WO2011027448A1 - ハイブリッド車両の制御装置および制御方法 - Google Patents

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WO2011027448A1
WO2011027448A1 PCT/JP2009/065416 JP2009065416W WO2011027448A1 WO 2011027448 A1 WO2011027448 A1 WO 2011027448A1 JP 2009065416 W JP2009065416 W JP 2009065416W WO 2011027448 A1 WO2011027448 A1 WO 2011027448A1
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研也 丸山
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トヨタ自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a control device and a control method for a hybrid vehicle, and more particularly, to a control device and a control method for controlling an internal combustion engine mounted on a hybrid vehicle.
  • a hybrid vehicle includes an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) as a power source and an electric motor that operates with electric power supplied from a power storage device.
  • engine an internal combustion engine
  • electric motor that operates with electric power supplied from a power storage device.
  • the rotational speed and torque of the engine can be controlled without being restricted by the rotational speed and torque of the drive shaft. Therefore, in the hybrid vehicle, for example, the engine speed and torque can be controlled so that the operating point of the engine moves along an operating line determined based on the optimum fuel consumption.
  • Patent Document 1 discloses a power output apparatus that enables an engine operating point to shift between operating lines different from each other.
  • the power output apparatus first sets the operating point on the first operating line corresponding to the required power as a target point. .
  • the power output device moves the operating point of the engine to the target point along the first operating line.
  • the power output device moves the operating point to the second operating line.
  • Patent Document 2 discloses a control device for a hybrid vehicle that enables both improvement of fuel consumption and generation of driving force corresponding to a driver's request.
  • the control device moves the engine speed along a first line determined in consideration of fuel consumption.
  • the control device moves the engine rotation speed along the second line determined in consideration of the power.
  • Patent Document 3 discloses a power output device that can quickly respond to an increase in required power.
  • This power output apparatus normally uses an operation line determined so that its torque is smaller than the maximum torque line.
  • the power output device increases the torque while maintaining the engine speed. Thereby, the power output from the engine can be made equal to the required power.
  • An object of the present invention is to provide a control device and a control capable of quickly moving an operating point to a target point on the operating line when the operating point of the internal combustion engine mounted on the hybrid vehicle deviates from the operating line. Is to provide a method.
  • a control device for a hybrid vehicle is a control device for a hybrid vehicle that can travel using at least one of an internal combustion engine and an electric motor that operates with electric power from a rechargeable power storage device.
  • the hybrid vehicle is configured such that the power storage device can be charged by a generator that generates power using the power generated by the internal combustion engine.
  • the control device includes a power setting unit, a target setting unit, and an engine control unit.
  • the power setting unit is configured to set the target power of the internal combustion engine based on the state of the hybrid vehicle including the state of charge of the power storage device.
  • the target setting unit sets the target rotational speed and target torque of the internal combustion engine corresponding to the target power based on the operation line for controlling the rotational speed and torque of the internal combustion engine and the target power according to the efficiency of the internal combustion engine.
  • the engine control unit is configured to control the rotation speed and torque of the internal combustion engine so that the operation point of the internal combustion engine moves along the operation line toward a target point corresponding to the target rotation speed and the target torque. Is done.
  • the engine control unit brings at least one value of the rotational speed and torque closer to the target value corresponding to the target point, and the rotational speed and torque. The other value is fixed.
  • the engine control unit moves one value closer to the target value and fixes the other value so that the operating point moves on the operating line.
  • the engine control unit moves the operating point along the operating line toward the target point after the operating point moves on the operating line.
  • the engine control unit repeats fixing one value close to the target value and fixing the other value until the operating point reaches the target point.
  • the engine control unit selects a value having a relatively high responsiveness among the rotational speed and the torque as one value, and has a relatively low responsiveness among the rotational speed and the torque.
  • the value of is selected as the other value.
  • the engine control unit is either one of the rotational speed and the ignition timing of the fuel supplied to the internal combustion engine. To control.
  • a control method for a hybrid vehicle is a control method for a hybrid vehicle that can travel using at least one of an internal combustion engine and an electric motor that operates with electric power from a rechargeable power storage device.
  • the hybrid vehicle is configured such that the power storage device can be charged by a generator that generates power using the power generated by the internal combustion engine.
  • the control method sets the target power required for the internal combustion engine based on the state of the hybrid vehicle including the state of charge of the power storage device, and controls the rotational speed and torque of the internal combustion engine according to the efficiency of the internal combustion engine. And setting the target rotational speed and target torque of the internal combustion engine corresponding to the target power based on the operation line and the target power for the operation point of the internal combustion engine along the operational line.
  • the step of controlling when the operating point deviates from the operating line, at least one of the values of the rotational speed and the torque is brought close to the target value corresponding to the target point, and the rotational speed and the torque are set.
  • the step of fixing the other value is included.
  • the controlling step includes the step of causing the engine control unit to bring one value closer to a target value and fixing the other value so that the operating point moves on the operating line, and the operating point on the operating line. Moving the operating point along the operating line toward the target point after moving.
  • one value is brought close to the target value and the other value is fixed until the operating point reaches the target point.
  • the controlling step selects one value having a relatively high responsiveness among the rotational speed and the torque as one value and has a relatively low responsiveness among the rotational speed and the torque. Selecting one value as the other value.
  • the step of controlling when the difference between the power corresponding to the operating point and the target power is within a predetermined range, one of the rotation speed and the ignition timing of the fuel supplied to the internal combustion engine
  • the step of controlling is included.
  • the operating point of the internal combustion engine mounted on the hybrid vehicle deviates from the operating line, the operating point can be quickly moved to the target point on the operating line.
  • FIG. 3 is a flowchart showing control for moving an engine operating point according to the first embodiment. It is a flowchart for demonstrating the process which moves an operating point on an equal power line. It is a figure for demonstrating the space
  • FIG. 11 is a first diagram for illustrating movement of an operating point of an engine according to a second embodiment.
  • FIG. 12 is a second diagram for illustrating the movement of the operating point of the engine according to the second embodiment.
  • 6 is a flowchart illustrating control for moving an engine operating point according to a second embodiment. It is a flowchart for demonstrating the process for the fine adjustment of the engine power shown in FIG. It is the figure which showed the relationship between ignition timing and the torque of an engine.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • the hybrid vehicle 1 is a vehicle that can travel using at least one of an internal combustion engine (engine) and an electric motor (motor).
  • hybrid vehicle 1 includes front wheels 20R and 20L, rear wheels 22R and 22L, an engine 2, a planetary gear 16, a differential gear 18, and gears 4 and 6.
  • the hybrid vehicle 1 further includes a battery BA, a booster unit 32 that boosts the DC power output from the battery BA, an inverter 36 that transfers DC power to and from the booster unit 32, and the engine 2 via the planetary gear 16. It includes a motor generator MG1 that is coupled and mainly generates electric power, and a motor generator MG2 whose rotating shaft is connected to the planetary gear 16. Inverter 36 is connected to motor generators MG ⁇ b> 1 and MG ⁇ b> 2 and mutually converts AC power and DC power from booster unit 32.
  • the planetary gear 16 has first to third rotating shafts.
  • the first rotation shaft is connected to engine 2
  • the second rotation shaft is connected to motor generator MG1
  • the third rotation shaft is connected to motor generator MG2.
  • the gear 4 is attached to the third rotating shaft of the planetary gear and drives the gear 6. Power is transmitted to the differential gear 18 by driving the gear 6.
  • the differential gear 18 transmits the power received from the gear 6 to the front wheels 20R and 20L, and transmits the rotational force of the front wheels 20R and 20L to the third rotating shaft of the planetary gear via the gears 6 and 4.
  • Planetary gear 16 divides power between engine 2 and motor generators MG1 and MG2. That is, if the rotation of two of the three rotation shafts of the planetary gear 16 is determined, the rotation of the remaining one rotation shaft is forcibly determined. Accordingly, the vehicle speed is controlled by controlling the power generation amount of the motor generator MG1 and driving the motor generator MG2 while operating the engine 2 in the most efficient region, thereby realizing an overall energy efficient vehicle. Yes.
  • a reduction gear that decelerates the rotation of motor generator MG2 and transmits it to planetary gear 16 may be provided in hybrid vehicle 1, or a transmission gear that allows the reduction ratio of the reduction gear to be changed may be provided in hybrid vehicle 1.
  • Battery BA is a rechargeable power storage device, and includes, for example, a secondary battery such as nickel metal hydride or lithium ion.
  • the battery BA supplies DC power to the boost unit 32 and is charged by DC power from the boost unit 32.
  • Boost unit 32 boosts the DC voltage received from battery BA and supplies the boosted DC voltage to inverter 36.
  • Inverter 36 converts the supplied DC voltage into AC voltage, and drives motor generator MG1 when the engine is started. Further, after the engine is started, AC power generated by motor generator MG1 is converted into DC by inverter 36.
  • Booster unit 32 receives DC power from inverter 36 and converts the voltage of the DC power into a voltage suitable for charging battery BA. The DC power output from the boost unit 32 is supplied to the battery BA.
  • the inverter 36 further drives the motor generator MG2.
  • Motor generator MG2 assists engine 2 to drive front wheels 20R and 20L.
  • motor generator MG2 performs a regenerative operation to convert the rotational energy of the wheels into electric energy.
  • the electric energy obtained by motor generator MG2 is returned to battery BA via inverter 36 and booster unit 32.
  • Battery BA is an assembled battery including a plurality of battery units B0 to Bn connected in series.
  • System main relays 28 and 30 are provided between boost unit 32 and battery BA, and shut off the high voltage when the vehicle is not in operation.
  • the hybrid vehicle 1 further includes a control device 14.
  • the control device 14 controls the engine 2, the inverter 36, the booster unit 32, and the system main relays 28 and 30 according to the driver's instructions and outputs from various sensors mounted on the vehicle.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of the engine 2 shown in FIG. Referring to FIG. 2, an intake pipe 111 for introducing intake air into the cylinder head and an exhaust pipe 113 for exhausting air from the cylinder head communicate with engine 2.
  • An air cleaner 102, an air flow meter 104, an intake air temperature sensor 106, and a throttle valve 107 are provided in order from the upstream side of the intake pipe 111.
  • the opening degree of the throttle valve 107 is controlled by an electronic control throttle 108.
  • An injector 110 for injecting fuel is provided near the intake valve of the intake pipe 111.
  • An air-fuel ratio sensor 145, a catalyst device 127, and an oxygen sensor 146 are arranged in the exhaust pipe 113 in order from the exhaust valve side.
  • the engine 2 includes a piston 114 that moves up and down a cylinder provided in the cylinder block, a crank position sensor 143 that detects rotation of a crankshaft that rotates in accordance with up and down of the piston 114, and knocking by detecting vibration of the cylinder block.
  • a knock sensor 144 that detects the occurrence of the above and a water temperature sensor 148 attached to the cooling water passage of the cylinder block.
  • the control device 14 controls the electronic control throttle 108 to change the intake amount of the engine 2 in response to the output of the accelerator position sensor 42. Furthermore, the control device 14 outputs an ignition instruction to the ignition coil (ignition plug) 112 based on the crank angle obtained from the crank position sensor 143, and controls the fuel injection by the injector 110.
  • the air-fuel mixture of air introduced from the intake pipe 111 and fuel injected from the injector 110 is ignited by the ignition coil 112 and burned.
  • the control device 14 controls the fuel injection amount, the intake air amount, and the ignition timing according to the outputs of the intake air temperature sensor 106, the knock sensor 144, the air-fuel ratio sensor 145, and the oxygen sensor 146.
  • the fuel FL supplied to the engine 2 is stored in the fuel tank 180.
  • the pump 186 sucks up the fuel FL from the fuel tank 180 through the fuel passage 185.
  • the pump 186 further pressurizes the fuel FL and sends the fuel FL to a fuel passage 187 communicating with the injector 110.
  • the injector 110 opens at a predetermined timing, the fuel FL is injected into the intake pipe 111.
  • FIG. 3 is a functional block diagram for explaining the configuration of the control device 14 shown in FIG. FIG. 3 particularly shows a configuration for controlling an engine mounted on a hybrid vehicle.
  • control device 14 includes a battery control unit 61, a power setting unit 62, a target setting unit 63, and an engine control unit 64.
  • Battery control unit 61 calculates state value SOC indicating the state of charge of battery BA and transmits state value SOC to engine control unit 64. For example, the battery control unit 61 calculates the state value SOC by integrating the charge / discharge current of the battery BA.
  • the accelerator position sensor 42 detects the accelerator opening and transmits the accelerator opening Acc to the power setting unit 62.
  • the vehicle speed sensor 44 detects the speed (vehicle speed) of the hybrid vehicle 1 and transmits the vehicle speed V to the power setting unit 62.
  • the power setting unit 62 calculates the power for charging or discharging the battery BA based on the state value SOC indicating the charging state of the battery BA. Further, the power setting unit 62 calculates the power required by the driver based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V. The power setting unit 62 sets the target value (PeT) of the power Pe of the engine 2 by adding the power requested by the driver and the power for charging or discharging the battery BA.
  • PeT target value
  • the accelerator opening Acc, the speed V, and the state value SOC are all information for indicating the current state of the hybrid vehicle 1. That is, the power setting unit 62 sets the target value of the engine power Pe based on the current state of the hybrid vehicle 1.
  • the target setting unit 63 sets the target rotational speed NeT and the target torque TeT of the engine 2 based on the target power PeT set by the power setting unit 62. Specifically, the target setting unit 63 sets the target rotational speed NeT and the target torque TeT based on the operation line determined based on the efficiency of the engine 2 and the target power PeT.
  • the engine control unit 64 controls the engine 2 based on the target rotational speed NeT and the target torque TeT. Specifically, the engine control unit 64 rotates the engine 2 so that the operating point of the engine 2 moves along the operating line toward the target point corresponding to the target rotational speed NeT and the target torque TeT. Ne and torque Te are controlled.
  • the engine control unit 64 detects the rotational speed Ne of the engine 2 based on a signal from a sensor (not shown) for detecting the rotational speed Ne. Further, the engine control unit 64 estimates the torque Te of the engine 2 according to a map having, for example, the intake air amount detected by the air flow meter 104, the engine speed Ne, the ignition timing, and the like as parameters. A torque sensor may detect the torque Te of the engine 2. The engine control unit 64 controls the rotational speed Ne and the torque Te by controlling the throttle opening degree, the ignition timing, and the like.
  • FIG. 4 is a diagram showing an operation line of the engine applied to the embodiment of the present invention.
  • each of the plurality of equal power lines is a curve for defining engine speed Ne and torque Te so that engine power Pe is constant.
  • Each of the plurality of equal power lines has a point where the fuel efficiency of the engine 2 is optimal.
  • the operation line L1 is a curve defined by connecting optimum fuel consumption points on each equal power line. By moving the operating point A of the engine 2 along the operating line L1, it is possible to generate power Pe from the engine 2 and achieve excellent fuel efficiency.
  • the engine control unit 64 basically moves the operating point A of the engine 2 along the operating line L1.
  • a situation may occur in which the operating point A of the engine 2 deviates from the operating line L1.
  • the operating point A of the engine 2 may deviate from the operating line L1.
  • the operating point A of the engine 2 is referred to as an operating point on the operating line L1 (hereinafter referred to as “target point”). It is possible to move quickly.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a method for moving the operating point of the engine.
  • rotation speed Ne is constant and engine power Pe changes
  • operating point A moves in a direction in which only torque Te changes.
  • the torque Te is constant and the engine power Pe changes
  • the operating point A moves in a direction in which only the rotational speed Ne changes.
  • the engine power Pe is constant and both the rotational speed Ne and the torque Te change
  • the operating point A moves along the equal power line.
  • the engine control unit 64 moves the operating point A according to one of the three methods shown in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the movement of the operating point of the engine according to the first embodiment.
  • the current operating point A of the engine 2 is at a position deviating from the operating line L1. Furthermore, the current power of the engine 2 indicated by the position of the operating point A is between P1 and P2.
  • the power setting unit 62 changes the target power PeT of the engine 2 based on the current situation of the vehicle. For example, in order to charge the battery BA, the power setting unit 62 sets the target power PeT to P2. In this case, the engine control unit 64 moves the operating point A to the operating point B.
  • the operating point B is a target point on the operating line L1.
  • the power setting unit 62 sets the target power PeT to P2.
  • the target setting unit 63 sets a target rotational speed NeT and a target torque TeT corresponding to the operating point B.
  • the engine control unit 64 brings the rotational speed Ne close to the target rotational speed Ne * and makes the torque Te close to the target torque Te *.
  • FIG. 6 shows a method for fixing the engine speed Ne and changing the torque as a method for moving the operating point A on the equal power line.
  • the torque Te is fixed and the speed Ne is fixed.
  • the operating point A may be moved on the equal power line by changing.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the control for moving the engine operating point according to the first embodiment. The process shown in this flowchart is called from the main routine when, for example, a certain period or a predetermined condition is satisfied, and is mainly executed by the engine control unit 64.
  • step S01 power setting unit 62 calculates the power required by the driver based on accelerator opening Acc and vehicle speed V, and charges battery BA based on state value SOC. Alternatively, the discharge power is calculated.
  • the power setting unit 62 sets the target power (PeT) of the engine 2 by adding the power requested by the driver and the power for charging or discharging the battery BA.
  • step S02 the target setting unit 63 sets the target rotational speed NeT and the target torque TeT based on the operation line L1 determined based on the efficiency of the engine 2 and the target power PeT.
  • step S1 the engine control unit 64 grasps the current operating point of the engine 2 based on the torque Te and the rotational speed Ne.
  • step S2 the engine control unit 64 determines whether it is necessary to move the operating point on the equal power line by grasping the positional relationship between the operating line L1 and the current operating point of the engine 2. To do.
  • the target torque TeT and the target rotation speed NeT from the target setting unit 63 are received.
  • the engine control unit 64 stores the operation line L1 in advance and grasps the position on the operation line L1 of the target point determined from the target torque TeT and the target rotational speed NeT based on the operation line L1. Furthermore, the engine control unit 64 grasps the positional relationship between the operation line L1 and the current operating point of the engine 2.
  • the engine control unit 64 determines that the operating point needs to be moved on the equal power line when the operating point is out of the operating line L1. In this case (YES in step S2), the process proceeds to step S3.
  • step S2 the engine control unit 64 determines that it is not necessary to move the operating point on the equal power line. In this case (NO in step S2), the entire process is returned to the main routine.
  • step S3 the engine control unit 64 moves the operating point on the equal power line corresponding to the target power PeT.
  • step S4 the engine control unit 64 moves the operating point toward the target point along the equal power line.
  • step S5 the engine control unit 64 determines whether or not the operating point has reached the target point. Specifically, the engine control unit 64 determines that the operating point has reached the target point when the rotational speed Ne is equal to the target rotational speed NeT and the torque Te is equal to the target torque TeT. In this case (YES in step S5), the entire process is returned to the main routine. On the other hand, when it is determined that the operating point has not yet reached the target point (NO in step S5), the process returns to step S4. Therefore, the operating point moves along the equal power line until the operating point reaches the target point.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining the process of moving the operating point on the equal power line.
  • the flowchart in FIG. 8 is for explaining the process of step S3 shown in FIG. 7 in more detail.
  • step S11 the engine control unit 64 calculates the interval between the operating point and the equal power line.
  • the “interval” means a length between two points included in a plane (see FIG. 6) defined by the rotational speed Ne and the torque Te.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the interval between the operating point and the equal power line.
  • torque Te and rotation speed Ne corresponding to operating point A are Te1 and Ne1, respectively.
  • the torque Te changes from Te1 to Te2.
  • the rotational speed Ne changes from Ne1 to Ne2.
  • the interval between the operating points A and C1 is (Te2-Te1), and the interval between the operating points A and C2 is (Ne2-Ne1).
  • step S12 the engine control unit 64 determines whether to change the torque.
  • the engine control unit 64 determines to change the torque when the interval between the operating points A and C1 is shorter than the interval between the operating points A and C2.
  • the engine control unit 64 determines to change the rotational speed when the interval between the operating points A and C2 is shorter than the interval between the operating points A and C1.
  • the engine control unit 64 calculates the ratio (first ratio) of the interval between the operating points A and C1 with respect to the torque value indicated by the operating point A, using the formula (Te2-Te1) / Te1. Similarly, the engine control unit 64 calculates the ratio (second ratio) of the interval between the operating points A and C2 with respect to the rotational speed value indicated by the operating point A, using the formula (Ne2-Ne1) / Ne1. .
  • step S12 When the first ratio is smaller than the second ratio, the engine control unit 64 determines to change the torque. In this case (YES in step S12), the process proceeds to step S13. On the other hand, when the second ratio is smaller than the first ratio, the engine control unit 64 determines to change the rotational speed. In this case (NO in step S12), the process proceeds to step S14.
  • step S13 the engine control unit 64 fixes the rotation speed Ne and changes the torque Te.
  • step S14 the engine control unit 64 determines whether or not the operating point has reached the equal power line.
  • step S14 the engine control unit 64 determines that the operating point has reached the equal power line when the detected torque Te is equal to the provisional target torque Te *. In this case (YES in step S14), the entire process ends. On the other hand, when it is determined that the operating point has not reached the equal power line (NO in step S14), the process returns to step S13. Therefore, the processes in steps S13 and S14 are repeated until the operating point reaches the equal power line.
  • step S15 the engine control unit 64 fixes the torque Te and changes the rotational speed Ne.
  • step S16 the engine control unit 64 determines whether or not the operating point has reached the equal power line.
  • step S16 the engine control unit 64 determines that the operating point has reached the equal power line when the detected rotational speed Ne is equal to the provisional target rotational speed Ne *. In this case (YES in step S16), the entire process ends. On the other hand, when it is determined that the operating point has not reached the equal power line (NO in step S16), the process returns to step S15. Therefore, steps S15 and S16 are repeated until the operating point reaches the equal power line.
  • one of the torque and the rotational speed is fixed and the other changes until the operating point reaches the equal power line. After the operating point reaches the equal power line, the operating point moves along the equal power line. On the other hand, when the operating point at a position deviating from the operating line is moved directly to the target point on the operating line, it is necessary to change both the torque Te and the rotational speed Ne.
  • ⁇ Engine power Pe can be changed by at least one of torque and rotational speed.
  • both the torque Te and the rotational speed Ne are variable. Therefore, the operating point A can be moved in various directions within the plane defined by the rotational speed Ne and the torque Te (directions illustrated by a plurality of solid arrows in FIG. 10). For this reason, the time for the operating point A to reach the operating point B may be longer.
  • the operating point when the operating point deviates from the operating line L1, only one of the torque and the rotational speed is changed and the operating point is moved onto the equal power line.
  • the moving direction of the operating point A is fixed.
  • the operating point moves along the equal power line.
  • one of the provisional target rotational speed Ne * and the provisional target torque Te * is set, and the other is inevitably set. That is, according to Embodiment 1, the operating point can be quickly moved to the target point by controlling the movement of the operating point.
  • the charging performance and discharging performance of the power storage device deteriorate. From the viewpoint of preventing overcharging or overdischarging of the power storage device, the allowable range of the charge power amount and the discharge power amount of the power storage device becomes narrow at extremely low temperatures. Therefore, when the power storage device is charged at an extremely low temperature, it is required to strictly control the engine power Pe.
  • the operating point is first moved on the equal power line. Therefore, an appropriate amount of electric power that can prevent overcharging of the power storage device can be secured. Further, excellent fuel efficiency can be realized by moving the operating point to the target point along the equal power line.
  • engine control unit 64 repeats changing one of the torque and the rotational speed and fixing the other until the operating point of the engine reaches the target point.
  • the specific method for the engine control unit 64 to change the torque and the rotational speed is the same as the method according to the first embodiment.
  • the engine control unit 64 receives the target rotational speed NeT and the target torque TeT from the target setting unit 63.
  • the engine control unit 64 sets a temporary target rotational speed Ne * and brings the rotational speed Ne closer to the target rotational speed Ne *.
  • Ne Ne *
  • the engine control unit 64 brings the target rotational speed Ne * closer to the target rotational speed NeT and executes the above-described rotational speed control.
  • the engine control unit 64 performs the same control.
  • FIG. 11 is a first diagram for illustrating the movement of the operating point of the engine according to the second embodiment.
  • engine control unit 64 changes direction of rotation speed Ne and changes direction of torque Te.
  • the operating point A is moved in the first direction in which the operating point A moves quickly.
  • the rotational speed Ne reaches the target rotational speed NeT, or the torque Te reaches the target torque TeT.
  • the engine control unit 64 changes the other of the torque and the rotational speed.
  • the engine control unit 64 changes the rotation speed to the next.
  • the rotational speed has changed first
  • the engine control unit 64 changes the torque to the next.
  • the operating point A reaches the target point.
  • FIG. 11 shows an example of control for moving the operating point A to the target point (operating point B) when the target power PeT of the engine 2 is P2 and the engine power Pe is smaller than Pe2.
  • the rotational speed Ne changes from the current rotational speed Ne1 to the target rotational speed NeT.
  • the torque Te changes from the current torque Te1 to the target torque TeT.
  • the operating point A moves from the position of the operating point A1 to the position of the target point.
  • FIG. 12 is a second diagram for illustrating the movement of the operating point of the engine according to the second embodiment.
  • engine control unit 64 quickly moves operating point A among the direction of changing rotation speed Ne and the direction of changing torque Te.
  • the operating point A is moved in the first direction.
  • the engine control unit 64 changes the other of the torque and the rotational speed. As a result, the operating point A reaches the target point (operating point B).
  • the engine control unit 64 controls the throttle valve via the electronic control throttle 108 so that the torque is reduced, there is a possibility that the engine 2 may misfire. Therefore, when the torque Te reaches the misfire limit torque TeL due to a decrease in the torque Te, the engine control unit 64 fixes the torque Te and changes the rotational speed Ne.
  • the line L2 shown in FIG. 12 represents the relationship between the misfire limit torque TeL and the rotational speed Ne. As indicated by the line L2, the misfire limit torque TeL depends on the rotational speed Ne.
  • the correlation between the misfire limit torque TeL and the rotational speed Ne is stored in the engine control unit 64 as a function, a table, or a map.
  • the operating point A moves as the torque Te decreases from Te1.
  • the torque Te reaches the misfire limit torque TeL.
  • the engine control unit 64 fixes the torque Te and decreases the rotational speed Ne from Ne1.
  • the operating point A moves from the position of the operating point A2 to the position of the operating point A3.
  • the rotational speed corresponding to the operating point A3 is equal to the target rotational speed NeT. Therefore, the engine control unit 64 fixes the rotational speed Ne and decreases the torque Te. As a result, the operating point A moves from the position of the operating point A3 to the position of the operating point B.
  • the misfire limit torque corresponding to the target rotational speed NeT is smaller than both TeL and the target torque TeT. As a result, the operating point A reaches the target point (operating point B).
  • the lower limit rotational speed NeL is a value determined in advance as an idle rotational speed of the engine 2, for example.
  • the rotational speed Ne reaches the lower limit rotational speed NeL by reducing the rotational speed Ne, the rotational speed Ne is fixed and the torque Te is changed.
  • FIG. 13 is a flowchart showing the control for moving the engine operating point according to the second embodiment. The process shown in this flowchart is called from the main routine when, for example, a certain period or a predetermined condition is satisfied, and is mainly executed by the engine control unit 64.
  • step S01 and the process in step S02 are the same as the corresponding steps shown in FIG. Therefore, description of these processes will not be repeated.
  • the engine control unit 64 executes the processes of steps S21 to S30.
  • step S21 the engine control unit 64 determines whether or not the sensitivity of the rotational speed Ne is high when moving the current operating point.
  • Sensitivity corresponds to responsiveness, that is, the ability to move the current operating point towards the target point. The higher the sensitivity, the larger the current moving point can be moved.
  • the sensitivity of the rotational speed Ne is defined as (Ne1-NeT) / Ne1
  • the sensitivity of the torque Te is defined as (Te1-TeT) / Te1.
  • the sensitivity of the rotational speed Ne is defined as NeT / Ne1
  • the sensitivity of the torque Te is defined as TeT / Te1.
  • the engine control unit 64 determines whether or not the sensitivity of the rotational speed Ne is higher than the sensitivity of the torque Te by comparing the sensitivity of the rotational speed Ne with the sensitivity of the torque Te. If it is determined that the sensitivity of rotational speed Ne is higher than the sensitivity of torque Te (YES in step S21), the process proceeds to step S22. On the other hand, when it is determined that the sensitivity of torque Te is higher than the sensitivity of rotation speed Ne (NO in step S21), the process proceeds to step S25 described later.
  • step S22 the engine control unit 64 changes the rotation speed Ne so that the rotation speed Ne approaches the target rotation speed NeT.
  • the torque Te is fixed.
  • step S23 the engine control unit 64 determines whether one of the condition that the rotational speed Ne is equal to the lower limit rotational speed NeL and the condition that the rotational speed Ne is equal to the target rotational speed NeT is satisfied.
  • step S24 the engine control unit 64 fixes the rotational speed Ne and sets the torque Te. Control.
  • the entire process is returned to step S21.
  • step S25 the engine control unit 64 changes the torque Te so that the torque Te approaches the target torque TeT.
  • the rotational speed Ne is fixed.
  • step S26 the engine control unit 64 determines whether one of the condition that the torque Te is equal to the misfire limit torque TeL and the condition that the torque Te is equal to the target torque TeT is satisfied.
  • step S27 the engine control unit 64 fixes the torque Te and controls the rotational speed Ne. To do.
  • torque Te is not equal to either misfire limit torque TeL or target torque TeT (NO in step S26)
  • the entire process is returned to step S21.
  • step S28 the engine control unit 64 determines whether or not the current power Pe of the engine 2 is substantially equal to the target power PeT. Specifically, the engine control unit 64 determines that the current power Pe of the engine 2 is substantially equal to the target power PeT when the power Pe of the engine 2 is within a first range including the target power PeT.
  • the first range is a range of Pe that satisfies PeT ⁇ a ⁇ Pe ⁇ PeT + a, for example, where a is a constant.
  • step S28 If it is determined that the current power Pe of the engine 2 is substantially equal to the target power PeT (YES in step S28), the process proceeds to step S29. On the other hand, when current power Pe of engine 2 is outside the first range (NO in step S28), the process returns to step S21.
  • step S29 the engine control unit 64 determines whether or not the engine power Pe can be controlled by the throttle. For example, when the current power Pe of the engine 2 is within the second range including the target power PeT, the engine control unit 64 determines that the engine power cannot be controlled by the throttle.
  • the second range is a range of Pe that satisfies PeT ⁇ b ⁇ Pe ⁇ PeT + b, for example, where b (b ⁇ a) is a constant.
  • step S30 fine adjustment is performed to bring the engine power Pe close to the target power PeT. If it is determined that the engine power can be controlled by the throttle (YES in step S29), the process returns to step S21.
  • FIG. 14 is a flowchart for explaining processing for fine adjustment of the engine power shown in FIG.
  • engine control unit 64 determines which one of rotation speed control and ignition timing control is to be executed. Specifically, the engine control unit 64 determines which of the sensitivity of the engine power Pe by the rotational speed control and the sensitivity of the engine power Pe by the ignition timing control is smaller.
  • the engine control unit 64 detects the change in engine power by changing the rotational speed by a minimum control unit (for example, 1 [rpm]) every predetermined cycle and detecting the torque Te. Furthermore, the engine control unit 64 detects the change in engine power by changing the ignition timing and detecting the torque Te and the rotational speed Ne. Based on these detection results, the engine control unit 64 determines which of the rotational speed and the ignition timing reduces the sensitivity of the engine power.
  • a minimum control unit for example, 1 [rpm]
  • step S31 If it is determined that the sensitivity of the engine power by the rotational speed control is smaller than the sensitivity of the engine power by the ignition timing control (YES in step S31), the engine control unit 64 changes the engine speed by changing the rotational speed in step S32. Make fine adjustments. On the other hand, when it is determined that the sensitivity of the engine power by the ignition timing control is smaller than the sensitivity of the engine power by the rotational speed control (NO in step S31), in step S33, the engine control unit 64 changes the ignition timing, Fine-tune the engine power.
  • FIG. 15 is a graph showing the relationship between the ignition timing and the engine torque.
  • MBT Minimum Advance for Best Torque
  • “ignition” indicates that the ignition timing approaches MBT
  • “retard” indicates that the ignition timing departs from MBT. While the engine torque increases with advance, the engine torque decreases with "retard”. Thus, the engine torque can be adjusted by adjusting the ignition timing. Therefore, the engine power can be finely adjusted.
  • step S34 the engine control unit 64 determines whether or not the engine power Pe has reached the target power PeT.
  • the engine control unit 64 determines that the engine power Pe has reached the target power PeT when the rotational speed Ne is equal to the target rotational speed NeT and the torque Te is equal to the target torque TeT. In this case (YES in step S34), the entire process ends. On the other hand, when it is determined that the engine power Pe has not yet reached the target power PeT (NO in step S34), the entire process is returned to step S31.
  • Embodiment 2 it is repeated that one of the torque and the rotational speed is fixed and the other is changed.
  • Such a control also fixes the moving direction of the operating point, so that the operating point can be quickly moved to the target point.
  • the engine power when the engine power cannot be controlled to the target power by the throttle, the engine power is adjusted by one of the rotational speed and the ignition timing. Thereby, since engine power can be finely adjusted, engine power can be brought closer to target power.
  • the present invention is applicable to a hybrid vehicle including an engine and an electric motor. Therefore, the type of hybrid vehicle to which the present invention is applicable is not particularly limited.

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Abstract

　制御装置（１４）は、ハイブリッド車両（１）の状態に基づいて、エンジン（２）の目標パワーを設定する。さらに制御装置（１４）は、エンジン（２）の回転数およびトルクを制御するための動作ラインと目標パワーとに基づいて、エンジン（２）の目標回転数および目標トルクを設定する。制御装置（１４）は、エンジン（２）の動作点が、動作ラインに沿って、目標回転数および目標トルクに対応する目標点に向かって移動するように、エンジン（２）の回転数およびトルクを制御する。動作点が動作ラインから外れた場合には、制御装置（１４）は、少なくとも１回は、回転数およびトルクのうちのいずれか一方の値を目標点に対応する目標値に近づけるとともに、回転数およびトルクのうちの他方の値を固定する。

Description

ハイブリッド車両の制御装置および制御方法
　本発明はハイブリッド車両の制御装置および制御方法に関し、特に、ハイブリッド車両に搭載された内燃機関を制御するための制御装置および制御方法に関する。
　一般に、ハイブリッド車両は、動力源として内燃機関（以下、「エンジン」と呼ぶ）および蓄電装置から供給された電力により動作する電動機を備える。ハイブリッド車両では、エンジンの回転数およびトルクを駆動軸の回転数およびトルクに制約されずに制御できる。したがって、ハイブリッド車両では、たとえば最適な燃費に基づいて定められた動作ラインに沿ってエンジンの動作点が移動するように、エンジンの回転数およびトルクを制御できる。
　たとえば特開２００５－１９４９４５号公報（特許文献１）は、エンジンの動作点が異なる動作ライン間で相互に移行することを可能にする動力出力装置を開示する。この動力出力装置は、第１の動作ラインから第２の動作ラインにエンジンの動作点を移行する際に、まず、要求パワーに対応する第１の動作ライン上の動作点を目標点に設定する。動力出力装置は、エンジンの動作点を第１の動作ラインに沿って目標点まで移動させる。次に、動力出力装置は、その動作点を第２の動作ラインに移動させる。
　たとえば特開２００１－１１２１１５号公報（特許文献２）は、燃費の向上と、運転者の要求に対応する駆動力の発生との両方を可能にする、ハイブリッド車両の制御装置を開示する。この制御装置は、バッテリの充電時には、エンジン回転速度を、燃費を考慮して定められた第１のラインに沿って移動させる。運転者の要求するパワーが増大したときには、制御装置は、エンジン回転速度を、パワーを考慮して定められた第２のラインに沿って移動させる。
　たとえば特開２０００－０８７７７４号公報（特許文献３）は、要求動力の増大に対して速やかに応答可能な動力出力装置を開示する。この動力出力装置は、通常では、最大トルクラインよりもそのトルクが小さくなるように定められた動作ラインを使用する。エンジンに要求される動力が急増した場合には、動力出力装置は、エンジンの回転数を維持したままトルクを増大させる。これにより、エンジンから出力される動力を要求動力に等しくすることができる。
特開２００５－１９４９４５号公報 特開２００１－１１２１１５号公報 特開２０００－０８７７７４号公報
　上述のように、ハイブリッド車両の場合には、エンジンの回転数およびトルクを比較的自由に制御できる。このため、エンジンの動作点がエンジンの効率に基づいて定義された動作ラインから外れる場合が生じ得る。このような場合には、エンジンの動作点を動作ライン上の目標点に速やかに移動させることが好ましい。しかしながら、特許文献１から特許文献３のいずれにも、上記のような問題点およびその解決方法は具体的に説明されていない。
　本発明の目的は、ハイブリッド車両に搭載された内燃機関の動作点が動作ラインから外れた場合において、その動作点を動作ライン上の目標点に速やかに移動させることを可能にする制御装置および制御方法を提供することである。
　本発明のある局面に従うハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関と、再充電可能な蓄電装置からの電力により動作する電動機との少なくとも一方を用いて走行可能なハイブリッド車両の制御装置である。ハイブリッド車両は、内燃機関が発生するパワーを用いて発電する発電機によって蓄電装置が充電可能となるように構成される。制御装置は、パワー設定部と、目標設定部と、エンジン制御部とを備える。パワー設定部は、蓄電装置の充電状態を含むハイブリッド車両の状態に基づいて、内燃機関の目標パワーを設定するように構成される。目標設定部は、内燃機関の効率に従って内燃機関の回転数およびトルクを制御するための動作ラインと目標パワーとに基づいて、目標パワーに対応する内燃機関の目標回転数および目標トルクを設定するように構成される。エンジン制御部は、内燃機関の動作点が、動作ラインに沿って、目標回転数および目標トルクに対応する目標点に向かって移動するように、内燃機関の回転数およびトルクを制御するように構成される。エンジン制御部は、動作点が動作ラインから外れた場合には、少なくとも１回は、回転数およびトルクのうちのいずれか一方の値を目標点に対応する目標値に近づけるとともに、回転数およびトルクのうちの他方の値を固定する。
　好ましくは、エンジン制御部は、動作点が動作ライン上に移動するように、一方の値を目標値に近づけるとともに他方の値を固定する。エンジン制御部は、動作点が動作ライン上に移動した後には、動作点を動作ラインに沿って目標点に向けて移動させる。
　好ましくは、エンジン制御部は、動作点が目標点に到達するまで、一方の値を目標値に近づけるとともに、他方の値を固定することを繰返す。
　好ましくは、エンジン制御部は、回転数およびトルクのうち相対的に高い応答性を有するほうの値を一方の値に選択し、かつ、回転数およびトルクのうち相対的に低い応答性を有するほうの値を他方の値に選択する。
　好ましくは、エンジン制御部は、動作点に対応するパワーと目標パワーとの差が所定範囲内である場合には、回転数と内燃機関に供給された燃料の点火時期とのうちのいずれか一方を制御する。
　本発明の他の局面に従うハイブリッド車両の制御方法は、内燃機関と、再充電可能な蓄電装置からの電力により動作する電動機との少なくとも一方を用いて走行可能なハイブリッド車両の制御方法である。ハイブリッド車両は、内燃機関が発生するパワーを用いて発電する発電機によって蓄電装置が充電可能となるように構成される。制御方法は、蓄電装置の充電状態を含むハイブリッド車両の状態に基づいて、内燃機関に対して要求される目標パワーを設定するステップと、内燃機関の効率に従って内燃機関の回転数およびトルクを制御するための動作ラインと目標パワーとに基づいて、目標パワーに対応する内燃機関の目標回転数および目標トルクを設定するステップと、内燃機関の動作点が、動作ラインに沿って、目標回転数および目標トルクに対応する目標点に向かって移動するように、内燃機関の回転数およびトルクを制御するステップとを備える。制御するステップは、動作点が動作ラインから外れた場合には、少なくとも１回は、回転数およびトルクのうちのいずれか一方の値を目標点に対応する目標値に近づけるとともに、回転数およびトルクのうちの他方の値を固定するステップを含む。
　好ましくは、制御するステップは、エンジン制御部は、動作点が動作ライン上に移動するように、一方の値を目標値に近づけるとともに他方の値を固定するステップと、動作点が動作ライン上に移動した後に、動作点を動作ラインに沿って目標点に向けて移動させるステップとを含む。
　好ましくは、制御するステップは、動作点が目標点に到達するまで、一方の値を目標値に近づけるとともに、他方の値を固定することを繰返す。
　好ましくは、制御するステップは、回転数およびトルクのうち相対的に高い応答性を有するほうの値を一方の値に選択し、かつ、回転数およびトルクのうち相対的に低い応答性を有するほうの値を他方の値に選択するステップを含む。
　好ましくは、制御するステップは、動作点に対応するパワーと目標パワーとの差が所定範囲内である場合には、回転数と内燃機関に供給された燃料の点火時期とのうちのいずれか一方を制御するステップを含む。
　本発明によれば、ハイブリッド車両に搭載された内燃機関の動作点が動作ラインから外れた場合において、その動作点を動作ライン上の目標点に速やかに移動させることができる。
本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の構成の一例を示した図である。 図１に示したエンジン２の構成を説明するための概略図である。 図１に示した制御装置１４の構成を説明するための機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に適用されるエンジンの動作ラインを示した図である。 エンジンの動作点を移動させるための方法を説明するための図である。 実施の形態１に従うエンジンの動作点の移動を説明するための図である。 実施の形態１によるエンジン動作点の移動のための制御を示したフローチャートである。 動作点を等パワーライン上に移動させる処理を説明するためのフローチャートである。 動作点と等パワーラインとの間の間隔を説明するための図である。 動作点を目標点に直接的に移動させる場合に生じ得る課題を説明するための図である。 実施の形態２に従うエンジンの動作点の移動を説明するための第１の図である。 実施の形態２に従うエンジンの動作点の移動を説明するための第２の図である。 実施の形態２によるエンジン動作点の移動のための制御を示したフローチャートである。 図１３に示したエンジンパワーの微調整のための処理を説明するためのフローチャートである。 点火時期とエンジンのトルクとの関係を示した図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
　図１は、本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の構成の一例を示した図である。ハイブリッド車両１は、内燃機関（エンジン）と電動機（モータ）との少なくとも一方を用いて走行可能な車両である。
　図１を参照して、ハイブリッド車両１は、前輪２０Ｒ，２０Ｌと、後輪２２Ｒ，２２Ｌと、エンジン２と、プラネタリギヤ１６と、デファレンシャルギヤ１８と、ギヤ４，６とを含む。
　ハイブリッド車両１は、さらに、バッテリＢＡと、バッテリＢＡの出力する直流電力を昇圧する昇圧ユニット３２と、昇圧ユニット３２との間で直流電力を授受するインバータ３６と、プラネタリギヤ１６を介してエンジン２と結合され主として発電を行なうモータジェネレータＭＧ１と、回転軸がプラネタリギヤ１６に接続されるモータジェネレータＭＧ２とを含む。インバータ３６はモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に接続され、交流電力と昇圧ユニット３２からの直流電力とを相互に変換する。
　プラネタリギヤ１６は、第１～第３の回転軸を有する。第１の回転軸はエンジン２に接続され第２の回転軸はモータジェネレータＭＧ１に接続され第３の回転軸はモータジェネレータＭＧ２に接続される。
　ギヤ４はプラネタリギヤの第３の回転軸に取付けられ、ギヤ６を駆動する。ギヤ６が駆動されることにより動力がデファレンシャルギヤ１８に伝達される。デファレンシャルギヤ１８はギヤ６から受ける動力を前輪２０Ｒ，２０Ｌに伝達するとともに、ギヤ６，４を介して、前輪２０Ｒ，２０Ｌの回転力をプラネタリギヤの第３の回転軸に伝達する。
　プラネタリギヤ１６は、エンジン２，モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の間で動力を分割する。すなわちプラネタリギヤ１６の３つの回転軸のうち２つの回転軸の回転が定まれば、残る１つの回転軸の回転は強制的に決定される。したがって、エンジン２を最も効率のよい領域で動作させつつ、モータジェネレータＭＧ１の発電量を制御してモータジェネレータＭＧ２を駆動させることにより車速の制御を行ない、全体としてエネルギ効率のよい自動車を実現している。
　なおモータジェネレータＭＧ２の回転を減速してプラネタリギヤ１６に伝達する減速ギヤをハイブリッド車両１に設けても良く、その減速ギヤの減速比を変更可能にした変速ギヤをハイブリッド車両１に設けても良い。
　バッテリＢＡは、再充電可能な蓄電装置であり、たとえばニッケル水素またはリチウムイオンなどの二次電池を含む。バッテリＢＡは、直流電力を昇圧ユニット３２に供給するとともに昇圧ユニット３２からの直流電力によって充電される。
　昇圧ユニット３２は、バッテリＢＡから受ける直流電圧を昇圧してその昇圧された直流電圧をインバータ３６に供給する。インバータ３６は供給された直流電圧を交流電圧に変換してエンジン始動時にはモータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、エンジン始動後には、モータジェネレータＭＧ１が発電した交流電力がインバータ３６によって直流に変換される。昇圧ユニット３２はインバータ３６からの直流電力を受けるとともにその直流電力の電圧をバッテリＢＡの充電に好適な電圧に変換する。昇圧ユニット３２から出力された直流電力はバッテリＢＡに供給される。
　インバータ３６はさらにモータジェネレータＭＧ２を駆動する。モータジェネレータＭＧ２はエンジン２を補助して前輪２０Ｒ，２０Ｌを駆動する。制動時には、モータジェネレータＭＧ２は回生運転を行なって車輪の回転エネルギを電気エネルギに変換する。モータジェネレータＭＧ２によって得られた電気エネルギは、インバータ３６および昇圧ユニット３２を経由してバッテリＢＡに戻される。
　バッテリＢＡは、直列に接続された複数の電池ユニットＢ０～Ｂｎを含む組電池である。システムメインリレー２８，３０は、昇圧ユニット３２とバッテリＢＡとの間に設けられ、車両非運転時に高電圧を遮断する。
　ハイブリッド車両１は、さらに、制御装置１４を含む。制御装置１４は、運転者の指示および車両に搭載された各種センサからの出力に応じて、エンジン２、インバータ３６、昇圧ユニット３２およびシステムメインリレー２８，３０を制御する。
　図２は、図１に示したエンジン２の構成を説明するための概略図である。図２を参照して、シリンダヘッドに吸気を導入するための吸気管１１１と、シリンダヘッドから排気するための排気管１１３とがエンジン２に連通する。
　吸気管１１１の上流から順に、エアクリーナ１０２、エアフローメータ１０４、吸気温センサ１０６、スロットル弁１０７が設けられる。スロットル弁１０７は、電子制御スロットル１０８によってその開度が制御される。吸気管１１１の吸気弁の近くには燃料を噴射するインジェクタ１１０が設けられる。排気管１１３には、排気弁側から順に空燃比センサ１４５、触媒装置１２７、酸素センサ１４６が配置される。
　エンジン２は、シリンダブロックに設けられたシリンダを上下するピストン１１４と、ピストン１１４の上下に応じて回転するクランクシャフトの回転を検出するクランクポジションセンサ１４３と、シリンダブロックの振動を検出することによりノッキングの発生を検出するノックセンサ１４４と、シリンダブロックの冷却水路に取付けられた水温センサ１４８とを含む。
　制御装置１４は、アクセルポジションセンサ４２の出力に応答して、エンジン２の吸気量を変化させるために電子制御スロットル１０８を制御する。さらに、制御装置１４はクランクポジションセンサ１４３から得られるクランク角に基づいて、イグニッションコイル（点火プラグ）１１２に点火指示を出力するとともに、インジェクタ１１０による燃料の噴射を制御する。
　吸気管１１１から導入された空気とインジェクタ１１０から噴射された燃料との混合気は、イグニッションコイル１１２により着火されて燃焼する。制御装置１４は、吸気温センサ１０６、ノックセンサ１４４、空燃比センサ１４５、酸素センサ１４６の出力に応じて燃料噴射量、吸気量、および点火タイミングを制御する。
　エンジン２に供給される燃料ＦＬは燃料タンク１８０に蓄えられる。ポンプ１８６は燃料通路１８５を介して燃料タンク１８０から燃料ＦＬを吸い上げる。ポンプ１８６は、さらに、燃料ＦＬを加圧するとともに、その燃料ＦＬをインジェクタ１１０に連通する燃料通路１８７に送出する。所定のタイミングでインジェクタ１１０が開くと、燃料ＦＬは吸気管１１１内に噴射される。
　図３は、図１に示した制御装置１４の構成を説明するための機能ブロック図である。図３は、特に、ハイブリッド車両に搭載されたエンジンを制御するための構成を示す。
　図３を参照して、制御装置１４は、バッテリ制御部６１と、パワー設定部６２と、目標設定部６３と、エンジン制御部６４とを含む。
　バッテリ制御部６１はバッテリＢＡの充電状態を示す状態値ＳＯＣを算出するとともに、状態値ＳＯＣをエンジン制御部６４に送信する。たとえばバッテリ制御部６１は、バッテリＢＡの充放電電流を積算することによって状態値ＳＯＣを算出する。
　アクセルポジションセンサ４２は、アクセル開度を検出するとともに、アクセル開度Ａｃｃをパワー設定部６２に送信する。車速センサ４４は、ハイブリッド車両１の速度（車速）を検出するとともに、車速Ｖをパワー設定部６２に送信する。
　パワー設定部６２は、バッテリＢＡの充電状態を示す状態値ＳＯＣに基づいてバッテリＢＡの充電または放電のためのパワーを算出する。さらにパワー設定部６２は、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいて、運転者が要求するパワーを算出する。パワー設定部６２は、運転者が要求するパワーと、バッテリＢＡの充電または放電のためのパワーとを加算してエンジン２のパワーＰｅの目標値（ＰｅＴ）を設定する。
　アクセル開度Ａｃｃ、速度Ｖおよび状態値ＳＯＣは、いずれもハイブリッド車両１の現在の状態を示すための情報である。すなわちパワー設定部６２は、ハイブリッド車両１の現在の状態に基づいて、エンジンパワーＰｅの目標値を設定する。
　目標設定部６３は、パワー設定部６２によって設定された目標パワーＰｅＴに基づいて、エンジン２の目標回転数ＮｅＴおよび目標トルクＴｅＴを設定する。具体的には、目標設定部６３は、エンジン２の効率に基づいて定められる動作ラインと、目標パワーＰｅＴとに基づいて、目標回転数ＮｅＴと目標トルクＴｅＴとを設定する。
　エンジン制御部６４は、目標回転数ＮｅＴと目標トルクＴｅＴとに基づいて、エンジン２を制御する。具体的には、エンジン制御部６４は、エンジン２の動作点が、動作ラインに沿って、目標回転数ＮｅＴおよび目標トルクＴｅＴに対応する目標点に向かって移動するように、エンジン２の回転数ＮｅおよびトルクＴｅを制御する。
　エンジン制御部６４は、回転数Ｎｅを検出するためのセンサ（図示せず）からの信号によってエンジン２の回転数Ｎｅを検出する。さらにエンジン制御部６４は、たとえば、エアフローメータ１０４により検出される吸気量、エンジン回転数Ｎｅ、点火時期などをパラメータに有するマップに従って、エンジン２のトルクＴｅを推定する。なお、トルクセンサがエンジン２のトルクＴｅを検出してもよい。エンジン制御部６４は、スロットル開度および点火時期等を制御することによって、回転数ＮｅおよびトルクＴｅを制御する。
　図４は、本発明の実施の形態に適用されるエンジンの動作ラインを示した図である。図４を参照して、複数の等パワーラインの各々は、エンジンパワーＰｅが一定となるようにエンジンの回転数ＮｅとトルクＴｅとを定義するための曲線である。図４では、Ｐｅ＝Ｐ１，Ｐｅ＝Ｐ２，Ｐｅ＝Ｐ３の各場合に対応する３本の等パワーラインが例示される。
　複数の等パワーラインの各々は、エンジン２の燃費が最適となる点を有する。動作ラインＬ１は、各等パワーライン上の燃費最適点を結ぶことによって定義される曲線である。エンジン２の動作点Ａを動作ラインＬ１に沿って移動させることにより、エンジン２からパワーＰｅを発生させることができるとともに優れた燃費を達成することができる。
　目標パワーＰｅＴが変化した場合、エンジン制御部６４は、基本的には、エンジン２の動作点Ａを動作ラインＬ１に沿って移動させる。しかしながら、エンジン２の動作点Ａが動作ラインＬ１から外れる状況が発生しうる。たとえば、エンジン２の冷間運転時には、エンジン２の動作点Ａが動作ラインＬ１から外れる可能性がある。このような場合、エンジン２の動作点Ａを速やかに動作ラインＬ１上に移動させることが好ましい。以下に説明する各実施の形態によれば、エンジン２の動作点Ａが動作ラインＬ１から外れた場合に、エンジン２の動作点Ａを動作ラインＬ１上の動作点（以下、「目標点」と呼ぶ）に速やかに移動させることが可能になる。
　図５は、エンジンの動作点を移動させるための方法を説明するための図である。図５を参照して、回転数Ｎｅが一定であり、かつエンジンパワーＰｅが変化する場合、動作点ＡはトルクＴｅのみが変化する方向に移動する。一方、トルクＴｅが一定であり、かつエンジンパワーＰｅが変化する場合、動作点Ａは、回転数Ｎｅのみが変化する方向に移動する。エンジンパワーＰｅが一定であり、かつ回転数ＮｅおよびトルクＴｅの両方が変化する場合には、動作点Ａは等パワーラインに沿って移動する。この場合、Ｎｅ×Ｔｅ＝Ｐｅの関係が成立する。
　本実施の形態では、エンジン制御部６４は、図５に示す３つの方法のうちのいずれかに従って、動作点Ａを移動させる。
　［実施の形態１］
　図６は、実施の形態１に従うエンジンの動作点の移動を説明するための図である。図６を参照して、エンジン２の現在の動作点Ａは、動作ラインＬ１から外れた位置にある。さらに、動作点Ａの位置により示されるエンジン２の現在のパワーは、Ｐ１とＰ２との間にある。
　パワー設定部６２は、車両の現在の状況に基づいてエンジン２の目標パワーＰｅＴを変化させる。たとえばバッテリＢＡを充電するために、パワー設定部６２は、目標パワーＰｅＴをＰ２に設定する。この場合には、エンジン制御部６４は、動作点Ａを動作点Ｂの位置に移動させる。動作点Ｂは動作ラインＬ１上の目標点である。
　実施の形態１では、エンジン制御部６４は動作点Ａを等パワーライン（Ｐｅ＝Ｐ２）上に一旦移動させる。次に、エンジン制御部６４は、動作点Ａを等パワーラインに沿って動作点Ｂに向けて移動させる。
　たとえば、パワー設定部６２は目標パワーＰｅＴをＰ２に設定する。目標設定部６３は、動作点Ｂに対応する目標回転数ＮｅＴおよび目標トルクＴｅＴを設定する。
　エンジン制御部６４は、目標回転数ＮｅＴおよび目標トルクＴｅＴを受けるとともに、エンジン２の実際の回転数ＮｅおよびトルクＴｅを検出する。次に、エンジン制御部６４は、動作点Ａは等パワーライン上の動作点Ｃの位置に一旦移動させる。この場合、エンジン制御部６４は、Ｐ２＝Ｔｅ／Ｎｅの関係に基づいて、暫定的な目標トルクＴｅ＊を設定する。さらにエンジン制御部６４は、回転数Ｎｅを固定するとともに、トルクＴｅを目標トルクＴｅ＊に近づける。エンジン制御部６４は、Ｔｅ＝Ｔｅ＊である場合に、動作点Ａが等パワーライン上の動作点Ｃの位置に移動したと判定する。
　次にエンジン制御部６４は、（Ｎｅ＊）×（Ｔｅ＊）＝Ｐ２の関係が満たされるように、暫定的な目標回転数Ｎｅ＊および暫定的な目標トルクＴｅ＊を設定する。エンジン制御部６４は回転数Ｎｅを目標回転数Ｎｅ＊に近づけるとともにトルクＴｅを目標トルクＴｅ＊に近づける。Ｎｅ＝Ｎｅ＊、かつＴｅ＝Ｔｅ＊である場合、エンジン制御部６４は目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を更新するとともに上記の方法に従って回転数ＮｅおよびトルクＴｅを制御する。これにより、動作点Ａが等パワーラインに沿って移動する。Ｎｅ＝ＮｅＴ、かつＴｅ＝ＴｅＴである場合、エンジン制御部６４は、動作点Ａが目標点（動作点Ｂ）に達したと判定する。
　なお、図６では、動作点Ａを等パワーライン上に移動させるための方法として、エンジン回転数Ｎｅを固定しかつトルクを変化させる方法を示しているが、トルクＴｅを固定しかつ回転数Ｎｅを変化させることによって動作点Ａを等パワーライン上に移動させてもよい。
　図７は、実施の形態１によるエンジン動作点の移動のための制御を示したフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、たとえば一定の周期あるいは所定の条件の成立時にメインルーチンから呼び出されるとともに、主にエンジン制御部６４によって実行される。
　図７を参照して、ステップＳ０１において、パワー設定部６２は、アクセル開度Ａｃｃ、車速Ｖに基づいて、運転者が要求するパワーを算出するとともに、状態値ＳＯＣに基づいて、バッテリＢＡの充電または放電のパワーを算出する。パワー設定部６２は、運転者が要求するパワーおよびバッテリＢＡの充電または放電のためのパワーとを加算してエンジン２の目標パワー（ＰｅＴ）を設定する。
　ステップＳ０２において、目標設定部６３は、エンジン２の効率に基づいて定められる動作ラインＬ１と、目標パワーＰｅＴとに基づいて、目標回転数ＮｅＴと目標トルクＴｅＴとを設定する。
　ステップＳ１～Ｓ５の各ステップの処理はエンジン制御部６４により実行される。ステップＳ１において、エンジン制御部６４は、トルクＴｅおよび回転数Ｎｅに基づいて、エンジン２の現在の動作点を把握する。
　ステップＳ２において、エンジン制御部６４は、動作ラインＬ１とエンジン２の現在の動作点との間の位置関係を把握することにより、動作点の等パワーライン上への移動が必要か否かを判定する。
　具体的には、目標設定部６３からの目標トルクＴｅＴおよび目標回転数ＮｅＴを受ける。たとえばエンジン制御部６４は、動作ラインＬ１を予め記憶するとともに、動作ラインＬ１に基づいて目標トルクＴｅＴおよび目標回転数ＮｅＴより定められる目標点の動作ラインＬ１上の位置を把握する。さらにエンジン制御部６４は、動作ラインＬ１とエンジン２の現在の動作点との間の位置関係を把握する。
　エンジン制御部６４は動作点が動作ラインＬ１から外れている場合には、動作点の等パワーライン上への移動が必要と判定する。この場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、処理はステップＳ３に進む。
　一方、動作点が動作ラインＬ１上にある場合には、エンジン制御部６４は、動作点の等パワーライン上への移動が不要と判定する。この場合（ステップＳ２においてＮＯ）、全体の処理はメインルーチンに戻される。
　ステップＳ３において、エンジン制御部６４は、目標パワーＰｅＴに対応する等パワーライン上に動作点を移動させる。ステップＳ４において、エンジン制御部６４は、動作点を等パワーラインに沿って目標点に向けて移動させる。
　ステップＳ５において、エンジン制御部６４は、動作点が目標点に到達したか否かを判定する。具体的には、エンジン制御部６４は、回転数Ｎｅが目標回転数ＮｅＴに等しく、かつトルクＴｅが目標トルクＴｅＴに等しい場合に動作点が目標点に到達したと判定する。この場合（ステップＳ５においてＹＥＳ）、全体の処理はメインルーチンに戻される。一方、動作点が目標点にまだ到達していないと判定された場合（ステップＳ５においてＮＯ）、処理はステップＳ４に戻される。したがって、動作点が目標点に到達するまで、動作点は等パワーラインに沿って移動する。
　図８は、動作点を等パワーライン上に移動させる処理を説明するためのフローチャートである。図８のフローチャートは、図７に示したステップＳ３の処理をより詳細に説明するためのものである。
　図８を参照して、ステップＳ１１において、エンジン制御部６４は、動作点と等パワーラインとの間の間隔を算出する。「間隔」とは、回転数ＮｅとトルクＴｅとによって規定される平面（図６参照）に含まれる２点の間の長さを意味する。
　図９は、動作点と等パワーラインとの間の間隔を説明するための図である。図９を参照して、動作点Ａに対応するトルクＴｅおよび回転数ＮｅはそれぞれＴｅ１，Ｎｅ１である。回転数Ｎｅ１を固定したまま動作点Ａを等パワーライン（Ｐｅ＝Ｐ２）上の動作点Ｃ１に移動させる場合には、トルクＴｅはＴｅ１からＴｅ２に変化する。一方、トルクＴｅ１を固定したまま動作点Ａを等パワーライン（Ｐｅ＝Ｐ２）上の動作点Ｃ２に移動させる場合には、回転数ＮｅはＮｅ１からＮｅ２に変化する。動作点Ａ，Ｃ１の間の間隔は（Ｔｅ２－Ｔｅ１）であり、動作点Ａ，Ｃ２の間の間隔は（Ｎｅ２－Ｎｅ１）である。
　図８に戻り、ステップＳ１２において、エンジン制御部６４は、トルクを変更するか否かを判定する。エンジン制御部６４は、動作点Ａ，Ｃ１の間の間隔が、動作点Ａ，Ｃ２の間の間隔より短い場合にはトルクを変更すると判定する。エンジン制御部６４は、動作点Ａ，Ｃ２の間の間隔が、動作点Ａ，Ｃ１の間の間隔より短い場合には回転数を変更すると判定する。
　トルクと回転数とではその単位が互いに異なるので、上記の方法によって算出された２つの値を比較するだけでは、動作点Ａ，Ｃ１の間の間隔と動作点Ａ，Ｃ２の間の間隔とのうちのいずれが小さいかを判定できない。したがってエンジン制御部６４は、（Ｔｅ２－Ｔｅ１）／Ｔｅ１との式により、動作点Ａが示すトルクの値に対する動作点Ａ，Ｃ１の間の間隔の比率（第１の比率）を算出する。同様にエンジン制御部６４は、（Ｎｅ２－Ｎｅ１）／Ｎｅ１との式により、動作点Ａが示す回転数の値に対する動作点Ａ，Ｃ２の間の間隔の比率（第２の比率）を算出する。
　第１の比率が第２の比率よりも小さい場合には、エンジン制御部６４はトルクを変更すると判定する。この場合（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１３に進む。一方、第２の比率が第１の比率よりも小さい場合には、エンジン制御部６４は回転数を変更すると判定する。この場合（ステップＳ１２においてＮＯ）、処理はステップＳ１４に進む。
　ステップＳ１３において、エンジン制御部６４は、回転数Ｎｅを固定するとともにトルクＴｅを変更する。ステップＳ１４において、エンジン制御部６４は、動作点が等パワーライン上に到達したか否かを判定する。
　ステップＳ１４において、エンジン制御部６４は、検出されたトルクＴｅが暫定的な目標トルクＴｅ＊に等しい場合には、動作点が等パワーライン上に到達したと判定する。この場合（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、全体の処理は終了する。一方、動作点が等パワーライン上に到達していないと判定された場合（ステップＳ１４においてＮＯ）、処理はステップＳ１３に戻される。したがって動作点が等パワーライン上に到達するまで、ステップＳ１３およびＳ１４の処理が繰返される。
　ステップＳ１５において、エンジン制御部６４は、トルクＴｅを固定するとともに回転数Ｎｅを変更する。ステップＳ１６において、エンジン制御部６４は、動作点が等パワーライン上に到達したか否かを判定する。
　ステップＳ１６において、エンジン制御部６４は、検出された回転数Ｎｅが暫定的な目標回転数Ｎｅ＊に等しい場合には、動作点が等パワーライン上に到達したと判定する。この場合（ステップＳ１６においてＹＥＳ）、全体の処理は終了する。一方、動作点が等パワーライン上に到達していないと判定された場合（ステップＳ１６においてＮＯ）、処理はステップＳ１５に戻される。したがって動作点が等パワーライン上に到達するまで、ステップＳ１５およびＳ１６の処理が繰返される。
　実施の形態１によれば、動作点が等パワーラインに達するまでは、トルクおよび回転数の一方が固定され、かつ他方が変化する。動作点が等パワーラインに達した後は、その等パワーラインに沿って動作点が移動する。一方、動作ラインから外れた位置にある動作点を動作ライン上の目標点に直接的に移動させる場合には、トルクＴｅおよび回転数Ｎｅの両方を変更する必要がある。
　図１０に示すように、破線の矢印に沿って動作点Ａが移動した場合には、動作点Ａは目標点（動作点Ｂ）に直接的に到達できる。動作点Ａを動作点Ｂに移動させるためには、エンジンパワーＰｅを変化させる必要がある。
　トルクおよび回転数の少なくとも一方によってエンジンパワーＰｅを変更できる。一方、動作点Ａを動作点Ｂに移動させるために、トルクＴｅおよび回転数Ｎｅの両方が可変である。したがって動作点Ａは、回転数ＮｅおよびトルクＴｅにより規定される平面内の様々な方向（図１０において、複数の実線の矢印により例示される方向）に移動可能である。このため動作点Ａが動作点Ｂに到達するための時間が長くなる可能性が考えられる。
　これに対して実施の形態１によれば、動作点が動作ラインＬ１から外れている場合には、トルクおよび回転数の一方のみ変更して動作点を等パワーライン上に移動させる。このような制御によって動作点Ａの移動方向が固定される。次に動作点が等パワーラインに沿って移動する。この場合には、暫定的な目標回転数Ｎｅ＊および暫定的な目標トルクＴｅ＊の一方が設定されることによって、他方が必然的に設定される。すなわち実施の形態１によれば、動作点の移動を制御することによって動作点を目標点に速やかに移動させることができる。
　また、一般に、極低温では蓄電装置の充電性能および放電性能が低下する。蓄電装置の過充電あるいは過放電を防止するという観点から、極低温では蓄電装置の充電電力量および放電電力量の許容範囲が狭くなる。したがって極低温で蓄電装置を充電する場合にはエンジンパワーＰｅを厳格に制御することが求められる。
　実施の形態１によれば。このような場合においても、動作点をまず等パワーライン上に移動させる。したがって、蓄電装置の過充電を防ぐことができる適切な電力量を確保できる。さらに動作点を等パワーラインに沿って目標点まで移動することにより、優れた燃費も実現することができる。
　［実施の形態２］
　実施の形態２によれば、エンジン制御部６４は、エンジンの動作点が目標点に達するまで、トルクおよび回転数の一方を変化させかつ他方を固定することを繰返す。
　エンジン制御部６４がトルクおよび回転数を変化させるための具体的な方法は実施の形態１に係る方法と同様である。具体的には、エンジン制御部６４は、目標設定部６３から目標回転数ＮｅＴおよび目標トルクＴｅＴを受ける。たとえば回転数Ｎｅを変化させる場合、エンジン制御部６４は、暫定的な目標回転数Ｎｅ＊を設定するとともに、回転数Ｎｅを目標回転数Ｎｅ＊に近づける。Ｎｅ＝Ｎｅ＊の場合、エンジン制御部６４は目標回転数Ｎｅ＊を目標回転数ＮｅＴに近づけるとともに、上述の回転数の制御を実行する。トルクＴｅを変化させる場合にもエンジン制御部６４は同様の制御を実行する。
　図１１は、実施の形態２に従うエンジンの動作点の移動を説明するための第１の図である。図１１を参照して、エンジンパワーＰｅが目標点（動作点Ｂ）に対応する目標パワーＰｅＴより小さい場合には、エンジン制御部６４は、回転数Ｎｅを変化させる方向、トルクＴｅを変化させる方向のうち、動作点Ａが速やかに移動する第１の方向に動作点Ａを移動させる。これにより回転数Ｎｅが目標回転数ＮｅＴに達する、あるいはトルクＴｅが目標トルクＴｅＴに達する。次に、エンジン制御部６４は、トルクおよび回転数のうちの他方を変化させる。トルクが先に変化した場合、エンジン制御部６４は、回転数を次に変更する。逆に回転数が先に変化した場合、エンジン制御部６４は、トルクを次に変更する。これにより動作点Ａが目標点に達する。
　図１１は、エンジン２の目標パワーＰｅＴがＰ２であり、かつエンジンパワーＰｅがＰｅ２より小さい場合において、動作点Ａを目標点（動作点Ｂ）に移動させる制御の例を示す。図１１では、最初に回転数Ｎｅが現在の回転数Ｎｅ１から目標回転数ＮｅＴに変化する。これにより動作点Ａは動作点Ａ１の位置に移動する。次にトルクＴｅが現在のトルクＴｅ１から目標トルクＴｅＴに変化する。これにより動作点Ａは動作点Ａ１の位置から目標点の位置に移動する。
　図１２は、実施の形態２に従うエンジンの動作点の移動を説明するための第２の図である。図１２を参照して、エンジンパワーＰｅが目標パワーＰｅＴより大きい場合にも、エンジン制御部６４は、回転数Ｎｅを変化させる方向、トルクＴｅを変化させる方向のうち、動作点Ａが速やかに移動する第１の方向に動作点Ａを移動させる。次に、エンジン制御部６４は、トルクおよび回転数のうちの他方を変化させる。これにより動作点Ａが目標点（動作点Ｂ）に達する。
　ただし、トルクが低下するようにエンジン制御部６４が電子制御スロットル１０８を介してスロットル弁を制御した場合には、エンジン２の失火が生じる可能性が考えられる。したがってエンジン制御部６４は、トルクＴｅの低下によりトルクＴｅが失火限界トルクＴｅＬに達した場合には、トルクＴｅを固定するとともに回転数Ｎｅを変化させる。
　図１２に示したラインＬ２は、失火限界トルクＴｅＬと回転数Ｎｅとの関係を表わす。ラインＬ２が示すように、失火限界トルクＴｅＬは、回転数Ｎｅに依存する。失火限界トルクＴｅＬと回転数Ｎｅとの間の相関関係は、関数あるいはテーブルあるいはマップとしてエンジン制御部６４に記憶される。
　図１２に示した制御によれば、まずトルクＴｅがＴｅ１から低下することにより、動作点Ａが移動する。動作点Ａが動作点Ａ２の位置に移動したときにトルクＴｅが失火限界トルクＴｅＬに達する。
　次に、エンジン制御部６４は、トルクＴｅを固定しかつ回転数ＮｅをＮｅ１から低下させる。これにより動作点Ａは動作点Ａ２の位置から動作点Ａ３の位置へと移動する。動作点Ａ３に対応する回転数は目標回転数ＮｅＴに等しい。従ってエンジン制御部６４は、回転数Ｎｅを固定し、かつトルクＴｅを低下させる。これにより動作点Ａは動作点Ａ３の位置から動作点Ｂの位置へと移動する。
　目標回転数ＮｅＴに対応する失火限界トルクはＴｅＬ、目標トルクＴｅＴのいずれよりも小さい。これにより動作点Ａが目標点（動作点Ｂ）に達する。
　回転数Ｎｅを低下させる場合、回転数Ｎｅは下限回転数ＮｅＬよりも低下しないように制御される。下限回転数ＮｅＬは、たとえばエンジン２のアイドル回転数として予め定められた値である。回転数Ｎｅを低下させることによって回転数Ｎｅが下限回転数ＮｅＬに達した場合には、回転数Ｎｅが固定されるとともにトルクＴｅが変更される。
　図１３は、実施の形態２によるエンジン動作点の移動のための制御を示したフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、たとえば一定の周期あるいは所定の条件の成立時にメインルーチンから呼び出されるとともに、主にエンジン制御部６４によって実行される。
　図１３を参照して、ステップＳ０１の処理およびステップＳ０２の処理は図７に示される対応するステップの処理と同様である。よってこれらの処理についての説明は繰返さない。
　エンジン制御部６４は、ステップＳ２１～Ｓ３０の各ステップの処理を実行する。ステップＳ２１において、エンジン制御部６４は、現在の動作点を移動させる場合において、回転数Ｎｅの感度が高いか否かを判定する。「感度」とは、応答性、すなわち現在の動作点を目標点に向けて移動させることができる能力に対応する。感度が高いほど現在の移動点を大きく移動させることができる。
　エンジンパワーＰｅが目標パワーＰｅＴよりも小さい場合には、回転数Ｎｅの感度は（Ｎｅ１－ＮｅＴ）／Ｎｅ１と定義され、トルクＴｅの感度は（Ｔｅ１－ＴｅＴ）／Ｔｅ１と定義される。一方でエンジンパワーＰｅが目標パワーＰｅＴよりも大きい場合には、回転数Ｎｅの感度はＮｅＴ／Ｎｅ１と定義され、トルクＴｅの感度はＴｅＴ／Ｔｅ１と定義される。
　エンジン制御部６４は、回転数Ｎｅの感度をトルクＴｅの感度と比較することによって、回転数Ｎｅの感度がトルクＴｅの感度よりも高いか否かを判定する。回転数Ｎｅの感度がトルクＴｅの感度よりも高いと判定された場合（ステップＳ２１においてＹＥＳ）、処理はステップＳ２２に進む。一方、トルクＴｅの感度が回転数Ｎｅの感度よりも高いと判定された場合（ステップＳ２１においてＮＯ）、処理は後述のステップＳ２５に進む。
　ステップＳ２２において、エンジン制御部６４は、回転数Ｎｅが目標回転数ＮｅＴに近づくように回転数Ｎｅを変化させる。一方、トルクＴｅは固定される。
　ステップＳ２３において、エンジン制御部６４は、回転数Ｎｅが下限回転数ＮｅＬに等しいという条件、および回転数Ｎｅが目標回転数ＮｅＴに等しいという条件のいずれか一方が成立するか否かを判定する。回転数Ｎｅが下限回転数ＮｅＬおよび目標回転数ＮｅＴのいずれかに等しいと判定された場合（ステップＳ２３においてＹＥＳ）、ステップＳ２４において、エンジン制御部６４は、回転数Ｎｅを固定するととともにトルクＴｅを制御する。一方、回転数Ｎｅが下限回転数ＮｅＬおよび目標回転数ＮｅＴのいずれにも等しくないと判定された場合（ステップＳ２３においてＮＯ）、全体の処理はステップＳ２１に戻される。
　ステップＳ２５において、エンジン制御部６４は、トルクＴｅが目標トルクＴｅＴに近づくようにトルクＴｅを変化させる。一方、回転数Ｎｅは固定される。
　ステップＳ２６において、エンジン制御部６４は、トルクＴｅが失火限界トルクＴｅＬに等しいという条件、およびトルクＴｅが目標トルクＴｅＴに等しいという条件のいずれか一方が成立するか否かを判定する。トルクＴｅが失火限界トルクＴｅＬおよび目標トルクＴｅＴのいずれかに等しいと判定された場合（ステップＳ２６においてＹＥＳ）、ステップＳ２７において、エンジン制御部６４は、トルクＴｅを固定するとともに、回転数Ｎｅを制御する。一方、トルクＴｅが失火限界トルクＴｅＬおよび目標トルクＴｅＴのいずれにも等しくないと判定された場合（ステップＳ２６においてＮＯ）、全体の処理はステップＳ２１に戻される。
　ステップＳ２４の処理およびステップＳ２７の処理のいずれかが終了すると、ステップＳ２８の処理が実行される。ステップＳ２８において、エンジン制御部６４は、エンジン２の現在のパワーＰｅが目標パワーＰｅＴに略等しいか否かを判定する。具体的にはエンジン制御部６４は、エンジン２のパワーＰｅが目標パワーＰｅＴを含む第１の範囲内にある場合に、エンジン２の現在のパワーＰｅが目標パワーＰｅＴに略等しいと判定する。第１の範囲とは、たとえばａを定数とすると、ＰｅＴ－ａ≦Ｐｅ≦ＰｅＴ＋ａとなるＰｅの範囲である。
　エンジン２の現在のパワーＰｅが目標パワーＰｅＴに略等しいと判定された場合（ステップＳ２８においてＹＥＳ）、処理はステップＳ２９に進む。一方、エンジン２の現在のパワーＰｅが上記第１の範囲外である場合（ステップＳ２８においてＮＯ）、処理はステップＳ２１に戻される。
　ステップＳ２９において、エンジン制御部６４は、エンジンパワーＰｅをスロットルによって制御可能か否かを判定する。たとえばエンジン制御部６４は、エンジン２の現在のパワーＰｅが目標パワーＰｅＴを含む第２の範囲内にある場合に、エンジン制御部６４は、スロットルによるエンジンパワーの制御が不可能と判定する。第２の範囲とは、たとえばｂ（ｂ＜ａ）を定数とすると、ＰｅＴ－ｂ≦Ｐｅ≦ＰｅＴ＋ｂとなるＰｅの範囲である。
　スロットルによるエンジンパワーの制御が不可能と判定された場合（ステップＳ２９においてＮＯ）、処理はステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、エンジンパワーＰｅを目標パワーＰｅＴに近づけるための微調整が実行される。スロットルによるエンジンパワーの制御が可能と判定された場合（ステップＳ２９においてＹＥＳ）、処理はステップＳ２１に戻される。
　図１４は、図１３に示したエンジンパワーの微調整のための処理を説明するためのフローチャートである。図１４を参照して、ステップＳ３１において、エンジン制御部６４は、回転数制御および点火時期制御のいずれを実行するかを判定する。具体的には、エンジン制御部６４は、回転数制御によるエンジンパワーＰｅの感度と、点火時期制御によるエンジンパワーＰｅの感度とのうちのいずれが小さいかを判定する。
　たとえばエンジン制御部６４は、所定の周期ごとに回転数を最小の制御単位（たとえば１［ｒｐｍ］）ずつ変化させるとともに、トルクＴｅを検出することによってエンジンパワーの変化を検出する。さらにエンジン制御部６４は、点火時期を変更するとともに、トルクＴｅおよび回転数Ｎｅを検出することによってエンジンパワーの変化を検出する。これらの検出結果に基づいてエンジン制御部６４は、回転数と点火時期とのうちのいずれがエンジンパワーの感度を小さくするかを判定する。
　回転数制御によるエンジンパワーの感度が点火時期制御によるエンジンパワーの感度より小さいと判定された場合（ステップＳ３１においてＹＥＳ）、エンジン制御部６４はステップＳ３２において、回転数を変更することによりエンジンパワーを微調整する。一方、点火時期制御によるエンジンパワーの感度が回転数制御によるエンジンパワーの感度より小さいと判定された場合（ステップＳ３１においてＮＯ）、ステップＳ３３において、エンジン制御部６４は点火時期を変更することにより、エンジンパワーを微調整する。
　図１５は、点火時期とエンジンのトルクとの関係を示した図である。図１５を参照して、一般的に、エンジン負荷が一定である場合には、エンジントルクが最大となる点火時期が存在する。この点火時期はＭＢＴ（Minimum　Advance　for　Best　Torque）と呼ばれる。図１５では点火時期がＭＢＴに近づくことを「進角」と示し、点火時期がＭＢＴから離れることを「遅角」と示す。進角によってエンジントルクが増大する一方、「遅角」によりエンジントルクが減少する。このように点火時期を調整することによってエンジントルクを調整できる。したがってエンジンパワーを微調整することができる。
　ステップＳ３２の処理またはステップＳ３３の処理のいずれかが終了すると、ステップＳ３４の処理が実行される。ステップＳ３４において、エンジン制御部６４は、エンジンパワーＰｅが目標パワーＰｅＴに達したか否かを判定する。
　たとえばエンジン制御部６４は、回転数Ｎｅが目標回転数ＮｅＴに等しくかつトルクＴｅが目標トルクＴｅＴに等しい場合に、エンジンパワーＰｅが目標パワーＰｅＴに達したと判定する。この場合（ステップＳ３４においてＹＥＳ）には、全体の処理が終了する。一方、エンジンパワーＰｅが目標パワーＰｅＴにまだ達していないと判定された場合（ステップＳ３４においてＮＯ）、全体の処理はステップＳ３１に戻される。
　実施の形態２によれば、トルクおよび回転数のうちの一方を固定しかつ他方を変化させることを繰返す。このような制御によっても動作点の移動方向が固定されるので、動作点を目標点に速やかに移動させることができる。
　さらに実施の形態２によれば、スロットルによってエンジンパワーを目標パワーに制御できない場合には、回転数および点火時期の一方によりエンジンパワーが調整される。これにより、エンジンパワーを微調整できるので、エンジンパワーを目標パワーにより近づけることができる。
　なお、本発明は、エンジンおよび電動機を備えるハイブリッド車両に適用可能である。したがって本発明が適用可能なハイブリッド車両の形式は特に限定されるものではない。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１　ハイブリッド車両、２　エンジン、４，６　ギヤ、１４　制御装置、１６　プラネタリギヤ、１８　デファレンシャルギヤ、２０Ｒ，２０Ｌ　前輪、２２Ｒ，２２Ｌ　後輪、２８，３０　システムメインリレー、３２　昇圧ユニット、３６　インバータ、４２　アクセルポジションセンサ、４４　車速センサ、６１　バッテリ制御部、６２　パワー設定部、６３　目標設定部、６４　エンジン制御部、１０２　エアクリーナ、１０４　エアフローメータ、１０６　吸気温センサ、１０７　スロットル弁、１０８　電子制御スロットル、１１０　インジェクタ、１１１　吸気管、１１２　イグニッションコイル、１１３　排気管、１１４　ピストン、１２７　触媒装置、１４３　クランクポジションセンサ、１４４　ノックセンサ、１４５　空燃比センサ、１４６　酸素センサ、１４８　水温センサ、１８０　燃料タンク、１８５，１８７　燃料通路、１８６　ポンプ、Ａ，Ａ１-Ａ３，Ｂ，Ｃ１，Ｃ２　動作点、ＢＡ　バッテリ、Ｂ０-Ｂｎ　電池ユニット、ＦＬ　燃料、Ｌ１　動作ライン、Ｌ２　ライン、ＭＧ１，ＭＧ２　モータジェネレータ。

Claims (10)

  1. 　内燃機関（２）と、再充電可能な蓄電装置（ＢＡ）からの電力により動作する電動機（ＭＧ２）との少なくとも一方を用いて走行可能なハイブリッド車両の制御装置であって、前記ハイブリッド車両は、前記内燃機関（２）が発生するパワーを用いて発電する発電機（ＭＧ１）によって前記蓄電装置（ＢＡ）が充電可能となるように構成され、
    　前記制御装置は、
    　前記蓄電装置（ＢＡ）の充電状態を含む前記ハイブリッド車両の状態に基づいて、前記内燃機関（２）の目標パワーを設定するように構成されたパワー設定部（６２）と、
    　前記内燃機関（２）の効率に従って前記内燃機関（２）の回転数およびトルクを制御するための動作ラインと前記目標パワーとに基づいて、前記目標パワーに対応する前記内燃機関（２）の目標回転数および目標トルクを設定するように構成された目標設定部（６３）と、
    　前記内燃機関（２）の動作点が、前記動作ラインに沿って、前記目標回転数および前記目標トルクに対応する目標点に向かって移動するように、前記内燃機関（２）の前記回転数および前記トルクを制御するように構成されたエンジン制御部（６４）とを備え、
    　前記エンジン制御部（６４）は、前記動作点が前記動作ラインから外れた場合には、少なくとも１回は、前記回転数および前記トルクのうちのいずれか一方の値を前記目標点に対応する目標値に近づけるとともに、前記回転数および前記トルクのうちの他方の値を固定する、ハイブリッド車両の制御装置。
  2. 　前記エンジン制御部（６４）は、前記動作点が前記動作ライン上に移動するように、前記一方の値を前記目標値に近づけるとともに前記他方の値を固定して、前記動作点が前記動作ライン上に移動した後には、前記動作点を前記動作ラインに沿って前記目標点に向けて移動させる、請求の範囲第１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  3. 　前記エンジン制御部（６４）は、前記動作点が前記目標点に到達するまで、前記一方の値を前記目標値に近づけるとともに、前記他方の値を固定することを繰返す、請求の範囲第１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  4. 　前記エンジン制御部（６４）は、前記回転数および前記トルクのうち相対的に高い応答性を有するほうの値を前記一方の値に選択し、かつ、前記回転数および前記トルクのうち相対的に低い応答性を有するほうの値を前記他方の値に選択する、請求の範囲第３項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  5. 　前記エンジン制御部（６４）は、前記動作点に対応するパワーと前記目標パワーとの差が所定範囲内である場合には、前記回転数と前記内燃機関（２）に供給された燃料の点火時期とのうちのいずれか一方を制御する、請求の範囲第４項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  6. 　内燃機関（２）と、再充電可能な蓄電装置（ＢＡ）からの電力により動作する電動機（ＭＧ２）との少なくとも一方を用いて走行可能なハイブリッド車両の制御方法であって、前記ハイブリッド車両は、前記内燃機関（２）が発生するパワーを用いて発電する発電機（ＭＧ１）によって前記蓄電装置（ＢＡ）が充電可能となるように構成され、
    　前記制御方法は、
    　前記蓄電装置（ＢＡ）の充電状態を含む前記ハイブリッド車両の状態に基づいて、前記内燃機関（２）に対して要求される目標パワーを設定するステップと、
    　前記内燃機関（２）の効率に従って前記内燃機関（２）の回転数およびトルクを制御するための動作ラインと前記目標パワーとに基づいて、前記目標パワーに対応する前記内燃機関（２）の目標回転数および目標トルクを設定するステップと、
    　前記内燃機関（２）の動作点が、前記動作ラインに沿って、前記目標回転数および前記目標トルクに対応する目標点に向かって移動するように、前記内燃機関（２）の前記回転数および前記トルクを制御するステップとを備え、
    　前記制御するステップは、
    　前記動作点が前記動作ラインから外れた場合には、少なくとも１回は、前記回転数および前記トルクのうちのいずれか一方の値を前記目標点に対応する目標値に近づけるとともに、前記回転数および前記トルクのうちの他方の値を固定するステップ（Ｓ３，Ｓ２２，Ｓ２４，Ｓ２５，Ｓ２７）を含む、ハイブリッド車両の制御方法。
  7. 　前記制御するステップは、
    　前記エンジン制御部（６４）は、前記動作点が前記動作ライン上に移動するように、前記一方の値を前記目標値に近づけるとともに前記他方の値を固定するステップ（Ｓ３）と、
    　前記動作点が前記動作ライン上に移動した後に、前記動作点を前記動作ラインに沿って前記目標点に向けて移動させるステップ（Ｓ４）とを含む、請求の範囲第６項に記載のハイブリッド車両の制御方法。
  8. 　前記制御するステップは、
    　前記動作点が前記目標点に到達するまで、前記一方の値を前記目標値に近づけるとともに、前記他方の値を固定することを繰返す、請求の範囲第６項に記載のハイブリッド車両の制御方法。
  9. 　前記制御するステップは、
    　前記回転数および前記トルクのうち相対的に高い応答性を有するほうの値を前記一方の値に選択し、かつ、前記回転数および前記トルクのうち相対的に低い応答性を有するほうの値を前記他方の値に選択するステップ（Ｓ２２，Ｓ２５）を含む、請求の範囲第８項に記載のハイブリッド車両の制御方法。
  10. 　前記制御するステップは、
    　前記動作点に対応するパワーと前記目標パワーとの差が所定範囲内である場合には、前記回転数と前記内燃機関（２）に供給された燃料の点火時期とのうちのいずれか一方を制御するステップ（Ｓ３０）を含む、請求の範囲第９項に記載のハイブリッド車両の制御方法。
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