(57)【要約】【課題】ＣＤモードの解除が要求される場合にエンジンの吸気バルブ等の開閉タイミングを適切に調整する。【解決手段】制御装置は、ＣＤモードであって、かつ、ＥＶ走行中に（Ｓ１００にてＹＥＳ）、ＥＶキャンセルスイッチがオンされ（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、触媒温度Ｔｃがしきい値Ｔｃ（０）よりも小さく（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、かつ、車速ＶＳＳがしきい値ＶＳＳ（０）よりも小さい場合に（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、第１ＶＶＴ制御を実行するステップ（Ｓ１０８）と、触媒温度Ｔｃがしきい値Ｔｃ（０）よりも大きい場合（Ｓ１０４にてＮＯ）、あるいは、車速ＶＳＳがしきい値ＶＳＳ（０）よりも大きい場合（Ｓ１０６にてＮＯ）、第２ＶＶＴ制御を実行するステップ（Ｓ１１０）と、制御モードをＣＳモードに切り替えるステップ（Ｓ１１２）とを含む、制御処理を実行する。【選択図】図５
2016137784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動力を発生する電動機と、
電動アクチュエータを用いて吸気バルブおよび排気バルブのうちの少なくともいずれかの開閉タイミングを示す進角量を調整するバルブタイミング調整装置を有するエンジンと、
前記エンジンの排気通路に設けられる触媒と、
ＣＤ（Charge  Depleting）モードおよびＣＳ（Charge  Sustaining）モードのいずれかを選択し、前記ＣＤモードおよび前記ＣＳモードの各々において、走行状況に応じて、前記エンジンを停止して前記電動機により走行する第１の走行モードと、前記エンジンを作動させて走行する第２の走行モードとを切替えて走行するための制御装置と、
前記ＣＤモードの選択の解除を要求する解除操作を受け付ける操作部材とを備え、
前記ＣＤモードが選択されているときの、前記第１の走行モードから前記第２の走行モードへ切替わるパワーのしきい値は、前記ＣＳモードが選択されているときの前記しきい値よりも大きく、
前記制御装置は、前記ＣＤモードが選択され、かつ、前記第１の走行モードで前記車両が走行している場合には、前記解除操作によって前記ＣＤモードの選択の解除が要求されるときに、前記進角量が前記触媒の温度と前記車両の速度とに基づいて決定される目標値になるように前記電動アクチュエータを制御する、ハイブリッド車両。
【請求項２】
前記制御装置は、前記触媒の温度が第１しきい値よりも小さい場合には、前記車両の速度が第２しきい値よりも小さいときに設定される前記進角量を、前記車両の速度が前記第２しきい値よりも大きい場合に設定される前記進角量よりも遅角側の値に設定する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記制御装置は、前記触媒の温度が前記第１しきい値よりも小さい場合には、前記車両の速度が前記第２しきい値よりも小さいときに設定される前記進角量を、前記車両の速度が前記第２しきい値よりも大きい場合に設定される前記進角量よりも前記エンジンの始動後に前記触媒の暖機が促進される値に設定する、請求項２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、電動アクチュエータを用いて吸気バルブ等の開閉タイミングを調整するバルブ位置調整装置を有するエンジンを搭載したハイブリッド車両の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハイブリッド車両においては、たとえば、主に電動機を用いた電動走行が行なわれる機会が多いＣＤ（Charge  Depleting）走行モードおよび主に電動機とエンジンとを用いたハイブリッド走行が行なわれる機会が多いＣＳ（Charge  Sustaining）走行モード等の複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードが選択される技術が公知である。
【０００３】
たとえば、特開２０１３−１８９０４６号（特許文献１）は、たとえば、プラグインハイブリッド車両において、ＣＤモードであって、かつ、電動走行中に、ＣＤモードでの走行を一時的に中断するＥＶキャンセルスイッチが押下されることによって、ＣＳモードが選択される技術を開示する。
【０００４】
また、このようなハイブリッド車両に搭載されるエンジンには、一般的に吸気バルブ等の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置が搭載される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１８９０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＣＤモード時にＥＶキャンセルスイッチが押下され、ＣＳモードが選択された後にエンジンが始動する場合には、吸気バルブ等の開閉タイミングが適切に調整されていないと、エンジンの始動後において、排気エミッションが悪化したり、良好なドライバビリティが得られなかったりする場合がある。
【０００７】
本発明は、上述した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、ＣＤモードの解除が要求される場合にエンジンの吸気バルブ等の開閉タイミングを適切に調整する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】
この発明のある局面に係るハイブリッド車両は、車両の駆動力を発生する電動機と、電動アクチュエータを用いて吸気バルブおよび排気バルブのうちの少なくともいずれかの開閉タイミングを示す進角量を調整するバルブタイミング調整装置を有するエンジンと、エンジンの排気通路に設けられる触媒と、ＣＤ（Charge  Depleting）モードおよびＣＳ（Charge  Sustaining）モードのいずれかを選択し、ＣＤモードおよびＣＳモードの各々において、走行状況に応じて、エンジンを停止して電動機により走行する第１の走行モードと、エンジンを作動させて走行する第２の走行モードとを切替えて走行するための制御装置と、ＣＤモードの選択の解除を要求する解除操作を受け付ける操作部材とを備える。ＣＤモードが選択されているときの、第１の走行モードから第２の走行モードへ切替わるパワーのしきい値は、ＣＳモードが選択されているときのしきい値よりも大きい。制御装置は、ＣＤモードが選択され、かつ、第１の走行モードで車両が走行している場合には、解除操作によってＣＤモードの選択の解除が要求されるときに、進角量が触媒の温度と車両の速度とに基づいて決定される目標値になるように電動アクチュエータを制御する。
【０００９】
このようにすると、解除操作によってＣＤモードの選択の解除が要求されるときに、進角量が触媒の温度と車両の速度とに基づいて決定される目標値になるように電動アクチュエータが制御される。そのため、ＣＳモードが選択された後にエンジンが始動される場合には、吸気バルブ等の進角量が適切に調整された状態でエンジンを始動させることができる。これにより、排気エミッションの悪化を抑制し、良好なドライバビリティを得ることができる。
【００１０】
好ましくは、制御装置は、触媒の温度が第１しきい値よりも小さい場合には、車両の速度が第２しきい値よりも小さいときに設定される進角量を、車両の速度が第２しきい値よりも大きい場合に設定される進角量よりも遅角側の値に設定する。
【００１１】
このようにすると、触媒の温度が第１しきい値よりも小さく、かつ、車両の速度が第２しきい値よりも小さい場合には、進角量を相対的に遅角側の値にすることにより排気ガスの発生量を相対的に抑えて排気エミッションの悪化を抑制しつつ、触媒の暖機を図ることができる。一方、車両の速度が第２しきい値よりも大きい場合には、進角量を相対的に進角側の値にすることによりエンジンの出力特性を相対的に向上させて、良好なドライバビリティを得ることができる。そのため、特に高車速域での加速のもたつき等のドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００１２】
さらに好ましくは、制御装置は、触媒の温度が第１しきい値よりも小さい場合には、車両の速度が第２しきい値よりも小さいときに設定される進角量を、車両の速度が第２しきい値よりも大きい場合に設定される進角量よりもエンジンの始動後に触媒の暖機が促進される値に設定する。
【００１３】
このようにすると、触媒の温度が第１しきい値よりも小さく、かつ、車両の速度が第２しきい値よりも小さい場合には、触媒暖機を優先する進角量になるように電動アクチュエータが制御されるため、排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によると、解除操作によってＣＤモードの選択の解除が要求されるときに、進角量が触媒の温度と車両の速度とに基づいて決定される目標値になるように電動アクチュエータが制御される。そのため、ＣＳモードが選択された後にエンジンが始動される場合には、吸気バルブ等の進角量が適切に調整された状態でエンジンを始動させることができる。これにより、排気エミッションの悪化を抑制し、良好なドライバビリティを得ることができる。したがって、ＣＤモードの解除が要求される場合にエンジンの吸気バルブ等の開閉タイミングを適切に調整するハイブリッド車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施の形態に係る車両の全体構成を示すブロック図である。
【図２】エンジンの構成図である。
【図３】電動ＶＶＴ装置により実現されるバルブ変位量とクランク角との関係を示す図である。
【図４】制御装置の機能ブロック図である。
【図５】制御装置で実行される制御処理を示すフローチャートである。
【図６】制御装置の動作を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返されない。
【００１７】
図１に示すように、本実施の形態に係るハイブリッド車両（以下、単に車両と記載する）１は、エンジン１００と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割装置４と、減速機５と、駆動輪６と、蓄電装置１０と、ＰＣＵ（Power  Control  Unit）２０と、充電装置７８と、制御装置２００と、ＥＶキャンセルスイッチ２５０とを備える。
【００１８】
車両１は、エンジン１００およびモータジェネレータＭＧ２の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行可能である。エンジン１００は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関により構成される。エンジン１００は、動力分割装置４を介して駆動輪６および発電機として作動可能なモータジェネレータＭＧ１のうちの少なくともいずれかに動力を供給する。
【００１９】
エンジン１００は、モータジェネレータＭＧ１によりクランキングされて始動し得る。このエンジン１００は、電動アクチュエータ４０２を用いて吸気バルブの作動特性（具体的にはカムシャフトの回転位置（カム角）に対する相対的な吸気バルブの位置）を変更するための電動ＶＶＴ装置４００を有する。車両１の走行状況やエンジン１００の始動性に応じて、制御装置２００により電動ＶＶＴ装置４００が制御される。エンジン１００の排気通路１０２には、触媒１１２が設けられている。
【００２０】
動力分割装置４は、エンジン１００が発生する駆動力を、減速機５を介して駆動輪６を駆動するための動力と、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための動力とに分割可能に構成される。動力分割装置４は、たとえば遊星歯車機構によって構成される。この場合において、たとえば、遊星歯車機構のサンギヤには、モータジェネレータＭＧ１が連結され、遊星歯車機構のキャリアには、エンジン１００が連結され、遊星歯車機構のリングギヤには、モータジェネレータＭＧ２および減速機５を経由して駆動輪６が連結される。
【００２１】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、交流回転電機であり、たとえば、三相交流同期電動発電機である。モータジェネレータＭＧ１は、動力分割装置４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、蓄電装置１０のＳＯＣ（State  Of  Charge）が所定の下限に達すると、エンジン１００が始動してモータジェネレータＭＧ１により発電が行なわれる。モータジェネレータＭＧ１によって発電された電力は、ＰＣＵ２０により電圧変換され、蓄電装置１０に一時的に蓄えられたり、モータジェネレータＭＧ２に直接供給されたりする。
【００２２】
モータジェネレータＭＧ２は、蓄電装置１０に蓄えられた電力、および、モータジェネレータＭＧ１によって発電された電力の少なくとも一方を用いて車両１の駆動力を発生する。モータジェネレータＭＧ２によって発生される駆動力は、減速機５を介して駆動輪６に伝達される。なお、図１では、駆動輪６は前輪として示されているが、前輪に代えて、または前輪とともに、モータジェネレータＭＧ２によって後輪を駆動してもよい。
【００２３】
なお、車両１の制動時には、減速機５を介して駆動輪６によりモータジェネレータＭＧ２が駆動され、モータジェネレータＭＧ２が発電機として作動する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、制動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。モータジェネレータＭＧ２により発電された電力は、蓄電装置１０に蓄えられる。
【００２４】
ＰＣＵ２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するための駆動装置である。ＰＣＵ２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータを含み、さらに、インバータと蓄電装置１０との間で電圧変換するためのコンバータを含んでもよい。
【００２５】
蓄電装置１０は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池を含んで構成される。蓄電装置１０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。蓄電装置１０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって発電された電力を蓄える。なお、蓄電装置１０として、大容量のキャパシタも採用可能であり、蓄電装置１０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２による発電電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力をモータジェネレータＭＧ２へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。
【００２６】
充電装置７８は、車両１の停止中において、充電プラグ８０が車両１に取り付けられることによって外部電源８２から供給される電力を用いて蓄電装置１０を充電する。充電プラグ８０は、充電ケーブル８４の一方端に接続される。充電ケーブル８４の他方端は、外部電源８２に接続される。充電装置７８の正極端子は、ＰＣＵ２０の正極端子と蓄電装置１０の正極端子とを接続する電源ラインに接続される。充電装置７８の負極端子は、ＰＣＵ２０の負極端子と蓄電装置１０の負極端子とを接続するアースラインに接続される。なお、上述の充電方法に加えてまたは代えて、共鳴法や電磁誘導等の非接触給電によって外部電源８２から車両１の蓄電装置１０に電力が供給される充電方法が用いられてもよい。
【００２７】
ＥＶキャンセルスイッチ２５０は、たとえば、プッシュ式スイッチである。ＥＶキャンセルスイッチ２５０は、制御装置２００に接続される。運転者がＥＶキャンセルスイッチ２５０を操作することに応じて、ＥＶキャンセルスイッチ２５０は、信号ＳＴを制御装置２００に送信する。
【００２８】
制御装置２００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）や、記憶装置、入出力バッファ等（いずれも図示せず）を含むＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）を含んで構成される。制御装置２００は、ＥＶキャンセルスイッチ２５０や各種センサからの信号（信号ＳＴ、アクセル開度ＡＣＣあるいは車速ＶＳＳ等）の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、ハイブリッド車両１における各機器の制御を行なう。主要なものとして、制御装置２００は、ハイブリッド車両１の走行制御や、走行制御に応じたエンジン１００（たとえば、電動ＶＶＴ装置４００等）の制御を実行する。
【００２９】
また、制御装置２００は、ＣＤモードおよびＣＳモードのいずれかの制御モードを選択し、ＣＤモードおよびＣＳモードの各々において、走行状況に応じて、エンジン１００を停止してモータジェネレータＭＧ２により走行する第１の走行モード（以下の説明においてＥＶ（Electric  Vehicle）走行モードと記載する）と、エンジン１００を作動させて走行する第２の走行モード（以下の説明においてＨＶ（Hybrid  Vehicle）走行モードと記載する）とを切替える。
【００３０】
ＣＤモードは、蓄電装置１０のＳＯＣの低下を許容して（ＳＯＣを維持しないで）蓄電装置１０の電力を消費して走行する制御モードである。ＣＳモードは、エンジン１００が動作または停止される制御モードであって、蓄電装置１０のＳＯＣの低下を抑制して（ＳＯＣを維持する場合を含む）走行する制御モードである。
【００３１】
制御装置２００は、選択された制御モードに従って、ＰＣＵ２０およびエンジン１００を制御する。
【００３２】
なお、ＣＤモードとしては、ＳＯＣを維持しないものに特に限定されるものではなく、たとえば、蓄電装置１０のＳＯＣを維持して走行することによりＥＶ走行によって蓄電装置１０の電力を消費して走行することを優先するモードであってもよい。また、制御モードとしては、ＣＤモードおよびＣＳモード以外の制御モードが含まれてもよい。また、制御モードは、走行時における車両１の制御に限定して用いられるものではなく、走行時および停止時における車両１の制御に用いられる。
【００３３】
より具体的には、制御装置２００は、蓄電装置１０のＳＯＣに応じて、ＣＤモードとＣＳモードとを自動的に切り替える。制御装置２００は、たとえば、蓄電装置１０のＳＯＣが切り替えしきい値Ａよりも大きい場合には、ＣＤモードに従ってＰＣＵ２０およびエンジン１００を制御し、蓄電装置１０のＳＯＣが切り替えしきい値Ａよりも小さい場合には、ＣＳモードに従ってＰＣＵ２０およびエンジン１００を制御する。さらに制御装置２００は、ＣＤモードの選択中に、ＥＶキャンセルスイッチ２５０が操作されて信号ＳＴを受信する場合には、ＣＤモードの選択を解除する（すなわち、走行モードをＣＤモードからＣＳモードに切り替える）。
【００３４】
ＣＤモードに従った車両１の走行時においては、発電のためのエンジン１００の動作が抑制されるため（すなわち、蓄電装置１０のＳＯＣの低下が許容されるため）、蓄電装置１０のＳＯＣは維持されず、走行距離の増加に応じて蓄電装置１０の電力が消費され、蓄電装置１０のＳＯＣは、減少していく。
【００３５】
制御装置２００は、ＣＤモード時においては、車両要求パワーがエンジン１００の始動しきい値Ｐｒ（１）を超えない限りにおいて、モータジェネレータＭＧ２の出力のみで車両１が走行するようにＰＣＵ２０を制御する。
【００３６】
制御装置２００は、ＣＤモード時にモータジェネレータＭＧ２の出力のみで車両１が走行している場合に、車両要求パワーがエンジン１００の始動しきい値Ｐｒ（１）を超えた後に（すなわち、車両要求パワーをモータジェネレータＭＧ２の出力のみで満足させることができないと判定された後に）、エンジン１００を始動させて、モータジェネレータＭＧ２の出力とエンジン１００の出力とで車両要求パワーを満足させるようにＰＣＵ２０とエンジン１００とを制御する。また、制御装置２００は、ＣＤモード時に車両要求パワーがエンジン１００の停止しきい値を下回る場合には、エンジン１００を停止させる。ＣＤモード時の停止しきい値は、始動しきい値Ｐｒ（１）以下の値の予め定められた値である。
【００３７】
ＣＳモードに従った車両１の走行時においては、発電のためのエンジン１００の動作が可能となり、蓄電装置１０のＳＯＣを維持したり、あるいは、蓄電装置１０のＳＯＣを回復させたりすることによって、蓄電装置１０のＳＯＣの低下が抑制される。
【００３８】
制御装置２００は、たとえば、ＣＳモード時に蓄電装置１０のＳＯＣが所定の制御範囲内（たとえば、上述の切替しきい値Ａを含む制御範囲内）になるように蓄電装置１０の充放電制御を実行してもよいし、蓄電装置１０のＳＯＣが所定の目標ＳＯＣ（たとえば、上述の切替しきい値Ａ）を維持するように蓄電装置１０の充放電制御を実行してもよい。
【００３９】
制御装置２００は、ＣＳモード時においては、蓄電装置１０のＳＯＣが所定の制御範囲や所定の目標ＳＯＣを大きく超えている場合には、車両要求パワーがエンジン１００の始動しきい値Ｐｒ（２）を超えない限りにおいて、モータジェネレータＭＧ２の出力のみで車両１が走行するようにＰＣＵ２０を制御する。
【００４０】
制御装置２００は、上述のようにＣＳモード時にモータジェネレータＭＧ２の出力のみで車両１が走行している場合に、車両要求パワーがエンジン１００の始動しきい値Ｐｒ（２）を超えた後に（すなわち、車両要求パワーをモータジェネレータＭＧ２の出力のみで満足させることができないと判定された後に）、エンジン１００を始動させて、モータジェネレータＭＧ２の出力とエンジン１００の出力とで車両要求パワーを満足させるようにＰＣＵ２０とエンジン１００とを制御する。また、制御装置２００は、ＣＳモード時に車両要求パワーがエンジン１００の停止しきい値を下回る場合には、エンジン１００を停止させる。ＣＳモード時の停止しきい値は、始動しきい値Ｐｒ（２）以下の値の予め定められた値である。
【００４１】
なお、本実施の形態においては、ＣＤモード時の始動しきい値Ｐｒ（１）は、ＣＳモード時の始動しきい値Ｐｒ（２）よりも高いものとし、ＣＤモード時の停止しきい値は、ＣＳモード時の停止しきい値よりも高いものとして説明する。始動しきい値Ｐｒ（１）およびＰｒ（２）は、いずれも、モータジェネレータＭＧ２の出力の上限値以下であって、かつ、蓄電装置１０の出力の上限値（Ｗｏｕｔ）以下の値である。
【００４２】
次に、電動ＶＶＴ装置４００を有するエンジン１００の構成について説明する。図２は、図１に示されたエンジン１００の具体的な構成を示す図である。
【００４３】
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３１２により駆動されるスロットルバルブ１０４により調整される。インジェクタ１０８は、吸気ポートに燃料を噴射する。吸気ポートにおいて、燃料と空気とが混合される。混合気は、吸気バルブ１１８が開くことによって、シリンダ１０６内へ導入される。なお、インジェクタ１０８は、シリンダ１０６内に直接燃料を噴射する直噴インジェクタとして設けられてもよい。あるいは、インジェクタ１０８は、ポート噴射用と直噴用との両方が設けられてもよい。
【００４４】
シリンダ１０６内の混合気は、点火プラグ１１０により着火されて燃焼する。燃焼後の混合気すなわち排気ガスは、排気通路１０２に排出される。排気通路１０２には、排気ガスを浄化する触媒１１２が設けられる。排気ガスは、触媒１１２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１１４が押し下げられ、クランクシャフト１１６が回転する。なお、排気通路１０２には、触媒１１２の含む複数種類の触媒が異なる位置に設けられるようにしてもよい。
【００４５】
シリンダ１０６の頭頂部には、吸気バルブ１１８および排気バルブ１２０が設けられる。シリンダ１０６に導入される空気の量および時期は、吸気バルブ１１８により制御される。シリンダ１０６から排出される排気ガスの量および時期は、排気バルブ１２０により制御される。吸気バルブ１１８はカム１２２により駆動され、排気バルブ１２０はカム１２４により駆動される。
【００４６】
吸気バルブ１１８の作動特性は、電動ＶＶＴ（Variable Valve Timing）装置４００によって変化される。電動ＶＶＴ装置４００は、カムシャフトと、カムスプロケット（いずれも図示せず）と、電動アクチュエータ４０２とを含む。カムシャフトは、回転軸の方向がクランクシャフトの回転軸と平行になるようにエンジン１００のシリンダヘッドに回転自在に設けられる。カムシャフトは、カムによって各気筒に設けられる排気バルブを開閉する排気側カムシャフトと、カムによって各気筒に設けられる吸気バルブを開閉する吸気側カムシャフトとを含む。排気側カムシャフトには、複数のカム１２４が所定の間隔で固定される。吸気側カムシャフトには、複数のカム１２２が所定の間隔で固定される。
【００４７】
吸気側および排気側のカムシャフトの各々の一方端には、カムスプロケットが設けられる。双方のカムスプロケットには同じタイミングチェーンが巻き掛けられる。タイミングチェーンは、クランクシャフト１１６に設けられるタイミングロータ（図示せず）にも巻き掛けられる。そのため、クランクシャフトとカムシャフトとはタイミングチェーンによって同期して回転する。
【００４８】
カムシャフトとカムスプロケットとの間には電動アクチュエータ４０２が設けられる。電動アクチュエータ４０２は、吸気側のカムシャフトとカムスプロケットとの間の回転位相を変化させる。電動アクチュエータ４０２は、制御装置２００から送信される制御信号ＶＶＴに基づいてその動作が制御される。電動アクチュエータ４０２によって吸気側のカムシャフトとカムスプロケットとの回転位相が変化させられると、吸気バルブ１１８においては、開弁期間が維持されるとともに、開弁タイミングおよび開弁タイミングに連動して閉弁タイミングが変化されることとなる。これによって、吸気側のカムシャフトの回転位置に対する吸気バルブ１１８のバルブ位置が変化される。
【００４９】
電動ＶＶＴ装置４００による吸気バルブ１１８の開弁タイミングの変化の態様については後述する。
【００５０】
制御装置２００には、アクセル開度ＡＣＣや車速ＶＳＳを示す信号のほか、カム角センサ３００、クランク角センサ３０２、スロットル開度センサ３０６および冷却水温センサ３０８の各センサから信号が入力される。
【００５１】
カム角センサ３００は、カムの位置ＣＭＡを表す信号を出力する。クランク角センサ３０２は、クランクシャフト１１６の回転数（以下、エンジン回転数ともいう）ＮＥおよびクランクシャフト１１６の回転角度ＣＲＡを表す信号を出力する。スロットル開度センサ３０６は、スロットル開度θｔｈを表す信号を出力する。冷却水温センサ３０８は、冷却水温Ｔｗを表す信号を出力する。
【００５２】
さらに、制御装置２００は、これらの各センサからの信号に基づいてエンジン１００を制御する。具体的には、制御装置２００は、車両１の走行状況や排気浄化装置の暖機状況に応じてエンジン１００が所望の運転ポイントで運転されるように、スロットル開度θｔｈ、点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、吸気バルブ１１８の作動状態（開閉タイミング）を制御する。なお、運転ポイントとは、エンジン１００の出力、トルクおよび回転数が決定されるエンジン１００の動作点であり、エンジン１００が所望の出力やトルクを発生するようにエンジン１００の運転ポイントが決定される。
【００５３】
制御装置２００は、ハイブリッド車両１の走行制御において、エンジン１００への要求出力を設定する。さらに、制御装置２００は、エンジン１００が設定された要求出力を発生するための動作点（エンジン回転数およびエンジントルクの組み合わせ）で動作するように、上記のパラメータ群を制御する。
【００５４】
図３に、電動ＶＶＴ装置４００において実現されるバルブ変位量とクランク角の関係が示される。図３の縦軸は、バルブ変位量を示し、図３の横軸は、クランク角を示す。
【００５５】
図３に示すように、排気行程において排気バルブ１２０が開いて変位量がピークとなった後に閉じ、その後の吸気行程において吸気バルブ１１８が開いて変位量がピークとなった後に閉じる。排気バルブ１２０のバルブ変位量が波形ＥＸに示されており、これに対して、吸気バルブ１１８のバルブ変位量が波形ＩＮ１，ＩＮ２に示されている。
【００５６】
なお、バルブ変位量とは、吸気バルブ１１８（あるいは、排気バルブ１２０）が閉じた状態からの吸気バルブ１１８の変位量（開度）を意味する。吸気バルブ１１８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いい、吸気バルブ１１８が開いてから閉じるまでのクランク角の範囲を作用角という。
【００５７】
電動ＶＶＴ装置４００は、リフト量および作用角を維持した状態で吸気バルブ１１８の開弁タイミングおよび閉弁タイミングを変更する。すなわち、電動ＶＶＴ装置４００は、波形の形状を維持した状態で波形を、波形ＩＮ１（実線）と波形ＩＮ２（破線）との間で変化させることによって吸気バルブ１１８の開弁タイミングを変化させる。本実施の形態においては、クランク角ＣＡ（０）が波形ＩＮ１でバルブ変位量を変化させる場合の吸気バルブ１１８の開弁タイミングに対応し、クランク角ＣＡ（１）が波形ＩＮ２でバルブ変位量を変化させる場合の吸気バルブ１１８の開弁タイミングに対応する。
【００５８】
以下の説明においてクランク角ＣＡ（０）からクランク角ＣＡ（１）への方向に開弁タイミングを変更することを開弁タイミングを遅角するといい、クランク角ＣＡ（１）からクランク角ＣＡ（０）への方向に開弁タイミングを変更することを開弁タイミングを進角するというものとする。また、本実施の形態においてクランク角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ものとする。
【００５９】
なお、本実施の形態においては、図３に最進角の吸気バルブ１１８のバルブ変位量の波形ＩＮ１と、最遅角の吸気バルブ１１８のバルブ変位量の波形ＩＮ２とを例示したが、特に、電動ＶＶＴ装置４００の開弁タイミングの変更範囲は、図３に示すＣＡ（０）とＣＡ（１）との間に限定されるものではない。また、本実施の形態において、最進角の吸気バルブ１１８の開弁タイミングは、排気バルブ１２０の閉弁タイミングとオーバーラップする位置に設定されるものとして説明するが、オーバーラップしないようにＣＡ（０）を設定してもよい。
【００６０】
制御装置２００は、エンジン１００の停止時においては、吸気バルブ１１８の開弁タイミングが最遅角の開弁タイミングになるように電動ＶＶＴ装置４００を制御する。電動ＶＶＴ装置４００は、たとえば、電動アクチュエータ４０２への電力供給が停止される場合に、吸気バルブ１１８の開弁タイミングが最遅角の開弁タイミングになるように構成される。なお、後述する「進角量」は、最遅角の開弁タイミングを基準とした開弁タイミングの進角方向の変化量を示す値である。
【００６１】
以上のような構成を有する車両１において、制御装置２００は、たとえば、ＣＤモード時にＥＶキャンセルスイッチ２５０が押下され、ＣＳモードが選択された後にエンジン１００が始動する場合には、吸気バルブ１１８等の開閉タイミングが適切に調整されていないと、エンジン１００の始動後において、排気エミッションが悪化したり、良好なドライバビリティが得られなかったりする場合がある。
【００６２】
そこで、本実施の形態において、制御装置２００は、ＣＤモードが選択され、かつ、エンジン１００を停止してモータジェネレータＭＧ２により車両１が走行している場合には、ＥＶキャンセルスイッチ２５０への操作によってＣＤモードの選択の解除が要求されるときに、進角量が触媒１１２の温度と車両１の速度ＶＳＳとに基づいて決定される目標値になるように電動アクチュエータ４０２を制御する点を特徴とする。
【００６３】
このようにすると、ＣＳモードが選択された後にエンジン１００が始動される場合には、吸気バルブ１１８等の進角量が適切に調整された状態でエンジン１００を始動させることができる。これにより、排気エミッションの悪化を抑制し、良好なドライバビリティを得ることができる。
【００６４】
図４に、本実施の形態に係る車両１に搭載された制御装置２００の機能ブロック図を示す。制御装置２００は、モード判定部２０２と、操作判定部２０４と、温度判定部２０６と、車速判定部２０８と、ＶＶＴ制御部２１０と、モード切替部２１２とを含む。なお、これらの構成は、プログラム等のソフトウェアにより実現されてもよいし、ハードウェアにより実現されてもよい。
【００６５】
モード判定部２０２は、制御モードがＣＤモードであって、かつ、走行モードがＥＶ走行モードであるか否かを判定する。モード判定部２０２は、たとえば、制御モードが切り替わる毎に変化するフラグ（モード判定フラグ）の状態（オン状態であるかオフ状態であるか）に基づいて現在選択されている制御モードがＣＤモードであるか否かを判定する。
【００６６】
たとえば、モード判定フラグは、ＣＤモードが選択される場合にオン状態となり、ＣＳモードが選択される場合にオフ状態になる場合を想定する。モード判定部２０２は、たとえば、モード判定フラグがオン状態である場合に、ＣＤモードが選択されていると判定し、モード判定フラグがオフ状態である場合に、ＣＤモードが選択されていない（すなわち、ＣＳモードが選択されている）と判定してもよい。
【００６７】
さらに、モード判定部２０２は、エンジン回転数ＮＥがゼロであって、かつ、モータジェネレータＭＧ２にトルク指令値を出力している場合に、走行モードがＥＶ走行であると判定してもよいし、あるいは、車両要求パワーが始動しきい値Ｐｒ（１）よりも低い場合に、走行モードがＥＶ走行であると判定してもよい。
【００６８】
操作判定部２０４は、モード判定部２０２によって走行モードがＣＤモードであると判定された場合に、ＥＶキャンセルスイッチ２５０が操作されたか否かを判定する。操作判定部２０４は、信号ＳＴを受信した場合に、ＥＶキャンセルスイッチ２５０が操作されたと判定する。
【００６９】
温度判定部２０６は、操作判定部２０４によってＥＶキャンセルスイッチ２５０が操作されたと判定される場合に、触媒１１２の温度Ｔｃがしきい値Ｔｃ（０）よりも大きいか否かを判定する。本実施の形態においては、温度判定部２０６は、エンジン１００の冷却水温Ｔｗに基づいて触媒１１２の温度Ｔｃを推定する。温度判定部２０６は、たとえば、冷却水温ｗと触媒１１２の温度Ｔｃの関係を示すマップ等を用いて現在の冷却水温Ｔｗから触媒１１２の温度Ｔｃを推定する。しきい値Ｔｃ（０）は、予め定められた値であって、触媒１１２の活性温度範囲の下限値である。活性温度範囲は、たとえば、約４００℃付近の温度範囲である。なお、温度判定部２０６は、冷却水温Ｔｗに代えてまたは加えて、たとえば、吸気温度や、エンジン１００の発熱量および放熱量や、排気通路１０２の放熱量や排気温度等を考慮して触媒１１２の温度Ｔｃを推定してもよいし、あるいは、触媒１１２に設けられる温度センサを用いて触媒１１２の温度Ｔｃを検出するようにしてもよい。
【００７０】
車速判定部２０８は、車速ＶＳＳがしきい値ＶＳＳ（０）よりも小さいか否かを判定する。しきい値ＶＳＳ（０）は、予め定められた値であって、ＣＤモードにおける車速の上限値である。ＣＤモードにおける車速の上限値は、法定速度の上限値や設計的あるいは実験的に適合される値である。本実施の形態においてＣＤモードにおける車速の上限値は、たとえば、時速１００ｋｍである。
【００７１】
ＶＶＴ制御部２１０は、温度判定部２０６によって触媒１１２の温度Ｔｃがしきい値Ｔｃ（０）よりも低いと判定され、かつ、車速判定部２０８によって車速ＶＳＳがＣしきい値ＶＳＳ（０）よりも小さいと判定される場合に、進角量が第１目標値ΔＣＡ（１）になるように電動ＶＶＴ装置４００の電動アクチュエータ４０２を作動させる（以下、このような制御を第１ＶＶＴ制御と記載する）。第１目標値ΔＣＡ（１）は、たとえば、後述する第２目標値ΔＣＡ（２）よりも遅角側の値であって、触媒１１２の暖機の促進が可能な値である。
【００７２】
一方、ＶＶＴ制御部２１０は、温度判定部２０６によって触媒１１２の温度Ｔｃがしきい値Ｔｃ（０）以上であると判定される場合、あるいは、車速ＶＳＳがしきい値ＶＳＳ（０）以上であると判定される場合に、進角量が第２目標値ΔＣＡ（２）になるように電動ＶＶＴ装置４００の電動アクチュエータ４０２を作動させる（以下、このような制御を第２ＶＶＴ制御と記載する）。第２目標値ΔＣＡ（２）は、第１目標値ΔＣＡ（１）よりも進角側の値であって、エンジン１００から駆動輪６に伝達される駆動力によって良好なドライバビリティが得られる進角量である。第２目標値も第１目標値と同様に設計的あるいは実験的に適合される値であって、予め定められた値である。
【００７３】
モード切替部２１２は、第１ＶＶＴ制御および第２ＶＶＴ制御のいずれかが実行された後に、制御モードをＣＤモードからＣＳモードに切り替える。そのため、車両１は、ＣＳモードに従って制御される。
【００７４】
図５を参照して、本実施の形態に係る車両１に搭載された制御装置２００で実行される制御処理について説明する。
【００７５】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、制御装置２００は、ＣＤモードであって、かつ、ＥＶ走行中であるか否かを判定する。ＣＤモードであって、かつ、ＥＶ走行中であると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００７６】
Ｓ１０２にて、制御装置２００は、ＥＶキャンセルスイッチ２５０がオン操作されたか否かを判定する。ＥＶキャンセルスイッチ２５０がオン操作されたと判定された場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。もしそうでない場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００７７】
Ｓ１０４にて、制御装置２００は、触媒１１２の温度Ｔｃがしきい値Ｔｃ（０）よりも小さいか否かを判定する。触媒１１２の温度Ｔｃがしきい値Ｔｃ（０）よりも小さいと判定される場合（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。もしそうでない場合（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１１０に移される。
【００７８】
Ｓ１０６にて、制御装置２００は、車速ＶＳＳがしきい値ＶＳＳ（０）よりも小さいか否かを判定する。車速ＶＳＳがしきい値ＶＳＳ（０）よりも小さいと判定される場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。もしそうでない場合（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１１０に移される。
【００７９】
Ｓ１０８にて、制御装置２００は、第１ＶＶＴ制御を実行する。Ｓ１１０にて、制御装置２００は、第２ＶＶＴ制御を実行する。なお、第１ＶＶＴ制御および第２ＶＶＴ制御の内容については上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。Ｓ１１２にて、制御装置２００は、制御モードをＣＳモードに切り替える。その後、制御装置２００は、ＣＳモードに従って車両１を制御する。
【００８０】
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両１に搭載された制御装置２００の動作について図６を参照しつつ説明する。
【００８１】
たとえば、制御モードがＣＤモードであって、かつ、走行モードがＥＶ走行モードである場合を想定する（Ｓ１００にてＹＥＳ）。時間Ｔ（０）にて、車両１の走行中に、運転者によってＥＶキャンセルスイッチ２５０が操作された場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）であって、触媒１１２の温度Ｔｃがしきい値Ｔｃ（０）よりも小さく（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、かつ、車速ＶＳＳがしきい値ＶＳＳ（０）よりも小さいときには（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、時間Ｔ（１）にて、第１ＶＶＴ制御が実行される（Ｓ１０８）。
【００８２】
図５の最下段のグラフの実線に示すように、第１ＶＶＴ制御が実行されることによって、進角量が第１目標値ΔＣＡ（１）になるように電動アクチュエータ４０２が制御される。そして、時間Ｔ（２）にて、ＣＳモードに走行モードが切り替えられる（Ｓ１１２）。第１目標値ΔＣＡ（１）は、エンジン１００の始動後に触媒１１２の暖機が促進される進角量である。そのため、時間Ｔ（３）にて、ＣＳモードの選択中に、車両要求パワーがエンジン１００の始動しきい値Ｐｒ（２）を超えるなどしてエンジン１００が始動される場合には、エンジン１００の始動後において触媒１１２の暖機が促進されることとなるため、エミッションの悪化が抑制される。
【００８３】
一方、ＥＶキャンセルスイッチ２５０が操作されたときに、触媒１１２の温度Ｔｃがしきい値Ｔｃ（０）以上である場合（Ｓ１０４にてＮＯ）、あるいは、車速ＶＳＳがしきい値ＶＳＳ（０）よりも大きい場合（Ｓ１０６にてＮＯ）、時間Ｔ（１）にて、第２ＶＶＴ制御が実行される（Ｓ１１２）。
【００８４】
図５の最下段のグラフの破線に示すように、第２ＶＶＴ制御が実行されることによって、進角量が第２目標値ΔＣＡ（２）になるように電動アクチュエータ４０２が制御される。そして、時間Ｔ（２）にて、ＣＳモードに走行モードが切り替えられる。第２目標値ΔＣＡ（２）は、エンジン１００の始動後に良好なドライバビリティが得られる進角量である。そのため、時間Ｔ（３）にて、ＣＳモードの選択中に、車両要求パワーがエンジン１００の始動しきい値Ｐｒ（２）を超えるなどしてエンジン１００が始動される場合には、特に車速が高い状況において、加速のもたつき等が抑制され、良好なドライバビリティが得られる。
【００８５】
以上のようにして、ＥＶキャンセルスイッチ２５０への操作によってＣＤモードの選択の解除が要求されるときに、進角量が触媒１１２の温度と車両１の速度ＶＶＳとに基づいて決定される目標値（第１目標値ΔＣＡ（１）または第２目標値ΔＣＡ（２））になるように電動アクチュエータ４０２が制御される。そのため、ＣＳモードが選択された後にエンジンが始動される場合には、吸気バルブ等の進角量（開閉タイミング）が適切に調整された状態でエンジン１００を始動させることができる。たとえば、触媒１１２の温度Ｔｃがしきい値Ｔｃ（０）よりも小さい場合であって（触媒１１２の暖機が要求される場合であって）、かつ、車速ＶＳＳがしきい値ＶＳＳ（０）よりも小さい場合（加速が要求された場合に加速のもたつきが生じにくい場合）においては、進角量が第１目標値ΔＣＡ（１）になるように電動アクチュエータ４０２が制御される。これにより、排気ガスの発生量を抑制しつつ、触媒１１２の暖機が促進されるため、エミッションの悪化を抑制することができる。また、触媒１１２の温度Ｔｃがしきい値Ｔｃ（０）よりも大きい場合（触媒１１２の暖機が完了している場合）、あるいは、車速ＶＳＳがしきい値ＶＳＳ（０）以上である場合（加速が要求された場合に加速のもたつきが生じる可能性がある場合）においては、進角量が第２目標値ΔＣＡ（２）になるように電動アクチュエータ４０２が制御される。これにより、高い筒内圧（燃焼圧）を得ることができるため、エンジン１００が始動した場合に、エンジン１００から駆動輪６へ伝達される駆動力の応答性が向上して良好なドライバビリティを得ることができる。したがって、ＣＤモードの解除が要求される場合にエンジンの吸気バルブ等の開閉タイミングを適切に調整するハイブリッド車両を提供することができる。
【００８６】
本実施の形態の変形例について以下に説明する。本実施の形態において、車両１は、外部電源８２を用いた充電が可能なプラグインハイブリッド車両であるものとして説明したが、外部充電機能を有しないハイブリッド車両に適用することも可能である。
【００８７】
本実施の形態において、車両１は、図１に示すハイブリッド車両の構成を一例として説明したが、少なくともエンジン１００が駆動輪６に動力を伝達する形式のハイブリッド車両であればよく、特に図１に示すハイブリッド車両の構成に限定されるものではない。
【００８８】
本実施の形態においては、ＣＤモードの選択中にＥＶキャンセルスイッチ２５０が操作されてＣＤモードの選択が解除される場合に、電動ＶＶＴ装置４００を用いて吸気バルブ１１８の進角量を調整するものとして説明したが、たとえば、ＣＤモードの選択中にＥＶキャンセルスイッチ２５０が操作されてＣＤモードの選択が解除される場合に、電動ＶＶＴ装置４００を用いて吸気バルブ１１８に代えてまたは加えて排気バルブ１２０の進角量を調整するようにしてもよい。排気バルブ１２０の進角量は、触媒１１２の温度Ｔｃがしきい値Ｔｃ（０）よりも小さく、かつ、車速ＶＳＳがしきい値ＶＳＳ（０）よりも小さい場合、触媒１１２の暖機が促進されるように目標値が設定され、そうでない場合には、良好なドライバビリティを得るという観点で目標値が設定されればよい。
【００８９】
本実施の形態においては、ＣＤモードの選択中にＥＶキャンセルスイッチ２５０が操作されてＣＤモードの選択が解除される場合に、電動ＶＶＴ装置４００を用いて吸気バルブ１１８の進角量を調整するものとして説明したが、たとえば、ＥＶキャンセルスイッチ２５０が操作された直後に吸気バルブ１１８の進角量を第１目標値あるいは第２目標値に速やかに調整するようにしてもよいし、あるいは、ＥＶキャンセルスイッチ２５０が操作された後に、電動ＶＶＴ装置４００の作動音が運転者に認識されない程度の速度で吸気バルブ１１８の進角量を調整するようにしてもよいし、あるいは、走行騒音が生じる予め定められた速度よりも大きい場合に電動ＶＶＴ装置４００を作動させて吸気バルブ１１８の進角量を調整するようにしてもよい。
【００９０】
本実施の形態においては、進角量の第１目標値ΔＣＡ（１）を第２目標値ΔＣＡ（２）よりも遅角側の値にすることによって触媒暖機を促進するものとして説明したが、進角量の調整に加えて、点火時期の遅角や燃料噴射量の制御を併せて実行してもよい。
【００９１】
本実施の形態においては、第１ＶＶＴ制御および第２ＶＶＴ制御のうちのいずれかが実行された後にＣＳモードに切り替えるものとして説明したが、ＥＶキャンセルスイッチ２５０が操作された時点で制御モードをＣＤモードからＣＳモードに切り替えるようにしてもよい。
【００９２】
なお、上記した変形例は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。
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】
【００９３】
１  ハイブリッド車両、４  動力分割装置、５  減速機、６  駆動輪、１０  蓄電装置、２０  ＰＣＵ、７８  充電装置、８０  充電プラグ、８２  外部電源、８４  充電ケーブル、１００  エンジン、１０２  排気通路、１０４  スロットルバルブ、１０６  シリンダ、１０８  インジェクタ、１１０  点火プラグ、１１２  触媒、１１４  ピストン、１１６  クランクシャフト、１１８  吸気バルブ、１２０  排気バルブ、１２２，１２４  カム、２００  制御装置、２０２  モード判定部、２０４  操作判定部、２０６  温度判定部、２０８  車速判定部、２１０  ＶＶＴ制御部、２１２  モード切替部、２５０  キャンセルスイッチ、３００  カム角センサ、３０２  クランク角センサ、３０６  スロットル開度センサ、３０８  冷却水温センサ、３１２  スロットルモータ、４００  電動ＶＶＴ装置、４０２  電動アクチュエータ。
【図１】
2016137784.tif 000003
【図２】
2016137784.tif 000004
【図３】
2016137784.tif 000005
【図４】
2016137784.tif 000006
【図５】
2016137784.tif 000007
【図６】
2016137784.tif 000008