JP2005048623A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】前記ＥＧＲガスの前記エンジンへの還流量を迅速に切り替えるとともに、トルクショック等の発生を防止して前記還流量の切り替えを円滑に行う。
【解決手段】運転状態に応じて拡散燃焼モードと予混合燃焼モードとを切り替えるように制御するエンジン制御手段と、拡散燃焼モードから予混合燃焼モードへの切り替えに際し、目標ＥＧＲ率に応じた開度より絞りこむ状態に制御するように構成された前記吸気通路制御弁と、この吸気通路制御弁の制御に基づくエンジン出力の変化を吸収するためのトルクを出力するように構成されたモータとを備える。
【選択図】 図６
【解決手段】運転状態に応じて拡散燃焼モードと予混合燃焼モードとを切り替えるように制御するエンジン制御手段と、拡散燃焼モードから予混合燃焼モードへの切り替えに際し、目標ＥＧＲ率に応じた開度より絞りこむ状態に制御するように構成された前記吸気通路制御弁と、この吸気通路制御弁の制御に基づくエンジン出力の変化を吸収するためのトルクを出力するように構成されたモータとを備える。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンによる発電とエンジンへのトルクアシストが可能な駆動力制御用モータを備えたハイブリット車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンとモータとを組み合わせ、そのモータが必要に応じてエンジンによる発電を行ったり、補助的に駆動力を付与（以下トルクアシストまたは単にアシストという）したりするようなハイブリッド車両が開発されている（例えば、特許文献１）。このハイブリッド車両では、走行負荷に相当するエンジン出力（以下、目標エンジン出力という）が低い領域では、エンジン出力を目標エンジン出力よりも高めに設定し、余剰出力によってモータで発電するとともにそのエネルギをバッテリに貯蔵する。一方、目標エンジン出力が高い領域では、エンジン出力を目標エンジン出力よりも低めに設定し、不足する出力をモータ出力で補う（バッテリに貯蔵したエネルギでモータを駆動する）トルクアシストを行う。
【０００３】
すなわち、目標エンジン出力の変動幅に対し、実際のエンジン出力の変動幅を狭く設定することができるので、エンジンを効率の高い領域で運転させ易くなり、燃費や排ガス浄化性能を高めることができる。
【０００４】
一方、ディーゼルエンジン等の直噴式エンジン（燃焼室内に燃料噴射手段が設けられたエンジン）の燃焼において、窒素炭化物（ＮＯｘ）と煤との生成を抑えるため、近年、予混合圧縮着火燃焼（以下、予混合燃焼と略す。）と呼ばれる新しい燃焼形態が提案されている（例えば、特許文献２）。この燃焼形態は、過早着火防止及び上記物質の生成の抑制のため、大量の排気を吸気に還流させつつ（以下、吸気に還流させる排気をＥＧＲガスと称す。）、気筒の圧縮上死点よりかなり前の圧縮行程途中で燃料を噴射することにより吸気と燃料とを充分に混合させてから、この混合気を圧縮行程の終わりに自着火させて燃焼させるようにしたものである。
【０００５】
ただし、燃焼時の吸気にＥＧＲガスが多く含まれることになると、その分、前記吸気に含まれる空気量が少なくなるため、かかる燃焼形態をエンジンの高速回転及び高負荷側で実現することは困難である。このため、従来は、主に低速回転かつ低負荷側の運転領域では前記の如く予混合燃焼とし、この際、前記吸気に前記ＥＧＲガスが含まれる割合（以下、ＥＧＲ率と称す。）を比較的高い第一の設定値以上に制御する一方、主に高速回転又は高負荷側の運転領域では燃料の噴射態様を切り替えて燃料の噴射を気筒の圧縮行程上死点近傍で行い、かつ、前記ＥＧＲ率を前記第一の設定値より低い第二の設定値以下に制御した状態で燃焼させる（以下、拡散燃焼と称す。）ことが行われている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２４２７２１号公報
【特許文献２】
特開２０００−１１０６６９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、前記予混合燃焼においては、ＮＯｘや煤の生成を抑えることが可能であること等、利点が多く、前記拡散燃焼の状態から前記予混合圧縮着火燃焼へ切り替える場合、即座に切り替える要請がある。このような切り替えを行う場合、前記ＥＧＲ率も低い側から高い側へと切り替える必要があり、前記ＥＧＲガスの還流量も切り替える必要がある。
【０００８】
しかしながら、一般に、前記ＥＧＲガスの還流量の増加には応答遅れがあり、その応答遅れの期間に過早着火が生ずることを避けるためには、前記拡散燃焼の状態から前記予混合燃焼へ切り替えを遅らさざるを得なかった。そこで、ＥＧＲガス還流量の増加の応答遅れを出来る限り短くすることが要求される。
【０００９】
また、前記拡散燃焼の状態から前記予混合燃焼へ切り替える際、前記ＥＧＲ率の変動により、前記エンジンの出力トルクに変動が生じるおそれがあり、トルクショックが発生する可能性がある。
【００１０】
本発明はかかる事情に鑑み、前記ＥＧＲガスの前記エンジンへの還流量を迅速に切り替えるとともに、トルクショック等の発生を防止して前記還流量の切り替えを円滑に行うことが出来るハイブリッド車両の制御装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、エンジンからの排気温度が所定温度以上の時に、ＥＧＲ率を大きくした状態で燃焼を行う第一燃焼モードと、ＥＧＲ率を小さくした状態で燃焼を行う第二燃焼モードとを前記運転状態検出手段で検出された運転状態に応じて切り替えるエンジン制御手段と、前記エンジンと駆動連結される駆動力制御用モータと、前記エンジンの回転によって発電される発電状態と、前記エンジンへのアシストを行う状態とをエンジンの運転状態に応じて切り替えるモータ制御装置と、前記ＥＧＲ率を変更すべく前記吸気通路に設けられた吸気流量制御弁とを備えたハイブリット車両の制御装置であって、前記エンジン制御手段で切り替えられることにより設定された燃焼モードに応じて目標ＥＧＲ率を設定するＥＧＲ率設定手段と、前記第二燃焼モードから前記第一燃焼モードへの切り替えに際し、前記吸気通路制御弁は、前記ＥＧＲ率設定手段で設定された目標ＥＧＲ率に応じた値よりＥＧＲ率増大側に制御するように構成され、前記モータ制御手段は、前記第二燃焼モードから前記第一燃焼モードへの切り替えに際し、前記吸気通路制御弁の制御に基づくエンジン出力の変化を吸収すべく前記駆動力制御用モータでトルクアシストを行うように制御するものである。
【００１２】
この構成にすると、前記吸気通路制御弁は、前記第二燃焼モードから前記第一燃焼モードへの切り替えに際し、前記ＥＧＲ率設定手段で設定された目標ＥＧＲ率に応じた値より大きくなるように制御される。すなわち前記ＥＧＲガスがより大量に取り込まれやすい状態に制御される。したがって、前記吸気通路に前記ＥＧＲガスをより迅速に取り込むことが可能となり、前記エンジンへの前記ＥＧＲガスの還流量をより迅速に切り替えることが可能となる。
【００１３】
なお、前記第二燃焼モードから前記第一燃焼モードへと切り替える場合、前記ＥＧＲガスの還流量が多くなるため、前記燃焼が抑えられ、前記エンジンのトルク低下が生じ、このトルク低下が前記トルクショックを引き起こす原因となる。特に、前記ＥＧＲガスの還流量を迅速に切り替える場合においては急激なトルク変動を起こすことになり前記トルクショックは大きくなる。
【００１４】
そこで、前記のように、前記モータ制御手段を、前記吸気通路制御弁の制御に基づくエンジン出力の変化を吸収すべく前記駆動力制御用モータでトルクアシストを行うように制御すると、前記第二燃焼モードから前記第一燃焼モードへと切り替える場合、前記燃焼モードの切り替え時に生ずるトルク低下をアシストすることができ、前記トルクショックが生じることが防止出来る。
【００１５】
したがって、本発明の構成にすると、前記ＥＧＲガスの前記エンジンへの還流量を迅速に切り替えるとともに、トルクショック等の発生を防止して前記切り替えを円滑に行うことが出来る。
【００１６】
また、前記ハイブリッド車両の制御装置において、前記駆動力制御モータが前記エンジン出力の変化を吸収するのに不十分なトルクアシストしか行えない特定状態にあることを検出する検出手段を備え、前記駆動力制御モータが前記特定状態にある時は前記吸気流量制御弁を前記目標ＥＧＲ率に応じた値に制御するように構成されているのがより好ましい。
【００１７】
この構成にすれば、前記駆動力制御モータが前記エンジン出力の変化を吸収するのに不十分なトルクアシストしか行えない状態にあるときには、前記第二燃焼モードから前記第一燃焼モードへの切り替えに際し、前記吸気量制御弁は、前記吸気流量制御弁を前記目標ＥＧＲ率に応じた値に制御する、すなわち前記ＥＧＲ率の変化量を小さくした状態で切り替えるため、前記ＥＧＲガスの前記エンジンのトルク低下の量が小さくなり、急激なトルク変化を抑制することが可能となる。したがって、前記駆動力制御モータで充分なトルクアシストを行えない場合であっても、前記トルクショックが生ずることを抑制することが出来る。
【００１８】
なお、前記駆動力制御モータが前記トルクアシストを充分に行えない場合においては、前記第二燃焼モードから前記第一燃焼モードへの切り替えに際しては、前述のとおり、前記ＥＧＲ率の変化量を小さくした状態で切り替えることになり、前記ＥＧＲガスの還流量の増加速度は遅くなる。すなわち、前記エンジンへ吸入される空気量の減少速度が遅くなる。このような状態で第一燃焼モードに対応する燃焼噴射形態に切り替えた際、仮に第一燃焼モードが予混合燃焼モードであり、第二燃焼モードが拡散燃焼モードである場合には、充分に空気量が減少していない状態で燃料噴射のタイミングのみが早く行われることになり、過早着火を引き起こしてノッキングが生ずるおそれがある。
【００１９】
そこで、前記ハイブリッド車両の制御装置において、前記エンジン制御手段は、前記特定状態、すなわち前記トルクアシストを行わない状態にある時は、前記第一燃焼モードに対応する燃料噴射形態への切り替えを遅延させるように制御するように構成すると、前記過早着火を引き起こすことが抑制され、前記ノッキングが生ずることを防止することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
図１は当実施形態における概略システムブロック図である。エンジン３はディーゼルエンジンであり、その主軸（クランクシャフト）にはモータ連結軸２を介してモータ１（駆動力制御用モータ）が接続されている。モータ１は電気を動力源として回転駆動力をエンジン３に付与する（トルクアシスト）一方、エンジン３に逆駆動されることによって発電を行うこともできる。エンジン３にはトランスミッション４、プロペラシャフト５、ドライブシャフト６及び駆動輪７がこの順に接続されており、モータ１及びエンジン３の駆動力が適正回転数に変速されて駆動輪７に伝達される。
【００２２】
エンジン３には燃焼のための吸気を燃焼室内に吸入する吸気通路１１と、燃焼後の排ガスを排出する排気通路１２とが接続されている。また吸気通路１１と排気通路１２とを連通するＥＧＲ通路１３が設けられており、その通路中にＥＧＲバルブ１４が設けられている。そして、ＥＧＲバルブ１４を開弁することにより前記ＥＧＲガスが吸気通路１１に還流され、このＥＧＲバルブ１４の絞り量を、後述するＥＣＵ３０で制御することにより、前記ＥＧＲガスの還流量を調節する。
【００２３】
さらに、前記吸気通路１１のうち、ＥＧＲ通路１３と合流する部分より上流側には吸気絞り弁１５が配置されている。この吸気絞り弁１５は、吸気通路１１からエンジン３内に取り込まれる空気量及びＥＧＲガス量を調節、すなわちＥＧＲ率を変更するものである。具体的には、吸気絞り弁１５の開度を小さくすると、吸気通路１１からエンジン３の燃焼室内に取り込まれる空気量が減少する一方、前記ＥＧＲガスが取り込まれる量は増大するように調節することが可能となり、吸気絞り弁１５の開度を大きくすると、吸気通路１１からエンジン３の燃焼室内に取り込まれる空気量が増大する一方、前記ＥＧＲガスが取り込まれる量は減少するように調節することが可能となる。なお、この調節は後述するＥＣＵ３０で吸気絞り弁１５を制御することにより行われる。
【００２４】
排気通路１２のＥＧＲ通路１３との分岐点より下流側には酸化触媒２１が設けられている。酸化触媒２１は排気中に含まれるＨＣ、ＣＯ等を酸化させて浄化する。酸化触媒２１の直前上流側には酸化触媒２１に流入する排気の温度を検知する温度センサ３６が設けられている。
【００２５】
酸化触媒２１の更に下流側にはＤＰＦ２２（ディーゼルエンジン用パティキュレートフィルタ）が設けられている。ＤＰＦ２２は排気中に含まれる煤等の粒子状物質であるパティキュレートマターを捕集して浄化する。ＤＰＦ２２の直前上流側には圧力センサ３７が、直後下流側には圧力センサ３８がそれぞれ設けられ、排気圧を検知する。
【００２６】
モータ１にはインバータ３１を介してバッテリ３２が接続されている。トルクアシスト時にはモータ１が所定の出力を得られるようにバッテリ３２からインバータ３１を介して電力が供給される。発電時にはモータ１で発電した電力がインバータ３１を介してバッテリ３２に充電される。
【００２７】
さらに、運転者の操作によるアクセル開度を検知するアクセル開度センサ３３が設けられている。
【００２８】
ＥＣＵ３０は、エンジン３、ＥＧＲバルブ１４、及び、吸気絞り弁１５を制御する制御ユニットであり、エンジン３の運転状態を検出するエンジン運転状態検出手段、目標ＥＧＲ率を設定するためＥＧＲ率設定手段、及び、エンジン３の燃焼モードを切り替えて設定するエンジン制御手段としての機能を備えている。
【００２９】
前記運転状態検出手段は、エンジン３の回転速度、及び、アクセル開度センサ３３から検出されたアクセル開度を検出するものである。
【００３０】
また、前記ＥＧＲ率設定手段は、前記エンジン制御手段により前記燃焼モードが切り替えられることにより設定された前記燃焼モードに応じて目標ＥＧＲ率を設定するものである。
【００３１】
さらに、前記エンジン制御手段は、後述する温度センサ３６で検出された排気通路１２中の排気が一定温度（本実施形態では２００℃）以上である場合に、前記運転状態検出手段で検出されたエンジン３の運転状態に応じて、予混合燃焼モード（第一燃焼モード）と、拡散燃焼モード（第二燃焼モード）とに切り替えるものであり、前記予混合燃焼モードから前記拡散燃焼モードへの切り替えに際し、前記吸気絞り弁１５が、前記ＥＧＲ率設定手段で設定された目標ＥＧＲ率に応じた値よりＥＧＲ率増大側に制御するように構成されている。
【００３２】
また、ＥＣＵ３０は、モータ１を制御するための機能も有し、モータ１を制御するモータ制御手段、及び、モータ１によるエンジン３へのトルクアシストが行えない状態である特定状態にあることを検出する検出手段としての機能も備えている。
【００３３】
前記モータ制御手段は、前記運転状態検出手段に基づいて検出されたエンジン３の運転状態に応じて、エンジン３へのモータアシストを行う状態とエンジン３の回転によって発電される発電状態とを切り替えるものであり、前記拡散燃焼モードから前記予混合燃焼モードへの切り替えに際し、吸気絞り弁１５の制御に基づくエンジン出力の変化を吸収すべくモータ１でトルクアシストを行うように制御するものである。
【００３４】
さらに、ＥＣＵ３０には、前記温度センサ３６、圧力センサ３７、圧力センサ３８及びアクセル開度センサ３３から各検知信号が入力されるほか、ナビゲーションシステム３４から現在位置、目的地及びその経路中の運転環境情報（市街地、登坂路など）が入力される。そして、エンジン３から受けたエンジン速度等のデータや、前記温度センサ３６、圧力センサ３７、圧力センサ３８、アクセル開度センサ３３から受けた各検知信号のデータ等に基づいて、エンジン３内への燃料噴射（噴射時期、噴射量）、ＥＧＲバルブ１４、及び、吸気絞り弁１５の制御を行う。
【００３５】
またさらに、ＥＣＵ３０は、インバータ３１とバッテリ３２との間の電圧、電流情報が入力されるとともに、インバータ３１にモータトルク指令を出すことによってモータ１を制御する。モータトルク指令のトルク値が正であればトルクアシスト状態となり、負であれば発電状態となる。ゼロのときは何れでもない中立状態（Ｎ）となる。以下、このようなモータ１の制御をＩＳＧ制御という。
【００３６】
次に、本実施形態の通常時におけるＩＳＧ制御について図２を用いて説明する。図２は、ＩＳＧ制御特性を示す特性図であり、横軸にアクセル開度、縦軸にモータトルク（モータ１の出力トルク）を示す。図示のように、モータトルクが正値の場合は、モータ１からエンジン３に駆動力が付与されるトルクアシストが行われる（アシスト領域）。逆にモータトルクが負値の場合は、モータ１にエンジン３から駆動力が付与される発電が行われる（発電領域）。さらに、モータトルク＝０、すなわち発電もトルクアシストもなされない中立のＮ領域が設けられている。ＩＳＧ制御の一般的な特性としては、図２に示した線の通り、アクセル開度が低開度のときには発電領域となり、高開度のときにはアシスト領域となり、前記発電領域とアシスト領域の間に、前記Ｎ領域が設定されている。
【００３７】
以下、図３〜図８を用いて、本実施形態の制御について説明する。
【００３８】
図３は、前記エンジン制御手段のうち、エンジン３の燃焼モードを決定するための処理手順を示したものである。スタート後、ステップＳ１１で、温度センサ３６で検出された温度により、酸化触媒２１前の排気温度が所定温度であることを判定する。なお、本実施形態においては２００℃以上であることを判定する。ＮＯであればステップＳ２１で拡散燃焼モードを選択する。また、ＹＥＳであれば、ステップＳ１３で、ＥＣＵ３０で検出された現状のエンジン速度（エンジン回転速度）とアクセル開度に基づいて、拡散燃焼モード（第一燃焼モード）を選択する領域か、予混合燃焼モード（第二燃焼モード）を選択する領域であるかを判別する。なお、いずれかの燃焼モードの領域に該当するかの判定は、図４のマップに基づいて行う。図４は、エンジン速度、アクセル開度から燃焼モードを判定するためのマップであり、エンジン速度、アクセル開度共に低領域である場合に予混合燃焼モードを選択する領域であると判定し、それ以外の部分においては拡散燃焼モードを選択する領域であると判定するものである。ステップＳ１５では、ステップＳ１３で、前記運転状態が予混合燃焼モードを選択する領域に該当するか否かを判定する。ＹＥＳであれば、ステップＳ１７で予混合燃焼モードを選択しステップＳ１８に移行する。ステップＳ１８では、拡散燃焼モードから予混合燃焼モードへの移行の有無を判定する。この移行があった場合（ステップＳ１８でＹＥＳの場合）、ステップＳ１９で拡散燃焼モードから予混合燃焼モードへの移行指令を発し、移行がなかった場合には（ステップＳ１８でＮＯの場合）、前記移行指令を発しない。
【００３９】
ステップＳ１５でＮＯの場合（予混合燃焼に設定されていない場合）は、ステップＳ２１で拡散燃焼モードを選択し、ステップＳ２２に移行する。ステップＳ２２では、予混合燃焼モードから拡散燃焼モードへの移行の有無を判定する。この移行があった場合（ステップＳ２２でＹＥＳの場合）、ステップＳ２３で予混合燃焼モードから拡散燃焼モードへの移行指令を発し、移行がなかった場合には（ステップＳ２２でＮＯの場合）、前記移行指令を発しない。
【００４０】
次に、燃焼モードの切り替えに関する制御について図５を用いて説明する。
【００４１】
スタート後、ステップＳ３１で、現在、拡散燃焼モードで燃焼が行われているかを判定する。ＹＥＳであれば、ステップＳ３３で、拡散燃焼モードから予混合燃焼モードへの移行指令の有無を判定し、この指令があった場合（ＹＥＳの場合）、前記特定状態であるかを検出する検出手段（ステップＳ４１〜ステップＳ４５に対応）を作動させる。前記指令がない場合（ＮＯの場合）は、燃焼モードの切り替えは行わず、ステップＳ６１で拡散燃焼モードによる燃料噴射及びＥＧＲガスの制御を行い、さらにはＳ６３で、運転状態に応じたモータ１の制御、すなわち、前述したようなＩＳＧ制御に基づいてのモータ１の制御が行われる。
【００４２】
前記検出手段では、まずステップＳ４１で、バッテリー残量が所定値以上であるかを判定する。ＮＯであれば、ステップＳ５１で第二制御モードを実行する。なお、第二制御モードの詳細については後述する。ＹＥＳであれば、ステップＳ４３で前記バッテリー温度が所定値以下であることを判定する。ステップＳ４３でＮＯであれば、ステップＳ５１で第二制御モードを実行し、ＹＥＳであればステップＳ４５でモータ温度が所定値以下であることを判定する。ステップＳ４５でＮＯであれば、ステップＳ５１で後述する第二制御モードを実行し、ＹＥＳであればステップＳ４７で後述する第一制御モードを実行する。なお、第一制御モードの詳細についても後述する。
【００４３】
また、ステップＳ３１で、拡散燃焼モードでない、すなわちＮＯと判定した場合には、ステップＳ７１で予混合燃焼モードから拡散燃焼モードへの移行指令の有無を判定する。この指令があった場合（ＹＥＳの場合）、第三制御モードを実行し、この指令がない場合（ＮＯの場合）、ステップＳ８１で、予混合燃焼モードによる燃料噴射、及び、ＥＧＲガスの制御を行い、さらにはＳ８３で、運転状態に応じたモータ１の制御、すなわち、前述したようなＩＳＧ制御に基づいてのモータ１の制御が行われる。なお、第三制御モードの詳細についても後述する。
【００４４】
以下、前記第一制御モード乃至第三制御モードの説明を、図６〜図８を用いて説明する。
【００４５】
図６は、前記第一制御モードを示した図であり、横軸は時間を示す。第一燃焼モードは前述のとおり燃焼モードを拡散燃焼モードから予混合燃焼モードに切り替える制御であり、前記目標ＥＧＲを高くして前記ＥＧＲ率を高めるように制御するとともに、気筒の圧縮上死点よりかなり前の圧縮行程途中で燃料を噴射するように制御するものである。
【００４６】
この制御においては、まず、吸気絞り弁１５の開度を小さくし、ＥＧＲバルブ１４の開度を前記目標ＥＧＲ率に対応する状態に大きくするとともに、吸気絞り弁１５の開度を小さくする。
【００４７】
なお、吸気通路制御弁１５の開度は、前記目標ＥＧＲ率に応じた開度より小さい。すなわち、吸気絞り弁１５は、前記目標ＥＧＲ率に応じた値よりＥＧＲ率増大側に制御される。
【００４８】
かかる制御を行うと、前記空気量の吸気量が急激に落ち込むとともに前記ＥＧＲ率は急激に増大する反面、このＥＧＲ率の増大に伴ってエンジン３のトルクが急激に低下する。
【００４９】
そこで、このトルク低下を吸収すべく、エンジン３にモータ１のトルク（以下、モータトルクと称す。）を高めに付与し、トルクアシストを行う。
【００５０】
そして、ＥＧＲ率が高くなるとともに、前記吸気絞り弁１５の開度を徐々に大きくして前記目標ＥＧＲ率に対応した吸気絞り弁１５の開度に設定する。それに伴い、前記ＥＧＲ率の上昇率は徐々に抑えられ、前記ＥＧＲ率が前記目標ＥＧＲ率に徐々に近づくように制御される。
【００５１】
また、前記ＥＧＲ率の上昇率が抑えられるとともに前記トルク低下の変化率も抑制されるため、前記トルクショックの発生も抑制される。そこで、前記モータトルクを減少させ、トルクアシスト量を減少させる。
【００５２】
さらに、前記ＥＧＲ率が、前記目標ＥＧＲ率となったとき、燃料噴射タイミングを拡散燃焼モードに対応した形態から予混合燃焼モードに対応した形態に切り替える。すなわち、燃料の噴射を気筒の圧縮上死点近傍で行う形態から気筒の圧縮上死点よりかなり前の圧縮行程途中で燃料を噴射する形態へと切り替える。
【００５３】
なお、プロペラシャフト５及びドライブシャフト６を通じて駆動輪７に伝達される走行トルクは、この燃焼モードの切り替えに対し若干低下するが、略一定の値に保持される。
【００５４】
図７は、前記第二制御モードを示した図であり、横軸は時間を示す。第二燃焼モードは、前記検出手段でモータ１によるトルクアシストが充分に行えない特定状態であることを検出した場合において、前記燃焼モードを拡散燃焼モードから予混合燃焼モードに切り替える制御である。
【００５５】
この制御においては、吸気絞り弁１５の開度の制御は前記第一制御モードと略同様であるが、吸気通路制御弁１５の開度は、前記目標ＥＧＲ率に応じた開度に制御し、前記第一制御モードのように、前記目標ＥＧＲ率に応じた開度より小さい開度に制御するということは行わない。
【００５６】
すなわち、吸気絞り弁１５は、前記目標ＥＧＲ率に応じた値に制御される。かかる制御を行うと、ＥＧＲ率の増大速度は前記第一制御モードより遅くなり、エンジン３のトルクが急激に低下することが抑制される。そこで、エンジン３に付与するモータトルク量も低めにした状態で、トルクアシストを行う。
【００５７】
そして、ＥＧＲ率が前記目標ＥＧＲ率に収束するとともに、前記ＥＧＲ率の上昇率は低くなるため、それに伴い前記モータトルク量も減少させる。
【００５８】
さらに、前記ＥＧＲ率が、前記目標ＥＧＲ率となったとき、燃料噴射タイミングを拡散燃焼モードに対応した形態から予混合燃焼モードに対応した形態に切り替える。
【００５９】
なお、前記燃焼噴射タイミングを切り替え時期は、前記第一制御モードと比較してＥＧＲ率の変化速度が遅いため、遅くなる。
【００６０】
また、前記走行トルクは、前記第一制御モードと同様、燃焼モードの切り替えに対し若干低下するが、略一定の値に保持される。
【００６１】
図８は、前記第三制御モードを示した図であり、横軸は時間を示す。第一燃焼モードは前述のとおり燃焼モードを予混合燃焼モードから拡散燃焼モードに切り替える制御であり、前記目標ＥＧＲを低くして前記ＥＧＲ率を低くするように制御するとともに、気筒の圧縮上死点近傍の圧縮行程で燃料を噴射するように制御するものである。
【００６２】
この制御においては、まず、吸気絞り弁１５の開度を大きくし、ＥＧＲバルブ１４の開度を前記目標ＥＧＲ率に対応する状態に小さくするとともに、吸気絞り弁１５の開度を大きくする。吸気通路制御弁１５の開度は、前記目標ＥＧＲ率に応じた開度となるように制御される。また、噴射タイミングにおいても、この燃焼モードの切り替えと同時に前記拡散燃焼モードに対応する噴射タイミングに切り替える。
【００６３】
かかる制御を行うと、前記ＥＧＲ率は減少し、このＥＧＲ率の減少に伴い、エンジン３のトルクも上昇し（図示せず）、最終的には前記ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率となる状態に収束する。
【００６４】
なお、モータ１によるトルクアシストに関しては図示しないが、エンジン３に必要なトルクアシスト量に応じて適宜行う。
【００６５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の装置の具体的構成は前記実施形態に限定されず、特許請求の範囲内で種々変更可能である。
【００６６】
例えば、本実施形態は、エンジン３をディーゼルエンジンとし、それに対応するパティキュレートフィルタをＤＰＦ２２としている。しかしながら、本実施形態は、ディーゼルエンジンに限定されるものではなく、エンジン３をガソリンエンジンとし、ＤＰＦの代わりにガソリンエンジン用のパティキュレートフィルタを用いても良い。
【００６７】
また、本実施形態は、拡散燃焼モードから予混合燃焼モードへの切り替え時のみ説明している使用しているが、かかる場合に限定されるものではない。例えば、拡散燃焼モードの状態を保ちつつも、ＥＧＲ量のみを増大させる場合や、予混合燃焼モードの状態を保ちつつも、ＥＧＲ量のみを増大させる場合等において本実施形態の構成を採ってもよい。この構成を採ると、ＥＧＲ率を迅速に増加することが可能となり、ＮＯｘや煤等の物質の発生を低減することが可能となる。
【００６８】
さらに、当実施形態では酸化触媒２１をＤＰＦ２２の上流に設けているが、酸化触媒２１を設けずに、ＤＰＦ２２が酸化触媒作用を併有するもの（酸化触媒担持型ＤＰＦ）としても良い。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように本発明のハイブリッド車両の制御装置によると、前記吸気通路制御弁は、前記第二燃焼モードから前記第一燃焼モードへの切り替えに際し、前記ＥＧＲ率設定手段で設定された目標ＥＧＲ率に応じた値より大きくなるように制御されるため、前記ＥＧＲガスがより大量に取り込まれやすい状態となり、前記吸気通路に前記ＥＧＲガスをより迅速に取り込むことが可能となる。したがって、前記エンジンへの前記ＥＧＲガスの還流量をより迅速に切り替えることが出来る。
【００７０】
さらに、前記モータ制御手段を、前記吸気通路制御弁の制御に基づくエンジン出力の変化を吸収すべく前記駆動力制御用モータでトルクアシストを行うように制御すると、前記第二燃焼モードから前記第一燃焼モードへと切り替える場合、前記燃焼モードの切り替え時に生ずるトルク低下をアシストすることができ、前記トルクショックが生じることを防止することが出来る。
【００７１】
したがって、本発明の構成にすると、前記ＥＧＲガスの前記エンジンへの還流量を迅速に切り替えるとともに、トルクショック等の発生を防止して前記切り替えを円滑に行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるハイブリッド車両の制御装置の概略システムブロック図である。
【図２】前記実施形態のＩＳＧ制御特性を示す特性図である。
【図３】前記実施形態の制御のうち、燃焼モードを決定する部分の制御を示したフローチャートである。
【図４】前記実施形態において、エンジン速度、アクセル開度から燃焼モードを決定するためのマップである。
【図５】前記実施形態の制御のうち、燃焼モードの切り替えに関する制御を示したフローチャートである。
【図６】前記実施形態の第一制御モードの状態を示した特性図である。
【図７】前記実施形態の第二制御モードの状態を示した特性図である。
【図８】前記実施形態の第三制御モードの状態を示した特性図である。
【符号の説明】
１ モータ（駆動力制御用モータ）
３ エンジン
１５ 吸気絞り弁（吸気通路制御弁）
３０ ＥＣＵ（運転状態検出手段、ＥＧＲ率設定手段、エンジン制御手段、モータ制御手段、検出手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンによる発電とエンジンへのトルクアシストが可能な駆動力制御用モータを備えたハイブリット車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンとモータとを組み合わせ、そのモータが必要に応じてエンジンによる発電を行ったり、補助的に駆動力を付与（以下トルクアシストまたは単にアシストという）したりするようなハイブリッド車両が開発されている（例えば、特許文献１）。このハイブリッド車両では、走行負荷に相当するエンジン出力（以下、目標エンジン出力という）が低い領域では、エンジン出力を目標エンジン出力よりも高めに設定し、余剰出力によってモータで発電するとともにそのエネルギをバッテリに貯蔵する。一方、目標エンジン出力が高い領域では、エンジン出力を目標エンジン出力よりも低めに設定し、不足する出力をモータ出力で補う（バッテリに貯蔵したエネルギでモータを駆動する）トルクアシストを行う。
【０００３】
すなわち、目標エンジン出力の変動幅に対し、実際のエンジン出力の変動幅を狭く設定することができるので、エンジンを効率の高い領域で運転させ易くなり、燃費や排ガス浄化性能を高めることができる。
【０００４】
一方、ディーゼルエンジン等の直噴式エンジン（燃焼室内に燃料噴射手段が設けられたエンジン）の燃焼において、窒素炭化物（ＮＯｘ）と煤との生成を抑えるため、近年、予混合圧縮着火燃焼（以下、予混合燃焼と略す。）と呼ばれる新しい燃焼形態が提案されている（例えば、特許文献２）。この燃焼形態は、過早着火防止及び上記物質の生成の抑制のため、大量の排気を吸気に還流させつつ（以下、吸気に還流させる排気をＥＧＲガスと称す。）、気筒の圧縮上死点よりかなり前の圧縮行程途中で燃料を噴射することにより吸気と燃料とを充分に混合させてから、この混合気を圧縮行程の終わりに自着火させて燃焼させるようにしたものである。
【０００５】
ただし、燃焼時の吸気にＥＧＲガスが多く含まれることになると、その分、前記吸気に含まれる空気量が少なくなるため、かかる燃焼形態をエンジンの高速回転及び高負荷側で実現することは困難である。このため、従来は、主に低速回転かつ低負荷側の運転領域では前記の如く予混合燃焼とし、この際、前記吸気に前記ＥＧＲガスが含まれる割合（以下、ＥＧＲ率と称す。）を比較的高い第一の設定値以上に制御する一方、主に高速回転又は高負荷側の運転領域では燃料の噴射態様を切り替えて燃料の噴射を気筒の圧縮行程上死点近傍で行い、かつ、前記ＥＧＲ率を前記第一の設定値より低い第二の設定値以下に制御した状態で燃焼させる（以下、拡散燃焼と称す。）ことが行われている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２４２７２１号公報
【特許文献２】
特開２０００−１１０６６９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、前記予混合燃焼においては、ＮＯｘや煤の生成を抑えることが可能であること等、利点が多く、前記拡散燃焼の状態から前記予混合圧縮着火燃焼へ切り替える場合、即座に切り替える要請がある。このような切り替えを行う場合、前記ＥＧＲ率も低い側から高い側へと切り替える必要があり、前記ＥＧＲガスの還流量も切り替える必要がある。
【０００８】
しかしながら、一般に、前記ＥＧＲガスの還流量の増加には応答遅れがあり、その応答遅れの期間に過早着火が生ずることを避けるためには、前記拡散燃焼の状態から前記予混合燃焼へ切り替えを遅らさざるを得なかった。そこで、ＥＧＲガス還流量の増加の応答遅れを出来る限り短くすることが要求される。
【０００９】
また、前記拡散燃焼の状態から前記予混合燃焼へ切り替える際、前記ＥＧＲ率の変動により、前記エンジンの出力トルクに変動が生じるおそれがあり、トルクショックが発生する可能性がある。
【００１０】
本発明はかかる事情に鑑み、前記ＥＧＲガスの前記エンジンへの還流量を迅速に切り替えるとともに、トルクショック等の発生を防止して前記還流量の切り替えを円滑に行うことが出来るハイブリッド車両の制御装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、エンジンからの排気温度が所定温度以上の時に、ＥＧＲ率を大きくした状態で燃焼を行う第一燃焼モードと、ＥＧＲ率を小さくした状態で燃焼を行う第二燃焼モードとを前記運転状態検出手段で検出された運転状態に応じて切り替えるエンジン制御手段と、前記エンジンと駆動連結される駆動力制御用モータと、前記エンジンの回転によって発電される発電状態と、前記エンジンへのアシストを行う状態とをエンジンの運転状態に応じて切り替えるモータ制御装置と、前記ＥＧＲ率を変更すべく前記吸気通路に設けられた吸気流量制御弁とを備えたハイブリット車両の制御装置であって、前記エンジン制御手段で切り替えられることにより設定された燃焼モードに応じて目標ＥＧＲ率を設定するＥＧＲ率設定手段と、前記第二燃焼モードから前記第一燃焼モードへの切り替えに際し、前記吸気通路制御弁は、前記ＥＧＲ率設定手段で設定された目標ＥＧＲ率に応じた値よりＥＧＲ率増大側に制御するように構成され、前記モータ制御手段は、前記第二燃焼モードから前記第一燃焼モードへの切り替えに際し、前記吸気通路制御弁の制御に基づくエンジン出力の変化を吸収すべく前記駆動力制御用モータでトルクアシストを行うように制御するものである。
【００１２】
この構成にすると、前記吸気通路制御弁は、前記第二燃焼モードから前記第一燃焼モードへの切り替えに際し、前記ＥＧＲ率設定手段で設定された目標ＥＧＲ率に応じた値より大きくなるように制御される。すなわち前記ＥＧＲガスがより大量に取り込まれやすい状態に制御される。したがって、前記吸気通路に前記ＥＧＲガスをより迅速に取り込むことが可能となり、前記エンジンへの前記ＥＧＲガスの還流量をより迅速に切り替えることが可能となる。
【００１３】
なお、前記第二燃焼モードから前記第一燃焼モードへと切り替える場合、前記ＥＧＲガスの還流量が多くなるため、前記燃焼が抑えられ、前記エンジンのトルク低下が生じ、このトルク低下が前記トルクショックを引き起こす原因となる。特に、前記ＥＧＲガスの還流量を迅速に切り替える場合においては急激なトルク変動を起こすことになり前記トルクショックは大きくなる。
【００１４】
そこで、前記のように、前記モータ制御手段を、前記吸気通路制御弁の制御に基づくエンジン出力の変化を吸収すべく前記駆動力制御用モータでトルクアシストを行うように制御すると、前記第二燃焼モードから前記第一燃焼モードへと切り替える場合、前記燃焼モードの切り替え時に生ずるトルク低下をアシストすることができ、前記トルクショックが生じることが防止出来る。
【００１５】
したがって、本発明の構成にすると、前記ＥＧＲガスの前記エンジンへの還流量を迅速に切り替えるとともに、トルクショック等の発生を防止して前記切り替えを円滑に行うことが出来る。
【００１６】
また、前記ハイブリッド車両の制御装置において、前記駆動力制御モータが前記エンジン出力の変化を吸収するのに不十分なトルクアシストしか行えない特定状態にあることを検出する検出手段を備え、前記駆動力制御モータが前記特定状態にある時は前記吸気流量制御弁を前記目標ＥＧＲ率に応じた値に制御するように構成されているのがより好ましい。
【００１７】
この構成にすれば、前記駆動力制御モータが前記エンジン出力の変化を吸収するのに不十分なトルクアシストしか行えない状態にあるときには、前記第二燃焼モードから前記第一燃焼モードへの切り替えに際し、前記吸気量制御弁は、前記吸気流量制御弁を前記目標ＥＧＲ率に応じた値に制御する、すなわち前記ＥＧＲ率の変化量を小さくした状態で切り替えるため、前記ＥＧＲガスの前記エンジンのトルク低下の量が小さくなり、急激なトルク変化を抑制することが可能となる。したがって、前記駆動力制御モータで充分なトルクアシストを行えない場合であっても、前記トルクショックが生ずることを抑制することが出来る。
【００１８】
なお、前記駆動力制御モータが前記トルクアシストを充分に行えない場合においては、前記第二燃焼モードから前記第一燃焼モードへの切り替えに際しては、前述のとおり、前記ＥＧＲ率の変化量を小さくした状態で切り替えることになり、前記ＥＧＲガスの還流量の増加速度は遅くなる。すなわち、前記エンジンへ吸入される空気量の減少速度が遅くなる。このような状態で第一燃焼モードに対応する燃焼噴射形態に切り替えた際、仮に第一燃焼モードが予混合燃焼モードであり、第二燃焼モードが拡散燃焼モードである場合には、充分に空気量が減少していない状態で燃料噴射のタイミングのみが早く行われることになり、過早着火を引き起こしてノッキングが生ずるおそれがある。
【００１９】
そこで、前記ハイブリッド車両の制御装置において、前記エンジン制御手段は、前記特定状態、すなわち前記トルクアシストを行わない状態にある時は、前記第一燃焼モードに対応する燃料噴射形態への切り替えを遅延させるように制御するように構成すると、前記過早着火を引き起こすことが抑制され、前記ノッキングが生ずることを防止することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
図１は当実施形態における概略システムブロック図である。エンジン３はディーゼルエンジンであり、その主軸（クランクシャフト）にはモータ連結軸２を介してモータ１（駆動力制御用モータ）が接続されている。モータ１は電気を動力源として回転駆動力をエンジン３に付与する（トルクアシスト）一方、エンジン３に逆駆動されることによって発電を行うこともできる。エンジン３にはトランスミッション４、プロペラシャフト５、ドライブシャフト６及び駆動輪７がこの順に接続されており、モータ１及びエンジン３の駆動力が適正回転数に変速されて駆動輪７に伝達される。
【００２２】
エンジン３には燃焼のための吸気を燃焼室内に吸入する吸気通路１１と、燃焼後の排ガスを排出する排気通路１２とが接続されている。また吸気通路１１と排気通路１２とを連通するＥＧＲ通路１３が設けられており、その通路中にＥＧＲバルブ１４が設けられている。そして、ＥＧＲバルブ１４を開弁することにより前記ＥＧＲガスが吸気通路１１に還流され、このＥＧＲバルブ１４の絞り量を、後述するＥＣＵ３０で制御することにより、前記ＥＧＲガスの還流量を調節する。
【００２３】
さらに、前記吸気通路１１のうち、ＥＧＲ通路１３と合流する部分より上流側には吸気絞り弁１５が配置されている。この吸気絞り弁１５は、吸気通路１１からエンジン３内に取り込まれる空気量及びＥＧＲガス量を調節、すなわちＥＧＲ率を変更するものである。具体的には、吸気絞り弁１５の開度を小さくすると、吸気通路１１からエンジン３の燃焼室内に取り込まれる空気量が減少する一方、前記ＥＧＲガスが取り込まれる量は増大するように調節することが可能となり、吸気絞り弁１５の開度を大きくすると、吸気通路１１からエンジン３の燃焼室内に取り込まれる空気量が増大する一方、前記ＥＧＲガスが取り込まれる量は減少するように調節することが可能となる。なお、この調節は後述するＥＣＵ３０で吸気絞り弁１５を制御することにより行われる。
【００２４】
排気通路１２のＥＧＲ通路１３との分岐点より下流側には酸化触媒２１が設けられている。酸化触媒２１は排気中に含まれるＨＣ、ＣＯ等を酸化させて浄化する。酸化触媒２１の直前上流側には酸化触媒２１に流入する排気の温度を検知する温度センサ３６が設けられている。
【００２５】
酸化触媒２１の更に下流側にはＤＰＦ２２（ディーゼルエンジン用パティキュレートフィルタ）が設けられている。ＤＰＦ２２は排気中に含まれる煤等の粒子状物質であるパティキュレートマターを捕集して浄化する。ＤＰＦ２２の直前上流側には圧力センサ３７が、直後下流側には圧力センサ３８がそれぞれ設けられ、排気圧を検知する。
【００２６】
モータ１にはインバータ３１を介してバッテリ３２が接続されている。トルクアシスト時にはモータ１が所定の出力を得られるようにバッテリ３２からインバータ３１を介して電力が供給される。発電時にはモータ１で発電した電力がインバータ３１を介してバッテリ３２に充電される。
【００２７】
さらに、運転者の操作によるアクセル開度を検知するアクセル開度センサ３３が設けられている。
【００２８】
ＥＣＵ３０は、エンジン３、ＥＧＲバルブ１４、及び、吸気絞り弁１５を制御する制御ユニットであり、エンジン３の運転状態を検出するエンジン運転状態検出手段、目標ＥＧＲ率を設定するためＥＧＲ率設定手段、及び、エンジン３の燃焼モードを切り替えて設定するエンジン制御手段としての機能を備えている。
【００２９】
前記運転状態検出手段は、エンジン３の回転速度、及び、アクセル開度センサ３３から検出されたアクセル開度を検出するものである。
【００３０】
また、前記ＥＧＲ率設定手段は、前記エンジン制御手段により前記燃焼モードが切り替えられることにより設定された前記燃焼モードに応じて目標ＥＧＲ率を設定するものである。
【００３１】
さらに、前記エンジン制御手段は、後述する温度センサ３６で検出された排気通路１２中の排気が一定温度（本実施形態では２００℃）以上である場合に、前記運転状態検出手段で検出されたエンジン３の運転状態に応じて、予混合燃焼モード（第一燃焼モード）と、拡散燃焼モード（第二燃焼モード）とに切り替えるものであり、前記予混合燃焼モードから前記拡散燃焼モードへの切り替えに際し、前記吸気絞り弁１５が、前記ＥＧＲ率設定手段で設定された目標ＥＧＲ率に応じた値よりＥＧＲ率増大側に制御するように構成されている。
【００３２】
また、ＥＣＵ３０は、モータ１を制御するための機能も有し、モータ１を制御するモータ制御手段、及び、モータ１によるエンジン３へのトルクアシストが行えない状態である特定状態にあることを検出する検出手段としての機能も備えている。
【００３３】
前記モータ制御手段は、前記運転状態検出手段に基づいて検出されたエンジン３の運転状態に応じて、エンジン３へのモータアシストを行う状態とエンジン３の回転によって発電される発電状態とを切り替えるものであり、前記拡散燃焼モードから前記予混合燃焼モードへの切り替えに際し、吸気絞り弁１５の制御に基づくエンジン出力の変化を吸収すべくモータ１でトルクアシストを行うように制御するものである。
【００３４】
さらに、ＥＣＵ３０には、前記温度センサ３６、圧力センサ３７、圧力センサ３８及びアクセル開度センサ３３から各検知信号が入力されるほか、ナビゲーションシステム３４から現在位置、目的地及びその経路中の運転環境情報（市街地、登坂路など）が入力される。そして、エンジン３から受けたエンジン速度等のデータや、前記温度センサ３６、圧力センサ３７、圧力センサ３８、アクセル開度センサ３３から受けた各検知信号のデータ等に基づいて、エンジン３内への燃料噴射（噴射時期、噴射量）、ＥＧＲバルブ１４、及び、吸気絞り弁１５の制御を行う。
【００３５】
またさらに、ＥＣＵ３０は、インバータ３１とバッテリ３２との間の電圧、電流情報が入力されるとともに、インバータ３１にモータトルク指令を出すことによってモータ１を制御する。モータトルク指令のトルク値が正であればトルクアシスト状態となり、負であれば発電状態となる。ゼロのときは何れでもない中立状態（Ｎ）となる。以下、このようなモータ１の制御をＩＳＧ制御という。
【００３６】
次に、本実施形態の通常時におけるＩＳＧ制御について図２を用いて説明する。図２は、ＩＳＧ制御特性を示す特性図であり、横軸にアクセル開度、縦軸にモータトルク（モータ１の出力トルク）を示す。図示のように、モータトルクが正値の場合は、モータ１からエンジン３に駆動力が付与されるトルクアシストが行われる（アシスト領域）。逆にモータトルクが負値の場合は、モータ１にエンジン３から駆動力が付与される発電が行われる（発電領域）。さらに、モータトルク＝０、すなわち発電もトルクアシストもなされない中立のＮ領域が設けられている。ＩＳＧ制御の一般的な特性としては、図２に示した線の通り、アクセル開度が低開度のときには発電領域となり、高開度のときにはアシスト領域となり、前記発電領域とアシスト領域の間に、前記Ｎ領域が設定されている。
【００３７】
以下、図３〜図８を用いて、本実施形態の制御について説明する。
【００３８】
図３は、前記エンジン制御手段のうち、エンジン３の燃焼モードを決定するための処理手順を示したものである。スタート後、ステップＳ１１で、温度センサ３６で検出された温度により、酸化触媒２１前の排気温度が所定温度であることを判定する。なお、本実施形態においては２００℃以上であることを判定する。ＮＯであればステップＳ２１で拡散燃焼モードを選択する。また、ＹＥＳであれば、ステップＳ１３で、ＥＣＵ３０で検出された現状のエンジン速度（エンジン回転速度）とアクセル開度に基づいて、拡散燃焼モード（第一燃焼モード）を選択する領域か、予混合燃焼モード（第二燃焼モード）を選択する領域であるかを判別する。なお、いずれかの燃焼モードの領域に該当するかの判定は、図４のマップに基づいて行う。図４は、エンジン速度、アクセル開度から燃焼モードを判定するためのマップであり、エンジン速度、アクセル開度共に低領域である場合に予混合燃焼モードを選択する領域であると判定し、それ以外の部分においては拡散燃焼モードを選択する領域であると判定するものである。ステップＳ１５では、ステップＳ１３で、前記運転状態が予混合燃焼モードを選択する領域に該当するか否かを判定する。ＹＥＳであれば、ステップＳ１７で予混合燃焼モードを選択しステップＳ１８に移行する。ステップＳ１８では、拡散燃焼モードから予混合燃焼モードへの移行の有無を判定する。この移行があった場合（ステップＳ１８でＹＥＳの場合）、ステップＳ１９で拡散燃焼モードから予混合燃焼モードへの移行指令を発し、移行がなかった場合には（ステップＳ１８でＮＯの場合）、前記移行指令を発しない。
【００３９】
ステップＳ１５でＮＯの場合（予混合燃焼に設定されていない場合）は、ステップＳ２１で拡散燃焼モードを選択し、ステップＳ２２に移行する。ステップＳ２２では、予混合燃焼モードから拡散燃焼モードへの移行の有無を判定する。この移行があった場合（ステップＳ２２でＹＥＳの場合）、ステップＳ２３で予混合燃焼モードから拡散燃焼モードへの移行指令を発し、移行がなかった場合には（ステップＳ２２でＮＯの場合）、前記移行指令を発しない。
【００４０】
次に、燃焼モードの切り替えに関する制御について図５を用いて説明する。
【００４１】
スタート後、ステップＳ３１で、現在、拡散燃焼モードで燃焼が行われているかを判定する。ＹＥＳであれば、ステップＳ３３で、拡散燃焼モードから予混合燃焼モードへの移行指令の有無を判定し、この指令があった場合（ＹＥＳの場合）、前記特定状態であるかを検出する検出手段（ステップＳ４１〜ステップＳ４５に対応）を作動させる。前記指令がない場合（ＮＯの場合）は、燃焼モードの切り替えは行わず、ステップＳ６１で拡散燃焼モードによる燃料噴射及びＥＧＲガスの制御を行い、さらにはＳ６３で、運転状態に応じたモータ１の制御、すなわち、前述したようなＩＳＧ制御に基づいてのモータ１の制御が行われる。
【００４２】
前記検出手段では、まずステップＳ４１で、バッテリー残量が所定値以上であるかを判定する。ＮＯであれば、ステップＳ５１で第二制御モードを実行する。なお、第二制御モードの詳細については後述する。ＹＥＳであれば、ステップＳ４３で前記バッテリー温度が所定値以下であることを判定する。ステップＳ４３でＮＯであれば、ステップＳ５１で第二制御モードを実行し、ＹＥＳであればステップＳ４５でモータ温度が所定値以下であることを判定する。ステップＳ４５でＮＯであれば、ステップＳ５１で後述する第二制御モードを実行し、ＹＥＳであればステップＳ４７で後述する第一制御モードを実行する。なお、第一制御モードの詳細についても後述する。
【００４３】
また、ステップＳ３１で、拡散燃焼モードでない、すなわちＮＯと判定した場合には、ステップＳ７１で予混合燃焼モードから拡散燃焼モードへの移行指令の有無を判定する。この指令があった場合（ＹＥＳの場合）、第三制御モードを実行し、この指令がない場合（ＮＯの場合）、ステップＳ８１で、予混合燃焼モードによる燃料噴射、及び、ＥＧＲガスの制御を行い、さらにはＳ８３で、運転状態に応じたモータ１の制御、すなわち、前述したようなＩＳＧ制御に基づいてのモータ１の制御が行われる。なお、第三制御モードの詳細についても後述する。
【００４４】
以下、前記第一制御モード乃至第三制御モードの説明を、図６〜図８を用いて説明する。
【００４５】
図６は、前記第一制御モードを示した図であり、横軸は時間を示す。第一燃焼モードは前述のとおり燃焼モードを拡散燃焼モードから予混合燃焼モードに切り替える制御であり、前記目標ＥＧＲを高くして前記ＥＧＲ率を高めるように制御するとともに、気筒の圧縮上死点よりかなり前の圧縮行程途中で燃料を噴射するように制御するものである。
【００４６】
この制御においては、まず、吸気絞り弁１５の開度を小さくし、ＥＧＲバルブ１４の開度を前記目標ＥＧＲ率に対応する状態に大きくするとともに、吸気絞り弁１５の開度を小さくする。
【００４７】
なお、吸気通路制御弁１５の開度は、前記目標ＥＧＲ率に応じた開度より小さい。すなわち、吸気絞り弁１５は、前記目標ＥＧＲ率に応じた値よりＥＧＲ率増大側に制御される。
【００４８】
かかる制御を行うと、前記空気量の吸気量が急激に落ち込むとともに前記ＥＧＲ率は急激に増大する反面、このＥＧＲ率の増大に伴ってエンジン３のトルクが急激に低下する。
【００４９】
そこで、このトルク低下を吸収すべく、エンジン３にモータ１のトルク（以下、モータトルクと称す。）を高めに付与し、トルクアシストを行う。
【００５０】
そして、ＥＧＲ率が高くなるとともに、前記吸気絞り弁１５の開度を徐々に大きくして前記目標ＥＧＲ率に対応した吸気絞り弁１５の開度に設定する。それに伴い、前記ＥＧＲ率の上昇率は徐々に抑えられ、前記ＥＧＲ率が前記目標ＥＧＲ率に徐々に近づくように制御される。
【００５１】
また、前記ＥＧＲ率の上昇率が抑えられるとともに前記トルク低下の変化率も抑制されるため、前記トルクショックの発生も抑制される。そこで、前記モータトルクを減少させ、トルクアシスト量を減少させる。
【００５２】
さらに、前記ＥＧＲ率が、前記目標ＥＧＲ率となったとき、燃料噴射タイミングを拡散燃焼モードに対応した形態から予混合燃焼モードに対応した形態に切り替える。すなわち、燃料の噴射を気筒の圧縮上死点近傍で行う形態から気筒の圧縮上死点よりかなり前の圧縮行程途中で燃料を噴射する形態へと切り替える。
【００５３】
なお、プロペラシャフト５及びドライブシャフト６を通じて駆動輪７に伝達される走行トルクは、この燃焼モードの切り替えに対し若干低下するが、略一定の値に保持される。
【００５４】
図７は、前記第二制御モードを示した図であり、横軸は時間を示す。第二燃焼モードは、前記検出手段でモータ１によるトルクアシストが充分に行えない特定状態であることを検出した場合において、前記燃焼モードを拡散燃焼モードから予混合燃焼モードに切り替える制御である。
【００５５】
この制御においては、吸気絞り弁１５の開度の制御は前記第一制御モードと略同様であるが、吸気通路制御弁１５の開度は、前記目標ＥＧＲ率に応じた開度に制御し、前記第一制御モードのように、前記目標ＥＧＲ率に応じた開度より小さい開度に制御するということは行わない。
【００５６】
すなわち、吸気絞り弁１５は、前記目標ＥＧＲ率に応じた値に制御される。かかる制御を行うと、ＥＧＲ率の増大速度は前記第一制御モードより遅くなり、エンジン３のトルクが急激に低下することが抑制される。そこで、エンジン３に付与するモータトルク量も低めにした状態で、トルクアシストを行う。
【００５７】
そして、ＥＧＲ率が前記目標ＥＧＲ率に収束するとともに、前記ＥＧＲ率の上昇率は低くなるため、それに伴い前記モータトルク量も減少させる。
【００５８】
さらに、前記ＥＧＲ率が、前記目標ＥＧＲ率となったとき、燃料噴射タイミングを拡散燃焼モードに対応した形態から予混合燃焼モードに対応した形態に切り替える。
【００５９】
なお、前記燃焼噴射タイミングを切り替え時期は、前記第一制御モードと比較してＥＧＲ率の変化速度が遅いため、遅くなる。
【００６０】
また、前記走行トルクは、前記第一制御モードと同様、燃焼モードの切り替えに対し若干低下するが、略一定の値に保持される。
【００６１】
図８は、前記第三制御モードを示した図であり、横軸は時間を示す。第一燃焼モードは前述のとおり燃焼モードを予混合燃焼モードから拡散燃焼モードに切り替える制御であり、前記目標ＥＧＲを低くして前記ＥＧＲ率を低くするように制御するとともに、気筒の圧縮上死点近傍の圧縮行程で燃料を噴射するように制御するものである。
【００６２】
この制御においては、まず、吸気絞り弁１５の開度を大きくし、ＥＧＲバルブ１４の開度を前記目標ＥＧＲ率に対応する状態に小さくするとともに、吸気絞り弁１５の開度を大きくする。吸気通路制御弁１５の開度は、前記目標ＥＧＲ率に応じた開度となるように制御される。また、噴射タイミングにおいても、この燃焼モードの切り替えと同時に前記拡散燃焼モードに対応する噴射タイミングに切り替える。
【００６３】
かかる制御を行うと、前記ＥＧＲ率は減少し、このＥＧＲ率の減少に伴い、エンジン３のトルクも上昇し（図示せず）、最終的には前記ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率となる状態に収束する。
【００６４】
なお、モータ１によるトルクアシストに関しては図示しないが、エンジン３に必要なトルクアシスト量に応じて適宜行う。
【００６５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の装置の具体的構成は前記実施形態に限定されず、特許請求の範囲内で種々変更可能である。
【００６６】
例えば、本実施形態は、エンジン３をディーゼルエンジンとし、それに対応するパティキュレートフィルタをＤＰＦ２２としている。しかしながら、本実施形態は、ディーゼルエンジンに限定されるものではなく、エンジン３をガソリンエンジンとし、ＤＰＦの代わりにガソリンエンジン用のパティキュレートフィルタを用いても良い。
【００６７】
また、本実施形態は、拡散燃焼モードから予混合燃焼モードへの切り替え時のみ説明している使用しているが、かかる場合に限定されるものではない。例えば、拡散燃焼モードの状態を保ちつつも、ＥＧＲ量のみを増大させる場合や、予混合燃焼モードの状態を保ちつつも、ＥＧＲ量のみを増大させる場合等において本実施形態の構成を採ってもよい。この構成を採ると、ＥＧＲ率を迅速に増加することが可能となり、ＮＯｘや煤等の物質の発生を低減することが可能となる。
【００６８】
さらに、当実施形態では酸化触媒２１をＤＰＦ２２の上流に設けているが、酸化触媒２１を設けずに、ＤＰＦ２２が酸化触媒作用を併有するもの（酸化触媒担持型ＤＰＦ）としても良い。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように本発明のハイブリッド車両の制御装置によると、前記吸気通路制御弁は、前記第二燃焼モードから前記第一燃焼モードへの切り替えに際し、前記ＥＧＲ率設定手段で設定された目標ＥＧＲ率に応じた値より大きくなるように制御されるため、前記ＥＧＲガスがより大量に取り込まれやすい状態となり、前記吸気通路に前記ＥＧＲガスをより迅速に取り込むことが可能となる。したがって、前記エンジンへの前記ＥＧＲガスの還流量をより迅速に切り替えることが出来る。
【００７０】
さらに、前記モータ制御手段を、前記吸気通路制御弁の制御に基づくエンジン出力の変化を吸収すべく前記駆動力制御用モータでトルクアシストを行うように制御すると、前記第二燃焼モードから前記第一燃焼モードへと切り替える場合、前記燃焼モードの切り替え時に生ずるトルク低下をアシストすることができ、前記トルクショックが生じることを防止することが出来る。
【００７１】
したがって、本発明の構成にすると、前記ＥＧＲガスの前記エンジンへの還流量を迅速に切り替えるとともに、トルクショック等の発生を防止して前記切り替えを円滑に行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるハイブリッド車両の制御装置の概略システムブロック図である。
【図２】前記実施形態のＩＳＧ制御特性を示す特性図である。
【図３】前記実施形態の制御のうち、燃焼モードを決定する部分の制御を示したフローチャートである。
【図４】前記実施形態において、エンジン速度、アクセル開度から燃焼モードを決定するためのマップである。
【図５】前記実施形態の制御のうち、燃焼モードの切り替えに関する制御を示したフローチャートである。
【図６】前記実施形態の第一制御モードの状態を示した特性図である。
【図７】前記実施形態の第二制御モードの状態を示した特性図である。
【図８】前記実施形態の第三制御モードの状態を示した特性図である。
【符号の説明】
１ モータ（駆動力制御用モータ）
３ エンジン
１５ 吸気絞り弁（吸気通路制御弁）
３０ ＥＣＵ（運転状態検出手段、ＥＧＲ率設定手段、エンジン制御手段、モータ制御手段、検出手段）
Claims (3)
- エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
エンジンからの排気温度が所定温度以上の時に、ＥＧＲ率を大きくした状態で燃焼を行う第一燃焼モードと、ＥＧＲ率を小さくした状態で燃焼を行う第二燃焼モードとを前記運転状態検出手段で検出された運転状態に応じて切り替えるエンジン制御手段と、
前記エンジンと駆動連結される駆動力制御用モータと、
前記エンジンの回転によって発電される発電状態と、前記エンジンへのアシストを行う状態とをエンジンの運転状態に応じて切り替えるモータ制御手段と、
前記ＥＧＲ率を変更すべく前記吸気通路に設けられた吸気流量制御弁と
を備えたハイブリット車両の制御装置であって、
前記エンジン制御手段で前記燃焼モードが切り替えられることにより設定された燃焼モードに応じて目標ＥＧＲ率を設定するＥＧＲ率設定手段と、
前記第二燃焼モードから前記第一燃焼モードへの切り替えに際し、前記吸気通路制御弁は、前記ＥＧＲ率設定手段で設定された目標ＥＧＲ率に応じた値よりＥＧＲ率増大側に制御するように構成され、
前記モータ制御手段は、前記第二燃焼モードから前記第一燃焼モードへの切り替えに際し、前記吸気通路制御弁の制御に基づくエンジン出力の変化を吸収すべく前記駆動力制御用モータでトルクアシストを行うように制御する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記駆動力制御モータが前記エンジン出力の変化を吸収するのに不十分なトルクアシストしか行えない特定状態にあることを検出する検出手段を備え、
前記駆動力制御モータが前記特定状態にある時は前記吸気流量制御弁を前記目標ＥＧＲ率に応じた値に制御するように構成されている
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記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記特定状態にある時は、前記第一燃焼モードに対応する燃料噴射形態への切り替えを遅延させるように制御するように構成された
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
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