JP2023158550A - 車両用駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】エンジン走行モードからモータ走行モードへの切替えに伴い停止したエンジンを適切に再始動する。【解決手段】エンジン走行モードからモータ走行モードへの切替え時に、クラッチの締結を解除しかつエンジンの燃焼室への燃料供給を停止する燃料カットを実行するとともに、位相可変装置によりバルブ位相をエンジンの再始動に適した目標位相に向けて変化させる。そして、燃料カット以後に位相検出部により検出されるバルブ位相に基づいて、エンジンが完全停止する前にバルブ位相が目標位相まで変化することが可能か否かを判定し、不可能と判定した場合には、エンジンの完全停止のタイミングが目標位相への変化完了後まで延期されるようにエンジンに一時的な回転力を付与するエンジン一時駆動制御を実行する。【選択図】図8
Description
本発明は、内燃式のエンジンと電動式のモータとを動力源として併用する車両用の駆動装置に関する。
内燃式のエンジンと電動式のモータとを動力源として併用する車両、つまりハイブリッド車両の中には、モータのみによる走行が可能なハイブリッド車両が存在する。すなわち、動力の少なくとも一部をエンジンで賄うエンジン走行モードと、動力の全てをモータで賄うモータ走行モードとを切り替え可能なハイブリッド車両である。このようなハイブリッド車両では、車両の走行中にエンジンを停止させる制御や、停止したエンジンを再始動される制御が繰り返し行われ得る。
前記のようなハイブリッド車両用のエンジンとして、吸気弁又は排気弁の位相(以下、バルブ位相という)を変更可能な位相可変装置を備えたエンジンが使用されることがある。この種のエンジンを使用した場合、走行モードの切替えに伴うエンジン停止要求時のバルブ位相がエンジンの再始動に適した位相から有意にずれているケースが起こり得る。このような場合に、仮にバルブ位相をエンジン停止要求時の位相に固定したままエンジンを停止させてしまうと、その後にエンジンを再始動する際に適切に混合気を燃焼させることができず、当該再始動に失敗するおそれがある。そこで、このような事態を避けるために、エンジンの停止要求があってからエンジンが完全停止するまでの間にバルブ位相を再始動に適した目標位相まで変化させることが提案される。
ここで、ハイブリッド車両用のエンジンを対象とした技術ではないものの、エンジンの始動性を考慮したバルブ位相の制御技術として、下記特許文献1のものが知られている。具体的に、この特許文献1には、吸気弁の位相を変更する油圧式のバルブタイミング可変装置と、エンジンが完全停止する前に前記吸気弁の位相をエンジン始動に適した最遅角位相まで変化させる制御装置とを備えたエンジンが開示されている。詳しくは、前記制御装置は、イグニッションスイッチがオフとされた時点の吸気弁の進角量(最遅角位相に対する進角量)が大きいほどエンジンの惰性回転期間が長くなるように、前記吸気弁の進角量に応じてスロットル弁の開度を算出し、算出した開度までスロットル弁を開弁させる。
前記特許文献1記載の制御装置によれば、吸気弁の進角量が大きいほどエンジンの惰性回転期間が長くなるようにスロットル弁が開弁されるので、吸気弁の位相変化(最遅角位相への変化)が完了する前にエンジンが完全停止するのを防止することができる。位相変化が完了するまでエンジンの回転を継続させることができれば、オイルポンプ等の油圧供給源からバルブタイミング可変装置への油圧の供給が位相変化の完了前にストップすることが防止されるので、吸気弁の位相を再始動に適した最遅角位相まで変化させ得る可能性が高まり、エンジンの始動性が向上するとされている。
しかしながら、スロットル弁の開弁(換言すればポンピングロスの低減)によりエンジンの惰性回転期間を延長する前記特許文献1では、当該惰性回転期間の延長幅におのずと限界がある。このため、同様の方法をハイブリッド車両に適用したとしても、エンジンの再始動性を十分に向上できない可能性がある。すなわち、車両走行中に繰り返しエンジンが停止又は再始動され得るハイブリッド車両では、条件によっては、エンジン停止要求時のバルブ位相が再始動に適した位相から大きくずれているケースが起こり得る。このため、スロットル弁の開弁等によるポンピングロスの低減だけでは、バルブ位相の目標位相への変化が完了するまでエンジンの回転を継続させることができず、再始動性を確保できないおそれがあった。
本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、エンジン走行モードからモータ走行モードへの切替えに伴い停止したエンジンを適切に再始動することが可能な車両用駆動装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するためのものとして、本発明の一局面に係る車両用駆動装置は、吸気弁又は排気弁の位相であるバルブ位相を変更可能な油圧式の位相可変装置を含む内燃式のエンジンと、車輪と連結された電動式のモータと、前記エンジンと前記モータとを離接可能に連結するクラッチと、前記バルブ位相を検出する位相検出部と、前記エンジンを車両の動力源として用いるために前記クラッチを締結しかつ前記エンジンを駆動するエンジン走行モードと、前記モータを車両の動力源として用いるために前記クラッチの締結を解除しかつ前記エンジンを停止するモータ走行モードとを選択的に実行可能な制御装置とを備え、前記制御装置は、前記エンジン走行モードから前記モータ走行モードへの切替え時に、前記クラッチの締結を解除しかつ前記エンジンの燃焼室への燃料供給を停止する燃料カットを実行するとともに、前記位相可変装置により前記バルブ位相を前記エンジンの再始動に適した目標位相に向けて変化させ、前記燃料カット以後に前記位相検出部により検出される前記バルブ位相に基づいて、前記エンジンが完全停止する前に前記バルブ位相が前記目標位相まで変化することが可能か否かを判定し、不可能と判定した場合には、前記エンジンの完全停止のタイミングが前記目標位相への変化完了後まで延期されるように前記エンジンに一時的な回転力を付与するエンジン一時駆動制御を実行する、ことを特徴とするものである(請求項1)。
本発明によれば、エンジン走行モードからモータ走行モードへの切替え要求を受けたときに、エンジンが完全停止するよりも前にバルブ位相が目標位相まで変化することが可能か否かが判定され、不可能と判定された場合には、エンジンに一時的な回転力を付与するエンジン一時駆動制御が実行される。これにより、エンジンの完全停止のタイミングを目標位相への変化完了後まで延期することができる。しかも、エンジン一時駆動制御によってエンジンに実際に回転力が付与されることから、当該回転力の付与期間を適宜調整することにより、目標位相への変化が完了するまでエンジンの回転を的確に継続させることができる。これにより、オイルポンプ等の油圧供給源から位相可変装置への油圧の供給が目標位相への変化完了前にストップするのを防止でき、バルブ位相を高い確率で目標位相まで変化させることができる。バルブ位相が目標位相まで変化すれば、その後のエンジンの再始動を、再始動に適したバルブタイミング条件で行うことができるので、エンジンの再始動性を良好に確保することができる。
好ましくは、前記エンジン一時駆動制御は、前記クラッチを締結する制御を含み、前記制御装置は、前記エンジンの完全停止の前に前記バルブ位相が前記目標位相まで変化することが不可能との判定を受けて前記クラッチを締結し、当該クラッチの締結を前記目標位相への変化完了するまで継続する(請求項2)。
この構成によれば、目標位相への変化が完了するまで、締結されたクラッチを介してモータからエンジンに回転力を付与し、エンジンの回転を継続させることができる。
前記エンジン一時駆動制御は、前記クラッチの締結期間に含まれる所定期間にわたり前記燃焼室に燃料を供給する制御を含んでいてもよい(請求項3)。
この構成によれば、モータからクラッチを介して伝達される回転力と燃焼エネルギーによる回転力とを同時にエンジンに付与することができ、エンジンの完全停止のタイミングを目標位相への変化完了後まで確実に延期させることができる。
前記位相可変装置は、前記排気弁の位相を変更するものとすることができる。この場合、前記制御装置は、前記エンジン走行モードから前記モータ走行モードへの切替え時に、前記位相可変装置による前記排気弁の位相調整範囲のうち最も進角側にあたる最進角位相を前記目標位相として設定する(請求項4)。
この構成によれば、排気弁が十分に進角された状態、換言すれば吸気弁と排気弁とのバルブオーバーラップ量が小さい状態でエンジンの再始動が行われるので、燃焼室に多くの既燃ガスが逆流して混合気の燃焼が阻害される事態を防止でき、エンジンの再始動性を良好に確保することができる。
好ましくは、前記位相可変装置は、前記排気弁の位相を前記最進角位相に保持する保持機構を含む(請求項5)。
この構成によれば、排気弁の位相を最進角位相まで変化させる制御(最進角制御)の完了後、エンジンが完全停止してから次に再始動されるまでの間、排気弁の位相を確実に最進角位相で保持することができる。このため、排気弁の位相が最進角位相にある状態で確実にエンジンを再始動することができ、エンジンの再始動性を高めることができる。
好ましくは、エンジン回転数が予め定められた第1回転数以上の状態で前記エンジン走行モードから前記モータ走行モードへの切替要求があった場合、前記制御装置は、前記クラッチの締結解除と前記燃料カットとを実行し、その後にエンジン回転数が前記第1回転数未満になった時点で、前記位相可変装置により前記バルブ位相を前記目標位相に向けて変化させる制御を開始する(請求項6)。
この構成によれば、エンジンの停止動作中に排気弁の位相がエンジン回転数に見合った位相から大きくずれることが回避され、エンジンの停止動作中の騒音を抑制することができる。すなわち、エンジン回転数が第1回転数以上の状態から直ちに排気弁の最進角制御を開始してしまうと、エンジン回転数が比較的高くピストンスピードが速い状態のまま排気弁の位相が最進角位相の近傍まで進角し、例えば排気行程の終盤に吸気弁のみが開弁するような状況が起こり得る。このような状況が起きると、吸気ポートに多くの既燃ガスが吹き返すなどして吸排気騒音が増大し、エンジンの停止動作中の騒音が増大するおそれがある。これに対し、前記構成では、エンジン回転数が第1回転数未満にならないと排気弁の最進角制御が開始されないので、前記のような騒音の増大を回避でき、車両の静粛性を高めることができる。
好ましくは、前記制御装置は、前記燃料カット後のエンジン回転数が前記第1回転数よりも低い第2回転数未満になった時点で検出された前記バルブ位相を所定の閾値と比較することにより、前記エンジンの完全停止の前に前記バルブ位相が前記目標位相まで変化することが可能か否かを判定する(請求項7)。
エンジン回転数が第2回転数未満に低下した時点でのバルブ位相を調べれば、バルブ位相が目標位相まで変化するのに要する期間がエンジンの完全停止までの期間に対し長いか短いかを予測することができ、エンジンの完全停止の前にバルブ位相が目標位相まで変化することが可能か否かを適切に判定することができる。
エンジン回転数が前記第1回転数未満の状態で前記エンジン走行モードから前記モータ走行モードへの切替要求があった場合、前記制御装置は、前記クラッチの締結を解除するとともに前記位相可変装置により前記バルブ位相を前記目標位相に向けて変化させる制御を開始し、当該目標位相への変化が完了した時点で前記燃料カットを実行するのが好ましい(請求項8)。
この構成によれば、目標位相への変化が完了するまでエンジンの燃焼による回転が継続されるので、目標位相への変化が未完のままエンジンが完全停止する事態を確実に防止することができる。ここで、目標位相への変化が完了するまで燃料カットが行われないということは、バルブ位相が再始動に適した位相又はその近傍まで変化した状態、換言すれば本来好ましい位相からバルブ位相がずれた状態で燃焼が行われることを意味する。このことは、異常燃焼の発生につながるおそれがある。しかしながら、本実施形態では、目標位相への変化とエンジンの燃焼とを両立する前記制御が、モータ走行モードへの切替え要求時のエンジン回転数が第1回転数未満である場合、換言すれば異常燃焼が起き難い条件に限って行われるので、当該制御中に異常燃焼が起きるのを抑止することができる。
以上説明したように、本発明の車両用駆動装置によれば、エンジン走行モードからモータ走行モードへの切替えに伴い停止したエンジンを適切に再始動することができる。
[ハイブリッド車両の全体構成]
図1は、本発明の一実施形態に係る駆動装置が適用される車両Vの概略構成を示すシステム図である。本図に示すように、車両Vは、エンジン1と、クラッチ30と、モータ31と、インバータ32と、バッテリ33と、自動変速機35と、差動装置36と、駆動輪37と、PCM50とを備える。エンジン1及びモータ31は、いずれも走行用の動力源として駆動輪37を駆動することが可能である。すなわち、本実施形態における車両Vは、エンジン1とモータ31とを動力源として併用するハイブリッド車両である。
図1は、本発明の一実施形態に係る駆動装置が適用される車両Vの概略構成を示すシステム図である。本図に示すように、車両Vは、エンジン1と、クラッチ30と、モータ31と、インバータ32と、バッテリ33と、自動変速機35と、差動装置36と、駆動輪37と、PCM50とを備える。エンジン1及びモータ31は、いずれも走行用の動力源として駆動輪37を駆動することが可能である。すなわち、本実施形態における車両Vは、エンジン1とモータ31とを動力源として併用するハイブリッド車両である。
エンジン1は、燃料の燃焼により出力を発生する内燃式のエンジンである。エンジンの形式は特に問わないが、本実施形態では、ガソリンを燃料とする4サイクルのガソリンエンジンがエンジン1として用いられる。エンジン1の詳細については後述する。
モータ31は、例えば三相交流同期型の電動モータ、換言すれば、モータとしての機能と発電機としての機能とを兼ね備えたモータジェネレータである。モータ31は、車両Vの加速時等の必要時にモータとして作動し、駆動輪37を回転駆動するための駆動力を発生する。車両Vの減速時、モータ31は発電機として作動し、駆動輪37から伝達される回転力を受けて発電する。この場合、駆動輪37には、モータ31での発電量に応じた制動力(回生ブレーキ)が作用する。
インバータ32は、交流電力から直流電力への変換、並びにその逆変換を行う変換器である。すなわち、モータ31が発電機として作動する場合、インバータ32は、モータ31で生成された三相交流電力を直流電力に変換した上でバッテリ33に供給する。一方、モータ31がモータとして作動する場合、インバータ32は、バッテリ33に蓄えられた直流電力を三相交流電力に変換した上でモータ31に供給する。また、インバータ32は、モータ31とバッテリ33との間の電力授受制御を通じてモータ31の出力又は発電量を調整する機能を有している。
バッテリ33は、充放電可能な二次電池である。バッテリ33としては、例えばリチイムイオンバッテリやニッケル水素バッテリを使用し得る。バッテリ33は、インバータ32を介してモータ31に駆動電力を供給するとともに、モータ31で発電された電力をインバータ32を介して受け入れて蓄電する。
バッテリ33には、当該バッテリ33に対する入出力電流を検出するバッテリセンサSN3が取り付けられている。このバッテリセンサSN3により検出される電流値は、バッテリSOC、つまりバッテリ33のフル充電時の充電量に対する現在の充電量の割合を特定するために利用される。言い換えると、バッテリセンサSN3は、バッテリSOCを検出するためのセンサである。
クラッチ30は、エンジン1とモータ31とを離接可能に連結するクラッチである。具体的に、クラッチ30は、エンジン1の出力軸(後述するクランク軸7)とモータ31の回転軸(ロータ軸)とを直列に連結し、又はその連結を解除する。クラッチ30が締結されてエンジン1とモータ31とが連結されると、エンジン1及びモータ31の双方のトルクが自動変速機35等を介して駆動輪37に伝達される。一方、クラッチ30の締結が解除されると、モータ31とエンジン1とが切り離され、モータ31のトルクのみが駆動輪37に伝達される。
自動変速機35は、エンジン1及びモータ31から入力される回転を変速しつつ駆動輪37に伝達する変速機である。自動変速機35は、入力軸41と、複数のプラネタリギヤセット42と、複数のクラッチ及びブレーキを含む摩擦締結要素(図示略)と、プラネタリギヤセット42及び前記摩擦締結要素を介して入力軸41に連結された出力軸43とを備える。車両Vの走行中は、前記摩擦締結要素における適宜のクラッチ又はブレーキが選択的に断接されることにより、プラネタリギヤセット42による動力伝達経路が切り替わり、これに応じて変速段が変更されるようになっている。入力軸41の回転は、現変速段に対応する所定の変速比で変速された上で出力軸43に伝達される。出力軸43の回転は、差動装置36を介して左右の駆動輪37に伝達される。
自動変速機35には、車速センサSN1が取り付けられている。車速センサSN1は、車両Vの走行速度を代表する物理量として自動変速機35の出力軸43の回転速度を検出するセンサである。車両Vの走行速度つまり車速は、車速センサSN1により検出される当該回転速度から特定される。
車両Vには、運転者により踏み込み操作されるアクセルペダル39が設けられている。アクセルペダル39には、その踏込み量の程度を表すアクセル開度を検出するアクセルセンサSN2が取り付けられている。
PCM50は、演算を行うプロセッサ(CPU)と、ROM及びRAM等のメモリーと、各種の入出力バスと、を含むマイクロコンピュータを要部とする制御装置である。PCM50は、エンジン1、モータ31、及び自動変速機35を統括的に制御する。具体的に、PCM50は、車両Vの走行条件に応じた適切な駆動力が駆動輪37に伝達されるように、エンジン1の出力を制御するとともに、インバータ32を通じてモータ31の出力を制御し、さらには自動変速機35の変速段を制御する。
また、PCM50は、走行条件等に応じて車両Vの走行モードを適宜切り替える。すなわち、PCM50は、車両Vの走行に必要な動力の少なくとも一部をエンジン1で賄うエンジン走行モードと、当該動力の全てをモータ31で賄うモータ走行モードとの間で、車両Vの走行モードを切り替えることが可能である。モータ走行モードのとき、PCM50は、モータ31を駆動しかつエンジン1を停止させることにより、モータ31の駆動力のみによって車両Vを走行させる。一方、エンジン走行モードのとき、PCM50は、少なくともエンジン1を駆動することにより、当該エンジン1の駆動力を車両Vの走行に利用する。このとき、必要に応じてモータ31も駆動される。モータ31が駆動される場合は、車両Vの走行に必要な駆動力がエンジン1及びモータ31の協働によって発生される。
[エンジンの構造]
図2は、エンジン1の構造を示す概略断面図である。エンジン1は、本実施形態では4サイクルのガソリンエンジンであり、エンジン本体2と、吸気通路17と、排気通路19とを備える。
図2は、エンジン1の構造を示す概略断面図である。エンジン1は、本実施形態では4サイクルのガソリンエンジンであり、エンジン本体2と、吸気通路17と、排気通路19とを備える。
エンジン本体2は、例えば図2の紙面に直交する方向に並ぶ複数の気筒2aを有する多気筒型のものである。すなわち、エンジン本体2は、複数の気筒2aを内部に画成するシリンダブロック3及びシリンダヘッド4と、各気筒2aに往復動可能に収容された複数のピストン5とを備える。
各気筒2aのピストン5の上方には、それぞれ燃焼室Cが形成されている。各燃焼室Cは、シリンダヘッド4の下面と、気筒2aの側周面(シリンダライナ)と、ピストン5の上面(冠面)とによって画成された空間である。燃焼室Cには、後述するインジェクタ8からの噴射燃料が供給される。ピストン5は、燃焼室Cに供給された燃料の燃焼による膨張エネルギー(燃焼エネルギー)を受けて上下方向に往復運動する。
ピストン5の下方には、クランク軸7が配設されている。クランク軸7は、エンジン1(もしくはエンジン本体2)の出力軸であり、シリンダブロック3の下部に回転可能に支持されている。クランク軸7は、コネクティングロッド6を含むクランク機構を介して各気筒2aのピストン5と連結され、当該ピストン5の往復運動(上下運動)に応じて中心軸回りに回転する。
シリンダブロック3には、クランク角センサSN4が取り付けられている。クランク角センサSN4は、クランク軸7の回転角であるクランク角と、クランク軸7の回転数であるエンジン回転数とを検出するためのセンサである。
シリンダヘッド4には、インジェクタ8及び点火プラグ9が取り付けられている。インジェクタ8は、各気筒2aの燃焼室Cに燃料を噴射する噴射弁である。点火プラグ9は、インジェクタ8から燃焼室Cに噴射された燃料と空気とを含む混合気に点火するプラグである。インジェクタ8及び点火プラグ9は、各気筒2aに対しそれぞれ1つずつ用意されている。
シリンダヘッド4には、吸気ポート11及び排気ポート12が形成されている。吸気ポート11は、各気筒2aの燃焼室Cと吸気通路17とを連通するポートである。排気ポート12は、各気筒2aの燃焼室Cと排気通路19とを連通するポートである。各気筒2aの吸気ポート11にはそれぞれ吸気弁13が設けられ、各気筒2aの排気ポート12にはそれぞれ排気弁14が設けられている。
シリンダヘッド4には、吸気動弁機構15及び排気動弁機構16が装備されている。吸気動弁機構15は、吸気弁13の上方に配置された吸気カムシャフト15aを含み、排気動弁機構16は、排気弁14の上方に配置された排気カムシャフト16aを含む。吸気カムシャフト15a、排気カムシャフト16a、及びクランク軸7は、例えばチェーンを含む動力伝達機構を介して互いに連結されている。すなわち、吸気動弁機構15及び排気動弁機構16は、クランク軸7の回転に連動して各気筒2aの吸気弁13及び排気弁14を押圧する。吸気弁13は、吸気動弁機構15の駆動に応じて吸気ポート11の燃焼室C側の開口を周期的に開閉し、排気弁14は、排気動弁機構16の駆動に応じて排気ポート12の燃焼室C側の開口を周期的に開閉する。
排気動弁機構16には、排気SVT20が装備されている。排気SVT20は、クランク軸7の回転位相に対する排気カムシャフト16aの回転位相を変更することにより、排気弁14の位相(開閉時期)を変更する装置である。具体的に、本実施形態における排気SVT20は、排気弁14のリフト量及び開弁期間を一定に維持したまま排気弁14の位相を変更するタイプ、換言すれば排気弁14の開時期及び閉時期を同量ずつ変更するタイプの可変装置である。なお、排気SVT20によって位相が変更される排気カムシャフト16aは、全ての気筒2aに共用のカムシャフトである。言い換えると、排気SVT20は、排気カムシャフト16aの回転位相を変更することにより、各気筒2aの排気弁14の位相(開閉時期)を一括して変更する。排気SVT20は、本発明における「位相可変装置」に相当する。
シリンダヘッド4には、排気カムシャフト16aの回転角を検出するためのカム角センサSN5が取り付けられている。カム角センサSN5から出力される情報は、例えば、排気SVT20による排気弁14の位相変化の動作確認等を行うために、上述したクランク角センサSN4からの出力情報と組み合わせて利用される。なお、カム角センサSN5は、本発明における「位相検出部」に相当する。
吸気通路17は、各気筒2aの燃焼室Cに吸気を導入するための管状の通路である。吸気通路17は、各気筒2aの燃焼室Cに吸気ポート11を介して連通するようにエンジン本体2に接続されている。吸気通路17には、その内部を流通する吸気の流量を調整するためのスロットル弁18が開閉可能に設けられている。
排気通路19は、各気筒2aの燃焼室Cから排出された排気ガスを外部に排出するための管状の通路である。排気通路19は、各気筒2aの燃焼室Cに排気ポート12を介して連通するようにエンジン本体2に接続されている。詳細は省略するが、排気通路19には、排気ガス中の有害成分を浄化するための触媒装置等が設けられる。
[排気SVTの詳細]
図3は、排気SVT20の構造を示す断面図である。排気SVT20は、油圧式の可変装置であり、円環状のハウジング21と、ハウジング21の外周に一体に形成されたスプロケット22と、ハウジング21の内部に回転可能に収容されたロータ23とを備える。スプロケット22には、クランク軸7と排気カムシャフト16aとの間で掛け渡される図外のチェーンが噛合される。ロータ23は、ボルト等の固定手段により排気カムシャフト16aの一端に固定されている。
図3は、排気SVT20の構造を示す断面図である。排気SVT20は、油圧式の可変装置であり、円環状のハウジング21と、ハウジング21の外周に一体に形成されたスプロケット22と、ハウジング21の内部に回転可能に収容されたロータ23とを備える。スプロケット22には、クランク軸7と排気カムシャフト16aとの間で掛け渡される図外のチェーンが噛合される。ロータ23は、ボルト等の固定手段により排気カムシャフト16aの一端に固定されている。
ロータ23は、径方向外側に突出する複数のベーン23aを有する。また、ハウジング21は、径方向内側に突出する複数の突出部21aを有する。これらベーン23aと突出部21aとの間の隙間には、進角油圧室24及び遅角油圧室25が形成されている。進角油圧室24及び遅角油圧室25は、それぞれ油圧供給源に通ずる油路に連通している。油圧供給源は、例えばクランク軸7の回転により駆動されるオイルポンプである。
進角油圧室24に油圧が供給されると、ロータ23がハウジング21に対して進角方向に回転し、これに応じて排気カムシャフト16aの回転位相が進角側に変化する。一方、遅角油圧室25に油圧が供給されると、ロータ23がハウジング21に対して遅角方向に回転し、これに応じて排気カムシャフト16aの回転位相が遅角側に変化する。このように、排気SVT20は、進角油圧室24及び遅角油圧室25に供給される油圧を調整することにより、所定の角度範囲内で自在に排気カムシャフト16aの回転位相を変更することが可能である。排気弁14の位相(開閉時期)の調整は、このような排気SVT20による排気カムシャフト16aの回転位相変化によって実現される。
図4は、上述した排気SVT20による排気弁14の位相の調整範囲を示す図である。本図において、リフトカーブEXaは、ロータ23が最進角位置、つまりロータ23の回転許容範囲のうち最も進角側の位置まで回転したときに実現される排気弁14のリフトカーブである。また、リフトカーブEXrは、ロータ23が最遅角位置、つまりロータ23の回転許容範囲のうち最も遅角側の位置まで回転したときに実現される排気弁14のリフトカーブである。排気弁14の位相は、これらリフトカーブEXaからEXrまでの範囲にわたって可変とされる。また、図4には、吸気弁13のリフトカーブINが併せて示される。これらの各リフトカーブEXa,EXr,INの関係から理解されるように、吸気弁13及び排気弁14のバルブオーバーラップ量、つまり排気上死点(TDC)を跨いで吸気弁13及び排気弁14の双方が開弁する期間は、排気弁14が進角するほど小さくなり、ロータ23の最進角位置に対応する位相(最進角位相)において最小になる。
図3に示すように、排気SVT20のロータ23には、紙面に直交する方向(軸方向)に延びるロックピン26が進退可能に取り付けられている。ロックピン26は、ロータ23を最進角位置でロックするためのピン、換言すれば排気弁14の位相を図4の実線のリフトカーブEXaに対応する位相に固定するためのピンである。ロックピン26は、ハウジング21の一端面を覆う図外の蓋部材と係合することにより、ロータ23をロックする。また、ロックピン26は、圧縮スプリングによりロック方向に常時付勢されている。ロータ23が最進角位置まで回転すると、前記圧縮スプリングにより付勢されたロックピン26が前進し、前記蓋部材に形成された係合溝に係合する。このようなロックピン26の係合により、ロータ23及びこれに結合された排気カムシャフト16aが最進角位置にロックされる。言い換えると、排気SVT20は、排気カムシャフト16aの回転位相つまり排気弁14の位相を最進角位相(図4のリフトカーブEXa参照)に保持する保持機構を有している。なお、ハウジング21と前記蓋部材との間には、ロックピン26を反ロック方向に押圧するための解除油圧室が形成されている。ロックピン26によるロックの解除は、この解除油圧室への油圧供給によって行われる。
[制御系統]
図5は、車両Vの制御系統を示す機能ブロック図である。本図に示すように、PCM50は、上述した車速センサSN1、アクセルセンサSN2、バッテリセンサSN3、クランク角センサSN4、及びカム角センサSN5と電気的に接続されている。PCM50には、当該各センサにより検出された情報、つまり車速、アクセル開度、バッテリSOC、クランク角、エンジン回転数、及びカム角等に相当する情報が逐次入力される。
図5は、車両Vの制御系統を示す機能ブロック図である。本図に示すように、PCM50は、上述した車速センサSN1、アクセルセンサSN2、バッテリセンサSN3、クランク角センサSN4、及びカム角センサSN5と電気的に接続されている。PCM50には、当該各センサにより検出された情報、つまり車速、アクセル開度、バッテリSOC、クランク角、エンジン回転数、及びカム角等に相当する情報が逐次入力される。
PCM50は、前記各センサSN1~SN5からの入力情報に基づいて車両Vの走行を制御する。すなわち、PCM50は、上述したエンジン1のインジェクタ8、点火プラグ9、スロットル弁18、及び排気SVT20と電気的に接続されるとともに、上述したクラッチ30、モータ31、及びインバータ32とも電気的に接続されている。PCM50は、これらの機器に対し、前記各センサSN1~SN5からの入力情報に基づく演算等を経て生成した制御信号を出力する。なお、排気SVT20の制御に関し、PCM50は、排気SVT20への油圧供給を行う油圧回路装置(詳しくは同装置に含まれるソレノイドバルブ等)を制御することにより、間接的に排気SVT20を制御する。
PCM50は、例えば、車速センサSN1により検出される車速と、アクセルセンサSN2により検出されるアクセル開度とに基づいて、駆動輪37に伝達すべきトルクである車両Vの要求トルクを都度算出するとともに、算出した当該要求トルクと、バッテリセンサSN3により検出されるバッテリSOCとに基づいて、車両Vの走行モードを決定しつつエンジン1、クラッチ30、及びモータ31(インバータ32)を制御する。
例えば、車両Vの要求トルクが比較的小さく、かつバッテリSOCが比較的高い場合は、モータ走行モードが選択される。この場合、PCM50は、エンジン1を停止させるとともに、クラッチ30の締結を解除する。また、PCM50は、車両Vの要求トルクに相当するトルクをモータ31に発生させることにより、モータ31のみによって車両Vを走行させる。
車両Vの要求トルクが比較的高いか、又はバッテリSOCが比較的低い場合は、エンジン走行モードが選択される。この場合、PCM50は、エンジン1を駆動する(燃焼を行わせる)とともに、クラッチ30を締結する。また、PCM50は、例えばエンジン1の出力トルクが車両Vの要求トルクに対し不足する場合にモータ31を駆動し、当該トルクの不足分に相当するアシストトルクをモータ31に発生させる。この場合、PCM50は、エンジン1及びモータ31の合計のトルクが車両Vの要求トルクに相当するように、エンジン1及びモータ31を制御する。一方、モータ31が駆動されない場合は、車両Vの要求トルクに相当するトルクをエンジン1で発生させることにより、エンジン1のみによって車両Vを走行させる。
[制御動作]
次に、上述したエンジン走行モードからモータ走行モードへの切替え時の制御、特に当該切替えに伴いエンジン1を停止させる制御の詳細について、図6及び図7のフローチャートを用いて説明する。本図に示す制御は、エンジン走行モードによる走行中に実行される。つまり、本制御が実行される前提として、車両Vの走行モードはエンジン走行モードであるものとする。
次に、上述したエンジン走行モードからモータ走行モードへの切替え時の制御、特に当該切替えに伴いエンジン1を停止させる制御の詳細について、図6及び図7のフローチャートを用いて説明する。本図に示す制御は、エンジン走行モードによる走行中に実行される。つまり、本制御が実行される前提として、車両Vの走行モードはエンジン走行モードであるものとする。
図6に示す制御がスタートすると、PCM50は、車両Vの走行モードをエンジン走行モードからモータ走行モードに切り替える要求が出されたか否かを判定する(ステップS1)。すなわち、PCM50は、エンジン走行モードでの走行中に、車速センサSN1、アクセルセンサSN2、及びバッテリセンサSN3の各検出値に基づいて、車両Vの走行条件を決定する因子条件(例えば要求トルク及びバッテリSOC)を調べる。そして、当該因子条件がモータ走行モードに適合する条件に移行した時点で、エンジン走行モードからモータ走行モードへの切替え要求が出されたと判定する。
前記ステップS1でYESと判定されてモータ走行モードへの切替え要求が確認された場合、PCM50は、エンジン回転数が予め定められた第1回転数N1未満であるか否かを判定する(ステップS2)。すなわち、PCM50は、モータ走行モードへの切替えが要求された時点のエンジン回転数をクランク角センサSN4の検出値に基づき特定するとともに、特定したエンジン回転数を第1回転数N1と比較し、前者が後者よりも小さいか否かを判定する。第1回転数N1は、例えば3500rpm前後の比較的高い回転数に設定され得る。
前記ステップS2でYESと判定されてエンジン回転数が第1回転数N1未満であることが確認された場合、PCM50は、クラッチ30の締結を解除するとともに(ステップS3)、排気弁14の位相を最進角位相まで変化させるよう排気SVT20に指示する(ステップS4)。排気弁14の位相を最進角位相まで進角させるのは、車両Vの走行モードが後にエンジン走行モードに切り替わった際のエンジン1の再始動性を確保するためである。
次いで、PCM50は、排気弁14の位相を最進角位相まで変化させる前記の制御(以下、最進角制御という)が完了したか否かを判定する(ステップS5)。すなわち、PCM50は、排気SVT20による排気弁14の位相変化をカム角センサSN5の検出値に基づき調べ、図4のリフトカーブEXaに対応する位置まで位相が変化した時点で、前記最進角制御が完了したと判定する。
前記ステップS5でYESと判定されて最進角制御の完了が確認された場合、PCM50は、インジェクタ8から燃焼室Cへの燃料供給(燃料噴射)を停止する燃料カットを実行する(ステップS6)。この燃料カットに伴う燃焼の停止により、エンジン1は間もなく完全停止に至る。つまり、エンジン1の回転数がゼロまで低下する。
前記のようなエンジン1の停止処理と並行して、PCM50は、モータ走行モードへの切替え処理を実行する(ステップS7)。すなわち、PCM50は、前記ステップS3でクラッチ30が締結解除されて以降、車両Vの要求トルクに相当するトルクがモータ31から出力されるようにインバータ32を制御する。これにより、モータ31の駆動力のみによって車両Vを走行させるモータ走行モードが実現される。
次に、前記ステップS2での判定がNOであった場合、つまりモータ走行モードへの切替えが要求された時点のエンジン回転数が第1回転数N1以上であった場合の制御を図7に基づき説明する。この場合、PCM50は、クラッチ30の締結解除と燃料カットとを実行する(ステップS11,S12)。
次いで、PCM50は、クランク角センサSN4の検出値に基づいて、エンジン回転数が第1回転数N1未満まで低下したか否かを判定する(ステップS13)。
前記ステップS13でYESと判定されてエンジン回転数が第1回転数N1未満まで低下したことが確認された場合、PCM50は、排気弁14の位相を最進角位相まで変化させるよう排気SVT20に指示する(ステップS14)。
前記のとおり、図7の制御が実行される条件、つまりモータ走行モードへの切替えが要求された時点のエンジン回転数が第1回転数N1以上である条件では、当該エンジン回転数が第1回転数N1未満である条件(図6のS2の判定がYESの場合)と比べて、燃料カットと最進角制御の順序が異なる。すなわち、切替え要求時のエンジン回転数が第1回転数N1未満の条件では、排気弁14の位相を最進角位相まで変化させる最進角制御の後に燃料カットが実行されるのに対し(図6参照)、切替え要求時のエンジン回転数が第1回転数N1未満の条件(図7)では、燃料カットの後に最進角制御が実行される。
前記ステップS14にて最進角制御を指示した後、PCM50は、クランク角センサSN4の検出値に基づいて、エンジン回転数が予め定められた第2回転数N2未満まで低下したか否かを判定する(ステップS15)。第2回転数N2は、上述した第1回転数N1(ステップS2,S13)よりも低い回転数であり、例えば1500rpm前後に設定され得る。
前記ステップS15でYESと判定されてエンジン回転数が第2回転数N2未満まで低下したことが確認された場合、PCM50は、カム角センサSN5の検出値に基づいて、排気弁14の最進角位相に対する遅角量が予め定められた基準遅角量A1未満であるか否かを判定する(ステップS16)。ここでの判定は、エンジン1が完全停止する前、つまりエンジン回転数がゼロまで低下する前に排気弁14の位相が最進角位相(図4のリフトカーブEXa参照)まで変化することが可能か否かを予測するために行われる。すなわち、エンジン回転数が第2回転数N2を下回った時点の排気弁14の遅角量が大きいほど、エンジン1の完全停止前に最進角制御が完了する可能性は低くなり、当該遅角量が小さいほど、エンジン1の完全停止前に最進角制御が完了する可能性は高くなる。排気弁14の遅角量を基準遅角量A1と比較する当該ステップS16の判定は、このような性質を利用したものであり、エンジン1の完全停止前に最進角制御が完了するか否かを予測するための判定である。なお、基準遅角量A1は、例えば10度前後に設定され得る。
前記ステップS16でYESと判定されて排気弁14の遅角量が基準遅角量A1未満であることが確認された場合、つまりエンジン1の完全停止前に最進角制御が完了すると予測された場合、PCM50は、クラッチ30の締結解除と燃料カットとを継続する(ステップS17)。これにより、エンジン1は間もなく完全停止に至る。
以後、PCM50は、モータ走行モードにより車両Vを走行させる(ステップS18)。すなわち、PCM50は、車両Vの要求トルクに相当するトルクがモータ31から出力されるようにインバータ32を制御し、モータ31の駆動力のみによって車両Vを走行させる。
次に、前記ステップS16でNOと判定された場合の制御、つまり排気弁14の遅角量が基準遅角量A1以上であることでエンジン1の完全停止前に最進角制御が完了しないと予測された場合の制御について説明する。この場合、PCM50は、クラッチ30を締結するとともに(ステップS20)、燃料供給を再開させかつモータ31にアシストトルクを発生させる(ステップS21)。すなわち、PCM50は、インジェクタ8に燃料噴射を再開させることにより、燃焼室Cで混合気を燃焼させる運転状態にエンジン1を復帰させる。この燃焼の再開によって生じるエンジン1の出力トルクは、締結されたクラッチ30を介して駆動輪37に伝達される。ただし、ここでの燃焼の再開は、過渡的なものであって、車両Vの要求トルクに相当するトルクを満足するものではない。そこで、PCM50は、モータ31を駆動して、前記要求トルクに対する不足分、つまり要求トルクとエンジン1の出力トルクとの差分に相当するトルクをモータ31に発生させる。これにより、車両Vの要求トルクに相当するトルクが、エンジン1とモータ31との協働により生成される。
前記ステップS20,S21の制御は、停止しようとするエンジン1に一時的な回転力を付与してその完全停止のタイミングを延期させる作用をもたらす。そこで以下では、前記ステップS20,S21の制御を「エンジン一時駆動制御」と称する。
前記エンジン一時駆動制御の開始後、PCM50は、カム角センサSN5の検出値に基づいて、排気SVT20による前記最進角制御が完了したか否か、つまり排気弁14の位相が実際に最進角位相まで変化したか否かを判定する(ステップS22)。
前記ステップS22でYESと判定されて最進角制御の完了が確認された場合、PCM50は、再びクラッチ30の締結解除と燃料カットとを実行する(ステップS23,S24)。これにより、エンジン1は間もなく完全停止に至る。
以後、PCM50は、モータ走行モードにより車両Vを走行させる(ステップS25)。すなわち、PCM50は、車両Vの要求トルクに相当するトルクがモータ31から出力されるようにインバータ32を制御し、モータ31の駆動力のみによって車両Vを走行させる。
[作用効果]
以上説明したように、本実施形態では、エンジン回転数が第1回転数N1以上の状態でエンジン走行モードからモータ走行モードへの切替え要求があった場合に、クラッチ30の締結解除及び燃料カットが実行されるとともに(S11,S12)、排気SVT20により排気弁14の位相を最進角位相に変化させる最進角制御(S14)が開始される。また、その後にエンジン回転数が第2回転数N2(<N1)未満に低下した時点で、排気弁14の最進角位相に対する遅角量が調べられ、当該遅角量が基準遅角量A1以上であった場合には、エンジン1に一時的な回転力を付与するエンジン一時駆動制御が実行される(S20,S21)。このような構成によれば、モータ走行モードへの切替えに伴い停止したエンジン1を適切に再始動できるという利点がある。
以上説明したように、本実施形態では、エンジン回転数が第1回転数N1以上の状態でエンジン走行モードからモータ走行モードへの切替え要求があった場合に、クラッチ30の締結解除及び燃料カットが実行されるとともに(S11,S12)、排気SVT20により排気弁14の位相を最進角位相に変化させる最進角制御(S14)が開始される。また、その後にエンジン回転数が第2回転数N2(<N1)未満に低下した時点で、排気弁14の最進角位相に対する遅角量が調べられ、当該遅角量が基準遅角量A1以上であった場合には、エンジン1に一時的な回転力を付与するエンジン一時駆動制御が実行される(S20,S21)。このような構成によれば、モータ走行モードへの切替えに伴い停止したエンジン1を適切に再始動できるという利点がある。
エンジン回転数が第2回転数N2未満に低下した時点での排気弁14の遅角量が基準遅角量A1以上であるということは、排気弁14の位相が最進角位相まで進角するのに要する期間がエンジン1の完全停止までの期間よりも長くなる可能性が高いということであり、エンジン1の完全停止の前に排気弁14の最進角制御が完了する見込みがないと判断することができる。このような場合に、本実施形態では、エンジン1に一時的な回転力を付与するエンジン一時駆動制御が実行されるので、エンジン1の完全停止のタイミングを最進角制御の完了後まで延期することができる。しかも、エンジン一時駆動制御によってエンジン1に実際に回転力が付与されることから、当該回転力の付与期間を適宜調整することにより、最進角制御が完了するまでエンジン1の回転を的確に継続させることができる。これにより、オイルポンプ等の油圧供給源から排気SVT20への油圧の供給が最進角制御の完了前にストップするのを防止でき、排気弁14の位相を高い確率で最進角位相まで変化させることができる。排気弁14の位相が最進角位相まで変化すれば、その後のエンジン1の再始動を、吸気弁13と排気弁14とのバルブオーバーラップ量が小さい状態で行うことができる。このことは、排気ポート12から燃焼室Cへの既燃ガスの逆流量の低減につながるので、燃焼室Cに逆流した既燃ガスにより混合気の燃焼が阻害される事態を防止でき、エンジン1の再始動性を良好に確保することができる。
また、本実施形態では、エンジン一時駆動制御として、クラッチ30を締結する制御(S20)と、燃料復帰によりエンジン1の燃焼を再開する制御(S21)と、モータ31を駆動してアシストトルクを発生させる制御(S21)とを複合した制御が実行されるので、モータ31からクラッチ30を介して伝達される回転力と燃焼エネルギーによる回転力とを同時にエンジン1に付与することができ、エンジン1の完全停止のタイミングを排気弁14の最進角制御の完了後まで確実に延期させることができる。また、エンジン一時駆動制御の間は、通常のエンジン走行モードのときと同様に、エンジン1及びモータ31の合計のトルクが車両Vの要求トルクに相当するようにエンジン1及びモータ31を制御すればよい。このことは、エンジン一時駆動制御の間、通常のエンジン走行モードのときに適用される制御ロジックを援用できることを意味する。これにより、制御を簡素化してPCM50の負担を軽減することができる。
また、本実施形態では、排気弁14の位相を最進角位相に保持するロックピン26が排気SVT20に適用されるので、排気弁14の最進角制御の完了後、エンジン1が完全停止してから次に再始動されるまでの間、排気弁14の位相を確実に最進角位相で保持することができる。このため、排気弁14の位相が最進角位相にある状態で確実にエンジン1を再始動することができ、エンジン1の再始動性を高めることができる。
また、本実施形態では、エンジン回転数が第1回転数N1以上の状態でエンジン走行モードからモータ走行モードへの切替え要求があった場合に、まずクラッチ30の締結解除及び燃料カット(S11,S12)が行われ、その後エンジン回転数が第1回転数N1未満になった時点で、排気弁14の最進角制御が開始される(S14)。このような構成によれば、エンジン1の停止動作中に排気弁14の位相がエンジン回転数に見合った位相から大きくずれることが回避され、エンジン1の停止動作中の騒音を抑制することができる。すなわち、エンジン回転数が第1回転数N1以上の状態から直ちに排気弁14の最進角制御を開始してしまうと、エンジン回転数が比較的高くピストンスピードが速い状態のまま排気弁14の位相が最進角位相の近傍まで進角し、例えば排気行程の終盤に吸気弁13のみが開弁するような状況が起こり得る。このような状況が起きると、吸気ポート11に多くの既燃ガスが吹き返すなどして吸排気騒音が増大し、エンジン1の停止動作中の騒音が増大するおそれがある。これに対し、本実施形態では、エンジン回転数が第1回転数N1未満にならないと排気弁14の最進角制御が開始されないので、前記のような騒音の増大を回避でき、車両Vの静粛性を高めることができる。
図8は、エンジン回転数が第1回転数N1より高い状態でエンジン走行モードからモータ走行モードへの切替え要求があった場合における各部の状態量の時系列変化の一例を示すタイムチャートである。この図8の例では、前記切替え要求の直後の時点t1において、燃料カット(F/C)が実行されかつクラッチ30の締結が解除されている。時点t1以前において、排気弁14の最進角位相(遅角量=0)に対する遅角量は、基準遅角量A1よりも有意に大きいA0である。燃料カットが行われた時点t1から、エンジン回転数は低下し始め、時点t1より遅れた時点t2において、第1回転数N1まで低下する。すると、この時点t2から排気SVT20が作動し、排気弁14の位相が最進角位相に向けて進角させられる。エンジン回転数は、時点t2よりも遅れた時点t3において、さらに第2回転数N2まで低下する。図8の例では、この時点t3における排気弁14の遅角量が基準遅角量A1よりも大きい。そこで、時点t3において、クラッチ30が再び締結されるとともに、燃料復帰によりエンジン1の燃焼が再開される。これにより、エンジン回転数の低下が阻止され、エンジン1の回転が継続される。そして、エンジン1の回転継続中の時点t4において、排気弁14の遅角量がゼロになり、排気弁14の位相が最進角位相に達する。すると、この時点t4において、クラッチ30の締結が解除されるとともに、再び燃料カットが実行される。これにより、エンジン1は間もなくして完全停止に至る。また、時点t4以降、ロックピン26が排気SVT20の動作をロックすることで、排気弁14の位相は最進角位相に保持される。
前記のとおり、本実施形態では、エンジン回転数が第2回転数N2まで低下したとき(時点t3)の排気弁14の遅角量が基準遅角量A1以上であっても、クラッチ30の締結及び燃焼の再開によりエンジン1に回転力が付与されることで、エンジン1の回転期間が延長されて、エンジン1の完全停止のタイミングが排気弁14の最進角制御の完了(時点t4)よりも後にずらされる。これにより、最進角制御が未完のままエンジン1が完全停止する事態が回避されるので、その後のエンジン1の再始動を排気弁14の位相が最進角位相にある状態で行うことができ、エンジン1の再始動性を良好に確保することができる。
また、図6に示したとおり、本実施形態では、モータ走行モードへの切替え要求時におけるエンジン回転数が第1回転数N1未満であった場合に、まずクラッチ30の締結が解除されるとともに排気弁14の最進角制御が開始され(S3,S4)、その後に最進角制御が完了した時点で、燃料カット(S6)が実行される。このような構成によれば、最進角制御が完了するまでエンジン1の燃焼による回転が継続されるので、最進角制御が未完のままエンジン1が完全停止する事態を確実に防止することができる。ここで、最進角制御が完了するまで燃料カットが行われないということは、排気弁14の位相が最進角位相又はその近傍まで進角した状態、換言すればバルブオーバーラップ量が大幅に減少した状態でエンジン1の燃焼が行われることを意味する。このような燃焼は、内部EGR量が大幅に減少した状態での燃焼であり、異常燃焼につながるおそれがある。しかしながら、本実施形態では、最進角制御とエンジン1の燃焼とを両立する前記制御が、モータ走行モードへの切替え要求時のエンジン回転数が第1回転数N1未満である場合、換言すれば内部EGR量が減少しても異常燃焼が起き難い条件に限って行われるので、当該制御中に異常燃焼が起きるのを抑止することができる。
図9は、エンジン回転数が第1回転数N1未満の状態でエンジン走行モードからモータ走行モードへの切替え要求があった場合における各部の状態量の時系列変化の一例を示すタイムチャートである。この図9の例では、前記切替え要求の直後の時点t11において、クラッチ30の締結が解除されるとともに、排気SVT20による最進角制御が開始されて排気弁14の位相が最進角位相に向けて進角し始める。排気弁14の最進角位相に対する遅角量は、時点t11よりも遅れた時点t12においてゼロになり、最進角制御が完了する。すると、この時点t12において、燃料カットが実行される。これにより、エンジン回転数が低下し始め、間もなくしてエンジン1が完全停止に至る。
図9に示したとおり、エンジン回転数が第1回転数N1未満の状態でエンジン走行モードからモータ走行モードへの切替え要求があった場合には、排気弁14の最進角制御が完了するまでエンジン1の燃焼による回転が継続される。これにより、異常燃焼の発生を抑止しつつ、最進角制御が未完のままエンジン1が完全停止する事態を確実に防止でき、エンジン1の再始動性を良好に確保することができる。
[変形例]
前記実施形態では、燃料カット後のエンジンに一時的な回転力を付与するエンジン一時駆動制御として、クラッチ30を締結する制御(S20)と、燃料復帰によりエンジン1の燃焼を再開する制御(S21)と、モータ31を駆動してアシストトルクを発生させる制御(S21)とを複合した制御を実行したが、エンジン一時駆動制御は、エンジン1に回転力を付与できる制御であればよく、その限りにおいて適宜の変更が可能である。例えば、クラッチ30が締結される期間(図8の時点t3~t4の期間)の一部だけをエンジン1の燃焼再開期間としてもよい。あるいは、エンジン1の燃焼再開自体を省略してもよい。この場合、エンジン一時駆動制御としては、クラッチ30を締結しかつモータ31を駆動する。これにより、モータ31の駆動力がクラッチ30を介してエンジン1に伝達され、モータ31のみに由来する回転力がエンジン1に付与される。また、これとは逆に、クラッチ30の締結及びモータ31の駆動を省略して、燃焼の再開のみによってエンジン1に回転力を付与してもよい。
前記実施形態では、燃料カット後のエンジンに一時的な回転力を付与するエンジン一時駆動制御として、クラッチ30を締結する制御(S20)と、燃料復帰によりエンジン1の燃焼を再開する制御(S21)と、モータ31を駆動してアシストトルクを発生させる制御(S21)とを複合した制御を実行したが、エンジン一時駆動制御は、エンジン1に回転力を付与できる制御であればよく、その限りにおいて適宜の変更が可能である。例えば、クラッチ30が締結される期間(図8の時点t3~t4の期間)の一部だけをエンジン1の燃焼再開期間としてもよい。あるいは、エンジン1の燃焼再開自体を省略してもよい。この場合、エンジン一時駆動制御としては、クラッチ30を締結しかつモータ31を駆動する。これにより、モータ31の駆動力がクラッチ30を介してエンジン1に伝達され、モータ31のみに由来する回転力がエンジン1に付与される。また、これとは逆に、クラッチ30の締結及びモータ31の駆動を省略して、燃焼の再開のみによってエンジン1に回転力を付与してもよい。
前記実施形態では、エンジン走行モードからモータ走行モードへの切替え時に、排気SVT20を用いて排気弁14の位相を最進角位相まで変化させる最進角制御を行ったが、エンジン1の完全停止前に設定されるべき排気弁14の位相つまり目標位相は、エンジン1の再始動に適した位相であればよく、最進角位相である必要はない。
前記実施形態では、排気弁14の位相を変更する位相可変装置として、リフト量及び開弁期間を一定に維持したまま排気弁14の位相を変更するタイプの位相可変装置である排気SVT20を用いたが、これに代えて、バルブ位相と併せてリフト量又は開弁期間を変更するタイプの位相可変装置を用いてもよい。
前記実施形態では、エンジン1の完全停止前にバルブ位相を目標位相まで変化させる制御を、排気弁14を対象として行ったが、吸気弁13に対し同様の制御を行ってもよい。すなわち、吸気弁の位相を変更可能な位相可変装置が吸気弁に適用されたエンジンにおいては、モータ走行モードへの切替え時に、エンジン1の完全停止前に吸気弁の位相が再始動に適した目標位相まで変化するように前記位相可変装置を制御してもよい。
前記実施形態では、ガソリンを燃料とする4サイクルのガソリンエンジンからなるエンジン1と電動式のモータ31とを併用したハイブリッド型の車両Vを例示したが、本発明が適用され得る車両はこれに限られない。例えば、軽油を燃料とする4サイクルのディーゼルエンジンとモータとを併用したハイブリッド車両に本発明を適用してもよい。
1 エンジン
20 排気SVT(位相可変装置)
26 ロックピン(保持機構)
30 クラッチ
31 モータ
50 PCM(制御装置)
A1 基準遅角量(閾値)
C 燃焼室
N1 第1回転数
N2 第2回転数
SN5 カム角センサ(位相検出部)
20 排気SVT(位相可変装置)
26 ロックピン(保持機構)
30 クラッチ
31 モータ
50 PCM(制御装置)
A1 基準遅角量(閾値)
C 燃焼室
N1 第1回転数
N2 第2回転数
SN5 カム角センサ(位相検出部)
Claims (8)
- 吸気弁又は排気弁の位相であるバルブ位相を変更可能な油圧式の位相可変装置を含む内燃式のエンジンと、
車輪と連結された電動式のモータと、
前記エンジンと前記モータとを離接可能に連結するクラッチと、
前記バルブ位相を検出する位相検出部と、
前記エンジンを車両の動力源として用いるために前記クラッチを締結しかつ前記エンジンを駆動するエンジン走行モードと、前記モータを車両の動力源として用いるために前記クラッチの締結を解除しかつ前記エンジンを停止するモータ走行モードとを選択的に実行可能な制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記エンジン走行モードから前記モータ走行モードへの切替え時に、前記クラッチの締結を解除しかつ前記エンジンの燃焼室への燃料供給を停止する燃料カットを実行するとともに、前記位相可変装置により前記バルブ位相を前記エンジンの再始動に適した目標位相に向けて変化させ、
前記燃料カット以後に前記位相検出部により検出される前記バルブ位相に基づいて、前記エンジンが完全停止する前に前記バルブ位相が前記目標位相まで変化することが可能か否かを判定し、不可能と判定した場合には、前記エンジンの完全停止のタイミングが前記目標位相への変化完了後まで延期されるように前記エンジンに一時的な回転力を付与するエンジン一時駆動制御を実行する、ことを特徴とする車両用駆動装置。 - 請求項1に記載の車両用駆動装置において、
前記エンジン一時駆動制御は、前記クラッチを締結する制御を含み、
前記制御装置は、前記エンジンの完全停止の前に前記バルブ位相が前記目標位相まで変化することが不可能との判定を受けて前記クラッチを締結し、当該クラッチの締結を前記目標位相への変化完了するまで継続する、ことを特徴とする車両用駆動装置。 - 請求項2に記載の車両用駆動装置において、
前記エンジン一時駆動制御は、前記クラッチの締結期間に含まれる所定期間にわたり前記燃焼室に燃料を供給する制御を含む、ことを特徴とする車両用駆動装置。 - 請求項1~3のいずれか1項に記載の車両用駆動装置において、
前記位相可変装置は、前記排気弁の位相を変更するものであり、
前記制御装置は、前記エンジン走行モードから前記モータ走行モードへの切替え時に、前記位相可変装置による前記排気弁の位相調整範囲のうち最も進角側にあたる最進角位相を前記目標位相として設定する、ことを特徴とする車両用駆動装置。 - 請求項4に記載の車両用駆動装置において、
前記位相可変装置は、前記排気弁の位相を前記最進角位相に保持する保持機構を含む、ことを特徴とする車両用駆動装置。 - 請求項1~3のいずれか1項に記載の車両用駆動装置において、
エンジン回転数が予め定められた第1回転数以上の状態で前記エンジン走行モードから前記モータ走行モードへの切替要求があった場合、前記制御装置は、前記クラッチの締結解除と前記燃料カットとを実行し、その後にエンジン回転数が前記第1回転数未満になった時点で、前記位相可変装置により前記バルブ位相を前記目標位相に向けて変化させる制御を開始する、ことを特徴とする車両用駆動装置。 - 請求項6に記載の車両用駆動装置において、
前記制御装置は、前記燃料カット後のエンジン回転数が前記第1回転数よりも低い第2回転数未満になった時点で検出された前記バルブ位相を所定の閾値と比較することにより、前記エンジンの完全停止の前に前記バルブ位相が前記目標位相まで変化することが可能か否かを判定する、ことを特徴とする車両用駆動装置。 - 請求項6に記載の車両用駆動装置において、
エンジン回転数が前記第1回転数未満の状態で前記エンジン走行モードから前記モータ走行モードへの切替要求があった場合、前記制御装置は、前記クラッチの締結を解除するとともに前記位相可変装置により前記バルブ位相を前記目標位相に向けて変化させる制御を開始し、当該目標位相への変化が完了した時点で前記燃料カットを実行する、ことを特徴とする車両用駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022068463A JP2023158550A (ja) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 車両用駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022068463A JP2023158550A (ja) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 車両用駆動装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023158550A true JP2023158550A (ja) | 2023-10-30 |
Family
ID=88509443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022068463A Pending JP2023158550A (ja) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 車両用駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023158550A (ja) |
-
2022
- 2022-04-18 JP JP2022068463A patent/JP2023158550A/ja active Pending
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