自動車
【課題】内燃機関を停止する際に内燃機関の回転中に吸気バルブの開閉タイミングを所定タイミングに変更するときに、内燃機関の状態を状況に応じてより適正なものにできるようにする。
【解決手段】吸気バルブの開閉タイミングを最遅角に変更する最遅角処理を実行するとき、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上であり且つ空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ未満のときには燃料噴射を停止したエンジンをモータリングし（Ｓ１１０〜Ｓ１３０）、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときや空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ以上のときにおいて（Ｓ１１０，Ｓ１２０）、所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ未満のときにはエンジンをアイドル運転し（Ｓ１８０，Ｓ１９０）、所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ以上のときにはモータによる発電を伴ってエンジンを負荷運転する（Ｓ１８０，Ｓ２００）。
【解決手段】吸気バルブの開閉タイミングを最遅角に変更する最遅角処理を実行するとき、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上であり且つ空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ未満のときには燃料噴射を停止したエンジンをモータリングし（Ｓ１１０〜Ｓ１３０）、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときや空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ以上のときにおいて（Ｓ１１０，Ｓ１２０）、所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ未満のときにはエンジンをアイドル運転し（Ｓ１８０，Ｓ１９０）、所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ以上のときにはモータによる発電を伴ってエンジンを負荷運転する（Ｓ１８０，Ｓ２００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に関し、詳しくは、吸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てなる内燃機関と、内燃機関の出力軸に動力を出力可能な電動機と、電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備え、内燃機関を停止する際には内燃機関の回転中に吸気バルブの開閉タイミングが次回の内燃機関の始動性を良好にするための所定タイミングに変更されるよう可変バルブタイミング機構を制御する停止前変更処理を実行する自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の自動車としては、インテークバルブの開閉タイミングを変更するインテーク用ＶＶＴ機構が取り付けられたエンジンと、エンジンのクランクシャフトに動力分割機構を介して接続されたモータと、を備え、エンジン停止指示がなされたときに、その停止指示が運転者によるものである場合にはエンジンでの燃焼停止によるエンジン停止処理を開始すると共にその後にモータによって所定期間だけエンジンをモータリングして空転させ、停止指示が運転者によるものではなく自動停止指示である場合にはモータリングを実行せずに所定期間だけ待機してからエンジン停止処理を開始するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、前者ではエンジンを空転させることによってインテーク用ＶＶＴ機構を次回の始動に適した目標位相に変更させる期間を確保し、後者ではエンジン停止処理の開始を待機することによってインテーク用ＶＶＴ機構を目標位相に変更させる期間を確保している。こうしてインテーク用ＶＶＴ機構を目標位相に変更させる期間を確保することにより、次回のエンジンの始動を良好なものにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】２００８−２６７２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の自動車では、エンジン停止処理の開始を待機する場合において、その処理の開始前にエンジンをどのように運転するかについては考慮されていない。また、車両に生じる振動の程度や燃料消費量，エミッションなどは、そのときのエンジンの状態によって異なる。したがって、これらを踏まえて、インテーク用ＶＶＴ機構を目標位相に変更させる際には、エンジンの状態をそのときの状況に応じてより適正なものとすることが望まれる。
【０００５】
本発明の自動車は、内燃機関を停止する際に内燃機関の回転中に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ための所定タイミングに変更するときに、内燃機関の状態を状況に応じてより適正なものにできるようにすることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の自動車は、
吸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てなる内燃機関と、前記内燃機関の出力軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備え、前記内燃機関を停止する際には該内燃機関の回転中に前記吸気バルブの開閉タイミングが次回の前記内燃機関の始動性を良好にするための所定タイミングに変更されるよう前記可変バルブタイミング機構を制御する停止前変更処理を実行する自動車であって、
前記停止前変更処理を実行するとき、前記内燃機関の燃料噴射が停止されると共に前記電動機により該内燃機関がモータリングされるよう該内燃機関と該電動機とを制御するモータリング処理と、前記内燃機関が自立運転されるよう該内燃機関を制御する自立運転処理と、前記電動機による発電を伴って前記内燃機関が負荷運転されるよう該内燃機関と該電動機とを制御する負荷運転発電処理と、のうち一つを車両の状態に応じて選択して実行する制御手段、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の自動車では、内燃機関を停止する際には内燃機関の回転中に吸気バルブの開閉タイミングが次回の内燃機関の始動性を良好にするための所定タイミングに変更されるよう可変バルブタイミング機構を制御する停止前変更処理を実行するものにおいて、停止前変更処理を実行するときには、内燃機関の燃料噴射が停止されると共に電動機により内燃機関がモータリングされるよう内燃機関と電動機とを制御するモータリング処理と、内燃機関が自立運転されるよう内燃機関を制御する自立運転処理と、電動機による発電を伴って内燃機関が負荷運転されるよう内燃機関と電動機とを制御する負荷運転発電処理と、のうち一つを車両の状態に応じて選択して実行する。これにより、車両の状態に応じて、モータリング処理と自立運転処理と負荷運転発電処理とのうちより適正な処理を選択して実行することが可能となる。即ち、車両に生じる振動の程度や燃料消費量，エミッションなどの観点から、モータリング処理と自立運転処理と負荷運転発電処理とのうちより適正な処理を実行することが可能となる。ここで、「所定タイミング」は、最も遅いタイミングである、ものとすることもできる。
【０００９】
こうした本発明の自動車において、前記内燃機関は、排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられてなり、前記車両の状態は、前記浄化触媒の温度と前記内燃機関の空燃比と前記停止前変更処理の実行完了までに要すると想定される時間である所要想定時間とである、ものとすることもできる。
【００１０】
この浄化触媒の温度と内燃機関の空燃比と所要想定時間とを車両の状態として用いる態様の本発明の自動車において、前記制御手段は、前記停止前変更処理を実行するとき、前記浄化触媒の温度が該浄化触媒が活性化する温度として定めた活性化温度以上である触媒第１条件と前記内燃機関の空燃比が理論空燃比より大きな値として定めた所定値より小さい触媒第２条件とが共に成立しているときには前記モータリング処理を実行し、前記触媒第１条件と前記触媒第２条件とのうち少なくとも一方が成立していないときで前記所要想定時間が予め定められた所定時間未満のときには前記自立運転処理を実行し、前記触媒第１条件と前記触媒第２条件とのうち少なくとも一方が成立していないときで前記所要想定時間が前記所定時間以上のときには前記負荷運転発電処理を実行する手段である、ものとすることもできる。
【００１１】
また、浄化触媒の温度と内燃機関の空燃比と所要想定時間とを車両の状態として用いる態様の本発明の自動車において、前記可変バルブタイミング機構は、油圧回路の作動により前記吸気バルブの開閉タイミングを変更する機構であり、前記所要想定時間は、前記油圧回路に用いられる作動油の温度が低いほど長くなる傾向に設定される時間である、ものとすることもできる。
【００１２】
さらに、本発明の自動車において、前記制御手段は、前記内燃機関の間欠運転を許容する該内燃機関の温度範囲の下限である間欠許容下限温度が所定温度以下のとき、前記停止前変更処理を実行するときに前記モータリング処理と前記自立運転処理と前記負荷運転発電処理とのうち一つを車両の状態に応じて選択して実行する手段である、ものとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】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】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される最遅角処理実行時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図８】所要想定時間設定用マップの一例を示す説明図である。
【図９】変形例の最遅角処理実行時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１０】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１１】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１２】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】
【００１４】
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】
【００１５】
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪６３ａ，６３ｂにデファレンシャルギヤ６２を介して連結された駆動軸３２にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３２に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、を備える。
【００１６】
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触媒（三元触媒）１３４ａを有する浄化装置１３４を介して外気へ排出される。
【００１７】
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。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。
【００１８】
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。なお、実施例では、この油圧式のアクチュエータを作動させるための油圧は、図１に示すように、エンジン２２のクランクシャフト２６に取り付けられたギヤポンプ２３により供給される。
【００１９】
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からの筒内圧力，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，浄化触媒１３４ａの温度を検出する温度センサ１３４ｂからの触媒温度Ｔｃ，排気管のうち浄化装置１３４の上流側に取り付けられた空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，排気管のうち浄化装置１３４の下流側に取り付けられた酸素センサ１３５ｂからの酸素信号，可変バルブタイミング機構１５０の作動用のオイルの温度を検出する温度センサ１５１からのオイル温度Ｔｏｉｌ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。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数即ちエンジン２２の回転数Ｎｅ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、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）に基づいて吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを演算したりしている。
【００２０】
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、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。
【００２１】
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３２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駆動軸３２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プラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３２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プラネタリギヤ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駆動軸３２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駆動軸３２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３２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り、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。
【００２２】
エンジン運転モードでは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、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と車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて駆動軸３２に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定し、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３２の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に換算係数を乗じて得られる回転数や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｒ＊を計算すると共に計算した走行用パワーＰｒ＊からバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて得られるバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２から出力すべきパワーとしての要求パワーＰｅ＊を設定し、要求パワーＰｅ＊を効率よくエンジン２２から出力することができるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとの関係としての動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し、バッテリ５０を充放電してもよい最大電力としてバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）やバッテリ５０の温度により設定される入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにするための回転数フィードバック制御によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３２に作用するトルクを要求トルクＴｒ＊から減じてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについてエンジンＥＣＵ２４に送信し、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。そして、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、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の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、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で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。エンジン運転モードでは、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を効率よく運転するためにエンジン２２の運転を停止した方がよいとして予め設定された閾値Ｐｓｔｏｐ未満に至ったときにエンジン２２の運転を停止してモータ運転モードに移行する。
【００２３】
モータ運転モードでは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸３２に出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する。そして、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で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。モータ運転モードでは、上述の要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を効率よく運転するためにエンジン２２を始動した方がよいとして予め設定された閾値Ｐｓｔａｒｔ以上に至ったときにエンジン２２を始動してエンジン運転モードに移行する。
【００２４】
また、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を停止する際には、次回のエンジン２２の始動性を良好なものとする（特に、エンジン２２のモータリングを容易なものとする）ために、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の回転中に、吸気バルブ１２８の開閉タイミングが最も遅いタイミングである最遅角タイミングに変更されるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御する最遅角処理を実行する。なお、可変バルブタイミング機構１５０は、具体的には、図示しない油圧式のアクチュエータ（油圧回路）の作動によって機能する。
【００２５】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、最遅角処理が実行される際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により実行される最遅角処理実行時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジンＥＣＵ２４によって最遅角処理の実行が開始されるときに実行される。
【００２６】
最遅角処理実行時制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、温度センサ１３４ｂからの触媒温度Ｔｃや、空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，温度センサ１５１からのオイル温度Ｔｏｉｌ，カムポジションセンサ１４４から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）に基づいて演算された吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴなどのデータをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力し（ステップＳ１００）、入力した触媒温度Ｔｃを閾値Ｔｃｒｅｆと比較すると共に（ステップＳ１１０）、空燃比ＡＦを閾値ＡＦｒｅｆと比較し（ステップＳ１２０）、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上であり且つ空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ未満のときには、エンジン２２の燃料噴射が停止されると共にモータＭＧ１によりエンジン２２がモータリングされるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御するモータリング処理の実行指令をエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とに送信する（ステップＳ１３０）。モータリング処理の実行指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の燃料噴射を停止し、モータリング処理の実行指令を受信したモータＥＣＵ４０は、エンジン２２を所定回転数Ｎ１（例えば、１０００ｒｐｍや１２００ｒｐｍなど）で回転させるためのトルクがモータＭＧ１から出力されるようインバータ４１のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。また、閾値Ｔｃｒｅｆおよび閾値ＡＦｒｅｆは、モータリング処理を実行すると気筒内などに酸素が多くなることによって次回のエンジン２２の始動直後などにエミッション（特に、窒素酸化物（ＮＯｘ））が許容範囲を超えて悪化するおそれがある状態（以下、エミッション悪化想定状態という）であるか否かを判定するために用いられるものであり、閾値Ｔｃｒｅｆについては、浄化触媒１３４ａが活性化する温度範囲の下限（例えば、４００℃や４２０℃，４５０℃など）を用いることができ、閾値ＡＦｒｅｆについては、理論空燃比（例えば、１４．５や１４．６，１４．７など）より若干大きな空燃比（例えば、１４．９や１５．０，１５．１など）を用いることができる。触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上であり且つ空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ未満のときには、エミッション悪化想定状態ではないと判断してモータリング処理を実行することにより、エンジン２２を運転する場合に比して車両に生じる振動や燃料消費を抑制することができる。
【００２７】
そして、最遅角処理が完了するのを待って（ステップＳ１４０，Ｓ１５０）、モータリング処理の終了指令をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。ここで、最遅角処理の完了を待つ処理は、初期値として値０が設定されていると共に最遅角処理が完了したときに値１が設定される最遅角処理完了フラグＦｃをエンジンＥＣＵ２４から所定時間毎に通信により入力すると共に（ステップＳ１４０）、入力した最遅角処理完了フラグＦｃの値を調べる（ステップＳ１５０）、ことによって行なうものとした。
【００２８】
ステップＳ１１０，Ｓ１２０で、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときや空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ以上のときには、エミッション悪化想定状態であると判断し、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴとオイル温度Ｔｏｉｌとに基づいて最遅角処理の実行完了までに要すると想定される所要想定時間ｔｄを設定する（ステップＳ１７０）。ここで、所要想定時間ｔｄは、実施例では、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴとオイル温度Ｔｏｉｌと所要想定時間ｔｄとの関係を予め実験や解析などによって定めて所要想定時間設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴとオイル温度Ｔｏｉｌとが与えられると記憶したマップから対応する所要想定時間ｔｄを導出して設定するものとした。所要想定時間設定用マップの一例を図８に示す。所要想定時間ｔｄは、図示するように、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴが早いほど且つオイル温度Ｔｏｉｌが低いほど長くなる傾向に定められる。後者については、オイル温度Ｔｏｉｌが低いほど可変バルブタイミング機構１５０の作動用のオイルの粘度が高くなり、このオイルの粘度が高いほど吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更に要する時間が長くなりやすいためである。
【００２９】
続いて、所要想定時間ｔｄを閾値ｔｄｒｅｆと比較する（ステップＳ１８０）。ここで、閾値ｔｄｒｅｆは、エンジン２２がアイドル運転（自立運転）されるようエンジン２２を制御するアイドル運転処理を実行するとエンジン２２のアイドル運転による振動に対する違和感を運転者が感じる可能性が比較的高いと想定される状態（以下、違和感想定状態という）であるか否かを判定するために用いられるものであり、例えば、エンジン２２のアイドル運転による振動に対して運転者が違和感を感じると想定される時間範囲の下限（例えば、５００ｍｓｅｃや１秒，２秒など）などを用いることができる。
【００３０】
所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ未満のときには、違和感想定状態ではないと判断し、アイドル運転処理の実行指令をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ１９０）。アイドル運転処理の実行指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が所定回転数Ｎ２（例えば、１０００ｒｐｍや１２００ｒｐｍなど）でアイドル運転されるようエンジン２２を制御する。一方、所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ以上のときには、違和感想定状態であると判断し、モータＭＧ１による発電を伴ってエンジン２２が負荷運転されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御する負荷運転発電処理の実行指令をエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とに送信する（ステップＳ２００）。負荷運転発電処理の実行指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、効率のよい運転ポイントでエンジン２２を運転しながらエンジン２２から所定パワー（例えば、数ｋＷなど）が出力されるようエンジン２２を制御し、負荷運転発電処理の実行指令を受信したモータＥＣＵ４０は、エンジン２２からのパワーを用いて発電を行なうためのトルクがモータＭＧ１から出力されるようインバータ４１のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。なお、この場合、エンジン２２の運転効率の向上を図るために、エンジン２２をアイドル運転するときよりも点火時期を早くするものとしてもよい。こうした制御により、アイドル運転処理を実行する場合には、モータリング処理を実行する場合に比して次回のエンジン２２の始動直後のエミッションの悪化を抑制することができると共に負荷運転発電処理を実行する場合に比して燃料消費を抑制することができる。一方、負荷運転発電処理を実行する場合には、モータリング処理を実行する場合に比して次回のエンジン２２の始動直後のエミッションの悪化を抑制することができると共にアイドル運転処理を実行する場合に比して車両に生じる振動を抑制することができる。
【００３１】
そして、エンジン２２をアイドル運転または負荷運転しながら最遅角処理が完了するのを待って（ステップＳ２００，Ｓ２１０）、燃料カット指令をエンジンＥＣＵ２４に送信して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。
【００３２】
なお、実施例では、前述したように、最遅角処理を行なうときにおいて、エミッション悪化想定状態ではないときにはモータリング処理を優先して実行し、エミッション悪化想定状態であるが違和感想定状態ではないときにはアイドル運転処理を負荷運転発電処理よりも優先して実行し、エミッション悪化想定状態であり且つ違和感想定状態であるときには負荷運転発電処理を実行する。車両に生じる振動の抑制という観点ではモータリング処理，負荷運転発電処理，アイドル運転処理の順に優位性があり、エミッションの悪化の抑制という観点では負荷運転発電処理やアイドル運転処理の方がモータリング処理よりも優位性があり、燃料消費の抑制という観点ではモータリング処理，アイドル運転処理，負荷運転発電処理の順に優位性があることを考慮すれば、実施例のこうした処理の選択は、エミッション悪化想定状態ではないときには車両に生じる振動の抑制や燃料消費量の抑制をエミッションの悪化の抑制よりも優先することを意味し、エミッション悪化想定状態であるが違和感想定状態ではないときには燃料消費の抑制を振動の抑制よりも優先すること意味する。
【００３３】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２を停止する際において、エンジン２２の回転中に吸気バルブ１２８の開閉タイミングが最も遅いタイミングである最遅角タイミングに変更されるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御する最遅角処理を実行するときに、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上であり且つ空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ未満のときには、エンジン２２の燃料噴射が停止されると共にモータＭＧ１によりエンジン２２がモータリングされるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御するモータリング処理を実行し、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときや空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ以上のときにおいて最遅角処理の実行完了までに要すると想定される所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ未満のときにはエンジン２２がアイドル運転されるようエンジン２２を制御するアイドル運転処理を実行し、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときや空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ以上のときにおいて所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ以上のときにはモータＭＧ１による発電を伴ってエンジン２２が負荷運転されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御する負荷運転発電処理を実行するから、車両の状態（特に、触媒温度Ｔｃや空燃比ＡＦ，所要想定時間ｔｄ）に応じて、車両に生じる振動や燃焼消費量，エミッションなどの観点から、モータリング処理とアイドル運転処理と負荷運転発電処理とのうちより適正な処理を選択して実行することができる。
【００３４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上であり且つ空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ未満のときにはモータリング処理を実行し、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときや空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ以上のときにおいて所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ未満のときにはアイドル運転処理を実行し、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときや空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ以上のときにおいて所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ以上のときには負荷運転発電処理を実行するものとしたが、モータリング処理とアイドル運転処理と負荷運転発電処理とのうちから１つの処理を選択する選択方法はこれに限られず、車両の状態に応じて選択するものであれば如何なるものとしても構わない。図９は、変形例の最遅角処理実行時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、図７の最遅角処理実行時制御ルーチンのステップＳ１７０，Ｓ１８０の処理をステップＳ１０２，Ｓ１０４の処理としてステップＳ１１０の処理の前に実行する点を除いて基本的には図７のルーチンと同一である。したがって、同一の処理については同一のステップ番号を付し、その詳細な省略する。図９の最遅角処理実行時制御ルーチンでは、触媒温度Ｔｃや空燃比ＡＦ，オイル温度Ｔｏｉｌ，吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力すると（ステップＳ１００）、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴとオイル温度Ｔｏｉｌとに基づいて所要想定時間ｔｄを設定し（ステップＳ１０２）、設定した所要想定時間ｔｄを閾値ｔｄｒｅｆと比較する（ステップＳ１０４）。そして、所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ未満のときには、違和感想定状態ではないと判断し、最遅角処理の実行完了までアイドル運転処理を実行する（ステップＳ１９０，Ｓ２１０〜Ｓ２３０）。一方、ステップＳ１０４で所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ以上のときには、入力した触媒温度Ｔｃを閾値Ｔｃｒｅｆと比較すると共に（ステップＳ１１０）、空燃比ＡＦを閾値ＡＦｒｅｆと比較し（ステップＳ１２０）、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上であり且つ空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ未満のときには、違和感想定状態であるがエミッション悪化想定状態ではないと判断し、最遅角処理の完了までモータリング処理を実行し（ステップＳ１３０〜Ｓ１６０）、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときや空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ以上のときには、違和感想定状態であり且つエミッション悪化想定状態であると判断し、最遅角処理の実行完了まで負荷運転発電処理を実行する（ステップＳ２００〜Ｓ２３０）。この変形例でも、実施例と同様に、車両の状態に応じてモータリング処理とアイドル運転処理と負荷運転発電処理とのうちより適正な処理を選択して実行することができる。なお、この変形例では、違和感想定状態ではないときには、エンジン２２の次回の始動直後のエミッションの悪化や燃料消費量の抑制を車両に生じる振動の抑制よりも優先し、違和感想定状態であるがエミッション悪化想定状態ではないときには、車両に生じる振動の抑制や燃料消費量の抑制をエミッションの悪化の抑制よりも優先することになる。
【００３５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、車両の状態として、触媒温度Ｔｃと空燃比ＡＦと所要想定時間ｔｄとを考慮するものとしたが、これらの一部や全部に代えてまたはこれらの全部に加えて、他のパラメータ、例えば、エンジン２２の冷却水温Ｔｗやバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）などを考慮するものとしてもよい。
【００３６】
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ＶＴが早いほど且つオイル温度Ｔｏｉｌが低いほど長くなる傾向に所要想定時間ｔｄを設定するものとしたが、オイル温度Ｔｏｉｌに代えてまたは加えて、エンジン２２の冷却水温Ｔｗなどを考慮して所要想定時間ｔｄを設定するものとしてもよい。この場合、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが低いほど長くなる傾向に所要想定時間ｔｄを設定すればよい。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の間欠運転を許容する間欠運転許容条件については説明していないが、間欠運転許容条件としては、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上である条件や、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が所定値Ｓｒｅｆ以上である条件などを用いることができる。ここで、閾値Ｔｗｒｅｆとして比較的高い温度（例えば、４０℃や４５℃など）を用いる場合と閾値Ｔｗｒｅｆとして比較的低い温度（例えば、０℃や５℃など）を用いる場合とを考える。前者の場合、一般に、エンジン２２を停止する際のオイル温度Ｔｏｉｌがそれほど低くないと考えられるため、所要想定時間ｔｄもそれほど長くならず、前述の違和感想定状態にはほとんど該当しないと考えられる。一方、後者の場合、間欠運転許容条件が成立しやすくなることによるエネルギ効率の向上を期待できるが、エンジン２２を停止する際に違和感想定状態に該当する場合がある。これらを踏まえると、閾値Ｔｗｒｅｆとして比較的低い温度を用いる場合には、所要想定時間ｔｄに応じてアイドル運転処理と負荷運転発電処理とのいずれかを選択して実行する、即ち、車両の状態に応じてモータリング処理とアイドル運転処理と負荷運転発電処理とのうち一つを選択して実行することが好ましいが、閾値Ｔｗｒｅｆとして比較的高い温度を用いる場合、特に、所要想定時間ｔｄが閾値Ｔｄｒｅｆ未満となる範囲内となるように予め実験や解析などに基づいて閾値Ｔｗｒｅｆを定めて用いる場合（違和感想定状態に該当することがない場合）には、負荷運転発電処理を選択肢から外してもよいと考えられる。以上のことから、閾値Ｔｗｒｅｆが、負荷運転発電処理を選択肢に加えた方がよいか否かの境界として予め定められた所定温度（例えば、５℃や１０℃など）以下のときには、車両の状態に応じてモータリング処理とアイドル運転処理と負荷運転発電処理との一つを選択して実行し、閾値Ｔｗｒｅｆが所定温度より高いときには車両の状態に応じてモータリング処理とアイドル運転処理とのうちいずれかを選択して実行するものとしてもよい。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２からの動力を駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸３２に出力するものとしたが、図１０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からの動力を駆動軸３２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１０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。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３２に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動軸３２に出力するものとしたが、図１１の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、駆動輪６３ａ，６３ｂに連結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１２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からの動力を用いて発電する発電機３３０と、駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸に動力を出力するモータＭＧと、発電機３３０やモータＭＧと電力をやりとりするバッテリ５０と、を備えるいわゆるシリーズハイブリッドの構成としてもよい。吸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てなる内燃機関と、内燃機関の出力軸に動力を出力可能な電動機と、電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備えるものであれば如何なるタイプの自動車としてもよいのである。
【００４０】
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を有するエンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「二次電池」に相当し、吸気バルブ１２８の開閉タイミングが最も遅いタイミングである最遅角タイミングに変更されるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御する最遅角処理を実行するときに、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上であり且つ空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ未満のときには、エンジン２２の燃料噴射が停止されると共にモータＭＧ１によりエンジン２２がモータリングされるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御するモータリング処理の実行指令をエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とに送信し、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときや空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ以上のときにおいて最遅角処理の実行完了までに要すると想定される所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ未満のときにはエンジン２２がアイドル運転されるようエンジン２２を制御するアイドル運転処理の実行指令をエンジンＥＣＵ２４に送信し、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときや空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ以上のときにおいて所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ以上のときにはモータＭＧ１による発電を伴ってエンジン２２が負荷運転されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御する負荷運転発電処理の実行指令をエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とに送信する図７の最遅角処理実行時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、モータリング処理の実行指令を受信したときにエンジン２２の燃料噴射を停止し、アイドル運転処理の実行指令を受信したときにエンジン２２が所定回転数Ｎ２でアイドル運転されるようエンジン２２を制御し、負荷運転発電処理の実行指令を受信したときに効率のよい運転ポイントでエンジン２２を運転しながらエンジン２２から所定パワーが出力されるようエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４と、モータリング処理を受信したときにエンジン２２を所定回転数Ｎ１で回転させるためのトルクがモータＭＧ１から出力されるようインバータ４１のスイッチング素子をスイッチングを制御し、負荷運転発電処理の実行指令を受信したときにエンジン２２からのパワーを用いて発電を行なうためのトルクがモータＭＧ１から出力されるようインバータ４１のスイッチング素子をスイッチング制御するモータＥＣＵ４０と、が「制御手段」に相当する。
【００４１】
ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど、吸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てなるものであれば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。「二次電池」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、電動機と電力のやりとりが可能なものであれば如何なるタイプの二次電池であっても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４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。また、「制御手段」としては、エンジン２２の回転中に吸気バルブ１２８の開閉タイミングが最も遅いタイミングである最遅角タイミングに変更されるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御する最遅角処理を実行するときに、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上であり且つ空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ未満のときには、エンジン２２の燃料噴射が停止されると共にモータＭＧ１によりエンジン２２がモータリングされるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御するモータリング処理を実行し、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときや空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ以上のときにおいて最遅角処理の実行完了までに要すると想定される所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ未満のときにはエンジン２２がアイドル運転されるようエンジン２２を制御するアイドル運転処理を実行し、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときや空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ以上のときにおいて所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ以上のときにはモータＭＧ１による発電を伴ってエンジン２２が負荷運転されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御する負荷運転発電処理を実行するものに限定されるものではなく、停止前変更処理を実行するとき、前記内燃機関の燃料噴射が停止されると共に電動機により内燃機関がモータリングされるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御するモータリング処理と、内燃機関が自立運転されるよう内燃機関を制御する自立運転処理と、電動機による発電を伴って内燃機関が負荷運転されるよう内燃機関と電動機とを制御する負荷運転発電処理と、のうち一つを車両の状態に応じて選択して実行するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００４２】
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。
【００４３】
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】
【００４４】
本発明は、自動車の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
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、３２ 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、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、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、１３４ａ 浄化触媒、１３４ｂ 温度センサ、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、１５１ 温度センサ、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、２２９ クラッチ、２３０ 変速機、３３０ 発電機、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に関し、詳しくは、吸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てなる内燃機関と、内燃機関の出力軸に動力を出力可能な電動機と、電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備え、内燃機関を停止する際には内燃機関の回転中に吸気バルブの開閉タイミングが次回の内燃機関の始動性を良好にするための所定タイミングに変更されるよう可変バルブタイミング機構を制御する停止前変更処理を実行する自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の自動車としては、インテークバルブの開閉タイミングを変更するインテーク用ＶＶＴ機構が取り付けられたエンジンと、エンジンのクランクシャフトに動力分割機構を介して接続されたモータと、を備え、エンジン停止指示がなされたときに、その停止指示が運転者によるものである場合にはエンジンでの燃焼停止によるエンジン停止処理を開始すると共にその後にモータによって所定期間だけエンジンをモータリングして空転させ、停止指示が運転者によるものではなく自動停止指示である場合にはモータリングを実行せずに所定期間だけ待機してからエンジン停止処理を開始するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、前者ではエンジンを空転させることによってインテーク用ＶＶＴ機構を次回の始動に適した目標位相に変更させる期間を確保し、後者ではエンジン停止処理の開始を待機することによってインテーク用ＶＶＴ機構を目標位相に変更させる期間を確保している。こうしてインテーク用ＶＶＴ機構を目標位相に変更させる期間を確保することにより、次回のエンジンの始動を良好なものにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】２００８−２６７２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の自動車では、エンジン停止処理の開始を待機する場合において、その処理の開始前にエンジンをどのように運転するかについては考慮されていない。また、車両に生じる振動の程度や燃料消費量，エミッションなどは、そのときのエンジンの状態によって異なる。したがって、これらを踏まえて、インテーク用ＶＶＴ機構を目標位相に変更させる際には、エンジンの状態をそのときの状況に応じてより適正なものとすることが望まれる。
【０００５】
本発明の自動車は、内燃機関を停止する際に内燃機関の回転中に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ための所定タイミングに変更するときに、内燃機関の状態を状況に応じてより適正なものにできるようにすることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の自動車は、
吸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てなる内燃機関と、前記内燃機関の出力軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備え、前記内燃機関を停止する際には該内燃機関の回転中に前記吸気バルブの開閉タイミングが次回の前記内燃機関の始動性を良好にするための所定タイミングに変更されるよう前記可変バルブタイミング機構を制御する停止前変更処理を実行する自動車であって、
前記停止前変更処理を実行するとき、前記内燃機関の燃料噴射が停止されると共に前記電動機により該内燃機関がモータリングされるよう該内燃機関と該電動機とを制御するモータリング処理と、前記内燃機関が自立運転されるよう該内燃機関を制御する自立運転処理と、前記電動機による発電を伴って前記内燃機関が負荷運転されるよう該内燃機関と該電動機とを制御する負荷運転発電処理と、のうち一つを車両の状態に応じて選択して実行する制御手段、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の自動車では、内燃機関を停止する際には内燃機関の回転中に吸気バルブの開閉タイミングが次回の内燃機関の始動性を良好にするための所定タイミングに変更されるよう可変バルブタイミング機構を制御する停止前変更処理を実行するものにおいて、停止前変更処理を実行するときには、内燃機関の燃料噴射が停止されると共に電動機により内燃機関がモータリングされるよう内燃機関と電動機とを制御するモータリング処理と、内燃機関が自立運転されるよう内燃機関を制御する自立運転処理と、電動機による発電を伴って内燃機関が負荷運転されるよう内燃機関と電動機とを制御する負荷運転発電処理と、のうち一つを車両の状態に応じて選択して実行する。これにより、車両の状態に応じて、モータリング処理と自立運転処理と負荷運転発電処理とのうちより適正な処理を選択して実行することが可能となる。即ち、車両に生じる振動の程度や燃料消費量，エミッションなどの観点から、モータリング処理と自立運転処理と負荷運転発電処理とのうちより適正な処理を実行することが可能となる。ここで、「所定タイミング」は、最も遅いタイミングである、ものとすることもできる。
【０００９】
こうした本発明の自動車において、前記内燃機関は、排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられてなり、前記車両の状態は、前記浄化触媒の温度と前記内燃機関の空燃比と前記停止前変更処理の実行完了までに要すると想定される時間である所要想定時間とである、ものとすることもできる。
【００１０】
この浄化触媒の温度と内燃機関の空燃比と所要想定時間とを車両の状態として用いる態様の本発明の自動車において、前記制御手段は、前記停止前変更処理を実行するとき、前記浄化触媒の温度が該浄化触媒が活性化する温度として定めた活性化温度以上である触媒第１条件と前記内燃機関の空燃比が理論空燃比より大きな値として定めた所定値より小さい触媒第２条件とが共に成立しているときには前記モータリング処理を実行し、前記触媒第１条件と前記触媒第２条件とのうち少なくとも一方が成立していないときで前記所要想定時間が予め定められた所定時間未満のときには前記自立運転処理を実行し、前記触媒第１条件と前記触媒第２条件とのうち少なくとも一方が成立していないときで前記所要想定時間が前記所定時間以上のときには前記負荷運転発電処理を実行する手段である、ものとすることもできる。
【００１１】
また、浄化触媒の温度と内燃機関の空燃比と所要想定時間とを車両の状態として用いる態様の本発明の自動車において、前記可変バルブタイミング機構は、油圧回路の作動により前記吸気バルブの開閉タイミングを変更する機構であり、前記所要想定時間は、前記油圧回路に用いられる作動油の温度が低いほど長くなる傾向に設定される時間である、ものとすることもできる。
【００１２】
さらに、本発明の自動車において、前記制御手段は、前記内燃機関の間欠運転を許容する該内燃機関の温度範囲の下限である間欠許容下限温度が所定温度以下のとき、前記停止前変更処理を実行するときに前記モータリング処理と前記自立運転処理と前記負荷運転発電処理とのうち一つを車両の状態に応じて選択して実行する手段である、ものとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】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】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される最遅角処理実行時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図８】所要想定時間設定用マップの一例を示す説明図である。
【図９】変形例の最遅角処理実行時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１０】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１１】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１２】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】
【００１４】
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】
【００１５】
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪６３ａ，６３ｂにデファレンシャルギヤ６２を介して連結された駆動軸３２にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３２に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、を備える。
【００１６】
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触媒（三元触媒）１３４ａを有する浄化装置１３４を介して外気へ排出される。
【００１７】
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。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。
【００１８】
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。なお、実施例では、この油圧式のアクチュエータを作動させるための油圧は、図１に示すように、エンジン２２のクランクシャフト２６に取り付けられたギヤポンプ２３により供給される。
【００１９】
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からの筒内圧力，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，浄化触媒１３４ａの温度を検出する温度センサ１３４ｂからの触媒温度Ｔｃ，排気管のうち浄化装置１３４の上流側に取り付けられた空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，排気管のうち浄化装置１３４の下流側に取り付けられた酸素センサ１３５ｂからの酸素信号，可変バルブタイミング機構１５０の作動用のオイルの温度を検出する温度センサ１５１からのオイル温度Ｔｏｉｌ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。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数即ちエンジン２２の回転数Ｎｅ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、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）に基づいて吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを演算したりしている。
【００２０】
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、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。
【００２１】
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３２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駆動軸３２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プラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３２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プラネタリギヤ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駆動軸３２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駆動軸３２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３２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り、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。
【００２２】
エンジン運転モードでは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、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と車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて駆動軸３２に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定し、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３２の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に換算係数を乗じて得られる回転数や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｒ＊を計算すると共に計算した走行用パワーＰｒ＊からバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて得られるバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２から出力すべきパワーとしての要求パワーＰｅ＊を設定し、要求パワーＰｅ＊を効率よくエンジン２２から出力することができるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとの関係としての動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し、バッテリ５０を充放電してもよい最大電力としてバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）やバッテリ５０の温度により設定される入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにするための回転数フィードバック制御によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３２に作用するトルクを要求トルクＴｒ＊から減じてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについてエンジンＥＣＵ２４に送信し、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。そして、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、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の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、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で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。エンジン運転モードでは、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を効率よく運転するためにエンジン２２の運転を停止した方がよいとして予め設定された閾値Ｐｓｔｏｐ未満に至ったときにエンジン２２の運転を停止してモータ運転モードに移行する。
【００２３】
モータ運転モードでは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸３２に出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する。そして、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で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。モータ運転モードでは、上述の要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を効率よく運転するためにエンジン２２を始動した方がよいとして予め設定された閾値Ｐｓｔａｒｔ以上に至ったときにエンジン２２を始動してエンジン運転モードに移行する。
【００２４】
また、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を停止する際には、次回のエンジン２２の始動性を良好なものとする（特に、エンジン２２のモータリングを容易なものとする）ために、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の回転中に、吸気バルブ１２８の開閉タイミングが最も遅いタイミングである最遅角タイミングに変更されるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御する最遅角処理を実行する。なお、可変バルブタイミング機構１５０は、具体的には、図示しない油圧式のアクチュエータ（油圧回路）の作動によって機能する。
【００２５】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、最遅角処理が実行される際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により実行される最遅角処理実行時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジンＥＣＵ２４によって最遅角処理の実行が開始されるときに実行される。
【００２６】
最遅角処理実行時制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、温度センサ１３４ｂからの触媒温度Ｔｃや、空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，温度センサ１５１からのオイル温度Ｔｏｉｌ，カムポジションセンサ１４４から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）に基づいて演算された吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴなどのデータをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力し（ステップＳ１００）、入力した触媒温度Ｔｃを閾値Ｔｃｒｅｆと比較すると共に（ステップＳ１１０）、空燃比ＡＦを閾値ＡＦｒｅｆと比較し（ステップＳ１２０）、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上であり且つ空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ未満のときには、エンジン２２の燃料噴射が停止されると共にモータＭＧ１によりエンジン２２がモータリングされるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御するモータリング処理の実行指令をエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とに送信する（ステップＳ１３０）。モータリング処理の実行指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の燃料噴射を停止し、モータリング処理の実行指令を受信したモータＥＣＵ４０は、エンジン２２を所定回転数Ｎ１（例えば、１０００ｒｐｍや１２００ｒｐｍなど）で回転させるためのトルクがモータＭＧ１から出力されるようインバータ４１のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。また、閾値Ｔｃｒｅｆおよび閾値ＡＦｒｅｆは、モータリング処理を実行すると気筒内などに酸素が多くなることによって次回のエンジン２２の始動直後などにエミッション（特に、窒素酸化物（ＮＯｘ））が許容範囲を超えて悪化するおそれがある状態（以下、エミッション悪化想定状態という）であるか否かを判定するために用いられるものであり、閾値Ｔｃｒｅｆについては、浄化触媒１３４ａが活性化する温度範囲の下限（例えば、４００℃や４２０℃，４５０℃など）を用いることができ、閾値ＡＦｒｅｆについては、理論空燃比（例えば、１４．５や１４．６，１４．７など）より若干大きな空燃比（例えば、１４．９や１５．０，１５．１など）を用いることができる。触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上であり且つ空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ未満のときには、エミッション悪化想定状態ではないと判断してモータリング処理を実行することにより、エンジン２２を運転する場合に比して車両に生じる振動や燃料消費を抑制することができる。
【００２７】
そして、最遅角処理が完了するのを待って（ステップＳ１４０，Ｓ１５０）、モータリング処理の終了指令をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。ここで、最遅角処理の完了を待つ処理は、初期値として値０が設定されていると共に最遅角処理が完了したときに値１が設定される最遅角処理完了フラグＦｃをエンジンＥＣＵ２４から所定時間毎に通信により入力すると共に（ステップＳ１４０）、入力した最遅角処理完了フラグＦｃの値を調べる（ステップＳ１５０）、ことによって行なうものとした。
【００２８】
ステップＳ１１０，Ｓ１２０で、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときや空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ以上のときには、エミッション悪化想定状態であると判断し、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴとオイル温度Ｔｏｉｌとに基づいて最遅角処理の実行完了までに要すると想定される所要想定時間ｔｄを設定する（ステップＳ１７０）。ここで、所要想定時間ｔｄは、実施例では、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴとオイル温度Ｔｏｉｌと所要想定時間ｔｄとの関係を予め実験や解析などによって定めて所要想定時間設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴとオイル温度Ｔｏｉｌとが与えられると記憶したマップから対応する所要想定時間ｔｄを導出して設定するものとした。所要想定時間設定用マップの一例を図８に示す。所要想定時間ｔｄは、図示するように、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴが早いほど且つオイル温度Ｔｏｉｌが低いほど長くなる傾向に定められる。後者については、オイル温度Ｔｏｉｌが低いほど可変バルブタイミング機構１５０の作動用のオイルの粘度が高くなり、このオイルの粘度が高いほど吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更に要する時間が長くなりやすいためである。
【００２９】
続いて、所要想定時間ｔｄを閾値ｔｄｒｅｆと比較する（ステップＳ１８０）。ここで、閾値ｔｄｒｅｆは、エンジン２２がアイドル運転（自立運転）されるようエンジン２２を制御するアイドル運転処理を実行するとエンジン２２のアイドル運転による振動に対する違和感を運転者が感じる可能性が比較的高いと想定される状態（以下、違和感想定状態という）であるか否かを判定するために用いられるものであり、例えば、エンジン２２のアイドル運転による振動に対して運転者が違和感を感じると想定される時間範囲の下限（例えば、５００ｍｓｅｃや１秒，２秒など）などを用いることができる。
【００３０】
所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ未満のときには、違和感想定状態ではないと判断し、アイドル運転処理の実行指令をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ１９０）。アイドル運転処理の実行指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が所定回転数Ｎ２（例えば、１０００ｒｐｍや１２００ｒｐｍなど）でアイドル運転されるようエンジン２２を制御する。一方、所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ以上のときには、違和感想定状態であると判断し、モータＭＧ１による発電を伴ってエンジン２２が負荷運転されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御する負荷運転発電処理の実行指令をエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とに送信する（ステップＳ２００）。負荷運転発電処理の実行指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、効率のよい運転ポイントでエンジン２２を運転しながらエンジン２２から所定パワー（例えば、数ｋＷなど）が出力されるようエンジン２２を制御し、負荷運転発電処理の実行指令を受信したモータＥＣＵ４０は、エンジン２２からのパワーを用いて発電を行なうためのトルクがモータＭＧ１から出力されるようインバータ４１のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。なお、この場合、エンジン２２の運転効率の向上を図るために、エンジン２２をアイドル運転するときよりも点火時期を早くするものとしてもよい。こうした制御により、アイドル運転処理を実行する場合には、モータリング処理を実行する場合に比して次回のエンジン２２の始動直後のエミッションの悪化を抑制することができると共に負荷運転発電処理を実行する場合に比して燃料消費を抑制することができる。一方、負荷運転発電処理を実行する場合には、モータリング処理を実行する場合に比して次回のエンジン２２の始動直後のエミッションの悪化を抑制することができると共にアイドル運転処理を実行する場合に比して車両に生じる振動を抑制することができる。
【００３１】
そして、エンジン２２をアイドル運転または負荷運転しながら最遅角処理が完了するのを待って（ステップＳ２００，Ｓ２１０）、燃料カット指令をエンジンＥＣＵ２４に送信して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。
【００３２】
なお、実施例では、前述したように、最遅角処理を行なうときにおいて、エミッション悪化想定状態ではないときにはモータリング処理を優先して実行し、エミッション悪化想定状態であるが違和感想定状態ではないときにはアイドル運転処理を負荷運転発電処理よりも優先して実行し、エミッション悪化想定状態であり且つ違和感想定状態であるときには負荷運転発電処理を実行する。車両に生じる振動の抑制という観点ではモータリング処理，負荷運転発電処理，アイドル運転処理の順に優位性があり、エミッションの悪化の抑制という観点では負荷運転発電処理やアイドル運転処理の方がモータリング処理よりも優位性があり、燃料消費の抑制という観点ではモータリング処理，アイドル運転処理，負荷運転発電処理の順に優位性があることを考慮すれば、実施例のこうした処理の選択は、エミッション悪化想定状態ではないときには車両に生じる振動の抑制や燃料消費量の抑制をエミッションの悪化の抑制よりも優先することを意味し、エミッション悪化想定状態であるが違和感想定状態ではないときには燃料消費の抑制を振動の抑制よりも優先すること意味する。
【００３３】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２を停止する際において、エンジン２２の回転中に吸気バルブ１２８の開閉タイミングが最も遅いタイミングである最遅角タイミングに変更されるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御する最遅角処理を実行するときに、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上であり且つ空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ未満のときには、エンジン２２の燃料噴射が停止されると共にモータＭＧ１によりエンジン２２がモータリングされるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御するモータリング処理を実行し、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときや空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ以上のときにおいて最遅角処理の実行完了までに要すると想定される所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ未満のときにはエンジン２２がアイドル運転されるようエンジン２２を制御するアイドル運転処理を実行し、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときや空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ以上のときにおいて所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ以上のときにはモータＭＧ１による発電を伴ってエンジン２２が負荷運転されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御する負荷運転発電処理を実行するから、車両の状態（特に、触媒温度Ｔｃや空燃比ＡＦ，所要想定時間ｔｄ）に応じて、車両に生じる振動や燃焼消費量，エミッションなどの観点から、モータリング処理とアイドル運転処理と負荷運転発電処理とのうちより適正な処理を選択して実行することができる。
【００３４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上であり且つ空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ未満のときにはモータリング処理を実行し、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときや空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ以上のときにおいて所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ未満のときにはアイドル運転処理を実行し、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときや空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ以上のときにおいて所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ以上のときには負荷運転発電処理を実行するものとしたが、モータリング処理とアイドル運転処理と負荷運転発電処理とのうちから１つの処理を選択する選択方法はこれに限られず、車両の状態に応じて選択するものであれば如何なるものとしても構わない。図９は、変形例の最遅角処理実行時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、図７の最遅角処理実行時制御ルーチンのステップＳ１７０，Ｓ１８０の処理をステップＳ１０２，Ｓ１０４の処理としてステップＳ１１０の処理の前に実行する点を除いて基本的には図７のルーチンと同一である。したがって、同一の処理については同一のステップ番号を付し、その詳細な省略する。図９の最遅角処理実行時制御ルーチンでは、触媒温度Ｔｃや空燃比ＡＦ，オイル温度Ｔｏｉｌ，吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力すると（ステップＳ１００）、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴとオイル温度Ｔｏｉｌとに基づいて所要想定時間ｔｄを設定し（ステップＳ１０２）、設定した所要想定時間ｔｄを閾値ｔｄｒｅｆと比較する（ステップＳ１０４）。そして、所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ未満のときには、違和感想定状態ではないと判断し、最遅角処理の実行完了までアイドル運転処理を実行する（ステップＳ１９０，Ｓ２１０〜Ｓ２３０）。一方、ステップＳ１０４で所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ以上のときには、入力した触媒温度Ｔｃを閾値Ｔｃｒｅｆと比較すると共に（ステップＳ１１０）、空燃比ＡＦを閾値ＡＦｒｅｆと比較し（ステップＳ１２０）、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上であり且つ空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ未満のときには、違和感想定状態であるがエミッション悪化想定状態ではないと判断し、最遅角処理の完了までモータリング処理を実行し（ステップＳ１３０〜Ｓ１６０）、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときや空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ以上のときには、違和感想定状態であり且つエミッション悪化想定状態であると判断し、最遅角処理の実行完了まで負荷運転発電処理を実行する（ステップＳ２００〜Ｓ２３０）。この変形例でも、実施例と同様に、車両の状態に応じてモータリング処理とアイドル運転処理と負荷運転発電処理とのうちより適正な処理を選択して実行することができる。なお、この変形例では、違和感想定状態ではないときには、エンジン２２の次回の始動直後のエミッションの悪化や燃料消費量の抑制を車両に生じる振動の抑制よりも優先し、違和感想定状態であるがエミッション悪化想定状態ではないときには、車両に生じる振動の抑制や燃料消費量の抑制をエミッションの悪化の抑制よりも優先することになる。
【００３５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、車両の状態として、触媒温度Ｔｃと空燃比ＡＦと所要想定時間ｔｄとを考慮するものとしたが、これらの一部や全部に代えてまたはこれらの全部に加えて、他のパラメータ、例えば、エンジン２２の冷却水温Ｔｗやバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）などを考慮するものとしてもよい。
【００３６】
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ＶＴが早いほど且つオイル温度Ｔｏｉｌが低いほど長くなる傾向に所要想定時間ｔｄを設定するものとしたが、オイル温度Ｔｏｉｌに代えてまたは加えて、エンジン２２の冷却水温Ｔｗなどを考慮して所要想定時間ｔｄを設定するものとしてもよい。この場合、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが低いほど長くなる傾向に所要想定時間ｔｄを設定すればよい。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の間欠運転を許容する間欠運転許容条件については説明していないが、間欠運転許容条件としては、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上である条件や、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が所定値Ｓｒｅｆ以上である条件などを用いることができる。ここで、閾値Ｔｗｒｅｆとして比較的高い温度（例えば、４０℃や４５℃など）を用いる場合と閾値Ｔｗｒｅｆとして比較的低い温度（例えば、０℃や５℃など）を用いる場合とを考える。前者の場合、一般に、エンジン２２を停止する際のオイル温度Ｔｏｉｌがそれほど低くないと考えられるため、所要想定時間ｔｄもそれほど長くならず、前述の違和感想定状態にはほとんど該当しないと考えられる。一方、後者の場合、間欠運転許容条件が成立しやすくなることによるエネルギ効率の向上を期待できるが、エンジン２２を停止する際に違和感想定状態に該当する場合がある。これらを踏まえると、閾値Ｔｗｒｅｆとして比較的低い温度を用いる場合には、所要想定時間ｔｄに応じてアイドル運転処理と負荷運転発電処理とのいずれかを選択して実行する、即ち、車両の状態に応じてモータリング処理とアイドル運転処理と負荷運転発電処理とのうち一つを選択して実行することが好ましいが、閾値Ｔｗｒｅｆとして比較的高い温度を用いる場合、特に、所要想定時間ｔｄが閾値Ｔｄｒｅｆ未満となる範囲内となるように予め実験や解析などに基づいて閾値Ｔｗｒｅｆを定めて用いる場合（違和感想定状態に該当することがない場合）には、負荷運転発電処理を選択肢から外してもよいと考えられる。以上のことから、閾値Ｔｗｒｅｆが、負荷運転発電処理を選択肢に加えた方がよいか否かの境界として予め定められた所定温度（例えば、５℃や１０℃など）以下のときには、車両の状態に応じてモータリング処理とアイドル運転処理と負荷運転発電処理との一つを選択して実行し、閾値Ｔｗｒｅｆが所定温度より高いときには車両の状態に応じてモータリング処理とアイドル運転処理とのうちいずれかを選択して実行するものとしてもよい。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２からの動力を駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸３２に出力するものとしたが、図１０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からの動力を駆動軸３２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１０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。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３２に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動軸３２に出力するものとしたが、図１１の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、駆動輪６３ａ，６３ｂに連結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１２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からの動力を用いて発電する発電機３３０と、駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸に動力を出力するモータＭＧと、発電機３３０やモータＭＧと電力をやりとりするバッテリ５０と、を備えるいわゆるシリーズハイブリッドの構成としてもよい。吸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てなる内燃機関と、内燃機関の出力軸に動力を出力可能な電動機と、電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備えるものであれば如何なるタイプの自動車としてもよいのである。
【００４０】
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を有するエンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「二次電池」に相当し、吸気バルブ１２８の開閉タイミングが最も遅いタイミングである最遅角タイミングに変更されるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御する最遅角処理を実行するときに、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上であり且つ空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ未満のときには、エンジン２２の燃料噴射が停止されると共にモータＭＧ１によりエンジン２２がモータリングされるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御するモータリング処理の実行指令をエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とに送信し、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときや空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ以上のときにおいて最遅角処理の実行完了までに要すると想定される所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ未満のときにはエンジン２２がアイドル運転されるようエンジン２２を制御するアイドル運転処理の実行指令をエンジンＥＣＵ２４に送信し、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときや空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ以上のときにおいて所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ以上のときにはモータＭＧ１による発電を伴ってエンジン２２が負荷運転されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御する負荷運転発電処理の実行指令をエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とに送信する図７の最遅角処理実行時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、モータリング処理の実行指令を受信したときにエンジン２２の燃料噴射を停止し、アイドル運転処理の実行指令を受信したときにエンジン２２が所定回転数Ｎ２でアイドル運転されるようエンジン２２を制御し、負荷運転発電処理の実行指令を受信したときに効率のよい運転ポイントでエンジン２２を運転しながらエンジン２２から所定パワーが出力されるようエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４と、モータリング処理を受信したときにエンジン２２を所定回転数Ｎ１で回転させるためのトルクがモータＭＧ１から出力されるようインバータ４１のスイッチング素子をスイッチングを制御し、負荷運転発電処理の実行指令を受信したときにエンジン２２からのパワーを用いて発電を行なうためのトルクがモータＭＧ１から出力されるようインバータ４１のスイッチング素子をスイッチング制御するモータＥＣＵ４０と、が「制御手段」に相当する。
【００４１】
ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど、吸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てなるものであれば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。「二次電池」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、電動機と電力のやりとりが可能なものであれば如何なるタイプの二次電池であっても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４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。また、「制御手段」としては、エンジン２２の回転中に吸気バルブ１２８の開閉タイミングが最も遅いタイミングである最遅角タイミングに変更されるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御する最遅角処理を実行するときに、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上であり且つ空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ未満のときには、エンジン２２の燃料噴射が停止されると共にモータＭＧ１によりエンジン２２がモータリングされるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御するモータリング処理を実行し、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときや空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ以上のときにおいて最遅角処理の実行完了までに要すると想定される所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ未満のときにはエンジン２２がアイドル運転されるようエンジン２２を制御するアイドル運転処理を実行し、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときや空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ以上のときにおいて所要想定時間ｔｄが閾値ｔｄｒｅｆ以上のときにはモータＭＧ１による発電を伴ってエンジン２２が負荷運転されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御する負荷運転発電処理を実行するものに限定されるものではなく、停止前変更処理を実行するとき、前記内燃機関の燃料噴射が停止されると共に電動機により内燃機関がモータリングされるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御するモータリング処理と、内燃機関が自立運転されるよう内燃機関を制御する自立運転処理と、電動機による発電を伴って内燃機関が負荷運転されるよう内燃機関と電動機とを制御する負荷運転発電処理と、のうち一つを車両の状態に応じて選択して実行するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００４２】
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。
【００４３】
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】
【００４４】
本発明は、自動車の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
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、３２ 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、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、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、１３４ａ 浄化触媒、１３４ｂ 温度センサ、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、１５１ 温度センサ、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、２２９ クラッチ、２３０ 変速機、３３０ 発電機、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸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てなる内燃機関と、前記内燃機関の出力軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備え、前記内燃機関を停止する際には該内燃機関の回転中に前記吸気バルブの開閉タイミングが次回の前記内燃機関の始動性を良好にするための所定タイミングに変更されるよう前記可変バルブタイミング機構を制御する停止前変更処理を実行する自動車であって、
前記停止前変更処理を実行するとき、前記内燃機関の燃料噴射が停止されると共に前記電動機により該内燃機関がモータリングされるよう該内燃機関と該電動機とを制御するモータリング処理と、前記内燃機関が自立運転されるよう該内燃機関を制御する自立運転処理と、前記電動機による発電を伴って前記内燃機関が負荷運転されるよう該内燃機関と該電動機とを制御する負荷運転発電処理と、のうち一つを車両の状態に応じて選択して実行する制御手段、
を備える自動車。
【請求項２】
請求項１記載の自動車であって、
前記内燃機関は、排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられてなり、
前記車両の状態は、前記浄化触媒の温度と前記内燃機関の空燃比と前記停止前変更処理の実行完了までに要する時間である所要想定時間とである、
自動車。
【請求項３】
請求項２記載の自動車であって、
前記制御手段は、前記停止前変更処理を実行するとき、前記浄化触媒の温度が該浄化触媒が活性化する温度として定めた活性化温度以上である触媒第１条件と前記内燃機関の空燃比が理論空燃比より大きな値として定めた所定値より小さい触媒第２条件とが共に成立しているときには前記モータリング処理を実行し、前記触媒第１条件と前記触媒第２条件とのうち少なくとも一方が成立していないときで前記所要想定時間が予め定められた所定時間未満のときには前記自立運転処理を実行し、前記触媒第１条件と前記触媒第２条件とのうち少なくとも一方が成立していないときで前記所要想定時間が前記所定時間以上のときには前記負荷運転発電処理を実行する手段である、
自動車。
【請求項４】
請求項２または３記載の自動車であって、
前記可変バルブタイミング機構は、油圧回路の作動により前記吸気バルブの開閉タイミングを変更する機構であり、
前記所要想定時間は、前記油圧回路に用いられる作動油の温度が低いほど長くなる傾向に設定される時間である、
自動車。
【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自動車であって、
前記制御手段は、前記内燃機関の間欠運転を許容する該内燃機関の温度範囲の下限である間欠許容下限温度が所定温度以下のとき、前記停止前変更処理を実行するときに前記モータリング処理と前記自立運転処理と前記負荷運転発電処理とのうち一つを車両の状態に応じて選択して実行する手段である、
自動車。
【請求項１】
吸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てなる内燃機関と、前記内燃機関の出力軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備え、前記内燃機関を停止する際には該内燃機関の回転中に前記吸気バルブの開閉タイミングが次回の前記内燃機関の始動性を良好にするための所定タイミングに変更されるよう前記可変バルブタイミング機構を制御する停止前変更処理を実行する自動車であって、
前記停止前変更処理を実行するとき、前記内燃機関の燃料噴射が停止されると共に前記電動機により該内燃機関がモータリングされるよう該内燃機関と該電動機とを制御するモータリング処理と、前記内燃機関が自立運転されるよう該内燃機関を制御する自立運転処理と、前記電動機による発電を伴って前記内燃機関が負荷運転されるよう該内燃機関と該電動機とを制御する負荷運転発電処理と、のうち一つを車両の状態に応じて選択して実行する制御手段、
を備える自動車。
【請求項２】
請求項１記載の自動車であって、
前記内燃機関は、排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられてなり、
前記車両の状態は、前記浄化触媒の温度と前記内燃機関の空燃比と前記停止前変更処理の実行完了までに要する時間である所要想定時間とである、
自動車。
【請求項３】
請求項２記載の自動車であって、
前記制御手段は、前記停止前変更処理を実行するとき、前記浄化触媒の温度が該浄化触媒が活性化する温度として定めた活性化温度以上である触媒第１条件と前記内燃機関の空燃比が理論空燃比より大きな値として定めた所定値より小さい触媒第２条件とが共に成立しているときには前記モータリング処理を実行し、前記触媒第１条件と前記触媒第２条件とのうち少なくとも一方が成立していないときで前記所要想定時間が予め定められた所定時間未満のときには前記自立運転処理を実行し、前記触媒第１条件と前記触媒第２条件とのうち少なくとも一方が成立していないときで前記所要想定時間が前記所定時間以上のときには前記負荷運転発電処理を実行する手段である、
自動車。
【請求項４】
請求項２または３記載の自動車であって、
前記可変バルブタイミング機構は、油圧回路の作動により前記吸気バルブの開閉タイミングを変更する機構であり、
前記所要想定時間は、前記油圧回路に用いられる作動油の温度が低いほど長くなる傾向に設定される時間である、
自動車。
【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自動車であって、
前記制御手段は、前記内燃機関の間欠運転を許容する該内燃機関の温度範囲の下限である間欠許容下限温度が所定温度以下のとき、前記停止前変更処理を実行するときに前記モータリング処理と前記自立運転処理と前記負荷運転発電処理とのうち一つを車両の状態に応じて選択して実行する手段である、
自動車。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−３１７４２（Ｐ２０１２−３１７４２Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６９５８６（Ｐ２０１０−１６９５８６）
【出願日】平成２２年７月２８日（２０１０．７．２８）
【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２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２８日（２０１０．７．２８）
【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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