JP2009248586A - ハイブリッド制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無駄なアイドリングを極力少なくするとともに、必要時には吸気量の学習制御を正確に実行することのできるハイブリッド制御装置を提供する。
【解決手段】車両の要求パワーに基づいて算出したエンジン２とモータジェネレータＭＧの夫々が出力すべきパワーに基づき動力分割機構６１を制御するハイブリッド制御装置７であって、エンジン制御装置８２から受信する、アイドリング制御を実行する際に学習するアイドリング制御値の更新情報に基づき、学習の必要性の有無を判断する学習制御判断部と、学習の必要性があると判断する場合で、前記算出結果でエンジン２の出力すべきパワーがなくモータジェネレータＭＧが出力すべきパワーがある場合に、エンジン制御装置８２にアイドリング制御を実行させてアイドリング制御値を学習させるアイドリング制御指示部を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の要求パワーに基づいて、エンジンとモータジェネレータの夫々が出力すべきパワーを算出し、該算出結果に基づき動力分割機構を制御するハイブリッド制御装置に関する。

エンジンとモータジェネレータが動力分割機構を介して接続されたハイブリッド車両が提案されている。動力分割機構に遊星歯車機構が採用されたシリーズパラレルハイブリッド車両では、エンジンの出力軸がプラネタリキャリアに接続され、主に発電機として動作する第一のモータジェネレータの回転軸がサンギヤ軸に接続され、車両の駆動軸がリングギヤ軸に接続されている。

エンジンの出力トルクは動力分割機構を介して車両の駆動トルク（プロペラ軸に分配されるトルク）と発電機の発電に使用される。このとき、エンジンがプロペラ軸に出力するトルクとユーザが要求する駆動トルクとを比較して、エンジンのプロペラ軸に対する不足トルクを第二のモータジェネレータとしての駆動モータで補う。従って、発電機で発電した量よりも駆動モータで使用する電力量が大きい場合は不足電力量をバッテリで補い、発電機で発電した量よりも駆動モータで使用する電力量が少ない場合は過剰電力量をバッテリに充電することになる。

つまり、エンジンは車両の要求パワーを満たすように制御すれば、駆動モータがユーザ要求トルクに対する過不足トルクを補うことができる構成となっている。そのため、エンジンは車両要求パワーを満たす出力に対して、最適な目標回転数を設定することができる。

しかし、上述のハイブリッド車両は、発進時、低速走行時、または緩やかな坂を下る場合等の軽負荷時には、モータジェネレータによる駆動力のみで走行しており、このような走行状態では、燃費向上のためにエンジンを停止している。つまり、ハイブリッド車両は、エンジンの駆動力のみで走行する車両と比較して、エンジンのアイドリングが実施される機会が少ない。

ところで、車両は、常に最適なアイドリングを確保することが望ましく、具体的には、アイドリング時のエンジンの回転数は、燃費や騒音を低減するために、できるだけ低く且つ安定した回転数であることが望ましい。そのため、車両では、エンジンがアイドリング状態の場合に、エンジンの実際の回転数が予め設定された目標回転数に近づくように吸気量を調整して基準吸気量を算出する所謂アイドルスピードコントロール（以下、ＩＳＣと記す。）による学習制御が実行されている。

しかし、上述したとおり、ハイブリッド車両は、エンジンのアイドリングが実施される機会が少ないので、ＩＳＣによる学習制御が実行される機会が少ない。その結果、エンジンの吸気管の目詰まり等によって吸気量が変動し、基準吸気量を変更する必要が生じても、ＩＳＣによる学習制御が実行されないために基準吸気量が適正な値からずれる虞があった。

このような問題を解決するため、特許文献１では、以下のような内燃機関の吸気制御装置が開示されている。つまり、吸気制御装置は、内燃機関の出力トルクを調整するために内燃機関の吸入空気量を調整する吸気調整手段と、内燃機関の運転状態に応じて変化する内燃機関の要求出力トルクを機関運転状態に基づき算出する要求トルク算出手段と、内燃機関の実際の出力トルクを検出する実トルク検出手段と、実トルク検出手段によって検出される実際の出力トルクが、要求トルク算出手段によって算出される要求出力トルクに近づくように吸気補正量を増減させる補正手段と、吸気補正量が所定範囲内の値となるように内燃機関の吸入空気量を補正するための学習値を増減させる学習手段とを備えている。

そして、吸気制御装置は、内燃機関がアイドル状態でない場合であっても、実際の出力トルクと要求出力トルクとに基づいて吸気補正量の補正及び学習値の学習を行なうことにより、アイドル運転の行なわれる機会の少ない内燃機関であっても学習値の学習を的確に行なうことができる。
特開２０００−９７０６９号公報

しかし、特許文献１では、学習制御を実行するためにアイドリングを実行することによる燃費悪化を避けるために、アイドリング状態ではない状態で学習制御を実行しているために、算出された吸気量の学習値が正確な値でない虞がある。

本発明の目的は、上述した従来の問題点に鑑み、無駄なアイドリングを極力少なくするとともに、必要時には吸気量の学習制御を正確に実行することのできるハイブリッド制御装置を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明によるハイブリッド制御装置の特徴構成は、車両の要求パワーに基づいて、エンジンとモータジェネレータの夫々が出力すべきパワーを算出し、該算出結果に基づき分割機構を制御するハイブリッド制御装置であって、エンジン制御装置から受信する、アイドリング制御を実行する際に学習するアイドリング制御値の更新情報に基づき、学習をさせる必要性があるか否かを判断する学習制御判断部と、前記学習制御判断部によりアイドリング制御値の学習をさせる必要性があることを判断する場合で、前記算出結果においてエンジンの出力すべきパワーがなくモータジェネレータが出力すべきパワーがある場合に、前記エンジン制御装置にアイドリング制御を実行させてアイドリング制御値を学習させるアイドリング制御指示部を備えている点にある。

上述の構成によれば、学習制御判断部がアイドリング制御値の学習をさせる必要性のあることを判断した場合にのみ、アイドリング制御指示部がエンジン制御装置にアイドリング制御値の学習を実行させる。また、アイドリング制御指示部は、エンジン制御装置を制御してエンジンをアイドリング状態とした上で、エンジン制御装置にアイドリング制御値の学習を実行させる。

以上説明した通り、本発明によれば、無駄なアイドリングを極力少なくするとともに、必要時には吸気量の学習制御を正確に実行することのできるハイブリッド制御装置を提供することができるようになった。

以下、本発明によるハイブリッド制御装置について説明する。図１に示すように、ハイブリッド車両１は、エンジン２、バッテリ３、インバータ４、駆動輪５、無段変速機構６、及び本発明によるハイブリッド制御装置７を含む複数の電子制御装置８等を備えて構成されている。

エンジン２は、図２に示すように、シリンダブロック２０及びシリンダヘッド２１を備え、シリンダブロック２０には複数のシリンダ２２が並設され、各シリンダ２２内にピストン２３が往復動可能に配置されている。各ピストン２３はコネクティングロッド２４を介してクランクシャフト２５に連結され、各ピストン２３の往復運動がコネクティングロッド２４によって回転運動に変換されてクランクシャフト２５に伝達されるように構成されている。クランクシャフト２５の端部には複数の歯が周囲に形成されたパルス円盤が取り付けられ、その回転数がクランクポジションセンサ２６によってパルス信号として検出されるように構成されている。また、エンジン２には、エンジン２の冷却水の温度を検出する水温センサ２Ａが備えられている。

各シリンダ２２の上部空間に燃焼室２７が形成され、シリンダヘッド２１には、各燃焼室２７に連通する吸気ポート２８及び排気ポート２９が設けられ、これらの吸気ポート２８及び排気ポート２９を開放及び閉鎖するために吸気バルブ１０及び排気バルブ１１がそれぞれ往復動可能に支持されている。

吸気ポート２８には外気の汚れを除去するエアクリーナ１２１、吸気量を検出するエアフロメータ１２２、吸入空気流量を調節するスロットルバルブ１２３、圧力変動を平滑化させるサージタンク１２４、吸気マニホールド１２５等を備えた吸気通路１２が接続され、それらを経て燃焼用空気が燃焼室２７に供給される。

スロットルバルブ１２３は、吸気通路１２内で通路の軸心に垂直な軸心周りに回動可能なモータの出力軸に取り付けられ、図示しない運転席のアクセルペダル操作に連動して回転制御されるように構成され、吸気通路１２を流れる吸入空気量がスロットルバルブ１２３の回動角度に応じて制御され、その回転角度を検出するスロットルセンサ１２３ａが設けられている。

吸気マニホールド１２５には気筒数と同数のインジェクタ１３が取付けられている。各インジェクタ１３は通電されると開弁して各吸気ポート２８へ向けて燃料を噴射する電磁弁で構成され、各インジェクタ１３から噴射される燃料と吸入空気との混合気が各燃焼室２７へ導かれる。

クランクシャフト２５が２回転する間に１回転するロータが内蔵されたディストリビュータ１４によって、イグナイタ（図示せず）から出力される高電圧がシリンダヘッド２１に設けられた点火プラグ（図示せず）にクランク角に同期して分配され、燃焼室２７へ導入された混合気が爆発・燃焼する。このときに生じた高温高圧の燃焼ガスによりピストン２３が往復動してクランクシャフト２５が回転してエンジン２の駆動力が得られる。

排気ポート２９には、空燃比センサ１５１、排気マニホールド１５２、燃焼ガス中の有害物質を浄化する三元触媒が内蔵された触媒コンバータ１５３等を備えた排気通路１５が接続され、燃焼室２７で生じた燃焼ガスが排気通路１５から排気される。

バッテリ３は、複数の電池セルが一体化されたモジュールを複数直列に接続したリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の組電池で構成されている。

インバータ４は、バッテリ３から入力された直流電力を交流電力に変換して発電機ＭＧ１及び駆動モータＭＧ２に出力するとともに、発電機ＭＧ１及び駆動モータＭＧ２から入力された交流電力を直流電力に変換してバッテリ３に出力する。

無段変速機構６は、エンジン２のクランクシャフト２５から入力された出力トルクを、遊星歯車機構でなる動力分割機構６１を介してプロペラ軸６２及び発電機ＭＧ１に伝達する。また、無段変速機構６には、プロペラ軸６２を駆動する走行アシスト用の駆動モータＭＧ２がリダクションギヤ等のギヤ機構６３を介して備えられ、プロペラ軸６２がデファレンシャルギヤ機構６４を介して駆動輪５に連結されている。

発電機ＭＧ１及び駆動モータＭＧ２は、発電機及び電動機の両方として機能し得るが、発電機ＭＧ１は主として発電機として動作し、駆動モータＭＧ２は主として電動機として動作する。

発電機ＭＧ１は、動力分割機構６１を介して伝達されたエンジン２からの出力トルクによって回転駆動して発電する。発電機ＭＧ１による発電電力は、インバータ４を介してバッテリ３及び／または駆動モータＭＧ２に供給され、バッテリ３の充電電力及び／または駆動モータＭＧ２の駆動電力として用いられる。

駆動モータＭＧ２は、インバータ４から入力された交流電力によって回転駆動される。駆動モータＭＧ２の回転駆動で生成された駆動力は、ギヤ機構６３、プロペラ軸６２、及びデファレンシャルギヤ機構６４を介して駆動輪５へ伝達される。また、ハイブリッド車両１の減速時には、駆動モータＭＧ２の回転駆動による発電電力がインバータ４を介してバッテリ３に供給され、バッテリ３が充電される。

動力分割機構６１は、図３に示すような遊星歯車機構で構成されており、サンギヤ６１１と、サンギヤ６１１と、リングギヤ６１２と、複数のピニオンギヤ６１３とを備えている。尚、図３は、図１に示した動力分割機構６１の断面図である。

図１に示すように、サンギヤ６１１は、サンギヤ軸６１４を介して発電機ＭＧ１の回転軸と接続されており、リングギヤ６１２は、リングギヤ軸６１５及びギヤ機構６３を介して駆動モータＭＧ２の回転軸と接続されている。

複数のピニオンギヤ６１３は、サンギヤ６１１およびリングギヤ６１２との間に配置され、各ピニオンギヤ６１３が、サンギヤ６１１の外周を自転しながら公転する。各ピニオンギヤ６１３の公転力は、プラネタリキャリア軸６１６により図３に示すプラネタリキャリア６１７の回転力として与えられる。プラネタリキャリア軸６１６はエンジン２と接続されている。

プラネタリキャリア６１７の回転に伴ってサンギヤ６１１及びリングギヤ６１２が回転することにより、エンジン２からプラネタリキャリア軸６１６を介して供給された出力トルクが、ピニオンギヤ６１３を介してリングギヤ６１２及びサンギヤ６１１へ伝達される。つまり、エンジン２による出力トルクが、プロペラ軸６２の回転トルクと発電機ＭＧ１の回転トルクとに分割される。

以下、無段変速機構６の動作について詳述する。遊星歯車機構では、サンギヤ６１１、リングギヤ６１２、及びプラネタリキャリア６１７のうちの何れか二つについて回転数が決定されると、残り一つの回転数が決定される。

ここで、プラネタリキャリア６１７（エンジン２）、サンギヤ６１１（発電機ＭＧ１）、またはリングギヤ６１２（プロペラ軸６２）の回転数は、残り二つの回転数、及び、サンギヤ６１１とリングギヤ６１２の歯の数の比に基づいて、以下の数１から数３で決定される。尚、数１から数３において、Ｎｅはエンジン２の回転数、Ｎｇは発電機ＭＧ１の回転数、Ｎｐはプロペラ軸６２の回転数、ρはサンギヤ６１１とリングギヤ６１２の歯の数の比（サンギヤ６１１の歯の数をリングギヤ６１２の歯の数で除算した値）である。

また、エンジン２、発電機ＭＧ１、及びプロペラ軸６２のトルクは、以下の数４から数６の関係を有している。尚、数４から数６において、Ｔｅはエンジン２のトルク、Ｔｇは発電機ＭＧ１のトルク、Ｔｐはプロペラ軸６２のトルク、Ｔｅｐはエンジン直行トルク、Ｔｍｐはプロペラ軸換算トルクであり、エンジン直行トルクＴｅｐ及びプロペラ軸換算トルクＴｍｐについては以下で説明する。

ここで、エンジン直行トルクＴｅｐは、エンジン２のトルクＴｅ及び発電機ＭＧ１のトルクＴｇの二箇所のトルクによって決定されるプロペラ軸６２に加わるトルクのことであり、数５から明白であるが発電機ＭＧ１のトルクＴｇが決定されるとエンジン直行トルクＴｅｐも決定する。また、プロペラ軸換算トルクＴｍｐは、駆動モータＭＧ２のトルクにギヤ機構６３のギヤ比を乗算することで算出されるトルクである。

つまり、数６より、プロペラ軸６２のトルクＴｐは、エンジン２の出力トルクによってプロペラ軸６２に加えられるトルクであるエンジン直行トルクＴｅｐと、駆動モータＭＧ２の駆動力によってプロペラ軸６２に加えられるトルクであるプロペラ軸換算トルクＴｍｐとの合算によって決定される。

ハイブリッド車両１の走行時、プロペラ軸６２の要求するパワーに相当するトルクがエンジン２から出力され、出力されたトルクは動力分割機構６１を介してプロペラ軸６２に伝達される。

つまり、エンジン２の出力トルクは動力分割機構６１を介して車両１の駆動トルク（プロペラ軸６２に分配されるトルク）と発電機ＭＧ１の発電に使用される。このとき、エンジン２がプロペラ軸６２に出力するトルクとユーザが要求する駆動トルクとを比較して、エンジン２のプロペラ軸６２に対する不足トルクを駆動モータＭＧ２で補う。従って、発電機ＭＧ１で発電した量よりも駆動モータＭＧ２で使用する電力量が大きい場合は不足電力量をバッテリ３で補い、発電機ＭＧ１で発電した量よりも駆動モータＭＧ２で使用する電力量が少ない場合は過剰電力量をバッテリ３に充電することになる。

つまり、エンジン２は車両の要求パワーを満たすように制御すれば、駆動モータＭＧ２がユーザ要求トルクに対する過不足トルクを補うことのできる構成となっている。そのため、エンジン２は車両要求パワーを満たす出力に対して、最適な目標回転数を設定することができる。

以下、図４から図６に示す共線図を用いて、無段変速機構６の動作について更に詳述する。

ハイブリッド車両１が停止している場合、エンジン２、発電機ＭＧ１、及び駆動モータＭＧ２は何れも停止しており、エンジン２、発電機ＭＧ１、及び駆動モータＭＧ２の回転数及びトルクは零であるため、共線図におけるエンジン２、発電機ＭＧ１、及び駆動モータＭＧ２の動作点は図４（ａ）で示すような直線で表わされる。

ハイブリッド車両１が、エンジン２を停止させて駆動モータＭＧ２の駆動力のみで前進している場合、エンジン２の回転数Ｎｅはエンジン２停止のため零であり、プロペラ軸６２は駆動モータＭＧ２の駆動力により正回転（回転数Ｎｐは正の値）であり、発電機ＭＧ１はプロペラ軸６２の正回転により負回転（回転数Ｎｇは負の値）である。

また、エンジン２のトルクＴｅはエンジン２停止のため零であるので、発電機ＭＧ１のトルクＴｇも零となり、プロペラ軸６２のトルクＴｐ（正トルク）がそのままハイブリッド車両１の駆動力となる。

よって、共線図におけるエンジン２、発電機ＭＧ１、及び駆動モータＭＧ２の動作点は図４（ｂ）で示すような直線で表わされる。

ハイブリッド車両１が、エンジン２による前進加速走行を行なっている場合、エンジン２は正回転（回転数Ｎｅは正の値）である。プロペラ軸６２は正回転（回転数Ｎｐは正の値）であり、ハイブリッド車両１が高速である程その回転数Ｎｐは大きくなる。発電機ＭＧ１は、低速走行では正回転（回転数Ｎｇは正の値）だが、高速走行ではプロペラ軸６２の回転数Ｎｐの増大により負回転（回転数Ｎｇは負の値）となる。

また、エンジン２のトルクＴｅは、ハイブリッド車両１が加速走行のため、正トルクであり、発電機ＭＧ１のトルクＴｇは、エンジン２のトルクＴｇが正トルクであるため、負トルクとなる。エンジン直行トルクＴｅｐは、ハイブリッド車両１が加速走行のため、車速にかかわらず正トルクとなるが、プロペラ軸換算トルクＴｍｐは、ハイブリッド車両１が低速の場合には正トルクとなるが、ハイブリッド車両１が高速の場合には発電機ＭＧ１の消費電力を賄うための発電により負トルクとなる。但し、エンジン直行トルクＴｅｐの絶対値がプロペラ軸換算トルクＴｍｐの絶対値よりも大きいため、エンジン直行トルクＴｅｐとプロペラ軸換算トルクＴｍｐの合計であるプロペラ軸６２のトルクＴｐは正トルクとなる。

よって、共線図におけるエンジン２、発電機ＭＧ１、及び駆動モータＭＧ２の動作点は、低速の場合は図５（ａ）、高速の場合は図５（ｂ）で示すような直線で表わされる。

ハイブリッド車両１が、図５（ａ）の状態で、エンジン２による前進減速走行を行なっている場合、ハイブリッド車両１が前進走行のため、エンジン２、プロペラ軸６２、及び発電機ＭＧ１共に正回転（回転数Ｎｅ、Ｎｐ、Ｎｇは正の値）である。

また、エンジン２のトルクＴｅは、ハイブリッド車両１が減速走行のため、負トルクであり、発電機ＭＧ１のトルクＴｇは、エンジン２のトルクＴｅが負トルクであるため、正トルクとなる。エンジン直行トルクＴｅｐは、ハイブリッド車両１が減速走行であるため制動力を確保するために、負トルクとなり、プロペラ軸換算トルクＴｍｐは、発電機ＭＧ１の発電電力を賄うために、負トルクとなる。つまり、エンジン直行トルクＴｅｐとプロペラ軸換算トルクＴｍｐの加算値であるプロペラ軸６２のトルクＴｐは負トルクとなる。

よって、共線図におけるエンジン２、発電機ＭＧ１、及び駆動モータＭＧ２の動作点は図６で示すような直線で表わされる。

電子制御装置８は、バッテリ３の充電状態の監視を行なうバッテリ制御装置８１と、エンジン２の吸気量及び燃料噴射量の制御等を実行するエンジン制御装置８２と、エンジン制御装置８２並びに発電機ＭＧ１及び駆動モータＭＧ２（以下、モータジェネレータＭＧと記す。）を制御するハイブリッド制御装置７と、ブレーキを制御するブレーキ制御装置８３と、モータジェネレータＭＧを制御するＭＧ制御装置８４等を備えて構成されている。

各電子制御装置８にはＣＰＵを備えたマイクロコンピュータ、ＣＰＵで実行される制御プログラムが格納されたＲＯＭ及び／またはＥＥＰＲＯＭ、ワーキングエリアとして使用されるＲＡＭ、及び入出力回路等が設けられており、以下で説明する各電子制御装置８の各機能ブロック（例えば、学習制御判断部）の機能は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することで実現されている。尚、各電子制御装置８は相互に通信可能に接続されている。

バッテリ制御装置８１には、バッテリ３の出力電圧を測定する電圧測定部３１と、出力電流を測定する電流測定部３２と、温度を測定する温度測定部３３からの測定値が入力されており、バッテリ制御装置８１は、これらの測定値に基づいてバッテリ残存容量（以下、「ＳＯＣ（State of Charge）」と記す。）を演算する。

ＭＧ制御装置８４は、ハイブリッド制御装置７から入力されたモータジェネレータＭＧの要求トルクを満たすようにモータジェネレータＭＧを駆動制御し、また、ハイブリッド制御装置７からモータジェネレータＭＧへ出力要求がある場合、当該出力要求を満たす発電量を確保するためにモータジェネレータＭＧを駆動制御する。

エンジン制御装置８２は、ＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）学習制御を実行する。ここで、ＩＳＣ学習制御は、エンジン２のアイドル運転時に実行される制御であり、エンジン２のアイドル運転時の実際の回転数とエンジン制御装置８２で算出された目標回転数との差分を算出して、当該差分が零となるようにエンジン２への吸入空気量、つまりスロットルバルブ１２３の開度を調整する制御である。

以下に詳述する。エンジン制御装置８２は、水温センサ２Ａからの入力信号より現在のエンジン水温を検出して、エンジン水温に対する目標回転数で構成されエンジン制御装置８２のＲＯＭに予め記憶されているマップデータを検索することで、目標回転数を導出する。また、エンジン制御装置８２は、クランクポジションセンサ２６の出力信号に基づいてエンジン２の実際の回転数を算出する。

そして、エンジン制御装置８２は、実際の回転数が目標回転数より大きい場合には、当該差分に基づいて算出した補正量だけスロットルバルブ１２３の開度を小さくして吸入空気量を減少させ、実際の回転数が目標回転数より小さい場合には、当該差分に基づいて算出した補正量だけスロットルバルブ１２３の開度を大きくして吸入空気量を増加させる処理を繰り返すことで、両回転数が一致するようにスロットルバルブ１２３の開度をフィードバック制御する。尚、フィードバック制御方式として所謂ＰＩＤ制御が使用されるがこれに限るものではない。

以上のようなフィードバック制御によって求められたスロットルバルブ１２３の開度は、アイドリング制御値としてエンジン制御装置８２のＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭに記憶される。

その後、ハイブリッド車両１が次にアイドル状態となった場合に、エンジン制御装置８２がＩＳＣ学習制御を実行する場合、スロットルバルブ１２３の開度は記憶しておいたアイドリング制御値に設定され、このように設定されたスロットルバルブ１２３の開度を基準として、上述したフィードバック制御が実行され、新たなスロットルバルブ１２３の開度、つまり新たなアイドリング制御値が算出される。

ハイブリッド制御装置７は、動力分割機構６１を介して接続されたエンジン２とモータジェネレータＭＧをハイブリッド車両１の要求パワーに基づいて制御する。換言すると、ハイブリッド制御装置７は、ハイブリッド車両１の要求パワーに基づいて、エンジン制御装置８２にエンジン２を制御させ、ＭＧ制御装置８４にモータジェネレータＭＧを制御させる。つまり、ハイブリッド制御装置７は、車両の要求パワーに基づいて、エンジン２とモータジェネレータＭＧの夫々が出力すべきパワーを算出し、該算出結果に基づき動力分割機構６１を制御する。

以下に詳述する。ハイブリッド制御装置７は、アクセルポジションセンサから得られたアクセル開度、シフトポジションセンサから得られたシフト位置、車速センサから得られた車速情報、ブレーキ制御装置８３から得られたブレーキ操作情報や電池の残存容量等のハイブリッド車両１の運転状態に基づいてエンジン出力及びモータトルクを算出し、算出されたエンジン出力及びモータトルクを実現するために必要なパワーをエンジン制御装置８２及びＭＧ制御装置８４に要求する。

ハイブリッド制御装置７は、ハイブリッド車両１の力行時にバッテリ３から電力をモータジェネレータＭＧに供給し、ハイブリッド車両１の回生制動時にモータジェネレータＭＧによる発電電力でバッテリ３を充電するように、ＭＧ制御装置８４にモータジェネレータＭＧを制御させる。

ハイブリッド制御装置７は、バッテリ制御装置８１から入力されたバッテリ３のＳＯＣとハイブリッド制御装置７のＲＯＭに格納されたハイブリッド車両１の運転状態に対するエンジン出力及びモータトルクの配分を示すマップ情報等に基づいて演算処理を実行し、充電許容電力Ｗｉｎ及び放電許容電力Ｗｏｕｔの範囲内でＳＯＣが目標範囲に収まるようにバッテリ３の充放電が実行されるようにＭＧ制御装置８４にモータジェネレータＭＧを制御させる。

ハイブリッド制御装置７は、エンジン２の始動及び停止の切替をエンジン制御装置８２に命令する。例えば、ハイブリッド制御装置７は、ハイブリッド車両１の発進時、低速走行時、または緩やかな坂を下る場合等の軽負荷時には、エンジン２を始動させることなく、モータジェネレータＭＧによる駆動力でハイブリッド車両１を走行させるようエンジン制御装置８２及びＭＧ制御装置８４を制御する。そして、所定値以上の駆動力が必要な運転状態となった場合には、エンジン２を始動させるようエンジン制御装置８２に命令する。

以上より、ハイブリッド制御装置７は、車両１の要求パワーとバッテリ４の残存容量に基づいて、エンジン２とモータジェネレータＭＧとの動力の配分を決定し、動力分割機構６１を制御するとともに、エンジン制御装置８２やＭＧ制御装置８４へその配分に応じた動力を出力することを指示する。

ハイブリッド制御装置７は、エンジン制御装置８２から受信する、アイドリング制御を実行する際に学習するアイドリング制御値の更新情報に基づき、学習をさせる必要性があるか否かを判断する学習制御判断部としてのＩＳＣ状態検出部と、学習制御判断部によりアイドリング制御値の学習をさせる必要性があることを判断する場合で、エンジン２とモータジェネレータＭＧの夫々が出力すべきパワーの算出結果においてエンジン２の出力すべきパワーがなくモータジェネレータＭＧが出力すべきパワーがある場合に、エンジン制御装置８２にアイドリング制御を実行させてアイドリング制御値を学習させるアイドリング制御指示部としてのＩＳＣ調整司令部を備えている。

アイドリング制御値は、例えば、エンジン制御装置８２にてＩＳＣ学習制御が実行され、アイドリング制御値が算出された場合に、エンジン制御装置８２からハイブリッド制御装置７に送信される。

ＩＳＣ状態検出部は、エンジン制御装置８２より受信したアイドリング制御値を参照して、アイドリング制御値の学習制御、つまりＩＳＣ学習制御が所定期間（例えば、１月）において所定回数以下（例えば、３回）である場合、１トリップつまり車両の始動から車両の停止まで（例えば、イグニッションスイッチのオンからオフ、または、プッシュスタートオンからプッシュスタートオフ）の学習制御の実施頻度が所定値（例えば、０．２５％）以下の場合、学習値の最新更新時から所定時間（例えば、３００時間）以上経過している場合等に学習する必要があると判断する。

また、ＩＳＣ状態検出部は、アイドリング制御値の偏りが検出された場合に、アイドリング制御値の学習をさせる必要性があると判断する構成であってもよい。

つまり、この場合、ハイブリッド制御装置７は、エンジン２のアイドリング制御値の偏りを検出するＩＳＣ状態検出部と、ＩＳＣ状態検出部によりアイドリング制御値の偏りが検出された場合に、エンジン制御装置８２にアイドル運転状態でＩＳＣ学習制御を実行させるＩＳＣ調整司令部を備えている。

ＩＳＣ状態検出部によるアイドリング制御値の偏りの検出方法としては、例えば、ＩＳＣ状態検出部は、エンジン回転数が目標エンジン回転数となるようにフィードバック制御するモータジェネレータＭＧのフィードバックトルク量が所定範囲を逸脱する場合に、アイドリング制御値が偏っていると検出し、アイドリング制御値の学習をさせる必要性があると判断する方法がある。

エンジン直行トルクは、数５に示すとおり、発電機ＭＧ１のトルクによって決定される。

また、エンジン制御装置８２は、このエンジン直行トルクＴｅｐと目標エンジン回転数になるようにスロットル開度を制御しているが、前記スロットル開度はアイドリング制御値分のスロットル開度も含んでいるため、アイドリング制御値の誤差によって目標エンジン回転数とならない場合が発生する。このようなときは発電機ＭＧ１のトルクＴｇをフィードバック制御することによりエンジン２を目標回転数に収束させることができる。

発電機のトルクＴｇのフィードバック制御の例について詳述する。ＩＳＣ状態検出部は、エンジン２の回転数Ｎｅの目標値と現在のエンジン２の回転数の差分に基づいて発電機ＭＧ１に必要な回転速度を算出し、算出した回転速度で発電機ＭＧ１を回転させるために必要な発電機ＭＧ１のトルク（目標トルク）を算出する。

そして、ＩＳＣ状態検出部は、ＭＧ制御装置８４を制御して発電機のトルクＴｇが目標トルクとなるようなスイッチング信号をインバータ４へ出力させ、インバータ４は当該スイッチング信号に基づいた交流電力を発電機ＭＧ１に出力する。

当該交流電力によって発電機ＭＧ１の回転数は変動し、それに伴ってエンジン２の回転数も変動するので、ＩＳＣ状態検出部は、変動後のエンジン２の回転数を現在のエンジン２の回転数として検出し、以下、当該フィードバック処理を繰り返していく。

また、ＩＳＣ状態検出部は、数４に基づいて、要求エンジントルクＴｅから発電機ＭＧ１が必要とする目標トルクＴｇ（＝−（ρ×Ｔｅ）／（１＋ρ））を算出する。

そして、ＩＳＣ状態検出部は、発電機ＭＧ１のトルクＴｇのフィードバック制御において、発電機ＭＧ１の実際のトルクが予め設定された所定範囲外となった場合、つまり、発電機ＭＧ１の実際のトルクが発電機ＭＧ１の目標トルクよりも、予め設定された所定値より大きくなった場合、または、予め設定された所定値より小さくなった場合に、アイドリング制御値が偏っていると判断する。

尚、本実施形態では、ＩＳＣ状態検出部によるアイドリング制御値の偏りの有無の判断は、１トリップに一回、例えば、当該トリップにおけるハイブリッド車両の走行開始から所定時間後または所定距離走行後に実行されるが、１トリップに一回に限るものではなく、例えば、複数トリップに一回または１トリップに複数回であってもよい。ここで、トリップとは、ハイブリッド車両のスタータースイッチ等の始動冶具がオン操作されてハイブリッド車両のシステムが駆動してから、前記始動冶具がオフ操作されてハイブリッド車両のシステムが停止するまでのことである。

アイドリング制御値がずれている、つまり吸入空気量に誤差があると、上述の発電機ＭＧ１のトルクＴｇのフィードバック制御において、エンジン２の回転数Ｎｅが当該誤差の分だけ誤って算出されることになり、当該エンジン２の回転数Ｎｅに基づいて算出される発電機ＭＧ１のトルクＴｇも誤って算出される。よって、モータジェネレータＭＧのトルクが所定範囲を逸脱するか否かによって、アイドリング制御値が偏っているか否かを判断することができる。

ＩＳＣ調整司令部は、ＩＳＣ状態検出部によってアイドリング制御値が偏っていると判断されると、エンジン制御装置８２に対して上述したＩＳＣ学習制御を実行するよう命令する制御信号を出力する。

また、ＩＳＣ調整司令部は、ＩＳＣ状態検出部によってアイドリング制御値が偏っていると判断された場合に、エンジン２がアイドル状態でない場合には、エンジン２をアイドル状態とするようにエンジン制御装置８２及びＭＧ制御装置８４を制御する。

具体的には、エンジン２が駆動しているが、エンジン２から出力されるパワーが駆動輪５の駆動に使用されている場合、駆動輪５の駆動は専らモータジェネレータＭＧの駆動力によって行われるようにＭＧ制御装置８４を制御し、エンジン制御装置８２はアイドリング状態となるように制御する。

また、ＩＳＣ調整司令部は、エンジン制御装置８２よりＩＳＣ学習制御の実行を終了した旨の制御信号を受け取ると、エンジン２のアイドル状態を終了するように、エンジン制御装置８２及びＭＧ制御装置８４を制御する。

具体的には、ＩＳＣ調整司令部は、現在のハイブリッド車両１の走行状態に基づいて、エンジン２を停止するように、または、エンジン２から出力されるパワーが駆動輪５の駆動に使用され、当該使用分だけモータジェネレータＭＧによる駆動力を減少するようにエンジン制御装置８２及びＭＧ制御装置８４を制御する。

また、ＩＳＣ調整指令部は、エンジン２とモータジェネレータＭＧの併用運転からモータジェネレータＭＧの単独運転へ切り替える場合に、アイドリング制御値の学習制御、つまりＩＳＣ学習制御を実行させるように構成されている。

以下に詳述する。通常、エンジン２とモータジェネレータＭＧの併用運転時から、極低速運転や車両停止状態等になったとき、エンジン２を停止させるが、ＩＳＣ調整司令部は、モータジェネレータＭＧの単独運転時にも、エンジン制御装置８２を制御してエンジン２を停止させるのではなくエンジン２をアイドル状態とさせた上で、エンジン制御装置８２にＩＳＣ学習制御を実行させる。

また、ＩＳＣ調整司令部は、車両の急加速時等のエンジン２からの出力が車両の走行に不可欠な場合には、エンジン制御装置８２にアイドリング制御値の学習指示を行なわない。

つまり、ＩＳＣ調整司令部は、エンジン２とモータジェネレータＭＧの夫々が出力すべきパワーの算出結果においてエンジン２の出力すべきパワーがなくモータジェネレータＭＧが出力すべきパワーがある場合に、エンジン制御装置８２にアイドリング制御を実行させてアイドリング制御値を学習させるのである。

上述の構成によれば、通常、エンジン２が停止されるモータジェネレータＭＧの単独運転への切替時に、ＩＳＣ調整指令部は、エンジン２をアイドル運転状態としてＩＳＣ学習制御を実行させるので、ＩＳＣ学習制御の機会を増加させることができる。

また、ハイブリッド制御装置７は、アイドリング制御値の学習制御、つまりＩＳＣ学習制御の実行後にＩＳＣ状態検出部によるアイドリング制御値の偏りの検出閾値、つまりアイドリング制御値の学習をさせる必要性があるか否かの判断閾値を大きくするように構成されていてもよい。

以下に詳述する。例えば、あるトリップで、ＩＳＣ状態検出部がアイドリング制御値の偏りを検出し、ＩＳＣ調整司令部がエンジン制御装置８２にＩＳＣ学習制御を実行させた場合、次回のトリップでは、ＩＳＣ状態検出部が、アイドリング制御値の偏りを検出するための所定値を、前記あるトリップにおける所定値よりも絶対値の大きい値として、アイドリング制御値の偏りの有無を判断する。

つまり、前記次回のトリップで、発電機ＭＧ１の実際のトルクと目標トルクとの差分が、前記あるトリップ（前回のトリップ）と同じ程度となったとしても、ＩＳＣ状態検出部は、アイドリング制御値の偏りであるとは検出しない。

このような構成とすることで、ＩＳＣ学習制御が一度実行されると、発電機ＭＧ１の実際のトルクと目標トルクとの差分が、大きくなった所定値以上となるまではＩＳＣ学習制御が再び実行されることはないので、エンジン制御装置８２によって無駄なアイドリングが実行されることを防止することができる。

更に詳述する。エンジン制御装置８２によってＩＳＣ学習制御が実行されるとアイドリング制御値の偏りは是正されるはずである。しかし、本発明では、ＩＳＣ状態検出部が、アイドリング制御値の偏りの有無を、吸入空気量またはスロットルバルブ１２３の開度以外の要素であるモータジェネレータＭＧのトルクに基づいて判断しているため、モータジェネレータＭＧ等に異常があると、ＩＳＣ学習制御により吸入空気量またはスロットルバルブ１２３の開度が是正されていても、ＩＳＣ状態検出部はアイドリング制御値に偏りがあると判断してしまう。

そこで、ＩＳＣ学習制御が実行された後に、ＩＳＣ状態検出部によって少なくとも一回連続してアイドリング制御値に偏りがあると判断された場合、ＩＳＣ状態検出部は、アイドリング制御値の偏りではなくモータジェネレータＭＧ等に異常があると判断する。

その後のトリップにおいて、ＩＳＣ状態検出部が、より大きな所定閾値で判断してもアイドリング制御値に偏りがあると判断した場合、モータジェネレータＭＧ等ではなく本当にアイドリング制御値に偏りがあると判断する。つまり、任意のトリップ数が経過する間に、吸気通路１２に付着した炭素等の増加によって、アイドリング制御値に偏りが発生したと判断するのである。

以上の説明では、ハイブリッド制御装置７は、ＩＳＣ学習制御を実行した次のトリップに、ＩＳＣ状態検出部によるアイドリング制御値の偏りの検出閾値を大きくする構成について説明したが、無駄なアイドリングの実行を防止することができるのであれば上述の構成に限らず、例えば、所定数のトリップ連続してアイドリング制御値の偏りが検出された場合に、ＩＳＣ状態検出部によるアイドリング制御値の偏りの検出閾値を大きくする構成等であってもよい。

以下、ＩＳＣ状態検出部及びＩＳＣ調整司令部によって実行される制御について図７に示すフローチャートに基づいて説明する。

ハイブリッド制御装置７のＩＳＣ状態検出部は、エンジン回転数が目標エンジン回転数となるようにフィードバック制御するモータジェネレータＭＧのフィードバックトルク量が所定範囲を逸脱するか否かを判断する（Ｓ１）。

ＩＳＣ状態検出部によってモータジェネレータＭＧのフィードバックトルク量が所定範囲を逸脱していると判断された場合（Ｓ１）、ＩＳＣ調整司令部は、エンジン２からの駆動力が不要であるか否か、つまりモータジェネレータＭＧの駆動力のみで走行可能であるか否かを判断する（Ｓ２）。

そして、ＩＳＣ調整司令部は、エンジン２からの駆動力が不要である場合には、エンジン制御装置８２に対してアイドリング指令を出力した上で（Ｓ３）、エンジン制御装置８２にＩＳＣ学習制御を実行させる（Ｓ４）。

一方、ＩＳＣ状態検出部によってモータジェネレータＭＧのトルクが所定範囲を逸脱していないと判断された場合（Ｓ１）、または、ＩＳＣ調整司令部によってエンジン２からの駆動力が必要であると判断された場合には（Ｓ２）、ＩＳＣ調整司令部はエンジン制御装置６に対してアイドリング指令を出力することなく、ハイブリッド制御装置７が通常制御を実行する（Ｓ５）。

ここで、通常制御とは、ハイブリッド車両１の運転状態に基づいてエンジン出力及びモータトルクを算出し、当該エンジン出力及びモータトルクを実現するために必要なパワーをエンジン制御装置８２及びＭＧ制御装置８４に要求する制御のことである。

以下、別実施形態について説明する。上述の実施形態では、ＩＳＣ状態検出部は、エンジン回転数が目標エンジン回転数となるようにフィードバック制御するモータジェネレータＭＧのフィードバックトルク量が所定範囲を逸脱する場合に、アイドリング制御値が偏っていると検出する構成について説明したが、このような方法に限らない。

例えば、ＩＳＣ状態検出部は、モータジェネレータＭＧに接続されているバッテリ３の要求パワーと計測パワーの偏差が所定範囲を逸脱する場合に、アイドリング制御値が偏っていると検出し、アイドリング制御値の学習をさせる必要性があると判断する構成であってもよい。

以下に詳述する。数７に示すように、バッテリ３の要求パワーＰｏ１と駆動輪５の駆動のためにモータジェネレータＭＧが要求するパワーとの合計パワーＰｏ２が、ハイブリッド制御装置７がハイブリッド車両１を走行させるためにエンジン２に要求するパワー（以下、ハイブリッド制御装置７の要求パワーＰｏ３と記す。）である。

計測パワーＰｏ４とは、数８に示すように、エンジン２の実際の出力パワーＰｏ５から駆動輪５の駆動のためにモータジェネレータＭＧが要求するパワーＰｏ２を減じたパワーである。

つまり、数９に示すように、ハイブリッド制御装置７の要求パワーＰｏ３とエンジン２の実際の出力パワーＰｏ５との間に誤差が存在すると、当該誤差に相当するパワーが、バッテリ３の要求パワーＰｏ１に対する計測パワーＰｏ４の偏差となる。

バッテリ３の要求パワーＰｏ１より計測パワーＰｏ４が大きい場合は、当該偏差が余剰パワーとしてバッテリ３へ過充電される。また、バッテリ３の要求パワーＰｏ１より計測パワーＰｏ４が小さい場合は、当該偏差が不足パワーとしてバッテリ３から過放電されるのである。

そして、ＩＳＣ状態検出部は、当該偏差が予め設定された所定範囲外である場合に、アイドリング制御値が偏っていると判断する。

エンジン制御装置８２は、エンジン２の要求するトルクＴｅ及びエンジン２の回転数Ｎｅを予め設定されたマップデータに適用することで、要求するスロットルバルブ１２３の開度を算出する。そして、エンジン制御装置８２は、エンジン２を、要求するスロットルバルブ１２３の開度で駆動させることにより、ハイブリッド制御装置７の要求パワーをエンジン２に出力させる。

しかし、アイドリング制御値に偏りがあり、スロットルバルブ１２３の開度に誤差があると、エンジン２の実際の出力パワーはハイブリッド制御装置７の要求パワーとは異なる値となってしまう。よって、バッテリ３の要求パワーと計測パワーの偏差が所定範囲を逸脱するか否かによって、アイドリング制御値が偏っているか否かを判断することができる。

尚、上述した実施形態は本発明の一例に過ぎず、本発明の作用効果を奏する範囲において各ブロックの具体的構成等を適宜変更設計できることは言うまでもない。

ハイブリッド車両の機能ブロック構成図 エンジンの説明図 動力分割機構の断面図 （ａ）は車両停止中の動作点を示す共線図、（ｂ）はＥＶ前進走行中の動作点を示す共線図 （ａ）は高速時の前進加速走行中の動作点を示す共線図、（ｂ）は低速時の前進加速走行中の動作点を示す共線図 前進減速走行中の動作点を示す共線図 ＩＳＣ状態検出部及びＩＳＣ調整司令部によって実行される制御について説明するためのフローチャート

符号の説明

１：車両
２：エンジン
７：ハイブリッド制御装置
６１：動力分割機構
８２：エンジン制御部（エンジン制御装置）
ＭＧ：モータジェネレータ

Claims (5)

1. 車両の要求パワーに基づいて、エンジンとモータジェネレータの夫々が出力すべきパワーを算出し、該算出結果に基づき動力分割機構を制御するハイブリッド制御装置であって、
   エンジン制御装置から受信する、アイドリング制御を実行する際に学習するアイドリング制御値の更新情報に基づき、学習をさせる必要性があるか否かを判断する学習制御判断部と、
   前記学習制御判断部によりアイドリング制御値の学習をさせる必要性があることを判断する場合で、前記算出結果においてエンジンの出力すべきパワーがなくモータジェネレータが出力すべきパワーがある場合に、前記エンジン制御装置にアイドリング制御を実行させてアイドリング制御値を学習させるアイドリング制御指示部
   を備えているハイブリッド制御装置。
2. 前記学習制御判断部は、エンジン回転数が目標エンジン回転数となるようにフィードバック制御する前記モータジェネレータのフィードバックトルク量が所定範囲を逸脱する場合に、アイドリング制御値の学習をさせる必要性があると判断する請求項１記載のハイブリッド制御装置。
3. 前記学習制御判断部は、前記モータジェネレータに接続されているバッテリの要求パワーと計測パワーの偏差が所定範囲を逸脱する場合に、アイドリング制御値の学習をさせる必要性があると判断する請求項１記載のハイブリッド制御装置。
4. 前記アイドリング制御指示部は、エンジンとモータジェネレータの併用運転からモータジェネレータの単独運転へ切り替える場合に、アイドリング制御値を学習させる請求項１から３の何れかに記載のハイブリッド制御装置。
5. アイドリング制御値の学習の実行後に前記学習制御判断部によるアイドリング制御値の学習をさせる必要性があるか否かの判断閾値を大きくする請求項１から４の何れかに記載のハイブリッド制御装置。