(57)【要約】【課題】  ハイブリッド車両において効率が局所的に低い領域でも内燃機関を効率良く動作させる。【解決手段】  ハイブリッドシステム１０において、トルク算出部１００ｂはモータジェネレータＭＧ１のトルク反力からエンジン２００のトルクを算出する。また、燃費率算出部１００ｃは、係る算出されたエンジントルクと、燃料噴射量及びエンジン回転数とに基づいて、エンジン２００における瞬間的な燃料消費率を算出する。動作線更新部１００ｄは、この算出された燃料消費率に基づいて動作点学習処理を実行し動作線を更新する。動作点設定部１００ｆは、この動作線上でエンジン２００の効率が局所的に低い領域がある場合には、係る領域内においては、要求出力に対応した動作点と、要求出力が維持されるように切換え制御される二つの動作点とのうち効率が高い方を動作点として設定する。【選択図】  図１
2006170052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源としてモータジェネレータ及び内燃機関を備えるハイブリッド車両において、前記内燃機関を制御するハイブリッド車両の内燃機関制御装置であって、
前記内燃機関のトルクを特定するトルク特定手段と、
該特定されたトルク、前記内燃機関の回転数及び前記内燃機関における燃料噴射量に基づいて、前記内燃機関における瞬間的な燃料消費率を算出する燃料消費率算出手段と、
該算出された燃料消費率に基づいて、前記トルク及び前記回転数を夫々第１軸及び第２軸とする座標平面上で予め設定された動作線の更新を行う動作線更新手段と、
前記動作線上で前記内燃機関の動作点を設定する動作点設定手段と、
前記内燃機関の動作状態を前記設定された動作点に従って制御する制御手段と
を具備し、
前記動作点設定手段は、前記動作点として設定すべき前記動作線上の点が、前記動作線上で前記内燃機関の効率が局所的に低い領域に存在する場合に、（i）前記設定すべき点を前記動作点として設定する第１設定処理並びに（ii）前記動作線上で前記設定すべき点を含む所定の範囲において前記設定すべき点に対し低出力側である第１領域から選択した第１動作点及び前記設定すべき点に対し高出力側である第２領域から選択した第２動作点を前記要求される出力が維持されるように交互に前記動作点として設定する第２設定処理のうち、前記効率が高い方の処理を行う
ことを特徴とするハイブリッド車両の内燃機関制御装置。
【請求項２】
前記所定の範囲は、前記モータジェネレータに電源を供給するバッテリの充放電特性に基づいて規定される
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の内燃機関制御装置。
【請求項３】
前記動作点設定手段は、前記第１及び第２領域各々において前記効率が最も高い動作点を前記第１及び第２動作点として選択する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の内燃機関制御装置。
【請求項４】
前記動作点設定手段は、前記ハイブリッド車両の速度が所定速度未満である期間及び前記内燃機関の出力が所定出力値未満である期間において前記第２設定処理を禁止する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の内燃機関制御装置。
【請求項５】
動力源としてモータジェネレータ及び内燃機関を備えるハイブリッド車両において、前記内燃機関を制御するハイブリッド車両の内燃機関制御装置であって、
前記内燃機関のトルクを特定するトルク特定手段と、
該特定されたトルク、前記内燃機関の回転数及び前記内燃機関における燃料噴射量に基づいて、前記内燃機関における瞬間的な燃料消費率を算出する燃料消費率算出手段と、
該算出された燃料消費率に基づいて、前記トルク及び前記回転数を夫々第１軸及び第２軸とする座標平面上で予め設定された動作線の更新を行う動作線更新手段と、
前記動作線上で前記内燃機関の動作点を設定する動作点設定手段と、
前記内燃機関の動作状態を前記設定された動作点に従って制御する制御手段と
を具備し、
前記動作点設定手段は、前記動作点として設定すべき前記動作線上の点が、前記動作線上で前記内燃機関の効率が局所的に低い領域に存在する場合に、前記動作線上で前記設定すべき点を含む所定の範囲において前記設定すべき点に対し低出力側である第１領域から選択した第１動作点及び前記設定すべき点に対し高出力側である第２領域から選択した第２動作点を前記要求される出力が維持されるように交互に前記動作点として設定する
ことを特徴とするハイブリッド車両の内燃機関制御装置。
【請求項６】
動力源としてモータジェネレータ及び内燃機関を備えるハイブリッド車両において、前記内燃機関を制御するハイブリッド車両の内燃機関制御方法であって、
前記内燃機関のトルクを特定するトルク特定工程と、
該特定されたトルク、前記内燃機関の回転数及び前記内燃機関における燃料噴射量に基づいて、前記内燃機関における瞬間的な燃料消費率を算出する燃料消費率算出工程と、
該算出された燃料消費率に基づいて、前記トルク及び前記回転数を夫々第１軸及び第２軸とする座標平面上で予め設定された動作線の更新を行う動作線更新工程と、
前記動作線上で前記内燃機関の動作点を設定する動作点設定工程と、
前記内燃機関の動作状態を前記設定された動作点に従って制御する制御工程と
を具備し、
前記動作点設定工程は、前記動作点として設定すべき前記動作線上の点が、前記動作線上で前記内燃機関の効率が局所的に低い領域に存在する場合に、（i）前記設定すべき点を前記動作点として設定する第１設定処理並びに（ii）前記動作線上で前記設定すべき点を含む所定の範囲において前記設定すべき点に対し低出力側である第１領域から選択した第１動作点及び前記設定すべき点に対し高出力側である第２領域から選択した第２動作点を前記要求される出力が維持されるように交互に前記動作点として設定する第２設定処理のうち、前記効率が高い方の処理を行う
ことを特徴とするハイブリッド車両の内燃機関制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源として内燃機関及びモータジェネレータを備えるハイブリッド車両において内燃機関の動作状態を制御する、ハイブリッド車両の内燃機関制御装置及び方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として、特許文献１に開示された車両の駆動力制御装置（以下、「従来の技術」と称する）がある。従来の技術によれば、ハイブリッド車において、予め設定された最適燃費線に基づいてエンジンの動作状態が制御されるため、目標となるエンジン回転数に応じて、燃料消費率が最小となるようなエンジントルクを求めることが可能であるとされている。
【０００３】
尚、ハイブリッド車において、駆動パワー要求値に対し、予め記憶されたエンジン特性マップより最適効率点となる動作点を取得し、この動作点が維持されるようにスロットル開度を制御する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、ハイブリッド車において、消費電力と蓄電状態とに基づいて、運転領域全体でエンジンの燃料消費率が最小となるように内燃機関及び電動機の動作状態を制御する技術も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
更に、ディーゼルエンジンにおいて、燃料の噴射量と走行距離から瞬間的な燃料消費率を算出する技術も提案されている（例えば、特許文献４又は５参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１７９３７１号公報
【特許文献２】特開平１０−９８８０３号公報
【特許文献３】特開２００２−１７１６０４号公報
【特許文献４】特開平８−３３４０５２号公報
【特許文献５】特開平８−３３４０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
内燃機関における最適燃費線は、例えば大気圧や湿度などの環境条件によって変化する。然るに、従来の技術においてはこのような変化が考慮されていない為、予め設定された最適燃費線に基づいて燃料消費率が最小となるように内燃機関を動作させても、効率が相対的に劣化し燃料が無駄に消費されることがある。
【０００８】
一方、例え最適燃費線が正しいものであったとしても、最適燃費線上の点の中に、内燃機関の効率が局所的に低い点がある場合には、係る点で内燃機関を動作させると、効率がもともと悪い領域であるが故に燃料が無駄に消費されることがある。
【０００９】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、ハイブリッド車両において、内燃機関を効率良く動作させ得るハイブリッド車両の内燃機関制御装置及び方法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】
【００１０】
上述した課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置は、動力源としてモータジェネレータ及び内燃機関を備えるハイブリッド車両において、前記内燃機関を制御するハイブリッド車両の内燃機関制御装置であって、前記内燃機関のトルクを特定するトルク特定手段と、該特定されたトルク、前記内燃機関の回転数及び前記内燃機関における燃料噴射量に基づいて、前記内燃機関における瞬間的な燃料消費率を算出する燃料消費率算出手段と、該算出された燃料消費率に基づいて、前記トルク及び前記回転数を夫々第１軸及び第２軸とする座標平面上で予め設定された動作線の更新を行う動作線更新手段と、前記動作線上で前記内燃機関の動作点を設定する動作点設定手段と、前記内燃機関の動作状態を前記設定された動作点に従って制御する制御手段とを具備し、前記動作点設定手段は、前記動作点として設定すべき前記動作線上の点が、前記動作線上で前記内燃機関の効率が局所的に低い領域に存在する場合に、（i）前記設定すべき点を前記動作点として設定する第１設定処理並びに（ii）前記動作線上で前記設定すべき点を含む所定の範囲において前記設定すべき点に対し低出力側である第１領域から選択した第１動作点及び前記設定すべき点に対し高出力側である第２領域から選択した第２動作点を前記要求される出力が維持されるように交互に前記動作点として設定する第２設定処理のうち、前記効率が高い方の処理を行うことを特徴とする。
【００１１】
本発明におけるモータジェネレータは、バッテリから供給される電気エネルギを機械エネルギに変換することによって、電動機として動作する機能と、機械エネルギを電気エネルギに変換することによって、例えばバッテリ等に電力を供給する発電機として動作する機能とを有する。尚、モータジェネレータは予め、主として電動機（モータ）として使用されるモータジェネレータと、主として発電機（ジェネレータ）として使用されるモータジェネレータの二種類搭載されていてもよい。このような内燃機関とモータジェネレータとを具備する本発明に係るハイブリッド車両においては、モータジェネレータによって適宜内燃機関の動力をアシストすることが可能な所謂パラレル方式の制御が好適に行われる。
【００１２】
本発明における「内燃機関」とは、燃料の燃焼を動力に変換する機関を総称するが、好適にはガソリン、ディーゼル、ＬＰＧ等を燃料とするエンジンなどを指す。
【００１３】
内燃機関には予め動作線が設定されている。本発明においては、動作点設定手段が係る動作線上で内燃機関の動作点を設定し、制御手段が内燃機関の動作状態を係る設定された動作点によって規定される状態に制御している。ここで、本発明における「動作線」とは、内燃機関のトルク及び内燃機関の回転数を夫々第１軸及び第２軸とする座標平面上で内燃機関の動作状態を規定する線であり、予め内燃機関の出力値に対応付けられて設定された複数の動作点によって規定される、好適にはこれら複数の動作点を繋げて得られる線を表す。また、動作線を規定する個々の動作点は、好適には対応関係にある内燃機関の出力値において燃料消費率（以下、適宜「燃費率」と称する）が最小となる、即ち効率が最大となるトルクと回転数との組み合わせを表す点（燃費率最小動作点）として設定されている。通常、動作点設定手段は、この動作線上で（即ち、好適には複数の動作点の中から）、内燃機関に要求される出力に対応する動作点を動作点として設定する。
【００１４】
ここで特に、燃費率最小動作点は、例えば、大気圧、湿度、或いは内燃機関の燃料性状などに応じて若干、或いは明らかに変化する。従って、従来の技術の如く、動作線が予め設定された固定な動作線である場合、内燃機関は、燃料消費率が最小とならない動作点で使用される可能性がある。
【００１５】
そこで、本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置（以下、適宜「内燃機関制御装置」と称する）によれば、以下に説明する如く動作線の更新が可能となっている。即ち、本発明に係る内燃機関制御装置によれば、その動作時には、先ずトルク特定手段により内燃機関のトルクが特定される。更に、燃料消費率算出手段により、この特定されたトルク、内燃機関の回転数及び内燃機関の燃料噴射量に基づいて内燃機関の瞬間的な燃料消費率が算出される。
【００１６】
本発明における「トルク特定手段」とは、例えば、直接的又は間接的に内燃機関のトルクを測定又は検出する態様を有していてもよいし、これら測定又は検出されたトルクを単に電気信号として数値的に取得する態様を有していてもよいし、或いは、直接的又は間接的に測定又は検出された、トルク又はトルクとの関連性を有する何らかの物理量、電気量、又は化学量からトルクを数値演算的に算出する態様を有していてもよく、最終的に内燃機関のトルクを特定可能である限りにおいてその態様は自由に決定されてよい趣旨である。尚、直接的又は間接的にトルクを測定又は検出する際には、例えば公知である接触式又は非接触式のトルクセンサが使用されてもよい。尚、ハイブリッド車両が、ハイブリッド車両に備わるモータジェネレータによって、内燃機関のトルクを所謂トルク反力と称される形で検出することが可能に構成されている場合には、トルクセンサ等を別個に設ける必要はなく極めて効率的である。
【００１７】
本発明における「燃料消費率」とは、内燃機関における単位電力量（例えば、単位はｋＷｈ）当りの燃料噴射量を表す指標値である。また、本発明における「内燃機関の効率（又は単に効率）」とは、この燃料消費率の逆数であり、単位燃料噴射量当りの電力量を表す指標値である。従って、「効率が良い」とは燃料消費率が相対的に小さいことを表す。
【００１８】
尚、内燃機関の出力（即ち、電力）は、内燃機関のトルクと回転数との積に比例する。また、「瞬間的な」とは、予め定められた条件下において、固定又は可変である所定種類の周期毎に訪れる時刻に、或いは全く任意の時刻において燃料消費率を算出することが可能であることを表す趣旨である。
【００１９】
本発明に係る動作線更新手段は、このようにして得られる瞬間的な燃料消費率に基づいて動作線を更新することが可能に構成されている。即ち、従来固定されていた動作線（動作点）を自由に設定し直すことが可能となっているのである。この際、動作線の更新は、算出された燃料消費率を反映する限りにおいてどのように行われてもよいが、例えば、動作線を規定する動作点の燃料消費率が小さくなるように更新されるのが好適である。尚、動作点は動作線を規定するものであるから、動作点を更新することによって動作線は更新される。但し、同様に瞬間的な燃料消費率に基づいて動作線が更新され、その結果として動作点が更新されてもよい。
【００２０】
このように、本発明に係る内燃機関制御装置は、動作線を更新可能とすることによって、内燃機関を効率良く動作させることが可能となっているのである。
【００２１】
尚、ここで述べられる「動作線の更新」とは、動作線を単に変更するのみに限らず、変更された動作線を随時記憶することも含む趣旨である。このように変更された動作線を記憶することにより、動作線を常に最適な形に維持することも容易にして可能である。また、動作線の更新を行う際の判断基準である、動作点毎の燃料消費率も適当な形態で記憶される。尚、燃料消費率を記憶することによって当然ながら内燃機関の効率も記憶される。このように動作線に関する情報を記憶することによって、本発明に係る各手段は、各動作点における燃料消費率又は効率をいつでも参照することが可能となっている。
【００２２】
また、このように動作線の変更を記憶しておく期間は何ら限定されない。例えば、ハイブリッド車両が一定期間不使用状態であれば記憶内容が消去されて、再び動作点が予め設定されていた初期値に戻ってもよい。この場合には、次回ハイブリッド車両が運転される際に、その時の状況に応じて動作線が更新されることとなる。一方、動作線はハイブリッド車両の使用環境、使用目的、又は使用頻度などに適応する形で常にアクティブに更新され続けてもよい。即ち、動作線の更新を何ら行わない場合と比較して、燃料の消費量を幾らかなりとも低減し得る（効率を改善し得る）限りにおいて、動作線の更新は一時的なものであっても永続的なものであってもよい。
【００２３】
内燃機関の出力を要求通りの出力に制御するためには、内燃機関をこの適宜更新が行われる動作線上で要求される出力に対応する動作点によって規定される状態に制御すればよいが、本発明に係るハイブリッド車両においては、この要求される出力に対応する動作点以外の動作点で内燃機関を動作させても要求通りの出力を得ることが可能である。例えば、要求される出力よりも低出力側の動作点で内燃機関を動作させる場合には、モータジェネレータを電動機として機能させ、或いは主として電動機として機能させるように設定されたモータジェネレータを駆動して内燃機関の出力をアシストすることが可能であるし、要求される出力よりも高出力側の動作点で内燃機関を動作させる場合には、モータジェネレータを発電機として機能させ、或いは主として発電機として機能するように設定されたモータジェネレータを駆動して内燃機関の余剰な出力の一部をバッテリの充電に回してもよい。
【００２４】
但し、モータジェネレータによりアシストを行うにしろ充電を行うにしろ、一方の制御を連続して実行できる時間は限られているから、好適には、これら二つの動作点を適宜切り替えて、バッテリを充放電させつつ要求される出力を維持することになる。この場合、充放電を交互に切り替えることによって生じるエネルギーロスのため、内燃機関の効率は、結果的には動作線上で要求される出力に対応する動作点で内燃機関を動作させるよりも低くなることが多い。従って、内燃機関を効率良く動作させる観点から言えば、要求される出力に対応する動作点で内燃機関を動作させるのが好ましい。
【００２５】
一方で、動作線を規定する動作点各々における内燃機関の効率は一様ではない。大抵の場合、内燃機関の高出力側で効率は低下するが、例えば、動作線上で内燃機関の効率が局所的に低い領域が存在する場合がある。このような領域は、内燃機関の効率及び内燃機関の出力を夫々第１軸及び第２軸とする座標平面でこの動作線に対応する曲線（一種の動作線である）を描いた場合には、局所的に落ち込んだ領域となるが、このような領域内に存在する動作点で内燃機関を動作させた場合、元々内燃機関の効率が悪い領域であるために、必ずしも内燃機関を効率良く動作させることが可能であるとは限らない。
【００２６】
そこで、本発明に係る内燃機関制御装置においては特に、動作点設定手段が、動作点として設定すべき動作線上の点が動作線上で内燃機関の効率が局所的に低い領域に存在する場合に、第１設定処理及び第２設定処理のうち効率のよい方の処理を行うことによってこのような問題を解決している。
【００２７】
第１設定処理とは、設定すべき動作点をそのまま動作点として設定する処理であり、例えば、要求される出力に対応する動作点を動作点として設定する処理である。
【００２８】
第２設定処理とは、前述したバッテリの充放電を繰り返す処理であり、この場合、設定すべき動作点を挟んで低出力側の第１領域から第１動作点が選択され、高出力側の第２領域から第２動作点が選択され、これら動作点が、内燃機関に要求される出力が維持されるように交互に動作点として設定される。この際、第１及び第２動作点は、夫々設定すべき動作点を含む所定の範囲内で選択される。この所定の範囲は、要求される出力を維持しつつ、要求される出力に対応する動作点よりも内燃機関を効率良く動作させることが可能となるように第１及び第２動作点を選択することが可能となる範囲として予め設定されている。また、この所定の範囲は、実験的、経験的、或いはシミュレーションなどの手法により決定されていてもよい。また、第１及び第２動作点は、好適には第１及び第２領域各々において最も効率の高い点である。
【００２９】
尚、このような第１及び第２領域並びに第１及び第２動作点は、無論動作線上で規定されるものであるが、相互関係が判明している限りにおいて、上述したように動作線から派生する他の曲線（一種の動作線）で規定されてもよい
尚、第１設定処理と第２設定処理との内燃機関の効率の比較は、各動作点における燃料消費率が記憶されているために容易に行うことが可能である。例えば、第２設定処理が行われる場合の内燃機関の効率は、第１動作点の燃料消費率（効率）、第２動作点の燃料消費率（効率）、モータジェネレータに電源を供給するバッテリの充放電効率、並びに第１及び第２動作点の切換え周期などに基づいて算出される。また、この切換え周期とは、動作点として設定すべき点に対する第１及び第２動作点各々の出力の差分によって決定される。例えば、設定すべき点に対し、第１動作点の方が第２動作点よりも出力差分的に離れた位置にあるならば、第１動作点で内燃機関を動作させる時間は第２動作点で内燃機関を動作させる時間よりも短くなる。このような出力の差分とは、前述した内燃機関の効率及び出力を軸とする座標平面においては、各動作点の出力に対応する軸成分の差分に相当する。
【００３０】
尚、このような動作線の形状は、動作線の更新が行われた場合に、或いは、動作線の更新が行われない場合であっても、常に動作点設定手段によって把握されている。従って、動作点設定手段は、第２設定処理を行った方が効率良く内燃機関を動作させ得る動作線上の点或いは領域を予め決定しておくことも容易にして可能であり、極めて効率的である。
【００３１】
このように、本発明に係る内燃機関制御装置は、瞬間的な燃料消費率の算出及び動作線の更新が可能であることによって、動作線上に局所的に効率の悪い領域が存在する場合であっても、内燃機関を効率良く動作させることが可能となっているのである。
【００３２】
本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置の一の態様では、前記所定の範囲は、前記モータジェネレータに電源を供給するバッテリの充放電特性に基づいて規定される。
【００３３】
この態様によれば、第１及び第２動作点を選択するための所定の範囲が、バッテリの充放電特性に基づいて規定されるので、第１及び第２動作点を効率良く選択することが可能となる。
【００３４】
本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置の他の態様では、前記動作点設定手段は、前記第１及び第２領域各々において前記効率が最も高い動作点を前記第１及び第２動作点として選択する。
【００３５】
この態様によれば、第１及び第２領域各々において最も効率が高い動作点が、第１及び第２動作点として設定される。従って、第１設定処理及び第２設定処理の相互比較を効率的且つ効果的に行うことが可能となる。
【００３６】
本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置の他の態様では、前記動作点設定手段は、前記ハイブリッド車両の速度が所定速度未満である期間及び前記内燃機関の出力が所定出力値未満である期間において前記第２設定処理を禁止する。
【００３７】
第２設定処理が行われる場合には、バッテリの充放電を繰り返すために内燃機関の回転数は周期的に或いはランダムに変化する。この場合、要求される出力に対応する動作点のみで内燃機関を動作させた場合よりも、ハイブリッド車両を運転する運転者に対する騒音や振動は大きくなる。更に、運転者は例えばアクセルペダルを一定量踏下して回転数を維持しているつもりでも頻繁に回転数の変動が伴うので違和感が生じる場合もある。このような問題は、ハイブリッド車両が低速走行中である場合や、内燃機関が低出力で動作している場合に顕著である。
【００３８】
この態様によれば、ハイブリッド車両が所定速度未満で走行中である期間及び内燃機関が所定出力値未満で動作中である期間では第２設定処理が禁止されるので、このような違和感などの発生が防止され、快適性が向上する。
【００３９】
尚、係る所定速度及び所定出力値は、ハイブリッド車両の種類及び用途に応じて予め設定されていてもよいし、運転者側である程度選択可能に構成されていてもよい。また、これら所定値は、予め実験的、経験的、或いはシミュレーションなどによって適切と考え得る値が与えられていてもよい。
【００４０】
上述した課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置は、動力源としてモータジェネレータ及び内燃機関を備えるハイブリッド車両において、前記内燃機関を制御するハイブリッド車両の内燃機関制御装置であって、前記内燃機関のトルクを特定するトルク特定手段と、該特定されたトルク、前記内燃機関の回転数及び前記内燃機関における燃料噴射量に基づいて、前記内燃機関における瞬間的な燃料消費率を算出する燃料消費率算出手段と、該算出された燃料消費率に基づいて、前記トルク及び前記回転数を夫々第１軸及び第２軸とする座標平面上で予め設定された動作線の更新を行う動作線更新手段と、前記動作線上で前記内燃機関の動作点を設定する動作点設定手段と、前記内燃機関の動作状態を前記設定された動作点に従って制御する制御手段とを具備し、前記動作点設定手段は、前記動作点として設定すべき前記動作線上の点が、前記動作線上で前記内燃機関の効率が局所的に低い領域に存在する場合に、前記動作線上で前記設定すべき点を含む所定の範囲において前記設定すべき点に対し低出力側である第１領域から選択した第１動作点及び前記設定すべき点に対し高出力側である第２領域から選択した第２動作点を前記要求される出力が維持されるように交互に前記動作点として設定することを特徴とする。
【００４１】
本発明に係る他のハイブリッド車両の内燃機関制御装置によれば、動作線上で内燃機関の効率が局所的に悪い領域においては、前述した第１設定処理が行われない。即ち、このような領域においては積極的に前述の第２設定処理が行われる。従って、効率を比較するために必要な負荷を軽減することが可能である。
【００４２】
尚、本発明に係る他のハイブリッド車両の内燃機関制御装置は、上述した本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置において、専ら、第２設定処理を選択する或いは、第１設定処理を禁止するものに対応している。
【００４３】
上述した課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御方法は、動力源としてモータジェネレータ及び内燃機関を備えるハイブリッド車両において、前記内燃機関を制御するハイブリッド車両の内燃機関制御方法であって、前記内燃機関のトルクを特定するトルク特定工程と、該特定されたトルク、前記内燃機関の回転数及び前記内燃機関における燃料噴射量に基づいて、前記内燃機関における瞬間的な燃料消費率を算出する燃料消費率算出工程と、該算出された燃料消費率に基づいて、前記トルク及び前記回転数を夫々第１軸及び第２軸とする座標平面上で予め設定された動作線の更新を行う動作線更新工程と、前記動作線上で前記内燃機関の動作点を設定する動作点設定工程と、前記内燃機関の動作状態を前記設定された動作点に従って制御する制御工程とを具備し、前記動作点設定工程は、前記動作点として設定すべき前記動作線上の点が、前記動作線上で前記内燃機関の効率が局所的に低い領域に存在する場合に、（i）前記設定すべき点を前記動作点として設定する第１設定処理並びに（ii）前記動作線上で前記設定すべき点を含む所定の範囲において前記設定すべき点に対し低出力側である第１領域から選択した第１動作点及び前記設定すべき点に対し高出力側である第２領域から選択した第２動作点を前記要求される出力が維持されるように交互に前記動作点として設定する第２設定処理のうち、前記効率が高い方の処理を行うことを特徴とする。
【００４４】
本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御方法によれば、その動作時には、上述した本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置における動作を実現する各工程により、本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置と同様の効果を得ることが可能である。
【００４５】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態により明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、図面を参照して本発明の好適な各種実施形態について説明する。
＜１：第１実施形態＞
＜１−１：実施形態の構成＞
＜１−１−１：ハイブリッドシステムの構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るハイブリッドシステム１０の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッドシステム１０のブロック図である。
【００４７】
図１において、ハイブリッドシステム１０は、制御装置１００、エンジン２００、モータジェネレータＭＧ１、モータジェネレータＭＧ２、動力分割機構３００、インバータ４００、バッテリ５００、及び車速センサ６００を備え、ハイブリッド車両２０を制御するシステムである。
【００４８】
制御装置１００は、動作状態制御部１００ａ、トルク算出部１００ｂ、燃費率算出部１００ｃ、動作線更新部１００ｄ、記憶部１００ｅ及び動作点設定部１００ｆを備えると共に、ハイブリッドシステム１０の動作全体を制御する、例えばＥＣＵ（Engine Controlling Unit）等の制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の内燃機関制御装置」の一例として機能する。
【００４９】
動作状態制御部１００ａは、エンジン２００、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２各々の動作状態を制御することが可能に構成された、本発明に係る「制御手段」の一例である。
【００５０】
トルク算出部１００ｂは、エンジン２００のトルクを算出することが可能に構成された、本発明に係る「トルク特定手段」の一例である。
【００５１】
燃費率算出部１００ｃは、エンジン２００の燃料消費率を算出することが可能に構成された、本発明に係る「燃料消費率算出手段」の一例である。
【００５２】
動作線更新部１００ｄは、記憶部１００ｅに格納される制御プログラムに従って、本発明に係る「動作線の更新」の一例たる動作点学習処理を実行することが可能に構成された、本発明に係る「動作線更新手段」の一例である。尚、動作点学習処理については後述する。
【００５３】
記憶部１００ｅは、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）などで構成された不揮発性記憶領域と、ＲＡＭ（Random Access Memory）などで構成された揮発性記憶領域を有する記憶媒体である。記憶部１００ｅにおいて、不揮発性領域には、予め定められた各種制御プログラムや、後述する制御マップなどが格納されている。また、揮発性領域には、後述する動作点学習処理が行われた際の学習結果が適宜記憶される。
【００５４】
動作点設定部１００ｆは、エンジン２００の動作点を設定することが可能に構成された本発明に係る「動作点設定手段」の一例であり、動作点設定部１００ｆによって設定された動作点に従って、動作状態制御部１００ａはエンジン２００の動作状態を制御することが可能である。
【００５５】
エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両２０の主たる動力源として機能する。尚、エンジン２００の詳細な構成については後述する。
【００５６】
モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「モータジェネレータ」の一例であり、バッテリ５００を充電するための発電機として、或いはエンジン２００の駆動力をアシストする電動機として機能するように構成されている。
【００５７】
モータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る「モータジェネレータ」の他の一例であり、エンジン２００の出力をアシストする電動機として、或いはバッテリ５００を充電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。
【００５８】
尚、これらモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータ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。但し、他の形式のモータジェネレータであっても構わない。
【００５９】
動力分割機構３００は、図示せぬサンギア、プラネタリキャリア、ピニオンギア、及びリングギアを備えた遊星歯車機構である。これら各ギアのうち、内周にあるサンギアの回転軸はモータジェネレータＭＧ１に連結されており、外周にあるリングギアの回転軸は、モータジェネレータＭＧ２に連結されている。サンギアとリングギアの中間にあるプラネタリキャリアの回転軸はエンジン２００に連結されており、エンジン２００の回転は、このプラネタリキャリアと更にピニオンギアとによって、サンギア及びリングギアに伝達され、エンジン２００の動力が２系統に分割されるように構成されている。ハイブリッド車両２０において、リングギアの回転軸は、ハイブリッド車両２０における伝達機構２１に連結されており、この伝達機構２１を介して車輪２２に駆動力が伝達される。
【００６０】
インバータ４００は、バッテリ５００から取り出した直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２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５００に供給することが可能に構成されている。
【００６１】
バッテリ５００はモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータ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。バッテリ５００には、バッテリ５００の残容量を検出するＳＯＣセンサ５１０が設置されており、制御装置１００と電気的に接続されている。
【００６２】
車速センサ６００は、ハイブリッド車両２０の速度を検出するセンサであり、制御装置１００と電気的に接続されている。
【００６３】
＜１−１−２：エンジンの詳細構成＞
次に、図２を参照して、エンジン２００の詳細な構成をその基本的な動作と共に説明する。ここに、図２は、エンジン２００の半断面システム系統図である。
【００６４】
図２において、エンジン２００は、シリンダ２０１内において点火プラグ２０２により混合気を爆発させると共に、爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクションロッド２０４を介してクランクシャフト２０５の回転運動に変換することが可能に構成されている。以下に、エンジン２００の要部構成を説明する。
【００６５】
シリンダ２０１内における燃料の燃焼に際し、外部から吸入された空気は吸気管２０６を通過し、インジェクタ２０７から噴射された燃料と混合されて前述の混合気となる。インジェクタ２０７には、燃料（ガソリン）が燃料タンク２２３からフィルタ２２４を介して供給されており、インジェクタ２０７は、この供給される燃料を、制御装置１００の制御に従って吸気管２０６内に噴射することが可能に構成されている。尚、燃料タンク２２３には、燃料残量を検出するための燃料センサ２２５が設置されている。
【００６６】
シリンダ２０１内部と吸気管２０６とは、吸気バルブ２０８の開閉によって連通状態が制御されている。シリンダ２０１内部で燃焼した混合気は排気ガスとなり吸気バルブ２０８の開閉に連動して開閉する排気バルブ２０９を通過して排気管２１０を介して排気される。
【００６７】
吸気管２０６上には、クリーナ２１１が配設されており、外部から吸入される空気が浄化される。クリーナ２１１の下流側（シリンダ側）には、エアフローメータ２１２が配設されている。エアフローメータ２１２は、ホットワイヤー式と称される形態を有しており、吸入された空気の質量流量を直接測定することが可能に構成されている。吸気管２０６には更に、吸入空気の温度を検出するための吸気温センサ２１３が設置されている。
【００６８】
吸気管２０６におけるエアフローメータ２１２の下流側には、シリンダ２０１内部への吸入空気量を調節するスロットルバルブ２１４が配設されている。このスロットルバルブ２１４には、スロットルポジションセンサ２１５が電気的に接続されており、その開度が検出可能に構成されている。更に、スロットルバルブ２１４の周囲には、運転者によるアクセルペダル２２６の踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサ２１６、及びスロットルバルブ２１４を駆動するスロットルバルブモータ２１７も配設されている。
【００６９】
クランクシャフト２０５近傍には、クランクシャフト２０５の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２１８が設置されている。クランクポジションセンサ２１８は、クランクシャフト２０５の位置を検出することが可能に構成されたセンサであり、制御部１００は、クランクポジションセンサ２１８の出力信号に基づいてピストン２０３の位置及びエンジン２００の回転数などを取得することが可能に構成されている。このピストン２０３の位置は、前述した点火プラグ２０２における点火時期の制御などに使用される。点火プラグ２０２における点火時期は、例えば、ピストン２０３の位置に対応付けられて予め設定される基本値に対し遅角又は進角制御される。
【００７０】
また、シリンダ２０１を収容するシリンダブロックには、エンジン２００のノック強度を測定することが可能なノックセンサ２１９が配設されており、係るシリンダブロック内のウォータージャケット内には、エンジン２００の冷却水温度を検出するための水温センサ２２０が配設されている。
【００７１】
排気管２１０には、三元触媒２２２が設置されている。三元触媒２２２は、エンジン２００から排出されるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を夫々浄化することが可能な触媒である。排気管２１０における三元触媒２２２の上流側には、空燃比センサ２２１が配設されている。空燃比センサ２２１は、排気管２１０から排出される排気ガスから、エンジン２００の空燃比を検出することが可能に構成されている。
【００７２】
＜１−２：実施形態の動作＞
＜１−２−１：ハイブリッドシステムの基本動作＞
図１のハイブリッドシステム１０においては、主として発電機として機能するモータジェネレータＭＧ１と、主として電動機として機能するモータジェネレータＭＧ２と、エンジン２００とのそれぞれの駆動力配分が動作状態制御部１００ａ及び動力分割機構３００により制御されてハイブリッド車両２０の走行状態が制御される。以下に、幾つかの状況に応じたハイブリッドシステム１０の動作について説明する。
【００７３】
＜１−２−１−１：始動時＞
例えば、ハイブリッド車両２０の始動時においては、バッテリ５００の電気エネルギを用いて駆動されるモータジェネレータＭＧ１が電動機として機能する。この動力によって、エンジン２００がクランキングされエンジン２００が始動する。
【００７４】
＜１−２−１−２：発進時＞
発進時には、バッテリ５００の蓄電状態に応じて２種類の態様を採り得る。バッテリ５００の蓄電状態は、ＳＯＣセンサ５１０の出力信号に基づいて動作状態制御部１００ａによって把握されている。例えば、通常の（即ち、ＳＯＣが良好な）発進時においては、モータジェネレータＭＧ１によってバッテリ５００を充電する必要は生じないため、エンジン２００は暖機のためだけに始動し、ハイブリッド車両２０は、モータジェネレータＭＧ２による駆動力により発進する。一方、蓄電状態が良好ではない（即ち、ＳＯＣが低下している）場合、エンジン２００の動力によりモータジェネレータＭＧ１が発電機として機能し、バッテリ５００が充電される。
【００７５】
＜１−２−１−３：軽負荷走行時＞
例えば、低速走行や緩やかな坂を下っている場合には、比較的エンジン２００の効率が悪い為、エンジン２００は停止され、ハイブリッド車両２０は、モータジェネレータＭＧ２による駆動力のみで走行する。尚、この際、ＳＯＣが低下していれば、エンジン２００はモータジェネレータＭＧ１を駆動するために始動し、モータジェネレータＭＧ１によりバッテリ５００の充電が行われる。
【００７６】
＜１−２−１−４：通常走行時＞
エンジン２００の効率が比較的良好な運転領域においては、ハイブリッド車両２０は主としてエンジン２００の動力によって走行する。この際、エンジン２００の動力は、動力分割機構３００によって２系統に分割され、一方は、伝達機構２１を介して車輪２２に伝達され、他方は、モータジェネレータＭＧ１を駆動して発電を行う。更に、この発電された電力により、モータジェネレータＭＧ２が駆動され、モータジェネレータＭＧ２によりエンジン２００の動力がアシストされる。尚、この際、ＳＯＣが低下している場合には、エンジン２００の出力を上昇させて、モータジェネレータＭＧ１により発電された電力の一部がバッテリ５００へ充電される。
【００７７】
＜１−２−１−５：制動時＞
減速が行われる際には、車輪２２から伝達される動力によってモータジェネレータＭＧ２を回転させ、発電機として動作させる。これにより、車輪２２の運動エネルギが電気エネルギに変換され、バッテリ５００が充電される、所謂「回生」が行われる。
【００７８】
＜１−２−２：実施形態におけるエンジンの基本制御動作＞
次に、エンジン２００の基本的な制御動作について説明する。
【００７９】
動作状態制御部１００ａは、エンジン２００に要求される出力であるエンジン要求出力を一定の周期で繰り返し演算している。動作状態制御部１００ａは、スロットルポジションセンサ２１５及び車速センサ６００の出力信号に基づいてアクセル開度と車速とを取得し、記憶部１００ｅの不揮発性領域に記録されたマップを参照してアクセル開度及び車速に対応した出力軸トルク（伝達機構２１に出力されるべきトルク）を求める。また、動作状態制御部１００ａはＳＯＣセンサ５１０の出力信号に基づいて要求発電量を求める。そして、要求発電量と各種の補機類（Ａ／Ｃやパワーステアリングなど）の要求量とを参照して出力軸トルクを補正することにより、エンジン要求出力を求める。なお、エンジン要求出力の演算方法は公知のハイブリッド車両で実行されている通りでよく、その細部は必要に応じて種々変更してよい。
【００８０】
＜１−２−３：動作点学習処理＞
＜１−２−３−１：動作線及び動作点＞
次に、図３を参照して、本発明の動作点学習処理に係る動作線及び動作点について説明する。ここに、図３は、制御マップ３０の模式図である。
【００８１】
図３において、制御マップ３０は、縦軸（即ち、本発明に係る「第１軸」の一例）にエンジン２００のトルクＴｅ、横軸（即ち、本発明に係る「第２軸」の一例）にエンジン２００の回転数Ｎｅを表してなる座標平面であり、本発明に係る「座標平面」の一例である。制御マップ３０は、予め制御装置１００の記憶部１００ｅにおける不揮発性領域に格納されている。
【００８２】
制御マップ３０上には、様々なパラメータに対するエンジントルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅとの関係を表すことが可能である。このうち、等出力線Ｐｉ（ｉ＝１，２，・・・，９）はエンジン２００の出力値を一定とした場合の、エンジントルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅとの関係線である。尚、本実施形態中においては、等出力線Ｐｉに対応するエンジン２００の出力を適宜「出力Ｐｉ」と称することとする。また、図３においては、説明の簡略化のため、等出力線は９本しか描かれていないが、実際にはより細かく設定することが可能である。
【００８３】
エンジン２００を動作させる際、動作点設定部１００ｆによって動作点が設定される。通常、動作点設定部１００ｆは、その都度求められる要求出力値に対応する等出力線上で予め設定されている動作点をエンジン２００の動作点として設定する。動作状態制御部１００ａは、この設定された動作点によって表されるエンジントルクＴｅ及びエンジン回転数Ｎｅの組み合わせとなるようにエンジン２００の動作状態を決定する。本実施形態に係る動作線とは、これら予め設定されている動作点を繋げたものとして規定される。
【００８４】
図３において、動作線Ｑは、初期値として設定された動作線であり、等出力線Ｐｉに対応する動作点Ｑｉ（ｉ＝１，２，・・・，９）によって規定されている。夫々の等出力線上において、動作点Ｑｉは、予め燃料消費率が最小となる（即ち、最も効率が高い）点に設定されており、例えば、工場出荷時などにおいて、標準的な環境条件で最適化されている。
【００８５】
しかしながら、ハイブリッド車両２０の使用条件は、画一的なものとなり得ないから、このように予め設定された動作点でエンジン２００を動作させる場合には、エンジン２００の燃費率は必ずしも最小とはならない。これは、制御マップ３０上で燃費率が等しい領域を表した等燃費率線Ｓの分布が、エンジン２００の環境条件や制御条件に応じて変化してしまうことによる。等燃費率線Ｓの分布が変化した結果、例えば、夫々の等出力線Ｐｉにおける動作点は、動作点Ｒｉ（ｉ＝１，２，・・・，９）へと変化する。その結果、エンジン２００の動作線は動作線Ｒへと変化する。
【００８６】
このような、燃費率が最小となる動作点が諸条件に応じて変化してしまう事態に対応するために、本実施形態に係るハイブリッドシステム１０においては、動作線更新部１００ｄによって動作点学習処理が行われる。この動作点学習処理により、ハイブリッドシステム１０は、常に効率良くエンジン２００を動作させることが可能となっている。
【００８７】
＜１−２−３−２：動作点学習処理の概要＞
本実施形態に係る動作点学習処理は、以下（１）〜（３）の工程を備える。
【００８８】
（１）等出力線Ｐｉ上でエンジン２００の動作点を変化させる工程。
【００８９】
（２）変化させた動作点各々における燃費率を算出する工程。
【００９０】
（３）最も燃費率が小さい動作点（燃費率最小動作点）を確定して当該等出力線Ｐｉ上の動作点として再設定（即ち、更新）する工程。
【００９１】
本実施形態において、動作状態制御部１００ａは、制御マップ３０を記憶部１００ｅの不揮発性領域から揮発性領域へとコピーし、このコピーされた制御マップ３０を使用してエンジン２００の制御を行っている。動作点学習処理は、この揮発性領域上で適宜制御マップ３０を書き換える処理である。上記（１）〜（３）の工程が行われることにより、一の等出力線Ｐｉ上においてエンジン２００を動作させる際の動作点が、燃費率最小動作点に更新される。従って、エンジン２００は比較的効率の良い状態を、或いは最も効率の良い状態を維持し続けることが可能となる。尚、本実施形態においては、一旦動作点学習処理が行われれば、エンジン２００においてバッテリ５００がリセットされるまで動作点の更新結果は保存される。但し、動作点学習処理の効力が及ぶ時間範囲は上述のものに限定されない。例えば、運転者の要求に応じて、或いはエンジン２００が停止する毎に、動作線はリセットされ初期状態（記憶部１００ｅの不揮発性領域に格納される制御マップ３０によって規定される状態）に復帰してもよい。
【００９２】
＜１−２−３−３：動作点学習処理の詳細＞
次に、図４を参照して、本実施形態に係る動作点学習処理の詳細について説明する。ここに図４は、動作点学習処理のフローチャートである。
【００９３】
図４において、例えばハイブリッド車両２０の通常走行中に、動作線更新部１００ｄは、エンジン２００の動作点を現在の等出力線Ｐｉ上で比較対象の一となる動作点に設定する（ステップＡ１１）。具体的には、エンジン２００の動作点が係る動作点に設定されるように動作線更新部１００ｄが動作点設定部１００ｆを制御する。これに応じて、エンジン２００の制御状態は、動作状態制御部１００ａにより、この設定された動作点によって規定される動作状態に制御される。ここで、「比較対象の一となる動作点」とは、動作点学習処理を行うための燃費率の比較対象となる動作点のうちの一つを指す。動作点学習処理が開始されて最初に訪れるステップＡ１１においては、その時点で等出力線Ｐｉ上で動作点として設定されている動作点（即ち、前回の動作点学習処理による更新値又は初期値Ｑｉ）が動作点として設定される。
【００９４】
次に、燃費率算出部１００ｃが、設定された動作点におけるエンジン２００の燃費率を算出する（ステップＡ１２）。燃費率は、エンジン２００の単位電力量当りの燃料噴射量である。従って、インジェクタ２０７の燃料噴射量を、エンジン２００の出力値（ｋＷ）から算出される電力量（ｋＷｈ）で除算したものと等価である。
【００９５】
燃料噴射量は、動作状態制御部１００ａが、エンジン２００の回転数及び負荷率から記憶部１００ｅの不揮発性領域に格納される基本噴射量マップに基づいて決定する基本噴射量に対して更に様々な補正を行った結果として得られる。燃費率算出部１００ｃは、この燃料噴射量を動作状態制御部１００ａから取得する。
【００９６】
一方、トルク算出部１００ｂは、モータジェネレータＭＧ１を介して検出されるエンジン２００のトルク反力からエンジン２００のトルクを算出する。燃費率算出部１００ｃは、この算出されたトルクを取得すると共に、クランクポジションセンサ２１８の出力値に基づいて算出されるエンジン２００の回転数を動作状態制御部１００ａから取得して、これらの値からエンジン２００の出力を算出する。
【００９７】
燃費率算出部１００ｃは、このエンジン２００における燃料噴射量とエンジン２００の出力とに基づいて、現在設定されている動作点における燃費率を算出する。
【００９８】
一の動作点について燃費率が算出されると、動作線更新部１００ｄは、燃費率最小動作点が確定したか否かを判別する（ステップＡ１３）。
【００９９】
この判別は、予め実験的、経験的、或いはシミュレーションなどにより与えられてなる判断基準に基づいてなされる。例えば、等出力線上で一定の方向に動作点を動かした際に、燃費率が徐々に小さくなり、ある動作点を境に徐々に大きくなっている場合には、図３における等燃費率線Ｓの形状から言っても、係る動作点を燃費率最小動作点と考えてよい。
【０１００】
従って、ステップＡ１３に係る判別は、明確に何らかの閾値と比較して大小関係を判別すると言うよりも、燃費率の算出値の前後関係から判断されるべきものであり、一の動作点学習処理毎に態様は異なるものである。但し、動作点学習処理の開始後最初に訪れるステップＡ１３に係る処理では、比較対象は存在しないので、条件分岐は「ＮＯ」となる。
【０１０１】
燃費率最小動作点が確定しない場合には（ステップＡ１３：ＮＯ）、動作線更新部１００ｄは、処理をステップＡ１１に戻し、燃費率最小動作点が確定するまでステップＡ１１からステップＡ１３に係る処理を繰り返す。
【０１０２】
この際、ステップＡ１１において設定される動作点は、例えば、等出力線上における離散的な、即ち、適当に距離の離れた動作点であってもよいし、連続的な、即ち極めて近接した動作点であってもよい。これら動作点をどのように変化させるかについては、例えば予め実験的に、経験的に、或いはシミュレーションなどによりその手法が与えられていてもよいし、その都度、動作線更新部１００ｄが動作点学習処理の進捗に鑑みて決定してもよい。
【０１０３】
このような過程を繰り返した結果、燃費率最小動作点が確定されると（ステップＡ１３：ＹＥＳ）、動作線更新部１００ｄは動作点を更新する（ステップＡ１４）。この際、揮発性領域にコピーされた制御マップ３０において、この動作点学習処理が行われた等出力線上における動作点が書き換わり、動作線がそれに応じて変化する。動作点及び動作線が更新されると、更新情報が記憶される（ステップA１５）。本実施形態における更新情報とは、更新された動作線上の全ての動作点について、その燃料消費率及び効率を表す情報を指す。更新情報は、記憶部１００ｅにおける揮発性領域に、これら動作点に対応するエンジン２００の出力値に対応付けられて記憶される。更新情報が記憶されると、動作点学習処理は終了する。
【０１０４】
このように、ハイブリッドシステム１０においては、動作線更新部１００ｄが動作点学習処理を行うことによって、ハイブリッド車両２０が走行中であってもエンジン２００の動作点を燃費率が最小となる点に設定することが可能であり、エンジン２００を効率良く動作させることが容易にして可能となっているのである。
【０１０５】
＜１−２−４：動作点の設定＞
動作線上で動作点が設定される際、動作点設定部１００ｆは制御マップ３０に表される動作線上で、エンジン要求出力に対応する動作点を動作点として設定する。エンジン２００を効率良く動作させる観点から言えば、大抵の場合、この要求された出力に対応する動作点でエンジン２００を動作させるのが好ましい。然るに、エンジン２００の特性や、用途、又は経時的な変化などによっては、そうならない場合が生じ得る。
【０１０６】
ここで、図５を参照して、エンジン２００の効率について説明する。ここに、図５は、制御マップ３１の模式図である。
【０１０７】
図５において、制御マップ３１は、縦軸にエンジン２００の効率ηｅ、横軸にエンジン２００の出力Ｐｅを表してなる座標平面である。この制御マップ３１上には、制御マップ３０上に表される動作線に対応する曲線が描かれる。尚、本実施形態において、制御マップ３１上の曲線も適宜「動作線」と称することとし、制御マップ３１上の点（即ち、動作点）各々は、夫々制御マップ３０上の動作点各々と一対一に対応するものとする。従って、一方の動作線で示される動作点は、同時に他方の動作線における動作点を示すものとする。尚、制御マップ３１は、記憶部１００ｅの不揮発性領域に記憶され、制御マップ３０と同様、記憶部１００ｅの揮発性領域にコピーされた後、動作線の更新に伴って更新される。
【０１０８】
図５において、制御マップ３１上の動作線は、その一部が局所的に落ち込んでいる（図中「比較対象領域」参照）。要求出力に対応する動作点（即ち、本発明に係る「設定すべき動作点」）がこのような効率が落ち込んだ領域に存在する場合、他の動作点を、要求出力が維持されるように交互に切り替えて動作点として設定する方がエンジン２００を高効率に動作させることが可能な場合がある。尚、制御マップ３１はこのような効率が局所的に低い領域を視覚的に表すことが可能であるが、制御マップ３０では、動作線の形状としてはこのような効率の局所的な変化は現れない。但し、記憶部１００ｅには、動作点についてのエンジン効率が記憶されているため、制御マップ３０上でも、このようなエンジン効率が局所的に低い領域を特定することができる。
【０１０９】
本実施形態において、動作点設定部１００ｆは、動作点を設定するに際し、第１設定処理と第２設定処理の２種類の処理を行うことが可能に構成されている。第１設定処理とは、即ち、設定すべき動作点をそのまま動作点として設定する処理であり、第２設定処理とは、他の動作点を要求出力が維持されるように交互に切り替えて動作点として設定する処理を指す。
【０１１０】
ここで、引き続き図５を参照して第２設定処理について説明する。
【０１１１】
今、設定すべき動作点が比較対象領域内に存在する動作点Ｖ１であるとする。この場合、この動作点Ｖ１を中心とした、バッテリ５００の充放電特性によって規定されるバッテリ入出力制限範囲内で、動作点Ｖ１よりも低出力側である第１領域、及び高出力側である第２領域の中から、夫々最高効率点が選択され、動作点として設定される。図５においては、第１領域から動作点Ｖ２が、第２領域から動作点Ｖ３が夫々動作点として設定される。
【０１１２】
動作点設定部１００ｆは、このようにして設定された二つの動作点を、要求出力が維持されるように交互に切り替える。但し、設定するべき動作点Ｖ１に対する動作点Ｖ２及び動作点Ｖ３各々の距離（即ち、出力の差分）は相互に異なるため、動作点として設定される期間の比率は必ずしも１対１とはならない。図５においては、動作点Ｖ２の方が遠い位置にあるため、動作点Ｖ２が動作点として設定される期間は、動作点Ｖ３のそれよりも短くなる。このようにして第２設定処理は行われる。動作状態制御部１００ａは、このように設定された動作点に従って、エンジン２００の動作状態を制御する。
【０１１３】
本実施形態において、このような第２設定処理を行うための動作点（例えば、図５における動作点Ｖ２及び動作点Ｖ３）の情報は、第２設定処理と第１設定処理のいずれを行った方が効率良くエンジン２００を動作させ得るかの情報と共に、予め記憶部１００ｅの揮発性領域に記憶されている。より具体的には、これらの情報は、動作点設定部１００ｆが、以下に説明する設定選択処理を行うことによって記憶される。
【０１１４】
ここで、図６を参照して、設定選択処理について説明する。ここに、図６は、設定選択処理のフローチャートである。
【０１１５】
図６において、動作点設定部１００ｆは、現時点において記憶部１００ｅの揮発性領域に存在する制御マップ３１における動作線上で、比較対象領域が存在するか否かを判別する（ステップＢ１１）。比較対象領域であるか否かの判別は、閾値など明確な判断基準に基づいて行われてもよいし、制御マップ３１上で判別が行われるならば、その幾何学的な特徴（動作線の形状）に基づいてなされてもよい。尚、本実施形態においては説明を分かり易くする意味も含めて、エンジン２００の効率は制御マップ３１の動作線として具現化されているが、個々の動作点におけるエンジン効率は全て記憶部１００ｅに記憶されているため、動作点設定部１００ｆは、制御マップ３０上でこれらの処理を行ってもよい。
【０１１６】
比較対象領域がないと判別された場合（ステップＢ１１：ＮＯ）、設定選択処理は終了する。比較対象領域があると判別された場合（ステップＢ１１：ＹＥＳ）、動作点設定部１００ｆは、比較対象領域が禁止領域外であるか否かを判別する（ステップＢ１２）。
【０１１７】
本実施形態における「禁止領域」とは、第２設定処理を行うことが禁止されている領域であり、エンジン２００の出力が所定値未満である領域を指す。係る出力の閾値は、予め、実験的に、経験的に、或いはシミュレーションなどによって、運転者に違和感を与えない値として決定されている。比較対象領域が禁止領域である場合（ステップＢ１２：ＮＯ）、設定選択処理は終了する。尚、この際、比較対象領域の一部が禁止領域外であれば、その禁止領域外である部分については処理が継続される。
【０１１８】
比較対象領域が禁止領域外であった場合（ステップＢ１２：ＹＥＳ）、比較対象領域から第１設定処理用の動作点（例えば、図５における動作点Ｖ１）が選択される（ステップＢ１３）。第１設定処理用の動作点が選択されると、続いて第２設定処理用の動作点（例えば、図５における動作点Ｖ２及び動作点Ｖ３）が選択される（ステップＢ１４）。第２設定処理用の動作点は、夫々図５における第１及び第２領域から夫々エンジン２００の効率が最も高い動作点が選択される。
【０１１９】
第１設定処理用の動作点及び第２設定処理用の動作点が夫々選択されると、第１設定処理を使用した場合のエンジン効率η１及び第２設定処理が行われた場合のエンジン効率η２が夫々算出され、エンジン効率η２がエンジン効率η１よりも大きいか否かが判別される（ステップＢ１５）。
【０１２０】
ここで、エンジン効率η１は、記憶部１００ｅの揮発性領域に格納されている、動作点Ｖ１における効率である。エンジン効率η２は、記憶部１００ｅの揮発性領域に記憶される動作点Ｖ２及び動作点Ｖ３における効率、これら動作点の切換え周期、及びバッテリ５００の充放電効率に基づいて算出される。充放電効率とは、充電された電力に対する放電可能な電力の割合である。
【０１２１】
比較の結果、エンジン効率η１がエンジン効率η２以上である場合には（ステップＢ１５：ＮＯ）、動作点設定部１００ｆは、何らの処理を行わぬまま処理をステップＢ１７に移行する。エンジン効率η２の方が大きい場合（ステップＢ１５：ＹＥＳ）、現時点における第１設定処理用の動作点が、第２設定処理優先動作点として記憶部１００ｅに記憶される（ステップＢ１６）。この際、記憶された第１設定処理用の動作点に対応する第２設定処理用の動作点も、第２設定処理における切り換え周期などの諸情報と共に記憶される。
【０１２２】
エンジン効率η１がエンジン効率η２以上であったか、又は、第２設定処理優先動作点が記憶されると、比較対象領域内にエンジン効率未比較の動作点があるか否かが判別される（ステップＢ１７）。未比較の動作点が存在する場合（ステップＢ１７：ＹＥＳ）、処理は再びステップＢ１３に戻り、ステップＢ１３からステップＢ１７に係るループ処理が繰り返される。比較対象領域内の全ての動作点に対しエンジン効率の比較が行われ、比較対象領域内に未比較の動作点が無くなると（ステップＢ１７：ＮＯ）、設定選択処理が終了する。
【０１２３】
尚、動作点設定部１００ｆは、設定選択処理を、動作線更新部１００ｄが動作点学習処理を実行する毎に、或いは動作線の更新が行われる毎に行っている。但し、動作点設定部１００ｆは、比較的処理負荷の軽い時期を見計らって、これらの処理を行ってもよい。
【０１２４】
動作点設定部１００ｆは、以上説明した設定選択処理の結果に基づいて、エンジン２００の動作点を設定する。ここで、図７を参照して、動作点設定部１００ｆによる動作点設定処理について説明する。ここに、図７は、動作点設定処理のフローチャートである。
【０１２５】
図７において、最初に、動作点設定部１００ｆは、車速センサ６００の出力から、現時点におけるハイブリッド車両２０の速度を取得し、係る速度が所定速度未満であるか否かを判別する（ステップＣ１１）。本実施形態において、動作点設定部１００ｆは、ハイブリッド車両２０が低速走行中である場合には、第２設定処理を行わない。これは、前述したエンジン低出力領域と同様に、運転者に違和感を与えないためであり、従って、係る所定速度も、このような概念が担保される値として、予め実験的、経験的、或いはシミュレーションなどの手法によって、適切な値が与えられている。
【０１２６】
車速が所定速度未満である場合（ステップＣ１１：ＹＥＳ）、動作点設定部１００ｆは無条件に第１設定処理を実行する（ステップＣ１４）。一方で、車速が所定速度以上である場合（ステップＣ１１：ＮＯ）、エンジン２００に対する要求出力に対応する動作点（即ち、設定すべき動作点）が、第２設定処理優先動作点であるか否かが判別される（ステップＣ１２）。第２設定処理優先動作点であるか否かの情報は、予め設定選択処理によって記憶部１００ｅに記憶されており、動作点設定部１００ｆは、この記憶内容を参照して、速やかに係る判別を行うことが可能である。尚、前述の設定選択処理において、比較対象領域が存在しない、又はエンジン２００の低出力領域に存在するとの判別が行われている場合には、ステップＣ１１及びステップＣ１２に係る処理をスキップして、無条件にステップＣ１４が行われてもよい。この場合は即ち、通常動作点が設定されるのと同様に動作点の設定が行われることになる。
【０１２７】
設定すべき動作点が第２設定処理優先動作点ではない場合（ステップＣ１２：ＮＯ）、動作点設定部１００ｆは第１設定処理に従って動作点を設定する（ステップＣ１４）。一方、第２設定処理優先動作点であった場合には（ステップＣ１２：ＹＥＳ）、第２設定処理に従って動作点の設定がなされる（ステップＣ１３）。この際、記憶部１００ｅからは、設定すべき動作点に対応する第２設定処理用の動作点に関する情報が取得され、この情報に基づいて、然るべき周期で二つの動作点が交互に動作点として設定される。第１設定処理又は第２設定処理によって動作点が設定されると、動作点設定処理が終了する。
【０１２８】
以上、説明したように、本実施形態に係るハイブリッドシステム１０によれば、動作点設定部１００ｆが、更新が行われた動作線に基づいて設定選択処理及び動作点設定処理を行うことによって、常にエンジン２００を効率良く動作させることが可能となっているのである。
【０１２９】
尚、上述した設定選択処理において、第１設定処理と第２設定処理とでエンジン効率の比較を行わずに、比較対象領域に存在する動作点に対しては無条件に第２設定処理が行われてもよい。この際、比較対象領域におけるエンジン効率の落ち込みの程度に応じて、比較の要否が判断されてもよい。また、このような比較を行わずとも第２設定処理の方が効率良くエンジン２００を動作させ得ることが、実験的に、経験的に、或いはシミュレーションなどによって予測される場合には、そのような予測に基づいて比較の要否が決定されてもよい。尚、比較を行わない場合には、例えば、図６において、ステップＢ１３及びステップＢ１５がスキップされた処理が行われる。
【０１３０】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の内燃機関制御装置及び方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るハイブリッドシステムのブロック図である。
【図２】図１のハイブリッドシステムにおけるエンジンの半断面システム系統図である。
【図３】図１のハイブリッドシステムにおける制御マップの模式図である。
【図４】図１のハイブリッドシステムにおける動作点学習処理のフローチャートである。
【図５】図１のハイブリッドシステムにおける他の制御マップの模式図である。
【図６】図１のハイブリッドシステムにおける設定選択処理のフローチャートである。
【図７】図１のハイブリッドシステムにおける動作点設定処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３２】
１０…ハイブリッドシステム、１１…ハイブリッドシステム、２０…ハイブリッド車両、２１…伝達機構、２２…車輪、３０…制御マップ、３１…制御マップ、１００…制御装置、２００…エンジン、ＭＧ１…モータジェネレータ、ＭＧ２…モータジェネレータ、３００…動力分割機構、４００…インバータ、５００…バッテリ、５１０…ＳＯＣセンサ、６００…車速センサ。
【図１】
2006170052.tif 000003
【図２】
2006170052.tif 000004
【図３】
2006170052.tif 000005
【図４】
2006170052.tif 000006
【図５】
2006170052.tif 000007
【図６】
2006170052.tif 000008
【図７】
2006170052.tif 000009