WO2012039029A1 - 内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法 - Google Patents

内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法 Download PDF

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Abstract

 ECUは、エンジンの自動停止制御が禁止されている場合に(S100にてYES)、アイドル優先制御を禁止するステップ(S102)と、エンジンの自動停止制御が禁止されていない場合に(S100にてNO)、アイドル優先制御を許可するステップ(S104)とを含むプログラムを実行する。

Description

内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法
 本発明は、ハイブリッド車両に搭載され、自動停止が行なわれる内燃機関の制御に関し、特に、燃費の悪化を抑制する技術に関する。
 内燃機関を搭載した車両においては、内燃機関の状態がアイドル状態である場合にISC(Idle Speed Control)等の各種学習が実行される必要がある。しかしながら、回転電機と内燃機関とを動力源とするハイブリッド車両のように内燃機関の自動停止制御が実行される場合には、車両の停止とともに内燃機関が停止させられる。そのため、内燃機関の状態がアイドル状態となる頻度が少なく、上述した各種学習の機会が十分に確保されないという問題がある。
 このような問題に鑑みて、特開2009-274553号公報(特許文献1)は、走行用の動力を出力可能な内燃機関および電動機を備える車両において、ISC(Idle Speed Control)学習と燃費の向上との両立を図る車両を提供する。この車両は、内燃機関と、電動機と、蓄電手段と、燃費の優先を指示する燃費優先指示スイッチと、内燃機関と電動機とを制御する制御手段とを備える。制御手段は、ISC学習が完了していない場合、燃費優先指示スイッチにより燃費の優先が指示されているときには内燃機関を間欠的に運転させ、内燃機関が運転している最中にISC学習を実行する。
 上述した公報に開示された車両によると、内燃機関に対して自動停止制御が実行されるとともに、内燃機関を運転している最中にISC学習を実行する。また、燃費優先の指示に応じて燃費の向上が図られる。この結果、ISC学習と燃費の向上との両立が図られる。
特開2009-274553号公報
 しかしながら、上述した公報に開示されたような、内燃機関が強制的にアイドル状態に移行させるような制御が、頻繁に行なわれると、燃費が悪化するおそれがある。
 本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、燃費の悪化を抑制する内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法を提供することである。
 この発明のある局面に係る内燃機関の制御装置は、車両に搭載される内燃機関の制御装置である。この制御装置は、車両の状態を検出するための検出部と、車両の状態に基づいて、内燃機関の自動停止制御および内燃機関の状態を強制的にアイドル状態に移行させるアイドル優先制御を実行するための制御部とを含む。制御部は、自動停止制御が禁止されているときには、アイドル優先制御が実行されない状態とする。
 好ましくは、制御部は、自動停止制御が禁止されている場合であって、かつ、内燃機関の停止の禁止が第1時間以上継続する場合には、アイドル優先制御が実行されない状態とする。
 さらに好ましくは、車両は、車両を走行させるための回転電機と、回転電機に電力を供給するための蓄電装置とを含む。制御部は、自動停止制御が禁止されている場合であって、かつ、現在の蓄電装置の温度が自動停止制御が許可される温度よりも大きくなるまでの昇温時間が第1時間以上となる場合には、アイドル優先制御が実行されない状態とする。
 さらに好ましくは、制御部は、蓄電装置の温度の昇温速度が予め定められた値よりも小さい場合に昇温時間が前記第1時間以上であると判定する。
 さらに好ましくは、制御部は、検出部によって検出された蓄電装置の第1温度が第2温度よりも小さい場合に昇温時間が前記第1時間以上であると判定する。第2温度は、蓄電装置の温度の昇温速度が最大である場合に昇温時間が第1時間以上となるときの昇温開始時の温度である。
 さらに好ましくは、制御部は、車両の状態に基づいて第1時間を決定する。
 この発明の他の局面に係る内燃機関の制御装置は、車両に搭載される内燃機関の制御装置である。この制御装置は、車両の状態を検出するための検出部と、車両の状態に基づいて、内燃機関の自動停止制御および内燃機関の状態を強制的にアイドル状態に移行させるアイドル優先制御を実行するための制御部とを含む。制御部は、自動停止制御の禁止条件が成立する場合には、自動停止制御を禁止するよりも前にアイドル優先制御が実行されない状態とする。
 好ましくは、制御部は、禁止条件が成立する場合であって、かつ、内燃機関の停止の禁止が第1時間以上継続する場合には、自動停止制御を禁止するよりも前にアイドル優先制御が実行されない状態とする。
 この発明のさらに他の局面に係る内燃機関の制御装置は、車両に搭載される内燃機関の制御装置である。車両は、車両を走行させるための回転電機と、回転電機に電力を供給するための蓄電装置とを含む。この制御装置は、車両の状態を検出するための検出部と、車両の状態に基づいて、内燃機関の自動停止制御および内燃機関の状態を強制的にアイドル状態に移行させるアイドル優先制御を実行するための制御部とを含む。制御部は、自動停止制御が禁止されている場合であって、かつ、現在の蓄電装置の温度が自動停止制御が許可される温度よりも大きくなるまでの昇温時間が第1時間以上となる場合には、アイドル優先制御が実行されない状態とする。
 この発明のさらに他の局面に係る内燃機関の制御方法は、車両に搭載される内燃機関の制御方法である。この制御方法は、車両の状態を検出するステップと、車両の状態に基づいて、内燃機関の自動停止制御および内燃機関の状態を強制的にアイドル状態に移行させるアイドル優先制御を実行するステップと、自動停止制御が禁止されているときには、アイドル優先制御が実行されない状態とするステップとを含む。
 この発明のさらに他の局面に係る内燃機関の制御方法は、車両に搭載される内燃機関の制御方法である。この制御方法は、車両の状態を検出するステップと、車両の状態に基づいて、内燃機関の自動停止制御および内燃機関の状態を強制的にアイドル状態に移行させるアイドル優先制御を実行するステップと、自動停止制御の禁止条件が成立する場合には、自動停止制御を禁止するよりも前にアイドル優先制御が実行されない状態とするステップとを含む。
 本発明によると、自動停止制御が禁止されている場合にアイドル優先制御が実行されない状態とすることによって、燃費の悪化を抑制する内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法を提供することができる。
第1の実施の形態に係る内燃機関の制御装置を搭載したハイブリッド車両の全体構成を示す制御ブロック図である。 第1の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECUの機能ブロック図である。 第1の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECUで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 第1の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECUの動作を示すタイミングチャートである。 第2の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECUの機能ブロック図である。 第2の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECUで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャート(その1)である。 第2の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECUで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャート(その2)である。 第2の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECUの動作を示すタイミングチャートである。 第3の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECUの機能ブロック図である。 第3の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECUで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 第3の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECUの動作を示すタイミングチャートである。 第4の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECUの動作を示すタイミングチャートである。
 以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態は、説明される。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返されない。
 <第1の実施の形態>
 図1を参照して、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置が適用されるハイブリッド車両10の制御ブロック図が説明される。
 ハイブリッド車両10は、エンジン120と、第1モータジェネレータ(以下、第1MGと記載する)140と、第2モータジェネレータ(以下、第2MGと記載する)142と、駆動輪160と、トランスミッション182と、走行用バッテリ220と、インバータ240と、コンバータ242と、ECU(Electronic Control Unit)300とを含む。
 ハイブリッド車両10は、少なくとも内燃機関を停止させた状態でも回転電機を用いて走行が可能となる車両であれば、特に図1に示す構成に限定されるものではない。たとえば、ハイブリッド車両10は、エンジン120のクランク軸に直結した駆動用のモータジェネレータを用いて一定条件下でエンジン120を停止させた状態での走行を行なう、いわゆるパラレル方式のハイブリッド車両であってもよい。
 第1MG140は、回転電機である。第1MG140は、エンジン120の動力を用いて発電してインバータ240およびコンバータ242を経由して走行用バッテリ220を充電するジェネレータとしての機能を有する。また第1MG140は、走行用バッテリ220からの電力を受けてエンジン120のクランク軸を回転させる。それによって、第1MG140は、エンジン120を始動するスタータとして機能を有する。
 第2MG142は、回転電機である。第2MG142は、駆動輪160に駆動力を与える駆動用モータとしての機能を有する。また、第2MG142は、回生制動によって走行用バッテリ220を充電するジェネレータとしての機能を有する。
 エンジン120は、たとえばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン120の吸気通路122には、エアクリーナ122Aと、吸気温度センサ122Bと、電子スロットルバルブ122Cとが設けられる。
 エアクリーナ122Aは、吸入空気のほこりを捕捉する。吸気温度センサ122Bは、エアクリーナ122Aを通ってエンジン120に吸入される空気の温度TAを検出する。吸気温度センサ122Bは、検出された空気の温度TA(以下、外気温TAとも記載する)を示す信号をECU300に送信する。
 電子スロットルバルブ122Cは、エンジン120に吸入される空気量を調整するためのバルブと、バルブをECU300からの制御信号THに基づいて作動させるスロットルモータと、バルブの開度を示す信号を検出してECU300に送信するためのスロットルバルブポジションセンサとを含む。
 エンジン120は、複数の気筒と、複数の気筒のそれぞれに燃料を供給する燃料噴射装置130とを含む。燃料噴射装置130は、ECU300からの燃料噴射制御信号FAに基づいて各気筒に対して適切な時期に適切な量の燃料を噴射する。
 また、エンジン120の排気通路124には、排気浄化触媒である三元触媒コンバータ124Bと、三元触媒コンバータ124Bに導入される排出ガスにおける空燃比(A/F)Rafを検出する空燃比センサ124Aと、三元触媒コンバータ124Bの温度TCを検出するための触媒温度センサ124Cと、消音器124Dとが設けられる。
 空燃比センサ124Aは、検出された空燃比Rafを示す信号をECU300に送信する。また、触媒温度センサ124Cは、三元触媒コンバータ124Bの温度TCを示す信号をECU300に送信する。なお、空燃比センサ124Aに代えて、酸素センサが用いられてもよい。
 さらに、エンジン120には、エンジン120の内部を流通する冷却水の温度TWを検出するための水温センサ360と、エンジン120のクランク軸の回転数NEを検出するためのエンジン回転数センサ380とが設けられる。水温センサ360は、検出された冷却水の温度TWを示す信号をECU300に送信する。エンジン回転数センサ380は、検出されたエンジン120のクランク軸の回転数NEを示す信号をECU300に送信する。
 トランスミッション182は、リダクションギヤ180と、動力分割機構200と、トランスミッション182内の作動油の温度Toilを検出するための油温センサ362とを含む。リダクションギヤ180は、エンジン120や第2MG142で発生した動力を駆動輪160に伝達する。また、リダクションギヤ180は、駆動輪160が受けた路面からの反力をエンジン120や第2MG142に伝達する。油温センサ362は、検出されたトランスミッション182内の作動油の温度Toilを示す信号をECU300に送信する。
 動力分割機構200は、たとえば、遊星歯車機構である。動力分割機構200は、エンジン120の発生する動力を駆動輪160と第1MG140との2経路に分配する。遊星歯車機構は、サンギヤとリングギヤとキャリアとピニオンギヤとを含む。たとえば、遊星歯車機構のサンギヤは、第1MG140に接続され、キャリアは、エンジン120に接続され、リングギヤは、第2MG142に接続される。なお、リングギヤと第2MG142との間には変速機構が設けられてもよい。
 駆動輪160と第1MG140との両方にエンジン120の動力を振り分けるために、動力分割機構200として遊星歯車機構(プラネタリーギヤ)が使用される。第1MG140の回転数を制御することにより、動力分割機構200は無段変速機としても機能する。
 走行用バッテリ220は、第1MG140および第2MG142を駆動するための電力を蓄電する蓄電装置である。走行用バッテリ220は、直流電力を出力する。本実施の形態において、走行用バッテリ220は、充電可能な二次電池である。走行用バッテリ220は、たとえば、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池などを用いて形成される。なお、これに限らず、直流電圧を生成できるもの、たとえば、キャパシタ、太陽電池、燃料電池等であっても適用され得る。
 走行用バッテリ220には、走行用バッテリ220の電流IBを検出するための電流センサ302と、走行用バッテリ220の電圧VBを検出するための電圧センサ304と、走行用バッテリ220の電池温度TBを検出するための電池温度センサ306とが設けられる。
 電流センサ302は、電流IBを示す信号をECU300に送信する。電圧センサ304は、電圧VBを示す信号をECU300に送信する。電池温度センサ306は、電池温度TBを示す信号をECU300に送信する。
 コンバータ242は、走行用バッテリ220から出力された直流電力を昇圧し、それをインバータ240に出力する。コンバータ242は、ECU300からの制御信号PWCに基づいて作動する。ECU300は、コンバータ242の出力電圧が目標電圧になるように制御信号PWCを生成することによって、コンバータ242を制御する。コンバータ242には平滑コンデンサが内蔵されている。コンバータ242が昇圧動作を行なう際には、この平滑コンデンサに電荷が蓄えられる。
 インバータ240は、走行用バッテリ220の直流と第1MG140および第2MG142の交流とを相互に変換する。インバータ240は、コンバータ242からの直流電力を入力として受け、ECU300からの制御信号PWIに基づく周波数指令値に対応した交流電力に変換して第1MG140および第2MG142に出力する。
 ECU300は、エンジン120、インバータ240およびコンバータ242等を制御することによってハイブリッド車両10が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体、すなわち、走行用バッテリ220の充放電状態、エンジン120、第1MG140および第2MG142の動作状態を制御する。
 なお、図1においてECU300は、1個のECUであるとして説明したが、2個以上のECUが用いられてもよい。たとえば、図1のECU300の動作を、エンジン120を制御するためのエンジンECUと、インバータ240およびコンバータ242を制御するためのハイブリッドECUとに分担させてもよい。
 運転席にはアクセルペダル(図示せず)が設けられる。アクセルポジションセンサ308は、アクセルペダルの踏込み量Acを検出する。アクセルポジションセンサ308は、アクセルペダルの踏込み量Acを示す信号をECU300に送信する。
 ECU300は、アクセルペダルの踏込み量Acに対応する要求駆動力に応じて、第1MG140および第2MG142の出力あるいは発電量と、エンジン120の出力とを制御する。
 さらに運転席には空調スイッチ310が設けられる。空調スイッチ310は、たとえば、ヒータを作動させるスイッチであってもよい。あるいは、空調スイッチ310は、設定温度になるように車室内の温度を自動的に調節する自動制御モードで空調装置を作動させるスイッチであってもよい。たとえば、ECU300は、空調スイッチ310が操作された場合にヒータの作動要求を受けたと判定してもよいし、あるいは、車室内の温度が設定温度よりも低い場合にヒータの作動要求を受けたと判定してもよい。
 さらに、駆動輪160のドライブシャフト162には、駆動輪160の回転速度NWを検出するための車輪速センサ312が設けられる。車輪速センサ312は、検出された駆動輪160の回転速度NWを示す信号をECU300に送信する。ECU300は、駆動輪160の回転速度NWに基づいてハイブリッド車両10の速度Vを算出する。
 また、ECU300は、走行用バッテリ220が劣化しているか否かを判定する。たとえば、ECU300は、走行用バッテリ220に含まれる各電池セルの電圧を検出し、各電池セル間において電圧のバラツキが発生している場合に走行用バッテリ220が劣化していると判定してもよい。あるいは、ECU300は、走行用バッテリ220に出入力される電流を積算し、積算値がしきい値を超えた場合に走行用バッテリ220が劣化していると判定してもよい。
 さらに、ECU300は、バッテリ系統の部品およびトランスミッション182の電動オイルポンプの故障を検出する。バッテリ系統の部品は、たとえば、走行用バッテリ220と、走行用バッテリ220に接続される配線と、電流センサ302と、電圧センサ304とを含む。ECU300は、たとえば、走行用バッテリ220のSOC、電流センサおよび電圧センサの出力値が正常値ではない場合にバッテリ系統の部品が故障していると判定してもよい。あるいは、ECU300は、たとえば、電動オイルポンプが作動しない場合に電動オイルポンプが故障していると判定してもよい。
 上述したような構成を有するハイブリッド車両10においては、発進時や低速走行時等であってエンジン120の効率が悪い場合には、第2MG142のみによる走行が行なわれる。また、通常走行時には、たとえば動力分割機構200によりエンジン120の動力が2経路に分けられる。一方の動力で駆動輪160が直接的に駆動される。他方の動力で第1MG140を駆動して発電が行なわれる。この時、ECU300は、発生する電力で第2MG142を駆動させる。第2MG142の駆動により駆動輪160の駆動補助が行なわれる。
 一方、減速時には、駆動輪160により従動する第2MG142がジェネレータとして機能して回生発電が行なわれる。回生発電によって回収した電力は、走行用バッテリ220に蓄えられる。なお、ECU300は、走行用バッテリ220の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン120の出力を増加させて第1MG140による発電量を増やして走行用バッテリ220に対する充電量を増加させる。また、ECU300は、低速走行時でも必要に応じてエンジン120からの駆動力を増加させる制御を行なう場合もある。たとえば、上述のように走行用バッテリ220の充電が必要な場合や、エアコン等の補機が駆動される場合や、エンジン120の冷却水の温度TWを所定温度まで上げる場合等である。
 さらに、図1に示すようなハイブリッド車両10においては、ECU300は、エンジン120に対して自動停止制御を実行する。すなわち、ECU300は、ハイブリッド車両10の運転状態や走行用バッテリ220の状態によっては、燃費を向上させるために、エンジン120を自動的に停止させる。そして、ECU300は、エンジン120を停止させた後もハイブリッド車両10の運転状態や走行用バッテリ220の状態によっては、エンジン120を再始動させる。
 具体的には、ECU300は、ハイブリッド車両10の状態についての自動停止許可条件が成立した場合にエンジン120の自動停止制御の実行を許可する。ECU300は、自動停止許可条件が成立しない場合に自動停止制御の実行を禁止する。
 自動停止許可条件は、走行用バッテリ220の電池温度TBが予め定められた温度TB(0)よりも高いという第1許可条件を含む。予め定められた温度TB(0)は、エンジン120を停止させた状態で、ハイブリッド車両10を第2MG142のみでの走行(以下、EV走行ともいう)が可能となる電力と、第1MG140を用いてエンジン120を始動させることが可能となる電力とを走行用バッテリ220が供給することができるように設定される。
 自動停止許可条件は、走行用バッテリ220の残容量、すなわち、SOC(State Of Charge)が予め定められた値SOC(0)よりも高いという第2許可条件を含む。予め定められた値SOC(0)は、EV走行時に走行用バッテリ220を過放電から保護することによって、走行用バッテリ220の劣化の促進が抑制されるように設定される。また、予め定められた値SOC(0)は、第1MG140を用いてエンジン120を始動できる電力が確保されるように設定される。
 自動停止許可条件は、エンジン120の冷却水の温度TWが予め定められた温度TW(0)よりも高いという第3許可条件を含む。予め定められた温度TW(0)は、エンジン120の暖機が完了したと判定するためのしきい値である。
 自動停止許可条件は、三元触媒コンバータ124Bの温度TCが予め定められた温度TC(0)よりも高いという第4許可条件を含む。予め定められた温度TC(0)は、三元触媒コンバータ124Bの暖機が完了したと判定するためのしきい値である。
 自動停止許可条件は、ハイブリッド車両10の速度Vが予め定められた速度V(0)よりも低いという第5許可条件を含む。予め定められた速度V(0)は、第1MG140の過回転を防止するための速度Vのしきい値である。また、予め定められた速度V(0)は、エンジン120を停止させた状態で、ハイブリッド車両10を第2MG142のみでの走行(以下、EV走行ともいう)が可能となる電力と、第1MG140を用いてエンジン120を始動させることが可能となる電力とを走行用バッテリ220が供給することができるように設定される。
 自動停止許可条件は、トランスミッション182の作動油の温度Toilが予め定められた温度Toil(0)よりも低いという第6許可条件を含む。トランスミッション182の作動油は、温度が低くなると作動油の粘度が増加する。作動油の粘度が増加する場合電動オイルポンプにおける吐出量は増加する。そのため、予め定められた温度Toil(0)は、エンジン120を停止させた状態で、電動オイルポンプのみで必要な吐出量が確保できるように設定される。
 自動停止許可条件は、ヒータの作動要求がないという第7許可条件を含む。ECU300は、たとえば、空調スイッチ310の状態がオフ状態である場合、あるいは、車室内の温度が設定温度よりも高い場合にヒータの作動要求がないと判定する。
 自動停止許可条件は、走行用バッテリ220が劣化していないという第8許可条件を含む。ECU300は、たとえば、上述したとおり、各電池セルの電圧のバラツキや走行用バッテリ220に出入する電流の積算値に基づいて走行用バッテリ220が劣化しているか否かを判定する。
 自動停止許可条件は、バッテリ系統の部品およびトランスミッション182の電動オイルポンプが故障していないという第9許可条件を含む。バッテリ系統の部品およびトランスミッション182の電動オイルポンプの故障判定については上述したとおりであるためその詳細な説明は繰返されない。
 なお、自動停止許可条件としては、上述の第1許可条件乃至第9許可条件に限定されるものではなく、これらに他の条件を追加してもよいし、あるいはこれらの条件のうちの少なくともいずれか一つを自動停止許可条件としてもよい。
 ECU300は、ハイブリッド車両10のシステム起動後に上記の第1許可条件乃至第9許可条件のうちのすべての条件が成立した場合に自動停止制御を許可する。一方、ECU300は、上記した第1許可条件乃至第9許可条件のうちの少なくともいずれか一つの条件が成立しない場合に自動停止制御を禁止する。この場合、ECU300は、エンジン120を継続的に作動させ、エンジン120の自動停止を行なわない。すなわち、自動停止制御を禁止するための禁止条件は、自動停止許可条件が成立しないことである。
 このようなハイブリッド車両10においては、ISC学習、ポート噴射装置の空燃比学習および各気筒間の空燃比のインバランス状態の診断(以下、インバランス診断と記載する)が行なわれる。
 ECU300は、ISC学習が実行された場合にエンジン120のアイドル回転数が目標回転数になるように電子スロットルバルブ122Cの開度を調整する。ECU300は、調整後の電子スロットルバルブ122Cの開度をアイドル状態に対応した開度として学習する。
 ISC学習は、エンジン120が完全に暖機された場合であって(エンジン120の冷却水の温度TWがTW(0)よりも高い場合であって)、ハイブリッド車両10のシステムが起動されてから直近の停止するまでの期間(1トリップ)中にISC学習が行なわれていない場合に、エンジン120がアイドル状態であるときに行なわれる。
 ポート噴射装置の空燃比学習は、エンジン120がポート噴射装置と筒内噴射装置とを有するエンジンに対して行なわれる。ECU300は、ポート噴射装置の空燃比学習によって、ポート噴射装置による噴射の分担率が100%である場合の空燃比を学習する。エンジン120の冷間時に(エンジン120の冷却水の温度TWがTW(0)よりも低いときに)1トリップ中にポート噴射装置の空燃比学習が行なわれていない場合に、エンジン120がアイドル状態であるときにポート噴射装置の空燃比学習が行なわれる。
 インバランス診断は、空燃比のインバランス状態を精度高く診断するために、ハイブリッド車両10が停車中であって、エンジン120がアイドル状態であるときに行なわれる。ECU300は、空燃比センサ124Aとエンジン回転数センサ380とを用いて各気筒の空燃比を検出する。ECU300は、各気筒の空燃比のバラツキに基づいて各気筒間の空燃比がインバランス状態であるか否かを診断する。
 ところで、エンジン120に対して自動停止制御を実行する場合には、エンジン120の運転時においてエンジン120がアイドル状態になる期間は、従来の車両(エンジンしか搭載していない車両)と比較して短い。そのため、ISC学習あるいはポート噴射装置の空燃比学習における学習精度およびインバランス診断の診断精度を十分に確保できない場合がある。
 そのため、ECU300は、エンジン120の運転中にエンジン120の状態を強制的にアイドル状態に移行する制御(以下の説明においては、アイドル優先制御と記載する)を実行する。ECU300は、たとえば、エンジン120が完全に暖機され、かつ、1トリップ中にISC学習が行なわれておらず、EV走行が可能である場合にアイドル優先制御を実行するとともにISC学習を実行する。ECU300は、ISC学習の完了とともにアイドル優先制御を終了する。なお、ECU300は、ポート噴射装置の空燃比学習およびインバランス診断を行なう場合も同様にアイドル優先制御を実行するとともに学習または診断を実行する。ECU300は、学習または診断の完了とともにアイドル優先制御を終了する。
 このようにアイドル優先制御を実行することによって上述した学習または診断の機会を確実に確保することができる。しかしながら、エンジン120の運転中にエンジン120が頻繁にアイドル状態になる場合には、燃費が悪化する可能性がある。
 そこで、本実施の形態においては、ECU300が、自動停止制御が禁止されているときには、アイドル優先制御が実行されない状態とする点を特徴とする。
 図2に、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECU300の機能ブロック図が示される。
 ECU300は、禁止判定部350と、優先制御禁止部352と、優先制御許可部354と、アイドル優先制御部400とを含む。
 禁止判定部350は、自動停止制御が禁止されているか否かを判定する。具体的には、禁止判定部350は、上述した第1許可条件乃至第9許可条件のうちのいずれか一つの条件が成立していない場合に自動停止制御が禁止されていると判定する。禁止判定部350は、第1許可条件乃至第9許可条件の全ての条件が成立している場合に自動停止制御が禁止されていない(許可されている)と判定する。
 なお、禁止判定部350は、たとえば、自動停止制御が禁止されていると判定する場合に禁止判定フラグをオンし、自動停止制御が禁止されていないと判定する場合に禁止判定フラグをオフしてもよい。
 優先制御禁止部352は、禁止判定部350において自動停止制御が禁止されていると判定された場合にアイドル優先制御を禁止して、アイドル優先制御が実行されない状態とする。優先制御禁止部352は、たとえば、禁止判定フラグがオンである場合にアイドル優先制御禁止フラグをオンしてもよい。
 優先制御許可部354は、禁止判定部350において自動停止制御が禁止されていないと判定された場合にアイドル優先制御を許可する。優先制御許可部354は、アイドル優先制御が禁止されている場合は、その禁止を解除する。優先制御許可部354は、たとえば、禁止判定フラグがオフである場合にアイドル優先制御禁止フラグをオフしてもよい。
 アイドル優先制御部400は、アイドル優先制御が許可されている場合にアイドル優先制御を実行する。なお、アイドル優先制御部400は、たとえば、エンジン120が完全に暖機され、1トリップ中に学習または診断が行なわれておらず、EV走行が可能である場合に加えて、自動停止制御が許可されている場合にアイドル優先制御を実行してもよい。
 また、アイドル優先制御部400は、アイドル優先制御が禁止されている場合には、アイドル優先制御を実行しない。アイドル優先制御部400は、たとえば、エンジン120が完全に暖機され、1トリップ中に学習または診断が行なわれておらず、EV走行が可能である場合であっても、アイドル優先制御を実行しない。
 なお、アイドル優先制御部400は、たとえば、アイドル優先制御禁止フラグがオンである場合には、アイドル優先制御を禁止してもよい。また、アイドル優先制御部400は、アイドル優先制御禁止フラグがオフである場合には、たとえば、エンジン120が完全に暖機され、1トリップ中に学習または診断が行なわれておらず、EV走行が可能である場合にアイドル優先制御を実行してもよい。
 本実施の形態において、禁止判定部350と、優先制御禁止部352と、優先制御許可部354と、アイドル優先制御部400とは、いずれもECU300のCPUがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明されるが、ハードウェアにより実現されてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。
 図3を参照して、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECU300で実行されるプログラムの制御構造が説明される。
 ステップ(以下、ステップをSと記載する)100にて、ECU300は、エンジン120に対する自動停止制御が禁止されているか否かを判定する。具体的には、ECU300は、上述した第1許可条件乃至第9許可条件のうちのいずれか一つの条件が成立していない場合にエンジン120の自動停止制御が禁止されていると判定する。エンジン120に対する自動停止制御が禁止されている場合(S100にてYES)、処理はS102に移される。もしそうでないと(S100にてNO)、処理はS104に移される。
 S102にて、ECU300は、アイドル優先制御を禁止して、アイドル優先制御が実行されない状態とする。S104にて、ECU300は、アイドル優先制御を許可する。
 以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECU300の動作が図4を用いて説明される。本実施の形態においては、説明の便宜上、たとえば、第1許可条件乃至第9許可条件のうちの走行用バッテリ220の電池温度TBについての第1許可条件の成立の有無のみが変化し、第2許可条件乃至第9許可条件はいずれも成立している場合が想定される。なお、第1許可条件以外の条件の成立の有無が変化した場合でもECU300の動作は第1許可条件の成立の有無が変化した場合のECU300の動作と同様である。そのため、第1許可条件以外の条件の成立の有無が変化した場合のECUの動作についての詳細な説明は繰返されない。また、図4に示す走行用バッテリ220の電池温度TBの変化は、一例を示すものであって図4に示す変化に限定されるものではない。
 たとえば、全ての自動停止許可条件(すなわち、第1許可条件乃至第9許可条件)が成立している場合が想定される。
 走行用バッテリ220の電池温度TBが低下し、時間T(0)において電池温度TBがTB(0)よりも小さくなる場合に自動停止許可条件のうちの第1許可条件は成立しない。そのため、自動停止制御が禁止される(S100にてYES)。このとき図4に示すように禁止判定フラグの状態がオフからオンに切り換えられる。自動停止制御が禁止されている場合、アイドル優先制御が禁止される(S102)。そのため、アイドル優先制御が実行されない状態となる。このとき、図4に示すようにアイドル優先制御禁止フラグの状態がオフからオンに切り換えられる。
 エンジン120に対する自動停止制御が禁止される場合には、エンジン120の自動停止が行なわれないため、エンジン120は作動を継続している状態となる。そのため、エンジン120が強制的にアイドル状態に移行されることはない。
 エンジン120の作動が継続している状態においては、たとえば、車両が停止している場合等に、エンジン120がアイドル状態となる頻度が高くなる。ECU300は、エンジン120がアイドル状態となるタイミングで(たとえば、アイドルスイッチがオン、あるいは、エンジン回転数NEがアイドル回転数に対応する回転数の範囲内である場合に)上述したISC学習、ポート噴射装置の空燃比学習およびインバランス診断を行なう。
 時間T(0)以降において、走行用バッテリ220の電池温度TBが上昇を開始する。時間T(1)において電池温度TBがTB(0)以上になる場合に第2許可条件が成立する。このとき、自動停止許可条件が成立する。そのため、エンジン120の自動停止制御の禁止が解除される(S100にてNO)。図4に示すように禁止判定フラグの状態は、オンからオフに切り換えられる。自動停止制御が許可されている場合、アイドル優先制御が許可される(S104)。そのため、図4に示すようにアイドル優先制御禁止フラグの状態は、オンからオフに切り換えられる。
 自動停止制御が許可される場合には、ハイブリッド車両10の状態に応じてエンジン120の自動停止が行なわれる。たとえば、ハイブリッド車両10が停止した場合等においてはECU300は、エンジン120を停止させる。そのため、エンジン120がアイドル状態となる頻度は自動停止が禁止される場合よりも低くなる。このような場合には、ECU300は、エンジン120の状態を強制的にアイドル状態に移行させるとともにISC学習、ポート噴射装置の空燃比学習およびインバランス診断のうちの少なくともいずれか一つを実行する。ECU300は、学習または診断が完了するとともにアイドル優先制御を終了する。なお、ECU300は、エンジン120の作動中にアイドル優先制御を実行してもよい。あるいは、エンジン120が停止中である場合は、ECU300は、エンジン120を始動させた後にアイドル優先制御を実行してもよい。
 以上のようにして、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置によると、自動停止制御が禁止されている場合にアイドル優先制御が実行されない状態とすることによって、アイドル優先制御が頻繁に行なわれることを抑制できる。したがって、燃費の悪化を抑制する内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法を提供することができる。
 さらに、エンジン120に対する自動停止制御が禁止された状態でハイブリッド車両が停止する場合には、エンジン120がアイドル状態となる頻度は高くなる。そのため、エンジン120がアイドル状態となる場合にISC学習、ポート噴射装置の空燃比学習およびインバランス診断を行なうことによって学習および診断の機会を十分に確保することができる。そのため、学習精度および診断精度を向上させることができる。
 また、本実施の形態においては、ECU300は、自動停止制御の禁止が解除された場合にアイドル優先制御の禁止を解除するとして説明したが、アイドル優先制御の禁止の解除のタイミングとしては、これに限定されるものではない。ECU300は、たとえば、自動停止制御の禁止が予め定められた時間以上経過するまで継続し、かつ、予め定められた時間以上経過するまでの期間にエンジン120がアイドル状態とならない場合には、アイドル優先制御の禁止を解除してもよい。
 <第2の実施の形態>
 以下、第2の実施の形態に係る内燃機関の制御装置が説明される。本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、上述の第1の実施の形態に係る内燃機関の制御装置の構成と比較して、ECU300の動作が異なる。それ以外の構成は、上述の第1の実施の形態に係る内燃機関の制御装置の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付されている。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返されない。
 本実施の形態においては、ECU300が、自動停止制御が禁止されている場合であって、かつ、自動停止制御の禁止が第1時間以上の長期間継続する場合には、アイドル優先制御が実行されない状態とする点を特徴とする。
 ECU300は、たとえば、自動停止制御が禁止された場合に、自動停止制御の禁止が現在から第1時間以上継続するか否かを予測してもよい。ECU300は、自動低制御の禁止が現在から第1時間以上継続すると予測される場合に、アイドル優先制御が実行されない状態としてもよい。
 図5に、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECU300の機能ブロック図が示される。
 ECU300は、禁止判定部350と、優先制御禁止部352と、優先制御許可部354と、継続判定部356と、アイドル優先制御部400とを含む。なお、図5に示される禁止判定部350およびアイドル優先制御部400は、図2で示される禁止判定部350およびアイドル優先制御部400のそれぞれの機能および動作と同様である。そのため、その詳細な説明は繰返されない。
 継続判定部356は、禁止判定部350において自動停止制御が禁止されていると判定された場合に自動停止制御の禁止が第1時間以上の長期間継続するか否かを判定する。
 具体的には、継続判定部356は、自動停止制御の禁止が第1時間以上の長期間継続するか否かを判定するための継続判定条件が成立するか否かを判定する。継続判定部356は、継続判定条件が成立した場合に自動停止制御の禁止が第1時間以上の長期間継続すると判定する。また、継続判定部356は、継続判定条件が成立しない場合に自動停止制御の禁止が第1時間以上の長期間継続しないと判定する。
 継続判定部356は、自動停止制御が禁止されている場合にエンジン120がアイドル状態となる頻度に基づいて第1時間を決定してもよい。
 「第1時間」は、たとえば、エンジン120が自動停止する頻度に基づいて定められる期間である。「第1時間」は、一定の期間であってもよいし、あるいは、車両の状態に応じて決定された期間であってもよい。
 継続判定部356は、たとえば、ハイブリッド車両10の速度Vが予め定められた速度よりも高い場合の第1時間を速度Vが予め定められた速度よりも低い場合の第1時間よりも長くなるように決定してもよい。自動停止制御が禁止されている場合、速度Vが予め定められた速度よりも高いときにエンジン120がアイドル状態になる頻度は、速度Vが予め定められた速度よりも低いときにエンジン120がアイドル状態になる頻度よりも低いためである。
 あるいは、継続判定部356は、現在または将来の走行用バッテリ220における電力の充放電量に基づいて第1時間を決定してもよい。
 本実施の形態において、継続判定条件は、第1継続条件乃至第7継続条件を含む。第1継続条件は、予め定められた温度TB(0)から現在の電池温度TBを減算した値が予め定められた値ΔTBよりも大きいという条件である。第2継続条件は、予め定められたSOC(0)から現在のSOCを減算した値が予め定められた値ΔSOCよりも大きいという条件である。第3継続条件は、予め定められた温度TW(0)から現在の冷却水の温度TWを減算した値が予め定められた値ΔTWよりも大きいという条件である。第4継続条件は、現在のトランスミッション182の作動油の温度Toilから予め定められた温度Toil(0)を減算した値が予め定められた値ΔToilよりも大きいという条件である。第5継続条件は、外気温TAが予め定められた温度TA(0)よりも小さくかつ冷却水の水温TWが予め定められた温度TW(1)(<TW(0))よりも小さいという条件である。第6継続条件は、走行用バッテリ220が劣化しているという条件である。第7継続条件は、バッテリ系統の部品およびトランスミッション182の電動オイルポンプが故障しているという条件である。
 継続判定部356は、第1継続条件乃至第7継続条件のうちの少なくともいずれか一つが成立した場合に継続判定条件が成立したと判定する。その結果、継続判定部356は、自動停止制御の禁止が第1時間以上の長期間継続すると判定する。
 また、継続判定部356は、第1継続条件乃至第7継続条件のうちのいずれの条件も成立しない場合に継続判定条件が成立しないと判定する。その結果、継続判定部356は、自動停止制御の禁止が第1時間以上の長期間継続しないと判定する。
 なお、継続判定部356は、たとえば、禁止判定フラグがオンである場合に、継続判定条件が成立するか否かを判定してもよい。継続判定部356は、継続判定条件が成立した場合に継続判定フラグをオンしてもよい。継続判定部356は、継続判定条件が成立しない場合に継続判定フラグをオフしてもよい。
 優先制御禁止部352は、禁止判定部350において自動停止制御が禁止されていると判定された場合であって、かつ、継続判定部356において自動停止制御の禁止が第1時間以上の長期間継続すると判定された場合にアイドル優先制御を禁止する。このようにして優先制御禁止部352は、アイドル優先制御が実行されない状態とする。なお、優先制御禁止部352は、たとえば、禁止判定フラグおよび継続判定フラグがいずれもオンである場合にアイドル優先制御禁止フラグをオンしてもよい。
 優先制御許可部354は、禁止判定部350において自動停止制御が禁止されていないと判定された場合にアイドル優先制御を許可する。あるいは、優先制御許可部354は、継続判定部356において自動停止制御の禁止が第1時間以上の長期間継続しないと判定された場合にアイドル優先制御を許可する。なお、優先制御許可部354は、たとえば、禁止判定フラグがオフあるいは継続判定フラグがオフである場合にアイドル優先制御禁止フラグをオフしてもよい。
 図6を参照して、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECU300で実行されるプログラムの制御構造が説明される。
 なお、図6に示したフローチャートの中で、前述の図3に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号が付されている。それらについての処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返されない。
 自動停止制御が禁止されている場合(S100にてYES)、S200にて、ECU300は、自動停止制御の禁止が長期間継続するか否かを判定する。ECU300は、継続判定フラグがオンである場合に、自動停止制御の禁止が長期間継続すると判定する。ECU300は、継続判定フラグをオフである場合に、自動停止制御の禁止が長期間継続しないと判定する。自動停止制御の禁止が長期間継続すると判定された場合(S200にてYES)、処理はS102に移される。もしそうでない場合(S200にてNO)、処理はS104に移される。
 次に、図7を参照して、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECU300で実行される、自動停止制御の禁止が長期間継続するか否かを判定するプログラムの制御構造が説明される。
 S250にて、ECU300は、継続判定条件が成立するか否かを判定する。すなわち、ECU300は、第1継続条件乃至第7継続条件のうちの少なくともいずれか一つが成立した場合に継続判定条件が成立したと判定する。継続判定条件が成立する場合(S250にてYES)、処理はS252に移される。もしそうでない場合(S250にてNO)、処理はS254に移される。
 S252にて、ECU300は、継続判定フラグをオンする。S254にて、EUC300は、継続判定フラグをオフする。
 以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECU300の動作が図8を用いて説明される。本実施の形態においては、説明の便宜上、たとえば、第1許可条件および第1継続条件の成立の有無のみが変化し、第2許可条件乃至第9許可条件がいずれも成立しており、第2継続条件乃至第7継続条件がいずれも成立していない場合が想定される。なお、第1許可条件および第1継続条件以外の条件の成立の有無が変化した場合でもECU300の動作は第1許可条件および第1継続条件の成立の有無が変化した場合のECU300の動作と同様である。そのため、第1許可条件および第1継続条件以外の条件の成立の有無が変化した場合のECU300の動作の詳細な説明は繰返されない。また、図8に示す走行用バッテリ220の電池温度TBの変化は、一例を示すものであって図8に示す変化に限定されるものではない。
 たとえば、全ての自動停止許可条件(すなわち、第1許可条件乃至第9許可条件)が成立しており、全ての継続判定条件(すなわち、第1継続条件乃至第7継続条件)が成立していない場合が想定される。
 走行用バッテリ220の電池温度TBが低下し、時間T(2)において電池温度TBがTB(0)よりも小さくなる場合に自動停止許可条件のうちの第1許可条件が成立しない。そのため、自動停止制御が禁止される(S100にてYES)。このとき図8に示すように禁止判定フラグがオフからオンに切り換えられる。
 自動停止制御が禁止された後に走行用バッテリ220の電池温度TBがさらに低下して、予め定められた温度TB(0)から現在の電池温度TB(1)を減算した値が予め定められた値ΔTBよりも大きくなる場合には、第1継続条件が成立する。すなわち、継続判定条件が成立することとなるため(S250にてYES)、時間T(3)において、継続判定フラグがオンされる(S252)。自動停止制御の禁止が第1時間以上継続すると判定されるため(S200にてYES)、アイドル優先制御が実行されない状態となる(S102)。その結果、時間T(3)においてアイドル優先制御禁止フラグがオフからオンに切り換えられる。
 自動停止制御が禁止される場合には、エンジン120の自動停止が行なわれないため、エンジン120は作動を継続している状態となる。さらに、自動停止制御の禁止が長期間継続すると判定された場合には、アイドル優先制御が実行されない状態となる。そのため、エンジン120が強制的にアイドル状態に移行されることはない。
 エンジン120の作動が継続している状態においては、たとえば、車両が停止している場合等に、エンジン120がアイドル状態となる頻度が高くなる。ECU300は、エンジン120がアイドル状態となるタイミングで(たとえば、アイドルスイッチがオン、あるいは、エンジン回転数NEがアイドル回転数に対応する回転数の範囲内である場合に)上述したISC学習、ポート噴射装置の空燃比学習およびインバランス診断を行なう。
 時間T(3)以降において、走行用バッテリ220の電池温度TBが上昇を開始する。時間T(4)において、第1継続条件が成立しなくなる場合には(S250にてNO)、継続判定フラグがオフされる(S254)。自動停止制御の禁止が長期間継続しないと判定されるため(S200にてNO)、ECU300は、アイドル優先制御を許可する(S104)。その結果、アイドル優先制御禁止フラグの状態がオンからオフに切り換えられる。
 時間T(4)以降において走行用バッテリ220の電池温度TBがさらに上昇を続ける。時間T(5)において、電池温度TBが予め定められた温度TB(0)以上になる場合に第1許可条件が成立する(すなわち、自動停止許可条件が成立する)。このとき、自動停止制御が許可されるため(S100にてNO)、禁止判定フラグがオンからオフに切り換えられる。なお、アイドル優先制御の禁止の解除は、自動停止制御の許可とともに行なわれてもよい。
 自動停止制御が許可される場合には、ハイブリッド車両10の状態に応じてエンジン120の自動停止が行なわれる。そのため、エンジン120がアイドル状態となる頻度は自動停止が禁止される場合よりも低くなる。このような場合には、ECU300は、エンジン120の状態を強制的にアイドル状態に移行させるとともにISC学習、ポート噴射装置の空燃比学習およびインバランス診断のうちの少なくともいずれか一つを実行する。ECU300は、学習または診断が完了するとともにアイドル優先制御を終了する。
 以上のようにして、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置によると、自動停止制御が禁止されている場合であって、かつ、自動停止制御の禁止が第1時間以上の長期間継続する場合には、アイドル優先制御が実行されない状態とすることによって、アイドル優先制御が頻繁に行なわれることを抑制できる。さらに、継続判定条件の成立の有無によって自動停止制御の禁止が第1時間以上の長期間継続することが予測できるため、ISC学習等の実行中に自動停止制御の禁止が解除されることを回避することができる。したがって、燃費の悪化を抑制する内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法を提供することができる。
 本実施の形態の継続判定条件は、上記した第1継続条件乃至第7継続条件を含むとして説明したが、特にこれらに限定されるものではない。たとえば、継続判定条件は、第1継続条件乃至第5継続条件に代えて、以下の条件を含めてもよい。継続判定条件は、走行用バッテリ220の電池温度TBが予め定められた温度TB(2)(<TB(0))よりも小さいという条件を含めてもよい。また、継続判定条件は、現在のSOCが予め定められた値SOC(2)(<SOC(0))よりも小さいという条件を含めてもよい。継続判定条件は、現在のエンジン120の冷却水の温度TWが予め定められた温度TW(2)(<TW(1))よりも小さいという条件を含めてもよい。継続判定条件は、現在のトランスミッション182の作動油の温度Toilが予め定められた温度Toil(2)(>Toil(0))よりも大きいという条件を含めてもよい。継続判定条件は、外気温TAが予め定められた値TA(0)よりも小さくかつエンジン120の冷却水の水の温度TWが予め定められた温度TW(1)よりも小さいという条件を含めてもよい。
 <第3の実施の形態>
 以下、第3の実施の形態に係る内燃機関の制御装置が説明される。本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、上述の第1の実施の形態に係る内燃機関の制御装置の構成と比較して、ECU300の動作が異なる。それ以外の構成は、上述の第1の実施の形態に係る内燃機関の制御装置の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付されている。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返されない。
 本実施の形態においては、ECU300が、自動停止制御の禁止条件が成立する場合であって、かつ、自動停止制御の禁止が第1時間以上継続する場合には、自動停止制御を禁止するよりも前にアイドル優先制御が実行されない状態とする点を特徴とする。なお、自動停止制御の禁止条件とは、上述の自動停止許可条件が成立しないという条件である。自動停止許可条件については上述したとおりであるためその詳細な説明は繰返されない。
 ECU300は、たとえば、自動停止制御の禁止条件が成立することが予測される場合であって、かつ、さらにその自動停止制御の禁止が第1時間以上継続することが予測される場合に、自動停止制御を禁止するよりも前にアイドル優先制御が実行された状態としてもよい。
 図9に、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECU300の機能ブロック図が示される。
 ECU300は、継続判定部358と、優先制御禁止部352と、優先制御許可部354と、アイドル優先制御部400とを含む。なお、図5に示されるアイドル優先制御部400は、図2で示されるアイドル優先制御部400の機能および動作と同様である。そのため、その詳細な説明は繰返されない。
 継続判定部358は、自動停止制御が許可されている場合において、現在よりも後に、自動停止制御が禁止され、かつ、自動停止制御の禁止が第1時間以上の長期間継続して禁止されるか否かを判定する。具体的には、継続判定部358は、自動停止制御が第1時間以上の長期間継続して禁止されることを予測するための予測判定条件が成立するか否かを判定する。継続判定部358は、予測判定条件が成立した場合に自動停止制御が長期間継続して禁止されると判定する。なお、継続判定部358は、たとえば、自動停止制御が長期間継続して禁止されると判定された場合に、継続判定フラグをオンしてもよい。
 「長期間」については、上述の第2の実施の形態において説明された「長期間」と同様であるためその詳細な説明は繰返されない。
 本実施の形態において、予測判定条件は、第1予測条件乃至第7予測条件を含む。第1予測条件は、走行用バッテリ220の電池温度TBが予め定められた温度TB(3)(>TB(0))よりも小さいという条件である。第2予測条件は、現在のSOCが予め定められた値SOC(3)(>SOC(0))よりも小さいという条件である。第3予測条件は、現在のエンジン120の冷却水の温度TWが予め定められた温度TW(3)(>TW(0))よりも小さいという条件である。第4予測条件は、現在のトランスミッション182の作動油の温度Toilが予め定められた温度Toil(3)(<Toil(0))よりも大きいという条件である。第5予測条件は、外気温TAが予め定められた値TA(>TA(0))よりも小さくかつエンジン120の冷却水の水温TWが予め定められた温度TW(3)よりも小さいという条件である。第6予測条件は、走行用バッテリ220が劣化しているという条件である。第7予測条件は、バッテリ系統の部品およびトランスミッション182の電動オイルポンプが故障しているという条件である。
 継続判定部358は、自動停止制御が禁止される前に、上記した第1予測条件乃至第7予測条件のうちのいずれか一つの条件が成立した場合に予測判定条件が成立したと判定する。この場合、継続判定部358は、自動停止制御が長期間継続して禁止されると判定する。
 優先制御禁止部352は、継続判定部358において自動停止制御が長期間継続して禁止されると判定された場合に(すなわち、上記した第1予測条件乃至第7予測条件のうちのいずれか一つの条件が成立した場合に)、アイドル優先制御を禁止する。このようにして優先制御禁止部352は、アイドル優先制御が実行されない状態とする。なお、優先制御禁止部352は、たとえば、継続判定フラグがオンである場合にアイドル優先制御禁止フラグをオンしてもよい。
 優先制御許可部354は、継続判定部358において自動停止制御が長期間継続して禁止されると判定されない場合に(すなわち、上記した第1予測条件乃至第7予測条件のうちのいずれの条件も成立しない場合に)、アイドル優先制御を許可する。なお、優先制御許可部354は、たとえば、継続判定フラグがオフである場合にアイドル優先制御禁止フラグをオフしてもよい。
 図10を参照して、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECU300で実行されるプログラムの制御構造が説明される。
 なお、図10に示したフローチャートの中で、前述の図3に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号が付されている。それらについての処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返されない。
 S300にて、ECU300は、自動停止制御が禁止される前に、自動停止制御が長期間継続して禁止されるか否かを判定する。自動停止制御が長期間継続して禁止される場合(S300にてYES)、処理はS102に移される。もしそうでない場合(S300にてNO)、処理はS104に移される。
 以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECU300の動作が図11を用いて説明される。本実施の形態においては、説明の便宜上、たとえば、第1許可条件および第1予測条件の成立の有無のみが変化し、第2許可条件乃至第9許可条件がいずれも成立しており、第2予測条件乃至第7予測条件がいずれも成立していない場合が想定される。なお、第1許可条件および第1予測条件以外の条件の成立の有無が変化した場合でもECU300の動作は第1許可条件および第1予測条件の成立の有無が変化した場合のECU300の動作と同様である。そのため、第1許可条件および第1予測条件以外の条件の成立の有無が変化した場合のECU300の動作の詳細な説明は繰返されない。また、図11に示す走行用バッテリ220の電池温度TBの変化は、一例を示すものであって図11に示す変化に限定されるものではない。
 たとえば、全ての自動停止許可条件(すなわち、第1許可条件乃至第9許可条件)が成立しており、全ての予測条件(すなわち、第1予測条件乃至第7予測条件)が成立していない場合が想定される。
 走行用バッテリ220の電池温度TBが低下し、時間T(6)において電池温度TBがTB(3)よりも小さくなる場合に第1予測条件が成立する(S300にてYES)。予測判定フラグがオフからオンに切り換えられるため、アイドル優先制御が実行されない状態となる(S102)。その結果、アイドル優先制御禁止フラグの状態がオフからオンに切り換えられる。
 時間T(7)において、走行用バッテリ220の電池温度TBがさらに低下して、予め定められた温度TB(0)よりも低くなる場合に自動停止制御が禁止される。そのため、禁止判定フラグがオフからオンに切り換えられる。
 自動停止制御が禁止される場合には、エンジン120の自動停止が行なわれないため、エンジン120は作動を継続している状態となる。そのため、エンジン120が強制的にアイドル状態に移行されることはない。
 エンジン120の作動が継続している状態においては、たとえば、車両が停止している場合等に、エンジン120がアイドル状態となる頻度が高くなる。ECU300は、エンジン120がアイドル状態となるタイミングで(たとえば、アイドルスイッチがオン、あるいは、エンジン回転数NEがアイドル回転数に対応する回転数の範囲内である場合に)上述したISC学習、ポート噴射装置の空燃比学習およびインバランス診断を行なう。
 以上のようにして、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置によると、自動停止制御が第1時間以上の長期間継続して禁止されることが予測される場合には、自動停止制御が禁止されるよりも前にアイドル優先制御が実行されない状態とすることによって、アイドル優先制御が頻繁に行なわれることを抑制できる。さらに、予測判定条件の成立の有無によって自動停止制御の禁止が第1時間以上の長期間継続することが予測できるため、ISC学習等の実行中に自動停止制御の禁止が解除されることを回避することができる。したがって、燃費の悪化を抑制する内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法を提供することができる。
 なお、本実施の形態においては、ECU300は、現在よりも後に、自動停止制御が禁止され、かつ、自動停止制御の禁止が長期間継続して禁止されると判定された場合にアイドル優先制御が実行されない状態とするとして説明したが、これに限定されるものではない。たとえば、ECU300は、現在よりも後に、自動停止制御が禁止されると判定された場合にアイドル優先制御が実行されない状態とするとしてもよい。自動停止制御が禁止されることが予測される場合に自動停止制御が禁止されるよりも前にアイドル優先制御が実行されない状態とすることによってアイドル優先制御が頻繁に行なわれることが抑制できる。そのため、燃費の悪化を抑制することができる。
 また、予測判定条件は、たとえば、第1予測条件乃至第7予測条件に代えてまたは加えて電池温度TBの低下速度がしきい値以上であるという条件、SOCの低下速度がしきい値以上であるという条件を含めてもよい。
 <第4の実施の形態>
 以下、第4の実施の形態に係る内燃機関の制御装置が説明される。本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、上述の第1の実施の形態に係る内燃機関の制御装置の構成と比較して、ECU300の動作が異なる。それ以外の構成は、上述の第1の実施の形態に係る内燃機関の制御装置の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付されている。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返されない。
 本実施の形態においては、ECU300が、自動停止制御が禁止されている場合であって、かつ、現在の走行用バッテリ220の電池温度TBが自動停止制御が許可される温度TB(0)よりも大きくなるまでの昇温時間が第1時間以上の長期間となる場合には、アイドル優先制御が実行されない状態とする点を特徴とする。
 本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECU300の機能ブロック図は、図5に示された第2の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECU300の機能ブロック図と比較して、継続判定部356の動作が異なる。それ以外の構成については、図5に示された第2の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECU300の構成と同じ構成であり、それらの機能も同じである。したがって、継続判定部356以外の構成についての詳細な説明はここでは繰返されない。
 継続判定部356は、現在の走行用バッテリ220の電池温度TBが自動停止制御が許可される温度TB(0)よりも大きくなるまでの昇温時間が第1時間以上となるか否かを判定する。「第1時間」については、上述の第2の実施の形態において、説明した「第1時間」と同様であるため、その詳細な説明は繰返されない。
 継続判定部356は、たとえば、予め定められた温度TB(0)から現在の電池温度TBを減算した値が予め定められた値ΔTBよりも大きい場合に昇温時間が第1時間以上となると判定する。
 または、継続判定部356は、走行用バッテリ220の温度TBの昇温速度が予め定められた速度よりも小さい場合に昇温時間が第1時間以上となると判定してもよい。予め定められた速度は、現在の走行用バッテリ220の温度に予め定められた速度で第1時間だけ昇温を継続した場合の上昇温度分を加えた場合に予め定められた温度TB(0)以上となる場合の昇温速度である。
 あるいは、継続判定部356は、走行用バッテリ220の温度TBが予め定められた温度TB(4)(<TB(0))よりも小さい場合に昇温時間が第1時間以上となると判定してもよい。ここで、予め定められた温度TB(4)は、走行用バッテリ220の温度の昇温速度が最大である場合に昇温時間が第1時間以上となるときの昇温開始時の温度である。
 なお、継続判定部356は、たとえば、昇温時間が第1時間以上となると判定した場合に継続判定フラグをオンし、昇温時間が第1時間以上とならないと判定した場合に継続判定フラグをオフしてもよい。
 本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECU300で実行されるプログラムの制御構造は、図6および図7で示したフローチャートと同じである。そのため、その詳細な説明は繰返されない。
 以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるECU300の動作が図12を用いて説明される。なお、本実施の形態においては、説明の便宜上、たとえば、第1許可条件の成立の有無のみが変化し、第2許可条件乃至第9許可条件がいずれも成立している場合が想定される。また、図12に示す走行用バッテリ220の電池温度TBの変化は、一例を示すものであって図12に示す変化に限定されるものではない。
 たとえば、第1許可条件以外の自動停止許可条件(すなわち、第2許可条件乃至第9許可条件)が成立している場合が想定される。
 このとき、走行用バッテリ220の電池温度TBは、予め定められた温度TB(0)よりも小さいため、自動停止制御は禁止される(S100にてYES)。そのため、禁止判定フラグはオンされる。
 予め定められた温度TB(0)から現在の走行用バッテリ220の電池温度TB(5)を減算した値は、ΔTBよりも大きい。そのため、昇温時間が第1時間以上となると判定されるため(S200にてYES,S250にてYES)。継続判定フラグがオンされる(S252)。その結果、アイドル優先制御が実行されない状態となるため(S102)、アイドル優先制御禁止フラグがオンされる。
 自動停止制御が禁止される場合には、エンジン120の自動停止が行なわれないため、エンジン120は作動を継続している状態となる。そのため、エンジン120が強制的にアイドル状態に移行されることはない。
 エンジン120の作動が継続している状態においては、たとえば、車両が停止している場合等に、エンジン120がアイドル状態となる頻度が高くなる。ECU300は、エンジン120がアイドル状態となるタイミングで(たとえば、アイドルスイッチがオン、あるいは,エンジン回転数NEがアイドル回転数に対応する回転数の範囲内である場合に)上述したISC学習、ポート噴射字の空燃比学習およびインバランス診断を行なう。
 走行用バッテリ220の電池温度TBが上昇し、時間T(8)にて、予め定められた温度TB(0)から現在の走行用バッテリ220の電池温度TB(6)を減算した値がΔTBよりも小さくなる。このとき、昇温時間が第1時間以上ではないと判定されるため(S200にてNO,S250にてNO)、継続判定フラグがオンからオフに切り換えられる(S254)。その結果、アイドル優先制御が許可されるため(S104)、アイドル優先制御禁止フラグがオンからオフに切り換えられる。
 時間T(8)以降において、走行用バッテリ220の電池温度TBがさらに上昇を続ける。時間T(9)にて、電池温度TBが予め定められた温度TB(0)以上になる場合に第1許可条件が成立するため(すなわち、自動停止許可条件が成立するため)、自動停止制御が許可される(S100にてNO)。そのため、禁止判定フラグがオンからオフに切り換えられる。なお、図12の破線に示すように、アイドル優先制御の許可は、自動停止制御の許可とともに行なわれてもよい。
 自動停止制御が許可される場合には、ハイブリッド車両10の状態に応じてエンジン120の自動停止が行なわれる。そのため、エンジン120がアイドル状態となる頻度は自動停止が禁止される場合よりも低くなる。このような場合には、ECU300は、エンジン120の状態を強制的にアイドル状態に移行させるとともにISC学習、ポート噴射装置の空燃比学習およびインバランス診断のうちの少なくともいずれか一つを実行する。ECU300は、学習または診断が完了するとともにアイドル優先制御を終了する。
 以上のようにして、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置によると、自動停止制御が禁止されている場合であって、かつ、現在の走行用バッテリ220の電池温度TBが自動停止制御が許可される温度TB(0)よりも大きくなるまでの昇温時間が第1時間以上となる場合には、アイドル優先制御が実行されない状態とすることによって、アイドル優先制御が頻繁に行なわれることを抑制できる。さらに、ISC学習等の実行中に自動停止制御の禁止が解除されることを回避することができる。したがって、燃費の悪化を抑制する内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法を提供することができる。
 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。
 10 ハイブリッド車両、120 エンジン、122 吸気通路、122A エアクリーナ、122B 吸気温度センサ、122C 電子スロットルバルブ、124 排気通路、124A 空燃比センサ、124B 三元触媒コンバータ、124C 触媒温度センサ、124D 消音器、130 燃料噴射装置、140,142 MG、160 駆動輪、162 ドライブシャフト、180 リダクションギヤ、182 トランスミッション、200 動力分割機構、220 走行用バッテリ、240 インバータ、242 コンバータ、302 電流センサ、304 電圧センサ、306 電池温度センサ、308 アクセルポジションセンサ、310 空調スイッチ、312 車輪速センサ、350 禁止判定部、352 優先制御禁止部、354 優先制御許可部、356,358 継続判定部、360 水温センサ、362 油温センサ、380 エンジン回転数センサ、400 アイドル優先制御部。

Claims (11)

  1.  車両(10)に搭載される内燃機関(120)の制御装置であって、
     前記車両(10)の状態を検出するための検出部(124A,308、360)と、
     前記車両(10)の状態に基づいて、前記内燃機関(120)の自動停止制御および前記内燃機関(120)の状態を強制的にアイドル状態に移行させるアイドル優先制御を実行するための制御部(300)とを含み、
     前記制御部(300)は、前記自動停止制御が禁止されているときには、前記アイドル優先制御が実行されない状態とする、内燃機関の制御装置。
  2.  前記制御部(300)は、前記自動停止制御が禁止されている場合であって、かつ、前記自動停止制御の禁止が第1時間以上継続する場合には、前記アイドル優先制御が実行されない状態とする、請求の範囲第1項に記載の内燃機関の制御装置。
  3.  前記車両(10)は、前記車両(10)を走行させるための回転電機(140,142)と、前記回転電機(140,142)に電力を供給するための蓄電装置(220)とを含み、
     前記制御部(300)は、前記自動停止制御が禁止されている場合であって、かつ、現在の前記蓄電装置(220)の温度が前記自動停止制御が許可される温度よりも大きくなるまでの昇温時間が第1時間以上となる場合には、前記アイドル優先制御が実行されない状態とする、請求の範囲第1項に記載の内燃機関の制御装置。
  4.  前記制御部(300)は、前記蓄電装置(220)の温度の昇温速度が予め定められた値よりも小さい場合に前記昇温時間が前記第1時間以上であると判定とする、請求の範囲第3項に記載の内燃機関の制御装置。
  5.  前記制御部(300)は、前記検出部によって検出された前記蓄電装置(220)の第1温度が第2温度よりも小さい場合に前記昇温時間が前記第1時間以上であると判定し、
     前記第2温度は、前記蓄電装置(220)の温度の昇温速度が最大である場合に前記昇温時間が前記第1時間以上となるときの昇温開始時の温度である、請求の範囲第3項に記載の内燃機関の制御装置。
  6.  前記制御部(300)は、車両(10)の状態に基づいて前記第1時間を決定する、請求の範囲第2項または第3項に記載の内燃機関の制御装置。
  7.  車両(10)に搭載される内燃機関(120)の制御装置であって、
     前記車両(10)の状態を検出するための検出部(124A,308、360)と、
     前記車両(10)の状態に基づいて、前記内燃機関(120)の自動停止制御および前記内燃機関(120)の状態を強制的にアイドル状態に移行させるアイドル優先制御を実行するための制御部(300)とを含み、
     前記制御部(300)は、前記自動停止制御の禁止条件が成立する場合には、前記自動停止制御を禁止するよりも前に前記アイドル優先制御が実行されない状態とする、内燃機関の制御装置。
  8.  前記制御部(300)は、前記禁止条件が成立する場合であって、かつ、前記内燃機関(120)の停止の禁止が第1時間以上継続する場合には、前記自動停止制御を禁止するよりも前に前記アイドル優先制御が実行されない状態とする、請求の範囲第7項に記載の内燃機関の制御装置。
  9.  車両(10)に搭載される内燃機関(120)の制御装置であって、前記車両(10)は、前記車両(10)を走行させるための回転電機(140,142)と、前記回転電機(140,142)に電力を供給するための蓄電装置(220)とを含み、
     前記制御装置は、
     前記車両(10)の状態を検出するための検出部(124A,308、360)と、
     前記車両(10)の状態に基づいて、前記内燃機関(120)の自動停止制御および前記内燃機関(120)の状態を強制的にアイドル状態に移行させるアイドル優先制御を実行するための制御部(300)とを含み、
     前記制御部(300)は、前記自動停止制御が禁止されている場合であって、かつ、現在の前記蓄電装置(220)の温度が前記自動停止制御が許可される温度よりも大きくなるまでの昇温時間が第1時間以上となる場合には、前記アイドル優先制御が実行されない状態とする、内燃機関の制御装置。
  10.  車両(10)に搭載される内燃機関(120)の制御方法であって、
     前記車両(10)の状態を検出するステップと、
     前記車両(10)の状態に基づいて、前記内燃機関(120)の自動停止制御および前記内燃機関(120)の状態を強制的にアイドル状態に移行させるアイドル優先制御を実行するステップと、
     前記自動停止制御が禁止されているときには、前記アイドル優先制御が実行されない状態とするステップとを含む、内燃機関の制御方法。
  11.  車両(10)に搭載される内燃機関(120)の制御方法であって、
     前記車両(10)の状態を検出するステップと、
     前記車両(10)の状態に基づいて、前記内燃機関(120)の自動停止制御および前記内燃機関(120)の状態を強制的にアイドル状態に移行させるアイドル優先制御を実行するステップと、
     前記自動停止制御の禁止条件が成立する場合には、前記自動停止制御を禁止するよりも前に前記アイドル優先制御が実行されない状態とするステップとを含む、内燃機関の制御方法。
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