(57)【要約】【課題】可変バルブタイミング機構による開閉タイミングの変更を行なうと共に内燃機関の回転数やトルクが過大になるのを抑制する。【解決手段】油温Ｔｏｉｌが可変バルブタイミング機構が良好に作動可能な温度範囲の下限値としての所定温度Ｔｒｅｆ１未満のときには、吸気バルブの開閉タイミングＶＴを目標開閉タイミングＶＴ＊とする開閉タイミング制御を行なうと共に、油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１以上のときに用いられるエンジンの基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂより小さい上限回転数Ｎｅｍａｘ以下でエンジンの目標運転ポイントを設定する。また、油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１未満のときには、運転者により高トルクが要求されたときに、油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１以上のときに用いられる高トルク用動作ラインに比してトルクを小さくした動作ラインを用いてエンジンの目標運転ポイントを設定する。【選択図】図７
2011057098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油の油圧を用いて吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構が取り付けられた内燃機関と、動力を入出力する発電機と、駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、を備える動力出力装置であって、
前記作動油の温度を取得する作動油温度取得手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記取得された作動油の温度が前記可変バルブタイミング機構が良好に作動可能な温度範囲の下限値として予め定められた所定温度以上のときには前記開閉タイミングが前記内燃機関の運転状態に基づく目標開閉タイミングになるよう前記可変バルブタイミング機構を制御する開閉タイミング制御を行なうと共に前記内燃機関の回転数を第１の上限回転数以下とする制限を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記取得された作動油の温度が前記所定温度未満のときには前記開閉タイミング制御を行なうと共に前記内燃機関の回転数を前記第１の上限回転数より小さい第２の上限回転数以下とする制限を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
請求項１記載の動力出力装置であって、
前記制御手段は、前記取得された作動油の温度が前記所定温度より低いほど前記第１の上限回転数より小さくなる回転数を前記第２の上限回転数として用いて前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する手段である、
動力出力装置。
【請求項３】
作動油の油圧を用いて吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構が取り付けられた内燃機関と、動力を入出力する発電機と、駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、を備える動力出力装置であって、
前記作動油の温度を取得する作動油温度取得手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関に要求される要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
前記取得された作動油の温度が前記可変バルブタイミング機構が良好に作動可能な温度範囲の下限値として予め定められた所定温度以上のときには前記設定された要求パワーと前記内燃機関のパワーに対する回転数およびトルクの関係を定める第１の動作ラインとに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標回転数および目標トルクからなる目標運転ポイントを設定すると共に前記開閉タイミングが前記内燃機関の運転状態に基づく目標開閉タイミングになるよう前記可変バルブタイミング機構を制御する開閉タイミング制御を伴って前記内燃機関が前記設定した目標運転ポイントで運転され且つ前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記取得された作動油の温度が前記所定温度未満のときには前記設定された要求パワーと前記第１の動作ラインに比して前記内燃機関のトルクが小さくなる傾向の第２の動作ラインとに基づいて前記目標運転ポイントを設定すると共に前記開閉タイミング制御を伴って前記内燃機関が前記設定した目標運転ポイントで運転され且つ前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項４】
請求項３記載の動力出力装置であって、
前記制御手段は、前記取得された作動油の温度が前記所定温度より低いほど前記第１の動作ラインに比して前記内燃機関のトルクが小さくなる傾向の動作ラインを前記第２の動作ラインとして用いて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する手段である、
動力出力装置。
【請求項５】
請求項３または４記載の動力出力装置であって、
前記制御手段は、前記取得された作動油の温度が前記所定温度以上のときには前記目標回転数が第１の上限回転数以下となる範囲で前記目標運転ポイントを設定し、前記取得された作動油の温度が前記所定温度未満のときには前記目標回転数が前記第１の上限回転数より小さい第２の上限回転数以下となる範囲で前記目標運転ポイントを設定する手段である、
動力出力装置。
【請求項６】
請求項３ないし５のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置であって、
前記制御手段は、操作者により前記駆動軸に高トルクが要求されたときに前記取得された作動油の温度が前記所定温度以上のときには前記設定された要求パワーと前記第１の動作ラインとに基づいて前記目標運転ポイントを設定し、操作者により前記駆動軸に高トルクが要求されたときに前記取得された作動油の温度が前記所定温度未満のときには前記設定された要求パワーと前記第２の動作ラインとに基づいて前記目標運転ポイントを設定する手段である、
動力出力装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる車両。
【請求項８】
作動油の油圧を用いて吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構が取り付けられた内燃機関と、動力を入出力する発電機と、駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記作動油の温度が前記可変バルブタイミング機構が良好に作動可能な温度範囲の下限値として予め定められた所定温度以上のときには前記開閉タイミングが前記内燃機関の運転状態に基づく目標開閉タイミングになるよう前記可変バルブタイミング機構を制御する開閉タイミング制御を行なうと共に前記内燃機関の回転数を第１の上限回転数以下とする制限を伴って前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記作動油の温度が前記所定温度未満のときには前記開閉タイミング制御を行なうと共に前記内燃機関の回転数を前記第１の上限回転数より小さい第２の上限回転数以下とする制限を伴って前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する、
動力出力装置の制御方法。
【請求項９】
作動油の油圧を用いて吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構が取り付けられた内燃機関と、動力を入出力する発電機と、駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記作動油の温度が前記可変バルブタイミング機構が良好に作動可能な温度範囲の下限値として予め定められた所定温度以上のときには前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく前記内燃機関に要求される要求パワーと前記内燃機関のパワーに対する回転数およびトルクの関係を定める第１の動作ラインとに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標回転数および目標トルクからなる目標運転ポイントを設定すると共に前記開閉タイミングが前記内燃機関の運転状態に基づく目標開閉タイミングになるよう前記可変バルブタイミング機構を制御する開閉タイミング制御を伴って前記内燃機関が前記設定した目標運転ポイントで運転され且つ前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記作動油の温度が前記所定温度未満のときには前記要求パワーと前記第１の動作ラインに比して前記内燃機関のトルクが小さくなる傾向の第２の動作ラインとに基づいて前記目標運転ポイントを設定すると共に前記開閉タイミング制御を伴って前記内燃機関が前記設定した目標運転ポイントで運転され且つ前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する、
動力出力装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置およびその制御方法並びに車両に関し、詳しくは、作動油の油圧を用いて吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構が取り付けられた内燃機関と、動力を入出力する発電機と、駆動軸と内燃機関の出力軸と発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、駆動軸に動力を入出力する電動機と、発電機および電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、を備える動力出力装置およびその制御方法並びに動力出力装置を搭載した車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、クランクシャフトに連結されたオイルポンプで発生した油圧を用いて吸気バルブや排気バルブの開閉タイミングを変更するＶＶＴ機構を有するエンジンと、第１モータジェネレータと、出力軸とエンジンと第１モータジェネレータとが接続された遊星歯車機構と、出力軸に接続された第２モータジェネレータと、第１モータジェネレータおよび第２モータジェネレータに接続された蓄電装置と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この動力出力装置では、推定されたＶＶＴ機構の作動油温がしきい値以上で作動油の粘度が低いときには、作動油温がしきい値未満のときよりもエンジン回転数の下限値を高くすることにより、ＶＶＴ機構の作動に必要な油圧を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２８２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の動力出力装置では、作動油温が低いためにＶＶＴ機構が良好に作動することができないときには、例えば吸気バルブの開閉タイミングを進角させるなどの開閉タイミングの変更を行なうと、エンジンから予期しないトルクが出力されたり、エンジンの回転数が過大に上昇したりする場合が生じる。この場合、ＶＶＴ機構の作動油温が低いときには開閉タイミングの変更を行なわないようにすることも考えられるが、エンジンから出力可能な最大パワーが小さくなるなどの不都合が生じてしまう。
【０００５】
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両は、可変バルブタイミング機構による開閉タイミングの変更を行なうと共に内燃機関の回転数やトルクが過大になるのを抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の第１の動力出力装置は、
作動油の油圧を用いて吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構が取り付けられた内燃機関と、動力を入出力する発電機と、駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、を備える動力出力装置であって、
前記作動油の温度を取得する作動油温度取得手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記取得された作動油の温度が前記可変バルブタイミング機構が良好に作動可能な温度範囲の下限値として予め定められた所定温度以上のときには前記開閉タイミングが前記内燃機関の運転状態に基づく目標開閉タイミングになるよう前記可変バルブタイミング機構を制御する開閉タイミング制御を行なうと共に前記内燃機関の回転数を第１の上限回転数以下とする制限を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記取得された作動油の温度が前記所定温度未満のときには前記開閉タイミング制御を行なうと共に前記内燃機関の回転数を前記第１の上限回転数より小さい第２の上限回転数以下とする制限を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の第１の動力出力装置では、作動油の温度が可変バルブタイミング機構が良好に作動可能な温度範囲の下限値として予め定められた所定温度以上のときには開閉タイミングが内燃機関の運転状態に基づく目標開閉タイミングになるよう可変バルブタイミング機構を制御する開閉タイミング制御を行なうと共に内燃機関の回転数を第１の上限回転数以下とする制限を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。また、作動油の温度が所定温度未満のときには開閉タイミング制御を行なうと共に内燃機関の回転数を第１の上限回転数より小さい第２の上限回転数以下とする制限を伴って要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。したがって、作動油の温度が所定温度未満のときには、作動油の温度が所定温度以上のときと同様に開閉タイミング制御を行なっても内燃機関の回転数が第１の上限回転数を超えるのを抑制することができる。この結果、可変バルブタイミング機構による開閉タイミングの変更を行なうと共に内燃機関の回転数が過大になるのを抑制することができる。ここで、「第１の上限回転数」としては、内燃機関と発電機と遊星歯車機構との少なくともいずれか１つによる制限に基づいて予め定められた内燃機関の上限回転数などを用いることができる。
【０００９】
こうした本発明の第１の動力出力装置において、前記制御手段は、前記取得された作動油の温度が前記所定温度より低いほど前記第１の上限回転数より小さくなる回転数を前記第２の上限回転数として用いて前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを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、内燃機関の回転数が過大になるのをより適正に抑制することができる。
【００１０】
本発明の第２の動力出力装置は、
作動油の油圧を用いて吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構が取り付けられた内燃機関と、動力を入出力する発電機と、駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、を備える動力出力装置であって、
前記作動油の温度を取得する作動油温度取得手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関に要求される要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
前記取得された作動油の温度が前記可変バルブタイミング機構が良好に作動可能な温度範囲の下限値として予め定められた所定温度以上のときには前記設定された要求パワーと前記内燃機関のパワーに対する回転数およびトルクの関係を定める第１の動作ラインとに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標回転数および目標トルクからなる目標運転ポイントを設定すると共に前記開閉タイミングが前記内燃機関の運転状態に基づく目標開閉タイミングになるよう前記可変バルブタイミング機構を制御する開閉タイミング制御を伴って前記内燃機関が前記設定した目標運転ポイントで運転され且つ前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記取得された作動油の温度が前記所定温度未満のときには前記設定された要求パワーと前記第１の動作ラインに比して前記内燃機関のトルクが小さくなる傾向の第２の動作ラインとに基づいて前記目標運転ポイントを設定すると共に前記開閉タイミング制御を伴って前記内燃機関が前記設定した目標運転ポイントで運転され且つ前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１１】
この本発明の第２の動力出力装置では、作動油の温度が可変バルブタイミング機構が良好に作動可能な温度範囲の下限値として予め定められた所定温度以上のときには駆動軸に要求される要求駆動力に基づく内燃機関に要求される要求パワーと内燃機関のパワーに対する回転数およびトルクの関係を定める第１の動作ラインとに基づいて内燃機関を運転すべき目標回転数および目標トルクからなる目標運転ポイントを設定すると共に開閉タイミングが内燃機関の運転状態に基づく目標開閉タイミングになるよう可変バルブタイミング機構を制御する開閉タイミング制御を伴って内燃機関が設定した目標運転ポイントで運転され且つ要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。また、作動油の温度が所定温度未満のときには要求パワーと第１の動作ラインに比して内燃機関のトルクが小さくなる傾向の第２の動作ラインとに基づいて目標運転ポイントを設定すると共に開閉タイミング制御を伴って内燃機関が設定した目標運転ポイントで運転され且つ要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。したがって、作動油の温度が所定温度未満のときには、作動油の温度が所定温度以上のときと同様に開閉タイミング制御を行なっても内燃機関のトルクが第１の動作ラインで定められたトルクを超えるのを抑制することができる。この結果、可変バルブタイミング機構による開閉タイミングの変更を行なうと共に内燃機関のトルクが過大になるのを抑制することができる。
【００１２】
こうした本発明の第２の動力出力装置において、前記制御手段は、前記取得された作動油の温度が前記所定温度より低いほど前記第１の動作ラインに比して前記内燃機関のトルクが小さくなる傾向の動作ラインを前記第２の動作ラインとして用いて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、内燃機関のトルクが過大になるのをより適正に抑制することができる。
【００１３】
また、本発明の第２の動力出力装置において、前記制御手段は、前記取得された作動油の温度が前記所定温度以上のときには前記目標回転数が第１の上限回転数以下となる範囲で前記目標運転ポイントを設定し、前記取得された作動油の温度が前記所定温度未満のときには前記目標回転数が前記第１の上限回転数より小さい第２の上限回転数以下となる範囲で前記目標運転ポイントを設定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の回転数が過大になるのを抑制することができる。
【００１４】
さらに、本発明の第２の動力出力装置において、前記制御手段は、操作者により前記駆動軸に高トルクが要求されたときに前記取得された作動油の温度が前記所定温度以上のときには前記設定された要求パワーと前記第１の動作ラインとに基づいて前記目標運転ポイントを設定し、操作者により前記駆動軸に高トルクが要求されたときに前記取得された作動油の温度が前記所定温度未満のときには前記設定された要求パワーと前記第２の動作ラインとに基づいて前記目標運転ポイントを設定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、操作者により高トルクが要求されたときに、可変バルブタイミング機構による開閉タイミングの変更を行なうと共に内燃機関のトルクが過大になるのを抑制することができる。
【００１５】
本発明の車両は、上述した各態様のいずれかの本発明の第１または第２の動力出力装置、即ち、基本的には、作動油の油圧を用いて吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構が取り付けられた内燃機関と、動力を入出力する発電機と、駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、を備える動力出力装置であって、前記作動油の温度を取得する作動油温度取得手段と、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記取得された作動油の温度が前記可変バルブタイミング機構が良好に作動可能な温度範囲の下限値として予め定められた所定温度以上のときには前記開閉タイミングが前記内燃機関の運転状態に基づく目標開閉タイミングになるよう前記可変バルブタイミング機構を制御する開閉タイミング制御を行なうと共に前記内燃機関の回転数を第１の上限回転数以下とする制限を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記取得された作動油の温度が前記所定温度未満のときには前記開閉タイミング制御を行なうと共に前記内燃機関の回転数を前記第１の上限回転数より小さい第２の上限回転数以下とする制限を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、を備える第１の動力出力装置、または、作動油の油圧を用いて吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構が取り付けられた内燃機関と、動力を入出力する発電機と、駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、を備える動力出力装置であって、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記作動油の温度を取得する作動油温度取得手段と、前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関に要求される要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、前記取得された作動油の温度が前記可変バルブタイミング機構が良好に作動可能な温度範囲の下限値として予め定められた所定温度以上のときには前記設定された要求パワーと前記内燃機関のパワーに対する回転数およびトルクの関係を定める第１の動作ラインとに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標回転数および目標トルクからなる目標運転ポイントを設定すると共に前記開閉タイミングが前記内燃機関の運転状態に基づく目標開閉タイミングになるよう前記可変バルブタイミング機構を制御する開閉タイミング制御を伴って前記内燃機関が前記設定した目標運転ポイントで運転され且つ前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記取得された作動油の温度が前記所定温度未満のときには前記設定された要求パワーと前記第１の動作ラインに比して前記内燃機関のトルクが小さくなる傾向の第２の動作ラインとに基づいて前記目標運転ポイントを設定すると共に前記開閉タイミング制御を伴って前記内燃機関が前記設定した目標運転ポイントで運転され且つ前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、を備える第２の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる、ことを要旨とする。
【００１６】
この本発明の車両では、上述した各態様のいずれかの本発明の第１または第２の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果と同様の効果、例えば、可変バルブタイミング機構による開閉タイミングの変更を行なうと共に内燃機関の回転数が過大になるのを抑制することができる効果や、可変バルブタイミング機構による開閉タイミングの変更を行なうと共に内燃機関のトルクが過大になるのを抑制することができる効果などを奏することができる。
【００１７】
本発明の第１の動力出力装置の制御方法は、
作動油の油圧を用いて吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構が取り付けられた内燃機関と、動力を入出力する発電機と、駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記作動油の温度が前記可変バルブタイミング機構が良好に作動可能な温度範囲の下限値として予め定められた所定温度以上のときには前記開閉タイミングが前記内燃機関の運転状態に基づく目標開閉タイミングになるよう前記可変バルブタイミング機構を制御する開閉タイミング制御を行なうと共に前記内燃機関の回転数を第１の上限回転数以下とする制限を伴って前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記作動油の温度が前記所定温度未満のときには前記開閉タイミング制御を行なうと共に前記内燃機関の回転数を前記第１の上限回転数より小さい第２の上限回転数以下とする制限を伴って前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする。
【００１８】
この本発明の第１の動力出力装置の制御方法では、作動油の温度が可変バルブタイミング機構が良好に作動可能な温度範囲の下限値として予め定められた所定温度以上のときには開閉タイミングが内燃機関の運転状態に基づく目標開閉タイミングになるよう可変バルブタイミング機構を制御する開閉タイミング制御を行なうと共に内燃機関の回転数を第１の上限回転数以下とする制限を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。また、作動油の温度が所定温度未満のときには開閉タイミング制御を行なうと共に内燃機関の回転数を第１の上限回転数より小さい第２の上限回転数以下とする制限を伴って要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。したがって、作動油の温度が所定温度未満のときには、作動油の温度が所定温度以上のときと同様に開閉タイミング制御を行なっても内燃機関の回転数が第１の上限回転数を超えるのを抑制することができる。この結果、可変バルブタイミング機構による開閉タイミングの変更を行なうと共に内燃機関の回転数が過大になるのを抑制することができる。ここで、「第１の上限回転数」としては、内燃機関と発電機と遊星歯車機構との少なくともいずれか１つによる制限に基づいて予め定められた内燃機関の上限回転数などを用いることができる。
【００１９】
本発明の第２の動力出力装置の制御方法は、
作動油の油圧を用いて吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構が取り付けられた内燃機関と、動力を入出力する発電機と、駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記作動油の温度が前記可変バルブタイミング機構が良好に作動可能な温度範囲の下限値として予め定められた所定温度以上のときには前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく前記内燃機関に要求される要求パワーと前記内燃機関のパワーに対する回転数およびトルクの関係を定める第１の動作ラインとに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標回転数および目標トルクからなる目標運転ポイントを設定すると共に前記開閉タイミングが前記内燃機関の運転状態に基づく目標開閉タイミングになるよう前記可変バルブタイミング機構を制御する開閉タイミング制御を伴って前記内燃機関が前記設定した目標運転ポイントで運転され且つ前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記作動油の温度が前記所定温度未満のときには前記要求パワーと前記第１の動作ラインに比して前記内燃機関のトルクが小さくなる傾向の第２の動作ラインとに基づいて前記目標運転ポイントを設定すると共に前記開閉タイミング制御を伴って前記内燃機関が前記設定した目標運転ポイントで運転され且つ前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする。
【００２０】
この本発明の第２の動力出力装置の制御方法では、作動油の温度が可変バルブタイミング機構が良好に作動可能な温度範囲の下限値として予め定められた所定温度以上のときには駆動軸に要求される要求駆動力に基づく内燃機関に要求される要求パワーと内燃機関のパワーに対する回転数およびトルクの関係を定める第１の動作ラインとに基づいて内燃機関を運転すべき目標回転数および目標トルクからなる目標運転ポイントを設定すると共に開閉タイミングが内燃機関の運転状態に基づく目標開閉タイミングになるよう可変バルブタイミング機構を制御する開閉タイミング制御を伴って内燃機関が設定した目標運転ポイントで運転され且つ要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。また、作動油の温度が所定温度未満のときには要求パワーと第１の動作ラインに比して内燃機関のトルクが小さくなる傾向の第２の動作ラインとに基づいて目標運転ポイントを設定すると共に開閉タイミング制御を伴って内燃機関が設定した目標運転ポイントで運転され且つ要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。したがって、作動油の温度が所定温度未満のときには、作動油の温度が所定温度以上のときと同様に開閉タイミング制御を行なっても内燃機関のトルクが第１の動作ラインで定められたトルクを超えるのを抑制することができる。この結果、可変バルブタイミング機構による開閉タイミングの変更を行なうと共に内燃機関のトルクが過大になるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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】可変バルブタイミング機構１５０の外観構成を示す外観構成図である。
【図４】可変バルブタイミング機構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】基本上限回転数設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１０】油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１以上のときのエンジン２２の実行用動作ラインの例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子と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の一例を示す説明図である。
【図１２】実施例のエンジンＥＣＵ２４により実行される開閉タイミング制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１３】上限回転数マージン設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１４】出力トルクマージン設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１５】油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１未満のときのエンジン２２の実行用動作ラインの例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子とを示す説明図である。
【図１６】変形例のエンジン２２の燃費優先動作ラインおよび高トルク用動作ラインの一例を示す説明図である。
【図１７】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。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００２３】
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、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ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３２ａ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。
【００２４】
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１２８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（ＨＣ），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。
【００２５】
また、エンジン２２は、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴ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１５０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１６４に固定されたハウジング部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、ＶＶＴ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ＶＴ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。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ＶＴ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ＶＴ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ＶＴにおけるインテークカムシャフト１２９の角度を基準角とし、インテークカムシャフト１２９の角度をその基準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。なお、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを早くすること、即ち、インテークカムシャフト１２９の角度を進角させることを「進角する」といい、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを遅くすること、即ち、インテークカムシャフト１２９の角度を遅角させることを「遅角する」という。
【００２６】
また、ＶＶＴコントローラ１５２のベーン部１５２ｂには、ハウジング部１５２ａとベーン部１５２ｂ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１５４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に嵌合しベーン部１５２ｂをハウジング部１５２ａに固定する。また、ロックピン１５４は、油路１５９を介してスプリング１５４ｂ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アクチュエータが設けられている。なお、実施例では、この油圧式のアクチュエータを作動させるための油圧や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は、エンジン２２を潤滑する図示しない潤滑系のオイルによるものであり、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転により駆動される図示しない機械式ポンプによりオイルコントロールバルブ１５６を介して供給される。
【００２７】
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，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフト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ョンセンサ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，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，温度センサ１５１からの可変バルブタイミング機構１５０の作動用のオイル（機械式オイルポンプからオイルコントロールバルブ１５６を介して供給されるオイル）の温度である油温Ｔｏｉｌ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、エンジン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、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ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。なお、エンジンＥＣＵ２４は、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に基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００２８】
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に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ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３０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ＭＧ１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から入力されるエンジン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およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００２９】
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を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ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っている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，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５０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ＭＧ１，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、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ＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００３０】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ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，バッテリ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，バッテリ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、必要に応じてバッテリ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。また、バッテリＥＣＵ５２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）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
【００３１】
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、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，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ョンセンサ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ＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータ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。
【００３２】
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バッテリ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。
【００３３】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車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。
【００３４】
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からの車速Ｖ，可変バルブタイミング機構１５０の作動用のオイルの油温Ｔｏｉｌ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ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、可変バルブタイミング機構１５０の作動用のオイルの油温Ｔｏｉｌは、温度センサ１５１により検出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した。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演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。さらに、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。
【００３５】
こうしてデータを入力すると、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＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。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から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＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じること（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）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（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めることができる。
【００３６】
続いて、入力した車速Ｖに基づいてエンジン２２の上限回転数の基本値としての基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂを設定すると共に（ステップＳ１２０）、入力した油温Ｔｏｉｌを所定温度Ｔｒｅｆ１と比較する（ステップＳ１３０）。基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂは、実施例では、車速Ｖと基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂとの関係を予め定めて基本上限回転数設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、車速Ｖが与えられると記憶したマップから対応する基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂを導出して設定するものとした。図９に基本上限回転数設定用マップの一例を示す。図中、基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂは、中高速領域ではエンジン２２に許容される最大回転数（例えば、５０００ｒｐｍや６０００ｒｐｍなど）に基づいて定められ、低速領域では動力分配統合機構３０のピニオンギヤ３３やモータＭＧ１に許容される最大回転数に基づいて定められている。また、所定温度Ｔｒｅｆ１は、可変バルブタイミング機構１５０が良好に作動可能な温度範囲の下限値、即ち、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを精度よく変更可能な温度範囲の下限値であり、可変バルブタイミング機構１５０の特性などに基づいて実験などにより予め定められたもの（例えば、４０℃や５０℃など）を用いるものとした。
【００３７】
油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１以上のときには、可変バルブタイミング機構１５０は良好に作動可能と判断し、設定した基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂをエンジン２２の上限回転数Ｎｅｍａｘに設定すると共に（ステップＳ１４０）、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを進角させるときにエンジン２２から出力されるトルクを抑制するための出力トルクマージンＴｅｍに値０を設定する（ステップＳ１５０）。
【００３８】
こうしてエンジン２２の上限回転数Ｎｅｍａｘや出力トルクマージンＴｅｍを設定すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと運転者により高トルクの出力が要求されている状態を示すアクセル開度Ａｃｃの下限値としての所定開度Ａｒｅｆ（例えば、４０％や５０％，６０％など）とを比較する（ステップＳ１９０）。アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ未満のときには、高トルクの出力は要求されていないと判断し、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴをより進角側にするときに値１が設定される進角指示フラグＦに値０を設定すると共に（ステップＳ２００）、エンジン２２を効率よく運転する制約である燃費優先動作ラインを実行用動作ラインに設定する（ステップＳ２１０）。アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ以上のときには、高トルクの出力が要求されていると判断し、進角指示フラグＦに値１を設定すると共に（ステップＳ２２０）、燃費優先動作ラインに比して同一回転数で高トルクを出力する制約であるエンジン２２の高トルク用動作ラインにおけるトルクを全回転数領域で出力トルクマージンＴｅｍ（ここでは値０）だけ小さくした動作ライン（ここでは高トルク用動作ライン）を実行用動作ラインに設定する（ステップＳ２３０）。そして、設定した実行用動作ラインを用いてエンジン２２の上限回転数Ｎｅｍａｘ以下の範囲で要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき目標運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ２４０）。図１０に油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１以上のときのエンジン２２の実行用動作ラインの例（燃費優先動作ラインの一例および高トルク用動作ラインの一例）と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子とを示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、実行用動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。また、実行用動作ラインと要求パワーＰｅ＊が一定の曲線との交点により求められる回転数が上限回転数Ｎｅｍａｘより大きいときには、実施例では、設定された実行用動作ラインにかかわらず、上限回転数Ｎｅｍａｘを目標回転数Ｎｅ＊に設定すると共に実行用動作ライン上で上限回転数Ｎｅｍａｘに対応するトルクを目標トルクＴｅ＊として設定するものとした。
【００３９】
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（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２５０）。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の一例を図１１に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１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。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。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Ｔｍ１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。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊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「ｋ１」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。
【００４０】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ)                 (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt   (2)
【００４１】
こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと計算したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）により計算すると共に（ステップＳ２６０）、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（５）により計算し（ステップＳ２７０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮トルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２８０）。ここで、式（５）は、前述した図１１の共線図から容易に導き出すことができる。
【００４２】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2    (3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2   (4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr       (5)
【００４３】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴの進角指示フラグＦ，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，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＊と進角指示フラグＦとについてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２９０）、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＊と進角指示フラグＦとを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される目標運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御，吸気バルブ１２８の開閉タイミング制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊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。こうした制御により、油温Ｔｏｉｌが可変バルブタイミング機構１５０が良好に作動可能な所定温度Ｔｒｅｆ１以上のときには、基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂとしての上限回転数Ｎｅｍａｘ以下でエンジン２２を効率よく運転したりエンジン２２から高トルクを出力してバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。ここで、エンジンＥＣＵ２４による吸気バルブ１２８の開閉タイミング制御は、進角指示フラグＦの値に基づいて行なわれる。以下、駆動制御の説明を一旦中断し、吸気バルブ１２８の開閉タイミング制御について説明する。なお、吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御については、本発明の中核をなさないため、これ以上の説明は省略する。図１２は、エンジンＥＣＵ２４により実行される開閉タイミング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、ハイブリッド用電子制御ユニット７０から目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と進角指示フラグＦとを受信したときに実行される。
【００４４】
開閉タイミング制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、エンジン２２の回転数Ｎｅや進角指示フラグＦなど制御に必要なデータを入力し（ステップＳ３００）、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅと進角指示フラグＦとに基づいて吸気バルブ１２８の目標開閉タイミングＶＴ＊を設定し（ステップＳ３１０）、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴが設定した目標開閉タイミングＶＴ＊になるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御して（ステップＳ３２０）、開閉タイミング制御ルーチンを終了する。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは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に基づいて演算されたものを入力し、進角指示フラグＦは駆動制御ルーチンにより設定されたものをハイブリッド用電子制御ユニット７０から通信により入力するものとした。また、目標開閉タイミングＶＴ＊は、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅと進角指示フラグＦと目標開閉タイミングＶＴ＊との関係を予め定めて目標開閉タイミング設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、エンジン２２の回転数Ｎｅと進角指示フラグＦとが与えられると記憶したマップから対応する目標開閉タイミングＶＴ＊を導出して設定するものとした。目標開閉タイミング設定用マップでは、目標開閉タイミングＶＴ＊は、例えばエンジン２２の回転数Ｎｅが大きいほど燃費を考慮してより進角側になると共に進角指示フラグＦが値１のときには高トルクの出力を考慮して値０のときに比してより進角側になるよう定めることができる。以上、開閉タイミング制御について説明した。
【００４５】
駆動制御の説明に戻る。ステップＳ１３０で可変バルブタイミング機構１５０の作動用のオイルの油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１未満のときには、可変バルブタイミング機構１５０は良好に作動可能ではないと判断し、油温Ｔｏｉｌに基づいてエンジン２２の上限回転数Ｎｅｍａｘを計算するための上限回転数マージンＮｅｍを設定し（ステップＳ１６０）、基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂから設定した上限回転数マージンＮｅｍを減じてエンジン２２の上限回転数Ｎｅｍａｘを計算すると共に（ステップＳ１７０）、油温Ｔｏｉｌに基づいてエンジン２２の出力トルクマージンＴｅｍを設定する（ステップＳ１８０）。ここで、上限回転数マージンＮｅｍは、実施例では、可変バルブタイミング機構１５０の作動用のオイルの油温Ｔｏｉｌとエンジン２２の上限回転数マージンＮｅｍとの関係を予め定めて上限回転数マージン設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、油温Ｔｏｉｌが与えられると記憶したマップから対応する上限回転数マージンＮｅｍを導出して設定するものとした。図１３に上限回転数マージン設定用マップの一例を示す。図示するように、上限回転数マージンＮｅｍは、油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１より低いほど大きくなるように定められている。図中、所定温度Ｔｏｒｅｆ２（例えば、−２５℃や−３０℃など）に対してはマージンＮｅｍｒｅｆ（例えば、５００ｒｐｍや７００ｒｐｍなど）が定められている。また、出力トルクマージンＴｅｍは、実施例では、可変バルブタイミング機構１５０の作動用のオイルの油温Ｔｏｉｌとエンジン２２の出力トルクマージンＴｅｍとの関係を予め定めて出力トルクマージン設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、油温Ｔｏｉｌが与えられると記憶したマップから対応する出力トルクマージンＴｅｍを導出して設定するものとした。図１４に出力トルクマージン設定用マップの一例を示す。図示するように、出力トルクマージンＴｅｍは、油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１より低いほど大きくなるように定められている。図中、前述の所定温度Ｔｏｒｅｆ２に対してはマージンＴｅｍｒｅｆが定められている。なお、上限回転数マージンＮｅｍや出力トルクマージンＴｅｍを油温Ｔｏｉｌが低いほど大きくなるように定める理由については、後述する。
【００４６】
こうして油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ未満のときにエンジン２２の上限回転数マージンＮｅｍや出力トルクマージンＴｅｍを設定すると、アクセル開度Ａｃｃを所定開度Ａｒｅｆと比較し（ステップＳ１９０）、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ未満のときには、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴの進角指示フラグＦに値０を設定すると共に燃費優先動作ラインを実行用動作ラインに設定し（ステップＳ２００，Ｓ２１０）、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ以上のときには、進角指示フラグＦに値１を設定すると共に高トルク用動作ラインにおけるトルクを出力トルクマージンＴｅｍだけ小さくした動作ラインを実行用動作ラインに設定し（ステップＳ２２０，Ｓ２３０）、設定した実行用動作ラインを用いてエンジン２２の上限回転数Ｎｅｍａｘ以下の範囲で要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき目標運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ２４０）。そして、設定した目標回転数Ｎｅ＊に基づいてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊およびトルク指令Ｔｍ１＊を計算すると共に（ステップＳ２５０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔに基づくトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘの範囲内でリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊が出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２６０〜Ｓ２８０）、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と進角指示フラグＦとについてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２９０）、駆動制御ルーチンを終了する。
【００４７】
図１５に、油温Ｔｏｉｌが可変バルブタイミング機構１５０が良好に作動可能な温度範囲の下限値としての所定温度Ｔｒｅｆ１未満のときのエンジン２２の実行用動作ラインの例（燃費優先動作ラインの一例および高トルク用動作ラインにおけるトルクを出力トルクマージンＴｅｍだけ小さくした動作ラインの一例）と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子とを示す。前述したように、実行用動作ラインと要求パワーＰｅ＊が一定の曲線との交点により求められる回転数が上限回転数Ｎｅｍａｘより大きいときには、実施例では、設定された実行用動作ラインにかかわらず、上限回転数Ｎｅｍａｘを目標回転数Ｎｅ＊に設定すると共に実行用動作ライン上で上限回転数Ｎｅｍａｘに対応するトルクを目標トルクＴｅ＊として設定するものとした。図中、一点鎖線は、高トルク用動作ラインにおけるトルクを出力トルクマージンＴｅｍだけ小さくした動作ラインを示す。図１５の例では、高トルク用動作ラインにおけるトルクを出力トルクマージンＴｅｍだけ小さくした動作ラインが実行用動作ラインに設定されたときに、実行用動作ラインと要求パワーＰｅ＊が一定の曲線との交点における回転数が上限回転数Ｎｅｍａｘ未満となる場合として、値Ｐｅ１の要求パワーＰｅ＊に対して回転数Ｎｅ１が目標回転数Ｎｅ＊に設定されると共に実行用動作ライン上で回転数Ｎｅ１に対応するトルクＴｅ１が目標トルクＴｅ＊に設定される様子を示している。また、同様に実行用動作ラインが設定されたときに、実行用動作ラインと要求パワーＰｅ＊が一定の曲線との交点における回転数が上限回転数Ｎｅｍａｘ以上となる場合として、値Ｐｅ２の要求パワーＰｅ＊に対して上限回転数Ｎｅｍａｘ（＝Ｎｅ２）が目標回転数Ｎｅ＊に設定されると共に実行用動作ライン上で上限回転数Ｎｅｍａｘ（＝Ｎｅ２）に対応するトルクＴｅ２が目標トルクＴｅ＊として設定される様子も示している。ここで、油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１未満のときに上限回転数マージンＮｅｍや出力トルクマージンＴｅｍを油温Ｔｏｉｌに応じて定める理由について説明する。例えばイグニッションオンにより車両の走行を開始してから最初にエンジン２２を始動した直後のときなど、油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１未満のときには、油温Ｔｏｉｌが低いほどオイルの粘度が高くなり可変バルブタイミング機構１５０が良好に作動しにくくなる（開閉タイミングＶＴの制御性が悪化する）傾向にあるため、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴが目標開閉タイミングＶＴ＊からズレやすくなる。このとき、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込みに応じて吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを進角させる際に開閉タイミングＶＴが目標開閉タイミングＶＴ＊よりも進角側になるなどにより、エンジン２２から目標トルクＴｅ＊を超えて予期しないトルクが出力される場合が生じる。この場合、エンジン２２の回転数Ｎｅが基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂを超えたり、モータＭＧ１の発電に伴ってバッテリ５０への充電電力が過大になるなどの場合が生じることがある。これに対し、油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１未満のときには、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを進角させないことも考えられるが、エンジン２２から出力可能な最大パワーが小さくなるなどの不都合が生じる。したがって、実施例のハイブリッド自動車２０では、油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１未満のときでも、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを進角させるのを許容すると共に、エンジン２２を基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂに対して上限回転数Ｎｅｍだけ小さい回転数以下の範囲で運転したり、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆを超えて吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴをより進角側にする高トルク用動作ラインを用いる際にエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を出力トルクマージンＴｅｍだけ小さいトルクに設定してエンジン２２を運転するのである。これにより、エンジン２２の回転数Ｎｅが基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂを超えて過大になるのを抑制することができる。また、エンジン２２から出力されるトルクが高トルク用動作ラインにおけるトルクを超えて過大になるのを抑制することができ、この結果、エンジン２２の回転数Ｎｅが基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂを超えにくくすることができる。さらに、上限回転数マージンＮｅｍや出力トルクマージンＴｅｍを、油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１より低いほど大きくなるように定めることにより、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴの制御性が悪化する程度に応じてエンジン２２の目標運転ポイントを設定することができるから、エンジン２２の回転数Ｎｅやエンジン２２から出力されるトルクが過大になるのをより適正に抑制することができる。したがって、上限回転数マージンＮｅｍや出力トルクマージンＴｅｍは、実施例では、油温Ｔｏｉｌに応じて開閉タイミングＶＴの制御性が悪化しても開閉タイミング制御に伴ってエンジン２２の回転数Ｎｅが基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂを超えないようエンジン２２や可変バルブタイミング機構１５０の特性に基づいて予め実験などにより定められたものを用いるものとした。もとより、上限回転数Ｎｅｍａｘ以下でエンジン２２を効率よく運転したりエンジン２２から高トルクを出力してバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。
【００４８】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、可変バルブタイミング機構１５０の作動用のオイルの油温Ｔｏｉｌが可変バルブタイミング機構１５０が良好に作動可能な温度範囲の下限値としての所定温度Ｔｒｅｆ１未満のときには、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを目標開閉タイミングＶＴ＊とする開閉タイミング制御を行なうと共に、油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１以上のときに用いられるエンジン２２の基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂより小さい上限回転数Ｎｅｍａｘ以下となる範囲でエンジン２２の目標運転ポイントを設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴの変更を行なってもエンジン２２の回転数Ｎｅが過大になるのを抑制することができる。また、油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１未満のときには、運転者により高トルクが要求されたときに、油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１以上のときに用いられる高トルク用動作ラインに比してトルクを小さくした動作ラインを用いてエンジン２２の目標運転ポイントを設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴの変更を行なってもエンジン２２から出力されるトルクが過大になるのを抑制することができる。
【００４９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１未満のときにエンジン２２の目標運転ポイントを設定する際には、基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂより小さい上限回転数Ｎｅｍａｘ以下の範囲で且つ運転者に高トルクが要求されたときに高トルク用動作ラインに比してトルクを小さくした動作ラインを用いてエンジン２２の目標運転ポイントを設定するものとしたが、基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂより小さい上限回転数Ｎｅｍａｘ以下の範囲で且つ運転者に高トルクが要求されたときに高トルク用動作ラインをそのまま用いてエンジン２２の目標運転ポイントを設定するものとしてもよい。
【００５０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１未満のときにエンジン２２の目標運転ポイントを設定する際には、基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂより小さい上限回転数Ｎｅｍａｘ以下の範囲でエンジン２２の目標運転ポイントを設定すると共に運転者に高トルクが要求されたときに高トルク用動作ラインに比してトルクを小さくした動作ラインを用いてエンジン２２の目標運転ポイントを設定するものとしたが、基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂ以下で且つ運転者に高トルクが要求されたときに高トルク用動作ラインに比してトルクを小さくした動作ラインを用いてエンジン２２の目標運転ポイントを設定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、油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１未満のときにエンジン２２の目標運転ポイントを設定する際には、運転者に高トルクが要求されたときには高トルク用動作ラインに比してトルクを小さくした動作ラインを用いてエンジン２２の目標運転ポイントを設定すると共に運転者に高トルクが要求されていないときには燃費優先動作ラインを用いてエンジン２２の目標運転ポイントを設定するものとしたが、運転者に高トルクが要求されたときには高トルク用動作ラインに比してトルクを小さくした動作ラインを用いてエンジン２２の目標運転ポイントを設定すると共に運転者に高トルクが要求されていないときにも燃費優先動作ラインに比してトルクを小さくした動作ラインを用いてエンジン２２の目標運転ポイントを設定するものとしてもよい。例えば、図１６に示すように高回転数領域では高トルク用動作ラインと燃費優先動作ラインが共通の動作ラインとなる場合、油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１未満のときに運転者に高トルクが要求されていないときには、高トルク用動作ラインにおけるトルクよりも同一回転数に対して出力トルクマージンＴｅｍだけ小さいトルクをその同一回転数に対する上限トルク（図中、一点鎖線で示す）に設定すると共に設定した上限トルクで燃費優先動作ラインにおけるトルクを制限して得られる動作ラインを実行用動作ラインとして用いてエンジン２２の目標運転ポイントを設定するなどとしてもよい。
【００５２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１未満のときに運転者に高トルクが要求されたときには、高トルク用動作ラインにおけるトルクよりも油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１より低いほど大きくなる出力トルクマージンＴｅｍだけトルクが小さい動作ラインを実行用動作ラインとして設定するものとしたが、高トルク用動作ラインにおけるトルクよりも一律に所定トルクだけ小さい動作ラインを実行用動作ラインとして設定するものとしてもよい。
【００５３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１未満のときには、エンジン２２の基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂよりも油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１より低いほど大きくなる上限回転数マージンＮｅｍだけ小さい回転数を上限回転数Ｎｅｍａｘとして計算するものとしたが、エンジン２２の基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂよりも一律に所定回転数だけ小さい回転数を上限回転数Ｎｅｍａｘとして計算するものとしてもよい。
【００５４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の回転数Ｎｅと進角指示フラグＦとに基づいて吸気バルブ１２８の目標開閉タイミングＶＴ＊を設定するものとしたが、エンジン２２の回転数Ｎｅに代えて目標回転数Ｎｅ＊を用いたり、これに加えて吸入空気量や冷却水温などに基づいて目標開閉タイミングＶＴ＊を設定するものとしてもよい。
【００５５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、可変バルブタイミング機構１５０の作動用のオイルの温度を温度センサ１５１からの油温Ｔｏｉｌとして検出するものとしたが、これに代えて、エンジン２２の吸入空気量の積算量や冷却水温などに基づいて可変バルブタイミング機構１５０のオイルの温度を推定して油温を取得するものとしてもよい。
【００５６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２は吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを変更可能な可変バルブタイミング機構１５０を備えるものとしたが、排気バルブだけの開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構を備えるものとしてもよいし、吸気バルブおよび排気バルブの開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構を備えるものとしてもよい。
【００５７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、可変バルブタイミング機構１５０の作動用のオイルはクランクシャフト２６の回転により駆動される機械式ポンプにより供給されるものとしたが、これに代えてまたは加えて、電動モータにより供給されるものとしてもよい。
【００５８】
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が、図１７の変形例のハイブリッド自動車１２０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１７における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００５９】
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される動力出力装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた動力出力装置の形態としても構わない。さらに、こうした動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。
【００６０】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、可変バルブタイミング機構１５０が「可変バルブタイミング機構」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「遊星歯車機構」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、可変バルブタイミング機構１５０の作動用のオイルの油温Ｔｏｉｌを検出する温度センサ１５１が「作動油温度取得手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する図７の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求駆動力設定手段」に相当し、要求トルクＴｒ＊に基づいてエンジン２２の要求パワーＰｅ＊を設定する図７の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求パワー設定手段」に相当し、作動油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１以上のときにはエンジン２２の基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂ以下となる範囲で且つ運転者に高トルクが要求された際に高トルク用動作ラインに比してトルクを小さくした動作ラインを用いてエンジン２２の目標運転ポイントを設定する一方で作動油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１未満のときにはエンジン２２の基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂより小さい上限回転数Ｎｅｍａｘ以下となる範囲で且つ運転者に高トルクが要求された際に高トルク用動作ラインに比してトルクを小さくした動作ラインを用いてエンジン２２の目標運転ポイントを設定すると共に運転者に高トルクが要求された際には吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴの進角指示フラグＦを設定し、エンジン２２が目標運転ポイントにおける目標回転数Ｎｅ＊で回転するようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊が出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する図７の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０〜Ｓ２９０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と進角指示フラグＦとに基づいて開閉タイミング制御を含むエンジン２２の運転制御を行なうエンジンＥＣＵ２４とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。
【００６１】
ここで、「内燃機関」としては、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する内燃機関に限定されるものではなく、可変バルブタイミング機構が取り付けられたものであれば水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「可変バルブタイミング機構」としては、作動用のオイルの油圧を用いて吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴだけを変更する可変バルブタイミング機構１５０に限定されるものではなく、排気バルブの開閉タイミングだけを変更するものや吸気バルブおよび排気バルブの開閉タイミングを変更するものなど、作動油の油圧を用いて吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを変更するものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力するものであれば如何なるタイプの発電機であっても構わない。「遊星歯車機構」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構の組み合わせによるものなど、駆動軸と内燃機関の出力軸と発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続されたものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力するものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、発電機および電動機と電力のやり取りを行なうものであれば如何なるものとしても構わない。「作動油温度取得手段」としては、可変バルブタイミング機構１５０の作動用のオイルの油温Ｔｏｉｌを検出する温度センサ１５１に限定されるものではなく、エンジン２２の冷却水温などの運転状態に基づいて油温を推定するものなど、作動油の温度を取得するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求駆動力設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃだけに基づいて要求トルクを設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定するものなど、駆動軸に要求される要求駆動力を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求パワー設定手段」としては、要求トルクＴｒ＊に基づいてエンジン２２の要求パワーＰｅ＊を設定するものに限定されるものではなく、設定された要求駆動力に基づいて内燃機関に要求される要求パワーものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、作動油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１以上のときにはエンジン２２の基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂ以下となる範囲で且つ運転者に高トルクが要求された際に高トルク用動作ラインに比してトルクを小さくした動作ラインを用いてエンジン２２の目標運転ポイントを設定する一方で作動油温Ｔｏｉｌが所定温度Ｔｒｅｆ１未満のときにはエンジン２２の基本上限回転数Ｎｅｍａｘｂより小さい上限回転数Ｎｅｍａｘ以下となる範囲で且つ運転者に高トルクが要求された際に高トルク用動作ラインに比してトルクを小さくした動作ラインを用いてエンジン２２の目標運転ポイントを設定すると共に運転者に高トルクが要求された際には吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴの進角指示フラグＦを設定し、目標運転ポイントにおける目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊と進角指示フラグＦとに基づいて開閉タイミング制御を含むエンジン２２の運転制御を行ないエンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊で回転するよう設定されたモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊が出力されるよう設定されたモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊とに基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、取得された作動油の温度が可変バルブタイミング機構が良好に作動可能な温度範囲の下限値として予め定められた所定温度以上のときには開閉タイミングが内燃機関の運転状態に基づく目標開閉タイミングになるよう可変バルブタイミング機構を制御する開閉タイミング制御を行なうと共に内燃機関の回転数を第１の上限回転数以下とする制限を伴って設定された要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、取得された作動油の温度が所定温度未満のときには開閉タイミング制御を行なうと共に内燃機関の回転数を第１の上限回転数より小さい第２の上限回転数以下とする制限を伴って設定された要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御するものであれば如何なるものとしても構わないし、また、取得された作動油の温度が可変バルブタイミング機構が良好に作動可能な温度範囲の下限値として予め定められた所定温度以上のときには設定された要求パワーと前記内燃機関のパワーに対する回転数およびトルクの関係を定める第１の動作ラインとに基づいて内燃機関を運転すべき目標回転数および目標トルクからなる目標運転ポイントを設定すると共に開閉タイミングが内燃機関の運転状態に基づく目標開閉タイミングになるよう可変バルブタイミング機構を制御する開閉タイミング制御を伴って内燃機関が設定した目標運転ポイントで運転され且つ設定された要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、取得された作動油の温度が所定温度未満のときには設定された要求パワーと第１の動作ラインに比して内燃機関のトルクが小さくなる傾向の第２の動作ラインとに基づいて目標運転ポイントを設定すると共に開閉タイミング制御を伴って内燃機関が設定した目標運転ポイントで運転され且つ設定された要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００６２】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００６３】
以上、本発明を実施するため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く、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】
【００６４】
本発明は、動力出力装置や車両の製造産業に利用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
２０，１２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ  ＣＰＵ、２４ｂ  ＲＯＭ、２４ｃ  ＲＡＭ、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  動力分配統合機構、３１  サンギヤ、３２  リングギヤ、３２ａ  リングギヤ軸、３３  ピニオンギヤ、３４  キャリア、３５  減速ギヤ、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、５０  バッテリ、５１  温度センサ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４  電力ライン、６０  ギヤ機構、６２  デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ  駆動輪、６４ａ，６４ｂ  車輪、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、１２２  エアクリーナ、１２４  スロットルバルブ、１２６  燃料噴射弁、１２８  吸気バルブ、１２９  インテークカムシャフト、１３０  点火プラグ、１３２  ピストン、１３４  浄化装置、１３５ａ  空燃比センサ、１３５ｂ  酸素センサ、１３６  スロットルモータ、１３８  イグニッションコイル、１４０  クランクポジションセンサ、１４２  水温センサ、１４３  圧力センサ、１４４  カムポジションセンサ、１４６  スロットルバルブポジションセンサ、１４８  エアフローメータ、１４９  温度センサ、１５０  可変バルブタイミング機構、１５１  温度センサ、１５２  ＶＶＴコントローラ、１５２ａ  ハウジング部、１５２ｂ  ベーン部、１５４  ロックピン、１５４ａ  ロックピン本体、１５４ｂ  スプリング、オイルコントロールバルブ１５６，１５８  溝、１５９  油路、１６２  タイミングチェーン、１６４  タイミングギヤ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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