ハイブリッド車両の制御装置
【課題】高ＥＧＲ率による燃費向上とドライバビリティとを好適に両立することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】ハイブリッド車両に搭載されるエンジンには、排気ガスの一部を還流弁を介して再度前記内燃機関の吸気管に還流させるためのＥＧＲ装置および吸気管を流通する空気量を変化させるスロットルバルブが設けられる。ハイブリッド車両の制御装置は、運転者による減速要求が検出された場合には、還流弁をを全閉とするとともに、空気量が予め設定された減少速度で減少するようにスロットルバルブを閉弁制御する。さらに、制御装置は、スロットルバルブの閉弁制御の実行中において、エンジンから発生するパワーを、モータジェネレータの回生制動パワーに変換する。これによって、スロットルバルブの閉弁制御を適用しない場合と同程度の減速感を確保する。
【解決手段】ハイブリッド車両に搭載されるエンジンには、排気ガスの一部を還流弁を介して再度前記内燃機関の吸気管に還流させるためのＥＧＲ装置および吸気管を流通する空気量を変化させるスロットルバルブが設けられる。ハイブリッド車両の制御装置は、運転者による減速要求が検出された場合には、還流弁をを全閉とするとともに、空気量が予め設定された減少速度で減少するようにスロットルバルブを閉弁制御する。さらに、制御装置は、スロットルバルブの閉弁制御の実行中において、エンジンから発生するパワーを、モータジェネレータの回生制動パワーに変換する。これによって、スロットルバルブの閉弁制御を適用しない場合と同程度の減速感を確保する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、内燃機関と電動機とを動力源として備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題を考慮して、内燃機関（エンジン）と電動機(モータ）とを効率的に組合わせて走行するハイブリッド車両が実用化されている。このようなハイブリッド車両に搭載されるエンジンとして、たとえば特開２００８−１５１０６４号公報には、排気通路内の排気ガスの一部を再度吸気通路へ還流させる排気ガス還流装置（以下、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）を設けたものが開示されている。
【０００３】
このＥＧＲ装置は、エンジンから排出される排気ガスの一部を吸気系へ再循環させ、新しい混合気と混ぜて燃焼温度を下げることにより、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制したり、ポンピングロスを抑制して燃費向上を図るものである。
【特許文献１】特開２００８−１５１０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したようなＥＧＲ装置が設けられたエンジンにおいては、さらなる燃費向上の観点から、吸気系へ還流させる排気ガス（ＥＧＲガス）を増量する、すなわち、気筒内に導入される吸入空気量に対するＥＧＲガス量の割合であるＥＧＲ率を高めることが検討されている。ＥＧＲ率を高めることによって、燃料および酸素の密度が低い状態で理論空燃比での燃焼が可能となるとともに、燃焼熱が混合気中の排気によって吸収されるため、排気ガス温度の調整のための燃料噴射量の増量を抑えることができるためである。
【０００５】
その一方で、高ＥＧＲ率の実現には、ＥＧＲ装置において、三元触媒コンバータを通過した後の排気ガスをＥＧＲバルブまで導入するためのＥＧＲパイプの大口径化やＥＧＲバルブの大型化などが必要となる。このようなＥＧＲパイプの大口径化やＥＧＲバルブの大型化は、ＥＧＲバルブの開度制御における制御応答性を低下させるという問題がある。
【０００６】
具体的には、運転者による減速要求に応答してエンジンの停止制御を行なう際には、ＥＧＲバルブの制御応答性の低下に起因して、ＥＧＲバルブに対して閉弁信号を出力しても、実際にＥＧＲバルブが全閉となるまでには所定の応答期間を要することから、該応答期間において、吸気管内にはＥＧＲガスが導入され続けることとなる。また、スロットルバルブの閉弁制御によって吸入空気量が減少するとともに、吸気管負圧が上昇することによって、ＥＧＲガスの還流量が増大する。さらに、該応答期間において吸気管内に還流されたＥＧＲガスは、新気によって燃焼室内へ排出されることなく、吸気管内に残留してしまう。
【０００７】
そして、ＥＧＲガスの残留量が増大すると、実質的に可燃空気量が減少するため、可燃混合比を外れることによって、燃焼室内の混合気が着火されない現象、いわゆる失火が発生する可能性がある。失火が発生すると、機関回転速度が低下するためにドライバビリティの悪化を招くこととなる。また、未燃焼混合気が排気通路に排出されることによる排気浄化触媒への悪影響が問題となる。
【０００８】
それゆえ、この発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、高ＥＧＲ率による燃費向上とドライバビリティとを好適に両立することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のある局面に従えば、内燃機関および電動発電機を動力源として駆動軸に動力を出力するハイブリッド車両の制御装置であって、ハイブリッド車両は、内燃機関からの動力を受けて発電可能な第１の電動発電機と、内燃機関からの動力を第１の電動発電機および駆動軸に機械的に分配するように構成された動力分割機構と、駆動軸に回転軸が連結される第２の電動発電機と、第１および第２の電動発電機と電力を授受可能な蓄電装置とを含む。内燃機関には、排気ガスの一部を還流弁を介して再度内燃機関の吸気管に還流させるための排気ガス還流装置および吸気管を流通する空気量を変化させるスロットルバルブが設けられる。制御装置は、排気還流量が制御目標値となるように還流弁を開弁制御する一方で、運転者による減速要求が検出された場合には、還流弁を全閉とする還流ガス制御手段と、運転者による減速要求が検出された場合には、空気量が予め設定された減少速度で減少するようにスロットルバルブを閉弁制御するスロットル制御手段と、スロットルバルブの閉弁制御の実行中において、内燃機関の発生する動力を第１および第２の電動発電機の少なくとも一方が吸収するように、第１および第２の電動発電機の回生制動力を制御する制動制御手段とを備える。
【００１０】
好ましくは、スロットル制御手段は、排気ガス還流装置による排気還流量が相対的に多いときには、減少速度を相対的に低い値に設定する。
【００１１】
好ましくは、スロットル制御手段は、内燃機関の回転数が相対的に高いときには、減少速度を相対的に高い値に設定する。
【００１２】
好ましくは、制御装置は、蓄電装置の充電状態値を推定する状態推定手段と、蓄電装置の温度を検出する温度検出手段と、推定された充電状態値および検出された温度に基づいて、蓄電装置を充電可能な電力の上限としての入力制限を設定する入力制限設定手段とをさらに備える。還流ガス制御手段は、設定された入力制限が相対的に大きいときには、吸気管に還流可能な排気ガスの最大許容量としての最大許容還流量を、相対的に高い値に設定する。
【００１３】
好ましくは、制御装置は、蓄電装置の充電状態値が予め定められた制御中心値を中心とする所定の範囲内に維持されるように第１の電動発電機による蓄電装置に対する充電を制御する充電制御手段をさらに備える。充電制御手段は、還流弁の開弁制御の実行中においては、制御中心値を、還流弁の開弁制御の実行禁止中における制御中心値よりも低い値に設定する。
【００１４】
好ましくは、車両は、第１の電動発電機による蓄電部に対する充電が制限される第１のモード、および蓄電装置の充電状態値が所定の範囲内に維持されるように第１の電動発電機による蓄電部に対する充電を制御する第２のモードのいずれかの走行モードを選択して走行可能である。制御装置は、車両の走行状態に基づいて走行モードの切替えを行なう走行制御手段をさらに備える。走行制御手段は、還流弁の開弁制御の実行中においては、第１のモードで走行する範囲が拡大するように走行モードの切替えしきい値を変化させる。
【００１５】
好ましくは、還流ガス制御手段は、還流弁の開弁制御の実行中において、推定された充電状態値が所定の閾値を超えた場合には、還流弁を全閉とする。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、高ＥＧＲ率による燃費向上とドライバビリティとを好適に両立することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態による制御装置が搭載される車両の一例として示されるハイブリッド車両の構成を説明するブロック図である。なお、本発明は図１に示すハイブリッド車両に限定されない。
【００１９】
ハイブリッド車両は、動力源としての、たとえばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関（以下、単にエンジンという）１２０と、モータジェネレータ（ＭＧ）１４０を含む。なお、図１においては、説明の便宜上、モータジェネレータ１４０を、モータ１４０Ａとジェネレータ１４０Ｂ（あるいはモータジェネレータ１４０Ｂ）と表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、モータ１４０Ａがジェネレータとして機能したり、ジェネレータ１４０Ｂがモータとして機能したりする。
【００２０】
ハイブリッド車両には、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０で発生した動力を駆動輪１６０に伝達したり、駆動輪１６０の駆動をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０に伝達する減速機１８０と、エンジン１２０の発生する動力を駆動輪１６０とジェネレータ１４０Ｂとの２経路に分配する動力分割機構（たとえば、遊星歯車機構）２６０と、モータジェネレータ１４０を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ２２０と、走行用バッテリ２２０の直流とモータ１４０Ａおよびジェネレータ１４０Ｂの交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ２４０と、走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間で電圧変換を行なう昇圧コンバータ２４２と、走行用バッテリ２２０の充放電状態を管理制御するバッテリ制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵ（Electronic Control Unit）という）１０２０と、エンジン１２０の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ１０００と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ１４０およびバッテリＥＣＵ１０２０、インバータ２４０等を制御するＭＧ＿ＥＣＵ１０１０と、バッテリＥＣＵ１０２０、エンジンＥＣＵ１０００およびＭＧ＿ＥＣＵ１０１０等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ１０３０等を含む。
【００２１】
なお、図１に示すこの発明の実施の形態おいて、バッテリＥＣＵ１０２０、エンジンＥＣＵ１０００、ＭＧ＿ＥＣＵ１０１０およびＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、本願発明の「制御装置」に相当する。図１においては、各ＥＣＵを別構成しているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい（たとえば、図１に、点線で示すように、ＭＧ＿ＥＣＵ１０１０とＨＶ＿ＥＣＵ１０３０とを統合したＥＣＵとすることがその一例である）。
【００２２】
動力分割機構２６０は、エンジン１２０の動力を、駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂとの両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。モータジェネレータ１４０Ｂの回転数を制御することにより、動力分割機構２６０は無段変速機としても機能する。エンジン１２０の回転力はプラネタリーキャリア（Ｃ）に入力され、それがサンギヤ（Ｓ）によってモータジェネレータ１４０Ｂに、リングギヤ（Ｒ）によってモータおよび出力軸（駆動輪１６０側）に伝えられる。回転中のエンジン１２０を停止させる時には、エンジン１２０が回転しているので、この回転の運動エネルギーをモータジェネレータ１４０Ｂで電気エネルギーに変換して、エンジン１２０の回転数を低下させる。
【００２３】
図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、発進時や低速走行時等であってエンジン１２０の効率が悪い場合には、モータジェネレータ１４０のモータ１４０Ａのみによりハイブリッド車両の走行を行ない、通常走行時には、たとえば動力分割機構２６０によりエンジン１２０の動力を２経路に分け、一方で駆動輪１６０の直接駆動を行ない、他方でジェネレータ１４０Ｂを駆動して発電を行なう。この時、発生する電力でモータ１４０Ａを駆動して駆動輪１６０の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ２２０からの電力をモータ１４０Ａに供給してモータ１４０Ａの出力を増大させて駆動輪１６０に対して駆動力の追加を行なう。一方、減速時には、駆動輪１６０により従動するモータ１４０Ａがジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ２２０に蓄える。なお、走行用バッテリ２２０の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１２０の出力を増加してジェネレータ１４０Ｂによる発電量を増やして走行用バッテリ２２０に対する充電量を増加する。もちろん、低速走行時でも必要に応じてエンジン１２０の駆動量を増加する制御を行なう。たとえば、上述のように走行用バッテリ２２０の充電が必要な場合や、エアコン等の補機を駆動する場合や、エンジン１２０の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合等である。
【００２４】
次に、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるエンジンＥＣＵ１０００によって制御されるエンジン１２０について説明する。図２は、エンジンＥＣＵ１０００によって制御されるエンジンシステムの概略構成図である。
【００２５】
図２を参照して、このエンジンシステムにおいては、エアクリーナ２００を介した空気が、エンジン１２０の燃焼室に導入される。その際、吸入空気量がエアフローメータ２０２により検知されて、エンジンＥＣＵ１０００に吸入空気量を表わす信号が入力される。また、スロットルバルブ３００の開度により、吸入空気量が変化する。このスロットルバルブ３００の開度は、エンジンＥＣＵ１０００からの信号に基づいて作動したスロットルモータ３０４により変化される。スロットルバルブ３００の開度は、スロットルポジションセンサ３０２により検知されて、エンジンＥＣＵ１０００にスロットルバルブ３００の開度を表わす信号が入力される。
【００２６】
燃料は、フューエルタンク４００に貯蔵され、フューエルポンプ４０２により高圧フューエルポンプ８００を介して高圧フューエルインジェクタ８０４から燃焼室に噴射される。インテークマニホールドから導入された空気と、フューエルタンク４００から高圧フューエルインジェクタ８０４を介して燃焼室に噴射された燃料との混合気が、エンジンＥＣＵ１０００から制御信号が入力されるイグナイタ一体式イグニッションコイル８０８を用いて着火されて燃焼する。なお、図２のように、筒内に向けて燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタを設ける構成以外に、吸気ポートまたは／および吸気通路内に向けて燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタを設ける構成、あるいは、筒内噴射用インジェクタおよび吸気通路噴射用インジェクタの双方を設ける構成としてもよい。
【００２７】
混合気が燃焼した後の排気ガスは、イグゾーストマニホールドを通り、三元触媒コンバータ９００および三元触媒コンバータ９０２を通って、大気に排出される。
【００２８】
このエンジンシステムは、図２に示すように、三元触媒コンバータ９００の下流側からＥＧＲパイプ５００を通ってＥＧＲバルブ５０２によりその流量が制御されるＥＧＲ装置を有する。このＥＧＲ装置は、排気ガス再循環装置とも呼ばれ、エンジン１２０から排出される排気ガスの一部を吸気系へ再循環させ、新しい混合気と混ぜて燃焼温度を下げることにより、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制したり、ポンピングロスを抑制して燃費向上を図るものである。
【００２９】
図３に、図２のＥＧＲ装置の部分を拡大した図を示す。
図３に示すように、ＥＧＲガスは、三元触媒コンバータ９００を通過した後の排気ガスがＥＧＲパイプ５００を通ってＥＧＲバルブ５０２まで導入される。ＥＧＲバルブ５０２は、エンジンＥＣＵ１０００によりデューティ制御が実行されている。エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン回転数、アクセルポジションセンサ１０２（図２）からの信号などの各種の信号に基づいて、ＥＧＲバルブ５０２の開度を制御する。
【００３０】
なお、図示は省略するが、ＥＧＲバルブ５０２は、エンジンＥＣＵ１０００からの制御信号により動作するステッピングモータと、該ステッピングモータによりリニアにバルブ開度が制御されるポペットバルブと、リターンスプリングとを含む。また、燃焼室に還流されるＥＧＲガスは高温のため、ＥＧＲバルブ５０２の性能や耐久性に悪影響を及ぼすため、エンジンの冷却水により冷却するための冷却水通路が設けられている。
【００３１】
ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０には、エンジンＥＣＵ１０００を経由して、エンジン回転数センサ（図示せず）にて検知されたエンジン回転数を表わす信号、および、アクセルポジションセンサ１０２からの信号が入力される。また、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０には、車輪速センサ（図示せず）にて検知された車速を表わす信号が入力される。ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、これらの信号に基づいて、エンジンＥＣＵ１０００にエンジン制御信号（例えば、スロットル開度信号）を出力する。
【００３２】
エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン制御信号や他の制御信号に基づいて、エンジン１２０に電子スロットル制御信号を出力する。また、エンジンＥＣＵ１０００は、後述する方法によって、エンジン１２０の運転状態に基づいてＥＧＲバルブ５０２の開度を調整するための制御信号を生成し、その生成した制御信号をステッピングモータへ出力する。
【００３３】
なお、本実施の形態では、ＥＧＲ装置におけるＥＧＲバルブ５０２は、ステッピングモータによりポペットバルブが駆動されるものと説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。たとえば、ステッピングモータのような電気式アクチュエータではなく、ソレノイドバルブとダイヤフラムを有する空気アクチュエータとにより構成される空気制御式のＥＧＲバルブであってもよい。
【００３４】
再び図２を参照して、このエンジンシステムには、このようなＥＧＲ装置の他に、以下に示すシステムが導入されている。
【００３５】
このエンジンシステムには、燃料噴射制御システムが導入され、エアフローメータ２０２およびバキュームセンサ３０６によって吸入空気量を検出し、燃料噴射量が制御される。エンジンＥＣＵ１０００は、各センサからの信号により、最適な燃焼状態となるように、エンジン回転数およびエンジン負荷に応じた燃料噴射量および燃料噴射時期の制御を行なう。
【００３６】
また、このエンジンシステムにおいては、エンジン回転数と吸入空気量（バキュームセンサ３０６およびエアフローメータ２０２により検出）により燃料噴射量が決定される。また、始動後の空燃比は、酸素センサ７１０，７１２からの信号によりフィードバック制御される。すなわち、燃料噴射制御は、エンジン１２０の状態に応じて演算した基本噴射時間に、各センサの信号に補正を加え、燃料噴射時期制御および噴射量制御が実行される。
【００３７】
また、このエンジンシステムには、点火時期制御システムが導入されている。エンジンＥＣＵ１０００は、各センサからの信号により最適な点火時期を算出し、イグナイタ一体式イグニッションコイル８０８に点火信号を出力する。点火時期は、初期セット点火時期または基本進角度および補正進角度により決定される。
【００３８】
エンジン１２０の点火時期の算出は、エンジン回転数信号、カムポジションセンサからの信号、吸気流量の信号、スロットルバルブ開度信号、エンジン冷却水用信号などに基づいて、エンジンＥＣＵ１０００が運転状態に応じて算出して、イグナイタ一体式イグニッションコイル８０８へ点火信号を出力する。すなわち、点火時期制御は、エンジン１２０の状態に応じて演算した基本点火時期に、各センサの信号による補正を加え、適正な点火時期を算出する。
【００３９】
また、このエンジンシステムには、スロットル制御システムが導入されている。このスロットル制御システムは、エンジン１２０の状態に応じて演算したスロットルバルブ３００の開度に、各センサの信号による補正を加えて、適正な開度になるように制御される。すなわち、エンジン１２０の燃焼状態に応じた適切なスロットルバルブ３００の開度になるように、エンジンＥＣＵ１０００がスロットルバルブ３００の開度をスロットルモータ３０４を用いて制御する。
【００４０】
（ハイブリッド車両の制御構造）
以下に、図４を参照して、本実施の形態に従うハイブリッド車両における回生制動動作を実現するための制御構造について説明する。
【００４１】
図４は、運転者による減速要求が発生した場合におけるエンジン１２０およびモータジェネレータ１４０の運転状態の時間的変化の一例を示す図である。
【００４２】
図４を参照して、まず時刻ｔ１において運転者による減速要求が検出されたものとする。この減速要求は、たとえば運転者によりアクセルペダル１００（図２）が踏み戻されたことに応じて発生するものである。なお、減速要求には、アクセルペダル１００の踏込量の他にも、ブレーキペダル（図示せず）の踏込量が含まれる。
【００４３】
本実施の形態において、減速要求は、アクセルポジションセンサ１０２（図２）からの信号に基づいて、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０およびエンジンＥＣＵ１０００により検出される。なお、図４では、時刻ｔ２において、アクセルペダル１００が完全に踏み戻されてアクセル開度が０％となっている。
【００４４】
そして、時刻ｔ１において減速要求が検出されると、エンジンＥＣＵ１０００は、ＥＧＲバルブ５０２（図３）に対して制御信号（閉弁信号）を出力することにより、ＥＧＲ装置の作動を停止（ＥＧＲオフ）させる。これにより、ＥＧＲバルブ５０２の開度が全閉となるため、吸気管内へのＥＧＲガスの導入が遮断される。
【００４５】
さらに、エンジンＥＣＵ１０００は、時刻ｔ１以降において、スロットルバルブ３００の開度を全閉とするための閉弁制御を実行する。
【００４６】
ここで、このスロットルバルブ３００の閉弁制御において、図中の一点鎖線で示すように、アクセル開度の減少速度に追従するようにスロットルバルブ３００の閉弁速度を制御する場合を想定する。この場合、エアクリーナ２００を介して吸気管内に導入される新しい空気（新気）は、スロットルバルブ３００の閉弁速度に応じた減少速度で減少することとなる。その結果、時刻ｔ１以降においては、吸入空気量が制限されることから、吸気管内に含まれるＥＧＲガスは、新気によって燃焼室内へ排出されることなく、吸気管内に残留することとなる。特に、時刻ｔ０から時刻ｔ１までのＥＧＲ装置の作動中において、大量のＥＧＲガスを吸気系に還流させた場合、すなわち、気筒内への吸入空気量に対するＥＧＲガス量の割合であるＥＧＲ率を高めた場合には、以下に述べるように、吸気管内のＥＧＲガスの残留量が増大する可能性が高くなる。
【００４７】
詳細には、高ＥＧＲ率は、ＮＯｘの低減および燃費向上の点で有効であり、ＥＧＲパイプ５００（図３）の大口径化およびＥＧＲバルブ５０２（図３）の大型化などによって実現されるものである。
【００４８】
その一方で、ＥＧＲパイプ５００の大口径化およびＥＧＲバルブ５０２の大型化を行なうことによって、ＥＧＲバルブ５０２の開度制御における制御応答性が低下するという不具合が生じてしまう。
【００４９】
したがって、運転者からの減速要求が検出されたときに、上述したように、エンジンＥＣＵ１０００がＥＧＲバルブ５０２に対して閉弁信号を出力しても、実際にＥＧＲバルブ５０２が全閉となるまでには所定の応答時間を要することとなり、該応答時間において、吸気管内にはＥＧＲガスが導入され続けることとなる。そのため、スロットルバルブ３００の閉弁制御によって吸入空気量が減少し、かつ吸気管負圧が上昇すると、ＥＧＲガスの還流量が増大する。さらに、該応答期間において吸気管内に還流されたＥＧＲガスは、導入された新気によって燃焼室内へ排出されることなく、吸気管内に残留してしまう。
【００５０】
なお、このＥＧＲガスの残留量は、経年劣化等によりＥＧＲバルブ５０２に異物が噛み込む異常が生じた場合には、ＥＧＲバルブ５０２の開度制御における精度が低下するため、さらに増大する可能性がある。
【００５１】
そして、ＥＧＲガスの残留量が増大すると、実質的に可燃空気量が減少するため、可燃混合比を外れることによって、燃焼室内の混合気が着火されない現象、いわゆる失火が発生する可能性がある。失火が発生すると、機関回転速度が低下するためにドライバビリティの悪化を招くこととなる。また、未燃焼混合気が排気通路に排出されることによる排気浄化触媒への悪影響が問題となる。
【００５２】
さらには、エンジン１２０の始動（再始動）時には、燃焼室内での燃焼が緩慢となるため、燃焼が不安定となり、始動性が低下する、または排気エミッションが増加するといった問題が発生する。
【００５３】
そこで、これらの不具合を解消するため、本実施の形態に従うハイブリッド車両の制御装置は、運転者による減速要求が検出されたときには、ＥＧＲ率およびエンジン回転数に応じて予め設定された閉弁速度に従って、スロットルバルブ３００の閉弁制御を行なう構成とする。
【００５４】
具体的には、上記の構成において、スロットルバルブ３００の閉弁速度は、ＥＧＲ率およびエンジン回転数に応じて設定される。図５は、ＥＧＲ率およびエンジン回転数とスロットルバルブ３００の閉弁速度との関係を説明するための図である。
【００５５】
図５を参照して、スロットルバルブ３００の閉弁速度は、ＥＧＲ率が高くなるに従って、高くなるように設定される。これは、ＥＧＲ率が高くなるほどＥＧＲガスの残留量が多くなるため、吸気管内からＥＧＲガスを除去するためにはより多量の新気を吸気管内に導入する必要があることによる。
【００５６】
また、スロットルバルブ３００の閉弁速度は、エンジン回転数が高くなるに従って、高くなるように設定される。これは、エンジン回転数が高くなるほど吸気管内への新気の導入が活発に行なわれるため、より短期間でスロットルバルブ３００を閉弁することによっても吸気管内からＥＧＲガスを除去できることによる。
【００５７】
本実施の形態では、図５に示すＥＧＲ率およびエンジン回転数とスロットルバルブ３００の閉弁速度との関係が実験などによって予め定められた上で閉弁速度設定用マップとしてエンジンＥＣＵ１０００内部のＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されており、スロットルバルブ３００の閉弁速度としては、運転者からの減速要求を検出した時点におけるＥＧＲ率およびエンジン回転数に対応したものが当該マップから導出される。
【００５８】
なお、閉弁速度設定用マップは、ＥＧＲ率およびエンジン回転数のみをパラメータとするものに限られず、ＥＧＲガスの残留量を推定した結果に応じて閉弁速度を適切に設定可能とするものであれば、どのようなものであってもよい。
【００５９】
以上に述べたように、ＥＧＲ率およびエンジン回転数に応じてスロットルバルブ３００の閉弁速度を可変に設定することにより、ＥＧＲ率が高い場合には、図４に実線で示されるように、アクセル開度の減少速度を下回る閉弁速度でスロットルバルブ３００が閉じられる。そのため、ＥＧＲバルブ５０２が全閉となった後には吸気管内には新気のみが導入されるため、この新気によってＥＧＲガスが吸気管から燃焼室内に排出される。その結果、燃焼が安定となり、ドライバビリティおよび排気浄化触媒への影響を改善することができる。また、エンジン１２０の始動性の低下を防止することができる。
【００６０】
その一方で、上述したスロットルバルブ３００の閉弁制御を行なうことによって、エンジン１２０からは、運転者からの減速要求に反してトルクが発生する。この発生したエンジントルクＴｅは、図４に実線で示すように、スロットルバルブ３００の閉弁速度に比例した速度で徐々に減少し、最終的に零となる。したがって、この余剰トルクに起因して、運転者には車両の予期しない移動感（空走感）を与えてしまい、減速感を悪化させることとなる。
【００６１】
そこで、高ＥＧＲ率による燃費向上と減速感とを好適に両立させるために、本実施の形態に従うハイブリッド車両の制御装置では、このエンジントルクＴｅの余剰分をモータジェネレータ１４０（図１）が吸収するように、モータジェネレータ１４０の回生制動トルクを制御する構成とする。
【００６２】
具体的には、図４に示すように、減速時にエンジン１２０から発生するパワー（エンジントルク×エンジン回転数）を、モータジェネレータ１４０の回生制動パワーに変換する。これによって、図４から明らかなように、車両の減速度（車両の速度減少率、単に「車両減速とも記す）においては、本実施の形態に従うスロットルバルブ３００の閉弁制御を適用しない場合（図中の一点鎖線に相当）と略一致した特性が得られている。すなわち、本実施の形態に従うスロットルバルブ３００の閉弁制御を適用しない場合と同程度の減速感を確保することができる。
【００６３】
図６は、本実施の形態に従うハイブリッド車両における共線図の一例を示す。図５を参照して、縦軸は各回転軸の回転数を示し、横軸は各ギヤのギヤ比を距離的な関係で示している。
【００６４】
サンギヤ軸（図中のＳ）とリングギヤ軸（図中のＲ）とを両端にとり、位置Ｓと位置Ｒとの間を１：ρに内分する位置Ｃをキャリア軸とする。ρは、リングギヤの歯数に対するサンギヤの歯数の比である。なお、こうして定義された位置Ｓ，Ｃ，Ｒに、それぞれのギヤの回転軸の回転数をプロットすると、プラネタリギヤは、プロットされた３点が必ず一直線上に並ぶという性質を有している。
【００６５】
ハイブリッド車両の減速時の運転状態が図５に示した共線図で表わされる場合には、上述したスロットルバルブ３００の閉弁制御を行なうことによって、キャリア軸にはエンジントルクＴｅが発生する。そして、このエンジントルクＴｅを打ち消すように、モータジェネレータ１４０Ａ，１４０Ｂの吸収トルクＴｍ１，Ｔｍ２が設定される。設定された吸収トルクＴｍ１，Ｔｍ２は、サンギヤ軸およびリングギヤ軸の各々に作用する制動トルクに加算される。その結果、エンジンパワーは、モータジェネレータ１４０Ａ，１４０Ｂにおける回生制動パワーに変換され、回収された電力が走行用バッテリ２２０に蓄えられる。
【００６６】
このように、本実施の形態に従うハイブリッド車両の制御装置によれば、車両減速時にエンジン１２０から発生するパワーを、他の動力源であるモータジェネレータ１４０が吸収することにより、高ＥＧＲ率の実現に伴なって生じる減速感の悪化を回避することができる。その結果、燃費向上と減速感とを好適に両立させることができる。
【００６７】
なお、上述の説明においては、モータジェネレータ１４０Ａ，１４０Ｂの双方でエンジントルクＴｅを吸収する場合について例示したが、いずれか一方のモータジェネレータでエンジントルクＴｅを吸収することも可能である。
【００６８】
以上の処理は、図７に示すような処理フローにまとめることができる。
図７は、本実施の形態に従うハイブリッド車両における回生制動動作の処理手順を示すフローチャートである。
【００６９】
図７を参照して、一連の制御が開始されると、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０およびエンジンＥＣＵ１０００（図１）は、アクセルポジションセンサ１０２からの信号に基づいて、運転者からの減速要求が検出されたか否かを判断する（ステップＳ０１）。
【００７０】
運転者からの減速要求が検出されない場合（ステップＳ０１においてＮＯの場合）には、処理は最初に戻る。
【００７１】
これに対して、減速要求が検出された場合（ステップＳ０１においてＹＥＳの場合）には、エンジンＥＣＵ１０００は、ＥＧＲ装置の作動を停止（オフ）させる（ステップＳ０２）。
【００７２】
さらに、エンジンＥＣＵ１０００は、スロットルバルブ３００（図２）の閉弁制御を実行する。具体的には、エンジンＥＣＵ１０００は、図５に示す閉弁速度設定用マップを参照して、減速要求の検出時におけるＥＧＲ率およびエンジン回転数に対応する閉弁速度を導出する。そして、エンジンＥＣＵ１０００は、導出した閉弁速度に従ってスロットルバルブ３００の開度が減少するようにスロットルバルブ３００の閉弁制御を実行する（ステップＳ０３）。
【００７３】
この閉弁制御の実行中において、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、エアフローメータ２０２からの吸入空気量を表わす信号などに基づいて、エンジン１２０から発生するトルクＴｅを算出する（ステップＳ０４）。さらに、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、この算出されたエンジントルクＴｅとエンジン回転数センサにて検知されたエンジン回転数とに基づいてエンジン１２０の出力パワーを算出すると、このエンジン１２０の出力パワーをモータジェネレータ１４０の回生制動パワーに変換するために必要とされる、モータジェネレータ１４０の吸収トルクＴｍを算出する（ステップＳ０５）。
【００７４】
そして、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、モータジェネレータ１４０の吸収トルクＴｍに基づいて、モータジェネレータ１４０の要求制動トルクを設定する（ステップＳ０６）。設定された要求制動トルクは、トルク指令としてＭＧ＿ＥＣＵ１０１０（図１）に与えられると、ＭＧ＿ＥＣＵ１０１０は、トルク指令に従って、モータジェネレータ１４０を制御する（ステップＳ０７）。
【００７５】
（走行用バッテリの充放電制御）
以上に述べたように、ハイブリッド車両の減速時においては、スロットルバルブ３００の閉弁制御の実行中に発生したエンジンパワーは、モータジェネレータ１４０Ａ，１４０Ｂにおける回生制動パワーに変換され、回収された電力が走行用バッテリ２２０に蓄えられる。
【００７６】
したがって、ＥＧＲ率が高いことに起因してスロットルバルブ３００の閉弁速度を低下させたことに伴ない、閉弁制御の実行中に発生するエンジンパワーが増大した場合には、モータジェネレータ１４０での回生制動パワーも増大することから、走行用バッテリ２２０が過充電となる可能性がある。
【００７７】
その一方で、走行用バッテリ２２０からの放電または走行用バッテリ２２０への充電は、充電状態値（ＳＯＣ：State of Charge；以下、単に「ＳＯＣ」とも称す）を考慮して行なわれている。ＳＯＣを適正な範囲に維持することで、走行用バッテリ２２０の過充電や過放電を回避するためである。
【００７８】
具体的には、走行用バッテリ２２０の充放電制御は、走行用バッテリ２２０のＳＯＣが予め設定された制御中心値を中心とする所定の範囲内に維持されるように、モータジェネレータ１４０Ｂによる発電動作を制御することによって行なわれる。なお、このモータジェネレータ１４０Ｂでの発電動作に応じて、エンジン１２０も作動を開始する。
【００７９】
ここで、ハイブリッド車両の減速時において、モータジェネレータ１４０によって回生発電された電力を走行用バッテリ２２０に蓄えるためには、上述した回生制動動作の開始前に走行用バッテリ２２０を低充電状態にしておくことが望ましい。そこで、本実施の形態に従うハイブリッド車両の制御装置は、ＥＧＲ装置の作動中、すなわち、ＥＧＲバルブの開度制御の実行中においては、走行用バッテリ２２０の充放電制御の指標となるＳＯＣの制御中心値を、ＥＧＲ装置の停止中、すなわち、ＥＧＲバルブの開度制御の実行禁止中におけるＳＯＣの制御中心値よりも低い値に変更する構成とする。
【００８０】
具体的には、図８を参照して、ＥＧＲ装置の停止中（ＥＧＲオフ時）においては、ＳＯＣがＳ１を制御中心値とする所定の範囲内に維持されるように、走行用バッテリ２２０の充放電制御が行なわれる。これに対して、ＥＧＲ装置の作動中（ＥＧＲオン時）においては、ＳＯＣがＳ１よりも小さいＳ２を制御中心値とする所定の範囲内に維持されるように、走行用バッテリ２２０の充放電制御を行なうものとする。
【００８１】
これにより、ＥＧＲ装置の作動中においては、ＥＧＲ装置の停止中と比較して、走行用バッテリ２２０のＳＯＣと満充電状態（図８中のＭＡＸに相当）と差がより大きくなり、走行用バッテリ２２０が充電可能な電力が増加する。そのため、ＥＧＲ装置の作動を停止させる場面において、スロットルバルブ３００の閉弁制御の実行中にモータジェネレータ１４０で回生発電された電力を受けることにより走行用バッテリ２２０が過充電となるのを回避することができる。
【００８２】
なお、図８で述べたような、走行用バッテリ２２０のＳＯＣの制御中心値の変更は、たとえば、ＥＧＲ装置の作動中とＥＧＲ装置の停止中とで、ハイブリッド車両の走行モードの切替しきい値を変化させることによって実現することができる。
【００８３】
具体的には、ハイブリッド車両は、ＥＶ（Electric Vehicle）走行モードと、ＨＶ（Hybrid Vehicle）走行モードとを選択して走行可能に構成されている。ＥＶ走行モードでは、ハイブリッド車両は、モータジェネレータ１４０Ａからの駆動力のみによって走行する。このＥＶ走行モードでは、エンジン１２０の駆動力を受けたモータジェネレータ１４０Ｂでの発電動作は行なわれず、走行用バッテリ２２０に対する充電が制限される。
【００８４】
これに対して、ＨＶ走行モードでは、ハイブリッド車両は、走行用バッテリ２２０のＳＯＣが図８に示す所定の範囲内に維持されるように、モータジェネレータ１４０Ｂによる発電動作が制御される。このモータジェネレータ１４０Ｂでの発電動作に応じてエンジン１２０も作動を開始する。なお、エンジン１２０の作動によって生じる駆動力の一部は、車両の走行にも用いられる。
【００８５】
本実施の形態では、この走行モードを切替えるための走行モード切替しきい値を、ＥＧＲ装置の作動中においては、ＥＶ走行モードで走行する範囲が拡大するように変化させる構成とする。
【００８６】
その一例として、ＥＶ走行モードでの走行中において、運転者から急加速などの駆動力要求が与えられた場合には、エンジン１２０を始動することにより、ハイブリッド車両はＨＶ走行モードへ切替えられる。このとき、アクセルペダルの開度を示すアクセル開度に対して走行モード切替しきい値としての所定のしきい値が予め設定され、アクセル開度が該しきい値を超える場合には、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの切替えが行なわれる。本実施の形態では、ＥＧＲ装置の作動中において、この走行モードの切替えを示すアクセル開度のしきい値を、ＥＧＲ装置の停止中におけるしきい値ＯＰ１よりも高い値ＯＰ２（＞ＯＰ１）へと変化させる。これにより、ＥＧＲ装置の作動中においては、ＥＶ走行モードで走行する範囲が拡大される。
【００８７】
（ＥＧＲ制御）
ハイブリッド車両の減速時における走行用バッテリ２２０における過充電は、上述した走行用バッテリ２２０の充放電制御に加えて、以下に述べるようなＥＧＲバルブ５０２の開度制御（以下、ＥＧＲ制御とも称する）を行なうことによって、より確実に回避することができる。
【００８８】
図９は、ＥＧＲ制御において許容されるＥＧＲ率の最大値である許容最大ＥＧＲ率と走行用バッテリ２２０を充電可能な電力の上限としての入力制限Ｗｉｎとの関係を示す図である。
【００８９】
本実施の形態において、エンジンＥＣＵ１０００（図１）は、エンジン１２０の運転状態に基づいて、許容最大ＥＧＲ率を上限として、排気還流量の制御目標値に対応するＥＧＲ率の目標値（目標ＥＧＲ率）を設定し、実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に一致するようにＥＧＲ制御を実行する。
【００９０】
このＥＧＲ制御において、エンジンＥＣＵ１０００は、許容最大ＥＧＲ率を、走行用バッテリ２２０の入力制限Ｗｉｎに応じて設定する。なお、走行用バッテリ２２０の入力制限Ｗｉｎは、温度センサ（図示せず）により検出された走行用バッテリ２２０の電池温度および走行用バッテリ２２０のＳＯＣに基づいて設定されたものを、バッテリＥＣＵ１０２０（図１）から通信により入力する構成とした。
【００９１】
図９を参照して、許容最大ＥＧＲ率は、走行用バッテリ２２０の入力制限Ｗｉｎが所定値よりも低い場合には、０％、すなわち、ＥＧＲ装置を停止させるように設定される。これに対して、入力制限Ｗｉｎが所定値以上となる場合には、最大許容ＥＧＲ率は、入力制限Ｗｉｎが大きくなるに従って、高い値となるように設定される。
【００９２】
なお、図９に示す関係は、図５に示すＥＧＲ率とスロットルバルブ３００の閉弁速度との関係に基づいて、ＥＧＲ率とモータジェネレータ１４０における回生発電量との関係を算出することによって予め導出されたものである。図９に示す関係は、許容最大ＥＧＲ率設定用マップとしてエンジンＥＣＵ１０００内部のＲＯＭに記憶されており、ＥＧＲ装置の作動を許可するためのＥＧＲ許可条件が成立した時点における走行用バッテリ２２０の入力制限Ｗｉｎに対応したものが当該マップから導出される。
【００９３】
これによれば、走行用バッテリ２２０の入力制限Ｗｉｎが相対的に小さい場合には、許容最大ＥＧＲ率が相対的に低い値、もしくは０％（オフに相当）に設定される。そのため、スロットルバルブの閉弁制御の実行中にモータジェネレータ１４０が発電する電力は、走行用バッテリ２２０の入力制限Ｗｉｎを超えないように制限されることから、走行用バッテリ２２０が過充電となるのを回避することができる。
【００９４】
さらに、本実施の形態においては、エンジンＥＣＵ１０００は、バッテリＥＣＵ１０２０から入力される走行用バッテリ２２０のＳＯＣが所定の閾値以上となる場合には、ＥＧＲ装置を強制的に停止させる。なお、所定の閾値は、走行バッテリ２２０が過充電となるのを回避するために許容されるＳＯＣの上限値（たとえば満充電状態）に設定される。
【００９５】
これによれば、例えば、降坂路が連続することによって、モータジェネレータ１４０が回生発電した電力により走行用バッテリ２２０が満充電状態となっている場合には、ＥＧＲ制御の実行が禁止されることになる。したがって、上述したスロットルバルブ３００の閉弁制御の実行が不要となることから、走行用バッテリ２２０が過充電となるのを回避することができる。
【００９６】
なお、ＥＧＲ装置を強制的に停止させることは、燃費の面において不利となることが懸念されるが、上述した走行用バッテリ２２０の充放電制御によって、高充電状態に起因してＥＶ走行モードでの走行が拡大されるため、燃費への影響を抑えることができる。
【００９７】
以上の処理は、図１０および図１１に示すような処理フローにまとめることができる。
図１０は、本実施の形態に従うエンジンＥＣＵ１０００で実行されるＥＧＲ制御の処理手順を示すフローチャートである。
【００９８】
図１０を参照して、一連の制御が開始されると、エンジンＥＣＵ１０００は、バッテリＥＣＵ１０２０から走行用バッテリ２２０のＳＯＣを取得する（ステップＳ１１）。そして、エンジンＥＣＵ１０００は、走行用バッテリ２２０のＳＯＣが所定のしきい値を下回っているか否かを判断する（ステップＳ１２）。なお、本実施の形態では、一例として、所定の閾値は、走行用バッテリ２２０の満充電状態（図８のＭＡＸに相当）に設定されている。
【００９９】
走行用バッテリ２２０のＳＯＣが所定の閾値ＭＡＸ以上となる場合（ステップＳ１２においてＮＯの場合）には、エンジンＥＣＵ１０００は、ＥＧＲ装置を停止状態（オフ）とする（ステップＳ１８）。
【０１００】
これに対して、走行用バッテリ２２０のＳＯＣが所定の閾値ＭＡＸを下回っている場合（ステップＳ１２においてＹＥＳの場合）には、エンジンＥＣＵ１０００は、ＥＧＲ装置の作動を許可する（ステップＳ１３）。そして、エンジンＥＣＵ１０００は、図９に示す許容最大ＥＧＲ率設定用マップを参照することにより、バッテリＥＣＵ１０２０から入力される走行用バッテリ２２０の入力制限Ｗｉｎに基づいて、許容最大ＥＧＲ率を算出する（ステップＳ１４）。
【０１０１】
次に、エンジンＥＣＵ１０００は、各センサによって検知されるスロットル開度、吸入空気量、エンジン回転数および冷却水温等の各データに基づいて、エンジン１２０の運転状態がＥＧＲ装置を作動させるための所定の条件（ＥＧＲ実行条件）を満たしているか否かを判断する（ステップＳ１５）。
【０１０２】
エンジン１２０の運転状態がＥＧＲ実行条件を満たしていない場合（ステップＳ１５においてＮＯの場合）には、エンジンＥＣＵ１０００は、ＥＧＲ装置を停止状態とする（ステップＳ１８）。
【０１０３】
これに対して、エンジン１２０の運転状態がＥＧＲ実行条件を満たしている場合（ステップＳ１５においてＹＥＳの場合）には、エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン１２０の運転状態に基づいて、ステップＳ１４で算出した許容最大ＥＧＲ率を上限として、目標ＥＧＲ率を算出する（ステップＳ１６）。そして、エンジンＥＣＵ１０００は、ＥＧＲ装置の作動を開始して、実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率と一致するようにＥＧＲバルブの開度制御を実行する（ステップＳ１７）。
【０１０４】
図１１は、本実施の形態に従うＨＶ＿ＥＣＵ１０３０およびエンジンＥＣＵ１０００で実行される走行用バッテリ２２０の充放電制御およびスロットルバルブの閉弁制御の処理手順を示すフローチャートである。
【０１０５】
図１１を参照して、一連の制御が開始されると、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、ＥＧＲ装置が作動中であるか否かを判断する（ステップＳ２１）。なお、ステップＳ２１の判断は、例えば、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０が、ＥＧＲ装置の作動／停止を指示するＥＧＲ作動判定フラグをエンジンＥＣＵ１０００から取得することによって行なわれる。
【０１０６】
ＥＧＲ装置が停止中である場合（ステップＳ２１においてＮＯの場合）には、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、処理をステップＳ２４へ進める。
【０１０７】
これに対して、ＥＧＲ装置が作動中である場合（ステップＳ２１においてＹＥＳの場合）には、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、走行用バッテリ２２０のＳＯＣの制御中心値を、ＥＧＲ装置の停止中におけるＳＯＣの制御中心値Ｓ１よりも低い値Ｓ２（＜Ｓ１）に変更する（ステップＳ２２）。
【０１０８】
さらに、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、ハイブリッド車両の走行モード切替しきい値を、ＥＧＲ装置の停止中における走行モード切替しきい値と比較して、ＥＶ走行モードで走行する範囲が拡大するように変化させる（ステップＳ２３）。一例として、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、走行モードの切替えを示すアクセル開度のしきい値を、ＥＧＲ装置の停止中におけるしきい値ＯＰ１よりも高い値ＯＰ２（＞ＯＰ１）へと変化させる。
【０１０９】
次に、エンジンＥＣＵ１０００は、図５に示す閉弁速度設定用マップを参照して、ＥＧＲ率およびエンジン回転数に対応するスロットルバルブ３００の閉弁速度を算出する（ステップＳ２４）。そして、エンジンＥＣＵ１０００は、アクセルポジションセンサ１０２からの信号に基づいて、運転者からの減速要求が検出されたか否かを判断する（ステップＳ２５）。運転者からの減速要求が検出されない場合（ステップＳ２５においてＮＯの場合）には、処理はステップＳ２４に戻される。
【０１１０】
これに対して、減速要求が検出された場合（ステップＳ２５においてＹＥＳの場合）には、エンジンＥＣＵ１０００は、ＥＧＲ装置の作動を停止させる（ステップＳ２６）。
【０１１１】
さらに、エンジンＥＣＵ１０００は、スロットルバルブ３００の閉弁制御を実行する。具体的には、エンジンＥＣＵ１０００は、減速要求の検出時におけるＥＧＲ率およびエンジン回転数に対応する閉弁速度に従ってスロットルバルブ３００の開度が減少するようにスロットルバルブ３００の閉弁制御を実行する（ステップＳ２７）。
【０１１２】
なお、上記の実施の形態と本願発明との対応関係については、エンジン１２０が「内燃機関」に相当し、モータジェネレータ１４０が「第１および第２の電動発電機」に相当し、ＥＧＲ装置が「排気ガス還流装置」に相当する。また、エンジンＥＣＵ１０００が「還流ガス制御手段」および「スロットル制御手段」を実現し、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０が「制動制御手段」を実現する。これらの手段を構成する各機能ブロックは、いずれも本願発明の「制御装置」に相当するＣＰＵ（Central Processing Unit）が記憶部に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明したが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記録媒体に記録されて車両に搭載される。
【０１１３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
この発明は、ハイブリッド車両に搭載された内燃機関の制御装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】この発明の実施の形態による内燃機関の制御装置が搭載されるハイブリッド車両の構成を説明するブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるエンジンＥＣＵによって制御されるエンジンシステムの概略構成図である。
【図３】図２のＥＧＲ装置の部分を拡大した図である。
【図４】運転者による減速要求が発生した場合におけるエンジンおよびモータジェネレータの運転状態の時間的変化の一例を示す図である。
【図５】ＥＧＲ率およびエンジン回転数とスロットルバルブの閉弁速度との関係を説明するための図である。
【図６】この発明の実施の形態に従うハイブリッド車両における共線図の一例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態に従うハイブリッド車両における回生制動動作の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態に従う走行用バッテリの充放電制御を説明するための図である。
【図９】許容最大ＥＧＲ率と走行用バッテリの入力制限との関係を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態に従うエンジンＥＣＵで実行されるＥＧＲ制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態に従うＨＶ＿ＥＣＵおよびエンジンＥＣＵ実行される走行用バッテリの充放電制御およびスロットルバルブの閉弁制御の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１６】
１００ アクセルペダル、１０２ アクセルポジションセンサ、１２０ エンジン、１４０Ａ，１４０Ｂ モータジェネレータ、１６０ 駆動輪、１８０ 減速機、２００ エアクリーナ、２０２ エアフローメータ、２２０ 走行用バッテリ、２４０ インバータ、２４２ 昇圧コンバータ、２６０ 動力分割機構、３００ スロットルバルブ、３０２ スロットルポジションセンサ、３０４ スロットルモータ、３０６ バキュームセンサ、４００ フューエルタンク、４０２ フューエルポンプ、５００ ＥＧＲパイプ、５０２ ＥＧＲバルブ、７１０，７１２ 酸素センサ、８００ 高圧フューエルポンプ、８０４ 高圧フューエルインジェクタ、８０８ イグナイタ一体式イグニッションコイル、９００，９０２ 三元触媒コンバータ、１０００ エンジンＥＣＵ、１０１０ ＭＧ＿ＥＣＵ、１０２０ バッテリＥＣＵ、１０３０ ＨＶ＿ＥＣＵ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、内燃機関と電動機とを動力源として備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題を考慮して、内燃機関（エンジン）と電動機(モータ）とを効率的に組合わせて走行するハイブリッド車両が実用化されている。このようなハイブリッド車両に搭載されるエンジンとして、たとえば特開２００８−１５１０６４号公報には、排気通路内の排気ガスの一部を再度吸気通路へ還流させる排気ガス還流装置（以下、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）を設けたものが開示されている。
【０００３】
このＥＧＲ装置は、エンジンから排出される排気ガスの一部を吸気系へ再循環させ、新しい混合気と混ぜて燃焼温度を下げることにより、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制したり、ポンピングロスを抑制して燃費向上を図るものである。
【特許文献１】特開２００８−１５１０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したようなＥＧＲ装置が設けられたエンジンにおいては、さらなる燃費向上の観点から、吸気系へ還流させる排気ガス（ＥＧＲガス）を増量する、すなわち、気筒内に導入される吸入空気量に対するＥＧＲガス量の割合であるＥＧＲ率を高めることが検討されている。ＥＧＲ率を高めることによって、燃料および酸素の密度が低い状態で理論空燃比での燃焼が可能となるとともに、燃焼熱が混合気中の排気によって吸収されるため、排気ガス温度の調整のための燃料噴射量の増量を抑えることができるためである。
【０００５】
その一方で、高ＥＧＲ率の実現には、ＥＧＲ装置において、三元触媒コンバータを通過した後の排気ガスをＥＧＲバルブまで導入するためのＥＧＲパイプの大口径化やＥＧＲバルブの大型化などが必要となる。このようなＥＧＲパイプの大口径化やＥＧＲバルブの大型化は、ＥＧＲバルブの開度制御における制御応答性を低下させるという問題がある。
【０００６】
具体的には、運転者による減速要求に応答してエンジンの停止制御を行なう際には、ＥＧＲバルブの制御応答性の低下に起因して、ＥＧＲバルブに対して閉弁信号を出力しても、実際にＥＧＲバルブが全閉となるまでには所定の応答期間を要することから、該応答期間において、吸気管内にはＥＧＲガスが導入され続けることとなる。また、スロットルバルブの閉弁制御によって吸入空気量が減少するとともに、吸気管負圧が上昇することによって、ＥＧＲガスの還流量が増大する。さらに、該応答期間において吸気管内に還流されたＥＧＲガスは、新気によって燃焼室内へ排出されることなく、吸気管内に残留してしまう。
【０００７】
そして、ＥＧＲガスの残留量が増大すると、実質的に可燃空気量が減少するため、可燃混合比を外れることによって、燃焼室内の混合気が着火されない現象、いわゆる失火が発生する可能性がある。失火が発生すると、機関回転速度が低下するためにドライバビリティの悪化を招くこととなる。また、未燃焼混合気が排気通路に排出されることによる排気浄化触媒への悪影響が問題となる。
【０００８】
それゆえ、この発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、高ＥＧＲ率による燃費向上とドライバビリティとを好適に両立することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のある局面に従えば、内燃機関および電動発電機を動力源として駆動軸に動力を出力するハイブリッド車両の制御装置であって、ハイブリッド車両は、内燃機関からの動力を受けて発電可能な第１の電動発電機と、内燃機関からの動力を第１の電動発電機および駆動軸に機械的に分配するように構成された動力分割機構と、駆動軸に回転軸が連結される第２の電動発電機と、第１および第２の電動発電機と電力を授受可能な蓄電装置とを含む。内燃機関には、排気ガスの一部を還流弁を介して再度内燃機関の吸気管に還流させるための排気ガス還流装置および吸気管を流通する空気量を変化させるスロットルバルブが設けられる。制御装置は、排気還流量が制御目標値となるように還流弁を開弁制御する一方で、運転者による減速要求が検出された場合には、還流弁を全閉とする還流ガス制御手段と、運転者による減速要求が検出された場合には、空気量が予め設定された減少速度で減少するようにスロットルバルブを閉弁制御するスロットル制御手段と、スロットルバルブの閉弁制御の実行中において、内燃機関の発生する動力を第１および第２の電動発電機の少なくとも一方が吸収するように、第１および第２の電動発電機の回生制動力を制御する制動制御手段とを備える。
【００１０】
好ましくは、スロットル制御手段は、排気ガス還流装置による排気還流量が相対的に多いときには、減少速度を相対的に低い値に設定する。
【００１１】
好ましくは、スロットル制御手段は、内燃機関の回転数が相対的に高いときには、減少速度を相対的に高い値に設定する。
【００１２】
好ましくは、制御装置は、蓄電装置の充電状態値を推定する状態推定手段と、蓄電装置の温度を検出する温度検出手段と、推定された充電状態値および検出された温度に基づいて、蓄電装置を充電可能な電力の上限としての入力制限を設定する入力制限設定手段とをさらに備える。還流ガス制御手段は、設定された入力制限が相対的に大きいときには、吸気管に還流可能な排気ガスの最大許容量としての最大許容還流量を、相対的に高い値に設定する。
【００１３】
好ましくは、制御装置は、蓄電装置の充電状態値が予め定められた制御中心値を中心とする所定の範囲内に維持されるように第１の電動発電機による蓄電装置に対する充電を制御する充電制御手段をさらに備える。充電制御手段は、還流弁の開弁制御の実行中においては、制御中心値を、還流弁の開弁制御の実行禁止中における制御中心値よりも低い値に設定する。
【００１４】
好ましくは、車両は、第１の電動発電機による蓄電部に対する充電が制限される第１のモード、および蓄電装置の充電状態値が所定の範囲内に維持されるように第１の電動発電機による蓄電部に対する充電を制御する第２のモードのいずれかの走行モードを選択して走行可能である。制御装置は、車両の走行状態に基づいて走行モードの切替えを行なう走行制御手段をさらに備える。走行制御手段は、還流弁の開弁制御の実行中においては、第１のモードで走行する範囲が拡大するように走行モードの切替えしきい値を変化させる。
【００１５】
好ましくは、還流ガス制御手段は、還流弁の開弁制御の実行中において、推定された充電状態値が所定の閾値を超えた場合には、還流弁を全閉とする。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、高ＥＧＲ率による燃費向上とドライバビリティとを好適に両立することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態による制御装置が搭載される車両の一例として示されるハイブリッド車両の構成を説明するブロック図である。なお、本発明は図１に示すハイブリッド車両に限定されない。
【００１９】
ハイブリッド車両は、動力源としての、たとえばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関（以下、単にエンジンという）１２０と、モータジェネレータ（ＭＧ）１４０を含む。なお、図１においては、説明の便宜上、モータジェネレータ１４０を、モータ１４０Ａとジェネレータ１４０Ｂ（あるいはモータジェネレータ１４０Ｂ）と表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、モータ１４０Ａがジェネレータとして機能したり、ジェネレータ１４０Ｂがモータとして機能したりする。
【００２０】
ハイブリッド車両には、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０で発生した動力を駆動輪１６０に伝達したり、駆動輪１６０の駆動をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０に伝達する減速機１８０と、エンジン１２０の発生する動力を駆動輪１６０とジェネレータ１４０Ｂとの２経路に分配する動力分割機構（たとえば、遊星歯車機構）２６０と、モータジェネレータ１４０を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ２２０と、走行用バッテリ２２０の直流とモータ１４０Ａおよびジェネレータ１４０Ｂの交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ２４０と、走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間で電圧変換を行なう昇圧コンバータ２４２と、走行用バッテリ２２０の充放電状態を管理制御するバッテリ制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵ（Electronic Control Unit）という）１０２０と、エンジン１２０の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ１０００と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ１４０およびバッテリＥＣＵ１０２０、インバータ２４０等を制御するＭＧ＿ＥＣＵ１０１０と、バッテリＥＣＵ１０２０、エンジンＥＣＵ１０００およびＭＧ＿ＥＣＵ１０１０等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ１０３０等を含む。
【００２１】
なお、図１に示すこの発明の実施の形態おいて、バッテリＥＣＵ１０２０、エンジンＥＣＵ１０００、ＭＧ＿ＥＣＵ１０１０およびＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、本願発明の「制御装置」に相当する。図１においては、各ＥＣＵを別構成しているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい（たとえば、図１に、点線で示すように、ＭＧ＿ＥＣＵ１０１０とＨＶ＿ＥＣＵ１０３０とを統合したＥＣＵとすることがその一例である）。
【００２２】
動力分割機構２６０は、エンジン１２０の動力を、駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂとの両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。モータジェネレータ１４０Ｂの回転数を制御することにより、動力分割機構２６０は無段変速機としても機能する。エンジン１２０の回転力はプラネタリーキャリア（Ｃ）に入力され、それがサンギヤ（Ｓ）によってモータジェネレータ１４０Ｂに、リングギヤ（Ｒ）によってモータおよび出力軸（駆動輪１６０側）に伝えられる。回転中のエンジン１２０を停止させる時には、エンジン１２０が回転しているので、この回転の運動エネルギーをモータジェネレータ１４０Ｂで電気エネルギーに変換して、エンジン１２０の回転数を低下させる。
【００２３】
図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、発進時や低速走行時等であってエンジン１２０の効率が悪い場合には、モータジェネレータ１４０のモータ１４０Ａのみによりハイブリッド車両の走行を行ない、通常走行時には、たとえば動力分割機構２６０によりエンジン１２０の動力を２経路に分け、一方で駆動輪１６０の直接駆動を行ない、他方でジェネレータ１４０Ｂを駆動して発電を行なう。この時、発生する電力でモータ１４０Ａを駆動して駆動輪１６０の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ２２０からの電力をモータ１４０Ａに供給してモータ１４０Ａの出力を増大させて駆動輪１６０に対して駆動力の追加を行なう。一方、減速時には、駆動輪１６０により従動するモータ１４０Ａがジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ２２０に蓄える。なお、走行用バッテリ２２０の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１２０の出力を増加してジェネレータ１４０Ｂによる発電量を増やして走行用バッテリ２２０に対する充電量を増加する。もちろん、低速走行時でも必要に応じてエンジン１２０の駆動量を増加する制御を行なう。たとえば、上述のように走行用バッテリ２２０の充電が必要な場合や、エアコン等の補機を駆動する場合や、エンジン１２０の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合等である。
【００２４】
次に、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるエンジンＥＣＵ１０００によって制御されるエンジン１２０について説明する。図２は、エンジンＥＣＵ１０００によって制御されるエンジンシステムの概略構成図である。
【００２５】
図２を参照して、このエンジンシステムにおいては、エアクリーナ２００を介した空気が、エンジン１２０の燃焼室に導入される。その際、吸入空気量がエアフローメータ２０２により検知されて、エンジンＥＣＵ１０００に吸入空気量を表わす信号が入力される。また、スロットルバルブ３００の開度により、吸入空気量が変化する。このスロットルバルブ３００の開度は、エンジンＥＣＵ１０００からの信号に基づいて作動したスロットルモータ３０４により変化される。スロットルバルブ３００の開度は、スロットルポジションセンサ３０２により検知されて、エンジンＥＣＵ１０００にスロットルバルブ３００の開度を表わす信号が入力される。
【００２６】
燃料は、フューエルタンク４００に貯蔵され、フューエルポンプ４０２により高圧フューエルポンプ８００を介して高圧フューエルインジェクタ８０４から燃焼室に噴射される。インテークマニホールドから導入された空気と、フューエルタンク４００から高圧フューエルインジェクタ８０４を介して燃焼室に噴射された燃料との混合気が、エンジンＥＣＵ１０００から制御信号が入力されるイグナイタ一体式イグニッションコイル８０８を用いて着火されて燃焼する。なお、図２のように、筒内に向けて燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタを設ける構成以外に、吸気ポートまたは／および吸気通路内に向けて燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタを設ける構成、あるいは、筒内噴射用インジェクタおよび吸気通路噴射用インジェクタの双方を設ける構成としてもよい。
【００２７】
混合気が燃焼した後の排気ガスは、イグゾーストマニホールドを通り、三元触媒コンバータ９００および三元触媒コンバータ９０２を通って、大気に排出される。
【００２８】
このエンジンシステムは、図２に示すように、三元触媒コンバータ９００の下流側からＥＧＲパイプ５００を通ってＥＧＲバルブ５０２によりその流量が制御されるＥＧＲ装置を有する。このＥＧＲ装置は、排気ガス再循環装置とも呼ばれ、エンジン１２０から排出される排気ガスの一部を吸気系へ再循環させ、新しい混合気と混ぜて燃焼温度を下げることにより、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制したり、ポンピングロスを抑制して燃費向上を図るものである。
【００２９】
図３に、図２のＥＧＲ装置の部分を拡大した図を示す。
図３に示すように、ＥＧＲガスは、三元触媒コンバータ９００を通過した後の排気ガスがＥＧＲパイプ５００を通ってＥＧＲバルブ５０２まで導入される。ＥＧＲバルブ５０２は、エンジンＥＣＵ１０００によりデューティ制御が実行されている。エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン回転数、アクセルポジションセンサ１０２（図２）からの信号などの各種の信号に基づいて、ＥＧＲバルブ５０２の開度を制御する。
【００３０】
なお、図示は省略するが、ＥＧＲバルブ５０２は、エンジンＥＣＵ１０００からの制御信号により動作するステッピングモータと、該ステッピングモータによりリニアにバルブ開度が制御されるポペットバルブと、リターンスプリングとを含む。また、燃焼室に還流されるＥＧＲガスは高温のため、ＥＧＲバルブ５０２の性能や耐久性に悪影響を及ぼすため、エンジンの冷却水により冷却するための冷却水通路が設けられている。
【００３１】
ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０には、エンジンＥＣＵ１０００を経由して、エンジン回転数センサ（図示せず）にて検知されたエンジン回転数を表わす信号、および、アクセルポジションセンサ１０２からの信号が入力される。また、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０には、車輪速センサ（図示せず）にて検知された車速を表わす信号が入力される。ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、これらの信号に基づいて、エンジンＥＣＵ１０００にエンジン制御信号（例えば、スロットル開度信号）を出力する。
【００３２】
エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン制御信号や他の制御信号に基づいて、エンジン１２０に電子スロットル制御信号を出力する。また、エンジンＥＣＵ１０００は、後述する方法によって、エンジン１２０の運転状態に基づいてＥＧＲバルブ５０２の開度を調整するための制御信号を生成し、その生成した制御信号をステッピングモータへ出力する。
【００３３】
なお、本実施の形態では、ＥＧＲ装置におけるＥＧＲバルブ５０２は、ステッピングモータによりポペットバルブが駆動されるものと説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。たとえば、ステッピングモータのような電気式アクチュエータではなく、ソレノイドバルブとダイヤフラムを有する空気アクチュエータとにより構成される空気制御式のＥＧＲバルブであってもよい。
【００３４】
再び図２を参照して、このエンジンシステムには、このようなＥＧＲ装置の他に、以下に示すシステムが導入されている。
【００３５】
このエンジンシステムには、燃料噴射制御システムが導入され、エアフローメータ２０２およびバキュームセンサ３０６によって吸入空気量を検出し、燃料噴射量が制御される。エンジンＥＣＵ１０００は、各センサからの信号により、最適な燃焼状態となるように、エンジン回転数およびエンジン負荷に応じた燃料噴射量および燃料噴射時期の制御を行なう。
【００３６】
また、このエンジンシステムにおいては、エンジン回転数と吸入空気量（バキュームセンサ３０６およびエアフローメータ２０２により検出）により燃料噴射量が決定される。また、始動後の空燃比は、酸素センサ７１０，７１２からの信号によりフィードバック制御される。すなわち、燃料噴射制御は、エンジン１２０の状態に応じて演算した基本噴射時間に、各センサの信号に補正を加え、燃料噴射時期制御および噴射量制御が実行される。
【００３７】
また、このエンジンシステムには、点火時期制御システムが導入されている。エンジンＥＣＵ１０００は、各センサからの信号により最適な点火時期を算出し、イグナイタ一体式イグニッションコイル８０８に点火信号を出力する。点火時期は、初期セット点火時期または基本進角度および補正進角度により決定される。
【００３８】
エンジン１２０の点火時期の算出は、エンジン回転数信号、カムポジションセンサからの信号、吸気流量の信号、スロットルバルブ開度信号、エンジン冷却水用信号などに基づいて、エンジンＥＣＵ１０００が運転状態に応じて算出して、イグナイタ一体式イグニッションコイル８０８へ点火信号を出力する。すなわち、点火時期制御は、エンジン１２０の状態に応じて演算した基本点火時期に、各センサの信号による補正を加え、適正な点火時期を算出する。
【００３９】
また、このエンジンシステムには、スロットル制御システムが導入されている。このスロットル制御システムは、エンジン１２０の状態に応じて演算したスロットルバルブ３００の開度に、各センサの信号による補正を加えて、適正な開度になるように制御される。すなわち、エンジン１２０の燃焼状態に応じた適切なスロットルバルブ３００の開度になるように、エンジンＥＣＵ１０００がスロットルバルブ３００の開度をスロットルモータ３０４を用いて制御する。
【００４０】
（ハイブリッド車両の制御構造）
以下に、図４を参照して、本実施の形態に従うハイブリッド車両における回生制動動作を実現するための制御構造について説明する。
【００４１】
図４は、運転者による減速要求が発生した場合におけるエンジン１２０およびモータジェネレータ１４０の運転状態の時間的変化の一例を示す図である。
【００４２】
図４を参照して、まず時刻ｔ１において運転者による減速要求が検出されたものとする。この減速要求は、たとえば運転者によりアクセルペダル１００（図２）が踏み戻されたことに応じて発生するものである。なお、減速要求には、アクセルペダル１００の踏込量の他にも、ブレーキペダル（図示せず）の踏込量が含まれる。
【００４３】
本実施の形態において、減速要求は、アクセルポジションセンサ１０２（図２）からの信号に基づいて、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０およびエンジンＥＣＵ１０００により検出される。なお、図４では、時刻ｔ２において、アクセルペダル１００が完全に踏み戻されてアクセル開度が０％となっている。
【００４４】
そして、時刻ｔ１において減速要求が検出されると、エンジンＥＣＵ１０００は、ＥＧＲバルブ５０２（図３）に対して制御信号（閉弁信号）を出力することにより、ＥＧＲ装置の作動を停止（ＥＧＲオフ）させる。これにより、ＥＧＲバルブ５０２の開度が全閉となるため、吸気管内へのＥＧＲガスの導入が遮断される。
【００４５】
さらに、エンジンＥＣＵ１０００は、時刻ｔ１以降において、スロットルバルブ３００の開度を全閉とするための閉弁制御を実行する。
【００４６】
ここで、このスロットルバルブ３００の閉弁制御において、図中の一点鎖線で示すように、アクセル開度の減少速度に追従するようにスロットルバルブ３００の閉弁速度を制御する場合を想定する。この場合、エアクリーナ２００を介して吸気管内に導入される新しい空気（新気）は、スロットルバルブ３００の閉弁速度に応じた減少速度で減少することとなる。その結果、時刻ｔ１以降においては、吸入空気量が制限されることから、吸気管内に含まれるＥＧＲガスは、新気によって燃焼室内へ排出されることなく、吸気管内に残留することとなる。特に、時刻ｔ０から時刻ｔ１までのＥＧＲ装置の作動中において、大量のＥＧＲガスを吸気系に還流させた場合、すなわち、気筒内への吸入空気量に対するＥＧＲガス量の割合であるＥＧＲ率を高めた場合には、以下に述べるように、吸気管内のＥＧＲガスの残留量が増大する可能性が高くなる。
【００４７】
詳細には、高ＥＧＲ率は、ＮＯｘの低減および燃費向上の点で有効であり、ＥＧＲパイプ５００（図３）の大口径化およびＥＧＲバルブ５０２（図３）の大型化などによって実現されるものである。
【００４８】
その一方で、ＥＧＲパイプ５００の大口径化およびＥＧＲバルブ５０２の大型化を行なうことによって、ＥＧＲバルブ５０２の開度制御における制御応答性が低下するという不具合が生じてしまう。
【００４９】
したがって、運転者からの減速要求が検出されたときに、上述したように、エンジンＥＣＵ１０００がＥＧＲバルブ５０２に対して閉弁信号を出力しても、実際にＥＧＲバルブ５０２が全閉となるまでには所定の応答時間を要することとなり、該応答時間において、吸気管内にはＥＧＲガスが導入され続けることとなる。そのため、スロットルバルブ３００の閉弁制御によって吸入空気量が減少し、かつ吸気管負圧が上昇すると、ＥＧＲガスの還流量が増大する。さらに、該応答期間において吸気管内に還流されたＥＧＲガスは、導入された新気によって燃焼室内へ排出されることなく、吸気管内に残留してしまう。
【００５０】
なお、このＥＧＲガスの残留量は、経年劣化等によりＥＧＲバルブ５０２に異物が噛み込む異常が生じた場合には、ＥＧＲバルブ５０２の開度制御における精度が低下するため、さらに増大する可能性がある。
【００５１】
そして、ＥＧＲガスの残留量が増大すると、実質的に可燃空気量が減少するため、可燃混合比を外れることによって、燃焼室内の混合気が着火されない現象、いわゆる失火が発生する可能性がある。失火が発生すると、機関回転速度が低下するためにドライバビリティの悪化を招くこととなる。また、未燃焼混合気が排気通路に排出されることによる排気浄化触媒への悪影響が問題となる。
【００５２】
さらには、エンジン１２０の始動（再始動）時には、燃焼室内での燃焼が緩慢となるため、燃焼が不安定となり、始動性が低下する、または排気エミッションが増加するといった問題が発生する。
【００５３】
そこで、これらの不具合を解消するため、本実施の形態に従うハイブリッド車両の制御装置は、運転者による減速要求が検出されたときには、ＥＧＲ率およびエンジン回転数に応じて予め設定された閉弁速度に従って、スロットルバルブ３００の閉弁制御を行なう構成とする。
【００５４】
具体的には、上記の構成において、スロットルバルブ３００の閉弁速度は、ＥＧＲ率およびエンジン回転数に応じて設定される。図５は、ＥＧＲ率およびエンジン回転数とスロットルバルブ３００の閉弁速度との関係を説明するための図である。
【００５５】
図５を参照して、スロットルバルブ３００の閉弁速度は、ＥＧＲ率が高くなるに従って、高くなるように設定される。これは、ＥＧＲ率が高くなるほどＥＧＲガスの残留量が多くなるため、吸気管内からＥＧＲガスを除去するためにはより多量の新気を吸気管内に導入する必要があることによる。
【００５６】
また、スロットルバルブ３００の閉弁速度は、エンジン回転数が高くなるに従って、高くなるように設定される。これは、エンジン回転数が高くなるほど吸気管内への新気の導入が活発に行なわれるため、より短期間でスロットルバルブ３００を閉弁することによっても吸気管内からＥＧＲガスを除去できることによる。
【００５７】
本実施の形態では、図５に示すＥＧＲ率およびエンジン回転数とスロットルバルブ３００の閉弁速度との関係が実験などによって予め定められた上で閉弁速度設定用マップとしてエンジンＥＣＵ１０００内部のＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されており、スロットルバルブ３００の閉弁速度としては、運転者からの減速要求を検出した時点におけるＥＧＲ率およびエンジン回転数に対応したものが当該マップから導出される。
【００５８】
なお、閉弁速度設定用マップは、ＥＧＲ率およびエンジン回転数のみをパラメータとするものに限られず、ＥＧＲガスの残留量を推定した結果に応じて閉弁速度を適切に設定可能とするものであれば、どのようなものであってもよい。
【００５９】
以上に述べたように、ＥＧＲ率およびエンジン回転数に応じてスロットルバルブ３００の閉弁速度を可変に設定することにより、ＥＧＲ率が高い場合には、図４に実線で示されるように、アクセル開度の減少速度を下回る閉弁速度でスロットルバルブ３００が閉じられる。そのため、ＥＧＲバルブ５０２が全閉となった後には吸気管内には新気のみが導入されるため、この新気によってＥＧＲガスが吸気管から燃焼室内に排出される。その結果、燃焼が安定となり、ドライバビリティおよび排気浄化触媒への影響を改善することができる。また、エンジン１２０の始動性の低下を防止することができる。
【００６０】
その一方で、上述したスロットルバルブ３００の閉弁制御を行なうことによって、エンジン１２０からは、運転者からの減速要求に反してトルクが発生する。この発生したエンジントルクＴｅは、図４に実線で示すように、スロットルバルブ３００の閉弁速度に比例した速度で徐々に減少し、最終的に零となる。したがって、この余剰トルクに起因して、運転者には車両の予期しない移動感（空走感）を与えてしまい、減速感を悪化させることとなる。
【００６１】
そこで、高ＥＧＲ率による燃費向上と減速感とを好適に両立させるために、本実施の形態に従うハイブリッド車両の制御装置では、このエンジントルクＴｅの余剰分をモータジェネレータ１４０（図１）が吸収するように、モータジェネレータ１４０の回生制動トルクを制御する構成とする。
【００６２】
具体的には、図４に示すように、減速時にエンジン１２０から発生するパワー（エンジントルク×エンジン回転数）を、モータジェネレータ１４０の回生制動パワーに変換する。これによって、図４から明らかなように、車両の減速度（車両の速度減少率、単に「車両減速とも記す）においては、本実施の形態に従うスロットルバルブ３００の閉弁制御を適用しない場合（図中の一点鎖線に相当）と略一致した特性が得られている。すなわち、本実施の形態に従うスロットルバルブ３００の閉弁制御を適用しない場合と同程度の減速感を確保することができる。
【００６３】
図６は、本実施の形態に従うハイブリッド車両における共線図の一例を示す。図５を参照して、縦軸は各回転軸の回転数を示し、横軸は各ギヤのギヤ比を距離的な関係で示している。
【００６４】
サンギヤ軸（図中のＳ）とリングギヤ軸（図中のＲ）とを両端にとり、位置Ｓと位置Ｒとの間を１：ρに内分する位置Ｃをキャリア軸とする。ρは、リングギヤの歯数に対するサンギヤの歯数の比である。なお、こうして定義された位置Ｓ，Ｃ，Ｒに、それぞれのギヤの回転軸の回転数をプロットすると、プラネタリギヤは、プロットされた３点が必ず一直線上に並ぶという性質を有している。
【００６５】
ハイブリッド車両の減速時の運転状態が図５に示した共線図で表わされる場合には、上述したスロットルバルブ３００の閉弁制御を行なうことによって、キャリア軸にはエンジントルクＴｅが発生する。そして、このエンジントルクＴｅを打ち消すように、モータジェネレータ１４０Ａ，１４０Ｂの吸収トルクＴｍ１，Ｔｍ２が設定される。設定された吸収トルクＴｍ１，Ｔｍ２は、サンギヤ軸およびリングギヤ軸の各々に作用する制動トルクに加算される。その結果、エンジンパワーは、モータジェネレータ１４０Ａ，１４０Ｂにおける回生制動パワーに変換され、回収された電力が走行用バッテリ２２０に蓄えられる。
【００６６】
このように、本実施の形態に従うハイブリッド車両の制御装置によれば、車両減速時にエンジン１２０から発生するパワーを、他の動力源であるモータジェネレータ１４０が吸収することにより、高ＥＧＲ率の実現に伴なって生じる減速感の悪化を回避することができる。その結果、燃費向上と減速感とを好適に両立させることができる。
【００６７】
なお、上述の説明においては、モータジェネレータ１４０Ａ，１４０Ｂの双方でエンジントルクＴｅを吸収する場合について例示したが、いずれか一方のモータジェネレータでエンジントルクＴｅを吸収することも可能である。
【００６８】
以上の処理は、図７に示すような処理フローにまとめることができる。
図７は、本実施の形態に従うハイブリッド車両における回生制動動作の処理手順を示すフローチャートである。
【００６９】
図７を参照して、一連の制御が開始されると、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０およびエンジンＥＣＵ１０００（図１）は、アクセルポジションセンサ１０２からの信号に基づいて、運転者からの減速要求が検出されたか否かを判断する（ステップＳ０１）。
【００７０】
運転者からの減速要求が検出されない場合（ステップＳ０１においてＮＯの場合）には、処理は最初に戻る。
【００７１】
これに対して、減速要求が検出された場合（ステップＳ０１においてＹＥＳの場合）には、エンジンＥＣＵ１０００は、ＥＧＲ装置の作動を停止（オフ）させる（ステップＳ０２）。
【００７２】
さらに、エンジンＥＣＵ１０００は、スロットルバルブ３００（図２）の閉弁制御を実行する。具体的には、エンジンＥＣＵ１０００は、図５に示す閉弁速度設定用マップを参照して、減速要求の検出時におけるＥＧＲ率およびエンジン回転数に対応する閉弁速度を導出する。そして、エンジンＥＣＵ１０００は、導出した閉弁速度に従ってスロットルバルブ３００の開度が減少するようにスロットルバルブ３００の閉弁制御を実行する（ステップＳ０３）。
【００７３】
この閉弁制御の実行中において、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、エアフローメータ２０２からの吸入空気量を表わす信号などに基づいて、エンジン１２０から発生するトルクＴｅを算出する（ステップＳ０４）。さらに、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、この算出されたエンジントルクＴｅとエンジン回転数センサにて検知されたエンジン回転数とに基づいてエンジン１２０の出力パワーを算出すると、このエンジン１２０の出力パワーをモータジェネレータ１４０の回生制動パワーに変換するために必要とされる、モータジェネレータ１４０の吸収トルクＴｍを算出する（ステップＳ０５）。
【００７４】
そして、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、モータジェネレータ１４０の吸収トルクＴｍに基づいて、モータジェネレータ１４０の要求制動トルクを設定する（ステップＳ０６）。設定された要求制動トルクは、トルク指令としてＭＧ＿ＥＣＵ１０１０（図１）に与えられると、ＭＧ＿ＥＣＵ１０１０は、トルク指令に従って、モータジェネレータ１４０を制御する（ステップＳ０７）。
【００７５】
（走行用バッテリの充放電制御）
以上に述べたように、ハイブリッド車両の減速時においては、スロットルバルブ３００の閉弁制御の実行中に発生したエンジンパワーは、モータジェネレータ１４０Ａ，１４０Ｂにおける回生制動パワーに変換され、回収された電力が走行用バッテリ２２０に蓄えられる。
【００７６】
したがって、ＥＧＲ率が高いことに起因してスロットルバルブ３００の閉弁速度を低下させたことに伴ない、閉弁制御の実行中に発生するエンジンパワーが増大した場合には、モータジェネレータ１４０での回生制動パワーも増大することから、走行用バッテリ２２０が過充電となる可能性がある。
【００７７】
その一方で、走行用バッテリ２２０からの放電または走行用バッテリ２２０への充電は、充電状態値（ＳＯＣ：State of Charge；以下、単に「ＳＯＣ」とも称す）を考慮して行なわれている。ＳＯＣを適正な範囲に維持することで、走行用バッテリ２２０の過充電や過放電を回避するためである。
【００７８】
具体的には、走行用バッテリ２２０の充放電制御は、走行用バッテリ２２０のＳＯＣが予め設定された制御中心値を中心とする所定の範囲内に維持されるように、モータジェネレータ１４０Ｂによる発電動作を制御することによって行なわれる。なお、このモータジェネレータ１４０Ｂでの発電動作に応じて、エンジン１２０も作動を開始する。
【００７９】
ここで、ハイブリッド車両の減速時において、モータジェネレータ１４０によって回生発電された電力を走行用バッテリ２２０に蓄えるためには、上述した回生制動動作の開始前に走行用バッテリ２２０を低充電状態にしておくことが望ましい。そこで、本実施の形態に従うハイブリッド車両の制御装置は、ＥＧＲ装置の作動中、すなわち、ＥＧＲバルブの開度制御の実行中においては、走行用バッテリ２２０の充放電制御の指標となるＳＯＣの制御中心値を、ＥＧＲ装置の停止中、すなわち、ＥＧＲバルブの開度制御の実行禁止中におけるＳＯＣの制御中心値よりも低い値に変更する構成とする。
【００８０】
具体的には、図８を参照して、ＥＧＲ装置の停止中（ＥＧＲオフ時）においては、ＳＯＣがＳ１を制御中心値とする所定の範囲内に維持されるように、走行用バッテリ２２０の充放電制御が行なわれる。これに対して、ＥＧＲ装置の作動中（ＥＧＲオン時）においては、ＳＯＣがＳ１よりも小さいＳ２を制御中心値とする所定の範囲内に維持されるように、走行用バッテリ２２０の充放電制御を行なうものとする。
【００８１】
これにより、ＥＧＲ装置の作動中においては、ＥＧＲ装置の停止中と比較して、走行用バッテリ２２０のＳＯＣと満充電状態（図８中のＭＡＸに相当）と差がより大きくなり、走行用バッテリ２２０が充電可能な電力が増加する。そのため、ＥＧＲ装置の作動を停止させる場面において、スロットルバルブ３００の閉弁制御の実行中にモータジェネレータ１４０で回生発電された電力を受けることにより走行用バッテリ２２０が過充電となるのを回避することができる。
【００８２】
なお、図８で述べたような、走行用バッテリ２２０のＳＯＣの制御中心値の変更は、たとえば、ＥＧＲ装置の作動中とＥＧＲ装置の停止中とで、ハイブリッド車両の走行モードの切替しきい値を変化させることによって実現することができる。
【００８３】
具体的には、ハイブリッド車両は、ＥＶ（Electric Vehicle）走行モードと、ＨＶ（Hybrid Vehicle）走行モードとを選択して走行可能に構成されている。ＥＶ走行モードでは、ハイブリッド車両は、モータジェネレータ１４０Ａからの駆動力のみによって走行する。このＥＶ走行モードでは、エンジン１２０の駆動力を受けたモータジェネレータ１４０Ｂでの発電動作は行なわれず、走行用バッテリ２２０に対する充電が制限される。
【００８４】
これに対して、ＨＶ走行モードでは、ハイブリッド車両は、走行用バッテリ２２０のＳＯＣが図８に示す所定の範囲内に維持されるように、モータジェネレータ１４０Ｂによる発電動作が制御される。このモータジェネレータ１４０Ｂでの発電動作に応じてエンジン１２０も作動を開始する。なお、エンジン１２０の作動によって生じる駆動力の一部は、車両の走行にも用いられる。
【００８５】
本実施の形態では、この走行モードを切替えるための走行モード切替しきい値を、ＥＧＲ装置の作動中においては、ＥＶ走行モードで走行する範囲が拡大するように変化させる構成とする。
【００８６】
その一例として、ＥＶ走行モードでの走行中において、運転者から急加速などの駆動力要求が与えられた場合には、エンジン１２０を始動することにより、ハイブリッド車両はＨＶ走行モードへ切替えられる。このとき、アクセルペダルの開度を示すアクセル開度に対して走行モード切替しきい値としての所定のしきい値が予め設定され、アクセル開度が該しきい値を超える場合には、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの切替えが行なわれる。本実施の形態では、ＥＧＲ装置の作動中において、この走行モードの切替えを示すアクセル開度のしきい値を、ＥＧＲ装置の停止中におけるしきい値ＯＰ１よりも高い値ＯＰ２（＞ＯＰ１）へと変化させる。これにより、ＥＧＲ装置の作動中においては、ＥＶ走行モードで走行する範囲が拡大される。
【００８７】
（ＥＧＲ制御）
ハイブリッド車両の減速時における走行用バッテリ２２０における過充電は、上述した走行用バッテリ２２０の充放電制御に加えて、以下に述べるようなＥＧＲバルブ５０２の開度制御（以下、ＥＧＲ制御とも称する）を行なうことによって、より確実に回避することができる。
【００８８】
図９は、ＥＧＲ制御において許容されるＥＧＲ率の最大値である許容最大ＥＧＲ率と走行用バッテリ２２０を充電可能な電力の上限としての入力制限Ｗｉｎとの関係を示す図である。
【００８９】
本実施の形態において、エンジンＥＣＵ１０００（図１）は、エンジン１２０の運転状態に基づいて、許容最大ＥＧＲ率を上限として、排気還流量の制御目標値に対応するＥＧＲ率の目標値（目標ＥＧＲ率）を設定し、実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に一致するようにＥＧＲ制御を実行する。
【００９０】
このＥＧＲ制御において、エンジンＥＣＵ１０００は、許容最大ＥＧＲ率を、走行用バッテリ２２０の入力制限Ｗｉｎに応じて設定する。なお、走行用バッテリ２２０の入力制限Ｗｉｎは、温度センサ（図示せず）により検出された走行用バッテリ２２０の電池温度および走行用バッテリ２２０のＳＯＣに基づいて設定されたものを、バッテリＥＣＵ１０２０（図１）から通信により入力する構成とした。
【００９１】
図９を参照して、許容最大ＥＧＲ率は、走行用バッテリ２２０の入力制限Ｗｉｎが所定値よりも低い場合には、０％、すなわち、ＥＧＲ装置を停止させるように設定される。これに対して、入力制限Ｗｉｎが所定値以上となる場合には、最大許容ＥＧＲ率は、入力制限Ｗｉｎが大きくなるに従って、高い値となるように設定される。
【００９２】
なお、図９に示す関係は、図５に示すＥＧＲ率とスロットルバルブ３００の閉弁速度との関係に基づいて、ＥＧＲ率とモータジェネレータ１４０における回生発電量との関係を算出することによって予め導出されたものである。図９に示す関係は、許容最大ＥＧＲ率設定用マップとしてエンジンＥＣＵ１０００内部のＲＯＭに記憶されており、ＥＧＲ装置の作動を許可するためのＥＧＲ許可条件が成立した時点における走行用バッテリ２２０の入力制限Ｗｉｎに対応したものが当該マップから導出される。
【００９３】
これによれば、走行用バッテリ２２０の入力制限Ｗｉｎが相対的に小さい場合には、許容最大ＥＧＲ率が相対的に低い値、もしくは０％（オフに相当）に設定される。そのため、スロットルバルブの閉弁制御の実行中にモータジェネレータ１４０が発電する電力は、走行用バッテリ２２０の入力制限Ｗｉｎを超えないように制限されることから、走行用バッテリ２２０が過充電となるのを回避することができる。
【００９４】
さらに、本実施の形態においては、エンジンＥＣＵ１０００は、バッテリＥＣＵ１０２０から入力される走行用バッテリ２２０のＳＯＣが所定の閾値以上となる場合には、ＥＧＲ装置を強制的に停止させる。なお、所定の閾値は、走行バッテリ２２０が過充電となるのを回避するために許容されるＳＯＣの上限値（たとえば満充電状態）に設定される。
【００９５】
これによれば、例えば、降坂路が連続することによって、モータジェネレータ１４０が回生発電した電力により走行用バッテリ２２０が満充電状態となっている場合には、ＥＧＲ制御の実行が禁止されることになる。したがって、上述したスロットルバルブ３００の閉弁制御の実行が不要となることから、走行用バッテリ２２０が過充電となるのを回避することができる。
【００９６】
なお、ＥＧＲ装置を強制的に停止させることは、燃費の面において不利となることが懸念されるが、上述した走行用バッテリ２２０の充放電制御によって、高充電状態に起因してＥＶ走行モードでの走行が拡大されるため、燃費への影響を抑えることができる。
【００９７】
以上の処理は、図１０および図１１に示すような処理フローにまとめることができる。
図１０は、本実施の形態に従うエンジンＥＣＵ１０００で実行されるＥＧＲ制御の処理手順を示すフローチャートである。
【００９８】
図１０を参照して、一連の制御が開始されると、エンジンＥＣＵ１０００は、バッテリＥＣＵ１０２０から走行用バッテリ２２０のＳＯＣを取得する（ステップＳ１１）。そして、エンジンＥＣＵ１０００は、走行用バッテリ２２０のＳＯＣが所定のしきい値を下回っているか否かを判断する（ステップＳ１２）。なお、本実施の形態では、一例として、所定の閾値は、走行用バッテリ２２０の満充電状態（図８のＭＡＸに相当）に設定されている。
【００９９】
走行用バッテリ２２０のＳＯＣが所定の閾値ＭＡＸ以上となる場合（ステップＳ１２においてＮＯの場合）には、エンジンＥＣＵ１０００は、ＥＧＲ装置を停止状態（オフ）とする（ステップＳ１８）。
【０１００】
これに対して、走行用バッテリ２２０のＳＯＣが所定の閾値ＭＡＸを下回っている場合（ステップＳ１２においてＹＥＳの場合）には、エンジンＥＣＵ１０００は、ＥＧＲ装置の作動を許可する（ステップＳ１３）。そして、エンジンＥＣＵ１０００は、図９に示す許容最大ＥＧＲ率設定用マップを参照することにより、バッテリＥＣＵ１０２０から入力される走行用バッテリ２２０の入力制限Ｗｉｎに基づいて、許容最大ＥＧＲ率を算出する（ステップＳ１４）。
【０１０１】
次に、エンジンＥＣＵ１０００は、各センサによって検知されるスロットル開度、吸入空気量、エンジン回転数および冷却水温等の各データに基づいて、エンジン１２０の運転状態がＥＧＲ装置を作動させるための所定の条件（ＥＧＲ実行条件）を満たしているか否かを判断する（ステップＳ１５）。
【０１０２】
エンジン１２０の運転状態がＥＧＲ実行条件を満たしていない場合（ステップＳ１５においてＮＯの場合）には、エンジンＥＣＵ１０００は、ＥＧＲ装置を停止状態とする（ステップＳ１８）。
【０１０３】
これに対して、エンジン１２０の運転状態がＥＧＲ実行条件を満たしている場合（ステップＳ１５においてＹＥＳの場合）には、エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン１２０の運転状態に基づいて、ステップＳ１４で算出した許容最大ＥＧＲ率を上限として、目標ＥＧＲ率を算出する（ステップＳ１６）。そして、エンジンＥＣＵ１０００は、ＥＧＲ装置の作動を開始して、実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率と一致するようにＥＧＲバルブの開度制御を実行する（ステップＳ１７）。
【０１０４】
図１１は、本実施の形態に従うＨＶ＿ＥＣＵ１０３０およびエンジンＥＣＵ１０００で実行される走行用バッテリ２２０の充放電制御およびスロットルバルブの閉弁制御の処理手順を示すフローチャートである。
【０１０５】
図１１を参照して、一連の制御が開始されると、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、ＥＧＲ装置が作動中であるか否かを判断する（ステップＳ２１）。なお、ステップＳ２１の判断は、例えば、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０が、ＥＧＲ装置の作動／停止を指示するＥＧＲ作動判定フラグをエンジンＥＣＵ１０００から取得することによって行なわれる。
【０１０６】
ＥＧＲ装置が停止中である場合（ステップＳ２１においてＮＯの場合）には、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、処理をステップＳ２４へ進める。
【０１０７】
これに対して、ＥＧＲ装置が作動中である場合（ステップＳ２１においてＹＥＳの場合）には、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、走行用バッテリ２２０のＳＯＣの制御中心値を、ＥＧＲ装置の停止中におけるＳＯＣの制御中心値Ｓ１よりも低い値Ｓ２（＜Ｓ１）に変更する（ステップＳ２２）。
【０１０８】
さらに、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、ハイブリッド車両の走行モード切替しきい値を、ＥＧＲ装置の停止中における走行モード切替しきい値と比較して、ＥＶ走行モードで走行する範囲が拡大するように変化させる（ステップＳ２３）。一例として、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、走行モードの切替えを示すアクセル開度のしきい値を、ＥＧＲ装置の停止中におけるしきい値ＯＰ１よりも高い値ＯＰ２（＞ＯＰ１）へと変化させる。
【０１０９】
次に、エンジンＥＣＵ１０００は、図５に示す閉弁速度設定用マップを参照して、ＥＧＲ率およびエンジン回転数に対応するスロットルバルブ３００の閉弁速度を算出する（ステップＳ２４）。そして、エンジンＥＣＵ１０００は、アクセルポジションセンサ１０２からの信号に基づいて、運転者からの減速要求が検出されたか否かを判断する（ステップＳ２５）。運転者からの減速要求が検出されない場合（ステップＳ２５においてＮＯの場合）には、処理はステップＳ２４に戻される。
【０１１０】
これに対して、減速要求が検出された場合（ステップＳ２５においてＹＥＳの場合）には、エンジンＥＣＵ１０００は、ＥＧＲ装置の作動を停止させる（ステップＳ２６）。
【０１１１】
さらに、エンジンＥＣＵ１０００は、スロットルバルブ３００の閉弁制御を実行する。具体的には、エンジンＥＣＵ１０００は、減速要求の検出時におけるＥＧＲ率およびエンジン回転数に対応する閉弁速度に従ってスロットルバルブ３００の開度が減少するようにスロットルバルブ３００の閉弁制御を実行する（ステップＳ２７）。
【０１１２】
なお、上記の実施の形態と本願発明との対応関係については、エンジン１２０が「内燃機関」に相当し、モータジェネレータ１４０が「第１および第２の電動発電機」に相当し、ＥＧＲ装置が「排気ガス還流装置」に相当する。また、エンジンＥＣＵ１０００が「還流ガス制御手段」および「スロットル制御手段」を実現し、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０が「制動制御手段」を実現する。これらの手段を構成する各機能ブロックは、いずれも本願発明の「制御装置」に相当するＣＰＵ（Central Processing Unit）が記憶部に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明したが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記録媒体に記録されて車両に搭載される。
【０１１３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
この発明は、ハイブリッド車両に搭載された内燃機関の制御装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】この発明の実施の形態による内燃機関の制御装置が搭載されるハイブリッド車両の構成を説明するブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるエンジンＥＣＵによって制御されるエンジンシステムの概略構成図である。
【図３】図２のＥＧＲ装置の部分を拡大した図である。
【図４】運転者による減速要求が発生した場合におけるエンジンおよびモータジェネレータの運転状態の時間的変化の一例を示す図である。
【図５】ＥＧＲ率およびエンジン回転数とスロットルバルブの閉弁速度との関係を説明するための図である。
【図６】この発明の実施の形態に従うハイブリッド車両における共線図の一例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態に従うハイブリッド車両における回生制動動作の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態に従う走行用バッテリの充放電制御を説明するための図である。
【図９】許容最大ＥＧＲ率と走行用バッテリの入力制限との関係を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態に従うエンジンＥＣＵで実行されるＥＧＲ制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態に従うＨＶ＿ＥＣＵおよびエンジンＥＣＵ実行される走行用バッテリの充放電制御およびスロットルバルブの閉弁制御の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１６】
１００ アクセルペダル、１０２ アクセルポジションセンサ、１２０ エンジン、１４０Ａ，１４０Ｂ モータジェネレータ、１６０ 駆動輪、１８０ 減速機、２００ エアクリーナ、２０２ エアフローメータ、２２０ 走行用バッテリ、２４０ インバータ、２４２ 昇圧コンバータ、２６０ 動力分割機構、３００ スロットルバルブ、３０２ スロットルポジションセンサ、３０４ スロットルモータ、３０６ バキュームセンサ、４００ フューエルタンク、４０２ フューエルポンプ、５００ ＥＧＲパイプ、５０２ ＥＧＲバルブ、７１０，７１２ 酸素センサ、８００ 高圧フューエルポンプ、８０４ 高圧フューエルインジェクタ、８０８ イグナイタ一体式イグニッションコイル、９００，９０２ 三元触媒コンバータ、１０００ エンジンＥＣＵ、１０１０ ＭＧ＿ＥＣＵ、１０２０ バッテリＥＣＵ、１０３０ ＨＶ＿ＥＣＵ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関および電動発電機を動力源として駆動軸に動力を出力するハイブリッド車両の制御装置であって、
前記ハイブリッド車両は、
前記内燃機関からの動力を受けて発電可能な第１の電動発電機と、
前記内燃機関からの動力を第１の電動発電機および前記駆動軸に機械的に分配するように構成された動力分割機構と、
前記駆動軸に回転軸が連結される第２の電動発電機と、
前記第１および第２の電動発電機と電力を授受可能な蓄電装置とを含み、
前記内燃機関には、排気ガスの一部を還流弁を介して再度前記内燃機関の吸気管に還流させるための排気ガス還流装置および前記吸気管を流通する空気量を変化させるスロットルバルブが設けられ、
前記制御装置は、
排気還流量が制御目標値となるように前記還流弁を開弁制御する一方で、運転者による減速要求が検出された場合には、前記還流弁を全閉とする還流ガス制御手段と、
前記運転者による減速要求が検出された場合には、前記空気量が予め設定された減少速度で減少するように前記スロットルバルブを閉弁制御するスロットル制御手段と、
前記スロットルバルブの閉弁制御の実行中において、前記内燃機関の発生する動力を前記第１および第２の電動発電機の少なくとも一方が吸収するように、前記第１および第２の電動発電機の回生制動力を制御する制動制御手段とを備える、ハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記スロットル制御手段は、前記排気ガス還流装置による排気還流量が相対的に多いときには、前記減少速度を相対的に低い値に設定する、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記スロットル制御手段は、前記内燃機関の回転数が相対的に高いときには、前記減少速度を相対的に高い値に設定する、請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記蓄電装置の充電状態値を推定する状態推定手段と、
前記蓄電装置の温度を検出する温度検出手段と、
前記推定された充電状態値および前記検出された温度に基づいて、前記蓄電装置を充電可能な電力の上限としての入力制限を設定する入力制限設定手段とをさらに備え、
前記還流ガス制御手段は、前記設定された入力制限が相対的に大きいときには、前記吸気管に還流可能な排気ガスの最大許容量としての最大許容還流量を、相対的に高い値に設定する、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
前記蓄電装置の充電状態値が予め定められた制御中心値を中心とする所定の範囲内に維持されるように前記第１の電動発電機による前記蓄電装置に対する充電を制御する充電制御手段をさらに備え、
前記充電制御手段は、前記還流弁の開弁制御の実行中においては、前記制御中心値を、前記還流弁の開弁制御の実行禁止中における前記制御中心値よりも低い値に設定する、請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
前記車両は、前記第１の電動発電機による前記蓄電部に対する充電が制限される第１のモード、および前記蓄電装置の充電状態値が前記所定の範囲内に維持されるように前記第１の電動発電機による前記蓄電部に対する充電を制御する第２のモードのいずれかの走行モードを選択して走行可能であり、
前記車両の走行状態に基づいて前記走行モードの切替えを行なう走行制御手段をさらに備え、
前記走行制御手段は、前記還流弁の開弁制御の実行中においては、前記第１のモードで走行する範囲が拡大するように前記走行モードの切替えしきい値を変化させる、請求項５に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
前記還流ガス制御手段は、前記還流弁の開弁制御の実行中において、前記推定された充電状態値が所定の閾値を超えた場合には、前記還流弁を全閉とする、請求項５に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１】
内燃機関および電動発電機を動力源として駆動軸に動力を出力するハイブリッド車両の制御装置であって、
前記ハイブリッド車両は、
前記内燃機関からの動力を受けて発電可能な第１の電動発電機と、
前記内燃機関からの動力を第１の電動発電機および前記駆動軸に機械的に分配するように構成された動力分割機構と、
前記駆動軸に回転軸が連結される第２の電動発電機と、
前記第１および第２の電動発電機と電力を授受可能な蓄電装置とを含み、
前記内燃機関には、排気ガスの一部を還流弁を介して再度前記内燃機関の吸気管に還流させるための排気ガス還流装置および前記吸気管を流通する空気量を変化させるスロットルバルブが設けられ、
前記制御装置は、
排気還流量が制御目標値となるように前記還流弁を開弁制御する一方で、運転者による減速要求が検出された場合には、前記還流弁を全閉とする還流ガス制御手段と、
前記運転者による減速要求が検出された場合には、前記空気量が予め設定された減少速度で減少するように前記スロットルバルブを閉弁制御するスロットル制御手段と、
前記スロットルバルブの閉弁制御の実行中において、前記内燃機関の発生する動力を前記第１および第２の電動発電機の少なくとも一方が吸収するように、前記第１および第２の電動発電機の回生制動力を制御する制動制御手段とを備える、ハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記スロットル制御手段は、前記排気ガス還流装置による排気還流量が相対的に多いときには、前記減少速度を相対的に低い値に設定する、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記スロットル制御手段は、前記内燃機関の回転数が相対的に高いときには、前記減少速度を相対的に高い値に設定する、請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記蓄電装置の充電状態値を推定する状態推定手段と、
前記蓄電装置の温度を検出する温度検出手段と、
前記推定された充電状態値および前記検出された温度に基づいて、前記蓄電装置を充電可能な電力の上限としての入力制限を設定する入力制限設定手段とをさらに備え、
前記還流ガス制御手段は、前記設定された入力制限が相対的に大きいときには、前記吸気管に還流可能な排気ガスの最大許容量としての最大許容還流量を、相対的に高い値に設定する、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
前記蓄電装置の充電状態値が予め定められた制御中心値を中心とする所定の範囲内に維持されるように前記第１の電動発電機による前記蓄電装置に対する充電を制御する充電制御手段をさらに備え、
前記充電制御手段は、前記還流弁の開弁制御の実行中においては、前記制御中心値を、前記還流弁の開弁制御の実行禁止中における前記制御中心値よりも低い値に設定する、請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
前記車両は、前記第１の電動発電機による前記蓄電部に対する充電が制限される第１のモード、および前記蓄電装置の充電状態値が前記所定の範囲内に維持されるように前記第１の電動発電機による前記蓄電部に対する充電を制御する第２のモードのいずれかの走行モードを選択して走行可能であり、
前記車両の走行状態に基づいて前記走行モードの切替えを行なう走行制御手段をさらに備え、
前記走行制御手段は、前記還流弁の開弁制御の実行中においては、前記第１のモードで走行する範囲が拡大するように前記走行モードの切替えしきい値を変化させる、請求項５に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
前記還流ガス制御手段は、前記還流弁の開弁制御の実行中において、前記推定された充電状態値が所定の閾値を超えた場合には、前記還流弁を全閉とする、請求項５に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−７００３１（Ｐ２０１０−７００３１Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３９１７８（Ｐ２００８−２３９１７８）
【出願日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【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２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【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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