内燃機関装置およびその制御方法並びに車両
【課題】燃費の悪化を抑制する。
【解決手段】エンジンがアイドル運転されているときにアイドル制御量の学習を行なうものにおいて、バッテリの充電要求がなされているときにエンジンから過剰な動力が出力される出力過剰状態であるときには（Ｓ１３０）、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときには所定時間ｔ１に亘ってエンジンがアイドル運転されるようエンジンを制御し（Ｓ１７０，Ｓ２２０，Ｓ２４０）、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときには所定時間ｔ１よりも短い所定時間ｔ２に亘ってエンジンがアイドル運転されるようエンジンを制御する（Ｓ１９０，Ｓ２２０，Ｓ２４０）。これにより、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときに、アイドル運転を必要以上に長い時間に亘って継続するのを抑制することができ、燃費の悪化を抑制することができる。
【解決手段】エンジンがアイドル運転されているときにアイドル制御量の学習を行なうものにおいて、バッテリの充電要求がなされているときにエンジンから過剰な動力が出力される出力過剰状態であるときには（Ｓ１３０）、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときには所定時間ｔ１に亘ってエンジンがアイドル運転されるようエンジンを制御し（Ｓ１７０，Ｓ２２０，Ｓ２４０）、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときには所定時間ｔ１よりも短い所定時間ｔ２に亘ってエンジンがアイドル運転されるようエンジンを制御する（Ｓ１９０，Ｓ２２０，Ｓ２４０）。これにより、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときに、アイドル運転を必要以上に長い時間に亘って継続するのを抑制することができ、燃費の悪化を抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関装置およびその制御方法並びに車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の内燃機関装置を搭載する車両としては、エンジンと、エンジンの出力軸にキャリアが接続されると共に車軸側の駆動軸にリングギヤが接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤのサンギヤに動力を入出力するモータＭＧ１と、駆動軸に動力を入出力するモータＭＧ２と、モータＭＧ１およびモータＭＧ２と電力のやりとりを行なうバッテリと、を備えるものにおいて、バッテリを充電している電力がバッテリの入力制限を超えているときには、入力制限を超えてバッテリが充電されないようにエンジンを自立運転すると共にバッテリの入出力制限の範囲内でバッテリからの電力を用いてモータＭＧ２から駆動軸に要求トルクを出力して走行するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３７３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
こうした内燃機関装置において、エンジンを自立運転（アイドル運転）する際に、その制御量を学習すると共にその学習に要する時間を考慮して定められた継続設定時間に亘ってアイドル運転を継続するものでは、過去にその学習が行なわれているか否かに拘わらず一定の時間を継続設定時間として定めると、アイドル運転を必要以上に長い時間に亘って継続することによって燃費が悪化してしまうことがある。
【０００５】
本発明の内燃機関装置およびその制御方法並びに車両は、燃費の悪化を抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内燃機関装置およびその制御方法並びに車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の内燃機関装置は、
内燃機関を有する内燃機関装置であって、
前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、
前記発電機と電力をやりとり可能な二次電池と、
前記二次電池の状態に基づいて該二次電池を充電する際の最大許容電力としての入力制限を設定する入力制限設定手段と、
前記内燃機関がアイドル運転されている条件が成立したとき、該内燃機関をアイドル運転する際の制御量であるアイドル制御量を学習する学習手段と、
前記二次電池を充電するための充電要求に基づいて前記内燃機関を負荷運転すると前記二次電池を充電する電力が前記設定された入力制限を超える程度に前記内燃機関から過剰な動力が出力される所定条件が成立したとき、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれていないときには第１の所定時間に亘って前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御し、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれているときには前記第１の時間よりも短い第２の所定時間に亘って前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の内燃機関装置では、内燃機関がアイドル運転されている条件が成立したときに内燃機関をアイドル運転する際の制御量であるアイドル制御量を学習するものにおいて、二次電池を充電するための充電要求に基づいて内燃機関を負荷運転すると二次電池を充電する電力が二次電池を充電する際の最大許容電力としての入力制限を超える程度に内燃機関から過剰な動力が出力される所定条件が成立したときには、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときには第１の所定時間に亘って内燃機関がアイドル運転されるよう内燃機関を制御し、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときには第１の時間よりも短い第２の所定時間に亘って内燃機関がアイドル運転されるよう内燃機関を制御する。アイドル制御量の学習に要する時間は、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときに、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときに比して短くなり且つバラツキも小さくなると考えられる。したがって、所定条件が成立したときに、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときには、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときに比して短い第２の所定時間に亘って内燃機関をアイドル運転するものとすることにより、第１の所定時間に亘って内燃機関をアイドル運転するものに比してアイドル運転を継続する時間を短くすることができ、燃費の悪化を抑制することができる。
【０００９】
こうした本発明の内燃機関装置において、前記制御手段は、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれていないときには前記二次電池に蓄えられた蓄電量の全容量に対する割合である蓄電割合が第１の所定割合以上であることを条件として前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御し、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれているときには前記二次電池の蓄電割合が前記第１の所定割合より大きい第２所定割合以上であることを条件として前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときに、アイドル制御量の学習をより確実に行なうことができる。
【００１０】
また、本発明の内燃機関装置において、前記所定条件は、前記内燃機関から出力される動力が前記設定された入力制限に応じて定められる閾値よりも大きいときに成立する条件である、ものとすることもできる。
【００１１】
本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の内燃機関装置、即ち、基本的には、内燃機関を有する内燃機関装置であって、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、前記発電機と電力をやりとり可能な二次電池と、前記二次電池の状態に基づいて該二次電池を充電する際の最大許容電力としての入力制限を設定する入力制限設定手段と、前記内燃機関がアイドル運転されている条件が成立したとき、該内燃機関をアイドル運転する際の制御量であるアイドル制御量を学習する学習手段と、前記二次電池を充電するための充電要求に基づいて前記内燃機関を負荷運転すると前記二次電池を充電する電力が前記設定された入力制限を超える程度に前記内燃機関から過剰な動力が出力される所定条件が成立したとき、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれていないときには第１の所定時間に亘って前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御し、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれているときには前記第１の時間よりも短い第２の所定時間に亘って前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御する制御手段と、を備える内燃機関装置と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記二次電池と電力をやりとり可能で前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、を備えることを要旨とする。
【００１２】
この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明の内燃機関装置を搭載するから、本発明の内燃機関装置が奏する効果と同様の効果、例えば、燃費の悪化を抑制することができる効果などを奏することができる。
【００１３】
本発明の内燃機関装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、該発電機と電力をやりとり可能な二次電池と、を備え、前記内燃機関がアイドル運転されている条件が成立したとき、該内燃機関をアイドル運転する際の制御量であるアイドル制御量を学習する内燃機関装置の制御方法であって、
前記二次電池を充電するための充電要求に基づいて前記内燃機関を負荷運転すると前記二次電池を充電する電力が前記二次電池を充電する際の最大許容電力としての入力制限を超える程度に前記内燃機関から過剰な動力が出力される所定条件が成立したとき、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれていないときには第１の所定時間に亘って前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御し、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれているときには前記第１の時間よりも短い第２の所定時間に亘って前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御する、
ことを特徴とする。
【００１４】
この本発明の内燃機関装置の制御方法では、内燃機関がアイドル運転されている条件が成立したときに内燃機関をアイドル運転する際の制御量であるアイドル制御量を学習するものにおいて、二次電池を充電するための充電要求に基づいて内燃機関を負荷運転すると二次電池を充電する電力が二次電池を充電する際の最大許容電力としての入力制限を超える程度に内燃機関から過剰な動力が出力される所定条件が成立したときには、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときには第１の所定時間に亘って内燃機関がアイドル運転されるよう内燃機関を制御し、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときには第１の時間よりも短い第２の所定時間に亘って内燃機関がアイドル運転されるよう内燃機関を制御する。アイドル制御量の学習に要する時間は、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときに、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときに比して短くなり且つバラツキも小さくなると考えられる。したがって、所定条件が成立したときに、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときには、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときに比して短い第２の所定時間に亘って内燃機関をアイドル運転するものとすることにより、第１の所定時間に亘って内燃機関をアイドル運転するものに比してアイドル運転を継続する時間を短くすることができ、燃費の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例としての内燃機関装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】バッテリ５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。
【図４】バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。
【図５】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される冷間駐車充電要求時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図６】駐車充電を行なっているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図７】エンジンＥＣＵ２４により実行されるアイドル学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図８】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の一実施例としての内燃機関装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。ここで、本発明の内燃機関装置としては、エンジン２２やモータＭＧ１，バッテリ５０，ハイブリッド用電子制御ユニット７０，後述のエンジンＥＣＵ２４などが該当する。
【００１８】
エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。
【００１９】
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室内に取り付けられた図示しない圧力センサからの筒内圧力，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットル開度ＴＨ，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温度Ｔａ，空燃比センサ１３５ａからの空燃比，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００２０】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００２１】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００２２】
バッテリ５０は、リチウムイオン二次電池として構成されており、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの端子間電圧Ｖｂ，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ５０に蓄えられている蓄電量の全容量（蓄電容量）に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。図３に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図４にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。こうして設定される入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂが低いときに比較的大きく制限される（絶対値が小さくなる）。
【００２３】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，車両周辺の温度を検出する外気温センサ８９からの外気温Ｔｏｕｔなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションセンサ８２により検出するシフトポジションＳＰとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や中立ポジション（Ｎポジション），ドライブポジション（Ｄポジション），リバースポジション（Ｒポジション）などがある。
【００２４】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２５】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、冷間時にシフトポジションＳＰが駐車ポジション（Ｐポジション）にある駐車状態でバッテリ５０の充電要求に応じてエンジン２２を運転する際の動作について説明する。図５は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される冷間駐車充電要求時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、冷間時に駐車状態でバッテリ５０の充電要求がなされているときに、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。ここで、冷間時か否かは、外気温センサ８９からの外気温Ｔｏｕｔが冷間時を示す温度範囲の上限として予め定められた所定温度Ｔｏｕｔｒｅｆ（例えば、−１０℃や−５℃など）以下であるか否かにより判定するものとした。また、バッテリ５０の充電要求がなされているか否かは、電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて演算されてバッテリＥＣＵ５２から通信により入力されたバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがバッテリ５０の充電要求がなされる蓄電割合範囲の上限として予め定められた所定蓄電割合Ｓｌｏｗ（例えば、３７％や４０％など）以下であるか否かにより判定するものとした。なお、駐車状態では、駆動輪６３ａ，６３ｂをロック可能な図示しないパーキングロック機構によって駆動輪６３ａ，６３ｂがロックされており、駐車状態でバッテリ５０の充電要求がなされているときにエンジン２２が運転停止されているときには、モータＭＧ１によってエンジン２２がモータリングされて始動される。
【００２６】
冷間駐車充電要求時制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、エンジン２２がアイドル運転されているか否かを示すアイドル運転フラグＦや、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１や、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣ，バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎなど制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、アイドル運転フラグＦは、エンジン２２がアイドル運転されているときに値１が設定され、アイドル運転されていないときに値０が設定されたものエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１は、回転位置検出センサ４３により検出されたモータＭＧ１の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。さらに、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣは、電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて演算されたものを、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎは、蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいて設定されたものを、それぞれバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。
【００２７】
こうしてデータを入力すると、入力したバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに基づいて、バッテリ５０を充電するためにエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１１０）。ここで、要求パワーＰｅ＊は、実施例では、値０より大きく値１より小さい補正係数α（例えば、０．６や０．７など）をバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値に乗じたものに、駐車状態においてエンジン２２からのパワーを受けてモータＭＧ１で発電した電力でバッテリ５０を充電する駐車充電時のロスＬｃｈを加えたものを設定するものとした。したがって、バッテリ５０が低温のときには、電池温度Ｔｂが低いほど入力制限Ｗｉｎの絶対値が小さくなるため、電池温度Ｔｂが低いほど小さくなる傾向に要求パワーＰｅ＊を設定することになる。
【００２８】
続いて、アイドル運転フラグＦの値を調べ（ステップＳ１２０）、アイドル運転フラグＦが値０のときには、エンジン２２からの出力パワーＰｅを閾値Ｐｒｅｆと比較する（ステップＳ１３０）。いま、駐車状態を考えているから、モータＭＧ２によるトルクの入出力を考慮しなければ、エンジン２２からの出力パワーＰｅは、モータＭＧ１による発電パワーＰｍ１にロスＬｃｈを加えたものに略等しくなると考えられる。したがって、実施例では、冷間駐車充電要求時制御ルーチンの前回の実行時に設定されたモータＭＧ１のトルク指令（前回Ｔｍ１＊）とモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１との積として得られる発電パワーＰｍ１にロスＬｃｈを加えたものを出力パワーＰｅとして計算するものとした。また、閾値Ｐｒｅｆは、駐車充電における充電電力が入力制限Ｗｉｎを超える程度に出力パワーＰｅが要求パワーＰｅ＊を超過する出力過剰状態であるか否かを判定するために用いられるものであり、実施例では、入力制限Ｗｉｎの絶対値にロスＬｃｈを加えたものを用いるものとした。ステップＳ１３０の判定は、外気温Ｔｏｕｔやエンジン２２の吸気温度Ｔａが低いときに、空気密度が大きくなることによって要求パワーＰｅ＊に比して出力パワーＰｅが大きくなりやすいことを考慮して行なうものである。
【００２９】
出力パワーＰｅが閾値Ｐｒｅｆ以下のときには、出力過剰状態でないと判断し、要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を効率よく運転するための運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定してこれらをエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ１４０）。目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによりエンジン２２が運転されるよう吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御を行なう。
【００３０】
続いて、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（いま、駐車状態を考えているから値０）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算してこのトルク指令Ｔｍ１＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１５０）、冷間駐車充電要求時制御ルーチンを終了する。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。駐車充電を行なっているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図６に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。トルク指令Ｔｍ１＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されるようインバータ４１のスイッチング素子をスイッチング制御する。これにより、駐車充電を行なうことができる。
【００３１】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nr/ρ (1)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
【００３２】
ステップＳ１３０でエンジン２２からの出力パワーＰｅが閾値Ｐｒｅｆより大きいときには、出力過剰状態であると判断し、エンジン２２をアイドル運転すると共にエンジン２２をアイドル運転する際の制御量（以下、アイドル制御量という）を学習すると判断する。そして、過去に（学習値がリセットされてから現在までに）アイドル制御量の学習が行なわれている否かを判定する（ステップＳ１６０）。このステップＳ１６０の処理は、今回のアイドル制御量の学習が学習値がリセットされた後の初回の学習であるか２回目以降の学習であるかを判定する処理である。なお、アイドル制御量の学習値は、システムダウン時にリセットされる。
【００３３】
過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないと判定されたときには、今回のアイドル制御量の学習が初回の学習であると判断し、アイドル運転を継続する時間としての継続設定時間ｔｒｅｆに所定時間ｔ１を設定すると共に（ステップＳ１７０）、アイドル運転の継続を許容するバッテリ５０の蓄電割合範囲の下限としての許容下限蓄電割合Ｓｒｅｆに所定蓄電割合Ｓ１を設定し（ステップＳ１８０）、アイドル時間ｔｉｄをリセットして値０から計時を開始する（ステップＳ２１０）。一方、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていると判定されたときには、今回のアイドル制御量の学習が２回目以降の学習であると判断し、継続設定時間ｔｒｅｆに所定時間ｔ１より短い所定時間ｔ２を設定すると共に（ステップＳ１９０）、許容下限蓄電割合Ｓｒｅｆに所定蓄電割合Ｓ１よりも大きい所定蓄電割合Ｓ２を設定し（ステップＳ２００）、アイドル時間ｔｉｄをリセットして値０から計時を開始する（ステップＳ２１０）。ここで、所定時間ｔ１や所定時間ｔ２は、アイドル制御量の学習に要する時間やそれよりも若干長い時間として予め定められた時間であり、例えば、所定時間ｔ１は１５秒や２０秒などを用いることができ、所定時間ｔ２は５秒や７秒などを用いることができる。また、所定蓄電割合Ｓ１や所定蓄電割合Ｓ２は、アイドル制御量の学習をできるだけ許容しつつバッテリ５０の過放電を抑制するために前述の所定蓄電割合Ｓｌｏｗ（例えば、３７％や４０％など）よりも低い範囲内で予め定められた値であり、例えば、所定蓄電割合Ｓ１は２７％や３０％などを用いることができ、所定蓄電割合Ｓ２は３３％や３５％などを用いることができる。なお、許容下限蓄電割合Ｓｒｅｆを設定するのは、エンジン２２をアイドル運転している最中に図示しない補機（例えば、乗員室の空調装置のエアコンプレッサなど）による電力消費などによってバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが低下する場合があるためである。また、このように今回のアイドル制御量の学習が初回の学習であるか２回目以降の学習であるかに応じて継続設定時間ｔｒｅｆや許容下限蓄電割合Ｓｒｅｆを設定する理由については後述する。
【００３４】
そして、アイドル時間ｔｉｄを継続設定時間ｔｒｅｆと比較すると共に（ステップＳ２２０）、蓄電割合ＳＯＣを許容下限蓄電割合Ｓｒｅｆと比較し（ステップＳ２３０）、アイドル時間ｔｉｄが継続設定時間ｔｒｅｆ以下であり蓄電割合ＳＯＣが許容下限蓄電割合Ｓｒｅｆ以上のときには、エンジン２２をアイドル運転すると判断し、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊にアイドル回転数Ｎｉｄ（例えば、１０００ｒｐｍや１３００ｒｐｍなど）を設定すると共にエンジン２２の目標トルクＴｅ＊に値０を設定してこれらをエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に（ステップＳ２４０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定してモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２５０）、冷間駐車充電要求時制御ルーチンを終了する。アイドル回転数Ｎｉｄが設定された目標回転数Ｎｅ＊と値０が設定された目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２がアイドル回転数Ｎｉｄでアイドル運転されるよう吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御を行なう。この場合、具体的には、エンジン２２の回転数Ｎｅをアイドル回転数Ｎｉｄにするために、スロットルバルブ１２４のスロットル開度ＴＨのフィードバック制御によって吸入空気量制御を行なうと共にスロットル開度ＴＨに対応する燃料噴射量や点火時期による燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の運転制御と並行して、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行する図７に例示するアイドル学習ルーチンにより、アイドル運転フラグＦを入力し（ステップＳ３００）、アイドル運転フラグＦが値１で今回のアイドル制御量の学習が未だ開始されていないときに（ステップＳ３１０，Ｓ３２０）、今回のアイドル制御量（例えば、スロットルバルブ１２４のスロットル開度ＴＨなど）の学習を開始する（ステップＳ３３０）。そして、エンジンＥＣＵ２４でアイドル運転フラグＦに値１が設定されると、次回に冷間駐車充電要求時制御ルーチンが実行されたときには、ステップＳ１２０でアイドル運転フラグＦが値１であるから、ステップＳ２２０以降の処理を実行する。
【００３５】
こうしてエンジン２２のアイドル運転が継続されている最中にステップＳ２３０でアイドル時間ｔｉｄが継続設定時間ｔｒｅｆより長くなったときには、今回のアイドル制御量の学習（初回の学習であるときにはアイドル制御量の設定、２回目以降の学習であるときにはアイドル制御量の更新）は完了していると判定し（ステップＳ２６０）、要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定してエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に（ステップＳ１４０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１５０）、冷間駐車充電要求時制御ルーチンを終了する。通常、初回のアイドル制御量の学習のときには、エンジン２２をアイドル運転するのに使用可能な学習値がない（リセットされている）ことやエンジン２２の状態に応じてスロットル開度ＴＨに対する吸入空気量Ｑａやオイルの粘性（フリクション）などが比較的大きく異なることなどの理由により、その学習に要する時間のバラツキが比較的大きいため、学習に要する時間をより確実に確保するために比較的長い時間（実施例では所定時間ｔ１）を継続時間ｔｒｅｆに設定することが好ましい。一方、２回目以降のアイドル制御量の学習のときには、前回の学習値に基づいて学習（更新）すればよいため、アイドル制御量の学習に要する時間は、初回に比して短くなり且つそのバラツキも小さくなると考えられる。したがって、今回のアイドル制御量の学習が初回の学習であるか２回目以降の学習であるかに拘わらず比較的長い所定時間ｔ１を継続設定時間ｔｒｅｆに設定すると、アイドル運転を必要以上に長い時間に亘って継続することによって燃費が悪化すると考えられる。これに対して、実施例では、今回のアイドル制御量の学習が２回目以降の学習であるときには、所定時間ｔ１よりも短い所定時間ｔ２を継続設定時間ｔｒｅｆに設定するから、アイドル運転を必要以上に長い時間に亘って継続するのを抑制することができ、燃費の悪化を抑制することができる。しかも、アイドル運転を必要以上に長い時間に亘って継続するのを抑制することにより、図示しない補機の電力消費などによるバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの低下を抑制することができる。そして、エンジンＥＣＵ２４でエンジン２２が負荷運転されてアイドル運転フラグＦに値０が設定されると、ステップＳ１２０でアイドル運転フラグＦが値０であるから、ステップＳ１３０以降の処理を実行し、その後にステップＳ１３０でエンジン２２からの出力パワーＰｅが閾値Ｐｒｅｆより大きいときには、ステップＳ１６０で過去にアイドル制御量の学習が行なわれていると判定され、ステップＳ１９０以降の処理を実行する。
【００３６】
一方、エンジン２２のアイドル運転が継続されている最中にアイドル時間ｔｉｄが継続設定時間ｔｒｅｆ以下であるがバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが所定蓄電割合Ｓｒｅｆ未満に至ったときには、今回のアイドル制御量の学習は完了していない可能性があると判断し、ステップＳ２６０の判定を行なわずに、要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定してエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に（ステップＳ１４０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１５０）、冷間駐車充電要求時制御ルーチンを終了する。ここで、前述したように、今回のアイドル制御量の学習が初回の学習であるときには、２回目以降の学習であるときの所定蓄電割合Ｓ２よりも小さい所定蓄電割合Ｓ１を許容下限蓄電割合Ｓｒｅｆに設定するから、エンジン２２のアイドル運転をより継続しやすくすることができ、アイドル制御量をより確実に学習することができる。そして、エンジンＥＣＵ２４でエンジン２２が負荷運転されてアイドル運転フラグＦに値０が設定されると、ステップＳ１２０でアイドル運転フラグＦが値０であるから、ステップＳ１３０以降の処理を実行する。
【００３７】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２がアイドル運転されているときにアイドル制御量の学習を行なうものにおいて、バッテリ５０の充電要求がなされているときにエンジン２２から過剰な動力が出力される出力過剰状態であるときにエンジン２２をアイドル運転する際に、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときには所定時間ｔ１に亘ってエンジン２２がアイドル運転されるようエンジン２２を制御し、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときには所定時間ｔ１よりも短い所定時間ｔ２に亘ってエンジン２２がアイドル運転されるようエンジン２２を制御するから、アイドル運転を必要以上に長い時間に亘って継続するのを抑制することができ、燃費の悪化を抑制することができる。しかも、出力過剰状態であるときにエンジン２２をアイドル運転する際、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときに比して低い所定蓄電割合Ｓ１以上であることを条件としてエンジン２２をアイドル運転するから、エンジン２２のアイドル運転をより継続しやすくすることができ、アイドル制御量をより確実に学習することができる。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２をアイドル運転する際に、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないとき（今回のアイドル制御量の学習が初回の学習であるとき）には所定時間ｔ１を継続設定時間ｔｒｅｆに設定し、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているとき（今回のアイドル制御量の学習が２回目以降の学習であるとき）には所定時間ｔ１よりも短い所定時間ｔ２を継続設定時間ｔｒｅｆに設定するものとしたが、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときには、アイドル制御量の学習値がリセットされてから現在までの学習回数に基づいて（例えば、回数が多いほど短くなる傾向に）継続設定時間ｔｒｅｆを設定するものとしてもよい。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２をアイドル運転する際に、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときには所定蓄電割合Ｓ１を許容下限蓄電割合Ｓｒｅｆに設定し、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときには所定蓄電割合Ｓ１よりも大きい所定蓄電割合Ｓ２を許容下限蓄電割合Ｓｒｅｆに設定するものとしたが、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているか否かに拘わらず一定の蓄電割合（例えば、前述の所定蓄電割合Ｓ２など）を許容下限蓄電割合Ｓｒｅｆに設定するものとしてもよい。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、冷間時に駐車状態でバッテリ５０の充電要求がなされていてエンジン２２からの出力パワーＰｅが閾値Ｐｒｅｆより大きくなるときに出力過剰状態であると判定するものとしたが、これに限られず、例えば、バッテリ５０の充電要求がなされていて出力パワーＰｅが閾値Ｐｒｅｆより大きくなるときに、冷間時であるか否かや駐車状態であるか否かに拘わらず出力過剰状態であると判定するものなどとしてもよい。また、バッテリ５０の充電要求がなされていて出力パワーＰｅが閾値Ｐｒｅｆより大きくなる条件に加えて、他の条件、例えば、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が所定値（例えば、０．５ｋＷや０．８ｋＷなど）以下である条件や、要求パワーＰｅ＊が所定パワー（例えば、０．３ｋＷや０．５ｋＷなど）以下である条件などを満たしているときに、出力過剰状態であると判定するものとしてもよい。なお、走行中にバッテリ５０の充電要求がなされているときには、例えば、図５の冷間駐車充電要求時制御ルーチンのステップＳ１１０の処理に代えて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求される要求トルクＴｒ＊とバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とに基づいてエンジン２２の要求パワーＰｅ＊を設定する点を除いて図５の冷間駐車充電要求時制御ルーチンと同様にエンジン２２を制御すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊が出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものとすることができる。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を負荷運転する際には、ステップＳ１１０で設定した要求パワーＰｅ＊を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定してエンジン２２を制御するものとしたが、前述したように、外気温Ｔｏｕｔや吸気温Ｔａが低いときには空気密度が大きく要求パワーＰｅ＊に対して出力パワーＰｅが大きくなりやすいため、出力パワーＰｅの要求パワーＰｅ＊に対する超過を抑制するために、ステップＳ１１０で設定した要求パワーＰｅ＊よりも小さいパワー（例えば、出力パワーＰｅと要求パワーＰｅ＊との差を打ち消すためのフィードバック制御によって要求パワーＰｅ＊を補正したパワーなど）を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定してエンジン２２を制御するものとしてもよい。こうすれば、エンジン２２の運転状態が負荷運転とアイドル運転との間で頻繁に変更されるのを抑制することができ、バッテリ５０の充電要求により対応しやすくすることができる。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とバッテリ５０とを備え、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、エンジンからのパワーを受けて発電機で発電してバッテリを充電可能な構成であれば如何なるものとしてもよく、例えば、図８の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図８における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力する構成としてもよいし、エンジン２２と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とバッテリ５０とのうち動力分配統合機構３０やモータＭＧ２を備えない構成としてもよい。
【００４３】
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される内燃機関装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた内燃機関装置の形態としてもよい。また、こうした内燃機関装置の制御方法の形態としてもよい。
【００４４】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、バッテリ５０が「二次電池」に相当し、電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づくバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣとバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入力制限Ｗｉｎを演算するバッテリＥＣＵ５２が「入力制限設定手段」に相当し、エンジン２２がアイドル運転されているときにアイドル制御量を学習する図７のアイドル学習ルーチンを実行するエンジンＥＣＵ２４が「学習手段」に相当する。バッテリ５０の充電要求がなされているときにエンジン２２から過剰な動力が出力される出力過剰状態であるときにエンジン２２をアイドル運転する際に、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときにはアイドル時間ｔｉｄが所定時間ｔ１以下の間に亘ってエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊にアイドル回転数Ｎｉｄを設定すると共に目標トルクＴｅ＊に値０を設定してエンジンＥＣＵ２４に送信し、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときにはアイドル時間ｔｉｄが所定時間ｔ１よりも短い所定時間ｔ２以下の間に亘ってエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊にアイドル回転数Ｎｉｄを設定すると共に目標トルクＴｅ＊に値０を設定してエンジンＥＣＵ２４に送信する図５の冷間駐車充電要求時制御ルーチンを実行するエンジンＥＣＵ２４と、受信した目標回転数Ｎｅ＊（アイドル回転数Ｎｉｄ）と目標トルクＴｅ＊（値０）とに基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４と、が「制御手段」に相当する。また、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当する。
【００４５】
ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、内燃機関からの動力を用いて発電可能ものであれば如何なるタイプの発電機であっても構わない。「二次電池」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池，ニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、発電機と電力をやりとり可能なものであれば種々の二次電池を用いることができる。「入力制限手段」としては、電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づくバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣとバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入力制限Ｗｉｎを演算するものに限定されるものではなく、蓄電割合ＳＯＣや電池温度Ｔｂの他に例えばバッテリ５０の内部抵抗などに基づいて演算するものなど、二次電池の状態に基づいて二次電池を充電する際の最大許容電力としての入力制限を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「学習手段」としては、エンジン２２がアイドル運転されているときにアイドル制御量を学習するものに限定されるものではなく、内燃機関がアイドル運転されている条件が成立したとき、内燃機関をアイドル運転する際の制御量であるアイドル制御量を学習するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、バッテリ５０の充電要求がなされているときにエンジン２２から過剰な動力が出力される出力過剰状態であるときにエンジン２２をアイドル運転する際に、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときにはアイドル時間ｔｉｄが所定時間ｔ１以下の間に亘ってエンジン２２がアイドル運転されるようエンジン２２を制御し、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときにはアイドル時間ｔｉｄが所定時間ｔ１よりも短い所定時間ｔ２以下の間に亘ってエンジン２２がアイドル運転されるようエンジン２２を制御するものに限定されるものではなく、二次電池を充電するための充電要求に基づいて内燃機関を負荷運転すると二次電池を充電する電力が入力制限を超える程度に内燃機関から過剰な動力が出力される所定条件が成立したとき、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときには第１の所定時間に亘って内燃機関がアイドル運転されるよう内燃機関を制御し、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときには第１の時間よりも短い第２の所定時間に亘って内燃機関がアイドル運転されるよう内燃機関を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００４６】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００４７】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、内燃機関装置や車両の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、８９ 外気温センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６，スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関装置およびその制御方法並びに車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の内燃機関装置を搭載する車両としては、エンジンと、エンジンの出力軸にキャリアが接続されると共に車軸側の駆動軸にリングギヤが接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤのサンギヤに動力を入出力するモータＭＧ１と、駆動軸に動力を入出力するモータＭＧ２と、モータＭＧ１およびモータＭＧ２と電力のやりとりを行なうバッテリと、を備えるものにおいて、バッテリを充電している電力がバッテリの入力制限を超えているときには、入力制限を超えてバッテリが充電されないようにエンジンを自立運転すると共にバッテリの入出力制限の範囲内でバッテリからの電力を用いてモータＭＧ２から駆動軸に要求トルクを出力して走行するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３７３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
こうした内燃機関装置において、エンジンを自立運転（アイドル運転）する際に、その制御量を学習すると共にその学習に要する時間を考慮して定められた継続設定時間に亘ってアイドル運転を継続するものでは、過去にその学習が行なわれているか否かに拘わらず一定の時間を継続設定時間として定めると、アイドル運転を必要以上に長い時間に亘って継続することによって燃費が悪化してしまうことがある。
【０００５】
本発明の内燃機関装置およびその制御方法並びに車両は、燃費の悪化を抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内燃機関装置およびその制御方法並びに車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の内燃機関装置は、
内燃機関を有する内燃機関装置であって、
前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、
前記発電機と電力をやりとり可能な二次電池と、
前記二次電池の状態に基づいて該二次電池を充電する際の最大許容電力としての入力制限を設定する入力制限設定手段と、
前記内燃機関がアイドル運転されている条件が成立したとき、該内燃機関をアイドル運転する際の制御量であるアイドル制御量を学習する学習手段と、
前記二次電池を充電するための充電要求に基づいて前記内燃機関を負荷運転すると前記二次電池を充電する電力が前記設定された入力制限を超える程度に前記内燃機関から過剰な動力が出力される所定条件が成立したとき、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれていないときには第１の所定時間に亘って前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御し、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれているときには前記第１の時間よりも短い第２の所定時間に亘って前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の内燃機関装置では、内燃機関がアイドル運転されている条件が成立したときに内燃機関をアイドル運転する際の制御量であるアイドル制御量を学習するものにおいて、二次電池を充電するための充電要求に基づいて内燃機関を負荷運転すると二次電池を充電する電力が二次電池を充電する際の最大許容電力としての入力制限を超える程度に内燃機関から過剰な動力が出力される所定条件が成立したときには、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときには第１の所定時間に亘って内燃機関がアイドル運転されるよう内燃機関を制御し、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときには第１の時間よりも短い第２の所定時間に亘って内燃機関がアイドル運転されるよう内燃機関を制御する。アイドル制御量の学習に要する時間は、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときに、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときに比して短くなり且つバラツキも小さくなると考えられる。したがって、所定条件が成立したときに、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときには、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときに比して短い第２の所定時間に亘って内燃機関をアイドル運転するものとすることにより、第１の所定時間に亘って内燃機関をアイドル運転するものに比してアイドル運転を継続する時間を短くすることができ、燃費の悪化を抑制することができる。
【０００９】
こうした本発明の内燃機関装置において、前記制御手段は、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれていないときには前記二次電池に蓄えられた蓄電量の全容量に対する割合である蓄電割合が第１の所定割合以上であることを条件として前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御し、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれているときには前記二次電池の蓄電割合が前記第１の所定割合より大きい第２所定割合以上であることを条件として前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときに、アイドル制御量の学習をより確実に行なうことができる。
【００１０】
また、本発明の内燃機関装置において、前記所定条件は、前記内燃機関から出力される動力が前記設定された入力制限に応じて定められる閾値よりも大きいときに成立する条件である、ものとすることもできる。
【００１１】
本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の内燃機関装置、即ち、基本的には、内燃機関を有する内燃機関装置であって、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、前記発電機と電力をやりとり可能な二次電池と、前記二次電池の状態に基づいて該二次電池を充電する際の最大許容電力としての入力制限を設定する入力制限設定手段と、前記内燃機関がアイドル運転されている条件が成立したとき、該内燃機関をアイドル運転する際の制御量であるアイドル制御量を学習する学習手段と、前記二次電池を充電するための充電要求に基づいて前記内燃機関を負荷運転すると前記二次電池を充電する電力が前記設定された入力制限を超える程度に前記内燃機関から過剰な動力が出力される所定条件が成立したとき、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれていないときには第１の所定時間に亘って前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御し、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれているときには前記第１の時間よりも短い第２の所定時間に亘って前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御する制御手段と、を備える内燃機関装置と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記二次電池と電力をやりとり可能で前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、を備えることを要旨とする。
【００１２】
この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明の内燃機関装置を搭載するから、本発明の内燃機関装置が奏する効果と同様の効果、例えば、燃費の悪化を抑制することができる効果などを奏することができる。
【００１３】
本発明の内燃機関装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、該発電機と電力をやりとり可能な二次電池と、を備え、前記内燃機関がアイドル運転されている条件が成立したとき、該内燃機関をアイドル運転する際の制御量であるアイドル制御量を学習する内燃機関装置の制御方法であって、
前記二次電池を充電するための充電要求に基づいて前記内燃機関を負荷運転すると前記二次電池を充電する電力が前記二次電池を充電する際の最大許容電力としての入力制限を超える程度に前記内燃機関から過剰な動力が出力される所定条件が成立したとき、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれていないときには第１の所定時間に亘って前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御し、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれているときには前記第１の時間よりも短い第２の所定時間に亘って前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御する、
ことを特徴とする。
【００１４】
この本発明の内燃機関装置の制御方法では、内燃機関がアイドル運転されている条件が成立したときに内燃機関をアイドル運転する際の制御量であるアイドル制御量を学習するものにおいて、二次電池を充電するための充電要求に基づいて内燃機関を負荷運転すると二次電池を充電する電力が二次電池を充電する際の最大許容電力としての入力制限を超える程度に内燃機関から過剰な動力が出力される所定条件が成立したときには、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときには第１の所定時間に亘って内燃機関がアイドル運転されるよう内燃機関を制御し、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときには第１の時間よりも短い第２の所定時間に亘って内燃機関がアイドル運転されるよう内燃機関を制御する。アイドル制御量の学習に要する時間は、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときに、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときに比して短くなり且つバラツキも小さくなると考えられる。したがって、所定条件が成立したときに、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときには、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときに比して短い第２の所定時間に亘って内燃機関をアイドル運転するものとすることにより、第１の所定時間に亘って内燃機関をアイドル運転するものに比してアイドル運転を継続する時間を短くすることができ、燃費の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例としての内燃機関装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】バッテリ５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。
【図４】バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。
【図５】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される冷間駐車充電要求時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図６】駐車充電を行なっているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図７】エンジンＥＣＵ２４により実行されるアイドル学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図８】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の一実施例としての内燃機関装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。ここで、本発明の内燃機関装置としては、エンジン２２やモータＭＧ１，バッテリ５０，ハイブリッド用電子制御ユニット７０，後述のエンジンＥＣＵ２４などが該当する。
【００１８】
エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。
【００１９】
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室内に取り付けられた図示しない圧力センサからの筒内圧力，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットル開度ＴＨ，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温度Ｔａ，空燃比センサ１３５ａからの空燃比，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００２０】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００２１】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００２２】
バッテリ５０は、リチウムイオン二次電池として構成されており、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの端子間電圧Ｖｂ，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ５０に蓄えられている蓄電量の全容量（蓄電容量）に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。図３に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図４にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。こうして設定される入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂが低いときに比較的大きく制限される（絶対値が小さくなる）。
【００２３】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，車両周辺の温度を検出する外気温センサ８９からの外気温Ｔｏｕｔなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションセンサ８２により検出するシフトポジションＳＰとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や中立ポジション（Ｎポジション），ドライブポジション（Ｄポジション），リバースポジション（Ｒポジション）などがある。
【００２４】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２５】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、冷間時にシフトポジションＳＰが駐車ポジション（Ｐポジション）にある駐車状態でバッテリ５０の充電要求に応じてエンジン２２を運転する際の動作について説明する。図５は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される冷間駐車充電要求時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、冷間時に駐車状態でバッテリ５０の充電要求がなされているときに、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。ここで、冷間時か否かは、外気温センサ８９からの外気温Ｔｏｕｔが冷間時を示す温度範囲の上限として予め定められた所定温度Ｔｏｕｔｒｅｆ（例えば、−１０℃や−５℃など）以下であるか否かにより判定するものとした。また、バッテリ５０の充電要求がなされているか否かは、電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて演算されてバッテリＥＣＵ５２から通信により入力されたバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがバッテリ５０の充電要求がなされる蓄電割合範囲の上限として予め定められた所定蓄電割合Ｓｌｏｗ（例えば、３７％や４０％など）以下であるか否かにより判定するものとした。なお、駐車状態では、駆動輪６３ａ，６３ｂをロック可能な図示しないパーキングロック機構によって駆動輪６３ａ，６３ｂがロックされており、駐車状態でバッテリ５０の充電要求がなされているときにエンジン２２が運転停止されているときには、モータＭＧ１によってエンジン２２がモータリングされて始動される。
【００２６】
冷間駐車充電要求時制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、エンジン２２がアイドル運転されているか否かを示すアイドル運転フラグＦや、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１や、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣ，バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎなど制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、アイドル運転フラグＦは、エンジン２２がアイドル運転されているときに値１が設定され、アイドル運転されていないときに値０が設定されたものエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１は、回転位置検出センサ４３により検出されたモータＭＧ１の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。さらに、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣは、電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて演算されたものを、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎは、蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいて設定されたものを、それぞれバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。
【００２７】
こうしてデータを入力すると、入力したバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに基づいて、バッテリ５０を充電するためにエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１１０）。ここで、要求パワーＰｅ＊は、実施例では、値０より大きく値１より小さい補正係数α（例えば、０．６や０．７など）をバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値に乗じたものに、駐車状態においてエンジン２２からのパワーを受けてモータＭＧ１で発電した電力でバッテリ５０を充電する駐車充電時のロスＬｃｈを加えたものを設定するものとした。したがって、バッテリ５０が低温のときには、電池温度Ｔｂが低いほど入力制限Ｗｉｎの絶対値が小さくなるため、電池温度Ｔｂが低いほど小さくなる傾向に要求パワーＰｅ＊を設定することになる。
【００２８】
続いて、アイドル運転フラグＦの値を調べ（ステップＳ１２０）、アイドル運転フラグＦが値０のときには、エンジン２２からの出力パワーＰｅを閾値Ｐｒｅｆと比較する（ステップＳ１３０）。いま、駐車状態を考えているから、モータＭＧ２によるトルクの入出力を考慮しなければ、エンジン２２からの出力パワーＰｅは、モータＭＧ１による発電パワーＰｍ１にロスＬｃｈを加えたものに略等しくなると考えられる。したがって、実施例では、冷間駐車充電要求時制御ルーチンの前回の実行時に設定されたモータＭＧ１のトルク指令（前回Ｔｍ１＊）とモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１との積として得られる発電パワーＰｍ１にロスＬｃｈを加えたものを出力パワーＰｅとして計算するものとした。また、閾値Ｐｒｅｆは、駐車充電における充電電力が入力制限Ｗｉｎを超える程度に出力パワーＰｅが要求パワーＰｅ＊を超過する出力過剰状態であるか否かを判定するために用いられるものであり、実施例では、入力制限Ｗｉｎの絶対値にロスＬｃｈを加えたものを用いるものとした。ステップＳ１３０の判定は、外気温Ｔｏｕｔやエンジン２２の吸気温度Ｔａが低いときに、空気密度が大きくなることによって要求パワーＰｅ＊に比して出力パワーＰｅが大きくなりやすいことを考慮して行なうものである。
【００２９】
出力パワーＰｅが閾値Ｐｒｅｆ以下のときには、出力過剰状態でないと判断し、要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を効率よく運転するための運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定してこれらをエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ１４０）。目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによりエンジン２２が運転されるよう吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御を行なう。
【００３０】
続いて、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（いま、駐車状態を考えているから値０）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算してこのトルク指令Ｔｍ１＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１５０）、冷間駐車充電要求時制御ルーチンを終了する。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。駐車充電を行なっているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図６に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。トルク指令Ｔｍ１＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されるようインバータ４１のスイッチング素子をスイッチング制御する。これにより、駐車充電を行なうことができる。
【００３１】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nr/ρ (1)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
【００３２】
ステップＳ１３０でエンジン２２からの出力パワーＰｅが閾値Ｐｒｅｆより大きいときには、出力過剰状態であると判断し、エンジン２２をアイドル運転すると共にエンジン２２をアイドル運転する際の制御量（以下、アイドル制御量という）を学習すると判断する。そして、過去に（学習値がリセットされてから現在までに）アイドル制御量の学習が行なわれている否かを判定する（ステップＳ１６０）。このステップＳ１６０の処理は、今回のアイドル制御量の学習が学習値がリセットされた後の初回の学習であるか２回目以降の学習であるかを判定する処理である。なお、アイドル制御量の学習値は、システムダウン時にリセットされる。
【００３３】
過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないと判定されたときには、今回のアイドル制御量の学習が初回の学習であると判断し、アイドル運転を継続する時間としての継続設定時間ｔｒｅｆに所定時間ｔ１を設定すると共に（ステップＳ１７０）、アイドル運転の継続を許容するバッテリ５０の蓄電割合範囲の下限としての許容下限蓄電割合Ｓｒｅｆに所定蓄電割合Ｓ１を設定し（ステップＳ１８０）、アイドル時間ｔｉｄをリセットして値０から計時を開始する（ステップＳ２１０）。一方、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていると判定されたときには、今回のアイドル制御量の学習が２回目以降の学習であると判断し、継続設定時間ｔｒｅｆに所定時間ｔ１より短い所定時間ｔ２を設定すると共に（ステップＳ１９０）、許容下限蓄電割合Ｓｒｅｆに所定蓄電割合Ｓ１よりも大きい所定蓄電割合Ｓ２を設定し（ステップＳ２００）、アイドル時間ｔｉｄをリセットして値０から計時を開始する（ステップＳ２１０）。ここで、所定時間ｔ１や所定時間ｔ２は、アイドル制御量の学習に要する時間やそれよりも若干長い時間として予め定められた時間であり、例えば、所定時間ｔ１は１５秒や２０秒などを用いることができ、所定時間ｔ２は５秒や７秒などを用いることができる。また、所定蓄電割合Ｓ１や所定蓄電割合Ｓ２は、アイドル制御量の学習をできるだけ許容しつつバッテリ５０の過放電を抑制するために前述の所定蓄電割合Ｓｌｏｗ（例えば、３７％や４０％など）よりも低い範囲内で予め定められた値であり、例えば、所定蓄電割合Ｓ１は２７％や３０％などを用いることができ、所定蓄電割合Ｓ２は３３％や３５％などを用いることができる。なお、許容下限蓄電割合Ｓｒｅｆを設定するのは、エンジン２２をアイドル運転している最中に図示しない補機（例えば、乗員室の空調装置のエアコンプレッサなど）による電力消費などによってバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが低下する場合があるためである。また、このように今回のアイドル制御量の学習が初回の学習であるか２回目以降の学習であるかに応じて継続設定時間ｔｒｅｆや許容下限蓄電割合Ｓｒｅｆを設定する理由については後述する。
【００３４】
そして、アイドル時間ｔｉｄを継続設定時間ｔｒｅｆと比較すると共に（ステップＳ２２０）、蓄電割合ＳＯＣを許容下限蓄電割合Ｓｒｅｆと比較し（ステップＳ２３０）、アイドル時間ｔｉｄが継続設定時間ｔｒｅｆ以下であり蓄電割合ＳＯＣが許容下限蓄電割合Ｓｒｅｆ以上のときには、エンジン２２をアイドル運転すると判断し、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊にアイドル回転数Ｎｉｄ（例えば、１０００ｒｐｍや１３００ｒｐｍなど）を設定すると共にエンジン２２の目標トルクＴｅ＊に値０を設定してこれらをエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に（ステップＳ２４０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定してモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２５０）、冷間駐車充電要求時制御ルーチンを終了する。アイドル回転数Ｎｉｄが設定された目標回転数Ｎｅ＊と値０が設定された目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２がアイドル回転数Ｎｉｄでアイドル運転されるよう吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御を行なう。この場合、具体的には、エンジン２２の回転数Ｎｅをアイドル回転数Ｎｉｄにするために、スロットルバルブ１２４のスロットル開度ＴＨのフィードバック制御によって吸入空気量制御を行なうと共にスロットル開度ＴＨに対応する燃料噴射量や点火時期による燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の運転制御と並行して、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行する図７に例示するアイドル学習ルーチンにより、アイドル運転フラグＦを入力し（ステップＳ３００）、アイドル運転フラグＦが値１で今回のアイドル制御量の学習が未だ開始されていないときに（ステップＳ３１０，Ｓ３２０）、今回のアイドル制御量（例えば、スロットルバルブ１２４のスロットル開度ＴＨなど）の学習を開始する（ステップＳ３３０）。そして、エンジンＥＣＵ２４でアイドル運転フラグＦに値１が設定されると、次回に冷間駐車充電要求時制御ルーチンが実行されたときには、ステップＳ１２０でアイドル運転フラグＦが値１であるから、ステップＳ２２０以降の処理を実行する。
【００３５】
こうしてエンジン２２のアイドル運転が継続されている最中にステップＳ２３０でアイドル時間ｔｉｄが継続設定時間ｔｒｅｆより長くなったときには、今回のアイドル制御量の学習（初回の学習であるときにはアイドル制御量の設定、２回目以降の学習であるときにはアイドル制御量の更新）は完了していると判定し（ステップＳ２６０）、要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定してエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に（ステップＳ１４０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１５０）、冷間駐車充電要求時制御ルーチンを終了する。通常、初回のアイドル制御量の学習のときには、エンジン２２をアイドル運転するのに使用可能な学習値がない（リセットされている）ことやエンジン２２の状態に応じてスロットル開度ＴＨに対する吸入空気量Ｑａやオイルの粘性（フリクション）などが比較的大きく異なることなどの理由により、その学習に要する時間のバラツキが比較的大きいため、学習に要する時間をより確実に確保するために比較的長い時間（実施例では所定時間ｔ１）を継続時間ｔｒｅｆに設定することが好ましい。一方、２回目以降のアイドル制御量の学習のときには、前回の学習値に基づいて学習（更新）すればよいため、アイドル制御量の学習に要する時間は、初回に比して短くなり且つそのバラツキも小さくなると考えられる。したがって、今回のアイドル制御量の学習が初回の学習であるか２回目以降の学習であるかに拘わらず比較的長い所定時間ｔ１を継続設定時間ｔｒｅｆに設定すると、アイドル運転を必要以上に長い時間に亘って継続することによって燃費が悪化すると考えられる。これに対して、実施例では、今回のアイドル制御量の学習が２回目以降の学習であるときには、所定時間ｔ１よりも短い所定時間ｔ２を継続設定時間ｔｒｅｆに設定するから、アイドル運転を必要以上に長い時間に亘って継続するのを抑制することができ、燃費の悪化を抑制することができる。しかも、アイドル運転を必要以上に長い時間に亘って継続するのを抑制することにより、図示しない補機の電力消費などによるバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの低下を抑制することができる。そして、エンジンＥＣＵ２４でエンジン２２が負荷運転されてアイドル運転フラグＦに値０が設定されると、ステップＳ１２０でアイドル運転フラグＦが値０であるから、ステップＳ１３０以降の処理を実行し、その後にステップＳ１３０でエンジン２２からの出力パワーＰｅが閾値Ｐｒｅｆより大きいときには、ステップＳ１６０で過去にアイドル制御量の学習が行なわれていると判定され、ステップＳ１９０以降の処理を実行する。
【００３６】
一方、エンジン２２のアイドル運転が継続されている最中にアイドル時間ｔｉｄが継続設定時間ｔｒｅｆ以下であるがバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが所定蓄電割合Ｓｒｅｆ未満に至ったときには、今回のアイドル制御量の学習は完了していない可能性があると判断し、ステップＳ２６０の判定を行なわずに、要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定してエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に（ステップＳ１４０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１５０）、冷間駐車充電要求時制御ルーチンを終了する。ここで、前述したように、今回のアイドル制御量の学習が初回の学習であるときには、２回目以降の学習であるときの所定蓄電割合Ｓ２よりも小さい所定蓄電割合Ｓ１を許容下限蓄電割合Ｓｒｅｆに設定するから、エンジン２２のアイドル運転をより継続しやすくすることができ、アイドル制御量をより確実に学習することができる。そして、エンジンＥＣＵ２４でエンジン２２が負荷運転されてアイドル運転フラグＦに値０が設定されると、ステップＳ１２０でアイドル運転フラグＦが値０であるから、ステップＳ１３０以降の処理を実行する。
【００３７】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２がアイドル運転されているときにアイドル制御量の学習を行なうものにおいて、バッテリ５０の充電要求がなされているときにエンジン２２から過剰な動力が出力される出力過剰状態であるときにエンジン２２をアイドル運転する際に、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときには所定時間ｔ１に亘ってエンジン２２がアイドル運転されるようエンジン２２を制御し、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときには所定時間ｔ１よりも短い所定時間ｔ２に亘ってエンジン２２がアイドル運転されるようエンジン２２を制御するから、アイドル運転を必要以上に長い時間に亘って継続するのを抑制することができ、燃費の悪化を抑制することができる。しかも、出力過剰状態であるときにエンジン２２をアイドル運転する際、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときに比して低い所定蓄電割合Ｓ１以上であることを条件としてエンジン２２をアイドル運転するから、エンジン２２のアイドル運転をより継続しやすくすることができ、アイドル制御量をより確実に学習することができる。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２をアイドル運転する際に、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないとき（今回のアイドル制御量の学習が初回の学習であるとき）には所定時間ｔ１を継続設定時間ｔｒｅｆに設定し、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているとき（今回のアイドル制御量の学習が２回目以降の学習であるとき）には所定時間ｔ１よりも短い所定時間ｔ２を継続設定時間ｔｒｅｆに設定するものとしたが、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときには、アイドル制御量の学習値がリセットされてから現在までの学習回数に基づいて（例えば、回数が多いほど短くなる傾向に）継続設定時間ｔｒｅｆを設定するものとしてもよい。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２をアイドル運転する際に、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときには所定蓄電割合Ｓ１を許容下限蓄電割合Ｓｒｅｆに設定し、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときには所定蓄電割合Ｓ１よりも大きい所定蓄電割合Ｓ２を許容下限蓄電割合Ｓｒｅｆに設定するものとしたが、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているか否かに拘わらず一定の蓄電割合（例えば、前述の所定蓄電割合Ｓ２など）を許容下限蓄電割合Ｓｒｅｆに設定するものとしてもよい。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、冷間時に駐車状態でバッテリ５０の充電要求がなされていてエンジン２２からの出力パワーＰｅが閾値Ｐｒｅｆより大きくなるときに出力過剰状態であると判定するものとしたが、これに限られず、例えば、バッテリ５０の充電要求がなされていて出力パワーＰｅが閾値Ｐｒｅｆより大きくなるときに、冷間時であるか否かや駐車状態であるか否かに拘わらず出力過剰状態であると判定するものなどとしてもよい。また、バッテリ５０の充電要求がなされていて出力パワーＰｅが閾値Ｐｒｅｆより大きくなる条件に加えて、他の条件、例えば、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が所定値（例えば、０．５ｋＷや０．８ｋＷなど）以下である条件や、要求パワーＰｅ＊が所定パワー（例えば、０．３ｋＷや０．５ｋＷなど）以下である条件などを満たしているときに、出力過剰状態であると判定するものとしてもよい。なお、走行中にバッテリ５０の充電要求がなされているときには、例えば、図５の冷間駐車充電要求時制御ルーチンのステップＳ１１０の処理に代えて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求される要求トルクＴｒ＊とバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とに基づいてエンジン２２の要求パワーＰｅ＊を設定する点を除いて図５の冷間駐車充電要求時制御ルーチンと同様にエンジン２２を制御すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊が出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものとすることができる。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を負荷運転する際には、ステップＳ１１０で設定した要求パワーＰｅ＊を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定してエンジン２２を制御するものとしたが、前述したように、外気温Ｔｏｕｔや吸気温Ｔａが低いときには空気密度が大きく要求パワーＰｅ＊に対して出力パワーＰｅが大きくなりやすいため、出力パワーＰｅの要求パワーＰｅ＊に対する超過を抑制するために、ステップＳ１１０で設定した要求パワーＰｅ＊よりも小さいパワー（例えば、出力パワーＰｅと要求パワーＰｅ＊との差を打ち消すためのフィードバック制御によって要求パワーＰｅ＊を補正したパワーなど）を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定してエンジン２２を制御するものとしてもよい。こうすれば、エンジン２２の運転状態が負荷運転とアイドル運転との間で頻繁に変更されるのを抑制することができ、バッテリ５０の充電要求により対応しやすくすることができる。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とバッテリ５０とを備え、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、エンジンからのパワーを受けて発電機で発電してバッテリを充電可能な構成であれば如何なるものとしてもよく、例えば、図８の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図８における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力する構成としてもよいし、エンジン２２と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とバッテリ５０とのうち動力分配統合機構３０やモータＭＧ２を備えない構成としてもよい。
【００４３】
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される内燃機関装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた内燃機関装置の形態としてもよい。また、こうした内燃機関装置の制御方法の形態としてもよい。
【００４４】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、バッテリ５０が「二次電池」に相当し、電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づくバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣとバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入力制限Ｗｉｎを演算するバッテリＥＣＵ５２が「入力制限設定手段」に相当し、エンジン２２がアイドル運転されているときにアイドル制御量を学習する図７のアイドル学習ルーチンを実行するエンジンＥＣＵ２４が「学習手段」に相当する。バッテリ５０の充電要求がなされているときにエンジン２２から過剰な動力が出力される出力過剰状態であるときにエンジン２２をアイドル運転する際に、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときにはアイドル時間ｔｉｄが所定時間ｔ１以下の間に亘ってエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊にアイドル回転数Ｎｉｄを設定すると共に目標トルクＴｅ＊に値０を設定してエンジンＥＣＵ２４に送信し、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときにはアイドル時間ｔｉｄが所定時間ｔ１よりも短い所定時間ｔ２以下の間に亘ってエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊にアイドル回転数Ｎｉｄを設定すると共に目標トルクＴｅ＊に値０を設定してエンジンＥＣＵ２４に送信する図５の冷間駐車充電要求時制御ルーチンを実行するエンジンＥＣＵ２４と、受信した目標回転数Ｎｅ＊（アイドル回転数Ｎｉｄ）と目標トルクＴｅ＊（値０）とに基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４と、が「制御手段」に相当する。また、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当する。
【００４５】
ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、内燃機関からの動力を用いて発電可能ものであれば如何なるタイプの発電機であっても構わない。「二次電池」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池，ニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、発電機と電力をやりとり可能なものであれば種々の二次電池を用いることができる。「入力制限手段」としては、電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づくバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣとバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入力制限Ｗｉｎを演算するものに限定されるものではなく、蓄電割合ＳＯＣや電池温度Ｔｂの他に例えばバッテリ５０の内部抵抗などに基づいて演算するものなど、二次電池の状態に基づいて二次電池を充電する際の最大許容電力としての入力制限を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「学習手段」としては、エンジン２２がアイドル運転されているときにアイドル制御量を学習するものに限定されるものではなく、内燃機関がアイドル運転されている条件が成立したとき、内燃機関をアイドル運転する際の制御量であるアイドル制御量を学習するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、バッテリ５０の充電要求がなされているときにエンジン２２から過剰な動力が出力される出力過剰状態であるときにエンジン２２をアイドル運転する際に、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときにはアイドル時間ｔｉｄが所定時間ｔ１以下の間に亘ってエンジン２２がアイドル運転されるようエンジン２２を制御し、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときにはアイドル時間ｔｉｄが所定時間ｔ１よりも短い所定時間ｔ２以下の間に亘ってエンジン２２がアイドル運転されるようエンジン２２を制御するものに限定されるものではなく、二次電池を充電するための充電要求に基づいて内燃機関を負荷運転すると二次電池を充電する電力が入力制限を超える程度に内燃機関から過剰な動力が出力される所定条件が成立したとき、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときには第１の所定時間に亘って内燃機関がアイドル運転されるよう内燃機関を制御し、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときには第１の時間よりも短い第２の所定時間に亘って内燃機関がアイドル運転されるよう内燃機関を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００４６】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００４７】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、内燃機関装置や車両の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、８９ 外気温センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６，スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を有する内燃機関装置であって、
前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、
前記発電機と電力をやりとり可能な二次電池と、
前記二次電池の状態に基づいて該二次電池を充電する際の最大許容電力としての入力制限を設定する入力制限設定手段と、
前記内燃機関がアイドル運転されている条件が成立したとき、該内燃機関をアイドル運転する際の制御量であるアイドル制御量を学習する学習手段と、
前記二次電池を充電するための充電要求に基づいて前記内燃機関を負荷運転すると前記二次電池を充電する電力が前記設定された入力制限を超える程度に前記内燃機関から過剰な動力が出力される所定条件が成立したとき、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれていないときには第１の所定時間に亘って前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御し、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれているときには前記第１の時間よりも短い第２の所定時間に亘って前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御する制御手段と、
を備える内燃機関装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関装置であって、
前記制御手段は、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれていないときには前記二次電池に蓄えられた蓄電量の全容量に対する割合である蓄電割合が第１の所定割合以上であることを条件として前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御し、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれているときには前記二次電池の蓄電割合が前記第１の所定割合より大きい第２所定割合以上であることを条件として前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御する手段である、
内燃機関装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の内燃機関装置であって、
前記所定条件は、前記内燃機関から出力される動力が前記設定された入力制限に応じて定められる閾値よりも大きいときに成立する条件である、
内燃機関装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の内燃機関装置と、
車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、
前記二次電池と電力をやりとり可能で、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
を備える車両。
【請求項５】
内燃機関と、該内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、該発電機と電力をやりとり可能な二次電池と、を備え、前記内燃機関がアイドル運転されている条件が成立したとき、該内燃機関をアイドル運転する際の制御量であるアイドル制御量を学習する内燃機関装置の制御方法であって、
前記二次電池を充電するための充電要求に基づいて前記内燃機関を負荷運転すると前記二次電池を充電する電力が前記二次電池を充電する際の最大許容電力としての入力制限を超える程度に前記内燃機関から過剰な動力が出力される所定条件が成立したとき、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれていないときには第１の所定時間に亘って前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御し、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれているときには前記第１の時間よりも短い第２の所定時間に亘って前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御する、
ことを特徴とする内燃機関装置の制御方法。
【請求項１】
内燃機関を有する内燃機関装置であって、
前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、
前記発電機と電力をやりとり可能な二次電池と、
前記二次電池の状態に基づいて該二次電池を充電する際の最大許容電力としての入力制限を設定する入力制限設定手段と、
前記内燃機関がアイドル運転されている条件が成立したとき、該内燃機関をアイドル運転する際の制御量であるアイドル制御量を学習する学習手段と、
前記二次電池を充電するための充電要求に基づいて前記内燃機関を負荷運転すると前記二次電池を充電する電力が前記設定された入力制限を超える程度に前記内燃機関から過剰な動力が出力される所定条件が成立したとき、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれていないときには第１の所定時間に亘って前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御し、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれているときには前記第１の時間よりも短い第２の所定時間に亘って前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御する制御手段と、
を備える内燃機関装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関装置であって、
前記制御手段は、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれていないときには前記二次電池に蓄えられた蓄電量の全容量に対する割合である蓄電割合が第１の所定割合以上であることを条件として前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御し、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれているときには前記二次電池の蓄電割合が前記第１の所定割合より大きい第２所定割合以上であることを条件として前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御する手段である、
内燃機関装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の内燃機関装置であって、
前記所定条件は、前記内燃機関から出力される動力が前記設定された入力制限に応じて定められる閾値よりも大きいときに成立する条件である、
内燃機関装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の内燃機関装置と、
車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、
前記二次電池と電力をやりとり可能で、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
を備える車両。
【請求項５】
内燃機関と、該内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、該発電機と電力をやりとり可能な二次電池と、を備え、前記内燃機関がアイドル運転されている条件が成立したとき、該内燃機関をアイドル運転する際の制御量であるアイドル制御量を学習する内燃機関装置の制御方法であって、
前記二次電池を充電するための充電要求に基づいて前記内燃機関を負荷運転すると前記二次電池を充電する電力が前記二次電池を充電する際の最大許容電力としての入力制限を超える程度に前記内燃機関から過剰な動力が出力される所定条件が成立したとき、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれていないときには第１の所定時間に亘って前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御し、過去に前記アイドル制御量の学習が行なわれているときには前記第１の時間よりも短い第２の所定時間に亘って前記内燃機関がアイドル運転されるよう該内燃機関を制御する、
ことを特徴とする内燃機関装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−９８６３３（Ｐ２０１１−９８６３３Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５４２００（Ｐ２００９−２５４２００）
【出願日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【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２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【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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