JP3843087B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関およびモータを駆動源とするハイブリッド車両の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の制御装置として、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。この車両では、内燃機関の吸気弁および排気弁は、吸気カムおよび排気カムによって駆動される作動モードと、閉弁位置で休止する休止モードによって動作可能に構成されている。また、モータは、内燃機関のクランク軸に直結されるとともに、駆動輪に接続されており、車両の減速時における駆動輪の回転エネルギを用いて発電できるように構成されている。発電された電気エネルギは、モータに電気エネルギを供給するバッテリに充電(回生)される(以下、このような回生を「減速回生」という)。
【0003】
この制御装置では、ブレーキが踏み込まれ且つスロットル弁が全閉状態のときなどには、車両が減速状態にあるとして、減速回生および減速フューエルカット(以下「F/C」という)を行うとともに、吸・排気弁を休止モードに設定し、閉弁位置に保持する。このように吸・排気弁を閉弁位置に保持した状態で減速回生を行うのは、次の理由による。すなわち、F/C中に、吸・排気弁を作動させると、スロットル弁の全閉状態において外気が弁を介して吸入され、吸入した外気の圧縮および排気が行われることによって、ピストンの上下運動に伴って生じる内燃機関側のトルク抵抗(以下「エンジンフリクション」という)が大きくなる。このエンジンフリクションは、内燃機関に直結されたモータに回転抵抗として作用し、その分、減速回生による回生量が減少するので、吸・排気弁を休止モードに設定することで、この減少分をできるだけ抑制するためである。
【0004】
また、この制御装置では、車両が減速状態にあると判定された場合において、バッテリの残存容量が所定値よりも大きいときには、減速回生が行えないとして、吸・排気弁を作動モードで作動させながら、F/Cが実行される。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−242718号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の制御装置では、上記のように、減速運転時、バッテリの残存容量が所定値よりも大きいときには、吸・排気弁を作動させながら、F/Cが実行される。しかし、その場合には、エンジンフリクションが大きくなることによって、駆動輪の回転、すなわち車速が急激に落ち込むので、良好なドライバビリティーを確保できない。このような不具合を解消するために、例えば車速が所望の減少度合になるようにモータの駆動力でアシストすることが考えられる。しかし、その場合には、急激に落ち込もうとする駆動輪の回転を補うようにモータを駆動する必要があるため、多量の電気エネルギが消費され、バッテリの残存容量が小さくなる。それにより、モータによる車両の駆動期間が短くなるので、燃費が悪化してしまう。
【0007】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、車両の減速時に、最小限のモータのアシストトルクによって車両を徐々に減速させることができ、それにより、良好なドライバビリティーを確保しながら、燃費を向上させ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を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項1による発明は、内燃機関3およびモータ4によって駆動輪6を駆動するとともに、内燃機関3の停止中に駆動輪6に対する抵抗として作用するエンジンフリクションTQEFCCALを変更可能なフリクション可変機構(実施形態における(以下本項において同じ)動弁機構21)を有するハイブリッド車両(車両V)の制御装置1であって、車両の運転状態を検出する運転状態検出手段(ECU2、吸気管内絶対圧センサ54、クランク角センサ58、車速センサ59、アクセル開度センサ60)と、検出された車両の運転状態が所定の運転状態にあるときに、内燃機関3への燃料の供給を停止するフューエルカットを実行するフューエルカット実行手段(ECU2、図7のステップ10、図10のステップ43)と、内燃機関3およびモータ4を含む駆動系に要求される要求トルクTREQを算出する要求トルク算出手段(ECU2、図7のステップ1)と、フューエルカット中において、車両の運転状態が所定の減速状態にあるときに、算出された要求トルクTREQに応じて、フリクション可変機構を介して、エンジンフリクションTQEFCCALを制御するフリクション制御手段(ECU2、図12のステップ62〜74)と、フリクション制御手段によるエンジンフリクションTQEFCCALの制御中に、車両の減速度合を調整するための、駆動輪に対して正のトルクとして作用する減速時用アシストトルクTQMOTREQを出力するようにモータ4を制御するモータ制御手段(ECU2、図18のステップ83,103)と、を備えることを特徴とする。
【0009】
このハイブリッド車両の制御装置によれば、検出された車両の運転状態が所定の運転状態にあるときに、内燃機関への燃料の供給を停止するフューエルカットを実行し、内燃機関およびモータを含む駆動系に要求される要求トルクを算出するとともに、フューエルカット中において、車両が所定の減速状態にあるときに、算出された要求トルクに応じて、エンジンフリクションが制御される。また、エンジンフリクションの制御中に、車両の減速度合を調整するための、駆動輪に対して正のトルクとして作用する減速時用アシストトルクを出力し、減速時アシストを実行するようにモータが制御される。このため、例えば、エンジンフリクションを、要求トルクが小さいほど、より大きくなるように制御することによって、車両の減速時におけるフューエルカット中に、駆動系に要求されるトルクに応じたエンジンフリクションを駆動輪に対する制動力として利用することにより、駆動輪の回転を徐々に減少させることができる。また、それに応じて、車両の減速度合を調整するのに必要なモータのトルクを低減することができる。以上により、車両を徐々に減速させながら、モータによる車両の駆動期間を延ばせるので、良好なドライバビリティーを確保しながら、燃費を向上させることができる。
【0010】
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の制御装置1において、車両は、モータ4に電気エネルギを供給する蓄電装置(バッテリ7)をさらに備え、モータ4は、駆動輪6の回転エネルギを用いて蓄電装置に回生可能に構成されており、蓄電装置の残存容量(バッテリ残存容量QBAT)を検出する残存容量検出手段(ECU2、電流電圧センサ51)をさらに備え、モータ制御手段は、検出された残存容量が所定値(第1判定値QBATHYH,第2判定値QBATHYL)よりも大きいときに、モータに減速時用アシストトルクTQMOTREQを出力させる(ECU2、図11のステップ53〜57、図18のステップ103)ことを特徴とする。
【0011】
この構成によれば、フューエルカット中でかつ車両の運転状態が所定の減速状態にある場合において、モータに電気エネルギを供給する蓄電装置の残存容量が所定値よりも大きいときに、モータに減速時用アシストトルクを出力させる。これにより、蓄電装置の残存容量に十分に余裕がある場合に、モータの減速時アシストを実行することによって、これを適切に行うことができる。
【0012】
請求項3に係る発明は、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1において、フリクション可変機構は、内燃機関3の吸気弁(第1吸気弁IV1、第2吸気弁IV2)および排気弁EVの開閉タイミングおよびリフト量の少なくとも一方を変更可能な可変動弁機構(動弁機構21)であることを特徴とする。
【0013】
このような可変動弁機構は、内燃機関の出力特性や燃費の向上を図るために、内燃機関に設けられるものである。この可変動弁機構では、吸気弁および排気弁の開閉タイミングやリフト量が変わるのに応じて、エンジンフリクションが変化する。したがって、本発明によれば、そのような既存の可変動弁機構をフリクション可変機構として利用することによって、格別の機構を設けることなく、エンジンフリクションを制御でき、それにより、制御装置のコストを抑制することができる。
【0014】
請求項4に係る発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置1において、フリクション制御手段で制御されたエンジンフリクションTQEFCCALに応じて、減速時用アシストトルクTQMOTREQを決定する減速時用アシストトルク決定手段(ECU2、図18のステップ103)をさらに備えることを特徴とする。
【0015】
この構成によれば、制御されたエンジンフリクションに応じて、車両の減速度合を調整するための減速時用アシストトルクが決定される。これにより、エンジンフリクションの大きさに合わせて、モータをきめ細かく駆動することができるので、より良好なドライバビリティーを確保しながら、モータの減速時アシストトルクを最小限に抑制し、燃費をさらに向上させることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図1は、本発明の制御装置1およびこれが適用される車両V(ハイブリッド車両)の概略構成を示している。
【0017】
車両Vは、その駆動源として、内燃機関(以下「エンジン」という)3およびモータ4を備えており、エンジン3によって駆動されるエンジン駆動モードと、モータ4によって駆動されるモータ駆動モードとに、駆動モードを切り換えて運転される。エンジン3のクランク軸3aは、モータ4と直結されており、トルクコンバータ(図示せず)を有する自動変速機5などを介して、車両Vの駆動輪6に連結されている。
【0018】
モータ4は、その駆動源であるバッテリ7(蓄電装置)に、パワードライブユニット(以下「PDU」という)20を介して接続されている。このPDU20は、インバータなどからなる電気回路で構成されている。また、モータ4は、駆動輪6の回転エネルギを用いて発電を行うジェネレータとしての機能を有している。この発電された電気エネルギは、PDU20を介してバッテリ7に充電(回生)される。さらに、モータ4は、PDU20を介してECU2に接続されている。
【0019】
バッテリ7には、電流電圧センサ51(残存容量検出手段)およびバッテリ温度センサ52が取り付けられており、この電流電圧センサ51は、バッテリ7に入出力される電流・電圧値を検出し、その検出信号をECU2に出力する。ECU2は、この検出信号に基づいて、バッテリ7の残存容量(以下「バッテリ残存容量」という)QBAT(残存容量)を算出する。バッテリ温度センサ52は、バッテリ7の温度(以下「バッテリ温度」という)TBATを検出し、その検出信号をECU2に出力する。
【0020】
エンジン3は、例えば4サイクル4気筒SOHC型ガソリンエンジンであり、図2〜図4に示すように、第1および第2の吸気弁IV1、IV2(吸気弁)と、排気弁EVを有している。これらの第1・第2吸気弁IV1、IV2および排気弁EVを駆動するために、動弁機構21(フリクション可変機構、可変動弁機構)が設けられている。なお、これらの弁IV1、IV2およびEVは、それぞれに設けられたスプリング(図示せず)によって、閉弁位置側に付勢されている。
【0021】
動弁機構21は、第1・第2吸気弁IV1,IV2および排気弁EVをそれぞれ駆動するための複数のカムを有するカムシャフト22と、対応するカムの動きを第1・第2吸気弁IV1,IV2および排気弁EVにそれぞれ伝達する第1および第2の吸気ロッカアーム23,24ならびに排気ロッカアーム25とを備えている。
【0022】
カムシャフト22は、クランク軸3aに連結されており、クランク軸3aの2回転あたり1回転の割合で回転駆動される。カムシャフト22には、第1吸気弁IV1を駆動するための第1通常吸気カム22aおよび遅閉じ吸気カム22bと、第2吸気弁IV2を駆動するための第2通常吸気カム22cと、排気弁EVを駆動するための排気カム(図示せず)が、一体に設けられている。図5に示すように、第1通常吸気カム22a、第2通常吸気カム22cおよび排気カムは、それぞれのカム位相に対して開弁および閉弁タイミングがほぼ同じになるような互いに同じカムプロフィルを有している。これに対して、遅閉じ吸気カム22bは、所定のカム位相区間にわたってフルリフト状態が維持されるとともに、第1通常吸気カム22aよりも閉弁タイミングが遅くなるようなカムプロフィルを有している。
【0023】
第1・第2吸気ロッカアーム23,24および排気ロッカアーム25は、ロッカアームシャフト26に回動自在に支持されている。このロッカアームシャフト26は、ホルダ(図示せず)に固定されており、その内部に第1〜3の油路26a〜26cが形成されている。これらの第1〜3の油路26a〜26cは、エンジン3を駆動源とするオイルポンプ(図示せず)に接続されており、各油路とオイルポンプとの間には、油圧制御弁(図示せず)が設けられている。これらの油圧制御弁は、ソレノイド弁で構成されており、ECU2による制御によって、オイルポンプから各油路への油圧の供給・停止を制御する。
【0024】
図3に示すように、第2吸気ロッカアーム24は、回動自在のアーム状の第2バルブ当接部27および第2カム当接部28を有している。第2バルブ当接部27は、一対の側壁27a,27aおよび天壁(図示せず)を有し、下側が開放された断面逆U字状に形成されており、一端部が第2吸気弁IV2の上端に当接するとともに、他端部においてロッカアームシャフト26に回動自在に支持されている。第2カム当接部28は、一端部が第2通常吸気カム22cに当接するとともに、その中央部においてロッカアームシャフト26に回動自在に支持されており、それよりも他端部側の部分が、第2バルブ当接部27の側壁27a,27a間に形成された凹部27bに対して出没自在に構成されている。
【0025】
また、第2バルブ当接部27の一方の側壁27a、第2カム当接部28、および第2バルブ当接部27の他方の側壁27aには、ロッカアームシャフト26よりも第2吸気弁IV2側の部分に、シリンダ29a〜29cがそれぞれ形成されている。これらのシリンダ29a〜29cは、第2カム当接部28が第2バルブ当接部27の凹部27cに収容されたときに、互いに連続する。また、これらのシリンダ29a〜29c内にはそれぞれ、連結ピン30〜32が摺動自在に設けられ、シリンダ29aには、これらの連結ピン30〜32を反対側のシリンダ29c側に付勢する戻しばね33が設けられている。さらに、第2バルブ当接部27の他方の側壁27aには、これに沿うように、ロッカアームシャフト26の第2油路26bとシリンダ29cを連通する油路34が形成されている。
【0026】
以上の構成により、オイルポンプの油圧が第2油路26bを介してシリンダ29cに供給されていない状態では、戻しばね33の付勢力によって、連結ピン30〜32がシリンダ29c側に位置し、連結ピン30が第2バルブ当接部27の一方の側壁27aと第2カム当接部28に、連結ピン31が第2カム当接部28と第2バルブ当接部27の他方の側壁27aに、それぞれまたがった状態で係合する(図3の状態)。これにより、第2バルブ当接部27と第2カム当接部28が連結され、第2通常吸気カム22cの動きが第2カム当接部28から第2バルブ当接部27を介して、第2吸気弁IV2に伝達される。一方、シリンダ29cに油圧が供給されると、連結ピン30〜32は、この油圧によって、戻しばね33の付勢力に抗してシリンダ29a側に移動することで、それぞれのシリンダ29a〜29c内に収容される。これにより、第2バルブ当接部27と第2カム当接部28の連結が解除され、両者27,28が互いにフリーな状態になることによって、第2通常吸気カム22cの動きは第2カム当接部28から第2バルブ当接部27には伝達されず、第2カム当接部28のみが第2通常吸気カム22cによって駆動される。
【0027】
なお、排気ロッカアーム25は、第2吸気ロッカアーム24とほぼ同様に構成されており、そのシリンダに油圧を供給するための油路(いずれも図示せず)が、第3油路26cに連通している点のみが異なっている。このため、その詳細な説明については省略する。
【0028】
図4に示すように、第1吸気ロッカアーム23は、第1吸気弁IV1に当接する第1バルブ当接部35と、第1通常吸気カム22aに当接する第1カム当接部36と、遅閉じ吸気カム22bに当接する遅閉じカム当接部37を有している。第1バルブ当接部35および第1カム当接部36はそれぞれ、前述した第2バルブ当接部27および第2カム当接部28と同様に構成されているので、同じ参照番号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。なお、同図では、図示の便宜上、第1バルブ当接部35および第1カム当接部36のハッチングを省略している。
【0029】
遅閉じカム当接部37は、その中央部においてロッカアームシャフト26に回動自在に支持されるとともに、第1吸気弁IV1と反対側の端部が遅閉じ吸気カム22bに当接している。また、第1バルブ当接部35および遅閉じカム当接部37には、ロッカアームシャフト26よりも第1吸気弁IV1側の部分に、互いに連続可能なシリンダ38a,38bがそれぞれ形成されている。これらのシリンダ38a,38b内には、連結ピン39および40が摺動自在に設けられるとともに、シリンダ38aには、これらの連結ピン39および40を遅閉じカム当接部37側に付勢する戻しばね41が設けられている。さらに、遅閉じカム当接部37には、これに沿うように、ロッカアームシャフト26の第1油路26aとシリンダ38bを連通する油路42が形成されている。
【0030】
以上の構成により、オイルポンプの油圧が第1油路26aを介してシリンダ38bに供給されていない状態では、戻しばね41の付勢力によって、連結ピン39および40は、シリンダ38a,38b内にそれぞれ収容されている(図4の状態)。これにより、第1バルブ当接部35と遅閉じカム当接部37の間が遮断され、両者35,37が互いにフリーな状態にあることによって、遅閉じ吸気カム22bの動きは、遅閉じカム当接部37から第1バルブ当接部35には伝達されず、遅閉じカム当接部37のみが遅閉じ吸気カム22bによって駆動される。一方、シリンダ38bに油圧が供給されると、連結ピン39および40が、この油圧により、戻しばね41の付勢力に抗して第1バルブ当接部側へ移動することによって、連結ピン40が第1バルブ当接部35と遅閉じカム当接部37にまたがった状態で係合し、それにより、第1バルブ当接部35と遅閉じカム当接部37の間が連結される。
【0031】
以上の構成に基づき、この動弁機構21では、図6に示すように、第1・第2吸気弁IV1,IV2および排気弁EVが、次の3つのバルブ動作モードによって駆動される。
1.通常モード
各ロッカアームへの油圧の供給を停止する。
→ 第1吸気弁IV1が第1通常吸気カム22aで、第2吸気弁IV2が第2通常吸気カム22cで、排気弁EVが排気カムで、それぞれ駆動される。
2.遅閉じモード
第1および第2の吸気ロッカアーム23,24に油圧を供給するとともに、排気ロッカアーム25への油圧の供給を停止する。
→ 第1吸気弁IV1が遅閉じ吸気カム22bで駆動され、第2吸気弁IV2が休止されるとともに、排気弁EVが排気カムで駆動される。これにより、第1吸気弁IV1の閉弁タイミングが通常モードよりも遅くなり、圧縮行程開始時のBDC(下死点)後の所定クランク角(例えば80゜)に設定される。この遅閉じモードは、燃費を向上させるために、エンジン3が主に低負荷、低回転状態にあるときに用いられる。
3.休止モード
第2吸気ロッカアーム24および排気ロッカアーム25に油圧を供給するとともに、第1吸気ロッカアーム23については、第1バルブ当接部35にのみ油圧を供給する。
→ すべての弁が休止され、閉弁位置に保持される。
【0032】
また、内燃機関3の吸気管3bには、スロットル弁8が設けられており、このスロットル弁8は、直流モータで構成されたモータ8aの回転軸に接続されている。このモータ8aに供給する駆動電流のデューティ値をECU2で制御することによって、スロットル弁8の開度が制御される。
【0033】
吸気管3bのスロットル弁8よりも下流側には、分岐管3cを介してブレーキブースタ9が接続されており、このブレーキブースタ9は、円形ゴム製のダイヤフラムなどによって構成されている。また、ブレーキブースタ9には、スロットル弁8が閉じることによって発生する負圧が供給され、この供給されたブレーキブースタ9内の負圧によって、運転者が操作したブレーキペダル(図示せず)のペダル踏み込み力が増幅される。分岐管3cには、負圧センサ53が設けられており、この負圧センサ53は、ブレーキブースタ9内の負圧(以下「マスターパワー負圧」という)MPGAを検出し、その検出信号をECU2に出力する。
【0034】
また、吸気管3bのインテークマニホールドには、各気筒の燃焼室(図示せず)に臨むように、インジェクタ10(1つのみ図示)が取り付けられている。このインジェクタ10の開弁時間である燃料噴射時間は、ECU2によって制御される。さらに、吸気管3bのスロットル弁8よりも下流側には、吸気管内絶対圧センサ54(運転状態検出手段)および吸気温センサ55が取り付けられている。吸気管内絶対圧センサ54および吸気温センサ55はそれぞれ、吸気管3b内の吸気管内絶対圧PBAおよび吸気温TAを検出し、それらの検出信号をECU2に出力する。
【0035】
また、エンジン3の本体には、エンジン水温センサ56、エンジン油温センサ57およびクランク角センサ58(運転状態検出手段)が取り付けられている。エンジン水温センサ56は、エンジン3のシリンダブロック(図示せず)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、その検出信号をECU2に出力する。エンジン油温センサ57は、エンジンオイルの温度であるエンジン油温TOILを検出し、その検出信号をECU2に出力する。クランク角センサ58は、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、エンジン3のクランク軸3aの回転に伴い、所定のクランク角度ごとに出力される。ECU2は、このCRK信号に基づき、クランク軸3aの回転数(以下「クランク軸回転数」という)NEを求める。TDC信号は、エンジン3の各気筒のピストン(いずれも図示せず)が吸気行程開始時のTDC(上死点)付近の所定クランク角度位置にあることを表す信号であり、エンジン3が4気筒タイプの本例では、クランク角180゜ごとに出力される。
【0036】
車両Vには、車速センサ59(運転状態検出手段)、アクセル開度センサ60(運転状態検出手段)、大気圧センサ61およびシフト位置センサ62が取り付けられている。車速センサ59、アクセル開度センサ60および大気圧センサ61はそれぞれ、車速VP、アクセルペダル(図示せず)の開度(以下「アクセル開度」という)AP、および大気圧PAを検出し、それらの検出信号をECU2に出力する。シフト位置センサ62は、シフトレバー(図示せず)の位置が「P(パーキング)」「R(リバース)」「N(ニュートラル)」「D(ドライブ)」「S(スポーツ)」「L(ロー)」のいずれのシフトレンジにあるかを検出して、それを表すPOSI信号をECU2に出力する。
【0037】
また、車両Vには、前述した動弁機構21の油圧制御弁などに電気エネルギーを供給する補助バッテリ(図示せず)が設けられている。この補助バッテリには、電圧センサ63が取り付けられており、この電圧センサ63は、補助バッテリの電圧VBを検出し、その検出信号をECU2に出力する。
【0038】
ECU2は、I/Oインターフェース、CPU、RAMおよびROMなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。前述した各種センサ51〜63からの検出信号はそれぞれ、I/OインターフェースでA/D変換や整形がなされた後、CPUに入力される。
【0039】
CPUは、これらの入力信号に応じて、車両Vの運転状態を判別し、判別した運転状態に応じ、ROMに記憶された制御プログラムなどに従って、駆動モードをエンジン駆動モードまたはモータ駆動モードに決定する。また、この決定結果に応じて、エンジン3およびモータ4の動作を制御するとともに、特に車両Vが所定の減速状態にあるときに、車両Vの減速度合を調整するために、エンジンフリクションおよびモータ4を後述するように制御する。なお、本実施形態では、ECU2により、運転状態検出手段、フューエルカット実行手段、要求トルク算出手段、フリクション制御手段、モータ制御手段、残存容量検出手段および減速時用アシストトルク決定手段が構成されている。
【0040】
ECU2で実行される制御の概要について述べると、駆動モードをエンジン駆動モードまたはモータ駆動モードに決定し(図7)、このモータ駆動モード中には、エンジン3への燃料の供給を停止する。また、エンジン駆動モード中には、車両Vが所定の運転状態にあるときに、エンジン3への燃料の供給を停止する(図10)。さらに、モータ駆動モード中またはエンジン駆動モード中における燃料供給の停止中において、車両Vが減速状態にあるときに、バルブ動作モードを決定し(図11および図12)、この決定によるバルブ動作モードの切換中に、車両Vの減速度合を調整するために、モータ4の減速時用アシストトルクTQMOTREQを設定する(図18および図19)。
【0041】
図7に示す駆動モードの決定処理は、所定時間(例えば10msec)ごとに実行される。まず、ステップ1では、車速VPおよびアクセル開度APに応じて、図8に示す要求トルク設定マップを検索し、エンジン3およびモータ4を含む駆動系(以下「駆動系」という)に要求されるトルクとして、要求トルクTREQを求める。
【0042】
このマップでは、要求トルクTREQは、所定の下限開度APL(例えば0゜)から所定の上限開度APH(例えば80゜)までの9つの所定のアクセル開度APに対して設定されるとともに、車速の15個の格子点に対して設定されている。なお、要求トルクTREQは、アクセル開度APがこれらの所定の開度にないとき、または車速VPがこれらの格子点にないときには、補間演算によって求められる。また、要求トルクTREQは、アクセル開度APが大きいほど、より大きな値に設定されている。さらに、アクセル開度APが下限開度APLよりも大きく、かつ車速VPが低速〜中速の範囲内にあるときには、車速VPが高いほどより大きな値に設定されるとともに、車速VPがそれよりも高速側にあるときには、車速VPに関わらず、一定の値に設定されている。これは、車速VPが高速状態にあるときには、車両Vの走行エネルギが非常に大きいので、運転者の加速要求がない限り、すなわちアクセルペダルの踏み込みがない限り、駆動輪6のトルクをそれ以上大きくする必要がないためである。
【0043】
さらに、要求トルク設定マップでは、要求トルクTREQは、アクセル開度APが下限開度APLのときには、車速VPに応じて次のように設定されている。すなわち、車速VPが値0のときに値0に設定され、車速VPが値0から第1所定値VPα(例えば20km/h)までの範囲では、車速VPが大きいほど絶対値がより大きな負値として設定されるとともに、車速VPが第1所定値VPαから第2所定値VPβ(例えば90km/h)の範囲では、車速VPが大きいほど絶対値がより小さな負値として設定され、車速VPが第1所定値VPαのときに最小値TREQα(例えば−5kgf・m)に設定されている。また、要求トルクTREQは、車速VPが第2所定値VPβよりも大きい範囲では、車速VPが大きいほどより大きな正値として設定されている。これは、車速VPが第2所定値VPβよりも大きいときに、要求トルクTREQを負の値に設定すると、ドライバビリティーが悪化するおそれがあるためである。
【0044】
次いで、ステップ2では、求めた要求トルクTREQが、所定の下限値TREQL(例えば−20kgf・m)および上限値TREQH(例えば10kgf・m)で規定される所定の範囲内にあるか否かを判別する。この答がNOのときには、ダウンカウント式の切換タイマのタイマ値TINHEVを所定の待機時間TMINHEV(例えば500msec)にセットする(ステップ3)とともに、要求トルクTREQが車両Vをモータ4で駆動するのに適した範囲にないとして、駆動モードをエンジン駆動モードに決定し、そのことを表すために、モータ駆動モードフラグF_EVFCを「0」にセットし(ステップ4)、本処理を終了する。
【0045】
前記ステップ2の答がYESで、要求トルクTREQがその所定の範囲内にあるときには、エンジン停止許可フラグF_CSOKが「1」であるか否かを判別する(ステップ5)。このエンジン停止許可フラグF_CSOKは、エンジン3の運転を停止し、バルブ動作モードを休止モードに決定することを許可したときに「1」にセットされるものであり、具体的には、図9に示すエンジン停止条件判定処理においてセットされる。まず、ステップ21および22ではそれぞれ、吸気温TAが、所定の上限温度TADCSH(例えば50℃)および下限温度TADCSL(例えば−10℃)で規定される所定の範囲内にあるか否か、およびエンジン水温TWが、所定の上限水温TWDCSH(例えば90℃)および下限水温TWDCSL(例えば−10℃)で規定される所定の範囲内にあるか否かを判別する。
【0046】
これらの答のいずれかがNOのときには、エンジン3の停止を禁止し、そのことを表すためにエンジン停止許可フラグF_CSOKを「0」にセットし(ステップ23)、本処理を終了する。その理由は、吸気温TAまたはエンジン水温TWが高すぎたり、低すぎる場合に、エンジン3を停止すると、その後、エンジン3の運転を再開したときに、運転状態が不安定になるためである。
【0047】
一方、前記ステップ21および22の答のいずれもがYESで、吸気温TAおよびエンジン水温TWが、それぞれの所定の範囲内にあるときには、大気圧PAが所定の下限値PADCS(例えば650mmHg)以上であるか否かを判別する(ステップ24)。この答がNOのときには、エンジン3の停止を禁止し、前記ステップ23を実行し、本処理を終了する。これは、大気圧PAが低すぎると、マスターパワー負圧MPGAを確保しにくいので、エンジン3を運転して、これを十分に確保するためである。
【0048】
一方、ステップ24の答がYESで、PA≧PADCSのときには、補助バッテリの電圧VBが所定の下限値VBDCS(例えば10V)以上であるか否かを判別する(ステップ25)。この答がNOのときには、エンジン3の停止を禁止し、前記ステップ23を実行し、本処理を終了する。これは、補助バッテリの電圧VBが低すぎると、動弁機構21の油圧制御弁を適切に作動させることができず、休止モードへの切換を適切に行うことができないためである。
【0049】
一方、ステップ25の答がYESで、VB≧VBDCSのときには、エンジン油温TOILが、所定の上限油温TOILDCSH(例えば90℃)および下限油温TOILDCSL(例えば−10℃)で規定される所定の範囲内にあるか否かを判別する(ステップ26)。この答がNOのときには、エンジン3の停止を禁止し、前記ステップ23を実行し、本処理を終了する。これは、エンジン油温TOILが高すぎるか、または低すぎると、上記ステップ25の場合と同様、動弁機構21を適切に作動させることができず、休止モードへの切換を適切に行うことができないためである。
【0050】
一方、ステップ26の答がYESで、エンジン油温TOILが所定の範囲内にあるときには、ステップ27および28においてそれぞれ、インギアフラグF_ATNPが「1」であるか否か、およびリバースフラグF_ATPRが「1」であるか否かを判別する。これらの答のいずれもがYESで、シフトレバーが「N」、「P」または「R」のシフト位置にあるときには、エンジン3の停止を禁止し、前記ステップ23を実行し、本処理を終了する。これは、その後の発進や後進のために、エンジン3によって大きなトルクを確保するためである。
【0051】
一方、ステップ27および28の答のいずれもがNOで、シフトレバーの位置が「N」、「P」および「R」以外のシフト位置にあるときには、クランク軸回転数NEの今回値から前回値を減算した値である回転数変化量DNEが、所定の負の値である下限値DNEDCS(例えば−200rpm)以下であるか否かを判別する(ステップ29)。この答がYESで、クランク軸回転数NEの減少度合が非常に大きいときには、エンジン3の停止を禁止し、前記ステップ23を実行し、本処理を終了する。これは、クランク軸回転数NEの減少度合が非常に大きい場合に、エンジン3を停止して、車両Vをモータ4で駆動すると、駆動系の回転が停止するおそれがあるためである。
【0052】
一方、ステップ29の答がNOで、DNE>DNEDCSのときには、バッテリ温度TBATが、所定の上限温度TBATDCSH(例えば45℃)および下限温度TBATDCSL(例えば5℃)で規定される所定の範囲内にあるか否かを判別する(ステップ30)。この答がNOのときには、エンジン3の停止を禁止し、前記ステップ23を実行し、本処理を終了する。これは、バッテリ温度TBATが高すぎたり、低すぎると、バッテリ7が正常に作動しないことで、モータ4で車両Vを適切に駆動できないおそれがあるためである。
【0053】
一方、ステップ30の答がYESで、バッテリ温度TBATが所定の範囲内にあるときには、クランク軸回転数NEが所定の上限値NDCSH(例えば3000rpm)よりも小さいか否かを判別する(ステップ31)。この答がNOのときには、エンジン3の停止を禁止し、前記ステップ23を実行し、本処理を終了する。これは、クランク軸回転数NEが高すぎると、動弁機構21に供給される油圧が高くなりすぎることで、休止モードへの切換を適切に行うことができないおそれがあるためである。なお、この上限値NDCSHは、所定のヒステリシス付きの値として設定されている。
【0054】
一方、ステップ31の答がYESで、NE<NDCSHのときには、マスターパワー負圧MPGAが、負値である所定の上限負圧MPDCS(例えば−300mmHg)以下であるか否かを判別する(ステップ32)。この答がNOのときには、エンジン3の停止を禁止し、前記ステップ23を実行し、本処理を終了する。これは、マスターパワー負圧MPGAが十分でないので、エンジン3を運転して、これを十分に確保するためである。
【0055】
一方、ステップ32の答がYESで、MPGA≦MPDCSのときには、エンジン3の停止を許可し、そのことを表すために、エンジン停止許可フラグF_CSOKを「1」にセットし(ステップ33)、本処理を終了する。
【0056】
図7に戻り、前記ステップ5の答がNOで、F_CSOK=0、すなわちエンジン3の停止が禁止されているときには、車両Vをモータで駆動しないものとし、前記ステップ3以降を実行し、本処理を終了する。一方、前記ステップ5の答がYESのときには、ステップ6〜8においてそれぞれ、車速VPが、所定の上限車速VPEVH(例えば80km/h)および下限車速VPEVL(例えば20km/h)で規定される所定の範囲内にあるか否か、クランク軸回転数NEが、所定の上限回転数NEEVH(例えば1800rpm)および下限回転数NEEVL(例えば900rpm)で規定される所定の範囲内にあるか否か、およびバッテリ残存容量QBATが、所定の上限値QBATEVH(例えば80%)および下限値QBATEVL(例えば20%)で規定される所定の範囲内にあるか否かを判別する。これらの答のいずれかがNOのときには、これらのパラメータのうちの少なくとも1つが車両Vをモータで駆動するのに適した範囲にないとして、前記ステップ3以降を実行し、本処理を終了する。
【0057】
一方、前記ステップ6〜8の答がいずれもYESのときには、前記ステップ3でセットした切換タイマのタイマ値TINHEVが値0であるか否かを判別する(ステップ9)。この答がNOで、前記ステップ2〜8の条件が成立してから、待機時間TMINHEVが経過していないときには、前記ステップ4を実行し、本処理を終了する。一方、ステップ9の答がYESで、TINHEV=0のときには、駆動モードをモータ駆動モードに決定し、そのことを表すために、モータ駆動モードフラグF_EVFCを「1」にセットし(ステップ10)、本処理を終了する。
【0058】
以上のように、前記ステップ2〜8の条件がすべて成立した後、待機時間TMINHEVが経過するのを待って、駆動モードをモータ駆動モードに決定するので、モータ駆動モードへの切換が頻繁に行われるのを回避することができる。また、このモータ駆動モードへの駆動モードの決定に伴って、エンジン3への燃料供給を停止(以下「モータ駆動時F/C」という)して、エンジン3を停止するとともに、バルブ動作モードが原則として休止モードに決定される。
【0059】
次いで、エンジン駆動モード中において、燃料供給の停止(以下「減速時F/C」という)の実行条件が成立しているか否かを判定する処理について、図10を参照しながら説明する。本処理は所定時間(例えば10msec)ごとに実行される。
【0060】
まず、ステップ41では、アクセル開度APが所定のアイドル開度APIDLE(例えば1.5゜)よりも大きいか否かを判別する。この答がNOで、AP≦APIDLEのときには、クランク軸回転数NEが、所定の第1しきい値NTHFC(例えば2500rpm)よりも大きいか否かを判別する(ステップ42)。この答がYESで、アクセル開度APがほぼ全閉位置にあり、かつクランク軸回転数NEが十分に高いときには、減速時F/Cの実行条件が成立しているとして、減速時F/Cを許可し、そのことを表すために、減速時F/C許可フラグF_DECFCを「1」にセットし(ステップ43)、本処理を終了する。
【0061】
一方、前記ステップ42の答がNOで、NE≦NTHFCのときには、エンジンストールを防止するために、減速時F/Cを禁止し、そのことを表すために、減速時F/C許可フラグF_DECFCを「0」にセットし(ステップ44)、本処理を終了する。
【0062】
一方、前記ステップ41の答がYESで、AP>APIDLEのときには、吸気管内絶対圧PBAが、所定のしきい値PBFC(例えば140mmHg)よりも小さいか否かを判別する(ステップ45)。この答がYES、すなわちエンジン3の負荷が低いときには、クランク軸回転数NEが、所定の第2しきい値NPBFC(例えば2000rpm)よりも大きいか否かを判別する(ステップ46)。
【0063】
この答がYESのときには、エンジン3の負荷が低いのに対して、クランク軸回転数NEが比較的大きいことにより、減速時F/Cの実行条件が成立しているとして、前記ステップ43を実行し、本処理を終了する。一方、前記ステップ45または46の答がNOのとき、すなわち、エンジン3が中〜高負荷にあるか、またはクランク軸回転数NEがそれほど大きくないときには、減速時F/Cを禁止し、前記ステップ44を実行し、本処理を終了する。以上のように減速時F/C許可フラグF_DECFCが「1」にセットされるのに伴って、減速時F/Cが実行される。
【0064】
次いで、モータ駆動モード中またはエンジン駆動モード中における燃料供給の停止中(モータ駆動時F/C中または減速時F/C中)のバルブ動作モードを決定する処理について、図11および図12を参照しながら説明する。本処理は所定時間(例えば10msec)ごとに実行される。まず、上述した減速時F/C許可フラグF_DECFCが「1」であるか否か(ステップ51)、および図7の処理でセットしたモータ駆動モードフラグF_EVFCが、「1」であるか否か(ステップ52)をそれぞれ判別する。これらの答がいずれもNO、すなわち、減速時F/C中およびモータ駆動時F/C中のいずれでもないときには、そのまま本処理を終了する。
【0065】
前記ステップ51および52の答のいずれかがYES、すなわち減速時F/C中またはモータ駆動時F/C中のときには、ステップ53において、バッテリ残存容量QBATが、所定の第1判定値QBATHYH(例えば80%)(所定値)よりも大きいか否かを判別する。この答がNOのときには、バッテリ残存容量QBATが、所定の第2判定値QBATHYL(<QBATHYH、例えば70%)(所定値)よりも小さいか否かを判別する(ステップ54)。この答がYESのときには、残存容量ヒス(ヒステリシス)フラグF_QBATHYSを「0」にセットし(ステップ55)、そのまま本処理を終了する。
【0066】
一方、上記ステップ53の答がYESで、QBAT>QBATHYHのときには、残存容量ヒスフラグF_QBATHYSを「1」にセットし(ステップ56)、ステップ58に進む。一方、上記ステップ54の答がNOで、QBAT≧QBATHYLのときには、上記ステップ55または56においてセットした残存容量ヒスフラグF_QBATHYSが、「1」であるか否かを判別する(ステップ57)。この答がNOのときには、そのまま本処理を終了する一方、この答がYESのときには、ステップ58を実行する。
【0067】
なお、上記の第1および第2判定値QBATHYH/Lは、バッテリ残存容量QBATに十分に余裕があるか否かを判定するためのものであるとともに、ヒステリシスを設定するためのものである。すなわち、上記ステップ53〜57により、バッテリ残存容量QBATが第1判定値QBATHYHを超えると、ステップ58以降のバルブ動作モードの決定処理が行われ、その後、第2判定値QBATHYLを下回らない限り、ステップ58以降の処理が継続される。また、第2判定値QBATHYLを下回ったときには、第1判定値QBATHYHを上回らない限り、ステップ58以降の処理を実行しない状態が継続される。このようなヒステリシスの設定により、バッテリ残存容量QBATに応じたバルブ動作モードの決定処理のハンチングが防止される。
【0068】
ステップ58では、クランク軸回転数NEに応じ、図13に示すTQVSFテーブルを検索することによって、休止フリクションTQVSFを求める。この休止フリクションTQVSFは、エンジン3への燃料供給の停止中において、第1・第2吸気弁IV1,IV2などが休止モードで休止しているときに、エンジン3のピストンの上下運動によって単位時間当たりに生じる、エンジン3側のトルク抵抗(エンジンフリクション)に相当する。このため、このテーブルでは、休止フリクションTQVSFは、負値として設定されており、下限回転数NEL(例えば1000rpm)以上の範囲において、クランク軸回転数NEが大きいほど、絶対値が大きな値に設定されている。これは、休止フリクションTQVSFが、上記のようにピストンの上下運動によって生じる単位時間当たりのトルク抵抗を表すものだからである。
【0069】
次いで、ステップ59において、クランク軸回転数NEに応じ、図14に示すTQVSFHテーブルを検索することによって、休止決定用判定値TQVSFHを求める。休止決定用判定値TQVSFHは、バルブ動作モードを休止モードに決定するか否かの判定に用いるために、休止フリクションTQVSFに対してヒステリシス分を上乗せしたものである。このため、このテーブルでは、休止決定用判定値TQVSFHは、休止フリクションTQVSFと同様の傾向で、全体としてより大きな値に設定されている。
【0070】
次に、ステップ60において、クランク軸回転数NEに応じ、図15に示すTQV1Fテーブルを検索することによって、遅閉じフリクションTQV1Fを求める。この遅閉じフリクションTQV1Fは、第1・第2吸気弁IV1,IV2などが遅閉じモードで動作しているときのエンジンフリクションに相当する。このため、このテーブルでは、遅閉じフリクションTQV1Fは、休止フリクションTQVSFと同様、クランク軸回転数NEが大きいほど、絶対値が大きな負値として設定されている。また、遅閉じフリクションTQV1Fは、全体として、休止フリクションTQVSFよりも負値としてより大きく(絶対値が大きく)設定されている。
【0071】
遅閉じフリクションTQV1Fが、このように設定されているのは、次の理由による。すなわち、休止モードでは、すべての弁が閉弁位置に保持されるので、ピストンが上下運動しても外気の吸入および排出が行われない。これに対して、遅閉じモードでは、第2吸気弁IV2が閉弁位置に保持されるものの、第1吸気弁IV1および排気弁EVが駆動されるので、ピストンによって外気の吸入および排出が行われ、その分、エンジンフリクションがより大きくなるためである。
【0072】
次いで、ステップ61において、クランク軸回転数NEに応じ、図16に示すTQV1FHテーブルを検索することによって、遅閉じ決定用判定値TQV1FHを求める。遅閉じ決定用判定値TQV1FHは、バルブ動作モードを遅閉じモードに決定するか否かの判定に用いるために、遅閉じフリクションTQV1Fに対してヒステリシス分を上乗せしたものである。このため、このテーブルでは、遅閉じ決定用判定値TQV1FHは、遅閉じフリクションTQV1Fとほぼ同様の傾向で、全体として、これよりも大きな値に、かつ休止フリクションTQVSFよりも小さな値に設定されている。
【0073】
以上のように、休止フリクションTQVSF、休止決定用判定値TQVSFH、遅閉じフリクションTQV1F、および遅閉じ決定用判定値TQV1FHは、TQVSFH>TQVSF>TQV1FH>TQV1Fの大小関係に設定されている(図17参照)。以下のステップ62以降の処理では、これらの値と要求トルクTREQとの大小関係から、バルブ動作モードが決定される。
【0074】
まず、ステップ62において、要求トルクTREQが、遅閉じ決定用判定値TQV1FHよりも大きいか否かを判別する。この答がNOのときには、要求トルクTERQが、遅閉じフリクションTQV1Fよりも小さいか否かを判別する(ステップ63)。この答がYESのときには、遅閉じ決定ヒスフラグF_V1HYSを「0」にセットする(ステップ64)とともに、バルブ動作モードを通常モードに決定し、そのことを表すために、バルブ動作モードモニタVTSTATEを「2」にセットし(ステップ65)、本処理を終了する。
【0075】
一方、上記ステップ62の答がYESで、TREQ>TQV1FHのときには、遅閉じ決定ヒスフラグF_V1HYSを「1」にセットし(ステップ66)、ステップ68に進む。一方、上記ステップ63の答がNOで、TREQ≧TQV1Fのときには、上記ステップ64または66においてセットした遅閉じ決定ヒスフラグF_V1HYSが、「1」であるか否かを判別する(ステップ67)。この答がNOのときには、前記ステップ65を実行し、本処理を終了する一方、この答がYESのときには、ステップ68を実行する。
【0076】
このステップ68では、要求トルクTREQが、休止決定用判定値TQVSFHよりも大きいか否かを判別する。この答がNOのときには、要求トルクTREQが、休止フリクションTQVSFよりも小さいか否かを判別する(ステップ69)。この答がYESのときには、休筒決定ヒスフラグF_VSHYSを「0」にセットする(ステップ70)とともに、バルブ動作モードを遅閉じモードに決定し、そのことを表すために、バルブ動作モードモニタVTSTATEを「1」にセットし(ステップ71)、本処理を終了する。
【0077】
一方、上記ステップ68の答がYESで、TREQ>TQVSFHのときには、休筒決定ヒスフラグF_VSHYSを「1」にセットする(ステップ72)とともに、バルブ動作モードを休止モードに決定し、そのことを表すために、バルブ動作モードモニタVTSTATEを「0」にセットし(ステップ73)、本処理を終了する。一方、上記ステップ69の答がNOで、TREQ≧TQVSFのときには、上記ステップ70または72においてセットした休筒決定ヒスフラグF_VSHYSが、「1」であるか否かを判別する(ステップ74)。この答がNOのときには上記ステップ71を実行し、この答がYESのときには上記ステップ73を実行し、本処理を終了する。
【0078】
図17は、以上のステップ62〜74の実行によるバルブ動作モードの切換の状況を示している。要求トルクTREQ<遅閉じフリクションTQV1Fのとき(同図のA点)には、バルブ動作モードが通常モードに決定される。その後、要求トルクTREQ>遅閉じ決定用判定値TQV1FHが成立しない限り(B点)、通常モードに保持される。また、要求トルクTREQ>休止決定用判定値TQVSFHのとき(C点)には、バルブ動作モードが休止モードに決定され、その後、要求トルクTREQ<休止フリクションTQVSFが成立しない限り(D点)、休止モードに保持される。さらに、要求トルクTREQが、上記以外の場合には、バルブ動作モードが遅閉じモードに決定される。また、休止フリクションTQVSFと休止決定用判定値TQVSFHによるヒステリシスによって、および遅閉じフリクションTQV1Fと遅閉じ決定用判定値TQV1FHによるヒステリシスによって、バルブ動作モードの切換が頻繁に行われるのを防止することができる。
【0079】
以上のように、減速時F/C中またはモータ駆動時F/C中(ステップ51または52の答がYES)において、バッテリ残存容量QBAT>第1判定値QBATHYHで、かつ要求トルクTREQが負値であるときに、車両Vが所定の減速状態にあるとして、バルブ動作モードが、要求トルクTREQが減少する(減速度合が大きくなる)につれて、休止モード、遅閉じモードおよび通常モードの順に決定される(ステップ62〜74)。なお、動弁機構21によるバルブ動作モードの実際の切換は、その決定に伴って、図示しないバルブ動作モード切換処理によって、TDC信号の入力ごとに1気筒ずつ実行される。
【0080】
次に、図18および図19を参照しながら、モータ4の減速時用アシストトルクTQMOTREQの設定処理について説明する。この減速時用アシストトルクTQMOTREQは、車両Vが上記のような所定の減速状態にあるときの減速度合を調整するために設定されるものである。まず、ステップ81では、図12の前記ステップ65,71または73においてセットしたバルブ動作モードモニタの今回値VTSTATEが、前回値VTSTZと等しいか否かを判別する。この答がNOで、今回がバルブ動作モードの切換直後のループであるときには、ステップ82において、バルブ動作モードモニタの今回値VTSTATEおよび前回値VTSTZに応じて、図20に示すMVTCHGPTマップを検索することによって、マップ値MVTCHGPTを求め、これをバルブ切換パターンVTCHGPTとして設定し、ステップ83に進む。このMVTCHGPTマップは、バルブ動作モードモニタの前回値VTSTZ(0〜2)と、今回値VTSTATE(0〜2)との関係から、その6通りの切換パターンに対して「1」〜「6」の値を割り当てたものである。一方、ステップ81の答がYESで、今回がバルブ動作モードの切換直後のループでないときには、ステップ82をスキップし、ステップ83に進む。
【0081】
このステップ83では、バルブ切換中フラグF_VTCHGが「1」であるか否かを判別する。このフラグF_VTCHGは、図21に示すバルブ切換判定処理においてセットされる。以下、この処理について説明する。本処理は、TDC信号の入力に同期して割り込み実行される。まず、ステップ111および112において、図11の前記ステップ51および52と同様、減速時F/C許可フラグF_DECFCおよびモータ駆動モードフラグF_EVFCが、それぞれ「1」であるか否かを判別する。これらの答がいずれもNO、すなわち、減速時F/C中およびモータ駆動時F/C中でないときには、バルブ動作モードモニタの今回値VTSTATEを前回値VTSTZとして設定し(ステップ113)、本処理を終了する。
【0082】
一方、上記ステップ111または112の答がYES、すなわち、減速時F/C中またはモータ駆動時F/C中のときには、バルブ動作モードモニタの今回値VTSTATEが前回値VTSTZと等しいか否かを判別する(ステップ114)。この答がNOで、今回がバルブ動作モードの切換直後のループであるときには、バルブ切換中フラグF_VTCHGを「1」にセットする(ステップ115)とともに、切換カウンタのカウンタ値CHGTDCを値4にセットし(ステップ116)、ステップ118に進む。一方、ステップ114の答がYESで、今回がバルブ動作モードの切換直後のループでないときには、切換カウンタのカウンタ値CHGTDCをデクリメントし(ステップ117)、ステップ118に進む。
【0083】
このステップ118では、切換カウンタのカウンタ値CHGTDCが値0以下であるか否かを判別する。前述したように、バルブ動作モードの切換の実行は、TDC信号の入力ごとに1気筒ずつ実行されるので、このステップ118の答がNOのときには、バルブ動作モードが切換中であるとして、前記ステップ113を実行し、本処理を終了する。この答がYESで、CHGTDC≦0のときには、バルブ動作モードの切換がすべての気筒について完了したとして、バルブ切換中フラグF_VTCHGを「0」にセットし(ステップ119)、本処理を終了する。
【0084】
図18に戻り、前記ステップ83の答がNOで、F_VTCHG=0のとき、すなわち、すべての気筒についてバルブ動作モードの切換が完了しているときには、切換気筒数カウンタのカウンタ値TDCCNTを値0にセットする(ステップ84)とともに、バルブ動作モードモニタの今回値VTSTATEを前回値VTSTZとして設定し(ステップ85)、本処理を終了する。
【0085】
一方、前記ステップ83の答がYESで、F_VTCHG=1のとき、すなわち、バルブ動作モードが切換中のときには、前記ステップ82で設定したバルブ切換パターンVTCHGPTが「1」であるか否かを判別する(ステップ86)。この答がYESで、通常モードから休止モードへの切換パターンのときには、図13のTQVSFテーブルを検索することによって、休止フリクションTQVSFを求め、これを切換後フリクションTQEAFとして設定する(ステップ87)。
【0086】
次いで、ステップ88において、クランク軸回転数NEに応じ、図22に示すTQV2Fテーブルを検索することによって、通常フリクションTQV2Fを求める。この通常フリクションTQV2Fは、第1・第2吸気弁IV1,IV2などが通常モードで動作しているときのエンジンフリクションに相当する。このため、このテーブルでは、通常フリクションTQV2Fは、遅閉じフリクションTQV1Fなどと同様、クランク軸回転数NEが大きいほど、絶対値が大きな負値として設定されている。また、通常フリクションTQV2Fは、全体として、遅閉じフリクションTQV1Fよりも負値としてより大きく設定されている。これは、遅閉じモードでは、第1吸気弁IV1の閉弁タイミングが遅れることで、圧縮行程時のピストンの抵抗が小さいのに対し、通常モードでは、第1・第2吸気弁IV1,IV2が通常の開閉タイミングで作動することで、圧縮行程時のピストンの抵抗が大きいためである。なお、通常フリクションTQV2Fは、下限回転数NELのときに最大値TQV2Fα(例えば−1kgf・m)に設定されている。
【0087】
一方、前記ステップ86の答がNOのときには、以下同様に、図19のステップ89〜99において、バルブ動作モードの切換パターンごとに、対応する切換前後のエンジンフリクションを求める。まず、ステップ89において、バルブ切換パターンVTCHGPTが「2」であるか否かを判別する。この答がYESで、通常モードから遅閉じモードへの切換パターンのときには、図15のTQV1Fテーブルから遅閉じフリクションTQV1Fを求め、切換後フリクションTQEAFとして設定し(ステップ90)、図18の前記ステップ88を実行する。
【0088】
一方、上記ステップ89の答がNOのときには、バルブ切換パターンVTCHGPTが「3」であるか否かを判別する(ステップ91)。この答がYESで、休止モードから通常モードへの切換パターンのときには、上述したTQV2Fテーブルから通常フリクションTQV2Fを求め、切換後フリクションTQEAFとして設定する(ステップ92)。次いで、TQVSFテーブルから休止フリクションTQVSFを求め、切換前フリクションTQEBFとして設定する(ステップ93)。
【0089】
一方、上記ステップ91の答がNOのときには、バルブ切換パターンVTCHGPTが「4」であるか否かを判別する(ステップ94)。この答がYESで、休止モードから遅閉じモードへの切換パターンのときには、TQV1Fテーブルから吸気遅閉じフリクションTQV1Fを求め、切換後フリクションTQEAFとして設定し(ステップ95)、上記ステップ93を実行する。
【0090】
一方、上記ステップ94の答がNOのときには、バルブ切換パターンVTCHGPTが「5」であるか否かを判別する(ステップ96)。この答がYESで、遅閉じモードから通常モードへ切換パターンのときには、TQV2Fテーブルから通常フリクションTQV2Fを求め、切換後フリクションTQEAFとして設定する(ステップ97)。次いで、TQV1Fテーブルから吸気遅閉じフリクションTQV1Fを求め、切換前フリクションTQEBFとして設定する(ステップ98)。
【0091】
一方、上記ステップ96の答がNOのとき、すなわち、バルブ切換パターンVTCHGPTが「6」で、遅閉じモードから休止モードへの切換パターンのときには、TQVSFテーブルから休止フリクションTQVSFを求め、切換後フリクションTQEAFとして設定し(ステップ99)、上記ステップ98を実行する。
【0092】
以上のように、切換前後のフリクションTQEBF,TQEAFの設定が完了した後、図18のステップ100では、前記ステップ84でセットした切換気筒数カウンタのカウンタ値TDCCNTをインクリメントする。次いで、ステップ101において、設定した切換後フリクションTQEAFおよび切換前フリクションTQEBFを用いて、次式(1)によりフリクション変化量TQEDELを算出する。
TQEDEL=(TQEAF−TQEBF)/CYL …… (1)
ここで、CYLは気筒数であり、本実施形態では値4である。この式から明らかなように、フリクション変化量TQEDELは、切換前後の1気筒当たりのフリクションの偏差である。
【0093】
次に、ステップ102において、算出したフリクション変化量TQEDEL、切換前フリクションTQEBF、および切換気筒数カウンタのカウンタ値TDCCNTを用いて、次式(2)により現在のエンジンフリクションTQEFCCALを算出する。
TQEFCCAL=TQEBF+TQEDEL・TDCCNT …… (2)
【0094】
次いで、要求トルクTREQから、算出したエンジンフリクションTQEFCCALを減算した値を、減速時用アシストトルクTQMOTREQとして設定する(ステップ103)。次に、設定した減速時用アシストトルクTQMOTREQが値0よりも小さいか否かを判別する(ステップ104)。この答がYESのときには、減速時用アシストトルクTQMOTREQを値0に設定する(ステップ105)とともに、前記ステップ85を実行し、本処理を終了する。一方、ステップ104の答がNOで、TQMOTREQ≧0のときには、前記ステップ85を実行し、本処理を終了する。以上のように設定した減速時用アシストトルクTQMOTREQに従って、モータ4の出力トルクが制御される。
【0095】
以上のように、本実施形態によれば、減速時F/C中またはモータ駆動時F/C中において、要求トルクTREQが負値であるときに、車両Vが所定の減速状態にあるとして、要求トルクTREQに応じてバルブ動作モードを決定する。具体的には、図23に示すように、要求トルクTREQが減少する(減速度合が大きくなる)につれて、バルブ動作モードが、休止モード、遅閉じモードおよび通常モードの順に採用され、それにより、休止フリクションTQVSF、遅閉じフリクションTQV1Fおよび通常フリクションTQV2Fの順に、エンジンフリクションTQEFCCALが段階的に大きくなるように作用する。そして、このように段階的に作用するエンジンフリクションTQEFCCALによる駆動系の実際のトルクの減少分を補うように、減速時用アシストトルクTQMOTREQを設定し、これに従ってモータ4を駆動することにより、減速時アシストを実行することで、車両Vの減速度合が調整される。したがって、モータ4によるアシストは、同図に示すハッチング部分に相当する部分に対して行えばよく、その消費エネルギを低減することができるとともに、その分、モータ4による車両Vの駆動期間を延ばせるので、燃費を向上させることができる。また、駆動系の出力トルクが段差を生じることなく、滑らかに減少するので、良好なドライバビリティーを確保することができる。
【0096】
また、実施形態では、要求トルクTREQに見合ったエンジンフリクションTQEFCCALが得られるバルブ動作モードを採用するとともに、採用したバルブ動作モードに基づいて、そのときのエンジンフリクションTQEFCCALを算出し、これに応じて減速時用アシストトルクTQMOTREQを算出する。したがって、例えば、減速運転中に、車両Vが走行する路面の勾配などによって、要求トルクTREQが増加側に変化するような場合でも、良好なドライバビリティーを確保しながら、燃費を向上させることができる。
【0097】
さらに、バッテリ残存容量QBATが第1判定値QBATHYHよりも大きいときに、モータ4の減速時アシストを実行するので、これをバッテリ残存容量QBATに十分に余裕がある場合にのみ、適切に行うことができる。また、エンジンフリクションTQEFCCALを、燃費の向上などのために設けられた既存の動弁機構21を利用して制御するので、格別の機構を設ける必要がなく、それにより、制御装置1のコストを抑制することができる。
【0098】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、フリクション可変機構として動弁機構21を用いて、エンジンフリクションを変更したが、エンジンフリクションを変更する手段は任意である。例えば、スロットル弁開度をモータで制御する電動スロットル機構を用い、スロットル弁開度を制御することによって、エンジンフリクションを変更してもよい。その場合には、吸気弁および排気弁の開閉タイミングを変化させずに、スロットル弁の開度を全閉位置に制御することで、比較的大きなエンジンフリクションが得られ、スロットル弁の開度を全開位置に近づけるほど、より小さなエンジンフリクションが得られる。
【0099】
また、本実施形態では、可変動弁機構として、動弁機構21を用いたが、吸気弁および排気弁の開閉タイミングおよびリフト量の少なくとも一方を変更可能なものであれば、他のタイプのものを用いてもよい。例えば、吸気弁および排気弁を駆動する吸気カムおよび排気カムの少なくとも一方のクランク軸に対するカム位相を変更することによって、吸気弁および/または排気弁の開閉タイミングを進角または遅角させるカム位相可変機構を用いてもよい。さらに、実施形態では、蓄電装置としてバッテリ7を用いたが、キャパシタなどを用いてもよいことはもちろんである。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【0100】
【発明の効果】
以上のように、本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、車両の減速時に、最小限のモータのアシストトルクによって車両を徐々に減速させることができ、それにより、良好なドライバビリティーを確保しながら、燃費を向上させることができるなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の制御装置およびこれが適用される車両の概略構成を示す図である。
【図2】動弁機構、第1吸気弁および排気弁の概略構成を示す図である。
【図3】第2吸気弁、第2吸気ロッカアームおよびカムシャフトの概略構成を示す図である。
【図4】第1吸気弁、第1吸気ロッカアームおよびカムシャフトの概略構成を示す図である。
【図5】第1・第2通常吸気カム、遅閉じ吸気カムおよび排気カムによって各弁を駆動したときに得られるバルブリフト曲線を示す図である。
【図6】バルブ動作モードと各バルブ動作モードにおける各弁の動作状態を表す図である。
【図7】駆動モードを決定する処理を示すフローチャートである。
【図8】要求トルク設定マップを示す図である。
【図9】エンジン停止条件判定処理を示すフローチャートである。
【図10】減速時F/Cの実行条件が成立しているか否かを判定する処理を示すフローチャートである。
【図11】モータ駆動時F/C中または減速時F/C中において、バルブ動作モードを決定する処理を示すフローチャートである。
【図12】図11の処理のうち、バルブ動作モードの決定を行う部分を示すフローチャートである。
【図13】図11の処理で用いられるTQVSFテーブルを示す図である。
【図14】図11の処理で用いられるTQVSFHテーブルを示す図である。
【図15】図11の処理で用いられるTQV1Fテーブルを示す図である。
【図16】図11の処理で用いられるTQV1FHテーブルを示す図である。
【図17】バルブ動作モードを決定する手法を説明するための図である。
【図18】減速時用アシストトルク設定処理を示すフローチャートである。
【図19】図18の処理のうち、バルブ動作モードの切換パターンに従って、切換前および切換後のエンジンフリクションを求めるフローチャートである。
【図20】図18の処理で用いられるMVTCHGPTマップを示す図である。
【図21】バルブ切換判定処理を示すフローチャートである。
【図22】図18および図19の処理で用いられるTQV2Fテーブルを示す図である。
【図23】減速時アシストの概念を説明するための図である。
【符号の説明】
V 車両(ハイブリッド車両)
1 制御装置
2 ECU(運転状態検出手段、フューエルカット実行手段、要求トルク算出手段、フリクション制御手段、モータ制御手段、残存容量検出手段、減速時用アシストルク決定手段)
3 エンジン
4 モータ
6 駆動輪
7 バッテリ(蓄電装置)
21 動弁機構(フリクション可変機構、可変動弁機構)
51 電流電圧センサ(残存容量検出手段)
54 吸気管内絶対圧センサ(運転状態検出手段)
58 クランク角センサ(運転状態検出手段)
59 車速センサ(運転状態検出手段)
60 アクセル開度センサ(運転状態検出手段)
IV1 第1吸気弁(吸気弁)
IV2 第2吸気弁(吸気弁)
EV 排気弁
TQEFCCAL エンジンフリクション
TQMOTREQ 減速時用アシストトルク
TREQ 要求トルク
QBAT バッテリ残存容量(残存容量)
QBATHYH 第1判定値(所定値)
QBATHYL 第2判定値(所定値)
Claims (4)
- 内燃機関およびモータによって駆動輪を駆動するとともに、前記内燃機関の停止中に前記駆動輪に対する抵抗として作用するエンジンフリクションを変更可能なフリクション可変機構を有するハイブリッド車両の制御装置であって、
前記車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
当該検出された車両の運転状態が所定の運転状態にあるときに、前記内燃機関への燃料の供給を停止するフューエルカットを実行するフューエルカット実行手段と、
前記内燃機関および前記モータを含む駆動系に要求される要求トルクを算出する要求トルク算出手段と、
前記フューエルカット中において、前記車両の運転状態が所定の減速状態にあるときに、前記算出された要求トルクに応じて、前記フリクション可変機構を介して、前記エンジンフリクションを制御するフリクション制御手段と、
当該フリクション制御手段による前記エンジンフリクションの制御中に、前記車両の減速度合を調整するための、前記駆動輪に対して正のトルクとして作用する減速時用アシストトルクを出力するように前記モータを制御するモータ制御手段と、
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。 - 前記車両は、前記モータに電気エネルギを供給する蓄電装置をさらに備え、前記モータは、前記駆動輪の回転エネルギを用いて前記蓄電装置に回生可能に構成されており、
前記蓄電装置の残存容量を検出する残存容量検出手段をさらに備え、
前記モータ制御手段は、前記検出された残存容量が所定値よりも大きいときに、前記モータに前記減速時用アシストトルクを出力させ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。 - 前記フリクション可変機構は、前記内燃機関の吸気弁および排気弁の開閉タイミングおよびリフト量の少なくとも一方を変更可能な可変動弁機構であることを特徴とする、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。
- 前記フリクション制御手段で制御された前記エンジンフリクションに応じて、前記減速時用アシストトルクを決定する減速時用アシストトルク決定手段をさらに備えることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
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