JP5660116B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行用動力源としてエンジンとモータ・ジェネレータ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。

動力分割機構に連結されたモータ・ジェネレータをロックすることが可能なハイブリッド車両に適用され、モータ・ジェネレータのモータ回転数とロック部材の回転数とを同期させてからモータ・ジェネレータをロックする制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２２２１０５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目標空燃比を切り替えることによってリーン燃焼と、ストイキ燃焼とをそれぞれ実行可能なエンジンがある。これらのエンジンを、モータ・ジェネレータをロック可能な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。これらのエンジンは、運転時の出力トルクが運転モードの切り替え前後で変化するため、例えば、モータ・ジェネレータをロックする際に同期回転数等の操作条件を運転モードに拘わらず同様に設定した場合には問題が生じる可能性がある。

そこで、本発明は、運転モードの切り替え前後で出力トルクが変化するエンジンが搭載され、かつモータ・ジェネレータをロックすることが可能な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、出力トルクが低トルク側で運転される低トルク運転モードと、前記低トルク運転モードよりも高トルク側で運転される高トルク運転モードとを実行可能なエンジンと、モータ・ジェネレータと、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モータ・ジェネレータと前記出力部とに分配する差動機構と、前記モータ・ジェネレータの回転を阻止する係合状態と前記モータ・ジェネレータの回転を許容する解放状態とを切り替え可能なロック手段と、を備えたハイブリッド車両に適用される制御装置において、前記ロック手段が前記解放状態から前記係合状態へ切り替える前に、前記モータ・ジェネレータのモータ回転数を低下させるモータ制御手段と、前記モータ制御手段によって前記モータ回転数が所定の操作許可回転数まで低下してから前記ロック手段の操作を開始し、前記モータ回転数が前記操作許可回転数から前記係合状態に至る回転数まで低下するようにロック手段を操作するロック制御手段と、を備え、前記ロック制御手段は、前記操作許可回転数を、前記モータ回転数が前記操作許可回転数から前記係合状態に至る回転数に低下するまでに要する時間で除算して得られる回転数低下率が、前記高トルク運転モード時に前記解放状態から前記係合状態へ切り替える場合よりも前記低トルク運転モード時に前記解放状態から前記係合状態へ切り替える場合の方が高くなるように、前記ロック手段を制御するものである（請求項１）。

ロック手段を操作してモータ・ジェネレータをロックする場合、そのロックに伴うトルク変動が差動機構を介して出力部のトルク変動として伝達されることによって車両にショックが生じ得る。ロック手段の操作時にはロック手段が負担するトルク（以下、係合トルク容量という。）の反力が出力部へ伝達される。したがって、車両のショックと係合トルク容量とは相関し、係合トルク容量が大きいほど車両のショックが大きくなる。また、係合トルク容量は、モータ回転数の回転数低下率が高くなるほど、エンジントルクが大きくなるほど大きくなる特性がある。モータ・ジェネレータの回転が許容されている運転モードの場合、同一パワーであっても低トルク運転モードは高トルク運転モードに比べて低トルクでエンジンが運転される。そのため、低トルク運転モード時と高トルク運転モード時との間でロック操作時の回転数低下率が同じ場合、低トルク運転モード時はエンジントルクが低い分だけ高トルク運転モード時に比べて係合トルク容量が低く車両のショックも小さい。

ここで、ショックが大きい高トルク運転モード時に合わせて低トルク運転モード時及び高トルク運転モード時のそれぞれで同じ回転数低下率で制御するといずれの運転モード時でも車両のショックを抑制できる。しかしながら、低トルク運転モード時の場合はロック手段の操作条件が必要以上に緩くなる。つまり、低トルク運転モード時の場合は回転数低下率をもう少し高めて高トルク運転モード時より厳しい条件でロック手段を制御しても車両のショックに影響が出ないにも拘わらず、必要以上に低い回転数低下率でロック手段が慎重に操作されることになる。そのため、モータ・ジェネレータ又はロック手段に対して余分な操作が必要となって燃費が悪化する。これとは反対に、ショックが小さい低トルク運転モード時に合わせて低トルク運転モード時及び高トルク運転モード時のそれぞれで同じ回転数低下率で制御すると、低トルク運転モード時に余分な操作がなく燃費の悪化を抑制できるが、高トルク運転モード時においてはショックの抑制が不十分となってドライバに違和感を与えるおそれがある。

本発明の制御装置によれば、ロック手段の操作を開始するまでにモータ・ジェネレータのモータ回転数が所定の操作許可回転数まで低下するため車両のショックを抑制できる。そして、解放状態から係合状態へ切り替えられる過程で、モータ・ジェネレータの回転数低下率が高トルク運転モード時よりも低トルク運転モード時の方が大きくなるようにロック手段が制御される。これにより、低トルク運転モード時に燃費が悪化することを抑制しつつ、低トルク運転モード時及び高トルク運転モード時のそれぞれで車両のショックを抑制できる。したがって、本発明の制御装置は車両のショックの抑制と燃費悪化の抑制とを両立できる。なお、高トルク運転モード時と低トルク運転モード時との間で回転数低下率を変更する場合は、上記操作許可回転数又は上記時間のいずれか一方を変更してもよいし、上記操作許可回転数及び上記時間の両方を変更してもよい。

本発明の制御装置の一態様として、前記操作許可回転数は、前記高トルク運転モード時に前記解放状態から前記係合状態へ切り替える場合よりも前記低トルク運転モード時に前記解放状態から前記係合状態へ切り替える場合の方が高く設定されてもよい（請求項２）。この態様によれば、低トルク運転モード時の方が高トルク運転モード時に比べて高いモータ回転数でロック手段の操作を開始できる。つまり、モータ回転数の低下量が低トルク運転モードの場合は高トルク運転モードの場合に比べて少なくてすむ。したがって、この態様は、高トルク運転モード時及び低トルク運転モード時のそれぞれで操作許可回転数を同じに設定した場合と比べて低トルク運転モード時においてモータ回転数の低下に要するエネルギーが少なくなるので、燃費悪化の抑制効果が更に向上する。

この態様においては、前記ロック制御手段は、前記モータ回転数が前記操作許可回転数から前記係合状態に至る回転数に低下するまでに要する前記時間が前記高トルク運転モード時に前記解放状態から前記係合状態へ切り替える場合と前記低トルク運転モード時に前記解放状態から前記係合状態へ切り替える場合とで同等となるように前記ロック手段を制御してもよい（請求項３）。この場合には、高トルク運転モード及び低トルク運転モードのいずれの場合でも同等の時間でロック手段の操作が完了するため、操作時間が異なることによってドライバに違和感を与えるおそれがない。

本発明の一態様として、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低トルク運転モードとして、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高トルク運転モードとして、それぞれ実行可能であってもよい（請求項４）。この態様によれば、部分気筒運転時に燃費が悪化することを抑制しつつ、部分気筒運転時及び全気筒運転時のそれぞれで車両のショックを抑制できるから、車両のショックの抑制と燃費悪化の抑制とを両立できる。

本発明の一態様として、前記エンジンは、ストイキ燃焼とリーン燃焼との間で運転モードを切り替え可能であり、かつ前記リーン燃焼を前記低トルク運転モードとして、前記ストイキ燃焼を前記高トルク運転モードとして、それぞれ実行可能であってもよい（請求項５）。この態様によれば、リーン燃焼時に燃費が悪化することを抑制しつつ、リーン燃焼時及びストイキ燃焼時のそれぞれで車両のショックを抑制できるから、車両のショックの抑制と燃費悪化の抑制とを両立できる。なお、この態様において、ストイキ燃焼とは、理論空燃比と厳密に一致する空燃比を目標とした燃焼のみならず、理論空燃比の近辺の空燃比を目標とした燃焼も含む。また、リーン燃焼とはストイキ燃焼で目標とする空燃比よりも大きな値、つまりリーン側の空燃比を目標とする燃焼である。

以上説明したように、本発明によれば、解放状態から係合状態へ切り替える過程でモータ・ジェネレータの回転数低下率が高トルク運転モード時よりも低トルク運転モード時の方が大きくなるようにロック手段が制御されるので、車両のショックの抑制と燃費悪化の抑制とを両立できる。

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。 全気筒運転時及び部分気筒運転時のエンジンの動作点を説明する図。 全気筒運転時にロック操作を行った場合及び部分気筒運転時にロック操作を行った場合の各種パラメータの変化の一例を示したタイミングチャート。 制御ルーチンの一例を示したフローチャート。 第２の形態の各種パラメータの変化の一例を示したタイミングチャート。

（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は本発明に係るモータ・ジェネレータに相当する。

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、第１モータ・ジェネレータ４の回転を阻止する係合状態と、その回転を許容する解放状態とを切り替える。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の各部の制御はコンピュータとして構成された電子制御装置（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トルクを計算し、その要求駆動トルク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、エンジン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。この場合、要求駆動トルクはエンジン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、要求駆動トルクＴｄは、Ｔｄ＝Ｔｅ＋Ｔｍで定義される。

ハイブリッドモードが選択された場合、ＥＣＵ３０は、第１モータ・ジェネレータ４のロックを解除した状態で動力分割機構６にて分割されたエンジン３の動力を利用して第１モータ・ジェネレータ４で発電させる差動運転モードと、第１モータ・ジェネレータ４をモータロック機構２５にてロックして第１モータ・ジェネレータ４へのエンジン３の動力の分配を停止し、エンジン３の動力を出力ギア列２０に出力させる非差動運転モードとを状況に応じて切り替える。

図２に示すように、差動運転モードの場合、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動作ラインＬａ１又は動作ラインＬａ２上を移動するようにＥＣＵ３０にて制御される。動作ラインＬａ１は全気筒運転に対応して設定されたものであり、もう一方の動作ラインＬａ２は部分気筒運転に対応して設定されたものである。したがって、ＥＣＵ３０は、全気筒運転の場合はエンジン３の動作点が動作ラインＬａ１上を移動するように、部分気筒運転の場合はエンジン３の動作点が動作ラインＬａ２上を移動するようにエンジン３及び第１モータ・ジェネレータ４を制御する。差動運転モードにおいて、エンジン３を全気筒運転から部分気筒運転に切り替える場合、ＥＣＵ３０は図２に示したように運転の切り替えと同期するようにその動作点を動作ラインＬａ１上のＡ点から等パワーラインＬｐに沿って動作ラインＬａ２上のＢ点に移動させる。各動作ラインＬａ１、Ｌａ２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。図２から明らかなように、エンジン３は同一パワーであっても部分気筒運転の場合は全気筒運転の場合に比べて相対的に低トルク側で運転される。したがって、部分気筒運転は本発明に係る低トルク運転モードに、全気筒運転は本発明に係る高トルク運転モードにそれぞれ相当する。

一方、非差動運転モードの場合、エンジン回転数と車速とが一対一の関係となる。そのため、差動運転モードのようにエンジン３の動作点を車速の制約を受けずに動作ラインＬａ１、Ｌａ２上で制御することはできない。すなわち、非差動運転モードの場合は車速を維持しつつエンジン回転を変化させることができず、エンジン３の動作点は車速によって決まる縦軸と平行な直線Ｌｅ上に制限される。非差動運転モードは差動運転モードに比べて全気筒運転及び部分気筒運転のいずれの運転でもエンジン３の動作点が動作ラインＬａ１、Ｌａ２から離れることがほとんどであるため熱効率は悪化する傾向にある。

第１モータ・ジェネレータ４のロックによる差動運転モードから非差動運転モードへの切り替えは、例えば第１モータ・ジェネレータ４の温度が許容限度を超えることを防止することを目的として実施される。その他にも、差動運転モードを行うと第１モータ・ジェネレータ４の回転が負回転となるいわゆる動力循環を回避すべき場合などに差動モードから非差動モードへ切り替えられる場合がある。

本発明の第１の形態は、部分気筒運転の場合は全気筒運転の場合に比べてエンジン３が相対的に低トルク側で運転されることを考慮し、差動運転モードから非差動運転モードへ切り替える過程でのモータロック機構２５の操作条件を全気筒運転の場合と部分気筒運転の場合とで変更することに特徴がある。差動運転モードから非差動運転モードに切り替える場合、モータロック機構２５は解放状態から係合状態に操作される。ここで、第１モータ・ジェネレータ４の慣性をＩｍｇ、第１モータ・ジェネレータ４の回転数低下率をａ、エンジントルクをＴｅとした場合、モータロック機構２５が負担するトルクである係合トルク容量Ｔｂは式１で表される。

Ｔｂ＝Ｉｍｇ×ａ＋Ｔｅ ………１

そして、モータロック機構２５の操作を開始する第１モータ・ジェネレータの回転数である操作許可回転数をＮｍｇｙ、モータロック機構２５の操作を開始してから係合状態に至るまでに要する時間をΔθとした場合、上記の回転数低下率ａは式２で定義できる。したがって、係合トルク容量Ｔｂは式３で表すことができる。

ａ＝Ｎｍｇｙ／Δθ ………２
Ｔｂ＝Ｉｍｇ×Ｎｍｇｙ／Δθ＋Ｔｅ ………３

モータロック機構２５が解放状態から係合状態へ操作される場合、係合トルク容量の反力が出力ギア列２０に伝達される。出力ギア列２０に伝達されたトルクは差動装置２４を経て左右の駆動輪１８から出力される。そのため、出力ギア列２０に伝達されたトルク変動が原因となって車両１にショックが発生する。したがって、そのショックは係合トルク容量Ｔｂと相関し、係合トルク容量Ｔｂが大きいほどショックが大きくなる。差動運転モード時において部分気筒運転の場合は全気筒運転の場合に比べてエンジン３が相対的に低トルク側で運転されるので、式１から明らかなように、部分気筒運転時と全気筒運転時との間でロック操作時の回転数低下率ａが同じ場合、部分気筒運転時はエンジントルクＴｅが低い分だけ全気筒運転時に比べて係合トルク容量Ｔｂが小さくなり車両のショックも小さい。

そこで、第１の形態において、ＥＣＵ３０は全気筒運転の場合と部分気筒運転の場合との間でモータロック機構２５の係合トルク容量Ｔｂが同等となるように第１モータ・ジェネレータ４及びモータロック機構２５を制御する。具体的には、部分気筒運転の場合は操作許可回転数Ｎｍｇｙを全気筒運転の場合よりも高くし、かつ時間Δθを全気筒運転の場合と部分気筒運転の場合とで同等にする。これによって、式２で定義される回転数低下率ａを部分気筒運転の場合は全気筒運転の場合よりも大きくする。

図３に示すように、モータロック機構が解放状態から係合状態へ切り替えられる場合、その過程は（ｉ）〜（ｉｉｉ）の三段階に分けることができる。（ｉ）の段階は、第１モータ・ジェネレータ４のモータ回転数を操作許可回転数Ｎｍｇｙまで低下させる段階である。図３から明らかなように、部分気筒運転時の操作許可回転数Ｎｍｇｙは全気筒運転時の操作許可回転数Ｎｍｇｙよりも高い。モータ回転数が操作許可回転数Ｎｍｇｙまで低下すると、（ｉｉ）の段階に移りモータロック機構２５の係合操作が時刻ｔ１に開始される。係合操作の開始によりモータロック機構２５の係合トルクは時刻ｔ１で係合トルク容量Ｔｂまで立ち上がって係合操作が完了する時刻ｔ２まで一定となる。その間、係合トルク容量Ｔｂが第１モータ・ジェネレータ４に作用することで、モータ回転数は徐々に低下して時刻ｔ２で係合状態に至る回転数、すなわち０になる。

（ｉｉ）の段階において、操作許可回転数Ｎｍｇｙは全気筒運転時よりも部分気筒運転時の方が高く、エンジントルクＴｅは全気筒運転時よりも部分気筒運転時の方が低く、かつ操作時間Δθは全気筒運転時及び部分気筒運転時で同等である。したがって、上記の式３からも理解できるように、係合トルク容量Ｔｂは全気筒運転時及び部分気筒運転時で同等となる。その結果、出力ギア列２０に出力される出力トルクは全気筒運転時及び部分気筒運転時で同等となる。これにより、部分気筒運転時に燃費が悪化することを抑制しつつ、部分気筒運転時及び全気筒運転時のそれぞれで車両１のショックを同等に抑制できる。また、全気筒運転及び部分気筒運転のいずれの場合でも同等の時間Δθでモータロック機構の操作が完了するため、この時間Δθが異なることによってドライバに違和感を与えるおそれがない。なお、出力トルクは、係合トルク容量Ｔｂに、第１モータ・ジェネレータ４から出力ギア列２０に至るギア比を乗じたものである。

次に、図４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４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。なお、ＥＣＵ３０は図４の制御ルーチンと並行して次の基本的な制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ３０は要求駆動トルクに基づいてエンジン３の運転モードとして全気筒運転又は部分気筒運転のいずれかを決定し、決定した運転モードに合わせて要求駆動トルクに対応するエンジン３の動作点と第２モータ・ジェネレータ５のモータトルクとをそれぞれ計算する。そして、計算した動作点及びモータトルクにて運転されるようにエンジン３、第１モータ・ジェネレータ４及び第２モータ・ジェネレータ５をそれぞれ制御する。

図４に示したように、ステップＳ１において、ＥＣＵ３０はロック条件の成否、すなわちモータロック機構２５を解放状態から係合状態に切り替えて差動運転モードから非差動運転モードへ移行する条件の成否を判定する。例えば、第１モータ・ジェネレータ４の温度が過熱を回避するために設定された閾値を超えたことをロック条件として設定できる。ロック条件が成立した場合はステップＳ２に進む。ロック条件が成立しない場合は差動運転モードを続行すべく以後の処理をスキップして今回のルーチンを終了する。

ステップＳ２において、ＥＣＵ３０は第１モータ・ジェネレータ４のモータ回転数を低下させる回転数低下制御を実施する。一処理当たりのモータ回転数の低下量は適宜設定されている。つまり、回転数低下制御におけるモータ回転数の低下レートは適宜設定されている。ステップＳ３において、ＥＣＵ３０はエンジン３の運転モードが全気筒運転か否かを判定する。全気筒運転の場合はステップＳ４に進んで、上述した操作許可回転数Ｎｍｇｙの値をαに設定する。一方、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Ｓ５に進んで、操作許可回転数Ｎｍｇｙの値をβ（α＜β）に設定する。

ステップＳ６において、ＥＣＵ３０は第１モータ・ジェネレータ４の回転数Ｎｍｇ１を取得する。ステップＳ７において、ＥＣＵ３０は第１モータ・ジェネレータ４の回転数Ｎｍｇ１が操作許可回転数Ｎｍｇｙに達したか否か、すなわちＮｍｇ１とＮｍｇｙとが同一又はＮｍｇ１がＮｍｇｙより小さいか否かを判定する。第１モータ・ジェネレータ４の回転数Ｎｍｇ１が操作許可回転数Ｎｍｇｙよりも大きい場合、ＥＣＵ３０は処理をステップＳ２に戻して回転数低下制御を続行する。一方、第１モータ・ジェネレータ４の回転数Ｎｍｇ１が操作許可回転数Ｎｍｇｙに達した場合、ＥＣＵ３０は処理をステップＳ８に進めて、モータロック機構２５の操作を開始し解放状態から係合状態へ切り替える。そして、今回のルーチンを終了する。

図４の制御ルーチンによれば、操作許可回転数Ｎｍｇｙが全気筒運転時に小さな値αに、部分気筒運転時に大きな値βにそれぞれ設定されるため、上述したように部分気筒運転時に燃費が悪化することを抑制しつつ、部分気筒運転時及び全気筒運転時のそれぞれで車両１のショックを同等に抑制できる。ＥＣＵ３０は、図４の制御ルーチンを実行することにより、本発明に係るモータ制御手段及びロック制御手段として機能する。

（第２の形態）
次に、図５を参照しながら本発明の第２の形態を説明する。第２の形態はモータロック機構の操作を開始してから係合状態に至るまでの時間を、全気筒運転時よりも部分気筒運転時に短くすることに特徴を有する。その操作時間を変更するため、第２の形態で用いるモータロック機構２５は解放状態から係合状態に至るまでの時間を変更可能に構成されている。

第１の形態は第１モータ・ジェネレータ４をロックする場合に、あらかじめモータ回転数を低下させる回転数低下制御を実施したが、次の（１）〜（３）の場合などは所定の操作許可回転数までモータ回転数を低下できない場合がある。

（１）バッテリ１８の蓄電量の低下、過熱又は温度低下等を原因としてバッテリ１８の出力が制限される場合
（２）モータ制御装置１５内のスイッチング素子の温度が高いことを原因として、第１モータ・ジェネレータ４の出力トルクが制限される場合
（３）第１モータ・ジェネレータ４の温度が高いことを原因として、第１モータ・ジェネレータ４の出力トルクが制限される場合

なお、上記（２）について補足すると、一般的にモータ・ジェネレータの回転数が０に近い場合、同一相のスイッチング素子に電流が通電される時間が長くなる。そのため、特定のスイッチング素子の温度が高くなる傾向にある。第１モータ・ジェネレータ４をロックする場合は回転数低下制御によってモータ回転数を０に近い低速に制御するため、スイッチング素子の過熱が発生し易い状況にある。

例えば、上記（１）〜（３）のような事情がある場合には第２の形態を第１の形態の代わりに選択的に実施することが有効である。

図５に示したように、第２の形態は操作許可回転数Ｎｍｇｙを全気筒運転時及び部分気筒運転時で同一の値に設定する。そして、モータ回転数が操作許可回転数Ｎｍｇｙに到達した場合、ＥＣＵ３０は全気筒運転時の操作時間Δθａよりも部分気筒運転時の操作時間Δθｂが短くなるようにモータロック機構２５を制御する。そして、操作許可回転数Ｎｍｇｙは全気筒運転時及び部分気筒運転時で同等なので、（ｉｉ）の段階において回転数低下率ａは全気筒運転時よりも部分気筒運転時の方が高くなる。そして、エンジントルクは全気筒運転時よりも部分気筒運転時の方が低い。したがって、上述した式１から理解できるように、係合トルク容量Ｔｂは全気筒運転時及び部分気筒運転時で同等となる。その結果、出力ギア列２０に出力される出力トルクは全気筒運転時及び部分気筒運転時で同等となる。これにより、第２の形態は、第１の形態と同様に部分気筒運転時に燃費が悪化することを抑制しつつ、部分気筒運転時及び全気筒運転時のそれぞれで車両１のショックを同等に抑制できる。

本発明は上記形態に限定されず、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。上記形態には第１モータ・ジェネレータとともに第２モータ・ジェネレータが設けられているが、２つのモータ・ジェネレータを備えることは一例にすぎない。モータ・ジェネレータのロックが可能な形態のハイブリッド車両であれば、他のモータ・ジェネレータの有無に拘わらずに本発明を適用できる。

上記各形態は、全気筒運転時の場合と部分気筒運転時の場合との間で、式３の操作許可回転数Ｎｍｇｙ又は操作時間Δθのいずれか一方を変更し、いずれか他方を同等にすることによって、モータ回転数の回転数低下率ａが全気筒運転時に比べて部分気筒運転時に高くなるように設定している。しかしながら、モータ回転数の回転数低下率ａが全気筒運転時に比べて部分気筒運転時に高くなる限りにおいて、操作許可回転数Ｎｍｇｙ及び操作時間Δθの両方を変更してもよい。

また、上記各形態は、モータロック機構の係合トルク容量が全気筒運転時及び部分気筒運転時で同等となるように上記の各パラメータを設定しているが、本発明は係合トルク容量を全気筒運転時及び部分気筒運転時で同等とする形態に限定されない。全気筒運転時及び部分気筒運転時で回転数低下率が一定である場合と比べて、全気筒運転時及び部分気筒運転時における係合トルク容量の差が小さくなる形態であれば、本発明の目的を達成できる。

上記各形態は、本発明の適用対象となるエンジンとして、部分気筒運転と全気筒運転とを実行可能な気筒休止エンジンが例示されているが、運転モードの切り替え前後で出力トルクが変化するエンジンであれば、本発明の適用対象となり得る。例えば、エンジンの運転モードをリーン燃焼とストイキ燃焼との間で切り替えることができるエンジンが知られているが、こうしたエンジンにおいてもリーン燃焼の場合はストイキ燃焼の場合に比べて出力トルクが低トルク側で運転される。したがって、リーン燃焼は本発明に係る低トルク運転モードに、ストイキ燃焼は本発明に係る高トルク運転モードにそれぞれ相当する。そこで、このような上記各形態の気筒休止エンジンに代えてリーンバーンエンジンを搭載した場合でも、上記各形態と同じようにロック手段の条件を定めることができる。具体的には、上述した各形態の説明において、「部分気筒運転」を「リーン燃焼」に、「全気筒運転」を「ストイキ燃焼」にそれぞれ読み替えればよい。これにより、リーン燃焼時に燃費が悪化することを抑制しつつ、リーン燃焼時及びストイキ燃焼時のそれぞれで車両のショックを抑制できるから、車両のショックの抑制と燃費悪化の抑制とを両立できる。

１ 車両
３ エンジン
４ 第１モータ・ジェネレータ（モータ・ジェネレータ）
１８ 駆動輪
２０ 出力ギア列（出力部）
Ｎｍｇｙ 操作許可回転数

Claims (5)

1. 出力トルクが低トルク側で運転される低トルク運転モードと、前記低トルク運転モードよりも高トルク側で運転される高トルク運転モードとを実行可能なエンジンと、
   モータ・ジェネレータと、
   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モータ・ジェネレータと前記出力部とに分配する差動機構と、
   前記モータ・ジェネレータの回転を阻止する係合状態と前記モータ・ジェネレータの回転を許容する解放状態とを切り替え可能なロック手段と、を備えたハイブリッド車両に適用される制御装置において、
   前記ロック手段が前記解放状態から前記係合状態へ切り替える前に、前記モータ・ジェネレータのモータ回転数を低下させるモータ制御手段と、
   前記モータ制御手段によって前記モータ回転数が所定の操作許可回転数まで低下してから前記ロック手段の操作を開始し、前記モータ回転数が前記操作許可回転数から前記係合状態に至る回転数まで低下するようにロック手段を操作するロック制御手段と、を備え、
   前記ロック制御手段は、前記操作許可回転数を、前記モータ回転数が前記操作許可回転数から前記係合状態に至る回転数に低下するまでに要する時間で除算して得られる回転数低下率が、前記高トルク運転モード時に前記解放状態から前記係合状態へ切り替える場合よりも前記低トルク運転モード時に前記解放状態から前記係合状態へ切り替える場合の方が高くなるように、前記ロック手段を制御するハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記操作許可回転数は、前記高トルク運転モード時に前記解放状態から前記係合状態へ切り替える場合よりも前記低トルク運転モード時に前記解放状態から前記係合状態へ切り替える場合の方が高く設定されている請求項１に記載の制御装置。
3. 前記ロック制御手段は、前記モータ回転数が前記操作許可回転数から前記係合状態に至る回転数に低下するまでに要する前記時間が前記高トルク運転モード時に前記解放状態から前記係合状態へ切り替える場合と前記低トルク運転モード時に前記解放状態から前記係合状態へ切り替える場合とで同等となるように前記ロック手段を制御する請求項２に記載の制御装置。
4. 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低トルク運転モードとして、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高トルク運転モードとして、それぞれ実行可能である請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御装置。
5. 前記エンジンは、ストイキ燃焼とリーン燃焼との間で運転モードを切り替え可能であり、かつ前記リーン燃焼を前記低トルク運転モードとして、前記ストイキ燃焼を前記高トルク運転モードとして、それぞれ実行可能である請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御装置。

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