JP4905409B2 - 車両走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両走行制御装置に関し、特に、内燃機関の吸気通路における吸気通路を流れる吸気の流量を制御する吸気制御弁よりも下流側の部分と排気通路とを連通し、排気通路を流れる排気ガスを吸気通路に還流させるＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路を流れる排気ガスの流量を制御するＥＧＲ弁とを有する排気ガス還流装置を備える車両を制御する車両走行制御装置に関する。

内燃機関の排気通路を流れる排気ガスを吸気通路に還流させるＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路を流れる排気ガスの流量を制御するＥＧＲ弁とを備える排気ガス還流装置が知られている。ＥＧＲ通路は、吸気通路における吸気の流量を制御する吸気制御弁よりも下流側の部分に排気ガスを還流させる。

車両に排気ガス還流装置が設けられる場合、内燃機関に吸入される吸気におけるＥＧＲ通路を介して還流された排気ガスの割合であるＥＧＲ率の目標値に基づいて、ＥＧＲ弁の開度制御がなされる。この場合に、ＥＧＲ率が目標値から乖離した場合には、運転性が低下してしまうことがある。例えば、アクセルペダルが閉じられるなど、出力低下要求がなされて、吸気制御弁の開度を低下させる場合に、ＥＧＲ率が目標値から乖離する可能性がある。吸気制御弁の開度を低下させた場合に、吸気制御弁よりも下流側の吸気通路の圧力が低下し、吸気通路に還流される排気ガスの量が所望よりも多くなることで、ＥＧＲ率が目標値に対して過剰となる場合がある。その結果、燃焼速度が低下するなどの燃焼の悪化が生じる可能性がある。

特許文献１には、減速時の過渡的なＥＧＲ率の過剰を抑制する内燃機関の制御装置が開示されている。

特開２００４−１００４６４号公報

ここで、ＥＧＲ率の過剰による燃焼の悪化を抑制できるだけでなく、運転者の意図に沿った車両の駆動力を実現できることが望ましい。すなわち、ＥＧＲ率の過剰による燃焼の悪化を抑制する制御がなされる場合に、燃焼の悪化を未然に抑制しつつ、実際の駆動力が運転者の要求する駆動力から乖離することを抑制できることが望ましい。

本発明の目的は、内燃機関の吸気通路における吸気通路を流れる吸気の流量を制御する吸気制御弁よりも下流側の部分と排気通路とを連通し、排気通路を流れる排気ガスを吸気通路に還流させるＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路を流れる排気ガスの流量を制御するＥＧＲ弁とを有する排気ガス還流装置を備える車両において、ＥＧＲ率の過剰による燃焼の悪化を未然に抑制しつつ、車両の駆動力が運転者の要求する駆動力から乖離することを抑制できる車両走行制御装置を提供することである。

本発明の車両走行制御装置は、内燃機関の吸気通路における前記吸気通路を流れる吸気の流量を制御する吸気制御弁よりも下流側の部分と前記内燃機関の排気通路とを連通し、前記排気通路を流れる排気ガスを前記吸気通路に還流させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路を流れる前記排気ガスの流量を制御するＥＧＲ弁とを有する排気ガス還流装置を備える車両を制御する車両走行制御装置であって、前記内燃機関の運転条件に基づいて前記吸気制御弁の開度の指令値を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記開度の指令値が減少する場合に、前記内燃機関に吸入される前記吸気における前記ＥＧＲ通路を介して還流された前記排気ガスの割合であるＥＧＲ率が予め定められた所定値を上回るか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記ＥＧＲ率が前記所定値を上回ると判定された場合に、前記算出手段により算出された前記開度の指令値に代えて、前記ＥＧＲ率が前記所定値を上回ることを抑制する値に前記開度の指令値を設定する開度設定制御、あるいは、前記内燃機関への燃料の供給を停止するフューエルカット制御のいずれの制御を実行するかを選択する選択手段と、前記選択手段により選択された前記制御を実行する実行手段とを備え、前記選択手段は、前記運転条件に基づいて算出される運転者の要求駆動力と、前記開度設定制御を実行した場合の前記車両の駆動力の予測値との関係、および、前記要求駆動力と、前記フューエルカット制御を実行した場合の前記駆動力の予測値との関係に基づいて、前記選択を行うことを特徴とする。

本発明の車両走行制御装置において、更に、前記開度設定制御、あるいは、前記フューエルカット制御を実行した場合の前記駆動力を前記要求駆動力に近づける駆動力制御手段を備えることを特徴とする。

本発明の車両走行制御装置において、前記車両は、前記内燃機関に加えて電動機を駆動源として備えるハイブリッド車両であって、前記駆動力制御手段は、前記電動機の力行あるいは回生により、前記駆動力を前記要求駆動力に近づけることを特徴とする。

本発明の車両走行制御装置において、前記選択手段は、更に、前記力行において前記電動機に電力を供給し、前記回生において前記電動機で発電される電力を充電する蓄電部の充電状態に基づいて、前記選択を行うことを特徴とする。

本発明の車両走行制御装置において、前記選択手段は、更に、前記駆動力制御手段により、前記駆動力を前記要求駆動力に近づけた場合の前記車両の燃費に基づいて、前記選択を行うことを特徴とする。

本発明によれば、内燃機関の吸気通路における吸気の流量を制御する吸気制御弁よりも下流側の部分と排気通路とを連通し、排気通路を流れる排気ガスを吸気通路に還流させるＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路を流れる排気ガスの流量を制御するＥＧＲ弁とを有する排気ガス還流装置を備える車両において、吸気量におけるＥＧＲ通路を介して還流された排気ガスの割合であるＥＧＲ率が予め定められた所定値を上回ると判定された場合には、ＥＧＲ率が上記所定値を上回ることを抑制する値に吸気制御弁の開度の指令値を設定する開度設定制御、あるいは、内燃機関への燃料の供給を停止するフューエルカット制御が実行される。開度設定制御、あるいは、フューエルカット制御のいずれの制御を実行するかは、要求駆動力と、開度設定制御、あるいは、フューエルカット制御を実行した場合のそれぞれの駆動力の予測値との関係に基づいて決定される。これにより、ＥＧＲ率の過剰による燃焼の悪化を未然に抑制しつつ、車両の駆動力が運転者の要求する駆動力から乖離することを抑制できる。

以下、本発明の車両走行制御装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１から図７を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、内燃機関の吸気通路における吸気の流量を制御する吸気制御弁よりも下流側の部分と排気通路とを連通し、排気通路を流れる排気ガスを吸気通路に還流させるＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路を流れる排気ガスの流量を制御するＥＧＲ弁とを有する排気ガス還流装置を備える車両を制御する車両走行制御装置に関する。

図２は、エンジンの概略構成を示す模式図、図３は、ハイブリッド車両の概略構成を示す模式図である。なお、図３中には、動力の流れを実線の矢印で示し、電力の流れを破線の矢印で示してある。また、図４は、動力分割機構を示す断面図、図５は、動力分割機構の遊星歯車を示す断面図である。

先ず、ハイブリッド車両の概略構成について図３〜図５に基づいて説明する。図３に示すように、ハイブリッド車両１０には、走行駆動源としてのエンジン１１とモータ（電動機）１７ａとが設けられている。

このエンジン１１で発生する駆動力は、動力分割機構１５により二分され、その出力軸の一方はモータ１７ａと駆動輪１３に接続され、他方は発電機（電動機）１７ｂに接続されている。エンジン１１とモータ１７ａの駆動力は、自動変速可能な変速機１２とドライブシャフト１４を介して駆動輪１３に伝達される。変速機１２は、走行状態に応じてギヤ段の変速操作をアクチュエータで電気的に自動制御するものである。

また、駆動系歯車装置（ギヤトレーン）を一体化したモータ１７ａおよび発電機１７ｂは、インバータ１９を介し、充放電可能な二次電池であるバッテリ（蓄電部）２０と接続されている。すなわち、モータ１７ａは、バッテリ２０からの電力供給を受けてドライブシャフト１４を駆動するための動力を発生する。また、モータ１７ａは単独でもハイブリッド車両１０の走行駆動源となるが、変速時や加速時にエンジン１１のトルクが不足する場合には、これをアシストすることができる。

発電機１７ｂは、エンジン１１あるいはドライブシャフト１４から伝達される駆動力を電力に変換しバッテリ２０を充電する。また、発電機１７ｂは、エンジン１１のスタータとしての機能を有している。

モータ１７ａによる力行運転がなされるか、発電機１７ｂによる回生運転がなされるかは、バッテリ２０の充電状態量ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を勘案して決定される。このバッテリ充電状態量ＳＯＣは、所定のバッテリ状態モニタコンピュータで演算されるようになっている。

つぎに、エンジン１１の概略構成と排気浄化装置について図２に基づいて説明する。図２に示すように、エンジン１１は、筒内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁１１ｂや、吸排気弁の開閉動作タイミングを可変制御する可変バルブタイミング機構（図示せず）等を備える。

すなわち、エンジン１１は、上記変速機１２（図３参照）から指令される要求エンジントルクを出力するために、その燃料噴射量や吸入空気量等が制御されるように構成されている。エンジン１１の要求燃料噴射量は、たとえば、エンジンの回転数（回転速度）およびアクセル開度からマップ等に基づいて決定され、後述するＥＣＵ１００により、筒内燃料噴射弁１１ｂに燃料噴射量の指令値が出力される。

また、エンジン１１の吸気通路２１には、エアクリーナ２２と、吸入空気量を検出するエアフロメータ２３と、吸入空気量を調節するスロットル弁（吸気制御弁）２４とを備えている。また、エンジン１１は、排気圧力を利用してタービン部２６ｂを回転させることで同軸のコンプレッサ部２６ａを駆動し吸気量を増大させることによりエンジントルクをアシストするターボ過給機２６を備えている。このターボ過給機２６と吸気マニホルド２１ａとの間の吸気通路２１には、過給されて昇温した吸気を冷却するインタークーラ２８が設けられている。また、エンジン１１の排気通路３０には、排気通路３０を流れる排気ガスを浄化する触媒３３が設けられている。

エンジン１１は、排気ガスの一部を吸気系に還流させる排気ガス還流装置（以下、ＥＧＲ装置と称する）３５を備えている。このＥＧＲ装置３５のＥＧＲ通路３６には、排気マニホルド３０ａ側から吸気マニホルド２１ａ側に向けて順にＥＧＲ触媒３９、ＥＧＲクーラ３７、ＥＧＲ弁３８が設けられている。

ＥＧＲ触媒３９は、ＥＧＲ通路３６を流れる排気ガスに含まれる未燃燃料成分やＰＭ（粒子状物質）等を浄化するものである。ＥＧＲ触媒３９により排気ガスが浄化されることにより、ＥＧＲ弁３８や吸気系に未燃燃料成分やＰＭ等が付着してデポジットが生成されることを抑制することができる。

ＥＧＲクーラ３７は、ＥＧＲ通路３６を流れる排気ガスを冷却するものである。ＥＧＲクーラ３７により排気ガスが冷却されることにより、エンジン１１における燃焼温度を低下させることができる。

ＥＧＲ弁３８は、ＥＧＲ通路３６を流れる排気ガスの流量を制御するものである。ＥＧＲ弁３８は、任意の開度に制御されることができると共に、閉じることによりＥＧＲ通路３６を遮断することが可能である。

これらのＥＧＲ触媒３９、ＥＧＲクーラ３７およびＥＧＲ弁３８を経たＥＧＲガスは、ターボチャージャ２６のコンプレッサ部２６ａにより圧縮されインタークーラ２８を経た新気とともに、吸気マニホルド２１ａから燃焼室へと供給されるようになっている。

動力分割機構１５は、図４および図５に示すように、遊星歯車からなっている。歯車機構内部のプラネタリーキャリア１５ａの回転軸は、エンジン１１と連結し、ピニオンギヤ１５ｂを通じて外周のリングギヤ１５ｃおよび内側のサンギヤ１５ｄに駆動力を伝達するように構成されている。

リングギヤ１５ｃの回転軸は、モータ１７ａに直結しており、変速機１２とドライブシャフト１４を介して駆動力を駆動輪１３に伝達するようになっている（図３参照）。また、サンギヤ１５ｄの回転軸は、発電機１７ｂに連結されている。

以上のように構成されたハイブリッド車両１０は、図２に示すように、電子制御ユニット（車両走行制御装置、以下、ＥＣＵと称する）１００によって制御され、種々の状態で走行することができる。ＥＣＵ１００は、図示しない車速センサやアクセル開度センサ等、各種センサからの出力情報に基づいてハイブリッド車両１０を制御する。スロットル弁２４およびＥＧＲ弁３８は、ＥＣＵ１００に接続されており、それぞれＥＣＵ１００により制御される。本実施形態のＥＣＵ１００は、スロットル弁２４の開度の指令値を算出する算出手段、後述するＥＧＲ率が予め定められた所定値を上回るか否かを判定する判定手段、後述する開度設定制御、あるいは、フューエルカット制御のいずれの制御を実行するかを選択する選択手段、および、選択された制御を実行する実行手段としての機能を有する。

先ず、停車状態では、エンジン１１、モータ１７ａおよび発電機１７ｂは、すべて止まっている。そして、この停車状態から発進する時は、エンジン１１の駆動力は使われず、モータ１７ａの駆動力のみが使われる。

つぎに、発進後にエンジン１１を始動させる時には、エンジンスタータとしての機能を持つ発電機１７ｂが回り、サンギヤ１５ｄが回ることによってエンジン１１が始動する。エンジン１１が始動すると、発電機１７ｂは発電を開始し、発電した電力はバッテリ２０の充電およびモータ１７ａに供給され、走行に利用される。

また、定常走行時には、主にエンジン１１の出力で走行する。この場合、効率を高めるために発電機１７ｂによる発電量は最小限としている。また、定常走行から加速を行う場合には、エンジン１１の回転数を上げるとともに、発電機１７ｂにより発電する。その発電電力とバッテリ２０の電力とを使ってモータ１７ａの駆動力を加え、エンジン１１の加速をアシストする。

バッテリ充電状態量ＳＯＣが予め定められた基準値以下に低下している場合には、エンジン１１がドライブシャフト１４の要求出力以上の出力で運転され、その余剰動力の一部は発電機１７ｂによって電力として回生され、バッテリ２０の充電に利用される。そして、エンジン１１の出力トルクが不足する場合には、バッテリ充電状態量ＳＯＣに応じて、モータ１７ａによって不足分のトルクがアシストされ、必要トルクが確保される。

本実施形態では、ＥＣＵ１００は、エンジン１１の運転条件に基づいて、スロットル弁２４およびＥＧＲ弁３８を制御する。ＥＣＵ１００は、エンジン１１の運転条件に基づいて、エンジン１１に供給する吸気量、および、吸気量におけるＥＧＲ通路３６を介して還流された排気ガスの割合であるＥＧＲ率の目標値をそれぞれ算出する。ＥＣＵ１００は、吸気量およびＥＧＲ率の目標値に基づいて、スロットル弁２４およびＥＧＲ弁３８の開度の指令値をそれぞれ算出する。

ここで、以下に図６を参照して説明するように、出力低下要求がなされてスロットル弁２４の開度（以下、単に「スロットル開度」と記す）の指令値が減少する場合に、ＥＧＲ率が目標値に対して過剰となり、エンジン１１において燃焼速度が低下するなどの燃焼の悪化が生じる可能性がある。

図６は、従来の制御、および、本実施形態において後述するＥＧＲ率が所定値を上回ることを抑制する値にスロットル開度の指令値を設定する開度設定制御を実行した場合におけるそれぞれの値の推移を示すタイムチャートである。

図６において、（ａ）はアクセル開度（符号２００）、（ｂ）はスロットル開度、（ｃ）は吸気マニホルド２１ａのサージタンクの圧力であるサージタンク圧、（ｄ）はＥＧＲ弁３８の開度（符号２０６）、（ｅ）はＥＧＲ通路３６を介して吸気マニホルド２１ａに還流される排気ガスの量（以下、単に「ＥＧＲガス量」と記す）、（ｆ）はＥＧＲ率をそれぞれ示す。

符号２０１，２０３，２０７，２０９は、いずれも従来の制御におけるスロットル開度、サージタンク圧、ＥＧＲガス量、およびＥＧＲ率をそれぞれ示す。符号２００ａに示すようにアクセルペダルが閉じられた場合、すなわち、運転者の要求する駆動力が減少した場合、エンジン１１に要求される出力が減少する。この場合、ＥＣＵ１００は、エンジン１１に供給する吸気量を減少させるために、スロットル開度の指令値およびＥＧＲ弁３８の開度の指令値をそれぞれ小さな値に変更する。これにより、符号２０１ａで示すようにスロットル開度２０１が減少すると共に、符号２０６ａで示すようにＥＧＲ弁３８の開度２０６が減少する。

ここで、ＥＧＲ弁３８の開度２０６は減少するものの、ＥＧＲガス量２０７が所望の値まで減少しないことがある。これは、ＥＧＲガス量２０７は、ＥＧＲ弁３８の開度２０６およびＥＧＲ弁３８の前後差圧で決まるためである。ＥＧＲ弁３８の開度２０６は減少するものの、スロットル開度２０１が減少する（スロットル弁２４が閉じる）ことにより、サージタンク圧２０３が低下し、ＥＧＲ弁３８の前後の差圧が増加する。このため、ＥＧＲガス量２０７が所望の値まで低下しない状態となる。その結果、符号２０９ａに示すように、従来の制御では、ＥＧＲ率２０９が過剰となる状態が生じていた。

本実施形態では、アクセルペダルが閉じられる減速時等においてスロットル開度の指令値が減少する場合に、ＥＧＲ率が予め定められた所定値を上回るか否かが判定される。ＥＧＲ率が上記所定値を上回ると判定された場合には、ＥＧＲ率が上記所定値を上回ることを抑制する値にスロットル開度の指令値を設定する開度設定制御、あるいは、エンジン１１への燃料の供給を停止するフューエルカット制御のいずれかの制御が選択的に実行される。

開度設定制御、あるいは、フューエルカット制御のいずれの制御を実行するかは、それぞれの制御を実行した場合の車両の駆動力の予測値と、エンジン１１の運転条件（アクセル開度等）から求められる運転者の要求駆動力との差分に基づいて決定される。上記差分が小さな値となる方の制御を実行することにより、ＥＧＲ率の過剰による燃焼の悪化を未然に抑制しつつ、駆動力が要求駆動力から乖離することを抑制することができる。

ここで、開度設定制御の内容について説明する。開度設定制御とは、ＥＧＲ率が予め定められた所定値を上回ると予測される場合に、ＥＧＲ率が上記所定値を上回ることを抑制する値にスロットル開度の指令値を設定する制御である。すなわち、スロットル開度の指令値は、アクセル開度等の運転条件に基づいて算出された値に代えて、ＥＧＲ率が上記所定値を上回ることを抑制する値に変更される。言い換えると、ＥＧＲ率が上記所定値を上回る値にスロットル開度の指令値を設定することが禁止される。この場合、スロットル開度の指令値は、運転条件に基づいて算出された値と比較して、開き側の値に設定（制限）される。

図６において、符号２０２は、本実施形態において開度設定制御がなされた場合のスロットル弁２４の開度を示す。スロットル弁２４を閉じ過ぎないようにすることで、従来の制御におけるサージタンク圧２０３と比較して、開度設定制御がなされた場合のサージタンク圧２０４の低下が抑制される。これにより、開度設定制御がなされた場合のＥＧＲガス量２０８は、従来の制御におけるＥＧＲガス量２０７と比較して、少量となる。その結果、開度設定制御がなされた場合のＥＧＲ率２１０は、従来の制御におけるＥＧＲ率２０９よりも低下し、ＥＧＲ率２１０が過剰となることが抑制される。

一方、フューエルカット制御を実行した場合には、エンジン１１において燃焼が行われなくなることにより、燃焼の悪化を未然に抑制することができる。過渡的にＥＧＲ率が過剰となるような場合であっても、燃焼自体が行われなくなるため、燃焼の悪化が生じることを未然に抑制できる。

本実施形態では、以下に図７を参照して説明するように、開度設定制御を実行した場合の駆動力と運転者の要求駆動力との差分、および、フューエルカット制御を実行した場合の駆動力と要求駆動力との差分に基づいて、開度設定制御、あるいはフューエルカット制御のいずれを実行するかが判定される。

図７は、本実施形態において、開度設定制御、あるいは、フューエルカット制御のいずれを実行するかを決定する方法について説明するための図である。

図７において、縦軸は出力トルク、横軸は時間をそれぞれ示す。符号３００は、運転条件に基づいて算出される運転者の要求する出力トルク（以下、「要求トルク」とも記す）を示す。従来の制御において、アクセルペダルが閉じられる（戻される）などの出力低下要求がなされた場合に、本実施形態の開度設定制御、および、フューエルカット制御のいずれも実行しなかった場合には、符号３００に示す運転者の要求する出力トルクに基づいて車両が制御される。符号３０１は、開度設定制御がなされた場合の出力トルク（の予測値）を示す。符号３０２は、フューエルカット制御がなされた場合の出力トルク（の予測値）を示す。

開度設定制御がなされる場合には、スロットル弁２４が運転者の要求するトルクＴＲＱ１を実現する開度よりも開き気味に制御されることとなる。このため、開度設定制御がなされた場合の出力トルク３０１は、運転者の要求する出力トルク３００と比較して大きな値となる。本実施形態の開度設定制御では、出力トルクが後述するＥＧＲ率判定閾値（符号Ｔ１参照）となる値にスロットル開度が設定される。一方、フューエルカット制御がなされる場合には、エンジン１１の燃焼が行われなくなることで、出力トルク３０２は、運転者の要求する出力トルク３００と比較して小さな値となる。

図７において、符号Ｔ１は、ＥＧＲ率が予め定められた所定値を上回るか否かを判定するための閾値（以下、「ＥＧＲ率判定閾値」と記す）を示す。ＥＧＲ率判定閾値Ｔ１は、時刻ｔ０においてアクセルペダルの戻し操作がなされる前の運転者の要求トルクＴＲＱ０と、アクセルペダルの戻し操作がなされた後の要求トルクＴＲＱ１との差分ΔＴＲＱに基づいて算出される。アクセルペダルの戻し操作がなされる前の要求トルクＴＲＱ０に対して、アクセルペダルの戻し操作がなされた後の要求トルクＴＲＱ１が一定以上に低下した場合（アクセルペダル戻し操作の前後の要求トルクの差分ΔＴＲＱが上限値を超えた場合）には、ＥＧＲ率が上記所定値を上回ると判定される。アクセルペダル戻し操作の前後の要求トルクの差分ΔＴＲＱの上限値（許容範囲の上限値）は、予め実験の結果等に基づいて設定される。ＥＧＲ率判定閾値Ｔ１は、アクセルペダルの戻し操作がなされる前の要求トルクＴＲＱ０から、アクセルペダル戻し操作の前後の要求トルクの差分ΔＴＲＱの上限値を減じた値である。

アクセルペダルの戻し操作がなされた後の要求トルクＴＲＱ１が、ＥＧＲ率判定閾値Ｔ１よりも小さな値である場合には、ＥＧＲ率の過剰による燃焼の悪化を未然に抑制するために、開度設定制御、あるいは、フューエルカット制御のいずれかが実行される。

図７において、符号Ｔ３は、開度設定制御、あるいは、フューエルカット制御のいずれの制御を実行するかを判定するための要求トルクの閾値（以下、「制御選択閾値」と記す）を示す。制御選択閾値Ｔ３は、ＥＧＲ率判定閾値（開度設定制御がなされた場合の出力トルク）Ｔ１と、フューエルカット制御がなされた場合の出力トルクＴ２とに基づいて設定される。制御選択閾値Ｔ３は、例えば、ＥＧＲ率判定閾値Ｔ１と、フューエルカット制御がなされた場合の出力トルクＴ２との概ね中間の値に設定される。

アクセルペダルの戻し操作がなされた後の要求トルクＴＲＱ１が、制御選択閾値Ｔ３よりも大きな値である場合には、開度設定制御を実行すると判定される。すなわち、アクセルペダルの戻し操作がなされた後の要求トルクＴＲＱ１が、フューエルカット制御がなされた場合の出力トルクＴ２よりも、ＥＧＲ率判定閾値（開度設定制御がなされた場合の出力トルク）Ｔ１に近い値である場合には、開度設定制御が選択される。

一方、アクセルペダルの戻し操作がなされた後の要求トルクＴＲＱ１が、制御選択閾値Ｔ３よりも小さな値である場合には、フューエルカット制御を実行すると判定される。すなわち、アクセルペダルの戻し操作がなされた後の要求トルクＴＲＱ１が、ＥＧＲ率判定閾値（開度設定制御がなされた場合の出力トルク）Ｔ１よりも、フューエルカット制御がなされた場合の出力トルクＴ２に近い値である場合には、フューエルカット制御が選択される。

これにより、ＥＧＲ率の過剰による燃焼の悪化を未然に抑制するために、開度設定制御、あるいは、フューエルカット制御が実行される場合に、実際のトルクが運転者の要求するトルクＴＲＱ１から乖離することを抑制できる。

図１は、本実施形態の動作を示すフローチャートである。図１に示すフローチャートは、アクセルペダルの戻し操作がなされた場合など、運転者の要求トルクが減少した場合に実行される。

まず、ステップＳ１０では、ＥＣＵ１００により、ＥＧＲ率が過剰となるか否かが判定される。ＥＣＵ１００は、アクセルペダルの戻し操作がなされた後の要求トルクＴＲＱ１（図７参照）に基づいて、ステップＳ１０の判定を行う。アクセルペダルの戻し操作がなされた後の要求トルクＴＲＱ１が、ＥＧＲ率判定閾値Ｔ１よりも小さな値である場合には、ステップＳ１０において肯定判定がなされる。ステップＳ１０の判定の結果、ＥＧＲ率が過剰となると判定された場合（ステップＳ１０−Ｙ）には、ステップＳ２０に進み、そうでない場合（ステップＳ１０−Ｎ）には、本制御フローはリターンされる。

ステップＳ２０では、ＥＣＵ１００により、アクセルペダルの戻し操作がなされた後の要求トルクＴＲＱ１が、制御選択閾値Ｔ３よりも大きな値であるか否かが判定される。ステップＳ２０では、開度設定制御、あるいは、フューエルカット制御のいずれの制御を実行するかが判定される。ステップＳ２０の判定の結果、アクセルペダルの戻し操作がなされた後の要求トルクＴＲＱ１が、制御選択閾値Ｔ３よりも大きな値であると判定された場合（ステップＳ２０−Ｙ）には、ステップＳ３０に進み、そうでない場合（ステップＳ２０−Ｎ）には、ステップＳ４０に進む。

ステップＳ３０では、ＥＣＵ１００により、開度設定制御が実行される。ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ率が予め定められた所定値を上回ることを抑制する値にスロットル弁２４の開度を設定する。ここで、ＥＧＲ率が上記所定値を上回ることを抑制する値とは、例えば、ＥＧＲ率判定閾値Ｔ１（図７参照）よりも大きな出力トルクに対応するスロットル開度である。上述したように、本実施形態では、開度設定制御において、ＥＧＲ率判定閾値Ｔ１に対応するスロットル開度を実現するようにスロットル弁２４が制御される。これにより、ＥＧＲ率の過剰による燃焼の悪化を未然に抑制しつつ、開度設定制御がなされる場合の駆動力が要求駆動力ＴＲＱ１から乖離することを可能な限り抑制することができる。ステップＳ３０が実行されると、本制御フローはリターンされる。

ステップＳ４０では、ＥＣＵ１００により、フューエルカット制御が実行される。ＥＣＵ１００は、エンジン１１の筒内燃料噴射弁１１ｂによる燃料の噴射を停止させる。これにより、エンジン１１において燃焼が行われなくなるため、スロットル弁２４が閉じられて過渡的にＥＧＲ率が過剰となったとしても、燃焼の悪化が生じることを未然に抑制できる。ステップＳ４０が実行されると、本制御フローはリターンされる。

本実施形態によれば、アクセルペダルが閉じられるなど、出力低下要求がなされた場合に、ＥＧＲ率が過剰となると判定された場合には、開度設定制御、あるいは、フューエルカット制御が実行されることにより、ＥＧＲ率の過剰による燃焼の悪化が抑制される。ＥＧＲ率の過剰による燃焼の悪化を未然に抑制することにより、振動の発生や未燃ガスによるエミッションの悪化を抑制することができる。さらに、本実施形態では、開度設定制御、あるいは、フューエルカット制御のうち、出力トルクが要求トルクに近くなる、すなわち、実際の駆動力が運転者の要求駆動力に近くなると予測される制御が実行される。これにより、ＥＧＲ率の過剰による燃焼の悪化を未然に抑制しつつ、駆動力が要求駆動力から乖離することを抑制できる。

本実施形態によれば、例えばスロットル弁２４の応答速度と比較してＥＧＲ弁３８の応答速度が遅く、出力低下要求がなされた場合にＥＧＲ率が上昇しやすい車両であっても、ＥＧＲ率が過剰となることを抑制することができる。

なお、本実施形態では、ＥＧＲ率判定閾値Ｔ１が、アクセルペダル戻し操作の前後の要求トルクの差分ΔＴＲＱに基づいて算出されたが、これに加えて、アクセル開度の変化速度に基づいてＥＧＲ率判定閾値Ｔ１が算出されてもよい。例えば、アクセル開度の変化速度が大きい（アクセルペダルの戻し速度が大きい）場合には、アクセル開度の変化速度が小さい場合に比べて、ＥＧＲ率判定閾値Ｔ１が大きな値に設定される。

また、ＥＧＲ率判定閾値Ｔ１の算出方法は、アクセルペダル戻し操作の前後の要求トルクの差分ΔＴＲＱに基づく方法には限定されない。例えば、ＥＧＲ弁３８の開度の指令値の変化量に基づいて、ＥＧＲ率判定閾値Ｔ１が算出されることができる。この場合、ＥＧＲ率判定閾値Ｔ１は、アクセルペダル戻し操作の前後のＥＧＲ弁３８の開度の指令値の変化量（図６の符号２０６ｂ参照）が、予め定められた上限値となる値に設定される。

（第２実施形態）
図８および図９を参照して第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。

上記第１実施形態では、アクセルペダルの戻し操作がなされる等の出力低下要求時において、ＥＧＲ率が過剰となると判定された場合には、アクセルペダルの戻し操作がなされた後の要求トルクＴＲＱ１に基づいて、開度設定制御、あるいは、フューエルカット制御のうち、出力トルクが要求トルクにより近くなる制御が実行された。本実施形態では、これに加えて、開度設定制御、あるいは、フューエルカット制御が実行される場合に、実際のトルクを要求トルクに近づける制御（トルク補正）がなされる。

より具体的には、以下に図８および図９を参照して説明するように、モータ１７ａによる力行運転、あるいは、発電機１７ｂによる回生運転により、実際の出力トルクが要求トルクに近づけられる。本実施形態のモータ１７ａ、および発電機１７ｂは、駆動力制御手段として機能する。

図８は、開度設定制御がなされるときの出力トルクの制御について説明するための図である。

図８において、（ａ）はアクセル開度、（ｂ）はスロットル開度、（ｃ）はサージタンク圧、（ｄ）は出力トルク、（ｅ）はモータ１７ａあるいは発電機１７ｂによる補正出力、（ｆ）は車軸（駆動軸）に伝達される出力トルクをそれぞれ示す。

また、符号４００は、運転者の要求する出力トルク（ドライバ要求トルク）を示す。符号４０１は、開度設定制御がなされる場合のエンジン１１の出力トルク（発生出力）を示す。符号４０２は、開度設定制御がなされる場合のモータ１７ａあるいは発電機１７ｂによる補正出力（トルク）を示す。符号４０３は、エンジン１１の出力トルクとモータ１７ａ、発電機１７ｂの出力トルクとが合成されてドライブシャフト１４に伝達される出力トルクを示す。

開度設定制御がなされる場合、スロットル弁２４の閉じ量に上限が設けられることにより、エンジン１１の出力トルク４０１は、運転者の要求する出力トルク４００と比較して、大きな値となる。言い換えると、実際の駆動力が、運転者の要求する駆動力を上回る状態となる。これに対して、本実施形態では、モータ１７ａあるいは発電機１７ｂにおけるトルク補正により、駆動力が調節される。モータ１７ａによる駆動トルク（アシスト量）を減少させることや、発電機１７ｂによる回生量を増加させることにより、トルク補正を行う。言い換えると、モータ１７ａや発電機１７ｂの出力トルクを減速側に補正することにより、トルク補正を行い、ドライブシャフト１４に伝達されるトルク４０３を運転者の要求する出力トルク４００に近づける。トルク補正量の大きさは、エンジン１１の出力トルク４０１と運転者の要求する出力トルク４００との差分に基づいて設定される。

これにより、駆動軸であるドライブシャフト１４に出力されるトルク４０３を運転者の要求する出力トルク４００に一致させることが可能となる。

図９は、フューエルカット制御がなされるときの出力トルクの制御について説明するための図である。

図９において、（ａ）はアクセル開度、（ｂ）はフューエルカットフラグ、（ｃ）は出力トルク、（ｄ）はモータ１７ａあるいは発電機１７ｂによる補正出力、（ｅ）は車軸に伝達される出力トルクをそれぞれ示す。

また、符号５００は、運転者の要求する出力トルクを示す。符号５０２は、フューエルカット制御がなされる場合のエンジン１１の出力トルクを示す。符号５０３は、フューエルカット制御がなされる場合のモータ１７ａあるいは発電機１７ｂによる補正出力（トルク）を示す。符号５０４は、エンジン１１の出力トルクとモータ１７ａ、発電機１７ｂの出力トルクとが合成されてドライブシャフト１４に伝達される出力トルクを示す。

フューエルカット制御がなされる（フューエルカットフラグＯＮ）場合、エンジン１１において燃焼が行われなくなることにより、エンジン１１の出力トルク５０２は、運転者の要求する出力トルク５００と比較して、小さな値となる。言い換えると、実際の駆動力が、運転者の要求する駆動力を下回る状態となる。これに対して、本実施形態では、モータ１７ａあるいは発電機１７ｂにおけるトルク補正により、駆動力が調節される。モータ１７ａによる駆動トルク（アシスト量）を増加させることや、発電機１７ｂによる回生量を減少させることにより、トルク補正を行う。言い換えると、モータ１７ａや発電機１７ｂの出力トルクを駆動側に補正することにより、トルク補正を行い、ドライブシャフト１４に伝達されるトルク５０４を運転者の要求する出力トルク５００に近づける。トルク補正量の大きさは、エンジン１１の出力トルク５０２と運転者の要求する出力トルク５００との差分に基づいて設定される。

これにより、駆動軸であるドライブシャフト１４に出力されるトルク５０４を運転者の要求する出力トルク５００に一致させることが可能となる。

本実施形態によれば、開度設定制御、あるいは、フューエルカット制御を実行する場合に、モータ１７ａによる力行運転、あるいは、発電機１７ｂによる回生運転によるトルク補正により、実際の出力トルクが要求トルクに近づけられる。これにより、ＥＧＲ率の過剰による燃焼の悪化を未然に抑制しつつ、実際の駆動力が運転者の要求する駆動力から乖離することをより確実に抑制できる。

なお、本実施形態では、モータ１７ａによる力行運転、および、発電機１７ｂによる回生運転により、運転者の要求する出力トルクに対する実際の出力トルクの過不足を補ったが、出力トルクの過不足を補う手段については、これには限定されない。例えば、可変バルブタイミング機構により、吸気弁や排気弁の開閉タイミングを調節することにより、出力トルクの過不足を補ってもよい。この場合、例えば、吸気弁や排気弁の作用角（開弁期間）を小さくすることにより、出力トルクを低下させることができる。その他、燃料の噴射量や噴射タイミング等を調節することで出力トルクを補正するようにしてもよい。

（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。第３実施形態については、上記各実施形態と異なる点についてのみ説明する。

上記第２実施形態では、上記第１実施形態と同様に、制御選択閾値Ｔ３（図７参照）は、ＥＧＲ率判定閾値Ｔ１と、フューエルカット制御がなされた場合の出力トルクＴ２とに基づく一定の値に設定された。本実施形態では、これに代えて、バッテリ２０の充電状態量ＳＯＣに基づいて制御選択閾値Ｔ３が可変に設定される。

より具体的には、バッテリ充電状態量ＳＯＣが低下している（例えば、最適な範囲として予め定められた範囲の下限よりも低下している）場合には、制御選択閾値Ｔ３が小さな値とされる。この場合、フューエルカット制御が選択される機会、すなわち、モータ１７ａの力行運転で出力トルクを補正する機会が減少することで、バッテリ充電状態量ＳＯＣの更なる低下が抑制される。さらに、開度設定制御が選択されやすくなることで、発電機１７ｂによる回生運転でバッテリ充電状態量ＳＯＣを回復させる機会を増加させることができる。

一方、バッテリ充電状態量ＳＯＣが大（例えば、最適な範囲の上限よりも大）である場合には、制御選択閾値Ｔ３が大きな値とされる。この場合、開度設定制御が選択される機会、すなわち、発電機１７ｂの回生運転で出力トルクを補正する機会が減少することで、バッテリ充電状態量ＳＯＣが上昇しすぎることが抑制される。さらに、フューエルカット制御が選択されやすくなることで、モータ１７ａによる力行運転でバッテリ充電状態量ＳＯＣを低下させ、バッテリ充電状態量ＳＯＣを適切なレベルに調節することが可能となる。

制御選択閾値Ｔ３は、例えば、バッテリ充電状態量ＳＯＣが低下するほど小さな値とされる一方、バッテリ充電状態量ＳＯＣが上昇するほど大きな値とされることができる。この場合、例えば、バッテリ充電状態量ＳＯＣが、予め定められた下限値以下である場合には、制御選択閾値Ｔ３をフューエルカット制御がなされた場合の出力トルクＴ２に一致させることができる。これにより、フューエルカット制御は実質的に選択されない状態となるため、バッテリ充電状態量ＳＯＣの更なる低下を抑制できる。一方、バッテリ充電状態量ＳＯＣが、予め定められた上限値以上である場合には、制御選択閾値Ｔ３をＥＧＲ率判定閾値Ｔ１に一致させることができる。これにより、開度設定制御は実質的に選択されない状態となるため、バッテリ充電状態量ＳＯＣの更なる上昇を抑制できる。

（第３実施形態の変形例）
第３実施形態の変形例について説明する。

上記第３実施形態では、バッテリ充電状態量ＳＯＣに基づいて制御選択閾値Ｔ３が可変に設定された。これに代えて、もしくは、これに加えて、モータ１７ａによる力行運転、あるいは、発電機１７ｂによる回生運転により、運転者の要求する出力トルクに対する実際の出力トルクの過不足を補った場合の燃費に基づいて、制御選択閾値Ｔ３が設定されてもよい。

この場合、実験結果等に基づいて、アクセルペダルの戻し操作がなされた後の要求トルクＴＲＱ１（図７参照）の様々な値について、開度設定制御と発電機１７ｂによる回生運転とを行った場合の燃費の予測値と、フューエルカット制御とモータ１７ａによる力行運転とを行った場合の燃費の予測値とを求めておく。制御選択閾値Ｔ３は、開度設定制御と発電機１７ｂによる回生運転とを行った方が燃費の点で有利となる領域と、フューエルカット制御とモータ１７ａによる力行運転とを行った方が燃費の点で有利となる領域との境界値に設定される。

本発明の車両走行制御装置の第１実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の車両走行制御装置の第１実施形態におけるエンジンの概略構成を示す模式図である。 本発明の車両走行制御装置の第１実施形態のハイブリッド車両の概略構成を示す模式図である。 本発明の車両走行制御装置の第１実施形態の動力分割機構を示す断面図である。 本発明の車両走行制御装置の第１実施形態の動力分割機構の遊星歯車を示す断面図である。 本発明の車両走行制御装置の第１実施形態において開度設定制御を実行した場合のタイムチャートである。 本発明の車両走行制御装置の第１実施形態において開度設定制御、あるいは、フューエルカット制御のいずれを実行するかを決定する方法について説明するための図である。 本発明の車両走行制御装置の第２実施形態において開度設定制御がなされるときの出力トルクの制御について説明するための図である。 本発明の車両走行制御装置の第２実施形態においてフューエルカット制御がなされるときの出力トルクの制御について説明するための図である。

符号の説明

１０ ハイブリッド車両
１１ エンジン
１１ｂ 筒内燃料噴射弁
１２ 変速機
１３ 駆動輪
１４ ドライブシャフト
１５ 動力分割機構
１５ａ プラネタリーキャリア
１５ｂ ピニオンギヤ
１５ｃ リングギヤ
１５ｄ サンギヤ
１７ａ モータ
１７ｂ 発電機
１９ インバータ
２０ バッテリ
２１ 吸気通路
２１ａ 吸気マニホルド
２２ エアクリーナ
２３ エアフロメータ
２４ スロットル弁
２６ ターボ過給機
２６ａ コンプレッサ部
２６ｂ タービン部
２８ インタークーラ
３０ 排気通路
３０ａ 排気マニホルド
３３ 触媒
３５ ＥＧＲ装置（排気ガス還流装置）
３６ ＥＧＲ通路
３７ ＥＧＲクーラ
３８ ＥＧＲ弁
３９ ＥＧＲ触媒
１００ ＥＣＵ
ＳＯＣ バッテリ充電状態量
Ｔ１ ＥＧＲ率判定閾値
Ｔ３ 制御選択閾値
ΔＴＲＱ アクセルペダル戻し操作の前後の要求トルクの差分

Claims (5)

1. 内燃機関の吸気通路における前記吸気通路を流れる吸気の流量を制御する吸気制御弁よりも下流側の部分と前記内燃機関の排気通路とを連通し、前記排気通路を流れる排気ガスを前記吸気通路に還流させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路を流れる前記排気ガスの流量を制御するＥＧＲ弁とを有する排気ガス還流装置を備える車両を制御する車両走行制御装置であって、
   前記内燃機関の運転条件に基づいて前記吸気制御弁の開度の指令値を算出する算出手段と、
   前記算出手段により算出された前記開度の指令値が減少する場合に、前記内燃機関に吸入される前記吸気における前記ＥＧＲ通路を介して還流された前記排気ガスの割合であるＥＧＲ率が予め定められた所定値を上回るか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記ＥＧＲ率が前記所定値を上回ると判定された場合に、前記算出手段により算出された前記開度の指令値に代えて、前記ＥＧＲ率が前記所定値を上回ることを抑制する値に前記開度の指令値を設定する開度設定制御、あるいは、前記内燃機関への燃料の供給を停止するフューエルカット制御のいずれの制御を実行するかを選択する選択手段と、
   前記選択手段により選択された前記制御を実行する実行手段とを備え、
   前記選択手段は、前記運転条件に基づいて算出される運転者の要求駆動力と、前記開度設定制御を実行した場合の前記車両の駆動力の予測値との関係、および、前記要求駆動力と、前記フューエルカット制御を実行した場合の前記駆動力の予測値との関係に基づいて、前記選択を行う
   ことを特徴とする車両走行制御装置。
2. 請求項１に記載の車両走行制御装置において、
   更に、前記開度設定制御、あるいは、前記フューエルカット制御を実行した場合の前記駆動力を前記要求駆動力に近づける駆動力制御手段を備える
   ことを特徴とする車両走行制御装置。
3. 請求項２に記載の車両走行制御装置において、
   前記車両は、前記内燃機関に加えて電動機を駆動源として備えるハイブリッド車両であって、
   前記駆動力制御手段は、前記電動機の力行あるいは回生により、前記駆動力を前記要求駆動力に近づける
   ことを特徴とする車両走行制御装置。
4. 請求項３に記載の車両走行制御装置において、
   前記選択手段は、更に、前記力行において前記電動機に電力を供給し、前記回生において前記電動機で発電される電力を充電する蓄電部の充電状態に基づいて、前記選択を行う
   ことを特徴とする車両走行制御装置。
5. 請求項２から４のいずれか１項に記載の車両走行制御装置において、
   前記選択手段は、更に、前記駆動力制御手段により、前記駆動力を前記要求駆動力に近づけた場合の前記車両の燃費に基づいて、前記選択を行う
   ことを特徴とする車両走行制御装置。

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