JP2015107674A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気バルブの作動特性を変更するための可変動弁装置を有する内燃機関を備えるハイブリッド車両において、内燃機関の始動時における振動を抑制し、かつ、内燃機関の始動性を確保する。
【解決手段】吸気バルブの作動特性が大カム状態（リフト量および作用角が相対的に大きい状態）に設定された状態で（Ｓ３０にてＹＥＳ）、エンジンの始動性が悪化する所定の条件下で内燃機関の始動が要求される場合（Ｓ５０にてＹＥＳ）、制御装置は、ＳＯＣの制御下限を所定値Ｂに引き上げることによって（Ｓ６０）、蓄電装置の出力を、このときの蓄電装置の状態に応じて設定される蓄電装置の出力よりも大きくする。
【選択図】図１３

Description

この発明は、ハイブリッド車両に関し、特に、吸気バルブの作動特性を変更するための可変動弁装置を有する内燃機関を備えるハイブリッド車両に関する。

吸気バルブの作動特性を変更可能な可変動弁装置を有する内燃機関が公知である。さらに、そのような可変動弁装置として、吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方を変更可能な可変動弁装置が知られている（特許文献１〜８等参照）。

たとえば、特開２００５−２９９５９４号公報（特許文献１）は、エンジンの吸気バルブのリフト量および作用角の大きさを変更可能な可変動弁装置を開示する。この可変動弁装置においては、比較的短時間での再始動が想定されるエンジンの自動停止の場合には、デコンプ作用が最大限に得られるように、機関停止時の吸気バルブの作用角が最大作用角に設定される。一方、エンジンの手動停止時には、高温始動および低温始動の両方に対応できるように、機関停止時の目標作用角を自動停止時よりも小さく設定して、エンジンの始動性が優先される（特許文献１参照）。

特開２００５−２９９５９４号公報 特開２００５−１６７８８５号公報 特開２００９−２０２６６２号公報 特開２００４−１８３６１０号公報 特開２０１３−５３６１０号公報 特開２００８−２５５５０号公報 特開２０１２−１１７３７６号公報 特開平９−２４２５１９号公報

エンジンに加えて走行用電動機を搭載したハイブリッド車両においては、走行状態に応じてエンジンの始動および停止が自動的に制御されるため、エンジンの始動処理が頻繁に生じる。特に、電動機のみを使用した走行では、車室内が静粛な状態となるので、エンジン始動に伴なう振動や騒音がユーザに感知され易くなる。したがって、ハイブリッド車両では、エンジン始動時の振動を抑制する点で、特許文献１に記載の技術は有用である。

特許文献１による吸気バルブの特性制御では、エンジンの自動停止時には、デコンプ作用が最大限に得られるように、機関停止時の吸気バルブの作用角が最大作用角に一律に設定される。しかしながら、吸気バルブの作用角（またはリフト量）を大きくすると、吸気行程にてシリンダ内に吸入された空気の一部がシリンダ外へ戻されるので、圧縮比の減少により着火性が悪化し、エンジンの出力応答性が低下する。このため、エンジン始動時にクランキングトルクを十分に得られないような状況が発生すると、エンジン始動性が悪化することが懸念される。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、吸気バルブの作動特性を変更するための可変動弁装置を有する内燃機関を備えるハイブリッド車両において、内燃機関の始動時における振動を抑制し、かつ、内燃機関の始動性を確保することである。

この発明によれば、ハイブリッド車両は、吸気バルブの作動特性を変更するための可変動弁装置を有する内燃機関と、内燃機関の始動に使用可能な電動機と、電動機を駆動するための電力を蓄える蓄電装置と、制御装置とを備える。制御装置は、蓄電装置の状態に応じて蓄電装置の出力を制御する。可変動弁装置は、吸気バルブの作動特性を、第１の特性と、吸気バルブの作動特性が第１の特性であるときよりも吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方が大きい第２の特性とに変更可能に構成される。制御装置は、さらに、吸気バルブの作動特性が第２の特性に設定された状態で、内燃機関の始動性が悪化する所定の条件下で内燃機関の始動が要求される場合、蓄電装置の出力を、内燃機関の始動が要求されるときの蓄電装置の状態に応じて設定される蓄電装置の出力よりも大きくする。

このハイブリッド車両においては、内燃機関の始動性が悪化する所定の条件下で内燃機関の始動が要求される場合、吸気バルブの作動特性が第２の特性であっても、蓄電装置の出力を、内燃機関の始動要求時の蓄電装置の状態に応じて設定される出力よりも大きくすることによって、内燃機関の始動時に電動機により内燃機関に付与するクランキングトルクを大きくすることができる。したがって、このハイブリッド車両によれば、内燃機関の始動時における振動を抑制し、かつ、内燃機関の始動性を確保することができる。

なお、「内燃機関の始動が要求される場合」とは、実際に内燃機関の始動要求がある場合のほか、内燃機関の始動が行なわれる直前の内燃機関の停止処理時を含む。

好ましくは、制御装置は、蓄電装置のＳＯＣが低いほど蓄電装置の出力が小さくなるように蓄電装置の出力を制御し、ＳＯＣの制御下限よりもＳＯＣが高くなるようにＳＯＣを制御する。制御装置は、さらに、内燃機関の停止処理時に吸気バルブの作動特性が第２の特性に設定された状態で上記の所定の条件が成立する場合に、ＳＯＣの制御下限を高めることによりＳＯＣを高めることで、蓄電装置の出力を、上記所定の条件が成立したときのＳＯＣに基づいて設定される蓄電装置の出力よりも大きくし、ＳＯＣが制御下限よりも高められた後に内燃機関を停止させる。

このハイブリッド車両によれば、内燃機関の停止処理時にＳＯＣの制御下限を高めることによりＳＯＣを高めることで、内燃機関の再始動時に蓄電装置の出力が拡大され、電動機により内燃機関に付与するクランキングトルクを大きくすることができる。

また、好ましくは、制御装置は、蓄電装置の温度の低下に応じて蓄電装置の出力を制限し、さらに、吸気バルブの作動特性が第２の特性に設定された状態で、内燃機関が冷間状態である場合に内燃機関の始動が要求されるとき、蓄電装置の放電電力上限値（Ｗｏｕｔ）を、内燃機関の始動が要求されるときの蓄電装置の温度に応じて設定される放電電力上限値よりも大きくする。

このハイブリッド車両によれば、蓄電装置の放電電力上限値を拡大することによって、電動機により内燃機関に付与するクランキングトルクを大きくすることができる。

さらに好ましくは、制御装置は、内燃機関の始動処理時に、蓄電装置の放電電力上限値を大きくする上記の処理を実行する。

このハイブリッド車両によれば、蓄電装置の放電電力が不必要に拡大されることにより蓄電装置の劣化が進行するのを抑制することができる。

好ましくは、制御装置は、吸気バルブの作動特性が第２の特性に設定された状態で可変動弁装置が作動不能である場合に、蓄電装置の出力を大きくする上記の処理を実行する。

このハイブリッド車両によれば、吸気バルブの作動特性が第２の特性から変更不能となり、吸気バルブの作動特性を第１の特性に変更して内燃機関の始動性を向上させることができない場合においても、電動機により内燃機関に付与するクランキングトルクを大きくすることによって内燃機関の始動性を確保することができる。

好ましくは、可変動弁装置は、吸気バルブの作動特性を第１の特性と第２の特性とに段階的に切替可能に構成される。

さらに好ましくは、可変動弁装置は、さらに、吸気バルブの作動特性が第１の特性であるときよりもリフト量および作用角の少なくとも一方が大きく、かつ、吸気バルブの作動特性が第２の特性であるときよりもリフト量および作用角の少なくとも一方が小さい第３の特性に吸気バルブの作動特性を切替可能に構成される。

これらのハイブリッド車両によれば、吸気バルブの作動特性を段階的に切替可能なように可変動弁装置を構成することによって、内燃機関の運転状態を制御するための制御パラメータの適合に要する時間を低減することができる。また、吸気バルブの作動特性を変更するためのアクチュエータに必要とされるトルクを低減することができ、アクチュエータを小型化して軽量化することができる。さらに、アクチュエータの製造コストも低減し得る。

この発明によれば、吸気バルブの作動特性を変更するための可変動弁装置を有する内燃機関を備えるハイブリッド車両において、内燃機関の始動時における振動を抑制し、かつ、内燃機関の始動性を確保することができる。

この発明の実施の形態１によるハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。 図１に示すエンジンの構成図である。 ＶＶＬ装置において実現されるバルブ変位量とクランク角の関係を示す図である。 ＶＶＬ装置の正面図である。 図４に示すＶＶＬ装置を部分的に示した斜視図である。 吸気バルブのリフト量および作用角が大きいときの動作を説明する図である。 吸気バルブのリフト量および作用角が小さいときの動作を説明する図である。 図１に示すハイブリッド車両におけるエンジンの間欠運転制御を説明する遷移図である。 エンジンの間欠運転の一例を示したタイムチャートである。 蓄電装置の温度と放電電力上限値との関係を示す図である。 蓄電装置のＳＯＣと放電電力上限値との関係を示す図である。 蓄電装置の劣化度と放電電力上限値との関係を示す図である。 実施の形態１によるハイブリッド車両における吸気バルブ制御の制御構造を説明するフローチャートである。 実施の形態２によるハイブリッド車両における吸気バルブ制御の制御構造を説明するフローチャートである。 吸気バルブの作動特性を３段階に変更可能なＶＶＬ装置において実現されるバルブ変位量とクランク角の関係を示す図である。 図１５に示す作動特性を有するＶＶＬ装置を有するエンジンの動作線を示す図である。 図１５に示す作動特性を有するＶＶＬ装置を適用して実施の形態１に従う吸気バルブ制御を行なう場合の制御構造を説明するフローチャートである。 図１５に示す作動特性を有するＶＶＬ装置を適用して実施の形態２に従う吸気バルブ制御を行なう場合の制御構造を説明するフローチャートである。 吸気バルブの作動特性を２段階に変更可能なＶＶＬ装置において実現されるバルブ変位量とクランク角の関係を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
（ハイブリッド車両の全体構成）
図１は、この発明の実施の形態１によるハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１は、エンジン１００と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割装置４と、減速機５と、駆動輪６とを備える。また、ハイブリッド車両１は、蓄電装置１０と、ＰＣＵ（Power Control Unit）２０と、制御装置２００とをさらに備える。

ハイブリッド車両１は、エンジン１００およびモータジェネレータＭＧ２の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行可能である。エンジン１００は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関により構成され、車両の駆動力を発生する。また、エンジン１００は、発電機として作動可能なモータジェネレータＭＧ１を駆動するための駆動力を発生する。なお、エンジン１００は、モータジェネレータＭＧ１によりクランキングされて始動し得る。このエンジン１００は、吸気バルブの作動特性を変更するための可変動弁装置を有する。車両の走行状況やエンジン１００の始動性に応じて、制御装置２００により可変動弁装置が制御される。エンジン１００および可変動弁装置の構成については、後ほど詳しく説明する。

動力分割装置４は、エンジン１００が発生する駆動力を、出力軸７および減速機５を介して駆動輪６を駆動するための駆動力と、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための駆動力とに分割可能に構成される。動力分割装置４は、たとえば遊星歯車によって構成される。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、交流回転電機であり、たとえば、三相交流同期電動発電機である。モータジェネレータＭＧ１は、動力分割装置４を介して受けるエンジン１００の駆動力を用いて発電し得る。たとえば、蓄電装置１０のＳＯＣが所定の下限に達すると、エンジン１００が始動してモータジェネレータＭＧ１により発電が行なわれる。モータジェネレータＭＧ１によって発電された電力は、ＰＣＵ２０により電圧変換され、蓄電装置１０に一時的に蓄えられたり、モータジェネレータＭＧ２に直接供給されたりする。

モータジェネレータＭＧ２は、蓄電装置１０に蓄えられた電力、およびモータジェネレータＭＧ１によって発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。モータジェネレータＭＧ２の駆動力は、出力軸７および減速機５を介して駆動輪６に伝達される。なお、図１では、駆動輪６は前輪として示されているが、前輪に代えて、または前輪とともに、モータジェネレータＭＧ２によって後輪を駆動してもよい。

なお、車両の制動時には、減速機５を介して駆動輪６によりモータジェネレータＭＧ２が駆動され、モータジェネレータＭＧ２が発電機として作動する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、制動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。モータジェネレータＭＧ２により発電された電力は、蓄電装置１０に蓄えられる。

ＰＣＵ２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するための駆動装置である。ＰＣＵ２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータを含み、さらに、インバータと蓄電装置１０との間で電圧変換するためのコンバータを含み得る。

蓄電装置１０は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池を含んで構成される。蓄電装置１０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。蓄電装置１０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって発電された電力を蓄える。なお、蓄電装置１０として、大容量のキャパシタも採用可能であり、蓄電装置１０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２による発電電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力をモータジェネレータＭＧ２へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。また、蓄電装置１０には、蓄電装置１０の温度Ｔｂ、電圧Ｖｂおよび電流Ｉｂを検出するためのセンサ３１５が設けられる。センサ３１５による検出値は、制御装置２００へ出力される。

制御装置２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や、記憶装置、入出力バッファ等（いずれも図示せず）を含むＥＣＵ（Electronic Control Unit）を含んで構成される。制御装置２００は、各種センサからの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、ハイブリッド車両１における各機器の制御を行なう。一例として、制御装置２００は、ハイブリッド車両１の走行制御や、蓄電装置１０の充電制御（ＳＯＣ制御）、可変動弁装置を含むエンジン１００の制御等を実行する。制御装置２００の構成については、後ほど説明する。

（エンジン１００の構成）
図２は、図１に示したエンジン１００の構成図である。図２を参照して、エンジン１００には、エアクリーナ１０２から空気が吸入される。吸入空気量は、スロットルバルブ１０４により調整される。スロットルバルブ１０４は、スロットルモータ３１２により駆動される。

吸入された空気は、シリンダ１０６（燃焼室）において燃料と混合される。シリンダ１０６には、インジェクタ１０８から燃料が噴射される。なお、この実施の形態においては、インジェクタ１０８の噴射孔が吸気ポート内に設けられたポート噴射式としてエンジン１００を説明するが、ポート噴射用のインジェクタ１０８に加えて、シリンダ１０６内へ燃料を直接噴射する直噴用のインジェクタを設けてもよい。さらに、直噴用のインジェクタのみを設けるようにしてもよい。

シリンダ１０６内の混合気は、点火プラグ１１０により着火されて燃焼する。燃焼後の混合気すなわち排気ガスは、三元触媒１１２により浄化された後、車外に排出される。混合気の燃焼によりピストン１１４が押し下げられ、クランクシャフト１１６が回転する。

シリンダ１０６の頭頂部には、吸気バルブ１１８および排気バルブ１２０が設けられる。シリンダ１０６に導入される空気の量および時期は、吸気バルブ１１８により制御される。シリンダ１０６から排出される排気ガスの量および時期は、排気バルブ１２０により制御される。吸気バルブ１１８はカム１２２により駆動され、排気バルブ１２０はカム１２４により駆動される。

吸気バルブ１１８は、後に詳細に説明するように、ＶＶＬ（Variable Valve Lift）装置４００によってリフト量および作用角が制御される。なお、排気バルブ１２０についても、リフト量および作用角を制御可能としてもよい。また、バルブの開閉タイミングを制御するＶＶＴ（Variable Valve Timing）装置をＶＶＬ装置４００に組み合わせもよい。

制御装置２００は、エンジン１００が所望の運転状態になるように、スロットル開度θｔｈ、点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、吸気バルブの作動状態（開閉タイミング、リフト量、作用角等）を制御する。制御装置２００には、カム角センサ３００、クランク角センサ３０２、ノックセンサ３０４、スロットル開度センサ３０６、アクセルペダルセンサ３０８、水温センサ３０９、外気温センサ３１０の各センサから信号が入力される。

カム角センサ３００は、カムの位置を表す信号を出力する。クランク角センサ３０２は、クランクシャフト１１６の回転数（エンジン回転数）およびクランクシャフト１１６の回転角度を表す信号を出力する。ノックセンサ３０４は、エンジン１００の振動の強度を表す信号を出力する。スロットル開度センサ３０６は、スロットル開度θｔｈを表す信号を出力する。

アクセルペダルセンサ３０８は、運転者によるアクセルペダルの操作量を検出し、検出された操作量を示す信号Ａｃを制御装置２００へ出力する。水温センサ３０９は、エンジン１００の冷却水温Ｔｗを検出する。外気温センサ３１０は、ハイブリッド車両１の外気温Ｔａを検出する。検出された冷却水温Ｔｗおよび外気温Ｔａは、制御装置２００へ入力される。そして、制御装置２００は、これらの各センサからの信号に基づいてエンジン１００を制御する。

図３は、ＶＶＬ装置４００において実現されるバルブ変位量とクランク角の関係を示す図である。図３を参照して、排気行程において排気バルブ１２０（図２）が開いて閉じ、吸気行程において吸気バルブ１１８（図２）が開いて閉じる。波形ＥＸは、排気バルブ１２０のバルブ変位量であり、波形ＩＮ１，ＩＮ２は、吸気バルブ１１８のバルブ変位量である。バルブ変位量とは、バルブが閉じた状態からのバルブの変位量である。なお、以下において、リフト量とは、吸気バルブ１１８の開度がピークに達したときのバルブ変位量であり、作用角とは、吸気バルブ１１８が開いてから閉じるまでのクランク角度である。

吸気バルブ１１８の作動特性は、ＶＶＬ装置４００によって波形ＩＮ１，ＩＮ２の間で変化する。波形ＩＮ１は、リフト量および作用角が最小の場合を示す。波形ＩＮ２は、リフト量および作用角が最大の場合を示す。ＶＶＬ装置４００においては、リフト量が増大するに従って作用角も増大する。

図４は、ＶＶＬ装置４００の正面図である。なお、図４に示される構成は一例であり、ＶＶＬ装置４００はこのような構成のものに限定されるものではない。図４を参照して、ＶＶＬ装置４００は、一方向に延びる駆動軸４１０と、駆動軸４１０の外周面を覆う支持パイプ４２０と、支持パイプ４２０の外周面上で駆動軸４１０の軸方向に並んで配置された入力アーム４３０および揺動カム４４０とを備える。駆動軸４１０の先端には、駆動軸４１０を直線運動させるアクチュエータ（図示せず）が接続される。

ＶＶＬ装置４００には、各気筒に設けられた１つのカム１２２に対応して、１つの入力アーム４３０が設けられる。入力アーム４３０の両側には、各気筒に設けられた一対の吸気バルブ１１８のそれぞれに対応して、２つの揺動カム４４０が設けられる。

支持パイプ４２０は、中空円筒状に形成されており、カムシャフト１３０に対して平行に配置される。支持パイプ４２０は、軸方向へ移動したり、回転したりしないようにシリンダヘッドに固定される。

支持パイプ４２０の内部には、その軸方向に摺動可能なように駆動軸４１０が挿入される。支持パイプ４２０の外周面上には、駆動軸４１０の軸芯を中心として揺動可能で、かつ、その軸方向には移動しないように、入力アーム４３０および２つの揺動カム４４０が設けられる。

入力アーム４３０は、支持パイプ４２０の外周面から離れる方向に突出するアーム部４３２と、アーム部４３２の先端に回転可能に接続されたローラ部４３４とを有する。入力アーム４３０は、ローラ部４３４がカム１２２に当接可能な位置に配置されるように設けられる。

揺動カム４４０は、支持パイプ４２０の外周面から離れる方向に突出する略三角形状のノーズ部４４２を有する。ノーズ部４４２の一辺には、凹状に湾曲したカム面４４４が形成される。吸気バルブ１１８に設けられたバルブスプリングの付勢力により、ロッカアーム１２８に回転可能に取り付けられたローラがカム面４４４に押し付けられる。

入力アーム４３０および揺動カム４４０は、一体となって駆動軸４１０の軸芯を中心として揺動する。このため、カムシャフト１３０が回転すると、カム１２２に当接された入力アーム４３０が揺動し、この入力アーム４３０の動きに連動して揺動カム４４０も揺動する。この揺動カム４４０の動きが、ロッカアーム１２８を介して吸気バルブ１１８に伝わり、吸気バルブ１１８が開閉される。

ＶＶＬ装置４００は、さらに、支持パイプ４２０の軸芯周りにおいて、入力アーム４３０と揺動カム４４０との相対位相差を変更する装置を備える。相対位相差を変更する装置によって、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が適宜変更される。

つまり、両者の相対位相差を拡大すれば、入力アーム４３０および揺動カム４４０の揺動角に対するロッカアーム１２８の揺動角が拡大され、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が増大される。

また、両者の相対位相差を縮小すれば、入力アーム４３０および揺動カム４４０の揺動角に対するロッカアーム１２８の揺動角が縮小され、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が小さくされる。

図５は、図４に示したＶＶＬ装置４００を部分的に示した斜視図である。なお、この図５では、内部構造が把握できるように一部が破断されて示されている。図５を参照して、入力アーム４３０および２つの揺動カム４４０と、支持パイプ４２０の外周面との間に規定された空間には、支持パイプ４２０に対して、回転可能で、かつ軸方向に摺動可能に支持されたスライダギヤ４５０が収容される。スライダギヤ４５０は、支持パイプ４２０上を軸方向に摺動可能に設けられる。

スライダギヤ４５０には、その軸方向の中央部に位置して、右ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されたヘリカルギヤ４５２が設けられる。また、スライダギヤ４５０には、ヘリカルギヤ４５２の両側に位置し、ヘリカルギヤ４５２とは逆に左ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されたヘリカルギヤ４５４が各々に設けられる。

一方、スライダギヤ４５０を収容する空間を規定する入力アーム４３０および２つの揺動カム４４０の内周面には、ヘリカルギヤ４５２および４５４に対応したヘリカルスプラインがそれぞれ形成される。つまり、入力アーム４３０には、右ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されており、そのヘリカルスプラインがヘリカルギヤ４５２に噛み合っている。また、揺動カム４４０には、左ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されており、そのヘリカルスプラインがヘリカルギヤ４５４に噛み合っている。

スライダギヤ４５０には、一方のヘリカルギヤ４５４とヘリカルギヤ４５２との間に位置して、周方向に延びる長穴４５６が形成される。また、図示しないが、支持パイプ４２０には、長穴４５６の一部と重なるように、軸方向に延びる長穴が形成される。支持パイプ４２０の内部に挿通された駆動軸４１０には、これら長穴４５６および図示しない長穴の重なった部分を通じて突出する係止ピン４１２が一体に設けられる。

駆動軸４１０に連結されるアクチュエータ（図示せず）によって、駆動軸４１０がその軸方向に移動すると、スライダギヤ４５０が係止ピン４１２により押され、ヘリカルギヤ４５２および４５４が同時に駆動軸４１０の軸方向に移動する。このようなヘリカルギヤ４５２および４５４の移動に対して、これらにスプライン係合された入力アーム４３０および揺動カム４４０は、軸方向に移動しない。そのため、入力アーム４３０と揺動カム４４０は、ヘリカルスプラインの噛み合いを通じて駆動軸４１０の軸芯周りに回動する。

このとき、入力アーム４３０と揺動カム４４０とでは、形成されたヘリカルスプラインの向きが逆である。そのため、入力アーム４３０と揺動カム４４０の回動方向は互いに逆方向となる。これにより、入力アーム４３０と揺動カム４４０との相対位相差が変化し、既に説明したように吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が変更される。

なお、ＶＶＬ装置４００は、このような形式のものに限定されない。たとえば、電気的にバルブを駆動するＶＶＬ装置や、油圧を用いてバルブを駆動するＶＶＬ装置などを用いてもよい。

制御装置２００（図２）は、駆動軸４１０を直線運動させるアクチュエータの操作量を調整することによって、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を制御する。

図６は、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きいときの動作を説明する図である。図７は、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が小さいときの動作を説明する図である。

図６および図７を参照して、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きい場合（以下「大カム状態」とも称される。）には、吸気バルブ１１８を閉じるタイミングが遅くなるため、エンジン１００は、アトキンソンサイクルにて運転される。すなわち、吸気行程にてシリンダ１０６内に吸入された空気の一部がシリンダ１０６外へ戻されるため、圧縮行程において空気を圧縮するための力である圧縮反力が低減する（デコンプ作用）。このため、エンジン始動時の振動を低減することができる。したがって、エンジン１００が間欠運転されるためにエンジン始動処理の回数が多くなるハイブリッド車両では、デコンプ作用を得るためにエンジン始動時に吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を大きくすることが好ましい。なお、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を大きくすると、圧縮比の減少により着火性が低下するので、エンジン始動性は相対的に悪化する。

一方、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が小さい場合（以下「小カム状態」とも称される。）には、吸気バルブ１１８を閉じるタイミングが早くなるため、圧縮比が上昇する。このため、低温での着火性が向上するとともにエンジントルクの応答性が向上する。なお、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を小さくすると、圧縮反力が増加するため、エンジン始動時の振動は増加する。

図８は、図１に示したハイブリッド車両１におけるエンジンの間欠運転制御を説明する遷移図である。図８を参照して、ハイブリッド車両１では、エンジン１００の始動および停止は、基本的には走行状態に応じて自動的に制御される。制御装置２００は、エンジン停止状態でエンジン始動条件が成立すると、エンジン始動指令を発生する。これにより、エンジン始動処理が実行されて、ハイブリッド車両１は、エンジン停止状態からエンジン作動状態に遷移する。

一方で、制御装置２００は、エンジン作動状態でエンジン停止条件が成立すると、エンジン停止指令を発生する。これにより、エンジン停止処理が実行されて、ハイブリッド車両１は、エンジン作動状態からエンジン停止状態に遷移する。

たとえば、エンジン始動条件は、ハイブリッド車両１では、ハイブリッド車両１に要求される出力（パワーないしトルク）を定量的に示すための出力パラメータＰｒと閾値との比較に基づいて判定される。すなわち、出力パラメータＰｒが所定の閾値Ｐｔｈ１を超えたときに、エンジン始動条件が成立する。

たとえば、出力パラメータＰｒは、ハイブリッド車両１のトータル要求パワーＰｔｌである。トータル要求パワーＰｔｌは、ドライバーのアクセルペダル操作量を反映する要求トルクＴｒ＊と駆動軸の回転速度との積で示される要求駆動パワーＰｒ＊、および、蓄電装置１０のＳＯＣ制御のための充放電要求パワーＰｃｈｇの和によって算出することができる（Ｐｔｌ＝Ｐｒ＊＋Ｐｃｈｇ）。

要求トルクＴｒ＊は、アクセルペダル操作量が大きいほど高い値に設定される。さらに、車速を組み合わせて、同一のアクセル操作量に対しては、車速が高くなるほど小さい値となるように、要求トルクＴｒ＊を設定することが好ましい。これらの特性を反映して、アクセルペダル操作量および車速に応じて要求トルクＴｒ＊を設定するマップを予め作成することができる。あるいは、さらに路面状態（路面勾配、路面摩擦係数等）に応じて、予め設定されたマップないし演算式に従って、要求トルクＴｒ＊を設定することも可能である。

充放電要求パワーＰｃｈｇは、ＳＯＣに応じて、ＳＯＣが低下したときにはＰｃｈｇ＞０（充電）に設定される一方で、ＳＯＣが上昇したときにはＰｃｈｇ＜０（放電）に設定される。すなわち、充放電要求パワーＰｃｈｇは、蓄電装置１０のＳＯＣを所定の制御目標に近付けるために設定される。なお、ＳＯＣを消費するＣＤ（Charge Depleting）モードと、ＳＯＣを維持するＣＳ（Charge Sustaining）モードとを有する場合には、充放電要求パワーＰｃｈｇは、ＣＤモードではゼロに設定され（Ｐｃｈｇ＝０）、ＣＳモードでは、ＳＯＣに応じて、ＳＯＣが低下したときにはＰｃｈｇ＞０（充電）に設定される一方で、ＳＯＣが上昇したときにはＰｃｈｇ＜０（放電）に設定される。なお、ＣＤモード／ＣＳモードを切替えるこのようなモード制御は、車両外部の電源から蓄電装置１０を充電可能なハイブリッド車両に有用であるが、車両外部の電源による蓄電装置１０の充電機能を有しないハイブリッド車両にも適用可能である。

制御装置２００は、トータル要求パワーＰｔｌが発生されるように、エンジン１００およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の出力を制御する。たとえば、低速走行時等のトータル要求パワーＰｔｌが小さい場合には、エンジン１００が停止される。一方で、アクセルペダルの操作に応じた加速時には、トータル要求パワーＰｔｌの増加に応じてエンジン始動条件が成立することにより、エンジン１００が始動される。

一方、エンジン停止条件は、出力パラメータＰｒ（トータル要求パワーＰｔｌ）が所定の閾値Ｐｔｈ２よりも低下したときに成立する。なお、エンジン始動条件の閾値Ｐｔｈ１を、エンジン停止条件の閾値Ｐｔｈ２とは異なる値とすることによって（Ｐｔｈ１＞Ｐｔｈ２）、エンジン停止状態およびエンジン作動状態が頻繁に切換わることを防止することが好ましい。

図９は、エンジン間欠運転の一例を示したタイムチャートである。図９を参照して、時刻ｔ１において、トータル要求パワーＰｔｌが閾値Ｐｔｈ１を超えると、エンジン始動条件がＯＮ（成立）となる。これにより、エンジン始動処理が実行され、ハイブリッド車両１は、エンジン停止状態からエンジン作動状態となる。

時刻ｔ２において、トータル要求パワーＰｔｌが閾値Ｐｔｈ１を下回ると、エンジン始動条件がＯＦＦ（不成立）となり、時刻ｔ３において、トータル要求パワーＰｔｌが閾値Ｐｔｈ２（Ｐｔｈ１＞Ｐｔｈ２）を下回ると、エンジン停止条件がＯＮ（成立）となる。これにより、エンジン停止処理が実行され、ハイブリッド車両１は、エンジン作動状態からエンジン停止状態となる。

再び図８を参照して、エンジン１００の低温時等に三元触媒１１２の暖機が必要な場合にも、エンジン始動条件が成立して、エンジン１００が始動される。三元触媒１１２等の暖機のためにエンジン１００が始動された場合には、触媒温度またはエンジン冷却水温度（水温センサ３０９）が所定温度よりも高くなると、エンジン停止条件が成立する。また、ユーザのキースイッチ操作に応じて車両運転が停止されるとき（たとえば、ＩＧスイッチオフ時）にも、エンジン停止条件が成立する。

なお、エンジン１００の作動および停止を判定するための出力パラメータＰｒは、上記のトータル要求パワーＰｔｌ以外でもよい。たとえば、少なくともアクセルペダル操作量を反映して算出される要求トルクないし要求加速度、あるいは、アクセルペダル操作量そのものを出力パラメータＰｒとすることも可能である。

停止状態のエンジン１００を始動するには、モータジェネレータＭＧ１によってエンジン１００をクランキングする。クランキングに伴ない、蓄電装置１０からモータジェネレータＭＧ１へ電力が供給される。したがって、エンジン始動時に蓄電装置１０の出力（放電）が大きく制限されている場合には、エンジン１００の始動に十分なクランキングトルクをモータジェネレータＭＧ１によってエンジン１００に付与できないおそれがある。特に、エンジン始動時の振動を低減するために吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を大きくしている場合（大カム状態）は、蓄電装置１０の出力が大きく制限されると、エンジン１００の始動性悪化が顕著となる。

蓄電装置１０の出力（放電）は、蓄電装置１０の温度ＴｂやＳＯＣ、劣化度等に応じて変更される放電電力上限値Ｗｏｕｔを設定することで制限される。図１０から図１２は、蓄電装置１０の出力制限を説明するための概念図である。

図１０は、蓄電装置１０の温度Ｔｂと放電電力上限値Ｗｏｕｔとの関係を示す。図１０を参照して、特に蓄電装置１０が二次電池で構成される場合には、低温域では、内部抵抗の上昇により放電電力上限値Ｗｏｕｔが制限される。たとえば、蓄電装置１０の温度Ｔｂに応じて、低温域では常温域と比較して放電電力上限値Ｗｏｕｔが制限される。

図１１は、蓄電装置１０のＳＯＣと放電電力上限値Ｗｏｕｔとの関係を示す。図１１を参照して、蓄電装置１０の過放電を防止するために、ＳＯＣが低下するほど放電電力上限値Ｗｏｕｔが小さくなるように放電電力上限値Ｗｏｕｔが設定される。なお、蓄電装置１０のＳＯＣは、蓄電装置１０の電圧Ｖｂや電流Ｉｂ、温度Ｔｂの各検出値に基づいて、種々の公知の手法を用いて算出することができる。

なお、蓄電装置１０の過放電を防止するために、ＳＯＣは、所定の制御下限よりも高くなるように制御される。ＳＯＣの制御下限が値Ｓ１に設定されているとき、放電電力上限値Ｗｏｕｔは、ＳＯＣに応じて、値Ｗ１よりも大きい値に設定される。ＳＯＣの制御下限が値Ｓ１から値Ｓ２に高められると、放電電力上限値Ｗｏｕｔは、ＳＯＣに応じて、値Ｗ２（Ｗ１＜Ｗ２）よりも大きい値に設定される。すなわち、ＳＯＣの制御下限を値Ｓ１から値Ｓ２に高めることによりＳＯＣを高めることで、放電電力上限値Ｗｏｕｔを高めることが可能である。

図１２は、蓄電装置１０の劣化度と放電電力上限値Ｗｏｕｔとの関係を示す図である。図１２を参照して、蓄電装置１０の劣化が進行するほど放電電力上限値Ｗｏｕｔが小さくなるように、放電電力上限値Ｗｏｕｔが設定される。なお、蓄電装置１０の劣化度については、種々の公知の手法を用いて算出することができる。

このように、蓄電装置１０の温度ＴｂやＳＯＣ、劣化度等に応じて、蓄電装置１０の放電電力上限値Ｗｏｕｔが設定される。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のそれぞれのトルク指令値は、蓄電装置１０の保護のために、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の消費電力（トルク×回転数）の和が放電電力上限値Ｗｏｕｔを超えないように制限される。

エンジン始動時の振動を低減するために吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を大きくしている場合（大カム状態）に蓄電装置１０の出力が大きく制限されると、デコンプ作用に伴なうエンジン始動性の低下と、クランキングトルクの低下とによって、エンジン１００の始動性が大きく悪化する。そこで、この実施の形態１では、エンジン１００の始動が要求される場合、蓄電装置１０のＳＯＣの制御下限を高めることによって放電電力上限値Ｗｏｕｔを高め（図１１）、クランキングトルクの低下を抑制することによってエンジン１００の始動性を確保することとしたものである。より詳しくは、エンジン１００の再始動を前提とするエンジン１００の停止処理時にエンジン１００の始動性が悪化すると判断されたとき（たとえば低温時）、ＳＯＣの制御下限が通常時よりも高められる。

図１３は、この実施の形態１によるハイブリッド車両１における吸気バルブ制御の制御構造を説明するフローチャートである。このフローチャートは、制御装置２００に予め格納されたプログラムを所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。

図１３を参照して、制御装置２００は、エンジン１００が作動中であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。エンジン１００が停止しているときは（ステップＳ１０においてＮＯ）、制御装置２００は、以降の一連の処理を実行することなくステップＳ１００へ処理を移行する。

ステップＳ１０においてエンジン１００が作動中であると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、制御装置２００は、図８において説明したエンジン停止条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ２０）。エンジン停止条件が成立していると判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、制御装置２００は、吸気バルブ１１８の作動特性が大カム状態（リフト量および作用角が相対的に大きい状態であり、たとえば図３の波形ＩＮ２で示される状態）であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。

吸気バルブ１１８の作動特性が大カム状態であると判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、制御装置２００は、ＶＶＬ装置４００が作動不能であるか否かを判定する（ステップＳ４０）。ＶＶＬ装置４００の故障時や、極低温下でのフリクション増大時に、ＶＶＬ装置４００は作動不能となり得る。なお、このステップＳ４０は、省略することも可能である。

ステップＳ４０においてＶＶＬ装置４００が作動不能であると判定されると（ステップＳ４０においてＹＥＳ）、制御装置２００は、エンジン１００の始動性が悪化する条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ５０）。たとえば、蓄電装置１０に基づき設定される条件として、放電電力上限値Ｗｏｕｔが所定値よりも低いときや、蓄電装置１０の温度Ｔｂが所定温度よりも低いとき等に、条件が成立したものと判定される。また、エンジン１００に基づき設定される条件として、エンジン１００の冷却水温Ｔｗや外気温Ｔａが所定温度よりも低いときや、図示しないナビゲーション装置により検知される現在位置が低温地域（高地や高緯度等）を示すとき等に、条件が成立したものと判定される。

そして、ステップＳ５０においてエンジン始動性悪化条件が成立したものと判定されると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、制御装置２００は、蓄電装置１０のＳＯＣの制御下限に所定値Ｂを設定する（ステップＳ６０）。所定値Ｂは、このときの蓄電装置１０の状態（温度ＴｂやＳＯＣ、劣化度等）に応じて設定される設定値Ａよりも大きい値であり、モータジェネレータＭＧ１によりエンジン１００に十分なクランキングトルクを付与するために蓄電装置１０の出力を拡大するものである。すなわち、ＳＯＣの制御下限を引き上げることによりＳＯＣを高めることで放電電力上限値Ｗｏｕｔを拡大し（図１１）、その結果として蓄電装置１０の出力の拡大が図られる。

なお、ステップＳ３０において吸気バルブ１１８の作動特性が大カム状態でないと判定された場合（ステップＳ３０においてＮＯ）、ステップＳ４０においてＶＶＬ装置４００は作動不能でないと判定された場合（ステップＳ４０においてＮＯ）、またはステップＳ５０においてエンジン始動性悪化条件が成立していないと判定された場合（ステップＳ５０においてＮＯ）、制御装置２００は、ＳＯＣの制御下限に上記の設定値Ａを設定する（ステップＳ７０）。

ステップＳ６０またはＳ７０においてＳＯＣの制御下限が設定されると、制御装置２００は、その設定された制御下限よりもＳＯＣが高いか否かを判定する（ステップＳ８０）。そして、ＳＯＣが制御下限よりも高いと判定されると（ステップＳ８０においてＹＥＳ）、制御装置２００は、エンジン１００を停止するための制御を実行する（ステップＳ９０）。これにより、インジェクタ１０８からの燃料噴射が停止されるとともに、モータジェネレータＭＧ１のトルクは、エンジン１００をスムーズに停止させるように制御される。

以上のように、この実施の形態１においては、エンジン停止条件の成立時に、吸気バルブ１１８の作動特性が大カム状態（リフト量および作用角が相対的に大きい状態）であって、かつ、エンジン始動性悪化条件が成立している場合、蓄電装置１０のＳＯＣの制御下限が引き上げられる。そして、ＳＯＣが制御下限を下回っている場合には、ＳＯＣが制御下限を上回ってからエンジン１００が停止される。これにより、次回のエンジン再始動時の放電電力上限値Ｗｏｕｔが拡大され、蓄電装置１０の出力を大きくすることができる。その結果、モータジェネレータＭＧ１によりエンジン１００に付与するクランキングトルクを大きくすることができる。したがって、この実施の形態１によれば、エンジン１００の始動時における振動を抑制し、かつ、エンジン１００の始動性を確保することができる。

また、この実施の形態１によれば、蓄電装置１０のＳＯＣの制御下限を引き上げる上記の処理は、エンジン１００の停止処理時にエンジン始動性悪化条件が成立する場合に実行されるので、ＳＯＣの制御下限が不必要に高められることによりＳＯＣの制御自由度が阻害されるのを抑制することができる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、エンジン１００の停止処理時に蓄電装置１０のＳＯＣの制御下限を引き上げることにより放電電力上限値Ｗｏｕｔを拡大して蓄電装置１０の出力拡大を図るものとしたが、この実施の形態２では、エンジン１００の始動処理時に放電電力上限値Ｗｏｕｔを直接拡大することによって蓄電装置１０の出力拡大が図られる。

この実施の形態２におけるハイブリッド車両の全体構成、およびエンジンの構成は、上記の実施の形態１におけるハイブリッド車両１およびエンジン１００と同じである。

図１４は、この実施の形態２によるハイブリッド車両１における吸気バルブ制御の制御構造を説明するフローチャートである。このフローチャートも、制御装置２００に予め格納されたプログラムを所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。

図１４を参照して、制御装置２００は、エンジン１００が停止中であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。エンジン１００が作動しているときは（ステップＳ１１０においてＮＯ）、制御装置２００は、以降の一連の処理を実行することなくステップＳ１９０へ処理を移行する。

ステップＳ１１０においてエンジン１００が停止中であると判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、制御装置２００は、図８において説明したエンジン始動条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。エンジン始動条件が成立していると判定されると（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、制御装置２００は、気温の低下によりエンジン１００が冷間状態であるか否か、すなわちエンジン１００の始動性が悪化し得るか否かを判定する（ステップＳ１３０）。具体的には、エンジン１００の冷却水温Ｔｗが、エンジン１００が低温であることを示す所定値よりも低いときに冷間状態であると判定される。なお、エンジン１００の冷却水温Ｔｗに代えて、エンジン１００の油温に基づいて冷間状態か否かを判定してもよい。

エンジン１００が冷間状態であると判定されると（ステップＳ１３０においてＹＥＳ）、制御装置２００は、吸気バルブ１１８の作動特性が大カム状態（リフト量および作用角が相対的に大きい状態であり、たとえば、図３の波形ＩＮ２で示される状態）であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。

吸気バルブ１１８の作動特性が大カム状態であると判定されると（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、制御装置２００は、ＶＶＬ装置４００が作動不能であるか否かを判定する（ステップＳ１５０）。上述のように、ＶＶＬ装置４００の故障時や、極低温下でのフリクション増大時に、ＶＶＬ装置４００は作動不能となり得る。なお、このステップＳ１５０は、省略することも可能である。

ステップＳ１５０においてＶＶＬ装置４００が作動不能であると判定されると（ステップＳ１５０においてＹＥＳ）、制御装置２００は、放電電力上限値Ｗｏｕｔに所定値Ｄを設定する（ステップＳ１６０）。所定値Ｄは、このときの蓄電装置１０の状態に応じて設定される設定値Ｃよりも大きい値であり、モータジェネレータＭＧ１によりエンジン１００に十分なクランキングトルクを付与するために蓄電装置１０の出力を拡大するものである。すなわち、放電電力上限値Ｗｏｕｔを拡大することによって、蓄電装置１０の出力の拡大が図られる。

なお、ステップＳ１３０においてエンジン１００が冷間状態でないと判定された場合（ステップＳ１３０においてＮＯ）、ステップＳ１４０において吸気バルブ１１８の作動特性が大カム状態でないと判定された場合（ステップＳ１４０においてＮＯ）、またはステップＳ１５０においてＶＶＬ装置４００は作動可能であると判定された場合（ステップＳ１５０においてＮＯ）、制御装置２００は、放電電力上限値Ｗｏｕｔに上記の設定値Ｃを設定する（ステップＳ１７０）。

ステップＳ１６０またはＳ１７０において放電電力上限値Ｗｏｕｔが設定されると、制御装置２００は、エンジン１００を始動するための制御を実行する（ステップＳ１８０）。これにより、モータジェネレータＭＧ１によるクランキングトルクによってエンジン１００が回転駆動された状態で、インジェクタ１０８からの燃料噴射および点火プラグ１１０による着火が開始される。

以上のように、この実施の形態２においては、エンジン始動条件の成立時に、吸気バルブ１１８の作動特性が大カム状態（リフト量および作用角が相対的に大きい状態）であって、かつ、エンジン１００が冷間状態（始動性悪化）である場合、放電電力上限値Ｗｏｕｔが拡大される。これにより、エンジン始動時の蓄電装置１０の出力を大きくすることができ、モータジェネレータＭＧ１によりエンジン１００に付与するクランキングトルクを大きくすることができる。したがって、この実施の形態２によれば、エンジン１００の始動時における振動を抑制し、かつ、エンジン１００の始動性を確保することができる。

また、この実施の形態２によれば、放電電力上限値Ｗｏｕｔを拡大する上記の処理は、エンジン１００の始動処理時に実行されるので、放電電力上限値Ｗｏｕｔが不必要に拡大されることにより蓄電装置１０の劣化が進行するのを抑制することができる。

なお、この実施の形態２は、上記の実施の形態１に組み合わせて実施してもよい。すなわち、エンジン１００の停止処理時に、実施の形態１で説明したＳＯＣの制御下限の引き上げ処理を実施し、次回のエンジン１００の始動時に、実施の形態２で説明した放電電力上限値Ｗｏｕｔの拡大処理を実施してもよい。

［変形例］
上記の各実施の形態において、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角は、連続的に（無段階に）変更されてもよいし、離散的に（段階的に）設定されてもよい。

図１５は、吸気バルブ１１８の作動特性を３段階に変更可能なＶＶＬ装置４００Ａにおいて実現されるバルブ変位量とクランク角の関係を示す図である。図１５を参照して、ＶＶＬ装置４００Ａは、第１から第３の特性のいずれかに作動特性を切替可能である。第１の特性は、波形ＩＮ１ａで示される。第２の特性は、波形ＩＮ２ａで示され、作動特性が第１の特性であるときよりもリフト量および作用角が大きい。第３の特性は、波形ＩＮ３ａで示され、作動特性が第２の特性であるときよりもリフト量および作用角が大きい。

図１６は、図１５に示す作動特性を有するＶＶＬ装置４００Ａを有するエンジン１００の動作線を示す図である。図１６を参照して、横軸にはエンジン回転数が示され、縦軸にはエンジントルクが示される。一点鎖線で示されるラインは、第１から第３の特性（ＩＮ１ａ〜ＩＮ３ａ）に対応するトルク特性を示す。実線で示される円は等燃費ラインを示し、円の中心に近づくほど燃費が向上する。エンジン１００は、基本的には、実線で表わされるエンジン動作線上で運転されるものとする。

領域Ｒ１で示される低回転域では、エンジン始動時の振動を抑制することが重要となる。この低回転域では、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガスの導入が停止され、アトキンソンサイクルによる燃費の向上が図られる。よって、領域Ｒ１では、リフト量および作用角が大きくなるように吸気バルブ１１８の作動特性として第３の特性（ＩＮ３ａ）が選択される。領域Ｒ２で示される中回転域では、ＥＧＲガスの導入量の増加による燃費の向上が図られる。よって、領域Ｒ２では、リフト量および作用角が中間となるように吸気バルブ１１８の作動特性として第２の特性（ＩＮ２ａ）が選択される。

すなわち、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きい場合（第３の特性）は、ＥＧＲガスの導入による燃費向上よりもアトキンソンサイクルによる燃費向上が優先される。一方、中間のリフト量および作用角が選択された場合（第２の特性）は、アトキンソンサイクルによる燃費向上よりもＥＧＲガスの導入による燃費向上が優先される。

領域Ｒ３で示される高回転域では、吸気慣性によって多量の空気をシリンダ内へ導入し、実圧縮比の上昇による出力性能の向上が図られる。よって、領域Ｒ３では、リフト量および作用角が大きくなるように吸気バルブ１１８の作動特性として第３の特性（ＩＮ３ａ）が選択される。

また、エンジン１００が低回転域において高負荷運転されるとき、エンジン１００が極低温において始動されるとき、または、触媒が暖機されるときは、リフト量および作用角が小さくなるように吸気バルブ１１８の作動特性として第１の特性（ＩＮ１ａ）が選択される。このように、エンジン１００の運転状態に応じてリフト量および作用角が決定される。

図１７は、図１５に示す作動特性を有するＶＶＬ装置４００Ａを適用して実施の形態１に従う吸気バルブ制御を行なう場合の制御構造を説明するフローチャートである。図１７を参照して、このフローチャートは、図１３に示したフローチャートにおいて、ステップＳ３０に代えてステップＳ３５を含む。

すなわち、ステップＳ２０においてエンジン停止条件が成立していると判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、制御装置２００は、吸気バルブ１１８の作動特性が第３の特性（ＩＮ３ａ）であるか否かを判定する（ステップＳ３５）。そして、吸気バルブ１１８の作動特性が第３の特性（ＩＮ３ａ）であると判定されると（ステップＳ３５においてＹＥＳ）、制御装置２００は、ステップＳ４０へ処理を進める。一方、吸気バルブ１１８の作動特性が第３の特性（ＩＮ３ａ）ではないと判定されたときは（ステップＳ３５においてＮＯ）、制御装置２００は、ステップＳ７０へ処理を進める。

なお、特に図示しないが、ステップＳ３５において吸気バルブ１１８の作動特性が第２の特性（ＩＮ２ａ）であると判定されたときもステップＳ４０へ処理を進めるようにしてもよい。

また、図１８は、図１５に示す作動特性を有するＶＶＬ装置４００Ａを適用して実施の形態２に従う吸気バルブ制御を行なう場合の制御構造を説明するフローチャートである。図１８を参照して、このフローチャートは、図１４に示したフローチャートにおいて、ステップＳ１４０に代えてステップＳ１４５を含む。

すなわち、ステップＳ１３０においてエンジン１００が冷間状態であると判定されると（ステップＳ１３０においてＹＥＳ）、制御装置２００は、吸気バルブ１１８の作動特性が第３の特性（ＩＮ３ａ）であるか否かを判定する（ステップＳ１４５）。そして、吸気バルブ１１８の作動特性が第３の特性（ＩＮ３ａ）であると判定されると（ステップＳ１４５においてＹＥＳ）、制御装置２００は、ステップＳ１５０へ処理を進める。一方、吸気バルブ１１８の作動特性が第３の特性（ＩＮ３ａ）ではないと判定されたときは（ステップＳ１４５においてＮＯ）、制御装置２００は、ステップＳ１７０へ処理を進める。

なお、特に図示しないが、ステップＳ１４５において吸気バルブ１１８の作動特性が第２の特性（ＩＮ２ａ）であると判定されたときもステップＳ１５０へ処理を進めるようにしてもよい。

図１５に示す作動特性を有するＶＶＬ装置４００Ａにおいては、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角の作動特性が３つに限られるため、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が連続的に変化する場合に比べて、エンジン１００の運転状態を制御するための制御パラメータの適合に要する時間を低減することができる。さらに、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を変更するためのアクチュエータに必要とされるトルクを低減することができ、アクチュエータを小型化して軽量化することができる。また、アクチュエータの製造コストも低減し得る。

図１９は、吸気バルブ１１８の作動特性を２段階に変更可能なＶＶＬ装置４００Ｂにおいて実現されるバルブ変位量とクランク角の関係を示す図である。図１９を参照して、ＶＶＬ装置４００Ｂは、第１および第２の特性のいずれかに作動特性を切替可能である。第１の特性は、波形ＩＮ１ｂで示される。第２の特性は、波形ＩＮ２ｂで示され、作動特性が第１の特性であるときよりもリフト量および作用角が大きい。

この場合、エンジン停止処理時においては、吸気バルブ１１８の作動特性が第２の特性（ＩＮ２ｂ）である場合にＳＯＣの制御下限を引き上げるものとし、エンジン始動処理時においては、吸気バルブ１１８の作動特性が第２の特性（ＩＮ２ｂ）である場合に放電電力上限値Ｗｏｕｔを拡大し得るものとする。

上記のような構成においては、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角の作動特性が２つに限られるため、エンジン１００の運転状態を制御するための制御パラメータの適合に要する時間をさらに低減できる。また、アクチュエータの構成もより簡素化可能である。なお、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角の作動特性は、２段階または３段階に変更される場合に限られず、４段階以上の任意の段階に変更可能としてもよい。

なお、上記の各実施の形態においては、吸気バルブ１１８のリフト量とともに作用角が変更される場合を説明したが、この発明は、吸気バルブ１１８のリフト量および吸気バルブ１１８の作用角のいずれかを変更可能な可変動弁装置を有するエンジンを搭載したハイブリッド車両にも適用可能である。吸気バルブ１１８のリフト量および作用角のいずれかを変更可能な可変動弁装置においても、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角の双方が変更可能である場合と同様な効果を得ることができる。なお、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角のいずれかを変更可能な可変動弁装置は、種々の公知技術を利用して実現することができる。

なお、上記の各実施の形態では、動力分割装置４によりエンジン１００の動力を駆動輪６とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とに分割して伝達可能なシリーズ／パラレル型のハイブリッド車両について説明したが、この発明は、その他の形式のハイブリッド車両にも適用可能である。すなわち、たとえば、モータジェネレータＭＧ１を駆動するためにのみエンジン１００を用い、モータジェネレータＭＧ２でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両や、エンジン１００が生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車両、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車両などにもこの発明は適用可能である。また、モータを切り離してエンジンのみの動力によって走行するハイブリッド車両にもこの発明は適用可能である。

なお、上記において、エンジン１００は、この発明における「内燃機関」の一実施例に対応し、ＶＶＬ装置４００，４００Ａ，４００Ｂは、この発明における「動弁可変装置」の一実施例に対応する。

今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ハイブリッド車両、４ 動力分割装置、５ 減速機、６ 駆動輪、７ 出力軸、１０ 蓄電装置、２０ ＰＣＵ、１００ エンジン、１０２ エアクリーナ、１０４ スロットルバルブ、１０６ シリンダ、１０８ インジェクタ、１１０ 点火プラグ、１１２ 三元触媒、１１４ ピストン、１１６ クランクシャフト、１１８ 吸気バルブ、１２０ 排気バルブ、１２２，１２４ カム、１２８ ロッカアーム、１３０ カムシャフト、２００ 制御装置、３００ カム角センサ、３０２ クランク角センサ、３０４ ノックセンサ、３０８ アクセルペダルセンサ、３０９ 水温センサ、３１０ 外気温センサ、３１２ スロットルモータ、４００ ＶＶＬ装置、４１０ 駆動軸、４１２ 係止ピン、４２０ 支持パイプ、４３０ 入力アーム、４３２ アーム部、４３４ ローラ部、４４０ 揺動カム、４４２ ノーズ部、４４４ カム面、４５０ スライダギヤ、４５２，４５４ ヘリカルギヤ、４５６ 長穴、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ。

Claims (7)

1. 吸気バルブの作動特性を変更するための可変動弁装置を有する内燃機関と、
   前記内燃機関の始動に使用可能な電動機と、
   前記電動機を駆動するための電力を蓄える蓄電装置と、
   前記蓄電装置の状態に応じて前記蓄電装置の出力を制御する制御装置とを備え、
   前記可変動弁装置は、前記作動特性を、第１の特性と、前記作動特性が前記第１の特性であるときよりも前記吸気バルブのリフト量および前記吸気バルブの作用角の少なくとも一方が大きい第２の特性とに変更可能に構成され、
   前記制御装置は、さらに、前記作動特性が前記第２の特性に設定された状態で、前記内燃機関の始動性が悪化する所定の条件下で前記内燃機関の始動が要求される場合、前記蓄電装置の出力を、前記内燃機関の始動が要求されるときの前記蓄電装置の状態に応じて設定される前記蓄電装置の出力よりも大きくする、ハイブリッド車両。
2. 前記制御装置は、
   前記蓄電装置のＳＯＣが低いほど前記蓄電装置の出力が小さくなるように前記蓄電装置の出力を制御し、
   前記ＳＯＣの制御下限よりも前記ＳＯＣが高くなるように前記ＳＯＣを制御し、さらに
   前記内燃機関の停止処理時に前記作動特性が前記第２の特性に設定された状態で前記所定の条件が成立する場合に、前記制御下限を高めることにより前記ＳＯＣを高めることで、前記蓄電装置の出力を、前記所定の条件が成立したときのＳＯＣに基づいて設定される前記蓄電装置の出力よりも大きくし、前記ＳＯＣが前記制御下限よりも高められた後に前記内燃機関を停止させる、請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記制御装置は、前記蓄電装置の温度の低下に応じて前記蓄電装置の出力を制限し、さらに、前記作動特性が前記第２の特性に設定された状態で、前記内燃機関が冷間状態である場合に前記内燃機関の始動が要求されるとき、前記蓄電装置の放電電力上限値を、前記内燃機関の始動が要求されるときの前記蓄電装置の温度に応じて設定される前記放電電力上限値よりも大きくする、請求項１に記載のハイブリッド車両。
4. 前記制御装置は、前記内燃機関の始動処理時に、前記放電電力上限値を大きくする処理を実行する、請求項３に記載のハイブリッド車両。
5. 前記制御装置は、前記作動特性が前記第２の特性に設定された状態で前記可変動弁装置が作動不能である場合に、前記蓄電装置の出力を大きくする処理を実行する、請求項１から４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
6. 前記可変動弁装置は、前記作動特性を前記第１の特性と前記第２の特性とに段階的に切替可能に構成される、請求項１から５のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
7. 前記可変動弁装置は、さらに、前記作動特性が前記第１の特性であるときよりも前記リフト量および前記作用角の少なくとも一方が大きく、かつ、前記作動特性が前記第２の特性であるときよりも前記リフト量および前記作用角の少なくとも一方が小さい第３の特性に前記作動特性を切替可能に構成される、請求項６に記載のハイブリッド車両。

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