関を冷却可能な冷却手段と、前記加温手段による前記内燃機関の加温と前記冷却手段による前記内燃機関の冷却とを切り替え可能な切替手段と備えるものとすることもできる。こうすれば、一つのポンプで内燃機関の加温と冷却とを行なうことができるから、装置の小型化を図ることができる。 In the driving device of the present invention, cooling means capable of cooling the heat exchange medium and supplying the cooled heat exchange medium to the internal combustion engine as the pump is driven to cool the internal combustion engine; It is possible to provide switching means capable of switching between heating of the internal combustion engine by the heating means and cooling of the internal combustion engine by the cooling means. In this way, the internal combustion engine can be heated and cooled with a single pump, and the apparatus can be downsized.
あるいは、本発明の駆動装置において、前記クランキング手段は、前記内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力により前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に伝達可能な動力伝達手段であり、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機を備えるものとすることもできる。この態様の本発明の駆動装置において、前記動力伝達手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第3の回転軸の3軸に接続され該3軸のうちいずれか2軸に入出力される動力が決定されると残余の1軸に入出力される動力が決定される3軸式動力入出力手段と、前記第3の回転軸に動力を入出力可能な回転軸用電動機とを有する手段であるものとすることもできるし、前記動力伝達手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第1の回転子と前記駆動軸に接続された第2の回転子とを有し電磁的な作用により前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に伝達する対回転子電動機を有する手段であるものとすることもできる。 Alternatively, in the drive device of the present invention, the cranking means is connected to an output shaft and a drive shaft of the internal combustion engine, and at least part of the power from the internal combustion engine is input to the drive shaft by input and output of electric power and power. It is also possible to provide a power transmission means capable of transmitting to the drive shaft and an electric motor capable of inputting / outputting power to the drive shaft. In this aspect of the drive device of the present invention, the power transmission means is connected to three axes of the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and the third rotation shaft, and inputs and outputs to any two of the three shafts. A three-axis power input / output means for determining the power input / output to / from the remaining one shaft when the power to be driven is determined, and a rotating shaft motor capable of inputting / outputting power to / from the third rotating shaft. The power transmission means includes a first rotor connected to the output shaft of the internal combustion engine and a second rotor connected to the drive shaft. It may be a means having a counter-rotor motor that transmits at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft by electromagnetic action.
クランキング手段が動力伝達手段である態様の本発明の駆動装置において、前記加温始動制御手段は、前記加温始動制御として前記駆動軸に要求される要求動力に応じた動力が前記電動機から出力されるよう該電動機を駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関を加温処理している間も要求動力を駆動軸に出力することができる。 In the driving device of the present invention in which the cranking means is a power transmission means, the warming start control means outputs from the electric motor a power corresponding to a required power required for the drive shaft as the warming start control. It can also be a means for driving and controlling the electric motor. In this way, the required power can be output to the drive shaft while the internal combustion engine is being heated.
本発明のハイブリッド自動車は、
上述した各態様のいずれかの駆動装置、即ち、基本的には、内燃機関と、該内燃機関の出力軸をクランキング可能なクランキング手段とを備える駆動装置であって、前記内燃機関と熱交換可能な熱交換媒体を熱として蓄える蓄熱手段と、前記内燃機関の出力軸の回転力により連動して駆動するポンプを有し、該ポンプの駆動に伴って前記蓄熱手段に蓄えられた熱交換媒体を前記内燃機関に供給して該内燃機関を加温可能な加温手段と、所定の加温条件が成立しているときに前記内燃機関の始動が指示されたとき、前記内燃機関の出力軸をクランキングするよう前記クランキング手段を駆動制御して前記加温手段により内燃機関を加温すると共に加温終了時に該内燃機関を始動するよう該内燃機関を駆動制御する加温始動制御を行なう加温始動制御手段とを備える駆動装置を搭載する
ことを要旨とする。
The hybrid vehicle of the present invention
A driving apparatus according to any one of the above-described embodiments, that is, a driving apparatus basically including an internal combustion engine and cranking means capable of cranking an output shaft of the internal combustion engine, the internal combustion engine and the heat Heat storage means for storing a replaceable heat exchange medium as heat, and a pump driven in conjunction with the rotational force of the output shaft of the internal combustion engine, and heat exchange stored in the heat storage means as the pump is driven A heating means capable of heating the internal combustion engine by supplying a medium to the internal combustion engine, and an output of the internal combustion engine when a start of the internal combustion engine is instructed when a predetermined heating condition is satisfied Heating start control for driving and controlling the cranking means to crank the shaft and heating the internal combustion engine by the heating means to start the internal combustion engine at the end of heating. Perform warming start And summarized in that for mounting the drive device and a control means.
この本発明のハイブリッド自動車では、本発明の駆動装置を搭載するから、本発明の駆動装置と同様の効果、例えば、装置を簡易化することができる効果や内燃機関の始動をより迅速に行なうことができる効果などを奏することができる。 Since the hybrid vehicle of the present invention is equipped with the drive device of the present invention, the same effects as the drive device of the present invention, for example, the effect of simplifying the device and the start of the internal combustion engine can be performed more quickly. The effect which can be produced can be produced.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施形態としての駆動装置を搭載するハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配統合機構30に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに取り付けられた減速ギヤ35と、この減速ギヤ35に接続されたモータMG2と、駆動装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a
エンジン22は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン22の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
The
図2は、エンジン22の温度調節装置60の構成の概略を示す構成図である。温度調節装置60は、熱交換媒体を用いてエンジン22の温度を調節する装置として構成されており、図示するように、エンジン22と熱交換を行なう熱交換媒体としての冷却水(LLC)の循環路を形成する循環管路61と、クランクシャフト26に回転軸が機械的に接続されクランクシャフト26の回転力により駆動して循環管路61内の熱交換媒体を循環させるウォータポンプ62と、熱交換媒体を外気により冷却するラジエータ63と、熱交換媒体を熱として保温保持する蓄熱タンク65と、熱交換媒体の熱を利用して図示しない車室を暖房するための熱交換器としてのヒータ66とを備える。循環管路61のエンジン22の出口付近には、エンジン22を通過した熱交換媒体の温度を検出する温度センサ23が取り付けられている。
FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of the
ラジエータ63は、外気との熱交換により熱交換媒体を冷却する熱交換器として構成されており、循環管路61に設けられたサーモスタットバルブ64により熱交換媒体がラジエータ63を流れるかラジエータ63をバイパスする流路として形成されたバイパス管路61aを流れるかをサーモスタットバルブ64を流れる熱交換媒体の温度に応じて切り替えられるようになっている。
The
循環管路61には、エンジン22を通過した熱交換媒体をヒータ66に供給するヒータ供給管66aが分岐しており、その分岐点には三方弁68が取り付けられている。この三方弁68は、熱交換媒体が蓄熱タンク65のみに流れるかヒータ66のみに流れるか蓄熱タンク65とヒータ66との両方に流れるか蓄熱タンク65とヒータ66のいずれにも流れないかを切り替えられるようになっている。したがって、エンジン22の運転によって加熱された熱交換媒体を熱として蓄熱タンク65で回収したりヒータ66による車室の暖房に利用したりすることができる。なお、ヒータ供給管66aには、熱交換媒体をヒータ66に供給するための電動ウォーターポンプ67が設けられている。また、循環管路61の蓄熱タンク65の近傍には、蓄熱タンク65から流出した熱交換媒体の温度を検出する温度センサ65aが取り付けられている。
A
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構30は、キャリア34にはエンジン22のクランクシャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リングギヤ32にはリングギヤ軸32aを介して減速ギヤ35がそれぞれ連結されており、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構36およびデファレンシャルギヤ38を介して、最終的には車両の駆動輪39a,39bに出力される。
The power distribution and
モータMG1およびモータMG2は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ50は、モータMG1,MG2のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータMG1,MG2により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ50は充放電されない。モータMG1,MG2は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
The motor MG1 and the motor MG2 are both configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with the
バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51からの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、バッテリECU52では、バッテリ50を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量(SOC)も演算している。
The
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、温度センサ23からのエンジン22の冷却水温としてのエンジン水温Teや温度センサ65aからの蓄熱タンク65の水温,イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット70からは、電動ウォーターポンプ67への駆動信号や三方弁68への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The hybrid
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
The
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、エンジン22を始動する際にその温度を調節する動作について説明する。図3は、実施例のハイブリッド自動車20のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行されるエンジン始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、イグニッションスイッチ80のオン操作によりエンジン22の始動が指示されたときに実行される。このエンジン始動制御ルーチンの実行中では、リングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを減速ギヤ35のギヤ比Gr(モータMG2の回転数/リングギヤ軸32aの回転数)で除したものがモータMG2のトルク指令値として設定され、モータMG2が駆動制御される。したがって、エンジン始動制御ルーチンの実行中でもリングギヤ軸32aには要求トルクに見合うトルクが出力される。
Next, the operation of the
エンジン始動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、エンジン22のクランクシャフト26のクランキングを開始する処理を実行する(ステップS100)。この処理は、具体的には、エンジン22のクランクシャフト26のクランキングに必要なトルクをモータMG1から出力すると共にモータMG1によるトルクの出力に伴ってリングギヤ軸32aに作用する反力をモータMG2で受け持つようモータMG1,MG2のトルク指令値をモータECU40に送信することにより行なわれる。なお、モータMG2のトルク指令値は、リングギヤ軸32aに要求動力を出力するために必要なトルクと反力を受け持つために必要なトルクとの和により求めることができる。
When the engine start control routine is executed, the
続いて、温度センサ23からのエンジン22の冷却水温としてのエンジン水温Teを読み込み(ステップS102)、読み込んだエンジン水温Teが閾値Teref未満か否かを判定する(ステップS104)。ここで、閾値Terefは、エンジン22の予熱が必要か否かを判定するための閾値であり、エンジン22により定められる。エンジン水温Teが閾値Teref未満でないと判定されると、エンジン22の予熱は必要ないと判断して、そのままエンジン22の燃料噴射や点火を開始するようエンジンECU24に制御信号を送信し(ステップS110)、エンジン22が完爆するまで待って(ステップS112)、本ルーチンを終了する。
Subsequently, the engine water temperature Te as the cooling water temperature of the
一方、エンジン水温Teが閾値Teref未満と判定されると、加温用循環路を形成して(ステップS106)、この加温用循環路が形成されてから所定時間tsが経過するのを待つ(ステップS108)。加温用循環路の形成は、熱交換媒体が蓄熱タンク65,サーモスタットバルブ64,ウォータポンプ62,エンジン22,三方弁68,蓄熱タンク65の順に循環するようハイブリッド用電子制御ユニット70により三方弁68を切り替えることにより行なわれる。前述したように、ウォータポンプ62の回転軸はエンジン22のクランクシャフト26に機械的に連結されているから、クランクシャフト26をクランキングしている状態で加温用循環路を形成することにより、蓄熱タンク65に保温保持された熱交換媒体をウォータポンプ62によりエンジン22に供給でき、エンジン22を加温することができるのである。ここで、所定時間tsは、始動直後のエンジン22の状態を良好な状態にまで加温するのに必要な時間であり、実施例では、予め設定された時間(例えば、10sec)を用いた。なお、この時間tsは、予め設定された時間を用いるものに限られず、エンジン22の状態やバッテリ50の状態に応じて設定したものを用いるものとしてもよい。所定時間tsが経過すると、エンジン22の燃料噴射や点火を開始し(ステップS110)、エンジン22が完爆するまで待って(ステップS112)、本ルーチンを終了する。
On the other hand, if it is determined that the engine coolant temperature Te is lower than the threshold Teref, a heating circuit is formed (step S106), and a predetermined time ts has elapsed after the heating circuit is formed (step S106). Step S108). The heating circuit is formed by the hybrid
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、エンジン22のクランクシャフト26に機械的に連結された回転軸を有するウォータポンプ62により蓄熱タンク65内に保温保持された熱交換媒体をエンジン22に供給するから、エンジン22をクランキングすることによりエンジン22を予熱することができる。この結果、エンジン22の予熱に電動ウォータポンプを使用するものに比して装置を簡易化することができ、装置の小型化を図ることができる。しかも、クランクシャフト26のクランキングによりエンジン22を予熱するから、予熱終了後に直ちにエンジン22の燃料噴射や点火を開始することができ、エンジン22の始動をより迅速に行なうことができる。また、こうしたエンジン22の予熱のためのクランキングの最中でもモータMG2により駆動軸としてのリングギヤ軸32aに動力を出力できるから、要求動力に対処することができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、所定時間tsに亘ってエンジン22が加温されるようエンジン22のクランクシャフト26をクランキングするものとしたが、所定時間tsに亘ってクランクシャフト26をクランキングするものに限られず、温度センサ65aにより検出される蓄熱タンク65に保温保持された熱交換媒体の温度が所定温度未満となるまでクランクシャフト26をクランキングするものとしてもよいし、温度センサ23により検出されるエンジン水温Teが所定温度以上となるまでクランクシャフト26をクランキングするものとしてもよいし、蓄熱タンク65に蓄えられた熱交換媒体を使い切るまで(蓄熱タンク65から流出した熱交換媒体の量が蓄熱タンク65の容量に達するまで)クランクシャフト26をクランキングするものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、熱交換媒体として水を用いたが、熱交換媒体として機能する流体であれば、如何なる流体であってもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、ラジエータ63を外気との熱交換を行なう熱交換器として構成したが、熱交換媒体を冷却可能なものであれば、如何なるものであってもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を減速ギヤ35により変速してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図4の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪39a,39bが接続された車軸)とは異なる車軸(図4における車輪39c,39dに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪39a,39bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図5の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22のクランクシャフト26に接続されたインナーロータ232と駆動輪39a,39bに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるものとしてもよい。
In the
また、上述したハイブリッド自動車の他、エンジン22のクランクシャフト26に回転軸が機械的に連結されたポンプをエンジンを予熱可能な程度まで連続して駆動可能にクランクシャフト26をクランキングできるモータ(バッテリも含む)を備えるものであれば、自動車に拘わらず如何なる駆動装置にも適用可能である。
In addition to the hybrid vehicle described above, a motor (battery) that can crank the
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The embodiments of the present invention have been described using the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. Of course you get.
20,120,220 ハイブリッド自動車、22 エンジン、23 温度センサ、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、36 ギヤ機構、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b,39c,39d 駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 温度調節装置、61 循環管路、61a バイパス管路、62 ウォーターポンプ、63 ラジエータ、64 サーモスタットバルブ、65 蓄熱タンク、65a 温度センサ、66 ヒータ、66a ヒータ供給管、67 電動ウォータポンプ、68 三方弁、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ 234 アウターロータ、MG1,MG2 モータ。
20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 23 temperature sensor, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 Pinion gear, 34 carrier, 35 reduction gear, 36 gear mechanism, 38 differential gear, 39a, 39b, 39c, 39d drive wheel, 40 electronic control unit for motor (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor , 50 battery, 51 temperature sensor, 52 battery electronic control unit (battery ECU), 54 power line, 60 temperature control device, 61 circulation line, 61a bypass line, 62 water pump, 63
Claims (8)
前記内燃機関と熱交換可能な熱交換媒体を熱として蓄える蓄熱手段と、
前記内燃機関の出力軸の回転力により連動して駆動するポンプを有し、該ポンプの駆動に伴って前記蓄熱手段に蓄えられた熱交換媒体を前記内燃機関に供給して該内燃機関を加温可能な加温手段と、
所定の加温条件が成立しているときに前記内燃機関の始動が指示されたとき、前記内燃機関の出力軸をクランキングするよう前記クランキング手段を駆動制御して前記加温手段により内燃機関を加温すると共に加温終了時に該内燃機関を始動するよう該内燃機関を駆動制御する加温始動制御を行なう加温始動制御手段と
を備える駆動装置。 A drive device comprising an internal combustion engine and cranking means capable of cranking the output shaft of the internal combustion engine,
Heat storage means for storing, as heat, a heat exchange medium capable of exchanging heat with the internal combustion engine;
A pump that is driven in conjunction with the rotational force of the output shaft of the internal combustion engine, and supplies the heat exchange medium stored in the heat storage means to the internal combustion engine as the pump is driven to add the internal combustion engine; A heating means capable of heating;
When the start of the internal combustion engine is instructed when a predetermined heating condition is satisfied, the cranking means is driven and controlled to crank the output shaft of the internal combustion engine, and the internal combustion engine is controlled by the heating means. And a warming start control means for performing warming start control for driving and controlling the internal combustion engine so as to start the internal combustion engine at the end of warming.
前記熱交換媒体を冷却すると共に前記ポンプの駆動に伴って該冷却した熱交換媒体を前記内燃機関に供給して該内燃機関を冷却可能な冷却手段と、
前記加温手段による前記内燃機関の加温と前記冷却手段による前記内燃機関の冷却とを切り替え可能な切替手段と
を備える駆動装置。 The drive device according to claim 1 or 2,
Cooling means capable of cooling the heat exchange medium and supplying the cooled heat exchange medium to the internal combustion engine as the pump is driven to cool the internal combustion engine;
And a switching unit capable of switching between heating of the internal combustion engine by the heating unit and cooling of the internal combustion engine by the cooling unit.
前記クランキング手段は、前記内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力により前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に伝達可能な動力伝達手段であり、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機
を備える駆動装置。 The drive device according to any one of claims 1 to 3,
The cranking means is a power transmission means connected to the output shaft and the drive shaft of the internal combustion engine and capable of transmitting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft by input and output of electric power and power. ,
A drive device comprising an electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft.
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---|---|---|---|---|
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2004
- 2004-01-16 JP JP2004009586A patent/JP2005201177A/en active Pending
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