JP2024007818A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】換気ファンを設けることなく、クランク室の水素濃度を低下させる。【解決手段】制御装置は、クランク室から、吸気通路におけるスロットルバルブに対して下流側の部分である下流通路までを繋ぐ連通路を有し、且つ水素を燃料とする内燃機関を搭載した車両を制御対象とし、内燃機関の運転状態に基づいてクランク室の水素濃度Ｊを算出する処理（ステップＳ１０）と、水素濃度Ｊが判定値ＪＳ以上であることを含む条件が成立したときに（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、当該条件が成立した時点に比べて下流通路の圧力を低下させる処理（ステップＳ４０、ステップＳ１１０）と、を実行する。【選択図】図４

Description

この発明は、車両の制御装置に関する。

特許文献１には、水素を燃料とする内燃機関と、その制御装置が開示されている。内燃機関は、クランク室、換気流路、及び換気ファンを有する。換気流路は、クランク室と内燃機関の外部とを連通している。換気ファンは、換気流路の途中に位置している。クランク室には、気筒から漏れ出した水素ガスが溜まる。制御装置は、クランク室における水素濃度が高くなると、換気ファンを駆動する。すると、水素ガスがクランク室から排出される。

特開２０２１－１２７７０４号公報

特許文献１の技術のように、水素ガスの排出用に換気ファンを設けると、換気ファンに係る各種装備品を内燃機関に搭載するための空間が周囲に必要になる。それに付随して、内燃機関を車両に搭載する際の空間的制約が増えてしまう。そのため、そうした換気ファンを設けることなく、クランク室の水素濃度を低下できる技術が望まれている。

上記課題を解決するための車両の制御装置は、クランク室から、吸気通路におけるスロットルバルブに対して下流側の部分である下流通路までを繋ぐ連通路を有し、且つ水素を燃料とする内燃機関を搭載した車両を制御対象とし、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記クランク室と前記連通路とを合わせた対象領域のうちの特定部分における水素濃度を算出する水素濃度算出処理と、前記水素濃度が予め定められた判定値以上であることを含む条件が成立したときに、当該条件が成立した時点に比べて前記下流通路の圧力を低下させる圧力低下処理と、を実行する。

上記構成において、圧力低下処理を実行すると下流通路の圧力が低下する。下流通路の圧力が低下すると、クランク室に溜まった水素ガスが他のガスと共に連通路を介して吸気通路に排出される。そのため、クランク室の水素濃度が低下する。このように、上記構成では、換気ファンを設けることなく、クランク室の水素濃度を低下させることができる。

車両の制御装置は、記憶装置と、実行装置とを有し、前記記憶装置は、複数の入力変数が入力されることにより、前記水素濃度を示す変数を出力変数として出力する写像であって、機械学習により学習済みの前記写像を規定する写像データを予め記憶しており、前記写像は、複数の前記入力変数の１つとして、前記下流通路の圧力を示す変数を含み、前記実行装置は、前記水素濃度算出処理として、前記入力変数の値を取得する取得処理と、前記取得処理によって取得した前記入力変数の値を前記写像に入力することによって前記出力変数の値を算出する算出処理と、を実行してもよい。

図１は、車両の概略構成図である。 図２は、水素濃度算出処理の処理手順の一例を表したフローチャートである。 図３は、内燃機関の概略構成図である。 図４は、回避用処理の処理手順の一例を表したフローチャートである。

（第１実施形態）
以下、車両の制御装置の第１実施形態を、図面を参照して説明する。
＜車両の全体構成＞
図１に示すように、車両９０は、内燃機関１０、駆動クラッチ８１、モータジェネレータ８２、変速ユニット８０、油圧機構８６、ディファレンシャル７１、複数の車軸７３、複数の駆動輪７２、インバータ７８、及びバッテリ７９を有する。

内燃機関１０は、車両９０の駆動源である。内燃機関１０の詳細は後述する。内燃機関１０は、クランクシャフト７を有する。
モータジェネレータ８２は、車両９０の駆動源である。モータジェネレータ８２は、電動機及び発電機の双方の機能を有する。モータジェネレータ８２は、ステータ８２Ｃ、ロータ８２Ｂ、及び回転軸８２Ａを有する。ロータ８２Ｂは、ステータ８２Ｃに対して回転可能である。回転軸８２Ａは、ロータ８２Ｂと一体回転する。モータジェネレータ８２は、インバータ７８を介してバッテリ７９と電気的に接続している。バッテリ７９は、モータジェネレータ８２との間で電力を授受する。インバータ７８は、直流交流の変換を行う。

駆動クラッチ８１は、内燃機関１０とモータジェネレータ８２との間に介在している。駆動クラッチ８１は、油圧機構８６からの油圧に応じて接続状態又は切断状態になる。駆動クラッチ８１は、接続状態では、クランクシャフト７とモータジェネレータ８２の回転軸８２Ａとを接続する。駆動クラッチ８１は、切断状態では、クランクシャフト７とモータジェネレータ８２の回転軸８２Ａとを切り離す。なお、駆動クラッチ８１が接続状態である場合、モータジェネレータ８２はクランクシャフト７にトルクを付与できる。

変速ユニット８０は、トルクコンバータ８３及び自動変速機８５を有する。トルクコンバータ８３は、ポンプインペラ８３Ａ、タービンライナ８３Ｂ、及びロックアップクラッチ８４を有する。トルクコンバータ８３は、トルク増幅機能を有した流体継ぎ手である。ポンプインペラ８３Ａは、モータジェネレータ８２の回転軸８２Ａと一体回転する。タービンライナ８３Ｂは、自動変速機８５の入力軸と一体回転する。ロックアップクラッチ８４は、油圧機構８６からの油圧に応じて接続状態又は切断状態になる。ロックアップクラッチ８４は、接続状態では、ポンプインペラ８３Ａとタービンライナ８３Ｂとを接続する。ロックアップクラッチ８４は、切断状態では、ポンプインペラ８３Ａとタービンライナ８３Ｂとを切り離す。

自動変速機８５は、ギアの切り替えにより変速比が多段階に切り替わる有段式の変速機である。ギアは油圧機構８６からの油圧に応じて切り替わる。自動変速機８５の出力軸は、ディファレンシャル７１を介して左右の車軸７３に接続している。車軸７３は駆動輪７２に駆動力を伝達する。ディファレンシャル７１は、左右の車軸７３に回転速度の差が生じることを許容する。なお、駆動クラッチ８１、モータジェネレータ８２、及び変速ユニット８０は、一つながりのケースに収容されている。以上の一連の動力伝達系において、内燃機関１０及びモータジェネレータ８２は、変速ユニット８０を介して車軸７３ひいては駆動輪７２にトルクを付与できる。

車両９０は、車速センサ５８、アクセルセンサ５９、及びバッテリセンサ６０を有する。車速センサ５８は、車両９０の走行速度を車速ＳＰとして検出する。アクセルセンサ５９は、車両９０におけるアクセルペダルの踏み込み量をアクセル操作量ＡＣＣとして検出する。バッテリセンサ６０は、バッテリ７９の電流、電圧、及び温度といったバッテリ情報Ｂを検出する。上記の各センサは、自身が検出した情報に応じた信号を後述の制御装置１００に繰り返し送信する。

＜内燃機関の概略構成＞
図３に示すように、内燃機関１０は、オイルパン１３、シリンダブロック１２、シリンダヘッド１８、及びシリンダヘッドカバーを有する。なお、図面では、シリンダヘッドカバーの図示を省略している。オイルパン１３は、オイルを貯留している。シリンダブロック１２は、オイルパン１３に対して上に位置している。シリンダヘッド１８は、シリンダブロック１２に対して上に位置している。シリンダヘッドカバーは、シリンダヘッド１８を上から覆っている。なお、シリンダブロック１２における下寄りの部分はクランクケースと呼称されることもある。

内燃機関１０は、複数の気筒２、複数のピストン６、複数のコネクティングロッド１４、クランク室１１、及びクランクシャフト７を有する。なお、図３では、複数の気筒２のうちの１つのみを示している。ピストン６及びコネクティングロッド１４についても同様である。気筒２の数は、４つである。気筒２は、シリンダブロック１２に区画された空間である。気筒２内では吸入空気と燃料との混合気が燃焼する。クランク室１１は、気筒２に対して下に位置している。クランク室１１は、シリンダブロック１２における下寄りの部分と及びオイルパン１３とで区画された空間である。クランク室１１は、各気筒２と連通している。クランク室１１は、クランクシャフト７を収容している。ピストン６は、気筒２毎に設けられている。ピストン６は、気筒２内に位置している。ピストン６は、気筒２内を往復動する。ピストン６は、コネクティングロッド１４を介してクランクシャフト７に連結している。ピストン６の動作に応じてクランクシャフト７は回転する。

内燃機関１０は、複数の点火プラグ１９及び複数の燃料噴射弁１７を有する。なお、図３では、複数の点火プラグ１９のうちの１つのみを示している。燃料噴射弁１７についても同様である。点火プラグ１９は、気筒２毎に設けられている。点火プラグ１９は、シリンダヘッド１８に取り付けられている。点火プラグ１９の先端は、気筒２内に位置しいている。点火プラグ１９は、気筒２内の混合気に点火を行う。燃料噴射弁１７は、気筒２毎に設けられている。燃料噴射弁１７は、シリンダヘッド１８に取り付けられている。燃料噴射弁１７の先端は、気筒２内に位置している。燃料噴射弁１７は、後述の吸気通路３を介さずに気筒２内に直接燃料を噴射する。燃料噴射弁１７は、燃料として水素を噴射する。

内燃機関１０は、吸気通路３、エアクリーナ２３、インタークーラ６５、及びスロットルバルブ２９を有する。吸気通路３は、気筒２に吸気を導入するための通路である。吸気通路３は、各気筒２に接続している。エアクリーナ２３は、吸気通路３に取り込まれた吸入空気を濾過する。インタークーラ６５は、吸気通路３における、エアクリーナ２３に対して下流側に位置している。インタークーラ６５は、吸入空気を冷却する。スロットルバルブ２９は、吸気通路３における、インタークーラ６５に対して下流側に位置している。スロットルバルブ２９は、開度調整が可能である。スロットルバルブ２９の開度（以下、スロットル開度と記す。）に応じて、吸入空気量ＧＡが変わる。なお、スロットル開度は、電動モータによって変更される。

内燃機関１０は、排気通路８を有する。排気通路８は、気筒２から排気を排出するための通路である。排気通路８は、各気筒２に接続している。
内燃機関１０は、複数の吸気バルブ１５、吸気バルブ駆動機構２５、複数の排気バルブ１６、及び排気バルブ駆動機構２６を有する。なお、図３では、複数の吸気バルブ１５のうちの１つのみを示している。排気バルブ１６についても同様である。吸気バルブ１５は、気筒２毎に設けられている。吸気バルブ１５は、吸気通路３における、気筒２との接続口に位置している。吸気バルブ駆動機構２５は、吸気カム軸及び吸気バルブ可変装置を有する。吸気カム軸の動作に応じて、吸気バルブ１５は吸気通路３の上記接続口を開閉する。吸気バルブ可変装置は、吸気バルブ１５の開閉時期を変更する。排気バルブ１６は、気筒２毎に設けられている。排気バルブ１６は、排気通路８における、気筒２との接続口に位置している。排気バルブ駆動機構２６は、排気カム軸及び排気バルブ可変装置を有する。排気カム軸の動作に応じて、排気バルブ１６は排気通路８の上記接続口を開閉する。排気バルブ可変装置は、排気バルブ１６の開閉時期を変更する。

内燃機関１０は、過給機４０を有する。過給機４０は、吸気通路３と排気通路８とを跨いで設けられている。過給機４０は、コンプレッサホイール４１及びタービンホイール４２を有する。コンプレッサホイール４１は、吸気通路３における、エアクリーナ２３とインタークーラ６５との間に位置している。タービンホイール４２は、排気通路８の途中に位置している。タービンホイール４２は、排気の流れに応じて回転する。コンプレッサホイール４１は、タービンホイール４２と一体回転する。このときコンプレッサホイール４１は吸入空気を圧縮して送り出す。すなわち、コンプレッサホイール４１は、吸入空気を過給する。

過給機４０は、バイパス通路６４及びをウェイストゲートバルブ（以下、ＷＧＶと記す。）６３を有する。バイパス通路６４は、排気通路８における、タービンホイール４２に対して上流側の部分と下流側の部分とを接続している。すなわち、バイパス通路６４は、タービンホイール４２を迂回する通路である。ＷＧＶ６３は、バイパス通路６４の下流端に位置している。なお、図３では、便宜上、ＷＧＶ６３をバイパス通路６４の途中に示している。ＷＧＶ６３は、アクチュエータによって開度調整が可能である。ＷＧＶ６３の開度が大きくなるほど、タービンホイール４２を迂回してバイパス通路６４を流れる排気の量は多くなる。それとともに、タービンホイール４２及びコンプレッサホイール４１の回転速度は低下する。それとともに、吸気通路３における、コンプレッサホイール４１に対して下流側のガスの圧力である過給圧ＱＰは低下する。そして、ＷＧＶ６３が全開になると、コンプレッサホイール４１による過給がなくなる。

内燃機関１０は、クランク室１１内のブローバイガスを吸気通路３に戻するためのブローバイガス処理機構を有する。ブローバイガスは、圧縮行程中や燃焼行程中に気筒２からクランク室１１へ漏れ出たガスである。ブローバイガス処理機構は、第１連通路５１、第２連通路５２、及びＰＣＶバルブ５３を有する。吸気通路３における、スロットルバルブ２９に対して下流側の部分を下流通路３Ａと呼称する。第１連通路５１は、クランク室１１から下流通路３Ａまでを繋いでいる。第２連通路５２は、クランク室１１から、吸気通路３における、コンプレッサホイール４１から視て上流側の部分までを繋いでいる。ＰＣＶバルブ５３は、第１連通路５１の途中に位置している。ＰＣＶバルブ５３は、差圧弁である。ＰＣＶバルブ５３は、下流通路３Ａのガスの圧力（以下、下流圧力と記す。）ＬＰがクランク室１１のガスの圧力（以下、クランク室１１の圧力と記す。）ＲＰよりも低くなったときに開弁する。ＰＣＶバルブ５３が開弁すると、クランク室１１から下流通路３Ａへのブローバイガスの流入が許容される。

例えばコンプレッサホイール４１による吸入空気の過給圧ＱＰが低いときやコンプレッサホイール４１による過給を行っていないときなどには、下流圧力ＬＰがクランク室１１の圧力ＲＰよりも低くなる。この場合、上記のとおりＰＣＶバルブ５３が開弁することで、クランク室１１のブローバイガスは第１連通路５１を介して下流通路３Ａへ排出される。一方、例えば過給圧ＱＰが高いときなどには、下流圧力ＬＰとクランク室１１の圧力ＲＰとの大小関係が上記と逆転することからＰＣＶバルブ５３が閉弁する。この場合、クランク室１１内のブローバイガスは、第２連通路５２を通じて吸気通路３に排出されるようになる。ただし、このときのブローバイガスの排出量は限定的である。

内燃機関１０は、クランクポジションセンサ３５、濃度センサ３２、エアフロメータ３１、過給圧センサ３７、及び吸気圧センサ３６を有する。クランクポジションセンサ３５は、クランクシャフト７の近傍に位置している。クランクポジションセンサ３５は、クランクシャフト７の回転位置ＣＲを検出する。濃度センサ３２は、クランク室１１に取り付けられている。濃度センサ３２は、クランク室１１における水素ガスの濃度である水素濃度Ｊを検出する。水素濃度Ｊは、詳細にはクランク室１１における水素ガスの含有量［％］である。エアフロメータ３１は、吸気通路３における、エアクリーナ２３とコンプレッサホイール４１との間に位置している。エアフロメータ３１は、吸入空気量ＧＡを検出する。過給圧センサ３７は、吸気通路３における、インタークーラ６５とスロットルバルブ２９との間に位置している。過給圧センサ３７は、上記の過給圧ＱＰを検出する。吸気圧センサ３６は、下流通路３Ａに位置している。吸気圧センサ３６は、上記の下流圧力ＬＰを検出する。これらの各センサは、自身が検出した情報に応じた信号を後述の制御装置１００に繰り返し送信する。

＜制御装置の概略構成＞
図１に示すように、車両９０は、制御装置１００を有する。制御装置１００は、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って各種処理を実行する１つ以上のプロセッサとして構成し得る。なお、制御装置１００は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、またはそれらの組み合わせを含む回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）として構成してもよい。プロセッサは、ＣＰＵ１１１及び、ＲＡＭ並びにＲＯＭ１１２等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵ１１１に実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。ＣＰＵ１１１及びＲＯＭ１１２は、実行装置を構成している。なお、ＣＰＵ１１１は、時間計測機能を有する。制御装置１００は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリである記憶装置１１３を有する。

制御装置１００は、車両９０に取り付けられている各種センサからの検出信号を繰り返し受信する。具体的には、制御装置１００は、次の各パラメータについての検出信号を受信する。

・クランクポジションセンサ３５が検出するクランクシャフト７の回転位置ＣＲ
・濃度センサ３２が検出する水素濃度Ｊ
・エアフロメータ３１が検出する吸入空気量ＧＡ
・吸気圧センサ３６が検出する下流圧力ＬＰ
・過給圧センサ３７が検出する過給圧ＱＰ
・車速センサ５８が検出する車速ＳＰ
・アクセルセンサ５９が検出するアクセル操作量ＡＣＣ
・バッテリセンサ６０が検出するバッテリ情報Ｂ
ＣＰＵ１１１は、各種センサから受信した検出信号に基づいて、以下のパラメータを随時算出する。ＣＰＵ１１１は、クランクシャフト７の回転位置ＣＲに基づいて、クランクシャフト７の回転速度である機関回転速度ＮＥを算出する。また、ＣＰＵ１１１は、機関回転速度ＮＥ及び吸入空気量ＧＡに基づいて機関負荷率ＫＬを算出する。機関負荷率ＫＬは、気筒２に充填される空気量を定めるパラメータであり、１燃焼サイクル当たりに１つの気筒２に流入する空気量を基準空気量で除した値である。基準空気量は機関回転速度ＮＥに応じて変わる。１燃焼サイクルは、１つの気筒２が吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程を１度ずつ迎える一連の期間である。ＣＰＵ１１１は、バッテリ情報Ｂに基づいて、バッテリ７９の充電率を算出する。バッテリ７９の充電率は、バッテリ７９の残容量をバッテリ７９の満充電容量で除算した値である。

ＣＰＵ１１１は、アクセル操作量ＡＣＣ及び車速ＳＰなどに基づいて、車両９０が走行するために必要な駆動力の要求値である要求駆動力を算出する。そして、ＣＰＵ１１１は、要求駆動力に基づいて、内燃機関１０の目標トルクである機関目標トルク及びモータジェネレータ８２の目標トルクであるモータ目標トルクを算出する。そして、ＣＰＵ１１１は、算出したそれぞれの目標トルクに基づいて内燃機関１０及びモータジェネレータ８２を制御する。また、ＣＰＵ１１１は、車両９０の走行状態に応じて自動変速機８５、駆動クラッチ８１、及びロックアップクラッチ８４を制御する。すなわち、ＣＰＵ１１１は、自動変速機８５の変速段を切り替えたり、駆動クラッチ８１の断接状態を切り替えたり、ロックアップクラッチ８４の断接状態を切り替えたりする。その際、ＣＰＵ１１１は、油圧機構８６を制御することで各制御対象に対する油圧を調整する。このように、ＣＰＵ１１１は、車両９０の各種部位を制御対象とする。

ＣＰＵ１１１は、内燃機関１０を制御するにあたっては、上記の機関目標トルクに加え、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬなどに基づいて、内燃機関１０の各種部位に対する制御目標値を設定する。そして、ＣＰＵ１１１は、それらの制御目標値に基づいて内燃機関１０の各種部位を制御する。例えば、ＣＰＵ１１１は、スロットル開度を目標開度に一致するように調整したり、燃料噴射弁１７から目標噴射量の燃料を噴射させたり、点火プラグ１９を目標点火時期に点火させたりする。ＣＰＵ１１１は、燃料噴射弁１７からの燃料噴射及び点火プラグ１９による点火によって各気筒２で混合気を燃焼させる。また、ＣＰＵ１１１は、コンプレッサホイール４１による吸入空気の過給圧ＱＰが目標過給圧になるようにＷＧＶ６３の開度を調整したり、吸気バルブ１５の開閉時期が目標時期に一致するように吸気バルブ可変装置を駆動したりもする。なお、ＣＰＵ１１１は、吸入空気の過給を行う場合、スロットル開度を全開にする。以下の説明では、各種処理の実行に際してＣＰＵ１１１が各制御目標値を設定している点について逐一の説明は割愛する。

ＣＰＵ１１１は、状況に応じて車両９０の駆動モードをハイブリッドモード又は電動モードに切り替えて車両９０の各種部位を制御する。ＣＰＵ１１１は、電動モードでは、内燃機関１０を停止状態にする一方でモータジェネレータ８２を駆動させる。すなわち、ＣＰＵ１１１は、電動モードでは、モータジェネレータ８２のみを駆動源として利用する。なお、電動モードには、駆動クラッチ８１を切断状態にする通常電動モードと、駆動クラッチ８１を接続状態にするモータリングモードとがある。モータリングモードは、後述の回避用処理専用のものである。一方、ＣＰＵ１１１は、ハイブリッドモードでは、内燃機関１０とモータジェネレータ８２との双方を駆動させ、且つ駆動クラッチ８１を接続状態にする。そして、ＣＰＵ１１１は、ハイブリッドモードでは、内燃機関１０とモータジェネレータ８２との双方を駆動源として利用する。ＣＰＵ１１１は、ハイブリッドモードでは、内燃機関１０の動力によってモータジェネレータ８２に回生発電させることもある。ＣＰＵ１１１は、電動モードでもハイブリッドモードでも、車両９０の走行中は基本的にはロックアップクラッチ８４を接続状態にする。

ＣＰＵ１１１は、例えば、バッテリ７９の充電率に十分な余裕がある場合、要求駆動力が比較的小さいときには電動モードを選択し、要求駆動力が比較的大きいときにはハイブリッドモードを選択する。要求駆動力が小さい場合の例は、車両９０の発進時、前進加速度の小さい軽負荷走行時などである。上記とおり、電動モードには、通常電動モードとモータリングモードとの２種類がある。ハイブリッドモードと通常電動モードとの切り替えの閾値となる要求駆動力を通常閾値と呼称する。ハイブリッドモードとモータリングモードとの切り替えの閾値となる要求駆動力をモータリング閾値と呼称する。モータリング閾値は、内燃機関１０で過給を行う必要がある要求駆動力の最小値よりも大きな値として、例えば実験又はシミュレーションで予め定められている。ＲＯＭ１１２は、通常閾値とモータリング閾値とを予め記憶している。上記のとおり、モータリングモードは、回避用処理専用のものである。したがって、ＣＰＵ１１１は、回避用処理の実行中以外では、ハイブリッドモードと電動モードとの切り替えに関して、モータリング閾値を参照しない。

＜回避用処理の概要＞
内燃機関１０では、例えば吸入空気の過給圧ＱＰが高いときなどには下流圧力ＬＰが高まりがちである。この場合、ＰＣＶバルブ５３が閉弁することから、第１連通路５１を介したクランク室１１から下流通路３Ａへのブローバイガスの排出はすすみ難い。それに付随して、ブローバイガスに含まれる水素ガスがクランク室１１に溜まり易い。水素ガスがクランク室１１に溜まる状況が継続すると、着火可能な程度にまでクランク室１１の水素濃度Ｊが高まるおそれがある。なお、過給圧ＱＰが低いときや非過給中においてスロットルバルブ２９が全開に近い開度であるときでも、状況によってはクランク室１１の水素濃度Ｊが高まり得る。ＣＰＵ１１１は、クランク室１１における水素濃度Ｊの増加を回避するための処理として、回避用処理を実行可能である。ＣＰＵ１１１は、ＲＯＭ１１２が記憶しているプログラムを実行することにより、回避用処理の各処理を実現する。

ＣＰＵ１１１は、回避用処理の一環として、水素濃度算出処理を実行可能である。ＣＰＵ１１１は、水素濃度算出処理では、クランク室１１における現状の水素濃度Ｊを算出する。ここで、クランク室１１の水素濃度Ｊは、例えば燃料噴射量、下流圧力ＬＰ、クランク室１１の圧力ＲＰといった内燃機関１０の運転状態を表す各種のパラメータと関連している。したがって、これらのパラメータと関連している水素濃度Ｊもまた、内燃機関１０の運転状態を表すパラメータの１つである。本実施形態において、ＣＰＵ１１１は、内燃機関１０の運転状態を表すパラメータである水素濃度Ｊの現状の値を、当該水素濃度Ｊそのものを検出する濃度センサ３２の検出信号に基づいて算出する。

ＣＰＵ１１１は、回避用処理の一環として、圧力低下処理を実行可能である。ＣＰＵ１１１は、特定条件が成立すると圧力低下処理を行う。本実施形態において、特定条件は、次の３つの項目が全て満たされていることである。

（Ｎ１）クランク室１１における現状の水素濃度Ｊが判定値ＪＳ以上である。
（Ｎ２）車両９０がハイブリッドモードでの走行中である。
（Ｎ３）バッテリ７９の充電率が規定充電率以上である。

判定値ＪＳは、水素ガスの可燃濃度範囲の下限値よりも低い値である。判定値ＪＳは、水素濃度Ｊが上記下限値に増加する前に未然に水素濃度Ｊを低下させる対処が必要な水素濃度Ｊがとして、例えば実験又はシミュレーションで予め定められている。ここで、後述のとおり、圧力低下処理及びそれに続く一連の処理を行うと内燃機関１０の出力が低下する。ＣＰＵ１１１は、この出力の低下分をモータジェネレータ８２で賄うことになる。上記の規定充電率は、上記一連の処理に伴う内燃機関１０の出力の低下分をモータジェネレータ８２で賄ってもバッテリ７９の充電率が許容下限値を下回らない値として、例えば実験又はシミュレーションで予め定められている。ＲＯＭ１１２は、判定値ＪＳ及び規定充電率を含め、特定条件を予め記憶している。

ＣＰＵ１１１は、圧力低下処理では、特定条件が成立した時点に比べて下流圧力ＬＰを低下させる。ＣＰＵ１１１は、この圧力低下処理として、内容の異なる２つの処理を実行可能である。

ＣＰＵ１１１は、特定条件が成立した時点で車両９０の駆動モードをモータリングモードに切り替えることができる場合、圧力低下処理として第１低下処理を行う。第１低下処理は、実質的には、車両９０の駆動モードをハイブリッドモードからモータリングモードへと切り替える処理である。上記のとおり、モータリングモードは、電動モードの一種である。本実施形態のモータリングモードでは、内燃機関１０におけるスロットル開度を一意の値に定める。具体的には、モータリングモードでは、スロットル開度を後述の第１開度Ｖ１に設定する。なお、第１低下処理を行う状況は、内燃機関１０の非過給中においてスロットル開度が全開に近い状況、又は内燃機関１０が過給中すなわちスロットル開度が全開の状況である。

ＣＰＵ１１１は、第１低下処理では、駆動クラッチ８１を接続状態に維持したまま次のことを行う。すなわち、ＣＰＵ１１１は、要求駆動力に応じてモータジェネレータ８２を駆動させつつ内燃機関１０での混合気の燃焼を停止させる。駆動クラッチ８１を接続状態に維持することで、モータジェネレータ８２のトルクがクランクシャフト７に付与され、クランクシャフト７が回転することになる。また、ＣＰＵ１１１は、第１低下処理では、現状で全開又はそれに近い開度にあるスロットル開度を第１開度Ｖ１へと小さくする。ここで、スロットル開度に関して、その全閉と全開とのちょうど中間となる開度を中間開度と呼称する。第１開度Ｖ１は、中間開度と全閉との間の開度となっている。第１開度Ｖ１は、下流圧力ＬＰをクランク室１１の圧力ＲＰよりも相当に小さくでき、それによって第１連通路５１を介したブローバイガスの排出を速やかに行うことができる値として、例えば実験又はシミュレーションで予め定められている。ＲＯＭ１１２は、第１開度Ｖ１を予め記憶している。

ＣＰＵ１１１は、特定条件が成立した時点で車両９０の駆動モードをモータリングモードに切り替えられない場合、圧力低下処理として第２低下処理を行う。また、ＣＰＵ１１１は、第２低下処理に合わせて増加処理を行う。これら第２低下処理及び増加処理は、ハイブリッドモードによる制御を、通常の制御から制限制御に切り替えるための処理である。なお、制限制御は、内燃機関１０での過給を禁止するとともにスロットルバルブ２９の上限開度を後述の第２開度Ｖ２に設定した上で、要求駆動力を実現できるように内燃機関１０及びモータジェネレータ８２を制御するものである。この制限制御では、内燃機関１０のトルクを制限する分、内燃機関１０のトルクを制限しない通常の制御に比較して、同じ要求駆動力に対するモータジェネレータ８２のトルクが大きくなる。なお、モータリング閾値の設定上、第２低下処理を行う状況は、内燃機関１０が過給を行っている状況である。すなわち、スロットル開度は全開である。

ＣＰＵ１１１は、第２低下処理では、コンプレッサホイール４１による吸入空気の過給を停止させ、さらに全開状態にあるスロットル開度を第２開度Ｖ２へと小さくする。第２開度Ｖ２は、上記中間開度と全開との間の開度になっている。第２開度Ｖ２は、内燃機関１０のトルクを相応に維持しつつ、且つ下流圧力ＬＰをクランク室１１の圧力ＲＰよりも小さくできる開度として、例えば実験又はシミュレーションで予め定められている。ＲＯＭ１１２は、第２開度Ｖ２を予め記憶している。

ＣＰＵ１１１は、増加処理では、特定条件が成立した時点に比べてモータジェネレータ８２のトルクを大きくする。そのことで、ＣＰＵ１１１は、モータジェネレータ８２から車軸７３に入力するトルクを大きくする。そして、ＣＰＵ１１１は、内燃機関１０及びモータジェネレータ８２の双方から車軸７３に入力するトータルとしてのトルクを特定条件が成立した時点と同じに維持する。ＲＯＭ１１２は、増加処理で利用する情報として、複数のトルクマップを予め記憶している。トルクマップについて説明する。いま、内燃機関１０が過給中でありＷＧＶ６３の開度が任意の開始開度であるとする。そして、スロットル開度が全開であるとする。この状態から、現状の点火時期及び混合気の空燃比を維持したまま、ＷＧＶ６３の開度を全開へと変更しさらにスロットル開度を第２開度Ｖ２へと変更したとする。そのときの内燃機関１０のトルクの低下分の絶対値を、トルク低下値と呼称する。トルクマップは、ＷＧＶ６３の開始開度とトルク低下値との関係を表したものである。なお、トルクマップは、点火時期及び空燃比の様々な組み合わせ毎に用意してある。トルクマップでは、基本的には、ＷＧＶ６３の開始開度が全閉に近いほど、つまり吸入空気の過給圧ＱＰが高いほど、トルク低下値は大きくなっている。トルクマップは、例えば実験又はシミュレーションを基に作成してある。

＜回避用処理の具体的な処理手順＞
ＣＰＵ１１１は、車両９０の駆動モードとしてハイブリッドモードを選択しており、且つ車速ＳＰがゼロよりも大きく、且つバッテリ７９の充電率が規定充電率以上であるいという条件が成立している場合、回避用処理を開始する。すなわち、回避用処理の開始条件は、特定条件の項目（Ｎ２）（Ｎ３）が満たされていることである。

図４に示すように、ＣＰＵ１１１は、回避用処理を開始すると、先ずステップＳ１０の処理を実行する。ステップＳ１０において、ＣＰＵ１１１は、水素濃度算出処理を行う。具体的には、ＣＰＵ１１１は、濃度センサ３２から受信した最新の水素濃度Ｊをクランク室１１の現状の水素濃度Ｊとして算出する。この後、制御装置１００は、処理をステップＳ２０に進める。

ステップＳ２０において、ＣＰＵ１１１は、現状の水素濃度Ｊが判定値ＪＳ以上であるか否かを判定する。ＣＰＵ１１１は、現状の水素濃度Ｊが判定値ＪＳ未満である場合（ステップＳ２０：ＮＯ）、回避用処理の一連の処理を終了する。この場合、ＣＰＵ１１１は、上記開始条件が成立していれば、再度ステップＳ１０の処理を実行する。

一方、ステップＳ２０において、ＣＰＵ１１１は、現状の水素濃度Ｊが判定値ＪＳ以上である場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ３０に進める。なお、ステップＳ２０の判定がＹＥＳである場合、特定条件の項目（Ｎ１）が満たされる。そして、特定条件が成立する。

ステップＳ３０において、ＣＰＵ１１１は、車両９０の駆動モードをモータリングモードに切り替え可能であるか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵ１１１は、最新の要求駆動力がモータリング閾値未満であるか否かを判定する。ＣＰＵ１１１は、最新の要求駆動力がモータリング閾値未満である場合、車両９０の駆動モードをモータリングモードに切り替え可能と判定する（ステップＳ３０：ＹＥＳ）。この場合、ＣＰＵ１１１は、処理をステップＳ４０に進める。

ステップＳ４０において、ＣＰＵ１１１は、車両９０の駆動モードをモータリングモードに切り替えるべく第１低下処理を行う。すなわち、ＣＰＵ１１１は、内燃機関１０において気筒２への燃料供給及び点火を停止させる。そのことで、ＣＰＵ１１１は、混合気の燃焼を停止させる。それとともにＣＰＵ１１１は、モータジェネレータ８２によってクランクシャフト７を回転駆動する。また、ＣＰＵ１１１は、現状で全開又はそれに近い開度となっているスロットル開度を第１開度Ｖ１へと小さくする。ＣＰＵ１１１は、第１低下処理を行うと、それ以降、モータリングモードでの制御を継続する。すなわち、ＣＰＵ１１１は、要求駆動力をモータジェネレータ８２によって賄いつつそのモータジェネレータ８２の回転によってクランクシャフト７を回転させる。また、ＣＰＵ１１１は、スロットル開度を第１開度Ｖ１に維持する。ＣＰＵ１１１は、第１低下処理を完了してモータリングモードでの制御の継続状態に移行すると、処理をステップＳ５０に進める。なお、ＣＰＵ１１１は、この後ステップＳ７０までモータリングモードでの制御を継続することになる。

一方、ＣＰＵ１１１は、ステップＳ３０において、要求駆動力がモータリング閾値以上である場合（ステップＳ３０：ＮＯ）、処理をステップＳ１１０に進める。
ステップＳ１１０において、ＣＰＵ１１１は、ハイブリッドモードによる制御を通常の制御から制限制御に切り替えるべく第２低下処理と増加処理とを行う。具体的には、ＣＰＵ１１１は、内燃機関１０においてＷＧＶ６３の開度を全開にすることで、現状で回転しているコンプレッサホイール４１の回転速度をゼロに低下させる。そのことで、ＣＰＵ１１１は、コンプレッサホイール４１による吸入空気の過給を停止させる。また、ＣＰＵ１１１は、現状で全開となっているスロットル開度を第２開度Ｖ２へと小さくする。以上が第２低下処理である。また、ＣＰＵ１１１は、モータジェネレータ８２のトルクを増加させる。そのための具体的な処理として、ＣＰＵ１１１は、以下の処理を行う。先ず、ＣＰＵ１１１は、ステップＳ１１０に処理が進んだ時点でのＷＧＶ６３の開度を現状の開始開度として特定する。次に、ＣＰＵ１１１は、ステップＳ１１０に処理が進んだ時点で設定している点火時期及び空燃比に対応するトルクマップを参照する。そして、ＣＰＵ１１１は、このトルクマップにおいて、現状の開始開度に対応するトルク低下値を対応低下値として算出する。そして、ＣＰＵ１１１は、ステップＳ１１０に処理が進んだ時点でのモータ目標トルクに対応低下値を加算して加算後トルクを算出する。そして、ＣＰＵ１１１は、加算後トルクと実際のモータジェネレータ８２のトルクとが一致するようにモータジェネレータ８２を制御する。以上が増加処理である。ＣＰＵ１１１は、第２低下処理と増加処理とを行うと、それ以降、次のことを継続する。すなわち、ＣＰＵ１１１は、内燃機関１０での過給を禁止するとともにスロットルバルブ２９の上限開度を上記の第２開度Ｖ２に設定した上で、要求駆動力を実現できるように内燃機関１０及びモータジェネレータ８２を制御する。ＣＰＵ１１１は、第２低下処理及び増加処理を完了して制限制御の継続状態に移行すると、処理をステップＳ５０に進める。なお、ＣＰＵ１１１は、この後ステップＳ７０まで制限制御を継続することになる。

ステップＳ５０において、ＣＰＵ１１１は、クランク室１１における現状の水素濃度Ｊを算出する。このステップＳ５０の処理内容は、ステップＳ１０の処理内容と同じである。ＣＰＵ１１１は、現状の水素濃度Ｊを算出すると、処理をステップＳ６０に進める。

ステップＳ６０において、ＣＰＵ１１１は、現状の水素濃度Ｊが終了値ＪＥ以下であるか否かを判定する。ＲＯＭ１１２は、終了値ＪＥを予め記憶している。終了値ＪＥは、クランク室１１の水素濃度Ｊが十分に小さくなり、クランク室１１からの水素ガスの排出を止めてもよい値として、例えば実験又はシミュレーションで予め定められている。終了値ＪＥは、判定値ＪＳよりも小さい。ＣＰＵ１１１は、現状の水素濃度Ｊが終了値ＪＥよりも大きい場合（ステップＳ６０：ＮＯ）、ステップＳ５０の処理に戻る。そして、ＣＰＵ１１１は、再度ステップＳ５０の処理を実行する。ＣＰＵ１１１は、現状の水素濃度Ｊが終了値ＪＥ以下になるまでステップＳ５０及びステップＳ６０の処理を繰り返す。そして、ＣＰＵ１１１は、現状の水素濃度Ｊが終了値ＪＥ以下になると（ステップＳ６０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ７０に進める。なお、ステップＳ５０及びステップＳ６０の処理を繰り返す期間は、例えば１０秒程度である。

ステップＳ７０において、ＣＰＵ１１１は、モータリングモードによる制御又は制限制御を終了し、車両９０の各種部位に対する制御を通常時のものに戻す。すなわち、これ以降、ＣＰＵ１１１は、内燃機関１０のトルクを制限しないハイブリッドモード、又は通常電動モードで車両９０を制御する。この後、ＣＰＵ１１１は、回避用処理の一連の処理を終了する。この後、ＣＰＵ１１１は、回避用処理の開始条件が成立していれば、再度ステップＳ１０の処理を実行する。

なお、ステップＳ５０及びステップＳ６０の繰り返しの途中に車両９０が停車することもあり得る。この場合、ＣＰＵ１１１は、回避用処理を中断して停車用処理を行う。ＣＰＵ１１１は、停車用処理では、クランク室１１の水素濃度Ｊが終了値ＪＥに低下するまでモータリングモードを継続する。ＣＰＵ１１１は、回避用処理でモータリングモードによる制御を行っていた場合はそのままモータリングモードを継続し、回避用処理で制限制御を行っていた場合はモータリングモードへと移行することになる。ＣＰＵ１１１は、停止用処理でモータリングモードを継続する間、予め定められた回転速度でモータジェネレータ８２を回転させる。また、ＣＰＵ１１１は、停車用処理では、ロックアップクラッチ８４を切断状態にする。なお、ＣＰＵ１１１は、停車用処理を行う場合、水素ガスの排出のためにモータジェネレータ８２の回転駆動を継続している旨を例えば報知ランプで乗員に報知してもよい。

＜第１実施形態の作用＞
いま、車両９０がハイブリッドモードで走行しており、且つ内燃機関１０が過給中であるとする。そしてその状況が暫く継続することでクランク室１１の水素濃度Ｊが判定値ＪＳに増加したとする（ステップＳ２０：ＹＥＳ）。このとき、車両９０の駆動モードをモータリングモードに切り替えることができない程に要求駆動力が大きかったとする（ステップＳ３０：ＮＯ）。こうしたケースの場合、ＣＰＵ１１１は、コンプレッサホイール４１による吸入空気の過給を停止させ、さらにスロットル開度を第２開度Ｖ２へと小さくする（ステップＳ１１０）。すると、それまで大気圧に対して正圧であった下流圧力ＬＰが負圧になる。それとともに、下流圧力ＬＰがクランク室１１の圧力ＲＰよりも低くなる。すると、第１連通路５１を介してクランク室１１から下流通路３Ａへと水素ガスが排出される。

さて、上記のケースとは別のケースとして、クランク室１１の水素濃度Ｊが判定値ＪＳに増加したときに、要求駆動力が上記のケースほどには大きくなく、車両９０の駆動モードをモータリングモードに切り替えることができたとする（ステップＳ３０：ＹＥＳ）。この場合、ＣＰＵ１１１は、モータジェネレータ８２によってクランクシャフト７を回転させる。このクランクシャフト７の回転に伴うピストン６の動作に応じて吸入空気が気筒２に引き込まれる。それとともに吸入空気が吸気通路３を流通する。この状況でＣＰＵ１１１は、スロットル開度を第１開度Ｖ１へと小さくする。すると、下流通路３Ａで負圧が発生するとともに、下流圧力ＬＰがクランク室１１の圧力ＲＰよりも低くなる。特に、第２開度Ｖ２は相当に小さいスロットル開度であることから、下流圧力ＬＰでは負圧が大きくなるとともに下流圧力ＬＰとクランク室１１の圧力ＲＰとの差も大きくなる。したがって、第１連通路５１を介してクランク室１１から水素ガスが速やかに排出される。

＜第１実施形態の効果＞
（１－１）上記作用に記載したとおり、ＣＰＵ１１１は、特定条件が成立したときの要求駆動力が相当に大きい場合、過給の停止とスロットル開度の変更を通じて下流圧力ＬＰを負圧にする。そのことで、クランク室１１から水素ガスを排出できる。その上、下流圧力ＬＰが負圧になると、気筒２内のガスの圧力が低くなる。それに付随して、気筒２からクランク室１１へ漏れ出す水素ガスが少なくなる。このようにして、クランク室１１から水素ガスを排出しつつ新たにクランク室１１に混入する水素ガスの量を抑えることで、クランク室１１の水素濃度Ｊを効率よく低下させることができる。このように、本実施形態は、換気ファンを設けることなく、クランク室１１の水素濃度Ｊを低下させることができる。

なお、過給の停止とスロットル開度の変更とを行うと、内燃機関１０のトルクが低下する。ＣＰＵ１１１は、こうしたトルクの低下を補うべく、内燃機関１０のトルクの低下分だけモータジェネレータ８２のトルクを大きくする。したがって、内燃機関１０及びモータジェネレータ８２の双方から車軸７３に入力するトータルとしてのトルクを過給の停止前の大きさに維持できる。

（１－２）上記作用に記載したとおり、ＣＰＵ１１１は、特定条件が成立したときの要求駆動力がある程度の大きさに限られる場合、車両９０の駆動モードをモータリングモードにすることで、下流通路３Ａを負圧にする。そのことで、クランク室１１から水素ガスを排出できる。その上、車両９０の駆動モードをモータリングモードにした場合、気筒２内への燃料供給ひいてはクランク室１１への水素ガスの混入そのものがなくなる。したがって、クランク室１１の水素濃度Ｊを速やかに低下させることができる。さらに、モータリングモードでは、要求駆動力をモータジェネレータ８２で全て賄うことから、車軸７３に入力するトルクも維持できる。

（第２実施形態）
車両の制御装置の第２実施形態を説明する。第２実施形態では、水素濃度算出処理の態様が第１実施形態とは異なる。それに付随して、第２実施形態では、回避用処理の内容が第１実施形態とは一部異なる。また、第２実施形態の内燃機関１０は、濃度センサ３２を有していない。これらの点を除いて、第２実施形態の内容は第１実施形態の内容と同じである。以下では、第１実施形態とは異なる部分を主として説明し、第１実施形態と重複した内容については説明を簡略、又は割愛する。

本実施形態において、ＣＰＵ１１１は、水素濃度算出処理では、写像データＤを利用してクランク室１１の水素濃度Ｊを算出する。記憶装置１１３は、この写像データＤを予め記憶している。写像データＤは、以下の５つの入力変数の値が入力されることにより出力変数の値を出力する写像を規定するものである。入力変数は、内燃機関１０の運転継続時間（以下、単に運転時間と記す。）ＴＭ、下流圧力ＬＰ、機関負荷率ＫＬ、サイクル噴射量Ｕ、及び濃度前回値ＪＡである。これらの入力変数は、内燃機関１０の運転状態を表すパラメータである。また、出力変数は、クランク室１１の水素濃度Ｊである。なお、上記の運転時間ＴＭは、車両９０の駆動モードがハイブリッドモードに切り替わる度にゼロから積算されていく値である。サイクル噴射量Ｕは、１燃焼サイクルで４つの気筒２に供給する燃料噴射量の総計である。濃度前回値ＪＡは、水素濃度算出処理を前回実行したときに算出した水素濃度Ｊである。

ＣＰＵ１１１は、水素濃度算出処理の一環として、取得処理と算出処理とを実行可能である。ＣＰＵ１１１は、ＲＯＭ１１２が記憶しているプログラムを実行することにより、これら取得処理及び算出処理を行う。ＣＰＵ１１１は、取得処理では、上記の各入力変数の値を取得する。ＣＰＵ１１１は、算出処理では、取得処理によって取得した各入力変数の値を写像に入力することによって出力変数の値を算出する。なお、本実施形態において、ＣＰＵ１１１は、ハイブリッドモードを選択している間、回避用処理とは別に、水素濃度算出処理を繰り返す。ＣＰＵ１１１は、水素濃度算出処理を１燃焼サイクルにつき１回行う。ＣＰＵ１１１は、水素濃度算出処理を行う度に、算出した水素濃度Ｊを記憶装置１１３に記憶させる。その際、ＣＰＵ１１１は、新しい値で古い値を上書きする。したがって、記憶装置１１３は、常に最新の水素濃度Ｊを保持している。ＣＰＵ１１１は、回避用処理のステップＳ１０では、この最新の水素濃度Ｊを取得する。回避用処理のステップＳ５０についても同様である。

水素濃度算出処理の具体的な処理手順を説明する。図２に示すように、ＣＰＵ１１１は、水素濃度算出処理を開始すると、先ずステップＳ６１０の処理を実行する。ステップＳ６１０において、ＣＰＵ１１１は、各入力変数の値を取得する。具体的には、ＣＰＵ１１１は、別途算出している運転時間ＴＭについての最新の値を取得する。また、ＣＰＵ１１１は、吸気圧センサ３６から受信した最新の下流圧力ＬＰを取得する。また、ＣＰＵ１１１は、別途算出している機関負荷率ＫＬの最新の値を取得する。また、ＣＰＵ１１１は、現状で各気筒２に設定している燃料噴射量を基に、サイクル噴射量Ｕを算出する。このことは、ＣＰＵ１１１がサイクル噴射量Ｕを取得することに相当する。また、ＣＰＵ１１１は、記憶装置１１３が記憶している水素濃度Ｊの前回値を濃度前回値ＪＡとして取得する。この後、ＣＰＵ１１１は、処理をステップＳ６２０に進める。なお、ステップＳ６１０の処理は、取得処理である。

ステップＳ６２０において、ＣＰＵ１１１は、記憶装置１１３が記憶している写像データＤの写像を利用して水素濃度Ｊを算出する前処理として、写像への入力用の入力変数ｘ（１）～ｘ（５）に、ステップＳ６１０の処理で取得した各変数の値を代入する。具体的には、ＣＰＵ１１１は、入力変数ｘ（１）に運転時間ＴＭを代入する。ＣＰＵ１１１は、入力変数ｘ（２）に下流圧力ＬＰを代入する。ＣＰＵ１１１は、入力変数ｘ（３）に機関負荷率ＫＬを代入する。ＣＰＵ１１１は、入力変数ｘ（４）にサイクル噴射量Ｕを代入する。ＣＰＵ１１１は、入力変数ｘ（５）に濃度前回値ＪＡを代入する。この後、ＣＰＵ１１１は、処理をステップＳ６３０に進める。

ステップＳ６３０において、ＣＰＵ１１１は、写像データＤの写像に入力変数ｘ（１）～ｘ（５）を入力することによって、出力変数ｙの値を算出する。すなわち、ＣＰＵ１１１は、水素濃度Ｊを算出する。ＣＰＵ１１１は、水素濃度Ｊを算出すると、算出した値によって現状で記憶装置１１３に記憶している水素濃度Ｊを上書きする。なお、ステップＳ６３０の処理は、算出処理である。

写像について詳述する。本実施形態の写像は、中間層が一層の全結合順伝播型ニューラルネットワークとして構成されている。上記ニューラルネットワークは、入力側係数ｗＦｊｋ（ｊ＝０～ｎ，ｋ＝０～５）と、入力側係数ｗＦｊｋによって規定される線形写像である入力側線形写像の出力のそれぞれを非線形変換する入力側非線形写像としての活性化関数ｈ（ｘ）を含む。本実施形態では、活性化関数ｈ（ｘ）として、ハイパボリックタンジェント「ｔａｎｈ（ｘ）」を例示する。また、上記ニューラルネットワークは、出力側係数ｗＳｊ（ｊ＝０～ｎ）と、出力側係数ｗＳｊによって規定される線形写像である出力側線形写像の出力のそれぞれを非線形変換する出力側非線形写像としての活性化関数ｆ（ｘ）を含む。本実施形態では、活性化関数ｆ（ｘ）として、ハイパボリックタンジェント「ｔａｎｈ（ｘ）」を例示する。なお、値ｎは、中間層の次元を示すものである。入力側係数ｗＦｊ０は、バイアスパラメータであり、入力変数ｘ（０）の係数となっている。入力変数ｘ（０）は「１」として定めてある。また、出力側係数ｗＳ０は、バイアスパラメータである。

写像は、制御装置１００に実装される以前に機械学習された学習済みモデルである。写像の学習にあたっては、学習に必要になる複数の学習データ組を事前に作成しておく。１つの学習データ組は、教師データと訓練データとで構成される。教師データは、クランク室１１の水素濃度Ｊである。訓練データは、運転時間ＴＭ、下流圧力ＬＰ、機関負荷率ＫＬ、サイクル噴射量Ｕ、及び濃度前回値ＪＡである。すなわち、訓練データは、写像への入力となる５つの変数を１組としたものである。学習データ組の作成にあたっては、車両９０に搭載されているものと同一仕様の内燃機関１０を対象に、内燃機関１０の運転状態を様々に変更しつつ当該内燃機関１０を駆動させる実験又はシミュレーションを行う。なお、この内燃機関１０には、クランク室１１の水素濃度Ｊを検出する濃度センサ３２を設けておく。そして、上記の実験又はシミュレーションにおいて内燃機関１０の運転状態を様々に変更していくなかで、各タイミングにおける上記の各入力変数の値、及び濃度センサ３２が検出する水素濃度Ｊの値を順時取得していく。なお、入力変数のうち、濃度前回値ＪＡについては、１つ前の燃焼サイクルで濃度センサ３２が検出した水素濃度Ｊの値とする。そうした取得データについて、あるタイミングでの運転時間ＴＭ、下流圧力ＬＰ、機関負荷率ＫＬ、サイクル噴射量Ｕ、及び濃度前回値ＪＡの組み合わせと、そのときの水素濃度Ｊとを、１つの学習データ組とする。こうした学習データ組を複数作成する。写像を学習するのに必要な数の学習データ組が蓄積すると、それら複数の学習データ組を利用して写像の学習を行う。すなわち、各学習データ組のそれぞれについて、訓練データを入力として写像が出力する水素濃度Ｊの値と、教師データの値との差が所定値以下になるように、写像の入力側係数及び出力側係数を調整する。そして、上記の差が所定値以下になることにより、学習が完了したものとする。

＜第２実施形態の作用＞
写像への入力変数として上記の各パラメータを採用している理由を説明する。
先ず、運転時間ＴＭについて説明する。内燃機関１０の運転中、仮にクランク室１１から水素ガスが排出されない状態が継続すれば、運転時間ＴＭが長いほどクランク室１１の水素濃度Ｊは高くなり得る。また、運転時間ＴＭは、例えば内燃機関１０の始動後の暖機の進み具合といった、内燃機関１０の運転状態を表す一情報にもなる。こうした情報を水素濃度Ｊの算出に踏まえる上で、運転時間ＴＭは有効なパラメータである。

次に、下流圧力ＬＰについて説明する。第１実施形態で説明したとおり、下流圧力ＬＰの大小に応じてＰＣＶバルブ５３の開閉が切り替わる。そして、下流圧力ＬＰが低いほど第１連通路５１を通じてクランク室１１から排出される水素ガスが多くなり得る。下流圧力ＬＰを入力変数に含めることで、こうした関係を写像に反映させることができる。

次に、機関負荷率ＫＬについて説明する。機関負荷率ＫＬは、気筒２内のガスの圧力と関連したパラメータである。そして、機関負荷率ＫＬが高いほど気筒２からクランク室１１へと混入する水素ガスが多くなり得る。また、機関負荷率ＫＬが高ければクランク室１１の圧力ＲＰは高くなり得る。したがって、この機関負荷率ＫＬと下流圧力ＬＰとの双方を入力変数に含めることで、クランク室１１の圧力ＲＰ及び下流圧力ＬＰの大小関係と、水素濃度Ｊとの関連を写像に反映させることができる。

次に、サイクル噴射量Ｕについて説明する。燃料噴射量が多いほど、クランク室１１の水素濃度Ｊは高くなり得る。サイクル噴射量Ｕを入力変数に採用することで、こうした関係を写像に反映させることができる。

次に、濃度前回値ＪＡについて説明する。濃度前回値ＪＡは、新たな水素濃度Ｊを算出する上での基準の値になり得る。例えば、濃度前回値ＪＡと下流圧力ＬＰとを入力変数に含めておくことで、写像で出力される水素濃度Ｊは、濃度前回値ＪＡに対して下流圧力ＬＰに応じた分だけ減少した値になり得る。また、例えば、濃度前回値ＪＡとサイクル噴射量Ｕとを入力変数に含めておくことで、写像で出力される水素濃度Ｊは、濃度前回値ＪＡに対して燃料噴射量の分だけ増加した値になり得る。このように、濃度前回値ＪＡを他のパラメータと合わせて入力変数に採用することで、水素濃度Ｊのそれまでの履歴を反映した正確な水素濃度Ｊを算出することが可能になる。

＜第２実施形態の効果＞
本実施形態では、写像を利用して水素濃度Ｊを算出する。この場合、適切な教師データ及び訓練データを用意できれば、高精度の水素濃度Ｊを出力する写像を作成できる。そして、写像を利用して水素濃度Ｊを算出できると、濃度センサ３２を廃止できる。したがって、濃度センサ３２を設けることによるコストアップを抑えられる。

（変更例）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・第１開度Ｖ１は、上記実施形態の例に限定されない。第１開度Ｖ１は、下流圧力ＬＰをクランク室１１の圧力ＲＰよりも小さくできる開度であればよい。この点、第２開度Ｖ２についても同様である。

・第１低下処理でスロットル開度を小さくする上で、第１開度Ｖ１といった目標到達開度を定めるのではなく、スロットル開度の変更量を予め定めておいてもよい。この場合の変更量は、下流圧力ＬＰをクランク室１１の圧力ＲＰに比べて小さくするのに必要な値として、例えば実験又はシミュレーションで定めておけばよい。この点、第２低下処理についても同様である。

・第２低下処理においてコンプレッサホイール４１による吸入空気の過給を停止させることは必須ではない。下流圧力ＬＰがクランク室１１の圧力ＲＰに比べて小さくなりさえすれば、過給を継続していても、第１連通路５１を介してクランク室１１から水素ガスを排出できる。そこで、第２低下処理では、過給を停止することなく、コンプレッサホイール４１の回転速度を予め定められた規定低下量だけ低下させてもよい。規定低下量は、下流圧力ＬＰをクランク室１１の圧力ＲＰに比べて小さくするのに必要な、コンプレッサホイール４１の回転速度の低下量として、例えば実験又はシミュレーションで予め定めておけばよい。そして、コンプレッサホイール４１の回転速度を規定低下量だけ低下させるのに必要な量だけＷＧＶ６３の開度を変更すればよい。

・第２低下処理では、コンプレッサホイール４１の回転速度を段階的に小さくしてもよい。例えば、コンプレッサホイール４１の回転速度を、ゼロよりも高い回転速度まで一旦低下させる。そして、その回転速度を暫く継続しても水素濃度Ｊの低下が進み難い場合に、コンプレッサホイール４１の回転速度をゼロにして過給を停止させてもよい。

・増加処理の内容は、上記実施形態の例に限定されない。増加処理では、第２低下処理での内燃機関１０のトルクの低下分に合わせて、モータジェネレータ８２のトルクを増加させればよい。そうすれば、車軸７３に入力するトルクを第２低下処理の実行前と同じ大きさに維持できる。

・増加処理においてモータジェネレータ８２のトルクを増加させるにあたり、内燃機関１０のトルクの低下分を全て補うことは必須ではない。増加処理で少しでもモータジェネレータ８２のトルクを大きくすれば、車軸７３に入力するトルクの低下を少なからず抑えることができる。

・制限制御の内容は、上記実施形態の例に限定されない。制限制御の内容は、第２低下処理の内容に合わせて適宜変更してよい。例えば、上記変更例のように、第２低下処理において過給を停止させない場合、第２低下処理の終了時点のコンプレッサホイール４１の回転速度を過給の上限として、内燃機関１０を制御すればよい。その上で、要求駆動力を実現できるようにモータジェネレータ８２を制御すればよい。

・モータリングモードでの制御の終了の判断の仕方は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、モータリングモードを開始してから予め定められた一定期間が経過したときにモータリングモードを終了してもよい。この場合、水素濃度Ｊの低下速度を考慮して、上記一定期間を適切な値に定めておけばよい。制限制御を終了するタイミングについても同様である。モータリングモードと制限制御とで、終了までの継続期間を異なる長さに設定してもよい。

・停車用処理を廃止してもよい。ここで、内燃機関１０の軽負荷状態では、下流圧力ＬＰがクランク室１１の圧力ＲＰよりも小さい状況になり得る。したがって、水素ガスを排出するための特別の処理を行わなくても、車両９０が次に走行する機会に内燃機関１０が始動して軽負荷状態になると、自ずとクランク室１１から水素ガスを排出できる。

・モータリング閾値の定め方は、適宜変更可能である。上記（１－２）に記載したとおり、モータリングモードでは、気筒２への燃料供給そのものを停止することから、クランク室１１での水素濃度Ｊを速やかに低下させることができる。モータリング閾値を極力大きく設定しておけば、車両９０の駆動モードをモータリングモードに切り替える機会が増える。そして、上記の（１－２）の効果を得られる機会を増やすことができる。モータリング閾値をバッテリ７９の充電率に応じて可変に設定してもよい。

・モータリングモードに関して、内燃機関１０で混合気の燃焼を停止させることは必須ではない。すなわち、モータリングモードでは、内燃機関１０で混合気の燃焼を継続しつつモータジェネレータ８２によってクランクシャフト７を回転させてもよい。このとき内燃機関１０は、例えばアイドル運転など、当該内燃機関１０の出力するトルクが限定的な状態で駆動される。アイドル運転とは、内燃機関１０が自立して運転可能な最小限度の機関回転速度ＮＥで内燃機関１０を運転させることである。

・圧力低下処理として、下流圧力ＬＰを低下させる手法は、上記実施形態の例に限定されない。すなわち、圧力低下処理は、コンプレッサホイール４１の回転速度を低下させたり、スロットル開度を小さくしたりすることに限らない。例えば、圧力低下処理として、吸気バルブ可変装置によって吸気バルブ１５の開弁時期を進角させてもよい。吸気バルブ１５の開弁時期が進角されると、吸気行程において下流通路３Ａから気筒２内に吸入される空気の量が増えるため、下流通路３Ａの空気の量が低下する。下流通路３Ａの空気の量が低下すると、下流圧力ＬＰは低下する。こうした点を踏まえ、例えば、上記実施形態の第２低下処理において、コンプレッサホイール４１による過給を停止させるとともに吸気バルブ１５の開弁時期を進角させるといった処理を行ってもよい。

・特定条件は、上記実施形態の例に限定されない。ここで、クランク室１１からの水素ガスの排出は速やかに終わることが多い。したがって、モータリングモードや制限制御の実行に伴うバッテリ７９の充電率の低下量は僅かであることが多い。こうした観点からいって、例えばモータリングモードや制限制御の実行時間を予め短く設定しておけば、項目（Ｎ３）を廃止することも可能である。特定条件は、クランク室１１の水素濃度Ｊが判定値ＪＳ以上であるという項目を含んでいればよい。

・判定値ＪＳの定め方は、適宜変更可能である。判定値ＪＳは、クランク室１１からの水素ガスの排出が必要となる値を設定しておけばよい。
・写像を利用してクランク室１１の水素濃度Ｊを算出する場合において、写像の入力変数として採用するパラメータは、上記実施形態の例に限定されない。入力変数は、上記実施形態のものに代えて又は加えて、他のパラメータを採用してもよい。例えば、入力変数として、コンプレッサホイール４１の回転速度、過給圧ＱＰ、機関回転速度ＮＥ、吸入空気量ＧＡなどを採用してもよい。入力変数の数を上記実施形態の数から減らしてもよい。入力変数として採用するパラメータを上記実施形態の例から変更する場合でも、複数の入力変数の１つに下流圧力ＬＰを含んでいれば、相応に正確に水素濃度Ｊを算出できる。

・複数の入力変数の１つに下流圧力ＬＰを含める上で、下流圧力ＬＰそのものを入力変数として採用するのではなく、下流圧力ＬＰの指標となるパラメータを採用してもよい。例えば、下流圧力ＬＰの大小を複数段階のレベルに分け、そうしたレベルを示す値を入力変数として採用してもよい。

・出力変数は、水素濃度Ｊそのものでなくてもよい。上記変更例と同様、水素濃度Ｊの大小を複数段階のレベルに分け、そうしたレベルを示す値を出力変数として採用してもよい。出力変数は、水素濃度Ｊを示す変数であればよい。

・写像の構成は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、ニューラルネットワークにおける中間層の層数を２つ以上にしてもよい。
・水素濃度Ｊの算出方法は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、水素濃度Ｊと、内燃機関１０の運転状態を示すパラメータとの関係を表したマップを作成しておいてもよい。マップは、表又はグラフに限らず、数式でもよい。水素濃度Ｊの算出方法は、内燃機関１０の運転状態に基づいて当該水素濃度Ｊを算出できるものであればよい。

・内燃機関１０の構成は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、気筒２の数を上記実施形態の数から変更してもよい。燃料噴射弁１７を、吸気通路３を介して気筒２に燃料を供給するタイプのものに変更してもよい。過給機４０の構成を変更してもよい。例えば、過給機として、ノズルベーンを備える可変容量型のものを採用してもよい。この場合、下流圧力ＬＰを低下させるべくコンプレッサホイールの回転速度を変更するにあたり、ノズルベーンの開度を変更すればよい。また、過給機として、コンプレッサホイールを電動モータで回転させる電動式のものを採用してもよい。この場合、コンプレッサホイールの回転速度を変更するにあたり、電動モータの回転速度を変更すればよい。なお、内燃機関１０が過給機を有することは必須ではない。過給機を有さない内燃機関１０であっても、スロットル開度の変更などによって圧力低下処理を実現できる。ブローバイガス処理機構の構成を、上記実施形態の態様から変更してもよい。ブローバイガス処理機構は、クランク室１１と下流通路３Ａとを繋ぐ連通路を有していればよい。連通路の構成は、上記実施形態の例に限らず、クランク室１１と下流通路３Ａとを繋いだものであればよい。例えば、連通路は、シリンダブロック１２及びシリンダヘッド１８を貫通した構成でもよい。この場合の具体的な構成は以下のとおりである。内燃機関１０に、クランク室１１に開口されているとともにシリンダブロック１２及びシリンダヘッド１８を上下に貫通する貫通孔を設ける。そして、この貫通孔におけるクランク室１１とは反対側の開口を、シリンダヘッド１８とシリンダヘッドカバーとの間に区画されるガスの貯蓄空間に連通させる。そして、この貯蓄空間を、シリンダヘッドカバーの外部を通過して下流通路３Ａへと至る規定通路で下流通路３Ａに接続する。こうした貫通孔、貯蓄空間、及び規定通路によって、連通路を構成してもよい。

・水素濃度Ｊを算出する上で対象とする領域は、クランク室１１のみに限らない。クランク室１１のみならず連通路も含めた領域を対象として水素濃度Ｊを算出してもよい。さらに、連通路のみを対象として水素濃度Ｊを算出してもよい。クランク室１１の一部、又は連通路の一部のみを対象として水素濃度Ｊを算出してもよい。クランク室１１の全領域と連通路の全領域とを合わせた領域を対象領域と呼称する。水素濃度Ｊは、対象領域のうちのある特定部分を対象として算出してあればよい。上記実施形態の場合、クランク室１１の全領域が特定部分に相当する。

・車両９０の全体構成は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、車両は、駆動源として、内燃機関１０に加え、２つのモータジェネレータを有していてもよい。この場合でも、２つのモータジェネレータのうちのいずれかを、車軸にトルクを付与できる車軸用モータとしておけば、次のことが可能になる。すなわち、圧力低下処理を実行したときに、車軸用モータから車軸に入力するトルクを大きくすれば、車軸に入力するトルクの低下を抑制できる。また、上記のように、車両の駆動源として、２つのモータジェネレータを有する構成において、２つのモータジェネレータのうちのいずれかを、内燃機関１０にトルクを付与できる機関用モータとしておけば、次のことが可能になる。すなわち、内燃機関１０での燃料の燃焼を停止させつつ機関用モータのトルクによりクランクシャフト７を回転させることができる。これにより、上記実施形態の第１低下処理と同様、クランク室１１から水素ガスを排出できる。車両の駆動源として２つモータジェネレータを有する場合において、車軸用モータと機関用モータとは同一であってもよいし別々であってもよい。

・車両は、駆動源として内燃機関１０のみを有し、モータジェネレータを有していなくてもよい。こういった車両でも、水素濃度Ｊが高くなったときに、例えばスロットル開度を予め定められた規定開度だけ小さくすることによって下流圧力ＬＰを低下させれば、クランク室１１から水素ガスを排出できる。上記規定開度は、下流圧力ＬＰをクランク室１１の圧力ＲＰに比べて小さくするのに必要な、スロットル開度の減少量として、例えば実験又はシミュレーションで予め定めておけばよい。

（付記事項）
上記実施形態及び変更例は、以下に記載する構成を含む。
［付記１］クランク室から、吸気通路におけるスロットルバルブに対して下流側の部分である下流通路までを繋ぐ連通路を有し、且つ水素を燃料とする内燃機関を搭載した車両を制御対象とし、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記クランク室と前記連通路とを合わせた対象領域のうちの特定部分における水素濃度を算出する水素濃度算出処理と、前記水素濃度が予め定められた判定値以上であることを含む条件が成立したときに、当該条件が成立した時点に比べて前記下流通路の圧力を低下させる圧力低下処理と、を実行する車両の制御装置。

［付記２］前記圧力低下処理は、前記条件が成立した時点に比べて前記スロットルバルブの開度を小さくする処理である［付記１］に記載の車両の制御装置。
［付記３］前記内燃機関は、前記吸気通路における前記スロットルバルブに対して上流側に、吸入空気を過給するコンプレッサホイールを有し、前記圧力低下処理は、前記条件が成立した時点に比べて前記コンプレッサホイールの回転速度を低下させる処理である［付記１］に記載の車両の制御装置。

［付記４］前記圧力低下処理は、前記コンプレッサホイールによる吸入空気の過給を停止させ、さらに前記スロットルバルブの開度を全開よりも小さくする処理である［付記３］に記載の車両の制御装置。

［付記５］前記車両は、車輪に駆動力を伝達するための車軸にトルクを付与可能なモータを有し、前記圧力低下処理を実行する場合、前記条件が成立した時点に比べて前記モータから前記車軸に入力するトルクを大きくする［付記１］～［付記４］の何れか１つに記載の車両の制御装置。

［付記６］前記車両は、前記内燃機関のクランクシャフトにトルクを付与可能なモータを有し、前記圧力低下処理は、前記モータのトルクにより前記クランクシャフトを回転させ、且つ前記条件が成立した時点に比べて前記スロットルバルブの開度を小さくする処理である［付記１］に記載の車両の制御装置。

［付記７］記憶装置と、実行装置とを有し、前記記憶装置は、複数の入力変数が入力されることにより、前記水素濃度を示す変数を出力変数として出力する写像であって、機械学習により学習済みの前記写像を規定する写像データを予め記憶しており、前記写像は、複数の前記入力変数の１つとして、前記下流通路の圧力を示す変数を含み、前記実行装置は、前記水素濃度算出処理として、前記入力変数の値を取得する取得処理と、前記取得処理によって取得した前記入力変数の値を前記写像に入力することによって前記出力変数の値を算出する算出処理と、を実行する［付記１］～［付記６］の何れか１つに記載の車両の制御装置。

３…吸気通路
３Ａ…下流通路
７…クランクシャフト
１０…内燃機関
１１…クランク室
２９…スロットルバルブ
４１…コンプレッサホイール
５１…第１連通路
７２…駆動輪
７３…車軸
８２…モータジェネレータ
９０…車両
１００…制御装置
１１１…ＣＰＵ
１１２…ＲＯＭ
１１３…記憶装置

Claims (7)

1. クランク室から、吸気通路におけるスロットルバルブに対して下流側の部分である下流通路までを繋ぐ連通路を有し、且つ水素を燃料とする内燃機関を搭載した車両を制御対象とし、
   前記内燃機関の運転状態に基づいて前記クランク室と前記連通路とを合わせた対象領域のうちの特定部分における水素濃度を算出する水素濃度算出処理と、
   前記水素濃度が予め定められた判定値以上であることを含む条件が成立したときに、当該条件が成立した時点に比べて前記下流通路の圧力を低下させる圧力低下処理と、
   を実行する
   車両の制御装置。
2. 前記圧力低下処理は、前記条件が成立した時点に比べて前記スロットルバルブの開度を小さくする処理である
   請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記内燃機関は、前記吸気通路における前記スロットルバルブに対して上流側に、吸入空気を過給するコンプレッサホイールを有し、
   前記圧力低下処理は、前記条件が成立した時点に比べて前記コンプレッサホイールの回転速度を低下させる処理である
   請求項１に記載の車両の制御装置。
4. 前記圧力低下処理は、前記コンプレッサホイールによる吸入空気の過給を停止させ、さらに前記スロットルバルブの開度を全開よりも小さくする処理である
   請求項３に記載の車両の制御装置。
5. 前記車両は、車輪に駆動力を伝達するための車軸にトルクを付与可能なモータを有し、
   前記圧力低下処理を実行する場合、前記条件が成立した時点に比べて前記モータから前記車軸に入力するトルクを大きくする
   請求項１に記載の車両の制御装置。
6. 前記車両は、前記内燃機関のクランクシャフトにトルクを付与可能なモータを有し、
   前記圧力低下処理は、前記モータのトルクにより前記クランクシャフトを回転させ、且つ前記条件が成立した時点に比べて前記スロットルバルブの開度を小さくする処理である
   請求項１に記載の車両の制御装置。
7. 記憶装置と、実行装置とを有し、
   前記記憶装置は、複数の入力変数が入力されることにより、前記水素濃度を示す変数を出力変数として出力する写像であって、機械学習により学習済みの前記写像を規定する写像データを予め記憶しており、
   前記写像は、複数の前記入力変数の１つとして、前記下流通路の圧力を示す変数を含み、
   前記実行装置は、前記水素濃度算出処理として、
   前記入力変数の値を取得する取得処理と、
   前記取得処理によって取得した前記入力変数の値を前記写像に入力することによって前記出力変数の値を算出する算出処理と、
   を実行する
   請求項１に記載の車両の制御装置。

Images