WO2007135908A1 - 車両およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

停車中に要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ２以上のときには（Ｓ１１０，Ｓ２６０）、比較的低い下限回転数Ｎｅｍｉｎ２以上の回転数を目標回転数Ｎｅ＊に設定すると共に（Ｓ２９０）、走行のためにエンジンを運転する際に比して進角側への変更程度が小さくなるよう目標回転数Ｎｅ＊に基づいて目標タイミングＶＴ＊を設定し（Ｓ３００）、目標タイミングＶＴ＊での吸気バルブの開閉を伴って目標回転数Ｎｅ＊でエンジンを運転する。これにより、停車中に、エンジンが比較的高い回転数で運転されることによる違和感を運転者に与えるのを抑制できる。また、エンジンの運転状態に応じて吸気バルブの開閉タイミングをより適正なものにでき、可変バルブタイミング機構をより適正に制御できる。

Description

明 細 書

車両およびその制御方法

技術分野

[0001] 本発明は、車両およびその制御方法に関する。

背景技術

[0002] 従来、この種の車両としては、吸気バルブの開閉タイミングを可変バルブタイミング 機構により調節可能なエンジンと、エンジンのクランクシャフトと駆動軸とに接続され た遊星歯車機構と、遊星歯車機構に動力を入出力する第 1モータと、駆動軸に動力 を入出力する第 2モータと、第 1モータおよび第 2モータと電力をやりとりするバッテリ と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献 1参照)。この車両では、ェンジ ンを始動してから可変バルブタイミング機構が良好に機能するまでに必要な時間が 経過した力否かなどに応じてエンジンの動作ラインを設定してエンジンをすることによ り、可変バルブタイミング機構が十分に動作しな 、ときでもエンジンを運転することが できる、としている。

特許文献 1：特開 2004— 360672号公報

発明の開示

[0003] ところで、こうした車両では、停車中にエンジンを運転する際には、運転者に違和感 を与えるのを抑制することが課題の一つとして考えられる。そして、可変バルブタイミ ング機構力 エンジンのクランクシャフトの回転によりオイルポンプ力も供給されるオイ ルを用いて吸気バルブの開閉タイミングを変更するものである場合には、エンジンの 運転状態特に回転数によっては吸気バルブの開閉タイミングを変更するのに要する オイルをオイルポンプ力 充分に供給できな 、ことがあるため、エンジンの運転状態 を考慮して可変バルブタイミング機構をより適正に制御することが望まれる。

[0004] 本発明の車両およびその制御方法は、停車中に内燃機関を運転する際に運転者 に違和感を与えるのを抑制することを目的の一つとする。また、本発明の車両および その制御方法は、内燃機関の出力軸の回転により供給される作動流体を用いて内 燃機関の吸気バルブや排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 更機構をより適正に制御することを目的の一つとする。

[0005] 本発明の車両およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するた めに以下の手段を採った。

[0006] 本発明の車両は、走行用の動力を出力可能で、走行状態に拘わらず任意の運転 ポイントで運転可能な内燃機関と、該内燃機関の出力軸の回転により供給される作 動流体を用いて該内燃機関の吸気バルブまたは排気ノ レ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、走行のために前記内燃機関の運転要求がなされ ている走行用運転要求時には第 1の制約に基づく開閉タイミングでの該内燃機関の 吸気バルブまたは排気ノ レブの開閉を伴って該内燃機関が第 1の回転数以上の回 転数で運転されるよう該開閉タイミング変更手段と該内燃機関とを制御し、停車中に 前記内燃機関の運転要求がなされている停車運転要求時には基準タイミング力 の 変更程度が前記第 1の制約よりも小さくなる第 2の制約に基づく開閉タイミングでの該 内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの開閉を伴って該内燃機関が前記第 1の 回転数より低い第 2の回転数以上の回転数で運転されるよう該開閉タイミング変更手 段と該内燃機関とを制御する制御手段と、を備えることを要旨とする。

[0007] この本発明の車両では、走行のために内燃機関の運転要求がなされている走行用 運転要求時には、第 1の制約に基づく開閉タイミングでの内燃機関の吸気ノ レブや 排気バルブの開閉を伴って内燃機関が第 1の回転数以上の回転数で運転されるよう 内燃機関の出力軸の回転により供給される作動流体を用いて内燃機関の吸気バル ブゃ排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内燃機関と を制御する。一方、停車中に前記内燃機関の運転要求がなされている停車運転要 求時には、基準タイミングからの変更程度が第 1の制約よりも小さくなる第 2の制約に 基づく開閉タイミングでの内燃機関の吸気ノ レブや排気バルブの開閉を伴って内燃 機関が第 1の回転数より低い第 2の回転数以上の回転数で運転されるよう開閉タイミ ング変更手段と内燃機関とを制御する。したがって、停車運転要求時には、内燃機 関を比較的低い第 2の回転数以上の回転数で運転するから、走行用運転要求時か 停車運転要求時かに拘わらず内燃機関を第 1の回転数以上の回転数で運転するも のに比して内燃機関が高い回転数で運転されることによる違和感を運転者に与える のを抑制することができる。また、停車運転要求時には、基準タイミング力もの変更程 度が比較的小さい第 2の制約に基づく開閉タイミングで内燃機関の吸気バルブゃ排 気バルブを開閉するから、走行用運転要求時か停車運転要求時かに拘わらず第 1 の制約に基づく開閉タイミングで内燃機関の吸気バルブや排気バルブを開閉しようと するものに比して内燃機関の運転状態に応じて内燃機関の吸気バルブや排気バル ブの開閉タイミングをより適正なものとすることができ、開閉タイミング変更手段をより 適正に制御することができる。

[0008] こうした本発明の車両において、前記制御手段は、前記走行用運転要求時には前 記内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングの変更に要する前記 作動流体を前記開閉タイミング変更手段に供給できる回転数を前記第 1の回転数と して制御し、前記停車運転要求時には前記内燃機関の吸気バルブまたは排気バル ブの開閉タイミングの変更に要する前記作動流体を前記開閉タイミング変更手段に 供給できない回転数を前記第 2の回転数として制御する手段であるものとすることも できる。

[0009] また、本発明の車両において、前記制御手段は、前記走行用運転要求時には、前 記内燃機関を効率よく運転するための制約を前記第 1の制約として制御する手段で あるものとすることもできる。こうすれば、走行用運転要求時には、内燃機関を効率よ く運転することがでさる。

[0010] さらに、本発明の車両において、前記開閉タイミング変更手段は、前記吸気バルブ の開閉タイミングを変更可能であって、該吸気バルブの開閉タイミングが取り得る範 囲内の最遅角側の第 1所定タイミングに該吸気バルブの開閉タイミングが位置したと きに該吸気バルブの開閉タイミングを固定可能であると共に該吸気バルブの開閉タ イミングが固定されているときには前記作動流体を用いて該固定を解除可能である 固定解除手段を備える手段であり、前記制御手段は、前記第 1所定タイミングを前記 基準タイミングとして制御する手段であるものとすることもできる。また、前記開閉タイミ ング変更手段は、前記排気バルブの開閉タイミングを変更可能であって、該排気バ ルブの開閉タイミングが取り得る範囲内の最進角側の第 2所定タイミングに該排気バ ルブの開閉タイミングが位置したときに該排気バルブの開閉タイミングを固定可能で あると共に該排気バルブの開閉タイミングが固定されているときには前記作動流体を 用いて該固定を解除可能である固定解除手段を備える手段であり、前記制御手段 は、前記第 2所定タイミングを前記基準タイミングとして制御する手段であるものとする こともできる。さらに、前記制御手段は、前記開閉タイミング変更手段において前記作 動流体を用いないときの前記内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミ ングを前記基準タイミングとして制御する手段であるものとすることもできる。

[0011] あるいは、本発明の車両において、前記第 1の回転数を下限回転数とする前記内 燃機関の運転ポイントと該内燃機関の動力との関係としての第 1の動作ラインと、前 記第 2の回転数を下限回転数とする前記内燃機関の運転ポイントと該内燃機関の動 力との関係としての第 2の動作ラインと、を含む複数の動作ラインを記憶する動作ライ ン記憶手段を備え、前記制御手段は、前記走行用運転要求時には前記記憶された 第 1の動作ラインと前記内燃機関に要求される要求動力とに基づいて該内燃機関の 運転ポイントを設定すると共に該設定した運転ポイントで該内燃機関が運転されるよ う制御し、前記停車運転要求時には前記記憶された第 2の動作ラインと前記内燃機 関に要求される要求動力とに基づいて該内燃機関の運転ポイントを設定すると共に 該設定した運転ポイントで該内燃機関が運転されるよう制御する手段であるものとす ることもできる。この場合、前記制御手段は、前記停車運転要求時には、前記設定し た内燃機関の運転ポイントにおける目標回転数が大きいほど前記基準タイミングから の変更程度が滑らかに大きくなる制約を前記第 2の制約として制御する手段であるも のとすることもできる。停車運転要求時には、内燃機関を比較的低い第 2の回転数以 上の回転数で運転するため、その回転数によっては吸気バルブや排気ノ レブの開 閉タイミングの変更に要する作動流体を開閉タイミング変更手段に供給できない場合 が生じ得る。したがって、内燃機関の目標回転数が大きいほど基準タイミング力もの 変更程度が滑らかに大きくなる制約を第 2の制約とすることにより、内燃機関が第 2の 回転数やそれよりも若干大きい回転数で運転されているときの、内燃機関の目標回 転数の変動に対する吸気バルブや排気バルブの開閉タイミングの急変を抑制するこ とがでさる。

[0012] 本発明の車両において、前記内燃機関の出力軸に動力を入出力可能な発電手段 と、前記発電手段と電力をやりとり可能な蓄電手段と、を備え、前記制御手段は、前 記停車中に前記蓄電手段への充電要求がなされたときを前記停車運転要求時とし て制御する手段であるものとすることもできる。この場合、蓄電手段への充電要求に よって内燃機関を運転する際に運転者に与える違和感を抑制することができる。

[0013] また、本発明の車両において、車軸側に動力を入出力可能な電動機を備え、前記 発電手段は、前記内燃機関の出力軸と車軸側とに接続され、電力と動力の入出力を 伴って該内燃機関力 の動力の少なくとも一部を該車軸側に出力する電力動力入 出力手段であるものとすることもできる。この場合、前記電力動力入出力手段は、前 記内燃機関の出力軸と車軸に連結された駆動軸と回転軸との 3軸に接続され該 3軸 のぅちの ヽずれか 2軸に入出力される動力に基づ 、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、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手 段であるちのとすることちでさる。

[0014] 本発明の車両の制御方法は、走行用の動力を出力可能で、走行状態に拘わらず 任意の運転ポイントで運転可能な内燃機関と、該内燃機関の出力軸の回転により供 給される作動流体を用いて該内燃機関の吸気バルブまたは排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、を備える車両の制御方法であって、走 行のために前記内燃機関の運転要求がなされている走行用運転要求時には第 1の 制約に基づく開閉タイミングでの該内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの開閉 を伴って該内燃機関が第 1の回転数以上の回転数で運転されるよう該開閉タイミング 変更手段と該内燃機関とを制御し、停車中に前記内燃機関の運転要求がなされて いる停車運転要求時には基準タイミング力 の変更程度が前記第 1の制約よりも小さ くなる第 2の制約に基づく開閉タイミングでの該内燃機関の吸気ノ レブまたは排気バ ルブの開閉を伴って該内燃機関が前記第 1の回転数より低い第 2の回転数以上の回 転数で運転されるよう該開閉タイミング変更手段と該内燃機関とを制御する、ことを要 旨とする。

[0015] この本発明の車両の制御方法では、走行のために内燃機関の運転要求がなされ ている走行用運転要求時には、第 1の制約に基づく開閉タイミングでの内燃機関の 吸気バルブや排気ノ レブの開閉を伴って内燃機関が第 1の回転数以上の回転数で 運転されるよう内燃機関の出力軸の回転により供給される作動流体を用いて内燃機 関の吸気バルブや排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 段と内燃機関とを制御する。一方、停車中に前記内燃機関の運転要求がなされてい る停車運転要求時には、基準タイミング力 の変更程度が第 1の制約よりも小さくなる 第 2の制約に基づく開閉タイミングでの内燃機関の吸気バルブや排気バルブの開閉 を伴って内燃機関が第 1の回転数より低い第 2の回転数以上の回転数で運転される よう開閉タイミング変更手段と内燃機関とを制御する。したがって、停車運転要求時 には、内燃機関を比較的低い第 2の回転数以上の回転数で運転するから、走行用 運転要求時か停車運転要求時かに拘わらず内燃機関を第 1の回転数以上の回転数 で運転するものに比して内燃機関が高い回転数で運転されることによる違和感を運 転者に与えるのを抑制することができる。また、停車運転要求時には、基準タイミング 力もの変更程度が比較的小さい第 2の制約に基づく開閉タイミングで内燃機関の吸 気バルブや排気バルブを開閉するから、走行用運転要求時か停車運転要求時かに 拘わらず第 1の制約に基づく開閉タイミングで内燃機関の吸気バルブや排気バルブ を開閉しょうとするものに比して内燃機関の運転状態に応じて内燃機関の吸気バル ブゃ排気バルブの開閉タイミングをより適正なものとすることができ、開閉タイミング変 更手段をより適正に制御することができる。

[0016] こうした本発明の車両の制御方法において、前記走行用運転要求時には前記内 燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングの変更に要する前記作動 流体を前記開閉タイミング変更手段に供給できる回転数を前記第 1の回転数として 制御し、前記停車運転要求時には前記内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの 開閉タイミングの変更に要する前記作動流体を前記開閉タイミング変更手段に供給 できない回転数を前記第 2の回転数として制御することを特徴とするものとすることも できる。

[0017] また、本発明の車両の制御方法において、前記開閉タイミング変更手段は、前記 吸気バルブの開閉タイミングを変更可能であって、該吸気バルブの開閉タイミングが 取り得る範囲内の最遅角側の第 1所定タイミングに該吸気バルブの開閉タイミングが 位置したときに該吸気バルブの開閉タイミングを固定可能であると共に該吸気ノ レブ の開閉タイミングが固定されて 、るときには前記作動流体を用いて該固定を解除可 能である固定解除手段を備える手段であり、前記第 1所定タイミングを前記基準タイミ ングとして制御することを特徴とするものとすることもできる。また、前記開閉タイミング 変更手段は、前記排気バルブの開閉タイミングを変更可能であって、該排気バルブ の開閉タイミングが取り得る範囲内の最進角側の第 2所定タイミングに該排気バルブ の開閉タイミングが位置したときに該排気バルブの開閉タイミングを固定可能であると 共に該排気バルブの開閉タイミングが固定されているときには前記作動流体を用い て該固定を解除可能である固定解除手段を備える手段であり、前記第 2所定タイミン グを前記基準タイミングとして制御することを特徴とするものとすることもできる。さらに 、前記開閉タイミング変更手段にぉ 、て前記作動流体を用いな!/、ときの前記内燃機 関の吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを前記基準タイミングとして制御 することを特徴とすることちでさる。

さらに、本発明の車両の制御方法において、前記第 1の回転数を下限回転数とす る前記内燃機関の運転ポイントと該内燃機関の動力との関係としての第 1の動作ライ ンと、前記第 2の回転数を下限回転数とする前記内燃機関の運転ポイントと該内燃機 関の動力との関係としての第 2の動作ラインと、を含む複数の動作ラインを記憶して おき、前記走行用運転要求時には前記記憶しておいた第 1の動作ラインと前記内燃 機関に要求される要求動力とに基づいて該内燃機関の運転ポイントを設定すると共 に該設定した運転ポイントで該内燃機関が運転されるよう制御し、前記停車運転要 求時には前記記憶しておいた第 2の動作ラインと前記内燃機関に要求される要求動 力とに基づいて該内燃機関の運転ポイントを設定すると共に該設定した運転ポイント で該内燃機関が運転されるよう制御することを特徴とするものとすることもできる。この 場合、前記制御手段は、前記停車運転要求時には、前記設定した内燃機関の運転 ポイントにおける目標回転数が大きいほど前記基準タイミング力もの変更程度が滑ら 力に大きくなる制約を前記第 2の制約として制御することを特徴とすることもできる。停 車運転要求時には、内燃機関を比較的低い第 2の回転数以上の回転数で運転する ため、その回転数によっては吸気バルブや排気バルブの開閉タイミングの変更に要 する作動流体を開閉タイミング変更手段に供給できない場合が生じ得る。したがって 、内燃機関の目標回転数が大きいほど基準タイミング力もの変更程度が滑らかに大 きくなる制約を第 2の制約とすることにより、内燃機関が第 2の回転数やそれよりも若 干大きい回転数で運転されているときの、内燃機関の目標回転数の変動に対する吸 気バルブや排気ノ レブの開閉タイミングの急変を抑制することができる。

図面の簡単な説明

[図 1]本発明の一実施例である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。

[図 2]エンジン 22の構成の概略を示す構成図である。

[図 3]可変ノ レブタイミング機構 150の外観構成を示す外観構成図である。

[図 4]可変ノ レブタイミング機構 150の構成の概略を示す構成図である。

[図 5]インテークカムシャフト 129の角度を進角させたときの吸気バルブ 128の開閉タ イミングおよびインテークカムシャフト 129の角度を遅角させたときの吸気バルブ 128 の開閉タイミングの一例を示す説明図である。

[図 6]ロックピン 154の構成の概略を示す構成図である。

[図 7]実施例のハイブリッド用電子制御ユニット 70により実行される駆動制御ルーチ ンの一例を示すフローチャートである。

[図 8]要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。

[図 9]走行用運転要求時のエンジン 22の動作ラインの一例と目標回転数 Ne *およ び目標トルク Te *を設定する様子を示す説明図である。

[図 10]走行用運転要求時の目標タイミング設定用マップの一例を示す説明図である

[図 11]動力分配統合機構 30の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例 を示す説明図である。

[図 12]停車運転要求時のエンジン 22の動作ラインの一例と目標回転数 Ne *および 目標トルク Te *を設定する様子を示す説明図である。

[図 13]停車運転要求時の目標タイミング設定用マップの一例を示す説明図である。

[図 14]停車運転要求時の目標タイミング設定用マップの一例を示す説明図である。

[図 15]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。 [図 16]変形例のハイブリッド自動車 220の構成の概略を示す構成図である。

発明を実施するための最良の形態

[0020] 次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。図 1は、本 発明の一実施例である動力出力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、ェンジ 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にダンバ 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 3 2a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、動 力出力装置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。

[0021] 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 12 8を介して燃料室に吸入し、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 (H C) ,窒素酸化物 (NOx)の有害成分を浄化する浄化装置 (三元触媒） 134を介して 外気へ排出される。

[0022] また、エンジン 22は、吸気ノ レブ 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 15 0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 162を介して接続されたタイミングギヤ 1 64に固定されたノヽウジング部 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、 クランクシャフト 26の回転を用いてオイルを圧送する図示しないオイルポンプ力も供 給されるオイルを用いて WT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。ィ ンテークカムシャフト 129の角度を進角させたときの吸気バルブ 128の開閉タイミング およびインテークカムシャフト 129の角度を遅角させたときの吸気バルブ 128の開閉 タイミングの一例を図 5に示す。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の角度を効 率角とし、インテークカムシャフト 129の角度をその効率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（以下、この角度を基準角という）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。以下、実施例では、インテークカムシャフト 1 29の角度が最遅角（基準角）となる吸気バルブ 128の開閉タイミングを所定タイミング (基準タイミング) VT1といい、インテークカムシャフト 129の角度が効率角となる吸気 バルブ 128の開閉タイミングを所定タイミング VT2という。

[0023] また、 VVTコントローラ 152のべーン部 152b〖こは、ハウジング部 152aとべーン部 1 52b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 6にロックピン 1 54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 158に嵌合しべーン部 152bをノヽウジング部 152aに固定する。また、ロックピン 1 54は、図示しないオイルポンプからのオイルを用いて油路 159を介してスプリング 15 4b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 158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ァクチユエータが設けら れている。

[0024] 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 、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，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ 143からの筒内圧力 Pin,燃焼室へ吸排 気を行なう吸気バルブ 128のインテークカムシャフト 129や排気バルブ 131を開閉す るェキゾ一ストカムシャフト 131b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 ジシヨンセンサ 146からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメ ータ 148からのエアフローメータ信号 AF,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，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、ェン 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 、ィグナイタと一体ィ匕されたイダ-ッシヨンコイル 138への制御信号、吸気ノ レブ 128 の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構 150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。なお、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。

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に嚙合すると共にリングギヤ 3 2に嚙合する複数のピ-オンギヤ 33と、複数のピ-オンギヤ 33を自転かつ公転自在 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な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 3 0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 MG 1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から入力されるェンジ 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 およびデフアレンシャルギヤ 62を介して、最終的には車両の駆動輪 63a, 63bに出 力される。

[0026] 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を介してノ ッテリ 50と電力のやりとりを行なう。インノータ 41, 42とノ 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つている。したがって、バッテリ 50は、モータ M Gl, 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 5 0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 M Gl, 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、ノヽイブリ 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 MG 1 , MG2の運転状態に関するデータをノ、イブリッ ド用電子制御ユニット 70に出力する。

[0027] ノ ッテリ 50は、ノ ッテリ用電子制御ユニット（以下、ノ ッテリ ECUという） 52によって 管理されている。ノ ッテリ ECU52には、ノ ッテリ 50を管理するのに必要な信号、例え ば、ノ 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，ノ 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，ノ 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、必要に応じてノ 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。なお、ノ ッテリ ECU52では、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)も演算して 、る。

[0028] 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、イダ-ッシヨンスィッチ 80からのイダ-ッシ ヨン信号，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 シヨンセンサ 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 ECU 52と通信ポートを介して接続されており、エンジン ECU24ゃモータECU40,バッテ リ ECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。なお、シフトポジション センサ 82により検出されるシフトレバー 81のポジションとしては、駐車ポジション（Pポ ジシヨン）や中立ポジション（Nポジション） ,ドライブポジション（Dポジション） ,リバ一 スポジション (Rポジション）などがある。

[0029] 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ノ 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。

[0030] 次に、こうして構成された実施例のノ、イブリツド自動車 20の動作について説明する 。図 7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、所定時間毎（例えば数 msec毎）に 繰り返し実行される。

[0031] 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 力 の車速 V,モータ MG1, MG2の回転数 Nml, Nm2,バッテリ 50が要求する充 放電要求パワー Pb *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 Nml, 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計算さ 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。また、充放電要求パヮ 一 Pb *は、バッテリ 50の残容量（SOC)に基づいて設定されたものをバッテリ ECU5 2から通信により入力するものとした。

[0032] 続いて、走行中であるか否かおよび走行要求がなされているか否かを判定する（ス テツプ S110)。この判定は、実施例では、アクセル開度 Accやブレーキペダルポジシ ヨン BP,車速 Vなどに基づいて行なうものとした。実施例では、車両が停車していると きであっても走行を開始しそうなとき、例えば、シフトレバー 81がドライブポジションで あってブレーキペダル 85が踏み込まれて停車している最中にブレーキペダル 85が オフされたときなどに、走行要求がなされていると判定するものとした。走行中である と判定されたとき又は停車中であっても走行要求がなされていると判定されたときに は、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 *と車両に要求される要求パワー Pe *とを設定する (ステップ S 120)。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力も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 8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 *との和として計算することができる。なお、リングギ ャ軸 32aの回転数 Nrは、車速 Vに換算係数 k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。また、実施例では、要求パワー Pe *を設定する際などに、ロス Lossについては 考慮しないものとした力 これを考慮するものとしてもよいのは勿論である。

そして、要求パワー Pe *を閾値 Pref 1と比較する（ステップ S 130)。ここで、閾値 Pr eflは、エンジン 22を効率よく運転可能なパワーの下限値などに設定される。ステツ プ S 130の要求パワー Pe *と閾値 Pref 1との比較は、エンジン 22の運転要求がなさ れているか否かを判定するものである。要求パワー Pe *が閾値 Pref 1以上のときに は、エンジン 22の運転要求がなされていると判断し、エンジン 22が運転停止されて いるときにはモータ MG1によってエンジン 22をモータリングして始動し (ステップ S14 0, S150)、要求パワー Pe *に基づいてエンジン 22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 S 160)、設定した目標回転数 Ne *に基づ 、て吸 気バルブ 128の目標タイミング VT *を設定する（ステップ S 170)。エンジン 22の目 標回転数 Neと目標トルク Te *との設定は、エンジン 22を効率よく動作させる動作ラ インと要求パワー Pe *とに基づいて行なわれる。走行のためにエンジン 22の運転要 求がなされているとき（以下、走行用運転要求時という）のエンジン 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図 9に示す。図示する ように、走行用運転要求時のエンジン 22の動作ラインは回転数 Neが下限回転数 Ne mini以上となる領域で設定されており、 目標回転数 Ne *および目標トルク Te *は この動作ラインと要求パワー Pe * (Ne * XTe * )が一定の曲線との交点により求め ることができる。ここで、下限回転数 Neminlは、エンジン 22の特性などにより定めら れ、例えば、 lOOOrpmや l lOOrpmなどに設定することができる。 目標タイミング VT *は、実施例では、エンジン 22の目標回転数 Ne *と目標タイミング VT*との関係を 予め定めて走行用運転要求時の目標タイミング設定用マップとして記憶しておき、 目 標回転数 Ne *が与えられると記憶したマップカゝら対応する目標タイミング VT*を導 出して設定するものとした。走行用運転要求時の目標タイミング設定用マップの一例 を図 10に示す。図 10の例では、走行用運転要求時の目標タイミング VT*は、ェン ジン 22の目標回転数 Ne *が下限回転数 Neminlより低い所定回転数 N1未満の領 域では所定タイミング (基準タイミング) VT1を設定し、 目標回転数 Ne *が所定回転 数 N1と下限回転数 Neminlとの間の所定回転数 N2以上の領域では所定タイミング VT1より進角側の所定タイミング VT2を設定し、 目標回転数 Ne *が所定回転数 N1 以上で所定回転数 N2未満の領域では目標回転数 Ne *が高 、ほど所定タイミング VT1から所定タイミング VT2に向けて進角側に移行するよう設定するものとした。ここ で、所定タイミング VT1は、前述したように、インテークカムシャフト 129の角度が最遅 角（基準角）となる吸気バルブ 128の開閉タイミングを設定するものとした。また、所定 タイミング VT2は、前述したように、インテークカムシャフト 129の角度が効率角となる 吸気バルブ 128の開閉タイミングを設定するものとした。いま、エンジン 22が始動さ れて運転されるときを考える。実施例のように、エンジン 22を運転停止する際に吸気 バルブ 128の開閉タイミングを最遅角にするものではロックピン 154によりインテーク カムシャフト 129の角度が最遅角（基準角）で固定されるため、即ち、吸気バルブ 128 の開閉タイミングが所定タイミング (基準タイミング) VT1で固定されるため、次回にェ ンジン 22を始動して運転する際にエンジン 22を比較的低い回転数で運転しようとす ると、溝 158からロックピン本体 154aを引き抜くためのオイルが油路 159を介して供 給されず、吸気ノ レブ 128の開閉タイミングを所定タイミング VT1から変更できないこ とがある。所定回転数 N1は、実施例では、このように吸気バルブ 128の開閉タイミン グを所定タイミング VT1から変更できないエンジン 22の回転数の上限近傍などの値 を設定するものとし、例えば、 800rpmや 850rpmなどを設定するものとした。また、 所定回転数 N2は、実施例では、溝 158からロックピン本体 154aを引き抜くことがで きると共にオイルコントロールバルブ 156を介して WTコントローラ 152の進角室に 充分なオイルを作用させることができるエンジン 22の回転数の下限近傍の値、即ち 吸気バルブ 128の開閉タイミングを充分に変更可能な回転数の下限近傍の値などを 設定するものとし、例えば、 900rpmや 950rpmなどを設定するものとした。なお、走 行用運転要求時には、エンジン 22の目標回転数 Ne *には下限回転数 Neminl以 上の回転数が設定されるため、目標タイミング VT*には所定タイミング VT2が設定 されること〖こなる。

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 (Nm2ZGr)と動 力分配統合機構 30のギヤ比 pとを用いて次式（1)によりモータ MG1の目標回転数 Nml *を計算すると共に計算した目標回転数 Nml *と現在の回転数 Nmlとに基 づ!ヽて式（ 2)によりモータ MG 1のトルク指令 Tml *を計算し (ステップ S 180)、要求 トルク Tr *とトルク指令 Tml *と動力分配統合機構 30のギヤ比 pを用いてモータ M G2のトルク指令 Tm2 *を式（3)により計算する（ステップ S 190)。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 11 に示す。図中、左の S軸はモータ MG1の回転数 Nml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 Tml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 Nml *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「kl」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。

Nml*=Ne*-(l+ )/ -Nm2/(Gr- ) (1) Tml*=前回 Tml*+kl(Nml*— Nml)+k2 J (Nml*— Nml)dt (2)

Tm2*=(Tr*+Tml*/ p )/Gr (3)

[0035] こうしてエンジン 22の目標回転数 Ne *や目標トルク Te *， 目標タイミング VT* , モータ MG1, MG2のトルク指令 Tml * , 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 *と目標タイミング VT *とにつ!ヽてはエンジン ECU24 に、モータ MG1, MG2のトルク指令 Tml * , Tm2 *についてはモータ ECU40に それぞれ送信して (ステップ S200)、駆動制御ルーチンを終了する。 目標回転数 Ne *と目標トルク Te *と目標タイミング VT*とを受信したエンジン ECU24は、ェンジ 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における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行ない、吸気 バルブ 128の開閉タイミングが目標タイミング VT*になるよう可変バルブタイミング機 構 150の制御も行なう。また、トルク指令 Tml * , Tm2 *を受信したモータ ECU40 は、トルク指令 Tml *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 なう。この場合、所定タイミング VT2での吸気バルブ 128の開閉を伴ってエンジン 22 を下限回転数 Neminl以上の回転数で運転することになるから、エンジン 22を効率 よく運転することができる。

[0036] ステップ S 130で要求パワー Pe *が閾値 Pref 1未満のときには、エンジン 22の運転 要求はなされていないと判断し、エンジン 22が停止されるようエンジン 22の目標回転 数 Ne *および目標トルク Te *に共に値 0を設定し (ステップ S210)、モータ MG1の トルク指令 Tml *に値 0を設定し (ステップ S 220)、要求トルク Tr*を減速ギヤ 35の ギヤ比 Grで除することによりモータ MG2のトルク指令 Tm2 *を設定し (ステップ S23 0)、設定したエンジン 22の目標回転数 Ne *や目標トルク Te *につ!/、てはエンジン ECU24に、モータ MG1, MG2のトルク指令 Tml * , Tm2 *についてはモータ EC U40にそれぞれ送信して (ステップ S240)、駆動制御ルーチンを終了する。値 0の目 標回転数 Ne *および目標トルク Te *を受信したエンジン ECU24は、エンジン 22が 停止しているときにはその状態を保持し、エンジン 22が運転されているときにはェン ジン 22を停止する。 ステップ SI 10で走行中でなく走行要求もなされて 、な 、と判定されたときには、停 車中であって走行要求がなされていないと判断し、バッテリ 50が要求する充放電要 求パワー Pb *を要求パワー Pe *に設定すると共に (ステップ S250)、設定した要求 パワー Pe *を閾値 Pref2と比較する（ステップ S260)。ここで、閾値 Pref2は、バッテ リ 50の充電要求がなされて 、るか否かを判定するために用 、られるものであり、前述 の閾値 Preflより小さい値としてエンジン 22の特性などにより定められる。ステップ S2 60の要求パワー Pe *と閾値 Pref 2との比較は、バッテリ 50への充電要求に基づくェ ンジン 22の運転要求がなされているか否かを判定するものである。なお、ステップ S2 60の判定は、要求パワー Pe *に代えて、ノ ッテリ 50の残容量（SOC)などを用いて 行なうものとしてもよい。要求パワー Pe *が閾値 Pref 2以上のときには、バッテリ 50の 充電要求に基づくエンジン 22の運転要求がなされて!/、ると判断し、エンジン 22が運 転停止されているときにはモータ MG1によってエンジン 22をモータリングして始動し (ステップ S270, S280)、要求パワー Pe *に基づいてエンジン 22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 S290)、設定した目標回転数 Ne * に基づいて吸気バルブ 128の目標タイミング VT*を設定する（ステップ S300)。ェ ンジン 22の目標回転数 Ne *と目標トルク Te *との設定は、この場合、停車中であつ て走行要求がなされて 、なくてエンジン 22の運転要求がなされて 、るとき（以下、停 車運転要求時と 、う）のエンジン 22の動作ラインと要求パワー Pe *とに基づ!/、て行 なわれる。停車運転要求時のエンジン 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図 12に示す。なお、図 12には、参考のために、 走行用運転要求時の動作ラインを一点鎖線で示した。図示するように、停車運転要 求時のエンジン 22の動作ラインは回転数 Neが下限回転数 Neminlより低い下限回 転数 Nemin2以上となる領域で設定されており、 目標回転数 Ne *と目標トルク Te * はこの動作ラインと要求パワー Pe * (Ne * XTe * )が一定の曲線との交点により求 めることができる。ここで、下限回転数 Nemin2は、エンジン 22の特性などにより定め られ、例えば、 700rpmや 750rpmなどに設定することができる。いま、バッテリ 50へ の充電要求に基づくエンジン 22の運転要求がなされて!/、るときを考えて!/、るから、充 放電要求パワー Pb *が設定される要求パワー Pe *は通常それほど大きくな!/、。した がって、エンジン 22の目標回転数 Ne *には、下限回転数 Nemin2やそれよりも若干 大きい回転数が設定されると考えられる。 目標タイミング VT*は、実施例では、ェン ジン 22の目標回転数 Ne *と目標タイミング VT*との関係を予め定めて停車運転要 求時の目標タイミング設定用マップとして記憶しておき、 目標回転数 Ne *が与えら れると記憶したマップ力 対応する目標タイミング VT*を導出して設定するものとし た。停車運転要求時の目標タイミング設定用マップの一例を図 13に示す。なお、図 1 3には、参考のために、走行用運転要求時の目標タイミング VT*を一点鎖線で示し た。図 13の例では、停車運転要求時の目標タイミング VT*は、エンジン 22の目標 回転数 Ne *が下限回転数 Nemin2より高い前述の所定回転数 N1未満の領域では 所定タイミング (基準タイミング) VT1を設定し、 目標回転数 Ne *が所定回転数 N1 以上の領域では目標回転数 Ne *が高いほど所定タイミング VT1から所定タイミング VT1と所定タイミング VT2との間の所定タイミング VT3に向けて滑らかに且つ走行用 運転要求時に比して緩やかに進角側に移行するよう設定するものとした。ここで、前 述したように、停車運転要求時に下限回転数 Nemin2やそれよりも若干大きい回転 数がエンジン 22の目標回転数 Ne *に設定されることを考えると、停車運転要求時に は、走行用運転要求時に比して所定タイミング (基準タイミング) VT1から進角側への 変更程度が小さくなるよう即ち走行運転要求時に比して遅角側となるよう目標タイミン グ VT*が設定されることになる。なお、下限回転数 Nemin2やそれよりも若干大きい 回転数がエンジン 22の目標回転数 Ne *に設定されることを考えると、所定タイミング VT3は、所定タイミング VT2と同一の開閉タイミングであってもよいし、所定タイミング VT2よりも若干遅角側のタイミングであってもよ 、。

次に、前述のステップ S180と同様にモータ MG1のトルク指令 Tml *を設定すると 共に（ステップ S310)、モータ MG2のトルク指令 Tm2 *に値 0を設定し (ステップ S3 20)、設定したエンジン 22の目標回転数 Ne *と目標トルク Te *と目標タイミング VT *についてはエンジン ECU24に、モータ MG1, MG2のトルク指令 Tml * , Tm2 *についてはモータ ECU40にそれぞれ送信して（ステップ S330)、駆動制御ルー チンを終了する。この場合、エンジン 22からの出力される動力を用いてモータ MG1 により発電された電力がバッテリ 50に充電されることになる。 [0039] 、ま、停車中にバッテリ 50の充電要求がなされてエンジン 22を運転するときを考え ている。このとき、実施例では、エンジン 22を比較的低い下限回転数 Nemin2以上 の回転数で運転することにより、エンジン 22を比較的高 、下限回転数 Neminl以上 の回転数で運転するものに比してエンジン 22が高い回転数で運転されることによる 違和感を運転者に与えるのを抑制することができる。また、吸気バルブ 128の開閉タ イミングが所定タイミング (基準タイミング) VT1である状態力もエンジン 22を始動して 下限回転数 Nemin2以上の回転数で運転しょうとするときを考えると、エンジン 22の 回転数 Neによっては吸気バルブ 128の開閉タイミングの変更に要するオイルを充分 に賄うことができずに吸気バルブ 128の開閉タイミングを所定タイミング VT1から変更 できないことがあるが、実施例では、停車運転要求時に、 目標回転数 Ne *に応じた 目標タイミング VT*で吸気バルブ 128を開閉するから、走行用運転要求時か停車 運転要求時かに拘わらず所定タイミング VT2が設定された目標タイミング VT*で吸 気バルブ 128を開閉しょうとするものに比してエンジン 22の運転状態に応じて吸気 バルブ 128の開閉タイミングをより適正なものとすることができ、可変バルブタイミング 機構 150をより適正に制御することができる。し力も、この場合、エンジン 22の目標回 転数 Ne *が高いほど吸気バルブ 128の開閉タイミングが滑らかに且つ緩やかに進 角側に移行するよう目標タイミング VT*を設定するから、 目標回転数 Ne *の変動に 対して目標タイミング VT*が急変するのを抑制することができる。

[0040] ステップ S250でバッテリ 50の充電要求がなされていないと判定されたときには、ェ ンジン 22の運転要求がなされて!/ヽな 、と判断し、エンジン 22が停止されるようェンジ ン 22の目標回転数 Ne *および目標トルク Te *に共に値 0を設定し (ステップ S340) 、モータ MG1, MG2のトルク指令 Tml * , Tm2 *に共に値 0を設定し (ステップ S3 50)、設定したエンジン 22の目標回転数 Ne *や目標トルク Te *につ!/、てはェンジ ン ECU24に、モータ MG1, MG2のトルク指令 Tml * , Tm2 *についてはモータ E CU40にそれぞれ送信して (ステップ S360)、駆動制御ルーチンを終了する。

[0041] 以上説明した実施例のハイブリッド自動車 20によれば、停車中で走行要求がなさ れていなくてバッテリ 50の充電要求によりエンジン 22の運転要求がなされている停 車運転要求時には、エンジン 22を比較的低い下限回転数 Nemin2以上の回転数で 運転するから、エンジン 22が高い回転数で運転されることによる違和感を運転者に 与えるのを抑制することができる。また、実施例のハイブリッド自動車 20によれば、走 行のためにエンジン 22の運転要求がなされている走行用運転要求時には所定タイミ ング VT2で吸気バルブ 128を開閉し、停車運転要求時には走行用運転要求時に比 して所定タイミング (基準タイミング) VT1から進角側への変更程度が小さくなる即ち 遅角側の開閉タイミングで吸気バルブ 128を開閉するから、走行用運転要求時か停 車運転要求時かに拘わらず所定タイミング VT2で吸気ノ レブ 128を開閉するものに 比してエンジン 22の運転状態に応じて開閉タイミングをより適正なものとすることがで き、可変バルブタイミング機構 150をより適正に制御することができる。しかも、停車運 転要求時には、エンジン 22の目標回転数 Ne *が高いほど吸気バルブ 128の開閉タ イミングを滑らかに且つ緩やかに進角側に移行させるから、 目標回転数 Ne *の変動 に対して吸気バルブ 128の開閉タイミングが急変するのを抑制することができる。

[0042] 実施例のハイブリッド自動車 20では、走行中であるとき又は停車中であって走行要 求がなされているときと、停車中であって走行要求がなされていないときと、について 説明した力 停車中であって走行要求がなされていてエンジン 22の運転要求がなさ れて 、るときには、図 12に示した停車運転要求時のエンジン 22の動作ラインや図 13 に示した停車運転要求時の目標タイミング VT*から図 9に示した走行用運転要求時 のエンジン 22の動作ラインや図 10に示した走行用運転要求時の目標タイミング VT *に移行する際には、なまし処理やレート処理を施してエンジン 22の目標回転数 Ne *や目標トルク Te *， 目標タイミング VT*を徐々に変化させるものとしてもよい。こう すれば、エンジン 22の目標回転数 Ne *や目標トルク Te * , 目標タイミング VT *の 急変を抑制することができる。

[0043] 実施例のハイブリッド自動車 20では、停車中であって走行要求がなされて ヽな 、と きには、バッテリ 50への充電要求がなされているときにエンジン 22の運転要求がなさ れていると判断するものとした力 エンジン 22の運転要求がなされているときとしては 、バッテリ 50への充電要求に限られず、例えば、暖気要求がなされているときなども 含まれるものとしてもょ 、。暖気要求に応じてエンジン 22がアイドル運転される場合、 実施例のように、エンジン 22を比較的低い下限回転数 Nemin2で運転することにより 、エンジン 22が比較的高 、回転数で運転されることによる違和感を運転者に与える のを抑制することができる。

[0044] 実施例のハイブリッド自動車 20では、停車運転要求時には、所定回転数 N1や所 定回転数 N2よりも低い下限回転数 Nemin2以上の回転数でエンジン 22を運転する ものとしたが、下限回転数 Nemin2は、走行用運転要求時の下限回転数 Neminlよ り低い回転数であれば、例えば、所定回転数 N1近傍の回転数などを用いるものとし てもよい。この場合でも、実施例と同様に、走行用運転要求時と同様の下限回転数 N eminl以上の回転数でエンジン 22を運転するものに比してエンジン 22が比較的高 い回転数で運転されることによる違和感を運転者に与えるのを抑制することができる

[0045] 実施例のハイブリッド自動車 20では、図 10や図 13の目標タイミング設定用マップ に示したように、エンジン 22の目標回転数 Ne *に基づ!/、て目標タイミング VT*を設 定するものとした力 目標回転数 Ne *に代えて、エンジン 22の回転数 Neに基づい て目標タイミング VT*を設定するものとしてもよい。ここで、エンジン 22の回転数 Ne は、例えば、クランクシャフト 26に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサ 力 の信号に基づいて計算されたものをエンジン ECU24から通信により入力するも のとすることができる。

[0046] 実施例のハイブリッド自動車 20では、走行用運転要求時の動作ラインと停車運転 要求時の動作ラインとの 2本の動作ラインを記憶しておくものとした力 動作ラインは 2 本に限られず、 3本以上の動作ラインを記憶しておくものとしてもよい。例えば、走行 用運転要求時の動作ラインとして要求トルク Tr *などに応じた複数の動作ラインを記 憶しておくものとしてもよい。また、実施例のハイブリッド自動車 20では、要求パワー P e *と動作ラインとを用いて目標回転数 Ne *および目標トルク Te *を設定するものと したが、動作ラインを用いることなぐ要求パワー Pe *に応じて目標回転数 Ne *およ び目標トルク Te *を設定するものとしてもよ!/、。

[0047] 実施例のハイブリッド自動車 20では、停車運転要求時には、図 13の停車運転要求 時の目標タイミング設定用マップに示したように、 目標回転数 Ne *が所定回転数 N1 以上の領域では、 目標回転数 Ne *が高いほど所定タイミング VT1から所定タイミン グ VT3に向けて直線的に進角側に移行するよう目標タイミング VT*を設定するもの としたが、図 14の変形例の停車運転要求時の目標タイミング設定用マップに例示す るように、 1段以上の段数をもって進角側に移行するよう目標タイミング VT*を設定 するものとしてもよい。なお、走行用運転要求時についても、 目標回転数 Ne *が所 定回転数 N1以上且つ所定回転数 N2未満の領域で 1段以上の段数をもって進角側 に移行するよう目標タイミング VT*を設定するものとしてもよいが、走行用運転要求 時には、上述したように、エンジン 22は所定回転数 N2より高い下限回転数 Neminl 以上の回転数で運転されるため、実施例と同様に、所定タイミング VT2が目標タイミ ング VT*として設定されることになる。

[0048] 実施例のハイブリッド自動車 20では、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吸気バルブ 128の開閉タイミングを固定可能であると共に吸気バ ルブ 128の開閉タイミングが固定されているときにはエンジン 22の回転を用いて供給 されるオイルを用いてその固定を解除可能であるロックピン 154を備えるものとしたが 、このロックピン 154を備えないものとしてもよい。この場合、所定タイミング (基準タイ ミング) VT1は、 VVTコントローラ 152の進角室と遅角室とのうちいずれにも油圧を作 用させない状態の吸気バルブ 128の開閉タイミングを設定するものとしてもよい。

[0049] 実施例のハイブリッド自動車 20では、吸気バルブ 128の開閉タイミングだけを変更 可能な可変ノ レブタイミング機構 150を用いるものとした力 これに代えて、排気バ ルブ 131の開閉タイミングだけを変更可能な可変バルブタイミング機構を用 、るもの としてもよ 、し、吸気バルブ 128の開閉タイミングと排気バルブ 131の開閉タイミング との両方を変更可能な可変バルブタイミング機構 150を用いるものとしてもよい。排気 バルブ 131の開閉タイミングだけを変更可能な可変バルブタイミング機構を用 、る場 合、ェキゾ一ストカムシャフト 131bの角度が最進角に位置されたときに排気バルブ 1 31の開閉タイミングを固定可能であると共に排気バルブ 131の開閉タイミングが固定 されて 、るときにはエンジン 22の回転を用いて供給されるオイルを用いてその固定を 解除可能であるロックピンを備えるものとしてもよい。この場合、ェキゾ一ストカムシャ フト 13 lbの角度が最進角となる排気バルブ 131の開閉タイミングを基準タイミングと し、停車運転要求時には、走行用運転要求時に比して基準タイミング力 遅角側へ の変更程度が小さくなる即ち進角側の開閉タイミングで排気バルブ 131を開閉するも のとすればよい。これにより、実施例と同様に、エンジン 22の運転状態に応じて開閉 タイミングをより適正なものとすることができ、可変バルブタイミング機構 150をより適 正に制御することができる。

[0050] 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力 図 15の変形例のハイブリッド自動車 1 20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 15における車輪 64a, 64bに 接続された車軸）に接続するものとしてもよい。

[0051] 実施例のハイブリッド自動車 20では、エンジン 22の動力を動力分配統合機構 30を 介して駆動輪 63a, 63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸 32aに出力するも のとしたが、図 16の変形例のハイブリッド自動車 220に例示するように、エンジン 22 のクランクシャフト 26に接続されたインナーロータ 232と駆動輪 63a, 63bに動力を出 力する駆動軸に接続されたアウターロータ 234とを有し、エンジン 22の動力の一部を 駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機 230を備える ちのとしてちよい。

[0052] 実施例では、エンジン力 の動力とモータからの動力とを用いて走行可能な自動車 に適用するものとしたが、走行用の動力を出力可能で走行状態に拘わらず任意の運 転ポイントを設定可能な内燃機関と、内燃機関の出力軸の回転により供給される作 動流体を用いて内燃機関の吸気バルブや排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機構と、を備える自動車であれば適用することができる。また、 こうした自動車に適用するものに限定されるものではなぐ自動車以外の車両などの 形態としてもよ 、し、車両の制御方法の形態としてもよ!/、。

[0053] 以上、本発明の実施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ぐ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。

産業上の利用可能性

[0054] 本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 走行用の動力を出力可能で、走行状態に拘わらず任意の運転ポイントで運転可能 な内燃機関と、

該内燃機関の出力軸の回転により供給される作動流体を用いて該内燃機関の吸 気バルブまたは排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 走行のために前記内燃機関の運転要求がなされている走行用運転要求時には第

1の制約に基づく開閉タイミングでの該内燃機関の吸気ノ レブまたは排気ノ レブの 開閉を伴って該内燃機関が第 1の回転数以上の回転数で運転されるよう該開閉タイ ミング変更手段と該内燃機関とを制御し、停車中に前記内燃機関の運転要求がなさ れている停車運転要求時には基準タイミング力 の変更程度が前記第 1の制約よりも 小さくなる第 2の制約に基づく開閉タイミングでの該内燃機関の吸気バルブまたは排 気バルブの開閉を伴って該内燃機関が前記第 1の回転数より低い第 2の回転数以上 の回転数で運転されるよう該開閉タイミング変更手段と該内燃機関とを制御する制御 手段と、

を備 る早両。

[2] 請求項 1記載の車両であって、

前記制御手段は、前記走行用運転要求時には前記内燃機関の吸気バルブまたは 排気バルブの開閉タイミングの変更に要する前記作動流体を前記開閉タイミング変 更手段に供給できる回転数を前記第 1の回転数として制御し、前記停車運転要求時 には前記内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングの変更に要する 前記作動流体を前記開閉タイミング変更手段に供給できない回転数を前記第 2の回 転数として制御する手段である、

单両。

[3] 請求項 1記載の車両であって、

前記制御手段は、前記走行用運転要求時には、前記内燃機関を効率よく運転する ための制約を前記第 1の制約として制御する手段である、

单両。

[4] 請求項 1記載の車両であって、

前記開閉タイミング変更手段は、前記吸気バルブの開閉タイミングを変更可能であ つて、該吸気バルブの開閉タイミングが取り得る範囲内の最遅角側の第 1所定タイミ ングに該吸気バルブの開閉タイミングが位置したときに該吸気ノ レブの開閉タイミン グを固定可能であると共に該吸気バルブの開閉タイミングが固定されているときには 前記作動流体を用いて該固定を解除可能である固定解除手段を備える手段であり、 前記制御手段は、前記第 1所定タイミングを前記基準タイミングとして制御する手段 である

单両。

[5] 請求項 1記載の車両であって、

前記開閉タイミング変更手段は、前記排気バルブの開閉タイミングを変更可能であ つて、該排気バルブの開閉タイミングが取り得る範囲内の最進角側の第 2所定タイミ ングに該排気バルブの開閉タイミングが位置したときに該排気ノ レブの開閉タイミン グを固定可能であると共に該排気バルブの開閉タイミングが固定されているときには 前記作動流体を用いて該固定を解除可能である固定解除手段を備える手段であり、 前記制御手段は、前記第 2所定タイミングを前記基準タイミングとして制御する手段 である

单両。

[6] 請求項 1記載の車両であって、

前記制御手段は、前記開閉タイミング変更手段にぉ 、て前記作動流体を用いな ヽ ときの前記内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを前記基準タ イミングとして制御する手段である、

单両。

[7] 請求項 1記載の車両であって、

前記第 1の回転数を下限回転数とする前記内燃機関の運転ポイントと該内燃機関 の動力との関係としての第 1の動作ラインと、前記第 2の回転数を下限回転数とする 前記内燃機関の運転ポイントと該内燃機関の動力との関係としての第 2の動作ライン と、を含む複数の動作ラインを記憶する動作ライン記憶手段を備え、 前記制御手段は、前記走行用運転要求時には前記記憶された第 1の動作ラインと 前記内燃機関に要求される要求動力とに基づいて該内燃機関の運転ポイントを設定 すると共に該設定した運転ポイントで該内燃機関が運転されるよう制御し、前記停車 運転要求時には前記記憶された第 2の動作ラインと前記内燃機関に要求される要求 動力とに基づいて該内燃機関の運転ポイントを設定すると共に該設定した運転ボイ ントで該内燃機関が運転されるよう制御する手段である

单両。

[8] 請求項 7記載の車両であって、

前記制御手段は、前記停車運転要求時には、前記設定した内燃機関の運転ボイ ントにおける目標回転数が大きいほど前記基準タイミング力もの変更程度が滑らかに 大きくなる制約を前記第 2の制約として制御する手段である

单両。

[9] 請求項 1記載の車両であって、

前記内燃機関の出力軸に動力を入出力可能な発電手段と、

前記発電手段と電力をやりとり可能な蓄電手段と、

を備え、

前記制御手段は、前記停車中に前記蓄電手段への充電要求がなされたときを前 記停車運転要求時として制御する手段である

单両。

[10] 請求項 9記載の車両であって、

車軸側に動力を入出力可能な電動機を備え、

前記発電手段は、前記内燃機関の出力軸と車軸側とに接続され、電力と動力の入 出力を伴って該内燃機関力もの動力の少なくとも一部を該車軸側に出力する電力動 力入出力手段である

单両。

[11] 走行用の動力を出力可能で、走行状態に拘わらず任意の運転ポイントで運転可能 な内燃機関と、該内燃機関の出力軸の回転により供給される作動流体を用いて該内 燃機関の吸気バルブまたは排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、を備える車両の制御方法であって、

走行のために前記内燃機関の運転要求がなされている走行用運転要求時には第

1の制約に基づく開閉タイミングでの該内燃機関の吸気ノ レブまたは排気ノ レブの 開閉を伴って該内燃機関が第 1の回転数以上の回転数で運転されるよう該開閉タイ ミング変更手段と該内燃機関とを制御し、停車中に前記内燃機関の運転要求がなさ れている停車運転要求時には基準タイミング力 の変更程度が前記第 1の制約よりも 小さくなる第 2の制約に基づく開閉タイミングでの該内燃機関の吸気バルブまたは排 気バルブの開閉を伴って該内燃機関が前記第 1の回転数より低い第 2の回転数以上 の回転数で運転されるよう該開閉タイミング変更手段と該内燃機関とを制御する、 ことを特徴とする車両の制御方法。

[12] 請求項 11記載の車両の制御方法であって、

前記走行用運転要求時には前記内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの開 閉タイミングの変更に要する前記作動流体を前記開閉タイミング変更手段に供給で きる回転数を前記第 1の回転数として制御し、前記停車運転要求時には前記内燃機 関の吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングの変更に要する前記作動流体を 前記開閉タイミング変更手段に供給できない回転数を前記第 2の回転数として制御 する、

ことを特徴とする車両の制御方法。

[13] 請求項 11記載の車両の制御方法であって、

前記開閉タイミング変更手段は、前記吸気バルブの開閉タイミングを変更可能であ つて、該吸気バルブの開閉タイミングが取り得る範囲内の最遅角側の第 1所定タイミ ングに該吸気バルブの開閉タイミングが位置したときに該吸気ノ レブの開閉タイミン グを固定可能であると共に該吸気バルブの開閉タイミングが固定されているときには 前記作動流体を用いて該固定を解除可能である固定解除手段を備える手段であり、 前記第 1所定タイミングを前記基準タイミングとして制御することを特徴とする、 車両の制御方法。

[14] 請求項 11記載の車両の制御方法であって、

前記開閉タイミング変更手段は、前記排気バルブの開閉タイミングを変更可能であ つて、該排気バルブの開閉タイミングが取り得る範囲内の最進角側の第 2所定タイミ ングに該排気バルブの開閉タイミングが位置したときに該排気ノ レブの開閉タイミン グを固定可能であると共に該排気バルブの開閉タイミングが固定されているときには 前記作動流体を用いて該固定を解除可能である固定解除手段を備える手段であり、 前記第 2所定タイミングを前記基準タイミングとして制御することを特徴とする、 車両の制御方法。

[15] 請求項 11記載の車両の制御方法であって、

前記開閉タイミング変更手段にぉ 、て前記作動流体を用いな!/、ときの前記内燃機 関の吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを前記基準タイミングとして制御 する、

ことを特徴とする車両の制御方法。

[16] 請求項 11記載の車両の制御方法であって、

前記第 1の回転数を下限回転数とする前記内燃機関の運転ポイントと該内燃機関 の動力との関係としての第 1の動作ラインと、前記第 2の回転数を下限回転数とする 前記内燃機関の運転ポイントと該内燃機関の動力との関係としての第 2の動作ライン と、を含む複数の動作ラインを記憶しておき、前記走行用運転要求時には前記記憶 しておいた第 1の動作ラインと前記内燃機関に要求される要求動力とに基づいて該 内燃機関の運転ポイントを設定すると共に該設定した運転ポイントで該内燃機関が 運転されるよう制御し、前記停車運転要求時には前記記憶してお!、た第 2の動作ライ ンと前記内燃機関に要求される要求動力とに基づいて該内燃機関の運転ポイントを 設定すると共に該設定した運転ポイントで該内燃機関が運転されるよう制御する、 ことを特徴とする車両の制御方法。

[17] 請求項 16記載の車両の制御方法であって、

前記停車運転要求時には、前記設定した内燃機関の運転ポイントにおける目標回 転数が大きいほど前記基準タイミング力もの変更程度が滑らかに大きくなる制約を前 記第 2の制約として制御する、

ことを特徴とする車両の制御方法。