ハイブリッド車両の燃料性状推定装置
【課題】ハイブリッド車両においてドライバビリティの悪化を抑制しつつ燃料性状を迅速且つ正確に推定する。
【解決手段】ハイブリッド車両１０において、ＥＣＵ１００は噴射量制御処理を実行する。当該処理では、要求出力Ｐｗｎに対するエンジン２００の実出力Ｐｗｒの過不足量たる出力過不足量ΔＰｗが算出される。出力過不足量ΔＰｗが上限値以上である場合、相対的に低発熱量燃料であると推定され、ＭＧ２によりトルクのアシストが実行される。また、出力過不足量ΔＰｗが下限値未満である場合、相対的に高発熱燃料であると推定され、ＭＧ１によりトルクの吸収が実行される。この結果、エンジンの出力異常に伴うドライバビリティの悪化が抑制される。このようにドライバビリティの悪化が抑制された状態で、出力過不足量ΔＰｗに基づいて推定された燃料性状が燃料噴射量に反映され、エンジンの出力異常が解消される。
【解決手段】ハイブリッド車両１０において、ＥＣＵ１００は噴射量制御処理を実行する。当該処理では、要求出力Ｐｗｎに対するエンジン２００の実出力Ｐｗｒの過不足量たる出力過不足量ΔＰｗが算出される。出力過不足量ΔＰｗが上限値以上である場合、相対的に低発熱量燃料であると推定され、ＭＧ２によりトルクのアシストが実行される。また、出力過不足量ΔＰｗが下限値未満である場合、相対的に高発熱燃料であると推定され、ＭＧ１によりトルクの吸収が実行される。この結果、エンジンの出力異常に伴うドライバビリティの悪化が抑制される。このようにドライバビリティの悪化が抑制された状態で、出力過不足量ΔＰｗに基づいて推定された燃料性状が燃料噴射量に反映され、エンジンの出力異常が解消される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば動力源として電動機及び内燃機関を有するハイブリッド車両において燃料の性状を推定するハイブリッド車両の燃料性状推定装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料性状は、内燃機関の出力に影響を与える。燃料性状が変化することによって要求出力通りの実出力が得られない状態、即ち、内燃機関の出力異常が生じている状態では、ドライバビリティが極端に悪化しかねないため、燃料性状に変化が生じた場合には、速やかにそれを検知する必要がある。
【０００３】
燃料性状を検出する装置として、例えば燃料セタン価を判定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された内燃機関の燃料性状判定装置（以下、「従来の技術」と称する）によれば、クランキング回転数を一定に維持した状態で内燃機関を始動させた際に、完爆に要した時間と始動時の冷却水温とを検出し、予め定めたマップを参照することによって燃料のセタン価を精度良く判定することが可能であるとされている。
【０００４】
尚、ノッキング検出結果に応じて電動機のアシスト力を制御して燃料性状変化によるドライバビリティ悪化を防止する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２０１９９７号公報
【特許文献２】特開平９−１４０００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の技術では、始動時しか燃料性状を判定し得ないため、燃料性状の経時的な変化を検出することは困難である。また、クランキング回転数は、フリクションの影響や、バッテリ電圧の影響により一定に維持することが難しく、実質的には、燃料性状を判定する機会は著しく制限され易い。また、クランキング回転数を一定に維持できなければ必然的に検出精度が低下する。即ち、従来の技術には、燃料性状を迅速且つ正確に検出することが実質的にみて困難であるという技術的な問題点がある。また、燃料性状を検出する過程においても、上述したドライバビリティの悪化は生じ得るから、従来の技術では、そのようなドライバビリティの悪化も回避し難い。係る問題点は、動力源として内燃機関の他に電動機を備えたハイブリッド車両であっても同様に生じ得る。
【０００７】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、ハイブリッド車両において、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ燃料性状を迅速且つ正確に推定することが可能なハイブリッド車両の燃料性状推定装置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】
【０００８】
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燃料性状推定装置は、燃料を供給する供給手段を備えると共に車軸に連結された駆動軸に対し動力を出力可能な内燃機関、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機、前記内燃機関の動力の一部により発電可能な発電機、及び該発電により得られる電力により充電可能なバッテリを備えたハイブリッド車両において、前記供給される燃料に係る燃料性状を推定するハイブリッド車両の燃料性状推定装置であって、前記内燃機関における、要求出力に対する実出力の過不足量を特定する特定手段と、前記駆動軸に前記要求出力に対応する動力が出力されるように前記特定される過不足量に応じて前記電動機及び前記発電機を制御する第１の制御手段と、前記過不足量に基づいて前記燃料性状を推定する推定手段とを具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明のハイブリッド車両における「内燃機関」とは、例えば複数の気筒を有し、当該複数の気筒の各々における燃焼室において、例えば電子制御式インジェクタ装置等形態を採り得る供給手段により供給される、例えばガソリン、軽油或いはアルコール等の各種燃料が燃焼した際に発生する爆発力を、例えばピストン及びコネクティングロッド等の機械的な伝達経路を経て、例えばクランク軸等を介してトルク等の動力として出力可能な機関を包括する概念であり、例えば２サイクル或いは４サイクルレシプロエンジン等を指す。係る内燃機関は、車軸に連結された駆動軸に対し、直接的に又は間接的にトルク等の動力を出力可能に構成される。
【００１０】
一方、本発明に係るハイブリッド車両は、動力源として内燃機関の他に例えばモータ或いはモータジェネレータ等の形態を採り得る電動機を備えており、係る電動機も駆動軸に対し例えばトルク等の動力を出力可能に構成される。この際、車軸に出力すべき動力を内燃機関と電動機との間で如何に分配するかについては何らの制限を受けるものではなく、例えば主として内燃機関を動力源とし、電動機の動力により内燃機関の動力が適宜アシストされてもよいし、例えば主として電動機を動力源とし、内燃機関の動力により電動機の動力が適宜アシストされてもよいし、或いは内燃機関の動力と電動機の動力との分配比率が、その都度、内燃機関の、或いはハイブリッドシステム全体の動作効率が最適化され得るように相互に協調的に決定されてもよい。
【００１１】
他方、本発明に係るハイブリッド車両は、内燃機関の動力の一部により発電可能なジェネレータ或いはモータジェネレータ等の発電機を備えており、発電により得られた電力によってバッテリを充電可能に構成されている。
【００１２】
内燃機関において燃焼に供される燃料は、その燃料性状によって理論空燃比が異なるから、例えば、ガソリンの理論空燃比（概ね１４．６程度）を基準として燃料が供給される場合、例えばアルコール比率の大きい燃料（即ち、理論空燃比が１４．６未満）では、燃料供給量が相対的に減少することとなり内燃機関の出力は低下し、反対に、理論空燃比が１４．６よりも大きい燃料では、燃料供給量が相対的に増加して内燃機関の出力が増加することとなる。即ち、内燃機関の実出力は、燃料性状に応じて要求出力から乖離する。このように内燃機関の実出力が要求出力から乖離した状態が継続すると、ドライバビリティが悪化しかねない。
【００１３】
そこで、本発明に係るハイブリッド車両の燃料性状推定装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される特定手段の作用により、要求出力に対する実出力の過不足量が特定される。
【００１４】
ここで、本発明に係る「特定する」とは、特定対象そのもの或いは特定対象と相関する物理量又は物理状態を、直接的に又は何らかの検出手段を介して間接的に、例えば電気信号等として取得すること、直接的に又は間接的に検出された、特定対象と相関する物理量又は物理状態に基づいて予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する値として選択すること、及び、それら検出又は選択された、特定対象と相関する物理量又は物理状態から、予め設定されたアルゴリズムや計算式等に従って導出又は推定すること等を包括する広い概念である。
【００１５】
特定手段は、係る過不足量を特定するに際して、例えばアクセルペダルの踏下量（以下、適宜「アクセル開度」と称する）及び車速に基づいて、例えば数値演算の結果として、或いは然るべきマップから対応する値を選択すること等により特定される要求出力と、例えば、発電機或いは電動機により検出される内燃機関のトルクに対応した反力トルク、及び内燃機関の機関回転数に基づいて、例えば数値演算の結果として、或いは然るべきマップから対応する値を選択すること等により特定される実出力との差分として、係る過不足量を特定する。
【００１６】
このようにして過不足量が特定されると、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される第１の制御手段の作用により、駆動軸に対し要求出力に対応する動力が出力されるように、特定される過不足量に応じて電動機及び発電機が制御される。電動機から駆動軸に動力が出力されれば、駆動軸に出力される全体的な動力は増加するため、内燃機関の動力不足が補われる。また、内燃機関の動力の一部が発電に供された場合には、駆動軸に出力される全体的な動力は減少するため、内燃機関の出力過剰が補われる。
【００１７】
このように電動機及び発電機が制御されることにより、実際には燃料性状に応じて内燃機関の出力異常（即ち、要求出力に対して実出力が過不足している状態）が発生しているにもかかわらず、駆動軸には好適には要求通りの動力が出力されることとなり、係る出力異常に起因するドライバビリティの悪化は未然に防がれる。或いはその発生期間が、実践上ドライバビリティの悪化を顕在化させない程度の短い期間に抑制される。
【００１８】
ここで特に、内燃機関の出力異常を上述したように好適に補正し得ても、内燃機関における燃料の供給量には燃料性状の変化が反映されていないから、出力異常が生じている状態は継続している。従って、抜本的な問題解決のためには、燃料性状を迅速且つ正確に推定する必要がある。そこで、本発明に係るハイブリッド車両の燃料性状推定装置によれば、その動作時には、特定手段により過不足量が特定された場合に、上述した電動機及び発電機に係る出力異常補正の制御とは別に、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される推定手段により、係る特定された過不足量に基づいて燃料性状が推定される。
【００１９】
ここで、燃料性状は、上述したように内燃機関の実出力の過不足量と相関があるため、例えば燃料性状を規定する指標値（例えば、実際の燃料の理論空燃比、燃料の成分比率等）と当該過不足量との対応関係が、予め実験的に、経験的に、理論的に、或いはシミュレーション等に基づいて明らかとされている、或いは推定可能である場合等には、そのような対応関係を記述してなるマップから適宜該当する指標値や成分比率を選択することによって、或いは、そのような対応関係に基づいた数値演算の結果等として、燃料性状を推定することが可能である。
【００２０】
尚、推定手段に係る推定の態様は、燃料性状を推定可能である限りにおいて特に限定されず、例えば、燃料が相対的に低発熱量の燃料であるか高発熱量の燃料であるかに係る定性的な推定を行ってもよいし、より具体的に、燃料の成分比率、理論空燃比又は単位量当りの発熱量を取得すべく定量的な推定を行ってもよい。或いは、予め設定された基本的な燃料性状を規定する指標値、又は現時点で燃料の供給制御に供されている当該指標値等に対し補正を行うための補正量を推定してもよい。
【００２１】
このように、本発明に係るハイブリッド車両の燃料性状推定装置によれば、ハイブリッド車両に備わる電動機及び発電機を制御することにより、燃料性状の変化（例えば、ガソリン１００％の燃料における燃料性状を基準とした変化）に応じて生じる実出力の過不足に起因するドライバビリティの悪化が防止或いは抑制されると共に、その一方で実出力の過不足量に基づいて、別言すれば、電動機及び発電機の制御量等に基づいて、迅速且つ正確に燃料性状を推定することが可能となる。
【００２２】
本発明に係るハイブリッド車両の燃料性状推定装置の一の態様では、前記ハイブリッド車両は、前記内燃機関の動力を入力軸及び前記駆動軸に夫々所定の比率で分配する動力分配手段を更に具備し、前記発電機には、前記内燃機関の動力の一部として前記入力軸を介して前記分配された動力が入力され、前記電動機は、前記バッテリから供給される電力又は前記発電により得られる電力により駆動され、前記特定手段は、前記入力軸を介して入力される前記分配された動力に基づいて前記過不足量を特定する。
【００２３】
この態様によれば、ハイブリッド車両は、例えばプラネタリギアユニット等として構成される動力分配手段を備える。この動力分配手段は、内燃機関の動力を、入力軸及び駆動軸に夫々所定の比率で分配する。この入力軸には、発電機が連結されており、係る入力軸を介して内燃機関の動力の一部が入力される。また、駆動軸に連結される電動機は、バッテリからの電力供給又はこの発電機の発電電力の供給により駆動される。
【００２４】
この態様によれば、内燃機関の動力の一部により発電を行い、当該発電で得られた電力により電動機を駆動することが可能であり、内燃機関を例えば常に燃料消費率（以下、適宜「燃費」と称する）の最適な動作点で動作させることが可能となる。即ち、内燃機関、電動機及び発電機相互間の動力配分が最適化され、ハイブリッド車両の動作効率が最適化され得る。
【００２５】
この態様によれば、特定手段は、発電機に入力される内燃機関の動力に基づいて前述した過不足量を特定する。例えば、この際、発電機に入力される内燃機関のトルクの一部に対応する反力トルクに基づいて内燃機関のトルクが検出され、実出力の特定に供される。即ち、この態様では、発電機が言わばトルクセンサとして機能し得るため、内燃機関の実出力の特定精度が向上し、最終的に過不足量の特定精度が向上する。
【００２６】
本発明に係るハイブリッド車両の燃料性状推定装置の他の態様では、前記第１の制御手段は、前記要求出力に対し前記実出力が不足する場合に前記駆動軸に動力が出力されるように前記電動機を制御すると共に、前記要求出力に対し前記実出力が過剰な場合に前記内燃機関の動力の一部が前記発電に供されるように前記発電機を制御する。
【００２７】
この態様によれば、要求出力に対し実出力が不足する場合には駆動軸に動力が出力されるように電動機が制御され、要求出力に対し実出力が過剰である場合には過剰な動力が発電に供されるため、燃料性状を推定している期間中であっても、内燃機関の出力異常に起因するハイブリッド車両のドライバビリティの悪化が抑制され、好適である。
【００２８】
本発明に係るハイブリッド車両の燃料性状推定装置の他の態様では、前記内燃機関は、排気の圧力による過給が可能な過給器、及び該過給器における過給圧を調整可能な過給圧調整手段を更に備え、前記第１の制御手段は、前記駆動軸に前記要求出力に応じた動力が出力されるように前記特定された過不足量に応じて前記過給圧調整手段を制御する。
【００２９】
この態様によれば、内燃機関には、例えばターボチャージャ等の過給器が備わり、排気の圧力（以下、適宜「排気圧」と称する）に応じた過給が可能に構成される。また、内燃機関には更に、例えばウェストゲートバルブ（以下適宜「ＷＧＶ」と称する）や、可変絞りノズル（以下、適宜「ＶＮ」と称する）等の過給圧調整手段が備わっており、例えば排気をリアパイプ等排気系にバイパスすることによって、或いは過給器を構成するタービンへの排気の流入を制限することによって、過給圧を調整することが可能に構成される。
【００３０】
バッテリのＳＯＣ（State Of Charge：充電状態）は絶えず変化し得るから、ＳＯＣによっては電動機及び発電機による動力のアシスト及び吸収が困難である場合がある。例えば、バッテリのＳＯＣが相対的に低下している場合には電動機による動力のアシストが難しく、またバッテリのＳＯＣが満充電に近いような場合には、発電による動力の吸収が難しい。従って、場合によっては、燃料性状の変化に起因するドライバビリティの悪化が顕在化する可能性がある。
【００３１】
その点、このように過給器及び過給圧調整手段を備える場合、過給圧を変化させることによって、内燃機関の出力を調整することが可能であり、内燃機関の出力異常を補正することが可能となる。即ち、バッテリの状態によらずに出力異常を補正しつつ迅速且つ正確に燃料性状を推定することが可能となり実践上有益である。
【００３２】
尚、この態様では、前記過給圧調整手段は、開閉状態に応じて前記過給器に流入する前記排気の量を調整可能な開閉弁を含んでもよい。
【００３３】
過給圧調整手段における例えば物理的、機械的又は電気的な構成は、過給圧を調整可能である限りにおいて何ら限定されないが、上述したＷＧＶやＶＮ等の形態を採り得る開閉弁を含む場合には、効率的且つ効果的である。
【００３４】
ハイブリッド車両が過給器を備える本発明に係るハイブリッド車両の燃料性状推定装置の他の態様では、前記第１の制御手段は、前記特定された過不足量に応じて前記過給圧調整手段を制御した後、前記駆動軸に前記要求出力に応じた動力が出力されるように前記電動機及び前記発電機を更に制御する。
【００３５】
過給圧調整手段による内燃機関の出力（トルク）補正は、電動機及び発電機による内燃機関の出力（トルク）補正と較べて精度が低くなりがちであり、過給圧調整手段の制御のみにより駆動軸に要求出力に対応する動力を出力することは実践上困難を伴い易い。一方、電動機及び発電機は、比較的高精度なトルク制御が可能であり、同時に比較的高精度な回転制御が可能であるから、このように過給圧の調整により出力異常の一部を解消した後に、更に電動機及び発電機により出力異常を補正することにより、電動機及び発電機に加わる負荷を軽減しつつ、内燃機関の出力異常を補償することが可能となって、実践上極めて有益である。
【００３６】
本発明に係るハイブリッド車両の燃料性状推定装置の他の態様では、前記推定手段は、前記特定された過不足量が所定の上限値以上である場合、及び所定の下限値未満である場合のうち少なくとも一方において前記燃料性状を推定する。
【００３７】
内燃機関の実出力は、必ずしも燃料性状の影響のみにより変動するとは限らない。例えば、吸排気バルブの開閉時期、点火装置の点火時期、燃焼室の状態、混合気の燃焼状態、排気圧、冷却水温、外気温又は湿度等多様な要素の影響を受け、内燃機関の実出力は変化し得る。無論、実出力が要求出力に対し変化していれば、例えば電動機及び発電機の制御による出力の補正は有効であるが、このような多様な要因により変化する出力変動を全て燃料性状の推定にフィードバックすると、結果的には燃料性状を誤学習しかねず、燃料性状の推定精度が低下しかねない。
【００３８】
そこで、この態様では、例えば、予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいて、例えば燃料性状の変化がなくとも内燃機関の通常の動作範囲で生じ得る出力変動（即ち、この場合、異常ではない）の範囲等を規定する上限値及び下限値が設定され、特定された過不足量が係る上限値以上である場合、及び下限値未満である場合のうち少なくとも一方（好適には、両方）において、燃料性状が推定される。従って、燃料性状の変化によらない内燃機関の出力変動が燃料性状の推定に供されることが防止され、燃料性状の推定精度が担保される。尚、この際、電動機及び発電機による内燃機関の出力変動の補償は、なされてもよいし、なされずともよい。
【００３９】
本発明に係るハイブリッド車両の燃料性状推定装置の他の態様では、前記推定された燃料性状に基づいて前記燃料の供給量を補正する補正手段と、該補正された燃料が供給されるように前記供給手段を制御する第２の制御手段とを更に具備する。
【００４０】
この態様によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される補正手段により、推定手段によって推定された燃料性状に基づいて燃料の供給量が補正され、更に、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される第２の制御手段により、この補正された燃料が供給されるように供給手段が制御される。
【００４１】
従って、この態様によれば、燃料性状の推定結果を実際の燃料供給量に反映することが可能となり、内燃機関の出力異常が抜本的に解消される。この際、燃料性状の推定は、推定手段により迅速且つ正確になされるため、内燃機関の出力異常が継続する期間（補正はなされており、駆動軸には既に要求出力に対応する正規の動力が出力されている）は十分に短いものとなる。即ち、補正手段及び第２の制御手段の作用により、内燃機関の性能低下が生じる期間は可及的に短く抑制され、電動機、発電機或いは過給圧調整手段を内燃機関の出力補正に供する機会を減少させ、物理的、機械的又は電気的な負荷を低減させることが可能となる。
【００４２】
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から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
＜発明の実施形態＞
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：ハイブリッド車両の構成＞
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車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１０のブロック図である。
【００４４】
図１において、ハイブリッド車両１０は、車軸１１、車輪１２、ＥＣＵ１００、エンジン２００、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「ＭＧ１」と称する）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と称する）、動力分割機構３００、インバータ４００、バッテリ５００、ＳＯＣセンサ６００、車速センサ７００及びアクセルポジションセンサ８００を備えた、本発明に係る「ハイブリッド車両」の一例である。
【００４５】
車軸１１は、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ２から出力された動力を車輪に伝達するための軸であり、本発明に係る「車軸」の一例である
車輪１２は、車軸１１を介して伝達される動力を路面に伝達する手段であり、図１においては左右一輪ずつが示されるが、実際には、前後左右に一輪ずつ備わりハイブリッド車両１０全体で計４個備わっている。
【００４６】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、ハイブリッド車両１０の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の燃料性状推定装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する噴射量制御処理を実行することが可能に構成されている。
【００４７】
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１０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。
【００４８】
モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「発電機」の一例であり、バッテリ５００を充電するための或いはモータジェネレータＭＧ２に電力を供給するための発電機として、更にはエンジン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。
【００４９】
モータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る「電動機」の一例であり、エンジン２００の動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。
【００５０】
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。
【００５１】
動力分割機構３００は、エンジン２００の出力をＭＧ１及び車軸１１へ分配することが可能に構成された遊星歯車機構であり、本発明に係る「動力分配手段」の一例である。
【００５２】
ここで、図２を参照して、動力分割機構３００の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、動力分割機構３００とその周辺部の関係を示す模式図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【００５３】
図２において、動力分割機構３００は、中心部に設けられたサンギア３０３と、サンギア３０３の外周に同心円状に設けられたリングギア３０１と、サンギア３０３とリングギア３０１との間に配置されてサンギア３０３の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギア３０５と、後述するクランクシャフト２０５（即ち、本発明に係る「入出力軸」の一例）の端部に結合され、各ピニオンギアの回転軸を軸支するプラネタリキャリア３０６とを備える。
【００５４】
また、サンギア３０３は、サンギア軸３０４（即ち、本発明に係る「入力軸」の一例）を介してＭＧ１のロータ（符合は省略）に結合され、リングギア３０１は、リングギア軸３０２（即ち、本発明に係る「駆動軸」の一例）を介してＭＧ２の不図示のロータに結合されている。リングギア軸３０２は、車軸１１と連結されており、ＭＧ２が発する動力は、リングギア軸３０２を介して車軸１１へと伝達され、同様に車軸１１を介して伝達される車輪１２からの回転力は、リングギア軸３０２を介してＭＧ２に入力される。
【００５５】
係る構成の下、動力分割機構３００は、エンジン２００が発する動力を、プラネタリキャリア３０６とピニオンギア３０５とによってサンギア３０３及びリングギア３０１に所定の比率で分配し、エンジン２００の動力を２系統に分割することが可能である。
【００５６】
図１に戻り、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。尚、インバータ４００は、所謂ＰＣＵ（Power Control Unit）の一部として構成されていてもよい。
【００５７】
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を力行するための電力に係る電力供給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。
【００５８】
ＳＯＣセンサ６００は、バッテリ５００の充電残量（以下、適宜「ＳＯＣ」と称する）を検出することが可能に構成されたセンサである。ＳＯＣセンサ６００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＳＯＣセンサ６００によって検出されたバッテリ５００のＳＯＣは、常にＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。
【００５９】
車速センサ７００は、ハイブリッド車両１０の車速を検出することが可能に構成されたセンサである。車速センサ９００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速は、ＥＣＵ１００によって常に把握される構成となっている。
【００６０】
アクセルポジションセンサ８００は、不図示のアクセルペダルに係るアクセル開度を検出することが可能に構成されたセンサである。アクセルポジションセンサ８００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度はＥＣＵ１００によって絶えず把握される構成となっている。
【００６１】
＜１−１−２：エンジンの詳細構成＞
次に、図３を参照して、エンジン２００の要部構成について、その動作の一部を交えて説明する。ここに、図３は、エンジン２００の模式図である。尚、図２において、図１と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【００６２】
エンジン２００は、気筒２０１内において燃焼室に点火プラグ（符号省略）の一部が露出してなる点火装置２０２による点火動作を介して混合気を燃焼せしめると共に、係る燃焼による爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクティングロッド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。また、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（即ち、クランク角）を検出するクランクポジションセンサ２０６が設置されている。クランクポジションセンサ２０６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２０６によって検出されたクランク角に基づいて、点火装置２０２の点火時期等を制御することが可能に構成されている。また、ＥＣＵ１００は、クランクシャフト２０５の回転位置に基づいてエンジン２００の機関回転数Ｎｅを算出することが可能に構成されている。
【００６３】
気筒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２０７を通過し、吸気ポート２１３において、インジェクタ２１４から噴射された燃料と混合されて前述の混合気となる。燃料は、燃料タンク２１５に貯留されており、低圧ポンプ２１７の作用により、デリバリパイプ２１６を介してインジェクタ２１４に圧送供給されている。インジェクタ２１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、この供給される燃料を、ＥＣＵ１００の制御に従って吸気ポート２１３に噴射することが可能に構成されている。尚、燃料を噴射する噴射手段の形態は、図示するような所謂吸気ポートインジェクタの構成を採らずともよく、例えば、低圧ポンプにより圧送される燃料の圧力を更に高圧ポンプによって昇圧せしめ、高温高圧の気筒２０１内部へ燃料を直接噴射することが可能に構成された、所謂直噴インジェクタ等の形態を有していてもよい。
【００６４】
尚、本実施形態に係るエンジン２００は、燃料としてガソリンとアルコールとが混合されてなるアルコール混合燃料を使用可能であり、燃料中のアルコール比率が例えば０〜１００％の間で変化しても動作するように構成されている。即ち、ハイブリッド車両１０は、所謂ＦＦＶ（Flexible Fuel Vehicle）の一例をなしている。
【００６５】
気筒２０１内部と吸気管２０７とは、吸気バルブ２１８の開閉によって連通状態が制御されている。気筒２０１内部で燃焼した混合気は排気となり吸気バルブ２１８の開閉に連動して開閉する排気バルブ２１９の開弁時に排気ポート２２０を介して排気管２２１に導かれる。
【００６６】
吸気管２０７上には、クリーナ２０８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構成となっている。また、クリーナ２０８の下流側（シリンダ側）には更に、エアフローメータ２０９が配設されている。エアフローメータ２０９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検出することが可能に構成されている。尚、エアフローメータ２０９は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された吸入空気の質量流量は、ＥＣＵ１００によって絶えず把握される構成となっている。
【００６７】
吸気管２０７におけるエアフローメータ２０９の下流側には、気筒２０１内部へ吸入される空気に係る吸入空気量を調節するスロットルバルブ２１０が配設されている。このスロットルバルブ２１０には、スロットルポジションセンサ２１２が電気的に接続されており、その開閉状態を表すスロットル開度を検出することが可能に構成されている。
【００６８】
スロットバルブモータ２１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続され、スロットルバルブ２１０を駆動することが可能に構成されたモータである。ＥＣＵ１００は、前述したアクセルポジションセンサ８００によって検出されるアクセル開度に基づいてスロットルバルブモータ２１１の駆動状態を制御することが可能に構成されており、これによりスロットルバルブ２１０の開閉状態（即ち、スロットル開度）が制御される構成となっている。
【００６９】
尚、スロットルバルブ２１０は、上述したように一種の電子制御式スロットルバルブであり、スロットル開度は、ＥＣＵ１００により運転者の意思（即ち、アクセル開度）とは無関係に制御され得る。
【００７０】
排気管２２１には、三元触媒２２３が設置されている。三元触媒２２３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。また、排気管２２１における三元触媒２２３の上流側には、空燃比センサ２２２が配設されている。空燃比センサ２２２は、排気ポート２２０を介して排出される排気から、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。空燃比センサ２２２は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された空燃比は、絶えずＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。
【００７１】
また、気筒２０１を収容するシリンダブロックに設置されたウォータージャケットには、エンジン２００を冷却するための冷却水の温度を検出するための温度センサ２２４が配設されている。温度センサ２２４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された冷却水温は、ＥＣＵ１００によって絶えず把握される構成となっている。
【００７２】
＜１−２：実施形態の動作＞
＜１−２−１：ハイブリッド車両１０の基本動作＞
図１のハイブリッド車両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、主として電動機として機能するモータジェネレータＭＧ２、及びエンジン２００の夫々の動力配分がＥＣＵ１００及び動力分割機構３００により制御され、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車両１０の動作について説明する。
【００７３】
＜１−２−１−１：始動時＞
例えば、ハイブリッド車両１０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。
【００７４】
＜１−２−１−２：発進時＞
発進時には、ＳＯＣセンサ６００の出力信号に基づいたバッテリ５００の蓄電状態に応じて２種類の態様を採り得る。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１０は、モータジェネレータＭＧ２の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。
【００７５】
＜１−２−１−３：軽負荷走行時＞
例えば、低速走行時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、インジェクタ２１４を介した燃料の噴射が停止されることによりエンジン２００が停止され、ハイブリッド車両１０は、モータジェネレータＭＧ２による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。
【００７６】
＜１−２−１−４：通常走行時＞
エンジン２００の効率（例えば、燃焼効率等）が比較的良好な運転領域においては、ハイブリッド車両１０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、車軸１１を介して車輪１２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。
【００７７】
＜１−２−１−５：制動時＞
減速が行われる際には、車輪１２から車軸１１を介して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１２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。
【００７８】
＜１−２−２：エンジン２００の基本制御＞
次に、エンジン２００の基本的な制御動作について説明する。ＥＣＵ１００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。この際、ＥＣＵ１００は、アクセルポジションセンサ８００によって検出されるアクセル開度及び車速センサ７００によって検出される車速に基づいて、予めＲＯＭに格納されたマップから現時点におけるアクセル開度及び車速に対応した出力軸トルク（車軸１１に出力されるべきトルク）を算出する。
【００７９】
更に、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣセンサ６００の出力信号に基づいて要求発電量を求め、要求発電量と各種の補機類（エアコンやパワーステアリング等）の要求量とを参照して出力軸トルクを補正することによって、エンジン要求出力を算出する。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されてよい。
【００８０】
＜１−２−３：噴射量制御処理の概要＞
ハイブリッド車両１０において、エンジン２００に使用される燃料は、その燃料性状（例えば、アルコール含有比率等）が変化する。燃料性状が変化すると理論空燃比が変化し、より具体的には、アルコール含有比率が高い程理論空燃比は小さくなり、アルコール含有比率が低い程理論空燃比は大きくなる。或いは燃料が相対的に低発熱量の燃料であればエンジン２００の出力は相対的に低下し、燃料が相対的に高発熱量の燃料であればエンジン２００の出力は相対的に上昇する。
【００８１】
一方、エンジン２００では、基本的に燃料中のアルコール含有比率が０％であるとして、即ち基本的にガソリン１００％の燃料が使用されるものとしてインジェクタ２１４による燃料の噴射量が計算されており、燃料性状が変化すると、エンジン２００の実出力が要求出力に対し乖離する。例えばアルコール含有比率が増加すると、エアフローメータ２０９により検出される吸入空気量に対し相対的に少ない燃料が噴射されることになるから、実出力は要求出力に対して不足する。また、アルコールはガソリンと比較して発熱量が小さいから、ガソリンと同等の出力を得るためには必然的にガソリンよりも多く噴射される必要がある。尚、ここでは、エンジン２００がアルコール混合燃料を使用可能なエンジンであるとし、燃料性状として燃料中のアルコール含有比率を例に挙げているが、ガソリンエンジンであっても、燃料性状は変化し得るから、同様の問題は、通常のガソリンエンジン等において同様に生じ得る。
【００８２】
ここで、図４を参照し、燃料性状によるエンジン２００の実出力の変化について説明する。ここに、図４は、エンジン２００の動作領域を表すマップの模式図である。
【００８３】
図４において、縦軸にはエンジントルクＴＲが、また横軸には機関回転数ＮＥが表されている。このような二次元の座標系において、エンジン２００は基本的に図示動作線Ｒ上に位置する動作点で動作する。動作線Ｒは、例えば実出力毎に燃費率が最小となる動作点を繋ぎ合わせてなる線であり、要求出力が算出されると、基本的に動作点が一意に決定される。例えば、ある要求出力Ｐｗ１に対しては、図示等出力線ＥＱＰｗ１と動作線Ｒとの交点に相当する座標点Ｒ１が動作点として設定される。ＥＣＵ１００は、エンジン２００がこの動作点で動作するように、ＭＧ１及びＭＧ２の動作状態を制御する。
【００８４】
一方、燃料性状が変化した場合、例えば、エンジン２００に、相対的に高発熱量の燃料が供給されている場合、エンジン２００の実出力はＰｗ２（Ｐｗ２＞Ｐｗ１）となり、要求出力よりも過剰となって、エンジン２００の動作点が、図示等出力線ＥＱＰｗ２上の座標点Ｒ２となる。また、エンジン２００に相対的に低発熱量の燃料が供給されている場合、エンジン２００の実出力はＰｗ３（Ｐｗ３＜Ｐｗ１）とんり、要求出力よりも低下して、エンジン２００の動作点が、図示等出力線ＥＱＰｗ３上の座標点Ｒ３となる。
【００８５】
このように、燃料性状の変化は、エンジン２００の実出力に大きく影響し、運転者の意思が出力に反映されずにドライバビリティの悪化を招く要因となるため、迅速且つ正確に検出される必要がある。また、燃料性状の変化に対する実出力の変化はリアルタイムであり、燃料性状の変化を検出して実際の燃料噴射量にフィードバックする間にも実出力の変動、即ちエンジン２００の出力異常は継続しているから、このような燃料性状の変化の検出と同時に、エンジン２００の出力異常の補正を行う必要がある。そこで、ハイブリッド車両１０では、ＥＣＵ１００が以下に説明する噴射量制御処理を実行することにより、燃料性状の変化を迅速且つ正確に検出し、更にエンジン２００の実出力の異常が好適に補償されている。
【００８６】
＜１−２−３：噴射量制御処理の詳細＞
ここで、図５を参照し、噴射量制御処理の詳細について説明する。ここに、図５は、噴射量制御処理のフローチャートである。
【００８７】
図５において、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の出力の要求値である要求出力Ｐｗｎを算出する（ステップＡ１０）。要求出力Ｐｗｎは、既に述べたように、アクセルポジションセンサ８００によって検出されるアクセル開度と、車速センサ７００によって検出される車速とに基づいて算出される。
【００８８】
次に、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の実出力Ｐｗｒを算出する（ステップＡ１１）。ここで、エンジン２００の実出力Ｐｗｒは、ＭＧ１により検出されるエンジン２００の反力トルクに基づいて算出される。即ち、動力分割機構３００の作用により、エンジン２００がクランクシャフト２０５に出力するトルク（即ち、動力）は、サンギア３０３及びリングギア３０１等の歯数等により定まる所定の比率でサンギア軸３０４に分配される。この分配されたトルクが、ＭＧ１により反力トルクとして検出される。即ち、ＭＧ１はこの際、一種のトルクセンサとして機能することとなる。ＥＣＵ１００は、このＭＧ１により検出される反力トルクからエンジン２００が実際に出力しているトルクを正確に算出することが可能である。
【００８９】
一方、エンジン２００の機関回転数ＮＥは、クランクポジションセンサ２０６から出力される信号に基づいて絶えず演算されており、ＥＣＵ１００はステップＡ１１に係る処理において、算出されたエンジントルクと機関回転数とに基づいて、エンジン２００の実出力Ｐｗｒを正確に算出することが可能である。
【００９０】
実出力Ｐｗｒが算出されると、ＥＣＵ１００は出力過不足量ΔＰｗ（ΔＰｗ＝Ｐｗｎ−Ｐｗｒ）を算出する（ステップＡ１２）。出力過不足量ΔＰｗを算出すると、ＥＣＵ１００は更に、算出された出力過不足量ΔＰｗが上限値ΔＰｗＨ未満且つ下限値ΔＰｗＬ以上であるか、即ち、出力過不足量ΔＰｗが所定の範囲内に収まっているか否かを判別する（ステップＡ１３）。ここで、上限値ΔＰｗＨ及び下限値ΔＰｗＬは、夫々ライバビリティの悪化を顕在化させない程度の出力変動範囲を規定する値に設定されており、出力過不足量ΔＰｗが当該範囲内に収まっている場合には、燃料性状の変化を燃料噴射量にフィードバックする必要性は実質的に生じない。或いは、係る上限値及び下限値は、実際に燃料性状の変化が生じておらずとも発生し得る程度の出力変動の範囲を規定していてもよく、この場合、誤って燃料性状が変化している旨の推定を行うことが防止される。
【００９１】
従って、算出された出力過不足量ΔＰｗが当該範囲内にある場合（ステップＡ１３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、燃料性状の推定及びエンジン２００の出力異常を補償することなく、通常の走行制御を継続し（ステップＡ１４）、処理をステップＡ１０に戻して、要求出力Ｐｗｒの算出処理を繰り返す。
【００９２】
一方、出力過不足量ΔＰｗが上限値及び下限値によって規定される範囲内に無い場合（ステップＡ１３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、出力過不足量ΔＰｗが上限値ΔＰｗＨ以上であるか否かを判別する（ステップＡ１５）。出力過不足量ΔＰｗが上限値ΔＰｗＨ以上である場合（ステップＡ１５：ＹＥＳ）、即ち、エンジン２００の実出力Ｐｗｒが要求出力Ｐｗｎに対して不足している場合、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の現時点での燃料が、相対的にみて低発熱量の燃料である旨の燃料性状の推定を行う（ステップＡ１６）。
【００９３】
一方、出力過不足量ΔＰｗが上限値ΔＰｗ以上でない場合（ステップＡ１５：ＮＯ）、即ち、出力過不足量ΔＰｗが下限値ΔＰｗＬ未満である場合、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の実出力Ｐｗｒが要求出力Ｐｗｎに対し過剰であるため、燃料が相対的にみて高発熱量である旨の燃料性状の推定を行う（ステップＡ１９）。
【００９４】
ここで、ステップＡ１６に係る処理により低発熱量の燃料である旨の推定がなされた場合、ＥＣＵ１００は、要求出力Ｐｗｎに対し不足する動力をＭＧ２のトルクによってアシストすべく、ＭＧ２を制御する（ステップＡ１７）。この結果、ハイブリッド車両１０全体としては、リングギア軸３０１に要求出力Ｐｗｎに対応する動力が出力される状態となり、エンジン２００の出力異常が補償され、ドライバビリティの悪化が速やかに改善される。
【００９５】
また、ＥＣＵ１００は、ステップＡ１９に係る処理により高発熱量の燃料である旨の推定がなされた場合、要求出力Ｐｗｎに対して過剰な動力をＭＧ１によって吸収し、ＭＧ１により発電を行う（ステップＡ２０）。この結果、ハイブリッド車両１０全体としては、リングギア軸３０１に要求出力Ｐｗｎに対応する動力が出力される状態となり、エンジン２００の出力異常が補償され、ドライバビリティの悪化が速やかに改善される。
【００９６】
ステップＡ１７又はステップＡ２０に係る処理が実行されると、ＥＣＵ１００は、ステップＡ１２に係る処理で得られた出力過不足量ΔＰｗを実際の燃料噴射量に反映させる（ステップＡ１８）。この際、ＥＣＵ１００のＲＯＭには、予め出力過不足量と燃料性状との対応関係が記述されたマップが格納されており、ＥＣＵ１００は、当該マップから該当する数値を選択することにより、例えば、ガソリンの噴射量に数値演算的な補正処理を施すための補正量、又は燃料の成分比率、或いは単位量当りに得られる発熱量等の指標値を取得し、取得した指標値に基づいた数値演算の結果として燃料噴射量を補正する。この結果、燃料の噴射量は、現時点における燃料性状を正確に反映した値となり、要求出力Ｐｗｎに対するエンジン２００の実出力Ｐｗｒの差分は、少なくとも減少する。好適にはゼロ或いは無視し得る小さな値となる。尚、ステップＡ１８に係る処理が実行されると、処理はステップＡ１０に戻り、一連の処理が繰り返される。
【００９７】
尚、この際、噴射量の補正に係る補正値等は、例えばＲＡＭ等に適宜更新可能に記憶される。従って、燃料性状が例えば経時的に連続して発生しても、噴射量はその変化に追随して絶えず最適な量の燃料が噴射される。
【００９８】
以上説明したように、本実施形態に係るハイブリッド車両１０によれば、モータジェネレータＭＧ１によるトルクの吸収及びモータジェネレータＭＧ２によるトルクのアシストにより、要求出力Ｐｗｎに対する実出力Ｐｗｒの過不足量が補償されるため、燃料性状が変化したとしてもエンジン２００の出力異常がドライバビリティの悪化を誘発する可能性は極低いものとなる。更に、当該過不足量に基づいて燃料性状を迅速且つ正確に推定することが可能となる。即ち、燃料性状の変化がエンジン２００の出力異常を招く期間を極短期間に留めることが可能となる。
＜２：第２実施形態＞
第１実施形態では、要求出力Ｐｗｎに対する実出力Ｐｗｒの過不足量を、ＭＧ１によるトルクの吸収、及びＭＧ２によるトルクアシストにより補償し、燃料性状の推定期間中におけるドライバビリティの悪化が抑制されているが、例えば、バッテリ５００のＳＯＣが例えば所定の上限値を超えた過充電状態に相当する場合、ＭＧ１によるトルクの吸収は実質的に不可能となる。また、同様にＳＯＣが所定の下限値を下回った電力不足の状態では、ＭＧ２によるトルクのアシストが実質的に不可能となる。このような場合には、ＥＣＵ１００が出力過不足量ΔＰｗに基づいて燃料を推定し、実際の燃料噴射量に反映させるのに要する時間が相対的にみて短時間であったとしても、エンジン２００の出力異常がドライバビリティの悪化を招く可能性がある。
【００９９】
そこで、図６を参照し、そのような場合に好適な本発明の第２実施形態について説明する。ここに、図６は、本発明の第２実施形態に係るエンジン９００の模式図である。尚、同図において、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適宜省略することとする。
【０１００】
図６において、エンジン９００は、タービン２２５及びコンプレッサ２２６を含むターボチャージャ（即ち、本発明に係る「過給器」の一例）を備える点において主として第１実施形態に係るエンジン２００と相違している。
【０１０１】
即ち、エンジン９００において、排気管２２１に排出された排気の一部は、タービン２２５に流入し、タービン２２５をその圧力に応じて回転せしめる。タービン２２５の回転軸は、タービン２２５と対向配置されたコンプレッサ２２６と同軸に構成されており、タービン２２５が排気によって回転すると、それに伴いコンプレッサ２２６も回転し、過給が行われる構成となっている。また、吸気管２０７上には、吸入空気を冷却するためのインタークーラ２２７が設置されており、コンプレッサ２２６による過給効率が向上せしめられている。
【０１０２】
一方、排気管２２１には、タービン２２５をバイパスするように排気バイパス管（符号省略）が設けられており、係る排気バイパス管上には、ウェストゲートバルブ２２８（以下、適宜「ＷＧＶ２２８」と称する）が設置されている。ＷＧＶ２２８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続された、ＥＣＵ１００の制御により開閉する電磁開閉弁であり、その弁開度或いは開弁期間に応じた量の排気を、タービン２２５を介することなく排気バイパス管を介して排出することが可能に構成されている。このため、エンジン９００では、ＷＧＶ２２８の開閉状態に応じて、過給圧の調整が可能となっている。即ち、ＷＧＶ２２８は、本発明に係る「過給圧調整手段」の一例である。尚、エンジン９００は、過給圧調整手段として、ＷＧＶ２２８に代えて、或いは加えて、排気絞り弁や可変絞りノズル（ＶＮ）等を備えていてもよい。この場合、弁を絞ること等によってタービン２２５に流入する排気の量を減少せしめ、或いは弁を開くことによってタービン２２５に流入する排気の量を増加せしめ、過給圧を調整することが可能となる。
【０１０３】
次に、図７を参照し、このようなエンジン９００を有するハイブリッド車両における噴射量制御処理の詳細について説明する。ここに、図７は、本発明の第２実施形態に係る噴射量制御処理のフローチャートである。尚、同図において、図５と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１０４】
図７において、低発熱量の燃料である旨の推定がなされると（ステップＡ１６）、ＥＣＵ１００は、ターボチャージャの目標過給圧Ｐａを増加補正し、エンジン９００における過給圧を増加させる（ステップＢ１０）。この際、ＥＣＵ１００は、不図示の過給圧センサによって検出される過給圧が係る増加補正された目標過給圧ＰａとなるようにＷＧＶ２２８の開度を調整する。この結果、エンジン９００の実出力Ｐｗｒが上昇する。
【０１０５】
但し、ターボチャージャによる実出力Ｐｗｒの制御は、ＭＧ１及びＭＧ２によるトルクの制御と比較すれば精度が悪いから、実際に出力過不足量ΔＰｗを完全に補償することは難しい。そこで、ステップＢ１０に係る処理によってエンジン９００の実出力Ｐｗｒが上昇せしめられた後、ＥＣＵ１００は、過給圧制御によって補償しきれない出力過不足量を、ＭＧ２にトルクをアシストさせることにより補償する（ステップＢ１１）。このため、ステップＢ１０に係る処理では、算出された出力過不足量ΔＰｗの一部が補償されるように、即ち、不足するトルクの一部がアシストされるように、ＷＧＶ２２８の開度が制御されてもよい。
【０１０６】
或いは、ＥＣＵ１００は、その時点のバッテリ５００のＳＯＣに応じて、ＳＯＣが良好であれば上述した制御を実行し、ＳＯＣが良好でなければＷＧＶ２２８による過給圧制御によって出力過不足量ΔＰｗよりも大きな出力補償を行って、過剰な動力をＭＧ１による発電に供することによってＳＯＣの回復に努めてもよい。更には、ＥＣＵ１００は、ステップＢ１０に係る処理を実行した後、一旦処理をステップＡ１１に戻し、実出力Ｐｗｒの算出、出力過不足量ΔＰｗの算出及び出力過不足量ΔＰｗの比較判別を順次実行してもよい。
【０１０７】
一方、ステップＡ１９に係る処理により高発熱量の燃料である旨の推定がなされると、ＥＣＵ１００は、ターボチャージャの目標過給圧Ｐａを減少補正し、エンジン９００における過給圧を減少させる（ステップＢ１２）。この際、ＥＣＵ１００は、不図示の過給圧センサによって検出される過給圧が係る減少補正された目標過給圧ＰａとなるようにＷＧＶ２２８の開度を調整する。この結果、エンジン９００の実出力Ｐｗｒが低下する。
【０１０８】
但し、ターボチャージャによる実出力Ｐｗｒの制御は、ＭＧ１及びＭＧ２によるトルクの制御と比較すれば精度が悪いから、実際に出力過不足量ΔＰｗを完全に補償することは難しい。そこで、ステップＢ１２に係る処理によってエンジン９００の実出力Ｐｗｒが低下せしめられた後、ＥＣＵ１００は、過給圧制御によって補償しきれない出力過不足量を、ＭＧ１にトルクを吸収させることにより補償する（ステップＢ１３）。このため、ステップＢ１２に係る処理では、算出された出力過不足量ΔＰｗの一部が補償されるように、即ち、過剰なトルクの一部が減少するように、ＷＧＶ２２８の開度が制御されてもよい。
【０１０９】
或いは、ＥＣＵ１００は、その時点のバッテリ５００のＳＯＣに応じて、ＳＯＣが低下していれば上述した制御を実行し、ＳＯＣが良好であれば、ＷＧＶ２２８による過給圧制御によって出力過不足量ΔＰｗよりも大きな出力補償を行って、不足する動力をＭＧ２によるトルクのアシストによって補償してもよい。更には、ＥＣＵ１００は、ステップＢ１２に係る処理を実行した後、一旦処理をステップＡ１１に戻し、実出力Ｐｗｒの算出、出力過不足量ΔＰｗの算出及び出力過不足量ΔＰｗの比較判別を順次実行してもよい。
【０１１０】
以上説明したように、第２実施形態に係る噴射量制御処理では、バッテリ５００のＳＯＣを考慮することなく、ＷＧＶ２２８による過給圧制御によって、燃料性状の変化に応じたエンジン９００の出力異常を補償することが可能となる。また、過給圧制御による精度の限界を超えた微小な出力補償については、ＭＧ１によるトルクの吸収及びＭＧ２によるトルクのアシストにより実現することが可能となる。即ち、より効率的に且つ効果的に、燃料性状の変化によりもたらされるドライバビリティの悪化を抑制することが可能となるのである。
【０１１１】
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制御装置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】
【０１１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両のブロック図である。
【図２】図１のハイブリッド車両における動力分割機構とその周辺部の関係を示す模式図である。
【図３】図１のハイブリッド車両におけるエンジンの模式図である。
【図４】エンジンの動作領域を表すマップの模式図である。
【図５】ＥＣＵが実行する噴射量制御処理のフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係るエンジンの模式図である。
【図７】図６のハイブリッド車両においてＥＣＵが実行する噴射量制御処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１３】
１０…ハイブリッド車両、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０１…気筒、２０３…ピストン、２０５…クランクシャフト、２１４…インジェクタ、２２５…タービン、２２６…コンプレッサ、２２８…ウェストゲートバルブ、３００…動力分割機構、３０１…リングギア、３０３…サンギア、３０６…プラネタリキャリア、５００…バッテリ、６００…ＳＯＣセンサ、７００…車速センサ、８００…アクセルポジションセンサ、９００…エンジン。ＭＧ１、ＭＧ２…モータジェネレータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば動力源として電動機及び内燃機関を有するハイブリッド車両において燃料の性状を推定するハイブリッド車両の燃料性状推定装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料性状は、内燃機関の出力に影響を与える。燃料性状が変化することによって要求出力通りの実出力が得られない状態、即ち、内燃機関の出力異常が生じている状態では、ドライバビリティが極端に悪化しかねないため、燃料性状に変化が生じた場合には、速やかにそれを検知する必要がある。
【０００３】
燃料性状を検出する装置として、例えば燃料セタン価を判定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された内燃機関の燃料性状判定装置（以下、「従来の技術」と称する）によれば、クランキング回転数を一定に維持した状態で内燃機関を始動させた際に、完爆に要した時間と始動時の冷却水温とを検出し、予め定めたマップを参照することによって燃料のセタン価を精度良く判定することが可能であるとされている。
【０００４】
尚、ノッキング検出結果に応じて電動機のアシスト力を制御して燃料性状変化によるドライバビリティ悪化を防止する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２０１９９７号公報
【特許文献２】特開平９−１４０００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の技術では、始動時しか燃料性状を判定し得ないため、燃料性状の経時的な変化を検出することは困難である。また、クランキング回転数は、フリクションの影響や、バッテリ電圧の影響により一定に維持することが難しく、実質的には、燃料性状を判定する機会は著しく制限され易い。また、クランキング回転数を一定に維持できなければ必然的に検出精度が低下する。即ち、従来の技術には、燃料性状を迅速且つ正確に検出することが実質的にみて困難であるという技術的な問題点がある。また、燃料性状を検出する過程においても、上述したドライバビリティの悪化は生じ得るから、従来の技術では、そのようなドライバビリティの悪化も回避し難い。係る問題点は、動力源として内燃機関の他に電動機を備えたハイブリッド車両であっても同様に生じ得る。
【０００７】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、ハイブリッド車両において、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ燃料性状を迅速且つ正確に推定することが可能なハイブリッド車両の燃料性状推定装置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】
【０００８】
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燃料性状推定装置は、燃料を供給する供給手段を備えると共に車軸に連結された駆動軸に対し動力を出力可能な内燃機関、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機、前記内燃機関の動力の一部により発電可能な発電機、及び該発電により得られる電力により充電可能なバッテリを備えたハイブリッド車両において、前記供給される燃料に係る燃料性状を推定するハイブリッド車両の燃料性状推定装置であって、前記内燃機関における、要求出力に対する実出力の過不足量を特定する特定手段と、前記駆動軸に前記要求出力に対応する動力が出力されるように前記特定される過不足量に応じて前記電動機及び前記発電機を制御する第１の制御手段と、前記過不足量に基づいて前記燃料性状を推定する推定手段とを具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明のハイブリッド車両における「内燃機関」とは、例えば複数の気筒を有し、当該複数の気筒の各々における燃焼室において、例えば電子制御式インジェクタ装置等形態を採り得る供給手段により供給される、例えばガソリン、軽油或いはアルコール等の各種燃料が燃焼した際に発生する爆発力を、例えばピストン及びコネクティングロッド等の機械的な伝達経路を経て、例えばクランク軸等を介してトルク等の動力として出力可能な機関を包括する概念であり、例えば２サイクル或いは４サイクルレシプロエンジン等を指す。係る内燃機関は、車軸に連結された駆動軸に対し、直接的に又は間接的にトルク等の動力を出力可能に構成される。
【００１０】
一方、本発明に係るハイブリッド車両は、動力源として内燃機関の他に例えばモータ或いはモータジェネレータ等の形態を採り得る電動機を備えており、係る電動機も駆動軸に対し例えばトルク等の動力を出力可能に構成される。この際、車軸に出力すべき動力を内燃機関と電動機との間で如何に分配するかについては何らの制限を受けるものではなく、例えば主として内燃機関を動力源とし、電動機の動力により内燃機関の動力が適宜アシストされてもよいし、例えば主として電動機を動力源とし、内燃機関の動力により電動機の動力が適宜アシストされてもよいし、或いは内燃機関の動力と電動機の動力との分配比率が、その都度、内燃機関の、或いはハイブリッドシステム全体の動作効率が最適化され得るように相互に協調的に決定されてもよい。
【００１１】
他方、本発明に係るハイブリッド車両は、内燃機関の動力の一部により発電可能なジェネレータ或いはモータジェネレータ等の発電機を備えており、発電により得られた電力によってバッテリを充電可能に構成されている。
【００１２】
内燃機関において燃焼に供される燃料は、その燃料性状によって理論空燃比が異なるから、例えば、ガソリンの理論空燃比（概ね１４．６程度）を基準として燃料が供給される場合、例えばアルコール比率の大きい燃料（即ち、理論空燃比が１４．６未満）では、燃料供給量が相対的に減少することとなり内燃機関の出力は低下し、反対に、理論空燃比が１４．６よりも大きい燃料では、燃料供給量が相対的に増加して内燃機関の出力が増加することとなる。即ち、内燃機関の実出力は、燃料性状に応じて要求出力から乖離する。このように内燃機関の実出力が要求出力から乖離した状態が継続すると、ドライバビリティが悪化しかねない。
【００１３】
そこで、本発明に係るハイブリッド車両の燃料性状推定装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される特定手段の作用により、要求出力に対する実出力の過不足量が特定される。
【００１４】
ここで、本発明に係る「特定する」とは、特定対象そのもの或いは特定対象と相関する物理量又は物理状態を、直接的に又は何らかの検出手段を介して間接的に、例えば電気信号等として取得すること、直接的に又は間接的に検出された、特定対象と相関する物理量又は物理状態に基づいて予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する値として選択すること、及び、それら検出又は選択された、特定対象と相関する物理量又は物理状態から、予め設定されたアルゴリズムや計算式等に従って導出又は推定すること等を包括する広い概念である。
【００１５】
特定手段は、係る過不足量を特定するに際して、例えばアクセルペダルの踏下量（以下、適宜「アクセル開度」と称する）及び車速に基づいて、例えば数値演算の結果として、或いは然るべきマップから対応する値を選択すること等により特定される要求出力と、例えば、発電機或いは電動機により検出される内燃機関のトルクに対応した反力トルク、及び内燃機関の機関回転数に基づいて、例えば数値演算の結果として、或いは然るべきマップから対応する値を選択すること等により特定される実出力との差分として、係る過不足量を特定する。
【００１６】
このようにして過不足量が特定されると、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される第１の制御手段の作用により、駆動軸に対し要求出力に対応する動力が出力されるように、特定される過不足量に応じて電動機及び発電機が制御される。電動機から駆動軸に動力が出力されれば、駆動軸に出力される全体的な動力は増加するため、内燃機関の動力不足が補われる。また、内燃機関の動力の一部が発電に供された場合には、駆動軸に出力される全体的な動力は減少するため、内燃機関の出力過剰が補われる。
【００１７】
このように電動機及び発電機が制御されることにより、実際には燃料性状に応じて内燃機関の出力異常（即ち、要求出力に対して実出力が過不足している状態）が発生しているにもかかわらず、駆動軸には好適には要求通りの動力が出力されることとなり、係る出力異常に起因するドライバビリティの悪化は未然に防がれる。或いはその発生期間が、実践上ドライバビリティの悪化を顕在化させない程度の短い期間に抑制される。
【００１８】
ここで特に、内燃機関の出力異常を上述したように好適に補正し得ても、内燃機関における燃料の供給量には燃料性状の変化が反映されていないから、出力異常が生じている状態は継続している。従って、抜本的な問題解決のためには、燃料性状を迅速且つ正確に推定する必要がある。そこで、本発明に係るハイブリッド車両の燃料性状推定装置によれば、その動作時には、特定手段により過不足量が特定された場合に、上述した電動機及び発電機に係る出力異常補正の制御とは別に、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される推定手段により、係る特定された過不足量に基づいて燃料性状が推定される。
【００１９】
ここで、燃料性状は、上述したように内燃機関の実出力の過不足量と相関があるため、例えば燃料性状を規定する指標値（例えば、実際の燃料の理論空燃比、燃料の成分比率等）と当該過不足量との対応関係が、予め実験的に、経験的に、理論的に、或いはシミュレーション等に基づいて明らかとされている、或いは推定可能である場合等には、そのような対応関係を記述してなるマップから適宜該当する指標値や成分比率を選択することによって、或いは、そのような対応関係に基づいた数値演算の結果等として、燃料性状を推定することが可能である。
【００２０】
尚、推定手段に係る推定の態様は、燃料性状を推定可能である限りにおいて特に限定されず、例えば、燃料が相対的に低発熱量の燃料であるか高発熱量の燃料であるかに係る定性的な推定を行ってもよいし、より具体的に、燃料の成分比率、理論空燃比又は単位量当りの発熱量を取得すべく定量的な推定を行ってもよい。或いは、予め設定された基本的な燃料性状を規定する指標値、又は現時点で燃料の供給制御に供されている当該指標値等に対し補正を行うための補正量を推定してもよい。
【００２１】
このように、本発明に係るハイブリッド車両の燃料性状推定装置によれば、ハイブリッド車両に備わる電動機及び発電機を制御することにより、燃料性状の変化（例えば、ガソリン１００％の燃料における燃料性状を基準とした変化）に応じて生じる実出力の過不足に起因するドライバビリティの悪化が防止或いは抑制されると共に、その一方で実出力の過不足量に基づいて、別言すれば、電動機及び発電機の制御量等に基づいて、迅速且つ正確に燃料性状を推定することが可能となる。
【００２２】
本発明に係るハイブリッド車両の燃料性状推定装置の一の態様では、前記ハイブリッド車両は、前記内燃機関の動力を入力軸及び前記駆動軸に夫々所定の比率で分配する動力分配手段を更に具備し、前記発電機には、前記内燃機関の動力の一部として前記入力軸を介して前記分配された動力が入力され、前記電動機は、前記バッテリから供給される電力又は前記発電により得られる電力により駆動され、前記特定手段は、前記入力軸を介して入力される前記分配された動力に基づいて前記過不足量を特定する。
【００２３】
この態様によれば、ハイブリッド車両は、例えばプラネタリギアユニット等として構成される動力分配手段を備える。この動力分配手段は、内燃機関の動力を、入力軸及び駆動軸に夫々所定の比率で分配する。この入力軸には、発電機が連結されており、係る入力軸を介して内燃機関の動力の一部が入力される。また、駆動軸に連結される電動機は、バッテリからの電力供給又はこの発電機の発電電力の供給により駆動される。
【００２４】
この態様によれば、内燃機関の動力の一部により発電を行い、当該発電で得られた電力により電動機を駆動することが可能であり、内燃機関を例えば常に燃料消費率（以下、適宜「燃費」と称する）の最適な動作点で動作させることが可能となる。即ち、内燃機関、電動機及び発電機相互間の動力配分が最適化され、ハイブリッド車両の動作効率が最適化され得る。
【００２５】
この態様によれば、特定手段は、発電機に入力される内燃機関の動力に基づいて前述した過不足量を特定する。例えば、この際、発電機に入力される内燃機関のトルクの一部に対応する反力トルクに基づいて内燃機関のトルクが検出され、実出力の特定に供される。即ち、この態様では、発電機が言わばトルクセンサとして機能し得るため、内燃機関の実出力の特定精度が向上し、最終的に過不足量の特定精度が向上する。
【００２６】
本発明に係るハイブリッド車両の燃料性状推定装置の他の態様では、前記第１の制御手段は、前記要求出力に対し前記実出力が不足する場合に前記駆動軸に動力が出力されるように前記電動機を制御すると共に、前記要求出力に対し前記実出力が過剰な場合に前記内燃機関の動力の一部が前記発電に供されるように前記発電機を制御する。
【００２７】
この態様によれば、要求出力に対し実出力が不足する場合には駆動軸に動力が出力されるように電動機が制御され、要求出力に対し実出力が過剰である場合には過剰な動力が発電に供されるため、燃料性状を推定している期間中であっても、内燃機関の出力異常に起因するハイブリッド車両のドライバビリティの悪化が抑制され、好適である。
【００２８】
本発明に係るハイブリッド車両の燃料性状推定装置の他の態様では、前記内燃機関は、排気の圧力による過給が可能な過給器、及び該過給器における過給圧を調整可能な過給圧調整手段を更に備え、前記第１の制御手段は、前記駆動軸に前記要求出力に応じた動力が出力されるように前記特定された過不足量に応じて前記過給圧調整手段を制御する。
【００２９】
この態様によれば、内燃機関には、例えばターボチャージャ等の過給器が備わり、排気の圧力（以下、適宜「排気圧」と称する）に応じた過給が可能に構成される。また、内燃機関には更に、例えばウェストゲートバルブ（以下適宜「ＷＧＶ」と称する）や、可変絞りノズル（以下、適宜「ＶＮ」と称する）等の過給圧調整手段が備わっており、例えば排気をリアパイプ等排気系にバイパスすることによって、或いは過給器を構成するタービンへの排気の流入を制限することによって、過給圧を調整することが可能に構成される。
【００３０】
バッテリのＳＯＣ（State Of Charge：充電状態）は絶えず変化し得るから、ＳＯＣによっては電動機及び発電機による動力のアシスト及び吸収が困難である場合がある。例えば、バッテリのＳＯＣが相対的に低下している場合には電動機による動力のアシストが難しく、またバッテリのＳＯＣが満充電に近いような場合には、発電による動力の吸収が難しい。従って、場合によっては、燃料性状の変化に起因するドライバビリティの悪化が顕在化する可能性がある。
【００３１】
その点、このように過給器及び過給圧調整手段を備える場合、過給圧を変化させることによって、内燃機関の出力を調整することが可能であり、内燃機関の出力異常を補正することが可能となる。即ち、バッテリの状態によらずに出力異常を補正しつつ迅速且つ正確に燃料性状を推定することが可能となり実践上有益である。
【００３２】
尚、この態様では、前記過給圧調整手段は、開閉状態に応じて前記過給器に流入する前記排気の量を調整可能な開閉弁を含んでもよい。
【００３３】
過給圧調整手段における例えば物理的、機械的又は電気的な構成は、過給圧を調整可能である限りにおいて何ら限定されないが、上述したＷＧＶやＶＮ等の形態を採り得る開閉弁を含む場合には、効率的且つ効果的である。
【００３４】
ハイブリッド車両が過給器を備える本発明に係るハイブリッド車両の燃料性状推定装置の他の態様では、前記第１の制御手段は、前記特定された過不足量に応じて前記過給圧調整手段を制御した後、前記駆動軸に前記要求出力に応じた動力が出力されるように前記電動機及び前記発電機を更に制御する。
【００３５】
過給圧調整手段による内燃機関の出力（トルク）補正は、電動機及び発電機による内燃機関の出力（トルク）補正と較べて精度が低くなりがちであり、過給圧調整手段の制御のみにより駆動軸に要求出力に対応する動力を出力することは実践上困難を伴い易い。一方、電動機及び発電機は、比較的高精度なトルク制御が可能であり、同時に比較的高精度な回転制御が可能であるから、このように過給圧の調整により出力異常の一部を解消した後に、更に電動機及び発電機により出力異常を補正することにより、電動機及び発電機に加わる負荷を軽減しつつ、内燃機関の出力異常を補償することが可能となって、実践上極めて有益である。
【００３６】
本発明に係るハイブリッド車両の燃料性状推定装置の他の態様では、前記推定手段は、前記特定された過不足量が所定の上限値以上である場合、及び所定の下限値未満である場合のうち少なくとも一方において前記燃料性状を推定する。
【００３７】
内燃機関の実出力は、必ずしも燃料性状の影響のみにより変動するとは限らない。例えば、吸排気バルブの開閉時期、点火装置の点火時期、燃焼室の状態、混合気の燃焼状態、排気圧、冷却水温、外気温又は湿度等多様な要素の影響を受け、内燃機関の実出力は変化し得る。無論、実出力が要求出力に対し変化していれば、例えば電動機及び発電機の制御による出力の補正は有効であるが、このような多様な要因により変化する出力変動を全て燃料性状の推定にフィードバックすると、結果的には燃料性状を誤学習しかねず、燃料性状の推定精度が低下しかねない。
【００３８】
そこで、この態様では、例えば、予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいて、例えば燃料性状の変化がなくとも内燃機関の通常の動作範囲で生じ得る出力変動（即ち、この場合、異常ではない）の範囲等を規定する上限値及び下限値が設定され、特定された過不足量が係る上限値以上である場合、及び下限値未満である場合のうち少なくとも一方（好適には、両方）において、燃料性状が推定される。従って、燃料性状の変化によらない内燃機関の出力変動が燃料性状の推定に供されることが防止され、燃料性状の推定精度が担保される。尚、この際、電動機及び発電機による内燃機関の出力変動の補償は、なされてもよいし、なされずともよい。
【００３９】
本発明に係るハイブリッド車両の燃料性状推定装置の他の態様では、前記推定された燃料性状に基づいて前記燃料の供給量を補正する補正手段と、該補正された燃料が供給されるように前記供給手段を制御する第２の制御手段とを更に具備する。
【００４０】
この態様によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される補正手段により、推定手段によって推定された燃料性状に基づいて燃料の供給量が補正され、更に、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される第２の制御手段により、この補正された燃料が供給されるように供給手段が制御される。
【００４１】
従って、この態様によれば、燃料性状の推定結果を実際の燃料供給量に反映することが可能となり、内燃機関の出力異常が抜本的に解消される。この際、燃料性状の推定は、推定手段により迅速且つ正確になされるため、内燃機関の出力異常が継続する期間（補正はなされており、駆動軸には既に要求出力に対応する正規の動力が出力されている）は十分に短いものとなる。即ち、補正手段及び第２の制御手段の作用により、内燃機関の性能低下が生じる期間は可及的に短く抑制され、電動機、発電機或いは過給圧調整手段を内燃機関の出力補正に供する機会を減少させ、物理的、機械的又は電気的な負荷を低減させることが可能となる。
【００４２】
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から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
＜発明の実施形態＞
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：ハイブリッド車両の構成＞
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車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１０のブロック図である。
【００４４】
図１において、ハイブリッド車両１０は、車軸１１、車輪１２、ＥＣＵ１００、エンジン２００、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「ＭＧ１」と称する）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と称する）、動力分割機構３００、インバータ４００、バッテリ５００、ＳＯＣセンサ６００、車速センサ７００及びアクセルポジションセンサ８００を備えた、本発明に係る「ハイブリッド車両」の一例である。
【００４５】
車軸１１は、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ２から出力された動力を車輪に伝達するための軸であり、本発明に係る「車軸」の一例である
車輪１２は、車軸１１を介して伝達される動力を路面に伝達する手段であり、図１においては左右一輪ずつが示されるが、実際には、前後左右に一輪ずつ備わりハイブリッド車両１０全体で計４個備わっている。
【００４６】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、ハイブリッド車両１０の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の燃料性状推定装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する噴射量制御処理を実行することが可能に構成されている。
【００４７】
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１０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。
【００４８】
モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「発電機」の一例であり、バッテリ５００を充電するための或いはモータジェネレータＭＧ２に電力を供給するための発電機として、更にはエンジン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。
【００４９】
モータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る「電動機」の一例であり、エンジン２００の動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。
【００５０】
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。
【００５１】
動力分割機構３００は、エンジン２００の出力をＭＧ１及び車軸１１へ分配することが可能に構成された遊星歯車機構であり、本発明に係る「動力分配手段」の一例である。
【００５２】
ここで、図２を参照して、動力分割機構３００の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、動力分割機構３００とその周辺部の関係を示す模式図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【００５３】
図２において、動力分割機構３００は、中心部に設けられたサンギア３０３と、サンギア３０３の外周に同心円状に設けられたリングギア３０１と、サンギア３０３とリングギア３０１との間に配置されてサンギア３０３の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギア３０５と、後述するクランクシャフト２０５（即ち、本発明に係る「入出力軸」の一例）の端部に結合され、各ピニオンギアの回転軸を軸支するプラネタリキャリア３０６とを備える。
【００５４】
また、サンギア３０３は、サンギア軸３０４（即ち、本発明に係る「入力軸」の一例）を介してＭＧ１のロータ（符合は省略）に結合され、リングギア３０１は、リングギア軸３０２（即ち、本発明に係る「駆動軸」の一例）を介してＭＧ２の不図示のロータに結合されている。リングギア軸３０２は、車軸１１と連結されており、ＭＧ２が発する動力は、リングギア軸３０２を介して車軸１１へと伝達され、同様に車軸１１を介して伝達される車輪１２からの回転力は、リングギア軸３０２を介してＭＧ２に入力される。
【００５５】
係る構成の下、動力分割機構３００は、エンジン２００が発する動力を、プラネタリキャリア３０６とピニオンギア３０５とによってサンギア３０３及びリングギア３０１に所定の比率で分配し、エンジン２００の動力を２系統に分割することが可能である。
【００５６】
図１に戻り、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。尚、インバータ４００は、所謂ＰＣＵ（Power Control Unit）の一部として構成されていてもよい。
【００５７】
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を力行するための電力に係る電力供給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。
【００５８】
ＳＯＣセンサ６００は、バッテリ５００の充電残量（以下、適宜「ＳＯＣ」と称する）を検出することが可能に構成されたセンサである。ＳＯＣセンサ６００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＳＯＣセンサ６００によって検出されたバッテリ５００のＳＯＣは、常にＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。
【００５９】
車速センサ７００は、ハイブリッド車両１０の車速を検出することが可能に構成されたセンサである。車速センサ９００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速は、ＥＣＵ１００によって常に把握される構成となっている。
【００６０】
アクセルポジションセンサ８００は、不図示のアクセルペダルに係るアクセル開度を検出することが可能に構成されたセンサである。アクセルポジションセンサ８００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度はＥＣＵ１００によって絶えず把握される構成となっている。
【００６１】
＜１−１−２：エンジンの詳細構成＞
次に、図３を参照して、エンジン２００の要部構成について、その動作の一部を交えて説明する。ここに、図３は、エンジン２００の模式図である。尚、図２において、図１と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【００６２】
エンジン２００は、気筒２０１内において燃焼室に点火プラグ（符号省略）の一部が露出してなる点火装置２０２による点火動作を介して混合気を燃焼せしめると共に、係る燃焼による爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクティングロッド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。また、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（即ち、クランク角）を検出するクランクポジションセンサ２０６が設置されている。クランクポジションセンサ２０６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２０６によって検出されたクランク角に基づいて、点火装置２０２の点火時期等を制御することが可能に構成されている。また、ＥＣＵ１００は、クランクシャフト２０５の回転位置に基づいてエンジン２００の機関回転数Ｎｅを算出することが可能に構成されている。
【００６３】
気筒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２０７を通過し、吸気ポート２１３において、インジェクタ２１４から噴射された燃料と混合されて前述の混合気となる。燃料は、燃料タンク２１５に貯留されており、低圧ポンプ２１７の作用により、デリバリパイプ２１６を介してインジェクタ２１４に圧送供給されている。インジェクタ２１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、この供給される燃料を、ＥＣＵ１００の制御に従って吸気ポート２１３に噴射することが可能に構成されている。尚、燃料を噴射する噴射手段の形態は、図示するような所謂吸気ポートインジェクタの構成を採らずともよく、例えば、低圧ポンプにより圧送される燃料の圧力を更に高圧ポンプによって昇圧せしめ、高温高圧の気筒２０１内部へ燃料を直接噴射することが可能に構成された、所謂直噴インジェクタ等の形態を有していてもよい。
【００６４】
尚、本実施形態に係るエンジン２００は、燃料としてガソリンとアルコールとが混合されてなるアルコール混合燃料を使用可能であり、燃料中のアルコール比率が例えば０〜１００％の間で変化しても動作するように構成されている。即ち、ハイブリッド車両１０は、所謂ＦＦＶ（Flexible Fuel Vehicle）の一例をなしている。
【００６５】
気筒２０１内部と吸気管２０７とは、吸気バルブ２１８の開閉によって連通状態が制御されている。気筒２０１内部で燃焼した混合気は排気となり吸気バルブ２１８の開閉に連動して開閉する排気バルブ２１９の開弁時に排気ポート２２０を介して排気管２２１に導かれる。
【００６６】
吸気管２０７上には、クリーナ２０８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構成となっている。また、クリーナ２０８の下流側（シリンダ側）には更に、エアフローメータ２０９が配設されている。エアフローメータ２０９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検出することが可能に構成されている。尚、エアフローメータ２０９は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された吸入空気の質量流量は、ＥＣＵ１００によって絶えず把握される構成となっている。
【００６７】
吸気管２０７におけるエアフローメータ２０９の下流側には、気筒２０１内部へ吸入される空気に係る吸入空気量を調節するスロットルバルブ２１０が配設されている。このスロットルバルブ２１０には、スロットルポジションセンサ２１２が電気的に接続されており、その開閉状態を表すスロットル開度を検出することが可能に構成されている。
【００６８】
スロットバルブモータ２１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続され、スロットルバルブ２１０を駆動することが可能に構成されたモータである。ＥＣＵ１００は、前述したアクセルポジションセンサ８００によって検出されるアクセル開度に基づいてスロットルバルブモータ２１１の駆動状態を制御することが可能に構成されており、これによりスロットルバルブ２１０の開閉状態（即ち、スロットル開度）が制御される構成となっている。
【００６９】
尚、スロットルバルブ２１０は、上述したように一種の電子制御式スロットルバルブであり、スロットル開度は、ＥＣＵ１００により運転者の意思（即ち、アクセル開度）とは無関係に制御され得る。
【００７０】
排気管２２１には、三元触媒２２３が設置されている。三元触媒２２３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。また、排気管２２１における三元触媒２２３の上流側には、空燃比センサ２２２が配設されている。空燃比センサ２２２は、排気ポート２２０を介して排出される排気から、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。空燃比センサ２２２は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された空燃比は、絶えずＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。
【００７１】
また、気筒２０１を収容するシリンダブロックに設置されたウォータージャケットには、エンジン２００を冷却するための冷却水の温度を検出するための温度センサ２２４が配設されている。温度センサ２２４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された冷却水温は、ＥＣＵ１００によって絶えず把握される構成となっている。
【００７２】
＜１−２：実施形態の動作＞
＜１−２−１：ハイブリッド車両１０の基本動作＞
図１のハイブリッド車両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、主として電動機として機能するモータジェネレータＭＧ２、及びエンジン２００の夫々の動力配分がＥＣＵ１００及び動力分割機構３００により制御され、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車両１０の動作について説明する。
【００７３】
＜１−２−１−１：始動時＞
例えば、ハイブリッド車両１０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。
【００７４】
＜１−２−１−２：発進時＞
発進時には、ＳＯＣセンサ６００の出力信号に基づいたバッテリ５００の蓄電状態に応じて２種類の態様を採り得る。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１０は、モータジェネレータＭＧ２の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。
【００７５】
＜１−２−１−３：軽負荷走行時＞
例えば、低速走行時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、インジェクタ２１４を介した燃料の噴射が停止されることによりエンジン２００が停止され、ハイブリッド車両１０は、モータジェネレータＭＧ２による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。
【００７６】
＜１−２−１−４：通常走行時＞
エンジン２００の効率（例えば、燃焼効率等）が比較的良好な運転領域においては、ハイブリッド車両１０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、車軸１１を介して車輪１２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。
【００７７】
＜１−２−１−５：制動時＞
減速が行われる際には、車輪１２から車軸１１を介して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１２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。
【００７８】
＜１−２−２：エンジン２００の基本制御＞
次に、エンジン２００の基本的な制御動作について説明する。ＥＣＵ１００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。この際、ＥＣＵ１００は、アクセルポジションセンサ８００によって検出されるアクセル開度及び車速センサ７００によって検出される車速に基づいて、予めＲＯＭに格納されたマップから現時点におけるアクセル開度及び車速に対応した出力軸トルク（車軸１１に出力されるべきトルク）を算出する。
【００７９】
更に、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣセンサ６００の出力信号に基づいて要求発電量を求め、要求発電量と各種の補機類（エアコンやパワーステアリング等）の要求量とを参照して出力軸トルクを補正することによって、エンジン要求出力を算出する。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されてよい。
【００８０】
＜１−２−３：噴射量制御処理の概要＞
ハイブリッド車両１０において、エンジン２００に使用される燃料は、その燃料性状（例えば、アルコール含有比率等）が変化する。燃料性状が変化すると理論空燃比が変化し、より具体的には、アルコール含有比率が高い程理論空燃比は小さくなり、アルコール含有比率が低い程理論空燃比は大きくなる。或いは燃料が相対的に低発熱量の燃料であればエンジン２００の出力は相対的に低下し、燃料が相対的に高発熱量の燃料であればエンジン２００の出力は相対的に上昇する。
【００８１】
一方、エンジン２００では、基本的に燃料中のアルコール含有比率が０％であるとして、即ち基本的にガソリン１００％の燃料が使用されるものとしてインジェクタ２１４による燃料の噴射量が計算されており、燃料性状が変化すると、エンジン２００の実出力が要求出力に対し乖離する。例えばアルコール含有比率が増加すると、エアフローメータ２０９により検出される吸入空気量に対し相対的に少ない燃料が噴射されることになるから、実出力は要求出力に対して不足する。また、アルコールはガソリンと比較して発熱量が小さいから、ガソリンと同等の出力を得るためには必然的にガソリンよりも多く噴射される必要がある。尚、ここでは、エンジン２００がアルコール混合燃料を使用可能なエンジンであるとし、燃料性状として燃料中のアルコール含有比率を例に挙げているが、ガソリンエンジンであっても、燃料性状は変化し得るから、同様の問題は、通常のガソリンエンジン等において同様に生じ得る。
【００８２】
ここで、図４を参照し、燃料性状によるエンジン２００の実出力の変化について説明する。ここに、図４は、エンジン２００の動作領域を表すマップの模式図である。
【００８３】
図４において、縦軸にはエンジントルクＴＲが、また横軸には機関回転数ＮＥが表されている。このような二次元の座標系において、エンジン２００は基本的に図示動作線Ｒ上に位置する動作点で動作する。動作線Ｒは、例えば実出力毎に燃費率が最小となる動作点を繋ぎ合わせてなる線であり、要求出力が算出されると、基本的に動作点が一意に決定される。例えば、ある要求出力Ｐｗ１に対しては、図示等出力線ＥＱＰｗ１と動作線Ｒとの交点に相当する座標点Ｒ１が動作点として設定される。ＥＣＵ１００は、エンジン２００がこの動作点で動作するように、ＭＧ１及びＭＧ２の動作状態を制御する。
【００８４】
一方、燃料性状が変化した場合、例えば、エンジン２００に、相対的に高発熱量の燃料が供給されている場合、エンジン２００の実出力はＰｗ２（Ｐｗ２＞Ｐｗ１）となり、要求出力よりも過剰となって、エンジン２００の動作点が、図示等出力線ＥＱＰｗ２上の座標点Ｒ２となる。また、エンジン２００に相対的に低発熱量の燃料が供給されている場合、エンジン２００の実出力はＰｗ３（Ｐｗ３＜Ｐｗ１）とんり、要求出力よりも低下して、エンジン２００の動作点が、図示等出力線ＥＱＰｗ３上の座標点Ｒ３となる。
【００８５】
このように、燃料性状の変化は、エンジン２００の実出力に大きく影響し、運転者の意思が出力に反映されずにドライバビリティの悪化を招く要因となるため、迅速且つ正確に検出される必要がある。また、燃料性状の変化に対する実出力の変化はリアルタイムであり、燃料性状の変化を検出して実際の燃料噴射量にフィードバックする間にも実出力の変動、即ちエンジン２００の出力異常は継続しているから、このような燃料性状の変化の検出と同時に、エンジン２００の出力異常の補正を行う必要がある。そこで、ハイブリッド車両１０では、ＥＣＵ１００が以下に説明する噴射量制御処理を実行することにより、燃料性状の変化を迅速且つ正確に検出し、更にエンジン２００の実出力の異常が好適に補償されている。
【００８６】
＜１−２−３：噴射量制御処理の詳細＞
ここで、図５を参照し、噴射量制御処理の詳細について説明する。ここに、図５は、噴射量制御処理のフローチャートである。
【００８７】
図５において、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の出力の要求値である要求出力Ｐｗｎを算出する（ステップＡ１０）。要求出力Ｐｗｎは、既に述べたように、アクセルポジションセンサ８００によって検出されるアクセル開度と、車速センサ７００によって検出される車速とに基づいて算出される。
【００８８】
次に、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の実出力Ｐｗｒを算出する（ステップＡ１１）。ここで、エンジン２００の実出力Ｐｗｒは、ＭＧ１により検出されるエンジン２００の反力トルクに基づいて算出される。即ち、動力分割機構３００の作用により、エンジン２００がクランクシャフト２０５に出力するトルク（即ち、動力）は、サンギア３０３及びリングギア３０１等の歯数等により定まる所定の比率でサンギア軸３０４に分配される。この分配されたトルクが、ＭＧ１により反力トルクとして検出される。即ち、ＭＧ１はこの際、一種のトルクセンサとして機能することとなる。ＥＣＵ１００は、このＭＧ１により検出される反力トルクからエンジン２００が実際に出力しているトルクを正確に算出することが可能である。
【００８９】
一方、エンジン２００の機関回転数ＮＥは、クランクポジションセンサ２０６から出力される信号に基づいて絶えず演算されており、ＥＣＵ１００はステップＡ１１に係る処理において、算出されたエンジントルクと機関回転数とに基づいて、エンジン２００の実出力Ｐｗｒを正確に算出することが可能である。
【００９０】
実出力Ｐｗｒが算出されると、ＥＣＵ１００は出力過不足量ΔＰｗ（ΔＰｗ＝Ｐｗｎ−Ｐｗｒ）を算出する（ステップＡ１２）。出力過不足量ΔＰｗを算出すると、ＥＣＵ１００は更に、算出された出力過不足量ΔＰｗが上限値ΔＰｗＨ未満且つ下限値ΔＰｗＬ以上であるか、即ち、出力過不足量ΔＰｗが所定の範囲内に収まっているか否かを判別する（ステップＡ１３）。ここで、上限値ΔＰｗＨ及び下限値ΔＰｗＬは、夫々ライバビリティの悪化を顕在化させない程度の出力変動範囲を規定する値に設定されており、出力過不足量ΔＰｗが当該範囲内に収まっている場合には、燃料性状の変化を燃料噴射量にフィードバックする必要性は実質的に生じない。或いは、係る上限値及び下限値は、実際に燃料性状の変化が生じておらずとも発生し得る程度の出力変動の範囲を規定していてもよく、この場合、誤って燃料性状が変化している旨の推定を行うことが防止される。
【００９１】
従って、算出された出力過不足量ΔＰｗが当該範囲内にある場合（ステップＡ１３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、燃料性状の推定及びエンジン２００の出力異常を補償することなく、通常の走行制御を継続し（ステップＡ１４）、処理をステップＡ１０に戻して、要求出力Ｐｗｒの算出処理を繰り返す。
【００９２】
一方、出力過不足量ΔＰｗが上限値及び下限値によって規定される範囲内に無い場合（ステップＡ１３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、出力過不足量ΔＰｗが上限値ΔＰｗＨ以上であるか否かを判別する（ステップＡ１５）。出力過不足量ΔＰｗが上限値ΔＰｗＨ以上である場合（ステップＡ１５：ＹＥＳ）、即ち、エンジン２００の実出力Ｐｗｒが要求出力Ｐｗｎに対して不足している場合、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の現時点での燃料が、相対的にみて低発熱量の燃料である旨の燃料性状の推定を行う（ステップＡ１６）。
【００９３】
一方、出力過不足量ΔＰｗが上限値ΔＰｗ以上でない場合（ステップＡ１５：ＮＯ）、即ち、出力過不足量ΔＰｗが下限値ΔＰｗＬ未満である場合、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の実出力Ｐｗｒが要求出力Ｐｗｎに対し過剰であるため、燃料が相対的にみて高発熱量である旨の燃料性状の推定を行う（ステップＡ１９）。
【００９４】
ここで、ステップＡ１６に係る処理により低発熱量の燃料である旨の推定がなされた場合、ＥＣＵ１００は、要求出力Ｐｗｎに対し不足する動力をＭＧ２のトルクによってアシストすべく、ＭＧ２を制御する（ステップＡ１７）。この結果、ハイブリッド車両１０全体としては、リングギア軸３０１に要求出力Ｐｗｎに対応する動力が出力される状態となり、エンジン２００の出力異常が補償され、ドライバビリティの悪化が速やかに改善される。
【００９５】
また、ＥＣＵ１００は、ステップＡ１９に係る処理により高発熱量の燃料である旨の推定がなされた場合、要求出力Ｐｗｎに対して過剰な動力をＭＧ１によって吸収し、ＭＧ１により発電を行う（ステップＡ２０）。この結果、ハイブリッド車両１０全体としては、リングギア軸３０１に要求出力Ｐｗｎに対応する動力が出力される状態となり、エンジン２００の出力異常が補償され、ドライバビリティの悪化が速やかに改善される。
【００９６】
ステップＡ１７又はステップＡ２０に係る処理が実行されると、ＥＣＵ１００は、ステップＡ１２に係る処理で得られた出力過不足量ΔＰｗを実際の燃料噴射量に反映させる（ステップＡ１８）。この際、ＥＣＵ１００のＲＯＭには、予め出力過不足量と燃料性状との対応関係が記述されたマップが格納されており、ＥＣＵ１００は、当該マップから該当する数値を選択することにより、例えば、ガソリンの噴射量に数値演算的な補正処理を施すための補正量、又は燃料の成分比率、或いは単位量当りに得られる発熱量等の指標値を取得し、取得した指標値に基づいた数値演算の結果として燃料噴射量を補正する。この結果、燃料の噴射量は、現時点における燃料性状を正確に反映した値となり、要求出力Ｐｗｎに対するエンジン２００の実出力Ｐｗｒの差分は、少なくとも減少する。好適にはゼロ或いは無視し得る小さな値となる。尚、ステップＡ１８に係る処理が実行されると、処理はステップＡ１０に戻り、一連の処理が繰り返される。
【００９７】
尚、この際、噴射量の補正に係る補正値等は、例えばＲＡＭ等に適宜更新可能に記憶される。従って、燃料性状が例えば経時的に連続して発生しても、噴射量はその変化に追随して絶えず最適な量の燃料が噴射される。
【００９８】
以上説明したように、本実施形態に係るハイブリッド車両１０によれば、モータジェネレータＭＧ１によるトルクの吸収及びモータジェネレータＭＧ２によるトルクのアシストにより、要求出力Ｐｗｎに対する実出力Ｐｗｒの過不足量が補償されるため、燃料性状が変化したとしてもエンジン２００の出力異常がドライバビリティの悪化を誘発する可能性は極低いものとなる。更に、当該過不足量に基づいて燃料性状を迅速且つ正確に推定することが可能となる。即ち、燃料性状の変化がエンジン２００の出力異常を招く期間を極短期間に留めることが可能となる。
＜２：第２実施形態＞
第１実施形態では、要求出力Ｐｗｎに対する実出力Ｐｗｒの過不足量を、ＭＧ１によるトルクの吸収、及びＭＧ２によるトルクアシストにより補償し、燃料性状の推定期間中におけるドライバビリティの悪化が抑制されているが、例えば、バッテリ５００のＳＯＣが例えば所定の上限値を超えた過充電状態に相当する場合、ＭＧ１によるトルクの吸収は実質的に不可能となる。また、同様にＳＯＣが所定の下限値を下回った電力不足の状態では、ＭＧ２によるトルクのアシストが実質的に不可能となる。このような場合には、ＥＣＵ１００が出力過不足量ΔＰｗに基づいて燃料を推定し、実際の燃料噴射量に反映させるのに要する時間が相対的にみて短時間であったとしても、エンジン２００の出力異常がドライバビリティの悪化を招く可能性がある。
【００９９】
そこで、図６を参照し、そのような場合に好適な本発明の第２実施形態について説明する。ここに、図６は、本発明の第２実施形態に係るエンジン９００の模式図である。尚、同図において、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適宜省略することとする。
【０１００】
図６において、エンジン９００は、タービン２２５及びコンプレッサ２２６を含むターボチャージャ（即ち、本発明に係る「過給器」の一例）を備える点において主として第１実施形態に係るエンジン２００と相違している。
【０１０１】
即ち、エンジン９００において、排気管２２１に排出された排気の一部は、タービン２２５に流入し、タービン２２５をその圧力に応じて回転せしめる。タービン２２５の回転軸は、タービン２２５と対向配置されたコンプレッサ２２６と同軸に構成されており、タービン２２５が排気によって回転すると、それに伴いコンプレッサ２２６も回転し、過給が行われる構成となっている。また、吸気管２０７上には、吸入空気を冷却するためのインタークーラ２２７が設置されており、コンプレッサ２２６による過給効率が向上せしめられている。
【０１０２】
一方、排気管２２１には、タービン２２５をバイパスするように排気バイパス管（符号省略）が設けられており、係る排気バイパス管上には、ウェストゲートバルブ２２８（以下、適宜「ＷＧＶ２２８」と称する）が設置されている。ＷＧＶ２２８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続された、ＥＣＵ１００の制御により開閉する電磁開閉弁であり、その弁開度或いは開弁期間に応じた量の排気を、タービン２２５を介することなく排気バイパス管を介して排出することが可能に構成されている。このため、エンジン９００では、ＷＧＶ２２８の開閉状態に応じて、過給圧の調整が可能となっている。即ち、ＷＧＶ２２８は、本発明に係る「過給圧調整手段」の一例である。尚、エンジン９００は、過給圧調整手段として、ＷＧＶ２２８に代えて、或いは加えて、排気絞り弁や可変絞りノズル（ＶＮ）等を備えていてもよい。この場合、弁を絞ること等によってタービン２２５に流入する排気の量を減少せしめ、或いは弁を開くことによってタービン２２５に流入する排気の量を増加せしめ、過給圧を調整することが可能となる。
【０１０３】
次に、図７を参照し、このようなエンジン９００を有するハイブリッド車両における噴射量制御処理の詳細について説明する。ここに、図７は、本発明の第２実施形態に係る噴射量制御処理のフローチャートである。尚、同図において、図５と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１０４】
図７において、低発熱量の燃料である旨の推定がなされると（ステップＡ１６）、ＥＣＵ１００は、ターボチャージャの目標過給圧Ｐａを増加補正し、エンジン９００における過給圧を増加させる（ステップＢ１０）。この際、ＥＣＵ１００は、不図示の過給圧センサによって検出される過給圧が係る増加補正された目標過給圧ＰａとなるようにＷＧＶ２２８の開度を調整する。この結果、エンジン９００の実出力Ｐｗｒが上昇する。
【０１０５】
但し、ターボチャージャによる実出力Ｐｗｒの制御は、ＭＧ１及びＭＧ２によるトルクの制御と比較すれば精度が悪いから、実際に出力過不足量ΔＰｗを完全に補償することは難しい。そこで、ステップＢ１０に係る処理によってエンジン９００の実出力Ｐｗｒが上昇せしめられた後、ＥＣＵ１００は、過給圧制御によって補償しきれない出力過不足量を、ＭＧ２にトルクをアシストさせることにより補償する（ステップＢ１１）。このため、ステップＢ１０に係る処理では、算出された出力過不足量ΔＰｗの一部が補償されるように、即ち、不足するトルクの一部がアシストされるように、ＷＧＶ２２８の開度が制御されてもよい。
【０１０６】
或いは、ＥＣＵ１００は、その時点のバッテリ５００のＳＯＣに応じて、ＳＯＣが良好であれば上述した制御を実行し、ＳＯＣが良好でなければＷＧＶ２２８による過給圧制御によって出力過不足量ΔＰｗよりも大きな出力補償を行って、過剰な動力をＭＧ１による発電に供することによってＳＯＣの回復に努めてもよい。更には、ＥＣＵ１００は、ステップＢ１０に係る処理を実行した後、一旦処理をステップＡ１１に戻し、実出力Ｐｗｒの算出、出力過不足量ΔＰｗの算出及び出力過不足量ΔＰｗの比較判別を順次実行してもよい。
【０１０７】
一方、ステップＡ１９に係る処理により高発熱量の燃料である旨の推定がなされると、ＥＣＵ１００は、ターボチャージャの目標過給圧Ｐａを減少補正し、エンジン９００における過給圧を減少させる（ステップＢ１２）。この際、ＥＣＵ１００は、不図示の過給圧センサによって検出される過給圧が係る減少補正された目標過給圧ＰａとなるようにＷＧＶ２２８の開度を調整する。この結果、エンジン９００の実出力Ｐｗｒが低下する。
【０１０８】
但し、ターボチャージャによる実出力Ｐｗｒの制御は、ＭＧ１及びＭＧ２によるトルクの制御と比較すれば精度が悪いから、実際に出力過不足量ΔＰｗを完全に補償することは難しい。そこで、ステップＢ１２に係る処理によってエンジン９００の実出力Ｐｗｒが低下せしめられた後、ＥＣＵ１００は、過給圧制御によって補償しきれない出力過不足量を、ＭＧ１にトルクを吸収させることにより補償する（ステップＢ１３）。このため、ステップＢ１２に係る処理では、算出された出力過不足量ΔＰｗの一部が補償されるように、即ち、過剰なトルクの一部が減少するように、ＷＧＶ２２８の開度が制御されてもよい。
【０１０９】
或いは、ＥＣＵ１００は、その時点のバッテリ５００のＳＯＣに応じて、ＳＯＣが低下していれば上述した制御を実行し、ＳＯＣが良好であれば、ＷＧＶ２２８による過給圧制御によって出力過不足量ΔＰｗよりも大きな出力補償を行って、不足する動力をＭＧ２によるトルクのアシストによって補償してもよい。更には、ＥＣＵ１００は、ステップＢ１２に係る処理を実行した後、一旦処理をステップＡ１１に戻し、実出力Ｐｗｒの算出、出力過不足量ΔＰｗの算出及び出力過不足量ΔＰｗの比較判別を順次実行してもよい。
【０１１０】
以上説明したように、第２実施形態に係る噴射量制御処理では、バッテリ５００のＳＯＣを考慮することなく、ＷＧＶ２２８による過給圧制御によって、燃料性状の変化に応じたエンジン９００の出力異常を補償することが可能となる。また、過給圧制御による精度の限界を超えた微小な出力補償については、ＭＧ１によるトルクの吸収及びＭＧ２によるトルクのアシストにより実現することが可能となる。即ち、より効率的に且つ効果的に、燃料性状の変化によりもたらされるドライバビリティの悪化を抑制することが可能となるのである。
【０１１１】
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制御装置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】
【０１１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両のブロック図である。
【図２】図１のハイブリッド車両における動力分割機構とその周辺部の関係を示す模式図である。
【図３】図１のハイブリッド車両におけるエンジンの模式図である。
【図４】エンジンの動作領域を表すマップの模式図である。
【図５】ＥＣＵが実行する噴射量制御処理のフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係るエンジンの模式図である。
【図７】図６のハイブリッド車両においてＥＣＵが実行する噴射量制御処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１３】
１０…ハイブリッド車両、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０１…気筒、２０３…ピストン、２０５…クランクシャフト、２１４…インジェクタ、２２５…タービン、２２６…コンプレッサ、２２８…ウェストゲートバルブ、３００…動力分割機構、３０１…リングギア、３０３…サンギア、３０６…プラネタリキャリア、５００…バッテリ、６００…ＳＯＣセンサ、７００…車速センサ、８００…アクセルポジションセンサ、９００…エンジン。ＭＧ１、ＭＧ２…モータジェネレータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を供給する供給手段を備えると共に車軸に連結された駆動軸に対し動力を出力可能な内燃機関、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機、前記内燃機関の動力の一部により発電可能な発電機、及び該発電により得られる電力により充電可能なバッテリを備えたハイブリッド車両において、前記供給される燃料に係る燃料性状を推定するハイブリッド車両の燃料性状推定装置であって、
前記内燃機関における、要求出力に対する実出力の過不足量を特定する特定手段と、
前記駆動軸に前記要求出力に対応する動力が出力されるように前記特定される過不足量に応じて前記電動機及び前記発電機を制御する第１の制御手段と、
前記過不足量に基づいて前記燃料性状を推定する推定手段と
を具備することを特徴とするハイブリッド車両の燃料性状推定装置。
【請求項２】
前記ハイブリッド車両は、前記内燃機関の動力を入力軸及び前記駆動軸に夫々所定の比率で分配する動力分配手段を更に具備し、
前記発電機には、前記内燃機関の動力の一部として前記入力軸を介して前記分配された動力が入力され、
前記電動機は、前記バッテリから供給される電力又は前記発電により得られる電力により駆動され、
前記特定手段は、前記入力軸を介して入力される前記分配された動力に基づいて前記過不足量を特定する
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燃料性状推定装置。
【請求項３】
前記第１の制御手段は、前記要求出力に対し前記実出力が不足する場合に前記駆動軸に動力が出力されるように前記電動機を制御すると共に、前記要求出力に対し前記実出力が過剰な場合に前記内燃機関の動力の一部が前記発電に供されるように前記発電機を制御する
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燃料性状推定装置。
【請求項４】
前記内燃機関は、排気の圧力による過給が可能な過給器、及び該過給器における過給圧を調整可能な過給圧調整手段を更に備え、
前記第１の制御手段は、前記駆動軸に前記要求出力に応じた動力が出力されるように前記特定された過不足量に応じて前記過給圧調整手段を制御する
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燃料性状推定装置。
【請求項５】
前記過給圧調整手段は、開閉状態に応じて前記過給器に流入する前記排気の量を調整可能な開閉弁を含む
ことを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド車両の燃料性状推定装置。
【請求項６】
前記第１の制御手段は、前記特定された過不足量に応じて前記過給圧調整手段を制御した後、前記駆動軸に前記要求出力に応じた動力が出力されるように前記電動機及び前記発電機を更に制御する
ことを特徴とする請求項４又は５に記載のハイブリッド車両の燃料性状推定装置。
【請求項７】
前記推定手段は、前記特定された過不足量が所定の上限値以上である場合、及び所定の下限値未満である場合のうち少なくとも一方において前記燃料性状を推定する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の燃料性状推定装置。
【請求項８】
前記推定された燃料性状に基づいて前記燃料の供給量を補正する補正手段と、
該補正された燃料が供給されるように前記供給手段を制御する第２の制御手段と
を更に具備することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の燃料性状推定装置。
【請求項１】
燃料を供給する供給手段を備えると共に車軸に連結された駆動軸に対し動力を出力可能な内燃機関、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機、前記内燃機関の動力の一部により発電可能な発電機、及び該発電により得られる電力により充電可能なバッテリを備えたハイブリッド車両において、前記供給される燃料に係る燃料性状を推定するハイブリッド車両の燃料性状推定装置であって、
前記内燃機関における、要求出力に対する実出力の過不足量を特定する特定手段と、
前記駆動軸に前記要求出力に対応する動力が出力されるように前記特定される過不足量に応じて前記電動機及び前記発電機を制御する第１の制御手段と、
前記過不足量に基づいて前記燃料性状を推定する推定手段と
を具備することを特徴とするハイブリッド車両の燃料性状推定装置。
【請求項２】
前記ハイブリッド車両は、前記内燃機関の動力を入力軸及び前記駆動軸に夫々所定の比率で分配する動力分配手段を更に具備し、
前記発電機には、前記内燃機関の動力の一部として前記入力軸を介して前記分配された動力が入力され、
前記電動機は、前記バッテリから供給される電力又は前記発電により得られる電力により駆動され、
前記特定手段は、前記入力軸を介して入力される前記分配された動力に基づいて前記過不足量を特定する
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燃料性状推定装置。
【請求項３】
前記第１の制御手段は、前記要求出力に対し前記実出力が不足する場合に前記駆動軸に動力が出力されるように前記電動機を制御すると共に、前記要求出力に対し前記実出力が過剰な場合に前記内燃機関の動力の一部が前記発電に供されるように前記発電機を制御する
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燃料性状推定装置。
【請求項４】
前記内燃機関は、排気の圧力による過給が可能な過給器、及び該過給器における過給圧を調整可能な過給圧調整手段を更に備え、
前記第１の制御手段は、前記駆動軸に前記要求出力に応じた動力が出力されるように前記特定された過不足量に応じて前記過給圧調整手段を制御する
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燃料性状推定装置。
【請求項５】
前記過給圧調整手段は、開閉状態に応じて前記過給器に流入する前記排気の量を調整可能な開閉弁を含む
ことを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド車両の燃料性状推定装置。
【請求項６】
前記第１の制御手段は、前記特定された過不足量に応じて前記過給圧調整手段を制御した後、前記駆動軸に前記要求出力に応じた動力が出力されるように前記電動機及び前記発電機を更に制御する
ことを特徴とする請求項４又は５に記載のハイブリッド車両の燃料性状推定装置。
【請求項７】
前記推定手段は、前記特定された過不足量が所定の上限値以上である場合、及び所定の下限値未満である場合のうち少なくとも一方において前記燃料性状を推定する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の燃料性状推定装置。
【請求項８】
前記推定された燃料性状に基づいて前記燃料の供給量を補正する補正手段と、
該補正された燃料が供給されるように前記供給手段を制御する第２の制御手段と
を更に具備することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の燃料性状推定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−１２０２６６（Ｐ２００８−１２０２６６Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０６９０２（Ｐ２００６−３０６９０２）
【出願日】平成１８年１１月１３日（２００６．１１．１３）
【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２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１３日（２００６．１１．１３）
【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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