特許 7542924 内燃機関の制御装置

(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】2024-08-23

(45)【発行日】2024-09-02

(54)【発明の名称】内燃機関の制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 41/08 20060101AFI20240826BHJP

   F02D 9/02 20060101ALI20240826BHJP

【ＦＩ】

F02D41/08

F02D9/02 351M

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2021016103

(22)【出願日】2021-02-03

(65)【公開番号】P2022119100

(43)【公開日】2022-08-16

【審査請求日】2023-11-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085338

【弁理士】

【氏名又は名称】赤澤 一博

(74)【代理人】

【識別番号】100148910

【弁理士】

【氏名又は名称】宮澤 岳志

(72)【発明者】

【氏名】木山 栄嗣

【審査官】小関 峰夫

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－１８００４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１１４９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２０８５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０１５１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１３８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１７３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１６８９８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｄ ９／０２

Ｆ０２Ｄ ４１／００－４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関と、
前記内燃機関により駆動されて発電を行う発電用モータジェネレータと、
前記発電用モータジェネレータが発電した電力を蓄える蓄電装置と、
前記発電用モータジェネレータまたは前記蓄電装置から電力の供給を受けて車両の駆動輪を駆動する走行用モータジェネレータと
を備える車両の内燃機関を制御するものであり、
前記内燃機関をアイドル運転またはアイドル運転に近い低負荷運転するときに、エンジン回転数を目標アイドル回転数に近づけるために好適なスロットルバルブの開度を学習する制御装置であって、
前記学習は、イグニッションスイッチがＯＮに操作されてからＯＦＦに操作されるまでの期間中に少なくとも一回実行され、
前記制御装置は、前記学習を行ったときの前記スロットルバルブの開度の学習値と、前記学習を行ったときの大気圧センサを介して検出された大気圧の情報とを記憶保持し、
前記制御装置は、大気圧センサを介して検出される現在の大気圧と、前記学習を行ったときの大気圧との差分の絶対値が閾値を超えているかどうかを判断し、前記閾値を超えていた場合、前記学習値を前記スロットルバルブの開度の初期値として再度の学習を行い、その学習における制御を変更する内燃機関の制御装置。

【請求項2】

内燃機関と、
前記内燃機関により駆動されて発電を行う発電用モータジェネレータと、
前記発電用モータジェネレータが発電した電力を蓄える蓄電装置と、
前記発電用モータジェネレータまたは前記蓄電装置から電力の供給を受けて車両の駆動輪を駆動する走行用モータジェネレータと
を備える車両の内燃機関を制御するものであり、
前記内燃機関をアイドル運転またはアイドル運転に近い低負荷運転するときに、エンジン回転数を目標アイドル回転数に近づけるために好適なスロットルバルブの開度を学習する制御装置であって、
前記学習は、イグニッションスイッチがＯＮに操作されてからＯＦＦに操作されるまでの期間中に少なくとも一回実行され、
前記制御装置は、前記学習を行ったときの前記スロットルバルブの開度の学習値と、前記学習を行ったときの大気圧センサを介して検出された大気圧の情報とを記憶保持し、
前記制御装置は、大気圧センサを介して検出される現在の大気圧と、前記学習を行ったときの大気圧との差分の絶対値が閾値を超えているかどうかを判断し、前記閾値を超えていた場合、前記学習値を前記スロットルバルブの開度の初期値として再度の学習を行い、
前記再度の学習を行う際のスロットルバルブの開度の操作速度について、大気圧センサを介して検出される現在の大気圧が過去に学習を行ったときの大気圧と比較して低い場合、前記スロットルバルブの開度の操作速度を前記過去の学習のときよりも遅くする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、車両等に搭載される内燃機関の運転を制御する制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近時、内燃機関及び電動機の二種の動力源を備えるハイブリッド車両が一定の普及を見ている。シリーズ方式のハイブリッド車両（例えば、下記特許文献１を参照）は、内燃機関により発電用モータジェネレータを駆動して発電を行い、発電した電力を蓄電装置、即ちリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等のバッテリ及び／またはキャパシタに蓄えるとともに、走行用モータジェネレータに供給する。そして、走行用モータジェネレータによって車両の駆動輪を回転させて走行する。

【0003】

発電用モータジェネレータのみならず、走行用モータジェネレータもまた、回生制動により発電を行い、発電した電力を蓄電装置に蓄えることができる。蓄電装置の容量一杯まで既に電荷が蓄えられている場合には、回生制動により得られる電力を敢えて発電用モータジェネレータに供給し、これを電動機として作動させて内燃機関を回転駆動するモータリングを行うことで、余剰の電力を消費する。

【0004】

蓄電装置に蓄えている電荷の量が減少したときや、走行用モータジェネレータに対する要求出力が大きいときには、内燃機関を始動しその気筒に燃料を供給してこれを燃焼させ、内燃機関の出力する回転駆動力により発電用モータジェネレータを駆動し、発電を実行して蓄電装置を充電、または走行用モータジェネレータに供給する電力を増強する。

【0005】

発電用モータジェネレータは、停止した内燃機関を始動する準備として内燃機関をモータリング、即ちクランキングする役割を兼ねる。クランキング時には、蓄電装置から必要な電力の供給を受ける。

【0006】

ハイブリッド車両では、内燃機関をファイアリングしなくとも、走行用モータジェネレータが蓄電装置に蓄えた電荷を消費して回転駆動力を出力し、車両を走行させることが可能である。よって、車両の運用中であっても、内燃機関の回転を停止している状態が継続することがある。一方で、内燃機関をファイアリングするときには、熱効率が良好な比較的高負荷の運転領域にて運転を持続させることが多い。

【0007】

一般に、内燃機関をアイドル運転（無負荷運転）またはこれに近い低負荷運転する場合において、エンジン回転数を所望の目標アイドル回転数に速やかに追従させる学習制御が実施されている（例えば、下記特許文献２を参照）。

【0008】

具体的には、実測エンジン回転数と目標アイドル回転数との偏差を縮小するように吸気絞り弁である電子スロットルバルブを拡縮操作し、実測回転数が目標回転数に収束したことが確認されたとき（偏差が所定の誤差以内となっている状態が所定時間維持されたとき）に、その時点のスロットルバルブの開度を学習値として記憶保持する。しかして、後に再びアイドル運転または低負荷運転に移行するときに、スロットルバルブの開度を事前に学習した学習値に操作することで、エンジン回転数を目標回転数に向けて速やかに変化させる。

【0009】

ところで、内燃機関のクランク室は、気筒のボア内壁及びピストンにより燃焼室から隔絶されている。だが、その隔絶は完全なものではなく、内燃機関の圧縮行程では未燃焼ガスが、また膨張行程では燃焼ガスが、ボア内壁とピストンとの隙間からクランク室内に漏洩する。漏洩したブローバイガスは、内燃機関本体の腐食や、オイルパンに蓄えている潤滑油の劣化をもたらす。このため、クランク室に溜まるブローバイガスを換気する装置を内燃機関に付設することが通例となっている（例えば、下記特許文献３を参照）。

【0010】

ブローバイガス還流装置は、シリンダヘッド及びシリンダヘッドカバーが包有するカム室を吸気通路におけるエアクリーナの下流かつスロットルバルブの上流に連通するブローバイ通路（空気通路）と、クランクケース内のクランク室を吸気通路におけるスロットルバルブの下流に連通するＰＣＶ通路と、ＰＣＶ通路を開閉するＰＣＶバルブとを備える。クランク室内のブローバイガスは、ＰＣＶ通路経由で吸気通路に送り出される。ブローバイ通路からカム室に供給される空気は、チェーンカバー（チェーンケース）室を流通してクランク室に流入する。これにより、チェーンカバー室及びクランク室内のブローバイガスを掃気する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【文献】特開２０２０－１５６１３４号公報

【文献】特開２０１５－０８６７０８号公報

【文献】特開２０２０－０５１３７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

内燃機関をアイドル運転または低負荷運転するときのスロットルバルブの開度の学習は、当然ながら、そのような低回転低負荷域でのファイアリング運転中に行うことになる。ハイブリッド車両でない、即ち専ら内燃機関が出力するエンジントルクを駆動輪に入力して走行する従来型の車両では、停車に伴うアイドル運転の機会が多く、学習を随時行うことが可能である。これに対し、ハイブリッド車両では、内燃機関をできる限り運転せず停止させておこうとするので、そもそもアイドル運転の実行機会が乏しい。それ故、学習を随時行うことが難しい。

【0013】

アイドル運転ないし低負荷運転に好適なスロットルバルブの開度は、そのときの大気圧に少なからず影響を受ける。大気圧が低くなるほど、気筒に供給される空気即ち酸素の量が低減するからである。ブローバイガス還流装置を介して還流するブローバイガスの流量が大気圧に依存することも、その一因である。大気圧の低い高地では、吸気通路に流入するブローバイガス量がより多くなる。とりわけ、ハイブリッド車両に搭載された内燃機関は、高負荷域での運転が継続されやすく、クランク室内に多くの量のブローバイガスが溜まり、その分ブローバイガスの流量が増加しがちである。

【0014】

低地において学習した学習値を、高地におけるアイドル運転ないし低負荷運転に用いると、スロットルバルブの開度が適正値よりも縮小操作され、気筒に充填される吸気量（及び、燃料噴射量）が不足して、エンジン回転数の不当な低落を招く懸念が生じる。翻って、高地において学習した学習値を、低地におけるアイドル運転ないし低負荷運転に用いると、スロットルバルブの開度が適正値よりも拡大操作され、吸気量が過剰となって、不必要にエンジン回転数が上昇して燃料消費量が増加する。

【0015】

加えて、アイドル運転ないし低負荷運転のためのスロットルバルブの開度の学習を行う際、高地でも低地と同等の操作速度でスロットルバルブの開度を操作すると、それに起因して吸気量が大きく変動し、エンジン回転数のハンチングを引き起こすおそれがある。大気圧の低い高地では、スロットルバルブの開度操作により気筒に吸入される空気量が増減する割合が、大気圧の高い低地に比して大きくなる。

【0016】

以上に着目してなされた本発明は、車両が所在する地点の高度即ち大気圧を考慮して、内燃機関をアイドル運転または低負荷運転するときのスロットルバルブの開度の学習を適切に遂行し、以てアイドル運転または低負荷運転の安定化を図ることを所期の目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0017】

本発明では、内燃機関と、前記内燃機関により駆動されて発電を行う発電用モータジェネレータと、前記発電用モータジェネレータが発電した電力を蓄える蓄電装置と、前記発電用モータジェネレータまたは前記蓄電装置から電力の供給を受けて車両の駆動輪を駆動する走行用モータジェネレータとを備える車両の内燃機関を制御するものであり、前記内燃機関をアイドル運転またはアイドル運転に近い低負荷運転するときに、エンジン回転数を目標アイドル回転数に近づけるために好適なスロットルバルブの開度を学習する制御装置であって、前記学習は、イグニッションスイッチ（またはパワースイッチ、イグニッションキー）がＯＮに操作されてからＯＦＦに操作されるまでの期間中に少なくとも一回実行され、前記制御装置は、前記学習を行ったときの前記スロットルバルブの開度の学習値と、前記学習を行ったときの大気圧センサを介して検出された大気圧の情報とを記憶保持し、前記制御装置は、大気圧センサを介して検出される現在の大気圧と、前記学習を行ったときの大気圧との差分の絶対値が閾値を超えているかどうかを判断し、前記閾値を超えていた場合、前記学習値を前記スロットルバルブの開度の初期値として再度の学習を行い、その学習における制御を変更する内燃機関の制御装置を構成した。

【0018】

並びに、本発明では、内燃機関と、前記内燃機関により駆動されて発電を行う発電用モータジェネレータと、前記発電用モータジェネレータが発電した電力を蓄える蓄電装置と、前記発電用モータジェネレータまたは前記蓄電装置から電力の供給を受けて車両の駆動輪を駆動する走行用モータジェネレータとを備える車両の内燃機関を制御するものであり、前記内燃機関をアイドル運転またはアイドル運転に近い低負荷運転するときに、エンジン回転数を目標アイドル回転数に近づけるために好適なスロットルバルブの開度を学習する制御装置であって、前記学習は、イグニッションスイッチ（またはパワースイッチ、イグニッションキー）がＯＮに操作されてからＯＦＦに操作されるまでの期間中に少なくとも一回実行され、前記制御装置は、前記学習を行ったときの前記スロットルバルブの開度の学習値と、前記学習を行ったときの大気圧センサを介して検出された大気圧の情報とを記憶保持し、前記制御装置は、大気圧センサを介して検出される現在の大気圧と、前記学習を行ったときの大気圧との差分の絶対値が閾値を超えているかどうかを判断し、前記閾値を超えていた場合、前記学習値を前記スロットルバルブの開度の初期値として再度の学習を行い、前記再度の学習を行う際のスロットルバルブの開度の操作速度について、大気圧センサを介して検出される現在の大気圧が過去に学習を行ったときの大気圧と比較して低い場合、前記スロットルバルブの開度の操作速度を前記過去の学習のときよりも遅くする内燃機関の制御装置を構成した。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、車両が所在する地点の高度即ち大気圧を考慮に入れて、内燃機関をアイドル運転または低負荷運転するときのスロットルバルブの開度の学習を適切に遂行でき、アイドル運転または低負荷運転が安定化する。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施形態におけるシリーズ方式のハイブリッド車両及び制御装置の概略構成を示す図。

【図2】同実施形態のハイブリッド車両に搭載される内燃機関の概要を示す図。

【図3】同実施形態の制御装置がプログラムに従い実行する処理の手順例を示すフロー図。

【図4】同実施形態の制御装置がプログラムに従い実行する処理の手順例を示すフロー図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態におけるハイブリッド車両の主要システムの概略構成を示している。このハイブリッド車両は、内燃機関１と、内燃機関１により駆動されて発電を行う発電用モータジェネレータ２と、発電用モータジェネレータ２が発電した電力を蓄える蓄電装置３と、発電用モータジェネレータ２及び／または蓄電装置３から電力の供給を受けて車両の駆動輪６２を駆動する走行用モータジェネレータ４とを備えている。

【0022】

本実施形態のハイブリッド車両は、内燃機関１を発電にのみ使用するシリーズハイブリッド方式の電気自動車であり、車両の駆動輪６２には専ら走行用モータジェネレータ４から走行のための駆動力を供給する。内燃機関１と駆動輪６２との間は機械的に切り離されており、元来両者の間で回転駆動力の伝達がなされない。つまり、内燃機関１は、走行用モータジェネレータ４及び駆動輪６２から完全に独立して回転し、また完全に独立して停止することが可能である。従って、イグニッションスイッチ（パワースイッチ、またはイグニッションキー）がＯＮに操作されている車両の運用中、運転者がアクセルペダルを踏むことで車両が走行可能な状態にあっても、蓄電装置３が十分な電荷を蓄え、かつブレーキブースタ１５が十分な負圧を蓄えている状況下では、燃料の燃焼を伴う内燃機関１の運転を実施しないことがある。

【0023】

内燃機関１の回転軸であるクランクシャフトは、発電用モータジェネレータ２の回転軸と、歯車機構を介してまたは軸を直結して機械的に接続している。そして、内燃機関１が出力する回転駆動力を発電用モータジェネレータ２に入力することで、発電用モータジェネレータ２が発電する。発電した電力は、蓄電装置３に充電し、及び／または、走行用モータジェネレータ４に供給する。また、発電用モータジェネレータ２は、自らが回転駆動力を発生させて内燃機関１のクランクシャフトを回転駆動するモータリング用の電動機としても機能する。例えば、発電用モータジェネレータ２は、停止している内燃機関１を始動する準備としてのクランキングを実行する。

【0024】

走行用モータジェネレータ４は、車両の走行のための駆動力を発生させ、その駆動力を減速機６１を介して駆動輪６２に入力する。また、走行用モータジェネレータ４は、駆動輪６２に連れ回されて回転することで発電し、車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収する。この回生制動により発電した電力は、蓄電装置３に充電する。

【0025】

尤も、既に蓄電装置３の容量一杯まで電荷が蓄えられており、それ以上の充電が困難であるならば、走行用モータジェネレータ４が回生発電した電力を敢えて発電用モータジェネレータ２に供給し、発電用モータジェネレータ２を電動機として稼働させて内燃機関１を回転駆動する。これにより、車両の制動性能を維持しながら、余剰の電力を消尽する。また、このとき、内燃機関１の回転が保たれることから、内燃機関１の気筒への燃料供給を一時的に停止する燃料カットを実行することができる。

【0026】

発電機インバータ２１は、発電用モータジェネレータ２が発電する交流電力を直流電力に変換する。そして、その直流電力を蓄電装置３または駆動機インバータ４１に入力する。並びに、発電機インバータ２１は、発電用モータジェネレータ２を電動機として作動させる際に、蓄電装置３及び／または駆動機インバータ４１から供給される直流電力を交流電力に変換した上で発電用モータジェネレータ２に入力する。

【0027】

駆動機インバータ４１は、蓄電装置３及び／または発電機インバータ２１から供給される直流電力を交流電力に変換した上で走行用モータジェネレータ４に入力する。並びに、駆動機インバータ４１は、車両の回生制動を行うときに走行用モータジェネレータ４が発電する交流電力を直流電力に変換した上で蓄電装置３または発電機インバータ２１に入力する。発電機インバータ２１及び駆動機インバータ４１は、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）０２の一部をなす。

【0028】

蓄電装置３は、バッテリ及び／またはキャパシタ等である。バッテリは、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等の、エネルギ密度の大きい高電圧の二次電池である。蓄電装置３は、発電用モータジェネレータ２及び走行用モータジェネレータ４の各々が発電する電力を充電して蓄える。並びに、蓄電装置３は、発電用モータジェネレータ２及び走行用モータジェネレータ４の各々を電動機として作動させるための電力を放電し、それらモータジェネレータ２、４に必要な電力を供給する。

【0029】

図２に、本実施形態のハイブリッド車両に搭載される内燃機関１の概要を示している。内燃機関１は、例えば火花点火式の４ストロークレシプロエンジンであり、複数の気筒１１（例えば、三気筒。図２には、そのうち一つを図示する）を有している。各気筒１１の吸気ポート近傍には、吸気ポートに向けて燃料を噴射するインジェクタ１１１を設けている。また、各気筒１１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１１２を取り付けてある。点火プラグ１１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。

【0030】

吸気を供給するための吸気通路１３は、外部から空気を取り入れて各気筒１１の吸気ポートへと導く。吸気通路１３上には、エアクリーナ１３１、吸気絞り弁である電子スロットルバルブ１３２、サージタンク１３３、吸気マニホルド１３４を、上流からこの順序に配置している。エアクリーナ１３１は、吸気通路１３における最上流の位置、即ち空気を取り入れる吸気口に所在する。吸気口は、冷たい空気を取り入れて内燃機関の充填効率を上げるために、車両の前方に開口している。

【0031】

排気を排出するための排気通路１４は、気筒１１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路１４上には、排気マニホルド１４２及び排気浄化用の三元触媒１４１を配置している。

【0032】

ＥＧＲ装置１２は、排気通路１４と吸気通路１３とを連通する外部ＥＧＲ通路１２１と、ＥＧＲ通路１２１上に設けたＥＧＲクーラ１２２と、ＥＧＲ通路１２１を開閉し当該ＥＧＲ通路１２１を流れるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ１２３とを要素とする。ＥＧＲ通路１２１の入口は、排気通路１４における触媒１４１の下流の箇所に接続している。ＥＧＲ通路１２１の出口は、吸気通路１３におけるスロットルバルブ１３２の下流の箇所（特に、サージタンク１３３若しくは吸気マニホルド１３４）に接続している。

【0033】

ブローバイガス還流装置１７は、内燃機関１の内室即ちクランク室、チェーンカバー室及びカム室内のブローバイガスを吸気通路１３に送り出すためのものであって、ＰＣＶ通路１７１及びＰＣＶバルブ１７２と、ブローバイ通路１７３とを要素とする。

【0034】

ＰＣＶ通路１７１は、その一端がクランクケースに接続し、他端が吸気通路１３における吸気負圧が生じるスロットルバルブ１３２の下流の所定部位（例えば、サージタンク１３３若しくは吸気マニホルド１３４）に接続している。即ち、ＰＣＶ通路１７１は、クランク室を吸気通路１３におけるスロットルバルブ１３２の下流側に連通せしめる。クランク室内で発生したブローバイガスは、このＰＣＶ通路１７１を経由して吸気通路１３に排出される。

【0035】

ＰＣＶバルブ１７２は、当該バルブ１７２の前後差圧により開閉できる機械式のバルブであって、ＰＣＶ通路１７１を流通するブローバイガスの流量を増減させる。ＰＣＶバルブ１７２は、ＰＣＶ通路１７１のクランク室への接続箇所またはその近傍に設置する。クランク室とＰＣＶバルブ１７２との間には、図示しないオイルセパレータを介設する。オイルセパレータは、ラビリンス構造を有し、流通するガスに含まれる潤滑油を当該ガスから分離させる気液分離作用を営むもので、クランク室から潤滑油が失われることを抑制する。

【0036】

ブローバイ通路１７３は、その一端がシリンダヘッドカバーに接続し、他端が吸気通路１３におけるスロットルバルブ１３２の上流の所定部位（例えば、エアクリーナ１３１の直後）に接続している。即ち、ブローバイ通路１７３は、カム室を吸気通路１３におけるスロットルバルブ１３２の上流側に連通せしめる。ブローバイ通路１７３のカム室への接続箇所にもやはり、オイルセパレータを設けてある。

【0037】

ＰＣＶバルブ１７２が開いているとき、カム室及びクランク室内のブローバイガスが、ＰＣＶバルブ１７２及びＰＣＶ通路１７１を経由して吸気通路１３に送り出される。同時に、吸気通路１３からブローバイ通路１７３を経由してカム室に空気が流れ込む。この空気は、タイミングチェーン及びスプロケットを覆うチェーンカバーの内側のチェーンカバー室に流入し、当該チェーンカバー室を経由してクランク室に流れ込む。これにより、カム室、チェーンカバー室及びクランク室内が換気（掃気）される。吸気通路１３に還流したブローバイガスは、気筒１１に充填されて再燃焼される。

【0038】

内燃機関１、発電用モータジェネレータ２、蓄電装置３、インバータ２１、４１及び走行用モータジェネレータ４の制御を司る制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。ＥＣＵ０は、複数基のＥＣＵ、即ち内燃機関１を制御するＥＦＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｆｕｅｌ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）ＥＣＵ０１、モータジェネレータ２、４及びインバータ２１、４１を制御するＭＧ（Ｍｏｔｏｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）ＥＣＵ０２、蓄電装置３を制御するＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）ＥＣＵ０３等、並びに、それらの制御を統括する上位のコントローラであるＨＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）ＥＣＵ００が、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の電気通信回線を介して相互に通信可能に接続されてなるものである。

【0039】

ＥＣＵ０に対しては、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、内燃機関１のクランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサから出力されるクランク角信号ｂ、運転者によるアクセルペダルの踏込量をアクセル開度（いわば、運転者が車両（の走行用モータジェネレータ４）に対して要求している駆動力）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、内燃機関１の気筒１１に連なる吸気通路１３（特に、サージタンク１３３若しくは吸気マニホルド１３４）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｄ、大気圧を検出する大気圧センサから出力される大気圧信号ｅ、内燃機関１の冷却水の温度を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｆ、蓄電装置３に蓄えている電荷量を検出するセンサ（特に、バッテリ電流及び／またはバッテリ電圧センサ）から出力されるバッテリＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）信号ｇ、ブレーキブースタ１５の定圧室に蓄えている負圧を検出する負圧センサから出力される負圧信号ｈ等が入力される。

【0040】

そして、ＥＣＵ０は、各種センサを介してセンシングしている、運転者が操作するアクセルペダルの踏込量や、現在の車両の車速、蓄電装置３が蓄えている電荷の量、発電用モータジェネレータ２の発電電力等に応じて、走行用モータジェネレータ４が出力する回転駆動力、内燃機関１が出力する回転駆動力、及び発電用モータジェネレータ２が発電する電力の大きさを増減制御する。

【0041】

原則として、蓄電装置３が現在十分な電荷を蓄えており、走行用モータジェネレータ４に対して要求される出力が小さいならば、内燃機関１への燃料の供給を遮断して内燃機関１を運転しない。翻って、蓄電装置３が蓄えている電荷の量が下限値を下回り、または走行用モータジェネレータ４に対して要求される出力が大きいならば、内燃機関１を始動し気筒１１に燃料を供給してこれを燃焼させるファイアリングを実行し、内燃機関１の出力する回転駆動力により発電機モータジェネレータ２を駆動し、発電を実施して蓄電装置３を充電し、または走行用モータジェネレータ４に供給する電力を増強する。

【0042】

内燃機関１の気筒１１に燃料を供給して内燃機関１を運転しておらず、走行用モータジェネレータ４により駆動輪６２を駆動して車両を走行させている最中に、内燃機関１を始動して発電用モータジェネレータ２による発電を実行しようとするためには、まず、発電用モータジェネレータ２を電動機として作動させ、これにより内燃機関１の始動のためのクランキングを行う。そして、内燃機関１のクランクシャフトが所定回数以上または所定角度以上回転し、内燃機関１の各気筒１１の現在の行程またはピストンの位置を知得する気筒判別が完了したならば、内燃機関１の各気筒１１の行程に合わせて適切なタイミングで燃料を噴射し、かつ適切なタイミングで燃料を着火燃焼させるファイアリングを開始する。内燃機関１のクランクシャフトの回転角度及び回転速度即ちエンジン回転数は、発電用モータジェネレータ２に付帯するレゾルバを介して（ＭＧ ＥＣＵ０２において）検出することができ、内燃機関１に付帯するクランク角センサを介して（ＥＦＩ ＥＣＵ０１において）検出することもできる。

【0043】

内燃機関１が自立的に回転し発電のために必要な回転駆動力を出力可能な状態となった、つまり発電用モータジェネレータ２の出力を低減させてもなおエンジン回転数が上昇傾向を維持できるようになったならば、電動機として作動させている発電用モータジェネレータ２の出力を０まで低減させてクランキングを終了し、今度は内燃機関１により発電用モータジェネレータ２を回転駆動する。さらに、発電用モータジェネレータ２を発電機として作動させ、その発電電力を０から増大させる。

【0044】

その後、エンジン回転数を段階的に引き上げられる目標回転数に追従させるように、内燃機関１の気筒１に供給する吸気量及び燃料噴射量、並びに発電用モータジェネレータ２の発電電力を増減調整する。最終的な目標回転数は、内燃機関１を最適または最適に近い効率で運転でき燃料消費率にとって最も有利な回転数、あるいは、内燃機関１が最大トルク若しくは最大出力またはこれに近いトルク若しくは出力を達成できるような回転数に設定する。

【0045】

ＥＣＵ０の一部をなすＥＦＩ ＥＣＵ０１は、内燃機関１の運転制御に必要な各種情報ｂ、ｄ、ｅ、ｆを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１１に吸入される空気量を推算する。そして、吸入空気量に見合った（目標空燃比を具現するために必要な）要求燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング（一度の燃焼に対する点火の回数を含む）、要求ＥＧＲ率（または、ＥＧＲガス量）等といった内燃機関１の運転パラメータを決定する。ＥＦＩ ＥＣＵ０１は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌを、出力インタフェースを介して点火プラグ１１２のイグナイタ、インジェクタ１１１、スロットルバルブ１３２、ＥＧＲバルブ１２３等に対して出力する。

【0046】

ＥＣＵ０は、時として、内燃機関１をファイアリングしながらもアイドル運転またはこれに近い低負荷運転することがある。このときには、実質的に無負荷運転であり、内燃機関１が外部に対して有効な出力を殆どまたは全く発生させない。換言すれば、内燃機関１に従動する発電用モータジェネレータ２が殆どまたは全く電力を発電せず、蓄電装置３または走行用モータジェネレータ４に電力を供給しない。

【0047】

図３に示すように、本実施形態のＥＣＵ０は、内燃機関１をアイドル運転ないし低負荷運転する機会が訪れたとき（ステップＳ１）、現在の大気圧に応じてスロットルバルブ１３２の開度の操作速度、即ち開度の単位時間あたりの変化（拡大または縮小）量を定め（ステップＳ２）、その操作速度に則ってスロットルバルブ１３２の開度を操作しつつ、エンジン回転数をフィードバック制御する（ステップＳ３）。

【0048】

ステップＳ２では、そのときの大気圧が低いほどスロットルバルブ１３２の開度の操作速度を低く（開度の単位時間当たりの変化量を小さく）、大気圧が高いほどスロットルバルブ１３２の開度の操作速度を高く（開度の単位時間当たりの変化量を大きく）設定する。これは、大気圧が低い高地において、アイドル運転ないし低負荷運転中のエンジン回転数がハンチングすることを防止するための措置である。

【0049】

ステップＳ３にて、ＥＣＵ０は、実測エンジン回転数と目標アイドル回転数（または、内燃機関１の始動後のファイアリング運転中の最低回転数）との偏差を求め、その偏差を縮小する方向にスロットルバルブ１３２の開度を操作する。即ち、現在の実測回転数が目標回転数を上回っているならば、スロットルバルブ１３２の開度をより縮小して気筒１に吸入される空気量及び燃料噴射量をより削減する。逆に、現在の実測回転数が目標回転数を下回っているならば、スロットルバルブ１３２の開度をより拡大して気筒１に吸入される空気量及び燃料噴射量をより増量する。

【0050】

フィードバック制御により、実測エンジン回転数が目標アイドル回転数に収束した、即ち実測回転数と目標回転数との偏差（の絶対値）が所定の誤差以下に小さくなった状態が所定時間維持されたことが確認されたならば（ステップＳ４）、その時点でのスロットルバルブ１３２の開度を学習値としてＥＣＵ０のメモリに記憶保持する（ステップＳ５）。なお、ステップＳ５では、そのときの大気圧をもメモリに記憶保持する。

【0051】

学習値は、後に再び内燃機関１をアイドル運転ないし低負荷運転する機会が訪れたときのエンジン回転数の制御における、スロットルバルブ１３２の開度の初期値となる。このような学習を実行する理由の一つは、スロットルバルブ１３２（のスロットルボディやバタフライ弁体）、気筒１１に連なる吸気ポート、吸気バルブ、燃焼室の天井部等にデポジットが徐々に付着し堆積する経年変化に対処するためである。

【0052】

本実施形態における車両はハイブリッド車両であり、従来型の非ハイブリッド車両と比較して、内燃機関１をアイドル運転ないし低負荷運転する機会が少ない。よって、意図的に内燃機関１をアイドル運転ないし低負荷運転してスロットルバルブ１３２の開度の学習を行う機会を設けないと、学習値が適時に更新されない。

【0053】

他方、アイドル運転ないし低負荷運転時の好適なスロットルバルブ１３２の開度は、現在車両が所在している地点の高度、即ちそのときの大気圧による影響を受ける。低地において学習した学習値を、高地におけるアイドル運転ないし低負荷運転に用いると、スロットルバルブ１３２の開度が適正値よりも縮小操作され、エンジン回転数が不当に低落するおそれがある。翻って、高地において学習した学習値を、低地におけるアイドル運転ないし低負荷運転に用いると、スロットルバルブ１３２の開度が適正値よりも拡大操作され、不必要にエンジン回転数が上昇してしまい、燃料消費量が増加する。

【0054】

そのような不都合を回避するべく、図４に示すように、本実施形態のＥＣＵ０は、上記ステップＳ５にて記憶保持した、直近に学習を完遂したときの大気圧と、現在の大気圧とを比較し、両者の差分の絶対値が閾値を超えて大きくなったことを条件として（ステップＳ６）、学習を実行する機会を設ける（ステップＳ７）。即ち、現在内燃機関１をファイアリングし発電用モータジェネレータ２による発電を実行しているならば、その発電の終了後、内燃機関１のファイアリングを継続したままアイドル運転ないし低負荷運転に移行して、図３に示している学習処理を実施する。あるいは、現在内燃機関１が停止しているのであれば、これを始動してファイアリングを開始し、アイドル運転ないし低負荷運転に移行して、図３に示している学習処理を実施する。

【0055】

因みに、学習は、一トリップ（イグニッションスイッチがＯＮに操作されてから、これがＯＦＦに操作されるまでの期間）中に少なくとも一回実行する。そのため、イグニッションスイッチがＯＮに操作されて車両の運用が開始された暁には、可及的速やかに内燃機関１をアイドル運転ないし低負荷運転して学習を行うことが望ましい。

【0056】

本実施形態では、内燃機関１をアイドル運転またはこれに近い低負荷運転する場合の、エンジン回転数を目標アイドル回転数に近づけるために好適なスロットルバルブ１３２の開度を学習するものであって、一度前記学習を行ったときの大気圧を記憶保持し、前記学習を行ったときの大気圧と現在の大気圧との差分の絶対値が閾値を超えて大きくなったことを必要条件として、再度の学習を行う内燃機関の制御装置０を構成した。

【0057】

本実施形態によれば、大気圧の高い低地で学習したスロットルバルブ１３２の開度の学習値を大気圧の低い高地におけるアイドル運転ないし低負荷運転に用いたり、高地で学習したスロットルバルブ１３２の開度の学習値を低地におけるアイドル運転ないし低負荷運転に用いたりする不都合を避けられる。結果、低地においても高地においてもアイドル運転ないし低負荷運転時のエンジン回転数を適切に目標回転数に収束させることができ、アイドル回転の不安定化や吹き上がりを抑止することが可能となる。

【0058】

並びに、本実施形態では、内燃機関１をアイドル運転またはこれに近い低負荷運転する場合の、エンジン回転数を目標アイドル回転数に近づけるために好適なスロットルバルブ１３２の開度を学習するものであって、前記学習を行う際のスロットルバルブ１３２の開度の操作速度について、大気圧が低い状況下では、大気圧がより高い状況下に比してその操作速度をより遅くする内燃機関の制御装置０を構成した。

【0059】

本実施形態によれば、特に高地において内燃機関１をアイドル運転ないし低負荷運転する際の、気筒１に充填される吸気量の極端な変動を避けられる。結果、低地においても高地においてもアイドル運転ないし低負荷運転時のエンジン回転数を適切に目標回転数に収束させることができ、アイドル回転の不安定化や吹き上がりを抑止することが可能となる。

【0060】

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。上記実施形態では、内燃機関１をアイドル運転ないし低負荷運転する際のスロットルバルブ１３２の開度の学習を、実際に内燃機関１をファイアリングし（アイドル運転ないし低負荷運転し）て実行していた。だが、これに代えて、発電用モータジェネレータ２を電動機として作動させ、一定の出力トルク（一定の印加電圧及び印加電流）の下で当該モータジェネレータ２により内燃機関１を回転駆動するモータリングを行い、そのモータリング中にスロットルバルブ１３２の開度を拡縮操作しながら、気筒１に連なる吸気通路１３（サージタンク１３３若しくは吸気マニホルド１３４）内の吸気圧または気筒１に吸入される空気量を計測することを通じて、内燃機関１をアイドル運転ないし低負荷運転する際の好適なスロットルバルブ１３２の開度の学習値を求めることも考えられる。

【0061】

また、本発明を適用する対象は、シリーズ方式のハイブリッド車両に搭載される内燃機関１には限定されない。

【0062】

その他、各部の具体的な構成や処理の内容等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

【符号の説明】

【0063】

０…制御装置（ＥＣＵ）
１…内燃機関
１１…気筒
１３…吸気通路
１３２…スロットルバルブ
ｄ…吸気温・吸気圧信号
ｅ…大気圧信号
ｉ…点火信号
ｊ…燃料噴射信号
ｋ…スロットルバルブの開度操作信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】