JP2010221963A

JP2010221963A - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: JP2010221963A
Application number: JP2009074346A
Authority: JP
Inventors: Hisafumi Magata; 尚史曲田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2010-10-07

Abstract

【課題】燃焼変動を適切に検出することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、第１のモータジェネレータと、第２のモータジェネレータと、トルク管理制御手段と、回転数検出手段と、燃焼変動検出手段と、を備える。トルク管理制御手段は、定常運転時に第１のモータジェネレータのトルクを一定する制御を行う。回転数検出手段は、エンジンまたは第１のモータジェネレータの回転数を検出する。燃焼変動検出手段は、回転数検出手段の検出値に基づきエンジンの燃焼変動を検出する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド車両に好適な制御装置に関する。

エンジンに加えて、発電機（第１のモータジェネレータ）や電動機（第２のモータジェネレータ）などの動力源を備えるハイブリッド車両が既知である。ハイブリッド車両では、エンジンを可及的に高効率状態で運転する一方、駆動力やエンジンブレーキ力の過不足を第１のモータジェネレータ又は第２のモータジェネレータで補う。

特許文献１には、エンジントルクの変動によるこもり音を検出し、エンジントルクの逆位相のトルクを加振させることでトルク変動を打ち消す技術が開示されている。

特開２００８−１２０１７７号公報

一般に、定常運転時のエンジン回転数の変化に基づいて、エンジンの燃焼状態の変動（燃焼変動）に伴うトルク変動を検出することが可能である。しかし、上述した２モータ式のハイブリッド車両では、第１のモータジェネレータによりエンジン回転数が制御される。従って、このようなハイブリッド車両では、定常運転時に燃焼変動が生じた場合であっても、エンジン回転数の変化が第１のモータジェネレータの制御により略一定となるように制御されるため、エンジン回転数に基づき適切に燃焼変動を検出することができない。特許文献１には、上記の問題は、何ら検討されていない。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、燃焼変動を適切に検出することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。

本発明の１つの観点では、ハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、前記エンジンの回転数の上昇または下降を制御可能な第１のモータジェネレータと、前記第１のモータジェネレータとの間で電力を配電し、駆動輪の駆動力調整を行う第２のモータジェネレータと、定常運転時に前記第１のモータジェネレータのトルクを一定にする制御を行うトルク管理制御手段と、前記トルク管理制御手段の実行中に前記エンジンまたは前記第１のモータジェネレータの回転数を検出する回転数検出手段と、前記回転数検出手段の検出値に基づき前記エンジンの燃焼変動を検出する燃焼変動検出手段と、を備える。

上記のハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、第１のモータジェネレータと、第２のモータジェネレータと、トルク管理制御手段と、回転数検出手段と、燃焼変動検出手段と、を備える。トルク管理制御手段は、例えばＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）であり、定常運転時に第１のモータジェネレータのトルクを一定する制御を行う。即ち、トルク管理制御手段は、定常運転時に、第１のモータジェネレータによりエンジン回転数を一定にする制御から、トルク管理制御へ切り替える。回転数検出手段は、例えばＥＣＵであり、各種センサに基づき、エンジンまたは第１のモータジェネレータの回転数を検出する。燃焼変動検出手段は、例えばＥＣＵであり、回転数検出手段の検出値に基づきエンジンの燃焼変動を検出する。この場合、燃焼状態の変化がエンジン回転数及び第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数の変化となって現れる。従って、ハイブリッド車両は、エンジン回転数または第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数の変化に基づきエンジンの燃焼変動を適切に検出することができる。

上記のハイブリッド車両の制御装置の一態様では、ハイブリッド車両の制御装置は、係合することで前記第１のモータジェネレータの回転を固定可能に構成された係合機構をさらに備え、前記トルク管理制御手段は、前記係合機構の係合を実行し、前記回転数検出手段は、前記係合中に前記エンジンの回転数を検出し、前記燃焼変動検出手段は、当該回転数に基づき前記エンジンの燃焼変動を検出する。このように、ハイブリッド車両の制御装置は、第１のモータジェネレータの回転を固定することで、第１のモータジェネレータによるエンジン回転数への制御を排除することができる。従って、ハイブリッド車両の制御装置は、エンジン回転数に基づき適切に燃焼変動を検出することができる。

上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、ハイブリッド車両の制御装置は、給油量の検出を行う給油検出手段をさらに備え、前記トルク管理制御手段は、前記給油検出手段により検出された給油量が所定量より大きい場合、前記制御を実行する。所定量は、実験等に基づき適切な値に設定される。給油が行われた場合、エンジンへ供給される燃料性状の変化によって燃焼状態が変化する可能性がある。従って、ハイブリッド車両の制御装置は、給油が行われた際に上述の制御を実行することにより、燃料性状の変化に基づくエンジンの燃焼変動を早期に検出し、その対策を行うことができる。

上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、前記エンジンへ圧縮した吸気を供給する過給機をさらに備え、前記燃焼変動検出手段は、前記エンジンの回転数が一定に制御されている場合、前記過給機の回転数と、前記エンジンのトルクとに基づき前記エンジンの燃焼変動を検出する。この態様では、ハイブリッド車両の制御装置は、エンジン回転数が一定に制御されている場合、過給機の回転数とエンジントルクとに基づきエンジンの燃焼変動を検出する。このようにすることで、ハイブリッド車両の制御装置は、第１のモータジェネレータによるエンジン回転数の制御を変更することなく、燃焼状態を検出することができる。

本発明の各実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成図を示す。第１のモータジェネレータ、エンジン、第２のモータジェネレータの動作状態を表した共線図の一例である。第１実施形態の処理手順を示すフローチャートの一例である。燃焼診断用ロック領域と燃費優先ロック領域とをそれぞれ示した図の一例である。第２実施形態の処理手順を示すフローチャートの一例である。第３実施形態の処理手順を示すフローチャートの一例である。第４実施形態で使用される燃焼状態の判定、仮判定のマップの一例である。第４実施形態の処理手順を示すフローチャートの一例である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。

［装置構成］
図１に本発明のハイブリッド車両の制御装置を適用したハイブリッド車両１００の概略構成を示す。図１の例は、機械分配式２モータ型と称されるハイブリッド車両であり、エンジン（内燃機関）１、第１のモータジェネレータＭＧ１、第２のモータジェネレータＭＧ２、動力分配機構２０、を備える。動力源に相当するエンジン１と、第１のモータジェネレータＭＧ１とが動力分配機構２０に連結されている。動力分配機構２０の駆動軸３（所謂、ペラ軸）には、駆動軸３のトルク（駆動力）又はブレーキ力のアシストを行うための動力源である第２のモータジェネレータＭＧ２が連結されている。さらに、駆動軸３は最終減速機８を介して左右の駆動輪９に連結されている。第１のモータジェネレータＭＧ１と第２のモータジェネレータＭＧ２とは、バッテリ、インバータ、又は適宜のコントローラ（図１参照）を介して、もしくは直接的に電気的に接続され、第１のモータジェネレータＭＧ１で生じた電力で第２のモータジェネレータＭＧ２を駆動するように構成されている。

エンジン１は燃料を燃焼して動力を発生する熱機関であり、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジンなどが挙げられる。第１のモータジェネレータＭＧ１はエンジン１からトルクを受けて回転することにより主として発電を行うものであり、発電に伴うトルクの反力が作用する。第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数を制御することにより、エンジン１のエンジン回転数が連続的に変化する。このような変速モードを無段変速モードという。第２のモータジェネレータＭＧ２は、駆動力又はブレーキ力を補助（アシスト）する装置である。駆動力をアシストする場合、第２のモータジェネレータＭＧ２は電力の供給を受けて電動機として機能する。一方、ブレーキ力をアシストする場合には、第２のモータジェネレータＭＧ２は、駆動輪９から伝達されるトルクにより回転させられて電力を発生する発電機として機能する。

動力分配機構２０は、いわゆるシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、リングギアＲ１、キャリアＣ１、サンギアＳ１、を備える。キャリアＣ１は、リングギアＲ１とサンギアＳ１との両方に噛み合っているピニオンギアＣＰ１を保持している。

エンジン１の出力軸２は遊星歯車機構のキャリアＣ１に連結されている。第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１の一端は遊星歯車機構のサンギアＳ１に連結されている。リングギアＲ１は駆動軸３に連結されている。

第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１の他端はロック機構７に連結されている。ロック機構７は、主に、クラッチ７ａ及びアクチュエータ７ｂを有する。例えば、ロック機構７は、湿式多板クラッチなどで構成され、摩擦力を利用して第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１を固定可能に構成されている。なお、ロック機構７は本発明における係合機構として機能する。

具体的には、ロック機構７のクラッチ７ａにおいて、一方のクラッチ板はケースなどに固定され、他方のクラッチ板は第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１に連結されている。また、ロック機構７は、アクチュエータ７ｂを用いてクラッチ７ａを係合及び解放することが可能に構成されている。ロック機構７は、クラッチ７ａを係合することにより、第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１を固定し、動力分配機構２０のサンギアＳ１を固定する。この場合、ロック機構７は、例えば摩擦締結要素として機能して、第１のモータジェネレータＭＧ１におけるロータ１１の回転数を「０（ｒｐｍ）」にする。また、ロック機構７は、クラッチ７ａの係合を解放することにより、第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１を解放し、動力分配機構２０のサンギアＳ１を解放する。ロック機構７は、ＥＣＵ４から送信された制御信号Ｓｉｇ５に基づいて、クラッチ７ａの係合／解放を制御する。

ロック機構７がクラッチ７ａを解放している状態（以後、「ＭＧ１ロック解放状態」と呼ぶ。）では、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数を連続的に変化させることによりエンジン１のエンジン回転数が連続的に変化し、無段変速モードが実現される。一方、ロック機構７がクラッチ７ａを係合している状態（以後、「ＭＧ１ロック状態」と呼ぶ。）では、動力分配機構２０により決定される変速比がオーバードライブ状態（即ち、エンジン１のエンジン回転数が駆動軸３の回転数より小さくなる状態）に固定され、固定変速モードが実現される。

電源ユニット３０は、インバータ３１、コンバータ３２、ＨＶバッテリ３３及びコンバータ３４を備える。第１のモータジェネレータＭＧ１は電源線３７によりインバータ３１に接続されており、第２のモータジェネレータＭＧ２は電源線３８によりインバータ３１に接続されている。また、インバータ３１はコンバータ３２に接続され、コンバータ３２はＨＶバッテリ３３に接続されている。さらに、ＨＶバッテリ３３はコンバータ３４を介して補機バッテリ３５に接続されている。

インバータ３１は、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２との間で電力の授受を行う。モータジェネレータの回生時には、インバータ３１はモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２が回生により発電した電力を直流に変換し、コンバータ３２へ供給する。コンバータ３２は、インバータ３１から供給される電力を電圧変換し、ＨＶバッテリ３３を充電する。一方、モータジェネレータの力行時には、ＨＶバッテリ３３から出力される直流電力はコンバータ３２により昇圧されてインバータ３１へ供給され、電源線３７又は３８を介してモータジェネレータＭＧ１又はＭＧ２へ供給される。

ＨＶバッテリ３３の電力はコンバータ３４により電圧変換されて補機バッテリ３５に供給され、各種の補機の駆動に使用される。

ナビゲーション装置４０は、全地球測位システム（ＧＰＳ：ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）や車速パルス、ジャイロなどの自律航法装置を利用して、車両の運行時に運転者に対して、ディスプレイ画面上に現在位置や目的地への走行経路案内を行なう装置である。ナビゲーション装置４０は、車両が走行中の道路、またはこれから走行する経路の道路情報（以後、単に「道路情報Ｎｂ」と呼ぶ。）に相当する信号Ｓｉｇ６をＥＣＵ４に供給する。

エンジン回転数センサ４１は、エンジン１の回転数を示す出力パルスを発生する。エンジン回転数センサ４１は、出力パルスを検出信号Ｓｉｇ７によりＥＣＵ４へ供給する。

モータ回転位置検出センサ４２、４３は、それぞれロータ１１、１２の回転位置を検出する。モータ回転位置検出センサ４２、４３は、それぞれ検出した情報を信号Ｓｉｇ８、９によりＥＣＵ４へ供給する。

ターボ回転数センサ４４は、吸気通路上に設置されるコンプレッサと排気通路に設置されるタービンとを備えたターボ過給機（不図示）に設定され、当該ターボ過給機の回転数（以後、「ターボ回転数Ｎｔ」と呼ぶ。）を検出する。ターボ回転数センサ４４は、検出した情報を信号Ｓｉｇ１０によりＥＣＵ４へ供給する。

ＥＣＵ４は、図示しないＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）などを備え、ハイブリッド車両１００内の各構成要素に対して種々の制御を行う。

なお、上述の構成は一例であり、本発明が適用可能な構成はこれに限定されない。例えば、ハイブリッド車両１００は、上述の構成に加えて、外部電源からの電力をバッテリ６に充電可能な外部充電装置を備えてもよい。また、ハイブリッド車両１００は、インバータ３１とコンバータ３２とは、それぞれ、第１のモータジェネレータＭＧ１と接続するものと、第２のモータジェネレータＭＧ２と接続するものとで別個に設けられてもよい。

次に、本発明の各実施形態で共通してＥＣＵ４が実行する制御について、引き続き図１を用いて説明する。

ＥＣＵ４は、エンジン１、第１のモータジェネレータＭＧ１及び第２のモータジェネレータＭＧ２との間で制御信号Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３を送受信することにより、それらを制御する。具体的には、ＥＣＵ４は、図示しないＥＧＲ装置のＥＧＲ率、図示しない燃料噴射弁の点火時期、及び、図示しない吸排気弁のバルブタイミング等の制御を行うことで、エンジン１の燃焼状態を調整する。

また、ＥＣＵ４は、ＭＧ１ロック解放状態では、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数を連続的に変化させることにより、エンジン１のエンジン回転数を連続的に変化させる無段変速制御を行う。また、ＥＣＵ４は、ロック機構７に対して制御信号Ｓｉｇ５を送信することにより、ロック機構７の係合／解放を切り替える制御を行う。

さらに、ＥＣＵ４は、ナビゲーション装置４０から信号Ｓｉｇ６を受信することにより、ハイブリッド車両１００に対する外乱を推定する。これについては、後述する。また、ＥＣＵ４は、エンジン回転数センサ４１から供給される信号Ｓｉｇ７に基づき、エンジン１の回転数（以後、「エンジン回転数Ｎｅ」と呼ぶ。）を検出すると共に、モータ回転位置検出センサ４２から供給される信号Ｓｉｇ８に基づき第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数（以後、「ＭＧ１回転数Ｎｍ１」と呼ぶ。）を検出する。

また、後述する各実施形態で説明するように、ＥＣＵ４は、本発明におけるトルク管理制御手段、回転数検出手段、燃焼変動検出手段、及び給油検出手段として機能する。

次に、図２を参照して、無段変速モード及び固定変速モードにおける共線図の一例を示す。図２は、左から順に、第１のモータジェネレータＭＧ１、エンジン１、第２のモータジェネレータＭＧ２（一義的に駆動軸３）の動作状態を表した共線図の一例を示している。具体的には、上下方向は回転数に対応しており、上方向が正回転に対応する。

実線７１は、ＥＶ走行時の共線図の一例を示している。この場合、エンジン回転数Ｎｅは０になっている。実線７２は、固定変速モードにおける共線図の一例を示している。この場合、ロック機構７が係合されて、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数が０となっている。実線７３は、無段変速モードにおける共線図の一例を示している。この場合、ロック機構７が解放されて、第１のモータジェネレータＭＧ１が回転している。

以下、第１実施形態乃至第４実施形態において、ＥＣＵ４が実行する制御について具体的に説明する。

［第１実施形態］
まず、第１実施形態におけるＥＣＵ４の制御について説明する。ＥＣＵ４は、外乱がないと予想された場合、第１のモータジェネレータＭＧ１のトルク（以後、「ＭＧ１トルク」と呼ぶ。）を一定にする。そして、ＥＣＵ４は、この状態からエンジン回転数Ｎｅを監視することで、エンジン１の燃焼状態に基づくトルク変動を検出する。このようにすることで、ＥＣＵ４は、エンジン１の燃焼状態を適切に診断する。なお、以後の説明では、特に言及がない限り、ハイブリッド車両１００は、ＭＧ１ロック解放状態にあるものとする。

これについて具体的に説明する。ＥＣＵ４は、まず、ナビゲーション装置４０から供給される道路情報Ｎｂに基づき、外乱がないか否か判定する。例えば、ＥＣＵ４は、所定時間幅内に走行予定の経路中に、ハイブリッド車両１００の走行負荷の急変が予想される坂道やカーブ等が存在するか否か判定する。上述の所定時間幅は、後述する処理の時間等を考慮し、実験等に基づき設定される。

外乱がないと判断した場合、ＥＣＵ４は、ＭＧ１トルクを一定にする制御（以後、「トルク管理制御」とも呼ぶ。）を行う。即ち、ＥＣＵ４は、定常状態でＭＧ１回転数Ｎｍ１を一定にする制御から、トルク管理制御へ切り替える。具体的には、ＥＣＵ４は、ＭＧ１トルクの指令値を所定の値に固定する。ここで、所定値は、例えば過去のＭＧ１トルクの所定時間幅における平均値に設定される。このとき、エンジン１の燃焼状態の変動よってエンジン１が発生するトルク（エンジントルク）が変動した場合、当該変動は駆動系へのトルク変動となり、エンジン回転数Ｎｅが変動する。従って、ＥＣＵ４は、トルク管理制御を実行することで、エンジン１の燃焼状態の変動をエンジン回転数Ｎｅに反映させることができる。

次に、ＥＣＵ４は、エンジン１の燃焼状態を診断するため、エンジン回転数Ｎｅを検出する。具体的には、ＥＣＵ４は、トルク管理制御実行中に、所定時間幅（以後、「所定時間幅Ｔｗ」と呼ぶ。）にわたりエンジン回転数Ｎｅを監視し、エンジン回転数Ｎｅに変化があるか否か判定する。ここで、所定時間幅Ｔｗは、実験等に基づき適切な値に設定される。

そして、ＥＣＵ４は、検出したエンジン回転数Ｎｅに基づき、エンジン１の燃焼変動を検出する。例えば、ＥＣＵ４は、所定時間幅Ｔｗにわたり取得したエンジン回転数Ｎｅの変動幅（以後、「変動幅Ｄｗ」と呼ぶ。）が所定幅（以後、「所定幅Ｄｔｈ」と呼ぶ。）以上ある場合、エンジン１の燃焼変動が生じていると判断する。ここで、所定幅Ｄｔｈは、実験等により適切な値に設定される。このように、ＥＣＵ４は、トルク管理制御を実行することで、エンジン回転数Ｎｅに基づきエンジン１の燃焼変動を検出することができる。

そして、ＥＣＵ４は、燃焼変動が生じていると判断した場合、エンジン１の燃焼状態を決定する各種制御量を変更する。具体的には、ＥＣＵ４は、変動幅Ｄｗに基づき、マップ又は式を参照することで、図示しないＥＧＲ装置のＥＧＲ率の補正量、図示しない燃料噴射弁の点火時期の進角量の補正量、又は／及び図示しない吸排気弁のバルブタイミングの進角量等の補正量（以後、単に「補正量」とも呼ぶ。）を算出する。上述のマップ又は式は、例えば実験等により予め定められ、ＥＣＵ４のメモリ等に保持される。そして、ＥＣＵ４は、この補正量を制御に反映させる。このようにすることで、ＥＣＵ４は、診断した燃焼状態に基づき適切にエンジン１への各種制御量を補正し、エンジン１の燃焼状態を一定に保つことができる。

（処理フロー）
次に、第１実施形態における処理の手順について説明する。図３は、第１実施形態でＥＣＵ４が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ４は、図３に示すフローチャートの処理を、例えば所定の周期に従い繰り返し実行する。

まず、ＥＣＵ４は、外乱がないか否か推定する（ステップＳ１０１）。ＥＣＵ４は、例えばナビゲーション装置４０から供給される道路情報に基づき外乱がないか否か判定する。そして、外乱がないと判断した場合（Ｓ１０１；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４は、ステップＳ１０２乃至ステップＳ１０５の処理が適切に実行可能であると判断し、ステップＳ１０２へ処理を進める。一方、外乱があると判断した場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、ＥＣＵ４は、フローチャートの処理を終了する。そして、ＥＣＵ４は、所定時間経過後、再びフローチャートの処理を行う。

次に、ＥＣＵ４は、トルク管理制御を実行する（ステップＳ１０２）。これにより、ＥＣＵ４は、ＭＧ１トルクを一定に保ち、燃焼状態の変動をエンジン回転数Ｎｅの変動として反映させる。

そして、ＥＣＵ４は、所定時間幅Ｔｗにわたりエンジン回転数Ｎｅを取得する（ステップＳ１０３）。

次に、ＥＣＵ４は、エンジン回転数Ｎｅに変動があるか否か判定する（ステップＳ１０４）。例えば、ＥＣＵ４は、取得したエンジン回転数Ｎｅの変動幅Ｄｗが所定幅Ｄｔｈ以上であるか否かを判定する。

そして、エンジン回転数Ｎｅに変動があると判断した場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４は、エンジン回転数Ｎｅの変動状態に応じて補正量を算出する（ステップＳ１０５）。具体的には、ＥＣＵ４は、変動幅Ｄｗに応じて、ＥＧＲ率、点火時期、バルブタイミング等の各制御量の補正量を算出し、これを制御に反映させる。

一方、エンジン回転数Ｎｅに変動がないと判断した場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、ＥＣＵ４は、燃焼状態が一定に保たれていると判断し、フローチャートの処理を終了する。

以上の処理により、ＥＣＵ４は、燃焼状態の変動を適切に検出することができ、燃焼状態を一定に保つことができる。

（変形例）
上述の説明では、ＥＣＵ４は、トルク管理制御中にエンジン回転数Ｎｅを監視することで、エンジン１の燃焼状態の変動を推定した。しかし、本発明が適用可能な方法はこれに限定されない。例えば、これに代えて、ＥＣＵ４は、トルク管理制御中にＭＧ１回転数Ｎｍ１を検出し、ＭＧ１回転数Ｎｍ１の変動に基づきエンジン１の燃焼状態の変動を推定してもよい。これによっても、ＥＣＵ４は、適切にエンジン１の燃焼状態を診断し、燃焼状態の変動に応じて補正量を決定することができる。

［第２実施形態］
第１実施形態では、ＥＣＵ４は、燃焼状態を診断する場合、第１のモータジェネレータＭＧ１の制御を、ＭＧ１回転数Ｎｍ１を一定にする制御からトルク管理制御へ切り替えた。これに代えて、第２実施形態では、ＥＣＵ４は、燃焼状態を診断する際、ハイブリッド車両１００をＭＧ１ロック状態へ移行させる。これにより、ＥＣＵ４は、第１のモータジェネレータＭＧ１への制御を変更することなく、燃焼状態の変化に基づくエンジン回転数Ｎｅの変動を検出する。

これについて、図４を用いて具体的に説明する。図４は、エンジントルク及びエンジン回転数Ｎｅと各使用領域とのマップの一例である。図４で、領域Ｌ１は、燃焼診断を実行するためにハイブリッド車両１００をＭＧ１ロック状態に遷移させる領域（以後、「燃焼診断用ロック領域Ｌ１」と呼ぶ。）を指し、領域Ｌ２は、ハイブリッド車両１００をＭＧ１ロック状態に遷移させる本来の領域、即ち、燃費優先のためＭＧ１ロック状態へ遷移させる領域（「以後、燃費優先ロック領域Ｌ２」と呼ぶ。）を指す。なお、図４に示すマップは、例えば実験等により予め作成され、ＥＣＵ４のメモリ等に保持される。

図４に示すように、燃焼診断用ロック領域Ｌ１は、燃費優先ロック領域Ｌ２を包含し、燃費優先ロック領域Ｌ２よりも広く設定されている。従って、ＥＣＵ４は、エンジントルクとエンジン回転数Ｎｅとが燃費優先ロック領域Ｌ２に属していない場合であっても、燃焼診断用ロック領域Ｌ１に属している場合には、ハイブリッド車両１００をＭＧ１ロック状態へ遷移させる。これにより、ＥＣＵ４は、第１のモータジェネレータＭＧ１によるエンジン回転数Ｎｅへの制御を排除することができる。

そして、ＥＣＵ４は、ハイブリッド車両１００をＭＧ１ロック状態へ遷移させた後、エンジン回転数Ｎｅを取得し、当該エンジン回転数Ｎｅに基づき燃焼状態を診断する。さらに、ＥＣＵ４は、必要に応じてエンジン回転数Ｎｅの変動幅Ｄｗに基づき補正量を算出し、エンジン１への各種制御量を補正する。

このように、ＥＣＵ４は、ＭＧ１ロック状態でエンジン回転数Ｎｅを監視することにより、燃焼状態の変動を適切に検出し、燃焼状態の変動に応じた対策を実行することができる。

（処理フロー）
次に、第２実施形態における処理の手順について説明する。図５は、第２実施形態でＥＣＵ４が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ４は、図５に示すフローチャートの処理を、例えば所定の周期に従い繰り返し実行する。

まず、ＥＣＵ４は、エンジントルク及びエンジン回転数Ｎｅが燃焼診断用ロック領域Ｌ１に属するか否か判定する（ステップＳ２０１）。具体的には、ＥＣＵ４は、各種センサからエンジントルクとエンジン回転数Ｎｅを取得すると共に、例えば図４に示すマップ等を参照することで、エンジントルク及びエンジン回転数Ｎｅが燃焼診断用ロック領域Ｌ１に属するか否か判定する。

次に、エンジントルク及びエンジン回転数Ｎｅが燃焼診断用ロック領域Ｌ１に属すると判断した場合（ステップＳ２０１；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４はハイブリッド車両１００をＭＧ１ロック状態へ遷移させる（ステップＳ２０２）。また、既にハイブリッド車両１００がＭＧ１ロック状態にある場合には、ＥＣＵ４は、ＭＧ１ロック状態を継続する。これにより、ＥＣＵ４は、燃焼状態の変動をエンジン回転数Ｎｅの変動と対応させる。一方、エンジントルク及びエンジン回転数Ｎｅが燃焼診断用ロック領域Ｌ１に属しないと判断した場合（ステップＳ２０１；Ｎｏ）、ＥＣＵ４はハイブリッド車両１００をＭＧ１ロック状態へ遷移させず、フローチャートの処理を終了する。

そして、ＭＧ１ロック状態へ遷移後、ＥＣＵ４は、所定時間幅Ｔｗにわたりエンジン回転数Ｎｅを取得する（ステップＳ２０３）。ここで、所定時間幅Ｔｗは、実験等により適切な値に設定される。

次に、ＥＣＵ４は、エンジン回転数Ｎｅに変動があるか否か判定する（ステップＳ２０４）。例えば、ＥＣＵ４は、取得したエンジン回転数Ｎｅの変動幅Ｄｗが所定幅Ｄｔｈ以上であるか否かを判定する。

そして、エンジン回転数Ｎｅに変動があると判断した場合（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４は、エンジン回転数Ｎｅの変動状態に応じて補正量を算出する（ステップＳ２０５）。具体的には、ＥＣＵ４は、変動幅Ｄｗに応じて、ＥＧＲ率、点火時期、バルブタイミング等の制御量の補正量を算出し、これを制御に反映させる。

一方、エンジン回転数Ｎｅに変動がないと判断した場合（ステップＳ２０４；Ｎｏ）、ＥＣＵ４は、燃焼状態が一定に保たれていると判断し、フローチャートの処理を終了する。

［第３実施形態］
第３実施形態では、第１又は第２実施形態の制御に加え、ＥＣＵ４は、燃料が所定量より多く給油された場合、燃焼状態の診断を積極的に実行する。これにより、ＥＣＵ４は、給油前後でエンジン１へ供給される燃料の燃料性状が変化した場合であっても、燃焼状態を一定に保つ。

これについて具体的に説明する。ＥＣＵ４は、図示しない給油口の開履歴がある場合、その給油量を推定する。具体的には、ＥＣＵ４は、例えばフューエルリッドオープナスイッチが作動した履歴があるか否か等に基づき給油口の開履歴の有無を判定する。そして、給油口の開履歴がある場合には、例えば図示しない燃料タンクに付属された残量計の検出値に基づき給油前後の燃料残量の差分をとることで給油量を推定する。即ち、給油前の燃料残量を「Ｆｂ」、給油後の燃料残量を「Ｆａ」、給油量を「ΔＦ」とすると、ＥＣＵ４は、以下の式（１）により給油量ΔＦを算出する。
ΔＦ＝Ｆａ−Ｆｂ式（１）
そして、ＥＣＵ４は、給油量ΔＦが所定値（以後、「所定値Ｆｔｈ」と呼ぶ。）より大きい場合、燃焼状態の診断を実行する。所定値Ｆｔｈは、実験等により適切な値に設定される。具体的には、ＥＣＵ４は、第１実験形態及び第２実施形態で説明したように、トルク管理制御を実行するか、またはＭＧ１ロック状態にハイブリッド車両１００を遷移させる。そして、ＥＣＵ４は、所定時間幅Ｔｗにわたりエンジン回転数ＮｅまたはＭＧ１回転数Ｎｍ１を監視し、その変動幅Ｄｗを取得する。そして、ＥＣＵ４は、変動幅Ｄｗに基づき補正量を算出する。

このようにすることで、ＥＣＵ４は、給油によりエンジン１が使用する燃料の燃焼性状（例えば、セタン価等）が変化したか否かを早期に検出することができる。そして、ＥＣＵ４は、燃料性状が変化したと判断した場合、適切にエンジン１への各種制御量を補正し、燃焼状態を一定に保つことができる。

（処理フロー）
次に、第３実施形態における処理の手順について説明する。図６は、第３実施形態でＥＣＵ４が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ４は、図６に示すフローチャートの処理を、例えば所定の周期に従い繰り返し実行する。

まず、ＥＣＵ４は、給油口の開履歴があるか否か判定する（ステップＳ３０１）。そして、給油口の開履歴がある場合（ステップＳ３０１；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４は、処理をステップＳ３０２へ進める。一方、給油口の開履歴がない場合（ステップＳ３０１；Ｎｏ）、ＥＣＵ４は、フローチャートの処理を終了する。

次に、ＥＣＵ４は、燃料残量Ｆａを取得する（ステップＳ３０２）。なお、このとき、ＥＣＵ４は、給油直前の燃料残量Ｆｂを取得しているものとする。

そして、ＥＣＵ４は、給油量ΔＦが所定値Ｆｔｈより大きいか否か判定する（ステップＳ３０３）。なお、給油量ΔＦは、上述の式（１）によって算出される。そして、給油量ΔＦが所定値Ｆｔｈよりも大きい場合（ステップＳ３０３；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４は、燃焼状態判定実行フラグをＯＮに設定する（ステップＳ３０４）。ここで、「燃焼状態判定実行フラグ」とは、以下のステップＳ３０５乃至Ｓ３０７の処理を実行すべきか否か判断するためにＥＣＵ４が使用するフラグを指す。

一方、給油量ΔＦが所定値Ｆｔｈ以下の場合（ステップＳ３０３；Ｎｏ）、ＥＣＵ４は、フローチャートの処理を終了する。即ち、ＥＣＵ４は、この場合、給油が行われていないか、または、燃料性状が変化しない程度に給油量が小さいと判断する。

そして、燃焼状態判定実行フラグがＯＮになった後、ＥＣＵ４は、次に燃焼状態の判定が可能か否か判定する（ステップＳ３０５）。即ち、ＥＣＵ４は、道路情報Ｎｂ等に基づき外乱が予想されないか否か、または／及び、ハイブリッド車両１００が燃焼診断用ロック領域Ｌ１に属しているか否か判定することで、トルク管理制御またはＭＧ１ロック状態への遷移が可能か否か判定する。

そして、燃焼状態の判定が可能と判断した場合（ステップＳ３０５；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４は、変動幅Ｄｗを検出する（ステップＳ３０６）。即ち、ＥＣＵ４は、トルク管理制御の実行またはＭＧ１ロック状態への遷移後、エンジン回転数Ｎｅ等を監視することで変動幅Ｄｗを算出する。

次に、ＥＣＵ４は、変動幅Ｄｗに基づき補正量を算出する（ステップＳ３０７）。これにより、給油前後で燃料性状が変化した場合であっても、ＥＣＵ４は、適切に補正量を算出することができる。従って、ＥＣＵ４は、燃料性状の変化に起因した燃焼状態の変動を抑制することができる。

［第４実施形態］
第４実施形態では、第１実施形態乃至第３実施形態の制御に代えて、または、これに加え、ＥＣＵ４は、外乱がなく、定常状態が予想される場合、ターボ回転数Ｎｔの回転変動とエンジントルクとに基づき、燃焼状態を判定または仮判定する。

これについて図７を用いて具体的に説明する。図７は、ターボ回転数の変動幅「Ｄｗ２」とエンジントルクとに対応する燃焼状態の判定結果のマップ一例である。なお、図７に示すマップは、実験等に基づき適切に作成され、ＥＣＵ４のメモリ等に保持される。

図７において、変動幅Ｄｗ２は、例えば、所定時間幅にわたって取得されたターボ回転数Ｎｔの変動幅を指す。このとき、所定時間幅は、実験等により適切な値に設定される。また、図７において、エンジントルクが「過小」であるとは、エンジントルクの実値またはその所定時間幅での平均値が、エンジントルクの目標値またはその所定時間幅での平均値よりも小さく、かつ、その偏差が所定の閾値より大きい場合を指す。また、エンジントルクが「過大」であるとは、エンジントルクの実値またはその所定時間幅での平均値が、エンジントルクの目標値またはその所定時間幅での平均値よりも大きく、かつ、その偏差が所定の閾値より大きい場合を指す。そして、エンジントルクが「目標値」であるとは、過小または過大のいずれにも該当しない場合を指す。同様に、変動幅Ｄｗ２が「小」であるとは、変動幅Ｄｗ２が所定幅より小さい場合を指し、変動幅Ｄｗ２が「大」であるとは、変動幅Ｄｗ２が所定幅以上の場合を指す。また、上述の閾値、所定時間幅、所定幅は、例えば実験等により適切な値に設定される。

図７に示すように、ＥＣＵ４は、エンジントルクが過小であり、かつ、変動幅Ｄｗ２が小の場合、エンジン１への燃料噴射量が減少側にずれていると仮判定する。即ち、ＥＣＵ４は、実際にエンジン１へ噴射された燃料が目標値よりも小さいと仮判定する。一方、ＥＣＵ４は、エンジントルクが過小であり、かつ、変動幅Ｄｗ２が大の場合、エンジン１の燃焼に不良が生じていると判定する。そして、この場合、ＥＣＵ４は、例えば変動幅Ｄｗ２とエンジントルクとに基づき補正量を算出する。

次に、エンジントルクが目標値であり、かつ、変動幅Ｄｗ２が小の場合、ＥＣＵ４は、エンジン１の燃焼状態が正常であると判定する。一方、エンジントルクが目標値であり、かつ、変動幅Ｄｗ２が大の場合、ＥＣＵ４は、さらにターボ回転数Ｎｔが変動する周期に基づき判定を行う。具体的には、ＥＣＵ４は、当該変動周期が所定幅よりも短い場合、気筒間で燃焼状態にズレがあると判定する。そして、ＥＣＵ４は、当該変動周期が所定幅以上の場合、気筒間ではなく燃焼サイクル間で燃焼状態にズレが生じていると判定する。上述の所定幅は、実験等により適切な値に設定される。

そして、エンジントルクが過大であり、かつ、変動幅Ｄｗ２が小の場合、ＥＣＵ４は、エンジン１への燃料噴射量が増加側に偏っていると仮判定する。即ち、ＥＣＵ４は、実際にエンジン１へ噴射された燃料が目標値よりも大きいと仮判定する。一方、ＥＣＵ４は、エンジントルクが過大であり、かつ、変動幅Ｄｗ２が大の場合、噴射系に異常が生じていると仮判定する。即ち、ＥＣＵ４は、図示しない燃料噴射弁への噴射制御等に異常が生じていると仮判定する。

以上のように、ＥＣＵ４は、図７に示すようなマップを用いることで、エンジントルクと変動幅Ｄｗ２とに基づき適切にエンジン１の燃焼状態を判定することができる。

（処理フロー）
次に、第４実施形態における処理の手順について説明する。図８は、第４実施形態でＥＣＵ４が実行する処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ４は、図８に示すフローチャートの処理を、例えば所定の周期に従い繰り返し実行する。

まず、ＥＣＵ４は、外乱がないか否か判定する（ステップＳ４０１）。そして、外乱がないと判断した場合（ステップＳ４０１；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４は、ステップＳ４０２へ処理を進める。一方、外乱があると判断した場合（ステップＳ４０１；Ｎｏ）、ＥＣＵ４は、フローチャートの処理を終了する。

次に、ＥＣＵ４は、所定時間幅にわたりターボ回転数Ｎｔ及びエンジントルクを取得する（ステップＳ４０２）。具体的には、ＥＣＵ４は、エンジントルクを第１のモータジェネレータＭＧ１からの検出値に基づき測定すると共にターボ回転数Ｎｔをターボ回転数センサ４４から取得する。

そして、ＥＣＵ４は、取得したターボ回転数Ｎｔに基づき変動幅Ｄｗ２を算出する（ステップＳ４０３）。

そして、ＥＣＵ４は、変動幅Ｄｗ２とエンジントルクとをそれぞれ分類する（ステップＳ４０４）。例えば、ＥＣＵ４は、ステップＳ４０４で図７に示すマップを用いる場合、変動幅Ｄｗ２を大と小に分類すると共に、エンジントルクを、過小、標準、過大にそれぞれ分類する。

次に、ＥＣＵ４は、変動幅Ｄｗ２の分類とエンジントルクの分類とに基づき、マップを参照して燃焼状態を判定する（ステップＳ４０５）。これにより、ＥＣＵ４は、過給機回転数Ｎｔとエンジントルクとに基づき適切に燃焼状態を判定することができる。

１エンジン
３駆動軸
４ＥＣＵ
７ロック機構
７ａクラッチ
２０動力分配機構
３１インバータ
３２コンバータ
３３ＨＶバッテリ
４０ナビゲーション装置
４１エンジン回転数センサ
４２、４３モータ回転位置検出センサ
４４ターボ回転数センサ
ＭＧ１第１のモータジェネレータ
ＭＧ２第２のモータジェネレータ
１００ハイブリッド車両

Claims

エンジンと、
前記エンジンの回転数の上昇または下降を制御可能な第１のモータジェネレータと、
前記第１のモータジェネレータとの間で電力を配電し、駆動輪の駆動力調整を行う第２のモータジェネレータと、
定常運転時に前記第１のモータジェネレータのトルクを一定にする制御を行うトルク管理制御手段と、
前記トルク管理制御手段の実行中に前記エンジンまたは前記第１のモータジェネレータの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記回転数検出手段の検出値に基づき前記エンジンの燃焼変動を検出する燃焼変動検出手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
係合することで前記第１のモータジェネレータの回転を固定可能に構成された係合機構をさらに備え、
前記トルク管理制御手段は、前記係合機構の係合を実行し、
前記回転数検出手段は、前記係合中に前記エンジンの回転数を検出し、
前記燃焼変動検出手段は、当該回転数に基づき前記エンジンの燃焼変動を検出する請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
給油量の検出を行う給油検出手段をさらに備え、
前記トルク管理制御手段は、前記給油検出手段により検出された給油量が所定量より大きい場合、前記制御を実行する請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記エンジンへ圧縮した吸気を供給する過給機をさらに備え、
前記燃焼変動検出手段は、前記エンジンの回転数が一定に制御されている場合、前記過給機の回転数と、前記エンジンのトルクとに基づき前記エンジンの燃焼変動を検出する請求項１乃至３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。