JP3937948B2

JP3937948B2 - ハイブリッド車両の制御装置及び方法、並びにハイブリッド車両

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Publication number: JP3937948B2
Application number: JP2002200914A
Authority: JP
Inventors: 孝鈴木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-07-10
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2022-07-10
Also published as: JP2004044433A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンとモータジェネレータ装置とを組合せてなるハイブリッド型の動力出力システムを備えたハイブリッド車両を制御する制御装置及び方法の技術分野に属し、更に、該制御装置が搭載されたハイブリッド車両の技術分野に属する。本発明は特に、このようなエンジンとして、圧縮比等の圧縮状態を変更可能な圧縮状態可変型のエンジンを用いたハイブリッド車両を制御する制御装置等の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッド型の動力出力システムは、例えば特開平９-４７０９４号公報、特開２０００−３２４６１５号公報等に開示されているように、要求される動作状態に応じて適宜、モータジェネレータ装置をエンジンの駆動力で回転されるジェネレータ（発電機）として利用して或いはモータジェネレータ装置に含まれる専用のジェネレータを利用して、バッテリに充電する。また、モータジェネレータ装置をバッテリから電源供給を受けて回転するモータ（電動機）として利用して或いはモータジェネレータ装置に含まれる専用のモータを利用して、駆動軸を単独で或いはエンジンと共に回転させる。これにより、エンジンを基本的に運転効率が高い状態で運転させ続けることができ、燃費性能や排気浄化性能が向上するものとされている。
【０００３】
尚、この種のハイブリッド型の動力出力システムは、パラレルハイブリッド方式とシリアルハイブリッド方式とに大別される。前者では、駆動軸をエンジンの出力の一部により回転させると共にモータジェネレータ装置の駆動力により回転させる。後者では、エンジン出力はモータジェネレータ装置による充電に専ら用いられ、駆動軸をモータジェネレータ装置の駆動力により回転させる。
【０００４】
このようなハイブリッド車両の動力出力システムを制御する技術としては、例えば、特開２０００−２０４９８７号公報等に、ハイブリッド車両におけるデコンプ動作を制御することで、エンジン始動時の振動を抑制するエンジン制御方法が開示されている。特開平１０−２２３９号公報等に、ハイブリッド車両において、エンジン吸気弁及び排気弁のタイミング制御によって、エンジンの燃料カット制御時であり且つブレーキ操作による減速時に、ショックを低減するとともに、燃費向上を図るハイブリッド型車両のエンジン制御装置が提案されている。
【０００５】
一般に、ハイブリッド車両に対しては、既存の直噴型、ポート噴射型の各種エンジンが利用可能である。この際、ハイブリッド車両以外の一般車両に搭載されるエンジンに対して伝統的に行われているように、例えばエンジン回転数やエンジントルクといった、エンジン動作或いは動力出力システムの動作を規定する複数のパラメータ（本願明細書では適宜、単に“パラメータ”という）の組合せは、エンジン効率を最適化或いは極大化するように選択される。即ち、ハイブリッド型とすることによる燃費向上に加えて、このようにエンジン効率の高められたエンジンを組み入れることによる燃費向上が図られている訳である。
【０００６】
伝統的なエンジン以外の場合にも、このようなエンジン効率の最適化或いは極大化は図られている。例えば特開２０００−６４８６６号公報、特開平６−２４１０５８号公報等には、エンジンの圧縮比を可変に構成された圧縮比可変型のエンジンが開示されている。このエンジンの場合にも、高速通常走行、低速通常走行、加速時、減速時、バッテリー充電時などに各種運転状態に応じて、圧縮比を適宜変更し、これにより、いずれの運転状態においても、エンジン効率を最適化或いは極大化することが可能とされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、いずれの型式のエンジンであれ、エンジン単体としてのエンジン効率が高いものをハイブリッド車両に組み込んだ場合、以下の問題点が生じる。
【０００８】
即ち、パラレルハイブリッド方式やシリアルハイブリッド方式の如何を問わずに、エンジンの出力をモータジェネレータ装置に伝達したり、モータジェネレータ装置の出力でエンジンの出力をアシストしたりする、例えばプラネタリギヤ等を含んでなる比較的複雑なパワー伝達機構が、当該動力出力システム内に存在している。このため、エンジン効率を最適化或いは極大化するようなパラメータ設定を行っても、動力出力システムの伝達効率やモータジェネレータ装置における発電効率等までも含めた、当該動力出力システム全体或いはハイブリッド車両全体の全体に係るエネルギ効率（本願明細書では適宜、単に“全体効率”という）は、一般に最適化されるものではない。
【０００９】
しかも、動力出力システムの伝達機構における伝達効率等の、エンジン効率以外の効率を最適化するようなパラメータ設定を採ろうとすれば、肝心のエンジン効率の低下が顕著となり、ハイブリッド車両における全体効率を向上させることは技術的にみて非常に困難であるという問題点がある。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、圧縮比可変型等の圧縮状態可変型のエンジンとモータジェネレータとを組合せてなる動力出力システムを含むハイブリッド車両において、全体効率を高めることが可能なハイブリッド車両の制御装置及び方法、並びに該制御装置を具備してなるハイブリッド車両を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は上記課題を解決するために、(i)エンジン、該エンジンの燃焼室内における圧縮状態を変更可能である圧縮状態可変手段、及び前記エンジンの出力の少なくとも一部を用いて発電可能であると共に駆動軸を介して駆動力を出力可能なモータジェネレータ装置を含むハイブリッド型の動力出力システムと、(ii)該動力出力システムが搭載される車両本体と、(iii)該車両本体に取り付けられると共に前記駆動軸を介して出力される前記駆動力により駆動される車輪とを備えたハイブリッド車両を制御する制御装置であって、前記ハイブリッド車両において想定される複数種類の運転状態に応じて前記動力出力システムに要求される要求駆動力を達成すべく予め設定された、前記圧縮状態を含む前記動力出力システムの動作を規定する複数のパラメータの組合せの複数のうち、実際の運転状態に応じて前記動力出力システムにおける全体効率を極大的に大きくするものを最適組合せとして選択する選択手段と、該選択された最適組合せにおける前記圧縮状態となるように、少なくとも前記圧縮状態可変手段を制御する制御手段とを備え、前記圧縮状態可変手段は、前記圧縮状態として、前記燃焼室内における圧縮比を変更可能であり、前記動力出力システムは、前記モータジェネレータ装置により充電可能であると共に前記モータジェネレータ装置に電源供給可能な蓄電装置を更に含み、前記制御手段は、前記モータジェネレータ装置が前記蓄電装置を回生のために充電する際に、前記圧縮比を小さくするように前記圧縮状態可変手段を制御する。
【００１２】
本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、ハイブリッド型の動力出力システムは、エンジンにおける、圧縮状態を変更可能である圧縮状態可変手段を含む。そして予め、ハイブリッド車両において想定される複数種類の運転状態に応じて動力出力システムに要求される要求駆動力を達成すべく、圧縮状態を含む複数のパラメータの組合せが複数設定されている。このような複数のパラメータの組合せは、予め実験的、経験的、シミュレーション等によって、個々のハイブリッド車両に対して設定可能である。このようなパラメータとしては、例えば燃焼室内の吸気圧縮比（本願明細書では適宜、単に“圧縮比”と呼ぶ）である圧縮状態の他に、エンジン回転数、エンジントルク等がある。その後、ハイブリッド車両の動作時には、選択手段は、このように設定された複数の組合せの中から、例えば、車速、アクセルの踏み込み量等の実際の運転状態に応じて、動力出力システムにおける全体効率を極大的に大きくするものを最適組合せとして選択する。これを受けて、制御手段は、この選択された最適組合せにおける圧縮状態となるように、少なくとも圧縮状態可変手段を制御する。例えば、エンジンにおける燃焼室内の容積及び吸気バルブタイミングの少なくとも一方を制御することで、選択された最適組合せにおける圧縮比となるように、圧縮比可変手段を制御する。この結果、従来の如くエンジン効率を最適化するパラメータ設定によって、システム伝達効率、発電効率等を含むハイブリッド型の動力出力システム或いはハイブリッド車両の全体効率を低めてしまう場合と比較して、本発明によれば全体効率を高めることが可能となる。従来のハイブリッド車両においては、通常は、伝達効率が運転状態によって顕著に違ってくるため、エンジン効率を最適化してしまうと、ハイブリッド車両全体の効率は低くなる場合がある。
【００１３】
そして特に、例えば前述した特開２０００−６４８６６号公報、特開平６−２４１０５８号公報等に開示された圧縮比可変型のエンジンなどの、圧縮状態可変型のエンジンを用いることで、エンジン効率の他にシステム伝達効率、発電効率等を要素とする全体効率を極大的に高める際における、エンジン効率についても比較的高いレベルに維持可能となる。即ち、仮に伝統的な圧縮状態可変型ではないエンジンで、システム伝達効率、発電効率等の他の全体効率の要素を高めるようなパラメータ設定にしてしまうと、エンジン効率が顕著に低下するために全体効率を高めることが実践上困難になったり、更にエンジン効率の低下に伴う排気ガス浄化性能が著しく低下する等の問題がないので、本発明の制御装置は非常に有利である。
【００１４】
尚、本願明細書では、このようにパラレル又はシリアルハイブリッド方式の動力出力システムを構成しており、モータジェネレータを一又は複数含む若しくは、ジェネレータ及びモータを一又は複数ずつ含む重電機全体を、それらの接続配線等を含めて「モータジェネレータ装置」と呼ぶことにする。更に、本願明細書では、いずれの形式のハイブリッド型の場合にも、エンジンの出力をモータジェネレータ装置の駆動力で補うことを「アシストする」といい、この際のモータジェネレータ装置の駆動力及び駆動量を夫々、「アシスト力」及び「アシスト量」と呼ぶ。
加えて本発明では特に、前記圧縮状態可変手段は、前記圧縮状態として、前記燃焼室内における圧縮比を変更可能であり、前記動力出力システムは、前記モータジェネレータ装置により充電可能であると共に前記モータジェネレータ装置に電源供給可能な蓄電装置を更に含み、前記制御手段は、前記モータジェネレータ装置が前記蓄電装置を回生のために充電する際に、前記圧縮比を小さくするように圧縮状態可変手段を制御する。
従って本発明によれば、例えば、圧縮比可変型のエンジンにおいて、軽負荷時に、圧縮比εを上げ、重負荷時に、圧縮比εを下げるようなこと、エンジン効率の最適化が図られ、この結果、全体効率を極大的に大きく出来る。そして回生のために、モータジェネレータ装置が蓄電装置を充電する際に、即ち回生の最中に、制御手段による制御下で、例えばエンジンにおける燃焼室内の容積や、吸気バルブタイミングを制御するなどにより、圧縮状態可変手段は、圧縮比を小さくする。ここで特に、一般にモータジェネレータ装置による回生の最中には、燃料がカットされて、エンジンが連れ回される状態となる。そして、この場合には、エンジンにおけるポンピング動作によるフリクショントルク分だけ、モータジェネレータ装置における回生効率が低下することになる。しかるに本発明では、モータジェネレータの回生の際には、圧縮比を小さくすることで、このようなエンジンにおけるフリクショントルクを低減でき、モータジェネレータ装置における回生効率が向上する。この結果、当該動力出力システム全体或いはハイブリッド車両全体に係る全体効率も向上する。
本発明のハイブリッド車両の制御装置の一態様では、前記複数のパラメータは、前記エンジンのエンジン回転数及びエンジントルクを更に含み、前記制御手段は、前記選択された最適組合せにおける前記エンジン回転数及び前記エンジントルクとなるように、前記エンジンを更に制御する。
この態様によれば、選択手段は、圧縮比εに加えてエンジン回転数Ｎｅ及びエンジントルクＴｅを含むパラメータの組合せのうち、全体効率が極大的に大きくなるものを選択できる。
この態様では、前記制御手段は、エネルギ再循環モードの際に、前記モータジェネレータ装置の回転数が正から負に移ることで前記全体効率が下がる場合に、前記エンジンのスロットルを全開のままで同一駆動力を達成しつつ前記エンジン回転数を上げることで、前記モータジェネレータ装置の回転数を負から正に戻すように、前記エンジン及び前記圧縮状態可変手段を制御するように構成してもよい。
このように構成すれば、制御手段による制御下で、エネルギ再循環モードにおいては、モータジェネレータ装置の回転数が正から負に移ることで全体効率が下がるが、エンジン及び前記圧縮状態可変手段が、モータジェネレータ装置の回転数を負から正に戻すべく、スロットルを全開のままで同一駆動力を達成しつつエンジン回転数を上げる。尚、かかるエネルギ再循環モードでは、同一駆動力を達成しつつエンジン回転数を上げることから、制御手段は、圧縮比を大きくするように圧縮状態可変手段を制御することになる。典型的には例えば、エンジンの運転点を高回転・低トルク側に移す制御が行われる。従って、エンジン効率の低下分を、発電効率や電動効率の上昇分、或いは発電効率や電動効率及び伝達効率の上昇分が上回るようにできるので、全体効率を高められる。このように、動力出力システムの伝達効率を向上しつつ、エンジン効率の悪化代を最低限にし、ハイブリッド車両全体に係るエネルギ効率、即ち全体効率の向上を図ることが可能となる。
或いは本発明に係る他のハイブリッド車両の制御装置は上記課題を解決するために、(i)エンジン、該エンジンの燃焼室内における圧縮状態を変更可能である圧縮状態可変手段、及び前記エンジンの出力の少なくとも一部を用いて発電可能であると共に駆動軸を介して駆動力を出力可能なモータジェネレータ装置を含むハイブリッド型の動力出力システムと、(ii)該動力出力システムが搭載される車両本体と、(iii)該車両本体に取り付けられると共に前記駆動軸を介して出力される前記駆動力により駆動される車輪とを備えたハイブリッド車両を制御する制御装置であって、前記ハイブリッド車両において想定される複数種類の運転状態に応じて前記動力出力システムに要求される要求駆動力を達成すべく予め設定された、前記圧縮状態を含む前記動力出力システムの動作を規定する複数のパラメータの組合せの複数のうち、実際の運転状態に応じて前記動力出力システムにおける全体効率を極大的に大きくするものを最適組合せとして選択する選択手段と、該選択された最適組合せにおける前記圧縮状態となるように、少なくとも前記圧縮状態可変手段を制御する制御手段とを備え、前記圧縮状態可変手段は、前記圧縮状態として、前記燃焼室内における圧縮比を変更可能であり、前記複数のパラメータは、前記エンジンのエンジン回転数及びエンジントルクを更に含み、前記制御手段は、前記選択された最適組合せにおける前記エンジン回転数及び前記エンジントルクとなるように、前記エンジンを更に制御し、前記制御手段は、エネルギ再循環モードの際に、前記モータジェネレータ装置の回転数が正から負に移ることで前記全体効率が下がる場合に、前記エンジンのスロットルを全開のままで同一駆動力を達成しつつ前記エンジン回転数を上げることで、前記モータジェネレータ装置の回転数を負から正に戻すように、前記エンジン及び前記圧縮状態可変手段を制御する。
このように構成された本発明に係る他のハイブリッド車両の制御装置によれば、制御手段による制御下で、エネルギ再循環モードにおいては、モータジェネレータ装置の回転数が正から負に移ることで全体効率が下がるが、エンジン及び前記圧縮状態可変手段が、モータジェネレータ装置の回転数を負から正に戻すべく、スロットルを全開のままで同一駆動力を達成しつつエンジン回転数を上げる。従って、動力出力システムの伝達効率を向上しつつ、エンジン効率の悪化代を最低限にし、ハイブリッド車両全体に係るエネルギ効率、即ち全体効率の向上を図ることが可能となる。
【００１５】
本発明のハイブリッド車両の制御装置の一態様では、前記動力出力システムは、前記エンジンの出力を前記駆動軸及び前記モータジェネレータ装置に選択的に伝達すると共に、前記モータジェネレータ装置の出力を前記駆動軸に選択的に伝達するプラネタリギヤを有する伝達機構を更に含み、前記全体効率は、前記伝達機構におけるシステム伝達効率と前記エンジンにおけるエンジン効率との乗算値で近似される。
【００１６】
この態様によれば、全体効率を、プラネタリギヤを有する伝達機構におけるシステム伝達効率とエンジンにおけるエンジン効率との乗算値で近似し、この近似された全体効率を圧縮常態可変手段の制御により極大的に高めることで、当該動力出力システム或いはハイブリッド車両における真の全体効率を高められる。
【００１７】
或いは本発明のハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記動力出力システムは、前記エンジンの出力を前記モータジェネレータ装置に直結で伝達すると共に、前記モータジェネレータ装置の出力を前記駆動軸に伝達する伝達機構を更に含み、前記全体効率は、前記モータジェネレータ装置における発電効率と前記エンジンにおけるエンジン効率との乗算値で近似される。
【００１８】
この態様によれば、エンジンの出力は、伝達機構によって、モータジェネレータ装置に直結で伝達され、モータジェネレータ装置の出力は、駆動軸に伝達される。この際、モータジェネレータの出力は、例えばＣＶＴ（Continuously Variable Transmission：無段変速機）やディファレンシャルギヤ等を介して伝達されてもよい。このような構成において、全体効率を、モータジェネレータ装置における発電効率とエンジン効率との乗算値で近似し、この近似された全体効率を圧縮常態可変手段の制御により極大的に高めることで、当該動力出力システム或いはハイブリッド車両における真の全体効率を高められる。
【００１９】
或いは本発明のハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記動力出力システムは、前記エンジンの出力をトランスミッション経由で前記モータジェネレータ装置に伝達すると共に、前記モータジェネレータ装置の出力を前記駆動軸に伝達する伝達機構を更に含み、前記複数のパラメータは、前記圧縮状態に加えて、前記トランスミッションにおけるギヤ比及び前記モータジェネレータ装置によるアシスト量を更に含む。
【００２０】
この態様によれば、エンジンの出力は、伝達機構によって、例えばオートマティック、マニュアル等のトランスミッション経由でモータジェネレータ装置に伝達され、更にモータジェネレータ装置の出力は、駆動軸に伝達される。この際、モータジェネレータの出力は、例えばディファレンシャルギヤ等を介して伝達されてもよい。このような構成において、複数のパラメータとして圧縮状態に加えて、トランスミッションにおけるギヤ比及びモータジェネレータ装置によるアシスト量を含む複数のパラメータの組合せの複数のうちから、選択手段により、実際の運転状態に応じて全体効率を極大的に大きくするものを最適組合せとして選択する。これにより、当該動力出力システム或いはハイブリッド車両における全体効率を高められる。
【００２１】
この態様では、前記選択手段は、前記圧縮状態として、(i)前記所定のハイギヤ比とされた前記トランスミッションを介して出力される、前記モータジェネレータ装置によるアシスト力が加算された前記エンジンの出力で、一の要求駆動力を達成する一の圧縮状態と、(ii)前記ハイギヤ比とされた前記トランスミッションを介して出力される、前記モータジェネレータ装置によるアシスト力が加算されていない前記エンジンの出力で、前記一の要求駆動力を達成する他の圧縮状態とのうち、前記全体効率をより高める方の圧縮状態を含む前記組合せを選択するように構成してもよい。
【００２２】
このように構成すれば、ハイブリッド型の動力出力システムにおけるジェネレータ装置によるエンジンのアシストの有無によって、同一要求駆動力を達成する、例えば圧縮比等の圧縮状態は２通り存在するが、これらのうち全体効率をより高くする方の圧縮状態を含む組合せが選択される。よって、当該動力出力システム或いはハイブリッド車両における全体効率を向上できる。
【００２７】
このエンジン回転数Ｎｅ及びエンジントルクＴｅに係る態様では更に、前記選択手段は、当該ハイブリッド車両における車速及びアクセルの踏み込み量より、前記要求駆動力を算出し、該算出された要求駆動力のうち前記エンジンに割り当てられる要求エンジン出力に対し前記圧縮比を変えたときのエンジン効率を算出し、前記要求エンジン出力に対し前記圧縮比を変えたときの前記エンジン回転数及び前記エンジントルクを算出し、各圧縮比における前記動力出力システム内におけるシステム伝達効率を算出し、前記算出されたエンジン効率及び前記算出されたシステム伝達効率の乗算値で前記全体効率を近似し、該近似された全体効率を極大的に大きくする前記圧縮比を選択するように構成してもよい。
【００２８】
このように構成すれば、車速及びアクセルの踏み込み量より、要求駆動力を算出する。該算出された要求駆動力のうち要求エンジン出力（要求エンジントルク）Ｐｅに対し圧縮比εを変えたときのエンジン効率を算出する。要求エンジン出力Ｐｅに対し圧縮比εを変えたときのエンジン回転数Ｎｅ及びエンジントルクＴｅを算出する。各圧縮比における動力出力システム内におけるシステム伝達効率を算出する。そして、算出されたエンジン効率及び算出されたシステム伝達効率の乗算値で全体効率を近似するので、当該動力出力システム或いはハイブリッド車両における全体効率を向上できる。
【００３１】
本発明のハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記エンジンにおける燃焼室内の容積及び吸気バルブタイミングの少なくとも一方を制御することで前記圧縮状態を制御する。
【００３２】
この態様によれば、比較的容易且つ精度良く、例えば圧縮比等の圧縮状態を制御可能となる。エンジンにおける燃焼室内の容積は、例えば上死点の位置や下死点の位置をずらすことで、圧縮状態或いは圧縮比を変更できる。また、吸気バルブタイミングをピストン移動に対して遅らせたり早めたりすることで、圧縮状態或いは圧縮比を変更できる。
【００３３】
ここでは例えば、特開２０００−６４８６６号公報に開示されているように、エンジンのコンロッドと偏心ベアリングとの間の摩擦を増大させるための油圧の供給を、クランクシャフトとの回転に伴う偏心ベアリングとクランクピンとの相対回転位置の変化により制御することで、圧縮比を変更してもよい。或いは、特開平６−２４１０５８号公報に開示されているように、このような油圧供給路に制御弁を別途設けて、油圧の供給を制御することで、圧縮比を変更してもよい。
【００３４】
尚、本発明に係るハイブリッド型の動力出力システムにおける「モータジェネレータ装置」としては、複数のモータジェネレータを含み、該複数のモータジェネレータのうち少なくとも一つは、エンジンの出力の少なくとも一部を用いて発電して蓄電装置を充電し、複数のモータジェネレータのうち少なくとも一つは、蓄電装置により電源供給されて駆動力を出力する型式のものであってもよい。例えば、エンジンは、モータジェネレータ装置によるアシストを受けつつ駆動軸に対して駆動力を出力可能に構成される。或いは、エンジンは、専らモータジェネレータ装置の充電を行うように構成される。即ち、パラレルハイブリッド方式であってもシリアルハイブリッド方式であっても、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、有効に機能する。また、本発明に係る「蓄電装置」としては、例えばバッテリ、大容量コンデンサ等がある。
【００３５】
本発明のハイブリッド車両は上記課題を解決するために、上述した本発明のハイブリッド車両の制御装置（但し、その各種態様を含む）、並びに前記動力出力システム、前記車両本体及び前記車輪を備える。
【００３６】
本発明のハイブリッド車両によれば、上述した本発明のハイブリッド車両の制御装置を備えるので、全体効率が高く、燃費性能に優れると共に排気ガス浄化性能にも優れる。
【００３７】
本発明のハイブリッド車両の制御方法は上記課題を解決するために、(i)エンジン、該エンジンの燃焼室内における圧縮状態を変更可能である圧縮状態可変手段、及び前記エンジンの出力の少なくとも一部を用いて発電可能であると共に駆動軸を介して駆動力を出力可能なモータジェネレータ装置を含むハイブリッド型の動力出力システムと、(ii)該動力出力システムが搭載される車両本体と、(iii)該車両本体に取り付けられると共に前記駆動軸を介して出力される前記駆動力により駆動される車輪とを備えたハイブリッド車両を制御する制御方法であって、前記ハイブリッド車両において想定される複数種類の運転状態に応じて前記動力出力システムに要求される要求駆動力を達成すべく予め設定された、前記圧縮状態を含む前記動力出力システムの動作を規定する複数のパラメータの組合せの複数のうち、実際の運転状態に応じて前記動力出力システムにおける全体効率を極大的に大きくするものを最適組合せとして選択する選択工程と、該選択された最適組合せにおける前記圧縮状態となるように、少なくとも前記圧縮状態可変手段を制御する制御工程とを備え、前記圧縮状態可変手段は、前記圧縮状態として、前記燃焼室内における圧縮比を変更可能であり、前記動力出力システムは、前記モータジェネレータ装置により充電可能であると共に前記モータジェネレータ装置に電源供給可能な蓄電装置を更に含み、前記制御工程は、前記モータジェネレータ装置が前記蓄電装置を回生のために充電する際に、前記圧縮比を小さくするように前記圧縮状態可変手段を制御する。
【００３８】
本発明のハイブリッド車両の制御方法によれば、上述した本発明のハイブリッド車両の制御装置の場合と同様に、ハイブリッド車両における全体効率を高められる。
【００３９】
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の形態から明らかにされよう。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置を、パラレルハイブリッド方式のハイブリッド車両に適用したものであり、更に、本発明に係るハイブリッド車両の制御方法は、当該ハイブリッド車両において実行されるものである。
【００４１】
（ハイブリッド車両の基本構成及び動作）
先ず、本実施形態のハイブリッド車両の構成について図１を用いて説明する。ここに図１は、本実施形態のハイブリッド車両における動力系統のブロック図である。
【００４２】
図１において、本実施形態のハイブリッド車両の動力系統は、エンジン１５０、モータジェネレータ装置の一例を構成するモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２、これらのモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２を夫々駆動する駆動回路１９１及び１９２、これらの駆動回路１９１及び１９２を制御する制御ユニット１９０、並びにエンジン１５０を制御するＥＦＩＥＣＵ（Electrical Fuel Injection Engine Control Unit）１７０を備えて構成されている。
【００４３】
本実施形態では特に、エンジン１５０は、その燃焼室内における圧縮比を変更可能に構成された圧縮比可変型のガソリンエンジンである。この圧縮比の変更動作に付いては後に詳述する。
【００４４】
エンジン１５０は、クランクシャフト１５６を回転させる。エンジン１５０の運転は、ＥＦＩＥＣＵ１７０により制御されている。ＥＦＩＥＣＵ１７０は、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するワンチップ・マイクロコンピュータであり、ＣＰＵがＲＯＭに記録されたプログラムに従い、エンジン１５０の燃料噴射量や回転速度その他の制御を実行する。図示を省略したが、これらの制御を可能とするために、ＥＦＩＥＣＵ１７０にはエンジン１５０の運転状態を示す種々のセンサが接続されている。
【００４５】
モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータ１３２及び１４２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１３３及び１４３とを備える。ステータ１３３及び１４３は、ケース１１９に固定されている。モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２のステータ１３３及び１４３に巻回された三相コイルは、夫々駆動回路１９１及び１９２を介してバッテリ１９４に接続されている。
【００４６】
駆動回路１９１及び１９２は、各相ごとにスイッチング素子としてのトランジスタを２つ１組で備えたトランジスタインバータである。駆動回路１９１及び１９２は夫々、制御ユニット１９０に接続されている。制御ユニット１９０からの制御信号によって駆動回路１９１及び１９２のトランジスタがスイッチングされると、バッテリ１９４とモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２との間に電流が流れる。
【００４７】
モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は夫々、バッテリ１９４からの電力の供給を受けて回転駆動するモータ（電動機）として動作することもできる（以下適宜、この運転状態を“力行”と呼ぶ）。或いは、ロータ１３２及び１４２が外力により回転している場合には三相コイルの両端に起電力を生じさせるジェネレータ（発電機）として機能してバッテリ１９４を充電することもできる（以下適宜、この運転状態を“回生”と呼ぶ）。
【００４８】
エンジン１５０とモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２とは夫々、プラネタリギヤ１２０を介して機械的に結合されている。プラネタリギヤ１２０は、遊星歯車とも呼ばれ、以下に示す夫々のギヤに結合された３つの回転軸を有している。プラネタリギヤ１２０を構成するギヤは、中心で回転するサンギヤ１２１、サンギヤの周辺を自転しながら公転するプラネタリピニオンギヤ１２３、及びその外周で回転するリングギヤ１２２である。プラネタリピニオンギヤ１２３はプラネタリキャリア１２４に軸支されている。本実施形態のハイブリッド車両では、エンジン１５０のクランクシャフト１５６はダンパ１３０を介してプラネタリキャリア軸１２７に結合されている。ダンパ１３０はクランクシャフト１５６に生じる捻り振動を吸収するために設けられている。モータジェネレータＭＧ１のロータ１３２は、サンギヤ軸１２５に結合されている。モータジェネレータＭＧ２のロータ１４２は、リングギヤ軸１２６に結合されている。リングギヤ１２２の回転は、チェーンベルト１２９を介して駆動軸１１２、更に車輪１１６Ｒ及び１１６Ｌに伝達される。
【００４９】
次に以上の如く構成された本実施形態のハイブリッド車両の動力系統における動作について説明する。
【００５０】
先ず、プラネタリギヤ１２０の動作について図２及び図３を参照して説明する。
【００５１】
プラネタリギヤ１２０は、上述した３つの回転軸のうち、２つの回転軸の回転数及びトルク（以下適宜、両者をまとめて“回転状態”と呼ぶ）が決定されると残余の回転軸の回転状態が決まるという性質を有している。各回転軸の回転状態の関係は、機構学上周知の計算式によって求めることができるが、共線図と呼ばれる図により幾何学的に求めることもできる。
【００５２】
図２に共線図の一例を示す。縦軸が各回転軸の回転数を示している。横軸は、各ギヤのギヤ比を距離的な関係で示している。サンギヤ軸１２５（図中のＳ）とリングギヤ軸１２６（図中のＲ）を両端にとり、位置Ｓと位置Ｒの間を１：ρに内分する位置Ｃをプラネタリキャリア軸１２７の位置とする。ρはリングギヤ１２２の歯数に対するサンギヤ１２１の歯数の比である。こうして定義された位置Ｓ、Ｃ及びＲに、夫々のギヤの回転軸の回転数Ｎｓ、Ｎｃ及びＮｒをプロットする。プラネタリギヤ１２０は、このようにプロットされた３点が必ず一直線に並ぶという性質を有している。この直線を動作共線と呼ぶ。動作共線は２点が決まれば一義的に決まる。従って、動作共線を用いることにより、３つの回転軸のうち２つの回転軸の回転数から残余の回転軸の回転数を求めることができる。
【００５３】
また、プラネタリギヤ１２０では、各回転軸のトルクを動作共線に働く力に置き換えて示したとき、動作共線が剛体として釣り合いが保たれるという性質を有している。具体例として、プラネタリキャリア軸１２７に作用するトルクをＴｅとする。このとき、図２に示す通り、トルクＴｅに相当する大きさの力を位置Ｃで動作共線に鉛直下から上に作用させる。作用させる方向はトルクＴｅの方向に応じて定まる。また、リングギヤ軸１２６から出力されるトルクＴｒを位置Ｒにおいて動作共線に、鉛直上から下に作用させる。図中のＴｅｓ，Ｔｅｒは剛体に作用する力の分配法則に基づいてトルクＴｅを等価な２つの力に分配したものである。「Ｔｅｓ＝ρ／（１＋ρ）×Ｔｅ」「Ｔｅｒ＝１／（１＋ρ）×Ｔｅ」なる関係がある。以上の力が作用した状態で、動作共線図が剛体として釣り合いがとれているという条件を考慮すれば、サンギヤ軸１２５に作用すべきトルクＴｍ１と、リングギヤ軸に作用すべきトルクＴｍ２とを求めることができる。トルクＴｍ１はトルクＴｅｓに等しくなり、トルクＴｍ２はトルクＴｒとトルクＴｅｒとの差分に等しくなる。
【００５４】
プラネタリキャリア軸１２７に結合されたエンジン１５０が回転をしているとき、動作共線に関する上述の条件を満足する条件下で、サンギヤ１２１およびリングギヤ１２２は様々な回転状態で回転することができる。サンギヤ１２１が回転しているときは、その回転動力を利用してモータジェネレータＭＧ１により発電することが可能である。リングギヤ１２２が回転しているときは、エンジン１５０から出力された動力を駆動軸１１２に伝達することが可能である。図１に示した構成を有するハイブリッド車両では、エンジン１５０から出力された動力を駆動軸に機械的に伝達される動力と、電力として回生される動力に分配し、さらに回生された電力を用いてモータジェネレータＭＧ２を力行して動力のアシストを行なうことによって所望の動力を出力しながら走行することができる。こうした動作状態は、ハイブリッド車両の通常走行時に取り得る状態である。なお、全開加速時等の高負荷時には、バッテリ１９４からもモータジェネレータＭＧ２に電力が供給され、駆動軸１１２に伝達する動力を増大している。
【００５５】
また、上述のハイブリッド車両では、モータジェネレータＭＧ１またはＭＧ２の動力を駆動軸１１２から出力することができるため、これらのモータにより出力される動力のみを用いて走行することもできる。従って、車両が走行中であっても、エンジン１５０は停止していたり、いわゆるアイドル運転していたりすることがある。この動作状態は、発進時或いは低速走行時に取り得る状態である。
【００５６】
更に、本実施形態のハイブリッド車両では、エンジン１５０から出力された動力を２経路に分配するのではなく、駆動軸１１２側だけに伝達させることもできる。これは、高速定常走行時に取り得る動作状態であり、モータジェネレータＭＧ２は高速走行による慣性によって連れ回された状態となり、モータジェネレータＭＧ２によるアシストなしにエンジン１５０から出力された動力のみの走行となる。
【００５７】
図３は、この高速定常走行時の共線図を示している。図２に示す共線図ではサンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓは正であったが、エンジン１５０の回転数Ｎｅとリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとによって、図３に示す共線図のように負となる。このときには、モータジェネレータＭＧ１では、回転の方向とトルクの作用する方向とが同じになるから、モータジェネレータＭＧ１は電動機として動作し、トルクＴｍ１と回転数Ｎｓとの積で表わされる電気エネルギを消費する（逆転力行の状態）。一方、モータジェネレータＭＧ２では、回転の方向とトルクの作用する方向とが逆になるから、モータジェネレータＭＧ２は発電機として動作し、トルクＴｍ２と回転数Ｎｒとの積で表わされる電気エネルギをリングギヤ軸１２６から回生することになる。
【００５８】
このように、本実施形態のハイブリッド車両は、プラネタリギヤ１２０の作用に基づいて種々の運転状態で走行することができる。
【００５９】
続いて、制御ユニット１９０による制御動作について再び図１を参照して説明する。
【００６０】
図１において、本実施形態の動力出力システムの運転全体は、制御ユニット１９０により制御されている。制御ユニット１９０は、ＥＦＩＥＣＵ１７０と同様、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するワンチップ・マイクロコンピュータである。制御ユニット１９０はＥＦＩＥＣＵ１７０と接続されており、両者は種々の情報を伝達し合うことが可能である。制御ユニット１９０は、エンジン１５０の制御に必要となるトルク指令値や回転数の指令値などの情報をＥＦＩＥＣＵ１７０に送信することにより、エンジン１５０の運転を間接的に制御可能に構成されている。制御ユニット１９０はこうして、動力出力システム全体の運転を制御しているのである。かかる制御を実現するために制御ユニット１９０には、種々のセンサ、例えば、駆動軸１１２の回転数を知るためのセンサ１４４などが設けられている。リングギヤ軸１２６と駆動軸１１２とは機械的に結合されているため、本実施形態では、駆動軸１１２の回転数を知るためのセンサ１４４をリングギヤ軸１２６に設け、モータジェネレータＭＧ２の回転を制御するためのセンサと共通にしている。
【００６１】
（ハイブリッド車両の動力系統における電気回路）
次に図４を参照して、本実施形態のハイブリッド車両の動力系統に備えられる電気回路について更に詳細に説明する。即ちここでは、図１に示した制御ユニット１９０、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２、駆動回路１９１及び１９２、並びにバッテリ１９４の詳細について述べる。
【００６２】
図４に示すように、バッテリ１９４に対して、インバータコンデンサ１９６と、モータジェネレータＭＧ１に接続される駆動回路１９１と、モータジェネレータＭＧ２に接続される駆動回路１９２とが夫々並列に接続されている。
【００６３】
バッテリ１９４は、詳細には、電池モジュール部１９４ａと、ＳＭＲ（システムメインリレー）１９４ｂと、電圧検出回路１９４ｃと、電流センサ１９４ｄ等を備える。ＳＭＲ１９４ｂは、制御ユニット１９０からの指令により高電圧回路の電源の接続・遮断を行なうもので、電池モジュール部１９４ａの＋−両極に配置された２個のリレーＲ１及びＲ２から構成される。バッテリ１９４に２個のリレーＲ１及びＲ２を設けたのは、電源の接続時には、まずリレーＲ２をオンし、続いてリレーＲ１をオンし、電源の遮断時には、まずリレーＲ１をオフし、続いてリレーＲ２をオフすることにより、確実な作動を行なうことを可能とするためである。電圧検出回路１９４ｃは、電池モジュール部１９４ａの総電圧値を検出する。電流センサ１９４ｄは、電池モジュール部１９４ａからの出力電流値を検出する。電圧検出回路１９４ｃ及び電流センサ１９４ｄの出力信号は、制御ユニット１９０に送信される。
【００６４】
駆動回路１９１及び１９２は、バッテリの高電圧直流電流とモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２用の交流電流の変換を行なう電力変換装置であり、詳細には、６個のパワートランジスタで構成される３相ブリッジ回路１９１ａ及び１９２ａを夫々備えており、この３相ブリッジ回路１９１ａ及び１９２ａにより直流電流と３相交流電流との変換を行なっている。
【００６５】
駆動回路１９１及び１９２には、電圧検出回路１９１ｂ及び１９２ｂが夫々設けられている。電圧検出回路１９１ｂ及び１９２ｂは、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２の逆起電圧を夫々検出する。３相ブリッジ回路１９１ａ及び１９２ａの各パワートランジスタの駆動は、制御ユニット１９０により制御されると共に、駆動回路１９１及び１９２から制御ユニット１９０に対し、電圧検出回路１９１ｂ及び１９２ｂにて検出された電圧値や、３相ブリッジ回路１９１ａ及び１９２ａとモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２との間に設けられた図示しない電流センサにて検出された電流値など電流制御に必要な情報を送信している。
【００６６】
（直噴式ガソリンエンジン）
次に図５を参照して、本実施形態のハイブリッド車両に備えられる直噴式エンジンについて更に詳細に説明する。即ちここでは、図１に示すエンジン１５０の詳細に付いて述べる。
【００６７】
図５に示すように、エンジン１５０は、燃料室内に燃料を直接噴射する、いわゆる直噴式ガソリンエンジンである。エンジン１５０は、ＥＦＩＥＣＵ１７０により制御される。エンジン１５０は、シリンダブロック５１４を備えている。シリンダブロック５１４の内部には、シリンダ５１６が形成されている。なお、エンジン１５０は、複数のシリンダを備えているが、説明の便宜上、図５には複数のシリンダのうち１つのシリンダ５１６を示している。
【００６８】
シリンダ５１６の内部にはピストン５１８が配設されている。ピストン５１８は、シリンダ５１６の内部を、図５における上下方向に摺動することができる。シリンダ５１６の内部において、ピストン５１８の上方には燃焼室５２０が形成されている。燃焼室５２０には、燃料噴射弁５２２の噴射口が露出している。エンジン１５０の運転中、燃料噴射弁５２２には燃料ポンプ５２４から燃料が圧送される。燃料噴射弁５２２及び燃料ポンプ５２４は、ＥＦＩＥＣＵ１７０に接続されている。燃料ポンプ５２４は、ＥＦＩＥＣＵ１７０から供給される制御信号に応じて燃料噴射弁５２２側へ燃料を圧送する。また、燃料噴射弁５２２は、ＥＦＩＥＣＵ１７０から供給される制御信号に応じて燃焼室５２０内へ燃料を噴射する。
【００６９】
また、燃焼室５２０には、点火プラグ５２６の先端が露出している。点火プラグ５２６は、ＥＦＩＥＣＵ１７０から点火信号を供給されることにより、燃焼室５２０内の燃料に点火する。燃焼室５２０には、排気弁５２８を介して排気管５３０が連通している。燃焼室５２０には、また、吸気弁５３２を介して吸気マニホールド５３４の各枝管が連通している。吸気マニホールド５３４は、その上流側においてサージタンク５３６に連通している。サージタンク５３６の更に上流側には吸気管５３８が連通している。
【００７０】
吸気管５３８には、スロットル弁５４０が配設されている。スロットル弁５４０は、スロットルモータ５４２に連結されている。そして、スロットルモータ５４２は、ＥＦＩＥＣＵ１７０に接続されている。スロットルモータ５４２は、ＥＦＩＥＣＵ１７０から供給される制御信号に応じてスロットル弁５４０の開度を変化させる。スロットル弁５４０の近傍には、スロットル開度センサ５４４が配設されている。スロットル開度センサ５４４は、スロットル弁５４０の開度（以下適宜、スロットル開度ＳＣと称す）に応じた電気信号をＥＦＩＥＣＵ１７０に向けて出力する。ＥＦＩＥＣＵ１７０は、スロットル開度センサ５４４の出力信号に基づいてスロットル開度ＳＣを検出する。
【００７１】
ＥＦＩＥＣＵ１７０には、また、イグニッションスイッチ５７６（以下、ＩＧスイッチ５７６と称す）が接続されている。ＥＦＩＥＣＵ１７０は、ＩＧスイッチ５７６の出力信号に基づき、ＩＧスイッチ５７６のオン／オフ状態を検出する。ＩＧスイッチ５７６がオン状態からオフ状態とされると、燃料噴射弁５２２による燃料噴射、点火プラグ５２６による燃料の点火、及び、フューエルポンプ５２４による燃料の圧送が停止され、エンジン１５０の運転が停止される。
【００７２】
アクセルペダル５７８の近傍には、アクセル開度センサ５８０が配設されている。アクセル開度センサ５８０は、アクセルペダル５７８の踏み込み量（以下適宜、アクセル開度ＡＣと称す）に応じた電気信号をＥＦＩＥＣＵ１７０に向けて出力する。ＥＦＩＥＣＵ１７０は、アクセル開度センサの出力信号に基づいてアクセル開度ＡＣを検出する。
【００７３】
本実施形態では、吸気管５３８には、ターボ過給装置５３９が設けられており、例えば排気管５３０側に設けられたタービンに連動するタービンにより、吸気管５３８内に圧縮空気をターボ過給するように構成されている。また、ターボ過給装置５３９の回転軸は、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２とは異なる専用のモータジェネレータによって駆動され、その回転数増大によってターボ過給による過給圧が高められるように構成されている。即ち、「ターボアシスト」が実行可能に構成されている。尚、係る専用のモータジェネレータは、排気管５３０側におけるエンジン１５０の排気エネルギーを発電により回生可能に構成されている。更に、ターボ過給装置５３９は、ＥＦＩＥＣＵ１７０による制御を受けて、特定タイミングで筒内圧力を可変に高めるように構成してもよい。
【００７４】
本実施形態では、排気管５３０には、三元触媒装置５３１が設けられており、これにより排気ガス浄化性能が高められている。尚、三元触媒装置５３１は、一定温度以上の高温でないと、その浄化性能が顕著に低下する。そこで、三元触媒装置５３１には、温度センサ５３１Ｔが取り付けられており、その触媒温度ＴＣＡが検出され、触媒温度情報としてＥＦＩＥＣＵ１７０に入力される。或いは、このような触媒温度ＴＣＡは、エンジン１５０におけるエンジン回転数等の他の検出情報に基づいて間接的に推定してもよい。このように検出又は推定された触媒温度ＴＣＡは、当該触媒温度ＴＣＡが一定温度以下に低下しないようにエンジン制御するのに用いられる。
【００７５】
以上説明した本実施形態に係るエンジン１５０では、次に説明する“可変圧縮比装置”を備えており、ＥＦＩＥＣＵ１７０等による制御下で、燃焼室５２０内における圧縮比を変更可能に構成されている。
【００７６】
（圧縮比を変更させるための可変圧縮比装置）
次に、本発明に係る圧縮状態可変手段の一例としての、エンジンの燃焼室内における圧縮比を変更可能に構成された可変圧縮比装置について図６から図１３を参照して説明する。ここでは、例えば上述した直噴式ガソリンエンジンを、圧縮比可変型のエンジンとして機能させるべく、エンジンに設けられる可変圧縮比装置について説明する。尚、このような可変圧縮比装置の更なる詳細については、特開２０００−６４８６６号項に詳しい。
【００７７】
図６は、本実施形態で用いることが可能な可変圧縮比装置の実施形態の部分断面側面図、図７は、図６の一部分を拡大した拡大図、図８〜図１４はコンロッドとクランクピンと偏心ベアリングとの相対回転位置関係を経時的に示した軸方向部分断面図である。
【００７８】
図６〜図１４において、可変圧縮比装置は、コンロッド１の大端部２、クランクシャフト１１、クランクピン１２、クランクアーム１３及びクランクジャーナル１４を含む。可変圧縮比装置は、内燃機関の圧縮比を変更するためにコンロッドの大端部２とクランクピン１２との間に挿入された偏心ベアリング２１、偏心ベアリング２１に設けられたフランジ２２、及び偏心ベアリング２１の内周に形成されたロックピン係合穴２３を備える。可変圧縮装置には、偏心ベアリング２１とコンロッドの大端部２との間を潤滑するためにクランクシャフト油圧供給路３１と連通可能な潤滑用油圧供給路２４、オイルポンプ（図示せず）からクランクピン１２の外周まで延びているクランクシャフト油圧供給路３１、偏心ベアリング２１の内周に形成された周方向に延びている周溝状油圧供給路３２、偏心ベアリング２１の内周に形成されておりかつ周溝状油圧供給路３２から軸方向に延びている軸方向油圧供給路３３が形成されている。可変圧縮比装置は更に、クランクピン１２と偏心ベアリング２１とを固定するためにロックピン係合穴２３と係合可能なロックピン４１、圧縮比を高圧縮に固定すべくロックピン４１をロックピン係合穴２３の側に付勢するためのロックピンスプリング４２、圧縮比が高圧縮である時にロックピン係合穴２３内に係合する高圧縮用係合端４３、及び圧縮比が低圧縮である時にロックピン係合穴２３内に係合する低圧縮用係合端４４を備えて構成されている。また、圧縮比を低圧縮に固定すべくロックピン４１をロックピン係合穴２３の側に付勢するために油圧を供給するロックピン用油圧供給路４５が形成されている。
【００７９】
図８に示すように、圧縮比が高圧縮に固定されている時、ロックピン４１には、ロックピン用油圧供給路４５を介して油圧が供給されておらず、そのため、ロックピン係合穴２３にはロックピン４１の高圧縮用係合端が係合しており、クランクピン１２と偏心ベアリング２１とは、相対回転位置が変化しないように固定されている。また、クランクシャフト油圧供給路３１は、潤滑用油圧供給路２４を介して、コンロッド１と偏心ベアリング２１との間に連通しており、コンロッド１と偏心ベアリング２１との間が潤滑される。クランクシャフトの回転中、クランクピン１２と偏心ベアリング２１とは摺動せず、偏心ベアリング２１とコンロッド１とが摺動する。
【００８０】
圧縮比が高圧縮から低圧縮に変更される時、まず、図９に示すように、ロックピン用油圧供給路４５を介してロックピン４１に油圧が供給され、クランクピン１２と偏心ベアリング２１との固定が解除される。それゆえ、偏心ベアリング２１及びコンロッド１だけでなく、クランクピン１２及び偏心ベアリング２１も、クランクシャフトの回転に伴って摺動可能となる。
【００８１】
図１０に示すように、クランクシャフトが回転すると、クランクピン１２と偏心ベアリング２１とが摺動し、クランクピン１２と偏心ベアリング２１との相対回転位置が変化する。その結果、クランクシャフト油圧供給路３１は、潤滑用油圧供給路２４と連通されなくなり、代わりに周溝状油圧供給路３２と連通される。図７に詳細に示すように、周溝状油圧供給路３２は、軸方向油圧供給路３３を介してフランジ２２の右側（図７）端面まで連通している。そのため、油圧供給路３１、３２及び３３を介して供給された油圧は、偏心ベアリング２１を左側（図７）に、つまり、フランジ２２をコンロッド１の軸方向端面に押圧する。その結果、コンロッド１と偏心ベアリング２１との間の摩擦が増大される。一方、周溝状油圧供給路３２は、周方向に延びてクランクピン１２と偏心ベアリング２１との間に形成されているため、クランクピン１２と偏心ベアリング２１との間は潤滑される。それゆえ、図１１及び図１２に示すように、クランクシャフトの回転中、コンロッド１と偏心ベアリング２１との間に大きな摩擦が発生している状態で、クランクピン１２は偏心ベアリング２１に対して回転する。
【００８２】
偏心ベアリング２１とクランクピン１２との相対回転位置が図１２に示した状態になると、上述したように、ロックピン４１にはロックピン用油圧供給路４５を介して油圧が供給されているため、図１３に示すように、ロックピン４１の低圧縮用係合端４４がロックピン係合穴２３と係合する。その結果、クランクピン１２と偏心ベアリング２１とは、相対回転位置が変化しないように固定され、圧縮比が低圧縮に固定される。また、図８に示した状態と同様に、クランクシャフト油圧供給路３１は、潤滑用油圧供給路２４を介して、コンロッド１と偏心ベアリング２１との間に連通しており、コンロッド１と偏心ベアリング２１との間が潤滑される。図１３及び図１４に示すように、圧縮比が固定されている時、クランクシャフトの回転中、クランクピン１２と偏心ベアリング２１とは摺動せず、偏心ベアリング２１とコンロッド１とが摺動する。
【００８３】
上述したように本実施形態によれば、コンロッド１と偏心ベアリング２１との間の摩擦を増大させるために油圧を供給する油圧供給路３１、３２及び３３が、クランクシャフトの回転に伴う偏心ベアリング２１とクランクピン１２との相対回転位置の変化により連通制御される。このため、本実施形態によれば、係る連通制御のために特別の制御弁を有しない。
【００８４】
但し、例えば特開平６−２４１０５８号公報に開示されている如き、このような連通制御用の制御弁を備えた可変圧縮装置を用いて、以下に説明する本実施形態に係る圧縮比可変型のエンジンを構築することも可能である。
【００８５】
（エンジンにおける圧縮比の最適化方法）
次に、上述したパラレルハイブリッド方式のハイブリッド車両に備えられた圧縮比可変型のエンジンにおける、圧縮比の最適化方法について、図１５から図１７を参照して説明する。ここに、図１５は、圧縮比を変更したときの、エンジンＷＯＴ（ワイドオープンスロットル：全負荷）線が変化する様子を概略的に示した特性図である。図１６は、当該最適化方法を示すフローチャートであり、図１７は、その主要工程における圧縮比の変化に対する各種効率が変化する様子を図式的に示す概念図である。
【００８６】
先ず図１５に示すように、エンジン回転数Ｎｅを横軸にとり且つエンジントルクＴｅを縦軸にとった特性図（以下適宜、単に“特性図”と呼ぶ）上に示されるエンジンＷＯＴ線は、図中“↑ε小”の矢印のように圧縮比ε（即ち、エンジンの燃焼室内の吸気圧縮比）を小さくする程に、同一のエンジン回転数Ｎｅで得られるエンジントルクＴｅは大きくなる。即ち、同一エンジンであれば、圧縮比εを小さくした方が、大きなエンジントルクＴｅが得られるようになる。
【００８７】
一般にハイブリッド車両の通常走行時には、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジントルクのＴｅの組合せ条件或いは特性図上の“運転点（運転ポイント）”を、このようなＷＯＴ線上に設定すれば、エンジン効率は良くなる。そして、特性図上で適当な範囲内であれば、圧縮比εを小さくしてもエンジン燃費は殆ど変化しない。但し、パラレルハイブリッド方式の動力出力システムでは、エンジンＷＯＴ線上で、圧縮比εを高くすると、ノッキングが発生しやすくなるので、燃費を向上させるためには、吸気バルブタイミングを使って空気量を、ある程度絞ることが望ましい。この際、空気量を絞ると、エンジントルクＴｅは減少するので、“全負荷”となる運転点ばかりでなく、エンジン回転数Ｎｅが低い運転条件では、軽負荷となる運転点も選定するとよいことになる。
【００８８】
ここで特に、本願発明者の研究によれば、パラレルハイブリッド方式のハイブリッド車両では、高車速で定常走行するエネルギ再循環モードにおいては特に、仮に、特性図上で上述の如くエンジン効率のよい運転点を選定しても、モータジェネレータ装置における発電効率や電動効率、プラネタリギヤ等を含む駆動力の伝達機構における伝達効率等を含めた動力出力システムの全体或いはハイブリッド車両の全体に係る全体効率（システム効率）は、悪くなることが確認されている。加えて、定常走行においては一般に、要求エンジントルクは、本来少ないので、エンジン効率を高める運転点を選定することは、全体効率を高めることから大きく外れる可能性もある。
【００８９】
因みに、伝統的なマニュアルやオートマティックのトランスミッションを有する車両の場合には、車速の高低等の運転状態の変化によっては、エンジントルクが変速ギヤを介して車軸へ伝わる伝達効率は殆ど変わらない。
【００９０】
これに対して、ハイブリッド車両、特にプラネタリギヤを備えたパラレルハイブリッド方式のものでは、車速の高低、アクセルの踏み込み量等の運転状態の変化によって、伝達効率が大きく変わる。より具体的には、前述したプラネタリギヤを用いたハイブリッド型の動力出力システムの場合には、モータジェネレータは、運転状態の変化に対応するエンジン回転数Ｎｅの変化に応じて、“力行”状態になったり“回生”状態になったりする。このため、例えば、同じような運転状態に対して、発電可能であるのに、車軸にエンジントルクＴｅを伝えるためにモータジェネレータでエネルギを消費してしまったり、過剰・不要な駆動力を回生で抑える動作とアシスト動作とが、モータジェネレータの回転数変化の状況によっては、二つのモータジェネレータ（例えば、ＭＧ１、ＭＧ２）間で同じに行われたりして、伝達効率が大きく変わる。
【００９１】
ここで本実施形態の理論によれば、例えば、モータジェネレータ（ＭＧ１等）の回転数が正から負に移ることで全体効率が顕著に下がる場合には、同一駆動力を達成しつつエンジン回転数Ｎｅを上げることによって、即ち、エンジン効率を多少低下させつつモータジェネレータ（ＭＧ１等）の回転数を負から正に戻すことによって、エンジン効率の低下分を、発電効率やシステムの伝達効率の上昇分が上回るようにする。この結果、全体効率を高められるのである。
【００９２】
他方で、本願発明者の研究によれば、一般的なエンジンでこのようにエンジン効率を低めつつ全体効率を高めることは、特性図上でエンジン効率が高い運転点から顕著に外れた運転点で動作させるとエンジン効率の低下が著しいが故に、技術的に困難である。
【００９３】
これらの考察の結果、本実施形態では、上述した圧縮比可変型のエンジンを用いる。しかも、運転点を規定するパラメータ（以下適宜、単に“運転点パラメータ”という）として、“圧縮比ε”を、基本となる運転点パラメータである“エンジン回転数Ｎｅ”及び“エンジントルクＴｅ”に加えて、これら複数の運転点パラメータの組合せとして、全体効率を高めるのに最適なものを選択することとする。更に、これらの選択された運転点パラメータに従って、実際のエンジン動作及びモータジェネレータ動作を行うように制御する。
【００９４】
図１６において先ず、エンジンの圧縮比を最適化するための“エンジン圧縮比最適化ロジック”が、例えば割り込み処理により定期的に或いは不定期に繰り返し開始される（ステップＳ１０）。すると、車速センサで検出される車速とアクセル開度ＡＣとに基づいて、当該エンジン１５０並びにモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２に対し車両走行のために駆動軸（或いはリングギヤ軸）において要求されている要求エンジンパワーＰｅが算出される（ステップＳ１１）。
【００９５】
続いて、同一要求エンジンパワーＰｅに対して、圧縮比εを変えたときの、エンジン効率を算出する（ステップＳ１２）。
【００９６】
ここでは例えば、図１７の上段左側に示した、当該ハイブリッド車両に固有のマップとしてＷＯＴ（全負荷）を前提として作成した、要求エンジンパワーＰｅと圧縮比εとにより規定されるエンジン効率を示すマップ９０１から算出する。これにより例えば図１７の上段右側に示したグラフ９０２に示した如き、圧縮比εの関数であるエンジン効率が算出される。このようなマップ９０１は、予め個々のエンジンについて、要求エンジンパワーＰｅに対するＷＯＴ前提で圧縮比を変えた場合の燃費率或いは燃費率変化をマップ化することで容易に作成可能である。そして、マップ９０１を一旦作成しておけば、これは、同一種類のエンジンである限り有効である。その後、実際のハイブリッド車両の動作中に、要求エンジンパワーＰｅが決まったときに、この予め作成されて、例えばＥＦＩＥＣＵ１７０の内蔵メモリに保持されたマップ９０１を参照することによって、横軸が圧縮比εで、縦軸がエンジン効率であるグラフ９０２を、比較的迅速且つ簡単に作成できる。
【００９７】
再び図１６に戻り、続いて、要求エンジンパワーＰｅから、圧縮比を変えたときのエンジン回転数Ｎｅ及びエンジントルクＴｅを算出する（ステップＳ１３）。これと並行して或いは相前後して、各圧縮比εにおける、当該動力出力システムにおけるエンジン効率を除いた伝達効率、発電効率、電動効率等を総合したＨＶシステム効率を算出する（ステップＳ１３）。ここでのエンジン回転数Ｎｅ及びエンジントルクＴｅは、予め想定される各種の車速、アクセルの踏み込み量等の運転状態について夫々、同一要求アクセルパワーＰｅに対して圧縮比εを変えたときに、どのエンジン回転数Ｎｅ及びどのエンジントルクＰｅになるかを予めマップ化しておき、これを参照することで算出できる。このような予め作成されたマップは、例えばＥＦＩＥＣＵ１７０の内蔵メモリに保持しておけばよい。他方、ここでのＨＶシステム効率は、例えば、モータジェネレータ装置、バッテリー、プラネタリギヤを含む伝達機構等の効率マップから算出する。このような効率マップについても、当該ハイブリッド車両に固有のマップとして予め作成しておき、例えばＥＦＩＥＣＵ１７０の内蔵メモリに保持しておけばよい。以上の結果、図１７の中段に示した如き、横軸が圧縮比εで、縦軸がＨＶエンジン効率であるグラフ９０３を、比較的迅速且つ簡単に作成できる。
【００９８】
再び図１６に戻り、続いて、ステップＳ１２で算出した圧縮比εの関数であるエンジン効率（図１７の上段のグラフ９０２）と、ステップＳ１３で算出した圧縮比εの関数であるＨＶシステム効率（図１７の中段のグラフ９０３）とを合計する。より具体的には、ここでは、各圧縮比εにおけるエンジン効率とシステム効率との乗算値（掛算結果）を算出し、これを全体効率の近似値として採用する。これにより例えば図１７の下段に示したグラフ９０４に示した如き、圧縮比εの関数である全体効率が算出される。
【００９９】
グラフ９０２に示したエンジン効率は、燃料噴射・燃料量に対して、エンジン・クランク軸上でどれだけパワーを出すか、或いはどれだけエネルギが得られるかを示す効率である。他方、ＨＶシステム効率は、エンジンのクランク軸上で出してるパワーが、どれだけ車軸に伝わるかを示す効率である。従って、燃料噴射・燃料量に対して、どれだけ車軸上でパワーを出すかを示す全体効率を、これらの乗算値として、比較的高精度で近似できるのである。そして、このようにして求めた全体効率を極大的に大きする即ち全体効率を最適化する圧縮比εを選択する。具体的には、グラフ９０４における全体効率の極大値に対応する圧縮比εを選択する（ステップＳ１４）。
【０１００】
その後、当該割り込み処理による圧縮比最適化ロジックを終了する。
【０１０１】
このように、制御ユニット１９０及びＥＦＩＥＣＵ１７０による制御下で、現在の車速、アクセルの踏み込み量等の運転状態に応じて、運転点パラメータの組合せとしての圧縮比ε、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジントルクＴｅが設定され、これらの運転点パラメータを示す情報等が、制御ユニット１９０から、ＥＦＩＥＣＵ１７０に対して送信され、ＥＦＩＥＣＵ１７０によってエンジン１５０及び可変圧縮比装置（図６から図１４参照）の制御が行われ、エンジン１５０においては、その燃料噴射量或いはスロットルの開度等の動作状態が制御される。これと並行して、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２においては、図２及び図３に示した如き共線図或いは所謂比例積分制御（ＰＩ制御）によって、それらの回転数が制御される。より具体的には、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２の制御は例えば、設定されたエンジン回転数Ｎｅ及びエンジントルクＴｅに応じて各モータの三相コイルに印加する電圧が設定され、現時点での印加電圧との偏差に応じて、駆動回路１９１及び１９２のトランジスタのスイッチングが行われる。
【０１０２】
以上により、複数の運転点パラメータとして圧縮比ε、並びにエンジン回転数Ｎｅ及びエンジントルクＴｅの組合せからのうち、全体効率を最適化する組合せが、ハイブリッド車両の動作中にリアルタイムで選択されたことになる。そして、このように選択された圧縮比ε、並びにエンジン回転数Ｎｅ及びエンジントルクＴｅをに従って、エンジン１５０及びモータジェネレータ装置を動作させるので、エンジン効率自体については極大化されていないものの、全体効率が極大化された状態で、或いは極大化された状態に近い状態で、動作させられる。従来の技術によれば、図１７の上段に示したグラフ９０２に示した如き、エンジン効率のみを考慮して、エンジン効率を極大化するような選択や制御を行うが故に、図１７の下段に示したグラフ９０４に示した如き全体効率を極大化することはできない。更に、図１７のグラフ９０２〜９０４から分かるように、圧縮比εの変化に対して、各効率は、敏感に変化するため、エンジン効率にのみ着目した制御では、全体効率が顕著に低下する事態を招く場合も多くなるのである。
【０１０３】
以上説明したように本実施形態の最適化方法によれば、ハイブリッド車両の全体効率を高めることができる。
【０１０４】
（変形形態）
上述した実施形態の如き構成の場合、ハイブリッド車両は、減速時に、ＭＧ２により回生するが、エンジン１５０のピストン、シリンダ等の機構部における負のフリクショントルク（負の摩擦トルク）によって、回生エネルギが多少減っている。特に圧縮比εが高くなると、エンジン１５０における連れ回し時のポンピング部のフリクショントルクが大きくなり、このうち燃焼室内における空気を圧縮する際の抵抗が無視し得ない程に大きくなる。これに対して、理想的には、回生時だけ、エンジンの燃焼室内における圧縮比ε＝０とできれば、圧縮工程でも、フリクショントルクは、概ね機械分だけにできる筈である。
【０１０５】
そこで、本変形形態では、車両の減速エネルギーを、モータジェネレータで回生する回生時には、圧縮比εを小さくして、エンジンフリクション（ポンピングフリクション）を低減する。より具体的には、制御ユニット１９０及びＥＦＩＥＣＵ１７０による制御下で、車速センサ、加速度センサ等によって減速状態が検出された場合、或いはモータジェネレータが回生状態になることが検出された場合には、圧縮比εを小さくするように、エンジン１５０及び可変圧縮比装置（図６から図１４参照）の制御が行われ、エンジン１５０においては、その燃料噴射量或いはスロットルの開度等の動作状態が制御される。
【０１０６】
以上の結果、本変形形態によれば、モータジェネレータ装置の回生の最中に、圧縮比εを小さくするので、エンジン１５０におけるポンピング動作によるフリクショントルクを低減でき、モータジェネレータ装置における回生効率を向上させられる。この結果、当該動力出力システム全体或いはハイブリッド車両全体に係る全体効率を一層向上させることが可能となる。
【０１０７】
加えて、より好ましくは、このような回生時に、エンジン１５０に対する燃料をカットする、即ち燃料噴射或いは燃料供給を一時的に停止するとよい。また、圧縮比εを小さくするためにエンジン１５０の吸気弁や排気弁を一時的に開放状態に固定してもよい。これらにより、回生時には、エンジン１５０は単純に連れ回される状態とされるので、一層の燃費向上を図れる。
【０１０８】
（その他の変形形態）
本発明を適用するハイブリッド車両の構成としては、図１に示した構成の他、種々の構成が可能である。
【０１０９】
上述の実施形態では、図１に示したようにモータジェネレータＭＧ２がリングギヤ軸１２６に結合されているが、モータジェネレータＭＧ２が、エンジン１５０のクランクシャフト１５６に直結したプラネタリキャリア軸１２７に結合された構成をとることもできる。或いは、図１では、エンジン１５０から出力された動力の一部を駆動軸１１２に伝達するための動力調整装置としてプラネタリギヤ１２０等を用いた機械分配型動力調整装置を用いていたのに対し、動力調整装置として、対ロータ電動機等を用いた電気分配型動力調整装置を用いることも可能である。例えば、プラネタリギヤ１２０およびモータジェネレータＭＧ１に代えて、クラッチモータＣＭを備えて構成してもよい。
【０１１０】
例えば、図１８及び図１９を参照して次に説明するような、パラレルハイブリッド方式の一具体例においても、上述した本実施形態と類似の、エンジン圧縮比の最適化方法が可能であり、これにより同様或いは類似の技術的効果が得られる。ここに図１８は、一具体例における動力出力システムの概略構成を示すブロック図であり、図１９は、圧縮比の最適化の様子を示す特性図である。
【０１１１】
図１８に示すように、本具体例では、エンジン１５０の出力は、直結でモータジェネレータＭＧ２０１に伝達され、更にその出力はＣＶＴ（Constantly Valuable Transmission）２０２及びデファレンシャルギヤ（ＤＦギヤ）２０３を介して車軸に出力される。このような構成の場合、図１９に示したように、特性図上におけるエンジンの使用域、即ち運転点の選定場所に応じて、同一の要求発電量（即ち、“等Ｐｅ線”）に対して、モータジェネレータＭＧ２０１における発電トルクが異なる。これは、エンジン１５０に直結されたモータジェネレータＭＧ２０１の場合には、モータジェネレータの回転数は、常にエンジン回転数に等しいからである。このように本具体例では、エンジンの使用域により、モータジェネレータＭＧ２０１の発電効率が異なるので、エンジン効率とモータジェネレータの発電効率との乗算値で、全体効率を近似して、これを極大化する圧縮比εを選択すれば、上述の実施形態と同様に、全体効率を高めることが可能となる。
【０１１２】
また例えば、図２０から図２２を参照して次に説明するような、シリアルハイブリッド方式の他の具体例においても、上述した本実施形態と類似の、エンジン圧縮比の最適化方法が可能であり、これにより同様或いは類似の技術的効果が得られる。ここに図２０は、他の具体例における動力出力システムの概略構成を示すブロック図であり、図２１は、圧縮比の最適化の様子を示す、車軸（プロペラシャフト）上の回転数Ｎｐ及び車軸上のトルクＴｐの関係を示す一の特性図であり、図２２は、圧縮比の最適化の様子を示す他の特性図である。
【０１１３】
図２０に示すように、本具体例では、エンジン１５０の出力は、マニュアル、オートマティック等のトランスミッション（Ｔ／Ｍ）３０１を介して、モータジェネレータ３０２に伝達される。更にその出力はデファレンシャルギヤ（ＤＦギヤ）３０３を介して車軸に出力される。図２１及び図２２の特性図には夫々、トランスミッション３０１がローギヤである場合のペラ軸（プロペラシャフト或いは車軸）上のエンジンＷＯＴ線（“ＥｎｇＷＯＴ線”）と、トランスミッション３０１がハイギヤである場合のペラ軸上のエンジンＷＯＴ線とが、示されている。
【０１１４】
本具体例では、例えば図２１に示すように、トランスミッション３０１がハイギヤとされた際のエンジン１５０のＷＯＴ線上のエンジントルクよりも大きい要求駆動力（図２１中、“要求ペラ軸パワー”で示した運転点に対応する駆動力）が、要求される場合、トランスミッション３０１をシフトダウン（ローギヤにチェンジ）する変わりに、モータジェネレータ３０２によるアシストを行い且つこのアシストを行うことを前提に全体効率を極大化する圧縮比ε１を選択する。ここでは現在選択中の圧縮比εをε１に低下させる。これにより、要求駆動力を出力することで、燃費向上が可能となる。或いは本具体例では、例えば図２２に示すように、トランスミッション３０１がハイギヤとされた際のエンジン１５０のＷＯＴ線上のエンジントルクよりも大きい要求駆動力が要求される場合、トランスミッション３０１をシフトダウンする変わりに、モータジェネレータ３０２によるアシストを行うことなく且つこのアシストを行わないことを前提に全体効率を極大化する圧縮比ε２を選択する。ここでは現在選択中の圧縮比εをε２に低下させる。これにより、要求駆動力を出力することで、燃費向上が可能となる。仮に、モータジェネレータ３０２を有しない伝統的なエンジンシステムであれば、この場合には、トランスミッションをシフトダウンせざるを得ないので、燃費が低下する。これに対して、図２０から図２２に示した本具体例では、トランスミッション３０１のシフトダウンというエネルギ損失の大きい動作を行わないことで、燃費向上を図れる。加えて、同一の要求駆動力に対して、常に図２１に示した圧縮比ε１を選択してもよいし、図２２に示した圧縮比ε２を選択してもよく、更に、これら二つの圧縮比ε１及び圧縮比ε２のうち、全体効率がより高くなる方を選択してもよい。
【０１１５】
このように本具体例では、運転点パラメータとして、圧縮比ε加えて、モータジェネレータ３０２のアシスト量及びトランスミッション３０１におけるギヤ比を用いて、これらの組合せとして、全体効率を極大化する最適組合せを選択することになり、上述の実施形態と同様に全体効率を高めることが可能となる。
【０１１６】
上述の実施形態では、モータジェネレータ装置が同期電動機からなるモータジェネレータを複数備えてなるが、その少なくとも一部に代えて又は加えて、誘導電動機、バーニアモータ、直流電動機、超伝導モータ、ステップモータ等を用いることも可能である。
【０１１７】
上述の実施形態では、エンジン１５０としてガソリンにより運転される直噴型のガソリンエンジンを用いていたが、その他に、伝統的なポート噴射型のガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、タービンエンジン、ジェットエンジン等の各種の内燃あるいは外燃機関を用いることができる。
【０１１８】
但し、いずれのエンジンの場合にも、前述した可変圧縮比装置と同様の又は異なる圧縮比可変手段が設けられる。
【０１１９】
加えて、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、既存の若しくは現在開発中又は今後開発される各種パラレルハイブリッド方式や各種シリアルハイブリッド方式の車両にも適用してもよい。
【０１２０】
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なうハイブリッド車両の制御装置及び方法並びにそのような制御装置を備えたハイブリッド車両もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【０１２１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ハイブリッド車両において、エンジンに係るエンジン効率のみならず、モータジェネレータ装置に係る発電効率、電動効率、更に、伝達機構における伝達効率等を含めた動力出力システム全体或いはハイブリッド車両全体にかかる全体効率を高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のハイブリッド車両における動力系統のブロック図である。
【図２】本実施形態に係るハイブリッド車両の基本的動作を説明するための共線図である。
【図３】本実施形態に係るハイブリッド車両が高速定常走行している場合の共線図である。
【図４】本実施形態に係るハイブリッド車両のバッテリ及びモータ駆動回路の構成を示す。
【図５】本実施形態に係るエンジンの構造の概略構成図である。
【図６】本実施形態に用いることが可能な可変圧縮比装置の部分断面側面図である。
【図７】図６の一部分を拡大した拡大図である。
【図８】図６に示した可変圧縮比装置に係る、コンロッドとクランクピンと偏心ベアリングとの相対回転位置関係を経時的に示した軸方向部分断面図（その１）である。
【図９】図６に示した可変圧縮比装置に係る、コンロッドとクランクピンと偏心ベアリングとの相対回転位置関係を経時的に示した軸方向部分断面図（その２）である。
【図１０】図６に示した可変圧縮比装置に係る、コンロッドとクランクピンと偏心ベアリングとの相対回転位置関係を経時的に示した軸方向部分断面図（その３）である。
【図１１】図６に示した可変圧縮比装置に係る、コンロッドとクランクピンと偏心ベアリングとの相対回転位置関係を経時的に示した軸方向部分断面図（その４）である。
【図１２】図６に示した可変圧縮比装置に係る、コンロッドとクランクピンと偏心ベアリングとの相対回転位置関係を経時的に示した軸方向部分断面図（その５）である。
【図１３】図６に示した可変圧縮比装置に係る、コンロッドとクランクピンと偏心ベアリングとの相対回転位置関係を経時的に示した軸方向部分断面図（その６）である。
【図１４】図６に示した可変圧縮比装置に係る、コンロッドとクランクピンと偏心ベアリングとの相対回転位置関係を経時的に示した軸方向部分断面図（その７）である。
【図１５】本実施形態のエンジン圧縮比の最適化方法において、圧縮比を変更したときの、エンジンＷＯＴ線が変化する様子を概略的に示した特性図である。
【図１６】本実施形態のエンジン圧縮比の最適化方法を示すフローチャートである。
【図１７】本実施形態のエンジン圧縮比の最適化方法における、主要工程における圧縮比の変化に対する各種効率が変化する様子を図式的に示す概念図である。
【図１８】本実施形態の一変形形態として、パラレルハイブリッド方式の一具体例における動力出力システムの概略構成を示すブロック図である。
【図１９】図１８に示した具体例における圧縮比の最適化の様子を示す特性図である。
【図２０】本実施形態の一変形形態として、シリアルハイブリッド方式の他の具体例における動力出力システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２１】図２０に示した具体例における圧縮比の最適化の様子を示す、車軸上の回転数Ｎｐ及び車軸上のトルクＴｐの関係を示す一の特性図である。
【図２２】図２０に示した具体例における圧縮比の最適化の様子を示す、車軸上の回転数Ｎｐ及び車軸上のトルクＴｐの関係を示す他の特性図である。
【符号の説明】
１２０プラネタリギヤ
１５０エンジン
１７０ＥＦＩＥＣＵ
１９０制御ユニット（ＥＣＵ）
１９４バッテリ
ＭＧ１、ＭＧ２モータジェネレータ
５７８アクセルペダル
５８０アクセル開度センサ

Claims

(i)エンジン、該エンジンの燃焼室内における圧縮状態を変更可能である圧縮状態可変手段、及び前記エンジンの出力の少なくとも一部を用いて発電可能であると共に駆動軸を介して駆動力を出力可能なモータジェネレータ装置を含むハイブリッド型の動力出力システムと、(ii)該動力出力システムが搭載される車両本体と、(iii)該車両本体に取り付けられると共に前記駆動軸を介して出力される前記駆動力により駆動される車輪とを備えたハイブリッド車両を制御する制御装置であって、
前記ハイブリッド車両において想定される複数種類の運転状態に応じて前記動力出力システムに要求される要求駆動力を達成すべく予め設定された、前記圧縮状態を含む前記動力出力システムの動作を規定する複数のパラメータの組合せの複数のうち、実際の運転状態に応じて前記動力出力システムにおける全体効率を極大的に大きくするものを最適組合せとして選択する選択手段と、
該選択された最適組合せにおける前記圧縮状態となるように、少なくとも前記圧縮状態可変手段を制御する制御手段と
を備え、
前記圧縮状態可変手段は、前記圧縮状態として、前記燃焼室内における圧縮比を変更可能であり、
前記動力出力システムは、前記モータジェネレータ装置により充電可能であると共に前記モータジェネレータ装置に電源供給可能な蓄電装置を更に含み、
前記制御手段は、前記モータジェネレータ装置が前記蓄電装置を回生のために充電する際に、前記圧縮比を小さくするように前記圧縮状態可変手段を制御する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
前記複数のパラメータは、前記エンジンのエンジン回転数及びエンジントルクを更に含み、
前記制御手段は、前記選択された最適組合せにおける前記エンジン回転数及び前記エンジントルクとなるように、前記エンジンを更に制御す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。
前記制御手段は、エネルギ再循環モードの際に、前記モータジェネレータ装置の回転数が正から負に移ることで前記全体効率が下がる場合に、前記エンジンのスロットルを全開のままで同一駆動力を達成しつつ前記エンジン回転数を上げることで、前記モータジェネレータ装置の回転数を負から正に戻すように、前記エンジン及び前記圧縮状態可変手段を制御することを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
(i)エンジン、該エンジンの燃焼室内における圧縮状態を変更可能である圧縮状態可変手段、及び前記エンジンの出力の少なくとも一部を用いて発電可能であると共に駆動軸を介して駆動力を出力可能なモータジェネレータ装置を含むハイブリッド型の動力出力システムと、(ii)該動力出力システムが搭載される車両本体と、(iii)該車両本体に取り付けられると共に前記駆動軸を介して出力される前記駆動力により駆動される車輪とを備えたハイブリッド車両を制御する制御装置であって、
前記ハイブリッド車両において想定される複数種類の運転状態に応じて前記動力出力システムに要求される要求駆動力を達成すべく予め設定された、前記圧縮状態を含む前記動力出力システムの動作を規定する複数のパラメータの組合せの複数のうち、実際の運転状態に応じて前記動力出力システムにおける全体効率を極大的に大きくするものを最適組合せとして選択する選択手段と、
該選択された最適組合せにおける前記圧縮状態となるように、少なくとも前記圧縮状態可変手段を制御する制御手段と
を備え、
前記圧縮状態可変手段は、前記圧縮状態として、前記燃焼室内における圧縮比を変更可能であり、
前記複数のパラメータは、前記エンジンのエンジン回転数及びエンジントルクを更に含み、
前記制御手段は、前記選択された最適組合せにおける前記エンジン回転数及び前記エンジントルクとなるように、前記エンジンを更に制御し、
前記制御手段は、エネルギ再循環モードの際に、前記モータジェネレータ装置の回転数が正から負に移ることで前記全体効率が下がる場合に、前記エンジンのスロットルを全開のままで同一駆動力を達成しつつ前記エンジン回転数を上げることで、前記モータジェネレータ装置の回転数を負から正に戻すように、前記エンジン及び前記圧縮状態可変手段を制御する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
前記動力出力システムは、前記エンジンの出力を前記駆動軸及び前記モータジェネレータ装置に選択的に伝達すると共に、前記モータジェネレータ装置の出力を前記駆動軸に選択的に伝達するプラネタリギヤを有する伝達機構を更に含み、
前記全体効率は、前記伝達機構におけるシステム伝達効率と前記エンジンにおけるエンジン効率との乗算値で近似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ハイブリッド車両の制御装置。
前記動力出力システムは、前記エンジンの出力を前記モータジェネレータ装置に直結で伝達すると共に、前記モータジェネレータ装置の出力を前記駆動軸に伝達する伝達機構を更に含み、
前記全体効率は、前記モータジェネレータ装置における発電効率と前記エンジンにおけるエンジン効率との乗算値で近似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ハイブリッド車両の制御装置。
前記動力出力システムは、前記エンジンの出力をトランスミッション経由で前記モータジェネレータ装置に伝達すると共に、前記モータジェネレータ装置の出力を前記駆動軸に伝達する伝達機構を更に含み、
前記複数のパラメータは、前記圧縮状態に加えて、前記トランスミッションにおけるギヤ比及び前記モータジェネレータ装置によるアシスト量を更に含む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ハイブリッド車両の制御装置。
請求項１から７のいずれか一項に記載の制御装置、並びに前記動力出力システム、前記車両本体及び前記車輪を備えたことを特徴とするハイブリッド車両。
(i)エンジン、該エンジンの燃焼室内における圧縮状態を変更可能である圧縮状態可変手段、及び前記エンジンの出力の少なくとも一部を用いて発電可能であると共に駆動軸を介して駆動力を出力可能なモータジェネレータ装置を含むハイブリッド型の動力出力システムと、(ii)該動力出力システムが搭載される車両本体と、(iii)該車両本体に取り付けられると共に前記駆動軸を介して出力される前記駆動力により駆動される車輪とを備えたハイブリッド車両を制御する制御方法であって、
前記ハイブリッド車両において想定される複数種類の運転状態に応じて前記動力出力システムに要求される要求駆動力を達成すべく予め設定された、前記圧縮状態を含む前記動力出力システムの動作を規定する複数のパラメータの組合せの複数のうち、実際の運転状態に応じて前記動力出力システムにおける全体効率を極大的に大きくするものを最適組合せとして選択する選択工程と、
該選択された最適組合せにおける前記圧縮状態となるように、少なくとも前記圧縮状態可変手段を制御する制御工程と
を備え、
前記圧縮状態可変手段は、前記圧縮状態として、前記燃焼室内における圧縮比を変更可能であり、
前記動力出力システムは、前記モータジェネレータ装置により充電可能であると共に前記モータジェネレータ装置に電源供給可能な蓄電装置を更に含み、
前記制御工程は、前記モータジェネレータ装置が前記蓄電装置を回生のために充電する際に、前記圧縮比を小さくするように前記圧縮状態可変手段を制御する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。