JP6176159B2 - ハイブリッド車の制御装置 - Google Patents

Description

本発明はハイブリッド車の制御装置に関する。

エンジンにより駆動されて発電するモータジェネレータを備えたハイブリッド車では、バッテリ残容量が低下したときや加速要求時にモータジェネレータによる発電のためにエンジンが始動される。そのため、ハイブリッド車では、エンジンの短時間運転と停止が頻繁に繰り返されるが、冬場のようにエンジン温度が低いときは、そのエンジンの運転時間が短いため、エンジン温度が高くならない。その結果、エンジンの燃焼で発生する水蒸気が排気系に排出されず、エンジン燃焼室壁に結露することがある。特に、水素を燃料とするエンジンでは、水素の燃焼によって水を生成することから、燃焼室壁への結露が多くなる。この燃焼室壁に付着した水は燃焼室からオイルパンに入ってエンジンオイルを希釈し、その潤滑性能を低下させる。

特許文献１には、エンジンオイルの燃料による希釈を問題とし、この燃料による希釈はエンジンの高負荷側で生じ易く、高回転側で生じ難いことから、エンジンオイルの希釈度合が高くなったときに、エンジンの動作点を高回転側及び／又は軽負荷側に変更することが記載されている。

特開２００８−２９７９８４号公報

エンジンの動作点を高回転側及び／又は軽負荷側に変更することは、エンジンの既燃ガス中の水分によるエンジンオイルの希釈抑制にも効果があると考えられるが、必ずしもエンジンオイルを希釈度が高い状態から希釈度が低い状態に回復させることはできない。

そこで、本発明は、エンジンと電気モーターの２つの動力源を持つハイブリッド車において、エンジンの既燃ガス中の水分によってエンジンオイルの希釈を生じたときに、このエンジンオイルを希釈状態から回復させることを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するために、エンジンオイルの希釈が進んだときには、エンジンを所定の希釈回復モードで運転するようにした。以下、具体的に説明する。

本発明が提示するハイブリッド車の制御装置は、燃料として水素ガスが供給されるエンジンと、該エンジンによって駆動されて発電するモータジェネレータと、該モータジェネレータで発電された電力により充電されるバッテリと、上記モータジェネレータの発電電力または上記バッテリからの電力の少なくとも一方によって車両を走行駆動する走行用モータとを備え、さらに、
上記エンジンの既燃ガス中の水分によってエンジンオイルが所定の希釈状態になったか否かを判定する希釈判定手段と、
上記エンジンオイルの上記希釈状態が判定されたときに、上記エンジンを、上記モータジェネレータを駆動して発電状態にし且つ上記エンジンオイルが上記水分の揮発によって所定の回復状態になるように該エンジンオイルの温度を上昇させる希釈回復モードで運転する制御手段とを備えていることを前提とするものである。

これによれば、エンジンオイルが所定の希釈状態になったとき、エンジンを所定の希釈回復モードで運転してエンジンオイルの温度を上昇させるから、エンジンオイルから水分を揮発させて、エンジンオイルを希釈状態から回復させることができる。また、エンジンを単にエンジンオイルの温度の上昇のために運転するのではなく、その運転によってモータジェネレータを駆動して発電させるから、燃費の悪化防止に有利になる。

本発明の好ましい態様は、上記希釈回復モードでは、上記走行用モータの駆動のための上記モータジェネレータによる発電要求があったときには、該発電のために上記エンジンを所定の高回転低負荷で運転し、上記発電要求がなくなった時点で上記エンジンオイルが上記回復状態になっていないときには、上記回復状態になるまで、上記エンジンの当該運転を上記モータジェネレータからバッテリへの充電のために継続することを特徴とする。

エンジン回転数を高めると、エンジン負荷が低くても、エンジンの機械的抵抗による発熱でエンジン温度が高くなり、その結果、エンジンオイルは水分が揮発する温度に上昇する。エンジン回転数が高くなることによりエンジン音が多少大きくなったとしても、走行用モータを駆動するときは、ハイブリッド車の高速走行時、加速時、或いは登坂時であるから、そのエンジン音は問題にならない。走行用モータのための発電要求がなくなった後も、エンジンオイルが回復していないときはエンジンの当該運転が継続されるが、その運転継続によってバッテリへの充電を行なうから、燃費の悪化防止に有利になる。

本発明の好ましい態様は、上記希釈回復モードでは、上記バッテリへの充電のための上記モータジェネレータによる発電要求があったときは、上記エンジンオイルが上記回復状態になるまで当該発電のために上記エンジンを所定の低回転高負荷で運転する、すなわち、発電要求がなくなった後も、エンジンオイルが回復していないときは、上記回復状態になるまでエンジンの当該運転を継続することを特徴とする。

エンジンの高負荷運転によってエンジン温度が高くなり、その結果、エンジンオイルは水分が揮発する温度に上昇する。この場合はバッテリへの充電であるから、走行用モータの駆動の場合とは違って、ＮＶＨの抑制を優先すべく、エンジンを低回転運転するものである。

本発明の好ましい態様は、上記制御手段は、上記希釈回復モードでのエンジン運転が所定期間中に所定回数実行された後に上記エンジンオイルの希釈状態が判定されたときに、上記エンジンの温度を上記水分による上記エンジンオイルの希釈が生じないように上昇させる希釈防止モードで上記エンジンを運転することを特徴とする。

上記希釈回復モードでのエンジン運転が頻繁に実行される状態が続くことは、燃費や潤滑性の面で好ましくない。そこで、上記希釈回復モードでのエンジン運転が所定期間中に所定回数実行された後は、エンジンオイルの希釈が防止されるように、エンジンの希釈防止運転を行なうものである。

本発明の好ましい態様は、上記希釈防止モードでは、上記モータジェネレータによる発電要求に基いて上記エンジンを始動したとき、その始動時のエンジン冷却水温度が所定値以下であるときは、上記発電要求が続いているか否かに拘わらず、その始動時のエンジン冷却水の温度に応じた時間継続して上記エンジンを発電のために運転することを特徴とする。

すなわち、モータジェネレータによる発電要求に基いてエンジンを冷間始動させたときは、その始動時のエンジン冷却水の温度に応じた時間継続してエンジンを発電のために運転することにより、エンジンをエンジンオイルの希釈が生じない温度まで上昇させる。

本発明の好ましい態様は、上記希釈防止モードでは、当該ハイブリッド車の暖房要求があったときに、上記エンジンをエンジン冷却水による暖房のために始動し、且つその始動時のエンジン冷却水温度に応じた時間継続して上記エンジンを当該暖房のために運転することを特徴とする。

ハイブリッド車では、エンジンが常時運転されているわけではないので、暖房には一般に電気ヒータ（例えばＰＴＣ素子を利用したヒータ）が用いられている。これに対して、上記好ましい態様では、希釈回復モードでのエンジン運転が所定期間中に所定回数実行された後に、暖房要求があったときは、エンジンオイルの希釈を防止するために、電気ヒータではなく、エンジン冷却水によって暖房するべく、エンジンを始動するものである。そして、その始動時のエンジン冷却水温度に応じた時間継続してエンジンを当該暖房のために運転することにより、エンジンをエンジンオイルの希釈が生じない温度まで上昇させるものである。

本発明の好ましい態様では、上記希釈判定手段は、上記エンジンの運転がエンジン冷間時（エンジン関連温度が所定値以下）の運転であり且つその運転時間が所定時間以下であった冷間短時運転の時間の積算値が所定値以上になったときに上記エンジンオイルが上記希釈状態になったと判定する。

エンジンの冷間短時運転ではエンジンの温度が高くならず、既燃ガス中の水分によるエンジンオイルの希釈を招く。そこで、このエンジンオイルの希釈を招くエンジン運転時間を積算し、その積算時間によってエンジンオイルの希釈を判定するものである。

本発明の好ましい態様では、エンジンによって駆動されるオイルポンプを備え、上記希釈判定手段は、上記オイルポンプによって上記エンジンの各部に供給される上記エンジンオイルの圧力が所定のエンジン運転状態において所定値以下になったときに上記エンジンオイルが上記希釈状態になったと判定する。

オイルポンプによってエンジンの各部に供給されるエンジンオイルの圧力、すなわち、油圧はエンジン回転数に対応して変化する。しかし、エンジンオイルが希釈されてその粘度が低くなると、エンジンの各部の隙間からエンジンオイルが抜けやすくなるため、油圧は当該希釈がないときに比べて低下する。そこで、所定のエンジン運転状態（例えば、エンジンのアイドル運転時）において油圧が所定値以下になったときにはエンジンオイルが所定の希釈状態になったと判定するものである。

本発明の好ましい態様では、上記希釈判定手段は、上記エンジンの運転に伴うオイルパンのオイルレベルの増大変化量の積算値が所定値以上になったときに上記エンジンオイルが上記希釈状態になったと判定する。

エンジンオイルの希釈が進むと、それだけ、オイルパンのオイルレベルが高くなる。一方、オイルレベルはエンジン停止中にエンジンオイルが適宜補給されることによっても変化する。そこで、エンジンの運転に伴うオイルレベルの増大変化量の積算値に基いて、エンジンオイルが所定の希釈状態になったか否かを判定するものである。

本発明によれば、燃料として水素ガスが供給されるエンジンの既燃ガス中の水分によってエンジンオイルが所定の希釈状態になったことが判定されたとき、エンジンを所定の希釈回復モードで運転して、エンジンオイルの温度を上昇させるから、エンジンオイルを希釈状態から回復させることができ、しかも、その希釈回復モードでのエンジン運転によってモータジェネレータが発電するから、燃費の悪化防止に有利になる。

本発明の実施形態に係るハイブリッド車の概略構成図である。 同ハイブリッド車の制御システムを示す図である。 エンジンオイルの油圧特性を示すグラフ図である。 走行発電要求時にエンジンを低回転高負荷で運転し、充電発電要求時にエンジンを高回転低負荷で運転することを示す図である。 希釈防止モード運転におけるエンジン始動時の冷却水温度とエンジン継続運転時間の関係を示すグラフ図である。 エンジンの運転モード選択制御の流れ図である。 希釈回復モード運転制御の流れ図である。 希釈防止モード運転制御の流れ図である。 エンジンの運転・停止の推移と、バッテリ残容量及びオイルレベルの変化の関係を示すタイムチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

＜ハイブリッド車の全体構成＞
図１を参照しながら、本実施形態に係るシリーズハイブリッド車１の全体構成について説明する。

ハイブリッド車（以下、単に「車両」という。）１は、エンジン１０と、該エンジン１０の出力軸に連結され該エンジン１０によって駆動されて発電する、モータとしての作動が可能なモータジェネレータ２０と、該モータジェネレータ２０で発電された電力により充電される高電圧バッテリ３０と、モータジェネレータ２０の発電電力又はバッテリ３０からの電力の少なくとも一方により駆動されて前輪（駆動輪）６１を駆動する走行用モータ４０とを備えている。

モータジェネレータ２０、バッテリ３０及び走行用モータ４０の間には、インバータ５０が設けられている。このインバータ５０を介して、モータジェネレータ２０の発電電力が、バッテリ３０及び／又は走行用モータ４０に供給されるとともに、バッテリ３０からの放電電力が、モータジェネレータ２０及び／又は走行用モータ４０に供給される。

走行用モータ４０の駆動力はデファレンシャル装置６０を介して左右の前輪６１に伝達され、これにより、車両１が走行する。走行用モータ４０は、車両１の減速時にはジェネレータとして作動して、その発電した電力がバッテリ３０に充電される。また、バッテリ３０は、外部電源による充電が可能である。

エンジン１０は、モータジェネレータ２０による発電用にのみ使用される。エンジン１０は、水素タンク７０に貯留されている水素ガスが、燃料として供給される水素エンジンである。

図２に示すように、エンジン１０は、ツインロータ式（２気筒）のロータリピストンエンジンであって、２つの繭状のロータハウジング１１を備えている。ロータハウジング１１内に形成されたロータ収容室１１ａに、概略三角形状のロータ１２が収容されている。２つのロータハウジング１１は、３つのサイドハウジング（図示せず）の間に挟み込むようにして該サイドハウジングと一体化されており、各ロータハウジング１１とその両側のサイドハウジングとで各ロータ収容室１１ａが形成されている。図２では、２つのロータハウジング１１（２つの気筒）を展開した状態で図示しており、２つのロータハウジング１１内の中央部にそれぞれ描いているエキセントリックシャフト１３は、同じものである。

各ロータ１２は、その三角形の各頂部に図示しないアペックスシールを有し、これらアペックスシールがロータハウジング１１のトロコイド内周面に接している。このことで、各ロータ１２により各ロータ収容室１１ａ（各気筒内）に３つの作動室（燃焼室に相当）が画成される。各ロータ１２は、サイドハウジングを貫通するエキセントリックシャフト１３の偏心輪に支持されている。ロータ１２が１回転する間に、各作動室が周方向に移動し、吸気、圧縮、膨張（燃焼）及び排気の各行程が行なわれ、これにより発生する回転力がロータ１２を介して出力軸としてのエキセントリックシャフト１３から出力される。

各ロータ収容室１１ａには、吸気行程にある作動室に連通するように吸気通路１４が接続され、排気行程にある作動室に連通するように排気通路１５が接続されている。吸気通路１４はその下流側で分岐して各ロータ収容室１１ａに連通している。吸気通路１４の分岐部よりも上流側には、ステッピングモータ等のアクチュエータ９０により駆動されるスロットル弁１６が配設されている。吸気通路１４の各分岐路には、水素タンク７０から供給された水素を分岐路内に噴射する予混合用インジェクタ１７が配設されている。この予混合用インジェクタ１７により噴射された水素は空気と混合された状態（予混合状態）で、吸気行程にある作動室に供給される。

排気通路１５は、各ロータ収容室１１に接続された枝通路が合流して１本の本通路になっている。合流部よりも下流側の本通路に排気ガス浄化触媒８０が配設されている。図２において吸気通路１４及び排気通路１５に図示した矢印は、吸気及び排気の流れを示している。

各ロータハウジング１１には、水素タンク７０から供給された水素をロータ収容室１１内（気筒内）に直接噴射する直噴用インジェクタ１８と、予混合用インジェクタ１７又は直噴用インジェクタ１８より噴射された水素の点火を行う点火プラグ１９とが設けられている。

予混合用インジェクタ１７は、エンジン水温センサ１０６により検出されたエンジン冷却水の温度（エンジン水温）が所定温度よりも低いときに用いられる。一方、直噴用インジェクタ１８は、エンジン水温が上記所定温度以上であるときに用いられる。エンジン水温が低いときには、水素が燃焼した際に生じる水蒸気が氷結してロータハウジング１１のトロコイド内周面に付着し、その付着した氷がロータ１２のアペックスシールによって直噴用インジェクタ１８の噴口内に掻き込まれて直噴用インジェクタ１８からの燃料噴射に支障が生じるからである。エンジン水温が高くなれば、直噴用インジェクタ１８の噴口内の氷が溶けるとともに、水素が燃焼した際に生じる水蒸気が氷結することもないので、空気の充填率を高めて高トルクが得られるように直噴用インジェクタ１８から水素を噴射する。

ここで、エンジン１０の始動時においては、その前のエンジン停止直前のエンジン水温が、通常は上記所定温度以上であり、そのエンジン停止直前に発生した水蒸気は蒸発しているので、始動時におけるエンジン水温が所定温度よりも低くても、直噴用インジェクタ１８の噴口内に氷が存在する可能性は低い。そこで、エンジン１０の始動性を高めるべく、直噴用インジェクタ１８から水素を圧縮行程で噴射する。エンジン１０の始動後においても、上記エンジン水温が上記所定温度よりも低い場合には、直噴用インジェクタ１８から予混合用インジェクタ１７に切り換えることになる。

本実施形態では、予混合用インジェクタ１７は各分岐路に１つ設けられ、直噴用インジェクタ１８は各ロータハウジング１１にエキセントリックシャフト１３の軸方向（図２の紙面に垂直な方向）に並んで２つ設けられている（図２では、１つしか見えていない）。

図２において、１１１はエンジンオイルを貯留するオイルパンであり、エンジン１０によって駆動されるオイルポンプ１１２によってオイルパン１１１のエンジンオイルがエンジン１０の各部に供給される。オイルパン１１１にはオイルレベルを検出するセンサ１０９が設けられている。エンジン１０にはオイルポンプ１１２によるエンジンオイルの供給圧力（油圧）を検出する油圧センサ１１０が設けられている。

車両１は、エンジン冷却水が循環する温水回路、この温水回路に設けられ車室に送る空気をエンジン冷却水との熱交換によって加熱するヒータコア、及びヒータコアに送風する送風ファン、並びにヒータコアよりも送風方向の下流側に設けられた電気ヒータ（ＰＴＣヒータ）を有する車室暖房用のヒータユニットを備えている。

車両１には、バッテリ３０に出入りする電流及びバッテリ３０の電圧を検出するバッテリ電流・電圧センサ１０１、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ１０２、車速を検出する車速センサ１０３と、エキセントリックシャフト１３の回転角度位置を検出する回転角センサ１０４（エンジン回転数検出手段を兼ねている）、エンジン１０の排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ１０５と、ロータハウジング１１のウォータジャケット内を流れる冷却水の温度（エンジン水温）を検出する水温センサ１０６、水素タンク７０内の圧力（つまり水素タンク７０内の水素残量）を検出するタンク圧力センサ１０７、エンジン１０の吸入空気量を検出するエアフローセンサ１０８、並びにエンジン１０の作動制御や、インバータ５０の作動制御（つまりモータジェネレータ２０及び走行用モータ４０の作動制御）等を行うコントロールユニット１００が設けられている。

コントロールユニット１００は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）、例えばＲＡＭやＲＯＭにより構成されてプログラム及びデータを格納するメモリ、電気信号の入出力（Ｉ／Ｏ）バス等を備えている。コントロールユニット１００には各種センサ１０１〜１１０からの信号が入力される。この入力信号に基づいて、コントロールユニット１００は、スロットル弁アクチュエータ９０、予混合用インジェクタ１７、直噴用インジェクタ１８、点火プラグ１９に制御信号を出力してエンジン１０を制御するとともに、インバータ５０に制御信号を出力してモータジェネレータ２０及び走行用モータ４０を制御する。

コントロールユニット１００は、インバータ５０を制御することにより、モータジェネレータ２０の作動状態を、バッテリ３０からの電力供給によりエンジン１０を駆動する駆動状態と、エンジン１０による駆動により発電して該発電電力をバッテリ３０や走行用モータ４０に供給する発電状態とに切り換える。コントロールユニット１００は、エンジン１０の始動時には、モータジェネレータ２０を上記駆動状態として（つまりスタータとして機能させて）エンジン１０を始動し、エンジン１０の完爆を判定したときはモータジェネレータ２０を上記発電状態に切り換える。

コントロールユニット１００は、インバータ５０を制御することにより、走行用モータ４０を、バッテリ３０からの放電電力のみで駆動する態様と、モータジェネレータ２０からの発電電力のみで駆動する態様と、バッテリ３０及びモータジェネレータ２０の両方からの電力で駆動する態様とに切換え可能に構成されている。コントロールユニット１００は、バッテリ電流・電圧センサ１０１により検出された電流及び電圧に基づいて、バッテリ３０の残容量（ＳＯＣ）を検出し、このバッテリ残容量と水素タンク７０内の水素残量とに基づいて、走行用モータ４０を、バッテリ３０からの放電電力のみで駆動する態様か、又は、モータジェネレータ２０からの発電電力のみで駆動する態様にする。バッテリ残容量及び水素残量によっては、走行用モータ４０を上記いずれの態様で駆動してもよい場合がある。この場合、車両１の乗員が操作するスイッチによる選択により、いずれの態様にするかを決定してもよい。

上記いずれの態様でもよい場合でかつ走行用モータ４０をバッテリ３０からの放電電力のみで駆動する態様にあるとき（エンジン１０が停止しているとき）において、アクセル開度センサ１０２や車速センサ１０３等からの入力情報に基づき、乗員の加速要求レベルが所定閾値よりも高くなったと判定されたときは、走行用モータ４０をバッテリ３０及びモータジェネレータ２０の両方からの電力で駆動する態様に切り換える。その後、乗員の加速要求レベルが上記所定閾値よりも高い状態から該所定閾値以下になったときには、バッテリ３０からの放電電力のみで駆動する態様に戻す。

走行用モータ４０を、バッテリ３０からの放電電力のみで駆動する態様から、モータジェネレータ２０からの発電電力のみで駆動する態様、又は、バッテリ３０及びモータジェネレータ２０の両方からの電力で駆動する態様への切り換えは、すなわち、エンジン１０の運転要求（モータジェネレータ２０による発電要求）であり、その逆の切り換えは、エンジン１０の停止要求である。

＜エンジンオイルの希釈対策＞
コントロールユニット１００は、エンジン１０の既燃ガス中の水分によるエンジンオイルの希釈を判定する希釈判定手段１００ａ、並びにこの希釈判定に基いてエンジン１０の運転を制御する希釈対応制御手段１００ｂを備えている。

本実施形態の希釈判定手段１００ａは、油圧センサ１１０よって検出されるエンジンオイルの圧力である油圧に基いて、エンジンオイルの希釈を判定する。すなわち、オイルポンプ１１２はエンジン１０によって駆動されるため、図３に油圧特性を示すように、エンジン回転数が上昇するに従って油圧が高くなる。そして、エンジンオイルの希釈が進むにつれて油圧特性ラインの勾配が小さくなっていく。

そこで、エンジン１０のアイドル運転時において、油圧が第１レベル以下となったときに（例えば、エンジンオイルの希釈率３０％での油圧特性ラインを超えたときに）、エンジンオイルは水分の混入によって所定の希釈状態（エンジンの潤滑性に悪影響が出る状態）になったと判定する。当該希釈判定のための油圧の検出に関し、エンジン１０のアイドル運転を条件としているのは、油圧はエンジン１０の回転数や負荷等の運転状態に応じて変化するからである。

なお、上記希釈判定手段１００ａとしては、エンジン１０の運転がエンジン冷間時（例えば、エンジン冷却水温度が２０℃以下）の運転であり且つその運転時間が所定時間以下であった冷間短時運転の時間の積算値が所定値以上になったときにエンジンオイルが所定の希釈状態になったと判定するものであってもよい。

また、上記希釈判定手段１００ａとしては、オイルレベルセンサ１０９の出力に基いて、エンジン１０の冷間運転に伴うオイルレベルの増大変化量の積算値が所定値以上になったときにエンジンオイルが所定の希釈状態になったと判定するものであってもよい。

希釈対応制御手段１００ｂは、エンジンオイルの上記希釈状態が判定されたときに、エンジン１０を希釈回復モード又は希釈防止モードで運転する。

希釈回復モードは、モータジェネレータ２０を駆動して発電状態にしつつ、エンジンオイルが上記水分の揮発によって所定の回復状態（本実施形態では、エンジンオイルの水分による希釈率が所定値（例えば５％）以下である状態）になるように該エンジンオイルの温度を上昇させるエンジン運転モードである。バッテリ３０への充電のためのモータジェネレータ２０による発電の要求があるとき（ＳＯＣが所定値Ｌ（例えば３０％）未満になっているとき）か、又は走行用モータ４０の駆動のためのモータジェネレータ２０による発電の要求があるとき（車両１が高速走行、加速走行又は登坂走行されるとき）に、希釈回復モードでのエンジン運転が実行される。具体的な制御は次のとおりである。

希釈回復モードでは、走行用モータ４０の駆動のためのモータジェネレータ２０による発電の要求があったときに、該走行発電のためにエンジン１０を所定の高回転低負荷で運転する（図４参照）。そうして、上記走行発電の要求がなくなった時点でエンジンオイルが上記回復状態になっていないときには、上記回復状態になるまで、エンジン１０の当該高回転低負荷運転をモータジェネレータ２０からバッテリ３０への充電のために継続する。

また、希釈回復モードでは、上記走行発電の要求がないときは、バッテリ３０への充電のためのモータジェネレータ２０による発電要求があったときに、当該発電のためにエンジン１０を所定の低回転高負荷で運転し（図４参照）、当該発電要求がなくなった時点でエンジンオイルが上記回復状態になっていないときには、上記回復状態になるまでエンジン１０の低回転高負荷運転を継続する。

ここに、エンジン１０の希釈回復モード運転中に、エンジンオイルに係る上記油圧が上記第１レベルよりも高い第２レベル以上に上昇したとき、或いは、オイルレベルが所定レベル以下に低下したときに、エンジンオイルが上記回復状態になったと判定することができる。

希釈防止モードは、上記希釈回復モードでのエンジン運転が所定期間中（例えば冬期の数ヶ月間）に所定回数（例えば２回）実行された後にエンジンオイルの希釈状態が判定されたときに、エンジン１０の温度をエンジンオイルの希釈が生じない温度（既燃ガス中の水分による結露を生じない温度）に上昇させるエンジン運転モードである。具体的には次のとおりである。

希釈防止モードでは、モータジェネレータ２０による発電要求に基いてエンジン１０を始動したとき、その始動時のエンジン冷却水温度が所定値以下であるときは、上記発電要求が続いているか否かに拘わらず、エンジン１０の温度が上記水分によるエンジンオイルの希釈を生じない温度になるように、その始動時のエンジン冷却水の温度に応じた時間継続してエンジン１０を発電のために運転する。

図５はエンジン始動時のエンジン冷却水温度と発電要求終了後のエンジン継続運転時間の関係の一例を示す。エンジン冷却水温度が低くなるに従って、エンジン温度がエンジンオイルへの水分の混入を生じない温度になるまでに要するエンジン継続運転時間が長くなる。

また、希釈防止モードでは、車両１の暖房要求があったときに（車両１の暖房スイッチがオンされたときに）、エンジン１０をエンジン冷却水による暖房のために始動し、且つその始動時のエンジン冷却水温度に応じた時間継続してエンジンを当該暖房のためにアイドル運転する。すなわち、車両１の暖房要求に対しては、基本的には電気ヒータの作動で対応するが、上記希釈回復モードでのエンジン運転が所定期間中に所定回数実行された後にエンジンオイルの希釈状態が判定されたときは、電気ヒータを作動させず、エンジン冷却水による暖房を行なうべくエンジン１０をアイドル運転するものである。

（エンジンオイル希釈対策制御の流れ）
図６に示すように、スタート後のステップＡ１で各種センサからの信号が入力され、ステップＡ２でエンジンオイルの圧力に基いてエンジンオイルの希釈の程度が判定される。ステップＡ３でエンジンオイルが所定の希釈状態に至っている（油圧が第１レベル以下となっている）ことが判定されると、ステップＡ４に進み、希釈防止フラグが「１」であるか否かが判定される。この希釈防止フラグは、希釈回復モードのエンジン運転が所定期間中に所定回数実行されたときに「１」にされるものである。

希釈防止フラグが「１」でないときは、所定条件下でエンジン１０の希釈回復モード運転が実行される（ステップＡ５）。希釈防止フラグが「１」であるときは、所定条件下でエンジン１０の希釈防止モード運転が実行される（ステップＡ６）。ステップＡ３でエンジンオイルが所定の希釈状態に至っていないと判定されると、通常の発電要求に基づくエンジン運転が実行される。

図７は希釈回復モード運転制御の流れを示す。この希釈回復モードでは、ステップＢ１で走行発電要求、すなわち、走行用モータ４０の駆動のためのモータジェネレータ２０による発電要求があるか否かが判定される。走行発電の要求があるときはステップＢ２に進み、エンジン１０が所定の高回転低負荷で運転され、モータジェネレータ２０の発電電力が走行用モータ４０に与えられる。走行発電の要求がなくなった時点で、エンジンオイルが上記回復状態になっているか否かが判定される（ステップＢ３）。エンジンオイルが上記回復状態になっていないときには、上記回復状態になるまでエンジン１０の当該高回転低負荷運転が継続され（ステップＢ２，Ｂ３）、その間はモータジェネレータ２０からバッテリ３０に充電される。

一方、ステップＢ１で上記走行発電の要求がないと判定されたときはステップＢ４に進み、ＳＯＣが所定値Ｌ未満になっているか否かが判定される。「ＳＯＣ＜Ｌ」であるとき（バッテリ３０への充電のためのモータジネレータ２０による発電要求あり）はステップＢ５に進み、当該発電のためにエンジン１０が所定の低回転高負荷で運転される。当該発電要求が続いているか否かに拘わらず、エンジンオイルが上記回復状態になるまで当該エンジン１０の低回転高負荷運転が継続される（ステップＢ５，Ｂ６）。

ステップＢ３で「ＳＯＣ≧Ｌ」と判定されたときは、ステップＢ７に進んで希釈防止モード運転が実行される。

ステップＢ３，Ｂ６に続くステップＢ８では、上記希釈回復モード運転（高回転低負荷発電運転又は低回転高負荷発電運転）の回数Ｎがカウントされる（Ｎ←Ｎ＋１）。続くステップＢ９で上記運転回数Ｎが所定回数Ｎ１に達したと判定されたときは、ステップＢ１０に進んで希釈防止フラグが「１」とされ、上記運転回数Ｎが所定回数Ｎ１に達していないと判定されたときは、ステップＢ１１に進んで希釈防止フラグが「０」とされる。

図８は希釈防止モード運転制御の流れを示す。この希釈防止モードでは、ステップＣ１でエンジン冷却水温度Ｔが所定値Ｔ１以下であるか否かが判定される。「Ｔ≦Ｔ１」であるときはステップＣ２に進み、ＳＯＣが所定値Ｌ未満になっているか否かが判定される。「ＳＯＣ＜Ｌ」であるとき（バッテリ３０への充電のためのモータジネレータ２０による発電要求あり）はステップＣ３に進み、当該発電のためにエンジン１０が始動され、その始動時のエンジン冷却水温度に応じた時間継続してエンジン１０の運転が実行される。

一方、ステップＣ２で「ＳＯＣ≧Ｌ」と判定されたとき（発電要求なし）はステップＣ４に進み、車両１の暖房要求があるか否かが判定される。暖房要求があるときはステップＣ５に進み、電気ヒータは作動されず、エンジン１０がエンジン冷却水による暖房のために始動され、その始動時のエンジン冷却水温度に応じた時間継続してエンジン１０が当該暖房のためにアイドル運転される。

従って、図９にエンジン１０の運転・停止の推移と、バッテリ残容量及びオイルレベルの変化の関係を示すように、走行発電要求に基づくエンジン１０の短時間運転が繰り返されると、エンジン温度が高くならない結果、既燃ガス中の水分が水蒸気となって排気系に排出されずに、オイルパン１１のエンジンオイルに混入し、エンジンオイルの希釈が進む。すなわち、オイルレベルが上昇していき、エンジンオイルは所定の希釈状態になる。一方、バッテリ３０の電力は走行用モータ４０等によって消費され、ＳＯＣが漸次低下していく。

ＳＯＣが所定値Ｌ未満になってバッテリ３０への充電のための発電要求があると、エンジン１０が始動され、これによりモータジェネレータ２０が駆動されてその発電電力によりバッテリ３０が充電される。ＳＯＣが所定レベルまで上昇すると、バッテリ３０の充電のための発電要求は終了するが、上記希釈回復モード運転制御によれば、発電要求終了した時点で、エンジンオイルが所定の回復状態になっていないときは、エンジン１０の運転が継続される。これにより、エンジンオイルの温度が上昇する。そして、エンジンオイル中の水分が揮発してエンジンオイルが所定の回復状態になったときにエンジン１０の運転が停止することになる。

バッテリ３０への充電のための発電要求がないときであっても、走行発電要求（走行用モータ４０の駆動のための発電要求）があれば、エンジン１０が運転される。この走行発電の要求が終了した時点で、エンジンオイルが所定の回復状態になっていないときは、エンジン１０の運転が継続される。これにより、エンジンオイルの温度が上昇する。このときはモータジェネレータ２０からバッテリに充電される。そして、エンジンオイル中の水分が揮発してエンジンオイルが所定の回復状態になったときにエンジン１０の運転が停止することになる。

そうして、上記希釈回復モード運転制御によれば、発電要求終了後のエンジンオイルを所定の回復状態にするためのエンジン運転で得られるエネルギーは発電に使用されるから、車両１の全体としての燃費の悪化が避けられる。

また、上記走行発電要求時の希釈回復モード運転は高回転高負荷運転であるが、それによって、エンジン音が多少大きくなったとしても、走行発電要求時は車両１の高速走行時、加速時、或いは登坂時であるから、そのエンジン音は問題にならない。一方、バッテリ３０への充電のための発電要求時の希釈回復モード運転は低回転高負荷運転であるから、エンジン音は大きくならず、車室の静粛性が保たれる。

また、希釈対応制御によれば、希釈回復モード運転が所定期間中に所定回数実行された場合は、希釈防止モード運転になるから、希釈回復モード運転が頻繁に繰り返されることが避けられる。

発電要求に基づく希釈防止モード運転では、エンジン始動時のエンジン冷却水の温度に応じた時間継続してエンジン１０が当該発電のために運転されるから、エンジン温度の上昇により、エンジンオイルの希釈防止が図れる。

暖房要求に基づく希釈防止モード運転では、エンジン始動時のエンジン冷却水の温度に応じた時間継続してエンジン１０が当該暖房のためにアイドル運転されるから、エンジン温度の上昇により、エンジンオイルの希釈防止が図れる。この希釈防止のためのエンジン運転で得られるエネルギーは暖房に使用されるから、車両１の全体としての燃費の悪化が避けられる。

なお、上記希釈回復モード運転では、空燃比のリッチ化、吸気過給、又は吸気弁の早閉じを実行することができる。これにより、バッテリ３０の劣化を抑制しながら、エンジンオイルの回復を図ることができる。

また、上記希釈回復モード運転では、エンジン１０の燃費が最適となる動作ラインとして予め定められた燃費最適動作ラインから高負荷側ないし高回転側に、エンジンオイルの希釈度に応じてシフトさせた動作点でエンジン１０を運転するようにしてもよい。これにより、短時間でエンジン１０を暖機してエンジンオイルを回復状態にすることができる。

１ ハイブリッド車
１０ エンジン
２０ モータジェネレータ
３０ バッテリ
４０ 走行用モータ
１００ コントロールユニット
１００ａ 希釈判定手段
１００ｂ 希釈対応制御手段
１１０ オイルレベルセンサ
１１１ オイルパン
１１２ オイルポンプ

Claims (10)

1. 燃料として水素ガスが供給されるエンジンと、該エンジンによって駆動されて発電するモータジェネレータと、該モータジェネレータで発電された電力により充電されるバッテリと、上記モータジェネレータの発電電力または上記バッテリからの電力の少なくとも一方によって車両を走行駆動する走行用モータとを備えたハイブリッド車の制御装置であって、
   上記エンジンの既燃ガス中の水分によってエンジンオイルが所定の希釈状態になったか否かを判定する希釈判定手段と、
   上記エンジンオイルの上記希釈状態が判定されたときに、上記エンジンを、上記モータジェネレータを駆動して発電状態にし且つ上記エンジンオイルが上記水分の揮発によって所定の回復状態になるように該エンジンオイルの温度を上昇させる希釈回復モードで運転する制御手段とを備え、
   上記希釈回復モードでは、上記走行用モータの駆動のための上記モータジェネレータによる発電要求があったときには、該発電のために上記エンジンを所定の高回転低負荷で運転し、上記発電要求がなくなった時点で上記エンジンオイルが上記回復状態になっていないときには、上記回復状態になるまで、上記エンジンの当該運転を上記モータジェネレータからバッテリへの充電のために継続することを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
2. 燃料として水素ガスが供給されるエンジンと、該エンジンによって駆動されて発電するモータジェネレータと、該モータジェネレータで発電された電力により充電されるバッテリと、上記モータジェネレータの発電電力または上記バッテリからの電力の少なくとも一方によって車両を走行駆動する走行用モータとを備えたハイブリッド車の制御装置であって、
   上記エンジンの既燃ガス中の水分によってエンジンオイルが所定の希釈状態になったか否かを判定する希釈判定手段と、
   上記エンジンオイルの上記希釈状態が判定されたときに、上記エンジンを、上記モータジェネレータを駆動して発電状態にし且つ上記エンジンオイルが上記水分の揮発によって所定の回復状態になるように該エンジンオイルの温度を上昇させる希釈回復モードで運転する制御手段とを備え、
   上記希釈回復モードでは、上記バッテリへの充電のための上記モータジェネレータによる発電要求があったときは、上記エンジンオイルが上記回復状態になるまで当該発電のために上記エンジンを所定の低回転高負荷で運転することを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
3. 請求項１において、
   上記希釈回復モードでは、上記バッテリへの充電のための上記モータジェネレータによる発電要求があったときは、上記エンジンオイルが上記回復状態になるまで当該発電のために上記エンジンを所定の低回転高負荷で運転することを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
4. 燃料として水素ガスが供給されるエンジンと、該エンジンによって駆動されて発電するモータジェネレータと、該モータジェネレータで発電された電力により充電されるバッテリと、上記モータジェネレータの発電電力または上記バッテリからの電力の少なくとも一方によって車両を走行駆動する走行用モータとを備えたハイブリッド車の制御装置であって、
   上記エンジンの既燃ガス中の水分によってエンジンオイルが所定の希釈状態になったか否かを判定する希釈判定手段と、
   上記エンジンオイルの上記希釈状態が判定されたときに、上記エンジンを、上記モータジェネレータを駆動して発電状態にし且つ上記エンジンオイルが上記水分の揮発によって所定の回復状態になるように該エンジンオイルの温度を上昇させる希釈回復モードで運転する制御手段とを備え、
   上記制御手段は、上記希釈回復モードでのエンジン運転が所定期間中に所定回数実行された後に上記エンジンオイルの希釈状態が判定されたときに、上記エンジンの温度を上記水分による上記エンジンオイルの希釈が生じないように上昇させる希釈防止モードで上記エンジンを運転することを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
5. 請求項１乃至請求項３のいずれか一おいて、
   上記制御手段は、上記希釈回復モードでのエンジン運転が所定期間中に所定回数実行された後に上記エンジンオイルの希釈状態が判定されたときに、上記エンジンの温度を上記水分による上記エンジンオイルの希釈が生じないように上昇させる希釈防止モードで上記エンジンを運転することを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
6. 請求項４又は請求項５において、
   上記希釈防止モードでは、上記モータジェネレータによる発電要求に基いて上記エンジンを始動したとき、その始動時のエンジン冷却水温度が所定値以下であるときは、上記発電要求が続いているか否かに拘わらず、その始動時のエンジン冷却水の温度に応じた時間継続して上記エンジンを発電のために運転することを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
7. 請求項４乃至請求項６のいずれか一において、
   上記希釈防止モードでは、当該ハイブリッド車の暖房要求があったときに、上記エンジンをエンジン冷却水による暖房のために始動し、且つその始動時のエンジン冷却水温度に応じた時間継続して上記エンジンを当該暖房のために運転することを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
   上記希釈判定手段は、上記エンジンの運転がエンジン冷間時の運転であり且つその運転時間が所定時間以下であった冷間短時運転の時間の積算値が所定値以上になったときに上記エンジンオイルが上記希釈状態になったと判定することを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
9. 請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
   上記エンジンによって駆動されるオイルポンプを備え、
   上記希釈判定手段は、上記オイルポンプによって上記エンジンの各部に供給される上記エンジンオイルの圧力が所定のエンジン運転状態において所定値以下になったときに上記エンジンオイルが上記希釈状態になったと判定することを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
10. 請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
    上記希釈判定手段は、上記エンジンの運転に伴うオイルパンのオイルレベルの増大変化量の積算値が所定値以上になったときに上記エンジンオイルが上記希釈状態になったと判定することを特徴とするハイブリッド車の制御装置。

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