(57)【要約】【課題】  アクチュエータの必要出力を小さくできるハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】  アクチュエータ11の非駆動時にエンジン1の爆発力によって機関圧縮比を第１圧縮比と第２圧縮比との間で変更可能な可変圧縮比機構12を有するハイブリッド車両の制御装置において、モータジェネレータ5およびエンジン1の駆動中であって、機関圧縮比が第２圧縮比の場合に、エンジン1を停止または減速する第１ステップ(S10)と、第１ステップの間、または後、機関圧縮比を第２圧縮比から第１圧縮比へ変更する第２ステップ(S12)と、第２ステップの後、エンジン1を駆動する第３ステップ(S13)と、を有する。【選択図】  図１
2020131891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動源としての駆動用モータと、
前記駆動用モータに電力を供給可能な発電機と、
前記発電機を駆動する内燃機関と、
可変圧縮比機構であって、複リンク機構と、アクチュエータと、を有し、前記複リンク機構は、前記内燃機関に繋がり、前記アクチュエータは、前記複リンク機構の姿勢を変更することで前記内燃機関の機関圧縮比を変更可能であり、前記アクチュエータの非駆動時に前記内燃機関の爆発力によって前記機関圧縮比を第１圧縮比から第２圧縮比へ変更可能な、前記可変圧縮比機構と、
を有するハイブリッド車両の制御装置において、
前記駆動用モータおよび前記内燃機関の駆動中であって、前記機関圧縮比が前記第２圧縮比の場合に、前記内燃機関を停止または減速する第１ステップと、
前記第１ステップの間、または後、前記機関圧縮比を前記第２圧縮比から前記第１圧縮比へ変更する第２ステップと、
前記第２ステップの後、前記内燃機関を駆動する第３ステップと、
を有するハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記第１圧縮比は、前記第２圧縮比よりも高いハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記第１圧縮比は、前記可変圧縮比機構における前記機関圧縮比の可変範囲のうちの最高圧縮比であり、
前記第２圧縮比は、前記可変範囲のうちの最低圧縮比であるハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記アクチュエータは、回転によって前記複リンク機構の姿勢を変更する制御軸を有し、
前記第１圧縮比は、前記第２圧縮比よりも高く、
前記機関圧縮比が前記第２圧縮比と前記第１圧縮比との間の中間圧縮比のとき、前記複リンク機構の姿勢を変更するために必要な前記制御軸の駆動トルクは、前記機関圧縮比が前記第１圧縮比および前記第２圧縮比のときよりも大きいハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置は、
前記駆動用モータおよび前記内燃機関が共に駆動中であって、前記機関圧縮比が前記第１圧縮比である場合、前記機関圧縮比を前記第１圧縮比から前記第２圧縮比へ変更する第４ステップを有するハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記第２ステップは、前記第１ステップにおける前記内燃機関の停止後に実行されるハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記第２ステップは、前記第１ステップにおける前記内燃機関の回転速度の低下中に実行されるハイブリッド車両の制御装置。
【請求項８】
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記第２ステップは、前記第１ステップにおける前記内燃機関への燃料点火の停止後に実行されるハイブリッド車両の制御装置。
【請求項９】
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記第１圧縮比は、前記第２圧縮比よりも低いハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記制御装置は、
前記ハイブリッド車両の必要電力を取得する必要電力取得部と、
前記発電機の発電量を取得する発電電力取得部と、
前記必要電力および前記発電量に応じて内燃機関の駆動または停止を判断する判断部と、
を有するハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記判断部は、前記駆動用モータの駆動中であって、前記機関圧縮比が前記第２圧縮比である場合、前記必要電力が前記発電量よりも低いときには、前記ステップ１、前記ステップ２および前記ステップ３を実行し、前記必要電力が前記発電量よりも高いときには、前記機関圧縮比を前記第２圧縮比に維持するハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１２】
車両駆動源としての駆動用モータと、
前記駆動用モータに電力を供給可能な発電機と、
前記発電機を駆動する内燃機関と、
可変圧縮比機構であって、複リンク機構と、アクチュエータと、を有し、前記複リンク機構は、前記内燃機関に繋がり、前記アクチュエータは、前記複リンク機構の姿勢を変更することで前記内燃機関の機関圧縮比を第１圧縮比と第２圧縮比との間で変更可能であり、前記機関圧縮比が前記第２圧縮比と前記第１圧縮比との間の中間圧縮比のとき、前記複リンク機構の姿勢を変更するために必要な前記制御軸の駆動トルクが、前記機関圧縮比が前記第１圧縮比および前記第２圧縮比のときよりも大きくなる、前記可変圧縮比機構と、
を有するハイブリッド車両の制御装置であって、
前記駆動用モータおよび前記内燃機関の駆動中であって、前記機関圧縮比が前記第２圧縮比の場合に、前記内燃機関を停止または減速する第１ステップと、
前記第１ステップの間、または後、前記機関圧縮比を前記第２圧縮比から前記第１圧縮比へ変更する第２ステップと、
前記第２ステップの後、前記内燃機関を駆動する第３ステップと、
を有するハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記第１圧縮比は、前記第２圧縮比よりも高いハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記第１圧縮比は、前記第２圧縮比よりも低いハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電動モータを有するアクチュエータにより、複リンク式ピストン−クランク機構を介してピストンのストローク特性を変化させることにより、内燃機関の機関圧縮比を連続的に変更可能な可変圧縮比機構が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2015-145647号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の可変圧縮比機構を、モータを車両駆動源とし、内燃機関が発電のみに用いられるシリーズ方式のハイブリッド車両に適用した際、可変圧縮比機構のアクチュエータの必要出力を小さくしたいとのニーズがあった。
本発明の目的の一つは、可変圧縮比機構のアクチュエータの必要出力を小さくできるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置は、駆動用モータおよび内燃機関の駆動中であって、機関圧縮比が第２圧縮比の場合に、内燃機関を停止または減速する第１ステップと、第１ステップの間、または後、機関圧縮比を第２圧縮比から第１圧縮比へ変更する第２ステップと、第２ステップの後、内燃機関を駆動する第３ステップと、を有する。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明にあっては、アクチュエータの必要出力を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態１のハイブリッド車両の駆動系の構成図である。
【図２】実施形態１のエンジン1の構成図である。
【図３】実施形態１の複リンク機構10の模式図である。
【図４】実施形態１のエンジン制御および可変圧縮比制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】可変圧縮比機構12における第１制御軸10aの角度（機関圧縮比）に対する、第２制御軸10eの負荷トルクおよびリンク減速比の特性図である。
【図６】実施形態１のエンジン制御および可変圧縮比制御の作用を示すタイムチャートである。
【図７】実施形態２のエンジン制御および可変圧縮比制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】実施形態３のエンジン制御および可変圧縮比制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】実施形態４のエンジン1の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施形態１〕
図１は、実施形態１のハイブリッド車両の駆動系の構成図である。
実施形態１のハイブリッド車両は、モータジェネレータ（駆動用モータ）5を車両駆動源とし、エンジン1（内燃機関）が発電のみに用いられるシリーズ方式のハイブリッド車両である。エンジン1は発電機2を駆動し、発電機2で発電された電力は、インバータ3を介してバッテリ4に蓄えられる。モータジェネレータ5は、車両駆動源であり、バッテリ4からインバータ3を介して供給された電力により駆動輪6を駆動する。MG制御ユニット17は、アクセル開度センサ18、車速センサ19等の各センサからの信号が入力される。MG制御ユニット17は、上記各センサの検出信号に基づいて、モータジェネレータ5の目標MGトルクを算出し、実モータトルクが目標MGトルクとなるようインバータ3を介してモータジェネレータ5に電力を供給する。
【０００９】
図２は、実施形態１のエンジン1の構成図である。
エンジン1は、シリンダブロック1a、シリンダブロック1a内に形成されたシリンダボア1b内に設けられたピストン1c、吸気ポート1dおよび排気ポート1eが形成されたシリンダヘッド1f、吸気ポート1d、排気ポート1eの開口端を開閉する１気筒当たりそれぞれ１対の吸気バルブ1g,1gおよび排気バルブ1h,1hを有する。ピストン1cは、ロアリンク1iとアッパリンク1jとからなるコンロッド1kを介してクランクシャフト1mに連結されている。ピストン1cの冠面とシリンダヘッド1fの下面との間には、燃焼室1nが形成されている。燃焼室1nを形成するシリンダヘッド1fの略中央には、点火プラグ1oを設けてある。点火プラグ1oは、点火コイル7から高電圧が供給されることで火花放電して混合気を着火燃焼させ、点火コイル7からの高電圧の供給タイミングにより点火時期が制御される。
【００１０】
エンジン1は、可変バルブタイミング機構(Valve Timing Control System、以下VTCと称す。)8および可変圧縮比機構(Variable Compression Ratio、以下VCRと称す。)9を有する。VTC8は、吸気バルブ1g,1gの開期間のクランクシャフト1mに対する位相を可変とする。VTC8は、クランクシャフト1mに対する吸気カムシャフト1pの位相（制御量）を変更することで、吸気バルブ1g,1gの作動角を一定としたまま、作動角の中心位相を連続的に進角、遅角させる機構である。VTC8としては、例えば、特開2013-036391号公報に開示されるような、クランクシャフト1mに対する吸気カムシャフト1pの相対回転位相角を電動モータによって調整する、電動式の可変バルブタイミング機構を用いることができる。
【００１１】
VCR9は、ピストン1cの上死点位置（燃焼室容積）を変更することで機関圧縮比を可変とする。VCR9は、例えば、特開2011-169251号公報に開示されるような構造によってピストン1cの上死点TDC位置を変化させることで、エンジン1の機関圧縮比を可変とする機構である。以下にVCR9の構造の一例を説明する。
クランクシャフト1mは、複数のジャーナル部1qとクランクピン部1rとを有し、シリンダブロック1aの主軸受に、ジャーナル部1qが回転可能に支持されている。クランクピン部1rは、ジャーナル部1qから偏心し、ここにロアリンク1iが回転可能に連結する。ロアリンク1iは２分割に構成され、略中央に設けられた連結孔にクランクピン部1rが嵌合されている。アッパリンク1jの上端側は、ピストンピン1sによりピストン1cに回転可能に連結する。アッパリンク1jの下端側は、連結ピン1tによりロアリンク1iが回転可能に連結する。ロアリンク1iには、連結ピン1uを介して第１制御リンク1vの上端部が回転可能に連結する。第１制御リンク1vの下端部は、可変圧縮比機構12の複リンク機構10と連結する。
【００１２】
可変圧縮比機構12は、複リンク機構10およびアクチュエータ11を有する。
複リンク機構10は、第１制御軸10a、第１アーム部10b、第２制御リンク10c、アームリンク10dおよび第２制御軸10eを有する。第１制御軸10aは、第１制御リンク1vの下端部と連結し、シリンダブロック1aに回転可能に支持されている。第１アーム部10bの一端側は、第１制御軸10aと回転可能に連結する。第１アーム部10bの他端側は、連結ピン10fにより第２制御リンク10cの一端側と回転可能に連結する。第２制御リンク10cの他端側は、連結ピン10gによりアームリンク10dの一端側と回転可能に連結する。アームリンク10dの他端側は、第２制御軸10eと連結する。第２制御リンク10cの一部、アームリンク10dおよび第２制御軸10eは、アクチュエータ11のハウジング11a内に回転可能に収容されている。ハウジング11aは、シリンダブロック1aに取り付けられている。
【００１３】
アクチュエータ11は、電動モータ11bを有する。電動モータ11bは、例えばDCブラシレスモータである。アクチュエータ11は、電動モータ11bの回転速度を図外の波動歯車減速機により減速して第２制御軸10eへ伝達することにより、第２制御軸10eの角度（回転角）を変更する。図３は、複リンク機構10の模式図であり、図３に示すように、第２制御軸10eが回転軸線O2周りに回転し、第２制御軸10eの角度が変更されると、第２制御リンク10cの姿勢が変化して第１制御軸10aが回転軸線O1周りに回転し、第１制御リンク1vの下端部の位置が変更される。なお、実施形態１では、第１制御リンク1vの中心軸線L1に対し、連結ピン10fは常に第２制御軸10eと同じ側に位置する。
【００１４】
これにより、ロアリンク1iの姿勢変化が生じ、ピストン1cの行程が変化して、ピストン上死点TDCにおけるピストン1cの位置が高くなる、または低くなることにより、エンジン1の機関圧縮比が、VCR9における機関圧縮比の可変範囲、すなわち、最低圧縮比（第２圧縮比）から最高圧縮比（第１圧縮比）までの範囲で変更される。つまり、第１制御軸10aの角度（回転角）に応じて、上死点TDCにおけるピストン1cの位置（燃焼室容積）が変化し、エンジン1の機関圧縮比が変更される。なお、以下の説明では、最低圧縮比、最高圧縮比を、単に高圧縮比、低圧縮比ともいう。実施形態１の複リンク機構10において、第２制御リンク10cには、エンジン1の燃焼行程における爆発力に起因して、図３に矢印で示す方向、すなわち、第１制御軸10aの角度を、高圧縮比に対応する角度の側から低圧縮比に対応する角度の側へと回転させる負荷トルク（逆入力トルク）が作用する。
【００１５】
点火コイル7や吸気ポート1d内に燃料を噴射する燃料噴射弁13などはエンジン制御ユニット14によって制御され、VCR9はVCR制御ユニット（制御装置）15によって制御され、VTC8は図外のVTC制御ユニットによって制御される。なお、VTC制御ユニットは、クランクシャフト1mに対する吸気カムシャフト1pの相対回転角が、エンジン制御ユニット14から入力した目標位相変換角に近づくようにVTC8のアクチュエータの操作量を演算して出力する、バルブタイミングのフィードバック制御を実施する。
【００１６】
エンジン制御ユニット14、VCR制御ユニット15、VTC制御ユニットおよびMG制御ユニット17は、CPUやメモリなどを含むマイクロコンピュータをそれぞれ有し、CAN(Controller Area Network)通信によって相互に通信可能に接続されている。エンジン制御ユニット14は、VCR9の目標圧縮比、および、VTC8の目標位相変換角（目標進角値）をエンジン1の運転状態に基づいて演算し、目標圧縮比のデータをVCR制御ユニット15に向けて送信し、目標位相角変換角のデータをVTC制御ユニットに向けて送信する。VCR制御ユニット15には、エンジン制御ユニット14からの目標圧縮比のデータ（換言すれば、第１制御軸10aの目標角度のデータ）が入力されると共に、第１制御軸10aの角度（換言すれば、実圧縮比）を検出する角度センサ16の出力信号が入力される。VCR制御ユニット15は、角度センサ16で検出される第１制御軸10aの角度が目標圧縮比に対応する目標角度に近づくようにアクチュエータ11の操作量を演算して出力する、圧縮比のフィードバック制御を実施する。
【００１７】
VCR制御ユニット15は、角度センサ16の出力に基づき検出した第１制御軸10aの角度の情報（換言すれば、実圧縮比の情報）をエンジン制御ユニット14に出力する。
エンジン制御ユニット14には、クランク角センサ20、カム角センサ21、エアーフローセンサ22、水温センサ23、空燃比センサ24、ノックセンサ25等の各センサからの信号が入力される他、CAN通信を介して目標MGトルク、エアコン等の補機類使用状況が入力される。エンジン制御ユニット14は、上記各センサの検出信号等に基づいてエンジン1への燃料供給量（燃料噴射弁の燃料噴射量）や点火プラグ1oによる点火時期などを演算し、燃料噴射弁に噴射パルス信号を出力し、また、点火コイル7の通電制御パルス信号を出力する。エンジン制御ユニット14は、VCR制御ユニット15からの要求に応じて、エンジン1を高出力（高回転）領域（エンジン出力High領域）で稼働する一方、必要電力が比較的低い場合には、エンジン1を低出力（低回転）領域（例えば、アイドル回転等のエンジン出力Low領域）で稼働または停止（機関停止）する。
【００１８】
実施形態１では、VCR9をシリーズ方式のハイブリッド車両に適用した際、アクチュエータ11の必要出力を小さくすることを狙いとし、VCR制御ユニット15において、以下に示すようなエンジン制御および可変圧縮比制御を実施する。図４は、実施形態１のエンジン制御および可変圧縮比制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、車両の起動中に実行される。
【００１９】
ステップS1では、VCR制御ユニット15において、機関圧縮比が高圧縮比となるようにアクチュエータ11を駆動する。
ステップS2では、VCR制御ユニット15の必要電力取得部15aにおいて、走行状態、補機類使用状況から車両の必要電力を算出する。VCR制御ユニット15が必要電力を算出してもよい。
ステップS3では、VCR制御ユニット15の発電電力取得部15bにおいて、高圧縮比状態における発電機2の発電量を算出し、VCR制御ユニット15の判断部15cにおいて、ステップS2で算出した必要電力が算出した発電量よりも大きいかを判定する。YESの場合はステップS4へ進み、NOの場合はステップS5へ進む。
【００２０】
ステップS4では、VCR制御ユニット15の判断部15cにおいて、エンジン出力を増大させ、エンジン1をエンジン出力High領域で稼働する要求をエンジン制御ユニット14へ出力する（第４ステップ）。
ステップS5では、VCR制御ユニット15において、機関圧縮比が高圧縮比を保持するようにアクチュエータ11を駆動する。
ステップS6では、VCR制御ユニット15において、機関圧縮比が高圧縮比から低圧縮比へと変化するようにアクチュエータ11を駆動する。機関圧縮比の切り替えは、エンジン出力がエンジン出力High領域に達する前に開始してもよいし、達した後に開始してもよい。
ステップS7では、VCR制御ユニット15において、機関圧縮比が低圧縮比を保持するようにアクチュエータ11を駆動する。また、エンジン制御ユニット14において、エンジン1の稼働状態の適正化を実施する。
【００２１】
ステップS8では、VCR制御ユニット15の必要電力取得部15aにおいて、走行状態、補機類使用状況から車両の必要電力を算出する。
ステップS9では、VCR制御ユニット15の発電電力取得部15bにおいて、高圧縮比状態における発電機2の発電量を算出し、VCR制御ユニット15の判断部15cにおいて、ステップS2で算出した必要電力が算出した発電量よりも大きいかを判定する。YESの場合はステップS10へ進み、NOの場合はステップS11へ進む。
【００２２】
ステップS10では、VCR制御ユニット15の判断部15cにおいて、エンジン出力を低下（減速）させてエンジン1をエンジン出力Low領域で稼働する要求、またはエンジン1への燃料点火を停止してエンジン1を停止させる要求をエンジン制御ユニット14へ出力する（第１ステップ）。
ステップS11では、VCR制御ユニット15において、機関圧縮比が低圧縮比を保持するようにアクチュエータ11を駆動する。
ステップS12では、VCR制御ユニット15において、機関圧縮比が低圧縮比から高圧縮比へと変化するようにアクチュエータ11を駆動する（第２ステップ）。機関圧縮比の切り替えは、エンジン出力がエンジン出力Low領域に達する前に開始してもよいし、達した後に開始してもよい。また、S10でエンジン1を停止させる要求を出力した場合には、エンジン1への燃料点火の停止後であってもよい。
ステップS13では、VCR制御ユニット15において、機関圧縮比が高圧縮比を保持するようにアクチュエータ11を駆動する。また、エンジン制御ユニット14において、エンジン1の稼働状態の適正化を実施する。ステップS10でエンジン停止要求を出力し、エンジン1が停止状態である場合には、エンジン1を再始動し、エンジン出力Low領域で稼働する（第３ステップ）。
【００２３】
次に、実施形態１の作用を説明する。
VCR9の第２制御リンク10cは、エンジン1からの逆入力トルクを受けるため、高減速比が必要である。また、VCR9は、エンジン1に取り付けられるため、エンジンルーム内における設置スペースの制約が厳しく、小型化が望まれている。図５は、可変圧縮比機構12における第１制御軸10aの角度（機関圧縮比）に対する、第２制御軸10eの負荷トルクおよびリンク減速比の特性図である。第２制御軸10eに作用する負荷トルクは、エンジン1の行程に応じて最小負荷トルクから最大負荷トルクまでの範囲で変化し、燃焼行程で最大となる。この燃焼行程において、第２制御軸10eが受ける最大負荷トルクは、低圧縮比のとき最小値を取り、低圧縮比から高圧縮側へ向かって増加し、低圧縮比と高圧縮比との間の中間圧縮比で最大負荷点を迎え、最大負荷点から高圧縮側へ向かって小さくなる特性を有する。一方、リンク減速比は、低圧縮比から高圧縮側へ向かって低下し、低圧縮比と高圧縮比との間の中間圧縮比で最低となり、さらに高圧縮側へ向かうと上昇する特性を有する。
【００２４】
従来、可変圧縮比機構は、エンジンを車両駆動源とする車両に搭載されている。この可変圧縮比機構を、モータを車両駆動源とし、エンジンが発電のみに用いられるシリーズ方式のハイブリッド車両に適用した場合、以下のような課題がある。
従来の可変圧縮比機構では、エンジンの出力トルクおよび回転速度から、所定のマップを参照し、連続的に機関圧縮比を低圧縮比から高圧縮比までの範囲で変更している。このため、電動モータの出力は、上記最大負荷点の負荷トルクに合わせて決定する必要があり、モータサイズが大きくなる。また、燃費改善や必要電力の変化に素早く対応するためには、機関圧縮比の変更速度がより高い方が好ましいが、電動モータは、最大負荷点の負荷トルクに抗して作動する必要があるため、応答性の低下や電力消費量の増大を招く。
【００２５】
これに対し、実施形態１では、エンジン1の機関圧縮比を高圧縮比状態で始動後、走行状態や補機類含めた車両の必要電力が、高圧縮比状態における発電量を上回った場合、すなわち、電力不足の状態となった場合、または高圧縮状態における熱効率のよい運転領域を外れた場合には、エンジン出力を増大させ、機関圧縮比を高圧縮比から低圧縮比へと切り替える。その後、車両の必要電力が高圧縮比状態における発電量を下回った場合、すなわち、発電量過多となった場合には、エンジン出力を低下させ、機関圧縮比を低圧縮比から高圧縮比へと切り替える。
【００２６】
図６は、実施形態１のエンジン制御および可変圧縮比制御の作用を示すタイムチャートである。
時刻t1よりも前の時点では、車両の必要電力がエンジン1の高圧縮比状態における発電機2の発電量を下回っているため、エンジン制御ユニット14は、エンジン1をエンジン出力Low領域で稼働する。VCR制御ユニット15は、アクチュエータ11を駆動し、機関圧縮比を高圧縮比に保持する。発電量が必要電力を上回っている場合には、エンジン1を低回転かつ熱効率のよい回転で運転すると共に、機関圧縮比を高圧縮比に保持することにより、燃費向上を図れる。
【００２７】
時刻t1では、車両の必要電力が上昇し、発電機2の発電量を超えたため、エンジン制御ユニット14は、エンジン出力を増大し、エンジン1をエンジン出力High領域で稼働する。VCR制御ユニット15は、アクチュエータ11を駆動し、機関圧縮比を高圧縮比から低圧縮比へと切り替える。このとき、エンジン出力の増大により、エンジン1の爆発力に起因する逆入力トルクが増大するものの、機関圧縮比を高圧縮側から低圧縮側へ変更する場合には、アクチュエータ11が第２制御軸10eに付与するトルクの方向と、逆入力トルクの方向とが一致している。このため、逆入力トルクはアシストトルクとして作用し、機関圧縮比の変更速度を向上できる。よって、電力が不足した状態であっても素早く機関圧縮比を低圧縮比へと移行させて発電量の早期増大を図れる。なお、図６に一点鎖線で示すように、エンジン出力増大後に機関圧縮比を高圧縮比から低圧縮比へと遷移させてもよい。これにより、エンジン出力増大中に機関圧縮比を変更する場合と比べて、アクチュエータ11の必要出力を小さくできる。
【００２８】
時刻t2では、車両の必要電力が低下し、エンジン1の高圧縮比状態における発電機2の発電量を下回ったため、エンジン制御ユニット14は、エンジン1を停止する。VCR制御ユニット15は、アクチュエータ11を駆動し、機関圧縮比を低圧縮比から高圧縮比へと切り替える。このとき、アクチュエータ11が第２制御軸10eに付与するトルクの方向は、逆入力トルクの方向に対して反対方向となるものの、エンジン出力をゼロとすることにより、逆入力トルクはゼロとなるため、アクチュエータ11の必要出力を小さくでき、アクチュエータ11（電動モータ11b）の小型化を図れる。加えて、エンジンを停止しない比較例と比べて、高圧縮比状態が長く続くほど、エンジン1の燃料消費量を低減できる。なお、図６に一点鎖線で示すように、エンジン出力低下中に機関圧縮比を低圧縮比から高圧縮比へと遷移させてもよい。これにより、エンジン出力低下時に機関圧縮比を変更する場合と比べて、アクチュエータ11の必要出力を小さくできる。
時刻t3では、エンジン1の稼働状態の適正化に基づき、エンジン1を再始動し、エンジン出力Low領域で稼働する。
【００２９】
以上のように、実施形態１では以下に列挙する効果を奏する。
(1) 車両駆動源としてのモータジェネレータ5と、モータジェネレータ5に電力を供給可能な発電機2と、発電機2を駆動するエンジン1と、可変圧縮比機構12であって、複リンク機構10と、アクチュエータ11と、を有し、複リンク機構10は、エンジン1に繋がり、アクチュエータ11は、複リンク機構10の姿勢を変更することでエンジン1の機関圧縮比を変更可能であり、アクチュエータ11の非駆動時にエンジン1の爆発力によって機関圧縮比を第１圧縮比と第２圧縮比との間で変更可能な、可変圧縮比機構12と、を有するハイブリッド車両の制御装置において、モータジェネレータ5およびエンジン1の駆動中であって、機関圧縮比が第２圧縮比の場合に、エンジン1を停止または減速する第１ステップ(S10)と、第１ステップの間、または後、機関圧縮比を第２圧縮比から第１圧縮比へ変更する第２ステップ(S12)と、第２ステップの後、エンジン1を駆動する第３ステップ(S13)と、を有する。
よって、機関圧縮比を第２圧縮比から第１圧縮比へ変更する際、エンジン1の爆発力による逆入力トルクを抑制できるため、アクチュエータ11の必要出力を小さくできる。この結果、アクチュエータ11（電動モータ11b）の小型化および電力消費量の抑制を図れる。
【００３０】
(2) 第１圧縮比は、第２圧縮比よりも高い。つまり、機関圧縮比を高める際、エンジン出力を低下させる。ここで、仮に機関圧縮比を下げる際、つまりエンジンを高回転に移行する場合は、発電量が必要な状態であり、エンジン出力を低下させると電力不足が助長されるおそれがある。これに対し、機関圧縮比を高める際、つまりエンジンを低回転に移行する場合は、発電量に余裕がある状態であるため、エンジン出力の低下による電力不足を抑制できる。
【００３１】
(3) 第１圧縮比は、可変圧縮比機構12における機関圧縮比の可変範囲のうちの最高圧縮比であり、第２圧縮比は、可変範囲のうちの最低圧縮比である。
よって、機関圧縮比を第１圧縮比または第２圧縮比に保持する際、機関圧縮比の可変範囲両端に保持すればよいため、可変範囲の両端以外の位置に保持する場合と比べて、保持が容易となる。
【００３２】
(4) アクチュエータ11は、回転によって複リンク機構10の姿勢を変更する第２制御軸10eを有し、第１圧縮比は、第２圧縮比よりも高く、機関圧縮比が第２圧縮比と第１圧縮比との間の中間圧縮比のとき、複リンク機構10の姿勢を変更するために必要な第２制御軸10eの駆動トルクは、機関圧縮比が第１圧縮比および第２圧縮比のときよりも大きい。
よって、エンジン出力を低下させて第１圧縮比と第２圧縮比を切替えることによって、中間圧縮比におけるエンジン1の爆発力の影響が小さくなるため、アクチュエータ11により回転される第２制御軸10eが第１圧縮比と第２圧縮比の間で中間圧縮比に対応する角度を通過するための必要トルクを小さくできる。この結果、アクチュエータ11の必要出力を小さくでき、アクチュエータ11の小型化を図れる。
【００３３】
(5) モータジェネレータ5およびエンジン1が共に駆動中であって、機関圧縮比が第１圧縮比である場合、機関圧縮比を第１圧縮比から第２圧縮比へ変更する第４ステップを有する。
よって、機関圧縮比を第１圧縮比から第２圧縮比へと切り替える際、エンジン1の爆発力を利用できるため、電力が不足した場合には素早く機関圧縮比を第２圧縮比へと移行させて発電量の早期増大を図れる。
【００３４】
(6) 第２ステップは、第１ステップにおけるエンジン1の停止後に実行される。
よって、エンジン出力低下中に機関圧縮比を変更する場合と比べて、アクチュエータ11の必要出力を小さくできる。
【００３５】
(7) 第２ステップは、第１ステップにおけるエンジン1の回転速度の低下中に実行される。
よって、エンジン1の停止後に機関圧縮比を変更する場合と比べて、機関圧縮比がより早期に第１圧縮比へと切り替えられるため、発電量の早期増大を図れる。
【００３６】
(8) 第２ステップは、第１ステップにおけるエンジン1への燃料点火の停止後に実行される。
よって、エンジン1への燃料点火を停止していれば、エンジン1の爆発力がゼロとなるため、エンジン出力低下中に機関圧縮比を変更する場合と比べて、アクチュエータ11の必要出力を小さくできる。
【００３７】
(9) VCR制御ユニット15は、ハイブリッド車両の必要電力を取得する必要電力取得部15aと、発電機2の発電量を取得する発電電力取得部15bと、必要電力および発電量に応じてエンジン1の駆動または停止を判断する判断部15cと、を有する。
よって、必要電力および発電量に応じてエンジン1の駆動または停止を適正に判断できる。
【００３８】
(10) 判断部15cは、モータジェネレータ5の駆動中であって、機関圧縮比が第２圧縮比である場合、必要電力が発電量よりも低いときには、ステップ１、ステップ２およびステップ３を実行し、必要電力が発電量よりも高いときには、機関圧縮比を第２圧縮比に維持する。
よって、必要電力＞発電量の場合はエンジン出力を高めることで電力不足を抑制できる一方、必要電力＜発電量の場合はエンジン出力を低下させて燃費の悪化を抑制できる。つまり、電力不足の抑制と燃費の向上との両立を図れる。
【００３９】
(11) 車両駆動源としてのモータジェネレータ5と、モータジェネレータ5に電力を供給可能な発電機2と、発電機2を駆動するエンジン1と、可変圧縮比機構12であって、複リンク機構10と、アクチュエータ11と、を有し、複リンク機構10は、エンジン1に繋がり、アクチュエータ11は、複リンク機構10の姿勢を変更することでエンジン1の機関圧縮比を第１圧縮比と第２圧縮比との間で変更可能であり、機関圧縮比が第２圧縮比と第１圧縮比との間の中間圧縮比のとき、複リンク機構10の姿勢を変更するために必要な第２制御軸10eの駆動トルクが、機関圧縮比が第１圧縮比および第２圧縮比のときよりも大きくなる、可変圧縮比機構12と、を有するハイブリッド車両の制御装置であって、モータジェネレータ5およびエンジン1の駆動中であって、機関圧縮比が第２圧縮比の場合に、エンジン1を停止または減速する第１ステップと、第１ステップの間、または後、機関圧縮比を第２圧縮比から第１圧縮比へ変更する第２ステップと、第２ステップの後、エンジン1を駆動する第３ステップと、を有する。
よって、機関圧縮比を第２圧縮比から第１圧縮比へ変更する際には、エンジン出力を低下させて爆発力を小さくすることにより、アクチュエータ11により回転される第２制御軸10eが中間圧縮比に対応する角度を通過するための必要トルクを小さくできる。この結果、アクチュエータ11の必要出力を小さくでき、アクチュエータ11の小型化を図れる。
【００４０】
〔実施形態２〕
実施形態２の基本的な構成は実施形態１と同じであるため、実施形態１と相違する部分のみ説明する。
図７は、実施形態２のエンジン制御および可変圧縮比制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、車両の起動中、所定の演算周期で繰り返し実行される。実施形態２のエンジン制御および可変圧縮比制御処理は、図４に示した実施形態１におけるエンジン制御および可変圧縮比制御処理のうち、機関圧縮比を低圧縮比から高圧縮比へ変更する際のシーケンスのみを採用したものである。
実施形態２にあっては、発電量過多となった場合には、エンジン出力を低下させ、機関圧縮比を低圧縮比から高圧縮比へと切り替えるため、アクチュエータ11の必要出力を小さくでき、アクチュエータ11の小型化および電力消費量の抑制を図れる。
【００４１】
〔実施形態３〕
実施形態３の基本的な構成は実施形態１と同じであるため、実施形態１と相違する部分のみ説明する。
図８は、実施形態３のエンジン制御および可変圧縮比制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、車両の起動中、所定の演算周期で繰り返し実行される。実施形態３のエンジン制御および可変圧縮比制御処理は、図４に示した実施形態１におけるエンジン制御および可変圧縮比制御処理のうち、機関圧縮比を高圧縮比から低圧縮比へ変更する際のシーケンスのみを採用したものである。
実施形態３にあっては、電力不足となった場合には、エンジン出力を増大させ、機関圧縮比を高圧縮比から低圧縮比へと切り替えるため、電力が不足した場合には素早く機関圧縮比を第２圧縮比へと移行させて発電量の早期増大を図れる。
【００４２】
〔実施形態４〕
実施形態４の基本的な構成は実施形態１と同じであるため、実施形態１と相違する部分のみ説明する。
図９は、実施形態４のエンジン1の構成図である。
実施形態４では、複リンク機構10において、第１アーム部10bと第２制御リンク10cとの関係が実施形態１と相違する。実施形態４では、第１制御リンク1vの中心軸線L1に対し、連結ピン10fは常に第２制御軸10eと反対側に位置する。このため、実施形態４の複リンク機構10では、第２制御リンク10cに作用する逆入力トルクが、実施形態１とは反対方向に作用する。すなわち、逆入力トルクは、第１制御軸10aの角度を、低圧縮比（第１圧縮比）に対応する角度の側から高圧縮比（第２圧縮比）に対応する角度の側へと回転させる方向に作用する。
【００４３】
このため、実施形態４のエンジン制御および可変圧縮比制御処理では、エンジン1の機関圧縮比を高圧縮比状態で始動後、走行状態や補機類含めた車両の必要電力が、高圧縮比状態における発電量を上回った場合には、エンジン出力を一旦低下させ、機関圧縮比を高圧縮比から低圧縮比へと切り替えた後、エンジン出力を高める。その後、車両の必要電力が高圧縮比状態における発電量を下回った場合には、エンジン出力を低下させ、機関圧縮比を低圧縮比から高圧縮比へと切り替える。
【００４４】
よって、実施形態４にあっては、以下の効果を奏する。
(12) 第１圧縮比は、前記第２圧縮比よりも低い。つまり、機関圧縮比を下げる際、エンジン出力を低下させる。これにより、機関圧縮比を第２圧縮比から第１圧縮比へ変更する際、エンジン1の爆発力による逆入力トルクを抑制できるため、アクチュエータ11の必要出力を小さくできる。この結果、アクチュエータ11（電動モータ11b）の小型化および電力消費量の抑制を図れる。
【００４５】
〔他の実施形態〕
以上、本発明を実施するための実施形態を説明したが、本発明の具体的な構成は実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
第１圧縮比と第２圧縮比は、最大または最低の圧縮比に限らない。
可変圧縮比機構のアクチュエータにおいて、電動モータに代えて油圧式モータを用いてもよい。
ハイブリッド車両の制御装置は、VCR制御ユニット15に限られず、例えばエンジン制御ユニット14に含まれてもよい。
【００４６】
以上説明した実施形態から把握し得る技術的思想について、以下に記載する。
ハイブリッド車両の制御装置は、その一つの態様において、車両駆動源としての駆動用モータと、前記駆動用モータに電力を供給可能な発電機と、前記発電機を駆動する内燃機関と、可変圧縮比機構であって、複リンク機構と、アクチュエータと、を有し、前記複リンク機構は、前記内燃機関に繋がり、前記アクチュエータは、前記複リンク機構の姿勢を変更することで前記内燃機関の機関圧縮比を変更可能であり、前記アクチュエータの非駆動時に前記内燃機関の爆発力によって前記機関圧縮比を第１圧縮比と第２圧縮比との間で変更可能な、前記可変圧縮比機構と、を有するハイブリッド車両の制御装置において、前記駆動用モータおよび前記内燃機関の駆動中であって、前記機関圧縮比が前記第２圧縮比の場合に、前記内燃機関を停止または減速する第１ステップと、前記第１ステップの間、または後、前記機関圧縮比を前記第２圧縮比から前記第１圧縮比へ変更する第２ステップと、前記第２ステップの後、前記内燃機関を駆動する第３ステップと、を有する。
【００４７】
より好ましい態様では、上記態様において、前記第１圧縮比は、前記第２圧縮比よりも高い。
別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記第１圧縮比は、前記可変圧縮比機構における前記機関圧縮比の可変範囲のうちの最高圧縮比であり、前記第２圧縮比は、前記可変範囲のうちの最低圧縮比である。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記アクチュエータは、回転によって前記複リンク機構の姿勢を変更する制御軸を有し、前記第１圧縮比は、前記第２圧縮比よりも高く、前記機関圧縮比が前記第２圧縮比と前記第１圧縮比との間の中間圧縮比のとき、前記複リンク機構の姿勢を変更するために必要な前記制御軸の駆動トルクは、前記機関圧縮比が前記第１圧縮比および前記第２圧縮比のときよりも大きい。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記駆動用モータおよび前記内燃機関が共に駆動中であって、前記機関圧縮比が前記第１圧縮比である場合、前記機関圧縮比を前記第１圧縮比から前記第２圧縮比へ変更する第４ステップを有する。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記第２ステップは、前記第１ステップにおける前記内燃機関の停止後に実行される。
【００４８】
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記第２ステップは、前記第１ステップにおける前記内燃機関の回転速度の低下中に実行される。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記第２ステップは、前記第１ステップにおける前記内燃機関への燃料点火の停止後に実行される。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記第１圧縮比は、前記第２圧縮比よりも低い。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記制御装置は、前記ハイブリッド車両の必要電力を取得する必要電力取得部と、前記発電機の発電量を取得する発電電力取得部と、前記必要電力および前記発電量に応じて内燃機関の駆動または停止を判断する判断部と、を有する。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記判断部は、前記駆動用モータの駆動中であって、前記機関圧縮比が前記第２圧縮比である場合、前記必要電力が前記発電量よりも低いときには、前記ステップ１、前記ステップ２および前記ステップ３を実行し、前記必要電力が前記発電量よりも高いときには、前記機関圧縮比を前記第２圧縮比に維持する。
【００４９】
また、他の観点から、ハイブリッド車両の制御装置は、車両駆動源としての駆動用モータと、前記駆動用モータに電力を供給可能な発電機と、前記発電機を駆動する内燃機関と、可変圧縮比機構であって、複リンク機構と、アクチュエータと、を有し、前記複リンク機構は、前記内燃機関に繋がり、前記アクチュエータは、前記複リンク機構の姿勢を変更することで前記内燃機関の機関圧縮比を第１圧縮比と第２圧縮比との間で変更可能であり、前記機関圧縮比が前記第２圧縮比と前記第１圧縮比との間の中間圧縮比のとき、前記複リンク機構の姿勢を変更するために必要な前記制御軸の駆動トルクが、前記機関圧縮比が前記第１圧縮比および前記第２圧縮比のときよりも大きくなる、前記可変圧縮比機構と、を有するハイブリッド車両の制御装置であって、前記駆動用モータおよび前記内燃機関の駆動中であって、前記機関圧縮比が前記第２圧縮比の場合に、前記内燃機関を停止または減速する第１ステップと、前記第１ステップの間、または後、前記機関圧縮比を前記第２圧縮比から前記第１圧縮比へ変更する第２ステップと、前記第２ステップの後、前記内燃機関を駆動する第３ステップと、を有する。
好ましくは、上記態様において、前記第１圧縮比は、前記第２圧縮比よりも高い。
別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記第１圧縮比は、前記第２圧縮比よりも低い。
【符号の説明】
【００５０】
1  エンジン（内燃機関）
2  発電機
5  モータジェネレータ（駆動用モータ）
10  複リンク機構
10e  第２制御軸（制御軸）
11  アクチュエータ
12  可変圧縮比機構
15  VCR制御ユニット（制御装置）
15a  必要電力取得部
15b  発電電力取得部
15c  判断部
【図１】
2020131891.tif 000003
【図２】
2020131891.tif 000004
【図３】
2020131891.tif 000005
【図４】
2020131891.tif 000006
【図５】
2020131891.tif 000007
【図６】
2020131891.tif 000008
【図７】
2020131891.tif 000009
【図８】
2020131891.tif 000010
【図９】
2020131891.tif 000011