(57)【要約】      （修正有）【課題】電動機によるアシスト可能量が制限されている場合にエンジンの過給応答遅れを抑制可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】本発明の制御装置は、第１モータ・ジェネレータ及び第２モータ・ジェネレータによるアシスト可能量が制限されるか否かを判定し（Ｓ４）、アシスト可能量が制限される場合には、アシスト可能量が制限されない場合と比べてエンジンが高回転側で運転されるようにエンジンの運転点を変更する（Ｓ７）。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機付きのエンジンと、駆動輪に駆動力を付与可能な電動機と、を有するハイブリッド車両に適用され、前記エンジンの過給応答遅れが前記電動機の出力にてアシストされるように前記電動機を制御するハイブリッド車両の制御装置において、
前記電動機によるアシスト可能量が制限される場合に、前記アシスト可能量が制限されない場合と比べて前記エンジンが高回転側で運転されるように、前記エンジンの運転点を変更することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記エンジンの運転点の変更に伴う余剰出力を前記電動機にて回生する請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記ハイブリッド車両は、前記エンジンの回転速度を変更可能な変速部を更に有し、
前記電動機によるアシスト可能量が制限される場合に、前記アシスト可能量が制限されない場合と比べて前記エンジンが高回転側で運転されるように、前記エンジン及び前記変速部のいずれか一つを操作することによって前記エンジンの運転点をエンジン最適燃費線に沿って変更する請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記変速部は前記エンジンの回転速度を無段階に変速できるように構成され、
前記アシスト可能量が制限されるほど前記エンジンの運転点を高回転側に変更する請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記エンジンは、排気エネルギーを利用して過給するターボチャージャが前記過給機として設けられた火花点火型エンジンとして構成され、
前記エンジンの運転点を高回転側に変更する際に点火遅角量を大きくさせる請求項１〜４のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記エンジンには、排気エネルギーを利用して過給するターボチャージャが前記過給機として設けられるとともに排気バルブが設けられ、
前記エンジンの運転点を高回転側に変更する際に前記排気バルブの開弁タイミングを早める請求項１〜４のいずれか一項に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機付きエンジンと、駆動輪に駆動力を付与可能な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。
【背景技術】
【０００２】
過給機付きエンジンと電動機とを備えるハイブリッド車両に適用され、加速時の過給応答遅れに伴うエンジンの出力トルクの遅れを電動機の駆動力でアシストする制御装置が知られている（特許文献１）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２〜５が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−９２４５６号公報
【特許文献２】特開２００９−３５１２２号公報
【特許文献３】特開２００５−２９９７９７号公報
【特許文献４】特開２００４−９２４５５号公報
【特許文献５】特開２００３−３９９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の制御装置のように、過給応答遅れを電動機でアシストする場合、バッテリの蓄電率の不足等により電動機によるアシスト可能量が制限されると過給応答遅れに伴うエンジンの出力トルクの遅れを十分に補償できない可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、電動機によるアシスト可能量が制限されている場合にエンジンの過給応答遅れを抑制可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の制御装置は、過給機付きのエンジンと、駆動輪に駆動力を付与可能な電動機と、を有するハイブリッド車両に適用され、前記エンジンの過給応答遅れが前記電動機の出力にてアシストされるように前記電動機を制御するハイブリッド車両の制御装置において、前記電動機によるアシスト可能量が制限される場合に、前記アシスト可能量が制限されない場合と比べて前記エンジンが高回転側で運転されるように、前記エンジンの運転点を変更するものである（請求項１）。
【０００７】
この制御装置によれば、電動機によるアシスト可能量が制限されることによって、過給応答遅れに伴うエンジンの出力トルクの遅れを十分に補償することが期待できない場合でも、電動機によるアシスト可能量が制限されない場合に比べてエンジンの運転点が高回転側に変更される。そのため、エンジンの過給域に入り易くなり過給応答が早くなるので加速時の過給応答遅れを抑制できる。
【０００８】
本発明の制御装置の一態様において、前記エンジンの運転点の変更に伴う余剰出力を前記電動機にて回生してもよい（請求項２）。この態様によれば、エンジンの運転点の変更に伴う余剰出力が電動機にて回生されるから燃費悪化を抑制できる。
【０００９】
本発明の制御装置の一態様において、前記ハイブリッド車両は、前記エンジンの回転速度を変更可能な変速部を更に有し、前記電動機によるアシスト可能量が制限される場合に、前記アシスト可能量が制限されない場合と比べて前記エンジンが高回転側で運転されるように、前記エンジン及び前記変速部のいずれか一つを操作することによって前記エンジンの運転点をエンジン最適燃費線に沿って変更してもよい（請求項３）。この態様によれば、エンジンの運転点の変更はエンジン最適燃費線に沿って行われるから燃費悪化を抑制できる。
【００１０】
本発明の制御装置の一態様において、前記変速部は前記エンジンの回転速度を無段階に変速できるように構成され、前記アシスト可能量が制限されるほど前記エンジンの運転点を高回転側に変更してもよい（請求項４）。この場合には、アシスト量の制限の程度に応じてエンジンの運転点が変更されるので効率よく過給応答遅れを抑制できる。
【００１１】
本発明の制御装置の一態様において、前記エンジンは、排気エネルギーを利用して過給するターボチャージャが前記過給機として設けられた火花点火型エンジンとして構成され、前記エンジンの運転点を高回転側に変更する際に点火遅角量を大きくさせてもよい（請求項５）。点火遅角量を大きくすることにより排気エネルギーが増加するので、エンジンの過給圧を高めておく効果が向上し、過給応答遅れを一層抑制することができる。
【００１２】
本発明の制御装置の一態様において、前記エンジンには、排気エネルギーを利用して過給するターボチャージャが前記過給機として設けられるとともに排気バルブが設けられ、前記エンジンの運転点を高回転側に変更する際に前記排気バルブの開弁タイミングを早めてもよい（請求項６）。排気バルブの開弁タイミングを早めることにより排気エネルギーが増加するので、エンジンの過給圧を高めておく効果が向上し、過給応答遅れを一層抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、電動機によるアシスト可能量が制限される場合にエンジンの運転点が高回転側に変更されるため、エンジンの過給域に入り易くなり過給応答が早くなるので加速時の過給応答遅れを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一形態に係る制御装置が適用された車両の全体構成を示した図。
【図２】車両に搭載されたエンジンの詳細な構成を示した図。
【図３】車両の制御系を示したブロック図。
【図４】エンジンの運転点及び制御内容を示した説明図。
【図５】本発明の一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。
【図６】アシスト可能量とエンジンパワー変更量とが対応づけられたマップの概要を示した図。
【図７】アシスト可能量と点火遅角量とが対応づけられたマップの概要を示した図。
【図８】アシスト可能量と排気バルブの開弁タイミングとが対応付けられたマップの概要を示した図。
【図９】制御結果の一例を示したタイミングチャート。
【図１０】第２の形態に係る制御内容を示した説明図。
【図１１】第２の形態に係る制御結果の一例を示したタイミングチャート。
【図１２】第３の形態に係る制御装置が適用された車両の全体構成を示した図。
【図１３】第４の形態に係る制御装置が適用された車両の全体構成を示した図。
【図１４】第５の形態に係る制御装置が適用された車両の全体構成を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の形態）
図１に示すように、車両１Ａ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、車両１ＡのレイアウトはＦＲ車両に適したＦＲレイアウトである。車両１Ａ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。これらのモータ・ジェネレータ４、５は電動機及び発電機としてそれぞれ機能し、インバータ１１ａ、１１ｂ等を含む電気回路を介してバッテリ１０に電気的に接続されている。エンジン３から駆動輪６までの動力伝達経路には変速部としての変速機７が設けられている。変速機７は周知のトロイダル変速機として構成され、エンジン３の回転速度を無段階に変速可能である。エンジン３と変速機７との間には前後退切替機構８が設けられている。エンジン３の出力軸３ａは前後退切替機構８に連結されている。前後退切替機構８から出力されたトルクは変速機７の入力軸７ａに伝達される。
【００１６】
前後退切替機構８は遊星歯車機構８ａ、クラッチ８ｂ及びブレーキ８ｃが組み合わされて構成されている。遊星歯車機構８ａはエンジン３の出力軸３ａに連結されるサンギアＳ１と、サンギアＳ１と同軸上に配置され変速機７の入力軸７ａに連結されるリングギアＲ１と、サンギアＳ１及びリングギアＲ１に噛み合うピニオンＰ１を自転かつ公転可能な状態で保持するキャリアＣ１とを有する。クラッチ８ｂはキャリアＣ１と出力軸３ａとの間に設けられていて、キャリアＣ１と出力軸３ａとを結合する係合状態とその結合を解放する解放状態との間で動作する。ブレーキ８ｃはキャリアＣ１を固定する係合状態とキャリアＣ１を解放する解放状態との間で動作する。前後退切替機構８はクラッチ８ｂを係合状態に、ブレーキ８ｃを解放状態にそれぞれ操作することにより、エンジン３の出力軸３ａと変速機７の入力軸７ａとが同方向に回転する前進状態となる。反対に、クラッチ８ｂが解放状態に、ブレーキ８ｃが係合状態にそれぞれ操作されることにより、エンジン３の出力軸３ａの回転方向と反対方向に変速機７の入力軸７ａが回転する後退状態となる。また、クラッチ８ｂ及びブレーキ８ｃのそれぞれが解放状態に操作することによって、エンジン３の出力軸３ａと変速機７の入力軸７ａとの間のトルク伝達を遮断することもできる。
【００１７】
変速機７と駆動輪６との間には、変速機７から出力されたトルクを駆動輪６に伝達するための伝達機構９が設けられている。変速機７の出力軸７ｂから出力されたトルクはギア列９ａを介して中間軸９ｂに伝達される。中間軸９ｂに伝達されたトルクはギア列９ｃ及び差動機構９ｄを介して左右の駆動輪６に伝達される。中間軸９ｂには第１モータ・ジェネレータ４が連結されているため、第１モータ・ジェネレータ４は駆動輪６に駆動力を付与できる。また、第２モータ・ジェネレータ５はエンジン３の出力軸３ａに連結されていて、変速機７や伝達機構９を介して駆動輪６に駆動力を付与できる。つまり、これらのモータ・ジェネレータ４、５によってエンジン３の出力トルクの不足をアシストできる。したがって、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は本発明に係る電動機に相当する。
【００１８】
図２に示すように、エンジン３は４つの気筒１５が一方向に並べられた直列４気筒型の火花点火内燃機関として構成されている。各気筒１５には吸気通路１６及び排気通路１７がそれぞれ接続されている。吸気通路１６は各気筒１５に２つずつ設けられた吸気バルブ１８にて開閉され、排気通路１７は各気筒１５に２つずつ設けられた排気バルブ１９にて開閉される。気筒１５内に導かれた混合気は気筒１５毎に設けられた点火プラグ２０にて着火される。エンジン３には、排気エネルギーを利用して過給するターボチャージャ２５が設けられている。ターボチャージャ２５は本発明に係る過給機に相当する。吸気通路１６には、ターボチャージャ２５のコンプレッサ２５ａが設けられている。コンプレッサ２５ａよりも上流の吸気通路１６には、吸気通路１６内を流れる吸気の流量を調整できる吸気絞り弁２６が設けられている。吸気絞り弁２６よりも上流の吸気通路１６には、吸気通路１６内を流れる空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ２７が設けられている。コンプレッサ２５ａよりも下流の吸気通路１６には、コンプレッサ２５ａで加圧された吸気を冷却するためのインタークーラ２８が設けられている。
【００１９】
排気通路１７には、ターボチャージャ２５のタービン２５ｂが設けられている。また、排気通路１７には、タービン２５ｂより上流の排気をタービン２５ｂよりも下流にバイパスするウェイストゲートバルブ機構３０が設けられている。ウェイストゲートバルブ機構３０には、タービン２５ｂに導かれる排気の流量を調整可能なウェイストゲートバルブ３１が設けられている。そのため、ウェイストゲートバルブ３１の開度を制御することによりタービン２５ｂに流入する排気流量が調整される結果、エンジン３の過給圧が調整される。タービン２５ｂ又はウェイストゲートバルブ３１を通った排気は、スタートコンバータ３２及び後処理装置３３で有害物質が除去されてから大気に放出される。
【００２０】
エンジン３には、排気通路１７から排気の一部を取り出して吸気通路１６にＥＧＲガスとして再循環させるＥＧＲ装置４０が設けられている。ＥＧＲ装置４０は、排気通路１７から排気の一部をＥＧＲガスとして取り出して吸気通路１６に導くＥＧＲ通路４１と、ＥＧＲ通路４１を流れるＥＧＲガスの流量を調整できるＥＧＲ弁４２と、ＥＧＲ通路４１を流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ４３とを備えている。ＥＧＲ通路４１は、スタートコンバータ３２と後処理装置３３との間の排気通路１７と、コンプレッサ２５ａと吸気絞り弁２６との間の吸気通路１６とを接続している。
【００２１】
図３に示すように、車両１Ａの各部の制御は各種の電子制御装置（ＥＣＵ）にて制御される。ＨＶＥＣＵ５０には各種のセンサからの信号が入力される。例えば、ＨＶＥＣＵ５０には、車両１の車速に応じた信号を出力する車速センサ５１、不図示のアクセルペダルの踏み込み量に応じた信号を出力するアクセル開度センサ５２、第１モータ・ジェネレータ４の回転速度に応じた信号を出力するＭＧ１回転数センサ５３、第２モータ・ジェネレータ５の回転速度に応じた信号を出力するＭＧ２回転数センサ５４、変速機７の出力軸７ｂの回転速度に応じた信号を出力する出力軸回転数センサ５５、ターボチャージャ２５のタービン２５ｂの回転速度に応じた信号を出力するタービン回転数センサ５６、エンジン３の過給圧に応じた信号を出力する過給圧センサ５７、バッテリ１０の蓄電率に応じた信号を出力するＳＯＣセンサ５８、第１モータ・ジェネレータ４の温度に応じた信号を出力するＭＧ１温度センサ５９、第２モータ・ジェネレータ５の温度に応じた信号を出力するＭＧ２温度センサ６０、第１インバータ１１ａの温度に応じた信号を出力するＩＮＶ１温度センサ６１、第２インバータ１１ｂの温度に応じた信号を出力するＩＮＶ２温度センサ６２、後処理装置３３の温度に応じた信号を出力する触媒温度センサ６３、及びターボチャージャ２５のタービン２５ｂの温度に応じた信号を出力するタービン温度センサ６４等の出力信号が入力される。
【００２２】
ＨＶＥＣＵ５０は、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に発生させるトルクを算出し、発生させるトルクについてＭＧＥＣＵ７０に指令を出力する。また、ＨＶＥＣＵ５０は、エンジン３の運転条件を決定し、エンジン３の運転条件についてエンジンＥＣＵ７１に指令を出力する。さらに、ＨＶＥＣＵ５０は、エンジン３の回転速度が適正となるように変速機７を制御するとともに、車両１Ａの進行方向に対する要求に応じて前後退切替機構８のクラッチ８ｂ及びブレーキ８ｃに対して制御を行う。ＭＧＥＣＵ７０は、ＨＶＥＣＵ５０から入力された指令に基づき、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に発生させるトルクに対応した電流を算出し、それぞれのモータ・ジェネレータ４、５に電流を出力する。エンジンＥＣＵ７１は、ＨＶＥＣＵ５０から入力された指令に基づき、吸気絞り弁２６、点火プラグ２０、及びウェイストゲートバルブ３１等のエンジン３の各部に対して各種の制御を行う。
【００２３】
以下、本発明に関連してＨＶＥＣＵ５０が行う主要な制御について説明する。ＨＶＥＣＵ５０は、アクセル開度センサ５２の出力信号と車速センサ５１の出力信号とを参照して運転者が要求する要求走行パワーを計算し、その要求走行パワーに対するシステム効率が最適となるように各種の走行モードを切り替えながら車両１Ａ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の燃焼を停止させて、前後退切替機構８にてエンジン３の出力軸３ａと変速機７の入力軸７ａとの動力伝達を遮断しつつ第１モータ・ジェネレータ４を駆動するＥＶ走行が選択される。また、エンジン３だけでは出力トルクが不足する場合は、エンジン３とともに第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の少なくとも一つを走行用駆動源とするハイブリッド走行が選択される。
【００２４】
図４に示したように、ハイブリッドモードが選択された場合、エンジン３はエンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴｅとで定義された運転点Ｅがあらかじめ設定されたエンジン最適燃費線Ｌ上を移動するように制御される。エンジン最適燃費線Ｌはエンジン３の燃料消費が最小とな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。エンジン３の運転点Ｅがエンジン最適燃費線Ｌ上に制御されることにより、要求走行パワーに対するエンジン３の燃費が最適（最小）となる。エンジン最適燃費線Ｌと交差する曲線Ｌｐは要求走行パワーに対応する等パワーラインである。なお、図４の閉曲線群ηはエンジン３の等効率線であり中心に向かうほど効率が高い。
【００２５】
図４のケースではエンジン３の運転点Ｅがエンジン３の過給域よりも低回転側に存在するため、運転者の加速要求としてアクセルペダルが踏み込まれた際に直ちにエンジン３の過給によるトルク増は期待できない。つまり、エンジン３の運転点Ｅがエンジン３の過給域よりも低回転側に存在する場合にはエンジン３の過給応答遅れが生じる。車両１Ａはエンジン３の他に第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を走行用動力源として備えているので、こうした過給応答遅れに伴うエンジン３の出力トルクの遅れを第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にてアシストできる。
【００２６】
しかしながら、これらのモータ・ジェネレータ４、５にてエンジン３の出力トルクをアシストできるアシスト可能量（アシスト可能パワー）はバッテリ１０の蓄電率や各モータ・ジェネレータ４、５の温度等の諸条件によって制限を受ける。例えば、バッテリ１０の蓄電率が低い場合はその蓄電率を許容範囲内に維持することが必要になるため、各モータ・ジェネレータ４、５を十分に駆動できない。したがって、アシスト可能量の制限によって各モータ・ジェネレータ４、５のアシストによる加速時のトルク補償が期待できない。このような場合にはエンジン３の過給応答遅れが顕在化して運転者の加速要求を満たすことができないおそれがある。そこで、本形態は、図４に示したように、アシスト可能量が制限を受けている場合に、エンジン３の運転点Ｅをエンジン最適燃費線Ｌに沿って高回転側のＥ１点に変更する。
【００２７】
上記制御は図５の制御ルーチンをＨＶＥＣＵ５０が実行することにより実現され、ＨＶＥＣＵ５０は本発明の制御装置として機能する。図５の制御ルーチンのプログラムはＨＶＥＣＵ５０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。
【００２８】
ステップＳ１において、ＨＶＥＣＵ５０は運転者の走行意図を検出する。例えば、運転者がスポーティーな走行を希望するか、あるいは燃費を優先した走行を希望するか等の走行意図情報を参照し、その走行意図情報に適合するように運転者がアクセルペダルを踏み込んだ際に目標加速度に至るまでの目標遅延時間を計算する。運転者がスポーティーな走行を意図するほど目標遅延時間は短く設定される。この走行意図情報は、例えば運転者の走行意図を反映した操作を受け付ける不図示の選択装置を車両１Ａに搭載し、その選択装置に対する運転者による操作情報に基づいて取得できる。例えば、その選択装置に燃費優先走行を意味するＥＣＯスイッチ、通常走行を意味するＮＯＲＭＡＬスイッチ、及びスポーティー走行を意味するＳＰＯＲＴＳスイッチを設けて、これらのスイッチを運転者に操作させることによって運転者の走行意図情報を取得できる。なお、こうした選択装置を設ける代りに、アクセルペダルやブレーキペダルの操作情報や車両１Ａの前後方向又は横方向加速度等の諸情報に基づいて走行意図情報を検出して目標遅延時間を計算してもよい。
【００２９】
ステップＳ２において、ＨＶＥＣＵ５０はエンジン３の現在の運転点を検出する。ステップＳ３において、ＨＶＥＣＵ５０は、仮に現在の運転点からアクセルペダルが踏み込まれたとした場合に運転点が過給域に到達するまでの遅延時間をステップＳ１で計算した目標遅延時間を考慮に入れて算出する。
【００３０】
ステップＳ４において、ＨＶＥＣＵ５０は第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によるアシスト可能量に制限があるか否かを判定する。例えば、図３に示した各種センサ５８〜６２の出力信号を参照し、（１）バッテリ１０の蓄電率が所定値未満の場合、（２）第１モータ・ジェネレータ４の温度が所定値以上の場合、（３）第２モータ・ジェネレータ５の温度が所定値以上の場合、（４）第１インバータ１１ａの温度が所定値以上の場合、及び（５）第２インバータ１１ｂの温度が所定値以上の場合の各条件の全部又は一部が成立した場合に、ＨＶＥＣＵ５０はアシスト可能量に制限があると判定する。そして、ＨＶＥＣＵ５０はアシスト可能量に制限があると判定した場合には、ステップＳ５に進み、上記各条件の成否及び上記蓄電率や各部の温度等の諸物理量を考慮して具体的なアシスト可能量を算出する。一方、アシスト可能量に制限がない場合はステップ８に進み、ＨＶＥＣＵ５０は、エンジン３の運転点の変更を行わずに別途計算された運転状態でエンジン３を制御する通常制御を実行する。
【００３１】
ステップＳ６において、ＨＶＥＣＵ５０は、ステップＳ３で計算した遅延時間とステップＳ５で算出したアシスト可能量に基づいてエンジン３の運転点の変更量を算出する。この変更量の算出は、図６に示したマップＭ１を利用してエンジンパワーの変更量を算出し、その変更後のエンジンパワーとエンジン最適燃費線Ｌ（図４）との交点から変更後の運転点を特定することにより実施される。図６のマップＭ１から明らかなように、アシスト可能量が大きいほどエンジンパワーの変更量が小さく算出される結果、エンジン３の運転点の変更量も小さく算出される。換言すれば、アシスト可能量が制限されるほどエンジンパワーの変更量が大きく算出されてエンジン３の運転点の変更量が大きく算出される。つまり、アシスト可能量が制限されるほどエンジン３の運転点は高回転側に変更される。したがって、アシスト量の制限の程度に応じてエンジン３の運転点が変更されるので効率よく過給応答遅れを抑制できる。
【００３２】
なお、エンジン３の運転点を無制限に高回転側に変更すると不都合が生じる場合がある。例えば、後処理装置３３等の触媒の温度が所定値よりも高い場合には、エンジン回転数の上昇とともに排気エネルギーが大きくなり触媒が過熱するおそれがある。また、ターボチャージャ２５のタービン２５ｂの温度が所定値よりも高い場合には、エンジン回転数の上昇とともに排気エネルギーが大きくなりタービン２５ｂが過熱するおそれがある。したがって、これらの過熱を回避することを目的として、エンジン３の運転点を変更する際にエンジン回転数に上限側の制限を設けることも可能である。触媒の温度は触媒温度センサ６２より、ターボチャージャ２５のタービン２５ｂの温度はタービン温度センサ６４によりそれぞれ取得できる。
【００３３】
ステップＳ７において、ＨＶＥＣＵ５０は、ステップＳ６で算出した運転点の変更量に基づいてエンジン３の運転点をエンジン最適燃費線Ｌに沿って高回転側に変更する。この変更はエンジン３及び変速機７の少なくとも一つに対する制御によって実施される。この運転点の変更によりエンジンパワーが増加する結果として余剰出力が発生するが、その余剰出力は第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の少なくとも一つによって回生されて、その回生電力はバッテリ１０に充電される。
【００３４】
また、ＨＶＥＣＵ５０は、エンジン３の運転点の高回転側への変更とともに、（１）ウェイストゲートバルブ３１を閉じる制御、（２）エンジン３の点火遅角量を大きくさせる制御、及び（３）排気バルブ１９の開弁タイミングを早める制御を実施する。これらの制御の実施によりタービン２ｂに供給される排気エネルギーが増加するので、エンジン３の過給圧を高めておく効果が向上し、エンジン３の過給応答遅れを一層抑制することができる。（２）の制御を実施する場合、点火遅角量の算出は、図７のマップＭ２を参照してアシスト可能量が制限されるほど点火遅角量が大きくなるように実施される。また、（３）の制御を実施する場合、排気バルブ１９の開弁タイミングの算出は、図８のマップＭ３を参照してアシスト可能量が制限されるほど排気バルブ１９の開弁タイミングが早まるように実施される。なお、（１）〜（３）の制御のうち、いずれか１つ又はいずれか２つを実施してもよい。
【００３５】
図５の制御ルーチンをＨＶＥＣＵ５０が実行結果の一例を図９に示す。図９に示したように、時刻ｔ１にアシスト可能量の低下が開始すると、エンジン３の運転点がエンジン最適燃費線Ｌに沿って高回転側に変更されるため、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジントルクＴｅはそれぞれ増加を開始する。エンジン回転数Ｎｅ及びエンジントルクＴｅは、これらの比Ｎｅ／Ｔｅが略一定の状態で増加し、エンジンパワーＰｅも増加する。エンジンパワーＰｅの増加に伴い、エンジン３の燃料消費も増加する。エンジンパワーＰｅが増加する結果として生じた余剰出力は第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の少なくとも一つによって回生されてバッテリ１０に回収される。つまり、バッテリ１０は充電状態となってバッテリ電力が時刻ｔ１から負となる。そして、時刻ｔ２において、エンジン３の高回転側への運転点の変更量の限界に達したため、エンジン回転数Ｎｅ、エンジントルクＴｅ及びエンジンンパワーＰｅ等の諸パラメータの変化が終了する。
【００３６】
第１の形態によれば、アシスト可能量が制限されることによって、過給応答遅れに伴うエンジン３の出力トルクの遅れを十分に補償することが期待できない場合でも、アシスト可能量が制限されない場合に比べてエンジン３の運転点が高回転側に変更される。そのため、エンジン３の過給域に入り易くなり過給応答が早くなるので加速時の過給応答遅れを抑制できる。また、エンジン３の運転点の変更はエンジン最適燃費線Ｌに沿って行われ、しかも運転点の変更に伴う余剰出力が第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の少なくとも一つによって回生されるから燃費悪化を抑制できる。
【００３７】
（第２の形態）
次に、図１０及び図１１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、エンジン３の運転点の高回転側への変更方法を除いて第１の形態と共通する。したがって、第２の形態の物理的構成については図１〜図３が参照され、第１の形態と共通する事項の説明については省略又は簡略化する。
【００３８】
図１０に示すように、第２の形態においては、アシスト可能量が制限を受けている場合に、エンジン３の運転点Ｅを等パワーラインＬｐに沿って高回転側のＥ２点に変更する。そのため、エンジン３の運転点の変更時にエンジン３の出力が一定に保持されるので、エンジン３の運転点が変更されても要求走行パワーに対する過不足がなくバッテリ１０への充放電が少なくなる。ＨＶＥＣＵ５０が実行する制御ルーチンは第１の形態に準じたものである。すなわち、ＨＶＥＣＵ５０は、図５の制御ルーチンのステップＳ７において、ステップＳ６で算出した運転点の変更量に基づいてエンジン３の運転点を等パワーラインＬｐに沿って高回転側に変更する。ＨＶＥＣＵ５０は図５の制御ルーチンを実行することにより本発明の制御装置として機能する。なお、第２の形態においても、第１の形態と同様に、ＨＶＥＣＵ５０は、エンジン３の運転点の高回転側への変更とともに、（１）ウェイストゲートバルブ３１を閉じる制御、（２）エンジン３の点火遅角量を大きくさせる制御、及び（３）排気バルブ１９の開弁タイミングを早める制御を実施することもできる。
【００３９】
上記制御の実行結果の一例を図１１に示す。図１１に示したように、時刻ｔ１にアシスト可能量の低下が開始すると、エンジン３の運転点が等パワーラインＬｐに沿って高回転側に変更されるため、エンジンパワーＰｅが一定の状態でエンジン回転数Ｎｅが増加する一方でエンジントルクＴｅが減少し、これらの比Ｎｅ／Ｔｅは増加する。エンジンパワーＰｅが一定に維持されるので、その間のバッテリ１０の充放電は小さくなる。そして、時刻ｔ２において、エンジン３の高回転側への運転点の変更量の限界に達したため、エンジン回転数Ｎｅ、エンジントルクＴｅ及びエンジンンパワーＰｅ等の諸パラメータの変化が終了する。
【００４０】
第２の形態によれば、第１の形態と同様に、エンジン３の運転点が高回転側に変更されることによってエンジン３の過給域に入り易くなり過給応答が早くなるので加速時の過給応答遅れを抑制できる。また、エンジン３の運転点の変更が等パワーラインＬｐに沿って行われるからバッテリ１０への充放電が少なくなるので、バッテリ容量が小さいシステムに有効である。
【００４１】
（第３の形態）
次に、図１２を参照しながら本発明の第３の形態を説明する。第３の形態は、車両構造及びパワートレーン等の物理的構成を除いて第１の形態又は第２の形態と同一である。すなわち、第３の形態は第１の形態又は第２の形態の制御と同様の制御を実行でき、第１の形態又は第２の形態と同様の効果を得ることができる。以下、第１の形態又は第２の形態と共通の構成には同一の参照符号を図１２に付して説明を省略する。
【００４２】
図１２から明らかなように、車両１Ｂは、第１の形態又は第２の形態の車両１Ａの変速機７を変速機７５に置換し、その置換に伴って変速機７５以降のパワートレーンを変更したものに相当する。車両１ＢのレイアウトはＦＦ車両に適したＦＦレイアウトである。変速部としての変速機７５は周知のベルト式無段変速機として構成され、エンジン３の回転速度を無段階に変速可能である。変速機７５の入力軸７５ａは前後退切替機構８のリングギアＲ１に連結されている。変速機７５と駆動輪６との間には、変速機７５から出力されたトルクを駆動輪６に伝達するための伝達機構７６が設けられている。変速機７５の出力軸７５ｂから出力されたトルクは、ギア７６ａ及び差動機構７６ｂを介して左右の駆動輪６に伝達される。変速機７５の出力軸７５ｂには第１モータ・ジェネレータ４が連結されている。そのため、第１モータ・ジェネレータ４は駆動輪６に駆動力を付与できる。また、第２モータ・ジェネレータ５はエンジン３の出力軸３ａに連結されていて、変速機７５や伝達機構７６を介して駆動輪６に駆動力を付与できる。したがって、第１の形態又は第２の形態と同様に、第３の形態の第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は本発明に係る電動機に相当する。
【００４３】
第３の形態においては、エンジン３の運転点を変更する際のＨＶＥＣＵ５０の制御対象の一つが変速機７５に変わることを除いて第１の形態又は第２の形態と同じであり（図３参照）、ＨＶＥＣＵ５０は図５に示した制御ルーチンを実行する。これにより、第３の形態のＨＶＥＣＵ５０は本発明の制御装置として機能する。
【００４４】
（第４の形態）
次に、図１３を参照しながら本発明の第４の形態を説明する。第４の形態は、車両構造及びパワートレーン等の物理的構成を除いて第１の形態又は第２の形態と同一である。すなわち、第４の形態は第１の形態又は第２の形態の制御と同様の制御を実行でき、第１の形態又は第２の形態と同様の効果を得ることができる。以下、第１の形態又は第２の形態と共通の構成には同一の参照符号を図１３に付して説明を省略する。
【００４５】
車両１Ｃは複数の動力源を組み合わせたいわゆるシリーズパラレル型のハイブリッド車両として構成されている。車両１ＣのレイアウトはＦＦ車両に適したＦＦレイアウトである。車両１Ｃは、エンジン３に加えて２つのモータ・ジェネレータ８１、８２を備えている。エンジン３と第１モータ・ジェネレータ８１とは動力分割機構８３に連結されている。第１モータ・ジェネレータ８１はステータ８１ａとロータ８１ｂとを有する。第１モータ・ジェネレータ８１は動力分割機構８３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８２はステータ８２ａとロータ８２ｂ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８１、８２はインバータ１１ａ、１１ｂを介してバッテリ１０に接続される。
【００４６】
動力分割機構８３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８３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８３のキャリアＣに伝達される。第１モータ・ジェネレータ８１のロータ８１ｂは動力分割機構８３のサンギアＳに連結されている。動力分割機構８３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８５に伝達される。出力ギア列８５は駆動輪６にトルクを伝達するための出力部として機能する。
【００４７】
周知のように、遊星歯車機構として構成された動力分割機構８３にエンジン３と第１モータ・ジェネレータ８１とが連結されているため、第１モータ・ジェネレータ８１を制御することによってエンジン３の回転速度を無段階に変速できる。つまり、動力分割機構８３と第１モータ・ジェネレータ８１とを組み合わせることによって本発明に係る変速部が構成される。
【００４８】
出力ギア列８５は動力分割機構８３のリングギアＲと一体回転する出力ドライブギア８５ａと、出力ドライブギア８５ａに噛み合う出力ドリブンギア８５ｂとを含む。出力ドリブンギア８５ｂには、第２モータ・ジェネレータ８２がギア８６を介して連結されている。ギア８６は第２モータ・ジェネレータ８２のロータ８２ｂと一体回転する。出力ドリブンギア８５ｂから出力されたトルクはギア８５ｃ及び差動機構８７を介して左右の駆動輪６に分配される。第２モータ・ジェネレータ８２はギア８６を介して出力ドリブンギア８５ｂに連結されているため、第２モータ・ジェネレータ８２は出力ドリブンギア８５ｂ及び差動機構８７等を介して駆動輪６に駆動力を付与できる。つまり、本形態においては、第２モータ・ジェネレータ８２によってエンジン３の出力トルクの不足をアシストできる。したがって、第２モータ・ジェネレータ８２は本発明に係る電動機に相当する。
【００４９】
エンジン３の出力軸３ａには、出力軸３ａを固定及び解放可能なブレーキ８８が設けられている。また、エンジン３の出力軸３ａと同軸にオイルポンプ８９が設けられている。ブレーキ８８は、エンジン３の駆動時における引き摺り損失を低減するために、噛み合い式ブレーキとして構成されている。もっとも、ブレーキ８８を摩擦式ブレーキに変更することも可能である。
【００５０】
第４の形態においては、エンジン３の運転点を変更する際のＨＶＥＣＵ５０の制御対象の一つが変速機７５の代りに第１モータ・ジェネレータ８１となることを除いて第１の形態又は第２の形態と同じであり、ＨＶＥＣＵ５０は図５に示した制御ルーチンを実行する。これにより、第４の形態のＨＶＥＣＵ５０は本発明の制御装置として機能する。
【００５１】
（第５の形態）
次に、図１４を参照しながら第５の形態を説明する。第５の形態は、車両構造及びパワートレーン等の物理的構成を除いて第１の形態又は第２の形態と同一である。すなわち、第５の形態は第１の形態又は第２の形態の制御と同様の制御を実行でき、第１の形態又は第２の形態と同様の効果を得ることができる。以下、第１の形態又は第２の形態と共通の構成には同一の参照符号を図１４に付して説明を省略する。
【００５２】
第５の形態に係る車両１Ｄは、エンジン３、第１モータ・ジェネレータ９１、及び第２モータ・ジェネレータ９２が同軸上に配置されたハイブリッド車両として構成されている。各モータ・ジェネレータ９１、９２は電動機及び発電機として機能する。エンジン３と第１モータ・ジェネレータ９１との間には第１クラッチ９３が、第１モータ・ジェネレータ９１と第２モータ・ジェネレータ９２との間には第２クラッチ９４がそれぞれ設けられている。エンジン３、第１モータ・ジェネレータ９１及び第２モータ・ジェネレータ９２の各トルクは差動機構９５を介して左右の駆動輪６に分配される。
【００５３】
第１クラッチ９３はエンジン３と第１モータ・ジェネレータ９１との間の動力伝達を許容する係合状態と、その動力伝達を遮断する解放状態との間で動作できる。また、第２クラッチ９４は第１モータ・ジェネレータ９１と第２モータ・ジェネレータ９２との間の動力伝達を許容する係合状態と、その動力伝達を遮断する解放状態との間で動作できる。車両１Ｄは２つのクラッチ９３、９４の状態を切り替えることにより複数の走行モードを実現する。例えば、エンジン走行時には２つのクラッチ９３、９４をそれぞれ係合状態に操作することによりいわゆるパラレル走行を行うことができる。この場合には、各モータ・ジェネレータ９１、９２は駆動力を駆動輪６に付与できるので、エンジン３の出力トルクの不足を各モータ・ジェネレータ９１、９２にてアシストできる。したがって、これらのモータ・ジェネレータ９１、９２は本発明に係る電動機に相当する。
【００５４】
また、エンジン３を稼働させつつ第１クラッチ９３を係合状態とし、かつ第２クラッチ９４を解放状態とすることにより、第１モータ・ジェネレータ９１を発電機として機能させつつ、第２モータ・ジェネレータ９２で車両１Ｄを駆動するシリーズ走行に切り替えることができる。さらに、エンジン３を停止させたＥＶ走行は第１クラッチ９３を解放状態に切り替えるか又は第２クラッチ９４を解放状態に切り替えることによって実施される。
【００５５】
上述したシリーズ走行時に運転者によってアクセルペダルが踏み込まれた場合、第２クラッチ９４を解放状態から係合状態へ操作してパラレル走行に切り替えることによって運転者の加速要求を満足させることができる。しかし、第１モータ・ジェネレータ９１及び第２モータ・ジェネレータ９２によるアシスト可能量が制限を受ける場合には、パラレル走行への切替時にエンジン３の過給応答遅れが顕在化して、エンジン３の出力トルクの遅れを十分に補償できない可能性がある。そこで、車両１Ｄはこのような状況を回避して過給応答遅れを抑制するため上述した形態の制御を実施する。
【００５６】
すなわち、第１モータ・ジェネレータ９１及び第２モータ・ジェネレータ９２によるアシスト可能量が制限を受ける場合には、シリーズ走行時におけるエンジン３の運転点を高回転側に変更させる。シリーズ走行時にはエンジン３の運転点は第１モータ・ジェネレータ９１の制御によって任意に変更できるため、ＨＶＥＣＵ３０はアシスト可能量が制限される場合にエンジン３の運転点をエンジン最適燃費線Ｌ（図４参照）に沿って高回転側に変更しておく。これにより、エンジン３の過給域に入り易くなり過給応答が早くなるので加速時の過給応答遅れを抑制できる。また、エンジン３の運転点の変更はエンジン最適燃費線Ｌに沿って行われるから燃費悪化を抑制できる。
【００５７】
第５の形態において、ＨＶＥＣＵ５０が具体的に実施する制御ルーチンは第１の形態又は第２の形態の図５に示した制御ルーチンと同様であり、この制御ルーチンをＨＶＥＣＵ５０が実施することにより本発明の制御装置として機能する。
【００５８】
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。上記各形態で実施する制御は、図５に示したように、遅延時間やアシスト可能量に依存したエンジン３の運転点を逐次計算して運転点を変更するものであるが、車両の各種の走行パラメータに対応付けられた運転点の変更量を一意に決定するマップを準備して、そのマップを参照しながら運転点の変更量を決定してもよい。第５の形態は、シリーズ走行からパラレル走行に切り替える際に上記形態の制御を実施するものであるが、シリーズ走行中に第２モータ・ジェネレータ９２でアシストを行う場合に上記形態の制御を適用して本発明を実施することも可能である。
【００５９】
上述した各形態の制御では、エンジン３の運転点を変更した際にエンジン３の点火遅角量や排気バルブ１９の開弁タイミングを変更させているが、これらの変更を行わない形態で本発明を実施することもできる。本発明の制御装置が適用される車両に搭載されるエンジンは、火花点火型に限らず燃料自着火式のディーゼルエンジンであってもよい。また、エンジンに搭載される過給機はターボチャージャに限らずスーパーチャージャであってもよい。上記各形態の車両には２つのモータ・ジェネレータが搭載されているが、単一のモータ・ジェネレータを搭載した形態で本発明を実施することもできる。
【符号の説明】
【００６０】
１Ａ〜１Ｄ  車両
３  エンジン
６  駆動輪
４  第１モータ・ジェネレータ（電動機）
５  第２モータ・ジェネレータ（電動機）
７、７５  変速機（変速部）
１９  排気バルブ
２５  ターボチャージャ（過給機）
８２  第２モータ・ジェネレータ（電動機）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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