JP5532146B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、動力分配式の電気式差動部を備えるハイブリッド車両の制御装置に係り、特に、エンジンの回転変動に起因する電気式差動部における歯打ち音を低減する技術に関するものである。
エンジンからの動力を差動用電動機及び出力回転部材へ分配する差動機構とその出力回転部材に動力伝達可能に連結された（すなわち直接的に或いは歯車機構を介して間接的に連結された）走行用電動機とを有し、その差動用電動機の運転状態が制御されることによりその差動機構の差動状態が制御される電気式差動部を備えるハイブリッド車両が良く知られている。例えば、特許文献１に記載されたハイブリッド車両がそれである。
ここで、上述したようなハイブリッド車両では、例えば電気式差動部を構成する歯車機構から歯打ち音が発生することがある。具体的には、上記歯車機構では相互に噛み合う歯車間の噛み合わせ部分に隙間がある。そして、例えば走行用電動機の出力トルクが値零[Ｎｍ]を含む略零付近であると（すなわち走行用電動機がフローティング状態であると）、本来は走行用電動機の出力トルクが作用するある歯車対の各歯車同士が相互に押し付け合う力が弱いギヤ浮き状態となる。このような状態のときに、エンジンの回転変動（爆発変動）による振動がその歯車対の噛み合わせ部分に伝達されることにより、その噛み合わせ部分では噛合歯の歯面同士が相互に衝突と離間を繰り返して互いに打ち合い、所謂ガラ音と称される歯打ち音が発生することがある。このような、ガラ音を低減する為に、例えば上記特許文献１には、走行用電動機の出力トルクが所定範囲に入ってガラ音が発生する条件が検出された場合に、等パワーでエンジン回転速度を所定値以上に上昇させ且つエンジントルクを所定値以下に低下させて、エンジンのトルク変動を抑制することが提案されている。つまり、通常はエンジンが可及的に効率の高い状態で運転され且つ必要なエンジンパワーの変化に対してエンジンの運転状態（例えばエンジン回転速度とエンジントルクとで表されるエンジン動作点）が滑らかに変化する所定のエンジン動作線（例えばエンジン最適燃費線）に沿ってエンジンを運転する。一方で、ガラ音が発生する条件が検出された場合には、エンジン回転速度を所定値以上に上昇させてガラ音を回避する為の所定のエンジン動作線（例えばガラ音回避動作線）にエンジン動作点を等パワーライン上でエンジン最適燃費線から移行させる。
特開平１１−９３７２５号公報 特開昭５８−１６０５３０号公報 特開平１１−１７３１７１号公報 特開２００７−１２６０９７号公報
ところで、上記エンジン最適燃費線とガラ音回避動作線とがある程度離れている場合であっても、エンジン最適燃費線上でのエンジン動作点を等パワー線上にガラ音回避動作線上のエンジン動作点まで移行する際の移行時間をある程度長く取れれば、エンジン回転速度が徐々に上昇するのでユーザの違和感に繋がり難いと思われる。その反面、ガラ音が発生する頻度が高くなったり、ガラ音を低減するまでの時間が長くなってしまう可能性がある。その為、上記移行時間は可能な限り短くすることが望まれる。しかしながら、上記移行時間を短くする程、また上記エンジン最適燃費線とガラ音回避動作線とが離れている程、急速にエンジン回転速度が上昇する為、ユーザの違和感に繋がり易くなる可能性がある。つまり、ユーザにとっては、エンジン回転速度の吹け上がりに違和感を感じる可能性がある。尚、上述したような課題は未公知であり、ユーザにエンジン回転速度が変化することによる違和感を与えることなくガラ音を低減することについて未だ提案されていない。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、エンジン回転速度を変化させずともガラ音を低減することが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。
前記目的を達成するための本発明の要旨とするところは、(a) エンジンからの動力を差動用電動機及び出力回転部材へ分配する差動機構とその出力回転部材に動力伝達可能に連結された走行用電動機とを有し、その差動用電動機の運転状態が制御されることによりその差動機構の差動状態が制御される電気式差動部を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、(b) 前記走行用電動機の出力トルクが所定の範囲にある場合には、その走行用電動機の出力トルクが所定の範囲外にある場合と比較して、前記エンジンの回転変動を抑制する制御を実施するものであり、(c) 前記エンジンの回転変動を抑制する制御は、排出ガス再循環量を抑制する制御、排気行程においてシリンダ内の燃焼ガスの残量を抑制する制御、空燃比をリーン側にする制御、及び点火時期を遅角する制御の内の少なくとも１の制御である。
このようにすれば、前記走行用電動機の出力トルクが所定の範囲にある場合には、その走行用電動機の出力トルクが所定の範囲外にある場合と比較して、前記エンジンの回転変動を抑制する制御が実施されるので、エンジン回転速度を変化させずともエンジンの回転変動を抑制してガラ音を低減することが可能となる。従って、ユーザにエンジン回転速度が変化することによる違和感を与えることなくガラ音を低減することができる。具体的には、前記エンジンの回転変動を抑制する制御は、排出ガス再循環量を抑制する制御、排気行程においてシリンダ内の燃焼ガスの残量を抑制する制御、空燃比をリーン側にする制御、及び点火時期を遅角する制御の内の少なくとも１の制御であるので、エンジン回転速度を変化させずとも（極論すればエンジン動作点を変更することなく）エンジンの回転変動を適切に抑制することができる。例えば、排出ガス再循環量（ＥＧＲ量）を抑制する制御では、排出ガスに含まれる未燃ガスの残量がばらつく為にＥＧＲ量が多い程気筒内の燃料の濃さが気筒別にばらつくことによる気筒間の爆発ばらつきを抑制することができ、エンジン動作点を変更することなくエンジンの回転変動を適切に抑制することができる。また、排気行程においてシリンダ内の燃焼ガスの残量を抑制する制御では、シリンダ内の燃焼ガスに含まれる未燃ガスの残量がばらつく為に燃焼ガスの残量が多い程気筒内の燃料の濃さが気筒別にばらつくことによる気筒間の爆発ばらつきを抑制することができ、エンジン動作点を変更することなくエンジンの回転変動を適切に抑制することができる。また、空燃比をリーン側にする制御では、回転変動するエンジントルクの平均値はそのままで、エンジントルクのピーク値のみを低減することができ、エンジン動作点を変更することなくエンジンの回転変動を適切に抑制することができる。また、点火時期を遅角する制御では、回転変動するエンジントルクの平均値はそのままで、エンジントルクのピーク値のみを低減することができ、エンジン動作点を変更することなくエンジンの回転変動を適切に抑制することができる。
ここで、好適には、前記所定の範囲とは、前記電気式差動部を構成する歯車における前記エンジンの回転変動に起因する歯打ち音が発生し易い前記走行用電動機の出力トルクの範囲として予め求められた歯打ち音発生領域である。このようにすれば、前記走行用電動機の出力トルクが歯打ち音発生領域にある場合には、エンジン動作点を変更することなくエンジンの回転変動を適切に抑制することができる。
また、好適には、前記走行用電動機の出力トルクが所定の範囲にある場合には、その走行用電動機の出力トルクが所定の範囲外にある場合に所定のエンジン最適燃費線に沿って動作させられる前記エンジンの動作点を、前記電気式差動部を構成する歯車における前記エンジンの回転変動に起因する歯打ち音を回避する為の予め求められた歯打ち音回避動作線上に移行する制御を実施することが可能であり、前記走行用電動機の出力トルクが所定の範囲にある場合には、前記エンジンの回転変動を抑制する制御と前記歯打ち音回避動作線上に移行する制御との内で、制御実施時の燃費悪化が抑制される方を選択して実施することにある。このようにすれば、前記エンジンの回転変動を抑制する制御のみでガラ音を低減する場合、及び前記歯打ち音回避動作線上に移行する制御のみでガラ音を低減する場合と比較して、ガラ音を低減する為の制御実施時の燃費を向上させることができる。
また、好適には、前記走行用電動機の出力トルクが所定の範囲にある場合には、その走行用電動機の出力トルクが所定の範囲外にある場合に所定のエンジン最適燃費線に沿って動作させられる前記エンジンの動作点を、前記電気式差動部を構成する歯車における前記エンジンの回転変動に起因する歯打ち音を回避する為の予め求められた歯打ち音回避動作線上に移行する制御を実施することが可能であり、前記走行用電動機の出力トルクが所定の範囲にある場合には、前記エンジンの回転変動を抑制する制御と前記歯打ち音回避動作線上に移行する制御とを組み合わせて実施することにある。このようにすれば、前記エンジンの回転変動を抑制する制御のみでガラ音を低減する場合と比較して、一層ガラ音を低減することができる。また、前記エンジンの回転変動を抑制する制御によりガラ音を低減することを前提として前記歯打ち音回避動作線を設定できる為、エンジン最適燃費線から歯打ち音回避動作線上にエンジン動作点を移行する制御を実施した際のエンジン回転速度の変化を、前記歯打ち音回避動作線上に移行する制御のみでガラ音を低減する場合と比較して、小さくすることができる。
本発明が適用されるハイブリッド車両の概略構成を説明する図であると共に、車両に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。 エンジンの概略構成を説明する図であると共に、エンジンの出力制御等の為に車両に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。 電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 エンジン最適燃費線及びガラ音回避動作線の一例を示す図である。 吸気弁駆動装置による吸気弁の開閉時期の通常制御範囲（実線及び破線）と、排気弁駆動装置による排気弁の開閉時期の通常制御範囲（一点鎖線及び二点鎖線）との一例を示す図である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわちエンジン回転速度を変化させずともガラ音を低減する為の制御作動を説明するフローチャートである。 電子制御装置の制御作動の要部すなわちエンジン回転速度を変化させずともガラ音を低減する為の制御作動を説明するフローチャートであって、図６のフローチャートに相当する別の実施例である。 実施例３で用いるガラ音回避動作線の一例を示す図である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわちエンジン回転速度を変化させずともガラ音を低減する為の制御作動を説明するフローチャートであって、図６のフローチャートに相当する別の実施例である。
本発明において、好適には、前記走行用電動機は、直接的に或いは歯車機構を介して間接的に前記差動機構の出力回転部材に動力伝達可能に連結される。また、上記歯車機構は、例えば２軸間を動力伝達可能に連結するギヤ対、遊星歯車やかさ歯車等の差動歯車装置にて構成された単段の減速機や増速機、複数組の遊星歯車装置の回転要素が摩擦係合装置によって選択的に連結されることにより複数のギヤ段（変速段）が択一的に達成される例えば前進２段、前進３段、更にはそれ以上の変速段を有する種々の遊星歯車式多段変速機などにより構成される。
また、好適には、前記遊星歯車式多段変速機における摩擦係合装置としては、油圧アクチュエータによって係合させられる多板式、単板式のクラッチやブレーキ、或いはベルト式のブレーキ等の油圧式摩擦係合装置が広く用いられる。この油圧式摩擦係合装置を係合作動させるための作動油を供給するオイルポンプは、例えば走行用駆動力源であるエンジンにより駆動されて作動油を吐出するものでも良いが、エンジンとは別に配設された専用の電動モータなどで駆動されるものでも良い。
また、好適には、前記差動機構は、前記エンジンに連結された第１回転要素と前記差動用電動機に連結された第２回転要素と前記出力軸に連結された第３回転要素との３つの回転要素を有する装置である。
また、好適には、前記差動機構はシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、前記第１回転要素はその遊星歯車装置のキャリヤであり、前記第２回転要素はその遊星歯車装置のサンギヤであり、前記第３回転要素はその遊星歯車装置のリングギヤである。
また、好適には、前記車両用動力伝達装置の車両に対する搭載姿勢は、駆動装置の軸線が車両の幅方向となるＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両などの横置き型でも、駆動装置の軸線が車両の前後方向となるＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）車両などの縦置き型でも良い。
また、好適には、前記エンジンと前記差動機構とは作動的に連結されればよく、例えばエンジンと差動機構との間には、脈動吸収ダンパー（振動減衰装置）、直結クラッチ、ダンパー付直結クラッチ、或いは流体伝動装置などが介在させられるものであってもよいが、エンジンと差動機構とが常時連結されたものであってもよい。また、流体伝動装置としては、ロックアップクラッチ付トルクコンバータやフルードカップリングなどが用いられる。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が適用されるハイブリッド車両１０（以下、車両１０という）の概略構成を説明する図であると共に、車両１０の各部を制御する為に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。図１において、車両１０は、走行用の駆動力源としてのエンジン１２から出力される動力を第１電動機ＭＧ１及び出力歯車１４へ分配する動力分配機構１６と、出力歯車１４に連結される歯車機構１８と、出力歯車１４に歯車機構１８を介して動力伝達可能に連結された第２電動機ＭＧ２とを有する変速部２０を備えて構成されている。この変速部２０は、例えば車両１０において横置きされるＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型車両に好適に用いられるものであり、変速部２０（動力分配機構１６）の出力回転部材としての出力歯車１４とカウンタドリブンギヤ２２とで構成されるカウンタギヤ対２４、ファイナルギヤ対２６、差動歯車装置（終減速機）２８、エンジン１２に作動的に連結されるダンパー３０、そのダンパー３０に作動的に連結される入力軸３２等とで、車体に取り付けられる非回転部材としてのケース３４内において動力伝達装置３６を構成している。このように構成された動力伝達装置３６では、ダンパー３０及び入力軸３２を介して入力されるエンジン１２の動力や第２電動機ＭＧ２の動力が出力歯車１４へ伝達され、その出力歯車１４からカウンタギヤ対２４、ファイナルギヤ対２６、差動歯車装置２８等を順次介して一対の駆動輪３８へ伝達される。
入力軸３２は、一端がダンパー３０を介してエンジン１２に連結されることでエンジン１２により回転駆動させられる。また、他端には潤滑油供給装置としてのオイルポンプ４０が連結されており入力軸３２が回転駆動されることによりオイルポンプ４０が回転駆動させられて、動力伝達装置３６の各部例えば動力分配機構１６、歯車機構１８、不図示のボールベアリング等に潤滑油が供給される。
動力分配機構１６は、第１サンギヤＳ１、第１ピニオンギヤＰ１、その第１ピニオンギヤＰ１を自転及び公転可能に支持する第１キャリヤＣＡ１、第１ピニオンギヤＰ１を介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１を回転要素（回転部材）として備える公知のシングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されており、差動作用を生じる差動機構として機能する。この動力分配機構１６においては、第１キャリヤＣＡ１は入力軸３２すなわちエンジン１２に連結され、第１サンギヤＳ１は第１電動機ＭＧ１に連結され、第１リングギヤＲ１は出力歯車１４に連結されている。これより、第１サンギヤＳ１、第１キャリヤＣＡ１、第１リングギヤＲ１は、それぞれ相互に相対回転可能となることから、エンジン１２の出力が第１電動機ＭＧ１及び出力歯車１４に分配されると共に、第１電動機ＭＧ１に分配されたエンジン１２の出力で第１電動機ＭＧ１が発電され、その発電された電気エネルギがインバータ４６を介して蓄電装置４８に蓄電されたりその電気エネルギで第２電動機ＭＧ２が回転駆動されるので、変速部２０は例えば無段変速状態（電気的ＣＶＴ状態）とされて、エンジン１２の所定回転に拘わらず出力歯車１４の回転が連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する。つまり、変速部２０は、差動用電動機として機能する第１電動機ＭＧ１の運転状態が制御されることにより動力分配機構１６の差動状態が制御される電気式差動部（電気式無段変速機）として機能する。これにより、変速部２０は、例えば燃費が最もよいエンジン１２の動作点（例えばエンジン回転速度ＮＥとエンジントルクＴＥとで定められるエンジン１２の運転点、以下、エンジン動作点という）に沿ってエンジン１２を作動させることができる。この種のハイブリッド形式は、機械分配式或いはスプリットタイプと称される。
歯車機構１８は、第２サンギヤＳ２、第２ピニオンギヤＰ２、その第２ピニオンギヤＰ２を自転及び公転可能に支持する第２キャリヤＣＡ２、第２ピニオンギヤＰ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合う第２リングギヤＲ２を回転要素として備える公知のシングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されている。この歯車機構１８においては、第２キャリヤＣＡ２は非回転部材であるケース３４に連結されることで回転が阻止され、第２サンギヤＳ２は第２電動機ＭＧ２に連結され、第２リングギヤＲ２は出力歯車１４に連結されている。そして、この歯車機構１８は、例えば減速機として機能するように構成されており、第２電動機ＭＧ２からトルク（駆動力）を出力する力行時には第２電動機ＭＧ２の回転が減速させられて出力歯車１４に伝達され、そのトルクが増大させられて出力軸１４へ伝達される。尚、動力分配機構１６のリングギヤＲ１及び歯車機構１８のリングギヤＲ２は一体化された複合歯車となっており、その外周部に出力歯車１４が設けられている。
第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２は、電気エネルギから機械的な駆動力を発生させる発動機としての機能及び機械的な駆動力から電気エネルギを発生させる発電機としての機能のうち少なくとも一方を備えた例えば同期電動機であって、好適には、発動機又は発電機として選択的に作動させられるモータジェネレータである。例えば、第１電動機ＭＧ１はエンジン１２の反力を受け持つ為のジェネレータ（発電）機能及び運転停止中のエンジン１２を回転駆動するモータ（電動機）機能を備え、第２電動機ＭＧ２は走行用の駆動力源として駆動力を出力する走行用電動機として機能する為の電動機機能及び駆動輪３８側からの逆駆動力から回生により電気エネルギを発生させる発電機能を備える。
図２は、エンジン１２の概略構成を説明する図であると共に、エンジン１２の出力制御等を実行する為に車両１０に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。図２において、エンジン１２は、例えば公知の自動車用ガソリンエンジンであり、単気筒エンジン又は２以上の多気筒エンジンであってもよいが本実施例では例えば直列４気筒エンジンである。また、エンジン１２は、エンジン１２のクランク軸１３が２回転する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程から構成された１サイクルを完了する４サイクルエンジンである。このエンジン１２は、シリンダヘッドとピストン５０との間に設けられた燃焼室５２と、燃焼室５２の吸気ポートに接続された吸気管５４と、燃焼室５２の排気ポートに接続された排気管５６と、シリンダヘッドに設けられ燃焼室５２に吸入される空気（吸入空気、吸気）に燃料Ｆを噴射供給する燃料噴射装置５８と、燃料噴射装置５８により噴射供給された燃料Ｆと吸入空気とから構成される燃焼室５２内の混合気に点火する点火装置６０と、燃焼室５２の吸気ポートを開放又は閉塞させる吸気弁６２と、その吸気弁６２をクランク軸１３の回転に同期して往復運動させることにより開閉作動させる吸気弁駆動装置６４と、燃焼室５２の排気ポートを開放または閉塞させる排気弁６６と、その排気弁６６をクランク軸１３の回転に同期して往復運動させることにより開閉作動させる排気弁駆動装置６８とを備えている。
エンジン１２の吸気管５４内には、その上流部分に電子スロットル弁７０が設けられており、その電子スロットル弁７０はスロットルアクチュエータ７２により開閉作動させられる。これにより、エンジン１２は駆動され、燃焼後の上記混合気は排出ガス（排気）ＥＸとして排気管５６内へと送り出される。また、エンジン１２の排気管５６には、触媒７４が備えられており、エンジン１２の燃焼により生じた排出ガスＥＸは、排気管５６を通って触媒７４に流入しその触媒７４によって浄化されて大気中に排出される。この触媒７４は、例えば排出ガスＥＸ中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯＸ）等を浄化する良く知られた三元触媒から構成されている。
また、車両１０には、排出ガスＥＸの一部をエンジン１２の排気管５６から取り出して、再びエンジン１２の吸気管５４に再循環させて戻す排出ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）７６が備えられている。ＥＧＲ装置７６は、例えば吸気管５４と排気管５６とを連通するＥＧＲ管７８と、そのＥＧＲ管７８の管路途中部分に設けられ排気管５６から吸気管５４へ再循環する排出ガスＥＸの流通と遮断とを制御するＥＧＲ制御弁８０とを備えている。ＥＧＲ制御弁８０は、例えばアクチュエータ等により電気的に開閉制御される電子制御バルブである。
このエンジン１２では、吸気管５４から燃焼室５２に吸入される吸入空気に燃料噴射装置５８から燃料Ｆが噴射供給されて混合気が形成され、燃焼室５２内でその混合気が点火装置６０により点火されて燃焼する。これにより、エンジン１２は駆動され、燃焼後の混合気は排出ガスＥＸとして排気管５６内へと送り出される。そして、排出ガスＥＸのうちＥＧＲ制御弁８０の開弁により吸気管５４へ再循環させられた排出ガスＥＸが、次のサイクルで用いられる吸気管５４内の吸入空気に加えられる。上記燃焼室５２における混合気の空燃比A/Fは、例えば一定の範囲内で車両１０の運転状態等に応じて制御される。
吸気弁駆動装置６４は、基本的には吸気弁６２をクランク軸１３の回転に同期して開閉作動させるが、吸気弁６２の開閉時期及びリフト量等を適宜変更する機能も備えており、例えば吸気弁６２の開閉時期を変更する吸気弁開閉時期変更装置としても機能する。吸気弁駆動装置６４の作動原理としては種々のものが一般的に知られているが、例えば、吸気弁駆動装置６４は、クランク軸１３の回転に連動するカム機構であって、互いに異なる形状の複数のカムの何れかを油圧制御又は電動制御により選択的に用いて吸気弁６２を開閉作動させる機構であっても良く、或いはクランク軸１３の回転に連動するカム機構とそのカム機構のカムの動作を油圧制御又は電動制御で修正する機構とを併せて活用し吸気弁６２を開閉作動させるものであっても良い。要するに、吸気弁駆動装置６４は例えば上記カム機構を主体として構成されており、吸気弁６２の開時期と閉時期との両方を進角させ又は遅角させる吸気弁開閉時期変更装置としての機能を有する。
排気弁駆動装置６８も吸気弁駆動装置６４と同様であり、排気弁駆動装置６８は、基本的には排気弁６６をクランク軸１３の回転に同期して開閉作動させるが、排気弁６６の開閉時期及びリフト量等を適宜変更する機能も備えており、例えば排気弁６６の開閉時期を変更する排気弁開閉時期変更装置としても機能する。排気弁駆動装置６８の作動原理は吸気弁駆動装置６４と同様である。要するに、排気弁駆動装置６８は例えば前記カム機構を主体として構成されており、排気弁６６の開時期と閉時期との両方を進角させ又は遅角させる排気弁開閉時期変更装置としての機能を有する。
更に、車両１０には、図１，２に示すように、例えば動力分配機構１６の差動状態（変速部２０の変速状態）を制御する車両１０の制御装置を含む電子制御装置１００が備えられている。この電子制御装置１００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置１００は、エンジン１２、第１電動機ＭＧ１、第２電動機ＭＧ２などに関するハイブリッド駆動制御等の車両制御を実行するようになっており、必要に応じてエンジン１２の出力制御用や変速部２０の変速制御用等に分けて構成される。
電子制御装置１００には、例えば吸気管５４の電子スロットル弁７０よりも上流側に設けられたエアフローメータ８２により検出された吸入空気量ＱＡＩＲを表す信号、スロットル弁開度センサ８４により検出された電子スロットル弁７０の開き角度であるスロットル弁開度θＴＨを表す信号、排気管５６の触媒７４よりも上流側に設けられた空燃比センサ８６により検出された排出ガスＥＸ中の空燃比A/Fの状態を表す信号、水温センサ８８により検出されたエンジン１２の冷却水温ＴＨＷを表す信号、クランクポジションセンサ９０により検出されたクランク軸１３の回転角度（位置）ＡＣＲ及びエンジン１２の回転速度であるエンジン回転速度ＮＥを表す信号、吸気弁側カムポジションセンサ９２により検出された吸気弁６２の開閉時期及びリフト量を表す信号、排気弁側カムポジションセンサ９３により検出された排気弁６６の開閉時期及びリフト量を表す信号、出力回転速度センサ９４により検出された車速Ｖに対応する出力歯車１４の回転速度である出力回転速度ＮＯＵＴを表す信号、第１電動機回転速度センサ９６により検出された第１電動機ＭＧ１の回転速度である第１電動機回転速度ＮＭ１を表す信号、第２電動機回転速度センサ９７により検出された第２電動機ＭＧ２の回転速度である第２電動機回転速度ＮＭ２を表す信号、バッテリセンサ９８により検出された蓄電装置４８のバッテリ温度ＴＨＢＡＴやバッテリ入出力電流（バッテリ充放電電流）ＩＢＡＴやバッテリ電圧ＶＢＡＴを表す信号などが、それぞれ供給される。また、不図示の各センサやスイッチなどから、モータ走行（ＥＶ走行）モードを設定する為のスイッチ操作の有無を表す信号、ブレーキペダルの操作の有無を表す信号、運転者による車両１０に対する駆動力要求量（ドライバ要求出力）としてのアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Ａccを表す信号などが、それぞれ供給される。尚、電子制御装置１００は、例えば上記バッテリ温度ＴＨＢＡＴ、バッテリ充放電電流ＩＢＡＴ、及びバッテリ電圧ＶＢＡＴなどに基づいて蓄電装置４８の充電状態（充電容量）ＳＯＣを逐次算出する。
また、電子制御装置１００からは、例えばエンジン１２の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号ＳＥとして、基本的にはアクセル開度Ａccが増加する程増加するようにスロットル弁開度θＴＨを制御する為のスロットルアクチュエータ７２への駆動信号、燃料噴射装置５８による燃料Ｆの噴射供給量（燃料噴射量）ＦＵＥＬを制御する燃料供給量信号、点火装置６０によるエンジン１２の点火時期を指令する点火信号、吸気弁駆動装置６４による吸気弁６２の開閉時期を指令する吸気弁開閉時期信号、排気弁駆動装置６８による排気弁６６の開閉時期を指令する排気弁開閉時期信号、ＥＧＲ制御弁８０を開閉制御して排出ガス再循環量（ＥＧＲ量）を増減制御する為のＥＧＲ制御弁８０へのＥＧＲ量制御信号などがそれぞれ出力される。また、例えば第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の作動を制御する為のインバータ４６への電動機制御指令信号ＳＭなどが、それぞれ出力される。
図３は、電子制御装置１００による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図３において、ハイブリッド制御部すなわちハイブリッド制御手段１０２は、例えばエンジン１２を停止し専ら第２電動機ＭＧ２を駆動源とするモータ走行モード、エンジン１２の動力に対する反力を第１電動機ＭＧ１の発電により受け持つことで出力軸１４（駆動輪２２）にエンジン直達トルクを伝達すると共に第１電動機ＭＧ１の発電電力により第２電動機ＭＧ２を駆動することで出力軸１４にトルクを伝達して走行するエンジン走行モード（定常走行モード）、このエンジン走行モードにおいて蓄電装置４８からの電力を用いた第２電動機ＭＧ２の駆動力を更に付加して走行するアシスト走行モード（加速走行モード）等を、走行状態に応じて選択的に成立させる。
上記エンジン走行モードにおける制御を一例としてより具体的に説明すると、ハイブリッド制御手段１０２は、エンジン１２を効率のよい作動域で作動させる一方で、エンジン１２と第２電動機ＭＧ２との駆動力の配分や第１電動機ＭＧ１の発電による反力を最適になるように変化させて変速部２０の電気的な無段変速機としての変速比γ０（＝エンジン回転速度ＮＥ／出力回転速度ＮＯＵＴ）を制御する。例えば、ハイブリッド制御手段１０２は、アクセル開度Ａccや車速Ｖから車両１０の目標出力を算出し、その目標出力と充電要求値とから必要なトータル目標出力を算出し、そのトータル目標出力が得られるように伝達損失、補機負荷、第２電動機ＭＧ２のアシストトルク等を考慮して目標エンジンパワーＰＥ ＊を算出する。そして、ハイブリッド制御手段１０２は、例えば運転性と燃費性とを両立するように予め実験的に求められた図４の実線に示すような所定のエンジン最適燃費線（燃費マップ）に沿ってエンジン１２を作動させつつ目標エンジンパワーＰＥ ＊が得られるエンジン動作点すなわちエンジン回転速度ＮＥとエンジントルクＴＥとなるように、エンジン１２を制御すると共に第１電動機ＭＧ１の発電量を制御する。尚、上記エンジン動作点とは、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジントルクＴＥなどで例示されるエンジン１２の動作状態を示す状態量を座標軸とした二次元座標においてエンジン１２の動作状態を示す動作点である。また、本実施例では、燃費とは例えば単位燃料消費量当たりの走行距離であったり、車両全体としての燃料消費率（＝燃料消費量／駆動輪出力）等である。
ハイブリッド制御手段１０２は、スロットル制御の為にスロットルアクチュエータ７２により電子スロットル弁７０を開閉制御させる他、燃料噴射制御の為に燃料噴射装置５８による燃料噴射量ＦＵＥＬや噴射時期を制御し、点火時期制御の為に点火装置６０による点火時期を制御するエンジン出力制御指令信号ＳＥを出力し、目標エンジンパワーＰＥ ＊を発生する為のエンジントルクＴＥが得られるようにエンジン１２の出力制御を実行する。また、ハイブリッド制御手段１０２は、第１電動機ＭＧ１による発電を制御させる指令をインバータ４６に出力して、目標エンジンパワーＰＥ ＊を発生する為のエンジン回転装度ＮＥが得られるように第１電動機回転速度ＮＭ１を制御する。
また、ハイブリッド制御手段１０２は、車両の停止中又は走行中に拘わらず、すなわち車速Ｖ（駆動輪３８）に拘束される出力回転速度ＮＯＵＴに拘わらず、動力分配機構１６の差動作用によって第１電動機回転速度ＮＭ１を制御してエンジン回転速度ＮＥを略一定に維持したり任意の回転速度に制御することができる。例えば、ハイブリッド制御手段１０２は、車両走行中にエンジン回転速度ＮＥを引き上げる場合には、第１電動機回転速度ＮＭ１の引き上げを実行する
また、ハイブリッド制御手段１０２は、例えばエンジン１２の動作状態に基づいてＥＧＲ装置７６による排出ガス再循環（ＥＧＲ）を制御する。具体的には、ハイブリッド制御手段１０２は、エンジン１２の暖機完了前などのエンジン冷間時には、ＥＧＲ制御弁８０を閉弁する（全閉状態とする）指令を出力してＥＧＲを実行しない。また、ハイブリッド制御手段１０２は、エンジン１２の暖機完了後には、冷却水温ＴＨＷ、エンジン回転速度ＮＥ、エンジン負荷（例えば吸入空気量ＱＡＩＲ、スロットル弁開度θＴＨ等）、空燃比A/Fなどに基づいてＥＧＲ量を制御する為にＥＧＲ制御弁８０を開弁する指令を出力してＥＧＲを実行する。尚、エンジン冷間時であっても、エンジン１２の燃焼安定性が確保される（損なわれない）ようなエンジン１２の動作状態であれば、例えばエンジン１２の燃焼が安定しており且つ出力トルク変動も小さいような高回転速度且つ高負荷等であるエンジン１２の動作状態であれば、ＥＧＲを実行するようにしても良い。
また、ハイブリッド制御手段１０２は、例えば吸気弁駆動装置６４による吸気弁６２の開閉時期を制御したり、排気弁駆動装置６８による排気弁６６の開閉時期を制御して、例えば低燃費、高出力、低エミッションの成立を図る。具体的には、ハイブリッド制御手段１０２は、車両１０の運転状態等に応じて、図５の実線及び破線に示すような一定の通常制御範囲内で吸気弁駆動装置６４により吸気弁６２の開時期と閉時期との両方或いは一方を進角或いは遅角させる指令（吸気弁開閉時期信号）を出力する。また、ハイブリッド制御手段１０２は、車両１０の運転状態等に応じて、図５の一点鎖線及び二点鎖線に示すような一定の通常制御範囲内で排気弁駆動装置６８により排気弁６６の開時期と閉時期との両方或いは一方を進角或いは遅角させる指令（排気弁開閉時期信号）を出力する。
ここで、本実施例の動力伝達装置３６において、第２電動機トルクＴＭ２が第２電動機ＭＧ２の無負荷状態すなわち値０[Ｎｍ]を含む略零付近では、第２電動機ＭＧ２が連結される歯車機構１８における相互に噛み合う各ギヤ同士の押し付け合う力が弱く、各ギヤはギヤ浮きした状態となっている。エンジン走行モードにおいてこのようなギヤ浮きした状態であるときに、押し付け合う力よりも強い力のエンジン１２の爆発変動（エンジン爆発変動、エンジン回転変動）が歯車機構１８へ伝達されると、所謂ガラ音と呼ばれる歯打ち音が発生する可能性がある。つまり、エンジン走行モードにおいて第２電動機トルクＴＭ２の大きさによっては、歯車機構１８においてガラ音が発生する可能性がある。本実施例では、このようなガラ音が発生する可能性のある第２電動機トルクＴＭ２の所定の範囲を、ガラ音発生領域（歯打ち音発生領域）Ｇと称する。このガラ音発生領域Ｇは、例えば歯車機構１８の各歯車間（ギヤ間）におけるエンジン回転変動に起因するガラ音が発生し易い第２電動機トルクＴＭ２の範囲として予め実験的に求められて設定されたトルク領域であり、負側のガラ音発生閾値（−Ａ）[Ｎｍ]と正側のガラ音発生閾値（Ａ）[Ｎｍ]との間の領域として規定される（Ａ＞０）。
このようなガラ音の発生に対して、本実施例では、例えば第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇにある場合には、ガラ音を低減する為に、第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇ外にある場合の通常走行時に図４の実線に示すようなエンジン最適燃費線に沿って動作させられるエンジン動作点を、変速部２０の歯車間（例えば歯車機構１８）におけるエンジン回転変動に起因する歯打ち音を回避する為の予め実験的に求められて設定された例えば図４の破線に示すような歯打ち音回避動作線（ガラ音回避動作線）上に移行するエンジン動作点移行制御を実施することが可能である。このエンジン動作点移行制御では、図４に示すように、例えば目標エンジンパワーＰＥ ＊が得られる等パワーを維持しつつ、エンジン最適燃費線上（例えばエンジン動作点Ｅ１）からガラ音回避動作線上（エンジン動作点Ｅ２）へエンジン動作点が移行される。また、このガラ音回避動作線は、例えばエンジン最適燃費線上のエンジン動作点に対して、エンジン回転速度ＮＥを上昇させ且つエンジントルクＴＥを低下させるものである。これにより、エンジン１２のトルク変動が抑制されて、ガラ音が低減乃至回避される。見方を換えれば、エンジントルクＴＥを低下させることでエンジン直達トルクが低下する為、第２電動機トルクＴＭ２をそのエンジン直達トルクの低下分だけ増大させる。そうすると、結果的に第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇを外れるので、ガラ音が低減乃至回避される。
ところで、上記エンジン動作点移行制御では、例えばアクセルペダルの踏み増し等のパワーオンでないにも拘わらずエンジン回転速度ＮＥを上昇させる為、ユーザにとってはエンジン回転速度ＮＥの吹け上がりに違和感を感じる可能性がある。そこで、本実施例では、第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇにある場合には、ガラ音を低減する為に、第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇ外にある場合の通常走行時と比較して、エンジン回転変動を抑制するエンジン回転変動抑制制御を実施する。つまり、本実施例におけるエンジン回転変動抑制制御は、エンジン動作点をエンジン最適燃費線上からガラ音回避動作線上へ移行して積極的にエンジン回転速度ＮＥを上昇させることによりガラ音を低減乃至回避する上記エンジン動作点移行制御と比較してエンジン回転速度ＮＥの変化を抑制しつつ、エンジン回転変動を抑制するものである。望ましくは、エンジン回転変動抑制制御は、第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇ外にある場合と比較して、可及的にエンジン回転速度ＮＥの変化を抑制しつつエンジン回転変動を抑制する。すなわち、エンジン回転変動抑制制御は、第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇ外にある場合と比較して、実質的にエンジン動作点を変化させることなく、エンジン回転変動を抑制する。
前記エンジン回転変動抑制制御の具体的な態様を以下に説明する。排出ガスに含まれる未燃ガスの残量にはばらつきがあり、ＥＧＲ制御毎に気筒に吸い込まれる未燃ガスの残量が変化する。その為、ＥＧＲ量が多い程、気筒内の燃料の濃さが気筒別にばらつき、結果的に気筒間のエンジン１２の爆発ばらつきが大きくなってエンジン回転変動が増大する。そこで、本実施例では、エンジン回転変動抑制制御として、ＥＧＲ量を抑制乃至零にするＥＧＲ量抑制制御を実行する。これにより、気筒間のエンジン１２の爆発ばらつきを抑制することができ、エンジン動作点を変更することなくエンジン回転変動を適切に抑制することができる。
また、エンジン１２の排気行程において排気弁６６を閉じるタイミングや吸気弁６２を開けるタイミングによってはシリンダ内（燃焼室５２内）に燃焼ガスが残った形で次の吸気行程に移行する場合がある。このような燃焼室５２内の燃焼ガスの残量は、ＥＧＲ量と同等のものとして取り扱うことができるので、本実施例では自己ＥＧＲ量と称する。従って、エンジン１２の排気行程において燃焼ガスに含まれる未燃ガスの残量にはばらつきがあり、排気行程完了後の未燃ガスの残量が変化する。その為、自己ＥＧＲ量が多い程、気筒内の燃料の濃さが気筒別にばらつき、結果的に気筒間のエンジン１２の爆発ばらつきが大きくなってエンジン回転変動が増大する。そこで、本実施例では、エンジン回転変動抑制制御として、第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇ外にある場合の通常走行時よりも、エンジン１２の排気行程において自己ＥＧＲ量を抑制する自己ＥＧＲ量抑制制御を実行する。これにより、気筒間のエンジン１２の爆発ばらつきを抑制することができ、エンジン動作点を変更することなくエンジン回転変動を適切に抑制することができる。
また、燃料噴射量ＦＵＥＬが相対的に多い（見方を換えれば吸入空気量ＱＡＩＲが相対的に少ない）混合気の空燃比A/Fのリッチ側（過濃側）では、エンジン１２が失火気味になって気筒間のエンジン１２の爆発ばらつきが生じる可能性がある。そこで、本実施例では、エンジン回転変動抑制制御として、上記通常走行時よりも混合気の空燃比A/Fをリーン側（希薄側）にするリーンバーン制御を実行する。これにより、回転変動するエンジントルクＴＥの平均値はそのままでエンジントルクＴＥのピーク値のみを低減することができ、エンジン動作点を変更することなくエンジン回転変動を適切に抑制することができる。
また、基本的に、エンジン１２の圧縮行程の末期（例えば上死点に達する少し前）に点火するとエンジントルクＴＥのピーク値が最大となる。そこで、本実施例では、エンジン回転変動抑制制御として、上記通常走行時よりもエンジン１２の点火時期を遅角する点火遅角制御を実行する。これにより、回転変動するエンジントルクＴＥの平均値はそのままでエンジントルクＴＥのピーク値のみを低減することができ、エンジン動作点を変更することなくエンジン回転変動を適切に抑制することができる。
尚、本実施例におけるエンジン回転変動抑制制御は、上記ＥＧＲ量抑制制御、上記自己ＥＧＲ量抑制制御、上記リーンバーン制御、及び上記点火遅角制御の内の１つの制御がそれぞれ単独で或いはそれらの制御の内の２以上の制御が組み合わされて実行される。つまり、上記エンジン回転変動抑制制御は、上記ＥＧＲ量抑制制御、上記自己ＥＧＲ量抑制制御、上記リーンバーン制御、及び上記点火遅角制御の内の少なくとも１つの制御である。
より具体的には、図３に戻り、ガラ音発生領域判定部すなわちガラ音発生領域判定手段１０４は、例えば第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇにあるか否かを判定する。具体的には、ガラ音発生領域判定手段１０４は、ハイブリッド制御手段１０２による第２電動機ＭＧ２への電動機制御指令値の絶対値（｜ＴＭ２｜）がガラ音発生領域Ｇに対応する前記ガラ音発生閾値（Ａ）[Ｎｍ]以下であるか否かを判定する。
エンジン回転変動抑制制御部すなわちエンジン回転変動抑制制御手段１０６は、ガラ音発生領域判定手段１０４により第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇにあると判定された場合には、前記エンジン回転変動抑制制御を実行する回転変動抑制制御指令をハイブリッド制御手段１０２へ出力し、エンジン動作点を変更することなくエンジン回転変動を抑制する。例えば、エンジン回転変動抑制制御手段１０６は、前記自己ＥＧＲ量抑制制御を実行する回転変動抑制制御指令をハイブリッド制御手段１０２へ出力し、エンジン動作点を変更することなくエンジン回転変動を抑制する。また、エンジン回転変動抑制制御手段１０６は、前記自己ＥＧＲ量抑制制御に替えて、前記ＥＧＲ量抑制制御、前記リーンバーン制御、及び前記点火遅角制御の内の少なくとも１つの制御を実行する回転変動抑制制御指令を出力しても良い。つまり、エンジン回転変動抑制制御手段１０６は、前記ＥＧＲ量抑制制御、前記自己ＥＧＲ量抑制制御、前記リーンバーン制御、及び前記点火遅角制御の内の１つの制御を単独で、或いはそれら制御を組み合わせて実行する回転変動抑制制御指令を出力する。
ハイブリッド制御手段１０２は、エンジン回転変動抑制制御手段１０６からの回転変動抑制制御指令に従って、例えば前記自己ＥＧＲ量抑制制御を実行する。具体的には、ハイブリッド制御手段１０２は、エンジン回転変動を低減する為に、最も効果的に自己ＥＧＲ量を抑制する（例えば可及的に零とする）為の予め求められた開閉タイミングにて排気弁６６及び吸気弁６２を制御する。より具体的には、ハイブリッド制御手段１０２は、エンジン１２の排気行程において、排気弁駆動装置６８により排気弁６６を閉じるタイミングを上死点に合わせると共に吸気弁駆動装置６４により吸気弁６２を開けるタイミングを上死点以降とする制御を実行する。このように、ハイブリッド制御手段１０２は、排気行程から次の吸気行程への移行時に自己ＥＧＲ量が可及的に抑制されるように、吸気弁駆動装置６４による吸気弁６２の進角量或いは遅角量及び排気弁駆動装置６８による排気弁６６の進角量或いは遅角量を前記低燃費、高出力、低エミッションの成立を図る通常制御時より変化させ、気筒間のエンジン１２の爆発ばらつきを小さくすることで、エンジン動作点をエンジン最適燃費線から移行することなくエンジン回転変動を適切に抑制する。
また、ハイブリッド制御手段１０２は、ＥＧＲ制御弁８０を閉じる制御を実行しても良い。つまり、ハイブリッド制御手段１０２は、ＥＧＲ量が可及的に抑制されるように、ＥＧＲ制御弁８０を変化させ、気筒間のエンジン１２の爆発ばらつきを小さくすることで、エンジン動作点をエンジン最適燃費線から移行することなくエンジン回転変動を適切に抑制する。
また、ハイブリッド制御手段１０２は、吸入空気量ＱＡＩＲに対する前記通常走行時の燃料噴射装置５８による燃料噴射量ＦＵＥＬを低減して前記通常走行時の空燃比A/Fよりもリーン側にする制御を実行しても良い。つまり、ハイブリッド制御手段１０２は、回転変動するエンジントルクＴＥの平均値はそのままでエンジントルクＴＥのピーク値のみが通常走行時よりも低減されるように空燃比A/Fをリーン側にすることで、エンジン動作点をエンジン最適燃費線から移行することなくエンジン回転変動を適切に抑制する。
また、ハイブリッド制御手段１０２は、前記通常走行時の点火装置６０による点火時期を遅角させる制御を実行しても良い。つまり、ハイブリッド制御手段１０２は、回転変動するエンジントルクＴＥの平均値はそのままでエンジントルクＴＥのピーク値のみが通常走行時よりも低減されるように点火時期を遅角することで、エンジン動作点をエンジン最適燃費線から移行することなくエンジン回転変動を適切に抑制する。
図６は、電子制御装置１００の制御作動の要部すなわちエンジン回転速度ＮＥを変化させずともガラ音を低減する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍsec乃至数十ｍsec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。
図６において、先ず、ガラ音発生領域判定手段１０４に対応するステップ（以下、ステップを省略する）ＳＡ１０において、例えば第２電動機ＭＧ２への電動機制御指令値の絶対値（｜ＴＭ２｜）が前記ガラ音発生閾値（Ａ）[Ｎｍ]以下であるか否かに基づいて、第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇにあるか否かが判定される。このＳＡ１０の判断が肯定される場合はエンジン回転変動抑制制御手段１０６及びハイブリッド制御手段１０２に対応するＳＡ２０において、前記エンジン回転変動抑制制御の１つである前記自己ＥＧＲ量抑制制御を実行する回転変動抑制制御指令が出力され、エンジン１２の排気行程において、排気弁駆動装置６８により排気弁６６を閉じるタイミングを上死点に合わせると共に吸気弁駆動装置６４により吸気弁６２を開けるタイミングを上死点以降とする制御が実行される。つまり、排気行程から次の吸気行程への移行時に吸気弁６２及び排気弁６６の各進角量或いは遅角量が通常制御時より変化させられて未燃ガスが燃焼室５２内に残らないようにされ、気筒間のエンジン１２の爆発ばらつきが小さくされることで、エンジン動作点がエンジン最適燃費線から移行されることなくエンジン回転変動が抑制される。このＳＡ２０では、排気弁駆動装置６８を用いた前記自己ＥＧＲ量抑制制御に替えて、前記ＥＧＲ量抑制制御、前記リーンバーン制御、或いは前記点火遅角制御が実行されても良い。また、自己ＥＧＲ量抑制制御、前記ＥＧＲ量抑制制御、前記リーンバーン制御、及び前記点火遅角制御の内の２以上が組み合わされて実行されても良い。一方で、上記ＳＡ１０の判断が否定される場合はＳＡ３０において、前記エンジン回転変動抑制制御以外の通常の制御が実行される。
上述のように、本実施例によれば、第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇにある場合には、第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇ外にある場合の通常走行時と比較して、エンジン回転変動を抑制するエンジン回転変動抑制制御が実施されるので、エンジン回転速度ＮＥを変化させずともエンジン回転変動を抑制してガラ音を低減することが可能となる。従って、ユーザにエンジン回転速度ＮＥが変化することによる違和感を与えることなくガラ音を低減することができる。
具体的には、エンジン回転変動抑制制御は、前記ＥＧＲ量抑制制御、前記自己ＥＧＲ量抑制制御、前記リーンバーン制御、及び前記点火遅角制御の内の少なくとも１の制御であるので、エンジン回転速度ＮＥを変化させずとも（極論すればエンジン動作点を変更することなく）エンジン回転変動を適切に抑制することができる。例えば、前記ＥＧＲ量抑制制御では、排出ガスに含まれる未燃ガスの残量がばらつく為にＥＧＲ量が多い程気筒内の燃料の濃さが気筒別にばらつくことによる気筒間の爆発ばらつきを抑制することができ、エンジン動作点を変更することなくエンジン回転変動を適切に抑制することができる。また、前記自己ＥＧＲ量抑制制御では、燃焼室５２内の燃焼ガスに含まれる未燃ガスの残量がばらつく為に燃焼ガスの残量が多い程気筒内の燃料の濃さが気筒別にばらつくことによる気筒間の爆発ばらつきを抑制することができ、エンジン動作点を変更することなくエンジン回転変動を適切に抑制することができる。また、前記リーンバーン制御では、回転変動するエンジントルクＴＥの平均値はそのままで、エンジントルクＴＥのピーク値のみを低減することができ、エンジン動作点を変更することなくエンジン回転変動を適切に抑制することができる。また、前記点火遅角制御では、回転変動するエンジントルクＴＥの平均値はそのままで、エンジントルクＴＥのピーク値のみを低減することができ、エンジン動作点を変更することなくエンジン回転変動を適切に抑制することができる。
また、本実施例によれば、前記ガラ音発生領域Ｇは、例えば歯車機構１８の各歯車間におけるエンジン回転変動に起因するガラ音が発生し易い第２電動機トルクＴＭ２の範囲として予め実験的に求められて設定されたトルク領域であるので、第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇにある場合には、エンジン動作点を変更することなくエンジン回転変動を適切に抑制することができる。
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
前述の実施例では、第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇにある場合には、前記エンジン回転変動抑制制御を実施して、エンジン動作点をエンジン最適燃費線から変更することなくエンジン回転変動を抑制した。また、このエンジン回転変動抑制制御とは別に、エンジン動作点をエンジン最適燃費線上からガラ音回避動作線上へ移行して積極的にエンジン回転速度ＮＥを上昇させることによりガラ音を低減乃至回避する前記エンジン動作点移行制御についても詳述した。このエンジン回転変動抑制制御とエンジン動作点移行制御とを燃費の面から比較すると、エンジン動作点をエンジン最適燃費線から変更しないエンジン回転変動抑制制御の方が一見すると有利であると考えられる。
ところで、前記ＥＧＲ量抑制制御、前記自己ＥＧＲ量抑制制御、前記リーンバーン制御、及び前記点火遅角制御においては、エンジン効率が低下する為に、エンジン動作点が同じでも燃費は悪化する可能性がある。つまり、前記エンジン回転変動抑制制御においては、そのエンジン回転変動抑制制御の実施前におけるエンジン最適燃費線からはエンジン動作点を変更しないものの、エンジン最適燃費線自体が実質的に変化するので、エンジン動作点移行制御よりも燃費が悪化する可能性がある。換言すれば、前記エンジン動作点移行制御の方が前記エンジン回転変動抑制制御よりも燃費悪化が抑制される可能性がある。そこで、本実施例では、前述の実施例に替えて、或いは加えて、第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇにある場合には、前記エンジン回転変動抑制制御と前記エンジン動作点移行制御との内で、制御実施時の燃費悪化が抑制される方を選択して実施する。
より具体的には、図３に戻り、エンジン動作点移行制御部すなわちエンジン動作点移行制御手段１０８は、ガラ音発生領域判定手段１０４により第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇにあると判定された場合には、前記エンジン動作点移行制御を実行する動作点移行制御指令をハイブリッド制御手段１０２へ出力し、積極的にエンジン回転速度ＮＥを上昇させることによりガラ音を低減乃至回避する。
ハイブリッド制御手段１０２は、エンジン動作点移行制御手段１０８からの動作点移行制御指令に従って、例えば目標エンジンパワーＰＥ ＊が得られる等パワーを維持しつつ、エンジン最適燃費線上からガラ音回避動作線上へエンジン動作点を移行する。具体的には、ハイブリッド制御手段１０２は、第１電動機ＭＧ１によりエンジン回転速度ＮＥを等パワーが維持されるガラ音回避動作線上のエンジン動作点に対応するエンジン回転速度ＮＥまで上昇させると共に、スロットルアクチュエータ７２によるスロットル弁開度θＴＨの制御等によりエンジントルクＴＥをそのガラ音回避動作線上のエンジン動作点に対応するエンジントルクＴＥまで低下させる。
制御効果判定部すなわち制御効果判定手段１１０は、ガラ音発生領域判定手段１０４により第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇにあると判定された場合には、前記エンジン回転変動抑制制御及び前記エンジン動作点移行制御の内で、制御実施時の燃費悪化が抑制される方を選択する。具体的には、制御効果判定手段１１０は、エンジン最適燃費線に沿ってエンジン動作点が制御される場合の燃費Ａと、前記エンジン回転変動抑制制御が実行される場合の燃費Ｂと、前記エンジン動作点移行制御が実行される場合の燃費Ｃとを算出し、前記エンジン回転変動抑制制御及び前記エンジン動作点移行制御の内で、燃費Ａとの燃費差が小さい方の制御すなわち燃費Ａからの燃費悪化が抑制される方の制御を選択する。つまり、制御効果判定手段１１０は、前記エンジン動作点移行制御の方が前記エンジン回転変動抑制制御よりも燃費悪化を抑制する効果が大きいか否かを判定する。
エンジン動作点移行制御手段１０８は、制御効果判定手段１１０により前記エンジン回転変動抑制制御及び前記エンジン動作点移行制御の内で、制御実施時の燃費悪化が抑制される方として前記エンジン動作点移行制御が選択された場合には、そのエンジン動作点移行制御を実行する動作点移行制御指令をハイブリッド制御手段１０２へ出力し、積極的にエンジン回転速度ＮＥを上昇させることによりガラ音を低減乃至回避する。
エンジン回転変動抑制制御手段１０６は、制御効果判定手段１１０により前記エンジン回転変動抑制制御及び前記エンジン動作点移行制御の内で、制御実施時の燃費悪化が抑制される方として前記エンジン回転変動抑制制御が選択された場合には、そのエンジン回転変動抑制制御を実行する回転変動抑制制御指令をハイブリッド制御手段１０２へ出力し、エンジン動作点を変更することなくエンジン回転変動を抑制する。
図７は、電子制御装置１００の制御作動の要部すなわちエンジン回転速度ＮＥを変化させずともガラ音を低減する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍsec乃至数十ｍsec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。この図７は、図６のフローチャートに相当する別の実施例である。
図７において、先ず、ガラ音発生領域判定手段１０４に対応するＳＢ１０において、例えば第２電動機ＭＧ２への電動機制御指令値の絶対値（｜ＴＭ２｜）が前記ガラ音発生閾値（Ａ）[Ｎｍ]以下であるか否かに基づいて、第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇにあるか否かが判定される。このＳＢ１０の判断が肯定される場合は制御効果判定手段１１０に対応するＳＢ２０において、前記エンジン動作点移行制御の方が前記エンジン回転変動抑制制御よりも燃費悪化を抑制する効果が大きいか否かが判定される。このＳＢ２０の判断が肯定される場合はエンジン動作点移行制御手段１０８及びハイブリッド制御手段１０２に対応するＳＢ３０において、前記エンジン動作点移行制御を実行する動作点移行制御指令が出力され、等パワーを維持しつつエンジン最適燃費線上からガラ音回避動作線上へエンジン動作点を移行してエンジン回転速度ＮＥを上昇させることによりガラ音が低減乃至回避される。一方で、このＳＢ２０の判断が否定される場合はエンジン回転変動抑制制御手段１０６及びハイブリッド制御手段１０２に対応するＳＢ４０において、前述の実施例における図６のＳＡ２０と同様に、前記エンジン回転変動抑制制御を実行する回転変動抑制制御指令が出力され、エンジン動作点がエンジン最適燃費線から移行されることなくエンジン回転変動が抑制される。他方で、上記ＳＢ１０の判断が否定される場合はＳＢ５０において、前記エンジン動作点移行制御及び前記エンジン回転変動抑制制御以外の通常の制御が実行される。
上述のように、本実施例によれば、第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇにある場合には、前記エンジン回転変動抑制制御と前記エンジン動作点移行制御との内で、制御実施時の燃費悪化が抑制される方を選択して実施するので、前記エンジン回転変動抑制制御のみでガラ音を低減する場合、及びエンジン動作点移行制御のみでガラ音を低減する場合と比較して、ガラ音を低減する為の制御実施時の燃費悪化を最小限に留めることができる。見方を換えれば、ガラ音を低減する為の制御実施時の燃費を向上させることができる。
前述の実施例では、前記エンジン回転変動抑制制御と前記エンジン動作点移行制御とは、各々単独で実行する態様であった。ここで、前記エンジン回転変動抑制制御のみでは、ガラ音を低減できるものの回避することができない可能性がある。また、前記エンジン動作点移行制御では、前述したように、エンジン回転速度ＮＥが上昇してユーザに違和感を与える可能性がある。これに対して、前記エンジン回転変動抑制制御によりある程度ガラ音を低減した状態であれば、前記エンジン動作点移行制御においてエンジン回転速度ＮＥの上昇をある程度抑制したガラ音回避動作線を設定できることを見出した。そこで、本実施例では、第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇにある場合には、前記エンジン回転変動抑制制御と前記エンジン動作点移行制御とを組み合わせて実施する。
本実施例では、前記エンジン回転変動抑制制御が実行された状態において前記エンジン動作点移行制御に用いるガラ音回避動作線Ｂを図８の長線分の破線に示すように予め適合して設定しておく。このガラ音回避動作線Ｂは、前記エンジン動作点移行制御のみを単独で実行する場合に用いる図８の短線分の破線に示すガラ音回避動作線Ａ（図４に示すガラ音回避動作線に同じ）と比較して、前記エンジン回転変動抑制制御によりある程度ガラ音が低減されている分、エンジン最適燃費線上の動作点に対するエンジン回転速度ＮＥの上昇が抑制され且つエンジントルクＴＥの低下が抑制されている。そして、ハイブリッド制御手段１０２は、前記エンジン回転変動抑制制御の実行を前提とした場合には、エンジン動作点移行制御手段１０８からの動作点移行制御指令に従って、例えば目標エンジンパワーＰＥ ＊が得られる等パワーを維持しつつ、エンジン最適燃費線上（例えばエンジン動作点Ｅ１）からガラ音回避動作線Ｂ上（エンジン動作点Ｅ３）へエンジン動作点を移行する。このエンジン動作点移行制御においてガラ音回避動作線Ｂを用いることで、上記ガラ音回避動作線Ａを用いることと比較して、エンジン回転速度ＮＥの変化を抑制できる。
図９は、電子制御装置１００の制御作動の要部すなわちエンジン回転速度ＮＥを変化させずともガラ音を低減する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍsec乃至数十ｍsec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。この図９は、図６のフローチャートに相当する別の実施例である。
図９において、先ず、ガラ音発生領域判定手段１０４に対応するＳＣ１０において、例えば第２電動機ＭＧ２への電動機制御指令値の絶対値（｜ＴＭ２｜）が前記ガラ音発生閾値（Ａ）[Ｎｍ]以下であるか否かに基づいて、第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇにあるか否かが判定される。このＳＣ１０の判断が肯定される場合はエンジン回転変動抑制制御手段１０６及びハイブリッド制御手段１０２に対応するＳＣ２０において、前述の実施例における図６のＳＡ２０と同様に、前記エンジン回転変動抑制制御を実行する回転変動抑制制御指令が出力され、エンジン動作点がエンジン最適燃費線から移行されることなくエンジン回転変動が抑制される。次いで、エンジン動作点移行制御手段１０８及びハイブリッド制御手段１０２に対応するＳＣ３０において、前記エンジン動作点移行制御を実行する動作点移行制御指令が出力され、等パワーを維持しつつエンジン最適燃費線上から前記エンジン回転変動抑制制御が実行された状態において予め適合されたガラ音回避動作線Ｂ（図８の長線分の破線参照）上へエンジン動作点を移行してエンジン回転速度ＮＥを上昇させることによりガラ音が低減乃至回避される。一方で、上記ＳＣ１０の判断が否定される場合はＳＣ４０において、前記エンジン動作点移行制御及び前記エンジン回転変動抑制制御以外の通常の制御が実行される。
上述のように、本実施例によれば、第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇにある場合には、前記エンジン回転変動抑制制御と前記エンジン動作点移行制御とを組み合わせて実施するので、前記エンジン回転変動抑制制御のみでガラ音を低減する場合と比較して、ガラ音を可及的に低減することができる。また、前記エンジン回転変動抑制制御によりガラ音を低減することを前提として前記ガラ音回避動作線Ｂを設定できる為、エンジン最適燃費線からガラ音回避動作線Ｂ上にエンジン動作点を移行するエンジン動作点移行制御を実施した際のエンジン回転速度ＮＥの変化を、前記エンジン動作点移行制御のみでガラ音を低減する場合と比較して、小さくすることができる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明は実施例相互を組み合わせて実施可能であると共にその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例において、図３の機能ブロック線図では、エンジン動作点移行制御手段１０８や制御効果判定手段１１０が備えられていたが、前記実施例１では、エンジン動作点移行制御手段１０８や制御効果判定手段１１０は必ずしも備えられている必要は無く、前記実施例３では、制御効果判定手段１１０は必ずしも備えられている必要は無い。
また、前述の実施例では、第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇにあるか否かを判定する為の前記ガラ音発生閾値（Ａ）[Ｎｍ]は一定値であったが、第２電動機トルクＴＭ２の変化方向に合わせたヒステリシスを有する値であっても良い。ガラ音発生閾値がヒステリシスを有する値である場合、エンジン回転変動抑制制御では、エンジン動作点移行制御に比較してエンジン動作点を変更しない為、すなわちエンジン動作線をエンジン最適燃費線とガラ音回避動作線とで切り替えない為、ヒステリシスを小さくすることができる。
また、前述の実施例では、第２電動機トルクＴＭ２がガラ音発生領域Ｇにあるか否かを単に判定するだけであったが、第２電動機トルクＴＭ２が零の場合がガラ音発生に対しては一番厳しいことから、同じガラ音発生領域Ｇにあっても第２電動機トルクＴＭ２の値によってエンジン回転変動抑制制御時の制御量を変更しても良い。このような場合、その制御量によって燃費悪化への影響度が異なると考えられるので、エンジン回転変動抑制制御とエンジン動作点移行制御とを燃費の面から比較することがより有効になる。
また、前述の実施例では、吸気弁駆動装置６４及び排気弁駆動装置６８により自己ＥＧＲ量を抑制したが、吸気弁駆動装置６４及び排気弁駆動装置６８のうちの何れか一方のみしか備えていない場合には、それに合わせて最も効果的に自己ＥＧＲ量を抑制する（例えば可及的に零とする）為の予め求められた開閉タイミングにて排気弁６６或いは吸気弁６２を制御する。尚、必ずしも吸気弁駆動装置６４及び排気弁駆動装置６８のうちの少なくとも一方を備えている必要は無く、この場合には、自己ＥＧＲ量抑制制御以外のエンジン回転変動抑制制御（ＥＧＲ量抑制制御、リーンバーン制御、点火遅角制御）によりエンジン回転変動を抑制する。また、ＥＧＲ装置７６についても同様の考え方が適用できる。
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
１０：ハイブリッド車両
１２：エンジン
１４：出力歯車（出力回転部材）
１６：動力分配機構（差動機構）
１８：歯車機構（歯車）
２０：変速部（電気式差動部）
１００：電子制御装置（制御装置）
ＭＧ１：第１電動機（差動用電動機）
ＭＧ２：第２電動機（走行用電動機）

Claims (4)

  1. エンジンからの動力を差動用電動機及び出力回転部材へ分配する差動機構と該出力回転部材に動力伝達可能に連結された走行用電動機とを有し、該差動用電動機の運転状態が制御されることにより該差動機構の差動状態が制御される電気式差動部を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
    前記走行用電動機の出力トルクが所定の範囲にある場合には、該走行用電動機の出力トルクが所定の範囲外にある場合と比較して、前記エンジンの回転変動を抑制する制御を実施するものであり、
    前記エンジンの回転変動を抑制する制御は、排気行程においてシリンダ内の燃焼ガスの残量を抑制する制御、及び空燃比をリーン側にする制御の内の少なくとも１の制御であることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  2. 前記所定の範囲とは、前記電気式差動部を構成する歯車における前記エンジンの回転変動に起因する歯打ち音が発生し易い前記走行用電動機の出力トルクの範囲として予め求められた歯打ち音発生領域であることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  3. 前記走行用電動機の出力トルクが所定の範囲にある場合には、該走行用電動機の出力トルクが所定の範囲外にある場合に所定のエンジン最適燃費線に沿って動作させられる前記エンジンの動作点を、前記電気式差動部を構成する歯車における前記エンジンの回転変動に起因する歯打ち音を回避する為の予め求められた歯打ち音回避動作線上に移行する制御を実施することが可能であり、
    前記走行用電動機の出力トルクが所定の範囲にある場合には、前記エンジンの回転変動を抑制する制御と前記歯打ち音回避動作線上に移行する制御との内で、制御実施時の燃費悪化が抑制される方を選択して実施することを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  4. 前記走行用電動機の出力トルクが所定の範囲にある場合には、該走行用電動機の出力トルクが所定の範囲外にある場合に所定のエンジン最適燃費線に沿って動作させられる前記エンジンの動作点を、前記電気式差動部を構成する歯車における前記エンジンの回転変動に起因する歯打ち音を回避する為の予め求められた歯打ち音回避動作線上に移行する制御を実施することが可能であり、
    前記走行用電動機の出力トルクが所定の範囲にある場合には、前記エンジンの回転変動を抑制する制御と前記歯打ち音回避動作線上に移行する制御とを組み合わせて実施することを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
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