JP2013238234A - Method for cooling internal combustion engine with range extender and device for cooling internal combustion engine with range extender - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンジエクステンダ付き内燃機関を冷却するための方法およびレンジエクステンダ付き内燃機関を冷却するための装置に関する。 The present invention relates to a method for cooling an internal combustion engine with a range extender and an apparatus for cooling an internal combustion engine with a range extender.
従来の自動車では内燃機関の冷却は、冷却回路を介して冷却媒体を圧送する機械式メインウォータポンプ、ならびに冷却媒体を冷却する電気式エンジンファンによって行われる。従来技術による内燃機関の冷却は、旧東ドイツ特許出願公開第265767号明細書に記載されている。 In a conventional automobile, the internal combustion engine is cooled by a mechanical main water pump that pumps the cooling medium through a cooling circuit and an electric engine fan that cools the cooling medium. The cooling of an internal combustion engine according to the prior art is described in the former East German Patent Application No. 265767.
多くの構成では、例えば、電気式の補助ウォータポンプも組み込まれ、これにより、機械式メインウォータポンプが作動しない段階で冷却媒体を循環させる。これは、例えば、スタート/ストップ運転時の場合であり、このような状態では、暖かい冷却媒体が内部空間加熱用の熱交換器にもたらされる場合がある。 In many configurations, for example, an electric auxiliary water pump is also incorporated, which causes the cooling medium to circulate when the mechanical main water pump does not operate. This is the case, for example, during start / stop operation, in which case a warm cooling medium may be brought into the heat exchanger for heating the internal space.
ハイブリッド駆動装置を備える(すなわち、内燃機関および電気式駆動装置を備える)車両では、機械式メインウォータポンプが電気式メインウォータポンプによって代替される。電気式運転時にも冷却を確保しなければならないので、このようなことが必要となる。 In a vehicle with a hybrid drive (ie with an internal combustion engine and an electric drive), the mechanical main water pump is replaced by an electric main water pump. This is necessary because cooling must be ensured even during electrical operation.
純粋に電気式の駆動装置を備える車両では、走行距離はバッテリの容量に関係している。バッテリの容量は制限されているので、バッテリの充電なしにさらに長い距離を走行することはできない。レンジエクステンダ(REX)を組み込むことにより、より長い走行距離を達成することができる。 In a vehicle with a purely electric drive, the mileage is related to the capacity of the battery. Since the capacity of the battery is limited, it is not possible to travel longer distances without charging the battery. Longer mileage can be achieved by incorporating a range extender (REX).
電気自動車におけるレンジエクステンダのための冷却方式を提供することが望ましい。 It would be desirable to provide a cooling scheme for a range extender in an electric vehicle.
本発明は、請求項1にしたがって、レンジエクステンダ付き内燃機関を冷却するための方法において、次のステップ:冷却作用変数を検出し、この場合に少なくともレンジエクステンダ付き内燃機関のエンジン温度およびエンジントルクを検出するステップと;少なくとも1つの規定された基準にしたがって検出された冷却作用変数からデューティサイクルを計算するステップと;計算されたデューティサイクルによってレンジエクステンダ付き内燃機関の冷却回路を運転するための第1電動ポンプを制御するステップとを備える、レンジエクステンダ付き内燃機関を冷却するための方法を提供する。 According to the invention, the method for cooling an internal combustion engine with a range extender according to claim 1 comprises the following steps: detecting a cooling action variable, wherein at least the engine temperature and the engine torque of the internal combustion engine with a range extender are determined. Detecting a duty cycle from a cooling action variable detected according to at least one defined criterion; a first for operating a cooling circuit of the internal combustion engine with range extender according to the calculated duty cycle; A method for cooling an internal combustion engine with a range extender, the method comprising: controlling an electric pump.
さらに、本発明は、請求項5に記載のレンジエクステンダ付き内燃機関を冷却するための装置を提供する。 Furthermore, the present invention provides an apparatus for cooling an internal combustion engine with a range extender according to claim 5.
好ましい実施形態がそれぞれの請求項の対象である。 Preferred embodiments are the subject of the respective claims.
本明細書で説明する発明の主な利点は、それぞれの運転状態においてレンジエクステンダ付き内燃機関の冷却が確保されることである。冷却は、通常運転時にも、高負荷状態においても、また重要なセンサの故障時にも行われる。 The main advantage of the invention described here is that cooling of the internal combustion engine with range extender is ensured in each operating state. Cooling occurs during normal operation, at high load conditions, and during critical sensor failures.
本発明の実施形態のさらなる特徴および利点が、添付の図面を参照して説明する以下の発明を実施するための形態に明らかである。 Further features and advantages of embodiments of the present invention are apparent in the following detailed description of the invention, which will be described with reference to the accompanying drawings.
図面において同じ符号は等しい部材、もしくは機能の等しい部材を示す。 In the drawings, the same reference numerals denote the same members or members having the same function.
図1は、本発明の実施形態によるレンジエクステンダ付き内燃機関の冷却装置を制御するための方法を示す概略図であり、図2は、本発明の実施形態によるレンジエクステンダ付き内燃機関の冷却装置を示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a method for controlling a cooling device for an internal combustion engine with a range extender according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 illustrates a cooling device for an internal combustion engine with a range extender according to an embodiment of the present invention. FIG.
図1および図2では、符号S1、S2およびS3は連続する方法ステップを示す。符号1はレンジエクステンダ付き内燃機関を示し、符号2は第1電動ポンプを示し、符号3は放熱器を示す。冷却回路Kには、さらにサーモスタット弁4が設けられている。符号5は、レンジエクステンダ付き内燃機関1の発電機を示し、この発電機に付属のインバータが符号6により示されている。第2電動ポンプは、符号7により示される。矢印は、冷却回路Kにおける冷却媒体の流れ方向を示す。
In FIGS. 1 and 2, the symbols S1, S2 and S3 indicate successive method steps. Reference numeral 1 denotes an internal combustion engine with a range extender,
本発明の核は、電気自動車のレンジエクステンダ付き内燃機関を冷却するための第1電動ウォータポンプ2を制御するための運転方式である。冷却回路内の温度センサによって検出される冷却媒体温度が重要な制御変数として用いられる。冷却は、レンジエクステンダECUを介して制御される電動ウォータポンプによって行われる。
The core of the present invention is an operation method for controlling the first
第1電動ウォータポンプ2を制御するための機能は、3つの部分:通常運転時の制御、熱による遅延動作時の制御および非常運転時の制御からなる。
The function for controlling the first
図1に示す本発明の実施形態によれば、通常運転時の制御は、第1ステップS1で検出されるレンジエクステンダ付き内燃機関1の作用変数、すなわちエンジン温度およびエンジントルクに関係して行われる。運転方式は、第1電動ポンプ2が高いエンジン温度および高い負荷でより速く作動するように選択されることが望ましい。第2ステップS2で計算されたデューティサイクルが、周辺温度に関係した補正係数によって乗算される。これにより、高い外気温でより強度の冷却を行うことができる。次いで、値はPT1要素によりフィルタ処理される。デューティサイクルの計算によって、第3ステップS3で第1電動ポンプ2の無段階制御が可能となる。
According to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, control during normal operation is performed in relation to the operating variables of the internal combustion engine 1 with range extender detected in the first step S1, that is, engine temperature and engine torque. . The mode of operation is preferably selected so that the first
本発明の別の有利な実施形態によれば、レンジエクステンダ付き内燃機関1の停止に伴って熱による遅延動作への移行が行われる。この状況でも冷却は不可欠なので、レンジエクステンダ付き内燃機関1のスイッチオフが検出された場合には遅延動作制御装置が作動される。この遅延動作制御装置は、2つの重要な変数を計算する。第1に、エンジン温度に関係して制御デューティサイクルが計算される。第2に、エンジンおよび周辺温度に関係して遅延動作の継続時間が計算される。この変数は、遅延動作への移行時に検出される。熱による遅延動作時に、遅延動作タイマーが減衰され、デューティサイクルにより第1電動ポンプ2が制御される。制御装置の遅延動作は、熱による遅延動作が終了し、レンジエクステンダ付き内燃機関1がさらなる冷却をもはや必要としなくなるまで延長される。
According to another advantageous embodiment of the invention, the transition to a delayed operation by heat is performed as the internal combustion engine 1 with range extender stops. Since cooling is indispensable even in this situation, the delay operation control device is activated when the switch-off of the internal combustion engine 1 with a range extender is detected. This delay motion controller calculates two important variables. First, a control duty cycle is calculated in relation to engine temperature. Second, the duration of the delay operation is calculated in relation to the engine and ambient temperature. This variable is detected at the time of transition to the delay operation. During the delay operation due to heat, the delay operation timer is attenuated, and the first
本発明の別の有利な実施形態によれば、温度センサのエラーが検出された場合には非常運転が行われる。電動ウォータポンプ2は、固定された規定値によって制御される。これにより、センサエラーに基づく熱による損傷を防止することができる。
According to another advantageous embodiment of the invention, an emergency operation is carried out if a temperature sensor error is detected. The
図2に示した本発明の実施形態によれば、レンジエクステンダ付き内燃機関の冷却装置は次の構成要素:冷却回路K;第1電動ポンプ2を備え、冷却回路Kを介して、レンジエクステンダ付き内燃機関1を通る冷却媒体が圧送可能であり、サーモスタット弁4の構成に応じて、冷却媒体は、少なくともレンジエクステンダ付き内燃機関1、第1電動ポンプ2およびサーモスタット弁4からなる小さい冷却回路、または少なくともレンジエクステンダ付き内燃機関1、第1電動ポンプ2、サーモスタット弁4および放熱器3からなる大きい冷却回路で循環可能である。
According to the embodiment of the present invention shown in FIG. 2, the cooling device for an internal combustion engine with a range extender includes the following components: a cooling circuit K; a first
図2に示した本発明の別の有利な実施形態によれば、レンジエクステンダ付き内燃機関の冷却装置は、付加的に次の構成要素:冷却回路Kを備え、冷却媒体はレンジエクステンダ付き内燃機関1の発電機5およびインバータ6を通って、第2電動ポンプ7を備える放熱器3を介して付加的に循環可能である。冷却温度および少なくとも1つの別の規定された基準に関係してサーモスタット弁4を制御することが好ましい。
According to another advantageous embodiment of the invention shown in FIG. 2, the cooling device for an internal combustion engine with a range extender additionally comprises the following components: a cooling circuit K, the cooling medium being an internal combustion engine with a range extender 1 can be additionally circulated through the generator 5 and the inverter 6 through the
好ましい実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されていない。特に、上記材料およびトポロジーは例示的なものにすぎず、説明した実施例に限定されていない。 Although the present invention has been described based on preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. In particular, the materials and topologies described above are merely exemplary and are not limited to the described embodiments.
S1,S2,S3 方法ステップ
1 レンジエクステンダ付き内燃機関
2 電動ポンプ
3 放熱器
4 サーモスタット弁
5 発電機
6 インバータ
7 電動ポンプ
K 冷却回路
S1, S2, S3 Method step 1 Internal combustion engine with
Claims (7)
冷却作用変数を検出し、この場合に少なくともレンジエクステンダ付き内燃機関(1)のエンジン温度およびエンジントルクを検出するステップ(S1)と;
少なくとも1つの規定された基準にしたがって、検出された冷却作用変数からデューティサイクルを計算するステップ(S2)と;
計算されたデューティサイクルによって前記レンジエクステンダ付き内燃機関(1)の冷却回路(K)を運転するための第1電動ポンプ(2)を制御するステップ(S3)と
を備えるレンジエクステンダ付き内燃機関を冷却するための方法。 In a method for cooling an internal combustion engine with a range extender, the following method steps:
Detecting a cooling action variable, in this case detecting at least the engine temperature and engine torque of the internal combustion engine (1) with range extender (S1);
Calculating a duty cycle from the detected cooling action variable according to at least one defined criterion (S2);
Cooling the internal combustion engine with a range extender comprising the step (S3) of controlling the first electric pump (2) for operating the cooling circuit (K) of the internal combustion engine with range extender (1) according to the calculated duty cycle How to do.
周辺温度に関係した補正係数によってデューティサイクルを補正する方法。 The method of claim 1, wherein
A method of correcting the duty cycle by a correction factor related to the ambient temperature.
前記レンジエクステンダ付き内燃機関(1)がスイッチオフされているか否かを付加的に検出し、前記レンジエクステンダ付き内燃機関(1)がスイッチオフされていることが検出された場合に、少なくとも1つの規定された基準にしたがって前記レンジエクステンダ付き内燃機関(1)のエンジン温度からデューティサイクルを計算し、少なくとも1つの規定された基準にしたがって前記レンジエクステンダ付き内燃機関のエンジン温度および周辺温度から遅延動作の継続時間を計算し、計算された遅延動作時間にわたって、計算されたデューティサイクルによって、冷却回路(K)を運転するための第1電動ポンプ(2)を制御する方法。 The method of claim 1, wherein
It is additionally detected whether the internal combustion engine with range extender (1) is switched off, and if it is detected that the internal combustion engine with range extender (1) is switched off, at least one A duty cycle is calculated from the engine temperature of the internal combustion engine with range extender (1) according to defined criteria, and a delay operation is determined from the engine temperature and the ambient temperature of the internal combustion engine with range extender according to at least one defined criteria. A method of calculating a duration and controlling a first electric pump (2) for operating a cooling circuit (K) with a calculated duty cycle over a calculated delay operating time.
少なくとも1つの冷却作用変数が検出可能ではないか、および/または正確に検出可能ではない場合にはデューティサイクルの計算を行わず、所定のデューティサイクルによって前記冷却回路(K)を運転するための第1電動ポンプ(2)の制御を行う方法。 The method of claim 1, wherein
If at least one cooling action variable is not detectable and / or is not accurately detectable, the duty cycle is not calculated, and the cooling circuit (K) for operating the cooling circuit (K) with a predetermined duty cycle is not calculated. Method of controlling 1 electric pump (2).
冷却回路(K)と;
請求項1〜請求項3にしたがって制御可能な第1電動ポンプ(2)と
を備え、
前記冷却回路(K)を介して、レンジエクステンダ付き内燃機関(1)を通る冷却媒体が圧送可能であり、サーモスタット弁(4)の構成に応じて、冷却媒体が、少なくとも前記レンジエクステンダ付き内燃機関(1)、第1電動ポンプ(2)および前記サーモスタット弁(4)からなる小さい冷却回路、または少なくともレンジエクステンダ付き内燃機関1、前記第1電動ポンプ(2)、前記サーモスタット弁(4)および放熱器(3)からなる大きい冷却回路で循環可能である、レンジエクステンダ付き内燃機関を冷却するための装置。 An apparatus for cooling an internal combustion engine with a range extender comprising the following components:
A cooling circuit (K);
A first electric pump (2) that can be controlled according to claims 1 to 3,
The cooling medium passing through the internal combustion engine (1) with a range extender can be pumped via the cooling circuit (K), and the cooling medium is at least the internal combustion engine with a range extender according to the configuration of the thermostat valve (4). (1), a small cooling circuit comprising a first electric pump (2) and the thermostat valve (4), or at least an internal combustion engine 1 with a range extender, the first electric pump (2), the thermostat valve (4) and heat radiation A device for cooling an internal combustion engine with a range extender, which can be circulated in a large cooling circuit comprising a vessel (3).
さらに次の構成要素:冷却回路Kを備え、前記レンジエクステンダ付き内燃機関(1)の発電機(5)およびインバータ(6)を通る冷却媒体が、第2電動ポンプ(7)を備える前記放熱器(3)を介して付加的に循環可能である装置。 The apparatus of claim 5.
Further, the radiator comprising the following component: a cooling circuit K, wherein the cooling medium passing through the generator (5) and the inverter (6) of the internal combustion engine (1) with the range extender includes the second electric pump (7). Device that can additionally be circulated via (3).
前記サーモスタット弁(4)が、冷却媒体温度および少なくとも1つの別の規定された基準に関係して制御可能である装置。 The device according to claim 5 or 6,
Apparatus in which the thermostat valve (4) is controllable in relation to the coolant temperature and at least one other defined criterion.
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