JP2000073798A

JP2000073798A - 内燃機関の可変動弁制御装置

Info

Publication number: JP2000073798A
Application number: JP10248276A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Okane; 宏明大金
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-09-02
Filing date: 1998-09-02
Publication date: 2000-03-07
Anticipated expiration: 2018-09-02
Also published as: JP3610783B2

Abstract

(57)【要約】【課題】可変動弁機構を備えたエンジンの燃費向上と
出力向上を両立させながら、運転性を向上させる。【解決手段】エンジン２に配設されて吸気弁の開閉時
期を変更するカム作動角可変機構５０と、運転状態を検
出するセンサと、運転状態に応じてカム作動角可変機構
５０を制御するエンジン制御部３１とを備え、カム作動
角可変機構５０は、吸気弁の作動角αを最小作動角αmi
nと最大作動角αmaxの間で変更可能であり、エンジン制
御部３１は、エンジン２の運転状態が低回転高負荷域に
ある場合に作動角αを最小作動角αminに設定する一
方、負荷の低減または回転数の増大に応じて作動角αを
増大する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関に設けた
可変動弁機構の制御に関し、特に、内燃機関と電動モー
タを組み合わせたハイブリッド車両に好適な可変動弁制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から排気エミッションを低減するた
め、エンジンと電動モータを組み合わせて、いずれか一
方または双方の駆動力により走行するハイブリッド車両
が知られており、例えば、鉄道日本社刊「自動車工学」
VOL.46 No7 １９９７年６月号の第３９頁〜５２頁
に開示されるものがある。

【０００３】このハイブリッド車両では、エンジンの熱
効率が低下する低車速域では、主にモータによって車両
の推進を行う一方、車速や負荷が増大するとエンジンを
始動するとともに、主駆動源をモータからエンジンに切
り換えている。

【０００４】加えて、エンジンには吸気カムシャフトの
位相を連続的に変更可能な可変動弁機構を備えており、
例えば、都市部などの走行で発進、停止を繰り返すよう
な運転状況では、エンジンの停止と再始動が頻繁に行わ
れるため、エンジンの始動時には吸気弁閉弁時期を遅ら
せてエンジンのフリクションを低減することで始動性を
向上させ、同様に、エンジンを停止させる際にも、吸気
弁閉弁時期を遅らせて、エンジンの実圧縮比を低下さ
せ、起振力を低減させて振動の低減を図っている。ま
た、部分負荷運転時では、バルブオーバーラップを大き
く設定することで内部ＥＧＲ率を高めて燃費の向上を図
っている。

【０００５】また、減速時には吸気弁閉弁時期を遅らせ
て、吸気管内への吹き返しによるポンピングロスを低減
することで、回生エネルギーを増大させて燃費の向上を
図り、さらに、冷却水温が低いときには、吸気弁開弁時
期を早めて体積効率を向上させている。

【０００６】また、特開平９−２４２５２０号公報に開
示されるように、図１０に示すように、吸気カムシャフ
トの位相を連続的に変更可能な可変動弁機構を備えたエ
ンジンが知られている。

【０００７】これは、エンジン回転数、吸入空気量、ス
ロットル開度及びエンジン冷却水温を検出し、これら検
出した運転状態に応じて吸気カムシャフトの位相を変更
することで、熱効率や運転性が向上するようにバルブタ
イミングを設定するもので、例えば、冷却水温が低いと
きには、吸気弁開弁時期を早めて体積効率を向上させ、
始動時の安定性を確保している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例において、エンジン始動時の振動低減や部分負荷運
転時の燃費向上を優先して吸気弁の位相（弁開閉時期）
を設定した場合、特に、エンジン回転数が低いときに高
負荷となると、吸気弁閉弁時期を早めているため、有効
圧縮比が増大するためノッキング限界空気量が抑制され
て、エンジントルクが低下するという問題があり、ま
た、減速時に吸気弁閉弁時期を遅らせて吹き返しによる
ポンピングロスを低減する場合では、位相可変式の可変
動弁機構では、開閉時期の相対関係は一定であるため、
吸気弁開弁時期も遅延することになり、バルブオーバー
ラップが減少して吹き返しの低減を効率よく行うことが
できないという問題があった。

【０００９】さらに、冷却水温が低いときには、吸気弁
開弁時期を早めているが、吸気弁閉弁時期も早まること
になって有効圧縮比が低下し、燃料の気化が低下する低
水温時始動性が低下したり、燃焼安定性が低下するとい
う問題があった。また、この低水温時に減速が行われる
と、吸気弁閉弁時期が遅れるため、燃焼室から吸気管内
への吹き返しによって、インジェクタ等に未燃焼燃料や
オイル等が付着して作動不良を引き起こす原因となる場
合があった。

【００１０】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、可変動弁機構を備えた内燃機関を、燃費と
出力の向上を両立させながら、運転性を向上させること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、エンジン
に配設されて吸気弁の開閉時期を変更する可変動弁手段
と、運転状態を検出する手段と、この運転状態に応じて
前記可変動弁手段を制御する吸気弁制御手段とを備えた
内燃機関の可変動弁制御装置において、前記可変動弁手
段は、吸気弁の作動角を最小作動角と最大作動角の間で
変更可能であり、前記吸気弁制御手段は、運転状態が低
回転高負荷域にある場合に前記作動角を小側に設定する
一方、負荷の低減または回転数の増大に応じて作動角を
増大する。

【００１２】また、第２の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記可変動弁手段は、吸気弁の作動角が増大する
につれて、吸気弁の開弁時期を早めると同時に、閉弁時
期を遅らせる。

【００１３】また、第３の発明は、前記第２の発明にお
いて、前記可変動弁手段は、吸気弁の開弁時期の変化量
に対して閉弁時期の変化量を大きく設定する。

【００１４】また、第４の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記吸気弁制御手段は、車両の減速時、エンジン
停止時またはエンジン再始動時に、吸気弁の作動角を大
側に設定する。

【００１５】また、第５の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記吸気弁制御手段は、エンジンの冷却水温を検
出する手段を備え、この水温が所定値未満の低温でエン
ジンを始動する際には、水温に応じて吸気弁の作動角を
変更する。

【００１６】また、第６の発明は、前記第５の発明にお
いて、前記吸気弁制御手段は、前記水温が所定値未満の
低温でエンジンを始動する際には、前記水温が所定値以
上の暖機状態の作動角に対して、吸気弁の作動角を小さ
くする。

【００１７】また、第７の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記吸気弁制御手段は、エンジンの冷却水温を検
出する手段を備え、この水温が所定値未満の低温で車両
が減速する際には、前記水温が所定値以上の暖機状態の
作動角に対して、吸気弁の作動角を小さくする。

【００１８】

【発明の効果】したがって、第１の発明は、低回転高負
荷域では、吸気弁の作動角が小側に設定されて、吸気弁
開弁時期が遅くなり、バルブオーバーラップを低減する
ことで残留ガスを低減し、同時に、閉弁時期が早まるこ
とにより、吸気管内への吹き返し量を低減することで吸
入空気量を確保して出力の向上を図り、運転性を向上す
ることができる。そして、負荷の低減または回転数の増
大に応じて作動角を増大することにより、吸気時間が短
くなる高回転域では、吸気弁閉弁時期の遅延によって吸
気の慣性による吸入空気量を確保でき、同時に、作動角
の増大に呼応して吸気弁開弁時期が早められて、バルブ
オーバーラップが増大することにより掃気効果を高めて
残留ガスを低減することが可能となり、エンジンの出力
向上を図ることが可能となる。また、部分負荷時には、
作動角の増大に応じてバルブオーバーラップが増加し、
残留ガスを増大させて自己ＥＧＲ率を高め、同時に、閉
弁時期が遅くなることで吸気管への吹き返し量を増大さ
せ、この吹き返しの増大に応じてスロットルバルブを開
くことになってポンピングロスの低減を図り燃費の向上
が可能となり、特に、エンジンとモータの駆動力を選択
して車両の推進を行う一方、減速時にはモータによって
回生を行うハイブリッド車両へ適用した場合では、出力
の向上と燃費の向上を両立させることができる。

【００１９】また、第２の発明は、吸気弁の作動角が増
大するにつれて、吸気弁の開弁時期を早めると同時に、
閉弁時期を遅らせるようにしたため、バルブオーバーラ
ップ量の制御と閉弁時期による吹き返し量の制御を同時
に行うことができる。

【００２０】また、第３の発明は、吸気弁の開弁時期の
変化量に対して閉弁時期の変化量を大きく設定すること
で、吸入空気量の確保による高出力化とポンピングロス
の低減による燃費性能の向上を両立させることが可能と
なる。

【００２１】また、第４の発明は、車両の減速時、エン
ジン停止時またはエンジン再始動時に、吸気弁の作動角
を大側に設定することにより、例えば、減速時では、バ
ルブオーバーラップを増大させてポンピングロスを低減
でき、ハイブリッド車両に適用した場合では、その分回
生エネルギーを増大させて燃費性能をさらに向上でき、
また、回生状態からエンジンを停止するような場合で
は、作動角を大側に維持することで、吸気弁閉弁時期を
遅らせて有効圧縮比を低下させ、エンジン停止時には圧
縮を起振源とするエンジンの振動を抑制でき、また、エ
ンジンの再始動時にも大側に維持しておくことで、再始
動時にはエンジンの始動時の振動を抑制することが可能
となって、特に、エンジンの始動、停止を繰り返すハイ
ブリッド車両に適用した場合には、静粛性の確保と燃費
性能の両立を図ることができる。

【００２２】また、第５の発明は、エンジンの冷却水温
が低温の状態で始動する際には、水温に応じて吸気弁の
作動角を変更し、例えば、水温の低下に応じて吸気弁閉
弁時期を早めれば、有効圧縮比を向上させて始動性と始
動後の安定性を向上させることが可能となる。

【００２３】また、第６の発明は、水温が低温の状態で
始動する際には、暖機状態の作動角に対して、吸気弁の
作動角を小さくすることにより、バルブオーバーラップ
を減少して、吸気行程の初期に発生する燃焼室や排気管
から吸気管内への吹き返しを低減でき、未燃焼燃料やエ
ンジンオイルの付着及び体積を防止して、インジェクタ
バルブの作動不良や吸気弁のバルブデポジットを低減さ
せてエンジンの耐久性を向上させると同時に、有効圧縮
比を向上させて始動性と始動後の安定性を向上させるこ
とが可能となる。

【００２４】また、第７の発明は、水温が低温の状態で
エンジンを始動する際には、暖機状態の作動角に対し
て、吸気弁の作動角を小さくすることにより、バルブオ
ーバーラップを減少して、吸気行程の初期に発生する燃
焼室や排気管から吸気管内への吹き返しを低減でき、未
燃焼燃料やエンジンオイルの付着及び体積を防止して、
インジェクタバルブの作動不良や吸気弁のバルブデポジ
ットを低減させてエンジンの耐久性を向上させることが
できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００２６】図１は、本発明を適用可能なハイブリッド
車両の一例を示し、エンジンまたは電動モータのいずれ
か一方、または双方の駆動力を用いて走行するものであ
る。

【００２７】図１において、太実線は機械力の伝達経路
を示し、破線は電力の経路を示し、さらに、細実線は制
御系統を示し、二重線は油圧系統を示している。

【００２８】この車両のパワートレインは、モータ１、
エンジン２、クラッチ３、モータ４、無段変速機５、減
速装置６、差動装置７及び駆動輪８から構成される。モ
ータ１の出力軸とエンジン２の出力軸及びクラッチ３の
入力軸は互いに連結されており、また、クラッチ３の出
力軸、モータ４の出力軸及び無段変速機５の入力軸は互
いに連結されている。

【００２９】クラッチ３の締結時には、エンジン２とモ
ータ４の少なくとも一方が車両の推進源となり、クラッ
チ３の解放時には、モータ４のみが車両の推進源とな
る。これらエンジン２またはモータ４の駆動力は、無段
変速機５、減速装置６及び差動装置７を介して駆動輪８
へ伝達される。

【００３０】ここで、クラッチ３は、例えば、パウダー
クラッチ等で構成され、解放状態から締結状態までの間
で、任意のクラッチ容量に設定することができ、例え
ば、中間容量のときには、クラッチ３をスリップさせな
がらトルクを伝達する一方、締結時（最大容量）には、
入力軸と出力軸を結合してトルクの伝達を行う。

【００３１】なお、Ｖベルト式やトロイダル式で構成さ
れた無段変速機５には、油圧装置９の図示しないポンプ
から圧油が供給されており、このポンプはモータ１０に
よって駆動される。

【００３２】モータ１（第２モータ）は、主としてエン
ジン２の始動と発電に用いられ、モータ４（第１モー
タ）は、主として車両の推進と運動エネルギーの回生に
用いられる。

【００３３】もちろん、クラッチ３の締結時には、モー
タ１を車両の推進と回生に用いることもでき、モータ４
をエンジン２の始動や発電に用いることもできる。な
お、モータ１、４、１０は交流機で構成され、それぞれ
インバータ１１〜１３を介してバッテリ１５に接続され
る。

【００３４】上記パワートレインは、マイクロコンピュ
ータを主体に構成されたコントローラ１６によって制御
され、このコントローラ１６は、図２に示すように、イ
ンバータ１１を介してモータ１による発電やエンジン２
の始動を制御するモータ制御部３０、エンジン２の燃料
噴射量や点火時期の制御に加え、ソレノイド４１を介し
て吸気カムシャフトの作動角可変機構５０を制御するエ
ンジン制御部３１、クラッチ３の締結、解放を制御する
クラッチ制御部３２、インバータ１２を介してモータ４
による推進や回生を制御するモータ制御部３３、車両の
運転状態に応じて無段変速機５の変速比を制御するた
め、インバータ１３、モータ１０を介して油圧装置９を
駆動するＣＶＴ制御部３４から構成される。

【００３５】ここで、運転状態としては、アクセル開度
センサ２２が検出したアクセルペダルの踏み込み量Ａｃ
ｃ、エンジン回転数センサ２７が検出したエンジン２の
回転数Ｎｅ、エアフローメータ２５が検出した吸入空気
量Ｑａ、水温センサ２８が検出したエンジン２の冷却水
温Ｔｗ、カム回転角センサ２９が検出した吸気カムの作
動角α（開弁から閉弁までのクランク角。以下同様）、
入力軸回転センサ２３が検出した無段変速機５の入力軸
回転数Ｎｉ、車速センサ２４が検出した車速ＶＳＰ、バ
ッテリ状態センサ２６が検出したバッテリ１５の充電状
態（ＳＯＣ＝State of charge）、バッテリ温度センサ
２１が検出したバッテリ１５の温度Ｔｂａｔや図示しな
いブレーキスイッチが検出したブレーキペダルの踏み込
み状態等がコントローラ１６へ入力される。

【００３６】上記運転状態に基づいて、コントローラ１
６は、エンジン２とモータ４の駆動力を選択して車両の
駆動を行う一方、アクセルペダルが解放されたときには
モータ４で回生を行い、また、バッテリ１５の状態に応
じてエンジン２とモータ１で発電し、バッテリ１５の充
電を行うもので、この駆動力制御は、例えば、次表のよ
うに設定される。

【００３７】

【表１】

【００３８】ここで、エンジン２に配設された可変動弁
機構としては、図３に示すように、吸気カム５１の作動
角（開弁期間及び閉弁時期）を連続的に変更可能なカム
作動角可変機構５０を採用した場合について説明する。

【００３９】これは、特開平９−２４２５２０号公報や
特開平９−２６８９３０号公報に開示されるものと同様
に、エンジン制御部３１に制御されたソレノイド４１か
らの油圧に基づいて、偏心軸５３を軸回りに駆動するア
クチュエータ５２と、ハウジング５４を介してこの偏心
軸５３に連結された吸気カム５１から構成され、回転す
る吸気カム５１に対して偏心軸５３を軸回りに揺動させ
ることで、図４に示すように、吸気カム５１の作動角を
変更して吸気弁（図示せず）の開弁期間及び開閉時期を
最大作動角から最小作動角の間で連続的に変更する。

【００４０】そして、吸気カム５１の作動角は回転角セ
ンサ２９によって検出され、エンジン制御部３１は運転
状態に応じた値となるようにソレノイド４１を駆動し
て、吸気カム５１の作動角を制御している。

【００４１】いま、カム作動角可変機構５０が、図４の
一点鎖線に示すように、最小作動角のときには、図示し
ないピストンの上死点ＴＤＣで吸気弁を開弁させた後、
下死吸気弁が開弁する。一方、図４の実線に示すよう
に、最大作動角のときには、図示しないピストンの上死
点ＴＤＣより前のθ２（吸気弁開最大進角位置）で吸気
弁を開弁させた後、下死点ＢＤＣ後のθ３（吸気弁閉最
大遅角位置）で閉弁させ、期間αmaxの間だけ吸気弁が
開弁し、このとき、クランク角で表される吸気弁開最大
進角位置θ２と吸気弁閉最大遅角位置θ３は、 θ２＜ＴＤＣＢＤＣ＜θ１＜θ３のように設定される。

【００４２】したがって、作動角αの変化に伴って、吸
気弁開弁位置は図４において、最大進角位置θ２から上
死点ＴＤＣの間で変化すると同時に、吸気弁閉弁位置は
最大値角位置θ３から最大進角位置θ１の間で変化する
ことになる。

【００４３】また、排気カムと吸気カム５１のオーバー
ラップは、最小作動角αminのとき０°に設定される一
方、最大作動角αmaxのときには、吸気弁開最大進角位
置θ２から上死点ＴＤＣまでの期間が最大オーバーラッ
プΔθに設定される。

【００４４】ここで、上記エンジン制御部３１で行われ
る吸気カム５１の作動角制御の一例について、図５のフ
ローチャートを参照しながら以下に詳述する。なお、図
５のフローチャートは、所定時間毎、例えば、１０msec
毎に実行されるものである。

【００４５】まず、ステップＳ１では、上記図２に示し
たエンジン回転数センサ２７からエンジン回転数Ｎｅを
読み込んで、ステップＳ２で、現在のエンジン回転数Ｎ
ｅが所定値Ｎｅ０よりも大きいか否かを判定する。

【００４６】そして、エンジン回転数Ｎｅが所定値Ｎｅ
０（例えば、アイドル回転数）よりも大きい場合には、
作動角制御を行うべくステップＳ３へ進んで、アクセル
開度センサ２２が検出したアクセル踏み込み量Ａｃｃを
読み込む一方、そうでない場合には、そのまま処理を終
了する。

【００４７】ステップＳ４ではアクセルペダルの踏み込
み量Ａｃｃが所定値Ａｃｃ０よりも大きいか否かを判定
し、踏み込み量Ａｃｃが所定値Ａｃｃ０を超える場合に
はステップＳ５へ進んで、エアフローメータ２５から吸
入空気量Ｑａを読み込む一方、そうでない場合にはステ
ップＳ９以降の処理へ進む。

【００４８】ステップＳ６では、上記吸入空気量Ｑａと
エンジン回転数ＮｅからエンジントルクＴｅを求め、次
にステップＳ７では、エンジントルクＴｅとエンジン回
転数Ｎｅより図６に示すマップに基づいて作動角αを設
定する。

【００４９】なお、図６のマップは、エンジン回転数Ｎ
ｅが低くエンジントルクＴｅが大きいときに最小作動角
αminに設定され、エンジントルクＴｅの低下またはエ
ンジン回転数Ｎｅの増大に伴って作動角αが、α０、α
１、α２…αmaxと順次増大するように設定される。た
だし、αmin＜α０＜α１＜α２＜……＜αmaxである。

【００５０】こうして求めた作動角αとなるように、ス
テップＳ８では、図３に示したソレノイド４１を駆動し
て吸気カム５１の作動角を設定する。

【００５１】一方、上記４の判定で、踏み込み量Ａｃｃ
が所定値Ａｃｃ０以下の場合、すなわち、アクセルペダ
ルの解放状態等では、ステップＳ９の処理へ進んで、水
温センサ２８からエンジン２の冷却水温Ｔｗを読み込
み、ステップＳ１０で、現在の冷却水温Ｔｗが所定値Ｔ
ｗ０を超えているか否かを判定する。

【００５２】暖機が終了して冷却水温Ｔｗが所定値Ｔｗ
０を超えていれば、ステップＳ１１へ進んで作動角αを
最大作動角αmaxに設定してから上記と同様に、ステッ
プＳ８へ進んでカム作動角可変機構５０の駆動を行う一
方、冷却水温Ｔｗが所定値Ｔｗ０以下の低水温時には、
ステップＳ１２へ進んで、図７に示すマップより、冷却
水温Ｔｗに応じた作動角αに設定した後に、ステップＳ
８へ進んでカム作動角可変機構５０の駆動を行うステッ
プＳ８へ進んでカム作動角可変機構５０の駆動を行う。

【００５３】いま、アクセルペダルの踏み込み量Ａｃｃ
が所定量Ａｃｃ０以上踏み込まれた状態では、図６のマ
ップに基づいて作動角αが決定され、エンジン回転数Ｎ
ｅが低くエンジントルクＴｅが大きい低回転高負荷域で
は、最小作動角αminに設定されるため、吸気弁開弁時
期は最遅角位置である上死点ＴＤＣとなって、バルブオ
ーバーラップを低減することで残留ガスを低減し、同時
に、閉弁時期を最進角位置θ１に早めることにより、図
示しない吸気管内への吹き返し量を低減することができ
るため、吸入空気量Ｑａを確保して出力の向上を図るこ
とができる。

【００５４】例えば、吸気カム５１の作動角αと吸気弁
の開弁時期及び閉弁時期の関係を、図８、図９のように
設定すれば、図中Ａ点では、燃料消費率が最良となる領
域で運転を行うことが可能となって、エンジン２の低回
転域での熱効率を向上させることが可能となって、ハイ
ブリッド車両の燃費性能を向上させることができる。

【００５５】ただし、エンジン回転数Ｎｅが増大する高
回転域では、α１、α２と順次作動角αが増大し、吸気
弁閉弁位置は、図４において、最大進角位置θ１から最
大遅角位置θ３へ向けて遅延することにより、吸気時間
が短くなる高回転域では、吸気の慣性によって吸入空気
量Ｑａを確保できる。同時に、作動角αの増大に呼応し
て吸気弁開弁位置は、図４において、最大遅角位置ＴＤ
Ｃから最大進角位置θ２へ向けて早められ、バルブオー
バーラップが増大することにより掃気効果を高めて残留
ガスを低減することが可能となり、エンジン２の出力向
上を図ることが可能となる。

【００５６】また、部分負荷時には、図４において、作
動角αを高負荷域よりも増大するように設定したため、
吸気弁開弁時期を早めることで、バルブオーバーラップ
を増加し、残留ガスを増大させて自己ＥＧＲ率を高め、
同時に、閉弁時期を遅くすることで吸気管への吹き返し
量を増大させ、この吹き返しの増大に応じてスロットル
バルブ（図示せず）を開くことになってポンピングロス
の低減を図り燃費の向上が可能となる。

【００５７】一方、暖機中などで冷却水温Ｔｗが所定値
Ｔｗ０以下の低水温時では、図７のマップに示すよう
に、暖機後（Ｔｗ＞Ｔｗ０）の作動角αよりも減少させ
ることで、バルブオーバーラップを減少し、吸気行程の
初期に燃焼室や排気管から吸気管内への吹き返しを低減
でき、未燃焼燃料やエンジンオイルの付着及び体積を防
止して、インジェクタバルブ（図示せず）の作動不良や
吸気弁のバルブデポジットを低減させてエンジンの耐久
性を向上させることができ、特に、アクセルペダルを解
放する減速時に効果がある。

【００５８】また、同様に、冷間始動時にも吸気カム５
１の作動角αを減少することになり、吸気弁閉弁時期を
早めることで有効圧縮比を向上させるとともに、圧縮圧
力を増大して始動性と始動後の安定性を向上させること
が可能となって、車速等に応じてエンジン２の始動、停
止を繰り返すハイブリッド車両の運転性を向上させるこ
とが可能となる。

【００５９】さらに、上記制御に加えて、上記表１に示
したように、高車速域でアクセルペダルを解放する減
速、回生時のように、クラッチ３を締結している場合で
は、吸気カム５１の作動角αを最大作動角αmaxに設定
することで、バルブオーバーラップを増大させてポンピ
ングロスを低減でき、その分回生エネルギーを増大させ
て、ハイブリッド車両の燃費性能をさらに向上できる。

【００６０】また、上記回生状態からクラッチを解放し
てエンジン２を停止するような場合では、吸気カム５１
の作動角αを最大作動角αmaxを維持して、吸気弁閉弁
時期を最大遅角位置θ３とし、有効圧縮比を低下させ、
吸入空気量Ｑａの低減によってエンジン停止時には圧縮
を起振源とするエンジン２の振動を抑制でき、また、エ
ンジン２の再始動時にも最大作動角αmaxを維持してお
くことで、暖機後の始動時にはエンジン２の始動時の振
動を抑制することができ、エンジン２の始動、停止を繰
り返すハイブリッド車両の静粛性を確保することができ
る。

【００６１】そして、作動角αと吸気弁開弁位置及び吸
気弁閉弁位置の関係は、図４に示すように、作動角αの
変化に対して、吸気弁開弁位置の変化量（θ２とＴＤＣ
の期間）よりも、吸気弁閉弁位置の変化量（θ１とθ３
の期間）の方が大きくなるように設定されているため、
吸入空気量Ｑａの確保による高出力化やポンピングロス
の低減による燃費性能の向上を両立させることが可能と
なる。

【００６２】こうして、ハイブリッド車両のエンジン２
に、吸気カム５１の作動角αを連続的に変更可能、か
つ、作動角αの増大に応じて開弁時期を早める一方、閉
弁時期を遅らせる作動角可変機構５０を備え、低回転高
負荷時には最小作動角αminとし、負荷の減少またはエ
ンジン回転数Ｎｅの増大に応じて作動角αを増大させる
ことで、バルブオーバーラップの低減により吸入空気量
Ｑａを確保し、前回出力を向上させるとともに、部分負
荷時には自己ＥＧＲ率の増大と、吸気管への吹き返しの
増大によるポンプロスの低減によって、燃費の向上を図
ることができ、出力性能と燃費性能を両立させるととも
に、始動または停止時の振動を低減してハイブリッド車
両の運転性を確保することができる。

【００６３】なお、上記実施形態において、吸気カム５
１の作動角可変機構として、作動角αを連続的に変更す
るものについて説明したが、図示はしないが、作動角α
が異なる複数のカムを選択的に切り換えて、段階的に作
動角αを変更するものであってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すハイブリッド車両の
概略構成図。

【図２】同じくコントローラの概略構成図。

【図３】吸気カムの作動角可変機構の概念図。

【図４】吸気カムの作動角と吸気弁開閉位置及び排気カ
ムとのバルブオーバーラップの変化を示す特性図で、バ
ルブリフトとクランク角の関係を示し、図中実線が最大
作動角を、図中一点鎖線が最大作動角をそれぞれ示す。

【図５】エンジン制御部で行われる可変動弁制御の一例
を示すフローチャート。

【図６】エンジントルクとエンジン回転数Ｎｅに応じた
作動角のマップである。

【図７】エンジンの冷却水温と作動角の関係を示すマッ
プである。

【図８】低回転時のエンジントルクをパラメータとした
吸気カムの作動角及び吸気弁の開弁時期と閉弁時期の関
係を示す特性図である。

【図９】燃料消費率をパラメータとした吸気カムの作動
角と吸気弁の開弁時期及び閉弁時期の関係を示す特性図
である。

【図１０】吸気弁の位相を可変とした場合の、バルブリ
フトとクランク角の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１、４モータ２エンジン３クラッチ５無段変速機１２インバータ１５バッテリ１６コントローラ２２アクセル開度センサ２５エアフローメータ２７エンジン回転センサ２８水温センサ２９カム回転角センサ３０モータ制御部３１エンジン制御部３２クラッチ制御部３３モータ制御部３４ＣＶＴ制御部４１ソレノイド５０カム作動角可変機構５１吸気カム５２アクチュエータ５３偏心軸５４ハウジング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２Ｑ３６４３６４ＦＦターム(参考） 3G084 AA05 BA23 CA01 CA03 CA09 DA02 DA09 DA19 DA39 FA03 FA05 FA06 FA07 FA10 FA18 FA20 FA33 FA36 3G092 AA11 AC02 DA01 DA08 DA12 DD03 EA01 EA02 EA03 EA04 EA21 EA22 EA25 EC09 FA13 FA25 FA31 GA01 GA06 GA10 GA17 GB08 HA01Z HA11Z HA13X HA13Z HE01Z HE08Z HF02Z HF08Z HF11X HF11Z HF21Z HF26Z 3G093 AA06 AA07 BA19 BA21 BA33 CA01 CA07 CA11 DA01 DA05 DA06 DA09 DB05 DB11 DB15 DB19 EA15 EB03 FB01 FB02 3G301 HA19 HA26 JA02 JA04 JA37 KA01 KA02 KA05 KA09 KA24 LA07 NC02 PA01Z PA17Z PE01Z PE08Z PE10A PE10Z PF01Z PF03Z PF05Z PF07A PF07Z PG01Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンに配設されて吸気弁の開閉時期
を変更する可変動弁手段と、運転状態を検出する手段と、この運転状態に応じて前記可変動弁手段を制御する吸気
弁制御手段とを備えた内燃機関の可変動弁制御装置にお
いて、前記可変動弁手段は、吸気弁の作動角を最小作動角と最
大作動角の間で変更可能であり、前記吸気弁制御手段
は、運転状態が低回転高負荷域にある場合に前記作動角
を小側に設定する一方、負荷の低減または回転数の増大
に応じて作動角を増大することを特徴とする内燃機関の
可変動弁制御装置。
【請求項２】前記可変動弁手段は、吸気弁の作動角が
増大するにつれて、吸気弁の開弁時期を早めると同時
に、閉弁時期を遅らせることを特徴とする請求項１に記
載の内燃機関の可変動弁制御装置。
【請求項３】前記可変動弁手段は、吸気弁の開弁時期
の変化量に対して閉弁時期の変化量を大きく設定したこ
とを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変動弁制
御装置。
【請求項４】前記吸気弁制御手段は、車両の減速時、
エンジン停止時またはエンジン再始動時に、吸気弁の作
動角を大側に設定することを特徴とする請求項１に記載
の内燃機関の可変動弁制御装置。
【請求項５】前記吸気弁制御手段は、エンジンの冷却
水温を検出する手段を備え、この水温が所定値未満の低
温でエンジンを始動する際には、水温に応じて吸気弁の
作動角を変更することを特徴とする請求項１に記載の内
燃機関の可変動弁制御装置。
【請求項６】前記吸気弁制御手段は、前記水温が所定
値未満の低温でエンジンを始動する際には、前記水温が
所定値以上の暖機状態の作動角に対して、吸気弁の作動
角を小さくすることを特徴とする請求項５に記載の内燃
機関の可変動弁制御装置。
【請求項７】前記吸気弁制御手段は、エンジンの冷却
水温を検出する手段を備え、この水温が所定値未満の低
温で車両が減速する際には、前記水温が所定値以上の暖
機状態の作動角に対して、吸気弁の作動角を小さくする
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁
制御装置。