JP3607261B2

JP3607261B2 - ハイブリッド車両における動弁機構の油圧供給装置

Info

Publication number: JP3607261B2
Application number: JP2002149729A
Authority: JP
Inventors: 哲也長谷部; 哲杉山; 知史池末
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-05-23
Filing date: 2002-05-23
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2022-05-23
Also published as: JP2003343229A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、動弁機構の油圧供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッド車両の中には、エンジンフリクションの低減効果により更なる燃費向上を図るために、例えば、油圧制御により動弁機構を操作して気筒休止を行うようにしたものがある。車両が減速状態に移行した際に、例えば、燃料供給停止と共に気筒休止を行うことにより、エンジンフリクションが低減した分だけ回生量を増加させて燃費向上を図るものである。
したがって、全気筒休止可能なエンジンを用いれば、減速時におけるエンジンフリクションによるエネルギーをも最大限に回収でき、燃費性能の良好なハイブリッド車両とすることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように全ての気筒を休止できるようにすれば更なる燃費向上を図ることができるが、気筒休止機構に異常があり、かつ、電動機による走行もできないような事態に対処して自力でエンジン走行を可能とする必要から、一部の気筒を気筒休止しない通常気筒としなければならない。そのため、その通常気筒に関しては、相変わらず減速時などに通常のエンジンフリクションが発生し、その分だけ燃費向上効果が損なわれてしまうという問題がある。
【０００４】
そこで、この発明は、気筒休止による燃費向上効果を最大限に発揮することができると共に一部の気筒や油圧系に故障が発生した場合でも走行に支障をきたすことがない動弁機構の油圧供給装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、エンジン（例えば、実施形態におけるエンジンＥ）と電動機（例えば、実施形態におけるモータＭ）を動力源として備え、このエンジンと電動機の少なくとも一方の動力を変速機（例えば、実施形態におけるトランスミッションＴ）を介して出力軸に伝達し車両の推進力とするハイブリッド車両における動弁機構の油圧供給装置であって、前記エンジンは直列気筒エンジンで吸排気弁（例えば、実施形態における吸気弁ＩＶ、排気弁ＥＶ）を閉作動させて気筒休止可能な気筒列のロッカーシャフト（例えば、実施形態におけるロッカーシャフト３１，３１’）を複数に分割して構成され動弁機構（例えば、実施形態における可変バルブタイミング機構ＶＴ）に油圧を作用させて気筒休止・休止解除を行うものであり、各ロッカーシャフトには個別に油圧を作用させる油圧制御手段（例えば、実施形態におけるスプールバルブ３３，３３’、気筒休止側通路３４，３４’、気筒休止解除側通路３５，３５’、ＰＯＩＬセンサＳ１，Ｓ１’）が接続され、前記エンジンの全ての気筒を気筒休止して走行している状態から、前記気筒休止を解除して全筒制御に移行する際に、一部の油圧制御手段が故障した場合には、残りの油圧制御手段を制御して気筒休止から全筒制御に切り換えることを特徴とするハイブリッド車両における動弁機構の油圧供給装置。
このように構成することで、例えば、減速時に燃料供給停止が行われると、各油圧制御手段を介して各ロッカーシャフトに油圧が作用して気筒列の全気筒は休止し、一部の制御手段が故障した場合には、残りの正常な油圧制御手段を介して、対応するロッカーシャフトに油圧を作用させ気筒休止をしないで通常作動させることが可能となる。
【０００８】
請求項２に記載した発明は、前記油圧制御手段は、スプールバルブ（例えば、実施形態におけるスプールバルブ３３，３３’）と油圧センサ（例えば、実施形態におけるＰＯＩＬセンサＳ１，Ｓ１’）とを備えていることを特徴とする。
このように構成することで、油圧センサにより油圧を検出することで故障の有無を監視しながら気筒休止と休止解除を行うことが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面と共に説明する。
先ず、この発明の第１実施形態に係る動弁機構の油圧供給装置を備えたパラレルハイブリッド車両の構成を簡単に説明する。このハイブリッド車両はエンジンＥ、モータ（電動機）Ｍ、トランスミッション（変速機）Ｔを直列に直結した構造のものである。エンジンＥとモータＭの少なくとも一方の動力をＣＶＴなどのトランスミッションＴ（マニュアルトランスミッションでもよい）を介して出力軸に伝達し、駆動輪たる前輪Ｗｆを駆動する。また、ハイブリッド車両の減速時に前輪Ｗｆ側からモータＭ側に駆動力が伝達されると、モータＭは発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。
【００１０】
モータＭの駆動及び回生作動は、モータＥＣＵ１のモータＣＰＵ１Ｍからの制御指令を受けてパワードライブユニット（ＰＤＵ）２により行われる。パワードライブユニット２にはモータＭと電気エネルギーの授受を行う高圧系のニッケル−水素バッテリ３が接続され、バッテリ３は、例えば、複数のセルを直列に接続したモジュールを１単位として更に複数個のモジュールを直列に接続したものである。ハイブリッド車両には各種補機類を駆動するための１２ボルトの補助バッテリ４が搭載され、この補助バッテリ４はバッテリ３にＤＣ−ＤＣコンバータであるダウンバータ５を介して接続される。ＦＩＥＣＵ１１により制御されるダウンバータ５は、バッテリ３の電圧を降圧して補助バッテリ４を充電する。尚、モータＥＣＵ１は、バッテリ３を保護すると共にその残容量を算出するバッテリＣＰＵ１Ｂを備えている。また、前記ＣＶＴであるトランスミッションＴにはこれを制御するＣＶＴＥＣＵ２１が接続されている。
【００１１】
ＦＩＥＣＵ１１は、前記モータＥＣＵ１及び前記ダウンバータ５に加えて、エンジンＥへの燃料供給量を調整する図示しない燃料噴射弁、スタータモータの作動の他、点火時期等の制御を行う。そのためＦＩＥＣＵ１１には、図示しない車速センサ、エンジン回転数センサ、シフトポジションセンサ、ブレーキスイッチ、クラッチスイッチ、スロットル開度センサ、及び吸気管負圧センサからの信号が入力される。また、後述するＰＯＩＬセンサ（油圧検出手段、油圧センサ）Ｓ１，Ｓ１’、スプールバルブ３３，３３’のソレノイド、ＴＯＩＬセンサＳ２からの信号もＦＩＥＣＵ１１に入力される。
【００１２】
ここで、エンジンＥはＳＯＨＣ型４気筒のエンジンであり、この気筒列に対応するロッカーシャフトは２つのロッカーシャフト３１，３１’に分割されている。各気筒は可変バルブタイミング機構（動弁機構）ＶＴを備え、このバルブタイミング機構ＶＴに油圧を作用させて気筒休止・休止解除を行うものである。ロッカーシャフト３１，３１’には個別に油圧を作用させるために、オイルポンプ３２から油圧を受けて作動するスプールバルブ３３，３３’、気筒休止側通路（油圧回路）３４，３４’、気筒休止解除側通路（油圧回路）３５，３５’、ＰＯＩＬセンサＳ１，Ｓ１’が接続されている。これらスプールバルブ３３，３３’、気筒休止側通路３４，３４’、気筒休止解除側通路３５，３５’、ＰＯＩＬセンサＳ１，Ｓ１’が主として油圧制御手段を構成している。尚、３６，３６’はポンプ３２とスプールバルブ３３，３３’とを結ぶ供給配管である。
したがって、上記エンジンＥは、各油圧制御手段を介して２つのロッカーシャフト３１，３１’に係る４つの気筒を稼働する全気筒運転と、前記４つの気筒を休止する全気筒休止運転とに切替可能に構成され、また、何れかのロッカーシャフト３１，３１’に係る油圧系が故障した場合には他の油圧系に係る気筒のみによる運転が可能となっている。
【００１３】
具体的に可変バルブタイミング機構ＶＴ及び油圧制御手段を図２〜図４によって説明する。尚、各ロッカーシャフトに対応する油圧制御手段の構成については両者とも同様であるので、ロッカーシャフト３１側を代表して説明する。
図２に示すように、図示しないシリンダには吸気弁ＩＶと排気弁ＥＶが設けられ、これら吸気弁ＩＶと排気弁ＥＶは弁スプリング５１，５１により図示しない吸気、排気ポートを閉じる方向に付勢されている。一方、５２はカムシャフト５３に設けられたリフトカムであり、このリフトカム５２には、ロッカーシャフト３１を介して回動可能に支持された吸気弁側、排気弁側カムリフト用ロッカーアーム５４ａ，５４ｂが連係している。
【００１４】
また、ロッカーシャフト３１にはカムリフト用ロッカーアーム５４ａ，５４ｂに隣接して弁駆動用ロッカーアーム５５ａ，５５ｂが回動可能に支持されている。そして、弁駆動用ロッカーアーム５５ａ，５５ｂの回動端が前記吸気弁ＩＶ、排気弁ＥＶの上端を押圧して吸気弁ＩＶ、排気弁ＥＶを開弁作動させるようになっている。また、図３に示すように弁駆動用ロッカーアーム５５ａ，５５ｂの基端側（弁当接部分とは反対側）はカムシャフト５３に設けられた真円カム５３１に摺接可能に構成されている。
【００１５】
図３は、排気弁ＥＶ側を例にして、前記カムリフト用ロッカーアーム５４ｂと弁駆動用ロッカーアーム５５ｂを示したものである。
図３（ａ）、図３（ｂ）において、カムリフト用ロッカーアーム５４ｂと弁駆動用ロッカーアーム５５ｂには、ロッカーシャフト３１を中心にしてリフトカム５２と反対側に、カムリフト用ロッカーアーム５４ｂと弁駆動用ロッカーアーム５５ｂとに渡る油圧室５６が形成されている。油圧室５６内にはピン５７ａ、解除ピン５７ｂがスライド自在に設けられ、ピン５７ａは、ピンスプリング５８を介してカムリフト用ロッカーアーム５４ｂ側に付勢されている。
【００１６】
ロッカーシャフト３１の内部には仕切部Ｓを介して油圧通路５９（５９ａ、５９ｂ）が区画形成されている。油圧通路５９ｂは、油圧通路５９ｂの開口部６０、カムリフト用ロッカーアーム５４ｂの連通路６１を介して、解除ピン５７ｂ側の油圧室５６に連通し、油圧通路５９ａは、油圧通路５９ａの開口部６０、弁駆動用ロッカーアーム５５ｂの連通路６１を介して、ピン５７ａ側の油圧室５６に連通し図示しないドレン通路に接続可能にされている。
【００１７】
ここで、油圧通路５９ｂから油圧が作用しない場合は、図３（ａ）に示すように、前記ピン５７ａは、ピンスプリング５８により前記カムリフト用ロッカーアーム５４ｂと弁駆動用ロッカーアーム５５ｂとの双方に跨る位置となり、一方、気筒休止信号により油圧通路５９ｂから油圧が作用した場合は、図３（ｂ）に示すように、前記ピン５７ａは解除ピン５７ｂと共にピンスプリング５８に抗して弁駆動用ロッカーアーム５５ｂ側にスライドして、ピン５７ａは解除ピン５７ｂとの境界部分が前記カムリフト用ロッカーアーム５４ｂと弁駆動用ロッカーアーム５５ｂとの境界部分に一致して両者の連結を解除する。尚、吸気弁側も同様の構成である。ここで、前記油圧通路５９ａ，５９ｂは可変バルブタイミング機構ＶＴの油圧を確保するスプールバルブ３３を介してオイルポンプ３２に接続されている。
【００１８】
そして、図４に示すように、スプールバルブ３３の気筒休止側通路３４は前記ロッカーシャフト３１の油圧通路５９ｂに接続され、スプールバルブ３３の気筒休止解除側通路３５は前記油圧通路５９ａに接続されている。ここで、気筒休止解除側通路３５にはＰＯＩＬセンサＳ１が接続されている。ＰＯＩＬセンサＳ１は、気筒休止時においては低圧（Ｌｏｗ）となり、全気筒運転時には高圧（Ｈｉ）となる気筒休止解除側通路３５の油圧を監視している。また、オイルポンプ３２の吐出側通路であってスプールバルブ３３への通路から分岐してエンジンＥに作動油を供給する供給通路３６には他のスプールバルブ３３’が接続されている。尚、オイルポンプ３２の吐出側にはエンジンＥへ作動油を供給する通路３７が接続され、この通路３７に油温を検出する前記ＴＯＩＬセンサＳ２が取り付けられ、エンジンＥに供給される作動油の温度を監視している。
【００１９】
したがって、例えば減速時等に燃料供給が停止され、所定の気筒休止運転の条件が満足されと、ＦＩＥＣＵ１１からの信号により各ロッカーシャフト３１，３１’に対応するスプールバルブ３３、３３’が、全気筒運転のＬｏｗ側からＨｉ側に作動する。すると、ポンプ３２から供給配管３６，３６’を経由して供給される作動油はスプールバルブ３３，３３’から気筒休止側通路３４，３４’に供給され、吸気弁ＩＶ側及び排気弁ＥＶ側の双方で前記油圧通路５９ｂを経て油圧室５６に油圧が作用する。一方、これと同時にスプールバルブ３３，３３’を介して気筒休止解除側通路３５，３５’はドレンに接続され低圧となる。したがって、ＰＯＩＬセンサＳ１，Ｓ１’は低油圧を検出する（Ｌｏｗ）。よって、それまでカムリフト用ロッカーアーム５４ａ，５４ｂと弁駆動用ロッカーアーム５５ａ，５５ｂとを一体にしていたピン５７ａ，５７ａ、解除ピン５７ｂ，５７ｂは弁駆動用ロッカーアーム５５ａ，５５ｂ側へスライドし、カムリフト用ロッカーアーム５４ａ，５４ｂと弁駆動用ロッカーアーム５５ａ，５５ｂとの連結が解除される。
【００２０】
よって、リフトカム５２の回転運動によりカムリフト用ロッカーアーム５４ａ，５４ｂは駆動するが、ピン５７ａ、解除ピン５７ｂによるカムリフト用ロッカーアーム５４ａ，５４ｂとの連結が解除された弁駆動用ロッカーアーム５５ａ，５５ｂにはその動きは伝達されない。これにより、吸気弁ＩＶ側、排気弁ＥＶ側の弁駆動用ロッカーアーム５５ａ，５５ｂは駆動しないため、各弁ＩＶ、ＥＶは閉じたままとなりエンジンＥは全気筒休止運転となる。
【００２１】
次に、運転者がアクセルペダルを踏み込むなどして気筒休止運転の条件が満たされなくなると、ＦＩＥＣＵ１１からの信号により各ロッカーシャフト３１，３１’に対応するスプールバルブ３３、３３’が、全気筒休止運転のＨｉ側からＬｏｗ側に作動する。すると、ポンプ３２から供給配管３６への作動油の供給は停止されると共に、気筒休止解除側通路３５，３５’は高圧となる。これにより、ＰＯＩＬセンサＳ１，Ｓ１’は高油圧を検出する（Ｈｉ）。
したがって、油圧室５６に油圧が作用しなくなり、それまで弁駆動用ロッカーアーム５５ａ，５５ｂ側へスライドしていたピン５７ａ，５７ａ、解除ピン５７ｂ，５７ｂはピンスプリング５８により復帰して、解除ピン５７ｂ，５７ｂはカムリフト用ロッカーアーム５４ａ，５４ｂと弁駆動用ロッカーアーム５５ａ，５５ｂとを連結する。
【００２２】
よって、リフトカム５２の回転運動によりカムリフト用ロッカーアーム５４ａ，５４ｂが駆動すると、吸気弁ＩＶ側、排気弁ＥＶ側の弁駆動用ロッカーアーム５５ａ，５５ｂが駆動し、各弁ＩＶ、ＥＶは開閉作動しエンジンＥは全気筒運転となる。
その結果、全気筒休止運転により全ての気筒で今までロスとなっていたエンジンフリクションによるロスを最小限にして、その分多くの回生量を確保し燃費向上を図ることができる。
【００２３】
ここで、例えば、ロッカーシャフト３１’側のＰＯＩＬセンサＳ１’の検出油圧が、例えば、Ｌｏｗ側のまま変化しなくなったような場合、スプールバルブ３３’の圧力が異常をきたしたような場合には、ロッカーシャフト３１側において気筒休止運転を行わないようにスプールバルブ３３を気筒休止側に作動しないようにして対処することができる。したがって、一方のロッカーシャフトに係るバルブタイミング機構や、油圧系に故障が生じた場合でも、他方のロッカーシャフトに係る気筒を通常運転して対処できる。
以下の表１にスプールバルブ３３，３３’の作動状況（Ｈｉ側、Ｌｏｗ側）とＰＯＩＬセンサＳ１，Ｓ１’の検出圧（Ｈｉ、Ｌｏｗ）を全気筒運転と全気筒休止運転とで比較して示す。
【表１】

【００２４】
上記実施形態によれば、気筒休止時には全気筒のエンジンフリクション分の回生量をモータＭによる回収でき気筒休止による燃費向上効果を最大限に発揮することができると共に一部の気筒や油圧系に故障が発生した場合でも何ら支障なく走行が可能となり信頼性を高めることができる。
また、気筒休止と休止解除をＰＯＩＬセンサＳ１，Ｓ１’により油圧を検出することで故障の有無を監視しながら行うことが可能となるため、気筒休止と休止の解除を確実に行うことができる。
尚、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、ハイブリッド車に適用した場合について説明したが、通常のエンジンにも適用できる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１に記載した発明によれば、例えば、減速時に燃料供給停止が行われると、各油圧制御手段を介して各ロッカーシャフトに油圧が作用して気筒列の全気筒は休止し、一部の油圧制御手段が故障した場合には、残りの正常な油圧制御手段を介して、対応するロッカーシャフトに油圧を作用させ気筒休止をしないで通常作動させることが可能となるため、気筒休止時には全気筒のエンジンフリクション分の回生量を電動機による回収できると共に、一部の油圧制御手段に故障が発生した場合でも何ら支障なく走行が可能となる効果がある。
【００２８】
請求項２に記載した発明によれば、油圧センサにより油圧を検出することで故障の有無を監視しながら気筒休止と休止解除を行うことが可能となるため、気筒休止と休止の解除を確実に行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態のハイブリッド車両の全体構成図である。
【図２】この発明の実施形態の可変バルブタイミング機構を示す正面図である。
【図３】この発明の実施形態の可変バルブタイミング機構を示し、（ａ）は全気筒運転状態での可変バルブタイミング機構の要部断面図、（ｂ）は全気筒休止運転状態での可変バルブタイミング機構の要部断面図である。
【図４】図１の要部拡大図である。
【符号の説明】
Ｅエンジン
Ｍモータ（電動機）
ＩＶ吸気弁
ＥＶ排気弁
Ｔトランスミッション（変速機）
ＶＴ可変バルブタイミング機構（動弁機構）
Ｓ１，Ｓ１’ ＰＯＩＬセンサ（油圧検出手段、油圧制御手段、油圧センサ）
３１，３１’ ロッカーシャフト
３３，３３’ スプールバルブ（油圧制御手段）
３４，３４’ 気筒休止側通路（油圧制御手段、油圧回路）
３５，３５’ 気筒休止解除側通路（油圧制御手段、油圧回路）

Claims

エンジンと電動機を動力源として備え、このエンジンと電動機の少なくとも一方の動力を変速機を介して出力軸に伝達し車両の推進力とするハイブリッド車両における動弁機構の油圧供給装置であって、前記エンジンは直列気筒エンジンで吸排気弁を閉作動させて気筒休止可能な気筒列のロッカーシャフトを複数に分割して構成され動弁機構に油圧を作用させて気筒休止・休止解除を行うものであり、各ロッカーシャフトには個別に油圧を作用させる油圧制御手段が接続され、前記エンジンの全ての気筒を気筒休止して走行している状態から、前記気筒休止を解除して全筒制御に移行する際に、一部の油圧制御手段が故障した場合には、残りの油圧制御手段を制御して気筒休止から全筒制御に切り換えることを特徴とするハイブリッド車両における動弁機構の油圧供給装置。
前記油圧制御手段は、スプールバルブと油圧センサとを備えていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両における動弁機構の油圧供給装置。