JP2007153212A - Power output device, its control method, and vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力出力装置及びその制御方法並びに車両に関する。 The present invention relates to a power output apparatus, a control method therefor, and a vehicle.
従来より、動力出力装置としては、油圧式のアクチュエータを用いて内燃機関の吸気バルブの開閉タイミングを変更するバルブタイミング可変機構を備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、バルブタイミング可変機構として、吸気バルブを開閉するカムシャフトに回転力を伝達するベーンロータとこのベーンロータを格納し内燃機関の動力軸からの回転力が伝達されるシューハウジングとから構成されるベーン式を採用している。そして、内燃機関を停止しようとする場合にバルブタイミング可変機構に供給される作動油の温度が所定温度よりも高いときには、内燃機関のアイドル回転数を上昇させることによりバルブタイミング可変機構内の油圧を上昇させる。これにより、ベーンロータがシューハウジングに対して所望の位置に回動されるため、内燃機関を停止するときには次回の始動に備えて吸気バルブの開閉タイミングを所望の進角位置に設定することができる。
ところで、ベーン式のバルブタイミング可変機構では、内燃期間の始動時などのようにバルブタイミング可変機構に油圧がかかっていないときにバルブの開閉タイミングを変更し始めると、ベーンロータがばたつくことによってベーンロータとシューハウジングとの間に打音が発生しやすい。この問題を解消するために、油圧式のロック機構をベーンロータに設け、油圧を利用してシューハウジングに対するベーンロータの回転位相を固定したりその固定を解除したりする。しかしながら、ベーンロータが固定された状態のときにロック機構内の油圧が低いと、このロック機構によるベーンロータとシューハウジングとの相対的な回転位相の固定が解除されず、バルブの開閉タイミングを変更しようとするときに開閉タイミングがスムーズに変更されないという問題があった。 By the way, in the variable valve timing mechanism of the vane type, when the valve opening / closing timing starts to change when the variable valve timing mechanism is not pressurized, such as at the start of the internal combustion period, the vane rotor flutters and the Hitting noise is likely to occur between the housing. In order to solve this problem, a hydraulic lock mechanism is provided in the vane rotor, and the rotation phase of the vane rotor with respect to the shoe housing is fixed or released using hydraulic pressure. However, if the oil pressure in the lock mechanism is low when the vane rotor is fixed, the lock mechanism does not release the relative rotation phase between the vane rotor and the shoe housing, and the valve opening / closing timing is changed. When opening and closing, there was a problem that the opening and closing timing was not changed smoothly.
本発明の動力出力装置及びその制御方法並びに車両は、内燃機関の始動を開始した後にバルブの開閉タイミングをスムーズに変更することを目的とする。 An object of the power output device, the control method thereof, and the vehicle of the present invention is to smoothly change the valve opening / closing timing after starting the internal combustion engine.
本発明の動力出力装置及びその制御方法並び車両は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。 The power output apparatus, the control method thereof, and the vehicle according to the present invention employ the following means in order to achieve the above-described object.
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸と連結され、前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、
前記内燃機関の出力軸の回転に伴って作動流体を圧送する作動流体圧送手段と、
前記作動流体の圧力又はこれに相関するパラメータを検出する検出手段と、
前記内燃機関の出力軸の回転に伴って回転する第1の回転体と該第1の回転体の回転力を前記内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方を開閉する従動軸に伝達する第2の回転体とを有し、前記作動流体圧送手段によって圧送された作動流体の圧力を利用して前記第1の回転体と前記第2の回転体との相対的な回転位相を変更することにより前記吸気バルブ又は前記排気バルブの開閉タイミングを変更可能なバルブタイミング可変手段と、
前記バルブタイミング可変手段に設けられ前記圧送手段によって圧送された作動流体の圧力を利用して前記第1の回転体と前記第2の回転体との相対的な回転位相の固定及び該固定の解除が可能な位相固定手段と、
前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記作動流体圧送手段によって圧送される作動流体により前記位相固定手段が前記回転位相を固定した状態から前記回転位相の固定を解除した状態になることが可能な前記内燃機関の出力軸の始動時目標回転数を前記作動流体の圧力又はこれに相関するパラメータに基づいて決定し、該決定した始動時目標回転数になるまで前記内燃機関をモータリングするよう前記モータリング手段を制御する始動時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The power output apparatus of the present invention is
A power output device that outputs power to a drive shaft,
An internal combustion engine capable of outputting power to the drive shaft;
Motoring means connected to the output shaft of the internal combustion engine and capable of motoring the internal combustion engine;
Working fluid pumping means for pumping the working fluid with rotation of the output shaft of the internal combustion engine;
Detecting means for detecting the pressure of the working fluid or a parameter related thereto;
A first rotating body that rotates as the output shaft of the internal combustion engine rotates and a rotational force of the first rotating body are transmitted to a driven shaft that opens and closes at least one of an intake valve and an exhaust valve of the internal combustion engine. And changing the relative rotational phase of the first rotating body and the second rotating body using the pressure of the working fluid pumped by the working fluid pumping means. Valve timing variable means capable of changing the opening and closing timing of the intake valve or the exhaust valve by,
Fixing and releasing the relative rotation phase between the first rotating body and the second rotating body using the pressure of the working fluid provided in the valve timing variable means and pumped by the pumping means. Phase locking means capable of
When the internal combustion engine is instructed to start, the phase fixing means can be changed from the state in which the rotational phase is fixed to the state in which the rotational phase is released by the working fluid pumped by the working fluid pressure feeding means. The target rotational speed at the start of the output shaft of the internal combustion engine is determined based on the pressure of the working fluid or a parameter correlated therewith, and the internal combustion engine is motored until the determined target rotational speed at the start is reached. A start time control means for controlling the motoring means;
It is a summary to provide.
この動力出力装置では、内燃機関の始動指示がなされたとき、内燃機関の出力軸の始動時目標回転数を作動流体の圧力又はこれに相関するパラメータに基づいて設定することにより、バルブタイミング可変手段の第1の回転体と第2の回転体との相対的な回転位相が固定された状態からその固定が解除された状態に確実になるようにする。したがって、内燃機関の始動を開始した後に吸気バルブ又は排気バルブの開閉タイミングをスムーズに変更することができる。ここで、「作動流体の圧力に相関するパラメータ」としては、例えば作動流体の量や温度などが挙げられる。 In this power output device, when a start instruction for the internal combustion engine is issued, the target rotational speed at the start of the output shaft of the internal combustion engine is set based on the pressure of the working fluid or a parameter correlated therewith, thereby changing the valve timing means The relative rotational phase between the first rotating body and the second rotating body is fixed from the fixed state to the released state. Therefore, the opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve can be smoothly changed after starting the internal combustion engine. Here, examples of the “parameter correlated to the pressure of the working fluid” include the amount and temperature of the working fluid.
本発明の動力出力装置において、前記検出手段は、前記作動流体の圧力に相関するパラメータとして前記作動流体の温度を検出し、前記始動時制御手段は、前記始動時目標回転数を決定する際、前記作動流体の温度に基づいて決定してもよい。一般に、作動流体の温度が高いと作動流体の圧力が上がりにくい傾向にある。したがって、作動流体の圧力と温度とは相関関係にあるといえる。また、温度であれば、圧力を直接検出する場合に比べ、比較的容易に検出することができる。 In the power output apparatus of the present invention, the detection means detects the temperature of the working fluid as a parameter correlated with the pressure of the working fluid, and the start time control means determines the start time target rotational speed. You may determine based on the temperature of the said working fluid. In general, when the temperature of the working fluid is high, the pressure of the working fluid tends to hardly increase. Therefore, it can be said that the pressure and temperature of the working fluid have a correlation. Further, the temperature can be detected relatively easily compared to the case where the pressure is directly detected.
本発明の動力出力装置において、前記始動時制御手段は、前記始動時目標回転数になるまで前記内燃機関をモータリングするよう前記モータリング手段を制御したあと該始動時目標回転数を前記内燃機関が所定期間維持するよう前記モータリング手段を制御してもよい。こうすれば、第1の回転体と第2の回転体との相対的な回転位相の固定を解除するために必要な作動流体の圧力をバルブタイミング可変手段内に確実に発生させることができる。ここで、所定期間は、内燃機関の回転数が始動時目標回転数に到達してからバルブタイミング可変手段内に圧送された作動流体の圧力が第1の回転体と第2の回転体との相対的な回転位相の固定を解除するのに十分な圧力に安定するまでの時間として予め実験により求めるとしてもよい。 In the power output apparatus of the present invention, the start time control means controls the motoring means to motor the internal combustion engine until the start time target speed is reached, and then sets the start time target speed to the internal combustion engine. May control the motoring means so as to maintain for a predetermined period. If it carries out like this, the pressure of the working fluid required in order to cancel | release fixation of the relative rotation phase of a 1st rotary body and a 2nd rotary body can be reliably generated in a valve timing variable means. Here, during a predetermined period, the pressure of the working fluid pumped into the valve timing variable means after the rotational speed of the internal combustion engine reaches the target rotational speed at start-up is changed between the first rotating body and the second rotating body. The time until the pressure becomes stable enough to release the relative rotational phase may be obtained in advance by experiments.
本発明の動力出力装置において、前記始動時制御手段は、前記内燃機関の始動指示がなされたときに前記検出手段によって検出された圧力又はこれに相関するパラメータが所定域に達している場合には、該圧力又はこれに相関するパラメータが前記所定域に達していない場合に比べて高い回転数を前記始動時目標回転数としてもよい。内燃機関の回転数が高いほど作動流体圧送手段から圧送される作動流体の圧力は高くなる傾向にある。このため、作動流体の圧力又はこれに相関するパラメータが所定域に達しているときには所定域に達していないときに比べて内燃機関の回転数を高く設定し、第1の回転体と第2の回転体との相対的な回転位相の固定を解除するのに必要な圧力が不足しないようにすることが好ましい。ここで、所定域は、作動流体の圧力が低いために第1の回転体と第2の回転体との相対的な回転位相の固定を解除することができない圧力又はこれに相関するパラメータの範囲として予め実験により求めるとしてもよい。 In the power output apparatus of the present invention, the start time control means may be configured such that when the pressure detected by the detection means when the start instruction of the internal combustion engine is given or a parameter correlated therewith reaches a predetermined range. The starting target rotational speed may be a higher rotational speed than when the pressure or a parameter correlated therewith does not reach the predetermined range. The higher the rotational speed of the internal combustion engine, the higher the pressure of the working fluid pumped from the working fluid pumping means. Therefore, when the pressure of the working fluid or a parameter correlated therewith reaches a predetermined range, the rotational speed of the internal combustion engine is set higher than when the pressure does not reach the predetermined range, and the first rotating body and the second rotating body are set. It is preferable that the pressure necessary for releasing the rotation phase relative to the rotating body is not insufficient. Here, the predetermined range is a pressure range in which the relative rotational phase between the first rotating body and the second rotating body cannot be released due to the low pressure of the working fluid, or a parameter range correlated therewith. May be obtained in advance by experiments.
本発明の動力出力装置は、前記モータリング手段との間で電力のやり取りを行なう蓄電手段と、前記蓄電手段の充放電状態を検出する充放電状態検出手段と、を備え、前記始動時制御手段は、前記内燃機関の始動指示がなされたときに前記検出手段によって検出された圧力又はこれに相関するパラメータが前記所定域に達している場合であっても前記充放電状態検出手段によって検出された前記蓄電手段の充放電状態が要注意充電状態の場合には、該圧力又はこれに相関するパラメータが前記所定域に達していない場合に比べて高い回転数を前記始動時目標回転数とする処理を中止してもよい。始動時目標回転数が比較的高く設定されたときにはモータリング手段で消費される電力が大きくなってしまうため、蓄電手段からの電力の供給を受けることによって行なわれる他の動作が実行できないおそれがある。したがって、蓄電手段の充放電状態が要注意充電状態のときには上記の処理を中止することによって電力消費を抑えることが好ましい。ここで、要注意充電状態は、例えば車両を駆動するに際し蓄電手段に最低限蓄電しておく必要がある充電状態に若干の余裕を持たせた充電状態としてもよい。 The power output apparatus of the present invention comprises power storage means for exchanging electric power with the motoring means, and charge / discharge state detection means for detecting a charge / discharge state of the power storage means, and the start time control means Is detected by the charge / discharge state detection means even when the pressure detected by the detection means when the start instruction of the internal combustion engine is given or a parameter correlated therewith reaches the predetermined range. When the charging / discharging state of the power storage means is a cautionary charging state, a process of setting a higher rotational speed than the case where the pressure or a parameter correlated therewith does not reach the predetermined range as the target rotational speed at start-up May be canceled. When the target rotational speed at startup is set to be relatively high, the electric power consumed by the motoring means becomes large, and there is a possibility that other operations performed by receiving the supply of electric power from the power storage means cannot be executed. . Therefore, it is preferable to suppress power consumption by stopping the above processing when the charge / discharge state of the power storage means is a cautionary charge state. Here, the cautionary charging state may be a charging state in which, for example, the charging state that needs to be stored at least in the power storage means when driving the vehicle is given a slight margin.
本発明の動力出力装置は、前記位相固定手段が前記回転位相を固定した状態から前記回転位相の固定を解除した状態に移行し始めたことを検出可能な位相固定解除検出手段、を備え、前記始動時制御手段は、前記内燃機関の始動指示がなされたときに前記検出手段によって検出された圧力又はこれに相関するパラメータが前記所定域に達している場合であっても前記位相固定解除検出手段によって前記回転位相の固定を解除した状態に移行し始めたことが検出された場合には、該圧力又はこれに相関するパラメータが前記所定域に達していない場合に比べて高い回転数を前記始動時目標回転数とする処理を中止してもよい。回転位相の固定が解除されれば、吸気バルブ又は排気バルブの開閉タイミングはもはやスムーズに変更可能である。したがって、回転位相の固定が解除されたときには上記の処理を中止することにより、始動時目標回転数が比較的高く設定された際にモータリング手段に余計な負荷がかかるのを軽減することができる。 The power output device of the present invention comprises phase lock release detection means capable of detecting that the phase lock means has started to shift from the state where the rotation phase is fixed to the state where the rotation phase is released. The start-time control means includes the phase lock release detecting means even when the pressure detected by the detecting means when the start instruction of the internal combustion engine is given or a parameter correlated therewith reaches the predetermined range. When it is detected that the shift to the state in which the rotation phase is unlocked is detected, a higher rotation speed than that in the case where the pressure or a parameter correlated therewith has not reached the predetermined range is started. The processing for setting the target rotational speed may be stopped. If the rotation phase is unlocked, the opening / closing timing of the intake valve or exhaust valve can be changed smoothly. Therefore, by canceling the above processing when the rotation phase is unlocked, it is possible to reduce the unnecessary load on the motoring means when the target rotational speed at start-up is set relatively high. .
本発明の動力出力装置は、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機、を備え、前記モータリング手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第3の軸との3軸に接続され該3軸のうちいずれか2軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段を前記ギヤ機構とし、前記第3の軸に動力を入出力する発電機として構成されていてもよい。 The power output apparatus of the present invention includes an electric motor capable of outputting power to the drive shaft, and the motoring means is connected to three shafts of the output shaft, the drive shaft, and the third shaft of the internal combustion engine. Three-shaft power input / output means for inputting / outputting power to / from the remaining shafts based on power input / output to / from any two of the three axes is used as the gear mechanism, and power is input / output to / from the third shaft. It may be configured as a generator.
本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と連結され、前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、前記内燃機関の出力軸の回転に伴って作動流体を圧送する作動流体圧送手段と、前記作動流体の圧力又はこれに相関するパラメータを検出する検出手段と、前記内燃機関の出力軸の回転に伴って回転する第1の回転体と該第1の回転体の回転力を前記内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方を開閉する従動軸に伝達する第2の回転体とを有し、前記作動流体圧送手段によって圧送された作動流体の圧力を利用して前記第1の回転体と前記第2の回転体との相対的な回転位相を変更することにより前記吸気バルブ又は前記排気バルブの開閉タイミングを変更可能なバルブタイミング可変手段と、前記バルブタイミング可変手段に設けられ前記圧送手段によって圧送された作動流体の圧力を利用して前記第1の回転体と前記第2の回転体との相対的な回転位相の固定及び該固定の解除が可能な位相固定手段と、前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記作動流体圧送手段によって圧送される作動流体により前記位相固定手段が前記回転位相を固定した状態から前記回転位相の固定を解除した状態になることが可能な前記内燃機関の出力軸の始動時目標回転数を前記作動流体の圧力又はこれに相関するパラメータに基づいて決定し、該決定した始動時目標回転数になるまで前記内燃機関をモータリングするよう前記モータリング手段を制御する始動時制御手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に接続されてなることを要旨とする。 The vehicle of the present invention is the power output device of the present invention according to any one of the above-described aspects, that is, basically a power output device that outputs power to the drive shaft, and can output power to the drive shaft. An internal combustion engine, motoring means connected to the output shaft of the internal combustion engine and capable of motoring the internal combustion engine, working fluid pumping means for pumping the working fluid as the output shaft of the internal combustion engine rotates, and Detection means for detecting the pressure of the working fluid or a parameter correlated therewith, a first rotating body that rotates as the output shaft of the internal combustion engine rotates, and the rotational force of the first rotating body A second rotating body that transmits to a driven shaft that opens and closes at least one of the intake valve and the exhaust valve, and the first rotating body using the pressure of the working fluid pumped by the working fluid pumping means The second rotating body; The valve timing variable means capable of changing the opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve by changing the relative rotation phase, and the pressure of the working fluid pumped by the pressure feeding means provided in the valve timing variable means. A phase fixing means capable of fixing and releasing a relative rotational phase between the first rotating body and the second rotating body by using, and an instruction to start the internal combustion engine; The target rotation at the time of start of the output shaft of the internal combustion engine that can be changed from the state in which the phase fixing means has fixed the rotational phase to the state in which the rotational phase is released by the working fluid pumped by the working fluid pumping means The number is determined based on the pressure of the working fluid or a parameter correlated therewith, and the internal combustion engine is motored until the determined target rotational speed at start-up is reached. Equipped with a power output apparatus and a start control means for controlling said motor ring means so as to ring, axle and gist to become connected to the drive shaft.
本発明の車両では、本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、内燃機関の始動を開始した後に吸気バルブ又は排気バルブの開閉タイミングをスムーズに変更することができる効果などと同様の効果を奏することができる。 Since the vehicle of the present invention is equipped with the power output device of the present invention, the effects of the power output device of the present invention, for example, the opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve is smoothly changed after the start of the internal combustion engine is started. The same effects as those that can be achieved can be achieved.
本発明の動力出力装置の制御方法は、
駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と連結され、前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、前記内燃機関の出力軸の回転に伴って作動流体を圧送する作動流体圧送手段と、前記作動流体の圧力又はこれに相関するパラメータを検出する検出手段と、前記内燃機関の出力軸の回転に伴って回転する第1の回転体と該第1の回転体の回転力を前記内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方を開閉する従動軸に伝達する第2の回転体とを有し、前記作動流体圧送手段によって圧送された作動流体の圧力を利用して前記第1の回転体と前記第2の回転体との相対的な回転位相を変更することにより前記吸気バルブ又は前記排気バルブの開閉タイミングを変更可能なバルブタイミング可変手段と、前記バルブタイミング可変手段に設けられ前記圧送手段によって圧送された作動流体の圧力を利用して前記第1の回転体と前記第2の回転体との相対的な回転位相の固定及び該固定の解除が可能な位相固定手段と、を備えた動力出力装置の制御方法であって、
(a)前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記作動流体圧送手段によって圧送される作動流体により前記位相固定手段が前記回転位相を固定した状態から前記回転位相の固定を解除した状態になることが可能な前記内燃機関の出力軸の始動時目標回転数を前記作動流体の圧力又はこれに相関するパラメータに基づいて決定するステップと、
(b)前記ステップ(a)で決定した始動時目標回転数になるまで前記内燃機関をモータリングするステップと、
を含むことを要旨とする。
The method for controlling the power output apparatus of the present invention includes:
An internal combustion engine capable of outputting power to a drive shaft, motoring means connected to the output shaft of the internal combustion engine and capable of motoring the internal combustion engine, and a working fluid being pumped as the output shaft of the internal combustion engine rotates. Working fluid pumping means, detecting means for detecting the pressure of the working fluid or a parameter correlated therewith, a first rotating body that rotates as the output shaft of the internal combustion engine rotates, and the first rotating body And a second rotating body that transmits at least one of the intake valve and the exhaust valve of the internal combustion engine to a driven shaft that opens and closes, and uses the pressure of the working fluid pumped by the working fluid pumping means. Valve timing variable means capable of changing the opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve by changing the relative rotational phase of the first rotating body and the second rotating body, Fixing and releasing the relative rotation phase between the first rotating body and the second rotating body using the pressure of the working fluid provided in the valve timing varying means and pumped by the pumping means A phase fixing means capable of controlling the power output device,
(A) When the internal combustion engine is instructed to start, the phase fixing means is released from the state in which the rotational phase is fixed by the working fluid pumped by the working fluid pressure feeding means. Determining a starting target rotational speed of the output shaft of the internal combustion engine based on the pressure of the working fluid or a parameter correlated therewith;
(B) motoring the internal combustion engine until the starting target rotational speed determined in the step (a) is reached;
It is made to include.
この動力出力装置の制御方法では、内燃機関の始動指示がなされたとき、内燃機関の出力軸の始動時目標回転数を作動流体の圧力又はこれに相関するパラメータに基づいて設定することにより、バルブタイミング可変手段の第1の回転体と第2の回転体との相対的な回転位相が固定された状態からその固定が解除された状態に確実になるようにする。したがって、内燃機関の始動を開始した後に吸気バルブ又は排気バルブの開閉タイミングをスムーズに変更することができる。なお、この動力出力装置の制御方法において、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置が備える各種機能を実現するためのステップを加えてもよい。 In this power output device control method, when an internal combustion engine start instruction is given, the target rotational speed at the start of the output shaft of the internal combustion engine is set based on the pressure of the working fluid or a parameter correlated therewith. It is ensured that the fixed rotational state of the first rotating body and the second rotating body of the timing varying means is released from the fixed state. Therefore, the opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve can be smoothly changed after starting the internal combustion engine. In the method for controlling the power output apparatus, steps for realizing various functions of the power output apparatus of the present invention according to any one of the aspects described above may be added.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図、図2はハイブリッド自動車20に搭載されたエンジン22の構成の概略を示す構成図、図3はエンジン22のクランクシャフト26とカムシャフト125,127とオイルポンプ182との関係を説明する説明図、図4はエンジン22の可変バルブタイミング機構200の構成の概略を示す構成図、図5はエンジン22の油圧回路220の構成の概略を示す構成図である。以下に本実施例のハイブリッド自動車20を図面に基づいて説明する。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
本実施例のハイブリッド自動車20は、図1に示すように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介してピニオンギヤ33を回転させるキャリア34が接続されたプラネタリギヤ30と、プラネタリギヤ30のサンギヤ31に接続された発電可能なモータMG1と、プラネタリギヤ30のリングギヤ32に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに減速ギヤ35を介して接続されたモータMG2と、ハイブリッド自動車20全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。なお、駆動軸としてのリングギヤ軸32aはギヤ機構60とデファレンシャルギヤ62とを介して駆動輪63a,63bが取り付けられた車軸64に接続されており、リングギヤ軸32aに出力された動力は走行用の動力として用いられる。
As shown in FIG. 1, the
エンジン22は、例えばガソリン又は軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図2に示すように、エアクリーナ122により清浄された空気をスロットルバルブ124を介して吸気管160へ吸入する共に燃料噴射弁126からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ128を介して燃料室166に吸入し、点火プラグ130による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン132の往復運動をクランクシャフト26の回転運動に変換する。エンジン22への吸気は、吸気管160の途中に設けられ吸気脈動を抑制するのに十分な容積を持つサージタンク162を介して行なわれる。また、エンジン22からの排気は、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC),窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する浄化装置(三元触媒)134を介して外気へ排出される。
The
エンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により制御されている。エンジンECU24は、CPU24aを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU24aの他に処理プログラムを記憶するROM24bと、データを一時的に記憶するRAM24cと、図示しない入出力ポート及び通信ポートとを備える。エンジンECU24には、エンジン22の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ140からのクランクポジションやエンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサ142からの冷却水温,燃焼室166へ吸排気を行なう吸気バルブ128や排気バルブ129を開閉する吸気カムシャフト125や排気カムシャフト127の回転位置を検出するカムポジションセンサ144からのカムポジション,スロットルバルブ124のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ146からのスロットルポジション,作動油を貯留するオイルパン184内の作動油の温度を検出する油温センサ194からの油温などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンECU24からは、エンジン22を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁126への駆動信号や、スロットルバルブ124のポジションを調節するスロットルモータ136への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル138への制御信号、吸気バルブ128の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構200への制御信号、オイルパン184から可変バルブタイミング機構200に圧送する油圧を調整するオイルコントロールバルブ(OCV)214への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータを出力する。
The
エンジン22のクランクポジションセンサ140は、本実施例では磁気抵抗素子で構成されるMRE回転センサである。このクランクポジションセンサ140は、図1に示すようにクランクシャフト26と一体になって回転するようクランクシャフト26に設けられ2枚欠け歯した34枚の歯を有するタイミングロータ141に対向する位置に取り付けられている。クランクシャフト26が回転すると、クランクポジションセンサ140はタイミングロータ141の歯が接近するごとにパルスを出力するため、クランクシャフト26が一回転(360°)するごとに34個のパルスを出力する。これにより、そのパルスによって10°ごとのクランク角を特定したりエンジン回転数Neを求めたりすることができる。また、エンジン22のカムポジションセンサ144は、本実施例では電磁ピックアップ式のセンサである。具体的には、カムポジションセンサ144は、吸気カムシャフト125と一体になって回転するよう吸気カムシャフト125に備えられ1山の歯が設けられた図示しないタイミングロータに対向する位置に取り付けられている。吸気カムシャフト125が回転すると、カムポジションセンサ144はタイミングロータの歯がコアに接近するごとに1個のパルスを出力する。したがって、カムポジションセンサ144から出力されるパルスとクランクポジションセンサ140から出力されるパルスとを照らし合わせることにより、可変バルブタイミング機構200によって吸気バルブ128の開閉タイミングを変更したときにその進角量又は遅角量を算出することができる。
The crank
クランクシャフト26の一端には、図3に示すように、クランクプーリ172が取り付けられており、クランクシャフト26とクランクプーリ172とが一体になって回転するようになっている。このクランクプーリ172はクランク側タイミングチェーン174を介して吸気カムシャフト125の一端に取り付けられた吸気カムシャフトプーリ176及び排気カムシャフト127の一端に取り付けられた排気カムシャフトプーリ178と連結している。なお、クランク側タイミングチェーン174はクランクプーリ172に設けられた図示しないスプロケットに掛け渡されている。したがって、クランクシャフト26の回転に伴いクランクプーリ172が回転すると、その回転に伴って吸気カムシャフトプーリ176及び排気カムシャフトプーリ178が回転し、これにより吸気カムシャフト125と排気カムシャフト127とにそれぞれ配列された図示しない吸気カムと排気カムとによって吸気バルブ128と排気バルブ129とがそれぞれ開閉する。また、クランクプーリ172は、オイル側タイミングチェーン175を介してオイルポンプ182と連結している。このオイル側タイミングチェーン175についてもクランク側タイミングチェーン174と同様にクランクプーリ172に設けられた図示しないスプロケットに掛け渡されている。したがって、クランクシャフト26が回転すると、その回転に伴ってオイルポンプ182が駆動することにより、油圧を可変バルブタイミング機構200などに圧送する。
As shown in FIG. 3, a
可変バルブタイミング機構200は、図3に示すように、吸気カムシャフト125を進角側又は遅角側にシフトさせることにより吸気バルブ128のバルブタイミングを変更するものであり、吸気カムシャフトプーリ176に取り付けられている。この可変バルブタイミング機構200ではベーンタイプを採用している。すなわち、可変バルブタイミング機構200は、図4に示すように、吸気カムシャフトプーリ176のうち吸気カムシャフト125が取り付けられた面とは反対の面に固定され吸気カムシャフトプーリ176と一体になって回転するハウジング202と、ハウジング202の内側に配置され吸気カムシャフト125の一端にボルト204によって固定されたベーンロータ206と、ハウジング202を被覆しベーンロータ206と一体になって回転するカバー208とから構成されている。このうち、ベーンロータ206には4つのベーン210a〜210dが設けられており、各ベーン210a〜210dの外周面がハウジング202の内周面に対して摺動するよう、ハウジング202に形成された略扇状の凹部212a〜212dのそれぞれに格納されている。また、ベーン210a〜210dは、ハウジング202の凹部212a〜212dよりも小さく設計されている。したがって、ベーンロータ206の各ベーン210a〜210dがハウジング202の各凹部212a〜212d内を進角室214a〜214dと遅角室216a〜216dとに区画するとともにベーンロータ206がハウジング202に対して回転可能になっている。進角室214a〜214d及び遅角室216a〜216dには、油圧回路220を介してオイルパン184からの油圧が導入可能になっている。この遅角室216a〜216dと進角室214a〜214dとのうち、遅角室216a〜216dの油圧が進角室214a〜214dの油圧よりも大きくなると、ベーンロータ206は吸気カムシャフトプーリ176の回転とは反対の方向つまり遅角側に回転する。これにより、吸気カムシャフト125が遅角側に回転し、吸気バルブ128のバルブタイミングが遅角側に設定される。一方、進角室214a〜214dの油圧が遅角室216a〜216dの油圧よりも大きくなると、ベーンロータ206は吸気カムシャフトプーリ176の回転と同じ方向つまり進角側に回転する。これにより、吸気カムシャフト125が進角側に回転し、吸気バルブ127のバルブタイミングが進角側に設定される。このように、進角室214a〜214dと遅角室216a〜216dとに油圧差を発生させることにより、ベーンロータ206の回転位相を変更して吸気バルブのバルブタイミングを変更する。
As shown in FIG. 3, the variable
可変バルブタイミング機構200の進角室214a〜214d及び遅角室216a〜216dは、図2に示すように油圧回路220と連結している。この油圧経路220は、図5に示すように、オイルパン184に貯留された作動油を搬送する第1供給油路186aと、第1供給油路186aを介してオイルパン184に連通しクランクシャフト26の回転によってオイルパン184に貯留された作動油を汲み上げるオイルポンプ182と、オイルポンプ182で汲み上げた作動油を搬送する第2供給油路186bと、オイルパン184に作動油を還流するドレーン油路188と、第2供給油路186bを介してオイルポンプ182に連通するとともにドレーン油路188を介してオイルパン184に連通し進角室214a〜214d及び遅角室216a〜216dにかかる油圧を調整するオイルコントロールバルブ(OCV)222と、オイルコントロールバルブ222と進角室214a〜214dとを連通する第1進角室油路190と、オイルコントロールバルブ222と遅角室216a〜216dとを連通する第1遅角室油路192とから構成されている。このうち、オイルコントロールバルブ222は電磁コイルによって作動するようになっており、エンジンECU24から電磁コイルへのデューティ信号に基づいてバルブ214内の図示しないスプール弁の位置を変更することにより、進角室214a〜214d及び遅角室216a〜216dに作動油を供給したり進角室214a〜214d及び遅角室216a〜216d内の作動油を排出したりする。
The
可変バルブタイミング機構200には、図4に示すように、ベーンロータ206がハウジング202に対して回転しないようベーンロータ206の回転位相を固定するロック機構230が備え付けられている。図6は、図4のA−A断面のうちロック機構230の断面図である。このロック機構230は、ロックピン238と係止孔232とから構成されており、両者の嵌合によってベーンロータ206がハウジング202に対して固定され、両者の嵌合が外れることによってベーンロータ206のハウジング202に対する固定が解除されるようになっている。このうちロックピン238は、図6に示すように、吸気カムシャフト125の軸方向にベーン210aを貫通し中間部に段差部236aを有することにより段差部236aを境にカバー208側に大径部236bを形成しハウジング202側に小径部236cを形成する段差孔236の内部に設けられている。また、ロックピン238は、カバー208側の端部にフランジ部238bを有し、段差孔236の内部にシールされた状態で吸気カムシャフト125の軸方向(図3及び図4参照)に摺動可能になっている。フランジ部238bは、段差孔236のうち大径部236bを開放室236dとロック解除用油圧室236eとに区画している。このうち、ロック解除用油圧室236eはベーン210aに設けられた第2遅角室油路242を介して遅角室216aに連通している。また、ロックピン238にはその中央部に有底筒状の格納孔238cが形成されている。この格納孔238cには、一端が格納孔238cの底面に固定され他端がカバー208に固定されておりロックピン238をハウジング202側に向かって付勢するスプリング240が格納されている。一方、係止孔232はハウジング202のうちベーンロータ206が最遅角位置にあるときにロックピン238を係止可能な位置に設けられている。この係止孔232はベーン210aに設けられた第2進角室油路241を介して進角室214aに連通している。そして、ベーンロータ206が最遅角位置にあるときにロック解除用油圧室236e又は係止孔232に十分な油圧が導入されていない場合には、スプリング240がロックピン238をハウジング202側に付勢することによりロックピン238が突出して係止孔232に嵌入される(図6(a)参照)。これにより、ベーンロータ206がハウジング202に対して相対的に固定された状態になる。一方、ベーンロータ206がハウジング202に対して相対的に固定された状態のときに遅角室216aからの作動油が第2遅角室油路242を介してロック解除用油圧室236cに導入されたり又は進角室214aからの作動油が第2進角室油路240を介して係止孔232に導入されたりすると、その油圧によってロックピン238がスプリング240の付勢力に抗してカバー208側に移動する(図6(b)参照)。これにより、ロックピン238が係止孔232から外れ、ベーンロータ206がハウジング202に対して相対的に固定された状態が解除される。
As shown in FIG. 4, the variable
モータMG1及びモータMG2は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。モータMG1,MG2は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
Each of the motor MG1 and the motor MG2 is configured as a well-known synchronous generator motor that can be driven as a generator and can be driven as an electric motor, and exchanges electric power with the
バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51からの電池温度Tbなどが入力されており、バッテリ50を管理するための残容量(SOC)を計算すると共に計算した残容量(SOC)と電池温度Tbやその入出力制限Win,Wout,バッテリ50を充放電するための要求値である充放電要求パワーPb*などを計算し、必要に応じてデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
The
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポート及び通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The hybrid
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1及びモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部又はその一部がプラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1及びモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
The
次に、実施例のハイブリッド自動車20の動作、特にエンジン22の運転停止中にエンジン22の始動要求があったときの可変バルブタイミング機構200の動作と始動時制御ルーチンとについて説明する。まず、可変バルブタイミング機構200の動作について説明する。本実施例では、エンジン22の始動時における吸気バルブ128のバルブタイミングは最遅角位置に設定するようになっている。これは、始動時の吸気バルブ128のバルブタイミングを遅らせることにより混合気の燃焼によって発生した排気ガスが吸気側に逆流するのを防止し、燃焼を安定させるとともに始動性を向上させるためである。一般に、油圧を利用したベーンタイプの可変バルブタイミング機構200では、エンジン22の停止時や始動直後は進角室214a〜214dや遅角室216a〜216dに油圧が十分にかかっていないため、ベーンロータ206がばたつくことによって打音が発生しやすい。この打音の発生を抑止するために、エンジン22の停止時にベーンロータ206がハウジング202に対して動かないようロック機構230によってベーンロータ206を最遅角位置で固定している(図6(a)参照)。したがって、エンジン22を始動する際には、可変バルブタイミング機構200の作動が許可されるようロック機構230によるベーンロータ206のロックを解除する必要がある。この動作は以下のようにして行なう。まず、エンジン22においてクランキングが開始されてエンジン22のクランクシャフト26の回転数が徐々に上がっていくと、それに伴い作動油がオイルポンプ182によって徐々に汲み上げられていき、遅角室216a〜216dに油圧が供給される。なお、本実施例では、前回のエンジン停止時にオイルコントロールバルブ222のスプール弁の位置をオイルコントロールバルブ222内に取り付けられた図示しないスプリングによって最遅角状態に切り替えておくことで次回のエンジン始動に備えている。したがって、エンジン始動時にはオイルコントロールバルブ222への制御信号が出力されなくても遅角室216a〜216dに大きな圧力がかかるようになっている。遅角室216a〜216dに油圧が供給されていくと、その油圧は第2遅角室油路242を介してロック解除用油圧室236cにも供給されていく。なお、このとき、進角室214a〜214dにも作動油が供給される。そして、クランクシャフト26の回転が次第に上昇し遅角室216a〜216d及びロック解除用油圧室236c内の油圧が高まると、その油圧がロックピン238のフランジ部238bを左方向に押し上げることによりロックピン238が左方向に移動し、ロックピン238が係止孔232から外れる(図6(b)参照)。これにより、可変バルブタイミング機構200の作動が許可されることになる。
Next, the operation of the
次に、始動時制御ルーチンについて説明する。図7はエンジン22の始動要求があったときにハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される始動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。ここで、エンジン22の運転停止中にエンジン22の始動要求があったときとしては、例えばモータ運転モードで走行している際にエンジン22に要求されるエンジン要求パワーPe*が閾値Prefを超えたときや、停車状態でシステムを起動した直後であってエンジン22の暖機やバッテリ50の充電を行なう必要があるときなどが挙げられる。モータ運転モードについて以下に簡単に説明する。閾値Prefはエンジン22の始動要求の有無を判定するために用いられ、エンジン22を比較的効率よく運転することができる領域のうち下限のパワー近傍に設定されている。エンジン要求パワーPe*は、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき駆動軸要求パワーPr*とバッテリ50が要求する充放電要求パワーPb*(放電パワーを正、充電パワーを負とする)とロスLossとにより下記式(1)のように表されるから、バッテリ50の残容量(SOC)が比較的十分な状態でも運転者がアクセルペダル83を大きく踏み込んだときや、バッテリ50の残容量が比較的十分な状態であり且つ運転者のアクセルペダル83の踏み込みがないときでも車速Vが大きくなりリングギヤ軸32aの回転数Nrが大きくなったとき、運転者のアクセルペダル83の踏み込みがなく車速Vも小さくリングギヤ軸32aの回転数Nrも小さいときでもバッテリ50の残容量が低くなって大きな充放電要求パワーPb*(充電パワー)が設定されたときなどに、閾値Prefを超える。なお、駆動軸要求パワーPr*は、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accと車速センサ88からの車速Vとに基づいて、ROM74に記憶された要求トルク設定用マップ(図4参照)からリングギヤ軸32aに要求される要求トルクTr*を導出し、この要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものとした。リングギヤ軸32aの回転数Nrは、下記式(2)に示すように、回転位置検出センサ44により検出されるモータMG2の回転子の回転位置に基づいて計算されたモータMGの回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで割ることにより求めた。なお、モータ運転モードでは、エンジン22の回転数Neはゼロ、モータMG1のトルクTm1もゼロである。
Next, the start time control routine will be described. FIG. 7 is a flowchart showing an example of a start time control routine executed by the hybrid
Pe*=Pr*-Pb*+Loss (1)
Pr*=Tr*・Nm2/Gr (2)
Pe * = Pr * -Pb * + Loss (1)
Pr * = Tr * ・ Nm2 / Gr (2)
さて、図7の始動時制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ88からの車速V,油温センサ194からのオイル温度Toil,エンジン22の回転数Ne,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ50の残容量(SOC)や入出力制限Win,Woutなど制御に必要なデータを入力し(ステップS100)、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて図8の要求トルク設定用マップを用いて要求トルクTr*を設定する(ステップS110)。ここで、エンジン22の回転数Neはクランクシャフト26に取り付けられたクランクポジションセンサ140からの信号に基づいて計算されたものを、オイル温度Toilはオイルパン184に取り付けられた油温センサ194から得られたものを、それぞれエンジンECU24から通信により入力するものとした。また、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されるモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。また、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、バッテリ50の残容量(SOC)に基づいて設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。
When the startup control routine of FIG. 7 is executed, the
続いて、点火開始回転数設定フラグFsetが値0か否かを確認する(ステップS120)。この点火開始回転数設定フラグFsetは、エンジン22の点火を開始する回転数Neである点火開始回転数Nstartが設定済みか否かを表すフラグであり、値0のときには未だ点火開始回転数Nstartを設定していないことを表し、値1のときには点火開始回転数Nstartを設定したことを表す。いま、本ルーチンが開始された直後を考えると、点火開始回転数Nstartを未だ設定していないことから点火開始回転数設定フラグFsetは値ゼロであり、ステップS130以降の処理に進む。そして、バッテリ50の残容量(SOC)が所定の要注意残容量SOCthを超えているか否かを判定する(ステップS130)。ここで、要注意残容量SOCthは本実施例では車両を駆動するにあたってバッテリ50に最低限蓄電しておく必要のあるバッテリ50の残容量にクランクシャフト26を回転させるためにモータMG1で消費される電力を加味した値として予め実験等により定められている。そして、バッテリ50の残容量(SOC)が要注意残容量SOCthを超えているときには、オイル温度Toilが所定の高油温領域(例えば110℃以上)にあるか否かを判定し(ステップS140)、オイル温度Toilが所定の高油温領域にないときには点火開始回転数Nstartを第1の回転数N1に設定し(ステップS150)、オイル温度Toilが所定の高油温領域にあるときには点火開始回転数Nstartを第2の回転数N2に設定する(ステップS160)。ここで、オイル温度Toilと点火開始回転数Nstartとロックピン238の解除との関係について説明する。本実施例では、エンジン22の始動要求があったときにオイル温度Toilが通常の温度範囲(例えば110℃未満)にあるときには、クランクシャフト26のモータリングが開始された後であってエンジン22の回転数Neが第1の回転数N1に到達するまでにロックピン238が係止孔232から外れるよう第1の回転数N1を予め実験により設定している。これにより、エンジン22の点火が開始されるまでにロックピン238が係止孔232から外れるようにしている。これに対し、エンジン22の始動要求があったときにオイル温度Toilが通常の温度範囲よりも高い所定の高油温領域にあるときには、エンジン22の回転数Neを第1の回転数N1にしたとしても、作動油の粘性が低いためにロックピン238を係止孔232から外すだけの油圧が遅角室216aやロック解除用油圧室236eに発生しないため、ロックピン238を係止孔232から外すことができない。そこで、オイル温度Toilが所定の高油温領域にある場合には、エンジン22の点火開始回転数Nstartを第1の回転数N1よりも高い第2の回転数N2に設定することにより、ロックピン238が係止孔232から外れるだけの油圧が遅角室216aやロック解除用油圧室236eに確保されるようにしている。このように、本ルーチンが開始された直後つまりエンジン22の始動要求があった直後のオイル温度Toilに応じて点火開始回転数Nstartを設定することにより、エンジン22の回転数Neが徐々に上昇していき点火を開始するときにベーンロータ206とハウジング202とのロックが解除された状態になるようにする。
Subsequently, it is confirmed whether or not the ignition start rotation speed setting flag Fset is 0 (step S120). The ignition start rotation speed setting flag Fset is a flag indicating whether or not the ignition start rotation speed Nstart, which is the rotation speed Ne at which ignition of the
一方、ステップS130でバッテリ50の残容量(SOC)が要注意残容量SOCth以下のときには、点火開始回転数Nstartを高く設定してクランキングを行なうとバッテリ50の残容量(SOC)がバッテリ50に最低限蓄電しておく必要のある残容量よりも小さくなってしまう可能性が高いため、点火開始回転数Nstartを常に第1の回転数N1に設定する(ステップS150)。そして、ステップS150又はS160で点火開始回転数Nstartを設定した後、点火開始回転数設定フラグFsetに値1をセットする(ステップS170)。
On the other hand, when the remaining capacity (SOC) of the
さて、ステップS120で点火開始回転数設定フラグFsetが値1のとき又はステップS170で点火開始回転数設定フラグFsetに値1をセットした後は、エンジン22を安定して点火開始回転数Nstart以上でモータリングすることができるトルク(モータリング用トルク)を導出してトルク指令Tm1*に設定する(ステップS180)。このトルク指令Tm1*は、点火開始回転数Nstartの値に応じて異なる値が設定される。すなわち、点火開始回転数Nstartが第1の回転数N1のときに設定されるトルク指令Tm1*と第2の回転数N2のときに設定されるトルク指令Tm1*とでは、前者よりも後者の方が高い値になる。
Now, when the ignition start speed setting flag Fset is 1 in step S120 or after the
こうしてモータMG1のトルク指令Tm1*を設定するとバッテリ50の入出力制限Win,Woutと設定したモータMG1のトルク指令Tm1*に現在のモータMG1の回転数Nm1を乗じて得られるモータMG1の消費電力(発電電力)との偏差をモータMG2の回転数Nm2で割ることによりモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tmin,Tmaxを次式(3)及び式(4)により計算すると共に(ステップS190)、要求トルクTr*とトルク指令Tm1*とプラネタリギヤ30のギヤ比ρを用いてモータMG2から出力すべきトルクとしての仮モータトルクTm2tmpを式(5)により計算し(ステップS200)、仮モータトルクTm2tmpをトルク制限Tmin,Tmaxで制限した値としてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し(ステップS210)、設定したモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信する(ステップS220)。このようにモータMG1のトルク指令Tm1*を設定すると共にモータMG2のトルク指令Tm2*を設定することにより、エンジン22を始動しながら駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力する要求トルクTr*をバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で制限したトルクとして出力することができる。なお、式(5)は後述する図10の共線図から容易に導き出すことができる。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
When the torque command Tm1 * of the motor MG1 is set in this way, the power consumption of the motor MG1 obtained by multiplying the input / output limit Win, Wout of the
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (5)
Tmin = (Win-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (3)
Tmax = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (4)
Tm2tmp = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (5)
次に、始動指令フラグFstartが値ゼロか否かを判定する(ステップS230)。この始動指令フラグFstartは、エンジン22へ始動指令を出力したか否かを表すフラグであり、値ゼロのときには未だエンジン22へ始動指令を出力していないことを表し、値1のときには既にエンジン22へ始動指令を出力したことを表す。いま、本ルーチンを開始した直後を考えているから、エンジン22には始動指令を出力していないため始動指示フラグFstartは値ゼロであり、ステップS240以降の処理を実行する。そして、エンジン22の回転数Neが点火開始回転数Nstartに至っているか否かを判定し(ステップS240)、エンジン22の回転数Neが点火開始回転数Nstartに至っていないときにはステップS100に戻り、エンジン22の回転数Neが点火開始回転数Nstartに至るまでステップS100〜S240の処理を繰り返す。このとき、既に点火開始回転数設定フラグFsetは値1に設定済みであるからステップS120では否定判定されて直ちにステップS180にスキップすることになる。そうしているうちにエンジン22の回転数Neが徐々に高くなり、ステップS240でエンジン22の回転数Neが点火開始回転数Nstartに至ると、エンジン22の回転数Neが点火開始回転数Nstartに至ってから所定時間tが経過したか否かを判定する(ステップS250)。このようにエンジン22の回転数Neが点火開始回転数Nstartに至ってから所定時間tが経過するのを待つのは、点火開始回転数Nstartが第2の回転数N2に設定されている場合には、作動油が高い場合などにはロックピン238と係止孔232との嵌合が外れるだけの油圧が確実に確保されるよう待つことが好ましいからである。そして、エンジン22の回転数Neが点火開始回転数Nstartに至ってから所定時間tが経過していないときにはステップS100に戻り、所定時間tが経過するまでステップS100〜S250の処理を繰り返すが、この場合にも既に点火開始回転数設定フラグFsetは値1に設定済みであるからステップS120では否定判定されて直ちにステップS180にスキップすることになる。そして、ステップS250で肯定的な判定がなされると、燃料噴射を行い点火するようエンジンECU24に始動指令を出力するとともに始動指令フラグFstartに値1をセットする(ステップS260)。すると、始動指令を受信したエンジンECU24は、エンジン22の冷却水の温度や吸気管160内の温度などに基づいて始動時燃料噴射量を算出し、該算出した始動時燃料噴射量の燃料が燃料噴射弁126から噴射されるよう燃料噴射弁126を制御するとともに所定の点火時期に至るとイグニッションコイル138に通電して点火プラグ130から電気火花を飛ばして混合気に点火する。
Next, it is determined whether or not the start command flag Fstart is zero (step S230). The start command flag Fstart is a flag indicating whether or not a start command has been output to the
エンジン22の始動指令を出力すると、エンジン22の回転数Neが完爆回転数Ncombを超えたか否かによりエンジン22が完爆したか否かを判定する(ステップS270)。ここで、完爆回転数Ncombは、エンジン22が完爆したときに初めて超えるエンジン回転数であり、点火開始回転数Nstartよりも大きい値に設定されている。そして、エンジン22が完爆していないときには再びステップS100〜S270の処理を繰り返すが、そのときには既に点火開始回転数設定フラグFsetと始動指令フラグFstartとは値1に設定済みであるからステップS120及びS230で否定判定されることになる。その後、ステップS270でエンジン22が完爆したと判定されたときには、エンジン22の始動は完了したと判断して、点火開始回転数設定フラグFset及び始動指令フラグFstartを値0にリセットし(ステップS280)、本ルーチンを終了する。本ルーチンを終了すると、エンジン22及びモータMG1,MG2を駆動するトルク変換運転モードや充放電運転モードにより走行するための図示しない駆動制御ルーチンが実行されるが、この制御については本発明の中核をなさないため、その詳細な説明は省略する。なお、点火開始回転数設定フラグFset及び始動指令フラグFstartはシステム起動時に値ゼロにリセットされている。
When the start command for the
図9はハイブリッド自動車20がモータ運転モードで走行しているときにエンジン22の始動要求がなされた場合の動作共線図である。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで除したリングギヤ32の回転数Nrを示す。モータ運転モードで走行しているときには、図中点線で示すように、エンジン22の回転数Neはゼロであり、モータMG1の回転数Nm1はモータMG2の回転数Nm2が決まるとそれに追従できるようにモータMG1のトルク指令Tm1*をゼロトルクとしている。このモータ運転モードのときに、バッテリ50の残容量(SOC)が比較的十分な状態でも運転者がアクセルペダル83を大きく踏み込んだとき等にはエンジン22の始動要求がなされ、モータMG1によりエンジン22をトルク指令Tm1*でモータリングしてエンジン22の回転数Neが点火開始回転数Nstartとなるようにし(図9の実線参照)、要求トルクTr*とモータMG1の反力トルクをキャンセルするキャンセルトルク(Tm1*/ρ)との和がリングギヤ軸32aに出力されるようにモータMG2を制御する。図10はハイブリッド自動車20が停車中で且つエンジン22の運転が停止しているときにエンジン22の始動要求がなされた場合の動作共線図である。停車中で且つエンジン22の運転が停止しているときには、モータMG1,MG2及びエンジン22の各回転数Nm1,Nm2,Neはすべてゼロである(図10の点線参照)。このようなときにシステムが起動されエンジン22の暖機やバッテリ50の充電を行なう必要がある場合にはエンジン22の始動要求がなされ、モータMG1によりエンジン22をトルク指令Tm1*でモータリングしてエンジン22の回転数Neが点火開始回転数Nstartとなるようにし(図10の実線参照)、モータMG1の反力トルクをキャンセルするキャンセルトルク(Tm1*/ρ)がリングギヤ軸32aに出力されるようにモータMG2を制御する。そして、図9及び図10のいずれにおいても、エンジン22の始動開始時にオイル温度Toilが高油温領域にある場合には、点火開始回転数Nstartを設定するに際し、オイル温度Toilが高油温領域でない場合に比べて高い回転数Nhighに設定することにより、十分な油圧が可変バルブタイミング機構200内に圧送されるようにし、その油圧によって可変バルブタイミング機構200でのベーンロータ206のハウジング202に対する回転位相の固定を解除させる。
FIG. 9 is an operation alignment chart when a request for starting the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、エンジン22の始動要求があったとき、オイルパン184から汲み上げられる作動油の温度が高いときには、作動油の粘性が低く油圧が上がりにくいことから、エンジン22の点火開始回転数Nstartを第1の回転数N1よりも大きい第2の回転数N2に設定するため、可変バルブタイミング機構200に圧送される作動油の油圧が上がり可変バルブタイミング機構200のロックピン238を係止孔232から確実に外す。したがって、エンジン22の始動を開始した後に吸気バルブ128のバルブタイミングをスムーズに変更することができる。
According to the
また、油圧を直接検出するとすれば、ロックピン238と係止孔232との嵌合を外すのが可能な油圧か否かを判定するに際し油圧が立ち上がるまでのある程度の時間の経過が必要になるところ、油温であればエンジン22の始動要求があった際に直ちに検出可能なため、上記制御を迅速に行なうことができる。
Further, if the hydraulic pressure is detected directly, a certain amount of time must elapse before the hydraulic pressure rises when determining whether the hydraulic pressure is such that the engagement between the
更に、エンジン22の回転数Neが点火開始回転数Nstartに到達したときには、安全を見てその回転数を所定時間tだけ維持するため、エンジン22の回転数Neが点火開始回転数Nstartに到達したときにロックピン238と係止孔232との嵌合が外れていなくても、その嵌合を外すために必要な油圧をロック解除用油圧室236e内に確実に発生させることができる。
Further, when the rotational speed Ne of the
更にまた、ステップS130でバッテリ50の残容量(SOC)が要注意残容量SOCth以下のときには点火開始回転数Nstartを第1の回転数N1に設定するため、バッテリ50の残容量(SOC)が少ないときの電力消費を抑えることができる。
Furthermore, when the remaining capacity (SOC) of the
なお、本発明は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。 In addition, this invention is not limited to the Example mentioned above at all, and as long as it belongs to the technical scope of this invention, it cannot be overemphasized that it can implement with a various aspect.
例えば、上述した実施例において、点火開始回転数Nstartが第2の回転数N2に設定されている場合には、エンジン22の回転数Neが第2の回転数N2に到達する前にロックピン238が係止孔232から外れたときに点火開始回転数Nstartを現在のエンジン22の回転数Neか第1の回転数N1かのいずれか高い方の値に再設定するとしてもよい。すなわち図11の始動時制御ルーチンを行なうようにしてもよい。図11において図7と同じ処理については図7と同じステップ番号を付してその説明を省略する。また、図7のステップS120〜S170の処理については点火開始回転数設定ルーチンとし、図7のステップS180〜S220の処理についてはトルク指令設定送信ルーチンとして説明する。このルーチンが開始されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、ステップS100及びS110の処理を実行した後点火開始回転数設定ルーチンを実行し(ステップS300)、始動指令フラグFstartが値ゼロか否かを判定する(ステップS310)。このルーチンを開始した直後であれば始動指令フラグFstartは値ゼロであるから、ステップS310で肯定的な判定がなされ、続いてロック解除フラグFrockが値ゼロか否かを判定する(ステップS320)。このロック解除フラグFrockはロックピン238が係止孔232から外れたか否かを表すフラグであり、値ゼロのときにはロックピン238が係止孔232から外れていないことを表し、値1のときにはロックピン238が係止孔232から外れたことを表す。いまこのルーチンを開始した直後を考えているから、ロック解除フラグFrockは値ゼロであり、続いてロックピン238が係止孔232から外れているか否かを判定する(ステップS330)。ここで、ロックピン238が係止孔232から外れたか否かは、クランクポジションセンサ140とカムポジションセンサ144とからのパルスに基づいて判定する。具体的には、エンジン停止時のオイルコントロールバルブ222のスプール弁の位置を例えばベーンロータ206を最遅角位置から所定クランク角(例えば5CA)だけ進角させることが可能な位置にしておき、ステップS330でロックピン238が係止孔232から外れることにより吸気カムシャフト125が最遅角位置から所定クランク角だけ進角したことがクランクポジションセンサ140とカムポジションセンサ144とから出力されるパルスの位相のずれとして検出されたときにロックピン238が係止孔232から外れたと判定する。このルーチンを開始した直後であればエンジン22の回転数Neは未だ小さいためロックピン238を係止孔232から外すだけの油圧がロック解除用油圧室236eには発生しておらず、ステップS330で否定的な判定がなされ、トルク指令設定送信ルーチンを実行して(ステップS370)、ステップS230及びS240の処理を実行する。そして、ステップS230で点火開始回転数設定フラグFstartは値ゼロと判定された後ステップS240でエンジン22の回転数Neが点火開始回転数Nstartに到達していないと判定されステップS100に戻り、ステップS100〜S240の処理を繰り返し実行する。そうしているうちにエンジン22の回転数Neが上昇してロックピン238を係止孔232から外すだけの油圧がロック解除用油圧室236eに発生すると、ロックピン238が係止孔232から外れ、ステップS330で肯定的な判定がなされ、ロック解除フラグFrockに値1をセットし(ステップS340)、点火開始回転数Nstartが第2の回転数N2か第1の回転数N1かを判定する(ステップS350)。そして、点火開始回転数Nstartが第1の回転数N1に設定されているときにはそのままステップS370に進み、第2の回転数N2に設定されているときには点火開始回転数Nstartを現在のエンジン回転数Neか第1の回転数N1かのいずれか高い方の値に再設定して(ステップS360)、ステップS370に進む。その後、エンジン22の回転数Neが点火開始回転数Nstartに到達すると、ステップS240で肯定的な判定がなされ、ステップS260及びS270の処理を実行した後、点火開始回転数設定フラグFset、始動指令フラグFstart及びロック解除フラグFrockを値0にリセットし(ステップS380)、本ルーチンを終了する。なお、このルーチンにおける第2の回転数N2は、図7の始動時制御ルーチンでの第2の回転数N2と同じか又は高い値に設定することにより、ステップS240でエンジン22の回転数Neが点火開始回転数Nstartに到達したあと所定時間tの経過を待つことなくステップS270以降の処理を実行するようにしている。このルーチンによれば、ステップS330でロックピン238と係止孔232との嵌合が外れたことが検出されたときであって点火開始回転数Nstartを第2の回転数N2に設定したときには、ステップS360で点火開始回転数Nstartを現在のエンジン22の回転数Neか第1の回転数N1かのどちらか大きい値に再設定するため、始動時目標回転数Nstartが高く設定された際にモータMG1に余計な負荷がかかるのを軽減することができる。
For example, in the above-described embodiment, when the ignition start rotational speed Nstart is set to the second rotational speed N2, the
上述した実施例では、オイル温度Toilが高油温域にあるときには点火開始回転数Nstartを第2の回転数N2に設定し高油温域にないときには点火開始回転数Nstartを第1の回転数N1に設定したが、オイル温度Toilに応じて点火開始回転数Nstartを設定するとしてもよい。すなわち図12の始動時制御ルーチンを行なうようにしてもよい。図12において図7と同じ処理については図7と同じステップ番号を付してその説明を省略する。また、図7のステップS180〜S220の処理についてはトルク指令設定送信ルーチンとして説明する。このルーチンが開始されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、ステップS100〜S130の処理を実行し、ステップS130でバッテリ50の残容量(SOC)が要注意残容量SOCth以下のときにはステップS150の処理を実行する。一方、バッテリ50の残容量(SOC)が要注意残容量SOCthを超えるときにはオイル温度Toilに対応する点火開始回転数Nstartを点火開始回転数設定マップから読み出す(ステップS440)。この点火開始回転数設定マップは、オイル温度Toilと点火開始回転数Nstartとの関係を設定したマップであり予めROM74に記憶されている。図13にこのマップの一例を示す。このマップでは、オイル温度ToilがH1までは点火開始回転数Nstartを第1の回転数N1に設定し、オイル温度ToilがH1からH2の間の領域ではオイル温度Toilが高いほど点火開始回転数Nstartが大きくなる傾向を示すように点火開始回転数Nstartを設定し、オイル温度ToilがH2を超えるときには点火開始回転数Nstartを第2の回転数N2に設定している。点火開始回転数Nstartを設定すると、ステップS170の処理を実行したあと点火開始回転数設定ルーチンを実行し(ステップS480)、ステップS230以降の処理を実行してこのルーチンを終了する。この場合にも、上述した実施例と同様の効果が得られる。このとき、図13の点火開始回転数設定マップの代わりに、例えばオイル温度Toilが高くなるにつれて点火開始回転数Nstartがステップ関数的に大きくなる傾向を示すマップを用いるとしてもよい。
In the above-described embodiment, when the oil temperature Toil is in the high oil temperature range, the ignition start rotation speed Nstart is set to the second rotation speed N2, and when not in the high oil temperature range, the ignition start rotation speed Nstart is set to the first rotation speed. Although set to N1, the ignition start rotational speed Nstart may be set according to the oil temperature Toil. That is, the start time control routine of FIG. 12 may be performed. In FIG. 12, the same processes as those in FIG. 7 are denoted by the same step numbers as those in FIG. Further, the processing in steps S180 to S220 in FIG. 7 will be described as a torque command setting transmission routine. When this routine is started, the
上述した実施例では、油温に基づいてエンジン22の点火開始回転数Nstartを設定したが、ロック解除用油圧室236e内の油圧を検出可能であれば特にこれに限定されない。例えば、ロック解除用油圧室236e内の油圧を直接検出しこの油圧に基づいて点火開始回転数Nstartを設定してもよいし、オイルパン184やロック解除用油圧室236e内の作動油の量を検出しこの量に基づいて点火開始回転数Nstartを設定してもよい。また、油温だけでなくこれらの複数のパラメータに基づいて点火開始回転数Nstartを設定するとしてもよい。
In the above-described embodiment, the ignition start rotation speed Nstart of the
上述した実施例では、可変バルブタイミング機構200は吸気カムシャフト125のみに取り付けられていたが、排気カムシャフト127に取り付けられていてもよいし、吸気カムシャフト125と排気カムシャフト127との両方に取り付けられていてもよい。
In the above-described embodiment, the variable
上述した実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を減速ギヤ35により変速してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図14の変形例のハイブリッド自動車320に例示するように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図14における車輪64a,64bに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。
In the
上述した実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の動力をプラネタリギヤ30を介して駆動輪63a,63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図15の変形例のハイブリッド自動車420に例示するように、エンジン22のクランクシャフト26に接続されたインナーロータ432と駆動輪63a,63bに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ434とを有し、エンジン22の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機430を備えるものとしてもよい。
In the
このように、本発明の動力出力装置はハイブリッド自動車に適用することができるが、こうしたハイブリッド自動車に限定されるものではなく、エンジン22によって駆動されるエンジン自動車に適用することもできる。この場合、要注意残容量SOCthはエンジン22を始動させるためのスタータモータに電力を供給する補機バッテリの残容量に基づいて判定する。また、自動車以外の車両、例えば列車や船舶などに適用することもできる。
Thus, the power output apparatus of the present invention can be applied to a hybrid vehicle, but is not limited to such a hybrid vehicle, and can also be applied to an engine vehicle driven by the
20,320,420 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、24a CPU、24b ROM、24c RAM、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 プラネタリギヤ、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、64 車軸、64a,64b 車輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、122 エアクリーナ、124 スロットルバルブ、125 吸気カムシャフト、126 燃料噴射弁、127 排気カムシャフト、128 吸気バルブ、129 排気バルブ、130 点火プラグ、132 ピストン、134 浄化装置、136 スロットルモータ、138 イグニッションコイル、140 クランクポジションセンサ、141 タイミングロータ、142 水温センサ、144 カムポジションセンサ、146 スロットルバルブポジションセンサ、160 吸気管、162 サージタンク、166 燃焼室、172 カムシャフトプーリ、174 カムシャフト側タイミングチェーン、175 オイル側タイミングチェーン、176 吸気カムシャフトプーリ、178 排気カムシャフトプーリ、182 オイルポンプ、184 オイルパン、186a 第1供給油路、186b 第2供給油路、188 ドレーン油路、190 第1進角油路、192 第1遅角油路、194 油温センサ、200 可変バルブタイミング機構、202 ハウジング、204 ボルト、206 ベーンロータ、208 カバー、210a〜210d ベーン、212a〜212d 油圧室、214a〜214d 進角室、216a〜216d 遅角室、220 油圧回路、222 オイルコントロールバルブ(OCV)、230 ロック機構、232 係止孔、236 段差孔、236a 段差部、236b 大径部、236c 小径部、238 ロックピン、238b フランジ部、238c 格納孔、236d 開放室、236e ロック解除用油圧室、240 スプリング、241 第2進角室油路、242 第2遅角室油路、432 インナーロータ、434 アウターロータ、430 対ロータ電動機、MG1,MG2 モータ。 20, 320, 420 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 24a CPU, 24b ROM, 24c RAM, 26 crankshaft, 28 damper, 30 planetary gear, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft , 33 pinion gear, 34 carrier, 35 reduction gear, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 51 temperature sensor, 52 battery electronic control unit (battery) ECU), 54 power line, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b driving wheel, 64 axle, 64a, 64b wheel, 70 electronic control unit for hybrid, 72 CPU , 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, 122 air cleaner, 124 throttle valve , 125 Intake camshaft, 126 Fuel injection valve, 127 Exhaust camshaft, 128 Intake valve, 129 Exhaust valve, 130 Spark plug, 132 Piston, 134 Purifier, 136 Throttle motor, 138 Ignition coil, 140 Crank position sensor, 141 Timing Rotor, 142 Water temperature sensor, 144 Cam position sensor, 146 Throttle valve position sensor, 160 Intake 162 Surge tank, 166 Combustion chamber, 172 Camshaft pulley, 174 Camshaft side timing chain, 175 Oil side timing chain, 176 Intake camshaft pulley, 178 Exhaust camshaft pulley, 182 Oil pump, 184 Oil pan, 186a 1st Supply oil passage, 186b Second supply oil passage, 188 Drain oil passage, 190 First advance oil passage, 192 First retard oil passage, 194 Oil temperature sensor, 200 Variable valve timing mechanism, 202 Housing, 204 bolt, 206 Vane rotor, 208 cover, 210a to 210d vane, 212a to 212d hydraulic chamber, 214a to 214d advance chamber, 216a to 216d retard chamber, 220 hydraulic circuit, 222 oil control valve (OCV), 230 lock machine Structure, 232 Locking hole, 236 Stepped hole, 236a Stepped portion, 236b Large diameter portion, 236c Small diameter portion, 238 Lock pin, 238b Flange portion, 238c Storage hole, 236d Opening chamber, 236e Unlocking hydraulic chamber, 240 Spring, 241 Second advance chamber oil passage, 242 Second retard chamber oil passage, 432 Inner rotor, 434 Outer rotor, 430 Pair rotor motor, MG1, MG2 motor.
Claims (9)
前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸と連結され、前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、
前記内燃機関の出力軸の回転に伴って作動流体を圧送する作動流体圧送手段と、
前記作動流体の圧力又はこれに相関するパラメータを検出する検出手段と、
前記内燃機関の出力軸の回転に伴って回転する第1の回転体と該第1の回転体の回転力を前記内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方を開閉する従動軸に伝達する第2の回転体とを有し、前記作動流体圧送手段によって圧送された作動流体の圧力を利用して前記第1の回転体と前記第2の回転体との相対的な回転位相を変更することにより前記吸気バルブ又は前記排気バルブの開閉タイミングを変更可能なバルブタイミング可変手段と、
前記バルブタイミング可変手段に設けられ前記圧送手段によって圧送された作動流体の圧力を利用して前記第1の回転体と前記第2の回転体との相対的な回転位相の固定及び該固定の解除が可能な位相固定手段と、
前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記作動流体圧送手段によって圧送される作動流体により前記位相固定手段が前記回転位相を固定した状態から前記回転位相の固定を解除した状態になることが可能な前記内燃機関の出力軸の始動時目標回転数を前記作動流体の圧力又はこれに相関するパラメータに基づいて決定し、該決定した始動時目標回転数になるまで前記内燃機関をモータリングするよう前記モータリング手段を制御する始動時制御手段と、
を備える動力出力装置。 A power output device that outputs power to a drive shaft,
An internal combustion engine capable of outputting power to the drive shaft;
Motoring means connected to the output shaft of the internal combustion engine and capable of motoring the internal combustion engine;
Working fluid pumping means for pumping the working fluid with rotation of the output shaft of the internal combustion engine;
Detecting means for detecting the pressure of the working fluid or a parameter related thereto;
A first rotating body that rotates as the output shaft of the internal combustion engine rotates and a rotational force of the first rotating body are transmitted to a driven shaft that opens and closes at least one of an intake valve and an exhaust valve of the internal combustion engine. And changing the relative rotational phase of the first rotating body and the second rotating body using the pressure of the working fluid pumped by the working fluid pumping means. Valve timing variable means capable of changing the opening and closing timing of the intake valve or the exhaust valve by,
Fixing and releasing the relative rotation phase between the first rotating body and the second rotating body using the pressure of the working fluid provided in the valve timing variable means and pumped by the pumping means. Phase locking means capable of
When the internal combustion engine is instructed to start, the phase fixing means can be changed from the state in which the rotational phase is fixed to the state in which the rotational phase is released by the working fluid pumped by the working fluid pressure feeding means. The target rotational speed at the start of the output shaft of the internal combustion engine is determined based on the pressure of the working fluid or a parameter correlated therewith, and the internal combustion engine is motored until the determined target rotational speed at the start is reached. A start time control means for controlling the motoring means;
A power output device comprising:
前記始動時制御手段は、前記始動時目標回転数を決定する際、前記作動流体の温度に基づいて決定する、
請求項1に記載の動力出力装置。 The detecting means detects the temperature of the working fluid as a parameter correlated with the pressure of the working fluid;
The start time control means determines the start target rotational speed based on the temperature of the working fluid when determining the start time target rotational speed.
The power output device according to claim 1.
請求項1又は2に記載の動力出力装置。 The start-up control means controls the motoring means to motor the internal combustion engine until the start-up target speed reaches the start-up target speed, and then controls the motor to maintain the start-up target speed at a predetermined period. Control the ring means,
The power output apparatus according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のいずれかに記載の動力出力装置。 The start-time control means correlates with the pressure or the pressure detected by the detection means when the internal combustion engine is instructed to start or the parameter correlated therewith reaches a predetermined range. A higher rotational speed than the case where the parameter does not reach the predetermined range is set as the target rotational speed at start-up.
The power output apparatus in any one of Claims 1-3.
前記モータリング手段との間で電力のやり取りを行なう蓄電手段と、
前記蓄電手段の充放電状態を検出する充放電状態検出手段と、
を備え、
前記始動時制御手段は、前記内燃機関の始動指示がなされたときに前記検出手段によって検出された圧力又はこれに相関するパラメータが前記所定域に達している場合であっても前記充放電状態検出手段によって検出された前記蓄電手段の充放電状態が要注意充電状態の場合には、該圧力又はこれに相関するパラメータが前記所定域に達していない場合に比べて高い回転数を前記始動時目標回転数とする処理を中止する、
動力出力装置。 The power output device according to claim 4,
Power storage means for exchanging power with the motoring means;
Charge / discharge state detection means for detecting a charge / discharge state of the power storage means;
With
The start-up control means detects the charge / discharge state even when the pressure detected by the detection means when a start instruction for the internal combustion engine is given or a parameter correlated therewith reaches the predetermined range. When the charge / discharge state of the power storage means detected by the means is a cautionary charge state, a higher rotational speed than the case where the pressure or a parameter associated therewith does not reach the predetermined range is set to the target value at the time of starting. Cancel the process of setting the rotation speed.
Power output device.
前記位相固定手段が前記回転位相を固定した状態から前記回転位相の固定を解除した状態に移行し始めたことを検出可能な位相固定解除検出手段、
を備え、
前記始動時制御手段は、前記内燃機関の始動指示がなされたときに前記検出手段によって検出された圧力又はこれに相関するパラメータが前記所定域に達している場合であっても前記位相固定解除検出手段によって前記回転位相の固定を解除した状態に移行し始めたことが検出された場合には、該圧力又はこれに相関するパラメータが前記所定域に達していない場合に比べて高い回転数を前記始動時目標回転数とする処理を中止する、
動力出力装置。 The power output device according to claim 4 or 5,
Phase fixing release detecting means capable of detecting that the phase fixing means has started to shift from the state where the rotational phase is fixed to the state where the rotational phase is released;
With
The start-up control means detects the phase lock release even when the pressure detected by the detection means when a start instruction for the internal combustion engine is given or a parameter correlated therewith reaches the predetermined range. When it is detected by the means that the rotation phase has been released, the rotation speed is increased as compared with the case where the pressure or a parameter correlated therewith does not reach the predetermined range. Canceling the process of setting the target rotational speed at startup,
Power output device.
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機、
を備え、
前記モータリング手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第3の軸との3軸に接続され該3軸のうちいずれか2軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段をギヤ機構とし、前記第3の軸に動力を入出力する発電機として構成される、
動力出力装置。 The power output device according to any one of claims 1 to 6,
An electric motor capable of outputting power to the drive shaft;
With
The motoring means is connected to three shafts of the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and a third shaft, and power is applied to the remaining shaft based on power input / output to / from any two of the three shafts. A three-axis power input / output means for inputting / outputting the motor is a gear mechanism, and is configured as a generator for inputting / outputting power to / from the third shaft,
Power output device.
(a)前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記作動流体圧送手段によって圧送される作動流体により前記位相固定手段が前記回転位相を固定した状態から前記回転位相の固定を解除した状態になることが可能な前記内燃機関の出力軸の始動時目標回転数を前記作動流体の圧力又はこれに相関するパラメータに基づいて決定するステップと、
(b)前記ステップ(a)で決定した始動時目標回転数になるまで前記内燃機関をモータリングするステップと、
を含む動力出力装置の制御方法。 An internal combustion engine capable of outputting power to a drive shaft, motoring means connected to the output shaft of the internal combustion engine and capable of motoring the internal combustion engine, and a working fluid being pumped as the output shaft of the internal combustion engine rotates. Working fluid pumping means, detecting means for detecting the pressure of the working fluid or a parameter correlated therewith, a first rotating body that rotates as the output shaft of the internal combustion engine rotates, and the first rotating body And a second rotating body that transmits at least one of the intake valve and the exhaust valve of the internal combustion engine to a driven shaft that opens and closes, and uses the pressure of the working fluid pumped by the working fluid pumping means. Valve timing variable means capable of changing the opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve by changing the relative rotational phase of the first rotating body and the second rotating body, Fixing and releasing the relative rotation phase between the first rotating body and the second rotating body using the pressure of the working fluid provided in the valve timing varying means and pumped by the pumping means A phase fixing means capable of controlling the power output device,
(A) When the internal combustion engine is instructed to start, the phase fixing means is released from the state in which the rotational phase is fixed by the working fluid pumped by the working fluid pressure feeding means. Determining a starting target rotational speed of the output shaft of the internal combustion engine based on the pressure of the working fluid or a parameter correlated therewith;
(B) motoring the internal combustion engine until the starting target rotational speed determined in the step (a) is reached;
A method for controlling a power output apparatus including:
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Cited By (6)
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WO2012157045A1 (en) * | 2011-05-13 | 2012-11-22 | トヨタ自動車 株式会社 | Variable valve timing device |
CN102822477A (en) * | 2011-04-07 | 2012-12-12 | 丰田自动车株式会社 | Variable valve timing device |
WO2013031023A1 (en) * | 2011-09-02 | 2013-03-07 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle engine control device |
KR101279768B1 (en) | 2010-02-23 | 2013-07-04 | 아르테미스 인텔리전트 파워 리미티드 | Method of controlling fluid working machine, fluid working machine and computer readable storage medium |
CN104279015A (en) * | 2013-07-10 | 2015-01-14 | 福特环球技术公司 | Method and system for an engine for detection and mitigation of insufficient torque |
US9010289B2 (en) | 2010-11-08 | 2015-04-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for hydraulic variable valve timing mechanism |
-
2005
- 2005-12-07 JP JP2005353591A patent/JP2007153212A/en active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101279768B1 (en) | 2010-02-23 | 2013-07-04 | 아르테미스 인텔리전트 파워 리미티드 | Method of controlling fluid working machine, fluid working machine and computer readable storage medium |
US9010289B2 (en) | 2010-11-08 | 2015-04-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for hydraulic variable valve timing mechanism |
CN102822477A (en) * | 2011-04-07 | 2012-12-12 | 丰田自动车株式会社 | Variable valve timing device |
CN102822477B (en) * | 2011-04-07 | 2016-02-10 | 丰田自动车株式会社 | Variable valve timing apparatus |
US20140069359A1 (en) * | 2011-04-07 | 2014-03-13 | Atsushi Hayashida | Variable valve timing device |
US9206712B2 (en) * | 2011-04-07 | 2015-12-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Variable valve timing device |
US9200543B2 (en) | 2011-05-13 | 2015-12-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Variable valve timing device |
JP5708796B2 (en) * | 2011-05-13 | 2015-04-30 | トヨタ自動車株式会社 | Valve timing variable device |
WO2012157045A1 (en) * | 2011-05-13 | 2012-11-22 | トヨタ自動車 株式会社 | Variable valve timing device |
JPWO2013031023A1 (en) * | 2011-09-02 | 2015-03-23 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for vehicle engine |
WO2013031023A1 (en) * | 2011-09-02 | 2013-03-07 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle engine control device |
CN104279015A (en) * | 2013-07-10 | 2015-01-14 | 福特环球技术公司 | Method and system for an engine for detection and mitigation of insufficient torque |
US10202911B2 (en) * | 2013-07-10 | 2019-02-12 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for an engine for detection and mitigation of insufficient torque |
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