(57)【要約】【課題】エンジンをより適正に運転する。【解決手段】触媒温度θｃが閾値θｒｅｆより高いときには（Ｓ３２０）、吸気バルブの開閉タイミングが進角されているほど吸入空気量Ｑａが大きいほどエンジン２２の回転数Ｎｅが大きいほど大きくなる傾向に増量係数Ｋｆを設定すると共に（Ｓ３４０）、吸入空気量Ｑａに基づいて設定される基本燃料噴射量Ｑｆｔｍｐと増量係数Ｋｆとの積に基づいて目標燃料噴射量Ｑｆ＊を設定し（Ｓ３５０）、設定した目標燃料噴射量Ｑｆ＊の燃料噴射を行なう（Ｓ３６０）。【選択図】図１３
2008121498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な開閉タイミング変更手段を有する内燃機関装置であって、
前記内燃機関の各気筒毎に燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、
運転者の操作に基づいて所定の高トルク要求がなされたとき、前記吸気バルブの開閉タイミングを進角するための進角指示を行なう進角指示手段と、
前記内燃機関の運転状態と前記進角指示手段による進角指示の有無とに基づく目標開閉タイミングで前記吸気バルブが開閉されるよう前記開閉タイミング変更手段を制御する開閉タイミング制御手段と、
前記内燃機関から出力すべき目標動力と前記進角手段による進角指示の有無とに基づいて目標燃料噴射量を設定する目標燃料噴射量設定手段と、
前記設定された目標燃料噴射量に基づいて燃料噴射が行なわれるよう前記燃料噴射手段を制御する燃料噴射制御手段と、
を備える内燃機関装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関装置であって、
前記内燃機関装置は、前記内燃機関からの排ガスを浄化するための触媒を含む排ガス浄化装置を有し、
前記目標燃料噴射量設定手段は、前記触媒の温度が所定温度より高いときに、前記目標動力と前記進角指示手段による進角指示の有無とに基づいて前記目標燃料噴射量を設定する手段である
内燃機関装置。
【請求項３】
前記目標燃料噴射量設定手段は、前記目標動力と所定の制約とに基づいて設定される基本燃料噴射量と、前記進角指示手段による進角指示の有無に基づいて設定される補正値と、に基づいて前記目標燃料噴射量を設定する手段である請求項１または２記載の内燃機関装置。
【請求項４】
前記目標燃料噴射量設定手段は、前記基本燃料噴射量と、前記進角指示手段による進角指示がなされているときの方が該進角指示がなされていないときよりも大きい値が設定される補正値と、の積に基づいて前記目標燃料噴射量を設定する手段である請求項３記載の内燃機関装置。
【請求項５】
前記目標燃料噴射量設定手段は、前記進角指示手段による進角指示の有無と前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の吸入空気量とに基づいて設定される前記補正値を用いて前記目標燃料噴射量を設定する手段である請求項３または４記載の内燃機関装置。
【請求項６】
内燃機関の吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な開閉タイミング変更手段を有する内燃機関装置であって、
前記内燃機関の各気筒毎に燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、
前記内燃機関から出力すべき目標動力と前記吸気バルブの開閉タイミングとに基づいて目標燃料噴射量を設定する目標燃料噴射量設定手段と、
前記設定された目標燃料噴射量に基づいて燃料噴射が行なわれるよう前記燃料噴射手段を制御する燃料噴射制御手段と、
を備える内燃機関装置。
【請求項７】
請求項６記載の内燃機関装置であって、
前記内燃機関装置は、前記内燃機関からの排ガスを浄化するための触媒を含む排ガス浄化装置を有し、
前記目標燃料噴射量設定手段は、前記触媒の温度が所定温度より高いときに、前記目標動力と前記吸気バルブの開閉タイミングとに基づいて前記目標燃料噴射量を設定する手段である
内燃機関装置。
【請求項８】
運転者の操作に基づいて所定の高トルク要求がなされたとき、該所定の高トルク要求がなされていないときに比して前記吸気バルブの開閉タイミングが進角側となるよう前記開閉タイミング変更手段を制御する開閉タイミング制御手段を備える請求項６または７記載の内燃機関装置。
【請求項９】
前記目標燃料噴射量設定手段は、前記目標動力と所定の制約とに基づいて設定される基本燃料噴射量と、前記吸気バルブの開閉タイミングに基づいて設定される補正値と、に基づいて前記目標燃料噴射量を設定する手段である請求項６ないし８いずれか記載の内燃機関装置。
【請求項１０】
前記目標燃料噴射量設定手段は、前記基本燃料噴射量と、前記吸気バルブの開閉タイミングが取り得る範囲内のうち進角側であるほど大きい値が設定される補正値と、の積に基づいて前記目標燃料噴射量を設定する手段である請求項９記載の内燃機関装置。
【請求項１１】
前記目標燃料噴射量設定手段は、前記吸気バルブの開閉タイミングと前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の吸入空気量とに基づいて設定される前記補正値を用いて前記目標燃料噴射量を設定する手段である請求項９または１０記載の内燃機関装置。
【請求項１２】
前記目標燃料噴射量設定手段は、前記基本燃料噴射量と、前記内燃機関の回転数が大きいほど且つ前記内燃機関の吸入空気量が大きいほど大きい値が設定される前記補正値と、の積に基づいて前記目標燃料噴射量を設定する手段である請求項５または１１記載の内燃機関装置。
【請求項１３】
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
請求項１ないし１２いずれか記載の内燃機関装置と、
前記内燃機関の出力軸と該出力軸に対して独立に回転可能な前記駆動軸とに接続され、電力の入出力と前記出力軸および前記駆動軸への駆動力の入出力とを伴って前記駆動軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な回転調整手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
を備える動力出力装置。
【請求項１４】
前記回転調整手段は、前記内燃機関の出力軸と前記動力軸と第３の軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段である請求項１３記載の動力出力装置。
【請求項１５】
請求項１３または１４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１６】
内燃機関の吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な開閉タイミング変更手段と、前記内燃機関の各気筒毎に燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、を備える内燃機関装置の制御方法であって、
運転者の操作に基づいて所定の高トルク要求がなされたとき、前記吸気バルブの開閉タイミングを進角するための進角指示を行ない、
前記内燃機関の運転状態と前記進角指示の有無とに基づく目標開閉タイミングで前記吸気バルブが開閉されるよう前記開閉タイミング変更手段を制御し、
前記内燃機関から出力すべき目標動力と前記進角指示の有無とに基づいて目標燃料噴射量を設定すると共に該設定した目標燃料噴射量に基づいて燃料噴射が行なわれるよう前記燃料噴射手段を制御する、
内燃機関装置の制御方法。
【請求項１７】
内燃機関の吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な開閉タイミング変更手段と、前記内燃機関の各気筒毎に燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、を備える内燃機関装置の制御方法であって、
前記内燃機関から出力すべき目標動力と前記吸気バルブの開閉タイミングとに基づいて目標燃料噴射量を設定すると共に該設定した目標燃料噴射量に基づいて燃料噴射が行なわれるよう前記燃料噴射手段を制御する、
内燃機関装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関装置およびこれを備える動力出力装置並びにこれを搭載する車両、内燃機関装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の内燃機関装置としては、エンジンの排気系に配置された触媒コンバータの温度である触媒温度が第１の温度以上になったときには、触媒温度が第１の温度より低い第２の温度以下になるか、触媒温度が第１の温度と第２の温度との間で燃料増量の継続時間が所定時間以上になるまで、燃料増量を実行するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３３２８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
こうした内燃機関装置では、触媒の温度を低下させるために、燃料増量を実行しているが、燃料増量を実行する際には、より適正に増量程度を決定することが望まれる。例えば、吸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内燃機関装置において、燃料増量を実行する際にどの程度の増量を行なうかをより適正に決定することは、課題の一つであると考えられる。これは、増量する燃料が少なすぎる場合には触媒の温度を充分に低下させることができない場合が生じ、増量する燃料が多すぎる場合には燃費の悪化を招くことがあるためである。
【０００４】
本発明の内燃機関装置およびこれを備える動力出力装置並びにこれを搭載する車両、内燃機関装置の制御方法は、内燃機関の各気筒毎に噴射すべき目標燃料噴射量をより適正に設定することにより内燃機関をより適正に運転することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の内燃機関装置およびこれを備える動力出力装置並びにこれを搭載する車両、内燃機関装置の制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の第１の内燃機関装置は、
内燃機関の吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な開閉タイミング変更手段を有する内燃機関装置であって、
前記内燃機関の各気筒毎に燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、
運転者の操作に基づいて所定の高トルク要求がなされたとき、前記吸気バルブの開閉タイミングを進角するための進角指示を行なう進角指示手段と、
前記内燃機関の運転状態と前記進角指示手段による進角指示の有無とに基づく目標開閉タイミングで前記吸気バルブが開閉されるよう前記開閉タイミング変更手段を制御する開閉タイミング制御手段と、
前記内燃機関から出力すべき目標動力と前記進角手段による進角指示の有無とに基づいて目標燃料噴射量を設定する目標燃料噴射量設定手段と、
前記設定された目標燃料噴射量に基づいて燃料噴射が行なわれるよう前記燃料噴射手段を制御する燃料噴射制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の第１の内燃機関装置では、内燃機関の運転状態と、運転者の操作に基づいて所定の高トルク要求がなされたときに吸気バルブの開閉タイミングを進角するために行なわれる進角指示の有無と、に基づく目標開閉タイミングで吸気バルブが開閉されるよう開閉タイミング変更手段を制御し、内燃機関から出力すべき目標動力と進角指示の有無とに基づいて目標燃料噴射量を設定すると共に設定した目標燃料噴射量に基づいて燃料噴射が行なわれるよう燃料噴射手段を制御する。即ち、目標動力に加えて進角指示の有無に基づいて燃料噴射を行なうのである。したがって、進角指示に応じて適正に目標燃料噴射量を設定すれば、内燃機関をより適正に運転することができる。ここで、「所定の高トルク要求」は、この内燃機関装置が車両など移動体に搭載されるものである場合には、アクセル操作量が所定操作量以上のときになされる要求であるものとすることもできる。また、「内燃機関の運転状態」には、内燃機関の回転数などが含まれる。
【０００８】
こうした本発明の第１の内燃機関装置において、前記内燃機関装置は、前記内燃機関からの排ガスを浄化するための触媒を含む排ガス浄化装置を有し、前記目標燃料噴射量設定手段は、前記触媒の温度が所定温度より高いときに、前記目標動力と前記進角指示手段による進角指示の有無とに基づいて前記目標燃料噴射量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、触媒の温度が比較的高いときに、進角指示の有無を考慮して目標燃料噴射量を設定することができる。この場合、触媒の温度が所定温度以下のときには、進角指示を考慮することなく、目標動力に基づいて目標燃料噴射量を設定する手段であるものとすることもできる。
【０００９】
また、本発明の第１の内燃機関装置において、前記目標燃料噴射量設定手段は、前記目標動力と所定の制約とに基づいて設定される基本燃料噴射量と、前記進角指示手段による進角指示の有無に基づいて設定される補正値と、に基づいて前記目標燃料噴射量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、進角指示の有無に応じた補正値を用いて目標燃料噴射量を設定することができる。この態様の本発明の第１の内燃機関装置において、前記目標燃料噴射量設定手段は、前記基本燃料噴射量と、前記進角指示手段による進角指示がなされているときの方が該進角指示がなされていないときよりも大きい値が設定される補正値と、の積に基づいて前記目標燃料噴射量を設定する手段であるものとすることもできる。また、前記目標燃料噴射量設定手段は、前記進角指示手段による進角指示の有無と前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の吸入空気量とに基づいて設定される前記補正値を用いて前記目標燃料噴射量を設定する手段であるものとすることもできる。後者の場合、前記目標燃料噴射量設定手段は、前記基本燃料噴射量と、前記内燃機関の回転数が大きいほど且つ前記内燃機関の吸入空気量が大きいほど大きい値が設定される前記補正値と、の積に基づいて前記目標燃料噴射量を設定する手段であるものとすることもできる。これらの場合、より適正に設定される補正値を用いて目標燃料噴射量を設定することができる。
【００１０】
本発明の第２の内燃機関装置は、
内燃機関の吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な開閉タイミング変更手段を有する内燃機関装置であって、
前記内燃機関の各気筒毎に燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、
前記内燃機関から出力すべき目標動力と前記吸気バルブの開閉タイミングとに基づいて目標燃料噴射量を設定する目標燃料噴射量設定手段と、
前記設定された目標燃料噴射量に基づいて燃料噴射が行なわれるよう前記燃料噴射手段を制御する燃料噴射制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１１】
この本発明の第２の内燃機関装置では、内燃機関から出力すべき目標動力と吸気バルブの開閉タイミングとに基づいて目標燃料噴射量を設定すると共に設定した目標燃料噴射量に基づいて燃料噴射が行なわれるよう燃料噴射手段を制御する。即ち、目標動力に加えて吸気バルブの開閉タイミングを考慮して設定した目標燃料噴射量に基づいて燃料噴射を行なうのである。したがって、吸気バルブの開閉タイミングを適正に用いれば、目標燃料噴射量をより適正に設定することができ、内燃機関をより適正に運転することができる。
【００１２】
こうした本発明の第２の内燃機関装置において、前記内燃機関装置は、前記内燃機関からの排ガスを浄化するための触媒を含む排ガス浄化装置を有し、前記目標燃料噴射量設定手段は、前記触媒の温度が所定温度より高いときに、前記目標動力と前記吸気バルブの開閉タイミングとに基づいて前記目標燃料噴射量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、触媒の温度が比較的高いときに、吸気バルブの開閉タイミングを考慮して目標燃料噴射量を設定することができる。この場合、触媒の温度が所定温度以下のときには、吸気バルブの開閉タイミングを考慮することなく、目標動力に基づいて目標燃料噴射量を設定する手段であるものとすることもできる。
【００１３】
また、本発明の第２の内燃機関装置において、運転者の操作に基づいて所定の高トルク要求がなされたとき、該所定の高トルク要求がなされていないときに比して前記吸気バルブの開閉タイミングが進角側となるよう前記開閉タイミング変更手段を制御する開閉タイミング制御手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、所定の高トルク要求がなされたか否かに応じた目標燃料噴射量を設定することができる。ここで、「所定の高トルク要求」は、この内燃機関装置が車両など移動体に搭載されるものである場合には、アクセル操作量が所定操作量以上のときになされる要求であるものとすることもできる。
【００１４】
さらに、本発明の第２の内燃機関装置において、前記目標燃料噴射量設定手段は、前記目標動力と所定の制約とに基づいて設定される基本燃料噴射量と、前記吸気バルブの開閉タイミングに基づいて設定される補正値と、に基づいて前記目標燃料噴射量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、吸気バルブの開閉タイミングに応じた補正値を用いて目標燃料噴射量を設定することができる。この態様の本発明の第２の内燃機関装置において、前記目標燃料噴射量設定手段は、前記基本燃料噴射量と、前記吸気バルブの開閉タイミングが取り得る範囲内のうち進角側であるほど大きい値が設定される補正値と、の積に基づいて前記目標燃料噴射量を設定する手段であるものとすることもできる。また、前記目標燃料噴射量設定手段は、前記吸気バルブの開閉タイミングと前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の吸入空気量とに基づいて設定される前記補正値を用いて前記目標燃料噴射量を設定する手段である。後者の場合、前記目標燃料噴射量設定手段は、前記基本燃料噴射量と、前記内燃機関の回転数が大きいほど且つ前記内燃機関の吸入空気量が大きいほど大きい値が設定される前記補正値と、の積に基づいて前記目標燃料噴射量を設定する手段であるものとすることもできる。これらの場合、より適正に設定される補正値を用いて目標燃料噴射量を設定することができる。
【００１５】
本発明の動力出力装置は、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、上述のいずれかの態様の本発明の第１または第２の内燃機関装置、即ち、基本的には、内燃機関の吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な開閉タイミング変更手段を有する内燃機関装置であって、前記内燃機関の各気筒毎に燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、運転者の操作に基づいて所定の高トルク要求がなされたとき、前記吸気バルブの開閉タイミングを進角するための進角指示を行なう進角指示手段と、前記内燃機関の運転状態と前記進角指示手段による進角指示の有無とに基づく目標開閉タイミングで前記吸気バルブが開閉されるよう前記開閉タイミング変更手段を制御する開閉タイミング制御手段と、前記内燃機関から出力すべき目標動力と前記進角手段による進角指示の有無とに基づいて目標燃料噴射量を設定する目標燃料噴射量設定手段と、前記設定された目標燃料噴射量に基づいて燃料噴射が行なわれるよう前記燃料噴射手段を制御する燃料噴射制御手段と、を備える内燃機関装置や、内燃機関の吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な開閉タイミング変更手段を有する内燃機関装置であって、前記内燃機関の各気筒毎に燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、前記内燃機関から出力すべき目標動力と前記吸気バルブの開閉タイミングとに基づいて目標燃料噴射量を設定する目標燃料噴射量設定手段と、前記設定された目標燃料噴射量に基づいて燃料噴射が行なわれるよう前記燃料噴射手段を制御する燃料噴射制御手段と、を備える内燃機関装置と、前記内燃機関の出力軸と該出力軸に対して独立に回転可能な前記駆動軸とに接続され、電力の入出力と前記出力軸および前記駆動軸への駆動力の入出力とを伴って前記駆動軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な回転調整手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、を備えることを要旨とする。
【００１６】
この本発明の動力出力装置では、上述のいずれかの態様の本発明の第１または第２の内燃機関装置を搭載するから、本発明の第１または第２の内燃機関装置が奏する効果、例えば、進角指示に応じて適正に目標燃料噴射量を設定すれば内燃機関をより適正に運転することができる効果や吸気バルブの開閉タイミングを適正に用いれば目標燃料噴射量をより適正に設定することができて内燃機関をより適正に運転することができる効果などのうちの少なくとも一部と同様の効果を奏することができる。
【００１７】
こうした本発明の動力出力装置において、前記回転調整手段は、前記内燃機関の出力軸と前記動力軸と第３の軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段であるものとすることもできる。
【００１８】
本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明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。この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明の車両を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、進角指示に応じて適正に目標燃料噴射量を設定すれば内燃機関をより適正に運転することができる効果や吸気バルブの開閉タイミングを適正に用いれば目標燃料噴射量をより適正に設定することができて内燃機関をより適正に運転することができる効果などのうちの少なくとも一部と同様の効果を奏することができる。
【００１９】
本発明の第１の内燃機関装置の制御方法は、
内燃機関の吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な開閉タイミング変更手段と、前記内燃機関の各気筒毎に燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、を備える内燃機関装置の制御方法であって、
運転者の操作に基づいて所定の高トルク要求がなされたとき、前記吸気バルブの開閉タイミングを進角するための進角指示を行ない、
前記内燃機関の運転状態と前記進角指示の有無とに基づく目標開閉タイミングで前記吸気バルブが開閉されるよう前記開閉タイミング変更手段を制御し、
前記内燃機関から出力すべき目標動力と前記進角指示の有無とに基づいて目標燃料噴射量を設定すると共に該設定した目標燃料噴射量に基づいて燃料噴射が行なわれるよう前記燃料噴射手段を制御する、
ことを要旨とする。
【００２０】
この本発明の第１の内燃機関装置の制御方法では、内燃機関の運転状態と、運転者の操作に基づいて所定の高トルク要求がなされたときに吸気バルブの開閉タイミングを進角するために行なわれる進角指示の有無と、に基づく目標開閉タイミングで吸気バルブが開閉されるよう開閉タイミング変更手段を制御し、内燃機関から出力すべき目標動力と進角指示の有無とに基づいて目標燃料噴射量を設定すると共に設定した目標燃料噴射量に基づいて燃料噴射が行なわれるよう燃料噴射手段を制御する。即ち、目標動力に加えて進角指示の有無に基づいて燃料噴射を行なうのである。したがって、進角指示に応じて適正に目標燃料噴射量を設定すれば、内燃機関をより適正に運転することができる。ここで、「所定の高トルク要求」は、この内燃機関装置が車両など移動体に搭載されるものである場合には、アクセル操作量が所定操作量以上のときになされる要求であるものとすることもできる。また、「内燃機関の運転状態」には、内燃機関の回転数などが含まれる。
【００２１】
本発明の第２の内燃機関装置の制御方法は、
内燃機関の吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な開閉タイミング変更手段と、前記内燃機関の各気筒毎に燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、を備える内燃機関装置の制御方法であって、
前記内燃機関から出力すべき目標動力と前記吸気バルブの開閉タイミングとに基づいて目標燃料噴射量を設定すると共に該設定した目標燃料噴射量に基づいて燃料噴射が行なわれるよう前記燃料噴射手段を制御する、
ことを要旨とする。
【００２２】
この本発明の第２の内燃機関装置の制御方法では、内燃機関から出力すべき目標動力と吸気バルブの開閉タイミングとに基づいて目標燃料噴射量を設定すると共に設定した目標燃料噴射量に基づいて燃料噴射が行なわれるよう燃料噴射手段を制御する。即ち、目標動力に加えて吸気バルブの開閉タイミングを考慮して設定した目標燃料噴射量に基づいて燃料噴射を行なうのである。したがって、吸気バルブの開閉タイミングを適正に用いれば、目標燃料噴射量をより適正に設定することができ、内燃機関をより適正に運転することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００２４】
図１は、本発明の一実施例である内燃機関装置を備え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。
【００２５】
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を介して燃焼室に吸入し、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２３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三元触媒を有する浄化装置１３４を介して外気へ排出される。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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２３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θｗ，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Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８のインテークカムシャフト１２９や排気バルブを開閉するエキゾースト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からのスロットル開度ＴＨ，吸気管に取り付けられて吸入空気の質量流量を検出するエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ，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，浄化装置１３４の三元触媒の温度を検出する温度センサ１３４ａからの触媒温度θｃ，空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号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ＶＴを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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。なお、バッテリＥＣＵ５２では、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）も演算している。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２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、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計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。
【００３６】
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に換算係数を乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。
【００３７】
続いて、アクセル開度Ａｃｃを閾値Ａｒｅｆと比較する（ステップＳ１２０）。ここで、閾値Ａｒｅｆは、運転者により高トルクの出力が要求されているか否かを判定するために用いられる閾値であり、例えば、４０％や５０％，６０％などを設定することができる。アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆより小さいときには、高トルクの出力は要求されていないと判断し、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用いて要求パワーＰｅ＊を出力する際のエンジン２２の運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共に（ステップＳ１３０）、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴをより進角側にするための開閉タイミング進角指示フラグＦに値０を設定する（ステップＳ１４０）。一方、アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆ以上のときには、高トルクがの出力が要求されていると判断し、エンジン２２を効率よく運転する制約に比して同一回転数で高トルクを出力する制約である高トルク用動作ラインを用いて要求パワーＰｅ＊を出力する際のエンジン２２の運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定すると共に（ステップＳ１５０）、開閉タイミング進角指示フラグＦに値１を設定する（ステップＳ１６０）。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と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図９に示す。図９から解るように、高トルク用動作ラインは燃費優先動作ラインよりも高トルク側となる。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、燃費優先動作ラインまたは高トルク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。
【００３８】
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＊を計算し（ステップＳ１７０）、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と減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を式（３）により計算する（ステップＳ１８０）。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を図１０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。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。式（１）および式（３）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。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。
【００３９】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ)    (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  (2)
Tm2*=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr    (3)
【００４０】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，開閉タイミング進角指示フラグ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＊と開閉タイミング進角指示フラグ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Ｓ１９０）、駆動制御ルーチンを終了する。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。
【００４１】
次に、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と開閉タイミング進角指示フラグＦとが設定されたときのエンジン２２の動作について説明する。ハイブリッド用電子制御ユニット７０から送信された目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と開閉タイミング進角指示フラグ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。この際、吸気バルブ１２８の開閉タイミング制御は、開閉タイミング進角指示フラグＦの値を考慮してを行なわれる。以下、吸気バルブ１２８の開閉タイミング制御および燃料噴射制御について説明する。なお、吸入空気量制御や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。
【００４２】
まず、吸気バルブ１２８の開閉タイミング制御について説明する。図１１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から送信された目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とをエンジンＥＣＵ２４が受信したときに実行される。
【００４３】
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や開閉タイミング進角指示フラグＦを入力すると共に（ステップＳ２００）、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅと開閉タイミング進角指示フラグ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Ｓ２１０）、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＊と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Ｓ２２０）、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、クランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ１４０からの信号に基づいて図示しないエンジン回転数算出ルーチンにより計算されてＲＡＭ２４ｃの所定アドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。また、開閉タイミング進角指示フラグＦは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により設定されたものを通信により入力するものとした。さらに、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記憶しておき、エンジン２２の回転数Ｎｅと開閉タイミング進角指示フラグ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の一例を図１２に示す。目標開閉タイミングＶＴ＊は、図示するように、エンジン２２の回転数Ｎｅが大きいほど、且つ、開閉タイミング進角指示フラグＦが値１のときに、値０のときに比して進角側となるよう設定するものとした。前者は、燃費を考慮したものであり、後者はエンジン２２からの高トルクの出力を考慮したものである。
【００４４】
次に、燃料噴射制御について説明する。図１３は、エンジンＥＣＵ２４により実行される燃料噴射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、所定時間毎に繰り返し実行される。燃料噴射制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａや温度センサ１３４ａからの触媒温度θｃを入力すると共に（ステップＳ３００）、入力した吸入空気量Ｑａに対して目標空燃比（例えば、理論空燃比など）となる基本燃料噴射量Ｑｆｔｍｐを設定する（ステップＳ３１０）。
【００４５】
続いて、触媒温度θｃを閾値θｃｒｅｆと比較する（ステップＳ３２０）。ここで、閾値θｃｒｅｆは、浄化装置１３４の三元触媒の劣化を抑制するために燃料の増量が要求される触媒温度θｃの下限やその近傍として設定することができ、三元触媒の特性などにより定められ、例えば、９００℃や９２０℃，９４０℃などの値を用いることができる。いま、浄化用触媒１３４ａが比較的高温の状態を考える。このとき、三元触媒がリーン雰囲気下に晒されると、触媒劣化が進行しやすい。したがって、三元触媒を冷却するためにエンジン２２に供給する燃料の増量を行なう必要がある。ステップＳ３２０の触媒温度θｃと閾値θｃｒｅｆとの比較は、触媒温度θｃを低下させるための燃料の増量が要求されているか否かを判定する処理となる。
【００４６】
触媒温度θｃが閾値θｃｒｅｆ以下のときには、触媒温度θｃを低下させるための燃料の増量は要求されていないと判断し、増量係数Ｋｆに値１．０を設定すると共に（ステップＳ３３０）、基本燃料噴射量Ｑｆｔｍｐと増量係数Ｋｆ（値１．０）と他の補正係数（例えば、加減速時など過渡時に基づく補正係数や、空燃比フィードバックに基づく補正係数など）との積を目標燃料噴射量Ｑｆ＊として設定し（ステップＳ３５０）、設定した目標燃料噴射量Ｑｆ＊の燃料噴射が行なわれるよう燃料噴射弁１２６の開弁時間を制御して（ステップＳ３６０）、燃料噴射制御ルーチンを終了する。この場合、簡単のために他の補正係数（増量係数Ｋｆ以外の補正係数）を考慮しなければ、基本燃料噴射量Ｑｆｔｍｐがそのまま目標燃料噴射量Ｑｆ＊として設定されることになる。
【００４７】
一方、ステップＳ３２０で触媒温度θｃが閾値θｃｒｅｆより高いときには、触媒温度θｃを低下させるための燃料の増量が要求されていると判断し、開閉タイミング進角指示フラグＦと吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて増量係数Ｋｆを設定すると共に（ステップＳ３４０）、基本燃料噴射量Ｑｆｔｍｐと増量係数Ｋｆと他の補正係数との積を目標燃料噴射量Ｑｆ＊として設定し（ステップＳ３５０）、設定した目標燃料噴射量Ｑｆ＊の燃料噴射が行なわれるよう燃料噴射弁１２６の開弁時間を制御して（ステップＳ３６０）、燃料噴射制御ルーチンを終了する。ここで、増量係数Ｋｆは、実施例では、開閉タイミング進角指示フラグＦと吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅと補正係数Ｋとの関係を予め定めて増量係数設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、開閉タイミング進角指示フラグＦと吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとが与えられると記憶したマップから対応する増量係数Ｋｆを導出して設定するものとした。増量係数設定用マップの一例を図１４に示す。増量係数Ｋｆは、図示するように、吸入空気量Ｑａが大きいほど、エンジン２２の回転数Ｎｅが大きいほど、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴが進角側であるほど、大きくなる傾向に設定するものとした。これは、以下の理由による。いま、触媒温度θｃが閾値θｃｒｅｆより高いときをを考えているが、吸入空気量Ｑａが大きいほど、エンジン２２の回転数Ｎｅが大きいほど、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴが進角側ほど、エンジン２２の運転状態はリーン状態になりやすいと考えられる。エンジン２２の運転状態がリーン状態にならないようにするために、燃料の増量を行なう際に吸入空気量Ｑａやエンジン２２の回転数Ｎｅ，吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴに拘わらず一定の増量を行なうと、吸入空気量Ｑａやエンジン２２の回転数Ｎｅが比較的小さく吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴがそれほど進角されていないとき（開閉タイミング進角指示フラグＦが値０のとき）には、必要以上に燃料の増量を行なうことにより燃費の悪化を招き、吸入空気量Ｑａやエンジン２２の回転数Ｎｅが比較的大きく吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴが比較的進角されているとき（開閉タイミング進角指示フラグＦが値１のとき）には、燃料の増量の不足により触媒温度θｃを充分に低下させることができない場合が生じる。したがって、実施例では、吸入空気量Ｑａが大きいほど、エンジン２２の回転数Ｎｅが大きいほど、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴが進角側ほど、大きくなる傾向に増量係数Ｋｆを設定するものとした。このように、触媒温度θｃが閾値θｃｒｅｆより高いときに、吸入空気量Ｑａやエンジン２２の回転数Ｎｅに加えて、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴの設定に用いられる開閉タイミング進角指示フラグＦを考慮して補正係数Ｋｆを設定することにより、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを用いて目標燃料噴射量Ｑｆ＊をより適正に設定することができる。
【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、吸気バルブ１２８の開閉タイミングが進角されているときに、進角されていないときに比して大きくなるよう目標燃料噴射量Ｑｆ＊を設定するから、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを反映してより適正に目標燃料噴射量Ｑｆ＊を設定することができる。この結果、エンジン２２をより適正に運転することができる。しかも、吸入空気量Ｑａやエンジン２２の回転数Ｎｅも用いて目標燃料噴射量Ｑｆ＊を設定するから、吸入空気量Ｑａやエンジン２２の回転数Ｎｅを反映した目標燃料噴射量Ｑｆ＊を設定することができる。
【００４９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、触媒温度θｃが閾値θｃｒｅｆより高いときに、開閉タイミング進角指示フラグＦと吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて増量係数Ｋｆを設定するものとしたが、吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとのうち一方または両方を用いずに増量係数Ｋｆ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、触媒温度θｃが閾値θｃｒｅｆより高いときに、開閉タイミング進角指示フラグＦと吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて増量係数Ｋｆを設定するものとしたが、これらのうち、開閉タイミング進角指示フラグＦに代えて、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを用いて増量係数Ｋｆを設定するものとしてもよい。ここで、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴは、図１１の開閉タイミング制御ルーチンで設定された目標開閉タイミングＶＴ＊を用いるものとしてもよい。この場合、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴがその取り得る範囲内のうち進角側であるほど大きくなる傾向に増量係数Ｋｆを設定すればよい。
【００５１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、触媒温度θｃが閾値θｃｒｅｆより高いときには開閉タイミング進角指示フラグＦと吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて増量係数Ｋｆを設定し、触媒温度θｃが閾値θｃｒｅｆ以下のときには増量係数Ｋｆに値１を設定するものとしたが、触媒温度θｃに拘わらず、開閉タイミング進角指示フラグＦと吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて増量係数Ｋｆを設定するものとしてもよい。
【００５２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセル開度Ａｃｃを用いて開閉タイミング進角指示フラグＦを設定するものとしたが、アクセル開度Ａｃｃに代えて、例えば、要求トルクＴｒ＊を用いて開閉タイミング進角指示フラグＦを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、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１５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１５における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続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の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１６の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。
【００５５】
ここで、実施例や変形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、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が「開閉タイミング変更手段」に相当し、ガソリンを噴射する燃料噴射弁１２６が「燃料噴射手段」に相当し、触媒温度θｃが閾値θｃｒｅｆより高いときに開閉タイミング進角指示フラグＦと吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて増量係数Ｋｆを設定すると共に吸入空気量Ｑａに対して目標空燃比となる基本燃料噴射量Ｑｆｔｍｐと増量係数Ｋｆとの積に基づいて目標燃料噴射量Ｑｆ＊を設定する処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「目標燃料噴射量設定手段」に相当し、設定した目標燃料噴射量Ｑｆ＊の燃料噴射が行なわれるよう燃料噴射弁１２６の開弁時間を制御する処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「燃料噴射制御手段」に相当する。また、エンジン２２のクランクシャフト２６と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続された動力分配統合機構３０と動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ１とが「回転調整手段」に相当し、リングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２が「電動機」に相当する。変形例では、触媒温度θｃが閾値θｃｒｅｆより高いときに吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴと吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて設定される増量係数Ｋｆを用いて目標燃料噴射量Ｑｆ＊を設定する処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「目標燃料噴射量設定手段」に相当する。なお、実施例や変形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最良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。
【００５６】
また、内燃機関装置を備えるものであれば、上述の実施例の燃料噴射制御ルーチンと同様の制御を行なうことができるから、内燃機関装置を備える自動車や車両、船舶、航空機などの移動体などに搭載される動力出力装置や内燃機関装置の形態としてもよく、建設設備などの移動しないものに組み込まれる動力出力装置や内燃機関装置の形態としてもよい。また、こうした内燃機関装置の燃料噴射制御方法や動力出力装置の燃料噴射制御方法の形態としてもよい。
【００５７】
以上、本発明を実施するための最良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】
【００５８】
本発明は、内燃機関装置や動力出力装置，車両の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【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】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と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。
【図１０】動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。
【図１１】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１２】目標開閉タイミング設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１３】エンジンＥＣＵ２４により実行される燃料噴射制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１４】増量係数設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１５】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す説明図である。
【図１６】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
２０，１２０，２２０  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、１３０  点火プラグ、１３２  ピストン、１３４  浄化装置、１３４ａ  温度センサ、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。２３０  対ロータ電動機、２３２  インナーロータ  ２３４  アウターロータ、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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