(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに配設されて吸気弁の開閉時期を変更する可変動弁手段と、
運転状態を検出する手段と、
運転状態に応じて燃料噴射量制御及び燃料カット制御または点火時期制御及び点火カット制御を行う燃焼制御手段と、
前記運転状態に応じて前記可変動弁手段を制御する吸気弁制御手段とを備えた内燃機関の可変動弁制御装置において、
前記吸気弁制御手段は、前記燃焼制御手段が燃料カット制御または点火カット制御を行っている間であって機関回転数が所定の低回転域にあるときに起振力を低減する吸気弁開閉時期に設定する一方、前記燃焼制御手段が燃料カット制御または点火カット制御を行っている間であって、機関回転数が前記所定の低回転域より高回転側にあるときに、機関回転数が低下するほど吸気弁開閉時期を進角側に設定することを特徴とする内燃機関の可変動弁制御装置。
【請求項２】
前記燃焼制御手段は、燃料カット制御または点火カット制御から再始動を行う際には、運転状態に応じて、即座に燃焼を再開させる第１の始動制御と、所定時間クランキングした後に燃焼を再開する第２の始動制御を選択的に切り換えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関に設けた可変動弁機構の制御に関し、特に、内燃機関と電動モータを組み合わせたハイブリッド車両に好適な可変動弁制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から排気エミッションを低減するため、エンジンと電動モータを組み合わせて、いずれか一方または双方の駆動力により走行するハイブリッド車両が知られており、例えば、鉄道日本社刊「自動車工学」  VOL.46  No7  １９９７年６月号の第３９頁〜５２頁に開示されるものがある。
【０００３】
これは、エンジンの熱効率が低下する低車速域では、主にモータによって車両の推進を行う一方、車速や負荷が増大するとエンジンの再始動や燃料噴射の再開により、主駆動源をモータからエンジンに切り換えている。そして、減速時では運動エネルギーをモータによって回生し、バッテリの充電を行って、車両の熱効率を向上させるものである。
【０００４】
加えて、エンジンには吸気カムシャフトの位相を連続的に変更可能な可変動弁機構を備えており、例えば、都市部などの走行で発進、停止を繰り返すような運転状況では、エンジンの停止と再始動が頻繁に行われるため、吸気弁閉弁時期を遅らせて、エンジンのフリクションを低減することで始動性を向上させ、同様に、エンジンを停止させる際にも吸気弁閉弁時期を遅らせて、エンジンの有効圧縮比を低下させ、起振力を低減させることでエンジンの振動低減を図っている。また、部分負荷運転時では、バルブオーバーラップを大きく設定することで内部ＥＧＲ率を高めて燃費の向上を図っている。
【０００５】
また、特開平９−２４２５２０号公報に開示されるように、吸気カムシャフトの位相を連続的に変更可能な可変動弁装置を備えたエンジンが知られている。
【０００６】
これは、エンジン回転数、吸入空気量、スロットル開度及びエンジン冷却水温を検出し、これら検出した運転状態に応じて、吸気カムシャフトの位相を変更することで、熱効率や運転性が向上するようにバルブタイミングを設定するもので、例えば、冷却水温が低いときには、吸気弁開弁時期を早めて体積効率を向上させ、始動時の安定性を確保している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、可変動弁装置をハイブリッド車両のエンジンに適用した場合、エンジンを停止または燃料カットしてモータによって車両の推進を行う低車速域中であっても、バッテリの残量が低下した場合や急加速を行う際には、即座にエンジンの再始動を行って、速やかにエンジントルクを増大する必要がある一方、通常の再始動時では、静粛性を確保するためエンジンのフリクションを低減して振動を低減する必要がある。
【０００８】
しかしながら、上記従来例では、エンジンのフリクション低減による減速時のモータ回生量の増大と、エンジン再始動時の振動低減や部分負荷運転時の燃費向上を優先して吸気カムシャフトの位相を設定しているため、急加速時や充電量不足により始動直後にエンジンのトルクを迅速に立ち上げることができず、エンジントルクが不足して運転性が低下する場合があった。
【０００９】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、可変動弁装置を備えたエンジンを始動する際に、運転状態に応じてエンジンフリクションの低減とエンジントルクの確保を両立させて、運転性を向上させることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、エンジンに配設されて吸気弁の開閉時期を変更する可変動弁手段と、運転状態を検出する手段と、運転状態に応じて燃料噴射量制御及び燃料カット制御または点火時期制御及び点火カット制御を行う燃焼制御手段と、前記運転状態に応じて前記可変動弁手段を制御する吸気弁制御手段とを備えた内燃機関の可変動弁制御装置において、前記吸気弁制御手段は、前記燃焼制御手段が燃料カット制御または点火カット制御を行っている間であって機関回転数が所定の低回転域にあるときに起振力を低減する吸気弁開閉時期に設定する一方、前記燃焼制御手段が燃料カット制御または点火カット制御を行っている間であって、機関回転数が前記所定の低回転域より高回転側にあるときに、機関回転数が低下するほど吸気弁開閉時期を進角側に設定する。
【００１４】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記燃焼制御手段は、燃料カット制御または点火カット制御から再始動を行う際には、運転状態に応じて、即座に燃焼を再開させる第１の始動制御と、所定時間クランキングした後に燃焼を再開する第２の始動制御を選択的に切り換える。
【００１５】
【発明の効果】
したがって、第１の発明は、燃料カットまたは点火カットを行う内燃機関では、エンジンの再始動が頻繁に起こる場合があり、特に、ハイブリッド車両では、熱効率の低下する低速域では、積極的に燃料カットまたは点火カットを行って内燃機関を停止させるため、再始動が頻繁に行われるが、燃料カット制御または点火カット制御を行っている間であって機関回転数が所定の低回転域にあるときに起振力を低減する吸気弁開閉時期に設定する一方、前記燃焼制御手段が燃料カット制御または点火カット制御を行っている間であって、機関回転数が前記所定の低回転域より高回転側にあるときに、機関回転数が低下するほど吸気弁開閉時期を進角側に設定することにより、再始動時の振動の抑制及び再始動に要するエネルギの低減と、始動直後のエンジントルクの確保を両立させることが可能となる。
【００１９】
また、第２の発明は、燃料カット制御または点火カット制御から再始動を行う際には、駆動トルクを急増する場合などでは、即座に燃焼を再開させる第１始動制御により運転状態に応じたトルクを得て運転性を向上させ、通常の再始動時では所定時間クランキングした後に燃焼を再開する第２始動制御により、吸入空気量を正確に測定することができるため、高精度の燃焼制御を行って、燃費の向上とエミッションの抑制を図ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本発明を適用可能なハイブリッド車両の一例を示し、エンジンまたは電動モータのいずれか一方、または双方の駆動力を用いて車両の推進を行うものである。
【００２２】
図１において、太実線は機械力の伝達経路を示し、破線は電力の経路を示し、さらに、細実線は制御系統を示し、二重線は油圧系統を示している。
【００２３】
この車両のパワートレインは、モータ１、エンジン２、クラッチ３、モータ４、無段変速機５、減速装置６、差動装置７及び駆動輪８から構成される。モータ１の出力軸とエンジン２の出力軸及びクラッチ３の入力軸は互いに連結されており、また、クラッチ３の出力軸、モータ４の出力軸及び無段変速機５の入力軸は互いに連結されている。
【００２４】
クラッチ３の締結時には、エンジン２とモータ４の少なくとも一方が車両の推進源となり、クラッチ３の解放時には、モータ４のみが車両の推進源となる。これらエンジン２またはモータ４の駆動力は、無段変速機５、減速装置６及び差動装置７を介して駆動輪８へ伝達される。
【００２５】
ここで、クラッチ３は、例えば、パウダークラッチ等で構成され、解放状態から締結状態までの間で、任意のクラッチ容量に設定することができ、例えば、中間容量のときには、クラッチ３をスリップさせながらトルクを伝達する一方、締結時（最大容量）には、入力軸と出力軸を結合してトルクの伝達を行う。
【００２６】
なお、Ｖベルト式やトロイダル式で構成された無段変速機５には、油圧装置９の図示しないポンプから圧油が供給されており、このポンプはモータ１０によって駆動される。
【００２７】
モータ１（第２モータ）は、主としてエンジン２の始動と発電に用いられ、モータ４（第１モータ）は、主として車両の推進と運動エネルギーの回生に用いられる。
【００２８】
もちろん、クラッチ３の締結時には、モータ１を車両の推進と回生に用いることもでき、モータ４をエンジン２の始動や発電に用いることもできる。なお、モータ１、４、１０は交流機で構成され、それぞれインバータ１１〜１３を介してバッテリ１５に接続される。
【００２９】
上記パワートレインは、マイクロコンピュータを主体に構成されたコントローラ１６によって制御され、このコントローラ１６は、図２に示すように、インバータ１１を介してモータ１による発電やエンジン２の始動を制御するモータ制御部３０、エンジン２の燃料噴射量や点火時期の制御に加え、ソレノイド４１を介して吸気カムの開閉時期を変更可能なカム作動作動タイミング可変機構５０を制御するエンジン制御部３１、クラッチ３の締結、解放を制御するクラッチ制御部３２、インバータ１２を介してモータ４による推進や回生を制御するモータ制御部３３、車両の運転状態に応じて無段変速機５の変速比を制御するため、インバータ１３、モータ１０を介して油圧装置９を駆動するＣＶＴ制御部３４から構成される。
【００３０】
ここで、運転状態としては、アクセル開度センサ２２が検出したアクセルペダルの踏み込み量ＡＰＳ、エンジン回転数センサ２７が検出したエンジン２の回転数Ｎｅ（＝モータ１回転数Ｎｍｂ）、エアフローメータ２５が検出した吸入空気量Ｑａ、水温センサ２８が検出したエンジン２の冷却水温Ｔｗ、入力軸回転センサ２３が検出した無段変速機５の入力軸回転数Ｎｉ（＝モータ４の回転数Ｎｍａ）、車速センサ２４が検出した車速ＶＳＰ、バッテリ状態センサ２６が検出したバッテリ１５の充電状態ＳＯＣ（＝State of charge）、バッテリ温度センサ２１が検出したバッテリ１５の温度ＴＭＰｂａｔ、ブレーキ圧センサ３５が検出したマスターシリンダ圧Ｐｍｃ等がコントローラ１６へ入力される。
【００３１】
｛１．制御装置｝
上記運転状態に基づいて、コントローラ１６は、エンジン２とモータ４の駆動力を選択して車両の駆動を行う一方、アクセルペダルが解放されたときにはモータ４で回生を行い、また、バッテリ１５の状態に応じてエンジン２とモータ１、４で発電または回生し、バッテリ１５の充電を行うもので、この駆動力制御は、例えば、次表のように設定される。
【００３２】
【表１】
0003719339.tif 000002
【００３３】
上記表１に基づく制御では、バッテリ１５の充電状態ＳＯＣ、温度ＴＭＰｂａｔが適切な状態で発進すると、アクセル踏み込み量ＡＰＳが小さい場合では、エンジン２を停止するとともに、クラッチ３を解放してモータ４によって車両の推進を開始し、アクセル踏み込み量ＡＰＳを小に維持して車速ＶＳＰが増大させ、所定の高車速になると、エンジン２を始動するとともにクラッチ３を締結し、モータ４の作動を停止して主駆動源をエンジン２へ切り換えるのである。
【００３４】
このとき、エンジン２の始動は、振動を低減するとともに、始動に要する電力消費を抑制するため、後述するように、所定時間モータ１によってエンジン２をクランキングしてから燃料噴射及び点火を開始するモータリング始動が行われ、エンジン２の完爆後にクラッチ３の締結を行って、主駆動源をエンジン２へ切り換える。
【００３５】
一方、アクセル踏み込み量ＡＰＳが小で発進した後、アクセルペダルの踏み増しなどによりアクセル踏み込み量ＡＰＳが大側に変化すると（目標駆動トルクの増大）、エンジン２の再始動が行われて、クラッチ３を半締結状態（中間容量）にして、モータ４に加えてエンジン２の駆動トルクによって加速を行う。
【００３６】
あるいは、アクセル踏み込み量ＡＰＳが小で発進した後、低車速域であっても、バッテリ残量の低下（バッテリ充電状態ＳＯＣが過小）になると、エンジン２の再始動が行われ、クラッチ３を半締結状態（中間容量）にしてモータ４の作動を停止させる一方、エンジン２の駆動トルクによって車両の推進と、モータ１による発電が行われて、バッテリ１５に充電しながら車両の推進が行われる。
【００３７】
これら、目標駆動トルクの増大時や、バッテリ残量の低下時には、急速にエンジン２の駆動トルクを立ち上げて、車両の推進や発電を行う必要があるため、後述するような即始動制御が行われる。
【００３８】
｛２．可変動弁装置｝
ここで、エンジン２に配設された可変動弁機構としては、図３に示すように、吸気カム５１の開閉時期（換言すれば、吸気弁の開閉時期）を連続的に変更可能なカム作動タイミング可変機構５０を採用した場合について説明する。
【００３９】
これは、「ブルーバード  新型車解説書  （追補版ＩＩ）」（平成１０年９月日産自動車株式会社  発行）の第Ｂ−９１頁に開示されるものと同様に構成され、図３において、カム作動タイミング可変機構５０は、吸気カム５１の一端に設けたカムスプロケット５２側に配設されて、カムスプロケット５２を設けたアウターハウジング５３の内周には、相対回転可能なインナーハウジング５４が吸気カム５１に結合され、アウターハウジング５３の内周とインナーハウジング５４の外周との間の環状の空間には、軸方向へ変位可能な環状のピストン５５が収装される。
【００４０】
そして、このピストン５５の内周及び外周とアウターハウジング５３の内周及びインナーハウジング５４の外周は、ヘリカルスプライン５６、５６を介して係合し、ピストン５５の軸方向変位に応じて、カムスプロケット５２側のアウターハウジング５３と吸気カム５１側のインナーハウジング５４は相対的に回動することで、吸気カム５１の開閉時期、すなわち、図示しない吸気弁の開閉時期を図４に示すように、進角位置から遅角位置の間で任意に設定するものである。
【００４１】
このため、アウターハウジング５３の端部側とピストン５５が対向する位置には進角側油室５７が、吸気カム５１側には遅角側油室５８が画成され、これら油室５７、５８は吸気カム５１内部に形成した油路８９、６０を介して制御弁６１に接続される。
【００４２】
制御弁６１は、エンジン制御部３１に駆動されるソレノイド４１からの油圧に基づいて、進角側油室５７と遅角側油室５８の圧油の吸排を行うことで、ピストン５５を軸方向へ変位させ、吸気カム５１の位相を変更して吸気弁の開閉時期を可変制御する。
【００４３】
制御弁６１が進角側油室５７の油圧を増大する一方、遅角側油室５８の油圧を減少すると、ピストン５５は図中右側へ変位し、吸気カム５１の開閉時期は図４に示す実線の位置へ向けて変化する。逆に、進角側油室５７の油圧を減少する一方、遅角側油室５８の油圧を増大すると、ピストン５５は図中左側へ変位し、吸気カム５１の開閉時期は図４に示す一点鎖線の位置へ向けて変化し、吸気カム５１の開閉時期を任意のタイミングに設定することができる。
【００４４】
いま、カム作動タイミング可変機構５０が、図４の一点鎖線に示すように、遅角側に設定されて吸気弁閉時期が最大遅角位置θ３側にあるときは、クランク軸の角度が上死点ＴＤＣを過ぎたあたりから吸気弁を開弁させ、下死点ＢＤＣ後のθ３（吸気弁閉最大遅角位置）側で閉弁させることで、シリンダへ吸入される空気量を最終的に減少させることで、ポンピングロスが最小となる吸気カム５１の作動タイミングとなる。
【００４５】
一方、図中実線のように、吸気カム５１の開閉時期を進角側に設定されて、吸気弁開時期が最大進角位置θ２側にあるときは、上死点ＴＤＣ前のθ２から吸気弁を開弁させて、吸入空気量の増大を図り、エンジン２のトルクを確保することができる。
【００４６】
このような、吸気カム５１の作動タイミング（開閉時期）制御は、エンジン２の始動時にも行われ、特に、モータリング時では、燃料カット期間中にエンジンのフリクション、すなわち、ポンピングロスを低減してモータ１の出力を抑制するとともに、エンジン起動の初期には作動タイミングを最遅角位置（図中一点鎖線）に設定して、実圧縮比を下げることによりエンジンの起振力を低減させる。
【００４７】
一方、モータリング中の燃料噴射開始時には、エンジン冷却水温Ｔｗに応じてエンジントルクが迅速に立ち上がるように作動タイミングを変更する。
【００４８】
｛３．始動制御｝
ここで、主駆動源をモータ４からエンジン２へ切り換える際に、上記エンジン制御部３１で行われるモータリング始動制御と即始動制御及び吸気カム５１の作動タイミング制御の一例について、図５以降のフローチャートを参照しながら以下に詳述する。なお、図５以降のフローチャートは、始動制御のメインルーチンで、所定時間毎、例えば、１０msec毎に実行されるものである。また、図６、図７、図９、図１１、図１３、図１５、図１９、図２３、図２４はそれぞれ、図５のサブルーチンを示す。
【００４９】
まず、制御の概要について、図５のメインルーチンについて説明すると、ステップＳ１では、各モータ４、１、１０の運転状態からバッテリ１５の直流消費電力Ｗｄｃｄｃを演算し、次に、ステップＳ２では、バッテリ状態センサ２６が検出したバッテリ１５の充電状態ＳＯＣとバッテリ温度センサ２１が検出したバッテリ１５の温度ＴＭＰｂａｔより、持ち出し可能電力Ｗｂａｔｐを演算する。
【００５０】
そして、ステップＳ３では、バッテリ１５の持ち出し可能電力Ｗｂａｔｐから消費電力Ｗｄｃｄｃとモータ１、１０の消費電力Ｗｍｂ、Ｗｍｃを差し引いてモータ４が使用可能な電力を演算するとともに、この使用可能な電力に応じてモータ４が発生可能な最大トルクＴｍａｍｘを演算する。
【００５１】
次に、ステップＳ４では、運転状態に応じて目標駆動トルクＴｄｒｖを演算するとともに、ステップＳ５では、現在の主駆動源であるモータ４が発生可能な最大駆動トルクと、ステップＳ４で求めた目標駆動トルクＴｄｒｖとを比較して、目標駆動トルクが現在の最大駆動トルクを超える場合には、ステップＳ７へ進んで、エンジン２を即座に始動させる即始動制御を行う一方、ステップＳ５の判定で、目標駆動トルクがモータ４の最大駆動トルク以下の場合には、ステップＳ６へ進む。
【００５２】
ステップＳ６では、車速ＶＳＰが主駆動源をモータ４からエンジン２へ切り換える所定値ＶＳＭＡＭＸ＃を超えたか否かを判定し、所定値ＶＳＭＡＭＸ＃を超えていれば、ステップＳ８へ進んで、所定時間だけエンジン２をクランキングしてから燃料噴射及び点火を行うモータリング始動制御を開始する一方、そうでない場合には、ステップＳ９へ進んで燃料噴射及び点火を停止する。所定値ＶＳＭＡＭＸ＃は、上記表１に示したように、エンジン２の駆動力を付加する高車速域に設定される。
【００５３】
エンジン２の始動方法または停止を選択した後には、ステップＳ１０へ進んで始動時の吸気カム５１の作動タイミング制御を行って処理を終了する。
【００５４】
次に、上記ステップＳ１〜Ｓ１０の各サブルーチンについて説明する。
【００５５】
まず、上記ステップＳ１で行われる消費電力演算のサブルーチンは、図６に示すように、ステップＳ１１でモータ４の駆動トルクＴｍａと回転数Ｎｍａを読み込んで、ステップＳ１２で、これら駆動トルクＴｍａと回転数Ｎｍａに基づいて図示しないマップなどからモータ４の損失電力Ｗｍａｌｓを演算する。
【００５６】
次に、ステップＳ１３では、損失電力Ｗｍａｌｓ、駆動トルクＴｍａ及び回転数Ｎｍａからモータ４の消費電力Ｗｍａを、
Ｗｍａ＝Ｗｍａｌｓ＋Ｔｍａ×回転数Ｎｍａ×1.047488×10-4 ………（１）
より演算する。なお、1.047488×10-4は、所定の変換定数である。
【００５７】
ステップＳ１４〜Ｓ１６、ステップＳ１７〜Ｓ１９では、モータ１、１０について上記と同様に消費電力Ｗｍｂ、Ｗｍｃを演算する。
【００５８】
そして、ステップＳ２０では、バッテリ１５の電圧Ｖｂ、電流Ｉｂを読み込んでから、バッテリ１５の消費電力Ｗdcdcを、
Ｗdcdc＝Ｖｂ×Ｉｂ−Ｗｍａ−Ｗｍｂ−Ｗｍｃ  ………（２）
より演算し、図５のメインルーチンへ復帰する。
【００５９】
次に、図５のステップＳ２で行われるバッテリ持ち出し可能電力は、図７に示すように、ステップＳ３０で、バッテリ状態センサ２６からバッテリ１５の充電状態ＳＯＣと、バッテリ温度センサ２１から温度ＴＭＰｂａｔを読み込み、ステップＳ３１で、図８に示すようなマップに基づいて、充電状態ＳＯＣと、バッテリ１５の温度ＴＭＰｂａｔから、持ち出し可能電力Ｗｂａｔを求めて、図５のメインルーチンへ復帰する。
【００６０】
同じく、図５のステップＳ３で行われる、モータ４の最大駆動トルクＴｍａｍｘの演算は、図９に示すように、まずステップＳ４０では、上記ステップＳ２（Ｓ３０〜Ｓ３１）で求めた持ち出し可能電力Ｗｂａｔを読み込むとともに、ステップＳ４１〜Ｓ４３では、上記ステップＳ１（Ｓ１１〜Ｓ２１）で求めた、モータ１の消費電力Ｗｍｂ、モータ１０の消費電力Ｗｍｃ、バッテリ１５の消費電力Ｗdcdcを読み込む。
【００６１】
そして、ステップＳ４４では、モータ４の消費可能電力Ｗmapを、持ち出し可能電力Ｗｂａｔから各消費電力を差し引いて、
Ｗmap＝Ｗｂａｔ−Ｗｍｂ−Ｗｍｃ−Ｗdcdc  ………（３）
より演算する。
【００６２】
次に、ステップＳ４５では、この使用可能電力Ｗｍａｐと、図６のステップＳ１１で読み込んだモータ４の回転数Ｎｍａから、図１０に示すマップに基づいてモータ４の損失Ｗｍａｌｓｐを演算してから、モータ４の実効電力Ｗｍａｐｄを
Ｗmapd＝Ｗmap−Ｗmalsp  ………（４）
より算出し、ステップＳ４７では、実効電力Ｗｍａｐｄと回転数Ｎｍａ及び変換定数より、モータ４が発生可能な最大トルクＴｍａｍｘを
Ｔmamx＝Ｗmapd／Ｎｍａ／1.047488×10-4  ………（５）
として演算し、図５のメインルーチンへ復帰する。
【００６３】
次に、図５のステップＳ４で行われる目標駆動トルクＴｄｒｖの演算は、図１１に示すように、ステップＳ５０で、車速ＶＳＰとアクセルペダル踏み込み量ＡＰＳ、ブレーキ圧センサ３５が検出したマスターシリンダ圧Ｐｍｃを読み込む。
【００６４】
ステップＳ５１では、図１２に示すマップから、車速ＶＳＰとアクセルペダル踏み込み量ＡＰＳに応じた目標駆動トルクＴｄｒｖ０を求め、ステップＳ５２では、車速ＶＳＰに応じたクリープトルクＴｃｌｐ０を、図１３のマップに基づいて演算し、ステップＳ５３では、マスターシリンダ圧Ｐｍｃに応じたクリープトルク補正定数Ｋｔｃｌｐ０を、図１４のマップから求める。
【００６５】
そして、ステップＳ５４では、上記目標駆動トルクＴｄｒｖ０、クリープトルクＴｃｌｐ０、クリープトルク補正係数Ｋｔｃｌｐ０より、目標駆動トルクＴｄｒｖを、
Ｔｄｒｖ＝Ｔｄｒｖ０＋Ｔｃｌｐ０×Ｋｔｃｌｐ  ………（６）
として演算してから、図５のメインルーチンへ復帰する。
【００６６】
そして、上記図５のステップＳ５で行われる判定は、この目標駆動トルクＴｄｒｖと、上記ステップＳ３で求めたモータ４の最大トルクＴｍａｍｘに無段変速機５の変速比ｉｐと差動装置７の減速比ＲＴＯ＃を乗じた軸トルクとを比較して、即始動制御を行うか否かを判定している。
【００６７】
一方、上記ステップＳ５で即始動制御の開始が判定された場合に実行される、ステップＳ７は、図１５に示すように、ステップＳ６０で燃料カットフラグ＃ＦＣＵＴＲＱを０にリセットして、エンジン制御部３１による燃料噴射制御を再開させる。燃料カットフラグ＃ＦＣＵＴＲＱは、０のときに燃料噴射カット、１のときに燃料噴射制御を許可するものである。
【００６８】
なお、表１に示したように、クラッチ３が解放、かつエンジン２が停止している場合には、燃料カットフラグ＃ＦＣＵＴＲＱのリセットと同時に、モータ１を駆動してエンジン２の再始動を行う。
【００６９】
また、上記図５のステップＳ８で行われるモータリング始動制御は、図１６に示すように、まず、ステップＳ７０で、水温センサ２８が検出したエンジン２の冷却水温Ｔｗを読み込んで、図１７のマップに基づいて、水温Ｔｗに応じたエンジン回転数Ｎｅのしきい値Ｎｅｍを求めるとともに、上記表１より、クラッチ３が解放状態でエンジン２が停止していればモータ１を駆動して、エンジン２のクランキングを開始する。
【００７０】
ステップＳ７１では、現在のエンジン回転数ＮｅとステップＳ７０で求めたしきい値Ｎｅｍとを比較して、エンジン回転数Ｎｅがしきい値Ｎｅｍ以下であれば、エンジン回転数Ｎｅが十分に上昇していないため、ステップＳ７６へ進んでタイマＴｍｒｎｅｍを０にセットしてから、ステップＳ７５で燃料カットフラグ＃ＦＣＵＴＲＱを１にセットして燃料噴射を禁止する。
【００７１】
そして、ステップＳ７１の判定で、エンジン回転数Ｎｅが水温Ｔｗに応じたしきい値Ｎｅｍを超えると、エンジン回転数Ｎｅが十分に上昇したと判定してステップＳ７２へ進み、タイマＴｍｒｎｅｍが所定時間ＣＴＭＲＮ＃経過するまで、ステップＳ７４、Ｓ７５で燃料カット状態を維持してエンジン２のクランキングを行い、タイマＴｍｒｎｅｍが所定時間ＣＴＭＲＮ＃を経過すると、ステップＳ７３へ進んで燃料カットフラグ＃ＦＣＵＴＲＱを０にリセットし、燃料噴射を開始してエンジン２を始動する。
【００７２】
したがって、モータリング始動制御では、水温Ｔｗに応じたエンジン回転数Ｎｅｍになってから所定時間ＣＴＭＲＮ＃だけクランキングを行った後、エンジン２の始動が行われ、エアフローメータ２５による吸入空気量Ｑａの測定を正確に行って、燃料噴射制御または点火時期制御を高精度で行って燃費の向上と、エミッションの抑制を図ることが可能となる。
【００７３】
こうして、図５のステップＳ７、Ｓ８で即始動制御またはモータリング始動制御が選択された後には、上記ステップＳ１０において、図１８のフローチャートに示すように、吸気カム５１の作動タイミングを連続的に変更可能なカム作動タイミング可変機構５０の制御が行われる。
【００７４】
まず、図１８のフローチャートのステップＳ８０では、燃料カット中か否かを燃料カットフラグ＃ＦＣＵＴＲＱによって判定し、燃料カット中（＃ＦＣＵＴＲＱ＝１）であればステップＳ９２以降へ進む一方、燃料噴射中（＃ＦＣＵＴＲＱ＝０）であればステップＳ８１へ進む。
【００７５】
燃料噴射中のステップＳ８１では、水温Ｔｗと所定のしきい値ＴＷＶＴＣＳＬとを比較して、水温Ｔｗがしきい値ＴＷＶＴＣＳＬ以上の高水温時にはステップＳ８２へ進む一方、水温Ｔｗがしきい値ＴＷＶＴＣＳＬ未満の低水温時にはステップＳ８８へ進む。
【００７６】
ステップＳ８２では、図１９に示す高水温時マップｍ２に基づいて、エンジン回転数Ｎｅと目標エンジントルクＴｅより、吸気カム５１の作動タイミングのマップ値ＶＴＣＭＴＲを演算する。なお、目標エンジントルクＴｅは、モータ４が非作動となる場合には、上記ステップＳ５１で求めた目標駆動トルクＴｄｒｖ０を減速比で除した値であり、モータ４が作動する場合には、モータ最大駆動トルクＴｍａｍｘと目標駆動トルクＴｄｒｖ０を減速比で除した値の差に対応する値が目標エンジントルクＴｅとなる。
【００７７】
一方、水温Ｔｗがしきい値ＴＷＶＴＣＳＬ未満の低水温時にはステップＳ８８へ進む。
【００７８】
ステップＳ８２では、図１９に示す高水温時マップｍ２に基づいて、エンジン回転数Ｎｅと目標エンジントルクＴｅより、吸気カム５１の作動タイミングのマップ値ＶＴＣＭＴＲを演算する。
【００７９】
次に、ステップＳ８３では、水温の前回値Ｔｗn-1が上記しきい値ＴＷＶＴＣＳＬ未満、すなわち、低水温であったか否かを判定し、前回の水温Ｔｗn-1が低水温であれば、ステップＳ８４以降へ進んで、低水温時マップｍ３から高水温時マップｍ２の移行処理を行う一方、前回も高水温であれば、ステップＳ１２へ進んで、マップ値ＶＴＣＭＴＲをそのまま目標作動タイミングＶＴＣＴＲＧとして出力する。
【００８０】
次に、ステップＳ８３では、水温の前回値Ｔｗn-1が上記しきい値ＴＷＶＴＣＳＬ未満、すなわち、低水温であったか否かを判定し、前回の水温Ｔｗn-1が低水温であれば、ステップＳ８４以降へ進んで、低水温時マップｍ３から高水温時マップｍ２への移行処理を行う一方、前回も高水温であれば、ステップＳ９１へ進んで、マップ値ＶＴＣＭＴＲをそのまま目標作動タイミングＶＴＣＴＲＧとして出力する。
【００８１】
低水温時マップｍ３から高水温時マップｍ２の移行処理は、まず、ステップＳ８４で、マップ値ＶＴＣＭＴＲと前回の目標作動タイミングＶＴＣＴＲＧn-1とを比較して、マップ値ＶＴＣＭＴＲが前回の目標作動タイミングＶＴＣＴＲＧn-1よりも大きい場合には、ステップＳ８５へ進んで、前回の目標作動タイミングＶＴＣＴＲＧn-1に所定の変化分ＤＶＴＣＣＨを加算したものを、今回の目標作動タイミングＶＴＣＴＲＧとして求める。なお、変化分ＤＶＴＣＣＨはマップ切り換え時に、目標値の段差を吸収するため、例えば、所定のランプ関数などから求めた値である。
【００８２】
一方、マップ値ＶＴＣＭＴＲが前回の目標作動タイミングＶＴＣＴＲＧn-1よりも小さい場合には、ステップＳ９１へ進んで、前回の目標作動タイミングＶＴＣＴＲＧn-1から所定の変化分ＤＶＴＣＣＨを減算したものを、今回の目標作動タイミングＶＴＣＴＲＧとして求める。
【００８３】
そして、ステップＳ８６では、変化分ＤＶＴＣＣＨを加算または減算した今回の目標作動タイミングＶＴＣＴＲＧが、マップ値ＶＴＣＭＴＲを超えないように制限する。
【００８４】
こうして、ステップＳ８７では、ステップＳ８６でマップ値ＶＴＣＭＴＲ以内に制限された値を、今回の目標作動タイミングＶＴＣＴＲＧとして出力する。
【００８５】
一方、水温Ｔｗがしきい値ＴＷＶＴＣＳＬ未満の低水温時にはステップＳ８８へ進み、図１９に示す高水温時マップｍ３に基づいて、エンジン回転数Ｎｅと目標エンジントルクＴｅより、吸気カム５１の作動タイミングのマップ値ＶＴＣＭＴＲを演算する。
【００８６】
次に、ステップＳ８９では、水温の前回値Ｔｗn-1が上記しきい値ＴＷＶＴＣＳＬ以上、すなわち、高水温であったか否かを判定し、前回の水温Ｔｗn-1が高水温であれば、ステップＳ８４以降へ進んで、高水温時マップｍ２から低水温時マップｍ３への移行処理を行う一方、前回も低水温であれば、ステップＳ９１へ進んで、マップ値ＶＴＣＭＴＲをそのまま目標作動タイミングＶＴＣＴＲＧとして出力する。
【００８７】
また、上記ステップＳ８０の判定で、燃料カット中（＃ＦＣＵＴＲＱ＝１）と判定された場合には、ステップＳ９２へ進んで、現在のエンジン回転数Ｎｅと所定値ＮＥＶＴＭＮ＃とを比較して、エンジン回転数Ｎｅが所定値ＮＥＶＴＭＮ＃以上であれば、ステップＳ９３で図１９の燃料カット時マップｍ１より、エンジン回転数Ｎｅに応じた吸気弁開弁時期となるような目標作動タイミングＶＴＣＴＲＧを演算する一方、エンジン回転数Ｎｅが所定値ＮＥＶＴＭＮ＃未満であれば、ステップＳ９４へ進んで、予め設定した値ＶＴＣＴＧＬ＃を、目標作動タイミングＶＴＣＴＲＧとして設定する。
【００８８】
なお、燃料カット時マップｍ１は、エンジン回転数Ｎｅが低下するにつれて、吸気弁開弁時期が進角するよう設定され、クランキング中のエンジン回転数Ｎｅが低いほど、吸気弁開弁時期は進角して、燃料噴射へ移行しても即座にトルクがでるようにし、エンジン回転数Ｎｅの増大に応じてバルブ閉時期を遅角して、ポンピングロスを低減して回生量の増大を図る。
【００８９】
また、所定値ＶＴＣＴＧＬ＃は、クランキング中のエンジン２のフリクションを低減するため、例えば、作動タイミングが吸入空気量を減少するように吸気弁閉弁時期を遅らせて、クランキング時にはポンピングに起因するエンジンのフリクションを低減することで始動性を向上させている。
【００９０】
｛４．作用｝
したがって、吸気カム５１のカム作動タイミング可変機構５０は、図１９に示すように目標作動タイミングＶＴＣＴＲＧが設定され、燃料噴射カット時には、エンジン回転数Ｎｅ判定部９２（ステップＳ９２）によって、エンジン回転数Ｎｅが所定値ＮＥＶＴＭＮに達するまでは、目標作動タイミングを所定値ＶＴＣＴＧＬ＃としてエンジン２の起振力低減によって振動の低減を図り、そして、エンジン回転数Ｎｅが所定値ＮＥＶＴＭＮ以上になると、エンジン回転数Ｎｅに応じて吸気弁開弁時期を変化させ、エンジン回転数Ｎｅの増大に応じて目標作動タイミングＶＴＣＴＲＧが小さくなるようにし、モータ１、４の回生量を増大またはクランキングのエネルギーを低減させることができる。
【００９１】
一方、クランキング中に燃料カットフラグ＃ＦＣＵＴＲＱが０にリセットされると燃料噴射が開始され、燃料カット判定部８０（上記ステップＳ８０）では、マップ切り換え部８１（上記ステップＳ８１）の出力に応じた目標作動タイミングＶＴＣＴＲＧが設定される。
【００９２】
すなわち、水温Ｔｗが低水温のときにはマップｍ３から、高水温のときにはマップｍ２から目標作動タイミングＶＴＣＴＲＧが設定され、これらマップｍ２、ｍ３は、各水温Ｔｗにおいて、目標エンジントルクとエンジン回転数Ｎｅに応じた目標作動タイミングＶＴＣＴＲＧが予め設定されており、燃料噴射開始直後からエンジントルクを迅速に立ち上げることが可能となるのである。
【００９３】
したがって、エンジン回転数Ｎｅに応じたクランキング中の目標作動タイミング設定と、目標エンジントルクＴｅに応じた燃料噴射開始後の目標作動タイミング設定を燃料噴射開始時に切り換えるようにしたため、クランキング時間が非常に短い即始動制御の場合には、始動開始と同時に燃料噴射も開始され、水温Ｔｗに応じたマップｍ２またはｍ３から、目標エンジントルクＴｅに対応する目標作動タイミングＶＴＣＴＲＧによって、始動直後から迅速にエンジントルクＴｅの増大を実現して、急加速時等での運転性を向上させることができる。
【００９４】
一方、モータリング始動制御時では、エンジン回転数Ｎｅが所定値ＮＥＶＴＭＮ未満では、エンジン２の起振力を低減する所定値ＶＴＣＴＧＬ＃に目標作動タイミングを設定し、所定値ＮＥＶＴＭＮ以上になると、エンジン回転数Ｎｅに応じて吸気弁開弁時期を変化させるよう目標作動タイミングを変化するようにしたため、エンジン回転数Ｎｅの変化に追従しながら始動に要するエネルギーの消費を抑制し、または、フリクション低減によるモータ１、４での回生量の増大を図り、かつ振動の低減を図り、頻繁にエンジン２の停止と再始動を行うハイブリッド車両の始動性を向上させて、始動直後のエンジントルク向上と、静粛性及び始動性の確保、並びに始動時のエネルギ消費の低減を両立させることが可能となるのである。
【００９５】
なお、高水温時マップｍ２、低水温時マップｍ３は目標エンジントルクＴｅと回転数Ｎｅにより目標作動タイミングＶＴＣＴＲＧを設定したが、これに限定されることはなく、エンジン負荷を示す値、例えば、図示はしないが、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＳと回転数Ｎｅにより目標作動タイミングＶＴＣＴＲＧを設定するものであってもよい。
【００９６】
また、エンジン２が火花点火式機関の場合では、燃料カットフラグ＃ＦＣＵＴＲＱが、点火カットを示すものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すハイブリッド車両の概略構成図。
【図２】同じくコントローラの概略構成図。
【図３】吸気カムの作動タイミング可変機構の概念図。
【図４】吸気弁の開閉時期及び排気弁とのバルブオーバーラップの変化の一例を示す特性図で、バルブリフトとクランク角の関係を示し、図中実線が最大進角を、図中一点鎖線が最大作動タイミング遅角をそれぞれ示す。
【図５】エンジン制御部で行われるエンジン始動制御及び可変動弁制御の一例を示すフローチャートでメインルーチンを示す。
【図６】図５に示したＤＣ消費電力演算のサブルーチンを示すフローチャート。
【図７】図５に示したバッテリ持ち出し可能電力演算のサブルーチンを示すフローチャート。
【図８】バッテリ温度ＴＭＰｂａｔ及びバッテリ充電状態ＳＯＣとバッテリ充電容量Ｗｂａｔの関係を示すマップである。
【図９】図５に示したモータ４の最大トルク演算のサブルーチンを示すフローチャート。
【図１０】モータ４の回転数Ｎｍａとモータ消費可能電力Ｗｍａｐに応じたモータ４の損失Ｗｍａｌｓｐの示すマップ。
【図１１】図５に示した目標駆動力演算のサブルーチンを示すフローチャート。
【図１２】車速ＶＳＰとアクセルペダル踏み込み量ＡＰＳに応じた目標駆動トルクＴｄｒｖ０のマップ。
【図１３】車速ＶＳＰに応じたクリープトルクＴｃｌｐ０のマップ。
【図１４】マスターシリンダ圧Ｐｍｃに応じたクリープトルク補正係数Ｋｔｃｌｐ０のマップ。
【図１５】図５に示した即始動制御のサブルーチンを示すフローチャート。
【図１６】図５に示したモータリング始動制御のサブルーチンを示すフローチャート。
【図１７】エンジン水温Ｔｗに応じたエンジン回転数しきい値Ｎｅｍのマップ。
【図１８】図５に示した作動タイミング設定処理のサブルーチンを示すフローチャート。
【図１９】始動時作動タイミング制御の概念図。
【符号の説明】
１、４  モータ
２  エンジン
３  クラッチ
５  無段変速機
１２  インバータ
１５  バッテリ
１６  コントローラ
２１  バッテリ温度センサ
２２  アクセル開度センサ
２４  車速センサ
２５  エアフローメータ
２６  バッテリ状態センサ
２７  エンジン回転センサ
２８  水温センサ
２９  カム回転角センサ
３０  モータ制御部
３１  エンジン制御部
３２  クラッチ制御部
３３  モータ制御部
３４  ＣＶＴ制御部
３５  ブレーキ圧センサ
４１  ソレノイド
５０  カム作動タイミング可変機構
５１  吸気カム
５２  スプロケット
５３  アウターハウジング
５４  インナーハウジング
５５  ピストン
５６  ヘリカルスプライン
５７、５８  油室
５９、６０  油路
６１  切換弁
【図１】
0003719339.tif 000003
【図２】
0003719339.tif 000004
【図３】
0003719339.tif 000005
【図４】
0003719339.tif 000006
【図５】
0003719339.tif 000007
【図６】
0003719339.tif 000008
【図７】
0003719339.tif 000009
【図８】
0003719339.tif 000010
【図９】
0003719339.tif 000011
【図１０】
0003719339.tif 000012
【図１１】
0003719339.tif 000013
【図１２】
0003719339.tif 000014
【図１３】
0003719339.tif 000015
【図１４】
0003719339.tif 000016
【図１５】
0003719339.tif 000017
【図１６】
0003719339.tif 000018
【図１７】
0003719339.tif 000019
【図１８】
0003719339.tif 000020
【図１９】
0003719339.tif 000021