(57)【要約】【課題】駆動源としてモータとエンジンとを有するハイブリッド車両において、エンジンのエアクリーナの異物を効果的に脱却することを目的とする。【解決手段】本実施形態におけるハイブリッド車両は、回転電機による動力のみによって走行する際に、エンジン１５１の吸気カム２３２と排気カム２３３を、第一の逆流カム２３４と第二の逆流カム２３５に切り替えて、回転電機の動力によるクランクシャフト１８１の回転によって、吸気管２１６に空気の逆流を発生させ、エアフィルタ２４１を逆洗する。【選択図】図６
2009119985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内のピストンの往復動作をクランクシャフトの回転動力に変換して出力する往復動型エンジンと、
クランクシャフトへ回転動力を伝達可能なモータと、
を備えるハイブリッド車両であって、
エンジンは、
シリンダに設けられた第一のバルブと第二のバルブと、
クランクシャフトに同期して回転する第一のカムシャフトと第二のカムシャフトと、
第一のカムシャフトに係合自在に取り付けられ、第一のカムシャフトと係合する際には第一のバルブから外気をシリンダ内に導入するように第一のバルブを開閉する第一のカムと、
第二のカムシャフトに係合自在に取り付けられ、第二のカムシャフトと係合する際には第二のバルブからシリンダ内の気体を排出するように第二のバルブを開閉する第二のカムと、
第一のカムシャフトに係合自在に取り付けられ、第一のカムシャフトと係合する際には第一のバルブからシリンダ内の気体を排出するように第一のバルブを開閉する第一の逆流カムと、
第二のカムシャフトに係合自在に取り付けられ、第二のカムシャフトと係合する際には第二のバルブから外気をシリンダ内に導入するように第二のバルブを開閉する第二の逆流カムと、
第一のカムと第二のカムの組、又は第一の逆流カムと第二の逆流カムの組のいずれか一方の組をそれぞれ第一のカムシャフトと第二のカムシャフトによって回転するよう係合させるカム係合切換手段と、
を備え、
エンジンに対する要求トルクがある場合には、カム係合切換手段によって第一のカムと第二のカムとを、第一のカムシャフトと第二のカムシャフトに係合させ、エンジンに対する要求トルクがない場合には、カム係合切換手段によって第一の逆流カムと第二の逆流カムとを、第一のカムシャフトと第二のカムシャフトに係合させ、モータによってクランクシャフトを回転させること、
を特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド車両であって、
シリンダに接続され、第一のバルブを介してシリンダに空気を導入し、又はシリンダから空気を排出する空気管と、
空気管に接続され、シリンダに空気を導入する際に導入する空気中の異物を、空気を導入する側の面に付着させて異物の除却を行うエアフィルタと、
エアフィルタの異物付着側に設けられる空気管閉止弁と、
空気管閉止弁とエアフィルタの異物付着側の間に設けられ、シリンダから排出される空気を外部へ排出する空気排出弁と、
を備え、
エンジンに対する要求トルクがない場合には、空気管閉止弁を閉じて、空気排出弁を開き、シリンダから排出される空気によってエアフィルタを逆洗し、付着した異物を空気排出弁から外部へ排出する異物排出機構を備えること、
を特徴とするハイブリッド車両。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のハイブリッド車両であって、
第一のカムと第二のカムは、第一のバルブと第二のバルブを開閉するカム山を備え、第一の逆流カムと第二の逆流カムは、第一のカムと第二のカムのカム山から回転方向に、９０度と２７０度の位置に、それぞれが第一のバルブと第二のバルブを開閉するカム山を備えていること、
を特徴とするハイブリッド車両。
【請求項４】
請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のハイブリッド車両であって、
カム係合切換手段は、
第一、第二のカムと第一、第二の逆流カムを挟み込むように、第一、第二のカムシャフトに設けられた第一のフランジと第二のフランジと、
第一のフランジに設けられた第一の係止穴と第一、第二のカムに設けられた第一の係合孔の両方、又は第一の係合孔のみに係合する第一のピンと、
第一の係合孔と第一、第二の逆流カムに設けられた第二の係合孔のいずれか一方に挿通する中間ピンと、
第二の係合孔と第二のフランジに設けられた第二の係止穴の両方、又は第二の係合孔のみに係合する第二のピンと、
第一のフランジに設けられ、第一のピンと、中間ピンと、第二のピンと、を第二の係止穴に向けて移動させ、第二のフランジと第一、第二の逆流カムを係合させる第一のピン駆動部と、
第二のフランジに設けられ、第一のピンと、中間ピンと、第二のピンと、を第一の係止穴に向けて移動させ、第一のフランジと第一、第二のカムを係合させる第二のピン駆動部と、
を有することを特徴とするハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動源としてモータとエンジンとを有するハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの吸気通路には大気中に含まれる埃塵などの異物を取り除くため、エアクリーナが設置される。エンジンの経年的使用によって、異物がエアクリーナの吸気面に堆積し、目詰まりが起きると、吸気抵抗が増大し、エンジンの出力低下、燃費悪化、始動不可などの不具合を起こす可能性があるため、定期的なエアクリーナの交換が必要である。
【０００３】
エアクリーナ交換の周期を長くして、交換の手間を削減するために、エアクリーナの吸気面と反対側の面に逆気流をあてて、エアクリーナの吸気面に堆積した異物を脱却させる方法が考えられる。特許文献１には、内燃機関の始動時に、スタータモータによってクランクシャフトを逆回転させることにより、クランクシャフトが正回転しているときの吸気行程に相当するクランク角範囲において、吸気弁を開弁させながらピストンを上昇させ、燃焼室から吸気通路内にガスを逆流させる方法が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３３９９５２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された方法を用いて、スタータモータによってクランクシャフトを逆回転させた場合、逆気流の発生はエンジン始動時に限られるため、エアクリーナの吸気面と反対側の面に逆気流をあてて、エアクリーナの吸気面に堆積した異物の脱却をさせるために十分な、逆気流を発生させることはできない。
【０００６】
本発明は、駆動源としてモータとエンジンとを有するハイブリッド車両において、エンジンのエアクリーナの異物を効果的に脱却することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るハイブリッド車両は、シリンダ内のピストンの往復動作をクランクシャフトの回転動力に変換して出力する往復動型エンジンと、クランクシャフトへ回転動力を伝達可能なモータと、を備えるハイブリッド車両であって、エンジンは、シリンダに設けられた第一のバルブと第二のバルブと、クランクシャフトに同期して回転する第一のカムシャフトと第二のカムシャフトと、第一のカムシャフトに係合自在に取り付けられ、第一のカムシャフトと係合する際には第一のバルブから外気をシリンダ内に導入するように第一のバルブを開閉する第一のカムと、第二のカムシャフトに係合自在に取り付けられ、第二のカムシャフトと係合する際には第二のバルブからシリンダ内の気体を排出するように第二のバルブを開閉する第二のカムと、第一のカムシャフトに係合自在に取り付けられ、第一のカムシャフトと係合する際には第一のバルブからシリンダ内の気体を排出するように第一のバルブを開閉する第一の逆流カムと、第二のカムシャフトに係合自在に取り付けられ、第二のカムシャフトと係合する際には第二のバルブから外気をシリンダ内に導入するように第二のバルブを開閉する第二の逆流カムと、第一のカムと第二のカムの組、又は第一の逆流カムと第二の逆流カムの組のいずれか一方の組をそれぞれ第一のカムシャフトと第二のカムシャフトによって回転するよう係合させるカム係合切換手段と、を備え、エンジンに対する要求トルクがある場合には、カム係合切換手段によって第一のカムと第二のカムとを、第一のカムシャフトと第二のカムシャフトに係合させ、エンジンに対する要求トルクがない場合には、カム係合切換手段によって第一の逆流カムと第二の逆流カムとを、第一のカムシャフトと第二のカムシャフトに係合させ、モータによってクランクシャフトを回転させること、を特徴とする。
【０００８】
本発明に係るハイブリッド車両において、シリンダに接続され、第一のバルブを介してシリンダに空気を導入し、又はシリンダから空気を排出する空気管と、空気管に接続され、シリンダに空気を導入する際に導入する空気中の異物を、空気を導入する側の面に付着させて異物の除却を行うエアフィルタと、エアフィルタの異物付着側に設けられる空気管閉止弁と、空気管閉止弁とエアフィルタの異物付着側の間に設けられ、シリンダから排出される空気を外部へ排出する空気排出弁と、を備え、エンジンに対する要求トルクがない場合には、空気管閉止弁を閉じて、空気排出弁を開き、シリンダから排出される空気によってエアフィルタを逆洗し、付着した異物を空気排出弁から外部へ排出する異物排出機構を備えること、を特徴としても好ましい。
【０００９】
本発明に係るハイブリッド車両において、第一のカムと第二のカムは、第一のバルブと第二のバルブを開閉するカム山を備え、第一の逆流カムと第二の逆流カムは、第一のカムと第二のカムのカム山から回転方向に、９０度と２７０度の位置に、それぞれが第一のバルブと第二のバルブを開閉するカム山を備えていること、を特徴としても好ましい。
【００１０】
本発明に係るハイブリッド車両において、カム係合切換手段は、第一、第二のカムと第一、第二の逆流カムを挟み込むように、第一、第二のカムシャフトに設けられた第一のフランジと第二のフランジと、第一のフランジに設けられた第一の係止穴と第一、第二のカムに設けられた第一の係合孔の両方、又は第一の係合孔のみに係合する第一のピンと、第一の係合孔と第一、第二の逆流カムに設けられた第二の係合孔のいずれか一方に挿通する中間ピンと、第二の係合孔と第二のフランジに設けられた第二の係止穴の両方、又は第二の係合孔のみに係合する第二のピンと、第一のフランジに設けられ、第一のピンと、中間ピンと、第二のピンと、を第二の係止穴に向けて移動させ、第二のフランジと第一、第二の逆流カムを係合させる第一のピン駆動部と、第二のフランジに設けられ、第一のピンと、中間ピンと、第二のピンと、を第一の係止穴に向けて移動させ、第一のフランジと第一、第二のカムを係合させる第二のピン駆動部と、を有することを特徴としても好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
駆動源としてモータとエンジンとを有するハイブリッド車両において、エンジンのエアクリーナの異物を効果的に脱却することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に図面を参照しながら本発明の好適な実施形態につき詳細に説明する。
【００１３】
図１においてハイブリッド車両１０００には、車輪１７３を駆動する原動機として、エンジン１５１と発電可能な電動機である第一の回転電機１４１、第二の回転電機１４２が設けられている。これら各原動機は、ハイブリッド車両１０００全体を制御するハイブリッド用電子制御装置（ＨＶ−ＥＣＵ）１２１からのトルク指令値に基づき、回転電機用電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）１２２やエンジン用電子制御装置（ＥＮＧ−ＥＣＵ）１２３により、制御される。
【００１４】
ＥＮＧ−ＥＣＵ１２３は、ＨＶ−ＥＣＵ１２１から出力されたエンジントルク指令値に基づいてエンジン１５１を制御し、エンジン１５１で発生した機械的動力を調整することができる。エンジン１５１が発生させた機械的動力は、クランクシャフト１８１から出力される。
【００１５】
第一の回転電機１４１及び第二の回転電機１４２は、供給された電力を機械的動力に変換する電動機としての機能と、入力された機械的動力を電力に変換する発電機としての機能とを兼ね備えた、いわゆるモータジェネレータである。第一の回転電機１４１は、主に発電機として用いられ、一方、第二の回転電機１４２は、主に電動機として用いられる。これらの機能の切換えと、第一の回転電機１４１及び第二の回転電機１４２が発生する機械的動力、又は回収する電力は、インバータ１３１によって制御される。ＭＧ−ＥＣＵ１２２は、ＨＶ−ＥＣＵ１２１から出力されたモータトルク指令値に基づいてインバータ１３１を制御することで、それぞれ第一の回転電機１４１、第二の回転電機１４２から発生する機械的動力を調整することができる。なお、第一の回転電機１４１及び第二の回転電機１４２に入力された機械的動力は、インバータ１３１で電力に変換されて、図示しないバッテリに回収することが可能である。
【００１６】
また、ハイブリッド車両１０００には、上記のエンジン１５１と第一の回転電機１４１、第二の回転電機１４２から出力した機械的動力を車輪に伝達する装置として、エンジン１５１から出力した機械的動力を分割する遊星歯車機構１６１と、遊星歯車機構１６１から伝達された機械的動力を左右の駆動軸１６３に分配して出力する差動装置１６２が設けられている。
【００１７】
また、ハイブリッド車両１０００には、アクセル操作量を検出するアクセルポジションセンサを備えるアクセル１１１が設けられている。このセンサとＨＶ−ＥＣＵ１２１は接続されており、ＨＶ−ＥＣＵ１２１はアクセル操作量の情報を取得する。この他、ＨＶ−ＥＣＵ１２１は、バッテリ残量や、エンジン１５１の燃料の残量やクランク角などを検出する各センサに接続され、ハイブリッド車両１０００の走行状態を示す諸パラメータを取得する。
【００１８】
ＨＶ−ＥＣＵ１２１は、アクセル操作量から、運転者がハイブリッド車両１０００に要求している駆動力（要求駆動力）を算出し、算出された要求駆動力と取得した諸パラメータに基づいて、エンジン１５１及び第一の回転電機１４１、第二の回転電機１４２が出力すべき機械的動力や、第一の回転電機１４１、第二の回転電機１４２が発電すべき電力を決定し、この決定に基づいて、エンジン１５１及び第一の回転電機１４１、第二の回転電機１４２を制御する。具体的には、上述のように取得した情報に基づいてエンジントルク指令値及びモータトルク指令値を決定し、これらをＥＮＧ−ＥＣＵ１２３やＭＧ−ＥＣＵ１２２に出力し、これらトルク指令値を受けたＥＮＧ−ＥＣＵ１２３やＭＧ−ＥＣＵ１２２が、トルク指令値に基づいてエンジン１５１及び第一の回転電機１４１、第二の回転電機１４２を制御する。
【００１９】
本実施形態におけるエンジン１５１について、図２を用いて説明する。エンジン１５１は、クランクシャフト１８１に接続されたピストン２１２が、内部で上下動するシリンダ２１３、シリンダ２１３上部の吸気ポート２１４と排気ポート２１５にそれぞれ接続された吸気管２１６および排気管２１７、吸気管２１６に設けられ、内部にエアフィルタ２４１有するエアクリーナボックス２４０、図示しないタイミングベルトによってクランクシャフト１８１と同期回転する第一のカムシャフトである吸気側カムシャフト２３０および第二のカムシャフトである排気側カムシャフト２３１と、を有している。さらにエンジン１５１は、図示しないバネによって閉じる方向に付勢され、軸の端部にバルブリフタ２２２、２２３を備える第一のバルブである吸気バルブ２２０、第二のバルブである排気バルブ２２１、それぞれバルブリフタ２２２、２２３に当接するカム面を備え、カム山が当接することによって、吸気バルブ２２０と排気バルブ２２１を開くように構成された第一のカムである吸気カム２３２および第二のカムである排気カム２３３、吸気カム２３２および排気カム２３３にそれぞれ軸を共有して隣接され、吸気カム２３２および排気カム２３３の各カム山から回転方向に、９０度と２７０度の位置に、カム山を備えた第一の逆流カムである逆流カム２３４および第二の逆流カムである逆流カム２３５、吸気側カムシャフト２３０および排気側カムシャフト２３１に備えられ、吸気カム２３２と逆流カム２３４、排気カム２３３と逆流カム２３５をそれぞれ選択的に係合するカム係合切換手段であるカム切換え機構２３６、２３７を備えている。なお、各カムの厚さは同一である。バルブリフタ２２２、２２３は、吸気カム２３２と逆流カム２３４の両方、排気カム２３３と逆流カム２３５の両方にそれぞれ当接可能な形状を有している。
【００２０】
エンジン１５１は、逆流カム２３４、２３５と、カム切換え機構２３６、２３７とを除き、一般的な多気筒４ストローク往復動型エンジンと同様の構成を有しており、各構成の機能も同様である、なお、図２においては、燃料噴射装置や点火装置は省略している。また、エアクリーナボックス２４０については後述する。
【００２１】
カム切換え機構２３６について、図３を用いて詳細を説明する。吸気側のカム切換え機構２３６は、逆流カム２３４、吸気カム２３２を挟み込むように、吸気側カムシャフト２３０に設けられた第一のフランジであるフランジ３３１および第二のフランジであるフランジ３３２と、フランジ３３１に設けられた第一の係止穴である係止穴３４１と、吸気カム２３２に設けられた第一の係合孔である吸気カム係合孔３５１と、係止穴３４１と吸気カム係合孔３５１の両方または吸気カム係合孔３５１のみに係合する第一の係合ピンである吸気カム係合ピン３６１と、逆流カム２３４に設けられた第二の係合孔である逆流カム係合孔３５２と、吸気カム係合孔３５１と逆流カム係合孔３５２のいずれか一方に挿通する中間ピン３６３と、フランジ３３２に設けられた第二の係止穴である係止穴３４２と、逆流カム係合孔３５２と係止穴３４２の両方または逆流カム係合孔３５２のみに係合する第二の係合ピンである逆流カム係合ピン３６２と、を有している。さらに吸気側カムシャフト２３０内に軸方向に設けられた油圧供給路３７１と、係止穴３４１の底面に接続され、吸気カム係合ピン３６１と、中間ピン３６３と、逆流カム係合ピン３６２と、を係止穴３４２に向けて移動させるための油圧伝達路３８１と、係止穴３４２の内部に設けられ、吸気カム係合ピン３６１と、中間ピン３６３と、逆流カム係合ピン３６２と、を係止穴３４１に向けて付勢する戻りバネ３８２と、で構成される。油圧供給路３７１と油圧伝達路３８１は第一のピン駆動部を構成し、戻りバネ３８２は第二のピン駆動部を構成する。
【００２２】
フランジ３３１には係止穴３４１と油圧伝達路３８１が設けられている。係止穴３４１は、フランジ３３２に向けて開口している。係止穴３４１の内径は吸気カム係合ピン３６１が挿入可能な寸法であり、穴の長さは中間ピン３６３の長さと同一である。また、油圧伝達路３８１は、係止穴３４１の底面と吸気側カムシャフト２３０の油圧供給路３７１の間を接続し、油圧供給路３７１からの油圧を吸気カム係合ピン３６１端部に伝達する。
【００２３】
吸気カム２３２に設けられた吸気カム係合孔３５１は、吸気側カムシャフト２３０の軸方向に貫通する孔であり、内径は吸気カム係合ピン３６１と中間ピン３６３が挿入可能な寸法である。また、逆流カム２３４に設けられた逆流カム係合孔３５２も同様に吸気側カムシャフト２３０の軸方向に貫通する孔であり、内径は中間ピン３６３と逆流カム係合ピン３６２が挿入可能な寸法である。
【００２４】
フランジ３３２には係止穴３４２と戻りバネ３８２が設けられている。係止穴３４２は、フランジ３３１に向けて開口し、内部には戻りバネ３８２を有している。係止穴３４２の内径は逆流カム係合ピン３６２および戻りバネ３８２が挿入可能な寸法であり、穴の長さは中間ピン３６３の長さと縮みきった戻りバネ３８２の長さとの和と等しい長さである。また、戻りバネ３８２の自然長は、係止穴３４２の長さと同一である。
【００２５】
吸気カム係合ピン３６１と、中間ピン３６３と、逆流カム係合ピン３６２は同じ外径を有している。また、吸気カム係合ピン３６１の長さは、吸気カム２３２の厚さと等しく、逆流カム係合ピン３６２の長さは、逆流カム２３４の厚さと等しい長さである。中間ピン３６３の長さは、前述のとおり係止穴３４１の長さと等しく、係止穴３４２の長さから戻りバネ３８２の圧縮長を差し引いた長さに等しい長さである。
【００２６】
係止穴３４１、吸気カム係合孔３５１、逆流カム係合孔３５２、係止穴３４２は吸気側カムシャフト２３０の軸方向に連通する位置に各々設けられており、吸気カム係合ピン３６１は、係止穴３４１と吸気カム係合孔３５１との内部を、逆流カム係合ピン３６２は、係止穴３４２と逆流カム係合孔３５２との内部を、吸気側カムシャフト２３０の軸方向に移動可能であり、さらに吸気カム係合ピン３６１と逆流カム係合ピン３６２の間に移動可能に中間ピン３６３が挿入される。
【００２７】
排気側カムシャフト２３１も同様の構成のカム切換え機構２３７を有し、同様に動作する。上記の説明においては単一の気筒に関して説明したが、吸気側のカム切換え機構２３６、排気側のカム切換え機構２３７はエンジン１５１の各シリンダに、それぞれ設けられる。また、吸気側カムシャフト２３０の油圧供給路３７１と、排気側カムシャフト２３１の油圧供給路は、エンジン１５１内部で接続されている。ＥＮＧ−ＥＣＵ１２３は、ＥＮＧ−ＥＣＵ１２３に信号線を介して接続され、電気信号によって圧力の有無を制御できるアクチュエータを作動させて油圧供給路に圧力を与える。油圧供給路は、エンジン内部で接続されているため、単一のアクチュエータで、吸気側カムシャフト２３０の油圧供給路３７１と、排気側カムシャフト２３１の油圧供給路の両方に同時に圧力を与えることができる。この圧力は、戻りバネ３８２の弾性圧よりも高い圧力を油圧供給路に与える。
【００２８】
本実施形態における粉塵排出機構４０１について、図４を用いて詳細を説明する。異物排出機構である粉塵排出機構４０１は、空気管であるエンジン１５１の吸気管２１６に設けられたエアクリーナボックス２４０と、エアクリーナボックス２４０内部に設けられたエアフィルタ２４１と、エアクリーナボックス２４０内部のエアフィルタ２４１の吸気面側に設けられた空気管閉止弁である吸気通路閉止弁４３１と、吸気通路閉止弁４３１とエアフィルタ２４１の吸気面の間に設けられた空気排出弁である粉塵排出弁４４１と、で構成される。
【００２９】
エアクリーナボックス２４０は吸気管２１６の中途もしくは端部に室形状に設けられ、内部を空気が流通可能となっている。断面は吸気管断面よりもやや大きく、内部にエアフィルタ２４１、吸気通路閉止弁４３１、粉塵排出弁４４１が設けられる。
【００３０】
エアフィルタ２４１は大気中に含まれる埃塵などの異物を吸気の際に取り除くための、ポリウレタンなどのスポンジもしくは蛇腹状に折りたたまれた紙などを、図示しない樹脂製の枠に固定した、いわゆるカートリッジ状を呈しており、エアクリーナボックス２４０内に設けられた図示しない溝あるいは固定具などによって、空気の流れを遮るように、空気の流れる方向に対してほぼ垂直に配置される。
【００３１】
吸気通路閉止弁４３１は、エアクリーナボックス２４０の吸気側の開口に設けられており、閉じたときに吸気通路を塞ぐ逆止弁である。吸気の際は吸気圧によって押し開かれて吸気通路を開放し、空気が吸気と反対の方向に流れると、弁自体が背圧によって吸気路を閉止して、空気の流れをせき止める機構となっている。
【００３２】
粉塵排出弁４４１は、吸気通路閉止弁４３１とエアフィルタ２４１の吸気面との間の、エアクリーナボックス２４０壁面に設けられ、開いた際にエアクリーナボックス２４０外部に開放し、閉じた際は、壁面に密着する機構を有している。粉塵排出弁４４１は図示しないバネによって、弁を閉じる向きに付勢された逆止弁であり、空気が吸気と反対の方向に流れて吸気通路閉止弁４３１が閉じられ、エアクリーナボックス２４０内の気圧が高くなったときに押し開かれるようになっている。
【００３３】
ＨＶ−ＥＣＵ１２１から伝えられたエンジントルク指令値が０でない場合、ＥＮＧ−ＥＣＵ１２３は、油圧供給路にアクチュエータによる油圧を与えない。このため、図３の吸気側カム切換え機構２３６において、吸気側カムシャフト２３０の油圧供給路３７１から油圧伝達路３８１を介して、戻りバネ３８２の弾性圧よりも高い油圧が供給されず、吸気カム係合ピン３６１、中間ピン３６３、逆流カム係合ピン３６２は戻りバネ３８２によって係止穴３４１底面に向けて付勢される。この状態では、係止穴３４１と吸気カム係合孔３５１の両方に吸気カム係合ピン３６１の各端部が挿入されているため、吸気カム２３２と吸気側カムシャフト２３０は係合状態になり、吸気側カムシャフト２３０の回転に伴って吸気カム２３２が回転する。この時、逆流カム２３４は、逆流カム係合孔３５２に逆流カム係合ピン３６２が収納され、いずれにも係合されていないため、吸気側カムシャフト２３０の回転に対して空転するのみである。排気側カム切換え機構２３７においても同様に、排気カム２３３と排気側カムシャフト２３１は係合状態になり、排気側カムシャフト２３１の回転に伴って排気カム２３３が回転する。
【００３４】
さらにＥＮＧ−ＥＣＵ１２３は、エンジントルク指令値に基づいて、吸気カム２３２と排気カム２３３を用いて、一般的な多気筒４ストローク往復動型エンジンと同様に、図５に示すように以下の動作を行う。（ａ）吸気工程において、図示しない燃料噴射装置から吸気管２１６内に燃料を噴射して生じた混合気を、吸気側カムシャフト２３０に係合して回転する吸気カム２３２のカム山がバルブリフタ２２２に当接して吸気バルブ２２０を開き、ピストン２１２が下がることで吸気ポート２１４を通じてシリンダ２１３内に吸い込む。（ｂ）圧縮工程においては、吸気カム２３２のカム山のバルブリフタ２２２への当接が終わり、吸気バルブ２２０が閉じられ、ピストン２１２が上がることでシリンダ２１３内の混合気が圧縮される。（ｃ）燃焼工程においては、図示しない点火装置によって、圧縮された混合気が着火され、シリンダ２１３内で急速な燃焼および膨張が起き、ピストン２１２が押し下げられることによって、クランクシャフト１８１に回転動力が与えられる。（ｄ）排気工程においては、排気側カムシャフト２３１に係合して回転する排気カム２３３のカム山がバルブリフタ２２３に当接して排気バルブ２２１を開き、ピストン２１２が上がることによって燃焼後の混合気がシリンダ２１３内から排気ポート２１５を通じて排気管２１７へ排出される。以上の工程を繰り返すことによって、機械的動力がクランクシャフト１８１から出力される。
【００３５】
上記のエンジンによる機械的動力発生時には、（ａ）吸気工程において、エアクリーナボックス２４０および吸気管２１６の中を、シリンダ２１３へ向けて空気が流れるため、図４にも示すようにエアフィルタ２４１の吸気面に埃塵４５１が堆積する。
【００３６】
ＨＶ−ＥＣＵ１２１から伝えられたエンジントルク指令値が０である場合、ＥＮＧ−ＥＣＵ１２３は、エンジン１５１から機械的動力を出力させる必要は無いため、燃料噴射や点火は行わず、代わりにエンジン１５１に備えられたアクチュエータを動作させ、吸気側カムシャフト２３０および排気側カムシャフト２３１内の油圧供給路に圧力を与える。これにより、図３の吸気側カム切換え機構２３６において、油圧供給路３７１から戻りバネ３８２の弾性圧力よりも高い油圧が供給され、油圧伝達路３８１を通じて、吸気カム係合ピン３６１の端部に油圧がかかり、吸気カム係合ピン３６１、中間ピン３６３、逆流カム係合ピン３６２を、係止穴３４２に設けられた戻りバネ３８２の弾性力に抗って、係止穴３４２に向けて押しつける。戻りバネ３８２が圧縮されきった状態では、係止穴３４２と逆流カム係合孔３５２の両方に逆流カム係合ピン３６２の各端部が挿入されているため、逆流カム２３４と吸気側カムシャフト２３０は係合状態になり、吸気側カムシャフト２３０の回転に伴って逆流カム２３４が回転する。この時、吸気カム２３２は、吸気カム係合孔３５１に吸気カム係合ピン３６１が収納され、いずれにも係合されていないため、吸気側カムシャフト２３０が回転しても空転するのみである。排気側カム切換え機構２３７においても同様に、逆流カム２３５と排気側カムシャフト２３１は係合状態になり、排気側カムシャフト２３１の回転に伴って逆流カム２３５が回転する。
【００３７】
前述のように、逆流カム２３４は吸気カム２３２のカム山から回転方向に９０度と２７０度の位置にカム山を備え、逆流カム２３５は排気カム２３３のカム山から回転方向に９０度と２７０度の位置にカム山を備えているため、回転電機からの機械的動力によるクランクシャフト１８１の回転に伴い、図６に示すように以下の動作を行う。（ａ）クランクシャフト１８１に同期して回転する吸気側カムシャフト２３０に逆流カム２３４が係合しているため、逆流カム２３４のカム面がバルブリフタ２２２に接している。この工程ではカム山が当接していないため、吸気バルブ２２０は閉じられている。一方、排気側カムシャフト２３１においては逆流カム２３５が係合しており、そのカム面に設けられたカム山がバルブリフタ２２３を介して、排気バルブ２２１を開く。この時クランクシャフト１８１の回転に同期するピストン２１２が下降し、排気管２１７から排気ポート２１５を通じてシリンダ２１３内に空気が流れ込む。（ｂ）逆流カム２３４のカム面に設けられたカム山がバルブリフタ２２２を介して、吸気バルブ２２０を開く。一方、逆流カム２３５のカム山のバルブリフタ２２３への当接が終わり、排気バルブ２２１は閉じられる。この時クランクシャフト１８１の回転に同期するピストン２１２が上昇するため、シリンダ２１３内から吸気ポート２１４を通じて吸気管２１６に向けて空気を押し出す。（ｃ）（ａ）と同様に排気管２１７からシリンダ２１３内に空気が流れ込む。（ｄ）（ｂ）と同様にシリンダ２１３内の空気を吸気管２１６から押し出す。以上の動作が繰り返されることによって、排気管２１７から取り込まれた空気が、シリンダ２１３を経て、吸気管２１６に向けて流れるため、エアクリーナボックス２４０および吸気管２１６に逆流する空気の流れが発生する。
【００３８】
この逆流する空気が、エアクリーナボックス２４０内部に設けられたエアフィルタ２４１の吸気面と反対側の面に注がれることによって、吸気面に堆積した埃塵４５１などの異物を脱却させる。つまり、エアフィルタ２４１の逆洗を行う。
【００３９】
また、図４に示す本実施形態における粉塵排出機構４０１によれば、この逆流する空気によって、エアフィルタ２４１を逆洗し、さらに逆流した空気によって吸気通路閉止弁４３１が閉じられ、エアクリーナボックス２４０内の気圧が上昇し、粉塵排出弁４４１が開いて、脱却された埃塵４５２が吸気通路外部へ排出される。
【００４０】
本実施形態によれば、ハイブリッド車両１０００がエンジン１５１から動力を出力せずに、回転電機の動力のみによる走行をしている状態であれば、いつでも継続的に逆洗を実施することができるため、効果的にエアフィルタ２４１の異物を脱却することができる。また、逆流カム２３４、２３５各々に二つカム山が設けてあるため、逆流時はクランクシャフト１８１二回転に対し、吸気管２１６への逆流する空気の流れを発生させる工程が二回あり、クランクシャフト１８１二回転で吸気工程を一回行うエンジン駆動時における異物などのエアフィルタ２４１への付着に対して、効率的なエアフィルタ２４１の逆洗を実施することができる。
【００４１】
図７に、排気量２０００ｃｃのエンジンを有する本実施形態に係るハイブリッド車両１０００において、回転電機の動力のみによる走行をさせて、エアフィルタ２４１を逆洗した際の、クランクシャフト１８１の回転数と吸気管２１６を逆に流れる空気の風量の関係を示す。また、同じ条件において、クランクシャフト１８１を回転数１５００ｒｐｍにて一定回転させた際のエアフィルタ汚れ除去率を図８に示す。エアフィルタ汚れ除去率とは、逆洗状態での走行後のエアフィルタ２４１の重量を、逆洗前の状態のエアフィルタ２４１の重量で割った値である。図７、図８より、クランクシャフト１８１の回転数１５００ｒｐｍ以上において、エアフィルタ２４１に付着した汚れを取り除くために十分な風量が得られることがわかる。
【００４２】
粉塵排出機構４０１を実装した本実施形態のハイブリッド車両１０００において、回転電機の動力のみによる走行を１０００秒間行って、エアフィルタ２４１の逆洗を実施した後、クランクシャフトの回転数１５００ｒｐｍでエンジン駆動を開始した際のエアフィルタ汚れ除去率の変化を図９に示す。図９からわかるように、エンジン駆動開始後９０００秒経過してもエアフィルタ汚れ除去率の変化はほとんど無く、一度排出された粉塵がエアフィルタにほとんど再付着していないことがわかる。
【００４３】
本実施形態のハイブリッド車両１０００においては、回転電機の動力のみによる走行中に、逆洗によるエアフィルタ２４１の異物の脱却を行うものとしたが、停車中においても、各機械的動力を駆動軸１６３から切り離した上で回転電機によってエンジン１５１のクランクシャフト１８１を回転させることで、任意の機会にエアフィルタ２４１の異物を脱却するとしても良い。
【００４４】
本実施形態において、エアクリーナボックス２４０を吸気管２１６に特に設けず、吸気管２１６に直接、吸気通路閉止弁４３１と、エアフィルタ２４１と、粉塵排出弁４４１と、を設け、本実施形態と同様の効果を奏するものとしても良い。また、エンジン１５１は、各カムがバルブリフタ２２２、２２３を介してバルブを開閉する構成を有しているが、ロッカーアームを介してバルブを開閉するものとしてもよい。さらに、本実施形態においては、吸気側カムシャフト２３０および排気側カムシャフト２３１を配して、それぞれカムを駆動するものとしたが、共通の一本のカムシャフトによってカムが駆動される、いわゆるＳＯＨＣ型エンジンに適用されるものとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る実施形態におけるハイブリッド車両の構成を示す図である。
【図２】本発明に係る実施形態におけるハイブリッド車両に搭載されたエンジンの一気筒の断面の模式図である。
【図３】本発明に係る実施形態におけるハイブリッド車両に搭載されたエンジンに備えられた吸気側のカム切換え機構の断面図である。
【図４】本発明に係る実施形態におけるハイブリッド車両の異物排出機構を示す説明図である。
【図５】本発明に係る実施形態におけるハイブリッド車両に搭載されたエンジンの動力出力時の気体の流れを示す説明図である。
【図６】本発明に係る実施形態におけるハイブリッド車両に搭載されたエンジンが回転電機により回転する際の空気の流れを示す説明図である。
【図７】本発明に係る実施形態におけるハイブリッド車両における、クランクシャフトの回転数と吸気管を逆に流れる空気の風量の関係を示す図である。
【図８】本発明に係る実施形態におけるハイブリッド車両において、エアフィルタ汚れ除去率の時間変化を示す図である。
【図９】本発明に係る実施形態におけるハイブリッド車両において粉塵排出機構を使用した後のエアフィルタ汚れ除去率の時間変化を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１２１  ハイブリッド用電子制御装置（ＨＶ−ＥＣＵ）、１２２  回転電機用電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）、１２３  エンジン用電子制御装置（ＥＮＧ−ＥＣＵ）、１３１  インバータ、１４１  第一の回転電機、１４２  第二の回転電機、１５１  エンジン、１６１  遊星歯車機構、１６２  差動装置、１６３  駆動軸、１７３  車輪、１８１  クランクシャフト、２１２  ピストン、２１３  シリンダ、２１４  吸気ポート、２１５  排気ポート、２１６  吸気管、２１７  排気管、２２０  吸気バルブ、２２１  排気バルブ、２２２，２２３  バルブリフタ、２３０  吸気側カムシャフト、２３１  排気側カムシャフト、２３２  吸気カム、２３３  排気カム、２３４，２３５  逆流カム、２３６，２３７  カム切換え機構、２４０  エアクリーナボックス、２４１  エアフィルタ、３３１，３３２  フランジ、３４１，３４２  係止穴、３５１  吸気カム係合孔、３５２  逆流カム係合孔、３６１  吸気カム係合ピン、３６２  逆流カム係合ピン、３６３  中間ピン、３７１  油圧供給路、３８１  油圧伝達路、３８２  戻りバネ、４０１  粉塵排出機構、４３１  吸気通路閉止弁、４４１  粉塵排出弁、４５１  埃塵、４５２  脱却された埃塵、１０００  ハイブリッド車両。
【図１】
2009119985.tif 000003
【図２】
2009119985.tif 000004
【図３】
2009119985.tif 000005
【図４】
2009119985.tif 000006
【図５】
2009119985.tif 000007
【図６】
2009119985.tif 000008
【図７】
2009119985.tif 000009
【図８】
2009119985.tif 000010
【図９】
2009119985.tif 000011