(57)【要約】【課題】エンジンが十分なトルクを発生できない状態となった場合のハイブリッド車両の走行持続期間を延長する。【解決手段】エンジンが十分なトルクを発生できない状態にあると判定された場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ、又はＳ１２０：ＹＥＳ）には、禁止領域設定処理を実行して（Ｓ１５０）、同処理で定められた運転領域におけるエンジン走行モードの選択を禁止する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、第１発電電動機及び第２発電電動機の２つの発電電動機と、サンギア、リングギア、及びプラネタリキャリアの３つの回転要素を有した遊星ギア機構と、前記第１発電電動機及び前記第２発電電動機が発電した電力を蓄えるとともにその蓄えた電力を前記第１発電電動機及び前記第２発電電動機に供給するバッテリと、を備えるとともに、前記３つの回転要素のうちの１つに前記エンジンが、残りの２つのうちの一つに前記第１発電電動機が、最後の一つに前記第２発電電動機と車輪軸とが、それぞれ連結されたハイブリッド車両に適用されて、前記エンジンを稼働した状態で走行するエンジン走行モードと前記エンジンの稼働を停止した状態で前記第２発電電動機の動力で走行するＥＶ走行モードとを含む複数の走行モードの中からいずれかの走行モードを選択して前記ハイブリッド車両の走行制御を行う車両制御装置において、
前記エンジンが十分なトルクを発生できない状態にあるか否かを判定し、十分なトルクを発生できない状態にあると判定した場合には、前記エンジン走行モードの選択を禁止するエンジン走行禁止制御部を備えている
車両制御装置。
【請求項２】
前記エンジン走行禁止制御部は、前記エンジンの運転状態に応じて区分けされた複数の運転領域毎に、前記判定及び前記エンジン走行モードの選択の禁止をそれぞれ個別に行う請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記複数の運転領域は、エンジン回転数、エンジン負荷、エンジントルク、燃料の噴射方式、排気再循環の実施の有無、バルブオーバーラップの実施の有無の少なくとも一つ以上に応じて区分けされている請求項２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記エンジン走行禁止制御部は、前記エンジン走行モードの選択を禁止した運転領域の数が既定値を超えた場合には、前記複数の運転領域の全てで前記エンジン走行モードの選択を禁止する請求項２又は請求項３に記載の車両制御装置。
【請求項５】
エンジン負荷が既定値以上の領域を潜在触媒過熱領域としたとき、前記複数の運転領域はエンジン負荷に応じて区分けされており、かつ前記エンジン走行禁止制御部は、前記潜在触媒過熱領域内の運転領域において十分なトルクが発生できない状態にあるとの判定がなされた場合、同判定がなされた運転領域、及び同運転領域よりも高負荷側の運転領域の全てにおいて、前記エンジン走行モードの選択を禁止する請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項６】
前記エンジンでは、ノッキングの発生状況に応じて同ノッキングを抑制可能な限界まで点火時期を進角させるノック制御を行っており、同ノック制御による点火時期の進角量が小さいときには、同進角量が大きいときよりも、前記潜在触媒過熱領域内の領域となる運転領域をエンジン負荷が低い側に拡大する請求項５に記載の車両制御装置。
【請求項７】
前記エンジン走行禁止制御部は、前記エンジンで失火が発生していることが確認されているときには、前記潜在触媒過熱領域内の全ての運転領域において前記エンジン走行モードの選択を禁止する請求項５又は６に記載の車両制御装置。
【請求項８】
前記エンジン走行モードの選択が禁止されていない運転領域の中に前記バッテリを充電可能な領域が存在しない状態となったときには、全ての運転領域で前記エンジン走行モードの選択を禁止する請求項２〜請求項７のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項９】
前記エンジン走行禁止制御部は、エンジン始動に際して、前記エンジンの回転維持に前記第１発電電動機のトルクアシストが必要な状態が既定時間以上継続した場合には、エンジン始動を中止して前記ＥＶ走行モードにより走行を行う請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項１０】
前記エンジン走行禁止制御部は、前記ハイブリッド車両の走行状況及び前記バッテリの蓄電状況に応じて設定されたエンジントルクの目標値である目標エンジントルクと同エンジントルクの実値との比較結果に基づいて前記エンジンが十分なトルクを発生できない状態にあるか否かを判定する請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項１１】
前記エンジン走行禁止制御部は、前記目標エンジントルクが既定値以下の場合は、前記エンジントルクの実値が既定の判定値以下であることをもって前記エンジンが十分なトルクを発生できない状態にあると判定する請求項１０に記載の車両制御装置。
【請求項１２】
前記エンジントルクの実値として前記エンジンの図示トルクを用いる請求項１０又は請求項１１に記載の車両制御装置。
【請求項１３】
前記エンジン走行禁止制御部は、前記エンジンにおいて触媒暖機促進制御が実施されているときには、前記エンジンが十分なトルクを発生できない状態にあると判定するエンジントルクの閾値を同触媒暖機促進制御が実施されていないときよりも大きい値とする請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項１４】
前記エンジン走行禁止制御部は、前記エンジンが十分なトルクを発生できない状態にあると判定されたときに、同エンジンの吸気量を増量した上で同判定を再度行い、その再度の判定でも前記エンジンが十分なトルクを発生できない状態にあると判定された場合に前記エンジン走行モードの選択を禁止する請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項１５】
前記エンジン走行禁止制御部は、前記エンジンにおいてエンジントルクのフィードバック制御が行われていない状態で前記エンジンが十分なトルクを発生できない状態にあると判定された場合には、前記フィードバック制御を開始した上で同判定を再度行い、その再度の判定でも前記エンジンが十分なトルクを発生できない状態にあると判定された場合に前記エンジン走行モードの選択を禁止する請求項１〜１４のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両を制御する車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に見られるように、エンジンと第１発電電動機及び第２発電電動機の２つの発電電動機と車輪軸とが遊星ギア機構を介して連結されたハイブリッド車両が知られている。こうしたハイブリッド車両では、遊星ギア機構の３つの回転要素のうちの一つにエンジンが、残りの２つの回転要素のうちの一つに第１発電電動機が、最後の一つに第２発電電動機と車輪軸とが、それぞれ連結されている。
【０００３】
こうしたハイブリッド車両では、エンジンを稼働した状態で走行するエンジン走行モードと、エンジンを停止した状態で第２発電電動機の動力で走行するＥＶ走行モードと、を含む複数の走行モードの中から走行モードを選択して走行を行っている。そして、エンジン走行モードの選択中は、走行状況やバッテリの蓄電状況に応じてエンジン回転数の目標値である目標エンジン回転数を設定し、エンジン回転数を目標エンジン回転数に維持するように、第１発電電動機が発生するトルクをフィードバック制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１０６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなハイブリッド車両では、エンジンが十分なトルクを発生できない状況に陥った場合にも、第１発電電動機のトルクでエンジン回転数を維持することでエンジン走行モードでの走行を継続することが可能である。しかしながら、そうした状態では、エンジン回転数を維持するために電力が消費されるため、走行を継続可能な距離がその分短くなる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する車両制御装置は、エンジンと、第１発電電動機及び第２発電電動機の２つの発電電動機と、サンギア、リングギア、及びプラネタリキャリアの３つの回転要素を有した遊星ギア機構と、第１発電電動機及び第２発電電動機が発電した電力を蓄えるとともにその蓄えた電力を第１発電電動機及び第２発電電動機に供給するバッテリと、を備えるとともに、上記３つの回転要素のうちの１つにエンジンが、残りの２つのうちの一つに第１発電電動機が、最後の一つに第２発電電動機と車輪軸とが、それぞれ連結されたハイブリッド車両に適用される。そして、同車両制御装置は、エンジンを稼働した状態で走行するエンジン走行モードとエンジンの稼働を停止した状態で第２発電電動機の動力で走行するＥＶ走行モードとを含む複数の走行モードの中からいずれかの走行モードを選択してハイブリッド車両の走行制御を行っている。さらに同車両制御装置は、エンジンが十分なトルクを発生できない状態にあるか否かを判定し、十分なトルクを発生できない状態にあると判定した場合には、エンジン走行モードの選択を禁止するエンジン走行禁止制御部を備えている。
【０００７】
エンジン走行モードの選択中に、燃焼不良などによりエンジンが十分なトルクを発生できない状態となると、第１発電電動機の動力でエンジン回転数を維持しつつ、第２発電電動機の動力により走行のための駆動力を確保しなければならなくなる。このときに、ＥＶ走行モードに切り替えれば、第１発電電動機の動力によりエンジン回転数を維持する必要が無くなる分、電力消費が少なくなる。よって、上記車両制御装置によれば、エンジンが十分なトルクを発生できない状態となった場合のハイブリッド車両の走行継続期間を延長できる。
【０００８】
なお、エンジンが特定の運転条件では十分なトルクを発生できない状態となっていても、別の運転条件では十分なトルクを発生できる場合がある。そこで上記車両制御装置におけるエンジン走行禁止制御部は、複数の運転領域毎に上記判定、及びエンジン走行モードの選択の禁止をそれぞれ個別に行うようにするとよい。こうした場合には、特定の運転領域では十分なトルクを発生できない状態となっても、十分なトルクを発生可能な運転領域では、エンジン走行モードの選択が許容されるため、エンジンが十分なトルクを発生できない状態となってからの車両の走行可能距離を更に延長できる。
【０００９】
なお、上記複数の運転領域は、例えばエンジン回転数、エンジン負荷、エンジントルク、燃料の噴射方式、排気再循環の実施の有無、バルブオーバーラップの実施の有無の少なくとも一つ以上に応じて区分けすることができる。
【００１０】
また、上記複数の運転領域の中の一定数を超える領域で十分なトルクを発生できない状態となっていると判定された場合には、現在は同判定がなされていない領域でも十分なトルクを発生できない状態となる可能性が高いと考えられる。そのため、上記車両制御装置におけるエンジン走行禁止制御部は、エンジン走行モードの選択を禁止した運転領域の数が既定値を超えた場合には、上記複数の運転領域の全てでエンジン走行モードの選択を禁止するようにしてもよい。
【００１１】
エンジンの高負荷運転領域で燃焼不良が発生すると、未燃燃料及び酸素を多く含んだ排気が触媒に流入して触媒の温度が高くなり過ぎる虞がある。こうした燃焼不良の発生が触媒温度の過上昇を招くリスクは、高負荷側の運転領域ほど高くなる。ここで、エンジン負荷が既定値以上の領域を潜在触媒過熱領域とする。このとき、上記車両制御装置において上記複数の運転領域をエンジン負荷に応じて区分けするとともに、エンジン走行禁止制御部を、上記潜在触媒過熱領域内の運転領域において十分なトルクが発生できない状態にあるとの判定がなされた場合、同判定がなされた運転領域、及び同運転領域よりも高負荷側の運転領域の全てにおいてエンジン走行モードの選択を禁止するものとする。こうした場合、上記判定がなされた運転領域だけでなく、燃焼不良が発生した場合に触媒温度の過上昇を招くリスクがその運転領域よりも高い運転領域の全てでエンジン走行モードの選択が禁止されるため、燃焼不良による触媒温度の過上昇が生じにくくなる。
【００１２】
エンジンでは、ノッキングの発生状況に応じて同ノッキングを抑制可能な限界まで点火時期を進角させるノック制御を行うことがある。こうしたノック制御での点火時期の進角量が小さい状態にあるときのエンジンは、ノッキングが発生し易い状態にすなわち排気の温度が上昇し易い状態にある。そのため、こうした場合には、燃焼不良による触媒温度の過上昇が、通常よりも低負荷側の運転領域でも発生する可能性がある。そのため、ノック制御による点火時期の進角量が小さいときには、同進角量が大きいときよりも、潜在触媒過熱領域内の領域となる運転領域をエンジン負荷が低い側に拡大するようにするとよい。
【００１３】
エンジンで失火が発生すると、未燃焼の混合気がそのまま触媒に流入するため、触媒温度の過上昇が生じ易くなる。そのため、上記車両制御装置におけるエンジン走行禁止制御部は、エンジンで失火が発生していることが確認されているときには、潜在触媒過熱領域内の全ての運転領域においてエンジン走行モードの選択を禁止することが望ましい。
【００１４】
エンジン走行モードの選択が禁止されていない運転領域の中にバッテリを充電可能な領域が存在しない状態となったときには、選択が禁止されていない運転領域でエンジン走行モードを選択しても、走行モードを全面的にＥＶ走行モードに切り替えても、走行を継続可能な期間は大きく違わない。そこで、上記のような状態となった場合には、全ての運転領域でエンジン走行モードの選択を禁止するようにしてもよい。
【００１５】
エンジン始動に際して、エンジン回転数を既定値以上とするために前記第１発電電動機のトルクアシストが必要な状態が長く続いた場合には、その後にエンジンを始動できたとしても、十分なトルクを発生できない状態となる可能性が高い。そのため、上記車両制御装置におけるエンジン走行禁止制御部は、エンジン始動に際して、エンジン回転数を既定値以上とするために第１発電電動機のトルクアシストが必要な状態が既定時間以上継続した場合には、エンジン始動を中止してＥＶ走行モードを選択するようにするとよい。
【００１６】
上記車両制御装置におけるエンジン走行禁止制御部は、ハイブリッド車両の走行状況及びバッテリの蓄電状況に応じて設定されたエンジントルクの目標値である目標エンジントルクと同エンジントルクの実値との比較結果に基づいてエンジンが十分なトルクを発生できない状態にあるか否かを判定するように構成することができる。例えば目標エンジントルクからエンジントルクの実値を引いた差や、目標エンジントルクに対するエンジントルクの実値の比を用いて上記判定を行うことが可能である。
【００１７】
なお、目標エンジントルクがゼロに近い値に設定されている場合には、上記比較結果に基づく判定を的確に行うことが難しくなる。そこで、上記車両制御装置におけるエンジン走行禁止制御部は、目標エンジントルクが既定値以下の場合は、エンジントルクの実値が既定の判定値以下であることをもってエンジンが十分なトルクを発生できない状態にあると判定するように構成することが望ましい。また、エンジンの軸トルクがゼロに近い値となっても、その軸トルクにフリクションやポンピングによるトルクの損失分を加えたエンジンの図示トルクはある程度の大きい値となっている。そのため、エンジントルクの実値としてエンジンの図示トルクを用いれば、目標エンジントルクに小さい値が設定されているときにも、エンジンが十分なトルクを発生できない状態にあるか否かを適切に判定することが可能である。
【００１８】
エンジンの冷間始動の直後などには、燃焼をリーン化して触媒の昇温を促進する触媒暖機促進制御が行われることがある。こうした触媒昇温促進制御の実行中のエンジンは、トルクを出しにくい状態となる。そこで、上記車両制御装置におけるエンジン走行禁止制御部は、エンジンにおいて触媒暖機促進制御が実施されているときには、エンジンが十分なトルクを発生できない状態にあると判定するエンジントルクの閾値を同触媒暖機促進制御が実施されていないときよりも大きい値とすることが望ましい。
【００１９】
なお、エンジンが十分なトルクを発生できない状態が一時的なものであって、その後に自然に解消する場合がある。そうした場合にも、エンジン走行モードの選択を直ちに禁止すると、車両の走行可能距離を不要に短くすることになってしまう。そこで、上記車両制御装置におけるエンジン走行禁止制御部は、次のように構成するとよい。すなわち、エンジンが十分なトルクを発生できない状態にあると判定されたときにはまず、エンジンの吸気量を増量することで、エンジントルクの回復を試みる。そして、その後に同判定を再度行い、その再度の判定でもエンジンが十分なトルクを発生できない状態にあると判定された場合にエンジン走行モードの選択を禁止するとよい。
【００２０】
また、エンジンでは、エンジントルクのフィードバック制御が行われることがある。例えば、アイドルスピード制御では、アイドル運転中のエンジン回転数と目標アイドル回転数との偏差に基づくスロットル開度の調整によりエンジントルクのフィードバック制御が行われている。すなわち、アイドルスピード制御では、エンジン回転数が目標アイドル回転数よりも低い場合にはスロットル開度を大きくしてエンジントルクを増大し、エンジン回転数が目標アイドル回転数よりも高い場合にはスロットル開度を小さくしてエンジントルクを減少する制御が行われる。こうしたエンジントルクのフィードバック制御の実施中は、エンジントルクが一時的に低下しても、同フィードバック制御によりエンジントルクを回復できる場合がある。そこで、上記車両制御装置におけるエンジン走行禁止制御部は、次のように構成するとよい。すなわち、エンジンにおいてエンジントルクのフィードバック制御が行われていない状態でエンジンが十分なトルクを発生できない状態にあると判定された場合には、同フィードバック制御を開始することでエンジントルクの回復を試みる。そして、同フィードバック制御の開始後に同判定を再度行い、その再度の判定でもエンジンが十分なトルクを発生できない状態にあると判定された場合にエンジン走行モードの選択を禁止するようにするとよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態の車両制御装置が適用されたハイブリッド車両の駆動系の構成を模式的に示す図。
【図２】同ハイブリッド車両の制御系の構成を模式的に示す図。
【図３】上記車両制御装置が実行するエンジン走行禁止制御ルーチンのフローチャート。
【図４】同車両制御装置における運転領域の設定態様を示す図。
【図５】同車両制御装置が実行する選択禁止領域設定ルーチンのフローチャート。
【図６】同車両制御装置が実行する始動時ルーチンのフローチャート。
【図７】同車両制御装置の変形例が実行する判定値設定ルーチンのフローチャート。
【図８】遊星ギア機構の構成を模式的に示す図。
【図９】第２実施形態の車両制御装置が実行するピニオン保護制御ルーチンの処理手順の一部を示すフローチャート。
【図１０】上記ピニオン保護制御ルーチンの処理手順の残りの部分を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１実施形態）
以下、車両制御装置の第１実施形態を、図１〜図６を参照して詳細に説明する。ここではまず、図１を参照して、本実施形態の車両制御装置が適用されたハイブリッド車両の駆動系の構成を説明する。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の適用対象となるハイブリッド車両１０には、エンジン１１と、第１発電電動機１２及び第２発電電動機１３の２つの発電電動機と、が駆動源として設けられている。また、ハイブリッド車両には、バッテリ１４が搭載されている。第１発電電動機１２及び第２発電電動機１３は、バッテリ１４が放電した電力を受けて動力を発生する電動機としての機能と、外部から動力を受けて発電した電力をバッテリ１４に充電する発電機としての機能と、を兼ね備えている。
【００２４】
また、ハイブリッド車両１０には、外歯ギアであるサンギア１５、内歯ギアであるリングギア１６、サンギア１５とリングギア１６との間に介設されたピニオンギア１７Ａが回転可能に軸支されたプラネタリキャリア１７の３つの回転要素を有した遊星ギア機構１８が設けられている。こうした遊星ギア機構１８では、上記３つの回転要素のうちの２つの回転速度により、残りの一つの回転速度が定まる。遊星ギア機構１８のサンギア１５には、第１発電電動機１２が連結されている。また、遊星ギア機構１８のプラネタリキャリア１７には、エンジン１１が連結されている。さらに、遊星ギア機構１８のリングギア１６にはカウンタドライブギア１９が一体に設けられており、そのカウンタドライブギア１９にはカウンタドリブンギア２０が噛み合わされている。そして、このカウンタドリブンギア２０に噛み合わされたリダクションギア２１に第２発電電動機１３が連結されている。
【００２５】
カウンタドリブンギア２０にはファイナルドライブギア２２が一体回転可能に連結されており、そのファイナルドライブギア２２にはファイナルドリブンギア２３が噛み合わされている。そして、ファイナルドリブンギア２３には、差動機構２４を介して、両車輪２５の車輪軸２６が連結されている。
【００２６】
第１発電電動機１２及び第２発電電動機１３は、インバータ２７を介してバッテリ１４に電気的に接続されている。そして、第１発電電動機１２に対するバッテリ１４の充放電量、第２発電電動機１３に対するバッテリ１４の充放電量がインバータ２７により調整されている。
【００２７】
図２に、ハイブリッド車両１０の制御系の構成を示す。ハイブリッド車両１０の制御系には、パワー管理用ＥＣＵ２９、エンジンＥＣＵ３０、モータＥＣＵ３１、及びバッテリＥＣＵ３２の４つの電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）が設けられている。パワー管理用ＥＣＵ２９はハイブリッド車両１０全体の電力及び動力の統括管理を行い、エンジンＥＣＵ３０はエンジン１１を制御する。モータＥＣＵ３１は第１発電電動機１２及び第２発電電動機１３のトルク制御を行い、バッテリＥＣＵ３２はバッテリ１４を管理する。本実施形態の車両制御装置は、これら４つの電子制御ユニットにより構成されている。
【００２８】
パワー管理用ＥＣＵ２９には、ハイブリッド車両１０の車速Ｖを検出する車速センサ３３、運転者によるアクセルペダルの踏込み量であるアクセルペダル開度ＡＣＣを検出するアクセルペダルセンサ３４、などのハイブリッド車両１０の各部に設けられた各種センサの検出結果が入力されている。また、パワー管理用ＥＣＵ２９には、エンジン回転数ＮＥやエンジン負荷ＫＬ等のエンジン１１の運転状況を示す情報がエンジンＥＣＵ３０から入力されている。さらに、パワー管理用ＥＣＵ２９には、第１発電電動機１２の回転数である第１モータ回転数ＮＭ１及び第２発電電動機１３の回転数である第２モータ回転数ＮＭ２がモータＥＣＵ３１から入力されている。加えてパワー管理用ＥＣＵ２９には、バッテリ１４の充電状態ＳＯＣ、及び同バッテリ１４の温度であるバッテリ温度ＴＢがバッテリＥＣＵ３２から入力されている。なお、充電状態ＳＯＣは、満充電時に対するバッテリ１４の蓄電量の比率を表している。
【００２９】
パワー管理用ＥＣＵ２９は、入力された情報に基づいて、エンジン回転数ＮＥの目標値である目標エンジン回転数ＮＥ＊、及びエンジントルクＴＥの目標値である目標エンジントルクＴＥ＊を演算してエンジンＥＣＵ３０に送信する。また、パワー管理用ＥＣＵ２９は、同じく入力された情報に基づいて、第１発電電動機１２のトルクの指令値であるＭＧ１指令トルクＴＭ１＊、及び第２発電電動機１３のトルクの指令値であるＭＧ２指令トルクＴＭ２＊を演算してモータＥＣＵ３１に送信する。そして、エンジンＥＣＵ３０が目標エンジン回転数ＮＥ＊及び目標エンジントルクＴＥ＊に従ってエンジン１１の運転状態を制御し、モータＥＣＵ３１がＭＧ１指令トルクＴＭ１＊及びＭＧ２指令トルクＴＭ２＊に従ってインバータ２７を制御することで、ハイブリッド車両１０の駆動力制御が行われている。
【００３０】
次に、パワー管理用ＥＣＵ２９による目標エンジン回転数ＮＥ＊、目標エンジントルクＴＥ＊、ＭＧ１指令トルクＴＭ１＊、及びＭＧ２指令トルクＴＭ２＊の演算処理の詳細を説明する。パワー管理用ＥＣＵ２９は、アクセルペダル開度ＡＣＣや車速Ｖなどに基づき、ハイブリッド車両１０の駆動力の要求値である要求駆動力ＴＰ＊の演算を演算する。また、パワー管理用ＥＣＵ２９は、要求駆動力ＴＰ＊やバッテリ１４の充電状態ＳＯＣなどに基づいて、複数の走行モードの中からいずれかの走行モードを選択している。複数の走行モードには、エンジン１１を稼働して走行するエンジン走行モードと、エンジン１１の稼働を停止した状態で第２発電電動機１３の動力で走行するＥＶ走行モードと、が含まれる。
【００３１】
パワー管理用ＥＣＵ２９は、ＥＶ走行モードの選択時には、第２発電電動機１３単体で要求駆動力ＴＰ＊分の駆動力を発生するために必要な同第２発電電動機１３のトルクをＭＧ２指令トルクＴＭ２＊の値として演算する。また、このときのパワー管理用ＥＣＵ２９は、目標エンジン回転数ＮＥ＊、目標エンジントルクＴＥ＊、及びＭＧ１指令トルクＴＭ１＊の値としてそれぞれゼロを演算する。ちなみに、このときのエンジンＥＣＵ３０は、エンジン１１の稼働を停止した状態に保持している。
【００３２】
一方、パワー管理用ＥＣＵ２９は、エンジン走行モードの選択時には、下記の態様で目標エンジン回転数ＮＥ＊、目標エンジントルクＴＥ＊、ＭＧ１指令トルクＴＭ１＊、及びＭＧ２指令トルクＴＭ２＊を演算している。
【００３３】
すなわち、エンジン走行モードの選択時のパワー管理用ＥＣＵ２９はまず、要求駆動力ＴＰ＊及び車速Ｖに基づき、現在の車速Ｖにおいて第２発電電動機１３のトルクをゼロとした状態で要求駆動力ＴＰ＊分の駆動力が得られるエンジン出力をドライバ要求出力ＰＤＲＶ＊の値として演算する。また、このときのパワー管理用ＥＣＵ２９は、バッテリ１４の充電状態ＳＯＣに基づき、充放電要求出力ＰＢ＊を演算する。本実施形態の車両制御装置では、バッテリ１４の充電状態ＳＯＣを既定の制御目標範囲内の値に保持するように、同バッテリ１４の充放電量を制御している。例えば、充電状態ＳＯＣが制御目標範囲の上限値よりも多いときには、バッテリ１４から第２発電電動機１３への放電を行うことで、すなわちバッテリ１４が放電した電力を受けて第２発電電動機１３がトルクを発生することで、充電状態ＳＯＣを低減させている。また、充電状態ＳＯＣが制御目標範囲の下限値よりも少ないときには、第２発電電動機１３からバッテリ１４への充電を行うことで、すなわち第２発電電動機１３が発電を行ってバッテリ１４に電力を送ることで充電状態ＳＯＣを増加させている。充放電要求出力ＰＢ＊は、こうした充放電量の制御のために第２発電電動機１３が発生する駆動力をエンジン出力に換算した値として演算されている。なお、エンジン出力の一部を使って第２発電電動機１３が発電を行う場合の充放電要求出力ＰＢ＊は負の値となる。
【００３４】
続いて、このときのパワー管理用ＥＣＵ２９は、ドライバ要求出力ＰＤＲＶ＊から充放電要求出力ＰＢ＊を減算した差を要求エンジン出力ＰＥ＊の値として演算する。すなわち、上記充放電量の制御が行われている状態で要求駆動力ＴＰ＊分の駆動力を得るために必要なエンジン出力が要求エンジン出力ＰＥ＊の値として演算されている。そして、パワー管理用ＥＣＵ２９は、要求エンジン出力ＰＥ＊の値分のエンジン出力を効率的に発生可能なエンジン１１の動作点を求め、その動作点のエンジン回転数ＮＥ及びエンジントルクＴＥをそれぞれ目標エンジン回転数ＮＥ＊及び目標エンジントルクＴＥ＊の値として演算する。
【００３５】
さらに、このときのパワー管理用ＥＣＵ２９は、エンジン回転数を目標エンジン回転数ＮＥ＊とするために必要な第１発電電動機１２の回転数をＭＧ１目標回転数ＮＭ１＊の値として演算する。そして、パワー管理用ＥＣＵ２９は、ＭＧ１目標回転数ＮＭ１＊に基づいてＭＧ１指令トルクＴＭ１＊の値を演算する。ここでのＭＧ１指令トルクＴＭ１＊の演算は、ＭＧ１目標回転数ＮＭ１＊に対する第１発電電動機１２の現在の回転数の偏差に基づき、第１発電電動機１２のトルクをフィードバック制御するように行われている。すなわち、前回の演算周期において演算したＭＧ１指令トルクＴＭ１＊の値に対して上記偏差に応じたフィードバック補正項を加えた和が、今回の演算周期におけるＭＧ１指令トルクＴＭ１＊の値として求められている。
【００３６】
また、このときのパワー管理用ＥＣＵ２９は、第１発電電動機１２がＭＧ１指令トルクＴＭ１＊の値分のトルクを発生している状態においてエンジン１１からカウンタドリブンギア２０に伝達されるトルクを直達トルクＴＥＱの値として演算する。そして、パワー管理用ＥＣＵ２９は、エンジン１１からカウンタドリブンギア２０に直達トルクＴＥＱの値分のトルクが伝達されている状態において要求駆動力ＴＰ＊分の駆動力が得られる第２発電電動機１３のトルクをＭＧ２指令トルクＴＭ２＊の値として演算する。
【００３７】
さて、上記のようなエンジン走行モードの選択時に、エンジン１１の不具合により燃焼不良が発生して、目標エンジントルクＴＥ＊の値分のエンジントルクＴＥをエンジン１１が発生できない状態となることがある。エンジン走行モードの選択時には、こうした状態となった場合にも、エンジン回転数ＮＥが目標エンジン回転数ＮＥ＊となるように第１発電電動機１２のトルク制御が行われるため、バッテリ１４から第１発電電動機１２への給電が続く限り、エンジン走行モードでのハイブリッド車両１０の走行を継続することが可能である。しかしながら、そうした場合には、エンジン回転数ＮＥの維持に電力が使われ、バッテリ１４の充電状態ＳＯＣの減りが早くなるため、走行を継続できる期間がその分短くなる。
【００３８】
これに対して本実施形態の車両制御装置では、下記のエンジン走行禁止制御を行うことで、エンジン１１が十分なトルクを発生できない状態となってからのハイブリッド車両１０の走行の継続期間を延長している。
【００３９】
図３は、上記のようなエンジン走行禁止制御のためにパワー管理用ＥＣＵ２９が実行するエンジン走行禁止制御ルーチンのフローチャートを示している。パワー管理用ＥＣＵ２９は、エンジン走行モードの選択中に本ルーチンの処理を規定の制御周期毎に繰り返し実行している。本実施形態の車両制御装置では、こうしたエンジン走行禁止制御を実行するパワー管理用ＥＣＵ２９がエンジン走行禁止制御部に対応する構成となっている。
【００４０】
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ１００において、目標エンジントルクＴＥ＊が既定値Ａを超過する値であるか否かが判定される。そして、目標エンジントルクＴＥ＊が既定値Ａを超過する値である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１１０に処理が進められ、目標エンジントルクＴＥ＊が既定値Ａ以下の値である場合（ＮＯ）にはステップＳ１２０に処理が進められる。
【００４１】
ステップＳ１１０に処理が進められると、そのステップＳ１１０において、目標エンジントルクＴＥ＊からエンジントルクの実値を引いた差が既定の判定値Ｂ以上であるか否かが判定される。そして、上記差が判定値Ｂ以上の場合（ＹＥＳ）にはステップＳ１３０に処理が進められ、同差が判定値Ｂ未満の場合（ＮＯ）にはそのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。エンジントルクの実値が目標エンジントルクＴＥ＊を大幅に下回る状態となると上記差の値が大きくなる。そこで、同ステップＳ１１０では、目標エンジントルクＴＥ＊からエンジントルクの実値を引いた差が既定の判定値Ｂ以上であることもって、エンジン１１が十分なトルクを発生できない状態にあると判定している。
【００４２】
なお、上述のようにエンジン走行モードでは、エンジン回転数ＮＥを目標エンジン回転数ＮＥ＊に維持すべく第１発電電動機１２のトルクのフィードバック制御が行われており、このときのＭＧ１指令トルクＴＭ１＊の値からエンジン１１の軸トルクを計算することができる。そこで、本実施形態では、ステップＳ１１０及び下記のステップＳ１２０での判定に用いるエンジントルクの実値として、ＭＧ１指令トルクＴＭ１＊から計算したエンジン１１の軸トルクの値を用いている。
【００４３】
一方、ステップＳ１２０に処理が進められた場合には、同ステップＳ１２０において、エンジントルクの実値が既定の判定値Ｃ以下であるか否かが判定される。そして、エンジントルクの実値が判定値Ｃ以下の場合（ＹＥＳ）にはステップＳ１３０に処理が進められ、同実値が判定値Ｃを超過する値である場合（ＮＯ）にはそのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。ゼロに近い小さいトルクが目標エンジントルクＴＥ＊として設定されている場合には、エンジン１１が十分なトルクを発生できない状態となっていても、目標エンジントルクＴＥ＊からエンジン１１の軸トルクの実値を引いた差が既定値Ａ以上の大きい値とならないことがある。そこで、本実施形態では、既定値Ａ以下の小さいトルクが目標エンジントルクＴＥ＊の値として設定されている場合には、エンジントルクの実値が既定値Ｃ以下であることをもってエンジン１１が十分なトルクを発生できない状態にあると判定している。
【００４４】
ステップＳ１１０又はステップＳ１２０においてエンジン１１が十分なトルクを発生できない状態にあると判定されてステップＳ１３０に処理が進められると、そのステップＳ１３０において、エンジンＥＣＵ３０に対してエンジントルクを嵩上げするためのトルク嵩上げ制御の実施が指令される。トルク嵩上げ制御としては、エンジン１１の吸気量の増量が行われる。また、エンジンＥＣＵ３０は、エンジン制御の一環として、エンジントルクのフィードバック制御を実行している。例えば、アイドルスピード制御では、アイドル運転中のエンジン回転数ＮＥと目標アイドル回転数との偏差に基づくスロットル開度の調整により、エンジントルクのフィードバック制御が行われている。すなわち、アイドルスピード制御では、エンジン回転数が目標アイドル回転数よりも低い場合にはスロットル開度を大きくしてエンジントルクを増大し、エンジン回転数が目標アイドル回転数よりも高い場合にはスロットル開度を小さくしてエンジントルクを減少する制御が行われる。このようなエンジントルクのフィードバック制御を実行可能な状況において、同フィードバック制御が実行されていない場合には、トルク嵩上げ制御として同フィードバック制御の実施が指令される。このように本実施形態では、エンジン１１が十分なトルクを発生できない状態にあると判定された場合、トルク嵩上げ制御を実施して、低下したエンジントルクの回復を試みている。
【００４５】
その後、ステップＳ１４０において、トルク嵩上げ制御の実施によりエンジントルクが回復したか否かの判定が行われる。そして、エンジントルクが回復した場合（ＹＥＳ）にはそのまま今回の本ルーチンの処理が終了され、回復しなかった場合（ＮＯ）にはステップＳ１５０に処理が進められる。こうしたステップＳ１４０でのエンジントルクの回復の有無の判定は、ステップＳ１００〜Ｓ１２０の処理と同様の態様で行われる。
【００４６】
ステップＳ１５０に処理が進められると、そのステップＳ１５０において、禁止領域設定処理が実施される。そしてその実施後に、今回の本ルーチンの処理が終了される。禁止領域設定処理では、エンジン１１の運転状態に応じて区分けされた複数の運転領域の中でエンジン走行モードの選択を禁止する運転領域を決定する処理が行われる。
【００４７】
図４に示すように、本実施形態の車両制御装置では、エンジン回転数ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに応じて８つの運転領域Ｒ１〜Ｒ８が設定されている。なお、パワー管理用ＥＣＵ２９は、エンジン走行モードの選択時の目標エンジン回転数ＮＥ＊及び目標エンジントルクＴＥ＊の演算後、それらの演算値が示すエンジン１１の動作点が、エンジン走行モードの選択が禁止された運転領域内の動作点であった場合、エンジン１１の稼働を停止して走行モードをＥＶ走行モードに切り替える。
【００４８】
なお、エンジン１１で燃焼不良が発生すると、排気通路に設置された排気浄化用の触媒に未燃燃料及び余剰酸素を多量に含んだ排気が流入する。そして、触媒内で未燃燃料と余剰酸素とが反応して同触媒の温度を上昇させる。エンジン１１の高負荷運転域では、燃焼不良により、許容可能な最大温度を超えて触媒温度が上昇する場合がある。以下の説明では、燃焼不良により触媒温度が高くなり過ぎる可能性がある運転領域を潜在触媒過熱領域と記載する。図４には、潜在触媒過熱領域の範囲がハッチングにより示されている。同図に示すように、上記８つの運転領域の中で高負荷側の３つの運転領域Ｒ６〜Ｒ８は、潜在触媒過熱領域内に位置している。
【００４９】
一方、エンジンＥＣＵ３０は、エンジン制御の一環としてノック制御を行っている。ノック制御では、ノッキングの発生状況に基づき、同ノッキングを抑制可能な限界まで点火時期を進角する。より詳しくは、ノック制御では、エンジン１１のトルクの発生効率が最大となる点火時期である最適点火時期からの点火時期の遅角量であるＫＣＳ遅角量を、ノッキングの発生が確認されていないときには徐減し、ノッキングの発生が確認されると増加することで、ノッキングを抑制可能な限界まで点火時期を進角している。最適点火時期から点火時期が遅角されると、エンジン１１の熱損失が増加して排気の温度が上がるため、ノック制御においてＫＣＳ遅角量が増大されると触媒温度が高くなる。そこで、本実施形態では、ＫＣＳ遅角量が既定値よりも大きい値とされている場合には、運転領域Ｒ６〜Ｒ８に加えて運転領域Ｒ５も含まれるように、潜在触媒過熱領域を拡大している。すなわち、本実施形態では、ノック制御による点火時期の進角量が小さいときには、同進角量が大きいときよりも、潜在触媒過熱領域内の領域となる運転領域をエンジン負荷が低い側に拡大している。
【００５０】
図５には、禁止領域設定処理においてパワー管理用ＥＣＵ２９が実行する禁止領域設定ルーチンのフローチャートが示されている。本ルーチンの処理は、上述のエンジン走行禁止制御ルーチンのステップＳ１３０の処理としてパワー管理用ＥＣＵ２９により実行される。
【００５１】
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ２００において、現在運転中の運転領域におけるエンジン走行モードの選択が禁止される。このように、エンジン１１が十分なトルクを発生できない状態にあると判定されたときに運転中の運転領域では、エンジン走行モードの選択が禁止される。
【００５２】
続いてステップＳ２１０において、エンジン１１で失火が発生しているか否かが判定される。そして、失火が発生していると判定された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２２０に処理が進められ、失火が発生していないと判定された場合（ＮＯ）には、ステップＳ２３０に処理が進められる。なお、エンジンＥＣＵ３０は、エンジン回転数ＮＥの変動パターンなどに基づいて失火が発生しているか否かを判定しており、その判定結果をパワー管理用ＥＣＵ２９に通知している。ステップＳ２１０での判定は、エンジンＥＣＵ３０が通知する失火の発生の有無の判定結果に基づいて行われている。
【００５３】
失火の発生が確認されており、ステップＳ２２０に処理が進められた場合にはそのステップＳ２２０において、潜在触媒過熱領域内の全ての運転領域Ｒ５〜Ｒ８でのエンジン走行モードの選択が禁止された後、ステップＳ２５０に処理が進められる。このように失火が発生していることが確認されている場合には、現在運転中の運転領域に加えて、潜在触媒過熱領域内の全ての運転領域で、エンジン走行モードの選択が禁止される。
【００５４】
一方、失火の発生が確認されておらず、ステップＳ２３０に処理が進められた場合には、そのステップＳ２３０において現在運転中の運転領域が潜在触媒過熱領域内の運転領域であるか否かが判定される。現在運転中の運転領域が潜在触媒過熱領域内の運転領域である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２４０において現在運転中の運転領域よりも高負荷側の運転領域の全てでエンジン走行モードの選択が禁止された後、ステップＳ２５０に処理が進められる。これに対して、現在の運転領域が潜在触媒過熱領域内の運転領域でない場合（ＮＯ）には、そのままステップＳ２５０に処理が進められる。
【００５５】
ステップＳ２５０に処理が進められると、そのステップＳ２５０において、エンジン走行モードの選択が禁止されていない運転領域の中に、バッテリ１４の充電を実施可能な運転領域が存在しているか否かが判定される。そして、そうした運転領域が存在する場合（ＹＥＳ）にはそのまま今回の本ルーチンの処理が終了され、存在しない場合（ＮＯ）にはステップＳ２６０において、全ての運転領域Ｒ１〜Ｒ８でのエンジン走行モードの選択が禁止された後に今回の本ルーチンの処理が終了される。
【００５６】
なお、上記フローチャートでは省略されているが、エンジン走行モードの選択が禁止された運転領域の数が一定数を超えた場合には、全ての運転領域Ｒ１〜Ｒ８でのエンジン走行モードの選択を禁止している。これは、広範な運転領域でトルク低下状態となっている場合には、エンジン１１に何らかの重大な不具合が生じている可能性が高いため、そうした状態ではエンジン１１を稼働しないようにするためである。
【００５７】
ところで、ハイブリッド車両１０では、第１発電電動機１２のトルクでエンジン１１を回転して同エンジン１１を始動している。こうした始動における第１発電電動機１２のトルクによるエンジン１１の回転維持、すなわちクランキングは、エンジン１１が自立運転可能な状態となるまで継続される。エンジン１１の吸気系や点火系、燃料系などに不具合があり、燃焼不良が生じる場合には、クランキングの期間が長くなる。そうした場合、エンジン１１の始動を完了できても、その後も燃料不良が継続して十分なトルクを発生できない状態となり易い。そして、本実施形態の車両制御装置では、そうした場合には、上述のエンジン走行禁止制御によりエンジン走行モードの選択が禁止されてＥＶ走行モードに移行するため、エンジン１１の始動に費やした電力が無駄となってしまう。これに対して、本実施形態の車両制御装置におけるパワー管理用ＥＣＵ２９は、そうした場合の不要な電力消費を抑えるため、下記の始動時ルーチンの処理を実行している。
【００５８】
図５に、始動時ルーチンのフローチャートを示す。パワー管理用ＥＣＵ２９は、エンジン１１の始動の開始から完了又は中止までの期間、既定の制御周期毎に本ルーチンの処理を繰り返し実行する。
【００５９】
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ４００において、上述のクランキング開始からの経過時間が既定の判定値Ｅ以上となったか否かが判定される。判定値Ｅには、エンジン１１が適切に機能している場合のクランキングの完了に要する時間の想定最大値よりも若干長い時間が値として設定されている。そして、上記経過時間が判定値Ｅ未満の場合（ＮＯ）にはそのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。これに対して上記経過時間が判定値Ｅ以上の場合（ＹＥＳ）、すなわち上記経過時間が判定値Ｅに達するまでにエンジン１１の始動が完了しなかった場合には、ステップＳ３１０に処理が進められる。そして、そのステップＳ３１０においてエンジン１１の始動が中止されるとともに走行モードがＥＶ走行モードに切り替えられた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。
【００６０】
本実施形態の作用について説明する。
本実施形態の車両制御装置が適用されるハイブリッド車両１０は、エンジン１１を稼働した状態で走行するエンジン走行モードと、エンジン１１の稼働を停止した状態で第２発電電動機１３の動力で走行するＥＶ走行モードと、で走行が可能とされている。エンジン走行モードでのエンジン１１の稼働中に、吸気系や点火系、燃料系などの不具合により燃焼不良が発生して、エンジン１１が十分なトルクを発生できない状態となることがある。以下の説明では、この状態をトルク低下状態と記載する。
【００６１】
本実施形態の車両制御装置が適用されるハイブリッド車両１０では、エンジン１１がトルク低下状態となっているときにも、第１発電電動機１２がエンジン１１の回転を下支えするため、バッテリ１４から第１発電電動機１２への給電を継続できる間はエンジン走行モードでの走行を継続することが可能である。しかしながら、そうした状態では、エンジン１１のトルク低下により不足する分の駆動力を第２発電電動機１３に発生させるために電力が使われる上、エンジン１１の回転を維持するために第１発電電動機１２にも給電が必要となる。そのため、そうした場合には、トルク低下状態となったエンジン１１の稼働を続けてエンジン走行モードでの走行を継続するよりも、エンジン１１を停止してＥＶ走行モードでの走行に切り替えた方が、走行を継続可能な期間が長くなる。
【００６２】
そこで、本実施形態の車両制御装置におけるパワー管理用ＥＣＵ２９は、エンジン１１がトルク低下状態となっていることが確認されると、その時運転中の運転領域におけるエンジン走行モードの選択を禁止する。これにより、トルク低下状態となったエンジン１１の稼働による不要な電力消費の増加が抑えられる。
【００６３】
なお、エンジン１１で燃焼不良が発生すると、同エンジン１１の排気通路に設置された触媒に未燃の燃料と酸素とが流入するようになる。そして、流入した燃料と酸素が触媒内で反応して触媒温度を上昇させる。エンジン１１の高負荷運転域では、燃焼不良が発生すると、許容可能な最大温度を超えて触媒温度が上昇する虞がある。こうした燃焼不良による触媒温度の過上昇が生じる可能性は、エンジン負荷が高いほど高くなる。また、ある運転領域でトルク低下状態が確認された場合には、エンジン１１に何らかの不具合が生じている可能性があり、他の運転領域でも燃焼不良が発生することが考えられる。
【００６４】
これに対して本実施形態では、燃焼不良による触媒温度の過上昇が生じる可能性がある高負荷運転域を潜在触媒過熱領域に設定している。そして、潜在触媒過熱領域内の運転領域でトルク低下状態が確認された場合には、その確認がなされた運転領域に加えて、それよりも高負荷側の運転領域の全てでエンジン走行モードの選択を禁止している。そのため、燃焼不良による触媒の過昇温が発生し難くなる。
【００６５】
一方、エンジン１１ではノック制御により、点火時期のフィードバック制御が行われている。こうしたノック制御により点火時期が遅角されると排気温度が、ひいては触媒温度が高くなる。これに対して本実施形態では、ノック制御による点火時期の進角量が小さいときには、同進角量が大きいときよりも、潜在触媒過熱領域内の領域となる運転領域をエンジン負荷が低い側に拡大している。
【００６６】
さらに、エンジン１１の燃焼状態が悪化して失火が発生すると、燃焼室に導入された混合気がそのまま触媒に流入することから、失火に至らない燃焼不良の場合よりも触媒温度が上昇し易くなる。そのため、本実施形態では、エンジン１１で失火が発生していることが確認されているときには、潜在触媒過熱領域内の全ての運転領域においてエンジン走行モードの選択を禁止するようにしている。
【００６７】
以上のように本実施形態では、トルク低下状態の確認時にエンジン走行モードの選択を禁止する運転領域の範囲を触媒の過昇温のリスクに応じて定めている。そのため、燃焼不良による触媒の過昇温の発生を効果的に抑制できる。
【００６８】
なお、エンジン１１がトルク低下状態にあることが確認された場合にも、その状態が一時的なものであって、その後に自然に解消する場合がある。そうした場合にも、エンジン走行モードの選択を直ちに禁止すると、走行を継続可能な期間を不要に短くすることになる。これに対して本実施形態では、トルク低下状態が確認された場合、まず吸気量の増量やトルクフィードバック制御の実施により、エンジントルクの回復を試みている。そして、その実施によってもエンジントルクが回復しなかった場合にエンジン走行モードの選択を禁止している。
【００６９】
なお、本実施形態では、目標エンジントルクＴＥ＊が既定値Ａを超過する値である場合には、目標エンジントルクＴＥ＊とエンジントルクの実値との比較結果に基づいてエンジン１１がトルク低下状態にあるか否かを判定している。また、本実施形態では、上記エンジントルクの実値として、ＭＧ１指令トルクＴＭ１＊などから計算したエンジン１１の軸トルクを用いている。こうした場合にも、目標エンジントルクＴＥ＊がある程度よりも大きい値に設定されている場合には、エンジン１１がトルク低下状態となると目標エンジントルクＴＥ＊とエンジントルクの実値との差がある程度の大きい値となるため、的確に判定を行うことができる。ただし、目標エンジントルクＴＥ＊としてゼロ近傍の小さいトルクが設定されているときには、失火によりエンジン１１の軸トルクがゼロとなっても、目標エンジントルクＴＥ＊とエンジントルクの実値との差は大きい値とならないため、上記比較結果からはトルク低下状態を適切に判定できない虞がある。これに対して本実施形態では、既定値Ａ以下の小さいトルクが目標エンジントルクＴＥ＊として設定されている場合には、エンジントルクの実値が判定値Ｃ以下であるか否かにより判定を行っている。そのため、目標エンジントルクＴＥ＊としてゼロ近傍の小さいトルクが設定されているときにも、エンジン１１がトルク低下状態にあることを的確に判定できる。
【００７０】
なお、エンジン１１の運転領域Ｒ１〜Ｒ８の中には、バッテリ１４の充電を殆ど実施できない領域が存在する。一方、エンジン走行禁止制御の結果、エンジン走行モードの選択が禁止されていない運転領域の中にバッテリ１４を充電可能な運転領域が残されていない状態となることがある。こうした場合には、選択が禁止されていない運転領域でエンジン１１を稼働しても電力を消費する一方となるため、エンジン走行モードの選択を全面的に禁止してＥＶ走行モードだけを使用した場合と走行を継続可能な期間は大きく違わない。一方、上記のような場合には、エンジン１１に何らかの不具合が生じている可能性が高く、そうした状態でエンジン１１を稼働し続けると不具合が更に悪化する虞がある。そのため、本実施形態の車両制御装置では、エンジン走行モードの選択が禁止されていない運転領域の中にバッテリ１４を充電可能な領域が存在しない状態となったときには、全ての運転領域でエンジン走行モードの選択を禁止して、ＥＶ走行モードだけで走行を行うようにしている。
【００７１】
（第１実施形態の変形例）
エンジン１１が冷間始動された直後に、理論空燃比よりもリーンな空燃比で燃焼を行って排気の温度を高くすることで、排気浄化用の触媒の活性化を促進する触媒昇温促進制御を実行することがある。こうした触媒昇温促進制御の実行時には、理論空燃比で燃焼を行う場合よりも燃焼が緩慢となってエンジントルクが出にくい状態となる。そのため、触媒昇温促進制御の実行中は、エンジン１１に不具合が無くても、エンジン１１がトルク低下状態にあると誤判定される虞がある。こうした誤判定は、触媒昇温促進制御の実行の有無により、トルク低下状態の判定値Ｂ、Ｃの値を変更することで抑制が可能である。
【００７２】
図７に、触媒昇温促進制御の実行の有無に応じて判定値Ｂ、Ｃの値を変更するための判定値設定ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンの処理は、図３に示したエンジン走行禁止制御ルーチンの実行に先立ってパワー管理用ＥＣＵ２９により実行されるものとなっている。本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ４００において、触媒昇温促進制御の実行中であるか否かが判定される。触媒昇温促進制御の実行中でない場合（ＮＯ）には、ステップＳ４１０において、既定の値Ｂ１が判定値Ｂの値として、既定の値Ｃ１が判定値Ｃの値として、それぞれ設定される。これに対して触媒昇温促進制御の実行中である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ４２０において、上記値Ｂ１よりも大きい既定の値Ｂ２が判定値Ｂの値として、上記値Ｃ１よりも小さい既定の値Ｃ２が判定値Ｃの値として、それぞれ設定される。
【００７３】
こうした場合には、触媒昇温促進制御の実行中は、実行中でない場合に比べて、エンジン１１が低トルク状態にあると判定されるエンジントルクの閾値が小さい値となる。そのため、エンジントルクが出にくい触媒昇温促進制御の実行中にも、エンジン１１の低トルク状態を適切に判定できる。
【００７４】
さらに本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、エンジン１１がトルク低下状態にあると判定された場合に吸気量の増量やトルクフィードバック制御の実施によるトルク嵩上げ制御を実施し、その実施後にもトルク低下状態が解消しなかった場合にエンジン走行モードの選択を禁止するようにしていた。このときのトルク嵩上げ制御として、吸気量の増量やトルクフィードバック制御の実施以外の制御を採用してもよい。
【００７５】
・エンジン１１がトルク低下状態にあると判定されたときに、トルク嵩上げ制御を実施せずに直ちにエンジン走行モードを禁止するようにしてもよい。
・上記実施形態では、目標エンジントルクＴＥ＊が既定値Ａを超える場合のトルク低下状態の判定を、目標エンジントルクＴＥ＊からエンジントルクの実値を引いた差に基づいて行っていた。こうした判定を、目標エンジントルクＴＥ＊に対するエンジントルクの実値の比に基づいて行うようにしてもよい。目標エンジントルクＴＥ＊に対するエンジントルクの実値の比は、エンジン１１がトルク低下状態でない場合には上記比が１に近い値となり、トルク低下状態にある場合には１よりも小さい正の値となる。よって、１よりも小さい正の値を判定値として設定し、上記比がその判定値以下であることをもってエンジン１１がトルク低下状態にあると判定することができる。こうした場合にも、目標エンジントルクＴＥ＊とエンジントルクの実値との比較結果に基づいてトルク低下状態の判定が行われることになる。
【００７６】
・上記実施形態では、目標エンジントルクＴＥ＊が既定値Ａ以下の場合には、エンジントルクの実値が判定値Ｃ以下であることをもってエンジン１１がトルク低下状態にあると判定していた。目標エンジントルクＴＥ＊が既定値Ａ以下の場合にも、既定値Ａを超える場合と同様に、目標エンジントルクＴＥ＊とエンジントルクの実値との比較結果に基づいてトルク低下状態の判定を行うようにしてもよい。
【００７７】
・上記実施形態では、トルク低下状態の判定に際して、ＭＧ１指令トルクＴＭ１＊などから計算したエンジン１１の軸トルクをエンジントルクの実値として使用していた。ポンピングやフリクションによるエンジン１１の内部でのトルクの損失分を軸トルクに加えた図示トルクを求め、その値をエンジントルクの実値として用いてトルク低下状態の判定を行うようにしてもよい。エンジン１１の軸トルクがゼロ近傍の値となるときにも、図示トルクはある程度の大きい値となる。そのため、こうした場合には、目標エンジントルクＴＥ＊としてゼロ近傍の小さいトルクが設定されているときにも、目標エンジントルクＴＥ＊とエンジントルクの実値との比較結果に基づくトルク低下状態の判定を的確に行えるようになる。
【００７８】
・始動時ルーチンの処理を行わないようにしてもよい。
・上記実施形態では、エンジン走行モードの選択が禁止されていない運転領域の中にバッテリを充電可能な領域が存在しない状態となった場合には全ての運転領域Ｒ１〜Ｒ８でエンジン走行モードの選択を禁止するようにしていた。こうした処理を行わず、エンジン走行モードの選択が禁止されていない運転領域が存在する限り、そうした領域でのエンジン１１の稼働を許容するようにしてもよい。
【００７９】
・上記実施形態では、エンジン走行モードの選択が禁止された運転領域の数が一定数に達すると、全ての運転領域Ｒ１〜Ｒ８でエンジン走行モードの選択を禁止するようにしていた。こうした処理を行わず、エンジン走行モードの選択が禁止されていない運転領域が存在する限り、そうした領域でのエンジン１１の稼働を許容するようにしてもよい。
【００８０】
・上記実施形態では、失火が発生していることが確認された場合には潜在触媒過熱領域内の全ての運転領域でエンジン走行モードの選択を禁止していたが、こうした処理は割愛してもよい。
【００８１】
・上記実施形態では、潜在触媒過熱領域内の運転領域においてエンジン１１がトルク低下状態にあると判定された場合には、同判定がなされた運転領域に加えて、同運転領域よりも高負荷側の運転領域の全てでエンジン走行モードの選択を禁止していたが、こうした処理は割愛してもよい。
【００８２】
・上記実施形態では、トルク低下状態の判定やエンジン走行モードの選択禁止の単位となる運転領域Ｒ１〜Ｒ８の区分けを、エンジン回転数ＮＥ及びエンジントルクＴＥに応じて行っていたが、エンジン１１の運転状態を示すそれら以外のパラメータを用いて運転領域の区分けを行うようにしてもよい。そうしたパラメータとしては、エンジン負荷や燃料の噴射方式、排気再循環の実施の有無、バルブオーバーラップの実施の有無などがある。
【００８３】
・上記実施形態では、複数の運転領域毎にトルク低下状態の判定、及びエンジン走行モードの選択禁止を行っていたが、エンジン１１の運転領域全体で一括してそれらを行うようにしてもよい。
【００８４】
・上記実施形態の車両制御装置の適用対象となるハイブリッド車両１０は、遊星ギア機構１８のサンギア１５に第１発電電動機１２が、プラネタリキャリア１７にエンジン１１が、リングギア１６に第２発電電動機１３及び車輪軸２６が、それぞれ連結されていた。同実施形態の車両制御装置は、エンジン１１、第１発電電動機１２、及び第２発電電動機１３と、それらが連結された遊星ギア機構１８の回転要素との組合せが異なるハイブリッド車両にも同様に適用することができる。
【００８５】
（第２実施形態）
次に、車両制御装置の第２実施形態を、図８〜図１０を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施形態にあって、上記実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００８６】
従来、特許文献１に見られるように、エンジンと第１発電電動機及び第２発電電動機の２つの発電電動機とを走行用の駆動源として備え、かつサンギア、プラネタリキャリア、及びリングギアの３つの回転要素を有した遊星ギア機構が設けられたハイブリッド車両が知られている。遊星ギア機構におけるプラネタリキャリアには、サンギア及びリングギアの双方に噛み合わされたピニオンギアが回転可能に軸支されている。そして、遊星ギア機構のサンギアにエンジンが、プラネタリキャリアに第１発電電動機が、リングギアに第２発電電動機及び車輪軸が、それぞれ連結されている。
【００８７】
遊星ギア機構では、３つの回転要素の回転速度の関係によりピニオンギアの回転数が定まる。こうした遊星ギア機構が設けられたハイブリッド車両では、ピニオンギアの回転数が許容可能な最大回転数を超えることがないようにエンジンや発電電動機の駆動制御が行われている。しかしながら、エンジンに不具合が発生してエンジン回転数を適切に制御できない状態となった場合には、ピニオンギアの回転数が許容可能な最大回転数を超えてしまい、プラネタリキャリアにおけるピニオンギアの軸受部分等の遊星ギア機構の構成部品の耐久性が低下する虞がある。
【００８８】
本実施形態の車両制御装置は、このようなピニオンギアの過回転による耐久性の低下から遊星ギア機構を保護するためのピニオン保護制御を行うものとなっている。なお、本実施形態の車両制御装置が適用されるハイブリッド車両１０の駆動系及び制御系の構成は、図１及び図２に示した第１実施形態におけるものと同様となっている。また、本実施形態の車両制御装置は、第１実施形態と同様の態様でハイブリッド車両１０の駆動力制御を行っている。
【００８９】
図８に示すように、以下の説明では、遊星ギア機構１８におけるプラネタリキャリア１７の回転数をキャリア回転数ＮＣ、リングギア１６の回転数をリングギア回転数ＮＲ、プラネタリキャリア１７上でのピニオンギア１７Ａの回転数をピニオン差回転数ＮＰと記載する。また、ピニオンギア１７Ａのギア歯の数を「ＺＰ」、リングギア１６のギア歯の数を「ＺＲ」とする。このとき、キャリア回転数ＮＣ、ピニオン差回転数ＮＰ、及びリングギア回転数ＮＲの間には式（１）の関係が成立する。なお、ハイブリッド車両１０では、エンジン１１の出力軸がプラネタリキャリア１７に一体回転するように連結されており、エンジン回転数ＮＥはキャリア回転数ＮＣと等しくなる（ＮＥ＝ＮＣ）。
【００９０】
【数１】
2020185950.tif 000003
ここで、遊星ギア機構１８の構成部品の耐久性により定まるピニオン差回転数ＮＰの許容最大値を許容最大差回転数ＮＰＭＡＸとする。ここで、ピニオンギア１７Ａのギア歯の数ＺＰに対するリングギア１６のギア歯の数ＺＲの比（ＺＰ／ＺＲ）を「γ」とおくと、リングギア回転数ＮＲを任意に変化させたときのピニオン差回転数ＮＰが許容最大差回転数ＮＰＭＡＸ以下となるエンジン回転数ＮＥの範囲の最大値ＭＡＸ及び最小値ＭＩＮは、それぞれ式（２）及び式（３）の関係を満たす値となる。
【００９１】
【数２】
2020185950.tif 000004
よって、エンジン回転数ＮＥが最小値ＭＩＮから最大値ＭＡＸまでの範囲内に収まっていれば、ピニオン差回転数ＮＰを許容最大差回転数ＮＰＭＡＸ以下とすることができる。なお、リングギア回転数ＮＲは、第２発電電動機１３の回転数である第２モータ回転数ＮＭ２と、カウンタドライブギア１９、カウンタドリブンギア２０、及びリダクションギア２１のそれぞれのギア歯の数から計算して求めることができる。
【００９２】
なお、上述のようにパワー管理用ＥＣＵ２９は、ハイブリッド車両１０の駆動力制御に際して目標エンジン回転数ＮＥ＊の演算を行っている。このときの目標エンジン回転数ＮＥ＊の演算は、ピニオン差回転数ＮＰが許容最大差回転数ＮＰＭＡＸ以下となるエンジン回転数ＮＥの範囲内の回転数となるように演算されている。すなわち、目標エンジン回転数ＮＥ＊は、上記最大値ＭＡＸよりも低く、かつ上記最小値ＭＩＮよりも高い回転数となるように演算されている。
【００９３】
図９及び図１０に、ピニオン保護制御のためにパワー管理用ＥＣＵ２９が実行するピニオン保護制御ルーチンのフローチャートを示す。パワー管理用ＥＣＵ２９は、エンジン１１の稼働中、既定の制御周期毎に同ルーチンの処理を繰り返し実行する。なお、本実施形態の車両制御装置では、こうしたピニオン保護制御ルーチンの処理を実行するパワー管理用ＥＣＵ２９がピニオン保護制御部に対応している。
【００９４】
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ５００において、第２モータ回転数ＮＭ２からリングギア回転数ＮＲが計算される。さらにステップＳ５００では、計算したリングギア回転数ＮＲに基づいて、上述の式（２）、（３）の関係を満たす値として上記最大値ＭＡＸ及び最小値ＭＩＮの値が計算される。
【００９５】
続いて、ステップＳ５１０において、最大値ＭＡＸが第１閾値ＮＥＰ１の値として、最小値ＭＩＮが第３閾値ＮＥＰ３の値としてそれぞれ設定される。さらにステップＳ５１０では、最大値ＭＡＸから既定値Ｆを引いた差が第２閾値ＮＥＰ２の値として、最小値ＭＩＮに既定値Ｇを加えた和が第４閾値ＮＥＰ４の値としてそれぞれ設定される。
【００９６】
続くステップＳ５２０では、エンジン回転数ＮＥが第２閾値ＮＥＰ２以上であるか否かが判定される。そして、エンジン回転数ＮＥが第２閾値ＮＥＰ２以上の場合（ＹＥＳ）にはステップＳ５３０に、第２閾値ＮＥＰ２未満の場合（ＮＯ）にはステップＳ６００にそれぞれ処理が進められる。エンジン回転数ＮＥが第２閾値ＮＥＰ２以上であってステップＳ５３０に処理が進められた場合には、そのステップＳ５３０においてエンジン１１の燃料噴射の停止がエンジンＥＣＵ３０に指令された後、ステップＳ５４０に処理が進められる。
【００９７】
ステップＳ５４０に処理が進められると、そのステップＳ５４０においてエンジン回転数ＮＥが第１閾値ＮＥＰ１以上であるか否かが判定される。そして、エンジン回転数ＮＥが第１閾値ＮＥＰ１以上の場合（ＹＥＳ）にはステップＳ５５０に、第１閾値ＮＥＰ１未満の場合（ＮＯ）にはステップＳ５６０にそれぞれ処理が進められる。エンジン回転数ＮＥが第１閾値ＮＥＰ１以上であってステップＳ５５０に処理が進められた場合には、そのステップＳ５５０においてエンジン１１の点火の停止がエンジンＥＣＵ３０に指令された後、ステップＳ５６０に処理が進められる。
【００９８】
なお、パワー管理用ＥＣＵ２９は、第１閾値ＮＥＰ１未満の値となるように目標エンジン回転数ＮＥ＊を設定している。よって、エンジン回転数ＮＥが第１閾値ＮＥＰ１以上となっている場合には、スロットルバルブの開固着などの不具合がエンジン１１で発生している可能性がある。一方、ステップＳ６００に処理が進められると、エンジン１１においてエンジン回転数ＮＥの過上昇を招く不具合が発生しており、かつその不具合が一時的なものではないことが確認されているか否かが、すなわち上記のような不具合がその後も継続するか否かが判定される。ここで、不具合が継続しないと判定された場合（ＮＯ）にはそのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。これに対して不具合が継続すると判定された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ５６０において走行モードがＥＶ走行モードに切り替えられた後、今回の本ルーチン処理が終了される。すなわち、このときには、エンジン１１の稼働を停止するとともに同エンジン１１の再始動が禁止されることになる。
【００９９】
一方、上述のステップＳ５２０においてエンジン回転数ＮＥが第２閾値ＮＥＰ２未満であると判定されてステップＳ６００に処理が進められた場合には、そのステップＳ６００においてエンジン１１がアイドル運転中であるか否かが判定される。そして、アイドル運転中である場合（ＹＥＳ）にはステップＳ６１０に処理が進められ、アイドル運転中でない場合（ＮＯ）にはそのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。なお、エンジン１１のアイドル運転中にエンジンＥＣＵ３０は、エンジン回転数ＮＥを目標アイドル回転数とすべくスロットル開度をフィードバック制御するアイドルスピード制御を実行している。なお、通常のアイドル運転時には、エンジン１１の軸トルクがゼロとなるエンジン回転数ＮＥである軸トルクゼロ回転数が目標アイドル回転数として設定されている。
【０１００】
エンジン１１がアイドル運転中であってステップＳ６１０に処理が進められると、そのステップＳ６１０においてエンジン回転数ＮＥが第４閾値ＮＥＰ４以下であるか否かが判定される。そして、エンジン回転数ＮＥが第４閾値ＮＥＰ４以下の場合（ＹＥＳ）にはステップＳ６２０に処理が進められ、第４閾値ＮＥＰ４を超えている場合（ＮＯ）にはそのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。エンジン回転数ＮＥが第４閾値ＮＥＰ４以下であってステップＳ６２０に処理が進められた場合には、そのステップＳ６２０において、軸トルクゼロ回転数と第４閾値ＮＥＰ４との２つの値のうちでいずれか大きい方の値が目標アイドル回転数として設定された後、ステップＳ６３０に処理が進められる。
【０１０１】
ステップＳ６３０に処理が進められると、そのステップＳ６３０においてエンジン回転数ＮＥが第３閾値ＮＥＰ３以下であるか否かが判定される。そして、エンジン回転数ＮＥが第３閾値ＮＥＰ３以下の場合（ＹＥＳ）にはステップＳ６４０に処理が進められ、第３閾値ＮＥＰ３を超えている場合（ＮＯ）にはそのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。エンジン回転数ＮＥが第３閾値ＮＥＰ３以下であってステップＳ６４０に処理が進められた場合には、そのステップＳ６４０において第１発電電動機１２の力行運転が可能であるか否かが判定される。なお、第１発電電動機１２の力行運転が可能でない状況としては、例えばバッテリ１４の充電状態ＳＯＣが低下して第１発電電動機１２への給電を行えない場合や、第１発電電動機１２の温度が高くなり過ぎている場合がある。
【０１０２】
第１発電電動機１２の力行運転が可能な場合（Ｓ６４０：ＹＥＳ）には、ステップＳ６５０に処理が進められて、そのステップＳ６５０において第１発電電動機１２によるエンジン回転数ＮＥのフィードバック制御が実施された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。なお、このときの実施されるフィードバック制御では、第３閾値ＮＥＰ３を超える回転数までエンジン回転数ＮＥを引き上げるようにＭＧ１指令トルクＴＭ１＊のフィードバック制御が実施される。
【０１０３】
これに対して、第１発電電動機１２の力行運転が可能でない場合（Ｓ６４０：ＮＯ）には、ステップＳ６６０に処理が進められて、そのステップＳ６６０において燃料カットの禁止がエンジンＥＣＵ３０に指令された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。なお、エンジンＥＣＵ３０は、通常は、エンジン１１の吸気量が失火域まで減少した場合に燃料カットを実施しているが、燃料カットの禁止が指令されるとそうした場合にも燃料カットの実施を見合わせる。
【０１０４】
本実施形態の作用について説明する。
上述のように本実施形態の車両制御装置では、ピニオン差回転数ＮＰが許容最大差回転数ＮＰＭＡＸ以下となるエンジン回転数ＮＥの範囲内の値として目標エンジン回転数ＮＥ＊を設定している。よって、エンジン回転数ＮＥが目標エンジン回転数ＮＥ＊に維持されるようにエンジン１１が適切に制御されていれば、ピニオン差回転数ＮＰが許容最大差回転数ＮＰＭＡＸを超える状況となることはない。しかしながら、スロットルバルブの開固着のようなエンジントルクの低下を阻害する不具合がエンジン１１に発生した場合には、エンジン回転数ＮＥが目標エンジン回転数ＮＥ＊を超えて上昇することがある。
【０１０５】
本実施形態の車両制御装置では、エンジン回転数ＮＥが第２閾値ＮＥＰ２以上となるとエンジン１１の燃料噴射が停止される。なお、この時点ではエンジン１１の点火は継続されている。そのため、燃料噴射を停止する直前に噴射した燃料が燃焼室内に残留していても、その残留燃料の燃焼は行われることになる。上述のように第２閾値ＮＥＰ２は、ピニオン差回転数ＮＰが許容最大差回転数ＮＰＭＡＸ未満となるエンジン回転数ＮＥの範囲の最大値ＭＡＸよりも既定値Ｆ分低い回転数に設定されている。本実施形態では、残留燃料の燃焼によるエンジン回転数ＮＥの上昇量の想定最大値よりも大きい値を既定値Ｆとして設定している。そのため、燃焼室内の残留燃料が燃焼して、それによりエンジン回転数ＮＥが多少上昇しても、ピニオン差回転数ＮＰが許容最大差回転数ＮＰＭＡＸに達することはない。
【０１０６】
その後、エンジン回転数ＮＥが更に上昇して第１閾値ＮＥＰ１に達すると、燃料噴射に加えてエンジン１１の点火も停止される。よって、エンジン回転数ＮＥが第１閾値ＮＥＰ１に達すると、燃焼室内の未燃燃料の残留の有無に拘わらず、その時点でエンジン１１の燃焼が直ちに停止される。上述のように第１閾値ＮＥＰ１は、ピニオン差回転数ＮＰが許容最大差回転数ＮＰＭＡＸ未満となるエンジン回転数ＮＥの範囲の最大値ＭＡＸに設定されている。
【０１０７】
このように本実施形態では、エンジン１１の不具合等によりエンジン回転数ＮＥが過上昇した場合には、ピニオン差回転数ＮＰが許容最大差回転数ＮＰＭＡＸよりも低い回転数にあるうちに、エンジン１１の点火を継続したまま、燃料噴射を停止する。このときの燃焼室には、燃料噴射の停止直前に噴射した燃料が残留していることがあるが、点火は継続されているため、その残留燃料の燃焼は行われることになる。そのため、未燃の燃料がそのまま排気通路に排出されて、排気通路に設置された排気浄化用の触媒の温度が上昇したり、同触媒で処理し切れずに未燃燃料が外気放出されたり、することが避けられる。一方、ピニオン差回転数ＮＰが許容最大差回転数ＮＰＭＡＸに達するまでエンジン回転数ＮＥが上昇すると、燃料噴射に加えて点火も停止されるため、燃焼室内の残留燃料の有無に拘わらず、エンジン１１の燃焼が直ちに停止される。そのため、排気通路への未燃燃料の排出を抑えつつ、許容最大差回転数ＮＰＭＡＸを超えるピニオン差回転数ＮＰの上昇を抑制できる。
【０１０８】
なお、スロットルバルブの開固着のようなエンジントルクの低下を阻害する不具合がエンジン１１で発生している場合には、燃料噴射や点火の停止によりエンジン回転数ＮＥを低下させても、その後に燃焼を再開すれば、エンジン回転数ＮＥが上昇してしまう。よって、そうしたエンジン１１の不具合がその後も継続することが確認されている場合には、走行モードをＥＶ走行モードに切り替えて、エンジン１１を稼働しないようにしている。
【０１０９】
ところで、上述のようにエンジン１１が負荷運転されているときには、エンジン回転数ＮＥを目標エンジン回転数ＮＥ＊に維持すべく第１発電電動機１２のトルクのフィードバック制御が行われている。一方、上述のように目標エンジン回転数ＮＥ＊は、ピニオン差回転数ＮＰが許容最大差回転数ＮＰＭＡＸ以下となるエンジン回転数ＮＥの範囲の最小値ＭＩＮよりも高い回転数となるように設定されている。そのため、エンジン１１の負荷運転中には、エンジン１１に不具合が生じていても、第１発電電動機１２のトルクのフィードバック制御が適正に行われている限りは、エンジン回転数ＮＥが上記最小値ＭＩＮ未満に低下してピニオン差回転数ＮＰが許容最大差回転数ＮＰＭＡＸを超えるはない。しかしながら、エンジン１１のアイドル運転中は、アイドルスピード制御によりエンジン１１が自力で回転数を維持している。そのため、アイドル運転中には、エンジン１１に不具合が生じていると、エンジン回転数ＮＥが上記最小値ＭＩＮ未満に低下してピニオン差回転数ＮＰが許容最大差回転数ＮＰＭＡＸを超えることがある。
【０１１０】
これに対して本実施形態の車両制御装置では、エンジン１１のアイドル運転中にエンジン回転数ＮＥが第４閾値ＮＥＰ４以下に低下すると、軸トルクゼロ回転数、及び第４閾値ＮＥＰ４のうちでより大きい方の値が、アイドルスピード制御のエンジン回転数の目標値である目標アイドル回転数の値として設定される。そして、これにより、第４閾値ＮＥＰ４へのエンジン回転数ＮＥの維持が図られる。
【０１１１】
ただし、エンジン１１に不具合が生じている場合には、アイドルスピード制御ではエンジン回転数ＮＥを維持できずに、エンジン回転数ＮＥが更に低下してしまうことがある。上述のように第４閾値ＮＥＰ４は、ピニオン差回転数ＮＰが許容最大差回転数ＮＰＭＡＸ以下となるエンジン回転数ＮＥの範囲の最小値ＭＩＮよりも既定値Ｇ分高い回転数に設定されている。そのため、この時点では未だ、エンジン回転数ＮＥの多少の低下は許容できる状態にある。
【０１１２】
一方、エンジン回転数ＮＥが第３閾値ＮＥＰ３まで低下してピニオン差回転数ＮＰは許容最大差回転数ＮＰＭＡＸに達すると、エンジン回転数ＮＥを第３閾値ＮＥＰ３以上に引き上げるべく第１発電電動機１２のトルクのフィードバック制御が開始される。そのため、エンジン１１に不具合が生じており、エンジン１１の自力ではエンジン回転数ＮＥの低下を抑えられない場合にも、許容最大差回転数ＮＰＭＡＸを超えるピニオン差回転数ＮＰの上昇を抑制できる。
【０１１３】
なお、バッテリ１４の充電状態ＳＯＣの低下や第１発電電動機１２の過熱などのため、このときの第１発電電動機１２のトルクのフィードバック制御を行えない場合がある。一方、エンジン１１では、通常の運転時には、燃焼を正常に行えない量まで、すなわち失火域まで吸気量が減少すると、燃料カットを実施して、排気通路への未燃燃料の排出を抑えている。本実施形態の車両制御装置では、エンジン回転数ＮＥが第３閾値ＮＥＰ３以下に低下し、かつ第１発電電動機１２の力行運転を行えない場合、すなわち同第１発電電動機１２のトルクのフィードバック制御によりエンジン回転数ＮＥを維持できない場合には、燃料カットを禁止している。これにより、吸気量が失火域まで低下しても可能な限り燃焼を継続して、エンジン回転数ＮＥの低下を少しでも抑えるようにしている。
【０１１４】
このように本実施形態の車両制御装置では、アイドル運転中にエンジン回転数ＮＥが低下した場合には、ピニオン差回転数ＮＰが許容最大差回転数ＮＰＭＡＸよりも低い回転数にあるうちに、アイドルスピード制御を通じてエンジン１１の自力でのエンジン回転数ＮＥの維持を図るようにしている。そして、ピニオン差回転数ＮＰが許容最大差回転数ＮＰＭＡＸに達するまでエンジン回転数ＮＥが低下したときに、第１発電電動機１２のトルクアシストでエンジン回転数ＮＥを維持するようにしている。このように本実施形態では、エンジン回転数ＮＥの低下による許容最大差回転数ＮＰＭＡＸへのピニオン差回転数ＮＰの上昇を、可能な限り、電力を消費せずにエンジン１１が自力で抑えるようにしている。そのため、ピニオン差回転数ＮＰの過上昇の抑制のための電力消費の増加を抑えられる。
【０１１５】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、アイドル運転中にエンジン回転数ＮＥが第３閾値ＮＥＰ３以下となり、かつ第１発電電動機１２の力行運転が不能な状態となったときには、エンジン１１の燃料カットを禁止するようにしていたが、燃料カットの禁止以外の処理を行うようにしてもよい。
【０１１６】
・上記実施形態では、エンジントルクの低下を阻害するエンジン１１の不具合が継続することが確認されている場合には走行モードをＥＶ走行モードに切り替えていたが、そうした場合にもエンジン走行モードを継続するようにしてもよい。
【０１１７】
・アイドル運転中にも、ピニオン差回転数ＮＰが許容最大差回転数ＮＰＭＡＸに達するまでエンジン回転数ＮＥが低下する状況とならない場合などには、ピニオン保護制御ルーチンにおけるステップＳ６００以降の処理を割愛してもよい。
【０１１８】
上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
（イ）エンジンに連結されたサンギア、車輪軸に連結されたリングギア、前記サンギア及び前記リングギアの双方に噛み合わされたピニオンギアを有して発電電動機に連結されたプラネタリキャリア、の３つの回転要素を有した遊星ギア機構を備えるハイブリッド車両に適用される車両制御装置において、前記車輪軸の回転数、及び前記発電電動機の回転数に基づき、前記プラネタリキャリア上での前記ピニオンギアの回転数が既定値以下となるエンジン回転数の範囲の最大値を第１閾値として、同第１閾値よりも低いエンジン回転数を第２閾値としてそれぞれ演算するとともに、前記エンジン回転数が前記第２閾値以上となったときに前記エンジンの燃料噴射を停止し、かつ前記エンジン回転数が前記第１閾値以上となったときに前記エンジンの点火を停止するピニオン保護制御部と、を備える車両制御装置。
【０１１９】
上記車両制御装置では、ピニオンギアの回転数が上記既定値よりも低い回転数にあるうちにエンジンの点火を継続したまま、燃料噴射を停止する。このときのエンジンの燃焼室には、燃料噴射を停止する直前に噴射した燃料が残留していることがあるが、点火は継続されているため、その残留燃料の燃焼は行われることになる。そのため、未燃の燃料がそのまま排気通路に排出されて、排気通路に設置された排気浄化用の触媒の温度が上昇したり、同触媒で処理し切れずに未燃燃料が外気放出されたり、することが避けられる。一方、ピニオンギアの回転数が既定値に達するまでエンジン回転数が上昇すると、燃料噴射に加えて点火も停止されるため、燃焼室内の残留燃料の有無に拘わらず、エンジンの燃焼が直ちに停止される。そのため、排気通路への未燃燃料の排出を抑えつつ、ピニオンギアの回転数の過上昇を抑制できる。
【０１２０】
（ロ）前記ピニオン保護制御部は、前記エンジンにおいて前記エンジン回転数の過上昇を招く不具合が継続することが確認されたときに、前記エンジンの稼働を停止するとともに同エンジンの再始動を禁止する上記（イ）に記載の車両制御装置。
【０１２１】
燃料噴射や点火の停止によりエンジン回転数を低下しても、エンジン回転数の過上昇を招く不具合が継続していれば、その後に燃焼を再開するとエンジン回転数が再び上昇してしまう。よって、そうした場合には、エンジンの稼働を停止するとともに同エンジンの再始動を禁止することが望ましい。
【０１２２】
（ハ）前記エンジンは、前記エンジン回転数を目標アイドル回転数とするための吸気量のフィードバック制御であるアイドルスピード制御をアイドル運転時に実施するものであって、前記ピニオン保護制御部は、前記車輪軸の回転数、及び前記発電電動機の回転数に基づき、前記ピニオンギアの回転数が前記既定値以下となる前記エンジン回転数の範囲の最小値を第３閾値として、同第３閾値よりも高いエンジン回転数を第４閾値としてそれぞれ演算するとともに、前記エンジンのアイドル運転中に前記エンジン回転数が前記第４閾値以下となったときには前記第４閾値以上の回転数を前記目標アイドル回転数として設定し、かつ前記エンジンのアイドル運転中に前記エンジン回転数が前記第３閾値以下となったときには前記エンジン回転数が前記第３閾値を超えるように前記発電電動機の駆動制御を行う上記（イ）又は（ロ）に記載の車両制御装置。
【０１２３】
上記車両制御装置では、アイドル運転中にエンジン回転数が低下した場合には、ピニオンギアの回転数が既定値よりも低い回転数にあるうちに、アイドルスピード制御を通じてエンジンの自力でのエンジン回転数の維持を図るようにしている。そして、ピニオンギアの回転数が既定値に達するまでエンジン回転数が低下したときに、第１発電電動機の駆動制御によりエンジン回転数を維持するようにしている。このように上記車両制御装置では、エンジン回転数の低下によるピニオンギアの回転数の過上昇を、可能な限り、電力を消費せずにエンジンが自力で抑えるようにしている。そのため、ピニオンギアの回転数の過上昇の抑制のための電力消費の増加を抑えられる。
【０１２４】
（ニ）前記エンジンのアイドル運転中に前記エンジン回転数が前記第３閾値以下、かつ前記発電電動機の力行運転が不能な状態となったときには、前記エンジンの燃料カットを禁止する上記（ハ）に記載の車両制御装置。
【０１２５】
上記車両制御装置では、発電電動機の駆動制御によりエンジン回転数の低下を抑えられない状態となった場合には、本来は燃料カットが行われる状況でもエンジンの燃焼が継続されるため、エンジン回転数の低下が抑えられる。
【符号の説明】
【０１２６】
１０…ハイブリッド車両、１１…エンジン、１２…第１発電電動機、１３…第２発電電動機、１４…バッテリ、１５…サンギア、１６…リングギア、１７…プラネタリキャリア、１７Ａ…ピニオンギア、１８…遊星ギア機構、１９…カウンタドライブギア、２０…カウンタドリブンギア、２１…リダクションギア、２２…ファイナルドライブギア、２３…ファイナルドリブンギア、２４…差動機構、２５…車輪、２６…車輪軸、２７…インバータ、２９…エンジン走行禁止制御部、ピニオン保護制御部としてのパワー管理用ＥＣＵ、３０…学習制御部としてのエンジンＥＣＵ、３１…モータＥＣＵ、３２…バッテリＥＣＵ、３３…車速センサ、３４…アクセルペダルセンサ。
【図１】
2020185950.tif 000005
【図２】
2020185950.tif 000006
【図３】
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【図４】
2020185950.tif 000008
【図５】
2020185950.tif 000009
【図６】
2020185950.tif 000010
【図７】
2020185950.tif 000011
【図８】
2020185950.tif 000012
【図９】
2020185950.tif 000013
【図１０】
2020185950.tif 000014