JP2015116967A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】可変動弁機構によって制御される吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方が固定された状態においても、内燃機関の始動がユーザに与える違和感を抑制した上で、燃費向上を図る。
【解決手段】エンジンは、吸気バルブの作動特性を変更するための可変動弁装置を有する。可変動弁装置によって制御される吸気バルブのリフト量および／または作用角が所定値よりも小さい状態で作動特性が固定されているときであっても（Ｓ１２０がＹＥＳ）、エンジンの間欠運転を一律に停止することなく、エンジン始動時のショックがユーザに与える違和感が大きくなるような車両状態（エンジン始動ショック悪化状態）ではないとき（Ｓ１３０がＮＯ判定）には、エンジンの間欠停止が許可される。
【選択図】図１１

Description

この発明は、ハイブリッド車両に関し、より特定的には、吸気バルブの作動特性を変更するための可変動弁装置を有する内燃機関を備えたハイブリッド車両に関する。

吸気バルブの作動特性を変更可能な可変動弁装置を有する内燃機関が公知である。さらに、そのような可変動弁装置として、吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方を変更可能な可変動弁装置が知られている（特許文献１〜９等参照）。

たとえば、特開２００９−２０２６６２号公報（特許文献１）では、吸気バルブのリフト量および作用角（作動角）の大きさを変更可能な可変動弁装置を有する内燃機関を搭載したハイブリッド車両が開示される。特許文献１に開示されたハイブリッド車両では、可変動弁機構が故障と診断されたときには、車両走行中および停車時の内燃機関の停止が禁止される。

特開２００９−２０２６６２号公報 特開２００５−２９９５９４号公報 特開２０００−３４９１３号公報 特開２００９−１９０５２５号公報 特開２００４−１８３６１０号公報 特開２０１３−５３６１０号公報 特開２００８−２５５５０号公報 特開２０１２−１１７３７６号公報 特開平９−２４２５１９号公報

一般に、ハイブリッド車両では、車速およびドライバからの要求駆動力（アクセル操作量）といった車両状況に応じて、内燃機関の作動および停止を自動的に制御する間欠運転によって燃費向上が図られる。

しかしながら、特許文献１のように、可変動弁機構の故障等によって吸気バルブの作動特性（リフト量および／または作用角）が固定されたときに内燃機関の停止を一律に禁止すると、内燃機関の間欠停止ができなくなることにより、燃費が悪化することが懸念される。一方で、燃費の観点から内燃機関の間欠停止を許容すると、固定された吸気バルブの作動特性によっては、内燃機関を再始動するときの振動がユーザに違和感ないし不快感を与えることが懸念される。

この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、可変動弁機構によって制御される吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方が固定された状態においても、内燃機関の始動がユーザに与える違和感を抑制した上で、燃費向上を図ることである。

この発明によれば、ハイブリッド車両は、吸気バルブの作動特性としてリフト量および作用角の少なくとも一方を変更するための可変動弁装置を有する内燃機関と、検出器と、内燃機関の始動を行なうことが可能に構成された回転電機と、回転電機を駆動するための電力を蓄積するための蓄電装置と、検出器の出力を受けるとともに内燃機関を制御するように構成された制御装置とを含む。検出器は、可変動弁装置によって制御される前記作動特性を検出するように構成される。制御装置は、検出器によって検出された作動特性が所定量よりも小さい状態で固定されているときには、蓄電装置の充電電力上限値の絶対値が第１の所定電力値よりも大きいという第１の条件、蓄電装置の放電上限電力値の絶対値が第２の所定電力値よりも大きいという第２の条件、蓄電装置の温度が第１の所定温度よりも高いという第３の条件、および、車速が所定速度よりも高いという第４の条件の少なくともいずれかが成立したときに、内燃機関の間欠停止を許可する。

上記ハイブリッド車両によれば、可変動弁機構の故障ないし低温時におけるフリクション増大等によって、可変動弁機構によって制御される吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方が所定値より小さい状態で作動特性が固定されたときにおいても、内燃機関の間欠停止を一律に禁止することなく、回転電機によるモータリングトルクが確保可能となる蓄電装置の条件（第１〜第３の条件）、および非低車速の条件（第４の条件）に基づいて内燃機関の間欠停止を許可することができる。ここで、吸気バルブのリフト量および／または作用角が小さい状態では、内燃機関の始動時における圧縮比が上昇するため始動時における振動が大きくなるが、回転電機によるモータリングトルクを確保することによって、内燃機関の始動時における回転数を、振動が励起され易くなる回転数領域（共振周波数領域）を短時間で通過させると、振動を抑制することができる。また、車速の上昇に応じて、内燃機関の始動による振動はユーザに体感され難くなる。したがって、上記第１〜第４の条件に基づいて、内燃機関の始動時における振動がユーザに違和感を与え難い場面では、内燃機関の間欠停止を許可することによって、内燃機関の始動がユーザに与える違和感を抑制した上で、内燃機関の間欠停止を一律に禁止する場合と比較して燃費が改善される。

好ましくは、制御装置は、リフト量および作用角の前記少なくとも一方が前記所定値よりも小さい状態で前記作動特性が固定されているときには、上記第１から第４の条件、内燃機関の冷却水温度が第２の所定温度よりも高いという第５の条件、および、内燃機関の潤滑油温度が第３の所定温度よりも高いという第６の条件の少なくともいずれかが成立したときに内燃機関の間欠停止を許可する。

このようにすると、フリクション低減および燃焼状態の安定化により、始動時の振動が抑制される内燃機関の温間時には、可変動弁機構によって制御される吸気バルブのリフト量および／または作用角が所定値より小さい状態で固定されたときにおいても、内燃機関の間欠停止が許可される。これにより、内燃機関の始動がユーザに与える違和感を抑制した上で間欠運転の機会を確保して、燃費をさらに改善することができる。

さらに好ましくは、制御装置は、前記リフト量および作用角の前記少なくとも一方が前記所定値よりも大きい状態で前記作動特性が固定されているときには、内燃機関の間欠停止を許可する。

このようにすると、圧縮比が低減された内燃機関の始動が可能な状態で、可変動弁機構によって制御される作動特性（リフト量および作用角の少なくとも一方）が固定されているときには、内燃機関の間欠停止を許可することができる。したがって、エンジン１００の始動がユーザに与える違和感を抑制した上で間欠運転の機会を確保して、燃費向上を図ることができる。

好ましくは、制御装置は、前記リフト量および作用角の前記少なくとも一方が前記所定値よりも小さい状態で前記作動特性が固定されているときに、上記第１の条件から第４の条件までの全て、または、上記第１から第６までの条件の全てが不成立のときには、内燃機関の間欠停止を禁止する。

このようにすると、可変動弁機構によって制御される吸気バルブの作動特性（リフト量および作用角の少なくとも一方）が所定値より小さい状態で固定されているときに、内燃機関の始動時における振動がユーザに違和感を与え易くなっている場面では、内燃機関の間欠停止を禁止することによって、内燃機関の始動がユーザに与える違和感を抑制することができる。

また好ましくは、可変動弁装置は、吸気バルブの作動特性を、第１の特性と、作動特性が第１の特性であるときよりもリフト量および作用角の少なくとも一方が大きい第２の特性と、作動特性が第２の特性であるときよりもリフト量および作用角の少なくとも一方が大きい第３の特性との３段階のうちのいずれかに切替可能に構成される。制御装置は、吸気バルブの作動特性が第１の特性に従って固定されているときには、第１の条件から第４の条件までの少なくともいずれかが成立したときに、内燃機関の間欠停止を許可する。さらに好ましくは、制御装置は、作動特性が第２または第３の特性に従って固定されているときには、内燃機関の間欠停止を許可する。

このようにすると、吸気バルブの作動特性（リフト量および作用角の少なくとも一方）が３段階に制御される可変動弁装置において、可変動弁機構によって制御される吸気バルブのリフト量および／または作用角が所定値より小さい状態で固定されたときにおいても、内燃機関の間欠停止を許可することによって、内燃機関の始動がユーザに与える違和感を抑制した上で、燃費を改善することができる。これにより、可変動弁装置の構成の簡素化および内燃機関の制御パラメータの適合に要する時間の短縮を図ることができる。また、後述する吸気バルブの作動特性が２段階に限られる構成と比較して、内燃機関を精密に制御できる。

あるいは好ましくは、可変動弁装置は、吸気バルブの作動特性を、第１の特性と、作動特性が第１の特性であるときよりもリフト量および作用角の少なくとも一方が大きい第２の特性との２段階のいずれかに切替可能に構成される。制御装置は、吸気バルブの作動特性が第１の特性に固定されているときには、第１の条件から第４の条件までの少なくともいずれかが成立したときに、内燃機関の間欠停止を許可する。さらに好ましくは、制御装置は、作動特性が第２の特性に従って固定されているときには、内燃機関の間欠停止を許可する。

このようにすると、吸気バルブの作動特性（リフト量および作用角の少なくとも一方）が２段階に限られる可変動弁装置において、可変動弁機構によって制御される吸気バルブのリフト量および／または作用角が所定値より小さい状態で作動特性が固定されたときにおいても、内燃機関の間欠停止を許可することによって、内燃機関の始動がユーザに与える違和感を抑制した上で、燃費をさらに改善することができる。これにより、可変動弁装置の構成の簡素化および内燃機関の制御パラメータの適合に要する時間の短縮を図ることができる。

さらに好ましくは、吸気バルブの特性が２段階または３段階のいずれかに切替可能に構成されるときに、制御装置は、吸気バルブの作動特性が第１の特性に従って固定されているときに、上記第１から第４までの条件、内燃機関の冷却水温度が第２の所定温度よりも高いという第５の条件、および、内燃機関の潤滑油温度が第３の所定温度よりも高いという第６の条件の少なくともいずれかが成立したときに、内燃機関の間欠停止を許可する。

このようにすると、吸気バルブの作動特性（リフト量および作用角の少なくとも一方）が２段階に限られる可変動弁装置において、始動時の振動が抑制される内燃機関の温間時には、可変動弁機構によって制御される吸気バルブのリフト量および／または作用角が小さい第１の特性に従って吸気バルブの作動特性が固定された状態においても、内燃機関の間欠停止が許可されるので、燃費をさらに改善することができる。

また好ましくは、吸気バルブの特性が２段階または３段階のいずれかに切替可能に構成されるときに、制御装置は、吸気バルブの作動特性が第１の特性に従って固定されているときに、第１から第４の条件まで、または、上記第１から第６の条件までの全てが不成立のときには、内燃機関の間欠停止を禁止する。

このようにすると、吸気バルブの作動特性（リフト量および作用角の少なくとも一方）が２段階に限られる可変動弁装置において、吸気バルブのリフト量および／または作用角が小さい第１の特性に従って吸気バルブの作動特性が固定された状態で、かつ、内燃機関の始動時における振動がユーザに違和感を与え易くなっている場面では、内燃機関の間欠停止を禁止することによって、内燃機関の始動がユーザに与える違和感を抑制することができる。

好ましくは、回転電機は、少なくとも動力伝達ギヤを経由して、内燃機関の出力軸およびハイブリッド車両の駆動軸の両方と機械的に連結される。

このようにすると、車両走行用にも適用可能な回転電機を用いて内燃機関を始動するためのクランキングトルクを出力する構成において、内燃機関の始動がユーザに与える違和感を抑制した上で、燃費をさらに改善することができる。

この発明によれば、可変動弁機構によって制御される吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方が固定された状態においても、内燃機関の始動がユーザに与える違和感を抑制した上で、燃費向上を図ることができる。

本発明の実施の形態１に従うハイブリッド自動車の全体構成を示すブロック図である。 図１に示したハイブリッド車両におけるエンジンの間欠運転制御を説明する遷移図である。 図１に示すエンジンの構成図である。 ＶＶＬ装置において実現されるバルブ変位量とクランク角の関係を示す図である。 ＶＶＬ装置の正面図である。 図５に示すＶＶＬ装置を部分的に示した斜視図である。 吸気バルブのリフト量および作用角が大きいときの動作を説明するための概念図である。 吸気バルブのリフト量および作用角が小さいときの動作を説明するための概念図である。 蓄電装置の性能特性を示すための第１の概念図である。 蓄電装置の性能特性を説明するための第２の概念図である。 本実施の形態に従うハイブリッド車両でのエンジン間欠運転制御の制御構造を説明するフローチャートである。 エンジン始動ショック悪化状態であるか否かを判別するための条件を説明するための図表である。 吸気バルブの作動特性を３段階に変更可能なＶＶＬ装置において実現されるバルブ変位量とクランク角との関係を示す図である。 図１３に示す作動特性を有するＶＶＬ装置を備えるエンジンの動作線を示す図である。 図１３に示す作動特性を有するＶＶＬ装置を適用して本実施の形態に従うエンジン間欠運転制御を行なう場合の制御構造を示すフローチャートである。 吸気バルブの作動特性を２段階に変更可能なＶＶＬ装置において実現されるバルブ変位量とクランク角との関係を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお以下では、複数の実施の形態について説明する。なお、図中の同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は繰返さないものとする。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態に従うハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。

図１を参照して、ハイブリッド車両１は、エンジン１００と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割装置４と、減速機５と、駆動輪６と、蓄電装置Ｂと、ＰＣＵ（Power Control Unit）２０と、制御装置２００とを含む。

エンジン１００は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関により構成される。

動力分割装置４は、エンジン１００の発生する動力を、出力軸７を経由した駆動軸８への経路とモータジェネレータＭＧ１への経路とに分割可能に構成される。動力分割装置４としては、サンギヤ、プラネタリギヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。たとえば、モータジェネレータＭＧ１のロータを中空としてその中心にエンジン１００のクランク軸を通すことで、動力分割装置４にエンジン１００とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを機械的に接続することができる。

具体的には、モータジェネレータＭＧ１のロータをサンギヤに接続し、エンジン１００の出力軸をプラネタリギヤに接続し、かつ、出力軸７をリングギヤに接続する。モータジェネレータＭＧ２の回転軸とも接続された出力軸７は、減速機５を経由して、駆動輪６を回転駆動するための駆動軸８と機械的に連結される。なお、モータジェネレータＭＧ２の回転軸と出力軸７との間に減速機をさらに組込んでもよい。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、交流回転電機であり、たとえば、三相交流同期電動発電機である。モータジェネレータＭＧ１は、エンジン１００によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン１００を始動させるための電動機として動作するものとして、電動機および発電機の機能を併せ持つように構成される。

同様に、モータジェネレータＭＧ２は、減速機５および駆動軸８を経由して駆動輪６へ伝達される車両駆動力を発生する。さらに、モータジェネレータＭＧ２は、駆動輪６の回転方向と反対方向の出力トルクを発生することによって回生発電を行なうように電動機および発電機への機能を併せ持つように構成される。

図１の構成例では、蓄電装置Ｂを電源とするモータジェネレータＭＧ１によって、エンジン１００の出力軸（クランク軸）に回転力（クランキングトルク）を付与することができる。すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン１００の始動を行なうことが可能に構成されている。そして、モータジェネレータＭＧ１は、動力伝達ギヤの一例である動力分割装置４を経由して、ハイブリッド車両１の駆動軸８およびエンジン１００の出力軸と機械的に連結されている。

蓄電装置Ｂは、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置Ｂは、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池または鉛蓄電池などの二次電池、あるいは電気二重層キャパシタなどの蓄電素子のセルを含んで構成される。蓄電装置Ｂには、蓄電装置Ｂの温度、電流、および電圧を検出するためのセンサ３１５が設けられる。センサ３１５による検出値は、制御装置２００へ出力される。制御装置２００は、センサ３１５による検出値に基づいて、蓄電装置Ｂの充電状態（以下「ＳＯＣ（State Of Charge）」とも称する。）を算出する。なお、ＳＯＣは、通常、蓄電装置Ｂの満充電状態に対する現在の残容量の百分率で示される。

蓄電装置Ｂは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのＰＣＵ２０に接続される。そして、蓄電装置Ｂは、ハイブリッド車両１の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ２０に供給する。また、蓄電装置Ｂは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２で発電された電力を蓄電する。蓄電装置Ｂの出力は、たとえば２００Ｖである。

ＰＣＵ２０は、蓄電装置Ｂから供給される直流電力を交流電力に変換し、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動する。また、ＰＣＵ２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が発電した交流電力を直流電力に変換し、蓄電装置Ｂを充電する。

制御装置２００は、車両の走行状態に応じて、エンジン１００およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の出力を制御する。特に、制御装置２００は、エンジン１００を停止させた状態でモータジェネレータＭＧ２を動力源として走行する「ＥＶ走行」と、エンジン１００を動作させた状態で走行する「ＨＶ走行」とを組み合わせるように、ハイブリッド車両１の走行を制御する。

図２は、図１に示したハイブリッド車両におけるエンジンの間欠運転制御を説明する遷移図である。

図２を参照して、ハイブリッド車両１では、エンジン１００の始動および停止は、基本的には走行状態に応じて自動的に制御される。制御装置２００は、エンジン停止状態でエンジン始動条件が成立すると、エンジン始動指令を発生する。これにより、エンジン始動処理が実行されて、ハイブリッド車両１は、エンジン停止状態からエンジン作動状態に遷移する。

一方で、制御装置２００は、エンジン作動状態でエンジン停止条件が成立すると、エンジン停止指令を発生する。これにより、エンジン停止処理が実行されて、ハイブリッド車両１は、エンジン作動状態からエンジン停止状態に遷移する。

たとえば、エンジン始動条件は、ハイブリッド車両１では、ハイブリッド車両１に要求される出力（パワーないしトルク）を定量的に示すための出力パラメータＰｒと閾値との比較に基づいて判定される。すなわち、出力パラメータＰｒが所定の閾値Ｐｔｈ１を超えたときに、エンジン始動条件が成立する。

たとえば、出力パラメータＰｒは、ハイブリッド車両１のトータル要求パワーＰｔｌである。トータル要求パワーＰｔｌは、ドライバのアクセルペダル操作量を反映する要求トルクＴｒ＊と駆動軸８の回転数との積で示される要求駆動パワーＰｒ＊、および、蓄電装置ＢのＳＯＣ制御のための充放電要求パワーＰｃｈｇの和によって算出することができる（Ｐｔｌ＝Ｐｒ＊＋Ｐｃｈｇ）。

要求トルクＴｒ＊は、アクセルペダル操作量が大きいほど高い値に設定される。さらに、車速を組み合わせて、同一のアクセル操作量に対しては、車速が高くなるほど小さい値となるように、要求トルクＴｒ＊を設定することが好ましい。あるいは、さらに路面状態（路面勾配、路面摩擦係数等）に応じて、予め設定されたマップないし演算式に従って、要求トルクＴｒ＊を設定することも可能である。

充放電要求パワーＰｃｈｇは、ＳＯＣが制御目標値または制御目標範囲よりも低下したときには、蓄電装置Ｂの充電のためにＰｃｈｇ＞０に設定される一方で、ＳＯＣが上昇したときにはＰｃｈｇ＜０（放電）に設定される。すなわち、充放電要求パワーＰｃｈｇは、蓄電装置ＢのＳＯＣを所定の制御目標（目標値または目標範囲）に近付けるために設定される。

制御装置２００は、トータル要求パワーＰｔｌが発生されるように、エンジン１００およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の出力を制御する。たとえば、低速走行時等のトータル要求パワーＰｔｌが小さい場合には、エンジン１００が停止される。一方で、アクセルペダルの操作に応じた加速時には、トータル要求パワーＰｔｌの増加に応じてエンジン始動条件が成立することにより、エンジン１００が始動される。なお、エンジン１００の低温時等に三元触媒１１２の暖機が必要な場合にも、エンジン始動条件が成立して、エンジン１００が始動される。

一方、エンジン停止条件は、出力パラメータＰｒ（トータル要求パワーＰｔｌ）が所定の閾値Ｐｔｈ２よりも低下したときに成立する。なお、エンジン始動条件の閾値Ｐｔｈ１を、エンジン停止条件の閾値Ｐｔｈ２とは異なる値とすることによって（Ｐｔｈ１＞Ｐｔｈ２）、エンジン停止状態およびエンジン作動状態が頻繁に切換わることを防止することが好ましい。

三元触媒１１２等の暖機のためにエンジンが始動された場合には、触媒温度またはエンジン冷却水温度（水温センサ３０９）が所定温度よりも高くなると、エンジン停止条件が成立する。また、ユーザのキースイッチ操作に応じて車両運転が停止されるとき（たとえば、ＩＧスイッチオフ時）にも、エンジン停止条件が成立する。

このように、ハイブリッド車両１では、エンジン始動条件およびエンジン停止条件の成立に応じてエンジン１００の始動および停止を制御することにより、燃費を向上することができる。具体的には、上記のように出力パラメータＰｒに応じて、エンジン効率が低下する低出力時におけるエンジン１００の作動を回避するように、エンジン１００を間欠運転することによって、エンジン１００による燃料消費を抑制することができる。

なお、エンジン１００の作動および停止を判定するための出力パラメータＰｒは、上記のトータル要求パワーＰｔｌ以外でもよい。たとえば、少なくともアクセルペダル操作量を反映して算出される要求トルクないし要求加速度、あるいは、アクセルペダル操作量そのものを出力パラメータＰｒとすることも可能である。また、エンジン１００を間欠運転するためのエンジン始動条件およびエンジン停止条件としては、上記の例示以外にも任意の条件を設定することが可能である。

次に、可変動弁機構を有するエンジンの構成について説明する。
図３は、図１に示すエンジン１００の構成を示す図である。

図３を参照して、エンジン１００への吸入空気量は、スロットルバルブ１０４により調整される。スロットルバルブ１０４はスロットルモータ３１２により駆動される電機制御式スロットルバルブである。

インジェクタ１０８は、吸気ポートに燃料を噴射する。吸気ポートにおいて、燃料と空気とが混合される。混合気は、吸気バルブ１１８が開くことによって、シリンダ１０６内へ導入される。

なお、インジェクタ１０８は、シリンダ１０６内に直接燃料を噴射する直噴インジェクタとして設けられてもよい。あるいは、インジェクタ１０８は、ポート噴射用と直噴用との両方が設けられてもよい。

シリンダ１０６内の混合気は、点火プラグ１１０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１１２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１１４が押し下げられ、クランクシャフト１１６が回転する。

シリンダ１０６の頭頂部には、吸気バルブ１１８および排気バルブ１２０が設けられる。シリンダ１０６に導入される空気の量および時期は、吸気バルブ１１８により制御される。シリンダ１０６から排出される排気ガスの量および時期は、排気バルブ１２０により制御される。吸気バルブ１１８はカム１２２により駆動される。排気バルブ１２０はカム１２４により駆動される。

吸気バルブ１１８は、後に詳細に説明するように、ＶＶＬ（Variable Valve Lift）装置４００によって、吸気バルブ１０８の作動特性が制御される。以下では、吸気バルブ１０８の作動特性として、リフト量および作用角が制御される例について説明する。なお、排気バルブ１２０についても、リフト量および／または作用角を制御するようにしてもよい。また、開閉タイミングを制御するＶＶＴ（Variable Valve Timing）装置をＶＶＬ装置４００に組み合わせもよい。

制御装置２００は、エンジン１００が所望の運転状態になるように、スロットル開度θｔｈ、点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、吸気バルブの作動状態（開閉タイミング、リフト量、作用角等）を制御する。制御装置２００には、カム角センサ３００、クランク角センサ３０２、ノックセンサ３０４、スロットル開度センサ３０６、車速センサ３０７、アクセルペダルセンサ３０８、水温センサ３０９、油温センサ３１０および、ＶＶＬ位置センサ３１１から信号が入力される。

カム角センサ３００は、カムの位置を表す信号を出力する。クランク角センサ３０２は、クランクシャフト１１６の回転数（エンジン回転数）およびクランクシャフト１１６の回転角度を表す信号を出力する。ノックセンサ３０４は、エンジン１００の振動の強度を表す信号を出力する。スロットル開度センサ３０６は、スロットル開度θｔｈを表す信号を出力する。

水温センサ３０９は、エンジン１００の冷却水温度Ｔｗを検出する。油温センサ３１０は、エンジン１００の潤滑油温度Ｔｏを検出する。検出された冷却水温度Ｔｗおよび潤滑油温度Ｔｏは、制御装置２００へ入力される。アクセルペダルセンサ３０８は、運転者によるアクセルペダル（図示せず）の操作量Ａｃを検出する。車速センサ３０７は、駆動軸８の回転数等に基づいて、ハイブリッド車両１の車速Ｖを検出する。アクセルペダルセンサ３０８によって検出されたアクセルペダル操作量Ａｃおよび、車速センサ３０７によって検出された車速Ｖは、制御装置２００へ入力される。

さらに、ＶＶＬ位置センサ３１１は、ＶＶＬ装置４００によって制御される吸気バルブ１１８の現時点の作動特性を示すデータＰｖを検出するように構成される。ＶＶＬ位置センサ３１１によって検出されたデータＰｖは、制御装置２００へ入力される。すなわち、制御装置２００は、ＶＶＬ位置センサ３１１からのデータＰｖに基づいて、リフト量および作用角の現在の値を検知することができる。

図４は、ＶＶＬ装置４００において実現されるバルブ変位量とクランク角の関係を示す図である。図４を参照して、排気行程において排気バルブ１２０が開いて閉じ、吸気行程において吸気バルブ１１８が開いて閉じる。排気バルブ１２０のバルブ変位量が波形ＥＸに示されており、これに対して吸気バルブ１１８のバルブ変位量が波形ＩＮ１，ＩＮ２に示されている。

なお、バルブ変位量とは、吸気バルブ１１８が閉じた状態からの吸気バルブ１１８の変位量である。リフト量とは、吸気バルブ１１８の開度がピークに達したときのバルブ変位量である。作用角とは、吸気バルブ１１８が開いてから閉じるまでのクランク角度である。

吸気バルブ１１８の作動特性は、ＶＶＬ装置４００によって波形ＩＮ１，ＩＮ２の間で変化する。波形ＩＮ１は、リフト量および作用角が最小の場合を示す。波形ＩＮ２は、リフト量および作用角が最大の場合を示す。ＶＶＬ装置４００においては、リフト量が増大するにつれて、作用角も増大する。すなわち、本実施の形態で例示されるＶＶＬ装置４００では、吸気バルブ１１８の作動特性として、リフト量および作用角が変更される。

図５は、吸気バルブ１１８のリフト量と作用角とを制御する装置の一例であるＶＶＬ装置４００の正面図である。

図５を参照して、ＶＶＬ装置４００は、一方向に延びる駆動軸４１０と、駆動軸４１０の外周面を覆う支持パイプ４２０と、支持パイプ４２０の外周面上で駆動軸４１０の軸方向に並んで配置された入力アーム４３０および揺動カム４４０とを備える。駆動軸４１０の先端には、駆動軸４１０を直線運動させるアクチュエータ（図示せず）が接続される。

ＶＶＬ装置４００には、各気筒に設けられた１つのカム１２２に対応して、１つの入力アーム４３０が設けられる。入力アーム４３０の両側には、各気筒に設けられた一対の吸気バルブ１１８のそれぞれに対応して、２つの揺動カム４４０が設けられる。

支持パイプ４２０は、中空円筒状に形成されており、カムシャフト１３０に対して平行に配置される。支持パイプ４２０は、軸方向へ移動したり、回転したりしないようにシリンダヘッドに固定される。

支持パイプ４２０の内部には、その軸方向に摺動可能なように駆動軸４１０が挿入される。支持パイプ４２０の外周面上には、駆動軸４１０の軸芯を中心として揺動可能で、かつ、その軸方向には移動しないように、入力アーム４３０および２つの揺動カム４４０が設けられる。

入力アーム４３０は、支持パイプ４２０の外周面から離れる方向に突出するアーム部４３２と、アーム部４３２の先端に回転可能に接続されたローラ部４３４とを有する。入力アーム４３０は、ローラ部４３４がカム１２２に当接可能な位置に配置されるように設けられる。

揺動カム４４０は、支持パイプ４２０の外周面から離れる方向に突出する略三角形状のノーズ部４４２を有する。ノーズ部４４２の一辺には、凹状に湾曲したカム面４４４が形成される。吸気バルブ１１８に設けられたバルブスプリングの付勢力により、ロッカアーム１２８に回転可能に取り付けられたローラがカム面４４４に押し付けられる。

入力アーム４３０および揺動カム４４０は、一体となって駆動軸４１０の軸芯を中心として揺動する。このため、カムシャフト１３０が回転すると、カム１２２に当接された入力アーム４３０が揺動し、この入力アーム４３０の動きに連動して揺動カム４４０も揺動する。この揺動カム４４０の動きが、ロッカアーム１２８を経由して吸気バルブ１１８に伝わり、吸気バルブ１１８が開閉される。

ＶＶＬ装置４００は、さらに、支持パイプ４２０の軸芯周りにおいて、入力アーム４３０と揺動カム４４０との相対位相差を変更する装置を備える。相対位相差を変更する装置によって、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が適宜変更される。

つまり、両者の相対位相差を拡大すれば、入力アーム４３０および揺動カム４４０の揺動角に対するロッカアーム１２８の揺動角が拡大され、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が増大される。

また、両者の相対位相差を縮小すれば、入力アーム４３０および揺動カム４４０の揺動角に対するロッカアーム１２８の揺動角が縮小され、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が小さくされる。たとえば、ＶＶＬ位置センサ３１１は、上記入力アーム４３０および揺動カム４４０の機械的な相対位相差をデータＰｖとして検出するように構成することができる。なお、ＶＶＬ位置センサ３１１は、その検出値から直接あるいは間接的に吸気バルブ１１８の作動特性であるリフト量および作用角を求めることが可能であれば、任意の構成とすることができる。

図６は、ＶＶＬ装置４００を部分的に示した斜視図である。図６中では、内部構造が明確に把握できるように一部が破断されて表わされる。

図６を参照して、入力アーム４３０および２つの揺動カム４４０と、支持パイプ４２０の外周面との間に規定された空間には、支持パイプ４２０に対して、回転可能で、かつ軸方向に摺動可能に支持されたスライダギヤ４５０が収容される。スライダギヤ４５０は、支持パイプ４２０上を軸方向に摺動可能に設けられる。

スライダギヤ４５０には、その軸方向の中央部に位置して、右ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されたヘリカルギヤ４５２が設けられる。また、スライダギヤ４５０には、ヘリカルギヤ４５２の両側に位置し、ヘリカルギヤ４５２とは逆に左ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されたヘリカルギヤ４５４が各々に設けられる。

一方、スライダギヤ４５０を収容する空間を規定する入力アーム４３０および２つの揺動カム４４０の内周面には、ヘリカルギヤ４５２および４５４に対応したヘリカルスプラインがそれぞれ形成される。つまり、入力アーム４３０には、右ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されており、そのヘリカルスプラインがヘリカルギヤ４５２に噛み合っている。また、揺動カム４４０には、左ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されており、そのヘリカルスプラインがヘリカルギヤ４５４に噛み合っている。

スライダギヤ４５０には、一方のヘリカルギヤ４５４とヘリカルギヤ４５２との間に位置して、周方向に延びる長穴４５６が形成される。また、図示しないが、支持パイプ４２０には、長穴４５６の一部と重なるように、軸方向に延びる長穴が形成される。支持パイプ４２０の内部に挿通された駆動軸４１０には、これら長穴４５６および図示しない長穴の重なった部分を通じて突出する係止ピン４１２が一体に設けられる。

駆動軸４１０に連結されるアクチュエータ（図示せず）によって、駆動軸４１０がその軸方向に移動すると、スライダギヤ４５０が係止ピン４１２により押され、ヘリカルギヤ４５２および４５４が同時に駆動軸４１０の軸方向に移動する。このようなヘリカルギヤ４５２および４５４の移動に対して、これらにスプライン係合された入力アーム４３０および揺動カム４４０は、軸方向に移動しない。そのため、入力アーム４３０と揺動カム４４０は、ヘリカルスプラインの噛み合いを通じて駆動軸４１０の軸芯周りに回動する。

このとき、入力アーム４３０と揺動カム４４０とでは、形成されたヘリカルスプラインの向きが逆である。そのため、入力アーム４３０と揺動カム４４０の回動方向は互いに逆方向となる。これにより、入力アーム４３０と揺動カム４４０との相対位相差が変化し、既に説明したように吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が変更される。

たとえば、図３に示したＶＶＬ位置センサ３１１は、入力アーム４３０および揺動カム４４０の間の機械的な位相差を検出可能な機構を有するように構成される。あるいは、図示しないアクチュエータによって移動される駆動軸４１０の軸方向の位置を検出可能な機構を有するように、ＶＶＬ位置センサ３１１を構成することも可能である。

制御装置２００は、駆動軸４１０を直線運動させるアクチュエータの操作量を調整することによって吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を制御する。このアクチュエータは、たとえば、電動モータによって構成することができる。この場合には、アクチュエータを構成する電動モータは、蓄電装置Ｂとは別個のバッテリ（補機バッテリ）から電力供給を受けることが一般的である。あるいは、上記アクチュエータは、エンジン１００によって駆動されるオイルポンプから発生する油圧によって作動するように構成することも可能である。

なお、ＶＶＬ装置は、図５および図６に例示した形式のものに限られない。たとえば、電気的にバルブを駆動するＶＶＬ装置や油圧を用いてバルブを駆動するＶＶＬ装置などを用いてもよい。すなわち、本実施の形態において、吸気バルブ１１８の作動特性（リフト量および作用角）を変更するための機構は特に限定されるものではなく、公知の機構を適宜適用することができる。

次に、吸気バルブの作動特性とエンジンの動作との関係について説明する。
図７は、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きい場合の動作を説明する概念図である。図８は、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が小さい場合の動作を説明する図である。

図７および図８を参照して、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きい場合には、吸気バルブ１１８を閉じるタイミングが遅くなるため、エンジン１００は、アトキンソンサイクルにて運転される。すなわち、吸気行程にてシリンダ１０６内に吸入された空気の一部がシリンダ１０６外へ戻されるため、圧縮行程において空気を圧縮するための力である圧縮反力が低減する（デコンプ作用）。このため、エンジン始動時の振動を低減することができる。したがって、ハイブリッド車両では、エンジン１００が間欠運転されることによってエンジン始動処理の回数が多くなるため、エンジン始動時に吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を大きくすることが好ましい。

一方、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が小さい場合には、吸気バルブ１１８を閉じるタイミングが早くなるため、圧縮比が上昇する。このため、低温での着火性が向上するとともにエンジントルクの応答性が向上する。したがって、エンジン始動時に吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を小さくした方が、より確実にエンジンを始動することができる。一方で、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を小さくすると、圧縮反力が増加するため、エンジン始動時の振動は増加する。

図７および図８では、ＶＶＬ装置４００により、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角がともに変化（増減）する際の特性が示されるが、リフト量および作用角のいずれか一方のみが変化（増減）する際にも、定性的には同等の特徴が現れる。

次に、モータジェネレータＭＧ１によるエンジン１００の始動について説明する。
停止状態のエンジン１００を始動するためのエンジン始動処理では、図１に示されたように、エンジン１００がモータジェネレータＭＧ１によってクランキングされる。したがって、モータジェネレータＭＧ１の停止時または正回転時にエンジン始動処理を行なう場合には、蓄電装置Ｂの放電を伴ってモータジェネレータＭＧ１が正トルクを出力することによって、エンジン１００がクランキングされる。これに対して、モータジェネレータＭＧ１の負回転時にエンジン始動処理を行なう場合には、蓄電装置Ｂの充電を伴ってモータジェネレータＭＧ１が負トルクを出力することによって、エンジン１００がクランキングされる。

モータジェネレータＭＧ１は、蓄電装置Ｂの充放電を伴ってエンジン始動時のクランキングトルクを発生する。したがって、蓄電装置Ｂの充放電電力が制限されている場合には、クランキングトルクの大きさ（絶対値）も制限される。一般的には、蓄電装置Ｂの充放電制限のための制約値として放電電力上限値Ｗｏｕｔおよび充電電力上限値Ｗｉｎが設定される。

放電電力上限値Ｗｏｕｔは、放電電力の上限値を示しており、Ｗｏｕｔ≧０に設定される。Ｗｏｕｔ＝０に設定されたときには、蓄電装置Ｂの放電が禁止されることを意味する。同様に、充電電力上限値Ｗｉｎは、充電電力の上限値を示しており、Ｗｉｎ≦０に設定される。Ｗｉｎ＝０に設定されたときには、蓄電装置Ｂの充電が禁止されることを意味する。

図９および図１０は、蓄電装置Ｂの性能制限を説明するための概念図である。図９には、蓄電装置ＢのＳＯＣに対する放電電力上限値Ｗｏｕｔおよび充電電力上限値Ｗｉｎの制限が示され、図１０には、蓄電装置Ｂの温度Ｔｂに対する放電電力上限値Ｗｏｕｔおよび充電電力上限値Ｗｉｎの制限が示される。

図９を参照して、低ＳＯＣ領域（ＳＯＣ＜Ｓ１）では、蓄電装置Ｂの放電を制限するために、放電電力上限値Ｗｏｕｔは、ＳＯＣ≧Ｓ１の領域よりも低く設定される。同様に、高ＳＯＣ領域（ＳＯＣ＞Ｓ２）では、蓄電装置Ｂの充電を制限するために、充電電力上限値Ｗｉｎは、ＳＯＣ≦Ｓ２の領域よりも絶対値が小さく設定される。

図１０を参照して、特に、蓄電装置Ｂが二次電池で構成される場合には、低温時および高温時には、内部抵抗の上昇により、放電電力上限値Ｗｏｕｔおよび充電電力上限値Ｗｉｎが制限される。たとえば、蓄電装置Ｂの温度Ｔｂに応じて、低温領域（Ｔｂ＜Ｔ１）および高温領域（Ｔｂ＞Ｔ２）では、常温域（Ｔ１≦Ｔｂ≦Ｔ２）と比較して、放電電力上限値Ｗｏｕｔおよび充電電力上限値Ｗｉｎが制限される。

このように、蓄電装置ＢのＳＯＣおよび／または温度Ｔｂに応じて、蓄電装置Ｂの性能が制限されることによって、蓄電装置Ｂによる充放電電力が小さくなる。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のそれぞれのトルク指令値は、蓄電装置Ｂの保護のために、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２のそれぞれの入出力電力（トルク×回転数）の和が、Ｗｉｎ〜Ｗｏｕｔの範囲内となるように制限される。

本実施の形態では、ＶＶＬ装置４００によって制御される吸気バルブ１１８の作動特性が何らかの原因によって固定されてしまったときに、エンジン始動時の振動が感知されることによってユーザが受ける違和感を抑制するための制御が実行される。なお、上述のように、本実施の形態で例示されるＶＶＬ装置４００によって制御される吸気バルブ１１８の作動特性は、リフト量および作用角である。

ＶＶＬ装置４００の故障により、あるいは、極低温時の固着等によって、リフト量および作用角が所定値よりも小さい状態（図８）で吸気バルブ１０８の作動特性が固定すると（以下、「小作動量固定時」とも称する）、エンジン始動時の振動は増加する。このため、エンジン１００を間欠運転すると、エンジン１００を間欠停止後に再始動するときに生じた振動がユーザに違和感を与えることが懸念される。一方で、特許文献１に記載されるようにエンジン１００の間欠停止を一律に禁止すると、燃費の悪化が懸念される。

このため、本実施の形態では、吸気バルブ１１８の小作動量固定時には、エンジン始動時のショックがユーザに与える違和感が大きくなるような車両状態（以下、「エンジン始動ショック悪化状態」とも称する）であるか否かを判別する。そして、当該エンジン始動ショック悪化状態である場合に限定して、エンジン１００の間欠停止を禁止する。すなわち、エンジン１００の間欠停止を一律に禁止することなく、エンジン始動時の振動がユーザに違和感を与え難い場面では、エンジン１００の間欠停止が許可される。

図１１は、本実施の形態に従うハイブリッド車両でのエンジン間欠運転制御の制御構造を説明するフローチャートである。図１１に示された制御処理は、制御装置２００によって実行することができる。

図１１を参照して、制御装置２００は、エンジン作動中、すなわち、ステップＳ１００のＹＥＳ判定時に、ステップＳ１１０以降の処理を実行する。制御装置２００は、エンジン作動中（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１１０により、ＶＶＬ装置４００によって制御される吸気バルブ１１８の作動特性が何らかの原因によって固定された状態であるか否かを判定する。たとえば、ＶＶＬ装置４００に対する吸気バルブのリフト量および作用角の指令値とは異なる状態で、ＶＶＬ位置センサ３１１の出力が一定時間を超えて変化しないときに、ステップＳ１１０がＹＥＳ判定とされる。上述のように、ステップＳ１１０では、ＶＶＬ装置４００の故障時のみならず、ＶＶＬ装置４００に故障が発生していなくても低温等により作動特性が一時的に固定された状況においても、ＹＥＳ判定とされ得る。

制御装置２００は、吸気バルブ作動特性が固定されている場合（Ｓ１１０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１２０により、固定状態の吸気バルブの作用角およびリフト量が所定値（閾値）よりも小さい状態であるか否かを、ＶＶＬ位置センサ３１１の出力に基づいて判定する。制御装置２００は、吸気バルブ１１８の作用角およびリフト量が閾値よりも小さい場合には、Ｓ１２０をＹＥＳ判定として、上述した、吸気バルブ１１８の小作動量固定時であることを検知する。

制御装置２００は、吸気バルブ１１８の小作動量固定時であることを検知すると（Ｓ１２０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１３０に処理を進めて、エンジン始動ショック悪化状態であるか否かを判定する。たとえば、ステップＳ１３０では、図１２に例示する所定条件に従って、エンジン始動ショック悪化状態であるか否かを判定する。

図１２は、エンジン始動ショック悪化状態であるか否かを判別するための所定条件を説明するための図表である。

エンジン始動時のクランキングトルクが不足する状態では、エンジン始動時の振動が大きくなることが懸念される。また、ハイブリッド車両１の低車速状態では、エンジン始動時の振動が体感され易くなることにより、ユーザに違和感を与え易くなることが懸念される。

一般的に、エンジン１００の振動は、エンジン１００の懸架系共振や駆動系のねじり共振等によって励起される。これらの共振は、機構の形状および質量等によって決まる固有周波数（いわゆる、共振周波数）で発生する。したがって、エンジン始動時には、クランキングトルクを十分確保することでエンジン回転数の上昇レートを高めて、当該共振周波数に相当する共振回転数領域（共振域）の通過時間を短くすることが好ましい。反対に、エンジン始動時に、クランキングトルクの不足に起因してエンジン回転数を速やかに上昇できなくなってしまうと、共振域の通過時間が長くなる結果、エンジン始動時の振動が大きく虞がある。

したがって、図１２に示されるように、蓄電装置Ｂの状態を示す、充電電力上限値Ｗｉｎ、放電電力上限値Ｗｏｕｔおよび温度Ｔｂに基づいて、上述のようなクランキングトルクが確保できる状態であるか否かを判定する。たとえば、｜Ｗｉｎ｜＞Ｗ１（第１の条件）、Ｗｏｕｔ（すなわち、｜Ｗｏｕｔ｜）＞Ｗ２（第２の条件）および、Ｔｂ＞Ｔ１（第３の条件）のうちの少なくともいずれかが成立した場合に、エンジン始動時のクランキングトルクが確保できる状態であると判定することができる。なお、Ｗ１，Ｗ２は、実機実験等に基づいて予め定められた所定値であり、Ｔ１は、蓄電装置Ｂが充放電を制限されるような低温状態でないことを判定するための予め定められた所定値である。なお、温度Ｔｂに関しては、最低限Ｔｂ＞Ｔ１を第３の条件として判定する。後述のように、高温時には、エンジン１００が温間状態であるため、エンジン始動時の振動が大きくならない傾向にあるからである。あるいは、図１０の特性に鑑みて、Ｔｂ＞Ｔ１かつ、Ｔｂ＜Ｔ２を上記第３の条件とすることも可能である。

一方で、上記第１〜第３の条件が不成立の場合には、エンジン始動時のクランキングトルクが不足する状態であると判定することができる。

また、低車速状態では車室内が静粛な状態である傾向にあるので、同一レベルの振動が生じても、中、高車速状態（非低車速状態）と比較して、エンジン始動時に生じる振動がユーザに体感され易くなる。たとえば、車速センサ３０７（図３）によって検出される車速Ｖと所定の判定値Ｖ１との比較に基づいて、Ｖ＞Ｖ１（第４の条件）が成立したときに非低車速状態であると判別できる。

したがって、図１１のステップＳ１３０での処理の一例として、たとえば、クランキングトルクが不足する状態であり、かつ、ハイブリッド車両１が低車速状態であるとき、すなわち、上記第１〜第４の条件の全てが非成立のときに、エンジン始動ショック悪化状態であると判定することができる（Ｓ１３０がＹＥＳ判定）。一方で、上記第１〜第４の条件のうちの少なくともいずれかが成立したときには、エンジン始動ショック悪化状態ではないと判定することができる（Ｓ１３０がＮＯ判定）。

さらに、エンジン１００の低温状態では、エンジン冷間時での燃焼安定性の低下により、エンジン始動時の振動が発生し易くなる。また、フリクションが増加することによって、クランキングトルク印加時のエンジン回転数の上昇レートが低下することにより、共振回転数領域の滞留時間が長くなる結果、エンジン始動時の振動が大きくなる虞がある。

たとえば、水温センサ３０９（図３）によって検出されるエンジン冷却水温度Ｔｗと所定の判定値Ｔｃとの比較に基づいて、Ｔｗ≦Ｔｃのときにエンジン冷間時にあると判別できる。また、油温センサ３１０（図３）によって検出されるエンジン潤滑油温度Ｔｏと所定の判定値Ｔｄとの比較に基づいて、Ｔｏ≦Ｔｄのときにフリクションが大きい状態であると判別できる。

一方で、エンジン１００が低温状態でない場合には、クランキングトルクが不足する状態であり、かつ、ハイブリッド車両１が低車速状態であっても、燃焼安定化およびフリクション低下の効果によって、エンジン始動時の振動が、ユーザに違和感を与えるレベルまでは大きくならないことが期待できる。したがって、燃費向上の観点から、エンジン１００を間欠運転させることが好ましい。

このため、図１１のステップＳ１３０における処理の変形例として、エンジン温間状態（非冷間状態）を検知するために、Ｔｗ＞Ｔｃ（第５の条件）およびＴｏ＞Ｔｄ（第６の条件）の少なくともいずれかが成立した場合にも、エンジン始動ショック悪化状態ではないと判定することができる（Ｓ１３０がＮＯ判定）。この場合には、上記第１〜第６の条件の全てが非成立のときに、エンジン始動ショック悪化状態であると判定することができる（Ｓ１３０がＹＥＳ判定）。

再び図１１を参照して、制御装置２００は、吸気バルブ１１８の小作動量固定時（Ｓ１２０のＹＥＳ判定時）に、エンジン始動ショック悪化状態であると判定されたとき（Ｓ１３０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１４０に処理を進めて、エンジン１００の間欠停止を禁止する。この場合には、図２に示したエンジンの間欠運転制御において、エンジン作動状態でエンジン停止条件が成立しても、エンジン停止指令の発生が禁止される。この結果、エンジン始動時の振動がユーザに違和感を与え易くなる状況において、エンジン１００の間欠運転が回避される。

一方で、制御装置２００は、吸気バルブ１１８の作動特性が固定された状態ではなく、吸気バルブ１１８の作動特性の制御が正常である場合（Ｓ１１０のＮＯ判定時）に加えて、吸気バルブ１１８の作動特性（作用角およびリフト量）が固定された状態であっても、固定された作用角およびリフト量が閾値よりも大きい場合（Ｓ１２０のＮＯ判定時）には、ステップＳ１５０に処理を進めて、エンジン１００の間欠停止を許可する。これらの場合には、図７の状態でエンジン１００を始動できるので、エンジン始動時の振動を小さくできるからである。

さらに、制御装置２００は、吸気バルブ１１８の小作動量固定時（Ｓ１２０のＹＥＳ判定時）であっても、エンジン始動ショック悪化状態ではないと判定されたとき（Ｓ１３０のＮＯ判定時）には、ステップＳ１５０に処理を進めて、エンジン１００の間欠停止を許可する。エンジン始動ショック悪化状態ではないときには、エンジン始動時の振動が、ユーザに違和感を与える可能性が低いためである。

エンジン１００の間欠停止が許可された場合には、図２に示したように、車両の運転状態の変化に応じたエンジン始動条件およびエンジン停止条件の成立に応じて、エンジン１００を間欠運転することによって、燃費を向上することができる。

以上説明したように、本実施の形態に従うハイブリッド車両では、エンジン１００での圧縮比が上昇する吸気バルブ１１８の小作動量固定時においても、エンジン１００の間欠停止を一律に禁止することなく、エンジン始動時の振動がユーザに違和感を与え難い場面では、エンジン１００の間欠停止を許可することができる。

また、吸気バルブ１１８の作動特性（作用角およびリフト量）が固定された状態であっても、固定された作用角およびリフト量が閾値よりも大きく、圧縮比を低減したエンジン始動が可能である場合には、エンジン１００の間欠停止を許可することができる。

この結果、ＶＶＬ装置４００によって制御される吸気バルブ１１８の作動特性（リフト量および作用角）が固定された状態においても、エンジン１００の始動がユーザに与える違和感を抑制した上で、燃費向上を図ることができる。

［ＶＶＬ装置の変形例］
本実施の形態において、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角は、上記のように連続に（無段階に）変更されてもよいし、離散的に（段階的に）設定されてもよい。

図１３は、吸気バルブ１１８の作動特性を３段階に変更可能なＶＶＬ装置４００Ａにおいて実現されるバルブ変位量とクランク角の関係を示す図である。

ＶＶＬ装置４００Ａは、第１から第３の特性のいずれかに作動特性を変更可能である。第１の特性は、波形ＩＮ１ａで示される。第２の特性は、波形ＩＮ２ａで示され、作動特性が第１の特性であるときよりもリフト量および作用角が大きい。第３の特性は、波形ＩＮ３ａで示され、作動特性が第２の特性であるときよりもリフト量および作用角が大きい。

図１４は、図１３に示す作動特性を有するＶＶＬ装置を備えるエンジンの動作線を示す図である。

図１４においては、横軸にはエンジン回転数が示され、縦軸にはエンジントルクが示される。なお、図１４における一点鎖線は、第１〜第３の特性（ＩＮ１ａ〜ＩＮ３ａ）に対応するトルク特性を示す。また、図１４において実線で表わされる円は、等燃費線を示す。等燃費線は、燃料消費量が等しい点を結んだ線であり、円の中心に近づくほど、燃費が向上する。エンジン１００Ａは、基本的には、図１４に実線で表わされるエンジン動作線上で運転されるものとする。

ここで、領域Ｒ１で示される低回転域では、エンジン始動時のショックを低減することが重要となる。また、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガスの導入が停止され、アトキンソンサイクルによる燃費の向上が図られる。よって、リフト量および作用角が大きくなるように吸気バルブ１１８の作動特性として第３の特性（ＩＮ３ａ）が選択されることが好ましい。

領域Ｒ２で示される中回転域では、ＥＧＲガスの導入量の増加による燃費の向上が図られる。よって、リフト量および作用角が中間となるように吸気バルブ１１８の作動特性として第２の特性（ＩＮ２ａ）が選択される。

すなわち、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きい場合（第３の特性）は、ＥＧＲガスの導入による燃費向上よりもアトキンソンサイクルによる燃費向上が優先される。一方、中間のリフト量および作用角が選択された場合（第２の特性）は、アトキンソンサイクルによる燃費向上よりもＥＧＲガスの導入による燃費向上が優先される。

領域Ｒ３で示される高回転域では、吸気慣性によって多量の空気をシリンダ内へ導入し、実圧縮比の上昇による出力性能の向上が図られる。よって、リフト量および作用角が大きくなるように吸気バルブ１１８の作動特性として第３の特性（ＩＮ３ａ）が選択される。

また、エンジン１００Ａが低回転域において高負荷運転されるとき、エンジン１００Ａが極低温において始動されるとき、または触媒が暖機されるときは、リフト量および作用角が小さくなるように吸気バルブ１１８の作動特性として第１の特性（ＩＮ１ａ）が選択される。このように、エンジン１００Ａの運転状態に応じてリフト量および作用角が決定される。

図１３および図１４で説明したＶＶＬ装置では、ＶＶＬ装置４００Ａによって制御される吸気バルブ１１８の作動特性（リフト量および作用角）が、何らかの原因によって、上記第１の特性（ＩＮ１ａ）に従って固定されたときに、上述した、吸気バルブ１１８の小作動量固定時と等価の状態となって、エンジン始動時の振動が増加してしまうことになる。

図１５には、図１３に示す作動特性を有するＶＶＬ装置４００Ａを適用して、本実施の形態に従うエンジン間欠運転制御を行なう場合の制御構造を示すフローチャートが示される。

図１５を参照して、制御装置２００は、図１１に示したフローチャートのステップＳ１２０に代えてステップＳ１２０♯を実行することにより、エンジン１００の間欠運転を制御する。

制御装置２００は、図１１と同様のＳ１００およびＳ１１０により、吸気バルブの作動特性が固定されている場合（Ｓ１１０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１２０♯に処理を進める。

制御装置２００は、ステップＳ１２０♯では、吸気バルブ１１８の作動特性である作用角およびリフト量が、第１の特性（ＩＮ１ａ）に対応した値に固定されているか否かを判定する。そして、吸気バルブ１１８の作動特性が第１の特性（ＩＮ１ａ）に従って固定されている場合には（Ｓ１２０♯のＹＥＳ判定時）、ステップＳ１２０のＹＥＳ判定時と同様に、吸気バルブ１１８の小作動量固定時であることを検知する。すなわち、処理が、ステップＳ１３０に進められる。

一方で、制御装置２００は、吸気バルブ１１８の作動特性が第２の特性（ＩＮ２ａ）または第３の特性（ＩＮ３ａ）に従って固定されている場合には（Ｓ１２０♯のＮＯ判定時）、ステップＳ１５０に処理を進める。ステップＳ１３０〜Ｓ１５０による処理は、図１１と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。

したがって、吸気バルブ１１８の作動特性が３段階に切替えられるＶＶＬ装置４００Ａが適用された構成においても、吸気バルブ１１８の作動特性が第１の特性（ＩＮ１ａ）に従って固定された状態となり、エンジン始動時の圧縮比が上昇する場合には、エンジン１００の間欠停止を一律に禁止することなく、エンジン始動時の振動がユーザに違和感を与え難い場面では、エンジン１００の間欠停止を許可することができる。

また、吸気バルブ１１８の作動特性（作用角およびリフト量）が第２の特性（ＩＮ２ａ）または第３の特性（ＩＮ３ａ）に従って固定されて、圧縮比を低減したエンジン始動が可能である場合には、エンジン１００の間欠停止を許可することができる。

この結果、吸気バルブ１１８の作動特性（リフト量および作用角）が３段階に切替えられるＶＶＬ装置４００Ａによって制御される吸気バルブ１１８の作動特性（リフト量および作用角）が固定された状態においても、エンジン１００の始動がユーザに与える違和感を抑制した上で、燃費向上を図ることができる。

なお、ＶＶＬ装置４００Ａが適用された構成においては、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が３段階に限られるため、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が連続的に変化する場合に比べて、エンジン１００の運転状態を制御するための制御パラメータの適合に要する時間を低減することができる。さらに、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を変更するためのアクチュエータに必要とされるトルクを低減することができ、アクチュエータを小型化して軽量化することができる。また、アクチュエータの製造コストも低減し得る。

図１６は、吸気バルブ１１８の作動特性を２段階に変更可能なＶＶＬ装置４００Ｂにおいて実現されるバルブ変位量とクランク角の関係を示す図である。ＶＶＬ装置４００Ｂは、第１および第２の特性のいずれかに作動特性を変更可能である。第１の特性は、波形ＩＮ１ｂで示される。第２の特性は、波形ＩＮ２ｂで示され、作動特性が第１の特性であるときよりもリフト量および作用角が大きい。

この場合にも、制御装置２００は、図１５に示されたフローチャートに従って、エンジン間欠運転を制御することができる。すなわち、制御装置２００は、吸気バルブの作動特性が固定されている場合（Ｓ１１０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１２０♯により、吸気バルブ１１８の小作動量固定時であるか否かを判定する。

吸気バルブ１１８の作動特性（リフト量および作用角）が２段階に切替えられるＶＶＬ装置４００Ｂに対して、ステップＳ１２０♯では、吸気バルブ１１８の作動特性である作用角およびリフト量が、第１の特性（ＩＮ１ａ）に対応した値に固定されている場合には、吸気バルブ１１８の小作動量固定時であることを検知する（Ｓ１２０♯がＹＥＳ判定）。一方で、吸気バルブ１１８の作動特性である作用角およびリフト量が、第２の特性（ＩＮ２ａ）に対応した値に固定されている場合には、吸気バルブ１１８の小作動量固定時ではないと判定される（Ｓ１２０♯がＮＯ判定）。

この結果、吸気バルブ１１８の作動特性（リフト量および作用角）が２段階に切替えられるＶＶＬ装置４００Ｂによって制御される吸気バルブ１１８の作動特性（リフト量および作用角）が固定された状態においても、エンジン１００の始動がユーザに与える違和感を抑制した上で、燃費向上を図ることができる。

ＶＶＬ装置４００Ｂにおいては、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角の作動特性が２つに限られるため、エンジン１００の運転状態を制御するための制御パラメータの適合に要する時間をさらに低減できる。また、アクチュエータの構成もより簡素化可能である。なお、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角の作動特性は、２段階または３段階に変更される場合に限られず、４段階以上の任意の段階に変更可能としてもよい。

なお、上記の実施の形態およびその変形例においては、吸気バルブ１１８の作動特性としてリフト量とともに作用角が変更される場合を説明したが、この発明は、吸気バルブ１１８の作動特性としてリフト量のみが変更可能な構成にも適用可能であり、吸気バルブ１１８の作動特性として作用角のみが変更可能な構成にも適用可能である。吸気バルブ１１８のリフト量および作用角のいずれかが変更可能な構成においても、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角の双方が変更可能である場合と同様な効果を得ることができる。なお、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角のいずれかが変更可能な構成は、周知の技術を利用して実現することができる。このように、吸気バルブ１１８の作動特性としてリフト量および作用角の少なくとも一方を、連続的（無段階）ないし離散的（段階的）に変更可能な可変動弁機構をハイブリッド車両に具備すれば、この発明の適用が可能となる。

なお、上記の実施の形態においては、動力分割装置４によりエンジン１００の動力を駆動輪６とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とに分割して伝達可能なシリーズ／パラレル型のハイブリッド車両について説明したが、この発明は、その他の形式のハイブリッド車両にも適用可能である。すなわち、たとえば、モータジェネレータＭＧ１を駆動するためにのみエンジン１００を用い、モータジェネレータＭＧ２でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両や、エンジン１００が生成した運動エネルギのうち回生エネルギのみが電気エネルギとして回収されるハイブリッド車両、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車両などにもこの発明は適用可能である。また、モータを切り離してエンジンのみの動力によって走行するハイブリッド車両にもこの発明は適用可能である。すなわち、吸気バルブの作動特性を変更するための可変動弁装置を有する内燃機関を備えたハイブリッド車両に対して共通に、可変動弁装置によって制御される作動特性が固定された状態において、エンジン間欠停止を一律に禁止することなく車両状態に応じて間欠停止を許可するという、本発明の技術思想を適用することが可能である。

なお、上記において、エンジン１００は、この発明における「内燃機関」の一実施例に対応し、モータジェネレータＭＧ１は、この発明における「回転電機」の一実施例に対応し、ＶＶＬ装置４００，４００Ａ，４００Ｂは、この発明における「可変動弁装置」の一実施例に対応する。

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。

１ ハイブリッド車両、４ 動力分割装置、５ 減速機、６ 駆動輪、７ 出力軸、８ 駆動軸（車両）、１００，１００Ａ エンジン、１０４ スロットルバルブ、１０６ シリンダ、１０８ インジェクタ、１１０ 点火プラグ、１１２ 三元触媒、１１４ ピストン、１１６ クランクシャフト、１１８ 吸気バルブ、１２０ 排気バルブ、１２２，１２４ カム、１２８ ロッカアーム、１３０ カムシャフト、２００ 制御装置、３００ カム角センサ、３０２ クランク角センサ、３０４ ノックセンサ、３０６ スロットル開度センサ、３０７ 車速センサ、３０８ アクセルペダルセンサ、３０９ 水温センサ、３１０ 油温センサ、３１１ ＶＶＬ位置センサ、３１２ スロットルモータ、４００，４００Ａ，４００Ｂ ＶＶＬ装置、４１０ 駆動軸（ＶＶＬ装置）、４１２ 係止ピン、４２０ 支持パイプ、４３０ 入力アーム、４３２ アーム部、４３４ ローラ部、４４０ 揺動カム、４４２ ノーズ部、４４４ カム面、４５０ スライダギヤ、４５２，４５４ ヘリカルギヤ、４５６ 長穴、Ａｃ 操作量、Ｂ 蓄電装置、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 領域、Ｔｂ 温度（蓄電装置）、Ｔｏ 潤滑油温度（エンジン）、Ｔｗ 冷却水温度（エンジン）、Ｗｉｎ 充電電力上限値、Ｗｏｕｔ 放電電力上限値。

Claims (13)

1. 吸気バルブの作動特性としてリフト量および作用角の少なくとも一方を制御するための可変動弁装置を有する内燃機関と、
   前記可変動弁装置によって制御される前記作動特性を検出するための検出器と、
   前記内燃機関の始動を行なうことが可能に構成された回転電機と、
   前記回転電機を駆動するための電力を蓄積するための蓄電装置と、
   前記検出器の出力を受けるとともに前記内燃機関を制御するように構成された制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記検出器によって検出された前記作動特性が、前記リフト量および作用角の前記少なくとも一方が所定値よりも小さい状態で固定されているときには、前記蓄電装置の充電電力上限値の絶対値が第１の所定電力値よりも大きいという第１の条件、前記蓄電装置の放電上限電力値の絶対値が第２の所定電力値よりも大きいという第２の条件、前記蓄電装置の温度が第１の所定温度よりも高いという第３の条件、および、車速が所定速度よりも高いという第４の条件の少なくともいずれかが成立したときに、前記内燃機関の間欠停止を許可する、ハイブリッド車両。
2. 前記制御装置は、前記リフト量および作用角の前記少なくとも一方が前記所定値よりも小さい状態で前記作動特性が固定されているときには、前記第１から前記第４の条件、前記内燃機関の冷却水温度が第２の所定温度よりも高いという第５の条件、および、前記内燃機関の潤滑油温度が第３の所定温度よりも高いという第６の条件の少なくともいずれかが成立したときに、前記内燃機関の間欠停止を許可する、請求項１記載のハイブリッド車両。
3. 前記制御装置は、前記リフト量および作用角の前記少なくとも一方が前記所定値よりも大きい状態で前記作動特性が固定されているときには、前記内燃機関の間欠停止を許可する、請求項１または２に記載のハイブリッド車両。
4. 前記制御装置は、前記リフト量および作用角の前記少なくとも一方が前記所定値よりも小さい状態で前記作動特性が固定されているときに、前記第１の条件から前記第４の条件までの全てが不成立のときには、前記内燃機関の間欠停止を禁止する、請求項１記載のハイブリッド車両。
5. 前記制御装置は、前記リフト量および作用角の前記少なくとも一方が前記所定値よりも小さい状態で前記作動特性が固定されているときに、前記第１の条件から前記第６の条件までの全てが不成立のときには、前記内燃機関の間欠停止を禁止する、請求項２記載のハイブリッド車両。
6. 前記可変動弁装置は、前記吸気バルブの作動特性を、第１の特性と、前記作動特性が前記第１の特性であるときよりも前記リフト量および前記作用角の少なくとも一方が大きい第２の特性と、前記作動特性が前記第２の特性であるときよりも前記リフト量および前記作用角の少なくとも一方が大きい第３の特性との３段階のうちのいずれかに切替可能に構成され、
   前記制御装置は、前記吸気バルブの作動特性が前記第１の特性に従って固定されているときには、前記第１の条件から前記第４の条件までの少なくともいずれかが成立したときに、前記内燃機関の間欠停止を許可する、請求項１記載のハイブリッド車両。
7. 前記可変動弁装置は、前記吸気バルブの作動特性を、第１の特性と、前記作動特性が前記第１の特性であるときよりも前記リフト量および前記作用角の少なくとも一方が大きい第２の特性との２段階のいずれかに切替可能に構成され、
   前記制御装置は、前記吸気バルブの作動特性が前記第１の特性に固定されているときには、前記第１の条件から前記第４の条件までの少なくともいずれかが成立したときに、前記内燃機関の間欠停止を許可する、請求項１記載のハイブリッド車両。
8. 前記制御装置は、前記制御装置は、前記吸気バルブの作動特性が前記第１の特性に従って固定されているときには、前記第１から前記第４の条件、前記内燃機関の冷却水温度が第２の所定温度よりも高いという第５の条件、および、前記内燃機関の潤滑油温度が第３の所定温度よりも高いという第６の条件の少なくともいずれかが成立したときに、前記内燃機関の間欠停止を許可する、請求項６または７記載のハイブリッド車両。
9. 前記制御装置は、前記吸気バルブの作動特性が前記第１の特性に従って固定されているときに、前記第１の条件から前記第４の条件までの全てが不成立のときには、前記内燃機関の間欠停止を禁止する、請求項６または７記載のハイブリッド車両。
10. 前記制御装置は、前記吸気バルブの作動特性が前記第１の特性に従って固定されているときに、前記第１の条件から前記第６の条件までの全てが不成立のときには、前記内燃機関の間欠停止を禁止する、請求項８記載のハイブリッド車両。
11. 前記制御装置は、前記作動特性が前記第２または第３の特性に従って固定されているときには、前記内燃機関の間欠停止を許可する、請求項６記載のハイブリッド車両。
12. 前記制御装置は、前記作動特性が前記第２の特性に従って固定されているときには、前記内燃機関の間欠停止を許可する、請求項７記載のハイブリッド車両。
13. 前記回転電機は、少なくとも動力伝達ギヤを経由して、前記内燃機関の出力軸および前記ハイブリッド車両の駆動軸の両方と機械的に連結される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。

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