CN104968548B - 混合动力车辆的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的控制装置适用于具备能够切换稀薄燃烧和化学计量燃烧的内燃机(3)、和电动发电机(4，5)作为行驶用动力源的混合动力车辆。控制装置执行限制内燃机(3)的工作点的噪声抑制控制，以抑制由动力传递机构(6，20，23，27)产生的噪声，在切换内燃机(3)的运转模式来执行噪声抑制控制的情况下的热效率比维持内燃机(3)的运转模式来执行噪声抑制控制的情况下的热效率高的情况下，切换内燃机(3)的运转模式。

Description

混合动力车辆的控制装置

技术领域

本发明涉及适用于具备能够切换稀薄燃烧和化学计量燃烧的内燃机的混合动力车辆的控制装置。

背景技术

已知将内燃机的动力分配给第1电动发电机和输出部、且在该输出部上经由齿轮连结有第2电动发电机的混合动力车辆。这种混合动力车辆在第2电动发电机的马达转矩达到0Nm的情况下，介于输出部与第2电动发电机之间的齿轮对输出部的按压变松。其结果，由于内燃机的转矩变动、旋转变动传递到输出部，输出部和齿轮因齿隙间相互碰撞而产生打齿声等噪声。因此，存在如下的控制装置：在应该抑制由这样的动力传递机构产生的噪声的条件成立的情况下，通过将内燃机的工作点变更到高转速低转矩侧，使内燃机的输出变动降低来抑制噪声(专利文献1)。另外，作为与本发明关联的现有技术文献，存在专利文献2。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2008-201351号公报

专利文献2：日本特开2007-203825号公报

发明内容

发明要解决的问题

已知为了提高燃料经济性而在稀薄燃烧和化学计量燃烧之间切换运转模式的内燃机。在将这样的内燃机适用于混合动力车辆而按每个运转模式执行了用于抑制上述的噪声的噪声抑制控制的情况下，在稀薄燃烧时执行噪声抑制控制的情况和在化学计量燃烧时执行噪声抑制控制的情况之间内燃机的热效率的大小关系有可能会因运转条件而变化。

因此，本发明的目的在于，提供一种能够抑制内燃机的热效率恶化同时抑制由动力传递机构产生的噪声的混合动力车辆的控制装置。

用于解决问题的手段

本发明的混合动力车辆的控制装置是一种混合动力车辆的控制装置，该控制装置适用于具备内燃机和电动机作为行驶用动力源、且所述内燃机的发动机转矩和所述电动机的马达转矩经由包含齿轮组的动力传递机构而输出到驱动轮的混合动力车辆，所述内燃机能够切换稀薄燃烧和化学计量燃烧，所述控制装置具备：燃烧切换单元，其通过变更所述内燃机的空燃比而在所述稀薄燃烧与所述化学计量燃烧之间切换所述内燃机的运转模式；噪声抑制控制单元，其在所述稀薄燃烧和所述化学计量燃烧各自的情况下执行噪声抑制控制，该噪声抑制控制对由发动机转速和发动机转矩定义的所述内燃机的工作点进行限制以抑制由所述动力传递机构产生的噪声；以及热效率算出单元，其算出在所述稀薄燃烧时执行了所述噪声抑制控制的情况和在所述化学计量燃烧时执行了所述噪声抑制控制的情况各自的所述内燃机的热效率，所述燃烧切换单元在切换所述内燃机的所述运转模式而执行所述噪声抑制控制时由所述热效率算出单元算出的所述热效率比在维持所述内燃机的所述运转模式而执行所述噪声抑制控制时由所述热效率算出单元算出的所述热效率高的情况下，切换所述内燃机的所述运转模式。

根据该控制装置，在噪声抑制控制的执行期间切换运转模式时的热效率比维持内燃机的运转模式时的热效率高的情况下，对内燃机的运转模式进行切换。因此，能够避免在噪声抑制控制的执行期间在内燃机的热效率不良的状态下维持运转模式。由此，能够抑制内燃机的热效率的恶化同时抑制由动力传递机构产生的噪声。

作为本发明的控制装置的一个技术方案，所述噪声抑制控制单元可以在所述噪声抑制控制的执行期间从所述化学计量燃烧向所述稀薄燃烧切换的情况下，使所述内燃机的所述工作点向高转速侧移动，所述燃烧切换单元可以在将所述内燃机的所述运转模式从所述化学计量燃烧向所述稀薄燃烧切换的情况下，在所述噪声抑制控制单元使所述内燃机的所述工作点向高转速侧开始了移动之后，变更所述内燃机的所述空燃比。

稀薄燃烧与化学计量燃烧相比，燃烧状态难以稳定，因此内燃机的发动机转速、发动机转矩等输出容易变动。因此，对于使噪声恶化的区域，在高转速侧稀薄燃烧比化学计量燃烧宽，并且在低转速侧化学计量燃烧比稀薄燃烧窄。因此，在化学计量燃烧时进行噪声抑制控制的情况下不使内燃机的工作点移动，当变更空燃比而从化学计量燃烧切换到稀薄燃烧时，即使在运转模式的切换前后内燃机处于同一工作点也有可能导致噪声恶化。根据本技术方案，在噪声抑制控制的执行期间从化学计量燃烧向稀薄燃烧切换的情况下，在内燃机的工作点向高转速侧开始了移动之后，变更空燃比而从化学计量燃烧向稀薄燃烧切换。因此，能够避免在运转模式为化学计量燃烧的状态下空燃比变化，因此能够抑制伴随运转模式切换的噪声恶化。此外，因为在空燃比的变更前进行的工作点向高转速侧的移动是向噪声改善的方向的移动，所以噪声不会由于工作点的移动而恶化。

作为本发明的控制装置的一个技术方案，所述噪声抑制控制单元可以在所述噪声抑制控制的执行期间从所述稀薄燃烧向所述化学计量燃烧切换的情况下，使所述内燃机的所述工作点向低转速侧移动，所述燃烧切换单元可以在将所述内燃机的运转模式从所述稀薄燃烧向所述化学计量燃烧切换的情况下，在所述噪声抑制控制单元使所述内燃机的所述工作点向低转速侧移动之前，开始所述内燃机的所述空燃比的变更。

内燃机的工作点越是位于低转速侧，则越使噪声恶化。在噪声抑制控制的执行期间从稀薄燃烧向化学计量燃烧切换的情况下，当在稀薄燃烧的状态下使内燃机的工作点移动到低转速侧时，即使是在化学计量燃烧时没有问题的工作点也有可能由于其移动而导致噪声恶化。根据本技术方案，在噪声抑制控制的执行期间从稀薄燃烧向化学计量燃烧切换的情况下，在开始空燃比的变更之后，内燃机的工作点移动到低转速侧。因此，能够避免在运转模式为稀薄燃烧的状态下内燃机的工作点移动到低转速侧，因此能够抑制伴随运转模式切换的噪声恶化。

作为本发明的控制装置的一个技术方案，与发动机转速和发动机转矩关联地设定了第1噪声抑制线和第2噪声抑制线，所述第1噪声抑制线与所述化学计量燃烧对应，所述第2噪声抑制线与所述稀薄燃烧对应、且相比于所述第1噪声抑制线而位于高转速低转矩侧，所述噪声抑制控制单元可以通过将所述内燃机的所述工作点限制在所述第1噪声抑制线和所述第2噪声抑制线的任一方上来执行所述噪声抑制控制，并且根据所述内燃机的所述运转模式的切换而使所述内燃机的所述工作点从所述第1噪声抑制线和所述第2噪声抑制线的任一方上向所述第1噪声抑制线和所述第2噪声抑制线的另一方上移动。根据本技术方案，能够利用按每个运转模式设定的第1噪声抑制线和第2噪声抑制线来实施噪声抑制控制。

在上述技术方案中，所述燃烧切换单元可以在将所述内燃机的所述运转模式从所述化学计量燃烧向所述稀薄燃烧切换的情况下，在所述噪声抑制控制单元使所述内燃机的所述工作点从所述第1噪声抑制线上向所述第2噪声抑制线开始了移动之后，变更所述内燃机的所述空燃比。另外，所述燃烧切换单元可以在将所述内燃机的所述运转模式从所述稀薄燃烧向所述化学计量燃烧切换的情况下，在所述噪声抑制控制单元使所述内燃机的所述工作点从所述第2噪声抑制线上向所述第1噪声抑制线移动之前，开始所述内燃机的所述空燃比的变更。在这些情况下，与上述同样地都能够抑制伴随运转模式切换的噪声恶化。

在上述技术方案中，所述燃烧切换单元可以使所述内燃机的所述工作点沿着连结所述第1噪声抑制线与所述第2噪声抑制线的等功率线而移动。该情况下，能够一边维持内燃机的功率一边使工作点移动，因此效率比在工作点的移动过程中内燃机的功率发生增减且由电动机的马达转矩来抵消该增减的情况下的效率高。

此外，在本发明的控制装置中，化学计量燃烧不仅是指以与理论空燃比严格一致的空燃比为目标的燃烧，也包括以理论空燃比附近的空燃比为目标的燃烧。另外，稀薄燃烧是指以比在化学计量燃烧时为目标的空燃比大的值、即稀薄侧的空燃比为目标的燃烧。

附图说明

图1是表示适用了本发明的一个实施方式的控制装置的车辆的整体构成的图。

图2是说明噪声抑制控制的概要的图。

图3是说明在噪声抑制控制时使用的噪声抑制线与内燃机的工作点的关系的图。

图4是表示为了判断是否需要噪声抑制控制而在稀薄燃烧和化学计量燃烧各自的情况下设定的判定条件的一例的图。

图5是表示本发明的一个实施方式的控制程序的一例的流程图。

图6是表示图5的子程序的一例的流程图。

图7是表示空燃比控制的控制程序的一例的流程图。

图8是表示本发明的第2实施方式的控制程序的一例的流程图。

具体实施方式

(第1实施方式)

如图1所示，车辆1构成为组合了多个动力源的混合动力车辆。车辆1具备内燃机3和两个电动发电机4、5作为行驶用动力源。内燃机3构成为具备四个气缸10的直列四缸型的火花点火式内燃机。内燃机3能够在以理论空燃比或其附近的空燃比为目标的化学计量燃烧和以相比于化学计量燃烧的空燃比的目标而设定在稀薄侧的空燃比为目标的稀薄燃烧之间切换运转模式。

内燃机3和第1电动发电机4与动力分配机构6连结。第1电动发电机4具有定子4a和转子4b。第1电动发电机4作为接受由动力分配机构6分配来的内燃机3的动力进行发电的发电机发挥功能，并且也作为通过交流电力而驱动的电动机发挥功能。同样，第2电动发电机5具有定子5a和转子5b，作为电动机和发电机分别发挥功能。各电动发电机4、5经由马达用控制装置15与电池16连接。马达用控制装置15将各电动发电机4、5发电产生的电力转换成直流电力而蓄积于电池16，并且将电池16的电力转换成交流电力而供给到各电动发电机4、5。第2电动发电机5相当于本发明涉及的电动机。

动力分配机构6构成为单小齿轮型的行星齿轮机构。动力分配机构6具有外齿齿轮的太阳轮S，配置成与太阳轮S同轴的内齿齿轮的齿圈R、能够将与该齿轮S、R啮合的小齿轮P保持为能够自转以及公转的行星齿轮架C。内燃机3输出的发动机转矩被传递到动力分配机构6的行星齿轮架C。第1电动发电机4的转子4b与动力分配机构6的太阳轮S连结。从动力分配机构6经由齿圈R输出的转矩被传递到输出齿轮列20等输出部。输出齿轮列20包括与动力分配机构6的齿圈R一体旋转的输出主动齿轮21、和与输出主动齿轮21啮合的输出从动齿轮22。在输出从动齿轮22上，经由齿轮23连结有第2电动发电机5。齿轮23与第2电动发电机5的转子5b一体旋转。从输出从动齿轮22输出的转矩经由差动装置27分配到左右的驱动轮18。动力传递机构6、输出齿轮列22以及差动装置27各自包含齿轮组。内燃机3和第2电动发电机5的各转矩经由动力分配机构6、输出齿轮列22以及差动装置27而从驱动轮18输出，因此这些装置相当于本发明涉及的动力传递机构。

车辆1的各部的控制通过构成为计算机的电子控制装置(ECU)30来控制。ECU30对内燃机3以及各电动发电机4、5等进行各种控制。向ECU30输入车辆1的各种信息。例如，经由马达用控制装置15向ECU30输入各电动发电机4、5的转速以及转矩。另外，向ECU30输入：输出与加速器踏板31的踏下量对应的信号的加速器开度传感器32的输出信号、输出与车辆1的车速对应的信号的车速传感器33的输出信号、以及输出与内燃机3的发动机转速对应的信号的曲轴角传感器34的输出信号等。ECU30参照加速器开度传感器32的输出信号和车速传感器33的输出信号来计算驾驶员要求的要求驱动转矩，边切换各种模式边控制车辆1，以使针对该要求驱动转矩的系统效率达到最佳。例如，在内燃机3的热效率降低的低负荷区域选择使内燃机3的燃烧停止而驱动第2电动发电机5的EV模式。另外，在仅通过内燃机3而转矩不足的情况下，选择使第2电动发电机5与内燃机3一起成为行驶用驱动源的混合动力模式。

在车辆1以混合动力模式进行稳定运转的情况下，ECU30使内燃机3的工作点移动以使内燃机3的热效率维持尽可能高。在仅通过内燃机3的发动机转矩不能满足对车辆1的要求驱动转矩的情况下，要求驱动转矩的不足部分由第2电动发电机5的马达转矩来补充。在内燃机3的发动机转矩满足要求驱动转矩的大部分的情况下，第2电动发电机5的马达转矩成为0Nm附近的小的值。在这种情况下，与第2电动发电机5连结的齿轮23和输出从动齿轮22的相互按压减弱。因此，内燃机3的发动机转速的变动、发动机转矩的变动被传递到输出从动齿轮22的结果是，齿轮23和输出从动齿轮22因齿隙间而相互碰撞，由动力传递机构产生打齿声等噪声。

ECU30实施抑制由动力传递机构产生的这种噪声的噪声抑制控制。如图2所示，通过发动机转速和发动机转矩定义会产生超过容许限度的等级的噪声的噪声恶化区域Ar，并且，设定回避该噪声恶化区域Ar的噪声抑制线Lnv。并且，ECU30将内燃机3的工作点X限制在由点划线所示的噪声抑制线Lnv上，以使在基于内燃机3的热效率而设定的燃料经济性线La上移动的内燃机3的工作点X不会进入噪声恶化区域Ar。噪声恶化区域Ar以及噪声抑制线Lnv预先通过实机试验等分别确定，这些信息被存储于ECU30。因为噪声产生条件因内燃机3的运转模式而异，所以噪声恶化区域Ar以及噪声抑制线Lnv按内燃机3的各个运转模式而设定。另外，燃料经济性线La也按各个运转模式而设定。

如图3所示，与稀薄燃烧对应的噪声抑制线LnvL相比于与化学计量燃烧对应的噪声抑制线LnvS而设定在低转矩高转速侧。这是因为：稀薄燃烧与化学计量燃烧相比，燃烧状态难以稳定，内燃机3的发动机转速、发动机转矩等输出的变动大。与化学计量燃烧对应的噪声抑制线LnvS相当于本发明涉及的第1噪声抑制线，与稀薄燃烧对应的噪声抑制线LnvL相当于本发明涉及的第2噪声抑制线。

在稀薄燃烧的情况下，由阴影线所示的噪声恶化区域ArL相比于噪声抑制线LnvL而位于高转矩低转速侧。在化学计量燃烧的情况下，由阴影线所示的噪声恶化区域ArS相比于噪声抑制线LnvS而位于高转矩低转速侧。稀薄燃烧的噪声恶化区域ArL比化学计量燃烧的噪声恶化区域ArS大，噪声恶化区域ArL的一部分与噪声恶化区域ArS重叠。因此，是否需要噪声抑制控制的判定，基于按内燃机3的各个运转模式而设定的判定条件在稀薄燃烧的情况下和化学计量燃烧的情况下分别实施。具体而言，如图4所示，将马达转矩进入包含0Nm的预定的转矩范围RS、RL设定为该判定条件。稀薄燃烧情况下的转矩范围RL比化学计量燃烧情况下的转矩范围RS大。作为一例，转矩范围RS设定为-3～+3Nm，转矩范围RL设定为-5～+5Nm。

一般而言，可以说，稀薄燃烧与化学计量燃烧相比空燃比高，因此燃料消耗量少，效率高。但是，在进行噪声抑制控制的情况下，稀薄燃烧与化学计量燃烧相比，内燃机3的工作点从燃料经济性线起的变更量大。因此，可以说，在稀薄燃烧时进行噪声抑制控制的情况下，与在化学计量燃烧时进行噪声抑制控制的情况相比，燃料经济性恶化倾向高。因此，根据内燃机3的运转条件，有时在化学计量燃烧时进行噪声抑制控制的情况下的热效率可能比在稀薄燃烧时进行噪声抑制控制的情况下的热效率好。当然，根据内燃机3的运转条件，在稀薄燃烧时进行噪声抑制控制的情况下的热效率也可能比在化学计量燃烧时进行噪声抑制控制的情况下的热效率高。因此，ECU30在噪声抑制控制的执行期间，对稀薄燃烧情况下的热效率和化学计量燃烧情况下的热效率进行比较，当判断为与维持当前的运转模式相比切换了运转模式的情况下的内燃机3的热效率高时，对运转模式进行切换。换言之，ECU30在执行噪声抑制控制时选择稀薄燃烧和化学计量燃烧中的热效率高的一方的运转模式。

此外，对于为了切换内燃机3的运转模式而实施的空燃比变更控制，ECU30根据要求驱动转矩或其他的要求来实施。从稀薄燃烧向化学计量燃烧的切换，考虑空气量的响应延迟通过向内燃机3供给的燃料量的暂时增加而在短时间内实施。因此，伴随燃料量的增加，发动机转矩也暂时增加。另一方面，从化学计量燃烧向稀薄燃烧的切换，考虑空气量的响应延迟通过向内燃机3供给的燃料量的暂时减少而在短时间内实施。因此，随着燃料量的减少，发动机转矩也暂时减小。此外，由于ECU30使伴随运转模式切换的发动机转矩的增减相互抵消，所以与空燃比的变更同步地使第2电动发电机5的马达转矩增减。

图5以及图6示出了ECU30执行的控制程序的一例。图6的控制程序的程序保存在ECU30中，适时被读取而以预定间隔反复执行。

在步骤S1中，ECU30参照上述的各种传感器等来取得车辆1的车辆信息。对ECU30取得的车辆信息进行例示，有车辆1的加速器开度、车速、内燃机3的发动机转速、以及各电动发电机4、5的转速及转矩。在步骤S2中，ECU30基于加速器开度以及车速来算出要求驱动转矩Tp。要求驱动转矩Tp基于预先设定的映射而算出。在步骤S3中，ECU30基于所算出的要求驱动转矩Tp和/或其他的车辆信息，将内燃机3的运转模式决定为稀薄燃烧和化学计量燃烧的任一方。为了管理内燃机3的运转模式，对ECU30的预定的存储区域分配有管理标记FL、FS。管理标记FL变化为1或0的值。管理标记FL为1的情况是指选择了稀薄燃烧，管理标记FL为0的情况是指选择了化学计量燃烧。同样，管理标记FS变化为1或0的值。管理标记FS为1的情况是指选择了化学计量燃烧，管理标记FS为0的情况是指选择了稀薄燃烧。因此，ECU30在将运转模式决定为稀薄燃烧的情况下，对管理标记FL代入1，对管理标记FS代入0。另一方面，ECU30在将运转模式决定为化学计量燃烧的情况下，对管理标记FS代入1，对管理标记FL代入0。

在步骤S4中，ECU30基于要求驱动转矩Tp来算出马达转矩Tm。对于马达转矩Tm的算出，通过算出与要求驱动转矩Tp关联的基值，并进行通过马达转矩的上限值和下限值限制该基值的保护处理来实施。马达转矩的上限值和下限值分别与电池16的输入输出限制对应。电池16的输入输出限制基于规格等而设定。此外，在马达转矩Tm通过该保护处理受到限制的情况下，根据该限制来修正要求驱动转矩Tp。通过该修正抑制了从驱动轮18输出的转矩的变动。

在步骤S5中，ECU30参照管理标记FL、FS来判定由步骤S3决定的运转模式是否为稀薄燃烧。在稀薄燃烧的情况下进入步骤S6。在不是稀薄燃烧的情况下、即在化学计量燃烧的情况下进入步骤S7。在步骤S6中，ECU30判定是否需要实施噪声抑制控制。该判定以由步骤S6算出的马达转矩Tm是否进入与稀薄燃烧对应设定的图3的转矩范围RL为基准来实施。同样，在步骤S7中，ECU30以马达转矩Tm是否进入转矩范围RS为基准来判定是否需要实施噪声抑制控制。在步骤S6以及步骤S7的处理的结果是判断为需要噪声抑制控制的情况下，ECU30实施步骤S8的噪声抑制控制。此外，噪声抑制控制的详细内容稍后叙述。

在步骤S9中，ECU30从预定的存储装置中读取稀薄燃烧用的燃料经济性线LaL。在步骤S10中，ECU30通过求出与由步骤S2算出的要求驱动转矩Tp对应的等功率线和由步骤S9读取的燃料经济性线LaL的交点，算出成为稀薄燃烧时的控制目标的内燃机3的工作点、即发动机转速NeL以及发动机转矩TeL。在步骤S11中，ECU30计算成为目标的内燃机3的工作点(Ne，Te)。即，对Ne代入NeL，对Te代入TeL。然后，进入步骤S15。

另一方面，在化学计量燃烧的情况下，与上述同样，通过执行步骤S12～步骤S14来算出成为内燃机3的目标的工作点。即，在步骤S12中，ECU30从预定的存储装置中读取化学计量燃烧用的燃料经济性线LaS。在步骤S13中，ECU30通过求出与要求驱动转矩Tp对应的等功率线和由步骤S12读取的燃料经济性线LaS的交点，算出成为化学计量燃烧时的控制目标的内燃机3的工作点、即发动机转速NeS以及发动机转矩TeS。在步骤S14中，ECU30通过对Ne代入NeS并对Te代入TeS来计算成为目标的内燃机3的工作点(Ne，Te)，进入步骤S15。

在步骤S15中，ECU30控制内燃机3以及第1电动发电机4，以使内燃机在通过步骤S11、步骤S8以及步骤S14的各处理得到的工作点(Ne，Te)进行运转。在步骤S16中，ECU30控制第2电动发电机5，以使第2电动发电机5以由步骤S4算出的马达转矩Tm进行运转。然后，结束本次的程序。

接着，参照图6来说明噪声抑制控制的一例。在步骤S81中，ECU30读取稀薄燃烧用的噪声抑制线LnvL。在步骤S82中，ECU30算出噪声抑制控制时的内燃机3的工作点(NenvL，TenvL)。该工作点通过求出与由图5的步骤S2算出的要求驱动转矩Tp对应的等功率线和由步骤S81读取的噪声抑制线LnvL的交点来算出。在步骤S83中，ECU30算出工作点(NenvL，TenvL)上的内燃机3的热效率Lη。例如，热效率Lη通过对预先由实机试验等制作的规定了稀薄燃烧时的热效率与工作点的对应关系的映射进行检索来算出。热效率Lη也能够不使用映射而使用预定的计算式来算出。

与上述同样，在步骤S84中，ECU30读取化学计量燃烧用的噪声抑制线LnvS。在步骤S85中，ECU30通过求出与由图5的步骤S2算出的要求驱动转矩Tp对应的等功率线和由步骤S84读取的噪声抑制线LnvS的交点来算出噪声抑制控制时的内燃机3的工作点(NenvS，TenvS)。在步骤S86中，ECU30算出工作点(NenvS，TenvS)上的内燃机3的热效率Sη。热效率Sη也与上述的热效率Lη同样，通过对预先由实机试验等制作的规定了化学计量燃烧时的热效率与工作点的对应关系的映射进行检索来算出。热效率Sη也能够不使用映射而使用预定的计算式来算出。

在步骤S87中，ECU30参照管理标记FL、FS来判定由图5的步骤S3决定的运转模式是否为稀薄燃烧。在稀薄燃烧的情况下进入步骤S88，在化学计量燃烧的情况下进入步骤S92。

在步骤S88中，ECU30通过对Ne代入NenvL并对Te代入TenvL来计算成为目标的内燃机3的工作点(Ne，Te)，进入步骤S89。在步骤S89中，ECU30判断化学计量燃烧时的热效率Sη是否比稀薄燃烧时的热效率Lη高。也即是，ECU30判定在将运转模式从稀薄燃烧切换到化学计量燃烧来执行噪声抑制控制的情况下的热效率是否比维持当前的运转模式即稀薄燃烧来执行噪声抑制控制的情况下的热效率高。在热效率Sη比热效率Lη高的情况下，将运转模式从稀薄燃烧切换到化学计量燃烧，热效率提高。因此，在步骤S90中，ECU30将由步骤S88计算出的目标的工作点变更为化学计量燃烧时的工作点。即，ECU30通过对Ne代入NenvS并对Te代入TenvS来计算成为目标的工作点(Ne，Te)。在步骤S91中，ECU30更新管理标记FL、FS的值。即，ECU30对FL代入0并对FS代入1，使处理进入图5的步骤S15。然后，将内燃机3控制到由步骤S90计算出的工作点。另一方面，在热效率Sη不比热效率Lη的情况下，将运转模式维持为稀薄燃烧，因此跳过步骤S90以及步骤S91而使处理进入图5的步骤S15，将内燃机3控制到由步骤S88计算出的工作点。

另一方面，在当前的运转模式是化学计量燃烧的情况下，在步骤S92中，ECU30通过对Ne代入NenvS并对Te代入TenvS来计算成为目标的内燃机3的工作点(Ne，Te)，进入步骤S93。在步骤S93中，ECU30判定稀薄燃烧时的热效率Lη是否比化学计量燃烧时的热效率Sη高。也即是，ECU30判定在将运转模式从化学计量燃烧切换到稀薄燃烧来执行噪声抑制控制的情况下的热效率是否比在维持当前的运转模式即化学计量燃烧来执行噪声抑制控制的情况下的热效率高。在热效率Lη比热效率Sη高的情况下，将运转模式从化学计量燃烧切换到稀薄燃烧，热效率提高。因此，在步骤S94中，ECU30将由步骤S92计算出的目标的工作点变更为稀薄燃烧时的工作点。即，ECU30通过对Ne代入NenvL并对Te代入TenvL来计算成为目标的工作点(Ne，Te)。在步骤S95中，ECU30更新管理标记FL、FS的值。即，ECU30对FL代入1，并对FS代入0，使处理进入图5的步骤S15。然后，将内燃机3控制到由步骤S94计算出的工作点。另一方面，在热效率SL不比热效率Sη高的情况下，将运转模式维持为化学计量燃烧，因此跳过步骤S94以及步骤S95而使处理进入图5的步骤S15，将内燃机3控制到由步骤S92计算出的工作点。

此外，在内燃机3的工作点从稀薄燃烧用的燃料经济性线LaL向稀薄燃烧用的噪声抑制线LnvL上或从化学计量燃烧用的燃料经济性线LaS向化学计量燃烧用的噪声抑制线LnvS上变化的过程中，有时内燃机3的工作点发生急变。因此，在这样的过程中也能够根据预定的时间变化率来逐渐变更发动机转速。进而，也能够按各个运转模式来设定该时间变化率，根据稀薄燃烧的上述过程与化学计量燃烧的上述过程彼此不同的时间变化率使发动机转速变化。

图7示出了与图5以及图6的控制程序并行而由ECU30执行的空燃比控制的控制程序的一例。该空燃比控制是如下的控制：ECU30参照管理上述的运转模式的管理标记FL、FS，在稀薄燃烧的情况下将内燃机3的空燃比控制为作为目标的空燃比，在化学计量燃烧的情况下将内燃机3的空燃比控制为作为目标的空燃比。在步骤S21中，ECU30判定管理标记FL是否为1，在管理标记FL为1的情况下进入步骤S22。在管理标记FL不为1的情况下进入步骤S25。

在步骤S22中，ECU30为了将内燃机3的运转模式维持为稀薄燃烧，控制为成为稀薄燃烧的目标的空燃比。此外，在本控制程序中实施的空燃比控制与公知的空燃比控制同样。参照未图示的氧浓度传感器的信号来取得当前的空燃比，进行反馈控制以使该空燃比与目标空燃比的偏差降低。在步骤S23中，ECU30判定管理标记FL、FS的值是否发生了变化。即，ECU30判定是否变为了意味着从稀薄燃烧向化学计量燃烧的切换的值(FL＝0、FS＝1)。在发生了这样的变化的情况下判断为产生了运转模式的切换要求，ECU30在步骤S24中将内燃机3的空燃比从稀薄燃烧的空燃比变更为化学计量燃烧的空燃比。在从稀薄燃烧向化学计量燃烧切换的情况下的空燃比的变更，如上所述考虑空气量的响应延迟通过向内燃机3供给的燃料量的暂时增加而在短时间内实施。另一方面，在管理标记FL、FS没有变化的情况下跳过步骤S24而结束本次的程序。

由步骤S21作出了否定判定的情况是处于选择了化学计量燃烧的状态。因此，ECU30在步骤S25中，为了将内燃机3的运转模式维持为化学计量燃烧，控制为成为化学计量燃烧的目标的空燃比。在步骤S26中，ECU30判定管理标记FL、FS的值是否变为了意味着从化学计量燃烧向稀薄燃烧的切换的值(FL＝1、FS＝0)。在发生了这样的变化的情况下判断为产生了运转模式的切换要求，ECU30在步骤S27中将内燃机3的空燃比从化学计量燃烧的空燃比变更为稀薄燃烧的空燃比。从化学计量燃烧向稀薄燃烧切换的情况下的空燃比的变更，如上所述考虑空气量的响应延迟通过向内燃机3供给的燃料量的暂时减少而在短时间内实施。另一方面，在管理标记FL、FS没有变化的情况下跳过步骤S27而结束本次的程序。

利用图7的控制程序，能够根据与该控制程序并行地实施的图5以及图6的控制程序中的管理标记FL、FS的值的变化、即内燃机3的运转模式的切换要求而切换为适当的空燃比。换言之，在执行噪声抑制控制的情况和不执行该控制的通常运转的情况的任一情况下，都为了使内燃机3的工作点的控制和空燃比的变更同步而实施。

通过ECU30执行以上的图5～图7的控制程序，在噪声抑制控制的执行期间切换运转模式的情况下的热效率比维持内燃机3的运转模式的情况下的热效率高的情况下，切换内燃机3的运转模式。因此，能够避免在噪声抑制控制的执行期间在内燃机3的热效率恶化的状态下维持运转模式。由此，能够抑制内燃机3的热效率的恶化同时抑制噪声。

ECU30通过执行由图5的步骤S8定义的图6的噪声抑制控制的控制程序而作为本发明涉及的噪声抑制控制单元发挥功能，通过执行图7的控制程序并且执行图6的步骤S89～步骤S95而作为本发明涉及的燃烧切换单元发挥功能，通过执行图6的步骤S83以及步骤S86而作为本发明涉及的热效率算出单元发挥功能。

(第2实施方式)

接着，参照图3以及图8来说明本发明的第2实施方式。第2实施方式具有如下特征：根据运转模式的切换模式(pattern)来变更对上述的噪声抑制控制的执行期间的空燃比的变更和内燃机3的工作点的控制进行实施的顺序。除此以外与第1实施方式相同，因此省略说明。

如图3所示，考虑使内燃机3的工作点从化学计量燃烧时进行噪声抑制控制的A点转移到稀薄燃烧时进行噪声抑制控制的B点的情况。若在内燃机3的工作点处于A点的状态下变更空燃比而从化学计量燃烧切换到稀薄燃烧之后，使内燃机3的工作点移动到B点，则A点相比于稀薄燃烧用的噪声抑制线LnvL而位于低转速高转矩侧的噪声恶化区域ArL内，因此在变更了空燃比的时刻噪声恶化。因此，在第2实施方式中，在从化学计量燃烧向稀薄燃烧切换的模式的情况下，首先将内燃机3的工作点从A点移动到高转速侧的A点，然后变更空燃比而从化学计量燃烧向稀薄燃烧切换。从A点向B点的移动是从化学计量燃烧用的噪声抑制线LnvS向高转速低转矩侧的移动，因此相当于向噪声改善的方向的移动。因此，噪声不会由于该工作点的移动而恶化。此外，在稀薄燃烧用的噪声抑制线LnvL与噪声恶化区域ArL之间存在预定的缓冲，在相对于空燃比的变更而有余裕的情况下，也能够在从A点向B点移动的途中即从A点向B点开始了移动之后且到达B点之前变更空燃比。因此，在使内燃机3的工作点从化学计量燃烧时进行噪声抑制控制的A点转移到稀薄燃烧时进行噪声抑制控制的B点的情况下，在第2实施方式的控制下，在使内燃机3的工作点向高转速侧开始移动之后变更空燃比。

另一方面，与上述相反，考虑使内燃机3的工作点从稀薄燃烧时进行噪声抑制控制的B点转移到化学计量燃烧时进行噪声抑制控制的A点的情况。该情况下，若在使内燃机3的工作点从B点移动到A点之后变更空燃比而从稀薄燃烧切换到化学计量燃烧，则在稀薄燃烧的状态下使内燃机3的工作点从B点移动到低转速侧的A点，由此工作点进入噪声恶化区域ArL，噪声恶化。因此，在第2实施方式中，在噪声抑制控制的执行期间从稀薄燃烧向化学计量燃烧切换的情况下，首先变更空燃比而从稀薄燃烧切换到化学计量燃烧，然后使内燃机3的工作点从B点移动到低转速高转矩侧的A点。因此，能够避免在运转模式为稀薄燃烧的状态下内燃机3的工作点移动到低转速侧，因此能够抑制伴随运转模式切换的噪声恶化。该情况下，也能够在空燃比的变更开始后，从稀薄燃烧完全切换到化学计量燃烧之前使内燃机3的工作点从B点移动到A点。该情况下也能够避免在稀薄燃烧的状态下工作点变化到低转速侧。此外，在任一切换模式下，A点和B点间的移动都优选沿着等功率线Lp来进行。该情况下，能够一边维持内燃机3的功率一边移动工作点，因此与在工作点的移动过程中内燃机3的功率增减、且通过第2电动发电机5的马达转矩来抵消该增减的情况相比，效率高。

以上的控制能够通过ECU30执行图8的控制程序来实现。图8的控制程序与第1实施方式中说明的图5～图7的控制程序并行地以预定间隔反复执行。在步骤S31中，ECU30对有无运转模式的切换要求进行判定。有无运转模式的切换要求通过检测管理标记FL、FS的值的变化来判定。在有切换要求的情况下进入步骤S32。在无切换要求的情况下跳过以后的处理而结束本次的程序。

在步骤S32中，ECU30通过参照管理标记FL来判定内燃机3的当前的运转模式是否为稀薄燃烧。在稀薄燃烧的情况下进入步骤S33。在步骤S33中，ECU30将空燃比从稀薄燃烧用的空燃比变更为化学计量燃烧用的空燃比而从稀薄燃烧向化学计量燃烧切换。接着，在步骤S34中，将内燃机3的工作点移动到低转速高转矩侧的化学计量燃烧用的噪声抑制线LnvS上。步骤S33以及步骤S34的顺序通过ECU30控制图5的步骤S15的执行时期和图7的步骤S24的执行时期来实现。此外，这些执行时期也可以控制为在空燃比的变更完成之前开始内燃机3的工作点的移动。

另一方面，在运转模式不为稀薄燃烧即为化学计量燃烧的情况下进入步骤S35。在步骤S35中，将内燃机3的工作点移动到低转速高转矩侧的稀薄燃烧用的噪声抑制线LnvL上。接着，在步骤S36中，ECU30将空燃比从化学计量燃烧用的空燃比变更为稀薄燃烧用的空燃比而从化学计量燃烧向稀薄燃烧切换。步骤S35以及步骤S36的顺序通过ECU30控制图5的步骤S15的执行时期和图7的步骤S27的执行时期来实现。此外，这些执行时期也可以控制为在内燃机3的工作点的移动完成前开始空燃比的变更。

根据第2实施方式，按与运转模式的切换模式相适合的步骤实施内燃机3的工作点的控制和空燃比的变更，因此在任一切换模式下，都能够抑制伴随运转模式的切换而噪声恶化。ECU30通过执行图5～图7的控制程序以及图8的控制程序而作为本发明涉及的燃烧切换单元发挥功能。

本发明并不限定于上述的各实施方式，能够在本发明的主旨的范围内通过各种实施方式来实施。上述的各实施方式中，在具备两个电动发电机且一个电动发电机和内燃机与动力分配机构连结的类型的混合动力车辆中适用了本发明，但本发明的适用对象并不限定于这种混合动力车辆。例如，对于对被输出内燃机的发动机转矩的输出部传递一个电动机的马达转矩的形式的混合动力车辆也能够适用本发明。

上述的各实施方式使用按内燃机的各个运转模式而准备的噪声抑制线实施了噪声抑制控制，但使用噪声抑制线只不过是一例。例如，也能够对内燃机的工作点进入预先确定的噪声恶化区域进行预测，为了避免工作点进入噪声恶化区域，对成为目标的内燃机的工作点进行逐次修正，由此在限制内燃机的工作点的形式下实施噪声抑制控制。

Claims (8)

1.一种混合动力车辆的控制装置，该控制装置适用于具备内燃机和电动机作为行驶用动力源、且所述内燃机的发动机转矩和所述电动机的马达转矩经由包含齿轮组的动力传递机构而输出到驱动轮的混合动力车辆，所述内燃机能够切换稀薄燃烧和化学计量燃烧，所述控制装置具备：

燃烧切换单元，其通过变更所述内燃机的空燃比而在所述稀薄燃烧与所述化学计量燃烧之间切换所述内燃机的运转模式；

噪声抑制控制单元，其在所述稀薄燃烧和所述化学计量燃烧各自的情况下执行噪声抑制控制，该噪声抑制控制对由发动机转速和发动机转矩定义的所述内燃机的工作点进行限制以抑制由所述动力传递机构产生的噪声；以及

热效率算出单元，其算出在所述稀薄燃烧时执行了所述噪声抑制控制的情况和在所述化学计量燃烧时执行了所述噪声抑制控制的情况各自的所述内燃机的热效率，

所述燃烧切换单元在切换所述内燃机的所述运转模式而执行所述噪声抑制控制时由所述热效率算出单元算出的所述热效率比在维持所述内燃机的所述运转模式而执行所述噪声抑制控制时由所述热效率算出单元算出的所述热效率高的情况下，切换所述内燃机的所述运转模式。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，

所述噪声抑制控制单元，在所述噪声抑制控制的执行期间从所述化学计量燃烧向所述稀薄燃烧切换的情况下，使所述内燃机的所述工作点向高转速侧移动，

所述燃烧切换单元，在将所述内燃机的所述运转模式从所述化学计量燃烧向所述稀薄燃烧切换的情况下，在所述噪声抑制控制单元使所述内燃机的所述工作点向高转速侧开始了移动之后，变更所述内燃机的所述空燃比。

3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其中，

所述噪声抑制控制单元，在所述噪声抑制控制的执行期间从所述稀薄燃烧向所述化学计量燃烧切换的情况下，使所述内燃机的所述工作点向低转速侧移动，

所述燃烧切换单元，在将所述内燃机的运转模式从所述稀薄燃烧向所述化学计量燃烧切换的情况下，在所述噪声抑制控制单元使所述内燃机的所述工作点向低转速侧移动之前，开始所述内燃机的所述空燃比的变更。

4.根据权利要求1所述的控制装置，其中，

与发动机转速和发动机转矩关联地设定了第1噪声抑制线和第2噪声抑制线，所述第1噪声抑制线与所述化学计量燃烧对应，所述第2噪声抑制线与所述稀薄燃烧对应、且相比于所述第1噪声抑制线而位于高转速低转矩侧，

所述噪声抑制控制单元通过将所述内燃机的所述工作点限制在所述第1噪声抑制线和所述第2噪声抑制线的任一方上来执行所述噪声抑制控制，并且根据所述内燃机的所述运转模式的切换而使所述内燃机的所述工作点从所述第1噪声抑制线和所述第2噪声抑制线的任一方上向所述第1噪声抑制线和所述第2噪声抑制线的另一方上移动。

5.根据权利要求4所述的控制装置，其中，

所述燃烧切换单元，在将所述内燃机的所述运转模式从所述化学计量燃烧向所述稀薄燃烧切换的情况下，在所述噪声抑制控制单元使所述内燃机的所述工作点从所述第1噪声抑制线上向所述第2噪声抑制线开始了移动之后，变更所述内燃机的所述空燃比。

6.根据权利要求4或5所述的控制装置，其中，

所述燃烧切换单元，在将所述内燃机的所述运转模式从所述稀薄燃烧向所述化学计量燃烧切换的情况下，在所述噪声抑制控制单元使所述内燃机的所述工作点从所述第2噪声抑制线上向所述第1噪声抑制线移动之前，开始所述内燃机的所述空燃比的变更。

7.根据权利要求4或5所述的控制装置，其中，

所述燃烧切换单元使所述内燃机的所述工作点沿着连结所述第1噪声抑制线与所述第2噪声抑制线的等功率线而移动。

8.根据权利要求6所述的控制装置，其中，

所述燃烧切换单元使所述内燃机的所述工作点沿着连结所述第1噪声抑制线与所述第2噪声抑制线的等功率线而移动。