JP4643525B2 - エンジンシステム - Google Patents

Description

この発明は、エンジンシステムに関し、より特定的には、可変バルブタイミング装置を備えたエンジンシステムに関する。

従来より、インテークバルブやエキゾーストバルブが開閉する位相（クランク角）を運転状態に応じて変更する可変バルブタイミング（Variable Valve Timing：ＶＶＴ）が知られている。一般的に、可変バルブタイミング装置では、インテークバルブやエキゾーストバルブを開閉駆動するカムシャフトをスプロケット等に対して相対的に回転させることにより位相を変更する。カムシャフトは、油圧や電動モータ等のアクチュエータにより回転される。

油圧を駆動源とした可変バルブタイミング装置では、寒冷時やエンジン始動時に油圧が不足したり油圧制御の応答性が低下して、可変バルブタイミング制御精度が低下するという問題点があるため、駆動源として電動モータを用いた可変バルブタイミング装置が提案されている（たとえば、特許文献１〜３）。

特に、特許文献１および２には、電動モータにより回転される案内回転体との回転位相差に従って、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相、すなわち、バルブタイミングが変更される可変バルブタイミング装置が開示されている。さらに、特許文献１には、スプロケットに対する案内回転体の回転位相の変化量に対する、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相（バルブタイミング）の変化量の比が、バルブタイミングの位相領域によって異なる機構が開示されている。特に、特許文献１の図１６によれば、遅角側の領域では上記変化量の比が相対的に小さく、その一方で、進角側の領域では上記変化量の比が相対的に大きく設定されている。
特開２００５−９８１４２号公報 特開２００５−４８７０７号公報 特開２００４−１５６４６１号公報

特許文献１および２の構成では、案内回転体を回転駆動する電動モータの出力軸と、スプロケットとの相対回転速度を、上記変化量の比に対応する減速比で減速して、バルブタイミングが変化される。すなわち、特許文献１に開示された構成では、この減速比がバルブタイミングの位相領域に応じて異なるように設定されている。

したがって、上記減速比が小さい領域、すなわち、電動モータの出力軸とスプロケットとの相対回転速度に対するバルブタイミングの変化量が大きい領域では、エンジン停止時において、カムシャフトに発生する反力によって電動モータの出力軸が回転されることにより、意図しないバルブタイミングの変化が発生する可能性がある。

特に、エンジン停止時の車両制振のために、モータトルク等の印加によってエンジン回転速度を所定の減速パターンに従って低下させる減速制御機構を備えた車両（たとえば、ハイブリッド自動車）へ、特許文献１に開示された可変バルブタイミング装置を搭載する場合には、上記の点を考慮して、エンジン停止時に意図しないバルブタイミングが変化しないような構成とする必要がある。

この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、エンジン停止時にエンジン回転速度を所定の減速パターンに従って低下させる減速制御機構を備えたエンジンシステムにおいて、エンジン停止時に意図しないバルブタイミングの変化が発生することを防止したエンジンシステムを提供することである。

この発明によるエンジンシステムは、燃料燃焼により駆動力を発生するエンジンと、エンジンに設けられたインテークバルブおよびエキゾーストバルブの少なくとも一方の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装置と、エンジン減速制御手段とを備える。エンジン減速制御手段は、エンジンの停止指示発生時に、エンジン回転速度を所定の減速パターンに従って低下させるためのトルクをエンジンの出力軸に付加するように構成される。可変バルブタイミング装置は、アクチュエータと、変更機構とを含む。変更機構は、エンジンの作動中において、開閉タイミングが変更されるバルブを駆動するカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相差を、アクチュエータの作動量に応じた変化量で変化させることによって開閉タイミングを変更するように構成される。さらに、変更機構は、開閉タイミングが第１の位相領域にある場合と第２の位相領域にある場合とで、アクチュエータの作動量に対する開閉タイミングの変化量の比率が異なり、かつ、第１の位相領域では第２の位相領域よりも比率が小さくなるように構成される。可変バルブタイミング装置は、判定手段と、減速制限手段をさらに含む。判定手段は、エンジン停止指示の発生後に、現時点から減速パターンに従ってエンジンを減速させても、エンジン停止までに開閉タイミングを第１の位相領域内へ変更可能な減速可能状態であるか否かを判定する。減速制限手段は、判定手段による判定結果に基づき、エンジンの停止指示の発生以後におけるエンジン減速制御手段の動作を制限するように構成される。

上記エンジンシステムでは、エンジン停止までにバルブの開閉タイミング（バルブタイミング）を、アクチュエータの作動量に対する位相変化量の比率が小さい（すなわち、減速比が大きい）第１の位相領域内へ変更可能な所定状態であるか否かの判定に基づき、エンジン減速制御手段による減速動作を制限する。これにより、エンジン停止までのバルブタイミング変更量を確保できるので、エンジン停止時点におけるバルブタイミングを確実に第１の位相領域内として、エンジン停止時に意図しないバルブタイミングの変化が発生することを防止できる。

好ましくは、減速制限手段は、減速可能状態にあると判定されたときに、エンジン減速制御手段によるエンジン回転速度の減速度を所定減速パターンに従った第１の値に設定する一方で、減速可能状態にないと判定されたときには、減速度を第１の値より小さい第２の値に設定する。

これにより、エンジン停止時点のバルブタイミングを第１の位相領域内とするためにアクチュエータによるバルブタイミングの変更量を確保することが必要なときには、エンジン減速制御手段によるエンジン回転速度の減速度を低下することによってエンジン停止までの時間を確保できる。これにより、エンジン停止時までにバルブタイミングを確実に第１の位相領域内とすることができる。

また好ましくは、減速制限手段は、減速可能状態にないと判定される間は、エンジン減速制御手段の動作開始を不許可とする一方で、減速可能状態にあると判定された時点から、エンジン減速制御手段の動作開始を許可する。

これにより、エンジン停止時点のバルブタイミングを第１の位相領域内とするためにアクチュエータによるバルブタイミングの変更量を確保することが必要なときには、エンジン減速制御手段の動作開始を遅延させることによってエンジン停止までの時間を確保できる。これにより、エンジン停止時点までにバルブタイミングを確実に第１の位相領域内とすることができる。

好ましくは、判定手段は、現在の開閉タイミングと第１の位相領域との差に基づき減速可能状態であるか否かを判定する。

これにより、エンジン停止指示の発生後にも現在バルブタイミングと第１の位相範囲との差を逐次算出して、バルブタイミングの変更量を確保するためのエンジン減速制御手段による減速動作制限の必要性を正確に判定できる。

また好ましくは、判定手段は、エンジン停止指示の発生からの経過時間が、基準時間を超えるまでの間減速可能状態にないと判定し、かつ、経過時間が基準時間を超えた後は減速可能状態にあると判定する。特に、この基準時間は、エンジン停止指示の発生時における開閉タイミングと第１の位相領域との差に応じて設定される。

これにより、エンジン停止指示の発生後に逐次バルブタイミングを算出しなくとも、エンジン減速制御手段による減速動作制限の必要性を簡易に判定できる。

好ましくは、エンジンシステムは、エンジンの他に駆動力発生源を搭載したハイブリッド車両に搭載され、エンジン減速制御手段は、エンジンの出力軸とギヤを介して連結された回転軸を有する回転電機を含む。

これにより、バイブリッド車両に搭載されて、回転電機（モータジェネレータ）をエンジン減速制御手段として用いるエンジンシステムにおいて、エンジン停止時に意図しないバルブタイミングの変化が発生することを防止できる。

あるいは好ましくは、エンジン減速制御手段は、エンジンの出力軸とベルトを介して連結された回転軸を有する回転電機を含む。

これにより、回転電機（モータジェネレータ、オルタネータ）をエンジン減速制御手段として用いるエンジンシステムにおいて、エンジン停止時に意図しないバルブタイミングの変化が発生することを防止できる。

好ましくは、エンジンの停止指示は、運転者の操作に応答して発生される。
これにより、エンジン停止時にクランクシャフトの回転速度を速やかに低下させる機構を備えたエンジンシステムにおいて、運転者の操作に応答したエンジン停止時（代表的には、イグニッションキーのオフ操作時）に、意図しないバルブタイミングの変化が発生することを防止できる。

あるいは好ましくは、エンジンの停止指示は、運転者の操作とは独立して、所定の運転状態の発生に応じて自動的に発生される。

これにより、エンジン停止時にエンジン回転速度を所定の減速パターンに従って低下させる機構を備えたエンジンシステムにおいて、自動的にエンジン間欠運転を行なうハイブリッド車両やエコノミランニングシステム搭載車両での自動的なエンジン停止時に、意図しないバルブタイミングの変化が発生することを防止できる。

この発明によるエンジンシステムでは、エンジン停止時にクランクシャフトの回転速度を速やかに低下させる減速制御機構を備えた構成において、エンジン停止時に意図しないバルブタイミングの変化が発生することを防止できる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

（可変バルブタイミング装置の構成および制御）
まず、本発明の実施の形態に係る可変バルブタイミング装置の構成について説明する。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る可変バルブタイミング装置を搭載した車両のエンジンシステムについて説明する。

エンジン１０００は、第１バンク１０１０および第２バンク１０１２に、それぞれ４つの気筒（シリンダ）からなる気筒群が設けられたＶ型８気筒エンジンである。なお、本発明の適用はエンジン形式を限定するものではなく、Ｖ型８気筒以外の形式のエンジンについても、以下に説明する可変バルブタイミング装置を適用可能である。

エンジン１０００には、エアクリーナ１０２０から空気が吸入される。吸入空気量は、スロットルバルブ１０３０により調整される。スロットルバルブ１０３０はモータにより駆動される電子スロットルバルブである。

空気は、吸気通路１０３２を通ってシリンダ１０４０に導入される。空気は、シリンダ１０４０の内部（燃焼室）において燃料と混合される。シリンダ１０４０には、インジェクタ１０５０から燃料が直接噴射される。すなわち、インジェクタ１０５０の噴射孔はシリンダ１０４０内に設けられている。

燃料は吸気行程において噴射される。なお、燃料が噴射される時期は、吸気行程に限らない。また、本実施の形態においては、インジェクタ１０５０の噴射孔がシリンダ１０４０内に設けられた直噴エンジンとしてエンジン１０００を説明するが、直噴用のインジェクタ１０５０に加えて、ポート噴射用のインジェクタを設けてもよい。さらに、ポート噴射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１０４０内の混合気は、点火プラグ１０６０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１０７０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１０８０が押し下げられることにより、クランクシャフト１０９０が回転する。

シリンダ１０４０の頭頂部には、インテークバルブ１１００およびエキゾーストバルブ１１１０が設けられる。インテークバルブ１１００はインテークカムシャフト１１２０により駆動される。エキゾーストバルブ１１１０はエキゾーストカムシャフト１１３０により駆動される。インテークカムシャフト１１２０およびエキゾーストカムシャフト１１３０は、チェーンやギヤ等により連結されて、同じ回転速度（クランクシャフト１０９０の回転速度の２分の１）で回転する。なお、シャフト等の回転体の回転速度については、単位時間当たりの回転数（代表的には、毎分当たりの回転数：ｒｐｍ）で表わすことが一般的であるため、以下では、回転体の回転速度の意味で単に「回転数」とも表記する。

インテークバルブ１１００は、インテークカムシャフト１１２０に設けられたインテーク用ＶＶＴ機構２０００により、その位相（開閉タイミング）が制御される。エキゾーストバルブ１１１０は、エキゾーストカムシャフト１１３０に設けられたエキゾースト用ＶＶＴ機構３０００により、その位相（開閉タイミング）が制御される。

本実施の形態においては、インテークカムシャフト１１２０およびエキゾーストカムシャフト１１３０がＶＶＴ機構により回転されることにより、インテークバルブ１１００およびエキゾーストバルブ１１１０の位相が制御される。なお、位相を制御する方法はこれに限らない。

インテーク用ＶＶＴ機構２０００は、電動モータ２０６０（図３において図示）により作動する。電動モータ２０６０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）４０００により制御される。電動モータ２０６０の電流や電圧は電流計（図示せず）および電圧計（図示せず）により検知され、ＥＣＵ４０００に入力される。

エキゾースト用ＶＶＴ機構３０００は、油圧により作動する。なお、インテーク用ＶＶＴ機構２０００を油圧により作動するようにしてもよく、エキゾースト用ＶＶＴ機構３０００を電動モータにより作動するようにしてもよい。

ＥＣＵ４０００には、クランク角センサ５０００からクランクシャフト１０９０の回転数およびクランク角を表す信号が入力される。また、ＥＣＵ４０００には、カムポジションセンサ５０１０からインテークカムシャフト１１２０およびエキゾーストカムシャフト１１３０の位相（回転方向におけるカムシャフトの位置）を表す信号が入力される。

さらに、ＥＣＵ４０００には、水温センサ５０２０からエンジン１０００の水温（冷却水の温度）を表す信号が、エアフローメータ５０３０からエンジン１０００の吸入空気量（エンジン１０００に吸入される空気量）を表す信号が入力される。

ＥＣＵ４０００は、これらのセンサから入力された信号、メモリ（図示せず）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、エンジン１０００が所望の運転状態になるように、スロットル開度、点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、インテークバルブ１１００の位相、エキゾーストバルブ１１１０の位相などを制御する。

本実施の形態においてＥＣＵ４０００は、エンジン運転状態を示すパラメータ、代表的にはエンジン回転数ＮＥと吸入空気量ＫＬとをパラメータに対応して予め目標位相を決定したマップの参照により、現在のエンジン運転状態に対応したインテークバルブ１１００の目標位相を逐次決定する。一般的に、インテークバルブ１１００の目標位相を決定するための上述のマップは水温別に複数記憶される。

以下、インテーク用ＶＶＴ機構２０００についてさらに説明する。なお、エキゾースト用ＶＶＴ機構３０００を、以下に説明するインテーク用ＶＶＴ機構２０００と同じ構成にするようにしてもよく、インテーク用ＶＶＴ機構２０００およびエキゾースト用ＶＶＴ機構３０００の各々を、以下に説明するインテーク用ＶＶＴ機構２０００と同じ構成にしてもよい。

図３に示すように、インテーク用ＶＶＴ機構２０００は、スプロケット２０１０、カムプレート２０２０、リンク機構２０３０、ガイドプレート２０４０、減速機２０５０、および電動モータ２０６０から構成される。

スプロケット２０１０は、チェーン等を介してクランクシャフト１０９０に連結される。スプロケット２０１０の回転数は、インテークカムシャフト１１２０およびエキゾーストカムシャフト１１３０と同様に、クランクシャフト１０９０の２分の１の回転数である。スプロケット２０１０の回転軸と同心軸で、スプロケット２０１０に対して相対的に回転可能であるように、インテークカムシャフト１１２０が設けられる。

カムプレート２０２０は、ピン（１）２０７０によりインテークカムシャフト１１２０に連結される。カムプレート２０２０は、スプロケット２０１０の内部において、インテークカムシャフト１１２０と一体的に回転する。なお、カムプレート２０２０とインテークカムシャフト１１２０とを一体的に形成するようにしてもよい。

リンク機構２０３０は、アーム（１）２０３１とアーム（２）２０３２とから構成される。図３におけるＡ−Ａ断面である図４に示すように、インテークカムシャフト１１２０の回転軸に対して点対称になるように、一対のアーム（１）２０３１がスプロケット２０１０内に設けられる。各アーム（１）２０３１は、ピン（２）２０７２を中心として搖動可能であるようにスプロケット２０１０に連結される。

図３におけるＢ−Ｂ断面である図５、および図５の状態からインテークバルブ１１００の位相を進角させた状態である図６に示すように、アーム（１）２０３１とカムプレート２０２０とが、アーム（２）２０３２により連結される。

アーム（２）２０３２は、ピン（３）２０７４を中心として、アーム（１）２０３１に対して搖動可能であるように支持される。また、アーム（２）２０３２は、ピン（４）２０７６を中心として、カムプレート２０２０に対して搖動可能であるように支持される。

一対のリンク機構２０３０により、インテークカムシャフト１１２０がスプロケット２０１０に対して相対的に回転し、インテークバルブ１１００の位相が変更される。そのため、一対のリンク機構２０３０のうちのいずれか一方が破損等して折れた場合であっても、他方のリンク機構によりインテークバルブ１１００の位相を変更することが可能である。

図３に戻って、各リンク機構２０３０（アーム（２）２０３２）のガイドプレート２０４０側の面には、制御ピン２０３４が設けられる。制御ピン２０３４は、ピン（３）２０７４と同心軸に設けられる。各制御ピン２０３４は、ガイドプレート２０４０に設けられたガイド溝２０４２内を摺動する。

各制御ピン２０３４は、ガイドプレート２０４０のガイド溝２０４２内を摺動することにより、半径方向に移動される。各制御ピン２０３４が半径方向に移動されることにより、インテークカムシャフト１１２０がスプロケット２０１０に対して相対回転せしめられる。

図３におけるＣ−Ｃ断面である図７に示すように、ガイド溝２０４２は、ガイドプレート２０４０が回転することにより各制御ピン２０３４を半径方向に移動させるように、渦巻形状に形成される。なお、ガイド溝２０４２の形状はこれに限らない。

制御ピン２０３４がガイドプレート２０４０の軸心から半径方向に離れるほど、インテークバルブ１１００の位相はより遅角される。すなわち、位相の変化量は、制御ピン２０３４が半径方向に変化することによるリンク機構２０３０の作動量に対応した値になる。なお、制御ピン２０３４がガイドプレート２０４０の軸心から半径方向に離れるほど、インテークバルブ１１００の位相がより進角されるようにしてもよい。

図７に示すように、制御ピン２０３４がガイド溝２０４２の端部に当接すると、リンク機構２０３０の作動が制限される。そのため、制御ピン２０３４がガイド溝２０４２の端部に当接する位相が、最遅角もしくは最進角の位相になる。

図３に戻って、ガイドプレート２０４０には、ガイドプレート２０４０と減速機２０５０とを連結するための凹部２０４４が、減速機２０５０側の面において複数設けられる。

減速機２０５０は、外歯ギヤ２０５２および内歯ギヤ２０５４から構成される。外歯ギヤ２０５２は、スプロケット２０１０と一体的に回転するように、スプロケット２０１０に対して固定される。

内歯ギヤ２０５４には、ガイドプレート２０４０の凹部２０４４に収容される凸部２０５６が複数形成される。内歯ギヤ２０５４は、電動モータ２０６０の出力軸の軸心２０６４に対して偏心して形成されたカップリング２０６２の偏心軸２０６６を中心に回転可能に支持される。

図３におけるＤ−Ｄ断面を、図８に示す。内歯ギヤ２０５４は、複数の歯のうちの一部の歯が外歯ギヤ２０５２と噛合うように設けられる。電動モータ２０６０の出力軸回転数がスプロケット２０１０の回転数と同じである場合は、カップリング２０６２および内歯ギヤ２０５４は外歯ギヤ２０５２（スプロケット２０１０）と同じ回転数で回転する。この場合、ガイドプレート２０４０がスプロケット２０１０と同じ回転数で回転し、インテークバルブ１１００の位相が維持される。

電動モータ２０６０により、カップリング２０６２が、軸心２０６４を中心に外歯ギヤ２０５２に対して相対的に回転されると、内歯ギヤ２０５４全体が軸心２０６４を中心に回転（公転）するとともに、内歯ギヤ２０５４が偏心軸２０６６を中心に自転する。内歯ギヤ２０５４の回転運動により、ガイドプレート２０４０がスプロケット２０１０に対して相対的に回転せしめられ、インテークバルブ１１００の位相が変更される。

なお、上記構造から理解されるように、エンジン停止時、すなわち、スプロケット２０１０の回転停止時に、電動モータ２０６０によって内歯ギヤ２０５４を単独で回転させてインテークバルブ１１００の位相を変更することは困難である。すなわち、インテーク用ＶＶＴ機構２０００では、エンジン停止後にバルブタイミングの変更が困難である点を確認的に記載する。

インテークバルブ１１００の位相は、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数（電動モータ２０６０の作動量）が、減速機２０５０、ガイドプレート２０４０およびリンク機構２０３０において減速されることにより変化する。なお、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数を増速してインテークバルブ１１００の位相を変更するようにしてもよい。なお、電動モータ２０６０の出力軸には、この出力軸の回転角（回転方向における出力軸の位置）を表す信号を出力するモータ回転角センサ５０５０が設けられる。モータ回転角センサ５０５０は、一般的には、電動モータ２０６０の出力軸が所定角度回転する度にパルス信号を発生するように構成される。このモータ回転角センサ５０５０の出力に基づいて、電動モータ２０６０の出力軸の回転数（以下、単に電動モータ２０６０の回転数とも称する）を検知可能である。

図９に示すように、インテーク用ＶＶＴ機構２０００全体の減速比Ｒ（θ）、すなわち、位相の変化量に対する電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数の比は、インテークバルブ１１００の位相に応じた値をとり得る。なお、本実施の形態においては、減速比が大きいほど、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数に対する位相の変化量がより小さくなる。

インテークバルブ１１００の位相が最遅角からＣＡ（１）までの位相領域２５００にある場合では、インテーク用ＶＶＴ機構２０００全体の減速比はＲ（１）となる。インテークバルブ１１００の位相がＣＡ（２）（ＣＡ（２）はＣＡ（１）よりも進角側）から最進角までの位相領域２５２０にある場合には、インテーク用ＶＶＴ機構２０００全体の減速比は、Ｒ（２）（Ｒ（１）＞Ｒ（２））となる。

インテークバルブ１１００の位相がＣＡ（１）からＣＡ（２）までの位相領域２５１０にある場合には、インテーク用ＶＶＴ機構２０００全体の減速比は、予め定められた変化率（（Ｒ（２）−Ｒ（１））／（ＣＡ（２）−ＣＡ（１）））で変化する。

以上のような構造に基づき発現する、本実施の形態に係る可変バルブタイミング装置のインテーク用ＶＶＴ機構２０００の作用について説明する。

インテークバルブ１１００の位相（インテークカムシャフト１１２０）を進角させる場合、電動モータ２０６０を作動させ、ガイドプレート２０４０をスプロケット２０１０に対して相対的に回転させると、図１０に示すように、インテークバルブ１１００の位相が進角される。

インテークバルブ１１００の位相が最遅角とＣＡ（１）との間の領域（図９に示した領域２５００）にある場合、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数が減速比Ｒ（１）で減速されて、インテークバルブ１１００の位相が進角される。

インテークバルブ１１００の位相がＣＡ（２）と最進角との間の領域（図９に示した領域２５２０）にある場合、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数が減速比Ｒ（２）で減速されて、インテークバルブ１１００の位相が進角される。

インテークバルブ１１００の位相を遅角する場合は、位相を進角する場合とは逆方向に電動モータ２０６０の出力軸がスプロケット２０１０に対して相対回転される。位相を遅角する場合も、進角する場合と同様に、最遅角とＣＡ（１）との間の領域２５００において、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数が減速比Ｒ（１）で減速されて、位相が遅角される。また、ＣＡ（２）と最進角との間の領域２５２０において、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数が減速比Ｒ（２）で減速され、位相が遅角される。

これにより、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対的な回転方向が同じである限り、最遅角とＣＡ（１）との間の領域２５００およびＣＡ（２）と最進角との間の領域２５２０の両方においてインテークバルブ１１００の位相を進角させたり、遅角させたりすることができる。このとき、ＣＡ（２）と最進角との間の領域２５２０において、位相をより大きく進角させたり、遅角させたりすることができる。そのため、大きな範囲で位相を変化させることができる。

また、最遅角とＣＡ（１）との間の領域２５００においては、減速比が大きいため、エンジン１０００の運転に伴ってインテークカムシャフト１１２０に作用するトルクにより電動モータ２０６０の出力軸を回転させるためには大きなトルクが必要になる。そのため、電動モータ２０６０の停止時等において、電動モータ２０６０がトルクを発生しない状態であっても、インテークカムシャフト１１２０に作用するトルクにより電動モータ２０６０の出力軸が回転されることを抑制することができる。そのため、制御上の位相から実際の位相が変化する、意図しない位相変化の発生を防止することができる。したがって、エンジン停止時点におけるインテークバルブ位相を領域２５００内とすることにより、エンジン停止時にカムシャフトに発生する反力によって電動モータ２０６０の出力軸が回転されるようなことがあっても、制御上の位相から実際の位相が変化する、意図しないインテークバルブ位相の変化を防止できる。逆に言うと、このようなインテークバルブ位相の変化を防止するために、エンジン停止時点のインテークバルブ位相を、確実に減速度大の領域２５００内とすることが必要である。

なお、電動モータ２０６０の相対回転方向と、位相の進角／遅角との対応関係については、電動モータ２０６０の出力軸の回転速度がスプロケット２０１０よりも低いときに、インテークバルブ位相が遅角側に変化するように設計することが好ましい。このようにすると、エンジン運転中にアクチュエータである電動モータ２０６０が動作不能となった場合に、インテークバルブ位相は、遅角側へ徐々に変化し、最終的には、最遅角位置まで行き着くこととなる。すなわち、インテークバルブ位相制御が不能となっても、インテークバルブ位相について、エンジン１０００の燃焼安定側の設定とすることができる。

ところで、インテークバルブ１１００の位相がＣＡ（１）とＣＡ（２）との間の領域２５１０にある場合、予め定められた変化率で変化する減速比で、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数が減速されて、インテークバルブ１１００の位相が進角されたり、遅角されたりする。

これにより、位相が領域２５００から領域２５２０に、もしくは領域２５２０から領域２５００に変化する場合において、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数に対する位相の変化量を漸増もしくは漸減させることができる。そのため、位相の変化量がステップ状に急変することを抑制して、位相が急変することを抑制することができる。その結果、位相の制御性を向上することができる。

なお、図９の減速比Ｒ（θ）は、電動モータ２０６０の作動量（電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数）に対するインテークバルブ１１００の位相変化量の比率の逆数に相当する。すなわち、減速比が大きい領域２５００は、本発明での「第１の位相領域」に対応し、それ以外の領域２５１０，２５２０は、本発明での「第２の位相領域」に対応する。

次に、インテークバルブ１１００の位相（以下、単にインテークバルブ位相とも称する）の制御構成について説明する。

図１１を参照して、図１でも説明したように、エンジン１０００は、クランクシャフト１０９０からの動力がタイミングチェーン１２００（またはタイミングベルト）により各スプロケット２０１０，２０１２を介してインテークカムシャフト１１２０およびエキゾーストカムシャフト１１３０に伝達されるように構成されている。また、インテークカムシャフト１１２０の外周側には、所定のカム角毎にカム角信号Ｐｉｖを出力するカムポジションセンサ５０１０が取付けられている。一方、クランクシャフト１０９０の外周側には、所定のクランク角毎にクランク角信号Ｐｃａを出力するクランク角センサ５０００が取付けられている。また、電動モータ２０６０の回転子（図示せず）には、所定の回転角度毎にモータ回転角信号Ｐｍｔを出力するモータ回転角センサ５０５０が取付けられている。これらのカム角信号Ｐｉｖ、クランク角信号Ｐｃａおよびモータ回転角信号Ｐｍｔは、ＥＣＵ４０００へ入力される。

ＥＣＵ４０００は、さらに、エンジン１０００の状態を検出するためのセンサ群の出力および運転条件（運転者ペダル操作、現車速等）に基づき、エンジン１０００に対して要求される出力が得られるように、エンジン１０００の動作を制御する。そのエンジン制御の一環として、ＥＣＵ４０００は、図２に示したマップに基づき、インテークバルブ１１００およびエキゾーストバルブ１１１０の目標位相を設定する。さらに、ＥＣＵ４０００は、インテークバルブ１１００の実位相をこの目標位相に合致させるように、インテーク用ＶＶＴ機構２０００のアクチュエータである電動モータ２０６０の回転数指令値Ｎｍｒｅｆを生成する。

この回転数指令値Ｎｍｒｅｆは、以下に説明するように、アクチュエータ作動量に相当する電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０（インテークカムシャフト１１２０）との相対回転数に対応させて決定される。電動機ＥＤＵ（Electronic Drive Unit）４１００は、ＥＣＵ４０００からの回転数指令値Ｎｍｒｅｆに従い、電動モータ２０６０の回転数制御を行なう。

なお、エンジン停止の際、具体的には、エンジン１０００の停止指令の発生後には、インテークバルブ位相の目標値（目標位相）は、次回のエンジン始動に備えて、エンジン始動に適した停止時位相に設定される。すなわち、エンジン停止指示の発生時に、インテークバルブ位相が停止時位相と異なる場合（停止時位相へ未到達時）には、それ以降において、可変バルブタイミング装置は、アクチュエータである電動モータ２０６０を作動させることによって、インテークバルブ位相（すなわちインテークカムシャフト１１２０の位相）を変化させる。上述のように、エンジン停止時における位相変化を防止するために、停止時位相は、図９に示した減速比大の領域２５００内に設けられる。

（ハイブリッド車両への搭載）
以下では、図１〜図１１に示した本実施の形態に従う可変バルブタイミング装置を備えるエンジンがハイブリッド車両に搭載される例について説明する。

図１２は、この発明の実施の形態による可変バルブタイミング装置を備えたエンジンシステムを搭載したハイブリッド車両の動力出力装置の概略ブロック図である。なお、本発明は図１２に示すハイブリッド車両に限定されず、他の態様を有するハイブリッド車両であってもよい。

図１２を参照して、動力出力装置は、図１に示したエンジン１０００と、エンジンＥＣＵ４０００と、バッテリ２０と、インバータ１０と、車輪７０，８０と、トランスアクスル６０と、ＭＧＥＣＵ２００と、バッテリＥＣＵ４００と、ＨＶＥＣＵ１００とを備える。

バッテリ２０は、インバータ１０へ直流電力を供給する。バッテリ２０は、充電可能な二次電池で構成され、代表的にはニッケル水素蓄電池やリチウムイオン二次電池や大容量コンデンサ（キャパシタ）等が適用される。

インバータ１０は、バッテリ２０から供給された直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータＭＧ２へ供給する。あるいは、インバータ１０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２から供給された交流電力を直流電力に変換してバッテリ２０へ出力する。インバータ１０は、モータジェネレータＭＧ１を駆動制御する第１のインバータと、モータジェネレータＭＧ２を駆動制御する第２のインバータとを包括的に１つの要素として表記するものである。

トランスアクスル６０は、トランスミッションとアクスル（車軸）とを一体構造として備えており、動力分割機構ＰＳＤと、減速機５０と、モータジェネレータＭＧ１と、モータジェネレータＭＧ２とを有する。

動力分割機構ＰＳＤは、エンジン１０００によって生じた駆動力を、減速機５０を介して車輪７０，８０の駆動軸６５へ伝達する経路と、モータジェネレータＭＧ１へ伝達する経路とに分割可能である。動力分割機構ＰＳＤには、たとえば図１３に示すような遊星歯車機構が用いられる。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々は、発電機としても電動機としても機能し得る。モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構ＰＳＤを介して伝達されたエンジン１０００からの駆動力によって回転されて発電する。モータジェネレータＭＧ１による発電電力は、インバータ１０に供給され、バッテリ２０の充電電力として、あるいはモータジェネレータＭＧ２の駆動電力として用いられる。回転数センサ３０は、モータジェネレータＭＧ１のモータ回転数ＭＲＮ１を検出してＭＧＥＣＵ２００へ出力する。

モータジェネレータＭＧ２は、インバータ１０から供給された交流電力によって回転駆動される。モータジェネレータＭＧ２によって生じた駆動力は、減速機５０を介して駆動軸６５へ伝達される。なお、駆動軸６５にて駆動される車輪７０，８０以外の車輪（図示せず）については、単なる従動輪としてもよいが、さらに図示しない別のモータジェネレータにて駆動されるように構成して、いわゆる電動の四輪駆動システムを構成するようにしてもよい。

また、回生制動動作時にモータジェネレータＭＧ２が車輪７０，８０の減速に伴なって回転される場合には、モータジェネレータＭＧ２に生じた起電力（交流電力）がインバータ１０へ供給される。この場合には、インバータ１０が供給された交流電力を直流電力に変換してバッテリ２０へ供給することにより、バッテリ２０が充電される。

エンジンＥＣＵ４０００は、エンジン１０００の動作状態を制御する。バッテリＥＣＵ４００は、バッテリ２０の充放電状態を管理制御する。ＭＧＥＣＵ２００は、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２、インバータ１０およびバッテリＥＣＵ４００等を制御する。ＨＶＥＣＵ１００は、バッテリＥＣＵ４００、エンジンＥＣＵ４０００およびＭＧＥＣＵ２００等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率良く運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御する。

次に、図１３を用いて、動力分割機構ＰＳＤによる遊星歯車を利用した駆動力の機械分配について説明する。

図１３を参照して、動力分割機構ＰＳＤを構成する遊星歯車機構１５０は、複数のピニオンギヤ１６０と、サンギヤ１７０と、リングギヤ１８０とを有する。サンギヤ１７０およびリングギヤ１８０は回転軸が同軸のギヤである。

サンギヤ１７０の回転力が入出力されるサンギヤ軸１７２は、モータジェネレータＭＧ１の回転軸（すなわちロータ）と接続される。また、リングギヤ１８０の回転力が入出力されるリングギヤ軸１８２は、モータジェネレータＭＧ２の回転軸（すなわちロータ）と結合される。

リングギヤ軸１８２は、減速機５０を構成するチェーンドライブスプロケット１９０とさらに連結されている。チェーンドライブスプロケット１９０は、チェーン１９５によってチェーンドリブンスプロケット１９２と連結されている。チェーンドリブンスプロケット１９２は、駆動軸６５と結合されたカウンタドライブギヤ１９８と連結されている。これにより、リングギヤ１８０の回転は、減速機５０の所定の減速比に従って、駆動軸６５へ伝達される。

複数のピニオンギヤ１６０は、サンギヤ１７０およびリングギヤ１８０との間に配置され、各々が、サンギヤ１７０の外周を自転しながら公転する。各ピニオンギヤ１６０の公転力は、プラネタリキャリア軸１６２によりプラネタリキャリア１６５の回転力として与えられる。プラネタリキャリア軸１６２は、エンジン１０００の出力軸であるクランクシャフト１０９０と連結される。

遊星歯車機構１５０では、上記のサンギヤ軸１７２、リングギヤ軸１８２およびプラネタリキャリア軸１６２の３軸のうちのいずれか２軸の回転数およびこれらの軸に入出力されるトルクが決定されると、対応の１軸の回転数およびその回転軸に入出力されるトルクが決定されるという性質を有している。

上記の動力出力装置を有するハイブリッド車両は、走行時において、駆動軸６５に出力すべき要求パワーに相当する動力をエンジン１０００から出力し、出力された動力を動力分割機構ＰＳＤを介して駆動軸６５に伝達している。このとき、たとえば、駆動軸６５から出力すべき要求回転数および要求トルクに対し、エンジン出力軸（クランクシャフト１１９０）が高回転数かつ低トルクで回転している場合には、エンジン１０００の出力している動力の一部を動力分割機構ＰＳＤを介してモータジェネレータＭＧ１に伝達する。モータジェネレータＭＧ１は伝達された動力により発電し、その発電電力によりモータジェネレータＭＧ２が駆動される。モータジェネレータＭＧ２の駆動により、リングギヤ１８０を介して駆動軸６５にトルクが付加される。

逆に、駆動軸６５から出力すべき要求回転数および要求トルクに対し、エンジン出力軸（クランクシャフト１１９０）が低回転数かつ高トルクで回転している場合には、エンジン１０００の出力している動力の一部を動力分割機構ＰＳＤを介してモータジェネレータＭＧ２に伝達し、モータジェネレータＭＧ２により電力を回収する。この回収した電力によって、モータジェネレータＭＧ１が駆動されて、サンギヤ１７０にトルクが付加される。

上記のように、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２を介して電力の形でやり取りされる動力を調整することにより、エンジン１０００から出力された動力を所望の回転数およびトルクとして駆動軸６５から出力することができる。なお、モータジェネレータＭＧ１またはＭＧ２によって回収された電力の一部は、バッテリに蓄積することが可能である。また、バッテリに蓄積された電力を用いて、モータジェネレータＭＧ１またはＭＧ２を駆動することも可能である。

上記のような動作原理に基づき、定常走行時には、たとえばエンジン１０００を主駆動源としつつ、モータジェネレータＭＧ２の動力を用いて走行する。このように、エンジン１０００とモータジェネレータＭＧ２との双方を駆動源として走行することにより、必要なトルクおよびモータジェネレータＭＧ２で発生し得るトルクに応じて、エンジン１０００を運転効率の高い動作点にて運転できる。したがって、ハイブリッド車両は、エンジン１０００のみを駆動源とする車両に比べて、省資源性および排気浄化性に優れている。

一方、エンジン出力軸（クランクシャフト１１９０）の回転を、動力分割機構ＰＳＤを介してモータジェネレータＭＧ１に伝達することができるため、エンジン１０００の運転によりモータジェネレータＭＧ１で発電しつつ走行することも可能である。

図１２および図１３に示したハイブリッド車両では、エンジン停止時に、エンジン１０００への燃料供給停止後にも、モータジェネレータＭＧ１からのトルクによりエンジン回転数を制御することが可能である。このため、ハイブリッド車両では、エンジン停止時の制振機能を実現するために図１４に示すようなエンジン減速制御が行なわれる。

図１４を参照して、モータジェネレータＭＧ１によるトルクを作用させない場合には、エンジン回転数は、符号６００に示すように、時刻ｔ０での燃料カット後急激に低下する。この際に領域６０２では、急激な駆動力の喪失に伴い車両前後方向での振動が生じ、さらに、領域６０４では、エンジンの圧縮・膨張行程の周期がエンジンマウント系と共振して振動が増大することにより、車両左右方向の振動が発生する。

これらの車両振動を防止するために、ハイブリッド自動車のエンジン停止時では、エンジン停止指令の発生後、所定の減速パターン６１０に従ってエンジン回転数が低下するように、モータジェネレータＭＧ１からのトルクが動力分割機構ＰＳＤを介して、エンジン１０００のクランクシャフト１０９０に作用される。

具体的には、時刻ｔ０での燃料カット直後には、モータジェネレータＭＧ１によりクランクシャフト１０９０の回転を維持する方向のトルク（正トルク）を発生することにより、急激なエンジン回転数の低下を防止して、領域６０２のような車両振動の発生を防止する。その後、モータジェネレータＭＧ１の正トルクは徐々に減少されて、エンジン回転数は、所定の減速度に従って低下する。

そして、車両共振点（領域６０４）に達する前の時刻ｔ１において、モータジェネレータＭＧ１による正トルクの出力を停止し、クランクシャフト１０９０の回転を停止させるよるに、トルク（負トルク）の発生あるいは発電動作の実行を行なう。これにより、エンジン回転数が車両共振点に対応する領域に存在する時間を短縮させてエンジンを停止できるので、領域６０４のような車両振動の発生が抑制される。

なお、サンギヤ（モータジェネレータＭＧ１）、プラネタリキャリア（エンジン出力軸）およびリングギヤ（モータジェネレータＭＧ２）の回転数間の関係は、所定のギヤ比によって定まるため、モータジェネレータＭＧ１の回転数制御における指令値を図１４の減速パターン６１０に従って変化させることにより、上述のエンジン減速制御を実現することができる。

上述のように、本実施の形態に係る可変バルブタイミング装置を備えたエンジンシステムでは、エンジン停止時点におけるインテークバルブ位相を減速度大の領域２５００内に確実に変化させる必要がある。その一方で、エンジン停止指示の発生からエンジン停止までの間に確保可能なインテークバルブ位相の変化量が小さくなってしまう可能性がある。このため、ハイブリッド車両におけるエンジン減速制御は、インテークバルブ位相を考慮しつつ実行する必要がある。

図１５は、本発明の実施の形態によるエンジンシステムを搭載したハイブリッド車両におけるエンジン停止時のエンジン減速制御を説明するフローチャートである。図１５に示すフローチャートに従う制御処理は、エンジンＥＣＵ４０００が所定プログラムを所定周期で実行することにより実現される。

図１５を参照して、エンジンＥＣＵ４０００は、ステップＳ１００により、エンジン停止指示が発生されたかどうかを判定する。ステップＳ１００における判定は、たとえば、エンジン始動時に「オフ」に初期設定され、エンジン停止指示の発生に応答して「オン」に設定されるフラグに基づいて実行される。

ここでのエンジン停止指示は、イグニッションスイッチのオフ操作に代表される運転者の操作に応答したエンジン停止指示の他に、運転状態に応じたエンジン間欠運転のためのエンジン自動停止制御によって自動的に生成されるエンジン停止指示を含む。たとえばハイブリッド車両では、軽負荷運転時等のエンジン１０００の運転効率が悪い運転領域においては、ＨＶＥＣＵ１００からの指示によりエンジン１０００は自動的に停止される。

エンジン停止指示の非発生時（ステップＳ１００のＮＯ判定時）には、以降の処理を終了することなく制御処理は終了される。

エンジン停止指示の発生後（ステップＳ１００のＹＥＳ判定時）には、エンジンＥＣＵ４０００は、ステップＳ１１０により、現在のインテークバルブ位相ＩＶ（θ）を取得する。たとえば、エンジンＥＣＵ４０００は、クランク角センサ５０００からのクランク角信号、カムポジションセンサ５０１０からのカム角信号および電動モータ２０６０の回転角センサ５０５０からのモータ回転角信号を適宜用いて、現在のインテークバルブ位相ＩＶ（θ）を算出する。

さらに、エンジンＥＣＵ４０００は、ステップＳ１２０により、所定の減速パターン６１０（図１４）に従った通常のエンジン減速制御を現時点から開始しても、エンジン停止までにインテークバルブ位相を減速度大の領域２５００内へ変更可能な状態（以下、「減速可能状態」とも称する）であるか否かを判定する。これにより、上記エンジン減速制御を制限する必要性の有無が判断される。

ステップＳ１２０での判定は、ステップＳ１００に算出した現在のインテークバルブ位相ＩＶ（θ）と領域２５００との位相差Δθにより実行できる（なお、インテークバルブ位相ＩＶ（θ）が領域２５００内であるときには、Δθ＝０とする）。たとえば、現時点での位相差Δθが所定値以下であるときに、ステップＳ１２０をＹＥＳ判定とし、そうでないときにＮＯ判定とすることができる。

あるいは、エンジン停止指示発生からの経過時間を図示しないタイマで計時することにより、ステップＳ１２０での判定を、タイマにより計時された経過時間と基準時間との比較により実行する構成とすることもできる。具体的には、経過時間が基準時間に達するまでの間はステップＳ１２０をＮＯ判定とし、それ以降ではステップＳ１２０をＹＥＳ判定とすることができる。この際の基準時間の設定については、固定値としてもよいが、図１６に示すように、エンジン停止指示発生時点における位相差Δθに応じて可変設定することが、具体的には、位相差Δθが大きいほど基準時間Ｔｊを相対的に長く設定することが好ましい。

エンジンＥＣＵ４０００は、ステップＳ１２０のＹＥＳ判定時、すなわち、減速可能状態にあるときには、ステップＳ１３０により、モータジェネレータＭＧ１によるエンジン減速制御を通常の減速パターン６１０（図１４）に従って実行することを許可する。

これに応答して、ＨＶＥＣＵ１００は、エンジンＥＣＵ４０００による許可を受けて、ＭＧＥＣＵ２００により、エンジンのクランクシャフト１０９０の回転数を低下させる方向にモータジェネレータＭＧ１の回転数を変化させる。

さらに、エンジンＥＣＵ４０００は、ステップＳ１５０により、減速度大の領域２５００内に設けられた停止時位相に向けたインテークバルブ位相制御を実施する。すなわち、現在のインテークバルブ位相ＩＶ（θ）と停止時位相との位相偏差に基づき、アクチュエータである電動モータ２０６０の回転数指令値Ｎｍｒｅｆが生成される。インテークバルブ位相ＩＶ（θ）が停止時位相に一致した後においては、インテークバルブ位相ＩＶ（θ）が停止時位相に維持されるように回転数指令値Ｎｍｒｅｆが生成される。

なお、自動的にエンジン間欠運転が行なわれることによりエンジン始動の機会が多いハイブリッド車両では、エンジン始動時の振動を低減するために、始動時位相を最遅角位相に設定する始動時減圧制御が行なうことが好ましい。このため、エンジン停止指示の発生以降では、ＶＶＴ機構２０００によるインテークバルブ位相制御の目標値は、領域２５００内の最遅角位相に設定されるものとする。

一方、エンジンＥＣＵ４０００は、ステップＳ１２０のＮＯ判定時、すなわち、減速可能状態にないときには、ステップＳ１４０により、モータジェネレータＭＧ１によるエンジン減速制御を制限する。

たとえば、通常のエンジン減速制御を伴うエンジン停止シーケンスの開始を禁止（不許可）することにより、あるいは、エンジン減速制御での減速度を通常の減速パターン６１０（図１４）よりも小さい値としてエンジン減速制御を開始・実行することによって、ステップＳ１４０では、モータジェネレータＭＧ１によるエンジン減速制御が制限される。

これにより、通常時よりもエンジン停止指示発生からエンジン停止までの時間的余裕を確保して、ステップＳ１５０によるインテークバルブ位相の変更量を確保できる。この結果、より確実に、エンジン停止時点までにインテークバルブ位相を減速度大の領域２５００内とすることができる。

このような制御構成とすることにより、遊星歯車機構のギヤを介してエンジンの出力軸（クランクシャフト１０９０）と連結されたモータジェネレータＭＧ１を用いて、エンジン停止時にエンジン回転数を所定減速パターンに従って低下させるエンジン減速制御を行なう構成のハイブリッド車両において、エンジン停止時点のインテークバルブ位相を確実に減速度大の領域２５００内とすることができる。したがって、エンジン停止時に意図しないインテークバルブ位相変化が発生しないように配慮して、エンジン減速制御を実行することができる。

（その他の適用例）
本実施の形態に係るエンジンシステムは、ハイブリッド車両以外への適用も可能である。すなわち、ハイブリッド車両でのモータジェネレータＭＧ１とは異なる要素によって、エンジン停止時のエンジン減速制御を実行する構成の車両についても、本発明を適用できる。エンジン減速制御を行なうエンジンシステムは、自動的にエンジン間欠運転を行なう車両に適しているので、ハイブリッド車両以外では、アイドリング時にエンジンを自動的に停止させるいわゆるエコノミーランニングシステム搭載車両等にも好適である。

たとえば、図１７に示すように、エンジン１０００に対する付属機器（補機）の１つであるオルタネータ（発電機）によって、エンジン減速制御を実行することが可能である。

図１７を参照して、エンジン１０００のクランクシャフトプーリ２５０は、ベルト４００によって、補機類を駆動するための、エアコンプーリ４１０、発電機プーリ４２０、冷却水ポンププーリ４３０およびパワーステアリングプーリ４４０と連結される。さらに、ベルト４００の張力を維持するために、オートテンショナ４５０およびオートテンショナ用アイドラプーリ４５５が設けられている。

オルタネータ５００Ａは、発電機プーリ４２０によって回転されて回転磁界を発生する回転子（図示せず）と、この回転子による回転磁界の発生に応じて電磁誘導で電流が発生するように構成されたステータコイル（図示せず）とを含む。上記のように、発電機プーリ４２０は、ベルト４００を介してクランクシャフトプーリ２５０と連結されており、エンジン１０００の出力によって回転される。

したがって、エンジン停止時には、通常の発電時と比較して、オルタネータ５００Ａの回転子の回転負荷が変化するように、すなわち、クランクシャフト１０９０の減速度が変化するように、オルタネータ５００Ａでの磁界発生を制御することにより、図１４と同様のエンジン減速制御を実行することができる。

あるいは、オルタネータ５００Ａに代えて、モータジェネレータＭＧ１と同様に、エンジン始動時にはエンジンの始動トルクを発生する一方で、回生制動時にはベルト４００を介して伝達された回転力によって回生発電を実行するモータジェネレータ５００Ｂを配置する構成においても、同様に図１４に示したエンジン減速制御を行なうことができる。

このような構成では、エンジン停止の際には、モータジェネレータ５００Ｂの出力トルクを制御することによって、エンジン回転数の減速度を制御するようなトルクを、クランクシャフト１０９０に作用させることができる。すなわち、モータジェネレータ５００Ｂの出力トルク制御により、図１４に示した減速パターン６１０に従うエンジン減速制御を実現することができる。

図１７に示したような、エンジンの出力軸（クランクシャフト）とベルトを介して連結されたオルタネータ５００Ａ，モータジェネレータ５００Ｂ等の「回転電機」によってエンジン減速制御を行なうエンジンシステムと、本実施の形態による可変バルブタイミング装置との組合せにおいても、図１５に示したエンジン停止時のエンジン減速制御を行なうことによって、エンジン停止時点のインテークバルブ位相を確実に減速度大の領域２５００内とすることができる。これにより、エンジン停止時に意図しないインテークバルブ位相変化が発生しないように配慮して、エンジン減速制御を実行することができる。

なお、図１５に示したエンジン停止時のエンジン減速制御は、エンジン減速制御を行なう機構を特に限定することなく、すなわち、本実施の形態で説明した以外の機構によりエンジン減速制御を行なうエンジンシステムにおいても同様に実行可能である点について、確認的に記載する。

なお、以上説明した本実施の形態において、モータジェネレータＭＧ１（図１２）、オルタネータ５００Ａ（図１７）およびモータジェネレータ５００Ｂ（図１７）等によるエンジン停止の際のエンジン減速制御が、本発明における「エンジン減速制御手段」に対応し、図１５のステップＳ１２０による処理は本発明での「判定手段」に対応し、ステップＳ１４０による処理は本発明における「減速制限手段」に対応する。

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。

本発明の実施の形態に係る可変バルブタイミング装置が搭載された車両のエンジンシステムを示す概略構成図である。 インテークカムシャフトの位相を定めたマップを示す図である。 インテーク用ＶＶＴ機構を示す断面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 図３のＢ−Ｂ断面図（その１）である。 図３のＢ−Ｂ断面図（その２）である。 図３のＣ−Ｃ断面図である。 図３のＤ−Ｄ断面図である。 インテーク用ＶＶＴ機構全体として減速比を示す図である。 スプロケットに対するガイドプレートの位相とインテークカムシャフトの位相との関係を示す図である。 本実施の形態に係る可変バルブタイミング装置によるインテークバルブ位相の制御構成を説明する概略ブロック図である。 この発明の実施の形態による可変バルブタイミング装置を備えたエンジンシステムを搭載したハイブリッド車両の動力出力装置の概略ブロック図である。 遊星歯車機構で構成される動力分割装置の構成を説明する図である。 図１２および図１３に示したハイブリッド車両でのエンジン減速制御を説明する概念図である。 本発明の実施の形態によるエンジンシステムを搭載したハイブリッド車両におけるエンジン停止時のエンジン減速制御を説明するフローチャートである。 エンジン減速制御の制限必要性を判定するための基準時間の設定を説明する概念図である。 エンジンと連結された補機の配置を説明する概念図である。

符号の説明

１０ インバータ、２０ バッテリ、３０ 回転数センサ（ＭＧ１）、５０ 減速機、６０ トランスアクスル、６５ 駆動軸、７０，８０ 車輪、１００ ＨＶＥＣＵ、１１０ エンジン回転軸、１５０ 遊星歯車機構、１６０ ピニオンギヤ、１６２ プラネタリキャリア軸、１６５ プラネタリキャリア、１７０ サンギヤ、１７２ サンギヤ軸、１８０ リングギヤ、１８２ リングギヤ軸、１９０ チェーンドライブスプロケット、１９２ チェーンドリブンスプロケット、１９５ チェーン、１９８ カウンタドライブギヤ、２００ ＭＧＥＣＵ、２５０ クランクシャフトプーリ、３００ バッテリＥＣＵ、４００ ベルト、４１０ エアコンプーリ、４２０ 発電機プーリ、４３０ 冷却水ポンププーリ、４４０ パワーステアリングプーリ、４５０ オートテンショナ、４５５ オートテンショナ用アイドラプーリ、５００Ａ オルタネータ、５００Ｂ モータジェネレータ、１０００ エンジン、１０１０，１０１２ バンク、１０２０ エアクリーナ、１０３０ スロットルバルブ、１０３２ 吸気通路、１０４０ シリンダ、１０５０ インジェクタ、１０６０ 点火プラグ、１０７０ 三元触媒、１０８０ ピストン、１０９０ クランクシャフト、１１００ インテークバルブ、１１１０ エキゾーストバルブ、１１２０ インテークカムシャフト、１１３０ エキゾーストカムシャフト、１２００ タイミングチェーン、２０００ ＶＶＴ機構（インテークバルブ）、２０１０，２０１２ 各スプロケット、２０２０ カムプレート、２０３０ リンク機構、２０３４ 制御ピン、２０４０ ガイドプレート、２０４２ ガイド溝、２０４４ 凹部、２０５０ 減速機、２０５２ 外歯ギヤ、２０５４ 内歯ギヤ、２０５６ 凸部、２０６０ 電動モータ（ＶＶＴアクチュエータ）、２０６２ カップリング、２０６４ 軸心、２０６６ 偏心軸、２５００ 位相領域（減速度大）、２５１０，２５２０ 位相領域（減速度小）、３０００ ＶＶＴ機構（エキゾーストバルブ）、４０００ エンジンＥＣＵ、４１００ 電動機ＥＤＵ、５０００ クランク角センサ、５０１０ カムポジションセンサ、５０２０ 水温センサ、５０３０ エアフローメータ、５０５０ モータ回転角センサ、６０１０ 減速パターン（エンジン減速制御）、ＩＶ（θ） インテークバルブ位相、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｎｍｒｅｆ 回転数指令値、Ｐｃａ クランク角信号、Ｐｉｖ カム角信号、Ｐｍｔ モータ回転角信号、ＰＳＤ 動力分割機構。

Claims (10)

1. 燃料燃焼により駆動力を発生するエンジンと、
   前記エンジンに設けられたインテークバルブおよびエキゾーストバルブの少なくとも一方のバルブの位相を変更する可変バルブタイミング装置と、
   前記エンジンの停止指示発生時に、エンジン回転速度を所定の減速パターンに従って低下させるためのトルクを前記エンジンの出力軸に付加するように構成されたエンジン減速制御手段とを備え、
   前記可変バルブタイミング装置は、
   アクチュエータと、
   前記エンジンの作動中において、位相が変更されるバルブを駆動するカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相差であるカムシャフト位相を、前記アクチュエータの作動量に応じた変化量で変化させることによって前記バルブ位相を変更するように構成された変更機構とを含み、
   前記変更機構は、前記カムシャフト位相が第１の位相領域にある場合と第２の位相領域にある場合とで、前記アクチュエータの作動量に対する前記カムシャフト位相の変化量の比率が異なり、かつ、前記第１の位相領域では前記第２の位相領域よりも前記比率が小さくなるように構成され、
   前記可変バルブタイミング装置は、
   前記エンジンの停止指示の発生後に、現時点から前記減速パターンに従って前記エンジンを減速させても、エンジン停止までに前記カムシャフト位相を前記第１の位相領域内へ変更可能な減速可能状態であるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段による判定結果に基づき、前記エンジンの停止指示の発生以後における前記エンジン減速制御手段の動作を制限するための減速制限手段をさらに含む、エンジンシステム。
2. 前記減速制限手段は、前記減速可能状態にあると判定されたときに、前記エンジン減速制御手段による前記エンジン回転速度の減速度を前記減速パターンに従った第１の値に設定する一方で、前記減速可能状態にないと判定されたときには、前記減速度を前記第１の値より小さい第２の値に設定する、請求項１記載のエンジンシステム。
3. 前記減速制限手段は、前記減速可能状態にないと判定される間は、前記エンジン減速制御手段の動作開始を不許可とする一方で、前記減速可能状態にあると判定された時点から、前記エンジン減速制御手段の動作開始を許可する、請求項１記載のエンジンシステム。
4. 前記判定手段は、前記現在のカムシャフト位相と前記第１の位相領域との差に基づき前記減速可能状態であるか否かを判定する、請求項１記載のエンジンシステム。
5. 前記判定手段は、前記エンジンの停止指示の発生からの経過時間が基準時間を超えるまでの間前記減速可能状態にないと判定し、かつ、前記経過時間が前記基準時間を超えた後は前記減速可能状態にあると判定する、請求項１記載のエンジンシステム。
6. 前記基準時間は、前記エンジン停止指示の発生時における前記カムシャフト位相と前記第１の位相領域との差に応じて設定される、請求項５記載のエンジンシステム。
7. 前記エンジンシステムは、前記エンジンの他に駆動力発生源を搭載したハイブリッド車両に搭載され、
   前記エンジン減速制御手段は、前記エンジンの出力軸とギヤを介して連結された回転軸を有する回転電機を含む、請求項１に記載のエンジンシステム。
8. 前記エンジン減速制御手段は、前記エンジンの出力軸とベルトを介して連結された回転軸を有する回転電機を含む、請求項１に記載のエンジンシステム。
9. 前記エンジンの停止指示は、運転者の操作に応答して発生される、請求項１〜８のいずれか１項に記載のエンジンシステム。
10. 前記エンジンの停止指示は、運転者の操作とは独立して、所定の運転状態の発生に応じて自動的に発生される、請求項１〜８のいずれか１項に記載のエンジンシステム。

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