(57)【要約】【課題】アルコールが混合された燃料に係る燃料性状を正確に推定する。【解決手段】ハイブリッド車両１０において、エタノール混合燃料を使用可能なエンジン２００の始動時に、ＥＣＵ１００により始動制御が実行され、適宜当該燃料の燃料性状が推定される。この際、エンジン２００が初爆状態に到達するまでのクランキング期間におけるクランキング回転速度ＮＥｋｒが、エンジン２００のフリクションを規定する指標値として取得される。一方、初爆以降、完爆状態に到達するまでのアシスト期間においても、ＭＧ１によるトルクアシストは継続されており、この際のトルクアシストの度合いは、燃料性状により大きく影響される。ＥＣＵ１００は、このトルクアシストの度合いとして、当該アシスト期間の長さを取得し、上記クランキング回転速度ＮＥｋｒ及び当該アシスト期間の長さに基づいて燃料性状を推定する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルコールが混合されてなる燃料を使用可能な内燃機関及び該内燃機関に対しクランキングを含むトルクのアシストが可能なアシスト手段を備えた車両において前記燃料に係る燃料性状を推定する装置であって、
前記内燃機関の始動時に前記内燃機関が前記アシストを伴って所定の完爆状態に到達するように前記アシスト手段及び前記内燃機関を制御する制御手段と、
前記内燃機関のフリクションの度合いを特定する第１の特定手段と、
前記内燃機関が所定の初爆状態に到達してより前記完爆状態に到達するまでのアシスト期間の少なくとも一部における前記アシストの度合いを特定する第２の特定手段と、
前記特定されたフリクションの度合い及びアシストの度合いに基づいて前記燃料性状を推定する推定手段と
を具備することを特徴とする燃料性状推定装置。
【請求項２】
前記推定手段は、前記内燃機関が冷間始動される場合に、前記特定されたフリクションの度合い及びアシストの度合いに基づいて前記燃料性状を推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料性状推定装置。
【請求項３】
前記第１の特定手段は、前記フリクションの度合いとして、前記内燃機関が前記初爆状態に到達するまでのクランキング期間の少なくとも一部における前記内燃機関の運転条件を特定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料性状推定装置。
【請求項４】
前記クランキング期間の少なくとも一部における内燃機関の運転条件は、前記内燃機関の機関回転速度である
ことを特徴とする請求項３に記載の燃料性状推定装置。
【請求項５】
前記車両の運転条件に応じて前記フリクションの度合いを補正する第１の補正手段を更に具備し、
前記推定手段は、前記補正されたフリクションの度合いに基づいて前記燃料性状を推定する
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の燃料性状推定装置。
【請求項６】
前記第１の特定手段は、前記アシスト期間の少なくとも一部におけるアシストの度合いとして、前記アシスト期間の長さ、前記内燃機関の機関回転速度及び前記アシスト手段の出力状態を規定する指標値のうち少なくとも一つを特定する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の燃料性状推定装置。
【請求項７】
前記車両の運転条件に応じて前記燃料性状を補正する第２の補正手段を更に具備する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の燃料性状推定装置。
【請求項８】
前記推定された燃料性状を学習する学習手段を更に具備し、
前記制御手段は、次回以降の前記始動時において前記学習された燃料性状に基づいて前記内燃機関及び前記アシスト手段を制御する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の燃料性状推定装置。
【請求項９】
前記車両は、前記内燃機関と共に前記車両の駆動力源として機能し、且つ少なくとも一部が前記アシスト手段として機能する少なくとも一つの電動機を有するハイブリッド車両である
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の燃料性状推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルコールが混合された燃料を使用可能な内燃機関における燃料性状を推定する燃料性状推定装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料性状を推定する装置としては、内燃機関が始動してから完爆が開始されるまでの時間たる完爆開始時間を利用するものが提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１に開示された燃料性状判別装置及び内燃機関制御装置（以下、「従来の技術」と称する）によれば、当該完爆開始時間をスタータの電源電圧値及び冷却水温で補償した値と、完爆開始から内燃機関の回転数が最初にピークに至るまでの時間たるピーク回転数到達時間をスタータの電源電圧値及び冷却水温で補償した値とを加算してなる燃料性状パラメータに応じて燃料性状を正確に判別することが可能であるとされている。
【０００３】
尚、機関回転数を所定領域に維持させている際のトルク検出手段の検出結果に基づいて燃料性状の判定を行う技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、モータジェネレータから検出されるトルク反力を基準トルクと比較し、アルコール濃度を推定する技術も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３０７２８３号公報
【特許文献２】特開２００５−３４３４５８号公報
【特許文献３】特開２００７−１３７３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の技術における上述した完爆開始時間は、内燃機関が始動してより完爆するまでの時間であり、スタータによるクランキングがなされる、言い換えれば内燃機関が自立回転できない時間である。従って、完爆開始時間は、燃料性状に加え、内燃機関のフリクションにも顕著に影響される。従来の技術では、このような複数の要因が完爆開始時間に与える影響の切り分けがなされておらず、如何に完爆開始時間をスタータの電源電圧及び冷却水温で補償したところで、更にはピーク回転数到達時間を当該値で補償したところで、或いはそれらを加算してなる値を燃料性状パラメータとしたところで、燃料性状を正確に把握することは困難である。また、従来の技術は、燃料としてアルコールが混合された燃料の使用が想定されていないが、この種の燃料が使用される場合、アルコールの混合状態によって燃焼性能が大きく影響を受ける点に鑑みれば、燃料性状の推定がより困難になることは自明である。即ち、従来の技術には、アルコールが混合された燃料に係る燃料性状を高精度に推定することが困難であるという技術的な問題点がある。
【０００７】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、アルコールが混合された燃料に係る燃料性状を正確に推定可能な燃料性状推定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】
【０００８】
上述した課題を解決するため、本発明に係る燃料性状推定装置は、アルコールが混合されてなる燃料を使用可能な内燃機関及び該内燃機関に対しクランキングを含むトルクのアシストが可能なアシスト手段を備えた車両において前記燃料に係る燃料性状を推定する装置であって、前記内燃機関の始動時に前記内燃機関が前記アシストを伴って所定の完爆状態に到達するように前記アシスト手段及び前記内燃機関を制御する制御手段と、前記内燃機関のフリクションの度合いを特定する第１の特定手段と、前記内燃機関が所定の初爆状態に到達してより前記完爆状態に到達するまでのアシスト期間の少なくとも一部における前記アシストの度合いを特定する第２の特定手段と、前記特定されたフリクションの度合い及びアシストの度合いに基づいて前記燃料性状を推定する推定手段とを具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る「内燃機関」とは、少なくとも一の気筒を備え、当該気筒の各々において燃料が燃焼（好適には、燃料と空気の混合気が燃焼）した際に生じる動力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランクシャフト等の各種物理的又は機械的な伝達経路を経て車両の駆動力として取り出すことが可能に構成された機関であり、本発明では特に、燃料として例えばエタノール等の各種アルコールが混合されてなる燃料（以下、適宜「アルコール混合燃料」と称する）を使用可能に構成された機関を包括する概念である。
【００１０】
ここで、「アルコール混合燃料」とは、例えば好適な一形態としてガソリンとアルコールとの混合体であり、本発明においては、その混合割合は特に限定されない。即ち、本発明に係るアルコール混合燃料とは、アルコール濃度（重量濃度であっても体積濃度であってもよい）として０％から１００％までの値を採り得る趣旨である。また、アルコール混合燃料は、例えば給油時においてアルコール混合燃料として燃料タンク等の貯留手段に取り込まれてもよいし、例えばガソリン等の被混合体用の貯留手段とは異なる貯留手段に取り込まれ、内燃機関に対し燃料の供給がなされるに際して適宜混合されてもよい。
【００１１】
一方、本発明に係る内燃機関を備える本発明に係る車両には、内燃機関に対しトルクのアシストが可能な手段を包括する概念としてのアシスト手段が備わる。ここで、「トルクのアシスト」とは、内燃機関が出力するトルクを補助することの他に、内燃機関が自発的にトルクを出力していない状況において内燃機関を物理的に駆動するためのトルクを供給するクランキングを含む概念である。
【００１２】
このような概念の範囲において、アシスト手段の構成、とりわけその物理的、機械的、機構的又は電気的な構成は何ら限定されず、アシスト手段は、例えば好適な一形態として、主としてクランキングに使用されるスタータモータ、或いは内燃機関と共に車両の駆動力源として使用される相対的に定格及び体格の大きいモータやモータジェネレータ等の形態を採ってもよい。また、当該トルクのアシストに供されるトルク（以下、適宜「アシストトルク」と称する）を内燃機関に対し供給するための構成は、当該トルクのアシストを可能とする限りにおいて限定されず、例えば、アシスト手段の回転軸が内燃機関の回転軸と同軸に構成されていてもよいし、アシスト手段が、例えば各種軸体、並びに各種ギア、ギア機構、ギア装置及びギアシステム等を介して内燃機関と連結されていてもよい。
【００１３】
本発明に係る燃料性状推定装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る制御手段が、内燃機関の始動時において、内燃機関が上述したアシストを伴って所定の完爆状態に到達するようにアシスト手段及び内燃機関を制御する。
【００１４】
ここで、「始動時」とは、好適な一形態としては、例えば内燃機関を始動させる旨の各種入力（例えば、ドライバがイグニッションキーを操作すること、或いはスタートボタンを物理的に押下又はワイヤレスに操作すること等により生じ得る各種信号の入力等）がなされた場合等を指し、物理的に停止した状態にある内燃機関を始動させるべきタイミングを包括する概念である。
【００１５】
本発明に係る「完爆状態」とは、少なくともアシストトルクの付与を理論的に、実質的に又は現実的に必要としない、アシストトルクの付与を停止した場合に燃焼安定性、回転変動又はトルク変動等の不具合が少なくとも実践上看過し得ない程度に顕在化しない、或いはアシストトルクの付与を停止した場合に失火しない状態等を包括する概念であり、より具体的には、例えば内燃機関の機関回転速度が、例えば自立回転可能速度又は当該自立回転可能速度以上のアイドル回転速度等、予め設定される目標回転速度に到達した状態等を指す。
【００１６】
即ち、制御手段の制御下でなされるアシストトルクの付与は、物理的に停止した状態にある内燃機関を強制的に回転駆動するクランキングを含み、当該クランキングと好適には連動してなされる内燃機関の動作制御（例えば、吸入空気量、燃料噴射量、点火時期又は吸気若しくは排気バルブのバルブタイミング、作用角若しくはリフト量の制御等）を経て初爆を迎えた内燃機関に対し更に継続してなされるものである。
【００１７】
本発明に係る燃料性状推定装置によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る第２の特定手段により、内燃機関が所定の初爆状態に到達してより上述した完爆状態に到達するまでのアシスト期間の少なくとも一部におけるアシスト手段を介したアシストの度合いが特定される。尚、「所定の初爆状態」とは、アシスト手段によるアシストトルクの付与を経てクランキングがなされ且つ上述した内燃機関の制御がなされる過程で最初の爆発を迎えた状態を好適な一形態として含み、少なくとも実践的にみて後述する燃料性状の推定精度に顕著な影響を与えない程度に数回の爆発を経た状態を含む趣旨である。総体的には、初爆状態とは、始動時において時系列上幾らなりのトルクが発生し始めた付近の内燃機関の状態である。尚、初爆状態を迎える以前のクランキング期間においては、アシスト手段を介して付与されるアシストトルクが一定であれば、内燃機関の機関回転速度は、内燃機関のフリクションと釣り合う概ね一定の値に収束し得る。従って、初爆を迎える前後で内燃機関の機関回転速度には少なくともその検出が困難とならない程度の変化が、好適には比較的顕著な変化が生じ易く、内燃機関が初爆状態に到達したか否かに係る判断は、少なくとも実践的にみて過度な困難を伴わない。
【００１８】
ここで、初爆状態を迎えてより完爆状態を迎えるまでのアシストの度合い（即ち、アシストトルクの付与の度合い）は、燃料中のアルコール濃度或いは燃料が重質であるか軽質であるか等といった概念を含むものとしての内燃機関の燃料性状に大きく影響される。
【００１９】
例えば、燃料が相対的に重質であれば、燃料の着火性を含む燃焼性は相対的に低下するから、少なくとも完爆状態を規定する各種の条件が実質的に不変であれば、内燃機関を完爆状態に到達せしめるのに要するアシストの度合いは大きくなり、反対に、燃料が軽質であれば、当該燃焼性は相対的に上昇するから、当該アシストの度合いは小さくて済む。また、アルコールの気化潜熱が燃焼温度の低下を招く（このような燃焼温度の低下は、通常の内燃機関の動作においてはノッキング抑制等の各種利点を伴う）ことに鑑みれば、燃料中のアルコール濃度が相対的に高い場合、少なくとも始動時においては、内燃機関の燃焼性が幾らかなり損われることとなり、内燃機関を完爆状態に到達せしめるのに要するアシストの度合いは大きくなり、反対にアルコール濃度が相対的に低い場合には、当該アシストの度合いは小さくて済む。従って、燃料性状は、初爆から完爆までのアシスト期間におけるアシストの度合いに基づいて好適に推定され得る。
【００２０】
尚、本発明における「特定」とは、例えば、特定対象を何らかの検出手段を介して直接的に又は間接的に物理的数値又は物理的数値に対応する電気信号等として検出すること、何らかの検出手段を介して直接的に又は間接的に例えば電気信号等の形で検出された、特定対象と対応関係を有する物理的数値に基づいて予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する数値を選択すること、このような物理的数値又は選択された数値等から、予め設定されたアルゴリズムや計算式に従って導出すること、或いはこのように検出、選択又は導出された数値等を、例えば電気信号等の形で単に取得すること等を包括する広い概念である。第２の特定手段は、係る概念の範囲内において、例えば、当該アシスト期間の長さ、当該アシスト期間に投入されたエネルギの量（例えば電力又は電力量）、当該アシスト期間におけるアシストトルクの値又は機関回転速度等として、当該アシストの度合いを特定してもよい。
【００２１】
第２の特定手段により特定される、初爆状態から完爆状態に到達せしめるのに要するアシストの度合いは、少なくともクランキング自体には燃料性状が影響しない（クランキング期間の長さには影響し得る）ことに鑑みれば、少なくともクランキングの開始時点から内燃機関が完爆するまでの期間のアシストの度合いと較べれば明らかに燃料性状と高い相関を有しており、それ自体上述したように燃料性状を推定する指標として有効である。
【００２２】
一方、初爆から完爆に至るまでのアシストの度合いは、内燃機関のフリクションにも影響を受ける。例えば、燃料が、燃焼性が高い旨に相当する燃料性状を有していたとして、内燃機関のフリクションが大きければ、初爆以降にも相対的に大きなアシストトルクが必要となるし、逆に、燃料が、燃焼性が低い旨に相当する燃料性状を有していたとして、内燃機関のフリクションが小さければ、初爆以降に必要とされるアシストトルクは小さくなり得る。従って、内燃機関のフリクションが考慮されない場合、当該アシストの度合いに基づいて推定される燃料性状は、内燃機関がその実使用環境として採り得る範囲で実践上フリクションがどの程度変化し得るかは別として、少なくとも不確定要素として幾らかなりの誤差を含み得る。
【００２３】
そのような問題に対処すべく、本発明に係る燃料性状推定装置によれば、制御手段の制御下で内燃機関が始動すると、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る第１の特定手段により、内燃機関のフリクションの度合いが特定される。ここで、本発明に係る「フリクションの度合い」とは、例えば潤滑油の粘性抵抗や循環供給状態等に応じて変化し得る、例えば、ピストン、コネクティングロッド及びクランクシャフト等各種駆動力の伝達部材並びにそれらを支持する各種軸受け等を好適な一形態として含む内燃機関の各種摺動部の物理的又は機械的な摩擦抵抗の度合い等を指す。
【００２４】
このようなフリクションの度合いは、例えば段階的な又は連続的に変化し得る指標値として、また直接この種のフリクションの度合いを表す、或いは間接的にこの種のフリクションの度合いを表す（即ち、フリクションの度合いとして代替し得る）各種の指標値として特定される。第１の特定手段の構成は、この種のフリクションの度合いが、燃料性状の推定に係る推定精度を少なくとも実践上不足無く担保し得る程度に特定され得る限りにおいて何ら限定されない趣旨である。
【００２５】
本発明に係る燃料性状推定装置によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る推定手段により、この特定されたフリクションの度合い及びアシストの度合いに基づいて燃料性状が推定される。この際、これら各指標に基づいて燃料性状を推定する態様は、何ら限定されないが、好適な一形態として推定手段は、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて、少なくとも実践上不足のない精度を与えられてなる、これら指標値と燃料性状を規定する値との対応関係に基づいて燃料性状を推定してもよい。この種の対応関係は、予めマップ化された形で然るべき記憶手段に格納されていてもよいし、数値演算式や数値演算用アルゴリズム等の形で然るべき記憶手段に格納されていてもよい。
【００２６】
このように、本発明に係る燃料性状推定装置によれば、内燃機関のフリクションを考慮しつつ、初爆状態に到達してより完爆状態に到達するまでのアシスト期間におけるアシストの度合いに基づいて燃料性状を推定することができる。即ち、当該アシスト期間におけるアシストの度合いにおける当該フリクションの影響を排除することによって、燃料性状を正確に推定することが可能となるのである。
【００２７】
本発明に係る燃料性状推定装置の一の態様では、前記推定手段は、前記内燃機関が冷間始動される場合に、前記特定されたフリクションの度合い及びアシストの度合いに基づいて前記燃料性状を推定する。
【００２８】
この態様によれば、例えば上述した内燃機関のフリクションが燃料性状の推定精度に実践上看過し得ない影響を与え得る程度に変化し得る低温時に内燃機関が始動される場合にフリクションの度合いが考慮される。内燃機関のフリクションは、顕著な一例としては、外気温、冷却水温或いは潤滑油温度等、潤滑油の粘性抵抗を規定し得る車両内外の温度条件によって変化し得る。従って、少なくともこのような燃料性状の推定精度に影響が及び得るものとしての冷間始動時に優先的に、或いはこのような場合に限ってフリクションの度合いが考慮された場合には、本発明に係る燃料正常推定装置の効果がより顕著に現れる。
【００２９】
本発明に係る燃料性状推定装置の他の態様では、前記第１の特定手段は、前記フリクションの度合いとして、前記内燃機関が前記初爆状態に到達するまでのクランキング期間の少なくとも一部における前記内燃機関の運転条件を特定する。
【００３０】
この態様によれば、第１の特定手段は、フリクションの度合いとして、クランキング期間の少なくとも一部における内燃機関の運転条件を特定する。上述したように、燃料性状は、燃焼が生じないクランキング期間において、内燃機関の物理的又は機械的駆動状態に実践上有意な影響を及ぼすことはなく、クランキング期間における内燃機関の運転条件は、フリクションの影響を顕著に表す指標となり得る。即ち、この態様によれば、内燃機関のフリクションを簡便に且つ高精度に特定することが可能となる。
【００３１】
尚、この態様では、前記クランキング期間の少なくとも一部における内燃機関の運転条件は、前記内燃機関の機関回転速度であってもよい。
【００３２】
機関回転速度は、少なくともアシスト手段から付与されるアシストトルク（この場合、クランキングトルク）、或いはアシスト手段における投入エネルギ（例えば、投入電力等）が一定であれば、内燃機関のフリクションと釣り合う一定値に収束し得る。また、いずれにせよ機関回転速度は、内燃機関のフリクションの影響を顕著に受ける。従って、クランキング期間の少なくとも一部における機関回転速度の値は、内燃機関のフリクションを規定する指標値として実践上極めて有効である。
【００３３】
また、内燃機関の動作状態に基づいてフリクションの度合いが特定される本発明に係る燃料性状推定装置の一の態様では、前記車両の運転条件に応じて前記フリクションの度合いを補正する第１の補正手段を更に具備し、前記推定手段は、前記補正されたフリクションの度合いに基づいて前記燃料性状を推定する。
【００３４】
この態様によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る第１の補正手段により、例えばＶＶＴ（Variable Valve Timing：可変動弁装置）等により可変とされるバルブタイミングの進角量又は各バルブのリフト量（即ち、内燃機関のコンプレッション反力の変化を生じさせ得る制御量）、アシスト手段における投入エネルギ（例えば、投入電力）又はアシストトルク（即ち、ここではクランキングトルク）、或いは外気温、冷却水温又は潤滑油温、摺動部位の潤滑状態又は潤滑油の循環供給状態を規定する指標値等、フリクションの特定に実践上有意な影響を与え得るものとして規定される車両の運転条件に基づいてフリクションの度合いが補正される。一方、推定手段は、この補正されたフリクションの度合いに基づいて燃料性状を推定するため、燃料性状の推定精度は、車両の運転条件によらず担保され、実践上有益である。
【００３５】
尚、第１の補正手段に係る補正は、フリクションの度合いの特定がなされた後にこれら運転条件を反映する形でなされてもよいし、フリクションの度合いを特定する動作の一部として、フリクションの度合いの特定と同時になされてもよい。即ち、第１の特定手段により特定されるフリクションの度合いは、既にこの種の車両の運転条件を反映した補正に相当する処理を経たものであってよい。
【００３６】
本発明に係る燃料性状推定装置の他の態様では、前記第２の特定手段は、前記アシスト期間の少なくとも一部におけるアシストの度合いとして、前記アシスト期間の長さ、前記内燃機関の機関回転速度及び前記アシスト手段の出力状態を規定する指標値のうち少なくとも一つを特定する。
【００３７】
この態様によれば、アシスト期間の長さ、アシスト期間における機関回転速度、及び例えばアシスト手段の出力状態を規定する、例えばアシストトルクの値等が特定される。従って、推定手段は、燃料性状と高い相関を有し得るこれら各種の指標値から導出され得る、例えば機関回転速度の時間推移を規定する値又は当該時間推移を規定する値の基準値（例えば、ベースとなる燃料性状に対応する値等）との偏差、アシストトルクの時間推移を規定する値又は当該アシストトルクの時間推移を規定する値の基準値との偏差、アシスト手段を駆動するエネルギの時間積算値（即ち、アシストトルクと回転速度との積と一義的である）等に基づいて、燃料性状を高精度に推定することが可能となる。
【００３８】
本発明に係る燃料性状推定装置の他の態様では、前記車両の運転条件に応じて前記燃料性状を補正する第２の補正手段を更に具備する。
【００３９】
例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る第２の補正手段により、例えば、点火時期、吸入空気量或いは燃料噴射量等、内燃機関において燃焼性能を規定する運転条件、アシスト手段から付与されるアシストトルク又はアシスト手段における投入エネルギ等を含む、燃料性状の推定に実践上有意な影響を与え得る物として規程される車両の運転条件に応じて燃料性状が補正される。従って、燃料性状を高精度に推定することが可能となる。
【００４０】
尚、第２の補正手段に係る補正は、燃料性状の推定がなされた後にこれら運転条件を反映する形でなされてもよいし、燃料性状を推定する動作の一部として、燃料性状の推定と同時になされてもよい。即ち、推定手段により特定される燃料性状は、既にこの種の車両の運転条件を反映した補正に相当する処理を経たものであってよい。
【００４１】
本発明に係る燃料性状推定装置の他の態様では、前記推定された燃料性状を学習する学習手段を更に具備し、前記制御手段は、次回以降の前記始動時において前記学習された燃料性状に基づいて前記内燃機関及び前記アシスト手段を制御する。
【００４２】
この態様によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る学習手段により、推定された燃料性状が、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて内燃機関を始動させるに際しての制御条件に実践上有意な変更を加えるべきか否かを規程すべく設定される判断基準等に基づいて更新すべき旨の判断がなされた場合等に前回値から更新される等の態様を伴って学習され、学習値が次回以降の始動時に反映されるため、例えば、アシスト手段においてエネルギを可及的に効率的に利用しつつ内燃機関を可及的に迅速に始動させるといった、実践上の高い利益が提供される。
【００４３】
本発明に係る燃料性状推定装置の他の態様では、前記車両は、前記内燃機関と共に前記車両の駆動力源として機能し、且つ少なくとも一部が前記アシスト手段として機能する少なくとも一つの電動機を有するハイブリッド車両である。
【００４４】
この態様によれば、車両には、内燃機関に加え、駆動力源として例えば、モータ或いはモータジェネレータ等の形態を採り得る電動機が少なくとも一つ備わり、例えばインバータや各種のＰＣＵ（Power Control Unit）等を介した、電流制御、電圧制御又は電力制御等各種の動力制御により、少なくとも内燃機関の機関出力軸に対し、直接的に又は間接的に、例えばバッテリ等のエネルギ源からの放電電力に応じた駆動力を出力可能に構成される。従って、本発明に係るトルクのアシストを、少なくとも実践上何ら不足の生じない範囲で実現することが可能となる。
【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から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
＜発明の実施形態＞
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。
【００４７】
＜実施形態の構成＞
＜ハイブリッド車両の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１０のブロック図である。
【００４８】
図１において、ハイブリッド車両１０は、減速機構１１、車軸１２及び車輪１３、並びにＥＣＵ１００、エンジン２００、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「ＭＧ１」と略称する）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と略称する）、動力分割機構３００、ＰＣＵ（Power Control Unit）４００、バッテリ５００及びＳＯＣ（State Of Charge：充電状態）センサ６００を備えた、本発明に係る「車両」の一例である。
【００４９】
減速機構１１は、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ２から出力された動力に応じて回転可能に構成された、デファレンシャルギア（不図示）等を含んでなるギア機構であり、これら駆動力源の回転速度を所定の減速比に従って減速可能に構成されている。減速機構１１の出力軸は、車軸１２に連結されており、これら動力源の動力は、回転速度が減速された状態で車軸１２に伝達されるように構成されている。尚、減速機構１１の構成は、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ２から供給される駆動力を、その駆動力に基づいた軸体の回転速度を減速しつつ車軸１１に伝達可能である限りにおいて何ら限定されず、単にデファレンシャルギア等を含んでなる構成を有していてもよいし、複数のクラッチ及びブレーキ並びに遊星歯車機構により構成される所謂リダクション機構や変速機構として複数の変速比を得ることが可能に構成されていてもよい。
【００５０】
車軸１２は、減速機構１１を介して伝達されるエンジン２００及びモータジェネレータＭＧ２から出力された駆動力を車輪１３に伝達するための駆動軸である。
【００５１】
車輪１３は、車軸１２を介して伝達される動力を路面に伝達する駆動輪である。
【００５２】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ等を備え、ハイブリッド車両１０の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「燃料性状推定装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する始動制御を実行することが可能に構成されている。尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「制御手段」、「第１の特定手段」、「第２の特定手段」、「推定手段」、「第１の補正手段」、「第２の補正手段」及び「学習手段」の夫々一例として機能する一体の電子制御ユニットであるが、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成は、これに限定されるものではなく、例えば複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
【００５３】
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１０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。
【００５４】
モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「アシスト手段」及び「電動機」の一例たる電動発電機であり、バッテリ５００を充電するための或いは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、更にはエンジン２００の駆動力をアシストするための電動機として機能するように構成されている。
【００５５】
モータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る「電動機」の他の一例たる電動発電機であり、エンジン２００の動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。
【００５６】
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。
【００５７】
動力分割機構３００は、エンジン２００の出力をＭＧ１及び車軸１２へ分配することが可能に構成された遊星歯車機構である。
【００５８】
ここで、図２を参照して、動力分割機構３００の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、動力分割機構３００とその周辺部の関係を示す模式図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【００５９】
図２において、動力分割機構３００は、中心部に設けられたサンギア３０３と、サンギア３０３の外周に同心円状に設けられたリングギア３０１と、サンギア３０３とリングギア３０１との間に配置されてサンギア３０３の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギア３０５と、後述するクランクシャフト２０５の端部に結合され、各ピニオンギアの回転軸を軸支するプラネタリキャリア３０６とを備える。
【００６０】
また、サンギア３０３は、サンギア軸３０４を介してＭＧ１のロータ（符合は省略）に結合され、リングギア３０１は、リングギア軸３０２を介してＭＧ２の不図示のロータに結合されている。リングギア軸３０２は、車軸１２と連結されており、ＭＧ２が発する動力は、リングギア軸３０２を介して車軸１２へと伝達され、同様に車軸１２を介して伝達される車輪１３からの駆動力は、リングギア軸３０２を介してＭＧ２に入力される。
【００６１】
係る構成の下、動力分割機構３００は、エンジン２００が発する動力を、プラネタリキャリア３０６とピニオンギア３０５とによってサンギア３０３及びリングギア３０１に伝達し、エンジン２００の動力を２系統に分割することが可能である。
【００６２】
図１に戻り、ＰＣＵ４００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なインバータ、昇圧コンバータ及びＤＣ−ＤＣコンバータ等を含んでなる電力制御ユニットである。モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２は、このＰＣＵ４００を介してバッテリ５００との間で電力の入出力を行うことが可能に構成されている。尚、ＰＣＵ４００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作状態がＥＣＵ１００により上位に制御される構成となっている。
【００６３】
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を力行するための電力に係る電力供給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。
【００６４】
ＳＯＣセンサ６００は、バッテリ５００のＳＯＣを検出することが可能に構成されたセンサである。ＳＯＣセンサ６００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＳＯＣセンサ６００によって検出されたＳＯＣは、ＥＣＵ１００によって常に、或いは一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００６５】
ここで、図３を参照し、エンジン２００の構成について説明する。ここに、図３は、エンジン２００の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００６６】
図３において、エンジン２００は、気筒２０１内において燃焼室に点火プラグ（符号省略）の一部が露出してなる点火装置２０２による点火動作を介して混合気を燃焼せしめると共に、係る燃焼による爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクティングロッド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。また、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（即ち、クランク角）を検出するクランクポジションセンサ２０６が設置されている。尚、エンジン２００は、紙面と垂直な方向に４本の気筒２０１が直列に配されてなる直列４気筒エンジンであるが、個々の気筒２０１の構成は相互に等しいため、図２においては一の気筒２０１についてのみ説明を行うこととする。
【００６７】
エンジン２００において、外部から吸入された空気は吸気管２０７を通過し、吸気ポート２１０において、インジェクタ２１２から噴射された燃料と混合されて前述の混合気となる。燃料は、図示せぬ燃料タンクに貯留されており、図示せぬフィードポンプの作用により、図示せぬデリバリパイプを介してインジェクタ２１２に圧送供給されている。尚、燃料を噴射する噴射手段の形態は、図示するような所謂吸気ポートインジェクタの構成を採らずともよく、例えば、フィードポンプ或いは他の低圧ポンプにより圧送される燃料の圧力を更に高圧ポンプによって昇圧せしめ、高温高圧の気筒２０１内部へ燃料を直接噴射することが可能に構成された、所謂直噴インジェクタ等の形態を有していてもよい。尚、本実施形態において、燃料タンクに貯留されインジェクタ２１２から噴射される燃料は、ガソリンとエタノールの混合燃料（即ち、本発明に係る「アルコールが混合された燃料」の一例）たるエタノール混合燃料であり、エンジン２００は、当該エタノール混合燃料のエタノール濃度として０％から１００％の値を採り得るように構成されている。即ち、ハイブリッド車両１０は、一種のＦＦＶ（Flexible Fuel Vehicle）として構成されている。
【００６８】
気筒２０１内部と吸気管２０７とは、吸気バルブ２１１の開閉によってその連通状態が制御されている。気筒２０１内部で燃焼した混合気は排気となり吸気バルブ２１１の開閉に連動して開閉する排気バルブ２１３の開弁時に排気ポート２１４を介して排気管２１５に導かれる。
【００６９】
一方、吸気管２０７における、吸気ポート２１０の上流側には、図示せぬクリーナを経て導かれた吸入空気に係る吸入空気量を調節するスロットルバルブ２０８が配設されている。このスロットルバルブ２０８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されたスロットルバルブモータ２０９によってその駆動状態が制御される構成となっている。尚、ＥＣＵ１００は、基本的にはアクセルポジションセンサ８００により検出されるアクセル開度に応じたスロットル開度が得られるようにスロットルバルブモータ２０９を制御するように構成されるが、スロットルバルブモータ２０９の動作制御を介してドライバの意思を介在させることなくスロットル開度を調整することも可能である。即ち、スロットルバルブ２０９は、一種の電子制御式スロットルバルブとして構成されている。
【００７０】
排気管２１５には、三元触媒２１６が設置されている。三元触媒２１６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。この三元触媒２１６には、三元触媒２１６の温度たる触媒床温を検出するための触媒床温センサ２１７が設置されている。触媒床温センサ２１７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された触媒床温は、ＥＣＵ１００によって絶えず、或いは一定又は不定の周期で把握される構成となっている。また、排気管２１５には、エンジン２００の排気空燃比を検出することが可能に構成された空燃比センサ２１８が設置されている。また、気筒２０１を収容するシリンダブロックに設置されたウォータジャケットには、エンジン２００を冷却するために循環供給される冷却水（ＬＬＣ）に係る冷却水温を検出するための水温センサ２１９が配設されている。空燃比センサ２１８及び水温センサ２１９は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、各々検出された空燃比及び冷却水温は、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００７１】
＜実施形態の動作＞
＜ハイブリッド車両１０の基本動作＞
図１のハイブリッド車両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、主として電動機として機能するモータジェネレータＭＧ２、及びエンジン２００相互間の動力配分が、ＥＣＵ１００及び動力分割機構３００により制御され、その走行状態が制御される。
【００７２】
例えば、ハイブリッド車両１０の始動時においては、バッテリ５００に蓄積された電力を用いてモータジェネレータＭＧ１が電動機として駆動される。このモータジェネレータＭＧ１のアシストトルクによってエンジン２００がクランキングされエンジン２００が始動する。
【００７３】
発進時には、ＳＯＣセンサ６００の出力信号に基づいたバッテリ５００の充電状態に応じて２種類の動作状態が選択的に実現される。例えば、通常の（即ち、ＳＯＣが良好な或いは良好とみなし得る）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１０は、バッテリ５００に蓄積された電力を用いたモータジェネレータＭＧ２の動力により（即ち、このＭＧ２からの動力出力に供される電力は、本発明に係る「放電電力」の一例である）発進する。一方、充電状態が良好ではない（即ち、ＳＯＣが低下している、或いは低下しているとみなし得る）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。
【００７４】
例えば、低速走行時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、インジェクタ２１２を介した燃料の噴射が停止されることにより燃焼を伴うエンジン２００の駆動が停止され、ハイブリッド車両１０は、モータジェネレータＭＧ２による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。
【００７５】
エンジン２００の燃費或いは燃焼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１０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、車軸１２を介して車輪１３に伝達され、他方は、モータジェネレータＭＧ１を駆動して発電に供される。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。
【００７６】
減速が行われる際には、車輪１３から車軸１２を介して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、モータジェネレータＭＧ２を発電機として動作させる。これにより、車輪１３の運動エネルギの一部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。
【００７７】
＜エンジン２００の基本制御＞
次に、エンジン２００の基本的な制御動作について説明する。ＥＣＵ１００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。この際、ＥＣＵ１００は、不図示のアクセルポジションセンサによって検出されるアクセル開度（即ち、要求負荷に相当する）、及び例えば車速センサ等によって検出されるハイブリッド車両１０の車速に基づいて、予めＲＯＭに格納されたマップから現時点におけるアクセル開度及び車速に対応した出力軸トルク（車軸１２に出力されるべきトルク）を算出する。更に、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣセンサ６００の出力信号に基づいて要求発電量を求め、要求発電量と各種の補機類（エアコンやパワーステアリング等）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って、エンジン要求出力を算出する。
【００７８】
尚、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されてよい。例えば、ＥＣＵ１００は、駆動輪たる車輪１３に要求される駆動力たる要求駆動力を、予めＲＯＭに格納された駆動力マップから、車速及びアクセル開度に基づいて選択的に取得し、更にこの要求駆動力、車速及び駆動輪の半径に基づいて（具体的には、これらの乗算処理等を経て）、要求出力の基準値を算出すると共に、この基準値をバッテリ５００の要求発電量や各種補器類の要求出力とに基づいて補正することにより要求出力を算出してもよい。
【００７９】
＜始動制御の詳細＞
エンジン２００は、上述したようにエタノール混合燃料を使用可能に構成されている。エタノール混合燃料は、エタノールの気化潜熱に起因して、特に始動時においてエンジン２００の燃焼性能を低下させ易い。また、エンジン２００では、エタノール濃度に応じて燃料の最適な空燃比が変化するため、当該エタノール濃度を含む燃料性状は正確に特定されている必要がある。そこで、ハイブリッド車両１０では、ＥＣＵ１００がエンジン２００を始動させるべく始動制御を行う過程において、適宜燃料性状が検出される構成となっている。
【００８０】
ここで、図４を参照し、始動制御の詳細について説明する。ここに、図４は、始動制御のフローチャートである。
【００８１】
図４において、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の始動タイミングであるか否かを判別する。イグニッションキーの操作やエンジンスタートボタンの押下等、エンジンの始動を要求する旨の何らの操作もなされていない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、始動タイミングが訪れるまでステップＳ１０１に係る処理を繰り返し、処理を実質的に待機状態に制御する。尚、ここでは、このような主としてドライバの操作による始動入力の有無が判別されるが、ハイブリッド車両１０は、駆動力源としてモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２を備えており、運転状況によっては適宜エンジン２００は停止する。従って、このようなドライバの意思に基づいた操作とは別に、適宜ＥＣＵ１００側でエンジン２００を始動の要否は判別されており、ドライバ側から見て自動的にエンジン２００が始動する場合も当然生じ得る。ステップＳ１０１に係る始動タイミングとは、この種の自動的な入力が生じたタイミングを含んでもよい。
【００８２】
エンジン２００の始動タイミングである場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、燃料性状の過去の学習値が存在するか否かを判別する（ステップＳ１０２）。尚、燃料性状の学習値については後述する。燃料性状の学習値が存在しない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、処理はステップＳ１０４に移行される。一方、燃料性状の学習値が存在する場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、更に、燃料性状の学習タイミングであるか否かを判別する。燃料性状の学習タイミングであるか否かは、例えば、前回の学習が行われてからの給油動作の有無及び前回の学習が行われてからの経過時間等に基づいて判別される。例えば、新規に給油がなされた場合や、前回の学習から相当程度の時間が経過している場合には、燃料性状が物理的に又は相分離等により実質的に変化している可能性があるため、学習条件である旨の判別がなされる。
【００８３】
燃料性状の学習条件である場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１０の運転条件を取得する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４に係る処理では、外気温及び冷却水温が取得される。ステップＳ１０４に係る処理において取得される外気温及び冷却水温は、本発明に係る第１及び第２の補正手段の動作に係る「車両の運転条件」の一例である。
【００８４】
車両の運転条件が取得されると、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の駆動条件を決定する（ステップＳ１０５）。ここで、本実施形態に係るエンジン２００の駆動条件とは、燃料噴射量、吸入空気量及び点火時期を指す。尚、この際、エンジン２００の駆動条件は、予め設定されたベース条件に設定される。ベース条件とは、ベースとなる燃料性状において実験的に適合された駆動条件である。
【００８５】
続いて、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧ１の駆動条件を決定する（ステップＳ１０６）。始動時のＭＧ１の駆動条件は、基本的には固定された条件であるが、ＳＯＣセンサ６００により検出されるその時点のバッテリ５００のＳＯＣに応じて適宜補正がなされる。例えば、ＳＯＣが低下している場合には、ＭＧ１に対し供給される電力（投入電力）は、基本条件よりも低く抑制され、ＳＯＣが十分に高い場合には、場合により投入電力は基本条件よりも増やされる。
【００８６】
ＭＧ１の駆動条件が決定されると、ＥＣＵ１００は、ＰＣＵ４００を介してＭＧ１を駆動し、モータアシストを開始する（ステップＳ１０７）。尚、この時点では、エンジン２００において爆発は生じておらず、エンジン２００はモータジェネレータＭＧ１によりクランキングされる。即ち、この段階においてモータジェネレータＭＧ１から出力されるアシストトルクとは、クランキングトルクを指す。
【００８７】
クランキングが開始されると、ＥＣＵ１００は、エンジン２００が初爆状態に到達したか否かを判別する（ステップＳ１０８）。未だ初爆を迎えない場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、クランキングは継続され、処理はステップＳ１０８で待機状態に制御される。一方、エンジン２００が初爆を迎えた場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、クランキング時の機関回転速度たるクランキング回転速度ＮＥｋｒを取得する（ステップＳ１０９）。尚、クランキング回転速度ＮＥｋｒについては後述する。
【００８８】
次に、ＥＣＵ１００は、エンジン２００が完爆状態に到達したか否かを判別する（ステップＳ１１０）。ここで、本実施形態において、エンジン２００が完爆状態に到達するまでモータジェネレータＭＧ１からのアシストトルクの付与は継続される。完爆状態に到達したか否かの判別は、エンジン２００の機関回転速度ＮＥが、予め設定される目標回転速度（即ち、完爆判定用の機関回転速度）に到達したか否かに基づいて行われる。例えば、この目標回転速度は、概ね１０００ｒｐｍ前後の値に設定される。完爆に至らない場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、処理はステップＳ１１０において待機状態に制御され、トルクのアシストが継続される。
【００８９】
一方、エンジン２００が完爆した場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、エンジン２００が初爆を迎えてから完爆するまでの時間たるアシスト時間Ｔａｓｓを取得する（ステップＳ１１１）。アシスト時間Ｔａｓｓが取得されると、ＥＣＵ１００は、この取得されたアシスト時間Ｔａｓｓに基づいて、燃料性状を推定する（ステップＳ１１２）。
【００９０】
ここで、図５を参照して、燃料性状の推定に係る動作について補足する。ここに、図５は、始動制御の実行過程におけるエンジン２００の各種指標値のタイミングチャートである。
【００９１】
図５において、上段から順に、エンジン２００の出力トルクたるエンジントルクＴｒｅｇ、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクたるＭＧ１トルクＴｒｍ、及び機関回転速度ＮＥの三種類の指標値に係る特性が表示される。また、これら三種類の特性における横軸は、夫々共通の経過時間に設定されている。即ち、図５では、これら三種類の指標値の時間特性が表されている。
【００９２】
図５において、時刻Ｔ０にエンジン２００の始動が開始されたとする。この場合、時刻Ｔ０からモータジェネレータＭＧ１からのアシストトルク（この段階では、クランキングトルク）の付与が開始され、ＭＧ１トルクＴｒｍの軌跡は、図示ＰＲＦ＿ＢＳＥ２（実線参照）として示す如く上昇する。ここで、既に述べたように、モータジェネレータＭＧ１の駆動条件たる投入電力は、場合により可変であるにせよ少なくとも一の始動時において一定となるように管理される。従って、始動後相応の経過時間を経て、機関回転速度ＮＥがエンジン２００のフリクションと釣り合う値に収束すると、ＭＧ１トルクＴｒｍは、当該投入電力と機関回転速度ＮＥ（この場合、モータジェネレータＭＧ１の回転速度と一義的である）とによって一義的に定まる一定のトルク値Ｔｒｍ１に収束する。
【００９３】
ここで、このフリクションと釣り合う一定の機関回転速度ＮＥが、上述したクランキング回転速度ＮＥｋｒである。クランキング回転速度ＮＥｋｒは、エンジン２００のフリクションが大きければエンジン２００がＭＧ１トルクＴｒｍをより多く消費するため低下し、フリクションが小さければエンジン２００がＭＧ１トルクＴｒｍを消費する量が相対的に減少するため上昇する。即ち、クランキング回転速度ＮＥｋｒは、エンジン２００のフリクションを規定する指標値として利用することができ、本発明に係る「フリクションの度合い」の一例であり、また「クランキング期間の少なくとも一部における内燃機関の運転条件」の一例をなす。
【００９４】
一方、クランキングが継続される過程においてエンジン２００が初爆を迎えると、エンジン２００が自発的にトルクを発生する。図５においては、時刻Ｔ１が、エンジン２００が初爆状態に到達した時刻に相当しており、時刻Ｔ１を境に、エンジントルクＴｒｅｇは上昇を開始する。他方、時刻Ｔ１においてエンジン２００が初爆すると、増加したエンジントルクＴｒｅｇに応じて機関回転速度ＮＥは上昇を開始する。従って、機関回転速度ＮＥの値は、初爆前後において、比較的明確に変化する。
【００９５】
このため、ＥＣＵ１００は、機関回転速度ＮＥの変化により、エンジン２００が初爆したか否かに係る判別（図４におけるステップＳ１０８に係る処理）を簡便に且つ正確に実行することが可能である。また、ＭＧ１トルクＴｒｍは、モータジェネレータＭＧ１の投入電力に変化がないため、時刻Ｔ１において機関回転速度ＮＥが上昇し始めるのに伴い減少を開始する。
【００９６】
ここで、初爆以降の各指標値は、燃料の燃焼特性（即ち、燃料性状と相関する）に応じて大きく変化する。図５において、エタノール濃度が相対的に高い（即ち、燃焼特性が相対的に良好な旨に相当する）燃料が使用された場合と、エタノール濃度が相対的に低い（即ち、燃焼性の相対的に悪い旨に相当する）燃料が使用された場合について、夫々の特性を表すと、エンジントルクＴｒｅｇの特性は、前者がＰＲＦ＿ＢＳＥ１（実線参照）であり、後者がＰＲＦ＿ＡＬＣ１（破線参照）である。また、ＭＧ１トルクＴｒｍの特性は、前者がＰＲＦ＿ＢＳＥ２（実線参照）であり、後者がＰＲＦ＿ＡＬＣ２（破線参照）である。更に、機関回転速度ＮＥの特性は、前者がＰＲＦ＿ＢＳＥ３（実線参照）であり、後者がＰＲＦ＿ＡＬＣ３（破線参照）である。
【００９７】
図示する通り、燃料の燃焼性が悪い場合、燃焼が安定しないため、必然的にエンジン２００のトルクの立ち上がりは遅くなる。その結果、機関回転速度ＮＥの上昇が遅くなる。反対に、燃料の燃焼性が良好であれば、必然的にエンジン２００のトルクの立ち上がりは早くなり、機関回転速度ＮＥの上昇も早くなる。例えば、完爆の判別に供すべき目標回転速度をＮＥｔｇ（ＮＥｔｇ＞ＮＥｋｒ）とすると、燃焼性が良好な燃料に相当する特性では、時刻Ｔ２においてエンジン２００は完爆状態に到達し、燃焼性が悪い燃料に相当する特性では、時刻Ｔ２よりも相応の時間遅延を経た時刻Ｔ３においてエンジン２００は完爆状態に到達する。
【００９８】
一方、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２００が完爆するまでアシストトルクの付与を継続するから、ＭＧ１トルクＴｒｍもエンジントルクＴｒｅｇ及び機関回転速度ＮＥと同様に、燃料性状に応じて変化する。
【００９９】
その結果、エンジン２００に付与されるアシストトルクたるＭＧ１トルクＴｒｍの時間推移は、燃料性状に応じて変化し、アシスト期間中にモータジェネレータＭＧ１に投入される電力の積算値には、図示斜線部分に相当する偏差が生じる。この偏差は、燃料性状と一対一、一対多、多対一又は多対多であるかは別として少なくとも明確に対応しており、燃料性状の推定に供し得る、本発明に係る「アシスト期間の少なくとも一部におけるアシストの度合い」の一例として利用することができる。
【０１００】
また、当該偏差に限らず、エンジントルクＴｒｅｇの偏差、機関回転速度ＮＥの偏差及びアシスト期間の長さの偏差も同様に、本発明に係る「アシスト期間の少なくとも一部におけるアシストの度合い」の一例として利用することができる。また、偏差に限らず、例えば基準となる時刻における各種指標値そのものが、この種のアシストの度合いとして利用されてもよい。
【０１０１】
例えばベースとなる燃料性状を有する燃料が使用された場合の各特性が、図示実線で表される特性に設定されている場合に、実際の特性が図示破線に相当する特性であったとする。この場合、例えば時刻Ｔ２（即ち、ベースとなる燃料性状を有する燃料が使用された場合にエンジン２００が完爆するはずの時刻）におけるエンジントルクＴｒｅｇの値（即ち、図示Ｔｒｅｇ１）、或いは、Ｔｒｅｇ１と、時刻Ｔ２におけるベースとなる燃料性状を有する燃料が使用された場合のエンジントルクＴｒｅｇの値（即ち、図示Ｔｒｅｇ２）との偏差たるΔＴｒｒｅｇ（即ち、図示Ｔｒｒｅｇ２−Ｔｒｒｅｇ１）等は、実際の燃料性状を好適に表す指標値となる。
【０１０２】
同様にＭＧ１トルクＴｒｍの値（図示Ｔｒｍ０）や、同様の偏差ΔＴｒｍ（即ち、同じくＴｒｍ０）も燃料性状の相関値として利用可能である。また、機関回転速度ＮＥの値（図示ＮＥ１）、或いは機関回転速度ＮＥの偏差ΔＮＥ（即ち、図示ＮＥＴｇ−ＮＥ１）についても同様である。
【０１０３】
更に、燃料性状が異なれば、必然的にアシスト期間が長大化或いは短縮化し得る。従って、ベースとなる燃料性状を有する燃料が使用された場合のアシスト期間の長さと実際のアシスト期間の長さとの偏差（即ち、時刻Ｔ３−Ｔ２に相当する時間）、或いは単にアシスト期間の長さに基づいて燃料性状を正確に推定することも可能となる。
【０１０４】
図４に戻り、ステップＳ１１１に係る処理では、上記アシスト期間の長さである、アシスト時間Ｔａｓｓが取得される。ＥＣＵ１００は、予めフラッシュメモリ等の書き換え可能な記憶手段に、予め燃料性状を推定するためのマップを保持している。このマップには、アシスト時間Ｔａｓｓと燃料性状を表す燃料性状値ＦＬとが対応付けられており、ステップＳ１１２に係る処理では、ステップＳ１１１に係る処理で得られたアシスト時間Ｔａｓｓの値に対応する一の燃料性状値ＦＬが選択的に取得されることによって、燃料性状が推定される。
【０１０５】
ここで、初爆状態に到達して以降の期間においても、エンジン２００のフリクションは当然存在する。従って、このエンジン２００のフリクションの影響が切り分けられない場合、図５に示す如きアシスト期間における各種指標値の振る舞い或いはアシスト期間の長さＴａｓｓに基づいて燃料性状を推定しようとしてもその大小は別として誤差が生じ得る。
【０１０６】
一方、本実施形態では、ステップＳ１０９において、エンジン２００のフリクションの度合いを表すクランキング回転速度ＮＥｋｒが取得されており、このクランキング回転速度ＮＥｋｒに基づいて、エンジン２００のフリクションの影響を排除することが可能である。
【０１０７】
即ち、上述した燃料性状推定のためのマップは、予め複数のクランキング回転速度ＮＥｋｒ毎に複数設定されている。ステップＳ１１２に係る処理では、この複数のマップの中から、ステップＳ１０９に係る処理で取得されたクランキング回転速度ＮＥｋｒに対応する一のマップが選択され、上述したアシスト期間におけるアシストの度合いとしてのアシスト時間Ｔａｓｓに対応する燃料性状値が選択的に取得されることによって、エンジン２００のフリクションの影響を排除してなる、正確な燃料性状が推定されるのである。尚、この際、マップの選択に供されるパラメータとしてクランキング回転速度ＮＥｋｒの数量は、過不足のない適合値に設定されており、該当するクランキング回転速度ＮＥｋｒに対応するマップが存在しない場合には、最も近いクランキング回転速度ＮＥｋｒに対応するマップが利用される。或いは、所望のクランキング回転速度ＮＥｋｒを挟む二種類のクランキング回転速度に対応するマップから選択的に取得された値が補間されることにより、燃料性状が推定されてもよい。
【０１０８】
更に補足すると、エンジン２００のフリクションは、ＭＧ１によるクランキングトルク（即ち、投入電力により規定される）及び潤滑油温等に影響される。より具体的には、クランキングトルクが変化すると、エンジン２００における各摺動部への潤滑油の循環供給状態が変化するためフリクションが変化するし、潤滑油は、その温度に応じて粘性抵抗が変化するから、循環供給状態が変化し得る。
【０１０９】
従って、エンジン２００のフリクションを特定するに際しては、これらフリクションを規定し得る各種の指標値を反映した補正処理が行われるのが望ましい。そこで、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１１２に係る燃料性状の推定に際し、マップから選択的に取得された燃料性状値ＦＬを、ステップＳ１０４及びステップＳ１０６に係る処理で得られた外気温又は冷却水温及びクランキングトルクの値に応じて補正する。本実施形態では、このように燃料性状値ＦＬが直接補正されるが、係る補正に係る動作は、エンジン２００のフリクションを間接的に補正していることと実質的には等価であり、本発明に係る「第１の補正手段」に係る動作に他ならない。尚、エンジン２００のフリクションは、例えばコンプレッション反力とも相関する。従って、ＶＶＴ等を介したバルブタイミングやリフト量等の変更が可能である場合には、これらの変化量や制御量に応じて、同様にフリクション又は燃料性状が補正されてもよい。
【０１１０】
一方、外気温、冷却水温及び吸入空気量、燃料噴射量及び点火時期等は、エンジン２００の燃焼性能に影響し得る。従って、これらに変化の変化は、アシスト期間における上述した各種指標値の特性の変化となって現れ得る。従って、ステップＳ１１２に係る処理において、ＥＣＵ１００は、更に、ステップＳ１０４及びステップＳ１０５に係る処理で取得された、外気温又は冷却水温及び噴射量、吸入空気量及び点火時期に応じて、燃料性状値を補正する。この際、一旦得られた燃料性状値を例えば各種数値演算としての補正演算に供してもよいが、燃料性状の推定に供すべきマップが、予めこれらに応じて更に細分化されていれば、その都度適宜適切なマップを選択し、当該選択したマップから、例えばアシスト期間Ｔａｓｓに対応する一の燃料性状値を取得してもよい。いずれにせよ、このような動作は、本発明に係る「第２の補正手段」に係る動作の一例である。
【０１１１】
燃料性状が推定されると、燃料性状の学習処理が実行される（ステップＳ１１３）。ここで、燃料性状の学習処理とは、即ちステップＳ１１２において得られた燃料性状値ＦＬを、前回の学習値として例えばフラッシュメモリ等の記憶手段に記憶された値と置換することにより更新する処理である。但し、ステップＳ１１３に係る処理においては、適宜更新の必要性について考慮されてもよく、例えば、燃料性状値ＦＬが前回値と等しい或いは等しいとみなし得る程度に同等な場合等には、適宜更新がスキップされてもよい。燃料性状の学習が終了すると、処理はステップＳ１０１に戻され、一連の処理が繰り返される。尚、一度ステップＳ１１３に係る処理が実行されると、ステップＳ１０２に係る処理において燃料性状の学習値（即ち、記憶された燃料性状値ＦＬ）が存在する旨の判別が行われる。
【０１１２】
一方、ステップＳ１０３に係る処理において、燃料性状の学習処理でない旨が判別された場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、燃料性状の学習値ＦＬ（即ち、ステップＳ１１３に係る処理において記憶された燃料性状値ＦＬ）を取得する（ステップＳ１１４）。次に、この取得された燃料性状の学習値ＦＬに対応するエンジン駆動条件を設定し（ステップＳ１１５）、更にＭＧ１の駆動条件を設定する（ステップＳ１１６）。これらの処理を経て、モータアシストが開始され（ステップＳ１１７）、完爆に至らない場合には（ステップＳ１１７：ＮＯ）、モータアシストが継続されると共に、完爆に至った場合には（ステップＳ１１８：ＹＥＳ）、処理がステップＳ１０１に戻される。即ち、本実施形態における燃料性状の学習は、燃料性状を学習すべき適切なタイミングで実行され、それ以外の状況においては、既に取得されている正確な燃料性状値ＦＬに基づいた、最適な燃焼制御が実行されるのである。
【０１１３】
尚、本実施形態では、外気温又は冷却水温等、潤滑油の温度を規定し得る指標値が参照され、潤滑油の粘性抵抗の変化を反映したフリクションの直接的又は間接的な補正がなされるが、潤滑油の性能、特性、仕様又は劣化の度合いによっては、例えば氷点下数十度の極低温領域以外では粘性抵抗の顕著な変化が生じない場合もある。そのような事情に鑑み、外気温又は冷却水温等による補正は、この種の極低温の始動時に限って行われてもよい。また、この種の粘性抵抗以外にフリクションを顕著に支配する要因が存在しない場合には、燃料性状の学習に際して、例えばステップＳ１０９に係る処理をスキップし、更にステップＳ１１２に係る燃料性状推定に係る処理を簡略化してもよい。
【０１１４】
また、本実施形態では、アシスト期間の長さＴａｓｓが、本発明に係るアシストの度合いの一例として使用されるが、燃料性状の推定精度に実践上問題となる影響を与えない限りにおいて、アシスト期間（即ち、初爆から完爆までの期間）全てが参照されなくてもよい。即ち、エンジン２００が完爆状態に到達する以前に、例えばモータジェネレータＭＧ１から付与されるアシストトルクの値に基づいて、燃料性状の推定がなされてもよい。また、クランキング回転速度ＮＥｋｒについても同様であり、クランキング期間の終了を待たずしてクランキング回転速度ＮＥｋｒが特定されてもよい。
【０１１５】
いずれにせよ、本実施形態に係る始動制御によれば、初爆から完爆までのアシスト期間の少なくとも一部におけるトルクアシストの度合いと、クランキング期間の少なくとも一部における機関回転速度ＮＥの値等から推定されるエンジン２００のフリクションの状態とに基づいて、エタノール混合燃料における燃料性状を正確に推定することが可能である。
【０１１６】
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燃料性状推定装置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】
【０１１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１のハイブリッド車両における動力分割機構とその周辺部の関係を示す模式図である。
【図３】図１のハイブリッド車両におけるエンジンの模式図である。
【図４】図１のハイブリッド車両においてＥＣＵにより実行される始動制御のフローチャートである。
【図５】図４の始動制御の実行過程におけるエンジンの各種指標値のタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１１８】
１０…ハイブリッド車両、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０１…気筒、２０３…ピストン、２０５…クランクシャフト、３００…動力分割機構、３０１…リングギア、３０３…サンギア、３０６…プラネタリキャリア、５００…バッテリ、６００…ＳＯＣセンサ。
【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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