JP2017194028A

JP2017194028A - 内燃機関装置

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Publication number: JP2017194028A
Application number: JP2016085407A
Authority: JP
Inventors: 武志元古; Takeshi Motofuru
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-04-21
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2017-10-26
Anticipated expiration: 2036-04-21
Also published as: JP6668912B2

Abstract

【課題】スロットルバルブが全開になる頻度を少なくする。【解決手段】トルク要求がスロットル全開要求であり、且つ、ＶＶＴ進角要求があるときには、目標開度ＴＨ＊を開度ＴＨｍａｘに設定し（Ｓ１１０，Ｓ１２０，Ｓ１４０）、トルク要求がスロットル全開要求でなかったり、ＶＶＴ進角要求がないときには、吸入空気量Ｑａが要求トルクＴｅ＊に基づく目標空気量Ｑａ＊となるように目標スロットル開度ＴＨ＊を設定し（Ｓ１１０〜Ｓ１３０）、スロットル開度ＴＨが目標スロットル開度ＴＨ＊となるようにスロットルバルブの開度を調整するためのスロットルモータを駆動制御する。これにより、スロットルバルブが頻繁に全開となるのを抑制することができる。【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関装置に関し、詳しくは、可変バルブタイミング機構を有する内燃機関を備える内燃機関装置に関する。

従来、この種の内燃機関装置としては、内燃機関に要求される要求トルクが内燃機関から出力可能な最大トルク以上であるときには、スロットルバルブ（スロットル弁）が全開になるように内燃機関を制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、こうした制御により、スロットルバルブ（スロットル弁）の個体差や経時変化によらずに、内燃機関から最大トルクを出力している。

特開２００９−２９３６０２号公報

ところで、吸気バルブの開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構を有する内燃機関を備える内燃機関装置では、吸気バルブの開閉タイミングが要求トルクに応じたタイミングとなるように可変バルブタイミング機構とスロットルバルブとを制御している。この装置では、要求トルクが最大トルク以上のときには、スロットルバルブが全開になるように内燃機関を制御することにより、要求トルクのわずかな変化によってスロットルバルブの開度が変化することを抑制している。ところで、内燃機関の要求パワーが増加すると、内燃機関の回転数を現在の回転数から目標回転数に向かって徐々に高くしながら、要求パワーを出力するように内燃機関を制御する。したがって、内燃機関の要求トルクは、内燃機関の回転数が目標回転数に至るまで過渡的に高くなる。このとき、要求トルクが最大トルク以上となると、スロットルバルブが全開となる。このように、要求パワーが増加すると、スロットルバルブが全開になることがあり、要求パワーが繰り返し増加すると、スロットルバルブが頻繁に全開になり、燃費の悪化が生じたり、空燃比荒れによるエミッションの悪化が生じてしまう。

本発明の内燃機関装置は、スロットルバルブが全開になる頻度を少なくすることを主目的とする。

本発明の内燃機関装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の内燃機関装置は、
吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構を有する内燃機関と、
スロットルバルブの開度が目標開度となるように前記内燃機関を制御する制御手段と、
を備える内燃機関装置であって、
前記制御手段は、要求トルクが前記内燃機関の回転数に基づく所定トルク以上である第１条件と、前記吸気バルブの開閉タイミングの進角を要求する進角要求がなされている第２条件と、の２つの条件が共に成立しているときには、前記目標開度を全開に設定し、前記２つの条件のうち１つが成立しないときには、前記目標開度を前記要求トルクに応じた開度に設定する、
ことを要旨とする。

この本発明の内燃機関装置では、要求トルクが内燃機関の回転数に基づく所定トルク以上である第１条件と、吸気バルブの開閉タイミングの進角を要求する進角要求がなされている第２条件と、の２つの条件が共に成立しているときには、目標開度を全開に設定し、２つの条件のうち１つが成立しないときには、目標開度を要求トルクに応じた開度に設定する。これにより、要求トルクが所定トルクよりも大きいときに一律に目標開度が全開に設定されるものに比して、目標開度が全開に設定されてスロットルバルブの開度が全開となる頻度を少なくすることができる。ここで、「所定トルク」とは、内燃機関から出力可能なトルクの最大値としてもよいし、内燃機関から出力可能なトルクの最大値付近のトルク（例えば、最大値の９５％のトルクなど）としてもよい。

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。エンジン２２の構成の一例を示す構成図である。エンジン２２の動作ラインの一例と仮目標回転数Ｎｅｔｍｐを設定する様子を示す説明図である。エンジンＥＣＵ２４により実行される目標開度設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。トルク要求がスロットル全開要求であると判定するための４つの条件のうち第２〜第４条件は成立しているときにおける、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊やエンジン２２の回転数Ｎｅ，要求トルクＴｅ＊，ＶＶＴ進角要求の有無，スロットル全開要求の有無の時間変化の一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、変速機６０と、バッテリ５０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。

エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関として構成されており、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により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を受けている。エンジン２２は、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸気管に吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室１２９に吸入する。吸入した混合気は、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼され、エンジン２２は、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、排気バルブ１３１を介して排気管へ送り出された後、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化触媒（三元触媒）を有する浄化装置１３４を介して外気へ排出される。エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４によって運転制御されている。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。

エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号の一部として、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗ，吸気バルブ１２８を開閉するインテークカムシャフトの回転位置および排気バルブ１３１を開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカム角θｃｉ，θｃｏ，吸気管に設けられたスロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットル開度ＴＨ，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ，排気管に取り付けられた空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，排気管に取り付けられた酸素センサ１３５ｂからの酸素信号Ｏ２を挙げることができる。

また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。種々の制御信号の一部として、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号や燃料噴射弁１２６への駆動信号，点火プラグ１３０（イグニッションコイル）への制御信号，可変バルブタイミング機構１３８への制御信号を挙げることができる。

エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。また、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに対するカムポジションセンサ１４４からのインテークカムシャフトのカム角θｃｉの角度（θｃｉ−θｃｒ）に基づいて、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを演算している。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、変速機６０の入力軸６１が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が変速機６０の入力軸６１に接続されている。インバータ４１，４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するのに用いられ、電力ライン５４を介してバッテリ５０と接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２などが入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へ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。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサからのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

変速機６０は、４段変速機として構成されており、プラネタリギヤ３０のリングギヤおよびモータＭＧ２の回転子（回転軸）に接続された入力軸６１と、駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６に接続された出力軸６２と、複数の遊星歯車機構と、油圧駆動の複数の摩擦係合要素（クラッチ，ブレーキ）と、を有する。この変速機６０は、入力軸６１と出力軸６２との間で４段階に変速して動力を伝達する。

バッテリ５０は、リチウムイオン二次電池として構成されており、電力ライン５４を介してインバータ４１，４２と接続されている。このバッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２によって管理されている。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号、例えば、バッテリ５０の端子間に取り付けられた電圧センサ５１ａからの電圧Ｖｂ，バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの電流Ｉｂなどが入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからの電流Ｉｂの積算値や電圧Ｖｂに基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、駆動軸３６（変速機６０の出力軸６２）に取り付けられた回転数センサ６９からの駆動軸３６の回転数Ｎｐ，イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰなどを挙げることができる。また、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなども挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０からは、変速機６０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードや電動走行（ＥＶ走行）モードで走行するようにエンジン２２およびモータＭＧ１，ＭＧ２（以下、「ハイブリッド部」という）と変速機６０とを制御する。ここで、ＨＶ走行モードは、エンジン２２の運転を伴って走行するモードであり、ＥＶ走行モードは、エンジン２２の運転を伴わずに走行するモードである。以下、ＥＶ走行モードでのハイブリッド部の制御，ＨＶ走行モードでのハイブリッド部の制御，変速機６０の制御について説明する。

ＥＶ走行モードでのハイブリッド部の制御について説明する。ＨＶＥＣＵ７０は、まず、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６の要求トルクＴｏｕｔ＊を設定する。続いて、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（変速機６０の入力軸６１の回転数）を駆動軸３６の回転数Ｎｏｕｔで除して変速機６０の減速比Ｇｒを計算し、駆動軸３６の要求トルクＴｏｕｔ＊を変速機６０の減速比Ｇｒで除して変速機６０の入力軸６１に要求される要求トルクＴｉｎ＊を計算する。そして、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に変速機６０の入力軸６１の要求トルクＴｉｎ＊をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定し、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

ＨＶ走行モードでのハイブリッド部の制御について説明する。ＨＶＥＣＵ７０は、まず、上述したのと同様に、駆動軸３６（変速機６０の出力軸６２）の要求トルクＴｏｕｔ＊，変速機６０の減速比Ｇｒ，変速機６０の入力軸６１の要求トルクＴｉｎ＊を設定する。続いて、変速機６０の入力軸６１の要求トルクＴｉｎ＊にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（変速機６０の入力軸６１の回転数）を乗じて変速機６０の入力軸６１に入力される要求パワーＰｉｎ＊を計算し、計算した要求パワーＰｉｎ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づく充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を計算する。そして、要求パワーＰｅ＊とエンジン２２の動作ライン（例えば燃費動作ライン）とを用いてエンジン２２の仮目標回転数Ｎｅｔｍｐを設定する。図３は、エンジン２２の動作ラインの一例と仮目標回転数Ｎｅｔｍｐを設定する様子を示す説明図である。図示するように、仮目標回転数Ｎｅｔｍｐは、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅｔｍｐ×Ｔｅ）が一定の曲線との交点により求めることができる。こうして仮目標回転数Ｎｅｔｍｐを設定したら、エンジン２２の回転数Ｎｅが現在の回転数Ｎｅから仮目標回転数Ｎｅｔｍｐに向かって動作ライン上を徐々に変化するように目標回転数Ｎｅ＊を設定し、要求パワーＰｅ＊を目標回転数Ｎｅ＊で除した値を要求トルクＴｅ＊に設定する。

続いて、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにするための回転数フィードバック制御によってモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、モータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにモータＭＧ１から出力されてプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルク（−Ｔｍ１＊／ρ）を、変速機６０の入力軸６１の要求トルクＴｉｎ＊から減じて、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を計算する。そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および要求トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊および要求トルクＴｅ＊に基づいて運転されるようにエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御，吸気バルブ１２８の開閉タイミング制御などを行なう。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

ここで、エンジン２２における制御について説明する。

吸入空気量制御では、目標スロットル開度ＴＨ＊を設定し、スロットル開度ＴＨが目標スロットル開度ＴＨ＊となるようにスロットルモータ１３６を駆動制御する。目標スロットル開度ＴＨ＊の設定については後述する。

開閉タイミング制御では、基本的には、目標回転数Ｎｅ＊および要求トルクＴｅ＊からなる運転ポイントでエンジン２２を効率よく運転することができるように、吸気バルブ１２８の目標開閉タイミングＶＴ＊を設定し、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴが目標開閉タイミングＶＴ＊となるように可変バルブタイミング機構１３８を制御する。

なお、燃料噴射制御および点火制御については本発明の中核をなさないことから、詳細な説明を省略する。

変速機６０の制御について説明する。ＨＶＥＣＵ７０は、基本的には、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて通常変速段Ｇｓｎｏを設定し、この通常変速段Ｇｓｎｏを目標変速段Ｇｓ＊に設定し、変速機６０の変速段Ｇｓが目標変速段Ｇｓ＊となるように変速機６０を制御する。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ＨＶＥＣＵ７０は、可変バルブタイミング機構１３８の吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴの進角を要求するためのＶＶＴ進角要求条件が成立したか否かを判定し、ＶＶＴ進角要求条件が成立したときには、ＶＶＴ進角要求をエンジンＥＣＵ２４に送信する。ＶＶＴ進角要求条件は、エンジン２２の要求パワーＰｅが、エンジン２２に許容される最大回転数で出力可能な最大パワーを上回る第１進角条件と、変速機６０の入力軸６１の要求トルクＴｉｎ＊からモータＭＧ２の最大定格トルクを減じたトルクが、エンジン２２を動作ライン上の運転ポイントで運転したときに出力可能な最大パワーを上回る第２進角条件と、アクセル開度Ａｃｃが第１開度（例えば、８８％，９０％，９２％など）以上である第３進角条件と、の３つの条件のうちの少なくとも１つが成立したとき、すなわち、エンジン２２に対して非常に大きなパワーやトルクの出力が要求されたときに成立する。ＶＶＴ進角要求を受信したエンジンＥＣＵ２４は、吸気バルブ１２８の開閉タイミングが、目標回転数Ｎｅ＊および要求トルクＴｅ＊からなる運転ポイントでエンジン２２を効率よく運転できる開閉タイミングより早くなるように（進角するように）目標開閉タイミングＶＴ＊を設定して、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴが目標開閉タイミングＶＴ＊となるように可変バルブタイミング機構１３８を制御する。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、目標スロットル開度ＴＨ＊を設定する際の動作について説明する。図４は、エンジンＥＣＵ２４により実行される目標開度設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。本ルーチンは、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に実行される。

本ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４は、要求トルクＴｅ＊を入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。要求トルクＴｅ＊は、ＨＶＥＣＵ７０により設定されたものを通信により入力している。

続いて、トルク要求がスロットル全開要求であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。この判定では、入力された要求トルクＴｅ＊がエンジン２２の回転数Ｎｅに応じた最大トルクＴｅｍａｘに所定割合ｋ（例えば、０．９３，０．９５，０．９７）を乗じた判定トルクＴｅｔｈ（＝Ｔｅｍａｘ・ｋ）以上である第１条件と、エンジン２２の点火タイミングを基準点火タイミングより遅くして変速ショックを低減するトルク低減制御を実行中ではない第２条件と、吸入空気量を制限する空気量制限を実行中ではない第３条件と、可変バルブタイミング機構１３８に異常が生じていない第４条件と、の４つの条件が成立したときに、トルク要求がスロットル全開要求であると判定する。最大トルクＴｅｍａｘは、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数未満の範囲では回転数Ｎｅが大きいときには小さいときに比して大きくなり、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数以上の範囲では回転数Ｎｅが大きいときには小さいときに比して小さくなるように、変化する。

トルク要求がスロットル全開要求ではないと判定されたときには、吸入空気量Ｑａが要求トルクＴｅ＊に基づく目標空気量Ｑａ＊となるように目標スロットル開度ＴＨ＊を設定して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。目標スロットル開度ＴＨ＊を設定すると、スロットル開度ＴＨが目標スロットル開度ＴＨ＊となるようにスロットルモータ１３６を駆動制御する。

トルク要求がスロットル全開要求であるときには、さらに、ＶＶＴ進角要求がなされているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。この判定では、ＨＶＥＣＵ７０からのＶＶＴ進角要求を受信しているときに、ＶＶＴ進角要求がなされていると判定する。ＶＶＴ進角要求がなされているときには、エンジン２２に対して大きなパワーの出力が要求されていると判断して、目標スロットル開度ＴＨ＊をスロットルバルブ１２４が全開となる開度ＴＨｍａｘに設定して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。目標スロットル開度ＴＨ＊を設定すると、スロットル開度ＴＨが目標スロットル開度ＴＨ＊となるようにスロットルモータ１３６を駆動制御する。これにより、スロットルバルブ１２４を全開（例えば、全閉であるときのスロットルバルブ１２４の角度を０度としたときに８５度，８７度，８９度など）にすることができ、エンジン２２から出力するトルクを大きくすることができる。

ＶＶＴ進角要求がなされていないときには、エンジン２２に対してさほど大きなパワーの出力が要求されていないと判断して、吸入空気量Ｑａが要求トルクＴｅ＊に基づく目標空気量Ｑａ＊となるように目標スロットル開度ＴＨ＊を設定して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。こうして目標スロットル開度ＴＨ＊を設定すると、スロットル開度ＴＨが目標スロットル開度ＴＨ＊となるようにスロットルモータ１３６を駆動制御する。

図５は、トルク要求がスロットル全開要求であると判定するための４つの条件のうち第２〜第４条件は成立しているときにおける、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊やエンジン２２の回転数Ｎｅ，要求トルクＴｅ＊，ＶＶＴ進角要求の有無，スロットル全開要求の有無の時間変化の一例を示す説明図である。図中、比較例として、ＶＶＴ進角要求がなされているときに、一律に、目標スロットル開度ＴＨ＊を開度ＴＨｍａｘに設定するものを記載している。エンジン２２の要求パワーＰｅ＊が増加すると、エンジン２２の回転数を現在の回転数Ｎｅから仮目標回転数Ｎｅｔｍｐに向けて徐々に高くするから、エンジン２２の回転数Ｎｅが仮目標回転数Ｎｅｔｍｐに至るまでの期間、要求トルクＴｅ＊が過渡的に高くなり、最大トルクＴｅｍａｘ以上となる場合がある。このとき、比較例では、ＶＶＴ進角要求の有無に拘わらず、トルク要求がスロットル全開要求であると判定されるから、目標開度ＴＨ＊が開度ＴＨｍａｘに設定され、スロットル開度ＴＨが全開となるようにスロットルモータ１３６が駆動制御される。さらに、要求パワーＰｅ＊が増加すると、より高い回転数に仮目標回転数Ｎｅｔｍｐが設定され、エンジン２２の回転数を現在の回転数Ｎｅから仮目標回転数Ｎｅｔｍｐに向けて徐々に高くするから、エンジン２２の回転数Ｎｅが仮目標回転数Ｎｅｔｍｐに至るまでの期間、要求トルクＴｅ＊が過渡的に高くなり、最大トルクＴｅｍａｘ以上となって、スロットル開度ＴＨが全開となるようにスロットルモータ１３６が駆動制御される。このように、要求パワーＰｅ＊が繰り返し増加したり、増減が繰り返されると、スロットルバルブ１２４が頻繁に全開になり、燃費の悪化や空燃比荒れが生じる場合がある。実施例では、トルク要求がスロットル全開要求であり、且つ、ＶＶＴ進角要求があるときには、目標開度ＴＨ＊を開度ＴＨｍａｘに設定し、トルク要求がスロットル全開要求でなかったり、ＶＶＴ進角要求がないときには、吸入空気量Ｑａが要求トルクＴｅ＊に基づく目標空気量Ｑａ＊となるように目標スロットル開度ＴＨ＊を設定するから、目標開度ＴＨ＊が頻繁に開度ＴＨｍａｘに設定されることを抑制できる。これにより、スロットルバルブ１２４が頻繁に全開となるのが抑制され、燃費の悪化や空燃比荒れを抑制することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、トルク要求がスロットル全開要求であり、且つ、ＶＶＴ進角要求があるときには、目標開度ＴＨ＊を開度ＴＨｍａｘに設定し、トルク要求がスロットル全開要求でなかったり、ＶＶＴ進角要求がないときには、吸入空気量Ｑａが要求トルクＴｅ＊に基づく目標空気量Ｑａ＊となるように目標スロットル開度ＴＨ＊を設定し、スロットル開度ＴＨが目標スロットル開度ＴＨ＊となるようにスロットルモータ１３６を駆動制御することにより、目標開度ＴＨ＊が頻繁に開度ＴＨｍａｘに設定されることを抑制できる。これにより、スロットルバルブ１２４が頻繁に全開となるのが抑制され、燃費の悪化や空燃比荒れを抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ＶＶＴ進角要求条件は、第１進角条件〜第３進角条件のうちの少なくとも１つが成立したときに、成立しているが、第１進角条件〜第３進角条件のうちの１つのみが成立したときには、ＶＶＴ進角要求条件が成立しているものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ１１０の判定で、第１条件〜第４条件のうちの４つの条件が成立したときに、トルク要求がスロットル全開要求であると判定しているが、少なくとも、第１条件が成立したときにトルク要求がスロットル全開要求であると判定すればよいから、第１条件のみが成立したときにトルク要求がスロットル全開要求であると判定してもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、トルク要求がスロットル全開要求であるか否かを判定するための第１条件を、入力された要求トルクＴｅ＊が最大トルクＴｅｍａｘに所定割合ｋを乗じた判定トルクＴｅｔｈ以上である条件としているが、第１条件を入力された要求トルクＴｅ＊が最大トルクＴｅｍａｘ以上である条件としてもよい。

実施例では、本発明を、エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２を備えるハイブリッド自動車２０に適用する場合を例示しているが、エンジンを備える装置であれば如何なる装置に適用してもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、エンジンＥＣＵ２４とＨＶＥＣＵ７０とが「制御手段」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、内燃機関装置の製造産業などに利用可能である。

２０ハイブリッド自動車、２２エンジン、２４エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６クランクシャフト、２８ダンパ、３０プラネタリギヤ、３６駆動軸、３７デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ駆動輪、４０モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２インバータ、４３，４４回転位置センサ、５０バッテリ、５１ａ電圧センサ、５１ｂ電流センサ、５２バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４電力ライン、６０変速機、６１入力軸、６２出力軸、６９回転数センサ、７０ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０イグニッションスイッチ、８２シフトポジションセンサ、８４アクセルペダルポジションセンサ、８６ブレーキペダルポジションセンサ、８８車速センサ、１２２エアクリーナ、１２４スロットルバルブ、１２６燃料噴射弁、１２８吸気バルブ、１２９燃焼室、１３０点火プラグ、１３１排気バルブ、１３２ピストン、１３４浄化装置、１３５ａ空燃比センサ、１３５ｂ酸素センサ、１３６スロットルモータ、１３８可変バルブタイミング機構、１４０クランクポジションセンサ、１４２水温センサ、１４４カムポジションセンサ、１４６スロットルバルブポジションセンサ、１４８エアフローメータ、１４９温度センサ、ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構を有する内燃機関と、
スロットルバルブの開度が目標開度となるように前記内燃機関を制御する制御手段と、
を備える内燃機関装置であって、
前記制御手段は、要求トルクが前記内燃機関の回転数に基づく所定トルク以上である第１条件と、前記吸気バルブの開閉タイミングの進角を要求する進角要求がなされている第２条件と、の２つの条件が共に成立しているときには、前記目標開度を全開に設定し、前記２つの条件のうち１つが成立しないときには、前記目標開度を前記要求トルクに応じた開度に設定する、
内燃機関装置。