JP5610090B1 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

本発明の制御装置は、部分気筒運転と全気筒運転とをエンジンに実行させ、かつ、第２モータ・ジェネレータのモータトルクが動作点変更範囲Ｒ１、Ｒ２に入る場合にエンジンの動作点を変更する。エンジンが部分気筒運転を実行する場合の動作点変更範囲Ｒ２は、エンジンが全気筒運転を実行する場合の動作点変更範囲Ｒ１と比較して広く設定されている。

Description

本発明は、走行用動力源としてエンジンと電動機とを備えたハイブリッド車両に適用される制御装置に関する。

エンジンの動力を第１電動機と出力部とに分割し、第２電動機がギアを介して出力部に連結されたハイブリッド車両が周知である。このタイプのハイブリッド車両は、第２電動機のトルクが０Ｎｍ付近となる場合、出力部と第２電動機との間に介在するギアの出力部に対する押し付けが緩くなる。その結果、エンジンの回転変動が出力部に伝達することによって出力部とギアとがバックラッシ間で互いに衝突して歯打ち音が発生する。そこで、このような歯打ち音を抑制するため、第２電動機のトルクが０を含む所定範囲に入る場合、エンジンの動作点を高回転側に変更することによってエンジンの回転変動を低下させる制御装置がある（特許文献１）。

特開２０１０−１７９８５６号公報

近年、エンジンの燃費を向上させるため種々の形態のエンジンの開発が行われている。例えば、複数の気筒のうちの一部の気筒を休止させる気筒休止エンジンや、過給機が設けられ過給圧が高い高過給圧運転と、過給圧が低い低過給圧運転とをそれぞれ実行可能なエンジンや、目標空燃比を切り替えることによってリーン燃焼運転と、ストイキ燃焼運転とをそれぞれ実行可能なエンジンがある。これらのエンジンは運転状態の切り替えによって出力トルクの変動が変化する。具体的には、気筒休止エンジンの場合は部分気筒運転時の方が全気筒運転時に比べて出力トルクの変動が大きい。過給圧を変更するエンジンの場合は高過給圧運転時の方が低過給圧運転時に比べて出力トルクの変動が大きい。リーン燃焼運転とストイキ燃焼運転とを実行可能なエンジンの場合はリーン燃焼運転時の方がストイキ燃焼運転時に比べて出力トルクの変動が大きい。

このように、運転状態が切り替わることによって出力トルクの変動状態が変化するエンジンを、上述したタイプのハイブリッド車両のエンジンとして適用することについては十分に検討されていない。例えば、上述した歯打ち音を抑制することに関し、出力トルクの変動が大きい高トルク変動運転と出力トルクの変動が小さい低トルク変動運転とのそれぞれの場合に適した制御について未だ提案がない。

そこで、本発明は、出力トルクの変動が大きな高トルク変動運転と出力トルクの変動が小さな低トルク変動運転とを実行可能なエンジンを備えたハイブリッド車両に適した制御装置を提供することを目的とする。

本発明の制御装置は、出力トルクの変動が大きな高トルク変動運転と出力トルクの変動が小さな低トルク変動運転とを実行可能なエンジンと、第１電動機と、駆動輪にトルクを伝達するための出力部と、前記エンジンのトルクを前記第１電動機と前記出力部とに分配する差動機構と、前記出力部にギアを介して連結された第２電動機と、を備えたハイブリッド車両に適用され、前記高トルク変動運転と前記低トルク変動運転とを前記エンジンに実行させ、かつ、前記第２電動機のトルクが所定範囲に入る場合に前記エンジンの動作点を変更する制御装置であって、前記差動機構の状態を、前記エンジンのトルクを前記第１電動機と前記出力部とに分配する差動状態から、その分配を停止する非差動状態へ切り替え可能なロック手段と、前記差動機構が前記差動状態のままで前記エンジンの動作点を変更する変更手段と、を備え、前記エンジンが前記高トルク変動運転を実行する場合は、前記エンジンが前記低トルク変動運転を実行する場合と比較して前記所定範囲が広く設定されており、前記エンジンは、複数の気筒を有し、前記複数の気筒のうちの一部の気筒を休止し残りの気筒を稼働する部分気筒運転を前記高トルク変動運転として、前記複数の気筒の全ての気筒を稼働する全気筒運転を前記低トルク変動運転として、それぞれ実行可能であり、前記全気筒運転時に前記第２電動機のトルクが前記所定範囲に入る場合には、前記変更手段によって前記エンジンの動作点を変更し、前記部分気筒運転時に前記第２電動機のトルクが前記所定範囲に入る場合には、前記差動機構の状態が前記差動状態から前記非差動状態へ切り替えられるように前記ロック手段を操作することにより、前記エンジンの動作点を変更するものである。

エンジンのトルク変動の大きさが異なると歯打ち音が発生する第２電動機のトルクの範囲が異なる。そのため、トルク変動の大きな高トルク変動運転に合わせて歯打ち音を発生させる第２電動機のトルクの範囲を設定し、その範囲に第２電動機のトルクが入る場合にエンジンの動作点を変更すると、高トルク変動運転及び低トルク変動運転のいずれの場合でも歯打ち音を抑制できる。しかしながら、トルク変動の小さな低トルク変動運転の場合には第２電動機のトルクが歯打ち音を発生させない場合でもエンジンの動作点が変更されることになる。したがって、低トルク変動運転の場合にエンジンの動作点の変更が過剰に行われるから燃費を悪化させる。これとは逆に、トルク変動の小さな低トルク変動運転に合わせて歯打ち音を発生させる第２電動機のトルクの範囲を設定し、その範囲に第２電動機のトルクが入る場合にエンジンの動作点を変更すると、低トルク変動運転時にエンジンの動作点を変更する機会が減るため燃費の悪化を抑制できる。しかしながら、高トルク変動運転時に歯打ち音の発生を抑制できない場合が生じるのでそのような場合に運転者に違和感を与えるおそれがある。本発明の制御装置は、エンジンの動作点を変更する条件である第２電動機のトルクの所定範囲が低トルク変動運転時に比べて高トルク変動運転時のほうが広く設定されている。したがって、高トルク変動運転及び低トルク変動運転のそれぞれに合った条件でエンジンの動作点が変更される。そのため、歯打ち音の抑制と燃費の悪化の抑制とを両立できる。なお、低トルク変動運転とは高トルク変動運転よりも相対的にトルク変動が小さい運転を意味する。

部分気筒運転は一部の気筒が休止するので全気筒運転に比べて出力できるトルクが小さい。換言すれば、部分気筒運転時の通常の動作点を結んだ通常ラインは全気筒運転時の通常ラインよりも低トルク側に位置する。差動機構を非差動状態に切り替えてエンジンの動作点を変更する場合、エンジンの動作点は高回転低トルク側に変化する。全気筒運転時に差動機構を非差動状態に切り替えて動作点を変更する場合の変更量と、部分気筒運転時に差動機構を非差動状態に切り替えて動作点を変更する場合の変更量とを同一車速を条件として比べると、全気筒運転時の変更量は部分気筒運転時の変更量に比べて大きくなる。全気筒運転及び部分気筒運転のそれぞれの通常ラインはできるだけ燃費が良くなることを考慮して設定されているのが通常である。したがって、通常ライン上に位置するエンジンの動作点を変更する場合、その変更量はできるだけ小さい方が望ましい。このことから、部分気筒運転時にエンジンの動作点を変更する場合は差動機構を非差動状態に切り替えて実施することが適している。一方、全気筒運転時にエンジンの動作点を変更する場合は、差動機構を非差動状態に切り替えてエンジンの動作点を変更することを回避し、差動機構が差動状態のままでエンジンの動作点を変更することが適している。本発明の制御装置は、全気筒運転時には差動機構が差動状態でエンジンの動作点を変更し、部分気筒運転時には差動機構を非差動状態に切り替えてエンジンの動作点を変更する。したがって、全気筒運転及び部分気筒運転のそれぞれに適した方法でエンジンの動作点が変更されるので燃費の悪化を招くことなく歯打ち音を抑制できる。

本発明の制御装置の一態様において、前記差動機構の状態が前記差動状態から前記非差動状態に切り替えられて前記エンジンの動作点が変更された場合に前記エンジンのトルクと前記第２電動機のトルクとを合算することにより運転者の要求駆動力が出力されるように前記ハイブリッド車両を制御してもよい。このような制御によって、エンジンのトルクが低トルク側に保たれ、かつ不足するトルクは第２電動機で補償される。エンジンのトルク変動は高回転低トルク側に変化するほど小さくなる特性がある。この制御を実行することによってエンジンの動作点が低トルク側に変更されるため歯打ち音の抑制に対して有利となる。

本発明の一形態の制御装置が適用された車両の全体構成を示した図。 ハイブリッドモード時のエンジンの動作点を説明する図。 エンジンの動作点を変更する動作点変更範囲を説明する図。 全気筒運転時のモータトルクの変化を示したタイミングチャート。 部分気筒運転時のモータトルクの変化を示したタイミングチャート。 本発明の第１の形態に係る制御ルーチンの一例を示したフローチャート。 エンジンの動作点の変更をモータロック機構の操作によって実施する一例を示した図。 エンジンの動作点の変更をモータロック機構の操作によって実施する他の例を示した図。 全気筒運転時のエンジンの動作点の変更を説明する図。 部分気筒運転時のエンジンの動作点の変更を説明する図。 本発明の第３の形態に係る制御ルーチンの一例を示したフローチャート。

（第１の形態）
図１に示すように、車両１は複数の動力源を組み合わせたハイブリッド車両として構成されている。車両１は、エンジン３と、２つのモータ・ジェネレータ４、５とを走行用の動力源として備えている。エンジン３は４つの気筒１０を備えた直列４気筒型の内燃機関として構成されている。エンジン３は、４つの気筒１０の全てを稼働する全気筒運転の他に、４つの気筒１０のうちの２つを休止し、残りの２つを稼働する部分気筒運転を実行できる。

エンジン３と第１モータ・ジェネレータ４とは差動機構としての動力分割機構６に連結されている。第１モータ・ジェネレータ４はステータ４ａとロータ４ｂとを有する。第１モータ・ジェネレータ４は動力分割機構６にて分配されたエンジン３の動力を受けて発電する発電機として機能するとともに、交流電力にて駆動される電動機としても機能する。同様に、第２モータ・ジェネレータ５はステータ５ａとロータ５ｂとを有し、電動機及び発電機としてそれぞれ機能する。各モータ・ジェネレータ４、５はモータ用制御装置１５を介してバッテリ１６に接続される。モータ用制御装置１５は各モータ・ジェネレータ４、５が発電した電力を直流変換してバッテリ１６に蓄電するとともにバッテリ１６の電力を交流変換して各モータ・ジェネレータ４、５に供給する。第１モータ・ジェネレータ４は本発明に係る第１電動機に、第２モータ・ジェネレータ５は本発明に係る第２電動機にそれぞれ相当する。

動力分割機構６はシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されている。動力分割機構６は、外歯歯車のサンギアＳと、サンギアＳと同軸に配置された内歯歯車のリングギアＲと、これらのギアＳ、Ｒに噛み合うピニオンＰを自転及び公転可能に保持するプラネタリキャリアＣとを有している。エンジン３が出力するエンジントルクは動力分割機構６のプラネタリキャリアＣに伝達される。第１モータ・ジェネレータ４のロータ４ｂは動力分割機構６のサンギアＳに連結されている。動力分割機構６からリングギアＲを介して出力されたトルクは出力ギア列２０に伝達される。出力ギア列２０は駆動輪１８にトルクを伝達するための出力部として機能する。出力ギア列２０は動力分割機構６のリングギアＲと一体回転する出力ドライブギア２１と、出力ドライブギア２１に噛み合う出力ドリブンギア２２とを含む。出力ドリブンギア２２には、第２モータ・ジェネレータ５がギア２３を介して連結されている。ギア２３は第２モータ・ジェネレータ５のロータ５ｂと一体回転する。出力ドリブンギア２２から出力されたトルクは差動装置２４を介して左右の駆動輪１８に分配される。

動力分割機構６には、ロック手段としてのモータロック機構２５が設けられている。モータロック機構２５は、動力分割機構６の状態を、エンジン３のトルクを第１モータ・ジェネレータ４と出力ギア列２０とに分配する差動状態と、その分配を停止する非差動状態との間で切り替えることができる。モータロック機構２５は湿式多板タイプのブレーキ機構として構成されている。モータロック機構２５は第１モータ・ジェネレータ４のロータ４ｂの回転を阻止する係合状態と、ロータ４ｂの回転を許容する解放状態との間で切り替えられる。モータロック機構２５の係合状態と解放状態との切り替えは不図示の油圧アクチュエータにて実施される。モータロック機構２５が係合状態に操作されると第１モータ・ジェネレータ４のロータ４ｂの回転が阻止される。これにより、動力分割機構６のサンギアＳの回転も阻止される。このため、エンジン２のトルクが第１モータ・ジェネレータ４へ分配されることが停止されて動力分割機構６が非差動状態となる。

車両１の各部の制御は電子制御装置（ＥＣＵ）３０にて制御される。ＥＣＵ３０はエンジン３、各モータ・ジェネレータ４、５及びモータロック機構２５等に対して各種の制御を行う。以下、本発明に関連してＥＣＵ３０が行う主要な制御について説明する。ＥＣＵ３０には、車両１の各種情報が入力される。例えば、ＥＣＵ３０には、各モータ・ジェネレータ４、５の回転数及びトルクがモータ用制御装置１５を介して入力される。また、ＥＣＵ３０には、アクセルペダル３１の踏み込み量に対応する信号を出力するアクセル開度センサ３２の出力信号と、車両１の車速に応じた信号を出力する車速センサ３３の出力信号とがそれぞれ入力される。ＥＣＵ３０は、アクセル開度センサ３２の出力信号と車速センサ３３の出力信号とを参照して運転者が要求する要求駆動力を計算し、その要求駆動力に対するシステム効率が最適となるように各種のモードを切り替えながら車両１を制御する。例えば、エンジン３の熱効率が低下する低負荷領域ではエンジン３の燃焼を停止して第２モータ・ジェネレータ５を駆動するＥＶモードが選択される。また、内燃機関３だけではトルクが不足する場合は、エンジン３とともに第２モータ・ジェネレータ５を走行用駆動源とするハイブリッドモードが選択される。

ハイブリッドモードが選択された場合、要求駆動力はエンジン３のエンジントルクと、第２モータ・ジェネレータ５のモータトルクとの合算により出力される。すなわち、エンジントルクをＴｅ、モータトルクをＴｍとした場合、要求駆動力Ｔｄは、Ｔｄ＝Ｔｅ＋Ｔｍで定義される。図２に示すように、エンジン３は、エンジン回転数とエンジントルクとで定義された動作点があらかじめ設定された通常ラインＬ上を移動するようにＥＣＵ３０にて制御される。通常ラインＬはエンジン３の燃費が最適となり、かつ騒音が低減できるようにあらかじめシミュレーションや実機を用いた試験によって定められている。上述したように、エンジン３は全気筒運転と部分気筒運転とを実行可能である。エンジン３は全気筒運転を実行する場合と部分気筒運転を実行する場合とで燃費特性及び騒音特性が異なる。そのため、通常ラインＬは全気筒運転の場合と部分気筒運転の場合とでそれぞれ準備されている。部分気筒運転は一部の気筒１０の燃焼が休止されるので要求駆動力が低い場合には全気筒運転を実行する場合よりも燃費が向上するがトルク変動は全気筒運転の場合に比べて大きい。

要求駆動力の大部分がエンジントルクで賄われる場合、モータトルクは０付近の小さな値となる。モータトルクがこのような小さい値になるとギア列２０とギア２３との間で歯打ち音が発生する。そこで、歯打ち音を抑制するため、ＥＣＵ３０はエンジン３の動作点が通常ライン上で運転されている場合にモータトルクがそのような小さな値となる範囲に入った場合にエンジン３の動作点を変更する。例えば、図２に示したように、モータトルクが所定範囲に入った場合、エンジン３の動作点は、通常ラインＬ上のＡ点から矢印で示すように等パワーラインＬｐに沿って高回転低負荷側のＢ点に変更される。歯打ち音の発生及びその大きさはエンジン３のトルク変動に影響し、全気筒運転の場合と部分気筒運転の場合とで歯打ち音が発生するモータトルクの範囲が異なる。

図３に示すように、ＥＣＵ３０がエンジン３の動作点を変更する場合のモータトルクの動作点変更範囲Ｒ１、Ｒ２は部分気筒運転時の方が全気筒運転時よりも広く設定されている。例えば、全気筒運転時の動作点変更範囲Ｒ１は−３〜＋３Ｎｍに設定され、部分気筒運転時の動作点変更範囲Ｒ２は−５〜＋５Ｎｍに設定されている。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第２モータ・ジェネレータ５のモータトルクが動作点変更範囲Ｒ１、Ｒ２に入る場合はエンジンの動作点が時刻ｔで変更される。動作点の変更によりエンジントルクが低下するが、エンジントルクの低下を補うためにモータトルクが増加に転じる。これにより歯打ち音が抑制される。

次に、図５を参照しながらＥＣＵ３０が行う制御ルーチンの一例を説明する。図５の制御ルーチンのプログラムはＥＣＵ３０に保持されており、適時に読み出されて所定間隔で繰り返し実行される。ステップＳ１において、ＥＣＵ３０はエンジン３が全気筒運転か否かを判定する。エンジン３が全気筒運転の場合はステップＳ２に進む。エンジン３が全気筒運転でない場合、つまり部分気筒運転の場合はステップＳ３に進む。

ステップＳ２において、ＥＣＵ３０は第２モータ・ジェネレータ５のモータトルクが動作点変更範囲Ｒ１に入ったか否かを判定する。モータトルクが動作点変更範囲Ｒ１に入った場合はステップＳ４に進み、ＥＣＵ３０はエンジン３の動作点を高回転低トルク側に変更し、今回のルーチンを終了する。一方、モータトルクが動作点変更範囲Ｒ１に入らない場合はステップＳ５に進み、ＥＣＵ３０は動作点を上述した通常ラインＬ上に維持する。そして、ＥＣＵ３０は今回のルーチンを終了する。

ステップＳ３において、ＥＣＵ３０は第２モータ・ジェネレータ５のモータトルクが動作点変更範囲Ｒ２に入ったか否かを判定する。モータトルクが動作点変更範囲Ｒ２に入った場合はステップＳ６に進み、ＥＣＵ３０はエンジン３の動作点を高回転低トルク側に変更し、今回のルーチンを終了する。一方、モータトルクが動作点変更範囲Ｒ２に入らない場合はステップＳ７に進み、ＥＣＵ３０は動作点を上述した通常ラインＬ上に維持する。そして、ＥＣＵ３０は今回のルーチンを終了する。

ＥＣＵ３０が図５の制御ルーチンを実行することにより、部分気筒運転及び全気筒運転のそれぞれに合った条件で歯打ち音の抑制のためにエンジン３の動作点が変更される。これにより、歯打ち音の抑制と燃費の悪化の抑制とを両立できる。

（第２の形態）
第２の形態は、エンジン３の動作点の変更をモータロック機構２５の操作によって実施することに特徴を有する。すなわち、モータトルクが動作点変更範囲Ｒ１、Ｒ２に入った場合に、ＥＣＵ３０はモータロック機構２５を操作して第１モータ・ジェネレータ４の回転を阻止し、動力分割機構６を差動状態から非差動状態へ切り替える。これにより、エンジン３のトルクが第１モータ・ジェネレータ４に分配されずに出力ギア列２０に伝達される。つまり、動力分割機構６が差動状態から非差動状態に切り替えられることによりエンジン３の回転数と車速とが一対一に対応する関係になる。これにより、図６に示したように、通常ラインＬ上の動作点が、矢印で示すように、等パワーラインＬｐに沿ってＡ１点から非差動状態の動作点Ｂ１点に移動する。エンジン３の動作点がＡ１点から高回転低トルク側に位置するＢ１点へ変更されるため、エンジン３のトルク変動が低減する。その結果、歯打ち音が抑制される。図６の場合はエンジン３の動作点が等パワーラインＬｐ上を移動するため動作点の変更前後でエンジン３のパワーは一定に維持される。

なお、モータロック機構２５の操作によりエンジン３の動作点を図７に示すように変更することも可能である。図７の場合は、エンジン３の動作点がＡ１点から図６のＢ１点と同一回転数で低トルク側のＢ２点に移動するため、エンジン３のトルク変動がさらに低減する。したがって、歯打ち音の抑制効果が図６の場合よりも向上する。図７の場合は動作点の変更により動作点が等パワーラインＬｐから外れるため、エンジン３が出力すべきパワーが低下する。そのパワーの低下は矢印ａで示すようにモータトルクの増加によって補償される。また、モータトルクが増加することにより確実に動作点変更範囲Ｒ１、Ｒ２から離れるので歯打ち音の抑制に関して図６の場合よりも有利になる。

（第３の形態）
第３の形態は、エンジン３の動作点の変更方法を全気筒運転の場合と部分気筒運転の場合とで切り替えることを特徴とする。部分気筒運転は一部の気筒が休止するので全気筒運転に比べて出力できるトルクが小さい。つまり、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、部分気筒運転時の通常ラインＬｂは全気筒運転時の通常ラインＬａよりも低トルク側に位置する。上述したように、各通常ラインＬａ、Ｌｂはエンジン３の燃費が最適となるように設定されているので、各通常ラインＬａ、Ｌｂはエンジン３の熱効率の等高線Ｈａ、Ｈｂの中心、すなわちエンジン３の熱効率が最も高い位置を通過するように設定されている。

動力分割機構６を差動状態から非差動状態に切り替えてエンジン３の動作点を変更すると、エンジン３の動作点はロック動作ラインＬｘ上に移動する。ロック動作ラインＬｘは全気筒運転の場合と部分気筒運転の場合とで共通に設定される。動力分割機構６が非差動状態に操作されると、エンジン３のエンジン回転数と車速とが一対一の関係になるためロック動作ラインＬｘは右上がりの直線となる。図８Ａ及び図８Ｂに示したように、動力分割機構６を差動状態から非差動状態に切り替えてエンジン３の動作点を変更する場合、通常ラインＬａの動作点は、Ａａ点から等パワーラインＬｐとロック動作ラインＬｘとの交点Ｂａ１に、通常ラインＬｂ上の動作点は、Ａｂ点から等パワーラインＬｐとロック動作ラインＬｘとの交点Ｂｂ１にそれぞれ変化する。

図８Ａに示すように、全気筒運転時に動力分割機構６を差動状態から非差動状態に切り替えて動作点を変更する場合、その変更量はＣａとなる。また、図８Ｂに示すように、部分気筒運転時に動力分割機構６を差動状態から非差動状態に切り替えて動作点を変更する場合、その変更量はＣｂとなる。これらの変更量Ｃａ、Ｃｂを互いに比べると、図８Ａ及び図８Ｂから明らかなように、全気筒運転時の変更量Ｃａは部分気筒運転時の変更量Ｃｂに比べて大きい。通常ラインＬａ、Ｌｂ上に位置するエンジン３の動作点を変更する場合、その変更量はできるだけ小さい方が望ましい。換言すれば、等高線Ｈａ、Ｈｂの中心からできるだけ離れない方が望ましい。したがって、図８Ｂに示すように、部分気筒運転時には、動力分割機構６を差動状態から非差動状態に切り替えることにより、動作点をＡｂ点からＢｂ１点に変更することが適している。

一方、全気筒運転時にエンジンの動作点を変更する場合は、動力分割機構６を非差動状態に切り替えてエンジン３の動作点をＡａ点からＢａ１点へ変更することを回避し、動力分割機構６が差動状態のままでエンジン３の動作点を変更することが適している。動力分割機構６が差動状態のままでエンジン３の動作点を変更する場合、動作点を歯打ち音抑制ラインＬｃａ、Ｌｃｂ上に移動することで歯打ち音を抑制できる。歯打ち音抑制ラインＬｃａ、Ｌｃｂは、歯打ち音を抑制でき、かつできるだけ燃費を悪化させないことを条件として、シミュレーション又は実機を用いた試験によってあらかじめ設定されたものである。したがって、図８Ａに示したように、全気筒運転時にエンジン３の動作点を変更する場合は、動力分割機構６が差動状態のままで通常ラインＬａ上のＡａ点から等パワーラインＬｐに沿ってＢａ２点に変更することが適している。

図８Ａに示したように、全気筒運転時にエンジン３の動作点を通常ラインＬａ上のＡａ点から歯打ち音抑制ラインＬｃａ上のＢａ２点に変更する場合の変更量Ｃａ′は動力分割機構６を非差動状態に切り替える場合の変更量Ｃａよりも小さい。一方、図８Ｂに示したように、部分気筒運転時にエンジン３の動作点を通常ラインＬｂ上のＡｂ点から歯打ち音抑制ラインＬｃｂ上のＢｂ２点へ変更する場合の変更量Ｃｂ′は動力分割機構６を非差動状態に切り替える場合の変更量Ｃｂよりも大きい。以上のことからも、全気筒運転時にエンジン３の動作点を変更する場合は、通常ラインＬａ上のＡａ点から等パワーラインＬｐに沿ってＢａ２点に変更することが適していると言える。また、部分気筒運転時にエンジン３の動作点を変更する場合は、動力分割機構６を差動状態から非差動状態に切り替えることにより動作点をＡｂ点からＢｂ１点に変更することが適していると言える。

なお、歯打ち音抑制ラインＬｃａ、Ｌｃｂは動力分割機構６が差動状態でエンジン３を運転する場合に定められたものである。したがって、図８Ｂのように、エンジン３の動作点がロックラインＬｘ上に位置する場合は、エンジン３の動作点が歯打ち音抑制ラインＬｃｂ上に位置しなくても、出力ギア列２０に伝達されるトルク変動の特性が変わるため歯打ち音は抑制される。

次に、図９を参照しながらＥＣＵ３０が行う制御ルーチンの一例を説明する。図９の制御ルーチンのプログラムはＥＣＵ３０に保持されており、適時に読み出されて所定間隔で繰り返し実行される。ステップＳ１１において、ＥＣＵ３０はエンジン３が全気筒運転か否かを判定する。エンジン３が全気筒運転の場合はステップＳ１２に進む。エンジン３が全気筒運転でない場合、つまり部分気筒運転の場合はステップＳ１３に進む。

ステップＳ１２において、ＥＣＵ３０は第２モータ・ジェネレータ５のモータトルクが動作点変更範囲Ｒ１に入ったか否かを判定する。モータトルクが動作点変更範囲Ｒ１に入った場合はステップＳ１４に進み、ＥＣＵ３０は図８Ａに示したようにエンジン３の動作点を通常ラインＬａ上のＡａ点から等パワーラインＬｐに沿って歯打ち音抑制ラインＬｃａ上のＢａ２点に変更し、今回のルーチンを終了する。一方、モータトルクが動作点変更範囲Ｒ１に入らない場合はステップＳ１５に進み、ＥＣＵ３０は動作点を図８Ａの通常ラインＬａ上に維持する。そして、今回のルーチンを終了する。

ステップＳ１３において、ＥＣＵ３０は第２モータ・ジェネレータ５のモータトルクが動作点変更範囲Ｒ２に入ったか否かを判定する。モータトルクが動作点変更範囲Ｒ２に入った場合はステップＳ１６に進み、ＥＣＵ３０は動力分割機構６が差動状態から非差動状態に切り替えられるようにモータロック機構２５を解放状態から係合状態に操作する。これによって、ＥＣＵ３０は図８Ｂに示したようにエンジン３の動作点を通常ラインＬｂ上のＡｂ点から等パワーラインＬｐに沿ってロックラインＬｘ上のＢｂ１点に変更し、今回のルーチンを終了する。一方、モータトルクが動作点変更範囲Ｒ２に入らない場合はステップＳ１７に進み、ＥＣＵ３０はエンジン３の動作点を変更せず、動作点を図８Ｂの通常ラインＬｂ上に維持する。そして、今回のルーチンを終了する。

ＥＣＵ３０が図９の制御ルーチンを実行することにより、第１の形態と同じ効果を得ることができる。さらに全気筒運転及び部分気筒運転のそれぞれに適した方法でエンジンの動作点が変更されるので燃費の悪化を招くことなく歯打ち音を抑制できる。ＥＣＵ３０が図９のステップＳ１２を実行することにより、ＥＣＵ３０は本発明に係る変更手段として機能する。

本発明は上記各形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。

上記各形態では、第１電動機としての第１モータ・ジェネレータ４をモータロック機構２５にてロックすることにより、差動機構としての動力分割機構６を差動状態から非差動状態に切り替えている。しかし、差動機構を差動状態から非差動状態へ切り替えるロック手段としては、第１電動機自体の回転を阻止する場合に限らない。例えば、差動機構から第１電動機までの動力伝達経路をクラッチで切り離すとともに、差動機構側の要素を固定する形態でロック手段を実施し、そのロック手段によって差動機構を差動状態から非差動状態へ切り替えることも可能である。

Claims (2)

1. 出力トルクの変動が大きな高トルク変動運転と出力トルクの変動が小さな低トルク変動運転とを実行可能なエンジンと、
   第１電動機と、
   駆動輪にトルクを伝達するための出力部と、
   前記エンジンのトルクを前記第１電動機と前記出力部とに分配する差動機構と、
   前記出力部にギアを介して連結された第２電動機と、
   を備えたハイブリッド車両に適用され、
   前記高トルク変動運転と前記低トルク変動運転とを前記エンジンに実行させ、かつ、前記第２電動機のトルクが所定範囲に入る場合に前記エンジンの動作点を変更する制御装置であって、
   前記差動機構の状態を、前記エンジンのトルクを前記第１電動機と前記出力部とに分配する差動状態から、その分配を停止する非差動状態へ切り替え可能なロック手段と、前記差動機構が前記差動状態のままで前記エンジンの動作点を変更する変更手段と、を備え、
   前記エンジンが前記高トルク変動運転を実行する場合は、前記エンジンが前記低トルク変動運転を実行する場合と比較して前記所定範囲が広く設定されており、
   前記エンジンは、複数の気筒を有し、前記複数の気筒のうちの一部の気筒を休止し残りの気筒を稼働する部分気筒運転を前記高トルク変動運転として、前記複数の気筒の全ての気筒を稼働する全気筒運転を前記低トルク変動運転として、それぞれ実行可能であり、
   前記全気筒運転時に前記第２電動機のトルクが前記所定範囲に入る場合には、前記変更手段によって前記エンジンの動作点を変更し、
   前記部分気筒運転時に前記第２電動機のトルクが前記所定範囲に入る場合には、前記差動機構の状態が前記差動状態から前記非差動状態へ切り替えられるように前記ロック手段を操作することにより、前記エンジンの動作点を変更するハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記差動機構の状態が前記差動状態から前記非差動状態に切り替えられて前記エンジンの動作点が変更された場合に前記エンジンのトルクと前記第２電動機のトルクとを合算することにより運転者の要求駆動力が出力されるように前記ハイブリッド車両を制御する請求項１の制御装置。

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