JP4379401B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置などの排気ガス循環装置を備える内燃機関を動力源の一つとする車両を制御する車両の制御装置の技術分野に関する。

この種の装置として、ＥＧＲ装置及びエンジンの故障を防止するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されたエンジンのフェイルセーフ装置（以下、「従来の技術」と称する）によれば、ＥＧＲ装置が開いたままとなる開故障が発生した場合、エンジンの出力を制限することによって、高温排気ガスによる二次故障及びエンジン本体の性能悪化を防止することが可能であるとされている。

尚、可変バルブタイミング機構に故障が生じた場合ＥＧＲ量を制御してエミッションを良好に保つ技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

また、ハイブリッド車両において、エンジン制御系に異常が発生した場合、エンジンを停止させモータジェネレータによって退避走行を行う技術も提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開平９−２５８５２号公報 特開２００３−１４８１８１号公報 特開２０００−１５２４１２号公報

排気還流弁に開故障が発生した場合、スロットルバルブの開度が比較的小さい低負荷領域では、吸気管負圧が増加するのに伴って正常時よりも大量の排気ガスが循環する。一方で、吸入空気量に対する排気ガスの循環量には、エンジンにおける燃焼を阻害しないように上限が設けられるが、従来の技術の如くエンジン出力に制限を設けたとしても、低負荷領域における排気ガスの循環量は何ら制限されないため、循環量が上限値を超え、失火の発生など燃焼が不安定となる可能性がある。即ち、従来の技術には、排気ガス循環装置におけるバルブの故障に伴って、エンジンの燃焼状態が劣化しかねないという技術的な問題点がある。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、排気ガス循環装置においてバルブが故障した場合の燃焼状態の劣化を防止し得る車両の制御装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る車両の制御装置は、スロットルバルブと、（i）排気系及び吸気系を相互に連通させる管路及び（ii）該管路の一部に設けられ、開度に応じた量の排気ガスを前記排気系から前記吸気系へ循環させることが可能な循環量制御バルブを備えた排気ガス循環装置とを備える内燃機関を動力源の少なくとも一つとする車両を制御するための車両の制御装置であって、前記循環量制御バルブが、所定値以上の前記開度を有する状態で固着している状態として規定される開固着状態であるか否かを判別する判別手段と、前記内燃機関に対する要求トルクを特定する要求トルク特定手段と、前記循環量制御バルブが前記開固着状態であると判別された場合に、ドライバが要求する前記車両の走行性能が提供されるように、前記要求トルクに応じて（i）前記スロットルバルブが全開開度を含む所定値以上の開度を有する状態で前記内燃機関を動作させる第１制御又は（ii）前記内燃機関を停止させる第２制御を選択的に実行する第１制御手段とを具備することを特徴とする。

本発明に係る車両は、動力源の少なくとも一つとして内燃機関を備える。本発明に係る「内燃機関」とは、燃料の燃焼を動力に変換する機関を包括する概念であり、例えば、ガソリン又は軽油などを燃料とするエンジンなどを指す。

本発明に係る「排気ガス循環装置」とは、排気系と吸気系とを相互に連通させる管路及び係る管路に設置された循環量制御バルブを備え、係る循環量制御バルブの開度に応じた量の排気ガスを吸気系に循環させることが可能な機構、装置及びシステムを包括する概念であり、典型的にはＥＧＲ装置を指す。尚、「開度に応じた量」とは、即ち循環量制御バルブの開度が増加又は減少するのに伴って夫々増加又は減少する量を表す。尚、上記概念が担保される限りにおいて、本発明に係る排気ガス循環装置には、循環する排気ガスを冷却するための冷却装置（例えば、ＥＧＲクーラ）など他の機能要素が備わっていてもよい。

本発明に係る車両の制御装置によれば、その動作時には、判別手段によって、循環量制御バルブが開固着状態であるか否かが判別される。

ここで、「開固着状態」とは、循環量制御バルブが所定値以上の開度を有する状態で固着している状態として規定される。尚、「固着」とは、物理的、機械的、機構的、電気的又は化学的な何らかの要因などによって、循環量制御バルブの開閉動作が不能となった状態を包括する概念である。即ち、電気的な故障、機械的又は機構的な故障或いは物理的な癒着などを含む概念である。

排気ガス循環装置では、管路を循環する排気ガスの量（以下、適宜「排気循環量」と称する）が吸気系を介して吸入される新気の量（即ち、吸入空気量）に対して過大であると、内燃機関の燃焼が不安定になり、場合によっては失火が発生するなど燃焼状態の劣化が生じかねない。従って、循環量制御バルブの開度は、少なくとも燃焼状態を良好に維持し得る程度の排気循環量となるように決定される。逆に言えば、係る開度は、燃焼状態を良好に維持し得る限りにおいて、基本的にはどのように制御されてもよい。但し、排気温度の低下によるＮＯｘ（窒素酸化物）排出量の低下又は燃料消費率の向上と言った、排気ガス循環装置に顕著に期待される効果に鑑みれば、排気循環量は多い程良いから、必然的に、循環量制御バルブの開度は、燃焼状態を良好に維持し得る限り大きくなるように、スロットルバルブの開度に応じて、即ち、スロットルバルブの開度が増加及び減少するのに伴って夫々増加及び減少するように制御されるのが好適である。

ここで述べられる「所定値以上の開度」とは、循環量制御バルブが固着状態となった場合に、スロットルバルブの開度によっては燃焼状態の劣化を招きかねない開度として規定される。このような所定値は、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーションなどに基づいて、予め燃焼状態の劣化を招く可能性のある開度として設定されていてもよい。

判別手段の態様は、循環量制御バルブが開固着状態であるか否かを判別することが可能である限りにおいて何ら限定されない。例えば、内燃機関のトルク変動に基づいて係る判別を行ってもよい。この場合、スロットルバルブが中間開度（即ち、トルク変動の生じないＷＯＴ及び全閉を除いた開度）であり且つトルク変動が大きい場合に循環量制御バルブの開度を所定量減じ、その結果として得られるトルク変動の収束状態に基づいて循環量制御バルブが開固着状態であるか否かが判別されてもよい。尚、この際、トルク変動は、トルク変動に伴う機関回転数の変動によって代替されてもよいし、内燃機関に筒内圧センサの如き燃焼圧検出手段が備わる場合には、係る燃焼圧検出手段によって検出される燃焼圧の変動によって代替されてもよい。

本発明に係る車両の制御装置によれば、要求トルク特定手段によって、内燃機関に対する要求トルクが特定される。ここで、「要求トルク」とは、内燃機関が出力すべきトルクを包括する概念であり、例えば、車速及びアクセル開度に対応付けられて設定される要求出力に基づいて決定される。例えば、内燃機関の動作点が予め機関回転数及びトルクを各軸に配してなる座標系で動作線として与えられている場合、動作線上で要求出力に対応する動作点に相当するトルクを要求トルクとしてもよい。尚、係る動作線は通常、要求出力の低い領域において、機関回転数を概ね維持した状態で主としてスロットルバルブの開度によってトルクを上昇させるように設定される。従って、スロットルバルブが中間開度に設定されている領域では、通常要求トルクは要求出力に応じて変化する。係る事情に鑑みれば、また要求トルクが要求出力に基づいて決定される場合には特に、要求トルクは実質的に要求出力と同様に扱われてもよい。

尚、本発明における「特定」とは、例えば機械的、機構的、物理的、電気的又は化学的な検出手段によって、対象となる値を直接検出することの他に、例えば、これら検出された値を電気的な信号として間接的に取得することを含み、更には、これら検出された又は取得された値を基に何らかのアルゴリズム又は算出式に従って算出又は導出することを含む概念である。従って、要求トルク特定手段とは、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）などの処理装置であってもよい。

ここで特に、既に述べたように、循環量制御バルブが開固着状態である場合、スロットルバルブが中間開度となる運転領域では内燃機関の燃焼状態が劣化し、例えばドライバビリティの悪化などを招きかねない。そこで、本発明に係る車両の制御装置は、第１制御手段を備えることによって係る問題を解決している。

第１制御手段は、循環量制御バルブが前記開固着状態であると判別された場合に、要求トルクに応じて第１制御又は第２制御を選択的に実行する手段である。ここで、第１制御とは、スロットルバルブが全開開度を含む所定値以上の開度を有する状態で内燃機関を動作させる制御であり、第２制御とは、内燃機関を停止させる制御を指す。

第１制御における所定値以上の開度とは、全開開度（即ち、ＷＯＴ）を含む比較的大きい開度であり、典型的にはＷＯＴのみであってもよい。但し、係る所定値は、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーションなどに基づいて、ＷＯＴとみなし得る程度に、言い換えれば循環量制御バルブが開固着していても燃焼状態の劣化が生じない程度の値に設定されていてもよい。

このように、第１制御が実行されることによって、内燃機関は、スロットルバルブがＷＯＴ近傍の開度領域で固定された状態で、即ち、燃焼状態が良好に維持され得る開度領域に制限された状態で動作する。従って、循環量制御バルブが開固着した場合に、燃焼状態の劣化を防止することが可能となるのである。

一方、このようにスロットルバルブの開度が上限付近に制限された場合、元々スロットルバルブをＷＯＴに制御するべき運転条件では内燃機関には何ら影響はなく、内燃機関は正常時の動作と変わりないが、本来スロットルバルブを中間開度に制御するべき運転領域では、動作線に従って動作点を設定すると内燃機関の出力トルクが必然的に要求トルクよりも大きくなり得る。この場合、運転者がアクセルペダルの操作などを介して要求する動力以上の動力が車両に供給されるため、運転者は違和感を覚えかねない。

そこで、第１制御手段は、ドライバが要求する前記車両の走行性能が提供されるように、要求トルクに応じて第１制御又は第２制御を選択的に実行するように構成される。第２制御は、内燃機関を停止する制御であり、実質上、スロットルバルブの開度が全閉状態に制御された状態と等価である。この場合、逆に運転者が要求する動力は全く得られない訳であるが、第２制御を実行する従前の状態として第１制御を実行すれば、第１制御に付随する余剰な動力を利用して、第２制御の実行中に車両を走行させることは可能である。即ち、第１制御及び第２制御を選択的に実行することによって、運転者が要求する走行性能を提供することが可能となる。この場合、このような第１制御と第２制御の切り替え頻度が要求トルクに応じて決定されてもよい。

尚、要求トルクに応じて制御を選択する態様は、一の要求トルクに応じて適宜第１制御及び第２制御を交互に切り替える態様の他に、例えば、要求トルクが比較的大きい場合に第１制御が、また要求トルクが比較的小さい場合に第２制御が夫々選択されることを含む。この場合、予め設定された閾値との比較に基づいて係る選択がなされてもよい。このような閾値としての要求トルクは、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーションなどに基づいて、ドライバビリティの低下を極力抑制し得るように設定されていてもよい。尚、このように閾値を境に制御が切り替わる場合、要求トルクが小さい領域ではアクセルペダルの踏み込みに対し車両が無反応となり、要求トルクが大きい領域では期待以上の動力が得られることになって、車両のドライバビリティは通常時よりも低下し易い。但し、この場合も、内燃機関の燃焼状態が劣化することはなく、本発明に係る効果は担保されている。

本発明に係る車両の制御装置の一の態様では、前記車両は、前記動力源の一つであるモータジェネレータ及び該モータジェネレータに電力を供給するための充電可能なバッテリを備えるハイブリッド車両であり、前記内燃機関の制御装置は更に、（i）前記第１制御が実行される期間において前記内燃機関の出力トルクが前記要求トルクよりも大きい場合に、余剰となるトルクの少なくとも一部が吸収されるように前記モータジェネレータを制御する第３制御及び（ii）前記第２制御が実行される期間において前記要求トルクの少なくとも一部が出力されるように前記モータジェネレータを制御する第４制御を実行する第２制御手段を更に具備する。

この態様によれば、車両は動力源の一つとして内燃機関の他にモータジェネレータを備えるハイブリッド車両である。本発明におけるモータジェネレータは、バッテリから供給される電気エネルギを機械エネルギに変換することによって、電動機として動作する機能と、機械エネルギを電気エネルギに変換することによって、バッテリに充電のための電力を供給する発電機として動作する機能とを有する。尚、モータジェネレータは予め、主として電動機（モータ）として使用されるモータジェネレータと、主として発電機（ジェネレータ）として使用されるモータジェネレータの二種類搭載されていてもよい。このような内燃機関とモータジェネレータとを具備する本発明に係るハイブリッド車両においては、モータジェネレータによって適宜内燃機関の動力をアシストすることが可能な所謂パラレル方式の制御が好適に行われる。この場合、発電機として機能するモータジェネレータは、バッテリのみならず電動機として機能するモータジェネレータに対し電力を供給してもよい。

この態様によれば、第２制御手段によって、第３制御及び第４制御が実行される。第３制御は、第１制御が実行される期間において内燃機関の出力トルクが要求トルクよりも大きい場合に、余剰となるトルクの少なくとも一部が吸収されるようにモータジェネレータを制御する処理である。即ち、第３制御とは、第１制御が実行される期間のうち、主としてスロットルバルブが本来中間開度に設定されるべき期間で実行される制御である。また、第４制御は、第２制御が実行される期間において要求トルクの少なくとも一部が出力されるようにモータジェネレータを制御する処理を指す。

前述したように、スロットルバルブの開度をＷＯＴ付近に限定する場合、本来スロットルバルブを中間開度に設定すべき領域では、出力トルクが要求トルクに対して過剰になり易く、また内燃機関を停止してしまえば内燃機関の出力トルクがゼロとなるから、結果的に燃焼状態の劣化は防止されてもドライバビリティが低下し易い。

この態様によれば、第３制御によって、余剰となるトルクの少なくとも一部が吸収され、第４制御によって、不足するトルク（即ち、要求トルク）の少なくとも一部が出力されるように夫々モータジェネレータが制御されるため、車両のドライバビリティの低下をも防止し得、効率的である。

尚、余剰となるトルクをモータジェネレータによって吸収するとは、即ち、余剰となるトルクをバッテリの充電に使用することを意味する。従って、余剰となるトルクをどの程度吸収することが可能であるかは、バッテリの充電状態に応じて適宜決定されるものであり、必ずしも余剰となるトルクの全てが吸収可能であるとは限らない。また不足トルクをモータジェネレータの出力によって補う場合も同様であり、不足するトルクの全てをモータジェネレータによって補うことが可能であるとは限らない。しかしながら、モータジェネレータをこのように制御することによって、少なくとも何らこのような制御がなされない場合よりは、動力源の出力トルクは要求トルクに近付くのであり、明らかに有利である。

尚、この態様では、前記第２制御手段は、前記第３制御及び前記第４制御を実行する場合に、前記動力源の出力トルクが前記要求トルクとなるように前記モータジェネレータを制御してもよい。

この場合、動力源の出力トルクが要求トルクとなるようにモータジェネレータによるトルクの吸収及び出力が制御されるため、スロットルバルブの開度をＷＯＴ近傍に制限したとしても、運転者へ与えるドライバビリティは何ら変化することがなく、効果的である。

尚、「要求トルクとなるように」とは、モータジェネレータがバッテリから電力を供給さされることに鑑みれば、動力源の出力トルクが必ずしも要求トルクと常に一致しておらずともよい趣旨である。即ち、このような制御が何らなされない場合と比較して、幾らかなりとも動力源の出力トルクを要求トルクに追従させ得る限りにおいて、必ずしも、第３制御及び第４制御の実行期間の全てにおいて、出力トルクと要求トルクとが一致しておらずともよい。

尚、第２制御手段を有する態様では、前記第１制御手段は更に、前記要求トルクが（i）予め設定された閾値以上である場合に前記第１制御を実行し、（ii）前記閾値未満である場合に前記第２制御を実行してもよい。

この態様によれば、第１制御及び第２制御の切り替えタイミングを規定する要求トルクの閾値が設定されるため、制御の切り替えに関する第１制御手段の負荷が軽減される。係る閾値は、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーションなどに基づいて、モータジェネレータによるトルクの吸収及び出力（即ち、第３及び第４制御）を夫々好適に実行し得る値に設定されていてもよい。

尚、この場合、前記バッテリの蓄電状態を特定する蓄電状態特定手段と、前記蓄電状態に基づいて前記閾値を設定する閾値設定手段とを更に具備してもよい。

この場合、蓄電状態特定手段によって、バッテリの蓄電状態が特定される。尚、前述した「特定」の概念に鑑みれば、係る蓄電状態特定手段とは、バッテリの蓄電状態を検出するＳＯＣ（State Of Charge）センサなどであってもよいし、係るＳＯＣセンサなどの検出手段から検出結果を電気信号として受け取ることが可能に構成されたＥＣＵなどの制御装置であってもよい。

閾値設定手段は、係るバッテリの充電状態に基づいて閾値を設定する。この場合、閾値は可変の値となり、第１制御又は第２制御を効果的に選択することが可能となるので好適である。

尚、「充電状態に基づいて」とは、好適には、バッテリが比較的満充電に近い状態では、第２制御の実行期間が相対的に長くなるように、またバッテリの残量が比較的少ない状態では、第２制御の実行期間が相対的に短くなるように、夫々閾値を設定することを指す。

本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記内燃機関は、少なくとも吸気弁の閉弁時期が可変に構成されており、前記内燃機関の制御装置は更に、前記第１制御が実行される期間の少なくとも一部において前記内燃機関の出力トルクが増加又は減少するように前記閉弁時期を制御する閉弁時期制御手段を更に具備する。

この態様によれば、内燃機関は少なくとも吸気弁の閉弁時期が可変に構成される。尚、通常、吸気弁及び排気弁の開閉タイミングは、クランク角に基づいて規定されており、閉弁時期が可変とは、即ち、実質的には開弁時期が可変であることを伴う。尚、ここで述べられる「時期」とは、単なる時刻概念であると言うよりは、クランクシャフトの回転角或いはクランク位相を基準とする相対的な時刻概念である。従って、係る閉弁時期を規定する表現としては、「遅角」或いは「進角」なる単語を含む用語（例えば、「遅角量」、「遅角制御」など）が好適に使用される。例えば、「遅角制御」された状態とは、即ち、バルブの閉じる時期が、クランクシャフトの回転に対応付けられて設定された基準となる位相に対し相対的に遅れるように制御された状態であり、例えば「遅角量」とは、その際の角度或いは位相値である。また、「進角制御」された状態とは、その逆であって、バルブの閉じる時期がクランクシャフトの回転角に対応付けられて設定された基準となる位相に対し相対的に進むように制御された状態を指す。このような閉弁時期を可変とする手段としては、例えば、ヘリカルギア制御方式、ベーン制御方式、或いは電磁制御方式など公知の可変動弁機構が使用される。尚、吸気弁の閉弁時期を可変とする限りにおいて、内燃機関は更に、排気弁の開閉時期が可変であってもよいし、例えば、ＶＶＴＬなどのようにバルブのリフト量が可変であってもよい。

この態様によれば、係る吸気弁の閉弁時期は、閉弁時期制御手段によって制御される。閉弁時期制御手段は、第１制御が実行される期間の少なくとも一部において、内燃機関の出力トルクが増加又は減少するように吸気弁の閉弁時期を制御する。

内燃機関では、一般に吸気弁の閉弁時期が下死点（ＢＤＣ）に設定されている場合に出力トルクが最大となり下死点から遅角及び進角する方向に夫々トルクが減少する。従って、吸気弁の閉弁時期を係る下死点から遅角又は進角させることによって、或いは現時点において設定された閉弁時期から遅角又は進角させることによって、出力トルクをある程度可変に制御することが可能である。

係る作用に鑑みれば、例えば、第１制御を実行している場合に、比較的余剰なトルクが大きくなる領域では、現時点の閉弁時期が（i）下死点よりも進角側に設定されているならば、より進角側に、また（ii）下死点よりも遅角側に設定されているのならば、より遅角側に夫々閉弁時期を設定することによって、或いは予めトルクが比較的小さくなるような閉弁時期に設定しておくことによって、余剰なトルクを低減させ得る。一方で、この態様によれば、このような制御に加え、前述した如くモータジェネレータを第３制御及び第４制御に従って制御する場合、モータジェネレータによる吸収及び出力が必要となるトルクの範囲（入出力範囲）を小さくし得るため効果的である。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。

＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。

＜１：第１実施形態＞
＜１−１：実施形態の構成＞
＜１−１−１：ハイブリッドシステムの構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るハイブリッドシステム１０の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッドシステム１０のブロック図である。

図１において、ハイブリッドシステム１０は、ＥＣＵ１００、エンジン２００、モータジェネレータＭＧ１、モータジェネレータＭＧ２、動力分割機構３００、インバータ４００及びバッテリ５００を備え、ハイブリッド車両２０を制御するシステムである。

ＥＣＵ１００は、ハイブリッドシステム１０の動作全体を制御する電子制御ユニットであり、本発明に係る「車両の制御装置」の一例として機能するように構成されている。ＥＣＵ１００は、図示せぬＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備えており、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する退避走行処理を実行することが可能に構成されている。また、ＲＡＭには、係る退避走行処理の実行過程において取得された各種データが一時的に格納される構成となっている。

エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両２０の主たる動力源として機能する。尚、エンジン２００の詳細な構成については後述する。

モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「モータジェネレータ」の一例であり、バッテリ５００を充電するための発電機として、或いはエンジン２００の駆動力をアシストする電動機として機能するように構成されている。

モータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る「モータジェネレータ」の他の一例であり、エンジン２００の出力をアシストする電動機として、或いはバッテリ５００を充電するための発電機として機能するように構成されている。

尚、これらモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。但し、他の形式のモータジェネレータであっても構わない。

動力分割機構３００は、図示せぬサンギア、プラネタリキャリア、ピニオンギア、及びリングギアを備えた遊星歯車機構である。これら各ギアのうち、内周にあるサンギアの回転軸はモータジェネレータＭＧ１に連結されており、外周にあるリングギアの回転軸は、モータジェネレータＭＧ２に連結されている。サンギアとリングギアの中間にあるプラネタリキャリアの回転軸はエンジン２００に連結されており、エンジン２００の回転は、このプラネタリキャリアと更にピニオンギアとによって、サンギア及びリングギアに伝達され、エンジン２００の動力が２系統に分割されるように構成されている。ハイブリッド車両２０において、リングギアの回転軸は、ハイブリッド車両２０における伝達機構２１に連結されており、この伝達機構２１を介して車輪２２に駆動力が伝達される。

インバータ４００は、バッテリ５００から取り出した直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ５００に供給することが可能に構成されている。

バッテリ５００はモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２を駆動するための電源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。バッテリ５００には、バッテリ５００の残容量を検出するＳＯＣセンサ５１０が設置されており、ＥＣＵ１００と電気的に接続されている。

＜１−１−２：エンジンの詳細構成＞
次に、図２を参照して、エンジン２００の詳細な構成を、その基本動作と共に説明する。ここに、図２は、エンジン２００の半断面システム系統図である。

図２において、エンジン２００は、シリンダ２０１内において点火プラグ２０２により混合気を爆発させると共に、爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクションロッド２０４を介してクランクシャフト２０５の回転運動に変換することが可能に構成されている。以下に、エンジン２００の要部構成を動作と共に説明する。

シリンダ２０１内における燃料の燃焼に際し、外部から吸入された空気（即ち、吸入空気）は吸気管２０６（即ち、本発明に係る「吸気系」の一例）を通過し、インジェクタ２０７から噴射された燃料と混合されて前述の混合気となる。インジェクタ２０７には、燃料（ガソリン）が燃料タンク２２３からフィルタ２２４を介して供給されており、インジェクタ２０７は、この供給される燃料を、ＥＣＵ１００の制御に従って吸気管２０６内に噴射することが可能に構成されている。尚、燃料タンク２２３には、燃料残量を検出するための燃料センサ２２５が設置されている。

シリンダ２０１内部と吸気管２０６とは、吸気バルブ２０８の開閉によって連通状態が制御されている。シリンダ２０１内部で燃焼した混合気は排気ガスとなり吸気バルブ２０８の開閉に連動して開閉する排気バルブ２０９を通過して排気管２１０(即ち、本発明に係る「排気系」の一例)を介して排気される。

吸気管２０６上には、クリーナ２１１が配設されており、外部から吸入される空気が浄化される。クリーナ２１１の下流側（シリンダ側）には、エアフローメータ２１２が配設されている。エアフローメータ２１２は、ホットワイヤー式と称される形態を有しており、吸入された空気の質量流量を直接測定することが可能に構成されている。吸気管２０６には更に、吸入空気の温度を検出するための吸気温センサ２１３が設置されている。

吸気管２０６におけるエアフローメータ２１２の下流側には、シリンダ２０１内部への吸入空気量を調節するスロットルバルブ２１４が配設されている。このスロットルバルブ２１４には、スロットルポジションセンサ２１５が電気的に接続されており、その開度が検出可能に構成されている。更に、スロットルバルブ２１４の周囲には、運転者によるアクセルペダル２２６の踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサ２１６、及びスロットルバルブ２１４を駆動するスロットルバルブモータ２１７も配設されており、ＥＣＵ１００は、通常、スロットルバルブ２１４の開度がアクセルポジションセンサ２１６によって検出されるアクセルペダル２２６の踏み込み量に応じた開度となるように、スロットルバルブモータ２１７を駆動している。

クランクシャフト２０５近傍には、クランクシャフト２０５の回転角（即ち、クランク角）を検出するクランクポジションセンサ２１８が設置されている。クランク角は、シリンダ２０１内部におけるピストン２０３の位置と相関するため、インジェクタ２０７から噴射される燃料の噴射タイミングは、係るクランク角に基づいて制御される構成となっている。また、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２１８の出力値に基づいて、エンジン２００の機関回転数Ｎｅを算出することが可能に構成されている。

また、シリンダ２０１を収容するシリンダブロックには、エンジン２００のノック強度を測定可能なノックセンサ２１９が配設されており、係るシリンダブロック内のウォータージャケット内には、エンジン２００の冷却水温度を検出するための水温センサ２２０が配設されている。

排気管２１０には、三元触媒２２２が設置されている。三元触媒２２２は、エンジン２００から排出されるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を夫々浄化することが可能な触媒である。排気管２１０における三元触媒２２２の上流側には、空燃比センサ２２１が配設されている。空燃比センサ２２１は、排気管２１０から排出される排気ガスから、エンジン２００の空燃比を検出することが可能に構成されている。

エンジン２００には、ＥＧＲ装置２２９が設置される。ＥＧＲ装置２２９は、ＥＧＲパイプ２２７及びＥＧＲバルブ２２８を備える。

ＥＧＲパイプ２２７は、排気管２１０と、吸気管２０６におけるスロットルバルブ２１４下流側とを繋ぐ管状部材であり、本発明に係る「管路」の一例である。

ＥＧＲバルブ２２８は、ＥＧＲパイプ２２７に設けられた電磁制御弁であり、本発明に係る「循環量制御バルブ」の一例である。ＥＧＲバルブ２２８は、ＥＣＵ１００から供給される開度制御信号によってその開度が制御され、係る開度に応じて、ＥＧＲパイプ２２７における排気管２１０側と吸気管２０６側との連通面積が変化する構成となっている。

尚、開度制御信号によって指示すべきＥＧＲバルブ２２８の開度の目標値は、予め機関回転数及びスロットルバルブ２１４の開度に対応付けられて設定されており、ＥＣＵ１００によって、その時点におけるエンジン２００の動作条件に対応する値に設定される。

係る構成の下、ＥＧＲ装置２２９は、排気管２１０に排出される排気ガスの一部を、ＥＧＲバルブ２２８の開度に応じて吸気管２０６に循環させることが可能に構成されている。即ち、ＥＧＲ装置２２９は、本発明に係る「排気ガス循環装置」の一例である。

＜１−２：実施形態の動作＞
＜１−２−１：ハイブリッドシステムの基本動作＞
図１のハイブリッドシステム１０においては、主として発電機として機能するモータジェネレータＭＧ１、主として電動機として機能するモータジェネレータＭＧ２及びエンジン２００の夫々の駆動力配分がＥＣＵ１００及び動力分割機構３００により制御され、ハイブリッド車両２０の走行状態が制御される。以下に、幾つかの状況に応じたハイブリッドシステム１０の動作について説明する。

＜１−２−１−１：始動時＞
例えば、ハイブリッド車両２０の始動時においては、バッテリ５００の電気エネルギを用いて駆動されるモータジェネレータＭＧ１が電動機として機能する。この動力によって、エンジン２００がクランキングされエンジン２００が始動する。

＜１−２−１−２：発進時＞
発進時には、バッテリ５００の蓄電状態に応じて２種類の態様を採り得る。バッテリ５００の蓄電状態は、ＳＯＣセンサ５１０の出力信号に基づいてＥＣＵ１００が把握している。例えば、通常の（即ち、ＳＯＣが良好な）発進時においては、モータジェネレータＭＧ１によってバッテリ５００を充電する必要は生じないため、エンジン２００は暖機のためだけに始動し、ハイブリッド車両２０は、モータジェネレータＭＧ２による駆動力により発進する。一方、蓄電状態が良好ではない（即ち、ＳＯＣが低下している）場合、エンジン２００の動力によりモータジェネレータＭＧ１が発電機として機能し、バッテリ５００が充電される。

＜１−２−１−３：軽負荷走行時＞
例えば、低速走行や緩やかな坂を下っている場合には、比較的エンジン２００の効率が悪い為、エンジン２００は停止され、ハイブリッド車両２０は、モータジェネレータＭＧ２による駆動力のみで走行する。尚、この際、ＳＯＣが低下していれば、エンジン２００はモータジェネレータＭＧ１を駆動するために始動し、モータジェネレータＭＧ１によりバッテリ５００の充電が行われる。

＜１−２−１−４：通常走行時＞
エンジン２００の効率が比較的良好な運転領域においては、ハイブリッド車両２０は主としてエンジン２００の動力によって走行する。この際、エンジン２００の動力は、動力分割機構３００によって２系統に分割され、一方は、伝達機構２１を介して車輪２２に伝達され、他方は、モータジェネレータＭＧ１を駆動して発電を行う。更に、この発電された電力により、モータジェネレータＭＧ２が駆動され、モータジェネレータＭＧ２によりエンジン２００の動力がアシストされる。尚、この際、ＳＯＣが低下している場合には、エンジン２００の出力を上昇させて、モータジェネレータＭＧ１により発電された電力の一部がバッテリ５００へ充電される。

＜１−２−１−５：制動時＞
減速が行われる際には、車輪２２から伝達される動力によってモータジェネレータＭＧ２を回転させ、発電機として動作させる。これにより、車輪２２の運動エネルギが電気エネルギに変換され、バッテリ５００が充電される、所謂「回生」が行われる。

＜１−２−２：エンジンの基本制御＞
次に、エンジン２００の基本的な制御動作について説明する。

ＥＣＵ１００は、エンジン２００に要求される出力であるエンジン要求出力を、一定の周期で繰り返し演算している。この際、ＥＣＵ１００は、アクセルポジションセンサ２１６によって検出されるアクセル開度及び不図示の車速センサによって検出される車速に基づいて、予めＲＯＭに格納されたマップから現時点におけるアクセル開度及び車速に対応した出力軸トルク（伝達機構２１に出力されるべきトルク）を算出する。更に、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣセンサ５１０の出力信号に基づいて要求発電量を求め、要求発電量と各種の補機類（Ａ／Ｃやパワーステアリングなど）の要求量とを参照して出力軸トルクを補正することによって、エンジン要求出力を算出する。なお、エンジン要求出力の演算方法は公知のハイブリッド車両で実行されている通りでよく、その細部は必要に応じて種々変更されてよい。

＜１−２−３：エンジン動作線の詳細＞
ここで、図３を参照して、エンジン２００の動作条件を決定する動作線について説明する。ここに、図３は、エンジン２００の動作線の模式図である。

図３において、エンジン２００の動作線は、縦軸及び横軸に夫々エンジントルク及び機関回転数Ｎｅを表したマップ上で規定される。この動作線は、エンジン２００の複数の要求出力各々に対応する複数の動作点によって規定されている。ＥＣＵ１００は、要求出力が決定されると、係る動作線上で要求出力に対応する動作点によって規定されるエンジントルク及び機関回転数となるように、エンジン２００を制御するように構成されている。

エンジン２００の動作線には、主として機関回転数Ｎｅによって出力を上昇させる運転領域（図示、「ＷＯＴ領域」参照）と、スロットルバルブ２１４の開度（以降、適宜「スロットル開度」と称する）によって出力を上昇させる運転領域（図示、「中間開度領域」参照）とが存在する。前者に係る運転領域では、スロットル開度はＷＯＴに固定され、後者に係る運転領域では、スロットル開度は中間開度で推移する。尚、中間開度領域では、機関回転数Ｎｅは、ほぼ一定であり、スロットル開度の増加に伴ってエンジントルクを増加させることによってエンジン出力を増加させている。即ち、中間開度領域では、概ねエンジン出力とエンジントルクとが相互に比例して変化する。

＜１−２−４：ＥＧＲ装置の制御＞
次に、図４を参照して、ＥＧＲ装置２２９の動作について説明する。ここに、図４は、スロットル開度に対する吸気管負圧、ＥＧＲバルブ２２８の開度（以下、適宜「ＥＧＲバルブ開度」と称する）及びＥＧＲ率各々の特性図である。

図４において、上段、中段及び下段に示される特性Ｘ１、Ｘ２及びＸ３が夫々吸気管負圧、ＥＧＲバルブ開度及びＥＧＲ率の特性に対応している。

図４において、スロットル開度が大きい程吸気管負圧は小さくなり、吸気管２０６の圧力は、大気圧に漸近する（特性Ｘ１参照）。ＥＧＲバルブ２２８の開度は、概ねスロットル開度が増加するのに伴って増加するように制御される。スロットル開度が全開開度（ＷＯＴ）である場合には、ＥＧＲバルブ開度は全開開度に制御される（特性Ｘ２参照）。このように、スロットル開度とＥＧＲバルブ開度とが、相互に連動して増減制御されることに伴い、ＥＧＲ率は、スロットル開度に対し概ね一定に維持される（特性Ｘ３参照）。即ち、ＥＧＲバルブ開度は、ＥＧＲ率が一定に維持されるように、スロットル開度に応じて制御される。

このようなＥＧＲバルブ２２８の開度の目標値は、予めＥＣＵ１００に機関回転数Ｎｅ及びスロットル開度に対応付けられたマップとして保持されており、ＥＣＵ１００は、係るマップから、現時点における機関回転数及びスロットル開度に対応するＥＧＲバルブ目標開度を取得し、ＥＧＲバルブ開度を係るＥＧＲバルブ目標開度に制御するための開度制御信号を生成し、ＥＧＲバルブ２２８に供給している。

一方、ＥＧＲバルブ２２８は、開度制御信号に応じて開閉状態が制御される過程において固着することがある。ＥＧＲバルブ２２８が固着した場合、より具体的には、全開固着した場合（特性Ｘ２太破線参照）、吸入空気量に対する排気ガスの循環量が相対的に大きくなり、特にスロットル開度が中間開度である場合にＥＧＲ率が過大となる（特性Ｘ３太破線参照）。

一般に、燃料消費率を向上させる観点からは、ＥＧＲ率は無論大きい程良いが、その反面、ＥＧＲ率には、燃焼を良好に維持し得る上限値が存在する。従って、図示太破線の如くＥＧＲ率が推移した場合には、ＥＧＲ率は明らかに過大であり、特に吸気管負圧が大きくなる低負荷領域（即ち、図３における中間開度領域）において、燃焼が不安定となり易い。係る問題は、ＥＧＲバルブ２２８が、より大きい開度で固着している場合に顕著であり、ＥＧＲバルブ２２８が全閉開度で固着している場合には、エンジン２００の燃焼に関して何ら問題は生じない。

このように、ＥＧＲバルブ２２８が開固着している場合、エンジン２００の燃焼状態が劣化し、エンジン２００に失火又は大きなトルク変動が発生することによってドライバビリティが悪化しかねない。そこで、ＥＣＵ１００は、以下に説明する退避走行処理を実行することによって、ＥＧＲバルブ２２８が開固着している場合に燃焼状態が劣化することを防止している。

＜１−２−５：退避走行処理の詳細＞
次に、図５を参照して、退避走行処理の詳細について説明する。ここに、図５は、退避走行処理のフローチャートである。

図５において、ＥＣＵ１００は、開固着診断処理を実行し、ＥＧＲバルブ２２８が開固着状態にあるか否かを診断する（ステップＡ１０）。ここで、図６を参照して、係る開固着診断処理の詳細について説明する。ここに、図６は、開固着診断処理のフローチャートである。

図６において、始めに、ＥＣＵ１００は、スロットル開度がＷＯＴであるか否かを判別する（ステップＢ１０）。スロットル開度がＷＯＴではない場合（ステップＢ１０：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ステップＢ１０を繰り返し、処理を診断待機状態に制御する。

一方、スロットル開度がＷＯＴである場合（ステップＢ１０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、エンジン２００のトルク変動が小さいか否かを判別する（ステップＢ１１）。ここで、ＥＣＵ１００は、予めＲＯＭに格納されたトルク変動閾値と、現時点のトルク変動値とを比較し、トルク変動値がトルク変動閾値未満である場合に、トルク変動が小であると判別する。尚、係るトルク変動閾値は、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーションなどに基づいて、エンジン２００の燃焼状態を良好に維持し得る上限を規定する値として設定されている。

ここで、トルク変動値は、所定の周波数領域におけるエンジン２００のトルク変動の大きさ（例えば、トルクの最大値と最小値との差分）を指し、大きい程トルク変動の度合いが大きいことを表す値である。本実施形態に係るハイブリッドシステム１０において、エンジン２００のトルクは、モータジェネレータＭＧ１を介しトルク反力として取得される。既に述べたように、エンジン２００の出力は、動力分割機構３００によって、リングギア及びサンギアを介し夫々モータジェネレータＭＧ２及びモータジェネレータＭＧ１に分配されている。モータジェネレータＭＧ１には、係る分配されたトルクを打ち消す向きに、即ち、モータジェネレータＭＧ１が発電機として使用される回転方向に、係る分配されたトルクと等しいトルクを発生させている。この際、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧ１の回転数が維持されるようにトルクを発生させるため、エンジン２００のトルクは、モータジェネレータＭＧ１を介して得られるトルク反力に基づいて絶えずＥＣＵ１００に把握されている。ハイブリッドシステム１０では、ＥＣＵ１００が、このモータジェネレータＭＧ１を介して特定されたトルクに基づいてトルク変動値を算出するため、トルク変動を正確に特定することが可能である。

トルク変動が大である場合（ステップＢ１１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ装置２２９に起因しない他の異常が発生していると診断する（ステップＢ１８）。スロットル開度がＷＯＴの場合、既に述べたように、ＥＧＲバルブ開度は全開開度であったとしてもＥＧＲ率は過大とはならないはずであり、エンジン２００にはＥＧＲ装置２２９に起因しない何らかの異常が発生している可能性が高い。但し、この場合も、ＥＧＲ装置２２９が故障していないと判断し得る積極的な理由はないため、その他の異常とは言え、必ずしもＥＧＲ装置２２９が正常であるとは診断され得ない。

トルク変動が小である場合（ステップＢ１１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、スロットル開度が中間開度であるか否かを判別する（ステップＢ１２）。即ち、スロットル開度がＷＯＴである期間中（ステップＢ１２：ＮＯ）は、故障診断処理は待機状態に制御される。

スロットル開度が中間開度となった場合（ステップＢ１２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、トルク変動値が大であるか否かを判別する（ステップＢ１３）。図４に示すように、ＥＧＲバルブ開度は、スロットル開度の減少に伴って減少するように制御される（正確には、開度制御信号が供給される）から、ＥＧＲ装置２２９が正常に動作していれば、スロットル開度が中間開度である場合には、相応にＥＧＲバルブ２２８も閉じられ、トルク変動は小のまま推移するはずである。従って、トルク変動が小である場合（ステップＢ１３：ＮＯ）、ＥＧＲ装置２２９は正常に作動していると診断される（ステップＢ１７）。

一方、ＥＧＲバルブ開度は、スロットル開度が中間開度である場合には、同じく中間開度となるように制御されているから、ステップＢ１３に係る処理では、ＥＧＲバルブ２２８を制御する開度制御信号は、中間開度に対応したものとなっている。従って、ステップＢ１３においてトルク変動が大である場合（ステップＢ１３：ＹＥＳ）、ＥＧＲバルブ２２８が正常に動作していない可能性がある。

ここで、トルク変動が大である場合、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ２２８に対し、ＥＧＲバルブ開度が更に減少するように開度制御信号を供給する（ステップＢ１４）。尚、この際、開度制御信号によって促されるＥＧＲバルブ目標開度は、現時点で供給されている開度制御信号によって促されるＥＧＲバルブ開度よりも小さい限りにおいて何ら限定されないが、トルク変動の変化を監視する観点からは、全閉開度であるのが好適である。

係る開度制御信号が供給されると、ＥＣＵ１００は、再びトルク変動値を算出し、トルク変動値がトルク変動閾値以上であるか否かを判別することによって、トルク変動が大であるか否かを判別する（ステップＢ１５）。

トルク変動が大ではない場合（ステップＢ１５：ＮＯ）、ＥＧＲバルブ開度を減少させる旨の開度制御信号に応じてトルク変動が収束したことになるため、ＥＧＲバルブ２２８は正常に作動したものとみなされ、ステップＢ１３において検出されたトルク変動は、ＥＧＲ装置２２９に起因しない故障によるものであると診断される（ステップＢ１８）。一方、トルク変動が大である場合（ステップＢ１５：ＹＥＳ）、ＥＧＲバルブ開度を減少させる旨の開度制御信号が供給されたにも拘らずトルク変動が収束しないことになるから、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ２２８が開固着状態であると診断する（ステップＢ１６）。尚、ステップＢ１２においてスロットル開度が中間開度に制御された際にトルク変動が大となり、ステップＢ１４においてＥＧＲバルブ２２８をＥＧＲバルブ開度が減少するよう制御したにも拘らずトルク変動が大であることになるから、ＥＧＲバルブ２２８は、全開開度或いはそれに近い、比較的大きな開度で固着している可能性が高い。ステップＢ１６、Ｂ１７又はＢ１８のいずれかに係る処理を経ると、開固着診断処理が終了する。

図５に戻り、開固着診断処理が終了すると、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ２２８が開固着状態であるか否かを判別する（ステップＡ１１）。ＥＧＲバルブ２２８が開固着状態ではない場合（ステップＡ１１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、再び、開固着診断処理を実行する。即ち、ＥＧＲバルブ２２８が開固着状態となるまでは、ハイブリッドシステム１０は通常通り制御される。

一方、ＥＧＲバルブ２２８が開固着状態である場合（ステップＡ１１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、退避走行モードを起動する（ステップＡ１２）。退避走行モードとは、燃焼状態の劣化を招かないように、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ２を制御するモードである。

退避走行モードを起動すると、ＥＣＵ１００は、始めにエンジン２００に要求されるトルクである要求トルクＴｎの閾値Ｔｔｈを設定する（ステップＡ１３）。尚、閾値Ｔｔｈの詳細については後述する。

閾値Ｔｔｈを設定すると、ＥＣＵ１００は、要求トルクＴｎが、係る閾値Ｔｔｈ以上であるか否かを判別する（ステップＡ１４）。要求トルクＴｎが閾値Ｔｔｈ以上である場合（ステップＡ１４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、スロットルバルブ２１４をＷＯＴに固定した状態でエンジン２００を動作させる（ステップＡ１５）。具体的には、エンジン２００の出力トルク（エンジントルク）を、図３に示すＴｒ１（Ｔｒ１＞Ｔｔｈ）に設定する。

エンジントルクＴｒ１は、図３に示す動作線において、中間開度領域とＷＯＴ領域との境界を規定するトルク値である。ステップＡ１５において、エンジントルクをＷＯＴ領域のトルクＴｒ１に設定した場合、エンジントルクは明らかに中間開度領域における要求トルクよりも過剰となる。そこで、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧ２を発電機として駆動させ、余剰となるエンジントルクを吸収し、バッテリ５００を充電する。

一方、要求トルクＴｎが閾値Ｔｔｈ未満である場合（ステップＡ１４：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、エンジン２００を停止させる（ステップＡ１６）。エンジン２００を停止させた場合、必然的にエンジントルクはゼロとなるから、要求トルクＴｎに対し、ハイブリッドシステム１０の出力トルクが不足する。そこで、ＥＣＵ１００は、ステップＡ１６においてモータジェネレータＭＧ２を電動機として駆動させ、要求トルクＴｎを出力させる。ステップＡ１５又はステップＡ１６に係る処理によって要求トルクが出力されると、処理は再びステップＡ１３に戻され、ステップＡ１３以降の一連の処理が繰り返されることによって、要求トルクに応じた退避走行が実現される。

ここで、図７を参照して、係る退避走行モードにおけるエンジントルク、モータジェネレータＭＧ２の出力トルク（以後、適宜「モータトルク」と称する）及びハイブリッドシステム１０の出力トルク（以後、適宜「出力トルク」と称する）の特性について説明する。ここに、図７は、要求トルクに対するこれら各トルクの特性図である。尚、同図において、図３と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。

図７において、上段、中段及び下段に示される特性Ｙ１、Ｙ２及びＹ３が夫々エンジントルク、モータトルク及び出力トルクに対応している。尚、横軸の要求トルクはＴｒ１まで表されているが、これ以上の要求トルクについては、通常通りにスロットルバルブ２１４をＷＯＴに制御することによってエンジン２００から出力することが可能であり、本実施形態に係る退避走行の説明要旨から外れるため図示が省略されている。

特性Ｙ１において、エンジントルクは、要求トルクがＴｒ０未満の領域では、ゼロである。即ち、要求トルクＴｒ０とは前述の閾値Ｔｔｈの一例であり、特性Ｙ１は、要求トルクがＴｒ０未満となる領域でエンジン２００が停止されることを表している。尚、図７において、閾値となるトルクＴｒ０は、トルクＴｒ１のちょうど半分の値に設定されている。

特性Ｙ２において、モータトルクは、正負いずれの値も採り得る。モータトルクが正の状態とは、即ち、トルクが出力される状態であり、モータトルクが負の状態とは、即ち、トルクが吸収される状態を表している。

特性Ｙ２において、要求トルクＴｎがゼロからＴｒ０に至るまでの期間では、モータジェネレータＭＧ２は、電動機として駆動される。それに伴い、要求トルクＴｎがＴｒ０となった時点で、モータジェネレータＭＧ２からはトルクＴｒ０が出力されている。即ち、図６におけるステップＡ１６に係る処理が実行される。

一方で、要求トルクＴｎがＴｒ０以上且つＴｒ１以下となる期間では、上述したようにエンジン２００からトルクＴｒ１が出力されるため、要求トルクＴｎに対しエンジントルクが過剰となる。そこで、モータジェネレータＭＧ２は発電機として使用され、要求トルクＴｒ０でエンジン２００からトルクＴｒ１が出力された瞬間に、モータトルクは−Ｔｒ０に制御される。以後、要求トルクＴｎに対し、要求トルクがＴｒ１となるまでモータジェネレータＭＧ２によるトルク吸収量は徐々に減少制御され、要求トルクがＴｒ１となった時点で、要求トルクの全てがエンジン２００から出力されることになる。

その結果、特性Ｙ３に示すように、エンジントルクとモータトルク（正負いずれも含む）とを合算した出力トルクは、要求トルクＴｎに対しリニアに推移する。即ち、ハイブリッドシステム１０からは、要求トルクＴｎが出力される。このように、本実施形態に係る退避走行モードによれば、スロットル開度をＷＯＴに制限した状態でエンジン２００を動作させることによって燃焼状態の劣化を防止すると共に、それに伴って発生するトルクの過不足分をモータジェネレータＭＧ２によって吸収又は出力することによって、効率的且つ効果的に、燃焼状態の劣化を防止することが可能である。

尚、更に図７を参照して、閾値Ｔｔｈの設定（図６におけるステップＡ１３に係る処理）について説明する。今、特性Ｙ２において、実線の如くモータトルクが制御されているとする。この場合、モータジェネレータＭＧ２は、吸収するトルクの最大値及び発生トルクの最大値は夫々Ｔｒ０及び−Ｔｒ０であり両者の絶対値は等しい。然るに、モータジェネレータＭＧ２によって吸収及び出力可能なトルクは、バッテリ５００の充電状態に大きく影響を受ける。そこで、ＥＣＵ１００は、図６ステップＡ１３に係る処理において、ＳＯＣセンサ５１０の出力を基にバッテリ５００の充電状態を取得する。

充電状態を取得した結果、バッテリ５００の電力残量が十分でない場合、ＥＣＵ１００は閾値Ｔｔｈを相対的に減少させる。例えば、特性Ｙ２において、閾値ＴｔｈがＴｒ０から差分ΔＴｒだけ減じられたとする（図示一点鎖線参照）。この場合、モータジェネレータＭＧ２によって吸収されるトルクの最大値は、−Ｔｒ０−ΔＴｒであり、出力されるトルクの最大値は、Ｔｒ０−ΔＴｒとなる。尚、必然的に、エンジントルクも係る変更された閾値に対応して変化する（図示は省略する）。従って、モータトルクは主としてバッテリ５００を充電するように作用し、バッテリ５００の充電状態が回復する。

一方、充電状態が取得された結果、バッテリ５００が満充電に近い充電状態であった場合、ＥＣＵ１００は閾値Ｔｔｈを相対的に増加させる。例えば、特性Ｙ２において、閾値ＴｔｈがＴｒ０から差分ΔＴｒだけ増加されたとする（図示二点鎖線参照）。この場合、モータジェネレータＭＧ２によって吸収されるトルクの最大値は、−Ｔｒ０＋ΔＴｒであり、出力されるトルクの最大値は、Ｔｒ０＋ΔＴｒとなる。尚、必然的に、エンジントルクも係る変更された閾値に対応して変化する（図示は省略する）。従って、モータトルクは主として動力をアシストするように作用し、バッテリ５００が積極的に使用される。

このように、バッテリ５００の充電状態に応じて、エンジン２００を動作させるための要求トルクＴｎの閾値Ｔｔｈを変更することにより、モータジェネレータＭＧ２を効率的に使用することが可能となる。無論、このような閾値の変化幅は、モータジェネレータＭＧ２の入出力限界を超えて設定することは出来ないが、閾値Ｔｔｈが固定されている場合と比較すれば、明らかに有利である。

＜２：第２実施形態＞
次に、図８を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。ここに、図８は、本発明の第２実施形態に係るエンジン６００の半断面システム系統図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。

図８において、エンジン６００は、吸気バルブ２０８の閉弁時期が可変に構成されている点でエンジン２００と相違している。吸気バルブ２０８は、吸気バルブを駆動する不図示の可変動弁系を介してＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００の制御によって、その閉弁時期が決定される。

ここで、図９を参照して、吸気バルブの閉弁時期が可変である場合の効果について説明する。ここに、図９は、吸気バルブの閉弁時期に対するエンジントルクの特性を表す模式図である。

図９において、縦軸及び横軸が夫々エンジントルク及びＩＶＣ（吸気バルブ閉弁時期）を表している。尚、ＩＶＣは、クランク角として規定されている。エンジントルクは、ＩＶＣがＢＤＣ（Bottom Death Center：下死点）に設定された時に最大値Ｔｒｍａｘを採る。また、ＩＶＣが進角制御（吸気バルブを相対的に早く閉じる制御）及び遅角制御（吸気バルブを相対的に遅く閉じる制御）された場合には夫々減少する。

本実施形態において、ＥＣＵ１００は、このＩＶＣが可変であることを利用して、効果的に前述した退避走行処理を実行することが可能である。ここで、図１０を参照し、前述の退避走行処理を実行するに際してＩＶＣが可変であることの利点について説明する。ここに、図１０は、要求トルクに対するエンジントルク、モータトルク及び出力トルクの特性図である。尚、同図において、図７と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。

図１０において、上段、中段及び下段に示される特性Ｚ１、Ｚ２及びＺ３が夫々エンジントルク、モータトルク及び出力トルクに対応している。要求トルクの閾値Ｔｔｈは、Ｔｒ２（Ｔｒ２＜Ｔｒ１）に設定されている。ＥＣＵ１００は、退避走行モードが起動された時点で通常時のＩＶＣよりもエンジントルクが減少するようにＩＶＣを設定しており、要求トルクがＴｒ２となった時点で出力されるエンジントルクは、Ｔｒ３（Ｔｒ３＝２Ｔｒ２＜Ｔｒ１）となっている。ここで、要求トルクがＴｒ３となった場合、ＥＣＵ１００は、ＩＶＣを徐々に元の制御値に戻す。これによって要求トルクがＴｒ３からＴｒ１となるまでの期間においては、エンジントルクが上昇する（特性Ｚ１参照）。このようなＩＶＣ制御によって、要求トルクに対するエンジントルクの余剰分は、第１実施形態よりも小さいものとなる。

これに伴い、モータジェネレータＭＧ２の制御態様も変化する。即ち、モータジェネレータＭＧ２によってエンジントルクの過不足分を吸収及び出力することが要求される要求トルクの最大値はＴｒ２であり、従って、モータジェネレータＭＧ２の入出力範囲は、２Ｔｒ２（即ち、Ｔｒ３）となる（特性Ｚ２参照）。これは、第１実施形態における入出力範囲である２Ｔｒ０（即ち、Ｔｒ１）よりも小さい値であり、モータジェネレータＭＧ２に掛かる負荷が軽減され、モータジェネレータＭＧ２が一層フレキシブルに使用される。尚、これらの結果、出力トルクは、第１実施形態と同様に、要求トルクＴｒに対しリニアに変化する（特性Ｚ３参照）。

尚、上述した各実施形態と異なり、車両が動力源としてエンジンのみを有する場合、エンジンを停止させれば出力トルクはゼロとなり、スロットルバルブをＷＯＴに制限したことによる余剰なトルクを吸収することも不可能である。このような場合には、要求トルクに応じて、エンジンの動作及び停止を頻繁に繰り返し、車両を走行させてもよい。この場合も、燃焼が不安定となることはなく、燃焼状態の劣化を防止する本発明に係る効果は担保される。

本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本発明の一実施形態に係るハイブリッドシステムのブロック図である。 図１のハイブリッドシステムにおけるエンジンの半断面システム系統図である。 図２のエンジンを制御する際の動作線の模式図である。 図２のエンジンにおける、スロットル開度に対する吸気管負圧、ＥＧＲバルブ開度及びＥＧＲ率各々の特性図である。 ＥＣＵ１００が実行する退避走行処理のフローチャートである。 図５の退避走行処理において実行される開固着診断処理のフローチャートである。 退避走行処理において起動される退避走行モードにおける、要求トルクに対するエンジントルク、モータトルク及び出力トルクの特性図である。 本発明の第２実施形態に係るエンジンの半断面システム系統図である。 図８のエンジンにおける、吸気バルブの閉弁時期に対するエンジントルクの特性を表す模式図である。 本発明の第２実施形態に係る退避走行モードにおける、要求トルクに対するエンジントルク、モータトルク及び出力トルクの特性図である。

符号の説明

１０…ハイブリッドシステム、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２１４…スロットルバルブ、２１５…スロットルポジションセンサ、２２８…ＥＧＲバルブ、２２９…ＥＧＲ装置、５００…バッテリ、５１０…ＳＯＣセンサ、ＭＧ１…モータジェネレータ、ＭＧ２…モータジェネレータ。

Claims (6)

1. スロットルバルブと、（i）排気系及び吸気系を相互に連通させる管路及び（ii）該管路の一部に設けられ、開度に応じた量の排気ガスを前記排気系から前記吸気系へ循環させることが可能な循環量制御バルブを備えた排気ガス循環装置とを備える内燃機関を動力源の少なくとも一つとする車両を制御するための車両の制御装置であって、
   前記循環量制御バルブが、所定値以上の前記開度を有する状態で固着している状態として規定される開固着状態であるか否かを判別する判別手段と、
   前記内燃機関に対する要求トルクを特定する要求トルク特定手段と、
   前記循環量制御バルブが前記開固着状態であると判別された場合に、ドライバが要求する前記車両の走行性能が提供されるように、前記要求トルクに応じて（i）前記スロットルバルブが全開開度を含む所定値以上の開度を有する状態で前記内燃機関を動作させる第１制御又は（ii）前記内燃機関を停止させる第２制御を選択的に実行する第１制御手段と
   を具備することを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記車両は、前記動力源の一つであるモータジェネレータ及び該モータジェネレータに電力を供給するための充電可能なバッテリを備えるハイブリッド車両であり、
   前記内燃機関の制御装置は更に、（i）前記第１制御が実行される期間において前記内燃機関の出力トルクが前記要求トルクよりも大きい場合に、余剰となるトルクの少なくとも一部が吸収されるように前記モータジェネレータを制御する第３制御及び（ii）前記第２制御が実行される期間において前記要求トルクの少なくとも一部が出力されるように前記モータジェネレータを制御する第４制御を実行する第２制御手段を更に具備する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記第２制御手段は、前記第３制御及び前記第４制御を実行する場合に、前記動力源の出力トルクが前記要求トルクとなるように前記モータジェネレータを制御する
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。
4. 前記第１制御手段は更に、前記要求トルクが（i）予め設定された閾値以上である場合に前記第１制御を実行し、（ii）前記閾値未満である場合に前記第２制御を実行する
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の車両の制御装置。
5. 前記バッテリの蓄電状態を特定する蓄電状態特定手段と、
   前記蓄電状態に基づいて前記閾値を設定する閾値設定手段と
   を更に具備する
   ことを特徴とする請求項４に記載の車両の制御装置。
6. 前記内燃機関は、少なくとも吸気弁の閉弁時期が可変に構成されており、
   前記内燃機関の制御装置は更に、前記第１制御が実行される期間の少なくとも一部において前記内燃機関の出力トルクが増加又は減少するように前記閉弁時期を制御する閉弁時期制御手段を更に具備する
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の車両の制御装置。

Images