JP2000213383A

JP2000213383A - ハイブリッド車

Info

Publication number: JP2000213383A
Application number: JP1151199A
Authority: JP
Inventors: Tadao Ikuhara; 忠男生原
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1999-01-20
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 2000-08-02

Abstract

(57)【要約】【課題】ハイブリッド車において、内燃機関を停止し
ても確実に吸気カムの位相を最遅角側に保持することを
可能とする。【解決手段】可変動弁機構１２を有するエンジン１１
にクラッチ１３を介してモータ１４を駆動連結し、この
モータ１４の駆動軸１６にトランスミッション１７を介
して左右の駆動輪１８を連結する一方、コントローラ１
９は車両の運転状態に応じてエンジン１１を自動的に始
動及び停止可能であり、このコントローラ１９がエンジ
ン１１を自動停止させる前に可変動弁機構１２の位相位
置を次回のエンジン１１の始動に最適な遅角位相に移動
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関とモータ
とを駆動源とするハイブリッド車に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境の問題から排気ガスの発
生を抑制するような、内燃機関とモータとを駆動源とす
るハイブリッド車が実用化されている。このハイブリッ
ド車は、運転状態に応じて内燃機関とモータとの駆動を
切り換えて走行するパラレル方式と、内燃機関に発電機
を取付けて内燃機関の運転を発電のみに限定し、電動機
によりバッテリに蓄電された電力によりモータを駆動し
て走行するシリーズ方式とがある。

【０００３】このようなハイブリッド車では、走行中の
エネルギを回生するシステムを有しており、この回生シ
ステムは、回生制動時にモータへの電力供給を規制して
このモータを発電状態に切り換えることで行うことがで
き、駆動輪に負荷を与えてこれを制動しつつ、この駆動
輪の回転エネルギを電気エネルギとして回収するもので
ある。

【０００４】一方で、ハイブリッド車の内燃機関に可変
動弁機構を適用することで、内燃機関の始動時に吸気カ
ムの位相を遅れ側に制御して筒内圧を始動限界まで低減
し、圧縮に伴う起振力を低減することで、クランキング
から着火に至るまでの振動を低減することが知られてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した可変動弁機構
を作動させるために油圧を用いているものが知られてい
る。この場合、可変動弁機構を制御するには油圧を発生
させるために内燃機関を作動させる必要がある。一般的
な車両の内燃機関にこの可変動弁機構を用いた場合、吸
気カムが進角側に位置していたとしても内燃機関を停止
する前にアイドル運転等（軽負荷領域）を行い、吸気カ
ムが最遅角側に制御されるため、内燃機関を停止したと
きに吸気カムは次回の始動に最適な最遅角に位置してい
る。ところが、ハイブリッド車の内燃機関にこの可変動
弁機構を用いた場合、中高負荷領域、つまり、吸気カム
が進角側に位置している状態から回生制御が開始された
とき、回生効率向上のために内燃機関を即座に停止する
と、吸気カムを最遅角側に制御するための油圧が途絶
え、次回の始動時に吸気カムが最遅角になく、始動性の
悪化やクランキングから着火に至るまでの振動に問題が
発生する。

【０００６】更に、可変動弁機構には、内燃機関の停止
時に吸気カムの最遅角を保持する機構を有しているのが
一般的であり、例えば、油圧式可変動弁機構の場合、内
燃機関の始動時に最遅角位置に保持されていないと、モ
ータによるクランキング開始初期には内燃機関の回転数
が低く、可変動弁機構を作動させるための油圧が不足し
てしまう。すると、可変動弁機構の位相検出後に最遅角
位置に制御して点火しようとしても、油圧が可変動弁機
構を制御可能な圧力に上昇するまで内燃機関を始動でき
なくなり、内燃機関の始動に急を要する場合、始動遅れ
が発生して加速性能の悪化を招く虞がある。そして、可
変動弁機構が最遅角位置に保持されていないと、内燃機
関のクランキング時に油圧の影響を受けて可変動弁機構
がばたついて振動が発生して騒音悪化の原因となってし
まう。

【０００７】本発明はこのような問題を解決することで
あって、内燃機関を停止しても確実に吸気カムの位相を
最遅角側に保持することを可能としたハイブリッド車を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のハイブリッド車では、内燃機関とモータと
を有するハイブリッド車において、内燃機関を自動的に
始動及び停止させる内燃機関始動停止制御手段と、内燃
機関によって駆動される油圧源からの油圧力を調圧して
クランク軸とカム軸との間の位相を可変可能なカム位相
可変手段とを具え、内燃機関始動停止制御手段が、内燃
機関を自動停止させる前にカム位相可変手段の位相位置
を次回の内燃機関の始動に最適な遅角位相に移動させる
ようにしている。

【０００９】従って、内燃機関が停止した後はカム位相
可変手段の位相位置が次回の内燃機関の始動に最適な遅
角位相に位置することとなる。そのため、次回の内燃機
関の始動時に、クランキングから着火に至るまでの振動
を確実に低減することができ、乗員に不快感を与えるこ
とがない。また、内燃機関を早期に始動させたいとき、
可変動弁機構の油圧制御が可能な回転数までクランキン
グを待つことなく、始動可能な回転数になった瞬間に着
火できる。そして、油圧源からの油圧力が不足していて
も、油圧脈動による可変動弁機構のばたつきを抑制して
振動や騒音の発生を抑制できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１１】図１に本発明の第１実施形態に係るハイブ
リッド車の概略構成、図２に本実施形態のハイブリッド
車の内燃機関に適用した可変動弁機構の要部断面、図３
に本実施形態のハイブリッド車の内燃機関の停止時の制
御の流れを表すフローチャートを示す。

【００１２】本実施形態のハイブリッド車において、図
１に示すように、内燃機関（以下、エンジンと称す
る。）１１はカム位相可変手段としての可変動弁機構１
２を有しており、クラッチ１３を介してモータ１４に駆
動連結されている。モータ１４にはバッテリ１５が接続
されており、バッテリ１５からモータ１４に電力が供給
されたり、制動時にこのモータ１４を発電機として機能
させてバッテリ１５に給電できるようになっている。ま
た、モータ１４の駆動軸１６はトランスミッション１７
に連結され、図示しない出力軸に左右の駆動輪１８が連
結されている。

【００１３】このエンジン１１、クラッチ１３、モータ
１４、バッテリ１５にはコントローラ１９が接続されて
いる。このコントローラ１９は内燃機関始動停止制御手
段を有しており、車両の運転状態に応じてエンジン１１
を自動的に始動及び停止させることができる。そして、
本実施形態では、このコントローラ１９はエンジン１１
を自動停止させる前に可変動弁機構１２の位相位置を次
回のエンジン１１の始動に最適な遅角位相に移動させる
ようになっている。また、コントローラ１９は車両の運
転状態に応じてクラッチ１３のオン・オフ操作やモータ
１４を駆動制御可能であると共に、バッテリ１５におけ
る電力の残存容量が入力されるようになっている。

【００１４】従って、コントローラ１９はドライバによ
る図示しないアクセルペダルの踏み込み量に応じ、バッ
テリ１５からモータ１４に所定の電力を供給し、このモ
ータ１４はトランスミッション１７を介して左右の駆動
輪１８を所定の駆動力によって駆動回転させることで、
ハイブリッド車を走行させる。また、ハイブリッド車の
運転状態に応じてエンジン１１を駆動すると共にクラッ
チ１３をオンし、エンジン１１からクラッチ１３及びト
ランスミッション１７を介して駆動力を伝達して左右の
駆動輪１８を駆動回転させることで、ハイブリッド車を
走行させる。

【００１５】ここで、前述した可変動弁機構１２につい
て簡単に説明する。図２に示すように、エンジン１１の
吸気側のカムシャフト２１の軸端の外周部にはカムプー
リ２２が同心軸上に回転自在に嵌合しており、このカム
プーリ２２は図示しない歯付きベルトを介してクランク
プーリと駆動連結されている。そして、このカムプーリ
２２には十字形の収容部を有するハウジング２３が一体
に固定されている。そして、このハウジング２３内には
十字形のベーンロータ２４が収容され、中心部がカムシ
ャフト２１の軸端部にボルト２５によって固定されてい
る。このベーンロータ２４は先細形状をなす４つのベー
ン２６を有しており、各ベーン２６がハウジング２３の
収容部に互いに対向する進角側油室２７及び遅角側油室
２８を４組区画している。なお、各進角側油室２７同士
及び各遅角側油室２８同士は、図示しない油路によって
連通している。また、各ベーン２６にはロックピン２９
が移動自在に嵌合しており、ベーンロータ２４の遅角位
置でハウジング２３のロック孔３０に嵌入可能となって
いる。

【００１６】一方、エンジン１１の油圧タンク３１には
このエンジン１１によって駆動される油圧ポンプ３２
（油圧源）が配設され、この油圧ポンプ３２は逆止弁３
３及び油圧制御弁３４を介して進角側油室２７及び遅角
側油室２８に接続されている。

【００１７】従って、油圧ポンプ３２によって油圧制御
弁３４を介して進角側油室２７に油圧を供給すると、ハ
ウジング２３に対してベーンロータ２４を図２にて時計
回り方向に回動し、カムプーリ２２とカムシャフト２１
との位相を進角側に変更することができる。一方、遅角
側油室２８に油圧を供給すると、ハウジング２３に対し
てベーンロータ２４を図２にて反時計回り方向に回動
し、カムプーリ２２とカムシャフト２１との位相を遅角
側に変更することができる。そして、このとき、最遅角
位置ではロックピン２９がハウジング２３のロック孔３
０に嵌入し、ハウジング２３とベーンロータ２４とを確
実にロックする。

【００１８】ところで、本実施形態では、ドライバが図
示しないブレーキペダルを踏んでハイブリッド車が減速
するとき、バッテリ１５の電力の残存容量が設定値以下
であるときには、モータ１４を発電機として機能させる
ことで、バッテリ１５に給電を行うモータ回生制御を実
行するようにしている。そして、このとき、クラッチ１
３をオフしてモータ１４とエンジン１１との駆動伝達を
絶ってこのエンジン１１を停止するが、この場合、コン
トローラ１９がエンジン１１を停止させる前に可変動弁
機構１２の位相位置を次回のエンジン１１の始動に最適
な遅角位相、つまり最遅角位置に移動させるようにして
いる。

【００１９】ここで、モータ回生制御時におけるエンジ
ンの停止制御について図３に示すフローチャートに基づ
いて説明する。

【００２０】図３に示すように、ステップＳ１にてハイ
ブリッド車の減速運転が、例えば、ブレーキペダルのオ
ンやアクセルペダルのオフなどによって確認されると、
ステップＳ２にてバッテリ１５の電力の残存容量を演算
し、ステップＳ３で電力の残存容量が設定値以下である
かどうかを判定する。ここで、電力の残存容量が設定値
以下であれば、ステップＳ４にてモータ回生による回生
ブレーキ力と油圧ブレーキ力との配分を演算し、ステッ
プＳ５でモータ回生制御を開始する。

【００２１】このモータ回生制御に入ると、ステップＳ
６にて油圧ブレーキ力の減少制御を開始してから、ステ
ップＳ７にて現在の可変動弁機構１２における位相角を
演算して求めてから、ステップＳ８にてクラッチ１３を
オフしてモータ１４からエンジン１１を切り離し、ステ
ップＳ９で可変動弁機構１２の最遅角制御を開始する。
そして、ステップＳ１０において、可変動弁機構１２内
に設けられた吸気カムの位相検出センサとクランクシャ
フトに設けられたクランク角位相検出センサの各位相角
の位相差によって最遅角位置が検出されると、ステップ
Ｓ１１でエンジン１１を停止する。なお、最遅角位置の
検出は、可変動弁機構１２内に設けられた吸気カムの位
相検出センサと排気カムの位相検出センサの各位相角の
位相差によって行ってもよい。一方、ステップＳ３にて
電力の残存容量が設定値よりも大きければ、ステップＳ
１２に移行してモータ回生制御は行わずに油圧ブレーキ
力の制御を行う。

【００２２】このように本実施形態のハイブリッド車に
あっては、車両の減速中であって、バッテリ１５の電力
の残存容量が設定値以下であるときには、クラッチ１３
をオフしてモータ１４からエンジン１１を切り離し、バ
ッテリ１５に給電を行うモータ回生制御を実行する一
方、エンジン１１を停止させる前に可変動弁機構１２の
位相位置を最遅角位置に移動させるようにしている。

【００２３】従って、エンジン１１の停止後は可変動弁
機構１２の位相位置がエンジン１１の始動に最適な最遅
角位置にあるため、次回のエンジン１１の始動時に、ク
ランキングから着火に至るまでの振動を十分に低減して
一定に保持することができ、また、走行時に使用される
モータ１４のトルクを一定に維持することで、同一アク
セル開度に対する加速性能の均一化を確保することがで
き、乗員に不快感を与えることがない。更に、エンジン
１１を早期に始動させたいとき、可変動弁機構１２の油
圧制御が可能な回転数までクランキングを待つことな
く、始動可能な回転数になった瞬間に着火でき、素早い
エンジン１１とモータ１４との併用による走行が可能と
なり、高出力運転や加速性能を向上できる。そして、油
圧源からの油圧力が不足していても、油圧脈動による可
変動弁機構１２のばたつきを抑制して振動や騒音の発生
を抑制できる。

【００２４】なお、上述の実施形態では、可変動弁機構
１２の最遅角制御において、最遅角位置の検出を、吸気
カムの位相角とクランク角位相角の位相差、あるいは、
吸気カムの位相角と排気カムの位相角の位相差によって
行ったが、予め、予備試験によって最遅角制御指令から
実際に最遅角するまでの時間を確認しておき、タイマを
用いて最遅角位置を推定してもよい。図４に本発明の第
２実施形態に係るハイブリッド車の内燃機関の停止時の
制御の流れを表すフローチャートを示す。なお、ハイブ
リッド車の概略構成は前述した実施形態で説明したもの
と同様であるため、説明は省略する。

【００２５】図４に示すように、ステップＴ１にてハイ
ブリッド車の減速運転が確認されると、ステップＴ２に
てバッテリ１５の残存容量を演算し、ステップＴ３で残
存容量が設定値以下であれば、ステップＴ４にてモータ
回生によるブレーキ力と油圧ブレーキ力との配分を演算
し、ステップＴ５でモータ回生制御を開始する。

【００２６】ステップＴ６にて油圧ブレーキ力の減少制
御を開始してから、ステップＴ７にて現在の可変動弁機
構１２における位相角を演算し、ステップＴ８にてクラ
ッチ１３をオフしてモータ１４からエンジン１１を切り
離し、ステップＴ９で可変動弁機構１２の最遅角制御を
開始する。そして、ステップＴ１０において、最遅角制
御指令から実際に最遅角するまでの遅延時間ｔのパラメ
ータとして、エンジン回転数、油温または水温などを読
み込み、ステップＴ１１にて遅延時間ｔを演算して決定
する。ステップＴ１２で可変動弁機構１２へ最遅角制御
指令のための信号を発信してからタイマをカウントし、
ステップＴ１３でタイマによる経過時間が遅延時間ｔを
越えたことが確認されると、可変動弁機構１２の最遅角
位置が推定され、ステップＴ１４でエンジン１１を停止
する。なお、最遅角位置の推定を、最遅角制御指令から
実際に最遅角するまでの遅延時間ｔを越えることで行っ
たが、安全を見込んで若干の余裕時間Δｔを加えたｔ＋
Δｔを遅延時間としてもよい。一方、ステップＴ３にて
電力の残存容量が設定値よりも大きければ、ステップＴ
１５に移行してモータ回生制御は行わずに油圧ブレーキ
力の制御を行う。

【００２７】また、上述の実施形態では、ハイブリッド
車の減速中にモータ回生制御が行われてエンジン１１が
停止するため、このときの可変動弁機構１２の最遅角制
御について説明したが、エンジン１１の暖機運転、即座
にこのエンジン１１を停止すると、可変動弁機構１２が
最遅角位置にないことがあり、この場合であっても適用
することができる。

【００２８】図５に本発明の第３実施形態に係るハイブ
リッド車の内燃機関の停止時の制御の流れを表すフロー
チャート、図６に本発明の第４実施形態に係るハイブリ
ッド車の内燃機関の停止時の制御の流れを表すフローチ
ャートを示す。なお、ハイブリッド車の概略構成は前述
した実施形態で説明したものと同様であるため、説明は
省略する。

【００２９】図５に示すように、ステップＥ１にてハイ
ブリッド車の暖機運転の終了が確認されると、ステップ
Ｅ２にて現在の可変動弁機構１２における位相角を演算
し、ステップＥ３にて可変動弁機構１２が最遅角位置に
あるかどうかを判定する。ここで、可変動弁機構１２が
最遅角位置にあれば、ステップＥ４でエンジン１１を停
止する。一方、ステップＥ３にて可変動弁機構１２が最
遅角位置になければ、ステップＥ５にてクラッチ１３を
オフしてモータ１４からエンジン１１を切り離し、ステ
ップＥ６で可変動弁機構１２の最遅角制御を開始する。
そして、ステップＥ７において、可変動弁機構１２内に
設けられた吸気カムの位相検出センサとクランクシャフ
トに設けられたクランク角位相検出センサの各位相角の
位相差によって最遅角位置が検出してから、ステップＥ
４でエンジン１１を停止する。

【００３０】また、図６に示すように、ステップＦ１に
てハイブリッド車の暖機運転の終了が確認されると、ス
テップＦ２にて現在の可変動弁機構１２における位相角
を演算し、ステップＦ３にて可変動弁機構１２が最遅角
位置にあるかどうかを判定し、最遅角位置にあれば、ス
テップＦ４でエンジン１１を停止する。一方、ステップ
Ｆ３にて可変動弁機構１２が最遅角位置になければ、ス
テップＦ５にて現在の可変動弁機構１２における位相角
を演算し、ステップＦ６にてクラッチ１３をオフしてモ
ータ１４からエンジン１１を切り離し、ステップＦ７で
可変動弁機構１２の最遅角制御を開始する。そして、ス
テップＦ８において、最遅角制御指令から実際に最遅角
するまでの遅延時間ｔのパラメータとして、エンジン回
転数、油温または水温などを読み込み、ステップＦ９に
て遅延時間ｔを演算して決定する。ステップＦ１０で可
変動弁機構１２へ最遅角制御指令のための信号を発信
し、ステップＦ１１で遅延時間ｔを経過したら、ステッ
プＦ４でエンジン１１を停止する。

【００３１】なお、上述した実施形態にあっては、エン
ジン１１とモータ１４との間にクラッチ１３を設け、こ
のクラッチ１３をオフしてモータ１４からエンジン１１
を切り離してから可変動弁機構１２の最遅角制御を開始
したが、特にクラッチ１３を設けなくても最遅角制御は
可能である。また、ハイブリッド車のモータ回生制御時
とエンジン１１の暖機運転終了後におけるエンジン１１
を停止時について説明したが、本発明のハイブリッド車
はこれ以外にもエンジン１１の停止時に上述した可変動
弁機構１２の最遅角制御を行ってもよい。

【００３２】また、上述した実施形態では、吸気カムを
可変させたものを記載したが、排気カムを可変させるも
の、更に、双方のカムを可変させる可変動弁機構に適用
することも可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように本発明のハイブリッド車によれば、内燃機関を自
動停止させる前にカム位相可変手段の位相位置を次回の
内燃機関の始動に最適な遅角位相に移動させるようにし
たので、次回の内燃機関の始動時に、クランキングから
着火に至るまでの振動を確実に低減することができ、乗
員に不快感を与えることがない。また、内燃機関を早期
に始動させたいとき、可変動弁機構の油圧制御が可能な
回転数までクランキングを待つことなく、始動可能な回
転数になった瞬間に着火できる。そして、油圧源からの
油圧力が不足していても、油圧脈動による可変動弁機構
のばたつきを抑制して振動や騒音の発生を抑制すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車の
概略構成図である。

【図２】本実施形態のハイブリッド車の内燃機関に適用
した可変動弁機構の要部断面図である。

【図３】本実施形態のハイブリッド車の内燃機関の停止
時の制御の流れを表すフローチャートである。

【図４】本発明の第２実施形態に係るハイブリッド車の
内燃機関の停止時の制御の流れを表すフローチャートで
ある。

【図５】本発明の第３実施形態に係るハイブリッド車の
内燃機関の停止時の制御の流れを表すフローチャートで
ある。

【図６】本発明の第４実施形態に係るハイブリッド車の
内燃機関の停止時の制御の流れを表すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１１エンジン（内燃機関）１２可変動弁機構（カム位相可変手段）１３クラッチ１４モータ１５バッテリ１９コントローラ（内燃機関始動停止制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── 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 29/02 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｚ３２１Ｆターム(参考） 3G016 BA38 DA06 DA22 GA07 3G092 AA11 AC02 AC03 CA02 DA01 DA09 DF04 DG05 EA04 EA17 FA05 FA14 FA32 GA10 HA13X HA13Z HE01Z HE03Z HE08Z HF02Z HF08Z HF26Z 3G093 AA04 AA07 AA16 BA02 BA15 BA21 BA22 BA33 CA02 DA01 DA05 DA07 DB15 DB19 DB23 EA15 EC04 FB02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関とモータとを有するハイブリッ
ド車において、前記内燃機関を自動的に始動及び停止さ
せる内燃機関始動停止制御手段と、前記内燃機関によっ
て駆動される油圧源からの油圧力を調圧してクランク軸
とカム軸との間の位相を可変可能なカム位相可変手段と
を具え、前記内燃機関始動停止制御手段は、前記内燃機
関を自動停止させる前に前記カム位相可変手段の位相位
置を次回の内燃機関の始動に最適な遅角位相に移動させ
ることを特徴とするハイブリッド車。