(57)【要約】【課題】内燃機関を要求される運転状態で運転するときに、燃焼室における燃焼の向上を図ると共に内燃機関から出力されるトルクの変動を抑制する。【解決手段】エンジン２２をアイドル運転するときには、タンブルコントロールバルブを全閉し、その後、初期トルク変動ΔＴｅｓｅｔに対するトルク変動ΔＴｅの偏差である変動偏差Ｊが正の閾値Ｊ１以下になるまでタンブルコントロールバルブの開度ＴＣを調整し（Ｓ２９０）、さらに、変動偏差Ｊがより小さくなるよう排気バルブの開閉タイミングＶＴやＥＧＲ量Ｒを調整する（Ｓ３１０，Ｓ３３０）。この調整後のタンブルコントロールバルブの開度ＴＣは全閉する前に比して小さくなっている。したがって、エンジンをアイドル運転するときに、エンジンの燃焼室内の燃焼の向上を図ることができると共にエンジンから出力されるトルクの変動が大きくなるのを抑制することができる。【選択図】図６
2009067346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を有し、該内燃機関からの動力を用いて駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記内燃機関の吸気系に配置され、前記内燃機関の燃焼室内への旋回流の発生および強さの調整が可能な旋回流調整手段と、
前記内燃機関の出力軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記内燃機関に要求される運転状態に基づいて前記電動機を制御する電動機制御手段と、
前記電動機の駆動状態に基づいて前記内燃機関から出力されるトルクの変動である機関トルク変動を推定する機関トルク変動推定手段と、
前記内燃機関が所定の運転状態で運転されるよう指示がなされたとき、前記旋回流調整手段による旋回流の強さの調整を行なう前後における前記推定された機関トルク変動の偏差が所定偏差以下となる範囲での前記旋回流調整手段による旋回流を強くする方向の調整を伴って前記内燃機関が前記所定の運転状態で運転されるよう前記内燃機関と前記旋回流調整手段とを制御する機関系制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
請求項１記載の動力出力装置であって、
前記旋回流調整手段は、開度が小さいほど大きな旋回流を発生させる手段であり、
前記機関系制御手段は、前記内燃機関が前記所定の運転状態で運転されるよう指示がなされたとき、前記旋回流調整手段により旋回流の強さの調整が行なわれる前の前記推定された機関トルク変動を初期機関トルク変動として設定すると共に前記旋回流調整手段の開度が所定開度以下となるよう該旋回流調整手段を制御する第１開度調整制御を実行し、該第１開度調整制御を実行した後に、前記推定された機関トルク変動と前記設定した初期機関トルク変動との偏差である機関トルク変動偏差が前記所定偏差以下となるよう前記旋回流調整手段を制御する第２開度調整制御を実行する手段である、
動力出力装置。
【請求項３】
前記第２開度調整制御は、前記機関トルク変動偏差が前記所定偏差以下となるまで前記旋回流調整手段の開度を徐々に大きくしていく制御である請求項２記載の動力出力装置。
【請求項４】
請求項２または３記載の動力出力装置であって、
前記内燃機関の吸気バルブおよび／または排気バルブの開閉タイミングを変更可能な開閉タイミング変更手段を備え、
前記機関系制御手段は、前記第２開度調整制御を実行した後に、前記内燃機関の吸気バルブおよび／または排気バルブの開閉タイミングの変更により前記機関トルク変動偏差が前記所定偏差よりも小さい第２所定偏差以下となるよう前記開閉タイミング変更手段を制御する手段である、
動力出力装置。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置であって、
前記内燃機関からの排気を前記吸気系に供給可能な排気供給手段を備え、
前記機関系制御手段は、前記第２開度調整制御を実行した後に、前記排気供給手段による前記排気の前記吸気系への供給量の調整により前記機関トルク変動偏差が前記所定偏差よりも小さい第３所定偏差以下となるよう前記排気供給手段を制御する手段である、
動力出力装置。
【請求項６】
前記所定の運転状態は、アイドル運転状態である請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置。
【請求項７】
前記電動機制御手段は、前記内燃機関が前記所定の運転状態における回転数で運転されるよう前記電動機を制御する手段である請求項１ないし６のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置。
【請求項８】
前記旋回流調整手段は、前記吸気系の負圧を用いたアクチュエータにより旋回流の強さを調整する手段である請求項１ないし７のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置であって、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と前記電動機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力された動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第２の電動機と、
を備える動力出力装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置を搭載し、前記内燃機関からの動力を用いて走行する車両。
【請求項１１】
内燃機関と、前記内燃機関の吸気系に配置され前記内燃機関の燃焼室内への旋回流の発生および強さの調整が可能な旋回流調整手段と、前記内燃機関の出力軸に動力を入出力可能な電動機と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記内燃機関に要求される運転状態に基づいて前記電動機を制御し、
前記電動機の駆動状態に基づいて前記内燃機関から出力されるトルクの変動である機関トルク変動を推定し、
前記内燃機関が所定の運転状態で運転されるよう指示がなされたとき、前記旋回流調整手段による旋回流の強さの調整を行なう前後における前記推定された機関トルク変動の偏差が所定偏差以下となる範囲での前記旋回流調整手段による旋回流を強くする方向の調整を伴って前記内燃機関が前記所定の運転状態で運転されるよう前記内燃機関と前記旋回流調整手段とを制御する、
ことを特徴とする動力出力装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置およびその制御方法並びに車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、エンジンの燃焼室におけるタンブルの強さを調整するタンブルコントロールバルブがエンジンの吸気通路の吸気ポートに設けられたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、エンジンの回転数やスロットルバルブの開度が所定範囲内のときに、タンブルコントロールバルブを閉じることにより、タンブル流を強くして燃焼室における燃焼を向上させている。
【特許文献１】特開２０００−２７４２５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
こうした動力出力装置では、タンブルコントロールバルブを閉じると、燃焼室における燃焼（例えば燃焼速度など）が向上するものの、エンジンから出力されるトルクの変動も大きくなり得る。したがって、これらを考慮しながらエンジンを要求される運転状態で運転することが望まれる。
【０００４】
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両は、内燃機関の吸気系に配置されて内燃機関の燃焼室内に旋回流を発生させることが可能な旋回流調整装置を備えるものにおいて、内燃機関を要求される運転状態で運転するときに、燃焼室における燃焼の向上を図ると共に内燃機関から出力されるトルクの変動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】
【０００５】
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の動力出力装置は、
内燃機関を有し、該内燃機関からの動力を用いて駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記内燃機関の吸気系に配置され、前記内燃機関の燃焼室内への旋回流の発生および強さの調整が可能な旋回流調整手段と、
前記内燃機関の出力軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記内燃機関に要求される運転状態に基づいて前記電動機を制御する電動機制御手段と、
前記電動機の駆動状態に基づいて前記内燃機関から出力されるトルクの変動である機関トルク変動を推定する機関トルク変動推定手段と、
前記内燃機関が所定の運転状態で運転されるよう指示がなされたとき、前記旋回流調整手段による旋回流の強さの調整を行なう前後における前記推定された機関トルク変動の偏差が所定偏差以下となる範囲での前記旋回流調整手段による旋回流を強くする方向の調整を伴って前記内燃機関が前記所定の運転状態で運転されるよう前記内燃機関と前記旋回流調整手段とを制御する機関系制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の動力出力装置では、内燃機関が所定の運転状態で運転されるよう指示がなされたときには、旋回流調整手段による旋回流の強さの調整を行なう前後に電動機の駆動状態に基づいて内燃機関から出力されるトルクの変動である機関トルク変動を推定すると共にその調整を行なう前後における機関トルク変動の偏差が所定偏差以下となる範囲での旋回流調整手段による旋回流を強くする方向の調整を伴って内燃機関が所定の運転状態で運転されるよう内燃機関と旋回流調整手段とを制御する。これにより、内燃機関を所定の運転状態で運転するときに、燃焼室における燃焼（例えば燃焼速度など）の向上を図ることができると共に内燃機関から出力されるトルクの変動が大きくなるのを抑制することができる。また、このとき、電動機の駆動状態に基づいて機関トルク変動をより適正に推定することができる。ここで、「前記所定の運転状態」は、アイドル運転状態であるものとすることもできる。また、「前記電動機制御手段」は、前記内燃機関が前記所定の運転状態における回転数で運転されるよう前記電動機を制御する手段であるものとすることもできる。さらに、「前記旋回流調整手段」は、前記吸気系の負圧を用いたアクチュエータにより旋回流の強さを調整する手段であるものとすることもできる。
【０００８】
こうした本発明の動力出力装置において、前記旋回流調整手段は、開度が小さいほど大きな旋回流を発生させる手段であり、前記機関系制御手段は、前記内燃機関が前記所定の運転状態で運転されるよう指示がなされたとき、前記旋回流調整手段により旋回流の強さの調整が行なわれる前の前記推定された機関トルク変動を初期機関トルク変動として設定すると共に前記旋回流調整手段の開度が所定開度以下となるよう該旋回流調整手段を制御する第１開度調整制御を実行し、該第１開度調整制御を実行した後に、前記推定された機関トルク変動と前記設定した初期機関トルク変動との偏差である機関トルク変動偏差が前記所定偏差以下となるよう前記旋回流調整手段を制御する第２開度調整制御を実行する手段である、ものとすることもできる。ここで、所定開度には、値０即ち全閉に相当する開度が含まれる。この場合、前記第２開度調整制御は、前記機関トルク変動偏差が前記所定偏差以下となるまで前記旋回流調整手段の開度を徐々に大きくしていく制御であるものとすることもできる。
【０００９】
この第１開度調整制御や第２開度調整制御を実行する態様の本発明の動力出力装置において、前記内燃機関の吸気バルブおよび／または排気バルブの開閉タイミングを変更可能な開閉タイミング変更手段を備え、前記機関系制御手段は、前記第２開度調整制御を実行した後に、前記内燃機関の吸気バルブおよび／または排気バルブの開閉タイミングの変更により前記機関トルク変動偏差が前記所定偏差よりも小さい第２所定偏差以下となるよう前記開閉タイミング変更手段を制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、吸気バルブや排気バルブの開閉タイミングを調整することにより、機関トルク変動偏差を第２所定偏差以下にすることができる。
【００１０】
また、第１開度調整制御や第２開度調整制御を実行する態様の本発明の動力出力装置において、前記内燃機関からの排気を前記吸気系に供給可能な排気供給手段を備え、前記機関系制御手段は、前記第２開度調整制御を実行した後に、前記排気供給手段による前記排気の前記吸気系への供給量の調整により前記機関トルク変動偏差が前記所定偏差よりも小さい第３所定偏差以下となるよう前記排気供給手段を制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、排気の吸気系への供給量を調整することにより、機関トルク変動偏差を第３所定偏差以下にすることができる。
【００１１】
本発明の動力出力装置において、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と前記電動機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力された動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な第２の電動機と、を備えるものとすることもできる。
【００１２】
本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、内燃機関を有し該内燃機関からの動力を用いて駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、前記内燃機関の吸気系に配置され前記内燃機関の燃焼室内への旋回流の発生および強さの調整が可能な旋回流調整手段と、前記内燃機関の出力軸に動力を入出力可能な電動機と、前記内燃機関に要求される運転状態に基づいて前記電動機を制御する電動機制御手段と、前記電動機の駆動状態に基づいて前記内燃機関から出力されるトルクの変動である機関トルク変動を推定する機関トルク変動推定手段と、前記内燃機関が所定の運転状態で運転されるよう指示がなされたとき、前記旋回流調整手段による旋回流の強さの調整を行なう前後における前記推定された機関トルク変動の偏差が所定偏差以下となる範囲での前記旋回流調整手段による旋回流を強くする方向の調整を伴って前記内燃機関が前記所定の運転状態で運転されるよう前記内燃機関と前記旋回流調整手段とを制御する機関系制御手段と、を備える動力出力装置を搭載し、前記内燃機関からの動力を用いて走行することを要旨とする。
【００１３】
この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明の車両を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、内燃機関を所定の運転状態で運転するときに、燃焼室における燃焼（例えば、燃焼速度など）の向上を図ることができると共に内燃機関から出力されるトルクの変動が大きくなるのを抑制することができる効果や、電動機の駆動状態に基づいて機関トルク変動をより適正に推定することができる効果などと同様の効果を奏することができる。
【００１４】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、前記内燃機関の吸気系に配置され前記内燃機関の燃焼室内への旋回流の発生および強さの調整が可能な旋回流調整手段と、前記内燃機関の出力軸に動力を入出力可能な電動機と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記内燃機関に要求される運転状態に基づいて前記電動機を制御し、
前記電動機の駆動状態に基づいて前記内燃機関から出力されるトルクの変動である機関トルク変動を推定し、
前記内燃機関が所定の運転状態で運転されるよう指示がなされたとき、前記旋回流調整手段による旋回流の強さの調整を行なう前後における前記推定された機関トルク変動の偏差が所定偏差以下となる範囲での前記旋回流調整手段による旋回流を強くする方向の調整を伴って前記内燃機関が前記所定の運転状態で運転されるよう前記内燃機関と前記旋回流調整手段とを制御する、
ことを特徴とする。
【００１５】
この本発明の動力出力装置の制御方法では、内燃機関が所定の運転状態で運転されるよう指示がなされたときには、旋回流調整手段による旋回流の強さの調整を行なう前後に電動機の駆動状態に基づいて内燃機関から出力されるトルクの変動である機関トルク変動を推定すると共にその調整を行なう前後における機関トルク変動の偏差が所定偏差以下となる範囲での旋回流調整手段による旋回流を強くする方向の調整を伴って内燃機関が所定の運転状態で運転されるよう内燃機関と旋回流調整手段とを制御する。これにより、内燃機関を所定の運転状態で運転するときに、燃焼室における燃焼（例えば燃焼速度など）の向上を図ることができると共に内燃機関から出力されるトルクの変動が大きくなるのを抑制することができる。また、このとき、電動機の駆動状態に基づいて機関トルク変動をより適正に推定することができる。ここで、「前記所定の運転状態」は、アイドル運転状態であるものとすることもできる。また、「前記電動機制御手段」は、前記内燃機関が前記所定の運転状態における回転数で運転されるよう前記電動機を制御する手段であるものとすることもできる。さらに、「前記旋回流調整手段」は、前記吸気系の負圧を用いたアクチュエータにより旋回流の強さを調整する手段であるものとすることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載した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、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００１８】
図２は、エンジン２２の構成の概略を示す構成図であり、図３は、エンジン２２の吸気系の構成の概略を示す構成図である。エンジン２２は、ガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料と空気との混合気を燃焼室１３１内で爆発燃焼させ、混合気の爆発燃焼に伴うピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動へと変換することにより動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２では、図２や図３に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気がスロットルバルブ１２４を介して吸気管１２１内に取り入れられ、さらに、燃焼室１３１へのタンブル流（旋回流）の発生の有無および強さを調整するタンブルコントロールバルブ１２５や吸気バルブ１２８を介して燃焼室１３１内に吸入される。そして、吸気行程や圧縮行程で燃料噴射弁１２６からガソリンが噴射されて吸入空気とガソリンとが混合され、この混合気が点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させられる。ここで、タンブルコントロールバルブ１２５は、実施例では、吸気管１２１内の負圧を用いて作動する周知の負圧式アクチュエータ１６０により駆動されるものとした。こうしたタンブルコントロールバルブ１２５を有するものでは、スロットルバルブ１２４の開度が比較的小さいときには、タンブルコントロールバルブ１２５の開度が小さいほどタンブルコントロールバルブ１２５側の吸気通路１２１ａとは異なる吸気通路１２１ｂに多くの空気が流れ、燃焼室１３１内に強いタンブル流が生じる。エンジン２２からの排気は、排気バルブ１３３や、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。この浄化装置１３４の後段には、排気を吸気側に供給するＥＧＲ管１５２と、吸気側に供給する排気の供給量を調整するＥＧＲバルブ１５４と、を備え、ＥＧＲバルブ１５４の開度の調整により、エンジン２２は、不燃焼ガスとしての排気を吸気管１２１に供給して空気と排気とガソリンの混合気を燃焼室に吸引することができるようになっている。
【００１９】
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａ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、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃ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。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト２６の回転位置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，燃焼室内に取り付けられた圧力センサからの筒内圧力，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からのスロットルバルブ１２４の開度ＴＨ，タンブルコントロールバルブ１２５のポジションを検出するタンブルコントロールバルブポジションセンサ１６２からのタンブルコントロールバルブ１２５の開度ＴＣ，吸気管１２１に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号，同じく吸気管１２１に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，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，ＥＧＲバルブ１５４の開度を検出する開度センサ１５６からのＥＧＲバルブ開度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のポジションを調整するスロットルモータ１３６への駆動信号、タンブルコントロールバルブ１２５のポジションを調整する負圧式アクチュエータ１６０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、排気バルブ１３３の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号，吸気管１２１に供給する排気の供給量（以下、これをＥＧＲ量という）を調整するＥＧＲバルブ１５４への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０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も演算している。
【００２０】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００２１】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。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されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０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ハイブリッド用電子制御ユニット７０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も演算している。
【００２２】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。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，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４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に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂ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ハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。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残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂ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を演算している。
【００２３】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２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、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６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。ハイブリッド用電子制御ユニット７０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。ハイブリッド用電子制御ユニット７０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。
【００２４】
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８３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としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａ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動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａ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動力分配統合機構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リングギヤ軸３２ａ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リングギヤ軸３２ａ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。
【００２５】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にエンジン２２をアイドル運転する際の動作について説明する。図４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるアイドル運転要求時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊や、要求トルクＴｒ＊に基づく車両に要求される車両要求パワーＰ＊などに基づいてエンジン２２をアイドル運転するアイドル運転条件が成立しているときに所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２６】
アイドル運転要求時制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２やリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊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、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、要求トルクＴｒ＊は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて設定されてＲＡＭ７６の所定アドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。
【００２７】
次に、エンジン２２をアイドル運転する際の目標回転数であるアイドル回転数Ｎｉｄｌとリングギヤ軸３２ａの回転数（モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除した回転数）Ｎｒと動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算し（ステップＳ１１０）、計算したトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いてエンジン２２から動力分配統合機構３０のキャリア３４に作用すると推定されるトルクとしての推定トルクＴｅｅｓｔを式（３）により計算し（ステップＳ１２０）、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ２＊を式（４）により計算する（ステップＳ１３０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図５に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるため（エンジン２２をアイドル回転数Ｎｉｄｌで回転させるため）のフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第１項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第２項の「ｋ２」は積分項のゲインである。さらに、式（３）や式（４）もこの共線図を用いれば容易に導くことができる。
【００２８】
Nm1*=Nidl・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ)               (1)
Tm1*=k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt            (2)
Teest=-(1+ρ)・Tm1*/ρ                    (3)
Tm2*=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr                 (4)
【００２９】
こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、アイドル運転指令やエンジン２２の推定トルクＴｅｅｓｔについてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ１４０）、アイドル運転要求時制御ルーチンを終了する。アイドル運転指令や推定トルクＴｅｅｓｔを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２がアイドル運転されるよう、図６に例示するアイドル運転時調整ルーチンによる推定トルクＴｅｅｓｔに基づくトルク変動ΔＴｅを用いたタンブルコントロールバルブ１２５の開度ＴＣや排気バルブ１３３の開閉タイミングＶＴ，ＥＧＲ量Ｒなどの調整を伴って、吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御など制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が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。なお、モータＭＧ１について、このように制御することにより、エンジン２２の燃焼室１３１内における爆発燃焼やフリクションによってエンジン２２の回転数Ｎｅがアイドル回転数Ｎｉｄｌ近傍で増減する程度を小さくすることができる。
【００３０】
次に、エンジン２２をアイドル運転する際にエンジンＥＣＵ２４により実行される制御、特に、タンブルコントロールバルブ１２５の開度ＴＣや排気バルブ１３３の開閉タイミングＶＴ，ＥＧＲ量Ｒを調整する制御について説明する。図６は、エンジンＥＣＵ２４により実行されるアイドル運転時調整ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からアイドル運転指令を受信しているときに所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。なお、スロットルバルブ１２４の開度ＴＨを調整するスロットル制御や燃料噴射弁１２６からの燃料噴射量を調整する燃料噴射制御，点火プラグ１３０による点火時期を調整する点火制御などについては周知であると共に本発明の中核をなさないため、詳細な説明は省略する。
【００３１】
アイドル運転時調整ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、ハイブリッド用電子制御ユニット７０から通信によりエンジン２２の推定トルクＴｅｅｓｔを入力すると共に（ステップＳ２００）、入力した推定トルクＴｅｅｓｔを用いてエンジン２２から出力されるトルクの変動であるトルク変動ΔＴｅを設定する（ステップＳ２１０）。ここで、トルク変動ΔＴｅは、例えば、推定トルクＴｅｅｓｔの振幅などを設定することができる。
【００３２】
続いて、初期値として値０が設定されている、即ち、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からアイドル運転指令を受信してから初めてこのアイドル運転時調整ルーチンが実行されるときに値０が設定されているタンブルコントロールバルブ調整フラグＦの値を調べ（ステップＳ２２０）、タンブルコントロールバルブ調整フラグＦが値０のときには、ステップＳ２１０で設定したトルク変動ΔＴｅを初期トルク変動ΔＴｅｓｅｔとして設定し（ステップＳ２３０）、エンジン２２をアイドル運転するために要する排気バルブ１３３の目標開閉タイミングＶＴ＊，目標ＥＧＲ量Ｒ＊などを設定すると共に（ステップＳ２４０）、タンブルコントロールバルブ１２５の目標開度ＴＣ＊に値０を設定し（ステップ２５０）、タンブルコントロールバルブ調整フラグＦに値１を設定して（ステップＳ２６０）、アイドル運転時調整ルーチンを終了する。エンジンＥＣＵ２４は、こうして設定された排気バルブ１３３の目標開閉タイミングＶＴ＊や目標ＥＧＲ量Ｒ＊，タンブルコントロールバルブ１２５の目標開度ＴＣ＊を用いて、排気バルブ１３３の開閉タイミングが目標開閉タイミングＶＴ＊となるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御し、ＥＧＲ量が目標ＥＧＲ量Ｒ＊となるようＥＧＲバルブ１５４を駆動し、タンブルコントロールバルブ１２５の開度が目標開度ＴＣ＊となるよう負圧式アクチュエータ１６０を駆動する。いま、タンブルコントロールバルブ１２５の目標開度ＴＣ＊には値０が設定されているから、タンブルコントロールバルブ１２５は全閉の状態となる。エンジン２２をアイドル運転するときには、スロットルバルブ１２４の開度が比較的小さいため、スロットルバルブ１２４を介して吸気管１２１内に取り入れられる空気量はそれほど多くない。したがって、タンブルコントロールバルブ１２５を完全に閉じることにより、吸気通路１２１ｂに流れる空気量が多くなり、タンブル流が強くなる。これにより、燃焼室１３１内における燃焼を向上させることができる。しかしながら、この場合、エンジン２２からトルクが出力されやすくなるため、キャリア３４に大きなトルク変動が作用しやすくなる。したがって、こうしたトルク変動を抑制する調整を行なうことが望ましい。
【００３３】
ステップＳ２２０でタンブルコントロールバルブ調整フラグＦが値１のときには、初期トルク変動ΔＴｅｓｅｔに対するトルク変動ΔＴｅの偏差である変動偏差Ｊ（ΔＴｅ−ΔＴｅｓｅｔ）を計算すると共に（ステップＳ２７０）、計算した変動偏差Ｊを閾値Ｊ１，閾値Ｊ１より小さいＪ２，閾値Ｊ２より小さいＪ３と比較する（ステップＳ２８０）。ここで、閾値Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３は、変動偏差ΔＪが所定範囲内であるか否かを判定するために用いられるものであり、いずれも予め実験などにより定められた値を用いることができ、少なくとも閾値Ｊ１には正の値が設定される。閾値Ｊ１は、タンブルコントロールバルブ１２５の開度の調整において用いられるものであり、閾値Ｊ２は、排気バルブ１３３の開閉タイミングの調整において用いられるものであり、閾値Ｊ３は、ＥＧＲ量Ｒの調整において用いられるものである。いま、タンブルコントロールバルブ１２５を全閉したときを考えれば、前述したように、トルク変動ΔＴｅは、タンブルコントロールバルブ１２５の開度を全閉する前のトルク変動ΔＴｅとしての初期トルク変動ΔＴｅｓｅｔに比して大きくなっている。
【００３４】
変動偏差Ｊが閾値Ｊ１より大きいときには、前回このルーチンが実行されたときに設定されたタンブルコントロールバルブ１２５の目標開度（前回ＴＣ＊）に予め定められた所定開度ΔＴＣだけ加えることにより目標開度ＴＣ＊を設定すると共に（ステップＳ２９０）、排気バルブ１３３の目標開閉タイミングＶＴ＊と目標ＥＧＲ量Ｒ＊とについて前回値を保持して（ステップＳ３００）、アイドル運転時調整ルーチンを終了する。このようにタンブルコントロールバルブ１２５の開度を値０から大きくすると、タンブルコントロールバルブ１２５の開度が値０即ち全閉のときに比してタンブル流が弱くなり燃焼室１３１内における爆発燃焼によってキャリア３４に作用するトルクが小さくなるため、トルク変動ΔＴ（変動偏差Ｊ）を小さくすることができる。そして、次回以降にこのルーチンが実行されたときには、変動偏差Ｊが閾値Ｊ１以下になるまでこのルーチンの実行毎にタンブルコントロールバルブ１２５の目標開度ＴＣ＊を徐々に大きくしていく。ここで、閾値Ｊ１が正の値であるため、変動偏差Ｊが閾値Ｊ１に略等しくなるときのタンブルコントロールバルブ１２５の開度ＴＣは、全閉される前の開度ＴＣに比して小さい。したがって、この状態でエンジン２２をアイドル運転するときには、タンブルコントロールバルブ１２５を全閉する前に比して燃焼室１３１内における燃焼（例えば、燃焼速度など）の向上を図ることができる。なお、このとき、閾値Ｊ１が正の値であるため、タンブルコントロールバルブ１２５を全閉する前のトルク変動ΔＴｅ（ΔＴｅｓｅｔ）に比して若干のトルク変動ΔＴｅの増大は許容されることになる。
【００３５】
変動偏差Ｊが閾値Ｊ１以下になったときには、前回このルーチンが実行されたときに設定された排気バルブ１３３の目標開閉タイミング（前回ＶＴ＊）から予め定められた所定タイミングΔＶＴだけ進角させたタイミングを排気バルブ１３３の目標開閉タイミングＶＴ＊に設定すると共に（ステップＳ３１０）、目標ＥＧＲ量Ｒ＊とタンブルコントロールバルブ１２５の目標開度ＴＣ＊とについて前回値を保持して（ステップＳ３２０）、アイドル運転時調整ルーチンを終了する。このように排気バルブ１３３の開閉タイミングＶＴを進角させると、吸排気バルブのオーバーラップを小さくすることができ、燃焼室１３１内における爆発燃焼によってキャリア３４に作用するトルクが小さくなるため、トルク変動ΔＴｅ（変動偏差Ｊ）を小さくすることができる。そして、次回以降にこのルーチンが実行されたときには、変動偏差Ｊが閾値Ｊ２以下になるまでこのルーチンの実行毎に排気バルブ１３３の開閉タイミングＶＴを徐々に進角させていく。
【００３６】
変動偏差Ｊが閾値Ｊ２以下になったときには、前回このルーチンが実行されたときに設定された目標ＥＧＲ量（前回Ｒ＊）から予め定められた所定ＥＧＲ量ΔＲだけ減じることにより目標ＥＧＲ量Ｒ＊を設定すると共に（ステップＳ３３０）、排気バルブ１３３の目標開閉タイミングＶＴ＊とタンブルコントロールバルブ１２５の目標開度ＴＣ＊とについて前回値を保持して（ステップＳ３４０）、アイドル運転時調整ルーチンを終了する。このようにＥＧＲ量Ｒを小さくすると、吸気管１２１に供給される排気の量が減少するため、燃焼室１３１内における爆発燃焼がより安定し、トルク変動ΔＴｅ（変動偏差Ｊ）を小さくすることができる。そして、次回以降にこのルーチンが実行されたときには、変動偏差Ｊが閾値Ｊ３以下になるまでこのルーチンの実行毎にＥＧＲ量Ｒを減少させていき、変動偏差Ｊが閾値Ｊ３以下になった以降は、排気バルブ１３３の目標開閉タイミングＶＴ＊と目標ＥＧＲ量Ｒ＊とタンブルコントロールバルブ１２５の目標開度ＴＣ＊とについて前回値を保持して（ステップＳ３５０）、アイドル運転時調整ルーチンを終了する。このように変動偏差Ｊが閾値Ｊ１以下になった以降に変動偏差Ｊがより小さくなるよう排気バルブ１３３の開閉タイミングＶＴやＥＧＲ量Ｒを調整することにより、エンジン２２から出力されるトルクの変動をより小さくすることができる。
【００３７】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２をアイドル運転するときには、タンブルコントロールバルブ１２５を全閉し、その後、タンブルコントロールバルブ１２５を全閉する前のエンジン２２のトルク変動ΔＴｅである初期トルク変動ΔＴｅｓｅｔに対するトルク変動ΔＴｅの偏差である変動偏差Ｊ（ΔＴｅ−ΔＴｅｓｅｔ）が正の閾値Ｊ１以下になるまでタンブルコントロールバルブ１２５の開度ＴＣを調整し、さらに、変動偏差Ｊがより小さくなるよう排気バルブ１３３の開閉タイミングＶＴやＥＧＲ量Ｒを調整するから、エンジン２２をアイドル運転するときに、タンブルコントロールバルブ１２５を全閉する前に比して燃焼室１３１内における燃焼（例えば、燃焼速度など）の向上を図ることができると共にエンジン２２から出力されるトルクの変動が大きくなるのを抑制することができる。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、図４のアイドル運転要求時制御ルーチンにおいて、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１と目標回転数Ｎｍ１＊とに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に（ステップＳ１１０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊に基づいてエンジン推定トルクＴｅｅｓｔを設定するものとしたが（ステップＳ１２０）、図６のアイドル運転時調整ルーチンのステップ２８０で変動偏差Ｊが閾値Ｊ３以下になった以降などタンブルコントロールバルブ１２５の開度ＴＣや排気バルブ１３３の開閉タイミングＶＴ，ＥＧＲ量Ｒの調整が終了した以降には、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し、エンジン推定トルクＴｅｅｓｔの設定を行なわないものとしてもよい。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２をアイドル運転するときのタンブルコントロールバルブ１２５の開度ＴＣや排気バルブ１３３の開閉タイミングＶＴ，ＥＧＲ量Ｒの調整について説明したが、スロットルバルブ１２４の開度ＴＨが比較的小さくてタンブルコントロールバルブ１２５の開度ＴＣによってタンブル流の強さが変化するとき（エンジン２２が比較的低負荷で運転されるとき）であれば、エンジン２２をアイドル運転するときに限られず、こうしたタンブルコントロールバルブ１２５の開度ＴＣや排気バルブ１３３の開閉タイミングＶＴ，ＥＧＲ量Ｒの調整を行なうものとしてもよい。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２をアイドル運転するときには、タンブルコントロールバルブ１２５を全閉した後に、タンブルコントロールバルブ１２５を全閉する前のトルク変動ΔＴｅに対する偏差としての変動偏差Ｊが所定値（実施例では、閾値Ｊ３）以下となるようタンブルコントロールバルブ１２５の開度ＴＣや排気バルブ１３３の開閉タイミングＶＴ，ＥＧＲ量Ｒを調整するものとしたが、変動偏差Ｊが所定値以下となるよう調整する際に、排気バルブ１３３の開閉タイミングＶＴとＥＧＲ量Ｒとのうち少なくとも一方の調整を行なわないものとしてもよい。また、また、これらに加えて、例えば、スロットルバルブ１２４の開度ＴＣの調整などを行なうものとしてもよい。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２をアイドル運転するときには、タンブルコントロールバルブ１２５の開度ＴＣ，排気バルブ１３３の開閉タイミングＶＴ，ＥＧＲ量Ｒの順に調整を行なうものとしたが、タンブルコントロールバルブ１２５の開度ＴＣ，ＥＧＲ量Ｒ，排気バルブ１３３の開閉タイミングＶＴの順に調整を行なうものとしてもよい。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、排気バルブ１３３の開閉タイミングＶＴを変更できる可変バルブタイミング機構１５０を備えるものとしたが、これに代えてまたは加えて、吸気バルブ１２８の開閉タイミングを変更できる吸気用可変バルブタイミング機構を備えるものとしてもよい。この場合、実施例のハイブリッド自動車２０では、変動偏差Ｊが閾値Ｊ１以下で閾値Ｊ２より大きいときには、排気バルブ１３３の目標開閉タイミングＶＴ＊を徐々に進角させていくものとしたが、これに代えて又は加えて、吸気バルブ１２８の目標開閉タイミングを徐々に遅角させていくものとしてもよい。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ＥＧＲ管１５２やＥＧＲバルブ１５４を備えるものとしたが、こうしたＥＧＲ管１５２やＥＧＲバルブ１５４を備えないものとしてもよい。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、タンブルコントロールバルブ１２５の開度ＴＣを調整するものとして負圧式アクチュエータ１６０を用いるものとしたが、負圧式アクチュエータ１６０に代えて、電動アクチュエータや油圧アクチュエータを用いるものとしてもよい。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、図２に示すように、筒内噴射用の燃料噴射弁１２６を備えるものとしたが、これに代えてまたは加えて、エンジン２２の吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射用の燃料噴射弁を備えるものとしてもよい。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図７の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図７における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００４７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。
【００４８】
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される動力出力装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた動力出力装置の形態としても構わない。さらに、こうした動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。
【００４９】
ここで、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、タンブルコントロールバルブ１２５と負圧式アクチュエータ１６０とが「旋回流調整手段」に相当し、モータＭＧ１が「電動機」に相当し、エンジン２２のアイドル回転数Ｎｉｄｌとリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとに基づくモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊と回転数Ｎｍ１とに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する図４のアイドル運転要求時制御ルーチンのステップＳ１１０，Ｓ１４０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と受信したトルク指令Ｔｍ１＊に基づいてモータＭＧ１を制御するモータＥＣＵ４０とが「電動機制御手段」に相当し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に基づいてエンジン２２の推定トルクＴｅｅｓｔを計算してエンジンＥＣＵ２４に送信する図４のアイドル運転時制御ルーチンのステップＳ１２０，Ｓ１４０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と受信した推定トルクＴｅｅｓｔに基づいてエンジン２２から出力されるトルクの変動としてのトルク変動ΔＴｅを設定する図６のアイドル運転時調整ルーチンのステップＳ２１０の処理を実行するエンジンＥＣＵ２４とが「機関トルク変動推定手段」に相当し、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からアイドル運転指令を受信しているときに、まず、排気バルブ１３３の目標開閉タイミングＶＴ＊や目標ＥＧＲ量Ｒ＊を設定すると共にタンブルコントロールバルブ１２５の目標開度に値０を設定し、その後、タンブルコントロールバルブ１２５を全閉する前のエンジン２２のトルク変動ΔＴｅである初期トルク変動ΔＴｅｓｅｔに対するトルク変動ΔＴｅの偏差である変動偏差Ｊ（ΔＴｅ−ΔＴｅｓｅｔ）が正の閾値Ｊ１以下になるまでタンブルコントロールバルブ１２５の目標開度ＴＣ＊を徐々に大きくしていくと共に排気バルブ１３３の目標開閉タイミングＶＴ＊および目標ＥＧＲ量Ｒ＊を保持し、変動偏差Ｊが閾値Ｊ１以下になった以降は変動偏差Ｊが閾値Ｊ２以下になるまで排気バルブ１３３の目標開閉タイミングＶＴ＊を徐々に進角側にしていくと共に目標ＥＧＲ量Ｒ＊およびタンブルコントロールバルブ１２５の目標開度ＴＣ＊を保持し、変動偏差Ｊが閾値Ｊ２以下になった以降は変動偏差Ｊが閾値Ｊ３以下になるまで目標ＥＧＲ量Ｒ＊を徐々に小さくしていくと共に排気バルブ１３３の目標開閉タイミングＶＴ＊およびタンブルコントロールバルブ１２５の目標開度ＴＣ＊を保持する図６のアイドル運転時調整ルーチンを実行すると共に設定した排気バルブ１３３の目標開閉タイミングＶＴ＊に基づいて可変バルブタイミング機構１５０を制御すると共に目標ＥＧＲ量Ｒ＊に基づいてＥＧＲバルブ１５４を駆動すると共にタンブルコントロールバルブ１２５の目標開度ＴＣ＊に基づいて負圧式アクチュエータ１６０を駆動するエンジンＥＣＵ２４が「機関系制御手段」に相当する。また、可変バルブタイミング機構１５０が「開閉タイミング変更手段」に相当し、ＥＧＲ管１５２とＥＧＲバルブ１５４とが「排気供給手段」に相当する。さらに、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「第２の電動機」に相当する。また、対ロータ電動機２３０も「電動機」に相当する。
【００５０】
ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「旋回流調整手段」としては、タンブルコントロールバルブ１２５と負圧式アクチュエータ１６０とに限定されるものではなく、内燃機関の吸気系に配置され内燃機関の燃焼室内への旋回流の発生および強さの調整が可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、内燃機関の出力軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「電動機制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。「電動機制御手段」としては、エンジン２２のアイドル回転数Ｎｉｄｌとリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとに基づくモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊と回転数Ｎｍ１とに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＭＧ１を制御するものに限定されるものではなく、内燃機関に要求される運転状態に基づいて電動機を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「機関トルク変動推定手段」としては、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に基づいてエンジン２２の推定トルクＴｅｅｓｔを計算すると共に計算した推定トルクＴｅｅｓｔに基づいてエンジン２２から出力されるトルクの変動としてのトルク変動ΔＴｅを設定するものに限定されるものではなく、電動機の駆動状態に基づいて内燃機関から出力されるトルクの変動である機関トルク変動を推定するものであれば如何なるものとしても構わない。「機関制御手段」としては、エンジン２２をアイドル運転するときに、まず、排気バルブ１３３の目標開閉タイミングＶＴ＊を設定して可変バルブタイミング機構１５０を制御すると共に目標ＥＧＲ量Ｒ＊を設定してＥＧＲバルブ１５４を制御すると共にタンブルコントロールバルブ１２５の目標開度に値０を設定して負圧式アクチュエータ１６０を駆動し、その後、タンブルコントロールバルブ１２５を全閉する前のエンジン２２のトルク変動ΔＴｅである初期トルク変動ΔＴｅｓｅｔに対するトルク変動ΔＴｅの偏差である変動偏差Ｊ（ΔＴｅ−ΔＴｅｓｅｔ）が正の閾値Ｊ１以下になるまでタンブルコントロールバルブ１２５の開度ＴＣが徐々に大きくなるよう負圧式アクチュエータ１６０を駆動すると共に排気バルブ１３３の開閉タイミングＶＴが保持されるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御すると共にＥＧＲ量Ｒが保持されるようＥＧＲバルブ１５４を駆動し、変動偏差Ｊが閾値Ｊ１以下になった以降は変動偏差Ｊが閾値Ｊ２以下になるまで排気バルブ１３３の開閉タイミングＶＴが徐々に進角されるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御すると共にＥＧＲ量Ｒが保持されるようＥＧＲバルブ１５４を駆動すると共にタンブルコントロールバルブ１２５の開度ＴＣが保持されるよう負圧式アクチュエータ１６０を駆動し、変動偏差Ｊが閾値Ｊ２以下になった以降は変動偏差Ｊが閾値Ｊ３以下になるまでＥＧＲ量Ｒをが徐々に小さくなるようＥＧＲバルブ１５４を駆動すると共に排気バルブ１３３の開閉タイミングＶＴが保持されるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御すると共にタンブルコントロールバルブ１２５の開度ＴＣが保持されるよう負圧式アクチュエータ１６０を駆動するものに限定されるものではなく、内燃機関が所定の運転状態で運転されるよう指示がなされたとき、旋回流調整手段による旋回流の強さの調整を行なう前後における機関トルク変動の偏差が所定偏差以下となる範囲での旋回流調整手段による旋回流を強くする方向の調整を伴って内燃機関が所定の運転状態で運転されるよう内燃機関と旋回流調整手段とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「開閉タイミング変更手段」としては、可変バルブタイミング機構１５０に限定されるものではなく、吸気バルブ１２８の開閉タイミングを変更できる吸気用可変バルブタイミング機構など、内燃機関の吸気バルブや排気バルブの開閉タイミングを変更可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「排気供給手段」としては、ＥＧＲ管１５２とＥＧＲバルブ１５４とに限定されるものではなく、内燃機関からの排気を吸気系に供給可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、内燃機関の出力軸と駆動軸と電動機の回転軸との３軸に接続され３軸のうちのいずれか２軸に入出力された動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「第２の電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。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最良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。
【００５１】
以上、本発明を実施するための最良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】
【００５２】
本発明は、動力出力装置や車両の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】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。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】エンジン２２の吸気系の構成の概略を示す構成図である。
【図４】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるアイドル運転要求時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図である。
【図６】エンジンＥＣＵ２４により実行されるアイドル運転時調整ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図７】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図８】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５４】
２０，１２０，２２０  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）、２４ａ  ＣＰＵ、２４ｂ  ＲＯＭ、２４ｃ  ＲＡＭ、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  動力分配統合機構、３１  サンギヤ、３２  リングギヤ、３２ａ  リングギヤ軸、３３  ピニオンギヤ、３４  キャリア、３５  減速ギヤ、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、５１  温度センサ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４  電力ライン、６０  ギヤ機構、６２  デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ  駆動輪、６４ａ，６４ｂ  車輪、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、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、１２１  吸気管、１２１ａ，１２１ｂ  吸気通路、１２２  エアクリーナ、１２４  スロットルバルブ、１２５  タンブルコントロールバルブ、１２６  燃料噴射弁、１２８  吸気バルブ、１３０  点火プラグ、１３１  燃焼室、１３２  ピストン、１３３  排気バルブ、１３４  浄化装置、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、１５２  ＥＧＲ管、１５４  ＥＧＲバルブ、１６０  負圧式アクチュエータ、１６２  タンブルコントロールバルブポジションセンサ、２３０  対ロータ電動機、２３２  インナーロータ、２３４  アウターロータ、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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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