JP2008120350A

JP2008120350A - 車両の制御装置、制御方法およびその方法をコンピュータで実現されるプログラムならびにそのプログラムを記録した記録媒体

Info

Publication number: JP2008120350A
Application number: JP2006309457A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshiro Kamioka; 清城上岡
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2006-11-15
Publication date: 2008-05-29

Abstract

【課題】内燃機関のアイドル制御中の車両の減速時に、車両に振動が発生することを抑制する。
【解決手段】エンジンＥＣＵは、ＩＳＣ実行制御実行条件が成立すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、学習値を読み出すステップ（Ｓ１０２）と、補正値を算出するステップ（Ｓ１０４）と、フィードバック補正値を算出するステップ（Ｓ１０６）と、ＩＳＣ制御量を決定するステップ（Ｓ１０８）と、電子スロットルバルブを制御するステップ（Ｓ１１０）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図７

Description

本発明は、ハイブリッド車両に搭載された内燃機関のアイドル制御に関し、特に車両の減速時におけるアイドル制御に関連した制御量の補正に関する。

近年、環境問題対策の１つとして、モータからの駆動力により走行するハイブリッド車が注目されている。このようなハイブリッド車両として、たとえば、特開２００６−８３７３４号公報（特許文献１）は、ハイブリッド車両において、ＨＣ低減のための補助アイテム等を付加することなく、バッテリクリア後の冷間始動時のＨＣ排出量を低減するハイブリッド車両用エンジンの学習制御装置を開示する。この学習制御装置は、エンジンとモータとが駆動源として搭載されたハイブリッド車両においてエンジンの学習制御を行なう。学習制御装置は、エンジンの制御量を学習する学習手段と、制御手段と、エンジンの制御装置への給電が停止されたか否かを検出する検出手段とを備える。制御手段は、エンジンの制御装置への給電停止があった後、エンジンの冷却水の水温に関係なく、エンジンの暖機運転要求を行なって、学習手段による制御量の学習を実行するように構成されている。

この学習制御装置によると、バッテリ復帰後の運転時には、必ず現在の運転状態を反映した正確な学習値を得ることができる。これにより冷間始動時のＨＣの排出量を低減することが可能になる。
特開２００６−８３７３４号公報

しかしながら、エンジンのアイドル制御中に車両が減速する場合、エンジンと車輪軸とが連結された構成である場合には、減速による車輪軸の回転数の低下によりエンジン回転数が引き下げられるという問題がある。

エンジン回転数が引き下げられると、エンジン回転数の成分とエンジンから駆動輪までの駆動系の共振周波数とが重なって、車両に振動が発生する場合がある。車両の振動の発生により運転者は不快感を感じることとなる。

上述した公報に開示された学習制御装置においては、減速時のエンジン回転数の引き下げに起因する車両の振動について何ら考慮されていないため、上述した問題を解決することができない。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、内燃機関のアイドル制御中の車両の減速時に、車両に振動が発生することを抑制する車両の制御装置、制御方法およびその制御方法をコンピュータで実現されるプログラムならびにそのプログラムが記録された記録媒体を提供することである。

第１の発明に係る車両の制御装置は、内燃機関および回転電機を駆動源とする車両の制御装置である。車両は、内燃機関の出力軸に連結され、内燃機関の動力に基づいて発電する第１の回転電機と、内燃機関の動力を車両の車輪軸に伝達する動力分割機構とを含む。動力分割機構は、入力された内燃機関の動力を、車輪軸への駆動力または第１の回転電機への動力に分割する。動力分割機構と車輪軸との間には、車輪軸に駆動力を付与する第２の回転電機が設けられる。この制御装置は、車両の速度に関連した物理量を検出するための速度検出手段と、内燃機関のアイドル制御についての予め定められた実行条件が成立するか否かを判定するための判定手段と、予め定められた実行条件が成立することが判定されると、車両の減速の度合いに応じて、アイドル制御に関連する制御量を補正するための補正手段と、補正された制御量を用いてアイドル制御を実行するための制御手段とを含む。第８の発明に係る車両の制御方法は、第１の発明に係る車両の制御装置と同様の構成を有する。

第１または８の発明によると、補正手段は、予め定められた実行条件が成立することが判定されると、検出された物理量（たとえば、車輪の回転数）に基づく車両の減速の度合いに応じてアイドル制御に関連する制御量（たとえば、スロットルバルブ開度の制御量またはアイドル制御時における内燃機関の目標回転数）を補正する。たとえば、減速の度合いが大きくなるほど、スロットルバルブ開度の制御量または内燃機関の目標回転数を増加するように補正すると、内燃機関の回転数が減速時でない通常のアイドル制御時の回転数よりも高くなる。回転数の上昇により内燃機関の出力が上昇する。そのため、車両の減速時に内燃機関の回転数の低下が抑制され、また、内燃機関の回転数が引き下げられたとしても、内燃機関の回転数の振動成分が駆動系の共振周波数と略同じ周波数になるまで低下することを抑制できる。すなわち、車両に振動が発生することを抑制できる。したがって、内燃機関のアイドル制御中の車両の減速時に、車両に振動が発生することを抑制する車両の制御装置および制御方法を提供することができる。

第２の発明に係る車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、補正手段は、内燃機関の回転数の低下が抑制されるように制御量を補正するための手段を含む。第９の発明に係る車両の制御方法は、第２の発明に係る車両の制御装置と同様の構成を有する。

第２または９の発明によると、たとえば、減速度の度合いが大きくなるほど、アイドル制御に関連する制御量（たとえば、スロットルバルブ開度の制御量またはアイドル制御時における内燃機関の目標回転数）が内燃機関の回転数の低下が抑制されるように補正すると、車両の減速時に内燃機関の回転数の低下が抑制され、また、内燃機関の回転数が引き下げられたとしても、内燃機関の回転数の振動成分が駆動系の共振周波数と略同じになるまで低下することを抑制できる。すなわち、車両に振動が発生することを抑制できる。

第３の発明に係る車両の制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、内燃機関には、内燃機関に吸入される空気量を変化させるバルブが設けられる。補正手段は、車両の減速の度合いが大きいほど、バルブ開度が増加するように制御量を補正するための手段を含む。第１０の発明に係る車両の制御方法は、第３の発明に係る車両の制御装置と同様の構成を有する。

第３または１０の発明によると、補正手段は、車両の減速の度合いが大きいほど、バルブ開度（たとえば、スロットルバルブ）が増加するように制御量を補正する。これにより、車両の減速時に内燃機関の回転数の低下が抑制され、また、内燃機関の回転数が引き下げられたとしても、内燃機関の回転数の振動成分が駆動系の共振周波数と略同じになるまで低下することを抑制できる。すなわち、車両に振動が発生することを抑制できる。

第４の発明に係る車両の制御装置においては、第３の発明の構成に加えてバルブは、スロットルバルブである。第１１の発明に係る車両の制御方法は、第４の発明に係る車両の制御装置と同様の構成を有する。

第４または１１の発明によると、スロットルバルブの開度が増加するように制御量を補正することにより、内燃機関の出力を上昇させて、減速時の車輪軸の回転数の低下による内燃機関の回転数の低下を抑制することができる。

第５の発明に係る車両の制御装置においては、第３の発明の構成に加えて、バルブは、アイドルスピードコントロールバルブである。第１２の発明に係る車両の制御方法は、第５の発明に係る車両の制御装置と同様の構成を有する。

第５または１２の発明によると、アイドルスピードコントロールバルブの開度が増加するように制御量を補正することにより、内燃機関の出力を上昇させて、減速時の車輪軸の回転数の低下による内燃機関の回転数の低下を抑制することができる。

第６の発明に係る車両の制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、補正手段は、車両の減速の度合いが大きいほど、アイドル制御時の内燃機関の目標回転数を増加するように補正するための手段を含む。第１３の発明に係る車両の制御方法は、第６の発明に係る車両の制御装置と同様の構成を有する。

第６または１３の発明によると、補正手段は、車両の減速の度合いが大きいほど、アイドル制御時の内燃機関の目標回転数が増加するように補正する。これにより、車両の減速時に内燃機関の回転数の低下が抑制され、また、内燃機関の回転数が引き下げられたとしても、内燃機関の回転数の振動成分が駆動系の共振周波数と略同じになるまで低下することを抑制できる。すなわち、車両に振動が発生することを抑制できる。

第７の発明に係る車両の制御装置においては、第１〜６のいずれかの発明の構成に加えて、補正手段は、車両の減速度に基づいて、制御量を補正するための手段を含む。第１４の発明に係る車両の制御方法は、第７の発明に係る車両の制御装置と同様の構成を有する。

第７または１４の発明によると、車両の減速度を検出することにより、減速の度合いを検出することができる。

第１５の発明に係るプログラムは、第８〜１４のいずれかの発明に係る車両の制御方法をコンピュータで実現されるプログラムであって、第１６の発明に係る記録媒体は、第８〜１４のいずれかの発明に係る車両の制御方法をコンピュータで実現されるプログラムを記録した媒体である。

第１５または第１６の発明によると、コンピュータ（汎用でも専用でもよい）を用いて、第８〜１４のいずれかの発明に係る車両の制御方法を実現することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置が適用されるハイブリッド車両の制御ブロック図を説明する。

ハイブリッド車両は、駆動源としての、たとえばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関（以下、単にエンジンという）１２０と、回転電機であるモータジェネレータ（ＭＧ）１４０を含む。なお、図１においては、説明の便宜上、モータジェネレータ１４０を、モータ１４０Ａとジェネレータ１４０Ｂ（あるいはモータジェネレータ１４０Ｂ）と表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、モータ１４０Ａがジェネレータとして機能したり、ジェネレータ１４０Ｂがモータとして機能したりする。

エンジン１２０の吸気通路１２２には、吸入空気のほこりを捕捉するエアクリーナ１２２Ａ、エアクリーナ１２２Ａを通ってエンジン１２０に吸入される空気量を検知するエアフローメータ１２２Ｂ、エンジン１２０に吸入される空気量を調整するためのバルブである電子スロットルバルブ１２２Ｃが設けられている。電子スロットルバルブ１２２Ｃにはスロットルポジションセンサが設けられている。エンジンＥＣＵ２８０には、エアフローメータ１２２Ｂにより検知された吸入空気量や、スロットルポジションセンサにより検知された電子スロットルバルブ１２２Ｃの開度等が入力される。

また、エンジン１２０の排気通路１２４には、三元触媒コンバータ１２４Ｂと、三元触媒コンバータ１２４Ｂに導入される排気における空燃比（Ａ／Ｆ）を検知する空燃比センサ１２４Ａと、三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度を検知する触媒温度センサ１２４Ｃと、消音器１２４Ｄとが設けられている。エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）２８０には、空燃比センサ１２４Ａにより検知された三元触媒コンバータ１２４Ｂに導入される排気の空燃比や、触媒温度センサ１２４Ｃにより検知された三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度等が入力される。

なお、空燃比センサ１２４Ａは、エンジン１２０で燃焼された混合気の空燃比に比例した出力電圧を発生する全域空燃比センサ（リニア空燃比センサ）である。なお、空燃比センサ１２４Ａとしては、エンジン１２０で燃焼された混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチであるかリーンであるかをオン−オフ的に検出するＯ２センサを用いてもよい。

また、エンジンＥＣＵ２８０には、エンジン１２０の冷却水の温度を検知する水温検知センサ３６０からエンジン冷却水温を示す信号が入力される。エンジン１２０の出力軸には、クランクポジションセンサ３８０が設けられており、エンジンＥＣＵ２８０には、クランクポジションセンサ３８０から出力軸の回転数を示す信号が入力される。

ハイブリッド車両には、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０で発生した動力を駆動輪１６０に伝達したり、駆動輪１６０の駆動をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０に伝達する減速機１８０と、エンジン１２０の発生する動力を駆動輪１６０とジェネレータ１４０Ｂとの２経路に分配する動力分割機構（たとえば、遊星歯車機構）２００と、モータジェネレータ１４０を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ２２０と、走行用バッテリ２２０の直流とモータ１４０Ａおよびジェネレータ１４０Ｂの交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ２４０と、走行用バッテリ２２０の充放電状態を管理制御するバッテリ制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）２６０と、エンジン１２０の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ２８０と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ１４０およびバッテリＥＣＵ２６０、インバータ２４０等を制御するＭＧ＿ＥＣＵ３００と、バッテリＥＣＵ２６０、エンジンＥＣＵ２８０およびＭＧ＿ＥＣＵ３００等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ３２０等を含む。なお、走行用バッテリではなくキャパシタ等の蓄電機構であってもよい。

本実施の形態においては、走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間にはコンバータ２４２が設けられている。これは、走行用バッテリ２２０の定格電圧が、モータ１４０Ａやモータジェネレータ１４０Ｂの定格電圧よりも低いので、走行用バッテリ２２０からモータ１４０Ａやモータジェネレータ１４０Ｂに電力を供給するときには、コンバータ２４２で電力を昇圧する。このコンバータ２４２には平滑コンデンサが内蔵されており、コンバータ２４２が昇圧動作を行なう際には、この平滑コンデンサに電荷が蓄えられる。

なお、図１においては、各ＥＣＵを別構成しているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい（たとえば、図１に、点線で示すように、ＭＧ＿ＥＣＵ３００とＨＶ＿ＥＣＵ３２０とを統合したＥＣＵとすることがその一例である）。

運転席にはアクセルペダル（図示せず）が設けられており、アクセルポジションセンサ（図示せず）は、アクセルペダルの踏込み量を検知する。アクセルポジションセンサは、アクセルペダルの踏込み量を示す信号をＨＶ＿ＥＣＵ３２０に出力する。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、踏込み量に対応する要求駆動力に応じて、モータ１４０Ａ、ジェネレータ１４０ＢおよびエンジンＥＣＵ２８０を介してエンジン１２０の出力あるいは発電量を制御する。

さらに、車速センサ３３０は、車両の速度に関連した物理量を検出するセンサである。「車両の速度に関連した物理量」とは、たとえば、車輪軸の回転数であってもよいし、トランスミッションの出力軸の回転数であってもよい。車速センサ３３０は、検出した物理量をエンジンＥＣＵ２８０に送信する。

動力分割機構２００は、エンジン１２０の動力を、駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂとの両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。モータジェネレータ１４０Ｂの回転数を制御することにより、動力分割機構２００は無段変速機としても機能する。

図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、発進時や低速走行時等であってエンジン１２０の効率が悪い場合には、モータジェネレータ１４０のモータ１４０Ａのみによりハイブリッド車両の走行を行ない、通常走行時には、たとえば動力分割機構２００によりエンジン１２０の動力を２経路に分け、一方で駆動輪１６０の直接駆動を行ない、他方でジェネレータ１４０Ｂを駆動して発電を行なう。この時、発生する電力でモータ１４０Ａを駆動して駆動輪１６０の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ２２０からの電力をモータ１４０Ａに供給してモータ１４０Ａの出力を増大させて駆動輪１６０に対して駆動力の追加を行なう。

一方、減速時には、駆動輪１６０により従動するモータ１４０Ａがジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ２２０に蓄える。なお、走行用バッテリ２２０の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１２０の出力を増加してジェネレータ１４０Ｂによる発電量を増やして走行用バッテリ２２０に対する充電量を増加する。もちろん、低速走行時でも必要に応じてエンジン１２０の駆動力を増加する制御を行なう場合もある。たとえば、上述のように走行用バッテリ２２０の充電が必要な場合や、エアコン等の補機を駆動する場合や、エンジン１２０の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合等である。

さらに、図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、車両の運転状態や走行用バッテリ２２０の状態によっては、燃費を向上させるために、エンジン１２０を停止させる。そして、その後も車両の運転状態や走行用バッテリ２２０の状態を検知して、エンジン１２０を再始動させる。このように、このエンジン１２０は間欠運転され、従来の車両（エンジンしか搭載していない車両）においては、イグニッションスイッチがＳＴＡＲＴ位置にまで回されてエンジンが始動すると、イグニッションスイッチがＯＮ位置からＡＣＣ位置またはＯＦＦ位置にされるまでエンジンが停止しない点で異なる。

図２に示すように、動力分割機構２００は、サンギヤ２０２と、リングギヤ２０６と、サンギヤ２０２とリングギヤ２０６との間の複数のピニオンギヤ２０８の回転軸を連結して設けられるプラネタリキャリア２０４とを含む遊星歯車機構である。サンギヤ２０２は、ジェネレータ１４０Ｂの回転軸に接続される。リングギヤ２０６は、モータ１４０Ａの回転軸に接続される。そして、プラネタリキャリア２０４は、エンジン１２０の出力軸に接続される。

モータ１４０Ａおよびリングギヤ２０６が一体的に回転する回転軸にはさらにチェーンドライブスプロケット（１）２１６が接続される。チェーンドライブスプロケット（１）２１６における動力は、チェーン２１０を介してチェーンドライブスプロケット（２）２１２に伝達され、チェーンドライブスプロケット（２）２１２は、カウンタドライブギヤ２１４から減速機１８０に動力を伝達する。

すなわち、エンジン１２０の回転力はプラネタリキャリア２０４に入力され、それがサンギヤ２０２によってモータジェネレータ１４０Ｂに、リングギヤ２０６によってモータ１４０Ａおよび出力軸（駆動輪１６０側）に伝えられる。回転中のエンジン１２０を停止させる時には、エンジン１２０が回転しているので、この回転の運動エネルギをジェネレータ１４０Ｂで電気エネルギに変換して、エンジン１２０の回転数を低下させる。

以上のようなハイブリッド車両において、たとえば、エンジン１２０が無負荷状態であって、かつアイドル制御中である場合を想定する。このとき、車両が定常走行している場合においては、図３の共線図において、モータ１４０Ａ、エンジンおよびジェネレータ１４０Ｂの各回転数を結ぶ直線（実線）に示すように、車輪軸側に設けられたモータ１４０Ａの回転数が上昇した状態となる。

一方、運転者がブレーキペダルを踏み込むなどして、車両が急減速する場合には、図３の各回転数を結ぶ直線（破線）に示すように、モータ１４０Ａの回転数が車両に発生した制動力により減少する。このとき、エンジン１２０の出力軸と車輪軸とは直結状態にあることから、モータ１４０Ａの回転数の低下によりエンジン１２０の回転数が引き下げられる場合がある。

アイドル制御中にエンジン１２０の回転数が引き下げられると、エンジン１２０の回転数の振動成分が車両の駆動輪からエンジンまでの駆動系の構成部品の共振周波数と略同じになる場合がある。このとき、車両に振動が生じる場合がある。

そこで、本発明は、エンジンＥＣＵ２８０が、エンジン１２０のアイドル制御についての予め定められた実行条件が成立することを判定すると、車速センサ３３０により検出された車速信号に基づく車両の減速の度合いに応じて、アイドル制御に関連する制御量を補正する点に特徴を有する。本実施の形態において、「車両の減速の度合い」は、単位時間当たりの速度の低下量を表す減速度を示す。また、「アイドル制御に関連する制御量」は、アイドル制御中におけるスロットル開度の制御量を示す。

図４に、本実施の形態に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵ２８０の機能ブロック図を示す。

エンジンＥＣＵ２８０は、入力インターフェース（以下、入力Ｉ／Ｆと記載する）４００と、演算処理部５００と、記憶部６００と、出力インターフェース（以下、出力Ｉ／Ｆと記載する）７００とを含む。

入力Ｉ／Ｆ４００は、車速センサ３３０からの車速信号と、エアフローメータ１２２Ｂからの吸入空気量信号と、クランクポジションセンサ３８０からのエンジン回転数信号とを受信して、演算処理部５００に送信する。

演算処理部５００は、ＩＳＣ（Idle Speed Control）制御実行判定部５０２と、減速補正値算出部５０４と、フィードバック補正値算出部５０６と、ＩＳＣ制御量決定部５０８と、スロットル開度制御部５１０とを含む。

ＩＳＣ制御実行判定部５０２は、エンジン１２０のアイドル制御を実行する予め定められた実行条件が成立するか否かを判定する。予め定められた実行条件は、特に限定されるものではないが、たとえば、車速、水温、ＳＯＣ（State Of Charge）等についての条件である。ＩＳＣ制御実行判定部５０２は、たとえば、車速、水温およびＳＯＣのそれぞれが予め定められた値よりも低いと、実行判定フラグをオンするようにしてもよいし、車速、水温およびＳＯＣのうちの少なくともいずれか１つが予め定められた値よりも低いと、実行判定フラグをオンするようにしてもよい。

減速補正値算出部５０４は、車両の減速度に応じて、スロットルバルブ開度の補正値を算出する。減速補正値算出部５０４は、たとえば、図５に示す、記憶部６００に記憶された減速度と補正値との関係を示すマップを読み出すようにしてもよい。

図５に示すマップは、横軸（Ｘ軸）を減速度とし、縦軸（Ｙ軸）を補正値とし、減速度と補正値との関係が比例関係であることを示す。減速補正値算出部５０４は、たとえば、車速センサ３３０からの車速信号に基づく車両の減速度がａ（０）であるとすると、マップから補正値ｂ（０）を算出する。本実施の形態において、減速度と補正とは線形の関係にあるとしてマップを設定したが、非線形の関係を示すマップを設定するようにしてもよい。図５に示すように、マップは、減速度が大きくなるほど大きい補正値が算出されるように設定される。

なお、減速補正値算出部５０４は、車両が減速状態でないと、すなわち、車両が加速状態あるいは定常走行状態である場合には、補正値をゼロとする。

また、本実施の形態において、減速補正値算出部５０４は、マップと車速センサ３３０からの車速信号に基づく車両の減速度とから補正値を算出するようにしたが、特にマップを用いることに限定されるものではない。たとえば、図６に示すように、減速度と補正値との関係を示す表を用いて補正値を算出するようにしてもよい。なお、表に示されない値は、線形補間等により算出すればよい。また、減速度と補正値との関係を示すマップあるいは表については、実験的あるいは解析的に適合して設定すればよい。あるいは、マップおよび表に代えて減速度と補正値との関係を示す数式（たとえば、比例式）を用いても補正値を算出するようにしてよい。

フィードバック補正値算出部５０６は、クランクポジションセンサ３８０から受信するエンジン回転数信号に基づくエンジン回転数（以下、単に実エンジン回転数と記載する）とアイドル制御時における目標エンジン回転数（以下、単に目標エンジン回転数と記載する）との差に応じたフィードバック補正値を算出する。

フィードバック補正値は、記憶部６００に記憶された学習値と回転差に応じて設定される増減値とからなる。学習値は、学習制御が実施される毎に更新される値である。フィードバック補正値算出部５０６は、たとえば、実エンジン回転数と目標エンジン回転数との回転数差と増減値との関係を示すマップを読み出す。フィードバック補正値算出部５０６は、回転数差とマップから増減値を算出する。フィードバック補正値算出部５０６は、学習値と増減値との和をフィードバック補正値として算出する。

なお、予め定められた学習条件が成立すると、学習制御が実行され、このとき算出されるフィードバック補正値が新たな学習値として記憶部６００に記憶される。また、マップに代えて表あるいは数式を用いてもよい。マップ、表あるいは数式は、実験的あるいは解析的に適合して設定すればよい。

ＩＳＣ制御量決定部５０８は、記憶部６００に記憶されたアイドル制御が実行される際のスロットルバルブ開度の予め定められた値（制御基本値）と、減速補正値算出部５０４において算出された補正値と、フィードバック補正値算出部５０６において算出されたフィードバック補正値との和を算出して、ＩＳＣ制御量を決定する。

なお、本実施の形態においては、フィードバック補正値が学習値と増減値とから構成されるものとして説明したが、このような構成に限定されるものではない。たとえば、学習制御実行時における、フィードバック補正値と制御基本値との和を学習値として記憶部６００に記憶するようにしてもよい。この場合、ＩＳＣ制御量決定部５０８は、この学習値と減速補正値算出部５０４において算出された補正値と、フィードバック補正値算出部５０６において回転数差に基づいて算出された増減値との和を算出して、ＩＳＣ制御量を決定してもよい。

スロットル開度制御部５１０は、決定されたＩＳＣ制御量に基づいて電子スロットルバルブ１２２Ｃの開度を制御する。すなわち、スロットル開度制御部５１０は、ＩＳＣ制御量に基づいてスロットル開度制御信号を生成して、出力Ｉ／Ｆ７００を介して電子スロットルバルブ１２２Ｃにスロットル開度制御信号を送信する。なお、スロットル開度制御部５１０は、スロットルポジションセンサからのスロットルバルブの開度を示す信号に基づいて、スロットル開度を決定されたＩＳＣ制御量に対応する開度になるように電子スロットルバルブのスロットルモータを制御するようにしてもよい。あるいは、エアフローメータからの吸入空気量が決定されたＩＳＣ制御量に対応する吸入空気量になるように電子スロットルバルブ１２２Ｃのスロットルモータを制御するようにしてもよい。

なお、本実施の形態において、ＩＳＣ制御実行判定部５０２と、減速補正値算出部５０４と、フィードバック補正値算出部５０６と、ＩＳＣ制御量決定部５０８と、スロットル開度制御部５１０とは、いずれも演算処理部５００であるＣＰＵ（Central Processing Unit）が記憶部６００に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。

記憶部６００には、各種情報、プログラム、しきい値、マップ等が記憶され、必要に応じて演算処理部５００からデータが読み出されたり、格納されたりする。

以下、図５を参照して、本実施の形態に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵ２８０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、以下のプログラムは、エンジンＥＣＵ２８０で実行されることに限定されるものではなく、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０で実行されるようにしてもよいし、エンジンＥＣＵ２８０とＨＶ＿ＥＣＵ３２０とが連携して実行されるようにしてもよい。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、エンジンＥＣＵ２８０は、ＩＳＣ制御を実行する予め定められた実行条件が成立するか否かを判定する。実行条件が成立すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１０２にて、エンジンＥＣＵ２８０は、メモリから学習値を読み出す。Ｓ１０４にて、エンジンＥＣＵ２８０は、車両の減速度に応じて補正値を算出する。具体的には、エンジンＥＣＵ２８０は、上述したとおり、受信した車速信号に基づく車両の減速度に応じた補正値を図５に示すマップから算出する。

Ｓ１０６にて、エンジンＥＣＵ２８０は、フィードバック補正値を算出する。具体的には、エンジンＥＣＵ２８０は、実エンジン回転数と目標エンジン回転数との回転数差およびマップに基づいて増減値を算出して、増減値とメモリに記憶された学習値との和を算出する。

Ｓ１０８にて、エンジンＥＣＵ２８０は、メモリから読み出された制御基本値と補正値とフィードバック補正値との和を算出してＩＳＣ制御量を決定する。Ｓ１１０にて、決定されたＩＳＣ制御量に基づいて電子スロットルバルブ１２２Ｃの開度を制御する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵ２８０の動作について説明する。

たとえば、走行中のハイブリッド車両において、ＳＯＣの低下により、エンジン１２０が無負荷状態であって、かつアイドル制御中である場合を想定する。このとき、予め定められた実行条件は成立しており（Ｓ１００にてＹＥＳ）、アイドル制御が続行される。

ここで、運転者がブレーキペダルを踏み込むなどして、車両が減速状態となると、学習値がメモリから読み出された後に（Ｓ１０２）、減速度に応じた補正値が算出される（Ｓ１０４）。補正値は、減速度が大きいほど大きい値が算出され、減速度が小さいほど小さい値が算出される。

また、実エンジン回転数と目標エンジン回転数との差から増減値が算出されて、学習値と増減値との和からフィードバック補正値が算出される（Ｓ１０６）。エンジンＥＣＵ２８０は、メモリから読み出された制御基本値と補正値とフィードバック補正値との和を算出して、ＩＳＣ制御量を決定する（Ｓ１０８）。

エンジンＥＣＵ２８０は、決定されたＩＳＣ制御量に基づいてスロットル開度を制御する（Ｓ１１０）。このとき、エンジン１２０の回転数は、ＩＳＣ制御量に補正値が加算された分だけ減速していない状態（減速度ゼロ）と比較して高くなる傾向にある。このとき、エンジン１２０の出力が向上する。

そのため、車両の減速時の車輪軸の回転数の低下によるエンジン１２０の回転数の引き下げが抑制される。また、エンジン１２０の回転数が引き下げられたとしても、エンジン１２０の回転の振動成分が駆動系の共振周波数まで低下することが抑制される。そのため、車両に振動が発生することが抑制される。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両の制御装置によると、アイドル制御中において、減速度が大きくなるほど、電子スロットルバルブの開度が増加するように補正すると、エンジンの回転数が減速時でない通常のアイドル制御時の回転数よりも高くなる。回転数の上昇によりエンジンの出力が上昇する。そのため、車両の減速時にエンジンの回転数の低下が抑制され、また、エンジンの回転数が引き下げられたとしても、エンジンの回転数の振動成分が駆動系の共振周波数と略同じ周波数になるまで低下することを抑制できる。すなわち、車両に振動が発生することを抑制できる。したがって、内燃機関のアイドル制御中の車両の減速時に、車両に振動が発生することを抑制する車両の制御装置、制御方法およびその方法をコンピュータで実現されるプログラムならびにそのプログラムを記録した記録媒体を提供することができる。

さらに、本実施の形態においては、車両の減速の度合いとマップとからスロットルバルブ開度の制御量の補正値を算出するようにしたが、本発明はスロットルバルブ開度の制御量に限定して適用されるものではない。

たとえば、アイドル制御が電子スロットルバルブではなくアイドルスピードコントロールバルブ（以下、ＩＳＣＶと記載する）により実施される場合においては、車両の減速の度合いとマップとからＩＳＣＶの制御量の補正値を算出するようにしてもよい。

あるいは、車両の減速の度合いとマップとから目標エンジン回転数の補正値を算出するようにしてもよい。より具体的には、メモリに図８に示すような、減速度と目標回転数の加算量との関係を示すマップを記憶しておく。図８において、横軸は減速度であって、縦軸は目標回転数の加算量である。したがって、エンジンＥＣＵは、車速信号に基づく減速度から加算量を算出し、アイドル制御時における目標回転数に加算量を加算した値を新たな目標回転数としてフィードバック制御を実行する。このようしても、車両の減速時において、エンジンの回転数が上昇するため、上述した効果と同様の効果を奏する。なお、減速度と加算値との関係は、特に図８に示すような比例関係に限定されるものではなく、非線形の関係であってもよい。

また、本実施の形態において、ＩＳＣ制御量は、スロットルバルブの開度の制御量に関連する物理量であれば、特に限定されるものではない。たとえば、スロットルバルブの開度を変化させるアクチュエータのデューティ比の制御量を示すものであってもよいし、吸入空気量であってもよい。

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。

本実施の形態に係るハイブリッド車両の制御ブロック図である。動力分割機構の構成を示す斜視図である。モータジェネレータ回転数とエンジン回転数との関係を示す共線図である。エンジンＥＣＵの構成を示す機能ブロック図である。エンジンＥＣＵに記憶された、減速度と補正値との関係を示すマップである。減速度と補正値との関係を示す表である。本実施の形態に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。減速度と目標回転数の加算値との関係を示すマップである。

符号の説明

１２０エンジン、１２２吸気通路、１２２Ａエアクリーナ、１２２Ｂエアフローメータ、１２２Ｃ電子スロットルバルブ、１２４排気通路、１２４Ａ空燃比センサ、１２４Ｂ三元触媒コンバータ、１２４Ｃ触媒温度センサ、１２４Ｄ消音器、１４０モータジェネレータ、１４０Ａモータ、１４０Ｂジェネレータ、１６０駆動輪、１８０減速機、２００動力分割機構、２０２サンギヤ、２０４プラネタリキャリア、２０６リングギヤ、２０８ピニオンギヤ、２１０チェーン、２１２，２１６チェーンドライブスプロケット、２１４カウンタドライブギヤ、２２０走行用バッテリ、２４０インバータ、２４２コンバータ、２６０バッテリＥＣＵ、２８０エンジンＥＣＵ、３００ＭＧ＿ＥＣＵ、３２０ＨＶ＿ＥＣＵ、３３０車速センサ、３６０水温検知センサ、３８０クランクポジションセンサ、４００入力Ｉ／Ｆ、５００演算処理部、５０２ＩＳＣ制御実行判定部、５０４減速補正値算出部、５０６フィードバック補正値算出部、５０８ＩＳＣ制御量決定部、５１０スロットル開度制御部、６００記憶部、７００出力Ｉ／Ｆ。

Claims

内燃機関および回転電機を駆動源とする車両の制御装置であって、前記車両は、前記内燃機関の出力軸に連結され、前記内燃機関の動力に基づいて発電する第１の回転電機と、前記内燃機関の動力を前記車両の車輪軸に伝達する動力分割機構とを含み、前記動力分割機構は、入力された前記内燃機関の動力を、前記車輪軸への駆動力または前記第１の回転電機への動力に分割し、前記動力分割機構と前記車輪軸との間には、前記車輪軸に駆動力を付与する第２の回転電機が設けられ、
前記車両の速度に関連した物理量を検出するための速度検出手段と、
前記内燃機関のアイドル制御についての予め定められた実行条件が成立するか否かを判定するための判定手段と、
前記予め定められた実行条件が成立することが判定されると、前記車両の減速の度合いに応じて、前記アイドル制御に関連する制御量を補正するための補正手段と、
前記補正された制御量を用いて前記アイドル制御を実行するための制御手段とを含む、車両の制御装置。
前記補正手段は、前記内燃機関の回転数の低下が抑制されるように前記制御量を補正するための手段を含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
前記内燃機関には、前記内燃機関に吸入される空気量を変化させるバルブが設けられ、
前記補正手段は、前記車両の減速の度合いが大きいほど、前記バルブ開度が増加するように制御量を補正するための手段を含む、請求項１または２に記載の車両の制御装置。
前記バルブは、スロットルバルブである、請求項３に記載の車両の制御装置。
前記バルブは、アイドルスピードコントロールバルブである、請求項３に記載の車両の制御装置。
前記補正手段は、前記車両の減速の度合いが大きいほど、前記アイドル制御時の前記内燃機関の目標回転数を増加するように補正するための手段を含む、請求項１または２に記載の車両の制御装置。
前記補正手段は、車両の減速度に基づいて、前記制御量を補正するための手段を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の車両の制御装置。
内燃機関および回転電機を駆動源とする車両の制御方法であって、前記車両は、前記内燃機関の出力軸に連結され、前記内燃機関の動力に基づいて発電する第１の回転電機と、前記内燃機関の動力を前記車両の車輪軸に伝達する動力分割機構とを含み、前記動力分割機構は、入力された前記内燃機関の動力を、前記車輪軸への駆動力または前記第１の回転電機への動力に分割し、前記動力分割機構と前記車輪軸との間には、前記車輪軸に駆動力を付与する第２の回転電機が設けられ、
前記車両の速度に関連した物理量を検出するステップと、
前記内燃機関のアイドル制御についての予め定められた実行条件が成立するか否かを判定するステップと、
前記予め定められた実行条件が成立することが判定されると、前記車両の減速の度合いに応じて、前記アイドル制御に関連する制御量を補正する補正ステップと、
前記補正された制御量を用いて前記アイドル制御を実行するステップとを含む、車両の制御方法。
前記補正ステップは、前記内燃機関の回転数の低下が抑制されるように前記制御量を補正するステップを含む、請求項８に記載の車両の制御方法。
前記内燃機関には、前記内燃機関に吸入される空気量を変化させるバルブが設けられ、
前記補正ステップは、前記車両の減速の度合いが大きいほど、前記バルブ開度が増加するように制御量を補正するステップを含む、請求項８または９に記載の車両の制御方法。
前記バルブは、スロットルバルブである、請求項１０に記載の車両の制御方法。
前記バルブは、アイドルスピードコントロールバルブである、請求項１０に記載の車両の制御方法。
前記補正ステップは、前記車両の減速の度合いが大きいほど、前記アイドル制御時の前記内燃機関の目標回転数を増加するように補正するステップを含む、請求項８または９に記載の車両の制御方法。
前記補正ステップは、車両の減速度に基づいて、前記制御量を補正するステップを含む、請求項８〜１３のいずれかに記載の車両の制御方法。
請求項８〜１４のいずれかに記載の制御方法をコンピュータで実現されるプログラム。
請求項８〜１４のいずれかに記載の制御方法をコンピュータで実現されるプログラムを記録した記録媒体。