JP2001165019A - Engine starter and engine system provided with its function - Google Patents
Engine starter and engine system provided with its functionInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、モータにより無端
状部材を介してエンジンを駆動して始動するエンジン始
動装置に関し、特に無端状部材の異常の検出に関する。
無端状部材は、例えばベルトまたはチェーンであり、長
尺で柔軟な輪状の動力伝達部材である。ここでは、主と
して無端状部材の一形態としてのベルト(ベルト駆動式
始動装置)を取り上げて本発明を説明する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine starter for starting an engine by driving an engine through an endless member by a motor, and more particularly to detecting an abnormality in the endless member.
The endless member is, for example, a belt or a chain, and is a long and flexible ring-shaped power transmission member. Here, the present invention will be described mainly with reference to a belt (belt driven starter) as one form of an endless member.
【0002】[0002]
【従来の技術】ベルト(無端状部材)駆動式のエンジン
始動装置では、例えば特開平11−147424号公報
に開示されているように、始動用モータがベルトを介し
てエンジンに連結されている。そして、このベルトを介
して始動用モータの回転力をエンジンに伝え、エンジン
をクランキングして始動する。2. Description of the Related Art In a belt (endless member) driven engine starting apparatus, a starting motor is connected to an engine via a belt as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-147424. Then, the torque of the starting motor is transmitted to the engine via the belt, and the engine is cranked and started.
【0003】ベルト駆動式始動装置は、従来のギア噛合
い式のスターターモータと比較して、ギアノイズがな
く、スムーズにエンジンを始動できる。この利点が注目
され、エンジンの起動停止を繰り返すハイブリッド車両
およびエコラン(アイドリングストップ)車両などに展
開されつつある。[0003] The belt-driven starter can start the engine smoothly without any gear noise as compared with a conventional gear mesh type starter motor. This advantage has attracted attention, and is being deployed in hybrid vehicles that repeatedly start and stop the engine, eco-run (idling stop) vehicles, and the like.
【0004】この種の始動装置において、動力伝達用の
ベルトとしては、従来よりの補機駆動に用いているのと
同様のVリブドベルトを利用できる。さらに、一本のベ
ルトをエンジン、始動用モータおよび補機に巻き回すこ
とも好適である。いわゆるサーペンタインレイアウトで
ある。この構成も上記の特開平11−147424号公
報に開示されており、エンジンまたはモータの出力で補
機が駆動される。また代表的な補機は、ウォーターポン
プおよびエアーコンディショナ、パワーステアリングポ
ンプである。[0004] In this type of starting device, a V-ribbed belt similar to that conventionally used for driving auxiliary equipment can be used as a power transmission belt. Further, it is preferable that one belt is wound around the engine, the starting motor, and the auxiliary machine. This is a so-called serpentine layout. This configuration is also disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-147424, and the auxiliary machine is driven by the output of the engine or the motor. Typical accessories are a water pump, an air conditioner, and a power steering pump.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エンジ
ン始動時にベルトにかかる負荷は、補機駆動のときの負
荷の数倍〜数十倍と大きい。そして、この高負荷により
ベルト異常、例えば切断や大幅摩耗が生じると、エンジ
ン始動のための動力伝達が不能になる可能性もある。そ
れにも拘わらず、これまでは従来の補機駆動用のベルト
システムをそのまま流用するのが一般的である。そのた
め、高負荷によるベルト異常の発生を検出したり、ベル
ト異常に対するフェールセーフ機能を確保することは特
に考慮されていなかった。However, the load applied to the belt at the time of starting the engine is several times to several tens times as large as the load when driving the auxiliary equipment. If a belt abnormality such as cutting or severe wear occurs due to the high load, power transmission for starting the engine may be disabled. Nevertheless, the conventional belt system for driving auxiliary equipment has been generally used as it is. Therefore, it has not been specifically considered to detect the occurrence of a belt abnormality due to a high load, or to secure a fail-safe function for the belt abnormality.
【0006】またベルト以外の無端状部材、例えばチェ
ーンが用いられるときにも同様の問題が生じ得る。ベル
ト異常はスリップおよび断線(切断)等であるのに対
し、チェーン異常は主として断線である。A similar problem may occur when an endless member other than a belt, for example, a chain is used. Belt abnormalities are slip and disconnection (cutting), whereas chain abnormalities are mainly disconnection.
【0007】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、無端状部材異常(ベルト異常)を適
切に検出できるエンジン始動装置を提供することにあ
る。また本発明の目的は、異常発生時の適当なフェール
セーフ機能をもったエンジン始動装置を提供することに
ある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an engine starter capable of appropriately detecting an endless member abnormality (belt abnormality). Another object of the present invention is to provide an engine starting device having an appropriate fail-safe function when an abnormality occurs.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】(1)上記目的を達成す
るため、本発明は、モータによりベルトまたはチェーン
等の無端状部材を介してエンジンを駆動して始動するエ
ンジン始動装置において、前記モータの回転数と前記エ
ンジンの回転数の回転数差が所定しきい回転数差以上で
あるときに前記無端状部材に異常が発生したと判定する
異常判定手段を有することを特徴とする。無端状部材は
例えばベルトまたはチェーンである。(1) In order to achieve the above object, the present invention relates to an engine starting device for starting an engine by driving the engine via an endless member such as a belt or a chain by a motor. An abnormality determining means for determining that an abnormality has occurred in the endless member when a rotational speed difference between the rotational speed of the engine and the rotational speed of the engine is equal to or greater than a predetermined threshold rotational speed difference. The endless member is, for example, a belt or a chain.
【0009】このように本発明では、モータとエンジン
の回転数差が調べられる。無端状部材に異常が発生する
と、モータの回転をエンジンに適正に伝達することが不
能となり、両者の回転数にずれが生じる。したがって、
回転数差を見ることで無端状部材の異常を検出できる。
そして、異常検出結果を利用してフェールセールを図る
ことができる。As described above, in the present invention, the difference between the rotational speeds of the motor and the engine is determined. If an abnormality occurs in the endless member, it becomes impossible to properly transmit the rotation of the motor to the engine, and the rotation speeds of both motors are shifted. Therefore,
The abnormality of the endless member can be detected by checking the difference in the number of rotations.
Then, a fail sale can be performed using the abnormality detection result.
【0010】(2)好ましくは、無端状部材の異常判定
タイミングが、前記モータによる前記エンジンの駆動開
始後、回転数差が不安定に現れる過渡期を過ぎ、エンジ
ン始動性を実質的に低下させる無端状部材異常を示す回
転数差が現れる時期に設定される。前記所定しきい回転
数差は、前記異常判定タイミングにおける前記エンジン
始動性を実質的に低下させる無端状部材異常を示す回転
数差に対応する大きさに設定される。(2) Preferably, the abnormality determination timing of the endless member passes a transitional period in which the rotational speed difference becomes unstable after the motor starts to drive the engine, and the engine startability is substantially reduced. It is set at a time when a rotation speed difference indicating an endless member abnormality appears. The predetermined threshold rotational speed difference is set to a magnitude corresponding to a rotational speed difference indicating an endless member abnormality that substantially reduces the engine startability at the abnormality determination timing.
【0011】この態様によれば、以下に説明するよう
に、エンジン始動性を低下させるような無端状部材の異
常を早く確実に検出できるという効果が得られる。ここ
では無端状部材がベルトであるとして説明する。ただ
し、チェーン等の他の無端状部材においても同様の効果
が得られる。According to this aspect, as described below, an effect is obtained that an abnormality of the endless member that deteriorates the engine startability can be detected quickly and reliably. Here, the description is given on the assumption that the endless member is a belt. However, similar effects can be obtained with other endless members such as chains.
【0012】エンジン始動性を低下させるベルト異常と
は、ベルト切れや大幅摩耗などの比較的重度の異常であ
る。そのような重度の異常が生じると、クランキングの
開始から直ぐに大きな回転数差が現れる。ベルトが多少
すべるような軽度の異常が生じた場合とは対照的であ
る。A belt abnormality that deteriorates the engine startability is a relatively severe abnormality such as a broken belt or abrasion. When such a serious abnormality occurs, a large rotational speed difference appears immediately after the start of cranking. This is in contrast to the case where a slight abnormality such as a slight slippage of the belt occurs.
【0013】本発明は、この点に着目し、上述のよう
に、ベルト異常の判定タイミングが、エンジン始動性を
実質的に低下させるベルト異常を示す回転数差が現れる
時期に設定される。そしてこの時期に現れる上記の回転
数差に対応する値に、判定用のしきい回転数差を設定す
る。早いタイミングで大きな回転数差を基準に判定が行
われ、エンジン始動性に影響する重度異常を早期に検出
できる。この早期検出は、エンジン始動の動力伝達にベ
ルトを用いる上では特に有用であり、さらにフェールセ
ーフという観点からも望ましい。The present invention pays attention to this point, and as described above, the timing for determining the abnormality of the belt is set to the time when a rotational speed difference indicating the abnormality of the belt that substantially reduces the engine startability appears. Then, a threshold rotation speed difference for determination is set to a value corresponding to the rotation speed difference appearing at this time. The determination is made at an early timing based on a large rotational speed difference, and a serious abnormality affecting the engine startability can be detected at an early stage. This early detection is particularly useful when using a belt for power transmission for starting the engine, and is also desirable from the viewpoint of fail-safe.
【0014】さらに本発明では、クランキングの開始直
後はベルトが正常でもモータとエンジンに回転数差が生
じることに着目している。そして、この回転数差が不安
定に現れる過渡期を過ぎた時期に判定タイミングを設定
しており、これにより確実にベルト異常を検出できる。Further, in the present invention, attention is paid to the fact that a rotation speed difference occurs between the motor and the engine immediately after the start of cranking even if the belt is normal. Then, the determination timing is set at a time after a transient period in which the rotational speed difference appears unstable, whereby the belt abnormality can be reliably detected.
【0015】(3)本発明の別の態様は、モータにより
ベルトまたはチェーン等の無端状部材を介してエンジン
を駆動して始動するエンジン始動装置において、前記無
端状部材が前記モータ、前記エンジンに加えて別の車両
機器に巻き掛けられており、前記車両機器の作動異常を
検出したときに前記無端状部材に異常が発生したと判定
する異常判定手段が設けられていることを特徴とする。
ここでも、無端状部材は例えばベルトまたはチェーンで
ある。(3) Another aspect of the present invention is an engine starter for starting an engine by driving an engine through an endless member such as a belt or a chain by a motor, wherein the endless member is connected to the motor and the engine. In addition, the endless member is wound around another vehicle device, and is provided with abnormality determination means for determining that an abnormality has occurred in the endless member when an operation abnormality of the vehicle device is detected.
Again, the endless member is, for example, a belt or a chain.
【0016】この態様では、無端状部材の異常を検出す
るために、無端状部材が掛けられた車両機器の作動異常
が検出される。車両機器は、例えばウォーターポンプ、
エアーコンディショナーまたはパワーステアリングポン
プなどの補機である。車両機器の作動に異常があれば、
その原因が無端状部材にある、すなわち無端状部材によ
る車両機器への動力伝達が正常でない、と推定できる。
したがって車両機器の作動状態に基づいて無端状部材の
異常を検出できる。そして、異常検出結果を利用してフ
ェールセールを図ることができる。In this aspect, in order to detect the abnormality of the endless member, the operation abnormality of the vehicle equipment on which the endless member is hung is detected. Vehicle equipment, for example, water pump,
Auxiliary equipment such as an air conditioner or power steering pump. If there is an abnormality in the operation of vehicle equipment,
It can be estimated that the cause is the endless member, that is, the power transmission to the vehicle equipment by the endless member is not normal.
Therefore, the abnormality of the endless member can be detected based on the operation state of the vehicle device. Then, a fail sale can be performed using the abnormality detection result.
【0017】(4)好ましくは、前記車両機器はエンジ
ン冷却用のウォーターポンプであり、前記異常判定手段
は、エンジン水温が所定値以上に上昇したときに前記無
端状部材に異常が発生したと判定する。エンジン水温が
上昇すれば、ウォーターポンプに作動異常があり、この
作動異常の原因が無端状部材の異常にある、と考えられ
る。したがってエンジン水温から無端状部材の異常を検
出できる。(4) Preferably, the vehicle device is a water pump for cooling an engine, and the abnormality determining means determines that an abnormality has occurred in the endless member when the engine water temperature has risen to a predetermined value or more. I do. If the engine water temperature rises, it is considered that the water pump has an operation abnormality, and the cause of the operation abnormality is an abnormality of the endless member. Therefore, the abnormality of the endless member can be detected from the engine water temperature.
【0018】さらに、好ましくは、前記異常判定手段
は、エンジンを高負荷運転していないのにも拘わらずエ
ンジン水温が所定値以上に上昇したときに、前記無端状
部材に異常が発生したと判定する。例えば、エンジン水
温が所定値以上に上昇し、かつ、スロットル開度が所定
しきい開度以下であるときに、前記無端状部材に異常が
発生したと判定する。Preferably, the abnormality determining means determines that an abnormality has occurred in the endless member when the engine water temperature has risen to a predetermined value or higher even though the engine is not operating under a high load. I do. For example, when the engine coolant temperature rises above a predetermined value and the throttle opening is below a predetermined threshold opening, it is determined that an abnormality has occurred in the endless member.
【0019】この態様では、エンジン水温上昇の原因が
無端状部材異常以外である場合を考慮している。すなわ
ち、登坂道などでエンジンが高負荷運転されている場合
にもエンジン水温が上昇することを考慮し、そのような
場合には無端状部材異常と判定しないようにしている。
したがって、無端状部材の異常をより確実に検出でき
る。なお、スロットル開度の他にも、エンジン回転数、
流入空気量(マニホールド負圧、エアフローメータ出
力)等の信号、またはこれらの信号の組合せ、によって
エンジンの高負荷状態を判定しても良い。In this embodiment, consideration is given to a case where the cause of the engine water temperature rise is other than the endless member abnormality. In other words, considering that the engine water temperature rises even when the engine is running at a high load on a slope or the like, the endless member abnormality is not determined in such a case.
Therefore, the abnormality of the endless member can be detected more reliably. In addition to the throttle opening, the engine speed,
A high load state of the engine may be determined based on a signal such as an inflow air amount (a manifold negative pressure, an air flow meter output) or a combination of these signals.
【0020】また好ましくは、前記異常判定手段は、ラ
ジエータシステムが正常に作動しているのにも拘わらず
エンジン水温が所定値以上に上昇したときに、前記無端
状部材に異常が発生したと判定する。例えば、前記異常
判定手段は、エンジン水温が所定値以上に上昇し、か
つ、ラジエターの電動ファンが作動中であるときに、前
記無端状部材に異常が発生したと判定する。Preferably, the abnormality determining means determines that an abnormality has occurred in the endless member when the engine water temperature has risen to a predetermined value or more despite the normal operation of the radiator system. I do. For example, the abnormality determination means determines that an abnormality has occurred in the endless member when the engine water temperature has risen to a predetermined value or higher and the electric fan of the radiator is operating.
【0021】この態様でも、エンジン水温上昇の原因が
無端状部材異常以外である場合を考慮している。すなわ
ち、ラジエータシステムが正常に作動していない場合に
もエンジン水温が上昇することを考慮し、そのような場
合には無端状部材異常と判定しないようにしている。し
たがって、無端状部材異常をより確実に検出できる。な
お、上記の態様において、エンジン水温は、エンジン水
温を間接的に表す温度、例えば雰囲気温度でもよい。This embodiment also considers the case where the cause of the engine water temperature rise is other than the endless member abnormality. That is, considering that the engine water temperature rises even when the radiator system is not operating normally, in such a case, the endless member is not determined to be abnormal. Therefore, the endless member abnormality can be detected more reliably. In the above embodiment, the engine water temperature may be a temperature indirectly representing the engine water temperature, for example, an ambient temperature.
【0022】(5)本発明の別の態様は、ベルト等の無
端状部材の異常に対するフェールセーフ機能をもったエ
ンジンシステムである。(5) Another aspect of the present invention is an engine system having a fail-safe function against abnormalities of an endless member such as a belt.
【0023】本発明の一つのフェールセール機能によれ
ば、無端状部材の異常を検出したときは、エンジンに連
結された別のモータを、フェールセーフ用の始動モータ
として用いてエンジンを始動する。これにより、無端状
部材の異常が発生したときでもエンジンの始動能力を確
保できる。According to one fail-sale function of the present invention, when an abnormality of the endless member is detected, the engine is started using another motor connected to the engine as a fail-safe starting motor. Thereby, even when an abnormality occurs in the endless member, the starting capability of the engine can be ensured.
【0024】本発明のもう一つのフェールセーフ機能に
よれば、無端状部材の異常が発生したとき、機械式ウォ
ーターポンプとは別に設けられた電動ウォーターポンプ
をフェールセール用ポンプとして作動させる。According to another fail-safe function of the present invention, when an abnormality occurs in the endless member, an electric water pump provided separately from the mechanical water pump is operated as a fail-sale pump.
【0025】このフェールセーフ機能は、動力伝達用の
無端状部材をエンジン、モータおよび機械式ウォーター
ポンプに巻き掛けたエンジンシステムに好適に適用され
る。この構成のシステムでは、無端状部材の異常が生じ
ると、機械式ウォーターポンプが正常に作動しなくな
る。本発明によれば、電動ウォーターポンプをフェール
セール用ポンプとして作動させることで、機械式ウォー
ターポンプの作動異常により低下した冷却能力の少なく
とも一部を補うことができる。This fail-safe function is suitably applied to an engine system in which an endless member for transmitting power is wound around an engine, a motor and a mechanical water pump. In the system having this configuration, if an abnormality occurs in the endless member, the mechanical water pump does not operate normally. According to the present invention, by operating the electric water pump as a fail-sale pump, it is possible to compensate for at least a part of the cooling capacity that has been reduced due to the abnormal operation of the mechanical water pump.
【0026】(6)本発明の別の態様は、モータにより
ベルトまたはチェーン等の無端状部材を介してエンジン
を駆動して始動するエンジン始動装置において、モータ
の回転数とモータ加速度とからイナーシャを推定するイ
ナーシャ推定手段と、イナーシャが所定値以下であると
きに無端状部材に異常が発生したと判定する異常判定手
段と、を有することを特徴とする。(6) Another aspect of the present invention is an engine starter for starting an engine by driving the engine through an endless member such as a belt or a chain by a motor. It is characterized by having inertia estimating means for estimating, and abnormality determining means for determining that an abnormality has occurred in the endless member when the inertia is equal to or less than a predetermined value.
【0027】また、モータによりベルトまたはチェーン
等の無端状部材を介してエンジンを駆動して始動するエ
ンジン始動装置において、モータの回転数とモータ加速
度とからイナーシャを推定するイナーシャ推定手段と、
イナーシャが所定の基準値より大きくなるように適宜モ
ータへのトルク指令値を制御するトルク指令値制御手段
と、トルク指令値が所定しきいトルク指令値以下となっ
たときに無端状部材に異常が発生したと判定する異常判
定手段と、を有することを特徴とする。Also, in an engine starting device for starting the engine by driving the engine via an endless member such as a belt or a chain by a motor, inertia estimating means for estimating the inertia from the rotation speed of the motor and the motor acceleration;
A torque command value control means for appropriately controlling a torque command value to the motor so that the inertia becomes larger than a predetermined reference value, and an abnormality in the endless member when the torque command value becomes equal to or less than a predetermined threshold torque command value. Abnormality determination means for determining that an error has occurred.
【0028】この態様によれば、モータのイナーシャが
調べられ、これにより無端状部材の異常を検出できる。
また、モータのイナーシャが所定の基準値より大きくな
るように制御されるモータへのトルク指令値が調べら
れ、これによっても無端状部材の異常を検出できる。そ
して、この異常出結果を利用してフェールセーフを図る
ことができる。According to this aspect, the inertia of the motor is checked, whereby the abnormality of the endless member can be detected.
In addition, a torque command value to the motor controlled so that the inertia of the motor becomes larger than a predetermined reference value is checked, thereby detecting an abnormality of the endless member. Then, fail safe can be achieved by using the abnormal output result.
【0029】以上に説明したように、本発明によれば、
無端状部材の異常を検出でき、検出結果に基づき無端状
部材の異常に対策を施すことでフェールセーフ機能を付
加することができ、これにより車両システムの信頼性を
向上することができる。As described above, according to the present invention,
An abnormality in the endless member can be detected, and a fail-safe function can be added by taking measures against the abnormality in the endless member based on the detection result, thereby improving the reliability of the vehicle system.
【0030】本発明の別の態様は、上記のエンジン始動
装置およびエンジンシステム以外の任意の態様でもよ
い。例えば本発明の別の態様は、エンジン始動方法であ
り、エンジンシステム制御装置または方法であり、車両
制御装置または方法であり、無端状部材の異常検出装置
または方法である。Another embodiment of the present invention may be any embodiment other than the above-described engine starting device and engine system. For example, another embodiment of the present invention relates to an engine starting method, an engine system control device or method, a vehicle control device or method, and an endless member abnormality detection device or method.
【0031】[0031]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
(以下、実施形態という)について、図面を参照し説明
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention (hereinafter, referred to as embodiments) will be described below with reference to the drawings.
【0032】実施形態1.本実施形態では、例として、
本発明のエンジン始動装置がハイブリッド車両に適用さ
れる。ただし、本発明の適用対象はハイブリッド車両に
は限定されず、例えばエコラン車両にも本発明を好適に
適用できる。Embodiment 1 In the present embodiment, as an example,
The engine starter of the present invention is applied to a hybrid vehicle. However, the application of the present invention is not limited to a hybrid vehicle, and the present invention can be suitably applied to, for example, an eco-run vehicle.
【0033】また本実施形態においては無端状部材がベ
ルトであるが、本発明はこれに限定されない。無端状部
材は例えばチェーンでもよい。無端状部材は、エンジン
始動のための動力をモータからエンジンに伝える動力伝
達部材であり、柔軟な輪形の部材である。In the present embodiment, the endless member is a belt, but the present invention is not limited to this. The endless member may be, for example, a chain. The endless member is a power transmission member that transmits power for starting the engine from the motor to the engine, and is a flexible ring-shaped member.
【0034】図1は、ハイブリッドシステムの一例を示
している。周知のようにハイブリッドシステムは、エン
ジンとモータジェネレータ(電動機)を併用して車両を
駆動するシステムである。図1のシステムでは、エンジ
ン1、メインモータジェネレータ3、遊星歯車装置5、
無段変速機(CVT)7が順次配置されており、無断変
速機7の出力軸が駆動輪へと連結されている。エンジン
1、メインモータジェネレータ3および無段変速機7
が、それぞれ、遊星歯車装置5のサンギア、プラネタリ
ギアおよびリングギアに連結されている。エンジン1お
よびメインモータジェネレータ3の回転数および出力を
調整することにより、所望の回転数と出力が無段変速機
7の入力軸に与えられる。FIG. 1 shows an example of a hybrid system. As is well known, a hybrid system is a system that drives a vehicle using both an engine and a motor generator (electric motor). In the system of FIG. 1, the engine 1, the main motor generator 3, the planetary gear unit 5,
A continuously variable transmission (CVT) 7 is sequentially arranged, and an output shaft of the continuously variable transmission 7 is connected to driving wheels. Engine 1, main motor generator 3, and continuously variable transmission 7
Are connected to a sun gear, a planetary gear, and a ring gear of the planetary gear device 5, respectively. By adjusting the rotation speed and output of the engine 1 and the main motor generator 3, desired rotation speed and output are given to the input shaft of the continuously variable transmission 7.
【0035】エンジン1には、スタータモータ9および
補機11が取り付けられている。図1には一つの補機の
みが見えているが、実際にはウォーターポンプとエアー
コンディショナとの2つの補機が取り付けられている。
ただし、本発明は補機の種類および数には限定されな
い。The engine 1 is provided with a starter motor 9 and an auxiliary machine 11. Although only one accessory is visible in FIG. 1, actually two accessories, a water pump and an air conditioner, are attached.
However, the present invention is not limited to the type and number of auxiliary machines.
【0036】これらのエンジン1、スタータモータ9お
よび補機11は、動力伝達用のベルト13(無端状部
材)を介して連結されている。具体的には、エンジン1
のクランクシャフトには、出力側とは反対側にクランク
プーリ15が取り付けられている。またスタータモータ
9および補機11にも、それぞれプーリ17、19が取
り付けられている。これらのプーリにベルト13が巻き
掛けられている。ベルト13としては、従来からの補機
駆動用のVリブドベルトを用いることができる。その
他、無段変速機9にはオイルポンプ7aが取り付けら
れ、このオイルポンプ7aはオイルポンプA/Cモータ
7bにより駆動される。The engine 1, the starter motor 9 and the auxiliary machine 11 are connected via a power transmission belt 13 (endless member). Specifically, engine 1
A crank pulley 15 is attached to the crankshaft on the side opposite to the output side. The starter motor 9 and the auxiliary machine 11 are also provided with pulleys 17, 19, respectively. A belt 13 is wound around these pulleys. As the belt 13, a conventional V-ribbed belt for driving auxiliary equipment can be used. In addition, an oil pump 7a is attached to the continuously variable transmission 9, and the oil pump 7a is driven by an oil pump A / C motor 7b.
【0037】図2は、エンジン1をクランクプーリ側か
ら見た図であり、ベルトレイアウトを示している。クラ
ンクプーリ15、スタータモータプーリ17、および、
補機プーリとしてのウォータポンププーリ19aおよび
エアーコンディショナプーリ19bにベルト13が巻き
回されている。クランクプーリ15とスタータモータプ
ーリ17の間には、ベルト巻き付け角度を増大して、大
きな駆動力を伝達するためにアイドラ21が設けられて
いる。またスタータモータプーリ17とウォータポンプ
プーリ19の間にはオートテンショナ23が設けられ、
ベルト13に一定の張力を与えている。FIG. 2 is a view of the engine 1 as viewed from the crank pulley side, and shows a belt layout. A crank pulley 15, a starter motor pulley 17, and
A belt 13 is wound around a water pump pulley 19a and an air conditioner pulley 19b as auxiliary pulleys. An idler 21 is provided between the crank pulley 15 and the starter motor pulley 17 to increase a belt winding angle and transmit a large driving force. An auto tensioner 23 is provided between the starter motor pulley 17 and the water pump pulley 19,
The belt 13 is given a constant tension.
【0038】上記のシステムにおいて、運転開始の際
は、運転者がイグニッションキーを回すとモータジェネ
レータ3が回転し、その回転力がエンジン1に伝わり、
エンジン1がクランキングされ、始動する。In the above system, at the start of operation, when the driver turns the ignition key, the motor generator 3 rotates, and the torque is transmitted to the engine 1,
The engine 1 is cranked and started.
【0039】運転開始後は、高燃費が得られるように、
エンジン1とモータジェネレータ3の運転状態を制御し
てエネルギ効率のよい運転が行われる。例えば車載バッ
テリの蓄電量が十分に大きいときには、エンジン1が停
止される。そして、モータジェネレータ3の出力のみを
用いて車両が駆動され、したがって車両は純粋な電気自
動車として走行する。After the start of operation, in order to obtain high fuel efficiency,
By controlling the operating states of the engine 1 and the motor generator 3, an operation with high energy efficiency is performed. For example, when the charged amount of the vehicle-mounted battery is sufficiently large, the engine 1 is stopped. Then, the vehicle is driven using only the output of motor generator 3, so that the vehicle runs as a pure electric vehicle.
【0040】エンジン1の停止中は、補機(ウォータポ
ンプおよびエアーコンディショナ)をスタータモータ9
により駆動することができる。このモードではエンジン
1のクランクプーリをクランクシャフトから切り離すこ
とが好適であり、これによりエネルギ損失を低減でき
る。前掲の特開平11−147424号ではクラッチを
利用してクランクプーリを切り離している。While the engine 1 is stopped, the auxiliary equipment (water pump and air conditioner) is connected to the starter motor 9.
Can be driven. In this mode, it is preferable to separate the crank pulley of the engine 1 from the crankshaft, thereby reducing energy loss. In the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-147424, the crank pulley is separated using a clutch.
【0041】その後、バッテリの蓄電量が低下すると、
エンジン1が再始動される。このときも、スタータモー
タ9の出力によりエンジン1がクランキングされる。そ
して、エンジン出力を用いてモータジェネレータ3が発
電し、この発電電力を用いてバッテリが充電される。Thereafter, when the charged amount of the battery decreases,
The engine 1 is restarted. Also at this time, the engine 1 is cranked by the output of the starter motor 9. Then, motor generator 3 generates power using the engine output, and the battery is charged using the generated power.
【0042】このように、ハイブリッド車両では、運転
中にエンジン1の停止および起動が繰り返され、したが
ってベルト駆動式始動装置(無端状部材駆動式始動装
置)が適している。従来のギア噛合い式のスターターモ
ータと比較して、ギアノイズがなく、スムーズにエンジ
ンを始動できるからである。As described above, in the hybrid vehicle, the stop and start of the engine 1 are repeated during driving, and therefore, a belt driven starter (endless member driven starter) is suitable. This is because the engine can be started smoothly without any gear noise as compared with the conventional gear mesh type starter motor.
【0043】しかしながら、エンジン始動時にベルトに
かかる負荷は、補機駆動のときの負荷の数倍〜数十倍と
大きい。高負荷によりベルト異常、例えば切断や大幅摩
耗が生じると、エンジン始動のための動力伝達が不能に
なる可能性もある。そこで、本発明は、以下のようにし
てベルト異常を検出する。However, the load applied to the belt when the engine is started is several times to several tens times as large as the load when the accessory is driven. If the belt is abnormal due to a high load, for example, cutting or abrasion, power transmission for starting the engine may be disabled. Therefore, the present invention detects a belt abnormality as follows.
【0044】図3には、図1のシステムに対応する機能
ブロック図が、ベルト異常検出関連の構成を中心に示さ
れている。エンジン1、メインモータジェネレータ3お
よびスタータモータ9は、ECU30により制御され
る。エンジン回転センサ32はエンジンの回転数Neを
示す信号を検出してECU30に出力する。スタータモ
ータ回転センサ34は、スタータモータの回転数Nmを
示す信号を検出してエンジンECU30に出力する。FIG. 3 is a functional block diagram corresponding to the system shown in FIG. 1, focusing on the configuration related to belt abnormality detection. Engine 1, main motor generator 3 and starter motor 9 are controlled by ECU 30. The engine rotation sensor 32 detects a signal indicating the engine speed Ne and outputs the signal to the ECU 30. Starter motor rotation sensor 34 detects a signal indicating rotation speed Nm of the starter motor and outputs the signal to engine ECU 30.
【0045】ECU30には、ベルト異常検出部36お
よび異常対応処理部38が設けられており、つまり本実
施形態では、ベルト異常検出装置が、ECU30の一部
の機能というかたちで設けられている。The ECU 30 is provided with a belt abnormality detection unit 36 and an abnormality response processing unit 38. That is, in this embodiment, the belt abnormality detection device is provided as a part of the function of the ECU 30.
【0046】なお、ハードウエア面から見ると、ECU
30は複数の個別のECUで構成されてもよい。例え
ば、エンジンECU、モータECUおよびそれらを上位
から制御するハイブリッドECUが設ける構成が知られ
ている。そしてベルト異常検出機能は、どのECUに設
けられてもよく、また複数のECUが共同で本発明のベ
ルト異常検出機能を果たしてもよい。さらには、ベルト
異常検出装置は、これらのECUとは独立して設けられ
てもよい。In terms of hardware, the ECU
30 may be composed of a plurality of individual ECUs. For example, a configuration is known in which an engine ECU, a motor ECU, and a hybrid ECU that controls them from a higher level are provided. The belt abnormality detection function may be provided in any ECU, and a plurality of ECUs may jointly perform the belt abnormality detection function of the present invention. Further, the belt abnormality detection device may be provided independently of these ECUs.
【0047】図4は、図3のベルト異常検出部36およ
び異常対応処理部38を含むECU30による、エンジ
ン始動時の制御処理を示している。エンジンを停止した
後、始動要求がオンになるのを待つ。始動要求がオンに
なると、スタータモータをオンにして、スタータモータ
によりエンジンをクランキングし(S10)、スタータ
モータの回転数Nmおよびエンジン回転数Neを検出す
る(S12)。FIG. 4 shows a control process at the time of engine start by the ECU 30 including the belt abnormality detecting unit 36 and the abnormality handling unit 38 shown in FIG. After stopping the engine, wait for the start request to turn on. When the start request is turned on, the starter motor is turned on, the engine is cranked by the starter motor (S10), and the rotation speed Nm of the starter motor and the engine rotation speed Ne are detected (S12).
【0048】そして、モータ回転数Nmとエンジン回転
数Neが比較され、両者の回転数差が所定のしきい回転
数差Nより大きいか否かが判定される(S14)。ここ
では、図4に示すように、Nm−αNe>Nであるか否
かが判定される(αはプーリ比等)。しきい回転数差N
は例えば100rpmである。また判定タイミングは、
スタータモータオンから所定時間(例えば0.6秒程
度)が経過した後に設定されている。この判定タイミン
グおよびしきい回転数差は、予め設定され、ECU内に
記憶されている。これらの適切な設定については、後述
にてさらに詳細に説明する。Then, the motor speed Nm and the engine speed Ne are compared, and it is determined whether or not the difference between the two is greater than a predetermined threshold speed difference N (S14). Here, as shown in FIG. 4, it is determined whether or not Nm-αNe> N (α is a pulley ratio or the like). Threshold rotation speed difference N
Is, for example, 100 rpm. The judgment timing is
It is set after a predetermined time (for example, about 0.6 seconds) has elapsed since the starter motor was turned on. The determination timing and the threshold rotational speed difference are set in advance and stored in the ECU. These appropriate settings are described in further detail below.
【0049】S14がNOの場合、S16でベルト異常
はないと判定される。そのままエンジン始動が継続さ
れ、エンジン始動が成功する。一方、S14がYESの
場合は、ベルト異常が発生したと考えられる。モータの
回転がエンジンに適正に伝達されていないからである。
そこで、S18に進んで異常ありと判定し、即座にS2
0およびS22の異常対応処理へ進む。If NO in S14, it is determined in S16 that there is no belt abnormality. The engine start is continued as it is, and the engine start succeeds. On the other hand, if S14 is YES, it is considered that a belt abnormality has occurred. This is because the rotation of the motor is not properly transmitted to the engine.
Therefore, the process proceeds to S18, where it is determined that there is an abnormality, and immediately S2
The process proceeds to the abnormality handling process of 0 and S22.
【0050】異常対応処理としては、スタータモータを
オフにし(S20)、メインモータジェネレータを用い
てエンジンを始動する(S22)。ここではモータジェ
ネレータがフェールセーフ用のモータとして用いられて
おり、これによりエンジンの始動性を確保することがで
きる。In the abnormality handling process, the starter motor is turned off (S20), and the engine is started using the main motor generator (S22). Here, the motor generator is used as a fail-safe motor, whereby the startability of the engine can be ensured.
【0051】さらに、異常対応処理として、ベルト異常
を運転者に知らせることが好適である。異常通報は、ス
ピーカを用いて警報音や合成音声により行うことができ
る。また異常通報は、表示ランプ、ディスプレイなどを
用いて視覚的に行うこともできる。このとき、安全な場
所への移動や停車などを運転者に指示することも好適で
ある。Further, it is preferable to notify the driver of the belt abnormality as an abnormality handling process. The abnormality notification can be made by a warning sound or a synthesized voice using a speaker. The abnormality notification can also be visually performed using a display lamp, a display, or the like. At this time, it is also preferable to instruct the driver to move to a safe place or stop.
【0052】さらには、異常発生を、車載通信手段を用
いて外部へ通信で伝えることも好適である。通信装置と
しては、例えばITS(インテリジェントトランスポー
トシステムズ)関連の通信装置、メーデー通報装置を利
用できる。Further, it is also preferable to communicate the occurrence of the abnormality to the outside by using the on-board communication means. As the communication device, for example, a communication device related to ITS (Intelligent Transport Systems) and a May day notification device can be used.
【0053】以上のように、本実施形態によれば、ベル
ト異常を検出でき、異常検出結果に基づくフェールセー
フ処置が可能となる。ベルト異常が発生してもエンジン
始動性を確保でき、路上故障、すなわち車両が路上で立
ち往生してしまうのを防止できる。また、ベルトの異常
スリップの検出により、ベルトのダメージを減らして寿
命を延ばすように図ることができる。As described above, according to the present embodiment, belt abnormality can be detected, and fail-safe processing based on the abnormality detection result can be performed. Even if a belt abnormality occurs, the engine startability can be ensured, and a road failure, that is, a vehicle can be prevented from getting stuck on the road. Further, by detecting the abnormal slip of the belt, it is possible to reduce the damage to the belt and extend the life.
【0054】また本実施形態によれば、エンジン回転セ
ンサおよびモータ回転センサという一般に既存のセンサ
を利用してベルト異常を検出できる。したがって、新た
なセンサを取り付ける必要がなく、安価に、構成の複雑
化を招くことなく、ベルト異常を検出できる。Further, according to the present embodiment, a belt abnormality can be detected by using generally existing sensors such as an engine rotation sensor and a motor rotation sensor. Therefore, it is not necessary to attach a new sensor, and it is possible to detect a belt abnormality at low cost without complicating the configuration.
【0055】本実施形態では、本発明がハイブリッド車
両に適用された。しかし、前述したように、本発明の適
用対象はハイブリッド車両には限定されず、例えばエコ
ラン車両にも本発明を好適に適用できる。In the present embodiment, the present invention is applied to a hybrid vehicle. However, as described above, the application target of the present invention is not limited to a hybrid vehicle, and the present invention can be suitably applied to, for example, an eco-run vehicle.
【0056】エコラン車両の一形態は、MGエコランと
いわれ、エコラン用のモータジェネレータがベルトを介
してエンジンに連結される。エンジン始動時、エコラン
用のモータジェネレータはモータとして機能し、エンジ
ンをクランキングする。エンジン始動後(回転中)、エ
コラン用のモータジェネレータはオルタネータとして機
能し、エンジンの出力で回転して発電し、補機バッテリ
を充電する。このようなシステムでも、本発明のベルト
異常検出は同様に適用される。One form of the eco-run vehicle is called MG eco-run, and a motor generator for eco-run is connected to the engine via a belt. When starting the engine, the motor generator for eco-run functions as a motor and cranks the engine. After the engine is started (during rotation), the motor generator for eco-run functions as an alternator, rotates by the output of the engine to generate power, and charges the auxiliary battery. In such a system, the belt abnormality detection of the present invention is similarly applied.
【0057】また上記のMGエコランシステムでは、低
温始動性の確保を目的として、ベルトで連結されるスタ
ータモータとは別に補助スタータモータを設けることが
好適である。この補助スタータモータとしては、従来タ
イプのギア噛合い式スタータモータを用いることができ
る。そして、ベルト異常を検出したときには、この補助
スタータモータをフェールセーフ用に使ってエンジンを
始動することが好適である。In the above-mentioned MG eco-run system, it is preferable to provide an auxiliary starter motor separately from a starter motor connected by a belt for the purpose of ensuring low-temperature startability. As this auxiliary starter motor, a conventional gear mesh type starter motor can be used. When the belt abnormality is detected, it is preferable to start the engine using the auxiliary starter motor for fail-safe.
【0058】次に、図5を参照し、上記の異常検出にお
ける「判定用のしきい回転数差」および「判定タイミン
グ」の設定について説明する。図5は、ベルトに異常が
あるときの、スタータモータがオンされてからモータ回
転数Nmおよびエンジン回転数Neが増加する様子を示
している。Next, with reference to FIG. 5, the setting of the "determination threshold rotational speed difference" and the "determination timing" in the above-described abnormality detection will be described. FIG. 5 shows how the motor speed Nm and the engine speed Ne increase after the starter motor is turned on when there is an abnormality in the belt.
【0059】エンジン始動装置にベルトを用いる場合、
ベルト切れや大幅摩耗といったエンジン始動性を低下さ
せる重度のベルト異常が特に問題となる。このようなベ
ルト異常が生じると、図5に示すように、スタータモー
タをオンしてから、かなり早い時期に大きな回転数差が
現れる。参考として、これとは対照的に、ベルトにすべ
りや異常がなければ、回転数差は殆ど0である。またベ
ルトが多少すべるような軽度の異常が生じた場合にも、
回転数差は小さく、そしてスタータオンからある程度の
時間が経った後に有意な回転数差が現れる。When a belt is used for the engine starting device,
Severe belt abnormalities that reduce engine startability, such as belt breakage and significant wear, are particularly problematic. When such a belt abnormality occurs, as shown in FIG. 5, a large rotation speed difference appears very early after the starter motor is turned on. For reference, in contrast, if there is no slip or abnormality in the belt, the difference in the number of rotations is almost zero. Also, when a slight abnormality such as a slight slip of the belt occurs,
The speed difference is small and a significant speed difference appears after some time from starter-on.
【0060】本実施形態は、上記の現象に着目し、異常
判定用のしきい回転数差および判定タイミングを設定し
ている。「判定タイミング」は、エンジン始動性を実質
的に低下させるベルト異常を示す回転数差が現れる時期
に設定される。そして「しきい回転数差」は、判定タイ
ミングにおけるエンジン始動性を実質的に低下させるベ
ルト異常を示す回転数差に対応する大きさに設定する。
したがって、早いタイミングで大きな回転数差を基準に
判定が行われ、エンジン始動性に影響する重度異常を早
期に検出できる。This embodiment focuses on the above phenomenon, and sets a threshold rotation speed difference for abnormality determination and determination timing. The “judgment timing” is set to a time when a rotational speed difference indicating a belt abnormality that substantially reduces the engine startability appears. The “threshold rotational speed difference” is set to a magnitude corresponding to a rotational speed difference indicating a belt abnormality that substantially reduces engine startability at the determination timing.
Therefore, the determination is made at an early timing based on the large rotational speed difference, and a serious abnormality affecting the engine startability can be detected early.
【0061】より詳細には、「しきい回転数差」は、異
常発生状態の回転数差と正常状態の回転数差(一般には
ほぼ0)との間の適当な値であって、異常発生状態の回
転数差を基準としてそれよりもある程度小さな値に設定
する。More specifically, the “threshold rotational speed difference” is an appropriate value between the rotational speed difference in the abnormal state and the rotational speed difference in the normal state (generally approximately 0). Based on the rotational speed difference in the state, the value is set to a value somewhat smaller than that.
【0062】さらに本実施形態では、図5に示すよう
に、スタータオンの直後に回転数差の不安定な過渡期が
あることを考慮している。この過渡期では、モータとエ
ンジンの回転数差が理論通りに現れず、ベルトが正常で
も回転数差が生じる得る。そこで、この過渡期を過ぎた
時期に「判定タイミング」を設定しており、これにより
確実にベルト異常を検出できる。Further, in this embodiment, as shown in FIG. 5, it is considered that there is an unstable transition period of the rotational speed difference immediately after the starter is turned on. In this transition period, the rotational speed difference between the motor and the engine does not appear as theoretically, and the rotational speed difference may occur even if the belt is normal. Therefore, the "judgment timing" is set at a time after the transition period, whereby the belt abnormality can be reliably detected.
【0063】上記の設定の結果として、図5の例におい
ては、スタータオンから約0.6秒経過した時点に判定
タイミングt0が設定され、しきい回転数差が約100
rpmに設定されている。As a result of the above setting, in the example of FIG. 5, the judgment timing t0 is set at a point when about 0.6 seconds have elapsed since the starter was turned on, and the threshold rotational speed difference is set to about 100
rpm.
【0064】以上に説明したように、本実施形態によれ
ば、判定タイミングおよび判定用基準値の適切な設定に
より、エンジン始動において問題となるようなベルト異
常を早期に確実に検出できる。この種の異常検出は、従
来の補機駆動にVリブドベルトを用いているときには求
められていなかったことから、補機駆動ベルト仕様を単
に流用した始動システムには見られなかった。そして、
本実施形態は、スタータオン後の早期異常検出により、
フェールセーフ対策、異常対応処理も早期に実施でき、
エンジンを停止できない状態を直ぐに解消できる。As described above, according to the present embodiment, by appropriately setting the determination timing and the reference value for determination, it is possible to detect a belt abnormality that may cause a problem at the start of the engine early and reliably. Since this type of abnormality detection was not required when a conventional V-ribbed belt was used for driving auxiliary equipment, it was not found in a starting system that simply diverted the specification of the auxiliary equipment driving belt. And
This embodiment is based on early abnormality detection after starter ON.
Fail-safe measures and error handling can be implemented early,
The state where the engine cannot be stopped can be immediately eliminated.
【0065】実施形態2.次に図6および図7を参照し
て実施形態2のベルト駆動式始動装置を説明する。本実
施形態でも図1のハイブリッドシステムに本発明が適用
される。しかし、本実施形態では、上述の実施形態とは
異なる現象に基づいてベルト異常が検出される。Embodiment 2 Next, a belt-driven starter according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the present invention is also applied to the hybrid system shown in FIG. However, in the present embodiment, the belt abnormality is detected based on a phenomenon different from the above-described embodiment.
【0066】本実施形態では、図2のベルトレイアウト
に示すように、1本のベルトが、エンジンおよびスター
タモータに加えて、車両機器としての補機に巻き回され
ている。このことを利用して、ベルトが巻き掛けられた
車両機器の作動異常を検出し、この作動異常を検出した
ときにベルト異常が発生したと判定する。作動異常の原
因が、ベルトの動力伝達が正常でなかったことにある、
と推定できるからである。具体的には、本実施形態では
以下に説明するようにウォーターポンプの作動状態に基
づいてベルト異常を検出する。In the present embodiment, as shown in the belt layout of FIG. 2, one belt is wound around auxiliary equipment as vehicle equipment in addition to the engine and the starter motor. By utilizing this fact, an operation abnormality of the vehicle device around which the belt is wound is detected, and when the operation abnormality is detected, it is determined that the belt abnormality has occurred. The cause of the malfunction is that the power transmission of the belt is not normal.
This is because it can be estimated. Specifically, in the present embodiment, a belt abnormality is detected based on the operation state of the water pump as described below.
【0067】図6は、上述の実施形態1の図3に相当す
る図であり、この図6には、本実施形態のベルト異常検
出関連の構成を中心にハイブリッドシステムが示されて
いる。エンジン1、メインモータジェネレータ3および
スタータモータ9は、ECU40により制御される。エ
ンジン水温センサ42はエンジン冷却水の温度THWを
示す信号を検出してECU40に出力する。スロットル
センサ44は、吸気通路に設けられたスロットルの開度
TAを示す信号を検出してECU40に出力する。スロ
ットル開度としてアクセル操作量が用いられてもよい。
ECU40はさらにラジエータの電動ファン46を制御
しており、電動ファン46が運転中か停止中かを知るこ
とができる。FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 3 of the first embodiment, and FIG. 6 shows a hybrid system with a focus on the belt abnormality detection-related configuration of the present embodiment. Engine 1, main motor generator 3 and starter motor 9 are controlled by ECU 40. The engine water temperature sensor 42 detects a signal indicating the temperature THW of the engine cooling water and outputs the signal to the ECU 40. The throttle sensor 44 detects a signal indicating the opening degree TA of a throttle provided in the intake passage and outputs the signal to the ECU 40. The accelerator operation amount may be used as the throttle opening.
The ECU 40 further controls the electric fan 46 of the radiator, and can know whether the electric fan 46 is operating or stopped.
【0068】ECU40には、ベルト異常検出部48お
よび異常対応処理部50が設けられている。このように
本実施形態でも、実施形態1と同様に、ベルト異常検出
装置がECU40の一部の機能というかたちで設けられ
ている。そして実施形態1と同様に、ECU40が複数
の個別ECUで構成されていてもよく、どのECUにベ
ルト異常検出機能が備えられてもよい。The ECU 40 is provided with a belt abnormality detecting section 48 and an abnormality handling section 50. Thus, also in the present embodiment, similarly to the first embodiment, the belt abnormality detection device is provided as a part of the function of the ECU 40. Then, similarly to the first embodiment, the ECU 40 may be composed of a plurality of individual ECUs, and any ECU may be provided with a belt abnormality detection function.
【0069】図7は、図6のベルト異常検出部48によ
るベルト異常検出処理を示している。エンジン始動後、
異常検出部48はエンジン水温THWを監視し、判定用
のしきい水温T0を超えたか否かを判定する(S3
0)。FIG. 7 shows a belt abnormality detecting process by the belt abnormality detecting section 48 of FIG. After starting the engine,
The abnormality detection unit 48 monitors the engine coolant temperature THW and determines whether or not the engine coolant temperature THW has exceeded a threshold water temperature T0 for determination (S3).
0).
【0070】S30がYESになった場合、エンジン冷
却用のウォーターポンプが作動していない可能性があ
る。そして、ウォーターポンプが停止した原因はベルト
異常にあると考えられる。ベルト切れや摩耗等の異常が
生じると、ウォーターポンプに回転力が伝わらないから
である。If the result in S30 is YES, the water pump for cooling the engine may not be operating. Then, it is considered that the cause of the stop of the water pump is a belt abnormality. This is because when an abnormality such as belt breakage or wear occurs, the rotational force is not transmitted to the water pump.
【0071】ただし、ウォーターポンプが正常であって
も、別の原因でエンジン水温が上昇することがあり得
る。そこで、S32〜S36にて、ウォーターポンプ以
外が原因でエンジン水温が上昇しているか否かを確認す
る。However, even if the water pump is normal, the engine water temperature may rise for another reason. Therefore, in S32 to S36, it is confirmed whether or not the engine water temperature has risen due to something other than the water pump.
【0072】S30がYESの場合、S32でスロット
ル開度TAが判定用のしきい開度TA0を超えたか否か
を判定する。S32がYESの場合、S34に進み、水
温上昇の原因が過負荷走行にあると判定する。If YES in S30, it is determined in S32 whether the throttle opening TA has exceeded a threshold opening TA0 for determination. If S32 is YES, the process proceeds to S34, where it is determined that the cause of the rise in water temperature is overload running.
【0073】S32がNOの場合、S36に進んでラジ
エータの電動ファンが運転中か否かを判定する。電動フ
ァンが停止していれば、S38に進み、水温上昇の原因
は電動ファンの異常にある、と判定する。If NO in S32, the program proceeds to S36, in which it is determined whether the electric fan of the radiator is operating. If the electric fan has stopped, the process proceeds to S38, and it is determined that the cause of the water temperature rise is an abnormality of the electric fan.
【0074】S36で電動ファンが運転中であれば、S
40に進んでベルト異常が発生したと判定する。水温上
昇の原因が過負荷走行ではなく、電動ファン異常でもな
いことから、ベルト異常が原因でウォーターポンプが停
止したために水温が上昇したと推定できる。If the electric fan is in operation in S36, S
Proceeding to 40, it is determined that a belt abnormality has occurred. Since the cause of the water temperature rise is not the overload running nor the electric fan abnormality, it can be estimated that the water temperature has risen due to the stop of the water pump due to the belt abnormality.
【0075】ベルト異常が検出された場合、ECU40
の異常対応処理部50は、次回のエンジン始動にスター
タモータを用いることを禁止する。そして、次回からの
エンジン始動では、メインモータジェネレータを用いて
エンジンを始動するように指示する。これによりモータ
ジェネレータがフェールセーフ用のモータとして用いら
れ、エンジンの始動性を確保することができる。If a belt abnormality is detected, the ECU 40
The abnormal response processing unit 50 prohibits the use of the starter motor for the next start of the engine. Then, in the next engine start, an instruction is given to start the engine using the main motor generator. Thus, the motor generator is used as a fail-safe motor, and the startability of the engine can be ensured.
【0076】さらに、異常対応処理として、実施形態1
で説明したように、運転者に異常発生を通知したり、通
信手段を用いて車外の情報センタなどに異常発生を通知
することが好適である。Further, as the abnormality handling process, the first embodiment
As described above, it is preferable to notify the driver of the occurrence of an abnormality or to notify an information center or the like outside the vehicle of the occurrence of the abnormality using communication means.
【0077】以上に説明したように、本実施形態によれ
ば、エンジンの運転中に、ベルトが巻き掛けられた車両
機器の作動異常を検出することでベルト異常を検出でき
る。具体的には、エンジン水温を監視することにより、
ウォーターポンプの作動異常を検出して、ベルト異常を
検出できる。そしてベルト異常が発生してもエンジン始
動性を確保することができる。As described above, according to the present embodiment, the belt abnormality can be detected by detecting the operation abnormality of the vehicle device around which the belt is wound during the operation of the engine. Specifically, by monitoring the engine water temperature,
The belt abnormality can be detected by detecting the operation abnormality of the water pump. Then, even if a belt abnormality occurs, the engine startability can be ensured.
【0078】また本実施形態では、異常検出処理におい
て、エンジンを高負荷運転していないか否かを確認して
いる。そしてエンジンを高負荷運転していないのにも拘
わらずエンジン水温が所定値以上に上昇したときに、ベ
ルト異常が発生したと判定する。具体的には、スロット
ル開度が所定しきい開度以下であることを確認してい
る。したがって、登坂道などでの高負荷運転によるエン
ジン水温の上昇時にベルト異常が発生したと誤判断する
のを防止できる。In this embodiment, in the abnormality detection processing, it is confirmed whether or not the engine is operating under a high load. Then, it is determined that a belt abnormality has occurred when the engine water temperature rises to a predetermined value or higher even though the engine is not operating under a high load. Specifically, it has been confirmed that the throttle opening is equal to or less than a predetermined threshold opening. Therefore, it is possible to prevent erroneous determination that a belt abnormality has occurred when the engine water temperature rises due to a high load operation on a slope or the like.
【0079】さらに本実施形態では、異常検出処理にお
いて、ラジエータシステムが正常に作動しているか否か
を確認している。そして、ラジエータシステムが正常に
作動しているのにも拘わらずエンジン水温が所定値以上
に上昇したときに、ベルト異常が発生したと判定する。
具体的には、ラジエータの電動ファンが運転されている
ことを確認している。したがって、ラジエータ異常によ
るエンジン水温の上昇時にベルト異常が発生したと誤判
断するのを防止できる。Further, in this embodiment, in the abnormality detection processing, it is confirmed whether or not the radiator system is operating normally. Then, it is determined that a belt abnormality has occurred when the engine water temperature has risen to a predetermined value or higher, even though the radiator system is operating normally.
Specifically, it is confirmed that the electric fan of the radiator is operating. Therefore, it is possible to prevent erroneous determination that a belt abnormality has occurred when the engine water temperature rises due to a radiator abnormality.
【0080】このように、本実施形態では、ベルト異常
以外の原因でエンジン水温が上昇したか否かを確認して
おり、したがってベルト異常をより確実に検出すること
が可能である。As described above, in this embodiment, it is confirmed whether or not the engine water temperature has risen due to a cause other than the belt abnormality. Therefore, it is possible to more reliably detect the belt abnormality.
【0081】また本実施形態では、エンジン水温センサ
等の既存のセンサを利用してベルト異常を検出できる。
したがって、新たなセンサを取り付ける必要がなく、安
価に、構成の複雑化を招くことなく、ベルト異常を検出
できる。In this embodiment, the belt abnormality can be detected by using an existing sensor such as an engine water temperature sensor.
Therefore, it is not necessary to attach a new sensor, and it is possible to detect a belt abnormality at low cost without complicating the configuration.
【0082】なお、本実施形態では、エンジン水温セン
サを用いてエンジン水温そのものが直接検出されてい
る。しかし、エンジン水温の高低を示す別の温度が、エ
ンジン水温として用いられてもよい。例えばエンジンル
ームの雰囲気温度が用いられてもよい。このような別の
温度(エンジン水温を間接的に示す温度)が高いとき
に、エンジン水温が所定値を超えたものとして、ベルト
異常が発生したと判定する装置も、本発明の範囲に含ま
れる。In the present embodiment, the engine water temperature itself is directly detected using the engine water temperature sensor. However, another temperature indicating the level of the engine water temperature may be used as the engine water temperature. For example, the ambient temperature of the engine room may be used. When such another temperature (temperature indirectly indicating the engine water temperature) is high, an apparatus that determines that the belt abnormality has occurred assuming that the engine water temperature has exceeded a predetermined value is also included in the scope of the present invention. .
【0083】また、本実施形態では、本発明がハイブリ
ッド車両に適用された。しかし、実施形態1で説明した
ように、本発明の適用対象はハイブリッド車両には限定
されず、例えばエコラン車両(前述のMGエコラン車両
を含む)にも本発明を好適に適用できる。In the present embodiment, the present invention is applied to a hybrid vehicle. However, as described in the first embodiment, the application target of the present invention is not limited to a hybrid vehicle, and the present invention can be suitably applied to, for example, an eco-run vehicle (including the above-described MG eco-run vehicle).
【0084】実施形態3.次に本発明の第3の実施形態
について説明する。この実施形態3では、ベルト異常に
対するさらなるフェールセーフ機能がエンジンシステム
に備えられる。Embodiment 3 Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, the engine system is provided with a further fail-safe function against a belt abnormality.
【0085】前出の図2のベルトレイアウトでは、エン
ジン、スタータモータおよびウォータポンプにベルトが
巻き回されている。ウォータポンプは、エンジンまたは
モータの回転力により駆動される機械式ウォータポンプ
である。In the belt layout shown in FIG. 2, the belt is wound around the engine, the starter motor and the water pump. The water pump is a mechanical water pump driven by the rotational force of an engine or a motor.
【0086】したがってベルト切断等のベルト異常が生
じると、ウォータポンプによる冷却が不能になり、ある
いは大幅に冷却能力が下がり、エンジンの運転を継続す
るとオーバーヒートを招くことになる。この場合の待避
走行としては、モータジェネレータのみを用いて純粋な
電気自動車として走行することが考えられる。あるい
は、オーバーヒートするまでエンジンを用いて走行する
ことが考えられる。しかし、これらの待避走行は、比較
的短い時間と距離しか継続できず、退避走行距離を伸ば
せない。Therefore, if a belt abnormality such as a belt break occurs, cooling by the water pump becomes impossible, or the cooling capacity is greatly reduced, and if the operation of the engine is continued, overheating is caused. In this case, it is conceivable that the vehicle travels as a pure electric vehicle using only the motor generator as the limp-home operation. Alternatively, it is conceivable that the vehicle runs using the engine until overheating occurs. However, these evacuation traveling can only continue for a relatively short time and distance, and the evacuation traveling distance cannot be increased.
【0087】本実施形態は、上記の事情に鑑みて、フェ
ールセーフの観点から、ベルト異常時のより好適な待避
走行が可能なシステムを提供する。この目的を達成する
ため、本実施形態では、ベルト異常が発生したとき、ベ
ルトが巻き掛けられた機械式ウォーターポンプには頼ら
ずに、機械式ウォーターポンプとは別に設けられた電動
式ウォーターポンプをフェールセール用ポンプとして作
動させる。具体例としては、アイドリングストップ時の
ヒータ性能を確保するために設けた電動式ポンプを活用
する。これにより冷却能力を補うことができ、待避走行
の到達距離が長くなるように図ることができる。以下、
この形態の具体例を、図8および図9を参照して説明す
る。This embodiment provides a system capable of performing more suitable limp-home running in the event of a belt abnormality from the viewpoint of fail-safe in view of the above circumstances. In order to achieve this object, in the present embodiment, when a belt abnormality occurs, an electric water pump provided separately from the mechanical water pump without relying on the mechanical water pump around which the belt is wound is used. Operate as a fail-sale pump. As a specific example, an electric pump provided to secure the heater performance at the time of idling stop is used. Thereby, the cooling capacity can be supplemented, and the reach of the limp-home run can be increased. Less than,
A specific example of this embodiment will be described with reference to FIGS.
【0088】図8は、図1のハイブリッドシステムを構
成するエンジンを、その冷却系を中心に示している。機
械式ウォーターポンプ11aはエンジン1のシリンダブ
ロック端面に取り付けられている。図1、図2で説明し
たように、エンジン1またはスタータモータ(図示せ
ず)の回転力がベルト13を介して機械式ウォーターポ
ンプ11aに伝えられ、ポンプ11aが作動する。FIG. 8 shows the engine constituting the hybrid system shown in FIG. 1 focusing on its cooling system. The mechanical water pump 11 a is attached to an end surface of a cylinder block of the engine 1. As described with reference to FIGS. 1 and 2, the rotational force of the engine 1 or a starter motor (not shown) is transmitted to the mechanical water pump 11a via the belt 13, and the pump 11a operates.
【0089】機械式ウォータポンプ11aは、エンジン
入口60からエンジン内に冷却水を押し込むように動作
する。冷却水は、エンジン内を通ってエンジン出口62
から出て、冷却水通路64に流れ込む。冷却水通路64
はラジエータ通路66およびヒータ通路68に分かれ
る。The mechanical water pump 11a operates to push cooling water from the engine inlet 60 into the engine. Cooling water passes through the engine and passes through the engine outlet 62
And flows into the cooling water passage 64. Cooling water passage 64
Is divided into a radiator passage 66 and a heater passage 68.
【0090】ラジエータ通路66は、ラジエータ70を
通ってエンジン入口60に戻る。ラジエータ70を通る
ときに冷却水が冷やされる。またヒータ通路68はヒー
タコア72を通ってエンジン入口60に戻る。ヒータコ
ア72にて、車室内に送風される空気が冷却水の熱で暖
められる。The radiator passage 66 returns to the engine inlet 60 through the radiator 70. The cooling water is cooled when passing through the radiator 70. The heater passage 68 returns to the engine inlet 60 through the heater core 72. In the heater core 72, the air blown into the vehicle interior is heated by the heat of the cooling water.
【0091】ラジエータ通路66とヒータ通路68はエ
ンジン入口60の手前で合流する。また、エンジン出口
62付近からは、バイパス通路73も設けられており、
エンジン入口60の手前でラジエータ通路66と合流す
る。この部分にはサーモスタット74が設けられてお
り、ラジエータ通路66とバイパス通路73の冷却水流
量の配分が調整される。The radiator passage 66 and the heater passage 68 join before the engine inlet 60. Also, a bypass passage 73 is provided from the vicinity of the engine outlet 62,
It joins the radiator passage 66 just before the engine inlet 60. A thermostat 74 is provided in this portion, and the distribution of the cooling water flow rate in the radiator passage 66 and the bypass passage 73 is adjusted.
【0092】ヒータ通路68には、ヒータコア72の上
流側に電動式ウォーターポンプ76が設置されている。
本来、この電動式ウォーターポンプ76は、以下に説明
するように、アイドリングストップ時のヒータ性能を確
保するために設けられている。In the heater passage 68, an electric water pump 76 is provided upstream of the heater core 72.
Originally, the electric water pump 76 is provided to secure the heater performance at the time of idling stop, as described below.
【0093】ハイブリッド車両では、エンジン1の停止
と起動が繰り返される。エンジン1が停止したときに
は、機械式ウォーターポンプ11aが停止し、冷却水の
循環も止まる。そのため、ヒータコア72への冷却水の
提供が止まり、ヒータコア72を通過する空気を暖める
ことができなくなり、その結果ヒータ機能が低下してし
まう。そこで、ヒータ機能を確保するために電動式ウォ
ーターポンプ76が設けられている。エンジン停止中
は、この電動式ウォーターポンプ76を用いて冷却水が
循環される。In the hybrid vehicle, the stop and start of the engine 1 are repeated. When the engine 1 stops, the mechanical water pump 11a stops, and the circulation of the cooling water also stops. Therefore, the supply of the cooling water to the heater core 72 is stopped, and the air passing through the heater core 72 cannot be warmed. As a result, the heater function is reduced. Therefore, an electric water pump 76 is provided to secure the heater function. While the engine is stopped, the cooling water is circulated using the electric water pump 76.
【0094】電動式ウォーターポンプ76の運転もEC
U(図3および図6)により制御されている。そして本
実施形態では、次に説明するように、このヒータ用の電
動式ウォーターポンプ76をベルト異常時の待避走行に
活用する。すなわち、ベルト13に切断等の異常が発生
すると機械式ウォーターポンプ11aが正常に作動しな
くなるので、電動式ウォーターポンプ76を作動させ
て、冷却性能を補う。The operation of the electric water pump 76 is also EC
U (FIGS. 3 and 6). In the present embodiment, as will be described below, the electric water pump 76 for the heater is used for evacuation traveling when the belt is abnormal. That is, when an abnormality such as cutting occurs in the belt 13, the mechanical water pump 11a does not operate normally, and the electric water pump 76 is operated to supplement the cooling performance.
【0095】図9は、本実施形態の待避走行処理を示す
フローチャートであり、この処理は、図3および図6に
示したようなECUにより実行することが好適である。FIG. 9 is a flowchart showing the limp-home running process according to this embodiment. This process is preferably executed by an ECU as shown in FIGS. 3 and 6.
【0096】図9において、S50ではベルト異常を検
出する。ベルト異常の検出は、上述の実施形態1(モー
タとエンジンの回転数差を利用)または実施形態2(エ
ンジン水温上昇を利用)に従って行うことが好適であ
る。ただし、他の方法でベルト異常が検出されてもよ
く、この場合も本実施形態の範囲に含まれる。In FIG. 9, in S50, a belt abnormality is detected. It is preferable to detect the belt abnormality according to the above-described first embodiment (using the difference in the number of revolutions between the motor and the engine) or the second embodiment (using the increase in the engine water temperature). However, the belt abnormality may be detected by another method, and this case is also included in the scope of the present embodiment.
【0097】ベルト異常を検出すると、エンジンを停止
し(S52)、電気自動車走行を行う(S54)。ここ
では、モータジェネレータのみを用いて、純粋な電気自
動車として車両が走行する。When a belt abnormality is detected, the engine is stopped (S52), and the electric vehicle runs (S54). Here, the vehicle runs as a pure electric vehicle using only the motor generator.
【0098】S56にてバッテリSOCをチェックし、
SOCがOKであれば電気自動車走行を継続する。SO
C(State Of Charge)は、バッテリの蓄電状態を示すパ
ラメータであり、例えば満蓄電量に対する現在の蓄電量
の比率で表される。At S56, the battery SOC is checked.
If the SOC is OK, the electric vehicle continues to run. SO
C (State Of Charge) is a parameter indicating the state of charge of the battery, and is represented, for example, by the ratio of the current charge amount to the full charge amount.
【0099】S56でSOCがNGになるのは、バッテ
リの蓄電量がある程度低下したときである。この場合は
S58でエンジンを始動する。ここでは、前述したフェ
ールセーフ機能にしたがって、スタータモータの代わり
にメインモータジェネレータを用いてクランキングが行
われる。The state in which the SOC becomes NG in S56 is when the charged amount of the battery is reduced to some extent. In this case, the engine is started in S58. Here, according to the above-described fail-safe function, cranking is performed using a main motor generator instead of the starter motor.
【0100】このようにエンジンの始動は、ベルト異常
が発生していても、メインモータジェネレータを用いれ
ば可能である。しかし、エンジンを始動した後、機械式
ウォーターポンプを正常に作動させることができない。
これでは冷却能力が低下し、すぐにオーバーヒートして
しまう。As described above, the engine can be started by using the main motor generator even if a belt abnormality has occurred. However, after starting the engine, the mechanical water pump cannot be operated normally.
In this case, the cooling capacity is reduced, and overheating occurs immediately.
【0101】オーバーヒートを避けるべく、本実施形態
の特徴として、S60にてヒータ用の電動式ウォーター
ポンプを作動させる。電動式ウォーターポンプの流量
は、エンジン水温、バッテリSOCおよびエンジン回転
数を見ながら、冷却能力が適切になるように制御する。
そして、電気自動車走行を停止し、エンジン出力を用い
て走行する(S62)。In order to avoid overheating, as a feature of this embodiment, the electric water pump for the heater is operated in S60. The flow rate of the electric water pump is controlled so that the cooling capacity becomes appropriate while monitoring the engine water temperature, the battery SOC, and the engine speed.
Then, the electric vehicle stops running, and runs using the engine output (S62).
【0102】エンジン走行を開始すると、エンジン水温
センサから得られるエンジン水温を監視する(S6
4)。エンジン水温が所定値(予め設定されたオーバー
ヒート判定しきい値)に達していなければ、S64の判
断がOKであり、S68でバッテリSOCをチェックす
る。エンジン走行中は、エンジン出力を用いてモータジ
ェネレータが発電し、バッテリが充電されている。バッ
テリの充電が十分に進んだ段階で、S68の判断がOK
になる。この場合は、S52に戻ってエンジンを停止
し、電気自動車走行に戻る。When the engine starts running, the engine water temperature obtained from the engine water temperature sensor is monitored (S6).
4). If the engine water temperature has not reached the predetermined value (predetermined overheat determination threshold value), the determination in S64 is OK, and the battery SOC is checked in S68. While the engine is running, the motor generator generates power using the engine output, and the battery is charged. When the charging of the battery has sufficiently proceeded, the determination in S68 is OK.
become. In this case, the process returns to S52 to stop the engine, and returns to the running of the electric vehicle.
【0103】S68にてSOCがNGの場合、バッテリ
の充電が不十分なので、S62に戻ってエンジン走行と
バッテリ充電を継続する。またS64では、エンジン水
温が所定値以上になると、判定結果がNGになる。この
場合は、オーバーヒートと判定して、エンジンを停止
し、車両を停止させる(S66)。好適には運転者に車
両停止が予告され、運転者は適切な場所に車両を停止さ
せる。If the SOC is NG in S68, the charge of the battery is insufficient, so the flow returns to S62 to continue the engine running and the battery charge. In S64, when the engine water temperature becomes equal to or higher than the predetermined value, the determination result becomes NG. In this case, it is determined that overheating has occurred, the engine is stopped, and the vehicle is stopped (S66). Preferably, the driver is notified of the vehicle stop and the driver stops the vehicle at an appropriate place.
【0104】以上のように、本実施形態では、ヒータ用
電動式ウォータポンプを作動させて、ベルト異常により
失われた冷却性能を補っているので、エンジンの水温上
昇を緩慢にすることができる。したがってオーバーヒー
トを防止でき、あるいはオーバーヒートに到るまでの待
避走行の走行時間と走行距離を長くできる。As described above, in the present embodiment, the electric water pump for the heater is operated to compensate for the cooling performance lost due to the belt abnormality, so that the rise in the engine water temperature can be slowed. Therefore, overheating can be prevented, or the traveling time and traveling distance of the evacuation traveling until overheating can be extended.
【0105】本実施形態も、上述の他の実施形態と同様
に、ハイブリッド自動車以外の車両にも適用可能であ
り、例えばエコラン車両(前述のMGエコラン車両を含
む)にも本発明を好適に適用できる。This embodiment is also applicable to vehicles other than hybrid vehicles, as in the other embodiments described above. For example, the present invention is suitably applied to eco-run vehicles (including the above-mentioned MG eco-run vehicles). it can.
【0106】実施形態4.図10には、図1に示された
本発明に係るハイブリッドシステムに対応するエンジン
始動装置の機能ブロック図が示される。図10では、図
3に示された機能ブロック図と同一要素に同一符号を付
してその説明を省略する。Embodiment 4 FIG. 10 shows a functional block diagram of an engine starting device corresponding to the hybrid system according to the present invention shown in FIG. 10, the same elements as those in the functional block diagram shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0107】図10において、ECU30には、図3に
示されたベルト異常検出部36及び異常対応処理部38
に加え、スタータモータ9のイナーシャを推定するイナ
ーシャ推定部80及びこのイナーシャの推定値に応じて
スタータモータ9へ与えるトルク指令値を制御するトル
ク指令値制御部82とが設けられている。In FIG. 10, the ECU 30 includes a belt abnormality detecting unit 36 and an abnormality handling unit 38 shown in FIG.
In addition, an inertia estimating unit 80 for estimating the inertia of the starter motor 9 and a torque command value control unit 82 for controlling a torque command value given to the starter motor 9 according to the estimated value of the inertia are provided.
【0108】なお、図3でも説明したように、ハードウ
ェア面から見ると、ECU30は複数の個別のECUで
構成されてもよい。As described with reference to FIG. 3, the ECU 30 may be constituted by a plurality of individual ECUs from the viewpoint of hardware.
【0109】イナーシャ推定部80では、モータ回転セ
ンサ34により検出されたスタータモータ9のプーリ比
換算後の回転数Nmを、スタータモータ9の加速度に換
算し、これからスタータモータ9のイナーシャを算出す
る。このイナーシャの推定は、例えばオブザーバを用い
る等の方法により行うことができる。In the inertia estimating section 80, the rotational speed Nm of the starter motor 9 converted by the pulley ratio detected by the motor rotation sensor 34 is converted into the acceleration of the starter motor 9, and the inertia of the starter motor 9 is calculated from this. The estimation of the inertia can be performed by a method using, for example, an observer.
【0110】一般に、ベルト13とスタータモータ9及
びエンジン1のプーリとの間でスリップが発生している
とスタータモータ9のイナーシャが減少する。そこで、
イナーシャ推定部80により推定されたイナーシャが所
定の基準値以下であるときには、ベルト異常検出部36
が、ベルト13にスリップが発生したとしてベルト異常
と判定する。ベルト異常と判定された場合には、実施形
態1で述べたように、異常対応処理部38により異常対
応処理が行われる。In general, when slippage occurs between the belt 13 and the starter motor 9 and the pulley of the engine 1, the inertia of the starter motor 9 decreases. Therefore,
When the inertia estimated by the inertia estimating unit 80 is equal to or less than a predetermined reference value, the belt abnormality detecting unit 36
However, it is determined that the belt 13 has slipped and that the belt 13 is abnormal. When it is determined that the belt is abnormal, as described in the first embodiment, the abnormality response processing unit 38 performs the abnormality response processing.
【0111】また、この場合には、トルク指令値制御部
82がスタータモータ9に与えるトルク指令値の減少処
理を行う。スタータモータ9のトルクが減少すれば、ベ
ルト13のスリップを抑制することができるからであ
る。In this case, the torque command value control section 82 performs a process of decreasing the torque command value given to the starter motor 9. This is because if the torque of the starter motor 9 decreases, the slip of the belt 13 can be suppressed.
【0112】更に、以上に述べたように、トルク指令値
制御部82によって決定されるスタータモータ9へのト
ルク指令値を監視し、この値が所定しきいトルク指令値
以下となった時にベルト異常が発生した旨ベルト異常検
出部36に検出させる構成とすることもできる。上述し
たように、ベルト13にスリップが発生した場合には、
トルク指令値の減少処理によりトルク指令値が低下して
いるからである。Further, as described above, the torque command value to the starter motor 9 determined by the torque command value control section 82 is monitored, and when this value becomes equal to or less than the predetermined threshold torque command value, the belt abnormality is detected. May be configured to be detected by the belt abnormality detection unit 36 to the effect that the error has occurred. As described above, when a slip occurs in the belt 13,
This is because the torque command value is reduced by the torque command value decreasing process.
【0113】図11には、図10に示された本実施形態
に係るエンジン始動装置において、スタータモータ9の
イナーシャが所定の基準値より小さい場合にトルク指令
値減少処理を行う場合の工程が示される。図11におい
て、モータ回転センサ34によりスタータモータ9の回
転数が算出され(S1)、この値からプーリ比換算され
たスタータモータ9の回転数Nmが算出される(S
2)。このスタータモータ9のプーリ換算後の回転数N
mから、イナーシャ推定部80がスタータモータ9の加
速度を算出し(S3)、上述したようなオブザーバ等を
用いてスタータモータ9のイナーシャを推定する(S
4)。FIG. 11 shows a process in the case where the torque command value reduction processing is performed when the inertia of the starter motor 9 is smaller than a predetermined reference value in the engine starting device according to the present embodiment shown in FIG. It is. 11, the rotation speed of the starter motor 9 is calculated by the motor rotation sensor 34 (S1), and the rotation speed Nm of the starter motor 9 converted from the pulley ratio is calculated from this value (S1).
2). The rotational speed N of this starter motor 9 after conversion into a pulley.
m, the inertia estimating unit 80 calculates the acceleration of the starter motor 9 (S3), and estimates the inertia of the starter motor 9 using the above-described observer or the like (S3).
4).
【0114】次に、上記推定されたイナーシャが所定の
基準値より大きいか否かが判定され(S5)、イナーシ
ャが基準値より小さい場合にはベルト異常検出部36が
ベルト異常と判定すると共に、トルク指令値制御部82
がスタータモータ9へ与えるトルク指令値の減少処理を
行う(S6)。Next, it is determined whether or not the estimated inertia is larger than a predetermined reference value (S5). If the inertia is smaller than the reference value, the belt abnormality detector 36 determines that the belt is abnormal, and Torque command value control unit 82
Performs a process of decreasing the torque command value given to the starter motor 9 (S6).
【0115】以上のようにして、ベルト13とプーリと
の間にスリップが生じ、スタータモータ9のイナーシャ
が所定の基準値より小さくなった場合には、スタータモ
ータ9へ与えるトルク指令値を減少させ、上記スリップ
を抑制して、スリップのない状態ですなわちイナーシャ
が所定の基準値より大きい状態でスタータモータ9の運
転を行うように制御する。As described above, when slippage occurs between the belt 13 and the pulley and the inertia of the starter motor 9 becomes smaller than a predetermined reference value, the torque command value given to the starter motor 9 is reduced. The starter motor 9 is controlled so as to suppress the slip and operate the starter motor 9 in a state where there is no slip, that is, in a state where the inertia is larger than a predetermined reference value.
【0116】図12(a),(b),(c)には、スタ
ータモータ9のイナーシャ推定値の計時変化の様子が示
される。図12(a)には、スタータモータ9及びエン
ジン1のプーリとベルト13との間でスリップが発生し
ていない正常時におけるスタータモータ9のイナーシャ
推定値の様子が示される。この場合には、エンジンクラ
ンク軸とスタータモータ9とがベルトあるいは電磁クラ
ッチ等を介して結合されており、スタータモータ9のイ
ナーシャは所定の基準値より大きくなっている。FIGS. 12 (a), 12 (b) and 12 (c) show how the estimated inertia value of the starter motor 9 changes over time. FIG. 12A shows the starter motor 9 and the state of the estimated inertia value of the starter motor 9 in a normal state where no slip occurs between the belt 13 and the pulley of the engine 1. In this case, the engine crankshaft and the starter motor 9 are connected via a belt or an electromagnetic clutch, and the inertia of the starter motor 9 is larger than a predetermined reference value.
【0117】これに対して図12(b)には、ベルト1
3にスリップが生じ、エンジン1のイナーシャ分が加算
されない場合の例が示される。この場合には、スタータ
モータ9のイナーシャ推定値は基準値よりも低くなって
いる。On the other hand, FIG.
3 shows an example in which a slip occurs and the inertia component of the engine 1 is not added. In this case, the estimated inertia value of the starter motor 9 is lower than the reference value.
【0118】上記のように、ベルト13にスリップが生
じた場合に、トルク指令値制御部82によりスタータモ
ータ9に与えるトルク指令値の減少処理を行いスリップ
を抑制するので、図12(c)に示されるようにスター
タモータ9のイナーシャ推定値が所定の基準値より大き
い状態となる。これによってスタータモータ9の運転が
正常となる。As described above, when the belt 13 slips, the torque command value control section 82 performs a process of decreasing the torque command value given to the starter motor 9 to suppress the slip. As shown, the estimated inertia value of the starter motor 9 is larger than a predetermined reference value. As a result, the operation of the starter motor 9 becomes normal.
【0119】また、冒頭に述べたように、これまで説明
した各実施形態において、ベルト以外の無端状部材が設
けられてもよい。例えばベルトの代わりにチェーンが設
けられてもよい。この場合、プーリに代えてスプロケッ
トをクランクシャフトに取り付け、スプロケットにチェ
ーンを巻き付けることが好適である。そして、ベルト異
常はスリップおよび断線(切断)等であるのに対し、チ
ェーン異常は主として断線であり、この断線異常が上記
の実施形態に従って検出される。Further, as described at the beginning, in each of the embodiments described so far, an endless member other than the belt may be provided. For example, a chain may be provided instead of the belt. In this case, it is preferable to attach a sprocket to the crankshaft instead of the pulley, and wind the chain around the sprocket. The belt abnormality is slip and disconnection (cutting), while the chain abnormality is mainly disconnection, and the disconnection abnormality is detected according to the above-described embodiment.
【0120】[0120]
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、エンジン始動装置の無端状部材の異常を検出でき、
検出結果に基づき無端状部材の異常に対策を施すことで
フェールセーフ機能を付加することができ、これにより
車両システムの信頼性を向上することができる。As described above, according to the present invention, the abnormality of the endless member of the engine starting device can be detected.
By taking measures against abnormalities of the endless member based on the detection result, a fail-safe function can be added, thereby improving the reliability of the vehicle system.
【図1】 本発明の実施形態のエンジン始動装置が備え
られるハイブリッドシステムを示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a hybrid system provided with an engine starting device according to an embodiment of the present invention.
【図2】 図1のベルトレイアウトを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a belt layout of FIG. 1;
【図3】 図1のハイブリッドシステムを、ベルト異常
検出関連の構成を中心に示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram mainly showing a configuration related to belt abnormality detection of the hybrid system of FIG. 1;
【図4】 図3のシステムのベルト異常検出処理を示す
フローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a belt abnormality detection process of the system of FIG. 3;
【図5】 図3のシステムで用いるベルト異常判定のし
きい回転数差と判定タイミングの設定を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a setting of a threshold rotation speed difference and a determination timing of a belt abnormality determination used in the system of FIG. 3;
【図6】 実施形態2のシステムを示すブロックであ
る。FIG. 6 is a block diagram illustrating a system according to a second embodiment.
【図7】 図6のシステムのベルト異常検出処理を示す
フローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing a belt abnormality detection process of the system of FIG. 6;
【図8】 実施形態3のシステムであって、図1のハイ
ブリッドシステムの冷却系の構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a cooling system of the hybrid system of FIG. 1 in the system of the third embodiment.
【図9】 実施形態3のシステムによるベルト異常時の
待避走行処理を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart illustrating a limp-home running process performed by the system according to the third embodiment when a belt is abnormal.
【図10】 実施形態4に係るエンジン始動装置の機能
ブロック図である。FIG. 10 is a functional block diagram of an engine starting device according to a fourth embodiment.
【図11】 図10に示されたエンジン始動装置におい
て、スタータモータ9のイナーシャに応じてスタータモ
ータ9のトルク指令値を制御する工程のフロー図であ
る。11 is a flowchart of a process for controlling a torque command value of the starter motor 9 according to the inertia of the starter motor 9 in the engine starting device shown in FIG.
【図12】 スタータモータ9のイナーシャ推定値の計
時変化を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a time change of an estimated inertia value of a starter motor 9;
1 エンジン、3 メインモータジェネレータ、9 ス
タータモータ、11補機、11a ウォーターポンプ、
13 ベルト、15 クランクプーリ、19,19a,
19b プーリ、30,40 ECU、32 エンジン
回転センサ、34 モータ回転センサ、36,48 ベ
ルト異常検出部、38,50 異常対応処理部、42
水温センサ、44 スロットルセンサ、46 ラジエー
タ電動ファン、72 ヒータコア、76 電動式ウォー
ターポンプ、80 イナーシャ推定部、82 トルク指
令値制御部。1 engine, 3 main motor generator, 9 starter motor, 11 auxiliary equipment, 11a water pump,
13 belts, 15 crank pulleys, 19, 19a,
19b pulley, 30, 40 ECU, 32 engine rotation sensor, 34 motor rotation sensor, 36, 48 belt abnormality detection unit, 38, 50 abnormality response processing unit, 42
Water temperature sensor, 44 throttle sensor, 46 radiator electric fan, 72 heater core, 76 electric water pump, 80 inertia estimating unit, 82 torque command value control unit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 45/00 345 B60K 9/00 C (72)発明者 太田 篤治 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 赤尾 憲彦 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3G084 AA00 BA00 BA28 CA01 DA27 DA28 EA11 EB22 FA10 FA20 FA33 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02D 45/00 345 B60K 9/00 C (72) Inventor Atsushi Ota 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Auto No. 72 inventor Norihiko Akao 1 Toyota Toyota-cho, Toyota, Aichi F-term (reference) 3G084 AA00 BA00 BA28 CA01 DA27 DA28 EA11 EB22 FA10 FA20 FA33
Claims (14)
無端状部材を介してエンジンを駆動して始動するエンジ
ン始動装置において、 前記モータの回転数と前記エンジンの回転数の回転数差
が所定しきい回転数差以上であるときに前記無端状部材
に異常が発生したと判定する異常判定手段を有すること
を特徴とするエンジン始動装置。1. An engine starting device for starting an engine by driving the engine via an endless member such as a belt or a chain by a motor, wherein a difference between the number of rotations of the motor and the number of rotations of the engine is a predetermined threshold value. An engine starter, comprising: an abnormality determination unit that determines that an abnormality has occurred in the endless member when the difference is equal to or more than the number difference.
いて、 無端状部材の異常判定タイミングが、前記モータによる
前記エンジンの駆動開始後、回転数差が不安定に現れる
過渡期を過ぎ、エンジン始動性を実質的に低下させる無
端状部材異常を示す回転数差が現れる時期に設定されて
おり、 前記所定しきい回転数差は、前記異常判定タイミングに
おける前記エンジン始動性を実質的に低下させる無端状
部材異常を示す回転数差に対応する大きさに設定されて
いることを特徴とするエンジン始動装置。2. The engine starter according to claim 1, wherein the abnormality determination timing of the endless member passes a transitional period in which a rotational speed difference appears unstable after the motor starts to be driven by the motor, and the engine is started. The engine speed is set at a time when a rotational speed difference indicating an endless member abnormality that substantially lowers the performance appears, and the predetermined threshold rotational speed difference is an endless that substantially reduces the engine startability at the abnormality determination timing. An engine starting device characterized in that the size is set to a size corresponding to a rotational speed difference indicating an abnormality of the member.
無端状部材を介してエンジンを駆動して始動するエンジ
ン始動装置において、 前記無端状部材が前記モータ、前記エンジンに加えて別
の車両機器に巻き掛けられており、 前記車両機器の作動異常を検出したときに前記無端状部
材に異常が発生したと判定する異常判定手段が設けられ
ていることを特徴とするエンジン始動装置。3. An engine starting device which starts an engine by driving an engine via an endless member such as a belt or a chain by a motor, wherein the endless member is wound around another vehicle device in addition to the motor and the engine. An engine starter, comprising: an abnormality determination unit configured to determine that an abnormality has occurred in the endless member when an operation abnormality of the vehicle device is detected.
いて、 前記車両機器はエンジン冷却用のウォーターポンプであ
り、 前記異常判定手段は、エンジン水温が所定値以上に上昇
したときに前記無端状部材に異常が発生したと判定する
ことを特徴とするエンジン始動装置。4. The engine starting device according to claim 3, wherein the vehicle device is a water pump for cooling the engine, and wherein the abnormality determining unit is configured to determine that the endless member is provided when the engine water temperature rises to a predetermined value or more. An engine starting device for determining that an abnormality has occurred in the engine.
いて、 前記異常判定手段は、エンジンを高負荷運転していない
のにも拘わらずエンジン水温が所定値以上に上昇したと
きに、前記無端状部材に異常が発生したと判定すること
を特徴とするエンジン始動装置。5. The engine starter according to claim 4, wherein the abnormality determining means is configured to output the endless state when the engine water temperature rises to a predetermined value or more even though the engine is not operating under a high load. An engine starting device for determining that an abnormality has occurred in a member.
いて、 前記異常判定手段は、エンジン水温が所定値以上に上昇
し、かつ、スロットル開度が所定しきい開度以下である
ときに、前記無端状部材に異常が発生したと判定するこ
とを特徴とするエンジン始動装置。6. The engine starter according to claim 5, wherein the abnormality determining means is configured to determine whether the engine coolant temperature is higher than a predetermined value and the throttle opening is equal to or lower than a predetermined threshold. An engine starting device for determining that an abnormality has occurred in an endless member.
いて、 前記異常判定手段は、ラジエータシステムが正常に作動
しているのにも拘わらずエンジン水温が所定値以上に上
昇したときに、前記無端状部材に異常が発生したと判定
することを特徴とするエンジン始動装置。7. The engine starter according to claim 4, wherein the abnormality judging means is configured to detect the endless end when the engine water temperature rises to a predetermined value or higher even though the radiator system is operating normally. An engine starting device for determining that an abnormality has occurred in a shape member.
いて、 前記異常判定手段は、エンジン水温が所定値以上に上昇
し、かつ、ラジエターの電動ファンが作動中であるとき
に、前記無端状部材に異常が発生したと判定することを
特徴とするエンジン始動装置。8. The engine starter according to claim 7, wherein the abnormality judging means is configured to detect the endless member when an engine water temperature rises to a predetermined value or more and an electric fan of a radiator is operating. An engine starting device for determining that an abnormality has occurred in the engine.
において、 前記無端状部材の異常を検出したときは、前記エンジン
に連結された別のモータを、フェールセーフ用の始動モ
ータとして用いて前記エンジンを始動することを特徴と
するエンジン始動装置。9. The engine starting device according to claim 1, wherein when an abnormality of the endless member is detected, another motor connected to the engine is used as a fail-safe starting motor. An engine starting device for starting the engine.
置において、 前記無端状部材は、エンジン、モータおよびエンジン冷
却用の機械式ウォーターポンプに巻き掛けられており、 前記無端状部材の異常が検出されたときに、前記機械式
ウォーターポンプとは別に設けられた電動ウォーターポ
ンプに作動を指示し、フェールセール用ポンプとして機
能させることを特徴とするエンジン始動装置。10. The engine starting device according to claim 1, wherein the endless member is wound around an engine, a motor, and a mechanical water pump for cooling the engine, and the abnormality of the endless member is determined. An engine starter which, when detected, instructs an electric water pump provided separately from the mechanical water pump to operate to function as a fail-sale pump.
ポンプに巻き掛けられた動力伝達用のベルトまたはチェ
ーン等の無端状部材と、 を含むエンジンシステムにおいて、 前記無端状部材に異常が発生したことを検出する異常検
出手段と、 前記無端状部材に異常が発生したとき、前記機械式ウォ
ーターポンプとは別に設けられた電動ウォーターポンプ
をフェールセール用ポンプとして作動させる異常対応処
理手段と、 を含むことを特徴とするエンジンシステム。11. An engine, a motor for driving and starting the engine, a mechanical water pump for cooling the engine, and a power transmission wound around the engine, the motor and the mechanical water pump. An endless member such as a belt or a chain, wherein: an abnormality detecting means for detecting that an abnormality has occurred in the endless member; and when the abnormality has occurred in the endless member, the mechanical water An abnormality handling means for operating an electric water pump provided separately from the pump as a fail-sale pump;
において、 前記異常対応処理手段は、前記無端状部材の異常を検出
したときは、前記エンジンに連結された別のモータを、
フェールセーフ用の始動モータとして用いて前記エンジ
ンを始動することを特徴とするエンジンシステム。12. The engine system according to claim 11, wherein the abnormality handling processing means, when detecting an abnormality of the endless member, activates another motor connected to the engine.
An engine system for starting the engine using the motor as a fail-safe starting motor.
の無端状部材を介してエンジンを駆動して始動するエン
ジン始動装置において、 前記モータの回転数と前記モータ加速度とからイナーシ
ャを推定するイナーシャ推定手段と、 前記イナーシャが所定値以下であるときに前記無端状部
材に異常が発生したと判定する異常判定手段と、を有す
ることを特徴とするエンジン始動装置。13. An engine starter for starting an engine by driving the engine via an endless member such as a belt or a chain by a motor, wherein inertia estimating means for estimating inertia from the rotation speed of the motor and the motor acceleration; An abnormality determination unit that determines that an abnormality has occurred in the endless member when the inertia is equal to or less than a predetermined value.
の無端状部材を介してエンジンを駆動して始動するエン
ジン始動装置において、 前記モータの回転数と前記モータ加速度とからイナーシ
ャを推定するイナーシャ推定手段と、 前記イナーシャが所定の基準値より大きくなるように適
宜前記モータへのトルク指令値を制御するトルク指令値
制御手段と、 前記トルク指令値が所定しきいトルク指令値以下となっ
たときに前記無端状部材に異常が発生したと判定する異
常判定手段と、を有することを特徴とするエンジン始動
装置。14. An engine starting device for starting an engine by driving an engine via an endless member such as a belt or a chain by a motor, wherein inertia estimating means for estimating inertia from the number of rotations of the motor and the motor acceleration; Torque command value control means for appropriately controlling a torque command value to the motor so that the inertia becomes larger than a predetermined reference value; and the endless state when the torque command value becomes equal to or less than a predetermined threshold torque command value. An engine starting device comprising: an abnormality determining unit that determines that an abnormality has occurred in a member.
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