JP4345840B2 - Vehicle control apparatus, control method, program for realizing the method, and recording medium recording the program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の制御装置、制御方法、その方法を実現させるプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体に関し、特に、インテークバルブおよびエキゾーストバルブのうちの少なくともいずれか一方のバルブの位相を変更可能な内燃機関において、バルブの位相を検出する検出器により検出される位相を学習する技術に関する。 The present invention relates to a vehicle control device, a control method, a program for realizing the method, and a recording medium on which the program is recorded, and in particular, the phase of at least one of an intake valve and an exhaust valve can be changed. The present invention relates to a technique for learning a phase detected by a detector for detecting a phase of a valve in an internal combustion engine.
従来より、インテークバルブやエキゾーストバルブが開閉する位相(クランク角)を運転状態に応じて変更するVVT(Variable Valve Timing)が知られている。一般的に、VVTにおいてはインテークバルブやエキゾーストバルブを開閉させるカムシャフトをスプロケット等に対して相対的に回転させることにより位相を変更する。カムシャフトは、油圧や電動モータ等のアクチュエータにより回転される。 Conventionally, VVT (Variable Valve Timing) is known in which the phase (crank angle) at which an intake valve or an exhaust valve opens and closes is changed according to the operating state. In general, in VVT, the phase is changed by rotating a camshaft for opening and closing an intake valve and an exhaust valve relative to a sprocket or the like. The camshaft is rotated by an actuator such as a hydraulic pressure or an electric motor.
ところで、クランクシャフトとカムシャフトとを連結するチェーンの伸びなどの影響により、位相が変化し得る範囲が変化し得る。したがって、内燃機関の経年変化に伴なって、機械的に定まる最遅角の位相および最進角の位相が変化する。この場合、たとえば最遅角の位相に対応する出力値として記憶されていたカムポジションセンサからの出力値と、実際の最遅角の位相に対応する出力値とが異なり得る。そこで、機械的に定まる最遅角の位相においてカムポジションセンサにより検出される位相を定期的に学習する必要がある。 By the way, the range in which the phase can change may change due to the influence of the elongation of the chain connecting the crankshaft and the camshaft. Accordingly, the phase of the most retarded angle and the phase of the most advanced angle that are mechanically determined change with the aging of the internal combustion engine. In this case, for example, the output value from the cam position sensor stored as the output value corresponding to the most retarded phase may differ from the output value corresponding to the actual most retarded phase. Therefore, it is necessary to periodically learn the phase detected by the cam position sensor at the mechanically determined most retarded phase.
特開2004−156461号公報(特許文献1)は、内燃機関の始動前にバルブタイミングの基準位置を学習する基準位置学習部と、基準位置学習が完了するまで内燃機関の始動制御を禁止する始動禁止部とを備えた可変バルブタイミング制御装置を開示する。 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-156461 (Patent Document 1) discloses a reference position learning unit that learns a reference position of valve timing before starting the internal combustion engine, and a start that prohibits start control of the internal combustion engine until the reference position learning is completed. Disclosed is a variable valve timing control device including a prohibition unit.
この公報に記載の可変バルブタイミング制御装置によれば、内燃機関の始動当初から実バルブタイミングを精度良く検出して実バルブタイミングを始動に適した目標バルブタイミングに精度良く制御することができる。そのため、内燃機関の始動性を向上させることができる。また、基準位置学習の完了前に内燃機関の始動制御(スタータ作動)を開始してしまうことを防止できる。そのため、基準位置学習が確実に完了してから内燃機関の始動制御を開始することができる。
しかしながら、特開2004−156461号公報に記載の可変バルブタイミング制御装置のように、内燃機関の始動前、すなわちカムシャフトが停止した状態でバルブの位相を学習するようにした場合、カムシャフトを回転する際の抵抗が大きいために、学習すべき位相までバルブの位相を変化させ難い。そのため、学習の精度が悪化し得る。また、学習を完了するまでの間、車両が走行できない。 However, as in the variable valve timing control apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-156461, when the valve phase is learned before the internal combustion engine is started, that is, when the camshaft is stopped, the camshaft is rotated. Since the resistance at the time of operation is large, it is difficult to change the phase of the valve to the phase to be learned. For this reason, the accuracy of learning may deteriorate. Also, the vehicle cannot travel until learning is completed.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両が走行しながらバルブの位相を精度よく学習することができる車両の制御装置、制御方法、その方法を実現させるプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle control device, a control method, and a method thereof that can accurately learn the phase of a valve while the vehicle travels. It is to provide a program to be realized and a recording medium on which the program is recorded.
第1の発明に係る車両の制御装置は、内燃機関の出力軸に対するカムシャフトの位相を変更することにより、インテークバルブおよびエキゾーストバルブのうちの少なくともいずれか一方のバルブの位相を第1の位相から第2の位相までの可変範囲で変更可能な内燃機関および内燃機関とは異なる駆動源が設けられた車両の制御装置である。この制御装置は、内燃機関を駆動せずに、駆動源の駆動力により車両が走行するように制御するための制御手段と、内燃機関を駆動せずに、駆動源の駆動力により車両が走行している状態において、回転電機の駆動力によりカムシャフトが回転するように制御するための手段と、回転電機の駆動力によりカムシャフトが回転している状態において、バルブの位相が第3の位相になるように制御するための手段と、バルブの位相が第3の位相になるように制御されている状態において、バルブの位相を検出する検出器により検出される位相を学習するための手段とを備える。第5の発明に係る車両の制御方法は、第1の発明に係る車両の制御装置と同様の要件を備える。 According to a first aspect of the present invention, the vehicle control device changes the phase of at least one of the intake valve and the exhaust valve from the first phase by changing the phase of the camshaft with respect to the output shaft of the internal combustion engine. An internal combustion engine that can be changed within a variable range up to a second phase, and a vehicle control device provided with a drive source different from the internal combustion engine. The control device is configured to control the vehicle so that the vehicle travels with the driving force of the driving source without driving the internal combustion engine, and the vehicle travels with the driving force of the driving source without driving the internal combustion engine. In the state where the camshaft is rotated by the driving force of the rotating electrical machine, the valve phase is the third phase in the state where the camshaft is rotated by the driving force of the rotating electrical machine. And means for learning the phase detected by the detector for detecting the phase of the valve in a state where the phase of the valve is controlled to be the third phase. Is provided. The vehicle control method according to the fifth aspect of the invention has the same requirements as the vehicle control apparatus according to the first aspect of the invention.
第1もしくは第5の発明によれば、車両には、内燃機関および内燃機関とは異なる駆動源が設けられる。内燃機関のインテークバルブおよびエキゾーストバルブのうちの少なくともいずれか一方のバルブの位相は、内燃機関の出力軸に対するカムシャフトの位相を変更することにより第1の位相から第2の位相までの可変範囲で変更可能である。この内燃機関を駆動せずに、内燃機関とは異なる駆動源の駆動力により車両が走行する。内燃機関とは異なる駆動源の駆動力により車両が走行している状態において、回転電機の駆動力によりカムシャフトが回転される。これにより、カムシャフトが停止している場合に比べて、バルブの位相を変更する際におけるカムシャフトの回転抵抗を低減することができる。この状態で、バルブの位相が第3の位相になるように制御される。そのため、バルブの位相を確実に第3の位相まで変化させることができる。バルブの位相が第3の位相になるように制御されている状態において、バルブの位相を検出する検出器により検出される位相が学習される。その結果、車両が走行しながらバルブの位相を精度よく学習することができる車両の制御装置もしくは制御方法を提供することができる。 According to the first or fifth invention, the vehicle is provided with an internal combustion engine and a drive source different from the internal combustion engine. The phase of at least one of the intake valve and the exhaust valve of the internal combustion engine has a variable range from the first phase to the second phase by changing the phase of the camshaft with respect to the output shaft of the internal combustion engine. It can be changed. Without driving the internal combustion engine, the vehicle travels with a driving force of a driving source different from that of the internal combustion engine. In a state where the vehicle is running with a driving force of a driving source different from that of the internal combustion engine, the camshaft is rotated by the driving force of the rotating electrical machine. Thereby, compared with the case where the camshaft has stopped, the rotational resistance of the camshaft when changing the phase of a valve can be reduced. In this state, the phase of the valve is controlled to be the third phase. Therefore, the phase of the valve can be reliably changed to the third phase. In a state where the phase of the valve is controlled to be the third phase, the phase detected by the detector that detects the phase of the valve is learned. As a result, it is possible to provide a vehicle control device or control method that can accurately learn the phase of the valve while the vehicle is traveling.
第2の発明に係る車両の制御装置においては、第1の発明の構成に加え、制御手段は、学習された位相を示すデータが消去された場合、内燃機関を駆動せずに、駆動源の駆動力により車両が走行するように制御するための手段を含む。第6の発明に係る車両の制御方法は、第2の発明に係る車両の制御装置と同様の要件を備える。 In the vehicle control apparatus according to the second aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect, when the data indicating the learned phase is erased, the control means does not drive the internal combustion engine and drives the drive source. Means for controlling the vehicle to run by the driving force is included. The vehicle control method according to the sixth aspect of the invention has the same requirements as the vehicle control apparatus according to the second aspect of the invention.
第2もしくは第6の発明によれば、学習された位相を示すデータが消去された場合、バルブの位相を精度よく制御することができないため、内燃機関を駆動せずに、内燃機関とは異なる駆動源の駆動力により車両が走行するように制御される。これにより、エミッション性能などが悪化しないようにすることができる。 According to the second or sixth invention, when the data indicating the learned phase is erased, the phase of the valve cannot be controlled with high accuracy, so that it is different from the internal combustion engine without driving the internal combustion engine. The vehicle is controlled to travel by the driving force of the driving source. As a result, the emission performance and the like can be prevented from deteriorating.
第3の発明に係る車両の制御装置においては、第1または2の発明の構成に加え、内燃機関が駆動している場合、第3の位相を含まない範囲でバルブの位相が変化するように制御するための手段をさらに備える。第7の発明に係る車両の制御方法は、第3の発明に係る車両の制御装置と同様の要件を備える。 In the vehicle control apparatus according to the third aspect of the invention, in addition to the configuration of the first or second aspect of the invention, when the internal combustion engine is driven, the phase of the valve changes within a range not including the third phase. Means are further provided for controlling. The vehicle control method according to the seventh aspect has the same requirements as the vehicle control apparatus according to the third aspect.
第3もしくは第7の発明によれば、内燃機関が駆動している場合、第3の位相を含まない範囲でバルブの位相が変化される。これにより、たとえば、第3の位相が内燃機関の駆動時に用いられる位相としては適さない場合、第3の位相を用いずに内燃機関を駆動することができる。そのため、内燃機関の駆動時における出力またはエミッション性能などが悪化しないようにすることができる。 According to the third or seventh aspect, when the internal combustion engine is driven, the phase of the valve is changed within a range not including the third phase. Thereby, for example, when the third phase is not suitable as the phase used when the internal combustion engine is driven, the internal combustion engine can be driven without using the third phase. For this reason, it is possible to prevent the output or emission performance during the driving of the internal combustion engine from deteriorating.
第4の発明に係る車両の制御装置においては、第1〜3のいずれかの発明の構成に加え、第3の位相は、可変範囲における最遅角の位相である。第8の発明に係る車両の制御方法は、第4の発明に係る車両の制御装置と同様の要件を備える。 In the vehicle control apparatus according to the fourth aspect of the invention, in addition to the configuration of any one of the first to third aspects, the third phase is the most retarded phase in the variable range. The vehicle control method according to the eighth invention has the same requirements as those of the vehicle control device according to the fourth invention.
第4もしくは第8の発明によれば、車両が走行しながらバルブの最遅角の位相を精度よく学習することができる。 According to the fourth or eighth invention, the phase of the most retarded angle of the valve can be accurately learned while the vehicle is traveling.
第9の発明に係るプログラムは、第5〜8のいずれかの発明に係る制御方法をコンピュータに実現させるプログラムであって、第10の発明に係る記録媒体は、第5〜8のいずれかの発明に係る制御方法をコンピュータに実現させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。 A program according to a ninth aspect is a program for causing a computer to realize the control method according to any of the fifth to eighth aspects, and the recording medium according to the tenth aspect is any one of the fifth to eighth aspects. It is a computer-readable recording medium which recorded the program which makes a computer implement | achieve the control method which concerns on invention.
第9または第10の発明によると、コンピュータ(汎用でも専用でもよい)を用いて、第5〜8のいずれかの発明に係る車両の制御方法を実現することができる。 According to the ninth or tenth invention, the vehicle control method according to any of the fifth to eighth inventions can be realized using a computer (which may be general purpose or dedicated).
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載したハイブリッド車のパワートレーンについて説明する。本実施の形態に係る制御装置は、たとえば、ECU(Electronic Control Unit)100のROM(Read Only Memory)102に記録されたプログラムをECU100が実行することにより実現される。なお、ECU100は複数のECUに分割するようにしてもよい。また、ECU1000により実行されるプログラムをCD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)などの記録媒体に記録して市場に流通させてもよい。
With reference to FIG. 1, a power train of a hybrid vehicle equipped with a control device according to an embodiment of the present invention will be described. The control device according to the present embodiment is realized, for example, when
図1に示すように、パワートレーンは、エンジン1000と、MG(Motor Generator)(1)200と、これらエンジン1000とMG(1)200との間でトルクを合成もしくは分配する動力分割機構300と、MG(2)400と、変速機500とを主体として構成されている。
As shown in FIG. 1, the power train includes an
エンジン1000は、燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置であって、スロットル開度(吸気量)や燃料供給量、点火時期などの運転状態を電気的に制御できるように構成されている。その制御は、例えば、マイクロコンピュータを主体とするECU100によって行なわれる。なお、エンジン1000の詳細については後述する。
The
MG(1)200は、一例として三相交流回転電機であって、電動機(モータ)としての機能と発電機(ジェネレータ)としての機能とを生じるように構成される。インバータ210を介してバッテリなどの蓄電装置700に接続されている。インバータ210を制御することにより、MG(1)200の出力トルクあるいは回生トルクを適宜に設定するようになっている。その制御は、ECU100によって行なわれる。なお、MG(1)200のステータ(図示せず)は固定されており、回転しないようになっている。
The MG (1) 200 is a three-phase AC rotating electric machine as an example, and is configured to generate a function as an electric motor (motor) and a function as a generator (generator). It is connected to a
動力分割機構300は、外歯歯車であるサンギヤ(S)310と、そのサンギヤ(S)310に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ(R)320と、これらサンギヤ(S)310とリングギヤ(R)320とに噛合しているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリヤ(C)330とを三つの回転要素として差動作用を生じる公知の歯車機構である。エンジン1000の出力軸がダンパを介して第1の回転要素であるキャリヤ(C)330に連結されている。言い換えれば、キャリヤ(C)330が入力要素となっている。
The
これに対して第2の回転要素であるサンギヤ(S)310にMG(1)200のロータ(図示せず)が連結されている。したがってサンギヤ(S)310がいわゆる反力要素となっており、また第3の回転要素であるリングギヤ(R)320が出力要素となっている。そして、そのリングギヤ(R)320が、駆動輪(図示せず)に連結された出力軸600に連結されている。
On the other hand, the rotor (not shown) of MG (1) 200 is connected to sun gear (S) 310 which is the second rotating element. Therefore, the sun gear (S) 310 is a so-called reaction force element, and the ring gear (R) 320 that is the third rotation element is an output element. The ring gear (R) 320 is connected to an
図2に、動力分割機構300の共線図を示す。図2に示すように、キャリヤ(C)330に入力されるエンジン1000の出力するトルクに対して、MG(1)200による反力トルクをサンギヤ(S)310に入力すると、これらのトルクを加減算した大きさのトルクが、出力要素となっているリングギヤ(R)320に現れる。その場合、MG(1)200のロータがそのトルクによって回転し、MG(1)200は発電機として機能する。また、リングギヤ(R)320の回転数(出力回転数)を一定とした場合、MG(1)200の回転数を大小に変化させることにより、エンジン1000の回転数を連続的に(無段階に)変化させることができる。すなわち、エンジン1000の回転数を例えば燃費が最もよい回転数に設定する制御を、MG(1)200を制御することによって行なうことができる。その制御は、ECU100によって行なわれる。
FIG. 2 shows an alignment chart of the
走行中にエンジン1000を停止させていれば、MG(1)200が逆回転しており、その状態からMG(1)200を電動機として機能させて正回転方向にトルクを出力させると、キャリヤ(C)330に連結されているエンジン1000にこれを正回転させる方向のトルクが作用し、MG(1)200によってエンジン1000を始動(モータリングもしくはクランキング)することができる。その場合、出力軸600にはその回転を止める方向のトルクが作用する。したがって走行のための駆動トルクは、MG(2)400の出力するトルクを制御することにより維持でき、同時にエンジン1000の始動を円滑におこなうことができる。なお、この種のハイブリッド形式は、機械分配式あるいはスプリットタイプと称されている。
If
図1に戻って、MG(2)400は、一例として三相交流回転電機であって、電動機としての機能と発電機としての機能とを生じるように構成される。インバータ310を介してバッテリなどの蓄電装置700接続されている。インバータ310を制御することにより、力行および回生ならびにそれぞれの場合におけるトルクを制御するように構成されている。なお、MG(2)400のステータ(図示せず)は固定されており、回転しないようになっている。
Returning to FIG. 1, MG (2) 400 is a three-phase AC rotating electric machine as an example, and is configured to generate a function as a motor and a function as a generator. A
変速機500は、一組のラビニョ型遊星歯車機構によって構成されている。それぞれ外歯歯車である第1サンギヤ(S1)510と第2サンギヤ(S2)520とが設けられており、その第1サンギヤ(S1)510に第1のピニオン531が噛合するとともに、その第1のピニオン531が第2のピニオン532に噛合し、その第2のピニオン532が各サンギヤ510,520と同心円上に配置されたリングギヤ(R)540に噛合している。
The
なお、各ピニオン531,532は、キャリヤ(C)550によって自転かつ公転自在に保持されている。また、第2サンギヤ(S2)520が第2のピニオン532に噛合している。したがって第1サンギヤ(S1)510とリングギヤ(R)540とは、各ピニオン531,532と共にダブルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成し、また第2サンギヤ(S2)520とリングギヤ(R)540とは、第2のピニオン532と共にシングルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成している。
Each
さらに、変速機500には、第1サンギヤ(S1)510を選択的に固定するB1ブレーキ561と、リングギヤ(R)540を選択的に固定するB2ブレーキ562とが設けられている。これらのブレーキ561,562は摩擦力によって係合力を生じるいわゆる摩擦係合要素であり、多板形式の係合装置あるいはバンド形式の係合装置を採用することができる。そして、これらのブレーキ561,562は、油圧による係合力に応じてそのトルク容量が連続的に変化するように構成されている。さらに、第2サンギヤ(S2)520に前述したMG(2)400が連結される。キャリヤ(C)550が出力軸600に連結される。
Further, the
したがって、上記の変速機500は、第2サンギヤ(S2)520がいわゆる入力要素であり、またキャリヤ(C)550が出力要素となっており、B1ブレーキ561を係合させることにより変速比が“1”より大きい高速段が設定される。B1ブレーキ561に替えてB2ブレーキ562を係合させることにより、高速段より変速比の大きい低速段が設定される。
Therefore, in the above-described
この各変速段の間での変速は、車速や要求駆動力(もしくはアクセル開度)などの走行状態に基づいて実行される。より具体的には、変速段領域を予めマップ(変速線図)として定めておき、検出された運転状態に応じていずれかの変速段を設定するように制御される。 The speed change between the respective speeds is executed based on a traveling state such as a vehicle speed and a required driving force (or accelerator opening). More specifically, the shift speed region is determined in advance as a map (shift diagram), and control is performed so as to set one of the shift speeds according to the detected driving state.
図3に、変速機500の共線図を示す。図3に示すように、B2ブレーキ562によってリングギヤ(R)540を固定すれば、低速段Lが設定され、MG(2)400の出力したトルクが変速比に応じて増幅されて出力軸600に付加される。これに対してB1ブレーキ561によって第1サンギヤ(S1)510を固定すれば、低速段Lより変速比の小さい高速段Hが設定される。この高速段Hにおける変速比も“1”より大きいので、MG(2)400の出力したトルクがその変速比に応じて増大させられて出力軸600に付加される。
FIG. 3 shows an alignment chart of the
なお、各変速段L,Hが定常的に設定されている状態では、出力軸600に付加されるトルクは、MG(2)400の出力トルクを変速比に応じて増大させたトルクとなるが、変速過渡状態では各ブレーキ561,562でのトルク容量や回転数変化に伴う慣性トルクなどの影響を受けたトルクとなる。また、出力軸600に付加されるトルクは、MG(2)400の駆動状態では、正トルクとなり、被駆動状態では負トルクとなる。
In the state where the gears L and H are constantly set, the torque applied to the
本実施の形態において、ハイブリッド車は、エンジン1000のみの駆動力を用いる第1走行モード、エンジン1000が停止した状態でMG(2)400のみの駆動力を用いる第2走行モード、エンジン1000およびMG(2)400の両方の駆動力を用いる第3走行モードのうちのいずれかのモードで走行する。アクセル開度、蓄電装置700の残存容量などの種々のパラメータに基づいて、走行モードが選択される。
In the present embodiment, the hybrid vehicle has a first traveling mode that uses only the driving force of
なお、走行モードの選択方法については、ハイブリッド車の技術分野において周知の技術を利用すればよいため、ここでは更なる詳細な説明は繰り返さない。また、モードの数は3つに限らない。 In addition, about the selection method of driving modes, what is necessary is just to utilize a well-known technique in the technical field of a hybrid vehicle, Therefore Here, further detailed description is not repeated. Further, the number of modes is not limited to three.
図4を参照して、エンジン1000についてさらに説明する。
エンジン1000は、「A」バンク1010と「B」バンク1012とに、それぞれ4つの気筒(シリンダ)からなる気筒群が設けられたV型8気筒エンジンである。なお、V型8気筒以外の形式のエンジンを用いるようにしてもよい。
The
The
エンジン1000には、エアクリーナ1020から空気が吸入される。吸入空気量は、スロットルバルブ1030により調整される。スロットルバルブ1030はモータにより駆動される電子スロットルバルブである。
空気は、吸気通路1032を通ってシリンダ1040に導入される。空気は、シリンダ1040(燃焼室)において燃料と混合される。シリンダ1040には、インジェクタ1050から燃料が直接噴射される。すなわち、インジェクタ1050の噴射孔はシリンダ1040内に設けられている。
Air is introduced into the
燃料は吸気行程において噴射される。なお、燃料が噴射される時期は、吸気行程に限らない。また、本実施の形態においては、インジェクタ1050の噴射孔がシリンダ1040内に設けられた直噴エンジンとしてエンジン1000を説明するが、直噴用のインジェクタ1050に加えて、ポート噴射用のインジェクタを設けてもよい。さらに、ポート噴射用のインジェクタのみを設けるようにしてもよい。
Fuel is injected during the intake stroke. Note that the timing of fuel injection is not limited to the intake stroke. In this embodiment,
シリンダ1040内の混合気は、点火プラグ1060により着火され、燃焼する。燃焼後の混合気、すなわち排気ガスは、三元触媒1070により浄化された後、車外に排出される。混合気の燃焼によりピストン1080が押し下げられ、クランクシャフト1090が回転する。
The air-fuel mixture in the
シリンダ1040の頭頂部には、インテークバルブ1100およびエキゾーストバルブ1110が設けられる。インテークバルブ1100はインテークカムシャフト1120により駆動される。エキゾーストバルブ1110はエキゾーストカムシャフト1130により駆動される。インテークカムシャフト1120とエキゾーストカムシャフト1130とは、チェーンやギヤ等により連結され、同じ回転数で回転する。
An
また、インテークカムシャフト1120およびエキゾーストカムシャフト1130と、クランクシャフト1090とは、チェーンやベルト等により連結される。インテークカムシャフト1120およびエキゾーストカムシャフト1130は、クランクシャフト1090の2分の1の回転数で回転する。
インテークバルブ1100は、インテークカムシャフト1120に設けられたインテーク用VVT機構2000により、位相(開閉タイミング)が制御される。エキゾーストバルブ1110は、エキゾーストカムシャフト1130に設けられたエキゾースト用VVT機構3000により、位相(開閉タイミング)が制御される。
The phase (opening / closing timing) of
本実施の形態においては、インテークカムシャフト1120およびエキゾーストカムシャフト1130がVVT機構により回転されることにより、インテークバルブ1100およびエキゾーストバルブ1110の位相が制御される。すなわち、クランクシャフト1090に対するインテークカムシャフト1120およびエキゾーストカムシャフト1130の位相がVVT機構により変更されることにより、インテークバルブ1100およびエキゾーストバルブ1110の位相が変更される。なお、位相を制御する方法はこれに限らない。
In the present embodiment,
インテーク用VVT機構2000は、電動モータ2060(図4において図示せず)により作動する。電動モータ2060は、ECU100により制御される。電動モータ2060の電流や電圧は電流計(図示せず)および電圧計(図示せず)により検出され、ECU100に入力される。
エキゾースト用VVT機構3000は、油圧により作動する。なお、インテーク用VVT機構2000を油圧により作動するようにしてもよく、エキゾースト用VVT機構3000を電動モータにより作動するようにしてもよい。
The
ECU100には、クランク角センサ5000からクランクシャフト1090の回転数およびクランク角を表す信号が入力される。また、ECU100には、カムポジションセンサ5010からインテークカムシャフト1120およびエキゾーストカムシャフト1130の位相(回転方向におけるカムシャフトの位置)を表す信号(インテークバルブ1100およびエキゾーストバルブ1110の位相を表わす信号)が入力される。また、カムポジションセンサ5010からは、インテークカムシャフト1120およびエキゾーストカムシャフト1130の回転数を表す信号が入力される。
さらに、ECU100には、水温センサ5020からエンジン1000の水温(冷却水の温度)を表す信号が、エアフローメータ5030からエンジン1000の吸入空気量(エンジン1000に吸入される空気量)を表す信号が入力される。
Further,
さらに、ECU100には、回転数センサ5040から電動モータ2060の出力軸回転数を表す信号が入力される。
Further, the
ECU100は、これらのセンサから入力された信号、メモリ(図示せず)に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、エンジン1000が所望の運転状態になるように、スロットル開度、点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、インテークバルブ1100の位相、エキゾーストバルブ1110の位相などを制御する。
Based on signals input from these sensors, a map and a program stored in a memory (not shown), the
本実施の形態において、ECU100は、図5に示すように、エンジン回転数NEと吸入空気量KLとをパラメータとしたマップに基づいて、インテークバルブ1100の位相を決定する。インテークバルブ1100の位相を決定するためのマップは、水温別に複数記憶される。
In the present embodiment,
以下、インテーク用VVT機構2000についてさらに説明する。なお、エキゾースト用VVT機構3000を、以下に説明するインテーク用VVT機構2000と同じ構成にするようにしてもよい。
Hereinafter, the
図6に示すように、インテーク用VVT機構2000は、スプロケット2010、カムプレート2020、リンク機構2030、ガイドプレート2040、減速機2050、および電動モータ2060から構成される。
As shown in FIG. 6,
スプロケット2010は、チェーン等を介してクランクシャフト1090に連結される。スプロケット2010の回転数は、クランクシャフト1090の2分の1の回転数である。スプロケット2010の回転軸と同心軸で、スプロケット2010に対して相対的に回転可能であるように、インテークカムシャフト1120が設けられる。すなわち、クランクシャフト1090に対するインテークカムシャフト1120の位相が変更可能であるように、インテークカムシャフト1120が設けられる。
The
カムプレート2020は、ピン(1)2070によりインテークカムシャフト1120に連結される。カムプレート2020は、スプロケット2010の内部において、インテークカムシャフト1120と一体的に回転する。なお、カムプレート2020とインテークカムシャフト1120とを一体的に形成するようにしてもよい。
リンク機構2030は、アーム(1)2031とアーム(2)2032とから構成される。図6におけるVII−VII断面である図7に示すように、インテークカムシャフト1120の回転軸に対して点対称になるように、一対のアーム(1)2031がスプロケット2010内に設けられる。各アーム(1)2031は、ピン(2)2072を中心として搖動可能であるようにスプロケット2010に連結される。
The
図6におけるVIII−VIII断面である図8、および図8の状態からインテークバルブ1100の位相を進角させた状態である図9に示すように、アーム(1)2031とカムプレート2020とが、アーム(2)2032により連結される。
As shown in FIG. 8 which is a VIII-VIII cross section in FIG. 6 and FIG. 9 in which the phase of the
アーム(2)2032は、ピン(3)2074を中心として、アーム(1)2031に対して搖動可能であるように支持される。また、アーム(2)2032は、ピン(4)2076を中心として、カムプレート2020に対して搖動可能であるように支持される。
The arm (2) 2032 is supported so as to be swingable with respect to the arm (1) 2031 about the pin (3) 2074. The arm (2) 2032 is supported so as to be swingable with respect to the
一対のリンク機構2030により、インテークカムシャフト1120がスプロケット2010に対して相対的に回転し、インテークバルブ1100の位相が変更される。そのため、一対のリンク機構2030のうちのいずれか一方が破損等して折れた場合であっても、他方のリンク機構によりインテークバルブ1100の位相を変更することが可能である。
By the pair of
図6に戻って、各リンク機構2030(アーム(2)2032)のガイドプレート2040側の面には、制御ピン2034が設けられる。制御ピン2034は、ピン(3)2074と同心軸に設けられる。各制御ピン2034は、ガイドプレート2040に設けられたガイド溝2042内を摺動する。
Returning to FIG. 6, a
各制御ピン2034は、ガイドプレート2040のガイド溝2042内を摺動することにより、半径方向に移動される。各制御ピン2034が半径方向に移動されることにより、インテークカムシャフト1120がスプロケット2010に対して相対回転せしめられる。
Each
図6におけるX−X断面である図10に示すように、ガイド溝2042は、ガイドプレート2040が回転することにより各制御ピン2034を半径方向に移動させるように、渦巻形状に形成される。なお、ガイド溝2042の形状はこれに限らない。
As shown in FIG. 10 which is an XX section in FIG. 6, the
制御ピン2034がガイドプレート2040の軸心から半径方向に離れるほど、インテークバルブ1100の位相はより遅角される。すなわち、位相の変化量は、制御ピン2034が半径方向に変化することによるリンク機構2030の作動量に対応した値になる。なお、制御ピン2034がガイドプレート2040の軸心から半径方向に離れるほど、インテークバルブ1100の位相がより進角されるようにしてもよい。
The more the
図10に示すように、制御ピン2034がガイド溝2042の端部に当接すると、リンク機構2030の作動が制限される。そのため、制御ピン2034がガイド溝2042の端部に当接する位相が、機械的に定まる最遅角もしくは最進角の位相になる。
As shown in FIG. 10, when the
図6に戻って、ガイドプレート2040には、ガイドプレート2040と減速機2050とを連結するための凹部2044が、減速機2050側の面において複数設けられる。
Returning to FIG. 6, the
減速機2050は、外歯ギヤ2052および内歯ギヤ2054から構成される。外歯ギヤ2052は、スプロケット2010と一体的に回転するように、スプロケット2010に対して固定される。
The
内歯ギヤ2054には、ガイドプレート2040の凹部2044に収容される凸部2056が複数形成される。内歯ギヤ2054は、電動モータ2060の出力軸の軸心2064に対して偏心して形成されたカップリング2062の偏心軸2066を中心に回転可能に支持される。
The
図6におけるXI−XI断面を、図11に示す。内歯ギヤ2054は、複数の歯のうちの一部の歯が外歯ギヤ2052と噛合うように設けられる。電動モータ2060の出力軸回転数がスプロケット2010の回転数と同じである場合は、カップリング2062および内歯ギヤ2054は外歯ギヤ2052(スプロケット2010)と同じ回転数で回転する。この場合、ガイドプレート2040がスプロケット2010と同じ回転数で回転し、インテークバルブ1100の位相が維持される。
The XI-XI cross section in FIG. 6 is shown in FIG. The
電動モータ2060により、カップリング2062が、軸心2064を中心に外歯ギヤ2052に対して相対的に回転されると、内歯ギヤ2054全体が軸心2064を中心に回転(公転)するとともに、内歯ギヤ2054が偏心軸2066を中心に自転する。内歯ギヤ2054の回転運動により、ガイドプレート2040がスプロケット2010に対して相対的に回転せしめられ、インテークバルブ1100の位相が変更される。
When the
インテークバルブ1100の位相は、電動モータ2060の出力軸とスプロケット2010との相対回転数(電動モータ2060の作動量)が、減速機2050、ガイドプレート2040およびリンク機構2030において減速されることにより変化する。なお、電動モータ2060の出力軸とスプロケット2010との相対回転数を増速してインテークバルブ1100の位相を変更するようにしてもよい。
The phase of
図12に示すように、インテーク用VVT機構2000全体の減速比(位相の変化量に対する電動モータ2060の出力軸とスプロケット2010との相対回転数の比)は、インテークバルブ1100の位相に応じた値をとり得る。なお、本実施の形態においては、減速比が大きいほど、電動モータ2060の出力軸とスプロケット2010との相対回転数に対する位相の変化量がより小さくなる。
As shown in FIG. 12, the overall reduction ratio of intake VVT mechanism 2000 (ratio of the relative rotational speed of output shaft of
インテークバルブ1100の位相が最遅角からCA(1)までの遅角領域にある場合では、インテーク用VVT機構2000全体の減速比はR(1)となる。インテークバルブ1100の位相がCA(2)(CA(2)はCA(1)よりも進角側)から最進角までの進角領域にある場合には、インテーク用VVT機構2000全体の減速比は、R(2)(R(1)>R(2))となる。
When the phase of
インテークバルブ1100の位相がCA(1)からCA(2)までの中間領域にある場合には、インテーク用VVT機構2000全体の減速比は、予め定められた変化率((R(2)−R(1))/(CA(2)−CA(1)))で変化する。
When the phase of
以下、可変バルブタイミング装置のインテーク用VVT機構2000の作用について説明する。
Hereinafter, an operation of the
インテークバルブ1100の位相(インテークカムシャフト1120)を進角させる場合、電動モータ2060を作動させ、ガイドプレート2040をスプロケット2010に対して相対的に回転させると、図13に示すように、インテークバルブ1100の位相が進角される。
When the phase of the intake valve 1100 (intake camshaft 1120) is advanced, when the
インテークバルブ1100の位相が最遅角とCA(1)との間の遅角領域にある場合、電動モータ2060の出力軸とスプロケット2010との相対回転数が減速比R(1)で減速されて、インテークバルブ1100の位相が進角される。
When the phase of
インテークバルブ1100の位相がCA(2)と最進角との間の進角領域にある場合、電動モータ2060の出力軸とスプロケット2010との相対回転数が減速比R(2)で減速されて、インテークバルブ1100の位相が進角される。
When the phase of
位相を遅角する場合は、位相を進角する場合とは逆方向に電動モータ2060の出力軸がスプロケット2010に対して相対回転される。位相を遅角する場合も、進角する場合と同様に、最遅角とCA(1)との間の遅角領域において、電動モータ2060の出力軸とスプロケット2010との相対回転数が減速比R(1)で減速されて、位相が遅角される。また、CA(2)と最進角との間の進角領域において、電動モータ2060の出力軸とスプロケット2010との相対回転数が減速比R(2)で減速され、位相が遅角される。
When retarding the phase, the output shaft of the
これにより、電動モータ2060の出力軸とスプロケット2010との相対的な回転方向が同じである限り、最遅角とCA(1)との間の遅角領域およびCA(2)と最進角との間の進角領域の両方の領域においてインテークバルブ1100の位相を進角させたり、遅角させたりすることができる。このとき、CA(2)と最進角との間の進角領域において、位相をより大きく進角させたり、遅角させたりすることができる。そのため、大きな範囲で位相を変化させることができる。
As a result, as long as the relative rotation direction of the output shaft of the
また、最遅角とCA(1)との間の遅角領域においては、減速比が大きいため、エンジン1000の運転に伴なってインテークカムシャフト1120に作用するトルクにより電動モータ2060の出力軸を回転させるためには大きなトルクが必要になる。そのため、電動モータ2060の停止時等において、電動モータ2060がトルクを発生しない状態であっても、インテークカムシャフト1120に作用するトルクにより電動モータ2060の出力軸が回転されることを抑制することができる。そのため、制御上の位相から実際の位相が変化することを抑制することができる。
In addition, in the retardation region between the most retarded angle and CA (1), the reduction ratio is large, so that the output shaft of
ところで、インテークバルブ1100の位相がCA(1)とCA(2)との間の中間領域にある場合、予め定められた変化率で変化する減速比で、電動モータ2060の出力軸とスプロケット2010との相対回転数が減速されて、インテークバルブ1100の位相が進角されたり、遅角されたりする。
By the way, when the phase of
これにより、位相が遅角領域から進角領域に、もしくは進角領域から遅角領域に変化する場合において、電動モータ2060の出力軸とスプロケット2010との相対回転数に対する位相の変化量を漸増もしくは漸減させることができる。そのため、位相の変化量がステップ状に急変することを抑制して、位相が急変することを抑制することができる。その結果、位相の制御性を向上することができる。
As a result, when the phase changes from the retard angle region to the advance angle region, or from the advance angle region to the retard angle region, the phase change amount with respect to the relative rotational speed between the output shaft of the
図6に戻って、電動モータ2060は、EDU(Electronic Driver Unit)4000を介して、ECU100によりデューティ制御される。ここで、デューティ制御とは、EDU4000のスイッチング素子(図示せず)がオンにされる割合を示すデューティ比を設定し、このデューティ比でスイッチング素子を作動させることにより、電動モータ2060の作動電圧を制御することをいう。
Returning to FIG. 6, the
すなわち、電動モータ2060の作動電圧は、デューティ比に応じた電圧となる。デューティ比が大きいほど、作動電圧が高くなる。作動電圧が高いほど、電動モータ2060で発生するトルクが大きくなる。また、電動モータ2060は、作動電流が高いほど、大きなトルクを発生する。
That is, the operating voltage of the
ECU100が設定したデューティ比を表わす信号がEDU4000に出力される。EDU4000は、デューティ比に応じた電圧を出力する。これにより、電動モータ2060が駆動する。
A signal representing the duty ratio set by
なお、デューティ比を設定する代わりに、電動モータ2060の作動電圧もしくは作動電流を直接設定するようにしてもよい。この場合、設定された作動電圧もしくは作動電流で電動モータ2060が駆動するように構成してもよい。
Instead of setting the duty ratio, the operating voltage or operating current of the
電動モータ2060の回転数は、電動モータ2060で発生するトルクに応じた回転数になる。電動モータ2060の回転数は、回転数センサ5040により検出され、検出結果を表す信号がECU100に送信される。
The rotational speed of the
デューティ比は、たとえば、基本デューティ比と補正デューティ比との和として算出(設定)される。基本デューティ比および補正デューティ比は、たとえば、前述の図5に示したマップを用いて決定されるインテークバルブ1100の目標位相と、カムポジションセンサ5010を用いて検出されるインテークカムシャフト1120の回転数と位相(インテークバルブ1100の位相)とから設定される。
For example, the duty ratio is calculated (set) as the sum of the basic duty ratio and the correction duty ratio. The basic duty ratio and the correction duty ratio are determined by, for example, the target phase of
より具体的には、目標位相と検出された位相との差ΔCAに基づいて、電動モータ2060の出力軸とスプロケット2010との回転数差(相対回転数)の要求値(以下、要求回転数差とも記載する)が算出される。要求回転数差は、たとえばΔCAをパラメータとして予め作成されたマップを用いて算出される。なお、要求回転数差の算出方法はこれに限らない。
More specifically, based on the difference ΔCA between the target phase and the detected phase, a required value of the rotational speed difference (relative rotational speed) between the output shaft of the
さらに、要求回転数差とインテークカムシャフト1120の回転数との和として、電動モータ2060の出力軸の回転数の要求値(以下、要求回転数とも記載する)が算出される。
Further, a required value of the rotational speed of the output shaft of electric motor 2060 (hereinafter also referred to as required rotational speed) is calculated as the sum of the required rotational speed difference and the rotational speed of
要求回転数に基づいて、電動モータ2060の基本デューティ比が算出される。基本デューティ比は、要求回転数が高いほど、より高い値に算出される。基本デューティ比は、たとえば要求回転数をパラメータとして予め作成されたマップを用いて算出される。なお、基本デューティ比の算出方法はこれに限らない。
Based on the required rotational speed, the basic duty ratio of the
補正デューティ比は、回転数センサ5040を用いて検出された、電動モータ2060の出力軸回転数と要求回転数との回転数差ΔNに基づいて算出される。補正デューティ比は、回転数差ΔNに補正係数Kを乗算した値として算出される。なお、補正デューティ比の算出方法はこれに限らない。
The correction duty ratio is calculated based on the rotational speed difference ΔN between the output shaft rotational speed of the
図14を参照して、ECU100の機能について説明する。なお、以下に説明するECU100の機能はハードウェアにより実現してもよく、ソフトウェアにより実現してもよい。
The function of the
ECU100は、学習部110と、走行制御部120と、MG(1)制御部130と、第1位相制御部141と、第2位相制御部142と、第3位相制御部143とを含む。
学習部110は、インテークバルブ1100の位相が機械的に定まる最遅角の位相になるようにインテーク用VVT機構2000が制御されている状態において、カムポジションセンサ5010の出力値、すなわちカムポジションセンサ5010により検出されるインテークバルブ1100の位相を学習する。
The
学習により、たとえば、最遅角の位相として記憶された初期値が検出される位相に置き換えられる。なお、初期値と検出された位相とのズレとを学習するようにしてもよい。また、位相を学習する方法はこれらに限らない。 By learning, for example, the initial value stored as the most retarded phase is replaced with the detected phase. Note that the deviation between the initial value and the detected phase may be learned. Further, the method of learning the phase is not limited to these.
学習された位相を示すデータは、図1に示すECU100のSRAM(Static Random Access Memory)104に記録される。SRAM104へ電力が供給されている間、学習された位相を示すデータが保持される。したがって、ECU100の電源であるバッテリ106が取外されたり、交換されたりした場合、学習された位相を示すデータが消去される。
Data indicating the learned phase is recorded in an SRAM (Static Random Access Memory) 104 of the
図14に戻って、走行制御部120は、学習部110により学習された位相を示すデータが消去された場合、エンジン1000が駆動せずに停止した状態でMG(2)400のみの駆動力を用いる第2走行モードでハイブリッド車が走行するように制御する。なお、エンジン1000が駆動した状態とは、燃料が噴射され、かつ点火が行なわれることによりエンジン1000がトルクを出力している状態を意味する。
Returning to FIG. 14, when the data indicating the phase learned by the
MG(1)制御部130は、学習された位相を示すデータが消去されたために第2走行モードでハイブリッド車が走行している状態において、MG(1)200の駆動力によりクランクシャフト1090が回転するように、MG(1)200を制御する。クランクシャフト1090が回転することにより、インテークカムシャフト1120およびエキゾーストカムシャフト1130が回転する。
The MG (1)
第1位相制御部141は、エンジン1000が駆動している場合において、図15に示すように、最遅角の位相から最進角の位相までの第1範囲のうちの第2範囲でインテークバルブ1100の位相が変化するようにインテーク用VVT機構2000(電動モータ2060)を制御する。第2範囲は、最遅角の位相を含まない。
When the
本実施の形態においては、第1範囲のうち、最遅角の位相を含む第3範囲は、エンジン1000の始動時においてのみ使用される。これは、圧縮比を小さくすることにより始動時における振動を低減するために、インテークバルブ1100の位相を大きく遅角するように最遅角の位相が定められているためである。したがって、たとえばエンジン1000の停止時には、位相が最遅角の位相になるようにインテーク用VVT機構2000が制御される。
In the present embodiment, among the first range, the third range including the most retarded phase is used only when
第2位相制御部142は、第2走行モードでハイブリッド車が走行しながら、クランクシャフト1090、すなわちカムシャフト1120,1130が回転するようにMG(1)200が制御されている状態において、インテークバルブ1100の位相が機械的に定まる最遅角の位相になるようにインテーク用VVT機構2000を制御する。たとえば、カムポジションセンサ5010により検出される位相の変化量が「0」になるまで、一定のデューティ比で位相を遅角することにより、位相が最遅角の位相にされる。なお、位相を最遅角の位相にする方法はこれに限らない。
The second
第3位相制御部143は、位相の学習条件が満たされた場合、インテークバルブ1100の位相が機械的に定まる最遅角の位相になるようにインテーク用VVT機構2000を制御する。学習条件は、たとえば、燃料噴射を停止するフューエルカットを実行中であるという条件である。なお、学習条件はこれに限らない。
When the phase learning condition is satisfied, third
図16を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるECU100が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、予め定められた周期で繰返し実行される。
With reference to FIG. 16, a control structure of a program executed by
ステップ(以下、ステップをSと略す)100にて、ECU100は、位相の学習条件が満たされたか否かを判断する。位相の学習条件が満たされると(S100にてYES)、処理はS110に移される。もしそうでないと(S100にてNO)、処理はS120に移される。
In step (hereinafter step is abbreviated as S) 100,
S110にて、ECU100は、位相が機械的に定まる最遅角の位相になるようにインテーク用VVT機構2000を制御する。S112にて、ECU100は、カムポジションセンサ5010により検出される位相を、最遅角の位相として学習する。
In S110,
S120にて、ECU100は、位相が機械的に定まる最遅角の位相になるようにインテーク用VVT機構2000が制御されている状態において学習された位相を示すデータが消去されたか否かを判断する。なお、データが消去されたか否かを判断する方法には周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰り返さない。
In S120,
学習された位相を示すデータが消去されると(S120にてYES)、処理はS122に移される。もしそうでないと(S120にてNO)、処理はS130に移される。 If the data indicating the learned phase is deleted (YES in S120), the process proceeds to S122. If not (NO in S120), the process proceeds to S130.
S122にて、ECU100は、エンジン1000が停止した状態でMG(2)400のみの駆動力を用いる第2走行モードでハイブリッド車が走行するように制御する。
In S122,
S124にて、ECU100は、MG(1)200の駆動力によりクランクシャフト1090が回転するように、すなわちカムシャフト1120,1130が回転するように、MG(1)200を制御する。その後、処理はS110移される。
In S124,
S130にて、ECU100は、エンジン1000が駆動中であるか否かを判断する。エンジン1000が駆動中であると(S130にてYES)、処理はS132に移される。もしそうでないと(S130にてNO)、この処理は終了する。S132にて、ECU100は、最遅角の位相を含まない第2範囲で位相が変化するように、インテーク用VVT機構2000を制御する。
In S130,
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるECU100の動作について説明する。
An operation of
位相の学習条件が満たされると(S100にてYES)、位相が機械的に定まる最遅角の位相になるようにインテーク用VVT機構2000が制御される(S110)。この状態においてカムポジションセンサ5010により検出される位相が、最遅角の位相として学習される(S112)。
When the phase learning condition is satisfied (YES in S100),
ところで、バッテリ106が取外されたり交換されたりするなどして、学習された位相を示すデータがSRAM104から消去されると、ECU100により制御されるインテークバルブ1100の位相の精度が悪化し得る。このような状態でエンジン1000を駆動すると、制御上の位相の目標値と実際の位相とが異なり得る。そのため、エンジン1000の出力もしくはエミッション性能などが悪化し得る。
By the way, if the data indicating the learned phase is erased from the
そこで、学習された位相を示すデータが消去されると(S120にてYES)、エンジン1000が駆動せずに停止した状態でMG(2)400のみの駆動力を用いる第2走行モードでハイブリッド車が走行するように制御される(S122)。
Therefore, if the data indicating the learned phase is deleted (YES in S120), the hybrid vehicle is in the second traveling mode using only the driving force of MG (2) 400 in a state where
さらに、MG(1)200の駆動力によりクランクシャフト1090が回転するように、すなわちカムシャフト1120,1130が回転するように、MG(1)200が制御される(S124)。これにより、インテークカムシャフト1120をスプロケット2010に対して相対的に回転せしめて位相を変更する際におけるインテークカムシャフト1120の抵抗を低減することができる。
Further, MG (1) 200 is controlled so that
この状態で、位相が機械的に定まる最遅角の位相になるようにインテーク用VVT機構2000が制御される(S110)。これにより、最遅角の位相まで位相を確実に変化することができる。このときにカムポジションセンサ5010により検出される位相が、最遅角の位相として学習される(S112)。そのため、ハイブリッド車を走行しながら位相を精度よく学習することができる。
In this state,
ところで、本実施の形態においては、圧縮比を小さくすることにより始動時における振動を低減するために、インテークバルブ1100の位相を大きく遅角するように最遅角の位相が定められている。そのため、エンジン1000が駆動している状態において位相を最遅角の位相にした場合、位相が必要以上に遅角される。この場合、たとえばエミッション性能などが悪化し得る。また、エンジン1000の出力が低下することによるショックが発生し得る。
By the way, in the present embodiment, in order to reduce the vibration at the start by reducing the compression ratio, the phase of the most retarded angle is determined so as to greatly retard the phase of the
そこで、学習された位相を示すデータがSRAM104から消去されておらず(S120にてNO)、かつエンジン1000が駆動中であると(S130にてYES)、最遅角の位相を含まない第2範囲で位相が変化するようにインテーク用VVT機構2000が制御される(S132)。これにより、エンジン1000の駆動時において位相が必要以上に遅角されないようにすることができる。
Therefore, if the data indicating the learned phase is not erased from SRAM 104 (NO in S120) and
以上のように、本実施の形態に係る制御装置であるECUによれば、エンジンが駆動せずに停止した状態でMG(2)のみの駆動力を用いる第2走行モードでハイブリッド車が走行するように制御される。第2走行モードでハイブリッド車が走行している状態において、MG(1)の駆動力によりカムシャフトが回転するように、MG(1)が制御される。これにより、カムシャフトが停止している場合に比べて、位相を変更する際におけるカムシャフトの回転抵抗を低減することができる。カムシャフトが回転するようにMG(1)が制御されている状態において、位相が機械的に定まる最遅角の位相になるようにインテーク用VVT機構が制御される。そのため、位相を最遅角の位相まで確実に変化させることができる。位相が機械的に定まる最遅角の位相になるようにインテーク用VVT機構が制御されている状態においてカムポジションセンサにより検出される位相が学習される。その結果、ハイブリッド車が走行しながら位相を精度よく学習することができる。 As described above, according to the ECU that is the control device according to the present embodiment, the hybrid vehicle travels in the second travel mode using only the driving force of MG (2) while the engine is stopped without being driven. To be controlled. In a state where the hybrid vehicle is traveling in the second traveling mode, MG (1) is controlled such that the camshaft is rotated by the driving force of MG (1). Thereby, the rotational resistance of the camshaft when the phase is changed can be reduced as compared with the case where the camshaft is stopped. In a state where MG (1) is controlled so that the camshaft rotates, the intake VVT mechanism is controlled so that the phase becomes the most retarded phase that is mechanically determined. Therefore, the phase can be reliably changed to the most retarded phase. The phase detected by the cam position sensor is learned in a state where the intake VVT mechanism is controlled so that the phase becomes the most retarded phase that is mechanically determined. As a result, the phase can be learned accurately while the hybrid vehicle is traveling.
なお、機械的に定まる最進角の位相においてカムポジションセンサにより検出されるインテークバルブ1100の位相を学習するようにしてもよい。また、エキゾーストバルブ1110の位相を学習するようにしてもよい。
Note that the phase of
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
100 ECU、102 ROM、104 SRAM、106 バッテリ、110 学習部、120 走行制御部、130 制御部、141 第1位相制御部、142 第2位相制御部、143 第3位相制御部、200 MG(1)、300 動力分割機構、310 サンギヤ(S)、320 リングギヤ(R)、330 キャリア(C)、400 MG(2)、500 変速機、510 第1サンギヤ(S1)、520 第2サンギヤ(S2)、531 第1のピニオン、532 第2のピニオン、540 リングギヤ(R)、550 キャリア(C)、561 B1ブレーキ、562 B2ブレーキ、600 出力軸、700 蓄電装置、1000 エンジン、1010 「A」バンク、1012 「B」バンク、1020 エアクリーナ、1030 スロットルバルブ、1040 シリンダ、1050 インジェクタ、1060 点火プラグ、1070 三元触媒、1090 クランクシャフト、1100 インテークバルブ、1110 エキゾーストバルブ、1120 インテークカムシャフト、1130 エキゾーストカムシャフト、2000 インテーク用VVT機構、2010 スプロケット、2020 カムプレート、2030 リンク機構、2031 アーム(1)、2032 アーム(2)、2034 制御ピン、2040 ガイドプレート、2042 ガイド溝、2044 凹部、2050 減速機、2052 外歯ギヤ、2054 内歯ギヤ、2056 凸部、2060 電動モータ、2062 カップリング、2064 軸心、2066 偏心軸、2070 ピン(1)、2072 ピン(2)、2074 ピン(3)、2076 ピン(4)、3000 エキゾースト用VVT機構、4000 EDU、5000 クランク角センサ、5010 カムポジションセンサ、5020 水温センサ、5030 エアフローメータ、5040 回転数センサ。 100 ECU, 102 ROM, 104 SRAM, 106 battery, 110 learning unit, 120 travel control unit, 130 control unit, 141 first phase control unit, 142 second phase control unit, 143 third phase control unit, 200 MG (1 ), 300 Power split mechanism, 310 Sun gear (S), 320 Ring gear (R), 330 Carrier (C), 400 MG (2), 500 Transmission, 510 First sun gear (S1), 520 Second sun gear (S2) 531 first pinion, 532 second pinion, 540 ring gear (R), 550 carrier (C), 561 B1 brake, 562 B2 brake, 600 output shaft, 700 power storage device, 1000 engine, 1010 “A” bank, 1012 "B" bank, 1020 air cleaner, 1030 slot Toll valve, 1040 cylinder, 1050 injector, 1060 spark plug, 1070 three-way catalyst, 1090 crankshaft, 1100 intake valve, 1110 exhaust valve, 1120 intake camshaft, 1130 exhaust camshaft, 2000 intake VVT mechanism, 2010 sprocket, 2020 cam Plate, 2030 Link mechanism, 2031 Arm (1), 2032 Arm (2), 2034 Control pin, 2040 Guide plate, 2042 Guide groove, 2044 Recess, 2050 Reducer, 2052 External gear, 2054 Internal gear, 2056 Protrusion , 2060 electric motor, 2062 coupling, 2064 axis, 2066 eccentric shaft, 2070 pin (1), 2072 pin (2), 2074 pin (3), 2076 pin (4), 3000 VVT mechanism for exhaust, 4000 EDU, 5000 crank angle sensor, 5010 cam position sensor, 5020 water temperature sensor, 5030 air flow meter, 5040 rotation speed sensor.
Claims (8)
前記内燃機関を駆動せずに、前記駆動源の駆動力により車両が走行するように制御するための制御手段と、
前記内燃機関を駆動せずに、前記駆動源の駆動力により前記車両が走行している状態において、回転電機の駆動力により前記カムシャフトが回転するように制御するための手段と、
前記回転電機の駆動力により前記カムシャフトが回転している状態において、前記バルブの位相が前記第1の位相になるように制御するための手段と、
前記バルブの位相が前記第1の位相になるように制御されている状態において、前記バルブの位相を検出する検出器により検出される位相を学習するための手段とを備える、車両の制御装置。 By changing the phase of the camshaft with respect to the output shaft of the internal combustion engine, the phase of at least one of the intake valve and the exhaust valve is changed from the most retarded first phase to the most advanced second phase. An internal combustion engine that can be changed in a variable range up to and a vehicle control device provided with a drive source different from the internal combustion engine,
Control means for controlling the vehicle to travel by the driving force of the drive source without driving the internal combustion engine;
Means for controlling the camshaft to rotate by the driving force of the rotating electrical machine in a state where the vehicle is running by the driving force of the driving source without driving the internal combustion engine;
Means for controlling the phase of the valve to be the first phase when the camshaft is rotated by the driving force of the rotating electrical machine;
A vehicle control apparatus comprising: means for learning a phase detected by a detector that detects the phase of the valve in a state where the phase of the valve is controlled to be the first phase .
前記内燃機関を駆動せずに、前記駆動源の駆動力により車両が走行するように制御するステップと、
前記内燃機関を駆動せずに、前記駆動源の駆動力により前記車両が走行している状態において、回転電機の駆動力により前記カムシャフトが回転するように制御するステップと、
前記回転電機の駆動力により前記カムシャフトが回転している状態において、前記バルブの位相が前記第1の位相になるように制御するステップと、
前記バルブの位相が前記第1の位相になるように制御されている状態において、前記バルブの位相を検出する検出器により検出される位相を学習するステップとを備える、車両の制御方法。 By changing the phase of the camshaft with respect to the output shaft of the internal combustion engine, the phase of at least one of the intake valve and the exhaust valve is changed from the most retarded first phase to the most advanced second phase. An internal combustion engine that can be changed within a variable range and a vehicle control method provided with a drive source different from the internal combustion engine,
Controlling the vehicle to run by the driving force of the driving source without driving the internal combustion engine;
Controlling the camshaft to rotate by the driving force of the rotating electrical machine in a state where the vehicle is running by the driving force of the driving source without driving the internal combustion engine;
Controlling the phase of the valve to be the first phase in a state where the camshaft is rotated by the driving force of the rotating electrical machine;
Learning a phase detected by a detector that detects the phase of the valve in a state where the phase of the valve is controlled to be the first phase .
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