JP6510859B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸気管にガスを供給する供給デバイスを備えた車両用制御装置に関する。

エンジンの吸気管にガスを供給する供給デバイスとして、排気管から吸気管に排出ガスを供給する排気再循環システムや、燃料タンクから吸気管に蒸発燃料ガスを供給するエバポパージシステム等がある（特許文献１参照）。これらの供給デバイスにおいては、吸気管圧力が十分に低下したとき、つまり吸気管圧力と大気圧との圧力差が十分に拡大したときに、吸気管に対して排出ガスや蒸発燃料ガス等が供給される。これにより、吸気管に対して排出ガスや蒸発燃料ガス等を円滑に供給することができる。

特開２００９−２２０６０３号公報

ところで、エンジンの吸入空気量は走行状況に応じて増減するため、走行状況によっては吸気管圧力が十分に低下していないことも多い。このように、吸気管圧力は走行状況に左右されることから、排気再循環システム等の供給デバイスを適切に機能させることが困難となっていた。また、大気圧が低下する高地走行時においても、吸気管圧力と大気圧との圧力差を十分に拡大させることが困難であることから、排気再循環システム等の供給デバイスを適切に機能させることが困難となっていた。

本発明の目的は、供給デバイスを適切に機能させることにある。

本発明の車両用制御装置は、エンジンの吸気管にガスを供給する供給デバイスを備えた車両用制御装置であって、前記エンジンの目標トルクを設定する目標設定部と、前記吸気管内の吸気管圧力と、前記供給デバイスから要求される前記吸気管内の目標圧力と、の圧力差に基づいて、前記エンジンのトルク制限値を設定する制限値設定部と、前記トルク制限値に基づいて、前記目標トルクを制限する目標制限部と、を有し、前記制限値設定部は、前記吸気管圧力が前記目標圧力を上回って前記圧力差が拡大するほどに、前記トルク制限値を下げて設定する。

本発明によれば、吸気管内の吸気管圧力に基づいてエンジンのトルク制限値を設定し、トルク制限値に基づいて目標トルクを制限したので、吸気管圧力を下げることができる。これにより、供給デバイスを適切に機能させることができる。

本発明の一実施の形態である車両用制御装置を示す図である。 エンジンおよびその制御系の一例を示す図である。 エンジンコントローラの構成例を示すブロック図である。 制御用トルクと吸気管負圧との推移の一例を示す説明図である。 トルクガード制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。 トルクガード制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。 圧力差とガード増減値との関係を示す図である。 トルクガード制御の実行状況の一例を示すタイミングチャートである。 （ａ）〜（ｃ）は、モータジェネレータの協調制御過程の一例を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、無段変速機の協調制御過程の一例を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である車両用制御装置１０を示す図である。図１に示すように、車両用制御装置１０には、動力源としてエンジン１１およびモータジェネレータ１２を備えたパワーユニット１３が設けられている。すなわち、パワーユニット１３には、内燃機関であるエンジン１１の他に、動力源として電動モータであるモータジェネレータ１２が設けられている。パワーユニット１３は無段変速機（変速機）１４を有しており、無段変速機１４はプライマリプーリ１５およびセカンダリプーリ１６を備えている。プライマリプーリ１５の一方側には、入力クラッチ１７およびトルクコンバータ１８を介してエンジン１１が連結されている。また、プライマリプーリ１５の他方側には、モータジェネレータ１２のロータ１９が連結されている。さらに、セカンダリプーリ１６には、出力クラッチ２０、駆動輪出力軸２１およびディファレンシャル機構２２を介して駆動輪２３が連結されている。

車両用制御装置１０には、パワーユニット１３の作動状態を制御するため、複数の電子制御ユニットつまりコントローラ３０〜３２が設けられている。コントローラとして、エンジンコントローラ３０、ミッションコントローラ３１、モータコントローラ３２が設けられている。エンジンコントローラ３０は、補機３３等に対して制御信号を出力し、エンジン１１の作動状態を制御する。ミッションコントローラ３１は、バルブボディ３４に制御信号を出力し、無段変速機１４やクラッチ１７，２０等の作動状態を制御する。そして、モータコントローラ３２は、インバータ３５に制御信号を出力し、モータジェネレータ１２の作動状態を制御する。さらに、車両用制御装置１０には、コントローラとして、各種コントローラ３０〜３２を統括するハイブリッドコントローラ３６が設けられている。ハイブリッドコントローラ３６は、運転手の操作状態や車両の走行状態に基づいて、エンジン１１、モータジェネレータ１２、無段変速機１４等の作動状態を決定し、各コントローラ３０〜３２に制御信号を出力する。

これらのコントローラ３０〜３２，３６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成されるマイクロコンピュータや、各種アクチュエータに対する制御電流を生成する駆動回路部等を有している。また、各コントローラ３０〜３２，３６は、ＣＡＮやＬＩＮ等の車載ネットワーク３７を介して互いに接続されている。この車載ネットワーク３７には、後述する各種センサから走行状態を示す各種パラメータが送信されている。

車両用制御装置１０は、パワーユニット１３の動作モードとして、モータ走行モードおよびパラレル走行モードを有している。モータ走行モードを実行する際には、入力クラッチ１７が解放されて出力クラッチ２０が締結される。モータ走行モードにおいては、エンジン１１を停止させてモータジェネレータ１２の動力のみが駆動輪２３に伝達される。パラレル走行モードを実行する際には、入力クラッチ１７および出力クラッチ２０が締結される。パラレル走行モードにおいては、エンジン１１およびモータジェネレータ１２の動力が駆動輪２３に伝達される。さらに、パラレル走行モードにおいて、モータジェネレータ１２を空転させることにより、エンジン１１の動力のみを駆動輪２３に伝達しても良い。

［エンジンの制御系］
続いて、エンジン１１の制御系について詳細に説明する。図２はエンジン１１およびその制御系の一例を示す図である。図２に示すように、エンジン１１は、図示しないクランク軸にコネクティングロッド４０を介して連結されるピストン４１と、ピストン４１を収容するシリンダ４２と、を有している。また、エンジン１１のシリンダヘッド４３には、燃焼室４４に開口する吸気ポート４５および排気ポート４６が形成されている。シリンダヘッド４３の吸気ポート４５には吸気管４７が接続されており、シリンダヘッド４３の排気ポート４６には排気管４８が接続されている。

吸気管４７には、吸入空気量を調整するスロットルボディ５０が設けられている。スロットルボディ５０は、吸気管４７の開口面積を変化させるスロットルバルブ５１を有している。スロットルバルブ５１は、吸気管４７の開口面積を最小にする全閉位置から、吸気管４７の開口面積を最大にする全開位置まで、回動自在にスロットルボディ５０に組み付けられている。スロットルバルブ５１の作動位置を制御することにより、吸気管４７の開口面積を自在に変化させることができ、吸気ポート４５に流入する吸入空気量を制御することができる。また、スロットルボディ５０は、スロットルバルブ５１を回動させるアクチュエータとしてスロットルモータ５２を備えている。なお、吸気管４７には、エアクリーナ５３が取り付けられている。

エンジン１１には、供給デバイスとして、排気管４８から吸気管４７に排出ガス（ガス）を供給する排気再循環システム６０（以下、ＥＧＲシステムと記載する。）が設けられている。ＥＧＲシステム６０は、排気管４８に接続される第１ＥＧＲ配管６１と、吸気管４７に接続される第２ＥＧＲ配管６２と、第１ＥＧＲ配管６１および第２ＥＧＲ配管６２を接続するＥＧＲバルブ６３と、を有している。ＥＧＲバルブ６３を開放側に制御することにより、排気管４８からＥＧＲ配管６１，６２を経て吸気管４７に案内される排出ガス量を増加させることができる。一方、ＥＧＲバルブ６３を閉塞側に制御することにより、排気管４８からＥＧＲ配管６１，６２を経て吸気管４７に案内される排出ガス量を減少させることができる。なお、ＥＧＲとは、「Exhaust Gas Recirculation」である。

また、エンジン１１には、供給デバイスとして、燃料タンク７１からの蒸発燃料ガス（ガス）を吸気管４７に供給する蒸発燃料処理システム７０（以下、パージシステムと記載する。）が設けられている。パージシステム７０は、燃料タンク７１に接続される第１パージ配管７２と、第１パージ配管７２に接続されるキャニスタ７３と、を有している。また、パージシステム７０は、吸気管４７に接続される第２パージ配管７４と、第２パージ配管７４に接続されるパージバルブ７５と、を有している。さらに、パージシステム７０は、キャニスタ７３とパージバルブ７５とを接続する第３パージ配管７６を有している。キャニスタ７３には活性炭が封入されており、燃料タンク７１から放出される蒸発燃料ガスはキャニスタ７３に対して一時的に蓄えられる。パージバルブ７５を開放側に制御することにより、キャニスタ７３からパージ配管７６，７４を経て吸気管４７に蒸発燃料ガスを供給することができる。一方、パージバルブ７５を閉塞側に制御することにより、吸気管４７に対する蒸発燃料ガスの供給は遮断される。

スロットルボディ５０、ＥＧＲシステム６０およびパージシステム７０等は、前述したエンジンコントローラ３０によって制御される。エンジンコントローラ３０には、ハイブリッドコントローラ３６からエンジン１１に対する目標トルクが入力される。そして、エンジンコントローラ３０は、エンジン１１に対する目標トルクに出力トルクを追従させるため、目標トルクに基づいてスロットルバルブ５１を制御し、エンジン１１の吸入空気量を調整する。ここで、目標トルクとは、エンジン１１に対して出力が要求されるエンジントルクであり、要求トルクとも呼ばれている。また、出力トルクとは、エンジン１１から実際に出力されるエンジントルクであり、実トルクとも呼ばれている。

エンジンコントローラ３０には、スロットルバルブ５１の作動位置つまりスロットル開度を検出するスロットルセンサ８０、吸気管４７を通過する吸入空気量を検出するエアフローセンサ８１、吸気管４７内の吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ８２、大気圧を検出する大気圧センサ８３が接続されている。また、エンジンコントローラ３０には、アクセルペダル８４の操作量（以下、アクセル開度と記載する。）を検出するアクセルセンサ８５、クランク軸の回転速度つまりエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ８６、車両の走行速度つまり車速を検出する車速センサ８７等が接続されている。これらのセンサは、エンジンコントローラ３０に対し、直接的に或いは車載ネットワーク３７を介して間接的に接続されている。

［エンジンのトルク追従制御］
続いて、目標トルクに出力トルクを追従させるエンジン１１のトルク追従制御について説明する。ここで、図３はエンジンコントローラ３０の構成例を示すブロック図である。図３に示すように、エンジンコントローラ３０は、目標トルク制限部（目標制限部）９０、目標空気量設定部９１、フィードバック係数算出部９２、および目標開口面積算出部９３を有している。また、エンジンコントローラ３０はトルクガード設定部（制限値設定部）９４を有しており、このトルクガード設定部９４は後述するトルクガード制御で用いられるトルクガード値（トルク制限値）ＴＧＤを設定する。

まず、車両全体を統括するハイブリッドコントローラ３６は、アクセルセンサ８５から入力されるアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８７から入力される車速Ｖ等に基づいて、パワーユニット１３に要求される総出力トルクを決定する。そして、ハイブリッドコントローラ３６は、エンジン１１に対する目標トルクＴＥ１、モータジェネレータ１２に対する目標トルクＴＭ１、無段変速機１４に対する目標変速比ＴＲ１等を決定する。すなわち、目標設定部として機能するハイブリッドコントローラ３６は、決定された総出力トルクをパワーユニット１３から出力するため、エンジン１１、モータジェネレータ１２および無段変速機１４の制御目標を決定し、各コントローラに制御信号として出力する。例えば、ハイブリッドコントローラ３６は、アクセル開度が増加する程に、目標トルクＴＥ１，ＴＭ１を増加させ、目標変速比ＴＲ１を減速させる一方、アクセル開度が減少する程に、目標トルクＴＥ１，ＴＭ１を減少させ、目標変速比ＴＲ１を増速させる。

このように、ハイブリッドコントローラ３６から送信される目標トルクＴＥ１は、エンジンコントローラ３０の目標トルク制限部９０によって受信される。目標トルク制限部９０は、後述するトルクガード制御に基づいて、必要に応じて目標トルクＴＥ１を制限し、或いは目標トルクＴＥ１を維持し、スロットルバルブ５１を制御するための制御用トルクＴｔｅを設定する。なお、目標トルクＴＥ１を制限するトルクガード制御については後述する。次いで、目標空気量設定部９１は、目標トルク制限部９０から入力される制御用トルクＴｔｅに基づいて、吸入空気量の目標値である目標吸入空気量Ｔｇｎを設定する。目標空気量設定部９１は、制御用トルクＴｔｅが増加する程に、設定する目標吸入空気量Ｔｇｎを増加させる一方、制御用トルクＴｔｅが減少する程に、設定する目標吸入空気量Ｔｇｎを減少させる。

フィードバック係数算出部９２には、エアフローセンサ８１から実際の吸入空気量ＧＮが入力され、目標空気量設定部９１から目標吸入空気量Ｔｇｎが入力される。このフィードバック係数算出部９２は、目標吸入空気量Ｔｇｎを吸入空気量ＧＮで除算し、フィードバック係数αを算出する（α＝Ｔｇｎ／ＧＮ）。また、目標開口面積算出部９３には、スロットルセンサ８０から現在のスロットル開度ＴＯが入力され、フィードバック係数算出部９２からフィードバック係数αが入力される。目標開口面積算出部９３は、スロットル開度ＴＯから現在の吸気管４７の開口面積ＯＡを算出し、この開口面積ＯＡにフィードバック係数αを乗算する。このように、目標開口面積算出部９３は、吸気管４７の開口面積の目標値である目標開口面積Ｔｏａを算出する（Ｔｏａ＝ＯＡ×α）。

また、エンジンコントローラ３０は、スロットル制御部９５を有している。スロットル制御部９５は、目標開口面積Ｔｏａに基づき目標スロットル開度Ｔｔｏを設定し、目標スロットル開度Ｔｔｏをスロットルモータ５２に送信する。そして、スロットルモータ５２は、目標スロットル開度Ｔｔｏに基づきスロットルバルブ５１の作動位置を制御し、吸気管４７を通過する吸入空気量を目標吸入空気量Ｔｇｎに向けて増減させる。このように、スロットルボディ５０を制御して吸入空気量を増減させることにより、目標吸入空気量Ｔｇｎに応じた出力トルクを得ることができ、制御用トルクＴｔｅに向けて出力トルクを制御することができる。

すなわち、エンジンコントローラ３０は、制御用トルクＴｔｅに基づいてスロットルバルブ５１を制御することにより、制御用トルクＴｔｅに出力トルクを追従させるトルク追従制御を実行している。このトルク追従制御とは、制御用トルクＴｔｅに応じて出力トルクを制御する所謂トルクデマンド制御である。なお、エンジンコントローラ３０は、所定時間毎に入力される目標トルクＴＥ１に基づき制御用の制御用トルクＴｔｅを設定し、この制御用トルクＴｔｅに基づき目標スロットル開度Ｔｔｏを更新する。

［制御用トルクＴｔｅと吸気管負圧Ｐｉとの関係］
続いて、制御用トルクＴｔｅと吸気管負圧Ｐｉとの関係について説明する。図４は制御用トルクＴｔｅと吸気管負圧Ｐｉとの推移の一例を示す説明図である。なお、吸気管負圧Ｐｉとは、大気圧を基準とするゲージ圧であり、吸気管圧力から大気圧を減算した圧力である。つまり、吸気管負圧Ｐｉは、ゲージ圧で示した吸気管圧力である。また、本明細書において、吸気管負圧Ｐｉが増加するということは、吸気管圧力が減少つまり下がることを意味しており、吸気管負圧Ｐｉが減少するということは、吸気管圧力が増加つまり上がることを意味している。

図４に矢印ａで示すように、制御用トルクＴｔｅが増加する程に、吸気管負圧Ｐｉは減少している。一方、図４に矢印ｂで示すように、制御用トルクＴｔｅが減少する程に、吸気管負圧Ｐｉは増加している。すなわち、図４に矢印ａで示すように、制御用トルクＴｔｅが増加する場合には、スロットルバルブ５１を開き側に制御して目標吸入空気量Ｔｇｎを増加させることから、吸気管負圧Ｐｉが減少つまり吸気管圧力が上がることになる。一方、図４に矢印ｂで示すように、制御用トルクＴｔｅが減少する場合には、スロットルバルブ５１を閉じ側に制御して目標吸入空気量Ｔｇｎを減少せることから、吸気管負圧Ｐｉが増加つまり吸気管圧力が下がることになる。

また、図４に示すように、吸気管４７内の目標圧力として、所定の目標確保圧力Ｐｘ（例えば、−６０［ｍｍＨｇ］）が設定されている。この目標確保圧力は、吸気管４７に排出ガスを供給するＥＧＲシステム６０や、吸気管４７に蒸発燃料ガスを供給するパージシステム７０から要求される目標圧力である。排出ガスや蒸発燃料ガスは、大気圧によって吸気管４７に押し込まれるため、吸気管負圧Ｐｉが減少している場合には、吸気管４７に排出ガスや蒸発燃料ガスを供給することが困難になる。すなわち、図４に符号Ｘで示すように、吸気管負圧Ｐｉが目標確保圧力Ｐｘよりも減少する領域では、ＥＧＲシステム６０やパージシステム７０を適切に作動させることが困難であった。そこで、エンジンコントローラ３０は、ＥＧＲシステム６０やパージシステム７０から要求される吸気管負圧Ｐｉを確保するため、ハイブリッドコントローラ３６から送信される目標トルクＴＥ１を、必要に応じて制限するトルクガード制御を実行する。

［トルクガード制御の実行手順］
続いて、トルクガード制御の実行手順について説明する。図５および図６はトルクガード制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。図５に示すように、ステップＳ１０では、車両の制御モードが燃費優先モードであるか否かが判定される。エンジンコントローラ３０は、例えばアクセル開度Ａｃｃに基づいて、燃費優先モードであるか否かを判定する。エンジンコントローラ３０は、アクセル開度Ａｃｃが所定の閾値を下回る場合に、運転手が加速走行を要求していないと判断して燃費優先モードを選択する。一方、エンジンコントローラ３０は、アクセル開度Ａｃｃが所定の閾値を上回る場合に、運転手が加速走行を要求していると判断して出力優先モードを選択する。なお、燃費優先モードにおいては、エンジン１１の燃費を向上させるため、ＥＧＲシステム６０が積極的に活用されている。また、燃費優先モードにおいては、吸気管負圧Ｐｉを確保し易いことから、パージシステム７０が積極的に活用されている。

ステップＳ１０において、燃費優先モードであると判定された場合には、ステップＳ１１に進み、エンジン運転中であるか否かが判定される。ステップＳ１１において、エンジン運転中であると判定された場合には、ステップＳ１２に進み、目標トルクＴＥ１を制限するガード処理が実行される。このように、車両の制御モードが燃費優先モードであり、かつエンジン運転中である場合には、ステップＳ１２に進み、目標トルクＴＥ１を制限するガード処理が実行される。一方、ステップＳ１０において、出力優先モードであると判定された場合や、ステップＳ１１において、エンジン停止中やエンジン始動中であると判定された場合には、ステップＳ１３に進み、ガード処理は停止される。

続いて、図６のフローチャートを用いてガード処理について説明する。図６に示すように、ステップＳ２０では、吸気管負圧Ｐｉから目標確保圧力Ｐｘを減算して圧力差ΔＰが算出される。なお、目標確保圧力Ｐｘについても、吸気管負圧Ｐｉと同様に、大気圧を基準とするゲージ圧である。次いで、ステップＳ２１では、圧力差ΔＰに基づいて、ガード増減値Ｇ１が算出される。ここで、図７は圧力差ΔＰとガード増減値Ｇ１との関係を示す図である。図７に示すように、圧力差ΔＰが正側に大きく算出される場合、つまり吸気管負圧Ｐｉが確保されずに不足する場合に、ガード増減値Ｇ１は負側に小さく算出される。一方、圧力差ΔＰが負側に小さく算出される場合、つまり吸気管負圧Ｐｉが確保される場合に、ガード増減値Ｇ１は正側に大きく算出される。なお、吸気管負圧Ｐｉと目標確保圧力Ｐｘとが一致し、圧力差ΔＰが「０」として算出された場合には、ガード増減値Ｇ１は「０」として算出される。また、図７の拡大部分に示すように、圧力差ΔＰが拡大する程に、ガード増減値Ｇ１の変化量は大きく設定されている（｜Ｇｂ｜＞｜Ｇａ｜）。

次いで、ステップＳ２２では、吸気管負圧Ｐｉが、ガード有効領域に含まれるか否かが判定される。ここで、図４に黒塗りの矢印で示すように、ガード有効領域とは、所定圧力である第１負圧閾値ＰＭ１（例えば、−１００［ｍｍＨｇ］）や、所定圧力である第２負圧閾値ＰＭ２（例えば、−１５０［ｍｍＨｇ］）よりも、吸気管負圧Ｐｉが減少する（絶対圧力が上昇する）領域である。また、図８に示すように、ガード有効領域にはヒステリシスが設定されている。すなわち、吸気管負圧Ｐｉが減少する過程においては、吸気管負圧Ｐｉが第１負圧閾値ＰＭ１を超えて減少すると、ガード有効領域に含まれる。一方、吸気管負圧Ｐｉが増加する過程においては、吸気管負圧Ｐｉが第２負圧閾値ＰＭ２を超えて増加するまで、ガード有効領域が維持されることになる。

ステップＳ２２において、吸気管負圧Ｐｉが、ガード有効領域から外れると判定された場合、つまり吸気管負圧Ｐｉが、ガード無効領域に含まれると判定された場合には、ステップＳ２３に進み、目標トルクＴＥ１を制限するためのトルクガード値ＴＧＤが、所定の最大値Ｔｍａｘ（例えば、５００Ｎｍ）に設定される。一方、ステップＳ２２において、吸気管負圧Ｐｉが、ガード有効領域であると判定された場合には、ステップＳ２４に進み、ガード無効領域からガード有効領域に移行した直後であるか否かが判定される。ステップＳ２４において、ガード有効領域への移行直後であると判定された場合には、ステップＳ２５に進み、トルクガード値ＴＧＤが、直近の制御用トルクＴｔｅに設定される。

また、ステップＳ２４において、ガード有効領域への移行直後ではないと判定された場合には、ステップＳ２６に進み、ガード増減値Ｇ１を用いて直近のトルクガード値ＴＧＤが更新される（ＴＧＤ_（ｎ）＝ＴＧＤ_{（ｎ−１）}＋Ｇ１）。すなわち、図７に示すように、圧力差ΔＰが正側に算出されており、吸気管負圧Ｐｉが不足する状況においては、ガード増減値Ｇ１は負側に算出されるため、トルクガード値ＴＧＤが下げて更新される。一方、圧力差ΔＰが負側に算出されており、吸気管負圧Ｐｉが充足する状況においては、ガード増減値Ｇ１は正側に算出されるため、トルクガード値ＴＧＤが上げて更新される。なお、圧力差ΔＰが「０」であり、吸気管負圧Ｐｉと目標確保圧力Ｐｘとが一致する状況においては、ガード増減値Ｇ１が「０」として算出されるため、トルクガード値ＴＧＤがそのまま維持されることになる。

このように、ステップＳ２３，Ｓ２５，Ｓ２６において、トルクガード値ＴＧＤが設定されると、ステップＳ２７に進み、トルクガード値ＴＧＤに基づいて目標トルクＴＥ１が制限される。ステップＳ２７においては、目標トルクＴＥ１がトルクガード値ＴＧＤを上回る場合には、トルクガード値ＴＧＤが制御用トルクＴｔｅとして設定される。また、目標トルクＴＥ１がトルクガード値ＴＧＤを下回る場合には、目標トルクＴＥ１が制御用トルクＴｔｅとして設定される。このように、吸気管負圧Ｐｉが、ガード無効領域であると判定された場合には、トルクガード値ＴＧＤが大幅に引き上げられるため、目標トルクＴＥ１がそのまま制御用トルクＴｔｅとして設定される。一方、吸気管負圧Ｐｉが、ガード有効領域であると判定された場合には、吸気管負圧Ｐｉに基づいてトルクガード値ＴＧＤが引き下げられるため、目標トルクＴＥ１がトルクガード値ＴＧＤによって制限され、制御用トルクＴｔｅとして設定される。

［トルクガード制御の実行状況］
続いて、トルクガード制御の実行状況を示したタイミングチャートについて説明する。図８はトルクガード制御の実行状況の一例を示すタイミングチャートである。なお、図８においては、図面の理解を容易にするため、重なる線をずらして記載している。図８に符号Ａ１で示すように、吸気管負圧Ｐｉが第１負圧閾値ＰＭ１を超えて減少すると、ガード無効領域からガード有効領域に切り替えられる。このように、吸気管負圧Ｐｉがガード有効領域に入ると、符号Ｂ１で示すように、トルクガード値ＴＧＤが、最大値Ｔｍａｘから直近の制御用トルクＴｔｅに引き下げられる。そして、符号Ｃ１で示すように、吸気管負圧Ｐｉと目標確保圧力Ｐｘとの圧力差ΔＰが負側に算出されると、ガード増減値Ｇ１によって直近のトルクガード値ＴＧＤが引き下げられて更新される。これにより、矢印αで示すように、大きな目標トルクＴＥ１が指示されていたとしても、トルクガード値ＴＧＤによって目標トルクＴＥ１が制限され、制御用トルクＴｔｅが下げられて設定される。

このように、制御用トルクＴｔｅを下げることにより、スロットルバルブ５１を閉じ側に制御することができるため、矢印βで示すように、吸気管負圧Ｐｉを増加させることができる。すなわち、吸気管負圧Ｐｉが目標確保圧力Ｐｘを超えて減少するような目標トルクＴＥ１が指示された場合であっても、トルクガード値ＴＧＤによって目標トルクＴＥ１を制限することにより、目標確保圧力Ｐｘを維持するように吸気管負圧Ｐｉを制御することができる。また、吸気管負圧Ｐｉの確保が困難になる高地走行時においても、トルクガード値ＴＧＤによって目標トルクＴＥ１を制限することにより、目標確保圧力Ｐｘを維持するように吸気管負圧Ｐｉを制御することができる。これにより、ＥＧＲシステム６０による排出ガスの供給機会や、パージシステム７０による蒸発燃料ガスの供給機会を確保することができ、ＥＧＲシステム６０やパージシステム７０を適切に制御することができる。また、ＥＧＲシステム６０による排出ガスの供給機会を確保することができるため、エンジン１１の燃料消費量を抑制することが可能である。

続いて、図８に符号Ｃ２で示すように、吸気管負圧Ｐｉと目標確保圧力Ｐｘとの圧力差ΔＰが正側に算出されると、ガード増減値Ｇ１によって直近のトルクガード値ＴＧＤが引き上げられて更新される。これにより、トルクガード値ＴＧＤによる目標トルクＴＥ１の制限が緩和され、制御用トルクＴｔｅが目標トルクＴＥ１に近づけられる。そして、符号Ａ２で示すように、吸気管負圧Ｐｉが第２負圧閾値ＰＭ２を超えて増加すると、ガード有効領域からガード無効領域に切り替えられる。このように、吸気管負圧Ｐｉがガード無効領域に入ると、符号Ｂ２で示すように、トルクガード値ＴＧＤが最大値Ｔｍａｘまで引き上げられる。このように、ガード無効領域においては、目標トルクＴＥ１が指示されることのない値に、トルクガード値ＴＧＤが引き上げられることから、目標トルクＴＥ１がそのまま制御用トルクＴｔｅとして設定されることになる。

［ガード処理に伴う協調制御］
続いて、トルクガード制御のガード処理に併せて実行される協調制御について説明する。前述したように、トルクガード制御においては、吸気管負圧Ｐｉを確保するため、制御用トルクＴｔｅを引き下げている。すなわち、エンジン１１の出力トルクが引き下げられることから、運転手に違和感を与えてしまうおそれがある。そこで、ハイブリッドコントローラ３６は、運転手に違和感を与えることのないように、トルクガード制御のガード処理に併せて、モータジェネレータ１２の目標トルクＴＭ１や、無段変速機１４の目標変速比ＴＲ１を制御している。

図９（ａ）〜（ｃ）はモータジェネレータ１２の協調制御過程の一例を示す説明図である。図９（ａ）に示すように、ハイブリッドコントローラ３６は、アクセル開度や車速等に基づいて、パワーユニット１３に要求される総出力トルクＴＰＵを決定する。そして、ハイブリッドコントローラ３６は、パワーユニット１３から総出力トルクＴＰＵを出力させるため、エンジン１１の目標トルクＴＥ１、およびモータジェネレータ１２の目標トルクＴＭ１を設定して送信する。次いで、図９（ｂ）に示すように、エンジンコントローラ３０によってガード処理が実行されると、エンジンコントローラ３０からハイブリッドコントローラ３６に、トルクガード後の制御用トルクＴｔｅが送信される。

そして、ハイブリッドコントローラ３６がガード処理後の制御用トルクＴｔｅを受信すると、図９（ｃ）に示すように、ハイブリッドコントローラ３６は、エンジン１１の目標トルクＴＥ２、およびモータジェネレータ１２の目標トルクＴＭ２を再設定して送信する。すなわち、エンジン１１の目標トルクＴＥ２が引き下げられ、モータジェネレータ１２の目標トルクＴＭ２が引き上げられる。これにより、トルクガード制御に伴うエンジントルクの低下を補うように、モータジェネレータ１２のモータトルクが引き上げられる。このように、目標トルクＴＭ２の再設定を行うことにより、トルクガード制御が実行された場合であっても、総出力トルクＴＰＵが大きく減少することはなく、運転手の違和感を抑制することができる。

図１０（ａ）〜（ｃ）は無段変速機１４の協調制御過程の一例を示す説明図である。図１０（ａ）に示すように、ハイブリッドコントローラ３６は、アクセル開度や車速等に基づいて、パワーユニット１３に要求される総出力トルクＴＰＵを決定する。そして、ハイブリッドコントローラ３６は、パワーユニット１３から総出力トルクＴＰＵを出力させるため、エンジン１１の目標トルクＴＥ１、および無段変速機１４の目標変速比ＴＲ１を設定して送信する。次いで、図１０（ｂ）に示すように、エンジンコントローラ３０によってガード処理が実行されると、エンジンコントローラ３０からハイブリッドコントローラ３６に、トルクガード後の制御用トルクＴｔｅが送信される。

そして、ハイブリッドコントローラ３６がガード処理後の制御用トルクＴｔｅを受信すると、図１０（ｃ）に示すように、ハイブリッドコントローラ３６は、エンジン１１の目標トルクＴＥ２、および無段変速機１４の目標変速比ＴＲ２を再設定して送信する。すなわち、エンジン１１の目標トルクＴＥ２が引き下げられ、無段変速機１４の目標変速比が減速側（ロー側）に設定される。これにより、トルクガード制御に伴うエンジントルクの低下を補うように、無段変速機１４によってエンジン回転数が引き上げられる。このように、目標変速比の再設定を行うことにより、トルクガード制御が実行された場合であっても、総出力トルクＴＰＵが大きく減少することはなく、運転手の違和感を抑制することができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、エンジン１１とモータジェネレータ１２とを備えたハイブリッド車両に対して、本発明の車両用制御装置１０を適用しているが、これに限られることはなく、エンジン１１を備えた車両であれば、如何なる車両に対して本発明の車両用制御装置を適用しても良い。また、前述の説明では、エンジンコントローラ３０によって、ハイブリッドコントローラ３６からの目標トルクＴＥ１を直接的に制限しているが、これに限られることはない。例えば、目標空気量Ｔｇｎや目標開口面積Ｔｏａ等を制限することにより、ハイブリッドコントローラ３６から送信された目標トルクＴＥ１を間接的に制限しても良い。

前述の説明では、供給デバイスとして、ＥＧＲシステム６０とパージシステム７０とを搭載しているが、これに限られることはなく、ＥＧＲシステム６０だけを搭載しても良く、パージシステム７０だけを搭載しても良い。さらに、供給デバイスとしては、ＥＧＲシステム６０やパージシステム７０に限られることはなく、他のガスを吸気管４７に供給する供給デバイスであっても良い。図９に示す例では、エンジン１１のトルクガード制御に併せて、モータジェネレータ１２の協調制御を実行している。また、図１０に示す例では、エンジン１１のトルクガード制御に併せて、無段変速機１４の協調制御を実行している。これらの例に限られることはなく、エンジン１１のトルクガード制御に併せて、モータジェネレータ１２と無段変速機１４との双方の協調制御を実行しても良いことはいうまでもない。

１０ 車両用制御装置
１１ エンジン
１２ モータジェネレータ（動力源）
１４ 無段変速機（変速機）
３０ エンジンコントローラ
３６ ハイブリッドコントローラ（目標設定部）
４７ 吸気管
５１ スロットルバルブ
６０ 排気再循環システム（供給デバイス）
７０ 蒸発燃料処理システム（供給デバイス）
９０ 目標トルク制限部（目標制限部）
９４ トルクガード設定部（制限値設定部）
９５ スロットル制御部
ＴＧＤ トルクガード値（トルク制限値）
ＴＥ１ 目標トルク
Ｐｉ 吸気管負圧（吸気管圧力）
Ｐｘ 目標確保圧力（目標圧力）
ΔＰ 圧力差

Claims (8)

1. エンジンの吸気管にガスを供給する供給デバイスを備えた車両用制御装置であって、
   前記エンジンの目標トルクを設定する目標設定部と、
   前記吸気管内の吸気管圧力と、前記供給デバイスから要求される前記吸気管内の目標圧力と、の圧力差に基づいて、前記エンジンのトルク制限値を設定する制限値設定部と、
   前記トルク制限値に基づいて、前記目標トルクを制限する目標制限部と、
   を有し、
   前記制限値設定部は、前記吸気管圧力が前記目標圧力を上回って前記圧力差が拡大するほどに、前記トルク制限値を下げて設定する、
   車両用制御装置。
2. 請求項１記載の車両用制御装置において、
   前記制限値設定部は、前記吸気管圧力が前記目標圧力を下回って前記圧力差が拡大するほどに、前記トルク制限値を上げて設定する、車両用制御装置。
3. 請求項１または２記載の車両用制御装置において、
   前記制限値設定部は、前記吸気管圧力が前記目標圧力よりも小さい所定圧力以上になった場合に、前記トルク制限値を前記吸気管圧力と前記目標圧力との圧力差に基づいて設定する、車両用制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
   前記目標トルクに基づいて、前記吸気管のスロットルバルブを制御するスロットル制御部、を有し、
   前記スロットル制御部は、前記目標トルクが制限された場合に、前記スロットルバルブを閉じ側に制御して前記吸気管圧力を下げる、車両用制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
   前記目標設定部は、前記目標トルクが制限された場合に、前記トルク制限値に基づき前記目標トルクを再設定する、車両用制御装置。
6. 請求項５記載の車両用制御装置において、
   前記目標設定部は、前記目標トルクが再設定される場合に、前記エンジン以外の動力源の目標トルクを増加側に再設定する、車両用制御装置。
7. 請求項５または６記載の車両用制御装置において、
   前記目標設定部は、前記目標トルクが再設定される場合に、変速機の目標変速比を減速側に再設定する、車両用制御装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
   前記供給デバイスは、前記吸気管に排出ガスと蒸発燃料ガスとの少なくともいずれか一方を供給する、車両用制御装置。

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