(57)【要約】【課題】  出力トルクの安定性を確保しつつ、多量の燃焼済ガスを長時間循環することを可能とし、燃費を向上することができる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】  エンジンＥとモータＭとを備えるハイブリッド車両に適用され、該エンジンＥの排気通路１８から吸気通路１７に燃焼済ガスを循環可能なＥＧＲ通路１９と、該ＥＧＲ通路１９を開閉可能なＥＧＲバルブ２０を備え、前記モータＭによる制振制御の可否判断に基づいて、前記燃焼済ガスの循環制御を行う。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンとモータとを備えるハイブリッド車両に適用され、
該エンジンの排気通路から吸気通路に燃焼済ガスを循環可能な循環通路と、該循環通路を開閉可能な開閉手段を備え、
前記モータによる制振制御の可否判断に基づいて、前記燃焼済ガスの循環制御を行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記モータによる制振制御の可否判断は、前記モータに給電するバッテリの状態を加味して行われることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記エンジンが備える複数の気筒のうち、トルク変動を生じる気筒を特定した場合には、前記モータの制振制御によるアシストトルクを増加させて前記特定した気筒に付与することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源として内燃機関（エンジン）とモータとを備えるハイブリッド車両に適用され、エンジンの排気通路から吸気通路に燃焼済ガスを循環可能なＥＧＲ機構（循環通路、開閉手段）を備え、モータによる制振制御が可能な内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、駆動源としてエンジンとモータとを備えるハイブリッド車両では、エンジンの排気通路から吸気通路にガスを循環可能なＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）通路と、該ＥＧＲ通路に設けられた開閉バルブとを備えたものがある。この種のハイブリッド車両では、必要に応じて開閉バルブを開いて燃焼済ガスを排気通路から吸気通路に循環させることにより、燃費向上を図っている。関連する技術としては、例えば、特許文献１に記載されたものが提案されている。
【特許文献１】特開平８−９８３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、燃費向上の観点からは、エンジンの燃焼工程において、より多量の燃焼済ガスを長時間循環させることが望ましい。しかしながら、出力トルクの低下やトルク変動によるサージングの発生を防止する必要があるため燃料済ガスの循環を低く抑えざるを得ず、十分に燃費を向上することができないという問題がある。
本発明は、出力トルクの安定性を確保しつつ、多量の燃焼済ガスを長時間循環することを可能とし、燃費を向上することができる内燃機関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】
【０００４】
請求項１に係る発明は、エンジン（例えば、実施の形態におけるエンジンＥ）とモータ（例えば、実施の形態におけるモータＭ）とを備えるハイブリッド車両に適用され、該エンジンの排気通路（例えば、実施の形態における排気通路１８）から吸気通路（例えば、実施の形態における吸気通路１７）に燃焼済ガスを循環可能な循環通路（例えば、実施の形態におけるＥＧＲ通路１９）と、該循環通路を開閉可能な開閉手段（例えば、実施の形態におけるＥＧＲバルブ２０）を備え、前記モータによる制振制御の可否判断に基づいて、前記燃焼済ガスの循環制御を行うことを特徴とする。
【０００５】
この発明によれば、前記燃焼済ガスの循環制御を前記モータによる制振制御の可否判断に基づいて行うことで、前記燃焼済ガスの循環制御による出力トルクの低下を前記モータによる制振制御によるアシストトルクで補うことができるので、前記燃焼済ガスを多量に長時間循環制御を行っても出力トルクを安定化させることができる。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のものであって、前記モータによる制振制御の可否判断は、前記モータに給電するバッテリ（例えば、実施の形態における高電圧バッテリ３）の状態を加味して行われることを特徴とする。ここで、前記バッテリの状態は、前記バッテリの温度や残容量（ＳＯＣ）等により判断することができる。
この発明によれば、前記制振制御による前記バッテリの負担が大きくなる場合には制振制御を行わないように制御することで、前記バッテリを保護しつつ制振制御を行うことができる。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のものであって、前記エンジンが備える複数の気筒（例えば、実施の形態における気筒１０）のうち、トルク変動を生じる気筒を特定した場合には、前記モータの制振制御によるアシストトルクを増加させて前記特定した気筒に付与することを特徴とする。
この発明によれば、前記特定された気筒で生じるトルク変動を前記モータの制振制御によるアシストトルクを付与することで抑制することができ、各気筒で生じる出力トルクを均等化させることができる。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載した発明によれば、出力トルクの安定性を確保しつつ燃費を向上させることができる。
請求項２に記載した発明によれば、上述の効果に加えて、車両の信頼性をさらに高めつつ燃費を向上させることができる。
請求項３に記載した発明によれば、上述の効果に加えて、出力安定性をより高めることができ、信頼性をさらに向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、この発明の一実施の形態における車両用制御装置の構成を示すブロック図である。この実施の形態における車両は、エンジンＥ、モータＭ、トランスミッションＴを直列に直結した構造のものである。エンジンＥおよびモータＭの両方の駆動力は、例えばオートマチックトランスミッション（ＡＴ）のトランスミッションＴから駆動輪Ｗｆに伝達される。また、ハイブリッド車両の減速時に駆動輪Ｗｆ側からモータＭ側に駆動力が伝達されると、モータＭは発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。
【００１０】
エンジンＥは、いわゆるＳＯＨＣのＶ型６気筒エンジンであって、一対のバンクの６つの気筒は動弁機構を備えた構造となっている（図４参照）。
また、エンジンＥには、スロットルバルブ（図示せず）を電子制御する電子制御スロットル（ＥＴＣＳ：Electronic Throttle Control System）１６が備えられており、後述するＥＣＵ１にて算出されるスロットル開度に応じて、ＥＴＣＳドライバを駆動し、スロットルバルブを直接的に制御できるようにしている。
【００１１】
そして、エンジンＥの各気筒１０（１０Ａ〜１０Ｆ）に燃料ガスを供給する吸気通路１７と、各気筒１０から燃焼済ガスが排出される排気通路１８とが、ＥＧＲ通路１９により接続されている。このＥＧＲ通路１９を介して、排気通路１８の燃焼済ガスを吸気通路１７に循環させて、再度各気筒１０に供給することができる。また、ＥＧＲ通路１９には、開閉可能なＥＧＲバルブ２０が設けられている。このＥＧＲバルブ２０の開度（リフト量）を調整することで、吸気通路１７に循環させる燃焼済ガスの量を制御することができる。
【００１２】
車両に搭載された走行用モータＭは例えば三相電動機で構成されており、走行用モータＭのロータが車両のエンジンＥの駆動軸に連結されていて、モータ単独によるモータ駆動走行やエンジンＥの駆動時に走行用モータＭで駆動力を補助するアシスト走行を可能にしている。
【００１３】
また、前記モータＭは、エンジンＥの燃焼によって発生する回転変動を低減する制振制御機能を備えている。これにより、エンジンＥのトルク変動に対して、その逆位相のトルクをモータＭに与えることで、僅かな電力で大きな制振効果を得ることができる。 
【００１４】
モータＭの駆動及び回生作動は、ハイブリッド車両を制御するＥＣＵ（制御装置）１からの制御指令を受けてパワードライブユニット（ＰＤＵ）２により行われる。パワードライブユニット２にはモータＭと電気エネルギーの授受を行う高電圧系のニッケル−水素バッテリ（Ｎｉ−ＭＨ  ＢＡＴＴ）３が接続されている。この高電圧バッテリ３は、例えば複数のバッテリセルを直接に接続したモジュールを一単位として、更に該モジュールを複数個直列に接続したもので構成することができる。  
【００１５】
また、前記ハイブリッド車両には、各種補機類を駆動するための１２ボルト系の低電圧バッテリ（１２Ｖ  ＢＡＴＴ）４が搭載されている。この低電圧バッテリ４は、前記高電圧バッテリ３にＤＣ／ＤＣコンバータ（ダウンバータ）５を介して接続される。
ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、高電圧バッテリ３の電圧を降圧して低電圧バッテリ４を充電する。
【００１６】
ＥＣＵ１は、車速センサやスロットル開度センサ等で検出値に基づいて、前記モータＭや前記ＤＣ／ＤＣコンバータ５、トランスミッションＴ等の各種機器の制御を行う。特に、検出されるエンジンＥの駆動軸の回転数Ｎｅや吸気通路１７の吸気管負圧Ｐｂ、冷却水温度ＴＷの検出値に基づいて、ＥＧＲバルブ２０の開閉制御を行う。また、高電圧バッテリ３の残容量（ＳＯＣ）や温度等の検出値に基づいて、モータＭの制振制御やＥＧＲバルブ２０のリフト量の制御を行う。これについて、図２、図３を用いて説明する。
【００１７】
図２は図１の内燃機関の制御装置による制振制御の制御内容を示すフローチャートである。ステップＳ１０で、エンジンＥの回転数Ｎｅと吸気通路１７の吸気管負圧Ｐｂとの関係からＥＧＲ領域、すなわち、燃料済ガスの循環可能領域のテーブル値（図６の領域Ａ参照）を検索する。そして、ステップＳ１２で、エンジンＥの冷却水温ＴＷを検出して、該温度ＴＷが燃料済ガスを循環可能な温度かどうかを判定し、判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ１４に進み、判定結果がＮＯの場合にはステップＳ２６に進む。このような判定を行うことで、エンジンＥの温度を一定以内に維持して、信頼性や安定性を高めている。ステップＳ２６では、フラグＦ＿ＥＧＲに値「０」を代入して、ＥＧＲ制御を禁止する。すなわち、ＥＧＲバルブ２０を閉じて燃焼済ガスの循環を禁止する。そして、一旦処理を終了する。
【００１８】
ステップＳ１４では、エンジンＥの回転数Ｎｅを検出して、該回転数Ｎｅが燃料済ガスを循環可能な回転数かどうか（基準回転数以上かどうか）を判定する。判定結果がＹＥＳであればステップＳ１６に進み、判定結果がＮＯの場合にはステップＳ２６に進む。ステップＳ１６では、検出された吸気管負圧Ｐｂが前記循環可能領域（図６の領域Ａ）以内かどうかを判定し、判定結果がＹＥＳであればステップＳ１８に進み、判定結果がＮＯであればステップＳ２０に進む。
ステップＳ１８で、フラグＦ＿ＥＧＲに値「１」を代入して、ＥＧＲ制御を行う。すなわち、ＥＧＲバルブ２０を開いて燃焼済ガスを排気通路から吸気通路に循環させる。そして、一旦処理を終了する。
【００１９】
ステップＳ２０ではモータＭが使用可能かどうか（制振制御可能かどうか）を判定し、判定結果がＹＥＳであればステップＳ２２に進み、判定結果がＮＯであればステップＳ２６に進む。ここで、モータＭが使用可能かどうかの判定は、高電圧バッテリ３の状態を加味して行われる。高電圧バッテリ３の状態は、温度や残容量等により判断することができる。このように、前記制振制御による高電圧バッテリ３の負担が大きくなる場合には制振制御を行わないように制御することで、前記バッテリ３を保護しつつ制振制御を行うことができる。
【００２０】
そして、ステップＳ２２では、モータＭの制振制御可能時における回転数Ｎｅと吸気管負圧Ｐｂとの関係で示される燃料済ガスの循環可能領域（図６の領域Ｂ参照）のテーブル値を検索する。そして、ステップＳ２４で、エンジンＥのクランク角度にリンクさせて（追従させて）モータＭの制振制御を行い、ステップＳ１８に進んで燃料済ガスの循環制御を行う。
【００２１】
このように、モータＭによる制振制御の可否判断に基づいて、前記燃焼済ガスの循環制御を行うことにより、通常では循環制御が行えない領域（図６の領域Ａ以外）でも循環制御を行うことが可能となる。従って、燃焼済ガスの循環制御が可能な時間を拡大することができ、この点で燃費を向上することができる。モータＭによる制振制御について、図４、５を用いて説明する。
【００２２】
図４はエンジンＥの各行程におけるクランク角度と出力トルクの関係を示すグラフ図である。また、図５はエンジンＥの気筒毎の各工程とモータＭの制振制御によるアシストトルクの関係を示す説明図である。図４に示すように、圧縮行程から膨張行程に移行する燃料燃焼時に出力トルクはピークをもつが、ＥＧＲ制御を行う場合には（グラフＴ２）行わない場合（グラフＴ１）に比べて出力トルクが低下してしまう。そこで、上述のようにモータＭを制振制御を行って、低下した出力トルクを補うようにアシストトルクを付加することで、ＥＧＲ制御を行う場合でも、行わない場合と略同等な出力トルクにすることが可能となる。アシストトルクを付与するタイミングとしては、図４、図５に示すように、各気筒１０（１０Ａ〜１０Ｆ）の爆発行程（クランク角度が略０〜６０度となる範囲）で、モータトルクのピークが位置するようにすることが好ましい。これにより、効果的に各気筒１０の出力トルクをアシストすることができる。
【００２３】
また、図３はモータＭによる制振アシスト制御の内容を示すフローチャートである。ステップＳ３０でフラグＦ＿ＥＧＲの値が「１」かどうかを判定し、判定結果がＹＥＳで有ればステップＳ３２に進み、判定結果がＮＯで有ればステップＳ３６に進む。ステップＳ３６では、ＥＧＲバルブ２０のリフト量の検索を行い、一連の処理を終了する。ステップＳ３２では、モータＭの使用が可能か（制振制御が可能か）どうかを判定し、判定結果がＹＥＳであればステップＳ３４に進み、判定結果がＮＯであればステップＳ３６に進む。ステップＳ３４ではモータＭの制振制御によるアシスト可能時におけるリフト量を検索する。このアシスト可能時におけるリフト量は、通常のリフト量に比べて多くなるように設定されている。そして、一連の処理を終了する。
このように、モータＭの制振制御を行うことにより、燃焼済ガスの循環流量を増大させることができるので、さらに燃費を向上させることが可能となる。
【００２４】
さらに、エンジンＥが備える複数の気筒１０Ａ〜１０Ｆのうち、トルク変動を生じる気筒を特定した場合には（例えば、気筒１０Ａ）、前記モータＭの制振制御によるアシストトルクを他の気筒に対して増加させて、前記特定した気筒に付与する制御を行ってもよい。このようにすると、特定された気筒１０Ａで生じるトルク変動をモータＭの制振制御によるアシストトルクを付与することで抑制することができ、各気筒１０Ａ〜１０Ｆで生じる出力トルクを均等化させることができる。よって、出力安定性をより高めることができ、信頼性をさらに向上することができる。
【００２５】
図６は本実施の形態における内燃機関の制御装置による燃焼済ガスの循環可能領域を示す説明図である。同図に示すように、モータＭの制振制御によりトルクをアシストすることで、循環可能領域を通常の領域Ａからさらに吸気管負圧Ｐｂが低くなる領域Ｂにまで拡大することができる。また、通常の領域Ａ内であっても、より多くの燃焼済ガスを循環することができる。従って、燃費を大幅に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態における内燃機関の制御装置のブロック図である。
【図２】燃焼済ガスの再循環制御の処理内容を示すフローチャートである。
【図３】ＥＧＲバルブの開弁制御の処理内容を示すフローチャートである。
【図４】エンジンＥの各行程におけるクランク角度と出力トルクの関係を示すグラフ図である。
【図５】エンジンＥの気筒毎の各工程とモータＭの制振制御によるアシストトルクの関係を示す説明図である。
【図６】本実施の形態における内燃機関の制御装置による燃焼済ガスの循環可能領域を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
Ｅ  エンジン
Ｍ  モータ
１  ＥＣＵ
３  高電圧バッテリ（バッテリ）
１７  吸気通路
１８  排気通路
１９  ＥＧＲ通路（循環通路）
２０  ＥＧＲバルブ（開閉手段）
【図１】
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【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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