特許 7473077 ハイブリッド車両の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-15

(45)【発行日】2024-04-23

(54)【発明の名称】ハイブリッド車両の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/06 20060101AFI20240416BHJP

   B60K 6/442 20071001ALI20240416BHJP

   B60K 6/24 20071001ALI20240416BHJP

   B60W 20/15 20160101ALI20240416BHJP

   F02D 41/04 20060101ALI20240416BHJP

   F02D 29/06 20060101ALI20240416BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20240416BHJP

   F02D 29/02 20060101ALI20240416BHJP

   F02D 41/30 20060101ALI20240416BHJP

   F02B 19/10 20060101ALI20240416BHJP

   B60L 50/16 20190101ALI20240416BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20240416BHJP

   B60L 58/13 20190101ALI20240416BHJP

【ＦＩ】

B60W10/06 900

B60K6/442 ZHV

B60K6/24

B60W20/15

F02D41/04

F02D29/06 D

F02D45/00 368S

F02D29/02 Z

F02D41/30

F02B19/10 G

B60L50/16

B60L50/60

B60L58/13

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023509894

(86)(22)【出願日】2021-03-29

(86)【国際出願番号】 JP2021013205

(87)【国際公開番号】W WO2022208579

(87)【国際公開日】2022-10-06

【審査請求日】2023-09-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100183689

【弁理士】

【氏名又は名称】諏訪 華子

(74)【代理人】

【識別番号】110003649

【氏名又は名称】弁理士法人真田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井上 欣也

(72)【発明者】

【氏名】朝倉 遼太

(72)【発明者】

【氏名】中田 涼太

(72)【発明者】

【氏名】城田 貴之

(72)【発明者】

【氏名】飯塚 捷

(72)【発明者】

【氏名】倉田 和郎

【審査官】冨永 達朗

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０１３７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１０５１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１８４０３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｗ １０／０６

Ｂ６０Ｋ ６／４４２

Ｂ６０Ｋ ６／２４

Ｂ６０Ｗ ２０／１５

Ｆ０２Ｄ ４１／０４

Ｆ０２Ｄ ２９／０６

Ｆ０２Ｄ ４５／００

Ｆ０２Ｄ ２９／０２

Ｆ０２Ｄ ４１／３０

Ｆ０２Ｂ １９／１０

Ｂ６０Ｌ ５０／１６

Ｂ６０Ｌ ５０／６０

Ｂ６０Ｌ ５８／１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関の動力を駆動に使用する第１走行モードと前記内燃機関の動力を発電に使用しモータで駆動する第２走行モードとを走行状態に応じて切り替えるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記内燃機関の主燃焼室となる主室と、
前記主室と連通し前記内燃機関の副燃焼室となる副室と、
前記主室に燃料を供給する主室噴射手段と、
前記主室噴射手段による燃料供給後に前記副室に燃料を供給する副室噴射手段と、
前記第２走行モード時の空燃比を前記第１走行モード時よりもリーンにする制御手段とを備え、
前記制御手段が、前記第２走行モード時に前記主室噴射手段から供給される燃料量である主室噴射量を前記第１走行モード時よりも減少させる
ことを特徴とする、ハイブリッド車両の制御装置。

【請求項2】

内燃機関の動力を駆動に使用する第１走行モードと前記内燃機関の動力を発電に使用しモータで駆動する第２走行モードとを走行状態に応じて切り替えるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記内燃機関の主燃焼室となる主室と、
前記主室と連通し前記内燃機関の副燃焼室となる副室と、
前記主室に燃料を供給する主室噴射手段と、
前記主室噴射手段による燃料供給後に前記副室に燃料を供給する副室噴射手段と、
前記第２走行モード時の空燃比を前記第１走行モード時よりもリーンにする制御手段とを備え、
前記制御手段が、前記第２走行モード時に前記副室噴射手段から供給される燃料量である副室噴射量を前記第１走行モード時よりも減少させる
ことを特徴とする、ハイブリッド車両の制御装置。

【請求項3】

バッテリの充電率を最大限回復させるチャージモードを設定するための設定手段を備え、
前記制御手段が、前記第２走行モード時に前記チャージモードが設定された場合に、前記チャージモードの非設定時よりも空燃比をリッチにする
ことを特徴とする、請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。

【請求項4】

前記制御手段が、
前記内燃機関の回転速度及び負荷に基づいて前記副室噴射手段から供給される燃料量である副室噴射量を算出し、
前記内燃機関の筒内圧力に基づいて前記副室噴射量の補正量を算出するとともに、
前記第２走行モード時における前記補正量を前記第１走行モード時よりも減少させる
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制御装置。

【請求項5】

前記制御手段が、
前記筒内圧力の移動平均に基づいて前記補正量を算出するとともに、
前記第２走行モード時における前記移動平均の算出区間を前記第１走行モード時よりも長くする
ことを特徴とする、請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本件は、内燃機関及びモータが搭載されたハイブリッド車両の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、駆動源として内燃機関及びモータ（電動機）が搭載されたハイブリッド車両において、車両の走行状態に応じて走行モードを設定し、駆動源を使い分けながら車両を駆動する技術が知られている。例えば、アクセル開度や車速に基づいて決定される走行モードに応じて、駆動源の種類や内燃機関の燃焼状態，空燃比等を変更する制御が知られている。このような制御により、車両の燃費性能や走行性能が改善されうる（特許文献１～４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平11-247679号公報

【文献】特開平09-280085号公報

【文献】特開平09-079063号公報

【文献】特開2000-087785号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

内燃機関の燃焼状態の安定性は、走行モードに応じて変動する。例えば、内燃機関の駆動力が駆動輪に伝達されるような走行モードでは、駆動輪に要求される加減速度や路面勾配の変化によってエンジンに作用する負荷が変動し、燃焼状態が不安定化しやすい傾向がある。一方、内燃機関の駆動力が発電機の駆動のみに使用されるような走行モードでは、エンジンに作用する負荷が変動しにくく、燃焼状態が安定化しやすい傾向がある。したがって、内燃機関の作動状態は、走行モード毎の特性の違いを考慮して制御することが好ましい。

【0005】

本件の目的の一つは、上記のような課題に照らして創案されたものであり、ハイブリッド車両における走行モードの種類にかかわらず、内燃機関の燃焼安定性を適正化することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本件のハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関の動力を駆動に使用する第１走行モードと内燃機関の動力を発電に使用しモータで駆動する第２走行モードとを走行状態に応じて切り替えるハイブリッド車両の制御装置であって、前記内燃機関の主燃焼室となる主室と、前記主室と連通し前記内燃機関の副燃焼室となる副室と、前記主室に燃料を供給する主室噴射手段と、前記主室噴射手段による燃料供給後に前記副室に燃料を供給する副室噴射手段と、第２走行モード時の空燃比を第１走行モード時よりもリーンに設定する制御手段とを備える。前記制御手段は、前記第２走行モード時に前記主室噴射手段から供給される燃料量である主室噴射量を前記第１走行モード時よりも減少させる。あるいは、前記制御手段は、前記第２走行モード時に前記副室噴射手段から供給される燃料量である副室噴射量を前記第１走行モード時よりも減少させる。

【発明の効果】

【0007】

本件のハイブリッド車両の制御装置によれば、走行モードの種類にかかわらず、内燃機関の燃焼安定性を適正化できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本件に係る制御装置が適用されるハイブリッド車両の構造を示す模式図である。

【図2】図１のハイブリッド車両に搭載されるエンジンの構造を示す模式図である。

【図3】図１のハイブリッド車両に搭載される他のエンジンの構造を示す模式図である。

【図4】図１のハイブリッド車両に搭載される他のエンジンの構造を示す模式図である。

【図5】図１のハイブリッド車両に搭載される他のエンジンの構造を示す模式図である。

【図6】（Ａ），（Ｂ）は走行モードに応じた目標空燃比の設定例を示すマップである。

【図7】（Ａ），（Ｂ）は充電モードに応じた目標空燃比の設定例を示すマップである。

【図8】（Ａ），（Ｂ）は走行モードに応じた補正量の設定例を示すマップである。

【図9】（Ａ），（Ｂ）は筒内圧力（平均値）の算出手法を説明するための図である。

【図10】制御内容（燃料噴射）に係るフローチャートである。

【図11】制御内容（筒内圧力に基づく補正）に係るフローチャートである。

【図12】制御内容（筒内圧力の算出）に係るフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［１．構成］
図１～図１２は、ハイブリッド車両の制御装置を説明するための図である。本件に係る制御装置は、図１に示す車両３０に適用される。この車両３０は、エンジン１０，モータ３１，ジェネレータ３２を搭載したハイブリッド車両である。モータ３１及びジェネレータ３２は、それぞれが電動機としての機能と発電機としての機能とを兼ね備えたモータジェネレータである。モータ３１は、おもに車両３０の駆動力を生成するために用いられ、車両３０の減速時には回生発電を行う。

【0010】

ジェネレータ３２は、おもにエンジン１０の駆動力で発電するために用いられ、エンジン１０の始動時にはスタータとしても機能する。エンジン１０は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であり、燃料（ガソリン，軽油等）を含む混合気を燃焼室内で燃焼させることで回転軸を駆動する。エンジン１０で生成される駆動力は、ジェネレータ３２に発電させるために、あるいは駆動輪を駆動するために用いられる。なお、車両３０の駆動力は、基本的にはエンジン１０及びモータ３１で生成されるが、ジェネレータ３２でも生成されうる。

【0011】

エンジン１０，モータ３１，ジェネレータ３２の三者の間には、トランスアクスル３６が介装される。トランスアクスル３６は、入力された駆動力を変速して出力する機能と、駆動輪への動力伝達経路を切り替える機能とを併せ持つ歯車機構である。トランスアクスル３６に内蔵されるクラッチの断接状態を制御することで、動力伝達経路が変更される。この車両３０には、動力伝達経路が異なる複数の走行モードが設けられる。例えば、パラレル走行モードは、エンジン１０及びモータ３１の駆動力を併用して走行するモードであり、ＥＶ走行モードは、エンジン１０を停止させたままモータ３１の駆動力のみを使用して走行するモードである。また、シリーズ走行モードは、エンジン１０の駆動力をジェネレータ３２での発電に使用しつつモータ３１の駆動力を用いて走行するモードであり、ＥＮＧ走行モードは、モータ３１を停止させたままエンジン１０の駆動力のみを使用して走行するモードである。これらの走行モードは、走行状態に応じて択一的に設定される。

【0012】

モータ３１及びジェネレータ３２の各々には、バッテリ３３（二次電池）が電気的に接続される。バッテリ３３に求められる主要な機能は、モータ３１及びジェネレータ３２を駆動するための電力を供給する機能や、モータ３１及びジェネレータ３２で生成された電力（回生電力，発電電力）を蓄える機能である。また、モータ３１及びジェネレータ３２の各々とバッテリ３３とをつなぐ電気回路上には、インバータ３４，３５が介装される。インバータ３４，３５は、バッテリ３３側の直流電力とモータ３１及びジェネレータ３２側の交流電力とを相互に変換する変換器（ＡＣ－ＤＣインバータ）である。

【0013】

本件のエンジン１０としては、副室式のガソリンエンジンが適用される。図２～図５はいずれも、連通する主室８（主燃焼室）及び副室５（副燃焼室）がシリンダ内に形成された副室式のエンジン１０の構造を模式的に示している。図２，図３は、主室８や吸気ポート１１に設けられた噴射弁（ポート噴射弁１，筒内噴射弁３，多機能噴射弁４）から燃料を供給する方式（パッシブ方式）のうち、火炎を形成するための燃料が主室８から副室５に向かって噴射される方式のエンジン１０の構造を示す。図２は、副室５に燃料を供給するための噴射弁（副室噴射弁２）と主室８に燃料を供給するための噴射弁（ポート噴射弁１，筒内噴射弁３）とが別設されたエンジン１０である。一方、図３は、単一の噴射弁（多機能噴射弁４）を用いて主室８と副室５とのそれぞれに燃料を吹き分けるエンジン１０である。また、図４は、火炎を形成するための燃料が副室５の内部に直接的に供給される方式（アクティブ方式）のエンジン１０の構造を示す。図５は、パッシブ方式のうち図２及び図３とは異なる方式のエンジン１０の構造の一例を示す。

【0014】

本件のエンジン１０には、主室８に燃料を供給する主室噴射手段と、副室５に燃料を供給する副室噴射手段とが設けられる。図２～図５に示すように、副室５は、例えば燃焼室内の頂面中央部からピストン側に向かって膨出した中空の半球状に形成される。図２～図５は、ペントルーフ型のシリンダヘッドにおいて、吸気ポート１１と排気ポート１２との間に副室５が配置された事例を示している。副室５の位置は、燃焼室の全体形状を考慮して、あるいは、吸気バルブ１３や排気バルブ１４の動作範囲を考慮して設定することが好ましい。また、吸気ポート１１や排気ポート１２よりもシリンダの外側（シリンダ筒面に近い位置）に副室５を配置してもよい。副室５と主室８とを隔てる隔壁６には、微小な孔７が形成される。また、副室５の内部には、点火プラグ９の電極が配置される。副室５の内部で燃料混合気が点火されると、その火炎が複数の孔７を介して副室５から主室８へとトーチ状に噴出するようになっている。

【0015】

図２，図４に示すポート噴射弁１は、主室噴射手段の一つであって、吸気ポート１１に燃料を噴射するインジェクタである。ポート噴射弁１による燃料の噴射方向は、例えば開放状態の吸気バルブ１３と吸気ポート１１との隙間に向かう方向に設定される。また、筒内噴射弁３も主室噴射手段の一つであって、主室８に燃料を噴射するインジェクタである。筒内噴射弁３による燃料の噴射方向は、例えば圧縮行程で燃焼室内に形成される気流（タンブル流やスワール流）の向きや流速に応じて設定される。ポート噴射弁１及び筒内噴射弁３のいずれか一方は省略可能である。

【0016】

図２に示す副室噴射弁２は、副室噴射手段の一つであって、副室５に燃料を噴射するパッシブ型のインジェクタである。副室噴射弁２の噴射方向は、例えば副室５へ向かう方向に設定される。ただし、副室噴射弁２の噴射方向は、副室５へ向かう方向のみに限定されるわけではない。例えば、シリンダ内に形成される気流（タンブル流やスワール流）の向きや流速を考慮して、副室５からややずれた位置に向かって燃料を噴射させてもよい。また、図４に示す副室噴射弁２′も副室噴射手段の一つであり、副室５の内部に直接的に燃料を噴射するアクティブ型のインジェクタである。

【0017】

図３に示す多機能噴射弁４は、主室噴射手段としての機能と副室噴射手段としての機能とを兼ね備えたインジェクタである。多機能噴射弁４の先端には、少なくとも二つの噴孔が形成される。一方の噴孔は、図２中の筒内噴射弁３と同様の燃料噴射を実現するための噴孔であって、主室８に供給される燃料が噴射される噴孔である。他方の噴孔は、図２中の副室噴射弁２と同様の燃料噴射を実現するための噴孔であって、副室５に供給される燃料が噴射される噴孔である。各々の噴孔の開閉状態は、個別に制御される。

【0018】

なお、図５に示すポート噴射弁１，筒内噴射弁３も、主室噴射手段としての機能と副室噴射手段としての機能とを兼ね備えたインジェクタである。これらのポート噴射弁１，筒内噴射弁３は、噴射時期を相違させることで、主室８と副室５とのそれぞれに燃料を吹き分ける機能を持つ。副室噴射手段による燃料供給は、一つの燃焼サイクル（吸気行程，圧縮行程，燃焼行程，排気行程の四行程からなるサイクル）において、主室噴射手段による燃料供給の後に実施される。したがって、単一の噴射弁のみで主室噴射と副室噴射が実施される場合であっても、噴射タイミングに基づいてそれらを明確に区別することが可能である。主室噴射，副室噴射の各々の噴射回数は、一回でもよいし複数回でもよい。

【0019】

なお、主室噴射手段から噴射される燃料の全てが主室８のみで燃焼するとは限らず、一部の燃料は副室５にも流入しうる。同様に、副室噴射手段から噴射される燃料の全てが副室５のみで燃焼するとは限らず、一部の燃料は主室８にも流出しうる。しかしながら、主室噴射手段から噴射される燃料は、主室８で燃焼することが意図された燃料であって、主室８で燃焼しやすいタイミングで噴射され、そのほとんどが主室８で燃焼する。同様に、副室噴射手段から噴射される燃料は、副室５で燃焼することが意図された燃料であって、副室５で燃焼しやすいタイミングで噴射され、そのほとんどが副室５で燃焼する。したがって、主室噴射手段を「主室８での燃焼に適したタイミングで燃料を供給する手段」と定義してもよいし、副室噴射手段を「副室５での燃焼に適したタイミングで燃料を供給する手段」と定義してもよい。

【0020】

本件に係るエンジン１０には、図１～図５に示すように、ノックセンサ１５，筒内圧センサ１６，エンジン回転数センサ１７，アクセル開度センサ１８，車速センサ１９，チャージボタンセンサ２０が設けられる。ノックセンサ１５は、異常燃焼の一種であるノッキングの有無を把握するためのセンサであり、例えばシリンダの振動によって生じる力，圧力，加速度などを検出する。筒内圧センサ１６は、燃焼室内における燃焼状態を把握するためのセンサであり、主室８の圧力（筒内圧）を検出する。

【0021】

エンジン回転数センサ１７は、エンジン１０の作動状態を把握するためのセンサであり、例えば単位時間あたりのエンジン回転数（クランクシャフトの角速度）を検出する。アクセル開度センサ１８は、エンジン１０に要求されるトルク（ドライバ要求トルク）の大きさを把握するためのセンサであり、図示しないアクセルペダルの踏み込み操作量（アクセル開度）を検出する。車速センサ１９は、エンジン１０が搭載された車両の車速（走行速度）を検出するセンサである。

【0022】

チャージボタンセンサ２０（設定手段）は、チャージモードをユーザが設定するためのボタンとその操作状態を検出するセンサとが一体化された装置である。チャージモードとは、バッテリ３３の充電率（ＳＯＣ）を最大限回復させることを目的とした充電モードである。充電モードは、バッテリ３３の充電状態に関する制御モードであって、走行モード（パラレル走行モード，シリーズ走行モード，ＥＶ走行モード，ＥＮＧ走行モード）とは独立して設定される。チャージボタンセンサ２０がオンに操作されるとチャージモードが設定され、エンジン１０及びジェネレータ３２が駆動されて発電が実施されて、バッテリ３３が満充電状態になるまで充電される。バッテリ３３が満充電状態になるとチャージボタンセンサ２０がオフになり、チャージモードが解除される。

【0023】

チャージモード以外の充電モードの具体例としては、通常充電モードやセーブモードが挙げられる。通常充電モードは、バッテリ３３の充電率が所定範囲（例えば、４０～６０％の範囲）に収まるように発電が実施される充電モードであり、セーブモードはバッテリ３３の充電率がユーザに指定される所定値以上に維持されるように発電が実施される充電モードである。上記の各種センサ１５～２０で検出された各種情報は、ＥＣＵ２１に伝達される。

【0024】

ＥＣＵ２１は、エンジン１０の作動状態を制御するための電子制御装置（Engine Control Unit, Electronic Control Unit）であって、プロセッサとメモリとを搭載した電子デバイスである。プロセッサは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit），ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などのマイクロプロセッサであり、メモリは、例えばＲＯＭ（Read Only Memory），ＲＡＭ（Random Access Memory），不揮発メモリなどである。ＥＣＵ２１で実施される制御の内容は、ファームウェアやアプリケーションプログラムとしてメモリに記録，保存される。プログラムの実行時には、プログラムの内容がメモリ空間内に展開され、プロセッサによって実行される。

【0025】

ＥＣＵ２１は、図示しない車載ネットワークを介して、制御対象となる装置及び各種センサ１５～２０の各々に接続される。図２～図５に示すように、制御対象となる装置にはポート噴射弁１，副室噴射弁２，２′，筒内噴射弁３，多機能噴射弁４，点火プラグ９が含まれる。エンジン１０の燃料噴射量や点火時期，吸気バルブ１３及び排気バルブ１４の動作は、ＥＣＵ２１によって統括的に管理される。なお、図１～図５に示されていないセンサで検出された情報を併用して、燃料噴射量，点火時期等を補正することも可能である。例えば、外気温センサやエンジン冷却水温センサなどで検出された温度情報に基づき、燃料噴射量や点火時期を補正してもよい。

【0026】

ＥＣＵ２１には、モード判定手段２２，筒内圧取得手段２３，点火制御手段２４，燃料制御手段２５が設けられる。これらの要素は、ＥＣＵ２１で実現される機能を表現したものであり、例えばＥＣＵ２１内のＲＯＭや補助記憶装置に記録，保存されるソフトウェアとしてプログラミングされうる。あるいは、そのソフトウェアに対応する電子回路（ハードウェア）として実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアとが混在するシステムとして実現されてもよい。

【0027】

モード判定手段２２は、走行モードと充電モードとを判定するものである。走行モードは、バッテリ３３の充電率，車速，アクセル開度等に基づいて判定される。例えば、車速が所定速度未満（発進時）であり、アクセル開度が所定開度未満であって、バッテリ３３の充電率が所定値以上であるときには、ＥＶ走行モードとなる。また、充電率が所定値未満まで低下したときや、アクセル開度が所定開度以上まで踏み込まれたときには、ＥＮＧ走行モードやパラレル走行モードが設定される。また、充電率がさらに低下したときには、シリーズ走行モードが設定される。これらの走行モードは、少なくとも車両３０の走行状態に応じて自動的に設定される。なお、走行モードを設定するためのスイッチやレバーを用意して、ユーザが主体的にいずれかの走行モードを設定できるようにしてもよい。

【0028】

パラレル走行モード及びＥＮＧ走行モードは、エンジン１０の動力を車両３０の駆動に使用するモードであり、第１走行モードとも呼ばれる。また、シリーズ走行モードは、エンジン１０の動力をジェネレータ３２での発電に使用しつつ、車両３０をモータ３１で駆動するモードであり、第２走行モードとも呼ばれる。
充電モードは、チャージボタンセンサ２０の操作状態に基づいて判定される。チャージボタンセンサ２０がオンに操作されていれば、チャージモードが設定される。一方、チャージボタンセンサ２０がオフであれば、チャージモードは非設定となり、例えば通常充電モードが設定される。

【0029】

筒内圧取得手段２３は、主室８の圧力の実測値または予測値に基づき、燃焼サイクル毎の燃焼状態を代表する筒内圧力の情報を取得するものである。ここでは、例えば一回の燃焼サイクルにおける主室８の平均圧力や最大圧力が、その燃焼サイクルの筒内圧力として検出または算出される。主室８の圧力の実測値としては、筒内圧センサ１６で検出された値を用いることができる。また、主室８の圧力の予測値は、例えば気体の状態方程式に基づいて算出してもよい。あるいは、公知の三次元数値流体解析ソフトウェアにエンジン１０の諸元や燃料混合気の成分といった諸条件を入力し、燃焼室内での燃焼状態をシミュレートすることで算出してもよい。

【0030】

点火制御手段２４は、点火プラグ９の点火時期ＳＡ（燃料混合気を点火するタイミング）を制御するものである。点火時期ＳＡは、エンジン負荷とエンジン回転数とに基づいて設定される。エンジン負荷とエンジン回転数とに基づいて設定される点火時期ＳＡは、標準点火時期とも呼ばれる。なお、ノックセンサ１５でノッキングが検出されている場合には、点火時期ＳＡを標準点火時期よりもリタードさせる制御を実施してもよい。ただし、副室式エンジンにおいては、適切な点火時期ＳＡの範囲が他のエンジンと比較して狭く、点火時期ＳＡの変化をできるだけ抑制することが望まれる。このような実情を踏まえて、ノッキングが検出されたとしても点火リタード制御を実施しないこととしてもよい。あるいは、ノックセンサ１５でノッキングが検出された時間が所定時間を超えた場合に限って、点火リタード制御を開始することとしてもよい。

【0031】

燃料制御手段２５は、主室噴射手段が供給する燃料量である主室噴射量と、副室噴射手段が供給する燃料量である副室噴射量とを制御するものである。これらの燃料量は、基本的にはエンジン負荷とエンジン回転数とに基づいて設定される。また、燃料制御手段２５は、筒内圧取得手段２３で取得された筒内圧力に基づいて副室噴射量を補正する。
本件の燃料制御手段２５は、燃料量の設定に先立ち、走行モードや充電モードの種類に応じて空燃比の目標値（目標空燃比）を設定する。その後、設定された目標空燃比になるように、吸入空気量に応じた量の燃料量を主室噴射量と副室噴射量とに分けて算出する。さらに、その副室噴射量を筒内圧力に応じて補正した上で、主室噴射手段及び副室噴射手段を制御する。

【0032】

図６（Ａ）は、第１走行モード時（パラレル走行モード時，ＥＮＧ走行モード時）に設定される目標空燃比の特性を例示するマップである。このマップでは、目標空燃比がエンジン負荷とエンジン回転数とに基づいて設定されており、エンジン負荷が高いほど目標空燃比がリッチ（小さな値）に設定されている。また、エンジン負荷が一定であれば、エンジン回転数が高いほど目標空燃比がリッチ（小さな値）に設定されている。なお、図６（Ａ）においては、エンジン回転数の低下に伴い、エンジン負荷に対する目標空燃比の変化勾配が急勾配になる特性を示している。

【0033】

図６（Ｂ）は、第２走行モード時（シリーズ走行モード時）に設定される目標空燃比の特性を例示するマップである。このマップにおいても、目標空燃比がエンジン負荷とエンジン回転数とに基づいて設定されているが、第２走行モード時の目標空燃比は、第１走行モード時よりもリーンに設定される。ここで、第１走行モード時に設定される目標空燃比〔図６（Ａ）のグラフ〕を図６（Ｂ）中に破線で示す。エンジン負荷とエンジン回転数とが同一である場合、第２走行モード時に設定される目標空燃比は、第１走行モード時に設定される目標空燃比と比較して、常にリーン寄りの値になるように設定される。したがって、図６（Ｂ）中でエンジン負荷と目標回転数との関係を示す実線グラフは、同一のエンジン回転数でその実線グラフに対応する破線グラフよりも常に上方に描かれる。

【0034】

図７（Ａ）は、第２走行モード時であってチャージモードの非設定時（通常充電モード時）における目標空燃比の特性を例示するマップである。ここでは、図６（Ｂ）と同一の特性が示されている。一方、図７（Ｂ）は、第２走行モード時にチャージモードが設定された場合の目標空燃比の特性を例示するマップである。チャージモード時の目標空燃比は、通常充電モード時よりもリッチに設定される。ここで、チャージモード時に設定される目標空燃比〔図７（Ａ）のグラフ〕を図７（Ｂ）中に破線で示す。エンジン負荷とエンジン回転数とが同一である場合、チャージモード時に設定される目標空燃比は、通常充電モード時に設定される目標空燃比と比較して、常にリッチ寄りの値になるように設定される。したがって、図７（Ｂ）中でエンジン負荷と目標回転数との関係を示す実線グラフは、同一のエンジン回転数でその実線グラフに対応する破線グラフよりも常に下方に描かれる。

【0035】

目標空燃比の設定後、燃料制御手段２５は、エンジン負荷とエンジン回転数とに基づいて目標吸入空気量を算出し、その目標吸入空気量を目標空燃比で除算することで燃料噴射量を算出する。また、その燃料噴射量を所定の割合で分割して主室噴射量と副室噴射量とを算出する。主室噴射量と副室噴射量との分割割合は、あらかじめ設定された固定値であってもよいし、車両３０の走行状態に応じて（例えばエンジン負荷，エンジン回転数，車速，アクセル開度等に応じて）設定される可変値であってもよい。

【0036】

ここで、エンジン負荷，エンジン回転数，吸入空気量が一定であるものと仮定して、第１走行モード時の主室噴射量Ｆ_{ＭＡＩＮ１}，副室噴射量Ｆ_ＳＵＢ１と、第２走行モード時の主室噴射量Ｆ_{ＭＡＩＮ２}，副室噴射量Ｆ_ＳＵＢ２との関係について説明する。まず、第２走行モード時には、第１走行モード時よりも空燃比がリーンであることから、（Ｆ_{ＭＡＩＮ１}＋Ｆ_ＳＵＢ１）＞（Ｆ_{ＭＡＩＮ２}＋Ｆ_ＳＵＢ２）である。本件では、以下の三種類のパターンのいずれかに従って各々の燃料量が設定される。つまり、走行モードが第１走行モードから第２走行モードへと変化したときには、少なくとも主室噴射量Ｆ_{ＭＡＩＮ２}，副室噴射量Ｆ_ＳＵＢ２のいずれかが減少するようになっている。
（パターン１） Ｆ_{ＭＡＩＮ１}＝Ｆ_{ＭＡＩＮ２} かつ Ｆ_ＳＵＢ１＞Ｆ_ＳＵＢ２
（パターン２） Ｆ_{ＭＡＩＮ１}＞Ｆ_{ＭＡＩＮ２} かつ Ｆ_ＳＵＢ１＞Ｆ_ＳＵＢ２
（パターン３） Ｆ_{ＭＡＩＮ１}＞Ｆ_{ＭＡＩＮ２} かつ Ｆ_ＳＵＢ１＝Ｆ_ＳＵＢ２

【0037】

図８（Ａ）は、第１走行モード時に設定される副室噴射量の補正量の特性を例示するマップである。補正量の値は、例えば筒内圧力が通常の変動範囲に収まっている場合には０に設定される。一方、筒内圧力が通常の変動範囲を超えるほど高い場合には、その筒内圧力が高いほど小さな値（負の範囲で絶対値が大きな値）に設定される。これにより、筒内圧力が高すぎる状況下での副室噴射量が減量され、ノッキングの発生が抑制されやすくなる。また、筒内圧力が通常の変動範囲を下回るほど低い場合には、その筒内圧力が低いほど大きな値（正の範囲で絶対値が大きな値）に設定される。これにより、筒内圧力が低すぎる状況下での副室噴射量が増量され、燃焼不良が解消されやすくなる。

【0038】

図８（Ｂ）は、第２走行モード時に設定される副室噴射量の補正量の特性を例示するマップである。第２走行モード時の補正量は、第１走行モード時よりも小さい値に設定される。ここで、第１走行モード時に設定される補正量〔図８（Ａ）のグラフ〕を図８（Ｂ）中に破線で示す。負の補正量が設定される領域（筒内圧力が高すぎる領域）においては、副室噴射量の補正量を示す実線グラフが破線グラフよりも上方に描かれる。一方、正の補正量が設定される領域（筒内圧力が低すぎる領域）においては、副室噴射量の補正量を示す実線グラフが破線グラフよりも下方に描かれる。このように、補正量を削減することで、副室噴射量の補正による燃焼ばらつきの発生が抑制される。

【0039】

副室噴射量の補正量を設定する際に用いられる筒内圧力の値には、筒内圧取得手段２３で取得された筒内圧力の値をそのまま使用してもよい。あるいは、筒内圧取得手段２３で取得された筒内圧力の移動平均を使用してもよい。この場合、移動平均の算出区間の長さは、第１走行モード時と第２走行モード時とで相違させてもよい。図９（Ａ）は、第１走行モード時における移動平均の算出区間Ｎ_１を例示する図である。ここでは、５回分の燃焼サイクルに対応する筒内圧力の平均値が算出されている。一方、図９（Ｂ）は、第２走行モード時における移動平均の算出区間Ｎ_２を例示する図である。ここでは、１０回分の燃焼サイクルに対応する筒内圧力の平均値が算出されており、Ｎ_１＜Ｎ_２である。移動平均の算出区間を長くすることで、外乱に対する感度が軽減され、筒内圧力がより安定化しやすくなる。

【0040】

なお、副室噴射量は、副室噴射手段に供給される燃料の圧力や噴射圧をコントロールすることで増減させてもよい。この場合、燃料噴射開始時ＳＯＩ（Start Of Injection）や燃料噴射終了時ＥＯＩ（End Of Injection）を変更することなく噴射の勢いを弱めたり強めたりすることで、一回の燃焼サイクルで供給される副室噴射量を増減させることができる。あるいは、燃料噴射開始時ＳＯＩや燃料噴射終了時ＥＯＩをコントロールすることで副室噴射量を増減させてもよい。この場合、副室噴射手段に供給される燃料の圧力や噴射圧を一定に保ちつつ、燃料噴射期間を短縮したり延長したりすることで、一回の燃焼サイクルで供給される副室噴射量を増減させることができる。
また、副室噴射量を補正する際に、副室噴射量を減少（または増加）させた分だけ主室噴射量を増加（または減少）させて、トータルの燃料噴射量が変化しないようにしてもよい。あるいは、主室噴射量を変化させることなく副室噴射量のみを増減させてもよい。

【0041】

［２．フローチャート］
図１０～図１２は、ＥＣＵ２１で実施される制御の内容を説明するためのフローチャートである。これらのフローチャートに示される制御は互いに独立して実行され、所定の周期（例えば、一回の燃焼サイクルに対応する周期）で繰り返し実行される。
図１０は、燃料噴射に係るフローであり、少なくともエンジン１０が作動している走行モードで実行される。ステップＡ１では、モード判定手段２２において、走行モードと充電モードとが判定される。走行モードは、バッテリ３３の充電率，車速，アクセル開度等に基づいて判定され、充電モードは、チャージボタンセンサ２０の操作状態に基づいて判定される。

【0042】

ステップＡ２では、走行モードが第２走行モードであるか否かが判定される。この条件が不成立の場合には、走行モードが第１走行モードであると判断されてステップＡ３に進む。ステップＡ３では、燃料制御手段２５において目標空燃比が設定される。例えば、図６（Ａ）に示すようなマップが参照されて、エンジン負荷とエンジン回転数とに応じた目標空燃比が設定される。その後、ステップＡ７に進む。
一方、ステップＡ２の条件が成立する場合にはステップＡ４に進む。ステップＡ４では、ステップＡ３で設定される目標空燃比よりもリーンな目標空燃比が設定される。例えば、図６（Ｂ）に示すようなマップが参照されて、目標空燃比の値がやや大きめの値に設定される。その後、ステップＡ５に進む。

【0043】

ステップＡ５では、充電モードがチャージモードであるか否かが判定される。この条件が不成立の場合には、そのままステップＡ７に進む。一方、ステップＡ５の条件が成立する場合には、ステップＡ６に進む。ステップＡ６では、チャージモードの非設定時よりもリッチな目標空燃比が設定される。例えば、図７（Ｂ）に示すようなマップが参照されて、目標空燃比の値がやや小さめの値に変更される。その後、ステップＡ７に進む。ステップＡ７では、目標空燃比が得られるような主室噴射量と副室噴射量とが算出され、続くステップＡ８で燃料噴射が実施される。

【0044】

図１１は、筒内圧力に基づく補正に係るフローである。ステップＢ１では、筒内圧取得手段２３において燃焼サイクル毎の筒内圧力の情報が取得される。続くステップＢ２では、走行モードが第１走行モードであるか否かが判定される。この条件が成立する場合にはステップＢ３に進み、筒内圧力に基づいて副室噴射量の補正量が算出される。例えば、図８（Ａ）に示すようなマップが参照されて、副室噴射量の補正量が算出される。その後、ステップＢ５に進み、副室噴射量が補正される。一方、ステップＢ２の条件が不成立の場合には、走行モードが第２走行モードであると判断されて、ステップＢ４に進む。ステップＢ４では、筒内圧力に基づき、第１走行モード時よりも少ない補正量が算出される。例えば、図８（Ｂ）に示すようなマップが参照されて、副室噴射量の補正量が算出される。その後、ステップＢ５に進み、副室噴射量が補正される。

【0045】

図１２は、筒内圧力（移動平均）の算出に係るフローである。ステップＣ１では、筒内圧取得手段２３で取得された燃焼サイクル毎の筒内圧力の情報について、所定期間分の情報が読み出される。ここでは、少なくとも算出区間Ｎ_２よりも長い期間に対応する筒内圧力の情報が用意される。続くステップＣ２では、走行モードが第１走行モードであるか否かが判定される。この条件が成立する場合にはステップＣ３に進み、比較的短い算出区間Ｎ_１における筒内圧力の平均値が算出される。一方、ステップＣ２の条件が不成立の場合にはステップＣ４に進み、比較的長い算出区間Ｎ_２における筒内圧力の平均値が算出される。ステップＣ３，Ｃ４で算出された筒内圧力の平均値の情報は、図１１のフローのステップＢ３，Ｂ４において、副室噴射量の補正量を算出するのに用いられる。

【0046】

［３．作用，効果］
（１）上記のハイブリッド車両３０の制御装置では、制御手段（すなわちＥＣＵ２１）の作用により、第２走行モード時の空燃比が第１走行モード時よりもリーン化され、言い換えれば第１走行モード時の空燃比が第２走行モード時よりもリッチ化される。第１走行モードは、エンジン１０の動力が車両３０の駆動に用いられる走行モードであり、エンジン回転数やエンジン負荷が大きく変動しうる走行モードである。したがって、第１走行モード時の空燃比をリッチにすることで、失火や燃焼不良の発生を防止することができ、燃焼安定性を向上させることができる。
また、第２走行モードは、エンジン１０の動力がジェネレータ３２での発電に使用される走行モードであり、エンジン回転数やエンジン負荷の変動が小さい走行モードである。したがって、第２走行モード時の空燃比をリーンにすることで、燃焼安定性を確保しつつ燃費を向上させることができる。このように、上記のハイブリッド車両３０の制御装置によれば、走行モードの種類にかかわらず、エンジン１０の燃焼安定性を適正化することができる。

【0047】

（２）上記のハイブリッド車両３０の制御装置では、第２走行モード時にチャージモードが設定された場合に、チャージモードの非設定時よりも空燃比がリッチ化される。これにより、エンジン１０の燃焼安定性を向上させて、ジェネレータ３２での発電をより確実に実施させることができる。また、エンジン１０で生成されるトルクが増大することから、ジェネレータ３２での発電効率を向上させることができ、バッテリ３３の充電率を速やかに回復させることができる。

【0048】

（３）上記のハイブリッド車両３０の制御装置では、副室式のエンジン１０において、第２走行モード時の主室噴射量Ｆ_{ＭＡＩＮ２}を第１走行モード時の主室噴射量Ｆ_{ＭＡＩＮ１}よりも減少させる制御が実施されうる。このような制御を実施した場合には、おもに主室噴射手段を制御して空燃比を制御することになり、副室噴射量の差（Ｆ_ＳＵＢ２－Ｆ_ＳＵＢ１）を小さくすることができる。したがって、トーチ火炎の不安定化を抑制することができ、燃焼安定性を向上させることができる。

【0049】

（４）上記のハイブリッド車両３０の制御装置では、副室式のエンジン１０において、第２走行モード時の副室噴射量Ｆ_ＳＵＢ２を第１走行モード時の副室噴射量Ｆ_ＳＵＢ１よりも減少させる制御が実施されうる。このような制御を実施した場合には、主室噴射量の差（Ｆ_{ＭＡＩＮ２}－Ｆ_{ＭＡＩＮ１}）を小さくすることができ、燃焼安定性を維持することができ、排気中のＮＯｘ量を減少させることができる。

【0050】

（５）上記のハイブリッド車両３０の制御装置では、エンジン１０の筒内圧力に基づいて副室噴射量の補正量が算出されうる。例えば、図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、第２走行モード時における副室噴射量の補正量は、第１走行モード時よりも少なくなるように制御されうる。換言すれば、第１走行モード時における副室噴射量の補正量は、第２走行モード時よりも多くなるように制御されうる。このような制御を実施した場合、回転変動や負荷変動の燃焼への影響が大きい第１走行モードでは、第２噴射量を増加補正することで燃焼のばらつきを抑制できる。また、回転変動や負荷変動の燃焼への影響が小さい第２走行モードでは、第２噴射量を減少補正することで、第２噴射量の増減による燃焼ばらつきが発生することを抑制できる。

【0051】

（６）上記のハイブリッド車両３０の制御装置では、筒内圧力の移動平均に基づいて副室噴射量の補正量が算出されうる。例えば、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、第２走行モード時における移動平均の算出区間Ｎ_２が、第１走行モード時の算出区間Ｎ_１よりも長く設定されうる。換言すれば、第１走行モード時における移動平均の算出区間Ｎ_１は、第２走行モード時の算出区間Ｎ_２よりも短く設定されうる。このような制御を実施した場合、第１走行モード時には、筒内圧力の変化に対する平均値の応答性を向上させることができ、筒内圧力の急変に対して適切に副室噴射量を増減させることができる。一方、筒内圧力が比較的安定している第２走行モード時においては、算出区間Ｎ_２を長くすることで平均値の分散が小さくなり、外乱に対する感度を低くすることができる。これにより、副室噴射量の急変を防止することができ、筒内圧力をより安定させることができる。また、筒内圧力が安定することで、ノッキングや燃焼変動が抑制されるため、燃費を向上させることができる。さらに、エンジン１０の振動や騒音を低減させることができ、ドライバビリティを向上させることができる。

【0052】

［４．変形例］
上記の実施例はあくまでも例示に過ぎず、本実施例で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施例の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、本実施例の各構成は、必要に応じて取捨選択でき、あるいは適宜組み合わせることができる。例えば上記の実施例では、副室式のエンジン１０を例示したが、エンジン１０の種類はこれに限定されない。少なくとも、車両３０の駆動及び発電に使用されうるものであれば、どのような内燃機関であっても適用可能である。また、ハイブリッド車両３０の走行モードとしては、少なくともエンジン１０の動力を駆動に使用する第１走行モードと、エンジン１０の動力を発電に使用しモータ３１で駆動する第２走行モードとがあればよい。

【符号の説明】

【0053】

１ ポート噴射弁（主室噴射手段）
２，２′ 副室噴射弁（副室噴射手段）
３ 筒内噴射弁（主室噴射手段）
４ 多機能噴射弁（主室噴射手段，副室噴射手段）
５ 副室
６ 隔壁
７ 孔
８ 主室
９ 点火プラグ
１０ エンジン
１１ 吸気ポート
１２ 排気ポート
１３ 吸気バルブ
１４ 排気バルブ
１５ ノックセンサ
１６ 筒内圧センサ
１７ エンジン回転数センサ
１８ アクセル開度センサ
１９ 車速センサ
２０ チャージボタンセンサ（設定手段）
２１ ＥＣＵ（制御手段）
２２ モード判定手段
２３ 筒内圧取得手段
２４ 点火制御手段
２５ 燃料制御手段
３０ 車両（ハイブリッド車両）
３１ モータ
３２ ジェネレータ
３３ バッテリ
３４ インバータ
３５ インバータ
３６ トランスアクスル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】