JPH102239A - ハイブリッド型車両のエンジン制御装置 - Google Patents

ハイブリッド型車両のエンジン制御装置

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JPH102239A
JPH102239A JP17563596A JP17563596A JPH102239A JP H102239 A JPH102239 A JP H102239A JP 17563596 A JP17563596 A JP 17563596A JP 17563596 A JP17563596 A JP 17563596A JP H102239 A JPH102239 A JP H102239A
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JP
Japan
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intake
valve
exhaust
engine
cylinder
Prior art date
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Application number
JP17563596A
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English (en)
Inventor
Suehiro Yamazaki
末広 山崎
Iku Otsuka
郁 大塚
Naohide Izumitani
尚秀 泉谷
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハイブリッド型車両において、エンジンの燃
料カット制御時であって、ブレーキ操作により減速した
際に、ショックを低減すると共に燃費の向上を図る。 【解決手段】 燃料カット制御中であり（ステップＳ１
０２）、所定以上の減速状態であり（ステップＳ１０
４）、しかもバッテリ１９の充電量が満充電でないと判
定されたときに、吸気弁２１及び排気弁２３を常時開き
（ステップＳ１１０）、さらにこれと同時に発電機を回
生制御する。これにより、シリンダ２０内が吸気弁２１
及び排気弁２３の通路を介して吸気管３１及び排気管４
２に連通し、シリンダ２０内だけでガスが圧縮されない
から、フリクションを低減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン及び走行
用モータを搭載したハイブリッド型車両のエンジン制御
装置に関し、詳しくはブレーキ操作等による減速時に燃
料カット制御されたときの制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車エンジンにおいて、燃費の
向上及び排ガスのエミッションを改善するために、ブレ
ーキ操作等の減速時に、エンジンに噴射される燃料を一
時的にカットする燃料カット制御が行なわれている。こ
うした減速時における燃料カット制御は、エンジンの急
激な出力低下をもたらすために、ポンピング損失を含め
たフリクションが急激に増して、エンジンブレーキの増
加によって乗り心地を損なう場合がある。
【０００３】こうした問題を回避するために、実開昭５
９−１００９４１号公報に記載されている技術が知られ
ている。すなわち、この従来の技術では、吸気通路に絞
り弁（スロットルバルブ）をバイパスする大気導入通路
を設け、この大気導入通路に制御弁を設けて、燃料カッ
ト制御時に制御弁を開く制御を実行している。このよう
に、燃料カット制御時に、上記制御弁を開いてシリンダ
内を大気導入通路に連通させることにより、シリンダ内
の容量だけでなく、大気導入通路を含めた容量でピスト
ンを昇降させて、ポンピング損失を低減させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術で
は、吸気弁及び排気弁の開弁時には、上述したポンピン
グ損失の低減の効果が得られるが、吸気弁及び排気弁が
共に閉弁しているときには、シリンダ内の容量だけで空
気が圧縮・膨脹され、このときに生じるポンピング損失
が大きく、大きなエンジンブレーキにより乗り心地を損
ねる場合がある。また、吸気弁及び排気弁の閉弁時に、
シリンダ内の空気が圧縮・膨脹され、これに伴ってシリ
ンダ内のガスの温度が上昇して冷却損失を生じている。
【０００５】一方、近年、エンジンと走行用モータを組
み合わせたハイブリッド型車両が知られており、燃費の
向上や排ガスのエミッション特性を一層改善する技術と
して期待されている。こうしたハイブリッド型車両にお
いても、燃料カット制御時における上述した問題を一層
改善することが要請されている。
【０００６】本発明は、上記従来の技術の問題を解決す
るものであり、ハイブリッド型車両の特徴を活かして、
ブレーキ操作等の減速要求時に、燃料カット制御が実行
されたときに、ポンピング損失を減らして乗り心地と燃
費の向上を図ったハイブリッド型車両のエンジン制御装
置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題を解決するためになされた第１の発明は、車輪側
の駆動軸に連結されかつ該駆動軸を少なくとも一方の出
力で走行させるエンジン及び走行用モータと、車輪側か
ら伝達される回生エネルギで発電する発電機と、を備え
たハイブリッド型車両のエンジン制御装置において、エ
ンジンの吸気管からシリンダ内に吸気を導入する吸気口
に設けられた吸気弁と、シリンダから排気管へ排気を排
出する排気口に設けられた排気弁と、上記吸気弁及び排
気弁を上記エンジンの運転状態に応じて開閉駆動すると
共に該吸気弁及び排気弁を常時開状態に設定可能な吸排
気弁開閉手段と、車両の制動要求時に、シリンダ内への
燃料の供給を一時的にカットする燃料カット制御を設定
する燃料カット設定手段と、燃料カット設定手段により
燃料カット制御が設定されたときに、上記吸気弁及び排
気弁を常時開状態に制御すると共に車軸側から伝達され
る回生エネルギにより上記発電機で発電を行なわせる弁
開閉・発電制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】第１の発明に係るハイブリッド型車両で
は、走行用モータ及びエンジンの少なくとも一方の出力
により走行駆動される。ハイブリッド型車両では、走行
用モータだけの駆動力で走行できることから、ブレーキ
作動等の減速時に、燃料の供給を一時的にカットする燃
料カット制御が通常の車両のエンジンと比べて、頻繁に
実行されて燃費の向上が図られている。このような燃料
カット制御と同時に、弁開閉・発電制御手段は、吸排気
弁開閉手段を介して吸気弁及び排気弁を常時開くように
制御すると共に、車輪側から伝達される回生エネルギで
発電機で発電させる。
【０００９】このように、エンジンの燃料カット制御時
に、吸気弁及び排気弁が常時開かれると、シリンダ内が
吸気弁及び排気弁の吸気口及び排気口を介して吸気管及
び排気管に常時連通する。これにより、シリンダ内だけ
で圧縮されていた空気は、吸気管、排気管を加えた容量
で圧縮されることになり、この容量が増加した分だけ圧
縮・膨脹抵抗が減少し、エンジンのポンピング等を含む
フリクションに伴って生じるエネルギ損失を減らすこと
ができる。このとき、エンジンで吸収されなかった車輪
側からの回生エネルギは、発電機で発電される。
【００１０】このように、発電機で発電された電力は、
ハイブリッド型車両が発電機による発電出力を二次電池
に充電させる手段を備えている場合には二次電池に充電
したり、車両に搭載した他の電気機器に供給することに
より有効に活用することができる。また、発電機の出力
は、連続的に増減させて制動力を滑らかにできるから、
燃料カット制御時にエンジンの急激な出力減少に伴う乗
り心地の低下を防止することができる。
【００１１】さらに、吸気管にスロットル弁を備えてい
るエンジンの場合には、燃料カット制御と同時に、スロ
ットル弁を同時に開く制御を加えることにより、シリン
ダ、吸気管及び排気管の容積に、スロットル弁より上流
側の吸気管の容量が加わり、このように増大した容積で
ピストンを昇降させることにより、一層、エンジンから
生じるフリクションを低減することができる。
【００１２】また、第１の発明では、制動要求時におけ
る燃料カット制御時に、吸気弁及び排気弁を常開とする
制御を行なったが、第２の発明のように、吸気弁と排気
弁とが同時に開弁するオーバーラップ期間を可変に設定
できる吸排気弁開閉手段を用いると共に、上記オーバー
ラップ期間を長くするように制御してもよい。この場合
において、オーバーラップ期間を長くすると、シリンダ
内が吸気弁及び排気弁で密閉される期間が短くなり、エ
ンジンによるフリクションを低減させることができ、こ
のフリクションの低減した分だけ発電機による回生電力
を増大させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成・作用
を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例
について説明する。
【００１４】図１は本発明の一実施の形態にかかるエン
ジンを搭載したハイブリッド型車両を表わす概略構成図
である。このハイブリッド型車両は、エンジンの出力を
プラネタリギア装置により分配して、駆動輪を直接駆動
すると共に、発電機を駆動してその発電電力で走行用モ
ータを駆動する機械分配式である。ハイブリッド型車両
は、図示しない燃料タンクから燃料の供給を受けて駆動
されるエンジン１０を備えており、その出力軸はプラネ
タリギア装置１２に接続されている。プラネタリギア装
置１２は、２つの入出力軸を有し、その１つの軸がエン
ジン１０に連結され、他の軸が発電機１４と走行用モー
タ１６とにそれぞれ連結されており、エンジン１０の出
力軸の回転運動が、プラネタリギア装置１２により発電
機１４側、走行用モータ１６側の一方あるいは双方側に
配分伝達される。走行用モータ１６の出力軸は、ディフ
ァレンシャルギア１７に接続され、最終的な目的である
車両の駆動輪１８Ｒ，１８Ｌに連結されている。また、
発電機１４は、バッテリ１９に接続されている。バッテ
リ１９は、発電機１４による発電電力で充電されると共
に走行用モータ１６に電力を供給する。
【００１５】図２はエンジン１０の外観を示す概略構成
図、図３はエンジン１０を断面で示した概略構成図であ
る。エンジン１０は、ガソリンにより運転されるガソリ
ンエンジンであり、シリンダ２０の上流側に接続された
吸気系３０と、下流側に接続された排気系４０とを備え
ている。吸気系３０は、吸気管３１と、吸気管３１の上
流側に装着したエアクリーナ３２と、吸気管３１内に設
けられたスロットル弁３３と、スロットル弁３３を開閉
駆動するスロットル弁モータ３４と、吸気管３１の下流
側に接続されたインテークマニホールド３５とを備え、
吸気弁２１を介してシリンダ２０内の燃焼室２２に接続
されている。
【００１６】また、排気系４０は、シリンダ２０から排
気弁２３を介して接続されたエキゾーストマニホールド
４１と、エキゾーストマニホールド４１に接続された排
気管４２と、排気管４２に装着されて排ガスを浄化する
触媒４３ａを有する触媒コンバータ４３と、触媒コンバ
ータ４３の下流側に設けられたマフラー４４とを備えて
いる。触媒４３ａは、排ガス中の炭化水素、一酸化炭
素、酸化窒素を浄化する三元触媒から構成されており、
約３５０℃以上の温度範囲で高い浄化率で活性化するも
のである。
【００１７】また、エンジン１０には、吸気弁２１及び
排気弁２３を開閉駆動する図４に示す動弁機構５０が設
けられている。この動弁機構５０は、吸気弁２１及び排
気弁２３をエンジン１０のクランク軸の回転に伴って開
閉すると共に、常時、全開位置に設定できるものであ
る。
【００１８】図４はシリンダ２０の上部を示す図であ
る。図４において、吸気弁２１及び排気弁２３は、動弁
機構５０の吸気弁駆動部５０Ａ及び排気弁駆動部５０Ｂ
により開閉駆動されるが、それらは同じ構成であるか
ら、吸気弁駆動部５０Ａについて説明する。
【００１９】吸気弁駆動部５０Ａは、シリンダヘッド２
０ａの上方に配置されたカムシャフト５１と、カムシャ
フト５１に固定されたカム５１ａと、カムシャフト５１
の斜め上方に配置されたロッカシャフト５２と、ロッカ
シャフト５２に揺動自在に支持されたロッカアーム５２
ａとを備えている。ロッカアーム５２ａは、その一端で
吸気弁２１の上端に固定され、他端でカム５１ａに当接
しており、カム５１ａの押圧によりロッカシャフト５２
を中心に揺動する。この構成により、カムシャフト５１
と一体のカム５１ａの回転により、ロッカアーム５２ａ
は方向ａ，ｂへ揺動するが、吸気弁２１は、ロッカアー
ム５２ａの方向ａへの回動によりバルブスプリング２１
ａに抗して開き、方向ｂへの回動によりバルブスプリン
グ２１ａにより付勢されて閉じる。
【００２０】また、吸気弁駆動部５０Ａには、ロッカア
ーム５２ａの揺動をロックするための図５及び図６に示
すロック機構５３が設けられている。図５及び図６は図
４の５−５線に沿った付近の概略断面図であり、図５は
ロック機構５３のアンロック状態、図６はロック機構５
３のロック状態を示す。図５及び図６において、上述し
たようにロッカシャフト５２には、ロッカアーム５２ａ
が揺動自在に支持されており、ロッカアーム５２ａの中
心部の両面は、ロッカシャフト５２の鍔部５２ｂ及びワ
ッシャ５２ｃにより支持されている。
【００２１】上記ロック機構５３は、油圧ポンプ（図示
省略）に接続されたコントロールバルブ５４と、コント
ロールバルブ５４に接続されかつロッカシャフト５２及
び鍔部５２ｂ内に形成された油路５５と、油路５５の一
端部に挿入されたロッカピン５６ａと、ロッカアーム５
２ａの側面に形成されかつロッカピン５６ａを挿入させ
る嵌合孔５６ｂと、嵌合孔５６ｂ内に収納された支持棒
５６ｃと、支持棒５６ｃを介してロッカピン５６ａを付
勢するロッカスプリング５６ｄとを備えている。
【００２２】上記ロック機構５３の動作を説明する。い
ま、車両コントローラ６０からの制御信号によりコント
ロールバルブ５４が閉じている位置にあると、油圧ポン
プから供給される油圧が油路５５を介してロック機構５
３のロッカピン５６ａの端面に加わらず、ロッカピン５
６ａは、ロッカスプリング５６ｄにより付勢されてロッ
カシャフト５２と、ロッカアーム５２ａとの間に介在し
ない。したがって、ロッカアーム５２ａの揺動が規制さ
れないアンロック状態となり、カムシャフト５１の回転
にしたがってカム５１ａを介してロッカアーム５２ａが
揺動して吸気弁２１及び排気弁２３が開閉する通常の動
作を行なう。
【００２３】一方、図６に示すように、コントロールバ
ルブ５４が開いた位置にあると、油圧ポンプから供給さ
れる油圧が、コントロールバルブ５４、油路５５を介し
て、ロッカピン５６ａの端面に加わり、ロッカピン５６
ａがロッカスプリング５６ｄの付勢力に抗してロッカア
ーム５２ａの嵌合孔５６ｂに突入する。これにより、ロ
ッカピン５６ａがロッカシャフト５２とロッカアーム５
２ａとの間に介在して、ロッカアーム５２ａの回動が規
制される。これにより、吸気弁２１の開閉動作が規制さ
れ、吸気弁２１が全開位置でロックされる。
【００２４】次に、エンジン１０、発電機１４及び走行
用モータ１６を制御する車両コントローラ６０について
説明する。図７は車両コントローラ６０を中心としたハ
イブリッド型車両の制御系のブロック図である。
【００２５】車両コントローラ６０は、図示するように
マイクロコンピュータを中心とする論理演算回路として
構成され、詳しくは、予め設定された制御プログラムに
従って各種演算処理を実行するＣＰＵ６１と、ＣＰＵ６
１で各種演算処理を実行するのに必要な制御プログラム
や制御データ等が予め格納されたＲＯＭ６２と、同じく
ＣＰＵ６１で各種演算処理を実行するのに必要な各種デ
ータが一時的に読み書きされるＲＡＭ６３と、電源オフ
時においてもデータを保持可能なバックアップＲＡＭ６
４と、車両情報を入力するＡ／Ｄコンバータ６５および
入力処理回路６６と、ＣＰＵ６１での演算結果に応じて
エンジン１０のスロットル弁モータ３４、動弁機構５０
のコントロールバルブ５４等の各種アクチュエータ、発
電機１４等に駆動信号を出力する出力処理回路６７等を
備えている。
【００２６】車両コントローラ６０は、各種車両情報を
検出するセンサ、スイッチの検出信号やデータを読み込
んで制御を実行するが、センサ及びスイッチとして、次
のようなものが備えられている。すなわち、運転者によ
るアクセルペダルの踏込量を検出するアクセルセンサ７
０、ブレーキの操作状態を検出するブレーキスイッチ７
１、車両の速度を検出する車速センサ７２、スロットル
弁３３のスロットル開度を検出するスロットルポジショ
ンセンサ７３、エンジン１０の回転数を検出するエンジ
ン回転数センサ７５、吸気管３１の圧力を検出する吸気
圧センサ７６、バッテリ１９の充電量を検出するバッテ
リ容量センサ７８、等が備えられている。これらセンサ
やスイッチ等は、Ａ／Ｄコンバータ６５および入力処理
回路６６と電気的に接続されており、車両情報が車両コ
ントローラ６０に取り込まれる。
【００２７】次に、上記車両コントローラ６０による車
両走行制御処理について説明する。車両コントローラ６
０は、アクセルペダルの踏込量や車速等に基づいて、エ
ンジン１０、発電機１４、走行用モータ１６の制御を実
行する。すなわち、車両コントローラ６０は、アクセル
ペダルの踏込量や車速等に基づいて、車軸要求出力を算
出し、この車軸要求出力にバッテリ１９への充電量を加
減算したエンジン駆動力を算出してエンジン１０を駆動
し、この駆動出力をプラネタリギア装置１２を介して駆
動輪１８Ｒ，１８Ｌに直接伝達させる。また、車両コン
トローラ６０は、発電機１４による発電出力を走行用モ
ータ１６に供給したり、バッテリ１９へ充電する制御を
行なっている。
【００２８】また、車両コントローラ６０は、ブレーキ
作動時などにエンジン１０への燃料供給を一時的にカッ
トする燃料カット制御を行なって燃費の向上を図ると共
に、この燃料カット制御時に、吸気弁２１及び排気弁２
３を全開にする弁開閉・発電制御処理を実行し、フリク
ショントルクを低減すると同時に発電機１４により回生
制御を実行している。
【００２９】図８は弁開閉・発電制御処理を説明するた
めのフローチャートである。図８において、ステップＳ
１０２からステップＳ１０６の判定処理にて、すべて肯
定判定されたときに、ステップＳ１１０，Ｓ１１２にて
吸気弁２１及び排気弁２３の全開処理及び充電制御処理
が実行される。一方、ステップＳ１０２からステップＳ
１０６の判定によりいずれかの条件が成立しないと、ス
テップＳ１２０にて吸気弁２１及び排気弁２３をクラン
ク軸の回転に連動したタイミングで開閉する通常の制御
を実行する。
【００３０】ステップＳ１０２からステップＳ１０６の
判定処理について説明する。まず、ステップＳ１０２に
て、燃料カット制御が実行されているか否かの判定が実
行される。この判定は、他のルーチンでセット／リセッ
トされるフラグ判定により実行される。つまり、燃料カ
ットフラグは、車速センサ７２の検出信号に基づいて、
所定以上のエンジン回転数であり、スロットルポジショ
ンセンサ７３が全閉状態であると判定されたときにセッ
トされる。この燃料カット制御の実行により、エンジン
１０は、混合気の燃焼を行なわないモータリングの状態
で駆動される。
【００３１】続く、ステップＳ１０４では、所定以上の
減速状態であるか否かが判定される。すなわち、この減
速状態は、ブレーキスイッチ７１がオンである制動状態
であり、車速センサ７２からの検出信号に基づいて、所
定以上の減速度と判定されたときに実行される。これに
より、通常の安定走行時における一時的な燃料カット制
御が実行されても、後述する発電機１４の発電に伴う制
動力を加える処理を実行しないためである。
【００３２】ステップＳ１０６では、バッテリ容量セン
サ７８からの検出信号に基づいてバッテリ１９の充電量
が満充電か否かが判定される。すなわち、バッテリ１９
の充電量が満充電である場合には、ステップＳ１１２の
発電機１４の発電によるバッテリ１９への充電を避ける
ためである。
【００３３】ステップＳ１０２からステップＳ１０６の
条件が成立すると、ステップＳ１１０にて、動弁機構５
０のコントロールバルブ５４に信号が出力されて、吸気
弁２１及び排気弁２３が常時全開に指令される。続くス
テップＳ１１２にて、発電機１４による回生制御を実行
する。すなわち、プラネタリギア装置１２に対して、駆
動輪１８Ｒ，１８Ｌからの駆動力により発電機１４で発
電されるようにプラネタリギア装置１２の動力の伝達経
路を変更すると共に、発電機１４の発電出力を制御す
る。
【００３４】ステップＳ１０２からステップＳ１０６の
いずれかが否定判定されたときには、ステップＳ１２０
にて、動弁機構５０のコントロールバルブ５４に信号を
出力して、吸気弁２１及び排気弁２３を通常の状態に戻
す。
【００３５】図８の弁開閉・発電制御処理において、エ
ンジン１０は、ブレーキ作動等の減速時に、燃料カット
制御が実行されると同時に、動弁機構５０を介して吸気
弁２１及び排気弁２３が常時開かれる。このように吸気
弁２１及び排気弁２３が常時開かれると、エンジン１０
の全ストロークにわたってシリンダ２０内が吸気弁２１
及び排気弁２３の通路を介して吸気管３１及び排気管４
２に連通する。
【００３６】このように、吸気弁２１及び排気弁２３が
常時開かれると、ポンピング損失等を含むフリクション
を低減することができるが、これは、以下の理由によ
る。いま、エンジン１０が４気筒のエンジンであり、第
１シリンダ＃１，第４シリンダ＃４と、第２シリンダ＃
２，第３シリンダ＃３とが同じストロークをとり、つま
り、第１シリンダ＃１，第４シリンダ＃４のピストンが
上昇すると、第２シリンダ＃２、第３シリンダ＃３のピ
ストンが下降するような逆のストロークを採るとする。
【００３７】いま、第１シリンダ＃１、第４シリンダ＃
４のピストンが上昇して、シリンダからガスが押し出さ
れると、そのガスは、インテークマニホールド３５、エ
キゾーストマニホールド４１を介して、ピストンの下降
行程にある第２シリンダ＃２，第３シリンダ＃３に流入
する。したがって、第１シリンダ＃１，第４シリンダ＃
４内で密閉された状態でガスが圧縮されない。また、第
２シリンダ＃２，第３シリンダ＃３における上昇行程の
場合には、第１シリンダ＃１、第４シリンダ＃４で吸収
される。このように、他のシリンダとの間でガスが流通
し、一のシリンダ２０内だけでガスが圧縮されないか
ら、ポンピング損失等を含むフリクション等を低減する
ことができる。
【００３８】このようにエンジン１０側で低減できたエ
ネルギは、発電機１４により発電出力に変換される。す
なわち、駆動輪１８Ｒ，１８Ｌ側から伝達されるエネル
ギは、発電機１４の発電により吸収され、これがエンジ
ンブレーキとなり、制動性能を損なうことがない。ま
た、発電機１４の発電電力は、電気的制御により連続的
に変更でき、これにより滑らかな制動を得ることがで
き、乗り心地を損なわない。さらに、発電機１４の発電
出力は、バッテリ１９に充電されるから、車両の減速時
に発生する回生エネルギを無駄にすることなく、燃費を
向上させることができる。
【００３９】図９はエンジン回転数ＮＥとフリクション
トルクＴｆとの関係を示すグラフである。曲線Ａは吸気
弁２１及び排気弁２３を通常のタイミングで開閉する場
合を示し、曲線Ｂは本実施の形態の弁開閉・発電制御処
理における吸気弁２１及び排気弁２３を常時、全開して
いる場合を示す。図９から、曲線Ｂの弁開閉・発電制御
処理の場合には、曲線Ａの通常の弁開閉制御に比べて、
エンジン回転数ＮＥの全範囲にわたってフリクショント
ルクＴｆが小さく、しかもエンジン回転数ＮＥの上昇に
したがってその度合いが増大していることが分かる。
【００４０】いま、車両が制動により、エンジン回転数
ＮＥがＮＥ１からＮＥ２になった場合には、フリクショ
ントルクＴｆによって発生していた損失は、領域Ｃの分
だけ減少し、この減少したエネルギは、発電機１４の発
電により回収される。
【００４１】また、本処理により、触媒４３ａの冷却を
防止する効果もある。すなわち、燃料カット制御時に
は、エンジン１０の燃焼行程がなく、シリンダ２０から
排出されるガスは、低温である。このような低温ガスが
触媒４３ａ側へ流れると、触媒４３ａが冷却されて、排
ガスの浄化力を低下させ、エミッションの低下を招く。
しかし、本実施例では、弁開閉・発電制御処理を行なう
ことにより、各シリンダ２０間において低温ガスの多く
の量が循環し、触媒４３ａ側へ流れる量が減少する。よ
って、触媒４３ａの冷却を防止することができ、エミッ
ションの低下を招かない。
【００４２】なお、上記の実施の形態において、ブレー
キの踏込量を検出するブレーキ踏込量センサを設けて、
このブレーキ踏込量センサの検出信号に基づいて、その
踏込量が増大するにつれて、発電機の発電電力を増大さ
せる。これにより、ブレーキによる制動力により生じる
エネルギに代えて、発電機の発電制御で回生制動を行な
うことができると共に、その分だけ発電出力が増大し、
一層、燃費を向上させることができる。しかも、発電機
の発電量は、電気回路によりを連続的に変えることがで
き、車両の制動時における乗り心地を損なわない。
【００４３】なお、上記実施の形態において、弁開閉・
発電制御処理と同時に、スロットル弁３３を同時に開く
構成を加えてもよい。この場合には、シリンダ２０、吸
気管３１排気管４２の容量に、スロットル弁３３より上
流側の吸気管３１の容量も加わるから、一層、ポンピン
グ損失を低減することができる。
【００４４】次に、他の実施の形態に係る弁開閉・発電
制御処理について説明する。本実施の形態は、上述した
吸排気弁を常時全開にする制御に代えて、図１０及び図
１２に示すバルブタイミング可変機構９０を用いて、吸
気弁２１Ａと排気弁２３Ａとが同時に開弁しているオー
バーラップ期間を長く設定した例である。
【００４５】図１０はバルブタイミング可変機構９０を
備えたカム機構を示す斜視図である。バルブタイミング
可変機構９０は、吸気弁２１Ａ及び排気弁２３Ａのオー
バーラップ期間を可変に設定できる機構である。バルブ
タイミング可変機構９０は、エンジン出力を増大させる
と共に排ガスの浄化性能を向上させる機能を有するもの
として、従来から知られている装置である。図１０にお
いて、エンジンのクランク軸９１の回転に伴ってタイミ
ングベルト９２が回転すると、プーリ９３及びこれに連
動してカムシャフト９４が回転し、カム９５の押圧によ
り吸気弁２１Ａ及び排気弁２３Ａが開閉する。そして、
吸気弁２１Ａ及び排気弁２３Ａのオーバーラップ期間の
制御は、カムシャフト９４とプーリ９３との位相を回転
方向にずらすことにより行なっている。
【００４６】図１１及び図１２はプーリ９３及びカムシ
ャフト９４付近を軸方向に沿って断面で模式的に説明す
る説明図である。バルブタイミング可変機構９０は、カ
ムシャフト９４とプーリ９３との間に介装された油圧ピ
ストン９６を備えている。油圧ピストン９６は、その内
外周にヘリカルスプライン９６ａ，９６ｂを備えてお
り、電磁式のオイルコントロールバルブ９７を介して供
給される油圧を受けたときに軸方向へ移動することによ
り、ヘリカルスプライン９６ａ，９６ｂにより、カムシ
ャフト９４とプーリ９３とを相対的に逆方向へ回転させ
る。
【００４７】こうした油圧ピストン９６を移動させるた
めの油圧の増減は、電子制御装置（図示省略）の指令に
よる上記オイルコントロールバルブ９７の切り替えによ
り行なわれる。電子制御装置は、オイルコントロールバ
ルブ９７を図１１のポジションに指令すると、圧油が矢
印に沿って流れ、油圧ピストン９６は、図示の左側から
油圧を受けて図示右側へ移動する。これにより、油圧ピ
ストン９６に形成されたヘリカルスプラインのねじれに
よりカムシャフト９４がプーリ９３に対して進角側へ移
動する。一方、電子制御装置は、オイルコントロールバ
ルブ９７を図１２のポジションに指令すると、圧油が矢
印に沿って流れ、油圧ピストン９６は、図示の右側から
油圧を受けて左側へ移動し、これにより、カムシャフト
９４が遅角側へ移動する。そして、オイルコントロール
バルブ９７にて、油路を遮断すると、油圧ピストン９６
は、その位置を保持する。したがって、オイルコントロ
ールバルブ９７の油圧制御により、油圧ピストン９６を
介して、カムシャフト９４とプーリ９３とを相対的に逆
方向へ回転させることにより進角・遅角させて、オーバ
ーラップ期間を変更させることができる。
【００４８】図１３及び図１４はバルブタイミング可変
機構９０における吸気弁２１Ａと排気弁２３Ａの開閉弁
時期をそれぞれ説明する図であり、そのうち、図１３は
オーバーラップ時間を通常の状態に設定した場合を示
し、図１４はオーバーラップ時間を長く設定した場合を
示す。図１３及び図１４において、吸気弁２１Ａは時点
ｔｉｎ１にて開弁し、時点ｔｉｎ２にて閉弁し、一方、
排気弁２３Ａは時点ｔｅｘ１にて開弁し、時点ｔｅｘ２
にて閉弁している。ここで、△ｔｏｖ１、△ｔｏｖ２が
オーバーラップ期間である。本実施の形態では、図１３
に示すオーバーラップ期間△ｔｏｖ１を、図１４に示す
オーバーラップ期間△ｔｏｖ２まで長くする制御を実行
している。
【００４９】次に、上記バルブタイミング可変機構９０
を用いた弁開閉・発電制御処理について、図１５のフロ
ーチャートを用いて説明する。図１５は図８とほぼ同様
な処理であるが、ステップＳ２１０及びステップＳ２２
０が異なっている。すなわち、図１５において、燃料カ
ット制御、ブレーキ作動時及び所定充電量以上であると
の判定条件がすべて成立したとき（ステップＳ２０２〜
Ｓ２０６）、ステップＳ２１０にて、バルブタイミング
可変機構９０によりオーバーラップ期間を長くし、さら
に、ステップＳ２１２にて発電機１４による回生制御を
実行する。一方、ステップＳ２０２〜ステップＳ２０６
のいずれかが成立しないときに、オーバーラップ期間を
通常の状態に戻す（ステップＳ２２０）。
【００５０】上記処理では、減速時におけるモータリン
グ状態において、バルブタイミング可変機構９０によ
り、オーバーラップ期間△Ｔｏｖを長くするように制御
されると、吸気弁２１Ａ及び排気弁２３Ａが同時に閉弁
されてシリンダ２０内が密閉される期間が短くなる。こ
れにより、シリンダ２０内の容量が吸気管３１及び排気
管４２を含めた容量まで拡大される期間が長くなり、ピ
ストンの移動に伴う圧縮・膨張抵抗が小さくなる。図１
６はエンジン回転数ＮＥとフリクショントルクＴｆとの
関係を示し、図９に対応するものである。本処理では、
シリンダ２０内が密閉された状態にてピストンを昇降さ
せる期間があり、図９と比べてフリクショントルクＴｆ
の低減効果が小さいが（曲線Ａ１）、通常の制御（曲線
Ｂ１）と比べてフリクショントルクＴｆを低減させる効
果がエンジン回転数ＮＥの全範囲にわたってみられる。
【００５１】また、本制御は、従来からエミッションの
改善などに使用されているバルブタイミング可変機構９
０を用いて行なうことができ、新たな装備を加えること
なく、簡単に実施することができる。
【００５２】なお、この発明は上記実施例に限られるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の
態様において実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかるエンジンを搭載
したハイブリッド型車両を示す概略構成図。
【図２】エンジンの外観を示す概略構成図。
【図３】エンジンを断面で示した概略構成図。
【図４】シリンダ２０の上部に設けた動弁機構５０を説
明する説明図。
【図５】動弁機構５０のロック機構におけるアンロック
状態を説明する説明図。
【図６】動弁機構５０のロック機構におけるロック状態
を説明する説明図。
【図７】車両コントローラを中心としたハイブリッド型
車両の制御系のブロック図。
【図８】弁開閉・発電制御処理を説明するフローチャー
ト。
【図９】エンジン回転数とフリクショントルクとの関係
を説明する説明図。
【図１０】バルブタイミング可変機構を備えたカム機構
を示す斜視図。
【図１１】バルブタイミング可変機構の動作を説明する
説明図。
【図１２】バルブタイミング可変機構の動作を説明する
説明図。
【図１３】バルブタイミング可変機構における吸気弁と
排気弁の開閉弁時期を示す説明図。
【図１４】図１３よりオーバーラップ期間を長く設定し
た状態を説明する説明図。
【図１５】他の実施の形態に係る弁開閉・発電制御処理
を説明するフローチャート。
【図１６】エンジン回転数とフリクショントルクとの関
係を説明する説明図。
【符号の説明】
１０…エンジン １２…プラネタリギア装置 １４…発電機 １６…走行用モータ １７…ディファレンシャルギア １８Ｒ，１８Ｌ…駆動輪 １９…バッテリ ２０…シリンダ ２０ａ…シリンダヘッド ２１…吸気弁 ２１Ａ…吸気弁 ２１ａ…バルブスプリング ２２…燃焼室 ２３…排気弁 ２３Ａ…排気弁 ３０…吸気系 ３１…吸気管 ３２…エアクリーナ ３３…スロットル弁 ３４…スロットル弁モータ ３５…インテークマニホールド ４０…排気系 ４１…エキゾーストマニホールド ４２…排気管 ４３…触媒コンバータ ４３ａ…触媒 ４４…マフラー ５０…動弁機構 ５０Ａ…吸気弁駆動部 ５０Ｂ…排気弁駆動部 ５１…カムシャフト ５１ａ…カム ５２…ロッカシャフト ５２ａ…ロッカアーム ５２ｂ…鍔部 ５２ｃ…ワッシャ ５３…ロック機構 ５４…コントロールバルブ ５５…油路 ５６ａ…ロッカピン ５６ｂ…嵌合孔 ５６ｃ…支持棒 ５６ｄ…ロッカスプリング ６０…車両コントローラ ６１…ＣＰＵ ６２…ＲＯＭ ６３…ＲＡＭ ６４…バックアップＲＡＭ ６５…Ａ／Ｄコンバータ ６６…入力処理回路 ６７…出力処理回路 ７０…アクセルセンサ ７１…ブレーキスイッチ ７２…車速センサ ７３…スロットルポジションセンサ ７５…エンジン回転数センサ ７６…吸気圧センサ ７８…バッテリ容量センサ ９０…バルブタイミング可変機構 ９１…クランク軸 ９２…タイミングベルト ９３…プーリ ９４…カムシャフト ９５…カム ９６…油圧ピストン ９６ａ，９６ｂ…ヘリカルスプライン ９７…オイルコントロールバルブ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６０Ｌ 11/14

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車輪側の駆動軸に連結されかつ該駆動軸
    を少なくとも一方の出力で走行させるエンジン及び走行
    用モータと、車輪側から伝達される回生エネルギで発電
    する発電機と、を備えたハイブリッド型車両のエンジン
    制御装置において、 エンジンの吸気管からシリンダ内に吸気を導入する吸気
    口に設けられた吸気弁と、シリンダから排気管へ排気を
    排出する排気口に設けられた排気弁と、上記吸気弁及び
    排気弁を上記エンジンの運転状態に応じて開閉駆動する
    と共に該吸気弁及び排気弁を常時開状態に設定可能な吸
    排気弁開閉手段と、 車両の制動要求時に、シリンダ内への燃料の供給を一時
    的にカットする燃料カット制御を設定する燃料カット設
    定手段と、 燃料カット設定手段により燃料カット制御が設定された
    ときに、上記吸気弁及び排気弁を常時開状態に制御する
    と共に車軸側から伝達される回生エネルギにより上記発
    電機で発電を行なわせる弁開閉・発電制御手段と、 を備えたことを特徴とするハイブリッド型車両のエンジ
    ン制御装置。
  2. 【請求項２】 車輪側の駆動軸に連結されかつ該駆動軸
    を少なくとも一方の出力で走行させるエンジン及び走行
    用モータと、車輪側から伝達される回生エネルギで発電
    する発電機と、を備えたハイブリッド型車両のエンジン
    制御装置において、 エンジンの吸気管からシリンダ内に吸気を導入する吸気
    口に設けられた吸気弁と、シリンダから排気管へ排気を
    排出する排気口に設けられた排気弁と、上記吸気弁及び
    排気弁を開閉駆動すると共に吸気弁と排気弁とが同時に
    開弁するオーバーラップ期間を変更できる吸排気弁開閉
    手段と、 車両の制動要求時に、シリンダ内への燃料の供給を一時
    的にカットする燃料カット制御を設定する燃料カット設
    定手段と、 燃料カット設定手段により燃料カット制御が設定された
    ときに、上記吸気弁及び排気弁のオーバーラップ期間を
    長くするように吸排気弁開閉手段を制御すると共に車軸
    側から伝達される回生エネルギで発電するように上記発
    電機を制御する弁開閉・発電制御手段と、 を備えたことを特徴とするハイブリッド型車両のエンジ
    ン制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、 さらに、エンジンの吸気管内に配置され、シリンダ内へ
    の吸入空気量を調節するスロットル弁と、 スロットル弁の開度を調節するスロットル弁調節手段
    と、 を備え、 上記弁開閉・発電制御手段は、上記燃料カット制御の設
    定時に、スロットル弁の開度を大きくするようにスロッ
    トル弁調節手段を制御するように構成したハイブリッド
    型車両のエンジン制御装置。
  4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかにお
    いて、 さらに、上記発電機の発電電力を充電する二次電池を備
    え、 上記弁開閉・発電制御手段は、上記発電機の駆動による
    発電電力を二次電池に充電するように構成したハイブリ
    ッド型車両のエンジン制御装置。
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