(57)【要約】【課題】車輪の回転急変時に駆動系の過回転が防止される車両の動力出力装置およびその制御方法を提供する。【解決手段】動力出力装置は、モータジェネレータＭＧ１、エンジン２２および車輪を駆動するドライブシャフトが結合された動力分割機構３０を備える。ＨＶ−ＥＣＵ７０は、ドライブシャフトの回転数がしきい値を超えた減少方向の変化をする場合には、エンジン２２の発生トルクを減少させるトルク減少制御を実行する。トルク減少制御は、発生トルクが減少するように点火時期を補正する処理と、内燃機関に対して燃料供給を停止する処理とを含む。【選択図】図１
2009126272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
第１の回転電機と、
車輪と、
前記第１の回転電機の回転軸に連動する第１の回転要素、前記内燃機関の回転軸に連動する第２の回転要素および前記車輪を駆動するドライブシャフトに連動する第３の回転要素を有する動力分割機構と、
前記内燃機関および前記第１の回転電機の制御を行なう制御部とを備え、
前記制御部は、前記ドライブシャフトの回転数がしきい値を超えた減少方向の変化をする場合には、前記内燃機関の発生トルクを減少させるトルク減少制御を実行し、
前記トルク減少制御は、
内燃機関の発生トルクが減少するように点火時期を補正する処理と、
前記内燃機関に対して燃料供給を停止する処理とを含む、車両の動力出力装置。
【請求項２】
前記内燃機関は、
複数の気筒と、
前記複数の気筒にそれぞれ対応する複数の燃料噴射弁と、
前記複数の気筒にそれぞれ対応する複数の点火プラグとを含み、
前記制御部は、前記トルク減少制御を実行する際に、燃料噴射後で点火前の気筒に対しては点火時期の遅角量を内燃機関の発生トルクが減少するように補正し、燃料噴射後でかつ点火後の気筒に対しては燃料噴射を停止させる、請求項１に記載の車両の動力出力装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の負荷率とに応じて前記点火時期の遅角量の補正量を決定する、請求項２に記載の車両の動力出力装置。
【請求項４】
前記ドライブシャフトと連動する回転軸を有する第２の回転電機をさらに備え、
前記制御部は、前記第１、第２の回転電機の力行および回生の制御を実行する、請求項１に記載の車両の動力出力装置。
【請求項５】
内燃機関と、第１の回転電機と、車輪と、前記第１の回転電機の回転軸に連動する第１の回転要素、前記内燃機関の回転軸に連動する第２の回転要素および前記車輪を駆動するドライブシャフトに連動する第３の回転要素を有する動力分割機構とを含む車両の動力出力装置の制御方法であって、
前記ドライブシャフトの回転数がしきい値を超えた減少方向の変化をするか否かを判断するステップと、
前記ドライブシャフトの回転数がしきい値を超えた減少方向の変化をした場合には、前記内燃機関の発生トルクを減少させるトルク減少制御を実行するステップとを備え、
前記トルク減少制御を実行するステップは、
内燃機関の発生トルクが減少するように点火時期を補正するステップと、
前記内燃機関に対して燃料供給を停止するステップとを含む、車両の動力出力装置の制御方法。
【請求項６】
前記内燃機関は、
複数の気筒と、
前記複数の気筒にそれぞれ対応する複数の燃料噴射弁と、
前記複数の気筒にそれぞれ対応する複数の点火プラグとを含み、
前記点火時期を補正するステップは、前記トルク減少制御を実行する際に、燃料噴射後で点火前の気筒に対して点火時期の遅角量を内燃機関の発生トルクが減少するように補正し、
前記燃料供給を停止するステップは、燃料噴射後でかつ点火後の気筒に対して燃料噴射を停止させる、請求項５に記載の車両の動力出力装置の制御方法。
【請求項７】
前記点火時期を補正するステップは、前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の負荷率とに応じて前記点火時期の遅角量の補正量を決定する、請求項５に記載の車両の動力出力装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の動力出力装置およびその制御方法に関し、特に内燃機関と回転電機とを含む車両の動力出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンおよび回転電機を駆動源に有するハイブリッド車が知られている。このようなハイブリッド車においては、車両の走行状態に応じてエンジンおよび回転電機が使い分けられる。たとえば、高速走行時などにおいては主にエンジンを用いて走行し、中低速走行時などにおいては主に回転電機を用いて走行する。このようなハイブリッド車の一つに、回転電機に連結される回転要素とエンジンに連結される回転要素とを有する差動機構を搭載したものがある。
【０００３】
特開２００４−１５３９４６号公報（特許文献１）は、主動力源と第１モータ（回転電機）と第２モータと出力部材との４要素が、共線図上で第１モータ、主動力源、出力部材、第２モータの回転速度順になるように連結された歯車機構（差動機構）を有するハイブリッド駆動系を搭載したハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置を開示する。このモータ過回転防止制御装置は、主動力源の動作点が最適エネルギ効率線上にくるように変速比を設定し、この変速比設定に基づいて算出された第１モータと第２モータの回転速度のうち、一方のモータの回転速度が過回転と判断された場合、主動力源回転数指令値を補正することでモータの回転速度を下げるモータ過回転防止制御部を含む。
【０００４】
この公報に記載のモータ過回転防止制御装置によれば、モータの回転速度が過回転と判断された場合、主動力源回転数指令値を補正することでモータの回転速度が下げられる。これにより、モータ回転速度が過回転すると予測される場合、主動力源の回転数補正により、モータの過回転を未然に防止することができる。
【特許文献１】特開２００４−１５３９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ハイブリッド車には、このような差動機構としてプラネタリギヤが用いられる場合がある。
【０００６】
図７は、差動機構としてプラネタリギヤを用いる一例の共線図である。
プラネタリギヤの３軸（サンギヤ軸，リングギヤ軸およびプラネタリキャリヤ）における回転数（回転速度）やトルクの関係は、図７に例示する共線図と呼ばれる図として表わすことができる。図７における縦軸は３軸の回転数軸でありＮｓ，Ｎｃ，Ｎｒは、サンギヤ軸，プラネタリキャリヤおよびリングギヤ軸の回転数を示す。図７の、横軸は３軸の座標軸の位置の比を表わす。すなわち、サンギヤ軸とリングギヤ軸の位置を両端にとったとき、プラネタリキャリヤの座標軸は、両端を１：ρに内分する位置に定められる。ここで、ρは、リングギヤの歯数に対するサンギヤの歯数の比であり、次式（１）で表わされる。
ρ＝（サンギヤの歯数）／（リングギヤの歯数）  …  （１）
図７の例では、プラネタリギヤのサンギヤは、第１の回転電機の回転軸に接続され、キャリヤはエンジンの回転軸に接続され、リングギヤは、第２の回転電機の回転軸と連動する車輪を駆動するための駆動軸に接続される。したがって、Ｎｓ＝Ｎｍ１，Ｎｃ＝Ｎｅ，Ｎｒ∝Ｎｍ２の関係が成り立つ。
【０００７】
エンジンのクランクシャフトが結合されているプラネタリキャリヤの座標軸にエンジンの回転数Ｎｅを、リングギヤ軸の座標軸に車輪駆動軸の回転数（Ｎｍ２に比例する値）をプロットすることができる。この両点を通る直線を描けば、この直線とサンギヤの座標軸との交点で表わされる回転数として第１の回転電機の回転数Ｎｍ１を求めることができる。以下、この直線を動作共線と呼ぶ。なお、回転数Ｎｓ，Ｎｃ，Ｎｒには、以下の比例計算式（次式（２））の関係が成立する。このようにプラネタリギヤでは、サンギヤ軸，リングギヤ軸およびプラネタリキャリヤのうちいずれか２つの回転を決定すると、残余の１つの回転は、決定した２つの回転に基づいて決定される。
Ｎｓ＝Ｎｒ−（Ｎｒ−Ｎｃ）・（１＋ρ）／ρ  ・・・（２）
このような関係は、図７の共線図を用いることによって、回転数の変化を視覚的に表現できる。
【０００８】
以下に、走行中に制動開始から車輪完全停止までの期間において、車輪がロックするときを考える。
【０００９】
図８は、車輪ロック時の回転数の変化を説明するための図である。
図８の矢印Ａ１に示すように、制動開始時に車輪がロックすると急激にリングギヤ軸の回転数が低下する。
【００１０】
このとき、運転中のエンジンが接続されているキャリヤは、エンジンがトルクを出しつづけているので慣性力が大きく、矢印Ａ２に示すようにあまり急激な変化ができない。そのため動作共線のテコの支点として作用し、矢印Ａ３に示すようにサンギヤ軸の回転数Ｎｍ１が急激に上昇する。これによって第１の回転電機の回転がシステム上限回転数Ｎｍ１ｍａｘを超えて過回転となる。また、プラネタリギヤのピニオンギヤ回転数は、キャリヤ軸とリング軸の回転数差に比例するので、こちらも急激に上昇して過回転となる。
【００１１】
したがって、車輪にロックが生じたときには速やかにエンジン回転数を低減させてサンギヤ軸の過回転を防止することが望ましい。
【００１２】
この発明の目的は、車輪の回転急変時に駆動系の過回転が防止される車両の動力出力装置およびその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明は、要約すると、車両の動力出力装置であって、内燃機関と、第１の回転電機と、車輪と、第１の回転電機の回転軸に連動する第１の回転要素、内燃機関の回転軸に連動する第２の回転要素および車輪を駆動するドライブシャフトに連動する第３の回転要素を有する動力分割機構と、内燃機関および第１の回転電機の制御を行なう制御部とを備える。制御部は、ドライブシャフトの回転数がしきい値を超えた減少方向の変化をする場合には、内燃機関の発生トルクを減少させるトルク減少制御を実行する。トルク減少制御は、内燃機関の発生トルクが減少するように点火時期を補正する処理と、内燃機関に対して燃料供給を停止する処理とを含む。
【００１４】
好ましくは、内燃機関は、複数の気筒と、複数の気筒にそれぞれ対応する複数の燃料噴射弁と、複数の気筒にそれぞれ対応する複数の点火装置とを含む。制御部は、トルク減少制御を実行する際に、燃料噴射後で点火前の気筒に対しては点火時期の遅角量を内燃機関の発生トルクが減少するように補正し、燃料噴射後でかつ点火後の気筒に対しては燃料噴射を停止させる。
【００１５】
より好ましくは、制御部は、内燃機関の回転数と内燃機関の負荷率とに応じて点火時期の遅角量の補正量を決定する。
【００１６】
好ましくは、車両の動力出力装置は、ドライブシャフトと連動する回転軸を有する第２の回転電機をさらに備える。制御部は、第１、第２の回転電機の力行および回生の制御を実行する。
【００１７】
この発明は、他の局面に従うと、内燃機関と、第１の回転電機と、車輪と、第１の回転電機の回転軸に連動する第１の回転要素、内燃機関の回転軸に連動する第２の回転要素および車輪を駆動するドライブシャフトに連動する第３の回転要素を有する動力分割機構とを含む車両の動力出力装置の制御方法であって、ドライブシャフトの回転数がしきい値を超えた減少方向の変化をするか否かを判断するステップと、ドライブシャフトの回転数がしきい値を超えた減少方向の変化をした場合には、内燃機関の発生トルクを減少させるトルク減少制御を実行するステップとを備える。トルク減少制御を実行するステップは、内燃機関の発生トルクが減少するように点火時期を補正するステップと、内燃機関に対して燃料供給を停止するステップとを含む。
【００１８】
好ましくは、内燃機関は、複数の気筒と、複数の気筒にそれぞれ対応する複数の燃料噴射弁と、複数の気筒にそれぞれ対応する複数の点火装置とを含む。点火時期を補正するステップは、トルク減少制御を実行する際に、燃料噴射後で点火前の気筒に対して点火時期の遅角量を内燃機関の発生トルクが減少するように補正する。燃料供給を停止するステップは、燃料噴射後でかつ点火後の気筒に対して燃料噴射を停止させる。
【００１９】
好ましくは、点火時期を補正するステップは、内燃機関の回転数と内燃機関の負荷率とに応じて点火時期の遅角量の補正量を決定する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、エンジンの回転を低減させる速度が向上し、車輪ロック時の駆動系の過回転が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態としての内燃機関を搭載するハイブリッド車両２０の構成の概略図である。
【００２３】
図１を参照して、ハイブリッド車両２０は、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分割機構３０と、動力分割機構３０に接続された発電可能なモータジェネレータＭＧ１と、動力分割機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、減速ギヤ３５に接続されたモータジェネレータＭＧ２と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０（以下、ＨＶ−ＥＣＵ７０という）とを備える。
【００２４】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット２４（以下、エンジンＥＣＵ２４という）により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶ−ＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶ−ＥＣＵ７０からの制御信号に基づいてエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをＨＶ−ＥＣＵ７０に出力する。
【００２５】
動力分割機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリヤ３４とを備える。そして、動力分割機構３０は、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリヤ３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。
【００２６】
サンギヤ３１の回転数Ｎｓ、リングギヤ３２の回転数Ｎｒ、キャリヤ３４の回転数Ｎｃとすると、これらのギヤ回転数の間には、図７、図８で説明した共線図の関係が成立し、既出の式（１），式（２）の関係も成立する。
【００２７】
キャリヤ３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が連結され、サンギヤ３１にはモータジェネレータＭＧ１が連結され、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５が連結されている。したがって、エンジン回転数Ｎｅ，モータジェネレータＭＧ１の回転数Ｎｍ１、モータジェネレータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とすると、Ｎｓ＝Ｎｍ１，Ｎｃ＝Ｎｅ，Ｎｒ＝ｋ・Ｎｍ２の関係が成り立つ。ただし、ｋは減速ギヤ３５の減速比である。
【００２８】
モータジェネレータＭＧ１が発電機として機能するときには、キャリヤ３４から入力されるエンジン２２からの動力がサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配される。モータジェネレータＭＧ１が電動機として機能するときには、キャリヤ３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータジェネレータＭＧ１からの動力とが統合されて、リングギヤ３２側に出力される。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００２９】
モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる同期発電電動機であり、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。
【００３０】
インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線を含む。これにより、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。
【００３１】
なお、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。
【００３２】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されている。
【００３３】
モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶ−ＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶ−ＥＣＵ７０からの制御信号によってモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをＨＶ−ＥＣＵ７０に出力する。
【００３４】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット５２（以下、バッテリＥＣＵ５２という）によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりＨＶ−ＥＣＵ７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【００３５】
ＨＶ−ＥＣＵ７０は、ＣＰＵ７２を中心として構成されている。ＨＶ−ＥＣＵ７０は、ＣＰＵ７２の他に、処理プログラムやマップを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。
【００３６】
ＨＶ−ＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。
【００３７】
ＨＶ−ＥＣＵ７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００３８】
ハイブリッド車両２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算する。この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２とが運転制御される。
【００３９】
エンジン２２とモータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２の運転制御としては、トルク変換運転モード、充放電運転モード、モータ運転モードなどがある。
【００４０】
トルク変換運転モードでは、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共に、エンジン２２から出力される動力のすべてが動力分割機構３０とモータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるように、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２を駆動制御する。
【００４１】
充放電運転モードでは、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共に、バッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分割機構３０とモータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２を駆動制御する。
【００４２】
モータ運転モードでは、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、エンジン２２の運転を停止してモータジェネレータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するようモータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２を駆動制御する。
【００４３】
なお、図１では、動力出力のための制御部をＨＶ−ＥＣＵ７０、モータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２およびエンジンＥＣＵ２４によって実現しているが、これらのＥＣＵをまとめてより少ない数のＥＣＵにしても良いし、より細分化された機能の多数のＥＣＵで実現するようにしても良い。
【００４４】
図２は、車両２０のエンジン２２の周辺について説明するための概略図である。
図２を参照して、エンジン２２は、シリンダヘッドに吸気を導入するための吸気通路１１１と、シリンダヘッドから排気を行なうための排気通路１１３とを含む。
【００４５】
吸気通路１１１の上流から順にエアクリーナ１０２、エアフローメータ１０４、吸気温センサ１０６、スロットル弁１０７が設けられる。スロットル弁１０７は、電子制御スロットル１０８によってその開度が制御される。吸気通路１１１の吸気弁の近くには燃料を噴射するインジェクタ１１０が設けられる。
【００４６】
排気通路１１３には排気弁側から順に空燃比センサ１４５、触媒装置１２７、酸素センサ１４６、触媒装置１２８が配置される。エンジン２２は、さらに、シリンダブロックに設けられたシリンダを上下するピストン１１４と、ピストン１１４の上下に応じて回転するクランクシャフトの回転を検知するクランクポジションセンサ１４３と、シリンダブロックの振動を検知してノッキングの発生を検出するノックセンサ１４４と、シリンダブロックの冷却水路に取り付けられている水温センサ１４８とを含む。
【００４７】
エンジンＥＣＵ２４は、図１のＨＶ−ＥＣＵを経由して得たアクセルペダルポジションセンサ８４の出力に応じて電子制御スロットル１０８を制御して吸気量を変化させ、またクランクポジションセンサ１４３から得られるクランク角に応じてイグニッションコイル１１２に点火指示を出力して点火プラグから火花放電をさせ、インジェクタ１１０に燃料噴射時期を出力する。また吸気温センサ１０６、ノックセンサ１４４、空燃比センサ１４５、酸素センサ１４６の出力に応じて燃料噴射量、空気量、吸気弁開閉タイミングおよび点火タイミングを補正する。
【００４８】
車両２０は、さらに、図示しないが燃料タンクと、燃料ポンプとを含み、燃料ポンプによって燃料タンクから吸上げられた燃料は加圧され、所定のタイミングでインジェクタ１１０が開かれると燃料は吸気通路１１１内に噴射される。
【００４９】
図２で説明したようなエンジン２２と図１に示したモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を用いて車両を駆動する動力出力装置においては、図８に説明したような過回転の問題を解決するために、車輪ロック時にエンジンへの燃料供給を停止し、エンジンで発生するトルクを低減させてエンジンの回転数をすばやく下げることが考えられる。
【００５０】
しかしながら、フューエルカット指令を行なっても、車輪ロック検出時に既に噴射済みであった燃料にその後点火を行なうとエンジンにトルクが発生するので、すぐにエンジンのトルクを下げることができない。また、噴射済みの燃料に点火しないことも考えられるが、未燃焼の燃料を大気中に放出することになり、エミッションの悪化という問題が発生する。したがって、噴射済みの燃料を燃焼させつつも、エンジンに発生するトルクを抑制すると良い。
【００５１】
図３は、本実施の形態における内燃機関の制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、一定時間経過ごとにまたは所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。
【００５２】
図３を参照して、まず処理が開始されると、ステップＳ１において、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、モータＥＣＵ４０を経由して回転位置検出センサ４３，４４からそれぞれ回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を取得する。そして、前回取得した回転数Ｎｍ２と今回取得した回転数Ｎｍ２との差から変化量ΔＮｍ２を求め、その値がしきい値Ｎｔ２以下であるか否かを判断する。さらに、今回取得した回転数Ｎｍ１がしきい値Ｎｔ１以上であるか否かを判断する。
【００５３】
しきい値Ｎｔ２は、車輪がロックしたか否かを判断するしきい値であり、車輪がロックするとΔＮｍ２は負の値となるから、しきい値Ｎｔ２は、負の数である。
【００５４】
また、しきい値Ｎｔ１は、モータジェネレータＭＧ１が過回転であるか否かを判断するためのしきい値である。モータジェネレータＭＧ１の構造やその発電による過電圧の発生、プラネタリギヤの耐久性などで定められるシステム上限回転数を超えないように余裕をもってしきい値Ｎｔ１が定められる。
【００５５】
ステップＳ１において、ΔＮｍ２≦Ｎｔ２が成立しなければ、車輪がロックしておらず、図８に示したような過回転は生じないのでステップＳ５に処理が進んで制御はメインルーチンに移される。また、Ｎｍ１≧Ｎｔ１が成立しなければ、図８に示したように車輪のロックの反動でモータジェネレータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が上昇したとしても、まだ上限値には余裕があるので、やはりステップＳ５に処理が進んで制御はメインルーチンに移される。
【００５６】
ステップＳ１において、ΔＮｍ２≦Ｎｔ２かつＮｍ１≧Ｎｔ１が成立した場合には、ステップＳ２に処理が進み、内燃機関の複数の気筒（たとえば４気筒）について、気筒ごとにその気筒が燃料噴射後でかつ点火前であるか否かが判断される。
【００５７】
ステップＳ２において、燃料噴射後かつ点火前であると判断されなかった気筒については、ステップＳ４に処理が進み、フューエルカット指令により燃料噴射が停止される。このためエンジンで発生するトルクは低減される。
【００５８】
ステップＳ２において、燃料噴射後かつ点火前であると判断された気筒については、ステップＳ３の処理が実行される、ステップＳ３では、点火時期をマップにより補正し、燃焼行程においてエンジンで発生するトルクを減少させる。
【００５９】
図４は、図３のステップＳ３で用いられる点火時期の補正マップの一例である。
図４では、横軸にエンジン回転数（ｒｐｍ）が設定され、縦軸にエンジン負荷率（％）が設定されている。ここで、負荷率は、吸気量／シリンダ内容積で求められる。吸気量は、図２のエアフローメータ１０４の出力に基づいて算出される。
【００６０】
ステップＳ３では、最大トルクが出力されるように定められた基本点火時期マップ（通常は、上死点からのクランク角度で示される）に対して図４のマップで規定される補正量分遅角させる。基本点火時期はＭＢＴ（Minimum advance for Best Torque）とも呼ばれる。
【００６１】
低回転数および低負荷の領域では、気筒内の流速が低く、点火時期を変えてもトルクの減少量が小さい。このため、図４に示されたマップでは、低回転数および低負荷の領域では点火時期の遅角量の補正量は大きくなっている。すなわち最大トルクが出力される点火時期よりも大きく時期をずらすことになる。
【００６２】
図５は、図３のフローチャートの制御が実行された場合の各気筒の燃料噴射と点火の状態を示した模式図である。
【００６３】
図５を参照して、上から順に気筒＃１、＃３、＃４、＃２の燃料噴射と点火時期が示されている。ハッチングの入った長方形は、燃料噴射が行なわれていることを示し、「ＦＣ」と表示されている部分はフューエルカットされ燃料噴射が行なわれないことを示す。
【００６４】
気筒＃１について代表的に説明すると、期間Ｔ１、Ｔ２，Ｔ３、Ｔ４がそれぞれ吸入行程、圧縮行程、燃焼行程、排気行程であり、この順序で期間Ｔ５以降も同じ行程が繰返される。排気行程から吸入行程にかけて燃料噴射が行なわれる。また、圧縮行程から燃焼行程に移る部分に点火が行なわれている。
【００６５】
気筒＃３は、気筒＃１と比べて吸入行程が１期間ずれて期間Ｔ２に行なわれる。気筒＃４は、気筒＃１と比べて吸入行程が２期間ずれて期間Ｔ３に行なわれる。気筒＃２は、気筒＃１と比べて吸入行程が３期間ずれて期間Ｔ４に行なわれる。気筒＃２、＃３、＃４においても、行程の順序と噴射時期、点火時期については、気筒＃１と同じであるので説明は繰返さない。
【００６６】
期間Ｔ１−Ｔ５は通常の運転が行なわれている。いま、図３のステップＳ１の条件が成立した結果、ステップＳ１からステップＳ２に処理が進んだとする。すると、図１のＨＶ−ＥＣＵ７０からエンジンＥＣＵ２４に対してエンジントルクを減少させる旨のトルク減少指令が送られる。
【００６７】
トルク減少指令が期間Ｔ６において与えられた時点で、気筒＃４、＃２では燃料噴射された燃料に対して点火がされた後である。したがって、気筒＃４、＃２については、ステップＳ４の処理が実行されてフューエルカットにより燃料噴射が停止される。
【００６８】
一方、トルク減少指令が期間Ｔ６において与えられた時点で、燃料噴射後で点火前である気筒は気筒＃１および＃３である。したがって、気筒＃１および＃３については、ステップＳ３の処理が実行されて点火時期が遅角される。
【００６９】
つまり、期間Ｔ６と期間Ｔ７の境界付近において気筒＃１の点火時期が遅角され、期間Ｔ７と期間Ｔ８の境界付近において気筒＃３の点火時期が遅角される。そしてその後は気筒＃１、＃３についてもステップＳ４の処理が実行されフューエルカットされる。
【００７０】
図６は、本実施の形態の制御が実行された場合と、実行されない場合の過回転の発生状況の差異を説明するための動作波形図である。
【００７１】
図６を参照して、時刻ｔ０においてハイブリッド車両は、エンジン運転中で走行が行なわれている。したがって、エンジンは回転数Ｎｅで回転し、エンジンからは動力分割機構にトルクＴｅが出力されている。
【００７２】
時刻ｔ１において、たとえばブレーキを運転者が踏む等によって、車輪のロックが発生する。すると、モータジェネレータＭＧ２の回転数が急激に減少したことが検出される。この検出は、図３のステップＳ１のΔＮｍ２≦Ｎｔ２の判定条件で判断される。
【００７３】
本実施の形態の制御が実行されずに、ここで単にフューエルカット指令を出力しただけであれば、その時点で噴射されてしまった後で未点火の燃料については、時刻ｔ１〜ｔ２の間でも燃焼が行なわれるので、破線で示すようにエンジントルクＴｅが出力され続けている。このため、図８の矢印Ａ２の減少量を少なくすることができない。その結果時刻ｔ１〜ｔ２において、モータジェネレータＭＧ１の回転数は破線で示した回転数Ｎｍ１Ｘに示すようにＮＤだけ増加して過回転となってしまう。
【００７４】
これに対し、本実施の形態の制御を実行すれば、実線で示したように時刻ｔ１において速やかにエンジントルクＴｅを減少させることができ遅延時間ｔｄ分だけトルクを抜く時刻が早められ、エンジン回転数Ｎｅも時刻ｔ１〜ｔ２の間で減少させることができる。したがって、モータジェネレータＭＧ１の回転数も実線で示した回転数Ｎｍ１で示されるように過回転が防止される。
【００７５】
最後に本実施の形態について総括的に説明する。図１を参照して、本実施の形態の動力出力装置は、内燃機関（エンジン２２）と、第１の回転電機（モータジェネレータＭＧ１）と、車輪６３ａ、６３ｂと、第１の回転電機の回転軸に連動する第１の回転要素、内燃機関の回転軸に連動する第２の回転要素および車輪を駆動するドライブシャフトに連動する第３の回転要素を有する動力分割機構（３０）と、内燃機関および第１の回転電機の制御を行なう制御部（７０，４０，５２，２４）とを備える。制御部は、ドライブシャフト（３２ａ）の回転数がしきい値を超えた減少方向の変化をする場合には、内燃機関の発生トルクを減少させるトルク減少制御を実行する。トルク減少制御は、内燃機関の発生トルクが減少するように点火時期を補正する処理と、内燃機関に対して燃料供給を停止する処理とを含む。
【００７６】
好ましくは、内燃機関は、複数の気筒（図５：＃１〜＃４）と、複数の気筒にそれぞれ対応する複数の燃料噴射弁（図２：１１０）と、複数の気筒にそれぞれ対応する複数の点火装置（図２：１１２）とを含む。制御部は、トルク減少制御を実行する際に、燃料噴射後で点火前の気筒に対しては点火時期の遅角量を内燃機関の発生トルクが減少するように補正し（図３：ステップＳ３）、燃料噴射後でかつ点火後の気筒に対しては燃料噴射を停止させる（図４：ステップＳ４）。
【００７７】
より好ましくは、図４に示すように、制御部は、内燃機関の回転数と内燃機関の負荷率とに応じて点火時期の遅角量の補正量を決定する。
【００７８】
好ましくは、車両の動力出力装置は、ドライブシャフト（３２ａ）と連動する回転軸を有する第２の回転電機（モータジェネレータＭＧ２）をさらに備える。制御部は、第１、第２の回転電機の力行および回生の制御を実行する。
【００７９】
本実施の形態の車両の動力出力装置によれば、過回転が発生するのを防止するためにエンジンのトルク発生を低下させるタイミングを早くできるので、駆動系の過回転の防止に有利である。
【００８０】
また、エンジントルクの発生を中止させることと引き換えに未燃焼の燃料を排出することもないので、環境に悪影響を与えることなく、過回転によるモータジェネレータの損傷を防止できる。
【００８１】
また、以上の実施の形態で開示された制御方法は、コンピュータを用いてソフトウエアで実行可能である。この制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体（ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリカードなど）から車両の制御装置中のコンピュータに読み込ませたり、また通信回線を通じて提供したりしても良い。
【００８２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施形態としての内燃機関を搭載するハイブリッド車両２０の構成の概略図である。
【図２】車両２０のエンジン２２の周辺について説明するための概略図である。
【図３】本実施の形態における内燃機関の制御を説明するためのフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ３で用いられる点火時期の補正マップの一例である。
【図５】図３のフローチャートの制御が実行された場合の各気筒の燃料噴射と点火の状態を示した模式図である。
【図６】本実施の形態の制御が実行された場合と、実行されない場合の過回転の発生状況の差異を説明するための動作波形図である。
【図７】差動機構としてプラネタリギヤを用いる一例の共線図である。
【図８】車輪ロック時の回転数の変化を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８４】
２０  ハイブリッド車両、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  動力分割機構、３１  サンギヤ、３２  リングギヤ、３２ａ  リングギヤ軸、３３  ピニオンギヤ、３４  キャリヤ、３５  減速ギヤ、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、５０  バッテリ、５１  温度センサ、５２  バッテリ用電子制御ユニット、５４  電力ライン、６０  ギヤ機構、６２  デファレンシャルギヤ、６３ａ  車輪、６３ａ，６３ｂ  駆動輪、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、１０２  エアクリーナ、１０４  エアフローメータ、１０６  吸気温センサ、１０７  スロットル弁、１０８  電子制御スロットル、１１０  インジェクタ、１１１  吸気通路、１１２  イグニッションコイル、１１３  排気通路、１１４  ピストン、１２７，１２８  触媒装置、１４３  クランクポジションセンサ、１４４  ノックセンサ、１４５  空燃比センサ、１４６  酸素センサ、１４８  水温センサ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ。
【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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