(57)【要約】  【課題】ハイブリッドエンジンにおいて、エアコンディショナのコンプレッサが作動することにより、ハイブリッドエンジンの内燃機関のアイドル回転数が低下すると機関停止となる場合が起こり得るので、アイドリング目標回転数を高めに設定すると、燃料消費量が増加した。  【解決手段】内燃機関と電動機とを備えその一方が単独で、又はその両者が複合して駆動力を出力する複合原動機における内燃機関がアイドル運転中である場合に、アイドリング目標回転数となるように内燃機関の機関回転数を制御する複合原動機における内燃機関のアイドル回転制御方法であって、内燃機関のアイドル運転中にアイドリング目標回転数を漸次低くし、アイドリング目標回転数を漸次低くしているアイドル運転中の機関回転数が閾値を下回った場合にアイドリング目標回転数を上げるとともにそのアイドリング回転数となるように電動機を回転して機関回転数を制御する。【選択図】図２
2006347339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と電動機とを備えその一方が単独で駆動力を出力するとともに、選択的にその両者が複合して駆動力を出力する複合原動機における内燃機関がアイドル運転中である場合に、アイドリング目標回転数となるように内燃機関の機関回転数を制御する複合原動機における内燃機関のアイドル回転制御方法であって、
内燃機関のアイドル運転中にアイドリング目標回転数を漸次低くし、
アイドリング目標回転数を漸次低くしているアイドル運転中の機関回転数が閾値を下回った場合にアイドリング目標回転数を上げるとともにそのアイドリング回転数となるように電動機を回転して機関回転数を制御する複合原動機における内燃機関のアイドル回転制御方法。
【請求項２】
内燃機関のアイドル運転中にアイドリング目標回転数を漸次低くすることと機関回転数が閾値を下回った場合に電動機を回転させて機関回転数を制御することとを繰り返し、
アイドリング目標回転数を漸次低くしているアイドル運転中の内燃機関の機関回転数が閾値を下回った時のアイドリング目標回転数を記憶し、
機関回転数が閾値を下回ったことが所定回数生じた場合にアイドリング目標回転数を漸次低くすることを中止し、
記憶しているアイドリング目標回転数の平均値に設定された余裕回転数を加算して新規のアイドリング回転数を設定し、
機関回転数が設定した新規のアイドリング目標回転数となるようにアイドル運転における機関回転数を制御する請求項１記載の複合原動機における内燃機関のアイドル回転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両、特には自動車に搭載される、内燃機関と電動機とを備える複合原動機における内燃機関のアイドル回転制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関と電動機としてのモータとを備えるいわゆるハイブリッドエンジンと呼ばれるものが知られている。このようなハイブリッドエンジンの制御装置として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
【０００３】
特許文献１には、ハイブリッドエンジンの内燃機関のアイドル回転数の予期せぬ変動により運転者に違和感を与えることを抑制するために、アイドル回転数の指令値へ向けてエンジン回転数を制御するアイドル制御を実行し、車両の運転状態に基づいてアイドル回転数の目標値を演算し、アイドル回転数の指令値を目標値に向けて変更するものにおいて、例えばモータによる発電量の変化に基づいて指令値を補正する要求が生じた場合には変更禁止条件が成立したとして、指令値を変更することを禁止することによってアイドル回転数の変動を抑えるように制御する制御装置を開示してあります。
【特許文献１】特開２００４−１５０２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このようなハイブリッドエンジンにおいて、モータと組み合わされる内燃機関が小排気量である場合、エアコンディショナ（以下、エアコンと称する）などの負荷が内燃機関にかかるとアイドル回転数が急激に低下することがあるため、アイドル運転時の目標回転数を高めに設定することがある。つまり、アイドル運転時の安全を見込んで、エアコンなどが負荷となった場合に、アイドル回転数が低下しても内燃機関の停止に至らないように、無負荷の状態におけるアイドル運転にあってもあらかじめアイドル回転数が高くなるように目標回転数を高めに設定しておき、負荷がかかった場合に不具合が生じないように備えるものである。それゆえに、アイドル運転時の燃料消費量が、上記排気量を上回る排気量の内燃機関の場合に比較して、多くなる傾向にあった。
【０００５】
そしてこのような構成のものに、上述の特許文献１に記載された制御方法を適用すると、目標値つまり目標回転数は、車両の運転状態が変化しない場合は一定にされるので、アイドル回転数の指令値の変更が禁止されると、高めに設定された目標回転数により内燃機関のアイドル運転を継続することになる。この結果、燃料消費量がその高めに設定された分だけ増加し、燃費を低下させるものとなった。
【０００６】
そこで本発明は、このような不具合を解消することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明の複合原動機における内燃機関のアイドル回転制御方法は、内燃機関と電動機とを備えその一方が単独で駆動力を出力するとともに、選択的にその両者が複合して駆動力を出力する複合原動機における内燃機関がアイドル運転中である場合に、アイドリング目標回転数となるように内燃機関の機関回転数を制御する複合原動機における内燃機関のアイドル回転制御方法であって、内燃機関のアイドル運転中にアイドリング目標回転数を漸次低くし、アイドリング目標回転数を漸次低くしているアイドル運転中の内燃機関の機関回転数が閾値を下回った場合にアイドリング目標回転数を上げるとともにそのアイドリング回転数となるように電動機を回転して機関回転数を制御することを特徴とする。
【０００８】
本発明において、複合原動機を構成する内燃機関としては、火花点火式エンジン（ガソリンエンジン）及びディーゼルエンジンを含むもので、２ストローク及び４ストロークのいずれであってもよい。また、複合原動機を構成する電動機としては、直流モータ及び交流モータを含むもので、外部から機械的エネルギを入力することにより発電機としても機能するものが好ましい。
【０００９】
このような構成によれば、複合原動機の内燃機関のアイドル運転中にアイドリング目標回転数を漸次低くすることで、内燃機関のアイドル運転中の実際の機関回転数がその低くしたアイドリング目標回転数に追従して低くなる。したがって、燃料消費量がアイドル運転中の機関回転数の低下に応じて減少し、燃費を向上させることが可能になる。
【００１０】
また、そのようにアイドリング目標回転数を低くしているアイドル運転中において、実際の機関回転数が閾値を下回る運転状態になる場合には、低くしたアイドリング目標回転数を上げるとともに電動機を回転させて機関回転数を制御するので、機関回転数の変動を抑制することが可能になる。
【００１１】
アイドリング目標回転数を最適化するためには、内燃機関のアイドル運転中にアイドリング目標回転数を漸次低くすることと機関回転数が閾値を下回った場合に電動機を回転させて機関回転数を制御することとを繰り返し、アイドリング目標回転数を漸次低くしているアイドル運転中の内燃機関の機関回転数が閾値を下回った時のアイドリング目標回転数を記憶し、機関回転数が閾値を下回ったことが所定回数生じた場合にアイドリング目標回転数を漸次低くすることを中止し、記憶しているアイドリング目標回転数の平均値に設定された余裕回転数を加算して新規のアイドリング回転数を設定し、機関回転数が設定した新規のアイドリング目標回転数となるようにアイドル運転における機関回転数を制御するものが好ましい。
【００１２】
このような構成によれば、アイドリング目標回転数を低くしているアイドル運転中において、実際の機関回転数が閾値を下回る回数が所定回数となる場合に、アイドリング目標回転数を漸次低くすることを中止し、記憶しているアイドリング目標回転数の平均値に設定された余裕回転数を加算して新規のアイドリング回転数を設定することにより、アイドリング目標回転数を最適化することが可能になる。したがって、電動機を回転させる回数が低減され、電動機による電力消費を抑制することが可能になる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、以上説明したように、複合原動機の内燃機関のアイドル運転中にアイドリング目標回転数を漸次低くすることで、内燃機関のアイドル運転中の実際の機関回転数がその低くしたアイドリング目標回転数に追従して低くなり、燃料消費量がアイドル運転中の機関回転数の低下に応じて減少することで燃費を向上させることができる。
【００１４】
また、そのようにアイドリング目標回転数を低くしているアイドル運転中において、実際の機関回転数が閾値を下回る運転状態になる場合には、低くしたアイドリング目標回転数を上げるとともに電動機を回転させて機関回転数を制御するので、機関回転数の変動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１６】
この実施形態における複合原動機すなわちハイブリッドエンジン１が搭載される車両車両である自動車１００は、ハイブリッドエンジン１の出力つまり駆動力により回転駆動される車輪２及び駆動されない車輪３を備えるとともに、電源としてのバッテリ４、ハイブリッドエンジン１の回転を制御するためのエンジン用電子制御装置５、モータコントローラ６及び車両用電子制御装置７を備えている。
【００１７】
ハイブリッドエンジン１は、内燃機関としてのエンジン１１と、原動機としてのモータ１２と、遊星歯車を備える動力分割機構１３とエンジン１１のスタータ１４とを備えている。ハイブリッドエンジン１は、動力分割機構１３によって、エンジン１１とモータ１２との一方が単独で駆動力を出力するとともに、選択的にその両者が複合して車輪２に駆動力を出力するものである。このようなハイブリッドエンジン１自体は、例えば自動車用として知られているものであってよい。
【００１８】
エンジン１１は、ハイブリッドエンジン１を搭載していない通常の自動車に搭載される通常の例えばガソリンを燃料とする火花点火式のものと同じ構成であってよく、例えば燃料噴射弁を備えて、吸気管圧力またはスロットルバルブのスロットル開度と機関回転数つまりエンジン回転数と基づいて基本燃料噴射量を決定し、その時の運転状態に応じて基本燃料噴射量を補正して最終の燃料噴射量を決定し、決定した燃料噴射量の燃料を燃料噴射弁から吸気ポートまたは燃焼室内（筒内）に噴射する構成のものであってよい。そして、アイドル回転数制御を行うために、スロットルバルブを迂回するバイパス通路に空気流量制御弁を取り付けてあり、その弁開度を制御することにより吸入空気量を調整してアイドル運転中のエンジン回転数であるアイドル回転数を制御するように構成してある。
【００１９】
モータ１２は、例えば三相交流のもので、後述するモータコントローラ６によりその回転数が制御されるとともに、自動車１００が減速もしくは制動走行をしている際には動力分割機構１３を介して車輪３からの機械的エネルギが入力されて発電機として機能するものである。そして、モータ１２が発電機として機能した場合には、発電した電力がモータコントローラ６を介してバッテリ４に充電される。
【００２０】
このような構成のハイブリッドエンジン１は、エンジン１１の運転状態を制御するエンジン用電子制御装置５、モータコントローラ６及び車両用電子制御装置７によりその運転状態が制御されるものである。エンジン用電子制御装置５及び車両用電子制御装置７は、中央演算処理装置、記憶装置、入力インターフェース及び出力インターフェースを具備してなるマイクロコンピュータシステムを主体に構成されており、そのハードウェアの構成についてはこの分野でよく知られているものを使用することができる。モータコントローラ６は、バッテリ４から出力される直流を交流に変換してモータ１２に出力するとともに、その逆に発電機として作動しているモータ１２から出力される交流を直流に変換してバッテリ４に出力するインバータを主たる構成とするものである。
【００２１】
なお、車両には、エアコンのコンプレッサをはじめとするハイブリッドエンジン１特にはエンジン１１に対して負荷となる補機類（カーステレオ、パワーステアリング、パワーウィンドウ、ワイパ、ヘッドライトなどの照明類など）が装備してある。このような補機類がエンジン１１のアイドル運転時に作動した場合は、その負荷の大きさに応じてモータ１２を回転させてアイドル回転数が降下しないようにアイドル回転を制御するものである。
【００２２】
エンジン用電子制御装置５の記憶装置には、アイドリング目標回転数となるようにエンジンの回転数を制御するアイドル回転制御において、エンジンのアイドル運転中にアイドリング目標回転数を漸次低くし、アイドリング目標回転数を漸次低くしているアイドル運転中のエンジン回転数（アイドル回転数）が閾値を下回った場合にアイドリング目標回転数を上げるとともにそのアイドリング回転数となるようにモータを回転してアイドル回転数を制御するアイドル回転制御プログラムが格納してある。
【００２３】
また、この実施形態におけるアイドル回転制御プログラムにあっては、アイドリング目標回転数を漸次低くしているアイドル運転中のアイドル回転数が閾値を下回った時のアイドリング目標回転数を記憶し、アイドル回転数が閾値を下回ったことが所定回数生じた場合にアイドリング目標回転数を漸次低くすることを中止し、記憶しているアイドリング目標回転数の平均値に設定された余裕回転数を加算して新規のアイドリング回転数を設定し、アイドル回転数が設定した新規のアイドリング目標回転数となるようにアイドル運転におけるアイドル回転数を制御するように構成されている。
【００２４】
図２及び図３は、アイドル回転制御プログラムの概略を示すフローチャートである。なお、アイドル回転制御においては、基本となるアイドリング目標回転数が設定してあり、エンジン１１がアイドル運転中においてはアイドリング目標回転数に近似するようにエンジン１１の実際のアイドル回転数を制御するものである。
【００２５】
なお、アイドル回転制御プログラムの実行によりアイドル回転制御とは別に、エアコンのスイッチをオン（入）の状態つまりエアコンを使用している状態で車両が停止しており、エアコンのコンプレッサが断続的にオン／オフを繰り返す状態では、コンプレッサが停止している状態から作動する時から一定時間、アイドル回転数がアイドリング目標回転数になるようにモータ１２を回転させて、モータ１２が発生するトルクによりエンジン１１のアイドル回転制御を行うものである。このような構成により、エアコンのようなエンジン１１に対して比較的大きな負荷がかかった場合に、その負荷に対応するトルクをモータ１２により負担することによりエンジン回転数の落ち込みを確実に、また迅速に防止することができる。
【００２６】
まず、ステップＳ１において、エンジン１１がアイドル運転中であるか否かを判定する。エンジン１１は、例えば発進時及び急加速時を除く通常走行時においてモータ１２の駆動力により走行している場合、あるいはモータ１２を発電機として機能させて減速（制動）走行をしている場合にアイドル運転中となる。これらの車両１００の挙動については、車両用電子制御装置７が情報を収集して、得られた情報をエンジン用電子制御装置５に伝達することにより判定する。アイドル運転中である場合はステップＳ２に移行し、アイドル運転中でない場合はこのプログラムを終了する。
【００２７】
ステップＳ２では、アイドリング目標回転数を低くする。すなわち、エンジン１１がアイドル運転中である場合に、基本となるアイドリング目標回転数から例えば設定した減算回転数だけ低くして新たなアイドリング目標回転数を設定するものである。そして、このようにアイドリング目標回転数を低くすると、アイドル回転制御によりその低くなったアイドリング目標回転数となるように、エンジン１１の実際のアイドル回転数を下げるものである。
【００２８】
次にステップＳ３では、基礎となるアイドリング目標回転数より低くなったアイドリング目標回転数に収束するようにアイドル回転数を制御した結果、アイドル回転数が設定された閾値を下回ったか否かを判定する。この閾値は、降下するように制御したアイドル回転数が急激に降下し始めるエンジン回転数よりわずかに低いエンジン回転数に対応して設定する。このように閾値を設定することにより、モータ１２により上昇させるべきエンジン回転数が低くてすむため、モータ１２を作動させる時間を短くすることができ、少ないモータ１２の消費電力量でアイドル回転数を維持することができる。
【００２９】
ステップＳ３において、アイドル回転数が閾値以上であると判定した場合は、ステップＳ２に戻る。したがって、ステップＳ２及びステップＳ３を繰り返し実行することにより、アイドリング目標回転数が漸次低くできるものである。そして、ステップＳ３において、アイドル回転数が閾値を下回った場合には、ステップＳ４（図３）に進む。
【００３０】
ステップＳ４では、この時点つまりアイドル回転数が閾値を下回った時点のアイドリング目標回転数をエンジン用電子制御装置５の記憶装置に記憶する。この後、ステップＳ５では、アイドル回転数が閾値を下回った回数を計数するカウンタ（エンジン用電子制御装置５においてソフトウェアあるいはハードウェアにより実現されるものである）をインクリメント（１を加算）する。そして、ステップＳ６では、カウンタが計数したカウント値が一定回数になったか否かを判定する。すなわち、アイドル運転中において、アイドリング目標回転数を漸次低くする制御を実施し、その結果アイドル回転数が閾値を下回る回数が一定回数となったことを検出するものである。ステップＳ６においてカウント値が一定回数になっていないと判定した場合は、ステップＳ７に進む。
【００３１】
ステップＳ７では、それまでに漸次低くしてきたアイドリング目標回転数を、アイドル回転数が閾値を下回った際に設定されていたアイドリング目標回転数より所定回転数高くして設定する。そしてこの後、ステップＳ８において、実際のアイドル回転数がアイドリング目標回転数になるように、エンジン用電子制御装置５から車両用電子制御装置７に指令が入力されモータ１２を通電して、モータ１２の駆動力により実際のアイドル回転数を上昇させる。この後、ステップＳ１に戻り、アイドル運転中である場合は、アイドリング目標回転数を漸次低くする制御を継続する。
【００３２】
一方、ステップＳ６において、カウント値が一定回数を上回ったと判定した場合には、ステップＳ９においてアイドリング目標回転数をこの時点のアイドリング目標回転数に維持する。この後、ステップＳ１０において記憶しているアイドリング目標回転数の平均値を演算する。次に、ステップＳ１１では、演算したアイドリング目標回転数の平均値に余裕回転数を加算して新規のアイドリング目標回転数を設定する。
【００３３】
このような構成において、エンジン１１のアイドル運転を実行する条件が成立してアイドル運転状態となると、図４に（Ａ）で示すように、アイドリング目標回転数を低下させ、エンジン１１の実際のアイドル回転数がその低下させたアイドリング目標回転数となるようにアイドル回転数を低下させる（ステップＳ１及びステップＳ２）。
【００３４】
このようにしてアイドリング目標回転数を低下させることにより実際のアイドル回転数を下げるので、アイドル回転数が低下しすぎないことを閾値により監視して（ステップＳ３）、アイドル回転数が閾値を下回っていなければさらにアイドリング目標回転数を低くし、閾値を下回っている場合には、この閾値を下回った時点のアイドリング目標回転数を記憶して（ステップＳ４）、この状態が一定回数生じていなければ（ステップＳ５及びステップＳ６）、アイドリング目標回転数を上げ、それに応じてアイドル回転数を上げる制御を実行する（ステップＳ７及びステップＳ８）。
【００３５】
このようにアイドル回転制御中に、アイドリング目標回転数を漸次低下させ、それに対応してエンジン１１のアイドル回転数を、エンジン１１が停止する直前のエンジン回転数まで漸次下げるので、アイドル回転制御中の燃料消費を抑制することができる。またアイドル回転数が閾値を下回った時点でモータ１２によりエンジン１１のアイドル回転数を挙げているので、エンジン１１が停止することを確実に防止することができる。
【００３６】
そして、アイドリング目標回転数を下げ、アイドル回転数を下げたアイドリング目標回転数に追従させることを繰り返し行い、その結果アイドル回転数が閾値を下回ることが一定回数生じると（ステップＳ６において「Ｙｅｓ」の判定）、アイドリング目標回転数を一定回数生じた時点のものに維持して（ステップＳ９）アイドル運転を続行する。この状態において、アイドル回転数が閾値を下回る毎に記憶したアイドリング目標回転数の平均値を演算し（ステップＳ１０）、演算したアイドリング目標回転数の平均値に余裕回転数を加算して新規のアイドリング目標回転数を設定する（ステップＳ１１）。この新規のアイドリング目標回転数は、アイドリング目標回転数を学習により得たものであり、上述のように漸次下げることを行わずに固定するのである（図４に（Ｂ）で示す）。
【００３７】
このように、アイドリング目標回転数を学習してその学習したアイドリング目標回転数に固定することにより、最適なアイドリング目標回転数が設定でき、アイドル回転数をモータ１２により上昇させる制御の回数を減じることができる。その結果、モータ１２による消費電力を低減できるので、バッテリ４の必要最低限の充電量を確保することができる。
【００３８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００３９】
例えば、交差点において信号により停車した車両の内燃機関がアイドル運転となる場合に、そのアイドル運転を停止し、その後信号が変わることにより運転者がブレーキ操作を解除した時点で内燃機関を自動的に始動する内燃機関自動始動手段（内燃機関のスタータ及びそのスタータの作動を制御する制御装置を含む）を備えるものにおいては、そのような内燃機関自動始動手段を作動させて、アイドリング目標回転数を上げた際にそのアイドリング目標回転数となるように低下したアイドル回転数を上昇させるようにするように、本発明を適用するものであってもよい。
【００４０】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態の車両の概略構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態の制御手順を示すフローチャート。
【図３】同実施形態の制御手順を示すフローチャート。
【図４】同実施形態の作用説明図。
【符号の説明】
【００４２】
１…ハイブリッドエンジン
５…エンジン用電子制御装置
６…モータコントローラ
７…車両用電子制御装置
１１…エンジン
１２…モータ
【図１】
2006347339.tif 000003
【図２】
2006347339.tif 000004
【図３】
2006347339.tif 000005
【図４】
2006347339.tif 000006