JP2014043164A - Vehicle control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両制御システムに係り、特に回転電機の冷却に用いられる冷媒ポンプを備える車両の制御システムに関する。 The present invention relates to a vehicle control system, and more particularly to a vehicle control system including a refrigerant pump used for cooling a rotating electrical machine.
エンジンと回転電機を搭載する車両には、回転電機や自動変速機等を冷却するために、エンジンによって駆動される機械式のオイルポンプの他に、エンジンの停止時であってもバッテリ等によって駆動される電気式あるいは電動式と呼ばれるオイルポンプが用いられる。 Vehicles equipped with an engine and a rotating electrical machine are driven by a battery, etc., even when the engine is stopped, in addition to a mechanical oil pump driven by the engine in order to cool the rotating electrical machine, automatic transmission, etc. An oil pump called an electric type or an electric type is used.
例えば、特許文献1には、機械式のオイルポンプに加えて、電動式のオイルポンプを備える車両について、電動式オイルポンプの駆動状態に応じてエンジンの自動停止を制御することが述べられている。ここでは、電動式オイルポンプのモータの実回転数が予め定めた上限値を超え、あるいは予め定めた下限値を下回る場合には、エンジンの自動停止中に必要な油圧を電動式オイルポンプによって供給可能ではないと判定して、エンジンの自動停止を禁止することが開示されている。
For example,
エンジンと回転電機を搭載する車両において、エンジンを停止して回転電機で走行することで燃費改善が図られる。ところが、エンジンを停止して回転電機で走行しているときに、回転電機の冷却が必要になると、機械式冷媒ポンプを利用できないので、電動オイルポンプがもっぱら駆動される。したがって、電動オイルポンプの大型化が必要になることが生じ、また、これによって、蓄電装置の電力を消費し、車両全体としての燃費低下を招く。 In a vehicle equipped with an engine and a rotating electrical machine, fuel consumption can be improved by stopping the engine and running on the rotating electrical machine. However, when the rotary electric machine needs to be cooled while the engine is stopped and the engine is running, the electric oil pump is driven exclusively because the mechanical refrigerant pump cannot be used. Therefore, it becomes necessary to increase the size of the electric oil pump, and as a result, the power of the power storage device is consumed, leading to a reduction in fuel consumption of the entire vehicle.
本発明の目的は、エンジンが停止するときに機械式冷媒ポンプを利用できる車両制御システムを提供することである。 The objective of this invention is providing the vehicle control system which can utilize a mechanical refrigerant | coolant pump when an engine stops.
本発明に係る車両制御システムは、内燃機関と、車両駆動用の回転電機と、車両駆動用の回転電機に冷媒を供給する冷媒ポンプであって、車両駆動用の回転電機とは別の回転電機によって駆動可能な機械式冷媒ポンプと、を備えることを特徴とする。 A vehicle control system according to the present invention is an internal combustion engine, a rotating electric machine for driving a vehicle, and a refrigerant pump that supplies a refrigerant to the rotating electric machine for driving the vehicle, and is a rotating electric machine different from the rotating electric machine for driving the vehicle. And a mechanical refrigerant pump that can be driven by the motor.
本発明に係る車両制御システムにおいて、内燃機関の停止時には、車両駆動用の回転電機とは別の回転電機と機械式冷媒ポンプとの間を接続状態とし、内燃機関の動作時には、車両駆動用の回転電機とは別の回転電機と機械式冷媒ポンプとの間を開放状態とする機構を備えることが好ましい。 In the vehicle control system according to the present invention, when the internal combustion engine is stopped, a rotating electric machine different from the rotating electric machine for driving the vehicle and the mechanical refrigerant pump are connected, and when the internal combustion engine is operated, It is preferable to provide a mechanism that opens between a rotating electrical machine different from the rotating electrical machine and a mechanical refrigerant pump.
また、本発明に係る車両制御システムにおいて、蓄電装置によって駆動され、車両駆動用の回転電機に冷媒を供給する電動冷媒ポンプを備えることが好ましい。 In the vehicle control system according to the present invention, it is preferable that the vehicle control system includes an electric refrigerant pump that is driven by the power storage device and supplies the refrigerant to the rotating electric machine for driving the vehicle.
また、本発明に係る車両制御システムにおいて、車両駆動用の回転電機とは別の回転電機を内燃機関によって駆動される第1回転電機とし、車両駆動用の回転電機を第2回転電機として、内燃機関と機械式冷媒ポンプとの間に設けられる第1クラッチと、第1回転電機と機械式冷媒ポンプとの間に設けられる第2クラッチと、内燃機関の動作状態に応じて第1クラッチと第2クラッチの動作の制御、及び第1回転電機の駆動回路の制御を行う制御装置と、を備え、制御装置は、内燃機関の停止時には、第1クラッチを開放状態とし、第2クラッチを接続状態とし、第1回転電機の駆動回路を駆動モードで動作させて、第1回転電機によって機械式冷媒ポンプを駆動し、内燃機関の動作時には、第1クラッチを接続状態とし、第2クラッチを開放状態とし、第1回転電機の駆動回路を発電モードで動作させて、内燃機関によって第1回転電機を駆動すると共に、内燃機関によって機械式冷媒ポンプを駆動することが好ましい。 In the vehicle control system according to the present invention, the rotating electrical machine different from the rotating electrical machine for driving the vehicle is the first rotating electrical machine driven by the internal combustion engine, and the rotating electrical machine for driving the vehicle is the second rotating electrical machine. A first clutch provided between the engine and the mechanical refrigerant pump, a second clutch provided between the first rotating electrical machine and the mechanical refrigerant pump, and the first clutch and the first clutch according to the operating state of the internal combustion engine. And a control device that controls the operation of the two clutches and the drive circuit of the first rotating electrical machine. The control device opens the first clutch and connects the second clutch when the internal combustion engine is stopped. And operating the drive circuit of the first rotating electrical machine in the drive mode to drive the mechanical refrigerant pump by the first rotating electrical machine, and when the internal combustion engine is operating, the first clutch is connected and the second clutch is opened. A state, a drive circuit of the first rotating electric machine is operated in a generating mode, to drive the first rotating electric machine by the internal combustion engine, it is preferable to drive the mechanical coolant pump by an internal combustion engine.
また、本発明に係る車両制御システムにおいて、車両駆動用の回転電機とは別の回転電機を内燃機関によって駆動される第1回転電機とし、車両駆動用の回転電機を第2回転電機として、内燃機関によって駆動される機械式冷媒ポンプを第1機械式冷媒ポンプとして設け、第1回転電機によって駆動可能な機械式冷媒ポンプを第2機械式冷媒ポンプとして、第1回転電機と第2機械式冷媒ポンプとの間に設けられる切替クラッチと、内燃機関の動作状態に応じて切替クラッチの動作の制御、及び第1回転電機の駆動回路の制御を行う制御装置と、を備え、制御装置は、内燃機関の停止時には、第1機械式冷媒ポンプが停止されるので、第1回転電機の駆動回路を駆動モードで動作させ、切替クラッチを接続状態として第1回転電機によって第2機械式冷媒ポンプを駆動し、内燃機関の動作時には、切替クラッチを開放状態として第2機械式冷媒ポンプを停止し、第1回転電機の駆動回路を発電モードで動作させて、内燃機関によって第1回転電機を駆動すると共に、内燃機関によって第1機械式冷媒ポンプを駆動することが好ましい。 In the vehicle control system according to the present invention, the rotating electrical machine different from the rotating electrical machine for driving the vehicle is the first rotating electrical machine driven by the internal combustion engine, and the rotating electrical machine for driving the vehicle is the second rotating electrical machine. A mechanical refrigerant pump driven by an engine is provided as a first mechanical refrigerant pump, and a mechanical refrigerant pump that can be driven by a first rotating electric machine is used as a second mechanical refrigerant pump. The first rotating electric machine and the second mechanical refrigerant A switching clutch provided between the pump and a control device that controls the operation of the switching clutch according to the operating state of the internal combustion engine and controls the drive circuit of the first rotating electrical machine. When the engine is stopped, the first mechanical refrigerant pump is stopped, so that the drive circuit of the first rotating electrical machine is operated in the drive mode, the switching clutch is in the connected state, and the first rotating electrical machine When the mechanical refrigerant pump is driven and the internal combustion engine is operated, the switching clutch is opened to stop the second mechanical refrigerant pump, the drive circuit of the first rotating electrical machine is operated in the power generation mode, and the first internal combustion engine operates. While driving a rotary electric machine, it is preferable to drive a 1st mechanical refrigerant | coolant pump with an internal combustion engine.
上記構成により、車両制御システムは、車両駆動用の回転電機とは別の回転電機によって駆動可能な機械式冷媒ポンプを備える。これによって、エンジンが停止するときでも機械式冷媒ポンプを利用できる。 With the above configuration, the vehicle control system includes a mechanical refrigerant pump that can be driven by a rotating electrical machine different from the rotating electrical machine for driving the vehicle. As a result, the mechanical refrigerant pump can be used even when the engine is stopped.
また、車両制御システムにおいて、車両駆動用の回転電機とは別の回転電機と機械式冷媒ポンプとの間を接続状態または開放状態とする機構を備える。エンジンが動作時か停止時かに応じてこの機構を作動させることで、エンジンが停止するときでも機械式冷媒ポンプを利用できる。 Further, the vehicle control system includes a mechanism that connects or opens a rotating electric machine different from the rotating electric machine for driving the vehicle and the mechanical refrigerant pump. By operating this mechanism according to whether the engine is operating or stopped, the mechanical refrigerant pump can be used even when the engine is stopped.
また、車両制御システムにおいて、蓄電装置によって駆動され、車両駆動用の回転電機に冷媒を供給する電動冷媒ポンプを備えるので、回転電機の冷却方法が拡大し、利便性が向上する。 In addition, since the vehicle control system includes the electric refrigerant pump that is driven by the power storage device and supplies the refrigerant to the rotating electric machine for driving the vehicle, the cooling method of the rotating electric machine is expanded and the convenience is improved.
また、車両制御システムにおいて、内燃機関と機械式冷媒ポンプとの間に設けられる第1クラッチと、第1回転電機と機械式冷媒ポンプとの間に設けられる第2クラッチとを備える。エンジンの動作状態に応じて第1クラッチと第2クラッチの動作の制御、及び第1回転電機の駆動回路の制御を行うことで、エンジンの動作時にはエンジンによって機械式冷媒ポンプを駆動し、エンジンの停止時には第1回転電機で機械式冷媒ポンプを駆動できる。これによって、エンジンが停止するときでも機械式冷媒ポンプを利用できる。 The vehicle control system further includes a first clutch provided between the internal combustion engine and the mechanical refrigerant pump, and a second clutch provided between the first rotating electrical machine and the mechanical refrigerant pump. By controlling the operation of the first clutch and the second clutch according to the operating state of the engine and the drive circuit of the first rotating electrical machine, the mechanical refrigerant pump is driven by the engine when the engine is operating. When stopped, the mechanical refrigerant pump can be driven by the first rotating electrical machine. As a result, the mechanical refrigerant pump can be used even when the engine is stopped.
また、車両制御システムにおいて、内燃機関によって駆動される第1機械式冷媒ポンプとは別に第1回転電機によって駆動可能な第2機械式冷媒ポンプを設け、第1回転電機と第2機械式冷媒ポンプとの間切替クラッチを設ける。エンジンの動作状態に応じて切替クラッチの動作の制御、及び第1回転電機の駆動回路の制御を行うことで、エンジンの動作時にはエンジンによって第1機械式冷媒ポンプを駆動し、エンジンの停止時には第1回転電機で第2機械式冷媒ポンプを駆動できる。このように、1つの切替クラッチの動作制御で、エンジンが停止するときでも機械式冷媒ポンプを利用できる。 In the vehicle control system, a second mechanical refrigerant pump that can be driven by the first rotating electric machine is provided separately from the first mechanical refrigerant pump driven by the internal combustion engine, and the first rotating electric machine and the second mechanical refrigerant pump are provided. A switching clutch is provided. By controlling the operation of the switching clutch according to the operating state of the engine and the drive circuit of the first rotating electrical machine, the engine drives the first mechanical refrigerant pump when the engine is operating, and the first when the engine is stopped. The second mechanical refrigerant pump can be driven by one rotating electric machine. Thus, the mechanical refrigerant pump can be used even when the engine is stopped by the operation control of one switching clutch.
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、ハイブリッド車両の動力装置として、エンジンと2台の回転電機を述べ、その中の1台の回転電機を機械式オイルポンプの駆動に用いるものとするが、これは説明のための例示であって、動力装置を構成しない独立の回転電機で機械式オイルポンプを駆動する場合でもよい。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following, an engine and two rotating electric machines are described as a power device for a hybrid vehicle, and one of the rotating electric machines is used for driving a mechanical oil pump. This is an illustrative example. The mechanical oil pump may be driven by an independent rotating electrical machine that does not constitute a power unit.
また、エンジンと2台の回転電機の間に設けられる動力伝達機構として、遊星歯車機構を述べるが、これは説明のための例示である。動力伝達機構としては、エンジンの出力と2台の回転電機の出力との間の動力分配を行うものであればよく、遊星歯車機構以外の歯車、ベルト等の伝達機構であってもよい。 In addition, a planetary gear mechanism is described as a power transmission mechanism provided between the engine and the two rotating electric machines, but this is an illustrative example. The power transmission mechanism may be any mechanism that distributes power between the output of the engine and the outputs of the two rotating electrical machines, and may be a transmission mechanism such as a gear or a belt other than the planetary gear mechanism.
また、以下では、2台の回転電機と動力伝達機構とが1つのケース体に収納され、そのケース内とオイルポンプとの間で冷媒が循環するものとして説明するが、これは説明のための例示である。例えば、1つのケースにまとめずに、2台の回転電機と動力伝達機構とオイルポンプの間を冷媒が循環する構成としてもよい。 In the following description, it is assumed that the two rotating electric machines and the power transmission mechanism are housed in one case body, and the refrigerant circulates between the case and the oil pump. It is an example. For example, it is good also as a structure which a refrigerant | coolant circulates between two rotary electric machines, a power transmission mechanism, and an oil pump, without putting it together in one case.
以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。 Below, the same code | symbol is attached | subjected to the same element in all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In the description in the text, the symbols described before are used as necessary.
図1は、ハイブリッド車両についての車両制御システム10の構成を示す図である。この車両制御システム10は、ハイブリッド車両に搭載される2台の回転電機20,22の冷却構造12と、制御装置100を含むシステムである。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
冷却構造12は、ハイブリッド車両の駆動源である動力装置14として、エンジン16と、図1ではMG1として示される回転電機20と、MG2として示される回転電機22を含む。冷却構造12は、回転電機20,22を内部に含むケース体70の内部に冷媒72を循環供給するオイルポンプを含む。図1では、オイルポンプとして、MOP1として示される機械式オイルポンプ50と、EOPとして示される電動オイルポンプ60を含んで構成される。また、冷却構造12は、電気回路系として、回転電機20に接続されるMG1駆動回路90と、回転電機22に接続されるMG2駆動回路92と、これらの電源である高電圧電源94と、電動オイルポンプ60に接続されるEOP駆動回路96と、その電源である低電圧電源98を含む。
動力装置14は、エンジン16と、回転電機20,22と、この間に設けられる動力伝達機構18を含んで構成される。エンジン16は、内燃機関である。
The
回転電機20と回転電機22は、車両に搭載されるモータ・ジェネレータ(MG)であって、電力が供給されるときはモータとして機能し、制動時には発電機として機能する三相同期型回転電機である。ここでは、2つの回転電機20,22の中で、回転電機20を主として高電圧電源94の充電のための発電機、回転電機22を主として車両走行用としての駆動モータとして用いる。回転電機20,22を区別するときは、回転電機20を第1回転電機、回転電機22を第2回転電機と呼ぶことができる。図1では、第1回転電機である回転電機20をMG1として示し、第2回転電機である回転電機22をMG2として示した。以下では、エンジン16が動作中において、回転電機20を発電機、回転電機22を駆動モータとして用いるものとして説明を続ける。
The rotating
すなわち、エンジン16によって回転電機20を駆動して発電機として用い、発電された電力を高電圧電源94および図示されていないDCDCコンバータを介して低電圧電源98に供給するものとして用いる。また、回転電機22を車両走行のために用いて、力行時には高電圧電源94から電力の供給を受けてモータとして機能して車両の車軸を駆動し、制動時には発電機として機能して制動エネルギを回生し、高電圧電源94およびDCDCコンバータを介して低電圧電源98に供給するものとできる。
That is, the rotary
動力伝達機構18は、ハイブリッド車両に供給する動力をエンジン16の出力と回転電機20,22の出力との間で分配する機能を有する機構である。かかる動力伝達機構18としては、エンジン16の出力軸、回転電機20,22の出力軸、図示されていない車軸への出力軸の3つの軸に接続される遊星歯車機構を用いることができる。図1では、エンジン16の出力軸30が遊星歯車機構のキャリアに接続され、回転電機20の出力軸32がサンギアに接続され、回転電機22の出力軸がリングギアに接続されている。そして、この動力伝達機構18のサンギアの中空軸の中を、エンジン16の出力軸30が貫通して配置される。サンギアの中を通ってエンジン16と反対側に突き出た出力軸30の機能については後述する。
The
ハイブリッド車両に搭載される動力装置14は、制御装置100の制御の下で、ユーザが要求する運転状況に合わせ、燃費と出力特性等を最適にするように、エンジン16と2つの回転電機20,22の間の動力分配が行われる。ハイブリッド車両の走行状態としては、駆動モータとして回転電機22を常に用い、必要なときにエンジン16が起動される。したがって、ハイブリッド車両には2つの走行モードがある。1つは、回転電機22とエンジン16とが駆動源として用いられて走行するモードをHVモードと呼び、エンジン16が停止して回転電機22のみで走行するモードをEVモードと呼ぶことができる。HVモードはHybrid Vehicleモードの略で、EVモードはElectric Vehicleモードの略である。
The
なお、エンジン16が動作中において、回転電機20は、ハイブリッド車両の走行条件によってはモータとして作用することが例外的にあるが、一般的な走行条件の下では、エンジン16の動力を受けて発電機として作用する。エンジン16が停止中のときの回転電機20の作用については後述する。
While the
MG1駆動回路90とMG2駆動回路92は、回転電機20,22の出力するパワーの大きさの相違に応じた電気的容量の相違があるが、基本構成は同じ回路である。これらは、高電圧電源94の直流電力と、回転電機20,22を駆動する交流電力との間の電力変換を行うインバータを含む回路である。インバータは、複数のスイッチング素子のオンオフタイミングを適切に調整するPWM(Pulse Width Modulation)制御によって三相駆動信号を生成して、回転電機22に供給する回路である。
The
回転電機20が発電機として作用するときには、MG1駆動回路90は、回転電機20が生成する三相交流電力をインバータによって直流電力に変換して、高電圧電源94に供給する。これが典型的なMG1駆動回路90の動作で、これを発電モードと呼ぶことができる。ここで、回転電機20がモータとして作用するときは、MG1駆動回路90は、高電圧電源94の直流電力をインバータによって三相交流電力に変換して、回転電機20に供給することになる。このモードを駆動モードと呼ぶことができる。
When the rotating
同様に、回転電機22がモータとして作用するときは、MG2駆動回路92は、高電圧電源94の直流電力をインバータによって三相交流電力に変換して、回転電機22に供給する。これが典型的なMG2駆動回路92の動作である。ここで、回転電機22が発電機として作用するときには、MG2駆動回路92は、回転電機22が生成する三相交流電力をインバータによって直流電力に変換して、高電圧電源94に供給することになる。
Similarly, when the rotary
このように、MG1駆動回路90とMG2駆動回路92は、共に交直変換機能と直交変換機能を有するが、いずれの機能として作用するかは、ハイブリッド車両の走行条件、回転電機20,22の動作条件に基づいて、制御装置100が制御する。
As described above, the
高電圧電源94は、充放電可能な高電圧用蓄電装置である。具体的には、約200Vから約300Vの端子電圧を有するリチウムイオン組電池で構成することができる。組電池は、単電池または電池セルと呼ばれる端子電圧が1Vから数Vの電池を複数個組み合わせて、上記の所定の端子電圧を得るようにしたものである。高電圧電源94としては、リチウムイオン組電池、ニッケル水素組電池等の二次電池の他に、大容量キャパシタ等を用いることができる。
The high
ケース体70は、動力伝達機構18と回転電機20,22とを内部に含む筐体である。ケース体70の内部空間には、動力伝達機構18と回転電機20,22の可動部分の潤滑と、動力伝達機構18および回転電機20,22の冷却を行うための冷媒72が貯留される。冷媒72としては、ATFと呼ばれる潤滑油を用いることができる。
The
オイルポンプとしては、MOP1として示される機械式オイルポンプ50と、電動オイルポンプ60が示されている。これらのオイルポンプは、ケース体70の内部空間に冷媒72を循環供給する機能を有する。
As the oil pump, a
図1でSとして図示されるのは、冷媒72に含まれるゴミ等を除去するストレーナ74である。冷媒排出路76は、ケース体70において重力方向に沿った下方側、つまりケース体70の底部に近い箇所に設けられる冷媒排出口を介して、ストレーナ74と、機械式オイルポンプ50、電動オイルポンプ60とをそれぞれ結ぶ冷媒流通パイプである。冷媒供給路78は、機械式オイルポンプ50と電動オイルポンプ60と、ケース体70において重力方向に沿った上方側、つまりケース体70の天井部に近い箇所に設けられる冷媒供給口とを結ぶ冷媒流通パイプである。
Shown as S in FIG. 1 is a
機械式オイルポンプ50は、駆動軸が機械的に回転されることで冷媒72を送出できる冷媒ポンプである。電動オイルポンプ60は、図示されていない電動モータによって駆動されることで冷媒72を送出できる冷媒ポンプである。電動オイルポンプ60用の電動モータは、制御装置100からの制御信号の下でEOP駆動回路96によって作動する。EOP駆動回路96には、低電圧電源98から直流電力が供給される。低電圧とは、高電圧電源94の電圧に比較して低電圧という意味で、例えば約12Vから16Vの電圧を用いることができる。電動オイルポンプ60を駆動する電動モータとしては、三相同期型モータを用いることができる。この場合には、EOP駆動回路96は、直流交流変換機能を有するインバータを含んで構成される。また、インバータのPWM制御におけるオン・オフデューティを変更することによって、電動オイルポンプ60の出力を可変することができる。
The
なお、三相同期型モータの代わりに単相交流モータを用いることもでき、あるいは直流モータを用いることもできる。電動オイルポンプ60を駆動する電動モータとして用いられるモータ形式に応じて、EOP駆動回路96の内容が変更される。
A single-phase AC motor can be used instead of the three-phase synchronous motor, or a DC motor can be used. The content of the
機械式オイルポンプ50と電動オイルポンプ60とは、冷媒排出路76と冷媒供給路78の間に、互いに並列の関係で接続される。逆止弁82は、機械式オイルポンプ50とケース体70の冷媒供給口との間で冷媒72が逆流しないように設けられる弁である。同様に逆止弁84は、電動オイルポンプ60と、ケース体70の冷媒供給口との間で冷媒72が逆流しないように設けられる弁である。切替バルブ80は、機械式オイルポンプ50と電動オイルポンプ60が共に作動したときに冷媒72が機械式オイルポンプ50と電動オイルポンプ60との間で逆流しないように調整する弁である。
The
エンジン16の出力軸30と機械式オイルポンプ50の中心駆動軸との間に設けられる第1クラッチ38は、制御装置100の下で接続状態と開放状態との切替が制御される機構である。エンジン16の動作時には、第1クラッチ38は接続状態とされ、エンジン16の停止時には、第1クラッチは開放状態とされる。
The first clutch 38 provided between the
回転電機20の出力軸32と機械式オイルポンプ50のもう一つの駆動軸36との間に設けられる第2クラッチ40は、制御装置100の下で接続状態と開放状態との切替が制御される機構である。エンジン16の動作時には、第2クラッチ38は開放状態とされ、エンジン16の停止時には、第2クラッチは接続状態とされる。ここで、機械式オイルポンプ50のもう一つの駆動軸36は、エンジン16と接続される駆動軸を中に通す中空軸である。したがって、機械式オイルポンプ50は、2通りの駆動軸で駆動可能となっている。
The second clutch 40 provided between the
制御装置100は、冷却構造12の各要素を全体として制御する機能を有するが、特にここでは、エンジン16の動作状態に応じて第1クラッチ38と第2クラッチ40の動作の制御、及び回転電機20に接続されるMG1駆動回路90の制御を行い、これによって、エンジン16の動作時も停止時も機械式オイルポンプ50を作動できるようにする機能を有する。かかる制御装置100は、ハイブリッド車両搭載に適したコンピュータで構成することができる。上記のように制御装置100は冷却構造制御装置であるが、この機能を、ハイブリッド車両に搭載される他の制御装置の機能の一部としてもよい。例えば、ハイブリッド車両の全体の制御を行う統合制御装置の機能の一部を制御装置100としてもよい。
The
制御装置100は、エンジン16の動作時において第1クラッチ38、第2クラッチ40、MG1駆動回路90の制御を行うエンジン動作時制御部102と、エンジン16の停止時において第1クラッチ38、第2クラッチ40、MG1駆動回路90の制御を行うエンジン停止時制御部104を含んで構成される。
The
具体的には、エンジン動作時制御部102は、エンジン16の動作時に、第1クラッチ38を接続状態とし、第2クラッチ40を開放状態とし、MG1駆動回路90を発電モードで動作させて、エンジン16によって回転電機20を駆動して発電させると共に、エンジン16によって機械式オイルポンプ50を駆動させる。エンジン停止時制御部104は、エンジン16の停止時に、第1クラッチ38を開放状態とし、第2クラッチ40を接続状態とし、MG1駆動回路90を駆動モードで動作させて、回転電機20によって機械式オイルポンプ50を駆動させる。エンジン16が動作時か停止時かの判断は、制御装置100におけるエンジン16のステータス信号によって行うことができる。また、エンジン16の回転検出手段を有する場合は、検出されたエンジン16の回転数に基づいて判断することができる。
Specifically, the engine operation
これらの機能は、ソフトウェアを実行することで実現できる。具体的には、EOP制御プログラムを実行することで実現できる。 These functions can be realized by executing software. Specifically, it can be realized by executing an EOP control program.
上記車両制御システム10の作用について、図2,3を用いて詳細に説明する。図2,3は、図1の構成の中で、エンジン16、その出力軸30、第1クラッチ38、第2クラッチ40、回転電機20、その出力軸32、機械式オイルポンプ50の部分を抜き出して示す図である。
The operation of the
図2は、エンジン16が動作時のときを示す図である。このとき、制御装置100によって、第1クラッチ38は接続状態とされ、第2クラッチ40は開放状態とされる。そして、MG1駆動回路90は発電モードとされる。したがって、回転電機20は、動力伝達機構18を介してエンジン16の動力を受けて発電機として作用する。このとき、第2クラッチ40は開放状態であるので、回転電機20と機械式オイルポンプ50との間の動力伝達は遮断されている。そして、第1クラッチ38は接続状態とされているので、機械式オイルポンプ50は、エンジン16によって直接的に駆動される。これによって、冷媒72は、エンジン16によって駆動された機械式オイルポンプ50によって循環され、回転電機20,22,動力伝達機構18に供給され、これらを潤滑すると共に冷却が行われる。
FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which the
図3は、エンジン16が停止時のときを示す図である。このとき、制御装置100によって、第1クラッチ38は開放状態とされ、第2クラッチ40は接続状態とされる。第1クラッチ38が開放状態とされることで、停止しているエンジン16と機械式オイルポンプ50との間の接続関係が遮断される。そして、第2クラッチ40が接続状態とされることで、回転電機20の出力軸32が機械式オイルポンプ50の駆動軸36と接続する。ここで、MG1駆動回路90が駆動モードとされるので、回転電機20によって機械式オイルポンプ50が駆動される。これによって、冷媒72は、回転電機20によって駆動された機械式オイルポンプ50によって循環され、回転電機20,22,動力伝達機構18に供給され、これらを潤滑すると共に冷却が行われる。
FIG. 3 is a diagram illustrating a state where the
上記では、第1クラッチ38と第2クラッチ40の2つのクラッチを用いて、MOP1として示される機械式オイルポンプ50の駆動源をエンジン16と回転電機20の間で切り替えた。機械式オイルポンプをもう1台設けることで、クラッチを1つにすることができる。
In the above description, the drive source of the
図4に示す車両制御システム11は、冷却構造13として、2つの機械式オイルポンプ50,52を備える。2つの機械式オイルポンプ50,52を区別するとき、図1で説明した機械式オイルポンプ50を第1機械式オイルポンプと呼び、これと別に設けられる機械式オイルポンプ52を第2機械式オイルポンプと呼ぶことができる。図4では、第1機械式オイルポンプである機械式オイルポンプ50を図1にならってMG1として示し、第2機械式オイルポンプである機械式オイルポンプ52をMG2として示した。
The
冷却構造13としては、1つのクラッチとして、図1で説明した第2クラッチ40を用いる。図1の作用と区別するときは、第2クラッチ40を単に切替クラッチ40と呼ぶことができる。以下では、冷却構造13における1つのクラッチを切替クラッチ40と呼ぶことにして説明を続ける。
As the
切替クラッチ40の一方側は、回転電機20の出力軸32と一体的とされる。切替クラッチ40の他方側は、第2機械式オイルポンプ52の駆動軸42との間に設けられる動力伝達装置44と接続される。動力伝達装置44は、切替クラッチ40の他方側と第2機械式オイルポンプ52の出力軸42との間で動力を伝達する機能を有するもので、歯車機構、またはベルト機構、摩擦車機構等を用いることができる。
One side of the switching
図1と比較して、第1クラッチ38が省略されるので、第1機械式オイルポンプ50の駆動軸は、エンジン16の出力軸30に直結される。したがって、第1機械式オイルポンプ50は、エンジン16が動作中のときは冷媒72を循環できるが、エンジン16が停止時には作動しないので冷媒72を循環することができない。
Compared with FIG. 1, since the first clutch 38 is omitted, the drive shaft of the first
第2機械式オイルポンプ52は、冷媒排出路76と冷媒供給路78の間に、第1機械式オイルポンプ50と並列に配置される冷媒ポンプである。第1機械式オイルポンプ50に逆止弁82が設けられるのと同様に、第2機械式オイルポンプ52に逆止弁86が配置される。
The second
制御装置100は、エンジン16の動作状態に応じて切替クラッチ40の動作の制御、及びMG1駆動回路90の制御を行う。これに伴い、エンジン動作時制御部102とエンジン停止時制御部104は、以下の内容を実行する。
The
すなわち、エンジン動作時制御部102は、エンジン16の動作時のときに、切替クラッチ40を開放状態として第2機械式オイルポンプ52を停止し、MG1駆動回路90を発電モードで動作させて、エンジン16によって回転電機20を駆動して発電させ、それと共に、エンジン16によって第1機械式オイルポンプ50を駆動させる。エンジン停止時制御部104は、エンジン16の停止時には第1機械式オイルポンプ50が停止されるので、MG1駆動回路90を駆動モードで動作させ、切替クラッチ40を接続状態として回転電機20によって第2機械式オイルポンプ52を駆動させる。
That is, when the
冷却構造13において、上記で述べた以外の他の要素の内容は図1と同じであるので、詳細な説明を省略する。
In the
上記車両制御システム11の作用について、図5,6を用いて詳細に説明する。図5,6は、図4の構成の中で、エンジン16、その出力軸30、切替クラッチ40、回転電機20、その出力軸32、第1機械式オイルポンプ50、第2機械式オイルポンプ52、その駆動軸42、動力伝達装置44の部分を抜き出して示す図である。
The operation of the
図5は、エンジン16が動作時のときを示す図である。このとき、制御装置100によって、切替クラッチ40は開放状態とされる。そして、MG1駆動回路90は発電モードとされる。したがって、回転電機20は、動力伝達機構18を介してエンジン16の動力を受けて発電機として作用する。このとき、切替クラッチ40は開放状態であるので、回転電機20と第2機械式オイルポンプ52との間の動力伝達は遮断されている。しかし、第1機械式オイルポンプ50は、エンジン16によって直接的に駆動されている。これによって、冷媒72は、エンジン16によって駆動された第1機械式オイルポンプ50によって循環され、回転電機20,22,動力伝達機構18に供給され、これらを潤滑すると共に冷却が行われる。
FIG. 5 is a diagram showing a state in which the
図6は、エンジン16が停止時のときを示す図である。このとき、制御装置100によって、切替クラッチ40は接続状態とされる。エンジン16が停止しているので、第1機械式オイルポンプ50は作動していない。しかし、切替クラッチ40が接続状態とされることで、回転電機20の出力軸32が動力伝達装置44を介して第2機械式オイルポンプ52の駆動軸42と接続される。ここで、MG1駆動回路90が駆動モードとされるので、回転電機20によって第2機械式オイルポンプ52が駆動される。これによって、冷媒72は、回転電機20によって駆動された第2機械式オイルポンプ52によって循環され、回転電機20,22,動力伝達機構18に供給され、これらを潤滑すると共に冷却が行われる。
FIG. 6 is a diagram illustrating a state where the
このように、ハイブリッド車両がEVモードで走行するときでも、機械式オイルポンプを作動させて冷媒72を循環させることができる。これによって、電動オイルポンプの大型化を抑制して小型化を図ることができ、場合によっては、電動オイルポンプの搭載を省略することが可能になる。 Thus, even when the hybrid vehicle travels in the EV mode, the refrigerant can be circulated by operating the mechanical oil pump. As a result, it is possible to reduce the size of the electric oil pump and to reduce the size, and in some cases, the mounting of the electric oil pump can be omitted.
本発明に係る車両制御システムは、オイルポンプを搭載するハイブリッド車両に利用できる。 The vehicle control system according to the present invention can be used for a hybrid vehicle equipped with an oil pump.
10,11 車両制御システム、12,13 冷却構造、14 動力装置、16 エンジン、18 動力伝達機構、20,22 回転電機、30,32,42 出力軸、36,42 駆動軸、38 第1クラッチ、40 第2クラッチ(切替クラッチ)、44 動力伝達装置、50 (第1)機械式オイルポンプ、52 第2機械式オイルポンプ、60 電動オイルポンプ、70 ケース体、72 冷媒、74 ストレーナ、76 冷媒排出路、78 冷媒供給路、80 切替バルブ、82,84,86 逆止弁、90 MG1駆動回路、92 MG2駆動回路、94 高電圧電源、96 EOP駆動回路、98 低電圧電源、100 制御装置、102 エンジン動作時制御部、104 エンジン停止時制御部。 10, 11 Vehicle control system, 12, 13 Cooling structure, 14 Power unit, 16 Engine, 18 Power transmission mechanism, 20, 22 Rotating electric machine, 30, 32, 42 Output shaft, 36, 42 Drive shaft, 38 First clutch, 40 Second clutch (switching clutch), 44 Power transmission device, 50 (First) Mechanical oil pump, 52 Second mechanical oil pump, 60 Electric oil pump, 70 Case body, 72 Refrigerant, 74 Strainer, 76 Refrigerant discharge Path, 78 refrigerant supply path, 80 switching valve, 82, 84, 86 check valve, 90 MG1 drive circuit, 92 MG2 drive circuit, 94 high voltage power supply, 96 EOP drive circuit, 98 low voltage power supply, 100 controller, 102 Engine operation control unit, 104 Engine stop control unit.
Claims (5)
車両駆動用の回転電機と、
車両駆動用の回転電機に冷媒を供給する冷媒ポンプであって、車両駆動用の回転電機とは別の回転電機によって駆動可能な機械式冷媒ポンプと、
を備えることを特徴とする車両制御システム。 An internal combustion engine;
A rotating electric machine for driving the vehicle;
A refrigerant pump for supplying refrigerant to a rotating electric machine for driving a vehicle, the mechanical refrigerant pump being drivable by a rotating electric machine different from the rotating electric machine for driving a vehicle;
A vehicle control system comprising:
内燃機関の停止時には、車両駆動用の回転電機とは別の回転電機と機械式冷媒ポンプとの間を接続状態とし、内燃機関の動作時には、車両駆動用の回転電機とは別の回転電機と機械式冷媒ポンプとの間を開放状態とする機構を備えることを特徴とする車両制御システム。 The vehicle control system according to claim 1,
When the internal combustion engine is stopped, the rotating electrical machine different from the rotating electrical machine for driving the vehicle is connected to the mechanical refrigerant pump, and when the internal combustion engine is operated, the rotating electrical machine different from the rotating electrical machine for driving the vehicle A vehicle control system comprising a mechanism for opening a space with a mechanical refrigerant pump.
蓄電装置によって駆動され、車両駆動用の回転電機に冷媒を供給する電動冷媒ポンプを備えることを特徴とする車両制御システム。 The vehicle control system according to claim 1 or 2,
A vehicle control system comprising an electric refrigerant pump driven by a power storage device and supplying refrigerant to a rotating electric machine for driving a vehicle.
車両駆動用の回転電機とは別の回転電機を内燃機関によって駆動される第1回転電機とし、車両駆動用の回転電機を第2回転電機として、
内燃機関と機械式冷媒ポンプとの間に設けられる第1クラッチと、
第1回転電機と機械式冷媒ポンプとの間に設けられる第2クラッチと、
内燃機関の動作状態に応じて第1クラッチと第2クラッチの動作の制御、及び第1回転電機の駆動回路の制御を行う制御装置と、
を備え、
制御装置は、
内燃機関の停止時には、第1クラッチを開放状態とし、第2クラッチを接続状態とし、第1回転電機の駆動回路を駆動モードで動作させて、第1回転電機によって機械式冷媒ポンプを駆動し、
内燃機関の動作時には、第1クラッチを接続状態とし、第2クラッチを開放状態とし、第1回転電機の駆動回路を発電モードで動作させて、内燃機関によって第1回転電機を駆動すると共に、内燃機関によって機械式冷媒ポンプを駆動することを特徴とする車両制御システム。 The vehicle control system according to claim 2,
A rotating electrical machine different from the rotating electrical machine for driving the vehicle is the first rotating electrical machine driven by the internal combustion engine, and the rotating electrical machine for driving the vehicle is the second rotating electrical machine,
A first clutch provided between the internal combustion engine and the mechanical refrigerant pump;
A second clutch provided between the first rotating electric machine and the mechanical refrigerant pump;
A control device for controlling the operation of the first clutch and the second clutch according to the operating state of the internal combustion engine, and controlling the drive circuit of the first rotating electrical machine;
With
The control device
When the internal combustion engine is stopped, the first clutch is disengaged, the second clutch is engaged, the drive circuit of the first rotating electrical machine is operated in the drive mode, and the mechanical refrigerant pump is driven by the first rotating electrical machine,
During operation of the internal combustion engine, the first clutch is in the connected state, the second clutch is in the open state, the drive circuit of the first rotating electrical machine is operated in the power generation mode, and the first rotating electrical machine is driven by the internal combustion engine. A vehicle control system in which a mechanical refrigerant pump is driven by an engine.
車両駆動用の回転電機とは別の回転電機を内燃機関によって駆動される第1回転電機とし、車両駆動用の回転電機を第2回転電機として、
内燃機関によって駆動される機械式冷媒ポンプを第1機械式冷媒ポンプとして設け、
第1回転電機によって駆動可能な機械式冷媒ポンプを第2機械式冷媒ポンプとして、
第1回転電機と第2機械式冷媒ポンプとの間に設けられる切替クラッチと、
内燃機関の動作状態に応じて切替クラッチの動作の制御、及び第1回転電機の駆動回路の制御を行う制御装置と、
を備え、
制御装置は、
内燃機関の停止時には、第1機械式冷媒ポンプが停止されるので、第1回転電機の駆動回路を駆動モードで動作させ、切替クラッチを接続状態として第1回転電機によって第2機械式冷媒ポンプを駆動し、
内燃機関の動作時には、切替クラッチを開放状態として第2機械式冷媒ポンプを停止し、第1回転電機の駆動回路を発電モードで動作させて、内燃機関によって第1回転電機を駆動すると共に、内燃機関によって第1機械式冷媒ポンプを駆動することを特徴とする車両制御システム。 The vehicle control system according to claim 2,
A rotating electrical machine different from the rotating electrical machine for driving the vehicle is the first rotating electrical machine driven by the internal combustion engine, and the rotating electrical machine for driving the vehicle is the second rotating electrical machine,
A mechanical refrigerant pump driven by an internal combustion engine is provided as a first mechanical refrigerant pump;
The mechanical refrigerant pump that can be driven by the first rotating electrical machine as the second mechanical refrigerant pump,
A switching clutch provided between the first rotating electrical machine and the second mechanical refrigerant pump;
A control device for controlling the operation of the switching clutch and controlling the drive circuit of the first rotating electrical machine in accordance with the operating state of the internal combustion engine;
With
The control device
When the internal combustion engine is stopped, the first mechanical refrigerant pump is stopped. Therefore, the drive circuit of the first rotating electrical machine is operated in the drive mode, the switching clutch is set in the connected state, and the second mechanical refrigerant pump is operated by the first rotating electrical machine. Drive
During operation of the internal combustion engine, the switching clutch is opened to stop the second mechanical refrigerant pump, the drive circuit of the first rotating electrical machine is operated in the power generation mode, and the first rotating electrical machine is driven by the internal combustion engine. A vehicle control system in which a first mechanical refrigerant pump is driven by an engine.
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JP2018052148A (en) * | 2016-09-26 | 2018-04-05 | 株式会社Subaru | Controller for hybrid vehicle |
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