JP2008274909A - エンジンのポンプ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの冷間始動時などのウォータポンプの駆動停止を可能とし、かつオイルポンプおよびウォータポンプの双方の要求流量を満たすことができるエンジンのポンプ駆動装置を提供する。
【解決手段】エンジン１を冷却する冷却水を送給するウォータポンプ２１と、エンジン１にオイルを送給するオイルポンプ２２とを単一のモータ２３により駆動するようにしたエンジンのポンプ駆動装置を前提とする。そして、オイルポンプ２２を、モータ２３の出力軸２３１に連結している一方、ウォータポンプ２１を、モータ２３の出力軸２３１からの駆動力を断接可能とする電磁クラッチ４と、モータ２３の出力軸２３１の回転数を減速させる減速ギヤ機構３とを介してモータ２３の出力軸２３１に連結している。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンのポンプ駆動装置に関し、詳しくは互いに要求流量が異なる電動式ポンプを単一のモータにより駆動するものに係る。

従来より、互いに要求流量が異なる電動式ポンプ、つまりエンジンを冷却する冷却水を送給する電動式ウォータポンプと、エンジンに潤滑油を送給する電動式オイルポンプとを、単一のモータの出力軸にそれぞれ連結して該モータにより駆動するようにしたものは知られている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、エンジンの冷間始動時に電動式ウォータポンプの駆動（回転）を停止させて、暖機性能を高めたいといった要求がある。その場合、上記従来のもののように、電動式ウォータポンプと電動式オイルポンプとが単一のモータの出力軸に連結されていると、電動式ウォータポンプおよび電動式オイルポンプが共にモータの回転数と同じ回転数で回転することになる。そのため、エンジンの冷間始動時に不要な電動式ウォータポンプを駆動させることによるモータの駆動力損失によって燃費が悪化することになる。しかも、エンジンの冷間始動時に電動式ウォータポンプから送給される冷却水によってエンジンの暖機に遅れが生じるばかりでなく触媒の暖機にも遅れが生じる。更に、エンジンの暖機遅れに伴って潤滑油の粘度も低くなり難い上、フリクションの低下による燃費の悪化も懸念され、エミッションの悪化を招くことになる。

そこで、電動式ウォータポンプの駆動軸に設けたプーリと、電動式オイルポンプの駆動軸に設けたプーリと、モータの出力軸に設けたプーリとをベルトを介して動力伝達可能に連結するとともに、電動式ウォータポンプの駆動軸に、プーリおよびベルトを介して伝達されるモータからの駆動力を断接可能とするクラッチを設け、エンジンの冷間始動時などにクラッチを遮断することで、電動式ウォータポンプの駆動（回転）を停止し、モータの駆動力損失およびフリクションの低下による燃費の悪化を防止しつつ、エンジンおよび触媒の暖機性能を高めるようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００５−１４７１２７号公報 特開２００４−１７６６２３号公報

ところが、上記後者のものでは、クラッチなどの駆動力断接機構により電動式ウォータポンプの駆動軸に対するモータからの駆動力の断接が行えるものの、電動式オイルポンプおよび電動式ウォータポンプの要求する流量（送給量）に差があるため、モータからの出力が電動式オイルポンプが要求する流量に見合った回転数に設定されていると、電動式ウォータポンプが要求する流量が過不足し、電動式ウォータポンプの要求に応えることができない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの冷間始動時などの電動式ウォータポンプの駆動停止を可能とし、かつ電動式オイルポンプおよび電動式ウォータポンプの双方の要求流量を満たすことができるエンジンのポンプ駆動装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、エンジンに冷却水を送給する電動式ウォータポンプと、上記エンジンに潤滑油を送給する電動式オイルポンプとを単一のモータにより駆動するようにしたエンジンのポンプ駆動装置を前提とする。そして、上記電動式オイルポンプを、上記モータの出力軸に連結している一方、上記電動式ウォータポンプを、上記出力軸からの駆動力を断接可能とする駆動力断接機構と、上記出力軸の回転数を増減可能とする回転数増減機構とを介して上記モータの出力軸に連結している。

この特定事項により、電動式オイルポンプが連結されたモータの出力軸と電動式ウォータポンプとの間には、モータの出力軸からの駆動力を断接可能とする駆動力断接機構、およびモータの出力軸の回転数を増減可能とする回転数増減機構が設けられているので、エンジンの冷間始動時などに駆動力断接機構によりモータの出力軸からの駆動力を遮断することで、電動式ウォータポンプの駆動（回転）を停止して暖機性能を高めることが可能となる。

一方、暖機の完了後などに駆動力断接機構によりモータの出力軸からの駆動力を接続し、モータの出力軸から電動式ウォータポンプに伝達される回転数を回転数増減機構により増減させることで、電動式ウォータポンプが要求する流量が確保される。これにより、電動式オイルポンプおよび電動式ウォータポンプの要求する流量（送給量）に差があっても、その両ポンプの要求流量の差が回転数増減機構による回転数の増減により解消され、電動式オイルポンプおよび電動式ウォータポンプの双方の要求流量を満たすことが可能となる。

より具体的には、以下の構成が挙げられる。つまり、上記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、このエンジン回転数検出手段により検出されたエンジンの回転数に応じて上記モータの目標回転数を決定するモータ目標回転数決定手段と、上記モータ目標回転数決定手段により決定された目標回転数に応じて上記モータの実回転数をフィードバック制御する制御手段とを備えている。

この特定事項により、駆動力断接機構によるモータの出力軸からの駆動力の断接によりモータの負荷が変動して実回転数が変動しても、モータの実回転数は、エンジンの回転数に応じて決定されたモータの目標回転数に応じてフィードバック制御され、速やかに元の回転数に収束する。

また、より具体的には、以下の構成が挙げられる。つまり、上記モータの目標回転数に応じた上記モータの目標トルクを、上記電動式ウォータポンプに対し上記出力軸からの駆動力が上記駆動力断接機構により接続されている状態と、上記電動式ウォータポンプに対し上記出力軸からの駆動力が上記駆動力断接機構により遮断されている状態とに応じてそれぞれ決定するモータ目標トルク決定手段を備え、上記駆動力断接機構による出力軸からの駆動力の断接を行う際に、上記モータ目標トルク決定手段により決定された断接前のモータの目標トルクを上記モータ目標トルク決定手段により決定された断接後のモータの目標トルクに切り換え、この切り換えられた断接後のモータの目標トルクに応じて上記モータの目標回転数をフィードフォワード制御している。

この特定事項により、駆動力断接機構によるモータの出力軸からの駆動力の断接によりモータの実回転数が変動する際に、断接前のモータの目標トルクから切り換えた断接後のモータの目標トルクに応じてモータの目標回転数がフィードフォワード制御されるので、駆動力断接機構の断接により略不連続に大きく変化するモータの実回転数の変化が事前に回避され、このモータの実回転数の略不連続な変化によって発生していたモータ音や振動などによる運転者への不快感が解消される。しかも、エンジンの回転数が変動する加減速時などにおいても駆動力断接機構の断接によってモータの実回転数が略不連続に大きく変化することが抑制され、加減速時などにおけるモータの実回転数の制御精度の悪化を未然に防止することが可能となる。

また、より具体的には、以下の構成が挙げられる。つまり、冷却水の温度変化に応じた粘度および潤滑油の温度変化に応じた粘度をそれぞれ決定する粘度決定手段と、上記粘度決定手段により決定された冷却水の粘度に基づいてモータの目標トルクを補正する補正係数を決定する冷却水粘度補正係数決定手段と、上記粘度決定手段により決定された潤滑油の粘度に基づいてモータの目標トルクを補正する補正係数を決定する潤滑油粘度補正係数決定手段とを備え、上記制御手段は、上記冷却水粘度補正係数決定手段および上記潤滑油粘度補正係数決定手段により決定された補正係数によってモータの目標トルクを補正している。

この特定事項により、冷却水の温度変化に応じた粘度に基づく補正係数および潤滑油の温度変化に応じた粘度に基づく補正係数によってモータの目標トルクが補正されるので、冷却水および潤滑油の温度変化に応じた粘度変化によるモータの負荷の変化が反映され、制御手段によるモータの実回転数の制御精度を向上させることが可能となる。その上、駆動力断接機構の断接によるモータの実回転数の変化もスムーズに抑制され、このモータの実回転に伴うモータ音や振動などによる運転者への不快感もより一層解消される。

そして、電動式ウォータポンプ、電動式オイルポンプおよびモータのエンジンへの組み付けを特定するものとして以下の構成が挙げられる。つまり、上記電動式ウォータポンプと上記電動式オイルポンプと上記モータとを、単一のブラケットに一体的に設け、このブラケットを上記エンジンに取り付けることによってエンジンに対する組み付けを行っている。

この特定事項により、電動式ウォータポンプ、電動式オイルポンプおよびモータをサブアッセンブリしたものがエンジンに簡単に組み付けられ、エンジンの生産性が飛躍的に向上する。その上、電動式ウォータポンプ、電動式オイルポンプおよびモータの組み付け工数の削減に伴ってポンプ周りの冷却水および潤滑油の洩れといった品質低下が防止され、電動式ウォータポンプ、電動式オイルポンプおよびモータの品質の向上を図ることが可能となる。

更に、より具体的には、以下の構成が挙げられる。つまり、上記ブラケットに、上記モータへの電源を変換するインバータも一体的に設け、上記インバータに、上記電動式ウォータポンプからの冷却水をダイレクトに送給している。

この特定事項により、ブラケットにインバータも取り付けられ、エンジンコンパートメント内でのインバータの取付スペースを考慮する必要がなくなって、インバータの組付性の向上を図ることが可能となる。

しかも、電動式ウォータポンプからの冷却水がインバータにダイレクトに送給されているので、インバータの冷却効率を高めることが可能となる上、インバータへの冷却水経路を別途外部に設ける必要がなくなってインバータ周りを簡素なものにすることが可能となる。

以上、要するに、電動式オイルポンプを連結したモータの出力軸と電動式ウォータポンプとの間に、駆動力断接機構および回転数増減機構を設けることで、エンジンの冷間始動時などに駆動力断接機構によりモータの出力軸からの駆動力を遮断して、電動式ウォータポンプの駆動停止により暖機性能を高めることができる。一方、暖機の完了後などに駆動力断接機構によりモータの出力軸からの駆動力を接続すると共に電動式ウォータポンプに伝達される回転数を回転数増減機構により増減させて電動式オイルポンプおよび電動式ウォータポンプの要求回転差を回転数増減機構により解消し、電動式ウォータポンプの要求流量を確保して、電動式オイルポンプおよび電動式ウォータポンプの双方の要求流量を満たすことができる。

以下、本発明の実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明のエンジンのポンプ駆動装置を概略的に示しており、このエンジン１の一側面には、エンジン１を冷却する冷却水を送給する電動式のウォータポンプ２１と、エンジン１に潤滑油としてのオイルを送給する電動式のオイルポンプ２２と、単一のモータ２３とが組み付けられている。

上記モータ２３は、電動式のものであって、エンジン１の一側面における後側（図１では右側）寄りの上下方向中央付近に設けられている。このモータ２３には出力軸２３１が前方（図１では左方）に向かって突設され、この出力軸２３１に上記オイルポンプ２２が連結されている。つまり、オイルポンプ２２は、エンジン１の一側面における中央部位付近に設けられ、モータ２３の出力軸２３１からの出力（回転）により駆動するように連結されている。この場合、モータ２３の出力軸２３１は、オイルポンプ２２を貫通してさらに前方に延びている。

上記オイルポンプ２２の前方には、第１ギヤ３１が設けられている。この第１ギヤ３１は、エンジン１の一側面における前側寄りの上下方向中央付近においてモータ２３の出力軸２３１と同軸上に配された軸３２の前端に回転一体に連結されている。

上記ウォータポンプ２１は、エンジン１の一側面における略中央寄りの下部位置に設けられている。上記ウォータポンプ２１にはポンプ軸２１１が前方に向かって突設され、このポンプ軸２１１の前端には、第２ギヤ３３が回転一体に連結されている。

そして、上記モータ２３の出力軸２３１の前端と、上記軸３２の後端との間には、モータ２３の出力軸２３１からの駆動力を断接可能とする駆動力断接機構としての電磁クラッチ４が設けられている。また、上記軸３２の前端の第１ギヤ３１と、上記ウォータポンプ２１のポンプ軸２１１の前端の第２ギヤ３３とは互いに噛み合っている。第２ギヤ３３は第１ギヤ３１よりも大径に形成されており、この２つのギヤ３１，３３によって、モータ２３の出力軸２３１からの回転数を減速する回転数増減機構としての減速ギヤ機構３が構成されている。この場合、ウォータポンプ２１は、電磁クラッチ４と減速ギヤ機構３とを介してモータ２３の出力軸２３１に連結されている。

上記モータ２３、電磁クラッチ４および減速ギヤ機構３は、ＣＰＵを備えた制御手段としてのエンジンＥＣＵにより制御されている。このエンジンＥＣＵには、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数検出手段としての回転数センサからの検出信号と、エンジン１を冷却する冷却水の温度を検出する水温センサからの検出信号とが入力されている。また、エンジンＥＣＵは、図２に示すように、上記回転数センサにより検出されたエンジン１の回転数Ｎｅに応じて上記モータ２３の目標回転数Ｎｍを決定するモータ目標回転数決定手段としてのモータ目標回転数決定マップを備えている。そして、エンジンＥＣＵでは、上記モータ目標回転数決定マップにより決定された目標回転数Ｎｍに応じて上記モータ２３の実回転数をフィードバック制御している。

次に、電磁クラッチ４を断接した際のエンジンＥＣＵによるモータ２３の制御の流れを図３のフローチャートに沿って説明する。

まず、図３のフローチャートのステップＳＴ１において、回転数センサにより検出したエンジン１の回転数Ｎｅを取得する。次いで、ステップＳＴ２において、モータ目標回転数決定マップよりエンジン１の回転数Ｎｅに応じたモータ２３の目標回転数Ｎｍを読み込む。それから、ステップＳＴ３において、水温センサにより検出した冷却水の温度Ｔｗを取得する。

その後、ステップＳＴ４において、上記ステップＳＴ３で取得した冷却水の温度Ｔｗが所定の冷却水の温度Ｔｗ#ｈｏｔ（例えば８０°Ｃ）よりも低いか否かを判定する。この ステップＳＴ４の判定が、冷却水の温度Ｔｗが所定の冷却水の温度Ｔｗ#ｈｏｔよりも高いＮＯの場合には、ステップＳＴ５において、電磁クラッチフラグをＯＮにして、ステップＳＴ６に進む。このステップＳＴ６では、上記ステップＳＴ５で電磁クラッチフラグがＯＮとなるために、電磁クラッチ４を駆動実行とする。つまり、電磁クラッチ４を接続する。

しかる後、ステップＳＴ７において、モータ２３の出力軸２３１からの駆動力を減速ギヤ機構３（第１ギヤ３１および第２ギヤ３３）を介して減速させた状態でウォータポンプ２１に伝達するとともに、モータ２３の実回転数をモータ目標回転数決定マップにより決定された目標回転数Ｎｍに応じてフィードバック制御する。

一方、上記ステップＳＴ４の判定が、冷却水の温度Ｔｗが所定の冷却水の温度Ｔｗ#ｈｏｔよりも低いＹＥＳの場合には、ステップＳＴ８において、電磁クラッチフラグをＯＦＦにして、上記ステップＳＴ６に進む。このとき、ステップＳＴ６では、上記ステップＳＴ８で電磁クラッチフラグがＯＦＦとなるために、電磁クラッチ４を駆動不実行とする。つまり、電磁クラッチ４を遮断する。

このように、上記実施例１では、オイルポンプ２２が連結されたモータ２３の出力軸２３１とウォータポンプ２１との間には、モータ２３の出力軸２３１からの駆動力を断接可能とする電磁クラッチ４、およびモータ２３の出力軸２３１の回転数を減速する減速ギヤ機構３が設けられているので、エンジン１の冷間始動時（例えば、冷却水の温度が８０度以下であるとき）などに電磁クラッチ４の駆動不実行によりモータ２３の出力軸２３１からの駆動力を遮断することで、ウォータポンプ２１の駆動（回転）を停止して暖機性能を高めることができる。

一方、暖機の完了後（例えば、冷却水の温度が８０度以上となった後）などに電磁クラッチ４の駆動実行によりモータ２３の出力軸２３１からの駆動力を接続し、モータ２３の出力軸２３１からウォータポンプ２１に伝達される回転数を減速ギヤ機構３により減速させることで、ウォータポンプ２１が要求する流量が確保される。これにより、オイルポンプ２２およびウォータポンプ２１の要求する流量（送給量）に差があっても、その両ポンプ２１，２２の要求流量の差が減速ギヤ機構３による回転数の減速により解消され、オイルポンプ２２およびウォータポンプ２１の双方の要求流量を満たすことができる。

また、エンジンＥＣＵのモータ目標回転数決定マップにより決定された目標回転数Ｎｍに応じてモータ２３の実回転数がフィードバック制御されているので、電磁クラッチ４によるモータ２３の出力軸２３１からの駆動力の断接によりモータ２３の負荷が変動して実回転数が変動しても、エンジン１の回転数Ｎｅに応じて決定されたモータ２３の目標回転数Ｎｍに応じてモータ２３の実回転数がフィードバック制御されて速やかに元の回転数に収束させることができる。

次に、本発明の実施例２を図４ないし図７に基づいて説明する。

この実施例では、エンジンＥＣＵによるモータ２３の制御精度をより高める制御が付加されている。なお、本実施例における各構成要件については、上記実施例１の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。

すなわち、この実施例２では、図４に示すように、エンジンＥＣＵは、モータ目標トルク決定手段としてのモータ目標トルク決定マップを備えている。このモータ目標トルク決定マップでは、ウォータポンプ２１に対しモータ２３の出力軸２３１からの駆動力が電磁クラッチ４により接続されている状態での特性（図４に破線で示す）と、ウォータポンプ２１に対しモータ２３の出力軸２３１からの駆動力が電磁クラッチ４により遮断されている状態での特性（図４に実線で示す）とに応じてモータ２３の目標回転数Ｎｍに応じたモータ２３の目標トルクＴＲｍがそれぞれ決定される。

そして、エンジンＥＣＵでは、電磁クラッチ４によるモータ２３の出力軸２３１からの駆動力の断接を行う際に、上記モータ目標トルク決定マップによりそれぞれ決定された、断接前のモータ２３の目標トルクＴＲｍ#ＯＦＦ（またはＴＲｍ#ＯＮ）を断接後のモータ２３の目標トルクＴＲｍ#ＯＮ（またはＴＲｍ#ＯＦＦ）に近付けるように、モータ２３の目標回転数Ｎｍをフィードフォワード制御している。

次に、電磁クラッチ４を断接した際のエンジンＥＣＵによるモータ２３の制御の流れを図５のフローチャートに沿って説明する。なお、ステップＳＴ１ないしステップＳＴ４は、図３のフローチャートのステップＳＴ１ないしステップＳＴ４と同じであるので、同一のステップ番号を付してその詳細な説明は省略する。

図５のフローチャートのステップＳＴ４の判定が、冷却水の温度Ｔｗが所定の冷却水の温度Ｔｗ#ｈｏｔ（例えば８０°Ｃ）よりも高いＮＯの場合には、ステップＳＴ１１において、モータ目標トルク決定マップによりそれぞれモータ２３の目標回転数Ｎｍに応じて決定された、断接後となる接続時のモータ２３の目標トルクＴＲｍ#ＯＮおよび断接前となる遮断時のモータ２３の目標トルクＴＲｍ#ＯＦＦのうち、接続時のモータ２３の目標トルクＴＲｍ#ＯＮを遮断時のモータ２３の目標トルクＴＲｍ#ＯＦＦに代えて読み込む。その後、ステップＳＴ１２において、電磁クラッチフラグをＯＮにして、ステップＳＴ１３に進む。このステップＳＴ１３では、上記ステップＳＴ１２で電磁クラッチフラグがＯＮとなるために、電磁クラッチ４を駆動実行（接続）させる。

しかる後、ステップＳＴ１４において、上記ステップＳＴ１１で読み込んだ接続時のモータ２３の目標トルクＴＲｍ#ＯＮに近付くように目標回転数Ｎｍがフィードフォワード制御されたモータ２３の出力軸２３１からの駆動力を減速ギヤ機構３（第１ギヤ３１および第２ギヤ３３）を介して減速させた状態でウォータポンプ２１に伝達するとともに、モータ２３の実回転数をモータ目標回転数決定マップにより決定された目標回転数Ｎｍに応じてフィードバック制御する。

一方、上記ステップＳＴ４の判定が、冷却水の温度Ｔｗが所定の冷却水の温度Ｔｗ#ｈｏｔよりも低いＹＥＳの場合には、ステップＳＴ１５において、モータ目標トルク決定マップによりそれぞれモータ２３の目標回転数Ｎｍに応じて決定された、断接前となる遮断時のモータ２３の目標トルクＴＲｍ#ＯＦＦを読み込む。その後、ステップＳＴ１６において、電磁クラッチフラグをＯＦＦにして、ステップＳＴ１３に進む。

この場合、ステップＳＴ４において、所定の冷却水の温度Ｔｗ#ｈｏｔよりも高かった冷却水の温度Ｔｗが所定の冷却水の温度Ｔｗ#ｈｏｔよりも低くなったと判定されたときは、ステップＳＴ１５に進んで、モータ目標トルク決定マップによりそれぞれモータ２３の目標回転数Ｎｍに応じて決定された、断接前となる接続時のモータ２３の目標トルクＴＲｍ#ＯＮおよび断接後となる遮断時のモータ２３の目標トルクＴＲｍ#ＯＦＦのうち、遮断時のモータ２３の目標トルクＴＲｍ#ＯＦＦを接続時のモータ２３の目標トルクＴＲｍ#ＯＮに代えて読み込む。その後、ステップＳＴ１６において、電磁クラッチフラグをＯＦＦにして、ステップＳＴ１３に進む。このステップＳＴ１３では、上記ステップＳＴ１６で電磁クラッチフラグがＯＦＦとなるために、電磁クラッチ４を駆動不実行（遮断）させる。しかる後、ステップＳＴ１４において、上記ステップＳＴ１５で読み込んだ遮断時のモータ２３の目標トルクＴＲｍ#ＯＦＦに応じて目標回転数Ｎｍがフィードフォワード制御されたモータ２３の出力軸２３１からの駆動力をオイルポンプ２２にのみ伝達するとともに、モータ２３の実回転数をモータ目標回転数決定マップにより決定された目標回転数Ｎｍに応じてフィードバック制御する。

このように、上記実施例２では、電磁クラッチ４によるモータ２３の出力軸２３１からの駆動力の断接によりモータ２３の実回転数が変動する際に、断接前のモータ２３の目標トルクＴＲｍ#ＯＦＦ（またはＴＲｍ#ＯＮ）から切り換えた断接後のモータの目標トルクＴＲｍ#ＯＮ（またはＴＲｍ#ＯＦＦ）に応じてモータ２３の目標回転数Ｎｍがフィードフォワード制御されるので、図６に細線で示すように、電磁クラッチ４の断接により略不連続に大きく変化するモータ２３の実回転数の変化が、図６に太線で示すように、モータ２３の目標回転数Ｎｍ（図６に破線で示す）に沿って事前に回避され、このモータ２３の実回転数の略不連続な変化によって発生していたモータ音や振動などによる運転者への不快感を解消することができる。

しかも、エンジン１の回転数Ｎｅが変動する加減速時などにおいても、図７に細線で示すように、電磁クラッチ４の断接によってモータ２３の実回転数が略不連続に大きく変化することが、図７に太線で示すように、モータ２３の目標回転数Ｎｍ（図７に破線で示す）に沿って事前に抑制され、モータ２３の実回転数の制御精度の悪化を未然に防止することができる。

次に、本発明の実施例３を図８ないし図１０に基づいて説明する。

この実施例では、エンジンＥＣＵによるモータ２３の制御精度をより高める制御がさらに付加されている。なお、本実施例における各構成要件については、上記実施例１の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。

すなわち、この実施例３では、図８に示すように、エンジンＥＣＵは、粘度決定手段としての動粘度決定マップを備えている。この動粘度決定マップでは、冷却水の温度変化に応じた動粘度（図８に実線で示す）と、オイルの温度変化に応じた動粘度（図８に実線で示す）とがそれぞれ決定される。

また、図９に示すように、エンジンＥＣＵは、冷却水粘度補正係数決定手段および潤滑油粘度補正係数決定手段としての粘度補正係数決定マップを備えている。この粘度補正係数決定マップでは、上記粘度決定マップにより決定された冷却水の粘度に基づいてモータ２３の目標トルクＴＲｍを電磁クラッチ４による駆動力の接続時に補正するモータトルク補正係数ｋ#ｗ（図９に破線で示す）と、上記粘度決定マップにより決定されたオイルの粘度に基づいてモータ２３の目標トルクＴＲｍを補正するモータトルク補正係数ｋ#ｏｉｌ（図９に実線で示す）とがそれぞれ決定される。

そして、エンジンＥＣＵは、電磁クラッチ４によるモータ２３の出力軸２３１からの駆動力の断接を行う際に、上記粘度補正係数決定マップにより決定されたモータトルク補正係数ｋ#ｗ，ｋ#ｏｉｌによってモータ２３の目標トルクＴＲｍ（ＴＲｍ#ＯＮまたはＴＲｍ#ＯＦＦ）を補正している。

次に、電磁クラッチ４を断接した際のエンジンＥＣＵによるモータ２３の制御の流れを図１０のフローチャートに沿って説明する。なお、ステップＳＴ１ないしステップＳＴ４は、図３のフローチャートのステップＳＴ１ないしステップＳＴ４と同じであるので、同一のステップ番号を付してその詳細な説明は省略する。

図１０のフローチャートのステップＳＴ４の判定が、冷却水の温度Ｔｗが所定の冷却水の温度Ｔｗ#ｈｏｔ（例えば８０°Ｃ）よりも高いＮＯの場合には、ステップＳＴ２１において、モータ目標トルク決定マップによりモータ２３の目標回転数Ｎｍに応じて決定された、断接後となる接続時のモータ２３の目標トルクＴＲｍ#ＯＮを読み込む。次いで、ステップＳＴ２２において、モータ目標トルク決定マップによりモータ２３の目標回転数Ｎｍに応じて決定された、断接前となる遮断時のモータ２３の目標トルクＴＲｍ#ＯＦＦを読み込む。

その後、ステップＳＴ２３において、粘度決定マップより冷却水の温度変化に応じて決定したオイルの動粘度に基づいてモータ２３の目標トルクＴＲｍを補正するオイルのモータトルク補正係数ｋ#ｏｉｌを決定する。次いで、ステップＳＴ２４において、粘度決定マップより冷却水の温度変化に応じて決定した冷却水の動粘度に基づいてモータ２３の目標トルクＴＲｍを補正する冷却水のモータトルク補正係数ｋ#ｗを決定する。

しかる後、ステップＳＴ２５において、上記ステップＳＴ２１において読み込んだモータ２３の目標トルクＴＲｍを補正して補正目標トルクＴＲｍ#ｈを算出する。具体的には、遮断時のモータ２３の目標トルクＴＲｍ#ＯＦＦとオイルのモータトルク補正係数ｋ#ｏｉｌとの積と、接続時のモータ２３の目標トルクＴＲｍ#ＯＮと遮断時のモータ２３の目標トルクＴＲｍ#ＯＦＦとの差と冷却水のモータトルク補正係数ｋ#ｗとの積との和により、モータ２３の目標トルクＴＲｍを補正した補正目標トルクＴＲｍ#ｈを算出する。この場合、目標目標トルクＴＲｍ#ｈの算出式としては、ＴＲｍ#ｈ＝ＴＲｍ#ＯＦＦ×ｋ#ｏｉｌ＋（ＴＲｍ#ＯＮ−ＴＲｍ#ＯＦＦ）×ｋ#ｗを用いる。

その後、ステップＳＴ２６において、電磁クラッチフラグをＯＮにして、ステップＳＴ２７に進む。このステップＳＴ２７では、上記ステップＳＴ２６で電磁クラッチフラグがＯＮとなるために、電磁クラッチ４を駆動実行（接続）させる。しかる後、ステップＳＴ２８において、上記ステップＳＴ２５において補正した接続時のモータ２３の目標トルクＴＲｍ#ｈに近付くように目標回転数Ｎｍがフィードフォワード制御されたモータ２３の出力軸２３１からの駆動力を減速ギヤ機構３（第１ギヤ３１および第２ギヤ３３）を介して減速させた状態でウォータポンプ２１に伝達するとともに、モータ２３の実回転数をモータ目標回転数決定マップにより決定された目標回転数Ｎｍに応じてフィードバック制御する。

一方、上記ステップＳＴ４の判定が、冷却水の温度Ｔｗが所定の冷却水の温度Ｔｗ#ｈｏｔよりも低いＹＥＳの場合には、ステップＳＴ２９において、モータ目標トルク決定マップによりモータ２３の目標回転数Ｎｍに応じて決定された、遮断時のモータ２３の目標トルクＴＲｍ#ＯＦＦを読み込む。その後、ステップＳＴ３０において、粘度決定マップより冷却水の温度変化に応じて読み込んだオイルの動粘度に基づいてモータ２３の目標トルクＴＲｍを補正するオイルのモータトルク補正係数ｋ#ｏｉｌを粘度補正係数決定マップから読み込む。

しかる後、ステップＳＴ３１において、モータ２３の目標トルクＴＲｍを補正して補正目標トルクＴＲｍ#ｈを算出する。具体的には、上記ステップＳＴ２９において読み込んだモータ２３の目標トルクＴＲｍと、上記ステップＳＴ３０において読み込んだオイルのモータトルク補正係数ｋ#ｏｉｌとの積により算出する。この場合、目標目標トルクＴＲｍ#ｈの算出式としては、ＴＲｍ#ｈ＝ＴＲｍ×ｋ#ｏｉｌを用いる。

その後、ステップＳＴ３２において、電磁クラッチフラグをＯＦＦにして、ステップＳＴ２７に進む。

このように、上記実施例３では、冷却水の温度変化に応じた動粘度に基づくモータトルク補正係数ｋ#ｗおよびオイルの温度変化に応じた動粘度に基づくモータトルク補正係数ｋ#ｏｉｌによってモータ２３の目標トルクＴＲｍが補正されるので、冷却水およびオイルの温度変化に応じた粘度変化によるモータ２３の負荷の変化が反映され、エンジンＥＣＵによるモータ２３の実回転数の制御精度を向上させることができる。その上、電磁クラッチ４の断接によるモータ２３の実回転数の変化もスムーズに抑えられ、このモータ２３の実回転数に伴うモータ音や振動などによる運転者への不快感もより一層解消することができる。

次に、本発明の実施例４を図１１に基づいて説明する。

この実施例では、モータ２３、オイルポンプ２２およびウォータポンプ２１のエンジン１に対する組み付け手法を変更している。なお、本実施例における各構成要件については、上記実施例１の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。

すなわち、この実施例４では、図１１に示すように、ウォータポンプ２１、オイルポンプ２２およびモータ２３は、板状のブラケット１１に一体的に組み付けられている。このブラケット１１には、モータ２３への電源を変換するインバータ２４も一体的に組み付けられている。そして、ブラケット１１には、ウォータポンプ２１からインバータ２４に向かって延びる冷却水通路２５が設けられている。そして、ウォータポンプ２１、オイルポンプ２２、モータ２３、インバータ２４および冷却水通路２５は、ブラケット１１をエンジン１の一側面に取り付けることによってエンジン１に対する組み付けがなされている。この場合、ウォータポンプ２１からの冷却水は、インバータ２４にダイレクトに送給され、このインバータ２４を介した冷却水がエンジン１に送給されるようになっている。

したがって、上記実施例４では、ウォータポンプ２１、オイルポンプ２２、モータ２３、インバータ２４および冷却水通路２５をサブアッセンブリしたものがブラケット１１によってエンジン１に簡単に組み付けられ、エンジン１の生産性を飛躍的に向上させることができる。その上、ウォータポンプ２１、オイルポンプ２２、モータ２３、インバータ２４および冷却水通路２５の組み付け工数の削減に伴ってポンプ２１，２２周りの冷却水およびオイルの洩れといった品質低下が防止され、ウォータポンプ２１、オイルポンプ２２、モータ２３、インバータ２４および冷却水通路２５の品質の向上を図ることができる。

しかも、ブラケット１１にインバータ２４も組み付けられ、エンジンコンパートメント内でのインバータ２４の取付スペースを考慮する必要がなくなって、インバータ２４の組付性の向上を図ることもできる。

更に、ウォータポンプ２１からの冷却水が冷却水通路２５を介してインバータ２４にダイレクトに送給されているので、インバータ２４の冷却効率を高めることができる上、インバータ２４への冷却水経路２５を別途外部に設ける必要がなくなってインバータ２４周りを簡素なものにすることができる。

なお、本発明は、上記各実施例に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記各実施例では、回転数増減機構として減速ギヤ機構３を用いたが、第１および第２ギヤ３１，３３に代えて径の異なるプーリを設け、このプーリ間にベルトを掛け渡して回転数増減機構が構成されていてもよい。また、径の異なるギヤ間にチェーンが巻き掛けられて回転数増減機構が構成されていてもよい。しかも、回転数増減機構として増速ギヤ機構が用いられていてもよい。

更に、上記各実施例では、駆動力断接機構として電磁クラッチ４を用いたが、駆動力が断接可能であればどのような機構が用いられていてもよい。

本発明の実施例１に係るエンジンのポンプ駆動装置を概略的に示す斜視図である。 同じくエンジン回転数に対するモータの目標回転数の特性を示すエンジンＥＣＵのモータ目標回転数決定マップ図である。 同じく電磁クラッチを断接した際のエンジンＥＣＵによるモータの制御の流れを示すフローチャート図である。 本発明の実施例２に係るモータの目標回転数に対するモータの目標トルクの特性を示すエンジンＥＣＵのモータ目標トルク決定マップ図である。 同じく電磁クラッチを断接した際のエンジンＥＣＵによるモータの制御の流れを示すフローチャート図である。 同じくエンジンの回転数が安定する安定走行時での時間に対するモータの実回転数の特性を示す特性図である。 同じくエンジンの回転数が変動する加減速時での時間に対するモータの実回転数の特性を示す特性図である。 本発明の実施例３に係る温度に対する冷却水およびオイルの動粘度の特性を示すエンジンＥＣＵの動粘度決定マップ図である。 同じく冷却水の温度に対する冷却水およびオイルのモータトルク補正係数の特性を示すエンジンＥＣＵの粘度補正係数決定マップ図である。 同じく電磁クラッチを断接した際のエンジンＥＣＵによるモータの制御の流れを示すフローチャート図である。 本発明の実施例４に係るエンジンのポンプ駆動装置を概略的に示す斜視図である。

符号の説明

１ エンジン
１１ ブラケット
２１ ウォータポンプ（電動式ウォータポンプ）
２２ オイルポンプ（電動式オイルポンプ）
２３ モータ
２３１ 出力軸
２４ インバータ
２５ 冷却水通路
３ 減速ギヤ機構（回転数増減機構）
４ 電磁クラッチ（駆動力断接機構）
ＴＲｍ モータの目標トルク
Ｎｅ エンジンの回転数
Ｎｍ モータの目標回転数
Ｔｗ 冷却水の温度
ｋ#ｗ 冷却水のモータトルク補正係数
ｋ#ｏｉｌ オイルのモータトルク補正係数

Claims (6)

1. エンジンに冷却水を送給する電動式ウォータポンプと、上記エンジンに潤滑油を送給する電動式オイルポンプとを単一のモータにより駆動するようにしたエンジンのポンプ駆動装置であって、
   上記電動式オイルポンプは、上記モータの出力軸に連結されている一方、
   上記電動式ウォータポンプは、上記出力軸からの駆動力を断接可能とする駆動力断接機構と、上記出力軸の回転数を増減可能とする回転数増減機構とを介して上記モータの出力軸に連結されていることを特徴とするエンジンのポンプ駆動装置。
2. 請求項１に記載のエンジンのポンプ駆動装置において、
   上記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
   このエンジン回転数検出手段により検出されたエンジンの回転数に応じて上記モータの目標回転数を決定するモータ目標回転数決定手段と、
   上記モータ目標回転数決定手段により決定された目標回転数に応じて上記モータの実回転数をフィードバック制御する制御手段と
   を備えていることを特徴とするエンジンのポンプ駆動装置。
3. 請求項２に記載のエンジンのポンプ駆動装置において、
   上記モータの目標回転数に応じた上記モータの目標トルクを、上記電動式ウォータポンプに対し上記出力軸からの駆動力が上記駆動力断接機構により接続されている状態と、上記電動式ウォータポンプに対し上記出力軸からの駆動力が上記駆動力断接機構により遮断されている状態とに応じてそれぞれ決定するモータ目標トルク決定手段を備え、
   上記制御手段は、上記駆動力断接機構による出力軸からの駆動力の断接を行う際に、上記モータ目標トルク決定手段により決定された断接前のモータの目標トルクを上記モータ目標トルク決定手段により決定された断接後のモータの目標トルクに切り換え、この切り換えられた断接後のモータの目標トルクに応じて上記モータの目標回転数をフィードフォワード制御していることを特徴とするエンジンのポンプ駆動装置。
4. 請求項２または請求項３に記載のエンジンのポンプ駆動装置において、
   冷却水の温度変化に応じた粘度および潤滑油の温度変化に応じた粘度をそれぞれ決定する粘度決定手段と、
   上記粘度決定手段により決定された冷却水の粘度に基づいてモータの目標トルクを補正する補正係数を決定する冷却水粘度補正係数決定手段と、
   上記粘度決定手段により決定された潤滑油の粘度に基づいてモータの目標トルクを補正する補正係数を決定する潤滑油粘度補正係数決定手段とを備え、
   上記制御手段は、上記冷却水粘度補正係数決定手段および上記潤滑油粘度補正係数決定手段により決定された補正係数によってモータの目標トルクを補正していることを特徴とするエンジンのポンプ駆動装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載のエンジンのポンプ駆動装置において、
   上記電動式ウォータポンプと上記電動式オイルポンプと上記モータとは、単一のブラケットに一体的に設けられ、このブラケットを上記エンジンに取り付けることによってエンジンに対する組み付けがなされていることを特徴とするエンジンのポンプ駆動装置。
6. 請求項５に記載のエンジンのポンプ駆動装置において、
   上記ブラケットには、上記モータへの電源を変換するインバータも一体的に設けられ、
   上記インバータには、上記電動式ウォータポンプからの冷却水がダイレクトに送給されていることを特徴とするエンジンのポンプ駆動装置。

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