JP4582184B2 - 車両の制御装置および制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の動力を連続的に変速して駆動輪に伝達する変速機が搭載された車両の制御に関し、特に、内燃機関において振動および騒音の発生を抑制しつつ、燃費を向上する技術に関する。

従来、内燃機関の動力を連続的に変速して駆動輪に伝達する変速機を搭載する車両として、たとえば、ハイブリッド車両あるいは無段変速機を搭載した車両が公知である。このような変速機が搭載される車両は、アクセル開度と車両の速度とから内燃機関の目標パワーを決定し、最適燃費動作線上で目標パワーが発現するように内燃機関および変速機が制御される。

このような変速機が搭載された車両として、たとえば、特開２００７−２２２９６号公報（特許文献１）は、内燃機関のこもり音などの異音による違和感を運転者に与えないようにすると共にエネルギ効率の更なる向上を図るハイブリッド車を開示する。このハイブリッド車は、内燃機関と、内燃機関の出力軸と車軸側に接続され、電力と動力の入出力を伴って内燃機関からの動力の少なくとも一部を車軸側に出力可能な電力動力入出力手段と、走行用の動力を出力する電動機と、電力動力入出力手段および電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、走行に基づく騒音の程度を検出する騒音程度検出手段と、検出された騒音の程度に基づいて内燃機関の運転に課す運転制約を設定する運転制約設定手段と、設定された運転制約に基づいて内燃機関が運転されると共に設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する制御手段とを備える。

上述した公報に開示されたハイブリッド車によると、こもり音などの異音による違和感を運転者に与えるのを抑制することができる。このように、騒音の程度に応じて運転制約を設定するから、騒音の程度によって設定する運転制約の自由度を大きくすることができる。したがって、こもり音などの異音による違和感を運転者に与えない程度の範囲内で同一の出力に対する内燃機関の効率が高くなるよう運転制約を設定することもできる。
特開２００７−２２２９６号公報

しかしながら、上述した公報に開示されたハイブリッド車においては、低車速領域になるほど燃費最良線より同一出力に対して回転数が高く、トルクが低い動作点が設定される。そのため、低燃費領域から外れた領域で内燃機関が作動するため、燃費が悪化するという問題がある。燃費の悪化は、エンジンの熱効率が悪化することにより起こるが、さらに、排出ガス温度が上昇する。その結果、エンジンルーム内の温度が上昇すして、オーバーヒート耐性が悪化する可能性がある。

また、低車速領域において燃費の良い領域でエンジンを作動させる場合には、高周波、高振幅の振動が生じたり、あるいは、高負荷領域においてはノックの発生頻度が増加したりすることにより、内燃機関において生じる騒音および振動の程度が増大し、運転者に不快感を与える場合がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジンにおいて生じる騒音および振動の増大を抑制しつつ、燃費の向上を図る車両の制御装置および制御方法を提供することである。

第１の発明に係る車両の制御装置は、内燃機関と、内燃機関の動力を連続的に変速して駆動輪に伝達する変速機とが搭載された車両の制御装置である。内燃機関は、トルクと回転数とに対応する座標平面上に内燃機関の状態に基づいて設定される動作線に沿って動作が制御される。座標平面上には、内燃機関に対応した最適燃費動作線が予め設定される。この制御装置は、内燃機関の要求出力を検出するための検出手段と、内燃機関の点火時期を取得するための取得手段と、取得された点火時期が設定点火時期より遅角側になるほど、最適燃費動作線に近づくように内燃機関の動作線を設定するための設定手段と、検出された要求出力と設定された動作線とに基づいて内燃機関の目標パワーを決定するための決定手段と、決定された目標パワーに基づいて内燃機関を制御するための制御手段とを含む。第８の発明に係る車両の制御方法は、第１の発明に係る車両の制御装置と同様の構成を有する。

第１の発明によると、取得された点火時期が遅角側になるほど内燃機関に対応した最適燃費動作線に近づくように内燃機関の動作線が設定されるため、燃費の向上が図れる。燃費の向上は、熱効率が高まることにより起こるが、これにより、排出ガス温度の上昇を抑制することができるため、オーバーヒート耐性の悪化を抑制することができる。また、ノックの発生回避等のため点火時期が遅角側に制御される場合、点火時期が設定点火時期より遅角側になるほどエンジンノイズの程度が低減するため、動作線を最適燃費動作線に近づけることによる騒音および振動の増加分を吸収することができる。その結果、エンジンノイズにより運転者に不快感を与えることを抑制することができる。したがって、エンジンにおいて生じる騒音および振動の増大を抑制しつつ、燃費の向上を図る車両の制御装置および制御方法を提供することができる。

第２の発明に係る車両の制御装置は、第１の発明の構成に加えて、設定手段は、検出された要求出力が第１の予め定められた出力以上であって、かつ、第１の予め定められた出力よりも大きい予め定められた第２の出力以下となる場合に、点火時期が設定点火時期より遅角側になるほど最適燃費動作線に近づくように内燃機関の動作線を設定するための手段と、検出された要求出力が第２の予め定められた出力よりも大きい場合に、最適燃費動作線を内燃機関の動作線として設定するための手段とを含む。第９の発明に係る車両の制御方法は、第２の発明に係る車両の制御装置と同様の構成を有する。

第２の発明によると、第１の予め定められた出力以上であって、かつ、第２の予め定められた出力以下となる特定の領域において、内燃機関の点火時期が遅角側になるほど動作線を最適燃費動作線に近づけるように設定することにより、振動および騒音の悪化を抑制しつつ、燃費の向上が図れる。また、たとえば、内燃機関の回転数が低く、負荷が高い特定の領域においては、内燃機関に生じる振動および騒音の程度が大きいため、このような領域において点火時期に応じて動作線を設定することにより、内燃機関において生じる振動および騒音を抑制しつつ、燃費の向上を図ることができる。さらに、第２の予め定められた出力よりも大きい場合に、最適燃費動作線を内燃機関の動作線として設定することにより、燃費の向上が図れる。

第３の発明に係る車両の制御装置においては、第２の発明の構成に加えて、点火時期が予め定められた点火時期よりも遅角側である場合に設定される動作線は、予め定められた点火時期に対応する動作線よりも同一出力に対する回転数が低く、かつ、トルクが高い動作線である。第１０の発明に係る車両の制御方法は、第３の発明に係る車両の制御装置と同様の構成を有する。

第３の発明によると、点火時期が予め定められた点火時期よりも遅角側である場合には、予め定められた点火時期に対応する動作線よりも同一出力に対する回転数が低く、かつ、トルクが高い動作線が設定される。そのため、点火時期が予め定められた点火時期である場合には、振動および騒音を抑制して、点火時期が予め定められた点火時期よりも遅角側である場合には、振動および騒音を抑制しつつ、燃費の悪化を抑制することができる。

第４の発明に係る車両の制御装置は、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、内燃機関の負荷履歴を検出するための手段をさらに含む。設定手段は、検出された負荷履歴が断続的または連続的に高負荷の状態が継続する履歴であると、取得された点火時期に応じて内燃機関の動作線を設定する。第１１の発明に係る車両の制御方法は、第４の発明に係る車両の制御装置と同様の構成を有する。

第４の発明によると、検出された負荷履歴（たとえば、冷却水温度の履歴）が断続的または連続的に高負荷の状態が継続する履歴であるとエンジンルーム内の温度が上昇しているため、オーバーヒート耐性が悪化する可能性がある。そこで、点火時期に応じて内燃機関の動作線を設定して燃費の向上を図ることにより、熱効率が上昇させ、排出ガス温度の増加を抑制して、耐オーバーヒート耐性の悪化を抑制することができる。

第５の発明に係る車両の制御装置は、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、路面の勾配を検出するための手段をさらに含む。設定手段は、取得された点火時期に加えて、検出された路面の勾配が大きくなるほど最適燃費動作線に近づくように内燃機関の動作線を設定する。第１２の発明に係る車両の制御方法は、第５の発明に係る車両の制御装置と同様の構成を有する。

第５の発明によると、遅角量に加えて検出された路面の勾配が大きくなるほど最適燃費動作線に近づくように内燃機関の動作線を設定することにより、燃費の向上が図れる。また、最適燃費動作線に近づくように動作線を設定することによるエンジンノイズの増加は、車両の登坂走行とエンジンの出力上昇によるエンジンノイズの増加とが関連しているという運転者のコンベンショナル車両での経験認識に合致するため、運転者に不快感を与えることを抑制することができる。

第６の発明に係る車両の制御装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、変速機は、無段変速機である。第１３の発明に係る車両の制御方法は、第６の発明に係る車両の制御装置と同様の構成を有する。

第６の発明によると、無段変速機が搭載される車両に本発明を適用して、エンジンにおいて生じる騒音および振動を抑制しつつ燃費の向上が図れる。

第７の発明に係る車両の制御装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、車両は、車両の駆動源となる第１の回転電機と、内燃機関の動力に基づいて発電する第２の回転電機とを含む。変速機は、内燃機関および第１の回転電機の少なくとも一方の動力を車両の車輪軸に伝達する動力分割機構である。動力分割機構は、入力された内燃機関の動力または第１の回転電機の動力を、車輪軸への駆動力または第２の回転電機への動力に分割して出力する。第１４の発明に係る車両の制御方法は、第７の発明に係る車両の制御装置と同様の構成を有する。

第７の発明によると、内燃機関と回転電機とを駆動源とするハイブリッド車両に本発明を適用して、エンジンにおいて生じる騒音および振動を抑制しつつ、燃費の向上が図れる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置が適用されるハイブリッド車両の制御ブロック図を説明する。

ハイブリッド車両は、駆動源としての、たとえばガソリンエンジン等の内燃機関（以下、単にエンジンという）１２０と、回転電機であるモータジェネレータ（ＭＧ）１４０を含む。なお、図１においては、説明の便宜上、モータジェネレータ１４０を、モータ１４０Ａとジェネレータ１４０Ｂ（あるいはモータジェネレータ１４０Ｂ）と表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、モータ１４０Ａがジェネレータとして機能したり、ジェネレータ１４０Ｂがモータとして機能したりする。

エンジン１２０の吸気通路１２２には、吸入空気のほこりを捕捉するエアクリーナ１２２Ａ、エアクリーナ１２２Ａを通ってエンジン１２０に吸入される空気量を検出するエアフローメータ１２２Ｂ、エンジン１２０に吸入される空気量を調整するためのバルブである電子スロットルバルブ１２２Ｃが設けられている。電子スロットルバルブ１２２Ｃにはスロットルポジションセンサ１２２Ｄが設けられている。エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）２８０には、エアフローメータ１２２Ｂにより検出された吸入空気量や、スロットルポジションセンサ１２２Ｄにより検出された電子スロットルバルブ１２２Ｃの開度等が入力される。

また、エンジン１２０の排気通路１２４には、三元触媒コンバータ１２４Ｂと、三元触媒コンバータ１２４Ｂに導入される排気の空燃比（Ａ／Ｆ）を検出する空燃比センサ１２４Ａと、三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度を検出する触媒温度センサ１２４Ｃと、消音器１２４Ｄとが設けられている。エンジンＥＣＵ２８０には、空燃比センサ１２４Ａにより検出された三元触媒コンバータ１２４Ｂに導入される排気の空燃比や、触媒温度センサ１２４Ｃにより検出された三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度等が入力される。

なお、空燃比センサ１２４Ａは、エンジン１２０で燃焼された混合気の空燃比に比例した出力電圧を発生する全域空燃比センサ（リニア空燃比センサ）である。なお、空燃比センサ１２４Ａとしては、エンジン１２０で燃焼された混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチであるかリーンであるかをオン−オフ的に検出するＯ２センサを用いてもよい。

ノックセンサ３６０は、エンジン１２０のシリンダブロックの振動を検出する。ノックセンサ３６０は、検出したエンジン１２０の振動を示す信号を送信する。

エンジン１２０の出力軸には、クランクポジションセンサ３８０が設けられる。クランクポジションセンサ３８０は、エンジン１２０の出力軸（クランクシャフト）の回転数を検出する。クランクポジションセンサ３８０は、検出した出力軸の回転数を示す信号をエンジンＥＣＵ２０に送信する。

さらに、エンジン１２０には、エンジンＥＣＵ２８０の制御信号に応じて各気筒に設けられる点火プラグを用いて点火処理を実行する点火装置４００が設けられる。点火装置４００は、エンジンＥＣＵ２８０から受信する制御信号に基づいて気筒ごとに設定される点火時期に点火プラグにより点火処理を実行する。

ハイブリッド車両には、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０で発生した動力を駆動輪１６０に伝達したり、駆動輪１６０の駆動をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０に伝達する減速機１８０と、エンジン１２０の発生する動力を駆動輪１６０とジェネレータ１４０Ｂとの２経路に分配する動力分割機構（たとえば、遊星歯車機構）２００と、モータジェネレータ１４０を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ２２０と、走行用バッテリ２２０の直流とモータ１４０Ａおよびジェネレータ１４０Ｂの交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ２４０と、走行用バッテリ２２０の充放電状態を管理制御するバッテリ制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）２６０と、エンジン１２０の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ２８０と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ１４０およびバッテリＥＣＵ２６０、インバータ２４０等を制御するＭＧ＿ＥＣＵ３００と、バッテリＥＣＵ２６０、エンジンＥＣＵ２８０およびＭＧ＿ＥＣＵ３００等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ３２０とを含む。なお、走行用バッテリではなくキャパシタ等の蓄電機構であってもよい。

本実施の形態においては、走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間にはコンバータ２４２が設けられている。これは、走行用バッテリ２２０の定格電圧が、モータ１４０Ａやモータジェネレータ１４０Ｂの定格電圧よりも低いので、走行用バッテリ２２０からモータ１４０Ａやモータジェネレータ１４０Ｂに電力を供給するときには、コンバータ２４２で電力を昇圧する。このコンバータ２４２には平滑コンデンサが内蔵されており、コンバータ２４２が昇圧動作を行なう際には、この平滑コンデンサに電荷が蓄えられる。

なお、図１においては、各ＥＣＵを別構成しているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい（たとえば、図１に、点線で示すように、ＭＧ＿ＥＣＵ３００とＨＶ＿ＥＣＵ３２０とを統合したＥＣＵとすることがその一例である）。

運転席にはアクセルペダル３４０が設けられており、アクセルポジションセンサ３４０は、アクセルペダルの踏込み量を検出する。アクセルポジションセンサ３４０は、アクセルペダルの踏込み量を示す信号をＨＶ＿ＥＣＵ３２０に出力する。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、踏込み量に対応する要求駆動力に応じて、モータ１４０Ａ、ジェネレータ１４０ＢおよびエンジンＥＣＵ２８０を介してエンジン１２０の出力あるいは発電量を制御する。エンジンＥＣＵ２８０は、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０を経由してアクセルペダルの踏み込み量を示す信号を受信する。

さらに、車速センサ３３０は、車両の速度に関連した物理量を検出するセンサである。「車両の速度に関連した物理量」とは、たとえば、車輪軸の回転数であってもよいし、トランスミッションの出力軸の回転数であってもよい。車速センサ３３０は、検出した物理量をエンジンＥＣＵ２８０に送信する。本実施の形態においては、車速センサ３３０は、エンジンＥＣＵ２８０に接続されるとして説明するが、他のＥＣＵに接続される構成であってもよい。エンジンＥＣＵ２８０は、他のＥＣＵを経由して車両の速度を示す信号を受信するようにしてもよい。

水温センサ３５０は、エンジン１２０の冷却水の温度を検出する。水温センサ３５０は、検出したエンジン１２０の冷却水の温度を示す信号をエンジンＥＣＵ２８０に送信する。

勾配センサ３９０は、路面の勾配を検出する。勾配センサ３９０は、検出した路面の勾配を示す信号をＨＶ＿ＥＣＵ３２０に送信する。エンジンＥＣＵ２８０は、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０を経由して路面の勾配を示す信号を受信する。なお、勾配センサ３９０は、たとえば、Ｇセンサ等を用いるようにしてもよい。

動力分割機構２００は、エンジン１２０の動力を、駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂとの両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。モータジェネレータ１４０Ｂの回転数を制御することにより、動力分割機構２００は無段変速機としても機能する。

図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、発進時や低速走行時等であってエンジン１２０の効率が悪い場合には、モータジェネレータ１４０のモータ１４０Ａのみによりハイブリッド車両の走行を行ない、通常走行時には、たとえば動力分割機構２００によりエンジン１２０の動力を２経路に分け、一方で駆動輪１６０の直接駆動を行ない、他方でジェネレータ１４０Ｂを駆動して発電を行なう。このとき、発生する電力でモータ１４０Ａを駆動して駆動輪１６０の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ２２０からの電力をモータ１４０Ａに供給してモータ１４０Ａの出力を増大させて駆動輪１６０に対して駆動力の追加を行なう。

一方、減速時には、駆動輪１６０により従動するモータ１４０Ａがジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ２２０に蓄える。なお、走行用バッテリ２２０の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１２０の出力を増加してジェネレータ１４０Ｂによる発電量を増やして走行用バッテリ２２０に対する充電量を増加する。もちろん、低速走行時でも必要に応じてエンジン１２０の駆動力を増加する制御を行なう場合もある。たとえば、上述のように走行用バッテリ２２０の充電が必要な場合や、エアコン等の補機を駆動する場合や、エンジン１２０の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合等である。

さらに、図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、車両の運転状態や走行用バッテリ２２０の状態によっては、燃費を向上させるために、エンジン１２０を停止させる。そして、その後も車両の運転状態や走行用バッテリ２２０の状態を検出して、エンジン１２０を再始動させる。このように、このエンジン１２０は間欠運転され、従来の車両（エンジンしか搭載していない車両）においては、イグニッションスイッチがＳＴＡＲＴ位置にまで回されてエンジンが始動すると、イグニッションスイッチがＯＮ位置からＡＣＣ位置またはＯＦＦ位置にされるまでエンジンが停止しない点で異なる。

さらに、図１に示すようなハイブリッド車両においては、エンジンＥＣＵ２８０は、トルクと回転数とに対応する座標平面上にエンジン１２０の状態に基づいて設定される動作線に沿ってエンジン１２０の動作を制御する。

図２に示すように、縦軸はエンジン１２０のトルクを示し、横軸はエンジン１２０の回転数を示す。この座標平面上には、エンジン１２０に対応した最適燃費動作線（図２の太線）が予め設定される。最適燃費動作線は、座標平面上における等燃費線に基づいてエンジン１２０の動作時に燃費特性の良い動作線として予め実験等による適合により設定される。

また、エンジンＥＣＵ２８０は、最適燃費動作線上において、予め定められた出力Ｐ（０）以上であって、かつ、Ｐ（０）よりも大きい予め定められた出力Ｐ（１）以下である場合には、最適燃費動作線よりも回転数の増加に対するトルクの増加の程度が小さい予め定められた動作線（図２の太破線）に沿ってエンジン１２０を作動させる。以下、この動作線をＮＶラインと記載する。ＮＶラインは、予め定められた出力Ｐ（０）以上であって、出力Ｐ（１）の領域において騒音および振動の発生を抑制する動作線として実験等により適合される。ＮＶラインは、点火時期が予め定められた点火時期および予め定められた点火時期よりも進角側の点火時期である場合に設定される動作線である。

そのため、エンジン１２０をＮＶラインに沿って作動することにより、エンジン１２０の低回転・高負荷領域において発生する振動および騒音の程度を低くすることができる。これにより、エンジン１２０において生じた振動および騒音が車室内に伝達されることに起因して運転者に不快感を与えることを抑制することができる。

また、エンジンＥＣＵ２８０は、各気筒における上死点から予め定められたクランク角度だけ進めた領域（以下、ゲートという）内における振動強度をノックセンサ３６０により検出する。エンジンＥＣＵ２８０は、検出されたゲート内の振動強度のうちのピーク値を抽出する。エンジンＥＣＵ２８０は、抽出されたピーク値がノック判定値よりも大きいと、ノックが発生したことを判定する。エンジンＥＣＵ２８０は、ノックが判定されると、ノックが生じた気筒の点火時期を予め定められた値だけ遅角側に変更する。一方、エンジンＥＣＵ２８０は、予め定められた時間が経過するまでノックが発生したことを判定しないと、各気筒の点火時期を予め定められた値だけ進角側に変更する。

エンジンＥＣＵ２８０は、変更された点火時期の学習値を次回の点火制御に用いる。すなわち、エンジンＥＣＵ２８０は、次回の点火制御時においては、学習値に対応する点火時期になるように点火装置４００を制御する。

以上のような構成を有するエンジン１２０においては、負荷が高くなるほどノックが発生する点火時期は遅角側の点火時期となる。特に高負荷領域においては、点火時期が最もトルクが発生するＭＢＴ（Minimum advance for Best Torque）に到達する前にノックが発生する場合がある。そのため、エンジンＥＣＵ２８０により制御される点火時期は、負荷が高くなるほど遅角側の点火時期に設定されることとなる。

このように、エンジン１２０の低回転・高負荷領域においてＮＶラインが動作線として設定されると、低燃費領域から外れてエンジン１２０が作動されることとなるため、燃費が悪化する場合がある。また、点火時期は、高負荷になるほどノックを回避するため遅角側に設定されるため、さらに燃費が悪化する場合がある。このような燃費の悪化により熱効率が悪化し、排出ガス温度が上昇して、エンジンルーム内の温度が上昇する可能性がある。

また、低回転・高負荷領域において最適燃費動作線を動作線として設定する場合においては、低周波、高振幅の振動および騒音の発生により運転者に不快感を与える可能性がある。

そこで、本発明は、エンジンＥＣＵ２８０が、点火時期が設定点火時期より遅角側になるほど、最適燃費動作線に近づくようにエンジン１２０の動作線を設定する点に特徴を有する。

エンジンＥＣＵ２８０は、エンジン１２０の要求出力が予め定められた出力（１）以上であって、かつ、予め定められた出力（１）よりも大きい予め定められた出力（２）以下となる場合に、取得された点火時期に応じたエンジン１２０の動作線を設定する。点火時期がＮＶラインが設定される予め定められる点火時期よりも遅角側である場合に設定される動作線は、予め定められた点火時期に対応する動作線よりも同一出力に対する回転数が低く、かつ、トルクが高い動作線である。

図３に、本実施の形態に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵ２８０の機能ブロック図を示す。

エンジンＥＣＵ２８０は、入力インターフェース（以下、入力Ｉ／Ｆと記載する）５００と、演算処理部５１０と、記憶部５３０と、出力インターフェース（以下、出力Ｉ／Ｆと記載する）５４０とを含む。

入力Ｉ／Ｆ５００は、車速センサ３３０からの車速信号と、アクセルポジションセンサ３４０からのアクセル開度信号と、ノックセンサ３６０からの振動検出信号と、クランクポジションセンサ３８０のエンジン回転数信号とを受信して演算処理部５１０に送信する。

演算処理部５１０は、点火時期制御部５１２と、遅角判定部５１４と、遅角量取得部５１６と、要求判定部５１８と、要求出力取得部５２０と、動作線設定部５２２と、目標トルク決定部５２４と、エンジン制御部５２６とを含む。

点火時期制御部５１２は、各気筒のゲート内における振動強度のピーク値とノック判定値とに基づいてノックが発生したか否かを判定する。点火時期制御部５１２は、ノックの発生が判定されると、ノックが発生した気筒の点火時期を予め定められた値だけ遅角側に変更し、予め定められた時間が経過するまでノックの発生が判定されないと、各気筒の点火時期を予め定められた値だけ進角側に変更する。

点火時期制御部５１２は、変更された点火時期を点火時期の学習値として次回の点火制御に用いる。すなわち、点火時期制御部５１２は、次回の点火制御時においては、学習値に対応する点火時期になるように点火制御信号を生成して、出力Ｉ／Ｆ５４０を経由して点火装置４００に送信する。

遅角判定部５１４は、エンジン１２０が遅角中であるか否かを判定する。具体的には、遅角判定部５１４は、上述の点火時期の学習値に対応する点火時期が予め定められた点火時期よりも遅角側であるとエンジン１２０が遅角中であることを判定する。

予め定められた点火時期は、たとえば、動作線を最適燃費動作線に近づけた場合にエンジン１２０において生じるノイズを、点火時期を遅角側に変更することによるノイズの低減により吸収することができる点火時期であって、実験等により適合される。なお、遅角判定部５１４は、たとえば、エンジン１２０が遅角中であることを判定すると遅角判定フラグをオンするようにしてもよい。

遅角量取得部５１６は、エンジン１２０が遅角中であることを判定すると遅角量を取得して、記憶部５３０に記憶する。遅角量取得部５１６は、たとえば、点火時期の基準値（たとえば、ゼロ）から学習値に対応する点火時期までの遅角量を取得して、記憶部５３０に記憶する。

要求判定部５１８は、要求駆動力に基づく要求出力の等出力線がＮＶラインを通過するか否かを判定する。すなわち、要求判定部５１８は、アクセル開度に基づいて車両に要求される駆動力を算出する。要求判定部５１８は、算出された要求駆動力および車両の速度に基づいてエンジン１２０に要求される出力を算出する。要求判定部５１８は、算出された要求出力の等出力線がＮＶラインを通過するか否か（等出力線とＮＶラインとが交差するか否か）を判定する。要求判定部５１８は、算出された要求出力が予め定められた出力（１）以上であって、かつ、予め定められた出力（２）以下である場合に、要求駆動力に基づく要求出力の等出力線がＮＶラインを通過することを判定する。なお、トルクと回転数との座標平面上に複数の等出力線が予め設定しておき、要求判定部５１８が、設定された複数の等出力線を線形補間するなどして要求出力に対応する等出力線を特定するようにしてもよい。

なお、要求判定部５１８は、たとえば、エンジン１２０の回転数が予め定められた回転数以下であって、かつ、エンジン１２０の要求出力が予め定められた出力（１）以上である場合に、要求駆動力に基づく要求出力の等出力線がＮＶラインを通過することを判定するようにしてもよい。

また、要求判定部５１８は、たとえば、遅角判定フラグがオンであると、エンジン１２０の要求出力の等出力線がＮＶラインを通過するか否かを判定し、ＮＶラインを通過することを判定すると要求判定フラグをオンするようにしてもよい。

要求出力取得部５２０は、要求駆動力に基づく要求出力の等出力線がＮＶラインを通過することが判定されると、要求出力を取得して、記憶部５３０に記憶する。

動作線設定部５２２は、記憶部５３０に記憶された遅角量に基づいて動作線を設定する。たとえば、動作線設定部５２２は、記憶部５３０に記憶された遅角量に基づいて、図４に示す予め定められた表により、遅角量の程度に対応した複数の動作線のうちのいずれか一つの動作線を設定する。

図４に示す表は、実験等により適合されて、記憶部５３０に予め記憶される。図４の表において、紙面縦方向の各行に遅角量ａ−ｄが対応づけられ、紙面横方向の各列に要求出力Ａ−Ｇが対応付けられる。遅角量ａ−ｄは、遅角量がａ側になるほど進角側の遅角量を示し、遅角量がｄ側になるほど遅角側の遅角量を示すものとする。要求出力は、Ａ側になるほど低い出力を示し、Ｇ側になるほど高い出力を示すものとする。

図４に示す表においては、遅角量ａ−ｄにそれぞれ対応する動作線が設定される。動作線は、要求出力Ａ−Ｇのそれぞれに対応する回転数とトルクとにより設定される。たとえば、遅角量ａである場合は、要求出力Ａ−Ｇに対して回転数ｅ（０）−ｅ（６）およびトルクｆ（０）−ｆ（６）が対応づけられる。同様に、遅角量ｂである場合は、要求出力Ａ−Ｇに対して回転数ｇ（０）−ｇ（６）およびトルクｈ（０）−ｈ（６）が対応づけられる。また、遅角量ｃである場合は、要求出力Ａ−Ｇに対して回転数ｉ（０）−ｉ（６）およびトルクｊ（０）−ｊ（６）が対応づけられる。さらに、遅角量ｄである場合は、要求出力Ａ−Ｇに対して回転数ｌ（０）−ｌ（６）およびｍ（０）−ｍ（６）が対応づけられる。

なお、遅角量ａから遅角量ｄへと遅角量が増加するほど同一出力に対応するエンジン１２０の回転数は減少し、トルクが増加するように設定される。さらに、遅角量ａ−ｄに対応するそれぞれの動作線は、要求出力が増加するほど少なくともトルクが上昇するように設定される。

したがって、動作線設定部５２２は、たとえば、記憶部５３０に記憶された遅角量がａである場合は、要求出力Ａ−Ｇに対応する回転数ｅ（０）−ｅ（６）およびトルクｆ（０）−ｆ（６）により特定される動作線を設定する。なお、図４の表に示されない遅角量あるいは要求出力は、図４の表に示される値を用いて線形補間等により算出すればよい。また、本実施の形態においては、図４の表を一例として示したが、特に表により動作線が与えられることに限定されるものではない。たとえば、動作線は、数式あるいはマップにより与えられるようにしてもよい。

目標トルク決定部５２４は、要求出力と設定された動作線とに基づいてエンジン１２０の目標トルクを決定する。たとえば、遅角量がａであって、要求出力がＡである場合は、ｆ（０）を目標トルクとして決定する。

エンジン制御部５２６は、決定された目標トルクに対応するスロットル開度になるようにスロットル開度制御信号を生成して、出力Ｉ／Ｆ５４０を経由して電子スロットルバルブ１２２Ｃに送信する。

また、本実施の形態において、点火時期制御部５１２と、遅角判定部５１４と、遅角量取得部５１６と、要求判定部５１８と、要求出力取得部５２０と、動作線設定部５２２、目標トルク決定部５２４と、エンジン制御部５２６とは、いずれもＣＰＵ（Central Processing Unit）が記憶部５３０に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとしてもよいし、ハードウェアにより実現されるようにしてもよく、特に限定されるものではない。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。

以下、図５を参照して、本実施の形態に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵ２８０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、エンジンＥＣＵ２８０は、エンジン１２０が遅角中であるか否かを判定する。エンジン１２０が遅角中であると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１０２にて、エンジンＥＣＵ２８０は、遅角量を取得する。Ｓ１０４にて、エンジンＥＣＵ２８０は、要求出力の等出力線がＮＶラインを通過するか否かを判定する。要求出力の等出力線がＮＶラインを通過すると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。もしそうでないと（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１０６にて、エンジンＥＣＵ２８０は、要求出力を取得する。Ｓ１０８にて、エンジンＥＣＵ２８０は、取得された遅角量に基づいて動作線を設定する。Ｓ１１０にて、エンジンＥＣＵ２８０は、設定された動作線と要求出力とに基づいて目標トルクを決定する。Ｓ１１２にて、エンジンＥＣＵ２８０は、決定された目標トルクが発現するようにエンジン１２０を制御する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵ２８０の動作について図６を用いて説明する。

たとえば、運転者の操作に基づくアクセルペダルの開度に基づいて要求駆動力が算出される。算出された要求駆動力および車両の速度に基づいて要求出力Ｐ（２）が算出される。算出された要求出力Ｐ（２）に基づいて図６の等出力線Ｘが特定される。エンジン１２０の点火時期が遅角中でない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、エンジン１２０の動作線としては図６の太破線に示すＮＶラインが設定される。そのため、ＮＶラインと等出力線Ｘとの交点Ｘ（０）に対応するトルクＴｅ（１）が目標トルクとして決定される。決定された目標トルクに基づいてエンジン１２０が制御される。遅角量が増加しない限り、エンジン１２０は、ＮＶラインに沿って動作することとなる。

一方、車両の速度が低下し、かつ、負荷が上昇するなどして、エンジン１２０の点火時期が遅角中になると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、遅角量ａが取得される（Ｓ１０２）。要求駆動力に基づく要求出力の等出力線ＸがＮＶラインを通過することが判定され（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、エンジン１２０の要求出力Ｐ（２）が取得されると（Ｓ１０６）、取得された遅角量ａに基づいて動作線Ｙ（図６の二点鎖線）が設定される（Ｓ１０８）。そして、取得された要求出力Ｐ（２）と設定された動作線Ｙとの交点Ｙ（０）に対応するトルクＴｅ（２）が目標トルクとして決定される（Ｓ１１０）。決定された目標トルクに基づいてエンジン１２０が制御される（Ｓ１１２）。遅角量が増加しない限り、エンジン１２０は、動作線Ｙに沿って動作することとなる。

ここで、動作線Ｙは、ＮＶラインよりもエンジン回転数の増加に対するトルクの増加の程度が高く、最適燃費動作線に近い動作線であるため、ＮＶラインに沿ってエンジン１２０を作動させる場合よりも燃費は良くなる。

また、ＮＶラインよりも最適燃費動作線に近い動作線Ｙに沿ってエンジン１２０を作動させるため、動作線を最適燃費動作線に近づけることに起因してエンジンノイズの程度が増加するが、点火時期が遅角側に設定されることによるエンジンノイズの低減によりノイズの増加分が吸収されることとなる。

車両の速度がさらに低下し、負荷がさらに上昇するなどして、エンジン１２０の点火時期が予め定められた遅角量よりも遅角側になると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、遅角量ｂが取得される（Ｓ１０２）。要求駆動力に基づく要求出力の等出力線ＸがＮＶラインを通過することが判定されると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、エンジン１２０の要求出力Ｐ（２）が取得される（Ｓ１０６）。取得された遅角量ｂに基づいて動作線Ｚ（図７の一点鎖線）が設定され（Ｓ１０８）、取得された要求出力Ｐ（２）と設定された動作線Ｚとの交点Ｚ（０）に対応するトルクＴｅ（３）が目標トルクとして決定される（Ｓ１１０）。決定された目標トルクにｍとづいてエンジン１２０が制御される（Ｓ１１２）。遅角量が増加しない限り、エンジン１２０は、動作線Ｚに沿って動作することとなる。

ここで、動作線Ｚは、ＮＶラインおよび動作線Ｙよりもエンジン回転数の増加に対するトルクの増加の程度が高く、最適燃費動作線にさらに近い動作線であるため、ＮＶラインまたは動作線Ｙに沿ってエンジン１２０を作動させる場合よりも燃費は良くなる。

また、最適燃費動作線にさらに近い位置でエンジン１２０を作動させるため、動作線をさらに最適燃費動作線に近づけることに起因してエンジンノイズの程度がさらに増加するが、点火時期は遅角量ａよりも遅角側に設定されることによるエンジンノイズの低減によりノイズの増加分が吸収されることとなる。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両の制御装置によると、取得された点火時期が遅角側になるほど最適燃費動作線に近づくようにエンジンの動作線が設定されるため、燃費の向上が図れる。燃費の向上により熱効率が高まり、排出ガス温度の上昇を抑制することができるため、オーバーヒート耐性の悪化を抑制することができる。また、取得された点火時期が遅角側になるほどエンジンノイズが低減するため、動作線を最適燃費動作線に近づけることによる騒音および振動の増加分を吸収することができる。その結果、エンジンノイズにより運転者に不快感を与えることを抑制することができる。したがって、エンジンにおいて生じる騒音および振動の増大を抑制しつつ、燃費の向上を図る車両の制御装置および制御方法を提供することができる。

最適燃費動作線上における、予め定められた出力Ｐ（０）以上であって、かつ、予め定められた出力Ｐ（１）以下となる特定の領域において、エンジンの点火時期が遅角側になるほど動作線を最適燃費動作線に近づけるように設定することにより、振動および騒音の悪化を抑制しつつ、燃費の向上が図れる。また、たとえば、エンジンの回転数が低く、負荷が高い特定の領域においては、エンジンに生じる振動および騒音の程度が大きいため、このような領域において点火時期に応じて動作線を設定することにより、エンジンにおいて生じる振動および騒音を抑制しつつ、燃費の向上を図ることができる。

点火時期が予め定められた点火時期よりも進角側である場合には、予め定められた点火時期よりも遅角側である場合に設定される動作線よりもエンジンの回転数の増加に対するトルクの増加の程度が低い予め定められた動作線を設定することにより、振動および騒音により運転者に不快感を与えることを抑制することができる。

本発明は、ハイブリッド車両に適用する場合を一例として説明したが、エンジンの動力を連続的に変速して駆動輪に伝達する変速機が搭載される車両に適用することができる。エンジンの動力を連続的に変速して駆動輪に伝達する変速機としては、上述のハイブリッド車両の動力分割機構に特に限定されるものではなく、たとえば、無段変速機であってもよい。

また、本実施の形態においては、予め設定される複数の動作線のうち点火時期に応じた動作線を選択して、エンジンを制御するとして説明したが、たとえば、エンジンの運転状態に応じて動作線が学習される場合においては、学習された複数の動作線のうち点火時期に応じた動作線を選択するようにすればよい。

＜第２の実施の形態＞
以下、第２の実施の形態に係る車両の制御装置について説明する。本実施の形態に係る車両の制御装置は、上述の第１の実施の形態に係る車両の制御装置の構成と比較して、エンジンＥＣＵ２８０が実行するプログラムの制御構造が異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係る車両の制御装置が搭載された車両の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

本実施の形態においては、エンジンＥＣＵ２８０が、エンジン１２０の負荷履歴が断続的または連続的に高負荷の状態が継続する履歴であると、エンジン１２０の点火時期に応じて動作線を設定する点に特徴を有する。

エンジン１２０の負荷履歴は、たとえば、水温センサ３５０により検出される冷却水の温度の履歴により検出するようにしてもよいし、あるいは、ナビゲーションシステム（図示せず）に記憶される走行履歴により検出するようにしてもよいし、あるいは、勾配センサ３９０により検出される路面の勾配の履歴により検出するようにしてもよい。

たとえば、エンジンＥＣＵ２８０は、冷却水の温度が予め定められた温度以上の状態が予め定められた時間継続すると、エンジン１２０の負荷履歴が断続的または連続的に高負荷の状態が継続する履歴であると判定するようにしてもよいし、ナビゲーションシステムに記憶される地図情報あるいは走行情報に対応した走行履歴が予め定められた期間または予め定められた距離の登坂走行であったり、全開走行であったりすると、エンジン１２０の負荷履歴が断続的または連続的に高負荷の状態が継続する履歴であると判定するようにしてもよいし、勾配センサ３９０により検出される路面の勾配に基づいて登坂走行を予め定められた期間または予め定められた距離だけ継続する走行履歴を検出すると、エンジン１２０の負荷履歴が断続的または連続的に高負荷の状態が継続する履歴であると判定するようにしてもよい。

以下、図７を参照して、本実施の形態に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵ２８０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

なお、図７に示したフローチャートの中で、前述の図５に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについての処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

Ｓ２００にて、エンジンＥＣＵ２８０は、高負荷走行履歴があるか否かを判定する。高負荷走行履歴があると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ１００に移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ２００に戻される。

以上のようなフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵ２８０の動作について説明する。

たとえば、運転者の操作に基づくアクセルペダルの開度に基づいて要求駆動力が算出される。算出された要求駆動力および車両の速度に基づいて要求出力が算出される。算出された要求出力に基づいて等出力線が特定される。

たとえば、高負荷走行履歴が判定されない場合（Ｓ２００にてＮＯ）、エンジン１２０の動作線としてはＮＶラインが設定される。そのため、ＮＶラインと特定された等出力線との交点に対応するトルクが目標トルクとして決定される。決定された目標トルクに基づいてエンジン１２０が制御される。高負荷履歴が検出されない限り、エンジン１２０は、ＮＶラインに沿って動作することとなる。

一方、車両が登坂走行を継続するなどして、冷却水の温度が予め定められた時間が経過するまで予め定められた温度以上となる状態が継続すると、高負荷走行履歴があると判定され（Ｓ２００にてＹＥＳ）、エンジン１２０が遅角中であるか否かが判定される（Ｓ１００）。

エンジン１２０の点火時期が予め定められた遅角量よりも遅角側になると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、遅角量が取得される（Ｓ１０２）。要求駆動力に基づく要求出力の等出力線がＮＶラインを通過することが判定され（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、エンジン１２０の要求出力が取得されると（Ｓ１０６）、取得された遅角量に基づいて動作線が設定される（Ｓ１０８）。そして、取得された要求出力の等出力線と設定された動作線との交点に対応するトルクＴｅが目標トルクとして決定される（Ｓ１１０）。決定された目標トルクに基づいてエンジン１２０が制御される（Ｓ１１２）。遅角量が増加しない限り、エンジン１２０は、設定された動作線に沿って動作することとなる。

ここで、設定された動作線は、ＮＶラインよりもエンジン回転数の増加に対するトルクの増加の程度が高く、最適燃費動作線に近い動作線であるため、ＮＶラインに沿ってエンジン１２０を作動させる場合よりも燃費が良くなる。

また、ＮＶラインよりも最適燃費動作線に近い動作線に沿ってエンジン１２０を作動させるため、動作線を最適燃費動作線に近づけることに起因してエンジンノイズの程度が増加するが、点火時期が遅角側に設定されることによるエンジンノイズの低減によりノイズの増加分が吸収されることとなる。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両の制御装置によると、第１の実施の形態に係る車両の制御装置により発現する効果に加えて、エンジンの負荷履歴（たとえば、冷却水温度の履歴）が断続的または連続的に高負荷の状態が継続する履歴であるとエンジンルーム内の温度が上昇しているため、オーバーヒート耐性が悪化する可能性がある。そこで、点火時期に応じて内燃機関の動作線を設定して燃費の向上を図ることにより、熱効率が上昇させ、排出ガス温度の増加を抑制して、耐オーバーヒート耐性の悪化を抑制することができる。

＜第３の実施の形態＞
以下、第３の実施の形態に係る車両の制御装置について説明する。本実施の形態に係る車両の制御装置は、上述の第１の実施の形態に係る車両の制御装置の構成と比較して、エンジンＥＣＵ２８０が実行するプログラムの制御構造が異なる。それ以外の構成は、上述の第２の実施の形態に係る車両の制御装置が搭載された車両の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

本実施の形態においては、エンジンＥＣＵ２８０が、遅角量に加えて路面の勾配が大きくなるほど最適燃費動作線に近づくようにエンジン１２０の動作線を設定する点に特徴を有する。

以下、図８を参照して、本実施の形態に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵ２８０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

なお、図８に示したフローチャートの中で、前述の図５に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについての処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

Ｓ３００にて、エンジンＥＣＵ２８０は、勾配センサ３９０により路面の勾配を取得する。Ｓ３０２にて、エンジンＥＣＵ２８０は、遅角量とエンジン１２０の要求出力と路面の勾配とに基づいて目標トルクを決定する。

たとえば、エンジンＥＣＵ２８０は、遅角量と路面の勾配とから記憶部５３０に予め記憶される複数の動作線のうちのいずれかの動作線を特定すればよい。なお、動作線は、図４に示す表に路面の勾配についての項目を加えた表により与えられても良いし、数式あるいはマップにより与えられてもよい。あるいは、エンジン２８０は、図４に示す表により特定されるトルクに対して路面の勾配に応じた補正係数を乗じた値を目標トルクとして決定するようにしてもよい。

エンジン２８０は、遅角量が遅角側になるほど、かつ、路面の勾配が大きくなるほど最適燃費動作線に近づけるように動作線を設定する。

以上のようなフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵ２８０の動作について説明する。

たとえば、運転者の操作に基づくアクセルペダルの開度に基づいて要求駆動力が算出される。算出された要求駆動力および車両の速度に基づいて要求出力が算出される。算出された要求出力に基づいて等出力線が特定される。エンジン１２０の点火時期が遅角中でない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、エンジン１２０の動作線としてＮＶラインが設定される。そのため、ＮＶラインと等出力線との交点に対応するトルクが目標トルクとして決定される。決定された目標トルクに基づいてエンジン１２０が制御される。遅角量が増加しない限り、エンジン１２０は、ＮＶラインに沿って動作することとなる。

一方、車両が勾配の大きい路面を登坂走行するなどして車両の速度が低下し、かつ負荷が上昇するなどして、エンジン１２０の点火時期が遅角中になると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、遅角量が取得され（Ｓ１０２）、路面の勾配が取得される（Ｓ３００）。要求駆動力に基づく要求出力の等出力線がＮＶラインを通過することが判定され（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、エンジン１２０の要求出力が取得されると（Ｓ１０６）、取得された遅角量および路面の勾配に基づいて動作線が設定される（Ｓ１０８）。そして、取得された要求出力の等出力線と設定された動作線との交点に対応するトルクが目標トルクとして決定される（Ｓ３０２）。決定された目標トルクに基づいてエンジン１２０が制御される（Ｓ１１２）。遅角量が増加しない限り、エンジン１２０は、設定された動作線に沿って動作することとなる。

ここで、設定された動作線は、ＮＶラインよりもエンジン回転数の増加に対するトルクの増加の程度が高く、最適燃費動作線に近い動作線であるため、ＮＶラインに沿ってエンジン１２０を作動させる場合よりも燃費が良くなる。また、路面の勾配が大きい場合にはさらに最適燃費動作線に近い動作線に沿ってエンジン１２０が作動されるため、さらに燃費が良くなる。

また、ＮＶラインよりも最適燃費動作線に近い動作線に沿ってエンジン１２０を作動させるため、動作線を最適燃費動作線に近づけることに起因してエンジンノイズの程度が増加するが、点火時期が遅角側に設定されることによるエンジンノイズの低減によりノイズの増加分が吸収されることとなる。また、路面の勾配が大きい場合には、さらに最適燃費動作線に近い動作線に沿ってエンジン１２０が作動される分、エンジン１２０において発生するノイズの発生の程度は増加するが、車両の登坂走行とエンジンの出力上昇によるエンジンノイズの増加とが関連しているという運転者の認識に合致するため、運転者に不快感を与えることが抑制される。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両の制御装置によると、第１の実施の形態に係る車両の制御装置により発現する効果に加えて、遅角量に加えて検出された路面の勾配が大きくなるほど最適燃費動作線に近づくように内燃機関の動作線を設定することにより、燃費の向上が図れる。また、最適燃費動作線に近づくように動作線を設定することによるエンジンノイズの増加は、車両の登坂走行とエンジンの出力上昇によるエンジンノイズの増加とが関連しているという運転者の認識に合致するため、運転者に不快感を与えることを抑制することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

第１の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御ブロック図である。 エンジンの動作線を示す図（その１）である。 第１の実施の形態に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵの機能ブロック図である。 遅角量に応じたエンジンの動作線を示す表である。 第１の実施の形態に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示す図である。 エンジンの動作線を示す図（その２）である。 第２の実施の形態に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示す図である。 第３の実施の形態に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示す図である。

符号の説明

１２０ エンジン、１２２Ａ エアクリーナ、１２２Ｂ エアフローメータ、１２２Ｄ スロットルポジションセンサ、１２２ 吸気通路、１２２Ｃ 電子スロットルバルブ、１２４Ｂ 三元触媒コンバータ、１２４ 排気通路、１２４Ｄ 消音器、１２４Ａ 空燃比センサ、１２４Ｃ 触媒温度センサ、１４０Ｂ ジェネレータ、１４０Ａ モータ、１４０ モータジェネレータ、１４０Ｂ モータジェネレータ、１６０ 駆動輪、１８０ 減速機、２００ 動力分割機構、２２０ 走行用バッテリ、２４０ インバータ、２４２ コンバータ、２６０ バッテリＥＣＵ、２８０ エンジンＥＣＵ、３００ ＭＧ−ＥＣＵ、３２０ ＨＶ＿ＥＣＵ、３３０ 車速センサ、３４０ アクセルポジションセンサ、３５０ 水温センサ、３６０ ノックセンサ、３８０ クランクポジションセンサ、３９０ 勾配センサ、４００ 点火装置、５００ 入力Ｉ／Ｆ、５１０ 演算処理部、５１２ 点火時期制御部、５１４ 遅角判定部、５１６ 遅角量取得部、５１８ 要求判定部、５２０ 要求出力取得部、５２２ 目標トルク決定部、５２４ エンジン制御部、５３０ 記憶部、５４０ 出力Ｉ／Ｆ。

Claims (14)

1. 内燃機関と、前記内燃機関の動力を連続的に変速して駆動輪に伝達する変速機とが搭載された車両の制御装置であって、トルクと回転数とに対応する座標平面上に前記内燃機関の状態に基づいて設定され、かつ、前記内燃機関の要求出力を実現するためのトルクと回転数とを規定する複数の動作線のうちのいずれか一つが第１動作線として選択され、選択された前記第１動作線に沿って前記内燃機関の動作が制御され、前記座標平面上には、前記内燃機関に対応した第２動作線が予め設定され、前記第２動作線は、前記複数の動作線のうちのいずれの動作線に沿って前記内燃機関を動作させる場合よりも燃費が低くなるように設定された動作線であって、
   前記内燃機関の要求出力を検出するための検出手段と、
   前記内燃機関の点火時期を取得するための取得手段と、
   前記取得された点火時期が設定点火時期より遅角側になるほど前記第２動作線に近づくように前記複数の動作線のうちのいずれか一つを前記第１動作線として選択するための選択手段と、
   前記検出された要求出力と前記第１動作線とに基づいて前記内燃機関の目標パワーを決定するための決定手段と、
   前記決定された目標パワーに基づいて前記内燃機関を制御するための制御手段とを含む、車両の制御装置。
2. 前記選択手段は、
   前記検出された要求出力が第１の予め定められた出力以上であって、かつ、前記第１の予め定められた出力よりも大きい第２の予め定められた出力以下である場合に、前記点火時期が前記設定点火時期より遅角側になるほど前記第２動作線に近づくように前記複数の動作線のうちのいずれか一つを前記第１動作線として選択するための手段と、
   前記検出された要求出力が前記第２の予め定められた出力よりも大きい場合に、前記第２動作線を前記第１動作線として選択するための手段とを含み、
   前記第１の予め定められた出力以上であって、かつ、前記第２の予め定められた出力以下の前記内燃機関の作動領域は、前記内燃機関を前記第２動作線に沿って動作させた場合に前記内燃機関を前記第１動作線に沿って動作させた場合よりも振動および騒音が発生する程度が大きい作動領域である、請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記点火時期が予め定められた点火時期よりも遅角側である場合に選択される前記複数の動作線のうちの第３動作線は、前記点火時期が前記予め定められた点火時期である場合に選択される前記複数の動作線のうちの第４動作線よりも同一出力に対する回転数が低く、かつ、トルクが高い動作線である、請求項２に記載の車両の制御装置。
4. 前記制御装置は、前記内燃機関の負荷履歴を検出するための手段をさらに含み、
   前記選択手段は、前記検出された負荷履歴が断続的または連続的に高負荷の状態が継続する履歴であると、前記取得された点火時期に応じて前記第１動作線を選択する、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の制御装置。
5. 前記制御装置は、路面の勾配を検出するための手段をさらに含み、
   前記選択手段は、前記取得された点火時期に加えて、前記検出された路面の勾配が大きくなるほど前記第２動作線に近づくように前記第１動作線を選択する、請求項１〜４のいずれかに記載の車両の制御装置。
6. 前記変速機は、無段変速機である、請求項１〜５のいずれかに記載の車両の制御装置。
7. 前記車両は、
   前記車両の駆動源となる第１の回転電機と、
   前記内燃機関の動力に基づいて発電する第２の回転電機とを含み、
   前記変速機は、前記内燃機関および前記第１の回転電機の少なくとも一方の動力を前記車両の車輪軸に伝達する動力分割機構であって、
   前記動力分割機構は、入力された前記内燃機関の動力または前記第１の回転電機の動力を、前記車輪軸への駆動力または前記第２の回転電機への動力に分割して出力する、請求項１〜５のいずれかに記載の車両の制御装置。
8. 内燃機関と、前記内燃機関の動力を連続的に変速して駆動輪に伝達する変速機とが搭載された車両の制御方法であって、トルクと回転数とに対応する座標平面上に前記内燃機関の状態に基づいて設定され、かつ、前記内燃機関の要求出力を実現するためのトルクと回転数とを規定する複数の動作線のうちのいずれか一つが第１動作線として選択され、選択された前記第１動作線に沿って前記内燃機関の動作が制御され、前記座標平面上には、前記内燃機関に対応した第２動作線が予め設定され、前記第２動作線は、前記複数の動作線のうちのいずれの動作線に沿って前記内燃機関を動作させる場合よりも燃費が低くなるように設定された動作線であって、
   前記内燃機関の要求出力を検出する検出ステップと、
   前記内燃機関の点火時期を取得する取得ステップと、
   前記取得された点火時期が設定点火時期より遅角側になるほど前記第２動作線に近づくように前記複数の動作線のうちのいずれか一つを前記第１動作線として選択する選択ステップと、
   前記検出された要求出力と前記第１動作線とに基づいて前記内燃機関の目標パワーを決定する決定ステップと、
   前記決定された目標パワーに基づいて前記内燃機関を制御する制御ステップとを含む、車両の制御方法。
9. 前記選択ステップは、
   前記検出された要求出力が第１の予め定められた出力以上であって、かつ、前記第１の予め定められた出力よりも大きい第２の予め定められた出力以下となる場合に、前記点火時期が前記設定点火時期より遅角側になるほど前記第２動作線に近づくように前記複数の動作線のうちのいずれか一つを前記第１動作線として選択するステップと、
   前記検出された要求出力が前記第２の予め定められた出力よりも大きい場合に、前記第２動作線を前記第１動作線として選択するステップとを含み、
   前記第１の予め定められた出力以上であって、かつ、前記第２の予め定められた出力以下の前記内燃機関の作動領域は、前記内燃機関を前記第２動作線に沿って動作させた場合に前記内燃機関を前記第１動作線に沿って動作させた場合よりも振動および騒音が発生する程度が大きい作動領域である、請求項８に記載の車両の制御方法。
10. 前記点火時期が予め定められた点火時期よりも遅角側である場合に選択される前記複数の動作線のうちの第３動作線は、前記点火時期が前記予め定められた点火時期である場合に選択される前記複数の動作線のうちの第４動作線よりも同一出力に対する回転数が低く、かつ、トルクが高い動作線である、請求項９に記載の車両の制御方法。
11. 前記制御方法は、前記内燃機関の負荷履歴を検出するための手段をさらに含み、
    前記選択ステップは、前記検出された負荷履歴が断続的または連続的に高負荷の状態が継続する履歴であると、前記取得された点火時期に応じて前記第１動作線を選択する、請求項８〜１０のいずれかに記載の車両の制御方法。
12. 前記制御方法は、路面の勾配を検出するステップをさらに含み、
    前記選択ステップは、前記取得された点火時期に加えて、前記検出された路面の勾配が大きくなるほど前記第２動作線に近づくように前記第１動作線を選択する、請求項８〜１１のいずれかに記載の車両の制御方法。
13. 前記変速機は、無段変速機である、請求項８〜１２のいずれかに記載の車両の制御方法。
14. 前記車両は、
    前記車両の駆動源となる第１の回転電機と、
    前記内燃機関の動力に基づいて発電する第２の回転電機とを含み、
    前記変速機は、前記内燃機関および前記第１の回転電機の少なくとも一方の動力を前記車両の車輪軸に伝達する動力分割機構であって、
    前記動力分割機構は、入力された前記内燃機関の動力または前記第１の回転電機の動力を、前記車輪軸への駆動力または前記第２の回転電機への動力に分割して出力する、請求項８〜１２のいずれかに記載の車両の制御方法。

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