(57)【要約】【課題】エンジン停止時にモータリングによってバルブ位相の変更可能量を拡大することが可能な構成の可変バルブタイミング機構において、エンジン停止時点でのバルブ位相が不適切な位相となることを確実に防止する。【解決手段】蓄電装置状態判定部１３０は、蓄電装置からの供給電力によってエンジン停止時にエンジンのモータリングが可能な状態であるかどうかを、蓄電装置の状態に応じて判断する。位相制限部１２０は、蓄電装置状態判定部１３０によってモータリングが実行不能な状態であると判断された場合には、エンジン停止時にモータリングを非実行としても、エンジン停止時点のバルブ位相が停止時目標位相から大きく離れた不適切な位相となることを防止するための位相制限を行なうように目標位相ＣＡｒを設定する。【選択図】図１４
2008267233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に設けられたインテークバルブおよびエキゾーストバルブの少なくとも一方のバルブの開閉タイミングをアクチュエータの作動量に応じた変化量で変更する可変バルブタイミング機構の制御装置であって、
前記内燃機関は、前記内燃機関の出力軸とギヤを介して連結された出力軸を有する回転電機を備えた車両に搭載され、
前記制御装置は、
前記内燃機関の運転中に前記内燃機関の状態に応じて前記開閉タイミングの目標値を設定するとともに、前記内燃機関の停止指示に応答して、前記目標値を停止時目標位相に設定するための目標位相設定部と、
前記開閉タイミングの前記目標値と現在値との偏差に応じて前記アクチュエータの作動量を制御するためのアクチュエータ制御部と、
前記内燃機関の停止指示に応答して、前記回転電機によって前記内燃機関をモータリングさせるためのモータリング指示部と、
前記回転電機の動作電力を供給する蓄電装置の状態に応じて、前記蓄電装置からの供給電力による前記モータリングの実行可否を判定するための判定部と、
前記内燃機関の運転中において、前記判定部によって前記モータリングが実行否と判定されたときに、前記開閉タイミングの変化範囲を前記停止時目標位相から相対的に遠ざかる方向について制限するための位相制限部とを備える、可変バルブタイミング機構の制御装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記蓄電装置の残存容量および温度に基づいて、前記モータリングの実行可否を判定する、請求項１記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
【請求項３】
前記可変バルブタイミング機構は、前記開閉タイミングを変更可能な制御範囲が第１および第２の領域を含み、かつ、前記開閉タイミングが前記第１の領域にある場合における前記アクチュエータの作動量に対する前記開閉タイミングの変化量の比率が、前記開閉タイミングが前記第２の領域にある場合における前記比率よりも大きくなるように構成され、
前記停止時目標位相は、前記第１の領域内に設定され、
前記位相制限部は、前記内燃機関の停止時に前記モータリングを非実行としても、前記内燃機関の停止指示発生からの前記アクチュエータの動作によって、前記内燃機関の停止時点における前記開閉タイミングを前記第１の領域内まで変化できるように前記変化範囲を設定する、請求項１または２記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
【請求項４】
前記位相制限部は、前記判定部によって前記モータリングが実行否と判定されたときには、前記変化範囲を前記第１の領域内に設定する、請求項３記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
【請求項５】
前記位相制限部は、前記内燃機関の停止時に前記モータリングを非実行としても、前記内燃機関の停止指示発生からの前記アクチュエータの動作によって、前記内燃機関の停止時点における前記開閉タイミングを前記停止時目標位相まで変化できるように前記変化範囲を設定する、請求項１または２記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
【請求項６】
前記内燃機関は、前記内燃機関の駆動力を用いて走行する第１のモードおよび前記内燃機関が停止した状態で前記内燃機関とは異なる駆動源の駆動力を用いて走行する第２のモードを選択可能な車両に搭載され、
前記停止時目標位相は、前記可変バルブタイミング機構によって前記開閉タイミングを変更可能な制御範囲のうちの最遅角位相に設定される、請求項１から５のいずれか１項に
記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
【請求項７】
前記アクチュエータは、前記蓄電装置とは別個の電源から動作電力の供給を受ける電動モータにより構成される、請求項１から６のいずれか１項に記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、可変バルブタイミング機構の制御装置に関し、より特定的には、内燃機関の停止時における可変バルブタイミング制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
インテークバルブやエキゾーストバルブが開閉する位相（クランク角）を運転状態に応じて変更するＶＶＴ（Variable Valve Timing）が知られている。一般的に、ＶＶＴにおいてはインテークバルブやエキゾーストバルブを開閉させるカムシャフトをスプロケット等に対して相対的に回転させることにより位相を変更する。カムシャフトは、油圧や電動モータ等のアクチュエータにより回転される。
【０００３】
内燃機関の始動時には、安定した始動性を確保できるように、可変バルブタイミング機構によって内燃機関の始動に適したバルブ位相を実現することが好ましい。たとえば、特開２００６−２５７９９５号公報では、内燃機関のスタータと同一のバッテリから供給される電力により駆動され、内燃機関の吸気バルブの開閉タイミングを調節する電動可変バルブタイミング機構を機関始動中に制御する構成が開示されている。
【０００４】
特に、特許文献１に開示された構成によれば、機関始動中にバッテリ電圧がスタータの始動性が悪化する所定の電圧よりも低下すると、電動可変バルブタイミング機構の駆動が抑制される。
【特許文献１】特開２００６−２５７９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された構成では、可変バルブタイミング機構による電力消費がスタータによる内燃機関の作動に対して悪影響を及ぼす可能性がある場合には、可変バルブタイミング機構の作動が抑制されるため、エンジン始動の際のバルブ位相を適切に設定することができなくなる。
【０００６】
したがって、エンジン停止中にバルブ位相の変更が困難な可変バルブタイミング機構では、エンジン停止時までにバルブ位相をエンジン始動に適した位相へ変更する必要があるので、エンジン停止処理の際に変更可能なバルブ位相量を確保することが必要となる。この点について、ハイブリッド車のように、内燃機関のモータリングが可能な車両であれば、エンジン停止の際に、モータリングによってエンジンを空転させることによって、エンジン停止処理の際に変更可能なバルブ位相量を拡大できる。
【０００７】
しかしながら、モータリングによりエンジン停止時のバルブ位相変化量を確保可能な可変バルブタイミング機構であっても、モータリングを行なう回転電機に電力を供給する蓄電装置の状態によってはモータリングが実行できず、その結果、エンジン停止時点でのバルブ位相が、エンジン始動に適した目標位相から遠く離れた不適切な位相となることが懸念される。
【０００８】
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、エンジン停止時にモータリングによってバルブ位相の変更可能量を拡大することが可能な構成の可変バルブタイミング機構において、エンジン停止時点でのバルブ位相が不適切な位相となることを確実に防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明による可変バルブタイミング機構の制御装置は、内燃機関に設けられたインテークバルブおよびエキゾーストバルブの少なくとも一方のバルブの開閉タイミングをアクチュエータの作動量に応じた変化量で変更する可変バルブタイミング機構の制御装置であって、内燃機関は、内燃機関の出力軸とギヤを介して連結された出力軸を有する回転電機を備えた車両に搭載される。そして、制御装置は、目標位相設定部と、アクチュエータ制御部と、モータリング指示部と、判定部と、位相制限部とを備える。目標位相設定部は、内燃機関の運転中に内燃機関の状態に応じて開閉タイミングの目標値を設定するとともに、内燃機関の停止指示に応答して、目標値を停止時目標位相に設定するように構成される。アクチュエータ制御部は、開閉タイミングの目標値と現在値との偏差に応じてアクチュエータの作動量を制御するように構成される。モータリング指示部は、内燃機関の停止指示に応答して、回転電機によって内燃機関をモータリングさせるように構成される。判定部は、回転電機の動作電力を供給する蓄電装置の状態に応じて、蓄電装置からの供給電力によるモータリングの実行可否を判定するように構成される。位相制限部は、内燃機関の運転中において、判定部によってモータリングが実行否と判定されたときに、開閉タイミングの変化範囲を停止時目標位相から相対的に遠ざかる方向について制限するように構成される。
【００１０】
上記可変バルブタイミング機構の制御装置によれば、蓄電装置が、回転電機によるモータリングを実行するための動作電力の供給が困難な状態であると判断される場合には、内燃機関運転中の開閉タイミング（バルブ位相）の変化範囲を、停止時目標位相から遠ざかる方向について制限できる。この結果、内燃機関の停止時にモータリングの実行が不能である場合にも、内燃機関の停止時点におけるバルブ位相が、停止時目標位相から大きく離れた不適切な位相となることを防止できる。
【００１１】
好ましくは、判定部は、蓄電装置の残存容量および温度に基づいて、モータリングの実行可否を判定する。
【００１２】
このような構成とすることにより、蓄電装置の残存容量および温度に基づいて、たとえば蓄電装置の残存容量低下時あるいは低温時といった蓄電装置からの電力出力が困難な場合において、モータリングを実行不能と判定して、上記のような位相制限を適切に実行することが可能となる。
【００１３】
また好ましくは、可変バルブタイミング機構は、開閉タイミングを変更可能な制御範囲が第１および第２の領域を含み、かつ、開閉タイミングが第１の領域にある場合におけるアクチュエータの作動量に対する開閉タイミングの変化量の比率が、開閉タイミングが第２の領域にある場合における比率よりも大きくなるように構成される。そして、停止時目標位相は第１の領域内に設定され、位相制限部は、内燃機関の停止時にモータリングを非実行としても、内燃機関の停止指示発生からのアクチュエータの動作によって、内燃機関の停止時点における開閉タイミングを第１の領域内まで変化できるように変化範囲を設定する。
【００１４】
このような構成とすることにより、内燃機関の停止指示発生後に回転電機によるモータリングが実行不能な場合でも、エンジン停止時点におけるバルブ位相を、アクチュエータの作動量に対するバルブ位相の変化量の比率（減速比）が大きく、アクチュエータの動作を精密に制御しなくてもバルブタイミングを維持可能となる領域（第１の領域）内に制限することができる。この結果、内燃機関の停止時点におけるバルブ位相を確実に第１の領域内とすることができるので、内燃機関停止時に実際のバルブ位相が制御上の位相から変化することを抑制することができる。
【００１５】
さらに好ましくは、位相制限部は、判定部によってモータリングが実行否と判定されたときには、変化範囲を第１の領域内に設定する。
【００１６】
このような構成とすることにより、内燃機関の停止時点におけるバルブ位相をより確実に第１の領域内に設定とすることができる。
【００１７】
あるいは好ましくは、位相制限部は、内燃機関の停止時にモータリングを非実行としても、内燃機関の停止指示発生からのアクチュエータの動作によって、内燃機関の停止時点における開閉タイミングを停止時目標位相まで変化できるように変化範囲を設定する。
【００１８】
このような構成とすることにより、蓄電装置からの電力出力が困難でモータリングが非実行である場合にも、内燃機関の停止時点におけるバルブ位相を、次回の内燃機関始動に適した位相である停止時目標位相に設定することができるので、内燃機関の良好な始動性を確保することができる。
【００１９】
好ましくは、内燃機関は、内燃機関の駆動力を用いて走行する第１のモードおよび内燃機関が停止した状態で内燃機関とは異なる駆動源の駆動力を用いて走行する第２のモードを選択可能な車両に搭載される。そして、停止時目標位相は、可変バルブタイミング機構によって開閉タイミングを変更可能な制御範囲のうちの最遅角位相に設定される。
【００２０】
このような構成とすることにより、内燃機関の間欠運転頻度が高いハイブリッド自動車において、内燃機関始動時のショックを緩和するための減圧制御を実行することが可能となる。
【００２１】
また好ましくは、アクチュエータは、蓄電装置とは別個の電源から動作電力の供給を受ける電動モータにより構成される。
【００２２】
このような構成とすることにより、モータリングを実行する回転電機の電源と、可変バルブタイミング機構のアクチュエータの電源とが別個である場合にも、内燃機関の停止時にモータリングの実行が不能である場合に、内燃機関の停止時点におけるバルブ位相が、停止時目標位相から大きく離れた不適切な位相となることを防止できる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によれば、内燃機関の停止時にモータリングによってバルブ位相の変更可能量を拡大することが可能な構成の可変バルブタイミング機構において、内燃機関の停止時点でのバルブ位相が不適切な位相となることを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下図中における同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰返さないものとする。
【００２５】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載したハイブリッド車のパワートレーンについて説明する。本実施の形態に係る制御装置は、たとえば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００のＲＯＭ（Read Only Memory）１０２に記録されたプログラムをＥＣＵ１００が実行することにより実現される。なお、ＥＣＵ１００は複数のＥＣＵに分割するようにしてもよい。また、ＥＣＵ１００により実行されるプログラムをＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの記録媒体に記録して市場に流通させてもよい。
【００２６】
図１に示すように、パワートレーンは、エンジン１０００と、ＭＧ（Motor Generator）（１）２００と、これらエンジン１０００とＭＧ（１）２００との間でトルクを合成もしくは分配する動力分割機構３００と、ＭＧ（２）４００と、変速機５００とを主体として構成されている。
【００２７】
エンジン１０００は、燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置であって、スロットル開度（吸気量）や燃料供給量、点火時期などの運転状態を電気的に制御できるように構成されている。その制御は、例えば、マイクロコンピュータを主体とするＥＣＵ１００によって行なわれる。なお、エンジン１０００の詳細については後述する。
【００２８】
ＭＧ（１）２００は、一例として三相交流回転電機であって、電動機（モータ）としての機能と発電機（ジェネレータ）としての機能とを生じるように構成される。インバータ２１０を介してバッテリなどの蓄電装置７００に接続されている。インバータ２１０を制御することにより、ＭＧ（１）２００の出力トルクあるいは回生トルクを適宜に設定するようになっている。その制御は、ＥＣＵ１００によって行なわれる。なお、ＭＧ（１）２００のステータ（図示せず）は固定されており、回転しないようになっている。
【００２９】
動力分割機構３００は、外歯歯車であるサンギヤ（Ｓ）３１０と、そのサンギヤ（Ｓ）３１０に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ（Ｒ）３２０と、これらサンギヤ（Ｓ）３１０とリングギヤ（Ｒ）３２０とに噛合しているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリヤ（Ｃ）３３０とを三つの回転要素として差動作用を生じる公知の歯車機構である。エンジン１０００の出力軸がダンパを介して第１の回転要素であるキャリヤ（Ｃ）３３０に連結されている。言い換えれば、キャリヤ（Ｃ）３３０が入力要素となっている。
【００３０】
これに対して第２の回転要素であるサンギヤ（Ｓ）３１０にＭＧ（１）２００のロータ（図示せず）が連結されている。したがってサンギヤ（Ｓ）３１０がいわゆる反力要素となっており、また第３の回転要素であるリングギヤ（Ｒ）３２０が出力要素となっている。そして、そのリングギヤ（Ｒ）３２０が、駆動輪（図示せず）に連結された出力軸６００に連結されている。
【００３１】
図２に、動力分割機構３００の共線図を示す。図２に示すように、キャリヤ（Ｃ）３３０に入力されるエンジン１０００の出力するトルクに対して、ＭＧ（１）２００による反力トルクをサンギヤ（Ｓ）３１０に入力すると、これらのトルクを加減算した大きさのトルクが、出力要素となっているリングギヤ（Ｒ）３２０に現れる。その場合、ＭＧ（１）２００のロータがそのトルクによって回転し、ＭＧ（１）２００は発電機として機能する。また、リングギヤ（Ｒ）３２０の回転数（出力回転数）を一定とした場合、ＭＧ（１）２００の回転数を大小に変化させることにより、エンジン１０００の回転数を連続的に（無段階に）変化させることができる。すなわち、エンジン１０００の回転数を例えば燃費が最もよい回転数に設定する制御を、ＭＧ（１）２００を制御することによって行なうことができる。その制御は、ＥＣＵ１００によって行なわれる。
【００３２】
走行中にエンジン１０００を停止させていれば、ＭＧ（１）２００が逆回転しており、その状態からＭＧ（１）２００を電動機として機能させて正回転方向にトルクを出力させると、キャリヤ（Ｃ）３３０に連結されているエンジン１０００にこれを正回転させる方向のトルクが作用し、ＭＧ（１）２００によってエンジン１０００を始動（モータリングもしくはクランキング）することができる。その場合、出力軸６００にはその回転を止める方向のトルクが作用する。したがって走行のための駆動トルクは、ＭＧ（２）４００の出力するトルクを制御することにより維持でき、同時にエンジン１０００の始動を円滑におこなうことができる。なお、この種のハイブリッド形式は、機械分配式あるいはスプリ
ットタイプと称されている。
【００３３】
図１に戻って、ＭＧ（２）４００は、一例として三相交流回転電機であって、電動機としての機能と発電機としての機能とを生じるように構成される。インバータ３１０を介してバッテリなどの蓄電装置７００接続されている。インバータ３１０を制御することにより、力行および回生ならびにそれぞれの場合におけるトルクを制御するように構成されている。なお、ＭＧ（２）４００のステータ（図示せず）は固定されており、回転しないようになっている。
【００３４】
このように、蓄電装置７００は、ＭＧ（１）２００およびＭＧ（２）４００の電源として設けられている。蓄電装置７００には、図示しないセンサ群が設けられており、センサにより検出された蓄電装置７００の温度、電圧および電流は、ＥＣＵ１００へ伝達される。ＥＣＵ１００は、これらのセンサ値に基づいて、蓄電装置７００の残存容量（ＳＯＣ：State of Charge）を推定する。ＳＯＣは、通常、満充電状態を１００％とし、全く充電されていない状態を０％とした充電率（％）により示される。一般に、ハイブリッド車では、蓄電装置７００が回生電力を受入れられるように、また要求があれば直ちに電力を供給できるようにするために、その充電率は中間値（５０〜６０％）に制御される。
【００３５】
変速機５００は、一組のラビニョ型遊星歯車機構によって構成されている。それぞれ外歯歯車である第１サンギヤ（Ｓ１）５１０と第２サンギヤ（Ｓ２）５２０とが設けられており、その第１サンギヤ（Ｓ１）５１０に第１のピニオン５３１が噛合するとともに、その第１のピニオン５３１が第２のピニオン５３２に噛合し、その第２のピニオン５３２が各サンギヤ５１０，５２０と同心円上に配置されたリングギヤ（Ｒ）５４０に噛合している。
【００３６】
なお、各ピニオン５３１，５３２は、キャリヤ（Ｃ）５５０によって自転かつ公転自在に保持されている。また、第２サンギヤ（Ｓ２）５２０が第２のピニオン５３２に噛合している。したがって第１サンギヤ（Ｓ１）５１０とリングギヤ（Ｒ）５４０とは、各ピニオン５３１，５３２と共にダブルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成し、また第２サンギヤ（Ｓ２）５２０とリングギヤ（Ｒ）５４０とは、第２のピニオン５３２と共にシングルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成している。
【００３７】
さらに、変速機５００には、第１サンギヤ（Ｓ１）５１０を選択的に固定するＢ１ブレーキ５６１と、リングギヤ（Ｒ）５４０を選択的に固定するＢ２ブレーキ５６２とが設けられている。これらのブレーキ５６１，５６２は摩擦力によって係合力を生じるいわゆる摩擦係合要素であり、多板形式の係合装置あるいはバンド形式の係合装置を採用することができる。そして、これらのブレーキ５６１，５６２は、油圧による係合力に応じてそのトルク容量が連続的に変化するように構成されている。さらに、第２サンギヤ（Ｓ２）５２０に前述したＭＧ（２）４００が連結される。キャリヤ（Ｃ）５５０が出力軸６００に連結される。
【００３８】
したがって、上記の変速機５００は、第２サンギヤ（Ｓ２）５２０がいわゆる入力要素であり、またキャリヤ（Ｃ）５５０が出力要素となっており、Ｂ１ブレーキ５６１を係合させることにより変速比が“１”より大きい高速段が設定される。Ｂ１ブレーキ５６１に替えてＢ２ブレーキ５６２を係合させることにより、高速段より変速比の大きい低速段が設定される。
【００３９】
この各変速段の間での変速は、車速や要求駆動力（もしくはアクセル開度）などの走行状態に基づいて実行される。より具体的には、変速段領域を予めマップ（変速線図）として定めておき、検出された運転状態に応じていずれかの変速段を設定するように制御され
る。
【００４０】
図３に、変速機５００の共線図を示す。図３に示すように、Ｂ２ブレーキ５６２によってリングギヤ（Ｒ）５４０を固定すれば、低速段Ｌが設定され、ＭＧ（２）４００の出力したトルクが変速比に応じて増幅されて出力軸６００に付加される。これに対してＢ１ブレーキ５６１によって第１サンギヤ（Ｓ１）５１０を固定すれば、低速段Ｌより変速比の小さい高速段Ｈが設定される。この高速段Ｈにおける変速比も“１”より大きいので、ＭＧ（２）４００の出力したトルクがその変速比に応じて増大させられて出力軸６００に付加される。
【００４１】
なお、各変速段Ｌ，Ｈが定常的に設定されている状態では、出力軸６００に付加されるトルクは、ＭＧ（２）４００の出力トルクを変速比に応じて増大させたトルクとなるが、変速過渡状態では各ブレーキ５６１，５６２でのトルク容量や回転数変化に伴う慣性トルクなどの影響を受けたトルクとなる。また、出力軸６００に付加されるトルクは、ＭＧ（２）４００の駆動状態では、正トルクとなり、被駆動状態では負トルクとなる。
【００４２】
本実施の形態において、ハイブリッド車は、エンジン１０００のみの駆動力を用いる第１走行モード、エンジン１０００が停止した状態でＭＧ（２）４００のみの駆動力を用いる第２走行モード、エンジン１０００およびＭＧ（２）４００の両方の駆動力を用いる第３走行モードのうちのいずれかのモードで走行する。アクセル開度、蓄電装置７００の残存容量などの種々のパラメータに基づいて、走行モードが選択される。
【００４３】
なお、走行モードの選択方法については、ハイブリッド車の技術分野において周知の技術を利用すればよいため、ここでは更なる詳細な説明は繰り返さない。また、モードの数は３つに限らない。
【００４４】
図４を参照して、エンジン１０００についてさらに説明する。
エンジン１０００は、「Ａ」バンク１０１０と「Ｂ」バンク１０１２とに、それぞれ４つの気筒（シリンダ）からなる気筒群が設けられたＶ型８気筒エンジンである。なお、Ｖ型８気筒以外の形式のエンジンを用いるようにしてもよい。
【００４５】
エンジン１０００には、エアクリーナ１０２０から空気が吸入される。吸入空気量は、スロットルバルブ１０３０により調整される。スロットルバルブ１０３０はモータにより駆動される電子スロットルバルブである。
【００４６】
空気は、吸気通路１０３２を通ってシリンダ１０４０に導入される。空気は、シリンダ１０４０（燃焼室）において燃料と混合される。シリンダ１０４０には、インジェクタ１０５０から燃料が直接噴射される。すなわち、インジェクタ１０５０の噴射孔はシリンダ１０４０内に設けられている。
【００４７】
燃料は吸気行程において噴射される。なお、燃料が噴射される時期は、吸気行程に限らない。また、本実施の形態においては、インジェクタ１０５０の噴射孔がシリンダ１０４０内に設けられた直噴エンジンとしてエンジン１０００を説明するが、直噴用のインジェクタ１０５０に加えて、ポート噴射用のインジェクタを設けてもよい。さらに、ポート噴射用のインジェクタのみを設けるようにしてもよい。
【００４８】
シリンダ１０４０内の混合気は、点火プラグ１０６０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１０７０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１０８０押し下げられ、クランクシャフト１０９０が回転する。
【００４９】
シリンダ１０４０の頭頂部には、インテークバルブ１１００およびエキゾーストバルブ１１１０が設けられる。インテークバルブ１１００はインテークカムシャフト１１２０により駆動される。エキゾーストバルブ１１１０はエキゾーストカムシャフト１１３０により駆動される。インテークカムシャフト１１２０とエキゾーストカムシャフト１１３０とは、チェーンやギヤ等により連結され、同じ回転数で回転する。なお、本願において、シャフト等の回転体の回転数については、特に説明がない限り、単位時間当たりの回転数（代表的には、毎分当たりの回転数：ｒｐｍ）を示すものとする。
【００５０】
インテークバルブ１１００は、インテークカムシャフト１１２０に設けられたインテーク用ＶＶＴ機構２０００により、位相（開閉タイミング）が制御される。エキゾーストバルブ１１１０は、エキゾーストカムシャフト１１３０に設けられたエキゾースト用ＶＶＴ機構３０００により、位相（開閉タイミング）が制御される。
【００５１】
本実施の形態においては、インテークカムシャフト１１２０およびエキゾーストカムシャフト１１３０がＶＶＴ機構により回転されることにより、インテークバルブ１１００およびエキゾーストバルブ１１１０の位相が制御される。なお、位相を制御する方法はこれに限らない。
【００５２】
インテーク用ＶＶＴ機構２０００は、電動モータ２０６０（図４において図示せず）により作動する。電動モータ２０６０は、ＥＣＵ１００により制御される。電動モータ２０６０の電流や電圧は電流計（図示せず）および電圧計（図示せず）により検出され、ＥＣＵ１００に入力される。
【００５３】
エキゾースト用ＶＶＴ機構３０００は、油圧により作動する。なお、インテーク用ＶＶＴ機構２０００を油圧により作動するようにしてもよく、エキゾースト用ＶＶＴ機構３０００を電動モータにより作動するようにしてもよい。
【００５４】
ＥＣＵ１００には、クランク角センサ５０００からクランクシャフト１０９０の回転数およびクランク角を表す信号が入力される。また、ＥＣＵ１００には、カムポジションセンサ５０１０からインテークカムシャフト１１２０およびエキゾーストカムシャフト１１３０の位相（回転方向におけるカムシャフトの位置）を表す信号（インテークバルブ１１００およびエキゾーストバルブ１１１０の位相を表わす信号）が入力される。また、カムポジションセンサ５０１０からは、インテークカムシャフト１１２０およびエキゾーストカムシャフト１１３０の回転数を表す信号が入力される。
【００５５】
さらに、ＥＣＵ１００には、水温センサ５０２０からエンジン１０００の水温（冷却水の温度）を表す信号が、エアフローメータ５０３０からエンジン１０００の吸入空気量（エンジン１０００に吸入される空気量）を表す信号が入力される。
【００５６】
さらに、ＥＣＵ１００には、回転数センサ５０４０から電動モータ２０６０の出力軸回転数を表す信号が入力される。
【００５７】
ＥＣＵ１００は、これらのセンサから入力された信号、メモリ（図示せず）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、エンジン１０００が所望の運転状態になるように、スロットル開度、点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、インテークバルブ１１００の位相、エキゾーストバルブ１１１０の位相などを制御する。
【００５８】
本実施の形態において、ＥＣＵ１００は、図５に示すように、エンジン回転数ＮＥと吸入空気量ＫＬとをパラメータとしたマップに基づいて、インテークバルブ１１００の位相
を決定する。インテークバルブ１１００の位相を決定するためのマップは、水温別に複数記憶される。
【００５９】
以下、インテーク用ＶＶＴ機構２０００についてさらに説明する。なお、エキゾースト用ＶＶＴ機構３０００を、以下に説明するインテーク用ＶＶＴ機構２０００と同じ構成にするようにしてもよい。
【００６０】
図６に示すように、インテーク用ＶＶＴ機構２０００は、スプロケット２０１０、カムプレート２０２０、リンク機構２０３０、ガイドプレート２０４０、減速機２０５０、および電動モータ２０６０から構成される。
【００６１】
スプロケット２０１０は、チェーン等を介してクランクシャフト１０９０に連結される。スプロケット２０１０の回転数は、クランクシャフト１０９０の２分の１の回転数である。スプロケット２０１０の回転軸と同心軸で、スプロケット２０１０に対して相対的に回転可能であるように、インテークカムシャフト１１２０が設けられる。
【００６２】
カムプレート２０２０は、ピン（１）２０７０によりインテークカムシャフト１１２０に連結される。カムプレート２０２０は、スプロケット２０１０の内部において、インテークカムシャフト１１２０と一体的に回転する。なお、カムプレート２０２０とインテークカムシャフト１１２０とを一体的に形成するようにしてもよい。
【００６３】
リンク機構２０３０は、アーム（１）２０３１とアーム（２）２０３２とから構成される。図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面である図７に示すように、インテークカムシャフト１１２０の回転軸に対して点対称になるように、一対のアーム（１）２０３１がスプロケット２０１０内に設けられる。各アーム（１）２０３１は、ピン（２）２０７２を中心として搖動可能であるようにスプロケット２０１０に連結される。
【００６４】
図６におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面である図８、および図８の状態からインテークバルブ１１００の位相を進角させた状態である図９に示すように、アーム（１）２０３１とカムプレート２０２０とが、アーム（２）２０３２により連結される。
【００６５】
アーム（２）２０３２は、ピン（３）２０７４を中心として、アーム（１）２０３１に対して搖動可能であるように支持される。また、アーム（２）２０３２は、ピン（４）２０７６を中心として、カムプレート２０２０に対して搖動可能であるように支持される。
【００６６】
一対のリンク機構２０３０により、インテークカムシャフト１１２０がスプロケット２０１０に対して相対的に回転し、インテークバルブ１１００の位相が変更される。そのため、一対のリンク機構２０３０のうちのいずれか一方が破損等して折れた場合であっても、他方のリンク機構によりインテークバルブ１１００の位相を変更することが可能である。
【００６７】
図６に戻って、各リンク機構２０３０（アーム（２）２０３２）のガイドプレート２０４０側の面には、制御ピン２０３４が設けられる。制御ピン２０３４は、ピン（３）２０７４と同心軸に設けられる。各制御ピン２０３４は、ガイドプレート２０４０に設けられたガイド溝２０４２内を摺動する。
【００６８】
各制御ピン２０３４は、ガイドプレート２０４０のガイド溝２０４２内を摺動することにより、半径方向に移動される。各制御ピン２０３４が半径方向に移動されることにより、インテークカムシャフト１１２０がスプロケット２０１０に対して相対回転せしめられる。
【００６９】
図６におけるＸ−Ｘ断面である図１０に示すように、ガイド溝２０４２は、ガイドプレート２０４０が回転することにより各制御ピン２０３４を半径方向に移動させるように、渦巻形状に形成される。なお、ガイド溝２０４２の形状はこれに限らない。
【００７０】
制御ピン２０３４がガイドプレート２０４０の軸心から半径方向に離れるほど、インテークバルブ１１００の位相はより遅角される。すなわち、位相の変化量は、制御ピン２０３４が半径方向に変化することによるリンク機構２０３０の作動量に対応した値になる。なお、制御ピン２０３４がガイドプレート２０４０の軸心から半径方向に離れるほど、インテークバルブ１１００の位相がより進角されるようにしてもよい。
【００７１】
図１０に示すように、制御ピン２０３４がガイド溝２０４２の端部に当接すると、リンク機構２０３０の作動が制限される。そのため、制御ピン２０３４がガイド溝２０４２の端部に当接する位相が、機械的に定まる最遅角もしくは最進角の位相になる。
【００７２】
図６に戻って、ガイドプレート２０４０には、ガイドプレート２０４０と減速機２０５０とを連結するための凹部２０４４が、減速機２０５０側の面において複数設けられる。
【００７３】
減速機２０５０は、外歯ギヤ２０５２および内歯ギヤ２０５４から構成される。外歯ギヤ２０５２は、スプロケット２０１０と一体的に回転するように、スプロケット２０１０に対して固定される。
【００７４】
内歯ギヤ２０５４には、ガイドプレート２０４０の凹部２０４４に収容される凸部２０５６が複数形成される。内歯ギヤ２０５４は、電動モータ２０６０の出力軸の軸心２０６４に対して偏心して形成されたカップリング２０６２の偏心軸２０６６を中心に回転可能に支持される。
【００７５】
図６におけるＸＩ−ＸＩ断面を、図１１に示す。内歯ギヤ２０５４は、複数の歯のうちの一部の歯が外歯ギヤ２０５２と噛合うように設けられる。電動モータ２０６０の出力軸回転数がスプロケット２０１０の回転数と同じである場合は、カップリング２０６２および内歯ギヤ２０５４は外歯ギヤ２０５２（スプロケット２０１０）と同じ回転数で回転する。この場合、ガイドプレート２０４０がスプロケット２０１０と同じ回転数で回転し、インテークバルブ１１００の位相が維持される。
【００７６】
電動モータ２０６０により、カップリング２０６２が、軸心２０６４を中心に外歯ギヤ２０５２に対して相対的に回転されると、内歯ギヤ２０５４全体が軸心２０６４を中心に回転（公転）するとともに、内歯ギヤ２０５４が偏心軸２０６６を中心に自転する。内歯ギヤ２０５４の回転運動により、ガイドプレート２０４０がスプロケット２０１０に対して相対的に回転せしめられ、インテークバルブ１１００の位相が変更される。
【００７７】
インテークバルブ１１００の位相は、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数（電動モータ２０６０の作動量）が、減速機２０５０、ガイドプレート２０４０およびリンク機構２０３０において減速されることにより変化する。なお、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数を増速してインテークバルブ１１００の位相を変更するようにしてもよい。
【００７８】
このように、本実施の形態によるＶＶＴ機構２０００では、スプロケット２０１０および電動モータ２０６０に対する相対回転数、すなわち、スプロケット２０１０の回転数（基本的にはインテークカムシャフト１１２０の回転数と同一）に対する、電動モータ２０６０の回転数差をアクチュエータ作動量として、インテークバルブ１１００の位相が変更
される。また、アクチュエータである電動モータ２０６０の動作電力は、ＭＧ（１）２００の電源である蓄電装置７００とは別個の蓄電装置７１０により供給される。一般的に、蓄電装置７１０の出力電圧は、蓄電装置７００の出力電圧よりも低い。
【００７９】
図１２に示すように、インテーク用ＶＶＴ機構２０００全体の減速比（位相の変化量に対する電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数の比）は、インテークバルブ１１００の位相に応じた値をとり得る。なお、本実施の形態においては、減速比が大きいほど、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数に対する位相の変化量がより小さくなる。
【００８０】
インテークバルブ１１００の位相が最遅角からＣＡ（１）までの遅角領域にある場合では、インテーク用ＶＶＴ機構２０００全体の減速比はＲ（１）となる。インテークバルブ１１００の位相がＣＡ（２）（ＣＡ（２）はＣＡ（１）よりも進角側）から最進角までの進角領域にある場合には、インテーク用ＶＶＴ機構２０００全体の減速比は、Ｒ（２）（Ｒ（１）＞Ｒ（２））となる。
【００８１】
インテークバルブ１１００の位相がＣＡ（１）からＣＡ（２）までの中間領域にある場合には、インテーク用ＶＶＴ機構２０００全体の減速比は、予め定められた変化率（（Ｒ（２）−Ｒ（１））／（ＣＡ（２）−ＣＡ（１）））で変化する。
【００８２】
以下、可変バルブタイミング装置のインテーク用ＶＶＴ機構２０００の作用について説明する。
【００８３】
インテークバルブ１１００の位相（インテークカムシャフト１１２０）を進角させる場合、電動モータ２０６０を作動させ、ガイドプレート２０４０をスプロケット２０１０に対して相対的に回転させると、図１３に示すように、インテークバルブ１１００の位相が進角される。
【００８４】
インテークバルブ１１００の位相が最遅角とＣＡ（１）との間の遅角領域にある場合、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数が減速比Ｒ（１）で減速されて、インテークバルブ１１００の位相が進角される。
【００８５】
インテークバルブ１１００の位相がＣＡ（２）と最進角との間の進角領域にある場合、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数が減速比Ｒ（２）で減速されて、インテークバルブ１１００の位相が進角される。
【００８６】
位相を遅角する場合は、位相を進角する場合とは逆方向に電動モータ２０６０の出力軸がスプロケット２０１０に対して相対回転される。位相を遅角する場合も、進角する場合と同様に、最遅角とＣＡ（１）との間の遅角領域６００１において、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数が減速比Ｒ（１）で減速されて、位相が遅角される。また、ＣＡ（２）と最進角との間の進角領域６００２において、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数が減速比Ｒ（２）で減速され、位相が遅角される。
【００８７】
これにより、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対的な回転方向が同じである限り、最遅角とＣＡ（１）との間の遅角領域６００１およびＣＡ（２）と最進角との間の進角領域６００２の両方の領域においてインテークバルブ１１００の位相を進角させたり、遅角させたりすることができる。このとき、ＣＡ（２）と最進角との間の進角領域６００２において、位相をより大きく進角させたり、遅角させたりすることができる。そのため、大きな範囲で位相を変化させることができる。
【００８８】
また、最遅角とＣＡ（１）との間の遅角領域６００１においては、減速比が大きいため、エンジン１０００の運転に伴なってインテークカムシャフト１１２０に作用するトルクにより電動モータ２０６０の出力軸を回転させるためには大きなトルクが必要になる。そのため、電動モータ２０６０の停止時等において、電動モータ２０６０がトルクを発生しない状態であっても、インテークカムシャフト１１２０に作用するトルクにより電動モータ２０６０の出力軸が回転されることを抑制することができる。そのため、制御上の位相から実際の位相が変化することを防止できる。
【００８９】
したがって、エンジン停止時点におけるインテークバルブ位相を減速比の大きい遅角領域６００１領域内とすることにより、エンジン停止時にインテークカムシャフト１１２０に発生する反力によって電動モータ２０６０の出力軸が回転されるようなことがあっても、制御上の位相から実際の位相が変化する、意図しないインテークバルブ位相の変化を防止できる。逆に言うと、このようなインテークバルブ位相の変化を防止するためには、エンジン停止時点のインテークバルブ位相を、確実に減速比の大きい遅角領域６００１内とすることが必要である。
【００９０】
一般に、ハイブリッド車では、車両走行中にエンジン１０００は間欠運転され得るため、走行中のエンジン始動頻度が上昇する。このため、エンジン始動時のショックを緩和するための始動時減圧制御（いわゆるデコンプ制御）のために、エンジン始動時のバルブ位相、すなわち、エンジン停止時の目標位相が最遅角とされる。このため、遅角側の領域６００１の減速比を大きく設計することが好ましい。
【００９１】
ところで、インテークバルブ１１００の位相がＣＡ（１）とＣＡ（２）との間の中間領域６００３にある場合、予め定められた変化率で変化する減速比で、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数が減速されて、インテークバルブ１１００の位相が進角されたり、遅角されたりする。
【００９２】
これにより、位相が遅角領域から進角領域に、もしくは進角領域から遅角領域に変化する場合において、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数に対する位相の変化量を漸増もしくは漸減させることができる。そのため、位相の変化量がステップ状に急変することを抑制して、位相が急変することを抑制することができる。その結果、位相の制御性を向上することができる。
【００９３】
図１４は、本発明の実施の形態による可変バルブタイミング機構の制御構成を説明するブロック図である。なお、図１４に示される各ブロックは、ＥＣＵ１００によるハードウェアあるいはソフトウェア処理によって実現されるものとする。
【００９４】
図１４を参照して、バルブ位相制御部１５０は、インテークバルブ１１００の目標位相ＣＡｒと現在のバルブ位相ＣＡとの偏差ΔＣＡに応じて、アクチュエータである電動モータ２０６０の回転数指令値Ｎｍｒｅｆを設定する。
【００９５】
バルブ位相制御部１５０は、バルブ位相検出部１５２と、演算部１５４，１６０と、要求回転数差演算部１５６と、カムシャフト回転数検出部１５８とを含む。
【００９６】
バルブ位相検出部１５２は、クランク角センサ５０００およびカムポジションセンサ５０１０からのセンサ信号（クランク角信号、カム角信号）あるいは、電動モータ２０６０の回転数センサ５０４０により検出されるモータ回転数に基づき、インテークバルブ１１００の現在のバルブ位相ＣＡを算出する。
【００９７】
バルブ位相検出部１５２は、センサにより検知されたクランク角信号およびカム角信号に基づいて、たとえば、カム角信号の発生時に、クランク角信号の発生に対するカム角信号の時間差を、クランクシャフト１０９０およびインテークカムシャフト１１２０の間の回転位相差に換算する演算によって、現在のバルブ位相ＣＡを検出することができる。
【００９８】
あるいは、本発明の実施の形態によるインテーク用ＶＶＴ機構２０００では、アクチュエータである電動モータ２０６０の作動量（回転数差ΔＮｍ）に基づいて、下記（１）式に基づいて、時間ΔＴ間でのバルブ位相変化量Δθをトレースすることができる。なお、（１）式において、Ｒ（θ）は、図１２に示された、インテークバルブ位相に応じて変化する減速比である。
【００９９】
Δθ∝ΔＮｍ・３６０°・（１／Ｒ（θ））・ΔＴ  …（１）
したがって、バルブ位相検出部１５２は、（１）式に従って算出される位相変化量Δθの積算によっても、現在のバルブ位相ＣＡを検出することができる。
【０１００】
演算部１５４は、バルブ位相検出部１５２によって検出された現在のバルブ位相ＣＡの目標位相ＣＡｒに対する位相偏差ΔＣＡを求める。
【０１０１】
要求回転数差演算部１５６は、演算部１５４により求められた位相偏差ΔＣＡに応じて、実際のバルブ位相を目標位相ＣＡｒへ近付けるための、スプロケット２０１０（インテークカムシャフト１１２０）の回転数に対する電動モータ２０６０の出力軸の回転数差ΔＮｍを求める。たとえば、この回転数差ΔＮｍは、インテークバルブ位相を進角させるときには正値（ΔＮｍ＞０）に設定され、反対にインテークバルブ位相を遅角させるときには負値（ΔＮｍ＜０）に設定され、現在のインテークバルブ位相を維持するとき（すなわち、Δθ＝０の位相収束時）には略零（ΔＮｍ＝０）に設定される。
【０１０２】
カムシャフト回転数検出部１５８は、スプロケット２０１０の回転数、すなわちインテークカムシャフト１１２０の実回転数ＩＶＮを、たとえば、クランクシャフト１０９０の回転数を１／２倍して求める。
【０１０３】
演算部１６０は、カムシャフト回転数検出部１５８によって求められたインテークカムシャフト１１２０の実回転数ＩＶＮと、要求回転数差演算部１５６により設定された回転数差ΔＮｍとを加算して、電動モータ２０６０の回転数指令値Ｎｍｒｅｆを生成する。回転数指令値ＮｍｒｅｆはＥＤＵ４０００へ送出される。
【０１０４】
ＥＤＵ４０００は、電動モータ２０６０を回転数指令値Ｎｍｒｅｆに従って作動させるような回転数制御を行なう。たとえば、ＥＤＵ４０００は、回転数指令値Ｎｍｒｅｆに応じてデューティ比ＤＴＹを設定するデューティ設定部１９０を含む。デューティ設定部１９０には、回転数センサ５０４０によって検出された電動モータ２０６０の回転数Ｎｍｔが入力される。すなわちデューティ設定部１９０は、モータ回転数Ｎｍｔが回転数指令値Ｎｍｒｅｆと一致するように、モータ回転数Ｎｍｔおよび回転数指令値Ｎｍｒｅｆに基づいて、デューティ比ＤＴＹを制御する。
【０１０５】
ここで、デューティ比ＤＴＹは、ＥＤＵ４０００中のスイッチング素子（図示せず）の各スイッチング周期におけるオン期間比を示すものであり、デューティ比ＤＴＹに従ってスイッチング素子を作動させることにより、電動モータ２０６０の供給電力が制御される。たとえば、電動モータ２０６０の作動電圧がデューティ比ＤＴＹに応じた電圧に設定されることにより、デューティ比ＤＴＹが大きいほど作動電圧が高くなり、電動モータ２０６０が発生するトルクが大きくなる。あるいは、デューティ比ＤＴＹが小さく設定されるほど電動モータ２０６０の作動電圧が低くなり、電動モータ２０６０が発生するトルクが
小さくなる。
【０１０６】
あるいは、デューティ比ＤＴＹを設定する代わりに、ＥＤＵ４０００によって、モータ回転数Ｎｍｔおよび回転数指令値Ｎｍｒｅｆに基づいて、電動モータ２０６０の作動電圧または作動電流を直接設定するようにしてもよい。この場合、設定された作動電圧もしくは作動電流によって電動モータ２０６０が駆動することによって回転数制御を実行してもよい。
【０１０７】
次に、ＶＶＴ機構２０００によって制御されるインテークバルブ１１００の目標位相ＣＡｒの設定について説明する。
【０１０８】
目標位相設定部１１０は、エンジン１０００の運転中においては、エンジン１０００の状態に応じて、たとえば図５に示したマップに従ってエンジン回転数ＮＥおよび空気量ＫＬに応じて、インテークバルブ１１００の目標位相ＣＡｒ♯を設定する。
【０１０９】
一方、目標位相設定部１１０は、エンジン停止指示の発生後には、インテークバルブ１１００の目標位相ＣＡｒ♯を、次回のエンジン始動に適したバルブ位相である停止時目標位相ＣＡｓに設定する。上述のように、ハイブリッド車では、エンジン始動時の減圧制御のために、停止時目標位相ＣＡｓは、図１２中での最遅角位相とすることが好ましい。
【０１１０】
モータリング指示部１４０は、エンジン停止指示に応答して、ＭＧ（１）２００によってエンジン１０００をモータリングするためのＭＧ（１）制御指令を生成する。この制御指令は、たとえば、エンジン１０００のモータリング回転数が、エンジン１０００の通常のアイドル運転時の目標回転数となるようにＭＧ（１）２００の出力トルクを制御するように生成される。なお、モータリング回転数を通常のアイドル回転数と同程度に制御することにより、運転者に大きな違和感を与えないようにすることができる。
【０１１１】
モータリングの実行によって、エンジン１０００の停止処理を実行してエンジン１０００での燃料燃焼が停止されても、ＭＧ（１）２００の出力トルクによってモータを空転させて、その間ＶＶＴ機構２０００によるバルブ位相制御を継続することができる。この結果、エンジン停止指示の発生後におけるバルブ位相変更量を確保することができるので、エンジン停止時点までにインテークバルブ１１００のバルブ位相を停止時目標位相ＣＡｓに向けて変化させることが可能となる。
【０１１２】
蓄電装置状態判定部１３０は、蓄電装置７００の状態に応じて、蓄電装置７００からの供給電力によって、エンジン停止時にＭＧ（１）２００によるエンジン１０００のモータリングが可能であるかどうかを判断する。
【０１１３】
代表的には、蓄電装置７００の残存容量（ＳＯＣ）および温度に応じて、蓄電装置７００からのパワー出力が困難である、低温時および／または低ＳＯＣ時には、モータリングが実行不能であることを示すフラグＦＬをオンする。それ以外の場合には、フラグＦＬはオフに維持される。
【０１１４】
そして、モータリング指示部１４０は、蓄電装置状態判定部１３０によってフラグＦＬがオンされている場合には、エンジン停止指示が発生されても、エンジン１０００をモータリングするためのＭＧ（１）制御指令を生成しないようにする。このようにすると、低温あるいは低ＳＯＣ時に無理にモータリングのためのパワーを供給させることによって蓄電装置７００がダメージを被って、次回のエンジン始動時に十分なパワーを出力できなくなってエンジン始動に支障が生じることを防止できる。
【０１１５】
しかしながら、モータリングの非実行時には、エンジン停止指示発生に応答してエンジン１０００の燃焼が停止されることによりその回転が停止するので、ＶＶＴ機構２０００によるバルブ位相の変更可能量が通常（モータリング実行可能時）よりも小さくなる。
【０１１６】
したがって、本発明の実施の形態による可変バルブタイミング機構の制御装置では、上述したような蓄電装置７００の状態監視によるモータリングの実行可否判定を連動させて、以下のようなエンジン運転中でのバルブ位相制限を実行する。
【０１１７】
切換部１３２および１３４は、蓄電装置状態判定部１３０によってフラグＦＬがオンされている場合にはＩ側に制御され、フラグＦＬがオフされている場合にはＩＩ側に制御されるように構成される。
【０１１８】
この結果、フラグＦＬのオフ時、すなわち、エンジン停止指示に応答してモータリングが実行可能である場合には、目標位相設定部１１０により設定された目標位相ＣＡｒ♯が、そのままバルブ位相制御部１５０の目標位相ＣＡｒとされる。
【０１１９】
一方、フラグＦＬのオン時、すなわち、エンジン停止指示に応答してモータリングが実行不能である場合には、位相制限部１２０が目標位相ＣＡｒ♯を必要に応じて修正することによる位相制限を行なうように、目標位相ＣＡｒが設定される。
【０１２０】
図１５は、位相制限部１２０による位相制限を説明する概念図である。
図１５を参照して、位相制限部１２０は、エンジン１０００の運転中において、バルブ位相が停止時目標位相ＣＡｓ（たとえば、最遅角位相）から遠ざかる側、すなわち進角側の制限位相ＣＡｌｍｔを設定する。たとえば、位相制限部１２０は、目標位相設定部１１０により設定された目標位相ＣＡｒ♯が制限位相ＣＡｌｍｔよりも進角側である場合に、バルブ位相制御部１５０の目標位相ＣＡｒを、制限位相ＣＡｌｍｔあるいは、それよりも遅角側（相対的に停止時目標位相ＣＡｓへ近づく側）に設定する。
【０１２１】
上述のように、ＶＶＴ機構２０００では、最低限、エンジン停止時点におけるバルブ位相を減速比大の領域６１００内に設定して、エンジン停止時に実際のバルブ位相が制御上の位相から変化することを防止する必要がある。さらには、エンジン始動時の減圧制御のために、エンジン停止時点におけるバルブ位相が最遅角位相となることが好ましい。
【０１２２】
たとえば、制限位相ＣＡｌｍｔを減速比大の領域６１００内に設定することにより、バルブ位相制御部１５０によって制御されるバルブ位相の変化範囲は、内燃機関の運転中において領域６１００内に制限される。この結果、エンジン停止発生時にモータリングを実行不能であっても、エンジン停止時点のバルブ位相を確実に領域６１００の内部とすることができる。
【０１２３】
また、モータリングを非実行としたエンジン停止時にも、エンジン停止指示の発生から燃焼停止されてエンジンが実際に停止するまでの期間（停止所要期間）では、アクチュエータである電動モータ２０６０の作動によって、バルブ位相を停止時目標位相ＣＡｓに向けて変化させることができる。したがって、通常の所要停止期間に変更可能なバルブ位相量を考慮して、領域６１００よりも進角側に制限位相ＣＡｌｍｔを設けることも可能である。具体的には、領域６１００の境界位相であるＣＡ（１）からの位相差が、通常所要停止期間に変更可能なバルブ位相量以下となるように、制限位相ＣＡｌｍｔを設定してもよい。このように、制限位相ＣＡｌｍｔをなるべく進角側に拡大することによって、エンジン運転中におけるバルブ位相の変化範囲が拡大されるので、エンジン状態に合せたバルブ位相の設定により、エンジンの燃焼性改善や燃費向上を図ることができる。
【０１２４】
なお、通常の所要停止期間に変更可能なバルブ位相量は、エンジン低温（冷間）時にはフリクションの増大により相対的に小さい一方で、エンジン温間時には、フリクションの低減により相対的に大きくなることが考えられる。したがって、制限位相ＣＡｌｍｔについては、エンジン温度（たとえば、水温センサ５０２０によって検出されるエンジン冷却水温Ｔｗ）に応じて設定してもよい。たとえば、制限位相ＣＡｌｍｔは、低温時には相対的に遅角側（すなわち、停止時目標位相ＣＡｓに近づく側）に設定し、高温時には相対的に進角側（すなわち、停止時目標位相ＣＡｓに遠ざかる側）に設定することができる。
【０１２５】
あるいは、エンジン停止時点におけるバルブ位相を停止時目標位相ＣＡｓとするために、停止時目標位相ＣＡｓとの位相差が、上述の通常の所要停止期間に変更可能なバルブ位相量以下となるように、制限位相ＣＡｌｍｔを設定してもよい。この場合にも、上述と同様にして、制限位相ＣＡｌｍｔをエンジン温度に応じて可変に設定することが可能である。
【０１２６】
図１６は、図１４に示した位相制限をＥＣＵによって実現するためのフローチャートである。
【０１２７】
図１６を参照して、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１００では、モータリング実行可能な蓄電装置状態であるか否かを判定する。すなわちステップＳ１００による処理は、図１４での蓄電装置状態判定部１３０の機能に相当する。ステップＳ１００での判定は、代表的には蓄電装置７００の温度および／または残存容量（ＳＯＣ）に基づいて実行される。
【０１２８】
たとえば、蓄電装置７００の温度が所定温度以下である場合、あるいは、ＳＯＣが所定以下である場合に、モータリングを実行不能と判定して、図１４に示したフラグＦＬをオンすることができる。
【０１２９】
あるいは、図１７に示すように、蓄電装置の温度Ｔに応じてＳＯＣ判定値ＳＯＣｒを可変に設定し、現在のＳＯＣがＳＯＣ判定値ＳＯＣｒを下回った場合にフラグＦＬをオンする構成としてもよい。この場合には、図１７にも例示されるように、低温時に蓄電装置７００からの出力電力確保が困難となることを反映して、低温時ほどＳＯＣ判定値ＳＯＣｒを高く設定すればよい。
【０１３０】
再び図１６を参照して、ＥＣＵ１００は、モータリングを実行可能な蓄電装置状態である場合（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１３０により、目標位相設定部１１０によって設定された目標位相ＣＡｒ♯を、そのままバルブ位相制御部１５０の目標位相ＣＡｒに設定する（ＣＡｒ＝ＣＡｒ♯）。
【０１３１】
一方で、ＥＣＵ１００は、モータリングを実行可能な蓄電装置状態でない場合（Ｓ１００のＮＯ判定時）には、ステップＳ１１０により、図１４の位相制限部１２０で説明した位相制限を実行する。
【０１３２】
ステップＳ１１０は、ステップＳ１１２，Ｓ１１４およびＳ１１６を含む。ＥＣＵ１００は、ステップＳ１１２では、図１５で説明した制限位相ＣＡｌｍｔの設定により、位相制限範囲を設定する。そして、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１１４では、目標位相設定部１１０により設定された目標位相ＣＡｒ♯が、ステップＳ１１２で設定された位相制限範囲内であるかどうかを判定する。
【０１３３】
ＥＣＵ１００は、ＣＡｒ♯が位相制限範囲にない場合、すなわち、ＣＡｒ♯が制限位相ＣＡｌｍｔよりも進角側である場合（Ｓ１１４のＮＯ判定時）には、ステップＳ１１６により、バルブ位相制御部１５０の目標位相ＣＡｒをＣＡｒ♯から位相制限範囲内の値に変
更する。たとえば、目標位相ＣＡｒ＝ＣＡｌｍｔに修正される。一方、ＥＣＵ１００は、ＣＡｒ♯が位相制限範囲にある場合（Ｓ１１４のＹＥＳ判定時）は、ステップＳ１３０により、目標位相ＣＡｒ＝ＣＡｒ♯に設定する。
【０１３４】
以上のように、本発明の実施の形態による可変バルブタイミング機構の制御装置では、蓄電装置７００の状態が、エンジン停止時にモータリングを実行できないような状態である場合には、エンジン運転中におけるバルブ位相の制御範囲を制限位相ＣＡｌｍｔよりも、停止時目標位相ＣＡｓに近い側に制限するような位相制限を実行できる。
【０１３５】
この結果、蓄電装置状態に応じてエンジン停止時にモータリングが非実行とされても、エンジン停止時点でのバルブ位相が停止時目標位相から大きく離れた不適切な位相となることを防止できる。これにより、エンジン停止時点でのバルブ位相を減速比大の領域６００１内に確実に維持して、実際のバルブ位相が制御上の位相からずれてしまうことにより、次回のエンジン始動時にバルブ位相の誤差に起因して始動性が悪化することを防止できる。さらに好ましくは、エンジン停止時点でのバルブ位相を停止時目標位相ＣＡｓに設定するように位相制限を行なうことによって、次回のエンジン始動時に良好な始動性を確保することが可能となる。特にハイブリッド車では、エンジン停止時点でのバルブ位相を確実に最遅角位相とすることによって、エンジン始動時のショックを緩和するための減圧制御を実行することが可能となる。
【０１３６】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】ハイブリッド車のパワートレーンを示す概略構成図である。
【図２】動力分割機構の共線図である。
【図３】変速機の共線図である。
【図４】ハイブリッド車両のエンジンを示す概略構成図である。
【図５】インテークバルブの位相を定めたマップを示す図である。
【図６】インテーク用ＶＶＴ機構を示す断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図（その１）である。
【図９】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図（その２）である。
【図１０】図６のＸ−Ｘ断面図である。
【図１１】図６のＸＩ−ＸＩ断面図である。
【図１２】インテーク用ＶＶＴ機構全体としての減速比を示す図である。
【図１３】スプロケットに対するガイドプレートの位相とインテークバルブの位相との関係を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態による可変バルブタイミング機構の制御構成を説明するブロック図である。
【図１５】図１４に示した位相制限部による位相制限を説明する概念図である。
【図１６】本発明の実施の形態による可変バルブタイミング機構における位相制限をＥＣＵによるソフトウェア処理で実行するためのフローチャートである。
【図１７】蓄電装置の状態判定の変形例を説明する概念図である。
【符号の説明】
【０１３８】
１００  ＥＣＵ、１１０  目標位相設定部、１２０  位相制限部、１３０  蓄電装置状態判定部、１３２，１３４  切換部、１４０  モータリング指示部、１５０  バルブ位相
制御部、１５２  バルブ位相検出部、１５４，１６０  演算部、１５６  要求回転数差演算部、１５８  カムシャフト回転数検出部、１９０  デューティ設定部、１９５  モータリング非実行判定部、２００  ＭＧ（１）、３００  動力分割機構、３１０  サンギヤ（Ｓ）、３２０  リングギヤ（Ｒ）、３３０  キャリア（Ｃ）、４００  ＭＧ（２）、５００  変速機、５１０  第１サンギヤ（Ｓ１）、５２０  第２サンギヤ（Ｓ２）、５３１  第１のピニオン、５３２  第２のピニオン、５４０  リングギヤ（Ｒ）、５５０  キャリア（Ｃ）、５６１  Ｂ１ブレーキ、５６２  Ｂ２ブレーキ、６００  出力軸、７００  蓄電装置（モータリング電源）、７１０  蓄電装置（アクチュエータ電源）、１０００  エンジン、１０１０，１０１２  バンク、１０２０  エアクリーナ、１０３０  スロットルバルブ、１０４０  シリンダ、１０５０  インジェクタ、１０６０  点火プラグ、１０７０  三元触媒、１０９０  クランクシャフト、１１００  インテークバルブ、１１１０  エキゾーストバルブ、１１２０  インテークカムシャフト、１１３０  エキゾーストカムシャフト、２０００  インテーク用ＶＶＴ機構、２０１０  スプロケット、２０２０  カムプレート、２０３０  リンク機構、２０３１  アーム（１）、２０３２  アーム（２）、２０３４  制御ピン、２０４０  ガイドプレート、２０４２  ガイド溝、２０４４  凹部、２０５０  減速機、２０５２  外歯ギヤ、２０５４  内歯ギヤ、２０５６  凸部、２０６０  電動モータ、２０６２  カップリング、２０６４  軸心、２０６６  偏心軸、２０７０  ピン（１）、２０７２  ピン（２）、２０７４  ピン（３）、２０７６  ピン（４）、３０００  エキゾースト用ＶＶＴ機構、４０００  ＥＤＵ、５０００  クランク角センサ、５０１０  カムポジションセンサ、５０２０  水温センサ、５０３０  エアフローメータ、５０４０  回転数センサ、６００１  遅角領域（減速比大）、６００２  進角領域（減速比小）、６００３  中間領域（減速比中）、ＣＡ  バルブ位相（現在値）、ＣＡｌｍｔ  制限位相、ＣＡｒ  目標位相（最終）、ＣＡｒ♯  目標位相（制限前）、ＣＡｓ  停止時目標位相、ＦＬ  フラグ（モータリング実行可否）、ＳＯＣｒ  ＳＯＣ判定値、Ｔｂ  温度（蓄電装置）、Ｔｅ  所定期間（エンジン停止遅延）、Ｔｍ  所定期間（モータリング）、Ｔｗ  エンジン冷却水温、ΔＣＡ  バルブ位相偏差。
【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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