JP5456699B2 - ハイブリッド車両の制御装置およびハイブリッド車両の制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関および車両走行用の電動発電機を搭載したハイブリッド車両の制御装置およびハイブリッド車両の制御方法に関する。

近年、環境問題を考慮して、内燃機関（エンジン）と電動機（モータ）とを効率的に組合せて走行するハイブリッド車両が実用化されている。このようなハイブリッド車両に搭載されるエンジンとして、たとえば特開２００７−７６５５１号公報（特許文献１）には、排気通路内の排気ガスの一部を再度吸気通路へ還流させる排気ガス還流装置（以下、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）を設けたものが開示されている。

このＥＧＲ装置は、エンジンから排出される排気ガスの一部を再循環させ、新しい混合気と混ぜて燃焼温度を下げることにより、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制したり、ポンピングロスを抑制して燃費向上を図るものである。

また、ＥＧＲ装置が設けられたエンジンにおいては、さらなる燃費向上の観点から、吸気通路へ還流させる排気ガス（ＥＧＲガス）を増量する、すなわち、気筒内に導入される吸入空気量に対するＥＧＲガスの割合であるＥＧＲ率を高めることも検討されている。ＥＧＲ率を高めることによって、燃料および酸素の密度が低い状態で理論空燃比での燃焼が可能になるとともに、燃焼熱が混合気中の排気によって吸収されるため、排気ガス温度の調整のための燃料噴射量の増量を抑えることができるためである。
特開２００７−７６５５１号公報

このようなハイブリッド車両においては、エンジン制御系に異常が検出されると、エンジンを停止させモータによって退避走行を行なうことにより、退避走行による移動距離を延ばす技術が検討されている。たとえば、上述した特開２００７−７６５５１号公報（特許文献１）では、ＥＧＲ装置の循環量制御バルブが開固着した場合には、要求トルクに応じて、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エンジンを動作させる制御、およびエンジンを停止させる制御を選択的に実行する車両の制御装置が開示されている。

これに対して、モータに異常が検出された場合には、モータを動力源とした走行が不可能となることから、モータを停止状態とし、エンジンからの動力を用いた退避走行を行なうことにより、退避走行による移動距離を延ばすことができる。

しかしながら、この退避走行の実行中においては、エンジンおよびモータが動力分割機構を介して互いに連結されているので、エンジンを運転するのに伴なって、エンジントルクが駆動軸へ伝達されてモータも回転される。これにより、モータのコイル巻線に誘起電圧が発生するため、モータに接続されたインバータに短絡故障が発生している場合には、インバータ内に短絡電流が発生するおそれがある。

このような不具合を避けるためには、退避走行時においては、スロットルバルブに対してスロットル開度にガードをかけることによってエンジンの出力制限を行なうことが望ましい。その一方で、このエンジン出力制限の実行中においてもＥＧＲ装置を作動させると、吸気管内の可燃空気量が減少するため、エンジンの燃焼状態が悪化し、退避走行を継続可能なエンジン出力を確保できず、移動距離を延ばすことが困難となる。

それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、エンジンからの動力を用いた退避走行を実行する場合において、退避走行による移動距離を延ばすことが可能なハイブリッド車両の制御装置およびハイブリッド車両の制御方法を提供することである。

この発明のある局面に従えば、内燃機関および電動発電機を動力源として駆動軸に動力を出力するハイブリッド車両の制御装置であって、ハイブリッド車両は、内燃機関からの動力を受けて発電可能な第１の電動発電機と、内燃機関からの動力を第１の電動発電機および駆動軸に機械的に分配するように構成された動力分割機構と、駆動軸に回転軸が連結される第２の電動発電機と、第１および第２の電動発電機と電力を授受可能な蓄電装置とを含む。内燃機関には、排気ガスの一部を還流弁を介して再度内燃機関の吸気管に還流させるための排気ガス還流装置が設けられる。制御装置は、第２の電動発電機の異常が検出されたときに、内燃機関を動力源としてハイブリッド車両を退避走行させる異常時走行制御部と、退避走行時において、内燃機関の運転に伴なって、内燃機関から駆動軸への伝達トルクに応じて、内燃機関の運転を制限する異常時運転制限部とを備える。異常時運転制限部は、退避走行時においては、排気ガス還流装置による排気ガスの還流動作を禁止する。

好ましくは、異常時走行制御部は、蓄電装置の異常が検出されたときに、内燃機関を動力源としてハイブリッド車両を退避走行させる。異常時運転制限部は、退避走行時においては、内燃機関の運転に伴って、第１の電動発電機から蓄電装置へ供給される電力に応じて、内燃機関の運転を制限するとともに、排気ガス還流装置による排気ガスの還流動作を禁止する。

この発明の別の局面に従えば、内燃機関および電動発電機を動力源として駆動軸に動力を出力するハイブリッド車両の制御方法であって、ハイブリッド車両は、内燃機関からの動力を受けて発電可能な第１の電動発電機と、内燃機関からの動力を第１の電動発電機および駆動軸に機械的に分配するように構成された動力分割機構と、駆動軸に回転軸が連結される第２の電動発電機と、第１および第２の電動発電機と電力を授受可能な蓄電装置とを含む。内燃機関には、排気ガスの一部を還流弁を介して再度内燃機関の吸気管に還流させるための排気ガス還流装置が設けられる。制御方法は、第２の電動発電機の異常が検出されたときに、内燃機関を動力源としてハイブリッド車両を退避走行させるステップと、退避走行時において、内燃機関の運転に伴なって、内燃機関から駆動軸への伝達トルクに応じて、内燃機関の運転を制限するステップとを備える。内燃機関の運転を制限するステップは、退避走行時において、排気ガス還流装置による排気ガスの還流動作を禁止する。

好ましくは、ハイブリッド車両を退避走行させるステップは、蓄電装置の異常が検出されたときには、内燃機関を動力源としてハイブリッド車両を退避走行させる。内燃機関の運転を制限するステップは、退避走行時において、内燃機関の運転に伴って、第１の電動発電機から蓄電装置へ供給される電力に応じて、内燃機関の運転を制限するとともに、排気ガス還流装置による排気ガスの還流動作を禁止する。

この発明によれば、エンジンおよびモータを搭載したハイブリッド車両において、エンジンからの動力を用いた退避走行を実行する場合において、退避走行による移動距離を延ばすことができる。

本発明の実施の形態による制御装置が搭載される車両の一例として示されるハイブリッド車両の構成を説明するブロック図である。 エンジンＥＣＵによって制御されるエンジンシステムの概略構成図である。 図２のＥＧＲ装置の部分を拡大した図である。 本発明の実施の形態に従うハイブリッド車両における退避運転を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態に従うハイブリッド車両におけるＥＧＲ装置の制御を説明するためのフローチャートである。

１０２ アクセルポジションセンサ、１２０ エンジン、１４０ モータジェネレータ、１６０ 駆動輪、１８０ 減速機、２００ エアクリーナ、２０２ エアフローメータ、２２０ 走行用バッテリ、２４０ インバータ、２４２ 昇圧
コンバータ、２６０ 動力分割機構、３００ スロットルバルブ、３０２ スロットルポジションセンサ、３０４ スロットルモータ、３０６ バキュームセンサ、４００ フューエルタンク、４０２ フューエルポンプ、５００ ＥＧＲパイプ、５０２ ＥＧＲバルブ、７１０，７１２ 酸素センサ、８００ 高圧フューエルポンプ、８０４ 高圧フューエルインジェクタ、８０８ イグナイタ一体式イグニッションコイル、９００，９０２ 三元触媒コンバータ、１０００ エンジンＥＣＵ、１０２０ バッテリＥＣＵ、１０３０
ＨＶ＿ＥＣＵ。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

図１は、本発明の実施の形態による制御装置が搭載される車両の一例として示されるハイブリッド車両の構成を説明するブロック図である。なお、本発明は図１に示すハイブリッド車両に限定されない。

ハイブリッド車両は、動力源としての、たとえばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関（以下、単にエンジンという）１２０と、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。

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）２６０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とインバータ２４０との間で電圧変換を行なう昇圧コンバータ２４２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（Electronic Control Unit）という）１０２０と、エンジン１２０の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ１０００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ＥＣＵ１０２０、インバータ２４０等を制御するＭＧ＿ＥＣＵ１０１０と、バッテリＥＣＵ１０２０、エンジンＥＣＵ１０００およびＭＧ＿ＥＣＵ１０１０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＿ＥＣＵ１０３０等を含む。

なお、図１に示すこの発明の実施の形態おいて、バッテリＥＣＵ１０２０、エンジンＥＣＵ１０００、ＭＧ＿ＥＣＵ１０１０およびＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、本願発明の「制御装置」に相当する。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＿ＥＣＵ１０１０とＨＶ＿ＥＣＵ１０３０とを統合したＥＣＵとすることがその一例である）。

動力分割機構２６０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２６０は無段変速機としても機能する。エンジン１２０の回転力はプラネタリーキャリア（Ｃ）に入力され、それがサンギヤ（Ｓ）によってモータジェネレータ１４０Ｂに、リングギヤ（Ｒ）によってモータおよび出力軸（駆動輪１６０側）に伝えられる。回転中のエンジン１２０を停止させる時には、エンジン１２０が回転しているので、この回転の運動エネルギーをモータジェネレータ１４０Ｂで電気エネルギーに変換して、エンジン１２０の回転数を低下させる。

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２６０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。この時、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の駆動量を増加する制御を行なう。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。

次に、エンジンＥＣＵ１０００によって制御されるエンジン１２０について説明する。図２は、エンジンＥＣＵ１０００によって制御されるエンジンシステムの概略構成図である。

図２を参照して、このエンジンシステムにおいては、エアクリーナ２００を介した空気が、エンジン１２０の燃焼室に導入される。その際、吸入空気量がエアフローメータ２０２により検知されて、エンジンＥＣＵ１０００に吸入空気量を表わす信号が入力される。また、スロットルバルブ３００の開度により、吸入空気量が変化する。このスロットルバルブ３００の開度は、エンジンＥＣＵ１０００からの信号に基づいて作動したスロットルモータ３０４により変化される。スロットルバルブ３００の開度は、スロットルポジションセンサ３０２により検知されて、エンジンＥＣＵ１０００にスロットルバルブ３００の開度を表わす信号が入力される。

燃料は、フューエルタンク４００に貯蔵され、フューエルポンプ４０２により高圧フューエルポンプ８００を介して高圧フューエルインジェクタ８０４から燃焼室に噴射される。インテークマニホールドから導入された空気と、フューエルタンク４００から高圧フューエルインジェクタ８０４を介して燃焼室に噴射された燃料との混合気が、エンジンＥＣＵ１０００から制御信号が入力されるイグナイタ一体式イグニッションコイル８０８を用いて着火されて燃焼する。なお、図２のように、筒内に向けて燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタを設ける構成以外に、吸気ポートまたは／および吸気通路内に向けて燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタを設ける構成、あるいは、筒内噴射用インジェクタおよび吸気通路噴射用インジェクタの双方を設ける構成としてもよい。

混合気が燃焼した後の排気ガスは、イグゾーストマニホールドを通り、三元触媒コンバータ９００および三元触媒コンバータ９０２を通って、大気に排出される。

このエンジンシステムは、図２に示すように、三元触媒コンバータ９００の下流側からＥＧＲパイプ５００を通ってＥＧＲバルブ５０２によりその流量が制御されるＥＧＲ装置を有する。このＥＧＲ装置は、排気ガス再循環装置とも呼ばれ、エンジン１２０から排出される排気ガスの一部を吸気系へ再循環させ、新しい混合気と混ぜて燃焼温度を下げることにより、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制したり、ポンピングロスを抑制して燃費向上を図るものである。

図３に、図２のＥＧＲ装置の部分を拡大した図を示す。
図３に示すように、ＥＧＲガスは、三元触媒コンバータ９００を通過した後の排気ガスがＥＧＲパイプ５００を通ってＥＧＲバルブ５０２まで導入される。ＥＧＲバルブ５０２は、エンジンＥＣＵ１０００によりデューティ制御が実行されている。エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン回転数、アクセルポジションセンサ１０２（図２）からの信号などの各種の信号に基づいて、ＥＧＲバルブ５０２の開度を制御する。

なお、図示は省略するが、ＥＧＲバルブ５０２は、エンジンＥＣＵ１０００からの制御信号により動作するステッピングモータと、該ステッピングモータによりリニアにバルブ開度が制御されるポペットバルブと、リターンスプリングとを含む。また、燃焼室に還流されるＥＧＲガスは高温のため、ＥＧＲバルブ５０２の性能や耐久性に悪影響を及ぼすため、エンジンの冷却水により冷却するための冷却水通路が設けられている。

ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０には、エンジンＥＣＵ１０００を経由して、エンジン回転数センサ（図示せず）にて検知されたエンジン回転数を表わす信号、および、アクセルポジションセンサ１０２からの信号が入力される。また、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０には、車輪速センサ（図示せず）にて検知された車速を表わす信号が入力される。ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、これらの信号に基づいて、エンジンＥＣＵ１０００にエンジン制御信号（例えば、スロットル開度信号）を出力する。

エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン制御信号や他の制御信号に基づいて、エンジン１２０に電子スロットル制御信号を出力する。また、エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン１２０の運転状態に基づいてＥＧＲバルブ５０２の開度を調整するための制御信号を生成し、その生成した制御信号をステッピングモータへ出力する。

なお、本実施の形態では、ＥＧＲ装置におけるＥＧＲバルブ５０２は、ステッピングモータによりポペットバルブが駆動されるものと説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。たとえば、ステッピングモータのような電気式アクチュエータではなく、ソレノイドバルブとダイヤフラムを有する空気アクチュエータとにより構成される空気制御式のＥＧＲバルブであってもよい。

再び図２を参照して、このエンジンシステムには、このようなＥＧＲ装置の他に、以下に示すシステムが導入されている。

このエンジンシステムには、燃料噴射制御システムが導入され、エアフローメータ２０２およびバキュームセンサ３０６によって吸入空気量を検出し、燃料噴射量が制御される。エンジンＥＣＵ１０００は、各センサからの信号により、最適な燃焼状態となるように、エンジン回転数およびエンジン負荷に応じた燃料噴射量および燃料噴射時期の制御を行なう。

また、このエンジンシステムにおいては、エンジン回転数と吸入空気量（バキュームセンサ３０６およびエアフローメータ２０２により検出）により燃料噴射量が決定される。また、始動後の空燃比は、酸素センサ７１０，７１２からの信号によりフィードバック制御される。すなわち、燃料噴射制御は、エンジン１２０の状態に応じて演算した基本噴射時間に、各センサの信号に補正を加え、燃料噴射時期制御および噴射量制御が実行される。

また、このエンジンシステムには、点火時期制御システムが導入されている。エンジンＥＣＵ１０００は、各センサからの信号により最適な点火時期を算出し、イグナイタ一体式イグニッションコイル８０８に点火信号を出力する。点火時期は、初期セット点火時期または基本進角度および補正進角度により決定される。

エンジン１２０の点火時期の算出は、エンジン回転数信号、カムポジションセンサからの信号、吸気流量の信号、スロットルバルブ開度信号、エンジン冷却水用信号などに基づいて、エンジンＥＣＵ１０００が運転状態に応じて算出して、イグナイタ一体式イグニッションコイル８０８へ点火信号を出力する。すなわち、点火時期制御は、エンジン１２０の状態に応じて演算した基本点火時期に、各センサの信号による補正を加え、適正な点火時期を算出する。

また、このエンジンシステムには、スロットル制御システムが導入されている。このスロットル制御システムは、エンジン１２０の状態に応じて演算したスロットルバルブ３００の開度に、各センサの信号による補正を加えて、適正な開度になるように制御される。すなわち、エンジン１２０の燃焼状態に応じた適切なスロットルバルブ３００の開度になるように、エンジンＥＣＵ１０００がスロットルバルブ３００の開度をスロットルモータ３０４を用いて制御する。

再び図１を参照して、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、上述した車両駆動力の制御に並行して、ハイブリッドシステムの異常診断処理を実行する。この異常診断処理は、ＭＧ＿ＥＣＵ１０１０から与えられるモータジェネレータ１４０の運転状態、およびバッテリＥＣＵ１０２０から与えられる走行用バッテリ２２０の電池状態などに基づいて行なわれる。

そして、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、モータ１４０Ａの異常、または、モータ１４０Ａに接続されたインバータ２４０の異常により、モータ１４０Ａが使用不能であると判断した場合には、モータ１４０Ａの動作を停止して、エンジン１２０による動力を用いた「異常時運転」によってハイブリッド車両の「退避走行」を実行する。

さらに、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、走行用バッテリ２２０が使用不能であると判断した場合には、走行用バッテリ２２０および昇圧コンバータ２４２の間に設けられたシステムリレー（図示せず）を非導通とすることにより、走行用バッテリ２２０をハイブリッドシステムから電気的に切り離す。そして、エンジン１２０による動力を用いた異常時運転（以下、「バッテリレス走行」とも称す）によってハイブリッド車両の退避走行を実行する。

次に、本発明の実施の形態に従うハイブリッド車両における退避走行を行なうための制御構造について説明する。

図４は、本発明の実施の形態に従うハイブリッド車両における退避運転を説明するフローチャートである。図４に示したフローチャートは、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０（図１）にプログラムされた一連の制御処理として実行される。

図４を参照して、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、走行用バッテリ２２０が使用可能か否かを判断する（ステップＳ０１）。たとえば、走行用バッテリ２２０のＳＯＣが基準範囲外（過放電側もしくは過充電側）にある場合には、走行用バッテリ２２０は使用不能となる。また、走行用バッテリ２２０の温度が予め定められた許容温度を超えている場合には、走行用バッテリ２２０は使用不能となる。

ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、走行用バッテリ２２０が使用不能である場合（ステップＳ０１にてＮＯ）には、ハイブリッドシステムの異常を示す異常検出フラグＦＤを「１」にセット（ステップＳ０５）。そして、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、システムリレーを非導通とすることによって、走行用バッテリ２２０をハイブリッドシステムから電気的に切り離すとともに、エンジン１２０による動力を用いた退避走行を指示する（ステップＳ０６）。

一方、走行用バッテリ２２０が使用可能である場合（ステップＳ０１にてＹＥＳ）には、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、さらに、モータ１４０Ａが正常運転可能であるか否かを判断する（ステップＳ０２）。たとえば、モータ１４０Ａと接続されたインバータ２４０に異常が発生している場合に、モータ１４０Ａは正常運転不能となる。また、モータ１４０Ａの温度が予め定められた許容温度を超えている場合には、インバータ２４０が正常であっても、モータ１４０Ａは正常運転不能となる。

ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、モータ１４０Ａが正常運転可能である場合（ステップＳ０２にてＹＥＳ）、すなわち、走行用バッテリ２２０が使用可能であり、かつ、モータ１４０Ａが正常運転可能である場合には、異常検出フラグＦＤを「０」にリセットするとともに、異常時運転（退避走行）を指示することなく（ステップＳ０４）、退避走行に関する制御処理を終了する。

これに対して、モータ１４０Ａが正常運転不能である場合（ステップＳ０２にてＮＯ）には、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、異常検出フラグＦＤを「１」にセットする（ステップＳ０５）。そして、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、エンジン１２０による動力を用いた退避走行を指示する（ステップＳ０６）。

このような制御構成とすることにより、走行用バッテリ２２０およびモータ１４０Ａのいずれかに異常が検出されたときには、エンジン１２０による動力を用いた退避走行が行なわれる。

しかしながら、この退避走行の実行中においては、エンジン１２０およびモータ１４０Ａが動力分割機構２６０（図１）を介して互いに連結されているので、エンジン１２０を運転するのに伴なって、エンジントルクが駆動軸へ伝達されてモータ１４０Ａも回転される。これにより、モータ１４０Ａのコイル巻線に誘起電圧が発生するため、モータ１４０Ａに接続されたインバータに短絡故障が発生している場合には、インバータ内に短絡電流が発生するおそれがある。したがって、通常走行時と同じ制御構造によってエンジン１２０の運転制御を行なうと、この短絡電流が増大することにより、インバータ構成部品の耐熱温度を超える高温の発生によって、さらなる素子損傷が発生する可能性がある。

また、バッテリレス走行では、走行用バッテリ２２０がハイブリッドシステムから電気的に切り離された状態となっているため、エンジン１２０の出力を受けてジェネレータ１４０Ｂで発電した電力を回収することができない。

したがって、このような不具合を避けるため、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、退避走行時においては、通常走行時よりもエンジン１２０の出力を制限する。具体的には、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、モータ１４０Ａが使用不能である場合には、駆動軸へ伝達されるエンジントルクに応じて、エンジン１２０の出力要求値および目標回転数を制限する。そして、出力要求値および目標回転数に基づいて生成したエンジン制御信号（例えば、スロットル開度信号）をエンジンＥＣＵ１０００へ出力する。

また、走行用バッテリ２２０が使用不能である場合には、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、ジェネレータ１４０Ｂの発電量に応じて、エンジン１２０の出力要求値および目標回転数を制限するとともに、出力要求値および目標回転数に基づいてエンジン制御信号を生成してエンジンＥＣＵ１０００へ出力する。

エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン制御信号や他の制御信号に基づいて、エンジン１２０に電子スロットル制御信号を出力する。これにより、スロットルバルブ３００の開度が正常時よりも小さい値に制限される。

ここで、図２に示したエンジンシステムにおいては、上述したように、ＥＧＲ装置を作動させることによって、エンジン１２０から排出される排気ガスの一部を吸気系へ再循環させ、新しい混合気と混ぜて燃焼温度を下げることにより、ＮＯｘの発生を抑制したり、燃費向上を図ることができる。

しかしながら、退避走行中においては、上述したスロットル開度の制限によって吸気管内に導入される新気の量が減少していることから、ＥＧＲ装置を作動させてＥＧＲガスを吸気管に還流させると、可燃空気量が減少する。そのため、エンジン１２０の燃焼態が不安定となり、場合によっては失火が発生することから、エンジン１２０の出力がさらに低下する可能性がある。その結果、ハイブリッド車両の走行性能が低下してしまうため、退避走行時の移動距離を延ばすことが困難となる。

そこで、このような退避走行時の走行性能の低下を回避するため、本実施の形態に従うエンジンＥＣＵ１０００は、退避走行の実行中においてはＥＧＲ装置の作動を禁止する構成とする。

図５は、本発明の実施の形態に従うハイブリッド車両におけるＥＧＲ装置の制御を説明するためのフローチャートである。なお、図５に示すフローチャートは、図示しないエンジン停止制御によってエンジン１２０が停止状態であるときに、エンジンＥＣＵ１０００によって実行されるものである。

図５を参照して、一連の制御が開始されると、エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン１２０が始動したか否かを判断する（ステップＳ１１）。なお、エンジン１２０の始動は、所定のエンジン停止解除条件が成立している場合に発せられるエンジン始動要求に応じて、エンジンＥＣＵ１０００により実行される。

エンジン１２０が始動していない場合（ステップＳ１１にてＮＯの場合）には、エンジンＥＣＵ１０００は、ＥＧＲ装置へ出力されるＥＧＲ許可信号をオフに設定する（ステップＳ１５）。このＥＧＲ許可信号がオフに設定されていると、ＥＧＲ装置が作動することが不可能となる。一方、ＥＧＲ許可信号がオンに設定されていると、ＥＧＲ装置は作動することが可能となる。

一方、エンジン１２０が始動している場合（ステップＳ１１にてＹＥＳの場合）には、エンジンＥＣＵ１０００は、各センサによって検知されるスロットル開度、吸入空気量、エンジン回転数および冷却水温等の各データに基づいて、エンジン１２０の運転状態がＥＧＲ装置を作動させるための所定の条件（ＥＧＲ許可条件）を満たしているか否かを判断する（ステップＳ１２）。エンジン１２０の運転状態がＥＧＲ許可条件を満たしていない場合（ステップＳ１２にてＮＯの場合）には、エンジンＥＣＵ１０００は、ＥＧＲ許可信号をオフに設定する（ステップＳ１５）。

一方、エンジン１２０の運転状態がＥＧＲ許可条件を満たしている場合（ステップＳ１２にてＹＥＳの場合）には、エンジンＥＣＵ１０００は、さらに、異常検出フラグＦＤ＝０であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。そして、異常検出フラグＦＤ＝０である通常走行時（ステップＳ１３にてＹＥＳの場合）には、エンジンＥＣＵ１０００は、ＥＧＲ許可信号をオンに設定する（ステップＳ１４）。これに対して、異常検出フラグＦＤ＝１に設定される退避走行時（ステップＳ１３にてＮＯの場合）には、エンジンＥＣＵ１０００は、ＥＧＲ許可信号をオフに設定する（ステップＳ１５）。

以上のように、この発明の実施の形態によるハイブリッド車両の制御装置によれば、エンジンによる動力を用いたハイブリッド車両の退避走行時には、エンジンが出力する動力が制限される一方で、ＥＧＲ装置の作動が禁止される。これにより、エンジンの燃焼が安定するため、エンジンの出力低下を回避することができる。この結果、退避走行時の車両の移動距離を延ばすことが可能となる。

なお、上記の実施の形態と本願発明との対応関係については、エンジン１２０が「内燃機関」に相当し、モータジェネレータ１４０が「第１および第２の電動発電機」に相当し、ＥＧＲ装置が「排気ガス還流装置」に相当する。また、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０およびエンジンＥＣＵが「異常時走行制御部」および「異常時運転制限部」を実現する。これらの制御部を構成する各機能ブロックは、いずれも本願発明の「制御装置」に相当するＣＰＵ（Central Processing Unit）が記憶部に記憶されたプログラムを実行することによって実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明したが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このプログラムは記録媒体に記録されて車両に搭載される。

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、請求の範囲によって示され、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。

この発明は、内燃機関および車両走行用の電動発電機を搭載したハイブリッド車両の制御装置に適用することができる。

Claims (4)

1. 内燃機関および電動発電機を動力源として駆動軸に動力を出力するハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記ハイブリッド車両は、
   前記内燃機関からの動力を受けて発電可能な第１の電動発電機と、
   前記内燃機関からの動力を前記第１の電動発電機および前記駆動軸に機械的に分配するように構成された動力分割機構と、
   前記駆動軸に回転軸が連結される第２の電動発電機と、
   前記第１および第２の電動発電機と電力を授受可能な蓄電装置とを含み、
   前記内燃機関には、排気ガスの一部を還流弁を介して再度前記内燃機関の吸気管に還流させるための排気ガス還流装置が設けられ、
   前記制御装置は、
   前記第２の電動発電機または前記蓄電装置の異常が検出されたときに、前記第２の電動発電機を停止状態とし、前記内燃機関を動力源として前記ハイブリッド車両を退避走行させる異常時走行制御部と、
   前記退避走行時において、前記内燃機関の運転に伴なって、前記内燃機関から前記駆動軸への伝達トルクに応じて前記内燃機関の出力要求値および目標回転数を制限することにより、前記内燃機関の運転を制限する異常時運転制限部とを備え、
   前記異常時運転制限部は、前記退避走行時においては、前記排気ガス還流装置による排気ガスの還流動作を禁止する、ハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記異常時走行制御部は、前記蓄電装置の異常が検出されたときに、前記内燃機関を動力源として前記ハイブリッド車両を前記退避走行させ、
   前記異常時運転制限部は、前記退避走行時においては、前記内燃機関の運転に伴なって、前記第１の電動発電機から前記蓄電装置へ供給される電力に応じて、前記内燃機関の運転を制限するとともに、前記排気ガス還流装置による排気ガスの還流動作を禁止する、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 内燃機関および電動発電機を動力源として駆動軸に動力を出力するハイブリッド車両の制御方法であって、
   前記ハイブリッド車両は、
   前記内燃機関からの動力を受けて発電可能な第１の電動発電機と、
   前記内燃機関からの動力を前記第１の電動発電機および前記駆動軸に機械的に分配するように構成された動力分割機構と、
   前記駆動軸に回転軸が連結される第２の電動発電機と、
   前記第１および第２の電動発電機と電力を授受可能な蓄電装置とを含み、
   前記内燃機関には、排気ガスの一部を還流弁を介して再度前記内燃機関の吸気管に還流させるための排気ガス還流装置が設けられ、
   前記制御方法は、
   前記第２の電動発電機または前記蓄電装置の異常が検出されたときに、前記第２の電動発電機を停止状態とし、前記内燃機関を動力源として前記ハイブリッド車両を退避走行させるステップと、
   前記退避走行時において、前記内燃機関の運転に伴なって、前記内燃機関から前記駆動軸への伝達トルクに応じて前記内燃機関の出力要求値および目標回転数を制限することにより、前記内燃機関の運転を制限するステップとを備え、
   前記内燃機関の運転を制限するステップは、前記退避走行時においては、前記排気ガス還流装置による排気ガスの還流動作を禁止する、ハイブリッド車両の制御方法。
4. 前記ハイブリッド車両を退避走行させるステップは、前記蓄電装置の異常が検出されたときに、前記内燃機関を動力源として前記ハイブリッド車両を前記退避走行させ、
   前記内燃機関の運転を制限するステップは、前記退避走行時において、前記内燃機関の運転に伴なって、前記第１の電動発電機から前記蓄電装置へ供給される電力に応じて、前記内燃機関の運転を制限するとともに、前記排気ガス還流装置による排気ガスの還流動作を禁止する、請求項３に記載のハイブリッド車両の制御方法。

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