JP2002256913A - 車両駆動装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来、1つの駆動モータでモータ走行を行い、
かつ、エンジンを始動するためには、エンジンとモータ
との間にクラッチ等の動力を分断する装置が必要であ
り、システムが大型化する課題があった。また、停止し
ているエンジンを強制的に回転させ、始動させるため、
エンジン始動時に駆動力の変動が発生しやすいといた課
題もあった。 【解決手段】エンジンとモータを直結し、モータ走行時
はバルブの駆動を停止し、吸気バルブを開き、エンジン
の連れ回り損失を最小にする。
かつ、エンジンを始動するためには、エンジンとモータ
との間にクラッチ等の動力を分断する装置が必要であ
り、システムが大型化する課題があった。また、停止し
ているエンジンを強制的に回転させ、始動させるため、
エンジン始動時に駆動力の変動が発生しやすいといた課
題もあった。 【解決手段】エンジンとモータを直結し、モータ走行時
はバルブの駆動を停止し、吸気バルブを開き、エンジン
の連れ回り損失を最小にする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は車両駆動装置に係
り、特に、車両の駆動源がエンジンと回転電気からなる
ハイブリッド車両駆動装置に関する。
り、特に、車両の駆動源がエンジンと回転電気からなる
ハイブリッド車両駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、エンジンと1つの回転電気(例え
ばモータージェネレータやモータ)から構成されるハイ
ブリッド自動車では、回転電気による走行を実現し、な
おかつ滑らかにエンジンを始動させるためには、エンジ
ンと回転電気とを切離しておく必要があった。例えば、
特開2000-204987号公報では、エンジンとモ
ータとの間にクラッチを設けた構成において、可変バル
ブを制御してエンジン始動時の振動を低減している。
ばモータージェネレータやモータ)から構成されるハイ
ブリッド自動車では、回転電気による走行を実現し、な
おかつ滑らかにエンジンを始動させるためには、エンジ
ンと回転電気とを切離しておく必要があった。例えば、
特開2000-204987号公報では、エンジンとモ
ータとの間にクラッチを設けた構成において、可変バル
ブを制御してエンジン始動時の振動を低減している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
技術では、停止しているエンジンを瞬時に始動させるた
めには、エンジンの慣性や、バルブ開閉のための駆動力
などに起因する大きなクランキングトルクが必要であっ
た。そのため、モータおよびインバータが大型化すると
いった課題があった。また、停止しているエンジンを急
激に動かすため、振動が発生しやすい。
技術では、停止しているエンジンを瞬時に始動させるた
めには、エンジンの慣性や、バルブ開閉のための駆動力
などに起因する大きなクランキングトルクが必要であっ
た。そのため、モータおよびインバータが大型化すると
いった課題があった。また、停止しているエンジンを急
激に動かすため、振動が発生しやすい。
【0004】本発明は上記の不具合をなくすためになさ
れたものであり、スムーズなエンジン始動性能を実現
し、かつ、低コストな車両駆動装置を提供することを目
的とする。
れたものであり、スムーズなエンジン始動性能を実現
し、かつ、低コストな車両駆動装置を提供することを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、可変バ
ルブを有するエンジンの出力軸に回転電気を直結し、車
両駆動装置として用いることにある。すなわち、エンジ
ンと、開閉することにより前記エンジンの吸入と排気と
を行う複数のバルブと、前記バルブの開閉を制御するバ
ルブ制御手段と、前記エンジンの吸入空気量を制御する
スロットルと、駆動力を発生する回転電気とを備え、前
記エンジンの駆動力発生を停止し、前記回転電気の駆動
力で走行する場合、前記スロットルを開にし、前記複数
のバルブの少なくとも1つを開とすることを特徴とす
る。
ルブを有するエンジンの出力軸に回転電気を直結し、車
両駆動装置として用いることにある。すなわち、エンジ
ンと、開閉することにより前記エンジンの吸入と排気と
を行う複数のバルブと、前記バルブの開閉を制御するバ
ルブ制御手段と、前記エンジンの吸入空気量を制御する
スロットルと、駆動力を発生する回転電気とを備え、前
記エンジンの駆動力発生を停止し、前記回転電気の駆動
力で走行する場合、前記スロットルを開にし、前記複数
のバルブの少なくとも1つを開とすることを特徴とす
る。
【0006】本発明の他の特徴は、エンジンと、開閉す
ることにより前記エンジンの吸入と排気とを行う複数の
バルブと、前記バルブの開閉を制御するバルブ制御手段
と、前記エンジンの吸入空気量を制御するスロットル
と、駆動力を発生する回転電気とを備え、前記エンジン
で走行する状態から前記エンジンの駆動力発生を停止
し、回転電気走行へ移行する場合、前記バルブ制御手段
により前記バルブの開閉タイミングを制御して、前記エ
ンジンの出力を徐々に低下させてから前記エンジンの駆
動力発生を停止することにある。
ることにより前記エンジンの吸入と排気とを行う複数の
バルブと、前記バルブの開閉を制御するバルブ制御手段
と、前記エンジンの吸入空気量を制御するスロットル
と、駆動力を発生する回転電気とを備え、前記エンジン
で走行する状態から前記エンジンの駆動力発生を停止
し、回転電気走行へ移行する場合、前記バルブ制御手段
により前記バルブの開閉タイミングを制御して、前記エ
ンジンの出力を徐々に低下させてから前記エンジンの駆
動力発生を停止することにある。
【0007】本発明の他の特徴は、複数のバルブを有す
るエンジンと、駆動力を発生する回転電気と、動力の伝
達および中断を行うクラッチと、変速機とを有する車両
において、前記回転電気で走行する状態から前記エンジ
ンを始動する場合、前記エンジンの回転数が最低回転数
以下のとき、前記クラッチの締結力と前記回転電気の駆
動力を制御して、前記エンジンを始動することにある。
るエンジンと、駆動力を発生する回転電気と、動力の伝
達および中断を行うクラッチと、変速機とを有する車両
において、前記回転電気で走行する状態から前記エンジ
ンを始動する場合、前記エンジンの回転数が最低回転数
以下のとき、前記クラッチの締結力と前記回転電気の駆
動力を制御して、前記エンジンを始動することにある。
【0008】本発明によれば、エンジンと回転電気を直
結した構成において、回転電気走行時では、エンジンの
バルブを開放して圧縮仕事による負荷トルクを軽減し、
エンジンを常時連れ回り状態とする。そして、エンジン
始動時はバルブの開閉タイミングを制御することによ
り、回転電気の負荷軽減と振動の低減を実現する。ま
た、クラッチなどを介していないため、応答性、制御性
ともに高い。
結した構成において、回転電気走行時では、エンジンの
バルブを開放して圧縮仕事による負荷トルクを軽減し、
エンジンを常時連れ回り状態とする。そして、エンジン
始動時はバルブの開閉タイミングを制御することによ
り、回転電気の負荷軽減と振動の低減を実現する。ま
た、クラッチなどを介していないため、応答性、制御性
ともに高い。
【0009】このように、エンジンの慣性などによるト
ルク変動を抑制できスムーズなエンジン始動性能を実現
し、かつ、低コストな車両駆動装置を提供することがで
きる。
ルク変動を抑制できスムーズなエンジン始動性能を実現
し、かつ、低コストな車両駆動装置を提供することがで
きる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を説明す
る。最初に、本発明の実施例になる車両駆動装置の概要
を説明する。図1は本発明による車両駆動装置の一実施
形態の全体構成図である。車両の駆動源の1つであるエ
ンジンエンジン101は、吸気バルブ102、排気バル
ブ103を有し、これら吸排気バルブは各々バルブ駆動
装置104、105により駆動される。ここでは、バル
ブ駆動装置104、105は電磁弁を想定している。点
火プラグ106は混合気を着火させるためのものであ
る。電制スロットル107はエンジン101への吸入空
気量を制御する装置である。触媒108は排気中の有害
物質を浄化する装置である。
る。最初に、本発明の実施例になる車両駆動装置の概要
を説明する。図1は本発明による車両駆動装置の一実施
形態の全体構成図である。車両の駆動源の1つであるエ
ンジンエンジン101は、吸気バルブ102、排気バル
ブ103を有し、これら吸排気バルブは各々バルブ駆動
装置104、105により駆動される。ここでは、バル
ブ駆動装置104、105は電磁弁を想定している。点
火プラグ106は混合気を着火させるためのものであ
る。電制スロットル107はエンジン101への吸入空
気量を制御する装置である。触媒108は排気中の有害
物質を浄化する装置である。
【0011】車両の他の駆動源であるモータ・ジェネレ
ータ(M/G)109は、駆動、発電、およびエンジン1
01の始動を行う回転電気である。クラッチ110はエ
ンジン101およびM/G109の駆動力を変速機11
1に伝達、もしくは中断する装置である。バッテリ11
2は車両の電力負荷に電力を供給、または、M/G10
9の発電電力を貯蔵する。
ータ(M/G)109は、駆動、発電、およびエンジン1
01の始動を行う回転電気である。クラッチ110はエ
ンジン101およびM/G109の駆動力を変速機11
1に伝達、もしくは中断する装置である。バッテリ11
2は車両の電力負荷に電力を供給、または、M/G10
9の発電電力を貯蔵する。
【0012】ハイブリッド制御装置113は、車両の駆
動力およびエンジン101の排気特性、ならびに、バッ
テリ112の充放電などを制御する。そのため、吸排気
バルブ102、103の開閉タイミング、電制スロット
ルの開度、点火タイミング、クラッチ110の締結・開
放、変速タイミング、および、M/G109の駆動力を
制御する。ハイブリッド制御装置113はエンジン10
1の排気特性が悪化しないように制御しながら、運転者
の意図に沿うような駆動力を発生させ、さらに、違和感
無くエンジンの停止、モータ走行、エンジン再始動を可
能にする制御指令を各コンポーネントに発する装置であ
る。
動力およびエンジン101の排気特性、ならびに、バッ
テリ112の充放電などを制御する。そのため、吸排気
バルブ102、103の開閉タイミング、電制スロット
ルの開度、点火タイミング、クラッチ110の締結・開
放、変速タイミング、および、M/G109の駆動力を
制御する。ハイブリッド制御装置113はエンジン10
1の排気特性が悪化しないように制御しながら、運転者
の意図に沿うような駆動力を発生させ、さらに、違和感
無くエンジンの停止、モータ走行、エンジン再始動を可
能にする制御指令を各コンポーネントに発する装置であ
る。
【0013】バルブ駆動制御装置114および115は
吸排気バルブ駆動装置104、105に駆動電力を供給
する装置であり、M/G駆動制御装置116はM/G1
09に駆動電力を供給する装置である。一般的にインバ
ータが用いられる。クラッチアクチュエータ117は、
クラッチ110の締結、開放を制御する装置である。
吸排気バルブ駆動装置104、105に駆動電力を供給
する装置であり、M/G駆動制御装置116はM/G1
09に駆動電力を供給する装置である。一般的にインバ
ータが用いられる。クラッチアクチュエータ117は、
クラッチ110の締結、開放を制御する装置である。
【0014】冷却水温センサ118はエンジン101の
ブロック外周に流れる冷却水温度を検出するセンサであ
る。エンジン回転数センサ119はエンジン101の出
力軸の回転数を検知する装置である。
ブロック外周に流れる冷却水温度を検出するセンサであ
る。エンジン回転数センサ119はエンジン101の出
力軸の回転数を検知する装置である。
【0015】この実施例の構成は、エンジン101とモ
ータ・ジェネレータM/G(以下単にモータ)109が
直結されており、システムをコンパクトにすることがで
きる。同様に、直結であるためM/G109によるエン
ジン101の制振制御が容易にできる。また、クラッチ
110をM/G109と変速機111の間に配している
ため、変速時のエンジン101回転数制御が容易である
ため、変速性能が向上する。ここでは、伝達効率の高い
手動変速機(MT)のクラッチ操作、ギア選択操作を自動化
した自動MTを想定しているが、自動変速機(AT)、無段
変速機(CVT)でも適用可能である。
ータ・ジェネレータM/G(以下単にモータ)109が
直結されており、システムをコンパクトにすることがで
きる。同様に、直結であるためM/G109によるエン
ジン101の制振制御が容易にできる。また、クラッチ
110をM/G109と変速機111の間に配している
ため、変速時のエンジン101回転数制御が容易である
ため、変速性能が向上する。ここでは、伝達効率の高い
手動変速機(MT)のクラッチ操作、ギア選択操作を自動化
した自動MTを想定しているが、自動変速機(AT)、無段
変速機(CVT)でも適用可能である。
【0016】本システムでは、M/G109はエンジン
101を連れ回りした状態でモータ走行を行う。従来の
システムでは、エンジンを連れ回すためには非常に大き
なトルクが必要であった。本システムでは、吸気バルブ
102をピストンヘッドと干渉しない位置まで開き、排
気バルブ103を全閉にし、電制スロットルを全開とす
ることにより、エンジンの圧縮仕事を無くす。また、電
磁バルブの採用により、カムシャフトの駆動トルクも不
要となる。そのため、M/G104に対するエンジンの
負荷はピストンとクランクシャフトの慣性と摩擦であ
る。モータ走行はエンジン101のシリンダー壁面温度
が十分高くなってから行うとすれば、オイルの粘性も低
く、潤滑も十分であり、摩擦損失は非常に小さい。
101を連れ回りした状態でモータ走行を行う。従来の
システムでは、エンジンを連れ回すためには非常に大き
なトルクが必要であった。本システムでは、吸気バルブ
102をピストンヘッドと干渉しない位置まで開き、排
気バルブ103を全閉にし、電制スロットルを全開とす
ることにより、エンジンの圧縮仕事を無くす。また、電
磁バルブの採用により、カムシャフトの駆動トルクも不
要となる。そのため、M/G104に対するエンジンの
負荷はピストンとクランクシャフトの慣性と摩擦であ
る。モータ走行はエンジン101のシリンダー壁面温度
が十分高くなってから行うとすれば、オイルの粘性も低
く、潤滑も十分であり、摩擦損失は非常に小さい。
【0017】バルブ駆動装置104が電力供給を停止し
たときにバルブが中立状態となる装置の場合、この中立
位置を上記のピストンヘッドと干渉しない位置となるよ
うに設計することにより、モータ走行時の消費電力を低
減することが可能である。
たときにバルブが中立状態となる装置の場合、この中立
位置を上記のピストンヘッドと干渉しない位置となるよ
うに設計することにより、モータ走行時の消費電力を低
減することが可能である。
【0018】排気バルブ103を閉じることにより、モ
ータ走行中に新気が触媒108を通過することはなく、
触媒108の温度低下を抑制できる。
ータ走行中に新気が触媒108を通過することはなく、
触媒108の温度低下を抑制できる。
【0019】モータ走行からエンジン始動をする場合で
は、空気は常に吸気管内を往復している状態であるた
め、ピストンが上昇中の気筒に燃料を噴射し、M/G1
04で初爆のトルク変動を吸収可能なように吸気バルブ
102の閉タイミングを制御してエンジン101を始動
する。
は、空気は常に吸気管内を往復している状態であるた
め、ピストンが上昇中の気筒に燃料を噴射し、M/G1
04で初爆のトルク変動を吸収可能なように吸気バルブ
102の閉タイミングを制御してエンジン101を始動
する。
【0020】次に、図2〜図4により、図1の実施例の
ハイブリッド制御装置113の構成及び制御動作を説明
する。
ハイブリッド制御装置113の構成及び制御動作を説明
する。
【0021】まず、図2は本発明による車両駆動装置の
エンジン停止のフローチャートである。運転者の駆動力
指令が小さい場合、燃費の観点から積極的にエンジンを
停止し、モータで走行する(図4のモータで走行モー
ド)。そのため、モータ走行に先立ち、以下の手順でモ
ータ走行の判定を行う。
エンジン停止のフローチャートである。運転者の駆動力
指令が小さい場合、燃費の観点から積極的にエンジンを
停止し、モータで走行する(図4のモータで走行モー
ド)。そのため、モータ走行に先立ち、以下の手順でモ
ータ走行の判定を行う。
【0022】ステップ1では駆動力指令がM/Gで発生
可能かを判定する。要求駆動力がM/Gの発生可能駆動
力から、システムの慣性や、エンジンのクランキングト
ルクなどを引いた敷居値以下であれば、ステップ2に移
行する。駆動力敷居値はマップなどで予め与えられてい
る。要求駆動力が敷居値以上であれば、エンジン走行を
継続する。
可能かを判定する。要求駆動力がM/Gの発生可能駆動
力から、システムの慣性や、エンジンのクランキングト
ルクなどを引いた敷居値以下であれば、ステップ2に移
行する。駆動力敷居値はマップなどで予め与えられてい
る。要求駆動力が敷居値以上であれば、エンジン走行を
継続する。
【0023】ステップ2ではバッテリの充電状態を判定
する。SOCがモータ走行可能な敷居値以上であれば、ス
テップ3に移行する。SOCが低い場合では、エンジン走
行を継続しながらエンジントルクを増し、余剰なトルク
をM/Gで給するすることにより、運転者に違和感無く
バッテリに充電することが可能である。
する。SOCがモータ走行可能な敷居値以上であれば、ス
テップ3に移行する。SOCが低い場合では、エンジン走
行を継続しながらエンジントルクを増し、余剰なトルク
をM/Gで給するすることにより、運転者に違和感無く
バッテリに充電することが可能である。
【0024】ステップ3ではエンジンの状態を判定す
る。エンジンの冷却水温度が低い場合、潤滑油の粘性が
高くフリクションも大きいため、連れ回り損失が大き
く、最始動時のクランキングトルクも大きくなるため、
モータ走行を禁止する。ここでは、冷却水温度を検出し
ているが、オイル温度などでも代用可能である。冷却水
温度が敷居値以下であれば、エンジン走行を継続しなが
らエンジントルクを増し、余剰なトルクをM/Gで給す
ることにより、運転者に違和感無く冷却水温度を上げる
ことが可能である。
る。エンジンの冷却水温度が低い場合、潤滑油の粘性が
高くフリクションも大きいため、連れ回り損失が大き
く、最始動時のクランキングトルクも大きくなるため、
モータ走行を禁止する。ここでは、冷却水温度を検出し
ているが、オイル温度などでも代用可能である。冷却水
温度が敷居値以下であれば、エンジン走行を継続しなが
らエンジントルクを増し、余剰なトルクをM/Gで給す
ることにより、運転者に違和感無く冷却水温度を上げる
ことが可能である。
【0025】ステップ4ではエンジンの慣性をM/Gで
吸収可能になるまでエンジンの出力を減らす。ステップ
5ではエンジンの駆動を停止する。この時点で、車両の
駆動力はM/Gが発生する。M/Gとエンジンは直結で
あるため、エンジンはM/Gの回転数で連れ回り状態と
なる。ステップ6ではエンジンの抵抗を減らし、かつ、
触媒の保温のため、エンジンの吸気バルブを開け、排気
バルブを閉めた状態とする。以上のステップを経てモー
タ走行を開始する。
吸収可能になるまでエンジンの出力を減らす。ステップ
5ではエンジンの駆動を停止する。この時点で、車両の
駆動力はM/Gが発生する。M/Gとエンジンは直結で
あるため、エンジンはM/Gの回転数で連れ回り状態と
なる。ステップ6ではエンジンの抵抗を減らし、かつ、
触媒の保温のため、エンジンの吸気バルブを開け、排気
バルブを閉めた状態とする。以上のステップを経てモー
タ走行を開始する。
【0026】次に、図3は本発明による車両駆動装置の
エンジン始動(図4のクランキング及びエンジン始動モ
ード)のフローチャートである。運転者の駆動力指令が
大きい場合、M/Gでは賄えきれないので、エンジンを
始動し、エンジン走行を開始する。そのため、エンジン
走行に先立ち、以下の手順でクランキング及びエンジン
始動の判定を行う。
エンジン始動(図4のクランキング及びエンジン始動モ
ード)のフローチャートである。運転者の駆動力指令が
大きい場合、M/Gでは賄えきれないので、エンジンを
始動し、エンジン走行を開始する。そのため、エンジン
走行に先立ち、以下の手順でクランキング及びエンジン
始動の判定を行う。
【0027】ステップ11では駆動力指令がM/Gで発
生可能かを判定する。要求駆動力が敷居値以上であれ
ば、ステップ12に移行する。駆動力敷居値はマップな
どで予め与えられている。要求駆動力が敷居値以下であ
れば、ステップ10へ移行し、モータ走行を継続する。
生可能かを判定する。要求駆動力が敷居値以上であれ
ば、ステップ12に移行する。駆動力敷居値はマップな
どで予め与えられている。要求駆動力が敷居値以下であ
れば、ステップ10へ移行し、モータ走行を継続する。
【0028】ステップ12ではエンジン回転数が最低回
転数以上かを判定する。エンジン回転数が最低回転数以
下であれば、ステップ13へ移行する。ステップ13で
はシフトダウンし、エンジンの回転数を上昇させられる
かを判定する。シフトダウンが可能な場合はステップ1
4へ移行し、ギアを切換える。
転数以上かを判定する。エンジン回転数が最低回転数以
下であれば、ステップ13へ移行する。ステップ13で
はシフトダウンし、エンジンの回転数を上昇させられる
かを判定する。シフトダウンが可能な場合はステップ1
4へ移行し、ギアを切換える。
【0029】エンジン回転数が最小回転数以上となれば
ステップ15へ移行する。ステップ15ではM/Gにエ
ンジンをクランキングするための余裕トルクがあるかを
判定する。M/Gにトルク余裕があれば、ステップ16
へ移行し、M/Gはクランキングトルクを発生してエン
ジンを始動させる(図4のクランキングモード)。
ステップ15へ移行する。ステップ15ではM/Gにエ
ンジンをクランキングするための余裕トルクがあるかを
判定する。M/Gにトルク余裕があれば、ステップ16
へ移行し、M/Gはクランキングトルクを発生してエン
ジンを始動させる(図4のクランキングモード)。
【0030】エンジン回転数が最低回転数以下の場合、
もしくは、M/Gにトルク余裕が無い場合ではステップ
17へ移行する。例えば、急勾配を低速で登るような場
合では、バッテリの電力が即座に低下するため、エンジ
ンを始動し、駆動力の一部をバッテリに、残りを駆動軸
に伝達させなくてはならない。このとき、エンジン回転
数が最低回転数以下となる場合は、クラッチを滑らせな
がら走行する。ステップ17ではエンジンのクランキン
グトルクが最小となるように吸気バルブを最遅角化す
る。
もしくは、M/Gにトルク余裕が無い場合ではステップ
17へ移行する。例えば、急勾配を低速で登るような場
合では、バッテリの電力が即座に低下するため、エンジ
ンを始動し、駆動力の一部をバッテリに、残りを駆動軸
に伝達させなくてはならない。このとき、エンジン回転
数が最低回転数以下となる場合は、クラッチを滑らせな
がら走行する。ステップ17ではエンジンのクランキン
グトルクが最小となるように吸気バルブを最遅角化す
る。
【0031】次に、ステップ18および19へ移行す
る。エンジン回転数が最低回転数以下である場合、クラ
ッチを滑らせながらM/Gのトルクを増大させ、エンジ
ンの回転数を上昇させる(図4のエンジン始動モー
ド)。M/Gにトルク余裕が無い場合、運転者に違和感
を与えないようにクラッチを徐々に滑らせながら車両駆
動力を低下させ、より大きなM/Gのクランキングトル
クをエンジンに伝達できるように制御する。エンジン始
動後はエンジンの回転数が急変しないようにM/Gで制
御する。
る。エンジン回転数が最低回転数以下である場合、クラ
ッチを滑らせながらM/Gのトルクを増大させ、エンジ
ンの回転数を上昇させる(図4のエンジン始動モー
ド)。M/Gにトルク余裕が無い場合、運転者に違和感
を与えないようにクラッチを徐々に滑らせながら車両駆
動力を低下させ、より大きなM/Gのクランキングトル
クをエンジンに伝達できるように制御する。エンジン始
動後はエンジンの回転数が急変しないようにM/Gで制
御する。
【0032】駆動力指令以外にエンジンを始動しなけれ
ばならない状況がある。ステップ22はエンジン強制始
動要求である。冷却水温度低下すると、エンジンのフリ
クションが増大するため、モータ走行の効率が低くな
る。また、バッテリのSOCが低下するとモータ走行の継
続が困難となる。そこで、冷却水温度およびSOCが敷居
値以下となった場合、エンジンを強制的に始動する要求
を発する。
ばならない状況がある。ステップ22はエンジン強制始
動要求である。冷却水温度低下すると、エンジンのフリ
クションが増大するため、モータ走行の効率が低くな
る。また、バッテリのSOCが低下するとモータ走行の継
続が困難となる。そこで、冷却水温度およびSOCが敷居
値以下となった場合、エンジンを強制的に始動する要求
を発する。
【0033】次に、図5は本発明による車両駆動装置の
他の実施形態を示すエンジン及び回転電気部分の構成図
である。エンジン121は吸気バルブ122、排気バル
ブ123を有し、これら吸排気バルブはカム124、1
25により駆動される。カム124、125はエンジン
121より動力を得る。点火プラグ126は混合気を着
火させるためのものである。電制スロットル127はエ
ンジン121への吸入空気量を制御する装置である。
他の実施形態を示すエンジン及び回転電気部分の構成図
である。エンジン121は吸気バルブ122、排気バル
ブ123を有し、これら吸排気バルブはカム124、1
25により駆動される。カム124、125はエンジン
121より動力を得る。点火プラグ126は混合気を着
火させるためのものである。電制スロットル127はエ
ンジン121への吸入空気量を制御する装置である。
【0034】M/G128は駆動、発電、およびエンジ
ン121の始動を行う電動機である。クラッチ110は
エンジン101およびM/G109の駆動力を駆動軸に
伝達、もしくは中断する装置である。
ン121の始動を行う電動機である。クラッチ110は
エンジン101およびM/G109の駆動力を駆動軸に
伝達、もしくは中断する装置である。
【0035】VVT装置130はカム124とエンジン
121の出力軸とに接続し、エンジン121の運転状況
等に応じて、カム124の位相を無段に変化させ、吸気
バルブ122の開閉タイミングを変化させる。カムシャ
フトプーリー131はカム125と接続している。
121の出力軸とに接続し、エンジン121の運転状況
等に応じて、カム124の位相を無段に変化させ、吸気
バルブ122の開閉タイミングを変化させる。カムシャ
フトプーリー131はカム125と接続している。
【0036】ロッカーアーム132はカム124の駆動
力を吸気バルブ122に伝達する。ロッカーアーム13
3はカム125の駆動力を排気バルブ123に伝達す
る。カムシャフト位相検出装置134、135はそれぞ
れカム124、125のシャフトの位相を検出する。
力を吸気バルブ122に伝達する。ロッカーアーム13
3はカム125の駆動力を排気バルブ123に伝達す
る。カムシャフト位相検出装置134、135はそれぞ
れカム124、125のシャフトの位相を検出する。
【0037】エンジン回転数検出装置136はエンジン
出力軸の回転数および各気筒でのピストン位置の情報を
検出する。吸気バルブリフト装置137は吸気バルブ1
22を所定のリフト量に保持する機構である。油圧供給
装置138は各アクチュエータに油圧を供給する。
出力軸の回転数および各気筒でのピストン位置の情報を
検出する。吸気バルブリフト装置137は吸気バルブ1
22を所定のリフト量に保持する機構である。油圧供給
装置138は各アクチュエータに油圧を供給する。
【0038】この実施例の構成では、モータ走行をする
際に、まず、ロッカーアーム132、133上の固定ピ
ンを外し、吸排気バルブ122、123共に休止状態と
する。ロッカーアーム132、133のピンを外すこと
により、カム124、125の駆動力は吸排気バルブ1
22、123には伝わらず、吸排気バルブ122、12
3はばねにより閉状態となる。次に、吸気バルブリフト
装置137を作動させて吸気バルブ122をピストンと
干渉しない位置までリフトさせる。カム124、125
がフリーであるため、吸排気バルブ122、123を押
すための駆動力を削減でき、吸気バルブ122が開いた
状態となるためエンジン121は圧縮仕事を行わないの
で、エンジン121の負荷は慣性と摩擦のみとなる。そ
のため、M/G128はエンジン121を連れ回すため
のトルクは小さく、損失の少ないモータ走行が可能であ
る。
際に、まず、ロッカーアーム132、133上の固定ピ
ンを外し、吸排気バルブ122、123共に休止状態と
する。ロッカーアーム132、133のピンを外すこと
により、カム124、125の駆動力は吸排気バルブ1
22、123には伝わらず、吸排気バルブ122、12
3はばねにより閉状態となる。次に、吸気バルブリフト
装置137を作動させて吸気バルブ122をピストンと
干渉しない位置までリフトさせる。カム124、125
がフリーであるため、吸排気バルブ122、123を押
すための駆動力を削減でき、吸気バルブ122が開いた
状態となるためエンジン121は圧縮仕事を行わないの
で、エンジン121の負荷は慣性と摩擦のみとなる。そ
のため、M/G128はエンジン121を連れ回すため
のトルクは小さく、損失の少ないモータ走行が可能であ
る。
【0039】逆に、モータ走行からエンジンを始動する
場合では、ピストンが上昇中の気筒に燃料を噴射し、そ
の気筒のロッカーアームの固定ピンを挿入し、初爆によ
るトルク変動が小さくなるようにVVT装置130を制
御して、吸気バルブ122の閉タイミングを変化させて
エンジンを始動させる。ピストンが動いている状態から
エンジンを始動するため、慣性の変動による振動は小さ
く、M/G128で制御可能である。カム位相検出装置
134、135により、カムシャフトの位相情報が検知
できるため、ロッカーアームの固定ピンの締結時期や、
吸気バルブリフト装置の解除時期を把握できる。
場合では、ピストンが上昇中の気筒に燃料を噴射し、そ
の気筒のロッカーアームの固定ピンを挿入し、初爆によ
るトルク変動が小さくなるようにVVT装置130を制
御して、吸気バルブ122の閉タイミングを変化させて
エンジンを始動させる。ピストンが動いている状態から
エンジンを始動するため、慣性の変動による振動は小さ
く、M/G128で制御可能である。カム位相検出装置
134、135により、カムシャフトの位相情報が検知
できるため、ロッカーアームの固定ピンの締結時期や、
吸気バルブリフト装置の解除時期を把握できる。
【0040】次に、図6は本発明による車両駆動装置の
他の実施形態のエンジン及び回転電気部分の構成図であ
る。エンジン141は吸気バルブ142、排気バルブ1
43を有し、これら吸排気バルブはカム144、145
により駆動される。カム144、145はエンジン14
1より動力を得る。点火プラグ146は混合気を着火さ
せるためのものである。電制スロットル147はエンジ
ン141への吸入空気量を制御する装置である。
他の実施形態のエンジン及び回転電気部分の構成図であ
る。エンジン141は吸気バルブ142、排気バルブ1
43を有し、これら吸排気バルブはカム144、145
により駆動される。カム144、145はエンジン14
1より動力を得る。点火プラグ146は混合気を着火さ
せるためのものである。電制スロットル147はエンジ
ン141への吸入空気量を制御する装置である。
【0041】M/G148は駆動、発電、およびエンジ
ン141の始動を行う電動機である。クラッチ110は
エンジン101およびM/G109の駆動力を駆動軸に
伝達、もしくは中断する装置である。
ン141の始動を行う電動機である。クラッチ110は
エンジン101およびM/G109の駆動力を駆動軸に
伝達、もしくは中断する装置である。
【0042】VVT装置150はカム144とエンジン
141の出力軸とに接続し、エンジン141の運転状況
等に応じて、カム144の位相を無段に変化させ、吸気
バルブ142の開閉タイミングを変化させる。カムシャ
フトプーリー151はカム145と接続している。カム
シャフト位相検出装置152、153はそれぞれカム1
44、145の位相を検出する。
141の出力軸とに接続し、エンジン141の運転状況
等に応じて、カム144の位相を無段に変化させ、吸気
バルブ142の開閉タイミングを変化させる。カムシャ
フトプーリー151はカム145と接続している。カム
シャフト位相検出装置152、153はそれぞれカム1
44、145の位相を検出する。
【0043】エンジン回転数検出装置154はエンジン
出力軸の回転数および各気筒でのピストン位置の情報を
検出する。吸気バルブリフト装置155は吸気バルブ1
42を所定のリフト量に保持する機構である。
出力軸の回転数および各気筒でのピストン位置の情報を
検出する。吸気バルブリフト装置155は吸気バルブ1
42を所定のリフト量に保持する機構である。
【0044】カムシャフトクラッチ156、157はカ
ムシャフトとエンジン駆動軸とを開放もしくは締結する
装置である。油圧供給装置158は各アクチュエータに
油圧を供給する。
ムシャフトとエンジン駆動軸とを開放もしくは締結する
装置である。油圧供給装置158は各アクチュエータに
油圧を供給する。
【0045】この実施例の構成では、モータ走行をする
さいに、まず、カムシャフトクラッチ157、156を
開放する。これにより、エンジン141の回転はカムシ
ャフトには伝わらない。そのため、吸排気バルブ14
2、143はばねにより、閉状態となる。次に、吸気バ
ルブリフト装置155を作動させて吸気バルブ142を
ピストンと干渉しない位置までリフトさせる。カムシャ
フトクラッチ156、157が開放状態であるため、カ
ム144、145はフリーとなり、吸排気バルブ14
2、143を押すための駆動力を削減でき、吸気バルブ
142が開いた状態となる。エンジン141は圧縮仕事
を行わないので、エンジン141の負荷は慣性と摩擦の
みとなる。そのため、M/G148はエンジン141を
連れ回すためのトルクは小さく、損失の少ないモータ走
行が可能である。
さいに、まず、カムシャフトクラッチ157、156を
開放する。これにより、エンジン141の回転はカムシ
ャフトには伝わらない。そのため、吸排気バルブ14
2、143はばねにより、閉状態となる。次に、吸気バ
ルブリフト装置155を作動させて吸気バルブ142を
ピストンと干渉しない位置までリフトさせる。カムシャ
フトクラッチ156、157が開放状態であるため、カ
ム144、145はフリーとなり、吸排気バルブ14
2、143を押すための駆動力を削減でき、吸気バルブ
142が開いた状態となる。エンジン141は圧縮仕事
を行わないので、エンジン141の負荷は慣性と摩擦の
みとなる。そのため、M/G148はエンジン141を
連れ回すためのトルクは小さく、損失の少ないモータ走
行が可能である。
【0046】逆に、モータ走行からエンジンを始動する
場合では、ピストンが上昇中の気筒に燃料を噴射し、吸
気バルブリフト装置155を解除し、カム位相検出装置
134、135により、カムの位相情報を検知しなが
ら、カムシャフトクラッチ156、157の締結状態を
制御してカム144、145の位相とエンジン141の
位相を合わせ、さらに、初爆によるトルク変動が小さく
なるようにVVT装置150を制御して、吸気バルブ1
42の閉タイミングを変化させてエンジンを始動させ
る。ピストンが動いている状態からエンジンを始動する
ため、慣性の変動による振動は小さく、M/G148で
制御可能である。カム位相検出装置152、153によ
り、カムシャフトの位相情報が検知できるため、カムシ
ャフトクラッチ156、157の締結時期を把握でき
る。また、カムシャフトクラッチ156、157の締結
状態を制御することにより、VVT装置150の可動範
囲よりも広範囲の開閉タイミングを実現できる。
場合では、ピストンが上昇中の気筒に燃料を噴射し、吸
気バルブリフト装置155を解除し、カム位相検出装置
134、135により、カムの位相情報を検知しなが
ら、カムシャフトクラッチ156、157の締結状態を
制御してカム144、145の位相とエンジン141の
位相を合わせ、さらに、初爆によるトルク変動が小さく
なるようにVVT装置150を制御して、吸気バルブ1
42の閉タイミングを変化させてエンジンを始動させ
る。ピストンが動いている状態からエンジンを始動する
ため、慣性の変動による振動は小さく、M/G148で
制御可能である。カム位相検出装置152、153によ
り、カムシャフトの位相情報が検知できるため、カムシ
ャフトクラッチ156、157の締結時期を把握でき
る。また、カムシャフトクラッチ156、157の締結
状態を制御することにより、VVT装置150の可動範
囲よりも広範囲の開閉タイミングを実現できる。
【0047】さらに、図7は本発明による車両駆動装置
の他の実施形態のシステム構成図である。エンジン11
は可変バルブ機構12を有している。吸排気バルブ休止
機構13は吸排気バルブを停止し、吸気バルブを所定の
位置までリフトさせることができる。M/G14はエン
ジン11の出力軸に接続している。トルコン15はエン
ジン11およびM/G14のトルクを増幅させる機能を
もち、直結が可能なロックアップクラッチを備えてい
る。自動変速機(AT)16は油圧により自動に変速する
変速機である。モータ走行は、吸排気バルブ休止機構1
3を作動させ、エンジン11のM/G14に対する負荷
を軽減して行う。
の他の実施形態のシステム構成図である。エンジン11
は可変バルブ機構12を有している。吸排気バルブ休止
機構13は吸排気バルブを停止し、吸気バルブを所定の
位置までリフトさせることができる。M/G14はエン
ジン11の出力軸に接続している。トルコン15はエン
ジン11およびM/G14のトルクを増幅させる機能を
もち、直結が可能なロックアップクラッチを備えてい
る。自動変速機(AT)16は油圧により自動に変速する
変速機である。モータ走行は、吸排気バルブ休止機構1
3を作動させ、エンジン11のM/G14に対する負荷
を軽減して行う。
【0048】従来の構成では、さらに、エンジン11と
M/G14との間にクラッチを設ける必要があった。こ
の構成では、既存のAT車にM/G14を加えただけであ
る。クラッチを新たに設ける必要が無いため、車両搭載
性に優れる。また、クラッチのアクチュエータも不要で
あるため、低コストである。
M/G14との間にクラッチを設ける必要があった。こ
の構成では、既存のAT車にM/G14を加えただけであ
る。クラッチを新たに設ける必要が無いため、車両搭載
性に優れる。また、クラッチのアクチュエータも不要で
あるため、低コストである。
【0049】次に、図8は本発明による車両駆動装置の
他の実施形態のシステム構成図である。エンジン21は
可変バルブ機構 22を有している。吸排気バルブ休止
機構23は吸排気バルブを停止し、吸気バルブを所定の
位置までリフトさせることができる。M/G24はエン
ジン21の出力軸に接続している。トルコン25はエン
ジン21およびM/G24のトルクを増幅させる機能を
もち、直結が可能なロックアップクラッチを備えてい
る。無段変速機(CVT)26は変速比を無段に変化させ
る変速機である。モータ走行は、吸排気バルブ休止機構
23を作動させ、エンジン21のM/G24に対する負
荷を軽減して行う。
他の実施形態のシステム構成図である。エンジン21は
可変バルブ機構 22を有している。吸排気バルブ休止
機構23は吸排気バルブを停止し、吸気バルブを所定の
位置までリフトさせることができる。M/G24はエン
ジン21の出力軸に接続している。トルコン25はエン
ジン21およびM/G24のトルクを増幅させる機能を
もち、直結が可能なロックアップクラッチを備えてい
る。無段変速機(CVT)26は変速比を無段に変化させ
る変速機である。モータ走行は、吸排気バルブ休止機構
23を作動させ、エンジン21のM/G24に対する負
荷を軽減して行う。
【0050】従来の構成では、さらに、エンジン21と
M/G24との間にクラッチを設ける必要があった。こ
の構成では、既存のAT車にM/G24を加えただけであ
る。クラッチを新たに設ける必要が無いため、車両搭載
性に優れる。また、クラッチのアクチュエータも不要で
あるため、低コストである。
M/G24との間にクラッチを設ける必要があった。こ
の構成では、既存のAT車にM/G24を加えただけであ
る。クラッチを新たに設ける必要が無いため、車両搭載
性に優れる。また、クラッチのアクチュエータも不要で
あるため、低コストである。
【0051】以上が本発明の実施例であり、エンジンと
回転電気を有するハイブリッド自動車の車両駆動装置に
ついて説明した。
回転電気を有するハイブリッド自動車の車両駆動装置に
ついて説明した。
【0052】
【発明の効果】本発明によれば、低コストであり、回転
電気により走行しながらスムーズにエンジンを始動可能
なハイブリッド自動車の車両駆動装置を提供できるとい
う効果がある。
電気により走行しながらスムーズにエンジンを始動可能
なハイブリッド自動車の車両駆動装置を提供できるとい
う効果がある。
【図1】本発明による車両駆動装置の一実施形態の全体
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図2】図1の制御方式の一実施の形態としての、モー
タ走行に先立つモータ走行の判定を行う手順を示すフロ
ーチャートである。
タ走行に先立つモータ走行の判定を行う手順を示すフロ
ーチャートである。
【図3】図1の制御方式の一実施形態しての、エンジン
走行に先立つクランキング及びエンジン始動の判定を行
う手順を示すフローチャートである。
走行に先立つクランキング及びエンジン始動の判定を行
う手順を示すフローチャートである。
【図4】図1の制御方式の一実施形態の動作説明図であ
る。
る。
【図5】本発明による車両駆動装置の他の実施形態の駆
動源部を示す図である。
動源部を示す図である。
【図6】本発明による車両駆動装置の他の実施形態の駆
動源部を示す図である。
動源部を示す図である。
【図7】本発明による車両駆動装置の他の実施形態のシ
ステム構成図である。
ステム構成図である。
【図8】本発明による車両駆動装置の他の実施形態のシ
ステム構成図である。
ステム構成図である。
101…エンジン、102…吸気バルブ、103…排気
バルブ、104…バルブ駆動装置(吸気側)、105…
排気バルブ駆動装置、106…点火プラグ、107…電
制スロットル、108…触媒、109…M/G、110
…クラッチ、111…変速機、112…バッテリ、11
3…ハイブリッド制御装置、114…バルブ駆動制御装
置(吸気側)、115…バルブ駆動制御装置(排気
側)、116…M/G駆動制御装置、117…クラッチ
アクチュエータ、118…冷却水温センサ、119…エ
ンジン回転数センサ。
バルブ、104…バルブ駆動装置(吸気側)、105…
排気バルブ駆動装置、106…点火プラグ、107…電
制スロットル、108…触媒、109…M/G、110
…クラッチ、111…変速機、112…バッテリ、11
3…ハイブリッド制御装置、114…バルブ駆動制御装
置(吸気側)、115…バルブ駆動制御装置(排気
側)、116…M/G駆動制御装置、117…クラッチ
アクチュエータ、118…冷却水温センサ、119…エ
ンジン回転数センサ。
───────────────────────────────────────────────────── 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) B60K 41/00 301 B60K 41/00 301C 3G301 41/02 ZHV 41/02 ZHV 5H115 B60L 11/14 ZHV B60L 11/14 ZHV F01L 9/04 F01L 9/04 A 13/00 301 13/00 301Y 13/08 13/08 B C F F02D 17/00 F02D 17/00 H Q 41/04 310 41/04 310G 320 320 41/06 310 41/06 310 320 320 43/00 301 43/00 301K 301Z 45/00 360 45/00 360B // B60K 6/02 B60K 9/00 E (72)発明者 間中 敏雄 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 宮崎 泰三 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 諸岡 泰男 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Fターム(参考) 3D039 AA01 AA07 AB27 AC32 AD02 3D041 AA01 AA09 AA28 AB01 AC01 AC06 AC09 AC30 AD01 AD02 AD04 AD13 AD14 AE01 AE02 AE04 AE09 AE16 AE31 3G018 AA14 AB04 AB08 AB17 BA13 BA31 CA16 CA20 CB02 DA14 DA31 DA34 DA70 DA83 DA84 EA02 EA11 EA17 EA22 EA26 EA32 EA33 FA01 FA06 FA07 FA12 FA16 FA20 FA26 GA01 GA11 GA14 GA32 3G084 BA05 BA23 BA29 CA01 CA06 CA09 DA05 DA09 DA11 DA18 FA06 FA10 FA20 FA33 FA38 3G092 AA01 AA11 AC02 AC03 DA01 DA02 DA05 DA06 DA07 DC03 DG02 DG05 DG07 EA01 EA09 EA11 EA12 EA13 EA14 EA15 EA22 EA25 FA14 FA32 FA50 GA10 HA11X HA13X HA13Z HE01Z HE06X HE08Z HF01X HF02Z HF12X HF15X 3G301 JA37 KA01 KA28 LA01 LA07 LC03 PE00A PE08A PE10A PE10Z PF08A PF16A PG00A 5H115 PA00 PC06 PG04 PI16 PI21 PI22 PU01 PU25 PV09 SE04 SE05 SE07 TE02 TO05
Claims (6)
- 【請求項1】エンジンと、開閉することにより前記エン
ジンの吸入と排気とを行う複数のバルブと、前記バルブ
の開閉を制御するバルブ制御手段と、前記エンジンの吸
入空気量を制御するスロットルと、駆動力を発生する回
転電気とを備え、 前記エンジンの駆動力発生を停止し、前記回転電気の駆
動力で走行する場合、前記スロットルを開にし、前記複
数のバルブの少なくとも1つを開とすることを特徴とす
る車両駆動装置。 - 【請求項2】エンジンと、開閉することにより前記エン
ジンの吸入と排気とを行う複数のバルブと、前記バルブ
の開閉を制御するバルブ制御手段と、前記エンジンの吸
入空気量を制御するスロットルと、駆動力を発生する回
転電気とを備え、 前記エンジンで走行する状態から前記エンジンの駆動力
発生を停止し、回転電気走行へ移行する場合、前記バル
ブ制御手段により前記バルブの開閉タイミングを制御し
て、前記エンジンの出力を徐々に低下させてから前記エ
ンジンの駆動力発生を停止することを特徴とする車両駆
動装置。 - 【請求項3】複数のバルブを有するエンジンと、駆動力
を発生する回転電気と、動力の伝達および中断を行うク
ラッチと、変速機とを有する車両において、 前記回転電気で走行する状態から前記エンジンを始動す
る場合、前記エンジンの回転数が最低回転数以下のと
き、前記クラッチの締結力と前記回転電気の駆動力を制
御して、前記エンジンを始動することを特徴とする車両
駆動装置。 - 【請求項4】請求項1、2、3のいずれかにおいて、前
記エンジンはエンジン温度検出手段を有し、前記エンジ
ン温度検出手段により前記エンジンの温度が敷居値以下
である場合にエンジン停止を禁止することを特徴とする
車両駆動装置。 - 【請求項5】請求項1、2、3のいずれかにおいて、前
記車両駆動装置は電力貯蔵手段を備え、前記電力貯蔵手
段の電力貯蔵量が敷居値以下である場合にエンジン停止
を禁止することを特徴とする車両駆動装置。 - 【請求項6】請求項1、2、3、4、5のいずれかにお
いて、前記エンジンと前記回転電気は直結していること
を特徴とする車両駆動装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001054169A JP2002256913A (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | 車両駆動装置 |
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