JP6380448B2

JP6380448B2 - ハイブリッド車両

Info

Publication number: JP6380448B2
Application number: JP2016075800A
Authority: JP
Inventors: 弘樹遠藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-04-05
Filing date: 2016-04-05
Publication date: 2018-08-29
Anticipated expiration: 2036-04-05
Also published as: US10279797B2; US20170282892A1; CN107415934A; JP2017185883A; CN107415934B

Description

本発明は、エンジンと回転電機とを搭載したハイブリッド車両のエンジン制御に関する。

従来より、エンジンと回転電機とを搭載したハイブリッド車両が公知である。このようなハイブリット車両に搭載されたエンジンにおいては、エンジンを適切な状態で運転するためのフィードバック制御が行なわれる。このフィードバック制御の精度を向上させるために、エンジンの動作中にエンジンのフィードバック制御の制御量（たとえば、スロットル開度の制御量や燃料噴射量の制御量）のずれを制御の結果（実績値）に基づいて補正するための学習値の算出（以下、このような学習値の算出を学習と記載する）が行なわれる。

一方、ハイブリッド車両においては、燃費向上を目的として走行中にエンジンの間欠運転が許容される運転モードが選択される場合がある。エンジンの間欠停止時においては、学習を実施することができない。そのため、選択される運転モードに応じて、燃費の向上と学習の実施とを両立するようにエンジンを動作させることが求められる。

たとえば、特開２００９−２７４５５３号公報（特許文献１）には、アイドル制御量の学習が完了していない場合に、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ないときはエンジンの間欠運転が許容されず、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はエンジンの間欠運転が許容される技術が開示される。

特開２００９−２７４５５３号公報

上述した特許文献１においては、エンジンの間欠運転の許否にかかわらずフィードバック制御の制御量の学習は、同じように行なわれている。しかしながら、エンジンの間欠運転の許否にかかわらず学習を同じように行なうと、学習が完了するまでエンジンを停止できない場合がある。そのため、たとえば、エンジンの間欠運転（間欠停止）を許容される運転モードがユーザによって選択された場合など、ユーザにより間欠運転が求められる状況でエンジンの作動状態が継続する可能性がある。

このような問題は、エンジンの間欠運転が許容される程度が異なる２つの運転モードがユーザにより選択可能な場合にも同様のことがいえる。すなわち、たとえば、エンジンの間欠運転がより許容される一方の運転モードが選択されている場合に、他方の運転モードが選択されている場合と同様に学習を行なうと、学習が完了するまでエンジンの作動状態が継続する可能性がある。その結果、燃費が悪化したり、ドライバビリティが悪化したりする可能性がある。

本発明は、上述した課題を解決するためのものであって、車両の運転モードにしたがったエンジンの制御をしつつ、エンジンのフィードバック制御の制御量のずれを補正するための学習値の算出を適切に実施するハイブリッド車両を提供することである。

この発明のある局面に係るハイブリッド車両は、エンジンと、駆動輪に接続された回転電機と、車両の運転中において、エンジンの間欠運転を含んでエンジンおよび回転電機の出力配分を制御するとともに、出力配分に基づく動作指令に従ってエンジンおよび回転電機の動作を制御する制御装置とを備える。出力配分は、エンジンの間欠運転を制御するためのエンジン停止条件およびエンジン始動条件のうちの少なくとも一方の条件が互いに異なる複数のモードを切り替えて制御される。複数のモードは、第１のモードと、第１のモードと比較してエンジンの停止期間が増加するように少なくとも一方の条件が設定された第２のモードとを含む。制御装置は、第１のモードの適用中におけるエンジンの動作時には、第１学習時間を用いてエンジンのフィードバック制御の制御量のずれを補正するための学習値を算出する一方で、第２のモードの適用中におけるエンジンの動作時には、第１学習時間よりも短い第２学習時間を用いて学習値を算出する。

第２のモードの適用中には、エンジンが停止しやすい。そのため、第１学習時間よりも短い第２学習時間を用いて学習値を算出することにより、たとえば、学習が完了するまでエンジンの作動状態を継続する場合には、学習によってエンジンの作動状態が継続することを抑制することができる。そのため、車両の運転モードにしたがったエンジンの制御をしつつ、学習値の算出を適切に実施することができる。

好ましくは、制御装置は、第２のモードの適用中におけるエンジンの動作時には、第１のモードの適用中におけるエンジンの動作時と比較して、制御量の変化範囲が拡大するように制御量の上限値および下限値の少なくとも一方を変化させる。

第１学習時間よりも短い第２学習時間を用いて学習値を算出する場合、算出された学習値の精度が低下する場合がある。この場合、フィードバック制御中に制御量の変動が生じ得る。そのため、このような制御量の変動に対して、制御量の変化範囲を拡大させることによって、エンジンを適切に制御することができる。これにより、ドライバビリティの悪化および燃費の悪化を抑制することができる。

この発明によると、車両の運転モードにしたがったエンジンの制御をしつつ、エンジンのフィードバック制御の制御量のずれを補正するための学習値の算出を適切に実施するハイブリッド車両を提供することができる。

車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。図１に示すエンジンの構成を詳細に説明するための図である。ＩＳＣ制御を説明するための制御ブロック図である。ＣＤモードおよびＣＳモードを説明するための図である。ＥＣＵで実行される制御処理を説明するためのフローチャートである。ＥＣＵの動作を説明するためのタイミングチャートである。フィードバック量の変化範囲を拡大することによる効果を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中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り返さない。

図１は、本発明の実施の形態に係る車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。図１を参照して、車両１は、エンジン１００と、モータジェネレータ１０，２０と、遊星歯車装置３０と、駆動輪３５０と、駆動輪３５０に対して機械的に接続された出力軸６５０と、バッテリ１５０と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System Main Relay）１６０と、電力制御ユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）２００と、充電リレー（以下、ＣＨＲと記載する）２１０と、充電装置２２０と、インレット２３０と、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３００とを備える。

車両１は、エンジン１００とモータジェネレータ２０との少なくとも一方の動力を用いて走行する。車両１は、エンジン１００の動力を用いずにモータジェネレータ２０の動力を用いる電気自動車走行（ＥＶ走行）と、エンジン１００およびモータジェネレータ２０の両方の動力を用いるハイブリッド自動車走行（ＨＶ走行）との間で車両１の走行態様を切り替えることができる。

エンジン１００は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン１００は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて車両１が走行するための動力を発生する。エンジン１００により発生した動力は遊星歯車装置３０に出力される。エンジンのより詳細な構成については、後述する。

モータジェネレータ１０，２０の各々は、たとえば、３相交流永久磁石型同期モータである。モータジェネレータ（第１のモータジェネレータ：ＭＧ１）１０は、ロータ６１０およびステータ６１８を有する。ロータ６１０は、遊星歯車装置３０のサンギヤＳの回転に伴って回転するサンギヤ軸６２と機械的に連結される。モータジェネレータ（第２のモータジェネレータ：ＭＧ２）２０は、ロータ６２０およびステータ６２８を有する。ロータ６２０は、出力軸６５０に対して機械的に接続される。なお、図１の例では、モータジェネレータ２０のロータ６２０が出力軸６５０と直接連結されているが、ロータ６２０は、変速機（減速機）を介在して、出力軸６５０と機械的に接続されてもよい。

遊星歯車装置３０は、エンジン１００、モータジェネレータ１０および出力軸６５０を機械的に連結し、エンジン１００、モータジェネレータ１０および出力軸６５０の間でトルクを伝達可能に構成されている。具体的には、遊星歯車装置３０は、回転要素としてサンギヤＳと、リングギヤＲと、キャリアＣＡと、ピニオンギヤＰとを含む。サンギヤＳは、サンギヤ軸６２を経由して、モータジェネレータ１０のロータ６１０と連結される。リングギヤＲは、出力軸６５０に連結される。ピニオンギヤＰは、サンギヤＳとリングギヤＲとに噛合する。キャリアＣＡは、エンジン１００のクランクシャフト１１０に連結されるとともに、ピニオンギヤＰが自転かつ公転できるようにピニオンギヤＰを保持する。このように、モータジェネレータ１０，２０は、遊星歯車装置３０を介して、車輪（駆動輪３５０）に対して機械的に連結される。モータジェネレータ２０は、「駆動輪に接続された回転電機」の一実施例に対応する。

バッテリ１５０は、再充電が可能に構成された蓄電装置の代表例として示される。バッテリ１５０は、代表的にはニッケル水素二次電池もしくはリチウムイオン二次電池などの二次電池によって構成される。蓄電装置としては、電気二重層キャパシタなどのキャパシタを用いることも可能である。バッテリ１５０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。

ＳＭＲ１６０は、バッテリ１５０とＰＣＵ２００とに接続されている。ＳＭＲ１６０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて、バッテリ１５０とＰＣＵ２００との間の状態を導通状態（オン）および遮断状態（オフ）のいずれかに切り替える。

ＰＣＵ２００は、バッテリ１５０に蓄えられた直流電力を昇圧し、昇圧された電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ１０およびモータジェネレータ２０に供給する。また、ＰＣＵ２００は、モータジェネレータ１０およびモータジェネレータ２０により発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１５０に供給する。

このように、ＰＣＵ２００による直流／交流電力変換を通じて、モータジェネレータ１０，２０の出力（トルク、回転数）は制御される。モータジェネレータ１０は、エンジン１００を始動させる際にはバッテリ１５０の電力を用いてエンジン１００のクランクシャフト１１０を回転させるように制御される。また、モータジェネレータ１０は、エンジン１００の動力を用いて発電するように制御することも可能である。モータジェネレータ１０によって発電された交流電力は、ＰＣＵ２００により直流電力に変換されてバッテリ１５０に充電される。また、モータジェネレータ１０によって発電された交流電力がモータジェネレータ２０に供給される場合もある。

モータジェネレータ２０は、バッテリ１５０からの供給電力およびモータジェネレータ１０による発電電力の少なくとも一方を用いて出力軸６５０を回転させる。また、モータジェネレータ２０は、回生制動によって発電することも可能である。モータジェネレータ２０によって発電された交流電力は、ＰＣＵ２００により直流電力に変換される。変換された直流電力は、バッテリ１５０の充電に用いられる。

ＣＨＲ２１０は、バッテリ１５０と充電装置２２０とに接続される。ＣＨＲ２１０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて、バッテリ１５０と充電装置２２０との間の状態を導通状態（オン）および遮断状態（オフ）のいずれかに切り替える。

充電装置２２０は、インレット２３０に接続され、インレット２３０から供給される交流電力を直流電力に変換してバッテリ１５０に供給する。インレット２３０は、車両１の外部に設けられる交流電源２５０に接続される充電プラグ２４０が取り付け可能な構造を有している。

ＥＣＵ３００は、充電プラグ２４０がインレット２３０に取り付けられた場合に、ＣＨＲ２１０をオンし（ＳＭＲ１６０をオフし）、交流電源２５０から供給される交流電力を充電装置２２０を用いて直流電力に変換してバッテリ１５０を充電する。ＥＣＵ３００は、バッテリ１５０が満充電状態になる場合に充電装置２２０の動作を停止して、ＣＨＲ２１０をオフする。

図２は、図１に示すエンジン１００の構成を詳細に説明するための図である。エンジン１００は、複数の気筒（たとえば、４気筒）を有する。図２では、説明の便宜上、１本の気筒を代表的に示している。

図１および図２を参照して、エンジン１００の吸気側には、インテークマニホールド１０２が設けられる。インテークマニホールド１０２は、各気筒の吸気ポートに接続される吸気枝管と、共通のサージタンクとを含む。サージタンクには、吸気通路１０３の一方端が接続され、吸気通路１０３の他方端にはエアクリーナ１０８が接続されている。吸気通路１０３の一方端と他方端との間には、電子スロットル１０６が設けられる。電子スロットル１０６は、吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ１０４と、スロットルバルブ１０４を作動させるためのスロットルモータ（図示せず）とを含む。また、電子スロットル１０６には、スロットル開度センサ１２０が設けられる。

電子スロットル１０６は、ＥＣＵ３００の制御信号に応じて、スロットルモータが駆動されることにより、スロットルバルブ１０４の開度（以下、スロットル開度と記載する）が制御される。ＥＣＵ３００は、スロットル開度を制御することによって、吸気通路１０３における吸入空気量を制御する。

エンジン１００には、燃料噴射装置１３０と点火装置１４０が設けられる。燃料噴射装置１３０は、各気筒の吸気ポートに設けられる燃料噴射インジェクタ１３２を含む。燃料噴射インジェクタ１３２は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて、吸気ポートに向けて燃料を噴射する。ＥＣＵ３００は、燃料噴射インジェクタ１３２から吸気ポートへの燃料噴射時間を調整することによって各気筒に供給される燃料噴射量を制御する。

点火装置１４０は、各気筒の頂部に設けられる点火プラグ１４２を含む。点火プラグ１４２は、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づく点火時期に点火する。

エンジン１００の排気側には、エキゾーストマニホールド１１２が設けられる。エキゾーストマニホールド１１２には、排気通路１１３の一方端が接続される。排気通路１１３の途中には、排気ガスを浄化するための触媒１１６が設けられる。インテークマニホールド１０２と触媒１１６との間には、空燃比を検出するための空燃比センサ１２２が設けられる。

エアクリーナ１０８から吸入される空気は、吸気ポートにおいて燃料噴射インジェクタ１３２から噴射される燃料と混合され、吸気バルブが開いた際に燃焼室に導入される。圧縮行程を経て点火プラグ１４２の点火によって混合気が燃焼すると、燃焼圧によりピストンが押し下げられ、クランクシャフト１１０が回転する。燃焼後のガス（排気ガス）は、排気バルブが開いた際に燃焼室から排気ポートを経由してエキゾーストマニホールド１１２に流通する。エキゾーストマニホールド１１２に流通した排気ガスは、排気通路１１３を流通し、触媒１１６によって浄化された後、車外に排出される。

ＥＣＵ３００は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、入出力バッファ等とを含んで構成される。ＥＣＵ３００は、各センサおよび機器からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、車両１が所望の走行状態となるように各種機器を制御する。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）により処理することも可能である。なお、本実施の形態では、１つに統合されたＥＣＵ３００によって車両１に含まれる各機器を制御するものとして説明するが、複数のＥＣＵを組み合わせて車両１に含まれる各機器を制御するようにしてもよい。

ＥＣＵ３００には、スロットル開度センサ１２０、空燃比センサ１２２、エアフローメータ１２４、吸気温センサ１２６、水温センサ１２８、クランク角センサ４７８、レゾルバ１２，２２、車速センサ６５２、および、アクセル開度センサ３１０などが直接的あるいは通信線を介して間接的に接続されている。

スロットル開度センサ１２０は、スロットルバルブ開度Ｔｈを検出する。空燃比センサ１２２は、空燃比ＡＦＲを示す信号をＥＣＵ３００に出力する。エアフローメータ１２４は、吸入空気量ＶＯＬを検出する。吸気温センサ１２６は、吸気通路を流通する空気の温度ＴＡを検出する。水温センサ１２８は、エンジン１００のウォータジャケット（図示せず）内の冷却水の温度ＴＷを検出する。クランク角センサ４７８は、クランクシャフト１１０の回転角（クランク角）ＣＡを検出する。レゾルバ１２は、モータジェネレータ１０の回転数（ＭＧ１回転数）Ｎｍ１を検出する。レゾルバ２２は、モータジェネレータ２０の回転数（ＭＧ２回転数）Ｎｍ２を検出する。各センサは、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。

車速センサ６５２は、出力軸６５０の回転数Ｎｐを検出して、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。ＥＣＵ３００は、車速センサ６５２からの信号に基づいて車速Ｖを算出する。

アクセル開度センサ３１０は、アクセルペダル３１２（図２参照）の開度（アクセル開度）Ａｃｃを検出して、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。ＥＣＵ３００は、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいて、エンジン１００への要求出力を設定する。ＥＣＵ３００は、車両１の走行状況に応じて、エンジン１００が設定された要求出力を発生するための動作点（エンジン回転速度とエンジントルクとの組合せ）で動作するように、エンジン１００の吸入空気量、点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量等を制御する。

特に、エンジン１００においては、エンジン１００を適正な状態で運転するために、ＥＣＵ３００によって、スロットル開度（吸入空気量）の制御や燃料噴射量の制御に対してフィードバック制御が行なわれる。

以下に、エンジン１００のＩＳＣ（Idle Speed Control）制御を本実施の形態におけるエンジン１００の制御に対して行なわれるフィードバック制御の一例として説明する。

図３は、ＥＣＵ３００によって実行されるＩＳＣ制御の制御ブロック図の一例を示す。ＥＣＵ３００は、エンジン１００がアイドル状態に移行すると、ブロック３０２にて、目標アイドル回転数Ｎｅ＿ｔを算出する。ＥＣＵ３００は、たとえば、エンジン１００の暖機状態（すなわち、冷却水の温度ＴＷ）等に基づいて目標アイドル回転数Ｎｅ＿ｔを算出する。

ＥＣＵ３００は、加算点３０３にて、ブロック３０２にて算出された目標アイドル回転数Ｎｅ＿ｔと、後述するブロック３０８にて算出されたエンジン１００の実回転数Ｎｅとの回転数差（Ｎｅ＿ｔ−Ｎｅ）を算出する。

ブロック３０４にて、ＥＣＵ３００は、算出された回転数差に基づいてフィードバック量ＦＢを算出する。なお、フィードバック量ＦＢには、上限値と下限値とが設定されている。そのため、ＥＣＵ３００は、たとえば、フィードバック量ＦＢが上限値ＦＢｕを上回る場合には、上限値ＦＢｕをフィードバック量ＦＢとして算出する。一方、ＥＣＵ３００は、フィードバック量ＦＢが下限値ＦＢｌを下回る場合には、下限値ＦＢｌをフィードバック量ＦＢとして算出する。

加算点３０５にて、ＥＣＵ３００は、ブロック３０４にて算出されたフィードバック量ＦＢにブロック３０９にて読み出された学習値Ｌを加算する。ブロック３０６にて、ＥＣＵ３００は、フィードバック量ＦＢに学習値Ｌが加算された値（ＦＢ＋Ｌ）をスロットル開度Ｔｈｆｂに換算する。ＥＣＵ３００は、換算されたスロットル開度Ｔｈｆｂとエンジン１００がアイドル状態である場合のスロットル開度の初期値Ｔｈ（０）との和をスロットル開度の指令値として制御信号を生成する。ＥＣＵ３００は、生成した制御信号をエンジン１００に出力する。

ブロック３０８にて、ＥＣＵ３００は、クランク角センサ４７８からの検出信号に基づくクランク角ＣＡからエンジン１００の実回転数Ｎｅを算出して、算出した実回転数Ｎｅを加算点３０３に入力する。ブロック３０９にて、ＥＣＵ３００は、メモリ等の格納領域から学習値Ｌを読み出す。

学習値Ｌは、エンジン１００の動作中にエンジン１００のフィードバック制御の制御量のずれを補正する。ＥＣＵ３００は、たとえば、スロットル開度の初期値Ｔｈ（０）と、エンジン１００を目標アイドル回転数Ｎｅ＿ｔで一定の状態にした場合におけるスロットル開度の収束値との差分（エンジン１００の実回転数Ｎｅを目標アイドル回転数Ｎｅ＿ｔで一定の状態にした場合におけるフィードバック量の収束値）を学習値として取得し、メモリ等の格納領域に記憶する。

ＥＣＵ３００は、予め定められた学習開始条件が成立した場合に予め設定された学習値を用いて学習値Ｌを算出する。

一方、ＥＣＵ３００は、車両１の運転中において、エンジン１００の間欠運転を含んでエンジン１００およびモータジェネレータ１０，２０の出力配分を制御するとともに、出力配分に基づく動作指令に従ってエンジン１００およびモータジェネレータ１０，２０の動作を制御する。

この出力配分は、エンジン１００の間欠運転を制御するためのエンジン停止条件およびエンジン始動条件のうちの少なくとも一方の条件が互いに異なる複数の運転モードを切り替えて制御される。そして、複数の運転モードは、第１のモードと、第１のモードと比較してエンジン１００の停止期間が増加するように上述の少なくとも一方の条件が設定された第２のモードとを含む。本実施の形態においては、「第１のモード」は、ＣＳ（Charge Sustaining）モードであるものとし、「第２のモード」は、ＣＤ（Charge Depleting）モードであるものとする。

すなわち、ＥＣＵ３００は、ＣＤモードとＣＳモードとを選択的に適用して車両１の走行を制御する走行制御を実行する。ＥＣＵ３００は、たとえば、運転席に設けられるスイッチ（図示せず）がユーザによって操作されることによってＣＤモードおよびＣＳモードのうちのいずれかを選択する。

なお、ＥＣＵ３００は、システム起動後の初期設定としてＣＤモードを選択し、バッテリ１５０のＳＯＣ（State Of Charge）がしきい値よりも低下した場合にＣＳモードに自動で移行してもよい。以下、ＣＤモードおよびＣＳモードについて説明する。

図４は、ＣＤモードおよびＣＳモードを説明するための図である。図４を参照して、たとえば、外部充電によりバッテリ１５０が満充電状態となった後、ＣＤモードで走行が開始されるものとする。

ＣＤモードは、ＳＯＣを消費するモードであり、基本的には、バッテリ１５０に蓄えられた電力（主には外部充電による電気エネルギー）を消費するものである。すなわち、ＣＤモードは、ＳＯＣの低下を許容するモードである。ＣＤモードでの走行時は、ＳＯＣを維持するためにはエンジン１００は作動しない。これにより、車両１の減速時等に回収される回生電力やエンジン１００の作動に伴ない発電される電力により一時的にＳＯＣが増加することはあるものの、結果的に充電よりも放電の割合の方が相対的に大きくなり、全体としては走行距離の増加に伴ないＳＯＣが減少する。

ＣＳモードは、ＳＯＣを所定レベルに維持するモードである。一例として、時刻ｔ１において、ＳＯＣの低下を示す所定値ＳＬにＳＯＣが低下すると、ＣＳモードが選択され、その後のＳＯＣが制御範囲ＲＮＧ内に制御される。すなわち、ＣＳモードは、制御範囲ＲＮＧの下限未満へのＳＯＣの低下を許容しないモードである。具体的には、ＳＯＣが制御範囲ＲＮＧの下限（エンジン始動しきい値）に達するとエンジン１００が作動し、ＳＯＣが制御範囲ＲＮＧの上限に達するとエンジン１００が停止する。このように、エンジン１００が作動及び停止を適宜繰り返す（間欠運転）ことによって、ＳＯＣが制御範囲ＲＮＧ内に制御される。このように、ＣＳモードでは、ＳＯＣを維持するためにエンジン１００が作動する。

なお、ＣＤモードにおいても、大きな走行駆動力が要求されればエンジン１００は作動する。一方、ＣＳモードにおいても、ＳＯＣが上昇すればエンジン１００は停止する。すなわち、ＣＤモードは、エンジン１００を常時停止させて走行するＥＶ走行に限定されるものではなく、ＣＳモードも、エンジン１００を常時作動させて走行するＨＶ走行に限定されるものではない。ＣＤモードにおいても、ＣＳモードにおいても、ＥＶ走行とＨＶ走行とが可能である。

以上のように構成する車両１においては、上述したＣＤモードあるいはＣＳモードの選択中においては、燃費向上を目的として車両１の運転中にエンジン１００が間欠停止する場合がある。エンジン１００が間欠停止する場合には、上述したエンジン１００のフィードバック制御の学習を実施することができない。そのため、燃費の向上と学習の実施とを両立するようにエンジン１００を動作させることが求められる。

しかしながら、ＣＤモードとＣＳモードとにおいては、エンジンの間欠運転が許容される程度が異なるため、両方の運転モードで学習制御を同じように行なうと、ＣＤモードの選択中に、学習が完了するまでエンジンを停止できない場合がある。そのため、エンジンの間欠運転（間欠停止）がより許容されるＣＤモードがユーザによって選択された場合など、ユーザにより間欠運転が求められる状況でエンジンの作動状態が継続する場合がある。その結果、燃費が悪化したり、ドライバビリティが悪化したりする可能性がある。

そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ３００は、ＣＳモードの適用中におけるエンジン１００の動作時には、第１学習時間を用いてエンジン１００のフィードバック制御の制御量のずれを補正するための学習値を算出する。一方、ＥＣＵ３００は、ＣＤモードの適用中におけるエンジン１００の動作時には、第１学習時間よりも短い第２学習時間を用いて学習値を算出するものとする。

ＣＤモードの適用中には、エンジンが停止しやすい。そのため、第１学習時間よりも短い第２学習時間を用いて学習値を算出することにより、学習が完了するまでエンジン１００の作動状態を継続する場合には、学習によってエンジンの作動状態が継続することを抑制することができる。

図５は、本実施の形態において、ＥＣＵ３００が実行する制御処理を示すフローチャートである。

ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と記載する）１００にて、ＥＣＵ３００は、ＣＳモードが選択されているか否かを判定する。ＥＣＵ３００は、たとえば、ＣＳモードが選択される毎にオン状態にされるフラグに基づいてＣＳモードが選択されているか否かを判定する。ＣＳモードが選択されていると判定されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。Ｓ１０２にて、ＥＣＵ３００は、第１学習時間を設定する。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ３００は、フィードバック量ＦＢの上限値ＦＢｕおよび下限値ＦＢｌとして通常値を設定する。

一方、Ｓ１００にて、ＣＳモードが選択されていないと判定されると（Ｓ１００にてＮＯ）、Ｓ１０６にて、ＥＣＵ３００は、第２学習時間を設定する。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ３００は、フィードバック量ＦＢの上限値ＦＢｕおよび下限値ＦＢｌとして拡大値を設定する。ＥＣＵ３００は、ＣＳモードの適用中におけるエンジン１００の動作時と比較して、フィードバック量ＦＢの変化範囲が拡大するようにフィードバック量ＦＢの上限値ＦＢｕおよび下限値ＦＢｌの少なくとも一方を変化させた値を拡大値として設定する。これは、第２学習時間を第１学習時間よりも短い時間に設定したことによって、学習値の精度が低くなり、フィードバック量ＦＢの変動が生じる場合があるためである。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ３００は、学習開始条件が成立するか否かを判定する。学習開始条件は、たとえば、エンジン１００の暖機が完了しているという条件や、エンジン１００がアイドル状態であるという条件や、エンジン１００の実回転数Ｎｅが目標アイドル回転数Ｎｅ＿ｔである場合におけるフィードバック量ＦＢと学習値Ｌとの和のうちのフィードバック量ＦＢの割合がしきい値以上であるという条件等を含む。学習開始条件としては、これらに特に限定されるものではない。学習開始条件が成立していると判定される場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。

Ｓ１１２にて、ＥＣＵ３００は、エンジン停止禁止フラグをオン状態にする。ＥＣＵ３００は、エンジン停止禁止フラグがオン状態である間、エンジン１００の停止を抑制する。

Ｓ１１４にて、ＥＣＵ３００は、学習制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ３００は、Ｓ１０２またはＳ１０６にて設定された学習時間が経過するまでに学習値を算出する。

ＥＣＵ３００は、たとえば、目標アイドル回転数Ｎｅ＿ｔとエンジン１００の実回転数Ｎｅとの回転数差がしきい値よりも小さい収束状態が一定時間継続する場合のフィードバック量ＦＢの収束値と前回の学習値Ｌとの和を今回の学習値Ｌとして算出する。

Ｓ１１６にて、ＥＣＵ３００は、設定された学習時間が経過するか否かを判定する。設定された学習時間が経過すると判定される場合（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、処理はＳ１１８に移される。

Ｓ１１８にて、ＥＣＵ３００は、メモリ等の格納領域に記憶された学習値の更新処理を実行する。ＥＣＵ３００は、たとえば、設定された学習時間が経過するまでに今回の学習値Ｌが算出された場合には、算出された今回の学習値Ｌを用いて学習値を更新する。ＥＣＵ３００は、収束状態が一定時間継続する前に、設定された学習時間が経過した場合には、設定された学習時間が経過した時点のフィードバック量ＦＢと前回の学習値Ｌとの和を用いて学習値を更新する。Ｓ１２０にて、ＥＣＵ３００は、エンジン停止禁止フラグをオフ状態にする。なお、学習開始条件が成立していないと判定される場合（Ｓ１１０にてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、この処理を終了する。

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車両１に搭載されたＥＣＵ３００の動作について図６を参照しつつ説明する。たとえば、ＣＤモードが選択され、かつ、エンジン１００がオフ状態である場合を想定する。図６の縦軸は、エンジン１００の動作状態と、エンジン停止禁止フラグの状態と、学習制御の実行状態とを示す。図６の横軸は、時間を示す。

ＣＤモードが選択される場合（Ｓ１００にてＮＯ）、第２学習時間が設定される（Ｓ１０６）。このとき、フィードバック量ＦＢの上限値ＦＢｕおよび下限値ＦＢｌとして拡大値が設定される（Ｓ１０８）。

時間Ｔ（０）にて、ＣＤモードの選択中に大きな走行駆動力が要求される場合、図６のラインＬＮ１に示すようにエンジン１００が始動する。時間Ｔ（１）にて、学習開始条件が成立する場合に（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、図６のラインＬＮ２に示すようにエンジン停止禁止フラグがオン状態になるとともに（Ｓ１１２）、図６のラインＬＮ３に示すように学習制御が実行される（Ｓ１１４）。

そのため、時間Ｔ（２）にて、大きな走行駆動力が要求されなくなり、エンジン１００の停止条件が成立していても、エンジン停止禁止フラグがオン状態であるため、エンジン１００の作動状態が継続される。なお、破線ラインＬＮ４は、学習開始条件が成立していない場合（Ｓ１１０にてＮＯ）、時間Ｔ（２）にて、エンジン１００の動作が停止されることを示している。

時間Ｔ（３）にて、設定された学習時間（第２学習時間）が経過すると（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、図６のラインＬＮ３に示すように学習制御が終了され、更新処理が実行される（Ｓ１１８）。そして、図６のラインＬＮ２に示すようにエンジンの停止禁止フラグがオフ状態になる（Ｓ１２０）。そのため、図６のラインＬＮ１に示すようにエンジン１００の動作が停止される。

時間Ｔ（４）にて、運転モードがＣＤモードからＣＳモードに切り替えられる場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、第１学習時間が設定される（Ｓ１０２）。このとき、フィードバック量ＦＢの上限値ＦＢｕおよび下限値ＦＢｌとして通常値が設定される（Ｓ１０６）。

時間Ｔ（５）にて、ＣＳモードの選択中にＳＯＣが所定値ＳＬよりも低下した場合や、あるいは、大きな走行駆動力が要求される場合、図６のラインＬＮ１に示すようにエンジン１００が始動する。時間Ｔ（６）にて、学習開始条件が成立する場合に（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、図６のラインＬＮ２に示すようにエンジン停止禁止フラグがオン状態になるとともに（Ｓ１１２）、図６のラインＬＮ３に示すように学習制御が実行される（Ｓ１１４）。

そのため、時間Ｔ（７）にて、たとえば、ＳＯＣが回復してエンジン１００の停止条件が成立していても、エンジン停止禁止フラグがオン状態であるため、エンジン１００の作動状態が継続される。なお、図６の破線ラインＬＮ５は、学習開始条件が成立していない場合（Ｓ１１０にてＮＯ）、時間Ｔ（７）にて、エンジン１００の動作が停止されることを示している。

時間Ｔ（８）にて、設定された学習時間（第１学習時間）が経過すると（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、図６のＬＮ３に示すように学習制御が終了され、更新処理が実行される（Ｓ１１８）。そして、図６のラインＬＮ２に示すようにエンジンの停止禁止フラグがオフ状態になる（Ｓ１２０）。そのため、図６のラインＬＮ１に示すようにエンジン１００の動作が停止される。

ＣＤモードの適用中におけるエンジンの動作時には、第１学習時間よりも短い第２学習時間が設定される。そのため、ＣＤモード中に学習制御が非実行であればエンジン１００が停止していた時点（時間Ｔ（２））から学習制御が終了する時点（時間Ｔ（３））までのエンジン１００の作動継続時間は、ＣＳモード中に学習制御が非実行であればエンジン１００が停止していた時点（時間Ｔ（７））から学習制御が終了する時点（時間Ｔ（８））までのエンジン１００の作動継続時間よりも短くなる。

以上のようにして、本実施の形態に係るハイブリッド車両によると、ＣＤモードの適用中には、エンジン１００が停止しやすい。そのため、第１学習時間よりも短い第２学習時間を用いて学習値を算出することにより、学習が完了するまでエンジン１００の作動状態が継続するようにしても、学習によってエンジン１００の作動状態が継続することを抑制することができる。そのため、車両の運転モードにしたがったエンジンの制御をしつつ、学習値の算出を適切に実施するハイブリッド車両を提供することができる。

また、ＣＤモードの適用中におけるエンジン１００の動作時には、ＣＳモードの適用中におけるエンジン１００の動作時と比較して、制御量であるフィードバック量ＦＢの変化範囲が拡大するようにフィードバック量ＦＢの上限値および下限値の少なくとも一方が変化される。

第１学習時間よりも短い第２学習時間を用いて学習値を算出する場合、第１学習時間を用いて学習値を算出する場合よりも学習値の精度が低下する場合がある。

たとえば、図７に示すように、目標アイドル回転数Ｎｅ＿ｔとエンジン１００の実回転数Ｎｅとの回転数差がしきい値よりも小さくなる場合のスロットル開度の制御量がＣ（０）であると仮定した場合、ＣＳモード中に第１学習時間を用いて学習値Ｌが算出される場合には、フィードバック量がゼロになる。

一方、ＣＤモード中に第２学習時間を用いて学習値Ｌよりも低い学習値Ｌ’が算出される場合には、目標アイドル回転数Ｎｅ＿ｔとエンジン１００の実回転数Ｎｅとの間に回転数差が生じる。そのため、回転数差を解消するために、フィードバック量ＦＢの変動が生じ得る。そのため、このようなフィードバック量ＦＢの変動に対して、フィードバック量ＦＢの変化範囲を拡大させることによって、エンジン１００を適切に制御することができる。これにより、ドライビリティの悪化および燃費の悪化を抑制することができる。

また、車両１は、車両１の外部の交流電源２５０を用いてバッテリ１５０の充電が可能な構成を有しており、車両１の走行開始時においては、交流電源２５０を用いた充電が行われることによってバッテリ１５０のＳＯＣが高い場合がある。このような場合、車両１は、ユーザによりＣＤモードが選択される機会が多い。そのため、このような車両１に対して上述したような第２学習時間を設定することにより、よりドライバビリティの悪化および燃費の悪化を抑制することができる。

以下、変形例について記載する。
本実施の形態においては、学習制御の実行中にエンジン１００の停止を禁止する場合に本発明を適用するものとして説明したが、たとえば、学習制御の実行中にエンジン１００の停止条件が成立する場合には、学習制御を中断してエンジン１００を停止させる場合に本発明を適用してもよい。

ＣＤモードの適用中においてはエンジン１００の動作時間がＣＳモードの適用中よりも短くなる傾向にある。そのため、ＣＤモードの適用中における学習制御の学習時間として第１学習時間よりも短い第２学習時間を設定することによって学習制御の実行機会の減少を抑制することができる。そのため、車両の運転モードにしたがったエンジンの制御をしつつ、学習値の算出を適切に実施するハイブリッド車両を提供することができる。

本実施の形態においては、スロットル開度の初期値Ｔｈ（０）と、エンジン１００を目標アイドル回転数Ｎｅ＿ｔで一定の状態にした場合におけるスロットル開度の収束値との差分（エンジン１００を目標アイドル回転数Ｎｅ＿ｔで一定の状態にした場合におけるフィードバック量の収束値）を学習値として算出するものとして説明したが、学習方法としては、以下の方法で行なわれてもよい。

たとえば、ＥＣＵ３００は、目標アイドル回転数Ｎｅ＿ｔとエンジン１００の実回転数Ｎｅとの差がしきい値よりも小さい状態を維持する。ＥＣＵ３００は、この状態でフィードバック量ＦＢと学習値Ｌとの和のうちのフィードバック量ＦＢの割合が所定の割合（たとえば、ゼロ）になるまで前回の学習値Ｌに予め定められた時間が経過する毎に所定値を加算していく。ＥＣＵ３００は、設定された学習時間が経過するまでにフィードバック量ＦＢの割合が所定の割合に到達した場合には、その時点の学習値を今回の学習値とし、所定の割合に到達する前に設定された学習時間が経過した場合には、設定された学習時間が経過した時点の学習値を今回の学習値としてもよい。

また、本実施の形態においては、学習時間が経過した場合には、学習時間が経過した時点の学習値を今回の学習値として設定するものとして説明したが、たとえば、学習時間が経過した場合には、学習値の更新を行なわない（すなわち、前回の学習値を維持する）ようにしてもよい。

本実施の形態においては、ＩＳＣ制御をエンジン１００で行なわれるフィードバック制御の一例として説明したが、特にＩＳＣ制御に限定されるものではない。たとえば、空燃比制御や点火時期制御に本発明を適用してもよい。たとえば、空燃比センサ１２２により検出される実空燃比がエンジン１００の目標空燃比になるように燃料噴射量をフィードバック制御する場合に適用してもよい。すなわち、目標空燃比と実空燃比との差分に基づくフィードバック量に学習値を加算して制御量のずれを補正する場合の学習値の学習時間を上述したように運転モードに応じて切り替えるようにしてもよい。

本実施の形態においては、運転モードとしてＣＳモードとＣＤモードとを含むものとして説明したが、第１のモードと、第１のモードよりもエンジンの停止期間が増加するように設定されたエンジン始動条件またはエンジン停止条件を有する第２のモードとの間で、異なる学習時間が設定されればよく、運転モードとして、特に、上述したＣＳモードとＣＤモードとに限定されるものではない。

たとえば、運転モードとして、たとえば、上述したＣＤモードと、ＣＤモードよりもさらにエンジン１００の停止期間が増加するように設定されたエンジン始動条件またはエンジン停止条件を有する特殊ＣＤモードとの間で、異なる学習時間が設定されてもよい。特殊ＣＤモードでは、たとえば、全開時あるいは全開に相当する駆動力が要求された場合を除き、エンジン１００を停止し、全開時あるいは全開に相当する駆動力が要求された場合にのみエンジン１００を始動するモードである。

本実施の形態においては、運転モードとして２つのモードを有するものとして説明したが、３つ以上のモードを有するものであってもよい。すなわち、３つ以上のモードのうちの第１のモードと、第１のモードよりもエンジンの停止期間が増加するように設定されたエンジン始動条件またはエンジン停止条件を有する第２のモードとの間で、異なる学習時間が設定されてもよい。

本実施の形態においては、外部の交流電源２５０を用いてバッテリ１５０の充電が可能な構成を有するハイブリッド車両を一例として説明したが、このような構成を省略したハイブリッド車両であってもよい。

なお、上記した変形例は、その全部または一部を適宜組み合わせて実施してもよい。
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特許請求の範囲によって示され、特許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車両、１０，２０モータジェネレータ、１２，２２レゾルバ、３０遊星歯車装置、６２サンギヤ軸、１００エンジン、１０２インテークマニホールド、１０３吸気通路、１０４スロットルバルブ、１０６電子スロットル、１０８エアクリーナ、１１０クランクシャフト、１１２エキゾーストマニホールド、１１３排気通路、１１６触媒、１２０スロットル開度センサ、１２２空燃比センサ、１２４吸気温センサ、１２６エアフローメータ、１２８水温センサ、１３０燃料噴射装置、１３２燃料噴射インジェクタ、１４０点火装置、１４２点火プラグ、１５０バッテリ、１６０ＳＭＲ、２００ＰＣＵ、２１０ＣＨＲ、２２０充電装置、２３０インレット、２４０充電プラグ、２５０交流電源、３１０アクセル開度センサ、３１２アクセルペダル、３５０駆動輪、４７８クランク角センサ、６１０，６２０ロータ、６１８，６２８ステータ、６５０出力軸、６５２車速センサ。

Claims

エンジンと、
駆動輪に接続された回転電機と、
車両の運転中において、前記エンジンの間欠運転を含んで前記エンジンおよび前記回転電機の出力配分を制御するとともに、前記出力配分に基づく動作指令に従って前記エンジンおよび前記回転電機の動作を制御する制御装置とを備え、
前記出力配分は、前記エンジンの間欠運転を制御するためのエンジン停止条件およびエンジン始動条件のうちの少なくとも一方の条件が互いに異なる複数のモードを切り替えて制御され、
前記複数のモードは、第１のモードと、前記第１のモードと比較して前記エンジンの停止期間が増加するように前記少なくとも一方の条件が設定された第２のモードとを含み、
前記制御装置は、
前記第１のモードの適用中における前記エンジンの動作時には、第１学習時間が経過するまでに、前記エンジンの吸入空気量の制御および燃料噴射量の制御のうちの少なくとも一方の制御に対するフィードバック制御の制御量のずれを補正するための学習値を算出する一方で、
前記第２のモードの適用中における前記エンジンの動作時には、前記第１学習時間よりも短い第２学習時間が経過するまでに前記学習値を算出する、ハイブリッド車両。
前記制御装置は、前記第２のモードの適用中における前記エンジンの動作時には、前記第１のモードの適用中における前記エンジンの動作時と比較して、前記制御量の変化範囲が拡大するように前記制御量の上限値および下限値の少なくとも一方を変化させる、請求項１に記載のハイブリッド車両。