JP5246002B2

JP5246002B2 - 車両

Info

Publication number: JP5246002B2
Application number: JP2009096276A
Authority: JP
Inventors: 研也丸山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-04-10
Filing date: 2009-04-10
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2029-04-10
Also published as: JP2010248924A

Description

本発明は、内燃機関装置およびその制御方法並びに車両に関する。

従来、この種の内燃機関装置としては、エンジンのインテークバルブおよびエギゾーストバルブの少なくとも一方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備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この内燃機関装置では、エンジンが停止しているときに、インテークバルブの開閉タイミングが最遅角の位置となるよう可変バルブタイミング機構を制御して、カムポジションセンサからの検出値を最遅角の位置として学習することにより、最遅角の位置を学習する際のエミッションの悪化を抑制している。

特開２００８−２６１２４４号公報

上述の内燃機関装置のように、可変バルブタイミング機構を備えるものでは、一般に、作動油の油圧を用いてインテークバルブの開閉タイミングを変更しているが、作動油の温度が低い冷間時には作動油の粘性が高くなり可変バルブタイミング機構が良好に作動しないためインテークバルブの開閉タイミングをある範囲内に制限して可変バルブタイミング機構の作動範囲を制限することがある。こうして可変バルブタイミング機構の作動が制限されているときに、エンジンから比較的大きなトルクを出力する制御として、スロットルバルブの開度をより大きくする制御を行うと、不都合が生じることがある。例えば、排気を吸気に再循環させる排気再循環装置を有するエンジンでは、スロットルバルブの開度を大きくすると燃焼状態が不安定となることがある。

本発明の内燃機関装置およびその制御方法並びに車両は、作動油の温度が低いときに排気の吸気への再循環が行われているときに、内燃機関からより適正により大きなトルクを出力することを主目的とする。

本発明の内燃機関装置およびその制御方法並びに車両は、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、
排気の一部を吸気に再循環する排気再循環装置を有する内燃機関と、
作動油の油圧を用いて前記内燃機関の吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な開閉タイミング変更手段と、
スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、
前記作動油の温度が前記開閉タイミング変更手段を良好に作動可能な所定温度未満であると推定され且つ前記排気再循環装置により排気の再循環が行われているとき、前記検出されたスロットル開度が中程度の開度として予め設定された所定開度未満であるときには前記内燃機関の運転状態に対して第１の関係を用いて設定される第１目標開閉タイミングで前記吸気バルブを開閉しながら前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関と前記開閉タイミング変更手段とを制御し、前記検出されたスロットル開度が前記所定開度以上であるときには前記内燃機関の運転状態に対して前記第１の関係より前記吸気バルブの開閉タイミングを早くなる傾向に設定する第２の関係を用いて設定される第２目標開閉タイミングで前記吸気バルブを開閉しながら前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関と前記開閉タイミング変更手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の内燃機関装置では、作動油の温度が開閉タイミング変更手段を良好に作動可能な所定温度未満であると推定され且つ排気再循環装置により排気の再循環が行われているとき、スロットルバルブの開度としてのスロットル開度が中程度の開度として予め設定された所定開度未満であるときには内燃機関の運転状態に対して第１の関係を用いて設定される第１目標開閉タイミングで吸気バルブを開閉しながら内燃機関が運転されるよう内燃機関と開閉タイミング変更手段とを制御する。また、スロットル開度が所定開度以上であるときには内燃機関の運転状態に対して第１の関係より吸気バルブの開閉タイミングを早くなる傾向に設定する第２の関係を用いて設定される第２目標開閉タイミングで吸気バルブを開閉しながら内燃機関が運転されるよう内燃機関と開閉タイミング変更手段とを制御する。これにより、スロットル開度が所定開度以上であるときには、内燃機関からより大きなトルクを出力することができる。

こうした本発明の内燃機関装置において、前記第２の関係は、前記吸気バルブの開閉タイミングを前記作動油の温度が高くなるほど早くなる傾向に設定する関係であるものとすることができる。こうすれば、第２目標開閉タイミングを作動油の温度が高くなるほど早くなる傾向に設定することができる。一般に、作動油の温度が高くなるほど作動油の粘性が低くなり開閉タイミング変更手段をより良好に作動させることができると考えられるから、作動油の温度が高くなるほど早くなる傾向に第２目標開閉タイミングを設定することにより、開閉タイミング変更手段をより適正に作動させながら内燃機関からより大きなトルクを出力することができる。

また、本発明の内燃機関装置において、前記第２の関係は、前記吸気バルブの開閉タイミングを前記内燃機関の温度が高くなるほど早くなる傾向に設定する関係であるものとすることもできる。こうすれば、第２目標開閉タイミングを内燃機関の温度が高くなるほど早くなる傾向に設定することができる。一般に、内燃機関の温度が高くなるほどより安定して内燃機関を運転できると考えられるから、内燃機関の温度が高くなるほど早くなる傾向に第２目標開閉タイミングを設定することにより、内燃機関をより安定して運転しながらより大きなトルクを出力することができる。

さらに、本発明の内燃機関装置において、前記第１の関係は、前記吸気バルブの開閉タイミングを前記作動油の温度が高くなるほど早くなる傾向に且つ前記内燃機関の温度が高くなるほど早くなる傾向に設定する関係であるものとすることもできる。こうすれば、第１目標開閉タイミングを作動油の温度が高くなるほど早くなる傾向に且つ内燃機関の温度が高くなるほど早くなる傾向に設定することができる。上述したように、作動油の温度が高くなるほど作動油の粘性が低くなり開閉タイミング変更手段をより良好に作動させることができ、内燃機関の温度が高くなるほどより安定して内燃機関を運転できると考えられるから、開閉タイミング変更手段をより適正に作動させると共に内燃機関をより安定して運転しながらより大きなトルクを出力することができる。

本発明の車両は、上述したいずれかの態様の本発明の内燃機関装置、即ち、基本的には、排気の一部を吸気に再循環する排気再循環装置を有する内燃機関と、作動油の油圧を用いて前記内燃機関の吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な開閉タイミング変更手段と、スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、前記作動油の温度が前記開閉タイミング変更手段を良好に作動可能な所定温度未満であると推定され且つ前記排気再循環装置により排気の再循環が行われているとき、前記検出されたスロットル開度が中程度の開度として予め設定された所定開度未満であるときには前記内燃機関の運転状態に対して第１の関係を用いて設定される第１目標開閉タイミングで前記吸気バルブを開閉しながら前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関と前記開閉タイミング変更手段とを制御し、前記検出されたスロットル開度が前記所定開度以上であるときには前記内燃機関の運転状態に対して前記第１の関係より前記吸気バルブの開閉タイミングを早くなる傾向に設定する第２の関係を用いて設定される第２目標開閉タイミングで前記吸気バルブを開閉しながら前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関と前記開閉タイミング変更手段とを制御する制御手段と、を備える内燃機関装置が搭載されていることを要旨とする。

この本発明の車両では、上述したいずれかの態様の本発明の内燃機関装置を搭載しているから、本発明の内燃機関装置が奏する効果、例えば、スロットル開度が所定開度以上であるときには内燃機関からより適正により大きなトルクを出力することができる効果などと同様の効果を奏することができる。

こうした本発明の車両において、走行用の動力を出力可能な電動機を備えるものとすることもできる。こうすれば、走行用の動力を出力可能な電動機を備える車両においても内スロットル開度が所定開度以上であるときに内燃機関からより大きなトルクを出力することができる。この場合において、動力を入出力可能な発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、走行に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、を備え、前記電動機は、駆動軸に動力を入出力可能であり、前記制御手段は、前記作動油の温度が前記所定温度未満であると推定され且つ前記排気再循環装置により排気の再循環が行われているとき、前記検出されたスロットル開度が前記所定開度未満であるとき又は前記設定された要求パワーが所定パワー未満であるときには前記内燃機関の運転状態に対して第１の関係を用いて設定される第１目標開閉タイミングで前記吸気バルブを開閉しながら前記内燃機関から前記設定された要求パワーが出力されると共に前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記開閉タイミング変更手段と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記検出されたスロットル開度が前記所定開度以上であり且つ前記設定された要求パワーが前記所定パワー以上であるときには前記内燃機関の運転状態に対して前記第２の関係を用いて設定される第２目標開閉タイミングで前記吸気バルブを開閉しながら前記内燃機関から前記設定された要求パワーが出力されると共に前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記開閉タイミング変更手段と前記発電機と前記電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、スロットル開度が所定開度以上であり且つ設定された要求パワーが所定パワー以上であるときに、内燃機関からより大きなトルクを出力することができる。

本発明の内燃機関装置の制御方法は、
排気の一部を吸気に再循環する排気再循環装置を有する内燃機関と、作動油の油圧を用いて前記内燃機関の吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な開閉タイミング変更手段と、を備える内燃機関装置の制御方法であって、
前記作動油の温度が前記開閉タイミング変更手段を良好に作動可能な所定温度未満であると推定され且つ前記排気再循環装置により排気の再循環が行われているとき、前記スロットルバルブの開度としてのスロットル開度が中程度の開度として予め設定された所定開度未満であるときには前記内燃機関の運転状態に対して第１の関係を用いて設定される第１目標開閉タイミングで前記吸気バルブを開閉しながら前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関と前記開閉タイミング変更手段とを制御し、前記スロットル開度が前記所定開度以上であるときには前記内燃機関の運転状態に対して前記第１の関係より前記吸気バルブの開閉タイミングを早くなる傾向に設定する第２の関係を用いて設定される第２目標開閉タイミングで前記吸気バルブを開閉しながら前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関と前記開閉タイミング変更手段とを制御する
ことを特徴とする。

この本発明に内燃機関装置の制御方法では、作動油の温度が開閉タイミング変更手段を良好に作動可能な所定温度未満であると推定され且つ排気再循環装置により排気の再循環が行われているとき、スロットルバルブの開度としてのスロットル開度が中程度の開度として予め設定された所定開度未満であるときには内燃機関の運転状態に対して第１の関係を用いて設定される第１目標開閉タイミングで吸気バルブを開閉しながら内燃機関が運転されるよう内燃機関と開閉タイミング変更手段とを制御する。また、スロットル開度が所定開度以上であるときには内燃機関の運転状態に対して第１の関係より吸気バルブの開閉タイミングを早くなる傾向に設定する第２の関係を用いて設定される第２目標開閉タイミングで吸気バルブを開閉しながら内燃機関が運転されるよう内燃機関と開閉タイミング変更手段とを制御する。これにより、スロットル開度が所定開度以上であるときには内燃機関からより大きなトルクを出力することができる。

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の構成の概略を示す構成図である。可変バルブタイミング機構１５０の構成の概略を示す構成図である。可変バルブタイミング機構１５０の要部の構成の概略を示す構成図である。ロックピン１５４の構成の概略を示す構成図を示す。実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される冷間ＥＧＲ時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。エンジンＥＣＵ２４により実行される開閉タイミング制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。低出力要求時補正値設定用マップの一例を示す説明図である。高出力要求時補正値設定用マップの一例を示す説明図である。変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。

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内燃機関装置を搭載した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、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン２２は、例えば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可能な４気筒の内燃機関として構成されており、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を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、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、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と共にＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システム１６０を介して吸気側に供給される。ＥＧＲシステム１６０は、浄化装置１３４の後段に接続されて排気を吸気側のサージタンクに供給するためのＥＧＲ管１６２と、ＥＧＲ管１６２に配置されステッピングモータ１６３により駆動されるＥＧＲバルブ１６４とを備え、ＥＧＲバルブ１６４の開度の調節により、不燃焼ガスとしての排気を供給量を調節して吸気側に供給する。エンジン２２は、こうして空気と排気とガソリンとの混合気を燃焼室に吸引することができるようになっている。以下、エンジン２２の排気を吸気側に供給することをＥＧＲという。

エンジン２２は、吸気バルブ１２８の開閉タイミングを連続的に変更可能な可変バルブタイミング機構１５０を備える。図３および図４に、可変バルブタイミング機構１５０の構成の概略を示す構成図を示す。可変バルブタイミング機構１５０は、図示するように、クランクシャフト２６にタイミングチェーン１５７ａを介して接続されたタイミングギヤ１５７ｂに固定されたハウジング部１５２ａと吸気バルブ１２８を開閉するインテークカムシャフト１２９に固定されたベーン部１５２ｂとからなるベーン式のＶＶＴコントローラ１５２と、ベーン部１５２ｂの位置を検出するベーンポジションセンサ１５３と、ＶＶＴコントローラ１５２の進角室および遅角室に作動油の油圧を作用させるオイルコントロールバルブ１５６とを備え、オイルコントロールバルブ１５６を介してＶＶＴコントローラ１５２の進角室および遅角室に作用させる油圧を調節することによりハウジング部１５２ａに対してベーン部１５２ｂを相対的に回転させて吸気バルブ１２８の開閉タイミングにおけるインテークカムシャフト１２９の角度を連続的に変更する。実施例では、エンジン２２から効率よく動力が出力される吸気バルブ１２８の開閉タイミングにおけるインテークカムシャフト１２９の角度を基準角とし、インテークカムシャフト１２９の角度をその基準角よりも進角させることによりエンジン２２から高トルクが出力可能な運転状態とすることができ、インテークカムシャフト１２９の角度を最遅角させることによりエンジン２２の気筒内の圧力変動を小さくしてエンジン２２の運転の停止や始動に適した運転状態とすることができるよう構成されている。

また、ＶＶＴコントローラ１５２のベーン部１５２ｂには、ハウジング部１５２ａとベーン部１５２ｂとの相対回転を固定するロックピン１５４が取り付けられている。図５にロックピン１５４の構成の概略を示す構成図を示す。ロックピン１５４は、図示するようにロックピン本体１５４ａと、ロックピン本体１５４ａがハウジング部１５２ａの方向に付勢されるよう取り付けられたスプリング１５４ｂとを備え、インテークカムシャフト１２９の角度が最遅角に位置されたときにスプリング１５４ｂのスプリング力によりハウジング部１５２ａに形成された溝１５７ｃに嵌合しベーン部１５２ｂをハウジング部１５２ａに固定する。また、ロックピン１５４は、油路１５７ｄを介してスプリング１５４ｂのスプリング力に打ち勝つ油圧を作用させることにより溝１５７ｃに嵌合されたロックピン本体１５４ａを引き抜くことができるよう図示しない油圧式のアクチュエータが設けられている。なお、実施例では、この油圧式のアクチュエータを作動させるための油圧は、エンジン２２のクランクシャフト２６に取り付けられた図示しないギヤポンプ３３により供給される。

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により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａ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、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、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からのクランクポジションやエンジン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，燃焼室へ吸排気を行う吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉する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からのカムポジション，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Ｔａ，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，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，吸気管内の圧力を検出する吸気圧センサ１５８からの吸気圧，浄化装置１３４に取り付けられた触媒温度センサ１３４ａからの触媒温度，空燃比センサ１３５ａからの空燃比，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号，シリンダブロックに取り付けられてノッキングの発生に伴って生じる振動を検出するノックセンサ１５９からのノック信号，ＥＧＲバルブ１６４の開度を検出するＥＧＲバルブ開度センサ１６５からのＥＧＲバルブ開度ＥＶ，ＶＶＴコントローラ１５２の進角室および遅角室に油圧を作用させるための作動油の温度を検出する温度センサ１６６からのＶＶＴ油温Ｔｏなどが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、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、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、可変バルブタイミング機構１５０への制御信号，ＥＧＲバルブ１６４の開度を調整するステッピングモータ１６３への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ち、エンジン２２の回転数Ｎｅを演算したり、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて負荷率（エンジン２２の１サイクルあたりで吸入可能な空気量に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬを演算したり、エアフローメータ１４８からの吸入空気量ＱａとＥＧＲバルブ開度センサ１６５からのＥＧＲバルブ開度ＥＶとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて吸気に再循環する排気量とエンジン２２の吸入空気量Ｑａとの和に対する排気量の比率としてのＥＧＲ率Ｒｅを演算している。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転且つ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行う遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行う。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２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ＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモ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５０は、モータＭＧ１，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。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，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）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、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からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

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には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０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５０の出力端子に接続された電力ライン５４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５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０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（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２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、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３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８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５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などが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行っている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。

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，可変バルブタイミング機構１５０のＶＶＴコントローラ１５２の進角室および遅角室への作動油の温度が低くなる冷間時で且つＥＧＲシステム１６０によりＥＧＲが行われているときの動作について説明する。図６は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される冷間ＥＧＲ時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、温度センサ１６６からのＶＶＴ油温Ｔｏが可変バルブタイミング機構１５０が良好に作動する温度として予め実験や解析などで定めた良好作動温度Ｔ１（例えば、７０℃）未満であり且つエンジンＥＣＵ２４により演算されるエンジン２２の回転数Ｎｅと負荷率ＫＬとから求められるＥＧＲ率Ｒｅが値０より多いとき、つまり、ＥＧＲを行っているときに、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

冷間ＥＧＲ時駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、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や車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２など制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図７に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数を乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。

続いて、要求パワーＰｅ＊と比較的大きいパワーの出力が要求されているか否かを判定するために用いられる値としての閾値Ｐｅｒｅｆとを比較する（ステップＳ１２０）。したがって、ステップＳ１２０の処理では、エンジン２２から比較的大きなパワーの出力が要求されているか否かを判定する処理となる。要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｅｒｅｆより小さいときには、エンジン２２から比較的大きいパワーの出力は要求されていないと判断し、エンジン２２を効率よく運転する制約である燃費優先動作ラインを用いて要求パワーＰｅ＊を出力する際のエンジン２２の運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共に（ステップＳ１３０）高出力要求フラグＦに値０を設定する（ステップＳ１４０）。高出力要求フラグＦは、エンジン２２から比較的大きなパワーの出力が要求されているか否かを判定するために後述する開閉タイミング制御ルーチンで使われるものした。要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｅｒｅｆ以上のときには、エンジン２２から比較的大きいパワーの出力が要求されていると判断し、エンジン２２を効率よく運転する制約に比して同一回転数で高トルクを出力する制約である高トルク用動作ラインを用いて要求パワーＰｅ＊を出力する際のエンジン２２の運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定すると共に（ステップＳ１５０）、高出力要求フラグＦに値１を設定する（ステップＳ１６０）。燃費優先動作ラインおよび高トルク用動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図８に示す。図８から解るように、高トルク用動作ラインは燃費優先動作ラインよりも高トルク側となる。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、燃費優先動作ラインまたは高トルク用動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。

次に、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算し（ステップＳ１７０）、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を式（３）により計算する（ステップＳ１８０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図９に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。式（１）および式（３）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
Tm2*=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)

こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，高出力要求フラグＦ，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と高出力要求フラグＦとについてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ１９０）、冷間ＥＧＲ時駆動制御ルーチンを終了する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行う。こうした制御により、エンジン２２を効率よくまたは高トルクを出力するよう運転しながら駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。

次に、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と高出力要求フラグＦとが設定されたときのエンジン２２の動作について説明する。ハイブリッド用電子制御ユニット７０から送信された目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と高出力要求フラグＦとを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における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の制御を行うと共にＥＧＲバルブ１６４の開度がＥＧＲ率Ｒｅをエンジン２２の回転数Ｎｅと負荷率ＫＬとから設定される目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊とする開度となるようスロットルモータ１６３の駆動制御を行う。この際、吸気バルブ１２８の開閉タイミング制御は、高出力要求フラグＦの値を考慮して行われる。以下、吸気バルブ１２８の開閉タイミング制御について説明する。なお、吸入空気量制御や点火制御，燃料噴射制御については、本発明の中核をなさないため、これ以上の説明は省略する。

図１０は、エンジンＥＣＵ２４により実行される開閉タイミング制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０から送信された目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とをエンジンＥＣＵ２４が受信したときに実行される。

開閉タイミング制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や高出力要求フラグＦ，水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗ，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Ｔａ，温度センサ１６６からのＶＶＴ油温Ｔｏなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ２００）。エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と高出力要求フラグＦとは、上述した冷間ＥＧＲ時駆動制御ルーチンにより設定されたものをハイブリッド用電子制御ユニット７０から通信により入力されものとした。

こうしてデータが入力されたら、目標回転数Ｎｅ＊を用いてエンジン２２の吸気バルブ１２８の開閉タイミングの仮の値としての仮目標タイミングＶＴｔｍｐを設定する（ステップＳ２１０）。仮目標タイミングＶＴｔｍｐは、ＶＶＴ油温Ｔｏが良好作動温度Ｔ１以上であり冷却水温Ｔｗがエンジン２２の暖機が終了したと判定する暖機終了温度Ｔ２以上であり且つＥＧＲシステム１６０によりＥＧＲを行っているときに、エンジン２２を安定して運転でき且つエンジン２２から効率よく動力が出力される吸気バルブ１２８の開閉タイミングとして設定されるものであり、目標回転数Ｎｅ＊と仮目標タイミングＶＴｔｍｐとの関係を予め定めて仮目標タイミング設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とが与えられると記憶しているマップから対応する仮目標タイミングＶＴｔｍｐを導出して設定するものとした。

続いて、スロットル開度Ｔａとエンジン２２に比較的大きなトルクの出力が要求されている推測されるスロットル開度の閾値Ｔａｒｅｆ（例えば、全開値の５０％，６０％，７０％の開度など）とを比較すると共に（ステップＳ２２０）、高出力要求フラグＦの値を調べる（ステップＳ２３０）。スロットル開度Ｔａが閾値Ｔａｒｅｆ未満であったり、高出力要求フラグＦが値０のときには（ステップＳ２２０，Ｓ２３０）、エンジン２２に対して大きなトルクの出力が要求されていない低出力要求時であると判断して、冷却水温ＴｗとＶＶＴ油温Ｔｏとを用いて仮目標タイミングＶＴｔｍｐを遅角側（開閉タイミングが遅くなる方向）へ補正するための遅角補正値ＶＴαを設定して（ステップＳ２４０）、仮目標タイミングＶＴｔｍｐから補正値ＶＴαを減じたものを目標タイミングＶＴ＊として設定して（ステップＳ１６０）、目標開閉タイミングＶＴ＊で吸気バルブ１２８が開閉するよう可変バルブタイミング機構１５０を制御して（ステップＳ１７０）、冷間ＥＧＲ導入時制御ルーチンを終了する。したがって、目標タイミングＶＴ＊は、仮目標タイミングを遅角補正値Ｔαだけ遅角させた（遅くした）タイミングとして設定されることになる。ここで、遅角補正値ＶＴαは、実施例では、低出力要求時の冷却水温ＴｗとＶＶＴ油温Ｔｏと遅角補正値ＶＴαとの関係を実験や解析などで予め定めて低出力要求時補正値設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、冷却水温ＴｗとＶＶＴ油温Ｔｏとが与えられると記憶したマップから対応する遅角補正値ＶＴαを導出して設定するものとした。図１１は、低出力要求時補正値設定用マップの一例を示す説明図である。遅角補正値ＶＴαは、図示するように、ＶＶＴ油温Ｔｏが低いほど大きく且つ冷却水温Ｔｗが低いほど大きくなるよう設定されるものとした。遅角補正値ＶＴαをＶＶＴ油温Ｔｏが低いほど大きく設定したのは、ＶＶＴ油温Ｔｏが低いほど可変バルブタイミング機構１５０の進角室や遅角室に作用する作動油の粘性が高く可変バルブタイミング機構１５０が良好に作動にくいからである。また、遅角補正値ＶＴαを冷却水温Ｔｗが低いほど大きく設定したのは、冷却水温Ｔｗが低いほど開閉タイミングを遅角させるほうがエンジン２２を安定して運転できるからである。こうして設定された遅角補正値ＶＴαを用いて目標開閉タイミングＶＴ＊を設定するから、より安定してエンジン２２を運転することができる。

スロットル開度Ｔａが閾値Ｔａｒｅｆ以上であり且つ高出力要求フラグＦが値１であるときには（ステップＳ２２０，Ｓ２３０）、エンジン２２に対して比較的大きなトルクの出力が要求されている高出力要求時であると判断して、冷却水温ＴｗとＶＶＴ油温Ｔｏとを用いて遅角補正値ＶＴαを設定して（ステップＳ２５０）、仮目標タイミングＶＴｔｍｐを遅角補正値ＶＴαだけ遅角したタイミングを目標タイミングＶＴ＊として設定して（ステップＳ２６０）、目標開閉タイミングＶＴ＊で吸気バルブ１２８が開閉するよう可変バルブタイミング機構１５０を制御して（ステップＳ２７０）、冷間ＥＧＲ導入時制御ルーチンを終了する。ここで、遅角補正値ＶＴαは、実施例では、高出力要求時の冷却水温ＴｗとＶＶＴ油温Ｔｏと遅角補正値ＶＴαとの関係を実験や解析などで予め定めて低出力要求時補正値設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、冷却水温ＴｗとＶＶＴ油温Ｔｏとが与えられると記憶したマップから対応する遅角補正値ＶＴαを導出して設定するものとした。図１２は、高出力要求時補正値設定用マップの一例を示す説明図である。図中、比較のため、図１１に例示した低出力要求時の補正値を破線で示している。高出力要求時の遅角補正値ＶＴαは、図示するように、ＶＶＴ油温Ｔｏが高いほど小さく且つ冷却水温Ｔｗが高いほど小さく、さらに、低出力要求時より小さな値となる傾向に設定するものとした。遅角補正値ＶＴαを低出力要求時より小さな値になるよう設定するから、仮目標タイミングＶＴｔｍｐ，ＶＶＴ油温Ｔｏ，冷却水温Ｔｗが同一であるならば、目標タイミングＶＴ＊は低出力要求時より高出力要求時のほうがより進角側（より早いタイミング）に設定されることになる。このように、設定するのは以下の理由に基づく。吸気バルブ１２８の開閉タイミングが比較的遅角側に設定されているときにエンジン２２から比較的大きなトルクを出力しようとすると、スロットルバルブ１２４の開度をより大きくすると共に燃料噴射量を増加させる制御を行うことが考えられる。今、ＥＧＲシステム１６０によりＥＧＲを行っているときを考えているが、ＥＧＲを行っているときにこのような制御を行うとエンジン２２の燃焼状態が不安定になることがある。こうしたことを回避するために、吸気バルブ１２８の開閉タイミングをより進角側に設定してエンジン２２からより大きなトルクを出力するのである。また、高出力要求時にも、遅角補正値ＶＴαをＶＶＴ油温Ｔｏが高いほど小さい値に設定したから、可変バルブタイミング機構１５０を良好に作動させることができる。さらに、遅角補正値ＶＴαを冷却水温Ｔｗが高いほど小さい値として設定したから、より安定してエンジン２２を運転することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、高出力要求時には、エンジン２２の目標タイミング開閉タイミングＶＴ＊を低出力要求時より進角側に設定するから、エンジン２２からより大きなトルクを出力することができる。また、遅角補正値ＶＴαをＶＶＴ油温Ｔｏが高いほど小さい値として設定したから、可変バルブタイミング機構１５０を良好に作動させることができる。さらに、遅角補正値ＶＴαを冷却水温Ｔｗが高いほど小さい値として設定したから、より安定してエンジン２２を運転することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、遅角補正値ＶＴαを冷却水温ＴｗとＶＶＴ油温Ｔｏとを用いて設定するものとしたが、高出力要求時の遅角補正量αを低出力要求時の遅角補正量αより小さく設定すればよいから、遅角補正値ＶＴαを冷却水温ＴｗおよびＶＶＴ油温Ｔｏの一方のみを用いて設定するものとしてもよいし、冷却水温ＴｗやＶＶＴ油温Ｔｏに拘わらず予め設定された値を設定す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、高出力要求時の遅角補正値ＶＴαを低出力要求時より小さな値として設定して仮目標タイミングＶＴｔｍｐから遅角補正値ＶＴαを減じたものを目標開閉タイミングＶＴ＊として設定するものとしたが、高出力要求時には低出力要求時より目標開閉タイミングＶＴ＊が早くなる傾向に設定すればよいから、例えば、高出力要求時の目標開閉タイミングＶＴ＊として、低出力要求時に設定可能な目標開閉タイミングＶＴ＊の最も早いタイミングより早くなるよう予め設定したものを用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、仮目標タイミングＶＴｔｍｐから遅角補正値ＶＴαを減じたものを目標開閉タイミングＶＴ＊として設定するものとしたが、低出力時や高出力時の目標開閉タイミングＶＴ＊を予め設定しておき、こうして設定した目標タイミングＶＴ＊を用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、スロットル開度Ｔａと閾値Ｔａｒｅｆとを比較すると共に高出力要求フラグＦの値を調べて遅角補正量αを設定するものとしたが、高出力要求フラグＦの値を調べずにスロットル開度Ｔａと閾値Ｔａｒｅｆとの比較結果のみを用いて遅角補正量αを設定す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、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１３の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１３における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。

また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、走行用の駆動力を出力する走行用の動力を出力するモータを備えずにエンジンからの動力だけを用いて走行する自動車や自動車以外の列車などの車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される内燃機関装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた内燃機関装置の形態としても構わない。さらに、こうした内燃機関装置の制御方法の形態としてもよい。

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。内燃機関装置としては、実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、可変バルブタイミング機構１５０が「開閉タイミング変更手段」に相当し、スロットルバルブポジションセンサ１４６が「スロットル開度検出手段」に相当し、可変バルブタイミング機構１５０のＶＶＴコントローラ１５２の進角室および遅角室への作動油の温度が低くなる冷間時で且つＥＧＲシステム１６０によりＥＧＲが行われているとき、ＥＧＲシステム１６０によりＥＧＲが行われるＥＧＲバルブ１６４を駆動制御したり、スロットル開度Ｔａが閾値Ｔａｒｅｆ未満であったり高出力要求フラグＦが値０のときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，Ｔｅ＊を用いて仮目標タイミングＶＴｔｍｐを設定して設定した仮目標タイミングＶＴｔｍｐを低出力要求時補正値設定用マップを用いて設定される遅角補正値ＶＴαだけ遅くしたタイミングを目標タイミングＶＴ＊として設定して設定した目標開閉タイミングＶＴ＊で吸気バルブ１２８が開閉するよう可変バルブタイミング機構１５０を制御する図１０の開閉タイミング制御ルーチンのステップＳ２００からＳ２４０，Ｓ２６０，Ｓ２７０の処理やスロットル開度Ｔａが閾値Ｔａｒｅｆ以上であり且つ高出力要求フラグＦが値０のときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，Ｔｅ＊を用いて仮目標タイミングＶＴｔｍｐを設定して設定した仮目標タイミングＶＴｔｍｐを低出力要求時より大きく遅角補正値ＶＴαを設定する高出力要求時補正値設定用マップを用いて設定される遅角補正値ＶＴαだけ遅角したタイミングを目標タイミングＶＴ＊として設定して設定した目標開閉タイミングＶＴ＊で吸気バルブ１２８が開閉するよう可変バルブタイミング機構１５０を制御するステップＳ２００からＳ２３０，Ｓ２５０〜Ｓ２７０の処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「制御手段」に相当する。車両としては、実施例では、モータＭＧ２が「電動機」に相当する。また、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、設定した要求トルクＴｒ＊を用いてエンジン２２から出力すべきパワーとしての要求パワーＰｅ＊を設定するハイブリッド用電子制御ユニットが「要求パワー設定手段」に相当し、可変バルブタイミング機構１５０のＶＶＴコントローラ１５２の進角室および遅角室への作動油の温度が低くなる冷間時で且つＥＧＲシステム１６０によりＥＧＲが行われているときにエンジン２２から要求パワーＰｅ＊を出力しながら要求トルクＴｒ＊で走行するエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊と設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する図６の冷間ＥＧＲ時駆動制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０とトルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行うモータＥＣＵ４０とスロットル開度Ｔａが閾値Ｔａｒｅｆ未満であったり高出力要求フラグＦが値０のときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，Ｔｅ＊を用いて仮目標タイミングＶＴｔｍｐを設定して設定した仮目標タイミングＶＴｔｍｐを低出力要求時補正値設定用マップを用いて設定される遅角補正値ＶＴαだけ遅くしたタイミングを目標タイミングＶＴ＊として設定して設定した目標開閉タイミングＶＴ＊で吸気バルブ１２８が開閉するよう可変バルブタイミング機構１５０を制御する図１０の開閉タイミング制御ルーチンのステップＳ２００からＳ２４０，Ｓ２６０，Ｓ２７０の処理やスロットル開度Ｔａが閾値Ｔａｒｅｆ以上であり且つ高出力要求フラグＦが値０のときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，Ｔｅ＊を用いて仮目標タイミングＶＴｔｍｐを設定して設定した仮目標タイミングＶＴｔｍｐを低出力要求時より大きく遅角補正値ＶＴαを設定する高出力要求時補正値設定用マップを用いて設定される遅角補正値ＶＴαだけ遅角したタイミングを目標タイミングＶＴ＊として設定して設定した目標開閉タイミングＶＴ＊で吸気バルブ１２８が開閉するよう可変バルブタイミング機構１５０を制御するステップＳ２００からＳ２３０，Ｓ２５０〜Ｓ２７０の処理を実行するエンジンＥＣＵ２４とが「制御手段」に相当する。

ここで、内燃機関装置において、「内燃機関」としては、エンジン２２に限定したものではなく、排気の一部を吸気に再循環する排気再循環装置を有するものであれば如何なるものとしても構わない。「開閉タイミング変更手段」としては、可変バルブタイミング機構１５０に限定されるものではなく、作動油の油圧を用いて前記内燃機関の吸気バルブの開閉タイミングを変更可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「スロットル開度検出手段」としては、スロットルバルブポジションセンサ１４６に限定されるものではなく、スロットル開度を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、可変バルブタイミング機構１５０のＶＶＴコントローラ１５２の進角室および遅角室への作動油の温度が低くなる冷間時で且つＥＧＲシステム１６０によりＥＧＲが行われているとき、ＥＧＲシステム１６０によりＥＧＲが行われるＥＧＲバルブ１６４を駆動制御したり、スロットル開度Ｔａが閾値Ｔａｒｅｆ未満であったり高出力要求フラグＦが値０のときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，Ｔｅ＊を用いて仮目標タイミングＶＴｔｍｐを設定して設定した仮目標タイミングＶＴｔｍｐを低出力要求時補正値設定用マップを用いて設定される遅角補正値ＶＴαだけ遅くしたタイミングを目標タイミングＶＴ＊として設定して設定した目標開閉タイミングＶＴ＊で吸気バルブ１２８が開閉するよう可変バルブタイミング機構１５０を制御したりスロットル開度Ｔａが閾値Ｔａｒｅｆ以上であり且つ高出力要求フラグＦが値０のときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，Ｔｅ＊を用いて仮目標タイミングＶＴｔｍｐを設定して設定した仮目標タイミングＶＴｔｍｐを低出力要求時より大きく遅角補正値ＶＴαを設定する高出力要求時補正値設定用マップを用いて設定される遅角補正値ＶＴαだけ遅角したタイミングを目標タイミングＶＴ＊として設定して設定した目標開閉タイミングＶＴ＊で吸気バルブ１２８が開閉するよう可変バルブタイミング機構１５０を制御するものに限定されるものではなく、前記作動油の温度が前記開閉タイミング変更手段を良好に作動可能な所定温度未満であると推定され且つ前記排気再循環装置により排気の再循環が行われているとき、検出されたスロットル開度が中程度の開度として予め設定された所定開度未満であるときには内燃機関の運転状態に対して第１の関係を用いて設定される第１目標開閉タイミングで吸気バルブを開閉しながら内燃機関が運転されるよう内燃機関と開閉タイミング変更手段とを制御し、検出されたスロットル開度が所定開度以上であるときには内燃機関の運転状態に対して第１の関係より吸気バルブの開閉タイミングを早くなる傾向に設定する第２の関係を用いて設定される第２目標開閉タイミングで吸気バルブを開閉しながら内燃機関が運転されるよう内燃機関と開閉タイミング変更手段とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。また、車両において、「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせたものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、車軸に連結された駆動軸と内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求パワー設定手段」としては、設定した要求トルクＴｒ＊を用いてエンジン２２から出力すべきパワーとしての要求パワーＰｅ＊を設定するハイブリッド用電子制御ユニットに限定されるものではなく、走行に要求される要求駆動力に基づいて内燃機関から出力すべき要求パワーを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、可変バルブタイミング機構１５０のＶＶＴコントローラ１５２の進角室および遅角室への作動油の温度が低くなる冷間時で且つＥＧＲシステム１６０によりＥＧＲが行われているときにエンジン２２から要求パワーＰｅ＊を出力しながら要求トルクＴｒ＊で走行するエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊と設定してトルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行うと共にスロットル開度Ｔａが閾値Ｔａｒｅｆ未満であったり高出力要求フラグＦが値０のときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，Ｔｅ＊を用いて仮目標タイミングＶＴｔｍｐを設定して設定した仮目標タイミングＶＴｔｍｐを低出力要求時補正値設定用マップを用いて設定される遅角補正値ＶＴαだけ遅くしたタイミングを目標タイミングＶＴ＊として設定して設定した目標開閉タイミングＶＴ＊で吸気バルブ１２８が開閉するよう可変バルブタイミング機構１５０を制御したりスロットル開度Ｔａが閾値Ｔａｒｅｆ以上であり且つ高出力要求フラグＦが値０のときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，Ｔｅ＊を用いて仮目標タイミングＶＴｔｍｐを設定して設定した仮目標タイミングＶＴｔｍｐを低出力要求時より大きく遅角補正値ＶＴαを設定する高出力要求時補正値設定用マップを用いて設定される遅角補正値ＶＴαだけ遅角したタイミングを目標タイミングＶＴ＊として設定して設定した目標開閉タイミングＶＴ＊で吸気バルブ１２８が開閉するよう可変バルブタイミング機構１５０を制御するものに限定されるものではなく、作動油の温度が所定温度未満であると推定され且つ排気再循環装置により排気の再循環が行われているとき、検出されたスロットル開度が所定開度未満であるとき又は設定された要求パワーが所定パワー未満であるときには内燃機関の運転状態に対して第１の関係を用いて設定される第１目標開閉タイミングで吸気バルブを開閉しながら内燃機関から設定された要求パワーが出力されると共に要求駆動力により走行するよう内燃機関と開閉タイミング変更手段と発電機と電動機とを制御し、検出されたスロットル開度が所定開度以上であり且つ設定された要求パワーが所定パワー以上であるときには内燃機関の運転状態に対して第２の関係を用いて設定される第２目標開閉タイミングで吸気バルブを開閉しながら内燃機関から設定された要求パワーが出力されると共に要求駆動力により走行するよう内燃機関と開閉タイミング変更手段と発電機と電動機とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。

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、内燃機関装置や車両の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０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）、２４ａＣＰＵ、２４ｂＲＯＭ、２４ｃＲＡＭ、２６クランクシャフト、２８ダンパ、３０動力分配統合機構、３１サンギヤ、３２リングギヤ、３２ａリングギヤ軸、３３ピニオンギヤ、３４キャリア、３５減速ギヤ、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回転位置検出センサ、５０バッテリ、５１温度センサ、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ギヤ機構、６２デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ駆動輪、６４ａ，６４ｂ車輪、７０ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ＣＰＵ、７４ＲＯＭ、７６ＲＡＭ、８０イグニッションスイッチ、８１シフトレバー、８２シフトポジションセンサ、８３アクセルペダル、８４アクセルペダルポジションセンサ、８５ブレーキペダル、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、１３０点火プラグ、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イグニッションコイル、１４０クランクポジションセンサ、１４２水温センサ、１４３圧力センサ、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、１５０可変バルブタイミング機構、１５０可変バルブタイミング機構、１５２ＶＶＴコントローラ、１５２ａハウジング部、１５２ｂベーン部、１５３ベーンポジションセンサ、１５４ロックピン、１５４ａロックピン本体、１５４ｂスプリング、１５６オイルコントロールバルブ、１５７ａタイミングチェーン、１５７ｂタイミングギヤ、１５７ｃ溝、１５７ｄ油路、１５９ノックセンサ、１６０ＥＧＲシステム、１６２ＥＧＲ管、１６３ステッピングモータ、１６４ＥＧＲバルブ、１６５ＥＧＲバルブ開度センサ、１６６温度センサ、ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

排気の一部を吸気に再循環する排気再循環装置を有する内燃機関と、作動油の油圧を用いて前記内燃機関の吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な開閉タイミング変更手段と、スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、前記作動油の温度が前記開閉タイミング変更手段を良好に作動可能な所定温度未満であると推定され且つ前記排気再循環装置により排気の再循環が行われているとき、前記検出されたスロットル開度が中程度の開度として予め設定された所定開度未満であるときには前記内燃機関の運転状態に対して第１の関係を用いて設定される第１目標開閉タイミングで前記吸気バルブを開閉しながら前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関と前記開閉タイミング変更手段とを制御し、前記検出されたスロットル開度が前記所定開度以上であるときには前記内燃機関の運転状態に対して前記第１の関係より前記吸気バルブの開閉タイミングを早くなる傾向に設定する第２の関係を用いて設定される第２目標開閉タイミングで前記吸気バルブを開閉しながら前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関と前記開閉タイミング変更手段とを制御する制御手段と、を備える内燃機関装置と、
走行用の動力を出力可能な電動機と、
動力を入出力可能な発電機と、
車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、
走行に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
を備え、
前記電動機は、前記駆動軸に動力を入出力可能であり、
前記制御手段は、前記作動油の温度が前記所定温度未満であると推定され且つ前記排気再循環装置により排気の再循環が行われているとき、前記検出されたスロットル開度が前記所定開度未満であるとき又は前記設定された要求パワーが所定パワー未満であるときには前記内燃機関の運転状態に対して前記第１の関係を用いて設定される第１目標開閉タイミングで前記吸気バルブを開閉しながら前記内燃機関から前記設定された要求パワーが出力されると共に前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記開閉タイミング変更手段と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記検出されたスロットル開度が前記所定開度以上であり且つ前記設定された要求パワーが前記所定パワー以上であるときには前記内燃機関の運転状態に対して前記第２の関係を用いて設定される第２目標開閉タイミングで前記吸気バルブを開閉しながら前記内燃機関から前記設定された要求パワーが出力されると共に前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記開閉タイミング変更手段と前記発電機と前記電動機とを制御する手段である、
車両。
請求項１記載の車両であって、
前記第２の関係は、前記吸気バルブの開閉タイミングを前記作動油の温度が高くなるほど早くなる傾向に設定する関係である
車両。
請求項１または２記載の車両であって、
前記第２の関係は、前記吸気バルブの開閉タイミングを前記内燃機関の温度が高くなるほど早くなる傾向に設定する関係である
車両。
請求項１ないし３いずれか１つの請求項に記載の車両であって、
前記第１の関係は、前記吸気バルブの開閉タイミングを前記作動油の温度が高くなるほど早くなる傾向に且つ前記内燃機関の温度が高くなるほど早くなる傾向に設定する関係である
車両。