JP2020132109A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料噴射特性学習及び異常検出を早期に完了できるハイブリッド車両を提供する。【解決手段】エンジンＥＣＵ７３は、パーシャルリフト噴射時の燃料噴射弁２３の噴射特性学習及び異常検出の少なくとも一つを行うために必要な学習用のパーシャルリフト噴射を含むアクティブ燃料噴射を、燃料噴射弁に実行させるように制御する。アクティブ燃料噴射が実行される場合、エンジンＥＣＵは、等出力ライン上において、最適機関動作点を最適機関動作点に対応する機関回転速度より機関回転速度が増大する側にずらした学習用動作点で、内燃機関を運転するように制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関及び電動機を備えたハイブリッド車両に関する。

特許文献１は、燃料噴射制御装置を開示する。この燃料噴射制御装置は、燃料噴射弁を制御し、燃料噴射弁に対して要求する燃料噴射量である要求噴射量を、パーシャルリフト噴射の噴射量である所定噴射量と、所定噴射量以外の調製噴射量とに分割して内燃機関に噴射する（なお、この噴射を「アクティブ噴射」とも称呼する。）。そして、燃料噴射制御装置は、アクティブ噴射を所定回数実行することにより、パーシャルリフト噴射時における燃料噴射弁の噴射特性を学習する。

特開２０１５−１９０３１８号公報

ところで、内燃機関及び電動機を備えたハイブリッド車両にも、内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射弁が搭載される。ハイブリッド車両でも、パーシャルリフト噴射時の燃料噴射弁の噴射特性を学習すること（噴射特性学習）、燃料噴射弁の異常を検出すること（異常検出）が行われる。ハイブリッド車両でも、燃料噴射弁の噴射特性学習及び異常検出を実行するためには、アクティブ噴射を行う必要があるので、内燃機関を運転する必要がある。

しかしながら、ハイブリッド車両においては、内燃機関の負荷が低い場合等には間欠運転によって内燃機関の運転が停止されてしまうことになるので、燃料噴射弁の噴射特性学習及び異常検出を実行できる機会（頻度、状態）が少なくなる。

本発明は上述した課題に対処するためになされた。即ち、本発明の目的の一つは、燃料噴射弁の噴射特性学習及び異常検出を早期に完了できるようにすることによって、燃料噴射弁の噴射特性学習及び異常検出を実行できる機会を増やすことができるハイブリッド車両（以下、「本発明ハイブリッド車両」とも称呼される。）を提供することにある。

本発明ハイブリッド車両は、内燃機関（２０）及び同内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射弁（２３）と電動機（Ｍｇ１、ＭＧ２）とを備えたハイブリッド車両で（１０）あって、車両の駆動軸（５３）と前記内燃機関とをトルク伝達可能に連結するとともに同駆動軸と前記電動機とをトルク伝達可能に連結する動力伝達機構（５０）と、ユーザのアクセル操作量に応じて定まる前記駆動軸に要求されるトルクであるユーザ要求トルクに等しいトルクを、前記内燃機関の運転による内燃機関の出力トルクと前記電動機の出力トルクとを制御することにより同駆動軸に作用させるように制御し、所定の機関運転停止条件が成立した場合、前記内燃機関の運転を停止し且つ所定の機関始動条件が成立した場合、同内燃機関を始動させる機関間欠運転を実行し、
前記内燃機関の運転を実行するとき、前記内燃機関の出力トルクと前記内燃機関の機関回転速度とによって規定される前記内燃機関の動作点であって、前記内燃機関に要求される機関出力である機関要求出力に対応する前記動作点を結ぶ等出力ライン上から前記内燃機関の効率性に基づいて特定される前記動作点である最適機関動作点で前記内燃機関を運転するように制御する駆動力制御部（７０、７３）と、
パーシャルリフト噴射を所定の噴射タイミングで前記燃料噴射弁に実行させ、前記パーシャルリフト噴射時の前記燃料噴射弁の噴射特性学習及び異常検出を行うために必要な学習用のパーシャルリフト噴射を含むアクティブ燃料噴射を、前記燃料噴射弁に実行させるように制御する燃料噴射弁制御部（７３）と、
を備える。
本発明ハイブリッド車両の前記駆動力制御部は、
前記アクティブ燃料噴射が実行される場合、
前記等出力ライン上において、前記最適機関動作点を前記最適機関動作点に対応する前記機関回転速度より機関回転速度が増大する側にずらした学習用動作点で、前記内燃機関を運転すること、
嵩上げされた機関要求出力を、前記機関要求出力として、前記内燃機関を運転すること、及び、
前記機関間欠運転を禁止すること、
のうちの少なくとも一つを実行するように構成される。

本発明ハイブリッド車両によれば、アクティブ燃料噴射が実行される場合に、単位時間当たりの燃料噴射弁の燃料噴射回数を増大させることによって、燃料噴射弁の噴射特性学習及び異常検出を早期に完了できるようにすることで、燃料噴射弁の噴射特性学習及び異常検出を実行できる機会を増やすことができる。。

上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び／又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記名称及び／又は符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。

図１は本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成図である。 図２は内燃機関の特定気筒の部分断面図である。 図３は機関回転速度及び機関出力トルクと、最適機関動作ラインとの関係を示したグラフである。 図４は燃料噴射弁の噴射特性学習及び異常検出を説明するためのグラフである。 図５はパワーマネジメントＥＣＵのＣＰＵが実行するルーチンを表すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両について図面を参照しながら説明する。

＜構成＞
図１に示したように、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両１０は、発電電動機ＭＧ１、発電電動機ＭＧ２、機関２０、動力分配機構３０、駆動力伝達機構５０、第１インバータ６１、第２インバータ６２、バッテリ６３、パワーマネジメントＥＣＵ７０、バッテリＥＣＵ７１、モータＥＣＵ７２及びエンジンＥＣＵ７３を備えている。なお、ＥＣＵは、エレクトリックコントロールユニットの略称であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェース等を含むマイクロコンピュータを主要構成部品として有する電子制御回路である。

発電電動機（モータジェネレータ）ＭＧ１は、発電機及び電動機の何れとしても機能することができる同期発電電動機である。発電電動機ＭＧ１は、便宜上、第１発電電動機ＭＧ１とも称呼される。第１発電電動機ＭＧ１は本例において主として発電機としての機能を発揮する。第１発電電動機ＭＧ１は、出力軸（以下、「第１シャフト」とも称呼する。）４１を備えている。

発電電動機（モータジェネレータ）ＭＧ２は、第１発電電動機ＭＧ１と同様、発電機及び電動機の何れとしても機能することができる同期発電電動機である。発電電動機ＭＧ２は、便宜上、第２発電電動機ＭＧ２とも称呼される。第２発電電動機ＭＧ２は本例において主として電動機としての機能を発揮する。第２発電電動機ＭＧ２は、出力軸（以下、「第２シャフト」とも称呼する。）４２を備えている。

機関２０は、４サイクル・筒内噴射（直噴）・火花点火式・多気筒内燃機関である。機関２０は、吸気管及びインテークマニホールドを含む吸気通路部２１、スロットル弁２２、スロットル弁アクチュエータ２２ａ、複数の燃料噴射弁２３、点火プラグを含む複数の点火装置２５、機関２０の出力軸であるクランクシャフト２６、エキゾーストマニホールド２７、排気管２８及び上流側の三元触媒２９を含んでいる。

スロットル弁２２は吸気通路部２１に回転可能に支持されている。
スロットル弁アクチュエータ２２ａはエンジンＥＣＵ７３からの指示信号に応答してスロットル弁２２を回転し、吸気通路部２１の通路断面積を変更できるようになっている。

複数の燃料噴射弁２３（図１及び図２においては１つの燃料噴射弁２３のみが示されている。）のそれぞれは、図２に拡大して示したように、その噴射孔が燃焼室ＣＣ内に露呈するように配置されている。各燃料噴射弁２３は、筒内燃料噴射指示信号に応じ、その筒内燃料噴射指示信号に含まれる燃料噴射量の燃料を各気筒の燃焼室ＣＣ内に直接噴射するようになっている。なお、燃料噴射弁２３は「筒内燃料噴射弁」とも称呼される。

エンジンＥＣＵ７３は、エアフローメータ９１により計測される吸入空気量Ｇａ及び機関回転速度Ｎｅに基づいて、一つの気筒に吸入される筒内吸入空気量Ｍｃを算出し、その筒内吸入空気量Ｍｃに応じて機関２０に供給すべき燃料の量（以下、「要求燃料量Ｆｔ」と称呼する。）を決定するようになっている。

点火プラグを含む点火装置２５のそれぞれは、エンジンＥＣＵ７３からの指示信号に応答して点火用火花を各気筒の燃焼室内において所定のタイミングにて発生するようになっている。

上流側の三元触媒２９は、排気浄化用触媒であり、エキゾーストマニホールド２７の排気集合部に配設されている。即ち、触媒２９は機関２０の排気通路に設けられている。触媒２９は、機関２０から排出される未燃物（ＨＣ，ＣＯ等）及びＮＯｘを浄化するようになっている。

機関２０は、スロットル弁アクチュエータ２２ａによりスロットル弁２２の開度を変更することによって吸入空気量を変更するとともに要求燃料量Ｆｔを変更すること等により、機関２０の「機関出力トルクＴｅ及び機関回転速度Ｎｅ（即ち、機関出力）」を変更することができる。

動力分配機構３０は周知の遊星歯車装置３１を備えている。遊星歯車装置３１はサンギア３２と、複数のプラネタリギア３３と、リングギア３４と、を含んでいる。

サンギア３２は第１発電電動機ＭＧ１の第１シャフト４１に接続されている。従って、第１発電電動機ＭＧ１はサンギア３２にトルクを出力することができる。更に、第１発電電動機ＭＧ１は、サンギア３２から第１発電電動機ＭＧ１（第１シャフト４１）に入力されるトルクによって回転駆動され得る。第１発電電動機ＭＧ１は、サンギア３２から第１発電電動機ＭＧ１に入力されるトルクによって回転駆動されることにより発電することができる。

複数のプラネタリギア３３のそれぞれは、サンギア３２と噛合するとともにリングギア３４と噛合している。プラネタリギア３３の回転軸（自転軸）はプラネタリキャリア３５に設けられている。プラネタリキャリア３５はサンギア３２と同軸に回転可能となるように保持されている。従って、プラネタリギア３３は、サンギア３２の外周を自転しながら公転することができる。プラネタリキャリア３５は機関２０のクランクシャフト２６に接続されている。よって、プラネタリギア３３は、クランクシャフト２６からプラネタリキャリア３５に入力されるトルクによって回転駆動され得る。

リングギア３４は、サンギア３２と同軸に回転可能となるように保持されている。

上述したように、プラネタリギア３３はサンギア３２及びリングギア３４と噛合している。従って、プラネタリギア３３からサンギア３２にトルクが入力されたときには、そのトルクによってサンギア３２が回転駆動される。プラネタリギア３３からリングギア３４にトルクが入力されたときには、そのトルクによってリングギア３４が回転駆動される。逆に、サンギア３２からプラネタリギア３３にトルクが入力されたときには、そのトルクによってプラネタリギア３３が回転駆動される。リングギア３４からプラネタリギア３３にトルクが入力されたときには、そのトルクによってプラネタリギア３３が回転駆動される。

リングギア３４はリングギアキャリア３６を介して第２発電電動機ＭＧ２の第２シャフト４２に接続されている。従って、第２発電電動機ＭＧ２はリングギア３４にトルクを出力することができる。更に、第２発電電動機ＭＧ２は、リングギア３４から第２発電電動機ＭＧ２（第２シャフト４２）に入力されるトルクによって回転駆動され得る。第２発電電動機ＭＧ２は、リングギア３４から第２発電電動機ＭＧ２に入力されるトルクによって回転駆動されることにより、発電することができる。

更に、リングギア３４はリングギアキャリア３６を介して出力ギア３７に接続されている。従って、出力ギア３７は、リングギア３４から出力ギア３７に入力されるトルクによって回転駆動され得る。リングギア３４は、出力ギア３７からリングギア３４に入力されるトルクによって回転駆動され得る。

駆動力伝達機構５０は、ギア列５１、ディファレンシャルギア５２及び駆動軸（ドライブシャフト）５３を含んでいる。

ギア列５１は、出力ギア３７とディファレンシャルギア５２とを動力伝達可能に歯車機構により接続している。ディファレンシャルギア５２は駆動軸５３に取り付けられている。駆動軸５３の両端には駆動輪５４が取り付けられている。従って、出力ギア３７からのトルクはギア列５１、ディファレンシャルギア５２、及び、駆動軸５３を介して駆動輪５４に伝達される。この駆動輪５４に伝達されたトルクによりハイブリッド車両１０は走行することができる。

第１インバータ６１は、第１発電電動機ＭＧ１及びバッテリ６３に電気的に接続されている。従って、第１発電電動機ＭＧ１が発電しているとき、第１発電電動機ＭＧ１が発生した電力は第１インバータ６１を介してバッテリ６３に供給される。逆に、第１発電電動機ＭＧ１は第１インバータ６１を介してバッテリ６３から供給される電力によって回転駆動させられる。

第２インバータ６２は、第２発電電動機ＭＧ２及びバッテリ６３に電気的に接続されている。従って、第２発電電動機ＭＧ２は第２インバータ６２を介してバッテリ６３から供給される電力によって回転駆動させられる。逆に、第２発電電動機ＭＧ２が発電しているとき、第２発電電動機ＭＧ２が発生した電力は第２インバータ６２を介してバッテリ６３に供給される。

なお、第１発電電動機ＭＧ１の発生する電力は第２発電電動機ＭＧ２に直接供給可能であり、且つ、第２発電電動機ＭＧ２の発生する電力は第１発電電動機ＭＧ１に直接供給可能である。

バッテリ６３は、本例においてリチウムイオン電池である。但し、バッテリ６３は放電及び充電が可能な蓄電装置であればよく、ニッケル水素電池及び他の二次電池であってもよい。

パワーマネジメントＥＣＵ７０（以下、「ＰＭＥＣＵ７０」と表記する。）は、バッテリＥＣＵ７１、モータＥＣＵ７２及びエンジンＥＣＵ７３と通信により情報交換可能に接続されている。

ＰＭＥＣＵ７０は、パワースイッチ８１、シフトポジションセンサ８２、アクセル操作量センサ８３、ブレーキスイッチ８４及び車速センサ８５等と接続され、これらのセンサ類が発生する出力信号を入力するようになっている。

パワースイッチ８１はハイブリッド車両１０のシステム起動用スイッチである。ＰＭＥＣＵ７０は、何れも図示しない車両キーがキースロットに挿入され且つブレーキペダルが踏み込まれているときにパワースイッチ８１が操作されると、システムを起動する（Ｒｅａｄｙ−Ｏｎ状態となる）ように構成されている。

シフトポジションセンサ８２は、ハイブリッド車両１０の運転席近傍に運転者により操作可能に設けられた図示しないシフトレバーによって選択されているシフトポジションを表す信号を発生するようになっている。シフトポジションは、Ｐ（パーキングポジション）、Ｒ（後進ポジション）、Ｎ（ニュートラルポジション）及びＤ（走行ポジション）を含む。

アクセル操作量センサ８３は、運転者により操作可能に設けられた図示しないアクセルペダルの操作量（アクセル操作量ＡＰ）を表す出力信号を発生するようになっている。アクセル操作量ＡＰは加速操作量と表現することもできる。
ブレーキスイッチ８４は、運転者により操作可能に設けられた図示しないブレーキペダルが操作されたときに、ブレーキペダルが操作された状態にあることを示す出力信号を発生するようになっている。
車速センサ８５は、ハイブリッド車両１０の車速ＳＰＤを表す出力信号を発生するようになっている。

ＰＭＥＣＵ７０は、バッテリＥＣＵ７１により算出されるバッテリ６３の残容量ＳＯＣ（State Of Charge）を入力するようになっている。残容量ＳＯＣは、バッテリ６３に流出入する電流の積算値等に基づいて周知の手法により算出される。

ＰＭＥＣＵ７０は、モータＥＣＵ７２を介して、第１発電電動機ＭＧ１の回転速度（以下、「ＭＧ１回転速度Ｎｍ１」と称呼する。）を表す信号及び第２発電電動機ＭＧ２の回転速度（以下、「ＭＧ２回転速度Ｎｍ２」と称呼する。）を表す信号を入力するようになっている。

なお、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１は、モータＥＣＵ７２によって「第１発電電動機ＭＧ１に設けられ且つ第１発電電動機ＭＧ１のロータの回転角度に対応する出力値を出力するレゾルバ９６の出力値」に基づいて算出されている。同様に、ＭＧ２回転速度Ｎｍ２は、モータＥＣＵ７２によって「第２発電電動機ＭＧ２に設けられ且つ第２発電電動機ＭＧ２のロータの回転角度に対応する出力値を出力するレゾルバ９７の出力値」に基づいて算出されている。

ＰＭＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ７３を介して、エンジン状態を表す種々の出力信号を入力するようになっている。このエンジン状態を表す出力信号には、機関回転速度Ｎｅ、スロットル弁開度ＴＡ及び機関２０の冷却水温ＴＨＷ等が含まれている。

モータＥＣＵ７２は、第１インバータ６１及び第２インバータ６２に接続されている。モータＥＣＵ７２は、ＰＭＥＣＵ７０からの指令（後述する「ＭＧ１指令トルクＴｍ１＊及びＭＧ２指令トルクＴｍ２＊」）に基づいて、第１インバータ６１及び第２インバータ６２に指示信号を送出するようになっている。これにより、モータＥＣＵ７２は、第１インバータ６１を用いて第１発電電動機ＭＧ１を制御し、且つ、第２インバータ６２を用いて第２発電電動機ＭＧ２を制御するようになっている。

エンジンＥＣＵ７３は、エンジンアクチュエータである「スロットル弁アクチュエータ２２ａ、燃料噴射弁２３及び点火装置２５等」と接続されていて、これらに指示信号を送出するようになっている。更に、エンジンＥＣＵ７３は、エアフローメータ９１、スロットル弁開度センサ９２、冷却水温センサ９３、機関回転速度センサ９４及び空燃比センサ９５等と接続されていて、これらの発生する出力信号を取得するようになっている。

エアフローメータ９１は、機関２０に吸入される単位時間あたりの空気量を計測し、その空気量（吸入空気流量）Ｇａを表す信号を出力するようになっている。
スロットル弁開度センサ９２は、スロットル弁２２の開度（スロットル弁開度）を検出し、その検出したスロットル弁開度ＴＡを表す信号を出力するようになっている。
冷却水温センサ９３は、機関２０の冷却水の温度を検出し、その検出した冷却水温ＴＨＷを表す信号を出力するようになっている。

機関回転速度センサ９４は、機関２０のクランクシャフト２６が所定角度だけ回転する毎にパルス信号を発生するようになっている。エンジンＥＣＵ７３は、このパルス信号に基づいて機関回転速度Ｎｅを取得するようになっている。
空燃比センサ９５は、エキゾーストマニホールド２７の排気集合部であって、上流側の三元触媒２９よりも上流位置に配設されている。空燃比センサ９５は、所謂「限界電流式広域空燃比センサ」である。空燃比センサ９５は排ガスの空燃比を検出し、その検出した排ガスの空燃比（検出空燃比）Abyfsに応じた出力値を出力するようになっている。エンジンＥＣＵ７３はこの出力値をルックアップテーブルに適用することにより検出空燃比Abyfsを取得するようになっている。

エンジンＥＣＵ７３は、これらのセンサ等から取得される信号及びＰＭＥＣＵ７０からの指令に基づいて「スロットル弁アクチュエータ２２ａ、燃料噴射弁２３及び点火装置２５」に指示信号を送出することにより、機関２０を制御するようになっている。なお、機関２０には図示しないカムポジションセンサが設けられている。エンジンＥＣＵ７３は、機関回転速度センサ９４及びカムポジションセンサからの信号に基づいて、特定の気筒の吸気上死点を基準とした機関２０のクランク角度（絶対クランク角）を取得するようになっている。

（作動：駆動力制御）
次に、ハイブリッド車両１０の作動について説明する。なお、以下に述べる処理は「ＰＭＥＣＵ７０のＣＰＵ及びエンジンＥＣＵ７３のＣＰＵ」により実行される。但し、以下においては、記載を簡素化するため、ＰＭＥＣＵ７０のＣＰＵを「ＰＭ」と表記し、且つ、エンジンＥＣＵ７３のＣＰＵを「ＥＧ」と表記する。

ハイブリッド車両１０は、「ユーザのアクセル操作量に応じて定まるトルクであって車両の駆動軸５３に要求されるトルク（即ち、ユーザ要求トルク）」に等しいトルクを、「機関２０の効率が最良となるようにしながら、機関２０の出力トルク（機関出力トルク）と第２発電電動機ＭＧ２の出力トルクとを制御すること」により駆動軸５３に作用させる。

このとき、ハイブリッド車両１０において、機関２０の出力が機関要求出力Ｐｅ＊を満たし、且つ、機関２０の効率が最高となる機関動作点であって、「機関出力トルクＴｅと機関回転速度Ｎｅとにより決まる最適機関動作点Ｐbt」にて機関２０が運転される。なお、機関要求出力Ｐｅ＊は、例えば、ユーザ要求トルクに車速ＳＰＤを乗じて得られるユーザ要求出力Ｐｖ＊及びバッテリ残容量ＳＯＣに基づいて得られるバッテリ充電要求出力Ｐｂ＊に基づいて取得される。

具体的に述べると、図３に示すように、ある出力をクランクシャフト２６から出力させたとき機関２０の運転効率（燃費）が最良となる機関動作点が各出力毎に最適機関動作点Ｐbtとして実験等により予め求められている。これらの最適機関動作点Ｐbtを、機関出力トルクＴｅと機関回転速度Ｎｅとによって規定されるグラフ上にプロットし、更に、これらのプロットを結ぶことによって形成されるラインが最適機関動作ラインとして求められる。このようにして求められる最適機関動作ラインが図３に実線Ｌoptにより示されている。図３において、破線により示されている複数のラインＣ０〜Ｃ３のそれぞれは、同じ出力をクランクシャフト２６から出力させることができる機関動作点を結んだライン（「等出力ライン」と称呼される。）である。

ＰＭは、機関要求出力Ｐｅ＊と等しい出力が得られる最適機関動作点Ｐbtを検索し、その検索された最適機関動作点Ｐbtに対応する「機関出力トルクＴｅ及び機関回転速度Ｎｅ」を「目標機関出力トルクＴｅ＊及び目標機関回転速度Ｎｅ＊」のそれぞれとして決定する。例えば、機関要求出力Ｐｅ＊がラインＣ２に対応する出力と等しい場合、ラインＣ２と実線Ｌoptとの交点Ｐ１（最適機関動作点Ｐbt（＝Ｐ１））に対する機関出力トルクＴｅ１が目標機関出力トルクＴｅ＊として決定され、交点Ｐ１（最適機関動作点Ｐbt（＝Ｐ１））に対する機関回転速度Ｎｅ１が目標機関回転速度Ｎｅ＊として決定される。

ＰＭは、最適機関動作点Ｐbtに対する機関出力トルク（図３の例ではＴｅ１）を目標機関出力トルクＴｅ＊として決定し、最適機関動作点Ｐbtに対する機関回転速度（図３の例ではＮｅ１）を目標機関回転速度Ｎｅ＊として決定する。ＰＭは、機関２０が最適機関動作点Ｐbtにて運転されるように（換言すると、機関出力トルクＴｅ及び機関回転速度Ｎｅが目標機関出力トルクＴｅ＊及び目標機関回転速度Ｎｅ＊となるように）、ＥＧに指令信号を送出する。

これにより、ＥＧは、スロットル弁アクチュエータ２２ａによりスロットル弁２２の開度を変更するとともに、燃料量を設定（要求燃料量Ｆｔを設定し）、目標機関出力トルクＴｅ＊及び目標機関回転速度Ｎｅ＊となるように、機関２０を制御する。

ハイブリッド車両１０において、機関２０、第１発電電動機ＭＧ１及び第２発電電動機ＭＧ２は、互いに関連されながら制御される。ハイブリッド車両１０は、例えば、ＥＶモード及びＨＶモードの何れかのモードにて走行することができる。

ＥＶモードは、残容量ＳＯＣがモード切替閾値よりも大きい場合等において実行される。ＥＶモードは、電動走行を、ハイブリッド走行よりも優先させて車両１０を走行させるモードである。電動走行では、機関２０を運転することなく第２発電電動機ＭＧ２を駆動することにより車両１０の駆動力の全部が第２発電電動機ＭＧ２から発生される（なお、この状態を「第１運転状態」ともいう。）。ハイブリッド走行では、機関２０を運転するとともに第２発電電動機ＭＧ２を駆動することにより、車両１０の駆動力が機関２０及び第２発電電動機ＭＧ２の両方から発生される（なお、この状態を「第２運転状態」ともいう。）。

ＨＶモードは、ＥＶモード走行中に残容量ＳＯＣがモード切替閾値よりも小さくなった場合等において実行されるモードである。ＨＶモードは、ＥＶモードと比較して、前記第２運転状態を前記第１運転状態よりも優先させて車両１０を走行させるモードである。これらのモードは周知であり、例えば、特開２０１１−５７１１５号公報及び特開２０１１−５７１１６号公報に記載されている。

また、ＨＶモードにおける制御の基本的内容は、例えば、特開２００９−１２６４５０号公報（米国公開特許番号 ＵＳ２０１０／０２４１２９７）、及び、特開平９−３０８０１２号公報（米国出願日１９９７年３月１０日の米国特許第６，１３１，６８０号）等に詳細に記載されている

更に、ハイブリッド車両１０は、機関２０の運転を間欠的に停止する間欠運転を行う。例えば、ハイブリッド車両１０は、機関要求出力Ｐｅ＊が機関停止閾値よりも小さく、機関２０を効率良く運転できない場合、機関２０の運転を停止する。更に、ハイブリッド車両１０は、機関２０の運転停止中に機関要求出力Ｐｅ＊が機関始動閾値よりも大きくなり、機関２０を効率良く運転できる場合、機関２０の運転を開始する。

上記説明したように駆動力制御が実行されるハイブリッド車両１０においては、機関２０の間欠運転が行われること等により、機関２０が運転されない頻度が高い。

＜作動の概要＞
ＥＧは、燃料噴射弁２３を制御し、パーシャルリフト噴射に関する燃料噴射弁２３の噴射特性学習及び異常検出を行うための燃料噴射（以下、「アクティブ噴射」と称呼される。）を実行する。ＥＧは、アクティブ燃料噴射として、例えば、１回のパーシャルリフト噴射（学習用燃料噴射（学習用のパーシャルリフト噴射））と、１回のフルリフト噴射とに分割して機関２０（気筒の燃焼室ＣＣ）に噴射するアクティブ噴射（吸気行程２回噴射）を実行する。

上述した通り、ハイブリッド車両１０においては、間欠運転が行われること等により、機関２０が運転されない頻度が高い。従って、ハイブリッド車両１０においては、アクティブ噴射を行う機会（燃料噴射弁２３の噴射特性学習及び異常検出を行う機会）が減少する可能性がある。そこで、ＰＭは、単位時間当たりの燃料の噴射回数を増大するために、次のように機関２０の運転を制御する。

ＰＭは、後述のアクティブ噴射の実行条件（「アクティブ噴射実行条件」と称呼される。）が成立した場合、機関２０に要求される機関要求出力Ｐｅ＊に対応する等出力ライン（図３の例において、ラインＣ２）上において、最適機関動作点Ｐbt（図３の例において、Ｐ１）よりも、機関回転速度Ｎｅが大きい側にずらした動作点Ｐｇ（Ｐｇ＝Ｐｇ１）で、機関２０が作動するように制御する。なお、動作点Ｐｇは、「学習用動作点Ｐｇ」とも称呼される。

具体的に述べると、ＰＭは、学習用動作点Ｐｇ（＝Ｐｇ１）に対する機関出力トルクＴｅ２を目標機関出力トルクＴｅ＊として決定し、学習用動作点Ｐｇ（＝Ｐｇ１）に対する機関回転速度Ｎｅ２（Ｎｅ２＞Ｎｅ１）を目標機関回転速度Ｎｅ＊として決定する。ＰＭは、機関２０が学習用動作点Ｐｇ（＝Ｐｇ１）にて運転されるように（換言すると、機関出力トルクＴｅ及び機関回転速度Ｎｅが目標機関出力トルクＴｅ＊及び目標機関回転速度Ｎｅ＊となるように）、ＥＧに指令信号を送出する。

これにより、ＥＧは、スロットル弁アクチュエータ２２ａによりスロットル弁２２の開度を変更するとともに、燃料量を設定（要求燃料量Ｆｔを設定し）、目標機関出力トルクＴｅ＊及び目標機関回転速度Ｎｅ＊となるように、機関２０を制御する。

ＥＧは、１気筒当たりの要求燃料量分の燃料を、１回のパーシャルリフト噴射（学習用燃料噴射）と、１回のフルリフト噴射とに分割して噴射するアクティブ噴射（例えば、吸気行程２回噴射）を燃料噴射弁２３に実行させる。

（燃料噴射弁の噴射特性学習及び異常検出）
ＥＧは、燃料噴射弁２３（弁体（ニードル弁））の閉弁動作によって発生する誘導起電力に基づき、燃料噴射弁２３の噴射特性学習及び異常検出（「ＯＢＤ（On-board diagnstics）検出」とも呼ぶ。）を実行する。

図４に示すように、燃料噴射弁２３では、噴射パルスがオン（ＯＮ）からオフ（ＯＦＦ）に設定（変更）された後、誘導起電力によってインジェクタ−（マイナス）端子電圧が変化する。

燃料噴射弁２３が閉弁する時には、弁体の変化速度が比較的大きく変化することにより、インジェクタ−（マイナス）端子電圧の変化特性が変わって、電圧変曲点が現れる。従って、インジェクタ−（マイナス）端子電圧の電圧変曲点が現れるタイミングにより、閉弁タイミングを検出することが可能になる。

燃料噴射弁２３の弁体のリフト量がフルリフト位置に到達しないパーシャルリフト状態において、この閉弁タイミング（例えば、所定のタイミングから閉弁タイミングまでの間の時間）と燃料噴射弁２３の噴射量との間に相関関係がある。このような相関関係を利用して、パーシャルリフト噴射の噴射パルスを補正する。

例えば、ＥＧは、アクティブ噴射を、噴射特性学習に必要な所定回数分、燃料噴射弁２３に実行させることにより、所定の基準タイミングｔb（例えば、パーシャルリフト時の噴射パルスの通電をオフした時点等）からインジェクタ−（マイナス）端子電圧の変曲点が現れる時点ｔh（燃料噴射弁２３（ニードル弁）の閉弁時点）までの間の時間Ｔm（変曲点時間Ｔm）を、所定回数分取得する。そして、その変曲点時間Ｔmの平均値（平均変曲点時間Ｔmv）を学習値として取得する。そして、学習値に基づいて、パーシャルリフト噴射の噴射パルスを補正する処理を各気筒毎に行う。

更に、ＥＧは、燃料噴射弁２３がパーシャルリフト噴射を行ったときに取得した変曲点時間Ｔmが所定の範囲外か否かを判定することにより、燃料噴射弁２３の異常検出を実行する。例えば、ＥＧは、変曲点時間Ｔmが所定の範囲外であることを、所定回数以上検出した場合、燃料噴射弁２３の異常と判定する。なお、この場合、ＥＧは、噴射パルスの補正を禁止する。

以上説明したように、本発明の実施形態によれば、機関要求出力Ｐｅ＊に対応する等出力ライン上において、最適機関動作点Ｐbtから機関回転速度Ｎｅが増大する側にずらした学習用動作点Ｐｇで機関２０を運転する。これにより、機関回転速度Ｎｅを増大できるので、アクティブ噴射を行うときの単位時間当たりの噴射回数を増加できる。従って、本発明の実施形態は、燃料噴射弁２３の噴射特性学習及び異常検出に必要なパラメータを早期に取得できるので、早期に噴射特性学習及び異常検出を完了することができる。

＜具体的作動＞
ＰＧは、所定時間が経過する毎に図５にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。

従って、所定のタイミングになると、ＰＧは、図５のステップ５００から処理を開始してステップ５０５に進み、機関２０（内燃機関）が運転中であるか否かを判定する。

機関２０が運転中ではない場合、ＰＧはステップ５０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ５９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

これに対して、機関２０が運転中である場合、ＰＧはステップ５０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５１０に進み、噴射特性学習及び異常検出完了フラグＸｆ（以下、単に「フラグＸｆ」と称呼される。）の値が「０」に設定されているか否かを判定する。

フラグＸｆは、その値が「１」の場合、燃料噴射弁２３の噴射特性学習及び異常検出（異常判定）が完了したことを表している。フラグＸｆは、その値が「０」の場合、燃料噴射弁２３の噴射特性学習及び異常検出（異常判定）が完了していないことを表す。なお、フラグＸｆの値は、別途実行される図示しないイニシャルルーチンにおいて「０」に設定される。

フラグＸｆの値が「１」に設定されている場合、ＰＧはステップ５１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ５９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。これに対して、フラグＸｆの値が「０」に設定されている場合、ＰＧはステップ５１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５１５に進み、アクティブ噴射実行条件が成立するか否かを判定する。

アクティブ噴射実行条件は、以下に述べる条件１乃至条件２が全て成立する場合に成立する。
条件１：冷却水温ＴＨＷが所定の閾値水温Ｔth以上である。
条件２：負荷率が所定値以上である。
負荷率（ＫＬ）は、例えば、空気充填率あり、着目する気筒が一回の吸気行程において吸入する空気量をＭｃ［ｇ］、空気密度をρ［ｇ／Ｌ］）、機関２０の排気量をＬｖ［Ｌ］、機関２０の気筒数を「４」であるとしたとき、次式により算出される。
ＫＬ＝｛Ｍｃ／（ρ×Ｌｖ／４）｝×１００（％）

アクティブ噴射実行条件が成立しない場合、ＰＧはステップ５１５にて「Ｎｏ」と判定してステップ５９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

これに対してアクティブ噴射実行条件が成立する場合、ＰＧはステップ５１５にて「Ｙｅｓ」と判定して、以下に述べるステップ５２０乃至ステップ５３０の処理を順に行った後、ステップ５３５に進む。

ステップ５２０：ＰＧは上述した学習用動作点Ｐｇを決定する。即ちＰＧは、機関２０（内燃機関）に要求される機関要求出力Ｐｅ＊に対応する等出力ライン上において、最適機関動作点Ｐbtよりも、機関回転速度Ｎｅが大きい側にずらした動作点（学習用動作点Ｐｇ）を決定する。
ステップ５２５：ＰＧは、機関２０が学習用動作点Ｐｇにて運転されるように（換言すると、学習用動作点Ｐｇに対応する機関出力トルクＴｅ及び機関回転速度Ｎｅが目標機関出力トルクＴｅ＊及び目標機関回転速度Ｎｅ＊となるように）、ＥＧに指令信号を送出する。これにより、ＥＧは、学習用動作点Ｐｇに対応する機関出力トルクＴｅを目標機関出力トルクＴｅ＊として決定し、学習用動作点Ｐｇに対応する機関回転速度Ｎｅを目標機関回転速度Ｎｅ＊として決定する。

そして、ＥＧは、スロットル弁アクチュエータ２２ａによりスロットル弁２２の開度を変更するとともに、燃料量を設定（要求燃料量Ｆｔを設定し）、目標機関出力トルクＴｅ＊及び目標機関回転速度Ｎｅ＊となるように、機関２０を制御する。

更に、ＥＧは、燃料噴射弁２３を制御し、１気筒当たりの要求燃料量分の燃料を、１回のパーシャルリフト噴射（学習用燃料噴射）と、１回のフルリフト噴射とに分割して噴射するアクティブ噴射（吸気行程２回噴射）を実行する。そして、ＥＧは、上述した噴射特性学習及び噴射弁異常検出を実行する。

ＰＧは、ステップ５３０に進むと、燃料噴射弁２３の噴射特性学習及び異常検出（異常判定）が完了しているか否かを判定する。燃料噴射弁２３の噴射特性学習及び異常検出（異常判定）が完了していない場合、ＰＧはステップ５３０にて「Ｎｏ」と判定してステップ５９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

これに対して、燃料噴射弁２３の噴射特性学習及び異常検出（異常判定）が完了している場合、ＰＧはステップ５３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５３５に進み、フラグＸｆの値を「１」に設定した後ステップ５９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

＜変形例＞
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されず、本発明の技術的思想に基づく各種の変形例を採用し得る。例えば、上述の実施形態において、機関２０は、デュアル噴射式の内燃機関であってもよい。

また、上述の実施形態において、図５に示したステップ５２０に代えて、次に述べる処理が実行されるようにしてもよい。ＰＧは、通常の機関要求出力より機関出力を増大させた増大機関要求出力（嵩上げされた機関要求出力）を、機関要求出力Ｐｅ＊として決定して、その最適機関動作点Ｐbtを決定する。例えば、通常の機関要求出力に対応する等出力ラインがラインＣ２であり、増大機関要求出力に対応する等出力ラインがラインＣ１であるとする（図３を参照。）。この場合、ＰＧはラインＣ１と実線Ｌoptの交点Ｐ２を最適機関動作点Ｐbtとして決定する。即ち、ＰＧは、通常の機関要求出力を嵩上げして、最適機関動作点Ｐbtを、機関回転速度Ｎｅが増大する側にずらす。

その結果、ステップ５２５にてＰＧは、機関２０が最適機関動作点Ｐbt（＝Ｐ２）にて運転されるように、ＥＧに指令信号を送出する。これにより、ＥＧは、最適機関動作点Ｐbt（＝Ｐ２）に対する機関出力トルクＴｅ３を目標機関出力トルクＴｅ＊として決定し、最適機関動作点Ｐbt（＝Ｐ２）に対する機関回転速度Ｎｅ３（Ｎｅ３＞Ｎｅ１）を目標機関回転速度Ｎｅ＊として決定する。

そして、ＥＧは、スロットル弁アクチュエータ２２ａによりスロットル弁２２の開度を変更するとともに、燃料量を設定（要求燃料量Ｆｔを設定し）、目標機関出力トルクＴｅ＊及び目標機関回転速度とＮｅ＊なるように、機関２０を制御する。なお、この場合において、更に、ＰＧは、等出力ライン上において、最適機関動作点Ｐbt（＝Ｐ２）を機関回転速度Ｎｅが増大する側（例えば、学習用動作点Ｐｇ（＝Ｐｇ２））にずらし、そのずらした学習用動作点Ｐｇ２で機関２０が運転されるようにしてもよい。

更に、上述の実施形態及び変形例において、アクティブ噴射実行条件が成立した場合に、機関２０の間欠運転（機関間欠運転）が禁止されるように、機関２０が制御されてもよい。なお、上述の実施形態において、アクティブ噴射実行条件が成立した場合に、学習用動作点Ｐｇにて機関２０が運転されることに代えて、機関２０の間欠運転が禁止されるようにしてもよい。

１０…ハイブリッド車両、２０…機関、２２…スロットル弁、２２ａ…スロットル弁アクチュエータ、２３…燃料噴射弁、２６…クランクシャフト、３０…動力分配機構、３１…遊星歯車装置、５０…駆動力伝達機構、５３…駆動軸、７０…パワーマネジメントＥＣＵ、７３…エンジンＥＣＵ

Claims (1)

1. 内燃機関及び同内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射弁と電動機とを備えたハイブリッド車両であって、
   前記ハイブリッド車両は、
   車両の駆動軸と前記内燃機関とをトルク伝達可能に連結するとともに同駆動軸と前記電動機とをトルク伝達可能に連結する動力伝達機構と、
   ユーザのアクセル操作量に応じて定まる前記駆動軸に要求されるトルクであるユーザ要求トルクに等しいトルクを、前記内燃機関の運転による内燃機関の出力トルクと前記電動機の出力トルクとを制御することにより同駆動軸に作用させるように制御し、所定の機関運転停止条件が成立した場合、前記内燃機関の運転を停止し且つ所定の機関始動条件が成立した場合、同内燃機関を始動させる機関間欠運転を実行し、
   前記内燃機関の運転を実行するとき、前記内燃機関の出力トルクと前記内燃機関の機関回転速度とによって規定される前記内燃機関の動作点であって、前記内燃機関に要求される機関出力である要求機関出力に対応する前記動作点を結ぶ等出力ライン上から前記内燃機関の効率性に基づいて特定される前記動作点である最適機関動作点で前記内燃機関を運転するように制御する駆動力制御部と、
   パーシャルリフト噴射を所定の噴射タイミングで前記燃料噴射弁に実行させ、前記パーシャルリフト噴射時の前記燃料噴射弁の噴射特性学習及び異常検出を行うために必要な学習用のパーシャルリフト噴射を含むアクティブ燃料噴射を、前記燃料噴射弁に実行させるように制御する燃料噴射弁制御部と、
   を備え、
   前記駆動力制御部は、
   前記アクティブ燃料噴射が実行される場合、
   前記等出力ライン上において、前記最適機関動作点を前記最適機関動作点に対応する前記機関回転速度より機関回転速度が増大する側にずらした学習用動作点で、前記内燃機関を運転すること、
   嵩上げされた要求機関出力を、前記要求機関出力として、前記内燃機関を運転すること、及び、
   前記機関間欠運転を禁止すること、
   のうちの少なくとも一つを実行するように構成された、
   ハイブリッド車両。
   
   

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