JP2013154699A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関が停止した状態においてもＩＳＣ学習制御を行うことができる車両用制御装置を提供する。
【解決手段】エンジンと、エンジンに吸入される空気流量を調整するスロットルバルブと、エンジンをモータリング可能なモータＭＧ１とを備え、エンジンのアイドル運転時におけるアイドル回転数を目標アイドル回転数に維持するために必要な空気流量が得られるようスロットルバルブの空気流量特性に基づいてスロットルバルブの開度を調整するアイドル回転数制御を実行するハイブリッド車両に用いられる車両用制御装置において、ＨＶＥＣＵは、エンジンの停止時にエンジンが一定の基準回転数でモータリングされるようモータＭＧ１を駆動制御し、同モータリング時の空気流量と予め定められた基準空気流量との偏差に基づいてアイドル運転時のスロットルバルブの空気流量特性を学習する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用制御装置に関し、特に内燃機関と該内燃機関をモータリング可能な電動機とを備える車両に適用される車両用制御装置に関する。

従来、この種の車両用制御装置が適用される車両として、例えば、内燃機関および電動機を駆動力源として備え、内燃機関および電動機を駆動力源として走行するハイブリッド走行と電動機のみを駆動力源として走行するモータ走行とを、車両の走行状態に応じて切替可能なハイブリッド車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなハイブリッド車両では、車両の走行状態に応じて内燃機関が間欠的に運転されるよう制御される。

ところで、このようなハイブリッド車両にあっても、駆動力源として内燃機関を備えていることから、内燃機関のみを駆動力源として備えた従来車両と同様、スロットルバルブをアクチュエータにより駆動して吸入空気量を調節することにより内燃機関のアイドリング回転数を一定回転数に維持するアイドル回転数制御が実行されている。このようなアイドル回転数制御では、実際のアイドル回転数を目標アイドル回転数にするスロットルバルブの開度に応じた吸入空気量をＩＳＣ学習値（フィードバック制御値）として学習（以下、ＩＳＣ学習という）し、そのＩＳＣ学習値をスロットルバルブの開度に反映させる学習制御（以下、ＩＳＣ学習制御という）が行われている。

特開２００７−１６０９９１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の従来のハイブリッド車両にあっては、内燃機関が間欠的に運転されるため、内燃機関が運転していない場合には、当然ながら上述したＩＳＣ学習を行うことができない。したがって、従来のハイブリッド車両では、ＩＳＣ学習の機会が少なくなってしまうという問題があった。

このような問題は、内燃機関を駆動力源として備え、例えば信号待ちなどの停車時に一時的に内燃機関を自動停止させ、その後、運転者のアクセル操作などにより自動的に再始動させる、いわゆるアイドルストップ機能付き車両においても同様に発生する。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、内燃機関が停止した状態においてもＩＳＣ学習を行うことができる車両用制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両用制御装置は、上記目的達成のため、（１）内燃機関と、前記内燃機関に吸入される空気流量を調整するスロットルバルブと、前記内燃機関をモータリング可能な電動機とを備え、前記内燃機関のアイドル運転時における機関回転数を目標アイドル回転数に維持するために必要な空気流量が得られるよう前記スロットルバルブの空気流量特性に基づいて前記スロットルバルブの開度を調整するアイドル回転数制御を実行する車両に用いられる車両用制御装置であって、前記内燃機関の停止時に前記内燃機関が一定の基準回転数でモータリングされるよう前記電動機を駆動制御する駆動制御手段と、前記駆動制御手段によって前記内燃機関がモータリングされているときの空気流量と予め定められた基準空気流量との偏差に基づいて前記アイドル運転時の前記スロットルバルブの空気流量特性を学習するＩＳＣ学習制御を実行する学習実行手段と、を備えた構成を有する。

この構成により、本発明に係る車両用制御装置は、内燃機関の停止時に該内燃機関を一定の基準回転数でモータリングし、そのときの空気流量と予め定められた基準空気流量との偏差に基づいてアイドル運転時のスロットルバルブの空気流量特性を学習するＩＳＣ学習制御を実行する。したがって、内燃機関が停止した状態においてもＩＳＣ学習を行うことができる。

また、本発明に係る車両用制御装置は、上記（１）に記載の車両用制御装置において、（２）前記学習実行手段は、前記モータリング時に前記空気流量が前記基準空気流量となるよう前記スロットルバルブの開度をフィードバック制御し、前記フィードバック制御におけるフィードバック補正量を学習値として記憶することにより前記アイドル運転時の前記スロットルバルブの空気流量特性を学習する構成を有する。

この構成により、本発明に係る車両用制御装置は、モータリング時にスロットルバルブの開度をフィードバック制御し、そのフィードバック制御におけるフィードバック補正量を学習値として記憶する。これにより、ＩＳＣ学習制御の結果をアイドル回転数制御に反映させることができる。

また、本発明に係る車両用制御装置は、上記（１）または（２）に記載の車両用制御装置において、（３）前記車両のシフトポジションを検出するシフトポジション検出手段を備え、前記学習実行手段は、前記シフトポジションがパーキングポジションであるときは前記ＩＳＣ学習制御を実行しないようにした構成を有する。

この構成により、本発明に係る車両用制御装置は、シフトポジションがパーキングポジションであるときにはモータリングによるＩＳＣ学習制御を実行しないので、内燃機関のモータリングによる振動に起因したドライバビリティへの影響を排除することができる。

本発明によれば、内燃機関が停止した状態においてもＩＳＣ学習を行うことができる車両用制御装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る車両用制御装置が適用されるハイブリッド車両の概略構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係るエンジンの概略構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係るＨＶＥＣＵで実行されるＩＳＣ学習制御のフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係るＨＶＥＣＵで実行されるＩＳＣ学習制御のフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態に係るＨＶＥＣＵで実行されるＩＳＣ学習制御のフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態では、車両用制御装置を駆動力源として内燃機関と電動機とを搭載した車両、いわゆるハイブリッド車両に適用した例について説明する。

図１に示すように、ハイブリッド車両１は、ハイブリッド車両１の駆動力を発生する駆動力源として、エンジン２と、発電可能な電動機であるモータジェネレータ（以下、単にモータという）ＭＧ１、ＭＧ２とを備える。また、ハイブリッド車両１は、駆動装置３と、車両用制御装置４とを備えている。

駆動装置３は、モータＭＧ１、ＭＧ２、動力分割統合機構４０、減速機構７０および差動機構８０を備え、いわゆるハイブリッド・トランスアクスルを構成している。また、駆動装置３は、エンジン２と結合されて動力出力装置（パワープラント）を構成している。

エンジン２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されている。

図２に示すように、エンジン２の吸気通路２２には、エンジン２に吸入される空気流量を調節するスロットルバルブ２１が設けられている。

エンジン２は、エアクリーナ２０により清浄された空気をスロットルバルブ２１および吸気通路２２を介して吸入する。その後、エンジン２は、燃料噴射弁２３からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ２４を介して燃料室に吸入する。次いで、エンジン２は、吸入した混合気を点火プラグ２５による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン２６の往復運動を機関出力軸１２の回転運動に変換する。

エンジン２の排気通路２８上には、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する排ガス浄化触媒（以下、三元触媒という）を含む浄化装置２９が設けられている。したがって、エンジン２からの排気は、浄化装置２９を介して外気へ排出される。

また、エンジン２は、吸気バルブ２４の開閉タイミングＶＴを連続的に変更可能な可変バルブタイミング機構９０を備える。可変バルブタイミング機構９０は、図示しないベーン式のＶＶＴコントローラと、オイルコントロールバルブとを備え、吸気バルブ２４の開閉タイミングＶＴにおけるインテークカムシャフト（図示せず）の角度を連続的に変更する。

また、図１に示すように、機関出力軸１２には、動力分割統合機構４０が結合されている。エンジン２は、機関出力軸１２から駆動輪６に向けて機械的動力（以下、エンジン出力という）を出力する。この機械的動力は、後述するエンジン用電子制御装置（以下、単にエンジンＥＣＵという）２００により制御可能となっている。

モータＭＧ１、ＭＧ２は、供給された電力を機械的動力に変換する電動機としての機能と、入力された機械的動力を電力に変換する発電機としての機能とを兼ね備えた、いわゆるモータジェネレータである。モータＭＧ１は、主に発電機として用いられ、モータＭＧ２は、主に電動機として用いられる。

特に、モータＭＧ１は、動力分割統合機構４０、詳しくは動力分割遊星歯車４０ａを介してエンジン２と接続されており、エンジン２の機関出力軸１２を強制的に回転させるモータリング（クランキングともいう）を行うことが可能である。すなわち、モータＭＧ１は、エンジン２をモータリング可能な電動機としての機能を有し、エンジン２を始動させる際の始動装置として用いられたり、後述するＩＳＣ学習制御を実行する際のエンジン２のモータリングに用いられる。本実施の形態におけるモータＭＧ１は、本発明に係る電動機を構成する。

このようなエンジン２のモータリングは、詳細には、後述するハイブリッド用電子制御装置（以下、単にＨＶＥＣＵという）１００がモータリングの指令信号をモータ用電子制御装置（以下、単にモータＥＣＵという）６０に送信することにより、指令信号を受信したモータＥＣＵ６０が機関出力軸１２をモータリングするようモータＭＧ１を駆動制御するとともにモータＭＧ１の駆動に伴う反力をモータＭＧ２で受け持つようモータＭＧ２を駆動制御することにより行われる。

モータＭＧ１、ＭＧ２は、永久磁石式交流同期モータ等で構成されている。モータＭＧ１、ＭＧ２は、ステータ５３、５４と、ロータ５１、５２とを有している。ステータ５３、５４は、後述するインバータ６１、６２から交流電力の供給を受けて回転磁界を形成するようになっている。ロータ５１、５２は、動力分割統合機構４０に結合され、回転磁界に引き付けられて回転するようになっている。モータＭＧ１、ＭＧ２には、それぞれロータ５１、５２の回転角位置を検出するレゾルバ（図示せず）が設けられている。レゾルバは、検出したロータ５１、５２の回転角位置に応じた信号をモータＥＣＵ６０に送信するようになっている。

モータＭＧ１、ＭＧ２は、二次電池（蓄電池）１０５からの電力の供給を受けて電動機として動作することができる（以下、この動作状態を力行という）。一方、図示しないモータ軸が外力により回転している場合には、起電力を生じさせて二次電池１０５を充電する発電機として動作することができる（以下、この動作状態を回生という）。

また、駆動装置３には、インバータ６１、６２が設けられている。インバータ６１、６２は、それぞれステータ５３、５４に接続されている。インバータ６１、６２は、二次電池１０５から供給される直流電力を交流電力に変換して、それぞれ対応するモータＭＧ１、ＭＧ２に供給可能に構成されている。また、インバータ６１、６２は、モータＭＧ１、ＭＧ２からの交流電力を直流電力に変換して二次電池１０５に回収可能に構成されている。インバータ６１、６２の電力供給および電力回収は、モータＥＣＵ６０により制御される。

動力分割統合機構４０は、エンジン２およびモータＭＧ１、ＭＧ２が出力した機械的動力を駆動軸７に伝達する動力伝達機構である。動力分割統合機構４０は、シングルピニオン式の動力分割遊星歯車４０ａおよび減速遊星歯車４０ｃを備えている。

動力分割遊星歯車４０ａは、エンジン２が出力した機械的動力を、モータＭＧ１を駆動する機械的動力と減速機構７０を駆動する機械的動力に分割可能に構成されている。動力分割遊星歯車４０ａは、サンギヤ４２と、プラネタリピニオン４３と、プラネタリキャリア４４と、リングギヤ４５ａとを備えている。

サンギヤ４２は、モータＭＧ１のロータ５１に結合されている。プラネタリピニオン４３は、プラネタリキャリア４４に対して公転および自転可能に支持されている。プラネタリキャリア４４は、機関出力軸１２に結合されている。このように構成された動力分割遊星歯車４０ａは、エンジン２のエンジン出力を、プラネタリピニオン４３を介してサンギヤ４２に伝達する機械的動力と、リングギヤ４５ａに伝達する機械的動力に分割するようになっている。エンジン２からサンギヤ４２に伝達された機械的動力は、モータＭＧ１のロータ５１に伝達され、発電に供される。

減速遊星歯車４０ｃは、モータＭＧ２が出力した機械的動力を、回転速度を減速しトルクを増大させて減速機構７０に伝達可能に構成されている。減速遊星歯車４０ｃは、サンギヤ４６と、プラネタリキャリア４７と、プラネタリピニオン４８と、リングギヤ４５ｃとを備えている。

サンギヤ４６は、モータＭＧ２のロータ５２に結合されている。プラネタリキャリア４７は、駆動装置３のハウジングに固定されている。プラネタリピニオン４８は、プラネタリキャリア４７に対して自転可能に支持されている。このように構成された減速遊星歯車４０ｃは、モータＭＧ２が出力した機械的動力を、プラネタリピニオン４８を介して回転速度を減速しトルクを増大させてリングギヤ４５ｃに伝達するようになっている。

これら動力分割遊星歯車４０ａと減速遊星歯車４０ｃとは、同心上に配置されており、リングギヤ４５ａとリングギヤ４５ｃとが一体に結合されている。リングギヤ４５ａ、４５ｃの外周側には、減速機構７０のカウンタドリブンギヤ７４と噛み合うカウンタドライブギヤ４９が設けられている。動力分割統合機構４０は、モータＭＧ２からリングギヤ４５ｃに伝達された機械的動力と、エンジン２からリングギヤ４５ａに伝達された機械的動力を統合してカウンタドライブギヤ４９から減速機構７０に伝達する。

減速機構７０は、カウンタドリブンギヤ７４とファイナルドライブギヤ７８とからなる。カウンタドリブンギヤ７４は、カウンタドライブギヤ４９と噛み合い、ファイナルドライブギヤ７８は、差動機構８０のリングギヤ８２と噛み合う。また、これらカウンタドリブンギヤ７４とファイナルドライブギヤ７８とは、同心上に配置され、一体的に結合されている。減速機構７０は、動力分割統合機構４０からカウンタドリブンギヤ７４に伝達された機械的動力を、回転速度を減速しトルクを増大させて、ファイナルドライブギヤ７８から差動機構８０に伝達する。

差動機構８０は、ファイナルドライブギヤ７８に噛み合うリングギヤ８２を備えている。差動機構８０は、減速機構７０からリングギヤ８２に伝達された機械的動力を左右の駆動輪６に分配して出力する。

図１および図２に示すように、車両用制御装置４は、ＨＶＥＣＵ１００と、エンジンＥＣＵ２００と、モータＥＣＵ６０とを含んで構成されている。

ＨＶＥＣＵ１００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵは、ＲＡＭの一時記憶機能を利用するとともにＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うようになっている。ＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等が予め記憶されている。

ＨＶＥＣＵ１００は、エンジン２およびモータＭＧ１、ＭＧ２を協調して制御する。また、ＨＶＥＣＵ１００には、アクセルペダルポジションセンサ１０１、シフトポジションセンサ１０２、イグニッションスイッチ１０３などの各種センサ、スイッチ類が接続されている。

アクセルペダルポジションセンサ１０１は、運転者によるアクセルペダル５の操作量を検出する。アクセルペダルポジションセンサ１０１は、検出されたアクセルペダル５の操作量（以下、アクセル操作量Ａｃｃという）に応じた信号をＨＶＥＣＵ１００に送信するようになっている。シフトポジションセンサ１０２は、シフトレバー８のシフトポジションＳＰを検出し、シフトポジションＳＰに応じた信号をＨＶＥＣＵ１００に出力する。シフトポジションＳＰとしては、パーキングポジション（以下、Ｐポジションという）やニュートラルポジション（以下、Ｎポジションという）、ドライブポジション（以下、Ｄポジションという）、リバースポジション（以下、Ｒポジションという）などがある。イグニッションスイッチ１０３は、ユーザの操作に応じてイグニッション信号をＨＶＥＣＵ１００に送信するようになっている。本実施の形態におけるシフトポジションセンサ１０２は、本発明に係るシフトポジション検出手段を構成する。

エンジンＥＣＵ２００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵは、ＲＡＭの一時記憶機能を利用するとともにＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うようになっている。ＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等が予め記憶されている。

エンジンＥＣＵ２００には、クランクポジションセンサ２０１、水温センサ２０２、カムポジションセンサ２０３、スロットルバルブポジションセンサ２０４、エアフローメータ２０５、温度センサ２０６などの各種センサ類が接続されている。

クランクポジションセンサ２０１は、機関出力軸１２の回転位置すなわちクランク角θｃｒや機関回転数としてのエンジン回転数Ｎｅを検出する。水温センサ２０２は、エンジン２の冷却水の温度すなわち冷却水温Ｔｗを検出する。カムポジションセンサ２０３は、インテークカムシャフトや排気バルブを開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置すなわちカム角θｃａを検出する。スロットルバルブポジションセンサ２０４は、スロットルバルブ２１の開度（以下、スロットル開度という）ＴＨを検出する。エアフローメータ２０５は、吸気管に取り付けられ、吸入空気の質量流量すなわち吸入空気量（空気流量）Ｑａを検出する。温度センサ２０６は、吸気管に取り付けられ、吸気温Ｔａを検出する。これら各センサは、検出結果に応じた信号をエンジンＥＣＵ２００に出力する。

エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２を駆動するための種々の制御信号、例えば燃料噴射弁２３への駆動信号や、スロットル開度ＴＨを調節するスロットルモータ２１ａへの駆動信号、イグニッションコイル２１０への制御信号、可変バルブタイミング機構９０への制御信号などを出力するようになっている。

エンジンＥＣＵ２００は、ＨＶＥＣＵ１００と通信しており、ＨＶＥＣＵ１００からの制御信号によりエンジン２を運転制御するとともに、必要に応じてエンジン２の運転状態に関するデータを出力する。

モータＥＣＵ６０は、ＨＶＥＣＵ１００から要求トルクおよび要求回転速度に係る信号を受け、インバータ６１、６２を制御する。モータＥＣＵ６０は、インバータ６１、６２を制御することにより、モータＭＧ１、ＭＧ２のそれぞれについて、ロータ５１、５２の回転速度（以下、モータ回転速度という）と、ロータ５１、５２から出力する機械的動力（以下、モータ出力という）とを調整可能である。

このように構成された車両用制御装置４において、ＨＶＥＣＵ１００は、エンジンＥＣＵ２００を介して、エンジン２がアイドリング状態（無負荷状態）のときのエンジン回転数（以下、アイドル回転数Ｎｅｉという）を所定の目標アイドル回転数Ｎｅｉｔに調整するアイドル回転数制御（以下、単にＩＳＣという）を実施するようになっている。具体的には、ＩＳＣでは、アイドル回転数Ｎｅｉを目標アイドル回転数Ｎｅｉｔに維持するために必要な空気流量が得られるよう、スロットルバルブ２１の空気流量特性に基づいてスロットル開度ＴＨを調節する。すなわち、ＩＳＣは、スロットルバルブ２１のスロットル開度ＴＨを調節することによってアイドル回転数Ｎｅｉを制御するものである。このＩＳＣでは、アイドル回転数Ｎｅｉを目標アイドル回転数Ｎｅｉｔに近づけるために、スロットルバルブ２１のスロットル開度ＴＨをフィードバック制御するようになっている。これにより、アイドル回転数Ｎｅｉをほぼ一定に保つことができる。スロットルバルブ２１の空気流量特性は、スロットル開度ＴＨと空気流量との関係を示す特性であって、予め実験的に求めてＲＯＭに記憶されている。

ここで、ＩＳＣにおけるフィードバック制御においてアイドル回転数Ｎｅｉを一定回転数（目標アイドル回転数Ｎｅｉｔ）に維持するために必要な空気流量は、個体差、経時変化等の要因により変化するので、後述するＩＳＣ学習制御が行われる。

一般に、ＩＳＣ学習制御は、アイドリング状態、つまりアイドル運転において、アイドル回転数Ｎｅｉを目標アイドル回転数Ｎｅｉｔに近づけるためになされるフィードバックの結果を反映して記憶することにより行う。しかし、ハイブリッド車両ではエンジンが間欠運転されるため、エンジンが運転されていない場合には、ＩＳＣ学習制御を実行することができない。したがって、従来のハイブリッド車両では、ＩＳＣ学習を実行する機会が少なくなっていた。

そこで、本実施の形態では、エンジン２の停止時にもＩＳＣ学習制御を実行することができるようにした。こうしたＩＳＣ学習制御は、所定のＩＳＣ学習条件成立時に実行される。所定のＩＳＣ学習条件としては、エンジントルク要求がなく、ＩＳＣ学習が未完了で、かつ二次電池１０５の蓄電状態を示す状態量（ＳＯＣ：ｓｔａｔｅ‐ｏｆ‐ｃｈａｒｇｅ）が所定値（例えば、３０％）以上であることが挙げられる。

具体的には、ＨＶＥＣＵ１００は、ＩＳＣ学習条件が成立したことを条件にモータＥＣＵ６０を介してエンジン２をモータリングするようになっている。より詳細には、ＨＶＥＣＵ１００は、ＩＳＣ学習条件が成立したことを条件にモータＥＣＵ６０に指令信号を送信し、指令信号を受けたモータＥＣＵ６０が、エンジン２が一定の基準回転数でモータリングされるようモータＭＧ１を駆動制御するようになっている。このようなモータリングは、エンジン２の始動時に行われるクランキングと異なり、エンジン２の始動要求に関わらず、所定のＩＳＣ学習条件成立を条件に実行される。上述した基準回転数は、変動しない固定の回転数であって、例えば冷間時等でない場合（暖機終了後等）に設定される目標アイドル回転数Ｎｅｉｔと同程度の回転数（例えば、１０００ｒｐｍ程度）とされる。本実施の形態において、上述のようなエンジン２のモータリングを行うＨＶＥＣＵ１００は、本発明に係る駆動制御手段を構成する。

ＨＶＥＣＵ１００は、エンジン２がモータリングされているときの空気流量と予め定められた基準空気流量との偏差に基づいて、アイドル運転時におけるスロットルバルブ２１の空気流量特性を学習するＩＳＣ学習制御を実行するようになっている。

より詳細には、ＨＶＥＣＵ１００は、上記モータリング時に空気流量が予め定められた基準空気流量となるようスロットル開度ＴＨをフィードバック制御し、このフィードバック制御におけるフィードバック補正量を学習値として記憶するようになっている。これにより、ＨＶＥＣＵ１００は、エンジン２のアイドル運転時におけるスロットルバルブ２１の空気流量特性を学習することが可能となる。基準空気流量は、エンジン２の経時変化のない適合段階において、上述の基準回転数でエンジン２をモータリングしたときの空気流量である。このように、基準空気流量は、予め実験的に求めてＲＯＭに記憶されている。本実施の形態において、こうしたＩＳＣ学習制御を行うＨＶＥＣＵ１００は、本発明に係る学習実行手段を構成する。なお、本実施の形態では、上記モータリング時の空気流量と基準空気流量との偏差に基づき、アイドル運転時におけるスロットルバルブ２１の空気流量特性を学習するようにしたが、これに限らず、例えば上記モータリング時の実際の空気流量に基づき、同空気流量特性を学習するようにしてもよい。

また、ハイブリッド車両１には、二次電池１０５と、昇圧コンバータ１０６と、電池ＥＣＵ１０７とが設けられている。二次電池１０５は、昇圧コンバータ１０６を介してインバータ６１、６２に電気的に接続されている。

二次電池１０５は、モータＭＧ１、ＭＧ２に供給する電力を貯蔵し、モータＭＧ１、ＭＧ２との間で充放電可能に構成されている。昇圧コンバータ１０６は、二次電池１０５の電圧を昇圧してインバータ６１、６２の供給電圧に変換する。電池ＥＣＵ１０７は、二次電池１０５の温度や電圧、充放電電流値等を監視している。

また、電池ＥＣＵ１０７は、二次電池１０５の温度や電圧、充放電電流値等の情報からＳＯＣおよび充放電電力を算出している。電池ＥＣＵ１０７は、ＨＶＥＣＵ１００に接続され、例えば二次電池１０５の蓄電状態および充放電電力に応じた信号をＨＶＥＣＵ１００に送信する等、ＨＶＥＣＵ１００との間で信号のやりとりを行う。

次に、図３を参照して、本実施の形態に係るＨＶＥＣＵ１００で実行されるＩＳＣ学習制御について説明する。

図３に示すＩＳＣ学習制御の処理フローは、ハイブリッド車両１のハイブリッドシステム起動後、所定の時間間隔で実行されるものである。

図３に示すように、まずＨＶＥＣＵ１００は、エンジントルク要求があるか否かを判定する（ステップＳ１）。具体的には、ＨＶＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１の車両状態に応じてエンジン出力が必要とされているか否かを判定する。例えば、モータＭＧ２によるＥＶ走行時にアクセルペダル５が所定の操作量以上踏みこまれ、モータＭＧ２のみではユーザ要求パワーＰに見合う要求動力が出力できない場合や、ハイブリッド車両１の走行状態がエンジン運転領域に移行した場合、あるいは冷間始動時のエンジン暖機が必要な場合などには、エンジントルク要求ありと判断される。

ＨＶＥＣＵ１００は、エンジントルク要求があると判定した場合には、以降のステップを実行することなく、本処理を終了する。

一方、ＨＶＥＣＵ１００は、エンジントルク要求がないと判定した場合には、ＩＳＣ学習が未完了であるか否かを判定する（ステップＳ２）。例えば、ＨＶＥＣＵ１００は、ＩＳＣ学習完了フラグがＩＳＣ学習の未完了を示す値「０」に設定されているか否かを判定することにより、ＩＳＣ学習が未完了であるか否かを判定することができる。ＩＳＣ学習完了フラグは、ＩＳＣ学習の完了時に値「１」に設定されるとともに、例えばエンジン２の停止により値「０」へとリセットされる。

ＨＶＥＣＵ１００は、ＩＳＣ学習が未完了でない、つまりＩＳＣ学習が完了していると判定した場合には、以降のステップを実行することなく、本処理を終了する。

一方、ＨＶＥＣＵ１００は、ＩＳＣ学習が未完了であると判定した場合には、電池ＥＣＵ１０７から送信された信号に基づき、ＳＯＣが所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。

ＨＶＥＣＵ１００は、ＳＯＣが所定値以上でないと判定した場合には、モータＭＧ１によるエンジン２のモータリングを実行するのに十分な電力が二次電池１０５にないと判断して、以降のステップを実行することなく、本処理を終了する。

一方、ＨＶＥＣＵ１００は、ＳＯＣが所定値以上であると判定した場合には、上述したＩＳＣ学習条件が成立したとみなして、モータＥＣＵ６０に指令信号を送信し、モータＭＧ１によってエンジン２を一定の基準回転数でモータリングする（ステップＳ４）。したがって、エンジン２のエンジン回転数Ｎｅは、同モータリングにより一定の基準回転数に維持される。このとき、スロットルバルブ２１は、ＩＳＣ時のスロットル開度ＴＨとなるよう調節される。このため、エンジン２の吸気通路２２には、上記モータリングによって発生する燃焼室内の負圧により、空気の流れが形成される。本実施の形態では、このときの空気流量と予め定められた基準空気流量との偏差に基づき、後述するようにＩＳＣ学習制御を実行することが可能となる。

次いで、ＨＶＥＣＵ１００は、上記モータリング時の空気流量と予め定められた基準空気流量との偏差に基づき、ＩＳＣ学習制御を実行する（ステップＳ５）。具体的には、ＨＶＥＣＵ１００は、上記モータリング時に空気流量が予め定められた基準空気流量となるようスロットル開度ＴＨをフィードバック制御し、このフィードバック制御におけるフィードバック補正量を学習値として記憶する。これにより、ＨＶＥＣＵ１００は、エンジン２のアイドル運転時におけるスロットルバルブ２１の空気流量特性を学習する。

以上のように、本実施の形態に係る車両用制御装置４は、エンジン２の停止時に該エンジン２を一定の基準回転数でモータリングし、そのときの空気流量と予め定められた基準空気流量との偏差に基づいてアイドル運転時のスロットルバルブ２１の空気流量特性を学習するＩＳＣ学習制御を実行する。したがって、エンジン２の停止した状態においてもＩＳＣ学習を行うことができる。

また、本実施の形態に係る車両用制御装置４は、上記モータリング時にスロットルバルブ２１のスロットル開度ＴＨをフィードバック制御し、そのフィードバック制御におけるフィードバック補正量を学習値として記憶する。これにより、ＩＳＣ学習制御の結果をＩＳＣに反映させることができる。

また、本実施の形態に係る車両用制御装置４は、上記モータリング時のエンジン２の基準回転数が一定に保たれるので、精度の高いＩＳＣ学習を行うことができる。

さらに、本実施の形態に係る車両用制御装置４は、エンジン２の停止時にＩＳＣ学習制御を行うので、従来のようにＩＳＣ学習が完了するまでエンジン２の停止を禁止する必要もない。したがって、本実施の形態に係る車両用制御装置４は、ＩＳＣ学習の機会を確保するべくエンジン２の停止時間が制限されることもないので、従来と比較して燃費を向上させることができる。

（第２の実施の形態）
次に、図１、図２および図４を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。

特に本実施の形態は、上述の第１の実施の形態とはＳＯＣに基づきモータリングによるＩＳＣ学習制御とエンジン２の自立運転によるＩＳＣ学習制御とを切り替える点で異なるが、他の構成は同様である。したがって、第１の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

図４を参照して、本実施の形態に係るＨＶＥＣＵ１００で実行されるＩＳＣ学習制御について説明する。

図４に示すＩＳＣ学習制御の処理フローは、ハイブリッド車両１のハイブリッドシステム起動後、所定の時間間隔で実行されるものである。また、本実施の形態に係るＩＳＣ学習制御の処理フローのうち、ステップＳ１１〜ステップＳ１５までの各ステップは、第１の実施の形態におけるＩＳＣ学習制御の処理フローのステップＳ１〜ステップＳ５に対応している。したがって、本実施の形態では、第１の実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。

図４に示すように、ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ１３においてＳＯＣが所定値以上であると判定した場合には、第１の実施の形態で説明したモータリングによるＩＳＣ学習制御を実行する一方で、ＳＯＣが所定値以上でないと判定した場合には、ステップＳ１６に移行する。

ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ１６においてエンジン２を自立運転させるべく、エンジン自立運転要求を示す指令信号をエンジンＥＣＵ２００に送信する（ステップＳ１６）。これにより、エンジン２が自立運転させられる。すなわち、ＨＶＥＣＵ１００は、エンジンＥＣＵ２００を介して、エンジン２をアイドリング状態とする。このとき、ＨＶＥＣＵ１００は、アイドル回転数Ｎｅｉを目標アイドル回転数Ｎｅｉｔに調整するＩＳＣを実施する。上述したように、このＩＳＣでは、アイドル回転数Ｎｅｉを目標アイドル回転数Ｎｅｉｔに近づけるため、スロットル開度ＴＨのフィードバック制御が実行されている。

次いで、ＨＶＥＣＵ１００は、エンジン２の自立運転に基づき、ＩＳＣ学習制御を実行する（ステップＳ１７）。具体的には、ＨＶＥＣＵ１００は、上述のＩＳＣのフィードバック制御におけるフィードバック補正量を学習値として記憶し、スロットルバルブ２１の空気流量特性を学習する。

以上のように、本実施の形態に係る車両用制御装置４は、第１の実施の形態で説明した効果に加えて以下の効果を得ることができる。

すなわち、本実施の形態に係る車両用制御装置４は、ＳＯＣが所定値以上でない場合には、モータリングによるＩＳＣ学習制御に代えて、エンジン２の自立運転によるＩＳＣ学習制御に切り替えるようになっている。したがって、モータＭＧ１によるエンジン２のモータリングを実行するのに十分な電力が二次電池１０５にない場合にも、従来と同様のＩＳＣ学習制御を実行することで、ＩＳＣ学習の機会を確保することができる。

（第３の実施の形態）
次に、図１、図２および図５を参照して、本発明の第３の実施の形態について説明する。

特に本実施の形態は、上述の第２の実施の形態とはエンジン２のフリクション変化があるか否かに応じてモータリングによるＩＳＣ学習制御とエンジン２の自立運転によるＩＳＣ学習制御とを切り替える点で異なるが、他の構成は同様である。したがって、第１および第２の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

図５を参照して、本実施の形態に係るＨＶＥＣＵ１００で実行されるＩＳＣ学習制御について説明する。

図５に示すＩＳＣ学習制御の処理フローは、ハイブリッド車両１のハイブリッドシステム起動後、所定の時間間隔で実行されるものである。また、本実施の形態に係るＩＳＣ学習制御の処理フローのうち、ステップＳ２１〜ステップＳ２３までの各ステップは、第１の実施の形態におけるＩＳＣ学習制御の処理フローのステップＳ１〜ステップＳ３に対応している。したがって、本実施の形態では、ステップＳ２１〜ステップＳ２３までの各ステップの説明を省略する。

図５に示すように、ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ２３においてＳＯＣが所定値以上でないと判定した場合には、第２の実施の形態で説明したエンジン２の自立運転によるＩＳＣ学習制御を実行する（ステップＳ２８、Ｓ２９）。

一方、ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ２３においてＳＯＣが所定値以上であると判定した場合には、第１の実施の形態で説明したエンジン２のモータリングを行う（ステップＳ２４）。

次いで、ＨＶＥＣＵ１００は、エンジン２のフリクションを推定する（ステップＳ２５）。例えば、ＨＶＥＣＵ１００のＲＯＭには、冷却水温Ｔｗとフリクションとの関係を予め実験的に求めたフリクションマップが記憶されている。したがって、ＨＶＥＣＵ１００は、水温センサ２０２で検出された冷却水温Ｔｗに基づき、同フリクションマップを参照することによりエンジン２のフリクションを推定することができる。エンジン２のフリクションは、冷却水温Ｔｗが低くなるほど大きくなる傾向を有する。なお、フリクションを推定する方法は、これに限らない。例えば、補機負荷等を考慮して推定してもよいし、ステップＳ２４のモータリング時におけるモータＭＧ１の消費電力に基づき推定してもよい。

次いで、ＨＶＥＣＵ１００は、エンジン２のフリクション変化があるか否かを判定する（ステップＳ２６）。具体的には、ＨＶＥＣＵ１００は、ＩＳＣ学習制御の処理フローが繰り返し実行されている際に、前回ルーチンで推定されたエンジン２のフリクションに対して、今回推定されたエンジン２のフリクションが±５％以上、増減したか否かを判定する。したがって、ＨＶＥＣＵ１００は、エンジン２のフリクションが±５％以上、増減した場合には、フリクション変化ありと判定する一方で、エンジン２のフリクションが±５％未満である場合には、フリクション変化なしと判定する。

ＨＶＥＣＵ１００は、エンジン２のフリクション変化がないと判定した場合には、第１の実施の形態で説明したモータリングによるＩＳＣ学習制御を実行する（ステップＳ２７）。

一方、ＨＶＥＣＵ１００は、エンジン２のフリクション変化があると判定した場合には、第２の実施の形態で説明したエンジン２の自立運転によるＩＳＣ学習制御を実行する（ステップＳ２８、Ｓ２９）。

以上のように、本実施の形態に係る車両用制御装置４は、第１および第２の実施の形態で説明した効果に加えて以下の効果を得ることができる。

すなわち、本実施の形態に係る車両用制御装置４は、ＩＳＣ学習制御の処理フローが繰り返し実行されている際にフリクション変化があった場合には、エンジン２の自立運転によるＩＳＣ学習制御に切り替えるので、ＩＳＣ学習の精度を確保することができる。

なお、上述の各実施の形態においては、本発明に係る車両用制御装置をハイブリッド車両に適用した例について説明したが、これに限らず、エンジンを駆動力源として備え、例えば信号待ちなどの停車時に一時的にエンジンを自動停止させ、その後、運転者のアクセル操作などにより自動的にエンジンを再始動させる、いわゆるアイドルストップ機能付き車両にも、本発明に係る車両用制御装置を適用可能である。この場合、ＩＳＣ学習制御におけるエンジンのモータリングに際しては、スタータモータを用いる。

また、上述の各実施の形態においては、スロットルバルブ２１のスロットル開度ＴＨの調節によるＩＳＣを実施するようにしたが、これに限らず、例えばアイドルスピードコントロールバルブによるＩＳＣを実施するようにしてもよい。この場合、スロットルバルブ２１をバイパスするようにバイパス通路を設け、このバイパス通路を流れる空気流量をアイドルスピードコントロールバルブにより調節してアイドル回転数Ｎｅｉを制御する。このようなアイドルスピードコントロールバルブを設けた例でも、本実施の形態と同様、モータリング時のバイパス通路の空気流量と予め定められた基準空気流量との偏差に基づき、アイドルスピードコントロールバルブの空気流量特性を学習するＩＳＣ学習制御を実行することができる。

また、上述の各実施の形態においては、ＩＳＣ学習条件として、エンジントルク要求がなく、ＩＳＣ学習が未完了で、かつＳＯＣが所定値以上であることを挙げたが、シフトポジションＳＰがＰポジション以外であることをＩＳＣ学習条件に加えてもよい。したがって、ＨＶＥＣＵ１００は、シフトポジションＳＰがＰポジションであるときはＩＳＣ学習制御を実行しないようになっている。この場合、エンジン２のモータリングによる振動に起因したドライバビリティへの影響を排除することができる。つまり、Ｐポジション時のハイブリッド車両１では、特に振動が運転者に体感され易いので、このような場合には例えばＳＯＣに関わらずエンジン２のモータリングを実行させないようにするものである。

また、上述の各実施の形態においては、ＨＶＥＣＵ１００がエンジンＥＣＵ２００やモータＥＣＵ６０を介してＩＳＣおよびＩＳＣ学習制御を行うよう構成したが、これに限らず、例えばモータＥＣＵ６０がＩＳＣ学習制御におけるモータリングを実行するとともに、エンジンＥＣＵ２００がＩＳＣおよびＩＳＣ学習制御を実行するよう構成してもよい。

以上説明したように、本発明に係る車両用制御装置は、内燃機関が停止した状態においてもＩＳＣ学習制御を行うことができ、内燃機関と該内燃機関をモータリング可能な電動機とを備える車両に適用される車両用制御装置に有用である。

１ ハイブリッド車両（車両）
２ エンジン（内燃機関）
４ 車両用制御装置
２１ スロットルバルブ
２１ａ スロットルモータ
６０ モータＥＣＵ
１００ ＨＶＥＣＵ（駆動制御手段、学習実行手段）
１０２ シフトポジションセンサ（シフトポジション検出手段）
２００ エンジンＥＣＵ
ＭＧ１ モータ（電動機）

Claims (3)

1. 内燃機関と、前記内燃機関に吸入される空気流量を調整するスロットルバルブと、前記内燃機関をモータリング可能な電動機とを備え、前記内燃機関のアイドル運転時における機関回転数を目標アイドル回転数に維持するために必要な空気流量が得られるよう前記スロットルバルブの空気流量特性に基づいて前記スロットルバルブの開度を調整するアイドル回転数制御を実行する車両に用いられる車両用制御装置であって、
   前記内燃機関の停止時に前記内燃機関が一定の基準回転数でモータリングされるよう前記電動機を駆動制御する駆動制御手段と、
   前記駆動制御手段によって前記内燃機関がモータリングされているときの空気流量と予め定められた基準空気流量との偏差に基づいて前記アイドル運転時の前記スロットルバルブの空気流量特性を学習するＩＳＣ学習制御を実行する学習実行手段と、を備えたことを特徴とする車両用制御装置。
2. 前記学習実行手段は、前記モータリング時に前記空気流量が前記基準空気流量となるよう前記スロットルバルブの開度をフィードバック制御し、前記フィードバック制御におけるフィードバック補正量を学習値として記憶することにより前記アイドル運転時の前記スロットルバルブの空気流量特性を学習することを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
3. 前記車両のシフトポジションを検出するシフトポジション検出手段を備え、
   前記学習実行手段は、前記シフトポジションがパーキングポジションであるときは前記ＩＳＣ学習制御を実行しないようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用制御装置。

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