JP7438642B2 - 制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される内燃機関及びこれに機械的に接続されるモータジェネレータの制御に関する。

近時、内燃機関及び回転電機の二種の動力源を備えるハイブリッド車両が一定の普及を見ている。シリーズ方式のハイブリッド車両（例えば、下記特許文献１を参照）は、内燃機関により発電用モータジェネレータを駆動して発電を行い、発電した電力を蓄電装置、即ちリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等のバッテリ及び／またはキャパシタに蓄えるとともに、走行用モータジェネレータに供給する。そして、走行用モータジェネレータによって車両の駆動輪を回転させて走行する。

発電用モータジェネレータのみならず、走行用モータジェネレータもまた、回生制動により発電を行い、発電した電力を蓄電装置に蓄えることができる。蓄電装置の容量一杯まで既に電荷が蓄えられている場合には、回生制動により得られる電力を敢えて発電用モータジェネレータに供給し、これを電動機として作動させて内燃機関を回転駆動するモータリングを行うことで、余剰の電力を消費する。

シリーズ方式のハイブリッド車両にあって、発電用モータジェネレータは、停止した内燃機関を始動する準備として内燃機関をモータリング（クランキング）、つまり内燃機関の回転軸であるクランクシャフトを回転駆動する役割を兼ねる。そのときには、蓄電装置から電力の供給を受ける。

蓄電装置に蓄えている電荷の量が減少したときや、走行用モータジェネレータに対する要求出力が大きいときには、内燃機関を始動し、その気筒に燃料を供給して燃焼させて内燃機関を運転するファイアリングを行う。内燃機関の出力する回転駆動力により発電用モータジェネレータを駆動し、発電を実行して蓄電装置を充電、または走行用モータジェネレータに供給する電力を増強する。

周知の如く、内燃機関のクランクケース内のオイルパンには、内燃機関の各部を潤滑するための潤滑油（エンジンオイル）が蓄えられている。機械式の潤滑油ポンプは、内燃機関のクランクシャフトに従動し、クランクシャフトから回転駆動力の供与を受けて回転し、オイルパンに貯留された潤滑油を吸引、吐出してシリンダブロック内のメインギャラリに向けて圧送する。

潤滑油ポンプの下流に設置されている油圧スイッチ（圧力スイッチ）は、ポンプが吐出する潤滑油の圧力が閾値未満であるときにＯＮ信号を出力する。その出力信号に基づき、潤滑油圧が異常であると判断される場合には、車両のコックピットに設けられた油圧警告灯を点灯または点滅させたり、警告音を発報したりして、車両の運転者に潤滑油圧が異常である旨を報知する。加えて、エンジン回転数の上昇を抑えて内燃機関の焼き付きを防止するべく、随時燃料カット、即ちインジェクタからの燃料噴射を休止するようなフェイルセーフ制御を実施する（例えば、下記特許文献２を参照）。

特開２０２０－１５６１３４号公報 特開２０２１－１１９３０１号公報

一般に、潤滑油圧の異常を検知している場合には、内燃機関の焼き付きを防止するべく、その回転数に上限値を設定し、当該上限値を超えないようにエンジン回転数を抑制する。

ハイブリッド車両では、走行中に内燃機関がファイアリングしているとは限らず、寧ろファイアリングを行っていないことも多い。尤も、フットブレーキによる制動時に要する操作力、即ちブレーキペダルの踏力を軽減するブレーキブースタに負圧を補充する目的で、モータジェネレータによる内燃機関のモータリングを行うことは間々ある。内燃機関を回転させることで、吸気通路におけるスロットルバルブの下流に吸気負圧が発生し、その吸気負圧をブレーキブースタに供給できるからである。

その上で、従前の内燃機関の制御では、潤滑油圧の異常時、ファイアリング中であるかモータリング中であるかによらず一律にエンジン回転数の上限値を設定していた。

しかしながら、モータリング中は燃料を燃焼させないので、ファイアリング中と比較すれば焼き付きが起こる危険は小さいと言える。のみならず、ブレーキブースタへは、吸気負圧を必要なときに速やかに補給できることが望ましい。にもかかわらず、エンジン回転数の上限値をファイアリング中と同等としていることから、ブレーキブースタの負圧の確保の機会が不当に制限されることになっていた。

以上の問題に着目してなされた本発明は、潤滑油圧の異常時に、内燃機関の焼き付きを予防し、かつ必要に応じたモータリングを適切に実行してブレーキブースタの負圧を確保し、車両のドライバビリティを高く保とうとするものである。

本発明では、内燃機関、及び内燃機関と機械的に接続するモータジェネレータを搭載した車両を制御するものであり、内燃機関の気筒にて燃料を燃焼させるファイアリング中のエンジン回転数の上限値について、内燃機関の各所に供給する潤滑油の油圧が閾値未満で異常であることを検知している場合の上限値を、潤滑油の油圧が前記閾値以上である場合の上限値よりも低く設定し、並びに、ファイアリングせず内燃機関をモータジェネレータにより回転駆動するモータリング中のエンジン回転数の上限値を、潤滑油の油圧が前記閾値以上である場合のファイアリング中の上限値よりも高く設定する制御装置を構成した。

本発明によれば、潤滑油圧の異常時に、内燃機関の焼き付きを予防し、かつ必要に応じたモータリングを適切に実行してブレーキブースタの負圧を確保し、車両のドライバビリティを高く保つことができる。

本発明の一実施形態におけるシリーズ方式のハイブリッド車両及び制御装置の概略構成を示す図。 同実施形態のハイブリッド車両に搭載される内燃機関の概要を示す図。 同実施形態のハイブリッド車両に搭載される走行用モータジェネレータの要求出力の区分を示す図。 同実施形態の制御装置がプログラムに従い実行する処理の手順例を示すフロー図。 同実施形態の制御装置が実施するフェイルセーフ制御におけるエンジン回転数を示す図。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両の主要システムの概略構成を示す。本実施形態の車両は、二種類の動力源を搭載したハイブリッド車両である。内燃機関１と、内燃機関１により駆動されて発電を行う回転電機である発電用モータジェネレータ２と、発電用モータジェネレータ２が発電した電力を蓄える蓄電装置３と、発電用モータジェネレータ２及び／または蓄電装置３から電力の供給を受けて車両の駆動輪６２を駆動する回転電機である走行用モータジェネレータ４とを備えている。

本ハイブリッド車両は、内燃機関１を発電にのみ使用するシリーズハイブリッド方式の電気自動車であり、車両の駆動輪６２には専ら走行用モータジェネレータ４から走行のための駆動力を供給する。内燃機関１と駆動輪６２との間は機械的に切り離されており、元来両者の間で回転駆動力の伝達がなされない。従って、内燃機関１は、走行用モータジェネレータ４及び駆動輪６２から完全に独立して回転し、また完全に独立して停止することが可能である。従って、イグニッションスイッチ（パワースイッチ、またはイグニッションキー）がＯＮに操作されている車両の運用中、運転者がアクセルペダルを踏むことで車両が走行可能な状態にあっても、蓄電装置３が十分な電荷を蓄え、かつブレーキブースタ１５が十分な負圧を蓄えている状況下では、燃料の燃焼を伴う内燃機関１の運転を実施しないことがある。

内燃機関１の回転軸であるクランクシャフトは、発電用モータジェネレータ２の回転軸と歯車機構を介してまたは軸を直結して機械的に接続している。そして、内燃機関１が出力する回転駆動力を発電用モータジェネレータ２に入力することで、発電用モータジェネレータ２が発電する。発電した電力は、蓄電装置３に充電し、及び／または、走行用モータジェネレータ４に供給する。また、発電用モータジェネレータ２は、自らが回転駆動力を発生させて内燃機関１のクランクシャフトを回転駆動するモータリング用の電動機としても機能する。例えば、発電用モータジェネレータ２は、停止している内燃機関１を始動する準備としてのクランキングを実行する。

走行用モータジェネレータ４は、車両の走行のための駆動力を発生させ、その駆動力を減速機６１を介して駆動輪６２に入力する。また、走行用モータジェネレータ４は、駆動輪６２に連れ回されて回転することで発電し、車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収する。この回生制動により発電した電力は、蓄電装置３に充電する。

尤も、既に蓄電装置３の容量一杯まで電荷が蓄えられており、それ以上の充電が困難であるならば、走行用モータジェネレータ４が回生発電した電力を敢えて発電用モータジェネレータ２に供給し、発電用モータジェネレータ２を電動機として作動させて内燃機関１を回転駆動する。これにより、車両の制動性能を維持しながら、余剰の電力を消尽する。また、このとき、内燃機関１の回転が保たれることから、内燃機関１の気筒への燃料供給を一時的に停止する燃料カットを実行することができる。

発電機インバータ２１は、発電用モータジェネレータ２が発電する交流電力を直流電力に変換する。そして、その直流電力を蓄電装置３または駆動機インバータ４１に入力する。並びに、発電機インバータ２１は、発電用モータジェネレータ２を電動機として作動させる際に、蓄電装置３及び／または駆動機インバータ４１から供給される直流電力を交流電力に変換した上で発電用モータジェネレータ２に入力する。

駆動機インバータ４１は、蓄電装置３及び／または発電機インバータ２１から供給される直流電力を交流電力に変換した上で走行用モータジェネレータ４に入力する。並びに、駆動機インバータ４１は、車両の回生制動を行うときに走行用モータジェネレータ４が発電する交流電力を直流電力に変換した上で蓄電装置３または発電機インバータ２１に入力する。発電機インバータ２１及び駆動機インバータ４１は、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）０２の一部をなす。

蓄電装置３は、バッテリ及び／またはキャパシタ等である。バッテリは、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等の、エネルギ密度の大きい高電圧の二次電池である。蓄電装置３は、発電用モータジェネレータ２及び走行用モータジェネレータ４の各々が発電する電力を充電して蓄える。並びに、蓄電装置３は、発電用モータジェネレータ２及び走行用モータジェネレータ４の各々を電動機として作動させるための電力を放電し、それらモータジェネレータ２、４に必要な電力を供給する。

図２に、本実施形態のハイブリッド車両に搭載される内燃機関１の概要を示している。内燃機関１は、例えば火花点火式の４ストロークレシプロエンジンであり、複数の気筒１１（例えば、三気筒。図２には、そのうち一つを図示する）を包有している。各気筒１１の吸気ポート近傍には、吸気ポートに向けて燃料を噴射するインジェクタ１１１を設けている。また、各気筒１１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１１２を取り付けてある。点火プラグ１１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。

吸気を供給するための吸気通路１３は、外部から空気を取り入れて各気筒１１の吸気ポートへと導く。吸気通路１３上には、エアクリーナ１３１、電子スロットルバルブ１３２、サージタンク１３３、吸気マニホルド１３４を、上流からこの順序に配置している。エアクリーナ１３１は、吸気通路１３における最上流の、空気を取り入れる吸気口に所在する。吸気口は、冷たい空気を取り入れて内燃機関の充填効率を上げるために、車両の前方に開口している。

排気を排出するための排気通路１４は、気筒１１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路１４上には、排気マニホルド１４２及び排気浄化用の三元触媒１４１を配置している。

ＥＧＲ装置１２は、排気通路１４と吸気通路１３とを連通する外部ＥＧＲ通路１２１と、ＥＧＲ通路１２１上に設けたＥＧＲクーラ１２２と、ＥＧＲ通路１２１を開閉し当該ＥＧＲ通路１２１を流れるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ１２３とを要素とする。ＥＧＲ通路１２１の入口は、排気通路１４における触媒１４１の下流の箇所に接続している。ＥＧＲ通路１２１の出口は、吸気通路１３におけるスロットルバルブ１３２の下流の箇所（特に、サージタンク１３３または吸気マニホルド１３４）に接続している。

内燃機関１には、車両の制動時に必要となる操作力、即ちブレーキペダルの踏力を軽減するためのブレーキブースタ１５が付帯している。ブレーキブースタ１５は、吸気通路１３におけるスロットルバルブ１３２の下流側の部位（または、サージタンク１３３）から吸気負圧を導き入れ、その負圧を用いてブレーキペダルの踏力を倍力する、この分野では広く知られているものである。ブレーキブースタ１５は、負圧を蓄える定圧室（負圧室）と、大気圧が加わる変圧室（大気圧室）とを有し、定圧室が負圧管路１５１を介して吸気通路１３に接続している。負圧管路１５１は、スロットルバルブ１３２の下流側の吸気負圧を定圧室へと導く。負圧管路１５１上には、負圧を定圧室内に留め、定圧室に正圧が加わることを防止するためのチェックバルブ１５２を設けてある。

運転者によりブレーキペダルが操作されていないとき、定圧室と変圧室とが連通し、かつ変圧室が大気圧から隔絶される。ブレーキペダルが操作されると、定圧室と変圧室との間が遮断され、かつ変圧室に大気が導入される。結果、定圧室と変圧室との圧力差が、ブレーキペダルの踏力を倍力する制御圧力となる。ブレーキブースタ１５により増幅されたブレーキ踏力は、マスタシリンダ１６において液圧力に変換される。マスタシリンダ１６が出力するマスタシリンダ圧（マスタシリンダ１６が吐出するブレーキ液の圧力）は、液圧回路を介してブレーキキャリパやホイールシリンダ等といったブレーキ装置に伝達され、当該ブレーキ装置による車両の制動に用いられる。

内燃機関１、発電用モータジェネレータ２、蓄電装置３、インバータ２１、４１及び走行用モータジェネレータ４等の制御を司る制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。ＥＣＵ０は、複数基のＥＣＵ、即ち内燃機関１を制御するＥＦＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｆｕｅｌ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）ＥＣＵ０１、モータジェネレータ２、４及びインバータ２１、４１を制御するＭＧ（Ｍｏｔｏｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）ＥＣＵ０２、蓄電装置３を制御するＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）ＥＣＵ０３等、並びに、それらの制御を統括する上位のコントローラであるＨＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）ＥＣＵ００が、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の電気通信回線を介して相互に通信可能に接続されてなるものである。

ＥＣＵ０に対しては、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、内燃機関１のクランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサから出力されるクランク角信号ｂ、運転者によるアクセルペダルの踏込量をアクセル開度（いわば、運転者が車両（の走行用モータジェネレータ４）に対して要求している駆動力）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、内燃機関１の気筒１１に連なる吸気通路１３（特に、サージタンク１３３または吸気マニホルド１３４）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｄ、内燃機関１の冷却水の温度を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｅ、内燃機関１の各所に供給される潤滑油圧を検出する圧力スイッチまたは圧力センサ１７から出力される信号ｆ、蓄電装置３に蓄えている電荷量を検出するセンサ（特に、バッテリ電流及び／またはバッテリ電圧センサ）から出力されるバッテリＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）信号ｇ、ブレーキブースタ１５の定圧室に蓄えている負圧を検出する負圧センサから出力される負圧信号ｈ等が入力される。

潤滑油圧スイッチまたはセンサ１７は、例えば、内燃機関１のクランクケース内のオイルパンに蓄えられた潤滑油を吸引して吐出する機械式の潤滑油ポンプ（図示せず）と、気筒１を内包するシリンダブロック内の潤滑油流路であるメインギャラリとの間の箇所に設置される。潤滑油圧スイッチ１７は、潤滑油ポンプが吐出する潤滑油圧が閾値未満であるか否かを二値判定し、潤滑油圧が閾値未満であるときにＯＮ信号ｆを出力する。対して、潤滑油圧センサ１７は、潤滑油ポンプが吐出する潤滑油圧の値を示唆する信号ｆを出力する。

そして、ＥＣＵ０は、各種センサを介してセンシングしている、運転者が操作するアクセルペダルの踏込量や、現在の車両の車速、蓄電装置３が蓄えている電荷の量、発電用モータジェネレータ２の発電電力等に応じて、走行用モータジェネレータ４が出力する回転駆動力、内燃機関１が出力する回転駆動力、及び発電用モータジェネレータ２が発電する電力の大きさ等を増減制御する。

原則として、蓄電装置３が現在十分な電荷を蓄えており、走行用モータジェネレータ４に対して要求される出力が小さいならば、内燃機関１への燃料の供給を遮断して内燃機関１を運転しない。翻って、蓄電装置３が蓄えている電荷の量が下限値を下回り、または走行用モータジェネレータ４に対して要求される出力が大きいならば、内燃機関１を始動し気筒１１に燃料を供給してこれを燃焼させるファイアリングを実行し、内燃機関１の出力する回転駆動力により発電機モータジェネレータ２を駆動し、発電を実施して蓄電装置３を充電し、または走行用モータジェネレータ４に供給する電力を増強する。

図３に、車両の運転者が要求する出力と、内燃機関１及び発電用モータジェネレータ２の運転の要否との関係を示している。走行用モータジェネレータ４に対して要求される出力は、運転者が操作するアクセルペダルの踏込量及び車速によって決まる。駆動輪６２に与えるべき駆動力は、アクセル開度が大きいほど大きくなる。その要求出力は、駆動輪６２に与えるべき駆動力が大きいほど大きくなり、車速が高くなるほど大きくなる。図３上、右上方に向かうほど要求出力が大きいということになる。

ＥＣＵ０は、駆動輪６２に与えるべき駆動力が比較的小さく、車速も比較的低い低出力領域Ｉでは、内燃機関１に燃料を供給せずにそのファイアリング運転を停止し、発電用モータジェネレータ２を発電機として作動させない。低出力領域Ｉでは、走行用モータジェネレータ４が、蓄電装置３のみから電力供給を受けて、車両の走行のための駆動力を出力する。低出力領域Ｉは、典型的には、アクセル開度が０または所定値以下に小さいとき、あるいは車両の減速走行中である。

ＥＣＵ０は、駆動輪６２に与えるべき駆動力がある程度以上大きい、または車速がある程度以上高い中高出力領域II、IIIでは、内燃機関１に燃料を供給してこれをファイアリング運転し、発電用モータジェネレータ２を発電機として作動させる。要求出力が顕著に大きくない中出力領域IIでは、走行用モータジェネレータ４が、主として発電用モータジェネレータ２から電力供給を受けて、車両の走行のための駆動力を出力する。このとき、蓄電装置３からは、少量の電力供給を受けるか、または全く電力供給を受けない。要求出力が顕著に大きい高出力領域IIIでは、走行用モータジェネレータ４が、発電用モータジェネレータ２及び蓄電装置３の双方から電力供給を受けて、車両の走行のための駆動力を出力する。

ファイアリング運転中の内燃機関１に対して要求される出力も、基本的には、走行用モータジェネレータ４に対して要求される出力が大きいほど大きくなる。但し、現在蓄電装置３が蓄えている電荷量にもよる。蓄電装置３の電荷量が欠乏したときには、可及的速やかにこれを充電する必要があり、たとえ走行用モータジェネレータ４に対する要求出力が小さくとも、発電のために内燃機関１に対する要求出力が大きくなることがある。

内燃機関１の気筒１１に燃料を供給して内燃機関１を運転しておらず、走行用モータジェネレータ４により駆動輪６２を駆動して車両を走行させている最中に、内燃機関１を始動して発電用モータジェネレータ２による発電を実行しようとするためには、まず、発電用モータジェネレータ２を電動機として作動させ、これにより内燃機関１の始動のためのモータリングを行う。そして、内燃機関１のクランクシャフトが所定回数以上または所定角度以上回転し、内燃機関１の各気筒１１の現在の行程またはピストンの位置を知得する気筒判別が完了したならば、内燃機関１の各気筒１１の行程に合わせて適切なタイミングで燃料を噴射し、かつ適切なタイミングで燃料を着火燃焼させるファイアリングを開始する。内燃機関１のクランクシャフトの回転角度及び回転速度即ちエンジン回転数は、発電用モータジェネレータ２に付帯するレゾルバを介して（ＭＧ ＥＣＵ０２において）検出することができ、内燃機関１に付帯するクランク角センサを介して（ＥＦＩ ＥＣＵ０１において）検出することもできる。

内燃機関１が自立的に回転し発電のために必要な回転駆動力を出力可能となり、発電用モータジェネレータ２の出力を低減させてもなおエンジン回転数が上昇傾向を維持できるようになったならば、電動機として作動させている発電用モータジェネレータ２の出力を０まで低減させてモータリングを終了し、今度は内燃機関１により発電用モータジェネレータ２を回転駆動する。さらに、発電用モータジェネレータ２を発電機として作動させ、その発電電力を０から増大させる。

しかる後、エンジン回転数を段階的に引き上げられる目標回転数に追従させるように、内燃機関１の気筒１に供給する吸気量及び燃料噴射量、並びに発電用モータジェネレータ２の発電電力を増減調整する。最終的な目標回転数は、内燃機関１を最適または最適に近い効率で運転でき燃料消費率にとって最も有利な回転数、あるいは、内燃機関１が最大トルク若しくは最大出力またはこれに近いトルク若しくは出力を達成できるような回転数に設定する。

ＥＣＵ０の一部をなすＥＦＩ ＥＣＵ０１は、内燃機関１の運転制御に必要な各種情報ｂ、ｄ、ｅ、ｆを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１１に吸入される空気量を推算する。そして、吸入空気量に見合った（目標空燃比を具現するために必要な）要求燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング（一度の燃焼に対する点火の回数を含む）、要求ＥＧＲ率（または、ＥＧＲガス量）等といった内燃機関１の運転パラメータを決定する。ＥＦＩ ＥＣＵ０１は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌを、出力インタフェースを介して点火プラグ１１２のイグナイタ、インジェクタ１１１、スロットルバルブ１３２、ＥＧＲバルブ１２３等に対して出力する。

車両が停車しまたは停車に近い低車速の状況から、運転者がアクセルペダルを踏み込み車両を発進させようとするときには、走行用モータジェネレータ４に対する要求出力が低出力領域Ｉから中高出力領域II、IIIに遷移することから、それまで停止していた内燃機関１を始動する。または、蓄電装置３に蓄えている電荷量（ＳＯＣ）が所定値以下に減少したときにも、内燃機関１を始動することになる。

ブレーキブースタ１５の定圧室に蓄えている負圧が所定値以下に減少したときには、発電用モータジェネレータ２により内燃機関１を回転駆動するモータリングを行うか、内燃機関１を始動してファイアリングを行い、内燃機関１を回転させて吸気通路１３におけるスロットルバルブ１３２の下流に吸気負圧を発生させ、その吸気負圧をブレーキブースタ１５の定圧室に供給する。モータリングを行うかファイアリングを行うかの選択は、そのときの走行用モータジェネレータ４に対する要求出力や、蓄電装置３に蓄えている電荷量に応じる。

ＥＶ ＥＣＵ００は、ＭＧ ＥＣＵ０２に対して、発電機として作動するモータジェネレータ２の発電電力、電圧または電流の目標値を指令し、または、電動機として作動するモータジェネレータ２が内燃機関１をモータリングする際の回転数の目標値を指令する。同時に、ＥＶ ＥＣＵ００は、ＥＦＩ ＥＣＵ０１に対して、内燃機関１のファイアリング中のエンジン回転数及びエンジントルク（若しくは、エンジン負荷率、スロットルバルブ１３２の開度、吸気圧、吸入空気量、燃料噴射量等）の目標値を指令し、または、内燃機関１のモータリング中のエンジン回転数の目標値を指令する。

ところで、現在のエンジン回転数を示す信号ｂや、内燃機関１の潤滑油圧を示す信号ｆは、ＥＦＩ ＥＣＵ０１に入力される。ＥＦＩ ＥＣＵ０１は、これら信号ｂを参照して現在のエンジン回転数や潤滑油圧を知得する。ＥＶ ＥＣＵ００は、エンジン回転数や潤滑油圧を直接には知得しない。

従来の車載の内燃機関１の制御システムでは、ＥＦＩ ＥＣＵ０１が、潤滑油圧の異常を検知した場合、自らエンジン回転数に上限値を設定するとともに、エンジン回転数がその上限値を超越しそうなときに、インジェクタ１１１からの燃料噴射を一時休止する燃料カットを実行し、あるいはスロットルバルブ１３２の開度を縮小しつつインジェクタ１１１からの燃料噴射量を削減するといった、フェイルセーフ制御を実施していた。エンジン回転数を上限値以下に抑制するのは、言うまでもなく、内燃機関１の焼き付きを防止する意図である。

しかし、ＥＦＩ ＥＣＵ０１よりも上位のＨＶ ＥＣＵ００が車両の全体を統御するシステムにあっては、下位のＥＣＵ０１が上位のＥＣＵ００に断りなく独自にフェイルセーフ制御を実施することは決して好ましくない。上位のＥＣＵ００によるエンジン回転数やエンジントルクの目標値の指令を、下位のＥＣＵ０１が無視することになり、その帰結として内燃機関１及びモータジェネレータ２の制御に支障を来す可能性が生じるからである。

そこで、本実施形態では、潤滑油圧スイッチまたはセンサ１７の出力信号ｆを参照するＥＦＩ ＥＣＵ０１が、潤滑油圧が閾値を下回っている異常を検知したとしても、ＥＦＩ ＥＣＵ０１の独断でフェイルセーフ制御を実施せず、その旨を示す信号をＥＶ ＥＣＵ０に送信して通知することとする。

図４に示すように、ＥＦＩ ＥＣＵ０１から潤滑油圧が異常である旨の信号を受信した（ステップＳ１）ＨＶ ＥＣＵ００は、以後、内燃機関１（または、これと機械的に接続するモータジェネレータ２）の回転数の上限値を、潤滑油圧が正常である場合と比べて低位の値に設定し（ステップＳ２）、その上限値を超えない回転数を目標値としてＥＦＩ ＥＣＵ０１やＭＧ ＥＣＵ０２に指令する（ステップＳ３）。これにより、内燃機関１の回転数の過度の上昇を抑制し、内燃機関１の焼き付きを防止する。

図５に、設定するべき内燃機関１の回転数の上限値を示す。図５中、ハッチングを付して表している領域Ｓは、内燃機関１をファイアリング運転しても焼き付きが起こり難い安全な領域である。並びに、網点を付して表している領域Ｃは、内燃機関１をファイアリング運転することで焼き付きが起こる可能性のある危険な領域である。

図５（Ａ）に描画している線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、内燃機関１に潤滑油圧スイッチ１７を設置している態様におけるエンジン回転数の上限値である。既に述べた通り、油圧スイッチは、現在の潤滑油圧が閾値以上であるか閾値を下回っているかのみをＥＦＩ ＥＣＵ０１に伝達する。つまり、現在の潤滑油圧の大きさがどれくらいの値であるのかは把握できない。それ故、エンジン回転数の上限値Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、潤滑油圧の大きさによらない一定値となる。

上限値Ｌ１は、潤滑油圧が閾値以上に高く正常である場合の、内燃機関１のファイアリング中の回転数の上限値である。これに対し、上限値Ｌ２は、潤滑油圧が閾値未満に低く異常である場合の、内燃機関１のファイアリング中の回転数の上限値である。上限値Ｌ２は、上限値Ｌ１よりも低い。潤滑油圧が異常である、即ち内燃機関１の各所に必要十分な量の潤滑油が行き渡っていない場合には、焼き付きを起こす危険が大きく高まるからである。

上限値Ｌ３は、内燃機関１のモータリング中の回転数の上限値である。モータリング中の回転数の上限値Ｌ３は、ファイアリング中の回転数の上限値Ｌ１、Ｌ２よりも高い。これは、モータリング中は気筒１１において燃料を燃焼させておらず、ファイアリング中と比較して焼き付きを起こす危険が低下することによる。また、上限値Ｌ３は、潤滑油圧が正常であるか異常であるかによっては変化しない。

図５（Ｂ）に描画している線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、内燃機関１に潤滑油圧センサ１７を設置している態様におけるエンジン回転数の上限値である。油圧スイッチと異なり、油圧センサは、現在の潤滑油圧の大きさがどれくらいであるかを実測し、その値をＥＦＩ ＥＣＵ０１に伝達する。その油圧値は、ＥＦＩ ＥＣＵ０１からＥＶ ＥＣＵ００にも通知される。それ故、エンジン回転数の上限値Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を、現在の潤滑油圧の大きさに応じて増減させることができる。基本的には、潤滑油圧が低いほど、上限値Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を引き下げる。

上限値Ｌ１は、潤滑油圧が閾値以上に高く正常である場合の、内燃機関１のファイアリング中の回転数の上限値である。これに対し、上限値Ｌ２は、潤滑油圧が閾値未満に低く異常である場合の、内燃機関１のファイアリング中の回転数の上限値である。上限値Ｌ２は、上限値Ｌ１よりも低い。

上限値Ｌ３は、内燃機関１のモータリング中の回転数の上限値である。モータリング中の回転数の上限値Ｌ３は、ファイアリング中の回転数の上限値Ｌ１、Ｌ２よりも高い。また、上限値Ｌ３は、潤滑油圧が正常であるか異常であるかによっては変化しない。

ＨＶ ＥＣＵ００のメモリには予め、上述した回転数の上限値Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を格納している。ＨＶ ＥＣＵ００は、現在の潤滑油圧が正常であるか異常であるか、及び／または、現在の潤滑油圧の値に応じて、内燃機関１のファイアリング中またはモータリング中の回転数の目標値を決定する。その回転数の目標値は、上限値Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３以下とする。そして、その決定した回転数の目標値を指令する信号を、ＥＦＩ ＥＣＵ０１またはＭＧ ＥＣＵ０２に送信する。ＥＦＩ ＥＣＵ０１またはＭＧ ＥＣＵ０２は、ファイアリング中またはモータリング中、内燃機関１及び発電用モータジェネレータ２の回転数を、その指令された目標値に追従させるように制御する。

ＥＦＩ ＥＣＵ０１またはＭＧ ＥＣＵ０２に指令する回転数が変動する際には、内燃機関１が出力するエンジントルクを徐変させ、または電動機として作動する発電用モータジェネレータ２が出力するモータトルクを徐変させることが好ましい。

本実施形態では、内燃機関１、及び内燃機関１と機械的に接続するモータジェネレータ２を搭載した車両を制御するものであり、内燃機関１の各所に供給する潤滑油の油圧が異常であることを検知している場合において、エンジン回転数を上限値Ｌ２、Ｌ３以下に制限することとし、内燃機関１の気筒１１にて燃料を燃焼させるファイアリング中と、ファイアリングせず内燃機関１をモータジェネレータ２により回転駆動するモータリング中とで、内燃機関の回転数の上限値Ｌ２、Ｌ３を異ならせる制御装置０を構成した。

本実施形態によれば、潤滑油圧の異常時に、内燃機関１の焼き付きを予防し、かつ必要に応じたモータリングを適切に実行してブレーキブースタ１５の負圧を確保し、車両のドライバビリティを高く保つことができる。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、本発明の適用対象は、シリーズ方式のハイブリッド車両には限定されない。

その他、各部の具体的な構成や処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

０…制御装置（ＥＣＵ）
１…内燃機関
１１…気筒
１５…ブレーキブースタ
１３…吸気通路
１３２…スロットルバルブ
１７…潤滑油圧スイッチまたはセンサ
２…モータジェネレータ
ｂ…クランク角信号
ｆ…潤滑油圧信号

Claims (1)

1. 内燃機関、及び内燃機関と機械的に接続するモータジェネレータを搭載した車両を制御するものであり、
   内燃機関の気筒にて燃料を燃焼させるファイアリング中のエンジン回転数の上限値について、内燃機関の各所に供給する潤滑油の油圧が閾値未満で異常であることを検知している場合の上限値を、潤滑油の油圧が前記閾値以上である場合の上限値よりも低く設定し、
   並びに、ファイアリングせず内燃機関をモータジェネレータにより回転駆動するモータリング中のエンジン回転数の上限値を、潤滑油の油圧が前記閾値以上である場合のファイアリング中の上限値よりも高く設定する制御装置。

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