JP4238568B2

JP4238568B2 - POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND VEHICLE

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Publication number: JP4238568B2
Application number: JP2002340003A
Authority: JP
Inventors: 啓辻井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2022-11-22
Also published as: JP2004176544A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆる自動車等に搭載されて好適な動力出力装置の技術分野に属する。また、本発明はそのような動力出力装置の制御方法、及び、該動力出力装置を具備してなる例えばハイブリッド型車両等の車両の技術分野にも属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特許文献１、特許文献２等に開示されているように、ハイブリッド車両に好適に搭載されるいわゆるハイブリッド型の動力出力装置が開発されている。この種のハイブリッド型の動力出力装置では、要求される動作状態に応じて適宜、モータジェネレータ装置をエンジンの駆動力で回転されるジェネレータ（発電機）として利用し、或いはモータジェネレータ装置に含まれる専用のジェネレータを利用して、バッテリに充電する。また、モータジェネレータ装置をバッテリから電源供給を受けて回転するモータ（電動機）として利用し、或いはモータジェネレータ装置に含まれる専用のモータを利用して、駆動軸を単独で或いはエンジンと共に回転させる。
【０００３】
ちなみに、このようなハイブリッド型の動作出力装置は、パラレルハイブリッド方式とシリーズハイブリッド方式とに大別される。前者では、駆動軸をエンジンの出力の一部により回転させると共にモータジェネレータ装置の駆動力により回転させる。後者では、エンジン出力はモータジェネレータ装置による充電に専ら用いられ、駆動軸をモータジェネレータ装置の駆動力により回転させる。いずにせよ、当該装置では、エンジンの役割が相対的に縮小化されることから、燃料消費量の低下、或いは排気ガス中における有害物質濃度の低下等の目覚ましい効果を得ることができることになる。
【０００４】
また、このようなハイブリッド型の動力出力装置では、エンジンの間欠運転が実施されることがある。これは、当該ハイブリッド型の動力出力装置では、上述のようにエンジン及びモータジェネレータ装置の協働により車両の走行等を実現可能であることにより、エンジンを常に作動させておく必要がないからである。この場合、エンジンの休止期間中は、該エンジンにおいて燃料消費が生ぜず、かつ、該エンジンから排気ガスが排出されるということもないから、低燃費性、低公害性はよりよく実現されることになる。
【０００５】
なお、本発明は、後述するように、排気弁及び吸気弁の開閉タイミングの調整にかかわるが、前記のハイブリッド型の動力出力装置を構成するエンジンにおいては、例えば特許文献３等に開示されているように、該エンジンを構成する吸気弁の開閉タイミングを調整し得る構成が知られている。ちなみに、この特許文献３では、エンジン始動を適切に行うため、吸気弁の閉タイミングを進角側に設定する技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９‐４７０９４号公報
【特許文献２】
特開２０００−３２４６１５号公報
【特許文献３】
特開２０００‐３２０３５６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のハイブリッド型の動力出力装置には、次のような問題点がある。すなわち、エンジンをいったん停止した後、これを再び始動する際における、該エンジンの動作特性、或いは該エンジンを搭載する車両の運転者に与える運転感覚等の悪化である。
【０００８】
より具体的に説明すると、前記のエンジン再始動の直前、すなわちエンジンが停止している期間においては、該エンジン内のシリンダ、該エンジンに接続された吸気管及び該吸気管の途上に設けられたサージタンク等の内部の空気は大気圧となってしまうことにより、前記エンジン再始動を開始しようとする段階では、相対的に空気量が増大している。したがって、点火プラグにおける点火を良好に行うためには、燃料噴射量もまた、相対的に増大しなければならない。しかしながら、これでは、燃焼室内では過剰な燃焼反応が生じることになる。すなわち、いわゆる「吹き上がり」が生じることになり、エンジンの動作特性が悪化するおそれが大きい。
【０００９】
また、このようなエンジンの吹き上がりが生じると、これがピストン、ドライブシャフト及び車輪に伝達されることにより、当該エンジンを搭載する車両は、突飛な動きをする可能性が大きくなる。すなわち、車両は突然、前方に飛び出すが如き動作をすることとなり、運転者に不快な運転感覚を与えることになる。
【００１０】
このような問題点は、車両が完全に停止した状態において、シフトポジションがＤレンジにあり、エンジンをいったん休止して再び始動する際に顕著に顕在化する。また、シフトポジションがＤレンジにはなく、車両が走行中、或いは停止中の場合にも、エンジンが始動するときの不必要な吹き上がりが生じると、騒音・振動を生じさせることになるから、これを極力抑制することが好ましい。
【００１１】
また、このような問題点は、ハイブリッド型の動力出力装置を構成するエンジンについてのみ顕在化するわけではない。例えば、基本的には、エンジンのみを構成要素とするが、該エンジンの間欠運転が可能とされた動力出力装置を搭載するいわゆるエコラン車（例えば、信号待ち停車時にエンジンは休止される等）にあっても、前述したような問題点は顕在化する。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、エンジンが停止状態から動作状態に至る際のクランキング時において、該エンジンの動作特性を良好に維持し、且つ、該エンジンを搭載する車両等の運転者に与える運転感覚を良好に維持することの可能な動力出力装置及びその制御方法並びに該動力出力装置を具備してなるハイブリッド車両を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の動力出力装置は、上記課題を解決するため、それぞれ開閉時期を調整可能な吸気弁及び排気弁を備えたエンジンと、該エンジンを始動する際のクランキング時において、該エンジンを構成する摺動部材間で発生するフリクションが小さい場合には、該フリクションが大きい場合に比べて、前記排気弁を開とするタイミングを早めるように前記排気弁を制御し、且つ該フリクションが大きい場合には、該フリクションが小さい場合に比べて、前記吸気弁を閉とするタイミングを早めるように前記吸気弁を制御する制御手段とを備えている。
【００１４】
本発明の動力出力装置によれば、まず、エンジンに備えられた吸気弁及び排気弁の開閉時期が調整可能とされている。これを実現する構成としては、例えば、単純には、吸気弁及び排気弁の開閉を律するカムシャフトそれぞれに、電動モータを付設するものを想定することが可能である。この構成によれば、電動モータの回転により、吸気弁用のカムシャフト及び排気弁用のそれを独自に回転させることができるから、エンジンの動静にかかわらず、吸気弁及び排気弁それぞれの開閉時期を調整することが可能となる。或いは、ヘリカルギア式、ベーン式、チェーンテンショナー式等の各種位相制御機構を有する、いわゆる「ＶＶＴ（Variable Valve Timing）」システムを採用することも可能である。
【００１５】
そして本発明では特に、前記エンジンを始動する際のクランキング時において、該エンジンを構成する摺動部材間で発生するフリクション（以下、単に「エンジン・フリクション」ということがある。）が小さい場合には、該フリクションが大きい場合に比べて、前記排気弁を開とするタイミングを早めるように前記排気弁を制御し、且つ該フリクションが大きい場合には、該フリクションが小さい場合に比べて、前記吸気弁を閉とするタイミングを早めるように前記吸気弁を制御する制御手段を備えている。
【００１６】
すなわち、エンジン・フリクションが比較的小さい場合におけるエンジン始動時のクランキング動作は、排気弁が既に開とされた状態で行われ得ることになる。これによると、エンジン停止中にシリンダ、吸気管及びサージタンク等に蓄えられた比較的多めの空気量に対応するため、燃料噴射量をも増大した状態で当該エンジンの再始動を行ったとしても、これによる燃焼室内における過剰な燃焼反応を原因としたエネルギは、排気弁を通じて、その一部が逃げ得ることになる。
【００１７】
したがって、本発明によれば、該エンジンにおいて吹き上がりが発生することを有効に防止することが可能となる。また、同じ理由から、当該エンジンを搭載する車両におけるシフト・ポジションが、仮にＤレンジにある場合にあっても、前記過剰な燃焼反応を原因とするエネルギが、ドライブシャフト及び車輪等に伝達されるという事態もまた、有効に防止することが可能となるから、当該車両の運転者に飛び出し感といった不快な運転感覚を与えることも殆どない。反対に、シフトポジションがＤレンジにない場合にも、前記の吹き上がりは、騒音・振動を生じさせるという問題があるが、本発明においては、そのような不具合をも有効に解消することが可能となる。
【００１８】
また、本発明によれば、上述のような排気弁に関する制御を実施する関係上、相対的に、エンジン・フリクションが比較的大きい場合におけるクランキング動作は、排気弁が未だ閉とされた状態で行われ得ることになる。ちなみに、エンジン・フリクションが比較的大きい場合とは、エンジンが冷えている状態、すなわち車両等が既に動作状態にあるわけではなく、車両及びエンジン等ともに完全に停止した状態から、エンジンを始動する場合が典型的には想定されるから、前述の吹き上がり、或いは飛び出し感などといった不具合に目を向けるよりも、当該エンジンが確実に始動することができるかどうかが目下の課題となる。
【００１９】
この点、本発明においては、既述のように、エンジン・フリクションが比較的大きい場合には、クランキング動作を排気弁が未だ閉とされた状態で行い得ることから、点火時における空気量を十分確保した状態におくことが可能となり、圧縮量を上昇させることができることにより、当該エンジンの始動特性を良好に確保することが可能となるのである。
また、本発明においては更に、エンジン・フリクションが比較的大きい場合には、吸気弁が閉とされるタイミングが早められる。これにより、燃焼室内の空気量を十分確保した状態におくことが可能となり、圧縮量を上昇させることができることから、上述にも増して、当該エンジンの始動特性を良好に確保することが可能となるのである。
【００２０】
以上のように、本発明によれば、エンジン・フリクションの大小に応じ、排気弁の開閉時期を調整することによって、エンジン始動時において発生し得る不具合を極めて有効に解消することができるのである。
【００２１】
なお、本発明において、エンジン・フリクションの大小を判定するためには、何らかの手段により求められたエンジン・フリクションの大きさ（例えば、後述のように潤滑油の温度等から推定される。）が、予め定めた所定値以上となるか否か等の手法を用いることができる。あるいは、該エンジン・フリクションの大きさを多段階に区分けし、その各々について、排気弁を開とするタイミングがどの程度早めるかを段階的に定めておく等の手法も有効である。すなわち、この場合、一般には、エンジン・フリクションの大きさｆ１、ｆ２、…、ｆｎ（ただし、ｆ１＜ｆ２＜…＜ｆｎ）がある場合に、ｆ１に対応する排気弁の開弁タイミングの進角量ａ１、ｆ２に対応する同進角量ａ２、…、ｆｎに対応する同進角量ａｎ（ただし、ａ１＞ａ２＞…＞ａｎ）が定められているなどということになる。
【００２２】
また、本発明に係る動力出力装置は、後述するように、前記エンジンとモータジェネレータ装置とを組み合わせ、これらの協働的な動作によって動力出力が可能とされた、いわゆるハイブリッド型の動力出力装置に適用することが可能である他、基本的にエンジンのみを構成要素とするが、該エンジンの間欠運転が可能とされた動力出力装置（これを搭載する車両は、いわゆる「エコラン車」と呼びうる。）に適用することも可能である（なお、このようなエコラン車にも、前記間欠運転中における休止期間から運転期間への移行の際に、該エンジンに動力を供給するためのモータが付設される場合がある。）。
【００２５】
本発明の動力出力装置の一の態様では、前記制御手段は、前記フリクションの大きさを、前記エンジンに供給される潤滑油の温度に基づいて推定する。
【００２６】
この態様によれば、エンジン・フリクションの大きさは、潤滑油の温度に基づいて推定されることになる。すなわち、油温が低い場合にはエンジン・フリクションが比較的大きい場合、油温が高い場合にはエンジン・フリクションが比較的小さい場合と、それぞれ推定することが可能である。そして、これによると、油温が高い場合には、該油温が低い場合に比べて、排気弁の開のタイミングは早められることになる。
【００２７】
このように本態様によれば、エンジン・フリクションという直接的には知ることが困難なパラメータに代えて、潤滑油の温度という比較的容易に知りえるパラメータによって、前記排気弁、或いは前記吸気弁の制御を実施することが可能となるから、当該制御をより適切に行うことができる。
【００２８】
この態様では、前記制御手段は、前記潤滑油の温度に基づいて推定された前記フリクションの大きさが正しいか否かを、前記エンジンの回転数の上昇率に基づいて確認するように構成するとよい。
【００２９】
このような構成によれば、前述のように、潤滑油の温度に基づいて推定されたエンジン・フリクションの大きさが、本当に正しいのか否か（すなわち、現実のエンジン・フリクションを正確に反映したものとなっているか否か）が、クランキング動作に伴うエンジンの回転数の上昇率に基づいて確認されることになる。ここでエンジンの回転数の上昇率とは、現時点におけるエンジン回転数をＮｅ、エンジンにおけるクランキング動作開始時から前記回転数Ｎｅに至るまでの時間をｔとすれば、一般にＮｅ／ｔで表すことができる。
【００３０】
このような上昇率Ｎｅ／ｔは、エンジン・フリクションの大きさＦの影響を受ける。つまり、定性的には、Ｆが大きければＮｅ／ｔは小さくなり、Ｆが小さければＮｅ／ｔは大きくなるということがいえる。ただし、上昇率Ｎｅ／ｔとエンジン・フリクションの大きさＦとの関係は、前者が「ある一定の範囲内」にあるときには、それに対応する後者の大きさが推定されるという関係にあり、前述の油温に基づくエンジン・フリクションの推定に比べると、若干正確性に劣るのが通常である。例えば、ある上昇率Ｒ１、Ｒ２及びＲ３（ただし、Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３を満たす。）を想定したとき、現実に測定された上昇率Ｎｅ／ｔが、“Ｒ１＜（Ｎｅ／ｔ）≦Ｒ２”を満たすときには、エンジン・フリクションの大きさは“Ｆ１”と推定され、“Ｒ２＜（Ｎｅ／ｔ）≦Ｒ３”を満たすときには、“Ｆ２”と推定されるというようである。
【００３１】
このように、回転数上昇率からエンジン・フリクションの大きさを推定することには、若干の不正確さが伴うものの、油温に基づいて推定されたエンジン・フリクションの大きさが本当に正しいのか否かを確認するにあたって、前述のＮｅ／ｔとＦとの関係を用いることは非常に有効である。例えば、前述の具体例に沿い、或る油温に基づいて推定されたエンジン・フリクションの大きさが“Ｆ１”であったとし、これと同時に、上昇率Ｎｅ／ｔが、“Ｒ１＜Ｎｅ／ｔ≦Ｒ２”を満たすときには、エンジン・フリクションの大きさはやはり“Ｆ１”と推定されることになり、前記油温に基づく推定値は正しいと判断することができる。
【００３２】
要するに、本態様によれば、現実にエンジン・フリクションの大きさが一体どの程度であるかを極めて正確に知ることができることになる。そして、これによれば、前述の排気弁、或いは吸気弁の制御を、より的確に実施できることとなる。
【００３３】
この構成では更に、前記制御手段は、前記潤滑油の温度に基づいて推定されたフリクションの大きさが正しくない場合には、前記排気弁又は前記吸気弁の開閉タイミングに関する制御を実施しないように構成するとよい。
【００３４】
このような構成では、まず、エンジン回転数の上昇率に基づいて、潤滑油の温度に基づいて推定されたフリクションの大きさが正しくないと判断された場合、すなわち油温に基づくエンジン・フリクションの推定値と、上昇率に基づく同推定値とが整合的でない場合が前提とされている。このような状態では、当該エンジン或いは前記上昇率を知るために設置される回転数センサ等において、何らかの異常が発生している場合が考えられるから、むやみに排気弁及び吸気弁の開閉タイミングに関する制御を実施することは、当該事態をより深刻なものにしかねない。しかるに、本態様では、このような状態にあるときには、前記排気弁、或いは前記吸気弁の開閉タイミングに関する制御を実施しない。したがって、本態様によれば、該エンジンにおける、より安全サイドに立った運用を行うことができる。
【００３５】
本発明の動力出力装置の他の態様では、前記制御手段は、前記フリクションの大きさを、前記エンジンの回転数の上昇率に基づいて推定する。
【００３６】
この態様によれば、エンジン・フリクションの大きさは、エンジンの回転数の上昇率に基づいて推定されることになる。すなわち、既述のように、上昇率が小さい場合にはエンジン・フリクションが比較的大きい場合、上昇率が大きい場合にはエンジン・フリクションが比較的小さい場合と、それぞれ推定することが可能である。そして、これによると、上昇率が大きい場合には、該上昇率が小さい場合に比べて、排気弁の開のタイミングは早められることになる。
【００３７】
このように本態様によれば、エンジン・フリクションという直接的に知ることには困難が伴うパラメータに代えて、エンジン回転数の上昇率という比較的容易に知りえるパラメータによって、前記排気弁、或いは前記吸気弁の制御を実施することが可能となるから、当該制御をより適切に行うことができる。
【００４８】
さらに、本発明に係る動力出力装置は、後述するように、前記エンジンとモータジェネレータ装置とを組み合わせ、これらの協働的な動作によって動力出力が可能とされた、いわゆるハイブリッド型の動力出力装置に適用することが可能である他、基本的にエンジンのみを構成要素とするが、該エンジンの間欠運転が可能とされた動力出力装置（これを搭載する車両は、いわゆる「エコラン車」と呼びうる。）に適用することも可能である（なお、このようなエコラン車にも、前記間欠運転中における休止期間から運転期間への移行の際に、該エンジンに動力を供給するためのモータが付設される場合がある。）。
【００４９】
本発明の動力出力装置の他の態様では、前記エンジンは間欠運転可能に構成されており、前記エンジンを始動する際は、前記間欠運転中、休止期間から運転期間への移行の際を含む。
【００５０】
この態様によれば、エンジンにおいて間欠運転が可能とされている。ここで、エンジンの「間欠運転」とは、該エンジンについて、該エンジンを搭載する車両等が動作中であるか否かにかかわらず、ある一定の運転期間の後、暫く休止期間があり、その後再び運転期間に入るなどという運用がなされることを意味する。この場合、前記休止期間中は、エンジンにおいて燃料消費が生ぜず、かつ、エンジンから排気ガスが排出されるということもないから、低燃費性、低公害性がよりよく実現されることになる。なお、エンジンの休止が許される場合とは、具体的には例えば、アクセル開度の程度やバッテリの充電状態等に基づいて決定される。また、実際にエンジンが休止するという状態は、例えば信号待ち停車時、あるいは低速走行時等にとられる。
【００５１】
そして本態様では特に、前記「エンジンを始動する際」は、前記休止期間から前記運転期間への移行の際を含んでいる。すなわち、本態様では、休止期間から運転期間への移行の際において、前述したような、制御手段による排気弁又は吸気弁の制御が実施され得ることになる。したがって、本態様によれば、車両動作中にエンジンがいったん休止され再び始動する際（いわゆる「Ｄレンジ」にある際）に、顕著に顕在化するエンジンの吹き上がりや車両の飛び出し感の発生等の問題を有効に解消することができる。反対に、シフトポジションが、Ｄレンジにない場合にも、前記の吹き上がりは、騒音・振動を生じさせるという問題があるが、本発明においては、そのような不具合をも有効に解消することが可能となる。
【００５２】
本発明の動力出力装置の他の態様では、前述の本発明の動力出力装置（但し、その各種態様を含む。）において、前記エンジンの出力の少なくとも一部を用いて発電可能であると共に駆動軸を介して駆動力を出力可能なモータジェネレータ装置を更に備えている。
【００５３】
この態様によれば、まず、エンジンの出力により発電し、或いは駆動軸を介して駆動力を出力するモータジェネレータ装置を備えている。このうち後者の性質によれば、駆動軸の回転は、モータジェネレータ装置によって実現される他、前記エンジンによっても実現可能（パラレルハイブリッド方式）であるから、例えばエンジンの出力が仮に低くても、モータジェネレータ装置を構成するモータによるアシストにより、十分な駆動力を得ることができる。また、前者の性質（発電）によれば、エンジンの出力を借りて、バッテリの充電を実現することが可能となるから、モータジェネレータ装置を構成するモータによる駆動軸に対する駆動力の付与は、特別な充電期間を設けるなどという必要なく、比較的長期にわたって実現可能となる（シリーズハイブリッド方式）。
【００５４】
いずれにせよ、排気ガスを排出するエンジンの役割を相対的に縮小化することによって、燃料消費量を抑えるとともに、いわゆる環境汚染を招くこと等のない動力出力装置を提供することが可能となる。
【００５５】
そして、本態様では特に、エンジンの間欠運転は、前記エコラン車に比べて、比較的頻度高く実行される可能性があり、したがって、当該動力出力装置を搭載する車両等が動作状態にあるときに、エンジン自動停止・再始動が行われる可能性はより大きくなっているといえる。このことは、前記車両等のシフト・ポジションが、いわゆるＤレンジにあるときに、エンジン自動停止・再始動が行われる可能性もまた大きくなることを意味するから、前述した吹き上がり、或いは飛び出し感の発生という不具合が、より頻度高く発生する可能性があるということになる。
【００５６】
しかるに、本態様においても、前述の本発明の動力出力装置に係る構成を備え、したがって、その作用効果を享受しえることに変わりはない。このことから、本態様によれば、前述の本発明の動力出力装置により得られる作用効果が、より効果的に享受されうるということができる。
【００５７】
本発明の動力出力装置の制御方法は、上記課題を解決するために、それぞれ開閉時期を調整可能な吸気弁及び排気弁を備えたエンジンを備えた動力出力装置を制御する動力出力装置の制御方法であって、前記エンジンを始動する際のクランキング時において、該エンジンを構成する摺動部材間で発生するフリクションが小さい場合には、該フリクションが大きい場合に比べて、前記排気弁を開とするタイミングを早める工程と、該フリクションが大きい場合には、該フリクションが小さい場合に比べて、前記吸気弁を閉とするタイミングを早める工程とを含む。
【００５８】
本発明の動力出力装置の制御方法によれば、上述の本発明の動力出力装置を好適に運用することができる。
【００６０】
本発明の車両は、上記課題を解決するために、前述の本発明の動力出力装置（ただし、その各種態様を含む。）を具備してなる。
【００６１】
本発明の車両によれば、排気弁、或いは吸気弁の開閉時期の適切な制御を通じて、エンジンにおいて吹き上がりが発生することを防止し、当該車両の運転者に飛び出し感などといった不快な運転感覚を与えることを防止することが可能となる。また、エンジンの始動特性を良好に確保することが可能となる。
【００６２】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。
【００６３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、本発明に係るハイブリッド型の動力出力装置を、パラレルハイブリッド方式のハイブリッド車両に適用したものであり、更に、本発明に係る動力出力装置の制御方法は、当該ハイブリッド車両において実行されるものである。
【００６４】
（ハイブリッド車両の基本構成及び動作）
先ず、本実施形態のハイブリッド車両の構成について図１を用いて説明する。ここに図１は、本実施形態のハイブリッド車両における動力系統のブロック図である。
【００６５】
図１において、本実施形態のハイブリッド車両の動力系統は、エンジン１５０、モータジェネレータ装置の一例を構成するモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２、これらのモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２を夫々駆動する駆動回路１９１及び１９２、これらの駆動回路１９１及び１９２を制御する制御ユニット１９０、並びにエンジン１５０を制御するＥＦＩＥＣＵ（Electrical Fuel Injection Engine Control Unit）１７０を備えて構成されている。
【００６６】
本実施形態では、エンジン１５０は、ガソリンエンジンである。エンジン１５０は、クランクシャフト１５６を回転させる。エンジン１５０の運転は、ＥＦＩＥＣＵ１７０により制御されている。ＥＦＩＥＣＵ１７０は、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するワンチップ・マイクロコンピュータであり、ＣＰＵがＲＯＭに記録されたプログラムに従い、エンジン１５０の燃料噴射量や回転速度その他の制御を実行する。図示を省略したが、これらの制御を可能とするために、ＥＦＩＥＣＵ１７０にはエンジン１５０の運転状態を示す種々のセンサが接続されている。
【００６７】
モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータ１３２及び１４２と、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータ１３３及び１４３とを備える。ステータ１３３及び１４３は、ケース１１９に固定されている。モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２のステータ１３３及び１４３に巻回された三相コイルは、夫々駆動回路１９１及び１９２を介してバッテリ１９４に接続されている。
【００６８】
駆動回路１９１及び１９２は、各相ごとにスイッチング素子としてのトランジスタを２つ１組で備えたトランジスタインバータである。駆動回路１９１及び１９２は夫々、制御ユニット１９０に接続されている。制御ユニット１９０からの制御信号によって駆動回路１９１及び１９２のトランジスタがスイッチングされると、バッテリ１９４とモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２との間に電流が流れる。
【００６９】
モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は夫々、バッテリ１９４からの電力の供給を受けて回転駆動するモータ（電動機）として動作することもできる（以下適宜、この運転状態を“力行”と呼ぶ）。或いは、ロータ１３２及び１４２が外力により回転している場合には三相コイルの両端に起電力を生じさせるジェネレータ（発電機）として機能してバッテリ１９４を充電することもできる（以下適宜、この運転状態を“回生”と呼ぶ）。
【００７０】
エンジン１５０とモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２とは夫々、プラネタリギヤ１２０を介して機械的に結合されている。プラネタリギヤ１２０は、遊星歯車とも呼ばれ、以下に示す夫々のギヤに結合された３つの回転軸を有している。プラネタリギヤ１２０を構成するギヤは、中心で回転するサンギヤ１２１、サンギヤの周辺を自転しながら公転するプラネタリピニオンギヤ１２３、及びその外周で回転するリングギヤ１２２である。プラネタリピニオンギヤ１２３はプラネタリキャリア１２４に軸支されている。本実施形態のハイブリッド車両では、エンジン１５０のクランクシャフト１５６はダンパ１３０を介してプラネタリキャリア軸１２７に結合されている。ダンパ１３０はクランクシャフト１５６に生じる捻り振動を吸収するために設けられている。モータジェネレータＭＧ１のロータ１３２は、サンギヤ軸１２５に結合されている。モータジェネレータＭＧ２のロータ１４２は、リングギヤ軸１２６に結合されている。リングギヤ１２２の回転は、チェーンベルト１２９を介して駆動軸１１２、更に車輪１１６Ｒ及び１１６Ｌに伝達される。
【００７１】
次に以上の如く構成された本実施形態のハイブリッド車両の動力系統における動作について説明する。
【００７２】
先ず、プラネタリギヤ１２０の動作について図２及び図３を参照して説明する。
【００７３】
プラネタリギヤ１２０は、上述した３つの回転軸のうち、２つの回転軸の回転数及びトルク（以下適宜、両者をまとめて“回転状態”と呼ぶ）が決定されると残余の回転軸の回転状態が決まるという性質を有している。各回転軸の回転状態の関係は、機構学上周知の計算式によって求めることができるが、共線図と呼ばれる図により幾何学的に求めることもできる。
【００７４】
図２に共線図の一例を示す。縦軸が各回転軸の回転数を示している。横軸は、各ギヤのギヤ比を距離的な関係で示している。サンギヤ軸１２５（図中のＳ）とリングギヤ軸１２６（図中のＲ）を両端にとり、位置Ｓと位置Ｒの間を１：ρに内分する位置Ｃをプラネタリキャリア軸１２７の位置とする。ρはリングギヤ１２２の歯数に対するサンギヤ１２１の歯数の比である。こうして定義された位置Ｓ、Ｃ及びＲに、夫々のギヤの回転軸の回転数Ｎｓ、Ｎｃ及びＮｒをプロットする。プラネタリギヤ１２０は、このようにプロットされた３点が必ず一直線に並ぶという性質を有している。この直線を動作共線と呼ぶ。動作共線は２点が決まれば一義的に決まる。従って、動作共線を用いることにより、３つの回転軸のうち２つの回転軸の回転数から残余の回転軸の回転数を求めることができる。
【００７５】
また、プラネタリギヤ１２０では、各回転軸のトルクを動作共線に働く力に置き換えて示したとき、動作共線が剛体として釣り合いが保たれるという性質を有している。具体例として、プラネタリキャリア軸１２７に作用するトルクをＴｅとする。このとき、図２に示す通り、トルクＴｅに相当する大きさの力を位置Ｃで動作共線に鉛直下から上に作用させる。作用させる方向はトルクＴｅの方向に応じて定まる。また、リングギヤ軸１２６から出力されるトルクＴｒを位置Ｒにおいて動作共線に、鉛直上から下に作用させる。図中のＴｅｓ，Ｔｅｒは剛体に作用する力の分配法則に基づいてトルクＴｅを等価な２つの力に分配したものである。「Ｔｅｓ＝ρ／（１＋ρ）×Ｔｅ」「Ｔｅｒ＝１／（１＋ρ）×Ｔｅ」なる関係がある。以上の力が作用した状態で、動作共線図が剛体として釣り合いがとれているという条件を考慮すれば、サンギヤ軸１２５に作用すべきトルクＴｍ１と、リングギヤ軸に作用すべきトルクＴｍ２とを求めることができる。トルクＴｍ１はトルクＴｅｓに等しくなり、トルクＴｍ２はトルクＴｒとトルクＴｅｒとの差分に等しくなる。
【００７６】
プラネタリキャリア軸１２７に結合されたエンジン１５０が回転をしているとき、動作共線に関する上述の条件を満足する条件下で、サンギヤ１２１およびリングギヤ１２２は様々な回転状態で回転することができる。サンギヤ１２１が回転しているときは、その回転動力を利用してモータジェネレータＭＧ１により発電することが可能である。リングギヤ１２２が回転しているときは、エンジン１５０から出力された動力を駆動軸１１２に伝達することが可能である。図１に示した構成を有するハイブリッド車両では、エンジン１５０から出力された動力を駆動軸に機械的に伝達される動力と、電力として回生される動力に分配し、さらに回生された電力を用いてモータジェネレータＭＧ２を力行して動力のアシストを行うことによって所望の動力を出力しながら走行することができる。こうした動作状態は、ハイブリッド車両の通常走行時に取り得る状態である。なお、全開加速時等の高負荷時には、バッテリ１９４からもモータジェネレータＭＧ２に電力が供給され、駆動軸１１２に伝達する動力を増大している。
【００７７】
また、上述のハイブリッド車両では、モータジェネレータＭＧ１またはＭＧ２の動力を駆動軸１１２から出力することができるため、これらのモータにより出力される動力のみを用いて走行することもできる。従って、車両が走行中であっても、エンジン１５０は停止していたり、いわゆるアイドル運転していたりすることがある。この動作状態は、発進時或いは低速走行時に取り得る状態である。
【００７８】
更に、本実施形態のハイブリッド車両では、エンジン１５０から出力された動力を２経路に分配するのではなく、駆動軸１１２側だけに伝達させることもできる。これは、高速定常走行時に取り得る動作状態であり、モータジェネレータＭＧ２は高速走行による慣性によって連れ回された状態となり、モータジェネレータＭＧ２によるアシストなしにエンジン１５０から出力された動力のみの走行となる。
【００７９】
図３は、この高速定常走行時の共線図を示している。図２に示す共線図ではサンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓは正であったが、エンジン１５０の回転数Ｎｅとリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとによって、図３に示す共線図のように負となる。このときには、モータジェネレータＭＧ１では、回転の方向とトルクの作用する方向とが同じになるから、モータジェネレータＭＧ１は電動機として動作し、トルクＴｍ１と回転数Ｎｓとの積で表わされる電気エネルギを消費する（逆転力行の状態）。一方、モータジェネレータＭＧ２では、回転の方向とトルクの作用する方向とが逆になるから、モータジェネレータＭＧ２は発電機として動作し、トルクＴｍ２と回転数Ｎｒとの積で表わされる電気エネルギをリングギヤ軸１２６から回生することになる。
【００８０】
このように、本実施形態のハイブリッド車両は、プラネタリギヤ１２０の作用に基づいて種々の運転状態で走行することができる。
【００８１】
続いて、制御ユニット１９０による制御動作について再び図１を参照して説明する。
【００８２】
図１において、本実施形態の動力出力装置の運転全体は、制御ユニット１９０により制御されている。制御ユニット１９０は、ＥＦＩＥＣＵ１７０と同様、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するワンチップ・マイクロコンピュータである。制御ユニット１９０はＥＦＩＥＣＵ１７０と接続されており、両者は種々の情報を伝達し合うことが可能である。制御ユニット１９０は、エンジン１５０の制御に必要となるトルク指令値や回転数の指令値などの情報をＥＦＩＥＣＵ１７０に送信することにより、エンジン１５０の運転を間接的に制御可能に構成されている。制御ユニット１９０はこうして、動力出力装置全体の運転を制御しているのである。
【００８３】
かかる制御を実現するために制御ユニット１９０には、種々のセンサ、例えば、駆動軸１１２の回転数を知るためのセンサ１４４などが設けられている。リングギヤ軸１２６と駆動軸１１２とは機械的に結合されているため、本実施形態では、駆動軸１１２の回転数を知るためのセンサ１４４をリングギヤ軸１２６に設け、モータジェネレータＭＧ２の回転を制御するためのセンサと共通にしている。
【００８４】
（ハイブリッド車両の動力系統における電気回路）
次に図４を参照して、本実施形態のハイブリッド車両の動力系統に備えられる電気回路について更に詳細に説明する。即ちここでは、図１に示した制御ユニット１９０、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２、駆動回路１９１及び１９２、並びにバッテリ１９４の詳細について述べる。
【００８５】
図４に示すように、バッテリ１９４に対して、インバータコンデンサ１９６と、モータジェネレータＭＧ１に接続される駆動回路１９１と、モータジェネレータＭＧ２に接続される駆動回路１９２とが夫々並列に接続されている。
【００８６】
バッテリ１９４は、詳細には、電池モジュール部１９４ａと、ＳＭＲ（システムメインリレー）１９４ｂと、電圧検出回路１９４ｃと、電流センサ１９４ｄ等を備える。ＳＭＲ１９４ｂは、制御ユニット１９０からの指令により高電圧回路の電源の接続・遮断を行うもので、電池モジュール部１９４ａの＋−両極に配置された２個のリレーＲ１及びＲ２から構成される。バッテリ１９４に２個のリレーＲ１及びＲ２を設けたのは、電源の接続時には、まずリレーＲ２をオンし、続いてリレーＲ１をオンし、電源の遮断時には、まずリレーＲ１をオフし、続いてリレーＲ２をオフすることにより、確実な作動を行うことを可能とするためである。電圧検出回路１９４ｃは、電池モジュール部１９４ａの総電圧値を検出する。電流センサ１９４ｄは、電池モジュール部１９４ａからの出力電流値を検出する。電圧検出回路１９４ｃ及び電流センサ１９４ｄの出力信号は、制御ユニット１９０に送信される。
【００８７】
駆動回路１９１及び１９２は、バッテリの高電圧直流電流とモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２用の交流電流の変換を行う電力変換装置であり、詳細には、６個のパワートランジスタで構成される３相ブリッジ回路１９１ａ及び１９２ａを夫々備えており、この３相ブリッジ回路１９１ａ及び１９２ａにより直流電流と３相交流電流との変換を行っている。
【００８８】
駆動回路１９１及び１９２には、電圧検出回路１９１ｂ及び１９２ｂが夫々設けられている。電圧検出回路１９１ｂ及び１９２ｂは、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２の逆起電圧を夫々検出する。３相ブリッジ回路１９１ａ及び１９２ａの各パワートランジスタの駆動は、制御ユニット１９０により制御されると共に、駆動回路１９１及び１９２から制御ユニット１９０に対し、電圧検出回路１９１ｂ及び１９２ｂにて検出された電圧値や、３相ブリッジ回路１９１ａ及び１９２ａとモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２との間に設けられた図示しない電流センサにて検出された電流値など電流制御に必要な情報を送信している。
【００８９】
（直噴式ガソリンエンジン）
次に図５を参照して、本実施形態のハイブリッド車両に備えられる直噴式エンジンについて更に詳細に説明する。即ちここでは、図１に示すエンジン１５０の詳細に付いて述べる。
【００９０】
図５に示すように、エンジン１５０は、燃料室内に燃料を直接噴射する、いわゆる直噴式ガソリンエンジンである。エンジン１５０は、ＥＦＩＥＣＵ１７０により制御される。エンジン１５０は、シリンダブロック１４を備えている。シリンダブロック１４の内部には、シリンダ１６が形成されている。なお、エンジン１５０は、複数のシリンダを備えているが、説明の便宜上、図５には複数のシリンダのうち１つのシリンダ１６を示している。
【００９１】
シリンダ１６の内部にはピストン１８が配設されている。ピストン１８は、シリンダ１６の内部を、図５における上下方向に摺動することができる。シリンダ１６の内部において、ピストン１８の上方には燃焼室２０が形成されている。燃焼室２０には、燃料噴射弁２２の噴射口が露出している。エンジン１５０の運転中、燃料噴射弁２２には燃料ポンプ２４から燃料が圧送される。燃料噴射弁２２及び燃料ポンプ２４は、ＥＦＩＥＣＵ１７０に接続されている。燃料ポンプ２４は、ＥＦＩＥＣＵ１７０から供給される制御信号に応じて燃料噴射弁２２側へ燃料を圧送する。また、燃料噴射弁２２は、ＥＦＩＥＣＵ１７０から供給される制御信号に応じて燃焼室２０内へ燃料を噴射する。
【００９２】
また、燃焼室２０には、点火プラグ２６の先端が露出している。点火プラグ２６は、ＥＦＩＥＣＵ１７０から点火信号を供給されることにより、燃焼室２０内の燃料に点火する。燃焼室２０には、排気弁２８を介して排気管３０が連通している。燃焼室２０には、また、吸気弁３２を介して吸気マニホールド３４の各枝管が連通している。吸気マニホールド３４は、その上流側においてサージタンク３６に連通している。サージタンク３６の更に上流側には吸気管３８が連通している。
【００９３】
ここで本実施形態では特に、前記排気弁２８及び吸気弁３２は、それぞれ開閉時期が調整可能に構成されている。図６には、これを実現するための構成の一例が示されている。図６において、排気弁２８の図中左上方には、該排気弁２８の上端に当接するように排気弁用カム２８１が設けられており、該排気弁用カム２８１にはカムシャフト２８２が図面に垂直な方向に貫通すように設けられている。また、吸気弁３２についても同様に、該吸気弁３２の図中右上方には、吸気弁用カム３２１及びカムシャフト３２２が設けられている。これにより、排気弁２８及び吸気弁３２は、排気弁用カム２８１及び吸気弁用カム３２１の回転角度によって、燃焼室２０に対して開き又は閉じるように動作することになる。
【００９４】
また、前記カムシャフト２８２及び３２２には、図に概念的に示されるように、電動モータ２８３及び３２３が接続されている。カムシャフト２８２及び３２２は、電動モータ２８３及び３２３が発する動力により任意に回転可能となっている。なお、電動モータ２８３及び３２３は、図１に示す制御ユニット１９０に接続されており、その制御下において動作するようにされている。
【００９５】
これにより、本実施形態においては、エンジン１５０の動静とは無関係に、排気弁２８及び吸気弁３２の開閉タイミングの調整が可能となっている。これは、電動モータ２８２及び３２２によって、カムシャフト２８２及び３２２の回転角度、すなわち排気弁用カム２８１及び吸気弁用カム３２１の角度が調整されるからである。
【００９６】
尚、本実施形態では、電動モータ２８２及び３２２以外にも、排気弁用カム２８１及び吸気弁用カム３２１の角度調整用に、油圧式等の各種既存の位相制御機構を採用することも可能である。
【００９７】
また、上述の各種の構成要素のうち、エンジン１５０を構成するピストン１８、カムシャフト２８２及び３２２、これらの動きに応じて動作する排気弁２８及び吸気弁３２等が、本発明にいう「摺動部材」の一例を構成する。エンジン１５０には、図５に示すように給油管１０１を介して、オイルポンプ１０２及びオイルパン１０３が接続されており、該エンジン１５０にはこれらを通じて潤滑油が供給されるようになっている。そして、この潤滑油は、前述したような各種の摺動部材間に供給される。これにより、摺動部材はスムースな動きを行うことが可能とされている。
【００９８】
さらに、本実施形態では、エンジン１５０内における潤滑油の温度を知るための潤滑油温度センサ１０４が設けられている。この潤滑油温度センサ１０４は、ＥＦＩＥＣＵ１７０に接続されており、時々刻々変化する潤滑油の温度を該ＥＦＩＥＣＵ１７０に送信するようになっている。ＥＦＩＥＣＵ１７０は、その計測結果に基づき、エンジン１５０の排気弁２８及び吸気弁３２の開閉タイミングを調整するが、この点については後述することとする。
【００９９】
吸気管３８には、スロットル弁４０が配設されている。スロットル弁４０は、スロットルモータ４２に連結されている。そして、スロットルモータ４２は、ＥＦＩＥＣＵ１７０に接続されている。スロットルモータ４２は、ＥＦＩＥＣＵ１７０から供給される制御信号に応じてスロットル弁４０の開度を変化させる。スロットル弁４０の近傍には、スロットル開度センサ４４が配設されている。スロットル開度センサ４４は、スロットル弁４０の開度（以下適宜、スロットル開度ＳＣと称す）に応じた電気信号をＥＦＩＥＣＵ１７０に向けて出力する。ＥＦＩＥＣＵ１７０は、スロットル開度センサ４４の出力信号に基づいてスロットル開度ＳＣを検出する。
【０１００】
ＥＦＩＥＣＵ１７０には、また、イグニッションスイッチ７６（以下、ＩＧスイッチ７６と称す）が接続されている。ＥＦＩＥＣＵ１７０は、ＩＧスイッチ７６の出力信号に基づき、ＩＧスイッチ７６のオン／オフ状態を検出する。ＩＧスイッチ７６がオン状態からオフ状態とされると、燃料噴射弁２２による燃料噴射、点火プラグ２６による燃料の点火、及び、フューエルポンプ２４による燃料の圧送が停止され、エンジン１５０の運転が停止される。
【０１０１】
アクセルペダル７８の近傍には、アクセル開度センサ８０が配設されている。アクセル開度センサ８０は、アクセルペダル７８の踏み込み量（以下適宜、アクセル開度ＡＣと称す）に応じた電気信号をＥＦＩＥＣＵ１７０に向けて出力する。ＥＦＩＥＣＵ１７０は、アクセル開度センサの出力信号に基づいてアクセル開度ＡＣを検出する。
【０１０２】
本実施形態では、吸気管３８には、ターボ過給装置３９が設けられており、例えば排気管３０側に設けられたタービンに連動するタービンにより、吸気管３８内に圧縮空気をターボ過給するように構成されている。また、ターボ過給装置３９の回転軸は、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２とは異なる専用のモータジェネレータによって駆動され、その回転数増大によってターボ過給による過給圧が高められるように構成されている。即ち、「ターボアシスト」が実行可能に構成されている。尚、係る専用のモータジェネレータは、排気管３０側におけるエンジン１５０の排気エネルギを発電により回生可能に構成されている。更に、ターボ過給装置３９は、ＥＦＩＥＣＵ１７０による制御を受けて、特定タイミングで筒内圧力を可変に高めるように構成してもよい。
【０１０３】
本実施形態では、排気管３０には、三元触媒装置３１が設けられており、これにより排気ガス浄化性能が高められている。尚、三元触媒装置３１は、一定温度以上の高温でないと、その浄化性能が顕著に低下する。そこで、三元触媒装置３１には、温度センサ３１Ｔが取り付けられており、その触媒温度Ｔｃが検出され、触媒温度情報としてＥＦＩＥＣＵ１７０に入力される。或いは、このような触媒温度Ｔｃは、エンジン１５０におけるエンジン回転数等の他の検出情報に基づいて間接的に推定してもよい。このように検出又は推定された触媒温度Ｔｃは、当該触媒温度Ｔｃが一定温度以下に低下しないようにエンジン制御するのに用いられる。
【０１０４】
（第１実施形態−潤滑油油温に基づく排気弁及び吸気弁の制御−）
以下では、本発明に係る制御手段を構成する制御ユニット１９０及びＥＦＩＥＣＵ１７０により、エンジン１５０における吹き上がりを防止するため、或いは図１に示すハイブリッド車両の運転者に飛び出し感などを与えないための制御を実施する態様について、これを第１実施形態とし、図７乃至図９を参照しながら説明する。ここに図７は、排気弁２８及び吸気弁３２の開閉時期を制御することにより、前述の不都合を生じさせない処理の流れを示すフローチャートである。また、図８は、エンジン１５０に供給される潤滑油の温度と該エンジン１５０を構成する摺動部材間で発生するフリクションの大きさとの関係を示すグラフであり、図９は、クランキング動作に伴うエンジン１５０の回転数の上昇率を、エンジン・フリクションをパラメータとして表したグラフである。
【０１０５】
なお、以下の説明においては、エンジン１５０は、図２及び図３を参照しながら説明したように、ある時は運転され、ある時は休止するという間欠運転がなされているものとする。すなわち、第１実施形態において、エンジン１５０は、運転期間から休止期間への移行時点、あるいはその逆の休止期間から運転期間への移行時点という二つの移行時点を、時間の経過とともに、適宜経験することが予定されている。これは、当該ハイブリッド型の動力出力装置（図１参照）では、エンジン１５０及びモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２の協働により車両を運行可能であることにより、該エンジン１５０を常に作動させておく必要がないことによる。なお、ここでエンジン１５０を休止させてもよい場合とは、具体的には例えば、アクセル開度ＡＣの程度やバッテリ１９４の充電状態、あるいは触媒温度Ｔｃ等に基づいて決定される。また、実際にエンジン１５０が休止するという状態は、例えば車両が信号待ち停車時にあるとき、あるいは低速走行時にあるとき等にとられる。
【０１０６】
そして、図７に示す一連の処理は、上述のようなエンジン１５０の間欠運転が実施されている場合において、エンジン１５０が休止期間から運転期間へ移行する場合において実施されることを前提としている。
【０１０７】
図７においては、まず、エンジン１５０のクランキングが開始される（ステップＳ１１）。すなわち、制御ユニット１９０は、モータジェネレータを作動させ、その動力を、クランクシャフト１５６を介してエンジン１５０に伝達させることによって、該エンジン１５０内におけるピストン１８等が動作させられることになる。
【０１０８】
次に、潤滑油の温度が、図５に示した潤滑油温度センサ１０４によって測定され（ステップＳ１２）、この測定された油温に基づいてエンジン１５０を構成する摺動部材間で発生するフリクションの現在値（以後、これを“Ｆｏ”とする。）が推定される（ステップＳ１３）。ここで潤滑油の温度とエンジン・フリクションとの間には、図８に示すような関係が見られる。すなわち、油温が上昇すればする程、エンジン・フリクションは低下していくことがわかる。これは、油温があまりに低いと、潤滑油の粘度が高まるため、摺動部材間で生じる摩擦を減少させることができないからである。前記ステップＳ１３におけるエンジン・フリクションＦｏの推定は、図８に示すような関係に基づいて行われることになる。
【０１０９】
次に、ＥＦＩＥＣＵ１７０内に設置された図示しないタイマによって一定時間ｔの経過が測定されるとともに、当該一定時間の経過時点におけるエンジン１５０の回転数Ｎｅが、前述の駆動軸１１２の回転数を知るためのセンサ１４４（図１参照）によって測定される。これにより、エンジン１５０の回転数の上昇率Ｒが算出されることになる（ステップＳ１４）。すなわち、上昇率Ｒは、前記回転数Ｎｅを前記時間ｔで除すことにより得られる（Ｒ＝Ｎｅ／ｔ）。
【０１１０】
ところで、経過時間とエンジン回転数とは、図９に示すように、概ね比例関係にあるものとして表すことができる。したがって、前述のように求められる上昇率Ｒは、図９に示す直線の傾きに一致することがわかる。
【０１１１】
また、この経過時間とエンジン回転数との関係は、エンジン・フリクションの大きさの影響を受ける。つまり、定性的には、Ｆが大きければＲは小さくなり（即ち、図９において、直線は寝るようになり、直線Ｒｓ参照。）、Ｆが小さければＲは大きくなる（即ち、図９において、直線は立ち上がるようになる、直線Ｒｔ参照）ということがいえる。ただし、上昇率Ｒとエンジン・フリクションの大きさＦとの関係は、前者が「ある一定の範囲内」にあるときには、それに対応する後者が推定されるという関係にあり、前述の油温に基づくエンジン・フリクションの推定に比べると、若干正確性に劣るのが通常である。例えば、図９に併せて示されるように、ある上昇率Ｒ１及びＲ２（ただし、Ｒ１＜Ｒ２を満たす。）を想定したとき、現実に測定された上昇率Ｒが、“Ｒ１＜Ｒ≦Ｒ２”を満たすとき（図中、ハッチングされた領域参照）には、エンジン・フリクションの大きさは“Ｆｒ”と推定されるというようである。
【０１１２】
このように、回転数上昇率からエンジン・フリクションの大きさを推定することには、若干の不正確さが伴うものの、油温に基づいて推定されたエンジン・フリクションの大きさ“Ｆｏ”が正しいか否か、すなわち該“Ｆｏ”が現実のエンジン・フリクションの大きさを正確に反映している正しい値であるか否かを確認するにあたって、前述のＲとＦとの関係を用いることは非常に有効である。
【０１１３】
そして、図７のステップＳ１５及びステップＳ１６では、上述した趣旨に沿い、まず、図９に示したような関係から、上昇率Ｒに基づいてエンジン・フリクションの大きさ“Ｆｒ”が推定され（ステップＳ１５）、続いて、この“Ｆｒ”と、図８に示したような関係から油温に基づいて推定されたエンジン・フリクションの大きさ“Ｆｏ”とが整合的であるかどうかが判定される（ステップＳ１６）ことになる。ここで「整合的であるかどうか」は、例えば単純には、「Ｆｏ＝Ｆｒ」が成立するかどうかに基づいて判定するようにしてよい。すなわち、Ｆｏ＝Ｆｒが成立する場合には、両推定値は整合的であると判定され、そうでない場合には整合的でないと判定されるということになる。そして、整合的であると判定される場合には、前記油温に基づく推定値“Ｆｏ”は、正しいと判断することができる。
【０１１４】
なお、上記では、両推定値Ｆｏ及びＦｒ間の整合性を判定するために、Ｆｏ＝Ｆｒなる式を用いたが、これに代えて、ある一定の幅αを仮定し、「Ｆｒ−α＜Ｆｏ＜Ｆｒ＋α」が成立する場合には整合的であり、そうでない場合には整合的でないなどと判定するようにしてもよい。その他、種々のバリエーションが考えられるが、本発明は、基本的にどのような態様であっても、その範囲内に収めるものである。
【０１１５】
さて、以上のように、図７のステップＳ１６において、Ｆｏ及びＦｒが整合的と判断された場合には、次なる処理へと進み（ステップＳ１７へ）、そうでない場合には、当該処理を終了する（ステップＥＮＤへ）。
【０１１６】
このように、第１実施形態においては、油温に基づくエンジン・フリクションの推定値が正しくない場合、すなわち油温に基づくエンジン・フリクションの推定値“Ｆｏ”と、上昇率に基づく同推定値“Ｆｒ”とが整合的でない場合には、後述する排気弁２８、或いは吸気弁３２の開閉タイミングに関する制御を実施しない（ステップＳ１６からステップＥＮＤへ）。これは、このような状態では、当該エンジン１５０或いは前記上昇率Ｒを知るために用いられるセンサ１４４等において、何らかの異常が発生している場合が考えられるからである。このような状態で、むやみに排気弁２８及び吸気弁３２の開閉タイミングに関する制御を実施することは、当該事態をより深刻なものにしかねない。以上のことから、第１実施形態によれば、エンジン１５０における、より安全サイドに立った運用を行うことができる。
【０１１７】
他方、Ｆｏ及びＦｒが整合的、即ちＦｏが正しいと判定されたときには、続いて、このエンジン・フリクションの大きさ“Ｆｏ”が、予め定められた所定値（以後、これを“Ｆｔｈ”とする。）以上であるか否かが判断される（ステップＳ１７）。ここで、Ｆｏ＜Ｆｔｈであれば、排気弁２８に関する処理（ステップＳ１８１）へと移行し、Ｆｏ≧Ｆｔｈであれば、吸気弁３２に関する処理（ステップＳ１８２）へと移行する。
【０１１８】
まず、前者の場合（Ｆｏ＜Ｆｔｈ）について説明すると、推定されたエンジン・フリクションの大きさ“Ｆｏ”が、所定値Ｆｔｈよりも小さいということは、当該Ｆｏは、比較的小さい値をとっているということができる。この場合、当該エンジン１５０は一定程度暖気されている状態、換言すれば図１に示すハイブリッド車両が既に動作状態にあると典型的には想定される。第１実施形態では、このような状態において、排気弁２８が開となるタイミングを、エンジン・フリクションの大きさが比較的大きい場合よりも早くなるように制御する（ステップＳ１８１）。すなわち、制御ユニット１９０は、図６に示した電動モータ２８３に制御信号を送り、カムシャフト２８２を適当な角度回転させることにより、排気弁用カム２８１の角度を調整し、もって排気弁２８が、本来のタイミングよりも早くに、燃焼室２０に対して開くように調整するのである。
【０１１９】
このような制御を実施することで、次のような作用効果が得られる。すなわち、第１実施形態では、前記のように、エンジン１５０が間欠運転されている状態であって、その休止期間から運転期間への移行時点で、図７に示す処理が実施されている場合が想定されている。つまり、当該エンジン１５０を搭載する車両にあっては、シフト・ポジションがＤレンジにある場合が一般的に想定されることになる。
【０１２０】
ここで、前記休止期間においては、シリンダ１６、吸気管３８及びサージタンク３６等内の空気は大気圧になり、したがって、これらの内部には比較的多めの空気量が存在することになる。したがって、当該エンジン１５０を再始動するためには、前記比較的多めの空気量に対応するため、燃焼室２０内に対する燃料噴射量もまた、相対的に増大しなければならない。しかしながら、これでは、燃焼室２０内で過剰な燃焼反応、いわゆる「吹き上がり」が生じることで、エンジン１５０の動作特性を悪化させるおそれが大きい。
【０１２１】
また、このようなエンジン１５０の吹き上がりが生じると、前述のように当該エンジン１５０を搭載する車両がいまＤレンジにあることが一般的に想定されることから、該吹き上がりに起因するエネルギが、ピストン１８、ドライブシャフト１１２及び車輪１１６Ｒ及び１１６Ｌに伝達されることにより、当該車両は、突飛な動きをする可能性が大きくなる。すなわち、車両は突然、前方に飛び出すが如き動作をすることとなり、運転者に不快な運転感覚を与えることになる。反対に、シフトポジションが、Ｄレンジにない場合にも、前記の吹き上がりは、騒音・振動を生じさせるという問題がある。
【０１２２】
しかるに、第１実施形態では、既述のように、排気弁２８が比較的早期に開弁されることにより、燃焼室２０内における前記の過剰な燃焼反応を原因としたエネルギは、排気弁２８を通じて、その一部が逃げ得ることになる。したがって、第１実施形態によれば、該エンジン１５０において吹き上がりが発生することを有効に防止することが可能となる。また、同じ理由から、前記のような飛び出し感を運転者に与えることも防止することができる。さらに、シフトポジションがＤレンジにない場合にも、前記の騒音・振動の発生を極力抑制することができる。
【０１２３】
他方、後者の場合（Ｆｏ≧Ｆｔｈ）について説明すると、推定されたエンジン・フリクションの大きさ“Ｆｏ”が、所定値Ｆｔｈ以上であるということは、当該Ｆｏは、比較的大きい値をとっているということができる。この場合、当該エンジン１５０は冷えている状態にあったと典型的には想定される。第１実施形態では、このような状態において、吸気弁３２が閉となるタイミングを、エンジン・フリクションの大きさが比較的小さい場合よりも早くなるように制御する（ステップＳ１８２）。すなわち、制御ユニット１９０は、図６に示した電動モータ３２３に制御信号を送り、カムシャフト３２２を適当な角度回転させることにより、吸気弁用カム３２１の角度を調整し、もって吸気弁３２が、本来のタイミングよりも早くに、燃焼室２０に対して閉まるように調整するのである。
【０１２４】
このような制御を実施することで、次のような作用効果が得られる。すなわち、吸気弁３２が比較的早期に閉とされることから、燃焼室２０内の空気量を十分確保した状態におくことが可能となり、圧縮量を上昇させることができることから、当該エンジンの始動特性を良好に確保することが可能となるのである。
【０１２５】
ちなみに、ステップＳ１８２に至っている本ケースでは、上述のようにエンジン・フリクションの大きさ“Ｆｏ”は、比較的大きい値をとっていること、及び、該“Ｆｏ”が比較的小さい場合には、前記のような排気弁２８の早期開弁処理が実施されること（ステップＳ１８１）との関係上、当該排気弁２８は、エンジン・フリクション“Ｆｏ”が比較的小さい場合に比べて「遅め」に開弁されることになる。すなわち、クランキング動作は、排気弁２８が未だ閉とされた状態で行われ得ることになる。したがって、これによっても、燃焼室２０内の空気量を十分確保した状態におくことが可能となり、圧縮量を上昇させることができることから、当該エンジンの始動特性を良好に確保することが可能となる。
【０１２６】
以上のように、第１実施形態によれば、エンジン・フリクション“Ｆｏ”の大小に応じ、排気弁２８、或いは吸気弁３２の開閉時期を調整することによって、エンジン始動時において発生し得る不具合を極めて有効に解消することができるのである。
【０１２７】
なお、上記第１実施形態においては、エンジン・フリクション“Ｆｏ”が、所定値Ｆｔｈとの対比において大きいか小さいかという二者択一的な判断に基づいた処理がなされる例について説明したが、本発明は、このような形態に限定されるものではない。例えば、推定されたエンジン・フリクションの大きさ“Ｆｏ”を多段階に区分けし、その各々について対応する排気弁２８及び吸気弁３２の進角量を定めておく等というように、よりきめ細かな処理を実施するようにしてもよい。
【０１２９】
さらに、上記第１実施形態においては、現実のエンジン・フリクションの大きさをより正確に推定するために、油温及び上昇率の双方を用いていたが、本発明は、このような形態に限定されない。例えば、場合により、油温のみ、又はクランキング動作に伴うエンジン回転数の上昇率のみに基づいて、エンジン・フリクションの大きさを推定するような形態としてよい。具体的には、前者の場合（油温のみに基づく推定）、図７においてステップＳ１４からステップＳ１６までの処理が省略された形態を想定すればよく、後者の場合（上昇率のみに基づく推定）、ステップＳ１２、ステップＳ１３及びステップＳ１６の処理を省略するとともに、ステップＳ１７における処理中、「Ｓ１３」とあるのを、「Ｓ１５」と読み替えた処理を想定すればよい。
【０１３０】
加えて、上記第１実施形態においては、図７に示す一連の処理は、エンジン１５０が間欠運転されている場合において、その休止期間から運転期間への移行時点で実施されることが前提されていたが、本発明は、このような形態に限定されるものではない。すなわち、エンジン１５０及びモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２が完全に停止しており、図７に示す処理を実施する直前、図１に示すハイブリッド車両及びエンジン１５０等がいわば完全に停止した状態から、エンジン１５０を始動する場合においても、前述の処理を実施することが可能である。
【０１３１】
なお、このような場合においては、エンジン・フリクションの大きさ“Ｆｏ”は非常に大きくなることが推測されるから、図７では、ステップＳ１７からステップＳ１８２へ流れる処理が実施される可能性が極めて大きい。また、このような場合、前述の吹き上がり、或いは飛び出し感などといった不具合に目を向けるよりも、当該エンジン１５０が確実に始動することができるかどうかが目下の課題となる。したがって当該場合に、エンジン１５０の始動特性の確保が実現される図７のステップＳ１８２に係る処理が実施されることは、好都合であり、また合理的でもある。
【０１３２】
（第２実施形態−触媒温度に基づく排気弁及び吸気弁の制御−）
以下では、本発明に係る制御手段を構成する制御ユニット１９０及びＥＦＩＥＣＵ１７０により、エンジン１５０における吹き上がりを防止するため、或いは図１に示すハイブリッド車両の運転者に飛び出し感などを与えないための制御を実施する上記とは別の態様について、これを第２実施形態とし、図１０を参照しながら説明する。ここに図１０は、排気弁及び吸気弁の開閉時期を制御することにより、前述の不都合を生じさせない処理の流れを示すフローチャートである。
【０１３３】
なお、第２実施形態では、上述した「ハイブリッド車両の基本構成及び動作」、「ハイブリッド車両の動力系統における電気回路」及び「直噴式ガソリンエンジン」の構成及び作用等については全く同様である。また、上記第１実施形態において前提されていた事項（すなわち、エンジン１５０は間欠運転されていること、及び、図１０に示すフローチャートは、前記間欠運転実施中、休止期間から運転期間への移行時点で実施されること）も同様である。したがって、以下では、これらの説明については省略することとし、主に第２実施形態において特徴的な部分についてのみ説明を加えることとする。
【０１３４】
図１０においては、まず、エンジン１５０のクランキングが開始される（ステップＳ２１）。この点は、図７のステップＳ１１と全く同様である。
【０１３５】
次に、触媒の温度が、図５に示した触媒温度センサ３１Ｔによって測定される（ステップＳ２２）。続いて、この測定された触媒の温度 “Ｔｃ”が、予め定められた所定値（以後、これを“Ｔｔｈ”とする。）以上であるか否か判断される（ステップＳ２３）。ここで、Ｔｃ＜Ｔｔｈであれば、排気弁２８に関する処理（ステップＳ２４１）へと移行し、Ｔｃ≧Ｔｔｈであれば、吸気弁３２に関する処理（ステップＳ２４２）へと移行する。
【０１３６】
まず、前者の場合（Ｔｃ＜Ｔｔｈ）について説明すると、測定された触媒温度Ｔｃが、所定値Ｔｔｈよりも小さいということは、当該Ｔｃは、比較的小さい値をとっているということができる。この場合、当該エンジン１５０は、未だ暖気が十分でない状態、或いはそれ以前は図１に示すハイブリッド車両及びエンジン１５０がともに完全に停止していた状態にある場合が典型的には想定される。
【０１３７】
そして、第２実施形態では、このような状況下において、排気弁２８が開となるタイミングを、触媒温度Ｔｃが比較的高い場合よりも早くなるように制御する（ステップＳ２４１）。これを実現するための、具体的な関連機構（図６参照）の動作は、ステップＳ１８１に関して述べたのと同様である。
【０１３８】
これによると、まず、排気弁２８に関する早期開弁制御が実施されることにより、前述の第１実施形態におけるステップＳ１８１において説明したのと同様に、エンジン１５０において吹き上がりが発生することを防止することが可能となり、また、前記ハイブリッド車両の運転者に飛び出し感を与えるなどといった不具合を有効に解消することが可能となる。さらに、前記の騒音・振動を生じさせるという問題も有効に解消することが可能である。
【０１３９】
そして、第２実施形態では特に、排気弁２８の早期開弁制御を実施することにより、燃焼室２０内で発生したエネルギが、排気弁２８を通じて排気管３０に逃がされることになるから、当該排気管３０の途上に設置された三元触媒装置３１は、そのエネルギを受けて、温度を上昇させられることになる。つまり、触媒暖気が促進されることになるのである。これにより、触媒の活性化を早期に達成することができ、低公害性をよりよく実現することができる。
【０１４０】
また、後者の場合（Ｔｃ≧Ｔｔｈ）について説明すると、測定された触媒温度が、所定値Ｔｔｈ以上であるということは、当該Ｔｃは、比較的大きい値をとっているということができる。この場合、エンジンの暖気が十分な状態が典型的には想定される。
【０１４１】
そして、第２実施形態では、このような状況下において、吸気弁３２が閉となるタイミングを、触媒温度が比較的低い場合よりも遅くなるように制御する（ステップＳ２４２）。
【０１４２】
これによると、まず、吸気弁３２が閉とされるタイミングが遅くされることから、エンジン１５０において吹き上がりが発生することを防止することができる。
【０１４３】
また、このように触媒温度が比較的高い場合に吸気弁３２を制御対象とすることによれば特に、前述のように排気弁２８を制御対象として吹き上がり防止を図る場合（すなわち、排気弁２８の比較的早期の開弁を実施する場合）に比べて、燃料消費量の節約を実現することができる。なぜなら、排気弁２８の早期の開弁を実施すると、燃焼室２０内で発生したエネルギが、排気弁２８及び排気管３０を通じて外部へと逃げてしまい、該エネルギ（燃焼エネルギ）の機械エネルギへの有効な変換をなしえないからである。もっとも、この点、触媒温度Ｔｃが低い場合には、既に述べたように前記エネルギは触媒の早期暖気に利用されることから（ステップＳ２４１）、該エネルギが全く無駄になるわけでない。
【０１４４】
以上のように、第２実施形態によれば、触媒温度の高低に応じ、排気弁２８又は吸気弁３２の開閉時期を調整することによって、エンジン１５０の再始動時において発生し得る不具合を極めて有効に解消することができる。また、前述の説明から明らかなように、触媒温度の高低に応じて、制御対象を選別すること（すなわち、制御対象を排気弁２８とするか吸気弁３２とするか）により、得られる作用効果との関係において、燃料の有効利用を図ることができる。
【０１４５】
なお、上記第２実施形態においては、触媒温度“Ｔｃが、所定値Ｔｔｈとの対比において大きいか小さいかという二者択一的な判断に基づいた処理がなされる例について説明したが、本発明は、このような形態に限定されるものではない。例えば、測定された触媒温度”Ｔｃ“を多段階に区分けし、その各々について対応する排気弁２８の進角量及び吸気弁３２の遅角量を定めておく等というように、よりきめ細かな処理を実施するようにしてもよい。
【０１４６】
また、上記第２実施形態においては、図１０に示す一連の処理は、エンジン１５０が間欠運転されている場合において、その休止期間から運転期間への移行時点で実施されることが前提されていたが、本発明は、このような形態に限定されるものではない。すなわち、エンジン１５０及びモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２が完全に停止しており、図１０に示す処理を実施する直前において、図１に示すハイブリッド車両及びエンジン１５０等がいわば完全に停止した状態から、エンジン１５０を始動する場合においても、前述の処理を実施することが可能である。なお、このような場合においては、触媒温度“Ｔｃ”は非常に小さくなることが推測されるから、図１０では、ステップＳ２３からステップＳ２４２へ流れる処理が実施される可能性が極めて大きい。
【０１４７】
なお、以上説明した第１及び第２実施形態の双方に関連する事項として、本発明は、次に説明する各種態様を含む。まず、場合によっては、上述した第１実施形態及び第２実施形態を併せ実施するような形態としてよい。
【０１４８】
また、上述の実施形態では、モータジェネレータ装置が同期電動機からなるモータジェネレータを複数備えてなるが、その少なくとも一部に代えて又は加えて、誘導電動機、バーニアモータ、直流電動機、超伝導モータ、ステップモータ等を用いることも可能である。
【０１４９】
さらに、上述の実施形態では、エンジン１５０としてガソリンにより運転される直噴型のガソリンエンジンを用いていたが、その他に、伝統的なポート噴射型のガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、タービンエンジン、ジェットエンジン等の各種の内燃あるいは外燃機関を用いることができる。
【０１５０】
加えて、上述した実施形態に係るハイブリッド型の動力出力装置は、既存の若しくは現在開発中又は今後開発される各種パラレルハイブリッド方式や各種シリーズハイブリッド方式の車両にも適用してもよい。
【０１５１】
加えて更に、上述の実施形態では、もっぱらハイブリッド型の動力出力装置、ないしはハイブリッド車両についての説明を行ったが、本発明の適用範囲はこれに限定されない。例えば、動力源としてエンジンのみを搭載するような車両であっても、本発明の適用は可能であり、該エンジンが間欠運転可能に構成されているのであれば、上記第１又は第２実施形態を大きく変更することなくその適用が可能である。
【０１５２】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う動力出力装置及びその制御方法並びに車両もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【０１５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の動力出力装置によれば、潤滑油の温度、或いは触媒の温度の高低に応じて、排気弁、或いは吸気弁の開閉時期を好適に調整することにより、エンジンにおける吹き上がりを生じさせるようなことを効果的に防止可能であり、その動作特性を良好に維持することができる。また、当該動力出力装置を搭載する車両等の運転者に、前記吹き上がりを原因とする飛び出し感等を与えることがなく、運転感覚を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のハイブリッド車両における動力系統のブロック図である。
【図２】本実施形態に係るハイブリッド車両の基本的動作を説明するための共線図である。
【図３】本実施形態に係るハイブリッド車両が高速定常走行している場合の共線図である。
【図４】本実施形態に係るハイブリッド車両のバッテリ及びモータ駆動回路の構成を示す回路図である。
【図５】本実施形態に係るエンジンの構造の概略構成図である。
【図６】それぞれの開閉時期が調整可能とされた排気弁及び吸気弁の構成図である
【図７】本発明の第１実施形態に係り、油温等に基づく排気弁及び吸気弁の開閉時期の制御を実施することにより、エンジンの吹き上がり等を生じさせない処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】エンジンに供給される潤滑油の温度と該エンジンを構成する摺動部材間で発生するフリクションの大きさとの関係を示すグラフである。
【図９】クランキング動作に伴うエンジンの回転数の上昇率を、エンジン・フリクションをパラメータとして表したグラフである。
【図１０】本発明の第２実施形態に係り、触媒温度に基づく排気弁及び吸気弁の開閉時期の制御を実施することにより、エンジンの吹き上がり等を生じさせない処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
２８…吸気弁
３２…排気弁
２８２、３８２…カムシャフト
２８３、３８３…電動モータ
１５０…エンジン
１７０…ＥＦＩＥＣＵ
１９０…制御ユニット
ＭＧ１、ＭＧ２…モータジェネレータ
１０１…給油管
１０２…オイルポンプ
１０３…オイルパン
１０４…潤滑油温度センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of a power output apparatus that is suitable for being mounted on a so-called automobile or the like. The present invention also belongs to the technical field of such a power output apparatus control method and a vehicle such as a hybrid vehicle provided with the power output apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as disclosed in, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, and the like, so-called hybrid power output apparatuses that are suitably mounted on hybrid vehicles have been developed. In this type of hybrid power output device, the motor generator device is used as a generator (generator) that is rotated by the driving force of the engine as appropriate according to the required operating state, or is included in the motor generator device. Use the generator to charge the battery. In addition, the motor generator device is used as a motor (electric motor) that rotates by receiving power supply from the battery, or a dedicated motor included in the motor generator device is used to rotate the drive shaft alone or together with the engine.
[0003]
Incidentally, such hybrid operation output devices are roughly classified into a parallel hybrid system and a series hybrid system. In the former, the drive shaft is rotated by a part of the output of the engine and rotated by the driving force of the motor generator device. In the latter, the engine output is exclusively used for charging by the motor generator device, and the drive shaft is rotated by the driving force of the motor generator device. In any case, in this apparatus, the role of the engine is relatively reduced, so that remarkable effects such as a reduction in fuel consumption or a reduction in the concentration of harmful substances in the exhaust gas can be obtained. .
[0004]
In such a hybrid type power output apparatus, intermittent engine operation may be performed. This is because the hybrid type power output apparatus can realize the traveling of the vehicle and the like by the cooperation of the engine and the motor generator apparatus as described above, so that it is not necessary to always operate the engine. . In this case, fuel consumption and low pollution are better realized because no fuel is consumed in the engine and exhaust gas is not exhausted from the engine during the engine stop period. become.
[0005]
As will be described later, the present invention relates to the adjustment of the opening and closing timings of the exhaust valve and the intake valve. However, the engine constituting the hybrid power output device is disclosed in, for example, Patent Document 3 and the like. As described above, a configuration is known in which the opening / closing timing of the intake valve constituting the engine can be adjusted. By the way, this Patent Document 3 discloses a technique for setting the closing timing of the intake valve to the advance side in order to appropriately start the engine.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-9-47094
[Patent Document 2]
JP 2000-324615 A
[Patent Document 3]
JP 2000-320356 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the hybrid power output apparatus described above has the following problems. That is, deterioration of the operating characteristics of the engine or the driving feeling given to the driver of the vehicle on which the engine is mounted when the engine is once stopped and then restarted.
[0008]
More specifically, immediately before the engine restart, that is, in the period when the engine is stopped, the cylinder in the engine, the intake pipe connected to the engine, and the intake pipe are provided in the middle of the intake pipe. Since the air inside the surge tank or the like becomes atmospheric pressure, the air amount is relatively increased at the stage of starting the engine restart. Therefore, in order to perform ignition in the spark plug well, the fuel injection amount must also be relatively increased. However, this causes an excessive combustion reaction in the combustion chamber. That is, so-called “swelling” occurs, and the operating characteristics of the engine are likely to deteriorate.
[0009]
In addition, when such an engine blow-up occurs, this is transmitted to the piston, the drive shaft, and the wheels, so that the vehicle on which the engine is mounted has a higher possibility of sudden movement. That is, the vehicle suddenly jumps forward and operates like an unpleasant driving feeling.
[0010]
Such a problem becomes prominent when the shift position is in the D range and the engine is temporarily stopped and restarted when the vehicle is completely stopped. In addition, even if the shift position is not in the D range and the vehicle is running or stopped, if an unnecessary blow-up occurs when the engine is started, noise and vibration will be generated. It is preferable to suppress this as much as possible.
[0011]
Moreover, such a problem does not become apparent only with respect to the engine constituting the hybrid type power output apparatus. For example, the engine is basically an engine only, but the so-called eco-run car (for example, the engine is stopped when the signal is stopped) is equipped with a power output device capable of intermittent operation of the engine. Even so, the problems described above become apparent.
[0012]
  The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and when the engine goes from a stopped state to an operating state.When crankingThe power output device capable of maintaining the operating characteristics of the engine well and maintaining the driving feeling given to the driver of a vehicle or the like equipped with the engine, the control method thereof, and the power output device It is an object of the present invention to provide a hybrid vehicle comprising:
[0013]
[Means for Solving the Problems]
  The present inventionMovementIn order to solve the above-described problem, the force output device includes an engine having an intake valve and an exhaust valve, each of which can be adjusted for opening and closing, and when the engine is started.When crankingIn this case, when the friction generated between the sliding members constituting the engine is small, the exhaust valve is controlled so that the timing for opening the exhaust valve is advanced compared to the case where the friction is large.In addition, when the friction is large, the intake valve is controlled so that the timing for closing the intake valve is advanced compared to the case where the friction is small.Control means.
[0014]
  The present inventionMovementAccording to the force output device, first, the opening / closing timing of the intake valve and the exhaust valve provided in the engine can be adjusted. As a configuration for realizing this, for example, it is possible to simply assume that each of the camshafts that regulate the opening and closing of the intake valve and the exhaust valve is provided with an electric motor. According to this configuration, since the camshaft for the intake valve and that for the exhaust valve can be independently rotated by the rotation of the electric motor, the opening and closing timings of the intake valve and the exhaust valve are independent of whether the engine is moving or not. Can be adjusted. Alternatively, a so-called “VVT (Variable Valve Timing)” system having various phase control mechanisms such as a helical gear type, a vane type, and a chain tensioner type can be employed.
[0015]
  In the present invention, in particular, when starting the engine,When crankingWhen the friction generated between the sliding members constituting the engine (hereinafter, simply referred to as “engine friction”) is small, the exhaust valve is opened compared to when the friction is large. Control the exhaust valve so that the timing ofIn addition, when the friction is large, the intake valve is controlled so that the timing for closing the intake valve is advanced compared to the case where the friction is small.Control means are provided.
[0016]
That is, the cranking operation at the time of starting the engine when the engine friction is relatively small can be performed with the exhaust valve already opened. According to this, even when the engine is restarted with the fuel injection amount increased in order to cope with a relatively large amount of air stored in the cylinder, intake pipe, surge tank, etc. while the engine is stopped. A part of the energy caused by the excessive combustion reaction in the combustion chamber can escape through the exhaust valve.
[0017]
Therefore, according to the present invention, it is possible to effectively prevent the engine from blowing up. For the same reason, even if the shift position in the vehicle equipped with the engine is in the D range, the energy caused by the excessive combustion reaction is transmitted to the drive shaft, wheels, and the like. Such a situation can also be effectively prevented, so that the driver of the vehicle is hardly given an unpleasant driving feeling such as a feeling of jumping out. On the other hand, even when the shift position is not in the D range, the above-mentioned blow-up causes a problem of noise and vibration, but in the present invention, such a problem can be effectively solved. It becomes.
[0018]
Further, according to the present invention, the cranking operation when the engine friction is relatively large is performed in a state where the exhaust valve is still closed because of the control for the exhaust valve as described above. Will be done. By the way, when the engine friction is relatively large, the engine is cold, that is, the vehicle is not already in an operating state, and the engine is started from a state where both the vehicle and the engine are completely stopped. Therefore, it is a current issue whether or not the engine can be started reliably rather than looking at the problems such as the above-mentioned blow-up or popping-out feeling.
[0019]
  In this regard, in the present invention, as described above, when the engine friction is relatively large, the cranking operation can be performed with the exhaust valve still closed. It is possible to maintain a sufficiently secured state, and the amount of compression can be increased, so that it is possible to ensure a good starting characteristic of the engine.
  Further, in the present invention, when the engine friction is relatively large, the timing at which the intake valve is closed is advanced. As a result, it is possible to maintain a sufficiently large amount of air in the combustion chamber and to increase the amount of compression. Therefore, in addition to the above, it is possible to ensure good starting characteristics of the engine. It becomes.
[0020]
As described above, according to the present invention, by adjusting the opening / closing timing of the exhaust valve according to the magnitude of engine friction, problems that may occur at the time of starting the engine can be solved extremely effectively.
[0021]
In the present invention, in order to determine the magnitude of the engine friction, the magnitude of the engine friction obtained by some means (for example, estimated from the temperature of the lubricating oil as described later) is used. It is possible to use a technique such as whether or not the predetermined value is exceeded. Alternatively, it is also effective to divide the magnitude of the engine friction into multiple stages and to determine for each of them how much the timing for opening the exhaust valve is advanced in stages. That is, in this case, generally, when there are engine friction magnitudes f1, f2,..., Fn (where f1 <f2 <... <Fn), the advance angle of the opening timing of the exhaust valve corresponding to f1 The advance angle amounts a2,..., Fn corresponding to the amounts a1, f2 are defined as the advance angle amounts an (where a1> a2>...> An).
[0022]
Further, the power output apparatus according to the present invention is a so-called hybrid power output apparatus in which the engine and the motor generator apparatus are combined and power output is possible by their cooperative operation, as will be described later. In addition to being applicable, basically only an engine is used as a component, but a power output device capable of intermittent operation of the engine (a vehicle equipped with this can be called an “eco-run vehicle”) (This eco-run vehicle is also provided with a motor for supplying power to the engine during the transition from the suspension period to the operation period during the intermittent operation). May be.)
[0025]
  The present inventionMovementPower output deviceoneIn this aspect, the control means estimates the magnitude of the friction based on the temperature of the lubricating oil supplied to the engine.
[0026]
  According to this aspect, the magnitude of the engine friction is estimated based on the temperature of the lubricating oil. That is, when the oil temperature is low, it can be estimated that the engine friction is relatively large, and when the oil temperature is high, the engine friction is relatively small. And according to this, the oil temperature ishighIf the oil temperature isLowCompared to the case, the opening timing of the exhaust valve is advanced.
[0027]
As described above, according to this aspect, instead of the parameter that is difficult to know directly such as engine friction, the exhaust valve or the intake valve is controlled by a relatively easily known parameter such as the temperature of the lubricating oil. Since the control can be performed, the control can be performed more appropriately.
[0028]
  In this aspect, the control means is the magnitude of the friction estimated based on the temperature of the lubricating oil.Whether is correctIt is good to comprise so that it may confirm based on the increase rate of the rotation speed of the said engine.
[0029]
According to such a configuration, as described above, whether or not the size of the engine friction estimated based on the temperature of the lubricating oil is really correct (that is, it accurately reflects the actual engine friction). Is determined based on the rate of increase of the engine speed accompanying the cranking operation. Here, the rate of increase in engine speed is generally expressed as Ne / t, where Ne is the current engine speed and t is the time from the start of cranking operation to the engine speed Ne. Can do.
[0030]
Such an increase rate Ne / t is influenced by the magnitude F of engine friction. In other words, qualitatively, it can be said that Ne / t is small when F is large, and Ne / t is large when F is small. However, the relationship between the rate of increase Ne / t and the magnitude F of the engine friction is such that when the former is “within a certain range”, the corresponding latter magnitude is estimated. Compared to the estimation of engine friction based on the oil temperature, it is usually slightly inaccurate. For example, assuming a certain rate of increase R1, R2 and R3 (where R1 <R2 <R3 is satisfied), the actually measured rate of increase Ne / t is “R1 <(Ne / t) ≦ R2”. When the condition is satisfied, the engine friction is estimated to be “F1”, and when “R2 <(Ne / t) ≦ R3” is satisfied, it is estimated to be “F2”.
[0031]
  In this way, estimating the size of the engine friction from the rate of increase in the rotational speed is accompanied by some inaccuracy, but the estimated size of the engine friction based on the oil temperature.SagaIt is very effective to use the above-mentioned relationship between Ne / t and F in confirming whether or not it is really correct. For example, in accordance with the above-described specific example, it is assumed that the magnitude of engine friction estimated based on a certain oil temperature is “F1”. At the same time, the rate of increase Ne / t is “R1 <Ne / When t ≦ R2 ”is satisfied, the magnitude of engine friction is still estimated to be“ F1 ”, and the estimated value based on the oil temperature iscorrectIt can be judged.
[0032]
In short, according to this aspect, it is possible to know very accurately how much the engine friction is actually integrated. And according to this, control of the above-mentioned exhaust valve or intake valve can be implemented more accurately.
[0033]
  In this configuration, the control means further includes the control unit.Incorrect friction magnitude estimated based on lubricant temperatureIn this case, it is preferable that the control regarding the opening / closing timing of the exhaust valve or the intake valve is not performed.
[0034]
  In such a configuration, first, based on the rate of increase in engine speed,, Friction size estimated based on lubricant temperature is incorrectIn other words, it is assumed that the estimated value of engine friction based on the oil temperature and the estimated value based on the rate of increase are not consistent. In such a state, since there may be some abnormality in the engine or the rotational speed sensor installed to know the rate of increase, control regarding the opening / closing timing of the exhaust valve and the intake valve is unavoidable. Implementing this could make the situation more serious. However, in this aspect, when it is in such a state, the control regarding the opening / closing timing of the exhaust valve or the intake valve is not performed. Therefore, according to this aspect, the engine can be operated on the safer side.
[0035]
  The present inventionMovementIn another aspect of the force output device, the control means estimates the magnitude of the friction based on an increase rate of the engine speed.
[0036]
According to this aspect, the magnitude of the engine friction is estimated based on the rate of increase of the engine speed. That is, as described above, it is possible to estimate that the engine friction is relatively large when the increase rate is small, and that the engine friction is relatively small when the increase rate is large. According to this, when the rate of increase is large, the opening timing of the exhaust valve is advanced compared to when the rate of increase is small.
[0037]
As described above, according to this aspect, instead of the parameter that is difficult to know directly such as engine friction, the exhaust valve or the Since the intake valve can be controlled, the control can be performed more appropriately.
[0048]
Furthermore, the power output apparatus according to the present invention is a so-called hybrid power output apparatus in which the engine and the motor generator apparatus are combined and power output is possible by their cooperative operation, as will be described later. In addition to being applicable, basically only an engine is used as a component, but a power output device capable of intermittent operation of the engine (a vehicle equipped with this can be called an “eco-run vehicle”) (This eco-run vehicle is also provided with a motor for supplying power to the engine during the transition from the suspension period to the operation period during the intermittent operation). May be.)
[0049]
In another aspect of the power output apparatus of the present invention, the engine is configured to be capable of intermittent operation. When the engine is started, the intermittent operation includes a transition from a pause period to an operation period.
[0050]
According to this aspect, the engine can be intermittently operated. Here, “intermittent operation” of an engine means that the engine has a certain period of rest after a certain period of operation, regardless of whether a vehicle or the like on which the engine is mounted is operating. This means that operations such as re-entering the operation period will be made. In this case, during the rest period, fuel consumption does not occur in the engine, and exhaust gas is not exhausted from the engine, so that low fuel consumption and low pollution are better realized. The case where the engine is allowed to stop is specifically determined based on, for example, the degree of accelerator opening, the state of charge of the battery, or the like. Further, the state where the engine is actually stopped is taken, for example, when the vehicle is waiting for a signal or when traveling at a low speed.
[0051]
In this aspect, in particular, the “when starting the engine” includes the transition from the suspension period to the operation period. In other words, in this aspect, the control of the exhaust valve or the intake valve by the control means as described above can be performed during the transition from the suspension period to the operation period. Therefore, according to this aspect, when the engine is temporarily stopped and restarted during vehicle operation (when in the so-called “D range”), the engine blow-up, the vehicle jumping out, and the like that are noticeably manifested are generated. This problem can be solved effectively. On the other hand, even when the shift position is not in the D range, the above-mentioned blow-up causes a problem of noise and vibration. However, in the present invention, such a problem can be effectively solved. It becomes possible.
[0052]
In another aspect of the power output apparatus of the present invention, in the power output apparatus of the present invention described above (including various aspects thereof), power can be generated using at least a part of the output of the engine, and the drive shaft And a motor generator device capable of outputting a driving force via the.
[0053]
According to this aspect, first, the motor generator device that generates electric power by the output of the engine or outputs the driving force via the driving shaft is provided. Among these, according to the latter property, the rotation of the drive shaft can be realized by the engine as well as by the engine (parallel hybrid system). For example, even if the output of the engine is low, the motor Sufficient driving force can be obtained with the assistance of the motor constituting the generator device. In addition, according to the former property (power generation), it is possible to charge the battery by borrowing the output of the engine. Therefore, the application of the driving force to the drive shaft by the motor constituting the motor generator device is special. This makes it possible to achieve this over a relatively long period of time without requiring a long charging period (series hybrid method).
[0054]
In any case, by relatively reducing the role of the engine that discharges exhaust gas, it is possible to provide a power output device that suppresses fuel consumption and does not cause so-called environmental pollution.
[0055]
In particular, in this aspect, the intermittent operation of the engine may be executed relatively frequently compared to the eco-run vehicle, and therefore, when the vehicle or the like on which the power output device is mounted is in an operating state. It can be said that the possibility of automatic engine stop / restart is increasing. This means that when the shift position of the vehicle or the like is in the so-called D range, the possibility of automatic engine stop / restart is also increased. This means that there is a possibility that the problem of occurrence of occurrence will occur more frequently.
[0056]
However, also in this aspect, the configuration according to the above-described power output device of the present invention is provided, and therefore, the operation and effect can be enjoyed. From this, according to this aspect, it can be said that the effect obtained by the power output device of the present invention described above can be enjoyed more effectively.
[0057]
  The present inventionMovementIn order to solve the above problems, a control method for a power output device is a control method for a power output device that controls a power output device including an engine having an intake valve and an exhaust valve, each of which can adjust the opening and closing timing. , When starting the engineWhen crankingIn the step, when the friction generated between the sliding members constituting the engine is small, the timing for opening the exhaust valve is advanced compared to the case where the friction is large.And, when the friction is large, compared with a case where the friction is small, a step of accelerating the timing for closing the intake valve;including.
[0058]
  The present inventionMovementAccording to the control method of the force output device, the above-mentioned present inventionMovementThe force output device can be suitably operated.
[0060]
  In order to solve the above problems, a vehicle according to the present invention provides the above-described present invention.MovementA force output device (including various modes thereof).
[0061]
  According to the vehicle of the present invention, through appropriate control of the opening / closing timing of the exhaust valve or the intake valve, the engine is prevented from being blown up, and the driver of the vehicle has an unpleasant driving feeling such as a feeling of jumping out. It becomes possible to prevent giving.In addition, it is possible to ensure good engine starting characteristics.
[0062]
Such an operation and other advantages of the present invention will become apparent from the embodiments described below.
[0063]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the hybrid power output apparatus according to the present invention is applied to a parallel hybrid hybrid vehicle, and the control method for the power output apparatus according to the present invention is executed in the hybrid vehicle. It is what is done.
[0064]
(Basic configuration and operation of hybrid vehicle)
First, the structure of the hybrid vehicle of this embodiment is demonstrated using FIG. FIG. 1 is a block diagram of a power system in the hybrid vehicle of this embodiment.
[0065]
In FIG. 1, the power system of the hybrid vehicle of the present embodiment includes an engine 150, motor generators MG1 and MG2 constituting an example of a motor generator device, drive circuits 191 and 192 for driving these motor generators MG1 and MG2, respectively. And a control unit 190 for controlling the drive circuits 191 and 192, and an EFIECU (Electrical Fuel Injection Engine Control Unit) 170 for controlling the engine 150.
[0066]
In the present embodiment, the engine 150 is a gasoline engine. Engine 150 rotates crankshaft 156. The operation of engine 150 is controlled by EFIECU 170. The EFIECU 170 is a one-chip microcomputer having a CPU, ROM, RAM, etc. therein, and the CPU executes control of the fuel injection amount, the rotational speed, and the like of the engine 150 in accordance with a program recorded in the ROM. Although not shown, various sensors that indicate the operating state of the engine 150 are connected to the EFIECU 170 to enable these controls.
[0067]
Motor generators MG1 and MG2 are configured as synchronous motor generators, and include rotors 132 and 142 having a plurality of permanent magnets on the outer peripheral surface, and stators 133 and 143 wound with a three-phase coil that forms a rotating magnetic field. Prepare. The stators 133 and 143 are fixed to the case 119. Three-phase coils wound around stators 133 and 143 of motor generators MG1 and MG2 are connected to battery 194 via drive circuits 191 and 192, respectively.
[0068]
The drive circuits 191 and 192 are transistor inverters each including two transistors as switching elements for each phase. The drive circuits 191 and 192 are connected to the control unit 190, respectively. When the transistors of drive circuits 191 and 192 are switched by a control signal from control unit 190, a current flows between battery 194 and motor generators MG1 and MG2.
[0069]
Each of motor generators MG1 and MG2 can also operate as a motor (electric motor) that rotates by receiving power supplied from battery 194 (hereinafter, this operating state is referred to as “powering” as appropriate). Alternatively, when the rotors 132 and 142 are rotated by an external force, the battery 194 can be charged by functioning as a generator (generator) that generates an electromotive force at both ends of the three-phase coil (hereinafter, this operation is appropriately performed). The state is called “regeneration”).
[0070]
Engine 150 and motor generators MG1 and MG2 are mechanically coupled via planetary gear 120, respectively. The planetary gear 120 is also called a planetary gear, and has three rotation shafts coupled to the following gears. The gears constituting the planetary gear 120 are a sun gear 121 that rotates at the center, a planetary pinion gear 123 that revolves while rotating around the sun gear, and a ring gear 122 that rotates at the outer periphery thereof. The planetary pinion gear 123 is pivotally supported by the planetary carrier 124. In the hybrid vehicle of this embodiment, the crankshaft 156 of the engine 150 is coupled to the planetary carrier shaft 127 via the damper 130. The damper 130 is provided to absorb torsional vibration generated in the crankshaft 156. Rotor 132 of motor generator MG1 is coupled to sun gear shaft 125. Rotor 142 of motor generator MG2 is coupled to ring gear shaft 126. The rotation of the ring gear 122 is transmitted to the drive shaft 112 and further to the wheels 116R and 116L via the chain belt 129.
[0071]
Next, the operation in the power system of the hybrid vehicle of the present embodiment configured as described above will be described.
[0072]
First, the operation of the planetary gear 120 will be described with reference to FIGS.
[0073]
In the planetary gear 120, when the rotation speed and torque of the two rotation shafts among the three rotation shafts described above are determined (hereinafter appropriately referred to as “rotation state”), the rotation state of the remaining rotation shafts is determined. It has the property of being determined. The relationship between the rotational states of the respective rotating shafts can be obtained by a calculation formula well known in mechanics, but can also be obtained geometrically by a diagram called a collinear diagram.
[0074]
FIG. 2 shows an example of an alignment chart. The vertical axis indicates the number of rotations of each rotation axis. The horizontal axis represents the gear ratio of each gear in a distance relationship. The sun gear shaft 125 (S in the figure) and the ring gear shaft 126 (R in the figure) are taken at both ends, and the position C that internally divides the position S and the position R into 1: ρ is the position of the planetary carrier shaft 127. ρ is the ratio of the number of teeth of the sun gear 121 to the number of teeth of the ring gear 122. The rotation speeds Ns, Nc and Nr of the rotation shafts of the respective gears are plotted at the positions S, C and R thus defined. The planetary gear 120 has the property that the three points plotted in this way are always aligned. This straight line is called an operation collinear line. The movement collinear line is uniquely determined if two points are determined. Therefore, by using the operation collinear line, the rotation speed of the remaining rotation shafts can be obtained from the rotation speeds of the two rotation shafts among the three rotation shafts.
[0075]
The planetary gear 120 has the property that when the torque of each rotating shaft is replaced with a force acting on the operating collinear line, the operating collinear line is maintained as a rigid body. As a specific example, a torque acting on the planetary carrier shaft 127 is assumed to be Te. At this time, as shown in FIG. 2, a force having a magnitude corresponding to the torque Te is applied to the operation collinear line from the vertical bottom to the top at the position C. The direction to be applied is determined according to the direction of the torque Te. Further, the torque Tr output from the ring gear shaft 126 is caused to act on the operation collinear line at the position R from vertically above to below. Tes and Ter in the figure are obtained by distributing the torque Te into two equivalent forces based on the distribution law of the force acting on the rigid body. There is a relationship of “Tes = ρ / (1 + ρ) × Te” and “Ter = 1 / (1 + ρ) × Te”. In consideration of the condition that the operation nomogram is balanced as a rigid body in the state where the above forces are applied, a torque Tm1 to be applied to the sun gear shaft 125 and a torque Tm2 to be applied to the ring gear shaft are obtained. be able to. The torque Tm1 is equal to the torque Tes, and the torque Tm2 is equal to the difference between the torque Tr and the torque Ter.
[0076]
When the engine 150 coupled to the planetary carrier shaft 127 is rotating, the sun gear 121 and the ring gear 122 can rotate in various rotational conditions under the conditions that satisfy the above-described conditions regarding the operation collinearity. When the sun gear 121 is rotating, electric power can be generated by the motor generator MG1 using the rotational power. When the ring gear 122 is rotating, the power output from the engine 150 can be transmitted to the drive shaft 112. In the hybrid vehicle having the configuration shown in FIG. 1, the power output from the engine 150 is distributed to the power mechanically transmitted to the drive shaft and the power regenerated as electric power, and the regenerated electric power is used. By driving the motor generator MG2 and assisting power, the vehicle can travel while outputting desired power. Such an operating state is a state that can be taken during normal traveling of the hybrid vehicle. When the load is high, such as during full-open acceleration, electric power is also supplied from the battery 194 to the motor generator MG2 to increase the power transmitted to the drive shaft 112.
[0077]
In the hybrid vehicle described above, since the power of motor generator MG1 or MG2 can be output from drive shaft 112, it is possible to travel using only the power output by these motors. Therefore, even when the vehicle is traveling, the engine 150 may be stopped or may be in a so-called idle operation. This operation state is a state that can be taken when starting or running at a low speed.
[0078]
Furthermore, in the hybrid vehicle of the present embodiment, the power output from the engine 150 can be transmitted only to the drive shaft 112 side instead of being distributed to the two paths. This is an operational state that can be taken during high-speed steady traveling, where the motor generator MG2 is driven by inertia due to high-speed traveling, and travels only with the power output from the engine 150 without assistance from the motor generator MG2.
[0079]
FIG. 3 shows a nomographic chart at the time of this high-speed steady running. In the alignment chart shown in FIG. 2, the rotational speed Ns of the sun gear shaft 125 is positive. However, the rotational speed Ns of the engine 150 and the rotational speed Nr of the ring gear shaft 126 are negative as shown in FIG. It becomes. At this time, in motor generator MG1, the direction of rotation and the direction in which torque acts are the same, so motor generator MG1 operates as an electric motor and consumes electrical energy represented by the product of torque Tm1 and rotation speed Ns. (Reverse power running state). On the other hand, in motor generator MG2, the direction of rotation and the direction in which torque acts are reversed, so that motor generator MG2 operates as a generator, and the electric energy represented by the product of torque Tm2 and rotation speed Nr is transferred to the ring gear shaft. It will regenerate from 126.
[0080]
Thus, the hybrid vehicle of this embodiment can travel in various driving states based on the action of the planetary gear 120.
[0081]
Subsequently, the control operation by the control unit 190 will be described with reference to FIG. 1 again.
[0082]
In FIG. 1, the entire operation of the power output apparatus of this embodiment is controlled by a control unit 190. The control unit 190 is a one-chip microcomputer having a CPU, a ROM, a RAM, and the like in the same manner as the EFIECU 170. The control unit 190 is connected to the EFIECU 170, and both can transmit various information. The control unit 190 is configured to be able to indirectly control the operation of the engine 150 by transmitting information such as a torque command value and a rotation speed command value necessary for controlling the engine 150 to the EFIECU 170. The control unit 190 thus controls the operation of the entire power output apparatus.
[0083]
In order to realize such control, the control unit 190 is provided with various sensors, for example, a sensor 144 for knowing the rotation speed of the drive shaft 112. Since ring gear shaft 126 and drive shaft 112 are mechanically coupled, in this embodiment, sensor 144 for determining the rotational speed of drive shaft 112 is provided on ring gear shaft 126 to control the rotation of motor generator MG2. It is common with the sensor for.
[0084]
(Electric circuit in power system of hybrid vehicle)
Next, with reference to FIG. 4, the electric circuit provided in the power system of the hybrid vehicle of this embodiment will be described in more detail. That is, here, details of the control unit 190, the motor generators MG1 and MG2, the drive circuits 191 and 192, and the battery 194 shown in FIG. 1 will be described.
[0085]
As shown in FIG. 4, inverter capacitor 196, drive circuit 191 connected to motor generator MG1, and drive circuit 192 connected to motor generator MG2 are connected in parallel to battery 194, respectively.
[0086]
Specifically, the battery 194 includes a battery module unit 194a, an SMR (system main relay) 194b, a voltage detection circuit 194c, a current sensor 194d, and the like. The SMR 194b connects / cuts off the power supply of the high voltage circuit according to a command from the control unit 190, and is composed of two relays R1 and R2 arranged at the + and-both poles of the battery module unit 194a. The battery 194 is provided with two relays R1 and R2. When the power is connected, the relay R2 is first turned on, then the relay R1 is turned on. When the power is shut off, the relay R1 is first turned off, This is because a reliable operation can be performed by turning off the relay R2. The voltage detection circuit 194c detects the total voltage value of the battery module unit 194a. The current sensor 194d detects an output current value from the battery module unit 194a. Output signals of the voltage detection circuit 194c and the current sensor 194d are transmitted to the control unit 190.
[0087]
The drive circuits 191 and 192 are power converters that convert the high voltage direct current of the battery and the alternating current for the motor generators MG1 and MG2, and more specifically, a three-phase bridge circuit composed of six power transistors. 191a and 192a are provided, respectively, and the DC current and the three-phase AC current are converted by the three-phase bridge circuits 191a and 192a.
[0088]
The drive circuits 191 and 192 are provided with voltage detection circuits 191b and 192b, respectively. Voltage detection circuits 191b and 192b detect back electromotive voltages of motor generators MG1 and MG2, respectively. The driving of the power transistors of the three-phase bridge circuits 191a and 192a is controlled by the control unit 190, and the voltage values detected by the voltage detection circuits 191b and 192b from the driving circuits 191 and 192 to the control unit 190 Information necessary for current control such as a current value detected by a current sensor (not shown) provided between the three-phase bridge circuits 191a and 192a and the motor generators MG1 and MG2 is transmitted.
[0089]
(Direct injection gasoline engine)
Next, with reference to FIG. 5, the direct injection engine provided in the hybrid vehicle of the present embodiment will be described in more detail. That is, the details of the engine 150 shown in FIG. 1 will be described here.
[0090]
As shown in FIG. 5, the engine 150 is a so-called direct injection gasoline engine that directly injects fuel into the fuel chamber. Engine 150 is controlled by EFIECU 170. The engine 150 includes a cylinder block 14. A cylinder 16 is formed inside the cylinder block 14. Although the engine 150 includes a plurality of cylinders, for convenience of explanation, FIG. 5 shows one cylinder 16 among the plurality of cylinders.
[0091]
A piston 18 is disposed inside the cylinder 16. The piston 18 can slide in the vertical direction in FIG. 5 inside the cylinder 16. Inside the cylinder 16, a combustion chamber 20 is formed above the piston 18. In the combustion chamber 20, the injection port of the fuel injection valve 22 is exposed. During operation of the engine 150, fuel is pumped from the fuel pump 24 to the fuel injection valve 22. The fuel injection valve 22 and the fuel pump 24 are connected to the EFIECU 170. The fuel pump 24 pumps fuel to the fuel injection valve 22 side in accordance with a control signal supplied from the EFIECU 170. The fuel injection valve 22 injects fuel into the combustion chamber 20 in accordance with a control signal supplied from the EFIECU 170.
[0092]
Further, the tip of the spark plug 26 is exposed in the combustion chamber 20. The spark plug 26 ignites the fuel in the combustion chamber 20 by receiving an ignition signal from the EFIECU 170. An exhaust pipe 30 communicates with the combustion chamber 20 via an exhaust valve 28. Each branch pipe of an intake manifold 34 communicates with the combustion chamber 20 via an intake valve 32. The intake manifold 34 communicates with the surge tank 36 on the upstream side. An intake pipe 38 communicates further upstream of the surge tank 36.
[0093]
Here, in the present embodiment, in particular, the exhaust valve 28 and the intake valve 32 are configured such that the opening / closing timing can be adjusted. FIG. 6 shows an example of a configuration for realizing this. In FIG. 6, an exhaust valve cam 281 is provided on the upper left side of the exhaust valve 28 so as to contact the upper end of the exhaust valve 28, and a camshaft 282 is attached to the exhaust valve cam 281. It penetrates in the direction perpendicular to Similarly, the intake valve 32 is provided with an intake valve cam 321 and a camshaft 322 at the upper right side of the intake valve 32 in the figure. Accordingly, the exhaust valve 28 and the intake valve 32 operate so as to open or close with respect to the combustion chamber 20 depending on the rotation angle of the exhaust valve cam 281 and the intake valve cam 321.
[0094]
The camshafts 282 and 322 are connected to electric motors 283 and 323 as conceptually shown in the figure. The camshafts 282 and 322 can be arbitrarily rotated by the power generated by the electric motors 283 and 323. The electric motors 283 and 323 are connected to the control unit 190 shown in FIG. 1 and operate under the control.
[0095]
Thereby, in this embodiment, the opening / closing timing of the exhaust valve 28 and the intake valve 32 can be adjusted regardless of the movement of the engine 150. This is because the electric motors 282 and 322 adjust the rotation angles of the camshafts 282 and 322, that is, the angles of the exhaust valve cam 281 and the intake valve cam 321.
[0096]
In this embodiment, in addition to the electric motors 282 and 322, various existing phase control mechanisms such as a hydraulic type can be used for adjusting the angles of the exhaust valve cam 281 and the intake valve cam 321. is there.
[0097]
Among the various components described above, the piston 18 constituting the engine 150, the camshafts 282 and 322, the exhaust valve 28 and the intake valve 32 that operate in accordance with these movements, and the like are referred to as “sliding” in the present invention. An example of "member" is comprised. As shown in FIG. 5, an oil pump 102 and an oil pan 103 are connected to the engine 150 through an oil supply pipe 101, and lubricating oil is supplied to the engine 150 through these. And this lubricating oil is supplied between various sliding members as mentioned above. Thereby, the sliding member can perform a smooth movement.
[0098]
Further, in the present embodiment, a lubricating oil temperature sensor 104 for knowing the temperature of the lubricating oil in the engine 150 is provided. The lubricating oil temperature sensor 104 is connected to the EFIECU 170, and transmits the lubricating oil temperature that changes from time to time to the EFIECU 170. The EFIECU 170 adjusts the opening / closing timing of the exhaust valve 28 and the intake valve 32 of the engine 150 based on the measurement result, which will be described later.
[0099]
A throttle valve 40 is disposed in the intake pipe 38. The throttle valve 40 is connected to a throttle motor 42. The throttle motor 42 is connected to the EFIECU 170. The throttle motor 42 changes the opening degree of the throttle valve 40 in accordance with a control signal supplied from the EFIECU 170. A throttle opening sensor 44 is disposed in the vicinity of the throttle valve 40. The throttle opening sensor 44 outputs an electrical signal corresponding to the opening of the throttle valve 40 (hereinafter referred to as the throttle opening SC as appropriate) to the EFIECU 170. The EFIECU 170 detects the throttle opening SC based on the output signal of the throttle opening sensor 44.
[0100]
An ignition switch 76 (hereinafter referred to as IG switch 76) is also connected to the EFIECU 170. The EFIECU 170 detects the on / off state of the IG switch 76 based on the output signal of the IG switch 76. When the IG switch 76 is changed from the on state to the off state, the fuel injection by the fuel injection valve 22, the ignition of the fuel by the ignition plug 26, and the fuel pumping by the fuel pump 24 are stopped, and the operation of the engine 150 is stopped. The
[0101]
In the vicinity of the accelerator pedal 78, an accelerator opening sensor 80 is disposed. The accelerator opening sensor 80 outputs an electric signal corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 78 (hereinafter referred to as accelerator opening AC as appropriate) to the EFIECU 170. The EFIECU 170 detects the accelerator opening AC based on the output signal of the accelerator opening sensor.
[0102]
In the present embodiment, the intake pipe 38 is provided with a turbocharger 39. For example, the compressed air is turbocharged into the intake pipe 38 by a turbine linked to the turbine provided on the exhaust pipe 30 side. It is configured as follows. Further, the rotation shaft of the turbocharger 39 is driven by a dedicated motor generator different from the motor generators MG1 and MG2, and the boost pressure due to turbocharging is increased by increasing the number of rotations. That is, “turbo assist” is configured to be executable. The dedicated motor generator is configured such that the exhaust energy of the engine 150 on the exhaust pipe 30 side can be regenerated by power generation. Further, the turbocharger 39 may be configured to variably increase the in-cylinder pressure at a specific timing under the control of the EFIECU 170.
[0103]
In the present embodiment, the exhaust pipe 30 is provided with a three-way catalyst device 31, thereby improving the exhaust gas purification performance. Note that the purification performance of the three-way catalyst device 31 is significantly reduced unless the temperature is higher than a certain temperature. Therefore, a temperature sensor 31T is attached to the three-way catalyst device 31, and the catalyst temperature Tc is detected and input to the EFIECU 170 as catalyst temperature information. Alternatively, such a catalyst temperature Tc may be estimated indirectly based on other detection information such as the engine speed in the engine 150. The catalyst temperature Tc detected or estimated in this way is used for engine control so that the catalyst temperature Tc does not fall below a certain temperature.
[0104]
(First Embodiment-Control of Exhaust Valve and Intake Valve Based on Lubricating Oil Temperature)
Hereinafter, the control unit 190 and the EFIECU 170 constituting the control means according to the present invention perform control for preventing the engine 150 from being blown up or for preventing the driver of the hybrid vehicle shown in FIG. An embodiment to be implemented will be described as a first embodiment with reference to FIGS. 7 to 9. FIG. 7 is a flowchart showing the flow of processing that does not cause the above-described disadvantages by controlling the opening and closing timings of the exhaust valve 28 and the intake valve 32. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the temperature of lubricating oil supplied to the engine 150 and the magnitude of friction generated between the sliding members constituting the engine 150. FIG. 9 shows the cranking operation. 4 is a graph showing the increase rate of the rotational speed of the accompanying engine 150 with engine friction as a parameter.
[0105]
In the following description, as described with reference to FIGS. 2 and 3, it is assumed that the engine 150 is intermittently operated at a certain time and stopped at a certain time. In other words, in the first embodiment, the engine 150 appropriately experiences two transition points, that is, the transition point from the operation period to the suspension period, or vice versa, the transition point from the suspension period to the operation period. It is planned. This is because the hybrid power output apparatus (see FIG. 1) can operate the vehicle by cooperation of the engine 150 and the motor generators MG1 and MG2, so that it is not necessary to always operate the engine 150. It depends. Here, the case where the engine 150 may be stopped is specifically determined based on, for example, the degree of the accelerator opening AC, the state of charge of the battery 194, or the catalyst temperature Tc. Further, the state where the engine 150 is actually stopped is taken, for example, when the vehicle is at a signal stop or at low speed.
[0106]
7 is based on the premise that the process is performed when the engine 150 shifts from the rest period to the operation period when the engine 150 is intermittently operated as described above.
[0107]
In FIG. 7, first, cranking of the engine 150 is started (step S11). That is, the control unit 190 operates the motor generator and transmits the power to the engine 150 via the crankshaft 156, whereby the piston 18 and the like in the engine 150 are operated.
[0108]
Next, the temperature of the lubricating oil is measured by the lubricating oil temperature sensor 104 shown in FIG. 5 (step S12), and the friction generated between the sliding members constituting the engine 150 based on the measured oil temperature. A current value (hereinafter referred to as “Fo”) is estimated (step S13). Here, a relationship as shown in FIG. 8 is observed between the temperature of the lubricating oil and the engine friction. That is, it can be understood that the engine friction decreases as the oil temperature increases. This is because if the oil temperature is too low, the viscosity of the lubricating oil increases, so that the friction generated between the sliding members cannot be reduced. The estimation of the engine friction Fo in step S13 is performed based on the relationship shown in FIG.
[0109]
Next, the elapse of a predetermined time t is measured by a timer (not shown) installed in the EFIECU 170, and the rotation speed Ne of the engine 150 at the elapse of the predetermined time knows the rotation speed of the drive shaft 112 described above. Of the sensor 144 (see FIG. 1). Thereby, the increase rate R of the rotation speed of the engine 150 is calculated (step S14). That is, the rate of increase R is obtained by dividing the rotational speed Ne by the time t (R = Ne / t).
[0110]
By the way, the elapsed time and the engine speed can be represented as having a substantially proportional relationship as shown in FIG. Therefore, it can be seen that the increase rate R obtained as described above coincides with the slope of the straight line shown in FIG.
[0111]
The relationship between the elapsed time and the engine speed is affected by the magnitude of engine friction. That is, qualitatively, if F is large, R is small (that is, the straight line goes to sleep in FIG. 9; see straight line Rs), and if F is small, R is large (that is, in FIG. 9). It can be said that the straight line rises (see straight line Rt). However, the relationship between the rate of increase R and the magnitude F of the engine friction is such that when the former is “within a certain range”, the latter corresponding to it is estimated, and is based on the aforementioned oil temperature. Compared to the estimation of engine friction, it is usually slightly inaccurate. For example, as shown in FIG. 9, assuming a certain rate of increase R1 and R2 (where R1 <R2 is satisfied), the actually measured rate of increase R is “R1 <R ≦ R2”. When the condition is satisfied (see the hatched area in the figure), the magnitude of the engine friction is estimated to be “Fr”.
[0112]
  As described above, estimating the size of the engine friction from the rate of increase in the rotational speed involves some inaccuracy, but the size of the engine friction estimated based on the oil temperature “Fo”.Whether is correctThat is, it is very effective to use the above-mentioned relationship between R and F in confirming whether or not “Fo” is a correct value that accurately reflects the magnitude of actual engine friction. is there.
[0113]
  Then, in steps S15 and S16 in FIG. 7, in accordance with the above-described purpose, first, the engine friction magnitude “Fr” is estimated based on the rate of increase R from the relationship as shown in FIG. S15) Subsequently, it is determined whether this "Fr" is consistent with the engine friction magnitude "Fo" estimated based on the oil temperature from the relationship shown in FIG. (Step S16). Here, “whether or not they are consistent” may be simply determined based on whether or not “Fo = Fr” holds. That is, when Fo = Fr is established, it is determined that both estimated values are consistent, and otherwise, it is determined that they are not consistent. And when it determines with it being consistent, the estimated value "Fo" based on the said oil temperature iscorrectIt can be judged.
[0114]
In the above, in order to determine the consistency between the two estimated values Fo and Fr, the formula Fo = Fr is used. Instead, assuming a certain width α, “Fr−α < If “Fo <Fr + α” is satisfied, it may be determined to be consistent, and if not, it may be determined not to be consistent. In addition, various variations are conceivable, but the present invention basically falls within the scope of any aspect.
[0115]
As described above, if it is determined in step S16 in FIG. 7 that Fo and Fr are consistent, the process proceeds to the next process (to step S17). If not, the process ends. (To step END).
[0116]
  Thus, in the first embodiment,Estimated engine friction based on oil temperature is incorrectIn this case, that is, when the estimated value “Fo” of the engine friction based on the oil temperature and the estimated value “Fr” based on the rate of increase are not consistent, the opening / closing timing of the exhaust valve 28 or the intake valve 32 described later The control regarding is not performed (from step S16 to step END). This is because in such a state, there may be a case where some abnormality has occurred in the engine 150 or the sensor 144 used to know the rate of increase R. In such a state, unnecessarily performing control relating to the opening / closing timing of the exhaust valve 28 and the intake valve 32 may make the situation more serious. From the above, according to the first embodiment, the engine 150 can be operated on the safer side.
[0117]
  On the other hand, Fo and Fr are consistent, ie Fo iscorrectIf it is determined, then it is determined whether or not the magnitude “Fo” of the engine friction is equal to or greater than a predetermined value (hereinafter referred to as “Fth”) ( Step S17). If Fo <Fth, the process proceeds to the process related to the exhaust valve 28 (step S181). If Fo ≧ Fth, the process proceeds to the process related to the intake valve 32 (step S182).
[0118]
First, the former case (Fo <Fth) will be described. The fact that the estimated engine friction size “Fo” is smaller than the predetermined value Fth means that the Fo has a relatively small value. It can be said. In this case, it is typically assumed that the engine 150 is warmed to a certain extent, in other words, the hybrid vehicle shown in FIG. 1 is already in an operating state. In the first embodiment, in such a state, the timing at which the exhaust valve 28 is opened is controlled to be earlier than when the magnitude of the engine friction is relatively large (step S181). That is, the control unit 190 sends a control signal to the electric motor 283 shown in FIG. 6 and adjusts the angle of the exhaust valve cam 281 by rotating the cam shaft 282 by an appropriate angle, so that the exhaust valve 28 Adjustment is made so that the combustion chamber 20 is opened earlier than the original timing.
[0119]
By performing such control, the following effects can be obtained. That is, in the first embodiment, as described above, the engine 150 is intermittently operated, and the process shown in FIG. 7 may be performed at the time of transition from the suspension period to the operation period. Assumed. That is, in a vehicle equipped with the engine 150, it is generally assumed that the shift position is in the D range.
[0120]
Here, during the rest period, the air in the cylinder 16, the intake pipe 38, the surge tank 36, and the like is at atmospheric pressure, and therefore, a relatively large amount of air exists inside these. Therefore, in order to restart the engine 150, the fuel injection amount into the combustion chamber 20 must also be relatively increased in order to cope with the relatively large amount of air. However, in this case, an excessive combustion reaction, that is, a so-called “blow-up” occurs in the combustion chamber 20, so that there is a great possibility that the operation characteristics of the engine 150 are deteriorated.
[0121]
When the engine 150 blows up, it is generally assumed that the vehicle on which the engine 150 is mounted is in the D range as described above. By being transmitted to the piston 18, the drive shaft 112, and the wheels 116 </ b> R and 116 </ b> L, the vehicle is more likely to make a sudden movement. That is, the vehicle suddenly jumps forward and operates like an unpleasant driving feeling. On the other hand, even when the shift position is not in the D range, there is a problem that the above-mentioned rising causes noise and vibration.
[0122]
However, in the first embodiment, as described above, when the exhaust valve 28 is opened relatively early, the energy caused by the excessive combustion reaction in the combustion chamber 20 is reduced to the exhaust valve 28. A part of it can escape. Therefore, according to the first embodiment, it is possible to effectively prevent the engine 150 from blowing up. For the same reason, it is also possible to prevent the driver from feeling like popping out as described above. Furthermore, even when the shift position is not in the D range, the generation of the noise and vibration can be suppressed as much as possible.
[0123]
On the other hand, the latter case (Fo ≧ Fth) will be described. The fact that the estimated engine friction magnitude “Fo” is equal to or larger than the predetermined value Fth has a relatively large value. It can be said. In this case, it is typically assumed that the engine 150 was cold. In the first embodiment, in such a state, the timing at which the intake valve 32 is closed is controlled to be earlier than when the magnitude of engine friction is relatively small (step S182). That is, the control unit 190 sends a control signal to the electric motor 323 shown in FIG. 6 to rotate the cam shaft 322 by an appropriate angle, thereby adjusting the angle of the intake valve cam 321. Adjustment is made so that the combustion chamber 20 is closed earlier than the original timing.
[0124]
By performing such control, the following effects can be obtained. That is, since the intake valve 32 is closed relatively early, it is possible to maintain a sufficiently large amount of air in the combustion chamber 20 and increase the amount of compression, so that the engine can be started. This makes it possible to ensure good characteristics.
[0125]
Incidentally, in this case, which has reached step S182, as described above, the size “Fo” of the engine friction has a relatively large value, and when “Fo” is relatively small, In relation to the fact that the early opening process of the exhaust valve 28 as described above is performed (step S181), the exhaust valve 28 is “slower” than when the engine friction “Fo” is relatively small. Will be opened. That is, the cranking operation can be performed with the exhaust valve 28 still closed. Accordingly, this also makes it possible to maintain a sufficiently large amount of air in the combustion chamber 20 and increase the amount of compression, so that the engine starting characteristics can be ensured satisfactorily. .
[0126]
As described above, according to the first embodiment, by adjusting the opening / closing timing of the exhaust valve 28 or the intake valve 32 according to the magnitude of the engine friction “Fo”, there is a problem that may occur at the time of engine start. It can be solved very effectively.
[0127]
In the first embodiment, an example has been described in which processing based on an alternative determination of whether the engine friction “Fo” is large or small in comparison with the predetermined value Fth is performed. The present invention is not limited to such a form. For example, the estimated size “Fo” of the engine friction is divided into multiple stages, and the advance amount of the corresponding exhaust valve 28 and intake valve 32 is determined for each of them. May be implemented.
[0129]
Furthermore, in the first embodiment, both the oil temperature and the rate of increase are used to more accurately estimate the actual engine friction magnitude. However, the present invention is limited to such a form. Not. For example, in some cases, the configuration may be such that the size of the engine friction is estimated based only on the oil temperature or only on the increase rate of the engine speed accompanying the cranking operation. Specifically, in the former case (estimation based only on the oil temperature), it may be assumed that the processing from step S14 to step S16 in FIG. 7 is omitted, and in the latter case (estimation based only on the rate of increase). The processing of step S12, step S13, and step S16 may be omitted, and a process in which “S13” is replaced with “S15” during the processing in step S17 may be assumed.
[0130]
In addition, in the first embodiment, it is assumed that the series of processes shown in FIG. 7 is performed when the engine 150 is intermittently operated and is shifted from the suspension period to the operation period. However, the present invention is not limited to such a form. That is, the engine 150 and the motor generators MG1 and MG2 are completely stopped, and immediately before the processing shown in FIG. 7 is performed, the hybrid vehicle and the engine 150 shown in FIG. Even in the case of starting, the above-described processing can be performed.
[0131]
In such a case, it is presumed that the size “Fo” of the engine friction becomes very large. Therefore, in FIG. 7, there is a very high possibility that the process from step S17 to step S182 is performed. large. In such a case, whether or not the engine 150 can be reliably started is a current issue, rather than looking at the above-described problems such as a blow-up or a feeling of popping out. Therefore, in this case, it is convenient and reasonable that the process according to step S182 of FIG. 7 in which the start characteristic of the engine 150 is ensured is implemented.
[0132]
(Second Embodiment-Control of Exhaust Valve and Intake Valve Based on Catalyst Temperature-)
Hereinafter, the control unit 190 and the EFIECU 170 constituting the control means according to the present invention perform control for preventing the engine 150 from being blown up or for preventing the driver of the hybrid vehicle shown in FIG. A different aspect from the above will be described as a second embodiment with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart showing the flow of processing that does not cause the above-described disadvantages by controlling the opening and closing timings of the exhaust valve and the intake valve.
[0133]
In the second embodiment, the configurations and operations of the above-described “basic configuration and operation of the hybrid vehicle”, “electric circuit in the power system of the hybrid vehicle”, and “direct injection gasoline engine” are the same. Further, the matters assumed in the first embodiment (that is, that the engine 150 is intermittently operated, and the flowchart shown in FIG. 10 indicates the transition point from the idle period to the operating period during the intermittent operation. This is the same as that carried out in step 1). Therefore, in the following, these descriptions will be omitted, and only the characteristic parts in the second embodiment will be mainly described.
[0134]
In FIG. 10, first, cranking of the engine 150 is started (step S21). This is exactly the same as step S11 in FIG.
[0135]
Next, the catalyst temperature is measured by the catalyst temperature sensor 31T shown in FIG. 5 (step S22). Subsequently, it is determined whether or not the measured catalyst temperature “Tc” is equal to or higher than a predetermined value (hereinafter referred to as “Tth”) (step S23). If Tc <Tth, the process proceeds to the process related to the exhaust valve 28 (step S241), and if Tc ≧ Tth, the process proceeds to the process related to the intake valve 32 (step S242).
[0136]
First, the former case (Tc <Tth) will be described. If the measured catalyst temperature Tc is smaller than the predetermined value Tth, it can be said that the Tc has a relatively small value. In this case, typically, the engine 150 is assumed to be in a state where the warm air is not yet sufficient, or before that, the hybrid vehicle and the engine 150 shown in FIG. 1 are both completely stopped.
[0137]
In the second embodiment, under such circumstances, the timing at which the exhaust valve 28 is opened is controlled to be earlier than when the catalyst temperature Tc is relatively high (step S241). The operation of a specific related mechanism (see FIG. 6) for realizing this is the same as that described with respect to step S181.
[0138]
According to this, first, the early valve opening control for the exhaust valve 28 is performed to prevent the engine 150 from being blown up, as described in step S181 in the first embodiment. In addition, it is possible to effectively solve problems such as giving a feeling of popping out to the driver of the hybrid vehicle. Furthermore, it is possible to effectively solve the above-mentioned problem of causing noise and vibration.
[0139]
In the second embodiment, in particular, by performing early valve opening control of the exhaust valve 28, energy generated in the combustion chamber 20 is released to the exhaust pipe 30 through the exhaust valve 28. The three-way catalyst device 31 installed in the middle of the pipe 30 receives the energy and can raise the temperature. That is, catalyst warm-up is promoted. Thereby, activation of a catalyst can be achieved at an early stage, and low pollution can be realized better.
[0140]
In the latter case (Tc ≧ Tth), it can be said that the measured catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined value Tth has a relatively large value. In this case, it is typically assumed that the engine is warm enough.
[0141]
In the second embodiment, under such circumstances, the timing at which the intake valve 32 is closed is controlled to be slower than when the catalyst temperature is relatively low (step S242).
[0142]
According to this, since the timing at which the intake valve 32 is closed is delayed, it is possible to prevent the engine 150 from blowing up.
[0143]
Further, when the intake valve 32 is set as a control target when the catalyst temperature is relatively high as described above, in particular, when the exhaust valve 28 is set as a control target as described above to prevent blowing up (that is, the exhaust valve 28). Compared to the case of performing relatively early valve opening), fuel consumption can be saved. This is because if the exhaust valve 28 is opened early, the energy generated in the combustion chamber 20 escapes to the outside through the exhaust valve 28 and the exhaust pipe 30, and the energy (combustion energy) is converted into mechanical energy. This is because an effective conversion cannot be performed. Of course, when the catalyst temperature Tc is low, the energy is used for early warming of the catalyst as described above (step S241), so that the energy is not wasted at all.
[0144]
As described above, according to the second embodiment, by adjusting the opening / closing timing of the exhaust valve 28 or the intake valve 32 in accordance with the level of the catalyst temperature, a problem that may occur when the engine 150 is restarted is extremely effective. Can be resolved. Further, as is apparent from the above description, the operation and effects obtained by selecting the control target according to the level of the catalyst temperature (that is, whether the control target is the exhaust valve 28 or the intake valve 32). Therefore, the fuel can be effectively used.
[0145]
In the second embodiment, the example in which the process based on the alternative determination of whether the catalyst temperature “Tc is large or small in comparison with the predetermined value Tth has been described has been described. For example, the measured catalyst temperature “Tc” is divided into a plurality of stages, and the advance amount of the exhaust valve 28 and the retard angle of the intake valve 32 corresponding to each of them are divided. More detailed processing may be performed such as determining the amount.
[0146]
Moreover, in the said 2nd Embodiment, when the engine 150 was intermittently operated, it was assumed that the series of processes shown in FIG. 10 were implemented at the time of the transition from the rest period to the operation period. However, the present invention is not limited to such a form. That is, the engine 150 and the motor generators MG1 and MG2 are completely stopped, and immediately before the processing shown in FIG. 10 is performed, the hybrid vehicle and the engine 150 shown in FIG. The above-described processing can be carried out even when starting up. In such a case, it is estimated that the catalyst temperature “Tc” is very small. Therefore, in FIG. 10, there is a very high possibility that the process flowing from step S23 to step S242 is performed.
[0147]
In addition, as a matter relevant to both 1st and 2nd embodiment demonstrated above, this invention includes the various aspect demonstrated below. First, in some cases, the first embodiment and the second embodiment described above may be combined.
[0148]
In the above-described embodiment, the motor generator device includes a plurality of motor generators including synchronous motors, but instead of or in addition to at least a part thereof, an induction motor, a vernier motor, a DC motor, a superconducting motor, a step It is also possible to use a motor or the like.
[0149]
Furthermore, in the above-described embodiment, the direct injection type gasoline engine operated by gasoline is used as the engine 150, but other than that, a traditional port injection type gasoline engine, diesel engine, turbine engine, jet engine, etc. Various internal combustion or external combustion engines can be used.
[0150]
In addition, the hybrid power output apparatus according to the above-described embodiments may be applied to various parallel hybrid systems and various series hybrid systems that are already existing, are currently being developed, or will be developed in the future.
[0151]
In addition, in the above-described embodiment, a description has been given of a hybrid power output apparatus or a hybrid vehicle, but the scope of application of the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied even to a vehicle in which only an engine is mounted as a power source. If the engine is configured to be capable of intermittent operation, the first or second embodiment described above. This can be applied without greatly changing.
[0152]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. The control method and the vehicle are also included in the technical scope of the present invention.
[0153]
【The invention's effect】
As described above, according to the power output device of the present invention, by appropriately adjusting the opening / closing timing of the exhaust valve or the intake valve according to the temperature of the lubricating oil or the temperature of the catalyst, It is possible to effectively prevent the occurrence of blowing-up, and it is possible to maintain its operating characteristics well. In addition, it is possible to maintain a good driving sensation without giving the driver of a vehicle or the like equipped with the power output device a feeling of popping out due to the above-mentioned rising.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a power system in a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a collinear diagram for explaining a basic operation of the hybrid vehicle according to the present embodiment.
FIG. 3 is a collinear diagram when the hybrid vehicle according to the present embodiment is traveling at a high speed in a steady state.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a battery and a motor drive circuit of the hybrid vehicle according to the present embodiment.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a structure of an engine according to the present embodiment.
FIG. 6 is a configuration diagram of an exhaust valve and an intake valve whose opening and closing timings are adjustable.
FIG. 7 is a flowchart according to the first embodiment of the present invention, showing a flow of processing that does not cause engine blow-up or the like by controlling the opening and closing timings of the exhaust valve and the intake valve based on the oil temperature or the like. is there.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the temperature of lubricating oil supplied to an engine and the magnitude of friction generated between sliding members constituting the engine.
FIG. 9 is a graph showing an increase rate of the engine speed accompanying the cranking operation with engine friction as a parameter.
FIG. 10 is a flowchart showing a flow of processing that does not cause engine blow-up or the like by controlling the opening / closing timing of the exhaust valve and the intake valve based on the catalyst temperature according to the second embodiment of the present invention. .
[Explanation of symbols]
28 ... Intake valve
32 ... Exhaust valve
282, 382 ... Camshaft
283, 383 ... Electric motor
150 ... Engine
170 ... EFIECU
190 ... Control unit
MG1, MG2 ... Motor generator
101 ... refueling pipe
102 ... Oil pump
103 ... Oil pan
104 ... Lubricating oil temperature sensor

Claims

An engine equipped with an intake valve and an exhaust valve, each of which can be opened and closed, and
At the time of cranking when starting the engine, when the friction generated between the sliding members constituting the engine is small, the timing for opening the exhaust valve is advanced compared to the case where the friction is large. Control means for controlling the exhaust valve so that the timing for closing the intake valve is advanced when the exhaust valve is controlled and the friction is large compared to when the friction is small. A power output device characterized by that.

The power output apparatus according to claim 1, wherein the control unit estimates the magnitude of the friction based on a temperature of lubricating oil supplied to the engine.

The control means confirms whether or not the magnitude of the friction estimated based on the temperature of the lubricating oil is correct based on a rate of increase in the engine speed. The power output apparatus described.

The control means does not perform control relating to the opening / closing timing of the exhaust valve or the intake valve when the magnitude of friction estimated based on the temperature of the lubricating oil is not correct. The power output device described in 1.

The power output apparatus according to claim 1, wherein the control unit estimates the magnitude of the friction based on a rate of increase in the rotational speed of the engine.

The engine is configured to be capable of intermittent operation,
6. The power output apparatus according to claim 1, wherein starting the engine includes a transition from a pause period to an operation period during the intermittent operation.

The power output apparatus according to any one of claims 1 to 6,
A power output device, further comprising a motor generator device capable of generating electric power using at least a part of the output of the engine and outputting a driving force via a drive shaft.

A control method of a power output device for controlling a power output device including an engine having an intake valve and an exhaust valve, each of which can adjust an opening / closing timing,
During cranking when starting the engine,
When the friction generated between the sliding members constituting the engine is small, compared with the case where the friction is large, the step of opening the exhaust valve earlier,
A method of controlling the power output device, wherein the step of closing the intake valve is advanced when the friction is large compared to when the friction is small.

A power output device according to any one of claims 1 to 7,
A vehicle body on which the power output device is mounted;
A vehicle, comprising: a wheel attached to the vehicle body and driven by the driving force output via the drive shaft.