JP2013209043A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の停車時においてアイドルストップスタート制御によるエンジンの自動停止と空燃比センサの学習処理とを共に適切に実行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】比較的短時間の停車が予測されるセレクトレバー２９のＤ，Ｎレンジでは（Ｓ４）、空燃比センサ３３の学習処理を実行せずに、通常通り停止条件の成立に応じてエンジン１の自動停止を実行する（Ｓ２，６）。そして、比較的停車時間が長くなると予測されるＰレンジでの停車時に限って（Ｓ４）、エンジン１の自動停止を禁止して空燃比センサ３３の学習処理を実行する。
【選択図】図２

Description

本発明はハイブリッド車両の制御装置に係り、詳しくは車両の停車時にエンジンを自動停止させ、その後の車両の発進時にエンジンを自動始動するアイドルストップスタート機能を備えると共に、エンジンの排気系に設けられた空燃比センサの学習処理を実行する学習機能を備えた制御装置に関する。

この種の空燃比センサはエンジンの排気空燃比を検出するために用いられ、排気空燃比と相関する排ガスの空気過剰率を指標としたλ制御などの各種エンジン制御に利用されている。例えばディーゼルエンジンのλ制御では、アクセル開度及びエンジン回転速度から算出した燃料噴射量に基づきエンジンの燃料噴射弁を駆動制御する一方、エンジン回転速度及び燃料噴射量に基づき目標空気過剰率を算出し、空燃比センサの出力から算出した実際の空気過剰率が目標空気過剰率となるようにＥＧＲ弁や吸気絞り弁などの開度をフィードバック制御することにより、燃費向上や排ガス特性の改善などを図っている。
空燃比センサの出力は経年劣化などに起因してドリフトなどの検出誤差を生じることから、定期的に学習処理を実行して学習値を逐次更新し、その学習値に基づきセンサ出力を補正している。空燃比センサの学習処理は、例えば車両の減速によりエンジンが燃料カット中で排気空燃比を特定可能なときに実行され、このときの排気空燃比とセンサ出力との比較に基づき学習値を求めている。

ところが、ハイブリッド車両の減速時には、走行用動力源である電動機をジェネレータとして作動させて駆動輪側からの逆駆動により発電させている。このときエンジンブレーキが駆動輪に作用すると電動機の発電量が減少してしまうため、クラッチの切断によりエンジンを駆動輪側から切り離した上でアイドル運転または停止させている。このようなエンジンの状態では空燃比センサの学習処理を実行できないことから、ハイブリッド車両では減速時以外に学習処理を実行する必要があり、従来から適切な学習処理の機会を見出すことが大きな課題になっていた。
一方、近年では燃費や排ガスへの配慮から、信号待ちなどでエンジンを自動停止及び自動始動するアイドルストップスタート機能を備えた車両が普及している。例えば特許文献１に記載された技術では、エンジンの自動停止条件の１つにセレクトレバーのＮ（ニュートラル）レンジを設定すると共に、当該自動停止条件からＤ（ドライブ）レンジを除外している。これはエンジンの自動停止を運転者の意志でキャンセルするための対策であり、例えば車両の停車直後に発進することが判っている場合、運転者はセレクトレバーをＤレンジのまま操作しないことでエンジンの自動停止をキャンセル可能としている。

特開２００３−１９３８７９号公報

ハイブリッド車両において空燃比センサの学習処理を実行する機会としては、車両の停車時が考えられる。しかしながら、車両にアイドルストップスタート機能が備えられている場合には、停車時にエンジンを自動停止させてしまうため、学習処理を実行できなくなる。結果として、空燃比センサの学習処理とアイドルストップスタート制御によるエンジンの自動停止とは相反して同時に実行できないものであり、両者を関連づけて共に適切に実行するための対策が必須であった。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、車両の停車時においてアイドルストップスタート制御によるエンジンの自動停止と空燃比センサの学習処理とを共に適切に実行することができるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、エンジン及び電動機の駆動力を任意に駆動輪に伝達して走行し、車両の停車時において所定の停止条件の成立に基づきエンジンを自動停止させ、その後の所定の始動条件の成立に基づきエンジンを自動始動するアイドルストップスタート制御手段を備えると共に、所定の学習要求に応じてエンジンの排気系に設けられた空燃比センサの学習処理を実行する学習制御手段を備えたハイブリッド車両の制御装置において、車両のセレクトレバーの位置を検出するレバー位置検出手段を備え、アイドルストップスタート制御手段が、レバー位置検出手段により検出されたセレクトレバーの位置がパーキングレンジである場合に、停止条件が成立していてもエンジン自動停止の実行を中止し、学習制御手段が、アイドルストップスタート制御手段によりパーキングレンジに基づきエンジン自動停止の実行を中止しているとき、学習要求に応じて学習処理を実行するものである。

請求項２の発明は、請求項１において、アイドルストップスタート制御手段が、学習制御手段による学習処理が終了した時点でも停止条件が成立している場合には、セレクトレバーの位置がパーキングレンジであってもエンジンの自動停止を実行するものである。
請求項３の発明は、請求項１または２において、電動機を駆動輪側から切り離して電動機により前記エンジンを駆動するモータリング制御手段と、電動機によるエンジンの駆動中にエンジンを燃料カットする燃料カット手段とを備え、学習制御手段が、モータリング制御手段にエンジンを駆動させると共に、燃料カット手段にエンジンを燃料カットさせた上で、学習処理を実行するものである。
請求項４の発明は、請求項３において、車両が、エンジンの出力側にクラッチを介して電動機を接続し、電動機の出力側を変速機を介して駆動輪と接続して構成され、モータリング制御手段が、変速機をニュートラルに切り換えることにより電動機を駆動輪側から切り離すと共に、クラッチを接続することにより電動機でエンジンを駆動するものである。

以上説明したように請求項１の発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、車両の停車時にアイドルストップスタート制御手段により所定の停止条件の成立に基づきエンジンを自動停止させ、その後の所定の始動条件の成立に基づきエンジンを自動始動する一方、学習制御手段により空燃比センサの学習処理を実行するハイブリッド車両の制御装置において、セレクトレバーの位置がパーキングレンジである場合には、エンジンの停止条件が成立してもエンジンの自動停止の実行を中止した上で、学習要求に応じて学習処理を実行するようにした。
パーキングレンジでの停車は比較的長引く場合が多いため、学習処理を中断することなく必要に応じて適切且つ確実に実行でき、一方でパーキングレンジ以外のレンジでは停止条件に基づくエンジンの自動停止を通常通り実行できる。このためアイドルストップスタート制御によるエンジンの自動停止と空燃比センサの学習処理とを共に適切に実行でき、これらの制御により燃費向上や排ガス特性の改善などの種々の効果を得ることができる。

請求項２の発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、請求項１に加えて、学習処理が終了した時点で停止条件が成立している場合に、パーキングレンジであってもエンジンの自動停止を実行するようにした。学習処理が終了すればエンジンの自動停止を禁止する必要がなくなり、このときにエンジンを自動停止させることで燃費向上や排ガス特性の改善を一層促進することができる。
請求項３の発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、請求項１または２に加えて、モータリング制御手段により電動機を駆動輪側から切り離して電動機によりエンジンを駆動する共に、燃料カット手段によりエンジンを燃料カットして学習処理を実行するようにした。このように構成すれば、車両の停車時においてもエンジンを駆動して燃料カットすることにより学習処理を実行することができる。そして、ハイブリッド車両に搭載されている既存の電動機をエンジン駆動に利用するため、新たな駆動源を追加することなく低コストで実施することができる。
請求項４の発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、請求項３に加えて、エンジンの出力側にクラッチを介して電動機を接続し、電動機の出力側を変速機を介して駆動輪と接続してハイブリッド車両を構成し、学習処理を開始する際に、変速機をニュートラルに切り換えることにより電動機を駆動輪側から切り離すと共に、クラッチを接続することにより電動機でエンジンを駆動するようにした。従って、このような形式のハイブリッド車両においても、本発明を適用することができる。

実施形態の制御装置が適用されたハイブリッド電気自動車を示す全体構成図である。 車両ＥＣＵが実行するエンジン自動停止ルーチンを示すフローチャートである。 車両ＥＣＵが実行する学習処理ルーチンを示すフローチャートである。

以下、本発明を具体化したハイブリッド車両の制御装置の一実施形態を説明する。
図１は本実施形態の制御装置が適用されたハイブリッド車両を示す全体構成図である。ハイブリッド車両はトラックとして構成されており、走行用動力源としてディーゼルエンジン（以下、エンジンという）１が搭載されている。エンジン１の出力軸１ａは車両後方（図の右方）に突出し、自動変速機（以下、単に変速機という）２の入力軸２ａに接続されている。変速機２は前進６段（１速段〜６速段）及び後退１段を備えており、エンジン１の動力は入力軸２ａを介して変速機２に入力された後に、変速段に応じて変速されて出力軸２ｂから差動装置１２及び駆動軸１３を介して左右の駆動輪１４に伝達されるようになっている。

変速機２は、所謂デュアルクラッチ式変速機として構成されており、走行用動力源としての電動機３を内蔵している。当該デュアルクラッチ式変速機の詳細は、例えば特開２００９−０３５１６８号公報などに記載されているため、本実施形態では概略説明にとどめる。このため、図１では変速機２を実際の機構とは異なる模式的な表現で示しており、以下の説明でも変速機２の構成及び作動状態を概念的に述べる。
周知のようにデュアルクラッチ式変速機は、奇数変速段と偶数変速段とを相互に独立した動力伝達系として設け、何れか一方で動力伝達しているときに他方を次に予測される次変速段に予め切り換えておくことにより、動力伝達を中断することなく次変速段への切換を完了するシステムである。

即ち、図１に示すように、変速機２の入力軸２ａにはクラッチＣ１を介して奇数変速段（１,３,５速段）からなる奇数歯車機構Ｇ１が接続されると共に、同じく入力軸２ａにはクラッチＣ２及び電動機３を介して偶数変速段（２,４,６速段）からなる偶数歯車機構Ｇ２が接続されている。これらの歯車機構Ｇ１,Ｇ２の出力側は上記した共通の出力軸２ｂに連結されている。
なお、図１では両クラッチＣ１，Ｃ２を並列的に示しているが、実際には変速機２内のスペース効率化のために、クラッチＣ１を内周側としクラッチＣ２を外周側とした内外２重に配設されている。また、図１では説明の便宜上、後退変速段を省略している。

クラッチＣ１，Ｃ２にはそれぞれ油圧シリンダ６が接続され、両油圧シリンダ６は電磁弁７が介装された油路８を介して油圧供給源９に接続されている。電磁弁７の開弁時には油圧供給源９から油路８を介して油圧シリンダ６に作動油が供給され、油圧シリンダ６が作動して対応するクラッチＣ１，Ｃ２が切断状態から接続状態に切り換えられる。
一方、電磁弁７が閉弁すると、作動油の供給中止により油圧シリンダ６が作動しなくなることから、クラッチＣ１，Ｃ２は図示しないプレッシャスプリングにより接続状態から切断状態に切り換えられる。なお、クラッチＣ１，Ｃ２の駆動方式はこれに限ることはなく、例えば油圧駆動に代えてエア駆動を採用してもよい。

また、変速機２の奇数歯車機構Ｇ１及び偶数歯車機構Ｇ２にはそれぞれギヤシフトユニット１０が設けられている。図示はしないがギヤシフトユニット１０は、歯車機構Ｇ１,Ｇ２内の各変速段に対応するシフトフォークを作動させる複数の油圧シリンダ、及び各油圧シリンダを作動させる複数の電磁弁を内蔵している。ギヤシフトユニット１０は油路１１を介して上記した油圧供給源９と接続されており、油圧供給源９から供給される作動油が各電磁弁により切り換えられ、対応する油圧シリンダによりシフトフォークが操作されて歯車機構Ｇ１,Ｇ２の変速段が切り換えられる。

変速時において、基本的にインナクラッチＣ１及びアウタクラッチＣ２の断接状態は常に逆方向に切り換えられる。このため、一方のクラッチＣ１,Ｃ２の接続により対応する歯車機構Ｇ１,Ｇ２の何れかの変速段が達成されて動力伝達されているときには、他方のクラッチＣ１,Ｃ２が切断されることで対応する歯車機構Ｇ１,Ｇ２では何れの変速段も動力伝達していない状態にある。よって、他方の歯車機構Ｇ１,Ｇ２では、事前に次変速段（現在の変速段に隣接する高ギヤ側または低ギヤ側の変速段）に予め切り換えるプリセレクトが可能になり、その後に変速タイミングに至ると、インナクラッチＣ１及びアウタクラッチＣ２の断接状態を逆転させることにより動力伝達を中断することなく変速が完了する。

図示はしないが、電動機３は内外２重に配設されたロータ及びステータから構成され、ロータを回転可能に支持する回転軸がクラッチＣ２の出力側及び偶数歯車機構Ｇ２の入力側に接続されている。電動機３にはインバータ４を介して走行用のバッテリ５が電気的に接続され、インバータ４により電動機３の力行制御及び回生制御が行われるようになっている。
電動機３の力行制御では、走行用バッテリ５に蓄えられた直流電力がインバータ４により交流電力に変換されて電動機３に供給され、電動機３がモータ作動して駆動力を偶数歯車機構Ｇ２に入力する。また、車両減速時に行われる電動機３の回生制御では、駆動輪側からの逆駆動により電動機３がジェネレータ作動して回生制動力を発生すると共に、発電した交流電力をインバータ４により直流電力に変換して走行用バッテリ５に充電する。

車両には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭなど）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタなどを備えた車両ＥＣＵ（制御ユニット）１６が設置されている。車両ＥＣＵ１６はエンジンＥＣＵ１７、インバータＥＣＵ１８並びに走行用バッテリＥＣＵ１９からの情報、或いは以下に述べるセンサ類からの情報などに基づき車両全体の統合的な制御を行う。この車両ＥＣＵ１６からの指令に基づきエンジンＥＣＵ１７がエンジン１の制御を、インバータＥＣＵ１８が電動機３の制御を、バッテリＥＣＵ１９が走行用バッテリ５の管理をそれぞれ実行する。
車両ＥＣＵ１６の入力側には、クラッチＣ１の出力側の回転速度Ｎc1を検出するクラッチ回転速度センサ２３、クラッチＣ２の出力側の回転速度Ｎc2（＝電動機３の回転速度）を検出するクラッチ回転速度センサ２４、歯車機構Ｇ１,Ｇ２の変速段を検出するギヤ位置センサ２５、及び変速機２の出力軸２ｂに設けられて車速Ｖを検出する車速センサ２８、セレクトレバー２９の位置を検出するレバー位置センサ３０、ブレーキペダル３４に対する踏力に応じて発生するブレーキ液圧Ｐbを検出するブレーキ液圧センサ３５などのセンサ類が接続されている。また、車両ＥＣＵ１６の出力側には、上記したクラッチＣ１，Ｃ２の電磁弁７、ギヤシフトユニット１０の各電磁弁などのデバイス類が接続されている。

例えば車両ＥＣＵ１６は、エンジンＥＣＵ１７を介して入力されるアクセル開度θaccなどから車両１の走行に必要な要求トルクを演算し、この要求トルクをエンジン１が発生するトルク及び電動機３が発生するトルクに配分する。また、これと並行して要求トルク、車両の走行状態、エンジン１及び電動機３の運転状態、或いは走行用バッテリ５のＳＯＣなどに基づき車両の走行モード（エンジン走行、モータ走行、エンジン・モータ走行）を選択し、選択した走行モードを実行すべくエンジンＥＣＵ１７及びインバータＥＣＵ１８に指令を出力すると共に、適宜変速機２の変速制御を実行する。
エンジンＥＣＵ１７は、車両ＥＣＵ１６によって設定された走行モード及びエンジントルクを達成するように、エンジン１を制御して運転させる。エンジンＥＣＵ１７の入力側には、エンジン１の回転速度Ｎeを検出するエンジン回転速度センサ２２、アクセルペダル２６の開度θaccを検出するアクセルセンサ２７が接続されている。また、このようなエンジン制御として、本実施形態では排ガスの空気過剰率を指標としたλ制御を実行している。そのためにエンジン１の排気通路３１に設けられた排気浄化装置３２の下流位置には空燃比センサ３３が設置され、排気空燃比に略比例する空燃比センサ３３の出力がエンジンＥＣＵ１７に入力されるようになっている。

λ制御については周知であるため概略説明にとどめるが、例えば、アクセル開度θacc及びエンジン回転速度Ｎeから算出した燃料噴射量に基づきエンジン１の燃料噴射弁を駆動制御する一方、エンジン回転速度Ｎe及び燃料噴射量に基づき目標空気過剰率を算出し、空燃比センサ３３の出力から算出した実際の空気過剰率が目標空気過剰率となるように、エンジン１に備えられた図示しないＥＧＲ弁や吸気絞り弁などの開度をフィードバック制御している。なお、当該λ制御の内容については、これに限定されるものではなく任意に変更可能である。
また、インバータＥＣＵ１８は、車両ＥＣＵ１６によって設定された走行モード及び電動機３のトルクを達成するように、インバータ４を駆動制御して電動機３を作動させる。

また、バッテリＥＣＵ１９は、走行用バッテリ５の温度、走行用バッテリ５の電圧、インバータ４と走行用バッテリ５との間に流れる電流などを検出すると共に、これらの検出結果から走行用バッテリ１８のＳＯＣを求め、求めたＳＯＣを検出結果と共に車両ＥＣＵ１６に出力する。
一方、車両ＥＣＵ１６は、エンジン走行中或いはエンジン・モータ走行中において、信号待ちなどで所定の停止条件が成立したときにエンジン１を自動停止させ、その後に所定の始動条件が成立したときにエンジン１を自動始動するアイドルストップスタート制御を実行する（アイドルストップスタート制御手段）。

ところで、空燃比センサ３３の出力は経年劣化などに起因して検出誤差を生じるため定期的に学習処理を実行する必要があり、通常のエンジン車両では、減速時のエンジン１の燃料カット中に学習処理を実行している。
しかしながら、本実施形態のようなハイブリッド車両では車両の減速エネルギを電力として回収するために、減速時にはインバータＥＣＵ１８により電動機３を回生制御して駆動輪１４側からの逆駆動により発電させている。エンジンブレーキが駆動輪１４に作用すると電動機３の発電量が減少するため、このときのエンジン１はクラッチＣ２の切断により駆動輪１４側から切り離されてアイドル運転しており、結果として空燃比センサ３３の学習処理を実行できないという問題があった。

その対策として、車両の停車時に空燃比センサの学習処理を実行することが考えられる。しかしながら、本実施形態のようなアイドルストップスタート機能を備えた車両では停車時にエンジン１を自動停止させるため、そのままでは学習処理を実行できない。また、学習処理の実行要求に備えて、全ての車両停車時にエンジン１の運転を継続させると、アイドルストップスタート制御によるメリットは全く得らなくなってしまう。
ここで本発明者は、車両の停車状態に応じて運転者の操作によるセレクトレバー２９の位置が相違することに着目した。
即ち、信号待ちなどのように比較的短時間の停車が予測される場合、運転者はセレクトレバー２９を走行レンジ（以下、Ｄレンジともいう）のままか、或いは中立レンジ（以下Ｎレンジともいう）に切り換える。これは間もなく車両を発進させることになるため、パーキングレンジ（以下、Ｐレンジともいう）のような駆動輪１４のロックは必要なしという観点に基づくものと考えられる。これに対して渋滞などのように停車時間の予測がつかない場合、運転者はセレクトレバー２９をＰレンジに切り換える。これは停車が長引くかもしれないため、長時間の停車に備えて駆動輪１４をロックした方が安心なためと考えられる。

従って、セレクトレバー２９の位置に基づき概ねの停車時間を予測することができる。一方で、空燃比センサ３３の学習処理にはある程度の時間（例えば20sec）を要し、学習処理が中断された場合には最初から再試行する必要となるため、一連の学習処理を分割して実行することはできない。
そこで、本実施形態では、比較的停車時間が長くなるＰレンジでの停車時に限ってアイドルストップスタート制御によるエンジン１の自動停止を禁止した上で、空燃比センサ３３の学習処理を実行するようにしており、以下、当該対策のために車両ＥＣＵ１６が実行する制御について述べる。

まず、アイドルストップスタート制御について述べる。
車両ＥＣＵ１６は、車両のイグニションスイッチがオンされているときに図２に示すエンジン自動停止ルーチンを所定の制御インターバルで実行している。当該フローチャートはエンジン１を自動停止させるための処理であり、図示はしないが、この処理とは別に車両ＥＣＵ１６は、停止後のエンジン１を自動始動するエンジン自動始動ルーチンも実行している。
車両ＥＣＵ１６はルーチンを開始すると、ステップＳ２で予め設定されたエンジン１の停止条件が成立しているか否かを判定する。
本実施形態では、以下に列挙する全ての要件が満たされたときに停止条件が成立したと判断する。但し、この停止条件は一例であり、任意に変更してもよい。
１）アクセル操作が中止（θacc＝0）されていること。
２）車両が停止（Ｖ＝0km/h）していること。
３）ブレーキが操作（Ｐb＞所定値）されていること。

エンジン１の停止条件が成立していないとしてＮo（否定）の判定を下したときには、そのままルーチンを終了する。従って、このときのエンジンＥＣＵ１７は、通常通り車両ＥＣＵ１６からの走行モードや要求トルクなどの指令に基づきエンジン１の運転を継続する。
また、エンジン停止条件が成立しているとしてＹes（肯定）の判定を下したときには、ステップＳ４に移行してレバー位置センサ３０により検出されたセレクトレバー２９の位置を判定する。レバー位置がＤレンジまたはＮレンジのときにはステップＳ６に移行し、エンジン自動停止の指令をエンジンＥＣＵ１７に出力した後にルーチンを終了する。従って、このときのエンジンＥＣＵ１７は、車両ＥＣＵ１６からの自動停止指令に基づきエンジン１の燃料噴射を中止してエンジン１を停止させる。

また、上記ステップＳ４でレバー位置がＰレンジであると判定したときには、ステップＳ８に移行して学習終了フラグＦがセット（＝１）されているか否かを判定し、判定がＮoのときにはルーチンを終了する。また、学習終了フラグＦのリセット（＝０）によりステップＳ８でＹesの判定を下したときに上記ステップＳ６に移行する。後述するように学習終了フラグＦのセットは学習処理の終了を示し、学習終了フラグＦのリセットは学習処理の実行中を示す。学習処理の終了とは、成功により完了した場合のみならず、失敗により中止された場合や学習許可条件が成立しなくなって中止された場合なども含む。
従って、停止条件が成立していることを前提として、レバー位置がＤレンジまたはＮレンジの場合、及びレバー位置がＰレンジであっても学習終了フラグＦがセットされている場合には、エンジン１の自動停止が許可される。これに対して停止条件が成立していない場合、及び停止条件が成立していてもレバー位置がＰレンジであり且つ学習終了フラグＦがリセットされている場合には、エンジン１の自動停止が禁止される。

以上の処理に基づきエンジン１が自動停止されると、その後はエンジン自動始動ルーチンに基づきエンジン１が自動始動される。このときのエンジン１の始動条件は一般的なものであるため詳細は説明しないが、例えばブレーキ操作の中止が始動条件として設定される。この始動条件が成立した場合に、車両ＥＣＵ１６はエンジンＥＣＵ１７にエンジン始動の指令を出力し、それに応じてエンジンＥＣＵ１７によりクランキング及び燃料噴射が行われてエンジン１が始動される。

次に、空燃比センサ３３の学習処理について述べる。
車両ＥＣＵ１６は上記エンジン自動停止ルーチンと並行して、図３に示す学習処理ルーチンを所定の制御インターバルで実行している。まず、ステップＳ２２で上記学習終了フラグＦをリセット（フラグＦ＝０）し、ステップＳ２４でエンジンＥＣＵ１７から空燃比センサ３３の学習処理の実行要求が入力されたか否かを判定する。エンジンＥＣＵ１７側ではエンジン運転中に常に空燃比センサ３３の学習処理の要否を判定しており（学習処理要求手段）、学習処理の実行が必要と判定したときには車両ＥＣＵ１６側に実行要求を出力している。
上記のように基本的にハイブリッド車両は、車両減速時には電動機３の回生制御のために空燃比センサ３３の学習処理を実行しない。しかし、例えば車両の減速に際してエンジン１の排気ブレーキを作動させる場合は、必然的にエンジンブレーキを駆動輪１４側に作用させるべくクラッチＣ１，Ｃ２が接続されて、エンジン１が駆動輪１４側から逆駆動されるため、エンジンＥＣＵ１７により学習処理が実行される。

このような機会に学習処理が実行されている場合、車両ＥＣＵ１６は学習処理の実行要求を入力することなくステップＳ２４でＮoの判定を下して一旦ルーチンを終了する。また、学習処理の実行要求を入力してステップＳ２４の判定がＹesになると、ステップＳ２６に移行してセレクトレバー２９の位置を判定する。レバー位置がＤレンジまたはＮレンジのときには、ステップＳ２８で既に学習処理が開始されているか否かを判定する。ルーチンの開始当初は未だ学習処理を開始していないことから、車両ＥＣＵ１６はステップＳ２８でＮoの判定を下してルーチンを終了する。
また、ステップＳ２６でレバー位置がＰレンジであると判定した場合にはステップＳ２９に移行し、予め設定された学習許可条件が成立しているか否かを判定する。例えば学習許可条件としては、エンジン運転中、アクセル操作の中止、バッテリＳＯＣが所定値以上などの各要件が設定されている。

エンジン停止中、或いはアクセル操作に応じてエンジン回転速度Ｎeが上昇した運転状態では学習処理を実行できない。また、以下に述べるように、学習処理は電動機３によりエンジン１を駆動して行われるため、電源であるバッテリ５のＳＯＣが不足する状況では学習処理を実行できない。そこで、これらの全ての要件が満たされて学習処理を実行可能と見なせる場合に、車両ＥＣＵ１６は学習許可条件が成立したと判断する。但し、この学習許可条件は一例であり、任意に変更してもよい。
学習許可条件が成立していないとしてステップＳ２９でＮoの判定を下したときには上記ステップＳ２８に移行し、未だ学習処理を開始していない場合にはステップＳ２８でＮoの判定を下してルーチンを終了する。

学習許可条件の成立によりステップＳ２９の判定がＹesになるとステップＳ３２に移行し、電磁弁７を駆動制御して偶数歯車機構Ｇ２側のクラッチＣ２を接続する（モータリング制御手段）。続くステップＳ３４では、インバータＥＣＵ１８に対して電動機３の力行制御による駆動指令及び目標回転速度の指示を出力する（モータリング制御手段）。例えばエンジン１のアイドル回転速度が650rpmの場合、目標回転速度は850rpm程度に設定される。
車両の停車時において、車両ＥＣＵ１６はクラッチＣ１，Ｃ２の切断と共に歯車機構Ｇ１，Ｇ２をニュートラルに切り換えている（モータリング制御手段）。このため、電動機３は駆動輪１４側から切り離されており、停車状態を維持したまま電動機３によるエンジン１の駆動が可能となる。

インバータＥＣＵ１８に対する指令は、エンジンＥＣＵ１７に燃料カットを実行させることを目的とする。即ち、本実施形態では車両全体の統合制御を車両ＥＣＵ１６が行い、エンジンＥＣＵ１７の処理は主にエンジン制御に限定される。このため、エンジンＥＣＵ１７に学習処理に関わる諸条件（例えば、セレクトレバー２９の位置判定、学習許可条件の成立判定など）を認識させて自己の判断に基づき燃料カットを行わせるには、新たに多数の情報をエンジンＥＣＵ１７に入力する必要があり大幅なシステム変更を要するため現実的ではない。

車両停車時のエンジンＥＣＵ１７はエンジン１をアイドル回転速度に保つために燃料噴射を継続しているが、電動機３の駆動によりエンジン回転速度Ｎeが上昇すれば、燃料噴射が不要であると判断して燃料カットを実行する（燃料カット手段）。そこで、エンジンＥＣＵ１７による燃料カットの実行を促すように、電動機３の駆動によりエンジン回転速度Ｎeを高めているのである。
但し、以上は本実施形態の車両の制御システム上の理由に基づく対処であり、これに限定されるものではない。例えば、上記のように学習処理に関わる諸条件をエンジンＥＣＵ１７に認識させて自己の判断で燃料カットを行わせるようにしてもよい。なお、この場合には、電動機３の目標回転速度をエンジン１のアイドル回転速度よりも高回転側に設定する必要はない。

車両ＥＣＵ１６は続くステップＳ３４でエンジンＥＣＵ１７に空燃比センサ３３の学習処理の開始を指令する。学習処理の開始指令に応じてエンジンＥＣＵ１７側では空燃比センサ３３の学習処理が開始される（学習制御手段）。なお、本実施形態では学習処理に際してＥＧＲ制御及び排気ブレーキの作動が中止されるが、これに限ることはなく任意に変更可能である。
続くステップＳ３６ではエンジンＥＣＵ１７から学習処理の成功が入力されたか否かを判定し、Ｙesのときには学習処理が問題なく終了したと見なし、ステップＳ３８で学習終了フラグＦをセット（フラグＦ＝１）した後にステップＳ４０に移行する。ステップＳ４０ではクラッチＣ２を切断し、ステップＳ４２でインバータＥＣＵ１８に電動機３の力行制御の中止を指令した後にルーチンを終了する。従って、インバータＥＣＵ１８により電動機３の駆動が中止されてエンジン１がアイドル運転を開始し、車両は通常の停車状態に復帰する。

また、ステップＳ３６の判定がＮoのときには、ステップＳ４４でエンジンＥＣＵ１７から学習処理の失敗が入力されたか否かを判定し、続くステップＳ４６で、上記ステップＳ３４での学習開始の指令から予め設定された所定時間が経過したか否かを判定する。学習失敗のときには学習処理を中止すべきであり、学習処理の成功が入力されずに所定時間が経過した場合には、学習処理の失敗が入力されなくても失敗と見なせるため、学習処理を中止すべきである。
ステップＳ３６，４４，４６の何れの処理でもＮoの判定を下したときには上記ステップＳ２６に戻り、ステップＳ２６，２９〜３６，４４，４６の処理を繰り返す。エンジンＥＣＵ１７側では学習処理を継続し、この学習処理の実行中にステップＳ２６でＰレンジからＤ，Ｎレンジへの切換が判定された場合、学習許可条件の非成立に基づきステップＳ２９の判定がＮoになった場合、学習処理の失敗に基づきステップＳ４４の判定がＹesになった場合、所定時間の経過によりステップＳ４６の判定がＹesになった場合には、上記ステップＳ２８に移行する。
このときには既に学習処理が開始されているため、ステップＳ２８でＹesの判定を下してステップＳ４８に移行する。ステップＳ４８では学習終了フラグＦをセット（フラグＦ＝１）し、続くステップＳ５０で学習処理の中止をエンジンＥＣＵ１７に出力し、その後にステップＳ４０，４２を経てルーチンを終了する。従って、エンジンＥＣＵ１７側では学習処理が終了され、車両は通常の停車状態に復帰する。

次に、以上の車両ＥＣＵ１６の処理によるエンジン１のアイドルストップスタート制御及び空燃比センサの学習処理の実行状況を説明する。
例えば、車両が停車してセレクトレバー２９の位置がＤレンジまたはＮレンジにある場合、車両ＥＣＵ１６は図２のステップＳ２でエンジン停止条件が成立すると、ステップＳ４からステップＳ６に移行してエンジン１の自動停止を許可する。従って、通常通りのエンジン１のアイドルストップスタートが実行される。このときには、図３のステップＳ２６でＤ，Ｎレンジが判定されることから、たとえステップＳ２４でエンジンＥＣＵ１７側から空燃比センサ３３の学習処理の実行要求が入力されたとしても、学習処理は実行されない。
また、停車当初はレバー位置がＤ，Ｎレンジであったが、エンジン１を自動停止させる処理が開始される以前にＰレンジに切り換えられた場合には、車両ＥＣＵ１６は図２のステップＳ４からステップＳ８に移行する。このとき図３のステップＳ２２で学習終了フラグＦがリセット（フラグＦ＝０）されているため、ステップＳ８ではＮoの判定が下されてそのままルーチンが終了される。

従って、エンジン１の自動停止が禁止されてアイドルストップスタートは実行されないことになり、エンジン１はアイドル運転を継続する。一方、図３のステップＳ２６ではＰレンジが判定されることから、ステップＳ２９での学習許可条件の成立を前提とし、エンジンＥＣＵ１７側からの学習処理の実行要求に応じて、電動機３によりエンジン１を駆動しながら燃料カットさせた上で、エンジンＥＣＵ１７により学習処理が実行される。
停車当初からレバー位置がＰレンジの場合も同様であり、エンジン１の自動停止が禁止されてアイドルストップスタートが実行されず、エンジンＥＣＵ１７側からの学習処理の実行要求に応じて学習処理が実行される。

また、学習処理の実行中にレバー位置がＰレンジからＤ，Ｎレンジに切り換えられると、車両ＥＣＵ１６は図３のステップＳ２６からステップＳ２８に移行し、学習処理が中止される。このとき図２ではステップＳ４からステップＳ６に移行するため、エンジン１の自動停止が許可されてアイドルストップスタートが実行される。但し、車両発進のためにブレーキ操作の中止やアクセル操作の開始が行われると、ステップＳ２でエンジン１の停止条件が成立しなくなるためアイドルストップスタートは実行されず、始動条件の成立に基づきエンジン１が自動始動されて車両の発進が可能となる。

一方、Ｐレンジに基づき学習処理が実行され、学習許可条件の非成立、学習処理の成功、学習処理の失敗、及び所定時間の経過の何れかに基づき学習処理が終了された場合には、図３のステップＳ３８，４８で学習終了フラグＦがセット（フラグＦ＝１）される。これにより図２のステップＳ８の判定がＹesになり、ステップＳ６でエンジン１の自動停止が許可されてアイドルストップスタートが実行される。但し、このときのエンジン１の自動停止も、上記と同じくステップＳ２での停止条件の成立が前提となる。
即ち、学習処理の終了により学習終了フラグＦがセット（フラグＦ＝１）された時点でもステップＳ２でエンジン１の停止条件が成立している場合には、セレクトレバー２９の位置がＰレンジのままであってもエンジン１の自動停止が許可される。

以上のように本実施形態のハイブリッド車両の制御装置によれば、比較的短時間の停車が予測されるセレクトレバー２９のＤ，Ｎレンジでは空燃比センサ３３の学習処理を実行せずに、通常通りアイドルストップスタート制御によるエンジン１の自動停止を許可している。そして、比較的停車時間が長くなると予測されるＰレンジでの停車時に限ってエンジン１の自動停止を禁止した上で、空燃比センサ３３の学習処理を実行している。このため、車両の発進などで学習処理を中断させることなく、必要に応じて適切且つ確実に学習処理を実行することができる。
結果として、アイドルストップスタート制御によるエンジン１の自動停止と空燃比センサ３３の学習処理とを共に適切に実行できる。このため、停車時のエンジン１の自動停止により燃費向上や排ガス特性の改善などを実現できると共に、学習値を反映した正確な空燃比センサ３３の出力に基づきエンジン１のλ制御などを適切に実行できることから、より一層の燃費向上や排ガス特性の改善を実現することができる。

加えて、学習処理の終了により学習終了フラグＦがセットされた時点でもエンジン１の停止条件が成立している場合には、セレクトレバー２９の位置がＰレンジであってもエンジン１の自動停止を実行している。学習処理が終了すればエンジン１の自動停止を禁止する必要がなくなるため、エンジン１を自動停止させても何ら問題は発生せず、このような場合にもエンジン１を自動停止させることで、燃費向上や排ガス特性の改善を一層促進することができる。
一方、車両の停車時には、減速時のように駆動輪１４側からエンジン１を逆駆動できないため、学習処理を実行するために何らかの駆動源でエンジン１を駆動する必要がある。本実施形態では既存の電動機３を利用してエンジン１を駆動しているため、新たな駆動源を追加することなく低コストで実施できるという利点もある。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、デュアルクラッチ式変速機３を搭載したトラックとしてハイブリッド車両を構成したが、これに限るものではない。例えば車種を変更してもよいし、通常のシングルクラッチ式の手動変速機、或いはシングルクラッチ式の自動変速機などを備えた車両に適用してもよい。
また、上記実施形態では、エンジン１の排気空燃比に対して略比例して出力を変化させる空燃比センサ３３の学習装置として具体化したが、学習対象となるセンサはこれに限るものではない。例えば、理論空燃比近傍で出力を反転させるＯ₂センサを対象としてもよい。本発明の空燃比センサは、このようなＯ₂センサなども含むものとする。
また、上記実施形態では、エンジン１と電動機３との間にクラッチＣ２を介装したが、ハイブリッド車両の形式はこれに限るものではない。例えばエンジン１の出力側に電動機３を直結し、電動機３の出力側と変速機２の入力側との間にクラッチＣ２を介装してもよい。
また、上記実施形態では、Ｄレンジ及びＮレンジでの停車時にエンジンを自動停止したが、これに限ることはない。例えばＤレンジのみ、或いはＮレンジのみでエンジン１を自動停止してもよいし、Ｄ，Ｎレンジに加えて他のレンジでもエンジン１を自動停止してもよい。

１ エンジン
２ 変速機
３ 電動機
１４ 駆動輪
１６ 車両ＥＣＵ（モータリング制御手段、燃料カット手段、
アイドルストップスタート制御手段、学習制御手段）
１７ エンジンＥＣＵ（学習処理要求手段、燃料カット手段、学習制御手段）
１８ インバータＥＣＵ（モータリング制御手段）
２９ セレクトレバー
３０ レバー位置センサ（レバー位置検出手段）
３３ 空燃比センサ
Ｃ１，Ｃ２ クラッチ

Claims (4)

1. エンジン及び電動機の駆動力を任意に駆動輪に伝達して走行し、車両の停車時において所定の停止条件の成立に基づき前記エンジンを自動停止させ、その後の所定の始動条件の成立に基づき該エンジンを自動始動するアイドルストップスタート制御手段を備えると共に、学習処理要求手段からの学習要求に応じて前記エンジンの排気系に設けられた空燃比センサの学習処理を実行する学習制御手段を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記車両のセレクトレバーの位置を検出するレバー位置検出手段を備え、
   前記アイドルストップスタート制御手段は、前記レバー位置検出手段により検出されたセレクトレバーの位置がパーキングレンジである場合に、前記停止条件が成立していても前記エンジン自動停止の実行を中止し、
   前記学習制御手段は、前記アイドルストップスタート制御手段により前記パーキングレンジに基づきエンジン自動停止の実行を中止しているとき、前記学習要求に応じて学習処理を実行することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記アイドルストップスタート制御手段は、前記学習制御手段による学習処理が終了した時点で前記停止条件が成立している場合には、該セレクトレバーの位置がパーキングレンジであっても前記エンジンの自動停止を実行することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記電動機を駆動輪側から切り離して該電動機により前記エンジンを駆動するモータリング制御手段と、
   前記電動機によるエンジンの駆動中に該エンジンを燃料カットする燃料カット手段とを備え、
   前記学習制御手段は、前記モータリング制御手段にエンジンを駆動させると共に、前記燃料カット手段にエンジンを燃料カットさせた上で、前記学習処理を実行することを特徴とする請求項１または２記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記車両は、前記エンジンの出力側にクラッチを介して前記電動機を接続し、該電動機の出力側を変速機を介して前記駆動輪と接続して構成され、
   前記モータリング制御手段は、前記変速機をニュートラルに切り換えることにより前記電動機を駆動輪側から切り離すと共に、前記クラッチを接続することにより前記電動機でエンジンを駆動することを特徴とする請求項３記載のハイブリッド車両の制御装置。

Images