JPWO2019225179A1 - 制御装置および制御方法 - Google Patents

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Abstract

車両使用時のバルブ動作の学習機会を増加させることによって、バルブ制御の精度向上を図ることができる制御装置を提供する。そのため、少なくとも一つ以上のバルブ（例えば、スロットルバルブ１５やＥＧＲバルブ１９）を有する内燃機関１０と、ハイブリッド車両１００を駆動するモータ５０と、内燃機関１０により駆動される発電機２０とを備えたハイブリッド車両１００において、バルブの動作を制御する制御装置７０であって、モータ５０によりハイブリッド車両１００を駆動するモータ駆動モードにおいて、内燃機関１０の動作点が予め設定された学習用動作点となるように内燃機関１０を制御する内燃機関制御部７４１と、内燃機関制御部７４１により内燃機関１０の動作点が学習用動作点となるように制御された状態でバルブの動作の学習を行うバルブ動作学習部７４２と、を有する構成とした。

Description

本発明は、制御装置および制御方法に関する。
近年、モータと内燃機関とが搭載されたハイブリッド車両が普及している。このようなハイブリッド車両では、車両の運動状況に応じてモータ又は内燃機関の高効率な動作領域を中心に駆動することで、低燃費や低排気性能を実現することができる。
一方、ハイブリッド車両の更なる低燃費及び低排気性能を実現するため、内燃機関の熱効率の向上が求められており、そのための技術の一つとして、排気ガスの一部を外部配管を通して吸気側に還流させる外部ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）が知られている。外部ＥＧＲは、さらに高圧ＥＧＲ（Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ−ＥＧＲ：ＨＰ−ＥＧＲ）と低圧ＥＧＲ（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ−ＥＧＲ：ＬＰ−ＥＧＲ）とに分けられ、ＬＰ−ＥＧＲは、ＨＰ−ＥＧＲよりもＥＧＲの適用領域（以下、ＥＧＲ領域とも言う）が広いという利点がある。
このＬＰ−ＥＧＲには排気ガスの吸気側への還流量を調節するＥＧＲバルブが設けられており、ＥＧＲバルブの開度を制御することで排気ガスの吸気側への還流量が調整されて実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率になるように制御される。ＥＧＲバルブの制御として、フィードフォワード（Ｆｅｅｄ Ｆｏｒｗａｒｄ：ＦＦ）制御とフィードバック（Ｆｅｅｄ Ｂａｃｋ：ＦＢ）制御とを用いることで、ＬＰ−ＥＧＲ制御の精度を高めている。さらにＥＧＲバルブのフィードバック制御において、ＥＧＲバルブの開度の補正値を学習値として記憶すると共に、次回の運転時に記憶した学習値を利用することでＥＧＲバルブの制御精度を高めることができる。
しかしながら、この種のＬＰ−ＥＧＲでは、ＥＧＲバルブから吸気側のシリンダまでの経路（パス）が長いため、フィードバック制御時におけるＥＧＲの応答遅れが大きくなってしまう。ＬＰ−ＥＧＲにフィードバック制御を適用して目標ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率との差分を解消するようにＥＧＲバルブを制御しても、前述した応答遅れに起因して差分の解消に時間がかかるため、ＥＧＲバルブが過剰に動作してしまう。この結果、ＥＧＲバルブの制御において、制御量のオーバーシュートやアンダーシュートが生じてしまうことがある。このような制御量のオーバーシュートやアンダーシュートを防止するためにフィードバック制御のゲインを小さくする方法が考えられる。しかしながらゲインを小さくするとフィードバック制御が収束するまでの時間が長くなり、特に制御量が急激に変化する過渡運転時のフィードバック制御や学習制御には不向きであり、その状態で制御を実施した場合には誤学習を行ってしまう恐れがある。
特許文献１には、ＥＧＲバルブの制御量の誤学習を防止することにより、失火の発生や回転変動を抑制することができ、また燃費の低下を抑制することができる制御装置が開示されている。
特開２０１０−２１６４３６号公報
特許文献１に開示された制御装置では、誤学習防止のためにＥＧＲバルブの学習は内燃機関の定常運転時のみに行うように制限しており、内燃機関の回転数やアクセル開度から予め設けられた所定の閾値を超えると内燃機関が過渡運転状態であると判断し、ＥＧＲバルブの学習を禁止している（図９参照）。
しかしながら、実際の車両の運転が定常運転で行われるシーンは少なく、学習の機会が限られてしまうという問題がある。また、運転者の運転の仕方によって学習できる運転領域が決まってしまい、ＥＧＲ制御の精度向上が求められる運転領域での学習が必ずしも実施できるとは限らないという問題があった。この問題は、ＥＧＲバルブに限らず、内燃機関に設けられる他のバルブについても同様のことが言える。
したがって、本発明は、車両使用時のバルブ動作の学習機会を増加させることによって、バルブ制御の精度向上を図ることができる制御装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、少なくとも一つ以上のバルブを有する内燃機関と、車両を駆動するモータと、前記内燃機関により駆動される発電機とを備えた車両において、前記バルブの動作を制御する制御装置であって、前記モータにより前記車両を駆動するモータ駆動モードにおいて、前記内燃機関の動作点が予め設定された学習用動作点となるように前記内燃機関を制御する内燃機関制御部と、前記内燃機関制御部により前記内燃機関の動作点が前記学習用動作点となるように制御された状態で前記バルブの動作の学習を行うバルブ動作学習部と、を有する制御装置とした。
本発明によれば、車両使用時のバルブ動作の学習機会を増加させることによって、バルブ制御の精度向上を図ることができる制御装置を提供することができる。
第１の実施の形態にかかる制御装置が搭載されたハイブリッド車両の概略構成図である。 内燃機関の概略構成図である。 制御装置のハードウェア構成を説明するブロック図である。 内燃機関の動作領域における学習用動作点を説明する図である。 ＥＧＲバルブの開度の制御を説明する図である。 制御装置による基本制御のフローチャートである。 第２の実施の形態にかかる制御装置による基本制御のフローチャートである。 第３の実施の形態にかかる制御装置による基本制御のフローチャートである。 従来例にかかるＥＧＲ制御を説明する図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。実施形態では、本発明にかかる制御装置７０を、内燃機関１０に設けられたＥＧＲバルブ１９の動作の学習及び制御に適用した場合を例示して説明する。
＜ハイブリッド車両の構成＞
図１は、第１の実施の形態にかかる制御装置７０が搭載されたハイブリッド車両１００の概略構成図である。
図１に示すように、ハイブリッド車両１００には、内燃機関１０と、当該内燃機関１０と同軸に接続された発電機２０とが搭載されており、内燃機関１０により発電機２０又は発電機２０とは異なる車載装置とが選択的に駆動されるようになっている。このように、内燃機関１０を発電機２０又は発電機２０とは異なる車載装置の駆動のみに使用し、車両の直接的な駆動には使用しないハイブリッド車両をシリーズハイブリッド車両と呼んでもよい。発電機２０には電力変換器３０が接続されており、この電力変換器３０は、発電機２０により発電された３相交流電力を直流電力に変換する。電力変換器３０にはバッテリ４０が接続されており、電力変換器３０で変換された直流電力はバッテリ４０に蓄積される。また、ハイブリッド車両１００には、当該ハイブリッド車両１００を駆動するためのモータ５０が搭載されており、電力変換器３０を介してバッテリ４０に蓄積された電力がモータ５０に供給される。モータ５０の駆動力は減速ギア６０を介して車軸６５に伝達され、車軸６５の回転によりタイヤ６６が回転することでハイブリッド車両１００に駆動力が発生する。内燃機関１０は、バッテリ４０の残量が所定の閾値より少なくなると始動し、発電機２０を駆動してバッテリ４０の充電を行う。また、内燃機関１０には、制御装置７０（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：ＥＣＵ）が接続されており、制御装置７０により内燃機関１０に設けられた各種バルブの開弁動作の制御や各種バルブの開弁動作の学習などが行われる。
＜内燃機関の構成＞
次に内燃機関１０の構成を説明する。
図２は、内燃機関１０の概略構成図である。
図２に示すように、内燃機関１０には、外部から新規に吸入した空気の吸入量を測定するエアフローセンサ１１と、より多くの吸気ガスを吸入するために過給を行うコンプレッサ１２と、過給された吸入ガスを冷却するインタークーラ１３と、シリンダ１４内に吸入する吸入ガスの量を調整するスロットルバルブ１５が設けられている。スロットルバルブ１５の近傍には、スロットルバルブ１５のスロットル開度を検出するためのスロットルセンサ１５１が設けられている。各気筒のシリンダ１４内の混合ガスに点火する点火プラグ１４１と、各気筒のシリンダ１４の中に燃料を噴射する燃料噴射装置１４２と、シリンダ１４内に流入した燃料と空気との混合ガスを圧縮するピストン１４３と、シリンダ１４に流入する混合ガスの量を調整する吸気バルブ１４４と、燃焼後の排気ガスを排出する排気バルブ１４５と、クランク軸１４６に取り付けられたシグナルロータ１４７の信号を検出するクランク角度センサ１４８と、内燃機関１０の冷却水温を測定する水温センサ１４９とを有して構成されている。
また、内燃機関１０には、排気ガスの運動エネルギを、シャフトを介してコンプレッサ１２に伝えるタービン１６と、排気ガス中の有害物質を浄化する三元触媒１７とが設けられている。三元触媒１７の近傍には排気ガス中に含まれる酸素濃度を検出するＡ／Ｆセンサ１７１が設けられている。さらに三元触媒１７（タービン１６）よりも下流の排気流路とコンプレッサ１２よりも上流の吸気流路とを接続して排気ガス（以下、ＥＧＲガスとも言う）の一部を排気流路から吸気流路へ還流する低圧ＥＧＲ配管１８と、この低圧ＥＧＲ配管１８に設けられたＥＧＲガスの吸気流路への還流量を調整するＥＧＲバルブ１９とが設けられている。また、ＥＧＲバルブ１９の上流側には、低圧ＥＧＲ配管を通流するＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ１８１が設けられている。
前述したスロットルセンサ１５１、エアフローセンサ１１、クランク角度センサ１４８、水温センサ１４９、Ａ／Ｆセンサ１７１、アクセルセンサ８０（図３参照）などの各種センサの出力信号は制御装置７０に入力される。
＜制御装置＞
次に制御装置７０のハードウェア構成を説明する。
図３は、制御装置７０のハードウェア構成を説明するブロック図である。
図３に示すように、制御装置７０では、前述した各種センサからの出力信号が入力回路７１に入力される。入力回路７１において各種センサからの出力信号のノイズ除去などの信号処理を行った後、信号処理後の信号は入出力ポート７２に送信される。入出力ポート７２に送信された信号はＲＡＭ７３に記憶される。
ＲＡＭ７３に記憶された信号はＣＰＵ７４で演算処理される。演算処理の内容を記述した制御プログラムは、ＲＯＭ７５に予め書き込まれており、ＣＰＵ７４がＲＯＭ７５に書き込まれた制御プログラムを実行することで各機能が実装され、この実装された各機能により所定の演算処理が行われる。ＣＰＵ７４が制御プログラムにしたがって演算した各アクチュエータの操作量を表す値はＲＡＭ７３に記憶された後、入出力ポート７２に送信される。例えば、ＥＧＲバルブ１９などの各種バルブの開度を制御するための駆動信号はバルブ駆動回路７６を介して各種バルブを駆動するモータ（図示せず）に出力される。またスロットルバルブ１５の目標開度を実現するための駆動信号はスロットル弁駆動回路７７を介してスロットルバルブ１５を駆動するモータ（図示せず）に出力される。また燃料噴射装置１４２の駆動信号は、開弁時ＯＮ、閉弁時ＯＦＦとなるＯＮ／ＯＦＦ信号がセットされ、燃料噴射装置駆動回路７８で燃料噴射装置１４２を駆動するために十分なエネルギに増幅されて燃料噴射装置１４２に供給される。また点火プラグ１４１に出力する作動信号は、点火出力回路７９に設けられた一次コイル（図示せず）への電流の通流時はＯＮとなり非通流時はＯＦＦとなるＯＮ／ＯＦＦ信号がセットされる。なお点火プラグ１４１の点火時期は電流がＯＮからＯＦＦに変化する時点である。入出力ポート７２にセットされた点火プラグ１４１に供給される信号は、点火出力回路７９で点火に必要な十分なエネルギに増幅された後、点火プラグ１４１に供給される。制御装置７０は、Ａ／Ｆセンサ１７１の出力値を用いて三元触媒１７の浄化効率が最適となるように燃料噴射量もしくは吸入空気量を逐次補正するフィードバック制御を行う。
本発明は、制御装置７０のＣＰＵ７４が、ＥＧＲバルブ１９の開度を学習する必要があると判断した場合に、内燃機関１０で発電機２０のみを駆動する発電機駆動モード中に、内燃機関１０の動作点がＥＧＲバルブ１９の使用頻度（例えば、高頻度の使用）に応じて設定された学習用動作点となるように内燃機関１０を制御し、その学習用動作点における定常状態でフィードバック制御を行った後、ＥＧＲバルブ１９の開度の補正値の学習を行うものである。
前述したように、内燃機関１０の出力を発電機２０の駆動とそれ以外の車載装置の駆動とに用いるハイブリッド（シリーズハイブリッド）車両１００では、バッテリ４０の残量が閾値以下になった場合に、内燃機関１０により発電機２０を駆動して発電を開始する。
内燃機関１０がバッテリ４０を充電するために発電機２０を駆動している場合、内燃機関１０は最適な燃費となる運転領域にて駆動される。実施の形態では、図４に示すように、ＣＰＵ７４は、ＥＧＲバルブ１９の動作の学習が必要であると判断した場合、発電機２０を駆動中の内燃機関１０において、当該内燃機関１０の動作点が学習用に予め設定された学習用動作点（例えば、学習用動作点３１０〜３４０）となるように内燃機関１０（エンジン回転数とエンジントルク）を制御する。図４では、ＥＧＲバルブ１９の学習用動作点として４つの学習用動作点３１０、３２０、３３０、３４０を設定する場合を例示しているが、学習用動作点の設定数はこれに限定されるものではなく、動作点の設定数や位置は任意に決めることができる。ここで、内燃機関１０の動作点とは、内燃機関１０の回転数とトルクとにより決まる動作状態を意味する。
図３に示すように、ＣＰＵ７４は、内燃機関１０の動作点が予め設定された学習用動作点３１０〜３４０（図４参照）となるように内燃機関１０を制御する内燃機関制御部７４１と、内燃機関制御部７４１により内燃機関１０の動作点が学習用動作点３１０〜３４０となるように制御された状態においてＥＧＲバルブ１９の動作の学習を行うバルブ動作学習部７４２とを有する。これら内燃機関制御部７４１とバルブ動作学習部７４２での処理は、内燃機関１０で発電機２０のみを駆動し、発電機２０とは異なる車載装置（図示せず）は駆動しない発電機駆動モードにおいて実行される。なお、内燃機関１０で発電機２０のみを駆動している状態では、ハイブリッド車両１００はモータ５０により駆動される状態であるので、前述した発電機駆動モードをモータ駆動モードとも言ってもよい。この発電機駆動モード（又はモータ駆動モード）において、内燃機関１０は、発電機２０以外の他の車載装置（図示せず）の直接的な駆動をしていないため、内燃機関１０を任意の動作点で運転することができる。
またＣＰＵ７４は、内燃機関１０の動作範囲内で学習用動作点を複数設定する動作点設定部７４３を有する。動作点設定部７４３は、内燃機関１０が発電機２０とは異なる車載装置（図示せず）を駆動する際に内燃機関１０の動作点が通過する頻度に基づいて学習用動作点（例えば、図４に示す学習用動作点３１０〜３４０）を設定する。例えば、動作点設定部７４３は、内燃機関１０により車載装置（図示せず）を駆動する際に、他の動作点と比べて比較的頻繁に通過（例えば、複数回又は所定回数以上通過）する動作点を学習用動作点として設定する。なお内燃機関１０の動作点が比較的頻繁に通過するということは、ＥＧＲバルブ１９が頻繁に使用されることを意味している。
またＣＰＵ７４は、バルブ動作学習部７４２が学習したＥＧＲバルブ１９の動作に基づいて、ＥＧＲバルブ１９を制御するバルブ制御部７４４を有する。バルブ制御部７４４は、内燃機関１０の動作状態が過度状態である場合にバルブ動作学習部７４２で学習したＥＧＲバルブ１９の開弁量の動作に基づく駆動信号をバルブ駆動回路７６に出力する。これにより、ＥＧＲバルブ１９を駆動する駆動信号が、バルブ駆動回路７６を介してバルブ駆動用のモータ（図示せず）に出力され、ＥＧＲバルブ１９の駆動が制御される。
前述したように、内燃機関１０の動作点の通過頻度に基づいて、ＥＧＲバルブ１９の動作の学習を行うための複数の学習用動作点３１０〜３４０が動作点設定部７４３により予め設定されている。そして、ハイブリッド車両１００において、ハイブリッド車両１００に搭載された内燃機関１０は、バッテリ４０の残量が少ない場合、内燃機関１０の始動後、発電機２０を駆動して発電を開始するため、制御装置７０のＣＰＵ７４はＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習を行うことが可能となる。内燃機関制御部７４１は、発電機駆動モードにおいて、内燃機関１０の動作点が予め設定された学習用動作点３１０〜３４０となるように、内燃機関１０のエンジン回転数とエンジントルクを制御する。バルブ動作学習部７４２は、内燃機関制御部７４１により内燃機関１０のエンジン回転数とエンジントルクを各々制御して内燃機関１０の動作点が予め設定された学習用動作点３１０〜３４０になった定常状態で、図５に示すようにフィードバック制御を実施し、内燃機関１０が定常状態時におけるＥＧＲバルブ１９の開度に対する補正値をＲＡＭ７３に記憶する。バルブ動作学習部７４２は、全ての学習用動作点での定常状態時におけるＥＧＲバルブ１９の開度補正値をＲＡＭ７３に記憶することで、各学習用動作点におけるＥＧＲバルブ１９の開度補正値（動作）の学習を行う。内燃機関制御部７４１は、予め設定された全ての学習用動作点３１０〜３４０でのＥＧＲバルブ１９の開度補正値（動作）の学習が終了した後、内燃機関１０の動作点を学習用動作点３１０〜３４０から最適な燃費となる動作点に戻すように内燃機関１０のエンジン回転数とエンジントルクを制御する。
＜制御方法＞
次に、図６を用いて、前述したＥＧＲバルブ１９の動作の学習制御の制御方法を説明する。
バルブ動作学習部７４２は、ＥＧＲバルブ１９の開度の補正値の学習を開始するか否かの判断を実施し（ステップ１１０）、学習開始タイミングであると判断した場合（ステップ１１１：Ｙｅｓ）、ステップ１１２に進む。一方、バルブ動作学習部７４２は、学習開始タイミングでないと判断した場合（ステップ１１１：Ｎｏ）、ステップ１１０に戻り、学習開始タイミングと判断するまで待つ。
バルブ動作学習部７４２は、内燃機関１０により発電機のみが駆動される発電機駆動モードへの移行要求があると判断した場合（ステップ１１２：Ｙｅｓ）、内燃機関１０で発電機２０以外の車載装置を駆動せずＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習が可能となるので、ステップ１１３に進む。一方、バルブ動作学習部７４２は、発電機駆動モードへの移行要求がないと判断した場合（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、内燃機関１０が発電機２０以外の車載装置の駆動に使用されており、ＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習が実施できないため、発電機駆動モードへの移行要求があると判断するまで待つ。
そして、動作点設定部７４３は、内燃機関１０の動作点を、内燃機関１０の動作点が通過する頻度に基づいて予め設定された学習用動作点（例えば、図４に示す学習用動作点３１０〜３４０）となるように、内燃機関１０のエンジン回転数とエンジントルクを制御する（ステップ１１３）。
バルブ動作学習部７４２は、動作点設定部７４３で設定された複数の学習用動作点３１０〜３４０の各々でＥＧＲバルブ１９の開度の補正値の学習を行う（ステップ１１４）。
バルブ動作学習部７４２は、所定の学習用動作点（例えば、学習用動作点３１０）でのＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習が終わった後、予め設定された他の全ての学習用動作点（例えば、学習用動作点３２０〜３４０）でのＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習が終了したか否かを判断し（ステップ１１５）、全ての学習用動作点におけるＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習が終わったと判断した場合（ステップ１１５：Ｙｅｓ）、ステップ１１６に進み学習制御を終了すると判断する。そして、内燃機関制御部７４１は、内燃機関１０の動作点が、燃費が最適となる動作点となるように内燃機関１０のエンジン回転数とエンジントルクを制御する（ステップ１１７）。一方、バルブ動作学習部７４２は、全ての学習用動作点におけるＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習が終わっていないと判断した場合（ステップ１１５：Ｎｏ）、ステップ１１２に戻り、予め設定した他の全ての学習用動作点（例えば、学習用動作点３２０〜３４０）におけるＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習を行ったと判断するまで、ステップ１１２〜ステップ１１５の処理を続ける。
以上説明した通り、第１の実施形態では、
（１）少なくとも一つ以上のバルブ（例えば、スロットルバルブ１５やＥＧＲバルブ１９）を有する内燃機関１０と、ハイブリッド車両１００を駆動するモータ５０と、内燃機関１０により駆動される発電機２０とを備えたハイブリッド車両１００において、バルブの動作を制御する制御装置７０であって、モータ５０によりハイブリッド車両１００を駆動するモータ駆動モードにおいて、内燃機関１０の動作点が予め設定された学習用動作点（例えば、学習用動作点３１０〜３４０）となるように内燃機関１０を制御する内燃機関制御部７４１と、内燃機関制御部７４１により内燃機関１０の動作点が学習用動作点となるように制御された状態でバルブの動作の学習を行うバルブ動作学習部７４２と、を有する構成とした。
このように構成すると、内燃機関１０が発電機２０のみを駆動し、ハイブリッド車両１００がモータ５０により駆動されるモータ駆動モードでは、内燃機関１０の動作範囲内で動作点を自由に変動させることができ、内燃機関１０が過渡状態で通過するような動作点であってもバルブ動作の学習を行うことができる。よって、制御装置７０のバルブ動作学習部７４２は、車両使用時のバルブ動作の学習機会を増加させることができ、バルブの制御精度を向上させることができる。
（２）また前述したように、内燃機関１０の動作範囲内で学習用動作点を複数設定する動作点設定部７４３を有する構成とした。
このように構成すると、動作点設定部７４３により内燃機関１０の動作範囲内で複数の学習用動作点が設定されるので、バルブ動作学習部７４２は、内燃機関１０が複数の学習用動作点となるように制御された状態でバルブ動作の学習を行うことができる。この結果、ハイブリッド車両１００が走行中の内燃機関１０の運転状態に応じたバルブ動作の学習を適切に行うことができると共に、バルブの制御精度を向上させることができる。
（３）また前述したように、内燃機関１０は、発電機２０と当該発電機２０とは異なる車載装置（図示せず）とを駆動可能に設けられており、バルブ動作学習部７４２は、内燃機関１０で発電機２０のみを駆動する発電機駆動モードに切り換えられた後に、内燃機関制御部７４１により内燃機関１０の動作点が学習用動作点となるように制御された状態でバルブの動作の学習を行う構成とした。
このように構成すると、内燃機関１０が発電機２０のみを駆動する発電機駆動モードに切り換えられた後では、内燃機関１０の出力は車載装置（図示せず）の駆動には影響しないので、内燃機関制御部７４１は内燃機関１０の動作点を動作範囲内の任意の点に制御することができる。よって、バルブ動作学習部７４２は、内燃機関１０の任意の学習用動作点でバルブ動作の学習を行うことができ、バルブ動作の学習機会を増加させることができる。
（４）また前述したように、動作点設定部７４３は、内燃機関１０が車載装置（図示せず）を駆動する際に内燃機関１０の動作点が通過する頻度に基づいて学習用動作点を設定する構成とした。
このように構成すると、バルブ動作学習部７４２は、内燃機関１０の運転においてバルブを高頻度に使用する動作点におけるバルブ動作の学習を適切に行うことができる。よって、最小限の学習でバルブの制御精度を効果的に高めることができる。
（５）また前述したように、バルブは、内燃機関１０の排気流路から吸気流路への排気ガスの還流量を調整するＥＧＲバルブ１９であり、動作点設定部７４３は、内燃機関１０のＥＧＲ領域内で学習用動作点を設定する構成とした。
このように構成すると、動作点設定部７４３は、ＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習を、内燃機関１０のＥＧＲ領域内で設定された学習用動作点で行うことができ、ＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習結果に基づくＥＧＲ制御を精度よく行うことができる。よって、実ＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率となるようにフィードバック制御を精度よく行える結果、内燃機関１０の低燃費化と排気ガスの低減を行うことができる。ここで、ＥＧＲ率とは、吸気側に新規に吸入された空気及び還流されたＥＧＲガスの合計に対する、還流されたＥＧＲガスの割合を言う。
（６）また前述したように、ＥＧＲバルブ１９は、内燃機関１０のタービン１６よりも下流の排気流路とコンプレッサ１２よりも上流の吸気流路への排気ガスの還流量を調整するＥＧＲバルブであり、動作点設定部７４３は、内燃機関１０のＥＧＲ領域内で学習用動作点を設定する構成とした。
このように構成すると、ＥＧＲバルブ１９は低圧ＥＧＲシステムに設けられたＥＧＲバルブであるので、内燃機関１０のＥＧＲ領域が広い低圧ＥＧＲシステムにおけるＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習を精度よく行うことができる。よって、低圧ＥＧＲシステムにおいても、内燃機関１０の低燃費化と排気ガスの低減を行うことができる。
（７）また前述したように、バルブ動作学習部７４２が学習したＥＧＲバルブ１９の動作に基づいて、ＥＧＲバルブ１９を制御するバルブ制御部７４４を有する構成とした。
このように構成すると、バルブ制御部７４４は、バルブ動作学習部７４２で学習したＥＧＲバルブ１９の開度補正値に基づいて、ＥＧＲバルブ１９の開弁制御を適切に行うことができる。
＜第２の実施の形態＞
次に、図７を用いて、本発明にかかる第２の実施形態を説明する。
第２の実施形態では、動作点設定部７４３は、内燃機関１０の過渡状態の動作において頻繁に通過する動作点をＲＡＭ７３などの記憶装置に記憶する。そしてバルブ動作学習部７４２は、ＲＡＭ７３などに記憶された動作点に基づいて内燃機関１０の動作点を、ＲＡＭ７３から読み込んだ動作点に移行するように内燃機関１０を制御した後、ＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習を行う点が前述した実施形態と異なる点である。
初めに、動作点設定部７４３は、内燃機関１０の定常状態又は過渡状態などの運転状態において、内燃機関１０の動作点の通過する頻度に基づいて予め設定される複数の動作点をＲＡＭ７３などの記憶装置に予め記憶する（ステップ１２０）。例えば、動作点設定部７４３は、定常状態又は過渡状態などの運転状態において、内燃機関１０の他の動作点よりも多く通過する動作点をＲＡＭ７３に記憶する。
バルブ動作学習部７４２は、ＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習を開始するか否かの判断を実施し（ステップ１２１）、学習開始タイミングであると判断した場合（ステップ１２２：Ｙｅｓ）、ステップ１２３に進む。一方、バルブ動作学習部７４２は、学習開始タイミングでないと判断した場合（ステップ１２２：Ｎｏ）、ステップ１２０に戻り、学習開始タイミングと判断するまで待つ。
バルブ動作学習部７４２は、内燃機関１０により発電機のみが駆動される発電機駆動モードへの移行要求があると判断した場合（ステップ１２３：Ｙｅｓ）、内燃機関１０で発電機２０以外の車載装置を駆動せずＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習が可能となるので、ステップ１２４に進む。一方、バルブ動作学習部７４２は、発電機駆動モードへの移行要求がないと判断した場合（ステップＳ１２３：Ｎｏ）、内燃機関１０が発電機２０以外の車載装置の駆動に使用されており、ＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習が実施できないため、発電機駆動モードへの移行要求があると判断するまで待つ。
動作点設定部７４３は、ステップ１２０でＲＡＭ７３などに記憶された動作点を読み込み、読み込んだ動作点を学習用動作点に設定する。そして、内燃機関制御部７４１は、内燃機関１０の動作点をＲＡＭ７３から読み込んだ学習用動作点となるように内燃機関１０のエンジン回転数とエンジントルクの制御を行う（ステップ１２４）。
バルブ動作学習部７４２は、動作点設定部７４３で設定された複数の学習用動作点の各々でＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習を行う（ステップ１２５）。
バルブ動作学習部７４２は、所定の学習用動作点でのＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習が終わった後、予め設定された他の全ての学習用動作点でのＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習が終了したか否かを判断し（ステップ１２６）、全ての学習用動作点におけるＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習が終わったと判断した場合（ステップ１２６：Ｙｅｓ）、ステップ１２７に進み学習制御を終了すると判断する。そして、内燃機関制御部７４１は、内燃機関１０の動作点が、燃費が最適となる動作点となるように内燃機関１０のエンジン回転数とエンジントルクを制御する（ステップ１２８）。一方、バルブ動作学習部７４２は、全ての学習用動作点におけるＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習が終わっていないと判断した場合（ステップ１２６：Ｎｏ）、ステップ１２３に戻り、予め設定した他の全ての学習用動作点におけるＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習を行ったと判断するまで、ステップ１２３〜ステップ１２６の処理を続ける。
以上説明した通り、第２の実施形態では、動作点設定部７４３は、内燃機関１０の動作点が通過する頻度に応じて設定された複数の動作点（例えば、所定時間で通過する回数が他の動作点よりも多い動作点）を予めＲＡＭ７３に記憶しておき、内燃機関制御部７４１は、内燃機関１０の動作点がＲＡＭ７３に記憶された動作点（学習用動作点）となるように当該内燃機関１０を制御する。よって、バルブ動作学習部７４２は、過去に内燃機関１０の運転で頻繁に通過した動作点（学習用動作点）に基づいてＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習を行うことができ、ＥＧＲバルブ１９の学習を過去の実績に基づいて適切に行うことができる。
＜第３の実施の形態＞
次に、図３を用いて、本発明にかかる第３の実施形態を説明する。
第３の実施形態では、ＣＰＵ７４のバルブ動作学習部７４２は、目標ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率との差が所定の閾値以上である場合に、ＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習を行う点が前述した第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる点である。
初めに、動作点設定部７４３は、内燃機関１０の定常状態又は過渡状態などの運転状態において、内燃機関１０の動作点の通過する頻度に基づいて予め設定される複数の動作点をＲＡＭ７３などの記憶装置に予め記憶する（ステップ１３０）。例えば、動作点設定部７４３は、定常状態又は過渡状態などの運転状態において、内燃機関１０の他の動作点よりも多く通過する動作点をＲＡＭ７３に記憶する。
バルブ動作学習部７４２は、ＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習を開始するか否かの判断を実施する（ステップ１３１）。そして、バルブ動作学習部７４２は、内燃機関１０の動作点が通る頻度（例えば、所定）に応じて予め設定され、ＲＡＭ７３などに記憶された動作点における目標ＥＧＲ率と、ハイブリッド車両１００から取得した現在の動作における実ＥＧＲ率との差を比較し（ステップ１３２）、差が一定の閾値以上であると判断した場合（ステップ１３３：Ｙｅｓ）、学習の必要性があると判断してステップＳ１３４に進み、差が一定の閾値未満であると判断した場合（ステップＳ１３３：Ｎｏ）、目標ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率との乖離は少ないため学習の必要性はないと判断して処理を終了する。
バルブ動作学習部７４２は、内燃機関１０により発電機のみが駆動される発電機駆動モードへの移行要求があると判断した場合（ステップ１３４：Ｙｅｓ）、内燃機関１０で発電機２０以外の車載装置を駆動せずＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習が可能となるので、ステップ１３５に進む。一方、バルブ動作学習部７４２は、発電機駆動モードへの移行要求がないと判断した場合（ステップＳ１３４：Ｎｏ）、内燃機関１０が発電機２０以外の車載装置の駆動に使用されており、ＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習が実施できないため、発電機駆動モードへの移行要求があると判断するまで待つ。
動作点設定部７４３は、ステップ１３０でＲＡＭ７３などに記憶された動作点を読み込み、読み込んだ動作点を学習用動作点に設定する。そして、内燃機関制御部７４１は、内燃機関１０の動作点をＲＡＭ７３から読み込んだ学習用動作点となるように内燃機関１０のエンジン回転数とエンジントルクの制御を行う（ステップ１３５）。
バルブ動作学習部７４２は、動作点設定部７４３で設定された複数の学習用動作点（例えば、学習用動作点３１０〜３４０）の各々でＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習を行う（ステップ１３６）。
バルブ動作学習部７４２は、所定の学習用動作点でのＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習が終わった後、予め設定された他の全ての学習用動作点でのＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習が終了したか否かを判断し（ステップ１３７）、全ての学習用動作点におけるＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習が終わったと判断した場合（ステップ１３７：Ｙｅｓ）、ステップ１３８に進み学習制御を終了すると判断する。そして、内燃機関制御部７４１は、内燃機関１０の動作点が、燃費が最適となる動作点となるように内燃機関１０のエンジン回転数とエンジントルクを制御する（ステップ１３９）。一方、バルブ動作学習部７４２は、全ての学習用動作点におけるＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習が終わっていないと判断した場合（ステップ１３７：Ｎｏ）、ステップ１３４に戻り、予め設定した他の全ての学習用動作点におけるＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習を行ったと判断するまで、ステップ１３４〜ステップ１３７の処理を続ける。
（８）前述したように、ＣＰＵ７４のバルブ動作学習部７４２は、内燃機関１０の動作状態に応じて予め設定された目標ＥＧＲ率と、内燃機関１０の同一の動作状態での実際の実ＥＧＲ率との差が閾値以上であると判断した場合、ＥＧＲバルブ１９の動作の学習が必要であると判断する構成とした。
このように構成すると、バルブ動作学習部７４２は、目標ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率との差が所定の閾値以上乖離していない場合にはＥＧＲバルブ１９の開度補正値の学習の必要がないと判断することで、内燃機関制御部７４１により内燃機関１０の動作点が学習用動作点となる制御が不必要に行われることを防止し、内燃機関１０の燃費低減を図ることができる。また、バルブ動作学習部７４２は、目標ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率との比較を所定の周期でリアルタイムに行いＥＧＲバルブ１９の学習の必要性を判断しているので、ＥＧＲバルブ１９の学習を必要なタイミングで効率的に行うことができる。
なお前述した実施の形態では、内燃機関１０により発電機２０と発電機２０とは異なる他の車載装置とを駆動しハイブリッド車両１００を直接駆動しないシリーズハイブリッド車両に本発明にかかる制御装置７０を適用した場合を例示して説明したが、制御装置７０を他のタイプのハイブリッド車両の制御に適用してもよい。例えば、本発明にかかる制御装置７０を、車両がモータ５０と内燃機関１０の何れかにより駆動されるパラレルハイブリッド車両の制御装置に適用してもよい。具体的には、内燃機関１０は、発電機２０とハイブリッド車両１００とを駆動可能に設けられており、バルブ動作学習部７４２は、内燃機関１０で発電機２０のみを駆動する発電機駆動モードに切り換えられた後に、内燃機関制御部７４１により内燃機関１０の動作点が学習用動作点となるように制御された状態でＥＧＲバルブ１９の動作の学習を行う構成としてもよい。このように構成すると、内燃機関１０で発電機２０のみを駆動しハイブリッド車両１００の直接駆動には関与しない発電機駆動モードにおいて、内燃機関１０の動作点を、パラレルハイブリッド車両の運転状態（定常状態及び過渡状態）において頻繁に通過する任意の学習用動作点に制御することができる。よって、バルブ動作学習部７４２は、ＥＧＲバルブ１９の学習を定常状態だけでなく過渡状態でも行うことができるためにバルブの学習機会を増やすことができる。この結果、制御装置７０では、ＥＧＲバルブ１９の動作の学習を適切に行うことができると共に、フィードバック制御を行うことでＥＧＲ制御の精度を向上させることができる。
また、前述した実施形態では、ＥＧＲバルブ１９の学習制御を行う場合を例示して説明したが、内燃機関１０に設けられているバルブであれば、ＥＧＲバルブ１９に限定されるものではなく、例えばスロットルバルブ１５などでも良い。また、内燃機関１０に設けられている以外のバルブでも良い。
また、前述した発電機駆動モードは、モータ５０によりハイブリッド車両１００を駆動している状態であれば、内燃機関１０で発電機２０を駆動している状態だけでなく、発電機２０を駆動していない負荷の少ない状態も含む。よって、内燃機関１０は、定常状態や過渡状態の運転状態において動作点を任意に変動させることができ、この状態でバルブ動作学習部７４２は内燃機関１０が任意の学習用動作点となるように制御された状態で、バルブの学習を適切に行うことができる。
以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、本発明は、前述した実施の形態を全て組み合わせてもよく、何れか２つ以上の実施の形態を任意に組み合わせても好適である。
また、本発明は、前述した実施の形態の全ての構成を備えているものに限定されるものではなく、前述した実施の形態の構成の一部を、他の実施の形態の構成に置き換えてもよく、また、前述した実施の形態の構成を、他の実施の形態の構成に置き換えてもよい。
また、前述した実施の形態の一部の構成について、他の実施の形態の構成に追加、削除、置換をしてもよい。
１０：ハイブリッド車両、１１：エアフローセンサ、１２：コンプレッサ、１３：インタークーラ、１４：シリンダ、１４１：点火プラグ、１４２：燃料噴射装置、１４３：ピストン、１４４：吸気バルブ、１４５：排気バルブ、１４６：クランク軸、１４７：シグナルロータ、１４８：クランク角度センサ、１４９：水温センサ、１５：スロットルバルブ、１５１：スロットルセンサ、１６：タービン、１７：三元触媒、１７１：Ａ／Ｆセンサ、１８：ＥＧＲ流路、１８１：ＥＧＲクーラ、１９：ＥＧＲバルブ、２０：発電機、３０：電力変換器、４０：バッテリ、５０：モータ、６０：減速ギア、６５：車軸、６６：タイヤ、７０：制御装置、７１：入力回路、７２：入出力ポート、７３：ＲＡＭ、７４：ＣＰＵ、７４１：内燃機関制御部、７４２：バルブ動作学習部、７４３：動作点設定部、７４４：バルブ制御部、７５：ＲＯＭ、７６：バルブ駆動回路、７７：スロットル弁駆動回路、７８：燃料噴射装置駆動回路、７９：点火出力回路、１００：ハイブリッド車両

Claims (11)

  1. 少なくとも一つ以上のバルブを有する内燃機関と、車両を駆動するモータと、前記内燃機関により駆動される発電機とを備えた車両において、前記バルブの動作を制御する制御装置であって、
    前記モータにより前記車両を駆動するモータ駆動モードにおいて、
    前記内燃機関の動作点が予め設定された学習用動作点となるように前記内燃機関を制御する内燃機関制御部と、
    前記内燃機関制御部により前記内燃機関の動作点が前記学習用動作点となるように制御された状態で前記バルブの動作の学習を行うバルブ動作学習部と、を有する制御装置。
  2. 前記内燃機関の動作範囲内で前記学習用動作点を複数設定する動作点設定部を有する請求項１に記載の制御装置。
  3. 前記内燃機関は、前記発電機と当該発電機とは異なる車載装置とを駆動可能に設けられており、
    前記バルブ動作学習部は、前記内燃機関で前記発電機のみを駆動する発電機駆動モードに切り換えられた後に、前記内燃機関制御部により前記内燃機関の動作点が前記学習用動作点となるように制御された状態で前記バルブの動作の学習を行う請求項２に記載の制御装置。
  4. 前記内燃機関は、前記発電機と前記車両とを駆動可能に設けられており、
    前記バルブ動作学習部は、前記内燃機関で前記発電機のみを駆動する発電機駆動モードに切り換えられた後に、前記内燃機関制御部により前記内燃機関の動作点が前記学習用動作点となるように制御された状態で前記バルブの動作の学習を行う請求項２に記載の制御装置。
  5. 前記動作点設定部は、前記内燃機関が前記車載装置を駆動する際に前記内燃機関の動作点が通過する頻度に基づいて前記学習用動作点を設定する請求項３に記載の制御装置。
  6. 前記動作点設定部は、前記内燃機関が前記車両を駆動する際に前記内燃機関の動作点が通過する頻度に基づいて前記学習用動作点を設定する請求項４に記載の制御装置。
  7. 前記バルブは、前記内燃機関の排気流路から吸気流路への排気ガスの還流量を調整するＥＧＲバルブであり、
    前記動作点設定部は、前記内燃機関のＥＧＲ領域内で前記学習用動作点を設定する請求項５または請求項６に記載の制御装置。
  8. 前記バルブは、前記内燃機関のタービンよりも下流の排気流路とコンプレッサよりも上流の吸気流路への排気ガスの還流量を調整するＥＧＲバルブであり、
    前記動作点設定部は、前記内燃機関のＥＧＲ領域内で前記学習用動作点を設定する請求項７に記載の制御装置。
  9. 前記バルブ動作学習部は、前記内燃機関の動作状態に応じて予め設定された目標ＥＧＲ率と、前記内燃機関の同一の動作状態での実際の実ＥＧＲ率との差が閾値以上であると判断した場合、前記ＥＧＲバルブの動作の学習が必要であると判断する請求項８に記載の制御装置。
  10. 前記バルブ動作学習部が学習した前記バルブの動作に基づいて、前記バルブを制御するバルブ制御部を有する請求項１に記載の制御装置。
  11. 少なくとも一つ以上のバルブを有する内燃機関と、車両を駆動するモータと、前記内燃機関により駆動される発電機とを備えた車両において、前記バルブの動作を制御する制御方法であって、
    前記モータにより前記車両を駆動するモータ駆動モードであるか否かを判断するステップと、
    前記モータ駆動モードであると判断した場合、前記内燃機関の動作点が予め設定された学習用動作点となるように前記内燃機関を制御するステップと、
    前記内燃機関を制御するステップにより前記内燃機関の動作点が前記学習用動作点となるように制御された状態で前記バルブの動作の学習を行うステップと、を有する制御方法。
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