(57)【要約】【課題】燃焼騒音の悪化を防ぐことが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、排気通路から吸気通路へとＥＧＲガスを還流させる複数のＥＧＲ通路とを備えるハイブリッド車両に適用される。ハイブリッド車両の制御装置は、制御手段を有し、当該制御手段は、エンジン回転数と負荷とによって規定され、複数の領域が設定されたマップ上における、運転動作点の位置する領域に応じて、ＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ通路を決定する。マップ上には、複数の領域の境界にヒステリシス領域が設けられている。制御手段は、ヒステリシス領域において、運転動作点を移動させる運転軌跡として等燃焼騒音線に沿った運転軌跡を選択する。このようにすることで、燃焼騒音変化を小さくすることができ、ドライバに対して与える違和感を抑制することができる。【選択図】図６
2010168003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、排気通路から吸気通路へとＥＧＲガスを還流させる複数のＥＧＲ通路とを備えるハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の制御装置であって、
エンジン回転数と負荷とによって規定され、複数の領域が設定されたマップ上における、運転動作点の位置する領域に応じて、前記ＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ通路を決定する制御手段を有し、
前記マップ上には、前記複数の領域の境界にヒステリシス領域が設けられており、
前記制御手段は、前記ヒステリシス領域において、前記運転動作点を移動させる運転軌跡として等燃焼騒音線に沿った運転軌跡を選択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、複数のＥＧＲ通路間において切り換え制御を行う技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術が特許文献１に記載されている。特許文献１では、フィードバック制御の対象を、低圧ＥＧＲ調量手段から高圧ＥＧＲ調量手段に切り換える場合とその逆に切り替える場合とでヒステリシスを設ける技術が記載されている。特許文献２では、機関要求負荷に基づいて、第１のＥＧＲ弁及び第１のＥＧＲ通路と、第２のＥＧＲ弁及び第２のＥＧＲ通路とを有する内燃機関において、第１の運転領域と第２の運転領域間の運転領域の変化に対してヒステリシスを設ける技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３１５３７１号公報
【特許文献２】特開２０００−９７０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ヒステリシスが設けられた領域では、運転動作点の移動する軌跡（運転軌跡）によっては、燃焼騒音が悪化して、ドライバに違和感を与える恐れがある。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、燃焼騒音の悪化を防ぐこと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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの観点では、エンジンと、排気通路から吸気通路へとＥＧＲガスを還流させる複数のＥＧＲ通路とを備えるハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の制御装置であって、エンジン回転数と負荷とによって規定され、複数の領域が設定されたマップ上における、運転動作点の位置する領域に応じて、前記ＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ通路を決定する制御手段を有し、前記マップ上には、前記複数の領域の境界にヒステリシス領域が設けられており、前記制御手段は、前記ヒステリシス領域において、前記運転動作点を移動させる運転軌跡として等燃焼騒音線に沿った運転軌跡を選択する。
【０００７】
上記のハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、排気通路から吸気通路へとＥＧＲガスを還流させる複数のＥＧＲ通路とを備えるハイブリッド車両に適用される。ハイブリッド車両の制御装置は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）などの制御手段を有する。制御手段は、エンジン回転数と負荷とによって規定され、複数の領域が設定されたマップ上における、運転動作点の位置する領域に応じて、ＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ通路を決定する。マップ上には、複数の領域の境界にヒステリシス領域が設けられている。制御手段は、ヒステリシス領域において、運転動作点を移動させる運転軌跡として等燃焼騒音線に沿った運転軌跡を選択する。このようにすることで、燃焼騒音変化を小さくすることができ、ドライバに対して与える違和感を抑制することができる。
【発明の効果】
【０００８】
エンジンと、排気通路から吸気通路へとＥＧＲガスを還流させる複数のＥＧＲ通路とを備えるハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の制御装置であって、エンジン回転数と負荷とによって規定され、複数の領域が設定されたマップ上における、運転動作点の位置する領域に応じて、前記ＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ通路を決定する制御手段を有し、前記マップ上には、前記複数の領域の境界にヒステリシス領域が設けられており、前記制御手段は、前記ヒステリシス領域において、前記運転動作点を移動させる運転軌跡として等燃焼騒音線に沿った運転軌跡を選択する。このようにすることで、燃焼騒音変化を小さくすることができ、ドライバに対して与える違和感を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【図２】エンジンシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図３】エンジン回転数と負荷とによって規定されたマップの一例を示している。
【図４】エンジン回転数又は負荷に対するＮＯｘ又は燃費の変化を示すグラフである。
【図５】エンジン回転数又は負荷に対するＮＯｘ又は燃費率の変化を示すグラフである。
【図６】エンジン回転数と負荷とによって規定されたマップの一例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１１】
［装置構成］
まず、本発明の制御装置を適用したハイブリッド車両について、図１を参照して説明する。
【００１２】
図１は、ハイブリッド車両１００の概略構成を示す図である。ハイブリッド車両１００は、主に、エンジン（内燃機関）１と、車軸２と、車輪３と、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２と、プラネタリギヤ４と、インバータ５と、バッテリ６と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１０と、を備える。
【００１３】
車軸２は、エンジン１及び第２のモータジェネレータＭＧ２の動力を車輪３に伝達する動力伝達系の一部である。車輪３は、ハイブリッド車両１００の車輪であり、説明の簡略化のため、図１では特に左右前輪のみが表示されている。エンジン１は、ハイブリッド車両１００の主たる推進力を出力する動力源として機能する。エンジン１は、ＥＣＵ１０によって種々の制御が行われる。具体的には、ＥＣＵ１０は、エンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。
【００１４】
第１のモータジェネレータＭＧ１は、主としてバッテリ６を充電するための発電機、或いは第２のモータジェネレータＭＧ２に電力を供給するための発電機として機能するように構成されている。また、第１のモータジェネレータＭＧ１は、エンジン１を始動するための発電機として機能するように構成されている。第２のモータジェネレータＭＧ２は、主としてエンジン１の出力をアシスト（補助）する電動機として機能するように構成されている。これらのモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。プラネタリギヤ（遊星歯車機構）４は、エンジン１の出力を第１のモータジェネレータＭＧ１及び車軸２へ分配することが可能に構成され、動力分割機構として機能する。
【００１５】
インバータ５は、バッテリ６と、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２との間の電力の入出力を制御する直流交流変換機である。例えば、インバータ５は、バッテリ６から取り出した直流電力を交流電力に変換して、或いは、第１のモータジェネレータＭＧ１によって発電された交流電力をそれぞれ第２のモータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、第１のモータジェネレータＭＧ１によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ６に供給することが可能に構成されている。バッテリ６は、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を駆動するための電源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。
【００１６】
ＥＣＵ１０は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などを備える。ＥＣＵ１０は、ハイブリッド車両１００の動作全体を制御する。
【００１７】
次に、エンジン１を含むエンジンシステムの概略構成について図２を用いて説明する。図２は、エンジンシステムの概略構成を示すブロック図である。図２において、実線の矢印は吸気及び排気の流れを示し、破線の矢印は制御信号を示す。
【００１８】
図２に示すように、ハイブリッド車両１００は、エンジン１として直列４気筒のディーゼルエンジンを備える。エンジン１の各気筒は、吸気マニホールド１１及び排気マニホールド１２に接続されている。エンジン１は、各気筒に設けられた燃料噴射弁１５と、各燃料噴射弁１５に対して高圧の燃料を供給するコモンレール１４とを備え、コモンレールには不図示の燃料ポンプにより燃料が高圧状態で供給される。
【００１９】
吸気マニホールド１１に接続された吸気通路２０には、エンジン１への流入空気量（新気量）を計測するエアフローメータ２１と、スロットル弁２２と、ターボチャージャ２３のコンプレッサ２３ａと、吸気を冷却するインタークーラ２４とが設けられている。排気マニホールド１２に接続された排気通路２５には、ターボチャージャ２３のタービン２３ｂと、触媒３０が設けられている。触媒３０は、例えば、ＮＯｘを処理するＮＯｘ吸蔵還元型触媒である。
【００２０】
ハイブリッド車両１００には、排気通路２５のタービン２３ｂの上流位置と、吸気通路２０のコンプレッサ２３ａの下流位置、具体的には、インタークーラ２４の下流位置とを接続するＥＧＲ通路３１が設けられている。そのため、排気ガスの一部（ＥＧＲガス）は、排気通路２５のタービン２３ｂの上流位置から、ＥＧＲ通路３１を介して、吸気通路２０のインタークーラ２４の下流位置へと還流する。ＥＧＲガスは、エンジン１の燃焼室で燃焼済みの不活性ガス（Ｈ２Ｏ、Ｎ２、ＣＯ２等）であるため、吸気通路２０の流入空気とＥＧＲガスとが混合されることにより、エンジン１における燃焼温度は低下し、ＮＯｘの発生が低減される。このように、排気通路２５のタービン２３ｂの上流位置からＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ通路３１を「高圧ループ（ＨＰＬ）ＥＧＲ通路」と呼ぶ。高圧ループＥＧＲ通路３１には、ＥＧＲガスの量（ＥＧＲガス量）を制御するためのＥＧＲ弁３３が設けられている。高圧ループＥＧＲ通路３１は、ＥＣＵ１０からの制御信号Ｓ３によりＥＧＲ弁３３が開制御されることで動作する。
【００２１】
また、ハイブリッド車両１００には、排気通路２５のタービン２３ｂの下流位置と、吸気通路２０のコンプレッサ２３ａの上流位置とを接続するＥＧＲ通路３５が設けられている。そのため、ＥＧＲガスは、排気通路２５のタービン２３ｂの下流位置から、ＥＧＲ通路３５を介して、吸気通路２０のコンプレッサ２３ａの上流位置へも還流する。このように、ターボチャージャの下流側からＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ通路３５を「低圧ループ（ＬＰＬ）ＥＧＲ通路」と呼ぶ。低圧ループＥＧＲ通路３５には、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ３６と、ＥＧＲガス量を制御するためのＥＧＲ弁３７と、が設けられている。低圧ループＥＧＲ通路３５は、ＥＣＵ１０からの制御信号Ｓ４によりＥＧＲ弁３７が開制御されることで動作する。
【００２２】
［第１実施形態］
次に、第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御方法について説明する。
【００２３】
図３は、エンジン回転数と負荷とによって規定されたマップの一例を示している。図３に示すマップ上には、高圧ＥＧＲ領域、低圧ＥＧＲ領域が設定されている。ＥＣＵ１０は、図３に示すマップをメモリなどに有し、運転動作点が位置する領域に応じて、ＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ通路を決定する。ＥＣＵ１０は、運転動作点が高圧ＥＧＲ領域に位置する場合には、ＥＧＲ弁３３を開くとともにＥＧＲ弁３７を閉じて、高圧ループＥＧＲ通路３１にＥＧＲガスを還流させる。また、ＥＣＵ１０は、運転動作点が低圧ＥＧＲ領域に位置する場合には、ＥＧＲ弁３３を閉じるとともにＥＧＲ弁３７を開いて、低圧ループＥＧＲ通路３５にＥＧＲガスを還流させる。
【００２４】
図３に示すマップ上では、高圧ＥＧＲ領域と低圧ＥＧＲ領域との間の境界にヒステリシス領域（ヒス領域）が設定されている。運転動作点が高圧ＥＧＲ領域から移動してヒス領域に到達した場合には、ＥＣＵ１０は高圧ループＥＧＲ通路３１にＥＧＲガスを還流させたままとする。そして、ヒス領域から低圧ＥＧＲ領域に運転動作点が移動したときに、ＥＣＵ１０は低圧ループＥＧＲ通路３５にＥＧＲガスを還流させる。一方、運転動作点が低圧ＥＧＲ領域から移動してヒス領域に到達した場合には、ＥＣＵ１０は低圧ループＥＧＲ通路３５にＥＧＲガスを還流させたままとする。そして、ヒス領域から高圧ＥＧＲ領域に運転動作点が移動したときに、ＥＣＵ１０は高圧ループＥＧＲ通路３１にＥＧＲガスを還流させる。これにより、エンジン回転数や負荷が外乱により変動した場合であっても、ＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ通路が頻繁に切り替わる（ハンチング）のを防ぐことができる。
【００２５】
図４は、エンジン回転数又は負荷に対するＮＯｘ又は燃費の変化を示すグラフである。図４において、運転軌跡１、２は、ＮＯｘ又は燃費が最適となるように設定されており、ＥＣＵ１０は、運転動作点が運転軌跡１、２に沿って移動するようにエンジン１を制御する。例えば、運転動作点が高圧ＥＧＲ領域から移動してヒス領域に到達した場合には、破線矢印Ｒｐ１で示すように、運転動作点が運転軌跡１に沿って移動するようにエンジン１は制御される。一方、運転動作点が低圧ＥＧＲ領域から移動してヒス領域に到達した場合には、破線矢印Ｒｐ２で示すように、運転動作点が運転軌跡２に沿って移動するようにエンジン１は制御される。
【００２６】
ここで、図４を見ると分かるように、ヒス領域において、運転軌跡２に運転動作点が位置する場合（白丸）と比較して、運転軌跡１に運転動作点が位置する場合（黒丸）には、同じエンジン回転数又は負荷であっても、ＮＯｘの増加により排気性能が悪化、又は、燃費が悪化する。このように、ヒス領域において、運転動作点の位置する運転軌跡により排気性能又は燃費が悪化する傾向は、エンジン１が定常状態（エンジン回転数及び負荷が安定した状態）で運転される場合に、より顕著となる。
【００２７】
そこで、第１実施形態に係る制御方法では、ＥＣＵ１０は、ヒス領域において、運転動作点の位置している運転軌跡が、他の運転軌跡に位置する場合と比較して、排気性能又は燃費が悪化していると判定した場合には、当該運転動作点を位置させる運転軌跡を切り替えることとする。具体的には、ＥＣＵ１０は、現在位置している運転軌跡に沿って運転動作点をヒス領域より一度行き過ぎさせた後、他の運転軌跡に沿って運転動作点をヒス領域に戻すことで、運動動作点を位置させる運転軌跡を切り替える。例えば、図４に示す例でいうと、運転軌跡１上の黒丸で示す位置に運転動作点が位置する場合には、ＥＣＵ１０は、破線矢印Ｒｐｃで示すように、一度、現在位置している運転軌跡１に沿って運転動作点をヒス領域より行き過ぎさせ、ＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ通路を高圧ループＥＧＲ通路３１から低圧ループＥＧＲ通路３５へと切り替える。次に、ＥＣＵ１０は、運転軌跡２に沿って運転動作点をヒス領域に戻し、白丸で示す位置まで移動させる。このようにすることで、運転動作点がヒス領域に位置する場合において、排気性能又は燃費が悪化するのを防ぐことができる。なお、このようにエンジン１の出力変化をさせている間、第２のモータジェネレータＭＧ２によって駆動力が調整される。このようにすることで、エンジン１の出力変化によりドライバビリティが悪化するのを防ぐことができる。
【００２８】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係るハイブリッド車両の制御方法について説明する。
【００２９】
図５は、エンジン回転数又は負荷に対するＮＯｘ又は燃費率の変化を示すグラフである。図５では、実線のグラフ（運転軌跡１ａ、２ａ）が、エンジン回転数又は負荷に対するＮＯｘの変化を示し、一点鎖線のグラフ（運転軌跡１ｂ、２ｂ）が、エンジン回転数又は負荷に対する燃費率の変化を示している。
【００３０】
図５において、高圧ＥＧＲ領域より運転動作点がヒス領域に到達する場合には、運転動作点は運転軌跡１ａ、１ｂに沿って移動する。一方、低圧ＥＧＲ領域より運転動作点がヒス域に到達する場合には、運転動作点は運転軌跡２ａ、２ｂに沿って移動する。ここで、運転軌跡１ａ、１ｂ上における黒丸と運転軌跡２ａ、２ｂ上における白丸とは、同じエンジン回転数又は負荷となっている。
【００３１】
ヒス領域では、エンジン回転数又は負荷により、ＮＯｘ特性と燃費率特性とが相反する場合がある。図５に示す例では、運転軌跡２ａ、２ｂ上に運転動作点が位置する場合（白丸）と比較して、運転軌跡１ａ、１ｂ上に運転動作点が位置する場合（黒丸）には、ＮＯｘが減少して排気性能は向上するものの、燃費率は悪化する。一方、運転軌跡１ａ、１ｂ上に運転動作点が位置する場合（黒丸）と比較して、運転軌跡２ａ、２ｂ上に運転動作点が位置する場合（白丸）には、ＮＯｘが増加して排気性能は悪化するものの、燃費率は向上する。
【００３２】
そこで、第２実施形態に係る制御方法では、ＥＣＵ１０は、ヒス領域において、ＮＯｘ特性と燃費率特性とが相反する場合には、より影響度の大きい方を優先する運転軌跡を選択することとする。例えば、図５に示す例において、ＥＣＵ１０は、排気性能の悪化（ＮＯｘの増加）の方が燃費率の悪化よりも影響度が大きくなると判定した場合には、ヒス領域において、運転軌跡１ａ、１ｂ上に沿って運転動作点を移動させることとする。一方、ＥＣＵ１０は、燃費率の悪化の方が排気性能の悪化よりも影響度が大きくなると判定した場合には、ヒス領域において、運転軌跡２ａ、２ｂ上に沿って運転動作点を移動させることとする。ここで、どのように、影響度の大きい方を判定するかについては、ＮＯｘと燃費率とのマップを基に決定するとしても良いし、又は、適合値を算出して、エンジン回転数又は負荷に対し、ＮＯｘ又は燃費率のうち、どちらを優先するかを予め決めておくとしても良い。なお、判定結果により、運転軌跡１ａ、１ｂと運転軌跡２ａ、２ｂとの間で、運転動作点を位置させる運転軌跡を切り替える場合には、第１実施形態で述べた制御方法が用いられる。
【００３３】
［第３実施形態］
第１実施形態に係る制御方法では、ＥＣＵ１０は、ヒス領域において、排気性能や燃費が最適となるように、運転動作点を移動させる運転軌跡を選択していた。しかし、このとき、運転動作点の運転軌跡をドライバの意思とは無関係に決定するため、ドライバに対し違和感を与える可能性がある。
【００３４】
図６は、エンジン回転数と負荷とによって規定されたマップの一例を示している。図６において、破線は等燃焼騒音線を示している。
【００３５】
第３実施形態に係る制御方法では、ＥＣＵ１０は、エンジン回転数と負荷とによって規定されたマップ上のヒス領域において、運転動作点を移動させる場合には、運転軌跡Ａｐ、Ｂｐに示すように、当該運転動作点を等燃焼騒音線に沿って移動させることとする。このようにすることで、運転動作点が等燃焼騒音線を横切る場合と比較して、燃焼騒音変化を小さくすることができる。ただし、ＥＣＵ１０は、運転軌跡Ｃｐ１に示すように、運転軌跡が比較的長くなる場合には、運転動作点の目標動作点への到達時間を短くすることを優先して、等燃焼騒音線を横切る運転軌跡Ｃｐ２を選択することとする。なお、どちらを優先するかについては、エンジン回転数と負荷とによって規定されたマップ上における運転軌跡の長さに応じて、適合値として予め決められる。以上に述べたようにすることで、燃焼騒音変化の少ない運転軌跡を選択可能となり、燃焼騒音変化を小さくすることができ、ドライバに対して与える違和感を抑制することができる。
【００３６】
なお、上述の各実施形態では、２つのＥＧＲ通路を用いる例について述べたが、これに限られるものではない。３つ以上のＥＧＲ通路を用いる場合についても本発明を適用可能なのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３７】
１  エンジン
１０  ＥＣＵ
２３  吸気通路
２４  排気通路
３１  高圧ループＥＧＲ通路
３５  低圧ループＥＧＲ通路
【図１】
2010168003.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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