ハイブリッド車両の内燃機関制御装置及び方法
【課題】 ハイブリッド車両を効率良く動作させる。
【解決手段】 ハイブリッドシステム１０において、トルク算出部１００ｂはモータジェネレータＭＧ１のトルク反力からエンジン２００のトルクを算出する。また、燃費率算出部１００ｃは、係る算出されたエンジントルクと、燃料噴射量及びエンジン回転数とに基づいて、エンジン２００における瞬間的な燃料消費率を算出する。動作線更新部１００ｄは、この算出された燃料消費率に基づいて動作線更新処理を実行し動作線を更新する。
この際、学習範囲設定部１００ｆは、動作線更新処理において設定される燃費率の学習範囲をハイブリッド車両２０の車速、或いは騒音又は振動の状態に応じて変化させる。
【解決手段】 ハイブリッドシステム１０において、トルク算出部１００ｂはモータジェネレータＭＧ１のトルク反力からエンジン２００のトルクを算出する。また、燃費率算出部１００ｃは、係る算出されたエンジントルクと、燃料噴射量及びエンジン回転数とに基づいて、エンジン２００における瞬間的な燃料消費率を算出する。動作線更新部１００ｄは、この算出された燃料消費率に基づいて動作線更新処理を実行し動作線を更新する。
この際、学習範囲設定部１００ｆは、動作線更新処理において設定される燃費率の学習範囲をハイブリッド車両２０の車速、或いは騒音又は振動の状態に応じて変化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源として内燃機関及びモータジェネレータを備えるハイブリッド車両において内燃機関の動作状態を制御する、ハイブリッド車両の内燃機関制御装置及び方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として、特許文献１に開示された車両の駆動力制御装置（以下、「従来の技術」と称する）がある。従来の技術によれば、ハイブリッド車において、予め設定された最適燃費線に基づいてエンジンの動作状態が制御されるため、目標となるエンジン回転数に応じて、燃料消費率が最小となるようなエンジントルクを求めることが可能であるとされている。
【０００３】
尚、ハイブリッド車において、駆動パワー要求値に対し、予め記憶されたエンジン特性マップより最適効率点となる動作点を取得し、この動作点が維持されるようにスロットル開度を制御する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、ハイブリッド車において、消費電力と蓄電状態とに基づいて、運転領域全体でエンジンの燃料消費率が最小となるように内燃機関及び電動機の動作状態を制御する技術も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
更に、ディーゼルエンジンにおいて、燃料の噴射量と走行距離から瞬間的な燃料消費率を算出する技術も提案されている（例えば、特許文献４又は５参照）。
【０００６】
他方、この種のハイブリッド車両に限らず車両一般について、内燃機関の騒音や振動を低減する技術が、各種提案されている（例えば、特許文献６及び非特許文献１及び２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１７９３７１号公報
【特許文献２】特開平１０−９８８０３号公報
【特許文献３】特開２００２−１７１６０４号公報
【特許文献４】特開平８−３３４０５２号公報
【特許文献５】特開平８−３３４０５１号公報
【特許文献６】特開２００３−１４８１１４号公報
【非特許文献１】実登２５７２６４４号公報
【非特許文献２】実開平３−６７２４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
内燃機関における最適燃費線は、例えば大気圧や湿度などの環境条件によって変化する。然るに、従来の技術においてはこのような変化が考慮されていない為、予め設定された最適燃費線に基づいて燃料消費率が最小となるように内燃機関を動作させても、効率が相対的に劣化し燃料が無駄に消費されることがある。
【０００９】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、ハイブリッド車両を効率良く動作させ得るハイブリッド車両の内燃機関制御装置及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置は、動力源としてモータジェネレータ及び内燃機関を備えるハイブリッド車両において、前記内燃機関を制御するハイブリッド車両の内燃機関制御装置であって、前記内燃機関のトルクを特定するトルク特定手段と、該特定されたトルク、前記内燃機関の回転数及び前記内燃機関における燃料噴射量に基づいて、前記内燃機関における瞬間的な燃料消費率を算出する燃料消費率算出手段と、前記トルク及び前記回転数を夫々第１軸及び第２軸とする座標平面上で前記燃料消費率の学習を行うための学習範囲を、前記ハイブリッド車両における騒音又は振動の状態に応じて設定する学習範囲設定手段と、前記設定された学習範囲内において前記学習を行うと共に、該学習の結果に基づいて前記座標平面上で予め設定される動作線の更新を行う動作線更新手段と、前記更新が行われた動作線に従って前記内燃機関の動作状態を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明におけるモータジェネレータは、バッテリから供給される電気エネルギを機械エネルギに変換することによって、電動機として動作する機能と、機械エネルギを電気エネルギに変換することによって、例えばバッテリ等に電力を供給する発電機として動作する機能とを有する。尚、モータジェネレータは予め、主として電動機（モータ）として使用されるモータジェネレータと、主として発電機（ジェネレータ）として使用されるモータジェネレータの二種類搭載されていてもよい。このような内燃機関とモータジェネレータとを具備する本発明に係るハイブリッド車両においては、モータジェネレータによって適宜内燃機関の動力をアシストすることが可能な所謂パラレル方式の制御が好適に行われる。
【００１２】
本発明における「内燃機関」とは、燃料の燃焼を動力に変換する機関を総称するが、好適にはガソリン、ディーゼル、ＬＰＧ等を燃料とするエンジンなどを指す。
【００１３】
内燃機関には予め動作線が設定されている。ここで、本発明における「動作線」とは、内燃機関のトルク及び内燃機関の回転数を夫々第１軸及び第２軸とする座標平面上で内燃機関の動作状態を規定する線であり、予め内燃機関の出力値に対応付けられた複数の点によって規定される、好適にはこれら複数の点を繋げて得られる線を表す。これら動作線を規定する個々の点は、対応関係にある内燃機関の出力値において燃料消費率（以下、適宜「燃費率」と称する）が小さくなる、即ち効率が大きくなるトルクと回転数との組み合わせを表す点として設定されている。好適には、内燃機関の出力値毎に、この燃料消費率が最も小さくなる点、即ち効率が最も大きくなる点（燃費率最小動作点）として設定されている。本発明に係る動作点設定手段は、例えばこの動作線上で（即ち、好適には動作線を規定する複数の点の中から）、内燃機関に要求される出力に対応する点を動作点として設定する。そして、制御手段が、内燃機関の動作状態を係る設定された動作点によって規定される状態に制御している。
【００１４】
ここで特に、燃費率最小動作点は、例えば、大気圧、湿度、或いは内燃機関の燃料性状などに応じて若干、或いは明らかに変化する。従って、従来の技術の如く、動作線が予め設定された固定な動作線であれば、内燃機関は燃料消費率が最小とならない動作点で使用される場合が生じ得る。
【００１５】
そこで、本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置（以下、適宜「内燃機関制御装置」と称する）によれば、以下に説明する如く動作線の更新が可能となっている。即ち、本発明に係る内燃機関制御装置によれば、その動作時には、先ずトルク特定手段により内燃機関のトルクが特定される。更に、燃料消費率算出手段により、この特定されたトルク、内燃機関の回転数及び内燃機関の燃料噴射量に基づいて内燃機関の瞬間的な燃料消費率が算出される。
【００１６】
本発明における「トルク特定手段」とは、例えば、直接的又は間接的に内燃機関のトルクを測定又は検出する態様を有していてもよいし、これら測定又は検出されたトルクを単に電気信号として数値的に取得する態様を有していてもよいし、或いは、直接的又は間接的に測定又は検出された、トルク又はトルクとの関連性を有する何らかの物理量、電気量、又は化学量からトルクを数値演算的に算出する態様を有していてもよく、最終的に内燃機関のトルクを特定可能である限りにおいてその態様は自由に決定されてよい趣旨である。尚、直接的又は間接的にトルクを測定又は検出する際には、例えば公知である接触式又は非接触式のトルクセンサが使用されてもよい。尚、ハイブリッド車両が、ハイブリッド車両に備わるモータジェネレータによって、内燃機関のトルクを所謂トルク反力と称される形で検出することが可能に構成されている場合には、トルクセンサ等を別個に設ける必要はなく極めて効率的である。
【００１７】
本発明における「燃料消費率」とは、内燃機関における単位電力量（例えば、単位はｋＷｈ）当りの燃料噴射量を表す指標値である。また、本発明における「内燃機関の効率（又は単に効率）」とは、この燃料消費率の逆数であり、単位燃料噴射量当りの電力量を表す指標値である。従って、「効率が良い」とは燃料消費率が相対的に小さいことを表す。
【００１８】
尚、内燃機関の出力（即ち、電力）は、内燃機関のトルクと回転数との積に比例する。また、「瞬間的な」とは、予め定められた条件下において、固定又は可変である所定種類の周期毎に訪れる時刻に、或いは全く任意の時刻において燃料消費率を算出することが可能であることを表す趣旨である。
【００１９】
動作線更新手段は、学習範囲設定手段によって設定された学習範囲内で係る燃費率の学習を行うと共に、係る学習の結果に基づいて動作線の更新を行う。
【００２０】
ここで、「学習範囲」とは、動作線を規定する前述の座標平面における範囲であり、学習範囲設定手段により適宜設定される。学習範囲は、係る座標平面内の範囲である限りにおいて基本的に如何なる形状の範囲であってもよい。例えば、内燃機関の出力を一定値に維持した時に得られる等出力線のような１次元の範囲であってもよいし、円形や四角形、或いはそれらを組み合わせた不定形状を有する２次元の範囲であってもよい。係る座標平面は、内燃機関のトルク及び回転数によって規定される平面であるから、このように設定された学習範囲内には、係るトルク及び回転数の組み合わせを表す複数の点が含まれることになる。
【００２１】
本発明に係る「燃費率の学習」とは、このような学習範囲内で規定される少なくとも一つの点について、その点を動作点として設定した場合に算出される燃料消費率を記憶すると共に、一定の或いは不定のタイミングで係る記憶の内容を更新していく処理を指す。但し、燃料消費率が算出された全ての点についてこのような記憶がなされなくともよい。例えば、このような学習処理を繰り返すことによって、座標平面における内燃機関の燃費率の分布は一定の或いは不定のタイミング毎に書き換わることになる。
【００２２】
動作線更新手段は、この学習の結果に基づいて動作線の更新を行うのであるが、学習の結果を如何に反映して動作線の更新を行うかについては、最終的に内燃機関を効率良く動作させ得る限りにおいて自由に決定されてよい。例えば、学習の結果、内燃機関のある出力について、現在設定されている動作点よりも燃費率を小さくし得る点を特定可能であるならば、動作線を規定する点を係る点に更新することによって、動作線を更新してもよい。或いは、学習の結果、内燃機関のある出力について、燃費率最小動作点を特定可能であるならば、動作線を規定する点を係る点に更新することによって、動作線を更新してもよい。また、他のタイミングで行われた他の学習範囲における学習結果を適宜反映して、動作線の更新を行ってもよい。学習結果をどのように動作線の更新に反映するかについては、例えば予め実験的、経験的、或いはシミュレーションなどによって、そのルーチンが規定されていてもよい。本発明に係る内燃機関制御装置によれば、このように動作線の更新が行われることによって、内燃機関は最も効率の良い、或いは比較的に効率の良い状態を維持することが可能である。
【００２３】
一方で、学習範囲内で燃費率の学習を行う場合、座標平面上で燃費率算出のために一時的に動作点として設定される点の位置に応じて、内燃機関の回転数又はトルクは変動する。即ち、燃費率の学習が行われている期間においては、その規模の大小によらず、内燃機関の動作状態は変化する。このような変化は、例えばハイブリッド車両の運転者により、騒音又は振動として、夫々聴覚的又は体感的に知覚される所となるが、係る変化が余りに大きい場合、運転者はその変化を違和感として認識する可能性がある。例えば、運転者はハイブリッド車両を定常走行（速度変化の少ない走行）させているつもりでも、内燃機関の回転数が急上昇したり、或いはトルク変動によるドライバビリティの悪化が生じたりする。
【００２４】
このような違和感は不安感及び不快感を招き易く、総じて運転を乱す要因となり易い。また、ハイブリッド車両が故障したと感じた運転者が車両を停止させたり、アクセルペダルを不要に踏み込んだりすることもある。即ち、総体的に見て、運転者に与える違和感は内燃機関の効率的な動作を阻害し易い。
【００２５】
そこで、本発明に係る内燃機関制御装置においては特に、学習範囲設定手段が、ハイブリッド車両における騒音又は振動の状態に応じて学習範囲を設定している。
【００２６】
ここで、本発明における「騒音又は振動」とは、車室内で発生する騒音、ハイブリッド車両の各部位で発生し車室内に侵入する騒音若しくはハイブリッド車両外部から車室内に侵入する騒音又は路面から伝達される振動、自然環境に起因して発生する振動若しくはハイブリッド車両の各部位で発生して車室内に伝達される振動などを含み、運転者や同乗者など、主としてハイブリッド車両の車室内の人間に対し、何らかの物理的な振動（音も含む）として知覚され得る事象を広く規定する概念である。
【００２７】
尚、騒音と振動とは全く個別な概念ではない。例えば、機械的な振動には少なからず騒音を伴う場合が多いし、音とは空気の振動であるから、そのような意味では、「騒音又は振動」とは、ハイブリッド車両内外で発生し車室内で知覚され得る物理的振動と言い換えることも出来る。
【００２８】
本発明における「騒音又は振動の状態」とは、騒音又は振動の直接的又は間接的な計測値そのもの、或いはこれらと何らかの関連性を有する指標値、例えば、内燃機関の回転数や車速などを指す。
【００２９】
ここで、「騒音又は振動の状態に応じて学習範囲を設定する」とは、学習範囲を、このような騒音又は振動によって燃費率学習に起因する内燃機関の回転数の変動又はトルク変動が隠蔽され得る、或いは運転者に知覚され辛くなり得る範囲として設定することを指す。例えば、騒音又は振動が大きい場合には比較的大きい学習範囲が、また、騒音又は振動が小さい場合には比較的小さい学習範囲が、夫々設定されること指す。
【００３０】
即ち、本発明に係る内燃機関制御装置によれば、学習範囲設定手段の作用によって、運転者に違和感を与えない程度に、常に最適な学習範囲を設定することが可能となっている。従って、総合的に見て、内燃機関を効率良く動作させることが可能となっている。
【００３１】
以上の結果、本発明に係る内燃機関制御装置によれば、学習実施の際に運転者に与える違和感を低減しつつ、ハイブリッド車両において内燃機関を効率良く動作させることが可能となる。
【００３２】
本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置の一の態様では、前記騒音又は振動の状態は、前記内燃機関の回転数、前記ハイブリッド車両における車速、アクセルペダル操作量、アクセルペダル操作頻度及びオーディオ機器の音量並びに前記ハイブリッド車両の走行時における路面の粗さを表す指標値のうち少なくとも一つによって規定される。
【００３３】
ここに述べられる各要素と、ハイブリッド車両の騒音又は振動の状態とは概ね比例する関係にある。例えば、内燃機関の回転数の上昇に伴って騒音及び振動はいずれも増加する。車速の上昇に伴って騒音は増加する。アクセルペダルの操作量が増えれば内燃機関の回転数が上昇するから騒音及び振動が増加する。アクセルペダルの操作頻度が高ければ振動が生じ易い。オーディオ音量は騒音に直結する。或いは路面の粗さは振動に直結する。
【００３４】
この態様によれば、上記したような、ハイブリッド車両の騒音又は振動の状態と比較的深い関係を有する要素によって、本発明に係る騒音又は振動の状態が規定されるから、学習を極めて効率良く行うことができ、動作線を一層効率良く更新することが可能となる。
【００３５】
尚、ここで述べられる「路面の粗さを表す指標値」とは、例えば、タイヤや駆動系に配設された振動計測手段の出力値、又はそれから派生的に導かれる何らかの数値若しくは情報を指す。また、ハイブリッド車両がカーナビゲーションシステムなどの測位システムを搭載しており、それらにより提供される位置情報によって路面の粗さが特定或いは推定可能である場合には、そのような位置情報から生成された路面の粗さに対応する数値又は情報であってもよい。
【００３６】
また、ハイブリッド車両の車速は、例えば車速センサにより、アクセルペダルの操作量及び操作頻度は、例えばアクセルポジションセンサにより、オーディオ音量は、例えば、オーディオ機器における、ツマミなど音量制御手段の操作量により夫々容易に取得することが可能である。無論、他の方法でこれらが特定或いは推定されてもよい。
【００３７】
本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置の他の態様では、前記学習範囲設定手段は、前記動作線において前記内燃機関の出力値に対応する点を含むように前記学習範囲を設定する。
【００３８】
この態様によれば、学習範囲が、動作線において内燃機関の出力値に対応する点を含むように設定されるので、燃費率の学習に要する負荷を比較的に軽減することが可能である。また、燃費率の学習時における内燃機関の回転数及びトルクの変動量も比較的少なくて済むため、効率良く動作線の更新を行うことが可能である。
【００３９】
本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置の他の態様では、前記動作線更新手段は、前記騒音又は振動の状態に応じて前記学習を行うべきか否かを判定すると共に、前記学習を行うべきと判定した場合に、前記設定された学習範囲内における学習を行う。
【００４０】
この態様によれば、動作線更新手段は、騒音又は振動の状態に応じて学習を行うべきか否かを判定し、学習を行うべきと判定した場合に学習を行う。言い換えれば、学習を行うべきではないと判定された場合には、学習を中止或いは中断することが可能に構成されている。
【００４１】
ここで、「学習を行うべきか否か」の判定は、運転者に違和感を与える可能性が有るか否かという判定基準に基づいてなされる。例えば、前述した内燃機関の回転数やハイブリッド車両の車速について、学習の可否が閾値として設定されており、係る閾値との比較に基づいて係る判定がなされる。この際、例えば、騒音や振動が小さい状況（例えば、低速で巡航している状況など）では、学習自体がその学習範囲の大小によらず違和感を与える要因となり得るから、学習を行うべきではないと判定されてもよい。尚、このような判定基準或いは閾値は、予め実験的に、経験的に、或いはシミュレーションなどに基づいて、適切に設定されていてもよい。
【００４２】
この態様によれば、単に学習範囲を拡大又は縮小させるに加え、学習自体の可否も選択することが可能であるから、一層運転者に違和感を与える可能性が低減され、内燃機関を効率良く動作させることが可能となる。
【００４３】
本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置の他の態様では、前記学習範囲設定手段は、前記騒音又は振動の状態に応じて段階的に前記学習範囲を拡大又は縮小する。
【００４４】
ここで述べられる「段階的」とは、騒音又は振動の状態における適当な範囲毎に予め適切な学習範囲が割り当てられている、或いは適切な学習範囲が複数の選択肢の中から割り当てられる態様を含み、学習範囲が比較的に見て粗く変化することを表す概念である。従って、例えば、座標平面において、基準となる学習範囲が内燃機関のトルク及び回転数に夫々対応付けられて設定されており、騒音又は振動の状態が係る基準を規定する状態から変化した際に、その変化の規模に応じて、基準となる範囲の大きさに比較的離散的な変化率が乗じられることによって学習範囲が決定されてもよい。或いは、学習範囲は、予め比較的大きい学習範囲と、比較的小さい学習範囲の二つ用意されており、それらが適宜切替えられることによって設定されてもよい。
【００４５】
この態様によれば、騒音又は振動の状態に応じて、適度に効果的な学習範囲を設定しつつ、学習範囲設定手段及び動作線更新手段の処理負荷を軽減することも可能となる。
【００４６】
本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置の他の態様では、前記学習範囲設定手段は、前記騒音又は振動の状態に応じて連続的に前記学習範囲を拡大又は縮小する。
【００４７】
ここで述べられる「連続的」とは、学習範囲が比較的に見て細かく変化することを表す概念であり、例えば、前述した段階的に変化する態様において、基準となる範囲の大きさに比較的連続的な変化率が乗じられることによって学習範囲が決定されることに対応している。この態様によれば、騒音又は振動の状態に応じて常に適切な学習範囲を設定することが可能となって、内燃機関を極めて効率良く動作させることが可能となる。
【００４８】
上述した課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御方法は、動力源としてモータジェネレータ及び内燃機関を備えるハイブリッド車両において、前記内燃機関を制御するハイブリッド車両の内燃機関制御方法であって、前記内燃機関のトルクを特定するトルク特定工程と、該特定されたトルク、前記内燃機関の回転数及び前記内燃機関における燃料噴射量に基づいて、前記内燃機関における瞬間的な燃料消費率を算出する燃料消費率算出工程と、前記トルク及び前記回転数を夫々第１軸及び第２軸とする座標平面上で前記燃料消費率の学習を行うための学習範囲を、前記ハイブリッド車両における騒音又は振動の状態に応じて設定する学習範囲設定工程と、前記設定された学習範囲内において前記学習を行うと共に、該学習の結果に基づいて前記座標平面上で予め設定される動作線の更新を行う動作線更新工程と、前記更新が行われた動作線に従って前記内燃機関の動作状態を制御する制御工程とを具備することを特徴とする。
【００４９】
本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御方法によれば、その動作時には、上述した本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置における動作を実現する各工程により、本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置と同様の効果を得ることが可能である。
【００５０】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態により明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下、図面を参照して本発明の好適な各種実施形態について説明する。
＜１：第１実施形態＞
＜１−１：実施形態の構成＞
＜１−１−１：ハイブリッドシステムの構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るハイブリッドシステム１０の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッドシステム１０のブロック図である。
【００５２】
図１において、ハイブリッドシステム１０は、制御装置１００、エンジン２００、モータジェネレータＭＧ１、モータジェネレータＭＧ２、動力分割機構３００、インバータ４００、バッテリ５００、及び車速センサ６００を備え、ハイブリッド車両２０を制御するシステムである。
【００５３】
制御装置１００は、動作状態制御部１００ａ、トルク算出部１００ｂ、燃費率算出部１００ｃ、動作線更新部１００ｄ、記憶部１００ｅ及び学習範囲設定部１００ｆを備えると共に、ハイブリッドシステム１０の動作全体を制御する、例えばＥＣＵ（Engine Controlling Unit）等の制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の内燃機関制御装置」の一例として機能する。
【００５４】
動作状態制御部１００ａは、エンジン２００、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２各々の動作状態を制御することが可能に構成された、本発明に係る「制御手段」の一例である。
【００５５】
トルク算出部１００ｂは、エンジン２００のトルクを算出することが可能に構成された、本発明に係る「トルク特定手段」の一例である。
【００５６】
燃費率算出部１００ｃは、エンジン２００の燃料消費率を算出することが可能に構成された、本発明に係る「燃料消費率算出手段」の一例である。
【００５７】
動作線更新部１００ｄは、記憶部１００ｅに格納される制御プログラムに従って、本発明に係る「動作線の更新」の一例たる動作線更新処理を実行することが可能に構成された、本発明に係る「動作線更新手段」の一例である。尚、動作線更新処理については後述する。
【００５８】
記憶部１００ｅは、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）などで構成された不揮発性記憶領域と、ＲＡＭ（Random Access Memory）などで構成された揮発性記憶領域を有する記憶媒体である。記憶部１００ｅにおいて、不揮発性領域には、予め定められた各種制御プログラムや、後述する制御マップなどが格納されている。また、揮発性領域には、後述する動作線更新処理或いは燃費率学習処理が行われた際の諸情報が適宜記憶される。
【００５９】
学習範囲設定部１００ｆは、後述する動作線更新処理における学習範囲を設定することが可能に構成された、本発明に係る「学習範囲設定手段」の一例である。
【００６０】
エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両２０の主たる動力源として機能する。尚、エンジン２００の詳細な構成については後述する。
【００６１】
モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「モータジェネレータ」の一例であり、バッテリ５００を充電するための発電機として、或いはエンジン２００の駆動力をアシストする電動機として機能するように構成されている。
【００６２】
モータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る「モータジェネレータ」の他の一例であり、エンジン２００の出力をアシストする電動機として、或いはバッテリ５００を充電するための発電機として機能するように構成されている。
【００６３】
尚、これらモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。但し、他の形式のモータジェネレータであっても構わない。
【００６４】
動力分割機構３００は、図示せぬサンギア、プラネタリキャリア、ピニオンギア、及びリングギアを備えた遊星歯車機構である。これら各ギアのうち、内周にあるサンギアの回転軸はモータジェネレータＭＧ１に連結されており、外周にあるリングギアの回転軸は、モータジェネレータＭＧ２に連結されている。サンギアとリングギアの中間にあるプラネタリキャリアの回転軸はエンジン２００に連結されており、エンジン２００の回転は、このプラネタリキャリアと更にピニオンギアとによって、サンギア及びリングギアに伝達され、エンジン２００の動力が２系統に分割されるように構成されている。ハイブリッド車両２０において、リングギアの回転軸は、ハイブリッド車両２０における伝達機構２１に連結されており、この伝達機構２１を介して車輪２２に駆動力が伝達される。
【００６５】
インバータ４００は、バッテリ５００から取り出した直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ５００に供給することが可能に構成されている。
【００６６】
バッテリ５００はモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２を駆動するための電源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。バッテリ５００には、バッテリ５００の残容量を検出するＳＯＣセンサ５１０が設置されており、制御装置１００と電気的に接続されている。
【００６７】
車速センサ６００は、ハイブリッド車両２０の速度を検出するセンサであり、制御装置１００と電気的に接続されている。
【００６８】
＜１−１−２：エンジンの詳細構成＞
次に、図２を参照して、エンジン２００の詳細な構成をその基本的な動作と共に説明する。ここに、図２は、エンジン２００の半断面システム系統図である。
【００６９】
図２において、エンジン２００は、シリンダ２０１内において点火プラグ２０２により混合気を爆発させると共に、爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクションロッド２０４を介してクランクシャフト２０５の回転運動に変換することが可能に構成されている。以下に、エンジン２００の要部構成を説明する。
【００７０】
シリンダ２０１内における燃料の燃焼に際し、外部から吸入された空気は吸気管２０６を通過し、インジェクタ２０７から噴射された燃料と混合されて前述の混合気となる。インジェクタ２０７には、燃料（ガソリン）が燃料タンク２２３からフィルタ２２４を介して供給されており、インジェクタ２０７は、この供給される燃料を、制御装置１００の制御に従って吸気管２０６内に噴射することが可能に構成されている。尚、燃料タンク２２３には、燃料残量を検出するための燃料センサ２２５が設置されている。
【００７１】
シリンダ２０１内部と吸気管２０６とは、吸気バルブ２０８の開閉によって連通状態が制御されている。シリンダ２０１内部で燃焼した混合気は排気ガスとなり吸気バルブ２０８の開閉に連動して開閉する排気バルブ２０９を通過して排気管２１０を介して排気される。
【００７２】
吸気管２０６上には、クリーナ２１１が配設されており、外部から吸入される空気が浄化される。クリーナ２１１の下流側（シリンダ側）には、エアフローメータ２１２が配設されている。エアフローメータ２１２は、ホットワイヤー式と称される形態を有しており、吸入された空気の質量流量を直接測定することが可能に構成されている。吸気管２０６には更に、吸入空気の温度を検出するための吸気温センサ２１３が設置されている。
【００７３】
吸気管２０６におけるエアフローメータ２１２の下流側には、シリンダ２０１内部への吸入空気量を調節するスロットルバルブ２１４が配設されている。
【００７４】
このスロットルバルブ２１４にはスロットルバルブモータ２１７とスロットルポジションセンサ２１５が配設されている。一方、アクセルペダル２２６の踏込み量は、アクセルポジションセンサ２１６を介しＥＣＵ１００に入力されており、ＥＣＵ１００からアクセルポジションセンサ２１６の出力に対応するスロットルバルブ開度がスロットルバルブモータ２１７に出力され、吸入空気量が制御されている。
【００７５】
クランクシャフト２０５近傍には、クランクシャフト２０５の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２１８が設置されている。クランクポジションセンサ２１８は、クランクシャフト２０５の位置を検出することが可能に構成されたセンサであり、制御部１００は、クランクポジションセンサ２１８の出力信号に基づいてピストン２０３の位置及びエンジン２００の回転数などを取得することが可能に構成されている。このピストン２０３の位置は、前述した点火プラグ２０２における点火時期の制御などに使用される。点火プラグ２０２における点火時期は、例えば、ピストン２０３の位置に対応付けられて予め設定される基本値に対し遅角又は進角制御される。
【００７６】
また、シリンダ２０１を収容するシリンダブロックには、エンジン２００のノック強度を測定することが可能なノックセンサ２１９が配設されており、係るシリンダブロック内のウォータージャケット内には、エンジン２００の冷却水温度を検出するための水温センサ２２０が配設されている。
【００７７】
排気管２１０には、三元触媒２２２が設置されている。三元触媒２２２は、エンジン２００から排出されるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を夫々浄化することが可能な触媒である。排気管２１０における三元触媒２２２の上流側には、空燃比センサ２２１が配設されている。空燃比センサ２２１は、排気管２１０から排出される排気ガスから、エンジン２００の空燃比を検出することが可能に構成されている。
【００７８】
＜１−２：実施形態の動作＞
＜１−２−１：ハイブリッドシステムの基本動作＞
図１のハイブリッドシステム１０においては、主として発電機として機能するモータジェネレータＭＧ１と、主として電動機として機能するモータジェネレータＭＧ２と、エンジン２００とのそれぞれの駆動力配分が動作状態制御部１００ａ及び動力分割機構３００により制御されてハイブリッド車両２０の走行状態が制御される。以下に、幾つかの状況に応じたハイブリッドシステム１０の動作について説明する。
【００７９】
＜１−２−１−１：始動時＞
例えば、ハイブリッド車両２０の始動時においては、バッテリ５００の電気エネルギを用いて駆動されるモータジェネレータＭＧ１が電動機として機能する。この動力によって、エンジン２００がクランキングされエンジン２００が始動する。
【００８０】
＜１−２−１−２：発進時＞
発進時には、バッテリ５００の蓄電状態に応じて２種類の態様を採り得る。バッテリ５００の蓄電状態は、ＳＯＣセンサ５１０の出力信号に基づいて動作状態制御部１００ａによって把握されている。例えば、通常の（即ち、ＳＯＣが良好な）発進時においては、モータジェネレータＭＧ１によってバッテリ５００を充電する必要は生じないため、エンジン２００は暖機のためだけに始動し、ハイブリッド車両２０は、モータジェネレータＭＧ２による駆動力により発進する。一方、蓄電状態が良好ではない（即ち、ＳＯＣが低下している）場合、エンジン２００の動力によりモータジェネレータＭＧ１が発電機として機能し、バッテリ５００が充電される。
【００８１】
＜１−２−１−３：軽負荷走行時＞
例えば、低速走行や緩やかな坂を下っている場合には、比較的エンジン２００の効率が悪い為、エンジン２００は停止され、ハイブリッド車両２０は、モータジェネレータＭＧ２による駆動力のみで走行する。尚、この際、ＳＯＣが低下していれば、エンジン２００はモータジェネレータＭＧ１を駆動するために始動し、モータジェネレータＭＧ１によりバッテリ５００の充電が行われる。
【００８２】
＜１−２−１−４：通常走行時＞
エンジン２００の効率が比較的良好な運転領域においては、ハイブリッド車両２０は主としてエンジン２００の動力によって走行する。この際、エンジン２００の動力は、動力分割機構３００によって２系統に分割され、一方は、伝達機構２１を介して車輪２２に伝達され、他方は、モータジェネレータＭＧ１を駆動して発電を行う。更に、この発電された電力により、モータジェネレータＭＧ２が駆動され、モータジェネレータＭＧ２によりエンジン２００の動力がアシストされる。尚、この際、ＳＯＣが低下している場合には、エンジン２００の出力を上昇させて、モータジェネレータＭＧ１により発電された電力の一部がバッテリ５００へ充電される。
【００８３】
＜１−２−１−５：制動時＞
減速が行われる際には、車輪２２から伝達される動力によってモータジェネレータＭＧ２を回転させ、発電機として動作させる。これにより、車輪２２の運動エネルギが電気エネルギに変換され、バッテリ５００が充電される、所謂「回生」が行われる。
【００８４】
＜１−２−２：実施形態におけるエンジンの基本制御動作＞
次に、エンジン２００の基本的な制御動作について説明する。
【００８５】
動作状態制御部１００ａは、エンジン２００に要求される出力であるエンジン要求出力を一定の周期で繰り返し演算している。動作状態制御部１００ａは、スロットルポジションセンサ２１５及び車速センサ６００の出力信号に基づいてアクセル開度と車速とを取得し、アクセル開度及び車速に対応した出力軸トルク（要求駆動力）を求める。また、動作状態制御部１００ａはＳＯＣセンサ５１０の出力信号に基づいて要求発電量を求める。そして、要求発電量と各種の補機類（Ａ／Ｃやパワーステアリングなど）の要求量とを参照して要求駆動力を補正することにより、エンジン要求出力を求める。なお、エンジン要求出力の演算方法は公知のハイブリッド車両で実行されている通りでよく、その細部は必要に応じて種々変更してよい。
【００８６】
＜１−２−３：動作線更新処理＞
＜１−２−３−１：動作線及び動作点＞
次に、図３を参照して、本発明の動作線更新処理に係る動作線及び動作点について説明する。ここに、図３は、制御マップ３０の模式図である。
【００８７】
図３において、制御マップ３０は、縦軸（即ち、本発明に係る「第１軸」の一例）にエンジン２００のトルクＴｅ、横軸（即ち、本発明に係る「第２軸」の一例）にエンジン２００の回転数Ｎｅを表してなる座標平面であり、本発明に係る「座標平面」の一例である。制御マップ３０は、予め制御装置１００の記憶部１００ｅにおける不揮発性領域に格納されている。
【００８８】
制御マップ３０上には、様々なパラメータに対するエンジントルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅとの関係を表すことが可能である。このうち、等出力線Ｐｉ（ｉ＝１，２，・・・，９）はエンジン２００の出力値を一定とした場合の、エンジントルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅとの関係線である。尚、本実施形態中においては、等出力線Ｐｉに対応するエンジン２００の出力を適宜「出力Ｐｉ」と称することとする。また、図３においては、説明の簡略化のため、等出力線は９本しか描かれていないが、実際にはより細かく設定することが可能である。
【００８９】
動作状態制御部１００ａは、エンジン２００を動作させる際、エンジン２００が、その都度求められる要求出力値に対応する等出力線上で予め設定されている動作点によって表されるエンジントルクＴｅ及びエンジン回転数Ｎｅの組み合わせとなるように動作状態を決定する。動作線は、これら動作点を繋げたものとして規定される。
【００９０】
図３において、動作線Ｑは、初期値として設定された動作線であり、等出力線Ｐｉに対応する動作点Ｑｉ（ｉ＝１，２，・・・，９）によって規定されている。夫々の等出力線上において、動作点Ｑｉは、予め燃料消費率が最小となる（即ち、最も効率が高い）点に設定されており、例えば、工場出荷時などにおいて、標準的な環境条件で最適化されている。
【００９１】
しかしながら、ハイブリッド車両２０の使用条件は、画一的なものとなり得ないから、このように予め設定された動作点でエンジン２００を動作させる場合には、エンジン２００の燃費率は必ずしも最小とはならない。これは、制御マップ３０上で燃費率が等しい領域を表した等燃費率線Ｓの分布が、エンジン２００の環境条件や制御条件に応じて変化してしまうことによる。等燃費率線Ｓの分布が変化した結果、例えば、夫々の等出力線Ｐｉにおける動作点は、動作点Ｒｉ（ｉ＝１，２，・・・，９）へと変化する。その結果、エンジン２００を効率良く動作させ得る動作線は動作線Ｒへと変化する。
【００９２】
このような、燃費率が最小となる動作点が諸条件に応じて変化してしまう事態に対応するために、本実施形態に係るハイブリッドシステム１０においては、動作線更新部１００ｄによって動作線更新処理が行われる。この動作線更新処理により、ハイブリッドシステム１０は、常に効率良くエンジン２００を動作させることが可能となっている。
【００９３】
＜１−２−３−２：動作線更新処理の概要＞
本実施形態において、動作状態制御部１００ａは、制御マップ３０を記憶部１００ｅの不揮発性領域から揮発性領域へとコピーし、このコピーされた制御マップ３０を使用してエンジン２００の制御を行っている。動作線更新処理は、動作線更新部１００ｄが、この揮発性領域上で適宜制御マップ３０を書き換える処理である。より具体的には、動作線更新部１００ｄが、学習範囲設定部１００ｆによって設定された学習範囲内で後述する燃費率学習処理を行い、この燃費率学習処理の結果に基づいて動作線を更新する。これにより、例えば、一の等出力線Ｐｉ上においてエンジン２００を動作させる際の動作点が、燃費率最小動作点に更新される。従って、エンジン２００は比較的効率の良い状態を、或いは最も効率の良い状態を維持し続けることが可能となる。尚、本実施形態においては、一旦動作線更新処理が行われれば、エンジン２００においてバッテリ５００がリセットされるまで動作線の更新結果は保存される。但し、動作線更新処理の効力が及ぶ時間範囲は上述のものに限定されない。例えば、運転者の要求に応じて、或いはエンジン２００が停止する毎に、動作線はリセットされ初期状態（記憶部１００ｅの不揮発性領域に格納される制御マップ３０によって規定される状態）に復帰してもよい。
【００９４】
＜１−２−３−３：学習範囲の詳細＞
次に、図４を参照して、学習範囲について説明する。ここに、図４は、学習範囲の模式図である。尚、図４において、図３と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を省略することとする。また、動作線更新処理が行われる時点におけるエンジン２００の動作線は動作線Ｒであり、更にエンジン２００に対する要求出力は出力Ｐｉであるとする。従って、現時点における動作点は、動作線Ｒと等出力線Ｐｉとの交点である動作点Ｒｉであるとする。
【００９５】
図４において、学習範囲は網掛け表示されている。本実施形態においては、一の動作点（ここでは、動作点Ｒｉ）に対し予め学習範囲の大きさの最大値（最大学習範囲）が規定される。図４に示される学習範囲は、この最大学習範囲であり、制御マップ３０（即ち、座標平面）上で、ＷＯＴ（Wide Open Throttle）ライン、スロットル開度制限ライン、学習限界等出力線Ｐｌ及び学習限界等出力線Ｐｕによって囲まれた領域である。
【００９６】
ＷＯＴラインは、エンジン２００において、スロットルバルブ２１４の開度を全開にした場合に描かれるラインであり、制御マップ３０における動作点の設定可能領域の上限を規定するラインである。
【００９７】
スロットル開度制限ラインは、エンジン２００の出力値各々に対応する等出力線各々において、動作線を規定する動作点（例えば、燃費率の小さい動作点）を含む可能性が実質的にみて極めて低い領域を規定するラインであり、スロットルバルブ２１４の開度に対応付けられて設定されたラインである。ここで、「実質的にみて極めて低い」とは、例えば予め実験的に、経験的に、或いはシミュレーションなどの見地からエンジン２００の効率が高くなり得ないことが判明している、又は推定し得ることを表す概念である。
【００９８】
学習限界等出力線Ｐｌ及びＰｕは、夫々、等出力線Ｐｉよりも低い出力及び高い出力に対応する等出力線であり、その出力値は予めバッテリ５００の特性に基づいて規定される。
【００９９】
ハイブリッド車両２０全体としての出力を、要求出力に維持する際し簡単な手法の一は、等出力線上の点を動作点に設定することによってエンジン２００の出力を要求通りに制御することであるが、例えばそれ以外にも、モータジェネレータＭＧ２（ＭＧ１）を適宜使用してエンジン２００の出力を回生又はアシストすることによっても実現することができる。ここで、等出力線Ｐｉと学習限界等出力線Ｐｕとに挟まれた範囲（図５中、「回生範囲」）に属する点が動作点として設定された場合、エンジン２００は要求される以上の出力を出力するから、動作状態制御部１００ａは、モータジェネレータＭＧ２（ＭＧ１）を使用してバッテリ５００を充電することによって要求出力を維持する。一方、等出力線Ｐｉと学習限界等出力線Ｐｌとに挟まれた範囲（図５中「アシスト範囲」）に属する点が動作点として設定された場合、エンジン２００の出力は要求値よりも低くなるから、動作状態制御部１００ａは、モータジェネレータＭＧ２（ＭＧ１）を使用してエンジン２００の出力をアシストすることによって要求出力を維持する。即ち、学習限界等出力線Ｐｌ及びＰｕは、夫々、アシスト及び回生によって、ハイブリッド車両２０全体としての出力を要求出力（ここでは出力Ｐｉ）に維持することが可能となる範囲を規定する線である。本実施形態においては、これら各線（ライン）によって規定される範囲が最大学習範囲となり、後述する動作線更新処理においては、この最大学習範囲内で学習範囲が設定される。
【０１００】
＜１−２−３−４：動作線更新処理の詳細＞
次に、図５を参照して、動作線更新処理の詳細について説明する。ここに、図５は、動作線更新処理のフローチャートである。尚、動作線更新処理は、例えば、ハイブリッド車両２０の走行中に行われる処理である。
【０１０１】
図５において、動作線更新部１００ｄは、始めにハイブリッド車両２０の車速を車速センサ６００から取得すると共に、その値が所定値以上であるか否かを判別する（ステップＡ１１）。車速が所定値未満である場合（ステップＡ１１：ＮＯ）、動作線更新部１００ｄは動作線更新処理を終了する。
【０１０２】
図４に示すような最大学習範囲を常に適用した場合、ハイブリッド車両全体としての出力は維持することができるが、その反面、エンジン２００自体の回転数及びトルクは比較的大きい範囲まで変動する。このような変動は運転者にとっては不快なものとなり易く、運転を乱す要因となり易い。即ち、エンジン２００が効率良く動作することを阻害し易い。エンジン２００の回転数の変動は、騒音や振動となって現れ易く、エンジン２００のトルク変動は、振動となって現れ易い。従って、動作線更新処理を行う際には、騒音又は振動の状態に対応付けて、これら騒音又は振動が運転者に知覚されないような何らかの制限を設ける必要が生じる。
【０１０３】
ここではそのような状態を規定する要素として車速が使用される。車速が上昇すれば（即ち、速くなれば）、エンジン回転数及び振動は大きくなり易い。反対に、車速が低下すれば（即ち、遅くなれば）、エンジン回転数及び振動は小さくなり易い。従って、車速が高い領域では、比較的学習範囲は大きく設定されてよいし、車速が低い領域では、比較的学習範囲は小さく設定される。ステップＡ１１に係る処理はその一部であって、余りに車速が低い状態では、後述する燃費率学習処理を行うこと自体が不快感を招き易いことを考慮したものである。従って、車速の所定値は、このような概念に基づいて予め実験的に、経験的に、或いはシミュレーションなどによって決定されている。
【０１０４】
尚、ここでは、ハイブリッド車両における騒音又は振動の状態を規定する要素として車速を挙げているが、このような要素は、ハイブリッド車両の騒音又は振動の状態を規定し得る限りにおいてその種類及び数量ともに限定されるものではなく、例えば、エンジン２００の回転数、ハイブリッド車両２０のオーディオ音量、アクセルペダル２２６の操作頻度若しくは操作量又はハイブリッド車両２０が走行している路面の粗さなどであってもよい。更には、このような、騒音又は振動の状態と置換し得る何らかの要素ではなく、騒音又は振動を直接的又は間接的に計測して得られる値であってもよい。
【０１０５】
尚、このような場合、オーディオ音量は、車載オーディオ機器の制御信号から容易に特定可能であり、アクセルペダル２２６の操作頻度や操作量は、アクセルポジションセンサ２１６の出力信号から取得可能である。また、「路面の粗さ」とは、カーナビゲーションシステムなどの測位システムにより、悪路とみなし得る場所を走行している場合に然るべき情報が制御部１００に対し出力可能に構成されている場合には、そのような情報に基づいて容易に取得可能である。
【０１０６】
車速が所定値以上であった場合（ステップＡ１１：ＹＥＳ）、動作線更新部１００ｄは、車速が低速域であるか否かを判別する（ステップＡ１２）。本実施形態においては、上述した不快感或いは運転者へ与える違和感を排除するために、２種類の学習範囲を騒音又は振動の状態に応じて切替えている。ここで述べられる「低速域」とは、この切り替わりの閾値によって規定される領域であり、係る閾値は、予め実験的に、経験的に、或いはシミュレーションなどによって適切な値が与えられている。
【０１０７】
車速が低速域である場合（ステップＡ１２：ＹＥＳ）、動作線更新部１００ｄは、学習範囲設定部１００ｆを制御して、低速用学習範囲を設定する（ステップＡ１３）。一方、車速が低速域ではない場合（ステップＡ１２：ＮＯ）、動作線更新部１００ｄは、車速が高速域であるとして、学習範囲設定部１００ｆを制御して高速用学習範囲を設定する（ステップＡ１４）。
【０１０８】
ここで、図６を参照して、低速用及び高速用学習範囲について説明する。ここに、図６は、制御マップ３０における高速用及び低速用学習範囲の模式図である。尚、同図において、図４と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を省略することとする。
【０１０９】
図６において、動作点Ｒｉの周囲に、最大学習範囲（図６では図示略）よりも小さい範囲である低速用学習範囲と高速用学習範囲が設定されている。低速用学習範囲は高速用学習範囲よりも小さい範囲であり、高速用学習範囲よりも１０％程度小さい範囲となっている。
【０１１０】
尚、高速用学習範囲と低速用学習範囲との面積比は相互に最大学習範囲よりも小さい面積となる限りにおいて自由に決定されてよい。また、その形状も、動作線を更新するに際して有意である限りにおいて比較的自由に決定されてよい。低速用学習範囲と高速用学習範囲とは相互に全く異なる形状であってもよい。尚、本実施形態においては、低速及び高速の２つに場合分けされているが、学習範囲は、より多段階に変更されてもよい。
【０１１１】
図５に戻り、ステップＡ１３又はステップＡ１４において学習範囲が設定されると、動作線更新部１００ｄは、燃費率学習処理を実行する。
【０１１２】
ここで、図７を参照して、燃費率学習処理について説明する。ここに、図７は、燃費率学習処理のフローチャートである。
【０１１３】
図７において、動作線更新部１００ｄは、エンジン２００の動作点を、設定された学習範囲内で比較対象の一となる点に設定する（ステップＢ１１）。これに応じて、エンジン２００の制御状態は、動作状態制御部１００ａにより、この設定された動作点によって規定される動作状態に制御される。尚、燃費率学習処理が開始されて最初に訪れるステップＢ１１においては、その時点で等出力線Ｐｉ上で動作点として設定されている動作点（即ち、ここでは動作点Ｒｉ）が動作点として設定される。ここで、「比較対象の一となる動作点」とは、動作線の更新を行うための燃費率の比較対象となる動作点のうちの一つを指す。
【０１１４】
次に、燃費率算出部１００ｃが、設定された動作点におけるエンジン２００の燃費率を算出する（ステップＢ１２）。燃費率は、エンジン２００の単位電力量当りの燃料噴射量である。従って、インジェクタ２０７の燃料噴射量を、エンジン２００の出力値（ｋＷ）から算出される電力量（ｋＷｈ）で除算したものと等価である。
【０１１５】
燃料噴射量は、動作状態制御部１００ａが、エンジン２００の回転数及び負荷率から記憶部１００ｅの不揮発性領域に格納される基本噴射量マップに基づいて決定する基本噴射量に対して更に様々な補正を行った結果として得られる。燃費率算出部１００ｃは、この燃料噴射量を動作状態制御部１００ａから取得する。
【０１１６】
一方、トルク算出部１００ｂは、モータジェネレータＭＧ１を介して検出されるエンジン２００のトルク反力からエンジン２００のトルクを算出する。燃費率算出部１００ｃは、この算出されたトルクを取得すると共に、クランクポジションセンサ２１８の出力値に基づいて算出されるエンジン２００の回転数を動作状態制御部１００ａから取得して、これらの値からエンジン２００の出力を算出する。
【０１１７】
燃費率算出部１００ｃは、このエンジン２００における燃料噴射量とエンジン２００の出力とに基づいて、現在設定されている動作点における燃費率を算出する。
【０１１８】
一の動作点について燃費率が算出されると、動作線更新部１００ｄは、動作点情報を記憶部１００ｅの揮発性領域に記憶する（ステップＢ１３）。ここで、動作点情報とは、算出された燃料消費率が制御マップ３０における動作点の位置情報と対応付けられてなる情報である。即ち、動作点情報とは、本発明に係る「学習結果」の一例である。
【０１１９】
動作点情報が記憶されると、動作線更新部１００ｄは、設定対象動作点のうち、未学習の点が有るか否かを判別する（ステップＢ１４）。設定対象動作点とは、学習範囲内の点であって、今回の燃費率学習処理において燃料消費率を算出する必要があると認められる点を指す。例えば、過去に同様な条件で燃料消費率が算出されている点であれば、その時の動作点情報を参照することによって足りる場合もあるので、このような点は必ずしも設定対象動作点に含めずとも良い。但し、動作線を比較的正確に更新する要求がある場合には、学習範囲内において適当な密度で満遍なく設定対象動作点を設定し、それらの全てについて燃費率の学習を行ってもよい。
【０１２０】
未学習の設定対象動作点が有る場合（ステップＢ１４：ＹＥＳ）、動作線更新部１００ｄは、処理を再びステップＢ１１に戻し、学習範囲内で動作点を設定する。以下、ステップＢ１１からステップＢ１４に至る処理が繰り返される。
【０１２１】
設定対象動作点全てについて学習が終了した（燃費率が算出された）場合（ステップＢ１４：ＮＯ）、燃費率学習処理は終了する。
【０１２２】
再び、図５に戻り、燃費率学習処理が終了すると、動作線更新部１００ｄは、燃費率学習処理において記憶された動作点情報に基づいて動作線を更新する（ステップＡ１５）。
【０１２３】
本実施形態において、動作線は、基本的に動作線を規定する動作点が個々の等出力線上における燃費率最小動作点となるように更新される。従って、動作点情報各々の相対比較に基づいて、等出力線（特に、等出力線Ｐｉ）上の燃費率最小動作点が確定した場合に動作線が更新される。但し、等出力線Ｐｉ上で、動作点Ｒｉよりも燃費率が小さい点が低い点が確定しているならば、その点が燃費率最小動作点であるか否かによらず、動作点を更新し、動作線を更新してもよい。また、他の出力においても動作線の更新が可能であると判断されるならば、適宜動作線は更新されてよい。また、動作線の更新の際、他のタイミングで行われた動作線更新処理における動作点情報を参照して、総合的に動作線の更新を行ってもよい。動作線の更新は、燃費率の学習結果に基づいており、エンジン２００を効率良く動作させ得る限りにおいて、どのような判断基準に基づいてなされてもよい。
【０１２４】
動作線の更新が終了すると、動作線更新処理は終了する。
【０１２５】
このように、本実施形態に係るハイブリッドシステム１０によれば、運転者に違和感又は不快感を与えないように動作線を更新することができる。従って、エンジン２００を効率良く動作させることが可能となるのである。
＜２：第２実施形態＞
上述した第１実施形態は、運転者へ違和感及び不快感を与えないために、騒音又は振動の状態に応じて学習範囲が段階的に変更された。然るに、このような学習範囲の変更の態様はこれに限定されない。ここで、図８を参照して、このような本発明の第２実施形態について説明する。ここに、図８は、本発明の第２実施形態に係る動作線更新処理のフローチャートである。尚、同図において、図６と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を省略することとする。
【０１２６】
図８において、動作線更新部１００ｄは、車速センサ６００によって計測されるハイブリッド車両２０の車速に応じて、学習範囲を設定する（ステップＣ１１）。
【０１２７】
ここで、図９を参照して、このようにして設定される第２実施形態に係る学習範囲について説明する。ここに、図９は、第２実施形態に係る学習範囲の模式図である。尚、同図において、図６と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１２８】
図９において、網掛け表示される学習範囲は、両方向に向いた矢線が示す通り、ハイブリッド車両における騒音又は振動の状態に応じて連続的に変化する。ここで「連続的」とは、例えば、騒音又は振動の状態に対し、基本となる学習範囲からの拡大率又は縮小率が比較的綿密に或いは連動して決定されることを指し、第１実施形態において、騒音又は振動の状態に対応する学習範囲を無数に設定しておくことに対応するものである。実際には、予め学習範囲を無数に設定しておくことは非効率であるから、このように連続的に学習範囲を拡大又は縮小可能に構成されている態様は有益である。尚、ここでは、騒音又は振動の状態が車速のみによって規定されているが、例えば、前述したようにエンジン回転数やオーディオ音量など複数の要素が絡み合う場合、学習範囲を運転者に違和感などを与えずに出来る限り拡大する要請から言えば、予め学習範囲を設定しておくことは難しく、本実施形態のように数値演算的に学習範囲が決定された方がよい。
【０１２９】
ステップＣ１１により学習範囲が設定されると、前述の燃費率学習処理が行われ、ステップＡ１５に係る動作線の更新が行われて本実施形態に係る動作線更新処理が終了する。
【０１３０】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の内燃機関制御装置及び方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るハイブリッドシステムのブロック図である。
【図２】図１のハイブリッドシステムにおけるエンジンの半断面システム系統図である。
【図３】図１のハイブリッドシステムにおける制御マップの模式図である。
【図４】図１のハイブリッドシステムにおける学習範囲の模式図である。
【図５】図１のハイブリッドシステムにおける動作線更新処理のフローチャートである。
【図６】図５の処理において設定される低速用学習範囲及び高速用学習範囲の模式図である。
【図７】図５の動作線更新処理における燃費率学習処理のフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態に係る動作線更新処理のフローチャートである。
【図９】図８の処理において設定される学習範囲の模式図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１０…ハイブリッドシステム、１１…ハイブリッドシステム、２０…ハイブリッド車両、２１…伝達機構、２２…車輪、３０…制御マップ、３１…制御マップ、１００…制御装置、２００…エンジン、ＭＧ１…モータジェネレータ、ＭＧ２…モータジェネレータ、３００…動力分割機構、４００…インバータ、５００…バッテリ、５１０…ＳＯＣセンサ、６００…車速センサ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源として内燃機関及びモータジェネレータを備えるハイブリッド車両において内燃機関の動作状態を制御する、ハイブリッド車両の内燃機関制御装置及び方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として、特許文献１に開示された車両の駆動力制御装置（以下、「従来の技術」と称する）がある。従来の技術によれば、ハイブリッド車において、予め設定された最適燃費線に基づいてエンジンの動作状態が制御されるため、目標となるエンジン回転数に応じて、燃料消費率が最小となるようなエンジントルクを求めることが可能であるとされている。
【０００３】
尚、ハイブリッド車において、駆動パワー要求値に対し、予め記憶されたエンジン特性マップより最適効率点となる動作点を取得し、この動作点が維持されるようにスロットル開度を制御する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、ハイブリッド車において、消費電力と蓄電状態とに基づいて、運転領域全体でエンジンの燃料消費率が最小となるように内燃機関及び電動機の動作状態を制御する技術も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
更に、ディーゼルエンジンにおいて、燃料の噴射量と走行距離から瞬間的な燃料消費率を算出する技術も提案されている（例えば、特許文献４又は５参照）。
【０００６】
他方、この種のハイブリッド車両に限らず車両一般について、内燃機関の騒音や振動を低減する技術が、各種提案されている（例えば、特許文献６及び非特許文献１及び２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１７９３７１号公報
【特許文献２】特開平１０−９８８０３号公報
【特許文献３】特開２００２−１７１６０４号公報
【特許文献４】特開平８−３３４０５２号公報
【特許文献５】特開平８−３３４０５１号公報
【特許文献６】特開２００３−１４８１１４号公報
【非特許文献１】実登２５７２６４４号公報
【非特許文献２】実開平３−６７２４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
内燃機関における最適燃費線は、例えば大気圧や湿度などの環境条件によって変化する。然るに、従来の技術においてはこのような変化が考慮されていない為、予め設定された最適燃費線に基づいて燃料消費率が最小となるように内燃機関を動作させても、効率が相対的に劣化し燃料が無駄に消費されることがある。
【０００９】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、ハイブリッド車両を効率良く動作させ得るハイブリッド車両の内燃機関制御装置及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置は、動力源としてモータジェネレータ及び内燃機関を備えるハイブリッド車両において、前記内燃機関を制御するハイブリッド車両の内燃機関制御装置であって、前記内燃機関のトルクを特定するトルク特定手段と、該特定されたトルク、前記内燃機関の回転数及び前記内燃機関における燃料噴射量に基づいて、前記内燃機関における瞬間的な燃料消費率を算出する燃料消費率算出手段と、前記トルク及び前記回転数を夫々第１軸及び第２軸とする座標平面上で前記燃料消費率の学習を行うための学習範囲を、前記ハイブリッド車両における騒音又は振動の状態に応じて設定する学習範囲設定手段と、前記設定された学習範囲内において前記学習を行うと共に、該学習の結果に基づいて前記座標平面上で予め設定される動作線の更新を行う動作線更新手段と、前記更新が行われた動作線に従って前記内燃機関の動作状態を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明におけるモータジェネレータは、バッテリから供給される電気エネルギを機械エネルギに変換することによって、電動機として動作する機能と、機械エネルギを電気エネルギに変換することによって、例えばバッテリ等に電力を供給する発電機として動作する機能とを有する。尚、モータジェネレータは予め、主として電動機（モータ）として使用されるモータジェネレータと、主として発電機（ジェネレータ）として使用されるモータジェネレータの二種類搭載されていてもよい。このような内燃機関とモータジェネレータとを具備する本発明に係るハイブリッド車両においては、モータジェネレータによって適宜内燃機関の動力をアシストすることが可能な所謂パラレル方式の制御が好適に行われる。
【００１２】
本発明における「内燃機関」とは、燃料の燃焼を動力に変換する機関を総称するが、好適にはガソリン、ディーゼル、ＬＰＧ等を燃料とするエンジンなどを指す。
【００１３】
内燃機関には予め動作線が設定されている。ここで、本発明における「動作線」とは、内燃機関のトルク及び内燃機関の回転数を夫々第１軸及び第２軸とする座標平面上で内燃機関の動作状態を規定する線であり、予め内燃機関の出力値に対応付けられた複数の点によって規定される、好適にはこれら複数の点を繋げて得られる線を表す。これら動作線を規定する個々の点は、対応関係にある内燃機関の出力値において燃料消費率（以下、適宜「燃費率」と称する）が小さくなる、即ち効率が大きくなるトルクと回転数との組み合わせを表す点として設定されている。好適には、内燃機関の出力値毎に、この燃料消費率が最も小さくなる点、即ち効率が最も大きくなる点（燃費率最小動作点）として設定されている。本発明に係る動作点設定手段は、例えばこの動作線上で（即ち、好適には動作線を規定する複数の点の中から）、内燃機関に要求される出力に対応する点を動作点として設定する。そして、制御手段が、内燃機関の動作状態を係る設定された動作点によって規定される状態に制御している。
【００１４】
ここで特に、燃費率最小動作点は、例えば、大気圧、湿度、或いは内燃機関の燃料性状などに応じて若干、或いは明らかに変化する。従って、従来の技術の如く、動作線が予め設定された固定な動作線であれば、内燃機関は燃料消費率が最小とならない動作点で使用される場合が生じ得る。
【００１５】
そこで、本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置（以下、適宜「内燃機関制御装置」と称する）によれば、以下に説明する如く動作線の更新が可能となっている。即ち、本発明に係る内燃機関制御装置によれば、その動作時には、先ずトルク特定手段により内燃機関のトルクが特定される。更に、燃料消費率算出手段により、この特定されたトルク、内燃機関の回転数及び内燃機関の燃料噴射量に基づいて内燃機関の瞬間的な燃料消費率が算出される。
【００１６】
本発明における「トルク特定手段」とは、例えば、直接的又は間接的に内燃機関のトルクを測定又は検出する態様を有していてもよいし、これら測定又は検出されたトルクを単に電気信号として数値的に取得する態様を有していてもよいし、或いは、直接的又は間接的に測定又は検出された、トルク又はトルクとの関連性を有する何らかの物理量、電気量、又は化学量からトルクを数値演算的に算出する態様を有していてもよく、最終的に内燃機関のトルクを特定可能である限りにおいてその態様は自由に決定されてよい趣旨である。尚、直接的又は間接的にトルクを測定又は検出する際には、例えば公知である接触式又は非接触式のトルクセンサが使用されてもよい。尚、ハイブリッド車両が、ハイブリッド車両に備わるモータジェネレータによって、内燃機関のトルクを所謂トルク反力と称される形で検出することが可能に構成されている場合には、トルクセンサ等を別個に設ける必要はなく極めて効率的である。
【００１７】
本発明における「燃料消費率」とは、内燃機関における単位電力量（例えば、単位はｋＷｈ）当りの燃料噴射量を表す指標値である。また、本発明における「内燃機関の効率（又は単に効率）」とは、この燃料消費率の逆数であり、単位燃料噴射量当りの電力量を表す指標値である。従って、「効率が良い」とは燃料消費率が相対的に小さいことを表す。
【００１８】
尚、内燃機関の出力（即ち、電力）は、内燃機関のトルクと回転数との積に比例する。また、「瞬間的な」とは、予め定められた条件下において、固定又は可変である所定種類の周期毎に訪れる時刻に、或いは全く任意の時刻において燃料消費率を算出することが可能であることを表す趣旨である。
【００１９】
動作線更新手段は、学習範囲設定手段によって設定された学習範囲内で係る燃費率の学習を行うと共に、係る学習の結果に基づいて動作線の更新を行う。
【００２０】
ここで、「学習範囲」とは、動作線を規定する前述の座標平面における範囲であり、学習範囲設定手段により適宜設定される。学習範囲は、係る座標平面内の範囲である限りにおいて基本的に如何なる形状の範囲であってもよい。例えば、内燃機関の出力を一定値に維持した時に得られる等出力線のような１次元の範囲であってもよいし、円形や四角形、或いはそれらを組み合わせた不定形状を有する２次元の範囲であってもよい。係る座標平面は、内燃機関のトルク及び回転数によって規定される平面であるから、このように設定された学習範囲内には、係るトルク及び回転数の組み合わせを表す複数の点が含まれることになる。
【００２１】
本発明に係る「燃費率の学習」とは、このような学習範囲内で規定される少なくとも一つの点について、その点を動作点として設定した場合に算出される燃料消費率を記憶すると共に、一定の或いは不定のタイミングで係る記憶の内容を更新していく処理を指す。但し、燃料消費率が算出された全ての点についてこのような記憶がなされなくともよい。例えば、このような学習処理を繰り返すことによって、座標平面における内燃機関の燃費率の分布は一定の或いは不定のタイミング毎に書き換わることになる。
【００２２】
動作線更新手段は、この学習の結果に基づいて動作線の更新を行うのであるが、学習の結果を如何に反映して動作線の更新を行うかについては、最終的に内燃機関を効率良く動作させ得る限りにおいて自由に決定されてよい。例えば、学習の結果、内燃機関のある出力について、現在設定されている動作点よりも燃費率を小さくし得る点を特定可能であるならば、動作線を規定する点を係る点に更新することによって、動作線を更新してもよい。或いは、学習の結果、内燃機関のある出力について、燃費率最小動作点を特定可能であるならば、動作線を規定する点を係る点に更新することによって、動作線を更新してもよい。また、他のタイミングで行われた他の学習範囲における学習結果を適宜反映して、動作線の更新を行ってもよい。学習結果をどのように動作線の更新に反映するかについては、例えば予め実験的、経験的、或いはシミュレーションなどによって、そのルーチンが規定されていてもよい。本発明に係る内燃機関制御装置によれば、このように動作線の更新が行われることによって、内燃機関は最も効率の良い、或いは比較的に効率の良い状態を維持することが可能である。
【００２３】
一方で、学習範囲内で燃費率の学習を行う場合、座標平面上で燃費率算出のために一時的に動作点として設定される点の位置に応じて、内燃機関の回転数又はトルクは変動する。即ち、燃費率の学習が行われている期間においては、その規模の大小によらず、内燃機関の動作状態は変化する。このような変化は、例えばハイブリッド車両の運転者により、騒音又は振動として、夫々聴覚的又は体感的に知覚される所となるが、係る変化が余りに大きい場合、運転者はその変化を違和感として認識する可能性がある。例えば、運転者はハイブリッド車両を定常走行（速度変化の少ない走行）させているつもりでも、内燃機関の回転数が急上昇したり、或いはトルク変動によるドライバビリティの悪化が生じたりする。
【００２４】
このような違和感は不安感及び不快感を招き易く、総じて運転を乱す要因となり易い。また、ハイブリッド車両が故障したと感じた運転者が車両を停止させたり、アクセルペダルを不要に踏み込んだりすることもある。即ち、総体的に見て、運転者に与える違和感は内燃機関の効率的な動作を阻害し易い。
【００２５】
そこで、本発明に係る内燃機関制御装置においては特に、学習範囲設定手段が、ハイブリッド車両における騒音又は振動の状態に応じて学習範囲を設定している。
【００２６】
ここで、本発明における「騒音又は振動」とは、車室内で発生する騒音、ハイブリッド車両の各部位で発生し車室内に侵入する騒音若しくはハイブリッド車両外部から車室内に侵入する騒音又は路面から伝達される振動、自然環境に起因して発生する振動若しくはハイブリッド車両の各部位で発生して車室内に伝達される振動などを含み、運転者や同乗者など、主としてハイブリッド車両の車室内の人間に対し、何らかの物理的な振動（音も含む）として知覚され得る事象を広く規定する概念である。
【００２７】
尚、騒音と振動とは全く個別な概念ではない。例えば、機械的な振動には少なからず騒音を伴う場合が多いし、音とは空気の振動であるから、そのような意味では、「騒音又は振動」とは、ハイブリッド車両内外で発生し車室内で知覚され得る物理的振動と言い換えることも出来る。
【００２８】
本発明における「騒音又は振動の状態」とは、騒音又は振動の直接的又は間接的な計測値そのもの、或いはこれらと何らかの関連性を有する指標値、例えば、内燃機関の回転数や車速などを指す。
【００２９】
ここで、「騒音又は振動の状態に応じて学習範囲を設定する」とは、学習範囲を、このような騒音又は振動によって燃費率学習に起因する内燃機関の回転数の変動又はトルク変動が隠蔽され得る、或いは運転者に知覚され辛くなり得る範囲として設定することを指す。例えば、騒音又は振動が大きい場合には比較的大きい学習範囲が、また、騒音又は振動が小さい場合には比較的小さい学習範囲が、夫々設定されること指す。
【００３０】
即ち、本発明に係る内燃機関制御装置によれば、学習範囲設定手段の作用によって、運転者に違和感を与えない程度に、常に最適な学習範囲を設定することが可能となっている。従って、総合的に見て、内燃機関を効率良く動作させることが可能となっている。
【００３１】
以上の結果、本発明に係る内燃機関制御装置によれば、学習実施の際に運転者に与える違和感を低減しつつ、ハイブリッド車両において内燃機関を効率良く動作させることが可能となる。
【００３２】
本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置の一の態様では、前記騒音又は振動の状態は、前記内燃機関の回転数、前記ハイブリッド車両における車速、アクセルペダル操作量、アクセルペダル操作頻度及びオーディオ機器の音量並びに前記ハイブリッド車両の走行時における路面の粗さを表す指標値のうち少なくとも一つによって規定される。
【００３３】
ここに述べられる各要素と、ハイブリッド車両の騒音又は振動の状態とは概ね比例する関係にある。例えば、内燃機関の回転数の上昇に伴って騒音及び振動はいずれも増加する。車速の上昇に伴って騒音は増加する。アクセルペダルの操作量が増えれば内燃機関の回転数が上昇するから騒音及び振動が増加する。アクセルペダルの操作頻度が高ければ振動が生じ易い。オーディオ音量は騒音に直結する。或いは路面の粗さは振動に直結する。
【００３４】
この態様によれば、上記したような、ハイブリッド車両の騒音又は振動の状態と比較的深い関係を有する要素によって、本発明に係る騒音又は振動の状態が規定されるから、学習を極めて効率良く行うことができ、動作線を一層効率良く更新することが可能となる。
【００３５】
尚、ここで述べられる「路面の粗さを表す指標値」とは、例えば、タイヤや駆動系に配設された振動計測手段の出力値、又はそれから派生的に導かれる何らかの数値若しくは情報を指す。また、ハイブリッド車両がカーナビゲーションシステムなどの測位システムを搭載しており、それらにより提供される位置情報によって路面の粗さが特定或いは推定可能である場合には、そのような位置情報から生成された路面の粗さに対応する数値又は情報であってもよい。
【００３６】
また、ハイブリッド車両の車速は、例えば車速センサにより、アクセルペダルの操作量及び操作頻度は、例えばアクセルポジションセンサにより、オーディオ音量は、例えば、オーディオ機器における、ツマミなど音量制御手段の操作量により夫々容易に取得することが可能である。無論、他の方法でこれらが特定或いは推定されてもよい。
【００３７】
本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置の他の態様では、前記学習範囲設定手段は、前記動作線において前記内燃機関の出力値に対応する点を含むように前記学習範囲を設定する。
【００３８】
この態様によれば、学習範囲が、動作線において内燃機関の出力値に対応する点を含むように設定されるので、燃費率の学習に要する負荷を比較的に軽減することが可能である。また、燃費率の学習時における内燃機関の回転数及びトルクの変動量も比較的少なくて済むため、効率良く動作線の更新を行うことが可能である。
【００３９】
本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置の他の態様では、前記動作線更新手段は、前記騒音又は振動の状態に応じて前記学習を行うべきか否かを判定すると共に、前記学習を行うべきと判定した場合に、前記設定された学習範囲内における学習を行う。
【００４０】
この態様によれば、動作線更新手段は、騒音又は振動の状態に応じて学習を行うべきか否かを判定し、学習を行うべきと判定した場合に学習を行う。言い換えれば、学習を行うべきではないと判定された場合には、学習を中止或いは中断することが可能に構成されている。
【００４１】
ここで、「学習を行うべきか否か」の判定は、運転者に違和感を与える可能性が有るか否かという判定基準に基づいてなされる。例えば、前述した内燃機関の回転数やハイブリッド車両の車速について、学習の可否が閾値として設定されており、係る閾値との比較に基づいて係る判定がなされる。この際、例えば、騒音や振動が小さい状況（例えば、低速で巡航している状況など）では、学習自体がその学習範囲の大小によらず違和感を与える要因となり得るから、学習を行うべきではないと判定されてもよい。尚、このような判定基準或いは閾値は、予め実験的に、経験的に、或いはシミュレーションなどに基づいて、適切に設定されていてもよい。
【００４２】
この態様によれば、単に学習範囲を拡大又は縮小させるに加え、学習自体の可否も選択することが可能であるから、一層運転者に違和感を与える可能性が低減され、内燃機関を効率良く動作させることが可能となる。
【００４３】
本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置の他の態様では、前記学習範囲設定手段は、前記騒音又は振動の状態に応じて段階的に前記学習範囲を拡大又は縮小する。
【００４４】
ここで述べられる「段階的」とは、騒音又は振動の状態における適当な範囲毎に予め適切な学習範囲が割り当てられている、或いは適切な学習範囲が複数の選択肢の中から割り当てられる態様を含み、学習範囲が比較的に見て粗く変化することを表す概念である。従って、例えば、座標平面において、基準となる学習範囲が内燃機関のトルク及び回転数に夫々対応付けられて設定されており、騒音又は振動の状態が係る基準を規定する状態から変化した際に、その変化の規模に応じて、基準となる範囲の大きさに比較的離散的な変化率が乗じられることによって学習範囲が決定されてもよい。或いは、学習範囲は、予め比較的大きい学習範囲と、比較的小さい学習範囲の二つ用意されており、それらが適宜切替えられることによって設定されてもよい。
【００４５】
この態様によれば、騒音又は振動の状態に応じて、適度に効果的な学習範囲を設定しつつ、学習範囲設定手段及び動作線更新手段の処理負荷を軽減することも可能となる。
【００４６】
本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置の他の態様では、前記学習範囲設定手段は、前記騒音又は振動の状態に応じて連続的に前記学習範囲を拡大又は縮小する。
【００４７】
ここで述べられる「連続的」とは、学習範囲が比較的に見て細かく変化することを表す概念であり、例えば、前述した段階的に変化する態様において、基準となる範囲の大きさに比較的連続的な変化率が乗じられることによって学習範囲が決定されることに対応している。この態様によれば、騒音又は振動の状態に応じて常に適切な学習範囲を設定することが可能となって、内燃機関を極めて効率良く動作させることが可能となる。
【００４８】
上述した課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御方法は、動力源としてモータジェネレータ及び内燃機関を備えるハイブリッド車両において、前記内燃機関を制御するハイブリッド車両の内燃機関制御方法であって、前記内燃機関のトルクを特定するトルク特定工程と、該特定されたトルク、前記内燃機関の回転数及び前記内燃機関における燃料噴射量に基づいて、前記内燃機関における瞬間的な燃料消費率を算出する燃料消費率算出工程と、前記トルク及び前記回転数を夫々第１軸及び第２軸とする座標平面上で前記燃料消費率の学習を行うための学習範囲を、前記ハイブリッド車両における騒音又は振動の状態に応じて設定する学習範囲設定工程と、前記設定された学習範囲内において前記学習を行うと共に、該学習の結果に基づいて前記座標平面上で予め設定される動作線の更新を行う動作線更新工程と、前記更新が行われた動作線に従って前記内燃機関の動作状態を制御する制御工程とを具備することを特徴とする。
【００４９】
本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御方法によれば、その動作時には、上述した本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置における動作を実現する各工程により、本発明に係るハイブリッド車両の内燃機関制御装置と同様の効果を得ることが可能である。
【００５０】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態により明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下、図面を参照して本発明の好適な各種実施形態について説明する。
＜１：第１実施形態＞
＜１−１：実施形態の構成＞
＜１−１−１：ハイブリッドシステムの構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るハイブリッドシステム１０の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッドシステム１０のブロック図である。
【００５２】
図１において、ハイブリッドシステム１０は、制御装置１００、エンジン２００、モータジェネレータＭＧ１、モータジェネレータＭＧ２、動力分割機構３００、インバータ４００、バッテリ５００、及び車速センサ６００を備え、ハイブリッド車両２０を制御するシステムである。
【００５３】
制御装置１００は、動作状態制御部１００ａ、トルク算出部１００ｂ、燃費率算出部１００ｃ、動作線更新部１００ｄ、記憶部１００ｅ及び学習範囲設定部１００ｆを備えると共に、ハイブリッドシステム１０の動作全体を制御する、例えばＥＣＵ（Engine Controlling Unit）等の制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の内燃機関制御装置」の一例として機能する。
【００５４】
動作状態制御部１００ａは、エンジン２００、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２各々の動作状態を制御することが可能に構成された、本発明に係る「制御手段」の一例である。
【００５５】
トルク算出部１００ｂは、エンジン２００のトルクを算出することが可能に構成された、本発明に係る「トルク特定手段」の一例である。
【００５６】
燃費率算出部１００ｃは、エンジン２００の燃料消費率を算出することが可能に構成された、本発明に係る「燃料消費率算出手段」の一例である。
【００５７】
動作線更新部１００ｄは、記憶部１００ｅに格納される制御プログラムに従って、本発明に係る「動作線の更新」の一例たる動作線更新処理を実行することが可能に構成された、本発明に係る「動作線更新手段」の一例である。尚、動作線更新処理については後述する。
【００５８】
記憶部１００ｅは、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）などで構成された不揮発性記憶領域と、ＲＡＭ（Random Access Memory）などで構成された揮発性記憶領域を有する記憶媒体である。記憶部１００ｅにおいて、不揮発性領域には、予め定められた各種制御プログラムや、後述する制御マップなどが格納されている。また、揮発性領域には、後述する動作線更新処理或いは燃費率学習処理が行われた際の諸情報が適宜記憶される。
【００５９】
学習範囲設定部１００ｆは、後述する動作線更新処理における学習範囲を設定することが可能に構成された、本発明に係る「学習範囲設定手段」の一例である。
【００６０】
エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両２０の主たる動力源として機能する。尚、エンジン２００の詳細な構成については後述する。
【００６１】
モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「モータジェネレータ」の一例であり、バッテリ５００を充電するための発電機として、或いはエンジン２００の駆動力をアシストする電動機として機能するように構成されている。
【００６２】
モータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る「モータジェネレータ」の他の一例であり、エンジン２００の出力をアシストする電動機として、或いはバッテリ５００を充電するための発電機として機能するように構成されている。
【００６３】
尚、これらモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。但し、他の形式のモータジェネレータであっても構わない。
【００６４】
動力分割機構３００は、図示せぬサンギア、プラネタリキャリア、ピニオンギア、及びリングギアを備えた遊星歯車機構である。これら各ギアのうち、内周にあるサンギアの回転軸はモータジェネレータＭＧ１に連結されており、外周にあるリングギアの回転軸は、モータジェネレータＭＧ２に連結されている。サンギアとリングギアの中間にあるプラネタリキャリアの回転軸はエンジン２００に連結されており、エンジン２００の回転は、このプラネタリキャリアと更にピニオンギアとによって、サンギア及びリングギアに伝達され、エンジン２００の動力が２系統に分割されるように構成されている。ハイブリッド車両２０において、リングギアの回転軸は、ハイブリッド車両２０における伝達機構２１に連結されており、この伝達機構２１を介して車輪２２に駆動力が伝達される。
【００６５】
インバータ４００は、バッテリ５００から取り出した直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ５００に供給することが可能に構成されている。
【００６６】
バッテリ５００はモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２を駆動するための電源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。バッテリ５００には、バッテリ５００の残容量を検出するＳＯＣセンサ５１０が設置されており、制御装置１００と電気的に接続されている。
【００６７】
車速センサ６００は、ハイブリッド車両２０の速度を検出するセンサであり、制御装置１００と電気的に接続されている。
【００６８】
＜１−１−２：エンジンの詳細構成＞
次に、図２を参照して、エンジン２００の詳細な構成をその基本的な動作と共に説明する。ここに、図２は、エンジン２００の半断面システム系統図である。
【００６９】
図２において、エンジン２００は、シリンダ２０１内において点火プラグ２０２により混合気を爆発させると共に、爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクションロッド２０４を介してクランクシャフト２０５の回転運動に変換することが可能に構成されている。以下に、エンジン２００の要部構成を説明する。
【００７０】
シリンダ２０１内における燃料の燃焼に際し、外部から吸入された空気は吸気管２０６を通過し、インジェクタ２０７から噴射された燃料と混合されて前述の混合気となる。インジェクタ２０７には、燃料（ガソリン）が燃料タンク２２３からフィルタ２２４を介して供給されており、インジェクタ２０７は、この供給される燃料を、制御装置１００の制御に従って吸気管２０６内に噴射することが可能に構成されている。尚、燃料タンク２２３には、燃料残量を検出するための燃料センサ２２５が設置されている。
【００７１】
シリンダ２０１内部と吸気管２０６とは、吸気バルブ２０８の開閉によって連通状態が制御されている。シリンダ２０１内部で燃焼した混合気は排気ガスとなり吸気バルブ２０８の開閉に連動して開閉する排気バルブ２０９を通過して排気管２１０を介して排気される。
【００７２】
吸気管２０６上には、クリーナ２１１が配設されており、外部から吸入される空気が浄化される。クリーナ２１１の下流側（シリンダ側）には、エアフローメータ２１２が配設されている。エアフローメータ２１２は、ホットワイヤー式と称される形態を有しており、吸入された空気の質量流量を直接測定することが可能に構成されている。吸気管２０６には更に、吸入空気の温度を検出するための吸気温センサ２１３が設置されている。
【００７３】
吸気管２０６におけるエアフローメータ２１２の下流側には、シリンダ２０１内部への吸入空気量を調節するスロットルバルブ２１４が配設されている。
【００７４】
このスロットルバルブ２１４にはスロットルバルブモータ２１７とスロットルポジションセンサ２１５が配設されている。一方、アクセルペダル２２６の踏込み量は、アクセルポジションセンサ２１６を介しＥＣＵ１００に入力されており、ＥＣＵ１００からアクセルポジションセンサ２１６の出力に対応するスロットルバルブ開度がスロットルバルブモータ２１７に出力され、吸入空気量が制御されている。
【００７５】
クランクシャフト２０５近傍には、クランクシャフト２０５の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２１８が設置されている。クランクポジションセンサ２１８は、クランクシャフト２０５の位置を検出することが可能に構成されたセンサであり、制御部１００は、クランクポジションセンサ２１８の出力信号に基づいてピストン２０３の位置及びエンジン２００の回転数などを取得することが可能に構成されている。このピストン２０３の位置は、前述した点火プラグ２０２における点火時期の制御などに使用される。点火プラグ２０２における点火時期は、例えば、ピストン２０３の位置に対応付けられて予め設定される基本値に対し遅角又は進角制御される。
【００７６】
また、シリンダ２０１を収容するシリンダブロックには、エンジン２００のノック強度を測定することが可能なノックセンサ２１９が配設されており、係るシリンダブロック内のウォータージャケット内には、エンジン２００の冷却水温度を検出するための水温センサ２２０が配設されている。
【００７７】
排気管２１０には、三元触媒２２２が設置されている。三元触媒２２２は、エンジン２００から排出されるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を夫々浄化することが可能な触媒である。排気管２１０における三元触媒２２２の上流側には、空燃比センサ２２１が配設されている。空燃比センサ２２１は、排気管２１０から排出される排気ガスから、エンジン２００の空燃比を検出することが可能に構成されている。
【００７８】
＜１−２：実施形態の動作＞
＜１−２−１：ハイブリッドシステムの基本動作＞
図１のハイブリッドシステム１０においては、主として発電機として機能するモータジェネレータＭＧ１と、主として電動機として機能するモータジェネレータＭＧ２と、エンジン２００とのそれぞれの駆動力配分が動作状態制御部１００ａ及び動力分割機構３００により制御されてハイブリッド車両２０の走行状態が制御される。以下に、幾つかの状況に応じたハイブリッドシステム１０の動作について説明する。
【００７９】
＜１−２−１−１：始動時＞
例えば、ハイブリッド車両２０の始動時においては、バッテリ５００の電気エネルギを用いて駆動されるモータジェネレータＭＧ１が電動機として機能する。この動力によって、エンジン２００がクランキングされエンジン２００が始動する。
【００８０】
＜１−２−１−２：発進時＞
発進時には、バッテリ５００の蓄電状態に応じて２種類の態様を採り得る。バッテリ５００の蓄電状態は、ＳＯＣセンサ５１０の出力信号に基づいて動作状態制御部１００ａによって把握されている。例えば、通常の（即ち、ＳＯＣが良好な）発進時においては、モータジェネレータＭＧ１によってバッテリ５００を充電する必要は生じないため、エンジン２００は暖機のためだけに始動し、ハイブリッド車両２０は、モータジェネレータＭＧ２による駆動力により発進する。一方、蓄電状態が良好ではない（即ち、ＳＯＣが低下している）場合、エンジン２００の動力によりモータジェネレータＭＧ１が発電機として機能し、バッテリ５００が充電される。
【００８１】
＜１−２−１−３：軽負荷走行時＞
例えば、低速走行や緩やかな坂を下っている場合には、比較的エンジン２００の効率が悪い為、エンジン２００は停止され、ハイブリッド車両２０は、モータジェネレータＭＧ２による駆動力のみで走行する。尚、この際、ＳＯＣが低下していれば、エンジン２００はモータジェネレータＭＧ１を駆動するために始動し、モータジェネレータＭＧ１によりバッテリ５００の充電が行われる。
【００８２】
＜１−２−１−４：通常走行時＞
エンジン２００の効率が比較的良好な運転領域においては、ハイブリッド車両２０は主としてエンジン２００の動力によって走行する。この際、エンジン２００の動力は、動力分割機構３００によって２系統に分割され、一方は、伝達機構２１を介して車輪２２に伝達され、他方は、モータジェネレータＭＧ１を駆動して発電を行う。更に、この発電された電力により、モータジェネレータＭＧ２が駆動され、モータジェネレータＭＧ２によりエンジン２００の動力がアシストされる。尚、この際、ＳＯＣが低下している場合には、エンジン２００の出力を上昇させて、モータジェネレータＭＧ１により発電された電力の一部がバッテリ５００へ充電される。
【００８３】
＜１−２−１−５：制動時＞
減速が行われる際には、車輪２２から伝達される動力によってモータジェネレータＭＧ２を回転させ、発電機として動作させる。これにより、車輪２２の運動エネルギが電気エネルギに変換され、バッテリ５００が充電される、所謂「回生」が行われる。
【００８４】
＜１−２−２：実施形態におけるエンジンの基本制御動作＞
次に、エンジン２００の基本的な制御動作について説明する。
【００８５】
動作状態制御部１００ａは、エンジン２００に要求される出力であるエンジン要求出力を一定の周期で繰り返し演算している。動作状態制御部１００ａは、スロットルポジションセンサ２１５及び車速センサ６００の出力信号に基づいてアクセル開度と車速とを取得し、アクセル開度及び車速に対応した出力軸トルク（要求駆動力）を求める。また、動作状態制御部１００ａはＳＯＣセンサ５１０の出力信号に基づいて要求発電量を求める。そして、要求発電量と各種の補機類（Ａ／Ｃやパワーステアリングなど）の要求量とを参照して要求駆動力を補正することにより、エンジン要求出力を求める。なお、エンジン要求出力の演算方法は公知のハイブリッド車両で実行されている通りでよく、その細部は必要に応じて種々変更してよい。
【００８６】
＜１−２−３：動作線更新処理＞
＜１−２−３−１：動作線及び動作点＞
次に、図３を参照して、本発明の動作線更新処理に係る動作線及び動作点について説明する。ここに、図３は、制御マップ３０の模式図である。
【００８７】
図３において、制御マップ３０は、縦軸（即ち、本発明に係る「第１軸」の一例）にエンジン２００のトルクＴｅ、横軸（即ち、本発明に係る「第２軸」の一例）にエンジン２００の回転数Ｎｅを表してなる座標平面であり、本発明に係る「座標平面」の一例である。制御マップ３０は、予め制御装置１００の記憶部１００ｅにおける不揮発性領域に格納されている。
【００８８】
制御マップ３０上には、様々なパラメータに対するエンジントルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅとの関係を表すことが可能である。このうち、等出力線Ｐｉ（ｉ＝１，２，・・・，９）はエンジン２００の出力値を一定とした場合の、エンジントルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅとの関係線である。尚、本実施形態中においては、等出力線Ｐｉに対応するエンジン２００の出力を適宜「出力Ｐｉ」と称することとする。また、図３においては、説明の簡略化のため、等出力線は９本しか描かれていないが、実際にはより細かく設定することが可能である。
【００８９】
動作状態制御部１００ａは、エンジン２００を動作させる際、エンジン２００が、その都度求められる要求出力値に対応する等出力線上で予め設定されている動作点によって表されるエンジントルクＴｅ及びエンジン回転数Ｎｅの組み合わせとなるように動作状態を決定する。動作線は、これら動作点を繋げたものとして規定される。
【００９０】
図３において、動作線Ｑは、初期値として設定された動作線であり、等出力線Ｐｉに対応する動作点Ｑｉ（ｉ＝１，２，・・・，９）によって規定されている。夫々の等出力線上において、動作点Ｑｉは、予め燃料消費率が最小となる（即ち、最も効率が高い）点に設定されており、例えば、工場出荷時などにおいて、標準的な環境条件で最適化されている。
【００９１】
しかしながら、ハイブリッド車両２０の使用条件は、画一的なものとなり得ないから、このように予め設定された動作点でエンジン２００を動作させる場合には、エンジン２００の燃費率は必ずしも最小とはならない。これは、制御マップ３０上で燃費率が等しい領域を表した等燃費率線Ｓの分布が、エンジン２００の環境条件や制御条件に応じて変化してしまうことによる。等燃費率線Ｓの分布が変化した結果、例えば、夫々の等出力線Ｐｉにおける動作点は、動作点Ｒｉ（ｉ＝１，２，・・・，９）へと変化する。その結果、エンジン２００を効率良く動作させ得る動作線は動作線Ｒへと変化する。
【００９２】
このような、燃費率が最小となる動作点が諸条件に応じて変化してしまう事態に対応するために、本実施形態に係るハイブリッドシステム１０においては、動作線更新部１００ｄによって動作線更新処理が行われる。この動作線更新処理により、ハイブリッドシステム１０は、常に効率良くエンジン２００を動作させることが可能となっている。
【００９３】
＜１−２−３−２：動作線更新処理の概要＞
本実施形態において、動作状態制御部１００ａは、制御マップ３０を記憶部１００ｅの不揮発性領域から揮発性領域へとコピーし、このコピーされた制御マップ３０を使用してエンジン２００の制御を行っている。動作線更新処理は、動作線更新部１００ｄが、この揮発性領域上で適宜制御マップ３０を書き換える処理である。より具体的には、動作線更新部１００ｄが、学習範囲設定部１００ｆによって設定された学習範囲内で後述する燃費率学習処理を行い、この燃費率学習処理の結果に基づいて動作線を更新する。これにより、例えば、一の等出力線Ｐｉ上においてエンジン２００を動作させる際の動作点が、燃費率最小動作点に更新される。従って、エンジン２００は比較的効率の良い状態を、或いは最も効率の良い状態を維持し続けることが可能となる。尚、本実施形態においては、一旦動作線更新処理が行われれば、エンジン２００においてバッテリ５００がリセットされるまで動作線の更新結果は保存される。但し、動作線更新処理の効力が及ぶ時間範囲は上述のものに限定されない。例えば、運転者の要求に応じて、或いはエンジン２００が停止する毎に、動作線はリセットされ初期状態（記憶部１００ｅの不揮発性領域に格納される制御マップ３０によって規定される状態）に復帰してもよい。
【００９４】
＜１−２−３−３：学習範囲の詳細＞
次に、図４を参照して、学習範囲について説明する。ここに、図４は、学習範囲の模式図である。尚、図４において、図３と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を省略することとする。また、動作線更新処理が行われる時点におけるエンジン２００の動作線は動作線Ｒであり、更にエンジン２００に対する要求出力は出力Ｐｉであるとする。従って、現時点における動作点は、動作線Ｒと等出力線Ｐｉとの交点である動作点Ｒｉであるとする。
【００９５】
図４において、学習範囲は網掛け表示されている。本実施形態においては、一の動作点（ここでは、動作点Ｒｉ）に対し予め学習範囲の大きさの最大値（最大学習範囲）が規定される。図４に示される学習範囲は、この最大学習範囲であり、制御マップ３０（即ち、座標平面）上で、ＷＯＴ（Wide Open Throttle）ライン、スロットル開度制限ライン、学習限界等出力線Ｐｌ及び学習限界等出力線Ｐｕによって囲まれた領域である。
【００９６】
ＷＯＴラインは、エンジン２００において、スロットルバルブ２１４の開度を全開にした場合に描かれるラインであり、制御マップ３０における動作点の設定可能領域の上限を規定するラインである。
【００９７】
スロットル開度制限ラインは、エンジン２００の出力値各々に対応する等出力線各々において、動作線を規定する動作点（例えば、燃費率の小さい動作点）を含む可能性が実質的にみて極めて低い領域を規定するラインであり、スロットルバルブ２１４の開度に対応付けられて設定されたラインである。ここで、「実質的にみて極めて低い」とは、例えば予め実験的に、経験的に、或いはシミュレーションなどの見地からエンジン２００の効率が高くなり得ないことが判明している、又は推定し得ることを表す概念である。
【００９８】
学習限界等出力線Ｐｌ及びＰｕは、夫々、等出力線Ｐｉよりも低い出力及び高い出力に対応する等出力線であり、その出力値は予めバッテリ５００の特性に基づいて規定される。
【００９９】
ハイブリッド車両２０全体としての出力を、要求出力に維持する際し簡単な手法の一は、等出力線上の点を動作点に設定することによってエンジン２００の出力を要求通りに制御することであるが、例えばそれ以外にも、モータジェネレータＭＧ２（ＭＧ１）を適宜使用してエンジン２００の出力を回生又はアシストすることによっても実現することができる。ここで、等出力線Ｐｉと学習限界等出力線Ｐｕとに挟まれた範囲（図５中、「回生範囲」）に属する点が動作点として設定された場合、エンジン２００は要求される以上の出力を出力するから、動作状態制御部１００ａは、モータジェネレータＭＧ２（ＭＧ１）を使用してバッテリ５００を充電することによって要求出力を維持する。一方、等出力線Ｐｉと学習限界等出力線Ｐｌとに挟まれた範囲（図５中「アシスト範囲」）に属する点が動作点として設定された場合、エンジン２００の出力は要求値よりも低くなるから、動作状態制御部１００ａは、モータジェネレータＭＧ２（ＭＧ１）を使用してエンジン２００の出力をアシストすることによって要求出力を維持する。即ち、学習限界等出力線Ｐｌ及びＰｕは、夫々、アシスト及び回生によって、ハイブリッド車両２０全体としての出力を要求出力（ここでは出力Ｐｉ）に維持することが可能となる範囲を規定する線である。本実施形態においては、これら各線（ライン）によって規定される範囲が最大学習範囲となり、後述する動作線更新処理においては、この最大学習範囲内で学習範囲が設定される。
【０１００】
＜１−２−３−４：動作線更新処理の詳細＞
次に、図５を参照して、動作線更新処理の詳細について説明する。ここに、図５は、動作線更新処理のフローチャートである。尚、動作線更新処理は、例えば、ハイブリッド車両２０の走行中に行われる処理である。
【０１０１】
図５において、動作線更新部１００ｄは、始めにハイブリッド車両２０の車速を車速センサ６００から取得すると共に、その値が所定値以上であるか否かを判別する（ステップＡ１１）。車速が所定値未満である場合（ステップＡ１１：ＮＯ）、動作線更新部１００ｄは動作線更新処理を終了する。
【０１０２】
図４に示すような最大学習範囲を常に適用した場合、ハイブリッド車両全体としての出力は維持することができるが、その反面、エンジン２００自体の回転数及びトルクは比較的大きい範囲まで変動する。このような変動は運転者にとっては不快なものとなり易く、運転を乱す要因となり易い。即ち、エンジン２００が効率良く動作することを阻害し易い。エンジン２００の回転数の変動は、騒音や振動となって現れ易く、エンジン２００のトルク変動は、振動となって現れ易い。従って、動作線更新処理を行う際には、騒音又は振動の状態に対応付けて、これら騒音又は振動が運転者に知覚されないような何らかの制限を設ける必要が生じる。
【０１０３】
ここではそのような状態を規定する要素として車速が使用される。車速が上昇すれば（即ち、速くなれば）、エンジン回転数及び振動は大きくなり易い。反対に、車速が低下すれば（即ち、遅くなれば）、エンジン回転数及び振動は小さくなり易い。従って、車速が高い領域では、比較的学習範囲は大きく設定されてよいし、車速が低い領域では、比較的学習範囲は小さく設定される。ステップＡ１１に係る処理はその一部であって、余りに車速が低い状態では、後述する燃費率学習処理を行うこと自体が不快感を招き易いことを考慮したものである。従って、車速の所定値は、このような概念に基づいて予め実験的に、経験的に、或いはシミュレーションなどによって決定されている。
【０１０４】
尚、ここでは、ハイブリッド車両における騒音又は振動の状態を規定する要素として車速を挙げているが、このような要素は、ハイブリッド車両の騒音又は振動の状態を規定し得る限りにおいてその種類及び数量ともに限定されるものではなく、例えば、エンジン２００の回転数、ハイブリッド車両２０のオーディオ音量、アクセルペダル２２６の操作頻度若しくは操作量又はハイブリッド車両２０が走行している路面の粗さなどであってもよい。更には、このような、騒音又は振動の状態と置換し得る何らかの要素ではなく、騒音又は振動を直接的又は間接的に計測して得られる値であってもよい。
【０１０５】
尚、このような場合、オーディオ音量は、車載オーディオ機器の制御信号から容易に特定可能であり、アクセルペダル２２６の操作頻度や操作量は、アクセルポジションセンサ２１６の出力信号から取得可能である。また、「路面の粗さ」とは、カーナビゲーションシステムなどの測位システムにより、悪路とみなし得る場所を走行している場合に然るべき情報が制御部１００に対し出力可能に構成されている場合には、そのような情報に基づいて容易に取得可能である。
【０１０６】
車速が所定値以上であった場合（ステップＡ１１：ＹＥＳ）、動作線更新部１００ｄは、車速が低速域であるか否かを判別する（ステップＡ１２）。本実施形態においては、上述した不快感或いは運転者へ与える違和感を排除するために、２種類の学習範囲を騒音又は振動の状態に応じて切替えている。ここで述べられる「低速域」とは、この切り替わりの閾値によって規定される領域であり、係る閾値は、予め実験的に、経験的に、或いはシミュレーションなどによって適切な値が与えられている。
【０１０７】
車速が低速域である場合（ステップＡ１２：ＹＥＳ）、動作線更新部１００ｄは、学習範囲設定部１００ｆを制御して、低速用学習範囲を設定する（ステップＡ１３）。一方、車速が低速域ではない場合（ステップＡ１２：ＮＯ）、動作線更新部１００ｄは、車速が高速域であるとして、学習範囲設定部１００ｆを制御して高速用学習範囲を設定する（ステップＡ１４）。
【０１０８】
ここで、図６を参照して、低速用及び高速用学習範囲について説明する。ここに、図６は、制御マップ３０における高速用及び低速用学習範囲の模式図である。尚、同図において、図４と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を省略することとする。
【０１０９】
図６において、動作点Ｒｉの周囲に、最大学習範囲（図６では図示略）よりも小さい範囲である低速用学習範囲と高速用学習範囲が設定されている。低速用学習範囲は高速用学習範囲よりも小さい範囲であり、高速用学習範囲よりも１０％程度小さい範囲となっている。
【０１１０】
尚、高速用学習範囲と低速用学習範囲との面積比は相互に最大学習範囲よりも小さい面積となる限りにおいて自由に決定されてよい。また、その形状も、動作線を更新するに際して有意である限りにおいて比較的自由に決定されてよい。低速用学習範囲と高速用学習範囲とは相互に全く異なる形状であってもよい。尚、本実施形態においては、低速及び高速の２つに場合分けされているが、学習範囲は、より多段階に変更されてもよい。
【０１１１】
図５に戻り、ステップＡ１３又はステップＡ１４において学習範囲が設定されると、動作線更新部１００ｄは、燃費率学習処理を実行する。
【０１１２】
ここで、図７を参照して、燃費率学習処理について説明する。ここに、図７は、燃費率学習処理のフローチャートである。
【０１１３】
図７において、動作線更新部１００ｄは、エンジン２００の動作点を、設定された学習範囲内で比較対象の一となる点に設定する（ステップＢ１１）。これに応じて、エンジン２００の制御状態は、動作状態制御部１００ａにより、この設定された動作点によって規定される動作状態に制御される。尚、燃費率学習処理が開始されて最初に訪れるステップＢ１１においては、その時点で等出力線Ｐｉ上で動作点として設定されている動作点（即ち、ここでは動作点Ｒｉ）が動作点として設定される。ここで、「比較対象の一となる動作点」とは、動作線の更新を行うための燃費率の比較対象となる動作点のうちの一つを指す。
【０１１４】
次に、燃費率算出部１００ｃが、設定された動作点におけるエンジン２００の燃費率を算出する（ステップＢ１２）。燃費率は、エンジン２００の単位電力量当りの燃料噴射量である。従って、インジェクタ２０７の燃料噴射量を、エンジン２００の出力値（ｋＷ）から算出される電力量（ｋＷｈ）で除算したものと等価である。
【０１１５】
燃料噴射量は、動作状態制御部１００ａが、エンジン２００の回転数及び負荷率から記憶部１００ｅの不揮発性領域に格納される基本噴射量マップに基づいて決定する基本噴射量に対して更に様々な補正を行った結果として得られる。燃費率算出部１００ｃは、この燃料噴射量を動作状態制御部１００ａから取得する。
【０１１６】
一方、トルク算出部１００ｂは、モータジェネレータＭＧ１を介して検出されるエンジン２００のトルク反力からエンジン２００のトルクを算出する。燃費率算出部１００ｃは、この算出されたトルクを取得すると共に、クランクポジションセンサ２１８の出力値に基づいて算出されるエンジン２００の回転数を動作状態制御部１００ａから取得して、これらの値からエンジン２００の出力を算出する。
【０１１７】
燃費率算出部１００ｃは、このエンジン２００における燃料噴射量とエンジン２００の出力とに基づいて、現在設定されている動作点における燃費率を算出する。
【０１１８】
一の動作点について燃費率が算出されると、動作線更新部１００ｄは、動作点情報を記憶部１００ｅの揮発性領域に記憶する（ステップＢ１３）。ここで、動作点情報とは、算出された燃料消費率が制御マップ３０における動作点の位置情報と対応付けられてなる情報である。即ち、動作点情報とは、本発明に係る「学習結果」の一例である。
【０１１９】
動作点情報が記憶されると、動作線更新部１００ｄは、設定対象動作点のうち、未学習の点が有るか否かを判別する（ステップＢ１４）。設定対象動作点とは、学習範囲内の点であって、今回の燃費率学習処理において燃料消費率を算出する必要があると認められる点を指す。例えば、過去に同様な条件で燃料消費率が算出されている点であれば、その時の動作点情報を参照することによって足りる場合もあるので、このような点は必ずしも設定対象動作点に含めずとも良い。但し、動作線を比較的正確に更新する要求がある場合には、学習範囲内において適当な密度で満遍なく設定対象動作点を設定し、それらの全てについて燃費率の学習を行ってもよい。
【０１２０】
未学習の設定対象動作点が有る場合（ステップＢ１４：ＹＥＳ）、動作線更新部１００ｄは、処理を再びステップＢ１１に戻し、学習範囲内で動作点を設定する。以下、ステップＢ１１からステップＢ１４に至る処理が繰り返される。
【０１２１】
設定対象動作点全てについて学習が終了した（燃費率が算出された）場合（ステップＢ１４：ＮＯ）、燃費率学習処理は終了する。
【０１２２】
再び、図５に戻り、燃費率学習処理が終了すると、動作線更新部１００ｄは、燃費率学習処理において記憶された動作点情報に基づいて動作線を更新する（ステップＡ１５）。
【０１２３】
本実施形態において、動作線は、基本的に動作線を規定する動作点が個々の等出力線上における燃費率最小動作点となるように更新される。従って、動作点情報各々の相対比較に基づいて、等出力線（特に、等出力線Ｐｉ）上の燃費率最小動作点が確定した場合に動作線が更新される。但し、等出力線Ｐｉ上で、動作点Ｒｉよりも燃費率が小さい点が低い点が確定しているならば、その点が燃費率最小動作点であるか否かによらず、動作点を更新し、動作線を更新してもよい。また、他の出力においても動作線の更新が可能であると判断されるならば、適宜動作線は更新されてよい。また、動作線の更新の際、他のタイミングで行われた動作線更新処理における動作点情報を参照して、総合的に動作線の更新を行ってもよい。動作線の更新は、燃費率の学習結果に基づいており、エンジン２００を効率良く動作させ得る限りにおいて、どのような判断基準に基づいてなされてもよい。
【０１２４】
動作線の更新が終了すると、動作線更新処理は終了する。
【０１２５】
このように、本実施形態に係るハイブリッドシステム１０によれば、運転者に違和感又は不快感を与えないように動作線を更新することができる。従って、エンジン２００を効率良く動作させることが可能となるのである。
＜２：第２実施形態＞
上述した第１実施形態は、運転者へ違和感及び不快感を与えないために、騒音又は振動の状態に応じて学習範囲が段階的に変更された。然るに、このような学習範囲の変更の態様はこれに限定されない。ここで、図８を参照して、このような本発明の第２実施形態について説明する。ここに、図８は、本発明の第２実施形態に係る動作線更新処理のフローチャートである。尚、同図において、図６と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を省略することとする。
【０１２６】
図８において、動作線更新部１００ｄは、車速センサ６００によって計測されるハイブリッド車両２０の車速に応じて、学習範囲を設定する（ステップＣ１１）。
【０１２７】
ここで、図９を参照して、このようにして設定される第２実施形態に係る学習範囲について説明する。ここに、図９は、第２実施形態に係る学習範囲の模式図である。尚、同図において、図６と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１２８】
図９において、網掛け表示される学習範囲は、両方向に向いた矢線が示す通り、ハイブリッド車両における騒音又は振動の状態に応じて連続的に変化する。ここで「連続的」とは、例えば、騒音又は振動の状態に対し、基本となる学習範囲からの拡大率又は縮小率が比較的綿密に或いは連動して決定されることを指し、第１実施形態において、騒音又は振動の状態に対応する学習範囲を無数に設定しておくことに対応するものである。実際には、予め学習範囲を無数に設定しておくことは非効率であるから、このように連続的に学習範囲を拡大又は縮小可能に構成されている態様は有益である。尚、ここでは、騒音又は振動の状態が車速のみによって規定されているが、例えば、前述したようにエンジン回転数やオーディオ音量など複数の要素が絡み合う場合、学習範囲を運転者に違和感などを与えずに出来る限り拡大する要請から言えば、予め学習範囲を設定しておくことは難しく、本実施形態のように数値演算的に学習範囲が決定された方がよい。
【０１２９】
ステップＣ１１により学習範囲が設定されると、前述の燃費率学習処理が行われ、ステップＡ１５に係る動作線の更新が行われて本実施形態に係る動作線更新処理が終了する。
【０１３０】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の内燃機関制御装置及び方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るハイブリッドシステムのブロック図である。
【図２】図１のハイブリッドシステムにおけるエンジンの半断面システム系統図である。
【図３】図１のハイブリッドシステムにおける制御マップの模式図である。
【図４】図１のハイブリッドシステムにおける学習範囲の模式図である。
【図５】図１のハイブリッドシステムにおける動作線更新処理のフローチャートである。
【図６】図５の処理において設定される低速用学習範囲及び高速用学習範囲の模式図である。
【図７】図５の動作線更新処理における燃費率学習処理のフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態に係る動作線更新処理のフローチャートである。
【図９】図８の処理において設定される学習範囲の模式図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１０…ハイブリッドシステム、１１…ハイブリッドシステム、２０…ハイブリッド車両、２１…伝達機構、２２…車輪、３０…制御マップ、３１…制御マップ、１００…制御装置、２００…エンジン、ＭＧ１…モータジェネレータ、ＭＧ２…モータジェネレータ、３００…動力分割機構、４００…インバータ、５００…バッテリ、５１０…ＳＯＣセンサ、６００…車速センサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源としてモータジェネレータ及び内燃機関を備えるハイブリッド車両において、前記内燃機関を制御するハイブリッド車両の内燃機関制御装置であって、
前記内燃機関のトルクを特定するトルク特定手段と、
該特定されたトルク、前記内燃機関の回転数及び前記内燃機関における燃料噴射量に基づいて、前記内燃機関における瞬間的な燃料消費率を算出する燃料消費率算出手段と、
前記トルク及び前記回転数を夫々第１軸及び第２軸とする座標平面上で前記燃料消費率の学習を行うための学習範囲を、前記ハイブリッド車両における騒音又は振動の状態に応じて設定する学習範囲設定手段と、
前記設定された学習範囲内において前記学習を行うと共に、該学習の結果に基づいて前記座標平面上で予め設定される動作線の更新を行う動作線更新手段と、
前記更新が行われた動作線に従って前記内燃機関の動作状態を制御する制御手段と
を具備することを特徴とするハイブリッド車両の内燃機関制御装置。
【請求項２】
前記騒音又は振動の状態は、前記内燃機関の回転数、前記ハイブリッド車両における車速、アクセルペダル操作量、アクセルペダル操作頻度及びオーディオ機器の音量並びに前記ハイブリッド車両の走行時における路面の粗さを表す指標値のうち少なくとも一つによって規定される
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の内燃機関制御装置。
【請求項３】
前記学習範囲設定手段は、前記動作線において前記内燃機関の出力値に対応する点を含むように前記学習範囲を設定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の内燃機関制御装置。
【請求項４】
前記動作線更新手段は、前記騒音又は振動の状態に応じて前記学習を行うべきか否かを判定すると共に、前記学習を行うべきと判定した場合に、前記設定された学習範囲内における学習を行う
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内燃機関制御装置。
【請求項５】
前記学習範囲設定手段は、前記騒音又は振動の状態に応じて段階的に前記学習範囲を拡大又は縮小する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の内燃機関制御装置。
【請求項６】
前記学習範囲設定手段は、前記騒音又は振動の状態に応じて連続的に前記学習範囲を拡大又は縮小する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の内燃機関制御装置。
【請求項７】
動力源としてモータジェネレータ及び内燃機関を備えるハイブリッド車両において、前記内燃機関を制御するハイブリッド車両の内燃機関制御方法であって、
前記内燃機関のトルクを特定するトルク特定工程と、
該特定されたトルク、前記内燃機関の回転数及び前記内燃機関における燃料噴射量に基づいて、前記内燃機関における瞬間的な燃料消費率を算出する燃料消費率算出工程と、
前記トルク及び前記回転数を夫々第１軸及び第２軸とする座標平面上で前記燃料消費率の学習を行うための学習範囲を、前記ハイブリッド車両における騒音又は振動の状態に応じて設定する学習範囲設定工程と、
前記設定された学習範囲内において前記学習を行うと共に、該学習の結果に基づいて前記座標平面上で予め設定される動作線の更新を行う動作線更新工程と、
前記更新が行われた動作線に従って前記内燃機関の動作状態を制御する制御工程と
を具備することを特徴とするハイブリッド車両の内燃機関制御方法。
【請求項１】
動力源としてモータジェネレータ及び内燃機関を備えるハイブリッド車両において、前記内燃機関を制御するハイブリッド車両の内燃機関制御装置であって、
前記内燃機関のトルクを特定するトルク特定手段と、
該特定されたトルク、前記内燃機関の回転数及び前記内燃機関における燃料噴射量に基づいて、前記内燃機関における瞬間的な燃料消費率を算出する燃料消費率算出手段と、
前記トルク及び前記回転数を夫々第１軸及び第２軸とする座標平面上で前記燃料消費率の学習を行うための学習範囲を、前記ハイブリッド車両における騒音又は振動の状態に応じて設定する学習範囲設定手段と、
前記設定された学習範囲内において前記学習を行うと共に、該学習の結果に基づいて前記座標平面上で予め設定される動作線の更新を行う動作線更新手段と、
前記更新が行われた動作線に従って前記内燃機関の動作状態を制御する制御手段と
を具備することを特徴とするハイブリッド車両の内燃機関制御装置。
【請求項２】
前記騒音又は振動の状態は、前記内燃機関の回転数、前記ハイブリッド車両における車速、アクセルペダル操作量、アクセルペダル操作頻度及びオーディオ機器の音量並びに前記ハイブリッド車両の走行時における路面の粗さを表す指標値のうち少なくとも一つによって規定される
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の内燃機関制御装置。
【請求項３】
前記学習範囲設定手段は、前記動作線において前記内燃機関の出力値に対応する点を含むように前記学習範囲を設定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の内燃機関制御装置。
【請求項４】
前記動作線更新手段は、前記騒音又は振動の状態に応じて前記学習を行うべきか否かを判定すると共に、前記学習を行うべきと判定した場合に、前記設定された学習範囲内における学習を行う
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内燃機関制御装置。
【請求項５】
前記学習範囲設定手段は、前記騒音又は振動の状態に応じて段階的に前記学習範囲を拡大又は縮小する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の内燃機関制御装置。
【請求項６】
前記学習範囲設定手段は、前記騒音又は振動の状態に応じて連続的に前記学習範囲を拡大又は縮小する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の内燃機関制御装置。
【請求項７】
動力源としてモータジェネレータ及び内燃機関を備えるハイブリッド車両において、前記内燃機関を制御するハイブリッド車両の内燃機関制御方法であって、
前記内燃機関のトルクを特定するトルク特定工程と、
該特定されたトルク、前記内燃機関の回転数及び前記内燃機関における燃料噴射量に基づいて、前記内燃機関における瞬間的な燃料消費率を算出する燃料消費率算出工程と、
前記トルク及び前記回転数を夫々第１軸及び第２軸とする座標平面上で前記燃料消費率の学習を行うための学習範囲を、前記ハイブリッド車両における騒音又は振動の状態に応じて設定する学習範囲設定工程と、
前記設定された学習範囲内において前記学習を行うと共に、該学習の結果に基づいて前記座標平面上で予め設定される動作線の更新を行う動作線更新工程と、
前記更新が行われた動作線に従って前記内燃機関の動作状態を制御する制御工程と
を具備することを特徴とするハイブリッド車両の内燃機関制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−１７００５６（Ｐ２００６−１７００５６Ａ）
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３６２９７０（Ｐ２００４−３６２９７０）
【出願日】平成１６年１２月１５日（２００４．１２．１５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１５日（２００４．１２．１５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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