特許 7581981 ハイブリッド自動車

(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】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(54)【発明の名称】ハイブリッド自動車

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/06 20060101AFI20241106BHJP

   B60W 20/16 20160101ALI20241106BHJP

   B60K 6/445 20071001ALI20241106BHJP

   F02P 5/15 20060101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

B60W10/06 900

B60W20/16 ZHV

B60K6/445

F02P5/15 E

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2021037075

(22)【出願日】2021-03-09

(65)【公開番号】P2022137545

(43)【公開日】2022-09-22

【審査請求日】2023-12-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】那須 隼平

(72)【発明者】

【氏名】浅見 良和

【審査官】高瀬 智史

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－２１４３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１３９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３２３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１９３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－５１４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第３４８００４６（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ ６／２０ － ６／５４７

Ｂ６０Ｗ １０／００ － ２０／５０

Ｆ０２Ｐ ５／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

浄化触媒を有する浄化装置が取り付けられたエンジンと、
前記エンジンの出力軸に動力を入出力可能なモータと、
前記浄化触媒を暖機するための触媒暖機要求がなされている場合において、前記エンジンを負荷運転するアイドルオフのときには、前記モータで前記エンジンの回転数をフィードバック制御しながら、前記エンジンの点火時期が前記エンジンの暖機を促進するための第１点火時期となるように前記エンジンを制御し、前記エンジンをアイドル運転するアイドルオンのときには、前記モータを値０のトルク指令で制御しながら、前記エンジンの点火時期が前記第１点火時期と異なる第２点火時期となり且つ前記エンジンの回転数がアイドル回転数となるように前記エンジンを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、
前記触媒暖機要求がなされている場合において、
前記アイドルオフのとき且つ前記モータのトルクに基づく前記エンジンの燃焼悪化条件が成立しているときには、前記モータのトルクを用いて演算される積分項を用いて前記エンジンの点火時期をフィードバック制御し、
前記アイドルオンのとき且つ前記エンジンの回転数に基づく前記燃焼悪化条件が成立しているときには、前記エンジンの回転数を用いて演算される前記積分項を用いて前記エンジンの点火時期をフィードバック制御し、
前記アイドルオンから前記アイドルオフに移行するときには、前記アイドルオフに移行する前の前記アイドルオン時の前記積分項を記憶し、その後、前記アイドルオンになったときには、記憶している前記アイドルオン時の前記積分項を用いて前記エンジンの点火時期を制御し、
前記アイドルオフから前記アイドルオンに移行するときには、前記アイドルオンに移行する前の前記アイドルオフ時の前記積分項を記憶し、その後、前記アイドルオフになったときには、記憶している前記アイドルオフ時の前記積分項を用いて前記エンジンの点火時期を制御する、
ハイブリッド自動車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンと、モータと、を備えるハイブリッド車両に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種のハイブリッド車両としては、エンジンと、モータと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。エンジンは、走行用の動力を出力する。モータは、エンジンの出力軸に動力を入出力する。この車両では、触媒の暖機要求中は、モータでエンジンの回転数をフィードバック制御しながらエンジンの点火時期を遅角させる触媒暖機制御を実行する。そして、触媒暖機制御中に、モータの出力が所定の上限値を超えたときには、点火時期の遅角量を減らす。これにより、エンジンの失火を抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００３－２１４３０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述のハイブリッド車両では、エンジンの燃焼の悪化を抑制するため、触媒暖機制御中にエンジンをアイドル運転するアイドルオン時には、エンジンの点火時期が、エンジンを負荷運転するアイドルオフ時の点火時期としての第１点火時期と異なる第２点火時期となるようにエンジンを制御することが考えられる。アイドルオンからアイドルオフへ移行するときやアイドルオフからアイドルオンに移行するときには、点火時期を適正に変化させて、エンジンの燃焼の悪化を抑制することが重要な課題として認識されている。

【0005】

本発明のハイブリッド車両は、エンジンの燃焼の悪化を抑制することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のハイブリッド車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

【0007】

本発明のハイブリッド車両は、
浄化触媒を有する浄化装置が取り付けられたエンジンと、
前記エンジンの出力軸に動力を入出力可能なモータと、
前記浄化触媒を暖機するための触媒暖機要求がなされている場合において、前記エンジンを負荷運転するアイドルオフのときには、前記モータで前記エンジンの回転数をフィードバック制御しながら、前記エンジンの点火時期が前記エンジンの暖機を促進するための第１点火時期となるように前記エンジンを制御し、前記エンジンをアイドル運転するアイドルオンのときには、前記モータを値０のトルク指令で制御しながら、前記エンジンの点火時期が前記第１点火時期と異なる第２点火時期となり且つ前記エンジンの回転数がアイドル回転数となるように前記エンジンを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、
前記触媒暖機要求がなされている場合において、
前記アイドルオフのとき且つ前記モータのトルクに基づく前記エンジンの燃焼悪化条件が成立しているときには、前記モータのトルクを用いて演算される積分項を用いて前記エンジンの点火時期をフィードバック制御し、
前記アイドルオンのとき且つ前記エンジンの回転数に基づく前記エンジンの燃焼悪化条件が成立しているときには、前記エンジンの回転数を用いて演算される積分項を用いて前記エンジンの点火時期をフィードバック制御し、
前記アイドルオンから前記アイドルオフに移行するときには、前記アイドルオフに移行する前の前記アイドルオン時の前記積分項を記憶し、その後、前記アイドルオンになったときには、記憶している前記アイドルオン時の前記積分項を用いて前記エンジンの点火時期を制御し、
前記アイドルオフから前記アイドルオンに移行するときには、前記アイドルオンに移行する前の前記アイドルオフ時の前記積分項を記憶し、その後、前記アイドルオフになったときには、記憶している前記アイドルオフ時の前記積分項を用いて前記エンジンの点火時期を制御する、
ことを要旨とする。

【0008】

この本発明のハイブリッド自動車では、触媒暖機要求がなされている場合において、アイドルオフのとき且つ前記モータのトルクに基づくエンジンの燃焼悪化条件が成立しているときには、モータのトルクを用いて演算される積分項を用いてエンジンの点火時期をフィードバック制御し、アイドルオンのとき且つエンジンの回転数に基づくエンジンの燃焼悪化条件が成立しているときには、エンジンの回転数を用いて演算される積分項を用いてエンジンの点火時期を制御する。そして、アイドルオンからアイドルオフに移行するときには、アイドルオフに移行する前のアイドルオン時の積分項を記憶し、その後、アイドルオンになったときには、記憶しているアイドルオン時の積分項を用いてエンジンの点火時期を制御する。さらに、アイドルオフからアイドルオンに移行するときには、アイドルオンに移行する前のアイドルオフ時の積分項を記憶し、その後、アイドルオフになったときには、記憶しているアイドルオフ時の積分項を用いてエンジンの点火時期を制御する。エンジンの燃焼悪化条件が成立している場合において、アイドルオフのときとアイドルオンのときとで、異なるパラメータを用いて演算した積分項を用いてエンジンの点火時期をフィードバック制御する。そのため、アイドルオフからアイドルオンに移行したときや、アイドルオンからアイドルオフに移行したときに、積分項が急変して、適正な点火時期の制御ができなくなり、エンジンの燃焼状態が悪化することがある。本発明では、アイドルオンからアイドルオフに移行するときには、アイドルオフに移行する前のアイドルオン時の積分項を記憶し、その後、アイドルオンになったときには、記憶しているアイドルオン時の積分項を用いてエンジンの点火時期を制御し、アイドルオフからアイドルオンに移行するときには、アイドルオンに移行する前のアイドルオフ時の積分項を記憶し、その後、アイドルオフになったときには、記憶しているアイドルオフ時の積分項を用いてエンジンの点火時期を制御することにより、アイドルオンからアイドルオフに移行するときやアイドルオンからアイドルオフに移行するときの積分項の急変を抑制する。この結果、エンジンの燃焼の悪化を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施例としての内燃機関の制御装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。

【図2】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。

【図3】ＨＶＥＣＵ７０により実行される第１点火時期設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。

【図4】ＨＶＥＣＵ７０により実行される第２点火時期設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。

【図5】ＨＶＥＣＵ７０により実行される移行時点火時期設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。

【図6】アイドル状態とエンジン２２の回転数ＮｅとモータトルクＴｍ１とＲＡＭに記憶している積分項Ｉｏｎ、積分項Ｉｏｆｆの時間変化の一例を説明するための説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

【実施例】

【0011】

図１は、本発明の実施例としての内燃機関の制御装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。図２は、エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図１に示すように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０とを備える。

【0012】

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。図２に示すように、エンジン２２は、エアクリーナ１２２により清浄された空気を吸気管１２３に吸入してスロットルバルブ１２４やサージタンク１２５を通過させると共に、吸気管１２３のサージタンク１２５よりも下流側で燃料噴射弁１２６から燃料を噴射し、空気と燃料とを混合する。そして、エンジン２２は、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室１２９に吸入し、吸入した混合気を点火プラグ１３０による電気火花により爆発燃焼させる。この爆発燃焼のエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動がクランクシャフト２６の回転運動に変換される。燃焼室１２９から排気バルブ１３３を介して排気管１３４に排出される排気は、浄化装置１３６を介して外気に排出される。浄化装置１３６は、それぞれ、排気中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化触媒（三元触媒）１３６ａを有する。

【0013】

エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４により運転制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。

【0014】

エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。エンジンＥＣＵ２４に入力される信号としては、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒや、エンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗを挙げることができる。また、吸気バルブ１２８を開閉するインテークカムシャフトや排気バルブ１３３を開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジションθｃａも挙げることができる。さらに、スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１２４ａからのスロットル開度ＴＨや、吸気管１２３に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ、吸気管１２３に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温Ｔａ、サージタンク１２５に取り付けられた圧力センサ１５０からのサージ圧Ｐｓも挙げることができる。加えて、排気管１３４の浄化装置１３６よりも上流側に取り付けられた上流側空燃比センサ１５２からの検出空燃比ＡＦｕや、排気管１３４の浄化装置１３６よりも下流側に取り付けられた下流側空燃比センサ１５４からの検出空燃比ＡＦｄも挙げることができる。

【0015】

エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力される。エンジンＥＣＵ２４から出力される信号としては、例えば、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１２４ｂへの駆動制御信号、燃料噴射弁１２６への駆動制御信号や、点火プラグ１３０への制御信号を挙げることができる。

【0016】

エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのエンジン２２のクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算する。また、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて体積効率（エンジン２２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬを演算する。

【0017】

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオンタイプの遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

【0018】

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に用いられると共に電力ライン５４を介してバッテリ５０に接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

【0019】

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。モータＥＣＵ４０に入力される信号としては、例えば、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２や、モータＭＧ１の各相に流れる相電流を検出する電流センサ４１ａ、４１ｂからのモータＭＧ１の各相の相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、モータＭＧ２の各相に流れる相電流を検出する電流センサからのモータＭＧ２の各相の相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２を挙げることができる。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力される。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の電気角θｅ１，θｅ２や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算する。

【0020】

バッテリ５０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として構成されており、上述したように、電力ライン５４を介してインバータ４１，４２に接続されている。このバッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２により管理されている。

【0021】

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に取り付けられた電圧センサ５１ａからのバッテリ５０の電圧Ｖｂや、バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからのバッテリ５０の電池電流Ｉｂ、バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからのバッテリ５０の温度Ｔｂを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算する。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。

【0022】

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰを挙げることができる。また、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ、車速センサ８８からの車速Ｖも挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。

【0023】

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、エンジン２２の運転を伴わずに走行する電動走行モード（ＥＶ走行モード）や、エンジン２２の運転を伴って走行するハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）で走行する。

【0024】

ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行に要求される（駆動軸３６に要求される）要求トルクＴｄ＊を設定する。続いて、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

【0025】

ＨＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、ＥＶ走行モードと同様に、要求トルクＴｄ＊を設定する。続いて、要求トルクＴｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄを乗じて走行に要求される要求パワーＰｄ＊を演算し、要求パワーＰｄ＊からバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を演算する。ここで、駆動軸３６の回転数Ｎｄとしては、例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や、車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数が用いられる。そして、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊が出力されると共に要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊を設定する。さらに、そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにモータＭＧ１でエンジン２２の回転数Ｎｅがフィードバック制御されるようにモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいて運転されるようにエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御などを行なう。モータＥＣＵ４０によるモータＭＧ１，ＭＧ２（インバータ４１，４２）の制御については上述した。

【0026】

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、エンジン２２の浄化触媒１３６ａを暖機する際の動作について説明する。

【0027】

実施例のハイブリッド自動車２０では、ＨＶ走行での走行時に、エンジン２２の浄化触媒１３６ａの温度が所定温度（例えば、３５０℃，４００℃，４５０℃など）以下であるときなど浄化触媒１３６ａを暖機するための触媒暖機要求がなされているときには、以下の制御が実行される。

【0028】

触媒暖機要求がなされている場合において、要求パワーＰｅ＊が値０以上のときなどエンジン２２を負荷運転するときには、上述したＨＶ走行時の制御と同様の処理でエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とモータＭＧ１、ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊、Ｔｍ２＊とを設定する。そして、後述する第１点火時期設定ルーチンにより目標点火時期Ｔｆ＊を設定する。エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と目標点火時期Ｔｆ＊については、エンジンＥＣＵ２４に送信する。モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊については、モータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、受信した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と目標点火時期Ｔｆ＊に基づいてエンジン２２が運転されるようにエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御などを行なう。モータＥＣＵ４０は、上述したように、インバータ４１，４２を制御する。即ち、エンジン２２を負荷運転するときには、モータＭＧ１でエンジン２２でエンジン２２の回転数Ｎｅをフィードバック制御する。

【0029】

図３は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される第１点火時期設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。第１点火時期設定ルーチンは、触媒暖機要求がなされている場合において、エンジン２２を負荷運転するときに、ＨＶＥＣＵ７０の図示しないＣＰＵにより、繰り返し実行される。

【0030】

第１点火時期設定ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵは、モータＭＧ１の相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１を入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１は、電流センサ４１ａ、４１ｂにより検出されたものをモータＥＣＵ４０を介して通信により入力している。

【0031】

続いて、入力した相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１に基づいてモータＭＧ１から出力されているトルクとしてのモータトルクＴｍ１を設定する（ステップＳ１１０）。この設定は、相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１とモータＭＧ１からの出力されている出力トルクとの関係を第１関係として予め定めておき、相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１が与えられると相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１と第１関係とから導出した出力トルクをモータトルクＴｍ１に設定する。

【0032】

モータトルクＴｍ１を設定すると、モータトルクＴｍ１から前回本ルーチンを実行したときに設定したモータトルクＴｍ１（前回Ｔｍ１）を減じた値をトルク変化量ΔＴｍ１に設定し（ステップＳ１２０）、トルク変化量ΔＴｍ１が閾値ｄｔｍ１ｒｅｆ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。閾値ｄｔｍ１ｒｅｆは、モータＭＧ１から出力するトルクが大きく減少したか否かを判定するための閾値であり、負の値として設定される。エンジン２２の燃焼状態が悪化すると、エンジン２２から出力されるトルクが大きく減少することから、エンジン２２の回転数Ｎｅをフィードバック制御しているモータＭＧ１の出力トルクも大きく減少する。したがって、モータＭＧ１の出力トルクが大きく減少したときには、エンジン２２の燃焼状態が悪化していると考えられる。したがって、ステップＳ１３０は、エンジン２２の燃焼状態が悪化する条件としての燃焼悪化条件が成立しているか否かを判定する処理となっている。

【0033】

ステップＳ１３０でトルク変化量ΔＴｍ１が閾値ｄｔｍ１ｒｅｆより大きいときには、燃焼悪化条件が成立していないと判断して、エンジン２２の目標点火時期Ｔｆ＊に最遅角Ｔｌを設定し（ステップＳ１４０）、目標点火時期Ｔｆ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信して（ステップＳ１６０）、第１点火時期設定ルーチンを終了する。ステップＳ１４０の最遅角Ｔｌは、エンジン２２の設定可能な点火時期の範囲として予め定められた範囲のうち最も遅い時期（タイミング）である。目標点火時期Ｔｆ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標点火時期Ｔｆ＊（最遅角Ｔｌ）で点火するように（点火時期が目標点火時期Ｔｆ＊となるように）点火プラグ１３０を制御する。このように、点火時期を最遅角Ｔｌとすることにより、浄化触媒１３６ａを暖機できる。

【0034】

ステップＳ１３０でトルク変化量ΔＴｍ１が閾値ｄｔｍ１ｒｅｆ以下のときには、燃焼悪化条件が成立していると判断して、前回本ルーチンを実行したときの目標点火時期Ｔｆ＊と設定しているトルク指令Ｔｍ１＊とステップＳ１１０で設定したモータトルクＴｍ１と次式（１）とを用いて目標点火時期Ｔｆ＊を設定する（ステップＳ１５０）。式（１）中、第２項は、モータトルクＴｍ１をトルク指令Ｔｍ１＊に近づけるためのエンジン２２の点火時期のフィードバック制御における比例項である。「Ｋｐ１」は、比例項のゲインである。第３項は、エンジン２２の点火時期のフィードバック制御における積分項である。「Ｋｉ１」は、積分項のゲインである。

【0035】

Tf*=前回Tf*+Kp1・(Tm1*-Tm1)+Ki1・∫(Tm1*-Tm1)dt・・・(1)

【0036】

続いて、式（１）の第２項を比例項Ｐｏｆｆとして図示しないＲＡＭに記憶し、第３項を積分項Ｉｏｆｆとして図示しないＲＡＭに記憶し（ステップＳ１６０）、目標点火時期Ｔｆ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信して（ステップＳ１７０）、第１点火時期設定ルーチンを終了する。ステップＳ１６０では、既にＲＡＭに比例項Ｐｏｆｆ、積分項Ｉｏｆｆが記憶されているときには、記憶されている比例項Ｐｏｆｆ、積分項ＩｏｆｆにステップＳ１６０の比例項Ｐｏｆｆ、積分項Ｉｏｆｆを上書きする。したがって、ＲＡＭには、アイドルオフからアイドルオンに移行する前に最後に設定された比例項Ｐｏｆｆ、積分項Ｉｏｆｆが記憶される。ステップＳ１７０で目標点火時期Ｔｆ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標点火時期Ｔｆ＊で点火するように（点火時期が目標点火時期Ｔｆ＊となるように）点火プラグ１３０を制御する。こうした制御により、エンジン２２の燃焼の悪化を抑制することができる。

【0037】

触媒暖機要求がなされている場合において、要求パワーＰｅ＊が値０でエンジン２２をアイドル運転するときには、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する。そして、要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊については、モータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０は、上述したように、インバータ４１，４２を制御する。そして、後述する第２点火時期設定ルーチンによりエンジン２２の目標点火時期Ｔｆ＊を設定する。そして、目標点火時期Ｔｆ＊で点火するように（点火時期が目標点火時期Ｔｆ＊となるように）点火プラグ１３０を制御すると共に、エンジン２２が予め定められたアイドル回転数Ｎｉｄｌでアイドル運転（自立運転）されるように、エンジン２２の点火制御を除くエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御などを行なう。

【0038】

図４は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される第２点火時期設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。第２点火時期設定ルーチンは、触媒暖機要求がなされている場合において、エンジン２２をアイドル運転するときに、ＨＶＥＣＵ７０の図示しないＣＰＵにより繰り返し実行される。

【0039】

第２点火時期設定ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵは、エンジン２２の回転数Ｎｅを入力する処理を実行する（ステップＳ２００）。回転数Ｎｅは、エンジンＥＣＵ２４により演算されたものを通信により入力している。

【0040】

続いて、入力した回転数Ｎｅから前回本ルーチンを実行したときに入力した回転数Ｎｅを減じた値を回転数変化量ΔＮｅに設定し（ステップＳ２１０）、回転数変化量ΔＮｅが閾値ｄＮｅｒｅｆ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。閾値ｄＮｅｒｅｆは、エンジン２２の回転数Ｎｅが大きく減少したか否かを判定するための閾値であり、負の値として設定される。エンジン２２をアイドル運転しているときにエンジン２２の燃焼状態が悪化すると、エンジン２２の回転数Ｎｅが減少する。したがって、ステップＳ２２０は、エンジン２２の燃焼状態が悪化する条件としての燃焼悪化条件が成立しているか否かを判定する処理となっている。

【0041】

ステップＳ２２０で回転数変化量ΔＮｅが閾値ｄＮｅｒｅｆより大きいときには、燃焼悪化条件が成立していないと判断して、エンジン２２の目標点火時期Ｔｆ＊に最遅角Ｔｌより進角した（最遅角Ｔｌの時期（タイミング）より早い時期（タイミング）の）所定時期Ｔａを設定し（ステップＳ２３０）、目標点火時期Ｔｆ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信して（ステップＳ２５０）、第２点火時期設定ルーチンを終了する。所定時期Ｔａは、エンジン２２をアイドル運転する際の点火時期として予め定められた点火時期である。目標点火時期Ｔｆ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標点火時期Ｔｆ＊（所定時期Ｔａ）で点火するように（点火時期が目標点火時期Ｔｆ＊となるように）点火プラグ１３０を制御する。このように、点火時期を所定時期Ｔａとすることにより、エンジン２２をアイドル運転しながら、浄化触媒１３６ａを暖機できる。

【0042】

ステップＳ２２０で回転数変化量ΔＮｅが閾値ｄＮｅｒｅｆ以下のときには、燃焼悪化条件が成立していると判断して、前回本ルーチンを実行したときの目標点火時期Ｔｆ＊とアイドル回転数ＮｉｄｌとステップＳ２００で入力したエンジン２２の回転数Ｎｅと次式（２）とを用いて目標点火時期Ｔｆ＊を設定する（ステップＳ２４０）。ステップＳ２４０の式（２）中、第２項は、エンジン２２の回転数Ｎｅをアイドル回転数Ｎｉｄｌに近づけるための点火時期のフィードバック制御における比例項である。「Ｋｐ２」は、比例項のゲインである。第３項は、エンジン２２の回転数Ｎｅをアイドル回転数Ｎｉｄｌに近づけるための点火時期のフィードバック制御における積分項である。「Ｋｉ２」は、積分項のゲインである。

【0043】

Tf*=前回Tf*+Kp2・(Nidl-Ne)+Ki2・∫(Nidl-Ne)dt・・・(2)

【0044】

続いて、式（２）の第２項を比例項Ｐｏｎとして図示しないＲＡＭに記憶し、第３項を積分項Ｉｏｎとして図示しないＲＡＭに記憶し（ステップＳ２５０）、目標点火時期Ｔｆ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信して（ステップＳ２６０）、第２点火時期設定ルーチンを終了する。ステップＳ２５０では、既に比例項Ｐｏｎ、積分項Ｉｏｎが記憶されているときには、既に記憶している比例項Ｐｏｎ、積分項Ｉｏｎに新しい比例項Ｐｏｎ、積分項Ｉｏｎを上書きする。したがって、ＲＡＭには、最後に設定された比例項Ｐｏｎ、積分項Ｉｏｎが記憶されている。ステップＳ２６０で目標点火時期Ｔｆ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標点火時期Ｔｆ＊で点火するように（点火時期が目標点火時期Ｔｆ＊となるように）点火プラグ１３０を制御する。こうした制御により、エンジン２２の燃焼の悪化を抑制しつつ、エンジン２２をアイドル運転することができる。

【0045】

次に、触媒暖機要求がなされている場合において、アイドルオンとアイドルオフとの間で制御を移行する際の動作について説明する。図５は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される移行時点火時期設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。移行時点火時期設定ルーチンは、触媒暖機要求がなされている場合において、アイドルオフからアイドルオンに移行するとき、または、アイドルオンからアイドルオフに移行するときに、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵにより実行される。

【0046】

移行時点火時期設定ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵは、アイドルオンからアイドルオフへの移行か否かを判定する処理を実行する（ステップＳ３００）。アイドルオンからアイドルオフへの移行ではないとき、即ち、アイドルオフからアイドルオンへの移行のときには、図示しないＲＡＭに記憶されている比例項Ｐｏｆｆと積分項Ｉｏｎとを入力する（ステップＳ３１０）。比例項Ｐｏｆｆは、アイドルオフ時に最後に記憶された値、つまり、アイドルオンになる直前のアイドルオフでの比例項Ｐｏｆｆである。積分項Ｉｏｎは、１つ前のアイドルオン時に最後にＲＭＡに記憶された積分項Ｉｏｎである。

【0047】

こうして比例項Ｐｏｆｆと積分項Ｉｏｎとを入力すると、入力した比例項Ｐｏｆｆと積分項Ｉｏｎと本ルーチンを実行する直前に設定された目標点火時期Ｔｆ＊（前回Ｔｆ＊）と次式（３）とを用いて目標点火時期Ｔｆ＊を設定して（ステップＳ３２０）、目標点火時期Ｔｆ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信して（ステップＳ３５０）、移行時点火時期設定ルーチンを終了する。ステップＳ３５０で目標点火時期Ｔｆ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標点火時期Ｔｆ＊で点火するように（点火時期が目標点火時期Ｔｆ＊となるように）点火プラグ１３０を制御する。したがって、アイドルオフからアイドルオンになったときには、記憶している１つ前のアイドルオンの終了時の積分項Ｉｏｎを用いてエンジン２２の点火時期を制御する。

【0048】

Tf*=前回Tf*+Poff+Ion ・・・(3)

【0049】

ステップＳ３００でアイドルオンからアイドルオフへの移行のときには、図示しないＲＡＭに記憶されている比例項Ｐｏｎと積分項Ｉｏｆｆとを入力する（ステップＳ３３０）。比例項Ｐｏｎは、アイドルオン時に最後に記憶された値、即ち、アイドルオフになる直前のアイドルオンでの比例項Ｐｏｎである。積分項Ｉｏｆｆは、１つ前のアイドルオフ時に最後に記憶された積分項Ｉｏｆｆである。

【0050】

こうして比例項Ｐｏｎと積分項Ｉｏｆｆとを入力すると、入力した比例項Ｐｏｎと積分項Ｉｏｆｆと本ルーチンを実行する直前に設定された目標点火時期Ｔｆ＊（前回Ｔｆ＊）と次式（４）とを用いて目標点火時期Ｔｆ＊を設定して（ステップＳ３４０）、目標点火時期Ｔｆ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信して（ステップＳ３５０）、移行時点火時期設定ルーチンを終了する。ステップＳ３５０で目標点火時期Ｔｆ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標点火時期Ｔｆ＊で点火するように（点火時期が目標点火時期Ｔｆ＊となるように）点火プラグ１３０を制御する。したがって、アイドルオンからアイドルオフになったときには、記憶している１つ前のアイドルオフの終了時の積分項Ｉｏｆｆを用いてエンジン２２の点火時期を制御する。

【0051】

Tf*=前回Tf*+Pon+Ioff ・・・(４)

【0052】

図６は、アイドル状態とエンジン２２の回転数ＮｅとモータトルクＴｍ１とＲＡＭに記憶している積分項Ｉｏｎ、積分項Ｉｏｆｆの時間変化の一例を説明するための説明図である。図中、破線の四角で囲まれた領域で、燃焼悪化条件が成立している期間である。破線の丸で囲まれた領域にアイドルオン時、アイドルオフ時の最後にＲＡＭに記憶された積分項Ｉｏｎ、Ｉｏｆｆが含まれている。

【0053】

図示するように、アイドルオフからアイドルオンに移行したときには（時間ｔ２）、アイドルオンとなる直前のアイドルオフのときの積分項Ｉｏｆｆではなく、１つ前のアイドルオン時の積分項Ｉｏｎ（時間ｔ１の直前の積分項）を用いて目標点火時期Ｔｆ＊を設定する。アイドルオンからオフに移行したときには（時間ｔ３）、アイドルオフとなる直前のアイドルオンのときの積分項Ｉｏｎではなく、１つ前のアイドルオフ時の積分項Ｉｏｆｆ（時間ｔ２の直前の積分項）を用いて目標点火時期Ｔｆ＊を設定する。このようにして目標点火時期Ｔｆ＊を設定する理由は以下の通りである。

【0054】

図３の第１点火時期設定ルーチンや図４の第２点火時期設定ルーチンでは、エンジン２２の燃焼悪化条件が成立している場合において、アイドルオフのときとアイドルオンのときとで、異なるパラメータを用いて演算した積分項を用いてエンジン２２の点火時期をフィードバック制御する。そのため、アイドルオフからアイドルオンに移行したときや、アイドルオンからアイドルオフに移行したときに、フィードバック制御の積分項が急変して、適正な点火時期の制御ができなくなり、エンジン２２の燃焼状態が悪化することがある。実施例では、アイドルオンからアイドルオフに移行するときには、アイドルオフに移行する前のアイドルオン時の積分項Ｉｏｎを記憶し、その後、アイドルオンになったときには、記憶しているアイドルオン時の積分項Ｉｏｎを用いてエンジン２２の点火時期を制御する。そして、アイドルオフからアイドルオンに移行するときには、アイドルオンに移行する前のアイドルオフ時の積分項Ｉｏｆｆを記憶し、その後、アイドルオフになったときには、記憶しているアイドルオフ時の積分項Ｉｏｆｆを用いてエンジン２２の点火時期を制御する。これにより、アイドルオンからアイドルオフに移行するときやアイドルオンからアイドルオフに移行するときの積分項の急変を抑制でき、アイドルオンからアイドルオフへ移行するときやアイドルオフからアイドルオンに移行するときに、エンジン２２の燃焼の悪化を抑制できる。

【0055】

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、触媒暖機要求がなされている場合において、アイドルオフのとき且つモータトルクＴｍに基づくエンジン２２の燃焼悪化条件が成立しているときには、モータトルクＴｍを用いて演算される積分項Ｉｏｆｆを用いてエンジン２２の点火時期をフィードバック制御し、アイドルオンのとき且つエンジン２２の回転数Ｎｅに基づくエンジン２２の燃焼悪化条件が成立しているときには、エンジン２２の回転数を用いて演算される積分項Ｉｏｎを用いてエンジン２２の点火時期をフィードバック制御し、アイドルオンからアイドルオフに移行するときには、アイドルオフに移行する前のアイドルオン時の積分項Ｉｏｎを記憶し、その後、アイドルオンになったときには、記憶しているアイドルオン時の積分項Ｉｏｎを用いてエンジン２２の点火時期を制御し、アイドルオフからアイドルオンに移行するときには、アイドルオンに移行する前のアイドルオフ時の積分項Ｉｏｆｆを記憶し、その後、アイドルオフになったときには、記憶しているアイドルオフ時の積分項Ｉｏｆｆを用いてエンジン２２の点火時期を制御することにより、エンジン２２の燃焼の悪化を抑制できる。

【0056】

実施例のハイブリッド自動車２０によれば、図３の第１点火時期設定ルーチンのステップＳ１５０や図４の第２点火時期設定ルーチンのステップＳ２４０で、目標点火時期Ｔｆ＊を比例項と積分項とを用いて設定している。しかしながら、比例項を用いずに積分項のみ用いて目標点火時期Ｔｆ＊を設定しても構わない。

【0057】

実施例では、本発明を、エンジン２２とプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とを備えるハイブリッド自動車２０に適用している。しかしながら、本発明を、エンジンと１つのモータとを備えるいわゆる１モータハイブリッド自動車に適用してもよい。さらに、列車や建設車両などの自動車とは異なるハイブリッド車両に適用してもよい。

【0058】

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「モータ」に相当し、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とＨＶＥＣＵ７０とが「制御装置」に相当する。

【0059】

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

【0060】

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

【産業上の利用可能性】

【0061】

本発明は、ハイブリッド車両の製造産業などに利用可能である。

【符号の説明】

【0062】

２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジンＥＣＵ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、４０ モータＥＣＵ、４１，４２ インバータ、４１ａ，４１ｂ，５１ｂ 電流センサ、４３，４４ 回転位置センサ、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリＥＣＵ、５４ 電力ライン、７０ ＨＶＥＣＵ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２３ 吸気管、１２４ スロットルバルブ、１２４ａ スロットルバルブポジションセンサ、１２４ｂ スロットルモータ、１２５ サージタンク、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１２９ 燃焼室、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３３ 排気バルブ、１３４ 排気管、１３６ 浄化装置、１３６ａ 浄化触媒、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 圧力センサ、１５２ 上流側空燃比センサ、１５４ 下流側空燃比センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】