JP6880807B2 - Start control device for internal combustion engine with supercharger - Google Patents
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Description
本開示は、過給機付き内燃機関の始動制御装置に関する。 The present disclosure relates to a start control device for an internal combustion engine with a supercharger.
従来、発電機およびモータとして選択的に動作する電動発電機を内燃機関に接続し、電動発電機のトルクにより内燃機関を始動するとともに、内燃機関のトルクにより電動発電機で発電を行う内燃機関の始動装置がある。電動発電機にはバッテリが接続されている。電動発電機とバッテリとの間では電気エネルギーの移動が行われる。 Conventionally, an electric generator that selectively operates as a generator and a motor is connected to an internal combustion engine, the internal combustion engine is started by the torque of the electric generator, and the internal combustion engine generates power by the torque of the internal combustion engine. There is a starting device. A battery is connected to the motor generator. Electrical energy is transferred between the motor generator and the battery.
また、例えば、特許文献1には、過給機付き内燃機関の始動制御装置が開示されている。
この始動制御装置において、電動発電機はリングギア部材に接続されている。内燃機関はエンジンベルトを介してキャリア部材に接続されている。過給機は、サンギア部材に接続され、かつ、ブレーキを介してハウジングに接続されている。
Further, for example, Patent Document 1 discloses a start control device for an internal combustion engine with a supercharger.
In this start control device, the motor generator is connected to the ring gear member. The internal combustion engine is connected to the carrier member via an engine belt. The turbocharger is connected to the sun gear member and is connected to the housing via a brake.
エンジントルクがキャリア部材からサンギア部材を介して過給機側に供給される。これにより、過給機が駆動する。また、エンジントルクがキャリア部材からリングギア部材を介して電動発電機側に供給される。これにより、電動発電機で発電が行われ、バッテリが回生される。 Engine torque is supplied from the carrier member to the supercharger side via the sun gear member. As a result, the turbocharger is driven. Further, engine torque is supplied from the carrier member to the motor generator side via the ring gear member. As a result, the motor generator generates electricity and the battery is regenerated.
しかしながら、上記特許文献1に開示された過給機付き内燃機関の始動制御装置は、過給機を最高過給状態にするために、エンジンと電動発電機との両方から過給機にトルクを供給する必要がある。この最高過給状態が長時間連続する場合には、電動発電機が電力不足になるおそれがあるという問題点があった。 However, the start control device for an internal combustion engine with a supercharger disclosed in Patent Document 1 applies torque to the supercharger from both the engine and the motor generator in order to bring the supercharger to the maximum supercharged state. Need to supply. If this maximum supercharging state continues for a long time, there is a problem that the motor generator may run out of power.
本開示の目的は、過給機の最高過給状態を長時間維持することが可能な過給機付き内燃機関の始動制御装置を提供することである。 An object of the present disclosure is to provide a start control device for an internal combustion engine with a supercharger capable of maintaining the maximum supercharging state of the supercharger for a long period of time.
本開示の過給機付き内燃機関の始動制御装置は、
内燃機関と、
前記内燃機関に接続され、ピニオンギアを軸支するキャリア、電動発電機に動力伝達要素を介して接続され、前記ピニオンギアに噛合する第1ギア、および、ハウジングに対して固定可能に設けられ、前記ピニオンギアに噛合する第2ギアを有する差動歯車機構と、
前記第2ギアに接続される過給機と、
前記第1ギアと前記第2ギアとを断接可能な断続機構と、
を備える。
The start control device for an internal combustion engine with a supercharger according to the present disclosure is
With an internal combustion engine
A carrier that is connected to the internal combustion engine and supports the pinion gear, a first gear that is connected to an electric generator via a power transmission element and meshes with the pinion gear, and a housing that can be fixedly provided. A differential gear mechanism having a second gear that meshes with the pinion gear,
The supercharger connected to the second gear and
An interrupting mechanism capable of connecting and disconnecting the first gear and the second gear,
To be equipped.
本開示によれば、過給機の最高過給状態を長時間維持することができる。 According to the present disclosure, the maximum supercharging state of the turbocharger can be maintained for a long time.
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本実施の形態に係る過給機付き内燃機関1の始動制御装置100の概略構成図である。この内燃機関1は変速機(図示略)を介して駆動輪(図示略)を駆動させて車両を走行させる。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
本始動制御装置100は、電動発電機2、過給機3、ハウジング8、差動歯車機構10、動力伝達要素20、ワンウェイクラッチ31(本発明の「ブレーキ機構」に対応)、減速機構40、および、断続機構50を備えている。
The
電動発電機2は、電動機および発電機としての機能を有する。電動発電機2は、電力線を介してバッテリ(図示略)と接続される。電動発電機2は、電動機として機能するとき、バッテリの蓄電力により駆動される。電動発電機2が発電機として機能するとき、その発電エネルギーはバッテリに回生される。
The
過給機3は、内燃機関1のトルクを動力源として、内燃機関1に吸入される吸気を過給する装置である。過給機3は吸気通路(図示略)に設けられたコンプレッサを有する。
The
ハウジング8は、始動制御装置100の本体として車両に固定されている。
The
差動歯車機構10は、動力伝達要素20を介して電動発電機2に接続されている。差動歯車機構10は、キャリア11、回転軸12、サンギア(本発明の「第1ギア」に対応)13、ピニオンギア14、及び、リングギア(本発明の「第2ギア」に対応)15を備える遊星歯車装置である。
The
キャリア11は、内燃機関1の出力軸(クランク軸)1aに接続されている。
回転軸12は、出力軸1aと同軸上に配置されている。
サンギア13は、回転軸12の一端部に接続されている。
ピニオンギア14は、キャリア11に軸支されて自転しながら回転軸12回りを公転するように構成されている。
リングギア15は内歯歯車である。
The carrier 11 is connected to the output shaft (crankshaft) 1a of the internal combustion engine 1.
The rotating shaft 12 is arranged coaxially with the output shaft 1a.
The
The pinion gear 14 is pivotally supported by the carrier 11 and is configured to revolve around the rotation shaft 12 while rotating on its axis.
The
動力伝達要素20は、プーリ21,22および無端ベルト23を備えている。
プーリ21は、電動発電機2の回転軸2aに接続されている。
プーリ22は、回転軸12の他端部に接続されている。
無端ベルト23は、プーリ21およびプーリ22に巻き掛けられ、内燃機関1の出力軸1aのトルクを電動発電機2側に伝達し、また、電動発電機2の回転軸2aのトルクを内燃機関1側に伝達する。
The
The
The
The
ワンウェイクラッチ31は、内燃機関1の出力軸1aの回転方向に合わせて設定されている。ワンウェイクラッチ31は、内輪および外輪を有し、ハウジング8とリングギア15との間に配置され、例えば、内輪がリングギア15に固定され、外輪がハウジング8に固定される。ワンウェイクラッチ31は、内輪に対して外輪を一方向に回転させた時に空転状態となり、他方向に回転させた時にロック状態となるように構成されている。ワンウェイクラッチ31は、ロック状態となって、リングギア15をハウジング8に連結する。これにより、リングギア15は固定される。
The one-
減速機構40は、リングギア15と過給機3との間に介在し、内燃機関1のトルクを所定の減速比で過給機3に伝達する。具体的に、減速機構40は、リングギア15に対するギア比を低くして、リングギア15の回転を増速して過給機3に伝達する伝達ギア41である。ギア比は、最高過給状態における過給機3の回転速度および内燃機関1の回転速度に基づいて設定される。
The
断続機構50は、サンギア13とリングギア15とを断接可能である。断続機構50は、過給圧を上げる場合に、サンギア13とリングギア15とを分断し、かつ、発電量を増やす場合に、サンギア13とリングギア15とを接続する。
The
次に、始動制御装置100の動作の一例について図2から図7を参照して説明する。なお、図2、図4および図6に、トルクの伝達経路を破線で示す。また、図3、図5および図7に、サンギア13の回転速度Rm、キャリア11の回転速度Re、リングギア15の回転速度Rrおよび過給機3の回転速度Rsを表す。
Next, an example of the operation of the
図2は始動制御装置100における発電及び過給時の動作の一例を示す図である。図3は始動制御装置100における発電時及び過給時の共通速度線図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the operation of the
電動発電機2の発電と過給機3の過給とを並行して行う時(発電及び過給時)において、内燃機関1から電動発電機2を加速させる方向へトルクが流れ、かつ、内燃機関1から過給機3を加速させる方向へトルクが流れる場合は、断続機構50がサンギア13とリングギア15とを分断する。これにより、内燃機関1からキャリア11、リングギア15、および伝達ギア41を介して過給機3に流れるトルクの伝達経路R1が形成される。伝達経路R1において、リングギア15の回転は伝達ギア41で増速されて過給機3に伝達される。
When the power generation of the
また、内燃機関1からキャリア11、ピニオンギア14、サンギア13を介して電動発電機2に流れるトルクの伝達経路R2が形成される。これにより、電動発電機2で発電が行われ、バッテリが回生される。電動発電機2の発電領域で過給が行われるため、過給機3の最高過給状態を長時間維持することが可能となる。
Further, a torque transmission path R2 flowing from the internal combustion engine 1 to the
図4は始動制御装置100における発電時の動作の一例を示す図である。図5は始動制御装置100の発電時の共通速度線図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the operation of the
電動発電機2の発電時において、内燃機関1から電動発電機2を加速させる方向へトルクが流れる場合は、図4に示すように、断続機構50がリングギア15とサンギア13とを接続する。これにより、図5に示すように、キャリア11、サンギア13およびリングギア15は一体となり、減速比は1となる。
When torque flows from the internal combustion engine 1 in the direction of accelerating the
上記する電動発電機2の発電時において、内燃機関1から電動発電機2へ流れるトルクの伝達経路は、キャリア11、リングギア15および断続機構50を介してサンギア13へトルクが流れる伝達経路R3と、キャリア11およびピニオンギア14を介してサンギア13にトルクが流れる伝達経路R4との二系統になる。つまり、内燃機関1からのトルクは、断続機構50を介して流れるとともに、断続機構50を介さずに流れる。これにより、断続機構50は、電動発電機2の発電時において、内燃機関1からのトルクの一部を受けることになる。
At the time of power generation of the
図6は始動制御装置100における始動時の動作の一例を示す図である。図7は始動制御装置100における始動時の共通速度線図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the operation at the time of starting in the
内燃機関1の始動時において、電動発電機2から内燃機関1を加速させる方向へトルクが流れる場合は、リングギア15が逆転方向(空転状態になる方向とは反対の方向)にトルクを受けるため、図6に示すように、ワンウェイクラッチ31はロック状態となる。これにより、図7に示すように、リングギア15はハウジング8に連結されて、ハウジング8に固定されるため、サンギア13に入力されたトルクは、キャリア11へ減速されて伝達される。
When the internal combustion engine 1 is started, if torque flows from the
<本実施の形態の効果>
以上のように、本実施の形態に係る過給機付き内燃機関1の始動制御装置100によれば、内燃機関1のトルクをリングギア15から減速機構40を介して過給機3に伝達する。これにより、過給機3を加速させることができる。また、内燃機関1のトルクを電動発電機2に流すことができる。これにより、電動発電機2で発電が行われ、バッテリが回生される。つまり、モータの発電領域で過給が行われるため、過給機3の最高過給状態を長時間維持することができる。
<Effect of this embodiment>
As described above, according to the
また、内燃機関1のトルクを電動発電機2と過給機3とにそれぞれ流すことができるため、電動発電機2における発電量をコントロールすることにより、過給圧をコントルールすることが可能となる。
Further, since the torque of the internal combustion engine 1 can be passed to the
また、内燃機関1の始動時に、電動発電機2からのトルクが差動歯車機構10介して内燃機関1に伝達される。これにより、内燃機関1の始動時に、電動発電機2のトルクを増幅して内燃機関1に伝達することが可能となる。
Further, when the internal combustion engine 1 is started, the torque from the
また、差動歯車機構10が無端ベルト23を介して電動発電機2に接続される。これにより、ベルト伝達後に減速しているため、ベルトにかかるトルクが小さく、電動発電機2からの動力伝達に無端ベルト23を用いた場合であっても、高トルクを内燃機関1に伝達することができる。
Further, the
また、電動発電機2の発電時において、断続機構50は、サンギア13とリングギア15とを接続して、出力軸1aのトルクを、キャリア11、ピニオンギア14、リングギア15およびサンギア13を介して電動発電機2に伝達するとともに、キャリア11、ピニオンギア14およびサンギア13を介して電動発電機2に伝達する。これにより、断続機構50は内燃機関1からのトルクの一部を受けることになるため、断続機構50の負荷容量を減少させることができる。ひいては、断続機構50の小型化および省スペース化を図ることができる。
Further, at the time of power generation of the
なお、上記実施の形態においては、ワンウェイクラッチ31によりハウジング8のハウジング8とリングギア15とが連結されたが、本発明はこれに限らず、例えば、電動発電機2がリングギア15に接続され、内燃機関1がキャリア11に接続され、過給機3がサンギア13に接続される場合には、ワンウェイクラッチ31によりハウジング8とサンギア13が連結されてもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施の形態においては、リングギア15と過給機3とを伝達ギア41を介して接続したが、本発明はこれに限らず、例えば、サンギア13と過給機3とを伝達ギア41を介して接続してもよい。
Further, in the above embodiment, the
本開示の過給機付き内燃機関1の始動制御装置100は、過給機の最高過給状態を長時間維持することが要求される車両用の駆動系として有用である。
The
1 内燃機関
1a 出力軸
2 電動発電機
2a 回転軸
3 過給機
8 ハウジング
10 差動歯車機構
11 キャリア
12 回転軸
13 サンギア
14 ピニオンギア
15 リングギア
20 動力伝達要素
21 プーリ
22 プーリ
23 無端ベルト
31 ワンウェイクラッチ
40 減速機構
41 伝達ギア
50 断続機構
100 始動制御装置
1 Internal internal engine
Claims (6)
前記内燃機関に接続され、ピニオンギアを軸支するキャリア、電動発電機に動力伝達要素を介して接続され、前記ピニオンギアに噛合する第1ギア、および、ハウジングに対して固定可能に設けられ、前記ピニオンギアに噛合する第2ギアを有する差動歯車機構と、
前記第2ギアに接続される過給機と、
前記第1ギアと前記第2ギアとを断接可能な断続機構と、
を備える、
過給機付き内燃機関の始動制御装置。 With an internal combustion engine
A carrier that is connected to the internal combustion engine and supports the pinion gear, a first gear that is connected to an electric generator via a power transmission element and meshes with the pinion gear, and a housing that can be fixedly provided. A differential gear mechanism having a second gear that meshes with the pinion gear,
The supercharger connected to the second gear and
An interrupting mechanism capable of connecting and disconnecting the first gear and the second gear,
To prepare
Start control device for internal combustion engine with supercharger.
The start control device for an internal combustion engine with a supercharger according to any one of claims 1 to 5, further comprising a reduction mechanism for accelerating the rotation of the second gear and transmitting the rotation to the supercharger.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2017025834A JP6880807B2 (en) | 2017-02-15 | 2017-02-15 | Start control device for internal combustion engine with supercharger |
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