ハイブリッド車両の制御装置
【課題】内燃機関のＨＣＣＩ運転からＳＩ運転への切換中、内燃機関の安定した燃焼状態を維持することができるとともに、内燃機関の出力の変動を抑制しながら、要求出力に見合った出力を確保することができるハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】このハイブリッド車両Ｖの制御装置１は、内燃機関３のＨＣＣＩ運転からＳＩ運転への切換中、筒内燃料射弁１２から噴射される燃料量ＱＩＮＪＤを一定に維持した状態で、ポート燃料噴射弁１１から噴射される燃料量ＱＩＮＪＰを値０まで漸減させることによって、内燃機関３の出力ＴＲＱ＿ＥＮＧを漸減させる。また、ＳＩ運転への切換中、算出された要求出力ＴＲＱ＿ＡＬＬと低減された内燃機関３の出力との差分を、回転機の出力ＴＲＱ＿ＭＯＴとして設定する。
【解決手段】このハイブリッド車両Ｖの制御装置１は、内燃機関３のＨＣＣＩ運転からＳＩ運転への切換中、筒内燃料射弁１２から噴射される燃料量ＱＩＮＪＤを一定に維持した状態で、ポート燃料噴射弁１１から噴射される燃料量ＱＩＮＪＰを値０まで漸減させることによって、内燃機関３の出力ＴＲＱ＿ＥＮＧを漸減させる。また、ＳＩ運転への切換中、算出された要求出力ＴＲＱ＿ＡＬＬと低減された内燃機関３の出力との差分を、回転機の出力ＴＲＱ＿ＭＯＴとして設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関および回転機を動力源とするハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、内燃機関のＨＣＣＩ運転からＳＩ運転への切換中に内燃機関および回転機の出力を制御するハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この制御装置では、車速およびアクセル開度に基づいて、内燃機関およびモータの双方から発生すべきトルクの和を駆動トルクとして算出する。また、内燃機関のＨＣＣＩ運転からＳＩ運転への切換中には、駆動トルクに応じて、内燃機関およびモータを以下のように制御する。まず、燃料噴射を行うことによって、内燃機関を運転するとともに、モータによって内燃機関の回転数を一定に制御する。このときに内燃機関から発生するエンジントルクを検出し、このエンジントルクのうち、駆動トルクとして寄与するトルク分を算出する。そして、駆動トルクからこのトルク分を減算した値をモータから発生すべきモータトルクとして設定し、このモータトルクに基づいてモータを制御する。以上により、ＳＩ運転への切換中には、駆動トルクに対するエンジントルクの不足分がモータトルクによって補われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９３１７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上のように、従来の制御装置では、ＳＩ運転への切換中、内燃機関に燃料が噴射される。このため、ＳＩ運転への切換中に駆動トルクが急激に変化した場合、燃料量が多いと、それに伴って燃焼状態も大きく変化することがあり、その場合、エンジントルク、ひいては駆動トルクが大きく変動してしまう。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、内燃機関のＨＣＣＩ運転からＳＩ運転への切換中、内燃機関の安定した燃焼状態を維持することができるとともに、内燃機関の出力の変動を抑制しながら、要求出力に見合った出力を確保することができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、混合気を圧縮着火によって燃焼させるＨＣＣＩ運転と混合気を火花点火によって燃焼させるＳＩ運転に切り換えて運転される内燃機関３と、回転機（実施形態における（以下、本項において同じ）電気モータ４）とを動力源として備えたハイブリッド車両Ｖの制御装置１であって、内燃機関３の気筒Ｃ内に直接、燃料を噴射するための筒内燃料噴射弁１２と、吸気通路９に燃料を噴射するためのポート燃料噴射弁１１と、ハイブリッド車両Ｖに要求されている要求出力（全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬ）を算出する要求出力算出手段（ＥＣＵ２、図３のステップ１）と、内燃機関３のＨＣＣＩ運転からＳＩ運転への切換中、筒内燃料射弁１２から噴射される燃料量（筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤ）を一定に維持した状態で、ポート燃料噴射弁１１から噴射される燃料量（ポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰ）を値０まで漸減させることによって、内燃機関３の出力（エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧ）を漸減させる機関出力漸減手段（ＥＣＵ２、図７のステップ４１〜４５）と、ＳＩ運転への切換中、算出された要求出力と機関出力漸減手段によって低減された内燃機関３の出力との差分を、回転機の出力（モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴ）として設定する回転機出力設定手段（ＥＣＵ２、図７のステップ４８，４９）と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関のＨＣＣＩ運転からＳＩ運転への切換中、筒内燃料噴射弁から噴射される燃料量（以下「筒内燃料噴射量」という）を一定に維持した状態で、ポート燃料噴射弁から噴射される燃料量（以下「ポート燃料噴射量」という）を漸減させる。これにより、筒内燃料噴射量およびポート燃料噴射量の急激な変化による燃焼状態の急激な変化を回避することができ、内燃機関の安定した燃焼状態を維持することができる。また、ポート燃料噴射量を漸減させることによって、内燃機関が実際に発生する出力も漸減される。このように、内燃機関のＳＩ運転への切換中、内燃機関の出力を小さくすることによって、切換の終了時における内燃機関の出力の変動を抑制することができる。
【０００８】
また、ＳＩ運転への切換中、ポート燃料噴射量を値０まで漸減させるので、切換の終了時にはポート燃料噴射量が値０になり、燃料は、筒内燃料噴射弁のみから噴射される。一般に、筒内燃料噴射弁から燃料が噴射された場合の燃焼温度は、ポート燃料噴射弁から噴射された場合よりも高い。このため、筒内燃料噴射弁からの燃料の燃焼によって比較的高い気筒内の温度を確保できるので、ＳＩ運転の開始時から、高い燃焼効率を得ることができる。また、例えば筒内燃料噴射量を小さな値に設定することによって、ＳＩ運転への切換中の燃焼状態の変化を抑制することができる結果、内燃機関の出力の変動を最小限に留めることができる。
【０００９】
さらに、ＳＩ運転への切換中には、ハイブリッド車両に要求されている要求出力と、そのときの内燃機関の出力との差分を回転機の出力として設定するので、内燃機関の出力の低減による不足分を回転機の出力によって過不足なく補うことができる。これにより、要求出力に見合った出力を確保でき、良好なドライバビリティを維持することができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のハイブリッド車両Ｖの制御装置１において、内燃機関３がＳＩ運転に切り換えられた後、要求出力が増加したときに、ポート燃料噴射弁１１から噴射される燃料量を漸増させることによって、内燃機関３の出力を漸増させる機関出力漸増手段（ＥＣＵ２、図８のステップ５２）と、をさらに備え、回転機出力設定手段は、内燃機関３がＳＩ運転に切り換えられた後、要求出力と機関出力漸増手段によって増加された内燃機関３の出力との差分を、回転機の出力として設定することを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、内燃機関がＨＣＣＩ運転からＳＩ運転に切り換えられた後、要求出力が増加したときに、ポート燃料噴射量を漸増させることによって、内燃機関の出力を漸増させる。また、ハイブリッド車両に要求されている要求出力と、そのときの内燃機関の出力との差分を回転機の出力として設定する。これにより、内燃機関の出力が徐々に増加するのに伴って、回転機の出力が徐々に減少されるので、要求出力に見合った出力を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用したハイブリッド車両の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の内燃機関の構成を概略的に示す図である。
【図３】トルク制御処理を示すフローチャートである。
【図４】車両に要求される全要求トルクの算出処理を示すサブルーチンである。
【図５】切換状態フラグの設定処理を示すサブルーチンである。
【図６】図５の処理で用いられるマップの一例を示す図である。
【図７】切換中のトルク制御処理を示すサブルーチンである。
【図８】切換後のトルク制御処理を示すサブルーチンである。
【図９】図３の処理によって得られる動作の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態の制御装置１が適用されたハイブリッド車両（以下「車両」という）Ｖは、動力源として、内燃機関（以下「エンジン」という）３および電気モータ４を備えている。制御装置１は、これらのエンジン３および電気モータ４の出力、すなわちトルクを制御するものであり、ＥＣＵ２を備えている。
【００１４】
この車両Ｖでは、エンジン３のクランクシャフト３ａが電気モータ４の回転軸に直結されるとともに、電気モータ４が、クラッチ５、自動変速機６および差動ギヤ機構７などを介して、左右の駆動輪８，８に連結されている。クラッチ５は、電磁クラッチタイプのものであり、その締結・遮断状態は、ＥＣＵ２からの制御信号によって制御される。
【００１５】
また、自動変速機６は、ベルト式の無段変速機で構成されており、ＥＣＵ２に接続されたＣＶＴアクチュエータ（図示せず）を備えている。自動変速機６の変速比は、ＥＣＵ２からの制御信号によってＣＶＴアクチュエータが駆動されることにより、制御される。以上の構成により、クラッチ５が締結されている場合、エンジン３や電気モータ４の出力が自動変速機６を介して駆動輪８，８に伝達される。
【００１６】
エンジン３は、ガソリンエンジンであり、例えば４つの気筒Ｃ（図２に１つのみ図示）を有している。図２に示すように、エンジン３のシリンダヘッド３ｂには、吸気通路９および排気通路１０が接続されるとともに、筒内燃料噴射弁１２および点火プラグ１３（図１参照）が、燃焼室３ｃに臨むように取り付けられている。筒内燃料噴射弁１２は、燃焼室３ｃ内に燃料を直接、噴射する。筒内燃料噴射弁１２から噴射される燃料噴射量（以下「筒内燃料噴射量」という）ＱＩＮＪＤは、ＥＣＵ２からの制御信号によって制御される。点火プラグ１３の点火時期もまた、ＥＣＵ２からの制御信号によって制御される。
【００１７】
また、エンジン３には、気筒Ｃごとに筒内燃料噴射弁１２に加え、ポート燃料噴射弁１１が設けられている。各ポート燃料噴射弁１１は、吸気通路９に臨むように設けられ、吸気ポート（図示せず）に向かって燃料を噴射する。このポート燃料噴射弁１１から噴射される燃料量（以下「ポート燃料噴射量」という）ＱＩＮＪＰもまた、ＥＣＵ２からの制御信号によって制御される。
【００１８】
エンジン３は、ポート燃料噴射弁１１および筒内燃料噴射弁１２から噴射された燃料を含む混合気を、圧縮着火によって燃焼させるＨＣＣＩ運転と、点火プラグ１３による火花点火によって燃焼させるＳＩ運転に切り換えて運転され、その切換は、ＥＣＵ２によって制御される。
【００１９】
電気モータ４は、ブラシレスＤＣモータで構成されており、ＰＤＵ１５を介して、ＥＣＵ２およびバッテリ１６に接続されている。ＰＤＵ１５は、インバータなどを含む電気回路で構成されている。ＥＣＵ２は、ＰＤＵ１５を介して、電気モータ４とバッテリ１６との間の電力の授受を制御する。具体的には、車両Ｖの加速走行中などに、電気モータ４の出力を制御するとともに、車両Ｖの減速走行中などに、電気モータ４による電力回生を制御する。
【００２０】
エンジン３のクランクシャフト３ａには、クランク角センサ２１が設けられている。クランク角センサ２１は、クランクシャフト３ａの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。
【００２１】
ＣＲＫ信号は、所定クランク角（例えば３０°）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＴＤＣ信号は、いずれかの気筒Ｃにおいてピストン３ｄが吸気行程の開始時の上死点よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、本実施形態のようにエンジン３が４気筒の場合には、クランク角１８０゜ごとに出力される。
【００２２】
エンジン３の本体には、水温センサ２２が設けられている。水温センサ２２は、エンジン３のシリンダブロック（図示せず）内を循環する冷却水の温度（以下「エンジン水温」という）ＴＷを検出し、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００２３】
また、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ２３から、車両のアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が、車速センサ２４から車速ＶＰを表す検出信号が、それぞれ出力される。
【００２４】
ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサ２１〜２４の検出信号などに応じて、エンジン３の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、車両Ｖのトルク制御処理などの各種の制御処理を実行する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が、要求出力算出手段、機関出力漸減手段、回転機出力設定手段および機関出力漸増手段に相当する。
【００２５】
図３は、上述したトルク制御処理を示すフローチャートである。本処理は、ＴＤＣ信号の発生に同期して実行される。本処理では、まずステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、車両Ｖに要求される全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬを算出する。
【００２６】
図４は、この全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬの算出処理のサブルーチンを示している。本処理では、まずステップ１１において、運転者から要求されているトルクである運転者要求トルクＴＲＱ＿ＤＲＶを算出する。この運転者要求トルクＴＲＱ＿ＤＲＶの算出は、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、行われる。
【００２７】
次に、エアコン（図示せず）などの補機の運転状態に応じ、補機を駆動するのに必要な補機要求トルクＴＲＱ＿ＡＣＳＹを算出する（ステップ１２）。そして、運転者要求トルクＴＲＱ＿ＤＲＶに補機要求トルクＴＲＱ＿ＡＣＳＹを加算する（＝ＴＲＱ＿ＤＲＶ＋ＴＲＱ＿ＡＣＳＹ）ことによって、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬを算出し（ステップ１３）、本処理を終了する。
【００２８】
図３に戻り、前記ステップ１に続くステップ２および３では、切換状態フラグＦ＿ＳＴＳがそれぞれ「１」および「２」であるか否かを判別する。
【００２９】
この切換状態フラグＦ＿ＳＴＳは、エンジン３が、ＳＩ運転への切換中、この切換の終了直後、またはそれ以外のいずれかの状態にあるかを表すものであり、図５に示す設定処理によって設定される。本処理では、まずステップ２１において、ＳＩ運転フラグＦ＿ＳＩが「１」であるか否かを判別する。このＳＩ運転フラグＦ＿ＳＩは、ＳＩ運転の実行条件が成立しているときに「１」にセットされるものである。この実行条件は、エンジン水温ＴＷが所定温度以上で、かつエンジン回転数ＮＥおよびエンジン３から発生するエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧが、図６に示すＳＩ運転領域にあるときに、成立しているとみなされる。
【００３０】
このステップ２１の判別結果がＮＯで、エンジン３のＳＩ運転の実行条件が成立していないときには、切換状態フラグＦ＿ＳＴＳを「０」にセットした（ステップ２２）後、本処理を終了する。
【００３１】
一方、ステップ２１の判別結果がＹＥＳのときには、前記ステップ１３で算出した全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬが所定の第１トルクＴＲＱＲＥＦ１以下であるか否かを判別する（ステップ２３）。
【００３２】
この判別結果がＹＥＳのときには、ＳＩ運転への切換中であるとして、そのことを表すために、切換状態フラグを「１」にセットし（ステップ２４）、本処理を終了する。
【００３３】
一方、ステップ２３の判別結果がＮＯのときには、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬが第１トルクＴＲＱＲＥＦ１よりも大きな所定の第２トルクＴＲＱＲＥＦ２以下であるか否かを判別する（ステップ２５）。この判別結果がＹＥＳで、ＴＲＱＲＥＦ１＜ＴＲＱ＿ＡＬＬ≦ＴＲＱＲＥＦ２のときには、ＳＩ運転への切換が終了し、その直後であるとして、そのことを表すために、切換状態フラグＦ＿ＳＴＳを「２」にセットし（ステップ２６）、本処理を終了する。
【００３４】
また、前記ステップ２５の判別結果がＮＯのときには、ＳＩ運転への切換が完全に終了したとして、前記ステップ２２に進み、切換状態フラグＦ＿ＳＴＳを「０」にセットし、本処理を終了する。
【００３５】
以上のように、切換状態フラグＦ＿ＳＴＳは、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬに応じて、ＳＩ運転への切換中に「１」にセットされ、ＳＩ運転への切換直後に「２」にセットされ、それ以外のときに「０」にセットされる。
【００３６】
図３に戻り、前記ステップ２および３の判別結果がいずれもＮＯで、切換状態フラグＦ＿ＳＴＳが「１」および「２」のいずれでもないときには、通常のトルク制御を実行し（ステップ４）、本処理を終了する。
【００３７】
この通常のトルク制御は、以下のようにして行われる。まず、エンジン回転数ＮＥ、アクセル開度ＡＰおよび車速ＶＰに応じて、トルク分配係数を算出する。次に、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬにトルク分配係数を乗算することによって、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧを算出し、このエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、燃料噴射量を算出する。この燃料噴射量に基づいて、ポート燃料噴射弁１１および筒内燃料噴射弁１２からそれぞれ噴射すべきポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰおよび筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤを制御する。
【００３８】
より具体的には、ＨＣＣＩ運転時には、筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤを所定量に設定し、上記の燃料噴射量から筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤを減算した値をポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰとして設定する。一方、ＳＩ運転時には、燃料噴射量をポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰとして設定する。そして、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬからエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧを減算した値を、電気モータ４が発生すべきトルクであるモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴとして算出し、このモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴが得られるように電気モータ４を制御する。以上により、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧとモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴとの和が全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬになるように制御される。
【００３９】
一方、前記ステップ２の判別結果がＹＥＳで、切換状態フラグＦ＿ＳＴＳ＝１のときには、切換中のトルク制御を実行した（ステップ５）後、本処理を終了する。この切換中のトルク制御処理については後述する。
【００４０】
また、ステップ３の判別結果がＹＥＳで、切換状態フラグＦ＿ＳＴＳ＝２のときには、切換後のトルク制御を実行した（ステップ６）後、本処理を終了する。この切換後のトルク制御処理については後述する。
【００４１】
図７は、切換中のトルク制御処理のサブルーチンである。本処理では、まずステップ４１において、筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤを基準量ＱＲＥＦに設定する。次に、この筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤに基づいて、筒内燃料噴射弁１２を駆動する（ステップ４２）ことにより、筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤに相当する量の燃料を気筒Ｃ内に噴射する。なお、上記基準量ＱＲＥＦは、気筒Ｃ内での燃焼を確保することが可能な一定の最小値に設定されており、その燃焼によるエンジントルクはほとんど生じない。
【００４２】
また、前回までのポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰから第１所定量Ｑ１を減算した値を、今回のポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰとして設定する（ステップ４３）。次に、このポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰが値０よりも大きいか否かを判別する（ステップ４４）。この判別結果がＹＥＳのときには、ステップ４３で算出したポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰに基づいて、ポート燃料噴射弁１１を駆動し（ステップ４５）、ステップ４８に進む。
【００４３】
一方、ステップ４４の判別結果がＮＯで、ＱＩＮＪＰ≦０のときには、ポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰを値０に設定し（ステップ４６）、ポート燃料噴射弁１１による燃料噴射を停止した（ステップ４７）後、ステップ４８に進む。
【００４４】
このステップ４８では、エンジン回転数ＮＥ、筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤおよびポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰに応じて、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧを算出する。
【００４５】
次に、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬとエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧとの差分（＝ＴＲＱ＿ＡＬＬ−ＴＲＱ＿ＥＮＧ）を、モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴとして設定し（ステップ４９）、このモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴに基づいて、電気モータ４を駆動した（ステップ５０）後、本処理を終了する。
【００４６】
図８は、前述した切換後のトルク制御処理のサブルーチンである。本処理では、まずステップ５１において、筒内燃料噴射弁１２による燃料噴射を停止する。
【００４７】
次に、前回までのポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰに第２所定量Ｑ２を加算した値を、今回のポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰとして設定する（ステップ５２）。次いで、このポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰに基づいて、ポート燃料噴射弁１１を駆動する（ステップ５３）。
【００４８】
また、エンジン回転数ＮＥおよびポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰに応じて、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧを算出する（ステップ５４）。
【００４９】
次に、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬとエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧとの差分（＝ＴＲＱ＿ＡＬＬ−ＴＲＱ＿ＥＮＧ）を、モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴとして設定し（ステップ５５）、このモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴに基づいて、電気モータ４を駆動し（ステップ５６）、本処理を終了する。
【００５０】
図９は、これまでに説明したトルク制御処理によって得られる動作例を示している。この例では、タイミングｔ１以前では、エンジン３がＨＣＣＩ運転で運転されている。この状態から、ＳＩ運転の実行条件が成立すると（ｔ１）、このときの全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬが第１トルクＴＲＱＲＥＦ１以下のときには、ＳＩ運転への切換中であるとして、切換状態フラグＦ＿ＳＴＳが「１」にセットされる。ＳＩ運転への切換中には、筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤが基準量ＱＲＥＦに維持される（ステップ４１）とともに、ポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰが第１所定量Ｑ１ずつ漸減される（ステップ４３）。このポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰの漸減に伴って、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧも徐々に減少する。また、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬとそのときのエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧとの差分がモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴとして算出され（ステップ４９）、このモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴに基づいて、電気モータ４を駆動する。これにより、モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴが徐々に増加し、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧとモータトルクＴＲＱＭＯＴとの和が全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬになるように制御される。以上のように、ＳＩ運転への切換中には、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬに対するエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧの不足分がモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴによって補われる。
【００５１】
ポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰが減少し、値０になると（ｔ２、ステップ４４，４６）、ポート燃料噴射弁１１からの燃料噴射が停止され、燃料は、筒内燃料噴射弁１２のみから噴射され、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧは一定に維持される。また、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬの増加に伴うエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧの不足分は、モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴが増加することによって、補われる。
【００５２】
全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬが増加し、第１トルクＴＲＱＲＥＦ１を超えると（ｔ３）、ＳＩ運転への切換が終了し、その直後であるとして、切換状態フラグＦ＿ＳＴＳが「２」にセットされる。これにより、ステップ３の判別結果がＹＥＳになり、筒内燃料噴射弁１２からの燃料噴射が停止され、燃料は、ポート燃料噴射弁１１のみから噴射される。ポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰは、第２所定量Ｑ２ずつ漸増され（ステップ５２）、それに伴ってエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧも徐々に増加する。また、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬとそのときのエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧとの差分をモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴとして算出し、それに基づいて電気モータ４を駆動する。これにより、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧの漸増に伴って、モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴが漸減される。
【００５３】
その後、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬがさらに増加し、第２トルクＴＲＱＲＥＦ２を超えると（ｔ４）、ＳＩ運転への切換が完全に終了したとして、切換状態フラグＦ＿ＳＴＳが「０」にリセットされることによって、通常制御が行われる。
【００５４】
以上のように、本実施形態によれば、エンジン３のＨＣＣＩ運転からＳＩ運転への切換中、筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤを一定に維持した状態で、ポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰを漸減させる。このため、筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤおよびポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰの急激な変化による燃焼状態の急激な変化を回避することができ、エンジン３の安定した燃焼状態を維持することができる。また、ポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰを漸減させることによって、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧを小さくすることができ、切換の終了時におけるエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧの変動を抑制することができる。
【００５５】
また、ＳＩ運転への切換中、ポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰを値０まで漸減させるので、筒内燃料噴射弁１２からの燃料の燃焼によって比較的高い気筒Ｃ内の温度を確保でき、ＳＩ運転の開始時から、高い燃焼効率を得ることができる。また、筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤを小さな基準量ＱＲＥＦに設定するので、ＳＩ運転への切換中の燃焼状態の変化を抑制することができる結果、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧの変動を最小限に留めることができる。
【００５６】
さらに、ＳＩ運転への切換中には、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬとそのときのエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧとの差分をモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴとして設定するので、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧの低減による不足分をモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴによって過不足なく補うことができる。その結果、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬに見合ったトルクを確保でき、それにより、良好なドライバビリティを維持することができる。
【００５７】
また、エンジン３がＨＣＣＩ運転からＳＩ運転に切り換えられた後、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬが増加したときに、ポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰを漸増させることによって、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧを漸増させる。また、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬそのときのエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧとの差分をモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴとして設定する。これにより、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧが徐々に増加するのに伴って、モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴが徐々に減少されるので、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬに見合ったトルクを確保することができる。
【００５８】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、ＳＩ運転への切換中、筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤを所定の基準量ＱＲＥＦに設定しているが、切換中にエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧが一定に維持されていればよく、例えば筒内燃料噴射量を、ＳＩ運転の実行条件が成立したときのエンジン回転数などに応じて設定してもよい。
【００５９】
また、実施形態は、回転機としてブラシレスＤＣモータタイプの電気モータ４を用いた例であるが、本発明の回転機はこれに限らず、力行制御および電力回生制御の双方を実行できるものであればよい。例えば、回転機として、ブラシ付きのＤＣモータを用いてもよい。
【００６０】
さらに、実施形態は、本発明を車両に搭載されたガソリンエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ガソリンエンジン以外のディーゼルエンジンなどの各種のエンジンに適用してもよく、また、車両用以外のエンジン、例えば、クランク軸を鉛直に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 制御装置
２ ＥＣＵ（要求出力算出手段、機関出力漸減手段、回転機出力設定手段および機関出
力漸減手段）
３ エンジン
４ 電気モータ（回転機）
９ 吸気通路
１１ ポート燃料噴射弁
１２ 筒内燃料噴射弁
Ｃ 気筒
Ｖ ハイブリッド車両
ＴＲＱ＿ＡＬＬ 全要求トルク（要求出力）
ＴＲＱ＿ＥＮＧ エンジントルク（内燃機関の出力）
ＴＲＱ＿ＭＯＴ モータトルク（回転機の出力）
ＱＩＮＪＤ 筒内燃料噴射量（筒内燃料噴射弁から噴射される燃料量）
ＱＩＮＪＰ ポート燃料噴射量（ポート燃料噴射弁から噴射される燃料量）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関および回転機を動力源とするハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、内燃機関のＨＣＣＩ運転からＳＩ運転への切換中に内燃機関および回転機の出力を制御するハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この制御装置では、車速およびアクセル開度に基づいて、内燃機関およびモータの双方から発生すべきトルクの和を駆動トルクとして算出する。また、内燃機関のＨＣＣＩ運転からＳＩ運転への切換中には、駆動トルクに応じて、内燃機関およびモータを以下のように制御する。まず、燃料噴射を行うことによって、内燃機関を運転するとともに、モータによって内燃機関の回転数を一定に制御する。このときに内燃機関から発生するエンジントルクを検出し、このエンジントルクのうち、駆動トルクとして寄与するトルク分を算出する。そして、駆動トルクからこのトルク分を減算した値をモータから発生すべきモータトルクとして設定し、このモータトルクに基づいてモータを制御する。以上により、ＳＩ運転への切換中には、駆動トルクに対するエンジントルクの不足分がモータトルクによって補われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９３１７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上のように、従来の制御装置では、ＳＩ運転への切換中、内燃機関に燃料が噴射される。このため、ＳＩ運転への切換中に駆動トルクが急激に変化した場合、燃料量が多いと、それに伴って燃焼状態も大きく変化することがあり、その場合、エンジントルク、ひいては駆動トルクが大きく変動してしまう。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、内燃機関のＨＣＣＩ運転からＳＩ運転への切換中、内燃機関の安定した燃焼状態を維持することができるとともに、内燃機関の出力の変動を抑制しながら、要求出力に見合った出力を確保することができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、混合気を圧縮着火によって燃焼させるＨＣＣＩ運転と混合気を火花点火によって燃焼させるＳＩ運転に切り換えて運転される内燃機関３と、回転機（実施形態における（以下、本項において同じ）電気モータ４）とを動力源として備えたハイブリッド車両Ｖの制御装置１であって、内燃機関３の気筒Ｃ内に直接、燃料を噴射するための筒内燃料噴射弁１２と、吸気通路９に燃料を噴射するためのポート燃料噴射弁１１と、ハイブリッド車両Ｖに要求されている要求出力（全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬ）を算出する要求出力算出手段（ＥＣＵ２、図３のステップ１）と、内燃機関３のＨＣＣＩ運転からＳＩ運転への切換中、筒内燃料射弁１２から噴射される燃料量（筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤ）を一定に維持した状態で、ポート燃料噴射弁１１から噴射される燃料量（ポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰ）を値０まで漸減させることによって、内燃機関３の出力（エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧ）を漸減させる機関出力漸減手段（ＥＣＵ２、図７のステップ４１〜４５）と、ＳＩ運転への切換中、算出された要求出力と機関出力漸減手段によって低減された内燃機関３の出力との差分を、回転機の出力（モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴ）として設定する回転機出力設定手段（ＥＣＵ２、図７のステップ４８，４９）と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関のＨＣＣＩ運転からＳＩ運転への切換中、筒内燃料噴射弁から噴射される燃料量（以下「筒内燃料噴射量」という）を一定に維持した状態で、ポート燃料噴射弁から噴射される燃料量（以下「ポート燃料噴射量」という）を漸減させる。これにより、筒内燃料噴射量およびポート燃料噴射量の急激な変化による燃焼状態の急激な変化を回避することができ、内燃機関の安定した燃焼状態を維持することができる。また、ポート燃料噴射量を漸減させることによって、内燃機関が実際に発生する出力も漸減される。このように、内燃機関のＳＩ運転への切換中、内燃機関の出力を小さくすることによって、切換の終了時における内燃機関の出力の変動を抑制することができる。
【０００８】
また、ＳＩ運転への切換中、ポート燃料噴射量を値０まで漸減させるので、切換の終了時にはポート燃料噴射量が値０になり、燃料は、筒内燃料噴射弁のみから噴射される。一般に、筒内燃料噴射弁から燃料が噴射された場合の燃焼温度は、ポート燃料噴射弁から噴射された場合よりも高い。このため、筒内燃料噴射弁からの燃料の燃焼によって比較的高い気筒内の温度を確保できるので、ＳＩ運転の開始時から、高い燃焼効率を得ることができる。また、例えば筒内燃料噴射量を小さな値に設定することによって、ＳＩ運転への切換中の燃焼状態の変化を抑制することができる結果、内燃機関の出力の変動を最小限に留めることができる。
【０００９】
さらに、ＳＩ運転への切換中には、ハイブリッド車両に要求されている要求出力と、そのときの内燃機関の出力との差分を回転機の出力として設定するので、内燃機関の出力の低減による不足分を回転機の出力によって過不足なく補うことができる。これにより、要求出力に見合った出力を確保でき、良好なドライバビリティを維持することができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のハイブリッド車両Ｖの制御装置１において、内燃機関３がＳＩ運転に切り換えられた後、要求出力が増加したときに、ポート燃料噴射弁１１から噴射される燃料量を漸増させることによって、内燃機関３の出力を漸増させる機関出力漸増手段（ＥＣＵ２、図８のステップ５２）と、をさらに備え、回転機出力設定手段は、内燃機関３がＳＩ運転に切り換えられた後、要求出力と機関出力漸増手段によって増加された内燃機関３の出力との差分を、回転機の出力として設定することを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、内燃機関がＨＣＣＩ運転からＳＩ運転に切り換えられた後、要求出力が増加したときに、ポート燃料噴射量を漸増させることによって、内燃機関の出力を漸増させる。また、ハイブリッド車両に要求されている要求出力と、そのときの内燃機関の出力との差分を回転機の出力として設定する。これにより、内燃機関の出力が徐々に増加するのに伴って、回転機の出力が徐々に減少されるので、要求出力に見合った出力を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用したハイブリッド車両の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の内燃機関の構成を概略的に示す図である。
【図３】トルク制御処理を示すフローチャートである。
【図４】車両に要求される全要求トルクの算出処理を示すサブルーチンである。
【図５】切換状態フラグの設定処理を示すサブルーチンである。
【図６】図５の処理で用いられるマップの一例を示す図である。
【図７】切換中のトルク制御処理を示すサブルーチンである。
【図８】切換後のトルク制御処理を示すサブルーチンである。
【図９】図３の処理によって得られる動作の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態の制御装置１が適用されたハイブリッド車両（以下「車両」という）Ｖは、動力源として、内燃機関（以下「エンジン」という）３および電気モータ４を備えている。制御装置１は、これらのエンジン３および電気モータ４の出力、すなわちトルクを制御するものであり、ＥＣＵ２を備えている。
【００１４】
この車両Ｖでは、エンジン３のクランクシャフト３ａが電気モータ４の回転軸に直結されるとともに、電気モータ４が、クラッチ５、自動変速機６および差動ギヤ機構７などを介して、左右の駆動輪８，８に連結されている。クラッチ５は、電磁クラッチタイプのものであり、その締結・遮断状態は、ＥＣＵ２からの制御信号によって制御される。
【００１５】
また、自動変速機６は、ベルト式の無段変速機で構成されており、ＥＣＵ２に接続されたＣＶＴアクチュエータ（図示せず）を備えている。自動変速機６の変速比は、ＥＣＵ２からの制御信号によってＣＶＴアクチュエータが駆動されることにより、制御される。以上の構成により、クラッチ５が締結されている場合、エンジン３や電気モータ４の出力が自動変速機６を介して駆動輪８，８に伝達される。
【００１６】
エンジン３は、ガソリンエンジンであり、例えば４つの気筒Ｃ（図２に１つのみ図示）を有している。図２に示すように、エンジン３のシリンダヘッド３ｂには、吸気通路９および排気通路１０が接続されるとともに、筒内燃料噴射弁１２および点火プラグ１３（図１参照）が、燃焼室３ｃに臨むように取り付けられている。筒内燃料噴射弁１２は、燃焼室３ｃ内に燃料を直接、噴射する。筒内燃料噴射弁１２から噴射される燃料噴射量（以下「筒内燃料噴射量」という）ＱＩＮＪＤは、ＥＣＵ２からの制御信号によって制御される。点火プラグ１３の点火時期もまた、ＥＣＵ２からの制御信号によって制御される。
【００１７】
また、エンジン３には、気筒Ｃごとに筒内燃料噴射弁１２に加え、ポート燃料噴射弁１１が設けられている。各ポート燃料噴射弁１１は、吸気通路９に臨むように設けられ、吸気ポート（図示せず）に向かって燃料を噴射する。このポート燃料噴射弁１１から噴射される燃料量（以下「ポート燃料噴射量」という）ＱＩＮＪＰもまた、ＥＣＵ２からの制御信号によって制御される。
【００１８】
エンジン３は、ポート燃料噴射弁１１および筒内燃料噴射弁１２から噴射された燃料を含む混合気を、圧縮着火によって燃焼させるＨＣＣＩ運転と、点火プラグ１３による火花点火によって燃焼させるＳＩ運転に切り換えて運転され、その切換は、ＥＣＵ２によって制御される。
【００１９】
電気モータ４は、ブラシレスＤＣモータで構成されており、ＰＤＵ１５を介して、ＥＣＵ２およびバッテリ１６に接続されている。ＰＤＵ１５は、インバータなどを含む電気回路で構成されている。ＥＣＵ２は、ＰＤＵ１５を介して、電気モータ４とバッテリ１６との間の電力の授受を制御する。具体的には、車両Ｖの加速走行中などに、電気モータ４の出力を制御するとともに、車両Ｖの減速走行中などに、電気モータ４による電力回生を制御する。
【００２０】
エンジン３のクランクシャフト３ａには、クランク角センサ２１が設けられている。クランク角センサ２１は、クランクシャフト３ａの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。
【００２１】
ＣＲＫ信号は、所定クランク角（例えば３０°）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＴＤＣ信号は、いずれかの気筒Ｃにおいてピストン３ｄが吸気行程の開始時の上死点よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、本実施形態のようにエンジン３が４気筒の場合には、クランク角１８０゜ごとに出力される。
【００２２】
エンジン３の本体には、水温センサ２２が設けられている。水温センサ２２は、エンジン３のシリンダブロック（図示せず）内を循環する冷却水の温度（以下「エンジン水温」という）ＴＷを検出し、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００２３】
また、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ２３から、車両のアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が、車速センサ２４から車速ＶＰを表す検出信号が、それぞれ出力される。
【００２４】
ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサ２１〜２４の検出信号などに応じて、エンジン３の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、車両Ｖのトルク制御処理などの各種の制御処理を実行する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が、要求出力算出手段、機関出力漸減手段、回転機出力設定手段および機関出力漸増手段に相当する。
【００２５】
図３は、上述したトルク制御処理を示すフローチャートである。本処理は、ＴＤＣ信号の発生に同期して実行される。本処理では、まずステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、車両Ｖに要求される全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬを算出する。
【００２６】
図４は、この全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬの算出処理のサブルーチンを示している。本処理では、まずステップ１１において、運転者から要求されているトルクである運転者要求トルクＴＲＱ＿ＤＲＶを算出する。この運転者要求トルクＴＲＱ＿ＤＲＶの算出は、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、行われる。
【００２７】
次に、エアコン（図示せず）などの補機の運転状態に応じ、補機を駆動するのに必要な補機要求トルクＴＲＱ＿ＡＣＳＹを算出する（ステップ１２）。そして、運転者要求トルクＴＲＱ＿ＤＲＶに補機要求トルクＴＲＱ＿ＡＣＳＹを加算する（＝ＴＲＱ＿ＤＲＶ＋ＴＲＱ＿ＡＣＳＹ）ことによって、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬを算出し（ステップ１３）、本処理を終了する。
【００２８】
図３に戻り、前記ステップ１に続くステップ２および３では、切換状態フラグＦ＿ＳＴＳがそれぞれ「１」および「２」であるか否かを判別する。
【００２９】
この切換状態フラグＦ＿ＳＴＳは、エンジン３が、ＳＩ運転への切換中、この切換の終了直後、またはそれ以外のいずれかの状態にあるかを表すものであり、図５に示す設定処理によって設定される。本処理では、まずステップ２１において、ＳＩ運転フラグＦ＿ＳＩが「１」であるか否かを判別する。このＳＩ運転フラグＦ＿ＳＩは、ＳＩ運転の実行条件が成立しているときに「１」にセットされるものである。この実行条件は、エンジン水温ＴＷが所定温度以上で、かつエンジン回転数ＮＥおよびエンジン３から発生するエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧが、図６に示すＳＩ運転領域にあるときに、成立しているとみなされる。
【００３０】
このステップ２１の判別結果がＮＯで、エンジン３のＳＩ運転の実行条件が成立していないときには、切換状態フラグＦ＿ＳＴＳを「０」にセットした（ステップ２２）後、本処理を終了する。
【００３１】
一方、ステップ２１の判別結果がＹＥＳのときには、前記ステップ１３で算出した全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬが所定の第１トルクＴＲＱＲＥＦ１以下であるか否かを判別する（ステップ２３）。
【００３２】
この判別結果がＹＥＳのときには、ＳＩ運転への切換中であるとして、そのことを表すために、切換状態フラグを「１」にセットし（ステップ２４）、本処理を終了する。
【００３３】
一方、ステップ２３の判別結果がＮＯのときには、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬが第１トルクＴＲＱＲＥＦ１よりも大きな所定の第２トルクＴＲＱＲＥＦ２以下であるか否かを判別する（ステップ２５）。この判別結果がＹＥＳで、ＴＲＱＲＥＦ１＜ＴＲＱ＿ＡＬＬ≦ＴＲＱＲＥＦ２のときには、ＳＩ運転への切換が終了し、その直後であるとして、そのことを表すために、切換状態フラグＦ＿ＳＴＳを「２」にセットし（ステップ２６）、本処理を終了する。
【００３４】
また、前記ステップ２５の判別結果がＮＯのときには、ＳＩ運転への切換が完全に終了したとして、前記ステップ２２に進み、切換状態フラグＦ＿ＳＴＳを「０」にセットし、本処理を終了する。
【００３５】
以上のように、切換状態フラグＦ＿ＳＴＳは、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬに応じて、ＳＩ運転への切換中に「１」にセットされ、ＳＩ運転への切換直後に「２」にセットされ、それ以外のときに「０」にセットされる。
【００３６】
図３に戻り、前記ステップ２および３の判別結果がいずれもＮＯで、切換状態フラグＦ＿ＳＴＳが「１」および「２」のいずれでもないときには、通常のトルク制御を実行し（ステップ４）、本処理を終了する。
【００３７】
この通常のトルク制御は、以下のようにして行われる。まず、エンジン回転数ＮＥ、アクセル開度ＡＰおよび車速ＶＰに応じて、トルク分配係数を算出する。次に、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬにトルク分配係数を乗算することによって、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧを算出し、このエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、燃料噴射量を算出する。この燃料噴射量に基づいて、ポート燃料噴射弁１１および筒内燃料噴射弁１２からそれぞれ噴射すべきポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰおよび筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤを制御する。
【００３８】
より具体的には、ＨＣＣＩ運転時には、筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤを所定量に設定し、上記の燃料噴射量から筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤを減算した値をポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰとして設定する。一方、ＳＩ運転時には、燃料噴射量をポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰとして設定する。そして、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬからエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧを減算した値を、電気モータ４が発生すべきトルクであるモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴとして算出し、このモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴが得られるように電気モータ４を制御する。以上により、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧとモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴとの和が全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬになるように制御される。
【００３９】
一方、前記ステップ２の判別結果がＹＥＳで、切換状態フラグＦ＿ＳＴＳ＝１のときには、切換中のトルク制御を実行した（ステップ５）後、本処理を終了する。この切換中のトルク制御処理については後述する。
【００４０】
また、ステップ３の判別結果がＹＥＳで、切換状態フラグＦ＿ＳＴＳ＝２のときには、切換後のトルク制御を実行した（ステップ６）後、本処理を終了する。この切換後のトルク制御処理については後述する。
【００４１】
図７は、切換中のトルク制御処理のサブルーチンである。本処理では、まずステップ４１において、筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤを基準量ＱＲＥＦに設定する。次に、この筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤに基づいて、筒内燃料噴射弁１２を駆動する（ステップ４２）ことにより、筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤに相当する量の燃料を気筒Ｃ内に噴射する。なお、上記基準量ＱＲＥＦは、気筒Ｃ内での燃焼を確保することが可能な一定の最小値に設定されており、その燃焼によるエンジントルクはほとんど生じない。
【００４２】
また、前回までのポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰから第１所定量Ｑ１を減算した値を、今回のポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰとして設定する（ステップ４３）。次に、このポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰが値０よりも大きいか否かを判別する（ステップ４４）。この判別結果がＹＥＳのときには、ステップ４３で算出したポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰに基づいて、ポート燃料噴射弁１１を駆動し（ステップ４５）、ステップ４８に進む。
【００４３】
一方、ステップ４４の判別結果がＮＯで、ＱＩＮＪＰ≦０のときには、ポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰを値０に設定し（ステップ４６）、ポート燃料噴射弁１１による燃料噴射を停止した（ステップ４７）後、ステップ４８に進む。
【００４４】
このステップ４８では、エンジン回転数ＮＥ、筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤおよびポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰに応じて、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧを算出する。
【００４５】
次に、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬとエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧとの差分（＝ＴＲＱ＿ＡＬＬ−ＴＲＱ＿ＥＮＧ）を、モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴとして設定し（ステップ４９）、このモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴに基づいて、電気モータ４を駆動した（ステップ５０）後、本処理を終了する。
【００４６】
図８は、前述した切換後のトルク制御処理のサブルーチンである。本処理では、まずステップ５１において、筒内燃料噴射弁１２による燃料噴射を停止する。
【００４７】
次に、前回までのポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰに第２所定量Ｑ２を加算した値を、今回のポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰとして設定する（ステップ５２）。次いで、このポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰに基づいて、ポート燃料噴射弁１１を駆動する（ステップ５３）。
【００４８】
また、エンジン回転数ＮＥおよびポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰに応じて、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧを算出する（ステップ５４）。
【００４９】
次に、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬとエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧとの差分（＝ＴＲＱ＿ＡＬＬ−ＴＲＱ＿ＥＮＧ）を、モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴとして設定し（ステップ５５）、このモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴに基づいて、電気モータ４を駆動し（ステップ５６）、本処理を終了する。
【００５０】
図９は、これまでに説明したトルク制御処理によって得られる動作例を示している。この例では、タイミングｔ１以前では、エンジン３がＨＣＣＩ運転で運転されている。この状態から、ＳＩ運転の実行条件が成立すると（ｔ１）、このときの全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬが第１トルクＴＲＱＲＥＦ１以下のときには、ＳＩ運転への切換中であるとして、切換状態フラグＦ＿ＳＴＳが「１」にセットされる。ＳＩ運転への切換中には、筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤが基準量ＱＲＥＦに維持される（ステップ４１）とともに、ポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰが第１所定量Ｑ１ずつ漸減される（ステップ４３）。このポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰの漸減に伴って、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧも徐々に減少する。また、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬとそのときのエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧとの差分がモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴとして算出され（ステップ４９）、このモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴに基づいて、電気モータ４を駆動する。これにより、モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴが徐々に増加し、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧとモータトルクＴＲＱＭＯＴとの和が全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬになるように制御される。以上のように、ＳＩ運転への切換中には、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬに対するエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧの不足分がモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴによって補われる。
【００５１】
ポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰが減少し、値０になると（ｔ２、ステップ４４，４６）、ポート燃料噴射弁１１からの燃料噴射が停止され、燃料は、筒内燃料噴射弁１２のみから噴射され、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧは一定に維持される。また、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬの増加に伴うエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧの不足分は、モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴが増加することによって、補われる。
【００５２】
全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬが増加し、第１トルクＴＲＱＲＥＦ１を超えると（ｔ３）、ＳＩ運転への切換が終了し、その直後であるとして、切換状態フラグＦ＿ＳＴＳが「２」にセットされる。これにより、ステップ３の判別結果がＹＥＳになり、筒内燃料噴射弁１２からの燃料噴射が停止され、燃料は、ポート燃料噴射弁１１のみから噴射される。ポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰは、第２所定量Ｑ２ずつ漸増され（ステップ５２）、それに伴ってエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧも徐々に増加する。また、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬとそのときのエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧとの差分をモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴとして算出し、それに基づいて電気モータ４を駆動する。これにより、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧの漸増に伴って、モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴが漸減される。
【００５３】
その後、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬがさらに増加し、第２トルクＴＲＱＲＥＦ２を超えると（ｔ４）、ＳＩ運転への切換が完全に終了したとして、切換状態フラグＦ＿ＳＴＳが「０」にリセットされることによって、通常制御が行われる。
【００５４】
以上のように、本実施形態によれば、エンジン３のＨＣＣＩ運転からＳＩ運転への切換中、筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤを一定に維持した状態で、ポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰを漸減させる。このため、筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤおよびポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰの急激な変化による燃焼状態の急激な変化を回避することができ、エンジン３の安定した燃焼状態を維持することができる。また、ポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰを漸減させることによって、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧを小さくすることができ、切換の終了時におけるエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧの変動を抑制することができる。
【００５５】
また、ＳＩ運転への切換中、ポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰを値０まで漸減させるので、筒内燃料噴射弁１２からの燃料の燃焼によって比較的高い気筒Ｃ内の温度を確保でき、ＳＩ運転の開始時から、高い燃焼効率を得ることができる。また、筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤを小さな基準量ＱＲＥＦに設定するので、ＳＩ運転への切換中の燃焼状態の変化を抑制することができる結果、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧの変動を最小限に留めることができる。
【００５６】
さらに、ＳＩ運転への切換中には、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬとそのときのエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧとの差分をモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴとして設定するので、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧの低減による不足分をモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴによって過不足なく補うことができる。その結果、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬに見合ったトルクを確保でき、それにより、良好なドライバビリティを維持することができる。
【００５７】
また、エンジン３がＨＣＣＩ運転からＳＩ運転に切り換えられた後、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬが増加したときに、ポート燃料噴射量ＱＩＮＪＰを漸増させることによって、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧを漸増させる。また、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬそのときのエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧとの差分をモータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴとして設定する。これにより、エンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧが徐々に増加するのに伴って、モータトルクＴＲＱ＿ＭＯＴが徐々に減少されるので、全要求トルクＴＲＱ＿ＡＬＬに見合ったトルクを確保することができる。
【００５８】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、ＳＩ運転への切換中、筒内燃料噴射量ＱＩＮＪＤを所定の基準量ＱＲＥＦに設定しているが、切換中にエンジントルクＴＲＱ＿ＥＮＧが一定に維持されていればよく、例えば筒内燃料噴射量を、ＳＩ運転の実行条件が成立したときのエンジン回転数などに応じて設定してもよい。
【００５９】
また、実施形態は、回転機としてブラシレスＤＣモータタイプの電気モータ４を用いた例であるが、本発明の回転機はこれに限らず、力行制御および電力回生制御の双方を実行できるものであればよい。例えば、回転機として、ブラシ付きのＤＣモータを用いてもよい。
【００６０】
さらに、実施形態は、本発明を車両に搭載されたガソリンエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ガソリンエンジン以外のディーゼルエンジンなどの各種のエンジンに適用してもよく、また、車両用以外のエンジン、例えば、クランク軸を鉛直に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 制御装置
２ ＥＣＵ（要求出力算出手段、機関出力漸減手段、回転機出力設定手段および機関出
力漸減手段）
３ エンジン
４ 電気モータ（回転機）
９ 吸気通路
１１ ポート燃料噴射弁
１２ 筒内燃料噴射弁
Ｃ 気筒
Ｖ ハイブリッド車両
ＴＲＱ＿ＡＬＬ 全要求トルク（要求出力）
ＴＲＱ＿ＥＮＧ エンジントルク（内燃機関の出力）
ＴＲＱ＿ＭＯＴ モータトルク（回転機の出力）
ＱＩＮＪＤ 筒内燃料噴射量（筒内燃料噴射弁から噴射される燃料量）
ＱＩＮＪＰ ポート燃料噴射量（ポート燃料噴射弁から噴射される燃料量）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合気を圧縮着火によって燃焼させるＨＣＣＩ運転と混合気を火花点火によって燃焼させるＳＩ運転に切り換えて運転される内燃機関と、回転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であって、
前記内燃機関の気筒内に直接、燃料を噴射するための筒内燃料噴射弁と、
吸気通路に燃料を噴射するためのポート燃料噴射弁と、
前記ハイブリッド車両に要求されている要求出力を算出する要求出力算出手段と、
前記内燃機関の前記ＨＣＣＩ運転から前記ＳＩ運転への切換中、前記筒内燃料射弁から噴射される燃料量を一定に維持した状態で、前記ポート燃料噴射弁から噴射される燃料量を値０まで漸減させることによって、前記内燃機関の出力を漸減させる機関出力漸減手段と、
前記ＳＩ運転への切換中、前記算出された要求出力と前記機関出力漸減手段によって低減された前記内燃機関の出力との差分を、前記回転機の出力として設定する回転機出力設定手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関が前記ＳＩ運転に切り換えられた後、前記要求出力が増加したときに、前記ポート燃料噴射弁から噴射される燃料量を漸増させることによって、前記内燃機関の出力を漸増させる機関出力漸増手段と、をさらに備え、
前記回転機出力設定手段は、前記内燃機関が前記ＳＩ運転に切り換えられた後、前記要求出力と前記機関出力漸増手段によって増加された前記内燃機関の出力との差分を、前記回転機の出力として設定す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制御装置。
【請求項１】
混合気を圧縮着火によって燃焼させるＨＣＣＩ運転と混合気を火花点火によって燃焼させるＳＩ運転に切り換えて運転される内燃機関と、回転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であって、
前記内燃機関の気筒内に直接、燃料を噴射するための筒内燃料噴射弁と、
吸気通路に燃料を噴射するためのポート燃料噴射弁と、
前記ハイブリッド車両に要求されている要求出力を算出する要求出力算出手段と、
前記内燃機関の前記ＨＣＣＩ運転から前記ＳＩ運転への切換中、前記筒内燃料射弁から噴射される燃料量を一定に維持した状態で、前記ポート燃料噴射弁から噴射される燃料量を値０まで漸減させることによって、前記内燃機関の出力を漸減させる機関出力漸減手段と、
前記ＳＩ運転への切換中、前記算出された要求出力と前記機関出力漸減手段によって低減された前記内燃機関の出力との差分を、前記回転機の出力として設定する回転機出力設定手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関が前記ＳＩ運転に切り換えられた後、前記要求出力が増加したときに、前記ポート燃料噴射弁から噴射される燃料量を漸増させることによって、前記内燃機関の出力を漸増させる機関出力漸増手段と、をさらに備え、
前記回転機出力設定手段は、前記内燃機関が前記ＳＩ運転に切り換えられた後、前記要求出力と前記機関出力漸増手段によって増加された前記内燃機関の出力との差分を、前記回転機の出力として設定す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制御装置。
【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２０１１−１８９８１３（Ｐ２０１１−１８９８１３Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５６７６０（Ｐ２０１０−５６７６０）
【出願日】平成２２年３月１２日（２０１０．３．１２）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１２日（２０１０．３．１２）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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