JP2018039299A - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンを正回転駆動から逆回転駆動に切り替える際の逆回転駆動の開始（爆発燃焼の開始）をより良好なものとする。
【解決手段】正回転駆動および逆回転駆動が可能なエンジンと、エンジンの出力軸に動力を出力可能なモータとを備え、エンジンを正回転駆動から逆回転駆動に切り替える際には、エンジンの燃料噴射および点火を停止した後に、モータによってエンジンを正回転でモータリングし、その後に、エンジンの逆回転駆動を行なう。
【選択図】図６

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関する。

従来、クランク軸を正転方向と逆転方向とに駆動可能な正逆転切替装置が取り付けられたエンジンが提案されている（例えば、特許文献１参照）。正逆転切替装置は、シリンダヘッドに回転自在に装着されたカムシャフトに、吸気弁用の動弁カムと排気弁用の動弁カムとをカムシャフトに対して正転位置と逆転位置とに切替移動自在に嵌合する構成となっており、動弁カムの位相がクランク軸の正転時と逆転時とで切り替えられる。これにより、正転側のトルクと逆転側のトルクとを自在に出力することができる。

特開２００５−２８１２号公報

上述のエンジンを正回転駆動から逆回転駆動に切り替える際に、圧縮行程の気筒内に未燃焼ガスが残ると共に爆発行程の気筒内に排ガスが残っている状態でエンジンの逆回転駆動を開始すると、それらのガスによって気筒内の空燃比が可燃空燃比になりにくく、爆発燃焼が正常に開始されない場合が生じる。

本発明のハイブリッド自動車は、エンジンを正回転駆動から逆回転駆動に切り替える際の逆回転駆動の開始（爆発燃焼の開始）をより良好なものとすることを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド自動車は、
正回転駆動および逆回転駆動が可能なエンジンと、
前記エンジンの出力軸に動力を出力可能なモータと、
前記エンジンと前記モータとを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記エンジンを正回転駆動から逆回転駆動に切り替える際には、前記エンジンの燃料噴射および点火を停止した後に、前記モータによって前記エンジンを正回転でモータリングし、その後に、前記エンジンの逆回転駆動を行なう、
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、正回転駆動および逆回転駆動が可能なエンジンを備え、エンジンを正回転駆動から逆回転駆動に切り替える際には、エンジンの燃料噴射および点火を停止した後に、モータによってエンジンを正回転でモータリングし、その後に、エンジンの逆回転駆動を行なう。エンジンの燃料噴射および点火を停止してモータによってエンジンを正回転させることにより、エンジンの気筒内のガス（未燃焼ガスや排ガス）を排気系に排出させることができるから、その後にエンジンの逆回転駆動の開始（爆発燃焼の開始）をより良好なものとすることができる。

こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記エンジンの出力軸と前記モータの回転軸と車軸に連結された駆動軸との３軸に３つの回転要素が共線図において前記回転軸，前記出力軸，前記駆動軸の順に並ぶように接続されたプラネタリギヤと、前記駆動軸に動力を出力可能な第２モータと、を備えるものとしてもよい。この構成では、前進走行中に、モータによってエンジンを正回転でモータリングするときには、モータからプラネタリギヤを介して駆動軸に制動トルクが作用するが、第２モータから駆動軸に前進走行用のトルクを出力することにより、前進走行を行なう（継続する）ことができる。

本発明の実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 エンジン２２を正回転駆動する場合および逆回転駆動する場合のエンジン２２の動作の様子の一例を示す説明図である。 エンジン２２を正回転駆動する場合および逆回転駆動する場合のエンジン２２の動作の様子の一例を示す説明図である。 エンジン２２を正回転駆動しながら走行する際のプラネタリギヤ３０の共線図の一例を示す説明図である。 処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 モータＭＧ１によりエンジン２２を正回転でモータリングする際のプラネタリギヤ３０の共線図の一例を示す説明図である。 吸気バルブ１２８ａおよび排気バルブ１２８ｂの開閉タイミングを切り替える際のプラネタリギヤ３０の共線図の一例を示す説明図である。 エンジン２２を逆回転駆動しながら走行する際のプラネタリギヤ３０の共線図の一例を示す説明図である。 エンジン２２を正回転駆動から逆回転駆動に切り替える際の様子を模式的に示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として吸気，圧縮，爆発（燃焼），排気の４行程により動力を出力する４気筒の内燃機関として構成されている。このエンジン２２は、図２に示すように、エアクリーナ１２２によって清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸気管１２５に吸入すると共に燃料噴射弁１２６から吸気管１２５に燃料を噴射して空気と燃料とを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８ａを介して燃焼室１２９に吸入する。そして、吸入した混合気を点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギによって押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。燃焼室１２９から排気バルブ１２８ｂを介して排気管１３３に排出される排気は、一酸化炭素（ＣＯ），炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化触媒（三元触媒）を有する浄化装置１３４を介して外気に排出される。

吸気バルブ１２８ａおよび排気バルブ１２８ｂは、動弁機構１３７によって開閉駆動される。動弁機構１３７は、吸気カム１３８ａと、排気カム１３８ｂと、吸気側可変バルブタイミング機構１３９ａと、排気側可変バルブタイミング機構１３９ｂと、を備える。

吸気カム１３８ａは、吸気カムシャフトに取り付けられ、吸気カムシャフトの回転によって回転して吸気バルブ１２８ａ（吸気ポート）を開閉する。排気カム１３８ｂは、排気カムシャフトに取り付けられ、排気カムシャフトの回転により回転して排気バルブ１２８ｂ（排気ポート）を開閉する。吸気カムシャフトおよび排気カムシャフトは、クランクシャフト２６の回転が図示しないタイミングチェーンまたはタイミングベルトを介して伝達され、クランクシャフト２６が２回転する間に１回転する。

吸気側可変バルブタイミング機構１３９ａは、吸気カム１３８ａの吸気カムシャフトに対する位相を変更したり、位相が異なる２種類のカムを切り替えたりすることにより、吸気バルブ１２８ａの開閉タイミングを変更する。また、排気側可変バルブタイミング機構１３９ｂは、同様に、排気カム１３８ｂの排気カムシャフトに対する位相を変更したり、位相が異なる２種類のカムを切り替えたりすることにより、排気バルブ１２８ｂの開閉タイミングを変更する。なお、吸気側可変バルブタイミング機構１３９ａおよび排気側可変バルブタイミング機構１３９ｂは、例えば、特開２００５−２８１２号公報に記載された構成を採用することができる。

このエンジン２２は、吸気カム１３８ａおよび排気カム１３８ｂの位相と点火プラグ１３０の点火時期とを変更することにより、正回転駆動および逆回転駆動を行なうことができるようになっている。図３および図４は、エンジン２２を正回転駆動する場合および逆回転駆動する場合のエンジン２２の動作の様子の一例を示す説明図である。図４中、「♯１」〜「♯４」は気筒番号を示す。エンジン２２は４サイクルエンジンであり、図３に示すように、エンジン２２を正回転駆動する場合、ピストン１３２は、吸気行程において下降し、圧縮行程において上昇し、爆発行程において下降し、排気行程において上昇する。そして、吸気バルブ１２８ａが吸気行程において開弁し、爆発行程の直前に点火プラグ１３０により点火が行なわれ、排気バルブ１２８ｂが排気行程において開弁する。一方、エンジン２２を逆回転駆動する場合、ピストン１３２は、エンジン２２を正回転駆動する場合とは逆に上下動する。このため、エンジン２２を逆回転駆動する場合には、エンジン２２を正回転駆動する場合の吸気，圧縮，爆発，排気の各行程がそれぞれ排気，爆発，圧縮，吸気の各行程となる。したがって、図４に示すように、エンジン２２を正回転駆動する場合に各行程が気筒♯１，♯３，♯４，♯２の順に行なわれる場合、エンジン２２を逆回転駆動する場合には各行程が気筒♯２，♯４，♯３，♯１の順に行なわれる。

エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４によって運転制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。エンジンＥＣＵ２４に入力される信号としては、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションθｃｒや、エンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗを挙げることができる。また、吸気カム１３８ａ（吸気カムシャフト）および排気カム１３８ｂ（排気カムシャフト）の回転位置をそれぞれ検出するカムポジションセンサ１４４ａ，１４４ｂからのカムポジションθｃａ，θｃｂも挙げることができる。さらに、スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットル開度ＴＨや、吸気管１２５に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ，吸気管１２５に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温Ｔａも挙げることができる。加えて、排気管１３３に取り付けられた空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦや、排気管１３３に取り付けられた酸素センサ１３５ｂからの酸素信号Ｏ２も挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４から出力される信号としては、例えば、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動制御信号や、燃料噴射弁１２６への駆動信号，点火プラグ１３０（イグニッションコイル）への駆動制御信号を挙げることができる。また、吸気側可変バルブタイミング機構１３９ａおよび排気側可変バルブタイミング機構１３９ｂへの駆動制御信号も挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２と接続されると共に電力ライン５４を介してバッテリ５０と接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２などが入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン５４を介してインバータ４１，４２と接続されている。このバッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２によって管理されている。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰを挙げることができる。また、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖも挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードや電動走行（ＥＶ走行）モードで走行する。ここで、ＨＶ走行モードは、エンジン２２の運転を伴って走行するモードであり、ＥＶ走行モードは、エンジン２２の運転を伴わずに走行するモードである。

ＨＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、シフトポジションＳＰとアクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に要求される要求トルクＴｄ＊を設定し、設定した要求トルクＴｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄ（モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２）を乗じて駆動軸３６に要求される要求パワーＰｄ＊を計算し、要求パワーＰｄ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づく充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じて車両に要求される要求パワーＰｅ＊を計算する。そして、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊が出力されると共に要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信すると、この目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２が運転されるようにエンジン２２の吸入空気量制御，燃料噴射制御，点火制御などを行なう。なお、前進走行時には、基本的に、エンジン２２を正回転駆動する。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信すると、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

図５は、エンジン２２を正回転駆動しながら走行する際のプラネタリギヤ３０の共線図の一例を示す説明図である。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤの回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリヤの回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２であるリングギヤ（駆動軸３６）の回転数Ｎｄを示す。また、図中、Ｒ軸における２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されてプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルク（エンジン２２からプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルク）と、モータＭＧ２から出力されて駆動軸３６に作用するトルクと、を示す。さらに、図中、「ρ」はプラネタリギヤ３０のギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）を示す。

ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６の要求トルクＴｄ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に要求トルクＴｄ＊をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信すると、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、エンジン２２を正回転駆動から逆回転駆動に切り替える際の動作について説明する。図６は、エンジン２２を正回転駆動から逆回転駆動に切り替える際に実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。なお、前進走行を行なっているときには、図６の処理ルーチンを実行している間も、ＨＶＥＣＵ７０とモータＥＣＵ４０との協調制御により、要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２が駆動制御される。

処理ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、エンジン２２の正側運転停止指令をエンジンＥＣＵ２４に送信することにより、エンジンＥＣＵ２４に、燃料噴射制御および点火制御を停止させ（ステップＳ１００）、その後に、正側モータリング指令をモータＥＣＵ４０に送信することにより、モータＥＣＵ４０に、モータＭＧ１からエンジン２２を正回転で回転させるためのトルクが出力されるようにインバータ４１を制御させる（ステップＳ１１０）。図７は、モータＭＧ１によりエンジン２２を正回転でモータリングする際のプラネタリギヤ３０の共線図の一例を示す説明図である。実施例では、このモータＭＧ１によるエンジン２２の正回転でのモータリングを、エンジン２２が２回転や３回転，４回転など回転する間に亘って行なうものとした。

続いて、回転停止用モータリング指令をモータＥＣＵ４０に送信することにより、モータＥＣＵ４０に、モータＭＧ１からエンジン２２を回転停止させるためのトルクが出力されるようにインバータ４１を制御させる（ステップＳ１２０）。そして、エンジン２２が回転停止する（エンジン２２の回転数Ｎｅが値０に至る）と、正逆切替指令をエンジンＥＣＵ２４に送信することにより、エンジンＥＣＵ２４に、吸気バルブ１２８ａおよび排気バルブ１２８ｂの開閉タイミングがエンジン２２の正回転用のタイミングから逆回転用のタイミングに切り替わるように吸気側可変バルブタイミング機構１３９ａおよび排気側可変バルブタイミング機構１３９ｂを制御させる（ステップＳ１３０）。図８は、吸気バルブ１２８ａおよび排気バルブ１２８ｂの開閉タイミングを切り替える際のプラネタリギヤ３０の共線図の一例を示す説明図である。

次に、逆側クランキング指令をモータＥＣＵ４０に送信することにより、モータＥＣＵ４０に、モータＭＧ１からエンジン２２を逆回転側にクランキングするためのトルクが出力されるようにインバータ４１を制御させる（ステップＳ１４０）。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが逆回転側の始動用回転数Ｎｓｔに至ると、逆側運転開始指令をエンジンＥＣＵ２４に送信することにより、エンジンＥＣＵ２４に、エンジン２２の燃料噴射制御および点火制御を開始させて（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。こうしてエンジン２２の逆回転駆動が開始される。図９は、エンジン２２を逆回転駆動しながら走行する際のプラネタリギヤ３０の共線図の一例を示す説明図である。

エンジン２２を正回転駆動から逆回転駆動に切り替える際において、正回転のエンジン２２の燃料噴射および点火を停止したときには、圧縮行程の気筒内に未燃焼ガスが残ると共に爆発行程の気筒内に排ガスが残る。このため、その状態でエンジン２２の逆回転駆動を開始する（逆回転での燃料噴射および点火を開始する）と、未燃焼ガスや排ガスによって気筒内の空燃比が可燃空燃比になりにくく、燃焼が正常に開始されない場合が生じる。実施例では、エンジン２２の燃料噴射および点火を停止した後に、モータＭＧ１によってエンジン２２を正回転側でモータリングすることにより、エンジン２２の気筒内のガス（未燃焼ガスや排ガス）を排気管１３３に排出させることができるから、その後にエンジンの逆回転駆動を開始するときの爆発燃焼の開始をより良好なものとすることができる。

図１０は、エンジン２２を正回転駆動から逆回転駆動に切り替える際の様子を模式的に示す説明図である。図１０では、簡単のために、モータＭＧ１によってエンジン２２を回転停止させる処理やエンジン２２を負回転側にクランキングする処理（上述のステップＳ１２０，Ｓ１４０の処理）に相当する部分については省略した。図示するように、エンジン２２を正回転駆動している最中の時刻ｔ１に逆回転駆動に切り替えるように指示されると、エンジン２２の燃料噴射および点火を停止することによりエンジン２２のトルクＴｅが負の値（フリクショントルク）となるから、モータＭＧ１から正のトルクを出力してエンジン２２を正回転でモータリングする（図７参照）。このとき、モータＭＧ１からプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に出力されるトルクは負の値（制動トルク）となるから、モータＭＧ２のトルクＴｍ２を増加させることにより、駆動軸３６に出力されるトルクが落ち込むのを抑制することができる。そして、時刻ｔ２に、モータＭＧ１によるエンジン２２の正回転でのモータリングを終了し、エンジン２２が回転停止すると、エンジン２２の吸気バルブ１２８ａおよび排気バルブ１２８ｂの開閉タイミングを正回転用のタイミングから逆回転用のタイミングに切り替え（図８参照）、その後の時刻ｔ３からエンジン２２の逆回転駆動を開始する（図９参照）。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を正回転駆動から逆回転駆動に切り替える際には、エンジン２２の燃料噴射および点火を停止した後に、モータＭＧ１によってエンジン２２を正回転でモータリングし、その後に、エンジン２２の逆回転駆動を行なう。これにより、エンジン２２を正回転駆動を終了したときの気筒内のガス（未燃焼ガスや排ガス）を排気管１３３に排出させてからエンジン２２の逆回転駆動を開始することができるから、エンジン２２の逆回転駆動の開始（爆発燃焼の開始）をより良好なものとすることができる。しかも、実施例のハイブリッド自動車２０では、前進走行中にエンジン２２を正回転駆動から逆回転駆動に切り替える際でも、要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２を制御する。モータＭＧ１によってエンジン２２を正回転でモータリングするときには、モータＭＧ１からプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に制動トルクが作用するが、モータＭＧ２の上述の制御により、前進走行を行なう（継続する）ことができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、４気筒のエンジン２２を用いるものとしたが、３気筒や６気筒，８気筒などのエンジンを用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とＨＶＥＣＵ７０とを備えるものとしたが、これらを単一の電子制御ユニットとして構成するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２とプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とを備えるハイブリッド自動車２０の構成としたが、エンジンと、エンジンの出力軸に接続されたスタータジェネレータと、エンジンの出力軸にクラッチを介して接続されると共に駆動輪に連結された駆動軸に変速機を介して接続されたモータと、を備える構成としてもよい。この構成で、前進走行中にエンジンを正回転駆動から逆回転駆動に切り替える際に、エンジンの燃料噴射および点火を停止してスタータジェネレータによってエンジンを正回転でモータリングした後にエンジンの逆回転駆動を行なうと共に、走行用の要求トルクが駆動軸に出力されるようにモータを制御することにより、実施例と同様の効果を奏することができる。なお、エンジンと、エンジンの出力軸に動力を出力可能なモータと、を備える構成であれば、これらの構成に限定されるものではない。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「モータ」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とが「制御装置」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。

２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ クランクポジションセンサ、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置センサ、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２５ 吸気管、１２６ 燃料噴射弁、１２８ａ 吸気バルブ、１２８ｂ 排気バルブ、１２９ 燃焼室、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３３ 排気管、１３４ 浄化装置、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６ スロットルモータ、１３７ 動弁機構、１３８ａ 吸気カム、１３８ｂ 排気カム、１３９ａ 吸気側可変バルブタイミング機構、１３９ｂ 排気側可変バルブタイミング機構、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４４ａ，１４４ｂ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (1)

1. 正回転駆動および逆回転駆動が可能なエンジンと、
   前記エンジンの出力軸に動力を出力可能なモータと、
   前記エンジンと前記モータとを制御する制御装置と、
   を備えるハイブリッド自動車であって、
   前記制御装置は、前記エンジンを正回転駆動から逆回転駆動に切り替える際には、前記エンジンの燃料噴射および点火を停止した後に、前記モータによって前記エンジンを正回転でモータリングし、その後に、前記エンジンの逆回転駆動を行なう、
   ハイブリッド自動車。

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