JP2020067005A - Internal combustion engine and vehicle system having the same - Google Patents
Internal combustion engine and vehicle system having the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020067005A JP2020067005A JP2018198932A JP2018198932A JP2020067005A JP 2020067005 A JP2020067005 A JP 2020067005A JP 2018198932 A JP2018198932 A JP 2018198932A JP 2018198932 A JP2018198932 A JP 2018198932A JP 2020067005 A JP2020067005 A JP 2020067005A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oil
- sectional area
- passage cross
- internal combustion
- combustion engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
この発明は、内燃機関及びそれを備える車両システムに関する。 The present invention relates to an internal combustion engine and a vehicle system including the same.
例えば、特許文献1には、車両の制動力を補助するエンジンブレーキ装置が開示されている。このエンジンブレーキ装置が適用される内燃機関は、クランクケース内を気筒毎に仕切る複数の隔壁(クランク軸の軸受部を含む)を備えている。そして、エンジンブレーキ装置は、これらの隔壁にそれぞれ設けられた通気孔と、それぞれの通気孔に設けられた絞り弁とを備えている。通気孔は、上記軸受部に設けられ、クランクケース内において隣接する室間の自由な圧力の移動を許容する。絞り弁は、エンジン通常運転時には、全開位置に制御される。エンジン制動時(すなわち、エンジンブレーキ作動時)には、車両のドライバーによって操作されるスイッチのオン/オフに応じて絞り弁の作動状態が変更される。より詳細には、このスイッチがオフである場合(エンジンブレーキを高める要求がない場合)には、絞り弁は全開位置に制御され、一方、スイッチがオンである場合(エンジンブレーキを高める要求がある場合)には、絞り弁は、通気孔を所定の半開状態とする半開位置に制御される。これにより、スイッチオフ時と比べて、内燃機関のポンピングロスが増大し、エンジンブレーキ力が高められる。その結果、車両の制動力が高められる。 For example, Patent Document 1 discloses an engine braking device that assists the braking force of a vehicle. An internal combustion engine to which this engine braking device is applied includes a plurality of partition walls (including a bearing portion of a crankshaft) that partition the inside of a crankcase for each cylinder. The engine braking device includes vent holes provided in the partition walls and throttle valves provided in the vent holes. The vent hole is provided in the bearing portion and allows free pressure movement between adjacent chambers in the crankcase. The throttle valve is controlled to the fully open position during normal engine operation. During engine braking (that is, when the engine brake is operating), the operating state of the throttle valve is changed according to the on / off state of the switch operated by the driver of the vehicle. More specifically, when the switch is off (when there is no demand for increasing engine braking), the throttle valve is controlled to the fully open position, while when the switch is on (when there is a demand for increasing engine braking). In the case), the throttle valve is controlled to a half-open position that brings the vent hole into a predetermined half-open state. As a result, the pumping loss of the internal combustion engine is increased and the engine braking force is increased compared to when the switch is off. As a result, the braking force of the vehicle is increased.
上述の特許文献1に記載の技術によれば、エンジンブレーキ力を高める要求の有無に応じて絞り弁の作動状態が変更される。このため、エンジンブレーキ力の細やかな調整を行うことができない。 According to the technique described in Patent Document 1 described above, the operating state of the throttle valve is changed depending on whether there is a request to increase the engine braking force. Therefore, the engine braking force cannot be finely adjusted.
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、エンジンブレーキ力の細やかな調整を行えるようにした内燃機関及びそれを備える車両システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an internal combustion engine capable of finely adjusting the engine braking force and a vehicle system including the internal combustion engine.
本発明に係る内燃機関は、
複数の気筒を気筒毎に仕切るように形成された隔壁を有するシリンダブロックと、
前記隔壁によって気筒毎に仕切られた部位とともに、前記複数の気筒間で連通する連通部を有するクランク室と、
クランクシャフトの軸方向に垂直な方向における前記連通部の通路断面積を、少なくとも3段階に切り替え可能に構成された通路断面積可変装置と、
を備える。
The internal combustion engine according to the present invention,
A cylinder block having a partition wall formed to partition a plurality of cylinders into cylinders;
With a portion partitioned for each cylinder by the partition wall, a crank chamber having a communication portion that communicates between the plurality of cylinders,
A passage cross-sectional area varying device configured to be able to switch the passage cross-sectional area of the communication part in at least three stages in a direction perpendicular to the axial direction of the crankshaft,
Equipped with.
前記通路断面積可変装置は、前記クランク室の外にオイルを貯留するオイルタンクを含んでもよい。そして、前記通路断面積可変装置は、前記オイルタンクと前記クランク室との間でオイルを行き来させて前記クランク室内の前記オイルの油面高さを変更することによって、前記通路断面積を切り替えるように構成されてもよい。 The passage sectional area varying device may include an oil tank that stores oil outside the crank chamber. The passage cross-sectional area changing device switches the passage cross-sectional area by moving oil back and forth between the oil tank and the crank chamber to change the oil level height of the oil in the crank chamber. May be configured as.
前記通路断面積可変装置は、前記オイルタンクと前記連通部とを接続するホースと、鉛直方向において前記オイルタンクを上下移動させるタンク位置調整機構と、を含んでもよい。 The passage cross-sectional area varying device may include a hose connecting the oil tank and the communication portion, and a tank position adjusting mechanism for vertically moving the oil tank in the vertical direction.
前記通路断面積可変装置は、前記オイルタンクと前記連通部とを接続するオイル供給流路と、前記オイル供給流路に配置され、前記オイルタンクから前記連通部に向けて前記オイルを圧送するオイルポンプと、一端が前記連通部に接続され、鉛直方向において前記一端よりも低い他端が前記オイルタンクに接続されたオイルリターン流路と、前記オイルリターン流路に配置され、前記連通部内のオイルを前記オイルタンク内に回収する際に開くように構成されたバルブと、を含んでもよい。 The passage cross-sectional area varying device is arranged in an oil supply flow passage that connects the oil tank and the communication portion, and an oil that pressure-feeds the oil from the oil tank toward the communication portion. A pump, an oil return flow passage having one end connected to the communication portion and the other end lower than the one end in the vertical direction connected to the oil tank, and an oil return flow passage arranged in the oil return flow passage, A valve configured to open when the oil is collected in the oil tank.
前記通路断面積可変装置は、前記オイルタンクと前記連通部とを接続するオイル流路と、前記オイルタンク内に配置されたピストンと、前記ピストンを往復移動させるピストン駆動機構と、を含んでもよい。そして、前記通路断面積可変装置は、前記オイルタンク内において前記ピストンを第1方向に変位させたときに、前記オイル流路を介して前記オイルタンクから前記連通部にオイルを供給し、前記ピストンを前記第1方向と反対の第2方向に変位させたときに、前記オイル流路を介して前記連通部内のオイルを前記オイルタンク内に回収するように構成されてもよい。 The passage cross-sectional area varying device may include an oil flow path that connects the oil tank and the communication portion, a piston arranged in the oil tank, and a piston drive mechanism that reciprocates the piston. . The passage cross-sectional area changing device supplies oil from the oil tank to the communication portion via the oil flow path when the piston is displaced in the oil tank in the first direction. May be configured to recover the oil in the communication section into the oil tank via the oil flow path when the oil is displaced in the second direction opposite to the first direction.
前記通路断面積可変装置は、前記オイルタンクと前記連通部とを接続するオイル流路と、前記オイルタンク内に配置された容積調整体と、前記容積調整体をオイルに出し入れする容積調整体駆動機構と、を含んでもよい。そして、前記通路断面積可変装置は、前記容積調整体駆動機構を用いてオイル中の前記容積調整体の容積を増やしたときに、前記オイル流路を介して前記オイルタンクから前記連通部にオイルを供給し、前記容積調整体駆動機構を用いてオイル中の前記容積調整体の容積を減らしたときに、前記オイル流路を介して前記連通部内のオイルを前記オイルタンク内に回収するように構成されてもよい。 The passage cross-sectional area changing device includes an oil flow path that connects the oil tank and the communication portion, a volume adjuster disposed in the oil tank, and a volume adjuster drive that takes the volume adjuster into and out of oil. And a mechanism. Further, the passage cross-sectional area varying device, when increasing the volume of the volume adjuster in the oil using the volume adjuster drive mechanism, transfers oil from the oil tank to the communicating portion via the oil flow path. When the volume of the volume adjuster in the oil is reduced by using the volume adjuster drive mechanism, the oil in the communicating portion is recovered into the oil tank via the oil flow path. It may be configured.
前記内燃機関は、前記クランク室と連通し、かつ前記クランク室の下方に形成されたオイルパン室を含んでもよい。そして、前記通路断面積可変装置は、前記オイルパン室の容積を可変させて前記クランク室内のオイルの油面高さを変更することによって、前記通路断面積を切り替えるように構成されてもよい。 The internal combustion engine may include an oil pan chamber that communicates with the crank chamber and is formed below the crank chamber. The passage sectional area changing device may be configured to change the passage sectional area by changing the volume of the oil pan chamber to change the oil surface height of the oil in the crank chamber.
前記連通部は、隣接気筒間を連通するように前記隔壁に形成された通気孔を含んでもよい。前記通路断面積可変装置は、前記通気孔の開口面積を可変とするシャッター装置を含んでもよい。そして、前記通路断面積可変装置は、前記通気孔の開口面積を変更することによって、前記通路断面積を切り替え可能に構成されてもよい。 The communication section may include a vent hole formed in the partition wall so as to communicate between the adjacent cylinders. The passage sectional area varying device may include a shutter device that varies an opening area of the ventilation hole. The passage sectional area changing device may be configured to be able to switch the passage sectional area by changing the opening area of the ventilation hole.
上述の内燃機関のエンジンブレーキを利用可能な車両システムであって、
前記車両システムは、
前記内燃機関と、
前記内燃機関を搭載する車両の減速時に車両運動エネルギを回収して電力に変換する回生ブレーキ装置と、
前記電力を蓄えるバッテリと、
前記内燃機関及び前記回生ブレーキ装置を制御する制御装置と、
を備える。
前記制御装置は、
前記バッテリが非満充電状態であるときに前記車両の制動が行われる場合には、燃料噴射を停止するように前記内燃機関の燃料噴射弁を制御する燃料カット処理と、前記回生ブレーキ装置を作動させる回生ブレーキ処理とを実行し、
前記バッテリが満充電状態であるときに前記車両の制動が行われる場合には、前記燃料カット処理と、前記非満充電状態の下で前記車両の制動が行われる場合と比べて、前記通路断面積が小さくなるように前記通路断面積可変装置を制御する通路断面積減少処理とを実行する。
A vehicle system capable of utilizing the engine brake of the above-mentioned internal combustion engine,
The vehicle system is
The internal combustion engine;
A regenerative braking device that recovers vehicle kinetic energy and converts it into electric power during deceleration of a vehicle equipped with the internal combustion engine,
A battery for storing the electric power,
A control device for controlling the internal combustion engine and the regenerative braking device,
Equipped with.
The control device is
When the vehicle is braked when the battery is in a non-fully charged state, a fuel cut process for controlling a fuel injection valve of the internal combustion engine so as to stop fuel injection, and the regenerative braking device are operated. Perform regenerative braking processing to
When the vehicle is braked when the battery is in a fully charged state, the passage cutoff is compared to when the vehicle is braked under the fuel cut process and the non-fully charged state. The passage cross sectional area reduction processing is executed to control the passage cross sectional area changing device so as to reduce the area.
前記制御装置は、前記通路断面積減少処理において、前記車両の要求ブレーキ力が大きいほど、前記通路断面積がより小さくなるように前記通路断面積可変装置を制御してもよい。 In the passage cross-section area reduction processing, the control device may control the passage cross-section area varying device such that the passage cross-section area becomes smaller as the required braking force of the vehicle is larger.
本発明に係る内燃機関によれば、クランク室内において気筒間を連通する連通部の通路断面積が、通路断面積可変装置によって少なくとも3段階に切り替え可能となる。このため、エンジンブレーキ力の細やかな調整を行えるようになる。 According to the internal combustion engine of the present invention, the passage cross-sectional area of the communicating portion that communicates between the cylinders in the crank chamber can be switched in at least three stages by the passage cross-sectional area varying device. Therefore, the engine braking force can be finely adjusted.
以下に説明される各実施の形態において、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略又は簡略する。また、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。 In each of the embodiments described below, elements common to each drawing are denoted by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted or simplified. Further, in the embodiments shown below, when reference is made to the number of each element, the number, the amount, the range, etc., the reference is made unless otherwise specified or in principle specified by the number. The present invention is not limited to the number. Further, the structures, steps, and the like described in the embodiments below are not necessarily essential to the present invention, unless otherwise specified or clearly specified in principle.
1.実施の形態1
まず、図1〜図9を参照して、本発明に係る実施の形態1及びその変形例について説明する。
1. Embodiment 1
First, with reference to FIGS. 1 to 9, the first embodiment according to the present invention and its modification will be described.
1−1.内燃機関の構成例
図1は、本発明の実施の形態1に係る内燃機関10の構成例を模式的に表した図である。図1に示す内燃機関10は、例えば車両に搭載され、その動力源として使用される。なお、図1は、車両搭載時の内燃機関10を示している。図1の上下方向は、鉛直方向と平行である。以下、本明細書中においては、単に「上方向」及び「上方」と称する場合には、それらは鉛直方向における「上方向」及び「上方」を示しているものとする。このことは、「下方向」及び「下方」についても同様である。
1-1. Configuration Example of Internal Combustion Engine FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration example of an
1−1−1.内燃機関の基本構成
内燃機関10は、一例として、直列4気筒エンジンである。すなわち、内燃機関10は、気筒列方向に一列に並んで配置された複数(一例として、4つ)の気筒12を備えている。これらの気筒12は、シリンダブロック14の内部に形成されている。各気筒12の内部には、ピストン16が配置されている。ピストン16のそれぞれは、コンロッド18を介して、クランクシャフト20と連結されている。ピストン16は、クランクシャフト20の回転に伴って気筒12内を往復移動する。クランクシャフト20は、そのバランシングのために、カウンターウェイト22を有している。なお、内燃機関10の気筒数は、2つ以上であれば、4つの例に限られない。
1-1-1. Basic Configuration of Internal Combustion Engine The
シリンダブロック14の上方には、シリンダヘッド24が取り付けられている。また、各気筒12におけるピストン16の上方には、シリンダヘッド24とシリンダブロック14とピストン16とによって囲まれた空間である燃焼室26が形成されている。
A
一方、シリンダブロック14の下方には、クランクケース28が取り付けられている。さらに、クランクケース28の下方には、内燃機関10の各部を潤滑するためのエンジン潤滑油(以下、単に、「オイル」と略する)を溜めておくためのオイルパン30が取り付けられている。ピストン16を介して燃焼室26の反対側には、シリンダブロック14、クランクケース28及びオイルパン30とで囲まれた空間であるクランク室32が形成されている。
On the other hand, below the
また、シリンダブロック14は、その内部に、内燃機関10の全気筒12を気筒毎に仕切るように形成された複数(図1の例では3つ)の隔壁34を有する。クランクシャフト20は、軸受(図示省略)を介して隔壁34(シリンダブロック14)、クランクケース28及びクランクキャップ36によって回転自在に支持されている。
Further, the
さらに、隔壁34のそれぞれには、隣接気筒間でクランク室32を連通させるための通気孔(連通孔)38が形成されている。より詳細には、通気孔38は、ピストン下死点位置よりも下方において隔壁34に形成されている。このような通気孔38によって隣接気筒間でのガス流れ(呼吸)を許容することにより、ピストン16の上下動に起因する隣接気筒間の圧力差(圧力変動)を吸収し合えるようになる。その結果、内燃機関10のポンピングロスを低減させることができる。
Further, each
(連通部)
クランク室32内における通気孔38よりも上方側の部位32aは、隔壁34によって気筒毎に仕切られている。クランク室32は、この部位32aとともに、複数の気筒間(図1に示す例では、全気筒間)で連通する「連通部32b」を含む。
(Communication part)
A
より詳細には、連通部32bは、通気孔38を含む。また、クランクシャフト20よりも下方の部位に関しては、コンロッド18、カウンターウェイト22及びクランクキャップ36のそれぞれと、オイルパン30に貯留されるオイルの油面との間において、各気筒間が連通している。このため、この部位も連通部32bに含まれる。したがって、図1では、破線によって囲まれた部位が連通部32bの一例に相当する。
More specifically, the
1−1−2.通路断面積可変装置の構成
図1に示す例では、鉛直方向における連通部32bの上端は通気孔38の上面によって特定され、同方向における連通部32bの下端はオイルパン30上の油面によって特定される。ここで、クランクシャフト20の軸方向と垂直な方向における連通部32bの(呼吸用の)通路断面積(隙間面積)は、通気孔38が存在する位置A(クランクシャフト20の軸方向位置)において最大となる。以下の説明における「連通部32bの通路断面積」とは、この位置Aにおける通路断面積のことを指している。
1-1-2. Configuration of Passage Cross Section Variable Device In the example shown in FIG. 1, the upper end of the communicating
本実施形態の内燃機関10は、連通部32bの通路断面積を可変とする通路断面積可変装置(以下、単に「可変装置」と略することがある)40を備えている。可変装置40は、クランク室32内の油面高さHcの調整によって連通部32bの上下幅を変更することにより、通路断面積を変更するように構成されている。
The
図2は、図1に示す通路断面積可変装置40の具体的な構成の一例を説明するための模式図である。可変装置40は、オイルタンク42と、オイルホース44と、タンク位置調整機構46とを備えている。オイルタンク42は、クランク室32の外に設けられ、オイル(エンジン潤滑油)を貯留する。オイルホース44は、可撓性を有し、オイルタンク42と連通部32bとを連通する。より詳細には、図2に示す例では、オイルホース44は、オイルタンク42の下部と連通部32bの下部とを連通している。なお、オイルホース44は、本発明に係る「ホース」の一例に相当する。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining an example of a specific configuration of the passage sectional
タンク位置調整機構46は、鉛直方向においてオイルタンク42を上下移動可能に構成されている。図2に示す例では、タンク位置調整機構46は、外周面に形成されたネジ部48aを有するシャフト48と、電動機50とを含む。具体的には、シャフト48は、鉛直方向に沿って延びるように配置されている。オイルタンク42は、シャフト48の上端に設置されている。電動機50は、円環状に形成されたロータ(図示省略)を含む。シャフト48は、このロータの内部に挿入されている。ロータの内周面には、シャフト48のネジ部48aと噛み合うネジが切られている。電動機50は、図示省略する支持部材に介して内燃機関10に取り付けられており、したがって、電動機50の位置は固定されている。電動機50は、例えばステッピングモータである。また、タンク位置調整機構46は、オイルタンク42を上下方向に案内するガイドレール52を備えている。ガイドレール52は、内燃機関10に取り付けられている。
The tank
上述のように構成されたタンク位置調整機構46によれば、電動機50を作動させることにより、電動機50の回転運動をシャフト48の直線運動に変換することができる。このため、電動機50の回転位置を制御することで、鉛直方向のオイルタンク42の上下位置を調整することができる。なお、電動機50及びガイドレール52は、内燃機関10に代え、車体に固定されてもよい。
According to the tank
可変装置40は、さらに、詳細は図3を参照して後述されるオイルタンク42と連通部32bとの間のオイルの移動を円滑に行えるようにするために、ガスホース54を備えている。ガスホース54は、可撓性を有し、オイルタンク42の上部と、シリンダヘッド24の上方に設けられたシリンダヘッドカバー56とを連通している。
The
内燃機関10は、さらに、内燃機関10を制御する制御装置60を備えている。制御装置60は、プロセッサ60aとメモリ60bとを有する電子制御ユニット(ECU)である。メモリ60bは、内燃機関10を制御するためのプログラムを記憶している。プロセッサ60aは、メモリ60bからプログラムを読み出して実行する。制御装置60は、内燃機関10を制御するための各種センサからセンサ信号を取り込む。また、プロセッサ60aは、取り込まれたセンサ信号を用いて各種プログラムを実行し、内燃機関10の各種アクチュエータを操作するための操作信号を出力する。これにより、燃料噴射制御及び吸入空気量制御等の各種エンジン制御が実行される。また、制御装置60による内燃機関10の制御は、可変装置40(電動機50)の制御を含む。なお、制御装置60は、複数のECUから構成されていてもよい。
The
1−2.通路断面積可変装置の動作
図3(A)〜図3(C)は、本発明の実施の形態1に係る通路断面積可変装置40の動作を説明するための図である。本実施形態では、制御装置60は、鉛直方向におけるオイルタンク42の位置を3段階に切り替えることによって、連通部32bの通路断面積を3段階に切り替え可能である。
1-2. Operation of passage cross-sectional area changing device FIGS. 3A to 3C are diagrams for explaining the operation of the passage cross-sectional
まず、図3(A)は、連通部32bの通路断面積が最大となるように(換言すると、クランク室32内の油面高さHcが最も低くなるように)オイルタンク42の位置が制御された状態を示している。この制御状態では、連通部32b内からオイルタンク42内に回収されたオイルの量が最大となる。この制御状態を実現するために、連通部32bの下端(この制御状態において想定される油面高さHc)よりもオイルタンク42の上面が低くなるようにオイルタンク42の位置が制御されている。以下、この制御状態を連通部32bの「全開状態」とも称する。
First, in FIG. 3A, the position of the
図3(A)に示す全開状態からオイルタンク42を上方向に移動させると、オイルタンク42内のオイルがその自重によってオイルホース44を介して連通部32b内に供給される。この際、連通部32b内のガス(クランクケース内ガス)は、ブローバイガス通路(図示省略)を介してシリンダヘッドカバー56の内部に導入され、さらにガスホース54を介してオイルタンク42内に導入される。すなわち、連通部32b内のガスはオイルによって置換され、オイルタンク42内のオイルはガスによって置換されることになる。ガスホース54を備えていることで、オイルの移動を円滑に行える。
When the
上記のようにオイルタンク42を上方向に移動させた後にオイルタンク42を下方向に移動させると、上方向移動時と逆に、連通部32b内のオイルがオイルホース44を介してオイルタンク42内に移動する(回収される)。この際、オイルタンク42内のガスがガスホース54を介して連通部32b内に導入される(戻される)。
When the
次に、図3(B)は、通路断面積がゼロ(最小)となるように(換言すると、通気孔38をオイルによって塞ぐ油面高さHcが得られるように)オイルタンク42の位置が制御された状態を示している。この制御状態では、オイルタンク42内のオイルが実質的に空になるようにオイルが連通部32b内に供給されている。この制御状態を実現するために、連通部32bの上端(この制御状態において想定される油面高さHc)よりもオイルタンク42の下面が高くなるようにオイルタンク42の位置が制御されている。以下、この制御状態を連通部32bの「全閉状態」とも称する。
Next, in FIG. 3 (B), the position of the
最後に、図3(C)は、図3(A)に示す全開状態の通路断面積に対して半分の通路断面積が得られるようにオイルタンク42の位置が制御された状態を示している。この状態では、通気孔38の断面積と、クランクシャフト20の下方側において油面よりも上方に位置している開口部の断面積とが、連通部32bの通路断面積に相当する。この制御状態を実現するためのオイルタンク42の位置は、事前に計算又は実験等を行うことにより求めることができる。以下、この制御状態を連通部32bの「半開状態」とも称する。
Finally, FIG. 3 (C) shows a state in which the position of the
付け加えると、上述の説明からも分かるように、オイルタンク42は、図3(B)に示す全閉状態の油面高さHcから図3(A)に示す全開状態の油面高さHcへの変更のために必要な量のオイルを収容可能な容量を有している。なお、オイルによる潤滑が必要な内燃機関10の各部へのオイルの供給は、オイルポンプを含む一般的な潤滑系(図示省略)によって行われる。
In addition, as can be understood from the above description, the
1−3.効果
以上説明したように、可変装置40によれば、オイルタンク42とクランク室32との間でオイルを行き来させてクランク室32内の油面高さHcを変更することによって、連通部32bの通路断面積を切り替えることができる。
1-3. Effects As described above, according to the
可変装置40によって油面高さHcを大きくすると、クランク室32の連通部32bの通路断面積が減少する。その結果、ポンピングロスが増加するのでエンジンブレーキ力が増大する。そして、可変装置40によれば、連通部32bを全開状態、半開状態及び全閉状態の3段階に切り替えることができる。このため、通気孔の開き状態を2段階に切り替え可能なエンジンブレーキ装置と比べて、エンジンブレーキ力の細やかな調整が可能となる。
When the oil surface height Hc is increased by the
より詳細には、制御装置60は、例えば、内燃機関10の高回転時には連通部32bを全開状態とし、一方、エンジンブレーキ力が必要とされる場合には連通部32bの制御状態を半開状態又は全閉状態とする。これにより、高回転時にはポンピングロスの低減による燃費を向上しつつ、エンジンブレーキ力が必要とされる場合にはエンジンブレーキ力の細やかな調整が可能となる。また、図3(B)、3(C)に示すように、半開状態及び全閉状態では、回転しているカウンターウェイト22がオイルに浸されている。このため、全開状態と比べて、カウンターウェイト22によるオイルの攪拌抵抗をも利用してエンジンブレーキ力を高めることができる。
More specifically, for example, the
付け加えると、本実施形態では、内燃機関10は、車両にその動力源として搭載されており、したがって、車輪と連結可能となっている。このため、エンジンブレーキ力の細やかな調整が可能となることで、車両のブレーキ力を細やかに調整できるようになる。
In addition, in the present embodiment, the
1−4.実施の形態1に対する変形例
1−4−1.通路断面積の他の切り替え例
上述した実施の形態1においては、可変装置40は、連通部32bの通路断面積が3段階に切り替え可能に構成されている。しかしながら、本発明に係る「通路断面積可変装置」は、上記の例に代え、通路断面積を4段階以上の段数で切り替え可能に構成されてもよい。具体的には、図3(A)〜図3(C)に示す例と比べて油面高さHcの調整のためのオイルタンク42の制御位置をより細かく設定することにより、油面高さHcを4段階以上の段数で変更できる。その結果、通路断面積を4段階以上の段数で切り替え可能となる。これにより、エンジンブレーキ力をより細やかに調整可能となる。
1-4. Modification of Embodiment 1 1-4-1. Another example of switching the passage cross-sectional area In the above-described first embodiment, the
また、通路断面積を少なくとも3段階に切り替える場合、その結果として選択可能な連通部の制御状態は、必ずしも全開状態(図3(A)参照)及び全閉状態(図3(B)参照)のうちの少なくとも一方を含まなくてもよい。すなわち、連通部の制御状態は、上述の例に代え、全開状態及び全閉状態以外の複数の中間的な制御状態のみで構成されてもよいし、又は、当該複数の中間的な制御状態と全開状態及び全閉状態のうちの一方とによって構成されてもよい。 Further, when the passage cross-sectional area is switched to at least three stages, as a result, the controllable states of the communicating portion are not limited to the fully open state (see FIG. 3A) and the fully closed state (see FIG. 3B). At least one of them may not be included. That is, the control state of the communication unit may be configured only by a plurality of intermediate control states other than the fully open state and the fully closed state, instead of the above example, or with the plurality of intermediate control states. It may be configured by one of a fully open state and a fully closed state.
1−4−2.通路断面積可変装置の他の例
(第1変形例)
図4は、本発明の実施の形態1に対する第1変形例に係る通路断面積可変装置70の構成を説明するための模式図である。図4に示す可変装置70は、鉛直方向においてオイルタンク42を上下移動させるために、シーソー式のタンク位置調整機構72を備えている。具体的には、タンク位置調整機構72は、支持台74とレバー76と電動機78とを含む。
1-4-2. Another example of variable passage cross-sectional area device (first modification)
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the configuration of a passage sectional
レバー76は長手状に形成され、支持台74に設けられた支点74aを中心として回転する。レバー76の一端76aは、オイルタンク42に回転自在に取り付けられている。支点74aを介して一端76aの反対側に位置するレバー76の部位は、ネジ部76bとレール部76cとを含む。レバー76は、支点74aから一端76aまでの長さが支点74aから他端76dまでの長さよりも大きくなるように形成されている。
The
ネジ部76bとレール部76cとは、互いに平行に、かつレバー76の長手方向に延びるように形成されている。電動機78は、ネジ部76bと噛み合わされたネジ部(図示省略)を有している。そして、電動機78は、その作動時に、レール部76cに案内されつつネジ部76bに沿って往復移動するように構成されている。
The
以上のように構成されたタンク位置調整機構72によれば、支点74aに近づくように電動機78を作動させると、重りとして機能する電動機78がレバー76を押し下げる力よりもオイルタンク42がレバー76を押し下げる力の方が大きくなり、オイルタンク42が下方向に移動する。逆に、支点74aから遠ざけるように電動機78を作動させると、電動機78がレバー76を押し下げる力が、オイルタンク42がレバー76を押し下げる力よりも大きくなり、オイルタンク42が上方向に移動する。このように、タンク位置調整機構72によれば、レバー76上の電動機78の位置を制御することにより、鉛直方向におけるオイルタンク42の上下位置を調整することができる。
According to the tank
(第2変形例)
図5は、本発明の実施の形態1に対する第2変形例に係る通路断面積可変装置80の構成を説明するための模式図である。図5に示す可変装置80は、鉛直方向においてオイルタンク42を上下移動させるために、ロープ式のタンク位置調整機構82を備えている。具体的には、タンク位置調整機構82は、一端がオイルタンク42の上部に固定されたロープ84を巻き上げる電動式の巻上機86と、巻上機86の駆動力の軽減のための機構(ロープ88、釣り合い重り90及び滑車92)とを含む。滑車92に巻き掛けられたロープ88は、その一端がオイルタンク42の上部に固定され、他端は釣り合い重り90の上部に固定されている。
(Second modified example)
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the configuration of a passage sectional
以上のように構成されたタンク位置調整機構82によれば、ロープ84を巻き上げる方向に巻上機86を回転させると、オイルタンク42が上方向に移動する。また、巻上機86を逆回転させると、オイルタンク42が下方向に移動する。このように、タンク位置調整機構82によれば、巻上機86の回転位置を制御することにより、鉛直方向におけるオイルタンク42の上下位置を調整することができる。なお、電動機によって滑車92を駆動する構成を採用して、ロープ84及び巻上機86が省略されてもよい。
According to the tank
(第3変形例)
図6は、本発明の実施の形態1に対する第3変形例に係る通路断面積可変装置100の構成を説明するための模式図である。図6に示す可変装置100は、オイルタンク102、オイル供給流路104、オイルポンプ106、オイルリターン流路108及びバルブ110を含む。
(Third modification)
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the configuration of a passage sectional
オイルタンク102は、オイルタンク42と同様のオイル容量を有している。オイル供給流路104は、オイルタンク102と連通部32b(例えば、その下部)とを接続している。オイルポンプ106は、例えば電動式であり、オイル供給流路104に配置され、オイルタンク102から連通部32bに向けてオイルを圧送する。オイルリターン流路108は、その一端が連通部32b(例えば、その下部)に接続され、鉛直方向において上記一端よりも低い位置において他端がオイルタンク42に接続されている。バルブ110は、例えば電磁弁であり、オイルリターン流路108に配置され、連通部32b内のオイルをオイルタンク102内に回収する際に開くように構成されている。
The
以上のように構成された可変装置100では、上述のオイルタンク42を上下に移動させる例とは異なり、オイルタンク102の位置は、図示省略する支持部材を介して内燃機関10に固定されている。そして、オイルタンク102内のオイルを連通部32bに供給する場合には、バルブ110を閉じた状態でオイルポンプ106が駆動される。これにより、オイルが連通部32bに向けて圧送される。また、連通部32b内のオイルをオイルタンク102内に回収する場合には、オイルポンプ106を停止した状態でバルブ110が開かれる。これにより、オイルの自重を利用して、オイルがオイルタンク102内に回収される。したがって、可変装置100によれば、オイルポンプ106の吐出量及び作動時間、並びにバルブ110の開弁時間を制御することにより、クランク室32内の油面高さHc(連通部32bの通路断面積)を調整することができる。また、油面高さHcをより正確に調整するために、オイルタンク102又はクランクケース28に対してオイルレベルを検出するセンサが取り付けられてもよい。
In the
(第4変形例)
図7は、本発明の実施の形態1に対する第4変形例に係る通路断面積可変装置120の構成を説明するための模式図である。図7に示す可変装置120は、オイルタンク122、オイル流路124、ピストン126及びピストン駆動機構128を含む。オイルタンク122とピストン126とピストン駆動機構128とは、図示省略する支持部材を介して内燃機関10に搭載されてもよいし、車体に搭載されてもよい。
(Fourth modification)
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the configuration of a passage sectional
オイルタンク122は、オイルタンク42と同様のオイル容量を有しており、一例として長手状に形成され、その長手方向が鉛直方向に平行になるように配置されている。オイル流路124は、オイルタンク122と連通部32b(例えば、その下部)とを接続している。ピストン126は、オイルタンク122内に往復移動自在に配置されており、ピストン126の側面とこれに対向するオイルタンク122の内面との間は、シール部材130によってシールされている。
The
ピストン駆動機構128は、ピストン126の上下位置の調整のために、一例として、タンク位置調整機構46(図2参照)と同様のネジ機構を利用しており、シャフト48と電動機50とを含む。また、可変装置120は、オイルタンク122と連通部32bとの間のオイルの移動を円滑に行えるようにするために、ガス流路132を備えている。ガス流路132は、オイルタンク122の上部とシリンダヘッドカバー56とを連通している。
The
以上説明した可変装置120では、オイル流路124を介してオイルタンク122から連通部32bにオイルを供給する場合には、ピストン駆動機構128がピストン126を図7の上方向(本発明に係る「第1方向」の一例に相当)に変位させる。その結果、オイルタンク122内のオイルがピストン126の上昇に伴って連通部32b内に押し出される。また、オイル流路124を介して連通部32b内のオイルをオイルタンク122内に回収する場合には、ピストン駆動機構128がピストン126を図7の下方向(本発明に係る「第2方向」の一例に相当)に変位させる。その結果、連通部32b内のオイルがピストン126の下降に伴ってオイルタンク122内に吸い戻される。このように、可変装置120によれば、オイルタンク122内のピストン126の制御位置(鉛直方向の位置)を制御することによってオイルタンク122内のオイル室の容積を可変とすることにより、クランク室32内の油面高さHc(連通部32bの通路断面積)を調整できる。
In the
(第5変形例)
図8は、本発明の実施の形態1に対する第5変形例に係る通路断面積可変装置140の構成を説明するための模式図である。以下、図7に示す可変装置120に対する図8に示す可変装置140の相違点について説明する。
(Fifth Modification)
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the configuration of a passage cross-sectional
可変装置140は、オイルタンク122と同様のオイル容量を有するオイルタンク142を含む。オイルタンク142は、一例として長手状に形成され、その長手方向が鉛直方向と垂直な方向(水平方向)と平行になるように配置されている。オイルタンク142の内部には、ピストン駆動機構128によって駆動されるピストン126が配置されている。したがって、ピストン126は、オイルタンク142内において水平方向に往復移動する。水平方向におけるオイルタンク142の一方の端部には、オイルタンク142と連通部32bとを接続するオイル流路144の一端が接続されている。この端部は、オイルタンク142内のオイル室の容積が最少となる際にピストン126が近づく方の端部である。そして、この端部には、オイル流路144の接続位置よりも鉛直方向上側の位置においてガス流路146の一端が接続されている。
The
以上説明した可変装置140では、オイル流路144を介してオイルタンク142から連通部32bにオイルを供給する場合には、ピストン駆動機構128がピストン126を図8の左方向(本発明に係る「第1方向」の一例に相当)に変位させる。また、オイル流路144を介して連通部32b内のオイルをオイルタンク142内に回収する場合には、ピストン駆動機構128がピストン126を図8の右方向(本発明に係る「第2方向」の一例に相当)に変位させる。したがって、可変装置140によっても、オイルタンク142内のピストン126の位置(水平方向の位置)を制御することにより、クランク室32内の油面高さHc(連通部32bの通路断面積)を調整することができる。
In the
(第6変形例)
図9は、本発明の実施の形態1に対する第6変形例に係る通路断面積可変装置150の構成を説明するための模式図である。図9に示す可変装置150は、オイルタンク152、オイル流路154、容積調整体156及び容積調整体駆動機構158を含む。オイルタンク152と容積調整体156と容積調整体駆動機構158とは、図示省略する支持部材を介して内燃機関10に搭載されてもよいし、車体に搭載されてもよい。
(Sixth Modification)
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the configuration of a passage sectional
オイルタンク152は、オイルタンク42と同様のオイル容量を有しており、上記支持部材に固定されている。オイル流路154は、オイルタンク152(例えば、その底部)と連通部32b(例えば、その底部)とを接続している。容積調整体156は、オイルタンク152内に配置されている。
The oil tank 152 has the same oil capacity as the
容積調整体駆動機構158は、容積調整体156をオイルに出し入れするために、ロープ158aと電動機158bと滑車158cと釣り合い重り158dとを含む。滑車158cに巻き掛けられたロープ158aは、その一端が容積調整体156の上部に固定され、他端は釣り合い重り158dの上部に固定されている。滑車158cは電動機158bによって回転駆動される。電動機158bによって滑車158cを回転させると、オイルタンク152内において容積調整体156が昇降する。このため、容積調整体駆動機構158を用いて、容積調整体156をオイルに出し入れできる。また、可変装置150は、図7に示すガス流路132と同様のガス流路159を備えている。
The volume
以上のように構成された可変装置150によれば、容積調整体156がオイルに入ると、オイルタンク152内の油面高さHtが上昇する。それに伴い、オイルタンク152の底部の油圧が、連通部32bの底部の油圧と比べて高くなるので、この油圧差を解消するようにオイルタンク152内のオイルが連通部32b内に流入する。その結果、クランク室32内の油面高さHcが高くなる。容積調整体156がオイルから取り出されると、上記とは逆に、オイルタンク152の底部の油圧が下がるので、連通部32b内のオイルがオイルタンク152内に流入する。
According to the
以上説明した可変装置150によれば、容積調整体駆動機構158を用いてオイル中の容積調整体156の容積を増やすことによってオイル流路154を介してオイルタンク152から連通部32bに供給されるオイルの量を増やすことができる。また、容積調整体駆動機構158を用いてオイル中の容積調整体156の容積を減らすことによってオイル流路154を介して連通部32b内からオイルタンク152内に回収されるオイルの量を増やすことができる。したがって、オイル中の容積調整体156の容積を制御することにより、クランク室32内の油面高さHc(連通部32bの通路断面積)を調整することができる。付け加えると、容積調整体156の大きさを適切に選定することで、所望の調整幅で油面高さHcを調整できるようになる。
According to the
(第7変形例)
図10は、本発明の実施の形態1に対する第7変形例に係る通路断面積可変装置222の構成を説明するための模式図である。図10に示す内燃機関220は、通路断面積可変装置40に代えて通路断面積可変装置222を備える点において、図1に示す内燃機関10と相違している。実施の形態1では説明が省略されたが、クランク室32の下方には、クランク室32(連通部32b)と連通するオイルパン室224が存在している。オイルは、より詳細には、このオイルパン室224内に貯留されている。
(Seventh modification)
FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the configuration of a passage sectional
可変装置222は、オイルパン室224の容積を変更可能に構成されている。具体的には、可変装置222は、オイルパン室224内に直接出し入れされる容積調整体(例えば、容積調整棒)226と、容積調整体226を駆動する容積調整体駆動機構228とを含む。容積調整体駆動機構228は、容積調整体226の水平方向位置の調整のために、一例として、タンク位置調整機構46(図2参照)と同様のネジ機構を利用しており、シャフト48と電動機50とを含む。電動機50は、支持部材230を介して内燃機関220に固定されている。容積調整体226の側面とこれに対向するオイルパン30の壁面との間は、シール部材232によってシールされている。
The
図10は、通気孔38の上端よりも油面高さHcが高くなることで連通部32bの通路断面積が最小(ゼロ)となる全閉状態を示している。オイルパン室224内への容積調整体226の挿入量は、この全閉状態において最も大きくなる。可変装置222は、この全閉状態に対して容積調整体226の挿入量を減らすことにより、オイルパン室224の容積(オイルを貯留可能な空間の体積)を変更する。そして、挿入量が最も減らされたときに、油面高さHcが最小となり、通路断面積が最小となる(図10に示す全開状態)。以上説明したように、可変装置222によれば、オイルパン室224の容積を変更して油面高さHcを変更することによって、連通部32bの通路断面積を切り替えることができる。
FIG. 10 shows a fully closed state in which the passage cross-sectional area of the
(第8変形例)
図11は、本発明の実施の形態1に対する第8変形例に係る通路断面積可変装置240の構成を説明するための模式図である。連通部32bの通路断面積を切り替えるためにオイルパン室224の容積を変更してクランク室32内の油面高さHcを変更する「通路断面積可変装置」は、図10に示す可変装置222に代え、例えば、図11に示す可変装置240のように構成されてもよい。
(8th modification)
FIG. 11 is a schematic diagram for explaining the configuration of the passage cross-sectional
具体的には、図11に示す可変装置240は、エアバッグ242とエアポンプ244とエアリリーフ機構246とを含む。エアバッグ242は、オイルパン室224内に配置されている。エアポンプ244は、エア供給流路248を介してエアバッグ242内に空気(例えば、外気)を圧送可能に構成されている。エアリリーフ機構246は、リリーフバルブ250を開くことにより、エア排出流路252を介してエアバッグ242内の空気を外部に排出可能に構成されている。
Specifically, the
可変装置240によれば、エアポンプ244によってエアバッグ242に空気を供給してエアバッグ242を膨らませることにより、オイルパン室224の容積を減少させて油面高さHcを下げることができる。一方、エアリリーフ機構246を作動させてエアバッグ242から空気を排出してエアバッグ242を萎ませることにより、オイルパン室224の容積を増加させて油面高さHcを上げることができる。このように、可変装置240によっても、オイルパン室224の容積を変更して油面高さHcを変更することによって、連通部32bの通路断面積を切り替えることができる。
According to the
2.実施の形態2
次に、図12〜図15を参照して、本発明の実施の形態2及びこれに関連する制御例について説明する。
2. Embodiment 2
Next, with reference to FIGS. 12 to 15, a second embodiment of the present invention and a control example related thereto will be described.
2−1.車両システムの構成例
図12は、本発明の実施の形態2に係る車両システム160の構成例を説明するための模式図である。図12に示す車両システム160は、車両の動力源として、実施の形態1に係る内燃機関10とともに第1モータジェネレータ162(以下、「MG1」と略する)及び第2モータジェネレータ164(以下、「MG2」と略する)を備えている。すなわち、車両システム160は、一例としてハイブリッド車両に適用されている。
2-1. Configuration Example of Vehicle System FIG. 12 is a schematic diagram for explaining a configuration example of the
内燃機関10は、通路断面積可変装置40に加え、次のような構成を備えている。すなわち、内燃機関10は、一例として、火花点火式エンジンである。しかしながら、本発明の対象となる内燃機関は、圧縮着火式エンジンであってもよく、また、その気筒数及び気筒配置は特に限定されない。内燃機関10は、燃料噴射弁166と点火装置168(点火プラグのみ図示)とを備えている。燃料噴射弁166は、各気筒12に配置され、例えば気筒12内に直接燃料を噴射する。点火装置168は、各気筒12に配置された点火プラグを用いて、気筒12内の混合気に点火する。
The
内燃機関10の吸気通路170の入口付近には、吸気通路170に取り入れられた空気の流量に応じた信号を出力するエアフローセンサ172が設けられている。エアフローセンサ172よりも下流側の吸気通路170には、電子制御式のスロットルバルブ174が配置されている。また、内燃機関10は、クランク角センサ176を備えている。クランク角センサ176は、クランク角に応じた信号を出力する。
An
MG1及びMG2は、共に発電可能な電動機である。すなわち、MG1及びMG2は、供給された電力によりトルクを出力するモータとしての機能と、入力された機械的動力を電力に変換するジェネレータとしての機能とを兼ね備える交流同期型のモータジェネレータである。図12に示す車両システム160では、MG1は主にジェネレータとして用いられ、MG2は主にモータとして用いられる。
Both MG1 and MG2 are electric motors capable of generating electricity. That is, MG1 and MG2 are AC synchronous motor generators that have both a function as a motor that outputs torque with supplied electric power and a function as a generator that converts input mechanical power into electric power. In
内燃機関10、MG1及びMG2は、動力分割機構178及び減速機構180を介して車輪182と連結されている。動力分割機構178は、例えばプラネタリギヤユニットであり、内燃機関10から出力されるトルクをMG1と車輪182とに分割する。より詳細には、動力分割機構178において、サンギヤはMG1の回転軸に連結され、キャリアは内燃機関10のクランクシャフト20に連結され、リングギヤはMG2の回転軸に連結されている。内燃機関10から出力されるトルク又はMG2から出力されるトルクは、減速機構180を介して車輪182に伝達される。MG1は、動力分割機構178を介して内燃機関10から供給されたトルクにより電力を回生発電する。
MG1及びMG2は、パワーコントロールユニット(PCU)184を介してバッテリ186と電力の授受を行う。PCU184は、インバータを含み、バッテリ186に蓄えられた電力を直流から交流に変換してMG2に供給するとともに、MG1によって発電される電力を交流から直流に変換してバッテリ186に蓄える。このため、バッテリ186は、MG1で生じた電力によって充電され、MG2で消費される電力により放電される。また、バッテリ186には、その充電率(SOC:State Of Charge)を検出するためのSOCセンサ188が取り付けられている。
The MG1 and MG2 exchange power with the
上記のように構成された車両システム160では、内燃機関10への燃料供給を停止した状態で行われるハイブリッド車両の減速時に、MG2を利用して回生ブレーキを行うことができる。より詳細には、減速中にMG2に発電負荷(回生負荷)が加わるようにPCU184を制御することにより、MG2を車輪182によって回転駆動させることができる。これにより、減速時に車両運動エネルギを回収して電力に変換できる。すなわち、MG2及びPCU184は、本発明に係る「回生ブレーキ装置」の一例に相当する。バッテリ186は、この回生ブレーキ装置が得た上記電力をも蓄える。なお、車両システム160によれば、内燃機関10への燃料供給を停止した状態で行われる減速時には、MG1の通電を制御することにより、内燃機関10の回転が停止された状態にはならずに、車輪(駆動輪)182の回転によって内燃機関10が従動的に回転させられた状態(モータリング状態)を得ることができる。以下に説明する車両の減速(制動)時は、内燃機関10がモータリング状態になることを前提としている。
In
本実施形態の車両システム160は、内燃機関10、MG1及びMG2を備えるパワートレーンを制御するための制御装置190を備えている。制御装置190は、プロセッサ190aとメモリ190bとを有する電子制御ユニット(ECU)である。より詳細には、本実施形態では、制御装置190は、図1に示す制御装置60の機能をも包括的に備えているものとする。ただし、制御装置190を構成するECUの数は特に限定されず、例えば、内燃機関10を制御するECUと、MG1及びMG2を制御するECUとが個別に備えられてもよい。
The
制御装置190には、上述したエアフローセンサ172、クランク角センサ176及びSOCセンサ188に加え、アクセルポジションセンサ192及びブレーキポジションセンサ194等、パワートレーンの制御に用いられる各種センサが電気的に接続されている。アクセルポジションセンサ192及びブレーキポジションセンサ194は、それぞれ、ハイブリッド車両のアクセルペダル及びブレーキペダルの踏み込み量に応じた信号を出力する。制御装置190は、クランク角センサ176からの信号を用いてエンジン回転速度NEを算出できる。
In addition to the
また、制御装置190には、上述した通路断面積可変装置40、燃料噴射弁166、点火装置168、スロットルバルブ174、MG1及びMG2等、パワートレーンを制御するための各種アクチュエータが電気的に接続されている。
Further, the
さらに、車両システム160は、油圧式ブレーキ装置(図示省略)を備えている。この油圧式ブレーキ装置は、ブレーキアクチュエータ196を含む。ブレーキアクチュエータ196は、油圧式ブレーキ装置の油圧回路に備えられた各種電磁バルブを制御することで、各車輪182に付与されるブレーキ油圧を調整することができる。このため、制御装置190は、ブレーキアクチュエータ196によってブレーキ油圧を調整することで、油圧式ブレーキ装置が各車輪182に付与する制動トルクを制御し、その結果として、車両の制動力(ブレーキ力)を制御することができる。
Further, the
2−2.車両制動時の制御
2−2−1.燃料カット処理
本実施形態の車両システム160では、制御装置190は、車両の制動が行われる場合(本実施形態では、アクセルペダルがオフとされた)場合には、各気筒のための燃料噴射を停止するように燃料噴射弁166を制御する「燃料カット処理」を実行する。より詳細には、燃料カット処理は、所定の実行条件(エンジン回転速度NEが所定値以上であること)が満たされることを条件として実行される。燃料カット処理が実行された後の車両の減速中には、車輪(駆動輪)182の回転によって内燃機関10が従動的に回転させられることによりモータリング状態になる。このため、内燃機関10はエンジン制動トルク(エンジンブレーキ力)を発生させる。
2-2. Control during vehicle braking 2-2-1. Fuel Cut Processing In the
2−2−2.回生ブレーキの利用と課題
車両システム160は、上述の回生ブレーキ装置としての機能を有するMG2及びPCU184を備えている。このため、上述の油圧式ブレーキ装置を利用した油圧ブレーキとともに、車両の制動のために回生ブレーキを利用することができる(本発明に係る「回生ブレーキ処理」の一例に相当)。回生ブレーキにより得られた電力を利用してバッテリ186を充電することにより、MG2で消費される電力の発電のために使用される内燃機関10の動力を減らすことができる。このため、内燃機関10の燃費向上を図れる。
2-2-2. Utilization and Issues of Regenerative Brake The
回生ブレーキの利用時に車輪182に作用する制動トルクは、燃料カット運転(モータリング)中に内燃機関10が発生させるエンジン制動トルクと、MG2を利用した回生による回生制動トルクとの和となる。しかしながら、回生制動トルクは、車両走行中に常に使用可能な訳ではない。具体的には、回生ブレーキにより生じた電力を蓄えるバッテリ186が満充電状態であると、回生ブレーキによる充電が行えなくなる。これにより、回生ブレーキを利用できなくなるので、回生制動トルクが得られなくなる。その結果、非満充電状態と比べ、車両の減速度が低下し、車両のドライバーに違和感を与えるおそれがある。また、回生ブレーキを利用できない満充電状態において、非満充電状態と同等の制動トルクを確保するためには、油圧式ブレーキのサイズアップが必要になる可能性もある。なお、ここでいうバッテリ186の「満充電状態」とは、バッテリ186のSOCがその上限値(より詳細には、所定の使用範囲内のSOCの上限値)に到達している状態をいう。
The braking torque that acts on the
2−2−3.実施の形態2に係る制御の概要
本実施形態では、制御装置190は、アクセルペダルがオフとされたときにバッテリ186が非満充電状態である場合には、上述の燃料カット処理と回生ブレーキ処理とを実行する。一方、制御装置190は、アクセルペダルがオフとされたときにバッテリ186が「満充電状態」である場合には、上述の課題に鑑み、上述の燃料カット処理とともに、以下に説明する「通路断面積減少処理」を実行する。
2-2-3. Outline of Control According to Second Embodiment In the present embodiment, the
既述したように、クランク室32内の油面高さHcを大きくして連通部32bの通路断面積を減少させると、ポンピングロスの増加によってエンジン制動トルク(エンジンブレーキ力)を高めることができる。通路断面積減少処理では、非満充電状態の下でアクセルペダルがオフとされた場合と比べて、通路断面積が小さくなるように可変装置40が制御される。これにより、満充電状態において使用できなくなる回生制動トルクの代わりに、通路断面積の減少によって増えるエンジン制動トルクを利用することができる。
As described above, when the oil level height Hc in the
2−2−4.制御装置の処理
図13は、本発明の実施の形態2に係る車両制動時の制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。制御装置190は、本ルーチンの処理を繰り返し実行する。
2-2-4. Processing of Control Device FIG. 13 is a flowchart showing a routine of processing relating to control during vehicle braking according to the second embodiment of the present invention. The
図13に示すルーチンでは、まず、制御装置190は、アクセルポジションセンサ192を用いて、アクセルペダルがオフとされたか否かを判定する(ステップS100)。その結果、ステップS100の判定結果が否定的となる場合(すなわち、車両制動時ではない場合)には、処理はステップS102に進む。ステップS102では、制御装置190は、図3(A)に示す全開状態(最大通路断面積)が得られるように可変装置40を制御する。その後、今回の処理サイクルが終了される。
In the routine shown in FIG. 13, first, the
一方、ステップS100の判定結果が肯定的である場合には、制御装置190は、上述の燃料カット処理を実行する(ステップS104)。より詳細には、燃料カット処理は、アクセルペダルがオフとされたときにエンジン回転速度NEが所定値以上であることを条件として実行される。
On the other hand, when the determination result of step S100 is affirmative, the
次に、制御装置190は、要求ブレーキ力を算出する(ステップS106)。ここでいう要求ブレーキ力は、ドライバーによって車両に要求されるブレーキ力のことである。要求ブレーキ力は、ブレーキポジションセンサ194により検出されるブレーキペダルの踏み込み量が大きいほど大きくなるように算出される。この算出に用いられるブレーキペダルの踏み込み量はゼロを含む。したがって、本ルーチンの制御の対象となる車両制動時は、アクセルペダルがオフとされ、かつ、ブレーキペダルは踏まれていない場合も含む。なお、要求ブレーキ力は、ブレーキペダルの踏み込み量に加え、その踏み込み速度に基づいて決定されてもよい。
Next, the
次に、制御装置190は、回生ブレーキ力がステップS106において算出した要求ブレーキ力以上であるか否かを判定する(ステップS108)。この判定に用いられる回生ブレーキ力とは、回生ブレーキにより発生可能なブレーキ力(事前に求められている値)である。
Next, the
ステップS108の判定結果が否定的である場合(回生ブレーキ力<要求ブレーキ力)、つまり、回生ブレーキ力のみでは要求ブレーキ力を満たせないと判断できる場合には、処理はステップS110に進む。ステップS110では、制御装置190は、要求ブレーキ力を満たすために、回生ブレーキとともに油圧ブレーキを使用する協調ブレーキ制御を実行する。このような協調ブレーキ制御の内容は公知であるため、ここではその詳細な説明を省略する。なお、このように処理がステップS110に進む場合には、連通部32bは図3(A)に示す全開状態にある。
If the determination result of step S108 is negative (regenerative braking force <required braking force), that is, if it can be determined that the required braking force cannot be satisfied only by the regenerative braking force, the process proceeds to step S110. In step S110, the
一方、ステップS108の判定結果が肯定的である場合(回生ブレーキ力≧要求ブレーキ力)には、処理はステップS112に進む。ステップS112では、制御装置190は、バッテリ186が満充電状態にあるか否かを判定する。より詳細には、バッテリ186のSOCが上述の上限値(例えば、90%)以上であるか否かを判定する。
On the other hand, if the determination result of step S108 is affirmative (regenerative braking force ≧ requested braking force), the process proceeds to step S112. In step S112,
ステップS112の判定結果が否定的である場合(すなわち、バッテリ186が非満充電状態にある場合)には、処理はステップS114に進む。ステップS114では、制御装置190は、要求ブレーキ力を満たすように回生ブレーキを実行する。
When the determination result of step S112 is negative (that is, when the
一方、ステップS112の判定結果が肯定的である場合(すなわち、バッテリ186が満充電状態にある場合)には、処理はステップS116に進む。ステップS116では、制御装置190は、図3(C)に示す半開状態が得られるように可変装置40を制御する。その後、処理はステップS118に進む。
On the other hand, when the determination result of step S112 is affirmative (that is, when the
ステップS118では、制御装置190は、ステップS106において算出した要求ブレーキ力がブレーキ力以上であるか否かを判定する。このブレーキ力は、例えば、次のような手法を用いて算出(推定)できる。すなわち、メモリ190bには、後述の図17に示すような関係(車両のブレーキ力と連通部32bの通路断面積とエンジン回転速度NEとの関係)を事前に定めたマップが予め記憶されている。制御装置190は、このようなマップから、通路断面積とエンジン回転速度NEに応じた推定ブレーキ力を算出する。
In step S118, the
ステップS118の判定結果が否定的である場合(要求ブレーキ力<ブレーキ力)、つまり、連通部32bを半開状態としたことによって要求ブレーキ力を満たせると判断できる場合には、今回の処理サイクルが終了される。
If the determination result of step S118 is negative (request braking force <brake force), that is, if it can be determined that the required braking force can be satisfied by setting the
一方、ステップS118の判定結果が肯定的である場合(要求ブレーキ力≧ブレーキ力)、つまり、連通部32bを半開状態とするだけでは要求ブレーキ力を満たすうえで不十分であると判断できる場合には、処理はステップS120に進む。ステップS120では、制御装置190は、図3(B)に示す全閉状態が得られるように可変装置40を制御する。その後、処理はステップS122に進む。
On the other hand, if the determination result of step S118 is affirmative (required braking force ≧ braking force), that is, if it is determined that merely setting the
ステップS122では、制御装置190は、ステップS118の処理と同様に、要求ブレーキ力がブレーキ力以上であるか否かを判定する。その結果、ステップS122の判定結果が否定的である場合、つまり、連通部32bを全閉状態としたことによって要求ブレーキ力を満たせると判断できる場合には、今回の処理サイクルが終了される。
In step S122, the
一方、ステップS122の判定結果が肯定的である場合(要求ブレーキ力≧ブレーキ力)、つまり、連通部32bを全閉状態としても要求ブレーキ力を満たすうえで不十分であると判断できる場合には、処理はステップS124に進む。ステップS124では、制御装置190は、油圧ブレーキ制御を実行する。この油圧ブレーキ制御によれば、上述の油圧ブレーキ装置が車輪182に付与する制動トルクが増加するように、制御装置190がブレーキアクチュエータ(図示省略)を制御する。
On the other hand, when the determination result of step S122 is affirmative (required braking force ≧ braking force), that is, when it can be determined that the required braking force is insufficient even when the
なお、車両の制動が終了した後には、連通部32bが全開状態となるように可変装置40が制御される。
It should be noted that, after the braking of the vehicle is completed, the
2−3.効果
上述した図13に示すルーチンの処理によれば、バッテリ186が満充電状態であるときに車両の制動が行われる場合(アクセルペダルオフ)には、非満充電状態の下で車両の制動が行われる場合(アクセルペダルオフ)と比べて、連通部32bの通路断面積が減らされる。その結果、回生ブレーキを利用できない満充電状態において、クランク室32内の油面高さHcの上昇による通路断面積の減少を利用して、エンジン制動トルク(エンジンブレーキ力)を増やすことができる。これにより、回生ブレーキを利用できないことに起因する車両の総制動トルクの低下をエンジン制動トルクの増加によって抑制できる(補える)ようになる。
2-3. Effect According to the process of the routine shown in FIG. 13 described above, when the vehicle is braked when the
より詳細には、上記ルーチンの処理によれば、バッテリ186が満充電状態にある場合には、まず、連通部32bが半開状態となるように通路断面積が減らされる。そして、半開状態の下では要求ブレーキ力に対してブレーキ力が不足する場合には、さらに通路断面積を減少させることにより、連通部32bが全閉状態に制御される。つまり、本実施形態の通路断面積減少処理によれば、要求ブレーキ力が大きいほど、通路断面積が減らされることになる。このように車両の要求ブレーキ力に応じて通路断面積を変更することにより、満充電状態において、要求ブレーキ力に応じた適切な量でエンジン制動トルクを高めることができる。
More specifically, according to the processing of the above routine, when the
2−4.実施の形態2に関連する他の制御例
2−4−1.油圧ブレーキとの協調制御
図14は、通路断面積の変更を利用するエンジンブレーキと油圧ブレーキとの協調制御を説明するための図である。上述した実施の形態2においては、車両制動時にバッテリ186が満充電状態にある場合には、通路断面積が減少するように可変装置40が制御される。クランク室32内の油面高さHcを変更して通路断面積を変更するためには、ある時間を要する。そこで、次のような協調制御が付随的に実行されてもよい。
2-4. Another control example related to the second embodiment 2-4-1. Coordinated Control with Hydraulic Brake FIG. 14 is a diagram for explaining coordinated control with an engine brake and a hydraulic brake that utilizes a change in passage cross-sectional area. In the second embodiment described above,
図14中の時点t0は、制動開始時点に相当する。本協調制御によれば、制動初期、すなわち、制動開始から実ブレーキ力が要求ブレーキ力に到達する時点t1までの期間では、相対的に応答性の優れた油圧ブレーキが使用されるようにブレーキアクチュエータ196が制御される。これにより、制動初期において高応答にブレーキ力を確保できる。 The time point t0 in FIG. 14 corresponds to the braking start time point. According to this cooperative control, the brake actuator is configured so that the hydraulic brake having relatively excellent responsiveness is used in the initial stage of braking, that is, in the period from the start of braking to the time t1 when the actual braking force reaches the required braking force. 196 is controlled. As a result, the braking force can be secured with high response in the initial stage of braking.
可変装置40による通路断面積の減少は、実ブレーキ力が要求ブレーキ力に到達する時点t1において開始される。その後の期間においては、通路断面積の減少によるブレーキ力の増加に応じて、油圧ブレーキによるブレーキ力が減らされていく。より詳細には、通路断面積の減少によるブレーキ力が時間経過とともに増加していく特性は、事前に実験等を行って把握することができる。このため、時点t1の経過後には、例えば、上記特性を考慮して、油圧ブレーキによるブレーキ力が時間経過とともに減らされていく。
The reduction of the passage cross-sectional area by the
時点t2は、油圧ブレーキから通路断面積の減少を利用するエンジンブレーキへの置き換えが完了した時点に相当する。通路断面積を変更する場合には、このような協調制御が実行されてもよい。 Time point t2 corresponds to the time point when the replacement of the hydraulic brake with the engine brake utilizing the decrease in the passage cross-sectional area is completed. When changing the passage cross-sectional area, such cooperative control may be executed.
2−4−2.車両制動時の他の制御例
上述した実施の形態2のエンジンブレーキ制御は、図12に示す車両システム160に代えて、例えば、次のような車両システムに適用可能である。ここでいう車両システムは、図1に示す内燃機関10、回生ブレーキ装置及びバッテリとともに、有段式の自動変速機を備えるものである。このように有段式の自動変速機を備える車両システムが採用される場合には、次の図15に示すルーチンが実行されてもよい。
2-4-2. Another Control Example During Vehicle Braking The engine brake control of the second embodiment described above is applicable to the following vehicle system, for example, instead of the
図15は、本発明に係る車両制動時の他の制御例に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。図15に示すルーチン中のステップS100〜S124の処理については、実施の形態1において既述した通りである。 FIG. 15 is a flowchart showing a processing routine relating to another control example during vehicle braking according to the present invention. The processing of steps S100 to S124 in the routine shown in FIG. 15 is as described in the first embodiment.
図15に示すルーチンでは、ステップS122の判定結果が肯定的である場合、つまり、連通部32bを全閉状態としても要求ブレーキ力を満たすうえで不十分であると判断できる場合には、処理はステップS200に進む。ステップS200では、制御装置190は、エンジン回転速度増加処理を実行する。このエンジン回転速度増加処理は、一例として、有段式の自動変速機の変速段を1つ下げる動作(シフトダウン)を行うことによって実行される。これにより、エンジン回転速度NEが増加するので、エンジンブレーキ力を高めることができる。
In the routine shown in FIG. 15, if the determination result of step S122 is affirmative, that is, if it is possible to determine that the
その後、処理はステップS202に進む。ステップS202では、制御装置190は、ステップS118、S122の処理と同様に、要求ブレーキ力がブレーキ力以上であるか否かを判定する。その結果、ステップS202の判定結果が否定的である場合、つまり、エンジン回転速度NEの増加によって要求ブレーキ力を満たせると判断できる場合には、今回の処理サイクルが終了される。なお、有段式の自動変速機を備える車両システムでは、エンジンブレーキ由来の車輪182の制動トルクは、変速段によっても変化する。このため、この車両システムに適用される本ルーチンでは、ステップS118、S122及び202の処理によるブレーキ力の算出(推定)において、連通部32bの通路断面積及びエンジン回転速度NEとともに変速段が考慮されてもよい。
Then, a process progresses to step S202. In step S202, the
一方、ステップS202の判定結果が肯定的である場合(要求ブレーキ力≧ブレーキ力)、つまり、エンジン回転速度NEの増加後においても要求ブレーキ力を満たせていないと判断できる場合には、処理はステップS204に進む。ステップS204では、制御装置190は、エンジン回転速度NEが閾値よりも高いか否かを判定する。この閾値は、変速段をさらに下げることが可能なエンジン回転速度NEの上限値に相当する。なお、路面の傾斜角度に応じて(例えば、平坦路であるか下り坂であるかに応じて)車両制動中のエンジン回転速度NEの変化の仕方が異なる。このため、エンジンブレーキ力の増大のために下げることが可能な変速段の数は、路面の傾斜角度に応じて異なるものとなる。したがって、この閾値は、車両制動中の路面の傾斜角度に応じて変更されてもよい。
On the other hand, if the determination result of step S202 is affirmative (required braking force ≧ brake force), that is, if it can be determined that the required braking force is not satisfied even after the engine speed NE is increased, the process proceeds to step. It proceeds to S204. In step S204,
ステップ204の判定結果が否定的である場合(エンジン回転速度NE≦閾値)には、処理はステップS202に進み、変速段がさらに1段下げられる。一方、この判定結果が肯定的である場合(エンジン回転速度NE>閾値)、つまり、シフトダウン操作を可能な限り行ったにもかかわらず要求ブレーキ力を満たせていないと判断できる場合には、ステップS124の処理による油圧ブレーキ制御が実行される。
If the determination result in
上述したエンジン回転速度増加処理が追加された図15に示すルーチンの処理によれば、必要に応じてエンジン回転速度NEを高めることによって、通路断面積の減少を利用したエンジンブレーキ力の増大効果をより効果的に引き出せるようになる。 According to the processing of the routine shown in FIG. 15 to which the above-described engine rotation speed increase processing is added, the engine rotation speed NE is increased as necessary, so that the effect of increasing the engine braking force by utilizing the decrease in the passage cross-sectional area is achieved. You will be able to withdraw more effectively.
3.実施の形態3
次に、図16及び図17を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。以下の説明においては、実施の形態3に係る車両システムの一例として、図12に示す車両システム160が用いられているものとする。
3. Embodiment 3
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 16 and 17. In the following description, it is assumed that
3−1.車両制動時の制御
上述した実施の形態2では、車両制動時にバッテリ186が満充電状態にある場合には、連通部32bの半開状態と全閉状態の何れかが選択されるように通路断面積が2段階に切り替えられる。これに対し、本実施形態では、バッテリ186が満充電状態にある場合には、要求ブレーキ力に応じて通路断面積が連続的に(少なくとも3段階以上に)変更される。
3-1. Control During Vehicle Braking In the second embodiment described above, when the
3−1−1.車両制動時の制御に関する制御装置の処理
図16は、本発明の実施の形態3に係る車両制動時の制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。図16に示すルーチン中のステップS100〜S112、S122及びS124の処理については、実施の形態1において既述した通りである。
3-1-1. Process of control device relating to control during vehicle braking FIG. 16 is a flowchart showing a routine of a process relating to control during vehicle braking according to the third embodiment of the present invention. The processes of steps S100 to S112, S122, and S124 in the routine shown in FIG. 16 are as described in the first embodiment.
図16に示すルーチンでは、ステップS112においてバッテリ186が満充電状態にあると判定された後に、処理はステップS300に進む。ステップS300では、制御装置190は、ステップS106において算出した要求ブレーキ力に応じた目標通路断面積を算出する。
In the routine shown in FIG. 16, after it is determined in step S112 that the
図17は、車両のブレーキ力と連通部32bの通路断面積とエンジン回転速度NEとの関係を表したグラフである。図17に示すように、車両のブレーキ力は、同一のエンジン回転速度NEの下では、通路断面積が小さいほど大きくなる。また、このブレーキ力は、同一の通路断面積の下では、エンジン回転速度NEが高いほど大きくなる。既述したように、メモリ190bは、図17に示すような関係をマップとして記憶している。本ステップS300では、制御装置190は、このようなマップから、現在の要求ブレーキ力及びエンジン回転速度NEに応じた目標通路断面積を算出する。その後、処理はステップS302に進む。
FIG. 17 is a graph showing the relationship between the vehicle braking force, the passage cross-sectional area of the
ステップS302では、制御装置190は、ステップS300において算出した目標通路断面積が得られるように可変装置40を制御する。より詳細には、選択可能な個々の目標通路断面積に対応する油面高さHcを実現するために必要なオイルタンク42の制御位置は、事前に実験等により取得されている。そして、制御装置190のメモリ190bには、そのような制御位置が記憶されている。本ステップS302では、制御装置190は、算出した目標通路断面積に対応する油面高さHcを実現する制御位置に向けてオイルタンク42が変位するように、可変装置40(タンク位置調整機構46)を制御する。その後、処理はステップS122に進む。
In step S302, the
3−2.効果
以上説明したように、本実施形態の制御によれば、車両制動時にバッテリ186が満充電状態にある場合には、要求ブレーキ力に応じて通路断面積が連続的に変更される。これにより、バッテリ186が満充電状態であるために回生ブレーキを利用できない状況下において、通路断面積の変更の利用によって要求ブレーキ力に応じたエンジンブレーキ力をより適切に発揮させられるようになる。
3-2. Effect As described above, according to the control of the present embodiment, when the
4.実施の形態4
次に、図18及び図19を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。
4. Embodiment 4
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 18 and 19.
4−1.内燃機関の構成例
図18は、本発明の実施の形態4に係る内燃機関200の構成例を模式的に表した図である。以下、図1に示す内燃機関10との相違点を中心に、内燃機関200の構成について説明する。
4-1. Configuration Example of Internal Combustion Engine FIG. 18 is a diagram schematically showing a configuration example of an
図18に示すように、内燃機関200は、通路断面積可変装置40に代え、通路断面積可変装置の他の例に相当するシャッター装置202を備えている。シャッター装置202は、隔壁34のそれぞれに設けられた通気孔38の開口面積を変更可能に構成されている。本実施形態では、シャッター装置202によって通気孔38の開口面積を変更することによって、連通部32bの通路断面積が3段階に切り替えられる。このように、本実施形態において可変の対象となる連通部32bの通路断面積は、通気孔38の開口面積である。
As shown in FIG. 18, the
図19(A)及び図19(B)は、図18に示すシャッター装置202の具体的な構成の一例を説明するための模式図である。より詳細には、図19(A)は、隣接する2つの気筒12の周りの構成を気筒軸線方向から見た図である。図19(B)は、図18中の部位Bの拡大図である。
19A and 19B are schematic views for explaining an example of a specific configuration of the
図19(A)に示すように、シャッター装置202は、シャッター弁204とリンク機構206と電動機208とを含む。シャッター弁204は、ガイド溝210と係合している。ガイド溝210は、図19(B)に示すように、通気孔38の上部及び下部の周面のそれぞれに、気筒軸線方向と垂直な方向に延びるように形成されている。シャッター装置202は、ガイド溝210によって案内されるシャッター弁204を往復移動させる。その結果、シャッター弁204によって通気孔38の開口面積が変更される。
As shown in FIG. 19A, the
より詳細には、リンク機構206は、シリンダブロック14の側面に取り付けられている。リンク機構206は、一端がシャッター弁204に固定されたロッド212を含む。シリンダブロック14には、上記側面と通気孔38とを連通する連通孔214が形成されており、ロッド212は連通孔214内に収容されている。リンク機構206は、図19(A)において図示が省略された気筒12に配置されたシャッター弁204とも連結されている。したがって、リンク機構206によれば、図示省略されたシャッター弁204についても、図19(A)に表わされたシャッター弁204と連動して動作する。
More specifically, the
リンク機構206は、電動機208を所定の角度範囲内で回転させたときに、ロッド212が変位してシャッター弁204が開閉するように構成されている。図19(A)には、シャッター弁204が通気孔38を全閉状態としている時のリンク機構206の制御位置(全閉位置)が実線で表されている。
The
電動機208によるリンク機構206の制御位置は、上記の全閉位置と、同図中に破線で表された半開位置と全開位置とからなる。半開位置では、シャッター弁204の一部が通気孔38から連通孔214に退出し、その結果、通気孔38が半開状態となる。全開位置では、シャッター弁204の全体が通気孔38から退出し、その結果、通気孔38が全開状態となる。なお、シャッター弁204と連通孔214との間は、通気孔38内からシリンダブロック14の外へのガスの漏出を防ぐために、シール部材216によってシールされている。
The control position of the
以上説明したシャッター装置202によれば、電動機208によって全閉位置、半開位置及び全開位置の間でリンク機構206の制御位置を変更することにより、通気孔38の開口面積を3段階に切り替えることができる。その結果、連通部32bの通路断面積を3段階に切り替えることができる。
According to the
4−2.効果
以上説明したように、シャッター装置202を備える内燃機関200によっても、連通部32bの通路断面積を3段階に切り替えることができる。このため、通気孔の開き状態を2段階に切り替え可能なエンジンブレーキ装置と比べて、エンジンブレーキ力の細やかな調整が可能となる。
4-2. Effect As described above, the
(通路断面積を4段階以上に切り替える例)
また、シャッター装置202を備える内燃機関200において、リンク機構206の制御位置の数を図19(A)に示す例の3つよりも増やしてもよい。これにより、連通部32bの通路断面積を4段階以上に切り替えることが可能となる。その結果、エンジンブレーキ力をより細やかに調整可能となる。
(Example of switching the passage cross-sectional area to four or more levels)
In addition, in the
4−3.実施の形態4の内燃機関を利用する車両システムの制御例
上述した実施の形態2に係る車両システム160は、実施の形態1に係る内燃機関10の代わりに実施の形態4に係る内燃機関200を備えてもよい。そして、このように変更された車両システムを対象として、実施の形態2に係る車両制動時の制御(図13参照)が実行されてもよい。具体的には、図13に示すルーチンと類似するルーチンが、制御装置190によって当該車両システムを対象として実行されてもよい。このことは、実施の形態2に係る「通路断面積減少処理」と同様の「通路断面積減少処理」がシャッター装置202を利用して実行されることに相当する。
4-3. Control Example of Vehicle System Utilizing Internal Combustion Engine of Fourth Embodiment The
また、上述した実施の形態3に係る図16に示すルーチンと類似するルーチンが、上記のように変更された車両システムを対象として制御装置190によって実行されてもよい。これにより、要求車両ブレーキ力が大きいほど、通気孔38の開口面積がより小さくなるようにシャッター装置202を制御することができる。
Further, a routine similar to the routine shown in FIG. 16 according to the third embodiment described above may be executed by
5.他の実施の形態
(車両システムの他の例)
上述した実施の形態2及び3においては、バッテリ186が非満充電状態であるときにアクセルペダルがオフ(踏み込み量ゼロ)とされた場合に、回生ブレーキ処理が行われる車両システム160について説明した。しかしながら、本発明に係る制御を適用可能な車両システムの他の例は、内燃機関のエンジンブレーキを利用可能であり、かつ、バッテリが非満充電状態であるときにアクセルペダルがオフ位置(踏み込み量ゼロ)以外の他の位置まで踏み戻された場合においても回生ブレーキ処理が行われるものであってもよい。そして、このような車両システムにおいて、バッテリが満充電状態であるときにアクセルペダルが上記の他の位置まで踏み戻された場合に、通路断面積減少処理が実行されてもよい。
5. Other Embodiments (Other Examples of Vehicle System)
In the above-described Embodiments 2 and 3, the
また、本発明に係る制御を適用可能な車両システムは、内燃機関のエンジンブレーキを利用可能であり、かつ、減速時に車両運動エネルギを回収して電力に変換する回生ブレーキ装置と当該電力を蓄えるバッテリとを備えている限り、図12に示す方式以外の他の方式のハイブリッド車両システムであってもよい。また、車両システムの他の例の1つは、ハイブリッド車両システムに代え、車両の動力源として内燃機関のみを備え、この内燃機関に搭載されたオルタネータを利用して回生ブレーキを作動可能な車両システムであってもよい。 Further, the vehicle system to which the control according to the present invention can be applied can use the engine brake of the internal combustion engine, and the regenerative braking device that recovers the vehicle kinetic energy during deceleration and converts it into electric power and the battery that stores the electric power. A hybrid vehicle system of a system other than the system shown in FIG. Further, another example of the vehicle system is a vehicle system that includes only an internal combustion engine as a power source of the vehicle instead of the hybrid vehicle system and is capable of operating a regenerative brake by using an alternator mounted on the internal combustion engine. May be
以上説明した各実施の形態に記載の例及び他の各変形例は、明示した組み合わせ以外にも可能な範囲内で適宜組み合わせてもよいし、また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形してもよい。 The examples and other modifications described in the above embodiments may be appropriately combined within a possible range other than the explicit combination, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention. You may.
10、200、220 内燃機関
12 気筒
14 シリンダブロック
18 コンロッド
20 クランクシャフト
22 カウンターウェイト
28 クランクケース
30 オイルパン
32 クランク室
32b クランク室内の連通部
34 隔壁
38 通気孔
40、70、80、100、120、140、150、222、240 通路断面積可変装置
42、102、122、142、152 オイルタンク
44 オイルホース
46、72、82 タンク位置調整機構
60、190 制御装置
104 オイル供給流路
106 オイルポンプ
108 オイルリターン流路
110 バルブ
124、144、154 オイル流路
126 ピストン
128 ピストン駆動機構
156 容積調整体
158、228 容積調整体駆動機構
160 車両システム
162 第1モータジェネレータ(MG1)
164 第2モータジェネレータ(MG2)
166 燃料噴射弁
176 クランク角センサ
182 車輪
184 パワーコントロールユニット(PCU)
186 バッテリ
188 SOCセンサ
192 アクセルポジションセンサ
194 ブレーキポジションセンサ
196 ブレーキアクチュエータ
202 シャッター装置(通路断面積可変装置)
204 シャッター弁
224 オイルパン室
242 エアバッグ
244 エアポンプ
246 エアリリーフ機構
10, 200, 220
164 Second motor generator (MG2)
166
204
Claims (10)
前記隔壁によって気筒毎に仕切られた部位とともに、前記複数の気筒間で連通する連通部を有するクランク室と、
クランクシャフトの軸方向に垂直な方向における前記連通部の通路断面積を、少なくとも3段階に切り替え可能に構成された通路断面積可変装置と、
を備えることを特徴とする内燃機関。 A cylinder block having a partition wall formed to partition a plurality of cylinders into cylinders;
With a portion partitioned for each cylinder by the partition wall, a crank chamber having a communication portion that communicates between the plurality of cylinders,
A passage cross-sectional area varying device configured to be able to switch the passage cross-sectional area of the communication part in at least three stages in a direction perpendicular to the axial direction of the crankshaft,
An internal combustion engine comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。 The passage cross-sectional area changing device includes an oil tank that stores oil outside the crank chamber, and moves oil back and forth between the oil tank and the crank chamber to increase an oil level of the oil in the crank chamber. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the passage cross-sectional area is switched by changing
前記オイルタンクと前記連通部とを接続するホースと、
鉛直方向において前記オイルタンクを上下移動させるタンク位置調整機構と、
を含むことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関。 The passage cross-sectional area variable device,
A hose connecting the oil tank and the communication part,
A tank position adjusting mechanism for vertically moving the oil tank in the vertical direction,
The internal combustion engine according to claim 2, comprising:
前記オイルタンクと前記連通部とを接続するオイル供給流路と、
前記オイル供給流路に配置され、前記オイルタンクから前記連通部に向けて前記オイルを圧送するオイルポンプと、
一端が前記連通部に接続され、鉛直方向において前記一端よりも低い他端が前記オイルタンクに接続されたオイルリターン流路と、
前記オイルリターン流路に配置され、前記連通部内のオイルを前記オイルタンク内に回収する際に開くように構成されたバルブと、
を含むことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関。 The passage cross-sectional area variable device,
An oil supply flow path connecting the oil tank and the communication part,
An oil pump which is arranged in the oil supply flow path and pressure-feeds the oil from the oil tank toward the communication portion;
An oil return flow path, one end of which is connected to the communication part, and the other end of which is lower than the one end in the vertical direction is connected to the oil tank,
A valve that is arranged in the oil return flow path and is configured to open when the oil in the communication section is collected in the oil tank;
The internal combustion engine according to claim 2, comprising:
前記オイルタンクと前記連通部とを接続するオイル流路と、
前記オイルタンク内に配置されたピストンと、
前記ピストンを往復移動させるピストン駆動機構と、
を含み、
前記通路断面積可変装置は、
前記オイルタンク内において前記ピストンを第1方向に変位させたときに、前記オイル流路を介して前記オイルタンクから前記連通部にオイルを供給し、
前記ピストンを前記第1方向と反対の第2方向に変位させたときに、前記オイル流路を介して前記連通部内のオイルを前記オイルタンク内に回収するように構成されている
ことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関。 The passage cross-sectional area variable device,
An oil flow path connecting the oil tank and the communication part,
A piston arranged in the oil tank,
A piston drive mechanism for reciprocating the piston,
Including,
The passage cross-sectional area variable device,
When the piston is displaced in the first direction in the oil tank, oil is supplied from the oil tank to the communication portion via the oil flow path,
When the piston is displaced in a second direction opposite to the first direction, the oil in the communication section is collected into the oil tank via the oil flow path. The internal combustion engine according to claim 2.
前記オイルタンクと前記連通部とを接続するオイル流路と、
前記オイルタンク内に配置された容積調整体と、
前記容積調整体をオイルに出し入れする容積調整体駆動機構と、
を含み、
前記通路断面積可変装置は、
前記容積調整体駆動機構を用いてオイル中の前記容積調整体の容積を増やしたときに、前記オイル流路を介して前記オイルタンクから前記連通部にオイルを供給し、
前記容積調整体駆動機構を用いてオイル中の前記容積調整体の容積を減らしたときに、前記オイル流路を介して前記連通部内のオイルを前記オイルタンク内に回収するように構成されている
ことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関。 The passage cross-sectional area variable device,
An oil flow path connecting the oil tank and the communication part,
A volume adjuster arranged in the oil tank,
A volume adjuster drive mechanism for taking the volume adjuster in and out of oil,
Including,
The passage cross-sectional area variable device,
When increasing the volume of the volume adjuster in the oil using the volume adjuster drive mechanism, supplying oil from the oil tank to the communication portion via the oil flow path,
When the volume of the volume adjusting body in the oil is reduced by using the volume adjusting body drive mechanism, the oil in the communicating portion is collected into the oil tank via the oil flow path. The internal combustion engine according to claim 2, wherein:
前記通路断面積可変装置は、前記オイルパン室の容積を可変させて前記クランク室内のオイルの油面高さを変更することによって、前記通路断面積を切り替えるように構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。 The internal combustion engine includes an oil pan chamber that communicates with the crank chamber and is formed below the crank chamber,
The passage cross-sectional area changing device is configured to change the passage cross-sectional area by changing the volume of the oil pan chamber to change the oil level of the oil in the crank chamber. The internal combustion engine according to claim 1, wherein
前記通路断面積可変装置は、前記通気孔の開口面積を可変とするシャッター装置を含み、前記通気孔の開口面積を変更することによって、前記通路断面積を切り替え可能に構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。 The communication portion includes a vent hole formed in the partition wall so as to communicate between adjacent cylinders,
The passage cross-sectional area changing device includes a shutter device for changing the opening area of the ventilation hole, and the passage cross-sectional area can be switched by changing the opening area of the ventilation hole. The internal combustion engine according to claim 1.
前記車両システムは、
前記内燃機関と、
前記内燃機関を搭載する車両の減速時に車両運動エネルギを回収して電力に変換する回生ブレーキ装置と、
前記電力を蓄えるバッテリと、
前記内燃機関及び前記回生ブレーキ装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記バッテリが非満充電状態であるときに前記車両の制動が行われる場合には、燃料噴射を停止するように前記内燃機関の燃料噴射弁を制御する燃料カット処理と、前記回生ブレーキ装置を作動させる回生ブレーキ処理とを実行し、
前記バッテリが満充電状態であるときに前記車両の制動が行われる場合には、前記燃料カット処理と、前記非満充電状態の下で前記車両の制動が行われる場合と比べて、前記通路断面積が小さくなるように前記通路断面積可変装置を制御する通路断面積減少処理とを実行する
ことを特徴とする車両システム。 A vehicle system capable of using the engine brake of an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 8,
The vehicle system is
The internal combustion engine;
A regenerative braking device that recovers vehicle kinetic energy and converts it into electric power during deceleration of a vehicle equipped with the internal combustion engine,
A battery for storing the electric power,
A control device for controlling the internal combustion engine and the regenerative braking device,
Equipped with
The control device is
When the vehicle is braked when the battery is in a non-fully charged state, a fuel cut process for controlling a fuel injection valve of the internal combustion engine so as to stop fuel injection, and the regenerative braking device are operated. Perform regenerative braking processing to
When the vehicle is braked when the battery is in a fully charged state, the passage cutoff is compared to when the vehicle is braked under the fuel cut process and the non-fully charged state. A vehicle system, comprising: performing a passage cross sectional area reduction process for controlling the passage cross sectional area changing device so as to reduce an area.
ことを特徴とする請求項9に記載の車両システム。 The control device controls the passage cross-sectional area varying device such that, in the passage cross-sectional area reduction process, the passage cross-sectional area becomes smaller as the required braking force of the vehicle increases. The vehicle system according to.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018198932A JP2020067005A (en) | 2018-10-23 | 2018-10-23 | Internal combustion engine and vehicle system having the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018198932A JP2020067005A (en) | 2018-10-23 | 2018-10-23 | Internal combustion engine and vehicle system having the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020067005A true JP2020067005A (en) | 2020-04-30 |
Family
ID=70389861
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018198932A Pending JP2020067005A (en) | 2018-10-23 | 2018-10-23 | Internal combustion engine and vehicle system having the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020067005A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4242432A1 (en) | 2022-03-07 | 2023-09-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
-
2018
- 2018-10-23 JP JP2018198932A patent/JP2020067005A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4242432A1 (en) | 2022-03-07 | 2023-09-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
US11781454B2 (en) * | 2022-03-07 | 2023-10-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101014479B (en) | Method for operating a vehicle drive and device for carrying out said method | |
US20080149407A1 (en) | Control apparatus and control method for vehicular drive system | |
CN110341692B (en) | Vehicle system | |
US11351984B2 (en) | Methods and system for selecting an engine starting device | |
US10124787B2 (en) | Driving system for vehicle | |
JP2009096326A (en) | Driving control device for oil pump unit and hybrid car equipped with the driving control device | |
CN108071497B (en) | Method and system for improving response of hybrid vehicle | |
US20160121875A1 (en) | Control apparatus for internal combustion engine | |
JP6476839B2 (en) | Vehicle control device | |
US11345326B2 (en) | Methods and system for starting an internal combustion engine | |
KR20110085933A (en) | Hydraulic pressure control apparatus and air discharging method for the same | |
CN112441005A (en) | Method and system for classifying powertrain torque requests | |
CN111976698B (en) | Motor vehicle, powertrain and control logic for dynamically distributing rapid torque generation | |
CN111434547A (en) | Method and system for reactivating engine cylinders | |
CN110366512A (en) | The power-control method and power control unit of hybrid vehicle | |
CN110300689B (en) | Power control method and power control device for hybrid vehicle | |
CN110325420B (en) | Power control method and power control device for hybrid vehicle | |
US9242635B2 (en) | Vehicle having a ventilation device for an intake passage of an internal combustion engine | |
JP2020067005A (en) | Internal combustion engine and vehicle system having the same | |
CN116923371A (en) | System and method for smooth transmission engagement and disengagement | |
JP2011131739A (en) | Combustion noise controller for hybrid vehicle | |
US12065127B2 (en) | Control method and control device for hybrid vehicle | |
JP7358013B2 (en) | Vehicle control device | |
JP4905369B2 (en) | Brake control device for vehicle | |
CN110312629B (en) | Power control method and power control device for hybrid vehicle |