動力出力装置およびハイブリッド車並びに可変バルブタイミング機構の状態判定方法
【課題】可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したときに、より適正に対応する。
【解決手段】タイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ１ｒｅｆより大きい状態が所定時間ｔ１に亘って継続したときには（Ｓ３３０，Ｓ３４０）、可変バルブタイミング機構に動作異常が生じていると判断し、可変バルブタイミング機構の動作異常を解消するための異常時制御をエンジンを継続して運転しながら実行し（Ｓ３７０〜Ｓ４４０）、エンジンの回転時に検出可能な開閉タイミングＶＴの異常時制御の実行中の変化量により可変バルブタイミング機構の動作異常が解消したか否かを判定する（Ｓ４２０）。
【解決手段】タイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ１ｒｅｆより大きい状態が所定時間ｔ１に亘って継続したときには（Ｓ３３０，Ｓ３４０）、可変バルブタイミング機構に動作異常が生じていると判断し、可変バルブタイミング機構の動作異常を解消するための異常時制御をエンジンを継続して運転しながら実行し（Ｓ３７０〜Ｓ４４０）、エンジンの回転時に検出可能な開閉タイミングＶＴの異常時制御の実行中の変化量により可変バルブタイミング機構の動作異常が解消したか否かを判定する（Ｓ４２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置およびハイブリッド車並びに可変バルブタイミング機構の状態判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）の駆動により吸気バルブのバルブタイミングを変更する可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）にフェイルが発生したと判断したときに、ＯＣＶを強制駆動させてそのフェイルの再判断を行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、ＶＶＴにフェイルが発生したと判断したときには、ＯＣＶを強制駆動させて、そのときの、クランク角センサからの基準となるクランク角信号（基準タイミング信号）とカム角センサからのカム角信号とから得られるクランクシャフトに対する吸気側カムシャフトの変位角度（現実の変位角度）の変位量により、ＶＶＴのフェイルが取り除かれたか否かを判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−４４２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のハード構成に加えて、駆動軸に動力を入出力するモータを有し、エンジンの間欠運転を伴って駆動軸に動力を出力する動力出力装置の場合、ＶＶＴにフェイルが発生したと判断してその再判断のためにオイルコントロールバルブを強制駆動させる際にエンジンが停止すると、現実の変位角度が得られず、ＶＶＴのフェイルの再判断を行なうことができない。
【０００５】
本発明の動力出力装置およびハイブリッド車並びに可変バルブタイミング機構の状態判定方法は、可変バルブタイミング機構が取り付けられた内燃機関と、電動機と、を有し、内燃機関を運転停止した状態で電動機からの動力を駆動軸に出力する電動出力と内燃機関の運転を伴って駆動軸に動力を出力する機関運転出力とが可能なものにおいて、可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したときに、より適正に対応することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の動力出力装置およびハイブリッド車並びに可変バルブタイミング機構の状態判定方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の動力出力装置は、
作動油の油圧の調整により吸気バルブおよび／または排気バルブの開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構が取り付けられた内燃機関と、駆動軸に動力を入出力する電動機と、を有し、前記内燃機関を運転停止した状態で前記電動機からの動力を前記駆動軸に出力する電動出力と前記内燃機関の運転を伴って前記駆動軸に動力を出力する機関運転出力とが可能な動力出力装置であって、
前記内燃機関の回転時に前記開閉タイミングを検出する開閉タイミング検出手段と、
前記可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したとき、前記作動油の油圧が変化するよう前記可変バルブタイミング機構を制御する異常時制御を前記内燃機関が継続して運転されるよう該内燃機関を制御しながら実行し、該異常時制御の実行時の前記検出される開閉タイミングの変化量により前記動作異常が解消したか否かを判定する異常時処理実行手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の動力出力装置では、可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したときには、作動油の油圧が変化するよう可変バルブタイミング機構を制御する異常時制御を内燃機関が継続して運転されるよう内燃機関を制御しながら実行し、異常時制御の実行時の開閉タイミングの変化量により動作異常が解消したか否かを判定する。即ち、内燃機関を継続して運転しながら異常時制御を実行するのである。これにより、異常時制御の実行時に開閉タイミングを検出することができ、可変バルブタイミング機構の動作異常が解消したか否かを判定することができる。即ち、可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したときにより適正に対応することができる。
【０００９】
こうした本発明の動力出力装置において、前記異常時処理実行手段は、前記動作異常を検出したときにおいて、現在までに前記動作異常が解消しないと判定された回数である未解消回数が予め定められた所定回数以上のときには、前記異常時制御を実行しない手段である、ものとすることもできる。こうすれば、異常時制御の実行頻度を抑制することができる。
【００１０】
また、本発明の動力出力装置において、前記異常時処理実行手段は、前記吸気バルブの開閉タイミングと該開閉タイミングの目標値である目標開閉タイミングとの差が予め定められた所定値以上である時間が該動作異常の検出に要する所定時間以上に亘って継続したとき、前記動作異常を検出する手段である、ものとすることもできる。
【００１１】
さらに、本発明の動力出力装置において、前記異常時処理実行手段は、前記動作異常を検出したとき、情報を記憶する記憶手段に該動作異常を検出した旨を示す情報を記憶させる手段である、ものとすることもできる。
【００１２】
あるいは、本発明の動力出力装置において、前記異常時処理実行手段は、前記異常時制御の実行中、前記内燃機関が失火しているか否かを判定しない手段である、ものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の失火の誤判定を抑制することができる。
【００１３】
加えて、本発明の動力出力装置において、前記異常時処理実行手段は、前記異常時制御の実行中、前記内燃機関の回転数が小さいほど小さくなる傾向で前記内燃機関の体積効率が小さいほど小さくなる傾向の空燃比で前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する手段である、ものとすることもできる。また、前記異常時処理実行手段は、前記異常時制御の実行中、前記内燃機関の回転数が小さいほど早くなる傾向で前記内燃機関の体積効率が小さいほど早くなる傾向のタイミングでの点火を伴って前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する手段である、ものとすることもできる。
【００１４】
また、本発明の動力出力装置において、前記内燃機関の出力軸の回転により駆動されて前記可変バルブタイミング機構に前記作動油を供給する機械式油圧ポンプ、を備えるものとすることもできる。この場合、異常時制御として内燃機関を継続して運転することにより、可変バルブタイミング機構に供給する作動油を確保することができる。
【００１５】
本発明のハイブリッド車は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、作動油の油圧の調整により吸気バルブおよび／または排気バルブの開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構が取り付けられた内燃機関と、駆動軸に動力を入出力する電動機と、を有し、前記内燃機関を運転停止した状態で前記電動機からの動力を前記駆動軸に出力する電動出力と前記内燃機関の運転を伴って前記駆動軸に動力を出力する機関運転出力とが可能な動力出力装置であって、前記内燃機関の回転時に前記開閉タイミングを検出する開閉タイミング検出手段と、前記可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したとき、前記作動油の油圧が変化するよう前記可変バルブタイミング機構を制御する異常時制御を前記内燃機関が継続して運転されるよう該内燃機関を制御しながら実行し、該異常時制御の実行時の前記検出される開閉タイミングの変化量により前記動作異常が解消したか否かを判定する異常時処理実行手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなることを要旨とする。
【００１６】
この本発明のハイブリッド車では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したときにより適正に対応することができる効果などを奏することができる。
【００１７】
こうした本発明のハイブリッド車において、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、前記発電機および前記電動機と電力をやりとり可能な二次電池と、を備え、前記異常時処理実行手段は、シフトポジションが駐車ポジションの状態で前記動作異常を検出したとき、前記内燃機関からの動力を用いた前記発電機の発電電力による前記二次電池の充電が行なわれるよう前記内燃機関と前記発電機とを制御しながら前記異常時制御を実行する手段である、ものとすることもできる。
【００１８】
本発明の可変バルブタイミング機構の状態判定方法は、
作動油の油圧の調整により吸気バルブおよび／または排気バルブの開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構が取り付けられた内燃機関と、駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記内燃機関の回転時に前記開閉タイミングを検出する開閉タイミング検出手段と、を有し、前記内燃機関を運転停止した状態で前記電動機からの動力を前記駆動軸に出力する電動出力と前記内燃機関の運転を伴って前記駆動軸に動力を出力する機関運転出力とが可能な動力出力装置における可変バルブタイミング機構の状態判定方法であって、
前記可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したとき、前記作動油の油圧が変化するよう前記可変バルブタイミング機構を制御する異常時制御を前記内燃機関が継続して運転されるよう該内燃機関を制御しながら実行し、該異常時制御の実行時の前記検出される開閉タイミングの変化量により前記動作異常が解消したか否かを判定する、
ことを特徴とする。
【００１９】
この本発明の可変バルブタイミング機構の状態判定方法では、可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したときには、作動油の油圧が変化するよう可変バルブタイミング機構を制御する異常時制御を内燃機関が継続して運転されるよう内燃機関を制御しながら実行し、異常時制御の実行時の開閉タイミングの変化量により動作異常が解消したか否かを判定する。即ち、内燃機関を継続して運転しながら異常時制御を実行するのである。これにより、異常時制御の実行時に開閉タイミングを検出することができ、可変バルブタイミング機構の動作異常が解消したか否かを判定することができる。即ち、可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したときにより適正に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例としての動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】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である。
【図４】可変バルブタイミング機構１５０の構成の概略を示す構成図である。
【図５】インテークカムシャフト１２９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インテークカムシャフト１２９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６】ロックピン１５４の構成の概略を示す構成図である。
【図７】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８】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図９】エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。
【図１０】エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているとき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１１】エンジンＥＣＵ２４により実行される開閉タイミング制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１２】異常時制御におけるオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）１５６のデューティ比Ｄの時間変化の様子の一例を示す説明図である。
【図１３】目標空燃比設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１４】点火時期補正値設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１５】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるＰポジション異常時制御実行時充電制御ルーチン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。
【図１８】変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００２２】
図１は、本発明の一実施例としての動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００２３】
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。
【００２４】
また、エンジン２２は、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴ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３および図４に、可変バルブタイミング機構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にタイミングチェーン１６２を介して接続されたタイミングギヤ１６４に固定されたハウジング部１５２ａと吸気バルブ１２８を開閉するインテークカムシャフト１２９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ＶＴにおけるインテークカムシャフト１２９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オイルは、クランクシャフト２６の回転に伴って機械式オイルポンプ１７４が回転駆動することにより、オイルパン１７６側から供給される。インテークカムシャフト１２９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ＶＴおよびインテークカムシャフト１２９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ＶＴの一例を図５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ＶＴにおけるインテークカムシャフト１２９の角度を基準角とし、インテークカムシャフト１２９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、インテークカムシャフト１２９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。以下、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを早くすること、即ち、インテークカムシャフト１２９の角度を進角させることを「進角する」といい、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを遅くすること、即ち、インテークカムシャフト１２９の角度を遅角させることを「遅角する」という。
【００２５】
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６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、インテークカムシャフト１２９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。
【００２６】
エンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８のインテークカムシャフト１２９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からのカム角θｃａ，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットル開度ＴＨ，吸気管に取り付けられて吸入空気の質量流量を検出するエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温Ｔａ，空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号，温度センサからの可変バルブタイミング機構１５０の作動用のオイルの温度などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調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、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号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。また、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数即ちエンジン２２の回転数Ｎｅを演算したり、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて体積効率（エンジン２２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬを演算したりしている。
【００２７】
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。
【００２８】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００２９】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
【００３０】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションセンサ８２により検出するシフトポジションＳＰとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や中立ポジション（Ｎポジション），ドライブポジション（Ｄポジション），リバースポジション（Ｒポジション）などがある。
【００３１】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであるから、両者を合わせてエンジン運転モードとして考えることができる。
【００３２】
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の動作について説明する。図７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、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００３３】
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、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や車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，間欠禁止フラグＦなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、間欠禁止フラグＦは、エンジン２２の間欠運転を禁止しないときに値０が設定されると共にエンジン２２の間欠運転を禁止するときに値１が設定されるフラグであり、実施例では、後述の開閉タイミング制御ルーチンにより設定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。
【００３４】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと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＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊と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と車速Ｖと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８に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じること（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）によって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ること（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めたりすることができる。
【００３５】
続いて、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊をエンジン２２を比較的効率よく運転することができるパワー領域の下限値としての閾値Ｐｒｅｆと比較する（ステップＳ１２０）。要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときには、エンジン２２を運転すると判断し、要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１３０）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図９に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。
【００３６】
次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算し（ステップＳ１４０）、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を式（３）により計算する（ステップＳ１９０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているとき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図１０に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００３７】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
Tm2*=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
【００３８】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２００）、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御，開閉タイミング制御などを行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン２２を効率よく運転して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。
【００３９】
ステップＳ１２０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満のときには、間欠禁止フラグＦの値を調べ（ステップＳ１５０）、間欠禁止フラグＦが値０のときには、エンジン２２の運転停止が禁止されていないと判断し、エンジン２２が運転停止されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に共に値０を設定し（ステップＳ１６０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ１８０）、前述の式（３）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１９０）、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を各ＥＣＵに送信して（ステップＳ２００）、駆動制御ルーチンを終了する。値０が設定された目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２を運転制御しているときには吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御，開閉タイミング制御などを停止し、エンジン２２を運転停止しているときにはその状態を保持する。この場合、エンジン２２を運転停止した状態でモータＭＧ２から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。
【００４０】
ステップＳ１５０で間欠禁止フラグＦが値１のときには、エンジン２２の運転停止が禁止されていると判断し、エンジン２２が自立運転されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に自立運転用の回転数Ｎｉ（例えば、１０００ｒｐｍや１２００ｒｐｍなど）を設定すると共に目標トルクＴｅ＊に値０を設定し（ステップＳ１７０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ１８０）、前述の式（３）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１９０）、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を各ＥＣＵに送信して（ステップＳ２００）、駆動制御ルーチンを終了する。この場合、エンジン２２を自立運転しながらモータＭＧ２から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。
【００４１】
次に、エンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の運転制御、特に、開閉タイミング制御について説明する。なお、吸入空気量制御や点火制御，燃料噴射制御については、詳細な説明は省略する。
【００４２】
図１１は、エンジンＥＣＵ２４により実行される開閉タイミング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、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常を解消するための後述の異常時制御を実行していないときで且つハイブリッド用電子制御ユニット７０からエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したときに実行される。
【００４３】
開閉タイミング制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、システム起動（イグニッションオン）時に値０が設定されると共にシステム起動後で可変バルブタイミング機構１５０の動作異常を確定したときに値１が設定される動作異常確定フラグＧの値を調べ（ステップＳ３００）、動作異常確定フラグＧが値０のとき、即ち、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常を確定していないときには、吸気バルブ１２８の目標開閉タイミングＶＴ＊と現在の開閉タイミングＶＴとを入力する（ステップＳ３１０）。ここで、目標開閉タイミングＶＴ＊は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいて定められたものを入力するものとした。また、開閉タイミングＶＴは、カムポジションセンサ１４４からの吸気バルブ１２８のインテークカムシャフト１２９のカム角θｃａのクランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに対する角度（θｃａ−θｃｒ）に基づいて計算されたものを入力するものとした。
【００４４】
続いて、入力した目標開閉タイミングＶＴ＊と開閉タイミングＶＴとの差としてのタイミング差ΔＶＴ１を計算し（ステップＳ３２０）、計算したタイミング差ΔＶＴ１を閾値ＶＴ１ｒｅｆと比較すると共に（ステップＳ３３０）、タイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ
１ｒｅｆより大きいときにはその状態が所定時間ｔ１に亘って継続したか否かを判定する（ステップＳ３４０）。ここで、閾値ＶＴ１ｒｅｆは、可変バルブタイミング機構１５０が正常に動作しているか否かを判断するために用いられるものであり、例えば、５°や１０°などを用いることができる。また、所定時間ｔ１は、可変バルブタイミング機構１５０に動作異常が生じていると判断するのに要する時間であり、例えば、５秒や１０秒などを用いることができる。可変バルブタイミング機構１５０が正常に動作しているときには、通常、タイミング差ΔＶＴ１は小さい。しかしながら、油路１５９に異物が混入した場合などには、可変バルブタイミング機構１５０が正常に動作せず（目標開閉タイミングＶＴ＊の変化時に開閉タイミングＶＴが十分に変化せず）、タイミング差ΔＶＴ１が比較的大きくなることがある。ステップＳ３３０，Ｓ３４０の処理は、可変バルブタイミング機構１５０に動作異常が生じているか否かを判断する処理である。
【００４５】
タイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ１ｒｅｆ以下のときや、タイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ１ｒｅｆより大きくてもその状態が所定時間ｔ１に亘って継続していないときには、開閉タイミングＶＴが目標開閉タイミングＶＴ＊になるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御する通常制御を実行し（ステップＳ３５０）、エンジン２２の間欠運転を禁止するか否かを示す間欠禁止フラグＦに値０を設定してハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信して（ステップＳ４８０）、開閉タイミング制御ルーチンを終了する。この場合、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２を間欠運転する。
【００４６】
一方、タイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ１ｒｅｆより大きい状態が所定時間ｔ１に亘って継続したときには、可変バルブタイミング機構１５０に動作異常が生じていると判断し、後述の異常時制御の実行にも拘わらず可変バルブタイミング機構１５０の動作異常が解消しなかった回数である未解消回数Ｎａｂを閾値Ｎａｂｒｅｆと比較する（ステップＳ３６０）。ここで、未解消回数Ｎａｂは、実施例では、システムオフ時でもデータを保持可能な記憶媒体（例えば、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリや、システムオン時かシステムオフ時かに拘わらず図示しない補機バッテリから電力が供給される図示しない電源用電子制御ユニットのＲＡＭなど）に記憶され、工場出荷時や可変バルブタイミング機構１５０のメンテナンス時などに初期値として値０が設定されるものとした。また、閾値Ｎａｂｒｅｆは、後述の異常時制御を実行するか否かを判断するために用いられるものであり、例えば、２回や３回などを用いることできる。
【００４７】
未解消回数Ｎａｂが閾値Ｎａｂｒｅｆ以下のときには、異常時制御を実行すると判断し、間欠禁止フラグＦに値１を設定してハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信し（ステップＳ３７０）、異常時制御を開始するときの開閉タイミングＶＴとしての初期開閉タイミングＶＴｓｅｔにステップＳ３１０で入力した開閉タイミングＶＴを設定し（ステップＳ３８０）、異常時制御の実行を開始すると共にその実行開始からの時間である制御時間ｔｃの計時を開始する（ステップＳ３９０）。値１が設定された間欠禁止フラグＦを受信したハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジン２２が負荷運転または自立運転されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とをエンジンＥＣＵ２４に送信する。したがって、間欠禁止フラグＦが値１のときには、エンジン２２の運転が継続されることになる。また、異常時制御は、実施例では、目標開閉タイミングＶＴ＊に拘わらずに吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴが変化するよう、オイルコントロールバルブ１５６のデューティ比Ｄを０％〜１００％の間で変化させる（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変化させる）ものとした。異常時制御におけるオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）１５６のデューティ比Ｄの時間変化の様子の一例を図１２に示す。
【００４８】
こうして異常時制御の実行を開始すると、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを入力すると共に（ステップＳ４００）、入力した開閉タイミングＶＴと初期開閉タイミングＶＴｓｅｔとの差としてのタイミング変化量ΔＶＴ２を計算し（ステップＳ４１０）、計算したタイミング変化量ΔＶＴ２を閾値ＶＴ２ｒｅｆと比較する（ステップＳ４２０）。ここで、閾値ＶＴ２ｒｅｆは、可変バルブタイミング機構１５０が動作するか否か即ち可変バルブタイミング機構１５０の動作異常が解消したか否かを判断するために用いられるものであり、例えば、５°や１０°などを用いることができる。
【００４９】
いま、異常時制御の実行を開始した直後を考えれば、タイミング変化量ΔＶＴ２は閾値ＶＴ２ｒｅｆ未満であるから、制御時間ｔｃが所定時間ｔｃｒｅｆに至ったか否かを判定し（ステップＳ４３０）、制御時間ｔｃが所定時間ｔｃｒｅｆに至っていないと判定されたときには、ステップＳ４００に戻る。ここで、所定時間ｔｃｒｅｆは、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常が解消しないと判断するのに要する時間であり、例えば、１０秒や２０秒，２５秒などを用いることができる。そして、異常時制御を実行しながらステップＳ４００〜Ｓ４２０の処理を繰り返し実行している最中にタイミング変化量ΔＶＴ２が閾値ＶＴ２ｒｅｆ以上に至ったときには、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常が解消したと判断し、間欠禁止フラグＦに値０を設定してハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信して（ステップＳ４８０）、本ルーチンを終了する。ハイブリッド自動車２０では、通常、燃費の向上を図るために、エンジン２２を間欠運転するが、異常時制御の実行中にエンジン２２が回転停止すると、機械式オイルポンプ１７４が回転停止してオイルを可変バルブタイミング機構１５０に供給することができないと共に、カムポジションθｃａやクランクポジションθｃｒが得られず開閉タイミングＶＴが得られないために可変バルブタイミング機構１５０の動作異常が解消したか否かの判断を行なうことができない。これに対して、実施例では、エンジン２２を継続して運転しながら異常時制御を実行することにより、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常が解消したか否かを判定することができる。即ち、可変バルブタイミング機構１５０に動作異常が生じたときにより適正に対応することができる。
【００５０】
一方、ステップＳ４２０で制御時間ｔｃが所定時間ｔｃｒｅｆに至ったときには、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常は解消しないと判断し、異常時制御の実行を終了し（ステップＳ４４０）、異常確定フラグＧに値１を設定し（ステップＳ４５０）、未解消回数Ｎａｂをインクリメントして更新し（ステップＳ４６０）、警告灯８９を点灯するための点灯指示信号をハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信し（ステップＳ４７０）、間欠禁止フラグＦに値０を設定してハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信して（ステップＳ４８０）、開閉タイミング制御ルーチンを終了する。点灯指示信号を受信したハイブリッド用電子制御ユニット７０は、警告灯８９を点灯する。
【００５１】
こうして異常確定フラグＧに値１を設定すると、次回以降にこのルーチンが実行されたときには、ステップＳ３００で異常確定フラグＧが値１であり、可変バルブタイミング機構１５０を制御せずにそのまま開閉タイミング制御ルーチンを終了する。これにより、システム起動からシステム停止まで（１トリップ）において、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常を確定した以降は、可変バルブタイミング機構１５０を制御しない（通常制御も異常時制御も実行しない）ことになる。
【００５２】
また、ステップＳ３３０，Ｓ３４０でタイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ１ｒｅｆより大きい状態が所定時間ｔ１に亘って継続したときにおいて、ステップＳ３６０で未解消回数Ｎａｂが所定回数Ｎａｂｒｅｆより大きいときには、上述した異常時制御を実行することなく、開閉タイミング制御ルーチンを終了する。これにより、異常時制御（エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊に関係なく開閉タイミングＶＴを変化させるための制御）の実行頻度を抑制することができ、燃費の悪化を抑制することができる。
【００５３】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、目標開閉タイミングＶＴ＊と開閉タイミングＶＴとの差としてのタイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ１ｒｅｆより大きい状態が所定時間ｔ１に亘って継続したときには、可変バルブタイミング機構１５０に動作異常が生じていると判断し、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常を解消するための異常時制御をエンジン２２を継続して運転しながら実行するから、エンジン２２の回転時に検出可能な開閉タイミングＶＴの変化量を用いて可変バルブタイミング機構１５０の動作異常が解消したか否かを判定することができる。即ち、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常を検出したときに、より適正に対応することができる。しかも、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、タイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ１ｒｅｆより大きい状態が所定時間ｔ１に亘って継続したときでも未解消回数Ｎａｂが所定回数Ｎａｂｒｅｆより大きいときには異常時制御を実行しないから、異常時制御の実行頻度を抑制することができ、燃費の悪化を抑制することができる。
【００５４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、タイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ１ｒｅｆより大きい状態が所定時間ｔ１に亘って継続したときにおいて、未解消回数Ｎａｂが所定回数Ｎａｂｒｅｆ以下のときには異常時制御を実行し、未解消回数Ｎａｂが所定回数Ｎａｂｒｅｆより大きいときには異常時制御を実行しないものとしたが、タイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ１ｒｅｆより大きい状態が所定時間ｔ１に亘って継続したときには、未解消回数Ｎａｂに拘わらず異常時制御を実行するものとしてもよい。
【００５５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、異常時制御の実行によって可変バルブタイミング機構１５０の動作異常が解消しないときでも、異常時制御の終了後にエンジン２２の間欠運転の禁止を解除するものとしたが、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常が解消しないときには、異常時制御の終了後もエンジン２２の間欠運転の禁止を継続するものとしてもよい。
【００５６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、タイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ１ｒｅｆより大きい状態が所定時間ｔ１に亘って継続したときに、可変バルブタイミング機構１５０に動作異常が生じていると判断し、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常を解消するための異常時制御をエンジン２２を継続して運転しながら実行するものとしたが、可変バルブタイミング機構１５０に動作異常が生じていると判断したときに、動作異常が生じた旨を示す異常発生情報を、システムオフ時でもデータを保持可能な記憶媒体（例えば、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリや、システムオン時かシステムオフ時かに拘わらず図示しない補機バッテリから電力が供給される図示しない電源用電子制御ユニットのＲＡＭなど）に記憶するものとしてもよい。こうすれば、可変バルブタイミング機構１５０に異常が生じてから異常時制御によってその異常が解消したときでも、可変バルブタイミング機構１５０に異常が生じた履歴を保持することができ、メンテナンス時などにこの履歴を参照することができる。
【００５７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２が失火しているか否かの判定（失火の検出）については説明していないが、異常時制御を実行していないときにはエンジン２２が失火しているか否かを判定し、異常時制御の実行中はエンジン２２が失火しているか否かを判定しないものとしてもよい。目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊に関係なく開閉タイミングＶＴを変化させるための制御である異常時制御の実行中は、エンジン２２からの出力トルクや回転数Ｎｅが変動しやすい。このため、出力トルクや回転数Ｎｅの変動に基づいてエンジン２２が失火しているか否かを判定するものでは、異常時制御中にこの判定を行なうと、異常時制御によるエンジン２２からの出力トルクや回転数Ｎｅの変動により、エンジン２２の失火を誤判定してしまう可能性がある。したがって、異常時制御の実行中はエンジン２２が失火しているか否かの判定を行なわないことにより、エンジン２２の失火の誤判定を抑制することができる。
【００５８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、異常時制御の実行中のエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御についての詳細な説明は省略したが、異常時制御の実行中は、エンジン２２の回転数Ｎｅや体積効率ＫＬなどに基づいて燃料噴射制御や点火制御を行なうものとしてもよい。この場合、燃料噴射制御については、例えば、図１３の目標空燃比設定用マップに例示するように、エンジン２２の回転数Ｎｅが小さいほど小さくなる傾向でエンジン２２の体積効率ＫＬが小さいほど小さくなる傾向に目標空燃比ＡＦ＊を設定し、空燃比ＡＦが目標空燃比ＡＦ＊になるよう吸入空気量Ｑａに基づいて定められる目標燃料噴射量Ｑｆ＊に応じた燃料噴射時間だけ燃料噴射が行なわれるよう燃料噴射弁２６に駆動信号を出力することにより行なうことができる。また、点火制御については、例えば、異常時制御を実行しないときと同様に目標点火時期Ｔｆ＊の基本値としての基本点火時期Ｔｆｔｍｐを設定し、図１４の点火時期補正値に例示するように、エンジン２２の回転数Ｎｅが小さいほど早くなる傾向でエンジン２２の体積効率ＫＬが小さいほど早くなる傾向に点火時期の補正値ΔＴｆを設定し、基本点火時期Ｔｆｔｍｐよりも補正値ΔＴｆだけ早いタイミングとして定められる目標点火時期Ｔｆ＊で点火が行なわれるようイグニッションコイル１３８に制御信号を出力することにより行なうことができる。このように燃料噴射制御や点火制御を行なうことにより、異常時制御の実行中にエンジン２２の燃焼が不安定になって失火することなどをより適正に抑制することができる。
【００５９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、走行中に可変バルブタイミング機構１５０に動作異常が生じて異常時制御を実行する際、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときにはエンジン２２を負荷運転し、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満のときにはエンジン２２を自立運転するものとしたが、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満のときでもエンジン２２を負荷運転するものとしてもよい。こうすれば、異常時制御の実行中にエンジン２２の運転状態が不安定になってエンジン２２の回転変動が大きくなったり失火したりすることなどをより抑制することができる。
【００６０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、走行中に可変バルブタイミング機構１５０に動作異常が生じたときに、エンジン２２を継続して運転しながら異常時制御を実行するものとして説明したが、シフトポジションＳＰが駐車ポジションのとき（図示しないパーキングロック機構によって駆動輪６３ａ，６３ｂがロックされているとき）に可変バルブタイミング機構１５０に動作異常が生じたときには、エンジン２２からの動力を用いたモータＭＧ１の発電電力によるバッテリ５０の充電が行なわれるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御しながら異常時制御を実行するものとしてもよい。この場合のエンジン２２とモータＭＧ１との制御について、図１５のＰポジション異常時制御実行時充電制御ルーチンを用いて説明する。図１５のルーチンは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により、値１が設定された間欠禁止フラグＦをエンジンＥＣＵ２４から受信してからその後に値０が設定された間欠禁止フラグＦをエンジンＥＣＵ２４から受信するまで、即ち、異常時制御を実行している間に亘って、所定時間毎に繰り返し実行される。このルーチンでは、バッテリ５０の充電用のエンジン２２の回転数Ｎｃｈをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊として設定すると共にバッテリ５０の充電用のエンジン２２のトルクＴｃｈをエンジン２２の目標トルクＴｅ＊として設定し（ステップＳ５００）、前述の式（１）の「Ｎｍ２」を値０としたものと式（２）とを用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（ステップＳ５１０）、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ５２０）、本ルーチンを終了する。このようにエンジン２２を負荷運転しながら異常時制御を実行することにより、エンジン２２を自立運転しながら異常時制御を実行するものに比して、異常時制御の実行中にエンジン２２の運転状態が不安定になってエンジン２２の回転変動が大きくなったり失火したりすることなどをより抑制することができる。なお、回転数ＮｃｈやトルクＴｃｈは、異常時制御の実行中にエンジン２２の運転状態が不安定になるのを十分に抑制することができる範囲の値として、固定値を用いることもできるし、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）などに基づいて設定するものとすることもできる。
【００６１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、クランクシャフト２６の回転によって駆動されて可変バルブタイミング機構１５０にオイルを供給する機械式オイルポンプ１７４を備えるものとしたが、これに代えてまたは加えて、電動モータによって駆動されて可変バルブタイミング機構１５０にオイルを供給する電動オイルポンプを備えるものとしてもよい。
【００６２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、吸気バルブ１２８の開閉タイミングだけを変更可能な可変バルブタイミング機構１５０を用いるものとしたが、これに代えて、排気バルブの開閉タイミングだけを変更可能な可変バルブタイミング機構を用いるものとしてもよいし、吸気バルブ１２８および排気バルブの開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構を用いるものとしてもよい。
【００６３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２と、モータＭＧ１と、エンジン２２のクランクシャフト２６とモータＭＧ１の回転軸と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとに接続された動力分配統合機構３０と、リングギヤ軸３２ａに動力を出力するよう取り付けたモータＭＧ２と、を備えるものとしたが、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、駆動軸としてのリングギヤ軸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）に動力を出力するようモータＭＧ２を取り付けるものとしてもよいし、図１７に例示するハイブリッド自動車２２０に例示するように、駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸に変速機２３０を介してモータＭＧを取り付け、モータＭＧの回転軸にクラッチ２２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機２３０とを介して駆動軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機２３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。また、図１８の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、エンジン２２からの動力を変速機３３０を
介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された車軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸とは異なる車軸（図１８における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００６４】
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される動力出力装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた動力出力装置の形態としてもよい。また、こうした動力出力装置における可変バルブタイミング機構の状態判定方法の形態としてもよい。
【００６５】
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、可変バルブタイミング機構１５０が「可変バルブタイミング機構」に相当し、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、吸気バルブ１２８のカム角θｃａを検出するカムポジションセンサ１４４と、クランク角θｃｒを検出するクランクポジションセンサ１４０と、カム角θｃａのクランク角θｃｒに対する角度（θｃａ−θｃｒ）に基づいて開閉タイミングＶＴを計算するエンジンＥＣＵ２４と、が「開閉タイミング検出手段」に相当し、目標開閉タイミングＶＴ＊と開閉タイミングＶＴとの差としてのタイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ１ｒｅｆより大きい状態が所定時間ｔ１に亘って継続したときに、可変バルブタイミング機構１５０に動作異常が生じていると判断し、間欠禁止フラグＦに値１を設定してハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信し、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常を解消するための異常時制御を実行し、そのときの開閉タイミングＶＴの変化量により可変バルブタイミング機構１５０の動作異常が解消したか否かを判定する図１１の開閉タイミング制御ルーチンを実行するエンジンＥＣＵ２４が「異常時処理実行手段」に相当する。
【００６６】
ここで、「可変バルブタイミング機構」としては、可変バルブタイミング機構１５０に限定されるものではなく、作動油の油圧の調整により吸気バルブや排気バルブの開閉タイミングを変更するものであれば如何なるものとしても構わない。「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「開閉タイミング検出手段」としては、カムポジションセンサ１４４からのカム角θｃａのクランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに対する角度（θｃａ−θｃｒ）に基づいて開閉タイミングＶＴを計算するものに限定されるものではなく、内燃機関の回転時に開閉タイミングを検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「異常時処理実行手段」としては、目標開閉タイミングＶＴ＊と開閉タイミングＶＴとの差としてのタイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ１ｒｅｆより大きい状態が所定時間ｔ１に亘って継続したときに、可変バルブタイミング機構１５０に動作異常が生じていると判断し、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常を解消するための異常時制御をエンジン２２を継続して運転しながら実行し、エンジン２２の回転時に検出可能な開閉タイミングＶＴの変化量を用いて可変バルブタイミング機構１５０の動作異常が解消したか否かを判定するものに限定されるものではなく、可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したとき、作動油の油圧が変化するよう可変バルブタイミング機構を制御する異常時制御を内燃機関が継続して運転されるよう内燃機関を制御しながら実行し、異常時制御の実行時の開閉タイミングの変化量により動作異常が解消したか否かを判定するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００６７】
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。
【００６８】
以上、本発明を実施するため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】
【００６９】
本発明は、動力出力装置やハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００７０】
２０，１２０，２２０，３２０ 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、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、５０ バッテリ、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、８２ シフトポジションセンサ、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、８９ 警告灯、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１２９ インテークカムシャフト、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、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、１６２ タイミングチェーン、１６４ タイミングギヤ、１７４ 機械式オイルポンプ、１７６ オイルパン、２２９ クラッチ、２３０，３３０ 変速機、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置およびハイブリッド車並びに可変バルブタイミング機構の状態判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）の駆動により吸気バルブのバルブタイミングを変更する可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）にフェイルが発生したと判断したときに、ＯＣＶを強制駆動させてそのフェイルの再判断を行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、ＶＶＴにフェイルが発生したと判断したときには、ＯＣＶを強制駆動させて、そのときの、クランク角センサからの基準となるクランク角信号（基準タイミング信号）とカム角センサからのカム角信号とから得られるクランクシャフトに対する吸気側カムシャフトの変位角度（現実の変位角度）の変位量により、ＶＶＴのフェイルが取り除かれたか否かを判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−４４２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のハード構成に加えて、駆動軸に動力を入出力するモータを有し、エンジンの間欠運転を伴って駆動軸に動力を出力する動力出力装置の場合、ＶＶＴにフェイルが発生したと判断してその再判断のためにオイルコントロールバルブを強制駆動させる際にエンジンが停止すると、現実の変位角度が得られず、ＶＶＴのフェイルの再判断を行なうことができない。
【０００５】
本発明の動力出力装置およびハイブリッド車並びに可変バルブタイミング機構の状態判定方法は、可変バルブタイミング機構が取り付けられた内燃機関と、電動機と、を有し、内燃機関を運転停止した状態で電動機からの動力を駆動軸に出力する電動出力と内燃機関の運転を伴って駆動軸に動力を出力する機関運転出力とが可能なものにおいて、可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したときに、より適正に対応することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の動力出力装置およびハイブリッド車並びに可変バルブタイミング機構の状態判定方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の動力出力装置は、
作動油の油圧の調整により吸気バルブおよび／または排気バルブの開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構が取り付けられた内燃機関と、駆動軸に動力を入出力する電動機と、を有し、前記内燃機関を運転停止した状態で前記電動機からの動力を前記駆動軸に出力する電動出力と前記内燃機関の運転を伴って前記駆動軸に動力を出力する機関運転出力とが可能な動力出力装置であって、
前記内燃機関の回転時に前記開閉タイミングを検出する開閉タイミング検出手段と、
前記可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したとき、前記作動油の油圧が変化するよう前記可変バルブタイミング機構を制御する異常時制御を前記内燃機関が継続して運転されるよう該内燃機関を制御しながら実行し、該異常時制御の実行時の前記検出される開閉タイミングの変化量により前記動作異常が解消したか否かを判定する異常時処理実行手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の動力出力装置では、可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したときには、作動油の油圧が変化するよう可変バルブタイミング機構を制御する異常時制御を内燃機関が継続して運転されるよう内燃機関を制御しながら実行し、異常時制御の実行時の開閉タイミングの変化量により動作異常が解消したか否かを判定する。即ち、内燃機関を継続して運転しながら異常時制御を実行するのである。これにより、異常時制御の実行時に開閉タイミングを検出することができ、可変バルブタイミング機構の動作異常が解消したか否かを判定することができる。即ち、可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したときにより適正に対応することができる。
【０００９】
こうした本発明の動力出力装置において、前記異常時処理実行手段は、前記動作異常を検出したときにおいて、現在までに前記動作異常が解消しないと判定された回数である未解消回数が予め定められた所定回数以上のときには、前記異常時制御を実行しない手段である、ものとすることもできる。こうすれば、異常時制御の実行頻度を抑制することができる。
【００１０】
また、本発明の動力出力装置において、前記異常時処理実行手段は、前記吸気バルブの開閉タイミングと該開閉タイミングの目標値である目標開閉タイミングとの差が予め定められた所定値以上である時間が該動作異常の検出に要する所定時間以上に亘って継続したとき、前記動作異常を検出する手段である、ものとすることもできる。
【００１１】
さらに、本発明の動力出力装置において、前記異常時処理実行手段は、前記動作異常を検出したとき、情報を記憶する記憶手段に該動作異常を検出した旨を示す情報を記憶させる手段である、ものとすることもできる。
【００１２】
あるいは、本発明の動力出力装置において、前記異常時処理実行手段は、前記異常時制御の実行中、前記内燃機関が失火しているか否かを判定しない手段である、ものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の失火の誤判定を抑制することができる。
【００１３】
加えて、本発明の動力出力装置において、前記異常時処理実行手段は、前記異常時制御の実行中、前記内燃機関の回転数が小さいほど小さくなる傾向で前記内燃機関の体積効率が小さいほど小さくなる傾向の空燃比で前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する手段である、ものとすることもできる。また、前記異常時処理実行手段は、前記異常時制御の実行中、前記内燃機関の回転数が小さいほど早くなる傾向で前記内燃機関の体積効率が小さいほど早くなる傾向のタイミングでの点火を伴って前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する手段である、ものとすることもできる。
【００１４】
また、本発明の動力出力装置において、前記内燃機関の出力軸の回転により駆動されて前記可変バルブタイミング機構に前記作動油を供給する機械式油圧ポンプ、を備えるものとすることもできる。この場合、異常時制御として内燃機関を継続して運転することにより、可変バルブタイミング機構に供給する作動油を確保することができる。
【００１５】
本発明のハイブリッド車は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、作動油の油圧の調整により吸気バルブおよび／または排気バルブの開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構が取り付けられた内燃機関と、駆動軸に動力を入出力する電動機と、を有し、前記内燃機関を運転停止した状態で前記電動機からの動力を前記駆動軸に出力する電動出力と前記内燃機関の運転を伴って前記駆動軸に動力を出力する機関運転出力とが可能な動力出力装置であって、前記内燃機関の回転時に前記開閉タイミングを検出する開閉タイミング検出手段と、前記可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したとき、前記作動油の油圧が変化するよう前記可変バルブタイミング機構を制御する異常時制御を前記内燃機関が継続して運転されるよう該内燃機関を制御しながら実行し、該異常時制御の実行時の前記検出される開閉タイミングの変化量により前記動作異常が解消したか否かを判定する異常時処理実行手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなることを要旨とする。
【００１６】
この本発明のハイブリッド車では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したときにより適正に対応することができる効果などを奏することができる。
【００１７】
こうした本発明のハイブリッド車において、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、前記発電機および前記電動機と電力をやりとり可能な二次電池と、を備え、前記異常時処理実行手段は、シフトポジションが駐車ポジションの状態で前記動作異常を検出したとき、前記内燃機関からの動力を用いた前記発電機の発電電力による前記二次電池の充電が行なわれるよう前記内燃機関と前記発電機とを制御しながら前記異常時制御を実行する手段である、ものとすることもできる。
【００１８】
本発明の可変バルブタイミング機構の状態判定方法は、
作動油の油圧の調整により吸気バルブおよび／または排気バルブの開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構が取り付けられた内燃機関と、駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記内燃機関の回転時に前記開閉タイミングを検出する開閉タイミング検出手段と、を有し、前記内燃機関を運転停止した状態で前記電動機からの動力を前記駆動軸に出力する電動出力と前記内燃機関の運転を伴って前記駆動軸に動力を出力する機関運転出力とが可能な動力出力装置における可変バルブタイミング機構の状態判定方法であって、
前記可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したとき、前記作動油の油圧が変化するよう前記可変バルブタイミング機構を制御する異常時制御を前記内燃機関が継続して運転されるよう該内燃機関を制御しながら実行し、該異常時制御の実行時の前記検出される開閉タイミングの変化量により前記動作異常が解消したか否かを判定する、
ことを特徴とする。
【００１９】
この本発明の可変バルブタイミング機構の状態判定方法では、可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したときには、作動油の油圧が変化するよう可変バルブタイミング機構を制御する異常時制御を内燃機関が継続して運転されるよう内燃機関を制御しながら実行し、異常時制御の実行時の開閉タイミングの変化量により動作異常が解消したか否かを判定する。即ち、内燃機関を継続して運転しながら異常時制御を実行するのである。これにより、異常時制御の実行時に開閉タイミングを検出することができ、可変バルブタイミング機構の動作異常が解消したか否かを判定することができる。即ち、可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したときにより適正に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例としての動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】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である。
【図４】可変バルブタイミング機構１５０の構成の概略を示す構成図である。
【図５】インテークカムシャフト１２９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インテークカムシャフト１２９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６】ロックピン１５４の構成の概略を示す構成図である。
【図７】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８】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図９】エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。
【図１０】エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているとき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１１】エンジンＥＣＵ２４により実行される開閉タイミング制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１２】異常時制御におけるオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）１５６のデューティ比Ｄの時間変化の様子の一例を示す説明図である。
【図１３】目標空燃比設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１４】点火時期補正値設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１５】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるＰポジション異常時制御実行時充電制御ルーチン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。
【図１８】変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００２２】
図１は、本発明の一実施例としての動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００２３】
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。
【００２４】
また、エンジン２２は、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴ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３および図４に、可変バルブタイミング機構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にタイミングチェーン１６２を介して接続されたタイミングギヤ１６４に固定されたハウジング部１５２ａと吸気バルブ１２８を開閉するインテークカムシャフト１２９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ＶＴにおけるインテークカムシャフト１２９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オイルは、クランクシャフト２６の回転に伴って機械式オイルポンプ１７４が回転駆動することにより、オイルパン１７６側から供給される。インテークカムシャフト１２９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ＶＴおよびインテークカムシャフト１２９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ＶＴの一例を図５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ＶＴにおけるインテークカムシャフト１２９の角度を基準角とし、インテークカムシャフト１２９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、インテークカムシャフト１２９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。以下、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを早くすること、即ち、インテークカムシャフト１２９の角度を進角させることを「進角する」といい、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを遅くすること、即ち、インテークカムシャフト１２９の角度を遅角させることを「遅角する」という。
【００２５】
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６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、インテークカムシャフト１２９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。
【００２６】
エンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８のインテークカムシャフト１２９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からのカム角θｃａ，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットル開度ＴＨ，吸気管に取り付けられて吸入空気の質量流量を検出するエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温Ｔａ，空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号，温度センサからの可変バルブタイミング機構１５０の作動用のオイルの温度などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調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、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号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。また、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数即ちエンジン２２の回転数Ｎｅを演算したり、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて体積効率（エンジン２２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬを演算したりしている。
【００２７】
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。
【００２８】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００２９】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
【００３０】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションセンサ８２により検出するシフトポジションＳＰとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や中立ポジション（Ｎポジション），ドライブポジション（Ｄポジション），リバースポジション（Ｒポジション）などがある。
【００３１】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであるから、両者を合わせてエンジン運転モードとして考えることができる。
【００３２】
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の動作について説明する。図７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、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００３３】
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、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や車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，間欠禁止フラグＦなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、間欠禁止フラグＦは、エンジン２２の間欠運転を禁止しないときに値０が設定されると共にエンジン２２の間欠運転を禁止するときに値１が設定されるフラグであり、実施例では、後述の開閉タイミング制御ルーチンにより設定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。
【００３４】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと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＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊と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と車速Ｖと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８に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じること（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）によって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ること（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めたりすることができる。
【００３５】
続いて、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊をエンジン２２を比較的効率よく運転することができるパワー領域の下限値としての閾値Ｐｒｅｆと比較する（ステップＳ１２０）。要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときには、エンジン２２を運転すると判断し、要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１３０）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図９に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。
【００３６】
次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算し（ステップＳ１４０）、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を式（３）により計算する（ステップＳ１９０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているとき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図１０に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００３７】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
Tm2*=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
【００３８】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２００）、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御，開閉タイミング制御などを行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン２２を効率よく運転して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。
【００３９】
ステップＳ１２０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満のときには、間欠禁止フラグＦの値を調べ（ステップＳ１５０）、間欠禁止フラグＦが値０のときには、エンジン２２の運転停止が禁止されていないと判断し、エンジン２２が運転停止されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に共に値０を設定し（ステップＳ１６０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ１８０）、前述の式（３）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１９０）、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を各ＥＣＵに送信して（ステップＳ２００）、駆動制御ルーチンを終了する。値０が設定された目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２を運転制御しているときには吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御，開閉タイミング制御などを停止し、エンジン２２を運転停止しているときにはその状態を保持する。この場合、エンジン２２を運転停止した状態でモータＭＧ２から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。
【００４０】
ステップＳ１５０で間欠禁止フラグＦが値１のときには、エンジン２２の運転停止が禁止されていると判断し、エンジン２２が自立運転されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に自立運転用の回転数Ｎｉ（例えば、１０００ｒｐｍや１２００ｒｐｍなど）を設定すると共に目標トルクＴｅ＊に値０を設定し（ステップＳ１７０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ１８０）、前述の式（３）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１９０）、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を各ＥＣＵに送信して（ステップＳ２００）、駆動制御ルーチンを終了する。この場合、エンジン２２を自立運転しながらモータＭＧ２から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。
【００４１】
次に、エンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の運転制御、特に、開閉タイミング制御について説明する。なお、吸入空気量制御や点火制御，燃料噴射制御については、詳細な説明は省略する。
【００４２】
図１１は、エンジンＥＣＵ２４により実行される開閉タイミング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、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常を解消するための後述の異常時制御を実行していないときで且つハイブリッド用電子制御ユニット７０からエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したときに実行される。
【００４３】
開閉タイミング制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、システム起動（イグニッションオン）時に値０が設定されると共にシステム起動後で可変バルブタイミング機構１５０の動作異常を確定したときに値１が設定される動作異常確定フラグＧの値を調べ（ステップＳ３００）、動作異常確定フラグＧが値０のとき、即ち、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常を確定していないときには、吸気バルブ１２８の目標開閉タイミングＶＴ＊と現在の開閉タイミングＶＴとを入力する（ステップＳ３１０）。ここで、目標開閉タイミングＶＴ＊は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいて定められたものを入力するものとした。また、開閉タイミングＶＴは、カムポジションセンサ１４４からの吸気バルブ１２８のインテークカムシャフト１２９のカム角θｃａのクランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに対する角度（θｃａ−θｃｒ）に基づいて計算されたものを入力するものとした。
【００４４】
続いて、入力した目標開閉タイミングＶＴ＊と開閉タイミングＶＴとの差としてのタイミング差ΔＶＴ１を計算し（ステップＳ３２０）、計算したタイミング差ΔＶＴ１を閾値ＶＴ１ｒｅｆと比較すると共に（ステップＳ３３０）、タイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ
１ｒｅｆより大きいときにはその状態が所定時間ｔ１に亘って継続したか否かを判定する（ステップＳ３４０）。ここで、閾値ＶＴ１ｒｅｆは、可変バルブタイミング機構１５０が正常に動作しているか否かを判断するために用いられるものであり、例えば、５°や１０°などを用いることができる。また、所定時間ｔ１は、可変バルブタイミング機構１５０に動作異常が生じていると判断するのに要する時間であり、例えば、５秒や１０秒などを用いることができる。可変バルブタイミング機構１５０が正常に動作しているときには、通常、タイミング差ΔＶＴ１は小さい。しかしながら、油路１５９に異物が混入した場合などには、可変バルブタイミング機構１５０が正常に動作せず（目標開閉タイミングＶＴ＊の変化時に開閉タイミングＶＴが十分に変化せず）、タイミング差ΔＶＴ１が比較的大きくなることがある。ステップＳ３３０，Ｓ３４０の処理は、可変バルブタイミング機構１５０に動作異常が生じているか否かを判断する処理である。
【００４５】
タイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ１ｒｅｆ以下のときや、タイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ１ｒｅｆより大きくてもその状態が所定時間ｔ１に亘って継続していないときには、開閉タイミングＶＴが目標開閉タイミングＶＴ＊になるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御する通常制御を実行し（ステップＳ３５０）、エンジン２２の間欠運転を禁止するか否かを示す間欠禁止フラグＦに値０を設定してハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信して（ステップＳ４８０）、開閉タイミング制御ルーチンを終了する。この場合、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２を間欠運転する。
【００４６】
一方、タイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ１ｒｅｆより大きい状態が所定時間ｔ１に亘って継続したときには、可変バルブタイミング機構１５０に動作異常が生じていると判断し、後述の異常時制御の実行にも拘わらず可変バルブタイミング機構１５０の動作異常が解消しなかった回数である未解消回数Ｎａｂを閾値Ｎａｂｒｅｆと比較する（ステップＳ３６０）。ここで、未解消回数Ｎａｂは、実施例では、システムオフ時でもデータを保持可能な記憶媒体（例えば、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリや、システムオン時かシステムオフ時かに拘わらず図示しない補機バッテリから電力が供給される図示しない電源用電子制御ユニットのＲＡＭなど）に記憶され、工場出荷時や可変バルブタイミング機構１５０のメンテナンス時などに初期値として値０が設定されるものとした。また、閾値Ｎａｂｒｅｆは、後述の異常時制御を実行するか否かを判断するために用いられるものであり、例えば、２回や３回などを用いることできる。
【００４７】
未解消回数Ｎａｂが閾値Ｎａｂｒｅｆ以下のときには、異常時制御を実行すると判断し、間欠禁止フラグＦに値１を設定してハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信し（ステップＳ３７０）、異常時制御を開始するときの開閉タイミングＶＴとしての初期開閉タイミングＶＴｓｅｔにステップＳ３１０で入力した開閉タイミングＶＴを設定し（ステップＳ３８０）、異常時制御の実行を開始すると共にその実行開始からの時間である制御時間ｔｃの計時を開始する（ステップＳ３９０）。値１が設定された間欠禁止フラグＦを受信したハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジン２２が負荷運転または自立運転されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とをエンジンＥＣＵ２４に送信する。したがって、間欠禁止フラグＦが値１のときには、エンジン２２の運転が継続されることになる。また、異常時制御は、実施例では、目標開閉タイミングＶＴ＊に拘わらずに吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴが変化するよう、オイルコントロールバルブ１５６のデューティ比Ｄを０％〜１００％の間で変化させる（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変化させる）ものとした。異常時制御におけるオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）１５６のデューティ比Ｄの時間変化の様子の一例を図１２に示す。
【００４８】
こうして異常時制御の実行を開始すると、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを入力すると共に（ステップＳ４００）、入力した開閉タイミングＶＴと初期開閉タイミングＶＴｓｅｔとの差としてのタイミング変化量ΔＶＴ２を計算し（ステップＳ４１０）、計算したタイミング変化量ΔＶＴ２を閾値ＶＴ２ｒｅｆと比較する（ステップＳ４２０）。ここで、閾値ＶＴ２ｒｅｆは、可変バルブタイミング機構１５０が動作するか否か即ち可変バルブタイミング機構１５０の動作異常が解消したか否かを判断するために用いられるものであり、例えば、５°や１０°などを用いることができる。
【００４９】
いま、異常時制御の実行を開始した直後を考えれば、タイミング変化量ΔＶＴ２は閾値ＶＴ２ｒｅｆ未満であるから、制御時間ｔｃが所定時間ｔｃｒｅｆに至ったか否かを判定し（ステップＳ４３０）、制御時間ｔｃが所定時間ｔｃｒｅｆに至っていないと判定されたときには、ステップＳ４００に戻る。ここで、所定時間ｔｃｒｅｆは、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常が解消しないと判断するのに要する時間であり、例えば、１０秒や２０秒，２５秒などを用いることができる。そして、異常時制御を実行しながらステップＳ４００〜Ｓ４２０の処理を繰り返し実行している最中にタイミング変化量ΔＶＴ２が閾値ＶＴ２ｒｅｆ以上に至ったときには、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常が解消したと判断し、間欠禁止フラグＦに値０を設定してハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信して（ステップＳ４８０）、本ルーチンを終了する。ハイブリッド自動車２０では、通常、燃費の向上を図るために、エンジン２２を間欠運転するが、異常時制御の実行中にエンジン２２が回転停止すると、機械式オイルポンプ１７４が回転停止してオイルを可変バルブタイミング機構１５０に供給することができないと共に、カムポジションθｃａやクランクポジションθｃｒが得られず開閉タイミングＶＴが得られないために可変バルブタイミング機構１５０の動作異常が解消したか否かの判断を行なうことができない。これに対して、実施例では、エンジン２２を継続して運転しながら異常時制御を実行することにより、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常が解消したか否かを判定することができる。即ち、可変バルブタイミング機構１５０に動作異常が生じたときにより適正に対応することができる。
【００５０】
一方、ステップＳ４２０で制御時間ｔｃが所定時間ｔｃｒｅｆに至ったときには、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常は解消しないと判断し、異常時制御の実行を終了し（ステップＳ４４０）、異常確定フラグＧに値１を設定し（ステップＳ４５０）、未解消回数Ｎａｂをインクリメントして更新し（ステップＳ４６０）、警告灯８９を点灯するための点灯指示信号をハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信し（ステップＳ４７０）、間欠禁止フラグＦに値０を設定してハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信して（ステップＳ４８０）、開閉タイミング制御ルーチンを終了する。点灯指示信号を受信したハイブリッド用電子制御ユニット７０は、警告灯８９を点灯する。
【００５１】
こうして異常確定フラグＧに値１を設定すると、次回以降にこのルーチンが実行されたときには、ステップＳ３００で異常確定フラグＧが値１であり、可変バルブタイミング機構１５０を制御せずにそのまま開閉タイミング制御ルーチンを終了する。これにより、システム起動からシステム停止まで（１トリップ）において、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常を確定した以降は、可変バルブタイミング機構１５０を制御しない（通常制御も異常時制御も実行しない）ことになる。
【００５２】
また、ステップＳ３３０，Ｓ３４０でタイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ１ｒｅｆより大きい状態が所定時間ｔ１に亘って継続したときにおいて、ステップＳ３６０で未解消回数Ｎａｂが所定回数Ｎａｂｒｅｆより大きいときには、上述した異常時制御を実行することなく、開閉タイミング制御ルーチンを終了する。これにより、異常時制御（エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊に関係なく開閉タイミングＶＴを変化させるための制御）の実行頻度を抑制することができ、燃費の悪化を抑制することができる。
【００５３】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、目標開閉タイミングＶＴ＊と開閉タイミングＶＴとの差としてのタイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ１ｒｅｆより大きい状態が所定時間ｔ１に亘って継続したときには、可変バルブタイミング機構１５０に動作異常が生じていると判断し、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常を解消するための異常時制御をエンジン２２を継続して運転しながら実行するから、エンジン２２の回転時に検出可能な開閉タイミングＶＴの変化量を用いて可変バルブタイミング機構１５０の動作異常が解消したか否かを判定することができる。即ち、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常を検出したときに、より適正に対応することができる。しかも、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、タイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ１ｒｅｆより大きい状態が所定時間ｔ１に亘って継続したときでも未解消回数Ｎａｂが所定回数Ｎａｂｒｅｆより大きいときには異常時制御を実行しないから、異常時制御の実行頻度を抑制することができ、燃費の悪化を抑制することができる。
【００５４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、タイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ１ｒｅｆより大きい状態が所定時間ｔ１に亘って継続したときにおいて、未解消回数Ｎａｂが所定回数Ｎａｂｒｅｆ以下のときには異常時制御を実行し、未解消回数Ｎａｂが所定回数Ｎａｂｒｅｆより大きいときには異常時制御を実行しないものとしたが、タイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ１ｒｅｆより大きい状態が所定時間ｔ１に亘って継続したときには、未解消回数Ｎａｂに拘わらず異常時制御を実行するものとしてもよい。
【００５５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、異常時制御の実行によって可変バルブタイミング機構１５０の動作異常が解消しないときでも、異常時制御の終了後にエンジン２２の間欠運転の禁止を解除するものとしたが、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常が解消しないときには、異常時制御の終了後もエンジン２２の間欠運転の禁止を継続するものとしてもよい。
【００５６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、タイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ１ｒｅｆより大きい状態が所定時間ｔ１に亘って継続したときに、可変バルブタイミング機構１５０に動作異常が生じていると判断し、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常を解消するための異常時制御をエンジン２２を継続して運転しながら実行するものとしたが、可変バルブタイミング機構１５０に動作異常が生じていると判断したときに、動作異常が生じた旨を示す異常発生情報を、システムオフ時でもデータを保持可能な記憶媒体（例えば、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリや、システムオン時かシステムオフ時かに拘わらず図示しない補機バッテリから電力が供給される図示しない電源用電子制御ユニットのＲＡＭなど）に記憶するものとしてもよい。こうすれば、可変バルブタイミング機構１５０に異常が生じてから異常時制御によってその異常が解消したときでも、可変バルブタイミング機構１５０に異常が生じた履歴を保持することができ、メンテナンス時などにこの履歴を参照することができる。
【００５７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２が失火しているか否かの判定（失火の検出）については説明していないが、異常時制御を実行していないときにはエンジン２２が失火しているか否かを判定し、異常時制御の実行中はエンジン２２が失火しているか否かを判定しないものとしてもよい。目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊に関係なく開閉タイミングＶＴを変化させるための制御である異常時制御の実行中は、エンジン２２からの出力トルクや回転数Ｎｅが変動しやすい。このため、出力トルクや回転数Ｎｅの変動に基づいてエンジン２２が失火しているか否かを判定するものでは、異常時制御中にこの判定を行なうと、異常時制御によるエンジン２２からの出力トルクや回転数Ｎｅの変動により、エンジン２２の失火を誤判定してしまう可能性がある。したがって、異常時制御の実行中はエンジン２２が失火しているか否かの判定を行なわないことにより、エンジン２２の失火の誤判定を抑制することができる。
【００５８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、異常時制御の実行中のエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御についての詳細な説明は省略したが、異常時制御の実行中は、エンジン２２の回転数Ｎｅや体積効率ＫＬなどに基づいて燃料噴射制御や点火制御を行なうものとしてもよい。この場合、燃料噴射制御については、例えば、図１３の目標空燃比設定用マップに例示するように、エンジン２２の回転数Ｎｅが小さいほど小さくなる傾向でエンジン２２の体積効率ＫＬが小さいほど小さくなる傾向に目標空燃比ＡＦ＊を設定し、空燃比ＡＦが目標空燃比ＡＦ＊になるよう吸入空気量Ｑａに基づいて定められる目標燃料噴射量Ｑｆ＊に応じた燃料噴射時間だけ燃料噴射が行なわれるよう燃料噴射弁２６に駆動信号を出力することにより行なうことができる。また、点火制御については、例えば、異常時制御を実行しないときと同様に目標点火時期Ｔｆ＊の基本値としての基本点火時期Ｔｆｔｍｐを設定し、図１４の点火時期補正値に例示するように、エンジン２２の回転数Ｎｅが小さいほど早くなる傾向でエンジン２２の体積効率ＫＬが小さいほど早くなる傾向に点火時期の補正値ΔＴｆを設定し、基本点火時期Ｔｆｔｍｐよりも補正値ΔＴｆだけ早いタイミングとして定められる目標点火時期Ｔｆ＊で点火が行なわれるようイグニッションコイル１３８に制御信号を出力することにより行なうことができる。このように燃料噴射制御や点火制御を行なうことにより、異常時制御の実行中にエンジン２２の燃焼が不安定になって失火することなどをより適正に抑制することができる。
【００５９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、走行中に可変バルブタイミング機構１５０に動作異常が生じて異常時制御を実行する際、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときにはエンジン２２を負荷運転し、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満のときにはエンジン２２を自立運転するものとしたが、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満のときでもエンジン２２を負荷運転するものとしてもよい。こうすれば、異常時制御の実行中にエンジン２２の運転状態が不安定になってエンジン２２の回転変動が大きくなったり失火したりすることなどをより抑制することができる。
【００６０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、走行中に可変バルブタイミング機構１５０に動作異常が生じたときに、エンジン２２を継続して運転しながら異常時制御を実行するものとして説明したが、シフトポジションＳＰが駐車ポジションのとき（図示しないパーキングロック機構によって駆動輪６３ａ，６３ｂがロックされているとき）に可変バルブタイミング機構１５０に動作異常が生じたときには、エンジン２２からの動力を用いたモータＭＧ１の発電電力によるバッテリ５０の充電が行なわれるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御しながら異常時制御を実行するものとしてもよい。この場合のエンジン２２とモータＭＧ１との制御について、図１５のＰポジション異常時制御実行時充電制御ルーチンを用いて説明する。図１５のルーチンは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により、値１が設定された間欠禁止フラグＦをエンジンＥＣＵ２４から受信してからその後に値０が設定された間欠禁止フラグＦをエンジンＥＣＵ２４から受信するまで、即ち、異常時制御を実行している間に亘って、所定時間毎に繰り返し実行される。このルーチンでは、バッテリ５０の充電用のエンジン２２の回転数Ｎｃｈをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊として設定すると共にバッテリ５０の充電用のエンジン２２のトルクＴｃｈをエンジン２２の目標トルクＴｅ＊として設定し（ステップＳ５００）、前述の式（１）の「Ｎｍ２」を値０としたものと式（２）とを用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（ステップＳ５１０）、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ５２０）、本ルーチンを終了する。このようにエンジン２２を負荷運転しながら異常時制御を実行することにより、エンジン２２を自立運転しながら異常時制御を実行するものに比して、異常時制御の実行中にエンジン２２の運転状態が不安定になってエンジン２２の回転変動が大きくなったり失火したりすることなどをより抑制することができる。なお、回転数ＮｃｈやトルクＴｃｈは、異常時制御の実行中にエンジン２２の運転状態が不安定になるのを十分に抑制することができる範囲の値として、固定値を用いることもできるし、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）などに基づいて設定するものとすることもできる。
【００６１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、クランクシャフト２６の回転によって駆動されて可変バルブタイミング機構１５０にオイルを供給する機械式オイルポンプ１７４を備えるものとしたが、これに代えてまたは加えて、電動モータによって駆動されて可変バルブタイミング機構１５０にオイルを供給する電動オイルポンプを備えるものとしてもよい。
【００６２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、吸気バルブ１２８の開閉タイミングだけを変更可能な可変バルブタイミング機構１５０を用いるものとしたが、これに代えて、排気バルブの開閉タイミングだけを変更可能な可変バルブタイミング機構を用いるものとしてもよいし、吸気バルブ１２８および排気バルブの開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構を用いるものとしてもよい。
【００６３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２と、モータＭＧ１と、エンジン２２のクランクシャフト２６とモータＭＧ１の回転軸と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとに接続された動力分配統合機構３０と、リングギヤ軸３２ａに動力を出力するよう取り付けたモータＭＧ２と、を備えるものとしたが、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、駆動軸としてのリングギヤ軸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）に動力を出力するようモータＭＧ２を取り付けるものとしてもよいし、図１７に例示するハイブリッド自動車２２０に例示するように、駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸に変速機２３０を介してモータＭＧを取り付け、モータＭＧの回転軸にクラッチ２２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機２３０とを介して駆動軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機２３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。また、図１８の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、エンジン２２からの動力を変速機３３０を
介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された車軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸とは異なる車軸（図１８における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００６４】
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される動力出力装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた動力出力装置の形態としてもよい。また、こうした動力出力装置における可変バルブタイミング機構の状態判定方法の形態としてもよい。
【００６５】
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、可変バルブタイミング機構１５０が「可変バルブタイミング機構」に相当し、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、吸気バルブ１２８のカム角θｃａを検出するカムポジションセンサ１４４と、クランク角θｃｒを検出するクランクポジションセンサ１４０と、カム角θｃａのクランク角θｃｒに対する角度（θｃａ−θｃｒ）に基づいて開閉タイミングＶＴを計算するエンジンＥＣＵ２４と、が「開閉タイミング検出手段」に相当し、目標開閉タイミングＶＴ＊と開閉タイミングＶＴとの差としてのタイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ１ｒｅｆより大きい状態が所定時間ｔ１に亘って継続したときに、可変バルブタイミング機構１５０に動作異常が生じていると判断し、間欠禁止フラグＦに値１を設定してハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信し、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常を解消するための異常時制御を実行し、そのときの開閉タイミングＶＴの変化量により可変バルブタイミング機構１５０の動作異常が解消したか否かを判定する図１１の開閉タイミング制御ルーチンを実行するエンジンＥＣＵ２４が「異常時処理実行手段」に相当する。
【００６６】
ここで、「可変バルブタイミング機構」としては、可変バルブタイミング機構１５０に限定されるものではなく、作動油の油圧の調整により吸気バルブや排気バルブの開閉タイミングを変更するものであれば如何なるものとしても構わない。「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「開閉タイミング検出手段」としては、カムポジションセンサ１４４からのカム角θｃａのクランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに対する角度（θｃａ−θｃｒ）に基づいて開閉タイミングＶＴを計算するものに限定されるものではなく、内燃機関の回転時に開閉タイミングを検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「異常時処理実行手段」としては、目標開閉タイミングＶＴ＊と開閉タイミングＶＴとの差としてのタイミング差ΔＶＴ１が閾値ＶＴ１ｒｅｆより大きい状態が所定時間ｔ１に亘って継続したときに、可変バルブタイミング機構１５０に動作異常が生じていると判断し、可変バルブタイミング機構１５０の動作異常を解消するための異常時制御をエンジン２２を継続して運転しながら実行し、エンジン２２の回転時に検出可能な開閉タイミングＶＴの変化量を用いて可変バルブタイミング機構１５０の動作異常が解消したか否かを判定するものに限定されるものではなく、可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したとき、作動油の油圧が変化するよう可変バルブタイミング機構を制御する異常時制御を内燃機関が継続して運転されるよう内燃機関を制御しながら実行し、異常時制御の実行時の開閉タイミングの変化量により動作異常が解消したか否かを判定するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００６７】
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。
【００６８】
以上、本発明を実施するため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】
【００６９】
本発明は、動力出力装置やハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００７０】
２０，１２０，２２０，３２０ 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、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、５０ バッテリ、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、８２ シフトポジションセンサ、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、８９ 警告灯、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１２９ インテークカムシャフト、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、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、１６２ タイミングチェーン、１６４ タイミングギヤ、１７４ 機械式オイルポンプ、１７６ オイルパン、２２９ クラッチ、２３０，３３０ 変速機、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油の油圧の調整により吸気バルブおよび／または排気バルブの開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構が取り付けられた内燃機関と、駆動軸に動力を入出力する電動機と、を有し、前記内燃機関を運転停止した状態で前記電動機からの動力を前記駆動軸に出力する電動出力と前記内燃機関の運転を伴って前記駆動軸に動力を出力する機関運転出力とが可能な動力出力装置であって、
前記内燃機関の回転時に前記開閉タイミングを検出する開閉タイミング検出手段と、
前記可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したとき、前記作動油の油圧が変化するよう前記可変バルブタイミング機構を制御する異常時制御を前記内燃機関が継続して運転されるよう該内燃機関を制御しながら実行し、該異常時制御の実行時の前記検出される開閉タイミングの変化量により前記動作異常が解消したか否かを判定する異常時処理実行手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
請求項１記載の動力出力装置であって、
前記異常時処理実行手段は、前記動作異常を検出したときにおいて、現在までに前記動作異常が解消しないと判定された回数である未解消回数が予め定められた所定回数以上のときには、前記異常時制御を実行しない手段である、
動力出力装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の動力出力装置であって、
前記異常時処理実行手段は、前記吸気バルブの開閉タイミングと該開閉タイミングの目標値である目標開閉タイミングとの差が予め定められた所定値以上である時間が該動作異常の検出に要する所定時間以上に亘って継続したとき、前記動作異常を検出する手段である、
動力出力装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置であって、
前記異常時処理実行手段は、前記動作異常を検出したとき、情報を記憶する記憶手段に該動作異常を検出した旨を示す情報を記憶させる手段である、
動力出力装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置であって、
前記異常時処理実行手段は、前記異常時制御の実行中、前記内燃機関が失火しているか否かを判定しない手段である、
動力出力装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置であって、
前記異常時処理実行手段は、前記異常時制御の実行中、前記内燃機関の回転数が小さいほど小さくなる傾向で前記内燃機関の体積効率が小さいほど小さくなる傾向の空燃比で前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する手段である、
動力出力装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置であって、
前記異常時処理実行手段は、前記異常時制御の実行中、前記内燃機関の回転数が小さいほど早くなる傾向で前記内燃機関の体積効率が小さいほど早くなる傾向のタイミングでの点火を伴って前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する手段である、
動力出力装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置であって、
前記内燃機関の出力軸の回転により駆動されて前記可変バルブタイミング機構に前記作動油を供給する機械式油圧ポンプ、
を備える動力出力装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなるハイブリッド車。
【請求項１０】
請求項９記載のハイブリッド車であって、
前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、
前記発電機および前記電動機と電力をやりとり可能な二次電池と、
を備え、
前記異常時処理実行手段は、シフトポジションが駐車ポジションの状態で前記動作異常を検出したとき、前記内燃機関からの動力を用いた前記発電機の発電電力による前記二次電池の充電が行なわれるよう前記内燃機関と前記発電機とを制御しながら前記異常時制御を実行する手段である、
ハイブリッド車。
【請求項１１】
作動油の油圧の調整により吸気バルブおよび／または排気バルブの開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構が取り付けられた内燃機関と、駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記内燃機関の回転時に前記開閉タイミングを検出する開閉タイミング検出手段と、を有し、前記内燃機関を運転停止した状態で前記電動機からの動力を前記駆動軸に出力する電動出力と前記内燃機関の運転を伴って前記駆動軸に動力を出力する機関運転出力とが可能な動力出力装置における可変バルブタイミング機構の状態判定方法であって、
前記可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したとき、前記作動油の油圧が変化するよう前記可変バルブタイミング機構を制御する異常時制御を前記内燃機関が継続して運転されるよう該内燃機関を制御しながら実行し、該異常時制御の実行時の前記検出される開閉タイミングの変化量により前記動作異常が解消したか否かを判定する、
ことを特徴とする可変バルブタイミング機構の状態判定方法。
【請求項１】
作動油の油圧の調整により吸気バルブおよび／または排気バルブの開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構が取り付けられた内燃機関と、駆動軸に動力を入出力する電動機と、を有し、前記内燃機関を運転停止した状態で前記電動機からの動力を前記駆動軸に出力する電動出力と前記内燃機関の運転を伴って前記駆動軸に動力を出力する機関運転出力とが可能な動力出力装置であって、
前記内燃機関の回転時に前記開閉タイミングを検出する開閉タイミング検出手段と、
前記可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したとき、前記作動油の油圧が変化するよう前記可変バルブタイミング機構を制御する異常時制御を前記内燃機関が継続して運転されるよう該内燃機関を制御しながら実行し、該異常時制御の実行時の前記検出される開閉タイミングの変化量により前記動作異常が解消したか否かを判定する異常時処理実行手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
請求項１記載の動力出力装置であって、
前記異常時処理実行手段は、前記動作異常を検出したときにおいて、現在までに前記動作異常が解消しないと判定された回数である未解消回数が予め定められた所定回数以上のときには、前記異常時制御を実行しない手段である、
動力出力装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の動力出力装置であって、
前記異常時処理実行手段は、前記吸気バルブの開閉タイミングと該開閉タイミングの目標値である目標開閉タイミングとの差が予め定められた所定値以上である時間が該動作異常の検出に要する所定時間以上に亘って継続したとき、前記動作異常を検出する手段である、
動力出力装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置であって、
前記異常時処理実行手段は、前記動作異常を検出したとき、情報を記憶する記憶手段に該動作異常を検出した旨を示す情報を記憶させる手段である、
動力出力装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置であって、
前記異常時処理実行手段は、前記異常時制御の実行中、前記内燃機関が失火しているか否かを判定しない手段である、
動力出力装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置であって、
前記異常時処理実行手段は、前記異常時制御の実行中、前記内燃機関の回転数が小さいほど小さくなる傾向で前記内燃機関の体積効率が小さいほど小さくなる傾向の空燃比で前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する手段である、
動力出力装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置であって、
前記異常時処理実行手段は、前記異常時制御の実行中、前記内燃機関の回転数が小さいほど早くなる傾向で前記内燃機関の体積効率が小さいほど早くなる傾向のタイミングでの点火を伴って前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する手段である、
動力出力装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置であって、
前記内燃機関の出力軸の回転により駆動されて前記可変バルブタイミング機構に前記作動油を供給する機械式油圧ポンプ、
を備える動力出力装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなるハイブリッド車。
【請求項１０】
請求項９記載のハイブリッド車であって、
前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、
前記発電機および前記電動機と電力をやりとり可能な二次電池と、
を備え、
前記異常時処理実行手段は、シフトポジションが駐車ポジションの状態で前記動作異常を検出したとき、前記内燃機関からの動力を用いた前記発電機の発電電力による前記二次電池の充電が行なわれるよう前記内燃機関と前記発電機とを制御しながら前記異常時制御を実行する手段である、
ハイブリッド車。
【請求項１１】
作動油の油圧の調整により吸気バルブおよび／または排気バルブの開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構が取り付けられた内燃機関と、駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記内燃機関の回転時に前記開閉タイミングを検出する開閉タイミング検出手段と、を有し、前記内燃機関を運転停止した状態で前記電動機からの動力を前記駆動軸に出力する電動出力と前記内燃機関の運転を伴って前記駆動軸に動力を出力する機関運転出力とが可能な動力出力装置における可変バルブタイミング機構の状態判定方法であって、
前記可変バルブタイミング機構の動作異常を検出したとき、前記作動油の油圧が変化するよう前記可変バルブタイミング機構を制御する異常時制御を前記内燃機関が継続して運転されるよう該内燃機関を制御しながら実行し、該異常時制御の実行時の前記検出される開閉タイミングの変化量により前記動作異常が解消したか否かを判定する、
ことを特徴とする可変バルブタイミング機構の状態判定方法。
【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１８】
【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１８】
【公開番号】特開２０１１−６９３４９（Ｐ２０１１−６９３４９Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８４３５７（Ｐ２００９−２８４３５７）
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【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２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【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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