JP2011168200A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】HCCI運転とSI運転とに切り換えて運転可能な内燃機関および回転機を動力源として備えた車両において、内燃機関のHCCI運転中に急激な負荷変動が発生したときでも、良好な燃焼状態を確保できる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Vの制御装置１のECU2は、車両Vに要求されている全要求トルクTRQ_ALLを算出し(ステップ3)、これを分割することにより、内燃機関3および電気モータ４がそれぞれ発生すべき２つのトルクTRQ_ENG_BASE，TRQ_MOT_BASEを算出する(ステップ5,6)。そして、HCCI運転中、ローパスフィルタリング処理をトルクTRQ_ENG_BASEに施すことにより、トルクTRQ_ENGを算出し(ステップ9,10)、２つのトルクの差分(TRQ_ENG-TRQ_ENG_F)を、トルクTRQ_MOT_BASEに加算することにより、トルクTRQ_MOTが算出される(ステップ11)。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転機および内燃機関を動力源とするハイブリッド車両の制御装置に関する。

従来、ハイブリッド車両の制御装置として、特許文献１に記載されたものが知られており、このハイブリッド車両は、動力源として、エンジンおよび電気モータを備えている。この制御装置では、アクセル開度に基づいて、エンジンおよび電気モータの双方によって発生すべき全トルクの指令値を算出し、車両の走行状態に応じて、全トルクの指令値を分割することにより、エンジン用のトルク指令値および電気モータ用のトルク指令値が算出される。さらに、エンジンの冷却水温度が所定温度域にないときには、エンジン用のトルク指令値が減少補正されると同時に、電気モータ用のトルク指令値が増大補正される（段落［００３０］〜［００３９］）。

また、従来のエンジンとして、特許文献２に記載されたものが知られている。このエンジンは、混合気を予混合圧縮着火燃焼させるＨＣＣＩ運転と、混合気を火花点火燃焼させるＳＩ運転との間で切り換えて運転可能なタイプのものであり、この運転切換は、具体的には、エンジン回転数およびエンジン負荷に応じて実行される。

特開平１０−２３６０９号公報 特開２０１０−１４０７８号公報

上記特許文献２のエンジンを特許文献１のハイブリッド車両に適用した場合、以下に述べるような問題が発生するおそれがある。すなわち、一般に、ＨＣＣＩ運転可能なエンジンの場合、ＨＣＣＩ運転中の燃焼状態の安定余裕が小さいという特性を備えており、そのため、ＨＣＣＩ運転中に急激な負荷変動が発生した場合、それに追従するようにエンジン出力を制御すると、燃焼状態が不安定になってしまうおそれがある。したがって、特許文献１の制御装置のように、車両の走行状態に応じて、全トルクの指令値を分割することにより、エンジン用のトルク指令値および電気モータ用のトルク指令値を算出する手法の場合、急激な負荷変動が発生すると、それに伴ってエンジン用のトルク指令値も変動することで、エンジンの燃焼状態が不安定になってしまい、最悪の場合には、失火を招くおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ＨＣＣＩ運転とＳＩ運転とに切り換えて運転可能な内燃機関および回転機を動力源として備えた車両において、内燃機関のＨＣＣＩ運転中に急激な負荷変動が発生したときでも、良好な燃焼状態を確保できる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。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、混合気を予混合圧縮着火によって燃焼させるＨＣＣＩ運転と混合気を火花点火によって燃焼させるＳＩ運転との間で切り換えて運転される内燃機関３および回転機（電気モータ４）を動力源として備えたハイブリッド車両Ｖにおいて、内燃機関３および回転機の出力を制御するハイブリッド車両Ｖの制御装置１であって、ハイブリッド車両Ｖに要求されている出力として要求出力（全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬ）を算出する要求出力算出手段（ＥＣＵ２、ステップ３）と、算出された要求出力（全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬ）を分割することにより、内燃機関３が発生すべき出力である機関出力（基本エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧ＿ＢＡＳＥ）と、回転機が発生すべき出力である回転機出力（基本モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴ＿ＢＡＳＥ）とを設定する出力設定手段（ＥＣＵ２、ステップ５，６）と、内燃機関３がＨＣＣＩ運転されているときに、所定の遮断周波数よりも高い周波数域を遮断帯域とする所定のフィルタリング処理（式（４））を機関出力に施すことにより、補正後機関出力（補正後エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧ＿Ｆ）を算出する補正後機関出力算出手段（ＥＣＵ２、ステップ９）と、内燃機関３がＨＣＣＩ運転されているときに、機関出力と補正後機関出力との差分（ＴＲＱ＿ＥＮＧ＿ＢＡＳＥ−ＴＲＱ＿ＥＮＧ＿Ｆ）を、回転機出力（基本モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴ＿ＢＡＳＥ）に加算することにより、補正後回転機出力（モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴ）を算出する補正後回転機出力算出手段（ＥＣＵ２、ステップ１１）と、内燃機関３がＨＣＣＩ運転されているときに、補正後機関出力および補正後回転機出力が発生するように、内燃機関３および回転機（電気モータ４）をそれぞれ制御する制御手段（ＥＣＵ２、ステップ４０〜４３，５０）と、を備えることを特徴とする。

このハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関がＨＣＣＩ運転されているときに、補正後機関出力および補正後回転機出力が発生するように、内燃機関および回転機がそれぞれ制御される。この補正後機関出力は、内燃機関がＨＣＣＩ運転されているときに、ハイブリッド車両に要求されている出力として要求出力を算出し、この要求出力を分割することにより、内燃機関が発生すべき出力である機関出力と、回転機が発生すべき出力である回転機出力とを設定し、所定の遮断周波数よりも高い周波数域を遮断帯域とする所定のフィルタリング処理を機関出力に施すことにより算出される。そのため、ＨＣＣＩ運転中、急激な負荷変動が発生した場合でも、その負荷変動の周波数をフィルタリング処理の遮断帯域に設定することによって、補正後機関出力を負荷変動の影響を受けないように算出することができる。その結果、ＨＣＣＩ運転中に急激な負荷変動が発生したときでも、良好な燃焼状態を確保することができる。これに加えて、補正後回転機出力は、機関出力と算出された補正後機関出力との差分を回転機出力に加算することにより算出されるので、ＨＣＣＩ運転中、内燃機関および回転機を、両者が発生する出力の和が要求出力になるように制御することができ、良好な運転性を確保することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のハイブリッド車両Ｖの制御装置１において、制御手段は、内燃機関３がＳＩ運転されているときに、機関出力（基本エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧ＿ＢＡＳＥ）および回転機出力（基本モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴ＿ＢＡＳＥ）が発生するように、内燃機関３および回転機（電気モータ４）をそれぞれ制御する（ステップ４０，４４〜４６，５０）ことを特徴とする。

このハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関がＳＩ運転されているときに、機関出力および回転機出力が発生するように、内燃機関および回転機がそれぞれ制御されるので、内燃機関のＳＩ運転中も、内燃機関が実際に発生する出力と、回転機が実際に発生する出力との和が要求出力になるように、内燃機関および回転機を制御することができ、良好な運転性を確保することができる。

本発明の一実施形態に係る制御装置およびこれを適用したハイブリッド車両の出力系の概略構成を模式的に示す図である。 トルク算出処理を示すフローチャートである。 トルク分配係数Ｋｔｒｑの算出処理を示すフローチャートである。 ＨＣＣＩ運転フラグＦ＿ＨＣＣＩの設定処理を示すフローチャートである。 運転領域判定に用いるマップの一例を示す図である。 エンジン出力制御処理を示すフローチャートである。 モータ出力制御処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る制御装置について説明する。図１に示すように、本実施形態の制御装置１が適用されたハイブリッド車両（以下「車両」という）Ｖは、動力源として、内燃機関３および電気モータ４（回転機）を備えている。制御装置１は、これらの内燃機関３および電気モータ４の出力すなわちトルクを制御するものであり、ＥＣＵ２を備えている。

この車両Ｖでは、内燃機関（以下「エンジン」という）３のクランクシャフト３ａが電気モータ４の回転軸に直結されているとともに、電気モータ４が、クラッチ５、自動変速機６および差動ギヤ機構７などを介して、左右の前輪８，８に機械的に連結されている。クラッチ５は、電磁クラッチタイプのものであり、ＥＣＵ２に電気的に接続されている。このクラッチ５では、ＥＣＵ２からの制御入力信号によって、その締結・遮断状態が制御される。

また、自動変速機６は、ベルトＣＶＴ方式の無段変速機で構成されており、ＥＣＵ２に電気的に接続されたＣＶＴアクチュエータ（図示せず）を備えている。この自動変速機６では、ＥＣＵ２からの制御入力信号によってＣＶＴアクチュエータが駆動されることにより、その変速比が制御される。以上の構成により、クラッチ５が締結されている場合、エンジン３や電気モータ４の出力が前輪８，８に伝達される。一方、エンジン始動時には、クラッチ５を遮断した状態で、電気モータ４の出力がエンジン３側に伝達される。また、車両Ｖは、遊動輪である左右の後輪（図示せず）を備えている。

エンジン３は、ガソリンを燃料とする多気筒内燃機関であり、気筒ごとに設けられた燃料噴射弁３ｂおよび点火プラグ３ｃ（いずれも１つのみ図示）などを有している。これらの燃料噴射弁３ｂおよび点火プラグ３ｃはいずれもＥＣＵ２に電気的に接続されており、後述するように、ＥＣＵ２によって、燃料噴射弁３ｂによる燃料の噴射量および噴射時期と、点火プラグ３ｃによる混合気の点火時期とが制御される。それにより、エンジン３は、混合気を予混合圧縮着火で燃焼させるＨＣＣＩ運転と、混合気を火花点火によって燃焼させるＳＩ運転とに切り換えて運転される。

また、エンジン３は、排気通路の排ガスを吸気通路に還流させるＥＧＲ装置（図示せず）を備えており、このＥＧＲ装置は、排気通路と吸気通路との間に延びるＥＧＲ通路（図示せず）と、ＥＣＵ２に電気的に接続されたＥＧＲ制御弁１０などを備えている。このＥＧＲ装置では、ＥＣＵ２からの制御入力信号によってＥＧＲ制御弁１０が駆動されることにより、ＥＧＲ通路の開口面積が変更される。それにより、吸気通路を介して還流される排ガスの量（以下「外部ＥＧＲ量」という）が制御される。

さらに、エンジン３は、吸気弁および排気弁（いずれも図示せず）のバルブタイミングを変更する可変動弁機構（図示せず）を備えており、この可変動弁機構は、ＥＣＵ２に電気的に接続されたＶＴアクチュエータ１１を備えている。この可変動弁機構では、ＥＣＵ２からの制御入力信号によってＶＴアクチュエータ１１が駆動されることにより、吸気弁および排気弁のバルブタイミングが変更され、バルブオーバーラップが変更される。それにより、燃焼室内に残留する既燃ガスの量（以下「内部ＥＧＲ量」という）が制御される。

一方、電気モータ４は、ブラシレスＤＣモータで構成されており、ＰＤＵ１５を介して、ＥＣＵ２およびバッテリ１６に電気的に接続されている。このＰＤＵ１５は、インバータなどを含む電気回路で構成されている。ＥＣＵ２は、ＰＤＵ１５を介して、電気モータ４とバッテリ１６との間の電力の授受を制御し、それにより、車両Ｖの加速走行中などには、電気モータ４の出力を制御するとともに、車両Ｖの減速走行中などには、電気モータ４による電力回生を制御する。

また、ＥＣＵ２には、クランク角センサ２０、水温センサ２１、アクセル開度センサ２２、４つの車輪速度センサ２３（１つのみ図示）および電流電圧センサ２４が電気的に接続されている。このクランク角センサ２０は、マグネットロータおよびＭＲＥピックアップで構成されており、クランクシャフト３ａの回転に伴い、いずれもパルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。

このＣＲＫ信号は、所定クランク角（例えば１゜）毎に１パルスが出力され、ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＴＤＣ信号は、各気筒のピストンが吸気行程のＴＤＣ位置よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、所定クランク角毎に１パルスが出力される。

また、水温センサ２１は、エンジン３のシリンダブロック内を循環する冷却水の温度であるエンジン水温ＴＷを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。さらに、アクセル開度センサ２２は、図示しないアクセルペダルの操作量であるアクセル開度ＡＰを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。

一方、４つの車輪速度センサ２３はそれぞれ、左右の前輪８，８および左右の後輪の回転速度を表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、これらの車輪速度センサ２３の検出信号に基づき、車速ＶＰを算出する。また、電流電圧センサ２４は、バッテリ１６に入出力される電流・電圧値を表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、この電流電圧センサ２４の検出信号に基づき、バッテリ１６における電力の蓄積量すなわち充電残量ＳＯＣを算出する。

また、ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されており、前述した各種のセンサ２０〜２４の検出信号などに応じて、エンジン３および電気モータ４の運転状態を判別し、後述するように、トルク算出処理や燃料噴射制御処理などの各種の制御処理を実行する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が、要求出力算出手段、出力設定手段、補正後機関出力算出手段および制御手段に相当する。

以下、図２を参照しながら、ＥＣＵ２によって実行されるトルク算出処理について説明する。この処理は、エンジン３が発生すべきトルクであるエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧと、電気モータ４が発生すべきトルクであるモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴとを算出するものである。

同図に示すように、まず、ステップ１（図では「Ｓ１」と略す。以下同じ）で、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じて、図示しないマップを検索することにより、運転者要求トルクＴＲＱ＿ＤＲＶを算出する。この運転者要求トルクＴＲＱ＿ＤＲＶは、運転者によって要求されているトルクに相当する。

次いで、ステップ２に進み、エアコンディショナやオイルポンプ（いずれも図示せず）などの補機の運転状態に応じて、補機要求トルクＴＲＱ＿ＨＯＫＩを算出する。この補機要求トルクＴＲＱ＿ＨＯＫＩは、補機を駆動するのに必要なトルクに相当する。

次に、ステップ３で、下式（１）により、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬ（要求出力）を算出する。この全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬは、車両Ｖに要求されている全トルクに相当する。

ステップ３に続くステップ４で、トルク分配係数Ｋｔｒｑの算出処理を実行する。この算出処理は、具体的には、図３に示すように実行される。同図に示すように、まず、ステップ２０で、充電残量ＳＯＣが所定値ＳＯＣＲＥＦよりも大きいか否かを判別する。

この判別結果がＹＥＳのときには、充電残量ＳＯＣが十分であり、エンジン３および電気モータ４の双方の出力によって車両Ｖを駆動可能であると判定して、ステップ２１に進み、エンジン回転数ＮＥ、アクセル開度ＡＰおよび車速ＶＰに応じて、図示しないマップを検索することにより、トルク分配係数Ｋｔｒｑを算出する。この場合、トルク分配係数Ｋｔｒｑは、０≦Ｋｔｒｑ≦１が成立するような値として算出される。以上のように、ステップ２１を実行した後、本処理を終了する。

一方、ステップ２０の判別結果がＮＯのときには、充電残量ＳＯＣが不十分であり、エンジン３の出力のみによって車両Ｖを駆動可能であると判定して、ステップ２２に進み、トルク分配係数Ｋｔｒｑを値１に設定する。その後、本処理を終了する。

図２に戻り、ステップ４で、以上のようにトルク分配係数Ｋｔｒｑを算出した後、ステップ５に進み、下式（２）により、基本エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧ＿ＢＡＳＥ（機関出力）を算出する。

次いで、ステップ５に進み、下式（３）により、基本モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴ＿ＢＡＳＥ（回転機出力）を算出する。

次に、ステップ６で、ＨＣＣＩ運転フラグＦ＿ＨＣＣＩの設定処理を実行する。この設定処理は、具体的には、図４に示すように実行される。同図に示すように、まず、ステップ３０で、前述したステップ２０と同様に、充電残量ＳＯＣが所定値ＳＯＣＲＥＦよりも大きいか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、充電残量ＳＯＣが十分であるときには、ステップ３１に進み、エンジン水温ＴＷが所定値ＴＷＨＣＣＩよりも高いか否かを判別する。

この判別結果がＹＥＳで、ＴＷ＞ＴＷＨＣＣＩのときには、ステップ３２に進み、基本エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧ＿ＢＡＳＥおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、図５に示すマップを検索することにより、エンジン３がＨＣＣＩ運転を実行すべきＨＣＣＩ運転領域（図中にハッチングで示す領域）にあるか否かを判別する。

この判別結果がＹＥＳで、エンジン３がＨＣＣＩ運転領域にあるときには、エンジン３のＨＣＣＩ運転の実行条件が成立していると判定して、ステップ３３に進み、それを表すために、ＨＣＣＩ運転フラグＦ＿ＨＣＣＩを「１」に設定する。その後、本処理を終了する。

一方、以上のステップ３０〜３２のいずれかの判別結果がＮＯのとき、すなわち、ＳＯＣ≦ＳＯＣＲＥＦが成立しているとき、ＴＷ≦ＴＷＨＣＣＩが成立しているとき、またはエンジン３がＳＩ運転領域にあるときには、エンジン３のＳＩ運転の実行条件が成立していると判定して、ステップ３４に進み、それを表すために、ＨＣＣＩ運転フラグＦ＿ＨＣＣＩを「０」に設定する。その後、本処理を終了する。

図２に戻り、ステップ７で、以上のようにＨＣＣＩ運転フラグＦ＿ＨＣＣＩを設定した後、ステップ８に進み、ＨＣＣＩ運転フラグＦ＿ＨＣＣＩが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、ＨＣＣＩ運転の実行条件が成立しているときには、ステップ９に進み、下式（４）に示すローパスフィルタリング処理よって、補正後エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧ＿Ｆ（補正後機関出力）を算出する。

上式（４）において、記号（ｋ）付きの各離散データは、所定の制御周期で算出（またはサンプリング）されたデータであることを示しており、記号ｋ（ｋは正の整数）は各離散データの算出サイクルの順番を表している。また、ａ１〜ａｎ（ｎは正の整数），ｂ１〜ｂｍ（ｍは正の整数）はフィルタ係数をそれぞれ表している。以上のように、補正後エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧ＿Ｆは、式（４）のローパスフィルタリング処理を基本エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧ＿ＢＡＳＥに施すことにより、基本エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧ＿ＢＡＳＥにおける、所定の遮断周波数よりも高い周波数成分を遮断した値として算出される。この場合、所定の遮断周波数は、ＨＣＣＩ運転中、急激な負荷変動が発生したときに、その負荷変動の高周波成分を適切に除去できるような値に設定されている。

次いで、ステップ１０に進み、下式（５）により、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧを算出する。すなわち、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧは補正後エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧ＿Ｆに設定される。

次に、ステップ１１に進み、下式（６）により、モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴを算出する。すなわち、モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴ（補正後回転機出力）は、基本エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧ＿ＢＡＳＥに、基本エンジントルクと補正後エンジントルクとの差分（ＴＲＱ＿ＥＮＧ＿ＢＡＳＥ−ＴＲＱ＿ＥＮＧ＿Ｆ）を加算することにより算出される。

以上のように、ステップ１１を実行した後、本処理を終了する。

一方、ステップ８の判別結果がＮＯで、ＳＩ運転の実行条件が成立しているときには、ステップ１２に進み、下式（７）により、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧを算出する。すなわち、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧは、基本エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧ＿ＢＡＳＥに設定される。

次いで、ステップ１３に進み、下式（８）により、モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴを算出する。すなわち、モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴは、基本モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴ＿ＢＡＳＥに設定される。

以上のように、ステップ１３を実行した後、本処理を終了する。

次に、図６を参照しながら、ＥＣＵ２によって実行されるエンジン出力制御処理について説明する。この制御処理では、エンジン３の発生出力すなわち発生トルクがエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧになるように、各種の制御処理が実行される。

具体的には、まず、ステップ４０で、前述したＨＣＣＩ運転フラグＦ＿ＨＣＣＩが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、ＨＣＣＩ運転の実行条件が成立しているときには、ステップ４１に進み、ＨＣＣＩ運転用のＥＧＲ制御処理を実行する。具体的には、まず、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、図示しないＨＣＣＩ運転用のマップを検索することにより、ＨＣＣＩ運転用の外部ＥＧＲ量および内部ＥＧＲ量の目標値を算出し、これらの目標値に応じて、ＥＧＲ制御弁１０用およびＶＴアクチュエータ１１用の制御入力値がそれぞれ算出される。そして、これらの制御入力値に対応する制御入力信号を、ＥＧＲ制御弁１０およびＶＴアクチュエータ１１にそれぞれ供給することにより、外部ＥＧＲ量および内部ＥＧＲ量がこれらの目標値になるように、ＥＧＲ制御弁１０およびＶＴアクチュエータ１１が制御される。

次いで、ステップ４２に進み、ＨＣＣＩ運転用の燃料噴射制御処理を実行する。具体的には、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、図示しないＨＣＣＩ運転用のマップを検索することにより、ＨＣＣＩ運転用の燃料噴射量の基本値を算出し、これをエンジン水温ＴＷなどの各種の運転状態パラメータに応じて補正することにより、ＨＣＣＩ運転用の燃料噴射量を算出し、これとエンジン回転数ＮＥに応じて、ＨＣＣＩ運転用の燃料噴射時期が算出される。そして、ＨＣＣＩ運転用の燃料噴射量および燃料噴射時期に対応するタイミングで、燃料噴射弁３ｂの開閉タイミングが制御される。

次に、ステップ４３で、ＨＣＣＩ運転用の点火時期制御処理を実行する。具体的には、上記ＨＣＣＩ運転用の燃料噴射時期およびエンジン回転数ＮＥに応じて、図示しないマップを検索することにより、ＨＣＣＩ運転用の点火時期の基本値を算出し、これをエンジン水温ＴＷなどの各種の運転状態パラメータに応じて補正することにより、ＨＣＣＩ運転用の点火時期を算出し、このＨＣＣＩ運転用の点火時期に対応するタイミングで、点火プラグ３ｃによる放電状態が制御される。なお、本実施形態のエンジン３の場合、ＨＣＣＩ運転中、混合気が自己着火燃焼するような状態で生成されるので、火花点火は本質的に不要であるが、失火防止と、自己着火燃焼タイミングを適切に制御することを目的として、ＨＣＣＩ運転中も、点火プラグ３ｃによる火花点火が実行される。

以上のように、ステップ４３で、ＨＣＣＩ運転用の点火時期制御処理を実行した後、本処理を終了する。

一方、ステップ４０の判別結果がＮＯで、ＳＩ運転の実行条件が成立しているときには、ステップ４４に進み、ＳＩ運転用のＥＧＲ制御処理を実行する。具体的には、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、図示しないＳＩ運転用のマップを検索することにより、ＳＩ運転用の外部ＥＧＲ量および内部ＥＧＲ量の目標値を算出し、これらの目標値に応じて、ＥＧＲ制御弁１０用およびＶＴアクチュエータ１１用の制御入力値がそれぞれ算出される。そして、これらの制御入力値に対応する制御入力信号を、ＥＧＲ制御弁１０およびＶＴアクチュエータ１１にそれぞれ供給することにより、外部ＥＧＲ量および内部ＥＧＲ量がこれらの目標値になるように、ＥＧＲ制御弁１０およびＶＴアクチュエータ１１が制御される。

次いで、ステップ４５に進み、ＳＩ運転用の燃料噴射制御処理を実行する。具体的には、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、図示しないＳＩ運転用のマップを検索することにより、ＳＩ運転用の燃料噴射量の基本値を算出し、これをエンジン水温ＴＷなどの各種の運転状態パラメータに応じて補正することにより、ＳＩ運転用の燃料噴射量を算出し、これとエンジン回転数ＮＥに応じて、ＳＩ運転用の燃料噴射時期が算出される。そして、ＳＩ運転用の燃料噴射量および燃料噴射時期に対応するタイミングで、燃料噴射弁３ｂの開閉タイミングが制御される。

次に、ステップ４６で、ＳＩ運転用の点火時期制御処理を実行する。具体的には、上記ＳＩ運転用の燃料噴射時期およびエンジン回転数ＮＥに応じて、図示しないマップを検索することにより、ＳＩ運転用の点火時期の基本値を算出し、これをエンジン水温ＴＷなどの各種の運転状態パラメータに応じて補正することにより、ＳＩ運転用の点火時期を算出し、このＳＩ運転用の点火時期に対応するタイミングで、点火プラグ３ｃによる放電状態が制御される。

以上のように、ステップ４６で、ＳＩ運転用の点火時期制御処理を実行した後、本処理を終了する。

次に、図７を参照しながら、モータ出力制御処理について説明する。この制御処理では、電気モータ４が、その発生出力すなわち発生トルクがモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴになるように制御される。具体的には、ステップ５０で、モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴに応じて、図示しないマップを検索することにより、電気モータ４用の制御入力値を算出し、これに対応する制御入力信号を電気モータ４に供給する。それにより、電気モータ４の発生トルクがモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴになるように、電気モータ４が力行制御される。なお、前述したように、ＳＯＣ≦ＳＯＣＲＥＦのときには、トルク分配係数Ｋｔｒｑが値１に設定されるので、式（３）により、基本モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴ＿ＢＡＳＥが値０として算出され、その場合には、電気モータ４の制御が停止される。以上のように、ステップ５０を実行した後、本処理を終了する。

以上のように、本実施形態の制御装置１によれば、エンジン３および電気モータ４は、それらの発生トルクがそれぞれエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧおよびモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴになるように制御される。このエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧは、エンジン３のＨＣＣＩ運転中、補正後エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧ＿Ｆに設定され、この補正後エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧ＿Ｆは、式（４）のローパスフィルタリング処理を基本エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧ＿ＢＡＳＥに施すことにより、基本エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧ＿ＢＡＳＥにおける、所定の遮断周波数よりも高い周波数成分を遮断した値として算出される。前述したように、この所定の遮断周波数は、ＨＣＣＩ運転中、急激な負荷変動が発生したときに、その負荷変動の高周波成分を適切に除去できるような値に設定されているので、補正後エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧ＿Ｆを、負荷変動の影響を受けないように算出することができ、それにより、ＨＣＣＩ運転中においても、良好な燃焼状態を確保することができる。

また、ＨＣＣＩ運転中、モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴは、基本モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴ＿ＢＡＳＥに、基本エンジントルクと補正後エンジントルクとの差分（ＴＲＱ＿ＥＮＧ＿ＢＡＳＥ−ＴＲＱ＿ＥＮＧ＿Ｆ）を加算することにより算出されるので、ＨＣＣＩ運転中、エンジン３および電気モータ４を、両者が実際に発生するトルクの和が全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬになるように制御することができ、良好な運転性を確保することができる。これに加えて、エンジン３のＳＩ運転中も、エンジン３および電気モータ４を、両者が実際に発生するトルクの和が全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬになるように制御することができ、良好な運転性を確保することができる。

なお、実施形態は、回転機として、ブラシレスＤＣモータタイプの電気モータ４を用いた例であるが、本発明の回転機はこれに限らず、力行制御および電力回生制御の双方を実行できるものであればよい。例えば、回転機として、ブラシ付きのＤＣモータを用いてもよい。

また、実施形態は、内燃機関として、ガソリンエンジンタイプのものを用いた例であるが、本発明の内燃機関はこれに限らず、ＨＣＣＩ運転とＳＩ運転との間で切り換えて運転可能なものであればよい。例えば、内燃機関としては、ガソリンを燃料とするものに限らず、ガソリンに他の燃料を混合したものや、ＬＮＧおよびＣＮＧなどを燃料とするものであって、積極的な点火を行うことなく、混合気を予混合圧縮着火燃焼させながら運転可能なものであればよい。

さらに、実施形態は、所定のフィルタリング処理として、ローパスフィルタリング処理を用いた例であるが、本発明の所定のフィルタリング処理はこれに限らず、所定の遮断周波数よりも高い周波数域を遮断帯域とするものであればよい。例えば、所定のフィルタリング処理として、バンドパスフィルタリング処理を用いてもよく、その場合には、通過帯域の上限値を所定の遮断周波数に設定し、通過帯域の下限値を極めて低い周波数に設定すればよい。

Ｖ ハイブリッド車両
１ 制御装置
２ ＥＣＵ（要求出力算出手段、出力設定手段、補正後機関出力算出手段、制御手段）
３ 内燃機関
４ 電気モータ（回転機）
ＴＲＱ＿ＡＬＬ 全要求トルク（要求出力）
ＴＲＱ＿ＥＮＧ＿ＢＡＳＥ 基本エンジントルク（機関出力）
ＴＲＱ＿ＥＮＧ＿Ｆ 補正後エンジントルク（補正後機関出力）
ＴＲＱ＿ＭＯＴ＿ＢＡＳＥ 基本モータトルク（回転機出力）
ＴＲＱ＿ＭＯＴ モータトルク（補正後回転機出力）

Claims (2)

1. 混合気を予混合圧縮着火によって燃焼させるＨＣＣＩ運転と混合気を火花点火によって燃焼させるＳＩ運転との間で切り換えて運転される内燃機関および回転機を動力源として備えたハイブリッド車両において、当該内燃機関および当該回転機の出力を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、
   当該ハイブリッド車両に要求されている出力として要求出力を算出する要求出力算出手段と、
   当該算出された要求出力を分割することにより、前記内燃機関が発生すべき出力である機関出力と、前記回転機が発生すべき出力である回転機出力とを設定する出力設定手段と、
   前記内燃機関が前記ＨＣＣＩ運転されているときに、所定の遮断周波数よりも高い周波数域を遮断帯域とする所定のフィルタリング処理を前記機関出力に施すことにより、補正後機関出力を算出する補正後機関出力算出手段と、
   前記内燃機関が前記ＨＣＣＩ運転されているときに、前記機関出力と前記補正後機関出力との差分を、前記回転機出力に加算することにより、補正後回転機出力を算出する補正後回転機出力算出手段と、
   前記内燃機関が前記ＨＣＣＩ運転されているときに、前記補正後機関出力および前記補正後回転機出力が発生するように、前記内燃機関および前記回転機をそれぞれ制御する制御手段と、
   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。
2. 前記制御手段は、前記内燃機関が前記ＳＩ運転されているときに、前記機関出力および前記回転機出力が発生するように、前記内燃機関および前記回転機をそれぞれ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。

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