(57)【要約】【課題】高トルク側の動作線への動作線切り替え要求時において、トルク段差を軽減しドライバビリティの低下を抑制する。【解決手段】ハイブリッド車両１０において、ＥＣＵ１００は、切り替え条件設定処理を実行する。当該処理において、ＥＣＵ１００は、要求駆動力変化率ＤＦｔが基準値ＤＦｔ１未満である場合に、第２ＦＦ項算出処理及び第２開度算出処理を実行する。前者では、ＦＦ項算出用の目標エンジントルクＴｅｔｇが基準値Ａに従って制限され、ＦＦ項算出用の目標エンジントルクＴｅｔｇ＿ｆｆに基づいて算出されるＭＧ１トルク指令値のＦＦ項もまた、その過度な変化が抑制される。一方、第２開度算出処理では、エンジン要求出力Ｐｎｅと目標機関回転速度Ｎｅｔｇとにより規定される目標エンジントルクＴｅｔｇが、基準値Ａに従って制限され、目標スロットル開度ｔｈｒｔｇの過度に変化が抑制される。【選択図】図８
2010158979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気絞り弁を有する内燃機関と、少なくともフィードフォワード項を含むトルク指令値に従って駆動される発電機と、前記内燃機関の機関出力軸、前記発電機の出力軸及び車軸に連結された駆動軸に夫々連結されてなる回転要素を含む、相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力分配手段とを備え、前記複数の回転要素の差動作用により前記内燃機関の動作線を切り替え可能に構成された車両の制御装置であって、
低トルク側の動作線から高トルク側の動作線への前記動作線の切り替えがなされるに際して、前記内燃機関のトルクの変化を抑制する所定の第１レート処理を実行する第１実行手段と、
前記低トルク側の動作線から高トルク側の動作線への動作線の切り替えがなされるに際して、前記第１レート処理に同期した、前記フィードフォワード項の変化を抑制する所定の第２レート処理を実行する第２実行手段と
を具備することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関は、吸気弁の開弁時期を変化させることが可能な可変動弁手段を備え、
前記車両の制御装置は、
前記低トルク側の動作線から高トルク側の動作線への動作線の切り替えがなされるに際して該開弁時期を進角させる進角制御手段を具備する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記車両は、前記駆動軸に対しトルクの入出力が可能に構成され且つ所定の蓄電手段から供給される放電電力及び前記発電機から供給される発電電力により駆動可能な電動機を更に備える
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。
【請求項４】
前記トルク指令値は、前記内燃機関の機関回転速度を所定の目標機関回転速度へ収束させるためのフィードバック項を含む
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記車両において、
前記動作線は、前記内燃機関の燃料消費率が相対的に低く且つ前記内燃機関のトルクが相対的に低い前記低トルク側の動作線たる第１動作線と、前記燃料消費率が相対的に高く且つ前記内燃機関のトルクが相対的に高い前記高トルク側の動作線たる第２動作線とを含み、
前記低トルク側から高トルク側への動作線の切り替えは、前記第１動作線において、前記内燃機関の動作点を前記内燃機関の要求出力に対応する要求動作点へ移行するために必要となる前記内燃機関の機関回転速度の変化量が上限値以上となる場合になされる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記駆動軸に供給すべき要求駆動トルクを特定する特定手段を具備し、
前記第１及び第２実行手段は、前記特定された要求駆動トルクの変化率が所定値以下である場合に、夫々前記第１レート処理及び前記第２レート処理を実行する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項７】
前記内燃機関のトルクの増加量を規定する第１レート及び前記フィードフォワード項の増加量を規定する第２レートを夫々設定する設定手段を具備し、
前記第１実行手段は、前記第１レート処理において、前記設定された第１レートに基づいて前記吸気絞り弁の開度を制限し、
前記第２実行手段は、前記第２レート処理において、前記設定された第２レートに基づいて前記フィードフォワード項を制限する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項８】
前記設定手段は、前記特定された要求駆動トルクの変化率に応じて前記第１及び第２レートを設定する
ことを特徴とする請求項７に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の動作線を切り替え可能に構成された車両の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、例えば特許文献１に開示された車両の制御装置がある（以下、適宜「従来の技術」とする）。係る車両の制御装置によれば、アクセル開度、要求出力等に応じて動作線の切り替えを意味するＶＶＴ（Variable Valve Timing：可変バルブタイミング機構）の進角要求フラグのオンオフが切り替えられることにより、内燃機関の始動時に発生するショックが低減されるとされている。
【０００３】
尚、空燃比が切り替わる際に、予め設定された低減トルクが出力されるようにモータジェネレータＭＧ２を制御すると共に、モータジェネレータＭＧ１の反力トルクに基づくトルク変化量に基づいて吸気弁の作用角を変化させる装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、発電機側に作用するトルク変動を抑制するためのトルク補正値Ｔｃ１及びモータＭＧ２における回転変動を打ち消すためのトルク補正値Ｔｃ２を設定し、該設定された各トルク補正値Ｔｃ１及びＴｃ２を、要求トルクＴｒ＊を駆動軸に出力するために必要なモータＭＧ１及びＭＧ２の各トルクに加えることでトルクの補正を行う装置も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
更には、ハイブリッド車両において、ＶＶＴ進角量に対応するレートを算出すると共に、気温及び気圧に基づく該レートの補正値、並びに冷却水温に基づく該レートの補正値を夫々算出し、該レート及び２つの補正値の和を算出したものを上昇レートとして設定する装置も提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１８２１７９号公報
【特許文献２】特開２００７−３２７４１２号公報
【特許文献３】特開２００６−６７６５５号公報
【特許文献４】特開２００６−３２１４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の技術では、ＶＶＴの進角要求の発生頻度は抑制されるものの、係る進角要求が生じた際には、動作線の切り替えに伴ってエンジン要求出力がステップ的に変更される。このため、車両の要求出力が、その変化量を制限するレート処理によって算出されていたところで、進角要求の発生に相前後して駆動軸に供給される駆動トルクが不連続となる可能性があり、所謂トルク段差が発生して、ドライバビリティが低下しかねない。即ち、従来の技術には、動作線の切り替え時において、トルクショックによるドライバビリティの低下が回避され難いという技術的な問題点がある。
【０００８】
本発明は、係る問題点に鑑みてなされたものであり、動作線の切り替え時におけるトルクショックを軽減しドライバビリティを向上させ得る車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するため、本発明に係る車両の制御装置は、吸気絞り弁を有する内燃機関と、少なくともフィードフォワード項を含むトルク指令値に従って駆動される発電機と、前記内燃機関の機関出力軸、前記発電機の出力軸及び車軸に連結された駆動軸に夫々連結されてなる回転要素を含む、相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力分配手段とを備え、前記複数の回転要素の差動作用により前記内燃機関の動作線を切り替え可能に構成された車両の制御装置であって、低トルク側の動作線から高トルク側の動作線への前記動作線の切り替えがなされるに際して、前記内燃機関のトルクの変化を抑制する所定の第１レート処理を実行する第１実行手段と、前記低トルク側の動作線から高トルク側の動作線への動作線の切り替えがなされるに際して、前記第１レート処理に同期した、前記フィードフォワード項の変化を抑制する所定の第２レート処理を実行する第２実行手段とを具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る車両は、例えば各種エンジン等の形態を有する内燃機関と、例えば好適な一形態として同期電動発電機等、モータとしての機能を有し得る各種の発電機とを備え、更にこれら各々の出力軸と連結されてなる複数の回転要素を構成要素とする、例えば遊星歯車機構或いは複合型遊星歯車機構等の形態を採り得る動力分配手段とを備えており、特に、内燃機関の動作線を二値的に、段階的に又は連続的に切り替え可能に構成されている。尚、「動作線」とは、例えば機関回転速度とトルク等、内燃機関の出力に相関するパラメータを各軸に配してなる座標平面上等において規定される、内燃機関の動作条件を規定する特性線であって、例えば内燃機関の要求出力毎に選択すべき旨が規定された一動作条件としての動作点の集合である。
【００１１】
ここで、このような動作線の切り替え作用は、動力分配手段における回転要素相互間の差動作用により得られる。別言すれば、動力分配手段は、一回転要素に連結された発電機の回転速度及びトルクの制御により、内燃機関の動作線を自由に（物理的、機械的又は電気的な各種制約の範囲で自由であることを含む）切り替え可能な、所謂電気ＣＶＴ機能を有するように、その構成が定められている。
【００１２】
例えば、動力分配手段が、回転要素としてサンギア、キャリア及びリングギアを有する遊星歯車機構として構成される場合、例えば、このサンギアを発電機に、キャリアを内燃機関の機関出力軸に、またリングギアを車軸に対し各種減速機や有段変速機を介して連結される駆動軸に連結する構成とすれば、リングギアの回転速度は車速と一義的となるから、当該発電機の回転速度を増減制御することにより、内燃機関の機関回転速度を増減制御することが可能となる。一方、内燃機関のトルクは、スロットルバルブ等の形態を採り得る吸気絞り弁の開閉状態（ガソリンエンジン等においては、空燃比制御の関係上、燃料噴射量と一義的である）に応じて増減制御され得る。即ち、内燃機関の動作点が、理論的には、内燃機関の機関回転速度の下限値（例えば、自立回転可能な回転速度）や上限値（例えば、所謂レブリミット）或いはトルクの上限値、又は電動機の回転速度の上限値或いはトルクの上限値等各種物理的、機械的又は電気的な各種制約の範囲で自由に選択可能となる。
【００１３】
但し、このような動力分配手段の構成においては、少なくとも電気ＣＶＴ機能による変速が行われ得る限りにおいて、内燃機関のトルクは駆動軸に直達されないから、発電機側でこのトルクに対応する反力トルクを負担する必要がある。従って、駆動軸に供給すべきトルクとしての要求駆動トルク（車軸に供給すべき、車両の要求トルク、車両の要求駆動力或いは車両の要求出力等と一義的となり得る）を満たすためには、発電機のトルクを、内燃機関のトルクに応じて適切に増減させる必要がある。
【００１４】
そこで、本発明に係る発電機は、然るべき駆動手段及び制御手段により、少なくともフィードフォワード項（以下、適宜「ＦＦ項」と称する）を含むトルク指令値に従って駆動される。このフィードフォワード項は、例えば、内燃機関の実際のトルクの推定値等に基づいて決定され得る。尚、好適には、トルク指令値は、このフィードフォワード項に加えてフィードバック項（以下、適宜「ＦＢ項」と称する）を含み得る。この場合、定性的に言えば、ＦＦ項により目標トルク（例えば、内燃機関の推定トルクに対応するトルク）への追従が図られ、ＦＢ項により目標回転速度（例えば、内燃機関の目標機関回転速度に対応する回転速度）への追従が図られるのである。
【００１５】
内燃機関の動作点は、好適な一形態として、内燃機関の燃料消費率が理論的に又は何らかの制約の範囲で最小となる動作点を構成要素とする所謂最適燃費線等、比較的燃費性能を重視した動作線から選択され得る。この種の動作線は、大抵の場合、内燃機関の最大トルクが得られる動作点を構成要素とする所謂最大トルク線（或いはＷＯＴ動作線）とは異なっており、この種の最大トルク線よりも低トルク側に存在することが多い。
【００１６】
一方、アクセルペダルの操作量或いは操作速度が大きい場合等を含む過渡走行時においては、内燃機関の要求出力の変化量もまた大きくなる。このような要求出力の大なる変化が要求されるに際して、上記最適燃費線等、単一な動作線上で動作点の目標値を定めると、動作線上のトルク変化は少なくとも機関回転速度の変化に対しては緩やかであることが多いから、殆どの場合機関回転速度の大きな変化が要求されることになる。ところが、機関回転速度の過渡的な変化量が大きいと、内燃機関の回転慣性（所謂イナーシャ）の影響により、駆動軸に供給される駆動トルクの減少を招く。このような駆動トルクの減少は、無論動力性能の低下及びドライバビリティの低下となって顕在化することとなる。このような問題に対しては、動作線をより高トルク側の動作線へ切り替えることが有効な施策となり得る。即ち、動作線自体を高トルク側の動作線へ切り替えれば、機関回転速度の上昇を抑えることが可能となって、駆動力が不足するといった事態を招来せずに済むのである。
【００１７】
ところが、最適燃費線から最大トルク線への動作線の切り替えを好適な一形態として含む、低トルク側の動作線から高トルク側の動作線への動作線の切り替えに際しては、内燃機関の動作点の目標値が不連続となるから、大小なりトルク段差が生じ易くなる。このトルク段差が過度に大きくなると、所謂飛び出し感と称される如き、実践上看過し難いドライバビリティの低下が生じ得る。
【００１８】
そこで、本発明に係る車両の制御装置によれば、この種の低トルク側の動作線から高トルク側の動作線への動作線の切り替えがなされるに際して、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される第１実行手段により第１レート処理が実行され、同様に例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される第２実行手段により第２レート処理が実行される。
【００１９】
本発明に係る「第１レート処理」とは、内燃機関のトルクの変化を抑制する処理であり、より具体的には、ドライバビリティの低下を招来し得る程度のトルク段差に相当するトルクのステップ変化を防止する処理である。最終的にこの種の効果が得られる限りにおいて、第１レート処理の実践的な態様は何ら限定されない。例えば、第１レート処理は、例えば内燃機関の目標トルクの増加を何らかの規則に従って制限する処理であってもよいし、目標トルクを実現するための吸気絞り弁の開度の増加を何らかの規則に従って制限する処理であってもよい。
【００２０】
これに対し、本発明に係る「第２レート処理」とは、先に述べたＦＦ項の変化を抑制する処理であり、特に先の第１レート処理に同期してなされる処理である。発電機のトルクは、先に述べたように駆動軸に供給される駆動トルクに影響する。このため、ＦＦ項について、その抑制に係る措置が何ら講じられないとすれば、この種の動作線の切り替え時に発電機のトルクのステップ幅が過度に大きくなって、駆動軸のトルクが変動する。また、このＦＦ項の抑制に係る措置が講じられるにしても、第１レート処理との同期が図られない限り、内燃機関のトルクとの関係が崩れるため、この種の駆動トルクの変動を、ドライバビリティの低下を回避し得る程度に抑制することは難しいのである。尚、第１レート処理と第２レート処理とを同期させるに際しての実践的な態様は、結果的に駆動トルクの変動によるドライバビリティの低下を顕在化させない限りにおいて各種態様を有し得るものであり、また、各レート処理の実行タイミングは、一方が他方に先んじてなされるように設定されていてもよいし、同時であってもよい。或いはその実行期間は、少なくとも一部において相互に重複していてもよいし、全く独立していてもよい。
【００２１】
このように、本発明に係る車両の制御装置によれば、低トルク側の動作線から高トルク側の動作線への動作線の切り替え要求時において、内燃機関のトルクと、発電機の出力トルクを規定するトルク指令値のＦＦ項とにレート処理がなされ、これらを相互に同期させつつ駆動トルクが制御される。このため、係る動作線の切り替え時に駆動トルクが変動してトルク段差が発生することに起因するドライバビリティの低下が好適に抑制されるのである。
【００２２】
本発明に係る車両の制御装置の一の態様では、前記内燃機関は、吸気弁の開弁時期を変化させることが可能な可変動弁手段を備え、前記車両の制御装置は、前記低トルク側の動作線から高トルク側の動作線への動作線の切り替えがなされるに際して該開弁時期を進角させる進角制御手段を具備する。
【００２３】
この態様によれば、内燃機関には、吸気弁の開弁時期を変化させることが可能な（必然的にバルブタイミングも変化する）物理的、機械的、電気的又は磁気的機構、装置及びシステムを包括する概念としての、例えばＶＶＴ又は当該ＶＶＴから派生する各種可変動弁装置、電磁駆動弁装置、或いはカム・バイ・ワイヤ等の各種可変動弁装置が備わっている。尚、この際、吸気弁の開弁時期が可変である限りにおいて、吸気弁のリフト量又は作用角が可変であってもよいし、それに替えて或いは加えて、排気弁の開弁時期、リフト量又は作用角が可変であってもよい。吸気弁の開弁時期は、排気弁の開弁時期が固定されている場合には特に、バルブオーバラップ量（吸排気弁が共に開弁している期間の長さ（好適には、クランク角により規定される角度概念である））を規定する指標となる。バルブオーバラップ量は、気筒内に吸入される空気又は混合気の量たる吸気量と相関しており、定性的には、低回転領域ではバルブオーバラップ量が小さくされ、内部ＥＧＲを抑制することによる吸気効率の向上が図られ、高回転領域では逆にバルブオーバラップ量が大きくされ、排気慣性による吸気の導入促進効果によって吸気効率の向上が図られ得る。
【００２４】
この態様によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される進角制御手段により、低トルク側の動作線から高トルク側の動作線への動作線の切り替えがなされるに際して、吸気弁の開弁時期が進角される。このため、気筒への空気の吸入が促進され、トルクの上昇が支援され得る。尚、高トルク側の動作線が所謂最大トルク線である場合、高トルク側の動作線への切り替え要求とは、好適には、吸気弁の開弁時期の進角要求と一義的に扱われてもよい。
【００２５】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記車両は、前記駆動軸に対しトルクの入出力が可能に構成され且つ所定の蓄電手段から供給される放電電力及び前記発電機から供給される発電電力により駆動可能な電動機を更に備える。
【００２６】
この態様において、車両は、動力源として内燃機関の他に電動機を備えており、駆動軸との間のトルクの入出力が可能となる。即ち、車両が所謂ハイブリッド車両として構成される。この種のハイブリッド車両では、駆動軸に供給すべき駆動トルクである要求駆動トルクに対する実際の駆動トルクの過不足分を、この電動機と駆動軸との間のトルクの入出力により補償することができる。従って、内燃機関を、より広範な運転条件において、燃料消費率の低い領域で動作させることが可能となる。
【００２７】
ところで、高トルク側の動作線への動作線の切り替えは、好適な一形態として、車両としてその時点で駆動軸に対し供給可能なトルク（駆動トルクの上限値）或いは出力（駆動パワの上限値）以上のトルク或いは出力が要求される場合に要求される。このため、電動機によるトルクのアシストが可能である本態様においては、この種の動作線の切り替え要求が生じた場合、電動機は、発電機から供給される発電電力と、蓄電手段から供給される最大放電電力（ＳＯＣや温度等により一義的に規定されるＷｏｕｔ（放電制限値）に相当する）とにより実質的な最大出力状態にある。
【００２８】
従って、先に述べたように、発電機のトルクがＦＦ項或いは更にＦＢ項の影響により不安定となり、発電電力に変動が生じると、電動機からのアシストトルクが発電電力の変動を受けて変動し、駆動トルクが変動する。即ち、この種のハイブリッド車両においては、高トルク側への動作線の切り替え時における発電機のトルク変動が、顕著にドライバビリティの低下に反映され得る。このため、本発明の車両の制御装置は、この種のハイブリッド車両に適用された場合に、より高い実践上の利益を提供し得る。
【００２９】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記トルク指令値は、前記内燃機関の機関回転速度を所定の目標機関回転速度へ収束させるためのフィードバック項を含む。
【００３０】
この態様によれば、発電機のトルク指令値にＦＢ項が含まれるため、発電機の目標回転速度への収束精度を向上させることが可能となる。特に、本発明においては、第２レート処理が実行されることにより、ＦＦ項が内燃機関のトルクの抑制に同期して抑制される。このため、ＦＢ項の過度な変動は防止され、ＦＢ項の影響により発電機のトルク、回転速度或いは発電量が変化して、駆動トルクが変動するといった事態が防止される。
【００３１】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記車両において、前記動作線は、前記内燃機関の燃料消費率が相対的に低く且つ前記内燃機関のトルクが相対的に低い前記低トルク側の動作線たる第１動作線と、前記燃料消費率が相対的に高く且つ前記内燃機関のトルクが相対的に高い前記高トルク側の動作線たる第２動作線とを含み、前記低トルク側の動作線から高トルク側の動作線への動作線の切り替えは、前記第１動作線において、前記内燃機関の動作点を前記内燃機関の要求出力に対応する要求動作点へ移行するために必要となる前記内燃機関の機関回転速度の変化量が上限値以上となる場合になされる。
【００３２】
この態様によれば、内燃機関の動作線が、例えば最適燃費線等の第１動作線と、例えば最大トルク線等の第２動作線との間で少なくとも切り替えられる。この際、第１動作線から第２動作線への切り替え要求は、第１動作線上で内燃機関の目標動作点を設定した場合に機関回転速度の変化量（絶対値としての変化量であってもよいし、単位時間当たりの変化量、即ち変化速度であってもよい）が上限値以上となる場合に生じる。ここで、「上限値」とは、内燃機関の回転慣性に起因する過渡的な駆動トルクの低下が顕在化しないように設定される、固定又は不定の制限値であり、要求動作点の機関回転速度が、この上限値以上の回転領域に存在する場合、第１動作線上で設定される動作点では、要求出力を賄いきれないことになる。即ち、本態様によれば、第１動作線では要求出力を賄い切れない場合に、第２動作線への切り替え要求が発生する。
【００３３】
従って、通常は、第１動作線に従って内燃機関を可及的に高効率に動作させつつ、第２動作線への動作線の切り替えにより駆動力の不足によるドライバビリティの低下を抑制することが可能となる。ここで特に、この第２動作線への切り替えに際して、第１及び第２レート処理が適宜に実行されることによって、過渡的に生じ得るトルク変動に起因する、ドライバビリティの低下をも好適に抑制することが可能となる。即ち、本態様によれば、経済的且つ快適な走行が実現されるのである。
【００３４】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記駆動軸に供給すべき要求駆動トルクを特定する特定手段を具備し、前記第１及び第２実行手段は、前記特定された要求駆動トルクの変化率が所定値以下である場合に、夫々前記第１レート処理及び前記第２レート処理を実行する。
【００３５】
この態様によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される特定手段により要求駆動トルクが特定され、この要求駆動トルクの変化率が固定又は可変な所定値以下である場合に（尚、「以下」とは、所定値の設定如何により容易に「未満」と置換し得る概念であって、所定値がいずれの領域に属するかは本態様の本質に影響しない）、第１及び第２レート処理が実行される。尚、本発明に係る「特定」とは、検出、推定、算出、導出、同定及び取得等を包括する概念であり、特定対象（この場合、要求駆動トルク）を、制御上参照し得る情報として第１設定手段に把握させ得る限りにおいて、そのプロセスは、各種態様を有してよい趣旨である。
【００３６】
この態様によれば、一方で、要求駆動トルクの変化率が低い、即ち比較的トルク段差が顕在化し易い緩やかな加速時等に限定して或いはこのような場合を優先して第１及び第２レート処理によるトルク段差の低減が図られ、他方で、要求駆動トルクの変化率が高い、即ち比較的トルク段差が顕在化し難い急加速時等には、目標トルクへの比較的大きなステップ幅を有するステップ変化が許容され、動力性能が確保される。即ち、トルク段差によるドライバビリティの低下に対しても、動力性能の低下によるドライバビリティの低下に対しても、好適な解を与え得るのである。
【００３７】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記内燃機関のトルクの増加量を規定する第１レート及び前記フィードフォワード項の増加量を規定する第２レートを夫々設定する設定手段を具備し、前記第１実行手段は、前記第１レート処理において、前記設定された第１レートに基づいて前記吸気絞り弁の開度を制限し、前記第２実行手段は、前記第２レート処理において、前記設定された第２レートに基づいて前記フィードフォワード項を制限する。
【００３８】
この態様によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される設定手段により、第１レート及び第２レートが設定され、第１レート処理においては、この設定された第１レートに基づいて吸気絞り弁の開度が制限され、第２レート処理においては、この設定された第２レートに基づいてトルク指令値のＦＦ項が設定される。従って、第１及び第２レート処理の実行に係る実践上の利益が比較的簡便に享受され得る。
【００３９】
ここで、第１レートは、内燃機関のトルクの増加量（即ち、ステップ幅）を規定し、少なくとも内燃機関のトルクが何ら制限無くステップ変化することを防止し得る制限値であって、例えば、ステップ幅の上限値であってもよいしステップ幅そのものであってもよいし、目標トルクの増加率であってもよい。また、固定値であっても可変値であってもよい。同様に、第２レートは、ＦＦ項の増加量（ステップ幅）を規定し、少なくとも発電機のトルクが何ら制限無くステップ変化することを防止し得る制限値であって、例えば、ステップ幅の上限値であってもよいしステップ幅そのものであってもよいし、ＦＦ項の増加率であってもよい。また、固定値であっても可変値であってもよい。また、第１及び第２レートは、相異なる値であってもよいし、同一の値であってもよい。
【００４０】
尚、この態様では、前記設定手段は、前記特定された要求駆動トルクの変化率に応じて前記第１及び第２レートを設定してもよい。
【００４１】
この態様によれば、先の態様と同等の特定手段により要求駆動トルクが特定され、第１及び第２レートが、この特定された要求駆動トルクの変化率に応じて設定される。即ち、要求駆動トルクの変化率の大小が、第１及び第２レートの大小に夫々二値的、段階的又は連続的に対応する。このため、ドライバビリティの低下を招来する程度のトルク段差を生じさせない範囲で、可及的に迅速に動作線の切り替えを完了することが可能となる。
【００４２】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００４４】
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００４５】
図１において、ハイブリッド車両１０は、ＥＣＵ１００、ＰＣＵ（Power Control Unit）１１、バッテリ１２、アクセル開度センサ１３及び車速センサ１４並びにハイブリッド駆動装置１０００を備えた、本発明に係る「車両」の一例たるハイブリッド車両である。
【００４６】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ等を備え、ハイブリッド車両１０の各部の動作を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「車両の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する切り替え条件設定処理を実行可能に構成されている。尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「第１実行手段」、「第２実行手段」、「進角制御手段」、「特定手段」及び「設定手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
【００４７】
ＰＣＵ１１は、バッテリ１２から取り出した直流電力を交流電力に変換して後述するモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２に供給可能に構成された不図示のインバータを含み、バッテリ１２と各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いは各モータジェネレータ相互間の電力の入出力（即ち、この場合、バッテリ１２を介さずに各モータジェネレータ相互間で電力の授受が行われる）を制御可能に構成された制御ユニットである。ＰＣＵ１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される構成となっている。
【００４８】
バッテリ１２は、後述するモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２を力行するための電力に係る電力供給源として機能し得るように構成された充電可能な蓄電池である。
【００４９】
アクセル開度センサ１３は、ハイブリッド車両１０の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度Ｔａを検出可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Ｔａは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００５０】
車速センサ１４は、ハイブリッド車両１０の車速Ｖを検出する可能に構成されたセンサである。車速センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００５１】
ハイブリッド駆動装置１０００は、ハイブリッド車両１０のパワートレインとして機能する動力ユニットである。ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置１０００の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、ハイブリッド駆動装置１０００の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００５２】
図２において、ハイブリッド駆動装置１０００は、エンジン２００、動力分割機構３００、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「ＭＧ１」と略称する）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と略称する）及び減速機構４００を備える。
【００５３】
エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両１０の主たる動力源として機能するように構成されている。ここで、図３を参照し、エンジン２００の詳細な構成について説明する。ここに、図３は、エンジン２００の一平面構成を例示する模式図である。尚、同図において、図１及び図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。尚、本発明における「内燃機関」とは、例えば２サイクル又は４サイクルレシプロエンジン等を含み、少なくとも一の気筒を有し、当該気筒内部の燃焼室において、例えばガソリン、軽油或いはアルコール等の各種燃料を含む混合気が燃焼した際に発生する力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランク軸等の物理的又は機械的な伝達手段を適宜介して駆動力として取り出し可能に構成された機関を包括する概念である。係る概念を満たす限りにおいて、本発明に係る内燃機関の構成は、エンジン２００のものに限定されず各種の態様を有してよい。
【００５４】
エンジン２００は、シリンダブロック内にシリンダ２０１が４本直列に配置されてなる直列４気筒エンジンである。エンジン２００は、各シリンダ内部において空気と燃料との混合気が燃焼するに際して生じる不図示のピストンの往復運動を、コネクティングロッド及びクランクシャフト（いずれも不図示）を介して回転運動に変換可能に構成されている。このクランクシャフトの回転位置は、ＥＣＵ１００と電気的に接続された不図示のクランクポジションセンサによって検出されており、所定の制御バスを介してＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照され、後述するＶＶＴコントローラやインジェクタ等の各種動作制御に供される構成となっている。
【００５５】
エンジン２００が動作するに際し、外部から吸入された空気は、吸気管２０２に導かれ、エアクリーナ２０３によって浄化された後に、各気筒に連通する吸気マニホールド２０２ａへ供給される。また、吸入された空気に係る吸入空気量は、エアクリーナ２０３の下流に位置するエアフローメータ２０４によって検出される。エアフローメータ２０４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、エアフローメータ２０４によって検出された吸入空気量は、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００５６】
吸気管２０２には、スロットルバルブ２０５が設けられ、その開度に応じて吸気マニホールド２０２ａに供給される吸入空気量が制御される構成となっている。スロットルバルブ２０５は、スロットルバルブモータ（不図示）等の電動アクチュエータにより駆動される電子制御式のスロットルバルブであり、ＥＣＵ１００と電気的に接続され、ＥＣＵ１００により、例えば不図司のアクセルペダルの開度に応じて或いはアクセルペダルの開度とは無関係にその開度が制御される構成となっている。また、スロットルバルブ２０５の開度たるスロットル開度ｔｈｒは、スロットルバルブ２０５近傍に設けられたスロットル開度センサ２０６により検出される。スロットル開度センサ２０６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたスロットル開度ｔｈｒは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００５７】
シリンダ２０１内の燃焼室には、吸気マニホールド２０２ａを介して供給される空気と、吸気マニホールド２０２ａに連通する不図示の吸気ポートにおいて、例えば電子制御式のインジェクタ（図示は省略）等から噴射供給される燃料との混合気が、二個の吸気バルブ２０７を介して吸入される。この際、係る混合気は、吸気バルブ２０７の開弁時に燃焼室内へ供給される構成となっている。尚、係るインジェクタ等の燃料供給系は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその噴射量及び噴射時期（噴射クランク角）が制御される構成となっている。
【００５８】
燃焼室内部では、燃焼行程において点火プラグ２０８による点火動作により混合気が燃焼する。尚、点火プラグ２０８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており（制御ラインは不図示）、ＥＣＵ１００によってその点火時期（点火クランク角）が制御されるように構成されている。燃焼室において燃焼済みとなった混合気は、不図示の排気ポートに連通する二個の排気バルブ２０９の開弁時に、排気として係る排気ポートに排出される。係る排気は、排気ポートに連通する排気マニホールド２１０ａ及び排気管２１０を介して排出される。
【００５９】
排気管２１０には、三元触媒２１１が設けられており、排気管２１０に排出された排気は、係る三元触媒２１１により浄化せしめられ、更に後段に設置される他の触媒装置により順次浄化せしめられた後に車外へ排出される構成となっている。また、エンジン２００のシリンダブロック内に収容されるウォータジャケットには、冷却水が循環供給されており、係る冷却水の温度たる冷却水温Ｔｗは、水温センサ２３３によって検出され、水温センサ２３３と電気的に接続されたＥＣＵ１００によって絶えず把握される構成となっている。
【００６０】
吸気バルブ２０７は、不図示のシリンダヘッド上に回転可能に支持された吸気カムシャフト２１２に各吸気バルブ２０７に対応付けられて固定された吸気カム２１３によって、その開閉動作が制御される。一方、排気バルブ２０９は、不図示のシリンダヘッド上に回転可能に支持された排気カムシャフト２１４に各排気バルブ２０９に対応付けられて固定された排気カム２１５によって、その開閉動作が制御される。ここで、本実施形態では特に、吸気側カムシャフト２１２の一方の端部付近にＶＶＴコントローラ２１６が備わり、吸気バルブ２０７のバルブタイミングが可変に制御される構成となっている。
【００６１】
ここで、図４を参照して、ＶＶＴコントローラ２１６の構成について説明する。ここに、図４は、ＶＶＴコントローラ２１６の、吸気カムシャフト２１２と直交する平面における模式断面図である。
【００６２】
図４において、ＶＶＴコントローラ２１６は、ハウジング２１７とロータ２１８とを備えた、本発明に係る「可変動弁手段」の一例である。
【００６３】
ハウジング２１７は、紙面に垂直な方向へ伸長する吸気カムシャフト２１２の外周に回動可能に支持されたスプロケット（不図示）にボルト等で締め付けられることによって固定されている。この際、エンジン２００におけるクランクシャフトの回転は、タイミングチェーン（不図示）を介してスプロケットとハウジング２１７に伝達されるため、スプロケット及びハウジング２１４は、クランクシャフトに同期して回転可能である。
【００６４】
吸気カムシャフト２１２は、エンジン２００のシリンダヘッドとベアリングキャップにより回転可能に支持されている。ロータ２１８は、このように支持された吸気カムシャフト２１２の一方の端部においてストッパを介してボルトで締め付けられることによって固定されており、ハウジング２１７内に回動可能に収容されている。また、ハウジング２１７の内部には、複数の液室が形成されており、その各々が、ロータ２１８の外周部に形成されたベーン２１９によって、進角室２２０及び遅角室２２１に区画されている。尚、ロータ２１８に形成された複数のベーン２１９のうち一つには、ロック孔２２３が形成されている。ロック孔２２３の作用については後述する。
【００６５】
吸気カムシャフト２１２の外周部分には、遅角側流路部２２２が環状に形成されており、遅角室２２１の各々に不図示の液圧流路を介して連通している。また、吸気カムシャフト２１２の外周部には更に、進角側流路部（不図示）が、遅角側流路部２２２と同様環状に形成されており、進角室２２０の各々に不図示の液圧流路を介して連通している。
【００６６】
一方、ＶＶＴコントローラ２１６は、前述した遅角側流路部２２２及び進角側流路部等の液圧流路を含む液圧伝達系２２５を備える。ここで、図５を参照して、液圧伝達系２２５について説明する。ここに、図５は、液圧伝達系２２５の模式図である。
【００６７】
図５において、液圧伝達系２２５は、スプリング２２７及びソレノイド２２８により駆動される液圧制御弁２２６を備える。液圧制御弁２２６は、その弁体の位置を、進角室２２０に液圧を伝達せしめる進角位置、遅角室２２１に液圧を伝達せしめる遅角位置並びに進角室２２０及び遅角室２２１の何れにも液圧を伝達させない非伝達位置のいずれかに切替え可能に構成される。尚、ソレノイド２２８は、不図示の駆動系を介してＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００の上位制御によって制御されるソレノイド電流に応じて、液圧制御弁２２６の弁体の位置を切替え可能に構成されている。
【００６８】
スプリング２２７は、液圧制御弁２２６を図示右方向に付勢する弾性部材である。ソレノイド２２８に電流が供給されない場合、液圧制御弁２２６は、スプリング２２７による付勢を受けて、図示するように遅角位置で停止するように構成されている。
【００６９】
また、液圧伝達系２２５は、ポンプ２２９を備える。ポンプ２２９は、エンジン２００の動力によって作動するように構成されており、エンジン２００における潤滑用のオイルの一部をオイルパン２３０から汲み上げて、ＶＶＴコントローラ２１６の各部に循環供給可能に構成されている。このポンプ２２９によって循環供給されるオイルは、液圧制御弁２２６に接続された遅角側デリバリ２３１及び進角側デリバリ２３２を介して、更にはこれらに連通する前述した遅角側流路部２２２や進角側流路部等を介して夫々最終的に遅角室２２１及び進角室２２０に供給される構成となっている。
【００７０】
図２に戻り、モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「発電機」の一例たる電動発電機であり、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。モータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る「電動機」の一例たる電動発電機であり、モータジェネレータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。尚、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える構成を有していてもよいし、他の構成を有していてもよい。
【００７１】
モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２は、夫々ＦＦ項及びＦＢ項を含むトルク指令値に従って駆動される。ＦＦ項は、主として目標トルクに対する追従を担う制御項であり、ＦＢ項は、主として目標回転速度への追従を担う制御項である。尚、ＦＢ項に対応するフィードバック制御には、公知のＰＩＤ制御が適用され、ＦＢ項は、Ｐ項（比例項）、Ｉ項（積分項）及びＤ項（微分項）を含む構成となっている。尚、これ以降の説明では特に、モータジェネレータＭＧ１に対するトルク指令値を、「ＭＧ１トルク指令値」と称することとする。
【００７２】
動力分割機構３００は、中心部に設けられた、本発明に係る「回転要素」の一例たるサンギア３０３と、サンギア３０３の外周に同心円状に設けられた、本発明に係る「回転要素」の他の一例たるリングギア３０１と、サンギア３０３とリングギア３０１との間に配置されてサンギア３０３の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギア３０５と、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支する、本発明に係る「回転要素」の更に他の一例たるプラネタリキャリア３０６とを備えた、本発明に係る「動力分配手段」の一例たる遊星歯車機構である。
【００７３】
ここで、サンギア３０３は、サンギア軸３０４を介してＭＧ１のロータ（符合は省略）に結合されており、その回転速度はＭＧ１の回転速度Ｎｍｇ１と等価である。また、リングギア３０１は、駆動軸３０２及び減速機構５００を介してＭＧ２の不図示のロータに結合されており、その回転速度はＭＧ２の回転速度Ｎｍｇ２と等価である。更に、プラネタリキャリア３０６は、エンジン２００のクランクシャフトに結合されており、その回転速度はエンジン２００の機関回転速度Ｎｅと等価である。
【００７４】
一方、駆動軸３０２は、ハイブリッド車両の駆動輪たる右前輪ＦＲ及び左前輪ＦＬを夫々駆動するドライブシャフトＳＦＲ及びＳＦＬと、デファレンシャル等各種減速ギアを含む減速装置としての減速機構４００を介して連結されている。従って、モータジェネレータＭＧ２から駆動軸３０２に出力されるモータトルクは、減速機構４００を介して各ドライブシャフトへと伝達され、同様に各ドライブシャフトを介して伝達される各駆動輪からの駆動力は、減速機構４００及び駆動軸３０２を介してモータジェネレータＭＧ２に入力される。即ち、モータジェネレータＭＧ２の回転速度Ｎｍｇ２は、駆動軸３０２の回転速度Ｎｏｕｔと等価であり、且つハイブリッド車両１０の車速Ｖと一義的な関係にある。
【００７５】
動力分割機構３００は、係る構成の下で、エンジン２００が発する動力を、プラネタリキャリア３０６とピニオンギア３０５とによってサンギア３０３及びリングギア３０１に所定の比率（各ギア相互間のギア比に応じた比率）で分配し、エンジン２００の動力を２系統に分割することが可能となっている。
【００７６】
尚、本発明に係る「動力分配手段」に係る実施形態上の構成は、動力分割機構３００のものに限定されない。例えば、本発明に係る動力分配手段は、複数の遊星歯車機構を備え、一の遊星歯車機構に備わる複数の回転要素が、他の遊星歯車機構に備わる複数の回転要素の各々と適宜連結され、一体の差動機構を構成していてもよい。また、本実施形態に係る減速機構５００は、予め設定された減速比に従って駆動軸３０２の回転速度を減速するに過ぎないが、ハイブリッド車両１０は、この種の減速装置とは別に、例えば、複数のクラッチ機構やブレーキ機構を構成要素とする複数の変速段を備えた有段変速装置を備えていてもよい。
【００７７】
＜実施形態の動作＞
＜バルブタイミング制御＞
ＶＶＴコントローラ２１６は、以下に説明する三種類の制御モードに従ってその駆動状態が制御される。
【００７８】
＜強制最遅角モード＞
エンジン２００が機関停止状態にある期間或いは始動後暫時の期間については強制最遅角モードが実行される。ＶＶＴコントローラ２１６に供給されるオイルの液圧が、エンジン２００の停止に伴って減少すると、ベーン２１９は、可動部のフリクションによって徐々に遅角側に回動し、最終的には最遅角位置（即ち、ベーン２１９の可動範囲の中で最も遅角側に相当する位置）で停止する。強制最遅角モードにおいては、ベーン２１９の位置が係る最遅角位置に強制的に固定される。より具体的には、ロック孔２２３が形成されたベーン２１９の最遅角位置に相当する部位には、不図示のロックピンがロック孔２２３に対し出没可能に設置されている。このロックピンは、通常、コイルバネ（不図示）によってロック孔２２３の方向に付勢を受けており、ロック孔２２３に所定の解除液圧（ベーン２１９を回動させるのに要する液圧よりも高圧である）以上の液圧でオイルが供給され、液圧がコイルバネによる付勢に打ち勝つと、ベーン２１９の回動を阻害しない所定の収容孔に収容される構成となっている。従って、機関停止状態において、液圧の低下に伴いベーン２１９が最遅角位置で停止すると、コイルバネによる付勢を受けてロックピン２２４がロック孔２２３に嵌合し、ベーン２１９の回動が機械的に固定、即ちロックされる。
【００７９】
＜フィードバックモード＞
エンジン２００の始動に伴って液圧が上昇する過程で、ロック孔２２３に加わる液圧が上述した解除液圧以上となると、上記強制最遅角モードは解除され、ベーン２１９はその可動範囲において回動可能な状態となる。この状態において、進角室２２０及び遅角室２２１における液圧を変化させた場合、ベーン２１９は所定の可動範囲内で双方の液圧の度合いに応じて図示進角方向及び遅角方向に回動する。この際、ベーン２１９が形成されるロータ２１８もベーン２１９に伴って回動するため、結果的に吸気カムシャフト２１２の回転位相は、クランクシャフトの回転位相に対して変化し、即ち吸気カムシャフト２１２のクランクシャフトに対する回転位相差が変化し、吸気カムシャフト２１２に固定された吸気バルブ２０７のバルブタイミングが変化する。この際、ＥＣＵ１００は、吸気バルブ２０７のバルブタイミングの目標変位角を演算し、ソレノイド２２８を駆動する駆動系に対しフィードバック電流値に相当する信号を供給してソレノイド２２８を制御する。その結果、Ｆ／Ｂモードでは、吸気カムシャフト２１２の回転位相差が、所望の値にフィードバック的に収束する。
【００８０】
＜保持モード＞
一方、液圧伝達系２２５を介して進角室２２０及び遅角室２２１に然るべき液圧が加えられた状態で、液圧制御弁２２６の弁体が非伝達位置に制御されると、保持モードが作動する。保持モードでは、進角室２２０及び遅角室２２１における液圧が保持されるため、進角室２２０及び遅角室２２１双方の液圧によってベーン２１９は固定され、クランクシャフトの回転に伴うハウジング２１７の回転がオイルを介してロータ２１８及びベーン２１９に伝達される。従って、ロータ２１８に固定された吸気カムシャフト２１２は、クランクシャフトとの間で一定の回転位相差が保持された状態でロータ２１８と一体に回転駆動される。ハイブリッド車両１０では、エンジン２００が稼動している期間においては基本的にフィードバックモードと保持モードとが適宜実行され、吸気バルブ２０７のバルブタイミングが目標値に維持される。
【００８１】
ここで、本実施形態において、吸気バルブ２０７のバルブタイミングは、ベーン２１９が所定の進角位置で停止した状態に対応する進角側バルブタイミングと、ベーン２１９が所定の遅角位置（上述の最遅角位置よりは進角側であるとする）で停止した状態に対応する遅角側バルブタイミングとの間で二値的に切り替えられる。より具体的には、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の後述する動作点が後述する最大トルク線上で制御される場合に、吸気バルブ２０７のバルブタイミングを係る進角側バルブタイミングに制御する構成となっている。尚、このような本実施形態に係る吸気バルブ２０７のバルブタイミング制御は一例であり、吸気バルブ２０７のバルブタイミングは、例えばより多段階に又は連続的に可変に制御されてもよい。
【００８２】
＜動作線の制御＞
本実施形態に係るハイブリッド車両１０では、エンジン２００の機関回転速度Ｎｅと駆動軸３０２の回転速度Ｎｏｕｔとの比たる変速比を自由に選択することができる。ここで、図６を参照し、係る変速比の制御の仕組みについて説明する。ここに、図６は、ハイブリッド駆動装置１０００の各部の動作状態を説明する動作共線図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００８３】
図６において、縦軸は回転速度を表しており、横軸には、左から順にモータジェネレータＭＧ１、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ２が表されている。ここで、動力分割機構３００は遊星歯車機構であり、サンギア３０３（即ち、実質的にＭＧ１）、プラネタリキャリア３０６（即ち、実質的にエンジン２００）及びリングギア３０１（即ち、実質的にＭＧ２）のうち二要素の回転速度が定まれば、残余の一要素の回転速度が必然的に決定される。即ち、共線図上において各要素の動作状態は、ハイブリッド駆動装置１０００の一動作状態について、一の直線として表すことができる。
【００８４】
例えば、図６において、モータジェネレータＭＧ２の動作点を図示ｍ１とし、エンジン２００の反力トルクを負担するモータジェネレータＭＧ１の動作点が図示ｍ３であるとすれば、エンジン２００の動作点は必然的に図示ｍ２となる。ここで、車速Ｖ（即ち、ＭＧ２の回転速度Ｎｍｇ２及び駆動軸３０２の回転速度Ｎｏｕｔと一義的である）を一定とすれば、ＭＧ１の回転速度Ｎｍｇ１を制御して、ＭＧ１の動作点を図示ｍ４或いはｍ５へと変化させた場合、エンジン２００の動作点は、夫々図示ｍ６或いはｍ７に変化する。このように、ハイブリッド駆動装置１０００では、モータジェネレータＭＧ１を回転速度制御装置として利用し、エンジン２００を所望の動作点で動作させることが可能である。また、この際、駆動軸３０２の回転速度Ｎｏｕｔは変化しないため、必然的に変速比が無段階に変化するのである。ハイブリッド駆動装置１０００によれば、このような所謂電気ＣＶＴ機能を得ることができる。
【００８５】
エンジン２００の動作点は、ＲＯＭに格納された動作点マップに従って設定される。ここで、図７を参照し、係る動作点マップについて説明する。ここに、図７は、動作点マップの構成を概念的に表してなる模式図である。
【００８６】
図７において、エンジン２００の動作点は、基本的に図示実線で示される最適燃費線上で設定され、係る最適燃費線と、エンジン２００に要求される出力たるエンジン要求出力Ｐｎｅに対応する等出力線との交点座標として設定される。尚、図７には、等出力線の一例としてエンジン出力Ｐ０、Ｐ１（Ｐ１＞Ｐ０）及びＰ２（Ｐ２＞Ｐ１）に夫々対応する３本の等出力線ＥＰ１、ＥＰ２及びＥＰ３が示されている。例えば、現時点のエンジン要求出力ＰｎｅがＰ０であるとする。この場合、エンジン２００の動作点は、図示動作点Ｍ０（機関回転速度Ｎｅ０且つエンジントルクＴｅ０）に設定される。より具体的には、先に述べたモータジェネレータＭＧ１による回転速度制御によって、機関回転速度ＮｅがＮｅ０へと収束せしめられ、スロットルバルブ開度ｔｈｒの制御によりエンジントルクＴｅがＴｅ０へと収束せしめられるのである。尚、最適燃費線は、エンジン２００の燃料消費率が最小となる最適燃費動作点をエンジン要求出力毎に繋げて得られる動作線であり、本発明に係る「低トルク側の動作線」及び「第１動作線」の一例である。
【００８７】
一方、動作点マップには、上記最適燃費動作線とは別に、図示鎖線に相当する最大トルク線が設定されている。最大トルク線は、スロットル開度ｔｈｒ＝１００（即ち、全開開度）に相当する動作線であり、エンジン２００の最大トルクＴｅｍａｘを規定する特性線である。最大トルク線は、本発明に係る「高トルク側の動作線」及び「第２動作線」の一例である。尚、動作点マップには、これら最適燃費線及び最大トルク線を規定する動作点のデータが数値化されて格納されている。
【００８８】
ここで、図示の通り、最適燃費線は、エンジン２００の熱効率が最大となり最大トルク線と一致する高回転高負荷領域を除けば、エンジン２００の採り得る回転領域の大部分で最大トルク線よりも低トルク側で推移する。従って、最適燃費線上で動作点が設定される場合、ＥＣＵ１００は、動作点が係る最適燃費線上に乗るように、スロットル開度ｔｈｒを所定の上限ガード値により適宜制限する構成となっている。
【００８９】
ハイブリッド車両１０では、その運転条件に応じて、動作線を最適燃費線から最大トルク線へと切り替えるべき旨の切り替え要求が生じることがある。この種の最大トルク線への切り替え要求について、引き続き図７を参照して説明する。
【００９０】
図７において、現時点のエンジン要求出力Ｐｎｅ＝Ｐ０であり、エンジン２００が、動作点マップにおける先述の動作点Ｍ０で動作しているとする。ここで、ドライバによるアクセル操作等に起因して、エンジン要求出力Ｐｎｅ＝Ｐ２まで上昇したとする。この場合、最適燃費線上で動作点を設定するのであれば、目標動作点は、等出力線ＥＰ２と最適燃費線との交点座標に相当する図示動作点Ｍ２となる。即ち、エンジン２００の機関回転速度ＮｅをＮｅ２まで上昇させる必要が生じる。
【００９１】
ところが、エンジン２００は、その時点の機関回転速度Ｎｅに応じた回転慣性を有しており、短時間で極端に大きい機関回転速度Ｎｅの変化を生じさせようとした場合には、この回転慣性の影響によって、駆動軸３０２に現れる駆動軸トルクＴｏｕｔが減少することがある。本実施形態では、そのような駆動軸トルクＴｏｕｔの減少を防止するため、機関回転速度Ｎｅの目標値たる目標機関回転速度Ｎｅｔｇについて、そのステップ幅（変化量）が制限される。より具体的には、目標機関回転速度Ｎｅｔｇの最新値Ｎｅｔｇ（ｉ）は、最大で前回値Ｎｅｔｇ（ｉ−１）＋αに制限される。ここに、αは、駆動軸トルクＴｏｕｔの減少をドライバビリティの低下として顕在化させない限界領域を規定する実験的に適合された可変値である。
【００９２】
ここで、このような制限値αによる制限を受けた目標機関回転速度Ｎｅｔｇが、図示Ｎｅ１（Ｎｅ０＜Ｎｅ１＜Ｎｅ２）であるとすると、最適燃費線上の動作点は、必然的に図示動作点Ｍ１（Ｎｅ＝Ｎｅ１且つＴｅ＝Ｔｅ１）となり、対応するエンジン出力Ｐｅは、無論Ｐ０より高いものの要求出Ｐ２と較べれば遥かに低くならざるを得ない。一方、この種の過渡走行時には、通常、モータジェネレータＭＧ２は、バッテリ１２から、バッテリ１２に対しその時点のバッテリ温度やＳＯＣ（State Of Charge）等により定まり得る放電制限値Ｗｏｕｔに相当する最大量の電力供給を受け力行状態にある。従って、エンジン出力Ｐｅがエンジン要求出力Ｐｅｎに満たない場合、エンジン出力ＰｅとモータジェネレータＭＧ２の出力Ｐｍとの和である駆動軸出力Ｐｏｕｔは、駆動軸要求出力Ｐｎに対し不足する。即ち、加速感の低下又は車速の低下若しくは上昇阻害等によるドライバビリティの低下が生じ得る。
【００９３】
最適燃費線から最大トルク線への動作線の切り替え要求は、このような理由から、その時点でハイブリッド駆動装置１０００が駆動軸３０２に供給し得る駆動軸出力Ｐｏｕｔの最大値たる最大出力Ｐｍａｘと、駆動軸３０２に要求される駆動軸要求出力Ｐｎ（エンジン要求出力Ｐｎｅとは異なり得る）との間に、Ｐｍａｘ＜Ｐｎなる関係が成立する場合に生じ得る。尚、ここでは、目標機関回転速度Ｎｅｔｇのステップ幅に制限値がαが設けられるとしたが、これは機関回転速度Ｎｅの制限態様の一例に過ぎず、機関回転速度Ｎｅの変化量の制限に関しては、各種の態様が存在してよい。或いは、この種の機関回転速度Ｎｅの制限は必ずしも必要ではないが、Ｎｅｔｇに何らの制限も付与されないとすれば、先に述べた回転慣性による駆動トルクＴｏｕｔの実質的な低下により、動作点が図示動作点Ｍ２に移行するまでの相応の期間について、ドライバビリティの低下が継続し得る。従って、いずれにせよ、駆動軸要求出力Ｐｎに増加側への過渡的変化が生じた場合には、最適燃費線から最大トルク線への動作線の切り替え要求は生じ得る。
【００９４】
一方、最大トルク線において、機関回転速度Ｎｅが先述した目標機関回転速度Ｎｅｔｇの実質的な上限値Ｎｅ１であるとした場合、エンジン２００の動作点は図示動作点Ｍ３（Ｎｅ＝Ｎｅ１且つＴｅ＝Ｔｅ２）となる。ところが、機関回転速度ＮｅがＮｅ１である場合に、エンジン要求出力Ｐ２を実現するためのエンジン２００の動作点は、等出力線ＥＰ２と機関回転速度Ｎｅ１とにより必然的に図示動作点Ｍ５（Ｎｅ＝Ｎｅ１且つＴｅ＝Ｔｅ３）と定まる。このトルク値Ｔｅ３は、最大トルクＴｅ２よりも大きい。即ち、動作線を最大トルク線に切り替えただけでは、未だエンジン出力Ｐｅは、エンジン要求出力Ｐｎｅに対し不足する。補足すると、最大トルク線上でエンジン要求出力Ｐ２を満たす動作点は、図示動作点Ｍ４である。従って、実際の動作線の切り替えにおいては、エンジン２００の動作点を、Ｍ１→Ｍ３→Ｍ４のようにステップ的に変化させる必要が生じる。
【００９５】
他方、このようにエンジン２００の動作点を動作点Ｍ１から動作点Ｍ３にステップ的に切り替える場合、駆動軸トルクＴｏｕｔの変化量は、動作点Ｍ３に相当するエンジントルクＴｅ２と動作点Ｍ１に相当するエンジントルクＴｅ１との差分となり、ステップ的なトルク変化量としては過大となる。即ち、動作線の切り替えに伴って、駆動軸トルクＴｏｕｔが不連続となり、トルク段差によって別の意味でドライバビリティの低下が生じてしまう。本実施形態では、このような最適燃費線から最大トルク線への動作線の切り替えを好適に行うために、ＥＣＵ１００により切り替え条件設定処理が実行される。尚、図７に示される動作線は、ハイブリッド駆動装置１０００においてエンジン２００が採り得る動作線の一例に過ぎず、また説明を分かり易くするため適宜模式化されている。従って、エンジン２００の動作線は、無論図７に例示される以外の態様を有していてよく、その場合も以下に記述する切り替え条件設定処理に係る効果は本質的に担保される。
【００９６】
＜切り替え条件設定処理の詳細＞
ここで、図８を参照し、切り替え条件設定処理の詳細について説明する。ここに、図８は、切り替え条件設定処理のフローチャートである。
【００９７】
図８において、ＥＣＵ１００は、動作線切り替え要求が有るか否かを判別する（ステップＳ１０１）。ここで、「動作線切り替え要求」とは、低トルク側の動作線から高トルク側の動作線への動作線の切り替え要求を指し、端的には最適燃費線から最大トルク線への動作線の切り替え要求を指す。尚、本実施形態において、上述した理由等により係る動作線切り替え要求が生じた場合、予め係る動作線切り替え要求の有無を表すものとして設定されたフラグＦＧ＿ＷＯＴが、係る動作線切り替え要求が存在する旨を表す「１」に設定される。尚、係るフラグＦＧ＿ＷＯＴは、最大トルク線への動作線切り替え完了後は、初期値たる「０」に設定される。
【００９８】
尚、切り替え条件設定処理は、最適燃費線から最大トルク線への動作線の切り替えに際しての、スロットル開度ｔｈｒの目標値たる目標スロットル開度ｔｈｒｔｇと、モータジェネレータＭＧ１の先述したＭＧ１トルク指令値に係るＦＦ（フィードフォワード）項を設定する処理である。これら設定された各制御量に基づいた実際の各部の駆動制御（ＭＧ１トルク指令値のＦＢ項に応じたフィードバック制御（ＰＩＤ制御）も含む）は、ＥＣＵ１００が、公知の態様に従って実行するものとする。
【００９９】
動作線切り替え要求がない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻し、一連の処理を繰り返す一方、動作線切り替え要求が有る旨が判別された場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、要求駆動力Ｆｔの変化率ＤＦｔを算出すると共に、算出された要求駆動力変化率ＤＦｔが基準値ＤＦｔ１未満であるか否かを判別する（ステップＳ１０２）。ここで、要求駆動力Ｆｔは、言わばドライバが要求する駆動力であって、各ドライブシャフトに供給すべき駆動力である。但し、各ドライブシャフトは、減速機構４００を介して駆動軸３０２に連結されており、要求駆動力Ｆｔは、減速機構４００が単一のギア比を有する場合には、駆動軸３０２に加わる駆動力と一義的な関係にある。従って、要求駆動力Ｆｔとは、駆動軸３０２に供給すべき駆動力の要求値であってもよい。
【０１００】
要求駆動力Ｆｔは、車速センサ１４により検出される車速Ｖと、アクセル開度センサ１３により検出されるアクセル開度Ｔａとに基づいて、予めＲＯＭに格納された要求駆動力マップより適宜選択される。ＥＣＵ１００は、この選択される要求駆動力Ｆｔを、過去一定のサンプル数保持しており、前回の要求駆動力と今回選択された要求駆動力との偏差に基づいて、要求駆動力変化率ＤＦｔを算出する。要求駆動力変化率ＤＦｔは、ドライバの意思を反映した指標値であり、定性的にはその大小が要求加速度の大小に対応する。基準値ＤＦｔ１は、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて、エンジン２００の目標トルクに制限を与えるべきか否かを判断し得るように決定された適合値である。
【０１０１】
要求駆動力変化率ＤＦｔが基準値ＤＦｔ１以上である場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、第１ＦＦ項算出処理を実行する（ステップＳ２００）。ここで、図９を参照し、第１ＦＦ項算出処理について説明する。ここに、図９は、第１ＦＦ項算出処理のフローチャートである。尚、第１ＦＦ項算出処理は、ＭＧ１トルク指令値のＦＦ項を設定する処理である。
【０１０２】
図９において、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１０の走行条件の変化等により、或いは最大トルク線への動作線の切り替えが完了した等の理由により、先に述べたフラグＦＧ＿ＷＯＴが、動作線切り替え要求が無い旨を表す「０」に切り替えられたか否かを、即ち、動作線切り替え要求が無くなったか否かを判別する（ステップＳ２０１）。動作線切り替え要求が無くなった場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、最適燃費線と目標機関回転速度Ｎｅｔｇとから、ＦＦ項算出用の目標エンジントルクＴｅｔｇ＿ｆｆを算出する（ステップＳ２０２）。尚、本実施形態において「算出する」とは、マップ等から然るべき数値を選択する処理を含むものとする。
【０１０３】
ここで、説明を分かり易くするために、これ以降、係る動作線切り替え要求が、先に図７を参照して説明した、動作点Ｍ１から動作点Ｍ３への動作点の切り替えに相当するものとする。即ち、このような仮定の下では、目標機関回転速度Ｎｅｔｇ＝Ｎｅ１であり、ＦＦ項算出用の目標エンジントルクＴｅｔｇ＿ｆｆ＝Ｔｅ１である。
【０１０４】
ＦＦ項算出用の目標エンジントルクＴｅｔｇ＿ｆｆを算出すると、ＥＣＵ１００は更に、このＦＦ項算出用の目標エンジントルクＴｅｔｇ＿ｆｆ、並びにエンジントルクＴｅの推定値たるエンジントルク推定値Ｔｅｄｔの前回値、予め設定された無駄時間及び時定数等に基づいて、最新のエンジントルク推定値Ｔｅｄｔを算出する（ステップＳ２０４）。エンジントルク推定値Ｔｅｄｔを算出すると、ＥＣＵ１００は、この算出されたエンジントルク推定値ＴｅｄｔからＭＧ１トルク指令値のＦＦ項を算出する（ステップＳ２０５）。ＭＧ１トルク指令値のＦＦ項が算出されると、第１ＦＦ項算出処理は終了する。
【０１０５】
一方、ステップＳ２０１において、ＦＧ＿ＷＯＴが「１」、即ち動作線切り替え要求が未だ継続している場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、最大トルク線と目標機関回転速度Ｎｅｔｇとから、ＦＦ項算出用の目標エンジントルクＴｅｔｇ＿ｆｆを算出する（ステップＳ２０３）。即ち、本実施形態に係る上述した仮定の下では、ＦＦ項算出用の目標エンジントルクＴｅｔｇ＿ｆｆ＝Ｔｅ２である。ステップＳ２０３においてＦＦ項算出用の目標エンジントルクＴｅｔｇ＿ｆｆが算出されると、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ２０４に移行させる。即ち、ステップＳ２０４では、最大トルク線又は最適燃費線のいずれか一方からＦＦ項算出用の目標エンジントルクＴｅｔｇ＿ｆｆが算出され、エンジントルク推定値Ｔｅｄｔが算出される。
【０１０６】
図８に戻り、第１ＦＦ項算出処理が終了すると、ＥＣＵ１００は、第１開度算出処理を実行する（ステップＳ３００）。ここで、図１０を参照し、第１開度算出処理の詳細について説明する。ここに、図１０は、第１開度算出処理のフローチャートである。尚、第１開度算出処理は、エンジン２００のスロットル開度ｔｈｒを算出する処理である。
【０１０７】
図１０において、ＥＣＵ１００は、目標エンジントルクＴｅｔｇを算出する（ステップＳ３０１）。ここで、ステップＳ３０１に係る目標エンジントルクＴｅｔｇは、先のＦＦ項算出用の目標エンジントルクＴｅｔｇ＿ｆｆと若干異なり、エンジン要求出力Ｐｎｅと目標機関回転速度Ｎｅｔｇから算出される。即ち、動作線とは無関係に、エンジン要求出力Ｐｎｅに対応する等出力線上で目標機関回転速度Ｎｅｔｇに相当するエンジントルクＴｅの値が、目標エンジントルクＴｅｔｇとして算出される。本実施形態に係る仮定の下では、目標エンジントルクＴｅｔｇは、動作点Ｍ５（エンジン２００の採り得ない動作点である）に相当するＴｅ３となる。
【０１０８】
目標エンジントルクＴｅｔｇが算出されると、ＥＣＵ１００は、この目標エンジントルクＴｅｔｇと目標機関回転速度Ｎｅｔｇとから目標スロットル開度ｔｈｒｔｇを算出する（ステップＳ３０２）。尚、目標スロットル開度ｔｈｒｔｇは、予め目標エンジントルクＴｅｔｇと目標機関回転速度Ｎｅｔｇとに対応付けられる形でマップ化されており、ＲＯＭに格納されている。
【０１０９】
目標スロットル開度ｔｈｒｔｇが算出されると、ＥＣＵ１００は、再びフラグＦＧ＿ＷＯＴが「０」であるか否かを判別し（ステップＳ３０３）、フラグＦＧ＿ＷＯＴが「１」である、即ち動作線切り替え要求が未だ継続して生じている場合には（ステップＳ３０３：ＮＯ）、第１開度算出処理を終了すると共に、動作線切り替え要求が無くなった場合には（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）、スロットル上限ガードにより、ステップＳ３０２において算出された目標スロットル開度ｔｈｒｔｇを補正する（ステップＳ３０４）。
【０１１０】
ここで、スロットル上限ガードとは、エンジン２００の動作点を最適燃費線上に維持するために必要となるスロットル開度ｔｈｒの補正処理を指す。即ち、ステップＳ３０２において算出される目標スロットル開度ｔｈｒｔｇは、あくまで動作線とは無関係に、エンジン要求出力Ｐｎｅと目標機関回転速度Ｎｅｔｇにより決定される。このため、元々スロットル開度ｔｈｒを制限することにより最適燃費線上に動作点を維持している状況においては、動作点を動作線を最適燃費線に維持するためのスロットル開度よりも大きくなる傾向があり、何らの制限も与えない場合、エンジン２００の動作点は、最適燃費線から逸脱してしまうのである。このため、ステップＳ３０４では、動作点が最適燃費線から逸脱しないようにスロットル開度ｔｈｒが減少側に補正されるのである。スロットル上限ガードが実行されると、第１開度算出処理は終了する。
【０１１１】
図８に戻り、要求駆動力変化率ＤＦｔが基準値ＤＦｔ１未満である場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、第２ＦＦ項算出処理を実行する（ステップＳ４００）。ここで、図１１を参照し、第２ＦＦ項算出処理の詳細について説明する。ここに、図１１は、第２ＦＦ項算出処理のフローチャートである。尚、第２ＦＦ項算出処理は、ＭＧ１トルク指令値のＦＦ項を設定する処理である。尚、同図において、図９と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１１２】
図１１において、最大トルク線と目標機関回転速度Ｎｅｔｇ＿ｆｆとからＦＦ項算出用の目標エンジントルクＴｅｔｇ＿ｆｆを算出すると（ステップＳ２０３）、ＥＣＵ１００は、算出されたＦＦ項算出用の目標エンジントルクＴｅｔｇ＿ｆｆと、その前回値との差分を算出すると共に、その差分が基準値Ａよりも大きいか否かを判別する（ステップＳ４０１）。ここで、基準値Ａは、下記（１）式に従って算出される可変値である。
【０１１３】
Ａ＝要求駆動トルクの変化量×駆動軸回転速度／目標機関回転速度＋β・・・（１）
上記（１）式において、要求駆動トルクとは、駆動軸トルクＴｏｕｔの要求値であり、先述した要求駆動力Ｆｔに対応する駆動軸トルクとして算出される。また、駆動軸回転速度とは、駆動軸３０２の回転速度であり、車速Ｖと一義な関係を有する。尚、βは、予め実験的な適合を経て決定される固定値である。従って、基準値Ａは、駆動軸回転速度を等しくして比較すれば、要求駆動トルクの変化量（即ち、要求駆動力変化率ＤＦｔに相関する）が大きい程大きくなる。即ち、基準値Ａの大小は、ドライバの要求加速度の大小に夫々対応している。
【０１１４】
ステップＳ４０１において、上記差分が基準値Ａ以下である場合（ステップＳ４０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ２０４に移行させ、第１ＦＦ項算出処理と同等の処理を実行する一方、上記差分が基準値Ａよりも大きい場合（ステップＳ４０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ＦＦ項算出用の目標エンジントルクＴｅｔｇ＿ｆｆの最新値Ｔｅｔｇ＿ｆｆ（ｉ）を、前回値Ｔｅｔｇ＿ｆｆ（ｉ−１）に基準値Ａを加えた値に制限する（ステップＳ４０２）。
【０１１５】
第２ＦＦ項算出処理では、このようにＦＦ項算出用の目標エンジントルクＴｅｔｇ＿ｆｆの変化に係るステップ幅が基準値Ａを超える場合には、当該ステップ幅が基準値Ａに制限される。即ち、基準値Ａは、本発明に係る「第２レート」の一例であり、ステップＳ４０２に係る処理は、本発明に係る「第２レート処理」の一例である（尚、これ以降、ステップＳ４０２に係る処理を適宜「第２レート処理」と称することとする）。尚、基準値Ａは、本発明に係る「第２レート」の一例に過ぎず、本発明に係る第２レートは、例えば、係るステップ幅そのものを規定する値であってもよいし、ＦＦ項算出用の目標エンジントルクＴｅｔｇ＿ｆｆの変化率であってもよい。
【０１１６】
第２レート処理によりＦＦ項算出用の目標エンジントルクＴｅｔｇ＿ｆｆが制限されると、処理はステップＳ２０４に移行される。ここで、このようにＦＦ項算出用の目標エンジントルクＴｅｔｇ＿ｆｆが制限された場合、ステップＳ２０４において算出されるエンジントルク推定値Ｔｅｄｔもまた、この第２レート処理の影響を受けて制限される。その結果、ステップＳ２０５において、このエンジントルク推定値Ｔｅｄｔに基づいて算出されるＭＧ１トルク指令値のＦＦ項もまた小さくなる（結果的にＦＦ項が小さくなるため、ステップＳ４０２に係る処理が、本発明に係る「ＦＦ項の変化を抑制する第２レート処理」の一例となり得る、とも言える）。ステップＳ２０５が終了すると、第２ＦＦ項算出処理は終了する。
【０１１７】
図８に戻り、第２ＦＦ項算出処理が終了すると、ＥＣＵ１００は、第２開度算出処理を実行する（ステップＳ５００）。ここで、図１２を参照し、第２開度算出処理の詳細について説明する。ここに、図１２は、第２開度算出処理のフローチャートである。尚、第２開度算出処理は、エンジン２００のスロットル開度ｔｈｒを設定する処理である。尚、同図において、図１０及び図１１と重複する箇所には、同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１１８】
図１２において、動作線切り替え要求が未だ継続して生じている場合（ステップＳ３０３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、第２ＦＦ項算出処理のステップＳ４０１と同様に、算出された目標エンジントルクＴｅｔｇとその前回値との差分を算出し、係る算出された差分が基準値Ａよりも大きいか否かを判別する（ステップＳ５０１）。算出された目標エンジントルクＴｅｔｇの差分が基準値Ａ以下であれば（ステップＳ５０１：ＮＯ）、第２開度算出処理は終了され、当該差分が基準値Ａよりも大きい場合（ステップＳ５０１：ＹＥＳ）には、目標エンジントルクＴｅｔｇが、前回値に基準値Ａを加算した値に制限される（ステップＳ５０２）。
【０１１９】
ＥＣＵ１００は、目標エンジントルクＴｅｔｇが基準値Ａにより制限されると、この制限された目標エンジントルクＴｅｔｇに基づいて目標スロットル開度ｔｈｒｔｇを算出する（ステップＳ５０３）。目標スロットル開度ｔｈｒｔｇが算出されると、第２開度算出処理は終了する。
【０１２０】
第２開度算出処理では、このように目標エンジントルクＴｅｔｇの変化に係るステップ幅が基準値Ａを超える場合には、当該ステップ幅が基準値Ａに制限される。即ち、基準値Ａは、本発明に係る「第１レート」の一例であり、ステップＳ５０２に係る処理は、本発明に係る「第１レート処理」の一例である（尚、これ以降、ステップＳ５０２に係る処理を適宜「第１レート処理」と称することとする）。尚、基準値Ａは、本発明に係る「第１レート」の一例に過ぎず、本発明に係る第１レートは、例えば、係るステップ幅そのものを規定する値であってもよいし、目標エンジントルクＴｅｔｇの変化率であってもよい。また、本実施形態では、基準値Ａが、本発明に係る「第１レート」の一例としても、また「第２レート」の一例としても機能しており、同一の基準値に基づいて目標スロットル開度ｔｈｒｔｇ及びＭＧ１トルク指令値のＦＦ項が算出されることによって、エンジントルクＴｅの変化と、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクであるＭＧ１トルクＴｍｇ１の変化との同期が図られる構成となっているが、両者は全く一致している必要は必ずしもない。
【０１２１】
一方、ステップＳ３０４において、目標スロットル開度ｔｈｒｔｇに対し最適燃費線上で動作点を維持するためのスロットル上限ガードが施されると、ＥＣＵ１００は更に、このスロットル上限ガードがなされた目標スロットル開度ｔｈｒｔｇと目標機関回転速度Ｎｅｔｇとに基づいて、目標エンジントルクＴｅｔｇを再度算出する（ステップＳ５０４）。ステップＳ５０４に係る処理は、次回以降のステップＳ５０１における、目標エンジントルクＴｅｔｇの前回値の精度を維持するための処理である。目標エンジントルクＴｅｔｇが再度算出されると、第２開度算出処理は終了する。
【０１２２】
図８に戻り、第１開度算出処理又は第２開度算出処理が実行されると、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻し、一連の処理を繰り返す、切り替え条件設定処理はこのようにして実行される。尚、係る切り替え条件設定処理は、高トルク側の動作線（ここでは、最大トルク線）への動作線の切り替え要求が生じている限り繰り返し実行される。また、既に述べたように、この切り替え条件設定処理において設定された目標スロットル開度ｔｈｒｔｇ及びＭＧ１トルク指令値のＦＦ項は、別途実行されるスロットルバルブ２０５の駆動制御、インジェクタを介した燃料噴射制御及びモータジェネレータＭＧ１の駆動制御に適宜利用され、動作線の切り替えが遂行される。
【０１２３】
ここで、図１３及び図１４を参照し、切り替え条件設定処理の効果について説明する。ここに、図１３は、本実施形態に対する比較例に相当し、切り替え条件設定処理、特に先述の第１レート処理及び第２レート処理が適用されない場合における、ハイブリッド駆動装置１０００の各部の状態の時間推移を表すタイミングチャートである。また、図１４は、切り替え条件設定処理が適用される場合における同タイミングチャートである。尚、図１４において、図１３と重複する箇所には、同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１２４】
図１３において、上段から順に、フラグＦＧ＿ＷＯＴの設定状態（即ち、動作線切り替え要求の有無）、アクセル開度Ｔａ、駆動軸出力Ｐｏｕｔ、ＭＧ１トルクＴｍｇ１、スロットル開度ｔｈｒ、モータジェネレータＭＧ２の出力トルクであるＭＧ２トルクＴｍｇ２及び駆動トルクＴｏｕｔの時間推移が示される。図示するように、ドライバがアクセルペダルを踏み増していく過程における図示時刻Ｔ０において、図示駆動軸要求出力Ｐｎ（実線参照）が、目標機関回転速度Ｎｅｔｇの制限に影響を受ける図示供給可能出力Ｐｍａｘ（即ち、エンジン出力ＰｅとモータジェネレータＭＧ２からの出力Ｐｍｇ２との和に相当する。破線参照）を上回ると、動作線切り替え要求が発生する。
【０１２５】
ここで、比較例では、目標エンジントルクＴｅｔｇに対する何らの措置も講じられないために、その時点の目標エンジントルクＴｅｔｇ（上述した例で言えば、最大トルク以上のトルク値である）と、前回値（例えば、最適燃費線上のトルク値である）との偏差が過大であるとしても、目標エンジントルクＴｅｔｇが何ら制限されることなくステップ変化し、この目標エンジントルクＴｅｔｇに応じた目標スロットル開度ｔｈｒｔｇが設定される。このため、目標スロットル開度ｔｈｒｔｇに応じて変化するスロットル開度ｔｈｒもまた、急峻な変化を示す。
【０１２６】
一方、ＭＧ１トルク指令値のＦＦ項は、ＦＦ項設定用の目標エンジントルクＴｅｔｇ＿ｆｆに基づいて（厳密には、ＦＦ項設定用の目標エンジントルクＴｅｔｇ＿ｆｆから算出されるエンジントルク推定値に基づいて）設定される。このＦＦ項設定用の目標エンジントルクＴｅｔｇ＿ｆｆは、対象となる動作線上のトルクとして設定されるから、動作線の切り替え要求が生じた時刻Ｔ０を境として、最大トルク線と最適燃費線とのトルク差に応じて急変化する。このため、ＭＧ１トルク指令値のＦＦ項もまた、時刻Ｔ０を境に急変化することとなる（図示鎖線参照）。このようなＦＦ項の急変化に伴い、ＭＧ１トルクＴｍｇ１も時刻Ｔ０を境に急変化する。他方、このようにスロットル開度ｔｈｒの急変に伴うエンジントルクＴｅの急変及びＭＧ１トルク指令値のＦＦ項の急変が生じると、エンジン２００の機関回転速度Ｎｅを目標機関回転速度Ｎｅｔｇに収束させるためのＭＧ１トルク指令値に係るＦＢ項の追従性が低下して、ＭＧ１トルクＴｍｇ１全体の収束が遅れ、図示破線領域Ｂ１に例示するが如く過渡的に大きな変動が生じる。
【０１２７】
ここで、この種の動作線の切り替え要求時には、モータジェネレータＭＧ２は、バッテリ１２から供給される、バッテリ１２のＷｏｕｔ（放電制限値）に相当する放電電力と、モータジェネレータＭＧ１の発電電力とにより駆動されており、言わば最大出力状態にある。このため、ＭＧ１トルクＴｍｇ１の収束が遅れ、モータジェネレータＭＧ１の発電量が変動すると、ＭＧ２トルクＴｍｇ２も変動することとなる（図示上限ガード（二点鎖線）参照。尚、ここで言う上限ガードとは、その時点の最大出力と最大トルクとのうちより小さい方の値に律束される制限値であり、ＭＧ１の発電電力の変動に直接影響を受ける）。従って、ＭＧ１トルクＴｍｇ１の変動が大きい比較例においては、ＭＧ２トルクＴｍｇ２もまた、図示破線領域Ｂ２に例示するように過渡的に大きく変動することとなる。
【０１２８】
その結果、駆動軸３０２に供給される駆動トルクＴｏｕｔは、スロットル開度ｔｈｒのステップ的な大きな変化に伴うエンジントルクＴｅの変動と、ＭＧ２トルクＴｍｇ２の変動との影響を受け、図示破線領域Ｂ３に例示するが如く、過渡的に大きく変動してしまうのである。駆動トルクＴｏｕｔの変動は、即ち、車軸たる各ドライブシャフトに供給される駆動力Ｆｔの変動を意味し、ハイブリッド車両１０のドライバにトルク段差として知覚されることによりドライバビリティを低下させる要因となる。
【０１２９】
一方、本実施形態に係る切り替え条件設定処理が適用される場合、上記の不具合が好適に解消される。即ち、要求駆動力変化率ＤＦｔが先述したように基準値ＤＦｔ１未満である場合、第２ＦＦ項算出処理及び第２開度算出処理が実行される。この際、第２ＦＦ項算出処理においては、上記第２レート処理において、ＦＦ項算出用の目標エンジントルクＴｅｔｇ＿ｆｆが、本発明に係る「第２レート」の一例たるステップ幅の上限値（基準値Ａ）により適宜制限され、ＭＧ１トルク指令値のＦＦ項の過度に大きな変化が抑制される。また、第２開度算出処理においては、上記第１レート処理において、目標エンジントルクＴｅｔｇが、本発明に係る「第１レート」の一例たるステップ幅の上限値（基準値Ａ）により適宜制限され、目標スロットル開度ｔｈｒｔｇの過度に大きな変化が抑制される。
【０１３０】
このため、図１４を見れば明らかなように、切り替え条件設定処理が適用された場合には、スロットル開度ｔｈｒが時刻Ｔ０を境に急変することはなく、時間的に言わばなまされた形で緩慢に上昇する。このため、エンジントルクＴｅの変化もまた緩やかになる。
【０１３１】
同様に、ＭＧ１トルク指令値のＦＦ項もまた、時刻Ｔ０を境に急変することがなく比較例に対し緩やかな変化特性となる。また、スロットル開度ｔｈｒの設定に係る第１レート処理とＦＦ項の設定に係る第２レート処理とが、夫々時間的にも、また制限項たる基準値Ａに応じた処理内容からも相互に同期する形で実行されるため、ＭＧ１トルク指令値のＦＢ項の影響によりＭＧ１トルクＴｍｇ１の収束精度が低下することはなく、ＭＧ１トルクＴｍｇ１は、図示破線領域Ｃ１に例示するように連続的に変化する。
【０１３２】
このようにＭＧ１トルクＴｍｇ１の変化が連続的であると、ＭＧ１の発電電力を消費する形で供給されるＭＧ２トルクＴｍｇ２もまた、図示破線領域Ｃ２に例示するが如く、時刻Ｔ０を境に急変することなく連続的に変化する。その結果、駆動軸３０２に供給される駆動トルクＴｏｕｔもまた、これら急変が抑制されたスロットル開度ｔｈｒに伴うエンジントルクＴｅとＭＧ２トルクＴｍｇ２との影響を受け、図示破線領域Ｃ３に例示するが如く、連続的に緩やかに上昇する。
【０１３３】
このように、本実施形態に係る切り替え条件設定処理によれば、高トルク側の動作線への動作線切り替え要求時において、エンジントルクＴｅの過度に大きいステップ変化及びＭＧ１トルクＴｍｇ１の変動に伴うＭＧ２トルクＴｍｇ２の変動が抑制され、駆動トルクＴｏｕｔの変動を抑制し、駆動トルクＴｏｕｔを連続的に変化させることが可能となる。即ち、トルク段差が解消され、ドライバビリティの低下が抑制されるのである。
【０１３４】
尚、本実施形態では特に、要求駆動力変化率ＤＦｔが算出され、トルク段差に対するドライバの感度が相対的に高い、ＤＦｔが基準値Ｄｆｔ１未満である運転領域においてのみ、第１及び第２レート処理がなされる。また更に、各レート処理に際して適用されるレート（ここでは上限値である）たる基準値Ａは、要求駆動力変化率ＤＦｔの大小にその大小が夫々対応しており、要求駆動力変化率ＤＦｔが大きい場合には、ＦＦ項算出用の目標エンジントルクＴｅｔｇ＿ｆｆ及び目標エンジントルクＴｅｔｇの制限は相対的に緩和される。従って、必然的に目標スロットル開度ｔｈｒｔｇ及びＭＧ１トルク指令値のＦＦ項の制限も緩和され、トルク段差によるドライバビリティの低下を確実に抑制しつつ、ドライバの要求に適合した駆動トルクが可及的に駆動軸３０２に供給され得るのである。補足すると、このような措置が講じられることにより、駆動力不足によるドライバビリティの低下も好適に抑制されることとなるため、実践上極めて高い利益が提供される。
【０１３５】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１のハイブリッド車両に搭載されるハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図３】図２のハイブリッド駆動装置を構成するエンジンの一平面構成を例示する模式図である。
【図４】図１のハイブリッド車両に備わるＶＶＴコントローラの、吸気カムシャフトと直交する平面における模式断面図である。
【図５】図４のＶＶＴコントローラを駆動する液圧伝達系の模式図である。
【図６】図２のハイブリッド駆動装置の各部の動作状態を説明する動作共線図である。
【図７】動作点マップの構成を概念的に表してなる模式図である。
【図８】ＥＣＵにより実行される切り替え条件設定処理のフローチャートである。
【図９】図８の制御において適宜実行される第１ＦＦ項算出処理のフローチャートである。
【図１０】図８の制御において適宜実行される第１開度算出処理のフローチャートである。
【図１１】図８の制御において適宜実行される第２ＦＦ項算出処理のフローチャートである。
【図１２】図８の制御において適宜実行される第２開度算出処理のフローチャートである。
【図１３】実施形態の比較例に係り、図８の制御が適用されない場合のハイブリッド駆動装置の各部の状態の時間推移を表すタイミングチャートである。
【図１４】実施形態の効果に係り、図８の制御が適用される場合のハイブリッド駆動装置の各部の状態の時間推移を表すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１３７】
１０…エンジンシステム、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０１…シリンダ、２１６…ＶＶＴコントローラ、２１７…ハウジング、２１８…ロータ、２１９…ベーン、２２０…進角室、２２１…遅角室、２２３…ロック孔、２２５…液圧伝達系、２２６…液圧制御弁、２２７…スプリング、２２８…ソレノイド、３００…動力分割機構、１０００…ハイブリッド駆動装置、ＭＧ１、ＭＧ２…モータジェネレータ。
【図１】
2010158979.tif 000003
【図２】
2010158979.tif 000004
【図３】
2010158979.tif 000005
【図４】
2010158979.tif 000006
【図５】
2010158979.tif 000007
【図６】
2010158979.tif 000008
【図７】
2010158979.tif 000009
【図８】
2010158979.tif 000010
【図９】
2010158979.tif 000011
【図１０】
2010158979.tif 000012
【図１１】
2010158979.tif 000013
【図１２】
2010158979.tif 000014
【図１３】
2010158979.tif 000015
【図１４】
2010158979.tif 000016