(57)【要約】【課題】可変動弁装置を有し、触媒暖機中においても応答遅れを少なくした内燃機関を搭載するハイブリッド車両を提供する。【解決手段】制御装置２００は、触媒暖機要求時に、触媒１１２Ｓを急速に暖機する第１の制御（第１暖機制御）を実行した後に、エンジン１００の出力を所定値とする第２の制御（第２暖機制御）を実行し、触媒暖機が完了した場合には、エンジン１００の回転速度と要求トルクとに基づいてＶＶＬ装置４００を制御する第３の制御（通常制御）を実行してエンジン１００を制御する。制御装置２００は、第２の制御を実行中は、エンジン１００の出力を所定値に抑えつつ吸気バルブ１１８のリフト量および作用角の少なくとも一方の最大値を要求出力が大きいほど小さくするようにＶＶＬ装置４００を制御し、要求出力の変化分はモータが分担するようにモータを制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動力を発生する電動機と、
リフト量および作用角を含んで規定される吸気バルブの作動特性を変更するための可変動弁装置を有する内燃機関と、
触媒を用いて前記内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置と、
前記排気浄化装置の触媒の暖機を行なう触媒暖機制御を実行する制御装置とを備え、
前記触媒暖機制御は、
前記内燃機関を第１の運転ポイントで運転する第１の制御と、
前記第１の制御の実行後、走行に要求される駆動力に拘わらず、前記第１の運転ポイントよりも前記内燃機関の出力が大きい第２の運転ポイントで前記内燃機関を運転する第２の制御と、
前記第２の制御の実行後、走行に要求される駆動力に基づいて前記内燃機関を運転するとともに、前記内燃機関の回転数とトルクとに基づいて前記可変動弁装置を制御する第３の制御とを含み、
前記制御装置は、前記第２の制御を実行中は、要求出力が大きいほど前記吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方の最大値を小さくするように前記可変動弁装置を制御し、要求出力の変化分は前記電動機が分担するように前記電動機を制御する、ハイブリッド車両。
【請求項２】
前記制御装置は、前記第１の制御の実行中は、前記第２の制御の実行中よりも前記内燃機関の点火時期を遅角側にして前記内燃機関を運転し、
前記可変動弁装置は、前記作動特性を、第１の特性と、前記作動特性が前記第１の特性であるときよりも前記吸気バルブのリフト量および前記吸気バルブの作用角の少なくとも一方が大きい第２の特性とに変更可能に構成され、
前記制御装置は、さらに、
前記第１の制御の実行中は、前記作動特性が前記第１の特性となるように前記可変動弁装置を制御し、
前記第２の制御の実行中に、前記作動特性を前記第２の特性に切替えるように前記可変動弁装置を制御する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記第２の制御を実行中の前記要求出力は、前記第２の制御から前記第３の制御に内燃機関の制御を切換える際に車両に要求される出力を含む、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記制御装置は、車速と、アクセル開度と、車両に要求される要求駆動力とに基づいて、前記要求出力を算出する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
前記可変動弁装置は、前記吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方の最大値を第１〜第３の値の３段階に変更可能に構成され、
前記第１〜第３の値は、前記第１の値より前記第２の値が大きく、前記第２の値より前記第３の値が大きく設定され、
前記制御装置は、前記第２の制御を実行中は、車両に要求される要求駆動力が所定値よりも大きい場合には前記吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方の最大値を前記第１の値に設定し、前記要求駆動力が所定値よりも小さい場合には前記吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方の最大値を前記第３の値に設定する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項６】
前記可変動弁装置は、前記吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方の最大値を第１、第２の値の２段階に変更可能に構成され、
前記第１、第２の値は、前記第１の値より前記第２の値が大きく設定され、
前記制御装置は、前記第２の制御を実行中は、車両に要求される要求駆動力が所定値よりも大きい場合には前記吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方の最大値を前記第１の値に設定し、前記要求駆動力が所定値よりも小さい場合には前記吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方の最大値を前記第２の値に設定する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハイブリッド車両に関し、特に吸気バルブの作動特性を変更するための可変動弁装置を含む内燃機関を備えるハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気を浄化するために、触媒を含む浄化装置が用いられる。触媒に浄化機能を十分に発揮させるためには、触媒の温度を上昇させることが必要である。
【０００３】
たとえば、特開２０１２−４０９１５号公報（特許文献１）は、内燃機関を備えるハイブリッド車両において、触媒の暖機要求時において、まず、点火時期を遅角した第１運転ポイント（触媒急速暖機用）で内燃機関を運転させ、触媒端部の温度が上昇したら点火時期を戻し、内燃機関に対する要求出力を固定した第２運転ポイントで内燃機関を運転させる。そして、触媒の暖機が完了したら、内燃機関に対する要求出力を車両全体に対する要求出力に基づいて変化させる通常運転に移行させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−４０９１５号公報
【特許文献２】特開２０１２−８１８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の内燃機関に対する要求出力（Ｐｅ）を固定した第２運転ポイントで内燃機関を運転させる場合には、車両に要求される要求出力（Ｐｔｏｔａｌ）に関わらず、パワー配分を行なうＥＣＵ（ＰＭ−ＥＣＵ）はＰｅを一定値に制御する（この制御を以下、「Ｐｅ一定制御」という）。Ｐｅ一定制御中は、車両の駆動力不足分はモータのアシスト駆動力によって補われる。もしも、Ｐｅ一定制御中に車両に要求される要求出力（Ｐｔｏｔａｌ）がモータのアシスト可能範囲を超えて大きくなる場合、Ｐｅ一定制御を中断し内燃機関にエンジントルクを出力させる必要がある。
【０００６】
しかしながら、ハイブリッド車両では、触媒暖機中は内燃機関は主として触媒を昇温させるために用いられているので、Ｐｅは低く設定されている。このため、ユーザのアクセル操作などに基づいて車両に要求される要求出力（Ｐｔｏｔａｌ）が急に増加した場合には、内燃機関の応答性が良くないため応答遅れが発生することが懸念される。
【０００７】
一方、吸気バルブの作動特性を変更可能な可変動弁装置を有する内燃機関が公知である。さらに、そのような可変動弁装置として、吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方を変更可能な可変動弁装置が知られている。このような可変動弁装置を有する内燃機関もハイブリッド車両に用いられる場合がある。
【０００８】
上記の特開２０１２−４０９１５号公報には、可変動弁装置については検討されておらず、可変動弁装置を有する内燃機関において応答性を高める点については、まだ改善の余地がある。
【０００９】
この発明の目的は、可変動弁装置を有し、触媒暖機中においても応答遅れを少なくした内燃機関を搭載するハイブリッド車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、要約すると、ハイブリッド車両であって、車両駆動力を発生する電動機と、リフト量および作用角を含んで規定される吸気バルブの作動特性を変更するための可変動弁装置を有する内燃機関と、触媒を用いて内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置と、排気浄化装置の触媒の暖機を行なう触媒暖機制御を実行する制御装置とを備える。触媒暖機制御は、内燃機関を第１の運転ポイントで運転する第１の制御と、第１の制御の実行後、走行に要求される駆動力に拘わらず、第１の運転ポイントよりも内燃機関の出力が大きい第２の運転ポイントで内燃機関を運転する第２の制御と、第２の制御の実行後、走行に要求される駆動力に基づいて内燃機関を運転するとともに、内燃機関の回転数とトルクとに基づいて可変動弁装置を制御する第３の制御とを含む。制御装置は、第２の制御を実行中は、要求出力が大きいほど吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方の最大値を小さくするように可変動弁装置を制御し、要求出力の変化分は電動機が分担するように電動機を制御する。
【００１１】
好ましくは、制御装置は、第１の制御の実行中は、第２の制御の実行中よりも内燃機関の点火時期を遅角側にして内燃機関を運転し、可変動弁装置は、作動特性を、第１の特性と、作動特性が第１の特性であるときよりも吸気バルブのリフト量および吸気バルブの作用角の少なくとも一方が大きい第２の特性とに変更可能に構成され、制御装置は、さらに、第１の制御の実行中は、作動特性が第１の特性となるように可変動弁装置を制御し、第２の制御の実行中に、作動特性を第２の特性に切替えるように可変動弁装置を制御する。
【００１２】
第２の制御を実行中は、要求出力よりも少ない所定量に内燃機関の出力を抑えつつ要求出力の変化分は電動機が分担するように電動機を制御する。しかし、要求出力が増加すると、電動機が分担できない場合も生じる。このような場合には第２の制御を中断して内燃機関の出力を増加させて要求出力が出力されるように車両を制御する必要がある。したがって、要求出力が増加して電動機が分担できなくなる可能性が高い場合には予め内燃機関の応答性を高めておくことが望ましい。第２の制御を実行中においても、吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方の最大値を要求出力が大きいほど小さくするように可変動弁機構を制御しておくことにより、内燃機関の応答性が高まるので、要求出力の急な増加時に車両の応答遅れが少なくなる。
【００１３】
好ましくは、第２の制御を実行中の要求出力は、第２の制御から第３の制御に内燃機関の制御を切換える際に車両に要求される出力を含む。
【００１４】
このように規定することによって、第２の制御から第３の制御に内燃機関の制御を切換える際も対象であることが明確となる。
【００１５】
好ましくは、制御装置は、車速と、アクセル開度と、車両に要求される要求駆動力とに基づいて、要求出力を算出する。
【００１６】
好ましくは、可変動弁装置は、吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方の最大値を第１〜第３の値の３段階に変更可能に構成される。第１〜第３の値は、第１の値より第２の値が大きく、第２の値より第３の値が大きく設定される。制御装置は、第２の制御を実行中は、車両に要求される要求駆動力が所定値よりも大きい場合には吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方の最大値を第１の値に設定し、要求駆動力が所定値よりも小さい場合には吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方の最大値を第３の値に設定する。
【００１７】
好ましくは、可変動弁装置は、吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方の最大値を第１、第２の値の２段階に変更可能に構成される。第１、第２の値は、第１の値より第２の値が大きく設定される。制御装置は、第２の制御を実行中は、車両に要求される要求駆動力が所定値よりも大きい場合には吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方の最大値を第１の値に設定し、要求駆動力が所定値よりも小さい場合には吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方の最大値を第２の値に設定する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ハイブリッド車両において、触媒暖機中においても応答遅れを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施の形態１によるハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したエンジン１００の構成図である。
【図３】ＶＶＬ装置４００において実現されるバルブ変位量とクランク角の関係を示す図である。
【図４】ＶＶＬ装置４００の正面図である。
【図５】図４に示したＶＶＬ装置４００を部分的に示した斜視図である。
【図６】吸気バルブ１１８の作動特性を３段階に変更可能なＶＶＬ装置４００において実現されるバルブ変位量とクランク角の関係を示す図である。
【図７】吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きいときのピストン上昇時の動作を説明する図である。
【図８】吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が小さいときのピストン上昇時の動作を説明する図である。
【図９】吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が小さいときのピストン下降時の動作を説明する図である。
【図１０】図６に示す３段階に変更可能な作動特性を有するＶＶＬ装置４００を有するエンジン１００の動作線を示す図である。
【図１１】エンジン始動からＶＶＬ装置が通常制御されるに至るまでのエンジンの制御状態を説明するための波形図である。
【図１２】触媒暖機中の第２暖機制御において、ＶＶＬ装置４００のリフト量および作用角を決定する制御を説明するためのフローチャートである。
【図１３】変形例におけるエンジン始動からＶＶＬ装置が通常制御されるに至るまでのエンジンの制御状態を説明するための波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２１】
本実施の形態は、図１１の期間Ｔ４におけるエンジンの可変バルブリフト機構の制御が特徴となるが、その前提として、ハイブリッド車両の全体構成やエンジンの構成、エンジンの可変バルブリフト機構（ＶＶＬ装置）について、まず説明を行なう。
【００２２】
（ハイブリッド車両の全体構成）
図１は、この発明の実施の形態１によるハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１は、エンジン１００と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割装置４と、減速機５と、駆動輪６と、蓄電装置Ｂと、ＰＣＵ（Power  Control  Unit）２０と、制御装置２００とを備える。
【００２３】
ハイブリッド車両１は、エンジン１００およびモータジェネレータＭＧ２の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行可能である。動力分割装置４は、エンジン１００が発生する駆動力を、駆動輪６を駆動するための駆動力と、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための駆動力とに分割可能に構成される。動力分割装置４は、たとえば遊星歯車機構を含んで構成される。
【００２４】
エンジン１００は、車両の駆動力を発生する。また、エンジン１００は、発電機として作動可能なモータジェネレータＭＧ１を駆動するための駆動力を発生する。なお、エンジン１００は、モータジェネレータＭＧ１によりクランキングされて始動し得る。このエンジン１００は、吸気バルブの作動特性を変更するための可変動弁装置を有する。制御装置２００は、車両の状況に応じて可変動弁装置を制御する。エンジン１００および可変動弁装置の構成については、後ほど図２〜図５で詳しく説明する。
【００２５】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、交流回転電機であり、たとえば、三相交流同期電動発電機である。モータジェネレータＭＧ１は、エンジン１００の駆動力を用いて発電し得る。たとえば、蓄電装置ＢのＳＯＣが所定の下限に達すると、エンジン１００が始動してモータジェネレータＭＧ１により発電が行なわれる。モータジェネレータＭＧ１によって発電された電力は、ＰＣＵ２０により電圧変換され、蓄電装置Ｂに一時的に蓄えられたり、モータジェネレータＭＧ２に直接供給されたりする。
【００２６】
モータジェネレータＭＧ２は、蓄電装置Ｂに蓄えられた電力、およびモータジェネレータＭＧ１によって発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。モータジェネレータＭＧ２の駆動力は、減速機５を介して駆動輪６に伝達される。なお、図１では、駆動輪６は前輪として示されているが、前輪に代えて、または前輪とともに、モータジェネレータＭＧ２によって後輪を駆動してもよい。
【００２７】
車両の制動時には、減速機５を介して駆動輪６によりモータジェネレータＭＧ２が駆動され、モータジェネレータＭＧ２が発電機として作動する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、制動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。モータジェネレータＭＧ２により発電された電力は、蓄電装置Ｂに蓄えられる。
【００２８】
ＰＣＵ２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するための駆動装置である。ＰＣＵ２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータを含み、さらに、インバータと蓄電装置Ｂとの間で電圧変換するためのコンバータを含み得る。
【００２９】
蓄電装置Ｂは、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池を含んで構成される。蓄電装置Ｂの電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。蓄電装置Ｂは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって発電された電力を蓄える。なお、蓄電装置Ｂとして、大容量のキャパシタも採用可能であり、蓄電装置Ｂは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２による発電電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力をモータジェネレータＭＧ２や電圧変換器３０へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。また、蓄電装置Ｂは、蓄電装置Ｂの電圧ＶＢおよび電流ＩＢを検出し、それらの検出値を制御装置２００へ出力する。
【００３０】
制御装置２００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）や、記憶装置、入出力バッファ等（いずれも図示せず）を含むＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）を含んで構成される。制御装置２００は、各種センサからの信号（アクセル開度ＡＣＣ、車速ＶＳＳなど）の受信や各機器への制御信号の送信を行なうとともに、ハイブリッド車両１における各機器の制御を行なう。一例として、制御装置２００は、ハイブリッド車両１の走行制御や、蓄電装置Ｂの充電制御、可変動弁装置を含むエンジン１００の制御等を実行する。
【００３１】
（エンジン１００の構成）
図２は、図１に示したエンジン１００の構成図である。図２を参照して、エンジン１００には、エアクリーナ１０２から空気が吸入される。吸入空気量は、スロットルバルブ１０４により調整される。スロットルバルブ１０４は、スロットルモータ３１２により駆動される。
【００３２】
吸入された空気は、シリンダ１０６（燃焼室）において燃料と混合される。シリンダ１０６には、インジェクタ１０８から燃料が噴射される。なお、この実施の形態においては、インジェクタ１０８の噴射孔が吸気ポート内に設けられたポート噴射式としてエンジン１００を説明するが、ポート噴射用のインジェクタ１０８に加えて、シリンダ１０６内へ燃料を直接噴射する直噴用のインジェクタを設けてもよい。さらに、直噴用のインジェクタのみを設けるようにしてもよい。
【００３３】
シリンダ１０６内の混合気は、点火プラグ１１０により着火されて燃焼する。燃焼後の混合気すなわち排気ガスは、三元触媒１１２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１１４が押し下げられ、クランクシャフト１１６が回転する。また、排気ガスの一部は、図示しない還流路を通ってＥＧＲ（Exhaust  Gas  Recirculation）ガスとして吸気ポートに戻される。
【００３４】
シリンダ１０６の頭頂部には、吸気バルブ１１８および排気バルブ１２０が設けられる。シリンダ１０６に導入される空気の量および時期は、吸気バルブ１１８により制御される。シリンダ１０６から排出される排気ガスの量および時期は、排気バルブ１２０により制御される。吸気バルブ１１８はカム１２２により駆動され、排気バルブ１２０はカム１２４により駆動される。
【００３５】
吸気バルブ１１８は、後に詳細に説明するように、ＶＶＬ（Variable  Valve  Lift）装置４００によってリフト量および作用角が制御される。なお、排気バルブ１２０についても、リフト量および作用角を制御可能としてもよい。また、バルブの開閉タイミングを制御するＶＶＴ（Variable  Valve  Timing）装置をＶＶＬ装置４００に組み合わせてもよい。
【００３６】
制御装置２００は、車両の走行状況や排気浄化装置の暖機状況に応じてエンジン１００が所望の運転ポイントで運転されるように、スロットル開度θｔｈ、点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、吸気バルブの作動状態（開閉タイミング、リフト量、作用角等）を制御する。なお、運転ポイントとは、エンジン１００のパワー、トルクおよび回転数が決定されるエンジン１００の動作点であり、エンジン１００が所望のパワーやトルクを出力するようにエンジン１００の運転ポイントが決定される。この実施の形態１では、エンジン１００のパワーが所望の運転パワーとなるように運転ポイントが設定される。制御装置２００には、カム角センサ３００、クランク角センサ３０２、ノックセンサ３０４、スロットル開度センサ３０６の各センサから信号が入力される。
【００３７】
カム角センサ３００は、カムの位置を表わす信号を出力する。クランク角センサ３０２は、クランクシャフト１１６の回転数（エンジン回転数）およびクランクシャフト１１６の回転角度を表わす信号を出力する。ノックセンサ３０４は、エンジン１００の振動の強度を表わす信号を出力する。スロットル開度センサ３０６は、スロットル開度θｔｈを表わす信号を出力する。
【００３８】
制御装置２００は、これらの各センサからの信号に基づいてエンジン１００を制御する。
【００３９】
図３は、ＶＶＬ装置４００において実現されるバルブ変位量とクランク角の関係を示す図である。図３を参照して、排気行程において排気バルブ１２０（図２）が開いて閉じ、吸気行程において吸気バルブ１１８（図２）が開いて閉じる。波形ＥＸは、排気バルブ１２０のバルブ変位量であり、波形ＩＮ１，ＩＮ２は、吸気バルブ１１８のバルブ変位量である。バルブ変位量とは、バルブが閉じた状態からのバルブの変位量である。なお、以下において、リフト量とは、吸気バルブ１１８の開度がピークに達したときのバルブ変位量であり、作用角とは、吸気バルブ１１８が開いてから閉じるまでのクランク角度である。
【００４０】
吸気バルブ１１８の作動特性は、ＶＶＬ装置４００によって波形ＩＮ１，ＩＮ２の間で変化する。波形ＩＮ１は、リフト量および作用角が最小の場合を示す。波形ＩＮ２は、リフト量および作用角が最大の場合を示す。ＶＶＬ装置４００においては、リフト量が増大するに従って作用角も増大する。なお、本実施の形態のＶＶＬ装置４００では、後に図６に示すようにリフト量および作用角を３段階に変更することが可能に構成されている。
【００４１】
図４は、ＶＶＬ装置４００の正面図である。なお、図４に示される構成は一例であり、ＶＶＬ装置４００はこのような構成のものに限定されるものではない。図４を参照して、ＶＶＬ装置４００は、一方向に延びる駆動軸４１０と、駆動軸４１０の外周面を覆う支持パイプ４２０と、支持パイプ４２０の外周面上で駆動軸４１０の軸方向に並んで配置された入力アーム４３０および揺動カム４４０とを備える。駆動軸４１０の先端には、駆動軸４１０を直線運動させるアクチュエータ（図示せず）が接続される。
【００４２】
ＶＶＬ装置４００には、各気筒に設けられた１つのカム１２２に対応して、１つの入力アーム４３０が設けられる。入力アーム４３０の両側には、各気筒に設けられた一対の吸気バルブ１１８のそれぞれに対応して、２つの揺動カム４４０が設けられる。
【００４３】
支持パイプ４２０は、中空円筒状に形成されており、カムシャフト１３０に対して平行に配置される。支持パイプ４２０は、軸方向へ移動したり、回転したりしないようにシリンダヘッドに固定される。
【００４４】
支持パイプ４２０の内部には、その軸方向に摺動可能なように駆動軸４１０が挿入される。支持パイプ４２０の外周面上には、駆動軸４１０の軸芯を中心として揺動可能で、かつ、その軸方向には移動しないように、入力アーム４３０および２つの揺動カム４４０が設けられる。
【００４５】
入力アーム４３０は、支持パイプ４２０の外周面から離れる方向に突出するアーム部４３２と、アーム部４３２の先端に回転可能に接続されたローラ部４３４とを有する。入力アーム４３０は、ローラ部４３４がカム１２２に当接可能な位置に配置されるように設けられる。
【００４６】
揺動カム４４０は、支持パイプ４２０の外周面から離れる方向に突出する略三角形状のノーズ部４４２を有する。ノーズ部４４２の一辺には、凹状に湾曲したカム面４４４が形成される。吸気バルブ１１８に設けられたバルブスプリングの付勢力により、ロッカアーム１２８に回転可能に取り付けられたローラがカム面４４４に押し付けられる。
【００４７】
入力アーム４３０および揺動カム４４０は、一体となって駆動軸４１０の軸芯を中心として揺動する。このため、カムシャフト１３０が回転すると、カム１２２に当接された入力アーム４３０が揺動し、この入力アーム４３０の動きに連動して揺動カム４４０も揺動する。この揺動カム４４０の動きが、ロッカアーム１２８を介して吸気バルブ１１８に伝わり、吸気バルブ１１８が開閉される。
【００４８】
ＶＶＬ装置４００は、さらに、支持パイプ４２０の軸芯周りにおいて、入力アーム４３０と揺動カム４４０との相対位相差を変更する装置を備える。相対位相差を変更する装置によって、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が適宜変更される。
【００４９】
つまり、両者の相対位相差を拡大すれば、入力アーム４３０および揺動カム４４０の揺動角に対するロッカアーム１２８の揺動角が拡大され、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が増大される。
【００５０】
また、両者の相対位相差を縮小すれば、入力アーム４３０および揺動カム４４０の揺動角に対するロッカアーム１２８の揺動角が縮小され、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が小さくされる。
【００５１】
図５は、図４に示したＶＶＬ装置４００を部分的に示した斜視図である。なお、この図５では、内部構造が把握できるように一部が破断されて示されている。図５を参照して、入力アーム４３０および２つの揺動カム４４０と、支持パイプ４２０の外周面との間に規定された空間には、支持パイプ４２０に対して、回転可能で、かつ軸方向に摺動可能に支持されたスライダギヤ４５０が収容される。スライダギヤ４５０は、支持パイプ４２０上を軸方向に摺動可能に設けられる。
【００５２】
スライダギヤ４５０には、その軸方向の中央部に位置して、右ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されたヘリカルギヤ４５２が設けられる。また、スライダギヤ４５０には、ヘリカルギヤ４５２の両側に位置し、ヘリカルギヤ４５２とは逆に左ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されたヘリカルギヤ４５４が各々に設けられる。
【００５３】
一方、スライダギヤ４５０を収容する空間を規定する入力アーム４３０および２つの揺動カム４４０の内周面には、ヘリカルギヤ４５２および４５４に対応したヘリカルスプラインがそれぞれ形成される。つまり、入力アーム４３０には、右ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されており、そのヘリカルスプラインがヘリカルギヤ４５２に噛み合っている。また、揺動カム４４０には、左ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されており、そのヘリカルスプラインがヘリカルギヤ４５４に噛み合っている。
【００５４】
スライダギヤ４５０には、一方のヘリカルギヤ４５４とヘリカルギヤ４５２との間に位置して、周方向に延びる長穴４５６が形成される。また、図示しないが、支持パイプ４２０には、長穴４５６の一部と重なるように、軸方向に延びる長穴が形成される。支持パイプ４２０の内部に挿通された駆動軸４１０には、これら長穴４５６および図示しない長穴の重なった部分を通じて突出する係止ピン４１２が一体に設けられる。
【００５５】
駆動軸４１０に連結されるアクチュエータ（図示せず）によって、駆動軸４１０がその軸方向に移動すると、スライダギヤ４５０が係止ピン４１２により押され、ヘリカルギヤ
４５２および４５４が同時に駆動軸４１０の軸方向に移動する。このようなヘリカルギヤ４５２および４５４の移動に対して、これらにスプライン係合された入力アーム４３０および揺動カム４４０は、軸方向に移動しない。そのため、入力アーム４３０と揺動カム４４０は、ヘリカルスプラインの噛み合いを通じて駆動軸４１０の軸芯周りに回動する。
【００５６】
このとき、入力アーム４３０と揺動カム４４０とでは、形成されたヘリカルスプラインの向きが逆である。そのため、入力アーム４３０と揺動カム４４０の回動方向は互いに逆方向となる。これにより、入力アーム４３０と揺動カム４４０との相対位相差が変化し、既に説明したように吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が変更される。
【００５７】
なお、ＶＶＬ装置４００は、このような形式のものに限定されない。たとえば、電気的にバルブを駆動するＶＶＬ装置や、油圧を用いてバルブを駆動するＶＶＬ装置などを用いてもよい。
【００５８】
制御装置２００は、駆動軸４１０を直線運動させるアクチュエータの操作量を調整することによって、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を制御する。
【００５９】
図６は、吸気バルブ１１８の作動特性を３段階に変更可能なＶＶＬ装置４００において実現されるバルブ変位量とクランク角の関係を示す図である。ＶＶＬ装置４００は、第１から第３の特性のいずれかに作動特性を変更可能である。第１の特性は、波形ＩＮ１ａで示される。第２の特性は、波形ＩＮ２ａで示され、作動特性が第１の特性であるときよりもリフト量および作用角が大きい。第３の特性は、波形ＩＮ３ａで示され、作動特性が第２の特性であるときよりもリフト量および作用角が大きい。
【００６０】
図７は、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きいときのピストン上昇時の動作を説明する図である。図８は、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が小さいときのピストン上昇時の動作を説明する図である。図７および図８を参照して、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きい場合には、ピストン１１４の上昇時に吸気バルブ１１８を閉じるタイミングが遅くなるので、エンジン１００は、アトキンソンサイクルにて運転される。すなわち、吸気行程にてシリンダ１０６内に吸入された空気の一部がシリンダ１０６外へ戻され、圧縮行程において空気を圧縮するための力である圧縮反力が低減する。これにより、エンジン始動時の振動を低減することができる。なお、圧縮比が減少するので、着火性が悪化し、エンジン１００の出力応答性は低下する。
【００６１】
一方、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が小さい場合には、ピストン１１４の上昇時に吸気バルブ１１８を閉じるタイミングが早くなるので、圧縮比が上昇する。これにより、低温での着火性が向上するとともにエンジンの出力応答性が向上する。なお、圧縮反力が増加するので、エンジン始動時の振動は増加し得る。
【００６２】
図９は、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が小さいときのピストン下降時の動作を説明する図である。図９を参照して、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が小さい場合には、ピストン１１４の下降時に吸気バルブ１１８を開くタイミングが遅くなる。これにより、シリンダ１０６内に負圧が発生した状態で吸気ポートから吸気することとなり、シリンダ１０６内の燃料の混合が促進され、燃焼が改善し得る。
【００６３】
図１０は、図６に示す３段階に変更可能な作動特性を有するＶＶＬ装置４００を有するエンジン１００の動作線を示す図である。本実施の形態のハイブリッド車両では、触媒の暖機が完了した後に、図１０に従う作動特性に示す通常制御を行なう。
【００６４】
図１０を参照して、横軸にはエンジン回転数が示され、縦軸にはエンジントルクが示される。一点鎖線で示されるラインは、第１〜第３の特性（ＩＮ１ａ〜ＩＮ３ａ）に対応するトルク特性を示す。実線で示される円は等燃費ラインを示し、円の中心に近づくほど燃費が向上する。エンジン１００は、基本的には、実線で表わされるエンジン動作線上で運転されるものとする。
【００６５】
図１０に示す動作線では、低回転域、中回転域、高回転域において、リフト量および作用角が最適なものに選択される。
【００６６】
すなわち、図１０において、領域Ｒ１で示される低回転域では、エンジン始動時の振動を抑制することが重要となる。この低回転域では、ＥＧＲガスの導入が停止され、アトキンソンサイクルによる燃費の向上が図られる。よって、領域Ｒ１では、リフト量および作用角が大きくなるように吸気バルブ１１８の作動特性として第３の特性（ＩＮ３ａ）が選択される。領域Ｒ２で示される中回転域では、ＥＧＲガスの導入量の増加による燃費の向上が図られる。よって、領域Ｒ２では、リフト量および作用角が中間となるように吸気バルブ１１８の作動特性として第２の特性（ＩＮ２ａ）が選択される。
【００６７】
すなわち、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きい場合（第３の特性）は、ＥＧＲガスの導入による燃費向上よりもアトキンソンサイクルによる燃費向上が優先される。一方、中間のリフト量および作用角が選択された場合（第２の特性）は、アトキンソンサイクルによる燃費向上よりもＥＧＲガスの導入による燃費向上が優先される。
【００６８】
領域Ｒ３で示される高回転域では、吸気慣性によって多量の空気をシリンダ内へ導入し、実圧縮比の上昇による出力性能の向上が図られる。よって、領域Ｒ３では、リフト量および作用角が大きくなるように吸気バルブ１１８の作動特性として第３の特性（ＩＮ３ａ）が選択される。
【００６９】
図１０に示したのは、通常制御のＶＶＬ装置４００の特性であったが、触媒が暖機されるときには、ＶＶＬ装置４００は、図１０とは異なるように制御される。触媒が暖機されるときや、エンジン１００が低回転域において高負荷運転されるとき、エンジン１００が極低温において始動されるときは、リフト量および作用角が小さくなるように吸気バルブ１１８の作動特性として第１の特性（ＩＮ１ａ）が選択される。このように、エンジン１００の運転状態に応じてリフト量および作用角が決定される。
【００７０】
図１１は、エンジン始動からＶＶＬ装置が通常制御されるに至るまでのエンジンの制御状態を説明するための波形図である。図１１の横軸には、時間が示され、上から順に、エンジン回転数Ｎｅ、エンジンパワーＰｅ、点火時期ａｏｐ、触媒浄化率（例えば、端面１０ｍｍ）、触媒浄化率（中央）、燃焼温度、吸気バルブ制御の状態を示す波形が示されている。
【００７１】
期間Ｔ１は、エンジン始動直後でありエンジンおよび触媒の温度が低いため、第１暖機制御が実行される。第１暖機制御では、エンジンパワーＰｅがほとんど零に設定され、車両の駆動トルクは主として走行用モータから出力される。この期間Ｔ１においては、エンジン１００の点火時期ａｏｐが遅角側に制御され、エンジンパワーＰｅを第１の運転パワーＰ１とする第１運転ポイントでエンジン１００が運転される。一例として、第１の運転パワーＰ１は、０〜３ｋＷ程度の低パワーに設定され、この第１運転ポイントでは、エンジン１００の回転数は、アイドリング回転数に設定され、エンジントルクは、エンジンパワーＰｅが第１の運転パワーＰ１となるように設定される。この間は排気ガス浄化のための触媒暖機が優先される。このため、エンジンの点火時期ａｏｐが遅角され燃焼ガスの温度が高くなるようにエンジンが制御される。また、吸気バルブ制御は、ＶＶＬ装置４００が図６に示す特性（ＩＮ１ａ）で制御される。これにより、吸気バルブの開弁が遅くなり、図９で説明したようにシリンダ内に負圧を発生させてから吸気バルブが開くことになるので、燃料の混合が改善され燃焼状態が均一となり排気ガスが清浄な状態に近づく。
【００７２】
期間Ｔ１が経過すると、図２の触媒１１２Ｓのエンジンに近い側の端面（例えば、１０ｍｍ程度）が適温まで上昇し、浄化率が１００％に到達する。しかしこの状態では、触媒１１２Ｓの中央部分までは十分に昇温されていないので触媒１１２Ｓは完全に能力を発揮するまでには至っていない。そこで、期間Ｔ１経過後には、通常制御に移行する前に、第２暖機制御が実行される。この期間Ｔ１経過後においてエンジンは第２の運転ポイントで運転される。第２の運転ポイントでは、第１の運転ポイントよりもエンジンの出力が大きくなるようにエンジンの各種パラメータが制御される。すなわち、制御装置２００は、エンジンパワーＰｅを第１の運転パワーＰ１よりも高い第２の運転パワーＰ２とする第２運転ポイントでエンジン１００を運転するようにエンジン１００を制御する。第２の運転パワーは、走行パワーに応答することなく、Ｓ／Ｃ触媒１１２Ｓの排気浄化能力の範囲内で定められ、一定値であってもよいし、Ｓ／Ｃ触媒１１２Ｓの排気浄化能力の上昇（Ｓ／Ｃ触媒１１２Ｓの温度上昇）に伴なって引き上げてもよい。一例として、この第２運転ポイントでは、エンジン１００の回転数は、アイドリング回転数に設定され、エンジントルクは、第１暖機制御から第２暖機制御に切替わった後、エンジンパワーＰｅが第１の運転パワーＰ１から第２の運転パワーＰ２まで徐々に増加するように設定される。
【００７３】
すなわち第２暖機制御の実行時には、制御装置２００は、遅角側に制御されていたエンジン１００の点火時期ａｏｐを通常状態に復帰させるとともに、第１の運転パワーよりも大きい第２の運転パワーでエンジン１００を運転する。この第２の運転パワーは、走行パワーに応答するものではなく、触媒１１２Ｓの排気浄化能力を超えない所定値に設定される。この所定値は、一定値であってもよいし、触媒１１２Ｓの排気浄化能力の上昇（触媒１１２Ｓの温度上昇）に伴なって段階的に引き上げてもよい。この間、走行パワーはモータジェネレータＭＧ２から出力される。
【００７４】
本実施の形態では、第２暖機制御として、エンジンパワーＰｅを一定に制御するＰｅ一定制御を実行する一例を示す。なお、触媒の温度については、触媒の熱容量と触媒に与えられる熱量とで決まるが、熱量は積算空気量と関連するので、積算空気量と触媒温度との関係をあらかじめマップにしておくことによって推定することが可能である。
【００７５】
第２暖機制御は、排気ガスの悪化防止対策を行ないつつ、燃費の改善も行なうものである。期間Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４において第２暖機制御が実行される。
【００７６】
期間Ｔ２では、触媒１１２Ｓの端面の温度が適温まで上昇し触媒が浄化能力を一部発揮できるようになった時点で、エンジンの点火時期ａｏｐの遅角は終了する。そして、エンジンの点火時期ａｏｐは進角され燃費が改善されるようにエンジンが制御される。エンジンパワーＰｅは、触媒で浄化できるガス量分に相当するように、ゼロから次第に増加され一定値に固定される。この間はエンジン回転数Ｎｅも一定値に制御される。エンジン回転数ＮｅおよびエンジンパワーＰｅが一定値に固定されることによりエンジンの運転が安定した状態で触媒の暖機が継続される。
【００７７】
また、期間Ｔ２では、吸気バルブ制御は、ＶＶＬ装置４００が図６に示す特性（ＩＮ２ａ）で制御される。期間Ｔ２は、触媒浄化率は上昇してきたが、燃焼が不安定となるエンジン点火時期ａｏｐを進角側に戻している途中は、吸気バルブのリフト量および作用角を中間特性（ＩＮ２ａ）とするものである。これにより、吸気バルブの早閉じによる圧縮比増加状態での燃焼改善（図８、図９）と吸気バルブの遅閉じによるアトキンソンサイクル化（図７）による燃費改善の中間の効果を狙う。
【００７８】
燃焼温度が一定温度以上となりエンジンの運転が安定したところで期間Ｔ３の制御に移行する（燃焼温度が一定温度以下の状態でエンジンを運転すると燃焼が緩慢となり燃費が悪い）。期間Ｔ３では、ＶＶＬ装置４００が図６に示す特性（ＩＮ３ａ）で基本的には制御される。ＶＶＬ装置４００を特性（ＩＮ３ａ）に設定することによって、吸気バルブの遅閉じによるアトキンソンサイクル化（図７）による燃費改善効果が得られる。
【００７９】
第２暖機制御が終了すると、期間Ｔ５において通常制御が実行される。通常制御では、エンジン回転数Ｎｅ、エンジン負荷に基づいてＶＶＬ装置４００のリフト量および作用角がたとえば図１０に示す特性に従うように制御される。第２暖機制御から通常制御に移行すると、エンジンに対する要求パワーは一定値から要求駆動力に基づいて定まる値に変更される。
【００８０】
ここで、期間Ｔ４は、通常制御が行なわれる期間Ｔ５の直前の期間である。したがって、通常制御でエンジンパワーＰｅが高い要求がされる場合に備えて応答性を高めておくことが好ましい。応答性を高めておくには、ＶＶＬ装置４００を特性ＩＮ１ａ（リフト量および作用角小）で作動させるほうが好ましい。しかし、期間Ｔ４においては、特性ＩＮ１ａは、特性ＩＮ３ａ（リフト量および作用角大）よりも燃費の面では不利である。
【００８１】
そこで、本実施の形態では、期間Ｔ４におけるＶＶＬ装置４００の特性を、ドライバーからのアクセルペダル操作などに基づく駆動力要求の大小に応じて変化させる。駆動力要求がしきい値よりも小さい場合には燃費を優先させて、図１１の期間Ｔ４において実線に示すようにＶＶＬ装置４００を特性ＩＮ３ａ（リフト量および作用角大）で制御する。一方、駆動力要求がしきい値よりも大きい場合には応答性を優先させて、図１１の期間Ｔ４において実線に示すようにＶＶＬ装置４００を特性ＩＮ１ａ（リフト量および作用角小）で制御する。
【００８２】
なお、駆動力要求がしきい値よりも大きい場合でも、第２暖機制御でモータで補って実現することが可能な値を超えてしまったときには、第２暖機制御が中断されて、通常制御に移行することになる。
【００８３】
図１２は、触媒暖機中の第２暖機制御において、ＶＶＬ装置４００のリフト量および作用角を決定する制御を説明するためのフローチャートである。第２暖機制御は、図１１で説明したが、第１暖機制御から通常制御に移行する間の期間で行なわれる。そして図１２のフローチャートの処理は、第２暖機制御の後半部分（期間Ｔ１３）で実行される。
【００８４】
図１２を参照して、まず処理が開始されると、ステップＳ１において第２暖機制御が可能であるか否かが判断される。たとえば、ユーザのアクセル操作に基づいて定まる要求駆動力を出力するために必要なパワーがＰ１（ｋＷ）よりも大きければ、第２暖機制御を行なっているとバッテリおよびモータでその駆動力を補って実現することができなくなる。
【００８５】
したがって、要求駆動力が所定値よりも大きいときは第２暖機制御が不可能と判断されてステップＳ１からステップＳ６に処理が進められる。また、触媒温度が十分に上昇して通常制御に移行する条件が成立した場合にも、ステップＳ１からステップＳ６に処理が進められる。ステップＳ６では、吸気バルブのリフト量および作用角の制御をたとえば図１０で説明したような通常制御とし、ステップＳ７でこのフローチャートの処理は終了する。
【００８６】
一方で、ステップＳ１において、第２暖機制御を行なう条件が成立していれば、ステップＳ２に処理が進められる。ステップＳ２では、触媒温度がしきい値（℃）よりも高いか否かが判断される。このしきい値は、第２暖機制御を完了させる触媒温度よりは若干低めに設定され、もうすぐ第２暖機制御が終了する見込みであるということを示す温度である。ステップＳ２において、触媒温度がしきい値よりも高いと判断された場合には、ステップＳ４に処理が進められ、しきい値以下と判断された場合には、ステップＳ３に処理が進められる。
【００８７】
ステップＳ３では、駆動力要求がしきい値よりも大きいか否かが判断される。このしきい値は、第２暖機制御が継続可能である範囲内で設定されている。たとえば、要求駆動力がしきい値よりも小さい場合には、第２暖機制御中に第２暖機制御を抜けなければならないような大きな要求駆動力が発生する可能性は小さい。一方、要求駆動力がしきい値よりも大きい場合には、第２暖機制御中に第２暖機制御を抜けなければならないような大きな要求駆動力が発生する可能性は小さい。
【００８８】
そこで、ステップＳ３において駆動力要求がしきい値よりも大きい場合には、ステップＳ４に処理が進められ、駆動力要求がしきい値以下である場合には、ステップＳ５に処理が進められる。
【００８９】
ステップＳ４では、応答性を良くするために、吸気バルブのリフト量を小さくし、かつ作用角を小作用角（ＩＮ１ａ）とするようにＶＶＬ装置４００が制御される。一方、ステップＳ５では、燃費を良くするために吸気バルブのリフト量を大きくし、かつ作用角を大作用角（ＩＮ３ａ）とするようにＶＶＬ装置４００が制御される。ステップＳ４またはＳ５において、リフト量および作用角が設定された後には、再びステップＳ１以降の処理が実行される。
【００９０】
なお、ステップＳ３では駆動力要求に基づいてリフト量および作用角を決定したが、駆動力要求に代えてまたはこれに加えて車速またはパワーに基づいてリフト量および作用角を決定するようにしても良い。
【００９１】
以上説明したように、本実施の形態では、吸気バルブのリフト量および作用角を３段階に可変に構成されたエンジンを搭載したハイブリッド車両、またはプラグインハイブリッド車両において、第２暖機制御中は、車両の駆動力要求等に応じて吸気バルブのリフト量および作用角を可変に設定した。
【００９２】
具体的には、駆動力要求が小の場合には、ＶＶＬ装置を大リフト量および大作用角に設定して燃費重視で第２暖機制御を行なう。一方、駆動力要求が大の場合または第２暖機制御が終了する直前は、エンジン駆動力要求の増加に即座に対応できるように、ＶＶＬ装置をトルク応答性の良い小リフト量および小作用角に切替えて第２暖機制御を行なう。このようにすることによって、燃費の向上を図りつつ、急な駆動力要求の増加に対応することが可能となる。
【００９３】
［変形例］
以上の実施の形態では、３段階にＶＶＬ装置の特性を変更可能にしたエンジンの制御について説明したが、第２暖機制御中のリフト量および作用角の制御はこれに限定されるものではない。たとえば、２段階に変更可能であったり、３段階よりも多い段階または連続的に特性を変更するようなエンジンについても適用が可能である。以下に変形例として２段階に特性を変更可能に構成したＶＶＬ装置への適用を説明する。
【００９４】
変形例のＶＶＬ装置は、図６において、吸気バルブの特性をＩＮ１ａとＩＮ３ａの２段階に切替えるものであり、特性ＩＮ２ａは使用されない点が異なるが、車両の構成やエンジンの構成およびＶＶＬ装置の構成については、図１〜図５で説明した構成と同じであるので説明は繰返さない。
【００９５】
図１３は、変形例におけるエンジン始動からＶＶＬ装置が通常制御されるに至るまでのエンジンの制御状態を説明するための波形図である。図１３の横軸には、時間が示され、上から順に、エンジン回転数Ｎｅ、エンジンパワーＰｅ、点火時期ａｏｐ、触媒浄化率（端面１０ｍｍ）、触媒浄化率（中央）、燃焼温度、吸気バルブ制御の状態を示す波形が示されている。
【００９６】
期間Ｔ１１は、エンジン始動直後でありエンジンおよび触媒の温度が低いため、第１暖機制御が実行される。エンジンの点火時期ａｏｐは、遅角される。吸気バルブ制御は、ＶＶＬ装置４００が図６に示す特性（ＩＮ１ａ）で制御される。
【００９７】
期間Ｔ１１が経過すると、図２の触媒１１２Ｓのエンジンに近い側の端面（１０ｍｍ程度）が適温まで上昇し、浄化率が１００％に到達する。しかしこの状態では、触媒１１２Ｓの中央部分までは十分に昇温されていないので触媒１１２Ｓは完全に能力を発揮するまでには至っていない。そこで、期間Ｔ１１経過後には、通常制御に移行する前に、エンジンパワーＰｅを一定に制御する第２暖機制御が実行される。
【００９８】
第２暖機制御は、排気ガスの悪化防止対策を行ないつつ、燃費の改善も行なうものである。期間Ｔ１２，Ｔ１３，Ｔ１４において第２暖機制御が実行される。
【００９９】
期間Ｔ１２では、触媒１１２Ｓの端面の温度が適温まで上昇し触媒が浄化能力を一部発揮できるようになった時点で、エンジンの点火時期ａｏｐの遅角は終了する。そして、エンジンの点火時期ａｏｐは進角され燃費が改善されるようにエンジンが制御される。エンジンパワーＰｅは、触媒で浄化できるガス量分に相当するように、ゼロから次第に増加され一定値に固定される。この間はエンジン回転数Ｎｅも一定値に制御される。エンジン回転数ＮｅおよびエンジンパワーＰｅが一定値に固定されることによりエンジンの運転が安定した状態で触媒の暖機が継続される。
【０１００】
また、期間Ｔ１２では、吸気バルブ制御は、ＶＶＬ装置４００が図６に示す特性（ＩＮ１ａ）で制御される。期間Ｔ１２は、触媒浄化率は上昇してきたが、燃焼が不安定となるエンジン点火時期ａｏｐを進角側に戻している途中は、吸気バルブのリフト量および作用角を小リフト量および小作用角の特性（ＩＮ１ａ）とするものである。これにより、吸気バルブの早閉じによる圧縮比増加状態での燃焼改善（図８、図９）によって排気ガスの清浄化を優先する。
【０１０１】
燃焼温度が一定温度以上となりエンジンの運転が安定したところで期間Ｔ１３の制御に移行する（燃焼温度が一定温度以下の状態でエンジンを運転すると燃焼が緩慢となり燃費が悪い）。期間Ｔ１３では、ＶＶＬ装置４００が図６に示す特性（ＩＮ３ａ）で基本的には制御される。ＶＶＬ装置４００を特性（ＩＮ３ａ）に設定することによって、吸気バルブの遅閉じによるアトキンソンサイクル化（図７）による燃費改善効果が得られる。
【０１０２】
第２暖機制御が終了すると、期間Ｔ１５において通常制御が実行される。通常制御では、エンジン回転数Ｎｅ、エンジン負荷に基づいてＶＶＬ装置４００のリフト量および作用角がたとえば図１０に示す特性に従うように制御される。第２暖機制御から通常制御に移行すると、エンジンに対する要求パワーは一定値から要求駆動力に基づいて定まる値に変更される。
【０１０３】
ここで、期間Ｔ１４は、通常制御が行なわれる期間Ｔ１５の直前の期間である。したがって、通常制御でエンジンパワーＰｅが高い要求がされる場合に備えて応答性を高めておくことが好ましい。応答性を高めておくには、ＶＶＬ装置４００を特性ＩＮ１ａ（リフト量および作用角小）で作動させるほうが好ましい。しかし、期間Ｔ１４においては、特性ＩＮ１ａは、特性ＩＮ３ａ（リフト量および作用角大）よりも燃費の面では不利である。
【０１０４】
そこで、本実施の形態では、期間Ｔ１４におけるＶＶＬ装置４００の特性を、ドライバーからのアクセルペダル操作などに基づく駆動力要求の大小に応じて変化させる。駆動力要求がしきい値よりも小さい場合には燃費を優先させて、図１３の期間Ｔ１４において実線に示すようにＶＶＬ装置４００を特性ＩＮ３ａ（リフト量および作用角大）で制御する。一方、駆動力要求がしきい値よりも大きい場合には応答性を優先させて、図１３の期間Ｔ１４において実線に示すようにＶＶＬ装置４００を特性ＩＮ１ａ（リフト量および作用角小）で制御する。
【０１０５】
なお、駆動力要求がしきい値よりも大きい場合でも、第２暖機制御でモータで補って実現することが可能な値を超えてしまったときには、第２暖機制御が中断されて、通常制御に移行することになる。
【０１０６】
期間Ｔ１４におけるリフト量および作用角の決定については、図１２と同様な処理によって行なわれるので、ここでは説明は繰返さない。
【０１０７】
上記変形例によれば、ＶＶＬ装置４００の特性を２段階に可変に構成した場合にも、車両の応答性を改善することができる。
【０１０８】
なお、上記の各実施の形態においては、吸気バルブ１１８のリフト量とともに作用角が変更される場合を説明したが、この発明は、吸気バルブ１１８のリフト量および吸気バルブ１１８の作用角のいずれかを変更可能な可変動弁装置を有するエンジンを搭載したハイブリッド車両にも適用可能である。吸気バルブ１１８のリフト量および作用角のいずれかを変更可能な可変動弁装置においても、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角の双方が変更可能である場合と同様な効果を得ることができる。なお、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角のいずれかを変更可能な可変動弁装置は、種々の公知技術を利用して実現することができる。
【０１０９】
また、上記の各実施の形態においては、制御装置２００は、エンジン１００の出力について、エンジン１００のパワーを制御（第１または第２の運転パワーに制御）するものとしたが、エンジン１００のトルクを制御してもよい（トルクデマンド制御）。すなわち、制御装置２００は、第１暖機制御では、エンジン１００が第１のトルクを出力するようにエンジン１００を運転し、第２暖機制御では、エンジン１００が第２のトルク（第２のトルク＞第１のトルク）を出力するようにエンジン１００を運転するようにしてもよい。この場合、第１暖機制御では、エンジン１００のトルクが第１のトルクとなるように第１運転ポイントが設定され、第２暖機制御では、エンジン１００のトルクが第２のトルクとなるように第２運転ポイントが設定される。
【０１１０】
最後に、再び図面を参照して本実施の形態および変形例について総括する。図１〜６を参照して、ハイブリッド車両１は、車両駆動力を発生する電動機（モータジェネレータＭＧ２）と、リフト量および作用角を含んで規定される吸気バルブ１１８の作動特性を変更するための可変動弁装置（ＶＶＬ装置４００）を有する内燃機関（エンジン１００）と、触媒を用いて内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置と、排気浄化装置の触媒の暖機を行なう触媒暖機制御を実行する制御装置２００とを備える。触媒暖機制御は、触媒を急速に暖機するために内燃機関を第１の運転ポイントで運転する第１の制御（第１暖機制御）と、第１の制御の実行後、走行に要求される駆動力に拘わらず、第１の運転ポイントよりも内燃機関の出力が大きい第２の運転ポイントで内燃機関を運転する第２の制御（第２暖機制御）と、第２の制御の実行後、走行に要求される駆動力に基づいて内燃機関を運転するとともに、内燃機関の回転数とトルクとに基づいて可変動弁装置を制御する第３の制御（通常制御）とを含む。制御装置２００は、第２の制御を実行中は、要求出力が大きいほど吸気バルブ１１８のリフト量および作用角の少なくとも一方の最大値を小さくするように可変動弁装置を制御し、要求出力の変化分は電動機が分担するように電動機を制御する。
【０１１１】
好ましくは、制御装置２００は、第１の制御の実行中は、第２の制御の実行中よりも内燃機関の点火時期を遅角側にして内燃機関を運転する。可変動弁装置は、作動特性を、第１の特性（ＩＮ１ａ）と、作動特性が第１の特性であるときよりも吸気バルブ１１８のリフト量および吸気バルブ１１８の作用角の少なくとも一方が大きい第２の特性（ＩＮ２ａまたはＩＮ３ａ）とに変更可能に構成される。制御装置２００は、さらに、第１の制御の実行中は、作動特性が第１の特性となるように可変動弁装置を制御し、第２の制御の実行中に、作動特性を第２の特性に切替えるように可変動弁装置を制御する。
【０１１２】
第２の制御（第２暖機制御）を実行中は、エンジン１００の出力を抑えつつ要求出力の変化分はモータジェネレータＭＧ２が分担するようにモータジェネレータＭＧ２を制御する。しかし、要求出力が増加すると、モータジェネレータＭＧ２が分担できない場合も生じる。このような場合には第２の制御（第２暖機制御）を中断してエンジン１００の出力を増加させて要求出力が出力されるように車両を制御する必要がある。したがって、要求出力が増加してモータジェネレータＭＧ２が分担できなくなる可能性が高い場合には予めエンジン１００の応答性を高めておくことが望ましい。第２の制御（第２暖機制御）を実行中においても、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角の少なくとも一方の最大値を要求出力が大きいほど小さくするようにＶＶＬ装置４００を制御しておくことにより、エンジン１００の応答性が高まるので、要求出力の急な増加時に車両の応答遅れが少なくなる。
【０１１３】
なお、図１１〜図１３では、要求駆動力（または要求出力）が大きいときは小さい時よりも、リフト量および作用角が小さくなるように、期間Ｔ４、Ｔ１４の特性をＩＮ１ａとＩＮ３ａの２段階に切替えているが、これらは一例であり、要求出力が大きいほど吸気バルブのリフト量および作用角の最大値を小さくするように多段階または連続的に切替えるようにしてもよい。
【０１１４】
好ましくは、第２の制御を実行中の要求出力は、第２の制御（第２暖機制御）から第３の制御（通常制御）にエンジン１００の制御を切換える際に車両に要求される出力を含む。
【０１１５】
好ましくは、制御装置２００は、車速と、アクセル開度と、車両に要求される要求駆動力とに基づいて、要求出力を算出する。車両に要求される駆動力は、自動走行などの際にアクセルペダルによらず車両の制御装置が要求駆動力を決定する場合も含むことを意味する。
【０１１６】
好ましくは、図１１に示すように、ＶＶＬ装置４００は、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角の少なくとも一方の最大値を第１〜第３の値（ＩＮ１ａ〜ＩＮ３ａに対応）の３段階に変更可能に構成される。第１〜第３の値は、第１の値より第２の値が大きく、第２の値より第３の値が大きく設定される。制御装置２００は、第２の制御を実行中は、車両に要求される要求駆動力が所定値よりも大きい場合には吸気バルブ１１８のリフト量および作用角の少なくとも一方の最大値を第１の値に設定し、要求駆動力が所定値よりも小さい場合には吸気バルブ１１８のリフト量および作用角の少なくとも一方の最大値を第３の値に設定する。
【０１１７】
好ましくは、図１３の変形例に示すように、ＶＶＬ装置４００は、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角の少なくとも一方の最大値を第１、第２の値（ＩＮ１ａ，ＩＮ３ａに対応）の２段階に変更可能に構成される。第１、第２の値は、第１の値より第２の値が大きく設定される。制御装置２００は、第２の制御を実行中は、車両に要求される要求駆動力が所定値よりも大きい場合には吸気バルブ１１８のリフト量および作用角の少なくとも一方の最大値を第１の値（ＩＮ１ａに対応）に設定し、要求駆動力が所定値よりも小さい場合には吸気バルブ１１８のリフト量および作用角の少なくとも一方の最大値を第２の値（ＩＮ３ａに対応）に設定する。
【０１１８】
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、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許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。
【符号の説明】
【０１１９】
１  ハイブリッド車両、４  動力分割装置、５  減速機、６  駆動輪、３０  電圧変換器、１００  エンジン、１０２  エアクリーナ、１０４  スロットルバルブ、１０６  シリンダ、１０８  インジェクタ、１１０  点火プラグ、１１２  三元触媒、１１２Ｓ  触媒、１１４  ピストン、１１６  クランクシャフト、１１８  吸気バルブ、１２０  排気バルブ、１２２，１２４  カム、１２８  ロッカアーム、１３０  カムシャフト、２００  制御装置、３００  カム角センサ、３０２  クランク角センサ、３０４  ノックセンサ、３０６  スロットル開度センサ、３１２  スロットルモータ、４００  ＶＶＬ装置、Ｂ  蓄電装置、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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【図１２】
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【図１３】
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