WO2012140745A1 - 車両、ならびに、内燃機関の制御方法および制御装置 - Google Patents

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intake valve
internal combustion
combustion engine
engine
output shaft
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重男 大久保
靖志 安藤
大地 八木
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トヨタ自動車株式会社
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    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/727—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path
    • F16H3/728—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path with means to change ratio in the mechanical gearing
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle and a control method and control apparatus for an internal combustion engine, and in particular, when an intake valve is provided in each of a plurality of cylinders and an output shaft stops, at least one of the plurality of cylinders.
  • the present invention relates to a technique for controlling an internal combustion engine in which an intake valve provided for one is opened.
  • Hybrid vehicles equipped with an electric motor as a drive source are on sale. Hybrid vehicles are sometimes classified as a type of electric vehicle. A hybrid vehicle can travel using only an electric motor as a drive source. Therefore, the engine can be stopped intermittently as described in JP 2010-83232 A.
  • an intake valve is provided for each cylinder.
  • the intake valve opens and closes as the camshaft rotates.
  • the camshaft is connected to the crankshaft and rotates as the crankshaft rotates. Accordingly, the intake valve opens and closes at different crank angles for each cylinder as the crankshaft rotates. Therefore, when the crankshaft is stopped, the intake valve provided for at least one of the plurality of cylinders can be opened.
  • the intake valve provided for at least one of the plurality of cylinders can be opened.
  • the cylinder in which the intake valve is opened is scavenged by the air flow. Therefore, the fuel adhering to the cylinder and the intake port can volatilize.
  • An object of the present invention is to improve engine startability.
  • the vehicle includes an internal combustion engine in which an intake valve is provided in each of the plurality of cylinders, and a control unit that controls the internal combustion engine.
  • An intake valve provided for at least one of the plurality of cylinders opens when the output shaft of the internal combustion engine stops.
  • the control unit changes the intake valve that opens when the output shaft of the internal combustion engine stops while the vehicle is running.
  • the cylinder to be scavenged is changed by changing the intake valve that opens when the output shaft of the internal combustion engine stops. Therefore, in the plurality of cylinders, the fuel attached to the inside of the cylinder and the intake port can volatilize. Thereby, the imbalance of the air-fuel ratio is reduced, and torque fluctuation when starting the internal combustion engine is reduced. As a result, the internal combustion engine used as the engine starts well.
  • control unit changes the intake valve to be opened when the time during which the output shaft of the internal combustion engine is continuously stopped exceeds a predetermined time.
  • the intake valve to be opened is changed every predetermined time. This prevents the fuel from volatilizing only in some cylinders.
  • the intake valve opens and closes at different crank angles for each cylinder as the output shaft of the internal combustion engine rotates.
  • the control unit changes the intake valve to be opened by rotating the output shaft of the internal combustion engine by a predetermined crank angle.
  • an arbitrary intake valve can be opened by rotating the output shaft of the internal combustion engine by a predetermined crank angle.
  • the cylinder to be scavenged is changed by changing the intake valve that opens when the output shaft of the internal combustion engine stops. Therefore, in the plurality of cylinders, the fuel attached to the inside of the cylinder and the intake port can volatilize. Thereby, the imbalance of the air-fuel ratio is reduced, and torque fluctuation when starting the internal combustion engine is reduced. As a result, the internal combustion engine used as the engine starts well.
  • the power train includes an engine 1000, a first motor generator 200, a power split mechanism 300 that synthesizes or distributes torque between the engine 1000 and the first motor generator 200, a second motor generator 400, and a transmission 500. Including.
  • Engine 1000 is a known internal combustion engine that burns fuel and outputs motive power, and is configured to be able to electrically control operating conditions such as throttle opening (intake amount), fuel supply amount, and ignition timing. Yes.
  • the engine 1000 is controlled by an ECU (Electronic Control Unit) 100 including a microcomputer and a memory 102, for example.
  • the ECU 100 may be divided into a plurality of ECUs.
  • the first motor generator 200 is a three-phase AC rotating electric machine as an example, and has a function as a motor and a function as a generator.
  • First motor generator 200 is connected to power storage device 700 such as a battery via inverter 210.
  • the inverter 210 By controlling the inverter 210, the output torque or regenerative torque of the first motor generator 200 is appropriately set.
  • the control is performed by the ECU 100.
  • the stator (not shown) of the first motor generator 200 is fixed and does not rotate.
  • the power split mechanism 300 includes a sun gear (S) 310 that is an external gear, a ring gear (R) 320 that is an internal gear arranged concentrically with the sun gear (S) 310, and the sun gear (S).
  • This is a known gear mechanism that generates a differential action by using a carrier (C) 330 that rotates and revolves a pinion gear meshing with 310 and a ring gear (R) 320 as three rotating elements.
  • the output shaft of the engine 1000 is connected to a carrier (C) 330 as a first rotating element via a damper.
  • the carrier (C) 330 is an input element.
  • the rotor (not shown) of the first motor generator 200 is connected to the sun gear (S) 310 which is the second rotating element. Therefore, the sun gear (S) 310 is a so-called reaction force element, and the ring gear (R) 320 that is the third rotation element is an output element.
  • the ring gear (R) 320 is connected to an output shaft 600 connected to drive wheels (not shown).
  • FIG. 2 shows an alignment chart of the power split mechanism 300.
  • the reaction torque generated by the first motor generator 200 is input to the sun gear (S) 310 with respect to the torque output from the engine 1000 input to the carrier (C) 330, these torques are added or subtracted.
  • the torque having the magnitude appears in the ring gear (R) 320 serving as an output element.
  • the rotor of the first motor generator 200 is rotated by the torque, and the first motor generator 200 functions as a generator.
  • the rotation speed (output rotation speed) of ring gear (R) 320 is constant, the rotation speed of engine 1000 is continuously (steplessly) changed by changing the rotation speed of first motor generator 200. ) Can be changed. That is, control for setting the rotation speed of engine 1000 to, for example, the rotation speed with the best fuel efficiency can be performed by controlling first motor generator 200. The control is performed by the ECU 100.
  • first motor generator 200 rotates in the reverse direction.
  • first motor generator 200 is caused to function as an electric motor from this state and torque is output in the forward rotation direction, torque in the direction of rotating the engine 1000 connected to the carrier (C) 330 acts.
  • the output shaft of engine 1000 can be rotated by first motor generator 200. That is, the engine 1000 can be motored or cranked by the first motor generator 200.
  • the second motor generator 400 is a three-phase AC rotating electric machine as an example, and has a function as a motor and a function as a generator.
  • Second motor generator 400 is connected to power storage device 700 such as a battery via inverter 310. By controlling the inverter 310, the power running and regeneration and the torque in each case are controlled.
  • the stator (not shown) of second motor generator 400 is fixed and does not rotate.
  • the transmission 500 is configured by a set of Ravigneaux planetary gear mechanisms.
  • Each pinion 531 and 532 is held by a carrier (C) 550 so as to rotate and revolve freely. Further, the second sun gear (S 2) 520 is meshed with the second pinion 532. Accordingly, the first sun gear (S1) 510 and the ring gear (R) 540 constitute a mechanism corresponding to the double pinion type planetary gear mechanism together with the pinions 531 and 532, and the second sun gear (S2) 520 and the ring gear (R). 540 and the second pinion 532 constitute a mechanism corresponding to a single pinion planetary gear mechanism.
  • the transmission 500 is provided with a B1 brake 561 that selectively fixes the first sun gear (S1) 510 and a B2 brake 562 that selectively fixes the ring gear (R) 540.
  • These brakes 561 and 562 are so-called friction engagement elements that generate an engagement force by a friction force, and a multi-plate type engagement device or a band type engagement device can be adopted. And these brakes 561 and 562 are comprised so that the torque capacity may change continuously according to the engaging force by oil_pressure
  • the second motor generator 400 described above is connected to the second sun gear (S2) 520.
  • Carrier (C) 550 is connected to output shaft 600.
  • the second sun gear (S2) 520 is a so-called input element
  • the carrier (C) 550 is an output element.
  • the transmission ratio is “ A high speed stage greater than 1 ′′ is set.
  • a low speed stage having a higher gear ratio than the high speed stage is set.
  • the shifting between the respective speeds is executed based on the traveling state such as the vehicle speed and the required driving force (or accelerator opening). More specifically, the shift speed region is determined in advance as a map (shift diagram), and control is performed so as to set one of the shift speeds according to the detected driving state.
  • FIG. 5 shows a collinear diagram of the transmission 500.
  • the ring gear (R) 540 is fixed by the B2 brake 562
  • the low speed stage L is set, and the torque output from the second motor generator 400 is amplified in accordance with the gear ratio and applied to the output shaft 600.
  • the first sun gear (S1) 510 is fixed by the B1 brake 561
  • the high speed stage H having a smaller gear ratio than the low speed stage L is set. Since the gear ratio at the high speed stage H is also larger than “1”, the torque output from the second motor generator 400 is increased according to the gear ratio and added to the output shaft 600.
  • the torque applied to the output shaft 600 is a torque obtained by increasing the output torque of the second motor generator 400 according to the gear ratio.
  • the torque is affected by the torque capacity at each brake 561 and 562, the inertia torque accompanying the change in the rotational speed, and the like.
  • the torque applied to the output shaft 600 is positive torque when the second motor generator 400 is driven, and is negative torque when the second motor generator 400 is driven.
  • the hybrid vehicle uses an EV mode that uses the driving force of only second motor generator 400 while engine 1000 is stopped, and uses the driving force of either or both of engine 1000 and second motor generator 400.
  • the travel mode is selected based on various parameters such as the accelerator opening and the remaining capacity of power storage device 700.
  • the engine 1000 will be further described with reference to FIG.
  • the engine 1000 is a V-type 8-cylinder engine in which “A” bank 1010 and “B” bank 1012 are each provided with a group of four cylinders.
  • An engine other than a V-type 8-cylinder engine may be used.
  • a 6-cylinder engine may be used.
  • the number of cylinders may be any number as long as it is plural.
  • an in-line engine may be used.
  • the engine 1000 receives air from an air cleaner 1020.
  • the intake air amount is adjusted by a throttle valve 1030.
  • the throttle valve 1030 is an electronic throttle valve that is driven by a motor.
  • the air is introduced into the cylinder 1040 through the intake passage 1032. Air is mixed with fuel in a cylinder 1040 (combustion chamber). Fuel is directly injected from the injector 1050 into the cylinder 1040. That is, the injection hole of the injector 1050 is provided in the cylinder 1040.
  • Fuel is injected during the intake stroke. Note that the timing of fuel injection is not limited to the intake stroke.
  • engine 1000 will be described as a direct injection engine in which an injection hole of injector 1050 is provided in cylinder 1040.
  • a port injection injector is provided. May be. Furthermore, only the injector for port injection may be provided.
  • the air-fuel mixture in the cylinder 1040 is ignited by the spark plug 1060 and burned.
  • the air-fuel mixture after combustion, that is, the exhaust gas is purified by the three-way catalyst 1070 and then discharged outside the vehicle.
  • the piston 1080 is pushed down by the combustion of the air-fuel mixture, and the crankshaft 1090 rotates.
  • An intake valve 1100 and an exhaust valve 1110 are provided at the top of the cylinder 1040.
  • An intake valve 1100 and an exhaust valve 1110 are provided in each of the cylinders 1040.
  • the intake valve 1100 is driven by an intake camshaft 1120.
  • the exhaust valve 1110 is driven by an exhaust camshaft 1130.
  • Intake camshaft 1120 and exhaust camshaft 1130 are connected by a chain, gear, or the like, and rotate at the same rotational speed.
  • the intake camshaft 1120 and the exhaust camshaft 1130 are connected to the crankshaft 1090 by a chain or a belt. Therefore, intake camshaft 1120 and exhaust camshaft 1130 rotate when crankshaft 1090 rotates. Therefore, the intake valve 1100 and the exhaust valve 1110 open and close as the crankshaft 1090 rotates. The intake valve 1100 and the exhaust valve 1110 open and close at different crank angles for each cylinder as the crankshaft 1090 rotates. Therefore, the intake valve 1100 provided for at least one of the plurality of cylinders 1040 opens when the engine 1000, specifically, the crankshaft 1090 is stopped.
  • FIG. 7 shows the crank angle at which the intake valve 1100 is opened as an example for each cylinder. “TDC” indicates top dead center. FIG. 7 is an example, and the crank angle at which the intake valve 1100 is opened is not limited to this.
  • the intake valve 1100 opens in the order of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth cylinders. However, the order of the cylinder in which the intake valve 1100 opens is limited to that shown in FIG. Not.
  • FIG. 8 shows, as an example, the crank angle at which the intake valve 1100 is opened for each cylinder when the engine 1000 is a six-cylinder engine.
  • FIG. 8 is an example, and the crank angle at which the intake valve 1100 is opened is not limited to this.
  • the intake valve 1100 opens in the order of the first, second, third, fourth, fifth and sixth cylinders, but the order of the cylinder in which the intake valve 1100 opens is not limited to that shown in FIG. 8.
  • the ECU 100 receives a signal representing the rotation speed and crank angle of the crankshaft 1090 from the crank angle sensor 5000. Further, ECU 100 receives from cam position sensor 5010 a signal (a signal indicating the phase of intake valve 1100 and exhaust valve 1110) indicating the phase of intake camshaft 1120 and exhaust camshaft 1130 (the position of the camshaft in the rotational direction). Is done. In addition, signals representing the rotational speeds of intake camshaft 1120 and exhaust camshaft 1130 are input from cam position sensor 5010.
  • ECU 100 receives a signal representing the water temperature (cooling water temperature) of engine 1000 from water temperature sensor 5020 and a signal representing the intake air amount of engine 1000 (the amount of air sucked into engine 1000) from air flow meter 5030. Is done.
  • the ECU 100 controls the throttle opening, ignition timing, fuel injection so that the engine 1000 enters a desired operating state. Control the timing and fuel injection amount.
  • ECU 100 stops crankshaft 1090 when the time during which crankshaft 1090 is continuously stopped exceeds a predetermined time while the vehicle is traveling in the EV mode, for example.
  • the intake valve to be opened is changed by rotating the crankshaft 1090 by a predetermined crank angle.
  • the crankshaft 1090 is rotated. That is, the engine 1000 is motored.
  • FIG. 9 in an 8-cylinder engine, for example, the crankshaft 1090 is rotated by 270 °.
  • intake valves 1100 provided for the first, seventh and eighth cylinders are opened.
  • intake valves 1100 provided for the second, third and fourth cylinders are opened.
  • intake valves 1100 provided for the fifth, sixth and seventh cylinders are opened.
  • intake valves 1100 provided for the first, second and eighth cylinders are opened.
  • FIG. 9 is an example, and the angle at which the crankshaft 1090 is rotated is not limited to 270 °.
  • the crankshaft 1090 is rotated by 240 degrees.
  • the intake valve 1100 provided for the first and sixth cylinders is opened at a crank angle B1 °.
  • intake valves 1100 provided for the second and third cylinders are opened.
  • the intake valve 1100 provided for the fourth and fifth cylinders is opened.
  • FIG. 10 is an example, and the angle at which the crankshaft 1090 is rotated is not limited to 240 °.
  • ECU 100 may execute processing by software, may execute processing by hardware, or may execute processing by cooperation of software and hardware.
  • step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100 it is determined whether the vehicle is traveling and the crankshaft 1090 is stopped. For example, if the vehicle speed is greater than zero and the rotational speed of crankshaft 1090 is zero, it is determined that the vehicle is traveling and crankshaft 1090 is stopped.
  • crankshaft 1090 is determined in advance by driving first motor generator 200 in S104. It is rotated only by the crank angle.
  • the intake valve 1100 that opens when the crankshaft 1090 of the engine 1000 stops while the vehicle is running is changed.
  • the scavenged cylinder 1040 is changed, and the fuel adhering to the inside of the cylinder 1040 and the intake port can volatilize in the plurality of cylinders 1040. Therefore, the air-fuel ratio imbalance is reduced, and torque fluctuation when engine 1000 is restarted later is reduced. As a result, engine 1000 starts well.

Abstract

　車両は、吸気バルブが複数のシリンダの各々に設けられたエンジンと、エンジンを制御するＥＣＵとを備える。複数のシリンダのうちの少なくともいずれか１つに対して設けられた吸気バルブは、エンジンの出力軸が停止したときに開く。ＥＣＵは、車両が走行している間に、エンジンの出力軸が停止したときに開く吸気バルブを変更する。

Description

車両、ならびに、内燃機関の制御方法および制御装置
　本発明は、車両、ならびに、内燃機関の制御方法および制御装置に関し、特に、吸気バルブが複数の気筒の各々に設けられ、出力軸が停止したときに、複数の気筒のうちの少なくともいずれか１つに対して設けられた吸気バルブが開く内燃機関を制御する技術に関する。
　エンジンに加えて、駆動源としての電動モータを搭載したハイブリッド車が販売されている。ハイブリッド車は、電気自動車の一種と分類されることもある。ハイブリッド車は、電動モータのみを駆動源として用いて走行することが可能である。したがって、特開２０１０－８３２３２号公報に記載されているように、エンジンは間欠的に停止され得る。
特開２０１０－８３２３２号公報
　周知のように、エンジンとして用いられる多気筒内燃機関には、吸気バルブが気筒毎に設けられる。一般的に、吸気バルブはカムシャフトが回転することによって開閉する。カムシャフトはクランクシャフトに連結され、クランクシャフトの回転に伴って回転する。したがって、吸気バルブは、クランクシャフトの回転に伴って、気筒毎に異なるクランク角にて開閉する。よって、クランクシャフトが停止していると、複数の気筒のうちの少なくともいずれか１つの気筒に対して設けられた吸気バルブが開き得る。このような状態において車両が走行すると、空気流によって、吸気バルブが開いている気筒が掃気される。そのため、気筒内および吸気ポートに付着している燃料が揮発し得る。
　一部の気筒のみにおいて付着燃料が揮発すると、後でエンジンを始動する際、吸気バルブが開いていた気筒の空燃比のみが他の気筒の空燃比に比べて高くなる。その結果、気筒間での燃料状態がインバランスとなる。よって、トルクが大きく変動し得る。そのため、エンジンの始動性が悪化し得る。
　本発明の目的は、エンジンの始動性を良好にすることである。
　ある実施例において、車両は、吸気バルブが複数の気筒の各々に設けられた内燃機関と、内燃機関を制御する制御ユニットとを備える。複数の気筒のうちの少なくともいずれか１つに対して設けられた吸気バルブは、内燃機関の出力軸が停止したときに開く。制御ユニットは、車両が走行している間に、内燃機関の出力軸が停止したときに開く吸気バルブを変更する。
　この実施例によると、内燃機関の出力軸が停止したときに開く吸気バルブが変更されることにより、掃気される気筒が変更される。そのため、複数の気筒において、気筒内および吸気ポートに付着した燃料が揮発し得る。これにより、空燃比のインバランスが小さくされ、内燃機関を始動するときのトルク変動が低減される。その結果、エンジンとして用いられる内燃機関が良好に始動する。
　別の実施例において、制御ユニットは、内燃機関の出力軸を継続して停止している時間が予め定められた時間を超えると、開く吸気バルブを変更する。
　この実施例によると、予め定められた時間毎に、開く吸気バルブが変更される。そのため、一部の気筒のみにおいて燃料が揮発することが防がれる。
　さらに別の実施例において、吸気バルブは、内燃機関の出力軸が回転することにより、気筒毎に異なるクランク角において開閉する。制御ユニットは、内燃機関の出力軸を予め定められたクランク角だけ回転させることにより、開く吸気バルブを変更する。
　この実施例によると、内燃機関の出力軸を予め定められたクランク角だけ回転させることにより、任意の吸気バルブを開くことができる。
　内燃機関の出力軸が停止したときに開く吸気バルブが変更されることにより、掃気される気筒が変更される。そのため、複数の気筒において、気筒内および吸気ポートに付着した燃料が揮発し得る。これにより、空燃比のインバランスが小さくされ、内燃機関を始動するときのトルク変動が低減される。その結果、エンジンとして用いられる内燃機関が良好に始動する。
ハイブリッド車のパワートレーンを示す概略構成図である。 動力分割機構の共線図である。 エンジンを停止したときの共線図である。 エンジンをモータリングまたはクランキングしたときの共線図である。 変速機の共線図である。 ハイブリッド車両のエンジンを示す概略構成図である。 ８気筒エンジンにおいて吸気バルブが開くクランク角を示す図である。 ６気筒エンジンにおいて吸気バルブが開くクランク角を示す図である。 ８気筒エンジンにおいてクランクシャフトを回転する角度を示す図である。 ６気筒エンジンにおいてクランクシャフトを回転する角度を示す図である。 ＥＣＵが実行する処理を示すフローチャートである。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
　図１を参照して、ハイブリッド車のパワートレーンについて説明する。パワートレーンは、エンジン１０００と、第１モータジェネレータ２００と、これらエンジン１０００と第１モータジェネレータ２００との間でトルクを合成もしくは分配する動力分割機構３００と、第２モータジェネレータ４００と、変速機５００とを含む。
　エンジン１０００は、燃料を燃焼させて動力を出力する公知の内燃機関であって、スロットル開度（吸気量）や燃料供給量、点火時期などの運転状態を電気的に制御できるように構成されている。エンジン１０００は、例えば、マイクロコンピュータおよびメモリ１０２から構成されるＥＣＵ（Electronic　Control　Unit）１００により制御される。ＥＣＵ１００は複数のＥＣＵに分割するようにしてもよい。
　第１モータジェネレータ２００は、一例として三相交流回転電機であって、モータとしての機能とジェネレータとしての機能とを有する。第１モータジェネレータ２００は、インバータ２１０を介してバッテリなどの蓄電装置７００に接続されている。インバータ２１０を制御することにより、第１モータジェネレータ２００の出力トルクあるいは回生トルクを適宜に設定するようになっている。その制御は、ＥＣＵ１００によって行なわれる。なお、第１モータジェネレータ２００のステータ（図示せず）は固定されており、回転しないようになっている。
　動力分割機構３００は、外歯歯車であるサンギヤ（Ｓ）３１０と、そのサンギヤ（Ｓ）３１０に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ（Ｒ）３２０と、これらサンギヤ（Ｓ）３１０とリングギヤ（Ｒ）３２０とに噛合しているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリヤ（Ｃ）３３０とを三つの回転要素として差動作用を生じる公知の歯車機構である。エンジン１０００の出力軸がダンパを介して第１の回転要素であるキャリヤ（Ｃ）３３０に連結されている。言い換えれば、キャリヤ（Ｃ）３３０が入力要素となっている。
　これに対して第２の回転要素であるサンギヤ（Ｓ）３１０に第１モータジェネレータ２００のロータ（図示せず）が連結されている。したがってサンギヤ（Ｓ）３１０がいわゆる反力要素となっており、また第３の回転要素であるリングギヤ（Ｒ）３２０が出力要素となっている。そして、そのリングギヤ（Ｒ）３２０が、駆動輪（図示せず）に連結された出力軸６００に連結されている。
　図２に、動力分割機構３００の共線図を示す。図２に示すように、キャリヤ（Ｃ）３３０に入力されるエンジン１０００の出力するトルクに対して、第１モータジェネレータ２００による反力トルクをサンギヤ（Ｓ）３１０に入力すると、これらのトルクを加減算した大きさのトルクが、出力要素となっているリングギヤ（Ｒ）３２０に現れる。その場合、第１モータジェネレータ２００のロータがそのトルクによって回転し、第１モータジェネレータ２００は発電機として機能する。また、リングギヤ（Ｒ）３２０の回転数（出力回転数）を一定とした場合、第１モータジェネレータ２００の回転数を大小に変化させることにより、エンジン１０００の回転数を連続的に（無段階に）変化させることができる。すなわち、エンジン１０００の回転数を例えば燃費が最もよい回転数に設定する制御を、第１モータジェネレータ２００を制御することによって行なうことができる。その制御は、ＥＣＵ１００によって行なわれる。
　図３に示すように、走行中にエンジン１０００の出力軸、すなわちクランクシャフトを停止させていれば、第１モータジェネレータ２００が逆回転する。この状態から第１モータジェネレータ２００を電動機として機能させて正回転方向にトルクを出力させると、キャリヤ（Ｃ）３３０に連結されているエンジン１０００にこれを正回転させる方向のトルクが作用する。その結果、図４に示すように、第１モータジェネレータ２００によってエンジン１０００の出力軸を回転することができる。すなわち、第１モータジェネレータ２００によってエンジン１０００をモータリングもしくはクランキングすることができる。
　図１に戻って、第２モータジェネレータ４００は、一例として三相交流回転電機であって、モータとしての機能とジェネレータとしての機能とを有する。第２モータジェネレータ４００は、インバータ３１０を介してバッテリなどの蓄電装置７００接続されている。インバータ３１０を制御することにより、力行および回生ならびにそれぞれの場合におけるトルクを制御するように構成されている。なお、第２モータジェネレータ４００のステータ（図示せず）は固定されており、回転しないようになっている。
　変速機５００は、一組のラビニョ型遊星歯車機構によって構成されている。それぞれ外歯歯車である第１サンギヤ（Ｓ１）５１０と第２サンギヤ（Ｓ２）５２０とが設けられており、その第１サンギヤ（Ｓ１）５１０に第１のピニオン５３１が噛合するとともに、その第１のピニオン５３１が第２のピニオン５３２に噛合し、その第２のピニオン５３２が
各サンギヤ５１０，５２０と同心円上に配置されたリングギヤ（Ｒ）５４０に噛合している。
　なお、各ピニオン５３１，５３２は、キャリヤ（Ｃ）５５０によって自転かつ公転自在に保持されている。また、第２サンギヤ（Ｓ２）５２０が第２のピニオン５３２に噛合している。したがって第１サンギヤ（Ｓ１）５１０とリングギヤ（Ｒ）５４０とは、各ピニオン５３１，５３２と共にダブルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成し、また第２サンギヤ（Ｓ２）５２０とリングギヤ（Ｒ）５４０とは、第２のピニオン５３２と共にシングルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成している。
　さらに、変速機５００には、第１サンギヤ（Ｓ１）５１０を選択的に固定するＢ１ブレーキ５６１と、リングギヤ（Ｒ）５４０を選択的に固定するＢ２ブレーキ５６２とが設けられている。これらのブレーキ５６１，５６２は摩擦力によって係合力を生じるいわゆる摩擦係合要素であり、多板形式の係合装置あるいはバンド形式の係合装置を採用することができる。そして、これらのブレーキ５６１，５６２は、油圧による係合力に応じてそのトルク容量が連続的に変化するように構成されている。さらに、第２サンギヤ（Ｓ２）５２０に前述した第２モータジェネレータ４００が連結される。キャリヤ（Ｃ）５５０が出力軸６００に連結される。
　したがって、上記の変速機５００は、第２サンギヤ（Ｓ２）５２０がいわゆる入力要素であり、またキャリヤ（Ｃ）５５０が出力要素となっており、Ｂ１ブレーキ５６１を係合させることにより変速比が“１”より大きい高速段が設定される。Ｂ１ブレーキ５６１に替えてＢ２ブレーキ５６２を係合させることにより、高速段より変速比の大きい低速段が設定される。
　この各変速段の間での変速は、車速や要求駆動力（もしくはアクセル開度）などの走行状態に基づいて実行される。より具体的には、変速段領域を予めマップ（変速線図）として定めておき、検出された運転状態に応じていずれかの変速段を設定するように制御される。
　図５に、変速機５００の共線図を示す。図５に示すように、Ｂ２ブレーキ５６２によってリングギヤ（Ｒ）５４０を固定すれば、低速段Ｌが設定され、第２モータジェネレータ４００の出力したトルクが変速比に応じて増幅されて出力軸６００に付加される。これに対してＢ１ブレーキ５６１によって第１サンギヤ（Ｓ１）５１０を固定すれば、低速段Ｌより変速比の小さい高速段Ｈが設定される。この高速段Ｈにおける変速比も“１”より大きいので、第２モータジェネレータ４００の出力したトルクがその変速比に応じて増大させられて出力軸６００に付加される。
　なお、各変速段Ｌ，Ｈが定常的に設定されている状態では、出力軸６００に付加されるトルクは、第２モータジェネレータ４００の出力トルクを変速比に応じて増大させたトルクとなるが、変速過渡状態では各ブレーキ５６１，５６２でのトルク容量や回転数変化に伴う慣性トルクなどの影響を受けたトルクとなる。また、出力軸６００に付加されるトルクは、第２モータジェネレータ４００の駆動状態では、正トルクとなり、被駆動状態では負トルクとなる。
　本実施の形態において、ハイブリッド車は、エンジン１０００が停止した状態で第２モータジェネレータ４００のみの駆動力を用いるＥＶモード、エンジン１０００および第２モータジェネレータ４００の両方もしくはいずれか一方の駆動力を用いるＨＶモードのうちのいずれかのモードで走行する。アクセル開度、蓄電装置７００の残存容量などの種々のパラメータに基づいて、走行モードが選択される。
　なお、走行モードの選択方法については、ハイブリッド車の技術分野において周知の技術を利用すればよいため、ここでは更なる詳細な説明は繰り返さない。また、モードの数は３つに限らない。
　図６を参照して、エンジン１０００についてさらに説明する。
　エンジン１０００は、「Ａ」バンク１０１０と「Ｂ」バンク１０１２とに、それぞれ４つの気筒（シリンダ）からなる気筒群が設けられたＶ型８気筒エンジンである。なお、Ｖ型８気筒以外の形式のエンジンを用いるようにしてもよい。たとえば、６気筒エンジンを用いるようにしてもよい、気筒の数は複数であればいくつでもよい。Ｖ型エンジンの他、直列エンジンを用いるようにしてもよい。
　エンジン１０００には、エアクリーナ１０２０から空気が吸入される。吸入空気量は、スロットルバルブ１０３０により調整される。スロットルバルブ１０３０はモータにより駆動される電子スロットルバルブである。
　空気は、吸気通路１０３２を通ってシリンダ１０４０に導入される。空気は、シリンダ１０４０（燃焼室）において燃料と混合される。シリンダ１０４０には、インジェクタ１０５０から燃料が直接噴射される。すなわち、インジェクタ１０５０の噴射孔はシリンダ１０４０内に設けられている。
　燃料は吸気行程において噴射される。なお、燃料が噴射される時期は、吸気行程に限らない。また、本実施の形態においては、インジェクタ１０５０の噴射孔がシリンダ１０４０内に設けられた直噴エンジンとしてエンジン１０００を説明するが、直噴用のインジェクタ１０５０に加えて、ポート噴射用のインジェクタを設けてもよい。さらに、ポート噴射用のインジェクタのみを設けるようにしてもよい。
　シリンダ１０４０内の混合気は、点火プラグ１０６０により着火され、燃焼する。燃焼後の混合気、すなわち排気ガスは、三元触媒１０７０により浄化された後、車外に排出される。混合気の燃焼によりピストン１０８０が押し下げられ、クランクシャフト１０９０が回転する。
　シリンダ１０４０の頭頂部には、吸気バルブ１１００および排気バルブ１１１０が設けられる。吸気バルブ１１００および排気バルブ１１１０は、夫々、シリンダ１０４０の各々に設けられる。
　吸気バルブ１１００はインテークカムシャフト１１２０により駆動される。排気バルブ１１１０はエキゾーストカムシャフト１１３０により駆動される。インテークカムシャフト１１２０とエキゾーストカムシャフト１１３０とは、チェーンやギヤ等により連結され、同じ回転数で回転する。
　インテークカムシャフト１１２０およびエキゾーストカムシャフト１１３０は、チェーンもしくはベルトなどによりクランクシャフト１０９０と連結される。したがって、インテークカムシャフト１１２０およびエキゾーストカムシャフト１１３０は、クランクシャフト１０９０が回転すると回転する。したがって、吸気バルブ１１００および排気バルブ１１１０は、クランクシャフト１０９０が回転することにより開閉する。吸気バルブ１１００および排気バルブ１１１０は、クランクシャフト１０９０が回転することにより、シリンダ毎に異なるクランク角において開閉する。そのため、複数のシリンダ１０４０のうちの少なくともいずれか１つに対して設けられた吸気バルブ１１００は、エンジン１０００、具体的にはクランクシャフト１０９０が停止したときに開く。
　図７に、一例として吸気バルブ１１００が開かれるクランク角をシリンダ毎に示す。「ＴＤＣ」は、上死点を示す。図７は一例であって、吸気バルブ１１００が開かれるクランク角はこれに限定されない。また、図７においては、第１、２、３、４、５、６、７および８シリンダの順番に吸気バルブ１１００が開くが、吸気バルブ１１００が開くシリンダの順番は図７に示すものに限定されない。
　図８に、一例として、エンジン１０００が６気筒エンジンである場合に吸気バルブ１１００が開かれるクランク角をシリンダ毎に示す。図８は一例であって、吸気バルブ１１００が開かれるクランク角はこれに限定されない。また、図８においては、第１、２、３、４、５および６シリンダの順番に吸気バルブ１１００が開くが、吸気バルブ１１００が開く気筒の順番は図８に示すものに限定されない。
　図６に戻って、ＥＣＵ１００には、クランク角センサ５０００からクランクシャフト１０９０の回転数およびクランク角を表す信号が入力される。また、ＥＣＵ１００には、カムポジションセンサ５０１０からインテークカムシャフト１１２０およびエキゾーストカムシャフト１１３０の位相（回転方向におけるカムシャフトの位置）を表す信号（吸気バルブ１１００および排気バルブ１１１０の位相を表わす信号）が入力される。また、カムポジションセンサ５０１０からは、インテークカムシャフト１１２０およびエキゾーストカムシャフト１１３０の回転数を表す信号が入力される。
　さらに、ＥＣＵ１００には、水温センサ５０２０からエンジン１０００の水温（冷却水の温度）を表す信号が、エアフローメータ５０３０からエンジン１０００の吸入空気量（エンジン１０００に吸入される空気量）を表す信号が入力される。
　ＥＣＵ１００は、これらのセンサから入力された信号、メモリ（図示せず）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、エンジン１０００が所望の運転状態になるように、スロットル開度、点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量などを制御する。
　また、本実施の形態において、ＥＣＵ１００は、たとえばＥＶモードでの車両の走行中に、クランクシャフト１０９０を継続して停止している時間が予め定められた時間を超えると、クランクシャフト１０９０が停止したときに開く吸気バルブ１１００を変更する。たとえば、クランクシャフト１０９０を予め定められたクランク角だけ回転させることにより、開く吸気バルブが変更される。たとえば、ＥＣＵ１００が第１モータジェネレータ２００を駆動することによって、クランクシャフト１０９０が回転される。すなわち、エンジン１０００がモータリングされる。
　図９に示すように、８気筒エンジンにおいては、たとえば、２７０°ずつクランクシャフト１０９０が回転される。図９において、クランク角Ａ１°では、第１、７および８気筒に対して設けられた吸気バルブ１１００が開かれる。クランク角Ａ２°（Ａ２＝Ａ１＋２７０）では、第２、３および４気筒に対して設けられた吸気バルブ１１００が開かれる。クランク角Ａ３°（Ａ３＝Ａ２＋２７０）では、第５、６および７気筒に対して設けられた吸気バルブ１１００が開かれる。クランク角Ａ４°（Ａ４＝Ａ＋２７０）では、第１、２および８気筒に対して設けられた吸気バルブ１１００が開かれる。図９は一例であって、クランクシャフト１０９０を回転させる角度は２７０°に限定されない。
　図１０に示すように、６気筒エンジンにおいては、たとえば、２４０°ずつクランクシャフト１０９０が回転される。図１０において、クランク角Ｂ１°では、第１および６気筒に対して設けられた吸気バルブ１１００が開かれる。クランク角Ｂ２°（Ｂ２＝Ｂ１＋２４０）では、第２および３気筒に対して設けられた吸気バルブ１１００が開かれる。クランク角Ｂ３°（Ｂ３＝Ｂ２＋２４０）では、第４および５気筒に対して設けられた吸気バルブ１１００が開かれる。図１０は一例であって、クランクシャフト１０９０を回転させる角度は２４０°に限定されない。
　図１１を参照して、本実施の形態においてＥＣＵ１００が実行する処理について説明する。ＥＣＵ１００は、ソフトウェアにより処理を実行してもよく、ハードウェアにより処理を実行してもよく、ソフトウェアとハードウェアとの協働により処理を実行してもよい。
　ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、車両が走行中かつクランクシャフト１０９０が停止中であるか否かが判定される。たとえば、車速が零よりも大きく、かつクランクシャフト１０９０の回転速度が零であると、車両が走行中かつクランクシャフト１０９０が停止中であると判定される。
　車両が走行中かつクランクシャフト１０９０が停止中であると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、Ｓ１０２にて、クランクシャフト１０９０を継続して停止している時間が予め定められた時間を超えたか否かが判定される。
　クランクシャフト１０９０を継続して停止している時間が予め定められた時間を超えると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、Ｓ１０４にて、第１モータジェネレータ２００を駆動することによって、クランクシャフト１０９０が予め定められたクランク角だけ回転される。
　以上のように、本実施の形態においては、車両が走行している間に、エンジン１０００のクランクシャフト１０９０が停止したときに開く吸気バルブ１１００が変更される。これにより、掃気されるシリンダ１０４０が変更され、複数のシリンダ１０４０において、シリンダ１０４０内および吸気ポートに付着した燃料が揮発し得る。そのため、空燃比のインバランスが小さくされ、後でエンジン１０００を再始動するときのトルク変動が低減される。その結果、エンジン１０００が良好に始動する。
　今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１００　ＥＣＵ、１０２　メモリ、２００　第１モータジェネレータ、２１０　第１インバータ、３００　動力分割機構、３１０　第２インバータ、４００　第２モータジェネレータ、５００　変速機、６００　出力軸、７００　蓄電装置、１０００　エンジン、１０４０　シリンダ、１０９０　クランクシャフト、１１００　吸気バルブ、１１２０　インテークカムシャフト、１１３０　エキゾーストカムシャフト、５０００　クランク角センサ、５０１０　カムポジションセンサ。

Claims (5)

  1. 　吸気バルブが複数の気筒の各々に設けられた内燃機関と、
    　前記内燃機関を制御する制御ユニットとを備え、
    　前記複数の気筒のうちの少なくともいずれか１つに対して設けられた吸気バルブは、前記内燃機関の出力軸が停止したときに開き、
    　前記制御ユニットは、車両が走行している間に、前記内燃機関の出力軸が停止したときに開く吸気バルブを変更する、車両。
  2. 　前記制御ユニットは、前記内燃機関の出力軸を継続して停止している時間が予め定められた時間を超えると、開く吸気バルブを変更する、請求項１に記載の車両。
  3. 　前記吸気バルブは、前記内燃機関の出力軸が回転することにより、前記気筒毎に異なるクランク角において開閉し、
    　前記制御ユニットは、前記内燃機関の出力軸を予め定められたクランク角だけ回転させることにより、開く吸気バルブを変更する、請求項１に記載の車両。
  4. 　吸気バルブが複数の気筒の各々に設けられ、前記複数の気筒のうちの少なくともいずれか１つに対して設けられた吸気バルブが、出力軸が停止したときに開く、内燃機関の制御方法であって、
    　前記出力軸を停止するステップと、
    　車両が走行している間に、前記内燃機関の出力軸が停止したときに開く吸気バルブを変更するステップとを備える、内燃機関の制御方法。
  5. 　吸気バルブが複数の気筒の各々に設けられ、前記複数の気筒のうちの少なくともいずれか１つに対して設けられた吸気バルブが、出力軸が停止したときに開く、内燃機関の制御装置であって、
    　前記出力軸を停止するための手段と、
    　車両が走行している間に、前記内燃機関の出力軸が停止したときに開く吸気バルブを変更するステップための手段とを備える、内燃機関の制御装置。
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