ハイブリッド車およびその制御方法
【課題】内燃機関の制御と電動機の制御とが別個の制御手段によるものであっても吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したタイミングに合わせて内燃機関と電動機とを協調して制御し内燃機関を迅速に停止させる。
【解決手段】エンジン用電子制御ユニットは、エンジン停止指令が送信されたとき（Ｓ１００）、エンジンを自立運転させた状態でＶＶＴ変更処理を行い、処理が完了したときにハイブリッド用電子制御ユニットに完了通知を送信すると共にフューエルカットする。ハイブリッド用電子制御ユニットは、完了通知を受信したときに（Ｓ１３０でＹＥＳ）、エンジンの回転を停止させるモータトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（Ｓ１７０）、モータＥＣＵに送信する（Ｓ２１０）。したがって、ＶＶＴ変更処理が完了したタイミングに合わせて、エンジンとモータとを協調して制御しエンジンを迅速に停止させることができる。
【解決手段】エンジン用電子制御ユニットは、エンジン停止指令が送信されたとき（Ｓ１００）、エンジンを自立運転させた状態でＶＶＴ変更処理を行い、処理が完了したときにハイブリッド用電子制御ユニットに完了通知を送信すると共にフューエルカットする。ハイブリッド用電子制御ユニットは、完了通知を受信したときに（Ｓ１３０でＹＥＳ）、エンジンの回転を停止させるモータトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（Ｓ１７０）、モータＥＣＵに送信する（Ｓ２１０）。したがって、ＶＶＴ変更処理が完了したタイミングに合わせて、エンジンとモータとを協調して制御しエンジンを迅速に停止させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転中に吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な内燃機関と、該内燃機関を運転制御する機関用制御手段と、前記内燃機関の出力軸にトルクを入出力可能な電動機と、該電動機を駆動制御すると共に前記機関用制御手段と通信可能に接続されて該機関用制御手段に前記内燃機関の制御指令を送信可能な主制御手段とを備えるハイブリッド車およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド車としては、可変動弁機構を有するエンジンと、エンジンの動力により駆動し可変動弁機構を作動させる油圧源と、駆動軸に動力を出力するモータとを備え、エンジンを停止させる前に可変動弁機構の吸気カムの位相位置を次回のエンジン始動に最適な遅角位置に移動させるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２１３３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、遊星歯車機構にエンジンと、発電機と、電動機とが接続された構成のハイブリッド車では、発電機を用いてエンジンの出力軸にトルクを出力できるから、エンジンの燃料カットに協調して発電機からのトルクを用いることによりエンジンをスムーズに停止させることができる。このようなハイブリッド車において、エンジンの制御と電動機の制御とに別個のコントローラを用いる場合、吸気バルブの開閉タイミングの変更には機械的な動作が伴うことから変更すべきタイミングが遠いほど長い時間を要し、発電機からのトルクを出力するタイミングによっては燃料カットの前に発電機からのトルクがエンジンの出力軸に作用しショックが生じる場合がある。吸気バルブの変更に要する最も遅い時間を発電機からのトルクを出力するタイミングに設定することも考えられるが、その分エンジンの燃料カットが遅れるから燃費が悪化してしまう。
【０００４】
本発明のハイブリッド車およびハイブリッド車の制御方法は、内燃機関の制御と電動機の制御とが別個の制御手段によるものであっても吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したタイミングに合わせて内燃機関と電動機とを協調して制御し内燃機関を迅速に停止させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のハイブリッド車およびハイブリッド車の制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明のハイブリッド車は、
運転中に吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な内燃機関と、該内燃機関を運転制御する機関用制御手段と、前記内燃機関の出力軸にトルクを入出力可能な電動機と、該電動機を駆動制御すると共に前記機関用制御手段と通信可能に接続されて該機関用制御手段に前記内燃機関の制御指令を送信可能な主制御手段と、を備えるハイブリッド車であって、
前記機関用制御手段は、前記主制御手段から前記内燃機関の停止指令を受信したとき、前記内燃機関が運転されている状態で前記吸気バルブの開閉タイミングが所定の停止時用開閉タイミングに変更されるよう前記内燃機関を制御すると共に該吸気バルブの作動状態に関する情報を前記主制御手段に送信し、前記吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したときに前記内燃機関への燃料供給が遮断されるよう該内燃機関を運転制御する手段であり、
前記主制御手段は、前記機関用制御手段から送信された前記吸気バルブの作動状態を受信すると共に該受信した吸気バルブの作動状態に基づいて該吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したか否かを判定し、該変更の完了を判定したときに前記出力軸に前記内燃機関の回転を停止させる方向のトルクが出力されるよう前記電動機を駆動制御する手段である
ことを要旨とする。
【０００７】
この本発明のハイブリッド車では、機関用制御手段は、主制御手段から内燃機関の停止指令を受信したとき、内燃機関が運転されている状態で吸気バルブの開閉タイミングが所定の停止時用開閉タイミングに変更されるよう内燃機関を制御すると共に吸気バルブの作動状態に関する情報を主制御手段に送信し、吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したときに内燃機関への燃料供給が遮断されるよう内燃機関を運転制御する手段であり、主制御手段は、機関用制御手段から送信された吸気バルブの作動状態を受信すると共に受信した吸気バルブの作動状態に基づいて吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したか否かを判定し、変更の完了を判定したときに出力軸に内燃機関の回転を停止させる方向のトルクが出力されるよう電動機を駆動制御する。したがって、内燃機関の制御と電動機の制御とが別個の制御手段によるものであっても吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したタイミングに合わせて、機関用制御手段による内燃機関への燃料供給の遮断と主制御手段による内燃機関の回転を停止させる方向のトルクの出力とを行うことができる。この結果、内燃機関と電動機とを協調して制御し内燃機関を迅速に停止させることができる。
【０００８】
こうした本発明のハイブリッド車において、前記機関用制御手段は、前記吸気バルブの作動状態に関する情報として該吸気バルブの所定の停止時用開閉タイミングへの変更が完了したときの完了通知を前記主制御手段に送信する手段であり、前記主制御手段は、該完了通知を受信したときに前記吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したと判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、吸気バルブの開閉タイミングの変更完了をより正確に把握することができる。
【０００９】
また、本発明のハイブリッド車において、前記機関用制御手段は、前記吸気バルブの作動状態に関する情報として前記停止指令を受信したときの該吸気バルブの変更前開閉タイミングを前記主制御手段に送信する手段であり、前記主制御手段は、該受信した前記吸気バルブの変更前開閉タイミングに基づいて該吸気バルブの所定の停止時用開閉タイミングへの変更に要する時間を推定し該推定した時間を経過したときに該吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したと判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、吸気バルブの開閉タイミングの変更完了をより正確に把握することができる。
【００１０】
さらに、本発明のハイブリッド車において、前記機関用制御手段は、前記内燃機関の動力を用いて前記吸気バルブの開閉タイミングを変更するよう該内燃機関を運転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、内燃機関が運転されている状態で吸気バルブの開閉タイミングを変更する必要があるので、本発明を適用する意義が大きい。
【００１１】
そして、本発明のハイブリッド車において、前記機関用制御手段は、前記所定の停止時用開閉タイミングとして前記吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な範囲で最も遅くなる開閉タイミングとするよう前記内燃機関を運転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、吸気バルブの開閉タイミングを次回の内燃機関の始動性を良好にすることができる開閉タイミングにしてから内燃機関を停止させることができる。なお、吸気バルブの開閉タイミングを最遅角させることにより、内燃機関の燃焼によって発生した排気ガスが吸気側に逆流するのを防止し燃焼を安定させることで内燃機関の始動性が向上する。
【００１２】
また、本発明のハイブリッド車において、前記内燃機関の出力軸と前記電動機の回転軸と車軸に接続された駆動軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される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、を備えるものとしてもよい。
【００１３】
本発明のハイブリッド車の制御方法は、
運転中に吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な内燃機関と、該内燃機関を運転制御する機関用制御手段と、前記内燃機関の出力軸にトルクを入出力可能な電動機と、該電動機を駆動制御すると共に前記機関用制御手段と通信可能に接続されて該機関用制御手段に前記内燃機関の制御指令を送信可能な主制御手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
前記機関用制御手段により、前記主制御手段から前記内燃機関の停止指令を受信したとき、前記内燃機関が運転されている状態で前記吸気バルブの開閉タイミングが所定の停止時用開閉タイミングに変更されるよう前記内燃機関を制御すると共に該吸気バルブの作動状態に関する情報を前記主制御手段に送信し、前記吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したときに前記内燃機関への燃料供給が遮断されるよう該内燃機関を運転制御し、
前記主制御手段により、前記機関用制御手段から送信された前記吸気バルブの作動状態を受信すると共に該受信した吸気バルブの作動状態に基づいて該吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したか否かを判定し、該変更の完了を判定したときに前記出力軸に前記内燃機関の回転を停止させる方向のトルクが出力されるよう前記電動機を駆動制御する
ことを要旨とする。
【００１４】
この本発明のハイブリッド車の制御方法では、機関用制御手段により、主制御手段から内燃機関の停止指令を受信したとき、内燃機関が運転されている状態で吸気バルブの開閉タイミングが所定の停止時用開閉タイミングに変更されるよう内燃機関を運転制御すると共に吸気バルブの作動状態に関する情報を主制御手段に送信し、吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したときに内燃機関への燃料供給が遮断されるよう内燃機関を運転制御し、主制御手段により、機関用制御手段から送信された吸気バルブの作動状態を受信すると共に受信した吸気バルブの作動状態に基づいて吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したか否かを判定し、変更の完了を判定したときに出力軸に内燃機関の回転を停止させる方向のトルクが出力されるよう電動機を駆動制御する。したがって、内燃機関の制御と電動機の制御とが別個の制御手段によるものであっても吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したタイミングに合わせて、機関用制御手段による内燃機関への燃料供給の遮断と主制御手段による内燃機関の回転を停止させる方向のトルクの出力とを行うことができる。この結果、内燃機関と電動機とを協調して制御し内燃機関を迅速に停止させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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】
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態であるハイブリッド車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、エンジン２２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。
【００１７】
エンジン２２は、例えば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可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入する共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。
【００１８】
このエンジン２２のクランクシャフト２６の一端には、図３に示すように、カムシャフト用スプロケット１６０とオイルポンプ用スプロケット１６１とが軸心方向に並列に取り付けられ、クランクシャフト２６と一体になって回転するようになっている。このカムシャフト用スプロケット１６０はカムシャフト側タイミングチェーン１６２を介して吸気カムシャフト１２５の一端に取り付けられた吸気カムスプロケット１６４及び排気カムシャフト１２７の一端に取り付けられた排気カムスプロケット１６６と連結している。したがって、クランクシャフト２６の回転に伴いカムシャフト用スプロケット１６０が回転すると、その回転に伴って吸気カムスプロケット１６４及び排気カムスプロケット１６６が回転し、これにより吸気カムシャフト１２５及び排気カムシャフト１２７が回転して吸気バルブ１２８と排気バルブ１２９とがそれぞれ開閉する。また、オイルポンプ用スプロケット１６１は、オイルポンプ側タイミングチェーン１７０を介してオイルポンプ１７４に取り付けられたオイルポンプスプロケット１７２と連結している。したがって、クランクシャフト２６の回転に伴いオイルポンプ用スプロケット１６１が回転すると、その回転に伴ってオイルポンプスプロケット１７２が回転してオイルポンプ１７４が駆動し、油圧を可変バルブタイミング機構１５０などに圧送する。このようにオイルポンプ１７４は、エンジン２２の動力を用いて油圧を供給するものである。このため、オイルポンプ１７４から圧送される油圧はエンジン２２のクランクシャフト２６の回転に従って変動し、エンジン２２の回転数が高いほど油圧が高圧側になり回転数が低いほど油圧が低圧側になる。
【００１９】
また、エンジン２２は、吸気バルブ１２８の開閉タイミングを連続的に変更可能な可変バルブタイミング機構１５０を備える。図４に、可変バルブタイミング機構１５０の外観構成を示す外観構成図を示し、図５に、可変バルブ開閉タイミング機構１５０の構成の概略を示す構成図を示す。可変バルブタイミング機構１５０は、図示するように、クランクシャフト２６にカムシャフト側タイミングチェーン１６２を介して接続された吸気カムスプロケット１６４に固定されたハウジング部１５２ａと吸気バルブ１２８を開閉する吸気カムシャフト１２５に固定されたベーン部１５２ｂとからなるベーン式のＶＶＴコントローラ１５２と、ＶＶＴコントローラ１５２の進角室および遅角室に油圧を作用させるオイルコントロールバルブ１５６とを備え、オイルコントロールバルブ１５６を介してＶＶＴコントローラ１５２の進角室および遅角室に作用させる油圧を調節することによりハウジング部１５２ａに対してベーン部１５２ｂを相対的に回転させて吸気バルブ１２８の開閉タイミングにおける吸気カムシャフト１２５の角度を連続的に変更する。なお、進角室および遅角室に作用させる油圧は、オイルポンプ１７４により発生させる。吸気カムシャフト１２５の角度を進角させたときの吸気バルブ１２８の開閉タイミングおよび吸気カムシャフト１２５の角度を遅角させたときの吸気バルブ１２８の開閉タイミングの一例を図６に示す。実施例では、エンジン２２から効率よく動力が出力される吸気バルブ１２８の開閉タイミングにおける吸気カムシャフト１２５の角度を基準角とし、吸気カムシャフト１２５の角度をその基準角よりも進角させることによりエンジン２２から高トルクが出力可能な運転状態とすることができ、吸気カムシャフト１２５の角度を最遅角させることによりエンジン２２の気筒内の圧力変動を小さくしてエンジン２２の運転の停止や始動に適した運転状態とすることができるよう構成されている。
【００２０】
また、ＶＶＴコントローラ１５２のベーン部１５２ｂには、ハウジング部１５２ａとベーン部１５２ｂとの相対回転を固定するロックピン１５４が取り付けられている。図７にロックピン１５４の構成の概略を示す構成図を示す。ロックピン１５４は、図示するようにロックピン本体１５４ａと、ロックピン本体１５４ａがハウジング部１５２ａの方向に付勢されるよう取り付けられたスプリング１５４ｂとを備え、吸気カムシャフト１２５の角度が最遅角に位置されたときにスプリング１５４ｂのスプリング力によりハウジング部１５２ａに形成された溝１５８に嵌合しベーン部１５２ｂをハウジング部１５２ａに固定する。また、ロックピン１５４は、油路１５９を介してスプリング１５４ｂのスプリング力に打ち勝つ油圧を作用させることにより溝１５８に嵌合されたロックピン本体１５４ａを引き抜くことができるよう図示しない油圧式のアクチュエータが設けられている。
【００２１】
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が図示しない入力ポートを介して入力されている。例えば、エンジンＥＣＵ２４には、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，燃焼室へ吸気を行なう吸気バルブ１２８の吸気カムシャフト１２５や排気バルブを開閉するエキゾースト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の開度を検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，エンジン２２の吸気系に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量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が図示しない出力ポートを介して出力されている。例えば、エンジンＥＣＵ２４からは、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。なお、バッテリＥＣＵ５２では、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）も演算している。
【００２５】
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、計時指令に応じて計時処理を実行するタイマ７８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。
【００２６】
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の運転を停止するかアイドリング自立運転としてモータ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。
【００２７】
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の運転を停止する際の動作について説明する。図８は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるエンジン停止時駆動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、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が十分な状態で要求動力がエンジン停止用に設定されたエンジン停止動力未満になったときや図示しないモータ走行スイッチを運転者が操作したときなどに実行される。
【００２８】
エンジン停止時駆動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、エンジンＥＣＵ２４にエンジン停止指令を送信する（ステップＳ１００）。エンジン停止指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、図９に例示するエンジン停止制御ルーチンを実行する。ここで、エンジン停止時駆動制御ルーチンの説明を中断して、エンジン停止制御ルーチンについて説明する。
【００２９】
エンジン停止制御ルーチンでは、エンジンＥＣＵ２４は、まず、アイドル回転数Ｎｉｄｌ（例えば、８００ｒｐｍや１０００ｒｐｍ）でエンジン２２が自立運転するよう燃料噴射制御や点火制御を行い（ステップＳ２００）、吸気バルブ１２８の開閉タイミングとしてのＶＶＴ位相角θｖｖｔを最遅角のＶＶＴ位相角θｒｅｔに変更するようＶＶＴを制御するエンジン停止時用ＶＶＴ変更処理を開始する（ステップＳ２１０）。エンジン停止時用ＶＶＴ変更処理が開始されると、オイルコントロールバルブ１５６を駆動してＶＶＴコントローラ１５２の遅角室に油圧を作用させる。吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更は、機械的な動作により行われるから、最遅角に遠い位置にあるほど長時間を要する。次に、吸気カムシャフト１２５のカム角θｃａ，クランクシャフト２６のクランク角θｃｒを入力し（ステップＳ２２０）、クランク角θｃｒに対するカム角θｃａの偏差（θｃａ−θｃｒ）に基づいてＶＶＴ位相角θｖｖｔを演算する（ステップＳ２３０）。ここで、カム角θｃａは、吸気カムシャフト１２５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に基づいて計算されたものを入力し、クランク角θｃｒは、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に基づいて計算されたものを入力するものとした。続いて、演算したＶＶＴ位相角θｖｖｔが吸気バルブ１２８の開閉タイミングが最遅角となるときのＶＶＴ位相角θｒｅｔと略一致するか否かを判定し（ステップＳ２４０）、略一致しなければステップＳ２２０に戻って処理を繰り返し、略一致していればエンジン停止時用ＶＶＴ変更処理が完了しているのでハイブリッド用電子制御ユニット７０にＶＶＴ変更完了信号を送信し（ステップＳ２５０）、エンジン２２への燃料供給を遮断するフューエルカットを行って（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。
【００３０】
図８のエンジン停止時駆動制御ルーチンに戻って、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、次に、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや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，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１１０）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅはクランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ１４０からの信号に基づいて計算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、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。さらに、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。
【００３１】
データを入力すると、入力したアクセル開度ＡｃｃやブレーキペダルポジションＢＰ，車速Ｖに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された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＊を設定する（ステップＳ１２０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度ＡｃｃやブレーキペダルポジションＢＰ，車速Ｖ，要求トルクＴｒ＊の関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度ＡｃｃやブレーキペダルポジションＢＰ，車速Ｖが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図１０に要求トルク設定用マップの一例を示す。
【００３２】
こうして要求トルクＴｒ＊を設定すると、エンジンＥＣＵ２４から送信されたＶＶＴ変更完了信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ１３０）。エンジン停止指令を送信した直後などエンジンＥＣＵ２４からまだＶＶＴ変更完了信号が送信されてないときには、ＶＶＴ変更完了信号を受信していないと判定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ１４０）。そして、要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したものをモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐとして次式（１）により設定し（ステップＳ１５０）、モータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（２）および式（３）により計算すると共に（ステップＳ１６０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（４）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２００）。
【００３３】
Tm2tmp=Tr*/Gr (1)
Tmin=Win/Nm2 (2)
Tmax=Wout/Nm2 (3)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (4)
【００３４】
こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２１０）、エンジン回転数Ｎｅが値０か否かを判定する（ステップＳ２２０）。ＶＶＴ変更完了信号を受信するまではエンジン２２は前述したエンジン停止処理ルーチンによりアイドル回転数Ｎｉｄｌで自立運転しているので、エンジン回転数Ｎｅは値０でないと判定され、ステップＳ１１０に戻って処理を繰り返す。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う。こうした制御により、エンジン２２を自立運転させてエンジン停止時用ＶＶＴ変更処理を行うと共にモータＭＧ２からバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。
【００３５】
一方、エンジンＥＣＵ２４からＶＶＴ変更完了信号が送信されると、ステップＳ１３０でＶＶＴ変更完了信号を受信したと判定し、エンジン２２の回転数Ｎｅに基づいてエンジン２２の回転を停止させるためにモータＭＧ１から出力すべきトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１７０）。ここで、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊は、共振現象を生じさせるエンジン２２の回転領域を素早く通過してエンジン２２をスムーズに停止させるために出力されるものであり、図１１にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２の回転数Ｎｅとの関係の一例を示す。図示するように、エンジン２２の回転数Ｎｅが停止直前回転数Ｎｓｔｐに達するまでエンジン２２の回転を抑制するトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、回転数Ｎｅが停止直前回転数Ｎｓｔｐに達したタイミング（時刻ｔ１）でピストンを保持するトルクに切り替わるよう設定されている。そして、設定したトルク指令Ｔｍ１＊と要求トルクＴｒ＊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とに基づいて要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力するためにモータＭＧ２から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ２ｔｍｐを次式（５）により設定し（ステップＳ１８０）、モータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（６）および式（７）により計算すると共に（ステップＳ１９０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを上述の式（４）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２００）。
【００３６】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (5)
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (6)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (7)
【００３７】
こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２１０）、エンジン回転数Ｎｅが値０か否かを判定する（ステップＳ２２０）。図１２に、モータＭＧ１からのトルクによりエンジン２２の回転数Ｎｅを引き下げる際の動力分配統合機構３０の共線図の一例を示す。図中、Ｓ軸はサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はリングギヤ３２（リングギヤ軸３２ａ）の回転数Ｎｒを示す。図示するように、モータＭＧ１から図中Ｓ軸下向きのトルクを出力することによりエンジン２２の回転数Ｎｅを引き下げ（図１２Ａ参照）、エンジン２２が完全に運転停止すると（図１２Ｂ参照）、ステップＳ２２０でエンジン回転数Ｎｅが値０と判定され、本ルーチンを終了する。こうした制御により、エンジン停止時用ＶＶＴ変更処理が完了したときにエンジン２２へのフューエルカットと協調してモータＭＧ１からエンジン２２の回転を停止するトルクを出力するからエンジン２２を迅速に停止することができ、モータＭＧ２からはバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ１から出力されるトルクによりリングギヤ軸３２ａ側に作用する反力（＝−Ｔｍ１＊／ρ）をキャンセルするトルクを出力するからリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。
【００３８】
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ＥＣＵ２４は、エンジン２２の停止指令を受信したとき、エンジン２２を自立運転させた状態で吸気バルブ１２８のエンジン停止時用ＶＶＴ変更処理を行い、エンジン停止時用ＶＶＴ変更処理が完了したときにハイブリッド用電子制御ユニット７０に完了通知を送信すると共にフューエルカットを行う。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、送信された完了通知に基づいてエンジン停止時用ＶＶＴ変更処理の完了を判定し、エンジン２２の回転を停止させるトルクが出力されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定しモータＥＣＵ４０に送信する。したがって、エンジン２２の制御とモータＭＧ１の制御とが別個の電子制御ユニットによるものであってもエンジン停止時用ＶＶＴ変更処理が完了したタイミングに合わせて、エンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２へのフューエルカットとハイブリッド用電子制御ユニット７０とモータＥＣＵ４０とによるエンジン２２の回転を停止させる方向のトルクの出力とを行うことができる。この結果、エンジン２２とモータＭＧ１とを協調して制御しエンジン２２を迅速に停止させることができる。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド用電子制御ユニット７０がエンジンＥＣＵ２４から送信される完了通知に基づいてエンジン停止時用ＶＶＴ変更処理の完了を判定したが、エンジンＥＣＵ２４から送信されるＶＶＴ位相角θｖｖｔに基づいてエンジン停止時用ＶＶＴ変更処理の完了を予想してもよい。この場合のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるエンジン停止時駆動制御ルーチンの一例を図１３に示し、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からのエンジン停止指令を受信したエンジンＥＣＵ２４により実行されるエンジン停止制御ルーチンを図１４に示す。まず、図１４のエンジン停止制御ルーチンについて説明する。図１４のエンジン停止制御ルーチンでは、エンジンＥＣＵ２４は、まず、カム角θｃａ，クランク角θｃｒを入力し（ステップＳ３００）、クランク角θｃｒに対するカム角θｃａの偏差（θｃａ−θｃｒ）に基づいて変更前ＶＶＴ位相角θｖｖｔを演算し（ステップＳ３１０）、演算した変更前ＶＶＴ位相角θｖｖｔをハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信する（ステップＳ３２０）。次に、アイドル回転数Ｎｉｄｌでエンジン２２が自立運転するよう燃料噴射制御や点火制御を行い（ステップＳ３３０）、吸気バルブ１２８の開閉タイミングとしてのＶＶＴ位相角θｖｖｔを最遅角のＶＶＴ位相角θｒｅｔに変更するようＶＶＴを制御するエンジン停止時用ＶＶＴ変更処理を開始する（ステップＳ３４０）。続いて、カム角θｃａ，クランク角θｃｒを入力し（ステップＳ３５０）、偏差（θｃａ−θｃｒ）に基づいてＶＶＴ位相角θｖｖｔを演算し（ステップＳ３６０）、演算したＶＶＴ位相角θｖｖｔが最遅角のＶＶＴ位相角θｒｅｔと略一致するか否かを判定し（ステップＳ３７０）、略一致しなければステップＳ３５０に戻って処理を繰り返し、略一致していればフューエルカットを行って（ステップＳ３８０）、本ルーチンを終了する。次に、図１３のエンジン停止時駆動制御ルーチンについて説明する。図１３のエンジン停止時駆動制御ルーチンでは、前述した図８のエンジン停止時駆動制御ルーチンと同じ処理は同じステップ番号を付しその説明を省略する。ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、エンジンＥＣＵ２４から受信した変更前ＶＶＴ位相角θｖｖｔやＶＶＴコントローラ１５２に作用させるオイルポンプ１７４からの油圧Ｐｏｉｌを入力する（ステップＳ１０２）。ここで、油圧Ｐｏｉｌはエンジン回転数Ｎｅに基づいて演算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。次に、入力した変更前ＶＶＴ位相角θｖｖｔや油圧Ｐｏｉｌに基づいてエンジン停止時用ＶＶＴ変更処理の完了に必要と予想される所要時間ｔを設定する（ステップＳ１０４）。所要時間ｔは、実施例では、油圧Ｐｏｉｌに応じた変更前ＶＶＴ位相角θｖｖｔと所要時間ｔの関係を予め定めて所要時間設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、変更前ＶＶＴ位相角θｖｖｔと油圧Ｐｏｉｌが与えられると記憶したマップから対応する所要時間ｔを導出して設定するものとした。図１５に所要時間設定用マップの一例を示す。図示するように変更前ＶＶＴ位相角θｖｖｔが進角側となるほど所要時間ｔは長くなり、遅角側となるほど所要時間ｔは短くなる。また、油圧Ｐｏｉｌが所定の閾値Ｐｒｅｆ以上の高圧のときには高圧用設定ラインに基づいて設定し、油圧Ｐｏｉｌが所定の閾値Ｐｒｅｆ未満の低圧のときには低圧用設定ラインに基づいて設定する。即ち、油圧Ｐｏｉｌが低いほど所要時間ｔは長くなり、圧力が高いほど所要時間ｔは短くなる。なお、閾値Ｐｒｅｆも予め定めて設定するものとする。続いて、タイマ７８による時間計測を開始し（ステップＳ１０６）、ステップＳ１１０〜Ｓ１２０の処理を行ってから、タイマ７８の計時値Ｔが所要時間ｔを超えたか否かを判定し（ステップＳ１３０ａ）、超えていなければステップＳ１４０以降の処理を実行し、超えていればステップＳ１７０以降の処理を実行する。この変形例によっても、実施例と同様に、エンジン２２の制御とモータＭＧ１の制御とが別個の電子制御ユニットによるものであってもエンジン２２とモータＭＧ１とを協調して制御してエンジン２２を迅速に停止させることができる。なお、油圧Ｐｏｉｌはエンジン回転数Ｎｅに基づいて演算されたものを用いるものとしたが、油路１５９に油圧センサを設けて直接検出した油圧を用いるものとしてもよい。また、高圧用と低圧用の２つの設定ラインを設けたが、圧力段階に応じてさらに複数の設定ラインを設けるものとしてもよい。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、カム角θｃａとクランク角θｃｒとに基づいてＶＶＴ位相角θｖｖｔを演算するものとしたが、ＶＶＴ位相角θｖｖｔを演算することができるものであれば他の如何なるものを用いてもよい。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン停止時用ＶＶＴ変更処理として吸気バルブ１２８の開閉タイミングを最遅角にするものとしたが、最遅角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予め設定された所定の遅角にするものとしてもよい。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、吸気バルブ１２８に可変バルブタイミング機構１５０を備えるものとしたが、排気バルブにも可変バルブタイミング機構を備えるものとしてもよい。ここで、排気バルブのエンジン停止時用ＶＶＴ変更処理としては、排気バルブの開閉タイミングを最進角あるいは予め設定された所定の進角にするものとすることができる。
【００４３】
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１６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１６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。
【００４４】
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１７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。
【００４５】
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、吸気バルブ１２８の開閉タイミングを変更可能なエンジン２２が「内燃機関」に相当し、図９のエンジン停止制御ルーチン実行するエンジンＥＣＵ２４が「機関用制御手段」に相当し、エンジン２２を停止させるトルクを出力するモータＭＧ１が「電動機」に相当し、図８のエンジン停止時駆動制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０とモータＭＧ１を制御するモータＥＣＵ４０とが「主制御手段」に相当する。また、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。
【００４６】
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、水素エンジンとするなど、吸気バルブの開閉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。「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発電機としても構わない。「主制御手段」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。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。
【００４７】
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】
【００４８】
本発明は、自動車産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施例である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のクランクシャフト２６とカムシャフト１２５，１２７とオイルポンプ１７４との関係を説明する説明図である。
【図４】可変バルブ開閉タイミング機構１５０の外観構成を示す外観構成図である。
【図５】可変バルブ開閉タイミング機構１５０の構成の概略を示す構成図である。
【図６】吸気カムシャフト１２５の角度を進角させたときの吸気バルブ１２８の開閉タイミングおよび吸気カムシャフト１２５の角度を遅角させたときの吸気バルブ１２８の開閉タイミングの一例を示す説明図である。
【図７】ロックピン１５４の構成の概略を示す構成図である。
【図８】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるエンジン停止時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図９】実施例のエンジンＥＣＵ２４により実行されるエンジン停止制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１０】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１１】エンジン２２を運転停止する際のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２の回転数Ｎｅとの関係の一例を示す説明図である。
【図１２】モータＭＧ１からのトルクによりエンジン２２の回転を停止させる際の動力分配統合機構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の一例を示す説明図である。
【図１３】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるエンジン停止時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１４】実施例のエンジンＥＣＵ２４により実行されるエンジン停止制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１５】所要時間設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１６】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１７】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】
【００５０】
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、７８ タイマ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２５ 吸気カムシャフト、１２６ 燃料噴射弁、１２７ 排気カムシャフト、１２８ 吸気バルブ、１２９ 排気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、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 ＶＶＴコントローラ、１５２ａ ハウジング部、１５２ｂ ベーン部、１５４ ロックピン、１５４ａ ロックピン本体、１５４ｂ スプリング、１５６ オイルコントロールバルブ、１５８ 溝、１５９ 油路、１６０ カムシャフト用スプロケット、１６１ オイルポンプ用スプロケット、１６２ カムシャフト側タイミングチェーン、１６４ 吸気カムスプロケット、１６６ 排気カムスプロケット、１７０ オイルポンプ側タイミングチェーン、１７２ オイルポンプスプロケット、１７４ オイルポンプ、１７６ オイルパン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転中に吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な内燃機関と、該内燃機関を運転制御する機関用制御手段と、前記内燃機関の出力軸にトルクを入出力可能な電動機と、該電動機を駆動制御すると共に前記機関用制御手段と通信可能に接続されて該機関用制御手段に前記内燃機関の制御指令を送信可能な主制御手段とを備えるハイブリッド車およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド車としては、可変動弁機構を有するエンジンと、エンジンの動力により駆動し可変動弁機構を作動させる油圧源と、駆動軸に動力を出力するモータとを備え、エンジンを停止させる前に可変動弁機構の吸気カムの位相位置を次回のエンジン始動に最適な遅角位置に移動させるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２１３３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、遊星歯車機構にエンジンと、発電機と、電動機とが接続された構成のハイブリッド車では、発電機を用いてエンジンの出力軸にトルクを出力できるから、エンジンの燃料カットに協調して発電機からのトルクを用いることによりエンジンをスムーズに停止させることができる。このようなハイブリッド車において、エンジンの制御と電動機の制御とに別個のコントローラを用いる場合、吸気バルブの開閉タイミングの変更には機械的な動作が伴うことから変更すべきタイミングが遠いほど長い時間を要し、発電機からのトルクを出力するタイミングによっては燃料カットの前に発電機からのトルクがエンジンの出力軸に作用しショックが生じる場合がある。吸気バルブの変更に要する最も遅い時間を発電機からのトルクを出力するタイミングに設定することも考えられるが、その分エンジンの燃料カットが遅れるから燃費が悪化してしまう。
【０００４】
本発明のハイブリッド車およびハイブリッド車の制御方法は、内燃機関の制御と電動機の制御とが別個の制御手段によるものであっても吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したタイミングに合わせて内燃機関と電動機とを協調して制御し内燃機関を迅速に停止させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のハイブリッド車およびハイブリッド車の制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明のハイブリッド車は、
運転中に吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な内燃機関と、該内燃機関を運転制御する機関用制御手段と、前記内燃機関の出力軸にトルクを入出力可能な電動機と、該電動機を駆動制御すると共に前記機関用制御手段と通信可能に接続されて該機関用制御手段に前記内燃機関の制御指令を送信可能な主制御手段と、を備えるハイブリッド車であって、
前記機関用制御手段は、前記主制御手段から前記内燃機関の停止指令を受信したとき、前記内燃機関が運転されている状態で前記吸気バルブの開閉タイミングが所定の停止時用開閉タイミングに変更されるよう前記内燃機関を制御すると共に該吸気バルブの作動状態に関する情報を前記主制御手段に送信し、前記吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したときに前記内燃機関への燃料供給が遮断されるよう該内燃機関を運転制御する手段であり、
前記主制御手段は、前記機関用制御手段から送信された前記吸気バルブの作動状態を受信すると共に該受信した吸気バルブの作動状態に基づいて該吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したか否かを判定し、該変更の完了を判定したときに前記出力軸に前記内燃機関の回転を停止させる方向のトルクが出力されるよう前記電動機を駆動制御する手段である
ことを要旨とする。
【０００７】
この本発明のハイブリッド車では、機関用制御手段は、主制御手段から内燃機関の停止指令を受信したとき、内燃機関が運転されている状態で吸気バルブの開閉タイミングが所定の停止時用開閉タイミングに変更されるよう内燃機関を制御すると共に吸気バルブの作動状態に関する情報を主制御手段に送信し、吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したときに内燃機関への燃料供給が遮断されるよう内燃機関を運転制御する手段であり、主制御手段は、機関用制御手段から送信された吸気バルブの作動状態を受信すると共に受信した吸気バルブの作動状態に基づいて吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したか否かを判定し、変更の完了を判定したときに出力軸に内燃機関の回転を停止させる方向のトルクが出力されるよう電動機を駆動制御する。したがって、内燃機関の制御と電動機の制御とが別個の制御手段によるものであっても吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したタイミングに合わせて、機関用制御手段による内燃機関への燃料供給の遮断と主制御手段による内燃機関の回転を停止させる方向のトルクの出力とを行うことができる。この結果、内燃機関と電動機とを協調して制御し内燃機関を迅速に停止させることができる。
【０００８】
こうした本発明のハイブリッド車において、前記機関用制御手段は、前記吸気バルブの作動状態に関する情報として該吸気バルブの所定の停止時用開閉タイミングへの変更が完了したときの完了通知を前記主制御手段に送信する手段であり、前記主制御手段は、該完了通知を受信したときに前記吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したと判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、吸気バルブの開閉タイミングの変更完了をより正確に把握することができる。
【０００９】
また、本発明のハイブリッド車において、前記機関用制御手段は、前記吸気バルブの作動状態に関する情報として前記停止指令を受信したときの該吸気バルブの変更前開閉タイミングを前記主制御手段に送信する手段であり、前記主制御手段は、該受信した前記吸気バルブの変更前開閉タイミングに基づいて該吸気バルブの所定の停止時用開閉タイミングへの変更に要する時間を推定し該推定した時間を経過したときに該吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したと判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、吸気バルブの開閉タイミングの変更完了をより正確に把握することができる。
【００１０】
さらに、本発明のハイブリッド車において、前記機関用制御手段は、前記内燃機関の動力を用いて前記吸気バルブの開閉タイミングを変更するよう該内燃機関を運転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、内燃機関が運転されている状態で吸気バルブの開閉タイミングを変更する必要があるので、本発明を適用する意義が大きい。
【００１１】
そして、本発明のハイブリッド車において、前記機関用制御手段は、前記所定の停止時用開閉タイミングとして前記吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な範囲で最も遅くなる開閉タイミングとするよう前記内燃機関を運転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、吸気バルブの開閉タイミングを次回の内燃機関の始動性を良好にすることができる開閉タイミングにしてから内燃機関を停止させることができる。なお、吸気バルブの開閉タイミングを最遅角させることにより、内燃機関の燃焼によって発生した排気ガスが吸気側に逆流するのを防止し燃焼を安定させることで内燃機関の始動性が向上する。
【００１２】
また、本発明のハイブリッド車において、前記内燃機関の出力軸と前記電動機の回転軸と車軸に接続された駆動軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される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、を備えるものとしてもよい。
【００１３】
本発明のハイブリッド車の制御方法は、
運転中に吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な内燃機関と、該内燃機関を運転制御する機関用制御手段と、前記内燃機関の出力軸にトルクを入出力可能な電動機と、該電動機を駆動制御すると共に前記機関用制御手段と通信可能に接続されて該機関用制御手段に前記内燃機関の制御指令を送信可能な主制御手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
前記機関用制御手段により、前記主制御手段から前記内燃機関の停止指令を受信したとき、前記内燃機関が運転されている状態で前記吸気バルブの開閉タイミングが所定の停止時用開閉タイミングに変更されるよう前記内燃機関を制御すると共に該吸気バルブの作動状態に関する情報を前記主制御手段に送信し、前記吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したときに前記内燃機関への燃料供給が遮断されるよう該内燃機関を運転制御し、
前記主制御手段により、前記機関用制御手段から送信された前記吸気バルブの作動状態を受信すると共に該受信した吸気バルブの作動状態に基づいて該吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したか否かを判定し、該変更の完了を判定したときに前記出力軸に前記内燃機関の回転を停止させる方向のトルクが出力されるよう前記電動機を駆動制御する
ことを要旨とする。
【００１４】
この本発明のハイブリッド車の制御方法では、機関用制御手段により、主制御手段から内燃機関の停止指令を受信したとき、内燃機関が運転されている状態で吸気バルブの開閉タイミングが所定の停止時用開閉タイミングに変更されるよう内燃機関を運転制御すると共に吸気バルブの作動状態に関する情報を主制御手段に送信し、吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したときに内燃機関への燃料供給が遮断されるよう内燃機関を運転制御し、主制御手段により、機関用制御手段から送信された吸気バルブの作動状態を受信すると共に受信した吸気バルブの作動状態に基づいて吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したか否かを判定し、変更の完了を判定したときに出力軸に内燃機関の回転を停止させる方向のトルクが出力されるよう電動機を駆動制御する。したがって、内燃機関の制御と電動機の制御とが別個の制御手段によるものであっても吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したタイミングに合わせて、機関用制御手段による内燃機関への燃料供給の遮断と主制御手段による内燃機関の回転を停止させる方向のトルクの出力とを行うことができる。この結果、内燃機関と電動機とを協調して制御し内燃機関を迅速に停止させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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】
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態であるハイブリッド車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、エンジン２２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。
【００１７】
エンジン２２は、例えば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可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入する共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。
【００１８】
このエンジン２２のクランクシャフト２６の一端には、図３に示すように、カムシャフト用スプロケット１６０とオイルポンプ用スプロケット１６１とが軸心方向に並列に取り付けられ、クランクシャフト２６と一体になって回転するようになっている。このカムシャフト用スプロケット１６０はカムシャフト側タイミングチェーン１６２を介して吸気カムシャフト１２５の一端に取り付けられた吸気カムスプロケット１６４及び排気カムシャフト１２７の一端に取り付けられた排気カムスプロケット１６６と連結している。したがって、クランクシャフト２６の回転に伴いカムシャフト用スプロケット１６０が回転すると、その回転に伴って吸気カムスプロケット１６４及び排気カムスプロケット１６６が回転し、これにより吸気カムシャフト１２５及び排気カムシャフト１２７が回転して吸気バルブ１２８と排気バルブ１２９とがそれぞれ開閉する。また、オイルポンプ用スプロケット１６１は、オイルポンプ側タイミングチェーン１７０を介してオイルポンプ１７４に取り付けられたオイルポンプスプロケット１７２と連結している。したがって、クランクシャフト２６の回転に伴いオイルポンプ用スプロケット１６１が回転すると、その回転に伴ってオイルポンプスプロケット１７２が回転してオイルポンプ１７４が駆動し、油圧を可変バルブタイミング機構１５０などに圧送する。このようにオイルポンプ１７４は、エンジン２２の動力を用いて油圧を供給するものである。このため、オイルポンプ１７４から圧送される油圧はエンジン２２のクランクシャフト２６の回転に従って変動し、エンジン２２の回転数が高いほど油圧が高圧側になり回転数が低いほど油圧が低圧側になる。
【００１９】
また、エンジン２２は、吸気バルブ１２８の開閉タイミングを連続的に変更可能な可変バルブタイミング機構１５０を備える。図４に、可変バルブタイミング機構１５０の外観構成を示す外観構成図を示し、図５に、可変バルブ開閉タイミング機構１５０の構成の概略を示す構成図を示す。可変バルブタイミング機構１５０は、図示するように、クランクシャフト２６にカムシャフト側タイミングチェーン１６２を介して接続された吸気カムスプロケット１６４に固定されたハウジング部１５２ａと吸気バルブ１２８を開閉する吸気カムシャフト１２５に固定されたベーン部１５２ｂとからなるベーン式のＶＶＴコントローラ１５２と、ＶＶＴコントローラ１５２の進角室および遅角室に油圧を作用させるオイルコントロールバルブ１５６とを備え、オイルコントロールバルブ１５６を介してＶＶＴコントローラ１５２の進角室および遅角室に作用させる油圧を調節することによりハウジング部１５２ａに対してベーン部１５２ｂを相対的に回転させて吸気バルブ１２８の開閉タイミングにおける吸気カムシャフト１２５の角度を連続的に変更する。なお、進角室および遅角室に作用させる油圧は、オイルポンプ１７４により発生させる。吸気カムシャフト１２５の角度を進角させたときの吸気バルブ１２８の開閉タイミングおよび吸気カムシャフト１２５の角度を遅角させたときの吸気バルブ１２８の開閉タイミングの一例を図６に示す。実施例では、エンジン２２から効率よく動力が出力される吸気バルブ１２８の開閉タイミングにおける吸気カムシャフト１２５の角度を基準角とし、吸気カムシャフト１２５の角度をその基準角よりも進角させることによりエンジン２２から高トルクが出力可能な運転状態とすることができ、吸気カムシャフト１２５の角度を最遅角させることによりエンジン２２の気筒内の圧力変動を小さくしてエンジン２２の運転の停止や始動に適した運転状態とすることができるよう構成されている。
【００２０】
また、ＶＶＴコントローラ１５２のベーン部１５２ｂには、ハウジング部１５２ａとベーン部１５２ｂとの相対回転を固定するロックピン１５４が取り付けられている。図７にロックピン１５４の構成の概略を示す構成図を示す。ロックピン１５４は、図示するようにロックピン本体１５４ａと、ロックピン本体１５４ａがハウジング部１５２ａの方向に付勢されるよう取り付けられたスプリング１５４ｂとを備え、吸気カムシャフト１２５の角度が最遅角に位置されたときにスプリング１５４ｂのスプリング力によりハウジング部１５２ａに形成された溝１５８に嵌合しベーン部１５２ｂをハウジング部１５２ａに固定する。また、ロックピン１５４は、油路１５９を介してスプリング１５４ｂのスプリング力に打ち勝つ油圧を作用させることにより溝１５８に嵌合されたロックピン本体１５４ａを引き抜くことができるよう図示しない油圧式のアクチュエータが設けられている。
【００２１】
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が図示しない入力ポートを介して入力されている。例えば、エンジンＥＣＵ２４には、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，燃焼室へ吸気を行なう吸気バルブ１２８の吸気カムシャフト１２５や排気バルブを開閉するエキゾースト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の開度を検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，エンジン２２の吸気系に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量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が図示しない出力ポートを介して出力されている。例えば、エンジンＥＣＵ２４からは、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。なお、バッテリＥＣＵ５２では、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）も演算している。
【００２５】
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、計時指令に応じて計時処理を実行するタイマ７８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。
【００２６】
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の運転を停止するかアイドリング自立運転としてモータ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。
【００２７】
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の運転を停止する際の動作について説明する。図８は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるエンジン停止時駆動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、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が十分な状態で要求動力がエンジン停止用に設定されたエンジン停止動力未満になったときや図示しないモータ走行スイッチを運転者が操作したときなどに実行される。
【００２８】
エンジン停止時駆動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、エンジンＥＣＵ２４にエンジン停止指令を送信する（ステップＳ１００）。エンジン停止指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、図９に例示するエンジン停止制御ルーチンを実行する。ここで、エンジン停止時駆動制御ルーチンの説明を中断して、エンジン停止制御ルーチンについて説明する。
【００２９】
エンジン停止制御ルーチンでは、エンジンＥＣＵ２４は、まず、アイドル回転数Ｎｉｄｌ（例えば、８００ｒｐｍや１０００ｒｐｍ）でエンジン２２が自立運転するよう燃料噴射制御や点火制御を行い（ステップＳ２００）、吸気バルブ１２８の開閉タイミングとしてのＶＶＴ位相角θｖｖｔを最遅角のＶＶＴ位相角θｒｅｔに変更するようＶＶＴを制御するエンジン停止時用ＶＶＴ変更処理を開始する（ステップＳ２１０）。エンジン停止時用ＶＶＴ変更処理が開始されると、オイルコントロールバルブ１５６を駆動してＶＶＴコントローラ１５２の遅角室に油圧を作用させる。吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更は、機械的な動作により行われるから、最遅角に遠い位置にあるほど長時間を要する。次に、吸気カムシャフト１２５のカム角θｃａ，クランクシャフト２６のクランク角θｃｒを入力し（ステップＳ２２０）、クランク角θｃｒに対するカム角θｃａの偏差（θｃａ−θｃｒ）に基づいてＶＶＴ位相角θｖｖｔを演算する（ステップＳ２３０）。ここで、カム角θｃａは、吸気カムシャフト１２５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に基づいて計算されたものを入力し、クランク角θｃｒは、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に基づいて計算されたものを入力するものとした。続いて、演算したＶＶＴ位相角θｖｖｔが吸気バルブ１２８の開閉タイミングが最遅角となるときのＶＶＴ位相角θｒｅｔと略一致するか否かを判定し（ステップＳ２４０）、略一致しなければステップＳ２２０に戻って処理を繰り返し、略一致していればエンジン停止時用ＶＶＴ変更処理が完了しているのでハイブリッド用電子制御ユニット７０にＶＶＴ変更完了信号を送信し（ステップＳ２５０）、エンジン２２への燃料供給を遮断するフューエルカットを行って（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。
【００３０】
図８のエンジン停止時駆動制御ルーチンに戻って、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、次に、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや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，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１１０）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅはクランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ１４０からの信号に基づいて計算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、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。さらに、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。
【００３１】
データを入力すると、入力したアクセル開度ＡｃｃやブレーキペダルポジションＢＰ，車速Ｖに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された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＊を設定する（ステップＳ１２０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度ＡｃｃやブレーキペダルポジションＢＰ，車速Ｖ，要求トルクＴｒ＊の関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度ＡｃｃやブレーキペダルポジションＢＰ，車速Ｖが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図１０に要求トルク設定用マップの一例を示す。
【００３２】
こうして要求トルクＴｒ＊を設定すると、エンジンＥＣＵ２４から送信されたＶＶＴ変更完了信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ１３０）。エンジン停止指令を送信した直後などエンジンＥＣＵ２４からまだＶＶＴ変更完了信号が送信されてないときには、ＶＶＴ変更完了信号を受信していないと判定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ１４０）。そして、要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したものをモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐとして次式（１）により設定し（ステップＳ１５０）、モータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（２）および式（３）により計算すると共に（ステップＳ１６０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（４）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２００）。
【００３３】
Tm2tmp=Tr*/Gr (1)
Tmin=Win/Nm2 (2)
Tmax=Wout/Nm2 (3)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (4)
【００３４】
こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２１０）、エンジン回転数Ｎｅが値０か否かを判定する（ステップＳ２２０）。ＶＶＴ変更完了信号を受信するまではエンジン２２は前述したエンジン停止処理ルーチンによりアイドル回転数Ｎｉｄｌで自立運転しているので、エンジン回転数Ｎｅは値０でないと判定され、ステップＳ１１０に戻って処理を繰り返す。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う。こうした制御により、エンジン２２を自立運転させてエンジン停止時用ＶＶＴ変更処理を行うと共にモータＭＧ２からバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。
【００３５】
一方、エンジンＥＣＵ２４からＶＶＴ変更完了信号が送信されると、ステップＳ１３０でＶＶＴ変更完了信号を受信したと判定し、エンジン２２の回転数Ｎｅに基づいてエンジン２２の回転を停止させるためにモータＭＧ１から出力すべきトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１７０）。ここで、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊は、共振現象を生じさせるエンジン２２の回転領域を素早く通過してエンジン２２をスムーズに停止させるために出力されるものであり、図１１にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２の回転数Ｎｅとの関係の一例を示す。図示するように、エンジン２２の回転数Ｎｅが停止直前回転数Ｎｓｔｐに達するまでエンジン２２の回転を抑制するトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、回転数Ｎｅが停止直前回転数Ｎｓｔｐに達したタイミング（時刻ｔ１）でピストンを保持するトルクに切り替わるよう設定されている。そして、設定したトルク指令Ｔｍ１＊と要求トルクＴｒ＊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とに基づいて要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力するためにモータＭＧ２から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ２ｔｍｐを次式（５）により設定し（ステップＳ１８０）、モータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（６）および式（７）により計算すると共に（ステップＳ１９０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを上述の式（４）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２００）。
【００３６】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (5)
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (6)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (7)
【００３７】
こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２１０）、エンジン回転数Ｎｅが値０か否かを判定する（ステップＳ２２０）。図１２に、モータＭＧ１からのトルクによりエンジン２２の回転数Ｎｅを引き下げる際の動力分配統合機構３０の共線図の一例を示す。図中、Ｓ軸はサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はリングギヤ３２（リングギヤ軸３２ａ）の回転数Ｎｒを示す。図示するように、モータＭＧ１から図中Ｓ軸下向きのトルクを出力することによりエンジン２２の回転数Ｎｅを引き下げ（図１２Ａ参照）、エンジン２２が完全に運転停止すると（図１２Ｂ参照）、ステップＳ２２０でエンジン回転数Ｎｅが値０と判定され、本ルーチンを終了する。こうした制御により、エンジン停止時用ＶＶＴ変更処理が完了したときにエンジン２２へのフューエルカットと協調してモータＭＧ１からエンジン２２の回転を停止するトルクを出力するからエンジン２２を迅速に停止することができ、モータＭＧ２からはバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ１から出力されるトルクによりリングギヤ軸３２ａ側に作用する反力（＝−Ｔｍ１＊／ρ）をキャンセルするトルクを出力するからリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。
【００３８】
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ＥＣＵ２４は、エンジン２２の停止指令を受信したとき、エンジン２２を自立運転させた状態で吸気バルブ１２８のエンジン停止時用ＶＶＴ変更処理を行い、エンジン停止時用ＶＶＴ変更処理が完了したときにハイブリッド用電子制御ユニット７０に完了通知を送信すると共にフューエルカットを行う。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、送信された完了通知に基づいてエンジン停止時用ＶＶＴ変更処理の完了を判定し、エンジン２２の回転を停止させるトルクが出力されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定しモータＥＣＵ４０に送信する。したがって、エンジン２２の制御とモータＭＧ１の制御とが別個の電子制御ユニットによるものであってもエンジン停止時用ＶＶＴ変更処理が完了したタイミングに合わせて、エンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２へのフューエルカットとハイブリッド用電子制御ユニット７０とモータＥＣＵ４０とによるエンジン２２の回転を停止させる方向のトルクの出力とを行うことができる。この結果、エンジン２２とモータＭＧ１とを協調して制御しエンジン２２を迅速に停止させることができる。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド用電子制御ユニット７０がエンジンＥＣＵ２４から送信される完了通知に基づいてエンジン停止時用ＶＶＴ変更処理の完了を判定したが、エンジンＥＣＵ２４から送信されるＶＶＴ位相角θｖｖｔに基づいてエンジン停止時用ＶＶＴ変更処理の完了を予想してもよい。この場合のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるエンジン停止時駆動制御ルーチンの一例を図１３に示し、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からのエンジン停止指令を受信したエンジンＥＣＵ２４により実行されるエンジン停止制御ルーチンを図１４に示す。まず、図１４のエンジン停止制御ルーチンについて説明する。図１４のエンジン停止制御ルーチンでは、エンジンＥＣＵ２４は、まず、カム角θｃａ，クランク角θｃｒを入力し（ステップＳ３００）、クランク角θｃｒに対するカム角θｃａの偏差（θｃａ−θｃｒ）に基づいて変更前ＶＶＴ位相角θｖｖｔを演算し（ステップＳ３１０）、演算した変更前ＶＶＴ位相角θｖｖｔをハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信する（ステップＳ３２０）。次に、アイドル回転数Ｎｉｄｌでエンジン２２が自立運転するよう燃料噴射制御や点火制御を行い（ステップＳ３３０）、吸気バルブ１２８の開閉タイミングとしてのＶＶＴ位相角θｖｖｔを最遅角のＶＶＴ位相角θｒｅｔに変更するようＶＶＴを制御するエンジン停止時用ＶＶＴ変更処理を開始する（ステップＳ３４０）。続いて、カム角θｃａ，クランク角θｃｒを入力し（ステップＳ３５０）、偏差（θｃａ−θｃｒ）に基づいてＶＶＴ位相角θｖｖｔを演算し（ステップＳ３６０）、演算したＶＶＴ位相角θｖｖｔが最遅角のＶＶＴ位相角θｒｅｔと略一致するか否かを判定し（ステップＳ３７０）、略一致しなければステップＳ３５０に戻って処理を繰り返し、略一致していればフューエルカットを行って（ステップＳ３８０）、本ルーチンを終了する。次に、図１３のエンジン停止時駆動制御ルーチンについて説明する。図１３のエンジン停止時駆動制御ルーチンでは、前述した図８のエンジン停止時駆動制御ルーチンと同じ処理は同じステップ番号を付しその説明を省略する。ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、エンジンＥＣＵ２４から受信した変更前ＶＶＴ位相角θｖｖｔやＶＶＴコントローラ１５２に作用させるオイルポンプ１７４からの油圧Ｐｏｉｌを入力する（ステップＳ１０２）。ここで、油圧Ｐｏｉｌはエンジン回転数Ｎｅに基づいて演算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。次に、入力した変更前ＶＶＴ位相角θｖｖｔや油圧Ｐｏｉｌに基づいてエンジン停止時用ＶＶＴ変更処理の完了に必要と予想される所要時間ｔを設定する（ステップＳ１０４）。所要時間ｔは、実施例では、油圧Ｐｏｉｌに応じた変更前ＶＶＴ位相角θｖｖｔと所要時間ｔの関係を予め定めて所要時間設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、変更前ＶＶＴ位相角θｖｖｔと油圧Ｐｏｉｌが与えられると記憶したマップから対応する所要時間ｔを導出して設定するものとした。図１５に所要時間設定用マップの一例を示す。図示するように変更前ＶＶＴ位相角θｖｖｔが進角側となるほど所要時間ｔは長くなり、遅角側となるほど所要時間ｔは短くなる。また、油圧Ｐｏｉｌが所定の閾値Ｐｒｅｆ以上の高圧のときには高圧用設定ラインに基づいて設定し、油圧Ｐｏｉｌが所定の閾値Ｐｒｅｆ未満の低圧のときには低圧用設定ラインに基づいて設定する。即ち、油圧Ｐｏｉｌが低いほど所要時間ｔは長くなり、圧力が高いほど所要時間ｔは短くなる。なお、閾値Ｐｒｅｆも予め定めて設定するものとする。続いて、タイマ７８による時間計測を開始し（ステップＳ１０６）、ステップＳ１１０〜Ｓ１２０の処理を行ってから、タイマ７８の計時値Ｔが所要時間ｔを超えたか否かを判定し（ステップＳ１３０ａ）、超えていなければステップＳ１４０以降の処理を実行し、超えていればステップＳ１７０以降の処理を実行する。この変形例によっても、実施例と同様に、エンジン２２の制御とモータＭＧ１の制御とが別個の電子制御ユニットによるものであってもエンジン２２とモータＭＧ１とを協調して制御してエンジン２２を迅速に停止させることができる。なお、油圧Ｐｏｉｌはエンジン回転数Ｎｅに基づいて演算されたものを用いるものとしたが、油路１５９に油圧センサを設けて直接検出した油圧を用いるものとしてもよい。また、高圧用と低圧用の２つの設定ラインを設けたが、圧力段階に応じてさらに複数の設定ラインを設けるものとしてもよい。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、カム角θｃａとクランク角θｃｒとに基づいてＶＶＴ位相角θｖｖｔを演算するものとしたが、ＶＶＴ位相角θｖｖｔを演算することができるものであれば他の如何なるものを用いてもよい。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン停止時用ＶＶＴ変更処理として吸気バルブ１２８の開閉タイミングを最遅角にするものとしたが、最遅角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予め設定された所定の遅角にするものとしてもよい。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、吸気バルブ１２８に可変バルブタイミング機構１５０を備えるものとしたが、排気バルブにも可変バルブタイミング機構を備えるものとしてもよい。ここで、排気バルブのエンジン停止時用ＶＶＴ変更処理としては、排気バルブの開閉タイミングを最進角あるいは予め設定された所定の進角にするものとすることができる。
【００４３】
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１６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１６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。
【００４４】
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１７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。
【００４５】
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、吸気バルブ１２８の開閉タイミングを変更可能なエンジン２２が「内燃機関」に相当し、図９のエンジン停止制御ルーチン実行するエンジンＥＣＵ２４が「機関用制御手段」に相当し、エンジン２２を停止させるトルクを出力するモータＭＧ１が「電動機」に相当し、図８のエンジン停止時駆動制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０とモータＭＧ１を制御するモータＥＣＵ４０とが「主制御手段」に相当する。また、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。
【００４６】
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、水素エンジンとするなど、吸気バルブの開閉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。「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発電機としても構わない。「主制御手段」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。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。
【００４７】
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】
【００４８】
本発明は、自動車産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施例である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のクランクシャフト２６とカムシャフト１２５，１２７とオイルポンプ１７４との関係を説明する説明図である。
【図４】可変バルブ開閉タイミング機構１５０の外観構成を示す外観構成図である。
【図５】可変バルブ開閉タイミング機構１５０の構成の概略を示す構成図である。
【図６】吸気カムシャフト１２５の角度を進角させたときの吸気バルブ１２８の開閉タイミングおよび吸気カムシャフト１２５の角度を遅角させたときの吸気バルブ１２８の開閉タイミングの一例を示す説明図である。
【図７】ロックピン１５４の構成の概略を示す構成図である。
【図８】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるエンジン停止時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図９】実施例のエンジンＥＣＵ２４により実行されるエンジン停止制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１０】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１１】エンジン２２を運転停止する際のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２の回転数Ｎｅとの関係の一例を示す説明図である。
【図１２】モータＭＧ１からのトルクによりエンジン２２の回転を停止させる際の動力分配統合機構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の一例を示す説明図である。
【図１３】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるエンジン停止時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１４】実施例のエンジンＥＣＵ２４により実行されるエンジン停止制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１５】所要時間設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１６】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１７】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】
【００５０】
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、７８ タイマ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２５ 吸気カムシャフト、１２６ 燃料噴射弁、１２７ 排気カムシャフト、１２８ 吸気バルブ、１２９ 排気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、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 ＶＶＴコントローラ、１５２ａ ハウジング部、１５２ｂ ベーン部、１５４ ロックピン、１５４ａ ロックピン本体、１５４ｂ スプリング、１５６ オイルコントロールバルブ、１５８ 溝、１５９ 油路、１６０ カムシャフト用スプロケット、１６１ オイルポンプ用スプロケット、１６２ カムシャフト側タイミングチェーン、１６４ 吸気カムスプロケット、１６６ 排気カムスプロケット、１７０ オイルポンプ側タイミングチェーン、１７２ オイルポンプスプロケット、１７４ オイルポンプ、１７６ オイルパン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転中に吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な内燃機関と、該内燃機関を運転制御する機関用制御手段と、前記内燃機関の出力軸にトルクを入出力可能な電動機と、該電動機を駆動制御すると共に前記機関用制御手段と通信可能に接続されて該機関用制御手段に前記内燃機関の制御指令を送信可能な主制御手段と、を備えるハイブリッド車であって、
前記機関用制御手段は、前記主制御手段から前記内燃機関の停止指令を受信したとき、前記内燃機関が運転されている状態で前記吸気バルブの開閉タイミングが所定の停止時用開閉タイミングに変更されるよう前記内燃機関を制御すると共に該吸気バルブの作動状態に関する情報を前記主制御手段に送信し、前記吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したときに前記内燃機関への燃料供給が遮断されるよう該内燃機関を運転制御する手段であり、
前記主制御手段は、前記機関用制御手段から送信された前記吸気バルブの作動状態を受信すると共に該受信した吸気バルブの作動状態に基づいて該吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したか否かを判定し、該変更の完了を判定したときに前記出力軸に前記内燃機関の回転を停止させる方向のトルクが出力されるよう前記電動機を駆動制御する手段である
ハイブリッド車。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド車であって、
前記機関用制御手段は、前記吸気バルブの作動状態に関する情報として該吸気バルブの所定の停止時用開閉タイミングへの変更が完了したときの完了通知を前記主制御手段に送信する手段であり、
前記主制御手段は、該完了通知を受信したときに前記吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したと判定する手段である
ハイブリッド車。
【請求項３】
請求項１記載のハイブリッド車であって、
前記機関用制御手段は、前記吸気バルブの作動状態に関する情報として前記停止指令を受信したときの該吸気バルブの変更前開閉タイミングを前記主制御手段に送信する手段であり、
前記主制御手段は、該受信した前記吸気バルブの変更前開閉タイミングに基づいて該吸気バルブの所定の停止時用開閉タイミングへの変更に要する時間を推定し該推定した時間を経過したときに該吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したと判定する手段である
ハイブリッド車。
【請求項４】
前記機関用制御手段は、前記内燃機関の動力により圧送される流体の流体圧を用いて前記吸気バルブの開閉タイミングを変更するよう該内燃機関を運転制御する手段である請求項１ないし３いずれか１項に記載のハイブリッド車。
【請求項５】
前記機関用制御手段は、前記所定の停止時用開閉タイミングとして前記吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な範囲で最も遅くなる開閉タイミングとするよう前記内燃機関を運転制御する手段である請求項１ないし４いずれか１項に記載のハイブリッド車。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか１項に記載のハイブリッド車であって、
前記内燃機関の出力軸と前記電動機の回転軸と車軸に接続された駆動軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される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、
を備えるハイブリッド車。
【請求項７】
運転中に吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な内燃機関と、該内燃機関を運転制御する機関用制御手段と、前記内燃機関の出力軸にトルクを入出力可能な電動機と、該電動機を駆動制御すると共に前記機関用制御手段と通信可能に接続されて該機関用制御手段に前記内燃機関の制御指令を送信可能な主制御手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
前記機関用制御手段により、前記主制御手段から前記内燃機関の停止指令を受信したとき、前記内燃機関が運転されている状態で前記吸気バルブの開閉タイミングが所定の停止時用開閉タイミングに変更されるよう前記内燃機関を制御すると共に該吸気バルブの作動状態に関する情報を前記主制御手段に送信し、前記吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したときに前記内燃機関への燃料供給が遮断されるよう該内燃機関を運転制御し、
前記主制御手段により、前記機関用制御手段から送信された前記吸気バルブの作動状態を受信すると共に該受信した吸気バルブの作動状態に基づいて該吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したか否かを判定し、該変更の完了を判定したときに前記出力軸に前記内燃機関の回転を停止させる方向のトルクが出力されるよう前記電動機を駆動制御する
ハイブリッド車の制御方法。
【請求項１】
運転中に吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な内燃機関と、該内燃機関を運転制御する機関用制御手段と、前記内燃機関の出力軸にトルクを入出力可能な電動機と、該電動機を駆動制御すると共に前記機関用制御手段と通信可能に接続されて該機関用制御手段に前記内燃機関の制御指令を送信可能な主制御手段と、を備えるハイブリッド車であって、
前記機関用制御手段は、前記主制御手段から前記内燃機関の停止指令を受信したとき、前記内燃機関が運転されている状態で前記吸気バルブの開閉タイミングが所定の停止時用開閉タイミングに変更されるよう前記内燃機関を制御すると共に該吸気バルブの作動状態に関する情報を前記主制御手段に送信し、前記吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したときに前記内燃機関への燃料供給が遮断されるよう該内燃機関を運転制御する手段であり、
前記主制御手段は、前記機関用制御手段から送信された前記吸気バルブの作動状態を受信すると共に該受信した吸気バルブの作動状態に基づいて該吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したか否かを判定し、該変更の完了を判定したときに前記出力軸に前記内燃機関の回転を停止させる方向のトルクが出力されるよう前記電動機を駆動制御する手段である
ハイブリッド車。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド車であって、
前記機関用制御手段は、前記吸気バルブの作動状態に関する情報として該吸気バルブの所定の停止時用開閉タイミングへの変更が完了したときの完了通知を前記主制御手段に送信する手段であり、
前記主制御手段は、該完了通知を受信したときに前記吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したと判定する手段である
ハイブリッド車。
【請求項３】
請求項１記載のハイブリッド車であって、
前記機関用制御手段は、前記吸気バルブの作動状態に関する情報として前記停止指令を受信したときの該吸気バルブの変更前開閉タイミングを前記主制御手段に送信する手段であり、
前記主制御手段は、該受信した前記吸気バルブの変更前開閉タイミングに基づいて該吸気バルブの所定の停止時用開閉タイミングへの変更に要する時間を推定し該推定した時間を経過したときに該吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したと判定する手段である
ハイブリッド車。
【請求項４】
前記機関用制御手段は、前記内燃機関の動力により圧送される流体の流体圧を用いて前記吸気バルブの開閉タイミングを変更するよう該内燃機関を運転制御する手段である請求項１ないし３いずれか１項に記載のハイブリッド車。
【請求項５】
前記機関用制御手段は、前記所定の停止時用開閉タイミングとして前記吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な範囲で最も遅くなる開閉タイミングとするよう前記内燃機関を運転制御する手段である請求項１ないし４いずれか１項に記載のハイブリッド車。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか１項に記載のハイブリッド車であって、
前記内燃機関の出力軸と前記電動機の回転軸と車軸に接続された駆動軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される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、
を備えるハイブリッド車。
【請求項７】
運転中に吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な内燃機関と、該内燃機関を運転制御する機関用制御手段と、前記内燃機関の出力軸にトルクを入出力可能な電動機と、該電動機を駆動制御すると共に前記機関用制御手段と通信可能に接続されて該機関用制御手段に前記内燃機関の制御指令を送信可能な主制御手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
前記機関用制御手段により、前記主制御手段から前記内燃機関の停止指令を受信したとき、前記内燃機関が運転されている状態で前記吸気バルブの開閉タイミングが所定の停止時用開閉タイミングに変更されるよう前記内燃機関を制御すると共に該吸気バルブの作動状態に関する情報を前記主制御手段に送信し、前記吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したときに前記内燃機関への燃料供給が遮断されるよう該内燃機関を運転制御し、
前記主制御手段により、前記機関用制御手段から送信された前記吸気バルブの作動状態を受信すると共に該受信した吸気バルブの作動状態に基づいて該吸気バルブの開閉タイミングの変更が完了したか否かを判定し、該変更の完了を判定したときに前記出力軸に前記内燃機関の回転を停止させる方向のトルクが出力されるよう前記電動機を駆動制御する
ハイブリッド車の制御方法。
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００９−１４４５６４（Ｐ２００９−１４４５６４Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２１０８８（Ｐ２００７−３２１０８８）
【出願日】平成１９年１２月１２日（２００７．１２．１２）
【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２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１２日（２００７．１２．１２）
【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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