JP4793439B2 - 内燃機関装置およびその制御方法、ハイブリッド車 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関装置およびその制御方法、ハイブリッド車に関する。

従来、この種の内燃機関装置としては、排気通路から吸気通路にＥＧＲを還流するものが取り付けられた直接噴射式のエンジンを備え、燃料噴射量とエンジンの回転数とに基づいて基本点火時期を設定し、吸気管圧力と吸入空気量とによって実ＥＧＲ率を推定し、推定した実ＥＧＲ率に基づいて点火進角補正を設定し、設定した点火進角補正によって基本点火時期を補正するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、実ＥＧＲ率に基づく点火進角補正により基本点火時期を補正することにより、過渡時にＥＧＲ量が変化する場合にも失火や燃費・排気の悪化を防ぐことができる、としている。
特開平１１−２０１０１０号公報

上述の内燃機関装置では、実ＥＧＲ率に基づく点火進角補正により基本点火時期を補正することによって過渡時にＥＧＲ量が変化する場合にも失火や燃費・排気の悪化を防ぐことができる、としているが、実ＥＧＲ率が変化するときには、実ＥＧＲ率の推定精度が低下しやすいため、実ＥＧＲ率をそのまま用いて点火時期を補正すると、点火時期が必要以上に早くなってエンジンのノッキングが発生することがある。また、上述の内燃機関装置と同一のハード構成で、実ＥＧＲ率に代えてＥＧＲ率の目標値としての目標ＥＧＲ率に基づいて点火時期を補正するものもあるが、この場合、目標ＥＧＲ率が変化するときには、目標ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率との間に乖離が生じるため、点火時期を適正に補正できずにエンジンのノッキングが発生することがある。

本発明の内燃機関装置およびその制御方法、ハイブリッド車は、排気を吸気に再循環する排気再循環装置による排気の吸気への再循環量と内燃機関の吸入空気量との和に対する再循環量の比率としての再循環率が変化する再循環率変化時に内燃機関のノッキングが発生するのを抑制することを主目的とする。

本発明の内燃機関装置およびその制御方法、ハイブリッド車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の第１の内燃機関装置は、
点火時期の調整が可能で排気を吸気に再循環する排気再循環装置が取り付けられた内燃機関を備える内燃機関装置であって、
前記排気再循環装置による排気の吸気への再循環量と前記内燃機関の吸入空気量との和に対する該再循環量の比率としての再循環率が変化する再循環率変化時でないときには前記再循環率の目標値としての目標再循環率から得られる第１の補正量により前記内燃機関の点火時期の基本値として定められた基本点火時期を補正して目標点火時期を設定し、前記再循環率変化時には前記再循環率が前記目標再循環率に向けて変化した変化割合によって前記第１の補正量を補正して得られる仮の補正量に比して点火時期が遅くなる第２の補正量により前記基本点火時期を補正して前記目標点火時期を設定し、該設定した目標点火時期での点火を伴って前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する制御手段、
を備えることを特徴とする。

この本発明の第１の内燃機関装置では、排気を吸気に再循環する排気再循環装置による排気の吸気への再循環量と内燃機関の吸入空気量との和に対する再循環量の比率としての再循環率が変化する再循環率変化時でないときには、再循環率の目標値としての目標再循環率から得られる第１の補正量により内燃機関の点火時期の基本値として定められた基本点火時期を補正して目標点火時期を設定し、設定した目標点火時期での点火を伴って内燃機関が運転されるよう内燃機関を制御する。一方、再循環率変化時には、再循環率が目標再循環率に向けて変化した変化割合によって第１の補正量を補正して得られる仮の補正量に比して点火時期が遅くなる第２の補正量により基本点火時期を補正して目標点火時期を設定し、設定した目標点火時期での点火を伴って内燃機関が運転されるよう内燃機関を制御する。これにより、再循環率変化時に内燃機関のノッキングが発生するのを抑制することができる。なお、目標再循環率が値０のときには、第１の補正量は値０であるものとすることもできる。

こうした本発明の第１の内燃機関装置において、前記制御手段は、前記再循環率の増加に伴って点火時期を早くするときには、前記仮の補正量に比して遅れて点火時期が早くなる前記第２の補正量により前記基本点火時期を補正して前記目標点火時期を設定する手段である、ものとすることもできるし、前記再循環率の減少に伴って点火時期を遅くするときには、前記仮の補正量に比して迅速に点火時期が遅くなる前記第２の補正量により前記基本点火時期を補正して前記目標点火時期を設定する手段である、ものとすることもできる。

また、本発明の第１の内燃機関装置において、前記制御手段は、前記再循環率変化時には、前記目標再循環率の変化量に対する前記再循環率の変化量の比率を前記変化割合として、前記目標再循環率の変化前後の前記第１の補正量の差に前記変化割合を乗じたものと前記目標再循環率の変化前の前記第１の補正量との和により前記仮の補正量を設定する手段である、ものとすることもできる。

本発明の第２の内燃機関装置は、
点火時期の調整が可能で排気を吸気に再循環する排気再循環装置が取り付けられた内燃機関を備える内燃機関装置であって、
前記排気再循環装置による排気の吸気への再循環量と前記内燃機関の吸入空気量との和に対する該再循環量の比率としての再循環率が変化する再循環率変化時でないときには前記再循環率から得られる第３の補正量により前記内燃機関の点火時期の基本値として定められた基本点火時期を補正して目標点火時期を設定し、前記再循環率変化時には前記第３の補正量に比して点火時期が遅くなる第４の補正量により前記基本点火時期を補正して前記目標点火時期を設定し、該設定した目標点火時期での点火を伴って前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する制御手段、
を備えることを特徴とする。

この本発明の第２の内燃機関装置では、排気を吸気に再循環する排気再循環装置による排気の吸気への再循環量と内燃機関の吸入空気量との和に対する再循環量の比率としての再循環率が変化する再循環率変化時でないときには、再循環率から得られる第３の補正量により内燃機関の点火時期の基本値として定められた基本点火時期を補正して目標点火時期を設定し、設定した目標点火時期での点火を伴って内燃機関が運転されるよう内燃機関を制御する。一方、再循環率変化時には、第３の補正量に比して点火時期が遅くなる第４の補正量により基本点火時期を補正して目標点火時期を設定し、設定した目標点火時期での点火を伴って内燃機関が運転されるよう内燃機関を制御する。これにより、再循環率変化時に内燃機関のノッキングが発生するのを抑制することができる。

こうした本発明の第２の内燃機関装置において、前記制御手段は、前記再循環率の増加に伴って点火時期を早くするときには、前記第３の補正量に比して遅れて点火時期が早くなる前記第４の補正量により前記基本点火時期を補正して前記目標点火時期を設定する手段である、ものとすることもできるし、前記再循環率の減少に伴って点火時期を遅くするときには、前記第３の補正量に比して迅速に点火時期が遅くなる前記第４の補正量により前記基本点火時期を補正して前記目標点火時期を設定する手段である、ものとすることもできる。

本発明の第１または第２の内燃機関装置において、前記制御手段は、前記吸入空気量が変化する空気量変化時には、前記内燃機関の回転数と前記吸入空気量とから得られる前記基本点火時期に比して点火時期が遅くなるよう前記基本点火時期を再設定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、空気量変化時に内燃機関のノッキングが発生するのを抑制することができる。この態様の本発明の内燃機関装置において、前記制御手段は、前記吸入空気量の減少に伴って点火時期を早くするときには、前記内燃機関の回転数と前記吸入空気量とから得られる前記基本点火時期に比して遅れて点火時期が早くなるよう前記基本点火時期を再設定する手段である、ものとすることもできるし、前記吸入空気量の増加に伴って点火時期を遅くするときには、前記内燃機関の回転数と前記吸入空気量とから得られる前記基本点火時期に比して迅速に点火時期が遅くなるよう前記基本点火時期を再設定する手段である、ものとすることもできる。

本発明のハイブリッド車は、上述のいずれかの態様の本発明の第１または第２の内燃機関装置、即ち、基本的には、点火時期の調整が可能で排気を吸気に再循環する排気再循環装置が取り付けられた内燃機関を備える内燃機関装置であって、前記排気再循環装置による排気の吸気への再循環量と前記内燃機関の吸入空気量との和に対する該再循環量の比率としての再循環率が変化する再循環率変化時でないときには前記再循環率の目標値としての目標再循環率から得られる第１の補正量により前記内燃機関の点火時期の基本値として定められた基本点火時期を補正して目標点火時期を設定し、前記再循環率変化時には前記再循環率が前記目標再循環率に向けて変化した変化割合によって前記第１の補正量を補正して得られる仮の補正量に比して点火時期が遅くなる第２の補正量により前記基本点火時期を補正して前記目標点火時期を設定し、該設定した目標点火時期での点火を伴って前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する制御手段、を備える内燃機関装置や、点火時期の調整が可能で排気を吸気に再循環する排気再循環装置が取り付けられた内燃機関を備える内燃機関装置であって、前記排気再循環装置による排気の吸気への再循環量と前記内燃機関の吸入空気量との和に対する該再循環量の比率としての再循環率が変化する再循環率変化時でないときには前記再循環率から得られる第３の補正量により前記内燃機関の点火時期の基本値として定められた基本点火時期を補正して目標点火時期を設定し、前記再循環率変化時には前記第３の補正量に比して点火時期が遅くなる第４の補正量により前記基本点火時期を補正して前記目標点火時期を設定し、該設定した目標点火時期での点火を伴って前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する制御手段、を備える内燃機関装置と、動力を入出力可能な発電機と、駆動輪に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備えることを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車では、上述のいずれかの態様の本発明の第１または第２の内燃機関装置を搭載するから、本発明の第１または第２の内燃機関装置が奏する効果、例えば、再循環率変化時に内燃機関のノッキングが発生するのを抑制することができる効果などを奏することができる。

本発明の第１の内燃機関装置の制御方法は、
点火時期の調整が可能で排気を吸気に再循環する排気再循環装置が取り付けられた内燃機関を備える内燃機関装置の制御方法であって、
前記排気再循環装置による排気の吸気への再循環量と前記内燃機関の吸入空気量との和に対する該再循環量の比率としての再循環率が変化する再循環率変化時でないときには前記再循環率の目標値としての目標再循環率から得られる第１の補正量により前記内燃機関の点火時期の基本値として定められた基本点火時期を補正して目標点火時期を設定し、前記再循環率変化時には前記再循環率が前記目標再循環率に向けて変化した変化割合によって前記第１の補正量を補正して得られる仮の補正量に比して点火時期が遅くなる第２の補正量により前記基本点火時期を補正して前記目標点火時期を設定し、該設定した目標点火時期での点火を伴って前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する、
ことを特徴とする。

この本発明の第１の内燃機関装置の制御方法では、排気を吸気に再循環する排気再循環装置による排気の吸気への再循環量と内燃機関の吸入空気量との和に対する再循環量の比率としての再循環率が変化する再循環率変化時でないときには、再循環率の目標値としての目標再循環率から得られる第１の補正量により内燃機関の点火時期の基本値として定められた基本点火時期を補正して目標点火時期を設定し、設定した目標点火時期での点火を伴って内燃機関が運転されるよう内燃機関を制御する。一方、再循環率変化時には、再循環率が目標再循環率に向けて変化した変化割合によって第１の補正量を補正して得られる仮の補正量に比して点火時期が遅くなる第２の補正量により基本点火時期を補正して目標点火時期を設定し、設定した目標点火時期での点火を伴って内燃機関が運転されるよう内燃機関を制御する。これにより、再循環率変化時に内燃機関のノッキングが発生するのを抑制することができる。なお、目標再循環率が値０のときには、第１の補正量は値０であるものとすることもできる。

本発明の第２の内燃機関装置の制御方法は、
点火時期の調整が可能で排気を吸気に再循環する排気再循環装置が取り付けられた内燃機関を備える内燃機関装置の制御方法であって、
前記排気再循環装置による排気の吸気への再循環量と前記内燃機関の吸入空気量との和に対する該再循環量の比率としての再循環率が変化する再循環率変化時でないときには前記再循環率から得られる第３の補正量により前記内燃機関の点火時期の基本値として定められた基本点火時期を補正して目標点火時期を設定し、前記再循環率変化時には前記第３の補正量に比して点火時期が遅くなる第４の補正量により前記基本点火時期を補正して前記目標点火時期を設定し、該設定した目標点火時期での点火を伴って前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する、
ことを特徴とする。

この本発明の第２の内燃機関装置の制御方法では、排気を吸気に再循環する排気再循環装置による排気の吸気への再循環量と内燃機関の吸入空気量との和に対する再循環量の比率としての再循環率が変化する再循環率変化時でないときには、再循環率から得られる第３の補正量により内燃機関の点火時期の基本値として定められた基本点火時期を補正して目標点火時期を設定し、設定した目標点火時期での点火を伴って内燃機関が運転されるよう内燃機関を制御する。一方、再循環率変化時には、第３の補正量に比して点火時期が遅くなる第４の補正量により基本点火時期を補正して目標点火時期を設定し、設定した目標点火時期での点火を伴って内燃機関が運転されるよう内燃機関を制御する。これにより、再循環率変化時に内燃機関のノッキングが発生するのを抑制することができる。

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、本発明の一実施例としての内燃機関装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト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に接続された駆動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に接続されたモータＭＧ２と、車両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７０とを備える。ここで、実施例の内燃機関装置としては、主として、エンジン２２とこのエンジン２２をコントロールするエンジン用電子制御ユニット２４とが該当する。

エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化触媒（三元触媒）を有する浄化装置１３４を介して外気へ排出されると共にＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システム１６０を介して吸気側に供給される。ＥＧＲシステム１６０は、浄化装置１３４の後段に接続されて排気を吸気側のサージタンクに供給するためのＥＧＲ管１６２と、ＥＧＲ管１６２に配置されステッピングモータ１６３により駆動されるＥＧＲバルブ１６４とを備え、ＥＧＲバルブ１６４の開度の調節により、不燃焼ガスとしての排気を供給量を調節して吸気側に供給する。エンジン２２は、こうして空気と排気とガソリンとの混合気を燃焼室に吸引することができるようになっている。以下、エンジン２２の排気を吸気側に供給することをＥＧＲといい、吸気側に供給される排気の量をＥＧＲ量Ｖｅという。

エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａ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、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃ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。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットル開度Ｔａ，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，吸気管内の圧力を検出する吸気圧センサ１５８からの吸気圧Ｐｉｎ，浄化装置１３４に取り付けられた触媒温度センサ１３４ａからの触媒温度Ｔｃ，空燃比センサ１３５ａからの空燃比，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号，シリンダブロックに取り付けられてノッキングの発生に伴って生じる振動を検出するノックセンサ１５９からのノック信号Ｋｓ，ＥＧＲバルブ１６４の開度を検出するＥＧＲバルブ開度センサ１６５からのＥＧＲバルブ開度ＥＶなどが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号，ＥＧＲバルブ１６４の開度を調整するステッピングモータ１６３への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン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出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数即ちエンジン２２の回転数Ｎｅを演算したり、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて体積効率（エンジン２２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬを演算したり、エアフローメータ１４８からの吸入空気量ＱａとＥＧＲバルブ開度センサ１６５からのＥＧＲバルブ開度ＥＶとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいてＥＧＲ量Ｖｅとエンジン２２の吸入空気量Ｑａとの和に対するＥＧＲ量Ｖｅの比率としてのＥＧＲ率Ｒｅを演算したり、ノックセンサ１５９からのノック信号Ｋｓの大きさや波形に基づいてノッキングの発生レベルを示すノック強度Ｋｒを演算したりしている。

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なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、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、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、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６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる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を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。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のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいず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る。なお、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。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いず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などが入力されており、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が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータ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用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

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からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、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用電子制御ユニット７０に出力する。また、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）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０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。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ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ポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２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と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０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とに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求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とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力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およびモータ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およびモータ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からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。

エンジン運転モードでは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、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と車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定し、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比で除して得られる回転数や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｒ＊を計算すると共に計算した走行用パワーＰｒ＊からバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて得られるバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２から出力すべきパワーとしての要求パワーＰｅ＊を設定し、要求パワーＰｅ＊を効率よくエンジン２２から出力することができるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとの関係としての動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにするための回転数フィードバック制御によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときに動力分配統合機構３０を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクを要求トルクＴｒ＊から減じてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについてエンジンＥＣＵ２４に送信し、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。そして、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてＥＧＲ率Ｒｅの目標値としての目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊を設定し、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なうと共にＥＧＲ率Ｒｅが目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊となるようＥＧＲシステム１６０のＥＧＲバルブ１６４の開度を調整する。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

モータ運転モードでは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する。そして、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にエンジン運転モードで走行する際のエンジン２２の点火制御について説明する。図３は、エンジンＥＣＵ２４により実行される点火制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

図３の点火制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａや、エンジン２２の回転数Ｎｅ，ＥＧＲ率Ｒｅ，目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊など制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅはクランクポジションセンサ１４０からの信号に基づいて演算されてＲＡＭ２４ｃの所定アドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。また、ＥＧＲ率Ｒｅは、エアフローメータ１４８からの吸入空気量ＱａとＥＧＲバルブ開度センサ１６５からのＥＧＲバルブ開度ＥＶとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて演算されてＲＡＭ２４ｃの所定アドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。さらに、目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいて設定されてＲＡＭ２４ｃの所定アドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。なお、エンジンＥＣＵ２４は、点火制御ルーチンと並行して、吸入空気量制御や燃料噴射制御などを行なうと共にＥＧＲ率Ｒｅが目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊となるようステッピングモータ１６３を駆動制御してＥＧＲバルブ開度ＥＶを調整する。なお、目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊が値０のときには、ＥＧＲバルブ１６４は閉じられる。以下の説明では、説明の都合上、点火時期に関する値（基本点火時期ｔｆｂや基本補正量Δｔｆｂ，補正量Δｔｆ，目標点火時期ｔｆ＊など）については、点火時期が早いほど大きな値となるものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａとに基づいて目標点火時期ｔｆ＊の基本値としての基本点火時期ｔｆｂを設定する（ステップＳ１１０）。ここで、基本点火時期ｔｆｂは、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａと基本点火時期ｔｆｂとの関係を予め定めて基本点火時期設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、エンジン２２の回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａとが与えられると記憶したマップから対応する基本点火時期ｔｆｂを導出して設定するものとした。基本点火時期設定用マップの一例を図４に示す。基本点火時期ｔｆｂは、図示するように、エンジン２２の回転数Ｎｅが大きいほど早くなる傾向に且つ吸入空気量Ｑａが大きいほど遅くなる傾向に設定される。これは、エンジン２２の回転数Ｎｅが大きいほど点火プラグ３０から電気火花を飛ばした後に実際に爆発燃焼が生じるまでのタイムラグの影響が大きくなり、吸入空気量Ｑａが大きいほどエンジン２２のノッキングが生じやすくなるためである。

続いて、目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊からＥＧＲ率Ｒｅを減じてＥＧＲ率差ΔＲｅを計算すると共に（ステップＳ１２０）、計算したＥＧＲ率差ΔＲｅの絶対値を閾値Ｒｒｅｆと比較する（ステップＳ１３０）。ここで、閾値Ｒｒｅｆは、ＥＧＲ率Ｒｅが変化するＥＧＲ率変化時であるか否かを判定するために用いられるものであり、ＥＧＲ率Ｒｅの演算精度などを考慮して定められる。

ＥＧＲ率差ΔＲｅの絶対値が閾値Ｒｒｅｆ以下のときには、ＥＧＲ率変化時ではないと判断し、目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊に基づいてエンジン２２の点火時期を早くしたり遅くしたりするための補正量Δｔｆを設定し（ステップＳ１４０）、設定した補正量Δｔｆを基本点火時期ｔｆｂに加えて目標点火時期ｔｆ＊を設定し（ステップＳ２３０）、設定した目標点火時期ｔｆ＊で対象気筒の点火が行なわれるようイグニッションコイル１３８を駆動制御して（ステップＳ２４０）、このルーチンを終了する。ここで、補正量Δｔｆは、実施例では、ＥＧＲ率Ｒｅと補正量Δｔｆとの関係を予め実験などにより定めて補正量設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、ＥＧＲ率Ｒｅが与えられると記憶したマップから対応する補正量Δｔｆを導出して設定するものとした。補正量設定用マップの一例を図５に示す。補正量Δｔｆは、図示するように、目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊が大きいほど点火時期を早くする方向に大きな値となる傾向に設定される。これは、目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊（ＥＧＲ率Ｒｅ）が大きいほどエンジン２２のノッキングが生じにくくなるためである。

ステップＳ１３０でＥＧＲ率差ΔＲｅの絶対値が閾値Ｒｒｅｆより大きいときには、前回このルーチンが実行されたときのＥＧＲ率差（前回ΔＲｅ）の絶対値を閾値Ｒｒｅｆと比較する（ステップＳ１５０）。この処理は、ＥＧＲ率Ｒｅが目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊近傍で略一定の状態から目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊の変化に伴ってＥＧＲ率Ｒｅが変化し始めるときであるか否かを判定する処理である。前回のＥＧＲ率差（前回ΔＲｅ）の絶対値が閾値Ｒｒｅｆ以下のときには、ＥＧＲ率Ｒｅが変化し始めるときであると判断し、ＥＧＲ率Ｒｅが変化し始める直前のＥＧＲ率Ｒｅとしての変化直前ＥＧＲ率Ｒｅｓｅｔに前回のＥＧＲ率（前回Ｒｅ）を設定すると共にＥＧＲ率Ｒｅが変化し始める直前の補正量としての変化直前補正量Δｔｆｓｅｔに前回の補正量（前回Δｔｆ）を設定する（ステップＳ１６０）。なお、いま、ＥＧＲ率Ｒｅが目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊近傍で略一定の状態からＥＧＲ率Ｒｅが変化し始めるときを考えているから、変化直前ＥＧＲ率Ｒｅｓｅｔは、ＥＧＲ率Ｒｅが変化し始める直前の目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊にも相当する。そして、次回以降にこのルーチンが実行されたときには、前回のＥＧＲ率差（前回ΔＲｅ）は閾値Ｒｒｅｆより大きいから、変化直前ＥＧＲ率Ｒｅｓｅｔや変化直前補正量Δｔｆｓｅｔの設定は行なわない。

次に、目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊に基づいて補正量Δｔｆの基本値としての基本補正量Δｔｆｂを設定すると共に（ステップＳ１７０）、ＥＧＲ率Ｒｅと目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊と変化直前ＥＧＲ率Ｒｅｓｅｔとに基づいて、次式（１）により、変化直前ＥＧＲ率Ｒｅｓｅｔから目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊に向けてＥＧＲ率Ｒｅがどの程度変化したかを示す変化割合αを計算する（ステップＳ１８０）。ここで、基本補正量Δｔｆｂは、図５の縦軸の「補正量Δｔｆ」を「基本補正量Δｔｆｂ」に置き換えたものを用いて設定するものとした。また、変化割合αは、ＥＧＲ率Ｒｅが変化直前ＥＧＲ率Ｒｅｓｅｔに等しいときに値０となり、ＥＧＲ率Ｒｅの変化に伴って値０から値１に向けて近づき、ＥＧＲ率Ｒｅが目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊に等しくなったときに値１となる。

α=(Re-Reset)/(Re*-Reset) (1)

続いて、ＥＧＲ率差ΔＲｅの値を調べ（ステップＳ１９０）、ＥＧＲ率差ΔＲｅが値０より大きいときには、ＥＧＲ率Ｒｅが増加するＥＧＲ率増加時であると判断して変化割合αに基づいて補正係数ｋを設定し（ステップＳ２００）、ＥＧＲ率Ｒｅが値０より小さいときには、ＥＧＲ率Ｒｅが減少するＥＧＲ率減少時であると判断して変化割合αに基づいて補正係数ｋを設定する（ステップＳ２１０）。そして、変化直前補正量Δｔｆｓｅｔと基本補正量Δｔｆｂと変化割合αと補正係数ｋとに基づいて次式（２）により補正量Δｔｆを計算し（ステップＳ２２０）、計算した補正量Δｔｆを基本点火時期ｔｆｂに加えて目標点火時期ｔｆ＊を設定し（ステップＳ２３０）、設定した目標点火時期ｔｆ＊で対象気筒の点火が行なわれるようイグニッションコイル１３８を駆動制御して（ステップＳ２４０）、このルーチンを終了する。ここで、ＥＧＲ率増加時やＥＧＲ率減少時の補正係数ｋは、実施例では、変化割合αと補正係数ｋとの関係を予め定めてＥＧＲ率増加時補正係数設定用マップやＥＧＲ率減少時補正係数設定用マップとして記憶しておき、変化割合αが与えられるとそれぞれのマップから対応する補正係数ｋを導出して設定するものとした。ＥＧＲ率増加時補正係数設定用マップの一例を図６に示し、ＥＧＲ率減少時補正係数設定用マップの一例を図７に示す。ＥＧＲ率増加時の補正係数ｋは、図６に示すように、変化割合αが値０から値１に変化するのに伴って、値０から値１の範囲で、値１から小さくなってその後に値１に向けて大きくなるものとした。また、ＥＧＲ率減少時の補正係数ｋは、図７に示すように、変化割合αが値０から値１に変化するのに伴って、値１以上の範囲で、値１から大きくなってその後に値１に向けて小さくなるものとした。これらのように補正係数ｋを設定することにより、ＥＧＲ率増加時とＥＧＲ率減少時とのいずれでも、補正量Δｔｆは、補正係数ｋを用いずに（補正係数ｋを値１として）計算する場合（以下、この場合の補正量Δｔｆを比較例の補正量Δｔｆｅｘという、次式（３）参照）に比して小さい値となる。したがって、実施例の補正量Δｔｆを用いて設定される目標点火時期ｔｆ＊は、比較例の補正量Δｔｆｅｘを用いて設定される目標点火時期ｔｆ＊に比して遅い時期となる。即ち、実施例の補正量Δｔｆを用いて目標点火時期ｔｆ＊を設定する場合、ＥＧＲ率Ｒｅの増加に伴って点火時期を早くするときには比較例の補正量Δｔｆｅｘを用いて目標点火時期ｔｆ＊を設定する場合に比して遅れて点火時期が早くなり、ＥＧＲ率Ｒｅの減少に伴って点火時期を遅くするときには比較例の補正量Δｔｆｅｘを用いて目標点火時期ｔｆ＊を設定する場合に比して迅速に点火時期が遅くなる。ＥＧＲ率増加時やＥＧＲ率減少時には、ＥＧＲバルブ開度ＥＶが変化することによってＥＧＲ率Ｒｅを適正に推定することが困難となる（変化割合αの適正な推定が困難となる）場合が生じるが、このように目標点火時期ｔｆ＊を設定して点火制御を行なうことにより、エンジン２２にノッキングが発生するのを抑制することができる。

Δtf=Δtfset+(Δtfb-Δtfset)・α・k (2)
Δtfex=Δtfset+(Δtfb-Δtfset)・α (3)

図８は、目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊の増加に伴ってエンジン２２の点火時期を早くする際の目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊と目標点火時期ｔｆ＊との時間変化の様子を模式的に示す模式図である。図中、実線は前述の式（２）により得られる補正量Δｔｆを用いて目標点火時期ｔｆ＊を設定する実施例の時間変化の様子を示し、一点鎖線は前述の式（３）により得られる補正量Δｔｆｅｘを用いて目標点火時期ｔｆ＊を設定する比較例の時間変化の様子を示す。目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊が増加したときには、実施例の目標点火時期Ｔｆ＊は、図示するように、比較例の目標点火時期ｔｆ＊に比して遅れて早くなる。したがって、比較例に比してエンジン２２にノッキングが発生するのを抑制することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２の回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａとに基づいて基本点火時期ｔｆｂを設定し、ＥＧＲ率Ｒｅが増加するときや減少するときには、目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊から得られる基本補正量Δｔｆｂを変化割合αによって補正した補正量（比較例の補正量Δｔｆｅｘ）に比して点火時期を遅くする補正量Δｔｆにより基本点火時期ｔｆｂを補正して目標点火時期ｔｆ＊を設定すると共に設定した目標点火時期ｔｆ＊での点火を伴ってエンジン２２を運転するから、ＥＧＲ率Ｒｅが増加するときや減少するときにエンジン２２のノッキングが発生するのを抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａとを用いて基本点火時期ｔｆｂを設定するものとしたが、吸入空気量Ｑａに代えて、体積効率ＫＬを用いて基本点火時期ｔｆｂを設定するものとしてもよい。この場合、基本点火時期ｔｆｂは、エンジン２２の回転数Ｎｅが大きいほど早くなる傾向に且つ体積効率ＫＬが大きいほど遅くなる傾向に設定すればよい。これは、エンジン２２の回転数Ｎｅが大きいほど点火プラグ３０から電気火花を飛ばした後に実際に爆発燃焼が生じるまでのタイムラグの影響が大きくなり、体積効率ＫＬが大きいほどエンジン２２のノッキングが生じやすくなるためである。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ＥＧＲ率Ｒｅが増加するときには変化割合αに基づいて図６のＥＧＲ率増加時補正係数設定用マップを用いて補正係数ｋを設定し、ＥＧＲ率Ｒｅが減少するときには変化割合αに基づいて図７のＥＧＲ率減少時補正係数設定用マップを用いて補正係数ｋを設定するものとしたが、補正量Δｔｆが比較例の補正量Δｔｆｅｘに比して小さくなるよう補正係数ｋを設定するものであればよく、例えば、ＥＧＲ率Ｒｅが増加するときに、変化割合αが値０から値１に変化するのに伴って補正係数ｋが値０から値１に変化する傾向の図９に例示する補正係数設定用マップを用いて補正係数ｋを設定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ＥＧＲ率Ｒｅが変化するときには、変化直前補正量Δｔｆｓｅｔと基本補正量Δｔｆｂと変化割合αと補正係数ｋとに基づいて上述の式（２）により補正量Δｔｆを計算するものとしたが、上述の式（３）により計算する比較例の補正量Δｔｆｅｘに比して点火時期が遅くなるよう補正量Δｔｆを設定するものであればよく、例えば、比較例の補正量Δｔｆｅｘから所定値を減じて補正量Δｔｆを設定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ＥＧＲ率Ｒｅが変化しないときには目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊に基づいて補正量Δｔｆを設定し、ＥＧＲ率Ｒｅが変化するときには目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊に基づいて基本補正量Δｔｆｂを設定するものとしたが、ＥＧＲ率Ｒｅが変化しないときにはＥＧＲ率Ｒｅに基づいて補正量Δｔｆを設定し、ＥＧＲ率Ｒｅが変化するときにはＥＧＲ率Ｒｅに基づいて基本補正量Δｔｆｂを設定するものとしてもよい。この場合、図１０の変形例の点火制御ルーチンに例示するように、ＥＧＲ率差ΔＲｅの絶対値が閾値Ｒｒｅｆ以下のときには（ステップＳ１３０）、ＥＧＲ率Ｒｅに基づいて図５の補正量設定用マップの横軸の「目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊」を「ＥＧＲ率Ｒｅ」に置き換えたものを用いて補正量Δｔｆを設定すると共に（ステップＳ１４０ｂ）、設定した補正量Δｔｆにより基本点火時期ｔｆｔｍｐを補正して設定される目標点火時期ｔｆ＊を用いて点火制御を行ない（ステップＳ２３０，Ｓ２４０）、ＥＧＲ率差ΔＲｅの絶対値が閾値Ｒｒｅｆより大きいときには、ＥＧＲ率Ｒｅに基づいて図５の補正量設定用マップの横軸の「目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊」を「ＥＧＲ率Ｒｅ」に、縦軸の「補正量Δｔｆ」を「基本補正量Δｔｆｂ」に置き換えたものを用いて基本補正量Δｔｆｂを設定し（ステップＳ１７０ｂ）、ＥＧＲ率差ΔＲｅと変化割合αとに基づいて補正係数ｋを設定し（ステップＳ１８０〜Ｓ２１０）、変化直前補正量Δｔｆｓｅｔと基本補正量Δｔｆｂと補正係数ｋとに基づいて次式（４）により補正量Δｔｆを計算し（ステップＳ２２０ｂ）、計算した補正量Δｔｆにより基本点火時期ｔｆｔｍｐを補正して設定される目標点火時期ｔｆ＊を用いて点火制御を行なう（ステップＳ２３０，Ｓ２４０）ものとすればよい。この場合でも、実施例と同様の効果を奏することができる。

Δtf=Δtfset+(Δtfb-Δtfset)・k (4)

実施例のハイブリッド自動車２０では、ＥＧＲ率Ｒｅの増減を考慮した点火制御について説明したが、ＥＧＲ率Ｒｅに加えて吸入空気量Ｑａの増減も考慮して点火制御を行なうものとしてもよい。この場合の点火制御ルーチンの一例の一部を図１１に示す。このルーチンは、ステップＳ１００の処理に代えてステップＳ１００ｂの処理を実行する点と、ステップＳ１１０の処理とステップＳ１２０の処理との間にステップＳ３００〜Ｓ３６０の処理を追加した点と、を除いて図３の点火制御ルーチンと同一である。したがって、同一の処理については同一のステップ番号を付し、その詳細な説明を省略する。図１１の点火制御ルーチンでは、図３の点火制御ルーチンのステップＳ１００の処理と同様に吸入空気量Ｑａやエンジン２２の回転数Ｎｅ，ＥＧＲ率Ｒｅ，目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊を入力すると共に目標吸入空気量Ｑａ＊を入力し（ステップＳ１００ｂ）、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａとに基づいて図４の基本点火時期設定用マップを用いて基本点火時期ｔｆｂを設定する（ステップＳ１１０）。ここで、目標吸入空気量Ｑａ＊は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいて設定されたものを読み込むことにより入力するものとした。なお、エンジンＥＣＵ２４は、点火制御ルーチンと並行して、吸入空気量制御ルーチンにより、吸入空気量Ｑａが目標吸入空気量Ｑａ＊となるようスロットルモータ１３６を駆動制御してスロットル開度Ｔａを調整することにより吸入空気量制御を行なう。

続いて、目標吸入空気量Ｑａ＊から吸入空気量Ｑａを減じて空気量差ΔＱａを計算すると共に（ステップＳ３００）、計算した空気量差ΔＱａの絶対値を閾値Ｑｒｅｆと比較する（ステップＳ３１０）。ここで、閾値Ｑｒｅｆは、吸入空気量Ｑａが変化する空気量変化時であるか否かを判定するために用いられるものであり、エアフローメータ１４８による吸入空気量Ｑａの検出精度などを考慮して定められる。

空気量差ΔＱａの絶対値が閾値Ｑｒｅｆ以下のときには、空気量変化時ではないと判断し、図３の点火制御ルーチンと同様にステップＳ１２０以降の処理を実行する。一方、空気量差ΔＱａの絶対値が閾値Ｑｒｅｆより大きいときには、前回このルーチンが実行されたときの空気量差ΔＱａ（前回ΔＱａ）の絶対値を閾値Ｑｒｅｆと比較する（ステップＳ３２０）。この処理は、吸入空気量Ｑａが目標吸入空気量Ｑａ＊近傍で略一定の状態から目標吸入空気量Ｑａ＊の変化に伴って吸入空気量Ｑａが変化し始めるときであるか否かを判定する処理である。前回の吸入空気量（前回Ｑａ）の絶対値が閾値Ｑｒｅｆ以下のときには、吸入空気量Ｑａが変化し始めるときであると判断し、吸入空気量Ｑａが変化し始める直前の吸入空気量Ｑａとしての変化直前空気量Ｑａｓｅｔに前回の吸入空気量（前回Ｑａ）を設定する（ステップＳ３３０）。なお、いま、吸入空気量Ｑａが目標吸入空気量Ｑａ＊近傍で略一定の状態から吸入空気量Ｑａが変化し始めるときを考えているから、変化直前吸入空気量Ｑａｓｅｔは、吸入空気量Ｑａが変化し始める直前の目標吸入空気量Ｑａ＊にも相当する。そして、次回以降にこのルーチンが実行されたときには、前回の空気量差（前回ΔＱａ）は閾値Ｑｒｅｆより大きいから、変化直前空気量Ｑａｓｅｔの設定は行なわない。

次に、吸入空気量Ｑａと目標吸入空気量Ｑａ＊と変化直前空気量Ｑａｓｅｔとに基づいて、次式（５）により、変化直前空気量Ｑａｓｅｔから目標吸入空気量Ｑａ＊に向けて吸入空気量Ｑａがどの程度変化したかを示す変化割合βを計算する（ステップＳ３４０）。ここで、変化割合βは、吸入空気量Ｑａが変化直前空気量Ｑａｓｅｔに等しいときに値０となり、吸入空気量Ｑａの変化に伴って値０から値１に向けて近づき、吸入空気量Ｑａが目標吸入空気量Ｑａ＊に等しくなったときに値１となる。

β=(Qa-Qaset)/(Qa*-Qaset) (5)

続いて、変化割合βに基づいてエンジン２２の点火時期を遅くするための補正量Δｔｆ２を設定し（ステップＳ３５０）、設定した補正量Δｔｆ２をステップＳ１１０で設定した基本点火時期ｔｆｂから減じたものを基本点火時期ｔｆｂに再設定し（ステップＳ３６０）、ステップＳ１２０以降の処理を実行する。ここで、補正量Δｔｆ２は、実施例では、変化割合βと補正量Δｔｆ２との関係を予め定めて補正量設定用マップとして記憶しておき、変化割合βが与えられると記憶したマップから対応する補正量Δｔｆ２を導出して設定するものとした。補正量設定用マップの一例を図１２に示す。補正量Δｔｆ２は、図示するように、変化割合βが値０から値１に向けて変化するのに伴って、値０から大きくなってその後に値０に向けて小さくなるものとした。このように補正量Δｔｆ２を設定することにより、吸入空気量Ｑａが変化する空気量変化時には、ステップＳ１１０で設定した基本点火時期ｔｆｂに比して遅い点火時期を基本点火時期ｔｆｂとして再設定することになるから、基本点火時期ｔｆｂを再設定しないものに比して遅い点火時期を目標点火時期ｔｆ＊として設定することになる。即ち、再設定した基本点火時期ｔｆｂを用いて目標点火時期ｔｆ＊を設定する場合、吸入空気量Ｑａの増加に伴って点火時期を遅くするときには（図４参照）基本点火時期ｔｆｂの再設定を行なわない場合に比して迅速に点火時期が遅くなり、吸入空気量Ｑａの減少に伴って点火時期を早くするときには基本点火時期ｔｆｂの再設定を行なわない場合に比して遅れて点火時期が早くなる。空気量変化時には、スロットル開度Ｔａが変化することによって吸入空気量Ｑａの検出精度が低下しやすく基本点火時期ｔｆｂを適正に設定することが困難となりやすいが、このように再設定した基本点火時期ｔｆｂを用いて目標点火時期ｔｆ＊を設定して点火制御を行なうことにより、エンジン２２のノッキングの発生を抑制することができる。

この変形例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａとに基づいて基本点火時期ｔｆｂを設定し、吸入空気量Ｑａが変化する空気量変化時には、変化割合βを考慮して設定した補正量Δｔｆ２を基本点火時期ｔｆｔｍｐから減じたもの（基本点火時期ｔｆｔｍｐよりも補正量Δｔｆ２だけ遅い時期）を基本点火時期ｔｆｔｍｐとして再設定して用いて目標点火時期ｔｆ＊を設定すると共に設定した目標点火時期ｔｆ＊での点火を伴ってエンジン２２を運転するから、吸入空気量Ｑａが変化するときにエンジン２２のノッキングが発生するのを抑制することができる。

この変形例では、吸入空気量Ｑａが変化する空気量変化時には、吸入空気量Ｑａが増加するか減少するかに拘わらず図１０の補正量設定用マップを用いて補正量Δｔｆ２を設定するものとしたが、吸入空気量Ｑａが増加するときと減少するときとで同一の変化割合βに対して異なる補正量Δｔｆ２を設定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１３の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１３における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。

また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される内燃機関装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた内燃機関装置の形態としても構わない。さらに、こうした内燃機関装置の制御方法の形態としてもよい。

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について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、エンジン２２の回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａとに基づいて基本点火時期ｔｆｂを設定し、ＥＧＲ率Ｒｅが変化するＥＧＲ率変化時でないときには、目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊から得られる補正量Δｔｆにより基本点火時期ｔｆｂを補正して目標点火時期ｔｆ＊を設定すると共に設定した目標点火時期ｔｆ＊を用いて点火制御を行ない、ＥＧＲ率変化時には、目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊から得られる基本補正量Δｔｆｂを変化割合αによって補正した補正量（比較例の補正量Δｔｆｅｘ）に比して点火時期を遅くする補正量Δｔｆにより基本点火時期ｔｆｂを補正して目標点火時期ｔｆ＊を設定すると共に設定した目標点火時期ｔｆ＊を用いて点火制御を行なう図３の点火制御ルーチンによる点火制御や、吸入空気量制御や燃料噴射制御などを実行するエンジンＥＣＵ２４が「制御手段」に相当する。また、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当する。

変形例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、エンジン２２の回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａとに基づいて基本点火時期ｔｆｂを設定し、ＥＧＲ率Ｒｅが変化するＥＧＲ率変化時でないときには、ＥＧＲ率Ｒｅから得られる補正量Δｔｆにより基本点火時期ｔｆｂを補正して目標点火時期ｔｆ＊を設定すると共に設定した目標点火時期ｔｆ＊を用いて点火制御を行ない、ＥＧＲ率変化時には、ＥＧＲ率Ｒｅから得られる基本補正量Δｔｆｂに比して点火時期を遅くする補正量Δｔｆにより基本点火時期ｔｆｂを補正して目標点火時期ｔｆ＊を設定すると共に設定した目標点火時期ｔｆ＊を用いて点火制御を行なう図１０の点火制御ルーチンによる点火制御や、吸入空気量制御や燃料噴射制御などを実行するエンジンＥＣＵ２４が「制御手段」に相当する。また、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当する。

ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「制御手段」としては、エンジン２２の回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａとに基づいて基本点火時期ｔｆｂを設定し、ＥＧＲ率Ｒｅが変化するＥＧＲ率変化時でないときには目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊から得られる補正量Δｔｆにより基本点火時期ｔｆｂを補正して目標点火時期ｔｆ＊を設定し、ＥＧＲ率変化時には目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊から得られる基本補正量Δｔｆｂを変化割合αによって補正した補正量（比較例の補正量Δｔｆｅｘ）に比して点火時期を遅くする補正量Δｔｆにより基本点火時期ｔｆｂを補正して目標点火時期ｔｆ＊を設定し、設定した目標点火時期ｔｆ＊での点火を伴ってエンジン２２が運転されるようエンジン２２を制御するものに限定されるものではなく、排気再循環装置による排気の吸気への再循環量と内燃機関の吸入空気量との和に対する再循環量の比率としての再循環率が変化する再循環率変化時でないときには再循環率の目標値としての目標再循環率から得られる第１の補正量により内燃機関の点火時期の基本値として定められた基本点火時期を補正して目標点火時期を設定し、再循環率変化時には再循環率が目標再循環率に向けて変化した変化割合によって第１の補正量を補正して得られる仮の補正量に比して点火時期が遅くなる第２の補正量により基本点火時期を補正して目標点火時期を設定し、設定した目標点火時期での点火を伴って内燃機関が運転されるよう内燃機関を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。また、「制御手段」としては、エンジン２２の回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａとに基づいて基本点火時期ｔｆｂを設定し、ＥＧＲ率Ｒｅが変化するＥＧＲ率変化時でないときにはＥＧＲ率Ｒｅから得られる補正量Δｔｆにより基本点火時期ｔｆｂを補正して目標点火時期ｔｆ＊を設定し、ＥＧＲ率変化時には、ＥＧＲ率Ｒｅから得られる基本補正量Δｔｆｂに比して点火時期を遅くする補正量Δｔｆにより基本点火時期ｔｆｂを補正して目標点火時期ｔｆ＊を設定し、設定した目標点火時期ｔｆ＊での点火を伴ってエンジン２２が運転されるようエンジン２２を制御するものに限定されるものではなく、排気再循環装置による排気の吸気への再循環量と前記機関の吸入空気量との和に対する再循環量の比率としての再循環率が変化する再循環率変化時でないときには再循環率から得られる第３の補正量により内燃機関の点火時期の基本値として定められた基本点火時期を補正して目標点火時期を設定し、再循環率変化時には第３の補正量に比して点火時期が遅くなる第４の補正量により基本点火時期を補正して目標点火時期を設定し、設定した目標点火時期での点火を伴って内燃機関が運転されるよう内燃機関を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、駆動軸と内燃機関の出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、発電機や電動機と電力のやりとりが可能なものであれば如何なるものとしても構わない。

なお、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。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は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ないものである。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等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、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、内燃機関装置やハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。

本発明の一実施例としての内燃機関装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 エンジンＥＣＵ２４により実行される点火制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 基本点火時期設定用マップの一例を示す説明図である。 補正量設定用マップの一例を示す説明図である。 ＥＧＲ率増加時補正係数設定用マップの一例を示す説明図である。 ＥＧＲ率減少時補正係数設定用マップの一例を示す説明図である。 目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊の増加に伴ってエンジン２２の点火時期を早くする際の目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊と目標点火時期ｔｆ＊との時間変化の様子を模式的に示す模式図である。 変形例の補正係数設定用マップの一例を示す説明図である。 変形例の点火制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例の点火制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例の補正量設定用マップの一例を示す説明図である。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、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、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、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、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 ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６，スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、１５９ ノックセンサ、１６０ ＥＧＲシステム、１６２ ＥＧＲ管、１６３ ステッピングモータ、１６４ ＥＧＲバルブ、１６５ ＥＧＲバルブ開度センサ、１６６ 温度センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (8)

1. 点火時期の調整が可能で排気を吸気に再循環する排気再循環装置が取り付けられた内燃機関を備える内燃機関装置であって、
   前記排気再循環装置による排気の吸気への再循環量と前記内燃機関の吸入空気量との和に対する該再循環量の比率としての再循環率が変化する再循環率変化時でないときには前記再循環率の目標値としての目標再循環率から得られる第１の補正量により前記内燃機関の点火時期の基本値として定められた基本点火時期を補正して目標点火時期を設定し、前記再循環率変化時には前記再循環率が前記目標再循環率に向けて変化した変化割合によって前記第１の補正量を補正して得られる仮の補正量に比して点火時期が遅くなる第２の補正量により前記基本点火時期を補正して前記目標点火時期を設定し、該設定した目標点火時期での点火を伴って前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する制御手段、
   を備え、
   前記制御手段は、前記再循環率変化時には、前記目標再循環率の変化量に対する前記再循環率の変化量の比率を前記変化割合として、前記目標再循環率の変化前後の前記第１の補正量の差に前記変化割合を乗じたものと前記目標再循環率の変化前の前記第１の補正量との和により前記仮の補正量を設定する手段である、
   内燃機関装置。
2. 請求項１記載の内燃機関装置であって、
   前記制御手段は、前記再循環率の増加に伴って点火時期を早くするときには、前記仮の補正量に比して遅れて点火時期が早くなる前記第２の補正量により前記基本点火時期を補正して前記目標点火時期を設定する手段である、
   内燃機関装置。
3. 請求項１または２記載の内燃機関装置であって、
   前記制御手段は、前記再循環率の減少に伴って点火時期を遅くするときには、前記仮の補正量に比して迅速に点火時期が遅くなる前記第２の補正量により前記基本点火時期を補正して前記目標点火時期を設定する手段である、
   内燃機関装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の内燃機関装置であって、
   前記制御手段は、前記吸入空気量が変化する空気量変化時には、前記内燃機関の回転数と前記吸入空気量とから得られる前記基本点火時期に比して点火時期が遅くなるよう前記基本点火時期を再設定する手段である、
   内燃機関装置。
5. 請求項４記載の内燃機関装置であって、
   前記制御手段は、前記吸入空気量の減少に伴って点火時期を早くするときには、前記内燃機関の回転数と前記吸入空気量とから得られる前記基本点火時期に比して遅れて点火時期が早くなるよう前記基本点火時期を再設定する手段である、
   内燃機関装置。
6. 請求項４または５記載の内燃機関装置であって、
   前記制御手段は、前記吸入空気量の増加に伴って点火時期を遅くするときには、前記内燃機関の回転数と前記吸入空気量とから得られる前記基本点火時期に比して迅速に点火時期が遅くなるよう前記基本点火時期を再設定する手段である、
   内燃機関装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１つの請求項に記載の内燃機関装置と、
   動力を入出力可能な発電機と、
   駆動輪に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、
   前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
   前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
   を備えるハイブリッド車。
8. 点火時期の調整が可能で排気を吸気に再循環する排気再循環装置が取り付けられた内燃機関を備える内燃機関装置の制御方法であって、
   前記排気再循環装置による排気の吸気への再循環量と前記内燃機関の吸入空気量との和に対する該再循環量の比率としての再循環率が変化する再循環率変化時でないときには前記再循環率の目標値としての目標再循環率から得られる第１の補正量により前記内燃機関の点火時期の基本値として定められた基本点火時期を補正して目標点火時期を設定し、前記再循環率変化時には前記再循環率が前記目標再循環率に向けて変化した変化割合によって前記第１の補正量を補正して得られる仮の補正量に比して点火時期が遅くなる第２の補正量により前記基本点火時期を補正して前記目標点火時期を設定し、該設定した目標点火時期での点火を伴って前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御するステップを含み、
   前記ステップは、前記再循環率変化時には、前記目標再循環率の変化量に対する前記再循環率の変化量の比率を前記変化割合として、前記目標再循環率の変化前後の前記第１の補正量の差に前記変化割合を乗じたものと前記目標再循環率の変化前の前記第１の補正量との和により前記仮の補正量を設定するステップである、
   内燃機関装置の制御方法。
   

Images