JP3800739B2 - ハイブリッド型車両用内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド型車両に関し、特にハイブリッド型車両に搭載された内燃機関のスロットル弁を制御して、その内燃機関の回転数を目標回転数に制御するハイブリッド型車両用内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両は、内燃機関によって発生させた回転を駆動輪に伝達して走行するようになっているが、騒音や排気ガスが発生するため、電動機（以下、モータという）によって走行するようにした電気自動車が提案されている。
【０００３】
ところが、電気自動車は、バッテリに予め充電しておいた電力のみを利用するものであるため、航続距離が短いという問題がある。
そこで、近年では、内燃機関により発電機を駆動して、その発電電力をバッテリに充電し、該バッテリに充電された電力或いは発電機からの電力によりモータを回転させて、そのモータの回転出力を駆動輪に伝達するといった具合に、内燃機関とモータを併用したハイブリッド型車両が提案されている。
【０００４】
そして、この種のハイブリッド型車両としては、様々な型式のものが提案されており、内燃機関が発電機の駆動だけを行いモータのみにより車輪の駆動を行うシリーズ型のものや、内燃機関とモータとの両方によって車輪に駆動力を与えることが可能なパラレル・シリーズ型のものがある。
【０００５】
尚、シリーズ型のハイブリッド型車両（以下、ＳＨＶ車ともいう）では、内燃機関が駆動系と切り離されるため、内燃機関を最も燃費の良い最大効率点で作動させることが容易であるという点で有利であり、また、パラレル・シリーズ型のハイブリッド型車両（以下、ＰＳＨＶ車ともいう）では、内燃機関の出力をモータの出力と共に車輪へ伝達できるため、エネルギーの伝達効率が良いという点で有利である。
【０００６】
ここで、この種のハイブリッド型車両において、発電機を駆動する内燃機関の出力調整は、内燃機関の吸入空気量を調節することによって行われ、その吸入空気量の調節は、内燃機関の吸気経路に設けられたスロットル弁の開度を、アクチュエータによって制御することにより行われる。
【０００７】
そして、スロットル弁の開度は、内燃機関の回転数がバッテリの充電状態などに応じて設定される目標回転数となるように制御され、これにより、発電機から上記目標回転数に応じた所望の電力が発電されるのであるが、従来の技術では、目標回転数に対応したスロットル弁の目標開度を設定すると共に、スロットル弁の実際の開度をスロットルセンサにより検出し、その検出した実際の開度が上記設定した目標開度に収束するように（即ち、実際の開度と目標開度との差が０となるように）、スロットル弁の開度をフィードバック制御するようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術では、内燃機関の目標回転数からスロットル弁の目標開度への変換誤差や、内燃機関及びスロットル弁の個体差などにより、内燃機関の回転数を目標回転数に正確に制御できないという問題があった。
【０００９】
特に、この種のハイブリッド型車両において、内燃機関の回転数を目標回転数に正確に制御できないと、発電機により必要な電力を正確に発電することができず、バッテリの充電不足や過充電を引き起こしてしてしまうこととなる。
つまり、ハイブリッド型車両においては、例えば発電機の界磁電流を調節することで、発電機により内燃機関に与えられる負荷分としてのトルクを制御でき、その制御トルクと内燃機関の回転数とにより発電機の発電電力を制御できるのであるが、内燃機関の回転数を目標回転数に正確に制御できないと、発電機に所望の電力を発電させることができなくなってしまうのである。そして、その結果、バッテリの充電量と放電量との差である充放電収支を正確に管理することができずに、バッテリの充電不足や過充電を引き起こしてしまい、延いては、バッテリの寿命を短くしてしまう可能性もある。
【００１０】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、内燃機関の回転数を正確に目標回転数に制御することのできるハイブリッド型車両用内燃機関の制御装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段、及び発明の効果】
本発明のハイブリッド型車両用内燃機関の制御装置では、目標回転数設定手段が、発電機を駆動する内燃機関の目標回転数を少なくともバッテリの充電状態に応じて設定し、回転数検出手段が、内燃機関の実際の回転数を検出する。そして、開度制御手段が、回転数検出手段により検出される内燃機関の実際の回転数が目標回転数設定手段により設定された目標回転数に収束するように、スロットル弁の開度をフィードバック制御する。
具体的には、開度制御手段は、回転数差算出手段と、制御量設定手段と、駆動手段とからなり、回転数差算出手段が、目標回転数設定手段により設定された目標回転数と回転数検出手段により検出された回転数との差を算出する。そして、制御量設定手段が、回転数差算出手段により算出される差が０となるように、スロットル弁の暫定制御量を設定すると共に、その暫定制御量を、回転数検出手段により検出された内燃機関の実際の回転数と、目標回転数設定手段により設定された内燃機関の目標回転数とに応じて補正することによりスロットル弁の制御量を設定し、駆動手段が、スロットル弁の開度を前記制御量設定手段により設定された制御量だけ変化させる。
【００１２】
つまり、本発明では、従来のように内燃機関の目標回転数をスロットル弁の目標開度に変換して、スロットル弁の実際の開度が上記設定した目標開度に収束するようにフィードバック制御する、といった手法を採るのではなく、内燃機関の回転数を直接制御するようにしている。
【００１３】
よって、本発明のハイブリッド型車両用内燃機関の制御装置によれば、内燃機関の目標回転数からスロットル弁の目標開度への変換誤差や、内燃機関及びスロットル弁の個体差による影響を受けることなく、内燃機関の回転数を設定された目標回転数に正確に制御することができる。このため、目標回転数に応じた必要な電力を発電機により正確に発電することができるようになり、延いては、バッテリの充放電収支（充電量と放電量との差）を正確に管理して、バッテリの充電不足や過充電を確実に防止することができるようになる。また、スロットル弁の実際の開度を検出するためのセンサ（スロットルセンサ）を設ける必要が無いため、装置構成を簡素化することができる。
【００１４】
その上、制御量設定手段は、回転数検出手段により検出された内燃機関の実際の回転数と、目標回転数設定手段により設定された内燃機関の目標回転数とに応じて暫定制御量を補正して、スロットル弁の制御量を設定するようにしているため、内燃機関の回転数を目標回転数に収束させるための時間を短縮することができる。
【００１５】
そして更に、制御量設定手段を、請求項２に記載の如く、回転数差算出手段により算出された差（つまり、目標回転数と実際の回転数との差）に応じて、その差が大きい場合ほどスロットル弁の暫定制御量を大きな値に設定するように構成すれば、内燃機関の回転数を目標回転数に収束させるための時間を短縮することができる。
【００１７】
ところで、この種のハイブリッド型車両において、内燃機関の目標回転数は、一般的に、内燃機関の燃費やエミッションが最良となる出力特性を表す特性線（例えば、最良燃費曲線）上の回転数として設定される。
そこで、前述した請求項１，２の制御装置において、目標回転数設定手段が、内燃機関について予め定められた出力特性を表す特性線上の回転数を、内燃機関の目標回転数として設定するよう構成されている場合には、開度制御手段を請求項３に記載の如く構成すれば、一層大きな効果を得ることができる。
【００１８】
即ち、請求項３に記載の制御装置では、開度制御手段が、所定時間毎に動作するよう構成されていると共に、仮目標設定手段を追加して備えており、この仮目標設定手段は、回転数検出手段により現在検出されている内燃機関の回転数と、目標回転数設定手段により設定された目標回転数とから、上記所定時間後における内燃機関の前記特性線上の回転数を予測して、その回転数を仮の目標回転数として設定する。そして、回転数差算出手段が、仮目標設定手段により設定された仮の目標回転数と回転数検出手段により検出された回転数との差を算出する。すると、制御量設定手段及び駆動手段により、スロットル弁の開度は、仮目標設定手段により設定された仮の目標回転数と内燃機関の実際の回転数との差が０となるように調整される。
【００１９】
つまり、請求項３に記載の制御装置では、内燃機関の出力（即ち、回転数及びトルク）が予め定められた出力特性を表す特性線に沿って制御されることを前提に、内燃機関の現在の回転数と目標回転数設定手段により設定された目標回転数とから、所定時間後における内燃機関の前記特性線上の回転数を予測し、上記所定時間後に内燃機関の回転数が上記予測した仮の目標回転数となるようにスロットル弁の開度を制御するようにしている。
【００２０】
よって、この制御装置によれば、目標回転数設定手段により設定される目標回転数が大きく変化した場合にも、内燃機関の回転数を上記特性線に沿って忠実に変化させることができる。このため、上記特性線が例えば前述した最良燃費曲線であれば、内燃機関を常に最良な燃費で運転することができるようになる。
【００２５】
ところで、前述した請求項１〜請求項３に記載の制御装置において、目標回転数設定手段は、バッテリの充電量と放電量との差である充放電収支が０となるように、発電機が発電すべき発電電力（又は内燃機関の目標出力）を設定し、その発電電力（又は目標出力）に応じて、内燃機関の目標回転数を設定するように構成することができるが、特に請求項４に記載の如く、所定時間内におけるバッテリの充放電収支の積分値が０となるように、内燃機関の目標回転数を設定するよう構成すれば、より大きな効果を得ることができる。
【００２６】
即ち、このように構成すれば、内燃機関の目標回転数が急激に変化することが防止されて、内燃機関の回転数を目標回転数に正確に制御し易くなり、この結果、バッテリの充放電収支を正確に管理できるようになる。また、内燃機関を所望の運転領域で動作させることが容易となる。
【００２７】
尚、バッテリの充放電収支は、バッテリの電圧及びバッテリに流れる電流をセンサにより直接検出することで算出したり、或いは、発電機の制御トルク及び回転数から発電電力を求めると共に、電動機（モータ）の制御トルク及び回転数から消費電力を求め、その発電電力と消費電力との差として推定することができる。
【００２８】
一方、この種のハイブリッド型車両においては、内燃機関の回転数を目標回転数に正確に制御することができたとしても、発電機の個体差などにより、目標回転数に応じた電力を発電機から正確に発電させることができない場合がある。また、特にＰＳＨＶ車では、内燃機関の出力が車輪を駆動するためにも使用されるため、その走行負荷の分だけ発電機により発電される電力が減少してしまう。
【００２９】
そこで、請求項５に記載の制御装置では、前述した請求項１〜請求項４に記載の制御装置において、目標回転数設定手段が、充放電収支検出手段により、バッテリの電圧及びバッテリに流れる電流からバッテリの充放電収支を直接的に検出し、また、充放電収支推定手段により、発電機の発電電力と電動機の消費電力とからバッテリの充放電収支を推定する。そして、目標回転数設定手段は、充放電収支検出手段により検出された充放電収支と、充放電収支推定手段により推定された充放電収支との差が０となるように、内燃機関の目標回転数を補正する。
【００３０】
このような制御装置によれば、発電機の個体差や内燃機関に加わる走行負荷により、内燃機関の目標回転数に応じた発電電力が得られない状況が生じても、バッテリの充放電収支が０となるように内燃機関の出力及び発電機の発電電力を制御することができ、バッテリの充電不足を回避することができるようになる。
【００３１】
次に、請求項６に記載の制御装置では、前述した各制御装置において、電力検出手段が、バッテリに充電されている実際の電力を検出し、電力推定手段が、例えば発電機の制御トルク及び内燃機関の目標回転数などから、発電機の発電電力を推定する。そして、発電異常検出手段が、電力検出手段により検出された電力と電力推定手段により推定された発電電力との差の絶対値が所定値以上である場合に、異常が発生したと判定し、発電停止手段が、発電異常検出手段により異常が発生したと判定されると、内燃機関及び発電機の動作を停止させる。
【００３２】
この制御装置によれば、発電機の異常を確実に検出して、内燃機関及び発電機の動作を停止させることができるため、充電異常に伴うバッテリの劣化を防止できると共に、発電機の回転異常に伴う車両への悪影響を未然に防止することができる。特に、本発明の制御装置によれば、内燃機関の回転数を目標回転数に正確に制御することができるため、発電機の発電電力を内燃機関の目標回転数に基づき正確に推定して、異常検出精度を高めることができる。
【００３３】
一方、請求項７に記載の制御装置では、請求項１〜請求項６に記載の制御装置において、機関異常検出手段が、目標回転数設定手段により設定された目標回転数と回転数検出手段により検出された回転数との差の絶対値が所定値以上である場合に、異常が発生したと判定する。そして、この機関異常検出手段により異常が発生したと判定されると、機関停止手段が、少なくとも内燃機関の動作を停止させる。
【００３４】
この制御装置によれば、内燃機関の回転異常を確実に検出して、内燃機関の動作を停止させることができるため、車両への悪影響を未然に防止することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。尚、本発明の実施形態は、下記のものに何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【００３６】
［第１実施形態］
まず図１は、第１実施形態のハイブリッド型車両を表わす概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態のハイブリッド型車両は、内燃機関としてのエンジン１と、モータ或いは発電機として動作する２つのモータ／ジェネレータ（以下、Ｍ／Ｇと記す）３，５と、遊星ギヤユニット７とを備えており、エンジン１の出力軸１ａが、遊星ギヤユニット７のリングギヤＲに接続され、Ｍ／Ｇ３のロータから伸びた出力軸３ａが、遊星ギヤユニット７のサンギヤＳに接続され、Ｍ／Ｇ５のロータから伸びた出力軸５ａが、遊星ギヤユニット７のキャリアＣＲに接続されている。また、Ｍ／Ｇ５の出力軸５ａは、ディファレンシャルギヤ９を介して、当該車両の車輪（駆動輪）１１Ｒ，１１Ｌに接続されている。
【００３７】
そして更に、本実施形態のハイブリッド型車両には、Ｍ／Ｇ３，５の各々が発電機として動作した際に発電された電力が充電されると共に、Ｍ／Ｇ３，５の各々がモータとして動作する際の電力を供給するメインバッテリ１２と、Ｍ／Ｇ３，５の各々を２つのインバータ１３，１５を介して制御するモータ／ジェネレータ制御装置（以下、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵという）１７と、このＭ／Ｇ・ＥＣＵ１７との間で制御情報をやり取りしつつエンジン１を制御するエンジン制御装置（以下、エンジンＥＣＵという）１９とが設けられている。
【００３８】
尚、インバータ１３は、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７からの指令に基づき、メインバッテリ１２の直流電力を交流電力に変換してＭ／Ｇ３をモータとして動作させ、また、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７からの指令に基づき、Ｍ／Ｇ３を発電機として動作させると共に、その発電された交流電力を直流電力に変換してメインバッテリ１２に充電させる。同様に、インバータ１５は、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７からの指令に基づき、メインバッテリ１２の直流電力を交流電力に変換してＭ／Ｇ５をモータとして動作させ、また、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７からの指令に基づき、Ｍ／Ｇ５を発電機として動作させると共に、その発電された交流電力を直流電力に変換してメインバッテリ１２に充電させる。但し、２つのＭ／Ｇ３，５のうちの一方がモータとして動作し、他方が発電機として動作する場合には、モータとして動作する方のＭ／Ｇは、メインバッテリ１２のみならず発電機として動作する方のＭ／Ｇからの電力によっても駆動される。
【００３９】
一方、エンジン１の吸気経路２１には、エンジン１の吸入空気量（延いては、エンジン１の出力）を調節するためのスロットル弁２３が設けられており、そのスロットル弁２３の開度（以下、スロットル開度ともいう）は、アクチュエータとしてのＤＣモータ２５により調節されるようになっている。
【００４０】
また、エンジン１には、エンジン１の実際の回転数（以下、実回転数という）を検出するための回転角センサ３１が設けられており、この回転角センサ３１からの信号は、エンジンＥＣＵ１９に入力されている。
一方更に、Ｍ／Ｇ３，５の各々には、そのロータ回転数を検出するためのロータ位置検出センサ３３，３５が設けられており、各ロータ位置検出センサ３３，３５からの信号は、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７に入力されている。また、図示はされていないが、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７には、車両運転者により操作されるアクセルペダルの開度（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ，車両のブレーキペダルが操作されたことを検出するブレーキセンサ，及び当該車両の走行速度（車速）を検出する車速センサなど、当該車両の運転状態を検出するための各種センサからの信号も入力されている。
【００４１】
尚、本実施形態では、メインバッテリ１２の直流電圧が、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７により所定の電源電圧（例えば１２Ｖ）に降圧されてサブバッテリ２９に供給され、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７及びエンジンＥＣＵ１９は、上記サブバッテリ２９からの電源電圧によって動作するようになっている。
【００４２】
このような本実施形態のハイブリッド型車両においては、メインバッテリ１２を電力源とするＭ／Ｇ５の出力軸５ａからディファレンシャルギヤ９を介して車輪１１Ｒ，１１Ｌに駆動力が伝達されるのであるが、Ｍ／Ｇ５の出力軸５ａは、前述したように、遊星ギヤユニット７を介してＭ／Ｇ３及びエンジン１の各出力軸３ａ，１ａに接続されているため、車輪１１Ｒ，１１Ｌへの駆動力或いは車輪１１Ｒ，１１Ｌからの減速力は、各Ｍ／Ｇ３，５とエンジン１とに分担される。
【００４３】
そこで、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７が、メインバッテリ１２の充電状態及び遊星ギヤユニット７のギヤ比や、アクセル開度センサ及び車速センサから検出される車両の走行負荷などに基づき、各Ｍ／Ｇ３，５の回転数と発生トルク（モータとして動作する際の出力トルク及び発電機として動作する際の回生トルク）を決定して、各Ｍ／Ｇ３，５の界磁電流をインバータ１３，１５により制御すると共に、エンジン１の目標出力（即ち、目標トルク及び目標回転数）を該エンジン１の燃費及びエミッションが最良となるように決定し、更に、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７は、エンジン１の出力軸１ａに上記決定した目標トルクが負荷として加わるように、Ｍ／Ｇ３，５の出力を制御する。
【００４４】
そして、エンジンＥＣＵ１９は、エンジン１に対する燃料噴射制御及び点火時期制御を行うと共に、回転角センサ３１からの信号に基づき検出されるエンジン１の実回転数が、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７から指令される上記目標回転数に収束するように、ＤＣモータ２５を駆動してスロットル弁２３の開度を制御し、これにより、エンジン１の出力がＭ／Ｇ・ＥＣＵ１７により決定された目標出力に制御される。
【００４５】
そして、このようなＭ／Ｇ・ＥＣＵ１７及びエンジンＥＣＵ１９の動作により、各Ｍ／Ｇ３，５及びエンジン１は、様々な電力収支パターンで制御される。
例えば、メインバッテリ１２が所定量以上充電されており且つ走行負荷が小さければ、Ｍ／Ｇ５をモータとして動作させて該Ｍ／Ｇ５の出力により車両を走行させると共に、エンジン１の出力を用いＭ／Ｇ３を発電機として動作させて、該Ｍ／Ｇ３によりメインバッテリ１２を充電させる。そして、この状態で、走行負荷が大きくなると、Ｍ／Ｇ５の出力で不足する駆動力を、エンジン１の出力で補填させる。また、メインバッテリ１２が所定量以上放電して充電電力が減少している場合には、エンジン１の出力でＭ／Ｇ５を介して車両を走行させると共に、エンジン１の残りの出力を利用してＭ／Ｇ３によりメインバッテリ１２を充電させる、といった制御を行うこともある。
【００４６】
そこで次に、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７にて、エンジン１の目標出力（目標トルク及び目標回転数）を設定するために実行される処理と、エンジンＥＣＵ１９にて、エンジン１の実回転数を目標回転数に収束させるために実行されるスロットル制御処理とについて、図２〜図７を用いて説明する。
【００４７】
尚、以下の説明において、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７でエンジン１の目標出力を設定するために実行される処理については、モータとして動作するＭ／Ｇ５の出力により車両を走行させると共に、エンジン１の出力を用いてＭ／Ｇ３によりメインバッテリ１２を充電させる場合、即ち、エンジン１の出力が発電機としてのＭ／Ｇ３の駆動だけに用いられる場合を例に挙げて説明する。そして、以下の説明では、エンジン１の出力がＭ／Ｇ３による発電電力に１００％変換されるものと仮定している。
【００４８】
まず、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７は、エンジン１の目標出力を設定するため、所定時間Ｔ毎に図２の処理を実行しており、この処理の実行を開始すると、図２に示す如く、まずステップ（以下、単に「Ｓ」と記す）１１０にて、Ｍ／Ｇ３の回転数ＮＭ１及び出力トルクＴＲＱ１と、Ｍ／Ｇ５の回転数ＮＭ２及び出力トルクＴＲＱ２と、エンジン１の回転数ＮＥ及び出力トルクＴＲＱとに基づき、下記の式１により、メインバッテリ１２の充放電収支Ｐｎを算出する。
【００４９】
尚、式１において、「ＮＭ１」と「ＮＭ２」は、夫々、ロータ位置検出センサ３３，３５により検出されるＭ／Ｇ３とＭ／Ｇ５のロータ回転数であり、「ＴＲＱ１」と「ＴＲＱ２」は、夫々、当該Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７で決定されたＭ／Ｇ３とＭ／Ｇ５の制御上の出力トルクである。また、「ＮＥ」と「ＴＲＱ」は、夫々、当該Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７で設定されたエンジン１の目標回転数と目標トルクであるが、「ＮＥ」は、回転角センサ３１により検出されたエンジン１の実回転数を、エンジンＥＣＵ１９から取得して用いるようにしても良い。そして、式１により算出される充放電収支Ｐｎは、放電（消費）の方を正としたものである。
【００５０】
【数１】
Ｐｎ＝∫（（ＮＭ１×ＴＲＱ１＋ＮＭ２×ＴＲＱ２−ＮＥ×ＴＲＱ）×２×π／６０）ｄｔ＋Ｐｎ-1 …式１
つまり、この例では、エンジン１の出力が全てＭ／Ｇ３の発電電力に変換されると仮定しているため、当該処理を前回実行してから今回実行するまでのエンジン１の目標出力の積分値［∫（（ＮＥ×ＴＲＱ）×２×π／６０）ｄｔ］を、当該処理を前回実行してから今回実行するまでのＭ／Ｇ３による発電電力の積分値としている。そして、当該処理を前回実行してから今回実行するまでの両Ｍ／Ｇ３，５による消費電力の積分値［∫（（ＮＭ１×ＴＲＱ１＋ＮＭ２×ＴＲＱ２）×２×π／６０）ｄｔ］から、上記発電電力の積分値［∫（（ＮＥ×ＴＲＱ）×２×π／６０）ｄｔ］を減じて、当該処理を前回実行してから今回実行するまでのメインバッテリ１２の充放電収支の積分値を求め、その値に、前回算出した充放電収支Ｐｎ-1を加算して、今回の充放電収支Ｐｎを算出している。
【００５１】
そして、このようにメインバッテリ１２の充放電収支Ｐｎを算出した後、続くＳ１２０にて、上記算出した充放電収支Ｐｎが、所定値Ｗ１よりも大きいか否かを判定し、所定値Ｗ１よりも大きい場合には、メインバッテリ１２の放電量が大きくエンジン１による発電が必要であると判断して、Ｓ１３０に進む。
【００５２】
尚、所定値Ｗ１は、走行中にメインバッテリ１２がバッテリ上がりに陥ると予想される電力量よりは小さく、且つ、走行中にメインバッテリ１２がＭ／Ｇ５からの回生電力を吸収可能な値（即ち、予想される最高回生電力量）よりは大きな充放電収支量に設定されている。
【００５３】
そして、Ｓ１３０にて、Ｓ１１０で算出した充放電収支Ｐｎに応じて、該充放電収支Ｐｎが大きい場合ほど（つまり、メインバッテリ１２の充電量が少ないほど）、エンジン１の出力が大きくなるように（つまり、Ｍ／Ｇ３の発電量が大きくなるように）、エンジン１の目標出力を設定する。そして更に、この設定した目標出力を達成するためのエンジン１の目標トルクＴＲＱｍと目標回転数ＮＥｍを、図３に示す最良燃費・エミッション曲線Ｈに応じた関数ｆに基づき設定し、その後、当該処理を一旦終了する。
【００５４】
ここで、図３に示す最良燃費・エミッション曲線Ｈは、エンジン１の燃費及びエミッションが最良となる該エンジン１の出力トルク（ＴＲＱ）と回転数（ＮＥ）との関係を表すものであり、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７内の図示しないＲＯＭにデータ化して記憶されている。そして、Ｓ１３０では、充放電収支Ｐｎに応じて設定したエンジン１の目標出力を達成可能な最良燃費・エミッション曲線Ｈ上の出力トルクと回転数を、目標トルクＴＲＱｍと目標回転数ＮＥｍとして設定する。尚、図３における曲線Ｇは、エンジン１の等燃料消費率曲線（等燃費曲線）であり、図３にて中心に位置する曲線Ｇほど、燃費が良好なことを示している。
【００５５】
一方、上記Ｓ１２０にて、充放電収支Ｐｎが所定値Ｗ１よりも大きくないと判定した場合には、Ｓ１４０に移行して、充放電収支Ｐｎが、前述した所定値Ｗ１よりも小さい値に設定された所定値Ｗ２（＜Ｗ１）よりも小さいか否かを判定する。尚、所定値Ｗ２は、所定値Ｗ１に対するヒステリシスであって、所定値Ｗ１が、メインバッテリ１２がバッテリ上がりに陥ると予想される電力量付近に設定されているのに対して、所定値Ｗ２は、予想される最高回生電力量の付近に設定されている。
【００５６】
そして、Ｓ１４０にて、充放電収支Ｐｎが所定値Ｗ２よりも小さくないと判定した場合には、未だ発電が十分でないとして、Ｍ／Ｇ３による発電を継続するため、前述したＳ１３０に移行する。
これに対し、上記Ｓ１４０にて、充放電収支Ｐｎが所定値Ｗ２よりも小さいと判定した場合には、メインバッテリ１２が必要な分だけ充電されていると判断して、Ｓ１５０に進む。そして、このＳ１５０にて、エンジン１によるＭ／Ｇ３の発電動作を停止するため、エンジン１の目標トルクＴＲＱｍと目標回転数ＮＥｍを、両方共に「０」に設定して、当該処理を一旦終了する。
【００５７】
そして、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７は、上記Ｓ１３０，１５０の何れかで設定した目標トルクＴＲＱｍがエンジン１の出力軸１ａに負荷として加わるように、両Ｍ／Ｇ３，５の界磁電流を制御すると共に、エンジンＥＣＵ１９へ、上記Ｓ１３０，１５０の何れかで設定した目標回転数ＮＥｍを制御指令として送信する。
【００５８】
次に、エンジンＥＣＵ１９は、エンジン１の実回転数をＭ／Ｇ・ＥＣＵ１７から指令される上記目標回転数ＮＥｍに収束させるために、図４に示すスロットル制御処理を所定時間Ｔａ毎に実行しており、このスロットル制御処理の実行を開始すると、図４に示す如く、まずＳ２００にて、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７から送信されて来る目標回転数ＮＥｍを受信し、更に続くＳ２１０にて、回転角センサ３１からの信号に基づき、エンジン１の現在の実回転数ＮＥｎを検出する。
【００５９】
そして、続くＳ２２０にて、後述するスロットル開度の暫定制御量Ｋ５を補正するためのスロットル開度補正係数とエンジン回転数（ＮＥ）との関係を表す図５の関数ｇに基づき、Ｓ２１０で検出した実回転数ＮＥｎに応じたスロットル開度補正係数Ｋ１と、Ｓ２００で受信した目標回転数ＮＥｍに応じたスロットル開度補正係数Ｋ２とを算出する。そして更に、上記算出した２つのスロットル開度補正係数Ｋ１，Ｋ２と、予め設定された所定のなまし回数Ｋ４とから、下記の式２に基づき、最終的なスロットル開度補正係数Ｋ３を算出する。
【００６０】
【数２】
Ｋ３＝Ｋ１＋（Ｋ２−Ｋ１）／Ｋ４ …式２
尚、Ｓ２２０で用いられる関数ｇは、エンジン１とスロットル弁２３の特性に応じて予め設定されたものであり、本実施形態では、図５に示すように、エンジン回転数（ＮＥ）が低い場合には、エンジン回転数の変化量に対してスロットル開度補正係数（Ｋ１，Ｋ２）の変化量が大きく、エンジン回転数（ＮＥ）が高い場合には、エンジン回転数の変化量に対してスロットル開度補正係数（Ｋ１，Ｋ２）の変化量が小さくなるように設定されている。
【００６１】
このように、Ｓ２２０で最終的なスロットル開度補正係数Ｋ３を算出すると、次にＳ２３０にて、Ｓ２００で受信した目標回転数ＮＥｍとＳ２１０で検出した実回転数ＮＥｎとの回転数差△ＮＥ（＝ＮＥｍ−ＮＥｎ）を算出し、続くＳ２４０にて、回転数差△ＮＥが、予め設定された上限値と下限値との間にあるか否かを判定する。尚、この上限値は正の値に設定されており、下限値は上限値の正負極性を反対にした負の値（−上限値）に設定されている。
【００６２】
そして、Ｓ２４０にて、回転数差△ＮＥが上限値と下限値との間にあると判定した場合には、Ｓ２５０に進んで、スロットル開度の暫定制御量Ｋ５と回転数差△ＮＥとの関係を表す図６の関数ｈに基づき、Ｓ２３０で算出した現在の回転数差△ＮＥに応じたスロットル開度の暫定制御量Ｋ５を算出し、更に続くＳ２５０にて、Ｓ２４０で算出した暫定制御量Ｋ５に、Ｓ２２０で算出したスロットル開度補正係数Ｋ３を乗じた値を、今回のスロットル開度制御量θとして設定する。尚、図６に示すように、上記Ｓ２５０でスロットル開度の暫定制御量Ｋ５を算出するために用いられる関数ｈは、回転数差△ＮＥが大きいほど、暫定制御量Ｋ５が大きな値となるように設定されている。
【００６３】
一方、上記Ｓ２４０にて、回転数差△ＮＥが上限値と下限値との間にないと判定した場合には、Ｓ２７０に移行して、回転数差△ＮＥが「０」よりも大きいか否かを判定する。そして、回転数差△ＮＥが「０」よりも大きいと判定した場合には、回転数差△ＮＥが正の上限値よりも大きいことから、Ｓ２８０に進んで、予め定められた正の最大値Ｋ６を今回のスロットル開度制御量θとして設定する。また逆に、Ｓ２７０にて、回転数差△ＮＥが「０」よりも大きくないと判定した場合には、回転数差△ＮＥが負の下限値（−上限値）よりも小さいことから、Ｓ２８５に移行して、上記最大値Ｋ６の正負極性を反対にした負の値（−Ｋ６）を、今回のスロットル開度制御量θとして設定する。
【００６４】
そして、上記Ｓ２６０，Ｓ２８０，Ｓ２８５のうちの何れかを実行した後、Ｓ２９０に進んで、現在記憶しているスロットル開度θｎに上記Ｓ２６０，Ｓ２８０，Ｓ２８５のうちの何れかで設定したスロットル開度制御量θを加算して、最新のスロットル開度θｎ+1として記憶し直し、続くＳ２９５にて、スロットル弁２３の開度が今回設定した上記スロットル開度制御量θだけ変化するように、ＤＣモータ２５を駆動する。そして、このＳ２９５の処理を実行した後、当該スロットル制御処理を一旦終了する。
つまり、スロットル制御処理では、目標回転数ＮＥｍと実回転数ＮＥｎとの回転数差△ＮＥが上限値と下限値との間にある通常時には（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、回転数差△ＮＥに応じてスロットル開度の暫定制御量Ｋ５を設定し（Ｓ２５０）、更に、その暫定制御量Ｋ５を、実回転数ＮＥｎと目標回転数ＮＥｍとの各々に応じて設定したスロットル開度補正係数Ｋ１，Ｋ２により補正して、今回のスロットル開度制御量θを設定し（Ｓ２２０，Ｓ２６０）、そのスロットル開度制御量θだけスロットル弁２３の開度を変化させるようにしている（Ｓ２９５）。
【００６５】
そして、このようなスロットル制御処理が繰り返して実行されることにより、回転数差△ＮＥが「０」となるように、即ち、エンジン１の実回転数ＮＥｎがＭ／Ｇ・ＥＣＵ１７で設定された目標回転数ＮＥｍに収束するように、スロットル弁２３の開度が調節される。
【００６６】
以上のように、本実施形態のエンジンＥＣＵ１９では、エンジン１の実回転数ＮＥｎが目標回転数ＮＥｍに収束するように、スロットル弁２３の開度をフィードバック制御している。よって、エンジン１の目標回転数ＮＥｍからスロットル弁２３の目標開度への変換誤差や、エンジン１及びスロットル弁２３の個体差による影響を受けることなく、エンジン１の実回転数ＮＥｎを目標回転数ＮＥｍに正確に制御することができる。このため、目標回転数ＮＥｍに応じた必要な電力をＭ／Ｇ３により正確に発電することができるようになり、延いては、メインバッテリ１２の充放電収支を正確に管理して、メインバッテリ１２の充電不足や過充電を確実に防止することができるようになる。また、スロットル弁２３の実際の開度を検出するためのスロットルセンサを設ける必要が無いため、装置構成の簡素化及びコストの低減化を達成することもできる。
【００６７】
しかも、本実施形態のエンジンＥＣＵ１９では、図６に示した関数ｈから明らかなように、目標回転数ＮＥｍと実回転数ＮＥｎとの回転数差△ＮＥに応じてスロットル開度の暫定制御量Ｋ５を設定する際に、回転数差△ＮＥが大きい場合ほど、スロットル開度の暫定制御量Ｋ５が大きな値に設定される（Ｓ２５０）。このため、エンジン１の実回転数ＮＥｎを目標回転数ＮＥｍに収束させるための時間を短縮することができる。
【００６８】
そして更に、本実施形態のエンジンＥＣＵ１９では、上記暫定制御量Ｋ５を、そのままスロットル開度制御量θとするのではなく、エンジン１の実回転数ＮＥｎと目標回転数ＮＥｍとの各々に応じて設定したスロットル開度補正係数Ｋ１，Ｋ２により暫定制御量Ｋ５を補正して、スロットル開度制御量θを設定するようにしている（Ｓ２２０，Ｓ２６０）。このため、エンジン１の実回転数ＮＥｎを目標回転数ＮＥｍに収束させるための時間をより一層短縮することができる。
【００６９】
一方更に、本実施形態では、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７が、メインバッテリ１２の瞬時、瞬時の充放電収支が０となるようにエンジン１の目標出力（目標トルクＴＲＱｍ及び目標回転数ＮＥｍ）を設定するのではなく、図２の処理を実行することにより、所定時間内におけるメインバッテリ１２の充放電収支の積分値が０となるように、エンジン１の目標出力を設定するようにしている。よって、エンジン１の目標回転数ＮＥｍが急激に変化することが防止されて、より大きな効果を得ることができる。
【００７０】
つまり、メインバッテリ１２の瞬時、瞬時の充放電収支が０となるようにエンジン１の目標出力を設定するようにした場合には、エンジン１の目標出力は、図７の点線に例示する如く刻々と変化するメインバッテリ１２の瞬時消費電力量を補填するように設定されることとなるが、本実施形態のように、所定時間内におけるメインバッテリ１２の充放電収支の積分値が０となるようにエンジン１の目標出力を設定すれば、エンジン１の目標出力（延いては目標回転数ＮＥｍ）を図７の実線で示すように滑らかに変化させることができ、エンジンＥＣＵ１９は、エンジン１の回転数を目標回転数ＮＥｍに正確に制御し易くなる。このため、メインバッテリ１２の充放電収支を正確に管理できるようになると共に、エンジン１を図３に示した最良燃費・エミッション曲線Ｈ上で動作させることが容易となるのである。
【００７１】
尚、本第１実施形態では、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７で実行される図２の処理が、目標回転数設定手段に相当しており、回転角センサ３１とエンジンＥＣＵ１９で実行されるスロットル制御処理（図４）のＳ２１０が、回転数検出手段に相当している。また、エンジンＥＣＵ１９で実行されるスロットル制御処理のＳ２１０以外が、開度制御手段に相当しており、その中で、Ｓ２３０が回転数差算出手段に相当し、Ｓ２２０及びＳ２４０〜Ｓ２８５が制御量設定手段に相当し、Ｓ２９５が駆動手段に相当している。
【００７２】
一方、本第１実施形態では、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７が、Ｍ／Ｇ３，５の回転数ＮＭ１，ＮＭ２及び出力トルクＴＲＱ１，ＴＲＱ２からメインバッテリ１２の消費電力を求めると共に、エンジン１の目標回転数ＮＥｍ及び目標トルクＴＲＱｍから発電電力を求め、その消費電力と発電電力との差からメインバッテリ１２の充放電収支Ｐｎを推定演算するようにしているため、特別なセンサを用いる必要がないという点で有利であるが、メインバッテリ１２の充放電収支Ｐｎは、メインバッテリ１２の電圧及びメインバッテリ１２に流れる電流をセンサにより直接検出して算出するようにしても良い。
【００７３】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。本第２実施形態は、前述した第１実施形態に対して、エンジンＥＣＵ１９で実行されるスロットル制御処理が図８に示すように実行される点が異なっている。
【００７４】
そして、図８に示すように、本第２実施形態で実行されるスロットル制御処理では、第１実施形態で実行される図４のスロットル制御処理に対して、Ｓ２１５の処理が追加されていると共に、Ｓ２２０とＳ２３０の各処理に代えて、夫々、Ｓ２２５とＳ２３５の処理が実行される。
【００７５】
即ち、本第２実施形態では、Ｓ２１０にてエンジン１の実回転数ＮＥｎを検出した後、Ｓ２１５へ進み、Ｓ２１０で検出した現在の実回転数ＮＥｎと、Ｓ２００で受信した目標回転数ＮＥｍとから、当該スロットル制御処理の実行周期Ｔａ後におけるエンジン１の最良燃費・エミッション曲線Ｈ上の回転数を予測して、その回転数を仮の目標回転数ＮＥｙとして設定する。尚、本第２実施形態では、上記Ｓ２１５の処理が仮目標設定手段に相当している。
【００７６】
そして、図４のＳ２２０に代えて実行される続くＳ２２５では、Ｓ２００で受信した目標回転数ＮＥｍに応じたスロットル開度補正係数Ｋ２を算出する代わりに、図５に示した関数ｇに基づき、上記Ｓ２１５で設定した仮の目標回転数ＮＥｙに応じたスロットル開度補正係数Ｋ２を算出して、最終的なスロットル開度補正係数Ｋ３を求める。
【００７７】
そして更に、図４のＳ２３０に代えて実行される続くＳ２３５では、Ｓ２００で受信した目標回転数ＮＥｍに代えて、Ｓ２１５で設定した仮の目標回転数ＮＥｙとＳ２１０で検出した実回転数ＮＥｎとの回転数差△ＮＥ（＝ＮＥｙ−ＮＥｎ）を算出して、Ｓ２４０の処理へ進む。
【００７８】
つまり、本第２実施形態のスロットル制御処理では、エンジン１の出力が図３の最良燃費・エミッション曲線Ｈに沿って制御されることを前提に、エンジン１の現在の実回転数ＮＥｎとＭ／Ｇ・ＥＣＵ１７にて設定された目標回転数ＮＥｍとから、１演算周期Ｔａ後におけるエンジン１の最良燃費・エミッション曲線Ｈ上の回転数を予測し、その予測した仮の目標回転数ＮＥｙと実回転数ＮＥｎとの差△ＮＥが０となるようにスロットル開度制御量θを設定して、次の処理実行時に実回転数ＮＥｎが上記仮の目標回転数ＮＥｙとなるようにスロットル開度を制御するようにしている。
【００７９】
よって、このような第２実施形態のスロットル制御処理を実行するエンジンＥＣＵ１９によれば、図９の実線で示すように、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７により設定される目標回転数ＮＥｍが大きく変化した場合にも、エンジン１の実回転数ＮＥｎを最良燃費・エミッション曲線Ｈに沿って忠実且つ滑らかに変化させることができる。このため、エンジン１を常に最良な燃費及びエミッションで運転することができるようになる。
【００８０】
つまり、本第２実施形態のような予測制御を行わない場合には、エンジン１の目標回転数ＮＥｍが変化した場合の過渡時において、図９の点線で例示するように、エンジン１の実回転数ＮＥｎを最良燃費・エミッション曲線Ｈに沿って忠実に変化させることが困難となるが、本実施形態の如き予測制御を行えば、エンジン１を常に最良の運転状態で動作させることができるようになるのである。
【００８１】
［第３実施形態］
ところで、この種のハイブリッド型車両においては、エンジン１の回転数を目標回転数ＮＥｍに正確に制御することができたとしても、Ｍ／Ｇ３の個体差などにより、目標回転数ＮＥｍに応じた電力を正確に発電させることができない場合がある。また特に、エンジン１の出力が車輪１１Ｒ，１１Ｌの駆動に用いられる場合のあるＰＳＨＶ車では、走行負荷の分により発電電力が減少してしまうことがある。
【００８２】
そこで次に、常に最適な発電電力を確保できるようにした第３実施形態について説明する。
まず、本第３実施形態では、前述した第１実施形態或いは第２実施形態に対して、図１の点線で示すように、メインバッテリ１２の実際の電圧Ｖを検出するための電圧センサ３７と、メインバッテリ１２に流れる実際の電流Ｉを検出するための電流センサ３９とが追加して設けられており、両センサ３７，３９からの信号は、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７に入力されている。
【００８３】
そして、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７では、前述した図２の処理と並行して、図１０に示す処理が定期的に実行される。
ここで、図１０の処理は、図２の処理で設定されたエンジン１の目標出力（目標トルクＴＲＱｍ及び目標回転数ＮＥｍ）を補正するために実行されるものである。
【００８４】
そして、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７は、図１０の処理の実行を開始すると、まずＳ３００にて、電圧センサ３７と電流センサ３９からの信号により検出されるメインバッテリ１２の電圧Ｖ及び電流Ｉと、Ｍ／Ｇ３の回転数ＮＭ１及び出力トルクＴＲＱ１と、Ｍ／Ｇ５の回転数ＮＭ２及び出力トルクＴＲＱ２と、エンジン１の回転数ＮＥ及び出力トルクＴＲＱとに基づき、下記の式３により、メインバッテリ１２の実際の充放電収支と推定演算による充放電収支との差（以下、収支差という）△Ｐを算出する。
【００８５】
尚、下記の式３においても、前述した式１と同様に、「ＮＭ１」と「ＮＭ２」は、夫々、ロータ位置検出センサ３３，３５により検出されるＭ／Ｇ３とＭ／Ｇ５のロータ回転数であり、「ＴＲＱ１」と「ＴＲＱ２」は、夫々、当該Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７で決定されたＭ／Ｇ３とＭ／Ｇ５の制御上の出力トルクである。そして、「ＮＥ」と「ＴＲＱ」は、夫々、当該Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７で設定されたエンジン１の目標回転数と目標トルクであるが、「ＮＥ」は、回転角センサ３１により検出されたエンジン１の実回転数を、エンジンＥＣＵ１９から取得して用いるようにしても良い。また、式３により算出される収支差△Ｐは、放電（消費）の方を正としたものである。
【００８６】
【数３】
△Ｐ＝∫（Ｖ×Ｉ−（ＮＭ１×ＴＲＱ１＋ＮＭ２×ＴＲＱ２−ＮＥ×ＴＲＱ）×２×π／６０）ｄｔ …式３
つまり、Ｓ３００では、まず、メインバッテリ１２の電圧Ｖと電流Ｉとの積を、当該処理を前回実行してから今回実行するまでの時間で積分して、メインバッテリ１２の実際の充放電収支［∫（Ｖ×Ｉ）ｄｔ］を求める、充放電収支検出手段としての処理を行っている。
【００８７】
また、Ｓ３００では、式１の場合と同様に、当該処理を前回実行してから今回実行するまでの両Ｍ／Ｇ３，５による消費電力の積分値［∫（（ＮＭ１×ＴＲＱ１＋ＮＭ２×ＴＲＱ２）×２×π／６０）ｄｔ］から、当該処理を前回実行してから今回実行するまでのＭ／Ｇ３による発電電力の積分値［∫（（ＮＥ×ＴＲＱ）×２×π／６０）ｄｔ］を減じて、当該処理を前回実行してから今回実行するまでのメインバッテリ１２の充放電収支を推定演算する、充放電収支推定手段としての処理を行っている。
【００８８】
そして更に、Ｓ３００では、電圧センサ３７及び電流センサ３９からの信号に基づき算出した充放電収支［∫（Ｖ×Ｉ）ｄｔ］と、上記推定演算した充放電収∫（（ＮＭ１×ＴＲＱ１＋ＮＭ２×ＴＲＱ２−ＮＥ×ＴＲＱ）×２×π／６０）ｄｔとの差を、収支差△Ｐとして求めるようにしている。
【００８９】
そして、このように収支差△Ｐを算出した後、Ｓ３１０に進んで、算出した収支差△Ｐの絶対値が所定値Ｗ３よりも大きいか否かを判定し、所定値Ｗ３よりも大きいと判定した場合には、続くＳ３２０にて、収支差△Ｐが「０」よりも大きいか否かを判定する。そして、収支差△Ｐが「０」よりも大きいと判定した場合には、現在、充電不足状態であると判断して、Ｓ３３０に進み、エンジン１の目標トルクＴＲＱｍと目標回転数ＮＥｍを増加方向（即ち、エンジン出力を上げる方向）に補正する。尚、この補正は、図３に示した最良燃費・エミッション曲線Ｈに応じた関数ｆ１に基づき、目標トルクＴＲＱｍと目標回転数ＮＥｍを、最良燃費・エミッション曲線Ｈ上で徐々に大きい値へと変化させることにより行われる。
【００９０】
また逆に、上記Ｓ３２０にて、収支差△Ｐが「０」よりも大きくないと判定した場合には、現在、過充電状態であると判断して、Ｓ３４０に移行し、エンジン１の目標トルクＴＲＱｍと目標回転数ＮＥｍを減少方向（即ち、エンジン出力を下げる方向）に補正する。尚、この補正は、図３に示した最良燃費・エミッション曲線Ｈに応じた関数ｆ２に基づき、目標トルクＴＲＱｍと目標回転数ＮＥｍを、最良燃費・エミッション曲線Ｈ上で徐々に小さい値へと変化させることにより行われる。
【００９１】
そして、上記Ｓ３３０，Ｓ３４０の何れかを実行した後、当該処理を一旦終了する。
また、上記Ｓ３１０にて、収支差△Ｐの絶対値が所定値Ｗ３よりも大きくないと判定した場合には、エンジン１による現在の発電量が最適であると判断して、エンジン１の目標トルクＴＲＱｍと目標回転数ＮＥｍを補正することなく、そのまま当該処理を一旦終了する。
【００９２】
そして、このような図１０の処理が繰り返し実行されることにより、電圧センサ３７及び電流センサ３９からの信号に基づき算出される充放電収支と、制御情報から推定演算される充放電収との差（収支差）△Ｐが０となるように、エンジン１の目標トルクＴＲＱｍ及び目標回転数ＮＥｍが補正される。
【００９３】
従って、本第３実施形態によれば、発電機としてのＭ／Ｇ３の個体差やエンジン１に加わる走行負荷などにより、エンジン１の目標回転数ＮＥｍに応じた発電電力が得られない状況が生じても、メインバッテリ１２の充放電収支が０となるようにエンジン１の出力及びＭ／Ｇ３の発電電力を制御することができ、メインバッテリ１２の充電不足や過充電を確実に回避できるようになる。
【００９４】
［参考例］
ところで、前述した第１〜第３実施形態では、エンジンＥＣＵ１９が、エンジン１の目標回転数ＮＥｍと実回転数ＮＥｎと差が「０」となるようにスロットル開度制御量θを設定して、そのスロットル開度制御量θだけスロットル弁２３の開度を変化させるようにしているが、ここで参考例について説明する。
【００９５】
即ち、参考例のエンジンＥＣＵ１９は、前述した図４或いは図８のスロットル制御処理に代えて、図１１に示すスロットル制御処理を所定時間Ｔａ毎に実行している。また更に、参考例のエンジンＥＣＵ１９は、図１１のスロットル制御処理と交互に、図１２に示すスロットル開度補正処理を実行している。
【００９６】
そして、図１１に示すように、エンジンＥＣＵ１９がスロットル制御処理の実行を開始すると、まずＳ４００にて、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７からエンジン１の目標トルクＴＲＱｍと目標回転数ＮＥｍを受信し、続くＳ４１０にて、当該エンジンＥＣＵ１９内の図示しないＥＥＰＲＯＭに予め記憶された開度マップから、Ｓ４００で受信した目標トルクＴＲＱｍ及び目標回転数ＮＥｍに対応したスロットル開度θｎを読み出す。
【００９７】
尚、上記開度マップは、エンジン１の目標トルク及び目標回転数と、その目標トルク及び目標回転数を得るためのスロットル開度との関係をデータ化した３次元マップであり、エンジン１及びスロットル弁２３の特性に応じて予め設定されている。
【００９８】
そして、続くＳ４２０にて、スロットル弁２３の開度がＳ４１０で読み出したスロットル開度θｎとなるようにＤＣモータ２５を駆動して、その後、当該スロットル制御処理を一旦終了する。
一方、図１２に示すように、エンジンＥＣＵ１９がスロットル開度補正処理の実行を開始すると、まずＳ５００にて、回転角センサ３１からの信号に基づき、エンジン１の現在の実回転数ＮＥｎを検出する。
【００９９】
そして、次のＳ５１０にて、上記Ｓ４００で受信したエンジン１の目標回転数ＮＥｍを読み込み、続くＳ５２０にて、Ｓ５１０で読み込んだ目標回転数ＮＥｍとＳ５００で検出した実回転数ＮＥｎとの回転数差△ＮＥ（＝ＮＥｍ−ＮＥｎ）を算出する。
【０１００】
そして、続くＳ５３０にて、回転数差△ＮＥの絶対値が所定値Ｋ７よりも大きいか否かを判定し、所定値Ｋ７よりも大きいと判定した場合には、Ｓ５４０に進んで、回転数差△ＮＥが「０」よりも大きいか否かを判定する。
ここで、Ｓ５４０にて、回転数差△ＮＥが「０」よりも大きいと判定した場合には、スロットル制御処理（図１１）のＳ４１０で開度マップから今回読み出したスロットル開度θｎが小さすぎると判断して、Ｓ５５０に進み、このＳ５５０にて、今回読み出したスロットル開度θｎに所定開度△θ（＞０）を加算し、その加算後のスロットル開度（θｎ＋△θ）を、スロットル開度θｎとして更新記憶する。つまり、ＥＥＰＲＯＭに記憶された開度マップの構成データのうち、今回読み出したスロットル開度θｎの値を増量補正して書き換えるのである。そして、その後、当該スロットル開度補正処理を一旦終了する。
【０１０１】
また逆に、Ｓ５４０にて、回転数差△ＮＥが「０」よりも大きくないと判定した場合には、スロットル制御処理（図１１）のＳ４１０で開度マップから今回読み出したスロットル開度θｎが大きすぎると判断して、Ｓ５６０に移行し、このＳ５６０にて、今回読み出したスロットル開度θｎから所定開度△θ（＞０）を減算し、その減算後のスロットル開度（θｎ−△θ）を、スロットル開度θｎとして更新記憶する。つまり、ＥＥＰＲＯＭに記憶された開度マップの構成データのうち、今回読み出したスロットル開度θｎの値を減量補正して書き換えるのである。そして、その後、当該スロットル開度補正処理を一旦終了する。
【０１０２】
一方、上記Ｓ５３０にて、回転数差△ＮＥの絶対値が所定値Ｋ７よりも大きくないと判定した場合には、Ｓ５４０〜Ｓ５６０の処理を行わず、そのまま当該スロットル開度補正処理を一旦終了する。
つまり、本参考例のエンジンＥＣＵ１９では、ＥＥＰＲＯＭ内の開度マップから目標トルクＴＲＱｍ及び目標回転数ＮＥｍに応じたスロットル開度θｎを読み出し、その読み出したスロットル開度θｎにスロットル弁２３を制御するのであるが、特に、ＥＥＰＲＯＭに開度マップとして記憶されたスロットル開度を、目標回転数ＮＥｍと実回転数ＮＥｎとの差△ＮＥに応じて、その差△ＮＥが０となるように補正するようにしている。
【０１０３】
このため、本参考例のエンジンＥＣＵ１９によっても、図１３に示す如く、エンジン１の実回転数ＮＥｎが目標回転数ＮＥｍに収束するようにスロットル弁２３の開度が制御されることとなり、エンジン１及びスロットル弁２３の個体差などの影響を受けることなく、エンジン１の回転数を目標回転数ＮＥｍに正確に制御することができる。このため、目標回転数ＮＥｍに応じた必要な電力をＭ／Ｇ３により正確に発電することができるようになり、延いては、メインバッテリ１２の充放電収支を正確に管理して、メインバッテリ１２の充電不足や過充電を確実に防止することができるようになる。
【０１０５】
尚、上記参考例では、開度マップがＥＥＰＲＯＭに記憶されているが、開度マップを記憶しておく記憶媒体としては、データの書き換えが可能で且つ不揮発性であれば、他のメモリを用いることができる。
［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。本第４実施形態は、前述した第１〜第３実施形態及び参考例に対し、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７にて、図１４に示す異常検出処理が定期的に実行される点が異なっている。尚、本第４実施形態においても、前述した第３実施形態と同様に、メインバッテリ１２の電圧Ｖを検出するための電圧センサ３７と、メインバッテリ１２に流れる電流Ｉを検出するための電流センサ３９とが設けられており、両センサ３７，３９からの信号が、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７に入力されている。
【０１０６】
図１４に示すように、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７が異常検出処理の実行を開始すると、まずＳ６００にて、電圧センサ３７と電流センサ３９からの信号により検出されるメインバッテリ１２の電圧Ｖ及び電流Ｉと、エンジン１の回転数ＮＥ及び出力トルクＴＲＱとに基づき、下記の式４により、メインバッテリ１２の実際の充電電力と、エンジン１により発電機として駆動されるＭ／Ｇ３の発電電力との電力差△Ｐ’を算出する。
【０１０７】
尚、下記の式４においても、前述した式１及び式３と同様に、「ＮＥ」と「ＴＲＱ」は、夫々、当該Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７で設定されたエンジン１の目標回転数と目標トルクであり、エンジン１の出力が全てＭ／Ｇ３の発電電力に変換されるものと仮定している。そして、式４における「ＮＥ」としては、回転角センサ３１により検出されたエンジン１の実回転数を、エンジンＥＣＵ１９から取得して用いるようにしても良い。また、式４における「Ｉ」は、メインバッテリ１２の充電方向の電流である。
【０１０８】
【数４】
△Ｐ’＝Ｖ×Ｉ−２×π×ＴＲＱ×ＮＥ／６０ …式４
つまり、Ｓ６００では、まず、メインバッテリ１２の電圧Ｖと充電方向の電流Ｉとの積（Ｖ×Ｉ）を求めることによりメインバッテリ１２の実際の充電電力を検出する、電力検出手段としての処理を行っている。
【０１０９】
また、Ｓ６００では、Ｍ／Ｇ３を発電駆動するエンジン１の目標出力（目標トルク及び目標回転数）からＭ／Ｇ３の発電電力［２×π×ＴＲＱ×ＮＥ／６０］を推定演算する、電力推定手段としての処理を行っている。
そして更に、Ｓ６００では、上記充電電力［Ｖ×Ｉ］と発電電力［２×π×ＴＲＱ×ＮＥ／６０］との差を、電力差△Ｐ’として求めるようにしている。
【０１１０】
そして、このように電力差△Ｐ’を算出した後、Ｓ６１０に進んで、上記電力差△Ｐ’の絶対値が所定値Ｋ８よりも大きいか否かを判定し、所定値Ｋ８よりも大きければ、Ｍ／Ｇ３に異常が発生したと判断して、Ｓ６２０に進む。そして、このＳ６２０にて、Ｍ／Ｇ３の動作を停止させると共に、エンジン１の目標トルクＴＲＱｍ及び目標回転数ＮＥｍを強制的に「０」に設定して、エンジンＥＣＵ１９にエンジン１の動作を停止させる。そして、その後、当該異常検出処理を一旦終了する。
【０１１１】
一方、上記Ｓ６１０にて、電力差△Ｐ’の絶対値が所定値Ｋ８よりも大きくないと判定した場合には、Ｓ６２０の処理を行うことなく、そのまま当該異常検出処理を一旦終了する。
このような図１４の異常検出処理を実行する本第４実施形態によれば、発電機として動作するＭ／Ｇ３の実際の発電電力が過小または過大であるといった異常を確実に検出して、エンジン１及びＭ／Ｇ３の動作を停止させることができるため、充電異常に伴うメインバッテリ１２の劣化を防止できると共に、Ｍ／Ｇ３の回転異常に伴う車両への悪影響を未然に防止することができる。特に、本実施形態によれば、前述したようにエンジン１の回転数を目標回転数ＮＥｍに正確に制御することができるため、上記Ｓ６００にて、Ｍ／Ｇ３の発電電力をエンジン１の目標回転数ＮＥｍに基づき正確に推定して、異常検出精度を高めることができる。
【０１１２】
尚、本第４実施形態では、異常検出処理（図１４）のＳ６１０が発電異常検出手段に相当し、Ｓ６２０が発電停止手段に相当している。
また、図１４の異常検出処理は、エンジンＥＣＵ１９が、Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ１７からメインバッテリ１２の電圧Ｖ及び電流Ｉなどの必要な情報を受信して、該エンジンＥＣＵ１９側で実行するようにしても良い。
【０１１３】
［第５実施形態］
次に、第５実施形態について説明する。本第５実施形態は、前述した第１〜第４実施形態及び参考例に対し、エンジンＥＣＵ１９にて、図１５に示す異常検出処理が定期的に実行される点が異なっている。
【０１１４】
即ち、図１５に示すように、エンジンＥＣＵ１９が異常検出処理の実行を開始すると、まずＳ７００にて、図４のＳ２００，図８のＳ２００，及び図１１のＳ４００のうちの何れかで受信したＭ／Ｇ・ＥＣＵ１７からの目標回転数ＮＥｍと、図４のＳ２１０，図８のＳ２１０，及び図１２のＳ５００のうちの何れかで検出した実回転数ＮＥｎとの回転数差△ＮＥを求めると共に、その回転数差△ＮＥの絶対値が所定値Ｋ９よりも大きいか否かを判定する。
【０１１５】
そして、回転数差△ＮＥの絶対値が所定値Ｋ９よりも大きいと判定した場合には、エンジン１に異常が発生したと判断して、Ｓ７１０に進み、エンジン１の動作を停止させる。そして、その後、当該異常検出処理を一旦終了する。
一方、上記Ｓ７００にて、回転数差△ＮＥの絶対値が所定値Ｋ９よりも大きくないと判定した場合には、Ｓ７１０の処理を行うことなく、そのまま当該異常検出処理を一旦終了する。
【０１１６】
このような図１５の異常検出処理を実行する本第５実施形態によれば、エンジン１の回転異常を確実に検出して、エンジン１の動作を停止させることができるため、車両への悪影響を未然に防止することができる。
尚、本第５実施形態では、異常検出処理（図１５）のＳ７００が機関異常検出手段に相当し、Ｓ７１０が機関停止手段に相当している。
【０１１７】
［その他］
前述した各実施形態は、エンジン１の出力が車輪１１Ｒ，１１Ｌを駆動するためにも使用されるＰＳＨＶ車に本発明を適用したものであったが、当然、本発明は、Ｍ／Ｇ５がＭ／Ｇ３及びエンジン１と切り離されて、エンジン１がＭ／Ｇ３の発電駆動だけを行うＳＨＶ車にも適用することができる。尚、ＳＨＶ車の場合には、例えば、前述した式１及び式３にて、「ＮＭ１×ＴＲＱ１」の項（つまり、Ｍ／Ｇ３による消費電力の項）を省略して、電力計算を行えば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態のハイブリッド型車両を表わす概略構成図である。
【図２】 第１実施形態のモータ／ジェネレータ制御装置にて、エンジンの目標出力を設定するために実行される処理を表すフローチャートである。
【図３】 エンジンの目標トルク及び目標回転数を設定するために用いられる最良燃費・エミッション曲線Ｈを説明する説明図である。
【図４】 第１実施形態のエンジン制御装置で実行されるスロットル制御処理を表すフローチャートである。
【図５】 エンジン回転数に応じたスロットル開度補正係数を算出するための関数ｇを説明する説明図である。
【図６】 目標回転数と実回転数との回転数差に応じたスロットル開度の暫定制御量を算出するための関数ｈを説明する説明図である。
【図７】 図２の処理の作用を説明する説明図である。
【図８】 第２実施形態のエンジン制御装置で実行されるスロットル制御処理を表すフローチャートである。
【図９】 図８の処理の作用を説明する説明図である。
【図１０】 第３実施形態のモータ／ジェネレータ制御装置にて、エンジンの目標出力を補正するために実行される処理を表すフローチャートである。
【図１１】 参考例のエンジン制御装置で実行されるスロットル制御処理を表すフローチャートである。
【図１２】 参考例のエンジン制御装置で実行されるスロットル開度補正処理を表すフローチャートである。
【図１３】 図１２の処理の作用を説明する説明図である。
【図１４】 第４実施形態のモータ／ジェネレータ制御装置で実行される異常検出処理を表すフローチャートである。
【図１５】 第５実施形態のエンジン制御装置で実行される異常検出処理を表すフローチャートである。
【符号の説明】
１…エンジン ３，５…モータ／ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）
７…遊星ギヤユニット ＣＲ…キャリア Ｒ…リングギヤ
Ｓ…サンギヤ ９…ディファレンシャルギヤ １１Ｒ，１１Ｌ…車輪
１２…メインバッテリ １３，１５…インバータ
１７…モータ／ジェネレータ制御装置（Ｍ／Ｇ・ＥＣＵ）
１９…エンジン制御装置（エンジンＥＣＵ） ２１…吸気経路
２３…スロットル弁 ２５…ＤＣモータ ２７…ＤＣ／ＤＣコンバータ
２９…サブバッテリ ３１…回転角センサ
３３，３５…ロータ位置検出センサ ３７…電圧センサ
３９…電流センサ

Claims (7)

1. 内燃機関により駆動される発電機と、該発電機により充電されるバッテリと、該バッテリに充電された電力或いは前記発電機からの電力により車輪を駆動するための駆動力を発生する電動機と、を有したハイブリッド型車両に用いられ、
   少なくとも前記バッテリの充電状態に応じて、前記内燃機関の目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、
   前記内燃機関の吸入空気量を調節するスロットル弁の開度を、該内燃機関の回転数が前記目標回転数設定手段により設定された目標回転数となるように制御する開度制御手段と、
   を備えたハイブリッド型車両用内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の実際の回転数を検出する回転数検出手段を備え、
   前記開度制御手段は、
   前記目標回転数設定手段により設定された目標回転数と前記回転数検出手段により検出された回転数との差を算出する回転数差算出手段と、
   該回転数差算出手段により算出される差が０となるように、前記スロットル弁の暫定制御量を設定すると共に、その暫定制御量を、前記回転数検出手段により検出された前記内燃機関の実際の回転数と、前記目標回転数設定手段により設定された前記内燃機関の目標回転数とに応じて補正することにより前記スロットル弁の制御量を設定する制御量設定手段と、
   前記スロットル弁の開度を前記制御量設定手段により設定された制御量だけ変化させる駆動手段とからなること、
   を特徴とするハイブリッド型車両用内燃機関の制御装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド型車両用内燃機関の制御装置において、
   前記制御量設定手段は、
   前記回転数差算出手段により算出された差に応じて、該差が大きい場合ほど前記暫定制御量を大きな値に設定するよう構成されていること、
   を特徴とするハイブリッド型車両用内燃機関の制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のハイブリッド型車両用内燃機関の制御装置において、
   前記目標回転数設定手段は、
   前記内燃機関について予め定められた出力特性を表す特性線上の回転数を、前記内燃機関の目標回転数として設定するよう構成されており、
   前記開度制御手段は、
   所定時間毎に動作するよう構成されていると共に、
   前記回転数検出手段により現在検出されている回転数と前記目標回転数設定手段により設定された目標回転数とから、前記所定時間後における前記内燃機関の前記特性線上の回転数を予測し、その回転数を仮の目標回転数として設定する仮目標設定手段を備え、
   更に、前記回転数差算出手段は、
   前記仮目標設定手段により設定された仮の目標回転数と前記回転数検出手段により検出された回転数との差を算出するよう構成されたこと、
   を特徴とするハイブリッド型車両用内燃機関の制御装置。
4. 請求項１ないし請求項３の何れかに記載のハイブリッド型車両用内燃機関の制御装置において、
   前記目標回転数設定手段は、
   所定時間内における前記バッテリの充放電収支の積分値が０となるように、前記内燃機関の目標回転数を設定するよう構成されていること、
   を特徴とするハイブリッド型車両用内燃機関の制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４の何れかに記載のハイブリッド型車両用内燃機関の制御装置において、
   前記目標回転数設定手段は、
   前記バッテリの電圧及び前記バッテリに流れる電流から、前記バッテリの充放電収支を検出する充放電収支検出手段と、
   前記発電機の発電電力と前記電動機の消費電力とから、前記バッテリの充放電収支を推定する充放電収支推定手段とを備え、
   前記充放電収支検出手段により検出された充放電収支と前記充放電収支推定手段により推定された充放電収支との差が０となるように、前記内燃機関の目標回転数を補正するよう構成されていること、
   を特徴とするハイブリッド型車両用内燃機関の制御装置。
6. 請求項１ないし請求項５の何れかに記載のハイブリッド型車両用内燃機関の制御装置において、
   前記バッテリに充電されている実際の電力を検出する電力検出手段と、
   前記発電機の発電電力を推定する電力推定手段と、
   前記電力検出手段により検出された電力と前記電力推定手段により推定された発電電力との差の絶対値が所定値以上である場合に、異常が発生したと判定する発電異常検出手段と、
   該発電異常検出手段により異常が発生したと判定されると、前記内燃機関及び前記発電機の動作を停止させる発電停止手段と、
   を備えたことを特徴とするハイブリッド型車両用内燃機関の制御装置。
7. 請求項１ないし請求項６の何れかに記載のハイブリッド型車両用内燃機関の制御装置において、
   前記目標回転数設定手段により設定された目標回転数と前記回転数検出手段により検出された回転数との差の絶対値が所定値以上である場合に、異常が発生したと判定する機関異常検出手段と、
   該機関異常検出手段により異常が発生したと判定されると、少なくとも前記内燃機関の動作を停止させる機関停止手段と、
   を備えたことを特徴とするハイブリッド型車両用内燃機関の制御装置。

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