JP5343627B2

JP5343627B2 - ハイブリッド車のエンジン制御装置

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Publication number: JP5343627B2
Application number: JP2009047719A
Authority: JP
Inventors: 淳伊勢木
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2009-03-02
Filing date: 2009-03-02
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2029-03-02
Also published as: JP2010203279A

Description

この発明はハイブリッド車のエンジン制御装置、特に可変動弁装置を備え、車両減速時に燃料カットを行うものに関する。

ハイブリッド車では、車両減速時にモータを発電機とし、車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、バッテリに回収するようにしている。このモータの回生制御時にエンジンとモータとが直結状態であると、エンジンのポンピングロスの分だけ回生効率が悪くなる。そこで、回生制御時のエンジンのポンピングロスを低減させるため、気筒休止を行わせるものがある（特許文献１参照）。

特許第３５４０２９７号公報

ところで、上記特許文献１に記載の技術では、駆動源を油圧源としている可変バルブタイミング機構を備えており、この可変バルブタイミング機構を用いて吸気バルブ及び排気バルブを閉じたままとすることにより、ポンピングロスを低減している。

しかしながら、車両減速時に気筒運転より気筒休止へと移行する際には、トルク変動に起因するショックが生じ、また燃料カットからのリカバー時に気筒休止から気筒運転へと移行する際にもトルク変動に起因するショックが生じる。

そこで本発明は、気筒休止を行わなくともポンピングロスを低減し得る装置を提供することを目的とする。

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。

本発明は、
燃料供給手段（２１）を有するエンジン（１）と、モータ（５１）とを駆動源として備え、車両減速時にモータ（５１）の回生制御を行うハイブリッド車（５０）のエンジン制御装置において、吸気バルブ（１５）のバルブタイミングを可変に調整し得るバルブタイミング可変機構（２６、２７）を備え、燃料カット条件が成立したか否かを判定し、燃料カット条件が成立したタイミングより所定のディレイ期間が経過した後に燃料供給手段（２１）からの燃料供給を停止させ、この燃料供給の停止中にバルブタイミング可変機構（２６、２７）を用いてポンピングロスが低減する方向に吸気バルブ（１５）のバルブタイミングを変更するように構成すると共に、排気通路に三元触媒を備え、前記ディレイ期間は、前記燃料カット条件が成立したタイミングより、燃料カット条件が成立したタイミングでスロットル弁を絞った後に燃焼室に流入する空気量が低下したタイミングまでであり、前記ディレイ期間でバルブオーバーラップがなくなるように前記吸気バルブの開時期を排気バルブの閉時期よりも遅角側に変更し、かつ前記吸気バルブの閉時期を吸気下死点の近傍に変更する。

本発明によれば、燃料供給手段を有するエンジンと、モータとを駆動源として備え、車両減速時にモータの回生制御を行うハイブリッド車のエンジン制御装置において、吸気バルブのバルブタイミングを可変に調整し得るバルブタイミング可変機構を備え、燃料カット条件が成立したか否かを判定し、燃料カット条件が成立したタイミングより所定のディレイ期間が経過した後に前記燃料供給手段からの燃料供給を停止させ、この燃料供給の停止中にバルブタイミング可変機構を用いてポンピングロスが低減する方向に吸気バルブのバルブタイミングを変更すると共に、排気通路に三元触媒を備え、前記ディレイ期間は、前記燃料カット条件が成立したタイミングより、燃料カット条件が成立したタイミングでスロットル弁を絞った後に燃焼室に流入する空気量が低下したタイミングまでであり、前記ディレイ期間でバルブオーバーラップがなくなるように前記吸気バルブの開時期を排気バルブの閉時期よりも遅角側に変更し、かつ前記吸気バルブの閉時期を吸気下死点の近傍に変更するので、気筒休止を行わなくても、ポンピングロスを低減することが可能となり、これによってポンピングロスの減少分だけモータの回生制御時の回生効率を向上させることができると共に、三元触媒のストレージ酸素量が満杯とならず、これによってＮＯｘを還元可能な状態にしておくことができる。

本発明の第１実施形態のハイブリッド車の全体構成図である。エンジン制御装置の概略構成図である。第１実施形態の燃料カット時の吸気バルブ開時期、吸気バルブ閉時期、スロットル弁開度、燃料噴射状態の変化を示すタイミングチャートである。第１実施形態の燃料カット時の制御を説明するためのフローチャートである。第２実施形態の燃料カット時の吸気バルブ開時期、吸気バルブ閉時期、スロットル弁開度、燃料噴射状態の変化を示すタイミングチャートである。第２実施形態の燃料カット時の制御を説明するためのフローチャートである。

図１は本発明の一実施形態のハイブリッド車の全体構成図、図２はエンジン制御装置の概略構成図である。

先に、図２に示すエンジン制御装置を簡単に説明しておくと、空気は吸気コレクタ２上流のスロットル弁２３により調量されてエンジン１の燃焼室５に供給される。燃料は燃料噴射弁２１（燃料供給手段）より吸気マニホールド３の吸気ポート４に向けて噴射され、吸気ポート４を流れる吸入空気に運ばれて燃焼室５に導入される。燃料噴射弁２１からの燃料噴霧は気化しながら燃焼室５内で混合気を形成し、燃焼室５内のガスは吸気バルブ１５が閉じた後にピストン６によって圧縮される。そして、点火プラグ１４による着火で燃焼し、燃焼後のガスは排気バルブ１６が開いたときに排気通路８に出て、排気通路８の三元触媒９、１０により浄化される。

上記のスロットル弁２３はスロットルモータ２４により駆動される。運転者が要求するトルクはアクセルペダル４１の踏み込み量（アクセル開度）に現れるので、エンジンコントローラ３１ではアクセルセンサ４２からの信号に基づいて目標トルクを定め、この目標トルクを実現するための目標空気量を定め、この目標空気量が得られるようにスロットルモータ２４を介して吸気絞り弁２３の開度を制御する。なお、後述するように、ハイブリッド車では、アクセルセンサ８１からの信号はＡＴコントローラ７１に入力されることとなる。

エンジン１には吸気バルブ１５のバルブリフト量及び作動角を連続的に可変制御する多節リンク状の機構で構成される可変バルブ機構（以下、「ＶＥＬ機構」という。）２６と、クランクシャフト７と吸気バルブ用カムシャフト２５との回転位相差を連続的に可変制御して、吸気バルブ１５のバルブタイミングを進遅角する可変バルブタイミング機構（以下「ＶＴＣ機構」という。）２７とを備える。これらＶＥＬ機構２６及びＶＴＣ機構２７（バルブタイミング可変機構）を用いることで、吸気バルブ１５の開時期ＩＶＯと閉時期ＩＶＣを任意に制御できる。

エアフローメータ３２からの吸入空気量の信号、クランク角センサ３３、３４からのクランク角の信号、水温センサ３７からの冷却水温の信号、触媒上流側の空燃比センサ３５からの空燃比の信号、触媒下流側の酸素濃度センサ（図示しない）からの酸素濃度の信号が入力されるエンジンコントローラ３１では、燃料噴射弁２１からの燃料噴射と点火プラグ１４による点火時期とを制御する。具体的には、燃料噴射制御では、三元触媒９、１０を流れる排気の空燃比が理論空燃比を中心とするウインドウに収まるように燃料噴射弁２１からの燃料噴射量を制御する。また、エンジンコントローラ３１は、バルブタイミング変更手段として、ＶＥＬ機構２６及びＶＴＣ機構２７を用い、吸気バルブ１５のバルブタイミングを運転条件に応じて可変制御（変更）する。さらに、燃費向上のため、エンジンコントローラ３１では車両の減速時に燃料噴射弁２１からの燃料噴射を停止する燃料カットを行う。

図１においてハイブリッド車は、いわゆる１モータ・２クラッチのハイブリッド車（パラレル方式である）５０である。すなわち、１モータ・２クラッチのハイブリッド車５０は、駆動源としてのエンジン１及びモータ５１（モータジェネレータ）と、駆動源からの動力を駆動輪に伝達する変速機５３と、エンジン１及びモータ５３の連結を断接し得る第１クラッチ５４と、モータ５１及び変速機５３の連結を断接し得る第２クラッチ５５とを備えている。詳述すれば、エンジン回転軸５６（＝クランクシャフト７）は、第１クラッチ５４を介してモータ回転軸５７に連結され、モータ回転軸５７は変速機５３の入力側回転軸５８に連結されている。この入力側回転軸５８は、第２クラッチ５５を介して変速機５３の出力側回転軸５９に連結されている。そして、この出力側回転軸５９は、差動歯車装置６０を介して駆動輪６１、６１に連結されている。

アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ８１からの信号、車両の車速を検出する車速センサ８２からの信号、変速機５３の入力側回転軸５８の回転速度を検出する回転速度センサ８３からの信号が入力されるＡＴコントローラ７１では、変速機５３と第２クラッチ５５の断接を制御する。モータ回転軸５７の回転速度を検出する回転速度センサ８４からの信号が入力されるモータコントローラ７２ではインバータ７３を介してモータ５１を制御する。第１クラッチコントローラ７４では、第１クラッチ５４の断接を制御する。

エンジンコントローラ３１、ＡＴコントローラ７１、モータコントローラ７２及び第１クラッチコントローラ７４と統合コントローラ７５との間はＣＡＮ７６で連絡されている。統合コントローラ７５では、４つのコントローラ３１、７１、７２、７４との間で通信を行って、車両の運転状態に応じた走りが得られるようにハイブリッド車を制御する。例えば車両停止状態より走り始めるときには、エンジン１は始動せず、第２クラッチ５５を締結した状態でモータ５１により車両を駆動する。一方、モータ５１による車両走行中にさらにアクセルペダルが踏み込まれドライバに加速要求があることを判定したときには、第１クラッチ５４を締結してエンジン１を始動し、モータ５１の駆動力にエンジン１の駆動力を追加してドライバの加速要求に応える。また、車両の減速時には、第１クラッチ５４を開放し、モータ５１をジェネレータとして働かせることにより駆動軸からの動力（車両の運動エネルギー）を電気エネルギーに変換し、バッテリ７７に回収する。また、エンジン自動停止条件が成立したときエンジン１をドライバの意思に関係なく自動的に停止し、その後にエンジン再始動条件が成立したとき、エンジン１を自動的に再始動させる、いわゆるアイドルストップ制御も行っている。

図３は車両の減速時に燃料カットフラグ、吸気バルブ開時期ＩＶＯ、吸気バルブ閉時期ＩＶＣ、スロットル弁開度、燃料噴射の状態がどのように変化するのかをモデルで示している。ここで、吸気バルブ開時期ＩＶＯ、吸気バルブ閉時期ＩＶＣについては、現状制御の場合を一点鎖線で示し、本発明の場合を実線で重ねて示している。

まず、現状制御の場合を先に説明する。アクセルペダル４１を踏み込んだ状態でエンジン回転速度が燃料カット回転速度Ｎｃｕｔ以上の回転速度領域にあり、この回転速度領域でドライバが車両の減速を開始しようとアクセルペダル４１を離すと燃料カット条件が成立する。ｔ０のタイミングで燃料カット条件が成立して燃料カットフラグがゼロから１に切換わったものとする。一方、ｔ２のタイミングで燃料カットリカバー条件が成立したとする。例えば、エンジン回転速度が燃料カットリカバー回転速度Ｎｒｃｖまで低下していない状態で再加速のためアクセルペダル４１が踏み込まれたときや、アクセルペダル４１が踏み込まれることなく、エンジン回転速度が燃料カットリカバー回転速度Ｎｒｃｖを横切って低下したときに、燃料カットリカバー条件が成立する。従って、燃料カット期間はｔ０からｔ２までの期間である。

ｔ０より前の燃料カット以前と、ｔ２からの燃料カットリカバー後においては、吸気バルブ開時期ＩＶＯ、吸気バルブ閉時期ＩＶＣ、スロットル弁開度ＴＶＯはそのときの運転条件に応じた最適な値とされているので、ここでは、燃料カット以前の吸気バルブ開時期ＩＶＯ、吸気バルブ閉時期ＩＶＣ、スロットル弁開度ＴＶＯをそれぞれ第１所定値ＩＶＯ１、第１所定値ＩＶＣ１、第１所定値ＴＶＯ１とし、燃料カットリカバー後の吸気バルブ開時期ＩＶＯ、吸気バルブ閉時期ＩＶＣ、スロットル弁開度ＴＶＯをそれぞれ第２所定値ＩＶＯ２、第２所定値ＩＶＣ２、第２所定値ＴＶＯ２とする。

燃料カット条件が成立したｔ０のタイミングで即座に燃料供給を停止するのではなく、ｔ０のタイミングよりスロットル弁開度ＴＶＯを燃料カット直前の値である第１所定値ＴＶＯ１からゼロに近い第３所定値ＴＶＯ３へと小さくする（変更する）と共に、燃料噴射を継続する。こうしてスロットル弁２３を絞った後にスロットル弁２３下流の吸気通路（２、３）に残留する空気が減少した（燃焼室５に流入する空気量が低下した）ｔ１のタイミングで燃料噴射を停止する。

このように、燃料カット条件が成立したタイミング（ｔ０）よりスロットル弁２３を絞ってスロットル弁２３下流の吸気通路に残留する空気が減少したタイミング（ｔ１）まで燃料噴射を継続する、つまり実質の燃料カットを所定の期間遅らせている理由は、ＮＯｘの発生を抑制するためである。詳述すると、酸素ストレージ機能（酸素を蓄える機能）を有している三元触媒９、１０では、ＨＣ、ＣＯに対して蓄えている酸素を放出（つまり酸化）することによりＨＣ、ＣＯをＨ₂Ｏ、ＣＯ₂へと無害化し、その一方でＮＯｘに対してはＮＯｘから酸素を奪う（つまり還元する）ことによりＮＯｘをＮ₂へと無害化している。このため、燃料カット条件が成立したからいってスロットル弁２３が開いた状態で燃料噴射弁２１からの燃料供給を停止することにより、三元触媒９、１０に新気中（空気中）の酸素が蓄えられてゆき一杯にまで蓄えられてしまうと、燃料カットからのリカバー直後に排気中のＮＯｘから酸素を奪うことができない、つまりＮＯｘの還元能力が低下する。そこで、スロットル弁２３を閉じて燃焼室５への空気量が少なくなるまで燃料噴射を継続することで、三元触媒９、１０のストレージ酸素量が満杯とならず、これによってＮＯｘを還元可能な状態にしておくのである。燃料カット条件が成立したタイミング（ｔ０）より実際に燃料供給を停止するタイミング（ｔ１）までの期間は実質の燃料カットを遅らせた期間、つまり燃料カットディレイ期間である。

ＶＥＬ機構２６及びＶＴＣ機構２７を備えるエンジン１では、限度があるものの吸気バルブ開時期ＩＶＯと吸気バルブ閉時期ＩＶＣを任意に制御することが可能である。そこで、燃料カットディレイ期間で燃焼状態を良くすることを目的として、吸気バルブ１５のバルブタイミングを変更する。すなわち、ｔ０のタイミングで吸気バルブ開時期ＩＶＯを吸気上死点ＴＤＣ（排気行程から吸気行程に移るときの上死点のこと）より遅らせた第３所定値ＩＶＯ３へと変更することによって吸気バルブ１５の開期間と排気バルブ１６の開期間とが重なるバルブオーバーラップ（以下単に「バルブオーバーラップ」という。）が生じないようにし、かつ吸気バルブ閉時期ＩＶＣを吸気下死点ＢＤＣ（吸気行程から圧縮行程に移るときの下死点のこと）に近づけた第３所定値ＩＶＣ３へと変更するようにしている。バルブオーバーラップを無くすことで燃焼室５内の残留ガスを抑え、かつ吸気バルブ閉時期ＩＶＣを吸気下死点ＢＤＣに近づけた第３所定値ＩＶＣ３とすることで燃焼室５内ガスの圧縮温度を高め、これによってスロットル弁開度ＴＶＯを第３所定値ＴＶＯ３としてスロットル弁２３を絞っていても燃焼状態を良くするのである。

このようにＶＥＬ機構２６及びＶＴＣ機構２７を用いて、燃料カットディレイ期間中の燃焼状態を良くすることで、その分、燃料カットディレイ期間中のスロットル弁開度を、ＶＥＬ機構２６及びＶＴＣ機構２７を備えないエンジンの場合より小さくすることが可能となり、そのスロットル弁開度の減少分だけ燃料カットディレイ期間が短縮される。
燃料カットディレイ期間は燃料噴射を継続する期間であるので、燃料カットディレイ期間が短縮されれば、そのぶん燃料噴射量を少なくでき燃費が良くなる。

ｔ２で燃料カットリカバー条件が成立すると、燃料カットフラグが１よりゼロに戻され、吸気バルブ１５のバルブタイミング（開時期ＩＶＯと閉時期ＩＶＣ）は燃料カットリカバー直後の運転条件に応じて変更される。すなわち、吸気バルブ開時期ＩＶＯは第２所定値ＩＶＯ２へと、吸気バルブ閉時期ＩＶＣは第２所定値ＩＶＣ２へと戻されている。スロットル弁開度ＴＶＯはそのときのアクセル開度に応じた第２所定値ＴＶＯ２へと戻されている。なお、これら第２所定値（ＩＶＯ２、ＩＶＣ２、ＴＶＯ２）は実際の制御時の値と一致するものではない。

さて、ハイブリッド車５０では、車両減速時にモータ５１をジェネレータ（発電機）とし、車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、バッテリ７７に回収するようにしている。このモータ５１の回生制御時にエンジン１とモータ５１とが直結状態であると、エンジン１のポンピングロスの分だけ回生効率が悪くなる。そこで、回生制御時のエンジンのポンピングロスを低減させるため、気筒休止を行わせる従来装置がある。しかしながら、気筒休止を行わせてポンピングロスを低減する方法だと、車両減速時に気筒運転より気筒休止へと移行する際にトルク変動に起因するショックが生じ、また燃料カットからのリカバー時に気筒休止から気筒運転へと移行する際にもトルク変動に起因するからなるショックが生じるという問題がある。また、車両減速時にスロットル弁２３を開き側に制御し、ポンピングロスを低減して回生効率を良くする方法もあるが、この方法では車両減速時に多くの新気（空気）が三元触媒９、１０に流れ込み、ストレージ酸素量が満杯となり、燃料カットリカバー直後のＮＯｘの発生を抑制できなくなる可能性がある。

そこでエンジンコントローラ３１（バルブタイミング変更手段）では、燃料カットディレイ期間経過後の燃料カット中（燃料供給の停止中）に、ＶＥＬ機構２６及びＶＴＣ機構２７（バルブタイミング可変機構）を用いてポンピングロスが低減する方向に吸気バルブ１５のバルブタイミングを変更する。

これを具体的に図３を参照して説明する。ポンピングロスの低減を目的として、ＶＥＬ機構２６及びＶＴＣ機構２７を用い、吸気バルブ１５のバルブタイミングをｔ１より変更する。すなわち、吸気バルブ閉時期ＩＶＣを吸気下死点ＢＤＣより遅角側に離れた第４所定値ＩＶＣ４へと変更し、燃焼室５内に新気（空気）が入らないようにする（図３第３段目の実線参照）。吸気下死点ＢＤＣよりピストン６は燃焼室５内の新気を圧縮しようと上昇するものの、このとき吸気バルブ１５が開いていれば、燃焼室５内の新気を吸気ポート４へと逆流させるので、吸気バルブ１５が閉じた後に燃焼室５内に残留する新気の量が少なくなる。図３に示す実施形態では、吸気バルブ閉時期ＩＶＣを吸気下死点ＢＤＣより離れた遅角側に設定しているが、吸気下死点ＢＤＣより離れた進角側に変更してもかまわない。

一方、吸気バルブ開時期ＩＶＯについては、バルブオーバーラップが生じるように排気バルブ閉時期ＥＶＣよりも進角側の第４所定値ＩＶＯ４へと変更する。これによって、燃焼室５に流入する新気は一旦は排気ポートへと吹き抜けるものの、その後吸気ポート４へと吹き返すのであり、これによっても吸気バルブ１５が閉じた後に燃焼室５内に残留する新気の量が少なくなる。なお、実施形態では、排気バルブ閉時期ＥＶＣは吸気上死点ＴＤＣのすぐ進角側にあり固定値である。

このように吸気バルブ１５が閉じた後に燃焼室５内に残留する新気の量が少なくなるようにしたことにより、ピストン６が燃焼室５内の新気を圧縮するときの力は燃焼室２内に残留する新気の量を少なくする前より小さくて良いものとなる。すなわち、ピストン６の上下運動で生じる不要な仕事であるポンピングロスが低減し、その低減したポンピングロス分の仕事がモータ５１の回生制御に振り向けられることとなり回生効率が上がる。また、気筒休止でポンピングロスを低減する従来装置では、車両減速時における気筒運転から気筒休止への移行時や、この逆の気筒休止から気筒運転への移行時にトルク変動を発生させることになるが、本実施形態では、吸気バルブ１５のバルブタイミングを変更することでポンピングロスを低減するので、従来装置のようにトルク変動を発生させることがない。また、車両減速中からの再加速時にも、部分負荷や全開負荷の状態に、バルブタイミングの変更のみで移行できるため、トルク変動を発生させなくて済む。

エンジンコントローラ３１で行われるこの制御を図４のフローチャートに基づいて詳述する。図４は燃料カット時の制御を行わせるためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓｅｃ毎）に実行する。なお、燃料カット以前の制御と、燃料カットリカバーからの制御とは本発明に直接関係しないので、省略して示していない。

ステップ１では燃料カットフラグをみる。燃料カットフラグは、燃料カット条件が成立したときにゼロから１へと切換わるフラグである。燃料カットフラグ＝０のときにはそのまま今回の処理を終了する。

ステップ１で燃料カットフラグ＝１であるときにはステップ２に進み、タイマ値と燃料カットディレイ期間（実際には燃料カットディレイ時間）を比較する。燃料カットディレイ期間は例えば一定値であり、適合により予め定めておく。タイマは燃料カットフラグがゼロから１に切換わったときに起動する。タイマ値が燃料カットディレイ期間を経過していないときには、燃料カットディレイ期間内であると判断し、ステップ３〜６に進む。燃料カット中でもタイマ値が燃料カットディレイ期間を経過した後にはステップ７〜１０に進む。

ステップ３〜６、１０は、ＶＥＬ機構２６及びＶＴＣ機構２７を備えるエンジンにおいて燃料カットディレイ期間で行われている現状制御と同じ部分である。すなわち、タイマ値が燃料カットディレイ期間を経過していないときには、ステップ３、４、５で吸気バルブ開時期ＩＶＯを第３所定値ＩＶＯ３に、吸気バルブ閉時期ＩＶＣを第３所定値ＩＶＣ３に、スロットル弁開度ＴＶＯを第３所定値ＴＶＯ３に設定（変更）する。ステップ６では燃料噴射を行う（燃料噴射許可フラグ＝１）。

上記の第３所定値ＴＶＯ３は、スロットル弁２３を閉じて燃焼室５に流入する空気量を低下させるためのものである。上記の第３所定値ＩＶＯ３は、バルブオーバーラップがなくなるように吸気バルブ１５の開時期ＩＶＯを変更するためのものである。上記の第３所定値ＩＶＣ３は、吸気バルブ１５の閉時期ＩＶＣを吸気下死点ＢＤＣの近傍に変更するためのものである。

一方、ステップ７、８は本発明により新たに追加する部分、ステップ９、１０は現状制御と同じ部分である。すなわち、タイマ値が燃料カットディレイ期間を経過した残りの燃料カット中になると、ステップ７、８、９で吸気バルブ開時期ＩＶＯを第４所定値ＩＶＯ４に、吸気バルブ閉時期ＩＶＣを第４所定値ＩＶＣ４に設定（変更）し、スロットル弁開度ＴＶＯを第３所定値ＴＶＯ３に維持する。ステップ１０では燃料噴射を停止する（燃料噴射許可フラグ＝０）。

上記の第４所定値ＩＶＣ４は、吸気バルブ１５の閉時期ＩＶＣを吸気下死点ＢＤＣより遅角側に離した位置に変更するためのものである。上記の第４所定値ＩＶＯ４は、バルブオーバーラップが生じるように、吸気バルブ１５の開時期ＩＶＯを排気バルブ１６の閉時期ＥＶＣよりも進角側に変更するためのものである。

図示しないバルブタイミング制御フローでは、このようにして設定（変更）した吸気バルブ開時期ＩＶＯと吸気バルブ閉時期ＩＶＣとが得られるように制御信号が作られ、ＶＥＬ機構２６及びＶＴＣ機構２７に送られる。また、このようにして設定したスロットル弁開度ＴＶＯは制御信号に変換された後、スロットルモータ２４に送られる。図示しない燃料噴射実行フローでは、燃料噴射時期となったタイミングで燃料噴射許可フラグ＝０となっていれば燃料噴射を行わず、燃料噴射許可フラグ＝１の場合に燃料噴射を実行する。

ここで、本実施形態の作用効果を説明する。

本実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、燃料噴射弁２１を有するエンジン１と、モータ５１とを駆動源として備え、車両減速時にモータ５１の回生制御を行うハイブリッド車５０のエンジン制御装置において、ＶＥＬ機構２６及びＶＴＣ機構２７（バルブタイミング可変機構）とを備え、燃料カット条件が成立したか否かを判定し、燃料カット条件が成立した後に燃料噴射弁２１からの燃料供給を停止し、この燃料供給の停止中にＶＥＬ機構２６及びＶＴＣ機構２７を用いてポンピングロスが低減する方向に吸気バルブ１５のバルブタイミングを変更するので（図４のステップ１、７、８、１０参照）、従来装置のように気筒休止を行わなくても、ポンピングロスを低減することが可能となり、これによってポンピングロスの減少分だけモータ５１の回生制御時の回生効率を向上させることができる。

本実施形態（請求項２に記載の発明）によれば、バルブタイミング変更手段（エンジンコントローラ３１）は、吸気バルブ１５の閉時期ＩＶＣを吸気下死点ＢＤＣより遅角側に離した位置に変更するので（図４のステップ８参照）、吸気下死点ＢＤＣよりピストン６は上昇するものの、このとき吸気バルブ１５が開いていれば、燃焼室５内の新気を吸気ポート４へと逆流させることから、吸気バルブ１５が閉じた後に燃焼室５内に残留する新気の量が少なくなり、吸気バルブの閉時期ＩＶＣが吸気下死点ＢＤＣ近くにある場合よりも、ポンピングロスを低減できる。

本実施形態（請求項３に記載の発明）によれば、バルブタイミング変更手段は、バルブオーバーラップが生じるように、吸気バルブ１５の開時期ＩＶＯを排気バルブ１６の閉時期よりも進角側に変更するので（図４のステップ７参照）、燃焼室５に流入する新気は一旦は排気ポートへと吹き抜けるものの、その後吸気ポート４へと吹き返すのであり、これによって吸気バルブ１５が閉じた後に燃焼室５内に残留する新気の量が少なくなり、バルブオーバーラップが生じない場合よりも、ポンピングロスを低減できる。

本実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、排気通路８に三元触媒９、１０を備え、燃料噴射を継続する燃料カットディレイ期間（ディレイ期間）は、燃料カット条件が成立したタイミング（図４のｔ０参照）より、燃料カット条件が成立したタイミングでスロットル弁２３を絞った後に燃焼室５に流入する空気量が低下したタイミング（図４のｔ１参照）までであるので、三元触媒９、１０のストレージ酸素量が満杯とならず、これによってＮＯｘを還元可能な状態にしておくことができる。

本実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、燃料噴射を継続している燃料カットディレイ期間で、ＶＥＬ機構２６及びＶＴＣ機構２７を用いて、燃料噴射弁２１からの燃料と空気とで燃焼室５内に形成される混合気の燃焼状態が良くなる方向に吸気バルブ１５のバルブタイミングを変更するので（図４のステップ３、４参照）、燃焼状態がよくなる分だけスロットル弁２３をさらに絞ることができることから、燃料カットディレイ期間（つまり燃料噴射を継続する期間）を短縮でき、燃費が向上する。

本実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、燃料カットディレイ期間でバルブタイミングを変更することは、バルブオーバーラップがなくなるように吸気バルブ１５の開時期ＩＶＯを排気バルブ閉時期ＥＶＣよりも遅角側に変更し、かつ吸気バルブ１５の閉時期ＩＶＣを吸気下死点ＢＤＣの近傍に変更することであるので（図４のステップ３、４参照）、バルブオーバーラップがなくなることより燃焼室５内の残留ガスが抑制され、かつ吸気下死点近傍で吸気バルブ１５が閉弁することにより燃焼室５内ガスの圧縮温度が上昇し、これらによって燃焼状態を良くすることができる。

図５、図６は第２実施形態で、第１実施形態の図３、図４と置き換わるものである。第１実施形態と相違するのは、燃料カットディレイ期間経過後の燃料カット中に、スロットル弁開度ＴＶＯを第４所定値ＴＶＯ４へと大きくする（スロットル弁２３を開く）部分のみである（図５第４段目の実線、図６のステップ１１参照）。

図５において燃料カットディレイ期間が終了するｔ１のタイミングで、第１実施形態と相違して、スロットル弁開度ＴＶＯを第４所定値ＴＶＯ４へと変更し、その分だけスロットル弁２３を開くと、スロットル弁２３を開いた分だけ吸気管圧力が大気圧へと近づき、その圧力変化分だけポンピングロスを低減することができる。ただし、図５においてｔ１のタイミングまで、スロットル弁開度ＴＶＯをゼロに近い第３所定値ＴＶＯ３へと変更してスロットル弁２３を閉じると共に、燃料噴射を継続することによって三元触媒９、１０の酸素ストレージ量が満杯となることがないようにしたのに、ｔ１でスロットル弁２３を開いたのでは、ポンピングロスは低減するものの、新気（空気）が新たに三元触媒９、１０に流れこみ、三元触媒９、１０の酸素ストレージ量が満杯となる可能性がある。このため、バッテリ７７の充電量が規定値以上ある（充電量が十分ある）場合には排気性能を優先しｔ１〜ｔ２の期間で第１実施形態と同じにスロットル弁開度ＴＶＯをゼロに近い第３所定値ＴＶＯ３に保つこととし、バッテリ７７の充電量が規定値未満となっている（充電量が不足する）ような場合に限ってｔ１〜ｔ２の期間でスロットル弁開度ＴＶＯを第４所定値ＴＶＯ４へと変更してスロットル弁２３を開くことが考えられる。従って、第２実施形態のようにｔ１〜ｔ２の期間でスロットル弁２３を開くに際しては、再生効率の向上と排気性能とのバランスを採る必要がある。

第２実施形態（請求項４に記載の発明）によれば、バルブタイミング変更手段が燃料カットディレイ期間経過後の燃料カット中にバルブタイミングを変更するとき、スロットル弁２３を開いて、吸気管圧力が大気圧に近づくようにするので（図６のステップ１、２、１１参照）、吸気管圧力が大気圧に近づく分だけポンピングロスが低減し、モータ５１の回生制御時の回生効率を向上させることができる。

実施形態では、ハイブリッド車が１モータ・２クラッチのハイブリッド車である場合で説明したが、この場合に限られるものでない。

１エンジン本体
２１燃料噴射弁（燃料供給手段）
３１エンジンコントローラ（バルブタイミング変更手段）
２６ＶＥＬ機構（バルブタイミング可変機構）
２７ＶＴＣ機構（バルブタイミング可変機構）
５０ハイブリッド車
５１モータ

Claims

燃料供給手段を有するエンジンと、モータとを駆動源として備え、車両減速時にモータの回生制御を行うハイブリッド車のエンジン制御装置において、
吸気バルブのバルブタイミングを可変に調整し得るバルブタイミング可変機構と、
燃料カット条件が成立したか否かを判定する燃料カット条件判定手段と、
燃料カット条件が成立したタイミングより所定のディレイ期間が経過した後に前記燃料供給手段からの燃料供給を停止させる燃料供給停止手段と、
この燃料供給の停止中に前記バルブタイミング可変機構を用いてポンピングロスが低減する方向に前記吸気バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング変更手段と
を備えると共に、
排気通路に三元触媒を備え、
前記ディレイ期間は、前記燃料カット条件が成立したタイミングより、燃料カット条件が成立したタイミングでスロットル弁を絞った後に燃焼室に流入する空気量が低下したタイミングまでであり、
前記ディレイ期間でバルブオーバーラップがなくなるように前記吸気バルブの開時期を排気バルブの閉時期よりも遅角側に変更し、かつ前記吸気バルブの閉時期を吸気下死点の近傍に変更することを特徴とするハイブリッド車のエンジン制御装置。
前記バルブタイミング変更手段は、前記吸気バルブの閉時期を吸気下死点より離した位置に変更することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車のエンジン制御装置。
前記バルブタイミング変更手段は、バルブオーバーラップが生じるように、前記吸気バルブの開時期を排気バルブの閉時期よりも進角側に変更することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車のエンジン制御装置。
前記バルブタイミング変更手段がバルブタイミングを変更するとき、スロットル弁を開いて、吸気管圧力が大気圧に近づくようにすることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車のエンジン制御装置。