JP4638362B2 - Engine starter - Google Patents
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Description
本発明は、負荷を駆動することが可能なエンジンの始動を行うエンジン始動装置に関する。 The present invention relates to an engine starter that starts an engine capable of driving a load.
従来、車両に設けられたエンジンを、油圧モータの駆動トルクによって始動させる構成としたエンジン始動装置が提案されている(例えば下記特許文献1,2)。このエンジン始動装置は、車両に設けられたバッテリから電力を供給されて駆動する専用の電動モータと、この電動モータにより駆動される専用の油圧ポンプと、この油圧ポンプから供給される油圧を蓄圧するアキュムレータと、このアキュムレータに蓄圧された油圧により駆動されることでエンジンを始動させる専用の油圧モータと、を備えている。 Conventionally, an engine starter configured to start an engine provided in a vehicle by a driving torque of a hydraulic motor has been proposed (for example, Patent Documents 1 and 2 below). The engine starter stores a dedicated electric motor that is driven by being supplied with electric power from a battery provided in the vehicle, a dedicated hydraulic pump that is driven by the electric motor, and a hydraulic pressure that is supplied from the hydraulic pump. An accumulator and a dedicated hydraulic motor that starts the engine by being driven by the hydraulic pressure accumulated in the accumulator are provided.
上記構成のエンジン始動装置では、エンジンを始動させるのにアキュムレータに蓄えた油圧を利用する構成であるため、電動モータ(セルモータ)の駆動トルクによって直接エンジンを始動させる構成に比べて、瞬時に利用できる仕事率を増大させることができる(油圧の出力密度が電気の出力密度に比べて高いため)。そのため、エンジンの初爆までの時間が短縮され、エンジンの始動性が良好となる。 Since the engine starter having the above configuration uses the hydraulic pressure stored in the accumulator to start the engine, the engine starter can be used instantly compared to the configuration in which the engine is directly started by the driving torque of the electric motor (cell motor). Work rate can be increased (because hydraulic power density is higher than electricity power density). Therefore, the time until the first explosion of the engine is shortened, and the engine startability is improved.
特許文献1,2によるエンジン始動装置は、エンジンの運動エネルギーを電気エネルギーとしてバッテリに蓄電するとともに、この電気エネルギーを利用して電動モータを駆動し、さらにこの電動モータの駆動トルクによって油圧ポンプを駆動してアキュムレータに作動油のエネルギーを蓄える構成である。すなわち、エンジンの運動エネルギーを一旦電気エネルギーに変換した後に、さらにこの電気エネルギーを作動油のエネルギーに変換する構成である。そのため、これらのエネルギー変換に伴ってエネルギー損失が増大し、エネルギーの利用効率の低下を招くことになる。加えて、エンジンを電動モータで始動させる場合には、瞬間的に大電流が流れるため、バッテリへの負担、要求性能が大きくなる。 The engine starting devices according to Patent Documents 1 and 2 store the kinetic energy of the engine in the battery as electric energy, drive the electric motor using this electric energy, and further drive the hydraulic pump by the driving torque of the electric motor Thus, the energy of the hydraulic oil is stored in the accumulator. That is, after the kinetic energy of the engine is once converted into electric energy, the electric energy is further converted into hydraulic oil energy. Therefore, energy loss increases with these energy conversions, leading to a decrease in energy use efficiency. In addition, when the engine is started by an electric motor, a large current flows instantaneously, so that the burden on the battery and the required performance increase.
エネルギー変換に伴うエネルギー損失を低減するために、エンジン(もしくは負荷)の運動エネルギーを直接利用して油圧ポンプを駆動し、エンジンの始動に必要な作動油のエネルギーをアキュムレータに予め蓄えておくことで、作動油のエネルギーへの変換に要するエネルギー変換の回数を減らす構成も考えられる。しかし、その構成においては、エンジン(もしくは負荷)の運動エネルギーを利用した油圧ポンプの駆動によって負荷変動が生じ、この負荷変動によるショックが生じる。そのため、この負荷変動を低減できるよう油圧ポンプの駆動トルクを小さくすることが望ましい。また、油圧ポンプの小型化を実現するためにも、油圧ポンプの駆動トルクを小さくできることが望ましい。その一方で、エンジンの始動性を向上させるためには、油圧モータがエンジンに作用させるトルクを大きくすることが望ましい。 In order to reduce energy loss due to energy conversion, the kinetic energy of the engine (or load) is directly used to drive the hydraulic pump, and the hydraulic oil energy required to start the engine is stored in the accumulator in advance. A configuration is also conceivable in which the number of times of energy conversion required for converting hydraulic oil into energy is reduced. However, in that configuration, load fluctuation occurs due to the drive of the hydraulic pump using the kinetic energy of the engine (or load), and shock due to this load fluctuation occurs. Therefore, it is desirable to reduce the driving torque of the hydraulic pump so that this load fluctuation can be reduced. In order to reduce the size of the hydraulic pump, it is desirable that the driving torque of the hydraulic pump can be reduced. On the other hand, in order to improve the startability of the engine, it is desirable to increase the torque that the hydraulic motor acts on the engine.
本発明は、作動油のエネルギーを利用したエンジンの始動をより適切に行うことができるエンジン始動装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an engine starting device that can more appropriately start an engine using the energy of hydraulic oil.
本発明に係るエンジン始動装置は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。 The engine starter according to the present invention employs the following means in order to achieve the above-described object.
本発明の参考例に係るエンジン始動装置は、負荷を駆動することが可能なエンジンの始動を行うエンジン始動装置であって、エンジンの動力または負荷の動力を利用して作動油を吐出することが可能な油圧ポンプと、油圧ポンプから吐出された作動油のエネルギーを蓄える蓄圧装置と、蓄圧装置に蓄えられた作動油のエネルギーを利用してエンジンの始動を行うことが可能な油圧モータと、油圧モータの動力を減速してエンジンに伝達することが可能な減速機構と、減速機構で減速された油圧モータからの動力をエンジンに伝達することを許容し且つエンジンから減速機構への動力伝達を断つ一方向動力伝達機構と、を備えることを要旨とする。 An engine starter according to a reference example of the present invention is an engine starter that starts an engine capable of driving a load, and discharges hydraulic oil using engine power or load power. Hydraulic pressure pump, a pressure accumulator that stores the energy of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, a hydraulic motor that can start the engine by using the energy of hydraulic oil stored in the pressure accumulator, and hydraulic pressure A speed reduction mechanism capable of decelerating the power of the motor and transmitting it to the engine, and allowing the power from the hydraulic motor decelerated by the speed reduction mechanism to be transmitted to the engine and interrupting the power transmission from the engine to the speed reduction mechanism And a one-way power transmission mechanism.
本発明の参考例においては、作動油のエネルギーを利用してエンジンの始動を行う場合に、作動油のエネルギーへの変換に要するエネルギー変換の回数を減らすことができ、エネルギー変換に伴うエネルギー損失を低減することができる。また、出力密度の高い油圧を利用してエンジンの始動を行うため、電動機によりエンジンの始動を行う構成と比較して、瞬時にエンジンの始動に利用可能な仕事率を増大させることができる。そして、油圧モータの動力を減速機構で減速してからエンジンに伝達することで、エンジンの始動を行うときのトルクを増大させることができるので、エンジンの始動性をより向上させることができる。さらに、エンジンの始動後はエンジンから減速機構への動力伝達を一方向動力伝達機構によって断つことで、エンジンから油圧モータへの動力伝達を断つ場合に一方向動力伝達機構の引き摺り損失を低減することができる。 In the reference example of the present invention , when the engine is started using the energy of the hydraulic oil, the number of energy conversions required for the conversion to the hydraulic oil energy can be reduced, and the energy loss caused by the energy conversion can be reduced. Can be reduced. In addition, since the engine is started using the hydraulic pressure having a high output density, the work rate available for starting the engine can be instantaneously increased as compared with the configuration in which the engine is started by the electric motor. And since the torque at the time of starting an engine can be increased by transmitting the motive power of a hydraulic motor to an engine after decelerating with a speed-reduction mechanism, the startability of an engine can be improved more. Furthermore, after the engine is started, power transmission from the engine to the speed reduction mechanism is cut off by the one-way power transmission mechanism, so that drag loss of the one-way power transmission mechanism is reduced when power transmission from the engine to the hydraulic motor is cut off. Can do.
本発明の一態様では、エンジンから負荷に至る動力伝達経路と油圧ポンプとの間で動力の断続を行う動力断続機構を備えることが好適である。この態様では、油圧ポンプ及び油圧モータが一体の油圧ポンプモータによって構成されており、一方向動力断続機構が動力伝達機構に対して並列に配置されていることが好適である。 In one aspect of the present invention, it is preferable to include a power interrupting mechanism that interrupts power between a power transmission path from the engine to a load and the hydraulic pump. In this aspect, it is preferable that the hydraulic pump and the hydraulic motor are constituted by an integrated hydraulic pump motor, and the one-way power interrupting mechanism is arranged in parallel to the power transmission mechanism.
また、本発明に係るエンジン始動装置は、負荷を駆動することが可能なエンジンの始動を行うエンジン始動装置であって、エンジンの動力または負荷の動力を利用して作動油を吸入して吐出するポンプ動作と、作動油のエネルギーを利用してエンジンの始動を行うモータ動作と、のいずれかを選択的に行うことが可能な油圧ポンプモータと、油圧ポンプモータに対して作動油のエネルギーの授受を行う蓄圧装置と、リザーバと油圧ポンプモータの吸入側とを接続するための油路に設けられ、リザーバから油圧ポンプモータの吸入側への作動油の流れを許容し且つ油圧ポンプモータの吸入側からリザーバへの作動油の流れを遮断する逆止弁と、油圧ポンプモータの吐出側から蓄圧装置への作動油のエネルギーの供給を許容する蓄圧状態と、蓄圧装置から油圧ポンプモータの吸入側への作動油のエネルギーの供給を許容する放出状態と、に切り換わることが可能な切換手段であって、前記ポンプ動作が行われるときは前記蓄圧状態に切り換わり、前記モータ動作が行われるときは前記放出状態に切り換わる切換手段と、油圧ポンプモータが前記ポンプ動作を行うときに、切換手段の前記蓄圧状態への切り換わりとともに、油圧ポンプモータが吐出した作動油の一部を油圧ポンプモータの吸入側へ還流させることが可能な還流手段と、を備えることを要旨とする。 An engine starter according to the present invention is an engine starter that starts an engine capable of driving a load, and sucks and discharges hydraulic oil using engine power or load power. Hydraulic pump motor capable of selectively performing either pump operation or motor operation for starting the engine using hydraulic oil energy, and transfer of hydraulic oil energy to the hydraulic pump motor Is provided in an oil passage for connecting the reservoir and the suction side of the hydraulic pump motor, allows the flow of hydraulic oil from the reservoir to the suction side of the hydraulic pump motor, and sucks the hydraulic pump motor A check valve that shuts off the flow of hydraulic oil from the reservoir to the reservoir, a pressure accumulation state that allows the supply of hydraulic oil energy from the discharge side of the hydraulic pump motor to the pressure accumulator, Switching means capable of switching to a release state allowing the supply of hydraulic oil energy from the installation to the suction side of the hydraulic pump motor, and switching to the pressure accumulation state when the pump operation is performed The switching means that switches to the release state when the motor operation is performed, and the operation that the hydraulic pump motor discharges together with the switching of the switching means to the pressure accumulation state when the hydraulic pump motor performs the pump operation. The gist of the invention is to include a reflux means capable of returning a part of oil to the suction side of the hydraulic pump motor.
本発明においては、油圧ポンプモータがポンプ動作を行うときに油圧ポンプモータが吐出した作動油の一部を油圧ポンプモータの吸入側へ還流させることで、蓄圧装置に作動油のエネルギーを蓄えるときの油圧ポンプモータの駆動トルクを、エンジンの始動を行うときの油圧ポンプモータの駆動トルクよりも小さくすることができる。したがって、油圧ポンプモータがポンプ動作を行うことによる負荷変動を低減することができるとともに、エンジンの始動を速やかに行うことができる。 In the present invention, when the hydraulic pump motor performs the pump operation, a part of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump motor is returned to the suction side of the hydraulic pump motor, so that the energy of the hydraulic oil is stored in the pressure accumulator. The drive torque of the hydraulic pump motor can be made smaller than the drive torque of the hydraulic pump motor when starting the engine. Therefore, it is possible to reduce the load fluctuation caused by the pump operation of the hydraulic pump motor, and to quickly start the engine.
本発明の一態様では、還流手段は、前記ポンプ動作が行われるときに油圧ポンプモータが吐出した作動油の一部を還流油路を介して油圧ポンプモータの吸入側へ還流させることが可能であり、前記モータ動作が行われるときに油圧ポンプモータの吸入側と吐出側との還流油路を介した連通を遮断することが好適である。この態様では、還流手段は、油圧ポンプモータの吸入側と吐出側とを還流油路を介して連通させる第1状態と、油圧ポンプモータの吸入側と吐出側との還流油路を介した連通を遮断する第2状態と、に切り換わることが可能な切換弁を含むことが好適である。この態様では、前記ポンプ動作が行われるときに切換弁の前記第1状態と前記第2状態との切り換えを交互に繰り返すことが好適である。また、本発明の一態様では、還流手段は、前記ポンプ動作が行われるときに油圧ポンプモータの吐出側から吸入側への作動油の還流量を調整する調整手段を含むことが好適である。こうすれば、蓄圧装置に作動油のエネルギーを蓄えるときの油圧ポンプモータの駆動トルクを調整することができる。 In one aspect of the present invention, the recirculation means can recirculate part of the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump motor to the suction side of the hydraulic pump motor through the recirculation oil path when the pump operation is performed. In addition, it is preferable that communication between the suction side and the discharge side of the hydraulic pump motor via the reflux oil passage is interrupted when the motor operation is performed. In this aspect, the recirculation means includes a first state in which the suction side and the discharge side of the hydraulic pump motor communicate with each other via the recirculation oil path, and a communication via the recirculation oil path between the suction side and the discharge side of the hydraulic pump motor. It is preferable to include a switching valve that can be switched to a second state that shuts off the valve. In this aspect, it is preferable to alternately switch the switching valve between the first state and the second state when the pump operation is performed. In the aspect of the invention, it is preferable that the recirculation unit includes an adjustment unit that adjusts the recirculation amount of the hydraulic oil from the discharge side to the suction side of the hydraulic pump motor when the pump operation is performed. If it carries out like this, the drive torque of the hydraulic pump motor when storing the energy of hydraulic fluid in a pressure accumulator can be adjusted .
本発明の一態様では、油圧ポンプモータは、互いに並列接続された第1及び第2のポンプモータを含み、前記モータ動作においては、第1及び第2のポンプモータが作動油のエネルギーを利用してエンジンの始動を行い、前記ポンプ動作においては、少なくとも第1のポンプモータがエンジンの動力または負荷の動力を利用して作動油を吸入して吐出し、還流手段は、前記ポンプ動作が行われるときに第2のポンプモータが吐出した作動油の少なくとも一部を第2のポンプモータの吸入側へ還流させることが可能であることが好適である。この態様では、還流手段は、前記ポンプ動作が行われるときに第2のポンプモータが吐出した作動油の少なくとも一部を還流油路を介して第2のポンプモータの吸入側へ還流させることが可能であり、前記モータ動作が行われるときに第2のポンプモータの吸入側と吐出側との還流油路を介した連通を遮断することが好適である。この態様では、還流手段は、第2のポンプモータの吸入側と吐出側とを還流油路を介して連通させる第1状態と、第2のポンプモータの吸入側と吐出側との還流油路を介した連通を遮断する第2状態と、に切り換わることが可能な切換弁を含むことが好適である。この態様では、前記ポンプ動作が行われるときに切換弁の前記第1状態と前記第2状態との切り換えを交互に繰り返すことが好適である。また、この態様では、還流手段は、前記ポンプ動作が行われるときに第2のポンプモータが吐出した作動油の全部を第2のポンプモータの吸入側へ還流させることが可能であることが好適である。こうすれば、蓄圧装置に作動油のエネルギーを蓄えるときの油圧ポンプモータの駆動トルクをより小さくすることができる。また、この態様では、第2のポンプモータの容量が第1のポンプモータの容量よりも大きく設定されていることが好適である。こうすれば、蓄圧装置に作動油のエネルギーを蓄えるときの油圧ポンプモータの駆動トルクをより小さくすることができるとともに、エンジンの始動を行うときの油圧ポンプモータの駆動トルクをより大きくすることができる。 In one aspect of the present invention, the hydraulic pump motor includes first and second pump motors connected in parallel to each other, and in the motor operation, the first and second pump motors use the energy of the hydraulic oil. The engine is started, and in the pump operation, at least the first pump motor uses the power of the engine or the power of the load to suck and discharge the hydraulic oil, and the recirculation means performs the pump operation. It is sometimes possible to return at least part of the hydraulic oil discharged by the second pump motor to the suction side of the second pump motor. In this aspect, the recirculation means recirculates at least a part of the hydraulic oil discharged by the second pump motor to the suction side of the second pump motor through the recirculation oil path when the pump operation is performed. It is possible to cut off the communication between the suction side and the discharge side of the second pump motor through the reflux oil passage when the motor operation is performed. In this aspect, the reflux means includes a first state in which the suction side and the discharge side of the second pump motor communicate with each other via the reflux oil path, and a reflux oil path between the suction side and the discharge side of the second pump motor. It is preferable to include a switching valve that can be switched to the second state in which the communication via the second valve is blocked. In this aspect, it is preferable to alternately switch the switching valve between the first state and the second state when the pump operation is performed. In this aspect, it is preferable that the recirculation means can recirculate all of the hydraulic oil discharged by the second pump motor to the suction side of the second pump motor when the pump operation is performed. It is. If it carries out like this, the drive torque of the hydraulic pump motor when storing the energy of hydraulic oil in a pressure accumulator can be made smaller. In this aspect, it is preferable that the capacity of the second pump motor is set larger than the capacity of the first pump motor. If it carries out like this, while being able to make the drive torque of the hydraulic pump motor when storing the energy of hydraulic oil in a pressure accumulator more smaller, the drive torque of the hydraulic pump motor when starting an engine can be made larger. .
本発明の一態様では、油圧ポンプモータは、負荷の減速時に前記ポンプ動作を行い、還流手段は、負荷の減速時に油圧ポンプモータが吐出した作動油の一部を油圧ポンプモータの吸入側へ還流させることが好適である。こうすれば、負荷のエネルギーを利用して蓄圧装置に作動油のエネルギーを蓄えるときの油圧ポンプモータの駆動トルクを小さくすることができる。 In one aspect of the present invention, the hydraulic pump motor performs the pump operation when the load is decelerated, and the return means returns a part of the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump motor to the suction side of the hydraulic pump motor when the load is decelerated. Is preferable. If it carries out like this, the drive torque of a hydraulic pump motor when storing the energy of hydraulic oil in a pressure accumulator using load energy can be made small.
本発明の一態様では、油圧ポンプモータは、エンジンの運転が停止されるときに前記ポンプ動作を行うことが好適である。こうすれば、エンジンの運転を停止させるときのエンジン負荷を増大させることができ、エンジンの運転停止を速やかに行うことができる。この態様では、還流手段は、エンジンの運転が停止されるときは前記ポンプ動作が行われるにも拘わらず油圧ポンプモータの吐出側から吸入側へ作動油を還流させないことが好適である。こうすれば、エンジンの運転を停止させるときのエンジン負荷をより増大させることができ、エンジンの運転停止をより速やかに行うことができる。 In one aspect of the present invention, it is preferable that the hydraulic pump motor performs the pump operation when the operation of the engine is stopped. If it carries out like this, the engine load at the time of stopping operation of an engine can be increased, and operation stop of an engine can be performed rapidly. In this aspect, it is preferable that the recirculation means does not recirculate the hydraulic oil from the discharge side to the suction side of the hydraulic pump motor even when the pump operation is performed when the operation of the engine is stopped. If it carries out like this, the engine load at the time of stopping operation of an engine can be increased more, and operation stop of an engine can be performed more promptly.
また、本発明の参考例に係るエンジン始動装置は、負荷を駆動することが可能なエンジンの始動を行うエンジン始動装置であって、エンジンの動力または負荷の動力を利用して作動油を吐出することが可能な油圧ポンプと、油圧ポンプから吐出された作動油のエネルギーを蓄える蓄圧装置と、蓄圧装置に蓄えられた作動油のエネルギーを利用してエンジンの始動を行うことが可能な油圧モータと、を備え、油圧モータの容量が油圧ポンプの容量よりも大きく設定されていることが好適である。 An engine starter according to a reference example of the present invention is an engine starter that starts an engine capable of driving a load, and discharges hydraulic oil using engine power or load power. A hydraulic pump capable of storing the pressure, a pressure accumulator that stores the energy of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, and a hydraulic motor that can start the engine using the energy of the hydraulic oil stored in the pressure accumulator It is preferable that the capacity of the hydraulic motor is set larger than the capacity of the hydraulic pump.
本発明の参考例においては、油圧モータの容量が油圧ポンプの容量よりも大きく設定されていることで、蓄圧装置に作動油のエネルギーを蓄えるときの油圧ポンプの駆動トルクを、エンジンの始動を行うときの油圧モータの駆動トルクよりも小さくすることができる。したがって、油圧ポンプモータがポンプ動作を行うことによる負荷変動を低減することができるとともに、エンジンの始動を速やかに行うことができる。 In the reference example of the present invention , since the capacity of the hydraulic motor is set larger than the capacity of the hydraulic pump, the engine is started with the driving torque of the hydraulic pump when the hydraulic oil energy is stored in the pressure accumulator. It can be made smaller than the driving torque of the hydraulic motor. Therefore, it is possible to reduce the load fluctuation caused by the pump operation of the hydraulic pump motor, and to quickly start the engine.
本発明の一態様では、エンジンから負荷に至る動力伝達経路にて取り出した動力を増速して油圧ポンプに伝達することが可能な増速機構を備えることが好適である。こうすれば、蓄圧装置に作動油のエネルギーを蓄えるときの油圧ポンプの駆動トルクをより小さくすることができ、油圧ポンプの小型化を図ることができる。 In one aspect of the present invention, it is preferable to include a speed increasing mechanism capable of increasing the speed of power extracted through a power transmission path from an engine to a load and transmitting the speed to a hydraulic pump. If it carries out like this, the drive torque of the hydraulic pump at the time of storing the energy of hydraulic oil in a pressure accumulator can be made smaller, and size reduction of a hydraulic pump can be achieved.
また、本発明の参考例に係るエンジン始動装置は、負荷を駆動することが可能なエンジンの始動を行うエンジン始動装置であって、エンジンの動力または負荷の動力を利用して作動油を吐出することが可能な油圧ポンプと、油圧ポンプから吐出された作動油のエネルギーを蓄える蓄圧装置と、蓄圧装置に蓄えられた作動油のエネルギーを利用してエンジンの始動を行うことが可能な油圧モータと、エンジンから負荷に至る動力伝達経路にて取り出した動力を増速して油圧ポンプに伝達することが可能な増速機構と、を備えることを要旨とする。 An engine starter according to a reference example of the present invention is an engine starter that starts an engine capable of driving a load, and discharges hydraulic oil using engine power or load power. A hydraulic pump capable of storing the pressure, a pressure accumulator that stores the energy of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, and a hydraulic motor that can start the engine using the energy of the hydraulic oil stored in the pressure accumulator And a speed increasing mechanism capable of speeding up the power extracted through a power transmission path from the engine to the load and transmitting the speed to the hydraulic pump.
本発明の参考例においては、エンジンから負荷に至る動力伝達経路にて取り出した動力を増速機構により増速して油圧ポンプに伝達することで、蓄圧装置に作動油のエネルギーを蓄えるときの油圧ポンプの駆動トルクを小さくすることができる。その結果、油圧ポンプの小型化を図ることができる。
In the reference example of the present invention , the hydraulic pressure when the energy of the hydraulic oil is stored in the pressure accumulating device by increasing the power extracted by the power transmission path from the engine to the load by the speed increasing mechanism and transmitting it to the hydraulic pump. The driving torque of the pump can be reduced. As a result, the hydraulic pump can be reduced in size.
本発明の一態様では、油圧モータの動力を減速してエンジンに伝達することが可能な減速機構と、減速機構で減速された油圧モータからの動力をエンジンに伝達することを許容し且つエンジンから減速機構への動力伝達を断つ一方向動力伝達機構と、を備えることが好適である。こうすれば、エンジンの始動後にエンジンから油圧モータへの動力伝達を断つ場合に、一方向動力伝達機構の引き摺り損失を低減することができる。 In one aspect of the present invention, a reduction mechanism capable of decelerating and transmitting the power of a hydraulic motor to the engine, and allowing transmission of power from the hydraulic motor decelerated by the reduction mechanism to the engine and from the engine And a one-way power transmission mechanism that interrupts power transmission to the speed reduction mechanism. In this way, when the power transmission from the engine to the hydraulic motor is interrupted after the engine is started, the drag loss of the one-way power transmission mechanism can be reduced.
本発明によれば、作動油のエネルギーを利用したエンジンの始動をより適切に行うことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the engine using the energy of hydraulic oil can be started more appropriately.
以下、本発明を実施するための形態(以下実施形態という)を図面に従って説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
「実施形態1」
図1は、本発明の実施形態1に係るエンジン始動装置を含む車両の駆動システムの概略構成を示す図である。エンジン(内燃機関)10の出力軸10−1はクラッチ12と連結されており、エンジン10の発生する動力は、クラッチ12の係合時に変速機(図示せず)で変速されてから駆動輪(図示せず)に伝達されることで、車両の駆動に用いられる。このように、エンジン10の発生する動力は、例えば車両の駆動等の負荷の駆動に用いられる。
“Embodiment 1”
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a vehicle drive system including an engine starter according to Embodiment 1 of the present invention. An output shaft 10-1 of the engine (internal combustion engine) 10 is connected to a clutch 12, and the power generated by the
本実施形態では、エンジン10の燃費性能を向上させるために、車両の走行状態に応じてエンジン10を自動停止したり自動再始動する制御が行われる。そして、本実施形態では、作動油のエネルギーを利用してエンジン10を自動再始動する。以下、そのための構成例について説明する。
In the present embodiment, in order to improve the fuel efficiency performance of the
油圧ポンプモータ22は、エンジン10の動力または車両の動力を利用して回転駆動することで、リザーバ23に貯溜された作動油をその入口22aから吸入して作動油にエネルギーを与えてその出口22bから吐出するポンプ動作を行うことが可能である。エンジン10の出力軸10−1と油圧ポンプモータ22の回転軸との間には、ベルト等を用いた伝動機構26と、動力断続機構としてのクラッチ(電磁クラッチ)24と、が設けられている。ここでは、伝動機構26による変速比は1に設定されている。クラッチ24が解放されている場合は、エンジン10の出力軸10−1からクラッチ24を介して油圧ポンプモータ22の回転軸へ動力は伝達されない。一方、クラッチ24が係合されている場合は、エンジン10の出力軸10−1からクラッチ24を介して油圧ポンプモータ22の回転軸へ動力が伝達されることで、油圧ポンプモータ22が回転駆動される。エンジン10が車両(駆動輪)を駆動するための動力を発生しているときには、エンジン10の動力の一部がエンジン10の出力軸10−1にて取り出されて油圧ポンプモータ22の回転軸に伝達される。また、車両の減速時には、車両の動力の一部がエンジン10の出力軸10−1にて取り出されて油圧ポンプモータ22の回転軸に伝達される。
The
蓄圧装置として設けられたアキュムレータ28は、油圧ポンプモータ22の出口22bから吐出された作動油のエネルギーを蓄えることが可能である。圧力センサ29は、アキュムレータ28に蓄圧された作動油の圧力Pを検出する。油圧ポンプモータ22の出口22bとアキュムレータ28とを接続するための油路25には、切換弁30及び逆止弁27が設けられている。切換弁30は、油圧ポンプモータ22の出口22bとアキュムレータ28とを連通させるとともに油圧ポンプモータ22の出口22bとリザーバ23との連通を遮断する第1状態(図1の左側の状態)と、油圧ポンプモータ22の出口22bとリザーバ23とを連通させるとともに油圧ポンプモータ22の出口22bとアキュムレータ28との連通を遮断する第2状態(図1の右側の状態)と、油圧ポンプモータ22の出口22bとアキュムレータ28及びリザーバ23との連通を遮断する第3状態(図1の中央の状態)と、に切り換わることが可能である。逆止弁27は、油圧ポンプモータ22の出口22bからアキュムレータ28への作動油の流れを許容し且つアキュムレータ28から油圧ポンプモータ22の出口22bへの作動油の流れを遮断する。この逆止弁27によって、アキュムレータ28から油圧ポンプモータ22の出口22bへの作動油の逆流が防止される。また、リリーフ弁31は、アキュムレータ28(油路25)の作動油の圧力Pが設定値P1を超える場合に油路25の作動油をリザーバ23へ逃がすことで、アキュムレータ28(油路25)の作動油の圧力Pを設定値P1以下に保つ。
The
アキュムレータ28と油圧ポンプモータ22の入口22aとを接続するための油路33には、それらの間の連通を開閉する開閉弁32が設けられている。開閉弁32が閉状態にあるときは、アキュムレータ28から油圧ポンプモータ22の入口22aへの作動油のエネルギーの供給が遮断される。一方、開閉弁32が開状態にあるときは、アキュムレータ28から油圧ポンプモータ22の入口22aへの作動油のエネルギーの供給が許容される。このように、アキュムレータ28は、油圧ポンプモータ22に対して作動油のエネルギーの授受を行うことが可能である。油圧ポンプモータ22は、アキュムレータ28からその入口22aに供給された作動油のエネルギーを利用して動力を発生し、この動力によってエンジン10を再始動するモータ動作を行うことも可能である。また、リザーバ23と油圧ポンプモータ22の入口22aとを接続するための油路35には、リザーバ23から油圧ポンプモータ22の入口22aへの作動油の流れを許容し且つ油圧ポンプモータ22の入口22aからリザーバ23への作動油の流れを遮断する逆止弁37が設けられている。この逆止弁37によって、油圧ポンプモータ22の入口22aからリザーバ23への作動油の逆流が防止される。
The
油圧ポンプモータ22の回転軸と伝動機構26との間には、減速機構36と、一方向動力断続機構としてのワンウェイクラッチ34と、がクラッチ24に対して並列に設けられている。減速機構36は、油圧ポンプモータ22の動力を減速して伝動機構26(エンジン10の出力軸10−1)に伝達することが可能である。ここでの減速機構36においては、2段階の減速が行われる。ワンウェイクラッチ34は、減速機構36と伝動機構26(エンジン10の出力軸10−1)との間に設けられており、減速機構36で減速された油圧ポンプモータ22からの動力をエンジン10の出力軸10−1に伝達することをその係合によって許容し、エンジン10の出力軸10−1から減速機構36(油圧ポンプモータ22)への動力伝達をその解放(空転)によって断つ。
Between the rotating shaft of the
電子制御ユニット42は、CPUを中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶したROMと、一時的にデータを記憶するRAMと、入出力ポートと、を備える。この電子制御ユニット42には、エンジン回転センサ(図示せず)により検出されたエンジン回転速度Neを示す信号、車速センサ(図示せず)により検出された車速Vを示す信号、及び圧力センサ29からのアキュムレータ28の圧力Pを示す信号等が入力ポートを介して入力されている。一方、電子制御ユニット42からは、エンジン10の運転状態を制御するためのエンジン制御信号、クラッチ24の解放/係合の切り換え制御を行うためのクラッチ制御信号、切換弁30の第1〜3状態を切り換えるための切換制御信号、及び開閉弁32の開閉状態を切り換えるための開閉制御信号等が出力ポートを介して出力されている。
The
次に、本実施形態に係る駆動システムの動作、特に、エンジン10を再始動するための動作について説明する。
Next, the operation of the drive system according to the present embodiment, particularly the operation for restarting the
電子制御ユニット42は、油圧ポンプモータ22のポンプ動作によってアキュムレータ28に作動油を供給する(アキュムレータ28の蓄圧を行う)ときは、図2に示すように、切換弁30を第1状態に制御するとともに開閉弁32を閉状態に制御する。つまり、油圧ポンプモータ22の出口22bからアキュムレータ28への作動油のエネルギーの供給を許容し且つアキュムレータ28から油圧ポンプモータ22の入口22aへの作動油のエネルギーの供給を停止させる状態(蓄圧状態)に制御する。さらに、電子制御ユニット42は、図2に示すように、クラッチ24を係合してエンジン10の出力軸10−1と油圧ポンプモータ22の回転軸とを接続することで、エンジン10の動力または車両の動力を利用して油圧ポンプモータ22を回転駆動する。油圧ポンプモータ22は、この回転駆動によって、リザーバ23に貯溜された作動油をその入口22aから吸入して作動油にエネルギーを与えてその出口22bから吐出するポンプ動作を行うことができる。そして、アキュムレータ28は、油圧ポンプモータ22の出口22bから吐出された作動油のエネルギーを蓄えることができる。なお、伝動機構26による変速比は1であるため、油圧ポンプモータ22は、ポンプ動作を行うときは、エンジン回転速度Neと同一回転速度で回転駆動する。また、油圧ポンプモータ22のポンプ動作が行われるときは、ワンウェイクラッチ34は解放(空転)している。
The
本実施形態では、アキュムレータ28の蓄圧を行う(クラッチ24を係合する)条件として、例えば車両の減速時を挙げることができる。車両の減速時にクラッチ24を係合することで、車両の運動エネルギーを利用して油圧ポンプモータ22を回転駆動することができるので、エンジン10の再始動に必要な作動油のエネルギーを、回生エネルギーを利用してアキュムレータ28に蓄えることができる。ただし、車両の減速時以外でも、クラッチ24を係合し、エンジン10の動力を利用して油圧ポンプモータ22を回転駆動することも可能である。また、電子制御ユニット42は、圧力センサ29によるアキュムレータ28の圧力Pが設定値P1以上であるときは、アキュムレータ28に作動油のエネルギーが十分に蓄えられていると判定し、車両の減速時であってもクラッチ24を係合しない(油圧ポンプモータ22を回転駆動しない)。なお、電子制御ユニット42は、例えば車速Vの時間変化率dV/dtやブレーキ操作量B(図示しないセンサにより検出)に基づいて、車両の減速時か否かを判定することができる。
In the present embodiment, the condition for accumulating the accumulator 28 (engaging the clutch 24) can be, for example, when the vehicle is decelerating. By engaging the clutch 24 when the vehicle is decelerating, the
一方、電子制御ユニット42は、油圧ポンプモータ22のモータ動作によって停止中のエンジン10を再始動するときは、図3に示すように、クラッチ24を解放した状態で、切換弁30を第2状態に切り換えるとともに開閉弁32を開状態に切り換える。つまり、アキュムレータ28から油圧ポンプモータ22の入口22aへの作動油のエネルギーの供給を許容し且つ油圧ポンプモータ22の出口22bをリザーバ23に連通させる状態(放出状態)に切り換える。この切換弁30及び開閉弁32の切り換えによって、アキュムレータ28に蓄えられた作動油のエネルギーが油圧ポンプモータ22の入口22aに供給され、油圧ポンプモータ22が回転駆動される。油圧ポンプモータ22が回転駆動されると、ワンウェイクラッチ34が係合され、油圧ポンプモータ22の動力が減速機構36で2段階に減速されてからエンジン10の出力軸10−1に伝達されることで、停止中のエンジン10が再始動される。このように、切換弁30が第2状態且つ開閉弁32が開状態にあるときに、油圧ポンプモータ22は、アキュムレータ28に蓄えられた作動油のエネルギーを利用してエンジン10を始動するモータ動作を行うことが可能である。エンジン10の再始動が行われた後は、係合していたワンウェイクラッチ34が解放され、伝動機構26が空転する。このワンウェイクラッチ34の解放(空転)によって、エンジン10の動力による油圧ポンプモータ22の回転駆動が防止される。このときのワンウェイクラッチ34の空転速度は、エンジン回転速度Neに等しくなる。
On the other hand, when restarting the
また、電子制御ユニット42は、アキュムレータ28の蓄圧もエンジン10の再始動も行わないときは、クラッチ24を解放状態に制御するとともに、切換弁30を第3状態且つ開閉弁32を閉状態に制御する。この状態でエンジン10が回転駆動している場合は、ワンウェイクラッチ34は解放(空転)している。また、運転者の操作によってエンジン10の始動が行われる場合は、スタータモータ13の回転駆動によってエンジン10の始動が行われる。
The
以上説明した本実施形態では、油圧ポンプモータ22のポンプ動作によってエンジン10または車両の運動エネルギーの一部を直接作動油のエネルギーに変換してアキュムレータ28に予め蓄えておく。そして、この蓄えた作動油のエネルギーを油圧ポンプモータ22のモータ動作によって油圧ポンプモータ22の運動エネルギーに変換することで、エンジン10の再始動を行う。これによって、作動油のエネルギーを利用してエンジン10の再始動を行う場合に、作動油のエネルギーへの変換に要するエネルギー変換の回数を減らすことができ、エネルギー変換に伴うエネルギー損失を低減することができる。したがって、エンジン10の再始動を効率よく行うことができる。また、出力密度の高い油圧を利用してエンジン10の再始動を行うため、電動機(電動スタータ)によりエンジン10の再始動を行う構成と比較して、瞬時にエンジン10の再始動に利用可能な仕事率を増大させることができる。したがって、エンジン10の初爆までの時間を短縮することができ、エンジン10の再始動を速やかに行うことができる。その結果、エンジン10の初爆までに排出される未燃焼燃料を低減することができ、エンジン10のエミッションを低減することができる。さらに、エンジン始動装置の小型化及び搭載性向上を図ることができる。
In the present embodiment described above, a part of the kinetic energy of the
そして、本実施形態では、油圧ポンプモータ22がモータ動作を行うときの動力を減速機構36で減速してからエンジン10の出力軸10−1に伝達することで、油圧ポンプモータ22がエンジン10の出力軸10−1に作用させるトルク(エンジン10の再始動を行うときのトルク)を増大させることができる。したがって、エンジン10の始動性をより向上させることができる。また、エンジン10の再始動後はエンジン10から油圧ポンプモータ22への動力伝達がワンウェイクラッチ34の解放(空転)により遮断されるため、油圧ポンプモータ22がエンジン10の動力によって回転駆動されるのを(油圧ポンプモータ22の引き摺りを)防止することができる。さらに、ワンウェイクラッチ34を減速機構36とエンジン10の出力軸10−1との間に設けることで、ワンウェイクラッチ34の解放時の空転速度を低減することができる。その結果、ワンウェイクラッチ34の解放時の引き摺り損失を低減することができ、ワンウェイクラッチ34の耐久性を向上させることができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、車両の減速時にクラッチ24を係合して油圧ポンプモータ22のポンプ動作を行うことで、エンジン10の再始動に必要な作動油のエネルギーを、車両の運動エネルギー(回生エネルギー)を利用してアキュムレータ28に効率よく蓄えることができる。したがって、作動油のエネルギーを利用したエンジン10の再始動をより効率よく行うことができる。
Further, in the present embodiment, when the vehicle is decelerated, the clutch 24 is engaged and the
また、本実施形態では、ポンプ動作を行う油圧ポンプとモータ動作を行う油圧モータとを一体の油圧ポンプモータ22により構成することで、エンジン始動装置の更なる小型化及び搭載性向上を図ることができる。
In the present embodiment, the hydraulic pump that performs the pump operation and the hydraulic motor that performs the motor operation are configured by the integrated
以上説明したように、本実施形態によれば、作動油のエネルギーを利用したエンジン10の再始動をより適切に行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the restart of the
以上の本実施形態の説明では、ポンプ動作を行う油圧ポンプとモータ動作を行う油圧モータとを一体の油圧ポンプモータ22により構成し、油圧ポンプモータ22のポンプ動作とモータ動作とを時分割的に切り換えるものとした。ただし、本実施形態では、ポンプ動作を行う油圧ポンプとモータ動作を行う油圧モータとを別体にすることもできる。油圧ポンプと油圧モータとを別体にする場合は、油圧ポンプへ伝達する動力を取り出す位置については、エンジン10の出力軸10−1に限定されるものではなく、エンジン10から駆動輪に至る動力伝達経路の任意の位置にて動力を取り出して油圧ポンプへ伝達することが可能である。その場合、クラッチ24は、エンジン10から駆動輪に至る動力伝達経路と油圧ポンプとの間で動力の断続を行うことが可能である。
In the above description of the present embodiment, the hydraulic pump that performs the pump operation and the hydraulic motor that performs the motor operation are configured by the integrated
また、本実施形態では、切換弁30は、前述の第1状態と第2状態との2状態のみに切り換わることが可能であってもよい。この場合、電子制御ユニット42は、アキュムレータ28の蓄圧もエンジン10の再始動も行わないときは、切換弁30を第2状態に制御する。
In the present embodiment, the switching
「実施形態2」
図4は、本発明の実施形態2に係るエンジン始動装置の概略構成を示す図である。以下の実施形態2の説明では、実施形態1と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
“Embodiment 2”
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of an engine starter according to Embodiment 2 of the present invention. In the following description of the second embodiment, the same or corresponding components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
本実施形態では、ベルトやギア等を用いた伝動機構の内部に配置されたクラッチ(電磁クラッチ)24の解放/係合の切り換えによって、エンジン10の出力軸10−1と油圧ポンプモータ22の回転軸との間で動力の断続を行うことが可能である。ここでは、油圧ポンプモータ22がモータ動作により発生した動力は、伝動機構で減速されてからエンジン10の出力軸10−1に伝達される。つまり、油圧ポンプモータ22からエンジン10の出力軸10−1への動力伝達においては、伝動機構は減速機構として機能する。また、実施形態1と比較して、油圧ポンプモータ22の入口22a(吸入側)と出口22b(吐出側)とを接続するための還流油路55が設けられており、この還流油路55には切換弁50及びオリフィス(絞り部)53が設けられている。切換弁50は、油圧ポンプモータ22の入口22aと出口22bとを還流油路55を介して連通させるとともに油圧ポンプモータ22の出口22bとリザーバ23との連通を遮断する第1状態(図4の上側の状態)と、油圧ポンプモータ22の出口22bとリザーバ23とを連通させるとともに油圧ポンプモータ22の入口22aと出口22bとの連通を遮断する第2状態(図4の下側の状態)と、に切り換わることが可能である。切換弁50を第1状態に切り換えることで、油圧ポンプモータ22の出口22b(吐出側)から還流油路55を介して入口22a(吸入側)へ作動油を還流させることが可能となる。ここでのオリフィス53は、油圧ポンプモータ22の出口22bから入口22aへの作動油の還流流量を調整するために設けられている。
In the present embodiment, rotation of the output shaft 10-1 of the
電子制御ユニット42は、油圧ポンプモータ22のポンプ動作によってアキュムレータ28の蓄圧を行うときは、図5に示すように、切換弁50を第1状態に制御するとともに開閉弁32を閉状態に制御する。つまり、油圧ポンプモータ22の出口22bからアキュムレータ28への作動油のエネルギーの供給を許容し且つアキュムレータ28から油圧ポンプモータ22の入口22aへの作動油のエネルギーの供給を停止させる状態(蓄圧状態)に制御し、さらに、油圧ポンプモータ22の入口22aと出口22bとをオリフィス53を介して連通させる。そして、電子制御ユニット42は、クラッチ24を係合してエンジン10の出力軸10−1と油圧ポンプモータ22の回転軸とを接続することで、エンジン10の動力または車両の動力を利用して油圧ポンプモータ22を回転駆動する。油圧ポンプモータ22は、この回転駆動によって、リザーバ23に貯溜された作動油をその入口22aから吸入して作動油にエネルギーを与えてその出口22bから吐出するポンプ動作を行うことができ、アキュムレータ28は、油圧ポンプモータ22の出口22bから吐出された作動油のエネルギーを蓄えることができる。ただし、本実施形態では、油圧ポンプモータ22のポンプ動作が行われるときは、油圧ポンプモータ22の入口22aと出口22bとがオリフィス53を介して連通しているため、図5に示すように、油圧ポンプモータ22の出口22bから吐出された作動油のエネルギーの一部がオリフィス53を介して油圧ポンプモータ22の入口22a(吸入側)に還流される。この作動油の還流によって、油圧ポンプモータ22がポンプ動作を行うときの駆動トルクを低減することができる。
When accumulating the
本実施形態でも実施形態1と同様に、アキュムレータ28の蓄圧を行う(クラッチ24を係合する)条件として、例えば車両の減速時を挙げることができる。車両の減速時にクラッチ24を係合することで、車両の運動エネルギーを利用して油圧ポンプモータ22を回転駆動することができる。このとき、車両の動力の一部がベルトやギア等を用いた伝動機構によって増速されてから油圧ポンプモータ22の回転軸に伝達される。つまり、エンジン10の出力軸10−1から油圧ポンプモータ22への動力伝達においては、伝動機構は増速機構として機能する。
In the present embodiment, as in the first embodiment, as a condition for accumulating the accumulator 28 (engagement of the clutch 24), for example, the vehicle can be decelerated. By engaging the clutch 24 when the vehicle is decelerated, the
一方、電子制御ユニット42は、油圧ポンプモータ22のモータ動作によって停止中のエンジン10を再始動するときは、図6に示すように、クラッチ24を係合した状態で、切換弁50を第2状態に切り換えるとともに開閉弁32を開状態に切り換える。つまり、アキュムレータ28から油圧ポンプモータ22の入口22aへの作動油のエネルギーの供給を許容し且つ油圧ポンプモータ22の出口22bをリザーバ23に連通させる状態(放出状態)に切り換える。このとき、油圧ポンプモータ22の入口22aと出口22bとの還流油路55を介した連通は遮断される。この切換弁50及び開閉弁32の切り換えによって、アキュムレータ28に蓄えられた作動油のエネルギーが油圧ポンプモータ22の入口22aに供給され、油圧ポンプモータ22が回転駆動される。油圧ポンプモータ22が回転駆動されると、油圧ポンプモータ22の動力がベルトやギア等を用いた伝動機構により減速されてからエンジン10の出力軸10−1に伝達されることで、停止中のエンジン10が再始動される。このように、切換弁50が第2状態且つ開閉弁32が開状態にあるときに、油圧ポンプモータ22は、アキュムレータ28に蓄えられた作動油のエネルギーを利用してエンジン10を始動するモータ動作を行うことが可能である。電子制御ユニット42は、例えばエンジン回転速度Neに基づいてエンジン10が再始動したと判定した場合は、係合していたクラッチ24を解放するとともに、切換弁50を第1状態且つ開閉弁32を閉状態に切り換える。なお、電子制御ユニット42は、アキュムレータ28の蓄圧もエンジン10の再始動も行わないときは、クラッチ24を解放状態に制御するとともに、切換弁50を第1状態且つ開閉弁32を閉状態に制御する。
On the other hand, when restarting the
以上説明した本実施形態では、油圧ポンプモータ22がポンプ動作を行うときに、油圧ポンプモータ22の出口22bから吐出された作動油の一部を還流油路55(オリフィス53)を介して入口22aへ還流させることで、アキュムレータ28の蓄圧を行うときの油圧ポンプモータ22の駆動トルクを小さくすることができる。したがって、油圧ポンプモータ22がポンプ動作を行うことによる負荷変動を低減することができ、負荷変動によるショックを低減することができる。さらに、エンジン10または車両の動力を伝動機構で増速してから油圧ポンプモータ22に伝達することで、油圧ポンプモータ22の駆動トルクをより小さくすることができる。
In the present embodiment described above, when the
一方、油圧ポンプモータ22がモータ動作を行うときには、油圧ポンプモータ22の入口22aと出口22bとの還流油路55を介した連通は遮断されるため、エンジン10の再始動を行うときの油圧ポンプモータ22の駆動トルクを十分に増大させることができる。したがって、エンジン10の再始動を速やかに行うことができる。さらに、油圧ポンプモータ22の動力を伝動機構で減速してからエンジン10の出力軸10−1に伝達することで、エンジン10の再始動を行うときのトルクをより増大させることができる。
On the other hand, when the
また、本実施形態では、実施形態1と比較して、ワンウェイクラッチ34を省略することができるとともに、エンジン10の出力軸10−1と油圧ポンプモータ22との間の伝動機構の構成を簡略化することができる。その結果、エンジン始動装置の更なる小型化及び搭載性向上を図ることができる。
Further, in the present embodiment, compared to the first embodiment, the one-way clutch 34 can be omitted, and the configuration of the transmission mechanism between the output shaft 10-1 of the
次に、本実施形態の他の構成例について説明する。 Next, another configuration example of this embodiment will be described.
図7に示す構成例では、図4に示す構成例と比較して、オリフィス53が省略されている。そして、切換弁50の代わりに、切換弁51及び開閉弁52が設けられている。切換弁51は、油圧ポンプモータ22の入口22aと出口22bとを還流油路55を介して連通させるとともに油圧ポンプモータ22の出口22bとアキュムレータ28との連通を遮断する第1状態(図7の上側の状態)と、油圧ポンプモータ22の出口22bとアキュムレータ28とを逆止弁27を介して連通させるとともに油圧ポンプモータ22の入口22aと出口22bとの連通を遮断する第2状態(図7の下側の状態)と、に切り換わることが可能である。開閉弁52は、油路25とリザーバ23との間の連通を開閉することで、切換弁51が第2状態にあるときに油圧ポンプモータ22の出口22bとリザーバ23との間の連通を開閉することが可能である。切換弁51を第1状態に切り換えることで、油圧ポンプモータ22の出口22bから還流油路55を介して入口22aへ作動油を還流させることが可能となる。また、切換弁51を第2状態且つ開閉弁32,52を閉状態に切り換えることで、油圧ポンプモータ22の出口22bから逆止弁27を介してアキュムレータ28に作動油のエネルギーを供給することが可能となる。また、切換弁51を第2状態且つ開閉弁32,52を開状態に切り換えることで、アキュムレータ28から油圧ポンプモータ22の入口22aへ作動油のエネルギーを供給するとともに油圧ポンプモータ22の出口22bとリザーバ23とを連通させることが可能となる。なお、他の構成については、図4に示す構成例と同様である。
In the configuration example shown in FIG. 7, the
電子制御ユニット42は、油圧ポンプモータ22のポンプ動作によってアキュムレータ28の蓄圧を行うときは、図8に示すように、開閉弁32,52を閉状態に制御し、クラッチ24を係合することで油圧ポンプモータ22を回転駆動する。さらに、電子制御ユニット42は、切換弁51の第1状態と第2状態との切り換えを交互に繰り返すデューティ制御を行う。この切換弁51のデューティ制御によって、油圧ポンプモータ22の出口22bからアキュムレータ28への作動油の供給流量と、油圧ポンプモータ22の出口22bから入口22aへの作動油の還流流量との配分を制御することができ、油圧ポンプモータ22がポンプ動作を行うときの駆動トルクを制御することができる。例えば切換弁51のデューティ比(切換弁51を第1状態に切り換える割合)を増大させることで、油圧ポンプモータ22の出口22bから入口22aへの作動油の還流流量を増大させることができ、油圧ポンプモータ22の駆動トルクを減少させることができる。なお、図7に示す構成例でも、アキュムレータ28の蓄圧を行う条件として、例えば車両の減速時を挙げることができる。
When accumulating the
また、電子制御ユニット42は、エンジン10の運転を停止させるときは、開閉弁32,52を閉状態且つ切換弁51を第2状態に制御する。そして、電子制御ユニット42は、クラッチ24を係合し(エンジン10と油圧ポンプモータ22とを接続し)、停止前のエンジン10の動力を利用して油圧ポンプモータ22を回転駆動することで、油圧ポンプモータ22のポンプ動作を行う。その際には、切換弁51が第2状態に制御されていることで、油圧ポンプモータ22の出口22bから吐出された作動油のエネルギーは、還流油路55を介して入口22aへ還流されることなく、逆止弁27を介してアキュムレータ28に供給される。アキュムレータ28に油圧が充分に蓄えられている場合には、作動油がリリーフ弁31を介してリザーバ23に排出される。そのため、エンジン10の停止時に油圧ポンプモータ22の駆動トルク(エンジン負荷)を増大させることができ、エンジン10を速やかに停止させることができる。このように、車両減速時の油圧ポンプモータ22のポンプ動作においては、油圧ポンプモータ22の出口22bから吐出された作動油の一部を入口22aへ還流させるが、エンジン10の運転を停止させるときは、油圧ポンプモータ22のポンプ動作を行うにも拘わらず油圧ポンプモータ22の出口22bから入口22aへ作動油を還流させない。
Further, when stopping the operation of the
また、電子制御ユニット42は、油圧ポンプモータ22のモータ動作によって停止中のエンジン10を再始動するときは、図9に示すように、クラッチ24を係合した状態で、切換弁51を第2状態に切り換えるとともに開閉弁32,52を開状態に切り換える。この切換弁51及び開閉弁32,52の切り換えによって、図4に示す構成例と同様に、油圧ポンプモータ22のモータ動作を行うことができ、停止中のエンジン10を再始動することができる。
Further, when restarting the
図7に示す構成例でも、アキュムレータ28の蓄圧(ポンプ動作)を行うときの油圧ポンプモータ22の駆動トルクを小さくすることができるとともに、エンジン10の再始動(モータ動作)を行うときの油圧ポンプモータ22の駆動トルクを大きくすることができる。そして、図7に示す構成例では、切換弁51のデューティ制御によって油圧ポンプモータ22の出口22bから入口22aへの作動油の還流流量を制御することができるので、還流油路55のオリフィス53を省略することができる。さらに、図7に示す構成例では、エンジン10の運転を停止させるときに油圧ポンプモータ22のポンプ動作を行うことで、エンジン負荷を増大させることができ、エンジン10の運転停止を速やかに行うことができる。その結果、エンジン10の自動停止時の乗り心地を向上させることができる。さらに、エンジン10の運転を停止させるときは、油圧ポンプモータ22のポンプ動作を行うにも拘わらず油圧ポンプモータ22の出口22bから入口22aへ作動油を還流させないことで、エンジン負荷をより増大させることができ、エンジン10の運転停止をより速やかに行うことができる。
In the configuration example shown in FIG. 7 as well, it is possible to reduce the driving torque of the
なお、図7に示す構成例では、油圧ポンプモータ22の出口22bからアキュムレータ28への作動油の供給流量と油圧ポンプモータ22の出口22bから入口22aへの作動油の還流流量との配分を調整可能な比例弁を切換弁51の代わりに設けることもできる。その場合は、電子制御ユニット42は、アキュムレータ28の蓄圧を行うときにアキュムレータ28への作動油の供給流量と油圧ポンプモータ22の入口22aへの作動油の還流流量との配分を比例弁の駆動制御によって制御することができる。
In the configuration example shown in FIG. 7, the distribution between the supply flow rate of hydraulic oil from the
「実施形態3」
図10は、本発明の実施形態3に係るエンジン始動装置の概略構成を示す図である。以下の実施形態3の説明では、実施形態1,2と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
“Embodiment 3”
FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of an engine starter according to Embodiment 3 of the present invention. In the following description of the third embodiment, the same or corresponding components as those of the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
本実施形態では、実施形態2(図7に示す構成例)と比較して、油圧ポンプモータ22は、互いに並列接続された2つのポンプモータ62,63を含んで構成されている。ポンプモータ63の容量は、ポンプモータ62の容量よりも大きく設定されている。ポンプモータ62の出口62bは逆止弁27を介してアキュムレータ28に接続されており、ポンプモータ63の出口63bは切換弁51に接続されている。なお、ここでのポンプモータの容量は、ポンプモータの1回転あたりの作動油の容積を表す。
In the present embodiment, compared to the second embodiment (configuration example shown in FIG. 7), the
切換弁51は、ポンプモータ62の入口63aと出口63bとを還流油路55を介して連通させるとともにポンプモータ63の出口63bとアキュムレータ28との連通を遮断する第1状態(図10の上側の状態)と、ポンプモータ63の出口63bとアキュムレータ28とを逆止弁27を介して連通させるとともにポンプモータ63の入口63aと出口63bとの連通を遮断する第2状態(図10の下側の状態)と、に切り換わることが可能である。開閉弁52は、ポンプモータ62の出口62bとリザーバ23との間の連通を開閉することが可能である。さらに、開閉弁52は、切換弁51が第2状態にあるときにポンプモータ63の出口63bとリザーバ23との間の連通を開閉することも可能である。また、開閉弁32は、アキュムレータ28とポンプモータ62,63の入口62a,63aとの間の連通を開閉することが可能である。切換弁51を第1状態に切り換えることで、ポンプモータ63の出口63bから還流油路55を介して入口63aへ作動油を還流させることが可能となる。また、開閉弁32,52を閉状態に切り換えることで、ポンプモータ62の出口62bから逆止弁27を介してアキュムレータ28に作動油のエネルギーを供給する(蓄圧状態に切り換わる)ことが可能となる。また、切換弁51を第2状態且つ開閉弁32,52を開状態に切り換えることで、アキュムレータ28からポンプモータ62,63の入口62a,63aへ作動油のエネルギーを供給するとともにポンプモータ62,63の出口62b,63bとリザーバ23とを連通させる(放出状態に切り換わる)ことが可能となる。なお、図10に示す構成例では、切換弁51及び開閉弁52の駆動は連動して行われ、切換弁51が第1状態に切り換わるとともに開閉弁52が閉状態に切り換わり、切換弁51が第2状態に切り換わるとともに開閉弁52が開状態に切り換わる。
The switching
電子制御ユニット42は、油圧ポンプモータ22のポンプ動作によってアキュムレータ28の蓄圧を行うときは、図11に示すように、開閉弁32,52を閉状態且つ切換弁51を第1状態に制御する。そして、電子制御ユニット42は、クラッチ24を係合し、エンジン10の動力または車両の動力を利用してポンプモータ62,63を回転駆動することで、油圧ポンプモータ22のポンプ動作を行う。このポンプ動作においては、ポンプモータ62は、リザーバ23に貯溜された作動油をその入口62aから吸入して作動油にエネルギーを与えてその出口62bから吐出する。アキュムレータ28は、ポンプモータ62の出口62bから吐出された作動油のエネルギーを蓄える。一方、ポンプモータ63においては、その入口63aと出口63bとが還流油路55を介して連通しているため、図11に示すように、ポンプモータ63の出口63bから吐出された作動油は、すべて還流油路55を介してそのまま入口63a(吸入側)に還流される。つまり、ポンプモータ63においては作動油にエネルギーが与えられず、ポンプモータ63はポンプとしての仕事をしない。その結果、油圧ポンプモータ22がポンプ動作を行うときの駆動トルクを低減することができる。なお、本実施形態でも実施形態1,2と同様に、アキュムレータ28の蓄圧を行う条件として、例えば車両の減速時を挙げることができる。
When the
一方、電子制御ユニット42は、油圧ポンプモータ22のモータ動作によって停止中のエンジン10を再始動するときは、図12に示すように、クラッチ24を係合した状態で、開閉弁32,52を開状態且つ切換弁51を第2状態に切り換える。この開閉弁32,52及び切換弁51の切り換えによって、アキュムレータ28に蓄えられた作動油のエネルギーがポンプモータ62,63の入口62a,63aに供給され、ポンプモータ62,63が回転駆動される。ポンプモータ62,63が回転駆動されると、ポンプモータ62,63の動力がベルトやギア等を用いた伝動機構により減速されてからエンジン10の出力軸10−1に伝達されることで、停止中のエンジン10が再始動される。このように、開閉弁32,52が開状態且つ切換弁51が第2状態にあるときに、ポンプモータ62,63がアキュムレータ28に蓄えられた作動油のエネルギーを利用してエンジン10を始動することで、油圧ポンプモータ22のモータ動作を行うことが可能である。電子制御ユニット42は、例えばエンジン回転速度Neに基づいてエンジン10が再始動したと判定した場合は、係合していたクラッチ24を解放するとともに、開閉弁32,52を閉状態且つ切換弁51を第1状態に切り換える。なお、電子制御ユニット42は、アキュムレータ28の蓄圧もエンジン10の再始動も行わないときは、クラッチ24を解放状態に制御するとともに、開閉弁32,52を閉状態且つ切換弁51を第1状態に制御する。
On the other hand, when restarting the
以上説明した本実施形態では、油圧ポンプモータ22がポンプ動作を行うときに、ポンプモータ63の出口63bから吐出された作動油の全部を還流油路55を介して入口63aへ還流させることで、アキュムレータ28の蓄圧を行うときの油圧ポンプモータ22の駆動トルクを小さくすることができる。したがって、油圧ポンプモータ22がポンプ動作を行うことによる負荷変動を低減することができる。一方、油圧ポンプモータ22がモータ動作を行うときには、ポンプモータ63の入口63aと出口63bとの還流油路55を介した連通は遮断されるため、エンジン10の再始動を行うときの油圧ポンプモータ22の駆動トルクを十分に増大させることができる。したがって、エンジン10の再始動を速やかに行うことができる。さらに、ポンプモータ62の容量がポンプモータ63の容量よりも小さく設定されていることで、アキュムレータ28の蓄圧を行うときの油圧ポンプモータ22の駆動トルクをより小さくすることができるとともに、エンジン10の再始動を行うときの油圧ポンプモータ22の駆動トルクをより大きくすることができる。
In the present embodiment described above, when the
また、本実施形態では、実施形態2と比較して、還流油路55のオリフィス53を省略することができ、還流油路55における圧力低下をなくすことができる。
Further, in the present embodiment, compared with the second embodiment, the
なお、本実施形態では、図13に示すように、切換弁51及び開閉弁52の駆動制御を独立して行うことも可能である。図13に示す構成例において、電子制御ユニット42は、油圧ポンプモータ22のポンプ動作によってアキュムレータ28の蓄圧を行うときは、図14に示すように、開閉弁32,52を閉状態に制御し、クラッチ24を係合することでポンプモータ62,63を回転駆動する。ポンプモータ62の出口62bから吐出された作動油のエネルギーはアキュムレータ28に蓄えられる。さらに、電子制御ユニット42は、切換弁51の第1状態と第2状態との切り換えを交互に繰り返すデューティ制御を行う。この切換弁51のデューティ制御によって、ポンプモータ63の出口63bからアキュムレータ28への作動油の供給流量と、ポンプモータ63の出口63bから入口63aへの作動油の還流流量との配分を制御することができ、ポンプモータ63の駆動トルクを制御することができる。例えば切換弁51のデューティ比(切換弁51を第1状態に切り換える割合)を増大させることで、ポンプモータ63の出口63bから入口63aへの作動油の還流流量を増大させることができ、ポンプモータ63の駆動トルクを減少させることができる。この場合は、ポンプモータ62,63が、リザーバ23に貯溜された作動油をその入口62a,63aから吸入して作動油にエネルギーを与えてその出口62b,63bから吐出する。なお、図13に示す構成例でも、アキュムレータ28の蓄圧を行う条件として、例えば車両の減速時を挙げることができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 13, the drive control of the switching
また、電子制御ユニット42は、エンジン10の運転を停止させるときは、開閉弁32,52を閉状態且つ切換弁51を第2状態に制御する。そして、電子制御ユニット42は、クラッチ24を係合し(エンジン10とポンプモータ62,63とを接続し)、停止前のエンジン10の動力を利用してポンプモータ62,63を回転駆動することで、油圧ポンプモータ22のポンプ動作を行う。その際には、切換弁51が第2状態に制御されていることで、ポンプモータ63の出口63bから吐出された作動油のエネルギーは、還流油路55を介して入口63aへ還流されることなく、逆止弁27を介してアキュムレータ28に供給される。アキュムレータ28に油圧が充分に蓄えられている場合には、作動油がリリーフ弁31を介してリザーバ23に排出される。そのため、エンジン10の停止時に油圧ポンプモータ22の駆動トルク(エンジン負荷)を増大させることができ、エンジン10を速やかに停止させることができる。このように、車両減速時の油圧ポンプモータ22のポンプ動作においては、ポンプモータ63の出口63bから吐出された作動油の一部を入口63aへ還流させるが、エンジン10の運転を停止させるときは、油圧ポンプモータ22のポンプ動作を行うにも拘わらずポンプモータ63の出口63bから入口63aへ作動油を還流させない。
Further, when stopping the operation of the
また、電子制御ユニット42は、油圧ポンプモータ22のモータ動作によって停止中のエンジン10を再始動するときは、図15に示すように、クラッチ24を係合した状態で、切換弁51を第2状態に切り換えるとともに開閉弁32,52を開状態に切り換える。この切換弁51及び開閉弁32,52の切り換えによって、図10に示す構成例と同様に、油圧ポンプモータ22のモータ動作を行うことができ、停止中のエンジン10を再始動することができる。
Further, when restarting the
図13に示す構成例でも、アキュムレータ28の蓄圧(ポンプ動作)を行うときの油圧ポンプモータ22の駆動トルクを小さくすることができるとともに、エンジン10の再始動(モータ動作)を行うときの油圧ポンプモータ22の駆動トルクを大きくすることができる。さらに、エンジン10の運転を停止させるときにエンジン負荷を増大させることができ、エンジン10の運転停止を速やかに行うことができる。
In the configuration example shown in FIG. 13 as well, the driving torque of the
なお、図13に示す構成例でも、切換弁51の代わりに比例弁を設け、ポンプモータ63の出口63bからアキュムレータ28への作動油の供給流量とポンプモータ63の出口63bから入口63aへの作動油の還流流量との配分を調整可能な比例弁を切換弁51の代わりに設けることもできる。その場合は、電子制御ユニット42は、アキュムレータ28の蓄圧を行うときにアキュムレータ28への作動油の供給流量とポンプモータ63の入口63aへの作動油の還流流量との配分を比例弁の駆動制御によって制御することができる。
In the configuration example shown in FIG. 13 as well, a proportional valve is provided in place of the switching
「実施形態4」
図16は、本発明の実施形態4に係るエンジン始動装置の概略構成を示す図である。以下の実施形態4の説明では、実施形態1〜3と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
“Embodiment 4”
FIG. 16 is a diagram showing a schematic configuration of an engine starter according to Embodiment 4 of the present invention. In the following description of the fourth embodiment, the same or corresponding components as those in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
油圧ポンプ72は、エンジン10の動力または車両の動力を利用して回転駆動することで、リザーバ23に貯溜された作動油をその入口72aから吸入して作動油にエネルギーを与えてその出口72bから吐出するポンプ動作を行うことが可能である。油圧ポンプ72の内部にはクラッチ(電磁クラッチ)24が配置されており、クラッチ24の解放/係合の切り換えによって、エンジン10の出力軸10−1と油圧ポンプ72との間で動力の断続を行うことが可能である。クラッチ24が係合されている場合は、エンジン10の動力または車両の動力が伝動機構36で増速されてから油圧ポンプ72に伝達される。つまり、エンジン10の出力軸10−1から油圧ポンプ72への動力伝達においては、伝動機構36は増速機構として機能する。
The
アキュムレータ28は、油圧ポンプ72の出口72bから吐出された作動油のエネルギーを蓄えることが可能である。油圧ポンプ72の出口72bとアキュムレータ28とを接続するための油路25には、油圧ポンプ72の出口72bからアキュムレータ28への作動油の流れを許容し且つアキュムレータ28から油圧ポンプ72の出口72bへの作動油の流れを遮断する逆止弁27が設けられている。
The
油圧ポンプ72と並列接続された油圧モータ73は、アキュムレータ28に蓄えられた作動油のエネルギーを利用して動力を発生し、この動力によってエンジン10を再始動するモータ動作を行うことが可能である。油圧モータ73の容量(油圧モータ73の1回転に必要な作動油の容積)は、油圧ポンプ72の容量(油圧ポンプ72の1回転で吐出される作動油の容積)よりも大きく設定されている。アキュムレータ28と油圧モータ73の入口73aとを接続するための油路33には、それらの間の連通を開閉する開閉弁32が設けられている。油圧モータ73の出口73bは、リザーバ23に接続されている。また、リザーバ23と油圧モータ73の入口73aとを接続するための油路35には、リザーバ23から油圧モータ73の入口73aへの作動油の流れを許容し且つ油圧モータ73の入口73aからリザーバ23への作動油の流れを遮断する逆止弁37が設けられている。
The
油圧モータ73の内部にはワンウェイクラッチ34が配置されている。ワンウェイクラッチ34は、油圧モータ73からエンジン10の出力軸10−1への動力伝達をその係合によって許容し、エンジン10の出力軸10−1から油圧モータ73への動力伝達をその解放(空転)によって断つ。油圧モータ73の動力は、伝動機構36で減速されてからエンジン10の出力軸10−1に伝達される。つまり、油圧モータ73からエンジン10の出力軸10−1への動力伝達においては、伝動機構36は減速機構として機能する。
A one-way clutch 34 is disposed inside the
電子制御ユニット42は、油圧ポンプ72のポンプ動作によってアキュムレータ28の蓄圧を行うときは、図17に示すように、開閉弁32を閉状態に制御し、クラッチ24を係合することでエンジン10の動力または車両の動力を利用して油圧ポンプ72を回転駆動する。油圧ポンプ72は、この回転駆動によって、リザーバ23に貯溜された作動油をその入口72aから吸入して作動油にエネルギーを与えてその出口72bから吐出する(ポンプ動作を行う)ことができ、アキュムレータ28は、油圧ポンプ72の出口72bから吐出された作動油のエネルギーを蓄えることができる。このとき、ワンウェイクラッチ34は解放(空転)しており、油圧モータ73は回転駆動されない。なお、本実施形態でも実施形態1〜3と同様に、アキュムレータ28の蓄圧を行う条件として、例えば車両の減速時を挙げることができる。
When accumulating the
一方、電子制御ユニット42は、油圧モータ73のモータ動作によって停止中のエンジン10を再始動するときは、図18に示すように、クラッチ24を解放した状態で開閉弁32を開状態に切り換える。開閉弁32を開状態に切り換えると、アキュムレータ28に蓄えられた作動油のエネルギーが油圧モータ73の入口73aに供給され、油圧モータ73が回転駆動される。油圧モータ73が回転駆動されると、ワンウェイクラッチ34が係合され、油圧モータ73の動力が伝動機構36で減速されてからエンジン10の出力軸10−1に伝達されることで、停止中のエンジン10が再始動される。このように、開閉弁32が開状態にあるときに、油圧モータ73は、アキュムレータ28に蓄えられた作動油のエネルギーを利用してエンジン10を始動する(モータ動作を行う)ことが可能である。エンジン10の再始動が行われた後は、係合していたワンウェイクラッチ34が解放される。このワンウェイクラッチ34の解放によって、エンジン10の動力による油圧モータ73の回転駆動が防止される。なお、電子制御ユニット42は、アキュムレータ28の蓄圧もエンジン10の再始動も行わないときは、クラッチ24を解放状態且つ開閉弁32を閉状態に制御する。
On the other hand, when restarting the stopped
以上説明した本実施形態では、油圧ポンプ72の容量が油圧モータ73の容量よりも小さく設定されていることで、アキュムレータ28の蓄圧を行うときの油圧ポンプ72の駆動トルクを小さくすることができるとともに、エンジン10の再始動を行うときの油圧モータ73の駆動トルクを大きくすることができる。したがって、油圧ポンプ72の回転駆動による負荷変動を低減することができるとともに、エンジン10の再始動を速やかに行うことができる。さらに、エンジン10または車両の動力を伝動機構36で増速してから油圧ポンプ72に伝達することで、油圧ポンプ72の駆動トルクをより小さくすることができる。さらに、油圧モータ73の動力を伝動機構36で減速してからエンジン10の出力軸10−1に伝達することで、エンジン10の再始動を行うときのトルクをより増大させることができる。
In the present embodiment described above, since the capacity of the
そして、本実施形態では、油圧ポンプ72の駆動トルクを小さくすることで、油圧ポンプ72を小型化でき搭載性向上を図ることができる。さらに、クラッチ24のトルク容量を小さくすることができ、クラッチ24の小型化及び搭載性向上を図ることができる。また、クラッチ24及びワンウェイクラッチ34を油圧ポンプ72及び油圧モータ73の内部にそれぞれ組み込むことで、エンジン始動装置の更なる小型化及び搭載性向上を図ることができる。また、本実施形態では、実施形態2,3と比較して、油圧系の構成を簡略化することができる。
In the present embodiment, by reducing the driving torque of the
次に、本実施形態の他の構成例について説明する。 Next, another configuration example of this embodiment will be described.
図19に示す構成例では、油圧モータ73からエンジン10の出力軸10−1への動力伝達が伝動機構36を介して行われ、エンジン10の出力軸10−1から油圧ポンプ72への動力伝達が伝動機構36とは別個の伝動機構26を介して行われる。伝動機構36は、油圧モータ73の動力を減速してエンジン10の出力軸10−1に伝達することが可能な減速機構であり、伝動機構26は、エンジン10の動力または車両の動力を増速して油圧ポンプ72に伝達することが可能な増速機構である。図19に示す構成例によれば、エンジン10の出力軸10−1から油圧ポンプ72へ動力伝達を行うときの変速比(伝動機構26の変速比)と、油圧モータ73からエンジン10の出力軸10−1へ動力伝達を行うときの変速比(伝動機構36の変速比)とを独立して設定することができる。したがって、アキュムレータ28の蓄圧を行うときの油圧ポンプ72の駆動トルクと、エンジン10の再始動を行うときのトルクとをより適切に設定することができる。
In the configuration example shown in FIG. 19, power is transmitted from the
また、図20に示す構成例では、フライホイール36aの外側にピニオンギア36bを噛み合わせることで、油圧モータ73の動力を減速してエンジン10の出力軸10−1に伝達することが可能な伝動機構(減速機構)36が構成されており、ワンウェイクラッチ34がフライホイール36aの内側に配置されている。ここでのワンウェイクラッチ34は、減速機構36で減速された油圧モータ73からの動力をエンジン10の出力軸10−1に伝達することをその係合によって許容し、エンジン10の出力軸10−1から減速機構36(油圧モータ73)への動力伝達をその解放(空転)によって断つ。そして、エンジン10の出力軸10−1(フライホイール36aと反対側の補機側)と油圧ポンプ72との間に、ベルト等を用いた伝動機構26と、クラッチ(電磁クラッチ)24と、が設けられている。ここでの伝動機構26は、エンジン10の動力または車両の動力を増速して油圧ポンプ72に伝達することが可能な増速機構である。また、図20に示す構成例でも、油圧モータ73の容量は、油圧ポンプ72の容量よりも大きく設定されている。そして、図20に示す構成例でも、アキュムレータ28の蓄圧を行うときは、開閉弁32を閉状態に制御し、クラッチ24を係合する。また、停止中のエンジン10を再始動するときは、クラッチ24を解放した状態で開閉弁32を開状態に切り換える。
Further, in the configuration example shown in FIG. 20, the transmission that can reduce the power of the
図20に示す構成例によれば、フライホイール36aとピニオンギア36bとの径比を大きくすることができるため、油圧モータ73の容量を小さくしてもエンジン10の再始動を行うときのトルクを十分に確保することができる。そして、フライホイール36aの内側にワンウェイクラッチ34を組み込むことで、エンジン始動装置の更なる小型化及び搭載性向上を図ることができる。さらに、ワンウェイクラッチ34の解放時の空転速度を低減することができ、ワンウェイクラッチ34の解放時の引き摺り損失を低減することができる。また、油圧ポンプ72及び油圧モータ73がエンジン10を挟んで互いに反対側に配置されることで、油圧ポンプ72及び油圧モータ73の搭載性を向上させることができる。
According to the configuration example shown in FIG. 20, the diameter ratio between the
図19,20に示す構成例では、油圧ポンプ72へ伝達する動力を取り出す位置については、エンジン10の出力軸10−1に限定されるものではなく、エンジン10から駆動輪に至る動力伝達経路の任意の位置にて動力を取り出して油圧ポンプ72へ伝達することが可能である。その場合、クラッチ24は、エンジン10から駆動輪に至る動力伝達経路と油圧ポンプ72との間で動力の断続を行うことが可能であり、伝動機構(増速機構)26は、エンジン10から駆動輪に至る動力伝達経路にて取り出した動力を増速して油圧ポンプ72に伝達することが可能である。
In the configuration examples shown in FIGS. 19 and 20, the position at which the power transmitted to the
以上の各実施形態の説明では、車両の減速時にクラッチ24を係合することで、車両の運動エネルギーを利用して油圧ポンプモータ22(あるいは油圧ポンプ72)を回転駆動するものとした。ただし、本実施形態では、車両の減速時以外でもクラッチ24を係合して油圧ポンプモータ22(あるいは油圧ポンプ72)を回転駆動することも可能である。例えばアキュムレータ28の圧力Pが設定値P2(P2<P1)より低いときに、クラッチ24を係合して、エンジン10の動力を利用して油圧ポンプモータ22(あるいは油圧ポンプ72)を回転駆動することも可能である。
In the above description of each embodiment, the hydraulic pump motor 22 (or the hydraulic pump 72) is driven to rotate by utilizing the kinetic energy of the vehicle by engaging the clutch 24 when the vehicle is decelerated. However, in this embodiment, the hydraulic pump motor 22 (or the hydraulic pump 72) can be driven to rotate by engaging the clutch 24 even when the vehicle is not decelerated. For example, when the pressure P of the
また、各実施形態では、圧力センサ29の代わりに、アキュムレータ28に蓄圧された作動油の圧力に応じた信号を出力する圧力スイッチを設けることもできる。ここでの圧力スイッチは、例えばアキュムレータ28の圧力が設定値以上の場合にH(ハイ)レベルの信号を出力し、アキュムレータ28の圧力が設定値より低い場合にL(ロー)レベルの信号を出力することができる。
In each embodiment, instead of the
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment at all, and it can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.
10 エンジン、12,24 クラッチ、22 油圧ポンプモータ、26 伝動機構(増速機構)、27,37 逆止弁、28 アキュムレータ、29 圧力センサ、30,50,51 切換弁、32,52 開閉弁、34 ワンウェイクラッチ、36 伝動機構(減速機構)、42 電子制御ユニット、53 オリフィス、55 還流油路、62,63 ポンプモータ、72 油圧ポンプ、73 油圧モータ。 10 engine, 12, 24 clutch, 22 hydraulic pump motor, 26 transmission mechanism (speed increasing mechanism), 27, 37 check valve, 28 accumulator, 29 pressure sensor, 30, 50, 51 switching valve, 32, 52 on-off valve, 34 one-way clutch, 36 transmission mechanism (deceleration mechanism), 42 electronic control unit, 53 orifice, 55 reflux oil passage, 62, 63 pump motor, 72 hydraulic pump, 73 hydraulic motor.
Claims (14)
エンジンの動力または負荷の動力を利用して作動油を吸入して吐出するポンプ動作と、作動油のエネルギーを利用してエンジンの始動を行うモータ動作と、のいずれかを選択的に行うことが可能な油圧ポンプモータと、
油圧ポンプモータに対して作動油のエネルギーの授受を行う蓄圧装置と、
リザーバと油圧ポンプモータの吸入側とを接続するための油路に設けられ、リザーバから油圧ポンプモータの吸入側への作動油の流れを許容し且つ油圧ポンプモータの吸入側からリザーバへの作動油の流れを遮断する逆止弁と、
油圧ポンプモータの吐出側から蓄圧装置への作動油のエネルギーの供給を許容する蓄圧状態と、蓄圧装置から油圧ポンプモータの吸入側への作動油のエネルギーの供給を許容する放出状態と、に切り換わることが可能な切換手段であって、前記ポンプ動作が行われるときは前記蓄圧状態に切り換わり、前記モータ動作が行われるときは前記放出状態に切り換わる切換手段と、
油圧ポンプモータが前記ポンプ動作を行うときに、切換手段の前記蓄圧状態への切り換わりとともに、油圧ポンプモータが吐出した作動油の一部を油圧ポンプモータの吸入側へ還流させることが可能な還流手段と、
を備えることを特徴とするエンジン始動装置。 An engine starter for starting an engine capable of driving a load,
A pump operation that sucks and discharges hydraulic oil using engine power or load power and a motor operation that starts the engine using hydraulic oil energy can be selectively performed. Possible hydraulic pump motor,
A pressure accumulator for transferring hydraulic oil energy to the hydraulic pump motor;
The hydraulic fluid is provided in an oil passage for connecting the reservoir and the suction side of the hydraulic pump motor, allows the hydraulic oil to flow from the reservoir to the suction side of the hydraulic pump motor, and operates from the suction side of the hydraulic pump motor to the reservoir. A check valve that shuts off the flow of
The pressure accumulation state allows the supply of hydraulic oil energy from the discharge side of the hydraulic pump motor to the pressure accumulator, and the release state permits the supply of hydraulic oil energy from the pressure accumulation device to the suction side of the hydraulic pump motor. Switching means capable of switching, switching means to switch to the pressure accumulation state when the pump operation is performed, and switching to the discharge state when the motor operation is performed;
When the hydraulic pump motor performs the pump operation, the switching means switches to the accumulated pressure state, and a part of the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump motor can be returned to the suction side of the hydraulic pump motor. Means,
An engine starting device comprising:
還流手段は、前記ポンプ動作が行われるときに油圧ポンプモータが吐出した作動油の一部を還流油路を介して油圧ポンプモータの吸入側へ還流させることが可能であり、前記モータ動作が行われるときに油圧ポンプモータの吸入側と吐出側との還流油路を介した連通を遮断することを特徴とするエンジン始動装置。 The engine starting device according to claim 1,
The recirculation means can recirculate part of the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump motor to the suction side of the hydraulic pump motor through the recirculation oil path when the pump operation is performed. An engine starter characterized in that communication between the suction side and the discharge side of the hydraulic pump motor through the reflux oil passage is interrupted when
還流手段は、油圧ポンプモータの吸入側と吐出側とを還流油路を介して連通させる第1状態と、油圧ポンプモータの吸入側と吐出側との還流油路を介した連通を遮断する第2状態と、に切り換わることが可能な切換弁を含むことを特徴とするエンジン始動装置。 The engine starting device according to claim 2,
The recirculation means is configured to block the first state in which the suction side and the discharge side of the hydraulic pump motor are communicated with each other via the recirculation oil passage, and the communication between the suction side and the discharge side of the hydraulic pump motor via the recirculation oil passage. An engine starter comprising a switching valve capable of switching between two states.
前記ポンプ動作が行われるときに切換弁の前記第1状態と前記第2状態との切り換えを交互に繰り返すことを特徴とするエンジン始動装置。 The engine starter according to claim 3, wherein
An engine starter characterized by alternately switching the switching valve between the first state and the second state when the pump operation is performed.
還流手段は、前記ポンプ動作が行われるときに油圧ポンプモータの吐出側から吸入側への作動油の還流量を調整する調整手段を含むことを特徴とするエンジン始動装置。 The engine starter according to any one of claims 1 to 3,
The recirculation means includes an adjusting means for adjusting a recirculation amount of the hydraulic oil from the discharge side to the suction side of the hydraulic pump motor when the pump operation is performed.
油圧ポンプモータは、互いに並列接続された第1及び第2のポンプモータを含み、
前記モータ動作においては、第1及び第2のポンプモータが作動油のエネルギーを利用してエンジンの始動を行い、
前記ポンプ動作においては、少なくとも第1のポンプモータがエンジンの動力または負荷の動力を利用して作動油を吸入して吐出し、
還流手段は、前記ポンプ動作が行われるときに第2のポンプモータが吐出した作動油の少なくとも一部を第2のポンプモータの吸入側へ還流させることが可能であることを特徴とするエンジン始動装置。 The engine starting device according to claim 1,
The hydraulic pump motor includes first and second pump motors connected in parallel to each other,
In the motor operation, the first and second pump motors start the engine using the energy of the hydraulic oil,
In the pump operation, at least the first pump motor uses the power of the engine or the power of the load to suck and discharge the hydraulic oil,
The recirculation means can recirculate at least a part of the hydraulic oil discharged by the second pump motor to the suction side of the second pump motor when the pump operation is performed. apparatus.
還流手段は、前記ポンプ動作が行われるときに第2のポンプモータが吐出した作動油の少なくとも一部を還流油路を介して第2のポンプモータの吸入側へ還流させることが可能であり、前記モータ動作が行われるときに第2のポンプモータの吸入側と吐出側との還流油路を介した連通を遮断することを特徴とするエンジン始動装置。 The engine starter according to claim 6, wherein
The return means can return at least a part of the hydraulic oil discharged by the second pump motor to the suction side of the second pump motor through the return oil path when the pump operation is performed, An engine starter characterized in that communication between the suction side and the discharge side of the second pump motor through the reflux oil passage is interrupted when the motor operation is performed.
還流手段は、第2のポンプモータの吸入側と吐出側とを還流油路を介して連通させる第1状態と、第2のポンプモータの吸入側と吐出側との還流油路を介した連通を遮断する第2状態と、に切り換わることが可能な切換弁を含むことを特徴とするエンジン始動装置。 The engine starting device according to claim 7,
The recirculation means includes a first state in which the suction side and the discharge side of the second pump motor communicate with each other via the reflux oil path, and a communication via the reflux oil path between the suction side and the discharge side of the second pump motor. An engine starter comprising a switching valve that can be switched to a second state that shuts off the engine.
前記ポンプ動作が行われるときに切換弁の前記第1状態と前記第2状態との切り換えを交互に繰り返すことを特徴とするエンジン始動装置。 The engine starter according to claim 8, wherein
An engine starter characterized by alternately switching the switching valve between the first state and the second state when the pump operation is performed.
還流手段は、前記ポンプ動作が行われるときに第2のポンプモータが吐出した作動油の全部を第2のポンプモータの吸入側へ還流させることが可能であることを特徴とするエンジン始動装置。 The engine starting device according to any one of claims 6 to 8,
The engine starter characterized in that the recirculation means can recirculate all of the hydraulic oil discharged by the second pump motor to the suction side of the second pump motor when the pump operation is performed.
第2のポンプモータの容量が第1のポンプモータの容量よりも大きく設定されていることを特徴とするエンジン始動装置。 The engine starter according to any one of claims 6 to 10,
An engine starter characterized in that the capacity of the second pump motor is set larger than the capacity of the first pump motor.
油圧ポンプモータは、負荷の減速時に前記ポンプ動作を行い、
還流手段は、負荷の減速時に油圧ポンプモータが吐出した作動油の一部を油圧ポンプモータの吸入側へ還流させることを特徴とするエンジン始動装置。 The engine starter according to any one of claims 1 to 11,
The hydraulic pump motor performs the pump operation when the load is decelerated,
The recirculation means recirculates part of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump motor to the suction side of the hydraulic pump motor when the load is decelerated.
油圧ポンプモータは、エンジンの運転が停止されるときに前記ポンプ動作を行うことを特徴とするエンジン始動装置。 The engine starter according to any one of claims 1 to 12,
The hydraulic pump motor performs the pump operation when the operation of the engine is stopped.
還流手段は、エンジンの運転が停止されるときは前記ポンプ動作が行われるにも拘わらず油圧ポンプモータの吐出側から吸入側へ作動油を還流させないことを特徴とするエンジン始動装置。 The engine starting device according to claim 13,
The recirculation means prevents the working oil from recirculating from the discharge side to the suction side of the hydraulic pump motor even when the pump operation is performed when the operation of the engine is stopped.
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