JP4165602B2 - 車両およびその制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、間欠運転可能な内燃機関を有する車両およびその制御方法に関する。
従来から、間欠運転可能なエンジンを備えたハイブリッド自動車として、ある程度の暖房機能を低下させても車両の燃費を優先させる旨を指示するためのエコスイッチを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、車室を暖房するか否かを指示するためのヒータスイッチと上記エコスイッチとが共にオンされているときに、エコスイッチのオフ時に用いられるものに比べてエンジンの間欠運転を許容する傾向をもった間欠運転判定用マップを用いてエンジンの間欠運転の許否を判定し、それによりある程度の暖房性能を確保しつつ車両のエネルギ効率を向上させている。なお、従来から、通常モードと省エネルギーモードとを運転モードとして有するハイブリッド自動車として、エンジンに対する燃料供給量を通常モードの場合よりも省エネルギーモードの場合に減少させるものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００５−３３７１７３号公報 特開２００６−１５１０３９号公報
しかしながら、エンジンの暖機要求や暖房要求がなされて本来エンジンの間欠運転を禁止すべきときに、エコスイッチがオンされているからといってエンジンの間欠運転を許容すると、燃費を向上させることができても、エンジンの運転が停止されてしまってエンジンの暖機や車室内の暖房を充分に実行し得なくなるおそれがある。従って、暖機または暖房性能を確保しつつ燃費の向上を図るためには、エンジンの暖機要求や暖房要求がなされた際に、エンジンをより適正に制御する必要がある。
そこで、本発明は、内燃機関に対する負荷運転要求がなされておらず、かつ当該内燃機関の間欠運転が禁止されているときに内燃機関をより適正に制御して燃費を向上させることを目的とする。
本発明による車両およびその制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採っている。
本発明による車両は、
走行用の動力を出力可能であると共に間欠運転可能な内燃機関を有する車両であって、
燃費を優先する燃費優先モードを選択するための燃費優先モード選択スイッチと、
前記内燃機関の間欠運転の許否を判定する間欠許否判定手段と、
前記内燃機関に対する負荷運転要求がなされておらず、かつ前記間欠許否判定手段により前記内燃機関の間欠運転が禁止されている間欠運転禁止時に前記燃費優先モード選択スイッチがオフされている場合には、前記内燃機関を第１の自立回転数で自立運転するように制御し、前記間欠運転禁止時に前記燃費優先モード選択スイッチがオンされている場合には、前記内燃機関を前記第１の自立回転数よりも燃費を優先して定められる第２の自立回転数で自立運転するように制御する間欠禁止時制御手段と、
を備えるものである。
この車両では、内燃機関に対する負荷運転要求がなされておらず、かつ内燃機関の間欠運転が禁止されている間欠運転禁止時に燃費優先モード選択スイッチがオフされている場合、内燃機関が第１の自立回転数で自立運転するように制御され、当該間欠運転禁止時に燃費優先モード選択スイッチがオンされている場合、内燃機関が第１の自立回転数よりも燃費を優先して定められる第２の自立回転数で自立運転するように制御される。これにより、内燃機関に対する負荷運転要求がなされておらず、かつ内燃機関の間欠運転が禁止されているときであっても、燃費優先モード選択スイッチをオンしておけば、その運転を停止させることなく内燃機関をより適正に制御して燃費を向上させることが可能となる。
この場合、前記第２の自立回転数は、前記第１の自立回転数以下となるように定められてもよい。これにより、燃費優先モード選択スイッチがオンされている場合に、自立回転数の低下に伴って若干の振動や騒音を招くものの内燃機関の燃料消費量を低下させて燃費を向上させることが可能となる。
また、前記間欠運転禁止時は、前記内燃機関を暖機するとき、および前記内燃機関を熱源として車室内を暖房する暖房手段に対する暖房要求がなされたときを含んでもよい。
そして、上記車両は、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段とを更に備えてもよい。また、所定の車軸に接続される車軸側回転要素と前記内燃機関の機関軸に接続されると共に前記車軸側回転要素に対して差回転可能な機関側回転要素とを有し、前記機関軸からの動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能な動力伝達手段を更に備えてもよい。この場合、前記動力伝達手段は、前記車軸と前記内燃機関の機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力する電力動力入出力手段であり、前記電動機は、前記車軸または該車軸とは異なる他の車軸に動力を出力可能であってもよく、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段とを含むものであってもよい。更に、前記動力伝達手段は、無段変速機であってもよい。
本発明による車両の制御方法は、走行用の動力を出力可能であると共に間欠運転可能な内燃機関と、燃費を優先する燃費優先モードを選択するための燃費優先モード選択スイッチとを備えた車両の制御方法であって、
（ａ）前記内燃機関の間欠運転の許否を判定するステップと、
（ｂ）前記内燃機関に対する負荷運転要求がなされておらず、かつステップ（ａ）にて前記内燃機関の間欠運転が禁止されている間欠運転禁止時に前記燃費優先モード選択スイッチがオフされている場合には、前記内燃機関を第１の自立回転数で自立運転するように制御し、前記間欠運転禁止時に前記燃費優先モード選択スイッチがオンされている場合には、前記内燃機関を前記第１の自立回転数よりも燃費を優先して定められる第２の自立回転数で自立運転するように制御するステップと、
を含むものである。
この方法によれば、内燃機関に対する負荷運転要求がなされておらず、かつ内燃機関の間欠運転が禁止されているときであっても、燃費優先モード選択スイッチをオンしておけば、自立回転数の低下に伴って若干の振動や騒音を招くものの、その運転を停止させることなく内燃機関をより適正に制御して燃費を向上させることが可能となる。
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る車両としてのハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された車軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、図示しない車室の空調（冷暖房）を行なう空調ユニット９０と、ハイブリッド自動車２０の全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０等とを備えるものである。
エンジン２２は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４により燃料噴射量や点火時期、吸入空気量等の制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、例えばエンジン２２を冷却するエンジン冷却水の温度を検出する水温センサ２３のように、エンジン２２に対して設けられて当該エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。そして、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行う遊星歯車機構として構成されている。機関側回転要素としてのキャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、車軸側回転要素としてのリングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、動力分配統合機構３０は、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側とにそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して最終的に駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力される。
モータＭＧ１およびＭＧ２は、何れも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介して二次電池であるバッテリ５０と電力のやり取りを行う。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２の何れかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになり、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されないことになる。モータＭＧ１，ＭＧ２は、何れもモータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や、図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流等が入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号等が出力される。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。また、モータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号等に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧、バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流、バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からのバッテリ温度Ｔｂ等が入力されている。バッテリＥＣＵ５２は、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッドＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４に出力する。更に、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量ＳＯＣも算出している。
空調ユニット９０は、エンジン２２の冷却系統に含まれてエンジン冷却水と空気との熱交換を可能とする熱交換器や、外気や車室内の空気を熱交換器側に吸引すると共に熱交換器にてエンジン冷却水と熱交換した空気である調和空気を車室へと送り出すブロワ、外気と内気との何れかがブロワにより選択的に吸引されるようにする三方弁、冷凍サイクル（何れも図示省略）、ユニット全体をコントロールする空調用電子制御ユニット（以下、「空調用ＥＣＵ」という）９１等を含む。空調用ＥＣＵ９１には、車室内のインストルメントパネル等に設けられた空調用スイッチ９２からの空調オンオフ信号や設定温度信号、図示しないセンサからの室温や外気温、日射量等が入力される。空調用ＥＣＵ９１は、これらの入力信号に基づいて室温が設定温度となるようブロワ等を駆動制御する。また、空調用ＥＣＵ９１は、空調用スイッチ９２等からの入力信号に基づいて車室内を暖房すべきと判断すると、暖房の必要がない場合に値０とされる所定の暖房要求フラグＦｈｔを値１に設定する。そして、空調用ＥＣＵ９１も、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、必要に応じて設定したエンジン運転要求や空調ユニット９０の状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信する。
ハイブリッドＥＣＵ７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッドＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ（スタートスイッチ）８０からのイグニッション信号、シフトレバー８１の操作位置であるシフトポジションＳＰを検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルストロークセンサ８６からのブレーキペダルストロークＢＳ、車速センサ８７からの車速Ｖ等が入力ポートを介して入力される。また、実施例のハイブリッド自動車２０の運転席近傍には、運転制御モードとして、車両の燃費を優先するＥＣＯモード（燃費優先モード）を選択するためのＥＣＯスイッチ（燃費優先モード選択スイッチ）８８が設けられており、このＥＣＯスイッチ８８もハイブリッドＥＣＵ７０に接続されている。ＥＣＯスイッチ８８が運転者等によりオンされると、通常時（スイッチオフ時）には値０に設定される所定のＥＣＯフラグＦｅｃｏが値１に設定されると共に、予め定められた燃費優先時用の各種制御手順に従ってハイブリッド自動車２０が制御されることになる。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２、空調用ＥＣＵ９１等と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２、空調用ＥＣＵ９１等と各種制御信号やデータのやり取りを行っている。なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１のシフトポジションＳＰとして、駐車時に用いる駐車ポジション（Ｐポジション）、後進走行用のリバースポジション（Ｒポジション）、中立のニュートラルポジション（Ｎポジション）、前進走行用の通常のドライブポジション（Ｄポジション）、および主として例えば下り坂を比較的高速で走行しているような場合に選択されるブレーキポジション（Ｂポジション）が用意されている。
上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクが計算され、この要求トルクに対応する動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御モードとしては、要求トルクに見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２から要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するように運転制御するモータ運転モード等がある。
次に、上述のように構成されたハイブリッド自動車２０における駐車中の運転制御手順について説明する。図２は、システム起動がなされると共にシフトポジションＳＰがＰポジションに設定されてハイブリッド自動車２０が停車しているときにハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に実行される駐車時運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
図２の駐車時運転制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、まず、エンジン冷却水の温度である冷却水温Ｔｗや、ＥＣＯフラグＦｅｃｏの値、所定の暖機運転フラグＦｗｕｐの値といった制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１００）。この場合、冷却水温Ｔｗは、水温センサ２３により検出されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、暖機運転フラグＦｗｕｐは、ハイブリッドＥＣＵ７０により実行される図３の間欠許否判定ルーチンを経て設定されて所定の記憶領域に保持されているものである。ここで、図２の駆動制御ルーチンの説明を中断して、図３の間欠許否判定ルーチンについて説明する。同図に示す間欠許否判定ルーチンもシステム起動がなされると共にシフトポジションＳＰがＰポジションに設定されてハイブリッド自動車２０が停車しているときにハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間毎に実行される。このルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、エンジンＥＣＵ２４からの冷却水温Ｔｗや空調用ＥＣＵ９１からの暖房要求フラグＦｈｔの値といった判定に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ３００）。次いで、ステップＳ３００にて入力した冷却水温Ｔｗに基づいてエンジン２２を無負荷状態で暖機運転（無負荷運転）する必要があるか判定し（ステップＳ３１０）、暖機運転の必要があれば、所定の暖機運転フラグＦｗｕｐを値１に設定する（ステップＳ３４０）。また、冷却水温Ｔｗに基づいてエンジン２２を暖機運転する必要がないと判断した場合には、更にステップＳ３００にて入力した暖房要求フラグＦｈｔの値を調べ（ステップＳ３２０）、暖房要求フラグＦｈｔが値１であって暖房要求がなされている場合には、エンジン２２を無負荷状態で暖機運転して暖房用の熱源を確保すべく上記暖機運転フラグＦｗｕｐを値１に設定する（ステップＳ３４０）。そして、ステップＳ３１０およびステップＳ３２０の双方において否定判断がなされた場合には、冷却水温Ｔｗや暖房要求に基づくエンジン２２の暖機運転が不要であるとみなして、上記暖機運転フラグＦｗｕｐを値０に設定する（ステップＳ３３０）。なお、上述のようにして暖機運転フラグＦｗｕｐが値１に設定されると、エンジン２２の間欠運転すなわちエンジン２２の運転停止が禁止されることになる。
再度図２に戻って同図の駐車時運転制御ルーチンについて説明すると、ステップＳ１００のデータ入力処理を実行したならば、入力した暖機運転フラグＦｗｕｐが値０であるか否か、すなわち冷却水温Ｔｗや暖房要求に基づくエンジン２２の暖機運転要求の有無を判定する（ステップＳ１１０）。暖機運転フラグＦｗｕｐが値１であってエンジン２２の暖機運転要求がなされていれば、更に、エンジン２２の始動が完了すると（エンジン２２が完爆すると）値１に設定されるフラグＦｅが値１であるか否かを判定し（ステップＳ１２０）、フラグＦｅが値０であればエンジン始動処理（ステップＳ１３０）を開始する。ステップＳ１３０のエンジン始動処理に際しては、エンジン２２の回転数ＮｅやモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を入力すると共に、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅと図示しないタイマにより計時されるエンジン２２のクランキングを開始してからの経過時間とを用いて図４に示すようにモータＭＧ１に対するトルク指令としてのクランキングトルクを設定する。また、モータＭＧ１によりエンジン２２をクランキングする際に車軸としてのリングギヤ３２に作用するトルクをキャンセルするトルクが出力されるようにモータＭＧ２に対するトルク指令を設定する。なお、実施例では、図４からわかるように、エンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させるべく、クランキングが開始された時間ｔ１の直後からレート処理を用いて比較的大きなトルクがクランキングトルクとして設定される。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが共振回転数帯を通過したか、あるいは共振回転数帯を通過するのに必要な時間が経過した以降の時間ｔ２になると、エンジン２２を安定して点火開始回転数Ｎｆｉｒｅ以上でクランキングすることができるトルクがクランキングトルクとして設定され、それにより、電力消費やモータＭＧ１により駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力される反力を小さくしている。更に、エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｆｉｒｅに達したならば、燃料噴射制御と点火制御を開始させるための制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信し、エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｆｉｒｅに達した時間ｔ３からレート処理を用いてクランキングトルクを値０まで漸減させている。このようなステップＳ１３０のエンジン始動処理を１サイクル実行するごとにエンジン２２が完爆に至ったか否かを判定し（ステップＳ１４０）、エンジン２２が完爆に至っていないときにはステップＳ１００以降の処理を再度実行する。また、エンジン２２が完爆に至ったならば、上記フラグＦｅを値１に設定する（ステップＳ１５０）。
エンジン２２の始動が完了し、ステップＳ１５０にてフラグＦｅを値１に設定したならば、ステップＳ１００にて入力したＥＣＯフラグＦｅｃｏが値１であるか否か、すなわちＥＣＯスイッチ８８がオンされているか否かを判定する（ステップＳ１６０）。ＥＣＯフラグＦｅｃｏが値０であり、ＥＣＯスイッチ８８がオフされている場合には、ステップＳ１００にて入力した冷却水温Ｔｗと図５において実線で示すような通常時自立回転数設定用マップとを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定すると共に、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊を値０に設定する（ステップＳ１７０）。また、ＥＣＯフラグＦｅｃｏが値１であり、ＥＣＯスイッチ８８がオンされている場合には、ステップＳ１００にて入力した冷却水温Ｔｗと図５において破線で示すようなＥＣＯモード時自立回転数設定用マップとを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定すると共に、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊を値０に設定する（ステップＳ１８０）。ここで、通常時自立回転数設定用マップとＥＣＯモード時自立回転数設定用マップとは、それぞれ冷却水温Ｔｗとエンジン２２を実質的にトルクが出力されないように自立運転するときの回転数である自立回転数との関係を規定するものである。実施例において、通常時自立回転数設定用マップは、冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔ１（例えば６０〜７０℃の範囲から選択される値）よりも低いときにエンジン２２の自立回転数を振動や騒音ができるだけ抑制されると共に暖機性能（暖房性能）が充分に確保されるように定められた値Ｎ１（例えば１１００〜１４００ｒｐｍの範囲から選択される値）とすると共に、冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔ１以上であれば、自立回転数を値Ｎ１よりも小さな値Ｎ０（例えば９００〜１０００ｒｐｍの範囲から選択される値）とするように予め作成され、ハイブリッドＥＣＵ７０のＲＯＭ７４に記憶されている。また、実施例において、ＥＣＯモード時自立回転数設定用マップは、振動、騒音の抑制や暖機性能、暖房性能の確保よりもエンジン２２の燃費向上を優先して、冷却水温Ｔｗが上記所定温度Ｔ１よりも低い温度Ｔ０（例えば１５〜２５℃の範囲から選択される値）よりも高いときにエンジン２２の自立回転数を通常時用の値Ｎ１よりも小さな値Ｎ０とするように予め作成され、ハイブリッドＥＣＵ７０のＲＯＭ７４に記憶されている。そして、ステップＳ１７０またはＳ１８０では、通常時自立回転数設定用マップまたはＥＣＯモード時自立回転数設定用マップからステップＳ１００にて入力した冷却水温Ｔｗに対応した自立回転数がエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊として導出・設定される。すなわち、ＥＣＯスイッチ８８がオンされており、ＥＣＯモード時自立回転数設定用マップが用いられる際には、エンジン２２の自立回転数が基本的にＥＣＯスイッチ８８のオフ時の値以下に設定され、冷却水温Ｔｗが値Ｔ０から値Ｔ１の範囲内にあれば、ＥＣＯスイッチ８８のオフ時の値よりも小さな値に設定されることになる。
こうして、ステップＳ１７０またはＳ１８０にてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定したならば、エンジンＥＣＵ２４に対して設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とエンジン２２を自立運転すべき旨を示す信号とを送信し（ステップＳ１９０）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。そして、上記ステップＳ１５０にてフラグＦｅが値１に設定されると、再度ステップＳ１００以降の処理が実行された際には、ステップＳ１２０の判定処理を経てステップＳ１３０〜Ｓ１５０のエンジン始動処理等がスキップされ、ステップＳ１６０以降の処理が実行されることになる。また、図２の間欠許否判定ルーチンにおいて、エンジン２２の暖機が完了したことにより暖機運転フラグＦｗｕｐが値０に設定され、それによりステップＳ１１０にて肯定判断がなされた場合には、本ルーチンを終了した上で、所定の手順でエンジン２２の運転を停止すべきか否かを判定し、エンジン２２の運転を停止すべき場合には、所定の図示しないエンジン停止ルーチンが実行されることになる。
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０では、冷却水温Ｔｗや暖房要求に基づくエンジン２２の暖機運転要求がなされると共にエンジン２２の間欠運転が禁止されているときに、燃費優先モード選択スイッチとしてのＥＣＯスイッチ８８がオフされている場合、エンジン２２が通常時自立回転数設定用マップから導出・設定される目標回転数Ｎｅ＊（第１の自立回転数）で自立運転するように制御される（ステップＳ１７０，Ｓ１９０）。また、冷却水温Ｔｗや暖房要求に基づくエンジン２２の暖機運転要求がなされると共にエンジン２２の間欠運転が禁止されているときに、ＥＣＯスイッチ８８がオンされている場合には、エンジン２２がＥＣＯモード時自立回転数設定用マップを用いて通常時自立回転数設定用マップから導出・設定される値以下に設定される目標回転数Ｎｅ＊（第２の自立回転数）で自立運転するように制御される（ステップＳ１８０，Ｓ１９０）。これにより、ハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の暖機運転時、すなわちエンジン２２に対する負荷運転要求がなされておらず、かつ内燃機関の間欠運転が禁止されているときであっても、ＥＣＯスイッチ８８をオンしておけば、自立回転数の低下に伴って若干の振動や騒音を招くものの、その運転を停止させることなくエンジン２２をより適正に制御して燃費を向上させることが可能となる。また、上記実施例のように、ＥＣＯモード時自立回転数設定用マップを通常時自立回転数設定用マップから導出されるエンジン２２の自立回転数以下となるようにエンジン２２の自立回転数を規定するものとすれば、ＥＣＯスイッチ８８がオンされている場合にエンジン２２の燃料消費量を低下させて燃費を向上させることが可能となる。
なお、図２の駐車時運転制御ルーチンの実行中に、運転者によりシフトポジションＳＰがＤポジションに設定されると共にアクセルペダル８３が踏み込まれた場合には、図２の駐車時運転制御ルーチンは終了されて、アクセル開度や車速に応じて設定される走行に要求される要求トルク（走行に要求される要求パワー）に基づく動力で走行するようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する図示しない駆動制御ルーチンが実行されることになるが、この際、上述のハイブリッド自動車２０では、要求トルク（要求パワー）が所定値以下であれば、バッテリ５０の放電を伴って要求トルクに応じたトルクをモータＭＧ２に出力させつつ、エンジン２２を自立運転（無負荷運転）することが可能である。従って、上記実施例のハイブリッド自動車２０では、図２の駐車時運転制御ルーチンが終了されてその走行が開始された後も、必要に応じてエンジン２２を自立運転して暖気等を継続することが可能である。また、上記ハイブリッド自動車２０では、適宜エンジン２２の間欠運転を実行してモータＭＧ２にのみ走行用の動力を出力させることにより燃費を向上させることができるが、例えば車速が所定車速以上であるときには加速性能等を良好に確保する観点から、エンジン２２の間欠運転を禁止して例えば要求トルク（要求パワー）が所定値以下であるようなときにはエンジン２２を自立運転（無負荷運転）することとしている。そして、このようなエンジン２２の間欠運転の禁止時には、例えば車速や要求トルク等に基づいてエンジン２２の自立回転数が設定されるが、この際、ＥＣＯスイッチ８８がオンされている場合には、ＥＣＯスイッチ８８のオフ時（通常時）に比べてエンジン２２の自立回転数を低下させてもよい。これにより、自立回転数の低下に伴って若干の振動や騒音を招くものの燃費を向上させることが可能となる。
そして、上記実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに接続された車軸に出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図６に示す変形例としてのハイブリッド自動車２０Ａのように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに接続された車軸（車輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図６における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に出力するものに適用されてもよい。また、上記実施例のハイブリッド自動車２０は、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して車輪３９ａ，３９ｂに接続される車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図７に示す変形例としてのハイブリッド自動車２０Ｂのように、エンジン２２のクランクシャフトに接続されたインナーロータ２３２と車輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する車軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を車軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えたものに適用されてもよい。
更に、上記ハイブリッド自動車２０は、車軸側回転要素としてのリングギヤ３２および機関側回転要素としてのキャリア３４を有する動力分配統合機構３０を含むものであるが、本発明は、動力分配統合機構３０の代わりに、エンジン２２の動力を車軸側に伝達する動力伝達手段として無段変速機（以下「ＣＶＴ」という）を備えた車両に適用されてもよい。このような車両の一例であるハイブリッド自動車２０Ｃを図８に示す。同図に示す変形例のハイブリッド自動車２０Ｃは、エンジン２２からの動力をトルクコンバータ１３０や前後進切換機構１３５、ベルト式のＣＶＴ１４０、ギヤ機構３７、デファレンシャルギヤ３８等を介して例えば前輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力する前輪駆動系と、同期発電電動機であるモータＭＧからの動力をギヤ機構３７′、デファレンシャルギヤ３８′等を介して例えば後輪である車輪３９ｃ，３９ｄに出力する後輪駆動系と、車両全体を制御するハイブリッドＥＣＵ７０とを備える。この場合、トルクコンバータ１３０は、ロックアップ機構を有する流体式トルクコンバータとして構成される。また、前後進切換機構１３５は、例えばダブルピニオンの遊星歯車機構とブレーキとクラッチとを含み、前後進の切り換えやトルクコンバータ１３０とＣＶＴ１４０との接続・切離を実行する。ＣＶＴ１４０は、機関側回転要素としてのインプットシャフト１４１に接続された溝幅を変更可能なプライマリプーリ１４３と、同様に溝幅を変更可能であって車軸側回転要素としてのアウトプットシャフト１４２に接続されたセカンダリプーリ１４４と、プライマリプーリ１４３およびセカンダリプーリ１４４の溝に巻き掛けられたベルト１４５とを有する。そして、ＣＶＴ１４０は、ＣＶＴ用電子制御ユニット１４６により駆動制御される油圧回路１４７からの作動油によりプライマリプーリ１４３およびセカンダリプーリ１４４の溝幅を変更することにより、インプットシャフト１４１に入力した動力を無段階に変速してアウトプットシャフト１４２に出力する。なお、ＣＶＴ１４０は、トロイダル式のＣＶＴとして構成されてもよい。このように構成されるハイブリッド自動車２０Ｃにおいても、エンジン２２に対する負荷運転要求がなされておらず、かつ内燃機関の間欠運転が禁止されているときにＥＣＯスイッチ８８がオンされている場合に、エンジン２２の自立回転数を低下させることにより、若干の振動や騒音を招くものの、その運転を停止させることなくエンジン２２をより適正に制御して燃費を向上させることが可能となる。
加えて、本発明は、エンジンを間欠運転可能であれば、上述のようなハイブリッド自動車以外の電動機や発電機等を有していない自動車に適用されてもよく、例えば、減速時に車軸側からエンジンを切り離してエンジンを自動停止する自動車に適用されてもよい。
ここで、上記実施例および変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明しておく。すなわち、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、燃費を優先するＥＣＯモードを選択するためのＥＣＯスイッチ８８が「燃費優先モード選択スイッチ」に相当し、図３の間欠拒否判定ルーチンを実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「間欠拒否判定手段」に相当し、図２の駆動制御ルーチンを実行するハイブリッドＥＣＵ７０等が「間欠禁止時制御手段」に相当する。また、モータＭＧ，ＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、車軸側回転要素としてのリングギヤ３２と機関側回転要素としてのキャリア３４とを有する動力分配統合機構３０や車軸側回転要素としてのインプットシャフト１４１と機関側回転要素としてのアウトプットシャフト１４２とを有するＣＶＴ１４０、エンジン２２に接続されたインナーロータ２３２と車輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する車軸に接続されたアウターロータ２３４とを有する対ロータ電動機２３０が「動力伝達手段」に相当し、モータＭＧ１および動力分配統合機構３０や対ロータ電動機２３０が「電力動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ１、オルタネータ２９あるいは対ロータ電動機２３０が「発電用電動機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当する。なお、これら実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施例はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行われるべきものである。
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
本発明は、自動車の製造産業等において利用可能である。
本発明の一実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。 実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行される駐車時運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行される間欠許否判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 クランキングトルク設定用マップの一例を示す説明図である。 通常時自立回転数設定用マップとＥＣＯモード時自立回転数設定用マップとを例示する説明図である。 変形例に係るハイブリッド自動車２０Ａの概略構成図である。 他の変形例に係るハイブリッド自動車２０Ｂの概略構成図である。 更に他の変形例に係るハイブリッド自動車２０Ｃの概略構成図である。
符号の説明
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ 水温センサ、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、２９ オルタネータ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、３７，３７′ギヤ機構、３８，３８′デファレンシャルギヤ、３９ａ〜３９ｄ 車輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルストロークセンサ、８７ 車速センサ、８８ ＥＣＯスイッチ、９０ 空調ユニット、９１ 空調用電子制御ユニット（空調用ＥＣＵ）、９２ 空調用スイッチ、１３０ トルクコンバータ、１３５ 前後進切換機構、１４０ ＣＶＴ、１４１ インプットシャフト、１４２ アウトプットシャフト、１４３ プライマリプーリ、１４４ セカンダリプーリ、１４５ ベルト、１４６ ＣＶＴ用電子制御ユニット、１４７ 油圧回路、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ、２３４ アウターロータ、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (7)

  1. 走行用の動力を出力可能であると共に間欠運転可能な内燃機関を有する車両であって、
    燃費を優先する燃費優先モードを選択するための燃費優先モード選択スイッチと、
    前記内燃機関を暖機する必要があるとき、および前記内燃機関を熱源として車室内を暖房する暖房手段に対する暖房要求がなされたときに前記内燃機関の間欠運転を禁止する間欠許否判定手段と、
    前記内燃機関に対する負荷運転要求がなされておらず、かつ前記間欠許否判定手段により前記内燃機関の間欠運転が禁止されている間欠運転禁止時に前記燃費優先モード選択スイッチがオフされている場合には、前記内燃機関を第１の自立回転数で自立運転するように制御し、前記間欠運転禁止時に前記燃費優先モード選択スイッチがオンされている場合には、前記内燃機関を前記第１の自立回転数以下となるように定められた第２の自立回転数で自立運転するように制御する間欠禁止時制御手段と、
    を備える車両。
  2. 請求項１に記載の車両において、
    走行用の動力を出力可能な電動機と、
    前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段とを更に備える車両。
  3. 請求項１または２に記載の車両において、
    所定の車軸に接続される車軸側回転要素と前記内燃機関の機関軸に接続されると共に前記車軸側回転要素に対して差回転可能な機関側回転要素とを有し、前記機関軸からの動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能な動力伝達手段を更に備える車両。
  4. 請求項３に記載の車両において、
    前記動力伝達手段は、前記車軸と前記内燃機関の機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力する電力動力入出力手段であり、前記電動機は、前記車軸または該車軸とは異なる他の車軸に動力を出力可能である車両。
  5. 請求項４に記載の車両において、
    前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段とを含む車両。
  6. 前記動力伝達手段は、無段変速機である請求項３に記載の車両。
  7. 走行用の動力を出力可能であると共に間欠運転可能な内燃機関と、燃費を優先する燃費優先モードを選択するための燃費優先モード選択スイッチとを備えた車両の制御方法であって、
    （ａ）前記内燃機関を暖機する必要があるとき、および前記内燃機関を熱源として車室内を暖房する暖房手段に対する暖房要求がなされたときに前記内燃機関の間欠運転を禁止するステップと、
    （ｂ）前記内燃機関に対する負荷運転要求がなされておらず、かつステップ（ａ）にて前記内燃機関の間欠運転が禁止されている間欠運転禁止時に前記燃費優先モード選択スイッチがオフされている場合には、前記内燃機関を第１の自立回転数で自立運転するように制
    御し、前記間欠運転禁止時に前記燃費優先モード選択スイッチがオンされている場合には、前記内燃機関を前記第１の自立回転数以下となるように定められた第２の自立回転数で自立運転するように制御するステップと、
    を含む車両の制御方法。
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