(57)【要約】【課題】内燃機関の始動時における振動抑制および始動性確保を適切に確保できるように、エンジン始動時における吸気バルブの作動特性を制御する。【解決手段】エンジンは、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。エンジンを始動するときの吸気バルブの作動特性、具体的には、リフト量および／または作用角は、エンジンのクランキングを発生するモータジェネレータを駆動するための電力を蓄積するための蓄電装置の状態に応じて制御される。蓄電装置の充放電が通常よりも制限された状態である場合には、吸気バルブのリフト量および／または作用角は小さくなる。【選択図】図１２
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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、
前記内燃機関の始動を行なうことが可能に構成された回転電機と、
前記回転電機を駆動するための電力を蓄積するための蓄電装置と、
前記蓄電装置の性能が第１の状態よりも制限された第２の状態である場合には、前記内燃機関を始動するときの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を前記第１の状態よりも小さくするように前記可変動弁装置を制御する制御装置とを備える、ハイブリッド車両。
【請求項２】
前記回転電機が前記蓄電装置の前記第２の状態において前記内燃機関の出力軸に対して付与できるクランキングトルクの最大値は、前記蓄電装置の前記第１の状態において前記回転電機が出力できる前記クランキングトルクの最大値よりも小さい、請求項１記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記蓄電装置の充電電力上限値の絶対値が所定値よりも小さいという条件、前記蓄電装置の放電電力上限値の絶対値が所定値よりも小さいという条件、前記蓄電装置のＳＯＣが所定範囲を外れているという条件、および、前記蓄電装置の温度が所定範囲を外れている条件のうちの少なくとも１つが成立すると、前記蓄電装置は前記第２の状態である、請求項１記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
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、前記蓄電装置が前記第２の状態である場合には、前記内燃機関を始動するときの前記吸気バルブの作動特性が前記第１の特性となるように前記可変動弁装置を制御し、前記蓄電装置が前記第１の状態である場合には、前記内燃機関を始動するときの前記吸気バルブの作動特性が前記第２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１〜３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、前記蓄電装置が前記第２の状態である場合には、前記内燃機関を始動するときの前記吸気バルブの作動特性が前記第１または第２の特性となるように前記可変動弁装置を制御し、前記蓄電装置が前記第１の状態である場合には、前記内燃機関を始動するときの前記吸気バルブの作動特性が前記第３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１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
【請求項６】
前記制御装置は、前記内燃機関の停止処理時に、前記蓄電装置の性能が前記第２の状態である場合には、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を前記第１の状態よりも小さくするように前記可変動弁装置を制御する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
【請求項７】
前記制御装置は、前記内燃機関の始動処理時に、前記蓄電装置の性能が前記第２の状態である場合には、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を前記第１の状態よりも小さくするように前記可変動弁装置を制御する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
【請求項８】
前記制御装置は、前記蓄電装置の性能が前記第２の状態であっても、前記内燃機関が温間状態である場合には、前記内燃機関を始動するときの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を、前記蓄電装置の性能が前記第１の状態である場合と同等にするように前記可変動弁装置を制御する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
【請求項９】
前記制御装置は、前記蓄電装置の性能が前記第２の状態であり、かつ、前記内燃機関が冷間状態である場合には、前記内燃機関を始動するときの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を、前記蓄電装置の性能が前記第１の状態である場合よりも小さくするように前記可変動弁装置を制御する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
【請求項１０】
前記回転電機は、動力伝達ギヤを経由して、前記内燃機関の出力軸および前記ハイブリッド車両の駆動軸の両方と機械的に連結される、請求項１〜９のいずれか１項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、より特定的には、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内燃機関を備えたハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
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（特許文献１〜８等参照）。
【０００３】
たとえば、特開２００５−２９９５９４号公報（特許文献１）では、内燃機関の吸気バルブのリフト量および作用角の大きさを変更可能な可変動弁装置が開示される。この可変動弁装置においては、比較的短時間での再始動が想定されるエンジンの自動停止の場合には、デコンプ作用が最大限に得られるように、機関停止時の吸気バルブの作用角が最大作用角に設定される。一方で、エンジンの手動停止時には、高温始動および低温始動の両方に対応できるように、機関停止時の目標作用角を自動停止時よりも小さく設定して、エンジンの始動性が優先される。
【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２０００−３４９１３号公報
【特許文献３】特開２００９−１９０５２５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】
エンジンに加えて走行用電動機を搭載したハイブリッド車両においては、走行状態に応じて、エンジンの始動および停止が自動的に制御されるため、内燃機関の始動処理が頻繁に生じる。特に、電動機のみを使用した走行では車室内が静粛な状態となるので、エンジン始動に伴う振動および騒音が、ユーザに感知され易くなる。したがって、ハイブリッド車両では、エンジン始動時の振動を抑制する点で、特許文献１に記載の技術は有用である。
【０００６】
しかしながら、特許文献１による吸気バルブの特性制御では、エンジンの自動停止時には、デコンプ作用を最大限に得るための吸気バルブの作動特性が一律に設定される。このため、エンジン始動時にクランキングトルクを十分に得られないような状況が発生すると、内燃機関の始動性が悪化することが懸念される。
【０００７】
この発明は、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、この発明の目的は、内燃機関の始動時における振動抑制および始動性確保を適切に確保できるように、エンジン始動時における吸気バルブの作動特性を制御することである。
【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、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、回転電機と、蓄電装置と、制御装置とを備える。回転電機は、内燃機関の始動を行なうことが可能に構成される。蓄電装置は、回転電機を駆動するための電力を蓄積する。制御装置は、蓄電装置の性能が第１の状態よりも制限された第２の状態である場合には、内燃機関を始動するときの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を第１の状態よりも小さくするように可変動弁装置を制御する。
【０００９】
好ましくは、回転電機が蓄電装置の第２の状態において内燃機関の出力軸に対して付与できるクランキングトルクの最大値は、蓄電装置の第１の状態において回転電機が出力できるクランキングトルクの最大値よりも小さい。
【００１０】
また好ましくは、制御装置は、蓄電装置の充電電力上限値の絶対値が所定値よりも小さいという条件、蓄電装置の放電電力上限値の絶対値が所定値よりも小さいという条件、蓄電装置のＳＯＣが所定範囲を外れているという条件、および、蓄電装置の温度が所定範囲を外れている条件のうちの少なくとも１つが成立すると、蓄電装置は第２の状態である。
【００１１】
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、蓄電装置が第２の状態である場合には、内燃機関を始動するときの吸気バルブの作動特性が第１の特性となるように可変動弁装置を制御し、蓄電装置が第１の状態である場合には、内燃機関を始動するときの吸気バルブの作動特性が第２の特性となるように可変動弁装置を制御する。
【００１２】
また好ましくは、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、蓄電装置が第２の状態である場合には、内燃機関を始動するときの吸気バルブの作動特性が第１または第２の特性となるように可変動弁装置を制御し、蓄電装置が第１の状態である場合には、内燃機関を始動するときの吸気バルブの作動特性が第３の特性となるように可変動弁装置を制御する。
【００１３】
好ましくは、制御装置は、内燃機関の停止処理時に、蓄電装置の性能が第２の状態である場合には、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を第１の状態よりも小さくするように可変動弁装置を制御する。
【００１４】
また好ましくは、制御装置は、内燃機関の始動処理時に、蓄電装置の性能が第２の状態である場合には、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を第１の状態よりも小さくするように可変動弁装置を制御する。
【００１５】
あるいは好ましくは、制御装置は、蓄電装置の性能が第２の状態であっても、内燃機関が温間状態である場合には、内燃機関を始動するときの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を、蓄電装置の性能が第１の状態である場合と同等にするように可変動弁装置を制御する。
【００１６】
また好ましくは、制御装置は、蓄電装置の性能が第２の状態であり、かつ、内燃機関が冷間状態である場合には、内燃機関を始動するときの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を、蓄電装置の性能が第１の状態である場合よりも小さくするように可変動弁装置を制御する。
【００１７】
さらに好ましくは、ハイブリッド車両において、回転電機は、動力伝達ギヤを経由して、内燃機関の出力軸およびハイブリッド車両の駆動軸の両方と機械的に連結される。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、内燃機関の始動時における振動抑制および始動性確保を適切に確保できるように、エンジン始動時における吸気バルブの作動特性を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１に従うハイブリッド自動車の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すエンジンの構成図である。
【図３】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４】ＶＶＬ装置の正面図である。
【図５】図４に示すＶＶＬ装置を部分的に示した斜視図である。
【図６】吸気バルブのリフト量および作用角が大きいときの動作を説明するための概念図である。
【図７】吸気バルブのリフト量および作用角が小さいときの動作を説明するための概念図である。
【図８】図１に示したハイブリッド車両におけるエンジンの間欠運転制御を説明する遷移図である。
【図９】蓄電装置の性能特性を示すための第１の概念図である。
【図１０】蓄電装置の性能特性を説明するための第２の概念図である。
【図１１】本実施の形態１に従うハイブリッド車両での吸気バルブ制御を説明する図表である。
【図１２】本実施の形態１に従うハイブリッド車両での吸気バルブ制御の制御構造を説明するフローチャートである。
【図１３】本実施の形態１の変形例に従うハイブリッド車両での吸気バルブ制御の制御構造を説明するフローチャートである。
【図１４】本実施の形態２に従うハイブリッド車両での吸気バルブ制御の制御構造を説明するフローチャートである。
【図１５】本実施の形態２の変形例に従うハイブリッド車両での吸気バルブ制御の制御構造を説明するフローチャートである。
【図１６】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との関係を示す図である。
【図１７】図１６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１８】図１６に示す作動特性を有するＶＶＬ装置を適用して実施の形態１に従う吸気バルブ制御を行なう場合の制御構造を示すフローチャートである。
【図１９】図１６に示す作動特性を有するＶＶＬ装置を適用して実施の形態１の変形例に従う吸気バルブ制御を行なう場合の制御構造を示すフローチャートである。
【図２０】図１６に示す作動特性を有するＶＶＬ装置を適用して本実施の形態２に従う吸気バルブ制御を行なう場合の制御構造を説明するフローチャートである。
【図２１】図１６に示す作動特性を有するＶＶＬ装置を適用して本実施の形態２の変形例に従う吸気バルブ制御を行なう場合の制御構造を説明するフローチャートである。
【図２２】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との関係を示す図である。
【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。なお以下では、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せることは出願当初から予定されている。また、図中の同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は繰返さないものとする。
【００２１】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態に従う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。
【００２２】
エンジン１００は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関により構成される。
【００２３】
動力分割装置４は、エンジン１００の発生する動力を、出力軸７を経由した駆動軸８への経路とモータジェネレータＭＧ１への経路とに分割可能に構成される。動力分割装置４としては、サンギヤ、プラネタリギヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。たとえば、モータジェネレータＭＧ１のロータを中空としてその中心にエンジン１００のクランク軸を通すことで、動力分割装置４にエンジン１００とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを機械的に接続することができる。
【００２４】
具体的には、モータジェネレータＭＧ１のロータをサンギヤに接続し、エンジン１００の出力軸をプラネタリギヤに接続し、かつ、出力軸７をリングギヤに接続する。モータジェネレータＭＧ２の回転軸とも接続された出力軸７は、減速機５を経由して、駆動輪６を回転駆動するための駆動軸８と機械的に連結される。なお、モータジェネレータＭＧ２の回転軸と出力軸７との間に減速機をさらに組込んでもよい。
【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によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン１００を始動させるための電動機として動作するものとして、電動機および発電機の機能を併せ持つように構成される。
【００２６】
同様に、モータジェネレータＭＧ２は、減速機５および駆動軸８を経由して駆動輪６へ伝達される車両駆動力を発生する。さらに、モータジェネレータＭＧ２は、駆動輪６の回転方向と反対方向の出力トルクを発生することによって回生発電を行なうように電動機および発電機への機能を併せ持つように構成される。
【００２７】
図１の構成例では、蓄電装置Ｂを電源とするモータジェネレータＭＧ１によって、エンジン１００の出力軸（クランク軸）に回転力（クランキングトルク）を付与することができる。すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン１００の始動を行なうことが可能に構成されている。そして、モータジェネレータＭＧ１は、動力伝達ギヤの一例である動力分割装置４を経由して、ハイブリッド車両１の駆動軸８およびエンジン１００の出力軸と機械的に連結されている。
【００２８】
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。蓄電装置Ｂには、蓄電装置Ｂの温度、電流、および電圧を検出するためのセンサ３１５が設けられる。センサ３１５による検出値は、制御装置２００へ出力される。制御装置２００は、センサ３１５による検出値に基づいて、蓄電装置Ｂの充電状態（以下「ＳＯＣ（State  Of  Charge）」とも称する。）を算出する。
【００２９】
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。
【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、車両の走行状態に応じて、エンジン１００およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の出力を制御する。特に、制御装置２００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走行」と、エンジン１００を動作させた状態で走行する「ＨＶ走行」とを組み合わせるように、ハイブリッド車両１の走行を制御する。
【００３２】
制御装置２００は、蓄電装置Ｂの状態量に基づいて、蓄電装置Ｂの劣化を抑制するために蓄電装置Ｂの充放電電力を制限する。これにより、蓄電装置Ｂの性能が制限される。蓄電装置Ｂの状態量は、たとえば、蓄電装置Ｂの温度やＳＯＣなどである。蓄電装置Ｂの性能（充放電）の制限については、後程詳細に説明する。
【００３３】
図２は、図１に示すエンジン１００の構成を示す図である。
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により駆動される電機制御式スロットルバルブである。
【００３４】
インジェクタ１０８は、吸気ポートに燃料を噴射する。吸気ポートにおいて、燃料と空気とが混合される。混合気は、吸気バルブ１１８が開くことによって、シリンダ１０６内へ導入される。
【００３５】
なお、インジェクタ１０８は、シリンダ１０６内に直接燃料を噴射する直噴インジェクタとして設けられてもよい。あるいは、インジェクタ１０８は、ポート噴射用と直噴用との両方が設けられてもよい。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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、アクセルペダルセンサ３０８、水温センサ３０９、および外気温センサ３１０から信号が入力される。
【００４０】
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。水温センサ３０９は、エンジン１００の冷却水温Ｔｗを検出する。外気温センサ３１０は、ハイブリッド車両１の外気温Ｔａを検出する。検出された冷却水温Ｔｗおよび外気温Ｔａは、制御装置２００へ入力される。アクセルペダルセンサ３０８は、運転者によるアクセルペダルの操作量を検出し、検出された操作量を示す信号Ａｃを制御装置２００へ出力する。制御装置２００は、アクセルペダルセンサ３０８から受けた信号Ａｃに基づいて運転者が要求する要求加減速度を算出することができる。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
図４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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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を経由して吸気バルブ１１８に伝わり、吸気バルブ１１８が開閉される。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
図５は、ＶＶＬ装置４００を部分的に示した斜視図である。図５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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。このアクチュエータは、たとえば、電動モータによって構成することができる。この場合には、アクチュエータを構成する電動モータは、蓄電装置Ｂとは別個のバッテリ（補機バッテリ）から電力供給を受けることが一般的である。あるいは、上記アクチュエータは、エンジン１００によって駆動されるオイルポンプから発生する油圧によって作動するように構成することも可能である。
【００６３】
なお、ＶＶＬ装置は、図４および図５に例示した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。すなわち、本実施の形態において、吸気バルブ１１８の作動特性（リフト量および作用角）を変更するための機構は特に限定されるものではなく、公知の機構を適宜適用することができる。
【００６４】
図６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７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。
【００６５】
図６および図７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（デコンプ作用）。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。したがって、エンジン１００が間欠運転されるためエンジン始動処理の回数が多くなるハイブリッド車両では、デコンプ作用を得るためにエンジン始動時に吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を大きくすることが好ましい。一方で、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を大きくすると、圧縮比の減少により着火性は低下する。すなわち、エンジン始動性は相対的に悪化する。
【００６６】
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、低温での着火性が向上するとともにエンジントルクの応答性が向上する。したがって、エンジン始動時に吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を小さくした方が、より確実にエンジンを始動することができる。一方で、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を小さくすると、圧縮反力が増加するため、エンジン始動時の振動は増加する。すなわち、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が小さい場合（図７）には、図６で説明したようなデコンプ作用は低減するものの、エンジンの始動性については優れていることになる。
【００６７】
図８は、図１に示したハイブリッド車両におけるエンジンの間欠運転制御を説明する遷移図である。
【００６８】
図８を参照して、ハイブリッド車両１では、エンジン１００の始動および停止は、基本的には走行状態に応じて自動的に制御される。制御装置２００は、エンジン停止状態でエンジン始動条件が成立すると、エンジン始動指令を発生する。これにより、エンジン始動処理が実行されて、ハイブリッド車両１は、エンジン停止状態からエンジン作動状態に遷移する。
【００６９】
一方で、制御装置２００は、エンジン作動状態でエンジン停止条件が成立すると、エンジン停止指令を発生する。これにより、エンジン停止処理が実行されて、ハイブリッド車両１は、エンジン作動状態からエンジン停止状態に遷移する。
【００７０】
たとえば、エンジン始動条件は、ハイブリッド車両１では、ハイブリッド車両１に要求される出力（パワーないしトルク）を定量的に示すための出力パラメータＰｒと閾値との比較に基づいて判定される。すなわち、出力パラメータＰｒが所定の閾値Ｐｔｈ１を超えたときに、エンジン始動条件が成立する。
【００７１】
たとえば、出力パラメータＰｒは、ハイブリッド車両１のトータル要求パワーＰｔｌである。トータル要求パワーＰｔｌは、ドライバのアクセルペダル操作量を反映する要求トルクＴｒ＊と駆動軸８の回転速度との積で示される要求駆動パワーＰｒ＊、および、蓄電装置ＢのＳＯＣ制御のための充放電要求パワーＰｃｈｇの和によって算出することができる（Ｐｔｌ＝Ｐｒ＊＋Ｐｃｈｇ）。
【００７２】
要求トルクＴｒ＊は、アクセルペダル操作量が大きいほど高い値に設定される。さらに、車速を組み合わせて、同一のアクセル操作量に対しては、車速が高くなるほど小さい値となるように、要求トルクＴｒ＊を設定することが好ましい。これらの特性を反映して、アクセルペダル操作量および車速に応じて要求トルクＴｒ＊を設定するマップを予め作成することができる。あるいは、さらに路面状態（路面勾配、路面摩擦係数等）に応じて、予め設定されたマップないし演算式に従って、要求トルクＴｒ＊を設定することも可能である。
【００７３】
充放電要求パワーＰｃｈｇは、ＳＯＣを維持しないＣＤモードではゼロに設定される（Ｐｃｈｇ＝０）。一方で、ＣＳモードでは、ＳＯＣに応じて、ＳＯＣが低下したときにはＰｃｈｇ＞０（充電）に設定される一方で、ＳＯＣが上昇したときにはＰｃｈｇ＜０（放電）に設定される。すなわち、充放電要求パワーＰｃｈｇは、蓄電装置ＢのＳＯＣを所定の制御目標に近付けるために設定される。
【００７４】
制御装置２００は、全体要求パワーＰｔｌが発生されるように、エンジン１００およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の出力を制御する。たとえば、低速走行時等の全体要求パワーＰｔｌが小さい場合には、エンジン１００が停止される。一方で、アクセルペダルの操作に応じた加速時には、全体要求パワーＰｔｌの増加に応じてエンジン始動条件が成立することにより、エンジン１００が始動される。
【００７５】
あるいは、エンジン１００の低温時等に三元触媒１１２の暖機が必要な場合にも、エンジン始動条件が成立して、エンジン１００が始動される。
【００７６】
一方、エンジン停止条件は、出力パラメータＰｒ（全体要求パワーＰｔｌ）が所定の閾値Ｐｔｈ２よりも低下したときに成立する。なお、エンジン始動条件の閾値Ｐｔｈ１を、エンジン停止条件の閾値Ｐｔｈ２とは異なる値とすることによって（Ｐｔｈ１＞Ｐｔｈ２）、エンジン停止状態およびエンジン作動状態が頻繁に切換わることを防止することが好ましい。
【００７７】
三元触媒１１２等の暖機のためにエンジンが始動された場合には、触媒温度またはエンジン冷却水温度（水温センサ３０９）が所定温度よりも高くなると、エンジン停止条件が成立する。また、ユーザのキースイッチ操作に応じて車両運転が停止されるとき（たとえば、ＩＧスイッチオフ時）にも、エンジン停止条件が成立する。
【００７８】
なお、エンジン１００の作動および停止を判定するための出力パラメータＰｒは、上記のトータル要求パワーＰｔｌ以外でもよい。たとえば、少なくともアクセルペダル操作量を反映して算出される要求トルクないし要求加速度、あるいは、アクセルペダル操作量そのものを出力パラメータＰｒとすることも可能である。
【００７９】
停止状態のエンジン１００を始動するためのエンジン始動処理では、図１に示されたように、エンジン１００がモータジェネレータＭＧ１によってクランキングされる。したがって、モータジェネレータＭＧ１の停止時または正回転時にエンジン始動処理を行なう場合には、蓄電装置Ｂの放電を伴ってモータジェネレータＭＧ１が正トルクを出力することによって、エンジン１００がクランキングされる。これに対して、モータジェネレータＭＧ１の負回転時にエンジン始動処理を行なう場合には、蓄電装置Ｂの充電を伴ってモータジェネレータＭＧ１が負トルクを出力することによって、エンジン１００がクランキングされる。
【００８０】
このように、モータジェネレータＭＧ１は、蓄電装置Ｂの充放電を伴ってエンジン始動時のクランキングトルクを発生する。したがって、蓄電装置Ｂの性能（充放電）が制限されている場合には、クランキングトルクの大きさ（絶対値）も制限される。
【００８１】
一般的には、蓄電装置Ｂの充放電制限のための制約値として放電電力上限値Ｗｏｕｔおよび充電電力最大値Ｗｉｎを設定することで、蓄電装置Ｂの性能が制限される。
【００８２】
放電電力上限値Ｗｏｕｔは、放電電力の上限値を示しており、Ｗｏｕｔ≧０に設定される。Ｗｏｕｔ＝０に設定されたときには、蓄電装置Ｂの放電が禁止されることを意味する。同様に、充電電力上限値Ｗｉｎは、充電電力の上限値を示しており、Ｗｉｎ≦０に設定される。Ｗｉｎ＝０に設定されたときには、蓄電装置Ｂの充電が禁止されることを意味する。
【００８３】
図９および図１０は、蓄電装置Ｂの性能制限を説明するための概念図である。図９には、蓄電装置ＢのＳＯＣに対する電力上限値Ｗｏｕｔ，Ｗｉｎの制限が示され、図１０には、蓄電装置Ｂの温度Ｔｂに対する電力上限値Ｗｏｕｔ，Ｗｉｎの制限が示される。
【００８４】
図９を参照して、低ＳＯＣ領域（ＳＯＣ＜Ｓ１）では、蓄電装置Ｂの放電を制限するために、放電電力上限値Ｗｏｕｔは、ＳＯＣ≧Ｓ１の領域よりも低く設定される。同様に、高ＳＯＣ領域（ＳＯＣ＞Ｓ２）では、蓄電装置Ｂの充電を制限するために、放電電力上限値Ｗｉｎは、ＳＯＣ≦Ｓ２の領域よりも絶対値が小さく設定される。
【００８５】
図１０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、低温時および高温時には、内部抵抗の上昇により、電力上限値Ｗｏｕｔ，Ｗｉｎが制限される。たとえば、蓄電装置Ｂの温度Ｔｂに応じて、低温領域（Ｔｂ＜Ｔ１）および高温領域（Ｔｂ＞Ｔ２）では、常温域（Ｔ１≦Ｔｂ≦Ｔ２）と比較して、放電電力上限値Ｗｏｕｔおよび充電電力上限値Ｗｉｎが制限される。
【００８６】
このように、蓄電装置ＢのＳＯＣおよび／または温度Ｔｂに応じて、蓄電装置Ｂの性能が制限されることによって、蓄電装置Ｂによる充放電電力が小さくなる。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のそれぞれのトルク指令値は、蓄電装置Ｂの保護のために、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２のそれぞれの入出力電力（トルク×回転数）の和が、Ｗｉｎ〜Ｗｏｕｔの範囲内となるように制限される。
【００８７】
したがって、エンジン１００を始動するときに、蓄電装置Ｂの性能が制限されると、モータジェネレータＭＧ１によって出力可能なクランキングトルクの最大値（絶対値）が低下する。クランキングトルクが低下するときに、上記のようにアトキンソンサイクルを適用した吸気バルブ作動特性（すなわち、リフト量および作用角が大）を適用すると、エンジン始動性が低下する虞がある。
【００８８】
図１１に示されるように、本実施の形態に係るハイブリッド車両では、蓄電装置Ｂの性能に応じて、エンジン１００が始動されるときの吸気バルブ１１８の作動特性を設定する。具体的には、蓄電装置Ｂの性能が通常であるとき、たとえば、図９および図１０に従って設定されるＷｉｎ，Ｗｏｕｔの絶対値が所定の判定値よりも大きい場合には、モータジェネレータＭＧ１によるクランキングトルクが確保できるので、デコンプ作用を優先させて、アトキンソンサイクルが適用されるように、吸気バルブ１１８の作動特性を設定する。
【００８９】
一方で、蓄電装置Ｂの性能が制限されるとき、たとえば、Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの絶対値が上記判定値よりも小さい場合には、モータジェネレータＭＧ１によって出力可能なクランキングトルクが小さくなるので、エンジン始動性を優先させて、吸気バルブ１１８の作動特性を設定する。すなわち、蓄電装置Ｂの性能が制限される状態では、蓄電装置Ｂの性能が通常であるときと比較して、エンジン１００が始動されるときの吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が小さくなるようにＶＶＬ装置４００が制御される。
【００９０】
なお、本実施の形態では、蓄電装置Ｂの充放電力電力の上限値Ｗｏｕｔ，Ｗｉｎを制約値として導入しているため、上述のように、蓄電装置Ｂの性能の制限度合いは、Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔによって一元的に判定できる。すなわち、現在の蓄電装置Ｂの状態に応じたＷｉｎ，Ｗｏｕｔと判定値との比較に基づいて、蓄電装置Ｂの性能が制限された状態であるか否かを判別することが可能である。
【００９１】
ただし、電力上限値Ｗｏｕｔ，Ｗｉｎを用いることなく、あるいは、これに加えて、ＳＯＣ条件および／温度条件を用いることによって、蓄電装置Ｂの性能が制限された状態であるか否かを判別することが可能である。たとえば、現在のＳＯＣが、図９に示した通常のＳＯＣ領域（Ｓ１〜Ｓ２）を外れている（すなわち、低ＳＯＣ領域内または高ＳＯＣ領域内である）状態であるか否かによって、上記ＳＯＣ条件を規定できる。また、蓄電装置Ｂの温度が、図９に示した所定の温度領域（Ｔ１〜Ｔ２）を外れている（すなわち、低温領域および高温領域である）状態であるか否かによって、上記温度条件を適用できる。あるいは、温度条件は、蓄電装置Ｂの温度が低温領域である状態のみを、蓄電装置Ｂの性能が制限された状態である判定するようにしてもよい。
【００９２】
したがって、電力上限値Ｗｏｕｔ，Ｗｉｎによって規定される電力条件、ＳＯＣ条件、温度条件のうちの一部または全部が成立したときに、蓄電装置Ｂの性能が制限された状態であると判別することが可能である。このように、本実施の形態では、制御装置２００は、蓄電装置Ｂの状態に応じて、蓄電装置Ｂの性能（充放電）が通常の状態（第１の状態）よりも制限された状態（第２の状態）であるか否かを判別することが可能である。
【００９３】
図１２は、本実施の形態１に従うハイブリッド車両での吸気バルブ制御の制御構造を説明するフローチャートである。図１２に示された制御処理は、制御装置２００によって実行することができる。
【００９４】
図１２を参照して、制御装置２００は、エンジン作動中、すなわち、ステップＳ１００のＹＥＳ判定時に、ステップＳ１１０以降の処理を実行する。制御装置２００は、エンジン作動中（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）には、図８で説明したエンジン停止条件が成立しているか否かを判定する（Ｓ１１０）。エンジン停止条件が成立することに応じて、エンジン停止指令が発せられる。これにより、エンジン停止処理が開始される。なお、エンジン停止条件が成立していないとき（Ｓ１１０のＮＯ判定時）には、エンジン停止指令は発せられず、エンジン１００の作動状態が継続される。
【００９５】
制御装置２００は、エンジン停止指令が発せられると（Ｓ１１０のＹＥＳ判定時）、蓄電装置Ｂの性能が制限された状態であるか否かを判定する（Ｓ１２０）。代表的には、上述のように、蓄電装置Ｂの現在の状態に基づく電力上限値Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを所定の判定値と比較することにより、ステップＳ１２０による判定を実行することができる。あるいは、蓄電装置Ｂのその他の状態（Ｔｂ、ＳＯＣ等）に基づいて、ステップＳ１２０による判定を実行することも可能である。ステップＳ１２０の判定により、次回のエンジン始動時にモータジェネレータＭＧ１によって出力可能なクランキングトルク（絶対値）が小さくなるような状態であるか否かが判定される。
【００９６】
制御装置２００は、蓄電装置Ｂの性能が制限された状態であるとき（Ｓ１２０のＮＯ判定時）には、図１１で説明したように、エンジン始動時の振動を抑制するために、デコンプ作用を優先して吸気バルブ１１８の作動特性を設定する（Ｓ１６０）。一方で、制御装置２００は、蓄電装置Ｂの性能が制限された状態であるとき（Ｓ１２０のＹＥＳ判定時）には、図１１で説明したように、エンジン始動性を優先させて吸気バルブ１１８の作動特性を設定する（Ｓ１５０）。すなわち、ステップＳ１５０で設定される吸気バルブ１１８の作動特性では、ステップＳ１６０で設定される吸気バルブ１１８の作動特性と比較して、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角は小さく設定される。
【００９７】
さらに、制御装置２００は、エンジン１００を停止するための制御を実行する（Ｓ１７０）。これにより、インジェクタ１０８からの燃料噴射が停止されるとともに、モータジェネレータＭＧ１のトルクは、エンジン１００をスムーズに停止させるように制御される。エンジン停止制御中（Ｓ１７０）に、制御装置２００は、ステップＳ１５０またはＳ１６０により設定された吸気バルブ１１８の作動特性が実現されるように、ＶＶＬ装置４００を制御する。
【００９８】
これにより、エンジン停止指令に応じたエンジン１００の停止処理時において、次回のエンジン始動に備えて吸気バルブ１１８の作動特性（リフト量および作用角）を適切に設定することができる。具体的には、蓄電装置Ｂの性能が制限されているか否かに応じて、クランキングトルクが確保できる場合にはエンジン始動時の振動抑制を優先する一方で、クランキングトルクが制限される場合には、エンジンの始動性を優先するように、吸気バルブ１１８の作動特性を切換えることができる。なお、上述のように、本実施の形態におけるエンジン１００の停止処理時は、エンジン１００を停止するための制御（Ｓ１７０）が実際に実行されている期間のみを示すのではなく、エンジン停止条件の成立に応じて停止指令が発せられてから（Ｓ１１０がＹＥＳ判定）、エンジン停止制御（Ｓ１７０）が実行されるまでの期間を含み得るものである。
【００９９】
したがって、本実施の形態１に従うハイブリッド車両によれば、クランキングトルクを発生するモータジェネレータＭＧ１の電源となる蓄電装置Ｂの状態に応じて、エンジン始動時における振動抑制および始動性確保を適切に確保できるように、エンジン始動時の吸気バルブ１１８の作動特性を制御することができる。
【０１００】
［実施の形態１の変形例］
一般的に、ＶＶＬ装置４００が吸気バルブ１１８の作動特性を変更できる期間はアクチュエータに依存する。たとえば、エンジン駆動のオイルポンプからの油圧を動力とするアクチュエータでは、エンジン始動処理時に吸気バルブ１１８の作動特性の変更が困難である。また、アクチュエータが電動モータで構成される場合にも、エンジン始動処理中に吸気バルブ１１８の作動特性の変更可能とするためには、エンジン回転中に吸気バルブ１１８の作動特性の変更する場合と比較して、アクチュエータからの高トルクの出力が必要となる。
【０１０１】
言い換えると、実施の形態１に例示された、ＶＶＬ装置４００による吸気バルブ１１８の作動特性の設定をエンジン停止処理時に実行する制御によれば、適用可能なＶＶＬ装置４００の態様が広くなる。
【０１０２】
一方で、エンジン停止からエンジン始動までの期間が長くなると、エンジン停止処理時における蓄電装置Ｂの状態と、エンジン始動時における蓄電装置Ｂの状態との差異によって、エンジン始動時の吸気バルブ１１８の作動特性が、現在の蓄電装置Ｂの状態に合致した適切なものとはならない可能がある。
【０１０３】
したがって、実施の形態１の変形例では、エンジン始動処理時に吸気バルブ１１８の作動特性を設定する制御例について説明する。実施の形態１の変形例は、上述のように、エンジン１００の停止時または低回転時にも、吸気バルブ１１８の作動特性を変更可能な機構（アクチュエータ）を有するＶＶＬ装置４００を搭載したハイブリッド車両に適用することができる。
【０１０４】
図１３は、本実施の形態１の変形例に従うハイブリッド車両での吸気バルブ制御の制御構造を説明するフローチャートである。図１３に示された制御処理は、制御装置２００によって実行することができる。
【０１０５】
図１３を参照して、制御装置２００は、エンジン停止中、すなわち、ステップＳ２００のＹＥＳ判定時に、ステップＳ２１０以降の処理を実行する。制御装置２００は、エンジン停止中（Ｓ２００のＹＥＳ判定時）には、図８で説明したエンジン始動条件が成立しているか否かを判定する（Ｓ２１０）。エンジン始動条件が成立することに応じて、エンジン始動指令が発せられる。これにより、エンジン始動処理が開始される。エンジン始動条件が成立していないとき（Ｓ２１０のＮＯ判定時）には、エンジン始動指令は発せられず、エンジン１００の停止状態が継続される。
【０１０６】
制御装置２００は、エンジン始動指令が発せられると（Ｓ２１０のＹＥＳ判定時）、蓄電装置Ｂの性能が制限された状態であるか否かを判定する（Ｓ２２０）。ステップＳ２２０による判定は、ステップＳ１２０と同様に実行される。
【０１０７】
制御装置２００は、蓄電装置Ｂの性能が制限された状態であるとき（Ｓ２２０のＮＯ判定時）には、ステップＳ１６０と同様に、デコンプ作用を優先して吸気バルブ１１８の作動特性を設定する（Ｓ２６０）。一方で、制御装置２００は、蓄電装置Ｂの性能が制限された状態であるとき（Ｓ２２０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１５０と同様に、エンジン始動性を優先させて吸気バルブ１１８の作動特性を設定する（Ｓ２５０）。すなわち、ステップＳ２５０で設定される吸気バルブ１１８の作動特性では、ステップＳ２６０で設定される吸気バルブ１１８の作動特性と比較して、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角は小さく設定される。
【０１０８】
さらに、制御装置２００は、エンジン１００を始動するための制御を実行する（Ｓ２７０）。これにより、モータジェネレータＭＧ１によるクランキングトルクによってエンジン１００が回転駆動された状態で、インジェクタ１０８からの燃料噴射および点火プラグ１１０による着火が開始される。エンジン始動制御中（Ｓ２７０）に、制御装置２００は、ステップＳ２５０またはＳ２６０により設定された吸気バルブ１１８の作動特性が実現されるように、ＶＶＬ装置４００を制御する。なお、ＶＶＬ装置４００による吸気バルブ１１８の作動特性の設定は、エンジン１００の初回点火タイミング（いわゆる、初爆タイミング）までに完了することが必要である。
【０１０９】
これにより、エンジン始動指令に応じたエンジン１００の始動処理時において、実施の形態１と同様に、吸気バルブ１１８の作動特性（リフト量および作用角）を適切に設定することができる。特に、エンジン始動時における蓄電装置Ｂの状態に応じて、吸気バルブ１１８の作動特性（リフト量および作用角）を設定することができるので、エンジン停止からエンジン始動までの期間が長くなった場合にも、エンジン始動時における振動抑制および始動性確保を適切に確保できるように、エンジン１００を始動するときの吸気バルブ１１８の作動特性を制御することができる。なお、上述のように、本実施の形態におけるエンジン１００の始動処理時は、エンジン１００を始動するための制御（Ｓ２７０）が実際に実行されている期間のみを示すのでは、エンジン始動条件の成立に応じて始動指令が発せられてから（Ｓ２１０がＹＥＳ判定）、エンジン始動制御（Ｓ２７０）が実行されるまでの期間を含み得るものである。
【０１１０】
［実施の形態２］
実施の形態１では、クランキングトルクを発生するモータジェネレータＭＧ１の電源となる蓄電装置Ｂの性能が制限された状態であるか否かに応じて、吸気バルブ１１８の作動特性を一律に設定した。しかしながら、エンジン１００が一旦始動されて温間状態となった場合には、フリクションが減少されるため、エンジン始動のために必要なクランキングトルクの大きさが減少する。
【０１１１】
特に、ハイブリッド車両１では、エンジン１００および蓄電装置Ｂの配置場所が異なるため、エンジン１００が温間状態であっても、蓄電装置Ｂの温度が低下することが有り得る。このように、蓄電装置Ｂの性能が制限される状態であっても、エンジンの始動性が悪化しない状況が考えられる。
【０１１２】
したがって、実施の形態２では、蓄電装置Ｂの状態とエンジン１００の状態との組合せに応じて、吸気バルブ１１８の作動特性を設定する変形例について説明する。実施の形態２では、実施の形態１と比較して、吸気バルブ制御の制御構造（エンジン停止時の制御処理）が異なる。ハイブリッド車両１の構成を始めとするその他の点については、実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。
【０１１３】
図１４は、本実施の形態２に従うハイブリッド車両での吸気バルブ制御の制御構造を説明するフローチャートである。
【０１１４】
図１４を図１２と比較して、実施の形態２に従うハイブリッド車両におけるエンジン停止処理では、図１２と同様のステップＳ１００〜Ｓ１２０の実行により、エンジン停止条件の成立時に、蓄電装置Ｂの性能が制限された状態であるとき（Ｓ１２０のＹＥＳ判定時）には、さらに、エンジン１００の始動性が悪化するような冷間状態であるかどうかが判定される（Ｓ１３０）。
【０１１５】
ステップＳ１３０による判定は、たとえば、図２に示した水温センサ３０９および外気温センサ３１０の出力に基づいて実行することができる。たとえば、エンジン冷却水温Ｔｗが所定温度（たとえば０℃）より低く、かつ、外気温が所定温度（たとえば−１０℃）より低いときに、ステップＳ１３０はＹＥＳ判定とされる。
【０１１６】
このような状態では、エンジン１００を始動時にフリクションが大きくなることにより、モータジェネレータＭＧ１によって出力可能なクランキングトルク（絶対値）が小さくなるような状態（Ｓ１２０のＹＥＳ判定時）では、デコンプ作用を優先して吸気バルブ１１８の作用角およびバルブリフト量を小さくした状態でエンジン１００を始動すると、エンジン始動性が低下する虞がある。
【０１１７】
したがって、制御装置２００は、エンジン１００の始動性が悪化するような冷間状態であるとき（Ｓ１３０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１５０により、吸気バルブ１１８の作動特性を始動性優先とする。一方で、制御装置２００は、ステップＳ１２０またはＳ１３０がＮＯ判定のときには、ステップＳ１５０により、デコンプ作用を優先させて吸気バルブ１１８の作動特性を設定する。したがって、蓄電装置Ｂの性能が制限された状態であっても（Ｓ１２０のＹＥＳ判定時）、エンジン１００の始動性が悪化するような冷間状態ではないとき（すなわち、温間状態のとき）には（Ｓ１３０のＮＯ判定時）、エンジン始動時の振動を抑制するように吸気バルブ１１８の作動特性が設定される（Ｓ１６０）。なぜなら、エンジン１００のフリクションが軽減されているため、クランキングトルク（絶対値）が大きくなくても、アトキンソンサイクルの下でエンジン１００を正常に始動することができるからである。
【０１１８】
制御装置２００による以降の処理（Ｓ１７０）は、図１２と同様であるので詳細な説明は繰り返さない。
【０１１９】
このように、実施の形態２に従うハイブリッド車両によれば、エンジン始動性の確保を優先するためにアトキンソンサイクルが適用されなくなる場面を必要最小限とすることができる。したがって、実施の形態１と同様に、エンジン始動時における振動抑制および始動性確保を適切に確保できるように、エンジン始動時の吸気バルブ１１８の作動特性を制御することができるともに、エンジン始動時の振動によってユーザが違和感を覚える可能性をさらに低下することができる。
【０１２０】
［実施の形態２の変形例］
実施の形態２の変形例では、実施の形態１の変形例と同様に、実施の形態２に従う吸気バルブ１１８の作動特性の設定を、エンジン始動処理時に実行する制御例について説明する。
【０１２１】
実施の形態２の変形例では、実施の形態１の変形例と比較して、吸気バルブ制御の制御構造（エンジン始動時の制御処理）が異なる。ハイブリッド車両１の構成を始めとするその他の点については、実施の形態１およびその変形例と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。
【０１２２】
図１５は、本実施の形態２の変形例に従うハイブリッド車両での吸気バルブ制御の制御構造を説明するフローチャートである。
【０１２３】
図１５を図１３と比較して、実施の形態２の変形例に従うハイブリッド車両におけるエンジン始動処理では、図１３と同様のステップＳ２００〜Ｓ２２０の実行により、エンジン始動条件の成立時（すなわち、エンジン始動指令の発生時）に、蓄電装置Ｂの性能が制限された状態であるとき（Ｓ２２０のＹＥＳ判定時）には、さらに、エンジン１００の始動性が悪化するような冷間状態であるかどうかが判定される（Ｓ２３０）。ステップＳ２３０による判定は、ステップＳ１３０（図１４）と同様に実行される。
【０１２４】
制御装置２００は、エンジン１００の始動性が悪化するような冷間状態であるとき（Ｓ２３０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ２５０により、吸気バルブ１１８の作動特性を始動性優先とする。一方で、制御装置２００は、ステップＳ２２０またはＳ２３０がＮＯ判定のときには、ステップＳ２６０により、デコンプ作用を優先させて吸気バルブ１１８の作動特性を設定する。
【０１２５】
したがって、蓄電装置Ｂの性能が制限された状態であっても（Ｓ２２０のＹＥＳ判定時）、エンジン１００の始動性が悪化するような冷間状態ではないとき（すなわち、温間状態のとき）には（Ｓ２３０のＮＯ判定時）、実施の形態２と同様に、エンジン始動時の振動を抑制するように吸気バルブ１１８の作動特性を設定することができる。制御装置２００による以降の処理（Ｓ２７０）は、図１３と同様であるので詳細な説明は繰り返さない。
【０１２６】
このように、実施の形態２の変形例に従うハイブリッド車両によれば、実施の形態２と同様に、エンジン始動性の確保を優先するためにアトキンソンサイクルが適用されなくなる場面を必要最小限とすることができる。したがって、実施の形態２と同様に、エンジン始動時の振動によってユーザが違和感を覚える可能性をさらに低下することができる。
【０１２７】
さらに、実施の形態１の変形例と同様に、エンジン停止からエンジン始動までの期間が長くなった場合にも、エンジン始動時の吸気バルブ１１８の作動特性を適切に制御することができる。
【０１２８】
［その他の変形例］
なお、上記の各実施の形態において、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角は、連続に（無段階に）変更されてもよいし、離散的に（段階的に）設定されてもよい。
【０１２９】
図１６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。
【０１３０】
図１７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１７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１７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１７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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
図１８〜図２１には、図１６に示す作動特性を有するＶＶＬ装置４００Ａを適用して、実施の形態１、実施の形態１の変形例、実施の形態２、および、実施の形態２の変形例にそれぞれ従う吸気バルブ制御を行なう場合の制御構造を示すフローチャートが示される。
【０１３６】
図１８および図２０の各々では、ステップＳ１５０，Ｓ１６０に代えて実行されるステップＳ１５０♯，Ｓ１６０♯によって設定された吸気バルブ１１８の作動特性が実現されるように、エンジン停止処理中にＶＶＬ装置４００Ａが制御される。
【０１３７】
制御装置２００は、蓄電装置Ｂの性能が制限される状態のときには、ステップＳ１５０♯により、吸気バルブ１１８の作動特性を第３の特性（ＩＮ３ａ）に設定する。これにより、アトキンソンサイクルの適用によって、エンジン始動時の振動抑制が図られる。一方、制御装置２００は、蓄電装置Ｂの性能が通常であるときは、ステップＳ１６０♯により、吸気バルブ１１８の作動特性を第１または第２の特性（ＩＮ１ａ，ＩＮ２ａ）に、好ましくは、第１の特性（ＩＮ１ａ）に設定する。これにより、エンジン始動性が高められる。
【０１３８】
図１８および図２０に示された、ステップＳ１００，Ｓ１１０，Ｓ１２０，Ｓ１７０による処理は、図１２および図１４と同様であるので説明は繰り返さない。
【０１３９】
図１９および図２１の各々では、ステップＳ２５０，Ｓ２６０に代えて実行されるステップＳ２５０♯，Ｓ２６０♯によって設定された吸気バルブ１１８の作動特性が実現されるように、エンジン始動処理中にＶＶＬ装置４００Ａが制御される。
【０１４０】
制御装置２００は、蓄電装置Ｂの性能が制限される状態のときには、ステップＳ２５０♯により、吸気バルブ１１８の作動特性を第３の特性（ＩＮ３ａ）に設定する。これにより、アトキンソンサイクルの適用によって、エンジン始動時の振動抑制が図られる。一方、制御装置２００は、蓄電装置Ｂの性能が通常であるときは、ステップＳ２６０♯により、吸気バルブ１１８の作動特性を第１または第２の特性（ＩＮ１ａ，ＩＮ２ａ）に、好ましくは、第１の特性（ＩＮ１ａ）に設定する。これにより、エンジン始動性が高められる。
【０１４１】
このように、図１８〜図２１に示されたフローチャートに従って、ＶＶＬ装置４００Ａを適用した場合にも、実施の形態１、実施の形態１の変形例、実施の形態２、および実施の形態２の変形例のそれぞれに従う吸気バルブ制御を行なうことができる。
【０１４２】
上記のＶＶＬ装置４００Ａが適用された構成においては、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て、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を低減することができ、アクチュエータを小型化して軽量化することができる。また、アクチュエータの製造コストも低減し得る。
【０１４３】
図２２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である。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。
【０１４４】
この場合、蓄電装置Ｂの性能が制限された状態であるときは、吸気バルブ１１８の作動特性が第１の特性となるようにＶＶＬ装置４００Ｂが制御され、そうでないときは、デコンプ作用を優先させるために吸気バルブ１１８の作動特性が第２の特性となるようにＶＶＬ装置４００Ｂが制御される。
【０１４５】
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できる。また、アクチュエータの構成もより簡素化可能である。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可能としてもよい。
【０１４６】
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のリフト量のみが変更可能な構成にも適用可能であり、また、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、種々の公知技術を利用して実現することができる。
【０１４７】
また、上記の各実施の形態では、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。すなわち、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たハイブリッド車両に対して共通に、エンジンのクランキングトルクを発生する電動機の電源となる蓄電装置の状態に応じて吸気バルブの作動特性を変更するという、本発明の技術思想を適用することが可能である。
【０１４８】
あるいは、本発明の適用はハイブリッド車両に限定されるものではなく、エンジンのみを搭載する車両においても、いわゆるアイドルストップ制御等によって、エンジンが間欠的に運転される構成であれば、本発明の技術思想を適用することが可能である。すなわち、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エンジンの始動時に、当該エンジンのクランキングトルクを発生する電動機の電源となる蓄電装置の状態に応じて吸気バルブの作動特性を変更することが可能である。
【０１４９】
今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、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】
【０１５０】
１  ハイブリッド車両、４  動力分割装置、５  減速機、６  駆動輪、７  出力軸、８  駆動軸（ハイブリッド車両）、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、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、３０８  アクセルペダルセンサ、３０９  水温センサ、３１０  外気温センサ、３１２  スロットルモータ、３１５  センサ、４００，４００Ａ，４００Ｂ  ＶＶＬ装置、４１０  駆動軸（ＶＶＬ装置）、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、Ａｃ  信号（アクセルペダルセンサ）、Ｂ  蓄電装置、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ、Ｐｃｈｇ  充放電パワー、Ｐｄｖ  駆動要求パワー、Ｐｔｈ１，Ｐｔｈ２  閾値、Ｐｔｌ  全体要求パワー、Ｔａ  外気温、Ｔｂ  温度（蓄電装置）、Ｔｗ  エンジン冷却水温、Ｗｉｎ  充電電力上限値、Ｗｏｕｔ  放電電力上限値。
【図１】
2015067265.tif 000003
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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