JP2008038875A - ハイブリッド車両のハイブリッドシステム - Google Patents

Abstract

【課題】モータの出力による発進中，エンジンの作動前に，その圧縮比の，運転条件に対応したものへの変更を完了させるようにして，圧縮比の変更遅れがなく，良好なドライバビリティを得ることができる，ハイブリッド車両のハイブリッドシステムを提供する。
【解決手段】エンジンＥと，バッテリＢＴの電力により作動するモータＭＧとを組み合わせてなる動力源を備え，前記エンジンＥには，その圧縮比を高低変更し得る可変圧縮比装置が設けられるハイブリッド車両において，発進時には，モータＭＧの出力により，駆動車輪Ｗを駆動すると共にエンジンＥをモータリングさせ，このモータリング中に，エンジンＥの圧縮比を車両の運転条件に対応したものに変更し，その後，エンジンＥの点火装置を作動する。
【選択図】 図１２

Description

本発明は，エンジンと，バッテリの電力により作動するモータとを組み合わせてなる動力源を備え，前記エンジンには，その圧縮比を高低変更し得る可変圧縮比装置が設けられるハイブリッド車両に関し，特にそのハイブリッドシステムの改良に関する。

エンジンと，バッテリの電力により作動するモータとを組み合わせてなる動力源を備え，前記エンジンには，その圧縮比を高低変更し得る可変圧縮比装置が設けられるハイブリッド車両は，特許文献１に開示されるように，既に知られている。またエンジンの可変圧縮比装置は，特許文献２〜５に開示されるように，種々なものが既に知られている。
特開２００４−４４４３３号公報 特開２００５−５４６１９号公報 特開昭６４−１５４３８号公報 特開平９−２２８８５８号公報 特開昭６０−１４２０２０号公報

ハイブリッド車両の発進時には，通常，駆動車輪の駆動力を増大させるべく，エンジン及びモータの出力を合算させて駆動車輪に伝達するが，この場合，エンジンの圧縮比を，そのときの運転条件に即座に対応させたものすることが良好なドライバビリティを得る上で望まれる。

しかしながら，一般の可変圧縮比装置の多くは，圧縮比の変更に，エンジンの作動状態におけるピストンの慣性を利用するので，圧縮比の変更の指令があっても，エンジンが作動しない限り，圧縮比の変更は行われない。

ところが，従来のハイブリッド車両の発進時には，エンジンを始動すると共にモータを作動するので，エンジンの圧縮比は，その始動後に変更されることになり，圧縮比の変更遅れは否めない。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，モータの出力による発進中，エンジンの作動前に，その圧縮比の，運転条件に対応したものへの変更を完了させるようにして，圧縮比の変更遅れがなく，良好なドライバビリティを得ることができる，ハイブリッド車両のハイブリッドシステムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明のハイブリッド車両のハイブリッドシステムは，エンジンと，バッテリの電力により作動するモータとを組み合わせてなる動力源を備え，前記エンジンには，その圧縮比を高低変更し得る可変圧縮比装置が設けられるハイブリッド車両において，発進時には，モータの出力により，駆動車輪を駆動すると共にエンジンをモータリングさせ，このモータリング中に，エンジンの圧縮比を車両の運転条件に対応したものに変更し，その後，エンジンの点火装置を作動することを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記車両の運転条件が，エンジンのスロットル弁開度及び車速を含むことを第２の特徴とする。

さらに本発明は，第１の特徴に加えて，前記モータをモータ・ゼネレータで構成し，バッテリの蓄電残量が下限値以下であるときは，モータ・ゼネレータをゼネレータとして機能させ，エンジンの圧縮比を低圧縮比側に強制しながらエンジンを始動して，エンジンの出力を駆動車輪及びモータ・ゼネレータに伝達することを第３の特徴とする。

さらにまた本発明は，第１の特徴に加えて，エンジンの出力により駆動される発電機を備え，バッテリの蓄電残量が下限値以下であるときは，エンジン及び発電機間を連結し，エンジンの圧縮比を低圧縮比側に強制しながらエンジンを始動して，エンジンの出力を駆動車輪及び発電機に伝達することを第４の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，発進の際には，先ずモータの出力による発進と同時にエンジンをモータリングさせ，このモータリング中に，エンジンの圧縮比を車両の運転条件に対応したものに変更し，その後，エンジンの点火装置を作動するので，モータの出力による発進中，エンジンの作動前に，その圧縮比の，運転条件に対応したものへの変更を完了させることになり，したがって圧縮比の変更遅れがなく，良好なドライバビリティを得ることができる。また圧縮比の不必要な変更を回避して，その変更回数を低減するので，可変圧縮比装置の耐久性の向上に寄与することができる。

本発明の第２の特徴によれば，エンジンの圧縮比の変更を，運転条件に的確に対応させることができ，ドライバビリティの向上を図ることができる。

本発明の第３の特徴によれば，バッテリの蓄電残量が下限値以下となった場合には，モータ・ゼネレータをゼネレータとして機能させ，エンジンの圧縮比を低圧縮比側に強制しながらエンジンを始動して，エンジンの出力を駆動車輪及びモータ・ゼネレータに伝達するので，エンジンの始動時から，バッテリへの充電を行うことができると共に，それに伴うエンジン負荷の増大によるも，ノッキングを回避しつゝ，高負荷発進をスムーズに行うことができる。

本発明の第４の特徴によれば，第３の特徴による場合と同様に，バッテリの蓄電残量が下限値以下となった場合には，エンジンの始動時から，バッテリへの充電を行うことができると共に，それに伴うエンジン負荷の増大によるも，ノッキングを回避しつゝ，高負荷発進をスムーズに行うことができる。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の一実施例に基づいて以下に説明する。

図１は圧縮比可変装置を備える，ハイブリッド車両用エンジンの要部縦断正面図，図２は図１の２−２線拡大断面図で低圧縮比状態を示す。図３は高圧縮比状態を示す，図２との対応図，図４は図２の４−４断面図，図５は図３の５−５線拡大断面図，図６は図２の６−６線断面図，図７は図３の７−７線断面図，図８は高圧縮比状態から低圧縮比状態への切り換え作用説明図，図９は低圧縮比状態から高圧縮比状態への切り換え作用図，図１０は本発明の第１実施例に係るハイブリッド車両のハイブリッドシステム図，図１１は同ハイブリッドシステム中の電子制御ユニットに設けられる圧縮比切換領域マップ，図１２は同ハイブリッドシステムの発進プログラムを示すフローチャート，図１３は発進時系列チャート，図１４は本発明の第２実施例に係るハイブリッド車両のハイブリッドシステム図，図１５は同ハイブリッドシステムの発進プログラムを示すフローチャートである。

先ず，図１〜図１３に示す本発明の第１実施例の説明より始める。

この第１実施例は，車両のパラレル式ハイブリッドシステムに適用される。このシステムは，図１０に示すように，エンジンＥ及びモータ・ゼネレータＭＧがクラッチＣＬを介して相互に連結されると共に，それらの共通出力軸は，変速機ＴＭ及び差動装置ＤＦを介して駆動車輪Ｗ，Ｗに連結される。またモータ・ゼネレータＭＧには，バッテリＢＴがインバータＩＶを介して接続される。さらにクラッチＣＬ，モータ・ゼネレータＭＧ及び変速機ＴＭには，これらの作動を制御する電子制御ユニット５０が接続される。

而して，このパラレル式ハイブリッドシステムでは，エンジンＥの動力を主動力に使用して，駆動車輪Ｗ，Ｗを駆動しながら，モータ・ゼネレータＭＧをゼネレータとして駆動してバッテリに充電させ，特に大なる駆動力を必要とする発進や加速時には，モータ・ゼネレータＭＧをモータとして作動して，その出力をエンジンＥの動力に加算させる。

次に，上記エンジンＥが具備する圧縮比可変装置について，図１〜図９により説明する。

図１〜図３において，内燃機関Ｅは，クランクケース３にベアリング８，８′を介して支承されるクランク軸９を有しており，このクランク軸９には，シリンダブロック２のシリンダボア２ａ内を昇降するピストン５にコンロッド７を介してピストン５が連接される。このピストン５は，ピストンピン６を介してコンロッド７の小端部７ａに連結されるピストンインナ５ａと，このピストンインナ５ａの外周面に摺動可能に嵌合していて，ピストンインナ５ａ上で所定の低圧縮比位置Ｌ（図２参照）と高圧縮比位置Ｈ（図３参照）との間を移動し得るピストンアウタ５ｂとからなっており，そのピストンアウタ５ｂが，その外周に装着された複数のピストンリング１０ａ〜１０ｃを介してシリンダボア２ａの内周面に摺動自在に嵌合すると共に，ヘッド部５ｂｈをシリンダヘッド４の燃焼室４ａに臨ませている。

ピストンインナ及びアウタ５ａ，５ｂの摺動嵌合面には，ピストン５の軸方向に延びて互いに係合する複数のスプライン歯１１ａ及びスプライン溝１１ｂがそれぞれ形成され，ピストンインナ及びアウタ５ａ，５ｂは，それらの軸線周りに相対回転できないようになっている。またピストンインナ５ａ及びピストンアウタ５ｂの軸方向相対移動を規制する止環１８が，ピストンインナ５ａを挟んでヘッド部５ｂｈと反対でピストンアウタ５ｂの内周面に係止される。

ピストンインナ５ａとヘッド部５ｂｈとの間には，それらの間の第１軸方向間隔Ｓ₁ を制御する第１カム機構１５₁ が介裝され，またピストンインナ５ａ及び止環１８間には，それらの間の第２軸方向間隔Ｓ₂ を制御する第２カム機構１５₂ が介裝される。これら第１及び第２カム機構１５₁ ，１５₂ により前記第１及び第２軸方向間隔Ｓ₁ ，Ｓ₂ を互いに反対に増減させることによって，ピストンアウタ５ｂは，ピストンインナ５ａに対してピストンピン寄りの低圧縮比位置Ｌと，燃焼室４ａ寄りの高圧縮比位置Ｈとに交互に保持される。

図２，図３及び図６に示すように，第１カム機構１５₁ は，ピストンアウタ５ｂのヘッド部５ｂｈ内壁に形成される上部の第１固定カム１６₁ と，ピストンインナ５ａの上面に一体に突設された枢軸部１２に回動可能に嵌合しつゝピストンインナ５ａの上面に支承される下部の第１回転カム板１７₁ とからなっている。

第１回転カム板１７₁ は，その軸線周りに設定される第１及び第２回転位置Ａ，Ｂ間を回転し得るもので，その往復回転により第１固定カム１６₁ と協働して，前記第１軸方向間隔Ｓ₁ を増減させ得る。具体的には，第１固定カム１６₁ は，周方向に並ぶ複数のカム山１６₁ ，１６₁ …で構成され，第１回転カム板１７₁ には，同じく周方向に並ぶ複数のカム山１７₁ ，１７₁ …が一体に形成される。

而して，第１回転カム板１７₁ が第１回転位置Ａにあるときは，この第１回転カム板１７₁ の隣接するカム山１７₁ ，１７₁ 間の谷に上部の第１固定カム１６₁ のカム山１６₁ が出入り可能であり（図８の（ａ），（ｂ）参照），その結果，ピストンアウタ５ｂの低圧縮比位置Ｌ又は高圧縮比位置Ｈへの移行が許容される。そして上下のカム山１６₁ ａ，１７₁ ａが噛み合えば，第１カム機構１５₁ は軸方向収縮状態となって前記第１軸方向間隔Ｓ₁ を減少させることになる。

また第１回転カム板１７₁ が第２回転位置Ｂにあるときは，第１回転カム板１７₁ 及び第１固定カム１６₁ のカム山１６₁ ａ，１７₁ ａ同士が平坦な頂面を衝合させる（図８の（ａ）参照）ことで，第１カム機構１５₁ は軸方向拡張状態となって，前記第１軸方向間隔Ｓ₁ を増加させ，ピストンアウタ５ｂを高圧縮比位置Ｈに保持することになる。

ピストンインナ５ａ及び第１回転カム板１７₁ 間には，第１回転カム板１７₁ を第１回転位置Ａ及び第２回転位置Ｂへ交互に回転させる第１アクチュエータ２０₁ が設けられる。

第１アクチュエータ２０₁ は図２及び図４に示すような構成を有する。即ち，ピストンインナ５ａには，ピストンピン６を挟んでそれと平行に延びる一対の有底のシリンダ孔２１₁ ，２１₁ と，各シリンダ孔２１₁ の中間部の上壁を貫通する長孔２９₁ ，２９₁ とが設けられ，第１回転カム板１７₁ の下面に一体的に突設されて，その直径線上に並ぶ一対の受圧ピン２８₁ ，２８₁ が上記長孔２９₁ ，２９₁ を通してシリンダ孔２１₁ ，２１₁ に臨ませてある。長孔２９₁ ，２９₁ は，受圧ピン２８₁ ，２８₁ が第１回転カム板１７₁ と共に第１回転位置Ａ及び第２回転位置Ｂ間を移動することを妨げないようになっている。

各シリンダ孔２１₁ には，対応する受圧ピン２８₁ を挟んで作動プランジャ２３₁ 及び有底円筒状の戻しプランジャ２４₁ が摺動可能に嵌装される。その際，作動プランジャ２３₁ ，２３₁ 同士及び戻しプランジャ２４₁ ，２４₁ 同士は，それぞれピストン５の軸線に関して点対称に配置される。

各シリンダ孔２１₁ 内には，作動プランジャ２３₁ の内端が臨む第１油圧室２５₁ が画成され，該室２５₁ に油圧を供給すると，その油圧を受けて作動プランジャ２３₁ が受圧ピン２８₁ を介して第１回転カム板１７₁ を第２回転位置Ｂへ回転するようになっている。

また各シリンダ孔２１₁ の開放側端部には，円筒状のばね保持筒３５₁ が止環３６₁ を介して係止され，このばね保持筒３５₁ と前記戻しプランジャ２４₁ との間に，その戻しプランジャ２４₁ を受圧ピン２８₁ 側に付勢する戻しばね２７₁ が縮設される。

而して，第１回転カム板１７₁ の第１回転位置Ａは，各シリンダ孔２１₁ の底面に当接する作動プランジャ２３₁ の先端に受圧ピン２８₁ が当接することにより規定され，第１回転カム板１７₁ の第２回転位置Ｂは，受圧ピン２８₁ に押された戻しプランジャ２４₁ がばね保持筒３５₁ の先端に当接することにより規定される。

また図２，図３及び図６に示すように，第２カム機構１５₂ は，ピストンインナ５ａの下端壁に形成される上部の第２固定カム１６₂ と，前記止環１８上でピストンアウタ５ｂの内周面に回転可能に嵌合する下部の第２回転カム板１７₂ とからなっている，ピストンアウタ５ｂの内周には，第２回転カム板１７₂ の上面に当接する環状の肩部１９が形成されており，この肩部１９と前記止環１８とで第２回転カム板１７₂ は回転可能に挟持され，ピストンアウタ５ｂに対して軸方向の移動が阻止される。

第２回転カム板１７₂ は，その軸線周りに設定される第３回転位置Ｃ及び第４回転位置Ｄ間を回転し得るもので，その往復回転により第２固定カム１６₂ と協働して，前記第２軸方向間隔Ｓ₂ を増減させるようになっている。具体的には，第２固定カム１６₂ は，周方向に並ぶ複数のカム山１６₂ ａ，１６₂ ａ…で構成され，第２回転カム板１７₂ には，同じく周方向に並ぶ複数のカム山１７₂ ａ，１７₂ ａ…が一体に形成される。

第２回転カム板１７₂ の第３及び第４回転位置Ｃ，Ｄ間の回転角度は，前記第１回転カム板１７₁ の第１及び第２回転位置Ａ，Ｂ間の回転角度と同一に設定される。また第２固定カム１６₂ 及び第２回転カム板１７₂ のカム山１６₂ ａ，１７₂ ａの少なくとも有効高さは，前記第１固定カム１６₁ 及び第１回転カム板１７₁ のカム山１６₁ ａ，１７₂ ａのそれと同一に設定される。

而して，第２回転カム板１７₂ が第３回転位置Ｃにあるときは，第２回転カム板１７₂ 及び第２固定カム１６₂ のカム山１６₂ ａ，１７₂ ａ同士が平坦な頂面を衝合させる（図８の（ｄ）参照）ことで，第２カム機構１５₂ は軸方向拡張状態となって，前記第２軸方向間隔Ｓ₂ を増加させ，ピストンアウタ５ｂを低圧縮比位置Ｌに保持する。

また第２回転カム板１７₂ が第４回転位置Ｄにあるときは，この第２回転カム板１７₂ の隣接するカム山１７₂ ａ，１７₂ ａ間の谷に第２固定カム１６₂ のカム山１６₂ ａが出入り可能であり（図８の（ａ），（ｃ）参照），その結果，ピストンアウタ５ｂの低圧縮比位置Ｌ又は高圧縮比位置Ｈへの移行が許容される。そして上下のカム山１６₂ ａ，１７₂ ａが噛み合えば，第２カム機構１５₂ は軸方向収縮状態となって前記第２軸方向間隔Ｓ₂ の減少をすることになる。

ピストンインナ５ａ及び第２回転カム板１７₂ 間には，第２回転カム板１７₂ を第３回転位置Ｃ及び第４回転位置Ｄへ交互に回転させる第２アクチュエータ２０₂ が設けられる。

第２アクチュエータ２０₂ は図２及び図６に示すような構成を有する。即ち，ピストンインナ５ａには，ピストンピン６を挟んでそれと平行に延びる一対の有底のシリンダ孔２１₂ ，２１₂ と，各シリンダ孔２１₂ の中間部の上壁を貫通する長孔２９₂ ，２９₂ とが設けられ，第２回転カム板１７₂ の下面に一体的に突設されて，その直径線上に並ぶ一対の受圧ピン２８₂ ，２８₂ が上記長孔２９₂ ，２９₂ を通してシリンダ孔２１₂ ，２１₂ に臨ませてある。各長孔２９₂ は，受圧ピン２８₂ が第２回転カム板１７₂ と共に第３回転位置Ｃ及び第４回転位置Ｄ間を移動することを妨げないようになっている。

各シリンダ孔２１₂ には，対応する受圧ピン２８₂ を挟んで作動プランジャ２３₂ 及び有底円筒状の戻しプランジャ２４₂ が摺動可能に嵌装される。その際，作動プランジャ２３₂ ，２３₂ 同士及び戻しプランジャ２４₂ ，２４₂ 同士は，それぞれピストン５の軸線に関して点対称に配置される。

各シリンダ孔２１₂ 内には，作動プランジャ２３₂ の内端が臨む第２油圧室２５₂ が画成され，該室２５₂ に油圧を供給すると，その油圧を受けて作動プランジャ２３₂ が受圧ピン２８₂ を介して第２回転カム板１７₂ を第４回転位置Ｄへ回動するようになっている。

また各シリンダ孔２１₂ の開放側端部には，円筒状のばね保持筒３５₂ が止環３６₂ を介して係止され，このばね保持筒３５₂ と前記戻しプランジャ２４₂ との間に，その戻しプランジャ２４₂ を受圧ピン２８₂ 側に付勢する戻しばね２７₂ が縮設される。こうして第２アクチュエータ２０₂ は，前記第１アクチュエータ２０₁ と対称的に構成される。

而して，第２回転カム板１７₂ の第３回転位置Ｃは，各シリンダ孔２１₂ ，２１₂ の底面に当接する作動プランジャ２３₂ ，２３₂ の先端に受圧ピン２８₂ ，２８₂ が当接することにより規定され，第２回転カム板１７₂ の第４回転位置Ｄは，受圧ピン２８₂ に押された戻しプランジャ２４₂ がばね保持筒３５₂ の先端に当接することにより規定される。

以上において，第１回転カム板１７₁ 及び第１アクチュエータ２０₁ ，並びに第２回転カム板１７₂ 及び第１アクチュエータ２０₂ は，ピストンインナ５ａ及びピストンアウタ５ｂの慣性力の差や，ピストンアウタ５ｂがシリンダボア２ａの内面から受ける摩擦抵抗，ピストンアウタ５ｂが燃焼室４ａ側から受ける負圧，正圧等，ピストンインナ５ａ及びアウタ５ｂを互いに軸方向に離間させたり近接させようと作用する外力により，ピストンアウタ５ｂが低圧縮比位置Ｌ及び高圧縮比位置Ｈ間を移動することを許容する。

再び図１及び図２において，前記ピストンピン６と，その中空部に圧入されたスリーブ４０との間に筒状の油室４１が画成され，この油室４１を第１及び第２アクチュエータ２０₁ ，２０₂ の両油圧室２５₁ ，２５₂ に接続する第１及び第２分配油路４２₁ ，４２₂ がピストンピン６及びピストンインナ５ａに渡り設けられる。また油室４１は，ピストンピン６，コンロッド７及びクランク軸９に渡り設けられる油路４４に接続され，この油路４４は，電磁切換弁４５を介して油圧源たるオイルポンプ４６と，油溜め４７とに切換可能に接続される。オイルポンプ４６は，クランク軸９より機械的に駆動される。
［高圧縮比位置から低圧縮比位置への切り換え］
いま，図８の（ａ）に示すように，ピストンアウタ５ｂが高圧縮比位置Ｈに保持されているとする。したがって，第１カム機構１５₁ では，上下のカム山１６₁ ａ，１７₁ ａが互いに頂面を対向させた軸方向拡張状態にあると共に，第２カム機構１５₂ では上下のカム山１６₂ ａ，１７₂ ａを互いに噛み合わせた軸方向収縮状態にある。

この状態において，電磁切換弁４５を図１に示すように非通電状態，即ちオフ状態にして，油路４４を油溜め４７に開放すれば，第１及び第２アクチュエータ２０₁ ，２０₂ の油圧室２５₁ ，２５₂ は，何れも油室４１及び油路４４を通して油溜め４７に開放されるので，第１アクチュエータ２０₁ では，戻しプランジャ２４₁ が戻しばね２７₁ の付勢力で受圧ピン２８₁ を押圧して，第１回転カム板１７₁ を第１回転位置Ａへ回転しようとし，第２アクチュエータ２０₁ では，戻しプランジャ２４₂ が戻しばね２７₂ の付勢力で受圧ピン２８₂ を押圧して，第２回転カム板１７₂ を第３回転位置Ｃへ回転しようとする。

そこで，ピストン５が吸気行程に移ると，ピストンインナ５ａには，ピストンアウタ５ｂに先行して下向きの慣性力が作用するため，第１カム機構１５₁ は，ピストンインナ５ａ及びピストンアウタ５ｂ間のスラスト荷重から解放される。したがって，先ず第１回転カム板１７₁ が第１アクチュエータ２０₁ の戻しばね２７₁ の付勢力により受圧ピン２８₁ を介して第１回転位置Ａへ素早く回転する。その結果，図８の（ｂ）に示すように，第１カム機構１５₁ の上下のカム山１６₁ ａ，１７₁ ａは互いに半ピッチずらした噛み合い可能の配置となる。

次にピストン５が圧縮行程の後半に来ると，ピストンインナ５ａには，ピストンアウタ５ｂに先行して上向きの慣性力が作用するため，ピストンアウタ５ｂは，図８の（ｃ）のように，第１カム機構１５₁ の上下のカム山１６₁ ａ，１７₁ ａを互いに噛み合せながら，即ち第１カム機構１５₁ を軸方向に収縮させながら，ピストンインナ５ａに対して相対的に下降し，低圧縮比位置Ｌを占めることになる。

このようにピストンアウタ５ｂがピストンインナ５ａに対して相対的に下降すると，第２カム機構１５₂ では，第２固定カム１６₂ に対して第２回転カム板１７₂ が下降することになり，それに伴ない上下のカム山１６₂ ａ，１７₂ ａが噛み合い状態から解放されるので，第２回転カム板１７₂ は第２アクチュエータ２０₂ の戻しばね２７₂ の付勢力により受圧ピン２８₂ を介して第３回転位置Ｃへ素早く回転する。その結果，図８の（ｄ）に示すように，第２カム機構１５₂ の上下のカム山１６₂ ａ，１７₂ ａは互いに平坦な頂面を当接対向させる。このような第２カム機構１５₂ の軸方向拡張作用により，第２軸方向間隔Ｓ₂ は増加して，ピストンアウタ５ｂの低圧縮比位置Ｌを保持することになり，内燃機関Ｅは低圧縮比状態となる。
［低圧縮比位置から高圧縮比位置への切り換え］
次に，内燃機関Ｅの高速運転時，電磁切換弁４５を通電状態，即ちオン状態にして，油路４４をオイルポンプ４６に接続すると，オイルポンプ４６の吐出油圧が油路４４及び油室４１を通して全油圧室２５₁ ，２５₂ に供給されるので，第１アクチュエータ２０₁ では，作動プランジャ２３₁ が第１油圧室２５₁ の油圧を受けて受圧ピン２８₁ を介して第１回転カム板１７₁ を第２回転Ｂに向かって回転しようとし，第２アクチュエータ２０₂ では，作動プランジャ２３₂ が第２油圧室２５₂ の油圧を受けて受圧ピン２８₂ を介して第２回転カム板１７₂ を第４回転位置Ｄに向かって回転しようとする。

そこで，ピストン５が排気行程に移ると，ピストンインナ５ａがピストンアウタ５ｂに先行して上向きの慣性力を受けるため，ピストンインナ５ａ及び止環１８間に介装された第２カム機構１５₂ がスラスト荷重から解放される。したがって，先ず第２回転カム板１７₂ が第２アクチュエータ２０₂ の作動プランジャ２３₂ の油圧による押圧力により受圧ピン２８₂ を介して第４回転位置Ｄへ素早く回転する。その結果，図９の（ｂ）に示すように，第２カム機構１５₂ の上下のカム山１６₂ ａ，１７₂ ａは互いに半ピッチずらした噛み合い可能の配置となる。

次にピストン５が吸気行程の後半に来ると，ピストンインナ５ａには，ピストンアウタ５ｂに先行して下向きの慣性力が作用するため，ピストンアウタ５ｂは，図９の（ｃ）のように，第２カム機構１５₂ の上下のカム山１６₂ ａ，１７₂ ａを互いに噛み合せながら，即ち第２カム機構１５₁ を軸方向に収縮させながら，ピストンインナ５ａに対して相対的に上昇し，高圧縮比位置Ｈを占めることになる。

このようにピストンアウタ５ｂがピストンインナ５ａに対して相対的に上昇すると，第１カム機構１５₁ では，第１回転カム板１７₁ に対して第２固定カム１６₁ が上昇することになり，それに伴ない上下のカム山１６₁ ａ，１７₁ ａが噛み合い状態から解放されるので，第１回転カム板１７₁ は第１アクチュエータ２０₁ の作動プランジャ２３₁ の油圧による押圧力により受圧ピン２８₂ を介して第２回転位置Ｂへ素早く回転する（図５参照）。その結果，図９の（ｄ）に示すように，第１カム機構１５₁ の上下のカム山１６₁ ａ，１７₂ ａは互いに平坦な頂面を当接対向させる。このような第１カム機構１５₁ の軸方向拡張作用により，第１軸方向間隔Ｓ₁ は増加して，ピストンアウタ５ｂの高圧縮比位置Ｈを保持することになる。かくして，内燃機関Ｅは高圧縮比状態となる。上記圧縮比可変装置の構成は，特許文献２に開示されたものを踏襲している。

前記電磁切換弁４５には，図１に示すように，その作動を制御するためにも前記電子制御ユニット５０が接続される。この電子制御ユニット５０には，エンジン回転数を検出する回転数センサ５１ｎ，エンジンＥのスロットル弁開度を検出するスロットルセンサ５１θ，クラッチＣＬのオン状態を検出するクラッチセンサ５１ｃ，電磁切換弁４５のオン状態（高圧縮比状態）を検出する高圧縮比センサ５１ｈ，バッテリＢＴの蓄電残量が所定の下限値以下であることを検出するバッテリセンサ５１ｂ，車速を検出する車速センサ５１ｖの各出力信号が入力される。また電子制御ユニット５０には圧縮比切換領域マップＭ１（図１１）が設けられる。

次に，電子制御ユニット５０の発進プログラムの実行手順を図１２のフローチャートと，図１３のハイブリッドシステムの発進時系列チャートにより説明する。

先ず，図１２のステップＳ１でシステムを起動させ，ステップＳ２で変速機ＴＭをＤレンジにセットして，システムをスタンバイ状態にする（図１３のＴ₀ 〜Ｔ₁ 参照）。ステップＳ３では，システムがスタンバイ状態にあるか否かを判別し，ＹＥＳであれば，ステップＳ４に進んでエンジンＥが点火状態にあるか否かを判別し，ＮＯであれば，ステップＳ５に進んでクラッチＣＬがオン状態にあるか否かを判別し，ＹＥＳであればステップＳ６に進み，ＮＯであれば，ステップＳ６でクラッチＣＬをオン状態にしてステップＳ５に戻る。

ステップＳ５の判別結果がＹＥＳであれば，ステップＳ７に進んでバッテリＢＴの充電残量が下限値以上か否かを判別し，ＹＥＳであれば，ステップＳ８でスロットルセンサ５１θの出力信号に基づきスロットル開度を検出し，次いでステップＳ９でモータ・ゼネレータＭＧをモータとして作動して車両を発進させた後，ステップＳ１０でエンジンＥのモータリングを行う（図１３のＴ₁ 〜Ｔ₃ 参照）。

次にステップＳ１１で，高圧縮比センサ５１ｈの出力信号に基づき現在の圧縮比状態を検出し，ステップＳ１２で，エンジン回転数センサ５１ｎ及びスロットルセンサ５１θの出力信号からドライバの要求駆動力を算出し，そしてステップＳ１３で，上記要求駆動力と圧縮比切換領域マップＭ１とよりエンジンＥの目標圧縮比を決定して，ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では，現在の圧縮比が目標圧縮比と一致しているか否かを判別し，ＹＥＳであれば，ステップＳ１５でエンジンＥの点火装置を作動状態にすることにより，エンジンＥを通常通り作動させる。

前記ステップＳ１４での判別結果がＮＯであれば，ステップＳ１６に進んで，目標圧縮比が現在の圧縮比より小さいか否かを判別し，ＹＥＳであれば，ステップＳ１７で電磁切換弁４５をオフ状態にしてエンジンＥを高圧縮比状態にし，ＮＯであれば，ステップＳ１８で電磁切換弁４５をオン状態にしてエンジンＥを低圧縮比状態にする（図１３のＴ₂ 参照）。

このように，モータ・ゼネレータＭＧにより発進を行う際には，発進と同時にエンジンＥをモータリングさせ，車速とスロットル弁開度が示すドライバの要求駆動力からエンジンＥの適正な圧縮比を決定し，その適正圧縮比をモータリング中のエンジンＥに付与することにより，エンジンＥを，適正圧縮比での運転可能状態にするので，その後，点火装置の作動によれば，エンジンＥは，即座に適正圧縮比をもって作動することになり，圧縮比可変装置の作動遅れを無くすることができる。かくして，良好なドライバビリティをもって，モータ及びエンジンの合算出力による走行を行うことができる（図１３のＴ₃ 以降参照）。また圧縮比の不必要な変更を回避して，その変更回数を低減するので，可変圧縮比装置の耐久性の向上に寄与することができる。

前記ステップＳ７での判別結果がＮＯであれば，ステップＳ１９に進んでモータ・ゼネレータＭＧをゼネレータ機能に切り換えバッテリＢＴへの充電を準備し，次にステップＳ２０で電磁切換弁４５を強制的にオフ状態にしてエンジンＥを低圧縮比状態に強制し，そしてステップＳ２１でエンジンＥを始動した後，ステップＳ１４へと進む。

このように，バッテリＢＴの蓄電残量が所定の下限値以下となった場合には，バッテリＢＴへの充電を準備すると共に電磁切換弁４５をオフ状態にしてモータリング中のエンジンＥに低圧縮比を強制的に付与した後，エンジンＥを始動するので，エンジンＥの始動時から，バッテリＢＴへの充電を行うことができると共に，それに伴うエンジン負荷の増大によるも，ノッキングを回避しつゝ，高負荷発進をスムーズに行うことができる。この場合は，エンジンＥのモータリングを行わないことは，バッテリＢＴへの充電を優先するためであり，したがって，電磁切換弁４５のオフによる低圧縮比への変更は，エンジンＥの作動中に行われることなり，その変更に遅れが生じることは止むを得ない。

次に，図１４及び図１５に示す本発明の第２実施例について説明する。

この第２実施例は，車両がパラレル・シリーズ式ハイブリッドシステムを採用した点で前実施例と相違するのみであり，エンジンＥが具備する圧縮比可変装置は前実施例と変わらない。したがって，パラレル・シリーズ式ハイブリッドシステムについてのみ説明する。

エンジンＥは変速機ＴＭを介して動力分配装置ＤＶに連結される。この動力分配装置ＤＶは，エンジンＥの動力を２分配して第１及び第２出力軸ｄ１，ｄ２に出力するもので，その第１出力軸ｄ１とモータＭの出力軸とは相互に直結されると共に，差動装置ＤＦを介して駆動車輪Ｗ，Ｗに連結される。動力分配装置ＤＶの第２出力軸ｄ２は発電機Ｇに連結され，この発電機Ｇは，インバータＩＶを介してバッテリＢＴに接続される。またこのバッテリＢＴは，上記インバータＩＶを介して前記モータＭに接続される。動力分配装置ＤＶにおける第１及び第２出力軸ｄ１，ｄ２への動力分配率は，電子制御ユニット５０により車両の運転条件に応じて制御される。このシステムにおけるエンジンＥも，前記実施例と同様に，図１〜図９に示す可変圧縮比装置を具備するものである。

この第２実施例における電子制御ユニット５０の発進プログラムの実行手順を図１５のフローチャートに示す。

このフローチャートにおいて，前実施例のフローチャート（図１２）と相違するところを説明すると，ステップＳ５で動力分配装置ＤＶによる第１出力軸ｄ１への動力分配率が１００％であるか否かを判別し，ＮであればステップＳ６で，その第１出力軸ｄ１への動力分配率を１００％にする。即ち，エンジンＥ及びモータＭを相互に直結状態にする。

したがって，その後は前実施例の場合と同様の経過を経て，モータＭの出力による発進及びエンジンＥのモータリングを行い，そのモータリング中にエンジンＥの圧縮比を適正に制御することができる。

またステップＳ１９では，発電機Ｇの作動を可能にして，バッテリＢＴへの充電準備を行う。その後は前実施例の場合と同様に推移する。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，第１，第２アクチュエータ２０₁ ，２０₂ がオイルポンプ４６から油圧を供給されたとき，ピストンインナ５ａを高圧縮比位置から低圧縮比位置へと駆動するように圧縮比可変装置を構成することもできる。また上記実施例の可変圧縮比装置に代えて，特許文献３〜５に記載の可変圧縮比装置を採用することもできる。

圧縮比可変装置を備える，ハイブリッド車両用エンジンの要部縦断正面図。 図１の２−２線拡大断面図で低圧縮比状態を示す。 高圧縮比状態を示す，図２との対応図。 図２の４−４断面図。 図３の５−５線拡大断面図。 図２の６−６線断面図。 図３の７−７線断面図。 高圧縮比状態から低圧縮比状態への切り換え作用説明図。 低圧縮比状態から高圧縮比状態への切り換え作用図。 本発明の第１実施例に係るハイブリッド車両のハイブリッドシステム図。 同ハイブリッドシステム中の電子制御ユニットに設けられる圧縮比切換領域マップ。 同ハイブリッドシステムの発進プログラムを示すフローチャート。 発進時系列チャート。 本発明の第２実施例に係るハイブリッド車両のハイブリッドシステム図。 同ハイブリッドシステムの発進プログラムを示すフローチャート。

符号の説明

ＢＴ・・・バッテリ
Ｅ・・・・エンジン
Ｇ・・・・発電機
ＭＧ・・・モータ・ゼネレータ
Ｍ・・・・モータ
Ｗ・・・・駆動車輪

Claims (4)

1. エンジン（Ｅ）と，バッテリ（ＢＴ）の電力により作動するモータ（ＭＧ，Ｍ）とを組み合わせてなる動力源を備え，前記エンジン（Ｅ）には，その圧縮比を高低変更し得る可変圧縮比装置が設けられるハイブリッド車両において，
   発進時には，モータ（ＭＧ，Ｍ）の出力により，駆動車輪（Ｗ）を駆動すると共にエンジン（Ｅ）をモータリングさせ，このモータリング中に，エンジン（Ｅ）の圧縮比を車両の運転条件に対応したものに変更し，その後，エンジン（Ｅ）の点火装置を作動することを特徴とする，ハイブリッド車両のハイブリッドシステム。
2. 請求項１記載のハイブリッド車両のハイブリッドシステムにおいて，
   前記車両の運転条件が，エンジン（Ｅ）のスロットル弁開度及び車速を含むことを特徴とする，ハイブリッド車両のハイブリッドシステム。
3. 請求項１記載のハイブリッド車両のハイブリッドシステムにおいて，
   前記モータをモータ・ゼネレータ（ＭＧ）で構成し，バッテリ（ＢＴ）の蓄電残量が下限値以下であるときは，モータ・ゼネレータ（ＭＧ）をゼネレータとして機能させ，エンジン（Ｅ）の圧縮比を低圧縮比側に強制しながらエンジン（Ｅ）を始動して，エンジン（Ｅ）の出力を駆動車輪（Ｗ）及びモータ・ゼネレータ（ＭＧ）に伝達することを特徴とする，ハイブリッド車両のハイブリッドシステム。
4. 請求項１記載のハイブリッド車両のハイブリッドシステムにおいて，
   エンジン（Ｅ）の出力により駆動される発電機（Ｇ）を備え，バッテリ（ＢＴ）の蓄電残量が下限値以下であるときは，エンジン（Ｅ）及び発電機（Ｇ）間を連結し，エンジン（Ｅ）の圧縮比を低圧縮比側に強制しながらエンジン（Ｅ）を始動して，エンジン（Ｅ）の出力を駆動車輪（Ｗ）及び発電機（Ｇ）に伝達することを特徴とする，ハイブリッド車両のハイブリッドシステム。

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