JP2008157078A - エンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気密度が変化してもエンジン要求パワーに対する実パワーの低下を防止することができるエンジン制御装置を提供する。
【解決手段】車両のエンジンを制御するエンジン制御装置であって、このエンジン制御装置１は、エンジンに要求される出力と吸気密度とから、そのときの最良燃費ないし最良燃費に最も近いエンジン回転速度を決定するエンジン回転速度決定手段３１２〜３１４と、決定されたエンジン回転速度でエンジン動作点を設定したときの目標トルクを出力させるように、エンジンのスロットルバルブ開度を吸気密度に基づいて調整する出力制御手段３１７と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジン制御装置に関する。

従来から、アクセル開度（アクセルペダルの踏込量）と車速とからエンジンに要求される駆動パワーを算出し、その駆動パワーを最良燃費で実現できるように制御するエンジン制御装置がある（特許文献１参照）。
特開平９−３０８０１２号公報

ところで、上記したエンジン制御装置では、車両が高地走行して大気圧が低下したり、外気温度が高くなって吸気温度が上昇したりする場合には、吸気密度が小さくなってエンジンに導入される実質的な空気量が少なくなる。そうすると、エンジンで燃焼させられる燃料量が低下するので、エンジンに要求される駆動パワー（以下「エンジン要求パワー」という）に基づいてエンジン動作点を制御しても、実際にエンジンから出力される駆動パワー（以下「実パワー」という）はエンジン要求パワーよりも低下してしまい、運転者に違和感を与え、乗り心地が悪化するという問題がある。

そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、吸気密度が変化してもエンジン要求パワーに対する実パワーの低下を防止することができるエンジン制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。

本発明は、車両のエンジンを制御するエンジン制御装置であって、このエンジン制御装置（１）は、エンジンに要求される出力と吸気密度とから、そのときの最良燃費ないし最良燃費に最も近いエンジン回転速度を決定するエンジン回転速度決定手段（３１２〜３１４）と、決定されたエンジン回転速度でエンジン動作点を設定したときの目標トルクを出力させるように、エンジンのスロットルバルブ開度を吸気密度に基づいて調整する出力制御手段（３１７）と、を備える。

本発明よれば、エンジンに要求される出力と吸気密度から最良燃費ないし最良燃費に最も近いエンジン回転速度を決定し、そのエンジン回転速度でエンジン動作点を設定したときのトルクを出力するように、その運転時の吸気密度に基づいてスロットルバルブ開度を調整するので、吸気密度が低下してもエンジン要求パワーに対する実パワーの低下を防止できるとともに燃費の悪化を抑制することができる。

（第１実施形態）
以下、図面を参照にして本発明の第１実施形態を説明する。

図１は、ハイブリッド車のエンジン制御装置１を示す図である。

図１に示すように、ハイブリッド車のエンジン制御装置１は、車両を走行させる駆動系１０と、車両の運転状態を制御する制御系２０とから構成される。

ハイブリッド車の駆動系１０は、エンジンＥと、第１モータジェネレータＭＧ１と、第２モータジェネレータＭＧ２と、出力スプロケットＯＳと、動力分割機構ＴＭとを備える。

エンジンＥは、ガソリンエンジンなど予混合燃焼エンジンである。このエンジンＥの出力は、後述するエンジンコントローラ４０によって制御され、車両の走行に必要な駆動力を発生したり、第１モータジェネレータＭＧ１を駆動して発電を行って第２モータジェネレータＭＧ２やバッテリ６１に電力を供給したりする。

第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２は、ロータに永久磁石を埋設し、ステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータである。この第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２は、後述するモータコントローラ５０からの制御指令に基づいてそれぞれ独立に制御され、バッテリ６１からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作（力行）する。また、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２のロータが外力によって回転する場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ６１を充電（回生）することもできる。

動力分割機構ＴＭは、図示しない単純遊星歯車により構成されている。この動力分割装置ＴＭには、エンジンＥからの駆動力がエンジンダンパＥＤを介して伝達されるとともに第１モータジェネレータＭＧ１や第２モータジェネレータＭＧ２からの駆動力も伝達される。動力分割装置ＴＭは、伝達された駆動力を車両の運転状態に応じて動力分割装置ＴＭに連結された出力スプロケットＯＳに出力する。この出力スプロケットＯＳは、チェーンベルトＣＢや図示しないディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右前輪に連結されている。

一方、ハイブリッド車の制御系２０は、統合コントローラ３０と、エンジンコントローラ４０と、モータコントローラ５０と、パワーコントローラ６０と、ブレーキコントローラ７０とから構成されている。

統合コントローラ３０は、車両全体の消費エネルギを管理し、最高効率で車両を走らせるために備えられる。この統合コントローラ３０には、エンジンＥのアクセル開度を検出するアクセル開度センサ３１、車速センサ３２、エンジン回転速度センサ３３、第１モータジェネレータ回転速度センサ３４、第２モータジェネレータ回転速度センサ３５、スロットルバルブ開度センサ３６、大気圧センサ３７、吸気温度センサ３８、ブレーキセンサ３９などからの出力信号が入力する。

そして、統合コントローラ３０は、上記した入力信号に基づいて所定の演算処理を実行し、その処理結果による制御指令をエンジンコントローラ４０、モータコントローラ５０及びブレーキコントローラ７０へ出力する。統合コントローラ３０は、ハイブリッド車両の運転時に、エンジンコントローラ４０への制御指令によりエンジン動作点制御（エンジン回転速度とトルクの制御）を行うとともにモータコントローラ５０への制御指令によりモータジェネレータ動作点制御を行う。さらに、統合コントローラ３０はハイブリッド車両の制動時に、ブレーキコントローラ８０への制御指令によりブレーキ制御を行う。

エンジンコントローラ４０は、統合コントローラ３０から入力したエンジンパワー指令値とエンジン回転速度センサ３３からのエンジン回転速度とに基づいて、エンジン要求パワーを出力できるエンジン動作点に制御する。

モータコントローラ５０は、統合コントローラ３０に入力した第１モータジェネレータ回転速度センサ３４と第２モータジェネレータ回転速度センサ３５からの入力信号に基づいて、第１モータジェネレータＭＧ１のモータ動作点と第２モータジェネレータＭＧ２のモータ動作点とをそれぞれ独立に制御する指令をパワーコントローラ６０へ出力する。

パワーコントローラ６０は、パワーケーブルによって第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２と接続する。このパワーコントローラ６０は、ハイブリッド車両の運転状態に基づいて第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２をそれぞれ独立に制御する。なお、パワーコントローラ６０には、第２モータジェネレータＭＧ２による力行時に放電し、回生時に充電するバッテリ６１が接続される。

ブレーキコントローラ７０には、ブレーキセンサ３９からの各車輪の車輪速信号などの出力信号が入力され、この入力情報に基づいて所定の演算処理を実行し、その処理結果による制御指令を統合コントローラ３０やブレーキ液圧ユニット８０へ出力する。このブレーキコントローラ７０は、急制動時等にはブレーキ液圧ユニット８０へ制御指令を出力し、車両の各車輪のブレーキ液圧を独立に制御してＡＢＳ制御を行う。また、ブレーキコントローラ７０は、制動時には統合コントローラ３０への制御指令とブレーキ液圧ユニット７０への制御指令を出力し、回生ブレーキ協調制御を行う。この回生ブレーキ協調制御では、エンジンブレーキやフットブレーキによる制動時に、モータとして作動している第２モータジェネレータＭＧ２を発電機として作動させることにより、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換してバッテリ６１に回収する。

このようなハイブリッド車両では、イグニッションキーを回すとエンジンＥが始動し、エンジンＥが暖機されるとエンジンＥは停止する。そして、発進時や軽負荷時など、エンジン効率の悪い領域では燃料をカットしてエンジンＥを停止し、第２モータジェネレータＭＧ２によって走行する。また、通常走行時には、動力分割機構ＴＭによってエンジンＥの駆動力の一部は車両の車輪を直接駆動し、残りは第１モータジェネレータＭＧ１によって発電を行わせ、発生した電力によって第２モータジェネレータＭＧ２が走行用の駆動力を発生する。また、減速時や制動時には、車輪の回転によって第２モータジェネレータＭＧ２を駆動して回生発電を行う。そして、回収した電気エネルギをバッテリ６１に蓄える。バッテリ６１の充電量が少なくなった場合には、第１モータジェネレータＭＧ１をエンジンＥによって駆動し、バッテリ６１を充電する。

次に、第１実施形態との対比のために、従来のハイブリッド車両のエンジン制御について説明する。

従来のハイブリッド車両では、アクセル開度とエンジン回転速度とに基づいてエンジンＥの目標駆動パワーを算出し、バッテリ６１の充電状態を示すＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）に基づいてバッテリ６１への充放電パワーを算出する。そして、目標駆動パワーと充放電パワーとからエンジンＥへのエンジン要求パワーを決定する。そして、このエンジン要求パワーを最良燃費で実現できるようにエンジン回転速度を決定してエンジン動作点を制御する。

ところで、外気温度が高い場合や車両が高地走行している場合には、吸気温度の上昇や大気圧の低下によって吸気密度が小さくなるので、エンジンＥの燃焼性能が低下し、エンジンＥから発生するトルクが低減してしまう。

図６（Ａ）は、標高の変化に伴うトルク変化を示す図である。横軸は車両が走行している標高を示し、縦軸は目標トルクに対する実トルクの割合を示す図である。

従来のハイブリッド車両では、低地走行時を基準にしてエンジン動作点を設定しているので、図６（Ａ）に示すように、低地走行時にエンジンＥの実トルクは目標トルクとほぼ同じになり、目標トルクに対する実トルクの割合は１００％となる。しかしながら、車両が標高の高い高地を走行している場合には、標高が高くなるにつれて大気圧は低下し、吸気密度も小さくなる。そうすると、エンジンＥに導入される吸気量が低地走行時と同じであっても実空気量は少なくなるので、エンジンＥから発生する実トルクが目標トルクよりも小さくなってしまう。そのため、図６（Ａ）に示すように、標高が高くなって吸気密度が低下するほど目標トルクに対する実トルクの割合が低下する。

図６（Ｂ）は、外気温度の変化に伴うトルク変化を示す図である。

従来のハイブリッド車両では、所定温度Ｔ０を基準にしてエンジン動作点を設定しているので、図６（Ｂ）に示すように、外気温度が所定温度Ｔ０である場合にエンジンＥの実トルクは目標トルクとほぼ同じになり、目標トルクに対する実トルクの割合は１００％となる。しかしながら、外気温度が基準温度Ｔ０よりも高くなる場合には、エンジンＥに導入される吸気の吸気温度が高くなるので、吸気密度は小さくなる。そうすると、基準温度Ｔ０である場合と同じ吸気量がエンジンＥに導入されても、実空気量が少なくなるので、エンジンＥの出力が低下し、エンジンＥの実トルクが目標トルクよりも小さくなってしまう。そのため、図６（Ｂ）に示すように、外気温度が所定温度Ｔ０よりも高くなって吸気密度が低下するほど目標トルクに対する実トルクの割合が低下する。なお、外気温度が所定温度Ｔ０よりも低くなると、吸気密度が大きくなるので、目標トルクに対する実トルクの割合が増加する。

このように、吸気密度が小さくなって目標トルクに対する実トルクの割合が低下すると、エンジンから実際に出力される実パワーがエンジン要求パワーよりも低下してしまう。

図７は、エンジン要求パワーに対する実パワーの低下を示す図である。横軸はエンジン回転速度Ｎｅを示し、縦軸はトルクＴを示す。Ｆ１は所定温度Ｔ０及び低地走行時（以下、「通常走行時」という。）におけるエンジンＥの最良燃費線を示し、Ｅは等燃費線を示す。また、Ｐ１〜Ｐ３はエンジンＥから出力される駆動パワーの等パワー線を示し、Ｐ１からＰ３に向かうほど駆動パワーは大きくなる。

エンジン要求パワーがＰ２である場合には、従来のハイブリッド車では、エンジンＥの動作点は図７に示すように、等パワー線Ｐ２と最良燃費線Ｆ１とから点Ａ（Ｎｅａ、Ｔａ）に決定される。しかしながら、車両が高地を走行している場合など、吸気密度が小さくなる場合には、目標トルクに対する実トルクが低下するので、エンジン動作点が点Ｂ（Ｎｅａ、Ｔｂ）になって、エンジン要求パワーはＰ２であるのに対して実パワーはＰ１に低下してしまう。このように吸気密度が低下して、運転者が要求するエンジン要求パワーに対して実パワーが不足すると、運転者に違和感を与え、乗り心地が悪化するという問題がある。

このような吸気密度の低下に起因する実パワーの不足を抑制するために、吸気密度が低下する運転条件のときには、運転者が要求するエンジン要求パワーよりもさらに大きいエンジン要求パワー（以下、「仮想要求パワー」という）を設定するように制御する方法が考えられる。つまり、Ｐ３を仮想要求パワーとして、この等パワー線Ｐ３と最良燃費線とから、図７の点Ｃ（Ｎｅｃ、Ｔｃ）に示すようにエンジン動作点を決定する。このようにエンジン動作点を決定すれば、吸気密度の低下によってトルクが低下し、エンジン動作点が点Ｄ（Ｎｅｃ、Ｔｄ）に移動したとしても、実パワーはＰ２となって、もともと要求されているエンジン要求パワーＰ２を満たすことができ、エンジン要求パワーに対する実パワーの不足を防止することができる。

しかしながら、吸気密度が低下したときに上記のように仮想要求パワーに基づいて、エンジン要求パワーに対して実パワーを確保するようにした場合には、エンジン動作点（点Ｄ）が最良燃費線から大きくずれてしまうので、車両の乗り心地の悪化が防止できても燃費が悪化するという問題がある。

そこで、第１実施形態に係るエンジン制御装置１では、吸気密度が低下した場合でもエンジン要求パワーに対して実パワーが低下するのを防止するとともに燃費の悪化をできる限り抑制する。

図２は、統合コントローラ３０とエンジンコントローラ４０の制御内容を示すブロック図である。

統合コントローラ３０は、エンジンＥに要求されるエンジン要求パワーとエンジン回転速度を決定し、エンジンコントローラ４０はエンジン要求パワーとエンジン回転速度からスロットルバルブ開度を決定する。

図２に示すように、統合コントローラ３０の加算部３１１では、アクセル開度と車速とから算出される目標駆動パワーと、バッテリＳＯＣから算出される充放電パワーとからエンジン要求パワー指令値を算出する。

統合コントローラ３０は、最良燃費エンジン回転速度算出部３１２において、エンジン要求パワーから図３に示す最良燃費線マップを参照することによって最良燃費エンジン回転速度を決定する。同時に、統合コントローラ３０は、最大トルクエンジン回転速度算出部３１３において、エンジン要求パワーと吸気密度とから、図３の最大トルク線マップを参照することによって最大トルクエンジン回転速度を算出する。

統合コントローラ３０は、選択部３１４において、最良燃費エンジン回転速度と最大トルクエンジン回転速度とを比較し、その値が大きい方をエンジン回転速度指令値として選択（セレクトハイ）する。そして、統合コントローラ３０は、上記のように決定したエンジン要求パワー指令値とエンジン回転速度指令値とをエンジンコントローラ４０に出力する。

エンジンコントローラ４０は、入力したエンジン要求パワー指令値とエンジン回転速度指令値とから除算部３１５によってトルク目標値を算出する。エンジンコントローラ４０は、吸気温度や大気圧から決定される吸気密度に基づいてトルク目標値と実際のトルクが一致するようにエンジンＥに導入される吸気量を吸気密度補正演算部３１６で算出する。例えば、検出した大気圧や吸気温度から目標トルクに対する実トルクの低下率を算出し（図６参照）、その低下率に基づいてトルク目標値を出力するために必要な吸気量を決定する。

そして、このよう決定された吸気量からスロットルバルブの開度をスロットルバルブ開度演算部３１７で算出し、スロットルバルブ開度指令値として、エンジンＥに導入される吸気量を調整する。

図３（Ａ）は、エンジンＥの最良燃費線と、吸気密度に応じて設定された最大トルク線とを示す図である。横軸はエンジン回転速度Ｎｅを示し、縦軸はトルクＴを示す。Ｆ１は通常走行時の最良燃費線を示し、Ｗ１〜Ｗ３は３段階の吸気密度に応じて決定される最大トルク線を示す。また、Ｐ１〜Ｐ３は等パワー線を示す。

最大トルク線は、吸気密度に基づいて設定され、スロットルバルブ開度を全開にしたときのエンジンＥの最大トルクを示す。この最大トルク線のうちＷ１は、通常運転時の吸気密度におけるエンジンＥの最大トルク線を示している。吸気密度が低下するにしたがって、エンジンＥの最大トルク線はＷ２、Ｗ３と低下し、吸気密度が最小になる場合にはＷ３で示される最大トルク線となる。なお、吸気密度に応じた最大トルク線Ｗ１〜Ｗ３は、大気圧と吸気温度とに基づいて実験などによって得られたマップから決定する。

エンジン要求パワーがＰ２である場合には、まず図３（Ａ）の実線Ｆ１で示される最良燃費線に基づいて最良燃費エンジン回転速度を決定する。つまり、最良燃費線Ｆ１と等パワー線Ｐ２との交点から最良燃費エンジン回転速度Ｎｅ１を決定する。そして、そのときの吸気密度に基づいて選択された最大トルク線Ｗ１〜Ｗ３と等パワー線Ｐ２とに基づいて最大トルクエンジン回転速度を決定する。

例えば、吸気密度が低下して最大トルク線Ｗ２が選択された場合には、この最大トルク線Ｗ２と等パワー線Ｐ２との交点から最大トルクエンジン回転速度Ｎｅ２を決定する。そして、上記のように決定された最良燃費エンジン回転速度Ｎｅ１と最大トルクエンジン回転速度Ｎｅ２とのうち大きい方をエンジン回転速度指令値として選択する。

つまり、最良燃費エンジン回転速度Ｎｅ１でのトルクが最大トルクエンジン回転速度Ｎｅ２でのトルクよりも小さい場合には、最良燃費で車両を運転するために最良燃費エンジン回転速度Ｎｅ１を選択する。しかしながら、最良燃費エンジン回転速度Ｎｅ１に基づいてエンジン動作点を設定しても、吸気密度が低下しているのでエンジン要求パワーＰ２に対して実パワーが低下してしまう。そこで、そのときの吸気密度に基づいてトルク目標値と実際のトルクが一致するように吸気量を算出し、算出された吸気量からエンジンコントローラ４０がスロットルバルブ開度を調整（出力制御手段）する。したがって、吸気密度が低下している場合には、通常運転時よりもスロットルバルブ開度を大きくし、エンジンＥに導入される吸気量を増大してエンジン回転速度Ｎｅ１を維持したままエンジン要求パワーＰ２に対する実パワーの低下を防止する。これにより、エンジン要求パワーＰ２を維持することができ、さらに最良燃費で車両を運転することができる。

一方、大気圧と吸気温度とから決定された吸気密度が非常に小さく、最大トルク線Ｗ３が選択された場合には、エンジン要求パワーＰ２では最良燃費線Ｆ１でのトルクまでトルクを上昇できないので、最大トルク線Ｗ３と等パワー線Ｐ２との交点から最大トルクエンジン回転速度Ｎｅ３を決定する。この場合には、上記のように決定された最良燃費エンジン回転速度Ｎｅ１と最大トルクエンジン回転速度Ｎｅ３とのうち大きい方、つまりエンジン回転速度Ｎｅ３をエンジン回転速度指令値として選択する。吸気密度が非常に小さくなった場合には、スロットルバルブ開度を全開としても最良燃費線までには達しないので、エンジンＥを最大トルクで運転してエンジン要求パワーに対する実パワーの低下を防止する。このように最大トルクエンジン回転速度Ｎｅ３に基づいてエンジン動作点を設定する場合には、従来のハイブリッド車のように仮想要求パワーを設定し（パワー線Ｐ３）、実パワー（パワー線Ｐ２）を確保するようにエンジン回転速度Ｎｅ４を決定してエンジン動作点を設定する場合と比較して、エンジン動作点の最良燃費線からのずれは小さくなるので燃費の悪化は抑制される。

図３（Ｂ）は、エンジン要求パワーとエンジン回転速度との関係を示す図である。横軸はエンジン要求パワーＰを示し、縦軸はエンジン回転速度Ｎｅを示す。実線は所定温度Ｔ０及び低地走行時における最良燃費線を示し、破線は吸気密度に基づいて決定される最大トルク線Ｗ１〜Ｗ３を示す。

図３（Ｂ）においても、図３（Ａ）と同様に、エンジン要求パワーから最良燃費エンジン回転速度と最大トルクエンジン回転速度とを決定することができ、その値が大きい方をエンジン回転速度として選択することができる。そして、最良燃費線からエンジン回転速度を決定した場合には、スロットルバルブ開度を吸気密度に応じて調整して、エンジン要求パワーに対する実パワーの低下を防止するとともに最良燃費で車両を運転する。また、吸気密度に基づいて設定された最大トルク線からエンジン回転速度を決定する場合には、スロットルバルブ開度を全開にすることでエンジン要求パワーを出力する。

以上により、第１実施形態のエンジン制御装置１は、下記の効果を得ることができる。

第１実施形態によれば、通常運転時の最良燃費線と、吸気密度に基づいて設定された最大トルク線とからそれぞれエンジン回転速度を決定し、そのエンジン回転速度のうち大きい方に基づいてエンジン動作点を設定する。

最良燃費エンジン回転速度に基づいてエンジン動作点を設定する場合には、吸気密度に応じてスロットルバルブ開度を調整するので、エンジン要求パワーに対する実パワーの低下を防止でき、さらに最良燃費で車両を運転することができる。また、最大トルクエンジン回転速度に基づいてエンジン動作点を設定する場合には、スロットルバルブ開度を全開にすることでエンジン要求パワーを出力することができ、燃費の悪化をできる限り抑制することが可能となる。

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態のエンジン制御装置１の制御内容を示すブロック図である。

第２実施形態のエンジン制御装置１の構成は、第１実施形態と基本構成はほぼ同様であるが、エンジン回転速度の決定の仕方において一部相違する。つまり、エンジン回転速度を吸気密度に基づいて設定された最良燃費線によって決定するようにしたもので、以下にその相違点を中心に説明する。

図４に示すように、統合コントローラ３０はエンジンＥに要求されるエンジン要求パワーとエンジン回転速度を決定し、エンジンコントローラ４０はエンジン要求パワーとエンジン回転速度からスロットルバルブ開度を決定する。

統合コントローラ３０は、加算部３２１において、運転者がアクセルペダル踏み込んだ場合などに、アクセル開度と車速とから算出される目標駆動パワーと、バッテリＳＯＣから算出される充放電パワーとからエンジン要求パワーを算出する。この算出されたエンジン要求パワーをエンジン要求パワー指令値とする。そして、統合コントローラ３０は、エンジン回転速度算出部３２２において、加算部３２１で算出されたエンジン要求パワーから、吸気密度に基づいて設定された最良燃費線マップを参照することによってエンジン回転速度を決定し、エンジン動作点を設定する。そして、統合コントローラ３０は、上記のように決定したエンジン要求パワー指令値とエンジン回転速度指令値とをエンジンコントローラ４０に出力する。

エンジンコントローラ４０は、入力したエンジン要求パワー指令値とエンジン回転速度指令値とから除算器３１５によってトルク目標値を算出する。そして、エンジンコントローラ４０は、吸気温度や大気圧から決定される吸気密度に基づいてトルク目標値と実際のトルクが一致する吸気量を吸気密度補正演算部３１６で算出する。算出された吸気量に基づいてスロットルバルブの開度をスロットルバルブ開度演算部３１７で算出し、スロットルバルブ開度指令値とする。

図５（Ａ）は、吸気密度に応じて設定されたエンジンＥの最良燃費線を示す図である。横軸はエンジン回転速度Ｎｅを示し、縦軸はトルクＴを示す。また、Ｆ１〜Ｆ３は最良燃費線を示す。なお、Ｗ１〜Ｗ３は、第１実施形態において吸気密度に基づいて設定される最大トルク線を示す。

図５（Ａ）に示すように、エンジンＥの最良燃費線Ｆ１〜Ｆ３は、吸気密度から設定される最大トルク線Ｗ１〜Ｗ３に対応して設定されており、各々の吸気密度において車両を運転する場合に最良の燃費となるように設定されている。Ｆ１は車両が通常運転している場合の最良燃費線となる。そして、吸気密度が小さくなるにしたがって最良燃費線はＦ２、Ｆ３のように設定される。

ここで、最良燃費線Ｆ１と最大トルク線Ｗ１とは同じ吸気密度のときの特性であり、同様に最良燃費線Ｆ２と最大トルク線Ｗ２、最良燃費線Ｆ３と最大トルク線Ｗ３もそれぞれ同じ吸気密度となっている。そして、最良燃費線Ｆ１は最大トルク線Ｗ１に対してある程度の余裕トルクを持って設定されている。また、最良燃費線Ｆ２は、高エンジン回転速度においては最大トルク線Ｗ２と一致するように設定されているが、低エンジン回転速度においては最大トルク線Ｗ２に対してある程度の余裕トルクを持って設定されている。さらに、最良燃費線Ｆ３は、高エンジン回転速度においては最大トルク線Ｗ３と一致するように設定されているが、低エンジン回転速度においては最大トルク線Ｗ３に対して若干の余裕トルクを持って設定されている。

第２実施形態のエンジン制御装置１では、エンジン要求パワーと、吸気密度から設定される最大トルク線に対応して定められた最良燃費線とから、エンジン回転速度を決定する。そして、その最良燃費線から決定されたエンジン回転速度において、そのときの吸気密度に基づいてトルク目標値と実際のトルクが一致するように吸気量を算出し、算出された吸気量からエンジンコントローラ４０がスロットルバルブ開度を調整（出力制御手段）する。これにより、エンジン要求パワーに対する実パワーの低下を防止するとともに最良燃費で車両を運転する。また、最良燃費線から決定されたエンジン回転速度におけるトルクが、そのときの吸気密度における最大トルクと一致する場合には、スロットルバルブ開度を全開にすることでエンジン要求パワーを出力する。

例えば、吸気密度が非常に小さく、その時の最良燃費線がＦ３であって、エンジン要求パワーがＰ４である場合には、最良燃費線Ｆ３と等パワー線Ｐ４との交点からエンジン回転速度Ｎｅ５を決定する。そして、エンジン回転速度Ｎｅ５を維持しつつ、吸気密度に応じて通常運転時よりもスロットルバルブ開度を大きくすることで吸気量を増大して、吸気密度の低下によって生じるエンジン要求パワーＰ４に対する実パワーの低下を防止する。これにより、エンジン要求パワーＰ４を維持するとともに燃費の悪化を防止する。

一方、吸気密度が非常に小さく、その時の最良燃費線がＦ３であって、エンジン要求パワーがＰ５である場合には、最良燃費線Ｆ３と等パワー線Ｐ５との交点から最良燃費エンジン回転速度Ｎｅ６を決定する。この最良燃費エンジン回転速度Ｎｅ６では、最大トルク線Ｆ３と一致しているので、スロットルバルブは全開状態でエンジンＥから最大トルクを発生させることでエンジン要求パワーを出力する。

図５（Ｂ）は、エンジン要求パワーとエンジン回転速度との関係を示す図である。横軸はエンジン要求パワーＰを示し、縦軸はエンジン回転速度Ｎｅを示す。Ｆ１〜Ｆ３は、吸気密度に応じて設定された最良燃費線を示す。

図５（Ｂ）においても、図５（Ａ）と同様に、エンジン要求パワーと、吸気密度から設定される最大トルク線に基づいて定められた最良燃費線とからエンジン回転速度を決定することができ、決定されたエンジン回転速度に基づいて同様の制御を行うことができる。

以上により、第２実施形態のエンジン制御装置１は、下記の効果を得ることができる。

第２実施形態によれば、吸気密度から設定された最大トルク線に基づいて定められた最良燃費線によって、所定の吸気密度におけるエンジン回転速度が決定するので、第１実施形態よりも簡素な構成でエンジン要求パワーに対する実パワーの低下を防止でき、さらに燃費の悪化を抑制することが可能となる。

本発明は上記した実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなし得ることは明白である。例えば、本発明のエンジン制御装置１はハイブリッド車におけるエンジンの制御だけでなく、ハイブリッド車以外の車両のエンジンの制御に適用するようにしてもよい。

ハイブリッド車のエンジン制御装置を示す図である。 第１実施形態のエンジン制御装置の制御内容を示すブロック図である。 エンジンの最良燃費線と吸気密度に応じて設定された最大トルク線とを示す図である。 第２実施形態のエンジン制御装置の制御内容を示すブロック図である。 吸気密度に対応して設定されたエンジンの最良燃費線を示す図である。 吸気密度の変化によるトルク変化を示す図である。 エンジン要求パワーに対する実パワーの低下を示す図である。

符号の説明

Ｅ エンジン
ＭＧ１、ＭＧ２ モータジェネレータ
ＴＭ 動力分割装置
１０ 駆動系
２０ 制御系
３０ 統合コントローラ
４０ エンジンコントローラ
５０ モータコントローラ
６０ パワーコントローラ
６１ バッテリ
７０ ブレーキコントローラ
３１２ 最良燃費エンジン回転速度算出部（第１エンジン回転速度算出手段）
３１３ 最大トルクエンジン回転速度算出部（第２エンジン回転速度算出手段）
３１４ 選択部
３１７ スロットルバルブ開度演算部（出力制御手段）
３２２ エンジン回転速度算出部

Claims (4)

1. 車両のエンジンを制御するエンジン制御装置において、
   前記エンジンに要求される出力と吸気密度とから、そのときの最良燃費ないし最良燃費に最も近いエンジン回転速度を決定するエンジン回転速度決定手段と、
   前記決定されたエンジン回転速度でエンジン動作点を設定したときの目標トルクを出力させるように、前記エンジンのスロットルバルブ開度を吸気密度に基づいて調整する出力制御手段と、
   を備えることを特徴とするエンジン制御装置。
2. 前記エンジン回転速度決定手段は、
   前記エンジンに要求される出力と、車両の通常運転時の最良燃費線とからエンジン回転速度を算出する第１エンジン回転速度算出手段と、
   前記エンジンに要求される出力と、吸気密度に応じて設定された最大トルク線とからエンジン回転速度を算出する第２エンジン回転速度算出手段と、を備え、
   前記第１エンジン回転速度算出手段と第２エンジン回転速度算出手段とによってそれぞれ算出されたエンジン回転速度のうち大きい方をエンジン回転速度として決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
3. 前記エンジン回転速度決定手段は、
   前記エンジンに要求される出力と、吸気密度に対応して決定される最大トルク線に基づいて吸気密度ごとに設定される最良燃費線とからエンジン回転速度を決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
4. 前記吸気密度は、大気圧と吸気温度とに基づいて決定される、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のエンジン制御装置。

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