JP2017178103A - 車両の制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ＨＣＣＩ機関に対する要求出力を実現する際に、過給圧を変更するときの応答遅れに適切に対処する。【解決手段】ＨＣＣＩ機関１２をＨＣＣＩ運転するときの所定要件を満たす目標過給圧Ｐchgtgtへの変化過程における実際の過給圧Ｐchgに合わせて機関パワーＰeが要求パワーへ向けて制御されるので、ＨＣＣＩ機関１２はノッキングや失火等が発生し難い運転状態とされる。加えて、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーと、目標過給圧Ｐchgtgtへの変化過程における実際の機関パワーＰeとの差出力ΔＰeの一部又は全部がＭＧ２パワーＰmg2にて補償されるので、ＨＣＣＩ機関１２と第２回転機ＭＧ２とにより要求パワーが実現され易くなる。よって、ＨＣＣＩ機関１２に対する要求パワーを実現する際に、過給圧Ｐchgを変更するときの応答遅れに適切に対処することができる。【選択図】図１０

Description

本発明は、予混合圧縮着火燃焼による運転が可能な内燃機関と、過給機と、駆動輪へ動力伝達可能な回転機とを備えた車両の制御装置に関するものである。
予混合圧縮着火燃焼(ＨＣＣＩ；Homogeneous Charge Compression Ignition)による運転(以下、ＨＣＣＩ運転という)が可能な内燃機関(以下、ＨＣＣＩ機関という)と、ＨＣＣＩ機関への吸気を過給する過給機とを備えた車両が良く知られている。例えば、特許文献１に記載された車両がそれである。この特許文献１には、ＨＣＣＩ機関では、高負荷運転領域において、ノッキングや過早着火といった異常燃焼が発生すること、又、そのような異常燃焼を防止する為に、過給や外部ＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation：排気再循環)により、高負荷時の急激な燃焼を抑制して安定した運転を行うようにしたことが開示されている。
特開２００８−２０２５２０号公報
ところで、過給には応答遅れがある。その為、ＨＣＣＩ機関を例えば燃料の増加によって高負荷側へ変化させる際にＨＣＣＩ機関における異常燃焼を抑制するように過給圧を目標過給圧へ上昇させる場合、その目標過給圧となるまでの期間では、異常燃焼を適切に抑制できない可能性がある。或いは、ＨＣＣＩ機関を例えば燃料の減少によって低負荷側へ変化させる際にＨＣＣＩ機関における失火を抑制するように過給圧を目標過給圧へ低下させる場合、その目標過給圧となるまでの期間では、失火を適切に抑制できない可能性がある。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、ＨＣＣＩ機関に対する要求出力を実現する際に、過給圧を変更するときの応答遅れに適切に対処することができる車両の制御装置を提供することにある。
第１の発明の要旨とするところは、(a) 予混合圧縮着火燃焼による運転が可能な内燃機関と、前記内燃機関への吸気を過給する過給機と、前記内燃機関の動力を駆動輪へ伝達する動力伝達装置と、前記駆動輪に動力伝達可能に連結された回転機とを備えた車両の、制御装置であって、(b) 前記内燃機関が前記予混合圧縮着火燃焼よって運転されるときに、所定要件を満たしつつ前記内燃機関に対する要求出力を実現することができる前記吸気の目標過給圧を算出する過給圧算出部と、(c) 前記過給機によって実現される前記目標過給圧への変化過程における実際の過給圧に合わせて前記内燃機関の出力を前記要求出力へ向けて制御する出力制御部と、(d) 前記要求出力と前記目標過給圧への変化過程における前記内燃機関の出力との差出力の一部又は全部を前記回転機の出力にて補償する出力補償制御部とを、含むことにある。
また、第２の発明は、前記第１の発明に記載の車両の制御装置において、前記所定要件は、前記内燃機関が前記予混合圧縮着火燃焼よって運転されるときに、前記内燃機関の出力増加に伴うノッキングを抑制する要件である。
また、第３の発明は、前記第１の発明又は第２の発明に記載の車両の制御装置において、前記所定要件は、前記内燃機関が前記予混合圧縮着火燃焼よって運転されるときに、前記内燃機関の出力減少に伴う失火を抑制する要件である。
また、第４の発明は、前記第１の発明から第３の発明の何れか１つに記載の車両の制御装置において、前記車両は、前記内燃機関の排気通路内を流通する排気の一部を前記内燃機関の吸気通路へ再循環させる排気再循環装置を更に備えるものであり、前記目標過給圧に基づいて前記排気再循環装置による目標排気再循環率を算出する目標排気再循環率算出部を更に含むものであり、前記出力制御部は、前記実際の過給圧及び前記排気再循環装置によって実現される前記目標排気再循環率への変化過程における実際の排気再循環率に合わせて前記内燃機関の出力を前記要求出力へ向けて制御することにある。
また、第５の発明は、前記第１の発明から第４の発明の何れか１つに記載の車両の制御装置において、前記出力補償制御部は、運転者の操作による前記車両に対する要求駆動出力の変化によって前記内燃機関に対する要求出力が変化させられた際に、前記要求出力と前記内燃機関の出力との前記差出力を前記回転機の出力にて補償することにある。
また、第６の発明は、前記第１の発明から第５の発明の何れか１つに記載の車両の制御装置において、前記出力補償制御部は、前記内燃機関の作動に関わるハイブリッドシステムにおける要求の変化によって前記内燃機関に対する前記要求出力が変化させられた際に、前記要求出力と前記内燃機関の出力との前記差出力を前記回転機の出力にて補償することにある。
また、第７の発明は、前記第６の発明に記載の車両の制御装置において、前記車両は、前記回転機との間で電力を授受する蓄電装置を更に備えるものであり、前記内燃機関の作動に関わるハイブリッドシステムにおける要求は、前記蓄電装置の充電要求である。
また、第８の発明は、前記第１の発明から第７の発明の何れか１つに記載の車両の制御装置において、前記動力伝達装置は、前記内燃機関と前記回転機との間に設けられた、変速機能を有する変速装置を備えるものであり、前記変速装置の変速を制御する変速制御部を更に含むものであり、前記変速制御部は、前記出力補償制御部により前記差出力が前記回転機の出力にて補償されているときには、前記変速装置の変速を制限することにある。
前記第１の発明によれば、過給圧を変更するときに応答遅れが生じることに対して、ＨＣＣＩ機関をＨＣＣＩ運転するときの所定要件を満たす目標過給圧への変化過程における実際の過給圧に合わせてＨＣＣＩ機関の出力が要求出力へ向けて制御されるので、過給圧の応答遅れを考慮することなく要求出力へ向けてＨＣＣＩ機関の出力を変化させることと比較して、ＨＣＣＩ機関はノッキングや失火等が発生し難い運転状態とされる。加えて、要求出力と目標過給圧への変化過程におけるＨＣＣＩ機関の出力との差出力の一部又は全部が回転機の出力にて補償されるので、ＨＣＣＩ機関と回転機とにより要求出力が実現され易くなる。よって、ＨＣＣＩ機関に対する要求出力を実現する際に、過給圧を変更するときの応答遅れに適切に対処することができる。
また、前記第２の発明によれば、所定要件は、ＨＣＣＩ機関がＨＣＣＩ運転されるときにＨＣＣＩ機関の出力増加に伴うノッキングを抑制する要件であるので、その所定要件を満たす目標過給圧への応答遅れが生じている状態でＨＣＣＩ機関の要求出力を実現する為にＨＣＣＩ機関の出力を増大させようとしたことでノッキングが発生し易い運転状態となることに対して、その目標過給圧への変化過程における実際の過給圧に合わせてＨＣＣＩ機関の出力が要求出力へ向けて制御されてＨＣＣＩ機関はノッキングが発生し難い運転状態とされる。
また、前記第３の発明によれば、所定要件は、ＨＣＣＩ機関がＨＣＣＩ運転されるときにＨＣＣＩ機関の出力減少に伴う失火を抑制する要件であるので、その所定要件を満たす目標過給圧への応答遅れが生じている状態でＨＣＣＩ機関の要求出力を実現する為にＨＣＣＩ機関の出力を減少させようとしたことで空気量過多となって失火が発生し易い運転状態となることに対して、その目標過給圧への変化過程における実際の過給圧に合わせてＨＣＣＩ機関の出力が要求出力へ向けて制御されてＨＣＣＩ機関は失火が発生し難い運転状態とされる。
また、前記第４の発明によれば、実際の過給圧及び排気再循環装置によって実現される実際の排気再循環率に合わせてＨＣＣＩ機関の出力が要求出力へ向けて制御されるので、ＨＣＣＩ機関はノッキングや失火等が発生し難い運転状態とされつつ、過給圧よりも応答性が高い排気再循環率が変化させられることによって要求出力へ向けてＨＣＣＩ機関の出力をより早く変化させることができる。これにより、回転機による出力の補償を抑えることができるので、電力の消費が抑制される。
また、前記第５の発明によれば、要求駆動出力を変化させる運転者の操作に応じて実際の駆動力が何時も同じように変化しないと運転者は違和感を感じ易いことに対して、運転者の操作による要求駆動出力の変化によってＨＣＣＩ機関に対する要求出力が変化させられた際にその要求出力とＨＣＣＩ機関の出力との差出力が回転機の出力にて補償されるので、運転者の違和感を抑制することができる。
また、前記第６の発明によれば、運転者の操作に因るものでないハイブリッドシステムにおける要求の変化によって実際の駆動力が変化すると運転者は違和感を感じ易いことに対して、ハイブリッドシステムにおける要求の変化によってＨＣＣＩ機関に対する要求出力が変化させられた際にその要求出力とＨＣＣＩ機関の出力との差出力が回転機の出力にて補償されるので、運転者の違和感を抑制することができる。
また、前記第７の発明によれば、運転者の操作に因るものでない蓄電装置の充電要求によってＨＣＣＩ機関の要求出力を増加する際に過給圧の応答遅れの為にＨＣＣＩ機関の出力の増加が遅れて実際の駆動力が低下すると運転者は違和感を感じ易いことに対して、蓄電装置の充電要求によってＨＣＣＩ機関に対する要求出力が増加させられた際に、その要求出力とＨＣＣＩ機関の出力との差出力である、出力の不足が回転機の出力にて補償されるので、運転者の違和感を抑制することができる。
また、前記第８の発明によれば、変速装置が変速されると要求出力とＨＣＣＩ機関の出力との差出力に応じた駆動力が変化して回転機にて補償する出力も変化する為、変化後の出力が回転機の出力可能な範囲外となってドライバビリティが低下する可能性があることに対して、要求出力とＨＣＣＩ機関の出力との差出力が回転機の出力にて補償されているときには変速装置の変速が制限されるので、回転機を出力可能な範囲内にて動作させることができる。
本発明が適用される車両の走行に関わる各部の概略構成を説明する図であると共に、その各部を制御する為の制御系統の要部を説明する図である。 ＨＣＣＩ機関の吸気系及び排気系の概略構成を説明する図である。 各走行モードにおける各係合装置の各係合作動を示す図表である。 単独駆動ＥＶモード時の共線図である。 両駆動ＥＶモード時の共線図である。 ＨＶ走行モード時のロー状態での共線図である。 ＨＶ走行モード時のハイ状態での共線図である。 変速状態を切り替える為の境界線を有する予め定められた関係の一例を示す図である。 過給とＥＧＲとが運転領域に及ぼす影響を説明する為の一例を示す図である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわちＨＣＣＩ機関に対する要求出力を実現する際に過給圧を変更するときの応答遅れに適切に対処する為の制御作動を説明するフローチャートである。 電子制御装置の制御作動の要部すなわちＨＣＣＩ機関に対する要求出力を実現する際に過給圧を変更するときの応答遅れに適切に対処する為の制御作動を説明するフローチャートであり、図１０のフローチャートと並行して実行される。 図１０，図１１のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートであって、ＨＣＣＩ機関の要求出力の増加時の一例である。
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明が適用される車両１０の走行に関わる各部の概略構成を説明する図であると共に、その各部を制御する為の制御系統の要部を説明する図である。図１において、車両１０は、走行用の駆動力源となり得る、ＨＣＣＩ機関１２、第１回転機ＭＧ１、及び第２回転機ＭＧ２と、動力伝達装置１４と、駆動輪１６とを備えるハイブリッド車両である。
ＨＣＣＩ機関１２は、希薄予混合気を自着火燃焼させる予混合圧縮着火燃焼による運転(ＨＣＣＩ運転)が可能な内燃機関(エンジン)である。ＨＣＣＩ機関１２は、例えば十分な高圧縮比条件で希薄予混合燃焼が可能な為、高効率化とエンジンアウトエミッションのクリーン化が期待できる。ＨＣＣＩ機関１２においてＨＣＣＩ運転に適した運転領域が狭い場合には、運転領域に応じて、ＨＣＣＩ運転と、火花点火燃焼(ＳＩ；Spark Ignition)による運転(以下、ＳＩ運転という)とを適宜切り替えるという態様を採用することも可能である。このＨＣＣＩ機関１２は、後述する電子制御装置１００によって運転状態が電気的に制御されることにより、ＨＣＣＩ機関１２の回転速度(以下、機関回転速度Ｎeという)や出力トルク(以下、機関トルクＴeという)が制御される。
第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２は、駆動トルクを発生させる電動機(モータ)としての機能及び発電機(ジェネレータ)としての機能を有する所謂モータジェネレータである。第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２は、車両１０に備えられた、インバータ部や平滑コンデンサなどを有する電力制御ユニット１８を介して、車両１０に備えられたバッテリユニット２０に接続されており、後述する電子制御装置１００によって電力制御ユニット１８が制御されることにより、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２の各々の出力トルク(力行トルク又は回生トルク)であるＭＧ１トルクＴmg1及びＭＧ２トルクＴmg2が制御される。
動力伝達装置１４は、ＨＣＣＩ機関１２と駆動輪１６との間の動力伝達経路に備えられており、車体に取り付けられる非回転部材であるケース２２内に、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２と共に収容されている。動力伝達装置１４は、第１動力伝達部２４、第２動力伝達部２６、第１動力伝達部２４の出力回転部材であるドライブギヤ２８と噛み合うドリブンギヤ３０、ドリブンギヤ３０を相対回転不能に固設するドリブン軸３２、ドリブン軸３２に相対回転不能に固設されたファイナルギヤ３４(ドリブンギヤ３０よりも小径のファイナルギヤ３４)、デフリングギヤ３６を介してファイナルギヤ３４と噛み合うディファレンシャルギヤ３８、ディファレンシャルギヤ３８に連結された車軸４０等を備えている。
第１動力伝達部２４は、第１動力伝達部２４の入力回転部材である入力軸４２と同軸心に配置されており、変速部４４と差動部４６とを備えている。変速部４４は、第１遊星歯車機構４８、クラッチＣ１、及びブレーキＢ１を備えている。差動部４６は、第２遊星歯車機構５０を備えている。
第１遊星歯車機構４８は、第１サンギヤＳ１、第１ピニオンギヤＰ１、第１ピニオンギヤＰ１を自転及び公転可能に支持する第１キャリヤＣＡ１、第１ピニオンギヤＰ１を介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１を有する公知のシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、差動作用を生じる差動機構として機能する。第１遊星歯車機構４８は、第２遊星歯車機構５０よりもＨＣＣＩ機関１２側に配置された入力側差動機構である。第１キャリヤＣＡ１は、入力軸４２に一体的に連結され、その入力軸４２を介してＨＣＣＩ機関１２が動力伝達可能に連結された回転要素(例えば第１回転要素ＲＥ１)であり、変速部４４の入力回転部材として機能する。第１サンギヤＳ１は、ブレーキＢ１を介してケース２２に選択的に連結される回転要素(例えば第２回転要素ＲＥ２)である。第１リングギヤＲ１は、差動部４６の入力回転部材(すなわち第２遊星歯車機構５０の第２キャリヤＣＡ２)に連結された回転要素(例えば第３回転要素ＲＥ３)であり、変速部４４の出力回転部材として機能する。又、第１キャリヤＣＡ１と第１サンギヤＳ１とは、クラッチＣ１を介して選択的に連結される。
クラッチＣ１及びブレーキＢ１は、好適には何れも湿式の摩擦係合装置であり、油圧アクチュエータによって係合制御される多板型の油圧式摩擦係合装置である。このクラッチＣ１及びブレーキＢ１は、車両１０に備えられた油圧制御回路５２が後述する電子制御装置１００によって制御されることにより、その油圧制御回路５２から各々供給される油圧(例えば油圧Ｐc1、油圧Ｐb1)に応じて作動状態(係合や解放などの状態)が制御される。
クラッチＣ１及びブレーキＢ１が共に解放された状態においては、第１遊星歯車機構４８の差動が許容される。よって、この状態では、第１サンギヤＳ１にて機関トルクＴeの反力トルクが取れない為、変速部４４は機械的な動力伝達が不能な中立状態(ニュートラル状態)とされる。又、クラッチＣ１が係合され且つブレーキＢ１が解放された状態においては、第１遊星歯車機構４８は各回転要素が一体回転させられる。よって、この状態では、ＨＣＣＩ機関１２の回転は等速で第１リングギヤＲ１から第２キャリヤＣＡ２へ伝達される。一方で、クラッチＣ１が解放され且つブレーキＢ１が係合された状態においては、第１遊星歯車機構４８は第１サンギヤＳ１の回転が止められ、第１リングギヤＲ１の回転が第１キャリヤＣＡ１の回転よりも増速される。よって、この状態では、ＨＣＣＩ機関１２の回転は増速されて第１リングギヤＲ１から出力される。このように、変速部４４は、直結状態(変速比＝１．０)となるローギヤと、オーバードライブ状態(例えば変速比＝０．７)となるハイギヤとに切り替えられる２段の有段変速機として機能する。又、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が共に係合された状態においては、第１遊星歯車機構４８は各回転要素の回転が止められる。よって、この状態では、変速部４４の出力回転部材である第１リングギヤＲ１の回転が停止されることで、差動部４６の入力回転部材である第２キャリヤＣＡ２の回転が停止させられる。
第２遊星歯車機構５０は、第２サンギヤＳ２、第２ピニオンギヤＰ２、第２ピニオンギヤＰ２を自転及び公転可能に支持する第２キャリヤＣＡ２、第２ピニオンギヤＰ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合う第２リングギヤＲ２を有する公知のシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、差動作用を生じる差動機構として機能する。第２遊星歯車機構５０は、第１遊星歯車機構４８よりも駆動輪１６側に配置された出力側差動機構である。第２キャリヤＣＡ２は、変速部４４の出力回転部材(すなわち第１遊星歯車機構４８の第１リングギヤＲ１)に連結された入力要素としての回転要素(例えば第１回転要素ＲＥ１)であり、差動部４６の入力回転部材として機能する。第２サンギヤＳ２は、第１回転機ＭＧ１のロータ軸５４に一体的に連結されており、第１回転機ＭＧ１が動力伝達可能に連結された反力要素としての回転要素(例えば第２回転要素ＲＥ２)である。第２リングギヤＲ２は、ドライブギヤ２８に一体的に連結されており、駆動輪１６に連結された出力要素としての回転要素(例えば第３回転要素ＲＥ３)であり、差動部４６の出力回転部材として機能する。
第２遊星歯車機構５０は、第２キャリヤＣＡ２に入力される動力を第１回転機ＭＧ１及び第２リングギヤＲ２へ分配する動力分配機構として機能する。すなわち、差動部４６において、第２リングギヤＲ２へ分配される機械的な動力伝達に加え、第１回転機ＭＧ１に分配された動力で第１回転機ＭＧ１が発電され、その発電された電力が蓄電されたりその電力で第２回転機ＭＧ２が駆動される。これにより、差動部４６は、後述する電子制御装置１００によって電力制御ユニット１８が制御されて第１回転機ＭＧ１の運転状態が制御されることにより変速比を制御する公知の電気式差動部(電気式無段変速機)として機能する。つまり、差動部４６は、ＨＣＣＩ機関１２に動力伝達可能に連結された差動機構としての第２遊星歯車機構５０と、第２遊星歯車機構５０に動力伝達可能に連結された差動用回転機としての第１回転機ＭＧ１とを有し、第１回転機ＭＧ１の運転状態が制御されることにより第２遊星歯車機構５０の差動状態が制御される電気式変速機構である。
このように構成された第１動力伝達部２４においては、ＨＣＣＩ機関１２の動力や第１回転機ＭＧ１の動力はドライブギヤ２８からドリブンギヤ３０へ伝達される。従って、ＨＣＣＩ機関１２及び第１回転機ＭＧ１は、第１動力伝達部２４を介して駆動輪１６に動力伝達可能に連結される。又、変速部４４は、オーバードライブであるので、第１回転機ＭＧ１の高トルク化が抑制される。
第２動力伝達部２６は、入力軸４２とは別にその入力軸４２と平行に配置された、第２回転機ＭＧ２のロータ軸５６、及びドリブンギヤ３０と噛み合うと共にそのロータ軸５６に連結されたリダクションギヤ５８(ドリブンギヤ３０よりも小径のリダクションギヤ５８)を備えている。これにより、第２動力伝達部２６においては、第２回転機ＭＧ２の動力は第１動力伝達部２４を介すことなくドリブンギヤ３０へ伝達される。従って、第２回転機ＭＧ２は、第１動力伝達部２４を介さずに駆動輪１６に動力伝達可能に連結された回転機である。
このように構成された動力伝達装置１４は、ＦＦ(フロントエンジン・フロントドライブ)方式の車両に好適に用いられる。又、動力伝達装置１４では、ＨＣＣＩ機関１２の動力や第１回転機ＭＧ１の動力や第２回転機ＭＧ２の動力は、ドリブンギヤ３０へ伝達され、そのドリブンギヤ３０から、ファイナルギヤ３４、ディファレンシャルギヤ３８、車軸４０等を順次介して駆動輪１６へ伝達される。又、動力伝達装置１４では、ＨＣＣＩ機関１２、第１動力伝達部２４、及び第１回転機ＭＧ１と、第２回転機ＭＧ２とが異なる軸心上に配置されることで、軸長が短縮化されている。又、第２回転機ＭＧ２の減速比を大きくとることができる。
電力制御ユニット１８は、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２に対してそれぞれ要求された出力トルクが得られるように、後述する電子制御装置１００によって制御されることで、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２のそれぞれの作動に関わる電力の授受を制御する。バッテリユニット２０は、例えばリチウムイオン組電池やニッケル水素組電池などの充放電可能な２次電池であるバッテリ部等を備えており、電力制御ユニット１８を介して第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２の各々との間で電力を授受する蓄電装置である。
図２は、ＨＣＣＩ機関１２の吸気系及び排気系の概略構成を説明する図である。図２において、ＨＣＣＩ機関１２の吸気系には吸気通路(吸気管も同意)６０が接続され、ＨＣＣＩ機関１２の排気系には排気通路(排気管も同意)６２が接続されている。ＨＣＣＩ機関１２は、吸気通路６０内に設けられたコンプレッサーホイール６４ｃと排気通路６２内に設けられたタービンホイール６４ｔとを有する、公知の排気タービン式の過給機であるターボチャージャー(以下、過給機６４という)を備えている。タービンホイール６４ｔは、排出ガス(排気)の流れにより回転駆動される。コンプレッサーホイール６４ｃは、タービンホイール６４ｔに連結されており、タービンホイール６４ｔによって回転駆動されることでＨＣＣＩ機関１２への吸入空気(吸気)を圧縮(過給)する。
排気通路６２には、ウェイストゲートバルブ６６を備えて、タービンホイール６４ｔの上流の排気をタービンホイール６４ｔの下流に流すことでタービンホイール６４ｔを迂回する排気バイパス通路６８が並列に設けられている。ウェイストゲートバルブ６６は、例えば後述する電子制御装置１００によって不図示のアクチュエータが制御されることにより弁開度が連続的に調節される。これにより、タービンホイール６４ｔを通過する排気と排気バイパス通路６８を通過する排気との割合が連続的に制御される。例えば、ウェイストゲートバルブ６６の弁開度が大きい程ＨＣＣＩ機関１２の排気は排気バイパス通路６８を通って排出され易くなる。従って、過給機６４の過給作用が効くＨＣＣＩ機関１２の過給状態において、吸気通路６０内でのコンプレッサーホイール６４ｃの下流側気圧である、過給機６４の過給圧Ｐchgは、ウェイストゲートバルブ６６の弁開度が大きい程低くなる。ウェイストゲートバルブ６６よりも下流の排気バイパス通路６８が接続される部位よりも下流の排気通路６２には、スタートコンバータ７０が設けられている。スタートコンバータ７０よりも下流の排気通路６２には、後処理装置７２が設けられている。
コンプレッサーホイール６４ｃよりも上流の吸気通路６０には、不図示のスロットルアクチュエータによって開閉制御される電子スロットル弁７４が設けられている。電子スロットル弁７４よりも上流の吸気通路６０には、ＨＣＣＩ機関１２の吸入空気量Ｑairを測定するエアフローメータ７６が設けられている。コンプレッサーホイール６４ｃよりも下流の吸気通路６０には、過給機６４により圧縮(加圧)された吸気の圧力(過給圧Ｐchg)を検出する過給圧センサ７８と、吸気と外気又は冷却水とで熱交換を行うことで過給機６４により圧縮された吸気を冷却する熱交換器であるインタークーラ８０とが設けられている。
ＨＣＣＩ機関１２は、排気通路６２内を流通する排気の一部を低圧で吸気通路６０へ再循環させる排気再循環装置(ＥＧＲ装置)７４を備えている。ＥＧＲ装置８２は、ＥＧＲ通路８２ｐ、ＥＧＲクーラ８２ｃ、及びＥＧＲ弁８２ｖを備えている。ＥＧＲ通路８２ｐは、スタートコンバータ７０よりも下流且つ後処理装置７２よりも上流の排気通路６２と、コンプレッサーホイール６４ｃよりも上流且つ電子スロットル弁７４よりも下流の吸気通路６０とを接続している。このＥＧＲ通路８２ｐを通って、排気が低圧で再循環される。ＥＧＲ弁８２ｖは、例えば後述する電子制御装置１００からの弁開度指令によって不図示のアクチュエータが制御されることにより弁開度(開き量)が調節される。これにより、再循環される排気の量(すなわち還流する排気の量)である排気再循環量(排気還流量、ＥＧＲ量)が制御され、流入空気(＝吸入空気量＋ＥＧＲ量)に対するＥＧＲ量を表す排気再循環率(排気還流率、ＥＧＲ率)(＝ＥＧＲ量／流入空気）が制御される。ＨＣＣＩ機関１２では、ＥＧＲ装置８２の作動によって、例えばノッキングの発生が低減されたり、又は、ＮＯxの発生が抑制される。
図１に戻り、車両１０は、走行に関わる各部を制御する制御装置を含む電子制御装置１００を備えている。電子制御装置１００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置１００は、ＨＣＣＩ機関１２、第１回転機ＭＧ１、及び第２回転機ＭＧ２の各出力制御、後述する走行モードの切替制御等を実行するようになっており、必要に応じて機関制御用、回転機制御用、油圧制御用等に分けて構成される。
電子制御装置１００には、車両１０に設けられた各種センサ等(例えば機関回転速度センサ８４、出力回転速度センサ８６、レゾルバ等のＭＧ１回転速度センサ８８、レゾルバ等のＭＧ２回転速度センサ９０、アクセル開度センサ９２、スロットル弁開度センサ９４、エアフローメータ７６、過給圧センサ７８、バッテリセンサ９６など)による検出値に基づく各種信号(例えば機関回転速度Ｎe、車速Ｖに対応するドリブンギヤ３０の回転速度である出力回転速度Ｎout、ＭＧ１回転速度Ｎmg1、ＭＧ２回転速度Ｎmg2、アクセル開度θacc、電子スロットル弁７４の開度であるスロットル弁開度θth、ＨＣＣＩ機関１２の吸入空気量Ｑair、過給機６４により圧縮された吸気の圧力(吸気圧)である過給圧Ｐchg、バッテリユニット２０のバッテリ温度ＴＨbatやバッテリ充放電電流Ｉbatやバッテリ電圧Ｖbatなど)が供給される。又、電子制御装置１００からは、車両１０に備えられた各装置(例えばＨＣＣＩ機関１２、電力制御ユニット１８、油圧制御回路５２など)に各種指令信号(例えば機関制御指令信号Ｓe、回転機制御指令信号Ｓm、油圧制御指令信号Ｓpなど)が供給される。尚、電子制御装置１００は、例えばバッテリ充放電電流Ｉbat及びバッテリ電圧Ｖbatなどに基づいてバッテリユニット２０の充電状態(充電容量)ＳＯＣを算出する。
電子制御装置１００は、車両１０における各種制御の為の制御機能を実現する為に、ハイブリッド制御手段すなわちハイブリッド制御部１０２、及び動力伝達切替手段すなわち動力伝達切替部１０４を備えている。
ハイブリッド制御部１０２は、電子スロットル弁を開閉制御し、燃料噴射量や噴射時期を制御する機関制御指令信号Ｓeを出力して、機関トルクＴeの目標トルクが得られるようにＨＣＣＩ機関１２の出力制御を実行する。又、ハイブリッド制御部１０２は、第１回転機ＭＧ１や第２回転機ＭＧ２の作動を制御する回転機制御指令信号Ｓmを電力制御ユニット１８へ出力して、ＭＧ１トルクＴmg1やＭＧ２トルクＴmg2の目標トルクが得られるように第１回転機ＭＧ１や第２回転機ＭＧ２の出力制御を実行する。
ハイブリッド制御部１０２は、予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された(すなわち予め定められた)関係(例えば駆動パワーマップ；不図示)にアクセル開度θacc及び車速Ｖを適用することで、運転者の操作によって車両１０に対して要求される駆動出力(駆動パワー)(すなわち運転者の操作による車両１０に対する要求駆動出力(要求駆動パワー))を算出する。ハイブリッド制御部１０２は、ＨＣＣＩ機関１２の作動に関わるハイブリッドシステムにおける要求であるバッテリユニット２０の充電要求としての充電要求値(充電要求パワー)等を考慮して低燃費で排ガス量の少ない運転となるように、ＨＣＣＩ機関１２、第１回転機ＭＧ１、及び第２回転機ＭＧ２の少なくとも１つから要求駆動パワーを実現する出力(パワー)を発生させる。このように、ハイブリッド制御部１０２は、要求駆動パワーを実現する、ＨＣＣＩ機関１２、第１回転機ＭＧ１、及び第２回転機ＭＧ２の各々に対する要求出力(要求パワー)を発生させるように、ＨＣＣＩ機関１２、第１回転機ＭＧ１、及び第２回転機ＭＧ２の各々の出力制御を実行する出力制御部として機能する。
ハイブリッド制御部１０２は、走行モードとして、モータ走行モード(ＥＶ走行モード)或いはエンジン走行モード(ＨＶ走行モード)を走行状態に応じて選択的に成立させる。ＥＶ走行モードは、ＨＣＣＩ機関１２の運転を停止させると共に、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２のうちの少なくとも一方の回転機を走行用の駆動力源として走行するモータ走行(ＥＶ走行)を可能とする制御様式である。ＨＶ走行モードは、少なくともＨＣＣＩ機関１２を走行用の駆動力源として走行する(すなわちＨＣＣＩ機関１２の動力を駆動輪１６へ伝達して走行する)エンジン走行を可能とする制御様式である。
ハイブリッド制御部１０２は、要求駆動パワー(例えばそのときの車速Ｖにおける要求駆動トルク)が予め定められた閾値よりも小さなモータ走行領域にある場合には、ＥＶ走行モードを成立させる一方で、その要求駆動トルクが予め定められた閾値以上となるエンジン走行領域にある場合には、ＨＶ走行モードを成立させる。尚、ハイブリッド制御部１０２は、ＥＶ走行モードを成立させたときであっても、充電容量ＳＯＣが予め定められた閾値未満となる場合やＨＣＣＩ機関１２の暖機が必要な場合などには、ＨＣＣＩ機関１２を運転する。
ハイブリッド制御部１０２は、ＥＶ走行モードを成立させたときに、第２回転機ＭＧ２のみで要求駆動トルクを賄える場合には、単独駆動ＥＶモードを成立させる一方で、第２回転機ＭＧ２のみでは要求駆動トルクを賄えない場合には、両駆動ＥＶモードを成立させる。ハイブリッド制御部１０２は、単独駆動ＥＶモードを成立させた場合には、第２回転機ＭＧ２のみを走行用の駆動力源とするＥＶ走行を可能とする一方で、両駆動ＥＶモードを成立させた場合には、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２の両方を走行用の駆動力源とするＥＶ走行を可能とする。ハイブリッド制御部１０２は、第２回転機ＭＧ２のみで要求駆動トルクを賄えるときであっても、ＭＧ２回転速度Ｎmg2及びＭＧ２トルクＴmg2で表される第２回転機ＭＧ２の動作点が第２回転機ＭＧ２の効率を悪化させる動作点として予め定められた領域内にある場合には(換言すれば第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２を併用した方が効率が良い場合には)、両駆動ＥＶモードを成立させる。ハイブリッド制御部１０２は、両駆動ＥＶモードを成立させた場合には、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２の運転効率に基づいて、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２にて要求駆動トルクを分担させる。
ハイブリッド制御部１０２は、ＨＶ走行モードを成立させた場合には、ＨＣＣＩ機関１２の動力に対する反力を第１回転機ＭＧ１の発電により受け持つことでドライブギヤ２８に機関直達トルクを伝達すると共に第１回転機ＭＧ１の発電電力により第２回転機ＭＧ２を駆動することで駆動輪１６にトルクを伝達してエンジン走行を可能とする。すなわち、ハイブリッド制御部１０２は、ＨＶ走行モードを成立させた場合には、第１回転機ＭＧ１の運転状態を制御することによりＨＣＣＩ機関１２の動力を駆動輪１６へ伝達して走行するエンジン走行を可能とする。ハイブリッド制御部１０２は、このエンジン走行では、公知のＨＣＣＩ機関１２の最適燃費線を考慮した機関動作点(すなわち機関回転速度Ｎeと機関トルクＴeとで表される機関動作点)にてＨＣＣＩ機関１２を作動させる。ハイブリッド制御部１０２は、第１回転機ＭＧ１の運転状態を制御することにより変速比を制御して差動部４６が電気式無段変速機として機能するように回転機制御指令信号Ｓmを電力制御ユニット１８へ出力する。差動部４６の変速によって第１動力伝達部２４の変速比(延いては動力伝達装置１４の変速比)が変化させられるので、ハイブリッド制御部１０２は、ＨＣＣＩ機関１２と第２回転機ＭＧ２との間に設けられた、変速機能を有する変速装置としての差動部４６の変速を制御する変速制御部として機能する。又、ＨＶ走行モードでは、バッテリユニット２０からの電力を用いた第２回転機ＭＧ２の駆動トルクを更に付加して走行することも可能である。
動力伝達切替部１０４は、ハイブリッド制御部１０２により成立させられた走行モードに基づいて、クラッチＣ１及びブレーキＢ１の各係合作動を制御する。動力伝達切替部１０４は、ハイブリッド制御部１０２により成立させられた走行モードにて走行する為の動力伝達が可能となるように、クラッチＣ１及びブレーキＢ１を各々係合及び／又は解放させる油圧制御指令信号Ｓpを油圧制御回路５２へ出力する。
ここで、車両１０にて実行可能な走行モードについて図３、及び図４−図７を用いて説明する。図３は、各走行モードにおけるクラッチＣ１及びブレーキＢ１の各作動状態を示す図表である。図３の図表中の○印は係合装置(Ｃ１，Ｂ１)の係合を示し、空欄は解放を示し、△印は回転停止状態のＨＣＣＩ機関１２を連れ回し状態とするエンジンブレーキの併用時に何れか一方を係合することを示している。又、「Ｇ」は第１回転機ＭＧ１を主にジェネレータとして機能させることを示し、「Ｍ」は回転機(ＭＧ１，ＭＧ２)を駆動時には主にモータとして機能させ、回生時には主にジェネレータとして機能させることを示している。図３に示すように、車両１０は、走行モードとして、ＥＶ走行モード及びＨＶ走行モードを選択的に実現することができる。ＥＶ走行モードは、単独駆動ＥＶモードと両駆動ＥＶモードとの２つのモードを有している。
図４−図７は、第１遊星歯車機構４８及び第２遊星歯車機構５０の各々における３つの回転要素ＲＥ１，ＲＥ２，ＲＥ３の回転速度を相対的に表すことができる共線図である。この共線図において、第１遊星歯車機構４８における各回転要素の回転速度を表す縦線Ｙ１−Ｙ３は紙面向かって左から順に、縦線Ｙ１がブレーキＢ１を介してケース２２に選択的に連結される第２回転要素ＲＥ２である第１サンギヤＳ１の回転速度を、縦線Ｙ２がＨＣＣＩ機関１２に連結された第１回転要素ＲＥ１である第１キャリヤＣＡ１の回転速度を、縦線Ｙ３が第２キャリヤＣＡ２に連結された第３回転要素ＲＥ３である第１リングギヤＲ１の回転速度をそれぞれ示している。又、第２遊星歯車機構５０における各回転要素の回転速度を表す縦線Ｙ４−Ｙ６は紙面向かって左から順に、縦線Ｙ４が第１回転機ＭＧ１に連結された第２回転要素ＲＥ２である第２サンギヤＳ２の回転速度を、縦線Ｙ５が第１リングギヤＲ１に連結された第１回転要素ＲＥ１である第２キャリヤＣＡ２の回転速度を、縦線Ｙ６がドライブギヤ２８に連結された第３回転要素ＲＥ３である第２リングギヤＲ２の回転速度をそれぞれ示している。
図４は、単独駆動ＥＶモード時の共線図である。単独駆動ＥＶモードは、図３に示すように、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が共に解放された状態で実現される。単独駆動ＥＶモードでは、図４に示すように、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が解放されることで、第１遊星歯車機構４８の差動が許容され、変速部４４は中立状態とされる。変速部４４が中立状態とされると、第１リングギヤＲ１に連結された第２キャリヤＣＡ２にてＭＧ１トルクＴmg1の反力トルクが取れない為、差動部４６は中立状態とされる。従って、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が解放されることで、第１動力伝達部２４は中立状態とされる。この状態で、ハイブリッド制御部１０２は、第２回転機ＭＧ２から走行用のＭＧ２トルクＴmg2を出力させる。後進時は、前進時に対して第２回転機ＭＧ２を逆回転させる。車両走行中には、駆動輪１６の回転に連動してドライブギヤ２８に連結された第２リングギヤＲ２が回転させられる。単独駆動ＥＶモードでは、第１回転機ＭＧ１を空転させるなどして第２キャリヤＣＡ２の回転を零回転(例えば図５の共線図のような状態)としても良いが、第１回転機ＭＧ１における引き摺り損失等を低減する為に、ハイブリッド制御部１０２は、ＭＧ１回転速度Ｎmg1を零回転に維持する。例えば、ハイブリッド制御部１０２は、第１回転機ＭＧ１をジェネレータとして機能させて、フィードバック制御によりＭＧ１回転速度Ｎmg1を零回転に維持する。或いは、ハイブリッド制御部１０２は、第１回転機ＭＧ１の回転が固定されるように第１回転機ＭＧ１に電流を流す制御(ｄ軸ロック制御)を実行して、ＭＧ１回転速度Ｎmg1を零回転に維持する。或いは、ＭＧ１トルクＴmg1を零トルクとしても第１回転機ＭＧ１のコギングトルクによりＭＧ１回転速度Ｎmg1を零回転に維持できるときはＭＧ１トルクＴmg1を加える必要はない。尚、ＭＧ１回転速度Ｎmg1を零回転に維持する制御を行っても、第１動力伝達部２４は中立状態であるので、駆動トルクに影響を与えない。
単独駆動ＥＶモードでは、第１リングギヤＲ１は第２キャリヤＣＡ２に連れ回されるが、変速部４４は中立状態であるので、ＨＣＣＩ機関１２は連れ回されず零回転で停止状態とされる。よって、単独駆動ＥＶモードでの走行中に第２回転機ＭＧ２にて回生制御を行う場合、回生量を大きく取ることができる。単独駆動ＥＶモードでの走行時に、バッテリユニット２０が満充電状態となり回生エネルギーが取れない場合、エンジンブレーキを併用することが考えられる。エンジンブレーキを併用する場合は、図３に示すように、ブレーキＢ１又はクラッチＣ１が係合される。ブレーキＢ１又はクラッチＣ１が係合されると、ＨＣＣＩ機関１２は連れ回し状態とされて、エンジンブレーキが作用させられる。ＭＧ１回転速度Ｎmg1を上昇させることで、ＨＣＣＩ機関１２の連れ回し状態における機関回転速度Ｎeを上昇させることができる。ブレーキＢ１又はクラッチＣ１を係合することで機関回転速度Ｎeを上昇させることができるので、ＥＶ走行モードからＨＣＣＩ機関１２を始動するときには、ブレーキＢ１又はクラッチＣ１を係合した状態として、必要に応じて第１回転機ＭＧ１により機関回転速度Ｎeを引き上げて始動する。このとき、第２回転機ＭＧ２に反力キャンセルトルクを追加で出力させる。尚、車両停止時にＨＣＣＩ機関１２を始動する際には、ブレーキＢ１又はクラッチＣ１を係合した状態で第１回転機ＭＧ１により第２キャリヤＣＡ２の回転を引き上げることで機関回転速度Ｎeを上昇させても良いし、又、第１回転機ＭＧ１により第２キャリヤＣＡ２の回転を引き上げてからブレーキＢ１又はクラッチＣ１を係合することで機関回転速度Ｎeを上昇させても良い。
図５は、両駆動ＥＶモード時の共線図である。両駆動ＥＶモードは、図３に示すように、クラッチＣ１及びブレーキＢ１を係合した状態で実現される。両駆動ＥＶモードでは、図５に示すように、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が係合されることで、第１遊星歯車機構４８の差動が規制され、第１サンギヤＳ１の回転が停止させられる。その為、第１遊星歯車機構４８は何れの回転要素も回転が停止させられる。これによって、ＨＣＣＩ機関１２は零回転で停止状態とされ、又、第１リングギヤＲ１に連結された第２キャリヤＣＡ２の回転も停止させられる。第２キャリヤＣＡ２の回転が停止させられると、第２キャリヤＣＡ２にてＭＧ１トルクＴmg1の反力トルクが取れる為、ＭＧ１トルクＴmg1を第２リングギヤＲ２から機械的に出力させて駆動輪１６へ伝達することができる。従って、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が係合されることで、第１動力伝達部２４は機械的な動力伝達が可能な非中立状態とされる。ハイブリッド制御部１０２は、第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２から各々走行用のＭＧ１トルクＴmg1及びＭＧ２トルクＴmg2を出力させる。両駆動ＥＶモードでは、前進時に対して第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２を共に逆回転させて後進走行することも可能である。
図６は、ＨＶ走行モード時のロー状態での共線図である。ロー状態でのＨＶ走行モードは、図３に示すように、クラッチＣ１を係合した状態且つブレーキＢ１を解放した状態で実現される。ロー状態でのＨＶ走行モードでは、図６に示すように、クラッチＣ１が係合されることで、第１遊星歯車機構４８の差動が規制され、第１遊星歯車機構４８の回転要素が一体回転させられる。つまり、変速部４４は直結状態とされる。その為、ＨＣＣＩ機関１２の回転は等速で第１リングギヤＲ１から第２キャリヤＣＡ２へ伝達される。
図７は、ＨＶ走行モード時のハイ状態での共線図である。ハイ状態でのＨＶ走行モードは、図３に示すように、ブレーキＢ１を係合した状態且つクラッチＣ１を解放した状態で実現される。ハイ状態でのＨＶ走行モードでは、図７に示すように、ブレーキＢ１が係合されることで、第１サンギヤＳ１の回転が停止させられる。つまり、変速部４４はオーバードライブ(Ｏ／Ｄ)状態とされる。その為、ＨＣＣＩ機関１２の回転は増速されて第１リングギヤＲ１から第２キャリヤＣＡ２へ伝達される。
ＨＶ走行モードでは、ＨＣＣＩ機関１２の動力に対する反力を第１回転機ＭＧ１により受け持つことで機関トルクＴeの一部(機関直達トルク)を第２リングギヤＲ２から機械的に出力させて駆動輪１６へ伝達することができる。従って、クラッチＣ１又はブレーキＢ１が係合されることで、第１動力伝達部２４は機械的な動力伝達が可能な非中立状態とされる。ハイブリッド制御部１０２は、機関トルクＴeに対する反力トルクとなるＭＧ１トルクＴmg1を第１回転機ＭＧ１の発電により出力させると共に、第１回転機ＭＧ１の発電電力により第２回転機ＭＧ２からＭＧ２トルクＴmg2を出力させる。ロー状態でのＨＶ走行モードでは、前進時に対して第２回転機ＭＧ２を逆回転させて後進走行することも可能である。
ハイブリッド制御部１０２は、ＨＶ走行モードを成立させた場合には、例えば図８に示すような車速Ｖと要求駆動トルクとを変数として予め定められた境界線を有する関係(変速状態切替マップ)に車速Ｖ及び要求駆動トルクを適用することで、変速部４４をローギヤとする領域内に車両状態があるときにはロー状態でのＨＶ走行モードを成立させる一方で、変速部４４をハイギヤとする領域内に車両状態があるときにはハイ状態でのＨＶ走行モードを成立させる。動力伝達切替部１０４は、ロー状態でのＨＶ走行モードが成立しているときには、クラッチＣ１を係合することで変速部４４をローギヤとする一方で、ハイ状態でのＨＶ走行モードが成立しているときには、ブレーキＢ１を係合することで変速部４４をハイギヤとする。このように、動力伝達切替部１０４は、変速部４４をローギヤとハイギヤとで切り替える変速制御部として機能する。又、変速部４４の変速によって第１動力伝達部２４の変速比(延いては動力伝達装置１４の変速比)が変化させられるので、動力伝達切替部１０４は、ＨＣＣＩ機関１２と第２回転機ＭＧ２との間に設けられた、変速機能を有する変速装置としての変速部４４の変速を制御する変速制御部として機能する。
ここで、ＭＧ１回転速度Ｎmg1が零回転とされてＨＣＣＩ機関１２の動力が電気パス(第１回転機ＭＧ１や第２回転機ＭＧ２の電力授受に関わる電気経路である電気的な動力伝達経路)を介することなく全て機械的にドライブギヤ２８へ伝達される状態となる所謂メカニカルポイントでは、差動部４６の動力伝達効率(出力されたパワー／入力されたパワー)の理論値(理論伝達効率)が最大の「１」となる。このメカニカルポイントは、図６，７の共線図における差動部４６(縦線Ｙ４−Ｙ６参照)において、ＭＧ１回転速度Ｎmg1が零回転となる状態(すなわち第２サンギヤＳ２の回転速度が零回転となる状態)である。ＨＶ走行モードにおいてハイ状態(ハイギヤ)とロー状態(ローギヤ)とが切り替えられることでこのメカニカルポイントが２つとなり、ハイ状態でのＨＶ走行モードを有することでメカニカルポイントが高車速側に増えることになり、高速燃費が向上する。
第１動力伝達部２４において、変速部４４と差動部４６とは直列に接続されている。変速部４４を変速すれば第１動力伝達部２４の変速比も変化させられる。そこで、ハイブリッド制御部１０２は、変速部４４の変速時に第１動力伝達部２４の変速比の変化が抑制されるように、動力伝達切替部１０４による変速部４４の変速に合わせて、差動部４６の変速を実行する。例えば、ハイブリッド制御部１０２は、変速部４４がローギヤからハイギヤへアップシフトされる場合、それと同時に、差動部４６をダウンシフトする。これによって、第１動力伝達部２４は、所謂電気的無段変速機として機能させられる。又、変速部４４と差動部４６とが直列に接続された第１動力伝達部２４は変速比幅がワイドになるので、差動部４６から駆動輪１６までの動力伝達経路における変速比を比較的大きくとることができる。
ハイ状態でのＨＶ走行モードはロー状態でのＨＶ走行モードと比べて同じ機関回転速度Ｎeに対して第２キャリヤＣＡ２の回転速度が高くされるので、エンジン走行では、高車速時に第１回転機ＭＧ１が負回転且つ負トルクの力行状態となって第１回転機ＭＧ１に電力が供給される動力循環状態となることが抑制される。ＨＶ走行モードにおいて、高車速時に変速部４４をＯ／Ｄ状態とすることで、動力伝達装置１４の損失パワーを小さくすることができる。
動力伝達装置１４では、クラッチＣ１及びブレーキＢ１の各係合作動や各部の潤滑や各部の冷却に用いられる作動油(オイル)を供給する為の機械式のオイルポンプが第２キャリヤＣＡ２に連結されており(図４−図７のＭＯＰ参照)、第２キャリヤＣＡ２の回転に伴って駆動される。尚、両駆動ＥＶモードのように第２キャリヤＣＡ２の回転が停止される場合、電動式のオイルポンプ(不図示)によりオイルが供給される。
ここで、ＨＣＣＩ機関１２は、前述したように、ＨＣＣＩ運転に適した運転領域が狭い場合がある。特に、高負荷の運転領域では、急激な燃焼やノッキングが生じることがあり、そのようなノッキング等を回避又は抑制して、ＨＣＣＩ運転の運転領域を拡大することが望ましい。過給機６４による過給により混合気(吸気＋燃料)を希薄化すること、又はＥＧＲ装置８２によるＥＧＲにより燃焼温度を低減させることで、高負荷時の急激な燃焼やノッキングを回避又は抑制することができる。
図９は、過給とＥＧＲとが運転領域に及ぼす影響を説明する為の図である。図９において、横軸は図示平均有効圧力であり、縦軸は最大圧力上昇率である。図示平均有効圧力は、燃焼ガスがピストンを押す平均圧力に相当し、概ね機関トルクＴeと比例するので、値が大きくなる側が高負荷側となる。最大圧力上昇率の値が高い程、燃焼が急ということであり、最大圧力上昇率の値が破線Ｄを超える領域では急激な燃焼やノッキングが発生している。太破線Ａで示す、過給圧Ｐchgが低い条件Ａでは、負荷の増加によって最大圧力上昇率が急激に増加している。つまり、上記条件Ａでは、急激な燃焼やノッキングの発生により、ＨＣＣＩ機関１２の高負荷側の領域での運転が制限される。一方で、実線Ｂで示す、過給圧Ｐchgを高めた条件Ｂでは、ＨＣＣＩ機関１２の負荷がより高い領域においても破線Ｄを超えない最大圧力上昇率の値が維持されている。つまり、上記条件Ｂでは、上記条件Ａと比べて、ＨＣＣＩ機関１２の高負荷側の領域での運転が拡大される。他方で、二点鎖線Ｃで示す、上記条件Ｂに更にＥＧＲを与えた条件Ｃでは、ＨＣＣＩ機関１２の高負荷側の領域での運転が更に拡大される。以上のことを考慮して、ハイブリッド制御部１０２は、より高い負荷でＨＣＣＩ機関１２をＨＣＣＩ運転できるように、過給による希薄化と最大圧力上昇率の変化との関係に基づいて、ノッキングを回避又は抑制する。尚、上述では、高負荷側とするときのノッキングについて説明したが、低負荷側とするときに(すなわち燃料噴射量を低減するときに)過給圧Ｐchgが過剰であると空気量が多すぎて失火し易くなる。その為、低負荷側とするときには、失火を回避又は抑制する為に、過給圧Ｐchgを低くする必要が生じる場合がある。
ところで、過給には応答遅れがある。その為、ＨＣＣＩ機関１２を高負荷側へ変化させるときに、ノッキングを抑制する為の過給圧Ｐchgが達成されない状態でＨＣＣＩ機関１２の要求パワーに合わせて燃料噴射量を増加すると、過給の応答遅れの期間ではノッキングが発生する可能性がある。又は、ＨＣＣＩ機関１２を低負荷側へ変化させるときに、失火を抑制する為の過給圧Ｐchgが達成されない状態でＨＣＣＩ機関１２の要求パワーに合わせて燃料噴射量を低減すると、過給の応答遅れの期間では失火が発生する可能性がある。
そこで、電子制御装置１００は、ＨＣＣＩ機関１２の負荷が変化する過渡時は(すなわちＨＣＣＩ機関１２の要求パワーを変化させる過渡時は)、過給圧Ｐchgの応答遅れに合わせて(すなわち過給圧Ｐchgの過不足に応じて)ＨＣＣＩ機関１２の出力(機関パワーＰe)を変化させる。この際、過給圧Ｐchgの応答遅れに合わせた機関パワーＰeでは、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーに対して過不足が生じている。これに対して、電子制御装置１００は、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーと、過給圧Ｐchgの応答遅れに合わせた機関パワーＰeとの差出力の一部又は全部を第２回転機ＭＧ２の出力(ＭＧ２パワーＰmg2)にて補償する。
又、ＥＧＲは過給に比べて応答性が高いので、電子制御装置１００は、ＥＧＲ量を変化させることによって過給の応答遅れを補い、機関パワーＰeの変化速度を上げる。具体的には、図９を参照して、太破線Ａで示す条件Ａの状態を、実線Ｂで示す条件Ｂの状態へ移行する場合と、二点鎖線Ｃで示す条件Ｃの状態へ移行する場合とを比べた場合、応答が遅い過給圧Ｐchgの条件が同じであれば、両者への移行時間は略同等と考えられる。そうすると、同じ過給圧Ｐchgの条件へ変化させる際、ある要求パワー(図示平均有効圧力)においてノッキングが発生しない状態へ移行するまでの時間は、ＥＧＲがある後者(条件Ｃの状態)の方が短くなる。これを利用して、過給の応答遅れをＥＧＲにて補い、機関パワーＰeの変化速度を上げる。機関パワーＰeの変化速度を上げる分、ＭＧ２パワーＰmg2の補償分を小さくすることができる。尚、ＥＧＲは吸気中の窒素濃度を高めるものであり、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーに必要な空気量を送り込むものではないので、ＥＧＲだけではＨＣＣＩ機関１２の高出力に対応できない。その為、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーを変化させる過渡時における制御においては、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーの変化に対して過給圧Ｐchgを変更することで対応することを主体とし、ＥＧＲは機関パワーＰeの変化速度を上げる為の補助的なものとする。
電子制御装置１００は、上述したＨＣＣＩ機関１２の要求パワーを変化させる過渡時における制御機能を実現する為に、過給圧算出手段すなわち過給圧算出部１０６、出力補償制御手段すなわち出力補償制御部１０８、及び目標排気再循環率算出手段すなわち目標排気再循環率算出部１０９(以下、目標ＥＧＲ率算出部１０９という)を更に備えている。
過給圧算出部１０６は、ＨＣＣＩ機関１２がＨＣＣＩ運転されるときに、所定要件を満たしつつＨＣＣＩ機関１２に対する要求パワーを実現することができる吸気の目標過給圧Ｐchgtgtを算出する。具体的には、前記所定要件は、ＨＣＣＩ機関１２がＨＣＣＩ運転されるときに、ＨＣＣＩ機関１２の出力増加に伴うノッキングを抑制する要件である。つまり、過給圧算出部１０６は、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーの増加時には、図９に示すような特性を用いて、その要求パワーが実現されるときにノッキングが回避又は抑制される過給圧Ｐchgの最小値を目標過給圧Ｐchgtgtとする。又、前記所定要件は、ＨＣＣＩ機関１２がＨＣＣＩ運転されるときに、ＨＣＣＩ機関１２の出力減少に伴う失火を抑制する要件である。つまり、過給圧算出部１０６は、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーの減少時には、機関パワーＰe(燃料噴射量)と失火を回避又は抑制可能な過給圧Ｐchgとの予め定められた関係(不図示)を用いて、その要求パワーが実現されるときに失火が回避又は抑制される過給圧Ｐchgを目標過給圧Ｐchgtgtとする。
ハイブリッド制御部１０２は、過給機６４によって実現される目標過給圧Ｐchgtgtへの変化過程における実際の過給圧Ｐchgに合わせてＨＣＣＩ機関１２の機関パワーＰeを要求パワーへ向けて制御する。つまり、ハイブリッド制御部は、機関パワーＰeを要求パワーへ増加させる過渡過程では、目標過給圧Ｐchgtgtへの増加過程における実際の過給圧Ｐchgにてノッキングが回避又は抑制される範囲で機関パワーＰeを漸増する。又、ハイブリッド制御部は、機関パワーＰeを要求パワーへ減少させる過渡過程では、目標過給圧Ｐchgtgtへの減少過程における実際の過給圧Ｐchgにて失火が回避又は抑制される範囲で機関パワーＰeを漸減する。
出力補償制御部１０８は、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーと、目標過給圧Ｐchgtgtへの変化過程における実際の機関パワーＰeとの差出力ΔＰe(＝要求パワー−実際の機関パワーＰe)の一部又は全部をＭＧ２パワーＰmg2にて補償する。具体的には、出力補償制御部１０８は、差出力ΔＰeが正値であるときには、差出力ΔＰeの一部又は全部を第２回転機ＭＧ２の力行にて補償する回転機補償パワーを算出し、第２回転機ＭＧ２にてその回転機補償パワーを出力する指令を電力制御ユニット１８へ出力する。又、出力補償制御部１０８は、差出力ΔＰeが負値であるときには、差出力ΔＰeの一部又は全部を第２回転機ＭＧ２の回生にて補償する回転機補償パワーを算出し、第２回転機ＭＧ２にてその回転機補償パワーを発電する指令を電力制御ユニット１８へ出力する。
車両１０に対する要求駆動パワーを変化させる運転者の操作(例えばアクセル操作)に応じて実際の駆動力が何時も同じように変化しないと運転者は違和感を感じ易いと考えられる。そこで、出力補償制御部１０８は、ハイブリッド制御部１０２により算出される、運転者の操作による車両１０に対する要求駆動パワーの変化によってＨＣＣＩ機関１２に対する要求パワーが変化させられた際に、前記差出力ΔＰeをＭＧ２パワーＰmg2にて補償する。
又、運転者の操作に因るものでないハイブリッドシステムにおける要求(例えばバッテリユニット２０の充電要求としての充電要求パワー)の変化によって実際の駆動力が変化すると運転者は違和感を感じ易いと考えられる。具体的には、運転者の操作に因るものでないバッテリユニット２０の充電要求によってＨＣＣＩ機関１２の要求パワーを増加する際に過給圧Ｐchgの応答遅れの為に機関パワーＰeの増加が遅れて実際の駆動力が低下すると運転者は違和感を感じ易いと考えられる。そこで、出力補償制御部１０８は、ＨＣＣＩ機関１２の作動に関わるハイブリッドシステムにおける要求の変化によってＨＣＣＩ機関１２に対する要求パワーが変化させられた際に、前記差出力ΔＰeをＭＧ２パワーＰmg2にて補償する。
更に、ＥＧＲ量を変更できる場合には、目標ＥＧＲ率算出部１０９は、目標過給圧Ｐchgtgtに基づいてＥＧＲ装置８２による目標ＥＧＲ率を算出する。具体的には、目標ＥＧＲ率算出部１０９は、ＨＣＣＩ機関１２の運転状態に基づいて、過給圧Ｐchgを目標過給圧Ｐchgtgtへ変化させる過程で増減可能なＥＧＲ量(以下、ＥＧＲ増減量という)を算出し、ＥＧＲ増減量に基づいて算出したＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率とする。
ＥＧＲ量を変更できる場合には、ハイブリッド制御部１０２は、過給機６４によって実現される目標過給圧Ｐchgtgtへの変化過程における実際の過給圧Ｐchg及びＥＧＲ装置８２によって実現される目標ＥＧＲ率への変化過程における実際のＥＧＲ率に合わせてＨＣＣＩ機関１２の機関パワーＰeを要求パワーへ向けて制御する。つまり、ハイブリッド制御部は、機関パワーＰeを要求パワーへ増加させる過渡過程では、目標過給圧Ｐchgtgtへの増加過程における実際の過給圧Ｐchg及び目標ＥＧＲ率への変化過程における実際のＥＧＲ率にてノッキングが回避又は抑制される範囲で機関パワーＰeを漸増する。又、ハイブリッド制御部は、機関パワーＰeを要求パワーへ減少させる過渡過程では、目標過給圧Ｐchgtgtへの減少過程における実際の過給圧Ｐchg及び目標ＥＧＲ率への変化過程における実際のＥＧＲ率にて失火が回避又は抑制される範囲で機関パワーＰeを漸減する。
動力伝達装置１４の変速装置(変速部４４、差動部４６)が変速されると前記差出力ΔＰeに応じた駆動力が変化して第２回転機ＭＧ２にて補償するＭＧ２パワーＰmg2も変化する為、変化後のＭＧ２パワーＰmg2が第２回転機ＭＧ２の出力可能な範囲外となってドライバビリティが低下する可能性がある。そこで、ハイブリッド制御部１０２や動力伝達切替部１０４は、出力補償制御部１０８により差出力ΔＰeがＭＧ２パワーＰmg2にて補償されているときには、動力伝達装置１４の変速装置の変速を制限する。例えば、動力伝達切替部１０４は、変速部４４の変速を禁止する。すなわち、動力伝達切替部１０４は、ハイブリッド制御部１０２により図８に示すような変速状態切替マップを用いてロー状態でのＨＶ走行モードとハイ状態でのＨＶ走行モードとの切替えが判断された場合であっても、直ぐには変速部４４の変速を実行せず、ＨＣＣＩ機関１２のＨＣＣＩ運転が安定してから変速を実行する。又、ハイブリッド制御部１０２は、差動部４６の変速を禁止するか、又は、差動部４６における変速比変化を抑制する。
ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーの増加時において、実際の過給圧Ｐchgや実際のＥＧＲ率にて、ノッキングが発生しない負荷までは過給圧ＰchgやＥＧＲ率を変化させることなく燃料噴射量を増加することでＨＣＣＩ機関１２の要求パワーを実現できるので、第２回転機ＭＧ２による補償が必要ない。又、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーの減少時において、実際の過給圧Ｐchgや実際のＥＧＲ率にて、失火が発生しない負荷(燃料噴射量)までは過給圧ＰchgやＥＧＲ率を変化させることなく燃料噴射量を減少することでＨＣＣＩ機関１２の要求パワーを実現できるので、第２回転機ＭＧ２による補償が必要ない。
そこで、出力補償制御部１０８は、過給圧センサ７８により検出された実際の過給圧Ｐchgを取得する。又、出力補償制御部１０８は、ＥＧＲ弁８２ｖのアクチュエータに対する電子制御装置１００の弁開度指令に基づいてＥＧＲ量を算出し、そのＥＧＲ量と吸入空気量Ｑairとに基づいて実際のＥＧＲ率を算出(取得)する。
出力補償制御部１０８は、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーの増加時には、図９に示すような特性を用いて、上記取得した実際の過給圧Ｐchg及び実際のＥＧＲ率において、ノッキングが発生しない図示平均有効圧力の最大値、すなわちノッキングが発生しない噴射可能な燃料量(以下、燃料噴射可能量)を算出する。又、出力補償制御部１０８は、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーの減少時には、機関パワーＰe(燃料噴射量)と失火を回避又は抑制可能な過給圧Ｐchg及びＥＧＲ率との予め定められた関係(不図示)を用いて、上記取得した実際の過給圧Ｐchg及び実際のＥＧＲ率において、失火が発生しない燃料噴射可能量を算出する。
出力補償制御部１０８は、算出した燃料噴射可能量にて可能な機関パワーＰe(以下、可能パワーという)を算出する。出力補償制御部１０８は、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーと可能パワーとのパワー差(＝要求パワー−可能パワー)を算出する。
出力補償制御部１０８は、算出したパワー差の絶対値(|パワー差|)が所定値よりも大きいか否かを判定する。出力補償制御部１０８は、パワー差の絶対値(|パワー差|)が所定値以下であると判定した場合には、回転機補償パワーを算出せず、回転機補償パワーをゼロ値として第２回転機ＭＧ２による補償を行わない。この場合、過給圧算出部１０６は、目標過給圧Ｐchgtgtを算出しない。一方で、出力補償制御部１０８によりパワー差の絶対値(|パワー差|)が所定値よりも大きいと判定された場合には、過給圧算出部１０６は、目標過給圧Ｐchgtgtを算出する。そして、出力補償制御部１０８は、回転機補償パワーを算出して第２回転機ＭＧ２による補償を実行する。上記所定値は、過給圧Ｐchgを変更する必要があったとしてもその応答遅れを第２回転機ＭＧ２にて補償する必要性が小さいと判断できる程度のパワー差であることを判定する為の予め定められた閾値である。
図１０は、電子制御装置１００の制御作動の要部すなわちＨＣＣＩ機関１２に対する要求パワーを実現する際に過給圧Ｐchgを変更するときの応答遅れに適切に対処する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えばＨＣＣＩ機関１２の要求パワーの変化時に、繰り返し実行される。又、図１１は、電子制御装置１００の制御作動の要部すなわちＨＣＣＩ機関１２に対する要求パワーを実現する際に過給圧Ｐchgを変更するときの応答遅れに適切に対処する為の制御作動を説明するフローチャートであり、図１０のフローチャートと並行して、繰り返し実行される。図１２は、図１０，図１１のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートであって、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーの増加時の一例である。
図１０において、先ず、出力補償制御部１０８の機能に対応するステップ(以下、ステップを省略する)Ｓ１０において、実際の過給圧Ｐchgが取得される。又、ＥＧＲ弁８２ｖのアクチュエータに対する弁開度指令に基づいてＥＧＲ量が算出され、そのＥＧＲ量と吸入空気量Ｑairとに基づいて実際のＥＧＲ率が取得される。次いで、出力補償制御部１０８の機能に対応するＳ２０において、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーの増加時には、上記Ｓ１０にて取得された実際の過給圧Ｐchg及び実際のＥＧＲ率においてノッキングが発生しない燃料噴射可能量が算出される。又は、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーの減少時には、上記取得された実際の過給圧Ｐchg及び実際のＥＧＲ率において失火が発生しない燃料噴射可能量が算出される。次いで、出力補償制御部１０８の機能に対応するＳ３０において、上記Ｓ２０にて算出された燃料噴射可能量に基づいてＨＣＣＩ機関１２の可能パワーが算出され、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーとその可能パワーとのパワー差(＝要求パワー−可能パワー)が算出される。次いで、出力補償制御部１０８の機能に対応するＳ４０において、上記Ｓ３０にて算出されたパワー差の絶対値(|パワー差|)が所定値よりも大きいか否かが判定される。このＳ４０の判断が肯定される場合は出力補償制御部１０８の機能に対応するＳ５０において、ＨＣＣＩ機関１２に対する要求パワーの変更は、運転者の要求によるものであるか否か、又はハイブリッドシステムの要求によるものであるか否かが判定される。上記Ｓ４０の判断が否定される場合又は上記Ｓ５０の判断が否定される場合は出力補償制御部１０８の機能に対応するＳ６０において、第２回転機ＭＧ２による回転機補償パワーがゼロ値とされる。上記Ｓ５０の判断が肯定される場合は過給圧算出部１０６及び目標ＥＧＲ率算出部１０９の機能に対応するＳ７０において、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーの増加時には、その要求パワーが実現されるときにノッキングが回避又は抑制される過給圧Ｐchgの最小値が目標過給圧Ｐchgtgtとされる。又は、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーの減少時には、その要求パワーが実現されるときに失火が回避又は抑制される過給圧Ｐchgが目標過給圧Ｐchgtgtとされる。又、ＥＧＲ量を変更できる場合には、更に、ＨＣＣＩ機関１２の運転状態に基づいて、過給圧Ｐchgを目標過給圧Ｐchgtgtへ変化させる過程におけるＥＧＲ増減量が算出され、そのＥＧＲ増減量に基づいて算出されたＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率とされる。次いで、出力補償制御部１０８の機能に対応するＳ８０において、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーと、目標過給圧Ｐchgtgtへの変化過程における実際の機関パワーＰeとの差出力ΔＰe(＝要求パワー−実際の機関パワーＰe)の一部又は全部をＭＧ２パワーＰmg2にて補償する回転機補償パワーが算出される。前記Ｓ６０に次いでハイブリッド制御部１０２の機能に対応するＳ９０において、要求パワーを実現するように燃料噴射量等が制御される。この際、第２回転機ＭＧ２にて補償する必要性が小さい程度の過給圧Ｐchgの変更は行われる。或いは、前記Ｓ８０に次いでハイブリッド制御部１０２及び出力補償制御部１０８の機能に対応するＳ９０において、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーの増加時には、目標過給圧Ｐchgtgtへの増加過程における実際の過給圧Ｐchg及び目標ＥＧＲ率への変化過程における実際のＥＧＲ率にてノッキングが回避又は抑制される範囲で機関パワーＰeが制御される。この際、第２回転機ＭＧ２の力行にて要求パワーを補償するように上記Ｓ８０にて算出された回転機補償パワーを出力する指令が電力制御ユニット１８へ出力される。又は、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーの減少時には、目標過給圧Ｐchgtgtへの減少過程における実際の過給圧Ｐchg及び目標ＥＧＲ率への変化過程における実際のＥＧＲ率にて失火が回避又は抑制される範囲で機関パワーＰeが制御される。この際、第２回転機ＭＧ２の回生にて要求パワーを補償するように上記Ｓ８０にて算出された回転機補償パワーを発電する指令が電力制御ユニット１８へ出力される。
図１１において、先ず、出力補償制御部１０８の機能に対応するＳ１００において、第２回転機ＭＧ２による補償中であるか否かが判定される。このＳ１００は、図１０の前記Ｓ４０が肯定されているか否かを判断する機能と同じである。このＳ１００の判断が肯定される場合はハイブリッド制御部１０２及び動力伝達切替部１０４の機能に対応するＳ１１０において、動力伝達装置１４の変速装置(変速部４４、差動部４６)の変速が制限される。例えば、変速部４４の変速が禁止される。又、差動部４６の変速が禁止されるか、又は、差動部４６における変速比変化が抑制される。このＳ１００の判断が否定される場合はハイブリッド制御部１０２及び動力伝達切替部１０４の機能に対応するＳ１２０において、動力伝達装置１４の変速が制限されない。
図１２において、ｔ１時点は、定常走行中にアクセルペダルの踏み増し操作が為された時点を示している。これに伴って、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーに対応する機関トルクＴeの目標値、及び目標過給圧Ｐchgtgtが破線のように高くされる(ｔ１時点−ｔ２時点参照)。実際には、過給の応答遅れがある為、実際の過給圧Ｐchgは実線のように上昇する(ｔ１時点−ｔ４時点参照)。このような状態で、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーに対応した燃料を供給するとノッキングが発生する可能性がある。その為、実際の過給圧Ｐchgの上昇に合わせて燃料噴射量を増加して実際の機関トルクＴeを目標値に向かって上昇させる。この際、過給よりも応答性が高いＥＧＲを利用するように、ＥＧＲ率を増加させて、過給遅れを補って、燃料噴射量をより早く増加させている(ｔ１時点−ｔ３時点参照)。つまり、実際の過給圧Ｐchgと実際のＥＧＲ率とに基づいて算出される燃料噴射量でＨＣＣＩ機関１２がＨＣＣＩ運転され、実線の機関トルクＴeが得られる(ｔ１時点−ｔ４時点参照)。この実際の機関トルクＴeは、目標値に対して不足するので、アシストトルクとして示すように、第２回転機ＭＧ２で不足分をトルク補償している(ｔ１時点−ｔ４時点参照)。ｔ２時点−ｔ４時点間では、機関トルクＴeの目標値が一定となっており、アシストトルクが低下させられる。ｔ４時点以降では、ＥＧＲと過給が十分となっており(目標値に到達しており)、アシストトルクがゼロに戻される。ｔ１時点−ｔ４時点間では、第２回転機ＭＧ２による補償が行われているので、変速部４４の変速が禁止されている。実際の過給圧Ｐchgと実際のＥＧＲ率とに基づいて算出されるノッキング抑制指標を用いて、燃料噴射量を算出しても良い。このノッキング抑制指標は、例えばノッキングの抑制し易さを示す指標であって、高い値程ノッキングがより抑制できるというものであり、過給圧Ｐchgの増加量やＥＧＲ率の増加量が大きい程、高くされる。
上述のように、本実施例によれば、過給圧Ｐchgを変更するときに応答遅れが生じることに対して、ＨＣＣＩ機関１２をＨＣＣＩ運転するときの所定要件を満たす目標過給圧Ｐchgtgtへの変化過程における実際の過給圧Ｐchgに合わせて機関パワーＰeが要求パワーへ向けて制御されるので、過給圧Ｐchgの応答遅れを考慮することなく要求パワーへ向けて機関パワーＰeを変化させることと比較して、ＨＣＣＩ機関１２はノッキングや失火等が発生し難い運転状態とされる。加えて、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーと、目標過給圧Ｐchgtgtへの変化過程における実際の機関パワーＰeとの差出力ΔＰeの一部又は全部がＭＧ２パワーＰmg2にて補償されるので、ＨＣＣＩ機関１２と第２回転機ＭＧ２とにより要求パワーが実現され易くなる。よって、ＨＣＣＩ機関１２に対する要求パワーを実現する際に、過給圧Ｐchgを変更するときの応答遅れに適切に対処することができる。
また、本実施例によれば、前記所定要件は、ＨＣＣＩ機関１２がＨＣＣＩ運転されるときにＨＣＣＩ機関１２の出力増加に伴うノッキングを抑制する要件であるので、その所定要件を満たす目標過給圧Ｐchgtgtへの応答遅れが生じている状態でＨＣＣＩ機関１２の要求パワーを実現する為に機関パワーＰeを増大させようとしたことでノッキングが発生し易い運転状態となることに対して、その目標過給圧Ｐchgtgtへの変化過程における実際の過給圧Ｐchgに合わせて機関パワーＰeが要求パワーへ向けて制御されてＨＣＣＩ機関１２はノッキングが発生し難い運転状態とされる。
また、本実施例によれば、前記所定要件は、ＨＣＣＩ機関１２がＨＣＣＩ運転されるときにＨＣＣＩ機関１２の出力減少に伴う失火を抑制する要件であるので、その所定要件を満たす目標過給圧Ｐchgtgtへの応答遅れが生じている状態でＨＣＣＩ機関１２の要求パワーを実現する為に機関パワーＰeを減少させようとしたことで空気量過多となって失火が発生し易い運転状態となることに対して、その目標過給圧Ｐchgtgtへの変化過程における実際の過給圧Ｐchgに合わせて機関パワーＰeが要求パワーへ向けて制御されてＨＣＣＩ機関１２は失火が発生し難い運転状態とされる。
また、本実施例によれば、実際の過給圧Ｐchg及びＥＧＲ装置８２によって実現される実際のＥＧＲ率に合わせて機関パワーＰeが要求パワーへ向けて制御されるので、ＨＣＣＩ機関１２はノッキングや失火等が発生し難い運転状態とされつつ、過給圧Ｐchgよりも応答性が高いＥＧＲ率が変化させられることによって要求パワーへ向けて機関パワーＰeをより早く変化させることができる。これにより、ＭＧ２パワーＰmg2の補償を抑えることができるので、電力の消費が抑制される。
また、本実施例によれば、運転者の操作による要求駆動パワーの変化によってＨＣＣＩ機関１２に対する要求パワーが変化させられた際に差出力ΔＰeがＭＧ２パワーＰmg2にて補償されるので、運転者の違和感を抑制することができる。
また、本実施例によれば、ハイブリッドシステムにおける要求の変化によってＨＣＣＩ機関１２に対する要求パワーが変化させられた際に差出力ΔＰeがＭＧ２パワーＰmg2にて補償されるので、運転者の違和感を抑制することができる。
また、本実施例によれば、バッテリユニット２０の充電要求によってＨＣＣＩ機関１２に対する要求パワーが増加させられた際に、差出力ΔＰeである、出力の不足がＭＧ２パワーＰmg2にて補償されるので、運転者の違和感を抑制することができる。
また、本実施例によれば、差出力ΔＰeがＭＧ２パワーＰmg2にて補償されているときには動力伝達装置１４の変速装置(変速部４４、差動部４６)の変速が制限されるので、第２回転機ＭＧ２を出力可能な範囲内にて動作させることができる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例では、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーを変化させる過渡時における制御機能を実現する際に、ＥＧＲを利用したが、この態様に限らない。例えば、ＥＧＲを利用する必要はない。この場合、図１０のフローチャートにおけるＳ７０では目標ＥＧＲ率は算出されない。又、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーが変化させられた際に一律に差出力ΔＰeをＭＧ２パワーＰmg2にて補償する制御を実行しても良く、この場合、図１０のフローチャートにおけるＳ５０は実行されなくても良い。
また、前述の実施例では、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーの増加時及びＨＣＣＩ機関１２の要求パワーの減少時に対応した実施態様であったが、この態様に限らない。例えば、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーの増加時のみに対応した実施態様であっても良いし、ＨＣＣＩ機関１２の要求パワーの減少時のみに対応した実施態様であっても良い。
また、前述の実施例では、車両１０は、変速部４４と差動部４６とを備えていたが、この態様に限らない。要は、ＨＣＣＩ機関１２と、過給機６４と、ＨＣＣＩ機関１２の動力を駆動輪１６へ伝達する動力伝達装置と、駆動輪１６に動力伝達可能に連結された回転機とを備えた車両であれば、本発明を適用することができる。又、ＨＣＣＩ機関１２と第２回転機ＭＧ２との間に設けられた変速装置は、差動部４６や変速部４４であったが、変速機能を有する変速装置であれば良い。又、ＦＦ方式の車両１０に好適に用いられる動力伝達装置１４を用いて発明を説明したが、本発明は、例えばＲＲ方式など他の方式の車両に用いられる動力伝達装置においても適宜適用することができる。
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
１０：車両
１２：ＨＣＣＩ機関(内燃機関)
１４：動力伝達装置
１６：駆動輪
２０：バッテリユニット(蓄電装置)
４４：変速部(変速装置)
４６：差動部(変速装置)
６０：吸気通路
６２：排気通路
６４：過給機
８２：排気再循環装置
１００：電子制御装置(制御装置)
１０２：ハイブリッド制御部(出力制御部、変速制御部)
１０４：動力伝達切替部(変速制御部)
１０６：過給圧算出部
１０８：出力補償制御部
１０９：目標排気再循環率算出部
ＭＧ２：第２回転機(回転機)

Claims (8)

  1. 予混合圧縮着火燃焼による運転が可能な内燃機関と、前記内燃機関への吸気を過給する過給機と、前記内燃機関の動力を駆動輪へ伝達する動力伝達装置と、前記駆動輪に動力伝達可能に連結された回転機とを備えた車両の、制御装置であって、
    前記内燃機関が前記予混合圧縮着火燃焼よって運転されるときに、所定要件を満たしつつ前記内燃機関に対する要求出力を実現することができる前記吸気の目標過給圧を算出する過給圧算出部と、
    前記過給機によって実現される前記目標過給圧への変化過程における実際の過給圧に合わせて前記内燃機関の出力を前記要求出力へ向けて制御する出力制御部と、
    前記要求出力と前記目標過給圧への変化過程における前記内燃機関の出力との差出力の一部又は全部を前記回転機の出力にて補償する出力補償制御部と
    を、含むことを特徴とする車両の制御装置。
  2. 前記所定要件は、前記内燃機関が前記予混合圧縮着火燃焼よって運転されるときに、前記内燃機関の出力増加に伴うノッキングを抑制する要件であることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
  3. 前記所定要件は、前記内燃機関が前記予混合圧縮着火燃焼よって運転されるときに、前記内燃機関の出力減少に伴う失火を抑制する要件であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
  4. 前記車両は、前記内燃機関の排気通路内を流通する排気の一部を前記内燃機関の吸気通路へ再循環させる排気再循環装置を更に備えるものであり、
    前記目標過給圧に基づいて前記排気再循環装置による目標排気再循環率を算出する目標排気再循環率算出部を更に含むものであり、
    前記出力制御部は、前記実際の過給圧及び前記排気再循環装置によって実現される前記目標排気再循環率への変化過程における実際の排気再循環率に合わせて前記内燃機関の出力を前記要求出力へ向けて制御することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の車両の制御装置。
  5. 前記出力補償制御部は、運転者の操作による前記車両に対する要求駆動出力の変化によって前記内燃機関に対する要求出力が変化させられた際に、前記要求出力と前記内燃機関の出力との前記差出力を前記回転機の出力にて補償することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の車両の制御装置。
  6. 前記出力補償制御部は、前記内燃機関の作動に関わるハイブリッドシステムにおける要求の変化によって前記内燃機関に対する前記要求出力が変化させられた際に、前記要求出力と前記内燃機関の出力との前記差出力を前記回転機の出力にて補償することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の車両の制御装置。
  7. 前記車両は、前記回転機との間で電力を授受する蓄電装置を更に備えるものであり、
    前記内燃機関の作動に関わるハイブリッドシステムにおける要求は、前記蓄電装置の充電要求であることを特徴とする請求項６に記載の車両の制御装置。
  8. 前記動力伝達装置は、前記内燃機関と前記回転機との間に設けられた、変速機能を有する変速装置を備えるものであり、
    前記変速装置の変速を制御する変速制御部を更に含むものであり、
    前記変速制御部は、前記出力補償制御部により前記差出力が前記回転機の出力にて補償されているときには、前記変速装置の変速を制限することを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の車両の制御装置。
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