(57)【要約】      （修正有）【課題】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ハイブリッド車両において、低温における内燃機関の始動時の振動抑制を図りつつ内燃機関の始動性を確保する。【解決手段】制御装置２００は、蓄電装置Ｂの温度が所定温度よりも低い場合においてエンジン１００が始動されるときに、作動特性を第２の状態にするようにＶＶＬ装置を制御するとともにクランキングを実行するようにモータジェネレータＭＧ１を制御する。制御装置２００は、クランキングの開始後にエンジン１００の始動不良を判定するための始動不良判定条件が成立したときは、作動特性が第１の状態となるようにＶＶＬ装置を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
走行用の電力を蓄える蓄電装置と、
前記蓄電装置から電力の供給を受けて前記内燃機関のクランキングを実行することによって前記内燃機関を始動可能な回転電機とを備え、
前記可変動弁装置は、前記作動特性を、第１の状態と、前記作動特性が前記第１の状態であるときよりも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が大きい第２の状態とに変更可能に構成され、さらに
前記蓄電装置の温度が所定温度よりも低い場合において前記内燃機関が始動されるときに、前記作動特性を前記第２の状態にするように前記可変動弁装置を制御するとともに前記クランキングを実行するように前記回転電機を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記クランキングの開始後に前記内燃機関の始動不良を判定するための始動不良判定条件が成立したときは、前記作動特性が前記第１の状態となるように前記可変動弁装置を制御する、ハイブリッド車両。
【請求項２】
前記始動不良判定条件は、前記クランキングが第１の所定時間継続されたときに成立する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記始動不良判定条件は、前記内燃機関の回転数が所定回転数まで上昇しないときに成立する、請求項１または２に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記制御装置は、前記内燃機関の始動後に前記内燃機関の運転状態が安定したことを判定するための状態判定条件が成立したときは、前記作動特性が前記第２の状態となるように前記可変動弁装置を制御する、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】
前記状態判定条件は、前記内燃機関の始動後から第２の所定時間が経過したとき、前記内燃機関の暖機が完了したとき、前記ハイブリッド車両の車速が所定車速を上回ったとき、および、前記ハイブリッド車両に要求される要求出力が所定出力を上回ったときのいずれかに成立する、請求項４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リフト量および前記作用角の少なくとも一方が大きい第２の特性と、前記作動特性が前記第２の特性であるときよりも前記リフト量および前記作用角の少なくとも一方が大きい第３の特性とのうちのいずれかに切替可能に構成され、
前記制御装置は、前記蓄電装置の温度が前記所定温度よりも低い場合において前記内燃機関が始動されるときに、前記作動特性を前記第３の特性にするように前記可変動弁装置を制御するとともに前記クランキングを実行するように前記回転電機を制御し、前記クランキングの開始後に前記始動不良判定条件が成立したときは、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する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項７】
前記可変動弁装置は、前記吸気バルブの作動特性を、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リフト量および前記作用角の少なくとも一方が大きい第２の特性とのいずれかに切替可能に構成され、
前記制御装置は、前記蓄電装置の温度が前記所定温度よりも低い場合において前記内燃機関が始動されるときに、前記作動特性を前記第２の特性にするように前記可変動弁装置を制御するとともに前記クランキングを実行するように前記回転電機を制御し、前記クランキングの開始後に前記始動不良判定条件が成立したときは、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有する内燃機関を備えるハイブリッド車両の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関の吸気バルブの作動特性を変更するための可変動弁装置が知られている。可変動弁装置には、吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方を変更可能に構成されたものがある（たとえば、特許文献１〜８参照）。可変動弁装置を用いることによって、内燃機関の運転特性を変更することが可能である。
【０００３】
たとえば、特開２００５−２９９５９４号公報（特許文献１）は、可変動弁装置を備える内燃機関を開示している。この内燃機関では、再始動を前提として行なわれる自動停止時には、デコンプ作用が最大限に得られるように吸気バルブの作用角が大きくされる。また、低温始動および高温始動の双方共に想定しておく必要がある手動停止時には、吸気バルブの作用角が自動停止時よりも小さくされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２９９５９４号公報
【特許文献２】特開２０１３−１６３９８５号公報
【特許文献３】特開２００６−３４２６７７号公報
【特許文献４】特開２００４−１８３６１０号公報
【特許文献５】特開２０１３−５３６１０号公報
【特許文献６】特開２００８−２５５５０号公報
【特許文献７】特開２０１２−１１７３７６号公報
【特許文献８】特開平９−２４２５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
内燃機関の始動時に吸気バルブの作用角が大きい場合には、シリンダ内へ吸入された空気の一部がシリンダ外へ戻されるので、吸気バルブの作用角が小さい場合に比べて、デコンプ作用が得られ内燃機関の始動時における振動を抑制することができる。しかしながら、吸気バルブの作用角が大きい場合にクランキング時の内燃機関の回転数（以下、「クランキング回転数」とも称する）が低下すると、シリンダ内の混合気が十分に圧縮されず着火性が悪化するので、内燃機関の始動性を確保することが困難となる。
【０００６】
可変動弁装置を有する内燃機関を備えるハイブリッド車両においては、走行用の蓄電装置に蓄えられた電力を用いて内燃機関のクランキングを実行することによってクランキング回転数を早期に安定して上昇させることができる。よって、吸気バルブの作用角を大きくして始動することが可能となる。しかしながら、蓄電装置の温度が低下することによって蓄電装置の出力電力が制限される場合には、内燃機関のクランキングトルクが低下するので、クランキング回転数を早期に安定して上昇させることが困難となる場合がある。この場合、内燃機関の始動時に吸気バルブの作用角を大きくすると、内燃機関の始動性が悪化してしまう。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、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ハイブリッド車両において、低温における内燃機関の始動時の振動抑制を図りつつ内燃機関の始動性を確保することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明によれば、ハイブリッド車両は、内燃機関と、蓄電装置と、回転電機と、制御装置とを備える。内燃機関は、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。蓄電装置は、走行用の電力を蓄える。回転電機は、蓄電装置から電力の供給を受けて内燃機関のクランキングを実行することによって内燃機関を始動可能である。可変動弁装置は、作動特性を、第１の状態と、作動特性が第１の状態であるときより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が大きい第２の状態とに変更可能に構成される。制御装置は、蓄電装置の温度が所定温度よりも低い場合において内燃機関が始動されるときに、作動特性を第２の状態にするように可変動弁装置を制御するとともにクランキングを実行するように回転電機を制御する。制御装置は、クランキングの開始後に内燃機関の始動不良を判定するための始動不良判定条件が成立したときは、作動特性が第１の状態となるように可変動弁装置を制御する。
【０００９】
内燃機関の始動時における振動を抑制するために、吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方が大きくされて内燃機関のクランキングが開始される。クランキングの開始後に内燃機関の始動不良が発生していると判定された場合には、吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方が小さくされる。これにより、着火性が向上するので、蓄電装置の温度が低下することによって蓄電装置の出力電力が制限される場合であっても内燃機関の回転数を早期に安定して上昇させることができる。したがって、このハイブリッド車両によれば、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ハイブリッド車両において、低温における内燃機関の始動時の振動抑制を図りつつ内燃機関の始動性を確保することができる。
【００１０】
好ましくは、始動不良判定条件は、クランキングが第１の所定時間継続されたときに成立する。
【００１１】
この構成によると、内燃機関のクランキングの開始から第１の所定時間が経過してもクランキングが継続しているときには、回転電機によるクランキングトルクが不足していると考えられるので、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小さくすることによって内燃機関の始動性を確保することができる。
【００１２】
好ましくは、始動不良判定条件は、内燃機関の回転数が所定回転数まで上昇しないときに成立する。
【００１３】
この構成によると、内燃機関の回転数が所定回転数まで上昇しないときには、着火性が悪化していると考えられるので、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小さくすることによって内燃機関の始動性を確保することができる。
【００１４】
好ましくは、制御装置は、内燃機関の始動後に内燃機関の運転状態が安定したことを判定するための状態判定条件が成立したときは、作動特性が第２の状態となるように可変動弁装置を制御する。
【００１５】
この構成によると、内燃機関の始動後に内燃機関の運転状態が安定した場合には、吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方を大きくすることによって内燃機関がアトキンソンサイクルにて運転される。これにより、ハイブリッド車両の燃費を向上することができる。
【００１６】
好ましくは、状態判定条件は、内燃機関の始動から第２の所定時間が経過したとき、内燃機関の暖機が完了したとき、ハイブリッド車両の車速が所定車速を上回ったとき、および、ハイブリッド車両に要求される要求出力が所定出力を上回ったときのいずれかに成立する。
【００１７】
この構成によると、内燃機関の始動後において、内燃機関の始動から第２の所定時間が経過したとき、内燃機関の暖機が完了したとき、ハイブリッド車両の車速が所定車速を上回ったとき、および、ハイブリッド車両に要求される要求出力が所定出力を上回ったときのうちのいずれかのときに、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大きくすることによってハイブリッド車両の燃費を向上することができる。
【００１８】
好ましくは、可変動弁装置は、吸気バルブの作動特性を、第１の特性と、作動特性が第１の特性であるときよりもリフト量および作用角の少なくとも一方が大きい第２の特性と、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の少なくとも一方が大きい第３の特性とのうちのいずれかに切替可能に構成される。制御装置は、蓄電装置の温度が所定温度よりも低い場合において内燃機関が始動されるときに、作動特性を第３の特性にするように可変動弁装置を制御するとともにクランキングを実行するように回転電機を制御し、クランキングの開始後に始動不良判定条件が成立したときは、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する。
【００１９】
この構成によると、吸気バルブのリフト量および作用角の作動特性が３つに限られるため、エンジンの運転状態を制御するための制御パラメータの適合に要する時間を低減することができる。さらに、アクチュエータの構成を簡素化することができる。
【００２０】
好ましくは、可変動弁装置は、吸気バルブの作動特性を、第１の特性と、作動特性が第１の特性であるときよりもリフト量および作用角の少なくとも一方が大きい第２の特性とのいずれかに切替可能に構成される。制御装置は、蓄電装置の温度が所定温度よりも低い場合において内燃機関が始動されるときに、作動特性を第２の特性にするように可変動弁装置を制御するとともにクランキングを実行するように回転電機を制御し、クランキングの開始後に始動不良判定条件が成立したときは、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する。
【００２１】
この構成によると、吸気バルブのリフト量および作用角の作動特性が２つに限られるため、エンジンの運転状態を制御するための制御パラメータの適合に要する時間をさらに低減することができる。さらに、アクチュエータの構成をさらに簡素化することができる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、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ハイブリッド車両において、低温における内燃機関の始動時の振動抑制を図りつつ内燃機関の始動性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の実施の形態による制御装置が適用され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】蓄電装置の温度と放電電力上限値との関係を示す図である。
【図３】図１に示すエンジンの構成を示す図である。
【図４】ＶＶＬ装置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５】吸気バルブのリフト量と作用角とを制御する装置の一例であるＶＶＬ装置の正面図である。
【図６】ＶＶＬ装置を部分的に示した斜視図である。
【図７】吸気バルブのリフト量および作用角が大きい場合の動作を説明する図である。
【図８】吸気バルブのリフト量および作用角が小さい場合の動作を説明する図である。
【図９】吸気バルブの特性によるエンジントルクの応答性の違いを説明するタイムチャートである。
【図１０】吸気バルブの特性によるエンジントルクの違いを説明するグラフである。
【図１１】図１に示す制御装置が実行する吸気バルブ制御に関する機能ブロック図である。
【図１２】図１に示す制御装置が実行する吸気バルブ制御の制御構造を示すフローチャートである。
【図１３】図１に示す制御装置が実行する吸気バルブ制御を示すタイムチャートである。
【図１４】吸気バルブの作動特性を３段階に変更可能なＶＶＬ装置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１５】図１４に示す作動特性を有するＶＶＬ装置を備えるエンジンの動作線を示す図である。
【図１６】図１４に示す作動特性を有するＶＶＬ装置を制御する制御装置が実行する吸気バルブ制御の制御構造を示すフローチャートである。
【図１７】吸気バルブの作動特性を２段階に変更可能なＶＶＬ装置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１８】この発明の実施の形態の変形例による制御装置が実行する吸気バルブ制御の制御構造を示すフローチャートである。
【図１９】この発明の実施の形態の変形例による制御装置が実行する吸気バルブ制御を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお図中同一または相当部分には同一の符号を付してその説明は繰返さない。
【００２５】
図１は、この発明の実施の形態による制御装置が適用され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とを含む。
【００２６】
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する。エンジン１００が発生する駆動力は、動力分割装置４によって２経路に分割される。一方は減速機５を介して駆動輪６へ駆動力が伝達される経路であり、もう一方はモータジェネレータＭＧ１へ駆動力が伝達される経路である。エンジン１００は、動力分割装置４を介してモータジェネレータＭＧ１から伝達されるトルクによってクランキングされて始動される。
【００２７】
蓄電装置Ｂは、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置Ｂは、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池または鉛蓄電池などの二次電池、あるいは電気二重層キャパシタなどの蓄電素子のセルを含んで構成される。
【００２８】
図２は、蓄電装置Ｂの温度Ｔｂと放電電力上限値Ｗｏｕｔとの関係を示す。図９を参照して、特に蓄電装置Ｂが二次電池で構成される場合には、低温時には、内部抵抗の上昇により放電電力上限値Ｗｏｕｔが制限される。たとえば、温度Ｔｂが温度Ｔｌｏ以下である低温領域では温度Ｔｂが温度Ｔｌｏよりも高い常温域と比較して放電電力上限値Ｗｏｕｔが制限される。
【００２９】
再び図１を参照して、蓄電装置Ｂは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのＰＣＵ２０に接続される。そして、蓄電装置Ｂは、ハイブリッド車両１の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ２０に供給する。また、蓄電装置Ｂは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２で発電された電力を蓄電する。蓄電装置Ｂの出力は、たとえば２００Ｖである。さらに、エンジン１００の始動時には、蓄電装置Ｂは、モータジェネレータＭＧ１がエンジン１００をクランキングするための電力をＰＣＵ２０に供給する。
【００３０】
ＰＣＵ２０は、蓄電装置Ｂから供給される直流電力を交流電力に変換し、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動する。また、ＰＣＵ２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が発電した交流電力を直流電力に変換し、蓄電装置Ｂを充電する。
【００３１】
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の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、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。制御装置２００の構成については、後ほど説明する。
【００３２】
図３は、図１に示すエンジン１００の構成を示す図である。図３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により駆動される電機制御式スロットルバルブである。
【００３３】
インジェクタ１０８は、吸気ポートに向けて燃料を噴射する。吸気ポートにおいて燃料と混合された空気は、シリンダ１０６内へ導入される。
【００３４】
なお、本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エンジンとしてエンジン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内へ直接燃料を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。
【００３５】
シリンダ１０６内の混合気は、点火プラグ１１０により着火され、燃焼する。燃焼後の混合気、すなわち排気ガスは、三元触媒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。
【００３６】
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により駆動される。排気バルブ１２０はカム１２４により駆動される。
【００３７】
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するようにしてもよい。また、開閉タイミングを制御するＶＶＴ（Variable Valve Timing）装置をＶＶＬ装置４００に組み合わせもよい。
【００３８】
制御装置２００は、エンジン１００が所望の運転状態になるように、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。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から信号が入力される。
【００３９】
カム角センサ３００は、カムの位置を表す信号を出力する。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を表す信号を出力する。
【００４０】
図４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４を参照して、排気行程において排気バルブ１２０が開いて閉じ、吸気行程において吸気バルブ１１８が開いて閉じる。排気バルブ１２０のバルブ変位量が波形ＥＸに示されており、これに対して吸気バルブ１１８のバルブ変位量が波形ＩＮ１，ＩＮ２に示されている。
【００４１】
なお、バルブ変位量とは、吸気バルブ１１８が閉じた状態からの吸気バルブ１１８の変位量である。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る。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。
【００４２】
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つれて、作用角も増大する。
【００４３】
図５は、吸気バルブ１１８のリフト量と作用角とを制御する装置の一例であるＶＶＬ装置４００の正面図である。図５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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
図６は、ＶＶＬ装置４００を部分的に示した斜視図である。図６中では、内部構造が明確に把握できるように一部が破断されて表わされる。
【００５４】
図６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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。なお、ＶＶＬ装置は、このような形式のものに限られない。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。
【００６０】
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。
【００６１】
図７は、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きい場合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場合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、吸気バルブ１１８を閉じるタイミングが遅くなるため、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外へ戻されるため、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。このため、エンジン始動時の振動を低減することができる。しかしながら、圧縮比が減少するため、着火性が悪化してしまう。
【００６２】
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、吸気バルブ１１８を閉じるタイミングが早くなるため、圧縮比が上昇する。このため、低温での着火性を向上することができる。しかしながら、圧縮反力が増加するため、エンジン始動時の振動が増加してしまう。
【００６３】
図９は、吸気バルブ１１８の特性によるエンジントルクの応答性の違いを説明するタイムチャートである。図９においては、横軸には時間が示され、縦軸にはエンジン回転数が示される。図１０は、吸気バルブ１１８の特性によるエンジントルクの違いを説明するグラフである。図１０においては、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。なお、図９および図１０において、実線はリフト量および作用角が小さい場合を示し、破線はリフト量および作用角が大きい場合を示す。
【００６４】
図９および図１０を参照して、エンジン回転数が低い領域においては、リフト量および作用角が小さい場合が大きい場合よりも出力可能なエンジントルクが大きい。リフト量および作用角が大きい場合には、シリンダ内へ吸入された空気の一部がシリンダ外へ戻される。これに対し、リフト量および作用角が小さい場合には、吸気バルブ１１８が早く閉じられるためより多くの空気を導入することができ、エンジン１００の出力可能なトルクが増加する。
【００６５】
一方、エンジン回転数が高い領域においては、リフト量および作用角が大きい場合が小さい場合よりも出力可能なエンジントルクが大きい。これは、リフト量および作用角が大きい場合には、空気の慣性力を利用してより多くの空気を導入することができるからである。
【００６６】
したがって、エンジン１００の回転数をエンジン始動時の目標回転数である所定値Ａまで上昇させる場合においては、リフト量および作用角が小さい場合の方が低回転域で出力できるエンジントルクが大きいため、エンジン回転数を速やかに上昇させることができる。
【００６７】
以上のような構成において、エンジン１００の始動時に吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きい場合には、シリンダ１０６内へ吸入された空気の一部がシリンダ１０６外へ戻されるので、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が小さい場合に比べて、デコンプ作用が得られエンジン１００の始動時における振動を抑制することができる。しかしながら、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きい場合にクランキング回転数が低下すると、シリンダ１０６内の混合気が十分に圧縮されず着火性が悪化するので、エンジン１００の始動性を確保することが困難となる。
【００６８】
ハイブリッド車両１においては、蓄電装置Ｂに蓄えられた電力を用いてエンジン１００のクランキングを実行することによってエンジン１００の回転数を早期に安定して上昇させることができる。よって、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を大きくして始動することが可能となる。しかしながら、蓄電装置Ｂの温度が低下することによって蓄電装置Ｂの出力電力が制限される場合には、エンジン１００のクランキングトルクが低下するので、クランキング回転数を早期に安定して上昇させることが困難となる。
【００６９】
本実施の形態においては、蓄電装置Ｂの温度が所定温度よりも低い場合において、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を大きくしてクランキングを開始し、クランキングの開始後にエンジン１００の始動不良を判定するための始動判定条件が成立したときは、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を小さくする吸気バルブ制御が実行される。以下、この吸気バルブ制御の内容について詳しく説明する。
【００７０】
図１１は、図１に示す制御装置２００が実行する吸気バルブ制御に関する機能ブロック図である。図１１の機能ブロック図に記載された各機能ブロックは、制御装置２００によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。
【００７１】
図１１とともに図３を参照して、制御装置２００は、走行制御部２０１と、動弁制御部２０２とを含む。
【００７２】
走行制御部２０１は、アクセル開度や走行状態に基づいて走行パワーを算出し、その算出した走行パワーと切替しきい値との比較結果に基づいて車両の走行モードを切替える。走行モードには、エンジン１００を停止させた状態でモータジェネレータＭＧ２を動力源として走行する「ＥＶモード」と、エンジン１００を動作させた状態で走行する「ＨＶモード」とがある。
【００７３】
走行制御部２０１は、算出された走行パワーが切替しきい値よりも小さいとき、走行モードをＥＶモードとし、エンジン１００を停止してモータジェネレータＭＧ２の駆動力を用いて走行するための走行制御を実行する。一方、走行制御部２０１は、算出された走行パワーが切替しきい値を上回ったときには、走行モードをＨＶモードとし、エンジン１００を動作させた状態で走行するための走行制御を実行する。
【００７４】
走行制御部２０１は、走行モードがＥＶモードからＨＶモードに切り替わるときに、エンジン１００へ始動を要求する。このとき、走行制御部２０１は、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を大きくするための信号を動弁制御部２０２へ出力する。走行制御部２０１は、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きい状態において、エンジン１００のクランキングを開始するようにモータジェネレータＭＧ１を制御する。
【００７５】
走行制御部２０１は、クランキングの開始後にエンジン１００の始動不良を判定するための始動判定条件が成立したときは、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を小さくするための信号を動弁制御部２０２へ出力する。これにより、着火性を向上してエンジン１００の出力トルクを増大させることができるので、エンジン１００の回転数を早期に安定して上昇させることができる。
【００７６】
一例として、始動判定条件は、クランキング時間が所定時間Ｔｍ１を上回ったときに成立する。クランキング時間は、エンジン１００のクランキングの開始からの継続時間である。クランキングは、シリンダ１０６内の混合気の燃焼が開始されるとき（いわゆる初爆）まで継続される。なお、所定時間Ｔｍ１は、エンジン１００の始動不良が発生していることを判定するための時間である。
【００７７】
走行制御部２０１は、エンジン１００の始動後にエンジン１００の運転状態が安定したことを判定するための状態判定条件が成立したときは、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を大きくするための信号を動弁制御部２０２へ出力する。これにより、エンジン１００がアトキンソンサイクルにて運転されるので、ハイブリッド車両１の燃費を向上することができる。
【００７８】
一例として、状態判定条件は、エンジン１００の始動後から所定時間Ｔｍ２が経過したときに成立する。なお、所定時間Ｔｍ２は、エンジン１００の始動後からエンジン１００の回転数が安定するまでに必要な時間である。すなわち、状態判定条件は、エンジン１００の始動後においてエンジン１００の回転数が安定したときに成立する。
【００７９】
また、状態判定条件は、エンジン１００の暖機が完了したときにも成立する。なお、一例として、エンジン１００の冷却水の温度が所定温度を上回ったときに、エンジン１００の暖機が完了したと判定することができる。所定温度は、たとえば、エンジン１００の運転状態が安定したときのエンジン１００の冷却水の温度である。
【００８０】
また、状態判定条件は、ハイブリッド車両１の車速が所定車速を上回ったときにも成立する。なお、所定車速は、エンジン１００の運転状態が安定したときにハイブリッド車両１が実現可能な車速である。また、状態判定条件は、ハイブリッド車両１に要求される要求出力が所定出力を上回ったときにも成立する。なお、所定出力は、エンジン１００の運転状態が安定したときにハイブリッド車両１が実現可能な出力である。
【００８１】
動弁制御部２０２は、走行制御部２０１から受ける信号に基づいて吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が所望のリフト量および作用角となるようにＶＶＬ装置４００を制御する。動弁制御部２０２は、ＶＶＬ装置４００を制御するための信号ＶＬＶを生成し、生成した信号をＶＶＬ装置４００へ出力する。
【００８２】
図１２は、図１に示す制御装置２００が実行する吸気バルブ制御の制御構造を示すフローチャートである。図１２に示すフローチャートは、制御装置２００に予め格納されたプログラムを所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である（以降に説明する図１６および図１８に示されるフローチャートについても同様である。）。なお、吸気バルブ制御の開始時においては、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角は大きい状態であるものとする。
【００８３】
図１２を参照して、制御装置２００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、蓄電装置Ｂの温度Ｔｂが所定温度Ｔｌｏ以下であるか否かを判定する。なお、所定温度Ｔｌｏは、蓄電装置Ｂの出力電力が制限されているか否かを判定するための値であって、蓄電装置Ｂの温度Ｔｂが所定温度Ｔｌｏを下回ると蓄電装置Ｂの出力電力が制限される（図２）。
【００８４】
蓄電装置Ｂの温度Ｔｂが所定温度Ｔｌｏよりも高いと判定された場合は(Ｓ１００にてＮＯ)、エンジン１００の始動が要求されると、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角は大きい状態でエンジン始動が実行される。蓄電装置Ｂの温度Ｔｂが所定温度Ｔｌｏ以下であると判定された場合は(Ｓ１００にてＹＥＳ)、制御装置２００は、エンジン１００の始動が要求されているか否かを判定する（Ｓ１１０）。エンジン１００の始動が要求されていないと判定された場合は(Ｓ１１０にてＮＯ)、以降の処理はスキップされて処理がメインルーチンに戻される。
【００８５】
エンジン１００の始動が要求されていると判定された場合は(Ｓ１１０にてＹＥＳ)、制御装置２００は、エンジン１００のクランキングを実行するようにモータジェネレータＭＧ１を制御する（Ｓ１２０）。これにより、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きい状態においてエンジン１００のクランキングが開始される。
【００８６】
続いてＳ１３０にて、制御装置２００は、クランキング時間が所定時間Ｔｍ１以上であるか否かを判定する。クランキング時間が所定時間Ｔｍ１よりも短いと判定された場合は(Ｓ１３０にてＮＯ)、以降の処理はスキップされて処理がメインルーチンに戻される。
【００８７】
クランキング時間が所定時間Ｔｍ１以上であると判定された場合は(Ｓ１３０にてＹＥＳ)、制御装置２００は、エンジン１００の始動不良が発生しているものとして、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を小さくするようにＶＶＬ装置４００を制御する（Ｓ１４０）。これにより、着火性を向上してエンジン１００の出力トルクを増大させることができるので、エンジン１００の回転数を早期に安定して上昇させることができる。
【００８８】
続いてＳ１５０にて、制御装置２００は、エンジン１００の始動後からの経過時間が所定時間Ｔｍ２以上であるか否かを判定する。エンジン１００の始動後からの経過時間が所定時間Ｔｍ２よりも短いと判定された場合は(Ｓ１５０にてＮＯ)、制御装置２００は、エンジン１００の始動後からの経過時間が所定時間Ｔｍ２以上となるまで待機する。
【００８９】
エンジン１００の始動後からの経過時間が所定時間Ｔｍ２以上であると判定された場合は(Ｓ１５０にてＹＥＳ)、制御装置２００は、エンジン１００の運転状態が安定したものとして、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を大きくするようにＶＶＬ装置４００を制御する（Ｓ１６０）。これにより、エンジン１００がアトキンソンサイクルにて運転されるので、ハイブリッド車両１の燃費を向上することができる。
【００９０】
図１３は、図１に示す制御装置２００が実行する吸気バルブ制御を示すタイムチャートである。図１３および図１９においては、横軸には時間が示され、縦軸にはエンジン回転数、ならびに、リフト量および作用角が示される。なお、エンジン回転数、ならびに、リフト量および作用角について、エンジン始動が良好な場合は実線で表わされ、エンジンの始動不良が発生する場合は一点鎖線で表わされる。
【００９１】
図１３を参照して、時刻ｔ０にて、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きい状態にて、エンジン１００のクランキングが開始される。エンジン始動が良好な場合には、時刻ｔ１にて、エンジン１００の回転数が速やかに上昇する。この場合、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角は大きい状態に維持されるので、エンジン始動による振動を抑制することができる。
【００９２】
一方、エンジンの始動不良が発生する場合には、エンジン１００の回転数が速やかに上昇しない。時刻ｔ２にて、クランキング時間が所定時間Ｔｍ１以上となると、エンジン１００の始動不良が発生しているものとして、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が小さくされる。これにより、着火性を向上してエンジン１００の出力トルクを増大させることができるので、エンジン１００の回転数を早期に安定して上昇させることができる。時刻ｔ３にて、エンジン１００の運転状態が安定したと判断されると、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きくされる。これにより、エンジン１００がアトキンソンサイクルにて運転されるので、ハイブリッド車両１の燃費を向上することができる。
【００９３】
以上のように、この実施の形態においては、エンジン１００の始動時における振動を抑制するために、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が大きくされてエンジン１００のクランキングが開始される。クランキングの開始後にエンジン１００の始動不良を判定するための始動判定条件が成立したときには、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が小さくされる。これにより、着火性が向上するので、蓄電装置Ｂの温度が低下することによって蓄電装置Ｂの出力電力が制限される場合であってもエンジン１００の回転数を早期に安定して上昇させることができる。したがって、この実施の形態によれば、ハイブリッド車両１において、低温におけるエンジン１００の始動時の振動抑制を図りつつエンジン１００の始動性を確保することができる。
【００９４】
なお、この実施の形態においては、始動判定条件は、エンジン１００のクランキングの開始からの継続時間を示すクランキング時間が所定時間Ｔｍ１を上回ったときに成立してもよい。この場合、エンジン１００のクランキングの開始から所定時間Ｔｍ１が経過してもクランキングが継続しているときには、モータジェネレータＭＧ１によるクランキングトルクが不足していると考えられるので、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を小さくすることによってエンジン１００の始動性を確保することができる。
【００９５】
また、この実施の形態においては、エンジン１００の始動後にエンジン１００の運転状態が安定したことを判定するための状態判定条件が成立したときに、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きくなるようにＶＶＬ装置４００が制御されてもよい。この場合、エンジン１００の始動後にエンジン１００の運転状態が安定した場合には、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を大きくすることによってエンジン１００がアトキンソンサイクルにて運転される。これにより、ハイブリッド車両１の燃費を向上することができる。
【００９６】
また、この実施の形態においては、状態判定条件は、エンジン１００の始動から所定時間Ｔｍ２が経過したとき、エンジン１００の暖機が完了したとき、ハイブリッド車両１の車速が所定車速を上回ったとき、および、ハイブリッド車両１に要求される要求出力が所定出力を上回ったときのうちのいずれかのときに成立してもよい。この場合、上記いずれかの場合に、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を大きくすることによってハイブリッド車両１の燃費を向上することができる。
【００９７】
なお、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角は、連続的に（無段階に）変更されてもよいし、離散的に（段階的に）変更されてもよい。
【００９８】
図１４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４００Ａ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４００Ａは、第１〜第３の特性のいずれかに作動特性を変更可能に構成される。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。
【００９９】
図１５は、図１４に示す作動特性を有するＶＶＬ装置４００Ａを備えるエンジン１００Ａの動作線を示す図である。図１５においては、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。なお、図１５における一点鎖線は、第１〜第３の特性（ＩＮ１ａ〜ＩＮ３ａ）に対応するトルク特性を示す。また、図１５において実線で表わされる円は、等燃費線を示す。等燃費線は、燃料消費量が等しい点を結んだ線であり、円の中心に近づくほど、燃費が向上する。エンジン１００Ａは、基本的には、図１５に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。
【０１００】
ここで、領域Ｒ１で示される低回転域では、エンジン始動時のショックを低減することが重要となる。また、ＥＧＲ（Exhaust  Gas  Recirculation）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、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、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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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、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。
【０１０３】
また、エンジン１００Ａが低回転域において高負荷運転されるとき、エンジン１００Ａが極低温において始動されるとき、または触媒が暖機されるときは、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１００Ａ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。
【０１０４】
図１６は、図１４に示す作動特性を有するＶＶＬ装置４００Ａを制御する制御装置２００Ａが実行する吸気バルブ制御の制御構造を示すフローチャートである。図１６を参照して、Ｓ１００〜Ｓ１３０，Ｓ１５０については、図１２のフローチャートと同様であるので説明を繰り返さない。
【０１０５】
Ｓ１３０にてクランキング時間が所定時間Ｔｍ１以上であると判定された場合は(Ｓ１３０にてＹＥＳ)、制御装置２００Ａは、エンジン１００Ａの始動不良が発生しているものとして、吸気バルブ１１８の作動特性を第１の特性（ＩＮ１ａ）に設定するようにＶＶＬ装置４００Ａを制御する（Ｓ１４５）。これにより、着火性を向上してエンジン１００Ａの出力トルクを増大させることができるので、エンジン１００Ａの回転数を早期に安定して上昇させることができる。
【０１０６】
Ｓ１５０にてエンジン１００Ａの始動後からの経過時間が所定時間Ｔｍ２以上であると判定された場合は(Ｓ１５０にてＹＥＳ)、制御装置２００Ａは、エンジン１００Ａの運転状態が安定したものとして、吸気バルブ１１８の作動特性を第３の特性（ＩＮ３ａ）に設定するようにＶＶＬ装置４００Ａを制御する（Ｓ１６５）。これにより、エンジン１００Ａがアトキンソンサイクルにて運転されるので、ハイブリッド車両１の燃費を向上することができる。
【０１０７】
このような構成においては、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角の作動特性が３つに限られるため、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が連続的に変化する場合に比べ、エンジン１００Ａの運転状態を制御するための制御パラメータの適合に要する時間を低減することができる。さらに、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を変更するためのアクチュエータに必要とされるトルクが低減するため、アクチュエータを小型化し軽量化することができる。このため、アクチュエータの製造コストを低減することができる。
【０１０８】
図１７は、吸気バルブ１１８の作動特性を２段階に変更可能なＶＶＬ装置４００Ｂ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４００Ｂは、第１および第２の特性のいずれかに作動特性を変更可能に構成される。第１の特性は、波形ＩＮ１ｂで示される。第２の特性は、波形ＩＮ２ｂ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。
【０１０９】
この場合、クランキング時間が所定時間Ｔｍ１以上であると判定された場合に、吸気バルブ１１８の作動特性を第１の特性（ＩＮ１ｂ）に設定するようにＶＶＬ装置４００Ｂが制御され、エンジンの始動後からの経過時間が所定時間Ｔｍ２以上であると判定された場合に、吸気バルブ１１８の作動特性を第２の特性（ＩＮ２ｂ）に設定するようにＶＶＬ装置４００Ｂが制御される。
【０１１０】
このような構成においては、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角の作動特性が２つに限られるため、エンジン１００の運転状態を制御するための制御パラメータの適合に要する時間をさらに低減することができる。さらに、アクチュエータの構成をより簡素化することができる。なお、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角の作動特性は、２段階または３段階に変更される場合に限られず、４段階以上の任意の段階に変更されてもよい。
【０１１１】
［変形例］
図１８は、この発明の実施の形態の変形例による制御装置２００Ｂが実行する吸気バルブ制御の制御構造を示すフローチャートである。なお、実施の形態の変形例による制御装置２００Ｂの他の構成は、実施の形態と同様である。
【０１１２】
図１８を参照して、Ｓ１００〜Ｓ１２０，Ｓ１４０〜Ｓ１６０については、実施の形態と同様であるので説明を繰り返さない。Ｓ１２０にてエンジン１００のクランキングが開始されると、制御装置２００Ｂは、シリンダ１０６内の混合気の燃焼が開始された後のエンジン回転数Ｎｅ１が所定回転数Ｘまで上昇したか否かを判定する（Ｓ１３５）。なお、所定回転数Ｘは、エンジン１００が良好に始動されているかを判定するための値であって、エンジン回転数Ｎｅ１が所定回転数Ｘまで上昇した場合には、エンジン１００が良好に始動されたと判定される。
【０１１３】
エンジン回転数が所定回転数Ｘまで上昇したと判定された場合は(Ｓ１３５にてＹＥＳ)、エンジン１００が良好に始動されたものとして、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きい状態に維持される。
【０１１４】
エンジン回転数Ｎｅ１が所定回転数Ｘまで上昇しないと判定された場合は(Ｓ１３５にてＮＯ)、制御装置２００Ｂは、エンジン１００の始動不良が発生しているものとして、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を小さくするようにＶＶＬ装置４００を制御する（Ｓ１４０）。これにより、着火性を向上してエンジン１００の出力トルクを増大させることができるので、エンジン１００の回転数を早期に安定して上昇させることができる。
【０１１５】
図１９は、この発明の実施の形態の変形例による制御装置２００Ｂが実行する吸気バルブ制御を示すタイムチャートである。図１９を参照して、時刻ｔ０にて、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きい状態にて、エンジン１００のクランキングが開始される。なお、エンジン始動が良好な場合には、図１３のタイムチャートと同様であるので説明を繰り返さない。
【０１１６】
一方、エンジンの始動不良が発生する場合には、時刻ｔ１にてシリンダ１０６内の混合気の燃焼が開始されてもエンジン１００の回転数が迅速に上昇しない。時刻ｔ４にて、エンジン回転数Ｎｅ１が所定回転数Ｘまで上昇しないと、エンジン１００の始動不良が発生しているものとして、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が小さくされる。これにより、着火性を向上してエンジン１００の出力トルクを増大させることができるので、エンジン１００の回転数を早期に安定して上昇させることができる。時刻ｔ５にて、エンジン１００の運転状態が安定したと判断されると、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きくされる。これにより、エンジン１００がアトキンソンサイクルにて運転されるので、ハイブリッド車両１の燃費を向上することができる。
【０１１７】
以上のように、この実施の形態の変形例においては、エンジン１００の回転数が所定回転数まで上昇しないときに、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を小さくすることによってエンジン１００の始動性を確保することができる。
【０１１８】
なお、特に図示しないが、上記の実施の形態において、エンジン１００のクランキング時間は所定時間Ｔｍ１以下であるが、エンジン１００の回転数Ｎｅ１が所定回転数Ｘまで上昇しないときは、エンジンの始動性を確保するために吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を小さくするようにしてもよい。言い換えると、エンジン１００のクランキング時間が所定時間Ｔｍ１以下であり、かつ、エンジン１００の回転数Ｎｅ１が所定回転数Ｘまで上昇した場合には、エンジン１００が良好に始動されたものとして、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を大きい状態に維持するようにしてもよい。一方、エンジン１００のクランキング時間が所定時間Ｔｍ１を上回るか、または、エンジン１００のクランキング時間は所定時間Ｔｍ１以下であるがエンジン１００の回転数Ｎｅ１が所定回転数Ｘまで上昇しないときは、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を小さくすることによってエンジン１００の始動性を確保するようにしてもよい。
【０１１９】
なお、上記の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のリフト量のみが変更可能な構成にも適用可能であり、吸気バルブ１１８の作用角のみが変更可能な構成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が変更可能な構成においても、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が変更可能な構成は、周知の技術を利用して実現することができる。
【０１２０】
なお、上記の実施の形態においては、動力分割装置４によりエンジン１００の動力を駆動輪６とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とに分割して伝達可能なシリーズ／パラレル型のハイブリッド車両について説明したが、この発明は、その他の形式のハイブリッド車両にも適用可能である。すなわち、たとえば、モータジェネレータＭＧ１を駆動するためにのみエンジン１００を用い、モータジェネレータＭＧ２でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両や、エンジン１００が生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車両、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車両などにもこの発明は適用可能である。また、モータを切り離してエンジンのみの動力によって走行するハイブリッド車両にもこの発明は適用可能である。
【０１２１】
なお、上記において、エンジン１００は、この発明における「内燃機関」の一実施例に対応し、モータジェネレータＭＧ１は、この発明における「回転電機」の一実施例に対応する。また、ＶＶＬ装置４００は、この発明における「可変動弁装置」の一実施例に対応する。
【０１２２】
以上のように本発明の実施の形態および変形例について説明を行なったが、実施の形態および変形例の構成を適宜組合せてもよい。
【０１２３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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】
【０１２４】
１  ハイブリッド車両、４  動力分割装置、５  減速機、６  駆動輪、２０  ＰＣＵ、１００，１００Ａ  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、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、２００，２００Ａ，２００Ｂ  制御装置、２０１  走行制御部、２０２  動弁制御部、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、４００，４００Ａ，４００Ｂ  ＶＶＬ装置、４１０  駆動軸、４１２  係止ピン、４２０  支持パイプ、４３０  入力アーム、４３２  アーム部、４３４  ローラ部、４４０  揺動カム、４４２  ノーズ部、４４４  カム面、４５０  スライダギヤ、４５２，４５４  ヘリカルギヤ、４５６  長穴、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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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