JP3690109B2

JP3690109B2 - Auxiliary drive device for vehicle

Info

Publication number: JP3690109B2
Application number: JP10671598A
Authority: JP
Inventors: 真純小田切
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-04-16
Filing date: 1998-04-16
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2018-04-16
Also published as: JPH11294177A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用補機駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用補機駆動装置として、特開平８−７９９１５号公報に示されるように、車両用補機をエンジンによって駆動する構成において、エンジンが停止した場合であっても補機を駆動可能にするようにしたものがある。
これは、ハイブリッド車において、エンジンと発電機兼用モータとの間の駆動系に、クラッチと、該クラッチよりモータ側に位置させてオルタネータ、パワステポンプ、エアコン等の補機への駆動力伝達機構を設ける。そして、エンジンの運転中はクラッチを閉じ、エンジンによって発電機兼用モータを発電機として動作させ、またオルタネータ等を駆動する。エンジンが停止した場合にはクラッチを開き、発電機兼用モータをモータとして動作させてその出力によりオルタネータ等を駆動する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の車両用補機駆動装置においては、ハイブリッド車を前提にしているため、発電機兼用モータで補機を駆動する場合に、消費電力が大となる。
また、エンジンで駆動する場合、オルタネータ、パワステポンプ、エアコン、真空ポンプ、トランスミッション油圧源と、多くの補機を駆動するため、エンジンは大型になり、補機負荷が最小のときは、エンジン効率が低下してしまう。
【０００４】
また、車両停止時に、不必要なパワステポンプ、真空ポンプ、トランスミッション油圧源を駆動し、無駄なエネルギー消費が大きい。
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、車両停止時、更には減速時のように走行用の駆動力を必要としないときに、補機駆動用に高効率な小型エンジンを使うことにより、車両の燃費を向上させることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明では、図１に示すように、車両走行用の主エンジンとは別の小型（小排気量）の副エンジンと、少なくとも一部の補機の駆動を主エンジンと副エンジンとに切換え可能な切換装置と、走行用の駆動力の要否を判定する手段を有し、走行用の駆動力を必要としないときに、主エンジンから副エンジンへ切換えるために、主エンジンにより副エンジンをクランキングした後、副エンジンにより補機を駆動して、主エンジンを停止させ、走行用の駆動力を必要とするときに、副エンジンから主エンジンへ切換えるため、副エンジンにより主エンジンをクランキングした後、主エンジンにより補機を駆動して、副エンジンを停止させるように、主エンジン、副エンジン及び切換装置を制御する制御装置と、を設けて、車両用補機駆動装置を構成する。
【０００６】
請求項２に係る発明では、前記切換装置は、補機の駆動軸に、主エンジンにより駆動される入力プーリと副エンジンにより駆動される入力プーリとを並べて設け、駆動軸と各入力プーリとの間にそれぞれ電磁クラッチを介装してなることを特徴とする。
請求項３に係る発明では、前記補機はエアコンコンプレッサであることを特徴とする。
【０００７】
請求項４に係る発明では、前記補機はエアコンコンプレッサ及びオルタネータであることを特徴とする。
請求項５に係る発明では、前記制御装置における走行用の駆動力の要否を判定する手段は、走行用の駆動力を必要としないときとして、車両停止を、走行用の駆動力を必要とするときとして、車両発進状態を検出することを特徴とする。
【０００９】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、車両停止時、更には減速時のように、走行用の駆動力を必要としないときに、小型の副エンジンにより補機を駆動して、主エンジンを停止させることにより、すなわち、補機駆動に必要な動力を、これを発生させるのに主エンジンより良燃費となる小型の副エンジンに切換えて発生させることにより、燃費を改善できる。また、走行用の駆動力を必要とするときに、主エンジンにより補機を駆動して、副エンジンを停止させるようにすることにより、副エンジンにより補機駆動を続ける場合に比較して、燃費低減を図れる。
また、主エンジンから副エンジンへの切換時に、主エンジンにより副エンジンをクランキングすることで、切換えに伴う補機駆動系のギクシャク感を低減すると共に、副エンジン用のスタータを廃止できる。
また、副エンジンから主エンジンへの切換時に、副エンジンにより主エンジンをクランキングすることで、切換えに伴う補機駆動系のギクシャク感を低減すると共に、主エンジン用のスタータの使用頻度を低減しスタータ寿命を向上させることができる。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、補機の駆動軸に、主エンジン及び副エンジンにより駆動される２つの入力プーリを並べて設け、駆動軸と各入力プーリとの間にそれぞれ電磁クラッチを介装して、切換装置を構成することで、コンパクトに構成でき、車載上有利となる。
請求項３に係る発明によれば、エアコンコンプレッサを対象とすることで、車両停止時などに効率良くエアコンを使用できる。
【００１１】
請求項４に係る発明によれば、エアコンコンプレッサの他、オルタネータを対象とすることで、車両停止時などに効率良くバッテリ充電を図ることができる。請求項５に係る発明によれば、車両停止、車両発進状態を検出して、車両停止時に副エンジンの切換え、車両発進時に主エンジンに切換えることで、必要十分な制御が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について説明する。
先ず、第１の実施形態について説明する。
図２は第１の実施形態を示すエンジンシステムの正面図、図３は同上の平面図である。
【００１４】
車両走行用の主エンジン（主内燃機関）１は、そのクランクプーリ２により、ベルト３を介して、エアコンコンプレッサ（以下単にエアコンという）４、ウォータポンプ５、オルタネータ６を駆動できるようになっている。
また、車両走行用の主エンジン１とは別に、補機駆動専用に、小型（排気量５０〜２５０ｃｃ程度）の副エンジン（副内燃機関）７が設けられ、この副エンジン７のクランクプーリ８により、ベルト９を介して、エアコン４を駆動できるようになっている。
【００１５】
ここで、エアコン４の駆動軸に、エアコン４の駆動を主エンジン１と副エンジン７とに切換可能な切換装置１０を設けてある。すなわち、エアコン４の駆動軸に、主エンジン１によりベルト駆動される入力プーリと、副エンジン７によりベルト駆動される入力プーリとを２つ並べて設け、駆動軸と各入力プーリとの間にそれぞれ電磁クラッチＣＡ１，ＣＡ２を介装してある。
【００１６】
詳しくは、図４に示すように、エアコン４の駆動軸１１にクラッチ板１２を固定する一方、これに相対させて、エアコン４のケーシングに軸受１３を介して主エンジンによりベルト駆動される入力プーリ（主エンジン側入力プーリ）１４を回転自在に支持させ、この入力プーリ１４の内部に電磁コイル１５により駆動されてクラッチ板１２に係合可能な爪部材１６を設け、クラッチ板１２、電磁コイル１５及び爪部材１６により、電磁クラッチＣＡ１を構成してある。
【００１７】
ここで、電磁クラッチＣＡ１は、ＯＦＦ状態で、爪部材１６がクラッチ板１２から離脱して、この状態では主エンジンによる入力プーリ１４の回転を駆動軸１１に伝達せず、ＯＮ状態で、爪部材１６が突出してクラッチ板１２に係合し、この状態で主エンジンによる入力プーリ１４の回転を駆動軸１１に伝達する。
また、エアコン４の駆動軸１１にクラッチ板１７を固定する一方、これに相対させて、駆動軸１１に軸受１８を介して副エンジンによりベルト駆動される入力プーリ（副エンジン側入力プーリ）１９を相対回転自在に支持させ、この入力プーリ１９の内部に電磁コイル２０により駆動されてクラッチ板１７に係合可能な爪部材２１を設け、クラッチ板１７、電磁コイル２０及び爪部材２１により、電磁クラッチＣＡ２を構成してある。
【００１８】
ここで、電磁クラッチＣＡ２も、ＯＦＦ状態で、爪部材２１がクラッチ板１７から離脱して、この状態では副エンジンによる入力プーリ１９の回転を駆動軸１１に伝達せず、ＯＮ状態で、爪部材２１が突出してクラッチ板１７に係合し、この状態で副エンジンによる入力プーリ１９の回転を駆動軸１１に伝達する。
切換装置１０（電磁クラッチＣＡ１，ＣＡ２）の制御は、図示しない制御装置（コントロールユニット）により、図５及び図６のフローチャートに従ってなされる。
【００１９】
図５は車両停止時制御のフローチャートである。尚、この制御に入る前は、車両走行中で、主エンジンにより走行用の駆動力を得、また主エンジンにより補機を駆動しており、副エンジンは停止している。
ステップ１（図にはＳ１と記す。以下同様）では、車両停止か否かを判定し、車両停止の場合にステップ２へ進む。尚、車両停止は、車軸の所定回転毎にパルス信号を出力する車速センサから一定時間内にパルス信号が出力されなくなったこと、及び／又は、駐車ブレーキが作動したことなどにより、検出する。
【００２０】
ステップ２では、エアコン作動中か否かを判定する。
エアコン作動中でない場合は、ステップ３へ進み、主エンジンを停止させて、本制御を終了する。
エアコン作動中の場合は、ステップ４以降へ進む。この場合、エアコン作動中であるので、エアコン駆動用主エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＡ１はＯＮになっている。
【００２１】
ステップ４では、エアコン駆動用副エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＡ２をＯＮにする。これにより、主エンジンにより駆動されているエアコンの駆動軸の回転が副エンジンに伝達されて、副エンジンがクランキングされる。
ステップ５では、副エンジンへの燃料供給と点火とを開始して、副エンジンを始動させる。尚、ここでの燃料供給等の開始は、副エンジンのクランキング開始から所定時間ディレイさせてもよいし、副エンジンの回転数が所定値に達した後に行うようにしてもよい。
【００２２】
ステップ６では、所定のディレイ時間が経過したか否を判定し、経過した場合に、副エンジンの始動完了とみなして、ステップ７へ進む。
ステップ７では、エアコン駆動用主エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＡ１をＯＦＦにする。これにより、エアコンの駆動を主エンジンから副エンジンに完全に切換える。
【００２３】
ステップ８では、主エンジンを停止させて、本制御を終了する。
図６は車両発進時制御のフローチャートである。
ステップ１１では、車両発進状態か否かを判定、すなわち、自動変速機のＤレンジ信号、ギアポジション信号、ブレーキスイッチ、クラッチスイッチ、アクセルスイッチ等の信号により、車両が発進しようとしているか否かを判定し、車両発進状態の場合にステップ１２へ進む。
【００２４】
ステップ１２では、副エンジン運転中か否かを判定する。
副エンジン運転中でない場合は、ステップ１３へ進み、主エンジンをスタータで始動させて、通常制御へ移行する。尚、エアコンを使用する場合は、エアコン駆動用主エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＡ１をＯＮにする。
副エンジン運転中の場合は、ステップ１４以降へ進む。この場合、副エンジン運転中であるので、エアコン駆動用副エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＡ２はＯＮになっている。
【００２５】
ステップ１４では、エアコン駆動用主エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＡ１をＯＮにする。これにより、副エンジンにより駆動されているエアコンの駆動軸の回転が主エンジンに伝達されて、主エンジンがクランキングされる。
ステップ１５では、主エンジンへの燃料供給と点火とを開始して、主エンジンを始動させる。尚、ここでの燃料供給等の開始は、主エンジンのクランキング開始から所定時間ディレイさせてもよいし、主エンジンの回転数が所定値に達した後に行うようにしてもよい。
【００２６】
ステップ１６では、所定のディレイ時間が経過したか否を判定し、経過した場合に、主エンジンの始動完了とみなして、ステップ１７へ進む。
ステップ１７では、エアコン駆動用副エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＡ２をＯＦＦにする。これにより、エアコンの駆動を副エンジンから主エンジンに完全に切換える。
【００２７】
ステップ１８では、副エンジンを停止させて、通常制御へ移行する。尚、エアコンを使用しない場合は、エアコン駆動用主エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＡ１をＯＦＦにしてよい。
このような制御により、走行用の駆動力を必要としない車両停止時に、副エンジンによりエアコンを駆動して、主エンジンを停止させ、車両走行時は、主エンジンにより補機を駆動して、副エンジンを停止させるのである。
【００２８】
このようにするのは、次の理由による。
車両停止時のように、エンジンの負荷が小さい場合、走行用の主エンジンは、補機駆動しながらアイドル状態にあり、図１１の主エンジンの燃費率マップに示すように燃費率の悪い条件下でエンジンを運転することとなり、燃料消費が多くなる。また、アイドル時エンジン停止制御を用いた車両において、エアコン負荷等がある時は、アイドル時エンジン停止制御を中止せざるを得なくなり、アイドル時エンジン停止による燃料消費低減効果が消滅してしまう。
【００２９】
そこで本発明は、車両に駆動力を発生させる必要がない、つまり、エンジンに要求される出力が小さい運転条件下において、車両の運転に必要な動力を、図１２に示すようにその動力を発生させるには走行用の主エンジンより良燃費となる小型の副エンジンに切換えて発生させることにより、車両停止時の運転領域での燃費を改善する。
【００３０】
すなわち、車両停止エアコン作動時の運転条件で、例えば排気量２５００ｃｃの主エンジンにて運転する場合は、図１１に示すように、燃費率３５０ｇ／ｐｓｈ（１馬力・１時間の燃料消費量３５０ｇ）となるのに対し、例えば排気量５０ｃｃの副エンジンにて運転する場合は、図１２に示すように、燃費率２００ｇ／ｐｓｈとなり、燃費を改善できる。
【００３１】
また、この際に、低車速の定速度走行のように車両走行時に主エンジン及び副エンジンを稼動させると、主エンジンの負荷は、主エンジンで補機も駆動する場合に比べ、補機駆動分だけ低下するので、主エンジンの燃費率が、主エンジンで補機も駆動する場合に対して悪化する。すなわち、図１３に示すように、主エンジンで補機も駆動する場合の主エンジンの燃費率は約２６０ｇ／ｐｓｈであるのに対し、副エンジンで補機駆動する場合の主エンジンの燃費率は約３００ｇ／ｐｓｈとなる。
【００３２】
よって、この方法での燃費低減効果を高めるため、車両走行時は、副エンジンによる補機駆動を中止し、副エンジンを停止する機能、つまり、車両に搭載されている補機の駆動を、車両の運転状況に応じて２つのエンジンで使い分けるのである。
次に、第２の実施形態について説明する。
【００３３】
図７は第２の実施形態を示すエンジンシステムの正面図、図８は同上の平面図である。
車両走行用の主エンジン１は、そのクランクプーリ２により、ベルト３を介して、エアコン４、ウォータポンプ５、オルタネータ６を駆動できるようになっている。
【００３４】
また、車両走行用の主エンジン１とは別に、補機駆動専用に、小型の副エンジン７が設けられ、この副エンジン７のクランクプーリ８により、ベルト９を介して、エアコン４とオルタネータ６とを駆動できるようになっている。
ここで、エアコン４の駆動軸に、エアコン４の駆動を主エンジン１と副エンジン７とに切換可能な切換装置１０を設けてある。すなわち、エアコン４の駆動軸に、主エンジン１によりベルト駆動される入力プーリと、副エンジン７によりベルト駆動される入力プーリとを２つ並べて設け、駆動軸と各入力プーリとの間にそれぞれ電磁クラッチＣＡ１，ＣＡ２を介装してある（図４参照）。
【００３５】
また、オルタネータ６の駆動軸に、オルタネータ６の駆動を主エンジン１と副エンジン７とに切換え可能な切換装置１０’を設けてある。すなわち、切換装置１０と同様に、オルタネータ６の駆動軸に、主エンジン１によりベルト駆動される入力プーリと、副エンジン７によりベルト駆動される入力プーリとを２つ並べて設け、駆動軸と各入力プーリとの間にそれぞれ電磁クラッチＣＯ１，ＣＯ２を介装してある（図４参照）。
【００３６】
切換装置１０（電磁クラッチＣＡ１，ＣＡ２）及び切換装置１０’（電磁クラッチＣＯ１，ＣＯ２）の制御は、図示しない制御装置（コントロールユニット）により、図９及び図１０のフローチャートに従ってなされる。
図９は車両停止時制御のフローチャートである。尚、この制御に入る前は、車両走行中で、主エンジンにより走行用の駆動力を得、また主エンジンにより補機を駆動しており、副エンジンは停止している。
【００３７】
ステップ２１では、車両停止か否かを判定し、車両停止の場合にステップ２２へ進む。
ステップ２２では、エアコン作動中か否かを判定する。また、ステップ２３又はステップ２４では、バッテリ電圧を検出し、バッテリＮＧ（バッテリの充電が必要）か否かを判定する。
【００３８】
エアコン作動中でなく、かつバッテリＯＫ（バッテリの充電が不要）の場合は、ステップ２５へ進み、主エンジンを停止させて、本制御を終了する。
エアコン作動中で、かつバッテリＮＧの場合は、ステップ２６へ進む。この場合、エアコン作動中で、かつバッテリＮＧであるので、エアコン駆動用主エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＡ１、及びオルタネータ駆動用副エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＯ１はＯＮになっている。
【００３９】
ステップ２６では、エアコン駆動用副エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＡ２、及びオルタネータ駆動用副エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＯ２をＯＮにする。これにより、主エンジンにより駆動されているエアコン及びオルタネータの駆動軸の回転が副エンジンに伝達されて、副エンジンがクランキングされる。
【００４０】
エアコン作動中であるが、バッテリＯＫの場合は、ステップ２７へ進む。この場合、エアコン作動中であるので、エアコン駆動用主エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＡ１はＯＮになっている。
ステップ２７では、エアコン駆動用副エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＡ２をＯＮにする。これにより、主エンジンにより駆動されているエアコンの駆動軸の回転が副エンジンに伝達されて、副エンジンがクランキングされる。
【００４１】
エアコン作動中でないが、バッテリＮＧの場合は、ステップ２８へ進む。この場合、バッテリＮＧであるので、オルタネータ駆動用主エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＯ１はＯＮになっている。
ステップ２８では、オルタネータ駆動用副エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＯ２をＯＮにする。これにより、主エンジンにより駆動されているオルタネータの駆動軸の回転が副エンジンに伝達されて、副エンジンがクランキングされる。
【００４２】
ステップ２６〜２８での副エンジンのクランキングの後は、ステップ２９へ進む。
ステップ２９では、副エンジンへの燃料供給と点火とを開始して、副エンジンを始動させる。
ステップ３０では、所定のディレイ時間が経過したか否を判定し、経過した場合に、副エンジンの始動完了とみなして、ステップ３１へ進む。
【００４３】
ステップ３１では、エアコン駆動用主エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＡ１、及びオルタネータ駆動用主エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＯ１をＯＦＦにする。これにより、エアコン及び／又はオルタネータの駆動を主エンジンから副エンジンに完全に切換える。
ステップ３２では、主エンジンを停止させて、本制御を終了する。
【００４４】
図１０は車両発進時制御のフローチャートである。
ステップ４１では、車両発進状態（車両が発進しようとしている）か否かを判定し、車両発進状態の場合にステップ４２へ進む。
ステップ４２では、副エンジン運転中か否かを判定する。
副エンジン運転中でない場合は、ステップ４３へ進み、主エンジンをスタータで始動させて、通常制御へ移行する。尚、オルタネータ駆動用主エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＯ１はＯＮにし、エアコンを使用する場合は、エアコン駆動用主エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＡ１もＯＮにする。
【００４５】
副エンジン運転中の場合は、ステップ４４以降へ進む。この場合、副エンジン運転中であるので、エアコン駆動用副エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＡ２及び／又はオルタネータ駆動用副エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＯ２はＯＮになっている。
ステップ４４では、オルタネータ駆動用副エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＯ１をＯＮにする。
【００４６】
ステップ４５では、オルタネータの発電制御を一時的に中止する。主エンジンの始動に際し、負荷を軽減するためである。
ステップ４６では、エアコン駆動用副エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＡ２を一時的にＯＦＦにする。主エンジンの始動に際し、負荷を軽減するためである。
【００４７】
ステップ４７では、オルタネータ駆動用主エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＯ１をＯＮにする。これにより、副エンジンにより駆動されているオルタネータの駆動軸の回転が主エンジンに伝達されて、主エンジンがクランキングされる。
ステップ４８では、主エンジンへの燃料供給と点火とを開始して、主エンジンを始動させる。
【００４８】
ステップ４９では、所定のディレイ時間が経過したか否を判定し、経過した場合に、主エンジンの始動完了とみなして、ステップ５０へ進む。
ステップ５０では、オルタネータ駆動用副エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＯ２をＯＦＦにする。これにより、補機の駆動を副エンジンから主エンジンに完全に切換える。
【００４９】
ステップ５１では、副エンジンを停止させて、通常制御へ移行する。尚、エアコンを使用する場合は、エアコン駆動用主エンジン側入力プーリの電磁クラッチＣＡ１をＯＮにする。
このような制御により、走行用の駆動力を必要としない車両停止時に、副エンジンによりエアコン及び／又はオルタネータを駆動して、主エンジンを停止させ、車両走行時は、主エンジンにより補機を駆動して、副エンジンを停止させるのである。
【００５０】
尚、上記の実施形態では、車両停止時にエアコン（及びオルタネータ）の駆動を必要としないときに、アイドル時エンジン停止制御を実現するため、主エンジンを停止させているが（図５のステップ３、又は図９の２５）、アイドル時エンジン停止制御を行わないのであれば、主エンジンを停止させることなく、その運転を続けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第１実施形態を示すエンジンシステムの正面図
【図３】同上の平面図
【図４】補機駆動軸部分の構成図
【図５】第１実施形態の車両停止時制御のフローチャート
【図６】第１実施形態の車両発進時制御のフローチャート
【図７】本発明の第２実施形態を示すエンジンシステムの正面図
【図８】同上の平面図
【図９】第２実施形態の車両停止時制御のフローチャート
【図１０】第２実施形態の車両発進時制御のフローチャート
【図１１】主エンジンの燃費率マップを示す図
【図１２】副エンジンの燃費率マップを示す図
【図１３】主エンジンの燃費率マップを示す図
【符号の説明】
１主エンジン
２クランクプーリ
３ベルト
４エアコン（エアコンコンプレッサ）
５ウォータポンプ
６オルタネータ
７副エンジン
８クランクプーリ
９ベルト
10，10’ 切換装置
11 駆動軸
12 クラッチ板
13 軸受
14 入力プーリ（主エンジン側入力プーリ）
15 電磁コイル
16 爪部材
17 クラッチ板
18 軸受
19 入力プーリ（副エンジン側入力プーリ）
20 電磁コイル
21 爪部材
ＣＡ１エアコン駆動用主エンジン側入力プーリ電磁クラッチ
ＣＡ２エアコン駆動用副エンジン側入力プーリ電磁クラッチ
ＣＯ１オルタネータ駆動用主エンジン側入力プーリ電磁クラッチ
ＣＯ２オルタネータ駆動用副エンジン側入力プーリ電磁クラッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicular auxiliary drive device.
[0002]
[Prior art]
As a conventional vehicle accessory driving device, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 8-79915, in a configuration in which a vehicle accessory is driven by an engine, the accessory can be driven even when the engine is stopped. There is something to do.
In a hybrid vehicle, a drive system between an engine and a generator / motor is provided with a clutch and a driving force transmission mechanism to an auxiliary device such as an alternator, a power steering pump, and an air conditioner that is positioned on the motor side of the clutch. Provide. During the operation of the engine, the clutch is closed, and the generator / motor is operated as a generator by the engine, and the alternator and the like are driven. When the engine stops, the clutch is opened, the generator / motor is operated as a motor, and the alternator and the like are driven by the output.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since such a conventional vehicular auxiliary device driving apparatus is premised on a hybrid vehicle, the power consumption increases when the auxiliary device is driven by a generator / motor.
Also, when driven by an engine, it drives an alternator, power steering pump, air conditioner, vacuum pump, transmission hydraulic power source, and many auxiliary machines, so the engine becomes large and the engine efficiency is low when the auxiliary machine load is minimum It will decline.
[0004]
In addition, when the vehicle is stopped, unnecessary power steering pumps, vacuum pumps, and transmission hydraulic pressure sources are driven, and wasteful energy consumption is large.
In view of such a conventional problem, the present invention uses a high-efficiency small engine for driving auxiliary equipment when the driving force for traveling is not required when the vehicle is stopped or further decelerated. Therefore, it aims at improving the fuel consumption of a vehicle.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, in the invention according to claim 1, as shown in FIG. 1, the main engine drives the small engine (small displacement) sub-engine different from the main engine for driving the vehicle and at least some of the auxiliary machinery. And a switching device that can be switched between the auxiliary engine and the means for determining whether or not the driving force for traveling is necessary, and when the driving force for traveling is not required, in order to switch from the main engine to the auxiliary engine, After cranking the auxiliary engine with the main engine, the auxiliary engine is driven by the auxiliary engine to stop the main engine, and when the driving force for traveling is required, the auxiliary engine is switched from the auxiliary engine to the auxiliary engine. by after cranking the main engine and drives the auxiliary machine by the main engine, the auxiliary engine to stop, the main engine, and a control device for controlling the auxiliary engine and the switching device, the provided vehicle Configuring the use accessory drive system.
[0006]
In the invention according to claim 2, the switching device is provided with the input pulley driven by the main engine and the input pulley driven by the sub-engine arranged side by side on the drive shaft of the auxiliary machine, It is characterized by interposing an electromagnetic clutch between each.
The invention according to claim 3 is characterized in that the auxiliary machine is an air conditioner compressor.
[0007]
The invention according to claim 4 is characterized in that the auxiliary machines are an air conditioner compressor and an alternator.
In the invention which concerns on Claim 5, the means which determines the necessity for the driving force for driving | running | working in the said control apparatus requires a driving force for driving | running | working as a time when driving force for driving | running | working is not required. When starting, the vehicle start state is detected.
[0009]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the auxiliary engine is driven by the small sub-engine to stop the main engine when the driving force for traveling is not required, such as when the vehicle is stopped or further decelerated. In other words, the motive power required for driving the accessory can be improved by switching to a small sub-engine that has better fuel efficiency than the main engine to generate the power. Further, when the required driving force for traveling, by driving the auxiliary machine by the main engine, by so as to stop the sub-engine, as compared with the case where continue accessory drive by the sub-engine, fuel consumption Reduction can be achieved.
Further, when switching from the main engine to the sub-engine, the sub-engine is cranked by the main engine, so that the jerky feeling of the auxiliary drive system accompanying the switching can be reduced and the starter for the sub-engine can be eliminated.
In addition, when switching from the secondary engine to the main engine, the main engine is cranked by the secondary engine, thereby reducing the jerky feeling of the auxiliary drive system that accompanies the switching and reducing the frequency of use of the starter for the main engine. The starter life can be improved.
[0010]
According to the second aspect of the present invention, two input pulleys driven by the main engine and the sub engine are provided side by side on the drive shaft of the auxiliary machine, and an electromagnetic clutch is interposed between the drive shaft and each input pulley. And by comprising a switching apparatus, it can comprise compactly and becomes advantageous on vehicle mounting.
According to the invention which concerns on Claim 3, an air conditioner can be used efficiently when the vehicle stops, etc. by targeting an air conditioner compressor.
[0011]
According to the invention which concerns on Claim 4, battery charging can be aimed at efficiently at the time of a vehicle stop etc. by targeting alternator other than an air-conditioner compressor. According to the fifth aspect of the present invention, necessary and sufficient control can be performed by detecting the vehicle stop and the vehicle start state, switching the sub engine when the vehicle is stopped, and switching to the main engine when the vehicle is started.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
First, the first embodiment will be described.
FIG. 2 is a front view of the engine system showing the first embodiment, and FIG. 3 is a plan view of the same.
[0014]
A main engine (main internal combustion engine) 1 for driving a vehicle can drive an air conditioner compressor (hereinafter simply referred to as an air conditioner) 4, a water pump 5, and an alternator 6 via a belt 3 by a crank pulley 2. .
In addition to the main engine 1 for driving the vehicle, a small auxiliary engine (sub-internal combustion engine) 7 is provided exclusively for driving the auxiliary machinery, and a crank pulley 8 of the auxiliary engine 7 is provided. The air conditioner 4 can be driven via the belt 9.
[0015]
Here, a switching device 10 capable of switching the driving of the air conditioner 4 between the main engine 1 and the sub engine 7 is provided on the drive shaft of the air conditioner 4. That is, two input pulleys that are belt-driven by the main engine 1 and two input pulleys that are belt-driven by the sub-engine 7 are provided side by side on the drive shaft of the air conditioner 4, and electromagnetic waves are respectively provided between the drive shaft and each input pulley. Clutches CA1 and CA2 are interposed.
[0016]
Specifically, as shown in FIG. 4, the clutch plate 12 is fixed to the drive shaft 11 of the air conditioner 4, and the input pulley is belt-driven by the main engine to the casing of the air conditioner 4 via the bearing 13 while being opposed to the clutch plate 12. A (main engine side input pulley) 14 is rotatably supported, and a claw member 16 that is driven by an electromagnetic coil 15 and can be engaged with the clutch plate 12 is provided inside the input pulley 14. The claw member 16 constitutes an electromagnetic clutch CA1.
[0017]
Here, when the electromagnetic clutch CA1 is in the OFF state, the claw member 16 is disengaged from the clutch plate 12, and in this state, the rotation of the input pulley 14 by the main engine is not transmitted to the drive shaft 11, and the claw member is in the ON state. 16 protrudes and engages with the clutch plate 12, and in this state, the rotation of the input pulley 14 by the main engine is transmitted to the drive shaft 11.
In addition, the clutch plate 17 is fixed to the drive shaft 11 of the air conditioner 4, and an input pulley (sub-engine-side input pulley) 19 that is belt-driven by the sub-engine via the bearing 18 is connected to the drive shaft 11. A claw member 21 that is supported by the electromagnetic coil 20 and can be engaged with the clutch plate 17 is provided inside the input pulley 19 so as to be relatively rotatable. The clutch clutch 17, the electromagnetic coil 20, and the claw member 21 provide an electromagnetic clutch. CA2 is configured.
[0018]
Here, when the electromagnetic clutch CA2 is also in the OFF state, the claw member 21 is disengaged from the clutch plate 17, and in this state, the rotation of the input pulley 19 by the auxiliary engine is not transmitted to the drive shaft 11, and the claw member is in the ON state. 21 protrudes and engages with the clutch plate 17, and in this state, the rotation of the input pulley 19 by the auxiliary engine is transmitted to the drive shaft 11.
The switching device 10 (electromagnetic clutches CA1, CA2) is controlled by a control device (control unit) (not shown) according to the flowcharts of FIGS.
[0019]
FIG. 5 is a flowchart of the vehicle stop control. Before starting this control, the vehicle is running, the main engine obtains driving force for driving, the auxiliary engine is driven by the main engine, and the auxiliary engine is stopped.
In step 1 (denoted as S1 in the figure, the same applies hereinafter), it is determined whether or not the vehicle is stopped, and the process proceeds to step 2 if the vehicle is stopped. The vehicle stop is detected when a pulse signal is not output within a predetermined time from a vehicle speed sensor that outputs a pulse signal every predetermined rotation of the axle and / or when a parking brake is operated.
[0020]
In step 2, it is determined whether or not the air conditioner is operating.
If the air conditioner is not operating, the process proceeds to step 3, the main engine is stopped, and this control is terminated.
If the air conditioner is operating, go to step 4 and subsequent steps. In this case, since the air conditioner is operating, the electromagnetic clutch CA1 of the main engine side input pulley for driving the air conditioner is ON.
[0021]
In step 4, the electromagnetic clutch CA2 of the air conditioner driving auxiliary engine side input pulley is turned ON. Thereby, rotation of the drive shaft of the air conditioner driven by the main engine is transmitted to the sub engine, and the sub engine is cranked.
In step 5, fuel supply and ignition to the secondary engine are started to start the secondary engine. Here, the start of fuel supply or the like may be delayed for a predetermined time from the start of cranking of the secondary engine, or may be performed after the rotational speed of the secondary engine reaches a predetermined value.
[0022]
In step 6, it is determined whether or not a predetermined delay time has elapsed.
In step 7, the electromagnetic clutch CA1 of the input pulley on the main engine side for driving the air conditioner is turned off. This completely switches the air conditioner drive from the main engine to the sub engine.
[0023]
In step 8, the main engine is stopped and this control is terminated.
FIG. 6 is a flowchart of vehicle start control.
In step 11, it is determined whether or not the vehicle is in a starting state, that is, whether or not the vehicle is about to start based on signals from the automatic transmission D range signal, gear position signal, brake switch, clutch switch, accelerator switch, and the like. If the vehicle is in a starting state, the process proceeds to step 12.
[0024]
In step 12, it is determined whether or not the sub engine is operating.
If the sub-engine is not operating, the process proceeds to step 13 where the main engine is started with the starter and the control shifts to normal control. When an air conditioner is used, the electromagnetic clutch CA1 of the input pulley on the main engine driving air conditioner is turned on.
When the sub engine is operating, the process proceeds to step 14 and subsequent steps. In this case, since the sub engine is operating, the electromagnetic clutch CA2 of the air conditioner driving sub engine side input pulley is ON.
[0025]
In step 14, the electromagnetic clutch CA1 of the main engine side input pulley for driving the air conditioner is turned ON. Thereby, the rotation of the drive shaft of the air conditioner driven by the sub engine is transmitted to the main engine, and the main engine is cranked.
In step 15, fuel supply to the main engine and ignition are started to start the main engine. Here, the start of fuel supply or the like may be delayed for a predetermined time from the start of cranking of the main engine, or may be performed after the rotational speed of the main engine reaches a predetermined value.
[0026]
In step 16, it is determined whether or not a predetermined delay time has elapsed. If the predetermined delay time has elapsed, it is considered that the main engine has been started, and the routine proceeds to step 17.
In step 17, the electromagnetic clutch CA2 of the air conditioner driving sub-engine side input pulley is turned off. This completely switches the air conditioner drive from the secondary engine to the main engine.
[0027]
In step 18, the sub-engine is stopped and the control shifts to normal control. When the air conditioner is not used, the electromagnetic clutch CA1 of the main engine side input pulley for driving the air conditioner may be turned off.
By such control, when the vehicle does not require driving force for traveling, the secondary engine drives the air conditioner to stop the main engine, and when traveling the vehicle, the auxiliary engine is driven by the main engine. The engine is stopped.
[0028]
This is done for the following reason.
When the engine load is small, such as when the vehicle is stopped, the driving main engine is in an idle state while driving an auxiliary machine, and the fuel efficiency rate is poor as shown in the fuel efficiency map of the main engine in FIG. As a result, the engine is operated and fuel consumption increases. Further, in a vehicle using engine stop control during idling, when there is an air conditioner load, the engine stop control during idling must be stopped, and the fuel consumption reduction effect due to engine stop during idling disappears.
[0029]
Therefore, the present invention does not require driving force to be generated in the vehicle, that is, generates driving power required for driving the vehicle as shown in FIG. In order to achieve this, the fuel consumption in the driving region when the vehicle is stopped is improved by switching to a small secondary engine that has better fuel efficiency than the main engine for traveling.
[0030]
That is, for example, when operating with a main engine having a displacement of 2500 cc under the operating conditions when the vehicle is stopped, the fuel efficiency is 350 g / psh (1 hp / hour fuel consumption 350 g) as shown in FIG. On the other hand, for example, when the engine is operated with a sub-engine having a displacement of 50 cc, as shown in FIG. 12, the fuel consumption rate is 200 g / psh, and the fuel consumption can be improved.
[0031]
At this time, if the main engine and the sub-engine are operated during vehicle travel as in the case of constant speed travel at a low vehicle speed, the load on the main engine is greater than that for driving the auxiliary machine compared to the case where the main engine drives the auxiliary machine. Therefore, the fuel consumption rate of the main engine is deteriorated as compared with the case where the main engine drives the auxiliary machine. That is, as shown in FIG. 13, the fuel efficiency of the main engine when the auxiliary engine is driven by the main engine is about 260 g / psh, whereas the fuel efficiency of the main engine when the auxiliary engine is driven by the auxiliary engine is About 300 g / psh.
[0032]
Therefore, in order to increase the fuel consumption reduction effect by this method, when driving the vehicle, the auxiliary engine drive by the auxiliary engine is stopped and the auxiliary engine is stopped, that is, the auxiliary machine mounted on the vehicle is driven. Depending on the driving situation, the two engines are used properly.
Next, a second embodiment will be described.
[0033]
FIG. 7 is a front view of an engine system showing the second embodiment, and FIG. 8 is a plan view of the same.
The main engine 1 for driving a vehicle can drive an air conditioner 4, a water pump 5, and an alternator 6 via a belt 3 by a crank pulley 2.
[0034]
In addition to the main engine 1 for driving the vehicle, a small auxiliary engine 7 is provided exclusively for driving the auxiliary machine. The crank pulley 8 of the auxiliary engine 7 allows the air conditioner 4 and the alternator 6 to be connected via the belt 9. Can be driven.
Here, a switching device 10 capable of switching the driving of the air conditioner 4 between the main engine 1 and the sub engine 7 is provided on the drive shaft of the air conditioner 4. That is, two input pulleys that are belt-driven by the main engine 1 and two input pulleys that are belt-driven by the sub-engine 7 are provided side by side on the drive shaft of the air conditioner 4, and electromagnetic waves are respectively provided between the drive shaft and each input pulley. Clutches CA1 and CA2 are interposed (see FIG. 4).
[0035]
Further, a switching device 10 ′ capable of switching the drive of the alternator 6 between the main engine 1 and the sub engine 7 is provided on the drive shaft of the alternator 6. That is, like the switching device 10, the input shaft driven by the main engine 1 and the input pulley driven by the sub-engine 7 are arranged side by side on the drive shaft of the alternator 6. Electromagnetic clutches CO1 and CO2 are interposed between the pulleys (see FIG. 4).
[0036]
The switching device 10 (electromagnetic clutches CA1 and CA2) and the switching device 10 ′ (electromagnetic clutches CO1 and CO2) are controlled by a control device (control unit) (not shown) according to the flowcharts of FIGS.
FIG. 9 is a flowchart of the vehicle stop control. Before starting this control, the vehicle is running, the main engine obtains driving force for driving, the auxiliary engine is driven by the main engine, and the auxiliary engine is stopped.
[0037]
In step 21, it is determined whether or not the vehicle is stopped. If the vehicle is stopped, the process proceeds to step 22.
In step 22, it is determined whether or not the air conditioner is operating. In step 23 or step 24, the battery voltage is detected, and it is determined whether or not the battery is NG (battery needs to be charged).
[0038]
If the air conditioner is not operating and the battery is OK (the battery does not need to be charged), the process proceeds to step 25, the main engine is stopped, and this control is terminated.
If the air conditioner is operating and the battery is NG, the process proceeds to step 26. In this case, since the air conditioner is operating and the battery NG, the electromagnetic clutch CA1 of the main engine side input pulley for driving the air conditioner and the electromagnetic clutch CO1 of the sub engine side input pulley for driving the alternator are turned on.
[0039]
In step 26, the electromagnetic clutch CA2 of the air conditioner driving auxiliary engine side input pulley and the electromagnetic clutch CO2 of the alternator driving auxiliary engine side input pulley are turned ON. Thereby, the rotation of the drive shaft of the air conditioner and the alternator driven by the main engine is transmitted to the sub engine, and the sub engine is cranked.
[0040]
If the air conditioner is operating but the battery is OK, the process proceeds to step 27. In this case, since the air conditioner is operating, the electromagnetic clutch CA1 of the main engine side input pulley for driving the air conditioner is ON.
In step 27, the electromagnetic clutch CA2 of the air conditioner driving sub-engine side input pulley is turned ON. Thereby, rotation of the drive shaft of the air conditioner driven by the main engine is transmitted to the sub engine, and the sub engine is cranked.
[0041]
If the air conditioner is not operating but the battery is NG, the process proceeds to step 28. In this case, since the battery NG, the electromagnetic clutch CO1 of the alternator driving main engine side input pulley is ON.
In step 28, the electromagnetic clutch CO2 of the alternator driving secondary engine side input pulley is turned ON. Thereby, the rotation of the drive shaft of the alternator driven by the main engine is transmitted to the sub engine, and the sub engine is cranked.
[0042]
After the cranking of the auxiliary engine in steps 26 to 28, the process proceeds to step 29.
In step 29, fuel supply to the secondary engine and ignition are started to start the secondary engine.
In step 30, it is determined whether or not a predetermined delay time has elapsed. If the predetermined delay time has elapsed, it is considered that the start of the sub-engine has been completed, and the process proceeds to step 31.
[0043]
In step 31, the electromagnetic clutch CA1 of the main engine side input pulley for driving the air conditioner and the electromagnetic clutch CO1 of the main engine side input pulley for driving the alternator are turned off. As a result, the drive of the air conditioner and / or alternator is completely switched from the main engine to the sub engine.
In step 32, the main engine is stopped and this control is terminated.
[0044]
FIG. 10 is a flowchart of the vehicle start control.
In step 41, it is determined whether or not the vehicle is in a starting state (the vehicle is about to start).
In step 42, it is determined whether or not the sub engine is operating.
If the sub engine is not operating, the process proceeds to step 43, where the main engine is started with the starter, and the normal control is started. Note that the electromagnetic clutch CO1 of the alternator driving main engine side input pulley is turned on, and when the air conditioner is used, the electromagnetic clutch CA1 of the air engine driving main engine side input pulley is also turned on.
[0045]
If the sub-engine is operating, the process proceeds to step 44 and subsequent steps. In this case, since the sub-engine is in operation, the electromagnetic clutch CA2 of the sub-engine side input pulley for driving the air conditioner and / or the electromagnetic clutch CO2 of the sub-engine side input pulley for driving the alternator are ON.
In step 44, the electromagnetic clutch CO1 of the alternator driving auxiliary engine side input pulley is turned ON.
[0046]
In step 45, the power generation control of the alternator is temporarily stopped. This is to reduce the load when starting the main engine.
In step 46, the electromagnetic clutch CA2 of the auxiliary pulley for driving the air conditioner is temporarily turned off. This is to reduce the load when starting the main engine.
[0047]
In step 47, the electromagnetic clutch CO1 of the alternator driving main engine side input pulley is turned ON. Thereby, the rotation of the drive shaft of the alternator driven by the auxiliary engine is transmitted to the main engine, and the main engine is cranked.
In step 48, fuel supply to the main engine and ignition are started to start the main engine.
[0048]
In step 49, it is determined whether or not a predetermined delay time has elapsed. If the predetermined delay time has elapsed, it is considered that the main engine has been started, and the routine proceeds to step 50.
In step 50, the electromagnetic clutch CO2 of the alternator driving secondary engine side input pulley is turned OFF. Thereby, the driving of the auxiliary machine is completely switched from the auxiliary engine to the main engine.
[0049]
In step 51, the secondary engine is stopped and the routine proceeds to normal control. When an air conditioner is used, the electromagnetic clutch CA1 of the input pulley on the main engine driving air conditioner is turned on.
By such control, when the vehicle that does not require driving force for traveling is stopped, the air conditioner and / or alternator is driven by the secondary engine to stop the main engine, and when the vehicle is traveling, the auxiliary engine is driven by the main engine. Then, the secondary engine is stopped.
[0050]
In the above embodiment, when the air conditioner (and alternator) is not required to be driven when the vehicle is stopped, the main engine is stopped to realize idling engine stop control (step 3, FIG. 5). Or, 25) in FIG. 9, if the engine stop control during idling is not performed, the operation may be continued without stopping the main engine.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention. FIG. 2 is a front view of an engine system showing a first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a plan view of the same. FIG. 5 is a flowchart of vehicle stop control according to the first embodiment. FIG. 6 is a flowchart of vehicle start control according to the first embodiment. FIG. 7 is a front view of an engine system showing a second embodiment of the invention. 8] Plan view same as above [FIG. 9] Flow chart of control at the time of vehicle stop of the second embodiment [FIG. 10] Flow chart of control at the time of vehicle start of the second embodiment [FIG. FIG. 12 is a diagram showing a fuel efficiency map of the secondary engine. FIG. 13 is a diagram showing a fuel efficiency map of the main engine.
1 Main engine 2 Crank pulley 3 Belt 4 Air conditioner (air conditioner compressor)
5 Water pump 6 Alternator 7 Sub engine 8 Crank pulley 9 Belt
10, 10 'switching device
11 Drive shaft
12 Clutch plate
13 Bearing
14 Input pulley (Main engine side input pulley)
15 Electromagnetic coil
16 Claw material
17 Clutch plate
18 Bearing
19 Input pulley (Sub-engine side input pulley)
20 Electromagnetic coil
21 Claw member CA1 Main engine side input pulley electromagnetic clutch for air conditioner drive CA2 Sub engine side input pulley electromagnetic clutch for air conditioner drive CO1 Main engine side input pulley electromagnetic clutch for alternator drive CO2 Sub engine side input pulley electromagnetic clutch for alternator drive

Claims

A small secondary engine separate from the main engine for vehicle travel,
A switching device capable of switching the drive of at least some of the auxiliary machines between the main engine and the sub-engine;
Means for determining whether or not the driving force for traveling is necessary, and when the driving force for traveling is not required, the sub-engine is cranked by the main engine in order to switch from the main engine to the sub-engine; When the auxiliary engine is driven by the engine, the main engine is stopped, and the driving force for driving is required, the main engine is switched from the secondary engine to the main engine. A control device for controlling the main engine, the secondary engine and the switching device to drive the auxiliary machine and stop the secondary engine;
A vehicular auxiliary drive device comprising:

In the switching device, an input pulley driven by a main engine and an input pulley driven by a secondary engine are arranged side by side on a drive shaft of an auxiliary machine, and an electromagnetic clutch is interposed between the drive shaft and each input pulley. The auxiliary drive apparatus for a vehicle according to claim 1, wherein

3. A vehicle accessory drive apparatus according to claim 1, wherein the accessory is an air conditioner compressor.

3. The auxiliary device driving apparatus for a vehicle according to claim 1, wherein the auxiliary devices are an air conditioner compressor and an alternator.

The means for determining whether or not the driving force for traveling in the control device is necessary is that when the driving force for traveling is not required, the vehicle is stopped, when the driving force is required for traveling, The vehicular accessory drive apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the vehicular auxiliary machine drive apparatus is detected.