(57)【要約】      （修正有）【課題】遊星歯車機構のロック異常が生じた場合に、エンジン回転速度が共振帯域内に滞留する時間を短くする。【解決手段】エンジンは、吸気バルブの開閉タイミングを変更可能に構成される。ＥＣＵは、第１ＭＧおよび遊星歯車機構の少なくとも一方の異常が生じると、エンジンを燃焼させずに第２ＭＧからのトルクを用いて走行する退避走行を実行する。ＥＣＵは、退避走行において、エンジン回転速度Ｎｅが動力伝達システムを共振させる共振帯域内にある場合、エンジン回転速度Ｎｅが共振帯域内にない場合と比べて、アクセル開度Ａｃｃが所定の基準値Ａ０を上回るときには開閉タイミングを進角側に変化させ、アクセル開度Ａｃｃが基準値Ａ０を下回るときには開閉タイミングを遅角側に変化させる。【選択図】図８
2016150720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド車両であって、
吸気バルブの開閉タイミングを変更可能に構成された内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸に連結された回転軸を有する第１の回転電機と、
前記ハイブリッド車両の駆動軸にトルクを出力する第２の回転電機と、
前記内燃機関の出力軸に連結されたキャリア、前記第１の回転電機の回転軸に連結されたサンギヤ、前記第２の回転電機の回転軸に連結されたリングギヤを含む遊星歯車機構と、
前記内燃機関、ならびに前記第１および第２の回転電機を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記サンギヤの回転が抑制される異常、または前記キャリアと前記サンギヤと前記リングギヤとの相対的な回転が抑制される異常の少なくとも一方が生じると、前記内燃機関を燃焼させずに前記第２の回転電機からのトルクを用いて走行する退避走行を実行し、
前記退避走行において、前記内燃機関の回転速度が前記出力軸を共振させる共振帯域内にある場合、前記内燃機関の回転速度が前記共振帯域内にない場合と比べて、アクセル開度が所定の基準値を上回るときには前記開閉タイミングを進角側に変化させ、前記アクセル開度が前記基準値を下回るときには前記開閉タイミングを遅角側に変化させる、ハイブリッド車両。
【請求項２】
前記内燃機関は、排気バルブの開閉タイミングを変更可能にさらに構成されており、
前記制御装置は、前記退避走行において、前記内燃機関の逆回転が生じた場合、前記内燃機関の逆回転が生じていない場合と比べて、前記排気バルブの開閉タイミングを進角側に変化させる、請求項１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】
本発明は、ハイブリッド車両に関し、より特定的には、吸気バルブの開閉タイミングを変更可能に構成された内燃機関を備えるハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンと、第１モータジェネレータ（ＭＧ：Motor  Generator）と、エンジンおよび第１ＭＧからのトルクを駆動軸に伝達する遊星歯車機構と、遊星歯車機構を介することなくトルクを駆動軸に出力可能な第２ＭＧとを備えるハイブリッド車両が市販されている。このような構成を有するハイブリッド車両において、遊星歯車機構に含まれるサンギヤの回転が固定されて第１ＭＧが回転不能となる異常（ロック異常）が生じ得る。ロック異常が生じている場合にリバース走行を行なうと、エンジンが逆回転してしまうおそれがある。そのため、たとえば特開２０１２−１４００６１号公報（特許文献１）に開示されたハイブリッド車両では、第１ＭＧのロック異常が生じた場合はリバース走行が禁止される（特許文献１の段落［０００８］参照）。
【０００３】
また、クランクシャフトおよびトーショナルダンパ等を含んで構成されるエンジンの動力伝達システムの振動数が固有振動数に一致した場合に、共振が起こることが知られている。共振が起こると、動力伝達システムの振動が車室内に伝わったり、動力伝達システムから異音が生じたりするため、快適性が損なわれてしまう可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１４００６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の第１ＭＧのロック異常の他に、遊星歯車機構に含まれる各ギヤの相対的な回転が不能となるロック異常が生じ得る。これら遊星歯車機構のロック異常が生じると、第１ＭＧを用いた発電および放電を正常時のように行なうことができなくなる。よって、ロック異常が生じた場合には、退避走行として、エンジンを燃焼させず第２ＭＧからのトルクを用いたＥＶ走行を行なうことが考えられる。
【０００６】
この退避走行が実行されている場合にも動力伝達システムの共振が起こり得る。共振に起因する振動または異音の発生が長時間続くことを回避するため、エンジン回転速度が共振帯域内に滞留する時間をできるだけ短くすることが望ましい。しかしながら、遊星歯車機構のロック異常が生じており、かつエンジンを燃焼させないとの制約下では、エンジン回転速度は車速に応じて定まることになるため、エンジン回転速度を適切に調整することは難しい。その結果、エンジン回転速度が共振帯域内に滞留する時間が長くなってしまう可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、遊星歯車機構のロック異常が生じた場合に、エンジン回転速度が共振帯域内に滞留する時間を短くすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある局面に従うハイブリッド車両は、内燃機関と、第１および第２の回転電機と、遊星歯車機構と、内燃機関ならびに第１および第２の回転電機を制御する制御装置とを備える。内燃機関は、吸気バルブの開閉タイミングを変更可能に構成される。第１の回転電機は、内燃機関の出力軸に連結された回転軸を有する。第２の回転電機は、ハイブリッド車両の駆動軸にトルクを出力する。遊星歯車機構は、内燃機関の出力軸に連結されたキャリア、第１の回転電機の回転軸に連結されたサンギヤ、第２の回転電機の回転軸に連結されたリングギヤを含む。制御装置は、サンギヤの回転が抑制される異常、またはキャリアとサンギヤとリングギヤとの相対的な回転が抑制される異常の少なくとも一方が生じると、内燃機関を燃焼させずに第２の回転電機からのトルクを用いて走行する退避走行を実行する。制御装置は、退避走行において、内燃機関の回転速度が出力軸を共振させる共振帯域内にある場合、内燃機関の回転速度が共振帯域内にない場合と比べて、アクセル開度が所定の基準値を上回るときには開閉タイミングを進角側に変化させ、アクセル開度が基準値を下回るときには開閉タイミングを遅角側に変化させる。
【０００９】
アクセル開度が基準値を上回るとき、吸気バルブの開閉タイミングを進角側に変化させると、内燃機関のフリクションが小さくなる。これにより、内燃機関の回転速度が増加しやすくなるので、内燃機関の回転速度が共振帯域の上限値を上回る状態を実現しやすくなる。逆に、アクセル開度が基準値を下回るとき、開閉タイミングを遅角側に変化させると、内燃機関のフリクションが大きくなる。これにより、内燃機関の回転速度が減少しやすくなるので、内燃機関の回転速度が共振帯域の下限値を下回る状態を実現しやすくなる。このように、上記構成によれば、アクセル開度（すなわちユーザのアクセル操作）に応じた適切な方向に内燃機関の回転速度を増加あるいは減少させることにより、内燃機関の回転速度が共振帯域内に滞留する時間を短くすることができる。
【００１０】
好ましくは、内燃機関は、排気バルブの開閉タイミングを変更可能にさらに構成されている。制御装置は、退避走行において、内燃機関の逆回転が生じた場合、内燃機関の逆回転が生じていない場合と比べて、排気バルブの開閉タイミングを進角側に変化させる。
【００１１】
内燃機関の逆回転時に排気バルブの開閉タイミングを進角側に変化させると、内燃機関の正回転時に吸気バルブの開閉タイミングを遅角側に変化させる場合と同様に、内燃機関のフリクションが大きくなる。したがって、上記構成によれば、内燃機関の逆回転が生じた場合は内燃機関のフリクションを大きくすることで、逆回転を早期に停止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、遊星歯車機構のロック異常が生じた場合に、エンジン回転速度が共振帯域内に滞留する時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係るハイブリッド車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】エンジンの詳細な構成を示す図である。
【図３】吸気バルブの開閉タイミングの制御の一例を示す図である。
【図４】ＭＧ１ロック異常発生時の退避走行を説明するための共線図である。
【図５】プラネタリロック異常発生時の退避走行を説明するための共線図である。
【図６】吸気バルブの進角制御を説明するための図である。
【図７】吸気バルブの遅角制御を説明するための図である。
【図８】実施の形態１における吸気バルブの開閉タイミングの制御を説明するためのフローチャートである。
【図９】ＭＧ１ロック異常発生時のエンジン逆回転を説明するための共線図である。
【図１０】プラネタリロック異常発生時のエンジン逆回転を説明するための共線図である。
【図１１】排気バルブの進角制御を説明するための図である。
【図１２】実施の形態２における吸気バルブおよび排気バルブの開閉タイミングの制御を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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り返さない。
【００１５】
［実施の形態１］
＜ハイブリッド車両の全体構成＞
図１は、本実施の形態に係るハイブリッド車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。図１を参照して、車両１は、エンジン１００と、動力伝達システム１１０と、第１モータジェネレータ（ＭＧ：Motor  Generator）１０と、遊星歯車機構２５０と、プラネタリロック機構２６０と、第２ＭＧ２０と、駆動輪３５０と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ：Power  Control  Unit）２００と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System  Main  Relay）１６０と、バッテリ１５０と、電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic  Control  Unit）３００とを備える。
【００１６】
エンジン１００は、たとえばガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等の内燃機関を含んで構成される。エンジン１００は、第１ＭＧ１０のクランキングにより始動されると、遊星歯車機構２５０を介して駆動輪３５０および第１ＭＧ１０の少なくとも一方に動力を供給する。
【００１７】
エンジン１００には、吸気バルブ４１０の開閉タイミングを変更するための電動ＶＶＴ機構１０５が設けられている。電動ＶＶＴ機構１０５は、車両１の走行状況、エンジン１００の始動性、あるいはエミッション等に応じて、ＥＣＵ３００により制御される。エンジン１００および電動ＶＶＴ機構１０５の構成については、図２および図３を参照して詳細に説明する。
【００１８】
動力伝達システム１１０は、クランクシャフト（出力軸）１１２と、トーショナルダンパ１１４とを含んで構成される。トーショナルダンパ１１４は、クランクシャフト１１２のプーリー（図示せず）に設けられ、エンジン１００のトルク変動に伴うクランクシャフト１１２のねじり振動を吸収する。
【００１９】
第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０の各々は交流回転電機であり、たとえば三相交流永久磁石型同期モータである。第１ＭＧ１０は、遊星歯車機構２５０を介して受けるエンジン１００の動力を用いて発電し得る。たとえばバッテリ１５０のＳＯＣ（State  Of  Charge）が所定の下限値に到達すると、エンジン１００が始動されて第１ＭＧ１０により発電が行なわれる。第１ＭＧ１０によって発電された電力は、ＰＣＵ２００により電圧変換され、バッテリ１５０に蓄えられたり、第２ＭＧ２０に直接供給されたりする。
【００２０】
第２ＭＧ２０は、バッテリ１５０に蓄えられた電力、および第１ＭＧ１０によって発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。第２ＭＧ２０の駆動力は、プロペラシャフト６５０を介して駆動輪３５０に与えられる。
【００２１】
遊星歯車機構２５０は、エンジン１００により発生した動力を、駆動輪３５０を駆動するための動力と、第１ＭＧ１０を駆動するための動力とに分割する。具体的には、遊星歯車機構２５０は、サンギヤＳと、リングギヤＲと、ピニオンギヤＰと、キャリアＣとを含む。サンギヤＳは、第１ＭＧ１０のロータ（回転軸）６１０に連結されている。リングギヤＲは、第２ＭＧ２０のロータ（回転軸）６２０に連結されている。ピニオンギヤＰは、サンギヤＳとリングギヤＲとに噛合している。キャリアＣは、ピニオンギヤＰが自転かつ公転できるようにピニオンギヤＰを保持するとともに、エンジン１００のクランクシャフト１１２に連結されている。
【００２２】
プラネタリロック機構２６０は、キャリアＣとサンギヤＳとの間に設けられており、クラッチおよびアクチュエータ（図示せず）を含む。プラネタリロック機構２６０は、ＥＣＵ３００による制御に応じて、摩擦力を用いてサンギヤ（すなわち、第１ＭＧ１０のロータ６１０）を固定する。また、プラネタリロック機構２６０は、キャリアＣとサンギヤＳとが切り離される状態と、キャリアＣとサンギヤＳとが係合する状態とを切り替える。つまり、プラネタリロック機構２６０は、キャリアＣとサンギヤＳとリングギヤＲとの相対的な回転が許容される状態と、上記相対的な回転が抑制（固定）される状態とを切り替える。
【００２３】
ＰＣＵ２００は、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいて、第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０を駆動するための駆動装置である。ＰＣＵ２００は、バッテリ１５０と第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０との間で電圧を変換するためのインバータ（図示せず）を含む。ＰＣＵ２００は、バッテリ１５０と上記インバータとの間で直流電圧を昇圧または降圧するためのコンバータ（図示せず）をさらに含んでもよい。
【００２４】
ＳＭＲ１６０は、ＰＣＵ２００とバッテリ１５０との間に電気的に接続される。ＳＭＲ１６０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいて、ＰＣＵ２００とバッテリ１５０との間の電力の供給と遮断とを切り替える。
【００２５】
バッテリ１５０は、再充電可能な直流電源であり、たとえばニッケル水素電池もしくはリチウムイオン電池等の二次電池、または電気二重層キャパシタ等のキャパシタを含んで構成される。
【００２６】
ＥＣＵ３００は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、記憶装置と、入出力バッファ等とを含んで構成される。ＥＣＵ３００は、各種センサからの入力信号に基づいて制御信号を出力することによって各機器を制御する。具体的には、ＥＣＵ３００には、エンジン回転速度センサ１０２、レゾルバ１２，２２、車速センサ６５２、アクセル開度センサ５１０からの信号が入力される。
【００２７】
エンジン回転速度センサ１０２は、エンジン１００の回転速度（エンジン回転速度）Ｎｅを検出する。レゾルバ１２は、第１ＭＧ１０の回転速度（ＭＧ１回転速度）Ｎｍ１を検出する。レゾルバ２２は、第２ＭＧ２０の回転速度（ＭＧ２回転速度）Ｎｍ２を検出する。車速センサ６５２は、プロペラシャフト６５０の回転速度（プロペラシャフト回転速度）Ｎｐを検出する。各センサは、その検出結果をＥＣＵ３００に出力する。ＥＣＵ３００は、各センサの検出結果に基づいて、車両１のハイブリッドシステム（エンジン１００、第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０）を制御する。また、ＥＣＵ３００は、プロペラシャフト回転速度Ｎｐから車速Ｖを算出する。
【００２８】
アクセル開度センサ５１０は、ユーザによるアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃを検出して、その検出結果をＥＣＵ３００に出力する。ＥＣＵ３００は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて、駆動輪３５０に出力すべきトルク（要求トルク）を算出するとともに、その要求トルクに対応する車両１への要求駆動力を設定する。
【００２９】
＜エンジンの構成＞
図２は、エンジン１００の詳細な構成を示す図である。図２を参照して、エンジン１００への吸入空気量は、スロットルモータ４０２を駆動源とするスロットルバルブ４０４によって調整される。スロットル開度センサ４０６は、スロットル開度θｔｈを検出して、その検出結果をＥＣＵ３００に出力する。
【００３０】
インジェクタ４０８は吸気ポートに燃料を噴射する。吸気ポートにて燃料と空気とが混合された混合気は、吸気バルブ４１０が開くことによってシリンダ４３０内へ導入される。シリンダ４３０内の混合気は、点火プラグ４３２により着火されて燃焼する。混合気の燃焼によりピストン４４０が押し下げられ、クランクシャフト１１２が回転する。燃焼後の混合気（排気ガス）は、排気通路４５０に設けられた触媒４５２，４５４によって浄化された後、車外に排出される。
【００３１】
シリンダ４３０の頭頂部（シリンダヘッド）には、シリンダ４３０に導入される空気の量および導入時期を調整するための吸気バルブ４１０と、シリンダ４３０から排出される排気ガスの量および排出時期を調整するための排気バルブ４２０とが設けられている。吸気バルブ４１０および排気バルブ４２０の開閉は電動ＶＶＴ機構１０５によって制御される。電動ＶＶＴ機構１０５は、吸気側カムシャフト４１２と、排気側カムシャフト４２２と、カムスプロケット（図示せず）と、電動アクチュエータ４６０とを含む。電動アクチュエータ４６０は、モータであってもソレノイドであってもよい。
【００３２】
吸気側カムシャフト４１２および排気側カムシャフト４２２の各々は、その回転軸の方向がクランクシャフト１１２の軸方向と平行となるようにシリンダヘッドに設けられている。吸気側カムシャフト４１２には、複数のカム４１４（図２では１つのみを示す）が所定の間隔で固定されている。吸気側カムシャフト４１２が回転すると、各気筒に設けられた吸気バルブ４１０がカム４１４によって開閉される。同様に、排気側カムシャフト４２２が回転すると、各気筒に設けられた排気バルブ４２０がカム４２４によって開閉される。
【００３３】
カムスプロケットは、吸気側カムシャフト４１２および排気側カムシャフト４２２の各々の一方端に設けられている。各カムスプロケットには同一のタイミングチェーン（図示せず）が巻き掛けられている。このタイミングチェーンは、クランクシャフト１１２に設けられたタイミングロータ（図示せず）にも巻き掛けられている。そのため、吸気側カムシャフト４１２と排気側カムシャフト４２２とクランクシャフト１１２とは、タイミングチェーンによって同期して回転する。
【００３４】
カム角センサ４７６は、吸気側カムシャフト４１２に設けられたカム４１４の位置と、排気側カムシャフト４２２に設けられたカム４２４の位置とを検出して、その検出結果をＥＣＵ３００に出力する。クランク角センサ４７８は、クランクシャフト１１２の回転速度（＝エンジン回転速度Ｎｅ）およびクランクシャフト１１２の回転角度（クランク角）ＣＡを検出して、その検出結果をＥＣＵ３００に出力する。
【００３５】
ＥＣＵ３００は、カム角センサ４７６およびクランク角センサ４７８による検出結果に基づいて、電動アクチュエータ４６０のフィードバック制御を実行することにより、吸気バルブ４１０の開閉タイミングを変化させる。
【００３６】
図３は、吸気バルブ４１０の開閉タイミングの制御の一例を示す図である。図３の縦軸は吸気バルブ４１０のバルブ変位量を表し、横軸はクランク角ＣＡを表す。
【００３７】
図２および図３を参照して、波形ＥＸに示すように、クランク角ＣＡが増加するに従って排気バルブ４２０が開き、排気バルブ４２０のバルブ変位量がピークに到達した後に排気バルブ４２０が閉じる。その後、波形ＩＮ１に示すように、吸気バルブ４１０が開き、吸気バルブ４１０のバルブ変位量がピークに到達した後に吸気バルブ４１０が閉じる。
【００３８】
吸気バルブ４１０の「バルブ変位量」とは、吸気バルブ４１０が閉じた状態からの吸気バルブ４１０の変位量を意味する。吸気バルブ４１０の開度がピークに達したときのバルブ変位量を「リフト量」と言い、吸気バルブ４１０が開いてから閉じるまでのクランク角を「作用角」と言う。
【００３９】
本実施の形態において、電動ＶＶＴ機構１０５は、電動アクチュエータ４６０を用いて、吸気バルブ４１０のリフト量および作用角を維持した状態で吸気バルブ４１０の開閉タイミングを変化させる。すなわち、電動ＶＶＴ機構１０５は、波形ＩＮ１と波形ＩＮ２との間で波形形状を維持した状態で、吸気バルブ４１０の開閉タイミングを変化させる。クランク角ＣＡ（０）が波形ＩＮ１にてバルブ変位量を変化させる場合の吸気バルブ４１０の開弁タイミングに対応し、クランク角ＣＡ（１）が波形ＩＮ２にてバルブ変位量を変化させる場合の吸気バルブ４１０の開弁タイミングに対応する。
【００４０】
クランク角ＣＡ（０）からクランク角ＣＡ（１）の方向に開閉タイミングを変更することを、開閉タイミングを「遅角する」と言う。逆に、クランク角ＣＡ（１）からクランク角ＣＡ（０）の方向に開閉タイミングを変更することを、開閉タイミングを「進角する」という。本実施の形態では、クランク角ＣＡ（０）が最進角の開弁タイミングであり、クランク角ＣＡ（１）が最遅角の開弁タイミングである。
【００４１】
なお、実施の形態１では吸気バルブ４１０の開閉タイミングのみを変更可能な構成について説明するが、吸気バルブ４１０および排気バルブ４２０の両方の開閉タイミングが変更可能であってもよい。また、電動ＶＶＴ機構１０５は、開閉タイミングに加えて、リフト量および作用角の一方または両方が変更可能に構成されていてもよい。ＶＶＴ機構が電動であることは必須ではなく、油圧式であってもよい。
【００４２】
＜動力伝達システムの共振＞
一般に、エンジンのトルク変動によってクランクシャフトにねじれ振動が生じることが知られている。図１にて説明したように、クランクシャフト１１２にトーショナルダンパ１１４を設けることによって、ねじれ振動をある程度低減することが可能である。しかし、動力伝達システム１１０の振動数が固有振動数に一致すると、動力伝達システム１１０が共振する。その結果、動力伝達システム１１０の振動が車室内に伝わったり、動力伝達システム１１０から異音（具体的にはクランクシャフト１１２に噛合する歯車の歯打ち音）が生じたりすることで、快適性が損なわれてしまう可能性がある。動力伝達システム１１０の共振帯域は車種によって異なるものの、多くの場合、エンジン回転速度Ｎｅの比較的低い帯域（たとえば２００ｒｐｍ近傍の帯域）に存在する。振動または異音の発生が長時間続くことを回避するため、エンジン回転速度が共振帯域内に滞留する時間をできるだけ短くすることが望ましい。
【００４３】
＜退避走行＞
プラネタリロック機構２６０では、たとえば誤係合が生じた場合など、ＭＧ１０のロータ６１０が固定された状態で固まってしまう異常が生じ得る。また、キャリアＣとサンギヤＳとが係合した状態で固まり、キャリアＣとサンギヤＳとリングギヤＲとが一体的に回転するようになってしまう異常も生じ得る。本明細書では、これらの異常をそれぞれ「ＭＧ１ロック異常」および「プラネタリロック異常」と称する。
【００４４】
これらの異常が生じると、第１ＭＧ１０を用いた発電および放電を正常時のように行なうことができなくなる。よって、ＭＧ１ロック異常またはプラネタリロック異常が生じた場合には、退避走行として、エンジン１００を燃焼させず第２ＭＧ２０からのトルク（ＭＧ２トルク）を用いたＥＶ走行が実行される。
【００４５】
図４は、ＭＧ１ロック異常発生時の退避走行を説明するための共線図である。図５は、プラネタリロック異常発生時の退避走行を説明するための共線図である。
【００４６】
図４を参照して、遊星歯車機構２５０が図１にて説明したように構成されることによって、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１（＝サンギヤＳの回転速度）と、エンジン回転速度Ｎｅ（＝キャリアＣの回転速度）と、ＭＧ２回転速度Ｎｍ２（＝リングギヤＲの回転速度）とは、共線図上において直線で結ばれる関係を有する。つまり、いずれか２つの構成要素の回転速度が決まれば残りの構成要素の回転速度も決まる。
【００４７】
ＭＧ１ロック異常が生じると、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１は０に固定される。ＭＧ２回転速度Ｎｍ２はプロペラシャフト回転速度Ｎｐと等しいため、車速Ｖに応じて変化する。そのため、上記関係に従い、エンジン回転速度Ｎｅは車速Ｖに応じて変化する。
【００４８】
直線Ｌ１１は、エンジン回転速度Ｎｅが共振帯域内にある状態を表す。エンジン回転速度Ｎｅが共振帯域内にある場合、直線Ｌ１２に示すように、共振帯域の上限値を上回るようにエンジン回転速度Ｎｅを増加させるか、あるいは直線Ｌ１３に示すように、共振帯域の下限値を下回るようにエンジン回転速度Ｎｅを減少させることが望ましい。
【００４９】
図５を参照して、プラネタリロック異常が生じると、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１と、エンジン回転速度Ｎｅと、ＭＧ２回転速度Ｎｍ２とが互いに略等しくなる。この場合もエンジン回転速度Ｎｅは車速Ｖに応じて変化する。直線Ｌ２１〜Ｌ２３は、図４に示す直線Ｌ１１〜Ｌ１３にそれぞれ対応するため、説明は繰り返さない。
【００５０】
このように、ＭＧ１ロック異常またはプラネタリロック異常が生じており、かつエンジン１００を燃焼させないとの制約下においては、エンジン回転速度Ｎｅは車速Ｖに応じて定まる。そのため、第２ＭＧ２０を用いて車速Ｖを調整することによって、共振帯域から外れるようにエンジン回転速度Ｎｅを調整する（共振帯域の上限値よりも大きくする、あるいは共振帯域の下限値よりも小さくする）ことになる。
【００５１】
バッテリ１５０からの放電電力（いわゆる放電電力上限値Ｗｏｕｔ）にある程度の余裕がある場合には、バッテリ１５０から第２ＭＧ２０に十分な電力を供給することができる。そのため、ＭＧ２トルクを用いた加速により車速Ｖを増加させることによって、共振帯域の上限値よりもエンジン回転速度Ｎｅを速やかに大きくすることが可能と考えられる。また、バッテリ１５０への充電電力（いわゆる充電力上限値Ｗｉｎ）に余裕がある場合には、第２ＭＧ２０の回生制動により生じた電力をバッテリ１５０に充電することができる。そのため、回生制動により車速Ｖを減少させることによって、共振帯域の下限値よりもエンジン回転速度Ｎｅを速やかに小さくすることが可能と考えられる。
【００５２】
しかしながら、車両１の使用態様（高温もしくは極低温環境下、または高ＳＯＣもしくは低ＳＯＣの場合など）によっては、バッテリ１５０の充放電電力の制限が厳しくなり、車速Ｖの変更に要する時間が長くなり得る。その結果、エンジン回転速度Ｎｅが共振帯域内に滞留する時間が長くなってしまう可能性がある。
【００５３】
そこで、本実施の形態によれば、退避走行において、エンジン回転速度Ｎｅが共振帯域内にある場合、エンジン回転速度Ｎｅが共振帯域内にない場合と比べて、吸気バルブ４１０の開閉タイミングを進角側または遅角側に変化させることによって、エンジン回転速度Ｎｅが共振帯域から外れやすくなるように補助する構成を採用する。開閉タイミングの変化方向は、アクセル開度Ａｃｃに基づいて決定される。すなわち、ＥＣＵ３００は、アクセル開度Ａｃｃが所定の基準値Ａ０を上回るとき、吸気バルブ４１０の開閉タイミングを進角側に変化させる「進角制御」を実行し、アクセル開度Ａｃｃが基準値Ａ０を下回るととき、開閉タイミングを遅角側に変化させる「遅角制御」を実行する。
【００５４】
＜進角制御および遅角制御＞
以下、吸気バルブ４１０の進角制御および遅角制御について順に説明する。繰り返しになるが、進角制御および遅角制御はいずれも退避走行中に実行されるので、エンジン１００には燃料が供給されておらず、燃料の燃焼も行なわれていない。
【００５５】
図６は、吸気バルブ４１０の進角制御を説明するための図である。図７は、吸気バルブ４１０の遅角制御を説明するための図である。図６および図７においては、吸気バルブ４１０の開弁タイミングを「ＩＶＯ（Intake  Valve  Opening）」と表し、吸気バルブ４１０の閉弁タイミングを「ＩＶＣ（Intake  Valve  Closing）」と表す。排気バルブ４２０の開弁タイミングを「ＥＶＯ（Exhaust  Valve  Opening）」と表し、排気バルブ４２０の閉弁タイミングを「ＥＶＣ（Exhaust  Valve  Closing）」と表す。また、上死点のタイミングを「ＴＤＣ（Top  Dead  Center）」と表し、下死点のタイミングを「ＢＤＣ（Bottom  Dead  Center）」と表す。
【００５６】
図２および図６を参照して、吸気バルブ４１０の進角制御を実行すると、進角制御を実行しない場合（エンジン回転速度Ｎｅが共振帯域内にない場合）と比べて、吸気バルブ４１０の開弁タイミングＩＶＯが早くなる。そのため、ピストン４４０がＴＤＣからＢＤＣに向けて移動する際に、シリンダ４３０内に吸入される空気の吸入速度（単位時間当たりの吸入量）が大きくなる。つまり、シリンダ４３０内に存在する空気量が相対的に大きい状態でピストン４４０が押し下げられることになるので、吸気行程におけるポンピングロスが小さくなる。このことを以下、エンジン１００の「フリクションが小さくなる」とも表現する。
【００５７】
これに対し、図２および図７を参照して、吸気バルブ４１０の遅角制御を実行すると、遅角制御を実行しない場合と比べて、吸気バルブ４１０の開弁タイミングＩＶＯが遅くなる。そのため、ピストン４４０がＴＤＣからＢＤＣに向けて移動を開始する際に、シリンダ４３０内が真空に近い状態となるので、吸気行程におけるポンピングロスが大きくなる。このことを以下、エンジン１００の「フリクションが大きくなる」とも表現する。
【００５８】
このように、車両１の加速時に吸気バルブ４１０の進角制御を実行すると、エンジン１００のフリクションが小さくなるので、エンジン回転速度Ｎｅが増加しやすくなる。その結果、エンジン回転速度Ｎｅが共振帯域の上限値を上回りやすくなる（図４の直線Ｌ１２および図５の直線Ｌ２２参照）。逆に、車両１の減速時（あるいは惰性走行時）に吸気バルブ４１０の遅角制御を実行すると、エンジン１００のフリクションが大きくなるので、エンジン回転速度Ｎｅが減少しやすくなる。その結果、エンジン回転速度Ｎｅが共振帯域の下限値を下回りやすくなる（図４の直線Ｌ１３および図５の直線Ｌ２３参照）。したがって、エンジン回転速度Ｎｅが共振帯域内に滞留する時間を短くすることができる。
【００５９】
図８は、実施の形態１における吸気バルブ４１０の開閉タイミングの制御を説明するためのフローチャートである。図８および後述する図１１に示すフローチャートは、所定の条件成立時あるいは所定の期間経過毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。なお、このフローチャートの各ステップは、基本的にはＥＣＵ３００によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ３００内に作製されたハードウェア（電子回路）によって実現されてもよい。
【００６０】
Ｓ１０において、ＥＣＵ３００は、ＭＧ１ロック異常が生じているか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ３００は、ＰＣＵ２００を制御して第１ＭＧ１０からトルク（ＭＧ１トルク）を出力させる。そして、ＥＣＵ３００は、レゾルバ１２からの検出結果を基づいて、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１の変化量が所定値未満の場合、ＭＧ１ロック異常が生じていると判定し、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１の変化量が所定値以上の場合には、ＭＧ１ロック異常は生じていないと判定する。
【００６１】
ＭＧ１ロック異常が生じていない場合（Ｓ１０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は処理をＳ２０に進め、プラネタリロック異常が生じているか否かをさらに判定する。具体的には、ＥＣＵ３００は、エンジン回転速度センサ１０２およびレゾルバ１２，２２からの検出結果に基づいて、エンジン回転速度ＮｅとＭＧ１回転速度Ｎｍ１とＭＧ２回転速度Ｎｍ２とが互いに略等しい状態が所定の期間継続した場合、プラネタリロック異常が生じていると判定し、上記状態が継続しなかった場合には、プラネタリロック異常は生じていないと判定する。
【００６２】
ＭＧ１ロック異常が生じている場合（Ｓ１０においてＹＥＳ）、あるいはプラネタリロック異常が生じている場合（Ｓ２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は処理をＳ３０に進め、退避走行を実行する。具体的には、ＥＣＵ３００は、エンジン１００を燃焼させずにＭＧ２トルクを用いたＥＶ走行を実行する。さらに、ＥＣＵ３００は、エンジン１００の逆回転を防止するため、リバース走行を禁止する（Ｓ４０）。
【００６３】
なお、ＭＧ１ロック異常およびプラネタリロック異常のいずれも生じていない場合（Ｓ２０においてＮＯ）、退避走行を実行する必要性は低いので、ＥＣＵ３００は処理をメインルーチンへと戻す。
【００６４】
Ｓ５０において、ＥＣＵ３００は、エンジン回転速度Ｎｅが共振帯域内にあるか否かを判定する。エンジン回転速度Ｎｅが共振帯域内にある場合（Ｓ５０においてＹＥＳ）、動力伝達システム１１０の共振が生じる可能性がある。そのため、ＥＣＵ３００は、アクセル開度Ａｃｃが基準値Ａ０よりも大きいか否かを判定する（Ｓ６０）。なお、基準値Ａ０としては、アクセル開度センサ５１０の検出誤差（たとえばセンサの特性ばらつき）を考慮した上で、実際のアクセル開度Ａｃｃ＞０となる最小値を用いることが好ましい。
【００６５】
アクセル開度Ａｃｃが基準値Ａ０よりも大きい場合（Ｓ６０においてＹＥＳ）、すなわちユーザがアクセル操作により車両１を加速させようとしている場合、ＥＣＵ３００は進角制御を実行する（Ｓ７０）。これにより、エンジン１００のフリクションが小さくなり、エンジン回転速度Ｎｅが速やかに増加しやすくなるので、エンジン回転速度Ｎｅが共振帯域の上限値を上回りやすくなる。
【００６６】
一方、アクセル開度Ａｃｃが基準値Ａ０以下の場合（Ｓ６０においてＮＯ）、すなわちユーザが車両１を停止させようとしているか、惰性で走行させようとしている場合、ＥＣＵ３００は吸気バルブ４１０の遅角制御を実行する（Ｓ８０）。これにより、エンジン１００のフリクションが大きくなり、エンジン回転速度Ｎｅが速やかに減少しやすくなるので、エンジン回転速度Ｎｅが共振帯域の下限値を下回りやすくなる。
【００６７】
Ｓ７０またはＳ８０の処理が終了すると、ＥＣＵ３００は処理をメインルーチンへと戻す。また、エンジン回転速度Ｎｅが共振帯域内にない場合（Ｓ５０においてＮＯ）、動力伝達システム１１０の共振は生じにくいので、ＥＣＵ３００は処理をメインルーチンへと戻す。
【００６８】
以上のように実施の形態１によれば、ＭＧ１ロック異常またはプラネタリロック異常が生じた場合、吸気バルブ４１０の開弁タイミングＩＶＯを制御することにより、エンジン１００のフリクションを調整することができる。エンジン１００のフリクションを大きくするか小さくするかは、アクセル開度Ａｃｃ（すなわちユーザによる加速操作）に基づいて決定される。車両１が加速される場合は、進角制御によりエンジン１００のフリクションを小さくすることで、エンジン回転速度Ｎｅが共振帯域の上限値を上回りやすくなる。一方、車両１が加速されない場合には、遅角制御によりエンジン１００のフリクションを大きくすることで、エンジン回転速度Ｎｅが共振帯域の下限値を下回りやすくなる。したがって、エンジン回転速度Ｎｅが共振帯域内に滞留する時間を短くすることができる。
【００６９】
［実施の形態２］
上述の退避走行の実行中において、たとえば登坂路にて停止した車両の走行を再開させる際に車両が後退して、エンジンが逆回転してしまう場合がある。実施の形態２においては、ＶＶＴ機構を用いることによって、逆回転しているエンジンを早期に停止させる構成について説明する。
【００７０】
実施の形態２に係るハイブリッド車両は、吸気バルブ４１０および排気バルブ４２０の両方の開閉タイミングを変更可能に構成されたエンジンを備える点において、実施の形態１に係る車両１（図１および図２参照）と異なる。実施の形態２に係るハイブリッド車両のそれ以外の構成は車両１の構成と同等であるため、説明は繰り返さない。
【００７１】
図９は、ＭＧ１ロック異常発生時のエンジン１００の逆回転を説明するための共線図である。図１０は、プラネタリロック異常発生時のエンジン１００の逆回転を説明するための共線図である。
【００７２】
図９および図１０を参照して、車両１が退避走行を実行している場合において、登坂路にて停止した状態から走行を再開させる際に、車両１がわずかに後退する（ずり落ちる）場合がある。特に、ユーザがブレーキペダルに替えてアクセルペダルを踏み込み、それにより生じたＭＧ２トルクによって車両１の停止状態を維持していた場合（いわゆるアクセルホールドを実行していた場合）に、このような状況が生じやすい。車両１がずり落ちると、直線Ｌ３１，Ｌ４１に示すようにプロペラシャフト回転速度Ｎｐが負になり、エンジン回転速度Ｎｅも負になる。すなわち、エンジン１００の逆回転が生じてしまうおそれがある。
【００７３】
そこで、実施の形態２によれば、退避走行中に車両が後退した場合（エンジン１００が逆回転した場合）に、エンジン１００が逆回転していない場合と比べて、排気バルブ４２０を進角させる制御を実行する。実施の形態２では、この制御を排気バルブ４２０の進角制御と称する。排気バルブ４２０の進角制御により、エンジン１００の逆回転を早期に停止することができる（直線Ｌ３２，Ｌ４２参照）。
【００７４】
図１１は、排気バルブ４２０の進角制御を説明するための図である。図１１を図６または図７と比べると、エンジン１００が逆回転していることにより、吸気バルブ４１０および排気バルブ４２０の開閉タイミングを示す各矢印の方向が逆転している。
【００７５】
排気バルブ４２０の進角制御を実行すると、進角制御を実行しない場合と比べて、排気バルブ４２０の閉弁タイミングＥＶＣが早くなる。そのため、ピストン４４０がＴＤＣからＢＤＣに向けて移動する際（ＴＤＣとＥＶＣとの間）において、シリンダ４３０内が真空に近い状態となる。そうすると、ピストン４４０の押し下げに要する仕事量が大きくなるので、ポンピングロスが大きくなる。つまり、エンジン１００のフリクションが大きくなる。したがって、エンジン回転速度Ｎｅがさらに減少することを抑制して、エンジン１００の逆回転を早期に停止することができる。
【００７６】
図１２は、実施の形態２における吸気バルブ４１０および排気バルブ４２０の開閉タイミングの制御を説明するためのフローチャートである。図１２を参照して、このフローチャートはＳ９０，Ｓ１００の処理をさらに含む点において、実施の形態１のフローチャート（図８参照）と異なる。他の処理は、実施の形態１のフローチャートにおける対応する処理と同等であるため、説明は繰り返さない。
【００７７】
Ｓ５０において、ＥＣＵ３００は、エンジン回転速度Ｎｅが共振帯域内にあるか否かを判定する。エンジン回転速度Ｎｅが共振帯域内にない場合（Ｓ５０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は処理をＳ９０に進め、プロペラシャフト回転速度Ｎｐが０未満であるか否か、すなわちエンジン１００が逆回転しているか否かをさらに判定する。なお、この判定は、エンジン回転速度Ｎｅを用いて行なうことも可能である。
【００７８】
プロペラシャフト回転速度Ｎｐが０未満の場合、すなわちエンジン１００が逆回転している場合（Ｓ９２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は排気バルブ４２０の進角制御を実行する。その後、ＥＣＵ３００は処理をメインルーチンへと戻す。
【００７９】
一方、プロペラシャフト回転速度Ｎｐが０以上の場合（Ｓ５２においてＮＯ）、すなわちエンジン１００が停止しているか正回転している場合、ＥＣＵ３００は排気バルブ４２０の進角制御は実行せずに、処理をメインルーチンへと戻す。
【００８０】
以上のように、実施の形態２によれば、エンジン１００が逆回転している場合、排気バルブ４２０の進角制御を実行してエンジン１００のフリクションを大きくすることによって、エンジン１００の逆回転を早期に停止することができる。排気バルブ４２０の進角制御においては、進角量を最大値（最進角値）に設定することが好ましい。これにより、エンジン１００のフリクションが最も大きくなるので、エンジン回転速度Ｎｅの逆回転を停止する効果が最も高くなるためである。
【００８１】
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。
【符号の説明】
【００８２】
１  車両、１０  第１ＭＧ（Motor  Generator）、２０  第２ＭＧ、１２，２２  レゾルバ、１００  エンジン、１０２  エンジン回転速度センサ、１０５  電動ＶＶＴ（Variable  Valve  Timing）機構、１１０  動力伝達システム、１１２  クランクシャフト、１１４  トーショナルダンパ、１５０  バッテリ、２５０  遊星歯車機構、２６０  プラネタリロック機構、３５０  駆動輪、４０２  スロットルモータ、４０４  スロットルバルブ、４０６  スロットル開度センサ、４０８  インジェクタ、４１０  吸気バルブ、４１２  吸気側カムシャフト、４１４，４２４  カム、４２０  排気バルブ、４２２  排気側カムシャフト、４３０  シリンダ、４３２  点火プラグ、４４０  ピストン、４５０  排気通路、４５２，４５４  触媒、４６０  電動アクチュエータ、４７６  カム角センサ、４７８  クランク角センサ、５１０  アクセル開度センサ、６１０，６２０  ロータ、６５０  プロペラシャフト、６５２  車速センサ、Ｃ  キャリア、Ｐ  ピニオンギヤ、Ｒ  リングギヤ、Ｓ  サンギヤ。
【図１】
2016150720.tif 000003
【図２】
2016150720.tif 000004
【図３】
2016150720.tif 000005
【図４】
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【図５】
2016150720.tif 000007
【図６】
2016150720.tif 000008
【図７】
2016150720.tif 000009
【図８】
2016150720.tif 000010
【図９】
2016150720.tif 000011
【図１０】
2016150720.tif 000012
【図１１】
2016150720.tif 000013
【図１２】
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