(57)【要約】【課題】ドライバビリティの改善が可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。【解決手段】内燃機関および電動機を駆動源とするハイブリッド車両の制御装置であって、前記内燃機関の燃焼状態を取得する燃焼状態取得部と、前記内燃機関の複数の運転状態ごとに、前記燃焼状態が異常となる回数を計測する計測部と、前記複数の運転状態のうち第１運転状態において前記回数が所定の回数以上となった場合、前記内燃機関が前記第１運転状態で駆動することを抑制し、かつ前記電動機による駆動を実施する駆動制御部と、を具備するハイブリッド車両の制御装置。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関および電動機を駆動源とするハイブリッド車両の制御装置であって、
前記内燃機関の燃焼状態を取得する燃焼状態取得部と、
前記内燃機関の複数の運転状態ごとに、前記燃焼状態が異常となる回数を計測する計測部と、
前記複数の運転状態のうち第１運転状態において前記回数が所定の回数以上となった場合、前記内燃機関が前記第１運転状態で駆動することを抑制し、かつ前記電動機による駆動を実施する駆動制御部と、を具備するハイブリッド車両の制御装置。
【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の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関および電動機の少なくとも一方から得られる動力により走行するハイブリッド車両において、内燃機関の回転数に基づいて内燃機関の失火を検出する技術が開発されている（特許文献１など）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１９４１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
失火、または不安定燃焼など異常な状態で内燃機関を運転するとドライバビリティが悪化する。そこでドライバビリティの改善が可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的は、内燃機関および電動機を駆動源とするハイブリッド車両の制御装置であって、前記内燃機関の燃焼状態を取得する燃焼状態取得部と、前記内燃機関の複数の運転状態ごとに、前記燃焼状態が異常となる回数を計測する計測部と、前記複数の運転状態のうち第１運転状態において前記回数が所定の回数以上となった場合、前記内燃機関が前記第１運転状態で駆動することを抑制し、かつ前記電動機による駆動を実施する駆動制御部と、を具備するハイブリッド車両の制御装置によって達成できる。
【発明の効果】
【０００６】
ドライバビリティの改善が可能なハイブリッド車両の制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１はハイブリッド車両を例示する模式図である。
【図２】図２は内燃機関を例示する模式図である。
【図３】図３は回転数と負荷とから定まる領域を例示する模式図である。
【図４】図４はＥＣＵが実行する制御を例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本実施形態の内燃機関の制御装置について説明する。制御装置はハイブリッド車両に適用される。
【０００９】
（ハイブリッド車両）
図１はハイブリッド車両１を例示する模式図である。図１に示すように、ハイブリッド車両１はハイブリッドシステム９および内燃機関１０（エンジン）を搭載し、駆動輪１ａおよび１ｂを有する。ハイブリッド車両１は、バッテリ２が外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド車両でもよい。内燃機関１０は例えばガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンなどであり、燃料を燃焼させて動力を発生させる。
【００１０】
（ハイブリッドシステム）
ハイブリッドシステム９は、バッテリ２、インバータ３、モータジェネレータ（ＭＧ：Motor Generator）４および５、動力分割機構６、リダクションギヤ７および減速機８を含む。ＭＧ４および５は、モータ機能（力行）および発電機能（回生）を有し、インバータ３を介してバッテリ２に接続されている。
【００１１】
動力分割機構６は例えばサンギヤ、プラネタリギヤおよびリングギヤを含む遊星歯車から構成され、内燃機関１０およびＭＧ４に連結され、かつ減速機８を介して駆動輪１ａに連結されている。内燃機関１０が出力する動力は、動力分割機構６により駆動輪１ａ側とＭＧ４側とに分割して伝達される。リダクションギヤ７はＭＧ５に連結され、減速機８を介して駆動輪１ａに連結されている。ＭＧ５が出力する動力はリダクションギヤ７および減速機８を介して駆動輪１ａに伝達される。
【００１２】
バッテリ２が放電する直流電力はインバータ３により交流電力に変換され、ＭＧ４または５に供給される。バッテリ２の充電に際しては、ＭＧ４または５が発電する交流電力はインバータ３により直流電力に変換され、バッテリ２に供給される。バッテリ２には電力の昇圧および降圧を行うコンバータが接続されてもよい。
【００１３】
ＥＣＵ（Electric Control Unit）５０（制御装置）は内燃機関１０およびハイブリッドシステム９を制御する。詳しくは後述する。
【００１４】
（内燃機関）
図２は内燃機関１０を例示する模式図である。図２に示すように、内燃機関１０のエンジン本体１０ａはシリンダヘッド１１とシリンダブロック１２とを有する。シリンダブロック１２の内部には、ピストン１４、コンロッド１５、およびクランクシャフト１６が収納されている。シリンダヘッド１１、シリンダブロック１２およびピストン１４により、エンジン本体１０ａの内部に燃焼室１３が形成される。ピストン１４はコンロッド１５によりクランクシャフト１６に連結されている。シリンダブロック１２に設けられたクランク角センサ１９はエンジンのクランク角を検出する。シリンダブロック１２には燃焼室１３を囲むウォータジャケット１７が設けられ、ウォータジャケット１７内に冷却水が貯留される。
【００１５】
シリンダヘッド１１には、燃料噴射弁３０、点火プラグ１８、吸気バルブ２６および排気バルブ２７が設けられ、吸気経路２０および排気経路２１が接続されている。不図示のカムシャフトが回転することにより、吸気バルブ２６および排気バルブ２７が開閉する。
【００１６】
吸気経路２０には、上流側から下流側にかけて、エアクリーナ２２、吸気温センサ３２、エアフローメータ２３、スロットルバルブ２４が設けられている。エアクリーナ２２は外部から流入する空気から粉塵などを除去する。吸気温センサ３２は吸気の温度を測定する。エアフローメータ２３は吸入空気量（吸気量）を取得する。スロットルバルブ２４はモータ４２により駆動し、吸入空気量を調節する。スロットルセンサ４０はスロットルバルブ２４の開度を検出する。
【００１７】
吸気バルブ２６が開くことで、空気は吸気経路２０から燃焼室１３へと導入される。燃料噴射弁３０から噴射された燃料と空気とは混合気を形成し、ピストン１４で圧縮され、点火プラグ１８は混合気に点火する。点火によりピストン１４は燃焼室１３内を上下に往復運動し、クランクシャフト１６が回転する。燃焼後の排気は排気経路２１から排出される。
【００１８】
排気経路２１には触媒２５および空燃比センサ２８が設けられている。触媒２５は例えば三元触媒であり、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等の触媒金属を含み、酸素吸蔵能を有し、ＮＯｘ、ＨＣおよびＣＯを浄化する。空燃比センサ２８は空燃比を検出する。
【００１９】
ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）などの記憶装置等を備え、ＲＯＭや記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより各種制御を行う。
【００２０】
ＥＣＵ５０は、クランク角センサ１９、点火プラグ１８、エアフローメータ２３、モータ４２、スロットルセンサ４０、空燃比センサ２８、燃料噴射弁３０と電気的に接続されている。ＥＣＵ５０はエアフローメータ２３から吸気量を、スロットルセンサ４０からスロットルバルブ２４の開度を、空燃比センサ２８から空燃比を、それぞれ取得する。ＥＣＵ５０はクランク角センサ１９が検出するクランク角に基づいて内燃機関１０の回転数を算出する。また、ＥＣＵ５０は、点火プラグ１８の点火時期、スロットルバルブ２４の開度、燃料噴射弁３０からの燃料噴射のタイミングなどを制御する。
【００２１】
内燃機関１０の燃焼状態は、例えば回転数、および負荷（吸気量）などに応じて変化し、燃焼不安定状態または失火などの異常が発生することがある。内燃機関１０が異常の状態にあるとドライバビリティが悪化する。また、未燃ガスが燃焼室１３から排気経路２１に流出し、触媒温度が上昇することで触媒２５が劣化してしまう。本実施形態では、失火などの発生回数を計測し、回数の多い条件における内燃機関の駆動を回避し、ハイブリッドシステム９を用いたモータアシストにより、ハイブリッド車両１を走行する。すなわち、ＥＣＵ５０は、内燃機関１０における燃焼状態を取得する燃焼状態取得部、燃焼状態が異常となる回数を計測する計測部、内燃機関１０およびＭＧ５の駆動を制御する駆動制御部として機能する。
【００２２】
図３は回転数と負荷とから定まる領域を例示する模式図である。横軸は内燃機関１０の回転数であり、縦軸は負荷である。図３に示すように、回転数はＲ１、Ｒ２、Ｒ３の順で大きくなり、負荷はＬ１、Ｌ２、Ｌ３の順で大きくなる。
【００２３】
回転数がＲ１未満かつ負荷がＬ１未満の領域を領域Ａ１、回転数がＲ１以上Ｒ２未満かつ負荷がＬ１未満の領域を領域Ａ２、回転数がＲ２以上Ｒ３未満かつ負荷がＬ１未満の領域を領域Ａ３とする。回転数がＲ１未満かつ負荷がＬ１以上Ｌ２未満の領域を領域Ａ４、回転数がＲ１以上Ｒ２未満かつ負荷がＬ１以上Ｌ２未満の領域を領域Ａ５、回転数がＲ２以上Ｒ３未満かつ負荷がＬ１以上Ｌ２未満の領域を領域Ａ６とする。同様に、負荷および回転数に基づいて領域Ａ７、Ａ８およびＡ９を区画する。ＥＣＵ５０は、Ｒ１〜Ｒ３、Ｌ１〜Ｌ３および領域Ａ１〜Ａ９を記憶する。ここでは９個の領域を定義したが、９個未満の領域または１０個以上の領域が定められてもよい。
【００２４】
図４はＥＣＵ５０が実行する制御を例示するフローチャートである。ＥＣＵ５０は、回転数の変動（回転変動）を取得し、内燃機関１０に失火または不安定燃焼などの異常が発生しているか否かを判定する（ステップＳ１０）。異常の判定は回転変動に基づきＥＣＵ５０が行う。例えば回転変動が所定値以上であり、かつ回転変動の変動パターン（波形）が失火または不安定燃焼時の波形と合致する場合、異常状態と判定され、回転変動または波形がそれ以外ならば失火ではないと判定される。
【００２５】
ステップＳ１０で否定判定（Ｎｏ）の場合、制御は終了する。肯定判定（Ｙｅｓ）の場合、ＥＣＵ５０は失火などが発生したときの回転数および負荷を記憶する（ステップＳ１２）。具体的に、ＥＣＵ５０は、クランク角センサ１９が検出するクランク角から回転数を取得し、エアフロ―メータ２３から吸気量（負荷）を取得し、これらを記憶する。
【００２６】
ＥＣＵ５０は、回転数および負荷から領域を選択し、当該領域のカウンタｋをカウントアップする（ステップＳ１４）。ＥＣＵ５０は、カウンタｋが閾値ｋｔｈ以上であるか否か判定する（ステップＳ１６）。否定判定の場合、ＥＣＵ５０はステップＳ１０に戻る。肯定判定の場合、ＥＣＵ５０は、当該領域における内燃機関１０の稼働率を低下させ、ハイブリッドシステム９によるモータアシストを行う（ステップＳ１８）。その後、制御は終了する。
【００２７】
一例として、図３の領域Ａ１〜Ａ９のうち領域Ａ９に対応するカウンタｋ９がｋｔｈ以上であり、他の領域Ａ１〜Ａ８に対応するカウンタｋ１〜ｋ８は閾値ｋｔｈ未満とする。ＥＣＵ５０は、モータ４２を用いてスロットルバルブ２４の開度、点火時期、燃料噴射タイミングおよび噴射量などを制御することで、負荷および回転数を調整する。これにより、内燃機関１０を領域Ａ９では運転させず、例えば領域Ａ１〜Ａ８いずれかの領域で運転させる。この場合、ドライバの要求する駆動力に対して内燃機関１０の駆動力が不足することがある。そこでＥＣＵ５０はハイブリッドシステム９のＭＧ５などから駆動力を発生させ、モータアシストを行う。これにより、失火などの頻度が高い領域で内燃機関１０を駆動させず、かつドライバの要求に応じた駆動力を得ることができる。
【００２８】
本実施形態によれば、ＥＣＵ５０は、失火および不安定燃焼が発生する回数（カウンタ）を計測し、カウンタｋが閾値ｋｔｈ以上となる回転数および負荷で内燃機関１０が駆動することを抑制する。さらにＥＣＵ５０は、ＭＧ５を駆動させ、駆動力へのモータアシストを行う。これにより失火および不安定燃焼が抑制され、かつ高い駆動力が得られる。この結果、ドライバビリティの悪化が抑制される。また、未燃焼ガスの触媒２５への流入が抑制されるため、昇温による触媒２５の劣化が抑制される。
【００２９】
ＥＣＵ５０は、例えば領域Ａ９に対応するカウンタｋ９がｋｔｈ以上になると内燃機関１０が領域Ａ９で駆動することを禁止したが、領域Ａ９で駆動する頻度を減少させてもよい。また、ＥＣＵ５０は、内燃機関１０を領域Ａ９よりも低負荷または低回転数の領域Ａ１〜Ａ８で駆動させるとしたが、領域Ａ９より高負荷または高回転数の領域で駆動させてもよい。
【００３０】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１                  ハイブリッド車両
１ａ、１ｂ          駆動輪
２                  バッテリ
４、５              ＭＧ
６                  動力分割機構
７                  リダクションギヤ
８                  減速機
９                  ハイブリッドシステム
１０                内燃機関
１０ａ              エンジン本体
１１                シリンダヘッド
１２                シリンダブロック
１４                ピストン
１５                コンロッド
１６                クランクシャフト
１７                ウォータジャケット
１８                点火プラグ
１９                クランク角センサ
２０                吸気経路
２１                排気経路
２２                エアクリーナ
２３                エアフローメータ
２４                スロットルバルブ
２５                触媒
２６                吸気バルブ
２７                排気バルブ
２８                空燃比センサ
３０                燃料噴射弁
３２                吸気温センサ
４０                スロットルセンサ
４２                モータ
５０                ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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