(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力軸に設置されたクランクスプロケットと前記内燃機関のバルブを駆動するカムシャフトに設置されたカムスプロケットとに巻回され、前記クランクスプロケットおよび前記カムスプロケットと噛み合う複数の歯を有し、前記内燃機関の駆動により前記出力軸の回転を前記カムシャフトに伝達する無端伝動部材を備えた車両の制御装置であって、
システム停止による前記出力軸の停止およびエンジン運転モード以外のモードによる前記出力軸の停止のうちいずれか一方から経過した時間を計時する停止計時手段と、
前記停止計時手段により計時された時間が所定時間を超えたことを条件として前記出力軸を回転させる出力軸回転手段と、を備えることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記出力軸回転手段は、前記出力軸の回転が停止したときに前記無端伝動部材のうち前記クランクスプロケットおよび前記カムスプロケットと噛み合いが始まる位置の歯および噛み合いが終わる位置の歯が、前記クランクスプロケットおよび前記カムスプロケットと噛み合いが始まる位置および噛み合いが終わる位置と異なる位置に移動するよう前記出力軸を回転させることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記出力軸回転手段は、前記出力軸の回転が停止したときに前記無端伝動部材のうち前記クランクスプロケットおよび前記カムスプロケットと噛み合う歯が、前記クランクスプロケットおよび前記カムスプロケットと噛み合わない位置に移動するよう前記出力軸を回転することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記車両が駆動源として回転電機をさらに備え、
前記停止計時手段は、前記車両が前記回転電機からの駆動力により走行していることを条件に、前記出力軸の回転が停止してから経過した時間を計時することを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１の請求項に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記車両が、外部電源から供給された電力を充電する蓄電手段をさらに備え、
前記回転電機が前記蓄電手段から供給される電力により駆動することを特徴とする請求項４に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記無端伝動部材の劣化度合いを算出する劣化度合い算出手段を備え、
前記停止計時手段は、前記劣化度合い算出手段により算出された劣化度合いが所定値を超えていることを条件に、前記出力軸の回転が停止してから経過した時間を計時することを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか１の請求項に記載の車両の制御装置。
【請求項７】
前記無端伝動部材の劣化度合いを算出する劣化度合い算出手段を備え、
前記出力軸回転手段は、前記劣化度合い算出手段により算出された劣化度合いが高いほど前記所定時間を短く設定することを特徴とする請求項１ないし請求項６の何れか１の請求項に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に関し、特に、内燃機関の出力軸に巻回された無端伝動部材の保護を行う車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両に搭載されるエンジンは、出力軸としてのクランクシャフトおよび吸排気バルブを駆動するカムシャフトを有しており、これらのクランクシャフトおよびカムシャフトには、吸排気バルブの開閉と、ピストンの上下動とのタイミングを適切に計るために無端伝動部材としてのタイミングベルトが巻回されている。
【０００３】
このタイミングベルトは、エンジンの始動時に加わる力や経年変化により劣化し、張力が低下してしまうということが知られている。このようにタイミングベルトの張力が低下すると、エンジンの始動時にタイミングベルトとクランクシャフトの間でスリップが発生したりタイミングベルトが暴れる可能性が生じる。
【０００４】
このため、エンジンが停止した場合にタイミングベルトに一定の張力を与えることにより、エンジンの始動時にベルトが暴れることを防止する制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この制御装置は、エンジンの停止および再始動の頻度が高いハイブリッド車両に設置され、ソレノイドを有するテンショナによりタイミングベルトの張力を調節するようになっている。そして、制御装置は、エンジンが停止すると、ソレノイドを励磁してタイミングベルトの張力を増加させた状態でテンショナをロックし、エンジンが再始動する際にタイミングベルトがスリップすることを防止するようになっている。一方、エンジンが完爆したと判定すると、ソレノイドを消磁してタイミングベルトにかかる張力を低減するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３１４３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のような特許文献１に記載の従来の制御装置にあっては、エンジンの始動時におけるタイミングベルトの暴れを抑制するためにタイミングベルト全体の経年劣化を考慮するようにはなっているものの、タイミングベルトの劣化による歯欠けを考慮するようなものではなかった。そのため、エンジンが停止すると、タイミングベルトのうちクランクシャフトやカムシャフトに噛み合う箇所など特定の箇所に高い負荷がかかり続けてしまい、タイミングベルトに歯欠けや歯欠けに起因した切断などが発生する可能性があった。また、エンジンおよびモータジェネレータを備えたハイブリッド車両においては、エンジンを停止した状態でモータジェネレータの駆動力により車両が走行する場合があるため、タイミングベルトが長時間回転せず特定の箇所に高い負荷がかかり続ける可能性があった。
【０００８】
特に、外部電源から電力を充電可能ないわゆるプラグインハイブリッド車両においては、車両の停止時に蓄電装置を充電し、この充電された電力をモータジェネレータに供給し車両を駆動するケースが増加するため、タイミングベルトの停止時間がより一層長くなり、タイミングベルトの特定の箇所に高い負荷がかかり続ける可能性があった。つまり、歯欠けなどのベルトの劣化を抑制しベルトを長寿命化することができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、ベルトの劣化を抑制しベルトを長寿命化することができる車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る車両の制御装置は、上記目的達成のため、（１）内燃機関の出力軸に設置されたクランクスプロケットと前記内燃機関のバルブを駆動するカムシャフトに設置されたカムスプロケットとに巻回され、前記クランクスプロケットおよび前記カムスプロケットと噛み合う複数の歯を有し、前記内燃機関の駆動により前記出力軸の回転を前記カムシャフトに伝達する無端伝動部材を備えた車両の制御装置であって、システム停止による前記出力軸の停止およびエンジン運転モード以外のモードによる前記出力軸の停止のうち少なくともいずれか一方から経過した時間を計時する停止計時手段と、前記停止計時手段により計時された時間が所定時間を超えたことを条件として前記出力軸を回転させる出力軸回転手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この構成により、無端伝動部材が同じ位置で長時間停止することを防止できる。したがって、無端伝動部材のうちクランクスプロケットおよびカムスプロケットに噛み合う箇所は他の箇所と比較して高い負荷がかかるが、所定時間ごとに回転軸を回転することにより無端伝動部材の特定の箇所のみに高い負荷がかかり続け劣化が進行することを防止できる。結果として、無端伝動部材を長寿命化することが可能となる。
【００１２】
また、上記（１）に記載の車両の制御装置において、（２）前記出力軸回転手段は、前記出力軸の回転が停止したときに前記無端伝動部材のうち前記クランクスプロケットおよび前記カムスプロケットと噛み合いが始まる位置の歯および噛み合いが終わる位置の歯が、前記クランクスプロケットおよび前記カムスプロケットと噛み合いが始まる位置および噛み合いが終わる位置と異なる位置に移動するよう前記出力軸を回転させることを特徴とする。
【００１３】
この構成により、クランクスプロケットおよびカムスプロケットと噛み合いが始まる位置の歯および噛み合いが終わる位置の歯は、他の位置の歯と比較して高い負荷がかかるため、無端伝動部材を所定時間ごとに回転させることにより特定の歯のみに高い負荷がかかり劣化することを抑制できる。結果として、無端伝動部材を長寿命化することが可能となる。
【００１４】
また、上記（１）に記載の車両の制御装置において、（３）前記出力軸回転手段は、前記出力軸の回転が停止したときに前記無端伝動部材のうち前記クランクスプロケットおよび前記カムスプロケットと噛み合う歯が、前記クランクスプロケットおよび前記カムスプロケットと噛み合わない位置に移動するよう前記出力軸を回転することを特徴とする。
【００１５】
この構成によりクランクスプロケットおよびカムスプロケットと噛み合う位置の歯は、他の位置の歯と比較して高い負荷がかかるため、無端伝動部材を所定時間ごとに回転させることにより特定の歯のみに高い負荷がかかり劣化することを抑制できる。結果として、無端伝動部材を長寿命化することが可能となる。
【００１６】
また、上記（１）から（３）に記載の車両の制御装置において、（４）前記車両が駆動源として回転電機をさらに備え、前記停止計時手段は、前記車両が前記回転電機からの駆動力により走行していることを条件に、前記出力軸の回転が停止してから経過した時間を計時することを特徴とする。
【００１７】
この構成により、車両の駆動源として内燃機関および回転電機を備えるいわゆるハイブリッド車両においては、回転電機のみによる駆動が可能となるため、内燃機関のみを駆動源とする車両と比較して内燃機関の出力軸が停止している時間が長くなるが、このようなハイブリッド車両においても無端伝動部材が同じ位置で長時間停止することを防止し、無端伝動部材を長寿命化することが可能となる。
【００１８】
また、上記（４）に記載の車両の制御装置において、（５）前記車両が、外部電源から供給された電力を充電する蓄電手段をさらに備え、前記回転電機が前記蓄電手段から供給される電力により駆動することを特徴とする。
【００１９】
この構成により、車両が外部電源から電力を充電可能ないわゆるプラグインハイブリッド車両においては、駆動源として内燃機関のみを有する車両や外部電源から電力を充電しないタイプのハイブリッド車両と比較して、回転電機のみによる駆動の割合が増加することにより内燃機関の出力軸が停止している時間が長くなるが、このようなプラグインハイブリッド車両においても無端伝動部材が同じ位置で長時間停止することを防止し、無端伝動部材を長寿命化することが可能となる。
【００２０】
また、上記（１）から（５）に記載の車両の制御装置において、（６）前記無端伝動部材の劣化度合いを算出する劣化度合い算出手段を備え、前記停止計時手段は、前記劣化度合い算出手段により算出された劣化度合いが所定値を超えていることを条件に、前記出力軸の回転が停止してから経過した時間を計時することを特徴とする。
【００２１】
この構成により、無端伝動部材の劣化度合いが進行するほど、無端伝動部材の特定の箇所にかかる負荷が高くなった場合に歯欠けなどが発生する可能性が高まるので、無端伝動部材が同じ位置で長時間停止することを防止し、無端伝動部材を長寿命化することが可能となる。
【００２２】
また、上記（１）から（５）に記載の車両の制御装置において、（７）前記無端伝動部材の劣化度合いを算出する劣化度合い算出手段を備え、前記出力軸回転手段は、前記劣化度合い算出手段により算出された劣化度合いが高いほど前記所定時間を短く設定することを特徴とする。
【００２３】
この構成により、無端伝動部材の劣化度合いが進行するほど、無端伝動部材の特定の箇所にかかる負荷が高くなった場合に歯欠けなどが発生する可能性が高まるので、無端伝動部材に歯欠けの発生する可能性が高まるほど無端伝動部材が同じ位置で長時間停止することを防止し、無端伝動部材を長寿命化することが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ベルトの劣化を抑制しベルトを長寿命化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るエンジンの概略斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るＳＯＣの時間変化を表すグラフである。
【図４】本発明の実施の形態に係るタイミングベルトの各歯の位置を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る出力軸回転制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係るタイミングベルトの寿命を説明するためのＳ−Ｎ線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明においては、モータジェネレータのみによる走行が可能であり、かつ、商用電源からの電力により充電可能なパラレルシリーズ式のプラグインハイブリッド車両に本発明に係る車両の制御装置が適用される場合を例に説明する。
【００２７】
図１に示すように、ハイブリッド車両１１は、内燃機関としてのエンジン１２と、エンジン１２から入力された動力を駆動軸としてのドライブシャフト１３を介して駆動輪１４Ｌ、１４Ｒに伝達する動力伝達装置１５と、ハイブリッド車両１１全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ハイブリッドＥＣＵという）１００と、を備えている。
【００２８】
エンジン１２は、ガソリンあるいは軽油などの燃料を燃焼させて動力を出力するようになっており、エンジン１２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）１０１によって燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御などの運転制御が行われるようになっている。
【００２９】
エンジンＥＣＵ１０１は、ハイブリッドＥＣＵ１００と高速ＣＡＮ（Controller Area Network）を介して通信するようになっており、ハイブリッドＥＣＵ１００から入力される制御信号に基づいてエンジン１２を運転制御するとともに、必要に応じてエンジン１２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ１００に出力するようになっている。
【００３０】
動力伝達装置１５は、モータジェネレータＭＧ１と、モータジェネレータＭＧ２と、モータジェネレータＭＧ２のロータシャフト３６に接続される減速機１７と、エンジン１２およびモータジェネレータＭＧ１の間で動力分配を行う動力分配機構１８と、を備えている。
【００３１】
動力分配機構１８は、エンジン１２の出力軸としてのクランクシャフト１９に軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸２０に結合されたサンギヤ２１と、サンギヤ２１と中心軸を同一とするリングギヤ２２と、サンギヤ２１とリングギヤ２２との間に配置され、サンギヤ２１の外周を自転しながら公転する複数のピニオンギヤ２３と、クランクシャフト１９の端部にダンパ２４を介して結合された入力軸２６と、を備えている。また、動力分配機構１８は、各ピニオンギヤ２３の回転軸を支持するキャリア２５を備えており、サンギヤ２１、リングギヤ２２およびキャリア２５を回転要素として差動作用を行う遊星歯車機構を構成している。
【００３２】
モータジェネレータＭＧ１は、この動力分配機構１８による動力の分配や統合に応じて、発電機および電動機として機能する。すなわち、ハイブリッド車両１１の走行時において、動力分配機構１８は、エンジン１２からキャリア２５に入力された動力を、サンギヤ２１側と、リングギヤ２２側と、にそのギヤ比に応じて分配することにより、モータジェネレータＭＧ１を発電機として機能させるとともに、その動力を駆動輪１４Ｌ、１４Ｒにも伝達するようになっている。また、ハイブリッド車両１１の走行時において、モータジェネレータＭＧ１が電動機として機能するときには、動力分配機構１８は、キャリア２５から入力されるエンジン１２からの動力と、サンギヤ２１から入力されるモータジェネレータＭＧ１からの動力と、を統合してリングギヤ２２側に出力するようになっている。
【００３３】
さらに、ハイブリッド車両１１の停止中にエンジン１２が始動した場合には、動力分配機構１８は、エンジン１２からの動力をモータジェネレータＭＧ１に伝達するようになっており、この動力によりモータジェネレータＭＧ１は発電機として機能するようになっている。
【００３４】
また、モータジェネレータＭＧ２は、エンジン１２の停止中における発進時および軽負荷走行時に、駆動源として機能し動力を駆動輪１４Ｌ、１４Ｒに伝達するようになっている。
【００３５】
モータジェネレータＭＧ１は、回転磁界を形成するステータ２８と、ステータ２８の内部に配置され、複数個の永久磁石が埋め込まれているロータ２９と、を備えており、ステータ２８は、ステータコアおよびステータコアに巻回される三相コイルを備えている。
【００３６】
ロータ２９は、動力分配機構１８のサンギヤ２１と一体的に回転するサンギヤ軸２０に結合されており、ステータ２８のステータコアは、例えば、電磁鋼板の薄板を積層して形成され、本体ケース５１の内周部に固定されている。したがって、モータジェネレータＭＧ１は本体ケース５１に収納されている。
【００３７】
このように構成されるモータジェネレータＭＧ１は、ロータ２９に埋め込まれた永久磁石による磁界と三相コイルによって形成される磁界との相互作用によりロータ２９を回転駆動する電動機として動作するようになっている。また、モータジェネレータＭＧ１は、永久磁石による磁界とロータ２９の回転との相互作用により三相コイルの両端に起電力を生じさせる発電機としても動作するようになっている。
【００３８】
また、モータジェネレータＭＧ２は、回転磁界を形成するステータ３２と、ステータ３２の内部に配置され複数個の永久磁石が埋め込まれたロータ３３と、を備えており、ステータ３２は、ステータコアおよびステータコアに巻回される三相コイルを備えている。
【００３９】
ロータ３３のロータシャフト３６は、減速機１７に接続されており、ステータ３２のステータコアは、例えば、電磁鋼板の薄板を積層して形成され、本体ケース５１の内周部に固定されている。したがって、モータジェネレータＭＧ２は本体ケース５１に収納されている。
【００４０】
モータジェネレータＭＧ２は、永久磁石による磁界とロータ３３の回転との相互作用によって三相コイルの両端に起電力を生じさせる発電機としても動作するようになっている。また、モータジェネレータＭＧ２は、永久磁石による磁界と三相コイルによって形成される磁界との相互作用によりロータ３３を回転駆動する電動機としても動作するようになっている。
【００４１】
また、減速機１７は、キャリア３８が動力伝達装置１５の本体ケース５１に固定された構造を有することにより減速を行うようになっている。具体的には、減速機１７は、ロータ３３のロータシャフト３６に結合されたサンギヤ３７と、動力分配機構１８のリングギヤ２２と一体的に回転するリングギヤ３９と、リングギヤ３９およびサンギヤ３７に噛合し、サンギヤ３７の回転をリングギヤ３９に伝達するピニオンギヤ４０と、ピニオンギヤ４０を回転自在に支持する支持軸を有するキャリア３８と、を備えている。
【００４２】
また、減速機１７は、サンギヤ３７、リングギヤ３９およびキャリア３８を回転要素として差動作用を行う遊星歯車機構を構成している。
【００４３】
さらに、減速機１７のリングギヤ３９および動力分配機構１８のリングギヤ２２には、カウンタドライブギヤ５２が一体回転するように設けられている。カウンタドライブギヤ５２は、ギヤ機構５６に接続され、ギヤ機構５６は、デファレンシャルギヤ５７に接続されている。カウンタドライブギヤ５２に出力された動力は、カウンタドライブギヤ５２からギヤ機構５６を介して、デファレンシャルギヤ５７に伝達されるようになっている。
【００４４】
デファレンシャルギヤ５７は、ドライブシャフト１３に接続され、ドライブシャフト１３は、駆動輪１４Ｌ、１４Ｒに接続されている。デファレンシャルギヤ５７に伝達された動力は、ドライブシャフト１３を介して、駆動輪１４Ｌ、１４Ｒに出力するようになっている。
【００４５】
また、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２は、インバータ６１およびインバータ６２を介してバッテリ６３との間で電力のやりとりを行うようになっている。
【００４６】
インバータ６１およびインバータ６２とバッテリ６３とを接続する電力ライン６４は、インバータ６１およびインバータ６２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２のいずれか一方で発電される電力を他方のモータジェネレータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ６３は、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。
【００４７】
また、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）１０２により駆動制御されるようになっている。
【００４８】
モータＥＣＵ１０２には、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えば、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２の回転子の回転位置をそれぞれ検出する回転位置検出センサ１１１および回転位置検出センサ１１２から入力される信号や図示しない電流センサにより検出されるモータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２に印加される相電流等が入力されている。一方、モータＥＣＵ１０２は、インバータ６１およびインバータ６２にスイッチング制御信号を出力するようになっている。
【００４９】
モータＥＣＵ１０２は、ハイブリッドＥＣＵ１００と高速ＣＡＮを介して通信するようになっており、ハイブリッドＥＣＵ１００から入力される制御信号に応じてインバータ６１およびインバータ６２を制御することにより、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２を駆動するようになっている。また、モータＥＣＵ１０２は、必要に応じてモータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ１００に出力するようになっている。
【００５０】
バッテリ６３は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）１０３によって蓄電容量や温度などの状態を管理されており、バッテリＥＣＵ１０３には、バッテリ６３の状態を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ６３の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧、バッテリ６３の出力端子に接続された電力ライン６４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流、バッテリ６３に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されるようになっている。また、バッテリＥＣＵ１０３は、必要に応じてバッテリ６３の状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ１００に出力するようになっている。また、バッテリＥＣＵ１０３は、バッテリ６３の状態を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量を表すＳＯＣ（State of charge）も算出するようになっている。
【００５１】
電力ライン６４には、直流電力の電圧を変換してバッテリ６３に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ６８が接続されており、このＤＣ／ＤＣコンバータ６８には電源コード７０を介して供給される商用電源からの交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ６９が接続されている。したがって、電源コード７０を外部電源としての商用電源に接続すると共にＡＣ／ＤＣコンバータ６９とＤＣ／ＤＣコンバータ６８とを制御することにより、商用電源からの電力によりバッテリ６３を充電することができる。なお、ＡＣ／ＤＣコンバータ６９とＤＣ／ＤＣコンバータ６８は、ハイブリッドＥＣＵ１００により制御されるようになっている。
【００５２】
また、ハイブリッドＥＣＵ１００からは、ＡＣ／ＤＣコンバータ６９へのスイッチング制御信号やＤＣ／ＤＣコンバータ６８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。
【００５３】
また、本実施の形態に係るハイブリッド車両１１は、自宅や予め設定した充電ポイントでシステム停止となり、電源コード５９が商用電源に接続されると、ハイブリッドＥＣＵ１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６８とＡＣ／ＤＣコンバータ６９とを制御することによって商用電源からの電力によりバッテリ６３を満充電あるいは満充電より低い所定の充電状態とする。そして、ハイブリッドＥＣＵ１００は、バッテリ６３の充電後にシステム起動されると、通常は、バッテリ６３のＳＯＣがエンジン１２の始動を行うために十分となる閾値Ｓｈｖに低下するまでは、モータ運転モードによる走行を優先する電動走行優先モードを設定するようになっており、バッテリ６３のＳＯＣが閾値Ｓｈｖ以下となった場合にはエンジン運転モードによる走行を優先するハイブリッド走行優先モードを設定するようになっている。
【００５４】
一方、図１に示すように、ハイブリッドＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central processing unit）１００ａを中心とするマイクロプロセッサから構成されている。ハイブリッドＥＣＵ１００は、さらに、処理プログラムを記憶するＲＯＭ（Read only memory）１００ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random access memory）１００ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートと、を備えている。
【００５５】
ハイブリッドＥＣＵ１００には、イグニッションスイッチ（ＩＧ）１１３からのイグニッション信号Ｉｇ、運転手により手動操作されるシフトレバー９１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ１１４からのシフトポジション信号ＳＰ、運転手により踏み込まれるアクセルペダル９２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１１５からのアクセル開度信号Ａｃｃ、ブレーキペダル９３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１１６からのブレーキペダルポジション信号ＢＰ、車速センサ１１７からの車速信号Ｖなどが、それぞれ入力ポートを介して入力されるようになっている。
【００５６】
なお、ハイブリッドＥＣＵ１００は、前述したように、エンジンＥＣＵ１０１やモータＥＣＵ１０２、バッテリＥＣＵ１０３と高速ＣＡＮを介して互いに接続されており、エンジンＥＣＵ１０１やモータＥＣＵ１０２、バッテリＥＣＵ１０３と各種制御信号やデータのやりとりを行うようになっている。
【００５７】
図２に示すように、エンジン１２は、吸気カムシャフト７３および排気カムシャフト７４が、図示しないシリンダヘッドの上部に回転可能に設けられている。
【００５８】
吸気カムシャフト７３には、吸気バルブ７１の上端に当接する吸気カム７５が設けられており、吸気カムシャフト７３が回転すると、吸気カム７５により吸気バルブ７１が開閉駆動されるようになっている。
【００５９】
また、排気カムシャフト７４には、排気バルブ７２の上端に当接する排気カム７６が設けられており、排気カムシャフト７４が回転すると、排気カム７６により排気バルブ７２が開閉駆動されるようになっている。
【００６０】
吸気カムシャフト７３の一端部には、吸気カムシャフト７３を吸気カムスプロケット８８に対して回転させる吸気側回転位相コントローラ７７が設けられている。また、排気カムシャフト７４の一端部には、排気カムシャフト７４を排気カムスプロケット８９に対して回転させる排気側回転位相コントローラ７８が設けられている。一方、駆動側回転軸であるクランクシャフト１９には、クランクスプロケット７９が取り付けられている。
【００６１】
なお、吸気側回転位相コントローラ７７は、エンジンＥＣＵ１０１を介してハイブリッドＥＣＵ１００に制御されることにより、吸気カムシャフト７３を吸気カムスプロケット８８に対して回転させ、遅角制御を行うことができるようになっている。また、排気側回転位相コントローラ７８は、エンジンＥＣＵ１０１を介してハイブリッドＥＣＵ１００に制御されることにより、排気カムシャフト７４を排気カムスプロケット８９に対して回転させ、遅角制御を行うことができるようになっている。
【００６２】
これら吸気カムスプロケット８８、排気カムスプロケット８９およびクランクスプロケット７９には、タイミングベルト８０が巻き掛けられている。これにより、タイミングベルト８０によって、クランクスプロケット７９の回転が、吸気カムスプロケット８８および排気カムスプロケット８９に伝達される。すなわち、駆動側回転軸としてのクランクシャフト１９の回転が、タイミングベルト８０を介して、従動側回転軸としての吸気カムシャフト７３および排気カムシャフト７４に伝達される。これにより、吸気カムシャフト７３および排気カムシャフト７４に駆動される吸気バルブ７１および排気バルブ７２が、シリンダヘッドに形成された吸気ポートおよび排気ポートをクランクシャフト１９に同期して開閉するようになっている。したがって、本実施の形態に係る吸気カムスプロケット８８および排気カムスプロケット８９は、本発明に係るカムスプロケットを構成する。
【００６３】
また、タイミングベルト８０は、テンショナ８１およびアイドラプーリ８２によって経路が規制されている。さらに、タイミングベルト８０は、テンショナ８１によって適度なテンションが与えられ、吸気カムスプロケット８８、排気カムスプロケット８９およびクランクスプロケット７９から外れることが防止されている。
【００６４】
上記のように、タイミングベルト８０は、エンジン１２の出力軸であるクランクシャフト１９の回転力を、吸気バルブ７１および排気バルブ７２を駆動する吸気カムシャフト７３および排気カムシャフト７４に伝達するようになっている。
【００６５】
エンジン１２には、さらに、クランク角センサ６５、吸気カム角センサ６６および排気カム角センサ６７が設置されている。
【００６６】
吸気カム角センサ６６は、エンジンＥＣＵ１０１を介してハイブリッドＥＣＵ１００によって制御されることにより、吸気カムシャフト７３の回転数を検出して、検出した回転数に応じた検出信号をエンジンＥＣＵ１０１を介してハイブリッドＥＣＵ１００に出力するようになっている。より詳しくは、吸気カム角センサ６６は、吸気カムシャフト７３に設けられた吸気カムセンサプレート８５の所定の位置、すなわち、所定の回転角を検出し、吸気カムシャフト７３の回転角の検出を行うようになっている。
【００６７】
排気カム角センサ６７は、吸気カム角センサ６６と同様に、ハイブリッドＥＣＵ１００によって制御されることにより、排気カムシャフト７４の回転数を検出して、検出した回転数に応じた検出信号をエンジンＥＣＵ１０１を介してハイブリッドＥＣＵ１００に出力するようになっている。より詳しくは、排気カム角センサ６７は、排気カムシャフト７４に設けられた排気カムセンサプレート８６の所定の位置、すなわち、所定の回転角を検出し、排気カムシャフト７４の回転角の検出を行うようになっている。
【００６８】
また、クランクシャフト１９には、クランクシャフト１９とともに回転するクランクセンサプレート８４が設けられている。クランク角センサ６５は、電磁ピックを有し、クランクセンサプレート８４の信号歯の突起により、クランクシャフト１９が回転すると、コイル部を通過する磁束が増減し、起電力が発生される。この発生電圧は、クランクセンサプレート８４の突起部がクランク角センサ６５に近づくときと離れるときとでは逆向きになるため、交流電流として現れる。また、クランク角センサ６５は、この信号を矩形波に整形して、Ｎｅ信号としてエンジンＥＣＵ１０１を介してハイブリッドＥＣＵ１００に出力するようになっている。
【００６９】
図１に戻り、ハイブリッドＥＣＵ１００は、エンジン１２の停止時において、バッテリＥＣＵ１０３から入力された情報に基づき、ＳＯＣが低下しバッテリ６３に対する充電が必要と判断した場合には、エンジンＥＣＵ１０１を介してエンジン１２を始動し、エンジン１２の出力をモータジェネレータＭＧ１に伝達することにより、モータジェネレータＭＧ１による発電を実行するようになっている。
【００７０】
ハイブリッドＥＣＵ１００は、バッテリＥＣＵ１０３によって上述のように算出されたＳＯＣが、図３に示す制御上限値と制御下限値との間になるようエンジン１２およびモータジェネレータＭＧ１を制御するようになっている。
【００７１】
ＳＯＣの上限値と下限値とは、バッテリ６３の劣化を抑制するために、たとえば、上限値を８０％とし、下限値を３０％として設定され、ハイブリッドＥＣＵ１００は、モータＥＣＵ１０２を介してＳＯＣが上限値および下限値を超えないようにモータジェネレータＭＧ１による発電や回生、モータ出力を制御するようになっている。なお、上述したＳＯＣの上限値や下限値などの値は単なる一例である。
【００７２】
また、ハイブリッドＥＣＵ１００は、ＳＯＣの低下が急激であり充電が特に必要な場合には、エンジン１２の出力を増加してモータジェネレータＭＧ１による発電量を増大し、バッテリ６３に対する充電量を増加するようになっている。
【００７３】
以下、本発明の実施の形態に係る車両の制御装置の特徴的な構成について、図１ないし図４を参照して説明する。
【００７４】
ハイブリッド車両１１の制御装置を構成するハイブリッドＥＣＵ１００は、クランクシャフト１９の回転が停止してから経過した時間を計時するようになっている。具体的には、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クランク角センサ６５から入力されるＮｅ信号が回転停止を表している場合には、タイマにより積算時間値ΣＴとして計時するようになっている
。したがって、本実施の形態に係るハイブリッドＥＣＵ１００は、本発明に係る停止計時手段を構成する。
【００７５】
なお、ハイブリッドＥＣＵ１００は、システム停止中の場合やエンジン運転モード以外のモードで走行している場合には、クランク角センサ６５からＮｅ信号を入力することなくクランクシャフト１９の回転が停止していると判断するようにしてもよい。また、後述する出力軸回転制御を実行した場合には、積算時間値ΣＴを"０"にリセットし、計時を再開するようになっている。
【００７６】
また、ハイブリッドＥＣＵ１００は、タイマにより計時された時間が所定時間を超えたことを条件に、クランクシャフト１９を回転するようになっている。具体的には、ハイブリッドＥＣＵ１００は、積算時間値ΣＴが規定時間Ａを超えたと判断した場合には、インバータ６１を制御してモータジェネレータＭＧ１を駆動し、クランクシャフト１９を回転するようになっている。
【００７７】
この場合、タイミングベルト８０は、図４に点Ａおよび点Ｂで示す吸気カムスプロケット８８との噛み合い開始点および終了点、点Ｃおよび点Ｄで示す排気カムスプロケット８９との噛み合い開始点および終了点、点Ｅおよび点Ｆで示すクランクスプロケット７９との噛み合い開始点および終了点に位置する歯が他の歯と比較して高い負荷を受けている。そこで、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クランクシャフト１９が停止した時点で点Ａないし点Ｆの各点にそれぞれ位置するタイミングベルト８０の歯が、これら点Ａないし点Ｆのいずれの点とも重ならない位置に移動するようクランクシャフト１９を回転するようになっている。なお、このような条件を満たすクランクシャフト１９の回転角は予め実験的に求められＲＯＭ１００ｂに記憶されており、クランクシャフト１９がこの回転角だけ回転するようインバータ６１を制御するようになっている。ここで、本実施の形態に係るハイブリッドＥＣＵ１００は、本発明に係る出力軸回転手段を構成する。
【００７８】
なお、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クランクシャフト１９が停止した時点で吸気カムスプロケット８８、排気カムスプロケット８９、およびクランクスプロケット７９と噛み合っているすべての歯が吸気カムスプロケット８８、排気カムスプロケット８９およびクランクスプロケット７９の何れにも噛み合わない位置、つまり区間Ｂ−Ｃ、区間Ｄ−Ｅあるいは区間Ｆ−Ａの何れかの位置に移動するようクランクシャフト１９を回転するようにしてもよい。
【００７９】
図５は、本発明の実施の形態に係る出力軸回転制御処理を説明するためのフローチャートである。
【００８０】
なお、以下の処理は、ハイブリッドＥＣＵ１００を構成するＣＰＵ１００ａによって所定の時間間隔で実行されるとともに、ＣＰＵ１００ａによって処理可能なプログラムを実現する。
【００８１】
まず、ハイブリッドＥＣＵ１００は、エンジン１２が停止中か否かを判断する（ステップＳ１１）。ハイブリッドＥＣＵ１００は、クランク角センサ６５から入力される信号に基づき、クランクシャフト１９が回転しておらずエンジン１２が停止していると判断した場合には（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１２に移行する。一方、ハイブリッドＥＣＵ１００は、エンジン１２が停止していないと判断した場合には（ステップＳ１１でＮＯ）、ステップＳ１４に移行し、タイマにより計時されクランクシャフト１９が停止している時間を表す積算時間値ΣＴを"０"にリセットする。
【００８２】
なお、ハイブリッドＥＣＵ１００は、上述したエンジン運転モード以外のモードであるならば、クランク角センサ６５から信号を入力することなくエンジン１２が停止していると判断するようにしてもよい。
【００８３】
次に、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クランクシャフト１９が停止している時間を表す積算時間値ΣＴが規定時間Ａを超えたか否かを判断する（ステップＳ１２）。規定時間Ａは、クランクシャフト１９を回転させるために消費される電力やタイミングベルト８０に加わる負荷の大きさなどに基づいて予め設定されている。
【００８４】
ハイブリッドＥＣＵ１００は、積算時間値ΣＴが規定時間Ａを超えたと判断した場合には（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ステップＳ１３に移行する。一方、積算時間値ΣＴが規定時間Ａを超えていないと判断した場合には（ステップＳ１２でＮＯ）、ステップＳ１５に移行し、積算時間値ΣＴを値"１"だけインクリメントする。
【００８５】
次に、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クランクシャフト１９を回転する（ステップＳ１３）。クランクシャフト１９の回転角度は、上述したように予め設定されており、ハイブリッドＥＣＵ１００は、この回転角度になるようモータジェネレータＭＧ１を駆動する。
【００８６】
次に、ハイブリッドＥＣＵ１００は、タイマによる積算時間値ΣＴを"０"にリセットする（ステップＳ１４）。
【００８７】
なお、上述した出力軸回転制御処理をモータジェネレータの駆動力による走行時にのみ実行する場合には、ハイブリッドＥＣＵ１００は、イグニッション信号ＩｇがＯＮ状態を表していることを条件に出力軸回転制御処理を実行する。また、システム停止中にも上述した出力軸回転制御処理を実行する場合において、システム停止中にはハイブリッドＥＣＵ１００に電力が供給されない場合には、出力軸回転制御処理がシステム停止中にも電力が供給される車載ＥＣＵにより実行されるようにする。
【００８８】
以上のように、本発明の実施の形態に係る車両の制御装置は、タイミングベルト８０が同じ位置で長時間停止することを防止できる。したがって、タイミングベルト８０のうち
吸気カムスプロケット８８、排気カムスプロケット８９およびクランクスプロケット７９に噛み合う箇所は他の箇所と比較して高い負荷がかかるが、規定時間Ａごとにクランクシャフト１９を回転することによりタイミングベルト８０の特定の箇所のみに高い負荷がかかり続け劣化が進行することを防止できる。結果として、タイミングベルト８０を長寿命化することが可能となる。
【００８９】
また、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クランクシャフト１９の回転が停止したときにタイミングベルト８０のうち吸気カムスプロケット８８、排気カムスプロケット８９およびクランクスプロケット７９と噛み合いが始まる位置の歯および噛み合いが終わる位置の歯が、吸気カムスプロケット８８、排気カムスプロケット８９およびクランクスプロケット７９と噛み合いが始まる位置および噛み合いが終わる位置と異なる位置に移動するようクランクシャフト１９を回転させることができる。したがって、吸気カムスプロケット８８、排気カムスプロケット８９およびクランクスプロケット７９と噛み合いが始まる位置の歯および噛み合いが終わる位置の歯は、他の位置の歯と比較して高い負荷がかかるため、タイミングベルト８０を規定時間Ａごとに回転させることにより特定の歯のみに高い負荷がかかり劣化することを抑制できる。結果として、タイミングベルト８０を長寿命化することが可能となる。
【００９０】
また、外部電源から電力を充電可能ないわゆるプラグインハイブリッド車両においては、駆動源としてエンジンのみを有する車両や外部電源から電力を充電しないタイプのハイブリッド車両と比較して、モータジェネレータのみによる駆動の割合が増加することによりクランクシャフト１９が停止している時間が長くなるが、このようなプラグインハイブリッド車両においてもタイミングベルト８０が同じ位置で長時間停止することを防止し、タイミングベルト８０を長寿命化することが可能となる。
【００９１】
なお、以上の説明においては、商用電源から充電可能なプラグインハイブリッド車両に本発明に係る車両の制御装置が適用される場合について説明したが、これに限定されず、商用電源からの充電を行わないハイブリッド車両に本発明に係る車両の制御装置を適用してもよい。
【００９２】
また、以上の説明においては、パラレルシリーズ式のハイブリッド車両１１に本発明に係る制御装置が適用される場合について説明したが、これに限定されず、エンジンからの出力が発電機のみに伝達するシリーズ式のハイブリッド車両に本発明に係る制御装置が適用されるようにしてもよい。
【００９３】
また、本発明に係る車両の制御装置が、エンジンのみを駆動源とする車両に適用されるようにしてもよい。この場合、例えばスタータモータによりクランクシャフトを回転させるようにする。
【００９４】
また、以上の説明においては、ハイブリッドＥＣＵ１００は、クランクシャフト１９が停止した場合には常に計時を開始する場合について説明したが、これに限定されず、ハイブリッドＥＣＵ１００は、タイミングベルト８０の劣化度合いが所定値を超えた場合にのみクランクシャフト１９の停止に対する計時を行うようにしてもよい。
【００９５】
この場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、以下のようにタイミングベルト８０の劣化度合いを測定する。
【００９６】
図６に示すように、タイミングベルト８０の寿命は、有効張力（Ｎ）と、繰り返し回数（ｎ）と、によって求められる。有効張力（Ｎ）とは、タイミングベルト８０がどれくらいの力で引っ張られているかを示す値であり、繰り返し回数（ｎ）とは、何回すなわち何回転されたかを示すものである。
【００９７】
例えば、タイミングベルト８０が有効張力ａで回転し続けた場合には、ｃ回転で寿命が来ることを示している。また、タイミングベルト８０が有効張力ｂで回転し続けた場合には、ｄ回転で寿命が来ることを示している。したがって、タイミングベルト８０に加わる有効張力（Ｎ）が、ａからｂとなった場合、タイミングベルト８０の寿命は、ｃ回転からｄ回転まで延長される。このように、タイミングベルト８０の寿命は、有効張力（Ｎ）と、繰り返し回数（ｎ）と、によって求められる面積によって、おおむね把握することができるようになっている。
【００９８】
つまり、タイミングベルト８０の寿命は、タイミングベルト８０にかかった有効張力の総和によってわかるので、予め実験的な測定によりこの総和に応じたタイミングベルト８０の寿命を算定し、この算定値をタイミングベルト８０の寿命判定値として、ハイブリッドＥＣＵ１００のＲＯＭ１００ｂに記憶しておく。
【００９９】
そして、ハイブリッドＥＣＵ１００は、タイミングベルト８０にかかった有効張力の総和を劣化度合いとして算出し、この劣化度合いが所定値を超えるまでは、上述した出力軸回転制御を実行せず、劣化度合いが所定値を超えた場合には、出力軸回転制御を実行するようにする。なお、劣化度合いの所定値としては、例えばタイミングベルト８０の寿命判定値に対する有効張力の総和の割合として定められる。したがって、ハイブリッドＥＣＵ１００は、本発明に係る劣化度合い算出手段を構成する。
【０１００】
また、タイミングベルト８０にかかった有効張力の総和は、フラッシュメモリなど書き込みおよび消去が可能なメモリに記憶するようにし、エンジン１２の駆動に従って加算していくようにする。
【０１０１】
このような構成を有することにより、本発明の実施の形態に係る車両の制御装置は、タイミングベルト８０の劣化度合いが所定値を超え、タイミングベルト８０の劣化が急速に進行する可能性が高まった場合においても、特定の箇所に高負荷がかかり続けることを防止することにより、ベルトの劣化の急速な進行を防止し、ベルトの長寿命化を図ることが可能となる。
【０１０２】
なお、ハイブリッドＥＣＵ１００は、タイミングベルト８０にかかった有効張力の総和が大きくなるほど、すなわちタイミングベルト８０の劣化度合いが高まるほど規定時間Ａを短く設定してもよい。これにより、タイミングベルト８０に歯欠けが発生する可能性が高まるほどタイミングベルト８０の特定の箇所に高負荷がかかり続けることを防止できるので、ベルトの長寿命化を図ることが可能となる。
【０１０３】
以上のように、本発明に係る車両の制御装置は、ベルトの劣化を抑制しベルトを長寿命化することができるという効果を奏するものであり、内燃機関の出力軸に巻回された無端伝動部材の保護を行う車両の制御装置に有用である。
【符号の説明】
【０１０４】
１１  ハイブリッド車両
１２  エンジン
１３  ドライブシャフト
１５  動力伝達装置
１８  動力分配機構
１９  クランクシャフト
６１  インバータ
６２  インバータ
６３  バッテリ
６５  クランク角センサ
６８  ＤＣ／ＤＣコンバータ
６９  ＡＣ／ＤＣコンバータ
７３  吸気カムシャフト
７４  排気カムシャフト
７９  クランクスプロケット
８０  タイミングベルト
８８  吸気カムスプロケット
８９  排気カムスプロケット
９１  シフトレバー
９２  アクセルペダル
９３  ブレーキペダル
１００  ハイブリッドＥＣＵ
１００ａ  ＣＰＵ
１００ｂ  ＲＯＭ
１００ｃ  ＲＡＭ
１０１  エンジンＥＣＵ
１０２  モータＥＣＵ
１０３  バッテリＥＣＵ
１１１  回転位置検出センサ
１１２  回転位置検出センサ
【図１】
0005884270.tif 000002
【図２】
0005884270.tif 000003
【図３】
0005884270.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005884270.tif 000006
【図６】
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