JP3735597B2

JP3735597B2 - Hybrid pump controller for automobile

Info

Publication number: JP3735597B2
Application number: JP2002296383A
Authority: JP
Inventors: 秀昭片柴; 亮治西山; 雄治岸本; 賢二小河
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-10-09
Filing date: 2002-10-09
Publication date: 2006-01-18
Anticipated expiration: 2022-10-09
Also published as: JP2004132228A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車用エンジンの補機ポンプの駆動制御を行う自動車用ハイブリッドポンプ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用エンジンには、エンジン本体の機能維持のための、エンジンオイルポンプ、ウォータポンプ（以下Ｗ／Ｐ）、また、快適性確保のための自動変速機用のオイルポンプ、パワーステアリングポンプ等の液体圧送ポンプが、補機として直接またはベルトを介して、エンジンの出力軸に対応して結合され、駆動されている。
ところで、エンジンにて直接駆動されるポンプにおいては、その性能がエンジン回転数に依存することになるため、補機が本来成すべき機能と、ポンプの吐出性能とにアンバランスが生じ、エンジン駆動力を無駄にロスしたり、十分な補機性能が発揮できないという欠点を有していた。
【０００３】
このため、パワーステアリングに関しては、パワーステアリングポンプを電動機で必要な時のみ駆動するパワーステアリングシステムや、油圧を全く使用しない電動パワーステアリングが提案され、量産されている。
同様にＷ／Ｐに関しても、昨今の厳しい環境対策のために、燃料増量を行う暖機期間を短縮する試みとして、例えば、特許文献１にて開示されるような電動機により、Ｗ／Ｐを駆動して流量制御を行うポンプや、またはエンジンで駆動するシステムでは、特許文献２に開示されているように、流量調整弁を用い、エンジンが低温時においては循環する冷却水の精密な制御が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１４０４３号公報（第３〜５頁、図１）
【特許文献２】
特開２００２−１６１７４７号公報（第４〜５頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、過渡状態におけるエンジン回転数変化に対して、Ｗ／Ｐもベルト伝達比で一律に決まった回転数となる構成になっていため、不必要な冷却水量をエンジン本体へ圧送し、過度の冷却などによりエンジン性能を阻害するなどの課題があった。
また、エンジンのＷ／Ｐを電動化した場合、エンジン回転数に同期してモータ回転数を変化させて不必要な冷却水の搬送を行うのに加え、その回転変化に対応する高応答の電動機が必要になり、そのモータに具備して構成されるギアもその回転変化に充分に耐える頑丈な構造が必要となり、Ｗ／Ｐ装置が複雑でその価格も高くなるというデメリットがあった。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、エンジンの冷却水量とその冷却水温度を最適な状態に制御することを安価に実現することができる自動車用ハイブリッドポンプ制御装置を得るものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる自動車用ハイブリッドポンプ制御装置においては、いずれも自動車に搭載された液体圧送ポンプと遊星歯車機構と電動機とこの電動機の出力軸の回転に制限を加える回転制限手段とを有し、遊星歯車機構は、液体圧送ポンプの入力軸とこの液体圧送ポンプの入力軸に対応する電動機の出力軸及びエンジンの出力軸に結合され、液体圧送ポンプは、遊星歯車機構を介して、エンジンの出力または電動機の出力またはエンジンの出力及び電動機の出力が加減算された出力により駆動されるように構成された自動車用ハイブリッドポンプを制御するポンプ制御手段、及びエンジンの停止を検出するエンジン停止検出手段を備え、ポンプ制御手段は、エンジン停止検出手段の検出結果に応じて電動機の回転を制御し、エンジン停止検出手段によってエンジンが発火運転状態と判定され、且つ回転制限手段により電動機の回転制限が行われているときは、ポンプ制御手段は、回転制限手段による電動機の回転制限を解除するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による自動車用ハイブリッドポンプを用いた冷却水のシステムを示す図である。
図１において、水路１は、１ａ〜１ｅに分かれている。エンジン２へは流入側冷却水路１ａと流出側冷却水路１ｂが接続され、エンジン２を冷却して高温になった冷却水は、水路１ｂからラジエータ流入水路１ｄを介してラジエータ３へ循環し、電動ラジエータファン４または走行風により冷却され、この冷却された冷却水は、ラジエータ流出水路１ｅを介してエンジン２へ還流する構成としている。
また、水路１ｂと水路１ｄの間には、水路切り替えバルブ５が配置され、エンジン２暖機中は、ラジエータ３への循環を停止し、バイパス水路１ｃに切り替える。バイパス水路１ｃとラジエータ流出水路１ｅは、共にハイブリッドポンプ６の流入側に接続され、ハイブリッドポンプ６により、エンジン２へ冷却水を供給する。制御装置７は、水路１ｂに設けた水温センサー８の出力に応じて、水路切り替えバルブ５と電動ラジエータファン４及び本発明によるハイブリッドポンプ６の制御を行う。エンジン２は、クランク軸に具備されたエンジン回転数検出センサ９によって回転数が検出され、制御装置７に入力される。
また、エンジン回転数検出手段、エンジン回転数平均化処理手段、電動機回転数演算手段、ポンプ制御手段が、制御装置７の中のＳ／Ｗ（ソフトウエア）として具備され、エンジン起動とともに、このＳ／Ｗが起動し、後述のフローチャートに従い動作するように、予めプログラム化され、制御装置７内のＲＯＭ内に組み込まれている。
【０００９】
図２は、この発明の実施の形態１による自動車用ハイブリッドポンプを示す構成図である。
図２において、遊星歯車機構を構成するリングギヤ１１にエンジン２の出力軸が結合され、プラネタリキャリア１２にＷ／Ｐ（液体圧送ポンプ）１３の入力軸が結合され、またサンギヤ１４に電動機１５の出力軸とサンギヤ１４の回転を制限する回転制限手段モータドライバ（ブレーキ、回転制限手段）１６が結合されている。図示していないが、本構成により、リングギヤ１１の外周をプーリとしてエンジン２の出力軸と結合できるため、従来の構成におけるプーリを共用して、装置の小型化を図ることができる。
【００１０】
図３は、この発明の実施の形態１による自動車用ハイブリッドポンプの動作を説明する速度線図であり、図２の構成における遊星歯車機構の各ギヤの速度を示すものである。
図３において、Ｒはリングギア、Ｃはプラネタリキャリア、Ｓはサンギアを示し、横軸が歯数、縦軸が各ギアの回転数を示している。直線（イ）は、エンジンの駆動力のみで、Ｗ／Ｐ１３を駆動する状態で、Ｗ／Ｐ１３の回転数は、ａ点で示される。直線（ロ）は、電動機１５をエンジン２と逆回転し、Ｗ／Ｐ１３の回転数がｂ点となるような制御を示し、直線（ハ）は、エンジン２の運転領域で、電動機１５を正回転させ、Ｗ／Ｐ１３の回転数が、ｃ点である。直線（ニ）は、エンジン２が停止し、電動機１５を正回転させてＷ／Ｐ１３を駆動し、このときのＷ／Ｐ１３の回転数が、ｄ点である。直線（ホ）は、エンジン２の運転領域で、電動機１５を正回転させ、Ｗ／Ｐ１３の回転数をｅ点としたものである。
図４は、この発明の実施の形態１による自動車用ハイブリッドポンプ制御装置の動作を示すフローチャートである。
【００１１】
次に、実施の形態１の動作について説明する。
車両運転者により操作されるアクセル開度の変化や、定常走行時における路面抵抗の変化などにより、エンジン回転数が変化した場合、エンジン回転数検出センサ９の出力を平均化処理し、この平均化処理の出力回転Ｎｒｍを、式（１）に基づき演算する電動機回転数演算手段へＮｒ＝Ｎｒｍとして入力し、電動機回転数演算手段の出力に基づき、電動機を駆動する。
Ｎｓ＝（（１＋α）Ｎｃ）−Ｎｒ）／α ・・・・・（１）
ここで、Ｎｒはエンジン回転数、αは遊星機構のサンギヤ１４とリングギヤ１１との各々の歯数ＺＲ、Ｚｓの比、即ち減速比（速比）α＝ＺＲ／Ｚｓである。Ｎｃはプラネタリキャリア１２に接続されたＷ／Ｐ１３の回転数、Ｎｓはサンギア１４に接続された電動機１５の回転数である。
クランク軸に具備されたエンジン回転数検出センサ９の出力Ｎｅを、例えば式（２）で示したエンジン回転数平均化処理手段へ入力し、エンジン回転数の平均値を算出する。
Ｎｒｍ（ｊ＋１）＝Ｋ×Ｎｒｍ（ｊ）＋（１−Ｋ）×Ｎｅ（ｊ）・・・（２）
ここで、ｊはエンジン回転数検出センサ９を所定時間間隔△Ｔ毎にサンプル処理した際の時刻Ｔ＝ｊ×△Ｔに対応する整数値、Ｋはディジタル１次フィルターの時定数である。
【００１２】
次に、実施の形態１の動作を、図４に示したフローチャートを用いて説明する。
ステップ１０１において、エンジン回転数検出センサ９の出力を、エンジン回転数検出手段により、制御装置７内に具備したＡ／Ｄ変換器を介してディジタルデータとして取り込み、制御装置７内のＲＡＭにエンジン回転数Ｎｅとして記憶する。ステップ１０２において、エンジン回転数平均化処理手段により、式（２）のＮｒｍ（ｊ＋１）＝Ｋ×Ｎｒｍ（ｊ）＋（１−Ｋ）×Ｎｅ（ｊ）を用いて、エンジン回転数平均化値Ｎｒｍを演算処理し、平均化処理の出力Ｎｒｍを、ステップ１０３において、Ｎｒ＝Ｎｒｍとし、ステップ１０４で、電動機回転数演算手段により、式（１）のＮｓ＝（（１＋α）Ｎｃ）−Ｎｒ）／αを用いて、電動機回転数演算を行い、ステップ１０５において、電動機回転数演算の出力Ｎｓに基づき、ポンプ制御手段により、電動機を駆動する。
この処理ルーチンは、制御装置７の中のＳ／Ｗとして具備され、エンジン起動とともにＳ／Ｗが起動し、ｊ＝１、Ｎｒｍ（ｊ＋１）、Ｎｒｍ（ｊ）、Ｎｅ（ｊ）等の初期値をゼロにリセットした後に動作するように、予めプログラム化され、制御装置７内のＲＯＭ内に組み込まれている。
【００１３】
実施の形態１によれば、遊星歯車機構によりエンジンの出力軸及び電動機の出力軸を液体圧送ポンプの入力軸に結合させ、エンジン及び電動機のいずれか一方または両方の出力により、液体圧送ポンプを駆動するようにして、エンジン運転状態に応じて電動機を制御することにより、エンジンの冷却水量を最適な状態にすることを安価に実現することができる。
【００１４】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２による自動車用ハイブリッドポンプ制御装置の動作を示すフローチャートである。
図６は、この発明の実施の形態２による自動車用ハイブリッドポンプ制御装置の動作を示す別のフローチャートである。
実施の形態２の構成は、実施の形態１の構成と同じであり、制御装置７内のＲＯＭに記憶されたＳ／Ｗの構成とその動作が異なっている。実施の形態２は、エンジンの停止を検出するエンジン停止検出手段を有している。
【００１５】
この実施の形態２の動作を、図５、図６のフローチャートを用いて説明する。
図５のステップ２０１で、エンジン起動（クランキング）モードにおいて、エンジン回転数検出センサ９の出力を制御装置７内に具備したＡ／Ｄ変換器を介してディジタルデータとして取り込み、制御装置７内のＲＡＭにエンジン回転数Ｎｅとして記憶する。ステップ２０２において、式（２）のＮｒｍ（ｊ＋１）＝Ｋ×Ｎｒｍ（ｊ）＋（１−Ｋ）×Ｎｅ（ｊ）により、エンジン回転数平均化値Ｎｒｍを演算処理し、ステップ２０３において、エンジン停止検出手段により、平均化処理の出力の今回と前回のエンジン回転数Ｎｒｍ（ｊ＋１）とＮｒｍ（ｊ）との差△Ｎｒｍ＝Ｎｒｍ（ｊ＋１）―Ｎｒｍ（ｊ）が所定値Ｎｒｍｆｉｒｅより大きいかどうかを判定する。ステップ２０３において、Ｙｅｓと判定された場合は、エンジンは、その燃焼を完爆継続し発火運転状態になったとして、ステップ２０４において、ポンプ制御手段は、回転制限手段モータドライバ１６によるサンギヤ１４即ち電動機１５の回転制限を解除する駆動信号を出力する。
【００１６】
一方、ステップ２０３において、Ｎｏと判定された場合は、本処理サブルーチンを終了する。また、ステップ２０５において、水温センサ８とエンジン平均回転数Ｎｒｍと、説明を略した吸気管内圧力やスロットル開度、アクセル開度などにより検出されたエンジン負荷検出値に基づいて予め定められた冷却水量フィードフォワード制御量と、エンジン本体へ流入する冷却水温を検出し、この検出値と目標冷却水温との差に基づき冷却水量のフィードバック制御演算を行うフィードバック制御演算量との和に応じて、冷却水量をＷ／Ｐ回転数により制御するようにハイブリッドポンプ内の電動機への駆動信号を出力する。
【００１７】
一方、エンジンキーオフモードにおいては、図６に示したフローチャートにおいて、図５のステップ２０１〜２０２と同様の処理をステップ３０１〜３０２で実施し、ステップ３０３において、エンジン停止検出手段により、平均化処理の出力の今回と前回のエンジン回転数Ｎｒｍ（ｊ＋１）とＮｒｍ（ｊ）との差△Ｎｒｍ＝Ｎｒｍ（ｊ＋１）―Ｎｒｍ（ｊ）が、所定値Ｎｒｍｓｔｏｐより小さいかどうかを判定する。Ｙｅｓと判定された場合は、エンジンは、その燃焼を停止し発火停止状態になったとして、ステップ３０４において、ハイブリッドポンプ内電動機の回転数をゼロに制御する駆動信号を出力する。ステップ３０５で、電動機の回転数が所定値以下でほぼゼロとなったと判定された後に、ステップ３０６へ進み、ポンプ制御手段は、回転制限手段モータドライバ１６によりサンギヤ１４即ち電動機１５を回転制限する駆動信号を出力する。一方、ステップ３０３において、Ｎｏと判定された場合は、本処理サブルーチンを終了する。
【００１８】
実施の形態２によれば、エンジン起動モード及びエンジンキーオフモードにおいても、電動機の制御を行い、エンジンの冷却水量とその冷却水温度を最適な状態にすることができる。
【００１９】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３による自動車用ハイブリッドポンプ制御装置の動作を示すフローチャートである。
実施の形態３の構成は、実施の形態１、２と同じであるが、制御装置７内のＲＯＭに記憶されたＳ／Ｗの構成とその動作が、実施の形態１、２と異なる。実施の形態３は、電動機と共に電動ラジエータファンの制御をも行い、冷却水温を最適にするものである。
【００２０】
実施の形態３の動作を、図７のフローチャートを用いて説明する。
図６のステップ３０１〜３０３と同様の処理をステップ４０１〜４０３で実施する。そして、ステップ４０４において、回転制限手段モータドライバ１６によるサンギヤ１４即ち電動機１５の回転制限を行わず、電動機１５の駆動信号出力を維持する。ステップ４０５へ進み、電動ラジエータファン４を所定の回転数に駆動制御する制御信号を出力する。
ステップ４０６で、エンジン冷却水温が、予め定められた温度以下になったどうかを判定する。Ｙｅｓと判定された場合、ステップ４０７へ進み、電動機１５の駆動信号出力を停止し、回転制限手段モータドライバ１６によりサンギヤ１４即ち電動機１５を回転制限すると共に、電動ラジエータファン４を駆動制御する制御信号を停止し、本処理ルーチンを終了する。
【００２１】
一方、ステップ４０６でＮｏと判定された場合、ステップ４０８で、エンジン停止後所定期間経過カウンタをｉ＝ｉ＋１としてインクリメントし、ステップ４０９で、エンジン停止後所定期間経過カウンタｉが所定値Ｉｃｏｏｌを超えたかどうか、即ちｉ＞Ｉｃｏｏｌを判定する。ステップ４０９でＹｅｓと判定された場合は、ステップ４０７へ進み、電動機１５の駆動信号出力を停止し、回転制限手段モータドライバ１６によりサンギヤ１４即ち電動機１５を回転制限すると共に、電動ラジエータファン４を駆動制御する制御信号を停止し、本処理ルーチンを終了する。
【００２２】
また、本フローチャートに基づく実施の形態３では、ステップ４０６で、エンジン冷却水温が、予め定められた温度以下になったどうかを判定したが、エンジン冷却水温の変化即ちその時間微分値に基づき判定するようにしてもよい。
【００２３】
このように、本発明のハイブリッドポンプ６により、エンジン２が停止していても、Ｗ／Ｐ１３を駆動できるため、ホットソーク状態で水温が上昇すれば、図３の直線（ニ）のようにＷ／Ｐ１３を駆動すると共に電動ラジエータファン４を駆動し、エンジン２に畜熱された熱を速やかにエンジンルーム外に排出し、上記不都合の解消を図ることができる。
このため、車輌走行を停止し、エンジン２を長時間停止すると、冷却水の循環が停止するため、エンジン２の畜熱作用により、エンジンルーム内が異常に高温になること（これはいわゆるホットソークであり、エンジン停止後、１０分から２０分の間に最大になり、エンジンルーム内は１２０℃に達することがある。）を抑制でき、このホットソークにより、エンジンルーム内の部品の劣化対策としての高価な材料を使用せざるを得ない事態が発生せず、自動車用部品を安価にすると共に、エンジンルーム内に残留する燃料（ガソリン）が配管内で気化してベーパーが発生し、エンジン再始動性の悪化、また蒸散ガソリンの増加が発生することを抑制できる。
【００２４】
実施の形態３によれば、エンジン冷却水温に応じて、電動機１５と共に電動ラジエータファン４を制御するようにして、冷却水温を最適に保持することができる。
【００２５】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように、いずれも自動車に搭載された液体圧送ポンプと遊星歯車機構と電動機とこの電動機の出力軸の回転に制限を加える回転制限手段とを有し、遊星歯車機構は、液体圧送ポンプの入力軸とこの液体圧送ポンプの入力軸に対応する電動機の出力軸及びエンジンの出力軸に結合され、液体圧送ポンプは、遊星歯車機構を介して、エンジンの出力または電動機の出力またはエンジンの出力及び電動機の出力が加減算された出力により駆動されるように構成された自動車用ハイブリッドポンプを制御するポンプ制御手段、及びエンジンの停止を検出するエンジン停止検出手段を備え、ポンプ制御手段は、エンジン停止検出手段の検出結果に応じて電動機の回転を制御し、エンジン停止検出手段によってエンジンが発火運転状態と判定され、且つ回転制限手段により電動機の回転制限が行われているときは、ポンプ制御手段は、回転制限手段による電動機の回転制限を解除するので、エンジンの冷却水量を最適な状態にすることを安価に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による自動車用ハイブリッドポンプを用いた冷却水のシステムを示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による自動車用ハイブリッドポンプを示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１による自動車用ハイブリッドポンプの動作を説明する速度線図である。
【図４】この発明の実施の形態１による自動車用ハイブリッドポンプ制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態２による自動車用ハイブリッドポンプ制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２による自動車用ハイブリッドポンプ制御装置の動作を示す別のフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態３による自動車用ハイブリッドポンプ制御装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１水路、２エンジン、３ラジエータ、４電動ラジエータファン、
５水路切り替えバルブ、６ハイブリッドポンプ、７制御装置、
８水温センサ、９エンジン回転数検出センサ、１１リングギヤ、
１２プラネタリキャリア、１３ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）、
１４サンギヤ、１５電動機、１６回転制限手段モータドライバ（ブレーキ）。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automotive hybrid pump control apparatus that controls the driving of an auxiliary pump of an automotive engine.
[0002]
[Prior art]
For automobile engines, liquids such as engine oil pumps and water pumps (hereinafter referred to as W / P) for maintaining the functions of the engine body, and oil pumps and power steering pumps for automatic transmissions for ensuring comfort A pump is coupled and driven corresponding to the output shaft of the engine, either directly as an accessory or via a belt.
By the way, in the pump directly driven by the engine, the performance depends on the engine speed, and therefore, an imbalance occurs between the function that the auxiliary machine should originally perform and the discharge performance of the pump, and the engine driving force Have been disadvantageously lost, and sufficient auxiliary machine performance cannot be exhibited.
[0003]
For this reason, regarding power steering, a power steering system that drives a power steering pump only when necessary with an electric motor and an electric power steering that does not use any hydraulic pressure have been proposed and mass-produced.
Similarly, with respect to W / P, as an attempt to shorten the warm-up period for increasing the amount of fuel for recent severe environmental measures, for example, W / P is driven by an electric motor as disclosed in Patent Document 1. In a pump that controls the flow rate or a system that is driven by an engine, as disclosed in Patent Document 2, a precise control of cooling water that circulates when the engine is cold is proposed using a flow rate adjustment valve. Has been.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-14043 (pages 3 to 5, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP 2002-161747 (pages 4-5, FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, W / P is configured to have a uniform number of revolutions with the belt transmission ratio in response to changes in the engine speed in a transient state. There were problems such as hindering engine performance due to cooling.
In addition, when the engine W / P is electrified, the motor rotation speed is changed in synchronization with the engine rotation speed to carry unnecessary cooling water, and a high response electric motor corresponding to the rotation change There is a demerit that the gear provided in the motor is also required to have a sturdy structure that can sufficiently withstand the rotational change, the W / P device is complicated and the price is high.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an automobile that can inexpensively realize control of the cooling water amount of the engine and the cooling water temperature to an optimum state. A hybrid pump control device is obtained.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The hybrid pump control device for an automobile according to the present invention includes a liquid pump, a planetary gear mechanism, an electric motor, and a rotation limiting means for limiting the rotation of the output shaft of the electric motor. The gear mechanism is coupled to the input shaft of the liquid pump and the output shaft of the motor corresponding to the input shaft of the liquid pump and the output shaft of the engine. The liquid pump is connected to the engine output or the engine via the planetary gear mechanism. A pump control means for controlling an automobile hybrid pump configured to be driven by an output of the electric motor or an output of the engine and an output obtained by adding or subtracting the output of the electric motor, and an engine stop detection means for detecting the stop of the engine, pump control means controls the rotation of the motor in accordance with the detection result of the engine stop detection means, the engine stop detection Engine is determined that ignition operation state by means, when the rotation restriction of the motor is performed by and the rotation limiting means, pump control means is for releasing the rotation restriction of the motor by the rotation limiting means.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a cooling water system using a hybrid pump for automobiles according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, the water channel 1 is divided into 1a to 1e. The inflow side cooling water channel 1a and the outflow side cooling water channel 1b are connected to the engine 2, and the cooling water that has become high temperature by cooling the engine 2 circulates from the water channel 1b to the radiator 3 through the radiator inflow water channel 1d, The cooling water cooled by the radiator fan 4 or the traveling wind is returned to the engine 2 through the radiator outlet water channel 1e.
Further, a water channel switching valve 5 is disposed between the water channel 1b and the water channel 1d, and during the warm-up of the engine 2, the circulation to the radiator 3 is stopped and switched to the bypass water channel 1c. The bypass water channel 1 c and the radiator outlet water channel 1 e are both connected to the inflow side of the hybrid pump 6, and supply cooling water to the engine 2 by the hybrid pump 6. The control device 7 controls the water channel switching valve 5, the electric radiator fan 4, and the hybrid pump 6 according to the present invention in accordance with the output of the water temperature sensor 8 provided in the water channel 1b. The engine 2 has its rotational speed detected by an engine rotational speed detection sensor 9 provided on the crankshaft and is input to the control device 7.
Further, an engine speed detecting means, an engine speed averaging processing means, an electric motor speed calculating means, and a pump control means are provided as S / W (software) in the control device 7, and when the engine is started, this S / W is activated and programmed in advance so as to operate according to a flowchart described later, and is incorporated in a ROM in the control device 7.
[0009]
FIG. 2 is a block diagram showing a hybrid pump for automobiles according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 2, the output shaft of the engine 2 is coupled to the ring gear 11 constituting the planetary gear mechanism, the input shaft of the W / P (liquid pumping pump) 13 is coupled to the planetary carrier 12, and the output of the motor 15 is coupled to the sun gear 14. A rotation limiting means motor driver (brake, rotation limiting means) 16 for limiting the rotation of the shaft and the sun gear 14 is coupled. Although not shown, with this configuration, the outer periphery of the ring gear 11 can be coupled to the output shaft of the engine 2 as a pulley, so the pulley in the conventional configuration can be shared to reduce the size of the device.
[0010]
FIG. 3 is a velocity diagram illustrating the operation of the hybrid pump for automobiles according to the first embodiment of the present invention, and shows the speed of each gear of the planetary gear mechanism in the configuration of FIG.
In FIG. 3, R represents a ring gear, C represents a planetary carrier, S represents a sun gear, the horizontal axis represents the number of teeth, and the vertical axis represents the rotational speed of each gear. The straight line (A) is a state where the W / P 13 is driven only by the driving force of the engine, and the rotation speed of the W / P 13 is indicated by a point a. The straight line (B) indicates the control in which the motor 15 rotates in the reverse direction with respect to the engine 2 and the rotation speed of the W / P 13 becomes the point b. The straight line (C) indicates the motor 15 in the operating range of the engine 2. The rotation speed of W / P13 is point c. In the straight line (d), the engine 2 is stopped, the electric motor 15 is rotated forward to drive the W / P 13, and the rotational speed of the W / P 13 at this time is point d. A straight line (e) is obtained by rotating the motor 15 in the normal direction in the operating region of the engine 2 and setting the rotation speed of the W / P 13 as the point e.
FIG. 4 is a flowchart showing an operation of the automotive hybrid pump control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
[0011]
Next, the operation of the first embodiment will be described.
When the engine speed changes due to a change in the accelerator opening operated by the vehicle driver or a change in road resistance during steady running, the output of the engine speed detection sensor 9 is averaged, and this averaging is performed. The output rotation Nrm of the process is input as Nr = Nrm to the motor rotation speed calculation means that calculates based on the equation (1), and the motor is driven based on the output of the motor rotation speed calculation means.
Ns = ((1 + α) Nc) −Nr) / α (1)
Here, Nr is the engine speed, and α is the ratio of the number of teeth ZR and Zs of the sun gear 14 and the ring gear 11 of the planetary mechanism, that is, the reduction ratio (speed ratio) α = ZR / Zs. Nc is the rotational speed of the W / P 13 connected to the planetary carrier 12, and Ns is the rotational speed of the electric motor 15 connected to the sun gear 14.
The output Ne of the engine speed detection sensor 9 provided on the crankshaft is input to, for example, the engine speed average processing means represented by the equation (2), and the average value of the engine speed is calculated.
Nrm (j + 1) = K × Nrm (j) + (1−K) × Ne (j) (2)
Here, j is an integer value corresponding to time T = j × ΔT when the engine speed detection sensor 9 is sampled every predetermined time interval ΔT, and K is a time constant of the digital primary filter.
[0012]
Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
In step 101, the output of the engine speed detection sensor 9 is fetched as digital data by the engine speed detection means via the A / D converter provided in the control device 7, and the engine speed is stored in the RAM in the control device 7. Store as a number Ne. In step 102, the engine speed averaging processing means uses the equation (2) Nrm (j + 1) = K × Nrm (j) + (1−K) × Ne (j). Nrm is calculated, and the output Nrm of the averaging process is set to Nr = Nrm in Step 103. In Step 104, the motor rotation speed calculation means performs Ns = ((1 + α) Nc) −Nr) in the equation (1). The motor rotational speed calculation is performed using / α, and in step 105, the motor is driven by the pump control means based on the output Ns of the motor rotational speed calculation.
This processing routine is provided as S / W in the control device 7, and the S / W is activated when the engine is activated, and initial values such as j = 1, Nrm (j + 1), Nrm (j), Ne (j), etc. Is programmed in advance so as to operate after being reset to zero, and is incorporated in a ROM in the control device 7.
[0013]
According to the first embodiment, the output shaft of the engine and the output shaft of the motor are coupled to the input shaft of the liquid pump by the planetary gear mechanism, and the liquid pump is driven by the output of one or both of the engine and the motor. In this way, by controlling the electric motor in accordance with the engine operating state, it is possible to inexpensively realize the optimal amount of engine cooling water.
[0014]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the automotive hybrid pump control apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 6 is another flowchart showing the operation of the automotive hybrid pump control apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
The configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and the operation is different from the configuration of the S / W stored in the ROM in the control device 7. The second embodiment has engine stop detection means for detecting engine stop.
[0015]
The operation of the second embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
In step 201 of FIG. 5, in the engine start (cranking) mode, the output of the engine speed detection sensor 9 is taken in as digital data via an A / D converter provided in the control device 7, and The engine speed Ne is stored in the RAM. In step 202, the engine speed average value Nrm is calculated from Nrm (j + 1) = K × Nrm (j) + (1−K) × Ne (j) in the equation (2). Whether the difference ΔNrm = Nrm (j + 1) −Nrm (j) between the current and previous engine revolutions Nrm (j + 1) and Nrm (j) of the output of the averaging process is greater than a predetermined value Nrmfire by the stop detection means Determine. If it is determined as Yes in step 203, it is assumed that the engine has continued its combustion completely and is in an ignition operation state. In step 204, the pump control means performs the sun gear 14 by the rotation limiting means motor driver 16, that is, the electric motor. The drive signal which cancels 15 rotation restrictions is output.
[0016]
On the other hand, if it is determined No in step 203, this processing subroutine is terminated. Further, in step 205, a predetermined amount of cooling water based on the water temperature sensor 8, the engine average rotation speed Nrm, and the engine load detection value detected by the abbreviated explanation of the intake pipe pressure, throttle opening, accelerator opening, etc. The amount of cooling water is determined according to the sum of the feedforward control amount and the feedback control calculation amount for detecting the cooling water temperature flowing into the engine body and performing feedback control calculation of the cooling water amount based on the difference between the detected value and the target cooling water temperature. A drive signal is output to the electric motor in the hybrid pump so as to be controlled by the W / P rotation speed.
[0017]
On the other hand, in the engine key-off mode, in the flowchart shown in FIG. 6, the same processes as in steps 201 to 202 in FIG. 5 are performed in steps 301 to 302. In step 303, the engine stop detection means performs the averaging process. It is determined whether or not the difference ΔNrm = Nrm (j + 1) −Nrm (j) between the current and previous engine speeds Nrm (j + 1) and Nrm (j) is smaller than a predetermined value Nrmstop. If the determination is Yes, the engine outputs a drive signal for controlling the number of revolutions of the electric motor in the hybrid pump to zero in step 304, assuming that the combustion is stopped and the ignition is stopped. After it is determined in step 305 that the rotation speed of the electric motor has become equal to or less than a predetermined value, the process proceeds to step 306 where the pump control means drives the sun gear 14, that is, the electric motor 15 to restrict rotation by the rotation limiting means motor driver 16. Output a signal. On the other hand, if it is determined No in step 303, this processing subroutine is terminated.
[0018]
According to the second embodiment, the motor can be controlled even in the engine start mode and the engine key-off mode, and the engine coolant amount and the coolant temperature can be optimized.
[0019]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the automotive hybrid pump control apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
The configuration of the third embodiment is the same as that of the first and second embodiments, but the configuration and operation of the S / W stored in the ROM in the control device 7 are different from those of the first and second embodiments. In the third embodiment, the electric radiator fan is controlled together with the electric motor to optimize the cooling water temperature.
[0020]
The operation of the third embodiment will be described using the flowchart of FIG.
Processing similar to steps 301 to 303 in FIG. 6 is performed in steps 401 to 403. In step 404, the rotation limiting means motor driver 16 does not limit the rotation of the sun gear 14, that is, the motor 15, and maintains the drive signal output of the motor 15. Proceeding to step 405, a control signal for driving and controlling the electric radiator fan 4 at a predetermined rotational speed is output.
In step 406, it is determined whether or not the engine coolant temperature is equal to or lower than a predetermined temperature. If YES, the process proceeds to step 407, the drive signal output of the electric motor 15 is stopped, the rotation limiting means motor driver 16 limits the rotation of the sun gear 14, that is, the electric motor 15, and the drive signal controls the electric radiator fan 4. Is stopped and this processing routine is terminated.
[0021]
On the other hand, if it is determined No in step 406, in step 408, the predetermined period elapsed counter after engine stop is incremented as i = i + 1, and in step 409, the predetermined period elapsed counter i after engine stop exceeds the predetermined value Icool. Whether i> Icool is determined. If it is determined Yes in step 409, the process proceeds to step 407, the drive signal output of the electric motor 15 is stopped, the rotation limiting means motor driver 16 limits the rotation of the sun gear 14, that is, the electric motor 15, and the electric radiator fan 4 is driven. The control signal to be controlled is stopped, and this processing routine is terminated.
[0022]
In the third embodiment based on this flowchart, it is determined in step 406 whether or not the engine cooling water temperature is equal to or lower than a predetermined temperature. However, the determination is made based on the change in the engine cooling water temperature, that is, the time differential value. You may do it.
[0023]
Thus, the hybrid pump 6 of the present invention can drive the W / P 13 even when the engine 2 is stopped. Therefore, if the water temperature rises in a hot soak state, the W / P13 is driven and the electric radiator fan 4 is driven, and the heat generated by the engine 2 is quickly discharged out of the engine room, thereby eliminating the inconvenience.
For this reason, when the vehicle travel is stopped and the engine 2 is stopped for a long time, the circulation of the cooling water is stopped, so that the interior of the engine room becomes abnormally hot due to the livestock heat action of the engine 2 (this is so-called hot soak). And the maximum in 10 to 20 minutes after the engine stops, and the engine room may reach 120 ° C.) This hot soak can be used as a countermeasure against deterioration of parts in the engine room. There is no need to use expensive materials, making automotive parts cheaper, and fuel (gasoline) remaining in the engine room is vaporized in the piping, generating vapor and restarting the engine It is possible to suppress the deterioration of sex and the increase of transpiration gasoline.
[0024]
According to the third embodiment, the coolant temperature can be optimally maintained by controlling the electric radiator fan 4 together with the electric motor 15 according to the engine coolant temperature.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has a liquid pumping pump, a planetary gear mechanism, an electric motor, and a rotation limiting means for limiting the rotation of the output shaft of the electric motor. Coupled to the input shaft of the liquid pump and the output shaft of the motor corresponding to the input shaft of the liquid pump and the output shaft of the engine. The liquid pump is connected to the engine output or the motor output via the planetary gear mechanism. Or a pump control means for controlling a hybrid pump for an automobile configured to be driven by an output obtained by adding and subtracting the output of the engine and the output of the electric motor; and an engine stop detection means for detecting the stop of the engine. controls the rotation of the motor in accordance with the detection result of the engine stop detection means, the engine is ignited luck by the engine stop detecting means State is judged, when the rotation restriction of the motor is performed by and the rotation limiting means, the pump control means, so to release the rotation restriction of the motor by the rotation limiting means, for perfecting a cooling water of the engine This can be realized at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a cooling water system using an automobile hybrid pump according to Embodiment 1 of the present invention;
FIG. 2 is a configuration diagram showing an automobile hybrid pump according to Embodiment 1 of the present invention;
FIG. 3 is a velocity diagram for explaining the operation of the automotive hybrid pump according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the automobile hybrid pump control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention;
FIG. 5 is a flowchart showing an operation of the hybrid pump control device for a vehicle according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is another flowchart showing the operation of the automotive hybrid pump control apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing an operation of the automotive hybrid pump control apparatus according to Embodiment 3 of the present invention;
[Explanation of symbols]
1 waterway, 2 engine, 3 radiator, 4 electric radiator fan,
5 Waterway switching valve, 6 Hybrid pump, 7 Control device,
8 Water temperature sensor, 9 Engine speed detection sensor, 11 Ring gear,
12 planetary carrier, 13 water pump (W / P),
14 sun gear, 15 electric motor, 16 rotation limiting means motor driver (brake).

Claims

Each of them has a liquid pumping pump, a planetary gear mechanism, an electric motor, and a rotation limiting means for limiting the rotation of the output shaft of the electric motor, and the planetary gear mechanism is connected to an input shaft of the liquid pumping pump. Coupled to the output shaft of the motor and the output shaft of the engine corresponding to the input shaft of the liquid pump, the liquid pump is connected to the engine output or the motor output or the engine via the planetary gear mechanism. And a pump control means for controlling a hybrid pump for an automobile configured to be driven by an output obtained by adding and subtracting the output of the motor and an output of the motor, and an engine stop detection means for detecting the stop of the engine. controls the rotation of the electric motor in accordance with a detection result of the engine stop detection means, the said engine stop detecting means Te engine is determined that ignition operation state, and when the rotation restriction of the electric motor is being performed by said rotation limiting means, said pump control means to release the rotation restriction of the electric motor by the rotation limiting means A hybrid pump control device for an automobile.

When the engine stop detection means determines that the engine is in the ignition stop state, the pump control means controls to stop the rotation of the electric motor, and the rotation speed of the electric motor becomes equal to or less than a predetermined value near zero. time, the rotation limiting means by automotive hybrid pump control apparatus according to claim 1 Symbol mounting, characterized in that the rotation restriction of the electric motor.

When it is determined by the engine stop detection means that the engine is in an ignition stop state, after a predetermined period of time has elapsed after the engine is stopped, or after the engine cooling water temperature has become equal to or lower than a predetermined temperature, the pump control means is The electric radiator fan arranged to cool the engine cooling water while controlling the rotation of the electric motor to limit the rotation of the electric motor by the rotation limiting means and to be controlled to stop the rotation. automotive hybrid pump control apparatus according to claim 1 Symbol mounting characterized.

4. The hybrid pump control device for an automobile according to claim 3 , wherein whether or not the engine cooling water temperature has become equal to or lower than a predetermined temperature is determined based on a temporal change in the engine cooling water temperature.