JP5765409B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば内燃機関及び電動機を動力源として備えるハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。
内燃機関を動力源とする車両においては、例えば燃費向上や排気エミッションの向上等を目的として、排気の一部を吸気通路へ還流させるＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システムが採用されることがある。
ＥＧＲシステムを採用した内燃機関では、上述した有益な効果を享受できる一方で、吸気通路内に滞留したＥＧＲガス（例えば、スロットル開度を閉じ側に制御した際に滞留してしまったＥＧＲガス）が原因となり、内燃機関において失火が発生するおそれがある。このため、例えば特許文献１では、車両減速中のフューエルカット制御時に、スロットル開度を開き側（例えば、全開）に制御してＥＧＲガスの掃気を促進すると共に、掃気制御によるトルク変化を吸収するように負荷トルクを制御するという技術が提案されている。
その他、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献２及び３が存在する。
特開２０１２−２４６８５０号公報 特開２０１１−１９５０７５号公報 特開２０１０−０７６５９６号公報
ＥＧＲガスの滞留に起因する失火は、例えば減速時やその後の再加速時におけるＥＧＲ率（即ち、新気に対するＥＧＲガスの割合）を低下させることでも実現できると考えられる。しかしながら、単にＥＧＲ率を低下させるだけの制御では、ＥＧＲガスを還流させることによる有益な効果（例えば、燃費向上効果等）も低減されてしまう。
また、特許文献１に記載されたような技術では、掃気制御によるトルク変化を吸収するための負荷トルク制御が要求されるため、仮に失火を抑制できたとしても、車両において実行すべき処理が高度複雑化してしまうという技術的問題点が生ずる。
本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、滞留ＥＧＲガスに起因する内燃機関の失火を好適に防止可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。
＜１＞
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関及び電動機を含む動力源と、前記内燃機関の排気側から吸気側に排気を還流する還流手段と、前記還流手段による還流量を調整可能な還流量調整手段とを備えたハイブリッド車両を制御する制御装置であって、前記ハイブリッド車両が前記内燃機関を運転して走行している場合に、前記内燃機関を停止して前記電動機による電動走行が可能であるか否かを判定する判定手段と、前記電動走行が可能であると判定された場合には、前記電動走行が可能でないと判定された場合より、前記内燃機関を運転して走行している間の前記還流手段による還流量が大きくなるように前記還流量調整手段を制御する還流制御手段とを備える。
本発明に係るハイブリッド車両は、駆動軸に対し動力を供給可能な動力源として、燃料種別、燃料の供給態様、燃料の燃焼態様、吸排気系の構成及び気筒配列等を問わない各種の態様を採り得る内燃機関と、例えばモータジェネレータ等の電動発電機として構成され得る電動機とを少なくとも備えた車両である。
また、本発明に係るハイブリッド車両は更に、内燃機関の排気側から吸気側に排気を還流する還流手段と、還流手段による還流量を調整可能な還流量調整手段とを備えている。例えば、還流手段は、内燃機関の排気通路と吸気通路とを結ぶ還流管として構成され、還流量調整手段は、還流管の開閉を制御する調整弁として構成される。還流手段による還流を行うことで、例えば燃費向上や排気エミッション向上等の効果が得られる。
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、このようなハイブリッド車両を制御する制御装置であって、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る。
本発明のハイブリッド車両の制御装置の動作時には、先ず判定手段により、ハイブリッド車両が内燃機関を運転して走行しているか否かが判定される。そして、ハイブリッド車両が内燃機関を運転して走行していると判定された場合には、内燃機関を停止して電動機による電動走行が可能であるか否かが更に判定される。なお、電動走行が可能であるか否かは、例えばバッテリのＳＯＣ（State Of Charge）や、内燃機関に対する暖機要求等に基づいて判定することができる。
判定手段による判定が終了すると、還流制御手段によって還流調整手段が制御され、還流手段による還流量が調整される。具体的には、電動走行が可能であると判定された場合は、電動走行が可能でないと判定された場合と比べて、還流手段による還流量が大きくされる。言い換えれば、電動走行が可能でないと判定された場合は、電動走行が可能であると判定された場合と比べて、還流手段による還流量が小さくされる。
ここで仮に、上述した還流量の調整が行われないとすると、ハイブリッド車両の電動走行が可能であるか否かにかかわらず、還流手段により一定量の排気が還流される。すると、電動走行が可能でない場合（言い換えれば、内燃機関を運転させた状態での走行が維持される場合）であっても、比較的多くの排気が還流されることになる。この場合、減速操作が行われた際に吸気通路内に還流された排気が滞留することに起因して、内燃機関の失火が発生するおそれが高まってしまう。特に、ハイブリッド車両が減速する際には、通常スロットルバルブ開度が閉じ側に制御される。このため、還流手段で還流された排気が吸気通路に滞留し易い（即ち、失火が発生し易い）状況となってしまう。
しかるに本発明では、上述したように、電動走行が可能でないと判定された場合は、還流手段による還流量が比較的小さくされる。これにより、滞留する排気の量は低減され、内燃機関における失火の発生を効果的に抑制できる。一方で、電動走行が可能であると判定された場合は、還流手段による還流量が比較的大きくされる。よって、還流手段での還流による燃費向上等の効果を十分に発揮させることができる。また、電動走行が可能であると判定されているため、内燃機関を停止させて電動走行に移行すれば、失火が発生するおそれもない。
以上説明したように、本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、還流した排気が滞留することに起因する内燃機関の失火を好適に防止可能である。
＜２＞
本発明のハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記還流制御手段は、現在のアクセル開度と、前記内燃機関を停止する際のアクセル開度との差が小さいほど、前記還流手段による還流量が大きくなるように前記還流量調整手段を制御する。
この態様によれば、還流量制御手段による還流量の制御前に、現在のアクセル開度と、内燃機関を停止する際のアクセル開度とが比較され、その差が算出される。ここで、「現在のアクセル開度」とは、内燃機関を運転して走行しているハイブリッド車両におけるアクセル開度を意味している。一方、「内燃機関を停止する際のアクセル開度」とは、内燃機関を運転して走行しているハイブリッド車両が、内燃機関を停止させて電動走行になる際のアクセル開度を意味している。より具体的には、判定手段により電動走行が可能であると判定された場合において、その電動走行が実現されることになるアクセル開度である。
現在のアクセル開度と、内燃機関を停止する際のアクセル開度との差が算出されると、算出された差に応じて、還流手段による還流量が調整される。具体的には、算出された差が小さいほど還流量が大きくされる。よって、例えば現在のアクセル開度と、内燃機関を停止する際のアクセル開度との差が小さい場合には、還流手段による還流量が比較的大きくなるよう調整される。他方で、現在のアクセル開度と、内燃機関を停止する際のアクセル開度との差が大きい場合には、還流手段による還流量が比較的小さくなるよう調整される。
ここで、現在のアクセル開度と内燃機関を停止する際のアクセル開度との差（以下、適宜「アクセル戻し幅」と称する）が大きい場合には、内燃機関で失火が発生してしまうと、大きく駆動力が低下し駆動力段差が発生する。このような駆動段差は、ドライバビリティーを悪化させる。他方で、アクセル戻し幅が小さい場合には、失火が発生したとしても、駆動力の低下幅が小さい。よって、発生する駆動力段差も小さく、ドライバビリティーの悪化も比較的少なく済む。
従って、本態様のようにアクセル戻し幅に応じて還流量を調整すれば、ドライバビリティーの悪化を抑制しつつ、効率的に失火の発生を防止できる。
＜３＞
本発明のハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記電動走行中に、前記内燃機関のモータリングを行うように前記電動機を制御するモータリング制御手段を更に備える。
この態様によれば、内燃機関が停止されている電動走行中であっても、モータリングによる還流排気の掃気が行える。これにより、内燃機関の再始動時における失火の発生を抑制することができる。
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
第１実施形態に係るハイブリッド車両の全体構成を示すスケルトン図である。 第１実施形態に係るハイブリッド車両の作動係合表である。 第１実施形態に係るハイブリッド車両の単独モータ走行時の共線図である。 第１実施形態に係るハイブリッド車両の両モータ走行時の共線図である。 第１実施形態に係るハイブリッド車両のＨＶ走行時の共線図である。 第１実施形態に係るハイブリッド車両の駆動領域を示すマップである。 第１実施形態に係るハイブリッド車両の内燃機関の構成を示す概略構成図である。 第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の制御系統を示すブロック図である。 第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作を示すフローチャートである。 第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作時における各パラメータの変動を示すタイムチャートである。 第２実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作を示すフローチャートである。 第２実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作時における各パラメータの変動を示すタイムチャートである。 参考例に係るハイブリッド車両の制御装置の動作を示すフローチャートである。 参考例に係るハイブリッド車両の制御装置の動作時における各パラメータの変動を示すタイムチャートである。
以下、ハイブリッド車両の制御装置の実施形態について説明する。
（１）第１実施形態
初めに、図１から図１０を参照しながら、第１実施形態について説明する。
（１−１）第１実施形態に係るハイブリッド車両の全体構成
まず、図１を参照しながら、第１実施形態に係るハイブリッド車両１の全体構成について説明する。図１は、第１実施形態に係るハイブリッド車両の全体構成を示すスケルトン図である。
図１に示すように、本実施形態に係るハイブリッド車両１は複数の動力源を組み合わせたハイブリッド車両として構成されている。具体的には、ハイブリッド車両１は、エンジン２００、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２を走行用動力源として備えている。
エンジン２００は、ハイブリッド車両１の主たる動力源として機能する、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る。
モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた、本発明に係る「電動機」の一例たる電動発電機である。モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、例えば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電動発動機として構成されるが、無論他の構成を有していてもよい。
エンジン２００の出力軸であるエンジン出力軸５は、変速機構として機能するシングルピニオン型の遊星歯車機構に連結されている。遊星歯車機構は、外歯歯車のサンギヤＳ１と、サンギヤＳ１と同軸に配置された内歯歯車のリングギヤＲ１と、これらのサンギヤＳ１及びリングギヤＲ１に噛み合うピニオンを自転及び公転可能に保持するキャリアＣＡ１とを有している。エンジン出力軸５はキャリアＣＡ１に連結されており、エンジン出力軸５はキャリアＣＡ１と一体回転する。そのため、エンジン２００が出力するエンジントルクはキャリアＣＡ１に伝達される。
遊星歯車機構のサンギヤＳ１には、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が連結されている。クラッチＣ１が係合されると、サンギヤＳ１とキャリアＣＡ１が一体的に回転することになる。ブレーキＢ１が係合されると、サンギヤＳ１の回転が固定されることになる。ハイブリッド車両１は、これらクラッチＣ１及びブレーキＢ１の係合状態を制御することで、駆動状態を変化させることが可能とされている。クラッチＣ１及びブレーキＢ１の係合状態の制御によって実現される各走行モードについては、後に詳述する。
リングギヤＲ１は、作動機構として機能する他の遊星歯車機構のキャリアＣＡ２に連結されている。キャリアＣＡ２は、サンギヤＳ２及びリングギヤＲ２と共に遊星歯車機構を構成している。サンギヤＳ２には、モータジェネレータＭＧ１の回転軸であるＭＧ回転軸６が連結されている。リングギヤＲ２は駆動軸７に連結されており、駆動軸７はドライブギヤ１３と連結している。そのため、ドライブギヤ１３はリングギヤＲ２と一体回転し、リングギヤＲ２を介して出力されたトルクはドライブギヤ１３に伝達される。
ドライブギヤ１３は、ドリブンギヤ１４と噛み合っている。ドリブンギヤ１４は、ギヤ１５を介してモータジェネレータＭＧ２のロータと連結されている。ギヤ１５は、モータジェネレータＭＧ２のロータと一体回転する。また、ドリブンギヤ１４から出力されたトルクは、ギヤ１６を介して差動装置１７に伝達され、差動装置１７を介して左右の駆動輪１８に分配される。
（１−２）第１実施形態に係るハイブリッド車両の走行モード
次に、第１実施形態に係るハイブリッド車両１において実現される走行モードについて、図２から図６を参照して説明する。ここに図２は、第１実施形態に係るハイブリッド車両の作動係合表である。また、図３は、第１実施形態に係るハイブリッド車両の単独モータ走行時の共線図であり、図４は、第１実施形態に係るハイブリッド車両の両モータ走行時の共線図であり、図５は、第１実施形態に係るハイブリッド車両のＨＶ走行時の共線図である。更に図６は、第１実施形態に係るハイブリッド車両の駆動領域を示すマップである。
図２に示すように、ハイブリッド車両１における各走行モードは、ハイブリッド車両１におけるクラッチＣ１及びブレーキＢ１（図１参照）の係合状態と、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２をどのように機能させるかによって決定される。
具体的には、ＥＶモード（即ち、モータ走行モード）における単独モータ駆動は、クラッチＣ１及びブレーキＢ１のいずれも係合させない状態で、モータジェネレータＭＧ１を主にジェネレータとして機能させ（図中の「Ｇ」に対応）、モータジェネレータＭＧ２を主にモータ（ただし、回生時はジェネレータ）として機能させる（図中の「Ｍ」に対応）ことで実現される。なお、エンジンブレーキを併用する場合には、クラッチＣ１及びブレーキＢ１のいずれかが係合される（図中の三角印に対応）。
図３に示すように、ＥＶモードでの単独モータ駆動時には、エンジン２００及びＭＧ１の回転数がゼロとされ、モータジェネレータＭＧ２のみからトルクが出力される。
図２に戻り、ＥＶモードにおける両モータ駆動は、クラッチＣ１及びブレーキＢ１をいずれも係合させた状態（図中の丸印に対応）で、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２の両方を主にモータとして機能させることで実現される。
図４に示すように、ＥＶモードでの両モータ駆動時には、サンギヤＳ１、キャリアＣＡ１及びリングギヤＲ１の回転数がそれぞれゼロとされ、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２の両方からそれぞれトルクが出力される。
再び図２に戻り、ＨＶモード（即ち、エンジン走行モード）における変速比ハイ駆動は、クラッチＣ１を係合させずにブレーキＢ１を係合させた状態で、モータジェネレータＭＧ１を主にジェネレータとして機能させ、モータジェネレータＭＧ２を主にモータとして機能させることで実現される。
また、ＨＶモードにおける変速比ロー駆動は、クラッチＣ１を係合させブレーキＢ１を係合させない状態で、モータジェネレータＭＧ１を主にジェネレータとして機能させ、モータジェネレータＭＧ２を主にモータとして機能させることで実現される。
図５に示すように、ＨＶモードでの変速比ハイ駆動時には、モータジェネレータＭＧ１でエンジン２００の反力をとりながら、エンジン２００の直達トルクと、モータジェネレータＭＧ２のトルクで走行する。
図６において、上述したＥＶモード及びＨＶモードは、ハイブリッド車両１の車速及び要求駆動力に応じて決定される。具体的には、車速及び要求駆動力が比較的低い状態では、ＥＶモードが選択され、車速及び要求駆動力が比較的高い状態では、ＨＶモードが選択される。なお、図６で示すマップは通常時のものであり、例えばエンジン２００の暖機時やＳＯＣ低下時には、モータ走行領域がなくなる（即ち、モータ走行は実施不可とされる）。
（１−３）第１実施形態に係るハイブリッド車両のエンジン構成
次に、第１実施形態に係るハイブリッド車両１のエンジン２００まわりの構成について、図７を参照して説明する。ここに図７は、第１実施形態に係るハイブリッド車両の内燃機関の構成を示す概略構成図である。
図７において、本実施形態に係るエンジン２００は、コンプレッサ１１０及びタービン１２０を備える過給エンジンとして構成されている。
コンプレッサ１１０は、流入された空気を圧縮し、圧縮空気として下流に供給する。タービン１２０は、エンジン２００から排気管１１５を介して供給された排気を動力として回転する。タービン１２０は、シャフトを介してコンプレッサ１１０に連結されており、相互に一体に回転することが可能に構成されている。即ち、タービン１２０とコンプレッサ１１０とによって、ターボチャージャが構成されている。
エンジン２００は、例えばシリンダブロック内にシリンダ２０１が４本直列に配置されてなる直列４気筒エンジンである。なお、ここでの詳細な図示は省略しているが、エンジン２００は、各シリンダ２０１内部において空気と燃料との混合気が燃焼するに際して生じるピストンの往復運動を、コネクティングロッドを介してクランクシャフトの回転運動に変換することが可能に構成されている。
コンプレッサ１１０における入口側（即ち、コンプレッサ１１０より上流側）の吸気管１０１には、エアフローメータ１０２が設けられている。エアフローメータ１０２は、外部から吸い込まれた空気の量を検出することが可能に構成されている。また、エアフローメータ１０２の後段には、吸気絞り弁１０３が設けられている。吸気絞り弁１０３は、例えば電子制御式のバルブであり、その開閉動作が不図示のスロットルバルブモータによって制御されるように構成されている。吸気絞り弁１０３の開閉動作により、吸気管１０１に流入する空気の量が調整される。
コンプレッサ１１０における出口側（即ち、コンプレッサ１１０より下流側）であって、エンジン２００における吸気側（即ち、シリンダ２０１より上流側）の吸気管１１１には、インタークーラ１１３が設けられている。インタークーラ１１３は、吸入空気を冷却して空気の過給効率を上昇させることが可能に構成されている。
エンジン２００におけるシリンダ２０１内の燃焼室には、吸気管１１１を介して供給される空気と、インジェクタ２１０から噴射供給される燃料とが混合されてなる混合気が吸入される。吸気側からシリンダ２０１内部に導かれた混合気は、不図示の点火プラグによって点火せしめられ、シリンダ２０１内で爆発工程が行われる。爆発工程が行われると、燃焼済みの混合気（一部未燃状態の混合気を含む）は、爆発工程に続く排気工程において、不図示の排気ポートに排出される。排気ポートに排出された排気は、排気管１１５に導かれる。
タービン１２０における出口側（即ち、タービン１２０より下流側）の排気管１２１には、スタートコンバータ１２３と、後処理装置１２４とに加えて、ＥＧＲ管１２５、ＥＧＲバルブ１２６、及びＥＧＲクーラ１２７からなるＥＧＲシステムが設けられている。
スタートコンバータ１２３は、例えば酸化触媒を含んで構成されており、タービン１２０を通過した排気中に含まれる物質を浄化する。
後処理装置１２４は、排気管１２２におけるスタートコンバータ１２３より下流側に設けられており、排気中に含まれる粒子状物質を捕集して減少させる。
ＥＧＲ管１２５は、本発明の「還流手段」の一例であり、スタートコンバータ１２３の下流の排気を、コンプレッサ１１０の入口側である吸気管１０１に還流可能に構成されている。ＥＧＲ管１２５上には、本発明の「還流量調整手段」の一例であるＥＧＲバルブ１２６が設けられており、ＥＧＲガスの量が調節可能とされている。また、ＥＧＲ管１２５上には、還流されるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ１２７が設けられている。
（１−４）第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成
次に、第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成について、図８を参照して説明する。ここに図８は、第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の制御系統を示すブロック図である。
図８に示すように、本実施形態に係るハイブリッド車両１の各部の制御は、各種の電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）にて実行される。
ハイブリッドＥＣＵ６０には、車両１の車速に応じた信号を出力する車速センサ６１、アクセルペダルの踏み込み量に応じた信号を出力するアクセル開度センサ６２、モータジェネレータＭＧ１の回転速度に応じた信号を出力するＭＧ１回転数センサ６３、モータジェネレータＭＧ２の回転速度に応じた信号を出力するＭＧ２回転数センサ６４、駆動軸７の回転速度に応じた信号を出力する駆動軸回転数センサ６５、不図示のバッテリの充電量に応じた信号を出力するＳＯＣセンサ６６等の出力信号が入力される。
ハイブリッドＥＣＵ６０は、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２に発生させるトルクを算出し、発生させるトルクについてＭＧＥＣＵ７０に指令を出力する。また、ハイブリッドＥＣＵ６０は、エンジン２００の運転条件を決定し、エンジン２００の運転条件についてエンジンＥＣＵ７１に指令を出力する。
ＭＧＥＣＵ７０は、ハイブリッドＥＣＵ６０から入力された指令に基づき、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２に発生させるトルクに対応した電圧を算出し、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２の各々に電圧を出力する。
エンジンＥＣＵ７１は、ハイブリッドＥＣＵ６０から入力された指令に基づき、吸気絞り弁１０３、点火プラグ７２、ＥＧＲバルブ１２６等に対して各種制御を行う。
（１−５）第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作
次に、第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作について、図９を参照して説明する。ここに図９は、第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作を示すフローチャートである。
図９において、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作が開始されると、先ずハイブリッドＥＣＵ６０において、ハイブリッド車両１がエンジン走行（ＨＶモードでの走行）をしているか否かが判定される（ステップＳ１０１）。言い換えれば、エンジン２００が運転しているか否かが判定される。なお、ハイブリッド車両１がエンジン走行をしていないと判定されると（ステップＳ１０１：ＮＯ）、以降の処理は省略される。即ち、制御開始時点でハイブリッド車両１がモータ走行（ＥＶモードでの走行）をしている場合には、制御対象から外れる。
一方、ハイブリッド車両１がエンジン走行をしていると判定されると（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、アクセル開度が全閉に戻された際に、ハイブリッド車両１がモータ走行になるか否かが判定される（ステップＳ１０２）。言い換えれば、減速要求があった場合に、エンジン２００の運転を停止させて、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２のみでの走行となるか否かが判定される。ちなみに、ハイブリッド車両１がモータ走行となるか否かは、ＳＯＣがモータ走行できる程に増加しているか否かや、エンジン２００の暖機がなされているか否かを条件として判定できる。つまり、図６に示すマップにモータ走行領域が出現するか否かにより判断できる。
なお、上述したステップＳ１０２の判定については、今後ハイブリッド車両１が減速するようなことがあればという仮定の上で、減速された場合の電動走行の可否について判定が行われればよい。より具体的には、定常走行中だけでなく、例えば加速中のハイブリッド車両１において、仮に加速後に減速することになったらという前提で、減速後のハイブリッド車両がモータ走行に切り替えて走行できるか否かが判定されてもよい。
ここで、アクセル戻り時（即ち、減速時）にハイブリッド車両１がモータ走行になると判定された場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＧＲシステムによるＥＧＲ率（具体的には、還流させる排気の質量／新気吸入ガスの質量）が高い値として設定される（ステップＳ１０３）。一方、アクセル戻り時にハイブリッド車両１がモータ走行にならないと判定された場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ＥＧＲシステムによるＥＧＲ率が低い値として設定される（ステップＳ１０４）。
ＥＧＲ率が設定されると、設定されたＥＧＲ率を実現させるべく、エンジンＥＣＵ７１により、ＥＧＲバルブ１２６の開度が制御される（ステップＳ１０５）。具体的には、ＥＧＲ率が高い値に設定された場合には、ＥＧＲバルブ１２６の開度が大きくなるように制御される。他方、ＥＧＲ率が低い値に設定された場合には、ＥＧＲバルブ１２６の開度が小さくなるように制御される。ただし、ＥＧＲバルブ１２６の開度が既に設定されたＥＧＲ率に応じたものとなっている場合には、改めて開度を制御しなくともよい。
上述した一連の処理によれば、減速する際にハイブリッド車両１がモータ走行となるか否かに応じてＥＧＲ率が変更されることになる。ここで仮に、上述したＥＧＲ率の調整が行われないとすると、ハイブリッド車両がモータ走行となるか否かにかかわらず、ＥＧＲシステムにより一定量の排気が還流される。すると、ハイブリッド車両１がエンジン走行を続ける場合であっても比較的多くの排気が還流されることになり、吸気管１０１及び１１１等にＥＧＲガスが滞留する可能性が高まる。特に、ハイブリッド車両１の減速時には、吸気絞り弁１０３が閉じ側に制御されるため、ＥＧＲガスの滞留が発生し易い。また、本実施形態のような過給機を有するエンジン２００においては、吸気管１０１及び１１１が比較的長くなるため、ＥＧＲガスの滞留が発生し易い。このような吸気管１０１及び１１１におけるＥＧＲガスの滞留は、エンジン２００の失火を招くおそれがある。
これに対し本実施形態では、上述したように、ハイブリッド車両１がモータ走行とならない場合（即ち、エンジン走行が維持される場合）には、ＥＧＲ率が低い値とされる。これにより、滞留するＥＧＲガスの量は低減され、エンジン２００における失火の発生を効果的に抑制できる。言い換えれば、ステップＳ１０４において設定されるＥＧＲ率は、アクセルが戻された場合に、失火を招く程度の滞留ＥＧＲガスを発生させない（即ち、ＥＧＲガスの掃気が間に合う）ような値として設定されればよい。
一方で、ハイブリッド車両１がモータ走行になると判定された場合は、ＥＧＲ率が高い値とされる。よって、ＥＧＲシステムでの排気還流による燃費向上等の効果を十分に発揮させることができる。また、この場合のハイブリッド車両１は減速によりモータ走行となる（即ち、エンジン２００が停止される）ため、仮にＥＧＲガスの滞留が発生しても、失火が発生するおそれがない。
（１−６）第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置による制御例
次に、第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置による具体的な制御例について、図１０を参照して説明する。ここに図１０は、第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作時における各パラメータの変動を示すタイムチャートである。
図１０において、ハイブリッド車両１がアクセル開度を一定にしてエンジン走行をしているとする。ハイブリッド車両１は、最初の段階では、ＳＯＣが所定閾値に達していないため、モータ走行が不可能と判定されている。このため、ＥＧＲバルブ１２６の通路断面積（開度）は、比較的低い値に設定されている。
他方、ハイブリッド車両１では、モータジェネレータＭＧ１での回生により発電が行われている。このため、時間の経過と共にバッテリＳＯＣが増加し、時刻ｔ１において所定閾値に到達する。よって、時刻ｔ１以降はモータ走行が可能と判断され、時刻ｔ１からｔ２にかけて、ＥＧＲバルブ１２６の通路断面積を大きくする制御が実行されている。なお、実際の気筒内のＥＧＲガスの量は、ＥＧＲバルブ１２６の制御から遅れて増加する。
続いて、時刻ｔ３ではアクセル戻しが発生している。このため、時刻ｔ３以降は、ＥＧＲバルブ１２６の通路断面積が小さくなるよう制御されている。またアクセル開度の更なる低下により、時刻ｔ４からはエンジン２００の停止制御が開始されており、時刻ｔ５においてエンジン２００の停止制御が完了されている。
なお、エンジン２００の停止制御中には、モータジェネレータＭＧ１によるエンジン２００のモータリングが行われ、滞留ＥＧＲガスの掃気が促進される。この際、モータリングに伴い車両減速度が発生するため、モータジェネレータＭＧ２によりトルクが補償される。その後の時刻ｔ５からｔ６までは、エンジン２００の回転数を引下げるため、モータジェネレータＭＧ１において負のトルクが増加する。また時刻ｔ６以降は、モータジェネレータＭＧ２による回生が行われる。
以上の処理においては、アクセル開度が小さくされる時刻ｔ３から遅れて、気筒内のＥＧＲガスが減少する。しかしながら、時刻ｔ５においてエンジン停止制御が完了する（即ち、モータ走行が開始される）ため、エンジン２００が失火するおそれはない。
以上説明したように、第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、ＥＧＲガスが滞留することに起因するエンジン２００の失火を好適に防止可能である。
（２）第２実施形態
次に、第２実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置について、図１１及び図１２を参照して説明する。なお、第２実施形態は、上述した第１実施形態と比べて、一部の動作が異なるのみであり、その他の動作や装置構成に関しては概ね同様のものである。このため、以下では第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、重複する部分については適宜説明を省略するものとする。
（２−１）第２実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作
先ず、第２実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作について、図１１を参照して説明する。ここに図１１は、第２実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作を示すフローチャートである。
図１１において、第２実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作が開始されると、先ずハイブリッドＥＣＵ６０において、ハイブリッド車両１がエンジン走行（ＨＶモードでの走行）をしているか否かが判定され（ステップＳ２０１）、ハイブリッド車両１がエンジン走行をしていると判定されると（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、アクセル開度が全閉に戻された際に、ハイブリッド車両１がモータ走行になるか否かが判定される（ステップＳ２０２）。即ち、第１実施形態におけるステップＳ１０１及びステップＳ１０２と同様の処理が行われる（図９参照）。なお、アクセル戻り時にハイブリッド車両１がモータ走行にならないと判定された場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、第１実施形態と同様に、ＥＧＲシステムによるＥＧＲ率が低い値として設定される（ステップＳ２０５）。
他方で、アクセル戻り時にハイブリッド車両１がモータ走行になると判定された場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、モータ走行判定までのアクセル変化幅が所定の閾値Ａより小さいか否かが判定される（ステップＳ２０３）。具体的には、現在のアクセル開度とモータ走行が開始される（即ち、エンジン２００が停止される）際のアクセル開度との差が、閾値Ａより小さいか否かが判定される。なお、ここでの閾値Ａは、アクセル変化幅の大小を判定するための閾値であり、後述する駆動力段差の大きさ等に応じて適宜設定されればよい。
ここで、モータ走行判定までのアクセル変化幅が所定の閾値Ａより小さいと判定された場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、ＥＧＲシステムによるＥＧＲ率が高い値として設定される（ステップＳ２０４）。一方、モータ走行判定までのアクセル変化幅が所定の閾値Ａ以上と判定された場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）、ＥＧＲシステムによるＥＧＲ率が低い値として設定される（ステップ２０５）。ＥＧＲ率が設定されると、設定されたＥＧＲ率を実現させるべく、エンジンＥＣＵ７１により、ＥＧＲバルブ１２６の開度が制御される（ステップＳ２０６）。
上述した一連の処理によれば、ハイブリッド車両１が減速する際にモータ走行となるか否かに加えて、モータ走行判定までのアクセル変化幅に応じてＥＧＲ率が変更されることになる。ここで、アクセル変化幅が大きい場合には、仮にエンジン２００で失火が発生してしまうと、大きく駆動力が低下し駆動力段差が発生する。このような駆動段差は、ドライバビリティーを悪化させる。他方で、アクセル変化幅が小さい場合には、エンジン２００で失火が発生したとしても、駆動力の低下幅が小さい。よって、発生する駆動力段差も小さく、ドライバビリティーの悪化も比較的少なく済む。
従って、本実施形態のように、モータ走行判定までのアクセル変化幅に応じてＥＧＲ率を調整すれば、ドライバビリティーの悪化を抑制しつつ、効率的に失火の発生を防止できる。なお、本実施形態では、アクセル変化幅と閾値Ａとの大小関係に基づいて、２種類のＥＧＲ率が選択的に設定されるが、アクセル変化幅の大きさに基づいてリニアにＥＧＲ率が設定されてもよい。
（２−２）第２実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置による制御例
次に、第２実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置による具体的な制御例について、図１２を参照して説明する。ここに図１２は、第２実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作時における各パラメータの変動を示すタイムチャートである。
図１２において、ハイブリッド車両１がアクセル開度を一定にしてエンジン走行をしているとする。ハイブリッド車両１は、最初の段階では、ＳＯＣが所定閾値に達していないため、モータ走行が不可能と判定されている。このため、ＥＧＲバルブ１２６の通路断面積は、比較的低い値に設定されている。
他方、ハイブリッド車両１では、モータジェネレータＭＧ１での回生により発電が行われている。このため、時間の経過と共にバッテリＳＯＣが増加し、時刻ｔ７において所定閾値に到達する。よって、時刻ｔ７以降はモータ走行が可能と判断され、時刻ｔ７からｔ８にかけて、ＥＧＲバルブ１２６の通路断面積を大きくする制御が実行されている。なお、実際の気筒内のＥＧＲガスの量は、ＥＧＲバルブ１２６の制御から遅れて増加する。
続いて、時刻ｔ９ではアクセル戻しが発生している。ここで特に、時刻ｔ９では、アクセル戻し操作によりアクセル開度が低減し、アクセル変化幅が閾値Ａより小さくなることで、アクセル変化幅が極めて小さいと判定されている。よって、仮に失火が発生しても駆動力段差は小さいと判断され、ＥＧＲ率が更に増加するように、時刻ｔ９からｔ１０にかけて、ＥＧＲバルブ１２６の通路断面積を更に大きくする制御が実行されている。よって、ＥＧＲガスの還流による燃費向上等の効果を十分に発揮させることができる。
なお、上述したようにアクセル開度の変化幅に応じて更にＥＧＲ率を増加させる制御は、図１１に示したフローチャートによる制御の一例であり、図１１に示すＥＧＲ率の設定をより多段階で行えるようにした場合の制御例である。この場合、時刻ｔ９においてアクセル変化幅が大きいと判定された場合には、ＥＧＲ率が減少するように、時刻ｔ９からｔ１０にかけて、ＥＧＲバルブ１２６の通路断面積を小さくする制御を実行すればよい。また、時刻ｔ９においてアクセル変化幅が中程度と判定された場合には、現在のＥＧＲ率が維持されるように、ＥＧＲバルブ１２６の通路断面積を変化させないようにしてもよい。
以上説明したように、第２実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、失火により発生し得る駆動力段差の大きさに応じてＥＧＲ率が設定されるため、ドライバビリティーの悪化を抑制しつつ、好適に失火を防止できる。
（３）参考例
次に、参考例に係るハイブリッド車両の制御装置について、図１３及び図１４を参照して説明する。なお、参考例は、上述した第１及び第２実施形態と比べて、一部の動作が異なるのみであり、その他の動作や装置構成に関しては概ね同様のものである。このため、以下では第１及び第２実施形態と異なる部分について詳細に説明し、重複する部分については適宜説明を省略するものとする。
（３−１）参考例に係るハイブリッド車両の制御装置の動作
先ず、参考例に係るハイブリッド車両の制御装置の動作について、図１３を参照して説明する。ここに図１３は、参考例に係るハイブリッド車両の制御装置の動作を示すフローチャートである。
図１３において、参考例に係るハイブリッド車両の制御装置の動作が開始されると、先ずハイブリッドＥＣＵ６０において、ハイブリッド車両１がエンジン走行（ＨＶモードでの走行）をしているか否かが判定され（ステップＳ３０１）、ハイブリッド車両１がエンジン走行をしていないと判定されると（ステップＳ３０１：ＮＯ）、以降の処理が省略される。即ち、第１実施形態におけるステップＳ１０１、或いは第２実施形態におけるステップＳ２０１と同様の処理が行われる（図９及び図１１参照）。
他方で、ハイブリッド車両１がエンジン走行をしていると判定された場合（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、アクセル開度が全閉に戻されたか否かが判定される（ステップＳ３０２）。なお、アクセル開度が全閉に戻されていないと判定されると（ステップＳ３０２：ＮＯ）、以降の処理は省略される。
一方、アクセル開度が全閉に戻されたと判定されると（ステップＳ３０２：ＹＥＳ）、現在のＥＧＲ率が所定の閾値Ｂより大きいか否かが判定される（ステップＳ３０３）。なお、ここでの閾値Ｂは、アクセル開度が全閉とされた場合であっても、エンジン２００の燃焼が不安定にならない（言い換えれば、十分な掃気が実現できる）ＥＧＲ率に対応する値として設定されている。
ここで、現在のＥＧＲ率が所定の閾値Ｂより大きいと判定された場合（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）、ハイブリッド車両１が強制的にモータ走行に切り替えられ（ステップＳ３０４）、モータ走行している状態で、モータリング等による掃気制御が実施される（ステップＳ３０６）。他方で、現在のＥＧＲ率が所定の閾値Ｂ以下である判定された場合（ステップＳ３０３：ＮＯ）、ハイブリッド車両１がエンジン走行のまま維持され（ステップＳ３０５）、エンジン走行している状態で掃気制御が実施される（ステップＳ３０６）。
上述した一連の処理によれば、アクセル開度が全閉とされた際のＥＧＲ率が、失火を招く程に高いと判定されると、ハイブリッド車両１が強制的にモータ走行とされる。よって、ＥＧＲ率が高い場合であっても、エンジン２００の失火を確実に防止できる。また、モータ走行の状態で掃気制御が実施されるため、エンジン２００の再始動時における失火についても防止できる。
（３−２）参考例に係るハイブリッド車両の制御装置による制御例
次に、参考例に係るハイブリッド車両の制御装置による具体的な制御例について、図１４を参照して説明する。ここに図１４は、参考例に係るハイブリッド車両の制御装置の動作時における各パラメータの変動を示すタイムチャートである。
図１４において、ハイブリッド車両１がアクセル開度を一定にしてエンジン走行をしているとする。ハイブリッド車両１のアクセル開度は、時刻ｔ１１から減少し、時刻ｔ１２において全閉とされる。ここで特に、時刻ｔ１２では、気筒内のＥＧＲガスの量が比較的多く、エンジン２００の失火の可能性ありと判断されている。このため、時刻ｔ１２では、エンジン２００を停止してモータ走行に切り替えると共に、モータリングによる掃気制御が開始されている。これにより、滞留ＥＧＲガスに起因するエンジン２００の失火を確実に防止できる。
なお、第１及び第２実施形態では、バッテリＳＯＣが低い場合には、ハイブリッド車両１がモータ走行できない前提で説明したが、参考例では、バッテリＳＯＣが低い場合であっても強制的にモータ走行へと切り替えるものとする。より具体的には、エンジン２００の失火以上の不都合が発生しない限りは、モータ走行へと切り替える。
掃気制御が実施されることにより、時刻ｔ１３には、気筒内のＥＧＲガスの量はゼロとなる。よって、その後の時刻ｔ１４以降には、エンジン２００の回転数を上げて再点火を行うことができる。
以上説明したように、参考例に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、アクセル開度の急激な低下によりＥＧＲガスの掃気が間に合わないと判断される場合に、強制的にモータ走行が実現され、その上で掃気制御が実施される。従って、エンジン２００の失火を確実に防止できる。
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許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ハイブリッド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。
１ ハイブリッド車両
７ 駆動軸
１３ ドライブギヤ
１４ ドリブンギヤセンサ群
１７ 作動装置
１８ 駆動輪
６０ ＨＶＥＣＵ
６１ 車速センサ
６２ アクセル開度センサ
６３ ＭＧ１回転数センサ
６４ ＭＧ２回転数センサ
６５ 駆動軸回転数センサ
６６ ＳＯＣセンサ
７０ ＭＧＥＣＵ
７１ エンジンＥＣＵ
７２ 点火プラグ
１０１，１１１ 吸気管
１０２ エアフローメータ
１０３ 吸気絞り弁
１１０ コンプレッサ
１１３ インタークーラ
１２０ タービン
１１５，１２１ 排気管
１２３ スタートコンバータ
１２４ 後処理装置
１２５ ＥＧＲ管
１２６ ＥＧＲバルブ
１２７ ＥＧＲクーラ
２００ エンジン
２０１ シリンダ
２１０ インジェクタ
ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ
Ｓ１，Ｓ２ サンギヤ
ＣＡ１，ＣＡ２ キャリア
Ｒ１，Ｒ２ リングギヤ
Ｃ１ クラッチ
Ｂ１ ブレーキ

Claims (3)

  1. 内燃機関及び電動機を含む動力源と、
    前記内燃機関の排気側から吸気側に排気を還流する還流手段と、
    前記還流手段による還流量を調整可能な還流量調整手段と
    を備えたハイブリッド車両を制御する制御装置であって、
    前記ハイブリッド車両が前記内燃機関を運転して走行している場合に、前記内燃機関を停止して前記電動機による電動走行が可能であるか否かを判定する判定手段と、
    前記電動走行が可能であると判定された場合には、前記電動走行が可能でないと判定された場合より、前記内燃機関を運転して走行している間の前記還流手段による還流量が大きくなるように前記還流量調整手段を制御する還流制御手段と
    を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  2. 前記還流制御手段は、現在のアクセル開度と、前記内燃機関を停止する際のアクセル開度との差が小さいほど、前記還流手段による還流量が大きくなるように前記還流量調整手段を制御することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  3. 前記電動走行中に、前記内燃機関のモータリングを行うように前記電動機を制御するモータリング制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
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