エンジンのバルブタイミング制御装置
【課題】 エンジン始動時の振動を低減させることができるとともに、燃費悪化を最低限に抑制しつつ始動後のエンジン出力の早期向上を図ることができる技術を提供する。
【解決手段】 クランクシャフトの回転により駆動力を得て流体を供給する機械式ポンプと、バッテリ電力により駆動力を得て流体を供給する電動式ポンプと、機械式ポンプおよび／または電動式ポンプにて供給された流体の圧力によりカムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させることにより吸気バルブの作動タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構と、エンジン停止中における車両に対する加速要求の度合いに応じて前記電動式ポンプの駆動力を制御する電動式ポンプ駆動制御手段とを備える。
【解決手段】 クランクシャフトの回転により駆動力を得て流体を供給する機械式ポンプと、バッテリ電力により駆動力を得て流体を供給する電動式ポンプと、機械式ポンプおよび／または電動式ポンプにて供給された流体の圧力によりカムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させることにより吸気バルブの作動タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構と、エンジン停止中における車両に対する加速要求の度合いに応じて前記電動式ポンプの駆動力を制御する電動式ポンプ駆動制御手段とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の圧力によりカムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させることにより吸気バルブの作動タイミングを変更可能なバルブタイミング制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、出力向上、ドライバビリティ向上、低エミッション化等を意図して、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変更してエンジン（内燃機関）の吸気バルブの作動タイミングを変更するバルブタイミング制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このバルブタイミング制御装置は、クランクシャフトと同期して回転するハウジングと、カムシャフトに結合されハウジングに対して相対的に回転可能なベーンと、油の流入によってその体積を広げてベーンのクランクシャフトに対する回転位相を進角させる進角室と、油の流入によってその体積を広げてベーンのクランクシャフトに対する回転位相を遅角させる遅角室とを備え、進角室と遅角室への油の流入を制御することにより、吸気バルブを駆動するカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を可変とし、これによって吸気バルブの作動タイミングを変更できるようになっている。
【０００４】
一般的に、エンジンが冷えた状態でエンジンを始動させる際には、吸気圧縮比を上げることで容易に始動させることができ、一方、機関暖機状態では、吸気圧縮比を下げ、高めのクランキング回転数とすることにより、低振動にて静粛に始動させることができる。
【０００５】
ゆえに、バルブタイミング制御装置にて、冷間始動時には、クランクシャフトの回転に対する吸気バルブの開閉タイミングを最も早くすべくクランクシャフトに対する吸気カムシャフトの回転位相を最進角位相にし、温間（暖機完了後）始動時には、クランクシャフトの回転に対する吸気バルブの開閉タイミングを最も遅くすべくクランクシャフトに対する吸気カムシャフトの回転位相を最遅角位相にすることが好ましい。
【０００６】
また、燃費向上および低エミッション化の観点から注目されてきている、信号待ち等の車両一時停止時にエンジンを一時停止させるエコラン運転を行う車両やエンジンによる駆動と電動機による駆動とを適宜織り交ぜて駆動力を得るハイブリッド車両においては、温間始動が頻繁に行われる。ゆえに、これらの車両においては、クランクシャフトに対する吸気カムシャフトの回転位相を最遅角位相にロックするロック機構を備え、頻繁に行われる温間始動に備えるべく、エンジンの停止時にはロック機構により吸気カムシャフトの回転位相を最遅角位相に固定することが実用化されている。
【０００７】
このロック機構は、例えばベーンに往復動可能に配設されたロックピンと、ロックピンの先端部が挿入されるハウジングの係止孔とを備える。このロック機構では、カムシャフトが所定の回転位相であり、かつ作動油の圧力が低いときにロックピンの先端部が係止孔に挿入される。このロックピンによりハウジングとベーンとの相対回転が規制され、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相が最遅角位相に保持される。また、ロック機構にはロック解除用の圧力室が設けられており、この圧力室への油の流入により圧力が十分に高まると、ロックピンが係止孔から抜け出てロックが解除され、ハウジングとベーンとの相対回転が可能となるものである。
【０００８】
そして、エンジンの停止時に、ロック機構により吸気カムシャフトの回転位相を最遅角
位相に固定する場合において、エンジンの停止時に加速要求がある場合などには、それに応える必要があるため、ロックを解除し、その後吸気圧縮比を上げるべくクランクシャフトに対する吸気カムシャフトの回転位相を進角させる必要があるので、ロック解除用の圧力室および進角室へ油を流入させる必要がある。
【特許文献１】特開２０００−３２０３５６号公報
【特許文献２】特開２００２−６１５２２号公報
【特許文献３】特開２００３−２７８５６６号公報
【特許文献４】特開２００３−２４７４３４号公報
【特許文献５】特開２００４−１９４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ロック解除用の圧力室および進角室へ油を流入させて油圧を高めるために、エンジンの駆動力から駆動力を得る機械式のオイルポンプを利用するのでは、エンジンの回転数に応じた駆動力を得ることができるのみであり、始動時に迅速に油圧を高めることができない。ゆえに、機械式のオイルポンプを利用するのみでは、エンジンの停止時からの加速要求に十分に応えることができない。
【００１０】
エンジンの駆動力とは独立して駆動される電動式のオイルポンプを用いることにより上述した問題を解消することができるが、頻繁に行われる温間始動時に常に電動式のオイルポンプを使用するとその分燃費が悪化してしまう。
【００１１】
本発明は、上記した事項に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジン始動時の振動を低減させることができるとともに、燃費悪化を最低限に抑制しつつ始動後のエンジン出力の早期向上を図ることができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係るエンジンのバルブタイミング制御装置は、クランクシャフトの回転により駆動力を得て流体を供給する機械式ポンプと、バッテリ電力により駆動力を得て流体を供給する電動式ポンプと、前記機械式ポンプおよび／または電動式ポンプにて供給された流体の圧力によりカムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させることにより吸気バルブの作動タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構と、エンジン停止中における車両に対する加速要求の度合いに応じて前記電動式ポンプの駆動力を制御する電動式ポンプ駆動制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
信号待ち等の車両一時停止時にエンジンを一時停止させるエコラン運転を行う車両やエンジンによる駆動と電動機による駆動とを適宜織り交ぜて駆動力を得るハイブリッド車両においては、エンジンが自動的に停止し、当該車両の使用者によりアクセルが踏込まれて車両に対して加速要求がなされることなどを条件に、エンジンが自動的に始動される。ゆえに、かかる車両においては、エンジンが温まった状態で始動される、温間始動が頻繁に行われる。
【００１４】
また、一般的に、エンジンが冷えた状態で始動させる際には、吸気圧縮比を上げることで容易に始動させることができ、一方、温間時（暖機完了後）には、吸気圧縮比を下げ、高めのクランキング回転数とすることにより、低振動にて静粛に始動させることができる。
【００１５】
ゆえに、これらの車両に搭載されるエンジンの吸気バルブの作動タイミングを制御するバルブタイミング制御装置においては、頻繁に行われる温間始動に備えるべく、エンジン停止時に吸気バルブの作動タイミングを、吸気圧縮比を下げ得るように固定することが好
ましい。ただし、このように始動時の吸気バルブの作動タイミングを、吸気圧縮比を下げ得るように固定する場合には、始動後、エンジン出力を上げるために吸気圧縮比を上げるように吸気バルブの作動タイミングを変更する必要がある。
【００１６】
そして、潤滑油（オイル）あるいはエンジン冷却用の冷却水である流体の圧力によりカムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させることにより吸気バルブの作動タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構においては、流体の圧力が高くなければカムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させることができない。
【００１７】
ゆえに、クランクシャフトの回転により駆動力を得て流体を供給する機械式ポンプのみを備える場合においては、エンジン始動直後などエンジン回転数が低い場合には、カムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させるのに十分な流体を供給することができずに、エンジン始動後迅速に吸気バルブの作動タイミングを変更することができない。
【００１８】
これに対して、本発明に係るバルブタイミング制御装置は、機械式ポンプとは別に電動式ポンプを備えているので、エンジンの駆動とは独立して可変バルブタイミング機構に流体を供給することができ、吸気バルブの作動タイミングを任意に変更することができる。ただし、電動式ポンプを駆動させるとバッテリ電力が消費されるので、適切な時に電動式ポンプを駆動させないと、燃費が悪化してしまう。
【００１９】
本発明に係るエンジンのバルブタイミング制御装置は、電動式ポンプ駆動制御手段が、エンジン停止中における車両に対する加速要求の度合いに応じて電動式ポンプの駆動力を制御する。ゆえに、例えば、車両に対する加速要求値が所定値以上である場合には電動式ポンプの駆動力を最大にすることで、始動後、迅速に吸気バルブの作動タイミングを変更することができ、動力性能を向上させることができる。一方、車両に対する加速要求値が所定値より小さい場合など、加速要求の度合いが低い場合には電動式ポンプの駆動力を小さくすることで、燃費向上を図ることができる。なお、加速要求値は、アクセル踏込み量（開度）に比例して大きくなるものであることを例示することができる。
【００２０】
また、上記のバルブタイミング制御装置が、エンジンと、当該エンジンが出力する動力を利用して発電を行う発電機と、車両の駆動軸に駆動力を供給する電動機とを備え、前記発電機の発電電力とバッテリ電力を併用して前記電動機の駆動力を上昇させて加速可能なハイブリッド車両のエンジンの吸気バルブの作動タイミングを制御するものである場合、前記電動式ポンプ駆動制御手段は、前記電動機によって車両を駆動させている際に加速要求があったとしても、前記電動機が前記発電機の発電電力とバッテリ電力をその駆動力を上昇させるのに使いきれない場合には、前記電動式ポンプの駆動を禁止することを特徴とする。
【００２１】
電動機に電力を多く供給したとしても、電動機が出力することができるトルクには制限がある。このトルク制限により、電動機が発電機の発電電力とバッテリ電力をその駆動力を上昇させるのに使いきれない場合には、始動後迅速に吸気バルブの作動タイミングを変更してエンジン出力を上昇させても、その分電動機の駆動力が上昇するわけではなく、車両の加速性能は向上しない。ゆえに、かかる場合には、前記電動式ポンプの駆動を禁止することにより、無駄に電力が消費されることを防止することができるので、燃費向上を図ることができる。
【００２２】
また、本発明に係るエンジンのバルブタイミング制御装置は、クランクシャフトの回転により駆動力を得て流体を供給する機械式ポンプと、バッテリ電力により駆動力を得て流体を供給する電動式ポンプと、前記機械式ポンプおよび／または電動式ポンプにて供給された流体の圧力によりカムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させることによ
り吸気バルブの作動タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構と、エンジン停止中にエンジン始動タイミングを予測し、当該予測タイミングの直後にはカムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させることができるようにエンジン停止中に前記電動式ポンプを駆動開始させる電動式ポンプ駆動制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
電動式ポンプ駆動制御手段が電動式ポンプを駆動開始させたとしても、カムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させるのに十分な圧力を発生させることができる量の流体を供給するまでには、ある程度の時間を要するという、油圧応答遅れが生じる。ゆえに、始動直後迅速に吸気バルブの作動タイミングを変更させるためには、エンジン始動に先立って電動式ポンプを駆動開始させることが好ましい。さらに、油圧応答遅れ時間分だけエンジン始動に先立って電動式ポンプを駆動開始させることにより、低振動にて静粛に始動させることと、電動式ポンプのための消費電力を少なくすることの両立を図ることができる。
【００２４】
本発明に係るエンジンのバルブタイミング制御装置においては、電動式ポンプ駆動制御手段が、エンジン停止中にエンジン始動タイミングを予測し、当該予測タイミングの直後にはカムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させることができるようにエンジン停止中に電動式ポンプを駆動開始させるので、低振動にて静粛に始動させることができるとともに、燃費悪化を最低限に抑制しつつエンジン出力を早期に向上させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、エンジン始動時の振動を低減させることができるとともに、燃費悪化を最低限に抑制しつつ始動後のエンジン出力の早期向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を以下の実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本実施例に係るハイブリッドシステム１を搭載したハイブリッド車両１００の概略構成図である。図１に示すように、ハイブリッドシステム１は、内燃機関（エンジン）２、第１の電動発電機（以下、「ＭＧ１」と称し、図中においても「ＭＧ１」と記す。）、第２の電動発電機（以下、「ＭＧ２」と称し、図中においても「ＭＧ２」と記す。）、動力分割機構３、減速機４、インバータ５、バッテリ６、電子制御装置（ＥＣＵ）７等を主要な構成要素として含む。
【００２８】
エンジン２のクランクシャフト２１と、ＭＧ１の回転軸と、ＭＧ２の回転軸とは、動力分割機構３を介して相互に連結される。動力分割機構３は、周知の遊星歯車（プラネタリーギア）を利用して、エンジン２からの動力（クランクシャフト２１の回転力）をＭＧ１の回転軸とＭＧ２の回転軸とに分割して伝達する。また、ＭＧ２の回転軸とクランクシャフト２１とは、適宜連結することや、切り離すことが可能である。
【００２９】
また、ＭＧ２の回転軸は、減速機４を介して駆動輪８，９の回転軸（駆動軸）８ａ，９ａに連結されている。ゆえに、ＭＧ２の回転軸とクランクシャフト２１とが連結されている状態では、エンジン２が出力する動力（エンジン動力）が、駆動輪８，９の回転力として伝達されるとともに、ＭＧ１を駆動して電力を発生させる。
【００３０】
また、ＭＧ２は、バッテリ６あるいはＭＧ１から電力の供給を受けて駆動輪８，９に回転力を付与するように機能する場合と、逆に駆動輪８，９から回転力を付与されることで発電を行いバッテリ６に充電用の電力を供給するように機能する場合とがある。
【００３１】
ＥＣＵ７は、ハイブリッドコントロールコンピュータ（以下、「ＨＶＣＣ」という。）と、エンジンコントロールコンピュータ（以下、「ＥＣＣ」という。）を備えている。これらＨＶＣＣおよびＥＣＣは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどからなる算術論理演算回路である。
【００３２】
ＨＶＣＣには、ハイブリッド車両１００に取り付けられたアクセルポジションセンサ（図示省略）、シフトポジションセンサ（図示省略）等の各種センサが電気配線を介して接続され、各種センサの出力信号がＨＶＣＣに入力されるようになっている。また、ＨＶＣＣには、バッテリコンピュータからバッテリ充電状態（ＳＯＣ）が入力される。そして、ＨＶＣＣは、各種センサの検出値あるいはＳＯＣに基づいて必要なエンジンパワーを求めてＥＣＣに要求値を出力するとともに、必要なトルクを求めてＭＧ１およびＭＧ２を制御する。
【００３３】
一方、上記したＥＣＣには、クランクポジションセンサ（図示省略）、カムポジションセンサ（図示省略）等の各種センサが電気配線を介して接続され、各種センサの出力信号がＥＣＣに入力されるようになっている。また、ＥＣＣには、燃料噴射弁（図示省略）、スロットル（図示省略）等が電気配線を介して接続され、各種センサからの出力信号よりエンジンの運転状態（エンジン回転数等）を判定し、判定した運転状態、ＨＶＣＣから出力される要求値および予め作成されＲＯＭに記憶されたマップに基づいて燃料噴射弁およびスロットルを制御する。
【００３４】
そして、ハイブリッドシステム１においては、ＥＣＵ７が実行する制御に基づいてエンジン２及びＭＧ２の発生する動力（トルク）を適宜使い分けて車両の駆動輪８，９に伝達する他、適宜、エンジン２の発生するエネルギーや車両の減速に伴って発生するエネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリ６を充電する。
【００３５】
以下、ハイブリッドシステム１の作動について、具体例を挙げて説明する。
図２は、エンジン２及びＭＧ２の発生する動力やバッテリ６に蓄えられた電力が、ハイブリッドシステム１の状態に応じてどのように活用されるのかを、動力や電力の伝達経路を中心に説明する模式図である。なお、図２において、実線の矢印は動力の伝達経路を示し、破線の矢印は電力の伝達経路を示す。
【００３６】
（１）システム起動時
ハイブリッドシステム１の起動時には、エンジンのスターターとしての機能を持つＭＧ１に通電し、エンジン２を始動させ、暖機を行う。この際、エンジン２の発生するエネルギーの一部はＭＧ１を介して電気エネルギーに変換され、バッテリ６に蓄えられる（図２（ａ））。エンジン２の暖機が完了すると、エンジン２の運転を停止する。
【００３７】
（２）発進・軽負荷走行時
ハイブリッド車両１００が発進する際、あるいは低速走行を行う際等、エンジン２の熱効率が低くなる条件下においては、ＭＧ２が発生する動力を優先的に活用して車両（駆動輪８，９）を駆動する（図２（ｂ））。かかる場合においては、エンジン２は停止したままとなる。
【００３８】
ただし、ＳＯＣ低下時は基本的にＭＧ２の駆動力により発進・軽負荷走行を行い、エン
ジン２を始動させ、ＭＧ１を駆動して発電し、その電力を使ってＭＧ２を駆動させると同時にバッテリを充電する。
【００３９】
（３）定常走行時
エンジン２の機関効率のよい運転領域では、主にエンジン２が発生する動力を用いて走行する。エンジン動力は動力分割機構３で２経路に分割され、一方は動力として駆動輪８，９に伝達される。もう一方はＭＧ１を駆動して発電を行い、その電力によりＭＧ２を駆動することでエンジン動力を補助する。そして、エンジン２が発生する動力と、ＭＧ２が発生する動力とが最適な比率で協動して車両（駆動輪８，９）を駆動するように制御を行う（図２（ｃ））。
【００４０】
ただし、ＳＯＣ低下時などバッテリ６の充電が必要な場合には、エンジン出力を上げることでＭＧ１での発電も同時に行い、この電力を使ってＭＧ２を駆動するのと同時にバッテリ６を充電する。
【００４１】
（４）加速時
加速を行う場合、エンジン２の回転数を上げるとともにＭＧ１による発電量を増加する。そして、ＭＧ１の発電による電力（発電電力）とバッテリ６による電力（バッテリ電力）を使ってＭＧ２に動力を発生させ、その駆動力とエンジン動力とで加速する（図２（ｄ））。
【００４２】
ここで、エンジン２は、４サイクルエンジンであり、当該エンジンには、吸気バルブの作動タイミングをクランクシャフト２１の回転角度に対して連続的に変更することができるバルブタイミング制御装置２２が設けられている。
【００４３】
バルブタイミング制御装置２２は、吸気側カムシャフトをクランクシャフト２１に対して相対回転させることにより、吸気バルブの作動タイミングを図３に示す如く変更可能に制御することを実現している。そして、特にその閉じ位相をピストンの往復動位相に対し相対的に進めたり遅らせたりすることにより、吸気弁が閉じられる瞬間にシリンダ室内に吸入される吸気の量を増減して吸気の圧縮比を可変に制御するものである。
【００４４】
このバルブタイミング制御装置２２は、図４に示すように、可変バルブタイミング機構３０、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）６０、及びロック機構７０を備えている。
【００４５】
次に、図４，５，６を用いて可変バルブタイミング機構３０について説明する。
吸気側カムシャフト３１は、シリンダヘッドに回転可能に支持されている。吸気側カムシャフト３１の端部には、内部ロータ３２がボルト３３によって一体回転可能に取付けられている。カムシャフト３１の端部外周にはスプロケット３４が嵌合されており、このスプロケット３４とクランクシャフト２１側のスプロケットとにチェーン（図示省略）が掛け渡されている。このようにして、カムシャフト３１及びクランクシャフト２１が、スプロケット３４、チェーン等を介して駆動連結されている。スプロケット３４には、ハウジング３５がボルト３６によって一体回転可能に取付けられている。ハウジング３５は円環形状をなしており、その内周面の周方向に互いに離間した箇所には複数の突部３７が形成されている。
【００４６】
一方、内部ロータ３２は、その中央部に位置する円筒状のボス３８と、そのボス３８の外周の互いに離間した箇所に設けられた複数のベーン３９とを備えている。そして、ボス３８の外周面が各突部３７の先端に摺動可能に接触した状態で、各ベーン３９が隣合う突部３７間に位置し、ハウジング３５の内周面に摺動可能に接触している。
【００４７】
内部ロータ３２は、流体の圧力をベーン３９で受けることによりハウジング３５に対し相対回転する。この相対回転により、クランクシャフト２１に対するカムシャフト３１の回転位相が変化する。内部ロータ３２の回転位相は、図５に示すように少なくとも１つのベーン３９がカムシャフト３１の回転方向（図では時計回り方向）についての後ろ側の突部３７に接触したとき「最も遅い位相（最遅角位相）」になる。また、同回転位相は、少なくとも１つのベーン３９が、カムシャフト３１の回転方向についての前側の突部３７に接触したとき「最も進んだ位相（最進角位相）」になる。
【００４８】
内部ロータ３２を相対回転させるための流体の圧力として、エンジン２のオイル（潤滑油）の油圧が利用されている。詳しくは、ハウジング３５内の隣合う突部３７間の空間は、ベーン３９によって２つの空間に区画されている。これらのうち、カムシャフト３１の回転方向についてベーン３９よりも前側の空間は遅角側油圧室４０を構成し、後ろ側の空間は進角側油圧室４１を構成している。
【００４９】
上記可変バルブタイミング機構３０では、両油圧室４０，４１内の油圧によって内部ロータ３２がハウジング３５に対して相対回転する。すなわち、遅角側油圧室４０内の油圧を進角側油圧室４１の油圧に対して高くすると、内部ロータ３２はハウジング３５に対してカムシャフト３１の回転方向と逆方向に相対回転され、カムシャフト３１の回転位相はクランクシャフト２１の回転位相に対して遅角される（図５の状態）。これとは逆に、進角側油圧室４１内の油圧を遅角側油圧室４０内の油圧に対して高くすると、内部ロータ３２はハウジング３５に対してカムシャフト３１の回転方向に相対回転する。このとき、カムシャフト３１の回転位相はクランクシャフト２１の回転位相に対して進角される（図６の状態）。そして、これらの回転位相の変更によって吸気バルブの作動タイミングを可変としている。
【００５０】
上記両油圧室４０，４１内に対するオイルの供給及び排出を行うために、シリンダヘッド、カムシャフト３１、内部ロータ３２等には、遅角側油圧室４０に繋がる遅角側通路４２と、進角側油圧室４１に繋がる進角側通路４３とが形成されている。両通路４２，４３には、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）６０を介して供給通路４４及び２つの排出通路４５，４６が接続されている。なお、ＯＣＶ６０は電磁駆動式の流量制御弁であり、ＥＣＵ７によって制御される。
【００５１】
供給通路４４は機械式オイルポンプ（以下、「ＭＯＰ」と称し、図中においても「ＭＯＰ」と記す。）および電動式オイルポンプ（以下、「ＥＯＰ」と称し、図中においても「ＥＯＰ」と記す。）を介してオイルパン１０に繋がり、両排出通路４５，４６は直接オイルパン１０に繋がっている。
【００５２】
ＭＯＰは、クランクシャフト２１が回転することにより駆動され、オイルを圧送供給する機械式のオイルポンプであり、周知の４歯５葉トロコイド型ポンプを例示することができる。そして、このＭＯＰの作用により、オイルパン１０内に貯えられたオイルが、オイルストレーナを介して吸い上げられ、オイルフィルタ（図示省略）で異物が除かれた後、クランクジャーナル等のエンジンの各部位に供給される。
【００５３】
また、ＭＯＰにて吸い上げられたオイルがエンジン各部位至る経路は、図４に示したように途中で分岐しており、分岐点からＯＣＶ６０へ至る経路の途中には、チェック弁１１が設けられている。このチェック弁１１は、ＭＯＰ側からＯＣＶ６０側にオイルが流れる場合に、オイルの圧力（油圧）が開弁圧以上の場合に開弁してオイルが流れることを許容し、他方、ＯＣＶ６０側からＭＯＰ側にオイルが流れるのを阻止するものである。
【００５４】
ＥＯＰは、クランクシャフト２１の回転とは独立して駆動され、オイルパン１０内に貯
えられたオイルを吸い上げ、ＯＣＶ６０に圧送供給する電動式のオイルポンプである。このＥＯＰは、バッテリ６を駆動源とするオイルポンプであり、ＥＣＵ７の指令信号により電圧が印加されると、その印加電圧に応じた分の流量のオイルをＯＣＶ６０に供給する。そして、ＥＯＰにて吸い上げられたオイルがＯＣＶ６０へ至る経路の途中には、上記チェック弁１１と同じ機能を有するチェック弁１２が設けられている。
【００５５】
ＯＣＶ６０は、複数のポートが形成されたケーシング６１を備えている。ポートには、遅角側通路４２、進角側通路４３、供給通路４４及び両排出通路４５，４６が接続されている。ケーシング６１の内部には、複数の弁部６２を備え、かつばね６３によって弾性付勢されたスプール６４が往復動可能に収容されている。ＯＣＶ６０では、ＥＣＵ７により電磁ソレノイド６５への通電時間がデューティ制御される。この制御に応じてスプール６４の軸方向における位置が変更され、弁部６２によって各ポートが開閉される。
【００５６】
例えば、デューティ比が０％の場合には、図５に示すように、ばね６３が伸張してスプール６４が右端側に配置される。これにより、遅角側通路４２と供給通路４４とが接続され、オイルパン１０内のオイルが供給通路４４、遅角側通路４２等を通って遅角側油圧室４０に供給される。また、進角側通路４３と一方の排出通路４５とが接続され、進角側油圧室４１内のオイルが進角側通路４３、排出通路４５等を通ってオイルパン１０に戻される。その結果、ハウジング３５に対し内部ロータ３２がカムシャフト３１の回転方向とは反対方向（遅角方向）へ相対回転する。この相対回転は、図５に示すように、ベーン３９がカムシャフト３１の回転方向についての後側の突部３７に接触したところで止まる。
【００５７】
また、デューティ比が１００％の場合には、図６に示すように、スプール６４がばね６３を圧縮させて左側に配置される。これにより、進角側通路４３と供給通路４４とが接続され、オイルパン１０内のオイルが供給通路４４、進角側通路４３等を通って進角側油圧室４１に供給される。また、遅角側通路４２と他方の排出通路４６とが接続され、遅角側油圧室４０内のオイルが遅角側通路４２、排出通路４６等を通ってオイルパン１０に戻される。その結果、ハウジング３５に対し内部ロータ３２がカムシャフト３１の回転方向（進角方向）へ相対回転する。この相対回転は、図６に示すように、ベーン３９がカムシャフト３１の回転方向についての前側の突部３７に接触することで止まる。
【００５８】
そして、デューティ比を０〜１００％の間で任意に変更することにより、遅角側油圧室４０及び進角側油圧室４１へのオイルの供給・排出を行い、各油圧室４０，４１内の油圧を調整することができる。この調整により、内部ロータ３２の回転位相を最遅角位相から最進角位相までの範囲で任意に変更することができる。
【００５９】
そして、吸気バルブの作動タイミングの制御は、吸気カムシャフト３１の実変位角、及び吸気バルブの作動タイミングの目標変位角に基づき、バルブタイミング制御装置２２を駆動することによって行う。なお、吸気カムシャフト３１の実変位角は、カムポジションセンサおよびクランクポジションセンサの検出値に基づき求められる。目標変位角は、例えばエンジン回転数Ｎｅ、エンジン負荷等といったエンジン運転状態に応じて算出される。エンジン負荷は、例えばエンジン２の吸入空気量に関係するパラメータ（例えばスロットル開度、アクセル開度、吸気圧等）に基づき算出される。
【００６０】
そして、カムシャフト３１の変位角が早期に目標変位角となるように、エンジン回転数に依存するＭＯＰの駆動力を補うようにＥＯＰの駆動力を制御する。具体的には、車速、アクセル開度（アクセルポジションセンサの検出値）およびＥＯＰ駆動力の相関関係を示すマップを予め実験等の経験則に基づいて作成してＥＣＵ７内のＲＯＭに記憶しておき、ＥＣＵ７が逐次、当該マップに、車速およびアクセル開度を代入することによりＥＯＰの駆動力を算出し、当該駆動力に相当する分の電圧をＥＯＰに印加する。以下、これを「Ｅ
ＯＰ通常制御」という。
【００６１】
ここで、エンジン２が冷えた状態の時（冷間時）にエンジン２を容易に始動させるためには、吸気圧縮比をできるだけ上げる必要があり、図３に示す変更可能な範囲においてはできる限り進角位相にしてからクランキングを行うことが好ましい。一方、エンジン２が温まった状態の時（温間時）には、吸気圧縮比を下げても容易に始動させることができることから、バルブタイミングをできるかぎり遅角位相にして、高めのクランキング回転数とすることにより、低振動にて静粛に始動させることができる。
【００６２】
かかる事項に鑑み、本実施例に係るハイブリッド車両１００においては、温間時始動が頻繁に繰り返されることを考慮して、クランクシャフトに対する吸気カムシャフト３１の回転位相を最遅角位相にロックするロック機構７０を備えている。そして、頻繁に繰り返される温間時始動に備えるべく、エンジン停止時にはロック機構７０により吸気カムシャフト３１の回転位相を最遅角位相に固定することとしている。
【００６３】
以下にロック機構７０について説明する。
内部ロータ３２のベーン３９の１つには、カムシャフトに平行にピン挿入孔７１が形成されており、ロックピン７２がこの挿入孔７１内に往復摺動可能に収容されている。ロックピン７２はばね７３によって常にハウジング３５側へ弾性付勢されている。一方、ハウジング３５において挿入孔７１に対応する箇所には係止孔７４が形成されており、内部ロータ３２の相対回転に伴い挿入孔７１が係止孔７４に合致したとき、ばね７３によって弾性付勢されたロックピン７２の先端が係止孔７４に挿入される。この挿入により、ハウジング３５に対する内部ロータ３２の相対回転が規制され、相対回動位置関係を維持した状態で吸気カムシャフト３１とスプロケット３４とが一体に回転する。なお、挿入孔７１に対応する箇所とは、カムシャフト３１の回転位相が最遅角位相となったときに挿入孔７１に合致する箇所である。
【００６４】
ロックピン７２を係止孔７４から抜き出してロックを解除するために、挿入孔７１を有するベーン３９には油路が設けられている。この油路は進角側油圧室４１及び係止孔７４に連通しており、進角側油圧室４１に供給された油圧が係止孔７４にも導入される。また、ロックピン７２のフランジ部分と挿入孔７１の段差部分との間には環状油空間が形成されている。この環状油空間は、遅角側油圧室４０と連通しており、同遅角側油圧室４０に供給された油圧が環状油空間にも導入される。そして、両油圧がばね７３の付勢力に打ち勝つと、ロックピン７２が係止孔７４から外れ、ロックピン７２の係止が解除される。この解除に伴い、ハウジング３５及び内部ロータ３２間の相対回転が許容され、進角側油圧室４１及び遅角側油圧室４０に供給される油圧に基づいて、ハウジング３５に対する内部ロータ３２の回転位相の調整が可能となる。
【００６５】
このように構成されたハイブリッド車両１００においては、車両停止時あるいは発進・軽負荷走行時などエンジン２が停止状態にある状態に加速要求があった場合には、エンジン２を始動させるとともに、加速要求に迅速に応えるべく、ロック機構７０によるロックを解除し、吸気圧縮比を上げるためにクランクシャフトに対する吸気カムシャフトの回転位相を早期に進角させる必要がある。そして、そのためには、ロック解除用の圧力室および進角側油圧室４１へ早期にオイルを流入させる必要がある。
【００６６】
そして、本実施例においては、ＯＣＶ６０を介してロック解除用の圧力室および進角側油圧室４１へオイルを供給する手段として、ＭＯＰおよびＥＯＰを備えていることから、以下に説明するようにＥＯＰの駆動力を制御するようにする。
【００６７】
概略としては、加速要求の度合いに応じてＥＯＰの駆動力を変更するものである。より
具体的には、車速とアクセル開度（アクセルポジションセンサの検出値）をパラメータとするマップに基づいて加速要求値を算出し、当該加速要求値が所定値以上である場合には、ＥＯＰの駆動力を最大にし、加速要求値が所定値未満である場合には、上述したＥＯＰ通常制御を実行する。なお、加速要求値は、アクセル踏込み量（開度）に比例して大きくなるものであることを例示することができる。
【００６８】
これにより、急加速が要求される場合など加速要求の度合いが高い場合には、ＥＯＰの駆動力が最大にされるので、早期に進角側油圧室４１の油圧が上昇し、吸気バルブの作動タイミングが、エンジン始動時の最遅角位相から早期に進角側の位相に変更される。そして、これによりエンジン始動後に早期に吸気圧縮比が上昇するので、早期にエンジン出力を上昇させることができ、迅速に車両を加速させることができる。
【００６９】
一方、緩加速が要求される場合など加速要求の度合いが低い場合には、上述したＥＯＰ通常制御が実行されるので、ＥＯＰの駆動力を最大にするのと比較すると吸気バルブの作動タイミングの進角化が遅れるが、ＥＯＰの駆動力が小さい分、消費電力を少なくすることができる。
【００７０】
したがって、このように加速要求の度合いに応じてＥＯＰの駆動力を制御することにより、加速性能の向上と燃費向上の両立を図ることができる。また、加速要求があった後に行われるエンジン始動時には、吸気バルブの作動タイミングが最遅角位相に固定されているので、吸気圧縮比を下げて高めのクランキング回転数とすることにより、低振動にて静粛に始動させることができる。
【００７１】
以下、具体的に、図７に示すフローチャートを用いて本実施例に係るＥＯＰ駆動制御について説明する。この制御ルーチンは、予めＥＣＵ７のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサからのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてＥＣＵ７が実行するルーチンである。
【００７２】
先ず、Ｓ１０１において、加速要求値が所定値以上であるか否かを判別する。これは、予め実験等による経験則に基づいて作成してＥＣＵ７内のＲＯＭに記憶した、車速、アクセル開度および加速要求値の相関関係を示すマップに、車速およびアクセル開度を代入することにより加速要求値を算出し、当該加速要求値が予め定めされた所定値以上であるか否かを判別するものである。
【００７３】
そして、Ｓ１０１で肯定判定された場合には、Ｓ１０２へ進み、ＥＯＰを最大限に駆動させる。一方、Ｓ１０１で否定判定された場合には、Ｓ１０３へ進み、上記したＥＯＰ通常制御を実行する。
【００７４】
なお、本実施例においては、ハイブリッド車両１００におけるエンジン２に適用した場合のバルブタイミング制御装置について述べたが、特にハイブリッド車両に限定されるわけではなく、燃費向上および低エミッション化の観点から注目されてきている信号待ち等の車両一時停止時にエンジンを一時停止させるエコラン運転を行う車両に適用しても、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
【実施例２】
【００７５】
本実施例に係るハイブリッド車両１００には、実施例１に係るハイブリッド車両１００に対してさらにナビゲーションシステム８０が備えられている。そして、ＥＣＵ７は、ナビゲーションシステム８０と電気配線を介して接続されている。
【００７６】
図８に示したのがナビゲーションシステム８０を例示するブロック図である。ナビゲー
ションシステム８０は、ＧＰＳ( Global Positioning System )およびマップマッチングを利用したシステムであり、図示するように、地球周回軌道上にあるＧＰＳ衛星から送信される信号を受信すると共に受信した信号に基づいて演算される車両の走行位置，走行方向および車速を求める受信装置８１と、ＣＤ−ＲＯＭあるいはハードディスク（以下、「ＨＤ」という。）に格納されている地図情報を読み込むと共に読み込んだ地図情報を出力するＣＤ−ＲＯＭプレイヤあるいはＨＤドライブ８２と、地図情報や車両の走行位置等を表示すると共に目的地や走行経路等の入力を行なうタッチパネルディスプレイ８３と、これらを制御するディスプレイコントローラ８４とを備える。
【００７７】
受信装置８１は、地球周回軌道上にあるＧＰＳ衛星から送信される信号を受信するＧＰＳアンテナ８５と、ＧＰＳアンテナ８５により受信した信号を増幅する増幅器８６と、増幅された信号に基づいて車両の走行位置，走行方向および車速を演算すると共にこの情報をディスプレイコントローラ８４に出力するＧＰＳ受信機８７とを備える。ＣＤ−ＲＯＭプレイヤあるいはＨＤドライブ８２は、ＣＤ−ＲＯＭあるいはＨＤに格納されている地図情報を読み込み、この読み込まれた地図情報をディスプレイコントローラ８４に出力する。
【００７８】
なお、ＣＤ−ＲＯＭあるいはＨＤに格納されている地図情報としては、高速道路か一般道路か道路の種類や道路の幅や車線数，制限速度等の道路情報はもとより、市街地のように信号待ちの多い区域か郊外の道路のように比較的信号待ちの少ない区域か或いは上り下りの多い山間部の区域かの区域情報や、道路の各位置の標高や勾配等の情報等も含まれている。
【００７９】
また、タッチパネルディスプレイ８３には、目的地や走行経路を設定するための各種情報を入力する入力部が設けられており、運転者は、この入力部からタッチパネルディスプレイ８３に表示された地図を参照して目的地や経由地等を入力すると共にその走行経路を入力して、目的地や走行経路を設定することができる。
【００８０】
そして、このナビゲーションシステム８０から得られる道路の各位置の勾配や標高等の情報を利用することにより、当該ハイブリッド車両の負荷を予測することができる。具体的には、ナビゲーションシステム８０より、現時点以降の自動車の走行経路から走行する道路の勾配や標高の情報を取得し、これらの情報から、車両が登板路を走行する等を予測する。そして、ＥＣＵ７が、現時点ではエンジン２を停止させてＭＧ２の駆動力のみで走行しているとしても、今後車両１００が登板路を走行するから、その時にエンジン２を始動させる必要がある等を予測することができる。
【００８１】
実施例１のように、エンジン停止中に急加速要求があった場合などにおいて、ＥＯＰの駆動力を最大にしてエンジン始動後の吸気バルブの作動タイミングを早期進角しようとしても、ＥＯＰに、その駆動力を大きくさせる旨の指令を出力してから実際にロック解除用の圧力室および進角側油圧室４１の油圧が上昇するまでにはそれなりの時間を要するという、油圧応答遅れが生じる。それゆえ、始動直後迅速に吸気バルブの作動タイミングを進角させるためには、エンジン始動に先立ってＥＯＰを駆動開始させることが好ましい。
【００８２】
ただし、油圧応答遅れ時間よりも前にＥＯＰを駆動させると、エンジン始動時にロックが解除されるおそれがあるので、油圧応答遅れ時間分だけエンジン始動に先立ってＥＯＰを駆動開始させることにより、低振動にて静粛に始動させるとともに、ＥＯＰ駆動のための消費電力を少なくすることができる。
【００８３】
そこで、本実施例に係るハイブリッド車両１００においては、ＥＶ走行中に、ナビゲーションシステム８０から得られる情報を基にエンジン始動のタイミングを予測し、油圧応
答遅れ時間を考慮して予め定められた所定時間Ｔｆ前になったら、エンジン始動に先立ってＥＯＰを駆動させるようにする。なお、所定時間Ｔｆは、例えば、ＥＯＰを定格で運転した場合に、ＥＯＰ駆動開始から、ロック解除用の圧力室および進角側油圧室４１へ、ロック解除のための圧力およびロータ３２を変位させるための圧力を十分に発生させることができるまでの時間であり、実験等の経験則に基づいて予め定めておく。
【００８４】
以下、具体的に、図９に示すフローチャートを用いて本実施例に係るＥＯＰ駆動制御について説明する。この制御ルーチンは、予めＥＣＵ７のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサからのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてＥＣＵ７が実行するルーチンである。
【００８５】
先ず、Ｓ２０１において、エンジン２が停止しているか否かを判別する。そして、本ステップで肯定判定された場合にはＳ２０２へ進み、予測されるエンジン始動までの時間Ｔｐｒｅが予め定められた所定時間Ｔｆ以内かどうかを判別する。なお、エンジン始動までの時間Ｔｐｒｅは、上述したようにナビゲーションシステム８０から得られる情報を基に算出することができる。
【００８６】
そして、Ｓ２０２で肯定判定された場合にはＳ２０３へ進み、ＥＯＰを駆動させる。かかる場合の駆動力は、現時点からエンジン始動までの時間Ｔｐｒｅに応じて変化させることが好適である。例えば、上述したように、所定時間ＴｆがＥＯＰを定格で運転した場合の油圧応答遅れに相当する時間である場合には、Ｔｐｒｅと所定時間Ｔｆが等しい場合に、ＥＯＰを定格運転させ、Ｔｐｒｅが短くなるにつれて定格運転より大きな駆動力にする。一方、Ｓ２０２で否定判定された場合にはＳ２０４へ進み、ＥＯＰを停止させたままにしておく。また、Ｓ２０１で否定判定された場合にはＳ２０５へ進み、かかる場合はＥＯＰ通常制御を実行する。
【００８７】
そして、このように、ＥＶ走行中にエンジン始動のタイミングを予測し、油圧の応答遅れ時間を考慮して、エンジン始動に先立ってＥＯＰを駆動させるようにすることで、エンジン始動後に早期にバルブタイミングを進角させることができるので、動力性能を向上させることができる。また、ＥＯＰを前もって駆動させるのは、油圧応答遅れに相当する時間だけであるので、消費電力を少なくすることができ、燃費悪化を最低限に抑制することができる。
【００８８】
ただし、ナビゲーションシステム８０を用いても、精度よくエンジン始動のタイミングを予測することができないおそれがある。そして、かかる場合には、予測よりも早目に運転者の加速要求に基づいてエンジンが始動されるおそれがある。かかる事項に鑑み、エンジン運転中であっても、ＥＶ走行後の始動直後である場合には、ＥＯＰ通常制御実行中であるにもかかわらず、ＥＯＰを最大限に駆動させるようにすることが好適である。ただし、エンジン始動後のエンジン回転数によっては、ＭＯＰで十分に油圧を高めることができるので、エンジン始動後の経過時間が、エンジン回転数が例えば４００ｒｐｍになるまでの時間以内である場合に限ることが好ましい。
【００８９】
なお、このＥＯＰ駆動制御は、ハイブリッド車両におけるエンジンに適用した場合について述べたが、エコラン運転を行う車両に適用しても、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
【００９０】
また、上述したように、本実施例に係るハイブリッド車両においては、現時点ではエンジンを停止させてＭＧ２の駆動力のみで走行（ＥＶ走行）しているとしても、バッテリ充電状態（ＳＯＣ）が規定値Ａ以下に低下したら、エンジンを始動させ、ＭＧ１を駆動して発電し、その電力を使ってＭＧ２を駆動させると同時にバッテリ６を充電させる。
【００９１】
ゆえに、ＥＶ走行中において、ＳＯＣが前記所定値Ａよりやや大きいＢまで低下したら、もうすぐエンジン始動が行われると予測することができる。そして、ＥＣＵ７には、バッテリコンピュータからＳＯＣが入力されるようになっているので、ＥＶ走行中であって、入力されたＳＯＣが前記Ａより大きく前記Ｂより小さくなったときに、ＥＯＰを駆動させるようにする。このようにすることで、エンジン始動に先立つ適度な時間にＥＯＰを駆動開始させることができるので、ＳＯＣが低下している時に、加速要求があったとしても、応答性を向上させることができるとともに燃費悪化を最低限に抑制することができる。
【００９２】
なお、前記Ｂは、例えば、ＥＯＰを定格で運転した場合に、ＥＯＰ駆動開始から、ロック解除用の圧力室および進角側油圧室４１へ、ロック解除のための圧力およびロータ３２を変位させるための圧力を十分に発生させることができるまでの時間が、ＳＯＣが前記Ｂから前記Ａへ低下する時間と等しくなるように決定されるものである。例えば、ＥＶ走行中のＭＧ２の負荷などに応じて変更するのが好適であり、実験等の経験則に基づいて定められる。
【００９３】
以下、具体的に、図１０に示すフローチャートを用いて本実施例に係るＥＯＰ駆動制御について説明する。この制御ルーチンは、予めＥＣＵ７のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサからのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてＥＣＵ７が実行するルーチンである。そして本制御ルーチンは、図９に示すフローチャートに対してＳ２０２の処理がＳ２０２´に置き換わるのみであり、その他の処理は図９と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９４】
そして、Ｓ２０２´においては、ＥＶ走行中であって、現時点のＳＯＣが前記Ａより大きく前記Ｂより小さいか（Ａ＜ＳＯＣ＜Ｂ）どうかを判別する。そして、本ステップで肯定判定された場合にはＳ２０２へ進み、否定判定された場合にはＳ２０３へ進む。
【００９５】
ＳＯＣが低下している時に加速要求がある場合には、バッテリ６からＭＧ２へ十分な電力を供給することができずに、十分にその要求に応えることが困難となるが、このように、ＥＶ走行中にＳＯＣに基づいてエンジン始動のタイミングを予測し、油圧の応答遅れ時間を考慮して、エンジン始動に先立ってＥＯＰを駆動させるようにすることで、かかる不具合を防止することができる。また、ＥＯＰを前もって駆動させるのは、油圧応答遅れに相当する時間だけであるので、消費電力を少なくすることができ、燃費悪化を最低限に抑制することができる。
【実施例３】
【００９６】
上述したように、エンジン始動時にＥＯＰを駆動することにより、エンジンの動力性能が向上してハイブリッド車両１００の加速性能が向上するが、ＥＯＰを駆動させるとその分消費電力が多くなるので燃費が悪化する。
【００９７】
また、ハイブリッド車両１００においては、ＭＧ２の回転軸が減速機４を介して駆動輪８，９の回転軸８ａ，９ａに連結されているので、ハイブリッド車両１００がＭＧ２の駆動力のみで低車速で走行している場合には、ＭＧ２の回転数も低い。一方、動力分割機構３の遊星歯車の軸回転数を図示した共線図は、縦軸に示される回転数において、ＭＧ１回転数、エンジン回転数およびＭＧ２回転数が必ず直線で結ばれる関係となる。
【００９８】
ゆえに、ハイブリッド車両１００がＭＧ２の駆動力のみで低車速で走行している状態のときから、加速要求があり、エンジン２を始動させてその出力を向上させた場合の共線図は図１１のようになる。そして、エンジン出力は、ＭＧ１回転数がその許容最高回転数を超えない範囲でしか増加させることができないので、ハイブリッド車両１００が低速でＥ
Ｖ走行中であるときに加速要求があったとしても、吸気バルブの作動タイミングを早期に進角して動力性能を向上させてもその効果が小さい。
【００９９】
また、ＭＧ２回転数とＭＧ２が出力するトルクは図１２に示すような関係にあり、ＭＧ２回転数が低いときには、ＭＧ２の出力トルクには上限がある。ゆえに、ハイブリッド車両１００がＭＧ２の駆動力のみで低車速で走行している状態のときに、加速要求があり、エンジン始動後の吸気バルブの作動タイミングを早期に進角させてエンジン出力を早期に上昇させたとしても、このトルク制限のために、ＭＧ２が、ＭＧ１が発電する電力（発電電力）にバッテリ電力を加えた量の電力を車両の駆動力上昇のためにフルに使うことができない。それゆえ、ハイブリッド車両１００が低速でＥＶ走行中であるときに加速要求があったとしても、吸気バルブの作動タイミングを早期に進角して動力性能を向上させてもその効果が小さい。
【０１００】
一方、ハイブリッド車両１００が高速で走行していたとしても、アクセル開度が小さいときには、加速要求の度合いが小さいと考えられることから、吸気バルブの作動タイミングを早期に進角させてエンジン出力を早期に上昇させる必要はない。
【０１０１】
このように、車両１００の車速とアクセル開度によっては、吸気バルブの作動タイミングを早期に進角させてエンジン出力を早期に上昇させても、その効果が小さいかあるいは必要がない領域が存在する。かかる領域においては、ＥＯＰを駆動して吸気バルブの作動タイミングを早期に進角させて動力性能を優先させるよりは、ＥＯＰを駆動させずに消費電力を抑制することにより燃費悪化を抑制して燃費を優先させる方が好ましい。
【０１０２】
そこで、本実施例に係るＥＯＰ駆動制御においては、図１３に示すように、車速とアクセル開度をパラメータとして、動力性能優先領域と燃費優先領域とに予め分けておき、ＥＶ走行中の車速とアクセル開度とからどちらの領域であるかを判別し、動力性能優先領域である場合はＥＯＰを駆動させ、燃費優先領域である場合はＥＯＰを駆動させないようにする。
【０１０３】
以下、具体的に、図１４に示すフローチャートを用いて本実施例に係るＥＯＰ駆動制御について説明する。この制御ルーチンは、予めＥＣＵ７のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサからのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてＥＣＵ７が実行するルーチンである。
【０１０４】
先ず、Ｓ３０１において、エンジン２が停止しているか否かを判別する。そして、本ステップで肯定判定された場合にはＳ３０２へ進み、上述した動力性能優先領域であるか否かを判別する。これは、現時点の車速、アクセル開度および図１３に示したマップに基づいて判別するものである。そして、本ステップで肯定判定された場合にはＳ３０３へ進み、ＥＯＰを駆動させる。一方、Ｓ３０２で否定判定された場合にはＳ３０４へ進み、ＥＯＰを停止させたままとする。また、Ｓ３０１で否定判定された場合にはＳ３０５へ進み、ＥＯＰ通常制御を実行する。
【０１０５】
なお、Ｓ３０３でＥＯＰを駆動させる際のＥＯＰの駆動力は、予め実験等による経験則に基づいて作成してＥＣＵ内のＲＯＭに記憶した、車速、アクセル開度およびＥＯＰの駆動力の相関関係を示すマップに、車速およびアクセル開度を代入することにより算出して決定してもよいし、一律に最大限に駆動させるようにしてもよい。
【０１０６】
そして、このようにＥＯＰの駆動を制御することにより、燃費悪化を最低限に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】実施例１に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係るハイブリッドシステムの動力および電力の伝達経路を示す概略図である。
【図３】実施例１に係る吸・排気バルブの作動タイミングを示す図である。
【図４】バルブタイミング制御装置の概略構成を示す図である。
【図５】吸気バルブの作動タイミングを遅角側の位相に変更させる際のオイルの流れを示す図である。
【図６】吸気バルブの作動タイミングを進角側の位相に変更させる際のオイルの流れを示す図である。
【図７】実施例１に係るＥＯＰ駆動制御の制御ルーチンのフローチャートである。
【図８】ナビゲーションシステムの概略構成を示す図である。
【図９】実施例２に係るＥＯＰ駆動制御の制御ルーチンのフローチャートである。
【図１０】実施例２に係る他のＥＯＰ駆動制御の制御ルーチンのフローチャートである。
【図１１】ＥＶ走行から加速する際のハイブリッドシステムの共線図である。
【図１２】ＭＧ２回転数とＭＧ２の出力トルクの相関関係を示す図である。
【図１３】車速およびアクセル開度をパラメータとする優先領域を示す図である。
【図１４】実施例３に係るＥＯＰ駆動制御の制御ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０８】
１ ハイブリッドシステム
２ エンジン
３ 動力分割機構
４ 減速機
５ インバータ
６ バッテリ
７ ＥＣＵ
８，９ 駆動輪
１０ オイルパン
１１，１２ チェック弁
２１ クランクシャフト
２２ バルブタイミング制御装置
３０ 可変バルブタイミング機構
６０ ＯＣＶ
７０ ロック機構
８０ ナビゲーションシステム
１００ ハイブリッド車両
ＭＧ１ 第１の電動発電機
ＭＧ２ 第２の電動発電機
ＭＯＰ 機械式オイルポンプ
ＥＯＰ 電動式オイルポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の圧力によりカムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させることにより吸気バルブの作動タイミングを変更可能なバルブタイミング制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、出力向上、ドライバビリティ向上、低エミッション化等を意図して、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変更してエンジン（内燃機関）の吸気バルブの作動タイミングを変更するバルブタイミング制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このバルブタイミング制御装置は、クランクシャフトと同期して回転するハウジングと、カムシャフトに結合されハウジングに対して相対的に回転可能なベーンと、油の流入によってその体積を広げてベーンのクランクシャフトに対する回転位相を進角させる進角室と、油の流入によってその体積を広げてベーンのクランクシャフトに対する回転位相を遅角させる遅角室とを備え、進角室と遅角室への油の流入を制御することにより、吸気バルブを駆動するカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を可変とし、これによって吸気バルブの作動タイミングを変更できるようになっている。
【０００４】
一般的に、エンジンが冷えた状態でエンジンを始動させる際には、吸気圧縮比を上げることで容易に始動させることができ、一方、機関暖機状態では、吸気圧縮比を下げ、高めのクランキング回転数とすることにより、低振動にて静粛に始動させることができる。
【０００５】
ゆえに、バルブタイミング制御装置にて、冷間始動時には、クランクシャフトの回転に対する吸気バルブの開閉タイミングを最も早くすべくクランクシャフトに対する吸気カムシャフトの回転位相を最進角位相にし、温間（暖機完了後）始動時には、クランクシャフトの回転に対する吸気バルブの開閉タイミングを最も遅くすべくクランクシャフトに対する吸気カムシャフトの回転位相を最遅角位相にすることが好ましい。
【０００６】
また、燃費向上および低エミッション化の観点から注目されてきている、信号待ち等の車両一時停止時にエンジンを一時停止させるエコラン運転を行う車両やエンジンによる駆動と電動機による駆動とを適宜織り交ぜて駆動力を得るハイブリッド車両においては、温間始動が頻繁に行われる。ゆえに、これらの車両においては、クランクシャフトに対する吸気カムシャフトの回転位相を最遅角位相にロックするロック機構を備え、頻繁に行われる温間始動に備えるべく、エンジンの停止時にはロック機構により吸気カムシャフトの回転位相を最遅角位相に固定することが実用化されている。
【０００７】
このロック機構は、例えばベーンに往復動可能に配設されたロックピンと、ロックピンの先端部が挿入されるハウジングの係止孔とを備える。このロック機構では、カムシャフトが所定の回転位相であり、かつ作動油の圧力が低いときにロックピンの先端部が係止孔に挿入される。このロックピンによりハウジングとベーンとの相対回転が規制され、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相が最遅角位相に保持される。また、ロック機構にはロック解除用の圧力室が設けられており、この圧力室への油の流入により圧力が十分に高まると、ロックピンが係止孔から抜け出てロックが解除され、ハウジングとベーンとの相対回転が可能となるものである。
【０００８】
そして、エンジンの停止時に、ロック機構により吸気カムシャフトの回転位相を最遅角
位相に固定する場合において、エンジンの停止時に加速要求がある場合などには、それに応える必要があるため、ロックを解除し、その後吸気圧縮比を上げるべくクランクシャフトに対する吸気カムシャフトの回転位相を進角させる必要があるので、ロック解除用の圧力室および進角室へ油を流入させる必要がある。
【特許文献１】特開２０００−３２０３５６号公報
【特許文献２】特開２００２−６１５２２号公報
【特許文献３】特開２００３−２７８５６６号公報
【特許文献４】特開２００３−２４７４３４号公報
【特許文献５】特開２００４−１９４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ロック解除用の圧力室および進角室へ油を流入させて油圧を高めるために、エンジンの駆動力から駆動力を得る機械式のオイルポンプを利用するのでは、エンジンの回転数に応じた駆動力を得ることができるのみであり、始動時に迅速に油圧を高めることができない。ゆえに、機械式のオイルポンプを利用するのみでは、エンジンの停止時からの加速要求に十分に応えることができない。
【００１０】
エンジンの駆動力とは独立して駆動される電動式のオイルポンプを用いることにより上述した問題を解消することができるが、頻繁に行われる温間始動時に常に電動式のオイルポンプを使用するとその分燃費が悪化してしまう。
【００１１】
本発明は、上記した事項に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジン始動時の振動を低減させることができるとともに、燃費悪化を最低限に抑制しつつ始動後のエンジン出力の早期向上を図ることができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係るエンジンのバルブタイミング制御装置は、クランクシャフトの回転により駆動力を得て流体を供給する機械式ポンプと、バッテリ電力により駆動力を得て流体を供給する電動式ポンプと、前記機械式ポンプおよび／または電動式ポンプにて供給された流体の圧力によりカムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させることにより吸気バルブの作動タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構と、エンジン停止中における車両に対する加速要求の度合いに応じて前記電動式ポンプの駆動力を制御する電動式ポンプ駆動制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
信号待ち等の車両一時停止時にエンジンを一時停止させるエコラン運転を行う車両やエンジンによる駆動と電動機による駆動とを適宜織り交ぜて駆動力を得るハイブリッド車両においては、エンジンが自動的に停止し、当該車両の使用者によりアクセルが踏込まれて車両に対して加速要求がなされることなどを条件に、エンジンが自動的に始動される。ゆえに、かかる車両においては、エンジンが温まった状態で始動される、温間始動が頻繁に行われる。
【００１４】
また、一般的に、エンジンが冷えた状態で始動させる際には、吸気圧縮比を上げることで容易に始動させることができ、一方、温間時（暖機完了後）には、吸気圧縮比を下げ、高めのクランキング回転数とすることにより、低振動にて静粛に始動させることができる。
【００１５】
ゆえに、これらの車両に搭載されるエンジンの吸気バルブの作動タイミングを制御するバルブタイミング制御装置においては、頻繁に行われる温間始動に備えるべく、エンジン停止時に吸気バルブの作動タイミングを、吸気圧縮比を下げ得るように固定することが好
ましい。ただし、このように始動時の吸気バルブの作動タイミングを、吸気圧縮比を下げ得るように固定する場合には、始動後、エンジン出力を上げるために吸気圧縮比を上げるように吸気バルブの作動タイミングを変更する必要がある。
【００１６】
そして、潤滑油（オイル）あるいはエンジン冷却用の冷却水である流体の圧力によりカムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させることにより吸気バルブの作動タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構においては、流体の圧力が高くなければカムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させることができない。
【００１７】
ゆえに、クランクシャフトの回転により駆動力を得て流体を供給する機械式ポンプのみを備える場合においては、エンジン始動直後などエンジン回転数が低い場合には、カムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させるのに十分な流体を供給することができずに、エンジン始動後迅速に吸気バルブの作動タイミングを変更することができない。
【００１８】
これに対して、本発明に係るバルブタイミング制御装置は、機械式ポンプとは別に電動式ポンプを備えているので、エンジンの駆動とは独立して可変バルブタイミング機構に流体を供給することができ、吸気バルブの作動タイミングを任意に変更することができる。ただし、電動式ポンプを駆動させるとバッテリ電力が消費されるので、適切な時に電動式ポンプを駆動させないと、燃費が悪化してしまう。
【００１９】
本発明に係るエンジンのバルブタイミング制御装置は、電動式ポンプ駆動制御手段が、エンジン停止中における車両に対する加速要求の度合いに応じて電動式ポンプの駆動力を制御する。ゆえに、例えば、車両に対する加速要求値が所定値以上である場合には電動式ポンプの駆動力を最大にすることで、始動後、迅速に吸気バルブの作動タイミングを変更することができ、動力性能を向上させることができる。一方、車両に対する加速要求値が所定値より小さい場合など、加速要求の度合いが低い場合には電動式ポンプの駆動力を小さくすることで、燃費向上を図ることができる。なお、加速要求値は、アクセル踏込み量（開度）に比例して大きくなるものであることを例示することができる。
【００２０】
また、上記のバルブタイミング制御装置が、エンジンと、当該エンジンが出力する動力を利用して発電を行う発電機と、車両の駆動軸に駆動力を供給する電動機とを備え、前記発電機の発電電力とバッテリ電力を併用して前記電動機の駆動力を上昇させて加速可能なハイブリッド車両のエンジンの吸気バルブの作動タイミングを制御するものである場合、前記電動式ポンプ駆動制御手段は、前記電動機によって車両を駆動させている際に加速要求があったとしても、前記電動機が前記発電機の発電電力とバッテリ電力をその駆動力を上昇させるのに使いきれない場合には、前記電動式ポンプの駆動を禁止することを特徴とする。
【００２１】
電動機に電力を多く供給したとしても、電動機が出力することができるトルクには制限がある。このトルク制限により、電動機が発電機の発電電力とバッテリ電力をその駆動力を上昇させるのに使いきれない場合には、始動後迅速に吸気バルブの作動タイミングを変更してエンジン出力を上昇させても、その分電動機の駆動力が上昇するわけではなく、車両の加速性能は向上しない。ゆえに、かかる場合には、前記電動式ポンプの駆動を禁止することにより、無駄に電力が消費されることを防止することができるので、燃費向上を図ることができる。
【００２２】
また、本発明に係るエンジンのバルブタイミング制御装置は、クランクシャフトの回転により駆動力を得て流体を供給する機械式ポンプと、バッテリ電力により駆動力を得て流体を供給する電動式ポンプと、前記機械式ポンプおよび／または電動式ポンプにて供給された流体の圧力によりカムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させることによ
り吸気バルブの作動タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構と、エンジン停止中にエンジン始動タイミングを予測し、当該予測タイミングの直後にはカムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させることができるようにエンジン停止中に前記電動式ポンプを駆動開始させる電動式ポンプ駆動制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
電動式ポンプ駆動制御手段が電動式ポンプを駆動開始させたとしても、カムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させるのに十分な圧力を発生させることができる量の流体を供給するまでには、ある程度の時間を要するという、油圧応答遅れが生じる。ゆえに、始動直後迅速に吸気バルブの作動タイミングを変更させるためには、エンジン始動に先立って電動式ポンプを駆動開始させることが好ましい。さらに、油圧応答遅れ時間分だけエンジン始動に先立って電動式ポンプを駆動開始させることにより、低振動にて静粛に始動させることと、電動式ポンプのための消費電力を少なくすることの両立を図ることができる。
【００２４】
本発明に係るエンジンのバルブタイミング制御装置においては、電動式ポンプ駆動制御手段が、エンジン停止中にエンジン始動タイミングを予測し、当該予測タイミングの直後にはカムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させることができるようにエンジン停止中に電動式ポンプを駆動開始させるので、低振動にて静粛に始動させることができるとともに、燃費悪化を最低限に抑制しつつエンジン出力を早期に向上させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、エンジン始動時の振動を低減させることができるとともに、燃費悪化を最低限に抑制しつつ始動後のエンジン出力の早期向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を以下の実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本実施例に係るハイブリッドシステム１を搭載したハイブリッド車両１００の概略構成図である。図１に示すように、ハイブリッドシステム１は、内燃機関（エンジン）２、第１の電動発電機（以下、「ＭＧ１」と称し、図中においても「ＭＧ１」と記す。）、第２の電動発電機（以下、「ＭＧ２」と称し、図中においても「ＭＧ２」と記す。）、動力分割機構３、減速機４、インバータ５、バッテリ６、電子制御装置（ＥＣＵ）７等を主要な構成要素として含む。
【００２８】
エンジン２のクランクシャフト２１と、ＭＧ１の回転軸と、ＭＧ２の回転軸とは、動力分割機構３を介して相互に連結される。動力分割機構３は、周知の遊星歯車（プラネタリーギア）を利用して、エンジン２からの動力（クランクシャフト２１の回転力）をＭＧ１の回転軸とＭＧ２の回転軸とに分割して伝達する。また、ＭＧ２の回転軸とクランクシャフト２１とは、適宜連結することや、切り離すことが可能である。
【００２９】
また、ＭＧ２の回転軸は、減速機４を介して駆動輪８，９の回転軸（駆動軸）８ａ，９ａに連結されている。ゆえに、ＭＧ２の回転軸とクランクシャフト２１とが連結されている状態では、エンジン２が出力する動力（エンジン動力）が、駆動輪８，９の回転力として伝達されるとともに、ＭＧ１を駆動して電力を発生させる。
【００３０】
また、ＭＧ２は、バッテリ６あるいはＭＧ１から電力の供給を受けて駆動輪８，９に回転力を付与するように機能する場合と、逆に駆動輪８，９から回転力を付与されることで発電を行いバッテリ６に充電用の電力を供給するように機能する場合とがある。
【００３１】
ＥＣＵ７は、ハイブリッドコントロールコンピュータ（以下、「ＨＶＣＣ」という。）と、エンジンコントロールコンピュータ（以下、「ＥＣＣ」という。）を備えている。これらＨＶＣＣおよびＥＣＣは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどからなる算術論理演算回路である。
【００３２】
ＨＶＣＣには、ハイブリッド車両１００に取り付けられたアクセルポジションセンサ（図示省略）、シフトポジションセンサ（図示省略）等の各種センサが電気配線を介して接続され、各種センサの出力信号がＨＶＣＣに入力されるようになっている。また、ＨＶＣＣには、バッテリコンピュータからバッテリ充電状態（ＳＯＣ）が入力される。そして、ＨＶＣＣは、各種センサの検出値あるいはＳＯＣに基づいて必要なエンジンパワーを求めてＥＣＣに要求値を出力するとともに、必要なトルクを求めてＭＧ１およびＭＧ２を制御する。
【００３３】
一方、上記したＥＣＣには、クランクポジションセンサ（図示省略）、カムポジションセンサ（図示省略）等の各種センサが電気配線を介して接続され、各種センサの出力信号がＥＣＣに入力されるようになっている。また、ＥＣＣには、燃料噴射弁（図示省略）、スロットル（図示省略）等が電気配線を介して接続され、各種センサからの出力信号よりエンジンの運転状態（エンジン回転数等）を判定し、判定した運転状態、ＨＶＣＣから出力される要求値および予め作成されＲＯＭに記憶されたマップに基づいて燃料噴射弁およびスロットルを制御する。
【００３４】
そして、ハイブリッドシステム１においては、ＥＣＵ７が実行する制御に基づいてエンジン２及びＭＧ２の発生する動力（トルク）を適宜使い分けて車両の駆動輪８，９に伝達する他、適宜、エンジン２の発生するエネルギーや車両の減速に伴って発生するエネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリ６を充電する。
【００３５】
以下、ハイブリッドシステム１の作動について、具体例を挙げて説明する。
図２は、エンジン２及びＭＧ２の発生する動力やバッテリ６に蓄えられた電力が、ハイブリッドシステム１の状態に応じてどのように活用されるのかを、動力や電力の伝達経路を中心に説明する模式図である。なお、図２において、実線の矢印は動力の伝達経路を示し、破線の矢印は電力の伝達経路を示す。
【００３６】
（１）システム起動時
ハイブリッドシステム１の起動時には、エンジンのスターターとしての機能を持つＭＧ１に通電し、エンジン２を始動させ、暖機を行う。この際、エンジン２の発生するエネルギーの一部はＭＧ１を介して電気エネルギーに変換され、バッテリ６に蓄えられる（図２（ａ））。エンジン２の暖機が完了すると、エンジン２の運転を停止する。
【００３７】
（２）発進・軽負荷走行時
ハイブリッド車両１００が発進する際、あるいは低速走行を行う際等、エンジン２の熱効率が低くなる条件下においては、ＭＧ２が発生する動力を優先的に活用して車両（駆動輪８，９）を駆動する（図２（ｂ））。かかる場合においては、エンジン２は停止したままとなる。
【００３８】
ただし、ＳＯＣ低下時は基本的にＭＧ２の駆動力により発進・軽負荷走行を行い、エン
ジン２を始動させ、ＭＧ１を駆動して発電し、その電力を使ってＭＧ２を駆動させると同時にバッテリを充電する。
【００３９】
（３）定常走行時
エンジン２の機関効率のよい運転領域では、主にエンジン２が発生する動力を用いて走行する。エンジン動力は動力分割機構３で２経路に分割され、一方は動力として駆動輪８，９に伝達される。もう一方はＭＧ１を駆動して発電を行い、その電力によりＭＧ２を駆動することでエンジン動力を補助する。そして、エンジン２が発生する動力と、ＭＧ２が発生する動力とが最適な比率で協動して車両（駆動輪８，９）を駆動するように制御を行う（図２（ｃ））。
【００４０】
ただし、ＳＯＣ低下時などバッテリ６の充電が必要な場合には、エンジン出力を上げることでＭＧ１での発電も同時に行い、この電力を使ってＭＧ２を駆動するのと同時にバッテリ６を充電する。
【００４１】
（４）加速時
加速を行う場合、エンジン２の回転数を上げるとともにＭＧ１による発電量を増加する。そして、ＭＧ１の発電による電力（発電電力）とバッテリ６による電力（バッテリ電力）を使ってＭＧ２に動力を発生させ、その駆動力とエンジン動力とで加速する（図２（ｄ））。
【００４２】
ここで、エンジン２は、４サイクルエンジンであり、当該エンジンには、吸気バルブの作動タイミングをクランクシャフト２１の回転角度に対して連続的に変更することができるバルブタイミング制御装置２２が設けられている。
【００４３】
バルブタイミング制御装置２２は、吸気側カムシャフトをクランクシャフト２１に対して相対回転させることにより、吸気バルブの作動タイミングを図３に示す如く変更可能に制御することを実現している。そして、特にその閉じ位相をピストンの往復動位相に対し相対的に進めたり遅らせたりすることにより、吸気弁が閉じられる瞬間にシリンダ室内に吸入される吸気の量を増減して吸気の圧縮比を可変に制御するものである。
【００４４】
このバルブタイミング制御装置２２は、図４に示すように、可変バルブタイミング機構３０、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）６０、及びロック機構７０を備えている。
【００４５】
次に、図４，５，６を用いて可変バルブタイミング機構３０について説明する。
吸気側カムシャフト３１は、シリンダヘッドに回転可能に支持されている。吸気側カムシャフト３１の端部には、内部ロータ３２がボルト３３によって一体回転可能に取付けられている。カムシャフト３１の端部外周にはスプロケット３４が嵌合されており、このスプロケット３４とクランクシャフト２１側のスプロケットとにチェーン（図示省略）が掛け渡されている。このようにして、カムシャフト３１及びクランクシャフト２１が、スプロケット３４、チェーン等を介して駆動連結されている。スプロケット３４には、ハウジング３５がボルト３６によって一体回転可能に取付けられている。ハウジング３５は円環形状をなしており、その内周面の周方向に互いに離間した箇所には複数の突部３７が形成されている。
【００４６】
一方、内部ロータ３２は、その中央部に位置する円筒状のボス３８と、そのボス３８の外周の互いに離間した箇所に設けられた複数のベーン３９とを備えている。そして、ボス３８の外周面が各突部３７の先端に摺動可能に接触した状態で、各ベーン３９が隣合う突部３７間に位置し、ハウジング３５の内周面に摺動可能に接触している。
【００４７】
内部ロータ３２は、流体の圧力をベーン３９で受けることによりハウジング３５に対し相対回転する。この相対回転により、クランクシャフト２１に対するカムシャフト３１の回転位相が変化する。内部ロータ３２の回転位相は、図５に示すように少なくとも１つのベーン３９がカムシャフト３１の回転方向（図では時計回り方向）についての後ろ側の突部３７に接触したとき「最も遅い位相（最遅角位相）」になる。また、同回転位相は、少なくとも１つのベーン３９が、カムシャフト３１の回転方向についての前側の突部３７に接触したとき「最も進んだ位相（最進角位相）」になる。
【００４８】
内部ロータ３２を相対回転させるための流体の圧力として、エンジン２のオイル（潤滑油）の油圧が利用されている。詳しくは、ハウジング３５内の隣合う突部３７間の空間は、ベーン３９によって２つの空間に区画されている。これらのうち、カムシャフト３１の回転方向についてベーン３９よりも前側の空間は遅角側油圧室４０を構成し、後ろ側の空間は進角側油圧室４１を構成している。
【００４９】
上記可変バルブタイミング機構３０では、両油圧室４０，４１内の油圧によって内部ロータ３２がハウジング３５に対して相対回転する。すなわち、遅角側油圧室４０内の油圧を進角側油圧室４１の油圧に対して高くすると、内部ロータ３２はハウジング３５に対してカムシャフト３１の回転方向と逆方向に相対回転され、カムシャフト３１の回転位相はクランクシャフト２１の回転位相に対して遅角される（図５の状態）。これとは逆に、進角側油圧室４１内の油圧を遅角側油圧室４０内の油圧に対して高くすると、内部ロータ３２はハウジング３５に対してカムシャフト３１の回転方向に相対回転する。このとき、カムシャフト３１の回転位相はクランクシャフト２１の回転位相に対して進角される（図６の状態）。そして、これらの回転位相の変更によって吸気バルブの作動タイミングを可変としている。
【００５０】
上記両油圧室４０，４１内に対するオイルの供給及び排出を行うために、シリンダヘッド、カムシャフト３１、内部ロータ３２等には、遅角側油圧室４０に繋がる遅角側通路４２と、進角側油圧室４１に繋がる進角側通路４３とが形成されている。両通路４２，４３には、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）６０を介して供給通路４４及び２つの排出通路４５，４６が接続されている。なお、ＯＣＶ６０は電磁駆動式の流量制御弁であり、ＥＣＵ７によって制御される。
【００５１】
供給通路４４は機械式オイルポンプ（以下、「ＭＯＰ」と称し、図中においても「ＭＯＰ」と記す。）および電動式オイルポンプ（以下、「ＥＯＰ」と称し、図中においても「ＥＯＰ」と記す。）を介してオイルパン１０に繋がり、両排出通路４５，４６は直接オイルパン１０に繋がっている。
【００５２】
ＭＯＰは、クランクシャフト２１が回転することにより駆動され、オイルを圧送供給する機械式のオイルポンプであり、周知の４歯５葉トロコイド型ポンプを例示することができる。そして、このＭＯＰの作用により、オイルパン１０内に貯えられたオイルが、オイルストレーナを介して吸い上げられ、オイルフィルタ（図示省略）で異物が除かれた後、クランクジャーナル等のエンジンの各部位に供給される。
【００５３】
また、ＭＯＰにて吸い上げられたオイルがエンジン各部位至る経路は、図４に示したように途中で分岐しており、分岐点からＯＣＶ６０へ至る経路の途中には、チェック弁１１が設けられている。このチェック弁１１は、ＭＯＰ側からＯＣＶ６０側にオイルが流れる場合に、オイルの圧力（油圧）が開弁圧以上の場合に開弁してオイルが流れることを許容し、他方、ＯＣＶ６０側からＭＯＰ側にオイルが流れるのを阻止するものである。
【００５４】
ＥＯＰは、クランクシャフト２１の回転とは独立して駆動され、オイルパン１０内に貯
えられたオイルを吸い上げ、ＯＣＶ６０に圧送供給する電動式のオイルポンプである。このＥＯＰは、バッテリ６を駆動源とするオイルポンプであり、ＥＣＵ７の指令信号により電圧が印加されると、その印加電圧に応じた分の流量のオイルをＯＣＶ６０に供給する。そして、ＥＯＰにて吸い上げられたオイルがＯＣＶ６０へ至る経路の途中には、上記チェック弁１１と同じ機能を有するチェック弁１２が設けられている。
【００５５】
ＯＣＶ６０は、複数のポートが形成されたケーシング６１を備えている。ポートには、遅角側通路４２、進角側通路４３、供給通路４４及び両排出通路４５，４６が接続されている。ケーシング６１の内部には、複数の弁部６２を備え、かつばね６３によって弾性付勢されたスプール６４が往復動可能に収容されている。ＯＣＶ６０では、ＥＣＵ７により電磁ソレノイド６５への通電時間がデューティ制御される。この制御に応じてスプール６４の軸方向における位置が変更され、弁部６２によって各ポートが開閉される。
【００５６】
例えば、デューティ比が０％の場合には、図５に示すように、ばね６３が伸張してスプール６４が右端側に配置される。これにより、遅角側通路４２と供給通路４４とが接続され、オイルパン１０内のオイルが供給通路４４、遅角側通路４２等を通って遅角側油圧室４０に供給される。また、進角側通路４３と一方の排出通路４５とが接続され、進角側油圧室４１内のオイルが進角側通路４３、排出通路４５等を通ってオイルパン１０に戻される。その結果、ハウジング３５に対し内部ロータ３２がカムシャフト３１の回転方向とは反対方向（遅角方向）へ相対回転する。この相対回転は、図５に示すように、ベーン３９がカムシャフト３１の回転方向についての後側の突部３７に接触したところで止まる。
【００５７】
また、デューティ比が１００％の場合には、図６に示すように、スプール６４がばね６３を圧縮させて左側に配置される。これにより、進角側通路４３と供給通路４４とが接続され、オイルパン１０内のオイルが供給通路４４、進角側通路４３等を通って進角側油圧室４１に供給される。また、遅角側通路４２と他方の排出通路４６とが接続され、遅角側油圧室４０内のオイルが遅角側通路４２、排出通路４６等を通ってオイルパン１０に戻される。その結果、ハウジング３５に対し内部ロータ３２がカムシャフト３１の回転方向（進角方向）へ相対回転する。この相対回転は、図６に示すように、ベーン３９がカムシャフト３１の回転方向についての前側の突部３７に接触することで止まる。
【００５８】
そして、デューティ比を０〜１００％の間で任意に変更することにより、遅角側油圧室４０及び進角側油圧室４１へのオイルの供給・排出を行い、各油圧室４０，４１内の油圧を調整することができる。この調整により、内部ロータ３２の回転位相を最遅角位相から最進角位相までの範囲で任意に変更することができる。
【００５９】
そして、吸気バルブの作動タイミングの制御は、吸気カムシャフト３１の実変位角、及び吸気バルブの作動タイミングの目標変位角に基づき、バルブタイミング制御装置２２を駆動することによって行う。なお、吸気カムシャフト３１の実変位角は、カムポジションセンサおよびクランクポジションセンサの検出値に基づき求められる。目標変位角は、例えばエンジン回転数Ｎｅ、エンジン負荷等といったエンジン運転状態に応じて算出される。エンジン負荷は、例えばエンジン２の吸入空気量に関係するパラメータ（例えばスロットル開度、アクセル開度、吸気圧等）に基づき算出される。
【００６０】
そして、カムシャフト３１の変位角が早期に目標変位角となるように、エンジン回転数に依存するＭＯＰの駆動力を補うようにＥＯＰの駆動力を制御する。具体的には、車速、アクセル開度（アクセルポジションセンサの検出値）およびＥＯＰ駆動力の相関関係を示すマップを予め実験等の経験則に基づいて作成してＥＣＵ７内のＲＯＭに記憶しておき、ＥＣＵ７が逐次、当該マップに、車速およびアクセル開度を代入することによりＥＯＰの駆動力を算出し、当該駆動力に相当する分の電圧をＥＯＰに印加する。以下、これを「Ｅ
ＯＰ通常制御」という。
【００６１】
ここで、エンジン２が冷えた状態の時（冷間時）にエンジン２を容易に始動させるためには、吸気圧縮比をできるだけ上げる必要があり、図３に示す変更可能な範囲においてはできる限り進角位相にしてからクランキングを行うことが好ましい。一方、エンジン２が温まった状態の時（温間時）には、吸気圧縮比を下げても容易に始動させることができることから、バルブタイミングをできるかぎり遅角位相にして、高めのクランキング回転数とすることにより、低振動にて静粛に始動させることができる。
【００６２】
かかる事項に鑑み、本実施例に係るハイブリッド車両１００においては、温間時始動が頻繁に繰り返されることを考慮して、クランクシャフトに対する吸気カムシャフト３１の回転位相を最遅角位相にロックするロック機構７０を備えている。そして、頻繁に繰り返される温間時始動に備えるべく、エンジン停止時にはロック機構７０により吸気カムシャフト３１の回転位相を最遅角位相に固定することとしている。
【００６３】
以下にロック機構７０について説明する。
内部ロータ３２のベーン３９の１つには、カムシャフトに平行にピン挿入孔７１が形成されており、ロックピン７２がこの挿入孔７１内に往復摺動可能に収容されている。ロックピン７２はばね７３によって常にハウジング３５側へ弾性付勢されている。一方、ハウジング３５において挿入孔７１に対応する箇所には係止孔７４が形成されており、内部ロータ３２の相対回転に伴い挿入孔７１が係止孔７４に合致したとき、ばね７３によって弾性付勢されたロックピン７２の先端が係止孔７４に挿入される。この挿入により、ハウジング３５に対する内部ロータ３２の相対回転が規制され、相対回動位置関係を維持した状態で吸気カムシャフト３１とスプロケット３４とが一体に回転する。なお、挿入孔７１に対応する箇所とは、カムシャフト３１の回転位相が最遅角位相となったときに挿入孔７１に合致する箇所である。
【００６４】
ロックピン７２を係止孔７４から抜き出してロックを解除するために、挿入孔７１を有するベーン３９には油路が設けられている。この油路は進角側油圧室４１及び係止孔７４に連通しており、進角側油圧室４１に供給された油圧が係止孔７４にも導入される。また、ロックピン７２のフランジ部分と挿入孔７１の段差部分との間には環状油空間が形成されている。この環状油空間は、遅角側油圧室４０と連通しており、同遅角側油圧室４０に供給された油圧が環状油空間にも導入される。そして、両油圧がばね７３の付勢力に打ち勝つと、ロックピン７２が係止孔７４から外れ、ロックピン７２の係止が解除される。この解除に伴い、ハウジング３５及び内部ロータ３２間の相対回転が許容され、進角側油圧室４１及び遅角側油圧室４０に供給される油圧に基づいて、ハウジング３５に対する内部ロータ３２の回転位相の調整が可能となる。
【００６５】
このように構成されたハイブリッド車両１００においては、車両停止時あるいは発進・軽負荷走行時などエンジン２が停止状態にある状態に加速要求があった場合には、エンジン２を始動させるとともに、加速要求に迅速に応えるべく、ロック機構７０によるロックを解除し、吸気圧縮比を上げるためにクランクシャフトに対する吸気カムシャフトの回転位相を早期に進角させる必要がある。そして、そのためには、ロック解除用の圧力室および進角側油圧室４１へ早期にオイルを流入させる必要がある。
【００６６】
そして、本実施例においては、ＯＣＶ６０を介してロック解除用の圧力室および進角側油圧室４１へオイルを供給する手段として、ＭＯＰおよびＥＯＰを備えていることから、以下に説明するようにＥＯＰの駆動力を制御するようにする。
【００６７】
概略としては、加速要求の度合いに応じてＥＯＰの駆動力を変更するものである。より
具体的には、車速とアクセル開度（アクセルポジションセンサの検出値）をパラメータとするマップに基づいて加速要求値を算出し、当該加速要求値が所定値以上である場合には、ＥＯＰの駆動力を最大にし、加速要求値が所定値未満である場合には、上述したＥＯＰ通常制御を実行する。なお、加速要求値は、アクセル踏込み量（開度）に比例して大きくなるものであることを例示することができる。
【００６８】
これにより、急加速が要求される場合など加速要求の度合いが高い場合には、ＥＯＰの駆動力が最大にされるので、早期に進角側油圧室４１の油圧が上昇し、吸気バルブの作動タイミングが、エンジン始動時の最遅角位相から早期に進角側の位相に変更される。そして、これによりエンジン始動後に早期に吸気圧縮比が上昇するので、早期にエンジン出力を上昇させることができ、迅速に車両を加速させることができる。
【００６９】
一方、緩加速が要求される場合など加速要求の度合いが低い場合には、上述したＥＯＰ通常制御が実行されるので、ＥＯＰの駆動力を最大にするのと比較すると吸気バルブの作動タイミングの進角化が遅れるが、ＥＯＰの駆動力が小さい分、消費電力を少なくすることができる。
【００７０】
したがって、このように加速要求の度合いに応じてＥＯＰの駆動力を制御することにより、加速性能の向上と燃費向上の両立を図ることができる。また、加速要求があった後に行われるエンジン始動時には、吸気バルブの作動タイミングが最遅角位相に固定されているので、吸気圧縮比を下げて高めのクランキング回転数とすることにより、低振動にて静粛に始動させることができる。
【００７１】
以下、具体的に、図７に示すフローチャートを用いて本実施例に係るＥＯＰ駆動制御について説明する。この制御ルーチンは、予めＥＣＵ７のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサからのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてＥＣＵ７が実行するルーチンである。
【００７２】
先ず、Ｓ１０１において、加速要求値が所定値以上であるか否かを判別する。これは、予め実験等による経験則に基づいて作成してＥＣＵ７内のＲＯＭに記憶した、車速、アクセル開度および加速要求値の相関関係を示すマップに、車速およびアクセル開度を代入することにより加速要求値を算出し、当該加速要求値が予め定めされた所定値以上であるか否かを判別するものである。
【００７３】
そして、Ｓ１０１で肯定判定された場合には、Ｓ１０２へ進み、ＥＯＰを最大限に駆動させる。一方、Ｓ１０１で否定判定された場合には、Ｓ１０３へ進み、上記したＥＯＰ通常制御を実行する。
【００７４】
なお、本実施例においては、ハイブリッド車両１００におけるエンジン２に適用した場合のバルブタイミング制御装置について述べたが、特にハイブリッド車両に限定されるわけではなく、燃費向上および低エミッション化の観点から注目されてきている信号待ち等の車両一時停止時にエンジンを一時停止させるエコラン運転を行う車両に適用しても、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
【実施例２】
【００７５】
本実施例に係るハイブリッド車両１００には、実施例１に係るハイブリッド車両１００に対してさらにナビゲーションシステム８０が備えられている。そして、ＥＣＵ７は、ナビゲーションシステム８０と電気配線を介して接続されている。
【００７６】
図８に示したのがナビゲーションシステム８０を例示するブロック図である。ナビゲー
ションシステム８０は、ＧＰＳ( Global Positioning System )およびマップマッチングを利用したシステムであり、図示するように、地球周回軌道上にあるＧＰＳ衛星から送信される信号を受信すると共に受信した信号に基づいて演算される車両の走行位置，走行方向および車速を求める受信装置８１と、ＣＤ−ＲＯＭあるいはハードディスク（以下、「ＨＤ」という。）に格納されている地図情報を読み込むと共に読み込んだ地図情報を出力するＣＤ−ＲＯＭプレイヤあるいはＨＤドライブ８２と、地図情報や車両の走行位置等を表示すると共に目的地や走行経路等の入力を行なうタッチパネルディスプレイ８３と、これらを制御するディスプレイコントローラ８４とを備える。
【００７７】
受信装置８１は、地球周回軌道上にあるＧＰＳ衛星から送信される信号を受信するＧＰＳアンテナ８５と、ＧＰＳアンテナ８５により受信した信号を増幅する増幅器８６と、増幅された信号に基づいて車両の走行位置，走行方向および車速を演算すると共にこの情報をディスプレイコントローラ８４に出力するＧＰＳ受信機８７とを備える。ＣＤ−ＲＯＭプレイヤあるいはＨＤドライブ８２は、ＣＤ−ＲＯＭあるいはＨＤに格納されている地図情報を読み込み、この読み込まれた地図情報をディスプレイコントローラ８４に出力する。
【００７８】
なお、ＣＤ−ＲＯＭあるいはＨＤに格納されている地図情報としては、高速道路か一般道路か道路の種類や道路の幅や車線数，制限速度等の道路情報はもとより、市街地のように信号待ちの多い区域か郊外の道路のように比較的信号待ちの少ない区域か或いは上り下りの多い山間部の区域かの区域情報や、道路の各位置の標高や勾配等の情報等も含まれている。
【００７９】
また、タッチパネルディスプレイ８３には、目的地や走行経路を設定するための各種情報を入力する入力部が設けられており、運転者は、この入力部からタッチパネルディスプレイ８３に表示された地図を参照して目的地や経由地等を入力すると共にその走行経路を入力して、目的地や走行経路を設定することができる。
【００８０】
そして、このナビゲーションシステム８０から得られる道路の各位置の勾配や標高等の情報を利用することにより、当該ハイブリッド車両の負荷を予測することができる。具体的には、ナビゲーションシステム８０より、現時点以降の自動車の走行経路から走行する道路の勾配や標高の情報を取得し、これらの情報から、車両が登板路を走行する等を予測する。そして、ＥＣＵ７が、現時点ではエンジン２を停止させてＭＧ２の駆動力のみで走行しているとしても、今後車両１００が登板路を走行するから、その時にエンジン２を始動させる必要がある等を予測することができる。
【００８１】
実施例１のように、エンジン停止中に急加速要求があった場合などにおいて、ＥＯＰの駆動力を最大にしてエンジン始動後の吸気バルブの作動タイミングを早期進角しようとしても、ＥＯＰに、その駆動力を大きくさせる旨の指令を出力してから実際にロック解除用の圧力室および進角側油圧室４１の油圧が上昇するまでにはそれなりの時間を要するという、油圧応答遅れが生じる。それゆえ、始動直後迅速に吸気バルブの作動タイミングを進角させるためには、エンジン始動に先立ってＥＯＰを駆動開始させることが好ましい。
【００８２】
ただし、油圧応答遅れ時間よりも前にＥＯＰを駆動させると、エンジン始動時にロックが解除されるおそれがあるので、油圧応答遅れ時間分だけエンジン始動に先立ってＥＯＰを駆動開始させることにより、低振動にて静粛に始動させるとともに、ＥＯＰ駆動のための消費電力を少なくすることができる。
【００８３】
そこで、本実施例に係るハイブリッド車両１００においては、ＥＶ走行中に、ナビゲーションシステム８０から得られる情報を基にエンジン始動のタイミングを予測し、油圧応
答遅れ時間を考慮して予め定められた所定時間Ｔｆ前になったら、エンジン始動に先立ってＥＯＰを駆動させるようにする。なお、所定時間Ｔｆは、例えば、ＥＯＰを定格で運転した場合に、ＥＯＰ駆動開始から、ロック解除用の圧力室および進角側油圧室４１へ、ロック解除のための圧力およびロータ３２を変位させるための圧力を十分に発生させることができるまでの時間であり、実験等の経験則に基づいて予め定めておく。
【００８４】
以下、具体的に、図９に示すフローチャートを用いて本実施例に係るＥＯＰ駆動制御について説明する。この制御ルーチンは、予めＥＣＵ７のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサからのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてＥＣＵ７が実行するルーチンである。
【００８５】
先ず、Ｓ２０１において、エンジン２が停止しているか否かを判別する。そして、本ステップで肯定判定された場合にはＳ２０２へ進み、予測されるエンジン始動までの時間Ｔｐｒｅが予め定められた所定時間Ｔｆ以内かどうかを判別する。なお、エンジン始動までの時間Ｔｐｒｅは、上述したようにナビゲーションシステム８０から得られる情報を基に算出することができる。
【００８６】
そして、Ｓ２０２で肯定判定された場合にはＳ２０３へ進み、ＥＯＰを駆動させる。かかる場合の駆動力は、現時点からエンジン始動までの時間Ｔｐｒｅに応じて変化させることが好適である。例えば、上述したように、所定時間ＴｆがＥＯＰを定格で運転した場合の油圧応答遅れに相当する時間である場合には、Ｔｐｒｅと所定時間Ｔｆが等しい場合に、ＥＯＰを定格運転させ、Ｔｐｒｅが短くなるにつれて定格運転より大きな駆動力にする。一方、Ｓ２０２で否定判定された場合にはＳ２０４へ進み、ＥＯＰを停止させたままにしておく。また、Ｓ２０１で否定判定された場合にはＳ２０５へ進み、かかる場合はＥＯＰ通常制御を実行する。
【００８７】
そして、このように、ＥＶ走行中にエンジン始動のタイミングを予測し、油圧の応答遅れ時間を考慮して、エンジン始動に先立ってＥＯＰを駆動させるようにすることで、エンジン始動後に早期にバルブタイミングを進角させることができるので、動力性能を向上させることができる。また、ＥＯＰを前もって駆動させるのは、油圧応答遅れに相当する時間だけであるので、消費電力を少なくすることができ、燃費悪化を最低限に抑制することができる。
【００８８】
ただし、ナビゲーションシステム８０を用いても、精度よくエンジン始動のタイミングを予測することができないおそれがある。そして、かかる場合には、予測よりも早目に運転者の加速要求に基づいてエンジンが始動されるおそれがある。かかる事項に鑑み、エンジン運転中であっても、ＥＶ走行後の始動直後である場合には、ＥＯＰ通常制御実行中であるにもかかわらず、ＥＯＰを最大限に駆動させるようにすることが好適である。ただし、エンジン始動後のエンジン回転数によっては、ＭＯＰで十分に油圧を高めることができるので、エンジン始動後の経過時間が、エンジン回転数が例えば４００ｒｐｍになるまでの時間以内である場合に限ることが好ましい。
【００８９】
なお、このＥＯＰ駆動制御は、ハイブリッド車両におけるエンジンに適用した場合について述べたが、エコラン運転を行う車両に適用しても、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
【００９０】
また、上述したように、本実施例に係るハイブリッド車両においては、現時点ではエンジンを停止させてＭＧ２の駆動力のみで走行（ＥＶ走行）しているとしても、バッテリ充電状態（ＳＯＣ）が規定値Ａ以下に低下したら、エンジンを始動させ、ＭＧ１を駆動して発電し、その電力を使ってＭＧ２を駆動させると同時にバッテリ６を充電させる。
【００９１】
ゆえに、ＥＶ走行中において、ＳＯＣが前記所定値Ａよりやや大きいＢまで低下したら、もうすぐエンジン始動が行われると予測することができる。そして、ＥＣＵ７には、バッテリコンピュータからＳＯＣが入力されるようになっているので、ＥＶ走行中であって、入力されたＳＯＣが前記Ａより大きく前記Ｂより小さくなったときに、ＥＯＰを駆動させるようにする。このようにすることで、エンジン始動に先立つ適度な時間にＥＯＰを駆動開始させることができるので、ＳＯＣが低下している時に、加速要求があったとしても、応答性を向上させることができるとともに燃費悪化を最低限に抑制することができる。
【００９２】
なお、前記Ｂは、例えば、ＥＯＰを定格で運転した場合に、ＥＯＰ駆動開始から、ロック解除用の圧力室および進角側油圧室４１へ、ロック解除のための圧力およびロータ３２を変位させるための圧力を十分に発生させることができるまでの時間が、ＳＯＣが前記Ｂから前記Ａへ低下する時間と等しくなるように決定されるものである。例えば、ＥＶ走行中のＭＧ２の負荷などに応じて変更するのが好適であり、実験等の経験則に基づいて定められる。
【００９３】
以下、具体的に、図１０に示すフローチャートを用いて本実施例に係るＥＯＰ駆動制御について説明する。この制御ルーチンは、予めＥＣＵ７のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサからのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてＥＣＵ７が実行するルーチンである。そして本制御ルーチンは、図９に示すフローチャートに対してＳ２０２の処理がＳ２０２´に置き換わるのみであり、その他の処理は図９と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９４】
そして、Ｓ２０２´においては、ＥＶ走行中であって、現時点のＳＯＣが前記Ａより大きく前記Ｂより小さいか（Ａ＜ＳＯＣ＜Ｂ）どうかを判別する。そして、本ステップで肯定判定された場合にはＳ２０２へ進み、否定判定された場合にはＳ２０３へ進む。
【００９５】
ＳＯＣが低下している時に加速要求がある場合には、バッテリ６からＭＧ２へ十分な電力を供給することができずに、十分にその要求に応えることが困難となるが、このように、ＥＶ走行中にＳＯＣに基づいてエンジン始動のタイミングを予測し、油圧の応答遅れ時間を考慮して、エンジン始動に先立ってＥＯＰを駆動させるようにすることで、かかる不具合を防止することができる。また、ＥＯＰを前もって駆動させるのは、油圧応答遅れに相当する時間だけであるので、消費電力を少なくすることができ、燃費悪化を最低限に抑制することができる。
【実施例３】
【００９６】
上述したように、エンジン始動時にＥＯＰを駆動することにより、エンジンの動力性能が向上してハイブリッド車両１００の加速性能が向上するが、ＥＯＰを駆動させるとその分消費電力が多くなるので燃費が悪化する。
【００９７】
また、ハイブリッド車両１００においては、ＭＧ２の回転軸が減速機４を介して駆動輪８，９の回転軸８ａ，９ａに連結されているので、ハイブリッド車両１００がＭＧ２の駆動力のみで低車速で走行している場合には、ＭＧ２の回転数も低い。一方、動力分割機構３の遊星歯車の軸回転数を図示した共線図は、縦軸に示される回転数において、ＭＧ１回転数、エンジン回転数およびＭＧ２回転数が必ず直線で結ばれる関係となる。
【００９８】
ゆえに、ハイブリッド車両１００がＭＧ２の駆動力のみで低車速で走行している状態のときから、加速要求があり、エンジン２を始動させてその出力を向上させた場合の共線図は図１１のようになる。そして、エンジン出力は、ＭＧ１回転数がその許容最高回転数を超えない範囲でしか増加させることができないので、ハイブリッド車両１００が低速でＥ
Ｖ走行中であるときに加速要求があったとしても、吸気バルブの作動タイミングを早期に進角して動力性能を向上させてもその効果が小さい。
【００９９】
また、ＭＧ２回転数とＭＧ２が出力するトルクは図１２に示すような関係にあり、ＭＧ２回転数が低いときには、ＭＧ２の出力トルクには上限がある。ゆえに、ハイブリッド車両１００がＭＧ２の駆動力のみで低車速で走行している状態のときに、加速要求があり、エンジン始動後の吸気バルブの作動タイミングを早期に進角させてエンジン出力を早期に上昇させたとしても、このトルク制限のために、ＭＧ２が、ＭＧ１が発電する電力（発電電力）にバッテリ電力を加えた量の電力を車両の駆動力上昇のためにフルに使うことができない。それゆえ、ハイブリッド車両１００が低速でＥＶ走行中であるときに加速要求があったとしても、吸気バルブの作動タイミングを早期に進角して動力性能を向上させてもその効果が小さい。
【０１００】
一方、ハイブリッド車両１００が高速で走行していたとしても、アクセル開度が小さいときには、加速要求の度合いが小さいと考えられることから、吸気バルブの作動タイミングを早期に進角させてエンジン出力を早期に上昇させる必要はない。
【０１０１】
このように、車両１００の車速とアクセル開度によっては、吸気バルブの作動タイミングを早期に進角させてエンジン出力を早期に上昇させても、その効果が小さいかあるいは必要がない領域が存在する。かかる領域においては、ＥＯＰを駆動して吸気バルブの作動タイミングを早期に進角させて動力性能を優先させるよりは、ＥＯＰを駆動させずに消費電力を抑制することにより燃費悪化を抑制して燃費を優先させる方が好ましい。
【０１０２】
そこで、本実施例に係るＥＯＰ駆動制御においては、図１３に示すように、車速とアクセル開度をパラメータとして、動力性能優先領域と燃費優先領域とに予め分けておき、ＥＶ走行中の車速とアクセル開度とからどちらの領域であるかを判別し、動力性能優先領域である場合はＥＯＰを駆動させ、燃費優先領域である場合はＥＯＰを駆動させないようにする。
【０１０３】
以下、具体的に、図１４に示すフローチャートを用いて本実施例に係るＥＯＰ駆動制御について説明する。この制御ルーチンは、予めＥＣＵ７のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサからのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてＥＣＵ７が実行するルーチンである。
【０１０４】
先ず、Ｓ３０１において、エンジン２が停止しているか否かを判別する。そして、本ステップで肯定判定された場合にはＳ３０２へ進み、上述した動力性能優先領域であるか否かを判別する。これは、現時点の車速、アクセル開度および図１３に示したマップに基づいて判別するものである。そして、本ステップで肯定判定された場合にはＳ３０３へ進み、ＥＯＰを駆動させる。一方、Ｓ３０２で否定判定された場合にはＳ３０４へ進み、ＥＯＰを停止させたままとする。また、Ｓ３０１で否定判定された場合にはＳ３０５へ進み、ＥＯＰ通常制御を実行する。
【０１０５】
なお、Ｓ３０３でＥＯＰを駆動させる際のＥＯＰの駆動力は、予め実験等による経験則に基づいて作成してＥＣＵ内のＲＯＭに記憶した、車速、アクセル開度およびＥＯＰの駆動力の相関関係を示すマップに、車速およびアクセル開度を代入することにより算出して決定してもよいし、一律に最大限に駆動させるようにしてもよい。
【０１０６】
そして、このようにＥＯＰの駆動を制御することにより、燃費悪化を最低限に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】実施例１に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係るハイブリッドシステムの動力および電力の伝達経路を示す概略図である。
【図３】実施例１に係る吸・排気バルブの作動タイミングを示す図である。
【図４】バルブタイミング制御装置の概略構成を示す図である。
【図５】吸気バルブの作動タイミングを遅角側の位相に変更させる際のオイルの流れを示す図である。
【図６】吸気バルブの作動タイミングを進角側の位相に変更させる際のオイルの流れを示す図である。
【図７】実施例１に係るＥＯＰ駆動制御の制御ルーチンのフローチャートである。
【図８】ナビゲーションシステムの概略構成を示す図である。
【図９】実施例２に係るＥＯＰ駆動制御の制御ルーチンのフローチャートである。
【図１０】実施例２に係る他のＥＯＰ駆動制御の制御ルーチンのフローチャートである。
【図１１】ＥＶ走行から加速する際のハイブリッドシステムの共線図である。
【図１２】ＭＧ２回転数とＭＧ２の出力トルクの相関関係を示す図である。
【図１３】車速およびアクセル開度をパラメータとする優先領域を示す図である。
【図１４】実施例３に係るＥＯＰ駆動制御の制御ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０８】
１ ハイブリッドシステム
２ エンジン
３ 動力分割機構
４ 減速機
５ インバータ
６ バッテリ
７ ＥＣＵ
８，９ 駆動輪
１０ オイルパン
１１，１２ チェック弁
２１ クランクシャフト
２２ バルブタイミング制御装置
３０ 可変バルブタイミング機構
６０ ＯＣＶ
７０ ロック機構
８０ ナビゲーションシステム
１００ ハイブリッド車両
ＭＧ１ 第１の電動発電機
ＭＧ２ 第２の電動発電機
ＭＯＰ 機械式オイルポンプ
ＥＯＰ 電動式オイルポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトの回転により駆動力を得て流体を供給する機械式ポンプと、
バッテリ電力により駆動力を得て流体を供給する電動式ポンプと、
前記機械式ポンプおよび／または電動式ポンプにて供給された流体の圧力によりカムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させることにより吸気バルブの作動タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構と、
エンジン停止中における車両に対する加速要求の度合いに応じて前記電動式ポンプの駆動力を制御する電動式ポンプ駆動制御手段と、
を備えることを特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置。
【請求項２】
前記電動式ポンプ駆動制御手段は、車両に対する加速要求値が所定値以上である場合には前記電動式ポンプの駆動力を最大にすることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。
【請求項３】
エンジンと、当該エンジンが出力する動力を利用して発電を行う発電機と、車両の駆動軸に駆動力を供給する電動機とを備え、前記発電機の発電電力とバッテリ電力を併用して前記電動機の駆動力を上昇させて加速可能なハイブリッド車両のエンジンの吸気バルブの作動タイミングを制御する請求項１又は２に記載のバルブタイミング制御装置であって、
前記電動式ポンプ駆動制御手段は、前記電動機によって車両を駆動させている際に加速要求があったとしても、前記電動機が前記発電機の発電電力とバッテリ電力をその駆動力を上昇させるのに使いきれない場合には、前記電動式ポンプの駆動を禁止することを特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置。
【請求項４】
クランクシャフトの回転により駆動力を得て流体を供給する機械式ポンプと、
バッテリ電力により駆動力を得て流体を供給する電動式ポンプと、
前記機械式ポンプおよび／または電動式ポンプにて供給された流体の圧力によりカムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させることにより吸気バルブの作動タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構と、
エンジン停止中にエンジン始動タイミングを予測し、当該予測タイミングの直後にはカムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させることができるようにエンジン停止中に前記電動式ポンプを駆動開始させる電動式ポンプ駆動制御手段と、
を備えることを特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置。
【請求項１】
クランクシャフトの回転により駆動力を得て流体を供給する機械式ポンプと、
バッテリ電力により駆動力を得て流体を供給する電動式ポンプと、
前記機械式ポンプおよび／または電動式ポンプにて供給された流体の圧力によりカムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させることにより吸気バルブの作動タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構と、
エンジン停止中における車両に対する加速要求の度合いに応じて前記電動式ポンプの駆動力を制御する電動式ポンプ駆動制御手段と、
を備えることを特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置。
【請求項２】
前記電動式ポンプ駆動制御手段は、車両に対する加速要求値が所定値以上である場合には前記電動式ポンプの駆動力を最大にすることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。
【請求項３】
エンジンと、当該エンジンが出力する動力を利用して発電を行う発電機と、車両の駆動軸に駆動力を供給する電動機とを備え、前記発電機の発電電力とバッテリ電力を併用して前記電動機の駆動力を上昇させて加速可能なハイブリッド車両のエンジンの吸気バルブの作動タイミングを制御する請求項１又は２に記載のバルブタイミング制御装置であって、
前記電動式ポンプ駆動制御手段は、前記電動機によって車両を駆動させている際に加速要求があったとしても、前記電動機が前記発電機の発電電力とバッテリ電力をその駆動力を上昇させるのに使いきれない場合には、前記電動式ポンプの駆動を禁止することを特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置。
【請求項４】
クランクシャフトの回転により駆動力を得て流体を供給する機械式ポンプと、
バッテリ電力により駆動力を得て流体を供給する電動式ポンプと、
前記機械式ポンプおよび／または電動式ポンプにて供給された流体の圧力によりカムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させることにより吸気バルブの作動タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構と、
エンジン停止中にエンジン始動タイミングを予測し、当該予測タイミングの直後にはカムシャフトをクランクシャフトに対して相対回転させることができるようにエンジン停止中に前記電動式ポンプを駆動開始させる電動式ポンプ駆動制御手段と、
を備えることを特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００６−２５７９１３（Ｐ２００６−２５７９１３Ａ）
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７３４０１（Ｐ２００５−７３４０１）
【出願日】平成１７年３月１５日（２００５．３．１５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１５日（２００５．３．１５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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