(57)【要約】【課題】冷間時のエンジンの始動性を確保し、かつ、エンジン始動時の振動にも配慮した内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】  可変動弁装置１２０は、油圧式のＶＶＴ機構を含み、エンジン１１０の吸気バルブの開閉タイミングを変更可能なように構成される。エンジンＥＣＵ１３０は、イグニッションキーがオフされると、ナビゲーション装置１４０からの情報に基づいて次回始動時の外気温度を予測する。そして、エンジンＥＣＵ１３０は、予測温度が規定温度よりも低いとき、吸気バルブの開閉時期を進角させるように可変動弁装置１２０を制御し、予測温度が規定温度以上のときは、遅角させるように可変動弁装置１２０を制御する。その後、エンジンＥＣＵ１３０は、エンジン１１０を停止する。【選択図】図１
2007303308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の動作時に発生する油圧を用いて吸気弁の開閉時期を変更可能なように構成された可変動弁装置と、
運転者により前記内燃機関の停止が要求されると、前記内燃機関の次回始動時の外気温度または前記内燃機関の温度を予測し、その予測温度に基づいて前記開閉時期を変更するように前記可変動弁装置を制御した後、前記内燃機関を停止する制御部とを備え、
前記制御部は、前記予測温度が規定温度よりも低いとき、前記開閉時期を進角させるように前記可変動弁装置を制御し、前記予測温度が規定温度以上のとき、前記開閉時期を遅角させるように前記可変動弁装置を制御する、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記内燃機関が搭載される車両の現在位置に基づいて前記外気温度または前記内燃機関の温度を予測する、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記現在位置の高度情報をさらに考慮して前記外気温度または前記内燃機関の温度を予測する、請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、日付情報に基づいて前記外気温度または前記内燃機関の温度を予測する、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記内燃機関が搭載される車両の使用頻度をさらに考慮して前記外気温度または前記内燃機関の温度を予測する、請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記内燃機関は、蓄電装置からの電力によって駆動力を発生する回転電機から駆動力を受けて始動し、
前記規定温度は、前記蓄電装置の出力可能電力および前記内燃機関を始動するのに必要な電力に基づいて決定される、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記内燃機関の停止時に前記運転者により前記内燃機関の停止が要求されたとき、前記内燃機関を一旦始動させ、前記予測温度に基づいて前記開閉時期を変更するように前記可変動弁装置を制御した後、前記内燃機関を停止する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
車両の動力源として搭載される内燃機関および第１の回転電機と、
蓄電装置と、
前記内燃機関の出力軸に回転軸が連結され、前記蓄電装置からの電力を用いて前記内燃機関を始動可能なように構成された第２の回転電機と、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置とを備えるハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置およびそれを備えたハイブリッド車両に関し、特に、バルブタイミングを調整可能な内燃機関の制御装置およびそれを備えたハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平１０−２２７２３６号公報（特許文献１）は、内燃機関のバルブタイミング調整装置を開示する。このバルブタイミング調整装置は、ベーンおよびハウジングによって形成される進角油圧室および遅角油圧室の油圧を調整してベーンを進角または遅角させて吸気バルブの開閉タイミングを変更する。そして、このバルブタイミング調整装置においては、エンジンの停止が運転者によるもの（イグニッションキーのオフ操作）であるとき、エンジンの次回始動は冷間時に行なわれるものと判断され、吸気バルブの開閉タイミングを最進角位置に変更してからエンジンが停止される。
【０００３】
このバルブタイミング調整装置によれば、吸気バルブの開閉タイミングを最進角位置に変更してからエンジンを停止するので、次回のエンジン始動が冷間時であってもエンジンを容易に始動することができる。そして、エンジンの停止時に吸気バルブの開閉タイミングを最進角位置に変更するので、エンジンの始動時に吸気バルブの開閉タイミングを調整する必要はない（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２２７２３６号公報
【特許文献２】特開２００２−２１３２６２号公報
【特許文献３】特開２００３−２４７４３４号公報
【特許文献４】特開２００１−６５３７５号公報
【特許文献５】特開２０００−２５７４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
吸気バルブの開閉タイミングが最進角時にエンジンを始動すると、冷間時においてもエンジンを容易に始動できるが、エンジン始動時の振動は大きくなる。特に、車両の動力源としてエンジンおよびモータを搭載するハイブリッド車両においては、モータのみによる走行中にエンジンが始動する場合があり、エンジン始動時の振動が大きいと走行快適性が損なわれる。
【０００５】
特開平１０−２２７２３６号公報に開示されるバルブタイミング調整装置では、エンジンの停止が運転者によるものであるとき、次回のエンジン始動は、必ず吸気バルブの開閉タイミングが最進角位置の状態で行なわれる。したがって、吸気バルブの開閉タイミングを不必要に進角させている場合があり、その結果、エンジン始動時の振動を不必要に大きくしている場合がある。
【０００６】
そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、冷間時のエンジンの始動性を確保し、かつ、エンジン始動時の振動にも配慮した内燃機関の制御装置を提供することである。
【０００７】
また、この発明の別の目的は、冷間時のエンジンの始動性を確保し、かつ、エンジン始動時の振動にも配慮した内燃機関の制御装置を搭載したハイブリッド車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明によれば、内燃機関の制御装置は、内燃機関の動作時に発生する油圧を用いて吸気弁の開閉時期を変更可能なように構成された可変動弁装置と、運転者により内燃機関の停止が要求されると、内燃機関の次回始動時の外気温度または内燃機関の温度を予測し、その予測温度に基づいて吸気弁の開閉時期を変更するように可変動弁装置を制御した後、内燃機関を停止する制御部とを備える。制御部は、予測温度が規定温度よりも低いとき、吸気弁の開閉時期を進角させるように可変動弁装置を制御し、予測温度が規定温度以上のとき、吸気弁の開閉時期を遅角させるように可変動弁装置を制御する。
【０００９】
好ましくは、制御部は、内燃機関が搭載される車両の現在位置に基づいて外気温度または内燃機関の温度を予測する。
【００１０】
さらに好ましくは、制御部は、現在位置の高度情報をさらに考慮して外気温度または内燃機関の温度を予測する。
【００１１】
また、好ましくは、制御部は、日付情報に基づいて外気温度または内燃機関の温度を予測する。
【００１２】
さらに好ましくは、制御部は、内燃機関が搭載される車両の使用頻度をさらに考慮して外気温度または内燃機関の温度を予測する。
【００１３】
好ましくは、内燃機関は、蓄電装置からの電力によって駆動力を発生する回転電機から駆動力を受けて始動する。規定温度は、蓄電装置の出力可能電力および内燃機関を始動するのに必要な電力に基づいて決定される。
【００１４】
好ましくは、制御部は、内燃機関の停止時に運転者により内燃機関の停止が要求されたとき、内燃機関を一旦始動させ、予測温度に基づいて吸気弁の開閉時期を変更するように可変動弁装置を制御した後、内燃機関を停止する。
【００１５】
また、この発明によれば、ハイブリッド車両は、車両の動力源として搭載される内燃機関および第１の回転電機と、蓄電装置と、内燃機関の出力軸に回転軸が連結され、蓄電装置からの電力を用いて内燃機関を始動可能なように構成された第２の回転電機と、上述したいずれかの内燃機関の制御装置とを備える。
【発明の効果】
【００１６】
この発明においては、制御部は、運転者により内燃機関の停止が要求されると、内燃機関の次回始動時の外気温度または内燃機関の温度を予測する。そして、制御部は、その予測温度が規定温度よりも低いときは、吸気弁の開閉時期を進角させるように可変動弁装置を制御してから内燃機関を停止し、予測温度が規定温度以上のときは、吸気弁の開閉時期を遅角させるように可変動弁装置を制御してから内燃機関を停止するので、内燃機関の始動時の温度が低い場合は、吸気弁の開閉時期が進角された状態で内燃機関の始動が行なわれ、内燃機関の始動時の温度が高い場合は、吸気弁の開閉時期が遅角された状態で内燃機関の始動が行なわれる。
【００１７】
したがって、この発明によれば、内燃機関の始動時に吸気弁の開閉時期を変更することなく、内燃機関の始動時の温度が低い場合には、容易に内燃機関を始動することができ、内燃機関の始動時の温度が高い場合には、内燃機関の始動時の振動を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１９】
図１は、この発明の実施の形態による内燃機関の制御装置の機能ブロック図である。図１を参照して、この制御装置１００は、可変動弁装置１２０と、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）１３０と、ナビゲーション装置１４０とを備える。
【００２０】
可変動弁装置１２０は、油圧式の可変バルブタイミング（ＶＶＴ）機構を含む。可変動弁装置１２０は、エンジン１１０に設けられるオイルポンプによって生成される油圧を用いて、エンジンＥＣＵ１３０からの指令に基づいてエンジン１１０の吸気バルブの開閉タイミングを変更可能なように構成される。なお、可変動弁装置１２０の構成については、後ほど詳しく説明する。
【００２１】
エンジンＥＣＵ１３０は、イグニッションキーの状態やアクセルペダルの開度、車両速度などに基づいてエンジン１１０を制御する。また、エンジンＥＣＵ１３０は、運転者によりイグニッションキーがオフ操作されると、後述の方法により、ナビゲーション装置１４０からの情報に基づいてエンジン１１０の次回始動時の外気温度を予測する。そして、エンジンＥＣＵ１３０は、その予測温度に基づいて可変動弁装置１２０を制御し、吸気バルブの開閉タイミングを制御する。
【００２２】
具体的には、運転者によりイグニッションキーがオフ操作されると、エンジンＥＣＵ１３０は、エンジン１１０の次回始動時の予測温度が予め設定された規定温度よりも低い場合には、吸気バルブの開閉タイミングを進角させるように可変動弁装置１２０を制御し、予測温度が規定温度以上のときは、吸気バルブの開閉タイミングを遅角させるように可変動弁装置１２０を制御する。その後、エンジンＥＣＵ１３０は、イグニッションキーのオフ操作に従ってエンジン１１０を停止する。
【００２３】
ナビゲーション装置１４０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）アンテナや地図データを蓄えたＲＯＭ（Read Only Memory）などを用いて、このエンジン１１０およびその制御装置１００が搭載される車両の現在位置を検出し、その検出した現在位置に関する位置情報をエンジンＥＣＵ１３０へ出力する。また、ナビゲーション装置１４０は、カレンダ機能を有しており、エンジンＥＣＵ１３０へ日付情報を出力する。
【００２４】
この制御装置１００においては、運転者によりイグニッションキーがオフ操作されると、エンジンＥＣＵ１３０は、ナビゲーション装置１４０から日付情報および車両の位置情報を取得し、その取得した情報に基づいて、エンジン１１０の次回始動時の外気温度を予測する。
【００２５】
そして、エンジンＥＣＵ１３０は、予測温度が規定温度よりも低い場合には、エンジン１１０の吸気バルブの開閉タイミングを進角させるように可変動弁装置１２０を制御し、予測温度が規定温度以上の場合には、吸気バルブの開閉タイミングを遅角させるように可変動弁装置１２０を制御する。その後、エンジンＥＣＵ１３０は、エンジン１１０を停止する。
【００２６】
運転者によりイグニッションキーがオン操作され、所定の条件が成立すると、エンジンＥＣＵ１３０は、エンジン１１０を始動させる。このとき、エンジン１１０は、前回のエンジン１１０の停止時に設定された開閉タイミングで吸気バルブが開閉される。
【００２７】
そして、エンジン１１０が始動すると、エンジンＥＣＵ１３０は、吸気バルブの開閉タイミングが遅角されている場合には、開閉タイミングを進角させるように可変動弁装置１２０を制御する。また、エンジンＥＣＵ１３０は、運転者によるイグニッションキーのオフ操作によらずにエンジン１１０が停止する場合（たとえばハイブリッド車両における蓄電装置の充電状態（ＳＯＣ）に応じたエンジン停止や、アイドルストップ機能によるエンジン停止など）、吸気バルブの開閉タイミングを遅角させるように可変動弁装置１２０を制御する。
【００２８】
図２は、図１に示した制御装置を搭載したハイブリッド車両の全体ブロック図である。図２を参照して、ハイブリッド車両１０は、動力伝達ギヤ１２と、ディファレンシャルギヤ１４と、駆動輪１６Ｒ，１６Ｌと、プラネタリギヤ１８と、動力取出ギヤ２０と、チェーンベルト２２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、エンジン１１０と、可変動弁装置１２０と、クランクシャフト２４と、オイルポンプ２６と、ダンパ３０と、蓄電装置３２と、インバータ３４，３６と、ＭＧ−ＥＣＵ３８と、エンジンＥＣＵ１３０と、ＨＶ−ＥＣＵ４２と、ナビゲーション装置１４０とを備える。
【００２９】
クランクシャフト２４は、ダンパ３０を介してプラネタリギヤ１８およびモータジェネレータＭＧ１に接続される。ダンパ３０は、クランクシャフト２４のねじり振動の振幅を抑制する。動力取出ギヤ２０は、チェーンベルト２２を介して動力伝達ギヤ１２に接続される。また、動力取出ギヤ２０は、プラネタリギヤ１８のリングギヤ５４と結合され、リングギヤ５４から受ける動力をチェーンベルト２２を介して動力伝達ギヤ１２に伝達する。動力伝達ギヤ１２は、ディファレンシャルギヤ１４を介して駆動輪１６Ｒ，１６Ｌに動力を伝達する。
【００３０】
プラネタリギヤ１８は、クランクシャフト２４と同軸のキャリア軸６４に軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸６０に結合されたサンギヤ５２と、キャリア軸６４と同軸のリングギヤ軸６２に結合されたリングギヤ５４と、サンギヤ５２とリングギヤ５４との間に配置され、サンギヤ５２の外周を自転しながら公転する複数のプラネタリピニオンギヤ５６と、キャリア軸６４の端部に結合され、各プラネタリピニオンギヤ５６の回転軸を軸支するプラネタリキャリア５８とから構成される。
【００３１】
このプラネタリギヤ１８では、サンギヤ５２、リングギヤ５４およびプラネタリキャリア５８にそれぞれ結合されたサンギヤ軸６０、リングギヤ軸６２およびキャリア軸６４の３軸が動力の入出力軸とされ、３軸のいずれか２軸へ入出力される動力が決定されると、残りの１軸に入出力される動力は、決定された２軸へ入出力される動力に基づいて定まる。
【００３２】
エンジン１１０は、エンジンＥＣＵ１３０からの制御信号に基づいて、吸気管に設けられるスロットルバルブや、点火装置、噴射装置など（いずれも図示せず）を動作させて動力を発生し、その発生した動力をクランクシャフト２４へ出力する。オイルポンプ２６は、エンジン１１０の駆動力を動力源として油圧を発生し、エンジン１１０内へオイルを圧送する。また、オイルポンプ２６は、オイル管２８を介して可変動弁装置１２０へもオイルを供給する。
【００３３】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、３相交流電動機から成る。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々は、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する３相コイルが巻回されたステータとを含む。モータジェネレータＭＧ１のロータは、サンギヤ軸６０に結合され、モータジェネレータＭＧ２のロータは、リングギヤ軸６２に結合される。この各モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、永久磁石による磁界と３相コイルによって形成される磁界との相互作用によりロータを回転駆動する電動機として動作するとともに、永久磁石による磁界とロータの回転との相互作用により３相コイルの両端に起電力を生じさせる発電機として動作する。
【００３４】
そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン１１０を始動するスタータとして動作し、かつ、エンジン１１０の動力を用いて発電する発電機として動作するものとしてハイブリッド車両１０に組込まれ、モータジェネレータＭＧ２は、駆動輪１６Ｒ，１６Ｌを駆動する電動機としてハイブリッド車両１０に組込まれる。
【００３５】
蓄電装置３２は、充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。蓄電装置３２は、インバータ３４，３６へ直流電力を供給する。また、蓄電装置３２は、エンジン１１０の出力を用いてモータジェネレータＭＧ１により発電された電力および回生制動時にモータジェネレータＭＧ２により発電された電力によって充電される。
【００３６】
インバータ３４，３６は、蓄電装置３２から直流電圧を受け、その受けた直流電圧を交流電圧に変換してそれぞれモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２へ出力する。また、インバータ３４，３６は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって発電された交流電圧を直流電圧に変換して蓄電装置３２を充電する。
【００３７】
ＭＧ−ＥＣＵ３８は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な制御指令をＨＶ−ＥＣＵ４２から受ける。そして、ＭＧ−ＥＣＵ３８は、インバータ３４を駆動するための制御信号ＰＷＩ１およびインバータ３６を駆動するための制御信号ＰＷＩ２を生成し、その生成した制御信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれインバータ３４，３６へ出力する。
【００３８】
ＨＶ−ＥＣＵ４２は、イグニッションキーの状態を検知するイグニッションスイッチ（図示せず）からの信号ＩＧ、アクセル開度を示す信号ＡＰ、ブレーキ踏込量を示す信号ＢＰ、車両速度ＳＶ、および蓄電装置３２のＳＯＣを示す信号ＳＯＣを受ける。そして、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、上記各信号および各検出値に基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン１１０を駆動制御するのに必要な制御指令を生成し、その生成した制御指令をＭＧ−ＥＣＵ３８およびエンジンＥＣＵ１３０へ出力する。
【００３９】
また、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、イグニッションスイッチがオフされると、その旨をエンジンＥＣＵ１３０へ通知するとともに、ナビゲーション装置１４０から日付情報および車両の位置情報を取得してエンジンＥＣＵ１３０へ出力する。
【００４０】
図３は、可変動弁装置１２０の構成図である。図３を参照して、可変動弁装置１２０は、吸気側カムシャフト２００と、排気側カムシャフト２０２と、カム２０４，２０６と、ＶＶＴコントローラ２１０と、オイルコントロールバルブ２１２と、タイミングベルト２１４とを含む。
【００４１】
吸気側カムシャフト２００は、回転可能に軸支されており、外周には２つで１対をなす４対のカム２０４が形成されている。そして、各カム２０４には、エンジン１１０の気筒ごとに設けられた吸気バルブ１１２の上端部が当接されており、吸気側カムシャフト２００とともにカム２０４が回転することによりカム２０４の外周形状に応じて吸気バルブ１１２が開閉し得る。
【００４２】
同様に、排気側カムシャフト２０２も、回転可能に軸支されており、外周には２つで１対をなす４対のカム２０６が形成されている。そして、各カム２０６には、エンジン１１０の気筒ごとに設けられた排気バルブ１１４の上端部が当接されており、排気側カムシャフト２０２とともにカム２０６が回転することによりカム２０６の外周形状に応じて排気バルブ１１４が開閉し得る。
【００４３】
そして、吸気側カムシャフト２００および排気側カムシャフト２０２にはそれぞれスプロケットが設けられており、タイミングベルト２１４を介してクランクシャフト２４（図示せず）の回転に連動して吸気側カムシャフト２００および排気側カムシャフト２０２が回転するように構成されている。
【００４４】
ＶＶＴコントローラ２１０は、吸気側カムシャフト２００の端部に設けられる。そして、ＶＶＴコントローラ２１０は、オイルコントロールバルブ２１２によって制御される油圧に応じてクランクシャフト２４に対する吸気側カムシャフト２００の回転位相を可変とすることで、吸気バルブ１１２の開閉タイミングを可変調整する。
【００４５】
オイルコントロールバルブ２１２は、エンジンＥＣＵ１３０（図示せず）からの指令に基づいて、オイルポンプ２６（図示せず）から圧送されたオイルの油路を変更することによりクランクシャフト２４に対する吸気側カムシャフト２００の回転位相を制御する。
【００４６】
図４は、図３に示したＶＶＴコントローラ２１０の拡大図である。なお、この図４では、ＶＶＴコントローラ２１０の内部構造を説明するため、カバーを取り外した状態が示されている。図４を参照して、ＶＶＴコントローラ２１０は、ハウジング２２２と、ベーン２２４とから成る。
【００４７】
ハウジング２２２は、タイミングベルト２１４（図示せず）が掛装されるスプロケット２２６に固定され、スプロケット２２６と一体となって回転する。ハウジング２２２の内部には、外周側から軸心に向けて等間隔に４つの突部が形成されている。
【００４８】
ベーン２２４は、吸気側カムシャフト２００の軸心を中心とした略十字型の形状を有し、ハウジング２２２に回転自在に嵌挿される。ベーン２２４は、吸気側カムシャフト２００に固定され、吸気側カムシャフト２００と一体になって回転する。ここで、ベーン２２４は、ハウジング２２２の４つの突部との間に間隙を形成可能なように構成され、ハウジング２２２に対して回転位相を持つことができる。したがって、ハウジング２２２に対するベーン２２４の回転位相を変更することにより、クランクシャフト２４に対する吸気側カムシャフト２００の回転位相を変更することができる。
【００４９】
図５は、吸気側カムシャフトの位相を遅角させる場合のＶＶＴコントローラ２１０の油圧状態を示した図である。図５を参照して、ハウジング２２２とベーン２２４との間に形成される遅角油圧室２３２にオイルコントロールバルブ２１２（図示せず）からオイルを供給することにより、ハウジング２２２に対してベーン２２４を遅角方向（図では反時計方向）に回転させることができる。これにより、吸気バルブ１１２（図示せず）の開閉タイミングを遅角させることができる。
【００５０】
図６は、吸気側カムシャフトの位相を進角させる場合のＶＶＴコントローラ２１０の油圧状態を示した図である。図６を参照して、ハウジング２２２とベーン２２４との間に形成される進角油圧室２３４にオイルコントロールバルブ２１２（図示せず）からオイルを供給することにより、ハウジング２２２に対してベーン２２４を進角方向（図では時計方向）に回転させることができる。これにより、吸気バルブ１１２（図示せず）の開閉タイミングを進角させることができる。
【００５１】
図７は、可変動弁装置１２０によるバルブタイミングの制御を説明する概念図である。図７を参照して、可変動弁装置１２０により、吸気バルブ１１２の開弁期間は、最進角時２５２から最遅角時２５４のまでの間で調整可能となる。したがって、吸気バルブ１１２の開弁タイミングおよび閉弁タイミングは、位相調整可能範囲２５８，２６０内でそれぞれ調整可能である。なお、排気バルブ１１４の開弁期間２５６は固定されている。
【００５２】
このようにして、可変動弁装置１２０により吸気バルブの開閉タイミングを進角または遅角させることができる。そして、吸気バルブの開閉タイミングを変更することによって、エンジン１１０を始動する際の振動を低減したり、エンジン１１０の始動に必要な電力を低減することができる。
【００５３】
図８は、エンジン１１０を始動する際の吸気バルブの開閉タイミングと振動との関係を示す図である。図８を参照して、吸気バルブの開閉タイミングを遅角させると、エンジン１１０の始動時の振動を小さくすることができる。これは、次の理由による。すなわち、吸気バルブの開閉タイミングを遅角させると、圧縮行程になっても吸気バルブがまだ開いているので、燃焼室内の混合気の一部が吸気マニホールド側に排出される。したがって、混合気の圧縮圧が低くなり、エンジン１１０の振動が小さくなる。一方、吸気バルブの開閉タイミングを進角させると、混合気の圧縮圧は高くなり、エンジン１１０の振動は大きくなる。
【００５４】
図９は、エンジン１１０の温度とエンジン１１０の始動に必要な電力および蓄電装置３２の出力電力との関係を示す図である。図９を参照して、実線ｋ１Ａ，ｋ１Ｂは、モータジェネレータＭＧ１を用いてエンジン１１０を始動するのに必要な電力の温度依存性を示しており、実線ｋ１Ａは、可変動弁装置１２０によって吸気バルブの開閉タイミングを遅角させた場合の電力を示し、実線ｋ１Ｂは、吸気バルブの開閉タイミングを進角させた場合の電力を示す。点線ｋ２は、蓄電装置３２が出力可能な電力の温度依存性を示す。
【００５５】
図に示されるように、モータジェネレータＭＧ１を用いてエンジン１１０を始動するのに必要な電力は、温度が低くなるほど大きくなる。これは、温度が低いほどエンジン１１０の潤滑油の粘度が大きくなるので、エンジン１１０のクランキング抵抗が大きくなるからである。
【００５６】
そして、吸気バルブの開閉タイミングを進角させると、エンジン１１０の始動に必要な電力を小さくすることができる。これは、吸気バルブの開閉タイミングを進角させると、混合気の圧縮圧が高くなるので、吸気バルブの開閉タイミングを進角させていない場合に比べて低回転でエンジン１１０を始動できるからである。反対に、吸気バルブの開閉タイミングを遅角させると、エンジン１１０の始動に必要な電力は大きくなる。
【００５７】
一方、蓄電装置３２の出力電力は、蓄電装置３２の温度が低くなるほど低下する。したがって、極低温下では、吸気バルブの開閉タイミングを遅角させると、モータジェネレータＭＧ１を用いてエンジン１１０を始動できなくなる。
【００５８】
そこで、この実施の形態では、エンジン１１０の停止時にエンジン１１０の次回始動時の外気温度を予測し、その予測温度が極低温の場合に限り吸気バルブの開閉タイミングを進角させてからエンジン１１０を停止し、それ以外の場合には、エンジン１１０の始動時の振動を低減するため、吸気バルブの開閉タイミングを遅角させてからエンジン１１０を停止することとしたものである。
【００５９】
なお、吸気バルブの開閉タイミングを進角させるか遅角させるかを判定するための規定温度は、図８に示されるように、吸気バルブの開閉タイミングを遅角させたときのエンジン始動電力が蓄電装置３２の出力可能電力と略同等になるときの温度Ｔｔｈに基づいて決定することができる。
【００６０】
なお、次回のエンジン１１０の始動時ではなくエンジン１１０の停止時に次回始動時の外気温度を予測し、その予測温度に基づいて吸気バルブの開閉タイミングを変更することとしたのは、エンジン１１０が始動する前は可変動弁装置１２０を動作させるための油圧が発生していないからである。なお、可変動弁装置１２０の油圧室をドレーンポートに連通させ、クランクシャフトを回転させることにより、エンジン１１０の始動直前に吸気バルブの開閉タイミングを最進角または最遅角にすることも可能ではあるが、エンジン１１０の始動に時間を要することとなり、要求出力に応じて走行中にエンジン１１０が始動され得るハイブリッド車両においては適さない。
【００６１】
図１０は、図１に示したエンジンＥＣＵ１３０のエンジン停止制御のフローチャートである。なお、このフローチャートの処理は、一定時間毎または所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。
【００６２】
図１０を参照して、エンジンＥＣＵ１３０は、運転者によるイグニッションキーの操作に応じてイグニッションスイッチがオフされたか否かを判定する（ステップＳ１０）。エンジンＥＣＵ１３０は、イグニッションスイッチはオンされていると判定すると（ステップＳ１０においてＮＯ）、ステップＳ１１０へ処理を進め、メインルーチンに処理が戻される。
【００６３】
ステップＳ１０においてイグニッションスイッチがオフされたと判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ１３０は、ＨＶ−ＥＣＵ４２を介してナビゲーション装置１４０からの位置情報および日付情報を取得する（ステップＳ２０）。そして、エンジンＥＣＵ１３０は、ナビゲーション装置１４０から取得した情報に基づいて、エンジン１１０の次回始動時の外気温度を予測する（ステップＳ３０）。
【００６４】
具体的には、エンジンＥＣＵ１３０は、ナビゲーション装置１４０からの日付情報に基づいて、エンジン１１０の次回始動時の外気温度を予測することができる。たとえば、季節ごと、月ごとまたは週ごとの外気温度を予め設定しておき、ナビゲーション装置１４０からの日付情報に基づいて外気温度を予測してもよい。
【００６５】
また、エンジンＥＣＵ１３０は、ナビゲーション装置１４０からの位置情報に基づいて、エンジン１１０の次回始動時の外気温度を予測してもよい。たとえば、地域ごとの外気温度を予め設定しておき、ナビゲーション装置１４０からの位置情報に基づいて外気温度を予測してもよい。
【００６６】
さらに、時期および地域ごとの外気温度を予め設定しておき、ナビゲーション装置１４０からの日付情報および位置情報に基づいて、エンジン１１０の次回始動時の外気温度を予測してもよい。また、さらに、一般的に高地ほど低温であるので、位置情報に高度情報を含め、高度情報に基づいて予測温度を補正するようにしてもよい。
【００６７】
ステップＳ３０においてエンジン１１０の次回始動時の外気温度が予測されると、エンジンＥＣＵ１３０は、その予測外気温度が予め設定された規定温度よりも低いか否かを判定する（ステップＳ４０）。ここで、この規定温度は、上述したように、吸気バルブの開閉タイミングを遅角させたときのエンジン始動電力と蓄電装置３２の出力可能電力都に基づいて決定される。
【００６８】
ステップＳ４０において予測外気温度が規定温度よりも低いと判定されると（ステップＳ４０においてＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ１３０は、エンジン１１０が既に停止しているか否かを判定する（ステップＳ５０）。すなわち、エンジン１１０は、モータジェネレータＭＧ２も動力源として搭載するハイブリッド車両１０に搭載されているので、イグニッションスイッチのオフ時にエンジン１１０が停止している場合がある。
【００６９】
そして、ステップＳ５０においてエンジン１１０が停止していると判定されると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、エンジン１１０が始動される（ステップＳ６０）。これは、オイルポンプ２６を駆動して可変動弁装置１２０を駆動可能とするためである。したがって、ステップＳ５０においてエンジン１１０が動作していると判定されると（ステップＳ５０においてＮＯ）、エンジンＥＣＵ１３０は、ステップＳ７０へ処理を進める。
【００７０】
なお、エンジン１１０の始動は、エンジンＥＣＵ１３０からＨＶ−ＥＣＵ４２へ始動指令が出力され、ＭＧ−ＥＣＵ３８によりインバータ３４が駆動されてモータジェネレータＭＧ１がエンジン１１０をクランキングすることにより行なわれる。
【００７１】
次いで、エンジンＥＣＵ１３０は、吸気側カムシャフト２００の回転位相を進角させるように可変動弁装置１２０を制御し、吸気バルブの開閉タイミングを進角させる（ステップＳ７０）。その後、エンジンＥＣＵ１３０は、エンジン１１０を停止し（ステップＳ８０）、一連の処理を終了する（ステップＳ１１０）。
【００７２】
一方、ステップＳ４０においてエンジン１１０の次回始動時の予測外気温度が規定温度以上であると判定されると（ステップＳ４０においてＮＯ）、エンジンＥＣＵ１３０は、エンジン１１０が動作中であるか否かを判定する（ステップＳ９０）。エンジンＥＣＵ１３０は、エンジン１１０が動作中であると判定すると（ステップＳ９０においてＹＥＳ）、吸気側カムシャフト２００の回転位相を遅角させるように可変動弁装置１２０を制御し、吸気バルブの開閉タイミングを遅角させる（ステップＳ１００）。その後、エンジンＥＣＵ１３０は、ステップＳ８０へ処理を進め、エンジン１１０を停止する。
【００７３】
ステップＳ９０においてエンジン１１０が停止していると判定されると（ステップＳ９０においてＮＯ）、エンジンＥＣＵ１３０は、ステップＳ１１０へ処理を進め、一連の処理を終了する。
【００７４】
なお、ステップＳ１００において吸気バルブの開弁位置を遅角させるのは、エンジン１１０の次回始動時の振動を低減するためである。すなわち、エンジン動作中は、エンジン出力を高めるために吸気バルブの開閉タイミングを進角させているので、ステップＳ４０においてエンジン１１０の次回始動時の予測外気温度が規定温度以上であると判定され、かつ、エンジン１１０が動作中のときは、エンジン１１０を停止する前に吸気バルブの開閉タイミングを遅角させることとしたものである。
【００７５】
なお、エンジン１１０が既に停止している場合には、上述のように、エンジン１１０の停止時（運転者によるイグニッションキーのオフ操作によらない停止）に吸気バルブの開閉タイミングを遅角させているので、特に制御を行なう必要はない。
【００７６】
以上のように、この実施の形態においては、エンジンＥＣＵ１３０は、運転者によりイグニッションキーのオフ操作がなされると、エンジン１１０の次回始動時の外気温度を予測する。そして、エンジンＥＣＵ１３０は、その予測温度が規定温度よりも低いときは、吸気バルブの開閉タイミングを進角させるように可変動弁装置１２０を制御してからエンジン１１０を停止し、予測温度が規定温度以上のときは、吸気バルブの開閉タイミングを遅角させるように可変動弁装置１２０を制御してからエンジン１１０を停止する。
【００７７】
そうすると、エンジン１１０の始動時の温度が低い場合には、吸気バルブの開閉タイミングが進角された状態でエンジン１１０が始動され、エンジン１１０の始動時の温度が高い場合には、吸気バルブの開閉タイミングが遅角された状態でエンジン１１０が始動される。したがって、この実施の形態によれば、エンジン１１０の始動時に吸気バルブの開閉タイミングを変更することなく、エンジン１１０の始動時の温度が低い場合には、容易にエンジン１１０を始動することができ、エンジン１１０の始動時の温度が高い場合には、エンジン１１０の始動時の振動を低減することができる。
【００７８】
また、ナビゲーション装置１４０からの日付情報および／または位置情報に基づいて、エンジン１１０の次回始動時の外気温度を予測するので、次回始動時の外気温度を精度よく予測できる。したがって、この実施の形態によれば、不必要に吸気バルブの開閉タイミングが進角されてエンジン始動時の振動が大きくなるのを防止することができる。
【００７９】
なお、ハイブリッド車両１０の使用頻度を学習し、その学習値を用いることによって、エンジン１１０の次回始動時の外気温度の予測精度を高めることができる。
【００８０】
図１１は、エンジンＥＣＵ１３０のエンジン停止制御の他のフローチャートである。図１１を参照して、このフローチャートは、図１０に示したフローチャートにおいてステップＳ２５をさらに含む。すなわち、ステップＳ２０においてナビゲーション装置１４０からの位置情報および日付情報が取得されると、エンジンＥＣＵ１３０は、車両の使用頻度に関する学習値を取得する（ステップＳ２５）。この学習値は、利用者によって車両が平均何日ごとに使用されるかを学習したものであり、たとえば、利用者によってイグニッションキーがオン操作されるごとに学習値が更新される。
【００８１】
そして、ステップＳ３０において、エンジンＥＣＵ１３０は、この車両使用頻度に関する学習値とナビゲーション装置１４０からの日付情報とに基づいて、エンジン１１０が次回起動される時期を予測し、その時期における外気温度を予測する。これにより、エンジン１１０が次回始動されるときの外気温度の予測精度を高めることができる。
【００８２】
なお、上記の実施の形態においては、排気バルブの開閉タイミングは固定されており、吸気バルブの開閉タイミングのみを可変としたが、吸気バルブおよび排気バルブの双方について開閉タイミングを可変とすることもできる。
【００８３】
また、上記においては、ナビゲーション装置１４０からの情報に基づいてエンジン１１０の次回始動時の外気温度を予測するものとしたが、たとえば、無線ＬＡＮを用いてインターネットから天気予報情報を取得し、その取得した情報に基づいて次回始動時の外気温度が極低温であると予測される場合にのみ、エンジン停止時に吸気バルブの開閉タイミングを進角させるようにしてもよい。
【００８４】
また、上記においては、外気温度を予測するものとしたが、予測する温度は、エンジン１１０の温度であってもよい。
【００８５】
また、上記においては、ハイブリッド車両は、プラネタリギヤ１８にエンジン１１０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の出力軸を接続して動力を分配するシリーズ／パラレル型であったが、この発明は、エンジンを発電専用に用い、エンジンの動力を用いて発電された電力によってモータを駆動して車両の駆動力を得るシリーズ型のハイブリッド車両にも適用可能である。
【００８６】
また、上記においては、内燃機関およびその制御装置がハイブリッド車両に搭載される場合について説明したが、この発明の適用範囲は、ハイブリッド車両に限定されるものではなく、エンジンを動力源として搭載する車両全般を含む。たとえば、信号待ち等の車両停止時にエンジンを一時的に自動停止させ、エンジン始動条件の成立時にスタータモータによりエンジンを始動させるアイドルストップ車両において、エンジン始動時に振動低減を目的としてバルブタイミングを遅角させている場合には、本発明は好適である。なお、ハイブリッド車両においては、走行中にエンジンの始動および停止が頻繁に行なわれるので、エンジン始動時の振動低減を目的としてバルブタイミングを遅角させているケースが多くみられ、本発明は特に好適である。
【００８７】
なお、上記において、エンジン１１０は、この発明における「内燃機関」に対応し、エンジンＥＣＵ１３０は、この発明における「制御部」に対応する。また、モータジェネレータＭＧ２は、この発明における「第１の回転電機」に対応し、モータジェネレータＭＧ１は、この発明における「第２の回転電機」に対応する。
【００８８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】この発明の実施の形態による内燃機関の制御装置の機能ブロック図である。
【図２】図１に示す制御装置を搭載したハイブリッド車両の全体ブロック図である。
【図３】可変動弁装置の構成図である。
【図４】図３に示すＶＶＴコントローラの拡大図である。
【図５】吸気側カムシャフトの位相を遅角させる場合のＶＶＴコントローラの油圧状態を示した図である。
【図６】吸気側カムシャフトの位相を進角させる場合のＶＶＴコントローラの油圧状態を示した図である。
【図７】可変動弁装置によるバルブタイミングの制御を説明する概念図である。
【図８】エンジンを始動する際の吸気バルブの開閉タイミングと振動との関係を示す図である。
【図９】エンジンの温度とエンジンの始動に必要な電力および蓄電装置の出力電力との関係を示す図である。
【図１０】図１に示すエンジンＥＣＵのエンジン停止制御のフローチャートである。
【図１１】エンジンＥＣＵのエンジン停止制御の他のフローチャートである。
【符号の説明】
【００９０】
１０  ハイブリッド車両、１２  動力伝達ギヤ、１４  ディファレンシャルギヤ、１６Ｒ，１６Ｌ  駆動輪、１８  プラネタリギヤ、２０  動力取出ギヤ、２２  チェーンベルト、２４  クランクシャフト、２６  オイルポンプ、２８  オイル管、３０  ダンパ、３２  蓄電装置、３４，３６  インバータ、３８  ＭＧ−ＥＣＵ、４２  ＨＶ−ＥＣＵ、５２  サンギヤ、５４  リングギヤ、５６  プラネタリピニオンギヤ、５８  プラネタリキャリア、６０  サンギヤ軸、６２  リングギヤ軸、６４  キャリア軸、１００  制御装置、１１０  エンジン、１１２  吸気バルブ、１１４  排気バルブ、１２０  可変動弁装置、１３０  エンジンＥＣＵ、１４０  ナビゲーション装置、２００  吸気側カムシャフト、２０２  排気側カムシャフト、２０４，２０６  カム、２１０  ＶＶＴコントローラ、２１２  オイルコントロールバルブ、２１４  タイミングベルト、２２２  ハウジング、２２４  ベーン、２２６  スプロケット、２３２  遅角油圧室、２３４  進角油圧室、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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