(57)【要約】【課題】間欠運転されるエンジンのＩＳＣ学習制御を、運転者にショックを与えることなく、かつ、燃費の悪化を回避して実行する。【解決手段】エンジンＥＣＵは、エンジンが暖機されていて（Ｓ１０２０にてＹＥＳ）、車速がしきい値以下の低速で（Ｓ１０４０にてＹＥＳ）、ブレーキが操作されていると（Ｓ１０５０にてＹＥＳ）、エンジン停止禁止フラグをセットしてエンジンを作動させるステップ（Ｓ１０６０）と、車両が停止する等のＩＳＣ学習条件が成立すると（Ｓ１０８０にてＹＥＳ）、ＩＳＣ学習制御を実行するステップ（Ｓ１０９０）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】図４
2009040234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行源として、内燃機関と、前記内燃機関以外の動力源とを有するハイブリッド車両の制御装置であって、
前記車両の状態が一時停止条件を満足すると内燃機関を一時的に停止し、再始動条件が成立すると前記内燃機関を再始動するように、前記内燃機関を制御するための制御手段と、
前記内燃機関が安定に作動している運転領域において、制御量の学習を実行するための学習実行手段と、
運転者により操作された制動装置の作動状態を検出するための手段と、
前記車両の速度を検出するための検出手段と、
前記学習が可能な車両の状態であって、前記制動装置が作動し、前記速度が予め定められた速度以下であるという条件を満足すると、内燃機関の一時的な停止を禁止するための禁止手段とを含む、制御装置。
【請求項２】
前記禁止手段は、前記内燃機関が暖機されて前記学習が可能な車両の状態であって、前記制動装置が作動し、前記速度が予め定められた速度以下であるという条件を満足すると、内燃機関の一時的な停止を禁止するための手段を含む、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記学習実行手段は、前記内燃機関のアイドル回転数を維持するための空気流量の学習を実行するための手段を含む、請求項１または２に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンを搭載し、必要に応じてエンジンを間欠運転するハイブリッド車両のエンジン制御に関し、特に、ＩＳＣ（Idle Speed Control)学習や空燃比学習等のエンジンにおける制御量の学習を的確に行なうことができる、ハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料の燃焼エネルギで作動するエンジンと、電気エネルギで作動するモータとを車両走行時の動力源として備えているとともに、その動力源と駆動輪との間に自動変速機（動力分割機構を含む）が設けられているハイブリッド車両が実用化されている。このようなハイブリッド車両においては、たとえば運転状態に応じてエンジンとモータとを使い分けて走行することにより、所定の走行性能を維持しつつ燃料消費量や排出ガス量を低減できる。具体的には、エンジンのみを動力源として走行するエンジン走行モード、モータのみを動力源として（エンジンを停止して）走行するモータ走行モード、エンジンおよびモータの両方を動力源として走行するエンジン＋モータ走行モードなど、エンジンおよびモータの作動状態が異なる複数の運転モードを備えており、車速（または動力源回転数）およびアクセル操作量などの運転状態をパラメータとする動力源マップ等の予め定められたモード切換条件に従って自動的に切り換えられるようになっている。すなわち、車両が走行していてもエンジンが間欠運転される状態が発生する。
【０００３】
このようなハイブリッド車両においては、種々のセンサ信号やスイッチ信号を検出して、予め定められたエンジン停止条件が満足されるとエンジンを停止して、再びエンジンを再始動するように制御する必要がある（たとえば、このようなエンジンの運転状態は、上述の間欠運転される状態ともいえる）。このようなエンジンの停止と再始動とを繰返すハイブリッド車両に搭載されてるエンジンにおいても、エンジンの個体差や経時変化により生じる、エンジン制御量の学習制御が行なわれる。
【０００４】
たとえば、エンジンにおいては、ＩＳＣ制御が行なわれている。このＩＳＣ制御は、エンジンのアイドリング回転数を一定回転数に維持する制御である。具体的には、エンジンのスロットルバルブをアクチュエータにより駆動して、空気（混合気）流量を調節することによりアイドリング回転数を制御するものである。このＩＳＣ制御装置では、アイドリング時の回転数を目標値に近づけるために、フィードバック制御が行なわれている。これにより、回転数をほぼ一定に保つことができる。
【０００５】
フィードバック制御においてエンジンのアイドリング回転数を一定回転数に維持するために必要な空気流量は、個体差、経時変化等の要因により変化するので、フィードバックの結果を反映して記憶するいわゆる学習制御が行なわれている。通常、アイドリング空気流量の学習値の初期値は、エンジンストールを回避するために大きめの値が設定されている。そして、学習未完了の場合にはこの初期値でＩＳＣ制御が行なわれる。
【０００６】
上述したハイブリッド車両においては、エンジンが間欠運転されるため、エンジンが作動していない場合には、当然ながら、学習制御を実行することができない。一方、学習制御を優先させるだけでは、常にエンジンの停止を禁止してエンジンを作動させ続けるため、エンジンの運転の継続が運転者の想定に反して行なわれ、運転者に違和感を与える場合が生じる。
【０００７】
特開２００６−２６６１９３号公報（特許文献１）は、運転者に違和感を与えることなく内燃機関をアイドル運転する際の制御量を学習する機会を確保することができる車両を開示する。この車両は、間欠運転を伴って内燃機関を運転して走行可能な車両であって、内燃機関をアイドル運転する際の制御量を学習するアイドル制御量学習手段と、アイドル制御量学習手段による制御量の学習が完了していないときには、該学習が完了するまで操作者による所定操作に基づいて内燃機関の間欠運転を禁止する間欠運転禁止手段とを備える。好ましくは、この所定操作は、操作者に対して内燃機関の間欠運転の実行を想定させる操作である。さらに好ましくは、間欠運転禁止手段は、駐車ポジションにシフト操作されているときには内燃機関の間欠運転を許可し、駐車ポジション以外の走行可能なポジションにシフト操作されているときには内燃機関の間欠運転を禁止する。
【特許文献１】特開２００６−２６６１９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した特許文献１によると、アイドル回転数制御量の学習が完了していない（未学習）と判定された場合において、シフトポジションがＰ（パーキング）ポジションと判定されると、エンジンの間欠運転を許可し、シフトポジションが走行可能なポジション（たとえばＤ（ドライブ）ポジション）と判定されると、エンジンの間欠運転を禁止する。エンジンの間欠運転が禁止されると、自動停止の条件の成立に拘わらずエンジンの自動停止は行なわれない。アイドル回転数制御量の学習が完了していないとき、このようにエンジンの間欠運転を禁止するのは、アイドル回転数制御量の学習の機会を確保して学習を早期に完了させるためであり、シフトポジションがＰポジションのときにはエンジンの間欠運転を許可するのは、Ｐポジションでは運転者がエンジンの停止を想定していると考えられるから、運転者の想定に反してエンジンの運転が継続されるのを抑制し、運転者に違和感を与えないようにするためである。
【０００９】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された制御では、車両の停止中にエンジンの間欠運転が許可されているので、ＩＳＣ学習制御のために停止していたエンジンが始動する可能性がある。このとき、運転者はエンジンの始動ショックを感じる。
【００１０】
また、ブレーキオフの減速運転中にＩＳＣ学習制御のために停止していたエンジンが始動する場合にも、運転者はエンジンの始動ショックを感じる。
【００１１】
この一方、学習制御可能条件が成立するとエンジン間欠運転を禁止してエンジンを作動させ続けて学習制御を完了させるようにすると、エンジンが作動している時間が長くなり、燃費が悪化する。
【００１２】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、間欠運転される内燃機関の制御量の学習制御を、運転者にショックを与えることなく、かつ、燃費の悪化を回避して、実行することができる、ハイブリッド車両の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１の発明に係る制御装置は、車両の走行源として、内燃機関と、内燃機関以外の動力源とを有するハイブリッド車両を制御する。この制御装置は、車両の状態が一時停止条件を満足すると内燃機関を一時的に停止し、再始動条件が成立すると内燃機関を再始動するように、内燃機関を制御するための制御手段と、内燃機関が安定に作動している運転領域において、制御量の学習を実行するための学習実行手段と、運転者により操作された制動装置の作動状態を検出するための手段と、車両の速度を検出するための検出手段と、学習が可能な車両の状態であって、制動装置が作動し、速度が予め定められた速度以下であるという条件を満足すると、内燃機関の一時的な停止を禁止するための禁止手段とを含む。
【００１４】
第１の発明によると、ハイブリッド車両に搭載された内燃機関の制御量を学習（ＩＳＣ学習制御）するためには内燃機関が作動していることが前提となる。内燃機関を作動させるためには、内燃機関の一時的な停止を禁止することになるが、車両停止時や制動装置が作動していない時に内燃機関の一時的な停止を禁止すると、内燃機関が再始動されて運転者が始動ショックを感じてしまう。また、学習が可能な車両の状態ではないとき（たとえば内燃機関の暖機前）や車速が高いときなどに、内燃機関の一時的な停止を禁止して内燃機関を作動させても、ＩＳＣ学習制御（内燃機関が安定に作動している車両停止時に行なう）を速やかに実行することができず、単に内燃機関の一時的な停止を禁止して内燃機関を作動させて燃費を悪化させるに過ぎない。このため、内燃機関の一時的な停止の禁止は、学習が可能な車両の状態であって（たとえば内燃機関の暖機後）、制動装置が作動し、速度が予め定められた速度以下であるという条件を満足したときに行なわれる。このようにすると、内燃機関の一時的な停止が禁止されて停止していた内燃機関が始動されても、車両走行中であって運転者は制動装置を操作しているので、運転者が感じる内燃機関の始動ショックを低減できる。さらに、車速が低速であるので、まもなく車両が停止してＩＳＣ学習制御が実行されて内燃機関を停止させることができるので、内燃機関の一時的な停止の禁止期間を短くして燃費の悪化を抑制することができる。その結果、間欠運転される内燃機関の制御量の学習制御を、運転者にショックを与えることなく、かつ、燃費の悪化を回避して、実行することができる、ハイブリッド車両の制御装置を提供することができる。
【００１５】
第２の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、禁止手段は、内燃機関が暖機されて学習が可能な車両の状態であって、制動装置が作動し、速度が予め定められた速度以下であるという条件を満足すると、内燃機関の一時的な停止を禁止するための手段を含む。
【００１６】
第２の発明によると、内燃機関が暖機されて学習が可能な車両の状態であって、車速が低速であるときに内燃機関の一時的な停止を禁止するので、まもなく車両が停止して暖機された内燃機関のＩＳＣ学習制御が速やかに実行される。これにより、内燃機関の一時的な停止の禁止期間を短くして燃費の悪化を抑制することができる。
【００１７】
第３の発明に係る制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、学習実行手段は、内燃機関のアイドル回転数を維持するための空気流量の学習を実行するための手段を含む。
【００１８】
第３の発明によると、ハイブリッド車両に搭載された内燃機関の制御量を学習の一例であるＩＳＣ学習制御を、運転者にショックを与えることなく、かつ、燃費の悪化を回避して、実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。なお、以下において説明するハイブリッド車両は、車両の状態に応じてエンジンが間欠作動するものであればよく、ハイブリッドの方式も限定されない。
【００２０】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を含む、ハイブリッド車両全体の制御ブロック図を説明する。なお、本発明は図１に示すハイブリッド車両に限定されない。本発明は、動力源としての、たとえばガソリンエンジン等の内燃機関（以下、エンジンとして説明する）が、車両を走行させる駆動源であって、かつ、ジェネレータの駆動源であればよい。さらに、駆動源がエンジンおよびモータジェネレータであって、モータジェネレータの動力により走行可能な車両であって、走行中にエンジンを停止させる場合がある、走行用のバッテリを搭載した他の態様を有するハイブリッド車両であってもよい。このバッテリは、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などであって、その種類は特に限定されるものではない。また、バッテリの代わりにキャパシタでも構わない。
【００２１】
ハイブリッド車両は、エンジン１２０と、モータジェネレータ（ＭＧ）１４０とを含む。なお、以下においては、説明の便宜上、モータジェネレータ１４０を、モータジェネレータ１４０Ａ（またはＭＧ（２）１４０Ａ）と、モータジェネレータ１４０Ｂ（またはＭＧ（１）１４０Ｂ）と表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、モータジェネレータ１４０Ａがジェネレータとして機能したり、モータジェネレータ１４０Ｂがモータとして機能したりする。このモータジェネレータがジェネレータとして機能する場合に回生制動が行なわれる。モータジェネレータがジェネレータとして機能するときには、車両の運動エネルギが電気エネルギに変換されて、車両が減速される。
【００２２】
ハイブリッド車両は、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０で発生した動力を駆動輪１６０に伝達したり、駆動輪１６０の駆動をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０に伝達したりする減速機１８０と、エンジン１２０の発生する動力を駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）との２経路に分配する動力分割機構（たとえば、後述する遊星歯車機構）２００と、モータジェネレータ１４０を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ２２０と、走行用バッテリ２２０の直流とモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）およびモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）の交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ２４０と、走行用バッテリ２２０の充放電状態（たとえば、ＳＯＣ（State Of Charge））を管理制御するバッテリ制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵ（Electronic Control Unit）という）２６０と、エンジン１２０の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ２８０と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ１４０およびバッテリＥＣＵ２６０、インバータ２４０等を制御するＭＧ＿ＥＣＵ３００と、バッテリＥＣＵ２６０、エンジンＥＣＵ２８０およびＭＧ＿ＥＣＵ３００等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ３２０等を含む。
【００２３】
本実施の形態において、走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間には昇圧コンバータ２４２が設けられている。これは、走行用バッテリ２２０の定格電圧が、モータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）やモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）の定格電圧よりも低いので、走行用バッテリ２２０からモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）やモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）に電力を供給するときには、昇圧コンバータ２４２で電力を昇圧する。
【００２４】
なお、図１においては、各ＥＣＵを別構成としているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい（たとえば、図１に、点線で示すように、ＭＧ＿ＥＣＵ３００とＨＶ＿ＥＣＵ３２０とを統合したＥＣＵとすることがその一例である）。
【００２５】
動力分割機構２００は、エンジン１２０の動力を、駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）との両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。モータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）の回転数を制御することにより、動力分割機構２００は無段変速機としても機能する。エンジン１２０の回転力はキャリア（Ｃ）に入力され、それがサンギヤ（Ｓ）によってモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）に、リングギヤ（Ｒ）によってモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）および出力軸（駆動輪１６０側）に伝えられる。回転中のエンジン１２０を停止させる時には、エンジン１２０が回転しているので、この回転の運動エネルギをモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）で電気エネルギに変換して、エンジン１２０の回転数を低下させる。
【００２６】
図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、車両の状態について予め定められた条件が成立すると、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、モータジェネレータ１４０のモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）のみによりハイブリッド車両の走行を行なうようにモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）およびエンジンＥＣＵ２８０を介してエンジン１２０を制御する。たとえば、予め定められた条件とは、走行用バッテリ２２０のＳＯＣが予め定められた値以上であるという条件等である。このようにすると、発進時や低速走行時等であってエンジン１２０の効率が悪い場合に、モータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）のみによりハイブリッド車両の走行を行なうことができる。この結果、走行用バッテリ２２０のＳＯＣを低下させることができる（その後の車両停止時に走行用バッテリ２２０を充電することができる）。
【００２７】
また、通常走行時には、たとえば動力分割機構２００によりエンジン１２０の動力を２経路に分け、一方で駆動輪１６０の直接駆動を行ない、他方でモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）を駆動して発電を行なう。この時、発生する電力でモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）を駆動して駆動輪１６０の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ２２０からの電力をモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）に供給してモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）の出力を増大させて駆動輪１６０に対して駆動力の追加を行なう。一方、減速時には、駆動輪１６０により従動するモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）がジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ２２０に蓄える。なお、走行用バッテリ２２０の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１２０の出力を増加してモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）による発電量を増やして走行用バッテリ２２０に対する充電量を増加する。
【００２８】
また、走行用バッテリ２２０の目標ＳＯＣはいつ回生が行なわれてもエネルギーが回収できるように、通常は６０％程度に設定される。また、ＳＯＣの上限値と下限値とは、走行用バッテリ２２０のバッテリの劣化を抑制するために、たとえば、上限値を８０％とし、下限値を３０％として設定され、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ＭＧ＿ＥＣＵ３００を介してＳＯＣが上限値および下限値を越えないようにモータジェネレータ１４０による発電や回生、モータ出力を制御している。なお、ここで挙げた値は、一例であって特に限定される値ではない。
【００２９】
図２を参照して、動力分割機構２００についてさらに説明する。動力分割機構２００は、サンギヤ（Ｓ）２０２と（以下、単にサンギヤ２０２と記載する）、ピニオンギヤ２０４と、キャリア（Ｃ）２０６（以下、単にキャリア２０６と記載する）と、リングギヤ（Ｒ）２０８（以下、単にリングギヤ２０８と記載する）とを含む遊星歯車から構成される。
【００３０】
ピニオンギヤ２０４は、サンギヤ２０２およびリングギヤ２０８と係合する。キャリア２０６は、ピニオンギヤ２０４が自転可能であるように支持する。サンギヤ２０２はＭＧ（１）１４０Ｂの回転軸に連結される。キャリア２０６はエンジン１２０のクランクシャフトに連結される。リングギヤ２０８はＭＧ（２）１４０Ａの回転軸および減速機１８０に連結される。
【００３１】
エンジン１２０、ＭＧ（１）１４０ＢおよびＭＧ（２）１４０Ａが、遊星歯車からなる動力分割機構２００を介して連結されることで、エンジン１２０、ＭＧ（１）１４０ＢおよびＭＧ（２）１４０Ａの回転数は、共線図において直線で結ばれる関係になる。
【００３２】
図３を参照して、このハイブリッド車両に搭載されたエンジン１２０について説明する。このエンジン１２０は、エンジンＥＣＵ２８０により制御される。
【００３３】
図３に示すように、エンジン１２０には、吸気系１１５２と、第１の三元触媒コンバータ１２００および第２の三元触媒コンバータ１３００を含む排気系１１５４とが、接続されている。なお、三元触媒コンバータは、２個に限定されないで１個以上であれば構わない。
【００３４】
吸気系１１５２は、吸気通路１１１０と、エアクリーナ１１１８と、エアーフローメータ１１０４と、スロットルモータ１１１４Ａと、スロットルバルブ１１１２と、スロットルポジションセンサ１１１４Ｂとを含む。
【００３５】
エアクリーナ１１１８から吸気された空気は、吸気通路１１１０を通り、エンジン１２０に流通する。吸気通路１１１０の途中には、スロットルバルブ１１１２が設けられる。スロットルバルブ１１１２は、エンジンＥＣＵ２８０からの制御信号に基づいて動作するスロットルモータ１１１４Ａにより所望の空気量がエンジン１２０に供給されるように開閉される。このとき、スロットルバルブ１１１２の開度は、スロットルポジションセンサ１１１４Ｂにより検出することが可能である。スロットルポジションセンサ１１１４Ｂは、スロットルバルブ１１１２の開度をエンジンＥＣＵ２８０に送信する。エアクリーナ１１１８とスロットルバルブ１１１２との間における吸気通路には、エアーフローメータ１１０４が設けられており、吸入された空気量を検出する。エアーフローメータ１１０４は、吸入吸気量信号をエンジンＥＣＵ２８０に送信する。
【００３６】
また、エンジンＥＣＵ２８０には、車速センサから車速信号や、ブレーキスイッチから運転者がブレーキ操作をしていることを示すブレーキ信号が入力される。
【００３７】
エンジン１２０は、冷却水通路１１２２と、シリンダブロック１１２４と、インジェクタ１１２６と、ピストン１１２８と、クランクシャフト１１３０と、水温センサ１１０６と、クランクポジションセンサ１１３２とを含む。
【００３８】
シリンダブロック１１２４の気筒数に対応した数のシリンダ内には、それぞれピストン１１２８が設けられる。ピストン１１２８上部の燃焼室に吸気通路１１１０を通って、インジェクタ１１２６から噴射された燃料と吸気された空気との混合気が導入されて、点火時期が制御された点火プラグの点火により燃焼する。燃焼が生じると、ピストン１１２８が押し下げられる。このとき、ピストン１１２８の上下運動は、クランク機構を介して、クランクシャフト１１３０の回転運動に変換される。なお、エンジン１２０の回転数ＮＥは、クランクポジションセンサ１１３２により検出された信号に基づいてエンジンＥＣＵ２８０が検出する。
【００３９】
シリンダブロック１１２４内には、冷却水通路１１２２が設けられており、ウォータポンプ（図示せず）の作動により、冷却水が循環する。この冷却水通路１１２２内の冷却水は、冷却水通路１１２２に接続されたラジエータ（図示せず）へと流通して冷却ファン（図示せず）により放熱される。冷却水通路１１２２の通路上には水温センサ１１０６が設けられており、冷却水通路１１２２内の冷却水の温度を検出する。水温センサ１１０６は、検出した水温を、エンジン冷却水温ＴＨＷの検出信号としてエンジンＥＣＵ２８０に送信する。
【００４０】
排気系１１５４は、排気通路１１０８と、エンジン１２０の熱による昇温を図るために、たとえばエンジン１２０のエキゾーストマニホールドと一体的に構成された第１の三元触媒コンバータ１２００と、たとえばアンダーフロアに設けられた第２の三元触媒コンバータ１３００とを含む。これらの第１の三元触媒コンバータ１２００の上流側および第２の三元触媒コンバータ１３００の上流側（第１の三元触媒コンバータ１２００の下流側）にそれぞれ空燃比センサが設けられる。さらに、これらの第１の三元触媒コンバータ１２００および第２の三元触媒コンバータ１３００の温度を検出する温度センサを設けてもよい。
【００４１】
このように、エンジン１２０の排気側に接続された排気通路１１０８は、第１の三元触媒コンバータ１２００および第２の三元触媒コンバータ１３００に接続されている。すなわち、エンジン１２０において燃焼室内の混合気の燃焼により生じる排気ガスは、まず、第１の三元触媒コンバータ１２００に流入する。第１の三元触媒コンバータ１２００に流入した排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯは、第１の三元触媒コンバータ１２００において酸化される。また、第１の三元触媒コンバータ１２００に流入した排気ガス中に含まれるＮＯｘは、第１の三元触媒コンバータ１２００において、還元される。この第１の三元触媒コンバータ１２００は、エンジン１２０の近くに設置され（上述したように、エキゾーストマニホールドと一体化される場合もある）、エンジン１２０の冷間始動時においても速やかに昇温されて触媒機能を発現する。
【００４２】
さらに、排気ガスは、その浄化を目的として、第１の三元触媒コンバータ１２００から第２の三元触媒コンバータ１３００に送られる。この第１の三元触媒コンバータ１２００と第２の三元触媒コンバータ１３００とは、基本的には同じ構造および機能を有するものである。
【００４３】
第１の三元触媒コンバータ１２００の上流側に設けられた第１の空燃比センサ１２１０、第１の三元触媒コンバータ１２００の下流側であって第２の三元触媒コンバータ１３００の上流側に設けられた第２の空燃比センサ１３１０は、第１の三元触媒コンバータ１２００または第２の三元触媒コンバータ１３００を通過する排気ガス中に含まれる酸素の濃度を検出する。酸素の濃度を検出することにより、排気ガス中に含まれる燃料と空気との比、いわゆる空燃比を検出することができる。
【００４４】
第１の空燃比センサ１２１０および第２の空燃比センサ１３１０は、排気ガス中の酸素濃度に応じた電流を発生させる。この電流は、たとえば電圧に変換されてエンジンＥＣＵ２８０に入力される。したがって、第１の空燃比センサ１２１０の出力信号から第１の三元触媒コンバータ１２００の上流における排気ガスの空燃比を検出することができ、第２の空燃比センサ１３１０の出力信号から第２の三元触媒コンバータ１３００の上流における排気ガスの空燃比を検出することができる。これらの第１の空燃比センサ１２１０および第２の空燃比センサ１３１０は、空燃比がリーンのときには、たとえば０．１Ｖ程度の電圧を発生し、空燃比がリッチのときには０．９Ｖ程度の電圧を発生するものである。これらの値に基づいて空燃比に換算した値と、空燃比のしきい値とを比較して、エンジンＥＣＵ２８０による空燃比制御が行なわれる。
【００４５】
なお、第１の三元触媒コンバータ１２００および第２の三元触媒コンバータ１３００は、空燃比がほぼ理論空燃比のときにＨＣ、ＣＯを酸化しつつＮＯｘを還元する機能、すなわちＨＣ、ＣＯおよびＮＯｘを同時に浄化する機能を有する。
【００４６】
本実施の形態においては、間欠運転される内燃機関におけるＩＳＣ学習制御を、運転者にショックを与えることなく、かつ、燃費の悪化を回避して実行する。ＩＳＣ学習制御は、安定したアイドル状態（スロットル開度を変化させないでエンジン回転数を変化させない）で行なわれる。すなわち、極狭いスロットル開度（アイドル状態でのスロットル開度）の領域でしか学習制御が行なわれない。これは、安定したアイドル状態において、スロットル開度を変化させてしまうと、エンジン回転数が変化してしまい、ＩＳＣ学習が困難になる。もちろん、エンジン１２０が間欠運転で停止している場合には、ＩＳＣ学習制御が実行できないのでは言うまでもない。
【００４７】
本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ２８０は、ＩＳＣ学習制御が未実行であって、かつ、ＩＳＣ学習制御が可能なほどにエンジン１２０が暖機されているときにおいて、運転者にショックを与えることなくエンジンを作動させて、ＩＳＣ学習制御を実行する。
【００４８】
このような本実施の形態に係る制御装置は、デジタル回路やアナログ回路の構成を主体としたハードウェアでも、エンジンＥＣＵ２８０に含まれるＣＰＵ（Central ProcessingUnit)およびメモリとメモリから読み出されてＣＰＵで実行されるプログラムとを主体としたソフトウェアでも実現することが可能である。一般的に、ハードウェアで実現した場合には動作速度の点で有利で、ソフトウェアで実現した場合には設計変更の点で有利であると言われている。以下においては、ソフトウェアとして制御装置を実現した場合を説明する。
【００４９】
図４を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ２８０で実行されるＩＳＣ学習制御時のプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行されるサブルーチンプログラムとして記載する。
【００５０】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１０００にて、エンジンＥＣＵ２８０は、ＩＳＣ学習が未実行であるか否かを判断する。このとき、エンジンＥＣＵ２８０は、エンジンＥＣＵ２８０内のメモリに記憶されるＩＳＣ学習完了フラグがセットされていないと、ＩＳＣ学習が未実行であると判断する。ＩＳＣ学習が未実行であると（Ｓ１０００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０１０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０００にてＮＯ）、処理はＳ１０７０へ移される。
【００５１】
Ｓ１０１０にて、エンジンＥＣＵ２８０は、エンジン冷却水温ＴＨＷを検出する。このとき、エンジンＥＣＵ２８０は、水温センサ１１０６から入力された信号に基づいて、エンジン冷却水温ＴＨＷを検出する。
【００５２】
Ｓ１０２０にて、エンジンＥＣＵ２８０は、エンジン冷却水温ＴＨＷがしきい値ＴＨＷ（１）以上であるか否かを判断する。このしきい値ＴＨＷ（１）には、たとえば、ＩＳＣ学習制御を実行することが可能な最下限のエンジン冷却水温が設定されている。エンジン冷却水温ＴＨＷ≧しきい値ＴＨＷ（１）であると（Ｓ１０２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１０３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０２０にてＮＯ）、処理はＳ１０７０へ移される。
【００５３】
Ｓ１０３０にて、エンジンＥＣＵ２８０は、このハイブリッド車両の車速Ｖを検出する。このとき、エンジンＥＣＵ２８０は、クランクポジションセンサ１１３２により検出されたエンジン回転数ＮＥを示す信号に基づいて、車速Ｖを検出する。また、車速センサから入力された信号に基づいて、車速Ｖを検出するようにしても構わない。
【００５４】
Ｓ１０４０にて、エンジンＥＣＵ２８０は、車速Ｖがしきい値Ｖ（１）以下であるか否かを判断する。このしきい値Ｖ（１）には、たとえば、間もなく車両が停止してＩＳＣ学習制御が実行されるであろう程度の低い車速が設定されている。車速Ｖ≦しきい値Ｖ（１）であると（Ｓ１０４０にてＹＥＳ）、処理はＳ１０５０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０４０にてＮＯ）、処理はＳ１０７０へ移される。
【００５５】
Ｓ１０５０にて、エンジンＥＣＵ２８０は、運転者がブレーキ操作しているか否かを判断する。このとき、エンジンＥＣＵ２８０は、ブレーキスイッチから入力されたブレーキ信号にに基づいて、運転者がブレーキ操作しているか否かを判断する。運転者がブレーキ操作していると（Ｓ１０５０にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０６０にてＮＯ）、処理はＳ１０７０へ移される。
【００５６】
Ｓ１０６０にて、エンジンＥＣＵ２８０は、エンジン停止禁止フラグをセットして、エンジン１２０を作動状態に維持する。たとえば、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０からエンジン停止指令信号を受信してもエンジン１２０を停止させない。なお、エンジン停止禁止フラグがセットされた状態におけるＳ１０６０の処理は、エンジン停止禁止フラグがセットされた状態を維持することになる。その後、処理はＳ１０８０へ移される。
【００５７】
Ｓ１０７０にて、エンジンＥＣＵ２８０は、エンジン停止禁止フラグをリセットして、エンジン１２０の停止を許可する。たとえば、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０からエンジン停止指令信号を受信するとエンジン１２０を停止させる。なお、エンジン停止禁止フラグがリセットされた状態におけるＳ１０７０の処理は、エンジン停止禁止フラグがリセットされた状態を維持することになる。その後、この処理は終了する。
【００５８】
Ｓ１０８０にて、エンジンＥＣＵ２８０は、ＩＳＣ学習条件が成立しているか否かを判断する。このとき、エンジンＥＣＵ２８０は、たとえば、このハイブリッド車両が停止してアイドル状態が安定すると（過渡状態でもなく、応答遅れもなくなると）、ＩＳＣ学習を開始する条件（ＩＳＣ学習条件）が成立したと判断する。ＩＳＣ学習条件が成立すると（Ｓ１０８０にてＹＥＳ）、処理はＳ１０９０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０８０にてＮＯ）、この処理はＳ１０８０へ戻される。なお、Ｓ１０８０にてＮＯの場合、このサブルーチン処理を終了させるようにしても構わない。
【００５９】
Ｓ１０９０にて、エンジンＥＣＵ２８０は、ＩＳＣ学習制御を実行する。その後、この処理は終了する。なお、ＩＳＣ学習制御の完了すると、エンジンＥＣＵ２８０は、メモリに記憶されるＩＳＣ学習完了フラグをセットする。また、エンジンＥＣＵ２８０は、エンジン停止禁止フラグをリセットして、エンジン１２０の間欠運転を許可する。
【００６０】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置（ＥＣＵ）により制御されるエンジン１２０のＩＳＣ学習制御動作について、本発明の制御が実行された場合のタイミングチャートである図５および図５との比較のための従来の制御が実行された場合のタイミングチャートである図６を参照して説明する。なお、以下の動作の説明においては、ＩＳＣ学習は未実行である場合のみを説明する。
【００６１】
このハイブリッド車両の運転中に、エンジン１２０の作動によりエンジン１２０が暖機されてエンジン冷却水温ＴＨＷがしきい値ＴＨＷ（１）以上になる（Ｓ１０２０にてＹＥＳ）。このタイミングが図５および図６の時刻Ｔ（１）である。なお、この時点においては、エンジン停止禁止フラグがリセット状態であってエンジン停止が許可されており、エンジン１２０は停止しているものと想定する。
【００６２】
この運転者が、時刻Ｔ（２）においてブレーキを操作すると（ブレーキペダルを踏むと）、車速Ｖがしきい値Ｖ（１）以下になる（Ｓ１０４０にてＹＥＳ）。このタイミングが図５の時刻Ｔ（３）である。なお、運転者は図５の時刻Ｔ（２）からブレーキを継続して操作しているものと想定する。
【００６３】
この運転者は、ブレーキを操作しているので、図５の時刻Ｔ（３）においても、ブレーキがＯＮであると判断されて（Ｓ１０５０にてＹＥＳ）、エンジン停止禁止フラグがセットされる。このため、図５の時刻Ｔ（３）において、停止していたエンジン１２０が始動される。このとき、この運転者はブレーキペダルを踏んでいて、かつ、このハイブリッド車両が走行中であるので、エンジン１２０の始動ショックは低減される。
【００６４】
このハイブリッド車両が停止する等により、ＩＳＣ学習条件が成立すると（Ｓ１０８０にてＹＥＳ）、ＩＳＣ学習が実行される。図５の時刻Ｔ（４）においてＩＳＣ学習条件が成立して、時刻Ｔ（５）までＩＳＣ学習が実行される。
【００６５】
この結果、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ２８０により制御された場合には、エンジン１２０の始動が、車両走行中における運転者のブレーキ操作中に行なわれるので、エンジン１２０の始動ショックを低減できる。さらに、図５に示すように、エンジン停止禁止（エンジン１２０の作動要求）からＩＳＣ学習完了までの時間を短くすることができる。
【００６６】
一方、従来においては、図６に示すように、ブレーキ非作動時のエンジン始動を回避するために（運転者がエンジン始動ショックを感じやすいことを回避するために）、暖機完了かつエンジン作動の条件のみで（車速Ｖやブレーキ操作を考慮しないで）、エンジン停止禁止フラグをセットしていた。図６の時刻Ｔ（１）からエンジン停止禁止フラグをセットされエンジン１２０が作動しているか、または時刻Ｔ（１）以前からエンジン停止禁止フラグをセットされエンジン１２０が作動している。このため、図６に示すように、ブレーキ非作動時において停止していたエンジン１２０が始動されることを回避できても、エンジン停止禁止（エンジン１２０の作動要求）からＩＳＣ学習完了までの時間が長くなる。すなわち、エンジン１２０を停止させることができない時間が長くなり、燃費が悪化する。
【００６７】
以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置は、ハイブリッド車両に搭載されたエンジンのＩＳＣ学習制御を実行するにあたり、運転者が感じるエンジン始動によるショックを低減しつつ、無駄に燃料を消費しないようにして、ＩＳＣ学習制御を実行することができる。
【００６８】
なお、上述した実施の形態においては、ＩＳＣ学習制御について説明したが、本発明の適用はこれに限定されないで、たとえば、空燃比センサを用いた空燃比フィードバック制御の学習制御に適用することも可能である。
【００６９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施の形態に係る制御装置を含む、ハイブリッド車両全体の制御ブロック図である。
【図２】動力分割機構を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵの制御対象であるエンジンの制御ブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図５】図４に示すフローチャートが実行された場合のエンジンの状態の時間的変化を示すタイミングチャートである。
【図６】図５に示すタイミングチャートと比較される従来の制御が実行された場合のエンジンの状態の時間的変化を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
１２０  エンジン、１４０  モータジェネレータ、１６０  駆動輪、１８０  減速機、２００  動力分割機構、２２０  走行用バッテリ、２４０  インバータ、２４２  昇圧コンバータ、２６０  バッテリＥＣＵ、２８０  エンジンＥＣＵ、３００  ＭＧ＿ＥＣＵ、３２０  ＨＶ＿ＥＣＵ、１１０４  エアーフローメータ、１１０６  水温センサ、１１０８  排気通路、１１１０  吸気通路、１１１２  スロットルバルブ、１１１４Ａ  スロットルモータ、１１１４Ｂ  スロットルポジションセンサ、１１１８  エアクリーナ、１１２２  冷却水通路、１１２４  シリンダブロック、１１２６  インジェクタ、１１２８  ピストン、１１３０  クランクシャフト、１１３２  クランクポジションセンサ、１１５２  吸気系、１１５４  排気系、１２００  第１の三元触媒コンバータ、１３００  第２の三元触媒コンバータ。
【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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