(57)【要約】【課題】バルブタイミングの変更に際しドライバビリティの低下を招来しない範囲で内燃機関を可及的に高効率に動作させる。【解決手段】吸気バルブ２０７のバルブタイミングを変化させることが可能なハイブリッド車両１０において、ＥＣＵ１００は、第２動作線切り替え制御を実行する。当該制御において、バルブタイミングが進角側バルブタイミングから遅角側バルブタイミングへ変化した場合、ＥＣＵ１００は、基準機関回転速度ＮＥｂａｓｅと目標機関回転速度ＮＥｔａｇとの偏差たる機関回転速度偏差ΔＮＥを算出する。この算出したΔＮＥが閾値Ａ以上である場合、ＥＣＵ１００は、動作線の切り替えに伴う機関回転速度の変動がドライバビリティに与える影響が小さいものとして、バルブタイミングの変更に伴う動作線切り替え時間Ｔｍを、ΔＮＥが閾値Ａ未満である場合の切り替え時間Ｔｍ２よりも短いＴｍ１に設定する。【選択図】図５
2010120582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源として、吸気弁の開弁時期を変化させることが可能な可変動弁装置を有する内燃機関と少なくとも一つの電動機とを備え、
前記内燃機関の機関出力軸及び前記少なくとも一つの電動機の出力軸に夫々連結された回転要素を含む、相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力分配手段を更に備えると共に、
前記動力分配手段における前記複数の回転要素の差動作用により前記内燃機関の動作線を切り替え可能に構成されたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記開弁時期に応じて前記動作線を切り替える切り替え手段と、
前記ハイブリッド車両の要求出力に基づいた前記内燃機関の機関回転速度の基準値と、該機関回転速度の目標値との偏差を特定する特定手段と、
前記開弁時期が遅角側へ変化する場合に、前記特定された偏差に応じて前記動作線の切り替え時間を制御する制御手段と
を具備することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記特定された偏差が所定値以上である場合に、該偏差が該所定値未満である場合と較べて前記切り替え時間を短縮する
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＶＶＴ（Variable Valve Timing：可変バルブタイミング機構）等の可変動弁装置を備えたハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、可変動弁装置を駆動する作動油の温度に応じてエンジンの点火開始回転数を変化させるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された動力出力装置（以下、「従来の技術」と称する）によれば、作動油が、該作動油の粘性が低くなる高温状態にある場合に、低温状態にある場合と較べてエンジンの点火開始回転数を大きく設定することにより、可変バルブタイミング機構のロックピンを確実に係止孔から外すことが可能となり、エンジン始動後のバルブタイミングをスムーズに変更することが可能になるとされている。
【０００３】
尚、実吸入空気量と目標吸入空気量との偏差に応じて可変動弁機構の制御目標値を補正する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１５３２１２号公報
【特許文献２】特開２００７−１２６９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ハイブリッド車両の中には、内燃機関の動作線（個々の動作点により規定される、内燃機関の制御条件を規定する特性線）を、現実的な制約はあるにせよ自由に制御することが可能なものがある。この種のハイブリッド車両において、吸気弁のバルブタイミングが変更されるに際しては、動作線を、変更後のバルブタイミングに応じて切り替えることによって、内燃機関を可及的に高効率に動作させることが可能である。一方で、動作線の切り替えには機関回転速度の変動が伴うため、効率のみを考慮して動作線の切り替えを行った場合、例えば機関回転速度の変動がドライバビリティの低下となって顕在化する可能性がある。他方、この種のドライバビリティの低下を嫌って、動作線を緩慢に切り替えると、動作線の切り替え期間中において内燃機関の熱効率の低下や非効率な電力消費が生じることとなり、ハイブリッド車両のシステム効率が低下しかねない。即ち、従来の技術には、バルブタイミングの変更がなされるに際してドライバビリティとシステム効率を両立しつつ動作線を切り替えることが困難であるという技術的な問題点がある。
【０００６】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、バルブタイミングの変更に際しドライバビリティの低下を招来しない範囲で内燃機関を可及的に高効率に動作させ得るハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、動力源として、吸気弁の開弁時期を変化させることが可能な可変動弁装置を有する内燃機関と少なくとも一つの電動機とを備え、前記内燃機関の機関出力軸及び前記少なくとも一つの電動機の出力軸に夫々連結された回転要素を含む、相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力分配手段を更に備えると共に、前記動力分配手段における前記複数の回転要素の差動作用により前記内燃機関の動作線を切り替え可能に構成されたハイブリッド車両の制御装置であって、前記開弁時期に応じて前記動作線を切り替える切り替え手段と、前記ハイブリッド車両の要求出力に基づいた前記内燃機関の機関回転速度の基準値と、該機関回転速度の目標値との偏差を特定する特定手段と、前記開弁時期が遅角側へ変化する場合に、前記特定された偏差に応じて前記動作線の切り替え時間を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るハイブリッド車両は、動力源としての内燃機関及び少なくとも一つの電動機と、各々がそれらの出力軸と連結されてなる複数の回転要素を構成要素とする、例えば遊星歯車機構或いは複合型遊星歯車機構等の形態を採り得る動力分配手段とを備えており、特に、内燃機関の動作線を二値的に、段階的に又は連続的に切り替え可能に構成されている。尚、「動作線」とは、例えば機関回転速度とトルク等、内燃機関の出力に相関するパラメータを各軸に配してなる座標平面上において規定される、内燃機関の一動作条件としての動作点を、例えば内燃機関の要求出力毎に繋ぐ等して得られる、内燃機関の制御条件を規定する特性線を意味する。例えば、内燃機関の一要求出力には、その時点で選択されている動作線上の一動作点が対応している。
【０００９】
ここで、このような動作線の切り替え作用は、動力分配手段における回転要素相互間の差動作用により得られる。別言すれば、動力分配手段は、内燃機関の動作線を自由（物理的、機械的又は電気的な各種制約の範囲で自由であることを含む）に切り替えることが可能となるように、その構成が定められている。例えば、動力分配手段が、回転要素としてサンギア、キャリア及びリングギアを有する遊星歯車機構として構成される場合、例えば、このサンギアを電動機に、キャリアを内燃機関の機関出力軸に、またリングギアを車軸及び他の電動機に連結する構成とすれば、リングギアの回転速度は車速と一義的となるから、当該電動機の回転速度を増減制御することにより、内燃機関の機関回転速度を増減制御することが可能となる。即ち、内燃機関の動作点を自由に選択することが可能となって、必然的に動作線もまた自由に選択することが可能となる。この際、車軸に出力すべき動力の過不足分を当該他の電動機と車軸との間の動力の入出力により補償すれば、ハイブリッド車両全体の要求出力を満たしつつ、内燃機関の動作点を広範囲で自由に選択することが可能となり得る。例えばこのような場合、内燃機関の動作点は、好適な一形態として熱効率が理論的に又は現実的に最大となる（即ち、燃料消費率が最小となる）所謂最適燃費動作点に設定されてもよい。
【００１０】
一方、本発明に係る内燃機関には、吸気弁の開弁時期を変化させることが可能な（必然的にバルブタイミングも変化する）物理的、機械的、電気的又は磁気的機構、装置及びシステムを包括する概念としての、例えばＶＶＴ（Variable Valve Timing）等の可変動弁装置が備わっている。尚、この際、吸気弁の開弁時期が可変である限りにおいて、吸気弁のリフト量又は作用角が可変であってもよいし、それに替えて或いは加えて、排気弁の開弁時期、リフト量又は作用角が可変であってもよい。吸気弁の開弁時期は、排気弁の開弁時期が固定されている場合には特に、バルブオーバラップ量（吸排気弁が共に開弁している期間の長さ（好適には、クランク角により規定される角度概念である））を規定する指標となる。バルブオーバラップ量は、気筒内に吸入される空気又は混合気の量たる吸気量と相関しており、定性的には、低回転領域ではバルブオーバラップ量が小さくされ、内部ＥＧＲを抑制することによる吸気効率の向上が図られ、高回転領域では逆にバルブオーバラップ量が大きくされ、排気慣性による吸気の導入促進効果によって吸気効率の向上が図られる。
【００１１】
ここで、バルブオーバラップ量の大小が吸気量の大小に影響を与える点に鑑みれば、吸気弁の開弁時期に応じて、内燃機関の採るべき最適な動作点（即ち、一義的に最適な動作線）は変化し得る。より具体的に例示すれば、吸気弁の開弁時期が遅角側の値と進角側の値との間で二値的に切り替えられるとした場合、高回転領域で開弁時期を進角側の値に設定することにより吸気量を増大させトルクの出力上限値が上昇すれば、一般的に内燃機関の熱効率は高トルク側で向上するため、より低回転高トルク側の動作点が選択されるべき合理的理由が生じ得るのである。また、この種の一般論を適用せずとも、吸気弁の開弁時期と内燃機関の最適な動作点との間に相関がなければ係る開弁時期の変更は実質的に意味がなく、大小なり動作線の変更が必要となることは明らかである。
【００１２】
そこで、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される切り替え手段により、吸気弁の開弁時期に応じて内燃機関の動作線が切り替えられる。吸気弁の開弁時期に応じた動作線の切り替え態様は特に限定されないが、好適な一形態としては、先述したように、その時点で内燃機関の熱効率が理論的に又は現実的な制約の範囲で最適となる動作点が選択されるように動作線が切り替えられる。
【００１３】
一方、動作線の切り替えには、大小なり内燃機関の機関回転速度の変動（以下、適宜「回転変動」と称する）が伴い得るが、特に、低回転側から高回転側への回転変動は、ドライバに所謂吹き上がり感として知覚され易く、ドライバビリティを低下させる要因となり得る。また、吸気弁の開弁時期が進角側で設定された場合に吸気量が増大し得る（即ち、高トルクが得られ易く、動作点が低回転側で設定され易い）点に鑑みれば、吹き上がり感を導き得る低回転側から高回転側への回転変動は、吸気弁の開弁時期が遅角側へ変更される場合（例えば、開弁時期が基準値と進角側の値との間で二値的に切り替えられる構成における、進角要求がオフとなる場合等）に顕著に発生する。従って、この種の回転変動に留意することなく動作線の切り替えを遂行するといった技術思想の範疇では、ドライバビリティの低下を確実に抑制することが難しい。
【００１４】
そこで、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される特定手段により、機関回転速度の基準値と目標値との偏差が特定される。更に、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される制御手段が、吸気弁の開弁時期が遅角側へ変化する場合に、この特定された偏差に応じて動作線の切り替え時間を制御する。
【００１５】
機関回転速度の基準値とは、参照すべき動作線上における、例えば車速及びアクセル開度（即ち、要求負荷と一義的である）等に基づいて決定される内燃機関の要求出力（尚、内燃機関の要求出力は、ハイブリッド車両の要求出力と必ずしも一致しない）に対応する動作点の機関回転速度であり、言わば、過渡的な制御目標値であって、好適には内燃機関の熱効率を理論的に又は現実的な制約の範囲で最大とし得る機関回転速度である。
【００１６】
一方、機関回転速度の目標値とは、このような過渡的な制御目標値としての基準値に機関回転速度を追従させるにあたっての言わば最終的に設定される目標値であり、例えば、電動機及び内燃機関並びにハイブリッド車両を構成する各種部品及び部材或いは各種電気系統及び機械系統の動作上の制約（物理的、機械的又は電気的な或いは制御上の動作限界、或いは予め設定される仕様や制御上の制約を含む）に律束されるため、機関回転速度の上昇時においては基準値に対し一定又は不定の割合で低くなる。従って、この偏差は、定常的な走行状態（例えば、一定速度で平坦路を走行している状態等）等、機関回転速度の時間当たりの変化量が小さい程小さく、また大きい程大きくなる性質を有する。尚、定常状態においては、この目標値は基準値に収束し得る。
【００１７】
ここで、動作線の切り替え時間は、動作線切り替え前後の機関回転速度の基準値が一定であれば動作線の切り替え速度と表現してもよく、少なくとも動作線の切り替え速度を規定する要素であって、動作線の切り替え時における回転変動の度合いを規定し得るが、係る回転変動の度合いに対するドライバビリティの感度は、動作線の切り替え以前の機関回転速度の変化状態に影響される。
【００１８】
より具体的には、動作線の切り替え速度が一定であるとしても、元々機関回転速度の変化が大きい領域ではドライバビリティに与える影響は小さく、機関回転速度の変化が小さい領域では、ドライバビリティに与える影響は大きくなる。従って、動作線切り替え以前の機関回転速度の変化量と相関する、基準値と目標値との偏差に応じて動作線の切り替え時間が制御されることによって、ドライバビリティを低下させない範囲で、可及的に早期に目標値を基準値に収束させ、内燃機関を然るべき動作点で動作させることが可能となる。即ち、ドライバビリティの低下を招来しない範囲で内燃機関を可及的に高効率に動作させることが可能となるのである。
【００１９】
尚、本発明に係る「特定」とは、特定対象（本発明では、基準値と目標値との偏差）又は特定対象と相関する物理量、制御量又は指標値を、所定の検出手段を介して直接的に又は間接的に検出すること、当該検出手段を介して直接的に又は間接的に検出された特定対象と相関する物理量、制御量又は指標値に基づいて予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する値を選択すること、この種の特定対象と相関する物理量、制御量若しくは指標値又は選択された値等から、予め設定されたアルゴリズムや計算式に従って導出すること、或いはこのように検出、選択又は導出された値等を、例えば電気信号等の形で単に取得すること等を包括する広い概念である。係る概念の範囲において、特定手段は如何にして当該偏差を特定してもよい。
【００２０】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の一の態様では、前記制御手段は、前記特定された偏差が所定値以上である場合に、該偏差が該所定値未満である場合と較べて前記切り替え時間を短縮する。
【００２１】
この態様によれば、特定された偏差が所定値以上（尚、「以上」とは、基準値の設定次第で容易に「より大きい」と置換し得る概念であり、基準値がいずれの領域に属するかは設計事項であって、発明の本質に影響を与えない）である場合に動作線の切り替え時間が短縮される。即ち、切り替え速度が増速される。従って、本発明に係る実践上の利益を、本質部分については何ら減じることなく且つ比較的簡便に享受することが可能となる。
【００２２】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００２４】
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００２５】
図１において、ハイブリッド車両１０は、ＥＣＵ１００、ＰＣＵ（Power Control Unit）１１、バッテリ１２、車速センサ１３及びアクセル開度センサ１４並びにハイブリッド駆動装置１０００を備えた、本発明に係る「ハイブリッド車両」の一例である。
【００２６】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ等を備え、ハイブリッド車両１０の各部の動作を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する第１及び第２動作線切り替え制御を実行可能に構成されている。尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「切り替え手段」、「特定手段」及び「制御手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
【００２７】
ＰＣＵ１１は、バッテリ１２から取り出した直流電力を交流電力に変換して後述するモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２に供給することが可能に構成された不図示のインバータを含み、バッテリ１２と各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いは各モータジェネレータ相互間の電力の入出力（即ち、この場合、バッテリ１２を介さずに各モータジェネレータ相互間で電力の授受が行われる）を制御することが可能に構成された制御ユニットである。ＰＣＵ１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される構成となっている。
【００２８】
バッテリ１２は、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２を力行するための電力に係る電力供給源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電手段である。
【００２９】
車速センサ１３は、ハイブリッド車両１０の車速Ｖを検出することが可能に構成されたセンサである。車速センサ１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００３０】
アクセル開度センサ１４は、ハイブリッド車両１０の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度Ｔａを検出することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Ｔａは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００３１】
ハイブリッド駆動装置１０００は、ハイブリッド車両１０のパワートレインとして機能する動力ユニットである。ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置１０００の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、ハイブリッド駆動装置１０００の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００３２】
図２において、ハイブリッド駆動装置１０００は、エンジン２００、動力分割機構３００、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「ＭＧ１」と略称する）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と略称する）及び減速機構４００を備える。
【００３３】
エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両１０の主たる動力源として機能するように構成されている。ここで、図３を参照し、エンジン２００の詳細な構成について説明する。ここに、図３は、エンジン２００の一平面構成を例示する模式図である。尚、同図において、図１及び図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。尚、本発明における「内燃機関」とは、例えば２サイクル又は４サイクルレシプロエンジン等を含み、少なくとも１本の気筒を有し、当該気筒内部の燃焼室において、例えばガソリン、軽油或いはアルコール等の各種燃料を含む混合気が燃焼した際に発生する力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランク軸等の物理的又は機械的な伝達手段を適宜介して駆動力として取り出すことが可能に構成された機関を包括する概念である。係る概念を満たす限りにおいて、本発明に係る内燃機関の構成は、エンジン２００のものに限定されず各種の態様を有してよい。
【００３４】
エンジン２００は、シリンダブロック内にシリンダ２０１が４本直列に配置されてなる直列４気筒エンジンである。エンジン２００は、各シリンダ内部において空気と燃料との混合気が燃焼するに際して生じる不図示のピストンの往復運動を、コネクティングロッド及びクランクシャフト（いずれも不図示）を介して回転運動に変換可能に構成されている。このクランクシャフトの回転位置は、ＥＣＵ１００と電気的に接続された不図示のクランクポジションセンサによって検出されており、所定の制御バスを介してＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照され、後述するＶＶＴコントローラやインジェクタ等の各種動作制御に供される構成となっている。
【００３５】
エンジン２００が動作するに際し、外部から吸入された空気は、吸気管２０２に導かれ、エアクリーナ２０３によって浄化された後に、各気筒に連通する吸気マニホールド２０２ａへ供給される。また、吸入された空気に係る吸入空気量は、エアクリーナ２０３の下流に位置するエアフローメータ２０４によって検出される。エアフローメータ２０４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、エアフローメータ２０４によって検出された吸入空気量は、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００３６】
吸気管２０２には、スロットルバルブ２０５が設けられ、その開度に応じて吸気マニホールド２０２ａに供給される吸入空気量が制御される構成となっている。スロットルバルブ２０５は、スロットルバルブモータ（不図示）等の電動アクチュエータにより駆動される電子制御式のスロットルバルブであり、ＥＣＵ１００と電気的に接続され、ＥＣＵ１００により、例えば不図司のアクセルペダルの開度に応じて或いはアクセルペダルの開度とは無関係にその開度が制御される構成となっている。また、スロットルバルブ２０５の開度たるスロットル開度は、スロットルバルブ２０５近傍に設けられたスロットル開度センサ２０６により検出される。スロットル開度センサ２０６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたスロットル開度は、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００３７】
シリンダ２０１内の燃焼室には、吸気マニホールド２０２ａを介して供給される空気と、吸気マニホールド２０２ａに連通する不図示の吸気ポートにおいて、例えば電子制御式のインジェクタ（図示は省略）等から噴射供給される燃料との混合気が、二個の吸気バルブ２０７を介して吸入される。この際、係る混合気は、吸気バルブ２０７の開弁時に燃焼室内へ供給される構成となっている。尚、係るインジェクタ等の燃料供給系は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその噴射量及び噴射時期（噴射クランク角）が制御される構成となっている。
【００３８】
燃焼室内部では、燃焼行程において点火プラグ２０８による点火動作により混合気が燃焼する。尚、点火プラグ２０８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており（制御ラインは不図示）、ＥＣＵ１００によってその点火時期（点火クランク角）が制御されるように構成されている。燃焼室において燃焼済みとなった混合気は、不図示の排気ポートに連通する二個の排気バルブ２０９の開弁時に、排気として係る排気ポートに排出される。係る排気は、排気ポートに連通する排気マニホールド２１０ａ及び排気管２１０を介して排出される。
【００３９】
排気管２１０には、三元触媒２１１が設けられており、排気管２１０に排出された排気は、係る三元触媒２１１により浄化せしめられ、更に後段に設置される他の触媒装置により順次浄化せしめられた後に車外へ排出される構成となっている。また、エンジン２００のシリンダブロック内に収容されるウォータジャケットには、冷却水が循環供給されており、係る冷却水の温度たる冷却水温Ｔｗは、水温センサ２３３によって検出され、水温センサ２３３と電気的に接続されたＥＣＵ１００によって絶えず把握される構成となっている。
【００４０】
吸気バルブ２０７は、不図示のシリンダヘッド上に回転可能に支持された吸気カムシャフト２１２に各吸気バルブ２０７に対応付けられて固定された吸気カム２１３によって、その開閉動作が制御される。一方、排気バルブ２０９は、不図示のシリンダヘッド上に回転可能に支持された排気カムシャフト２１４に各排気バルブ２０９に対応付けられて固定された排気カム２１５によって、その開閉動作が制御される。ここで、本実施形態では特に、吸気側カムシャフト２１２の一方の端部付近にＶＶＴコントローラ２１６が備わり、吸気バルブ２０７のバルブタイミングが可変に制御される構成となっている。
【００４１】
ここで、図４を参照して、ＶＶＴコントローラ２１６の構成について説明する。ここに、図４は、ＶＶＴコントローラ２１６の、吸気カムシャフト２１２と直交する平面における模式断面図である。
【００４２】
図４において、ＶＶＴコントローラ２１６は、ハウジング２１７とロータ２１８とを備える。
【００４３】
ハウジング２１７は、紙面に垂直な方向へ伸長する吸気カムシャフト２１２の外周に回動可能に支持されたスプロケット（不図示）にボルト等で締め付けられることによって固定されている。この際、エンジン２００におけるクランクシャフトの回転は、タイミングチェーン（不図示）を介してスプロケットとハウジング２１７に伝達されるため、スプロケット及びハウジング２１４は、クランクシャフトに同期して回転することが可能である。
【００４４】
吸気カムシャフト２１２は、エンジン２００のシリンダヘッドとベアリングキャップにより回転可能に支持されている。ロータ２１８は、このように支持された吸気カムシャフト２１２の一方の端部においてストッパを介してボルトで締め付けられることによって固定されており、ハウジング２１７内に回動可能に収容されている。また、ハウジング２１７の内部には、複数の液室が形成されており、その各々が、ロータ２１８の外周部に形成されたベーン２１９によって、進角室２２０及び遅角室２２１に区画されている。尚、ロータ２１８に形成された複数のベーン２１９のうち一つには、ロック孔２２３が形成されている。ロック孔２２３の作用については後述する。
【００４５】
吸気カムシャフト２１２の外周部分には、遅角側流路部２２２が環状に形成されており、遅角室２２１の各々に不図示の液圧流路を介して連通している。また、吸気カムシャフト２１２の外周部には更に、進角側流路部（不図示）が、遅角側流路部２２２と同様環状に形成されており、進角室２２０の各々に不図示の液圧流路を介して連通している。
【００４６】
一方、ＶＶＴコントローラ２１６は、前述した遅角側流路部２２２及び進角側流路部等の液圧流路を含む液圧伝達系２２５を備える。ここで、図５を参照して、液圧伝達系２２５について説明する。ここに、図５は、液圧伝達系２２５の模式図である。
【００４７】
図５において、液圧伝達系２２５は、スプリング２２７及びソレノイド２２８により駆動される液圧制御弁２２６を備える。液圧制御弁２２６は、その弁体の位置を、進角室２２０に液圧を伝達せしめる進角位置、遅角室２２１に液圧を伝達せしめる遅角位置並びに進角室２２０及び遅角室２２１の何れにも液圧を伝達させない非伝達位置のいずれかに切替え可能に構成される。尚、ソレノイド２２８は、不図示の駆動系を介してＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００の上位制御によって制御されるソレノイド電流に応じて、液圧制御弁２２６の弁体の位置を切替え可能に構成されている。
【００４８】
スプリング２２７は、液圧制御弁２２６を図示右方向に付勢する弾性部材である。ソレノイド２２８に電流が供給されない場合、液圧制御弁２２６は、スプリング２２７による付勢を受けて、図示するように遅角位置で停止するように構成されている。
【００４９】
また、液圧伝達系２２５は、ポンプ２２９を備える。ポンプ２２９は、エンジン２００の動力によって作動するように構成されており、エンジン２００における潤滑用のオイルの一部をオイルパン２３０から汲み上げて、ＶＶＴコントローラ２１６の各部に循環供給することが可能に構成されている。このポンプ２２９によって循環供給されるオイルは、液圧制御弁２２６に接続された遅角側デリバリ２３１及び進角側デリバリ２３２を介して、更にはこれらに連通する前述した遅角側流路部２２２や進角側流路部等を介して夫々最終的に遅角室２２１及び進角室２２０に供給される構成となっている。
【００５０】
図２に戻り、モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「電動機」の一例たる電動発電機であり、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。モータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る「電動機」の他の一例たる電動発電機であり、モータジェネレータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。尚、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える構成を有していてもよいし、他の構成を有していてもよい。
【００５１】
動力分割機構３００は、中心部に設けられた、本発明に係る「回転要素」の一例たるサンギア３０３と、サンギア３０３の外周に同心円状に設けられた、本発明に係る「回転要素」の他の一例たるリングギア３０１と、サンギア３０３とリングギア３０１との間に配置されてサンギア３０３の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギア３０５と、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支する、本発明に係る「回転要素」の更に他の一例たるプラネタリキャリア３０６とを備えた、本発明に係る「動力分配手段」の一例たる遊星歯車機構である。
【００５２】
ここで、サンギア３０３は、サンギア軸３０４を介してＭＧ１のロータ（符合は省略）に結合されており、その回転速度はＭＧ１の回転速度Ｎｍｇ1と等価である。また、リングギア３０１は、駆動軸３０２及び減速機構５００を介してＭＧ２の不図示のロータに結合されており、その回転速度はＭＧ２の回転速度Ｎｍｇ２と等価である。更に、プラネタリキャリア３０６は、エンジン２００のクランクシャフトに結合されており、その回転速度はエンジン２００の機関回転速度ＮＥと等価である。
【００５３】
一方、駆動軸３０２は、ハイブリッド車両の駆動輪たる右前輪ＦＲ及び左前輪ＦＬを夫々駆動するドライブシャフトＳＦＲ及びＳＦＬと、デファレンシャル等各種減速ギアを含む減速装置としての減速機構５００を介して連結されている。従って、モータジェネレータＭＧ２から駆動軸３０２に出力されるモータトルクは、減速機構５００を介して各ドライブシャフトへと伝達され、同様に各ドライブシャフトを介して伝達される各駆動輪からの駆動力は、減速機構５００及び駆動軸３０２を介してモータジェネレータＭＧ２に入力される。即ち、モータジェネレータＭＧ２の回転速度Ｎｍｇ２は、ハイブリッド車両１０の車速Ｖと一義的な関係にある。
【００５４】
動力分割機構３００は、係る構成の下で、エンジン２００が発する動力を、プラネタリキャリア３０６とピニオンギア３０５とによってサンギア３０３及びリングギア３０１に所定の比率（各ギア相互間のギア比に応じた比率）で分配し、エンジン２００の動力を２系統に分割することが可能となっている。
【００５５】
尚、本発明に係る「動力分配手段」に係る実施形態上の構成は、動力分割機構３００のものに限定されない。例えば、本発明に係る動力分配手段は、複数の遊星歯車機構を備え、一の遊星歯車機構に備わる複数の回転要素が、他の遊星歯車機構に備わる複数の回転要素の各々と適宜連結され、一体の差動機構を構成していてもよい。また、本実施形態に係る減速機構５００は、予め設定された減速比に従って駆動軸３０２の回転速度を減速するに過ぎないが、ハイブリッド車両１０は、この種の減速装置とは別に、例えば、複数のクラッチ機構やブレーキ機構を構成要素とする複数の変速段を備えた有段変速装置を備えていてもよい。
【００５６】
＜実施形態の動作＞
＜バルブタイミング制御＞
ＶＶＴコントローラ２１６は、以下に説明する三種類の制御モードに従ってその駆動状態が制御される
＜強制最遅角モード＞
エンジン２００が機関停止状態にある期間或いは始動後暫時の期間については強制最遅角モードが実行される。ＶＶＴコントローラ２１６に供給されるオイルの液圧が、エンジン２００の停止に伴って減少すると、ベーン２１９は、可動部のフリクションによって徐々に遅角側に回動し、最終的には最遅角位置（即ち、ベーン２１９の可動範囲の中で最も遅角側に相当する位置）で停止する。強制最遅角モードにおいては、ベーン２１９の位置が係る最遅角位置に強制的に固定される。より具体的には、ロック孔２２３が形成されたベーン２１９の最遅角位置に相当する部位には、不図示のロックピンがロック孔２２３に対し出没可能に設置されている。このロックピンは、通常、コイルバネ（不図示）によってロック孔２２３の方向に付勢を受けており、ロック孔２２３に所定の解除液圧（ベーン２１９を回動させるのに要する液圧よりも高圧である）以上の液圧でオイルが供給され、液圧がコイルバネによる付勢に打ち勝つと、ベーン２１９の回動を阻害しない所定の収容孔に収容される構成となっている。従って、機関停止状態において、液圧の低下に伴いベーン２１９が最遅角位置で停止すると、コイルバネによる付勢を受けてロックピン２２４がロック孔２２３に嵌合し、ベーン２１９の回動が機械的に固定、即ちロックされる。
【００５７】
＜フィードバックモード＞
エンジン２００の始動に伴って液圧が上昇する過程で、ロック孔２２３に加わる液圧が上述した解除液圧以上となると、上記強制最遅角モードは解除され、ベーン２１９はその可動範囲において回動可能な状態となる。この状態において、進角室２２０及び遅角室２２１における液圧を変化させた場合、ベーン２１９は所定の可動範囲内で双方の液圧の度合いに応じて図示進角方向及び遅角方向に回動する。この際、ベーン２１９が形成されるロータ２１８もベーン２１９に伴って回動するため、結果的に吸気カムシャフト２１２の回転位相は、クランクシャフトの回転位相に対して変化し、即ち吸気カムシャフト２１２のクランクシャフトに対する回転位相差が変化し、吸気カムシャフト２１２に固定された吸気バルブ２０７のバルブタイミングが変化する。この際、ＥＣＵ１００は、吸気バルブ２０７のバルブタイミングの目標変位角を演算し、ソレノイド２２８を駆動する駆動系に対しフィードバック電流値に相当する信号を供給してソレノイド２２８を制御する。その結果、Ｆ／Ｂモードでは、吸気カムシャフト２１２の回転位相差が、所望の値にフィードバック的に収束する。
【００５８】
＜保持モード＞
一方、液圧伝達系２２５を介して進角室２２０及び遅角室２２１に然るべき液圧が加えられた状態で、液圧制御弁２２６の弁体が非伝達位置に制御されると、保持モードが作動する。保持モードでは、進角室２２０及び遅角室２２１における液圧が保持されるため、進角室２２０及び遅角室２２１双方の液圧によってベーン２１９は固定され、クランクシャフトの回転に伴うハウジング２１７の回転がオイルを介してロータ２１８及びベーン２１９に伝達される。従って、ロータ２１８に固定された吸気カムシャフト２１２は、クランクシャフトとの間で一定の回転位相差が保持された状態でロータ２１８と一体に回転駆動される。ハイブリッド車両１０では、エンジン２００が稼動している期間においては基本的にフィードバックモードと保持モードとが適宜実行され、吸気バルブ２０７のバルブタイミングが目標値に維持される。
【００５９】
ここで、本実施形態において、吸気バルブ２０７のバルブタイミングは、ベーン２１９が所定の進角位置で停止した状態に対応する進角側バルブタイミングと、ベーン２１９が所定の遅角位置（上述の最遅角位置よりは進角側であるとする）で停止した状態に対応する遅角側バルブタイミングとの間で二値的に切り替えられるものとする。この際、ＥＣＵ１００は、予め設定されたバルブタイミングマップを参照し、進角側バルブタイミングと遅角側バルブタイミングとのうち、ハイブリッド車両１０の運転条件に適合する一方を目標バルブタイミングとして選択する。尚、このバルブタイミングマップは、ハイブリッド車両１０のアクセル開度Ｔａ（要求負荷）と車速Ｖとをパラメータとするマップとして構築されている。即ち、アクセル開度Ｔａと車速Ｖとの組み合わせ一つ一つに対し、いずれか一方のバルブタイミングが対応付けられた構成を採る。定性的には、アクセル開度Ｔａが大きい領域（即ち、高負荷領域）において進角側バルブタイミングが選択され、それ以外の領域で遅角側バルブタイミングが選択される。尚、このような本実施形態に係る吸気バルブ２０７のバルブタイミング制御は一例であり、吸気バルブ２０７のバルブタイミングは、例えばより多段階に又は連続的に可変に制御されてもよい。
【００６０】
＜動作線の制御＞
本実施形態に係るハイブリッド車両１０では、エンジン２００のクランクシャフトの回転速度と駆動軸３０２の回転速度との比たる変速比を自由に選択することができる。ここで、図６を参照し、係る変速比の制御の仕組みについて説明する。ここに、図６は、ハイブリッド駆動装置１０００の各部の動作状態を説明する動作共線図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００６１】
図６において、縦軸は回転速度を表しており、横軸には、左から順にモータジェネレータＭＧ１、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ２が表されている。ここで、動力分割機構３００は遊星歯車機構であり、サンギア３０３（即ち、実質的にＭＧ１）、プラネタリキャリア３０６（即ち、実質的にエンジン２００）及びリングギア３０１（即ち、実質的にＭＧ２）のうち二要素の回転速度が定まれば、残余の一要素の回転速度が必然的に決定される。即ち、共線図上において各要素の動作状態は、ハイブリッド駆動装置１０００の一動作状態について、１本の直線として表すことができる。
【００６２】
例えば、図６において、モータジェネレータＭＧ２の動作点を図示白丸ｍ１とし、エンジン２００の反力トルクを負担するモータジェネレータＭＧ１の動作点が図示白丸ｍ３であるとすれば、エンジン２００の動作点は必然的に図示白丸ｍ２となる。ここで、車速Ｖ（即ち、ＭＧ２の回転速度Ｎｍｇ２及び駆動軸３０２の回転速度と一義的である）を一定とすれば、ＭＧ１の回転速度Ｎｍｇ１を制御して、ＭＧ１の動作点を図示白丸ｍ４或いは白丸ｍ５に変化させた場合、エンジン２００の動作点は、夫々図示白丸ｍ６或いは白丸ｍ７に変化する。このように、ハイブリッド駆動装置１０００では、モータジェネレータＭＧ１を回転速度制御装置として利用し、エンジン２００を所望の動作点で動作させることが可能である。また、この際、駆動軸３０２の回転速度は変化しないため、必然的に変速比が無段階に変化するのである。ハイブリッド駆動装置１０００によれば、このような所謂電気ＣＶＴ機能を得ることができる。
【００６３】
エンジン２００の動作点は、ＲＯＭに格納された動作点マップに従って設定される。ここで、図７を参照し、係る動作点マップについて説明する。ここに、図７は、動作点マップの構成を概念的に表してなる模式図である。
【００６４】
図７において、エンジン２００の動作点は、図示実線で示される、上記進角側バルブタイミングに対応する進角側動作線又は上記遅角側バルブタイミングに対応する遅角側動作線と、エンジン要求出力に対応する等出力線とが交わる座標点として設定される。尚、図７には、等出力線の一例としてエンジン要求出力Ｐｉ（ｉ＝０，１，・・・，６）に夫々対応する７本の等出力線ＥＰｉ（ｉ＝０，１，・・・，６）が示されている。例えば、現時点のエンジン２００の要求出力がＰ５であるとする。この場合、エンジン２００の動作点は、吸気バルブ２０７のバルブタイミングが進角側バルブタイミングであれば図示動作点Ｍ０（機関回転速度ＮＥ０且つエンジントルクＴＥ１）に設定され、吸気バルブ２０７のバルブタイミングが遅角側バルブタイミングであれば図示動作点Ｍ１（同様にＮＥ１（ＮＥ１＞ＮＥ０）且つＴＥ０（ＴＥ０＜ＴＥ１））に設定される。
【００６５】
ここで、進角側動作線及び遅角側動作線（いずれも本発明に係る「動作線」の一例である）について説明する。尚、いずれの動作線も、エンジン要求出力に対しエンジン２００の熱効率が最大となる（燃料消費率が最小となる）最適燃費動作点を繋げて得られる動作線である。
【００６６】
吸気バルブ２０７のバルブタイミングが進角側バルブタイミングである場合、吸排気バルブのバルブオーバラップ量は遅角側バルブタイミングが選択される場合と較べて拡大する。このため、高回転領域においては排気慣性による吸気充填効率の向上が見込まれ、最大吸気量が遅角側バルブタイミングと較べて上昇する。従って、遅角側動作線よりも高負荷側（総じて熱効率が高い側）で動作点を設定することが可能である。一方、低回転領域においては、排気の一部が吸気系に戻されるため、進角側バルブタイミングではかえって吸気充填効率が低下し、吸気量は遅角側バルブタイミングと較べて低下する。
【００６７】
一方、吸気バルブ２０７のバルブタイミングが遅角側バルブタイミングである場合、吸排気バルブのバルブオーバラップ量は進角側バルブタイミングが選択される場合と較べて減少する。従って、高回転領域における吸気充填効率は、進角側バルブタイミングと較べて低下し、進角側動作線よりも軽負荷側で動作点を設定せざるを得なくなる。一方、低回転領域においては、内部ＥＧＲ量が進角側バルブタイミングと較べて減少するため、吸気充填効率は進角側バルブタイミングよりも高くなる。その結果、遅角側動作線は進角側動作線よりも高トルク側で設定される。
【００６８】
動作点マップは、上記進角側動作線及び遅角側動作線の各々について、エンジン要求出力に対応する各動作点に機関回転速度ＮＥ及びエンジントルクＴＥの値が対応付けられた構成を有しており、ＥＣＵ１００は、その時点で選択されている吸気バルブ２０７のバルブタイミングに対応する一方の動作線から、エンジン要求出力に対応する一の動作点を選択的に取得して、エンジン２００の動作点が係る選択された動作点となるように、ＭＧ１、ＭＧ２、スロットルバルブ２０５及びインジェクタ等を制御する。
【００６９】
ここで特に、吸気バルブ２０７のバルブタイミングを切り替えるに際しては、進角側動作線と遅角側動作線との間で動作線を切り替える必要が生じる。この動作線の切り替えは、以下に説明する第１及び第２動作線切り替え制御により行われる。尚、図７に示される動作線は、ハイブリッド駆動装置１０００においてエンジン２００が採り得る動作線の一例に過ぎず、また説明を分かり易くするため適宜模式化されている。従って、エンジン２００の動作線は、無論図７に例示される以外の態様を有していてよく、その場合も以下に記述する本実施形態に係る効果は担保される。
【００７０】
＜第１動作線切り替え制御の詳細＞
ここで、図８を参照し、第１動作線切り替え制御の詳細について説明する。ここに、図８は、第１動作線切り替え制御のフローチャートである。
【００７１】
図８において、ＥＣＵ１００は、現時点がエンジン２００の始動期間に該当するか否かを判別する（ステップＳ１０１）尚、第１動作線切り替え制御における「始動期間」とは、エンジン２００の始動時点からの経過時間であるエンジン始動後経過時間が、ＶＶＴコントローラ２１６の基準遅延時間Ｔｂ未満となる時間領域を指す。
【００７２】
ここで、基準遅延時間Ｔｂとは、エンジン始動後、ＶＶＴコントローラ２１６の作動制限が解除されるまでの時間である。補足すると、ベーン２１９は、解除液圧以下の液圧で回動可能であり、解除液圧に達さない時点でベーン２１９の回動を開始すると、ベーン２１９が所謂「噛んだ」状態となり、回動不能な状態となり得る。従って、基本的には、液圧が確実に解除液圧以上となるまで（即ち、エンジン始動後、基準遅延時間Ｔｂが経過するまで）ＶＶＴコントローラ２１６の作動を制限する必要が生じる。従って、係る基準遅延時間Ｔｂの値は、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて、エンジン始動後、ロック孔２２３に確実に解除液圧以上の液圧が供給される時間として設定されている。
【００７３】
エンジン２００が機関停止状態にあるか、或いは既にエンジン２００の始動期間が過ぎた場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１で待機させると共に、エンジン２００が始動し且つ始動後経過時間が上記基準遅延時間Ｔｂ未満である場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ＶＶＴ進角要求の有無を判別する（ステップＳ１０２）。
【００７４】
ここで、「ＶＶＴ進角要求」とは、吸気バルブ２０７のバルブタイミングを先述した進角側バルブタイミングに設定すべき旨の要求であり、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１０の運転条件と先述したバルブタイミングマップとに基づいてその有無を判別する。尚、本実施形態において、吸気バルブ２０７のバルブタイミングは、進角側バルブタイミングと遅角側バルブタイミングとの間で二値的に切り替えられるため、係るＶＶＴ進角要求が生じていない状態とは、即ち吸気バルブ２０７のバルブタイミングを遅角側バルブタイミングに設定すべき旨の要求が生じている状態と等価である。ＶＶＴ進角要求がない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻し、一連の処理を繰り返す。
【００７５】
尚、第１動作線切り替え制御は、エンジン２００の始動期間内においてなされる制御であり、エンジン始動期間外においてＶＶＴ進角要求が発生した場合は、公知の各種制御態様を伴ってＶＶＴコントローラ２１６は制御される。補足すると、エンジン始動期間外においてＶＶＴ進角要求が発生した場合は、既にロック孔２２３には解除液圧以上の液圧が加わっていることになるから、強制最遅角モードは既に解除されているか、或いは即座に解除可能な状態にある。従って、ＶＶＴ進角要求に応じて即座にＶＶＴコントローラ２１６を駆動制御することが可能である。
【００７６】
ステップＳ１０２においてＶＶＴ進角要求が有る場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、エンジン２００が始動する以前に停止していた期間たるエンジン停止期間Ｔｅが、基準値Ｔｅ０以下であるか否かを判別する（ステップＳ１０３）。尚、ハイブリッド車両１０では、内燃機関のみを動力源として備える車両と異なり、電動機（本実施形態で言えば、主としてＭＧ２）の動力のみにより所謂ＥＶ走行を行うことが可能である。従って、エンジン２００は、例えばイグニッションオン時等の他に、ＥＶ走行中にハイブリッド車両１０の運転条件が変化してＥＶ走行を継続し得ないと判断された場合（物理的、機械的若しくは電気的な制約又は制御上の制約等、その判断要素は各種存在してよい）等においても、その始動が適宜要求され得る。エンジン始動期間にＶＶＴ進角要求が発生する状態は、顕著には、このように走行中にエンジン２００が始動する場合（例えば、アクセルが踏み増しされてハイブリッド車両１０が加速状態となり、ハイブリッド車両１０の車速或いは要求出力がＥＶ走行可能な範囲を越えた場合等）に生じ得る。
【００７７】
ここで、エンジン２００が機関停止してより相応に長い時間が経過した定常的な機関停止状態においては、ＶＶＴコントローラ２１６に供給される液圧は十分に低下しており、エンジン２００のフリクションによりベーン２１９が最遅角位置まで回動するため、ロックピンがロック孔２２３に嵌合することとなって、ＶＶＴコントローラ２１６の制御モードは、先述した強制最遅角モードとなっている。従って、少なくとも上述した基準遅延時間Ｔｂが経過するまでは、ＶＶＴコントローラ２１６の駆動を開始することが実践上不可能となる。
【００７８】
一方、エンジン２００の停止後に、液圧がベーン２１９を回動せしめるのに要する液圧未満に低下するまでには、或いはベーン２１９が最遅角位置まで回動するには、夫々相応の経過時間を要するから、例えばエンジン２００が機関停止後十分なインタバルを経ることなく再始動する場合（特に、ＥＶ走行中には十分に起こり得る）等には、液圧の上昇を待つことなくバルブタイミングの制御が可能となり得る。ステップＳ１０２に係る基準値Ｔｅ０とは、このように、ＶＶＴコントローラ２１６に対し未だベーン２１９を回動させるのに十分な液圧が残存していると推定される時間値として、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて設定されている。
【００７９】
エンジン停止期間Ｔｅが基準値Ｔｅ０よりも長い場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ＶＶＴ作動インタバルΔＴｖをΔＴｖ１に設定する（ステップＳ１０６）と共に、エンジン停止期間Ｔｅが基準値Ｔｅ０以下である場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ＶＶＴ作動インタバルΔＴｖをΔＴｖ０に設定する（ステップＳ１０４）。
【００８０】
ここで、ＶＶＴ作動インタバルΔＴｖとは、ＶＶＴ進角要求が生じた時点からＥＣＵ１００がＶＶＴコントローラ２１６の駆動制御を開始する時点までの遅延時間である。ここで特に、エンジン始動時点からＶＶＴ進角要求が発生する（オンとなる）までの経過時間をＴｐとすると、ＶＶＴ作動インタバルΔＴｖ１は、下記（１）式により規定される。尚、経過時間Ｔｐの上限値は無論、基準遅延時間Ｔｂである（基準遅延時間よりも大きい値を採ると、エンジン始動期間外となり、第１動作線切り替え制御の制御範囲から逸脱して通常のＶＶＴ制御がなされる）。
【００８１】
ΔＴｖ１＝ΔＴｖ０＋（Ｔｂ−Ｔｐ）・・・（１）
即ち、ＶＶＴ作動インタバルΔＴｖ１は、最小値としてΔＴｖ０を採り且つ最大値としてΔＴｖ０＋Ｔｂを採る、経過時間Ｔｐに応じて連続的に可変な値である。尚、ΔＴｖ０はゼロに設定されていてもよいし、有意な時間値が設定されていてもよいが、迅速にＶＶＴコントローラ２１６の作動を開始させる観点から言えば、ゼロ或いはそれに順ずる小さい値が設定されるのが望ましい。ステップＳ１０４又はステップＳ１０６において、ＶＶＴ作動インタバルΔＴｖが設定されると、ＥＣＵ１００は、この設定されたＶＶＴ作動インタバルΔＴｖに従ってＶＶＴコントローラ２１６を駆動制御する一方で、この設定されたＶＶＴ作動インタバルΔＴｖに同期させる形でエンジン２００の動作線を切り替える（ステップＳ１０５）。動作線の切り替えがなされると、処理はステップＳ１０１に戻される。第１動作線切り替え制御は、このようにして実行される。
【００８２】
ここで、図９を参照し、係る第１動作線切り替え制御の効果について説明する。ここに、図９は、第１動作線切り替え制御の実行時における各部の動作を概念的に表してなる模式的なタイミングチャートである。
【００８３】
図９において、上段から順にエンジン２００の動作状態、ＶＶＴ進角要求の有無、ＶＶＴ進角量及びエンジン出力の夫々時間推移が示されている。
【００８４】
時刻Ｔ１において、エンジン２００が始動し、時刻Ｔ２においてＶＶＴ進角要求が発生したとする。また、ＶＶＴ進角量及びエンジン出力について、エンジン停止期間Ｔｅが基準値Ｔｅ０以下である場合の時間特性（以下、適宜「第１の特性」とする）を実線、エンジン停止期間Ｔｅが基準値よりも長い場合の時間特性（以下、適宜「第２の特性」とする）を破線として表すものとする。
【００８５】
ここで、第１の特性によれば、ＶＶＴコントローラ２１６に十分な液圧が加わっているとの判断の下、ＥＣＵ１００は、時刻Ｔ２から上記ΔＴｖ０が経過した時刻Ｔ３においてＶＶＴコントローラ２１６の駆動制御を開始する。その結果、時刻Ｔ３を境にベーン２１９は回動を開始し、時刻Ｔ４において、ＶＶＴ進角量が、進角側バルブタイミングを規定するベーン２１９の進角位置に相当する図示Ａ１に収束する。また、エンジン２００の動作線も、ＶＶＴ作動インタバルΔＴｖに同期して切り替えられるため、エンジン出力もまた時刻Ｔ３において増加し始め、時刻Ｔ４において要求出力たるＰｅ０に収束する。尚、実際には、ＥＣＵ１００が駆動制御を開始してからＶＶＴコントローラ２１６のベーン２１９が回動を開始するまでには、ＶＴコントローラ２１６の物理的、機械的又は電気的構成上生じ得る動作遅延が生じ得るが、ここでは、説明の煩雑化を防ぐ目的から省略する。
【００８６】
一方、第２の特性によれば、ＶＶＴコントローラ２１６が強制最遅角モードにあると判断されるため、上記（１）式に従って、ＶＶＴ作動インタバルΔＴｖが設定される。ここで、時刻Ｔ４と時刻Ｔ１との偏差を上記基準遅延時間Ｔｂとすると、ＶＶＴコントローラ２１６は、時刻Ｔ４から、上記ΔＴｖ０が経過した時刻Ｔ５において作動を開始し、時刻Ｔ５を境にベーン２１９は回動を開始し、時刻Ｔ６において、ＶＶＴ進角量が、進角側バルブタイミングを規定するベーン２１９の進角位置に相当する図示Ａ１に収束する。また、エンジン２００の動作線も、ＶＶＴ作動インタバルΔＴｖに同期して切り替えられるため、エンジン出力もまた時刻Ｔ５において増加し始め、時刻Ｔ６において要求出力たるＰｅ０に収束する。
【００８７】
このように、本実施形態に係る第１動作線切り替え制御によれば、エンジン始動期間にＶＶＴ進角要求が生じた場合に、信頼性を損なうことなく可及的に早期にＶＶＴコントローラ２１６の駆動制御を開始することが可能となる。この際、エンジン２００の動作線も、吸気バルブ２０７のバルブタイミングに同期するため、エンジン出力を早期に向上させることが可能となるのである。尚、第１動作線切り替え制御は、エンジン停止期間が比較的短い場合には、ＶＶＴコントローラ２１６を再度始動するために要する時間が短くて済む点に着眼した、エンジン停止期間に応じてＶＶＴコントローラ２１６の始動タイミングを可変とする技術思想に基づいたものであり、図８及び図９はその一例を示すに過ぎず、その実践的制御態様は、上記に限らず各種態様を採り得る。
【００８８】
＜第２動作線切り替え制御の詳細＞
次に、図１０を参照し、第２動作線切り替え制御の詳細について説明する。ここに、図１０は、第２動作線切り替え制御のフローチャートである。
【００８９】
図１０において、ＥＣＵ１００は、吸気バルブ２０７のバルブタイミングが進角側バルブタイミングから遅角側バルブタイミングへ切り替えられたか否か（近未来的に切り替えられることが明らかなタイミングを含む）を判別する（ステップＳ２０１）。この種の切り替えタイミングではない場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０１で処理を待機させると共に、この種の切り替えタイミングである場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ＶＶＴコントローラ２１６の駆動制御による吸気バルブ２０７のバルブタイミングを進角側バルブタイミングから遅角側バルブタイミングに切り替えると共に、下記（２）式により機関回転速度偏差ΔＮＥを算出し、この機関回転速度ΔＮＥが閾値Ａ以上であるか否かを判別する（ステップＳ２０２）。
【００９０】
ΔＮＥ＝ＮＥｂａｓｅ−ＮＥｔａｇ・・・（２）
（２）式において、ＮＥｂａｓｅは、基準機関回転速度であり、エンジン要求出力に応じて設定される動作点（尚、ステップＳ２０１の判別が「ＹＥＳ」側に分岐する場合、進角側動作線上の動作点である）の機関回転速度である。基準機関回転速度ＮＥｂａｓｅは、エンジン２００の機関回転速度の過渡的な目標値であり、本発明に係る「基準値」の一例である。また、ＮＥｔａｇは、目標回転速度であり、機関回転速度を基準機関回転速度へ収束させるにあたっての、機関回転速度の最終的な目標値である。目標回転速度ＮＥｔａｇは、本発明に係る「目標値」の一例である。尚、閾値Ａは、本発明に係る「所定値」の一例であるが、閾値Ａの詳細については後述する。
【００９１】
ＥＣＵ１００は、機関回転速度偏差ΔＮＥが閾値Ａ未満である場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、動作線切り替え時間ＴｍをＴｍ２に設定し（ステップＳ２０４）、機関回転速度偏差ΔＮＥが閾値Ａ以上である場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）動作線切り替え時間ＴｍをＴｍ１（Ｔｍ１＜Ｔｍ２）に設定する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３又はステップＳ２０４において動作線切り替え時間Ｔｍが設定されると、ＥＣＵ１００は、設定された動作線切り替え時間Ｔｍでエンジン２００の動作線を切り替える（ステップＳ２０５）。動作線の切り替えが終了すると、処理はステップＳ２０１に戻される。第２動作線切り替え制御はこのようにして実行される。
【００９２】
ここで、図１１を参照し、第２動作線切り替え制御の詳細について説明する。ここに、図１１は、第２動作線切り替え制御の実行時における各部の動作を概念的に表してなる模式的なタイミングチャートである。尚、同図において、図９と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【００９３】
図１１を参照する前に図７を参照して補足すると、進角側動作線から遅角側動作線へ動作線を切り替える際、エンジン動作点は、エンジン要求出力が例えば図示Ｐ５であれば、図示動作点Ｍ０から動作点Ｍ１へ切り替えられる。この場合、機関回転速度はＮＥ０からＮＥ１へと上昇することとなる。進角側動作線から遅角側動作線への動作線の切り替えは、定性的には高回転領域で生じ得るため、このように切り替えに際しては、基本的に機関回転速度ＮＥの上昇を伴い得る。尚、図１１を参照した説明では、動作線切り替え前の基準機関回転速度ＮＥｂａｓｅをＮＥ０、動作線切り替え後の基準機関回転速度ＮＥｂａｓｅをＮＥ１とする。
【００９４】
図１１において、上段から順に、ＶＶＴ進角要求の有無、ΔＮＥが閾値Ａ以上である場合の基準機関回転速度ＮＥｂａｓｅ及び目標機関回転速度ＮＥｔａｇの時間特性（以下、適宜「第１の時間特性」と称する）並びにΔＮＥが閾値Ａ未満である場合の基準機関回転速度ＮＥｂａｓｅ及び目標機関回転速度ＮＥｔａｇの時間特性（以下、適宜「第２の時間特性」と称する）が示されている。また、第１及び第２の時間特性の各々において、実線は基準機関回転速度ＮＥｂａｓｅに、破線は目標機関回転速度ＮＥｔａｇに夫々対応している。
【００９５】
図１１において、時刻Ｔ１０にＶＶＴ進角要求がオフとなり、吸気バルブ２０７のバルブタイミングが進角側バルブタイミングから遅角側バルブタイミングに切り替えられたとする。この進角要求がオフとなった時点から基準機関回転速度ＮＥｂａｓｅを最終目標であるＮＥ１に設定するまでの時間を動作線の切り替え時間Ｔｍと定義すると、第１の特性によれば、時刻Ｔ１０から動作線切り替え時間Ｔｍ１が経過した時刻Ｔ１１において動作線の切り替えが終了する。
【００９６】
ここで、目標機関回転速度ＮＥｔａｇは、ＶＶＴ進角要求がオフになる以前から機関回転速度ＮＥが上昇傾向にあるため、時刻Ｔ１０において基準機関回転速度ＮＥｂａｓｅ（即ち、ＮＥ０）未満のＮＥ４であり、最終的にＮＥ１に収束するのは、時刻Ｔ１１よりも遅い時刻Ｔ１２となっている。即ち、目標回転速度ＮＥｔａｇが設定されてからモータジェネレータＭＧ１の回転制御により実際にエンジン２００の機関回転速度ＮＥがそれに追従するまでの時間を無視すれば、この場合、実際にエンジン２００の動作点が切り替わるのは、時刻Ｔ１２となる。
【００９７】
一方、第２の特性によれば、時刻Ｔ１０から動作線切り替え時間Ｔｍ２が経過した時刻Ｔ１３において動作線の切り替えが終了する。第１の特性と同様に、目標機関回転速度ＮＥｔａｇは、ＶＶＴ進角要求がオフになる以前から機関回転速度ＮＥが上昇傾向にあるため、時刻Ｔ１０において基準機関回転速度ＮＥｂａｓｅ（即ち、ＮＥ０）未満のＮＥ５であり、最終的にＮＥ１に収束するのは、時刻Ｔ１３よりも遅い時刻Ｔ１４となっている。即ち、目標回転速度ＮＥｔａｇが設定されてからモータジェネレータＭＧ１の回転制御により実際にエンジン２００の機関回転速度ＮＥがそれに追従するまでの時間を無視すれば、この場合、実際にエンジン２００の動作点が切り替わるのは、時刻Ｔ１４となり、動作点が切り替わるまでに、機関回転速度偏差ΔＮＥが閾値Ａ以上である場合と較べて、時刻Ｔ１４と時刻Ｔ１２との偏差に相当する時間遅延が発生することとなる。
【００９８】
エンジン２００の動作点は、既に述べたように、エンジン２００の熱効率が可及的に大きくなるように（或いは、ハイブリッド駆動装置１０００のシステム効率が可及的に大きくなるように）設定されており、動作点の切り替えに要する時間は、ハイブリッド車両１０の燃費に直結する。従って、第２の特性は、第１の特性と較べて、ハイブリッド車両１０の燃費の観点からは、実践上有意な差異として顕在化し得るか否かは別として劣る特性となる。
【００９９】
このように、動作線切り替え時間Ｔｍは、基本的に短い方が好ましいことは明らかであるが、その一方で、動作線切り替え時間Ｔｍの短縮方向への変化は、動作線（動作点でも同様である）切り替え期間中における機関回転速度ＮＥの変動の度合いを増大させる方向に作用する。
【０１００】
上記例で言えば、機関回転速度偏差ΔＮＥが閾値Ａ以上である場合、動作線の切り替え速度は（ＮＥ１−ＮＥ０）／Ｔｍ１となり、機関回転速度偏差ΔＮＥが閾値Ａ未満である場合の切り替え速度たる（ＮＥ１−ＮＥ０）／Ｔｍ２よりも高くなる。この種の過渡的な回転変動は、ドライバビリティの低下を招来する要因となる。即ち、定性的には、この種の動作線の切り替え期間において、燃費とドライバビリティとは背反の関係となる。
【０１０１】
一方、動作線の切り替え期間中に回転変動が生じたとしても、動作線の切り替え以前に既に相応の回転変動が生じている場合、回転変動の度合い自体に変化はなくとも、ドライバビリティに与える影響は軽減される。
【０１０２】
ここで特に、機関回転速度偏差ΔＮＥの大きさは、動作線切り替え要求が生じる以前における機関回転速度ＮＥの変動の度合いと一義的な関係があり、基準機関回転速度ＮＥｂａｓｅの変化が大きい場合、目標機関回転速度ＮＥｔａｇの追従が遅れるため、ΔＮＥもまた大きくなる。即ち、ΔＮＥの大小は、当該回転変動の度合いの大小に夫々一対一、一対多、多対一又は多対多に対応する。
【０１０３】
例えば、図１１を参照すれば、機関回転速度偏差ΔＮＥが閾値Ａ以上である場合に対応する第１の特性において、動作線切り替え以前における機関回転速度の変化率は、（ＮＥ０−ＮＥ３）／ｄｔ１＝（ＮＥ４−ＮＥ２）／ｄｔ１であり、ΔＮＥが閾値Ａ未満である場合に対応する第２の特性における当該変化率たる、（ＮＥ０−ＮＥ７）／ｄｔ１＝（ＮＥ５−ＮＥ６）／ｄｔ１よりも大きい。
【０１０４】
このため、機関回転速度偏差ΔＮＥと閾値Ａとの比較判別結果に基づいて動作線の切り替え時間を適切に制御することが可能となるのである。本実施形態において、閾値Ａは、それ以上の領域が、動作線切り替え時間Ｔｍ１に従って早期に動作線を切り替えてもドライバビリティの低下が少なくとも実践的にみて顕在化しない程度の機関回転速度の変動が生じている場合に対応するように、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて設定されている。
【０１０５】
このように、第２動作線切り替え制御によれば、ドライバビリティの低下を招来しない範囲で可及的に早期に動作線を切り替えることが可能となり、エンジン２００を可及的に高効率に動作させることが可能となるのである。
【０１０６】
尚、ここでは、動作線切り替え時間ＴｍはＴｍ１とＴｍ２との間で二値的に切り替えられる構成としたが、ＶＶＴ進角要求がオンからオフに変化した時点のエンジン要求出力或いは基準機関回転速度ＮＥｂａｓｅの値によっては、動作線切り替え時間Ｔｍが同一でも動作線切り替え速度は変化し得る。係る点に鑑みれば、動作線切り替え時間Ｔｍは、多段階に又は連続的に切り替えられてもよい。即ち、本発明の本質的な技術思想は、動作線切り替え前後における機関回転速度の過度な変動を防止した上で可及的に早期に動作線を切り替える点にあり、一の目標偏差（動作線切り替え前後の基準機関回転速度の偏差）について、機関回転速度偏差ΔＮＥの大小が動作線切り替え時間Ｔｍの小大に夫々対応する限りにおいて、目標偏差毎の動作線切り替え時間又は機関回転速度偏差ΔＮＥに係る閾値の設定態様はどのようなものであってもよく、いずれにせよ本発明に係る「特定された偏差に応じて動作線の切り替え時間を制御する」動作の範疇である。
【０１０７】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１のハイブリッド車両に搭載されるハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図３】図２のハイブリッド駆動装置を構成するエンジンの一平面構成を例示する模式図である。
【図４】図１のハイブリッド車両に備わるＶＶＴコントローラの、吸気カムシャフトと直交する平面における模式断面図である。
【図５】図４のＶＶＴコントローラを駆動する液圧伝達系の模式図である。
【図６】図２のハイブリッド駆動装置の各部の動作状態を説明する動作共線図である。
【図７】動作点マップの構成を概念的に表してなる模式図である。
【図８】ＥＣＵにより実行される第１動作線切り替え制御のフローチャートである。
【図９】図８の第１動作線切り替え制御の実行時における各部の動作を概念的に表してなる模式的なタイミングチャートである。
【図１０】ＥＣＵにより実行される第２動作線切り替え制御のフローチャートである。
【図１１】図１０の第２動作線切り替え制御の実行時における各部の動作を概念的に表してなる模式的なタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１０９】
１０…エンジンシステム、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０１…シリンダ、２１６…ＶＶＴコントローラ、２１７…ハウジング、２１８…ロータ、２１９…ベーン、２２０…進角室、２２１…遅角室、２２３…ロック孔、２２５…液圧伝達系、２２６…液圧制御弁、２２７…スプリング、２２８…ソレノイド、３００…動力分割機構、１０００…ハイブリッド駆動装置、ＭＧ１、ＭＧ２…モータジェネレータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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