(57)【要約】【課題】可変バルブタイミング機構によるバルブタイミングの進角の遅れに伴って駆動軸に出力される駆動力が落ち込むのを抑制する。【解決手段】可変バルブタイミング機構の目標タイミングＶＴ＊と実タイミングＶＴとを入力し（Ｓ１００）、入力した目標タイミングＶＴ＊と実タイミングＶＴとの偏差として進角遅れΔＶＴを算出すると共に算出した進角遅れΔＶＴが大きくなるほど小さくなる傾向に補正係数αを設定し（Ｓ１３０，１４０）、設定した補正係数αを基準レートΔＮｅに乗じることによりエンジン回転数の上昇レートΔＮｅを設定する（Ｓ１５０）。これにより、エンジン回転数の実際の上昇速度に上昇レートΔＮｅを近づけることができ、モータＭＧ１の発電トルクがエンジン回転数を上昇させるために小さくなるのを防止して安定的に発電させると共にモータＭＧ２のトルクが落ち込むのを防止することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブの開閉のタイミングを変更する可変バルブタイミング機構を有する内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と車軸に連結された駆動軸の３つの軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、運転者のアクセル操作量に基づいて前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記内燃機関の回転数の上昇レートを設定する上昇レート設定手段と、前記設定された上昇レートの制約の範囲内で前記内燃機関が前記要求駆動力に基づく運転ポイントで運転されると共に該要求駆動力に応じた駆動力が前記二次電池の出力制限の範囲内で前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド車において、
前記制御手段は、運転者のアクセル操作量が所定量以上となる条件を含む所定の条件が成立する場合に、前記吸気バルブの開閉の目標タイミングとして所定の進角側のタイミングを設定して前記内燃機関を制御する手段であり、
前記上昇レート設定手段は、前記吸気バルブの実際の開閉のタイミングである実タイミングと前記設定された目標タイミングとの偏差が大きいほど小さくなる傾向に前記上昇レートを設定する手段である
ハイブリッド車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド車としては、油圧により作動して吸気バルブの開閉のタイミングを変化させる可変バルブタイミング機構が設けられたエンジンと、エンジンの出力軸にキャリアが接続されると共に車軸に連結された駆動軸にリングギヤが接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤのサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、駆動軸に接続されたモーターＭＧ２と、モータＭＧ１およびモータＭＧ２と電力をやり取りするバッテリとを備え、急加速が要求された場合には、吸気バルブの開閉の目標タイミングを進角側のタイミングとしてエンジンが運転されると共に要求される駆動力が駆動軸に出力されるようエンジンとモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車では、吸気バルブの目標タイミングとしての進角量が小さいほど小さくなるようエンジン回転数の上昇レートを設定し、設定した上昇レートをエンジンの冷却水温や外気温などが低くなるほど小さくなるよう補正して、補正した上昇レートに従った回転数によりエンジンを運転するものとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３２１４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、可変バルブタイミング機構は、油圧により作動する機械的な機構であるため、バルブタイミングの変更に所定の時間を要し、その変更中には、目標タイミングは進角側に設定されているものの実際のバルブタイミングである実タイミングは遅角側にあるなど、目標タイミングと実タイミングとに開きが生じることがある。そのため、上述したハイブリッド車のように、エンジン回転数の上昇レートを目標タイミングに基づいて設定すると、冷却水温や外気温などに基づく補正をしても、上昇レートが実際のエンジン回転の上昇速度とは乖離したものとなる場合がある。その場合、エンジンの回転数が上昇レートに従った回転数となるようにモータＭＧ１が制御されるから、モータＭＧ１での発電量が減少し、バッテリの状態によってはモータＭＧ２から出力される駆動力が低下することになる。そのため、結果として、駆動軸に出力される駆動力が落ち込んで、要求される駆動力が出力できなくなってしまう。
【０００５】
本発明のハイブリッド車は、可変バルブタイミング機構によるバルブタイミングの進角の遅れに伴って駆動軸に出力される駆動力が落ち込むのを抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハイブリッド車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のハイブリッド車は、
吸気バルブの開閉のタイミングを変更する可変バルブタイミング機構を有する内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と車軸に連結された駆動軸の３つの軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、運転者のアクセル操作量に基づいて前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記内燃機関の回転数の上昇レートを設定する上昇レート設定手段と、前記設定された上昇レートの制約の範囲内で前記内燃機関が前記要求駆動力に基づく運転ポイントで運転されると共に該要求駆動力に応じた駆動力が前記二次電池の出力制限の範囲内で前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド車において、
前記制御手段は、運転者のアクセル操作量が所定量以上となる条件を含む所定の条件が成立する場合に、前記吸気バルブの開閉の目標タイミングとして所定の進角側のタイミングを設定して前記内燃機関を制御する手段であり、
前記上昇レート設定手段は、前記吸気バルブの実際の開閉のタイミングである実タイミングと前記設定された目標タイミングとの偏差が大きいほど小さくなる傾向に前記上昇レートを設定する手段である
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明のハイブリッド車では、運転者のアクセル操作量が所定量以上となる条件を含む所定の条件が成立する場合に、吸気バルブの開閉の目標タイミングとして所定の進角側のタイミングを設定して内燃機関を制御する。その際、吸気バルブの実際の開閉のタイミングである実タイミングと設定された目標タイミングとの偏差が大きいほど小さくなる傾向に内燃機関の回転数の上昇レートを設定する。これにより、目標タイミングと実タイミングとの偏差が大きいときには、内燃機関の回転数の上昇レートを小さくすることにより、内燃機関の回転数を上昇させるために一時的に多くのエネルギーが消費されるのを防止して、駆動軸に出力される駆動力の落ち込みを防止することができる。この結果、可変バルブタイミング機構によるバルブタイミングの進角の遅れに伴って駆動軸に出力される駆動力が落ち込むのを抑制することができる。
【０００９】
こうした本発明のハイブリッド車において、前記可変バルブタイミング機構は、油圧駆動式の機構であり、前記上昇レート設定手段は、前記内燃機関の冷却水の温度が所定温度以下のときに前記偏差が大きいほど小さくなる傾向に前記上昇レートを設定する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明のハイブリッド車において、前記上昇レート設定手段は、運転者のアクセル操作量と車速とに基づいて前記上昇レートの基準となる基準レートを導出し、前記偏差が所定値を超えるときには該偏差が大きいほど小さくなる傾向に前記基準レートに補正を施すことにより前記上昇レートを設定し、前記偏差が所定値以下のときには前記基準レートを前記上昇レートに設定する手段であるものとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例の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】上昇レート設定処理ルーチンの一例を示す説明図である。
【図４】補正係数設定用テーブルの一例を示す説明図である。
【図５】アクセル開度ＡＣＣと車速Ｖと目標タイミングＶＴ＊と実タイミングＶＴと上昇レートΔＮｅとエンジン回転数ＮｅとＭＧ１トルクとＭＧ２トルクと加速度との時間変化の様子の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明の一実施例としての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、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという。）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという。）４０と、インバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという。）７０と、を備える。なお、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５０，ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、それぞれ、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭ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。
【００１４】
図２は、エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。図示するように、エンジン２２は、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を介して吸入すると共に燃料噴射弁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２６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浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。
【００１５】
エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置であるクランク角θｃｒ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Ｔ，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，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置であるカム角θｃａ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からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量，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に取り付けられた触媒温度センサ１３４ａからの触媒温度，空燃比センサ１３５ａからの空燃比，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、可変バルブタイミング機構１５０は、エンジン２２からの動力により駆動する図示しないオイルポンプから吐出される油圧を用いて駆動する油圧駆動式の機構である。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０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。なお、エンジンＥＣＵ２４は、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に基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算する。
【００１６】
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ポートを介して入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチングするためのスイッチング制御信号が出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０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ＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算する。
【００１７】
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やバッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン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に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度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ＨＶＥＣＵ７０に送信する。また、バッテリＥＣＵ５２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そのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度とに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりする。
【００１８】
ＨＶＥＣＵ７０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。ＨＶＥＣＵ７０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。
【００１９】
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３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を計算し、この要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力が駆動軸３６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プラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３６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プラネタリギヤ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駆動軸３６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駆動軸３６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。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードとは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動力３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。
【００２０】
エンジン運転モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、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と車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定し、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖを計算すると共に計算した走行用パワーＰｄｒｖからバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて得られるバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２から出力すべきパワーとしての要求パワーＰｅ＊を設定する。次に、要求パワーＰｅ＊を効率よくエンジン２２から出力することができるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとの関係としての動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）を用いてエンジン２２の仮の目標回転数Ｎ１を設定する。また、エンジン２２の回転数Ｎｅの許容される上昇程度として上昇レートΔＮｅを設定すると共に設定した上昇レートΔＮｅを現在のエンジン２２の回転数Ｎｅに加えた回転数を仮の目標回転数Ｎ２として設定する。そして、仮の目標回転数Ｎ１と仮の目標回転数Ｎ２とを比較して、小さい方をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定すると共に要求パワーＰｅ＊を目標回転数Ｎｅ＊で除して目標トルクＴｅ＊を設定する。続いて、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにするための回転数フィードバック制御によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルクを要求トルクＴｒ＊から減じてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについてはエンジンＥＣＵ２４に送信し、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行ない、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で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。
【００２１】
モータ運転モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する。そして、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で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。
【００２２】
実施例のハイブリッド自動車２０は、モータ運転モードで運転している最中に、運転者によりアクセルペダル８３が大きく踏み込まれて（例えば、アクセル開度ＡＣＣが全開）バッテリ５０からの電力だけでは走行用パワーＰｄｒｖを賄うことができないときや、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがエンジン運転モードに切り替えるために予め定められた閾値以下になったとき、その他、車両の状態がエンジン運転モードに切り替えるために予め定められた状態に至ったときに、エンジン２２を始動してエンジン運転モードに移行する。エンジン２２の始動は、モータＭＧ１からトルクを出力してエンジン２２をモータリングすると共にモータＭＧ１からのトルクの出力により駆動軸３６に作用するトルクをモータＭＧ２からのトルクによりキャンセルし、エンジン２２の回転数Ｎｅが予め定められた制御開始回転数に至ったときに燃料噴射制御や点火制御などを開始することにより行なわれる。また、エンジン２２の始動時や暖機時には、吸気バルブ１２８と排気バルブとが共に開となる状態（いわゆるオーバーラップ）をなくして燃焼を安定させるために、可変バルブタイミング機構１５０による吸気バルブ１２８の目標の開閉タイミングである目標タイミングＶＴ＊を最遅角（最も遅いタイミング）とするよう可変バルブタイミング機構１５０の制御が行なわれる。そして、エンジン２２の始動や暖機が完了した以降は、目標タイミングＶＴ＊を最遅角から所定の進角位置に設定してエンジン２２が運転される。特に、アクセル開度ＡＣＣが全開となっている場合には、吸気バルブ１２８の閉のタイミングを早くして燃焼室内に流入した吸気が吸気管側に吹き返すのを抑制するために、暖機の完了前であっても目標タイミングＶＴ＊が最進角（最も早いタイミング）やその近傍に設定される。なお、可変バルブタイミング機構１５０は、油圧の駆動により機械的に作動する機構であるため、バルブタイミングの切り替えには所定の時間を要するものとなる。このため、吸気バルブ１２８の実際の開閉タイミングである実タイミングＶＴと設定された目標バルブタイミングＶＴ＊とに開き（偏差）が生じることがある。特に、作動油の粘度が高くなる冷間時においては、可変バルブタイミング機構１５０のスムーズな作動が妨げられるため、そのような偏差が大きくなる傾向にある。
【００２３】
また、実施例のハイブリッド自動車２０は、エンジン運転モードで運転している最中に、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値以上で走行用パワーＰｄｒｖをバッテリ５０からの放電で賄うことができるときや、運転者により図示しないモータ走行スイッチが押されたとき、その他、車両の状態がモータ運転モードに切り替えるために予め定められた状態に至ったときに、エンジン２２の運転を停止してモータ運転モードに移行する。エンジン２２の運転停止は、エンジン２２をアイドリング制御しながら目標タイミングＶＴ＊を次回のエンジン２２の始動に備えて最遅角に設定してエンジン２２を制御し、実タイミングＶＴが最遅角になると、燃料噴射と点火を停止し、次にエンジン２２を始動するときに始動性が良好となるクランク角位置で停止するようモータＭＧ１により停止位置を調整することにより行なわれる。
【００２４】
次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にエンジン２２の始動が完了した後に、可変バルブタイミング機構１５０により吸気バルブ１２８の開閉タイミングを最遅角から進角側に変更している最中のエンジン２２の上昇レートΔＮｅの設定処理について説明する。図３は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される上昇レート設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【００２５】
この上昇レート設定処理ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０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，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Ｔ，吸気バルブ１２８の目標タイミングＶＴ＊，吸気バルブ１２８の実タイミングＶＴ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、目標タイミングＶＴ＊は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいて定められたものを入力するものとした。また、実タイミングＶＴは、カムポジションセンサ１４４からのカム角θｃａとクランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒとに基づいて計算されたものを入力するものとした。
【００２６】
次に、入力したアクセル開度ＡＣＣと車速Ｖとに基づいて上昇レートΔＮｅの基準となる基準レートΔＮｅ０を設定する（ステップＳ１１０）。ここで、基準レートΔＮｅ０は、実施例では、アクセル開度ＡＣＣと車速Ｖと基準レートΔＮｅ０との関係を予め定めて基準レート設定用マップとして図示しないＲＯＭ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、マップから対応する基準レートΔＮｅ０を導出することにより設定するものとした。なお、基準レート設定用マップの図示は省略するが、アクセル開度ＡＣＣが大きくなるほど大きくなる傾向に、且つ、車速Ｖが大きくなるほど大きくなる傾向に、基準レートΔＮｅ０が設定されている。
【００２７】
こうして基準レートΔＮｅ０を設定すると、冷却水温Ｔが所定温度Ｔｒｅｆ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ここで、所定温度Ｔｒｅｆは、作動油の粘度が低下して可変バルブタイミング機構１５０がスムーズに作動できる程度の温度として、例えば６０℃などに設定されている。冷却水温Ｔが所定温度Ｔｒｅｆ以下ではないときには、基準レートΔＮｅ０をそのまま上昇レートΔＮｅに設定して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。即ち、可変バルブタイミング機構１５０がスムーズに作動できる程度に冷却水温Ｔが上昇しているときには、基準レートΔＮｅ０をそのまま上昇レートΔＮｅに設定するのである。
【００２８】
一方、ステップＳ１２０で冷却水温Ｔが所定温度Ｔｒｅｆ以下のときには、目標タイミングＶＴ＊と実タイミングＶＴとの偏差としての進角遅れΔＶＴを目標タイミングＶＴ＊から実タイミングＶＴを減じることにより算出し（ステップＳ１３０）、算出した進角遅れΔＶＴを用いて補正係数αを設定する（ステップＳ１４０）。ここで、補正係数αは、実施例では、進角遅れΔＶＴと補正係数αとの関係を予め定めて補正係数設定用テーブルとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、進角遅れΔＶＴが与えられると、テーブルから対応する補正係数αを導出することにより設定するものとした。この補正係数設定用テーブルの一例を図４に示す。図示するように、補正係数αとしては、進角遅れΔＶＴが５°や０°などの５°以下のときには値１が設定され、５°を超えるときには進角遅れΔＶＴが大きくなるほど小さくなる傾向に設定される。なお、テーブルに記載のない進角遅れΔＶＴの場合は、近似の値から補間処理により補正係数αを求めるものとした。
【００２９】
次に、設定した補正係数αを基準レートΔＮｅ０に乗じることにより上昇レートΔＮｅを設定して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。これにより、冷却水温Ｔが所定温度Ｔｒｅｆ以下であるために可変バルブタイミング機構１５０のスムーズな作動が妨げられるおそれのある場合、進角遅れΔＶＴが５°を超えるときには進角遅れΔＶＴが大きいほど基準レートΔＮｅ０が小さくなるよう補正して上昇レートΔＮｅを設定し、進角遅れΔＶＴが５°以下のときには基準レートΔＮｅ０をそのまま上昇レートΔＮｅに設定するのである。なお、上述した補正係数設定用テーブルは、補正係数αを用いて基準レートΔＮｅ０を補正した上昇レートΔＮｅが実際のエンジン回転数Ｎｅの上昇に応じた値となるように予め実験などにより求めた補正係数αが定められるものとした。
【００３０】
ここで、図５は、アクセル開度ＡＣＣと車速Ｖと目標タイミングＶＴ＊と実タイミングＶＴと上昇レートΔＮｅとエンジン回転数ＮｅとＭＧ１トルクとＭＧ２トルクと加速度との時間変化の様子の一例を示す説明図である。図５では、冷却水温Ｔが所定温度Ｔｒｅｆ以下の冷間時にアクセル開度ＡＣＣが全開となる場合を示す。また、図中実線が本実施例の場合を示し、図中点線が進角遅れΔＶＴが生じても基準レートΔＮｅ０をそのまま上昇レートΔＮｅに設定する比較例の場合を示す。図示するように、時刻Ｔ１でアクセル開度ＡＣＣが全開になると、エンジン２２をモータリングするためのトルクをモータＭＧ１から出力してエンジン２２を始動させる。なお、上述したように、エンジン２２の始動時には、目標タイミングＶＴ＊，実タイミングＶＴは共に最遅角となる。そして、エンジン２２の始動が完了して時刻Ｔ２になると、目標タイミングＶＴ＊が進角側に設定され、可変バルブタイミング機構１５０の図示しない油路や油室内に作動油の充填が完了する時刻Ｔ３から目標タイミングＶＴ＊に向けて可変バルブタイミング機構１５０が制御される。ただし、上述したように可変バルブタイミング機構１５０は機械的な機構であることと、エンジン２２の始動直後で冷却水温Ｔが低いままであり作動油の粘度が高いこととから、図示するように、実タイミングＶＴは直ちに目標タイミングＶＴ＊とはならず、偏差ΔＶＴが大きなものとなっている。この場合、吸気バルブ１２８の閉のタイミングが早くならないために燃焼室内に流入した吸気の一部が吸気管側に吹き返されるため、エンジン２２のトルクの上昇も遅れて回転数Ｎｅの上昇速度も低下する。このような場合でも、比較例では、基準レートΔＮｅ０をそのまま上昇レートΔＮｅに設定して目標回転数Ｎｅ＊を設定するから、エンジン２２の実際の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊と乖離することがある。このため、エンジン２２の回転数Ｎｅを高くするようモータＭＧ１が制御されるから、モータＭＧ１の発電トルクが小さくなって（発電トルクは、負のトルクであり、その絶対値が小さくなる）、発電量が減少すると共にプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルクも小さくなる。したがって、要求トルクＴｒ＊を出力するためにモータＭＧ２のトルクを大きくする必要があるものの、モータＭＧ１の発電量が減少しているために、バッテリ５０の状態によっては、必要な大きさのトルクをモータＭＧ２から出力できない場合が生じる。これらの結果、駆動軸３６に出力されるトルクが落ち込んで、加速度が低下してしまう。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの落ち込み分や加速度の低下分を図中斜線で示す。これに対し、本実施例では、進角遅れΔＶＴに応じた補正係数αで基準レートΔＮｅ０を補正して上昇レートΔＮｅを設定するから、目標回転数Ｎｅ＊を実際のエンジン２２の回転数Ｎｅに合わせることができる。このため、モータＭＧ１の発電トルクが小さくなるのを防止して安定的に発電させると共にプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルクが小さくなるのを防止することができる。このため、モータＭＧ１の発電量の減少によりモータＭＧ２のトルクが落ち込むのを防止することができる。これらのことから、可変��ルブタイミング機構１５０による吸気バルブ１２８の進角の遅れに伴って駆動軸３６に出力されるトルクが落ち込むのを抑制することができる。
【００３１】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、可変バルブタイミング機構１５０による吸気バルブ１２８の目標タイミングＶＴ＊と実タイミングＶＴとを入力し、入力した目標タイミングＶＴ＊と実タイミングＶＴとの偏差としての進角遅れΔＶＴを算出すると共に算出した進角遅れΔＶＴが大きくなるほど小さくなる傾向に補正係数αを設定し、アクセル開度ＡＣＣと車速Ｖとから定めた基準レートΔＮｅに設定した補正係数αを乗じることによりエンジン２２の回転数Ｎｅの上昇レートΔＮｅを設定するから、モータＭＧ１の発電トルクがエンジン２２の回転数Ｎｅを高くするために小さくなるのを防止して安定的に発電させると共にモータＭＧ２からのトルクが落ち込むのを防止することができる。この結果、可変バルブタイミング機構１５０による吸気バルブ１２８の開閉タイミングの進角の遅れに伴って駆動軸３６に出力されるトルクが落ち込むのを抑制することができる。
【００３２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、冷却水温Ｔが所定温度Ｔｒｅｆ以下の場合に進角遅れΔＶＴに基づいて基準レートΔＮｅ０を補正して上昇レートΔＮｅを設定するものとしたが、冷却水温Ｔの温度に拘わらず進角遅れΔＶＴに基づいて基準レートΔＮｅ０を補正して上昇レートΔＮｅを設定するものとしてもよい。
【００３３】
実施例では、本発明をハイブリッド自動車２０の形態として説明したが、ハイブリッド自動車の制御方法の形態としてもよい。
【００３４】
実施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、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、プラネタリギヤ３０が「遊星歯車機構」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「二次電池」に相当し、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と車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定するＨＶＥＣＵ７０が「要求駆動力設定手段」に相当し、図３の上昇レート設定処理ルーチンを実行するＨＶＥＣＵ７０が「上昇レート設定手段」に相当し、要求パワーＰｅ＊を効率よくエンジン２２から出力することができる動作ラインを用いて仮の目標回転数Ｎ１を設定すると共に上昇レートΔＮｅを現在の回転数Ｎｅに加えた仮の目標回転数Ｎ２を設定し、仮の目標回転数Ｎ１と仮の目標回転数Ｎ２とのうち小さい方をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定すると共に要求パワーＰｅ＊を目標回転数Ｎｅ＊で除して目標トルクＴｅ＊を設定してエンジン２２を運転制御すると共に要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを運転制御するエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とＨＶＥＣＵ７０とが「制御手段」に相当する。
【００３５】
なお、実施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。
【００３６】
以上、本発明を実施するため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】
【００３７】
本発明は、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００３８】
２０  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）、３０  プラネタリギヤ、３６  駆動軸、３７  デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ  駆動輪、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、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、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  触媒温度センサ、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、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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