JP7198118B2 - ハイブリッド車用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車用制御装置に関し、特に静音性を考慮してエンジンを制御する技術に係る。

近年、自動車等の車両においては、燃料消費量（燃費）や排気ガス有害成分に関する規制が強化され、このような規制は今後もますます強化される傾向にある。特に、燃費に関する規制は、燃料価格の高騰、地球温暖化への影響、エネルギー資源枯渇等の問題により、極めて関心の高い事項である。

このような状況下において、エンジンによって発電した電力をモータに供給して車軸を駆動するハイブリッド車が知られている。ハイブリッドシステムにおいて、エンジンは熱効率が低い低負荷、低回転速度での運転を回避でき、システム全体の熱効率を高めることができる。このようなハイブリッドシステムの例が、例えば特許文献１に開示されている。

特許文献１には、「エンジンのノッキングを検出する手段と、ノッキングが検出された場合にエンジンの回転数の目標値を増大補正する手段」が記載されている。また、特許文献１には、「検出されたエンジンの回転数が所定の制御目標範囲より低い側にある場合にはより小さな値へと、逆に高い側にある場合にはより大きな値へと、発電機の界磁電流を補正」すること、「検出されたエンジンの回転数が所定の制御目標範囲内にある場合に、検出された発電機の発電量が所定の制御目標範囲より小さい側にある場合にはエンジンの負荷がより高くなるよう、逆に大きい側にある場合にはエンジンの負荷がより低くなるよう、エンジンの運転条件を補正することにより、エンジンの回転数及び発電機の発電量を共に制御目標範囲内に制御する」ことが記載されている。

特開平７－２５３０３４号公報

ところで、ハイブリッドシステムでは、エンジンと電動系パワートレインの双方を車両に搭載する必要があり、搭載スペースや重量の観点から、比較的排気量が小さな火花点火エンジンが用いられることが多い。このような小排気量エンジンでは、必要な発電量を得るためにエンジンを比較的高回転速度で運転することになり、これに伴う騒音（以下「エンジン騒音」）を低減することが課題である。

エンジン騒音の低減にはエンジンの回転速度をできるだけ低くすることが有効である。しかし、低い回転速度で高い回転速度の場合と同一の発電出力を得るにはエンジントルクが高くなること、また、火炎伝播に要する時間が長くなることなどから、ノックが発生しやすくなる。したがって、エンジン騒音の低減にはノックを許容限界内に抑えながら、エンジン回転速度を下げることが求められる。

上記特許文献１に記載されたハイブリッドシステムにおいては、ノック発生時にエンジンと発電機を制御し、ノックを低減する技術については開示されているが、静音化を目的としてノックを許容限界内に抑えながら、エンジン回転速度を下げる技術については開示されていない。

本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであり、本発明は、ノックを許容限界内に抑えつつ静音性に優れたハイブリッド車用制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様のハイブリッド車用制御装置は、車輪を駆動するモータと、このモータに電力を供給する発電機と、この発電機を駆動する内燃機関で構成されるエンジンと、を備えるハイブリッド車を制御するハイブリッド車用制御装置であって、エンジン回転速度とエンジントルクとの関係で表されるエンジン動作点における上記エンジンのノックの度合いを示すノック指標値を計算し、そのノック指標値に基づいて、エンジン回転速度及びエンジントルクを制御する制御部、を備える。この制御部は、ノック指標値がノック許容限界値を超えない範囲で、ノック指標値が小さくなるにつれて、目標発電量における目標エンジン回転速度を低く、且つ目標エンジントルクを高く設定する。

また、本発明の他の態様のハイブリッド車用制御装置は、車輪を駆動するモータと、このモータに電力を供給する発電機と、この発電機を駆動する内燃機関で構成されるエンジンと、を備えるハイブリッド車を制御するハイブリッド車用制御装置であって、エンジン回転速度とエンジントルクとの関係で表されるエンジン動作点における上記エンジンのノックの度合いを示すノック指標値を計算し、そのノック指標値に基づいて、エンジン回転速度及びエンジントルクを制御する制御部、を備える。この制御部は、ノック指標値がノック許容限界値を超えない範囲で、上記エンジン以外から発生する少なくともハイブリッド車の走行に基づく音及び車室内の設備に基づく音のいずれか一つを含む背景音の大きさ、又は当該背景音と相関のある物理量の大きさに応じて、目標発電量における目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクを設定する。

また、本発明のさらに他の態様のハイブリッド車用制御装置は、車輪を駆動するモータと、このモータに電力を供給する発電機と、この発電機を駆動する内燃機関で構成されるエンジンと、を備えるハイブリッド車を制御するハイブリッド車用制御装置であって、エンジン回転速度とエンジントルクとの関係で表されるエンジン動作点における上記エンジンのノックの度合いを示すノック指標値を計算し、そのノック指標値に基づいて、エンジン回転速度及びエンジントルクを制御する制御部、を備える。この制御部は、ノック指標値がノック許容限界値を超えない範囲で、選択された運転モードに応じて、目標発電量における目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクを設定する。

本発明の少なくとも一態様によれば、ノックを許容限界内に抑えながらエンジン回転速度を下げることによって、静音性に優れたハイブリッド車用制御装置を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の実施形態に係るハイブリッド車のシステム構成の例を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係るエンジンの断面の例を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係るコントローラの構成例を示すブロック図である。 スロットル開度と燃焼室内に吸入される充填率との関係の例を示す特性図である。 スロットル開度とエンジントルクとの関係の例を示す特性図である。 ノックセンサによる検出結果の例を示す説明図である。 ノック指標値とノックの度合いとの関係の例を示す特性図である。 誘導発電機の断面の例を示す説明図である。 界磁電流と発電負荷トルクとの関係の例を示す特性図である。 界磁電流が一定の場合における、増速ギアの増速比と発電負荷トルクとの関係の例を示す特性図である。 誘導発電機を駆動するエンジン回転速度とエンジントルクに対する発電量との関係の例を示す特性図である。 発電量が増加する過渡状態に係るエンジン動作点の推移の例を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る目標エンジン回転速度と目標エンジントルクの決め方の例を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る加速時に発電量を増加する場合のエンジン動作点の推移の例を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係るコントローラによる処理の手順例を示す説明図である。 エンジン回転速度とエンジントルクで構成される平面における等発電量線の例を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る目標エンジン回転速度と目標エンジントルクの決め方の例を示す説明図である。 本発明の第３の実施形態に係る等発電量線上でエンジン動作点が推移する過程でノック指標値を検出する例を示す説明図である。 本発明の第３の実施形態に係るエンジン動作点が推移する過程のノック指標値、エンジン回転速度、及びエンジントルクの推移の例を示す説明図である。 本発明の第４の実施形態に係るコントローラの構成例を示すブロック図である。 本発明の第４の実施形態に係る背景音の大きさに応じて等発電量線上のエンジン動作点を変更する例を示す説明図である。 背景音を決めるパラメータと背景音との相関の例を示す特性図である。 本発明の第５の実施形態に係るコントローラの構成例を示すブロック図である。 本発明の第５の実施形態に係る運転モードに応じて等発電量線上のエンジン動作点を変更する例を示す説明図である。 本発明の第６の実施形態として、第４の実施形態を第１の実施形態に適用した例を示す説明図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と記述する）の例について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び添付図面において実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

＜１．第１の実施形態＞
［ハイブリッド車のシステム構成］
まず、本発明が適用されるハイブリッド車のシステム構成の例を説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るハイブリッド車のシステム構成の例を示す。以降の各実施形態においても、図１に示すハイブリッド車のシステム構成を例に説明する。

図１に示すハイブリッド車において、エンジン１、増速ギア２、及び誘導発電機３がシリーズに接続されている。エンジン１の軸出力は、増速ギア２によって誘導発電機３に適した回転速度に増速され、誘導発電機３を駆動する。また、増速ギア２は、可変ギアシステムとして構成されており、その増速比を変更可能である。誘導発電機３によって発電された三相交流電力は、整流器４によって直流電力に変換された後、インバータ６とバッテリ５に供給される。直流電力はインバータ６で再度三相交流電力に変換された後、誘導モータ７に供給される。誘導モータ７は、トランスアクスル８を介して左右の車輪９を駆動する。

コントローラ１２は、ハイブリッド車５０の各構成要素を制御したり、各種のデータ処理を実行したりするハイブリッド車用制御装置の一例である。例えばコントローラ１２は、アクセル、ブレーキ、車速、及びギアポジションなどの情報から車両の駆動に必要なモータ出力を求め、インバータ６を制御して、誘導モータ７に所定の電力量を供給する制御を行う。また、コントローラ１２は、エンジン１の出力、増速ギア２の増速比、誘導発電機３の界磁電流を制御し、車両の動力系全体をマネージメントする。コントローラ１２には、一例としてＥＣＵ（Electronic Control Unit）が用いられる。

［エンジン］
図２は、エンジン１の断面の例を示す。エンジン１は、火花点火４サイクルガソリンエンジンの例であり、エンジンヘッドとシリンダ１３、ピストン１４、吸気弁１５、及び排気弁１６によって燃焼室が形成されている。エンジン１では、燃料噴射弁１８がエンジンヘッドに設けられるとともに、燃料噴射弁１８の噴射ノズルが燃焼室内に貫通していることにより、所謂、筒内直接噴射式の内燃機関を構成している。また、エンジンヘッドには点火プラグ１７も併設されている。燃焼用の空気は、エアクリーナ１９、スロットルバルブ２０、及び吸気ポート２１を通って、燃焼室内に取り込まれる。そして、燃焼室から排出される燃焼後のガス（排気ガス）は、排気ポート２４、及び触媒コンバータ２５を通って大気に排出される。

燃焼室に取り込まれる空気の量は、スロットルバルブ２０上流側に設けられたエアフローセンサ２２によって計量される。また、燃焼室から排出されたガス（排気）の空燃比は、触媒コンバータ２５の上流側に設けられた空燃比センサ２７によって検出される。また、シリンダ１３とクランクケースを一体化した構造のシリンダブロック（図示略）にはノックセンサ１０が設けられている。ノックセンサ１０は、燃焼室内のノック状態量に応じた検出信号を出力する。

さらに、クランクシャフトの軸部には、タイミングロータ２６（シグナルロータ）が設けられている。タイミングロータ２６に配置されたクランク角センサ１１は、タイミングロータ２６の信号を検出することでクランクシャフトの回転と位相、即ちエンジン回転速度を検出する。ノックセンサ１０及びクランク角センサ１１の検出信号は、コントローラ１２へ取り込まれ、コントローラ１２においてエンジン１の状態検知や運転制御に利用される。

コントローラ１２は、スロットルバルブ２０の開度（以下「スロットル開度」と表記する。）、燃料噴射弁１８による燃料噴射開始と終了のタイミング、点火プラグ１７による点火時期などを出力し、エンジン１を所定の運転状態に制御する。

本発明は、特に火花点火機関などのノックが発生する可能性のある機関に適用して好適であり、ノックを許容限界内に抑えつつ静音性に優れたハイブリッド車を提供できる。なお、図２にはエンジン１の燃焼室の構成を示すため単一気筒のみを示したが、本発明の実施形態に係るエンジン1は、複数の気筒から構成される多気筒エンジンであってもよい。

［コントローラ］
図３は、コントローラ１２の構成例を示すブロック図である。コントローラ１２は、不図示のシステムバスを介して相互に電気的に接続された入出力部１２１、制御部１２２、及び記憶部１２３を備える。

入出力部１２１は、図示しない入力ポートや出力ポートを備え、車両内の各装置や各センサに対して入力及び出力の処理を行う。例えば、入出力部１２１は、入力された信号に対してノイズ除去等の信号処理を行い、当該信号を制御部１２２へ送る。また、入出力部１２１は、制御部１２２のコマンドに従い制御信号を各装置へ出力する。

制御部１２２は、車両の動力系及び電気系を制御する。例えば制御部１２２は、内燃機関で構成されるエンジン１のノック状態に応じてエンジン動作点を制御する。制御部１２２は、ノック指標値算出部１２２ａと、目標値決定部１２２ｂと、駆動制御部１２２ｃとを備える。

ノック指標値算出部１２２ａは、エンジン１のエンジン動作点におけるノックの度合いを示すノック指標値を周期的に算出し、算出したノック指標値を目標値決定部１２２ｂへ出力する。エンジン動作点は、後述するようにエンジン回転速度とエンジントルクとの関係で表される（図１３参照）。

目標値決定部１２２ｂは、ノック指標値算出部１２２ａで算出された現在のノック指標値を元に、誘導発電機３の目標発電量におけるエンジン１の目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクを決定する。

駆動制御部１２２ｃは、目標値決定部１２２ｂで決定された目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクに基づいて、エンジン１及び／又は誘導発電機３の駆動を制御する。

記憶部１２３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性のメモリ、又はＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性のメモリである。記憶部１２３には、コントローラ１２が備える演算処理装置（図示略）により実行される制御プログラムが記録されている。演算処理装置が、記憶部１２３から制御プログラムを読み出して実行することにより、制御部１２２の各ブロックの機能が実現される。例えば演算処理装置として、ＣＰＵ（central processing unit）やＭＰＵ（micro processing unit）を用いることができる。なお、コントローラ１２が半導体メモリ等からなる不揮発性の補助記憶装置を有し、上記の制御プログラムが補助記憶装置に格納されていてもよい。

なお、本発明は、エンジンを発電専用とするタイプのハイブリッド車のエンジン動作点制御に適用して好適である。但し、エンジンを発電専用としないタイプのハイブリッド車にも適用できることは勿論である。

［スロットル開度と充填率］
図４は、スロットル開度と燃焼室内に吸入される空気の充填率との関係の例を示す特性図である。図４の横軸はスロットル開度（ｄｅｇ）、縦軸は充填率（％）を表す。スロットル開度と充填率は、図４に示されるように一意的に決定されるので、両者の関係を予めキャリブレーション（事前測定）等で求めておくことで、目標充填率から設定すべきスロットル開度を得ることができる。

［スロットル開度とエンジントルク］
図５は、スロットル開度とエンジントルクとの関係の例を示す特性図である。図５の横軸はスロットル開度（ｄｅｇ）、縦軸はエンジントルク（Ｎｍ）を表す。図５の例では、空燃比が一定、且つ点火時期が最適点火時期（Minimum advance for the Best Torque:MBT）としている。本実施形態のエンジン１では、空燃比センサ２７で検出された排気の空燃比が理論空燃比になるように、フィードバック制御によって、燃料噴射弁１８からの１サイクルあたりの燃料噴射量が決定される。このため、図５に示すようにエンジントルクは、スロットル開度によって一意的に決定される。

［ノックセンサの検出結果］
図６は、ノックセンサ１０による検出結果の例を示す。図６の横軸は時間、縦軸はノックセンサ出力値を表す。ノックセンサ１０は、エンジンブロックの振動音を検出する音響センサ（マイクロホン）である。ノックにより発生した振動がノックセンサ１０で検出され、その時間履歴がコントローラ１２に取り込まれる。コントローラ１２において、制御部１２２（ノック指標値算出部１２２ａ）は、振動の振幅を予め定めたノック判定閾値と比較し、振幅がノック判定閾値より大きい場合にはノックが発生したと判定する。

一般的に、ノックにはその頻度や強度に許容限界があり、この許容限界を超えるとエンジンが破損したり、ノック音によって車両の快適性が損なわれたりするおそれがある。したがって、ノックが許容限界以下になるようにエンジン動作点を決める必要がある。そのためには、ノックの度合いを定量的に示すことができる指標値を、エンジン制御に適用することが望ましい。

そこで、本発明の各実施形態においては、所定時間内のノック発生回数をカウントし、それをノック指標値とする。あるいは、所定期間内での振動の最大振幅Ａｍａｘ、又は所定期間内での振動の平均振幅をノック指標値とする。すなわちノック指標値は、ノック発生頻度又はノック強さで定義されるノック度合いを示す値となる。

［ノック指標値とノックの度合い］
図７は、ノック指標値とノックの度合いとの関係の例を示す特性図である。図７の横軸はノック指標値、縦軸はノックの度合いを表しており、ノックの度合いが高いほど、ノック指標値は大きな値を示す。エンジン１のエンジン動作点は、ノック指標値がノック許容限界値Ｌｉを超えないように制御される。

ノック指標値は、上記の方法以外にも種々の決め方が考えられる。例えばエンジン１に不図示の筒内圧力センサを設け燃焼時の筒内圧力の振動からノックの頻度やノックの強さを検出することで、ノック指標値を求めてもよい。さらに、ノックの頻度や強さを、充填率、回転速度、及び空気温度などから作成された数学モデルによって推定したり、キャリブレーションなどで作成されたマップを参照して推定したりしてもよい。

［誘導電動機］
図８は、誘導発電機３の断面の例を示す。誘導発電機３は、固定子３１に巻かれたコイル３２によって発生した磁界内で電力負荷３５に接続された回転子３３を回転させることで、交流電力を発生するものである。誘導発電機３は、固定子３１のコイル３２に流す界磁電流Ｉの大きさ、及び回転子３３の回転速度によって発電量を調整することができる。コントローラ１２の駆動制御部１２２ｃが、可変電源３４の電圧制御を行うことで界磁電流Ｉの大きさを制御する。例えば、回転子３３の回転速度が一定であれば、界磁電流Ｉが大きいほど発電量は大きくなる。また、界磁電流Ｉが一定であれば、回転子３３の回転速度が速いほど発電量は大きくなる。またエンジン１から見た誘導発電機３の負荷トルク（以下「発電負荷トルク」と表記する。）は、界磁電流Ｉの大きさによって変わる。

［界磁電流と発電負荷トルク］
図９は、界磁電流と発電負荷トルクとの関係の例を示す特性図である。図９の横軸は界磁電流、縦軸は発電負荷トルクを表す。図９に示されるように、界磁電流が大きくなるほど発電負荷トルクは高くなる。したがって、誘導発電機３では、界磁電流の大きさをコントローラ１２で調整することで、発電負荷トルクと発電量を制御することができる。

なお、ハイブリッド車５０に用いられる発電機は、本実施形態で示された誘導発電機３に限定されるものではない。例えば永久磁石同期発電機であっても構わない。永久磁石同期発電機の場合には、界磁電流の代わりにインバータの電流制御によって発電負荷トルクと発電量の制御が行われる。

また、増速ギア２の増速比によっても、上記の界磁電流と同様の制御が可能である。エンジン回転速度が一定であれば、増速ギア２の増速比が高いほど誘導発電機３の回転速度が高くなり発電量は大きくなる。

［増速比と発電負荷トルク］
図１０は、界磁電流が一定の場合における、増速ギア２の増速比と発電負荷トルクとの関係の例を示す特性図である。図１０の横軸は増速比、縦軸は発電負荷トルクを表す。図１０に示されるように、界磁電流が一定であれば、増速比が大きくなるほど発電負荷トルクは高くなる。つまり、エンジン１から見れば、負荷が増加したように見える。したがって、増速ギア２の増速比をコントローラ１２で調整することで、発電負荷トルクと発電量を制御することができる。

［エンジン回転速度とエンジントルク］
図１１は、誘導発電機３を駆動するエンジン回転速度とエンジントルクに対する発電量との関係の例を示す特性図である。図１１の横軸はエンジン回転速度（ｒ／ｍｉｎ）、縦軸はエンジントルク（Ｎｍ）を表す。図１１では、単位時間あたりの燃料噴射量を一定としている。

発電量は、エンジントルクとエンジン回転速度との積に比例するため、図１１に示される等発電量線に沿ってエンジントルクとエンジン回転速度との積が一定、すなわち発電量が一定となる。したがって、等発電量線上に沿ってエンジン回転速度とエンジントルクを変えることで、種々のエンジン動作点において一定の発電量を得ることができる。

［エンジン動作点の変更方法］
次に、ハイブリッド車５０において誘導発電機３による発電量を変更する場合を想定し、本実施形態によるエンジン動作点の変更方法について説明する。

図１２は、発電量が“Ｐ０”から“Ｐ１”へ増加する過渡状態におけるエンジン動作点の推移の例を示す。図１２の横軸はエンジン回転速度（ｒ／ｍｉｎ）、縦軸はエンジントルク（Ｎｍ）を表し、エンジン動作点Ａは、発電量Ｐ０における現在のエンジン動作点を示す。発電量Ｐ０のエンジン動作点Ａから発電量Ｐ１に移行する場合には、発電量Ｐ１の等発電量線上の任意のエンジン動作点が選択できる。その中の代表点としてエンジン動作点Ｂ１及びエンジン動作点Ｂ２が図１２に示されている。一例として、エンジン動作点Ａのエンジン回転速度とエンジントルクが（Ｖ０，Ｔ０）、エンジン動作点Ｂ１のエンジン回転速度とエンジントルクが（Ｖ１，Ｔ１）と示されている。

エンジン動作点Ｂ１とエンジン動作点Ｂ２を比較すると、エンジン動作点Ｂ１はエンジン回転速度が低く、エンジントルクは高い。エンジン動作点Ｂ１ではエンジン回転速度が低いためエンジン騒音は比較的小さくなる。また、エンジン動作点Ｂ１ではエンジン回転速度が低くエンジントルクが大きいので、ノック度合いが高くなる。一方、エンジン動作点Ｂ２ではエンジン回転速度が高く、エンジントルクは低い。したがって、エンジン動作点Ｂ２ではエンジン騒音は比較的高く、ノック度合いは低くなる。このように、２つのエンジン動作点Ｂ１とエンジン動作点Ｂ２は、騒音とノックに対してトレードオフの関係にある。

騒音低減の観点からは、発電量Ｐ１の等発電量線上のできるだけエンジン回転速度の低いエンジン動作点を選択するのが望ましい。しかし、エンジン回転速度をどこまで低くできるかは、エンジン動作点Ａにおけるノックの度合いに依存する。既述したように、低い回転速度で高い回転速度の場合と同一の発電出力を得るのにはエンジントルクが高くなり、また、火炎伝播に要する時間が長くなることなどから、ノックが発生しやすくなる。

［目標回転速度と目標エンジントルクの決め方］
図１３は、第１の実施形態に係る目標エンジン回転速度と目標エンジントルクの決め方の例を示す。図１３の横軸はノック指標値、縦軸はトルク／回転速度／マージンを表す。

図１３に示されるように本実施形態では、制御部１２２は、切替え前の発電量Ｐ０のエンジン動作点Ａにおけるノック指標値“Ｎａ”に応じて、切替え後の発電量Ｐ１のエンジン動作点における目標エンジン回転速度“Ｖ１”と目標エンジントルク“Ｔ１”を決める。より詳細には、エンジン動作点Ａにおけるノック指標値が低い場合には、エンジン動作点Ａにおけるノック指標値が高い場合に比べて、目標エンジン回転速度が低く、且つ目標エンジントルクが高く設定される。このとき、目標エンジン回転速度と目標エンジントルクとの積が一定、すなわち発電量が一定（＝Ｐ１）となるように、目標エンジン回転速度と目標エンジントルクの組み合わせを決定する。例えば図１３では、目標エンジン回転速度のノック指標値に対する特性は、正の傾きの直線で表され、目標エンジントルクのノック指標値に対する特性は、負の傾きの直線で表されている。

このように、目標エンジン回転速度と目標エンジントルクを決定することで、次に示す効果を得ることができる。エンジン動作点Ａのノック度合いが低い場合には、切替え後の発電量Ｐ１においてノックに対する裕度（ノック許容限界値Ｌｉまでのマージン、余裕の度合い）が大きいと推測されるので、極力エンジン回転速度を低く設定することで、変更後のエンジン動作点を変更後のエンジン騒音を抑えることができる。一方、エンジン動作点Ａのノック度合いが高い場合には、変更後の発電量Ｐ１においてノックに対する裕度が小さいと推測されるので、エンジン回転速度を高く設定することで、変更後のエンジン動作点のノック指標値がノック許容限界値Ｌｉを超えることを防止できる。

なお、ノックは燃焼室内のデポジッド（いわゆる堆積物）の状況や、気温、冷却水温、湿度、燃料性状などエンジンの経時変化や環境条件によって、その発生のしやすさや強度が変わる。例えば、燃焼室内のデポジッドが多い場合、燃料のオクタン価が低い場合、温度が高い場合、又は湿度が低い場合には、ノックが発生しやすくなったり、ノックの強度が強くなったりする。

したがって、エンジン動作点は、エンジンの経時変化や環境条件変化によってノックが許容限界を超えないように、所定のマージンを持って設定するのが一般的である。より具体的には、エンジンの経時変化や環境変化を考慮して、例えばノック指標値がノック許容限界値Ｌｉ付近にあるエンジン動作点に対して高回転速度、低トルクのエンジン動作点に設定されることが多い。

これに対して、本実施形態では、エンジン動作点Ａにおけるノック度合いによって、異なる発電量へ移行後のエンジン動作点を決定するので、エンジンの経時変化や環境条件の影響が移行後のエンジン動作点に反映される。本実施形態では、図１３に示すようなノック指標値とエンジン回転速度及びエンジントルクとの関係を示す特性を、発電量別に記憶部１２３に記憶しておく。

［エンジン動作点の推移］
次に、発電量を切り替える場合におけるエンジン動作点の推移の例について説明する。図１４は、第１の実施形態に係る加速時に発電量を増加する場合のエンジン動作点の推移の例を示す。図１４の横軸はエンジン回転速度（ｒ／ｍｉｎ）、縦軸はエンジントルク（Ｎｍ）を表す。図１４において、白抜きの丸記号が従来技術によるエンジン動作点の推移（Ａ→Ａ１→Ａ２→Ａ３）の例であり、黒丸記号が本実施形態によるエンジン動作点の推移（Ａ→Ｂ→Ｃ→Ａ３）の例である。加速に伴い、充電モードにおけるエンジン動作点Ａから、高速モードにおけるエンジン動作点Ａ１，Ａ２，Ａ３又はエンジン動作点Ｂ，Ｃ，Ａ３に移行している。

以上のとおり、本実施形態の記憶部（記憶部１２３）には、第１の目標発電量におけるエンジン動作点（Ａ）から第２の目標発電量（Ｐ１，Ｐ２）におけるエンジン動作点（Ａ１，Ａ２）への推移が設定されたデフォルト設定情報（図１４）が予め記憶されている。そして、制御部（制御部１２２）は、第１の目標発電量と第２の目標発電量（Ｐ１，Ｐ２）との間でエンジン動作点を変更する際に、デフォルト設定情報に設定された第２の目標発電量（Ｐ１，Ｐ２）におけるエンジン動作点（Ａ１，Ａ２）の場合よりも、変更後のエンジン動作点（Ｂ，Ｃ）のエンジン回転速度を低い値に決定し、且つエンジントルクを大きい値に決定するように構成されている。

このように、本実施形態では、発電量の切替えに伴いエンジン動作点を変更する際に、ノックの許容限界の範囲内でデフォルト設定のエンジン動作点よりも、低回転速度、且つ高トルクになるようにエンジン動作点が決定される。これにより、エンジン騒音が従来に比べて低減される。

［コントローラによる処理の手順］
図１５は、コントローラ１２による処理の手順例を示す。図１５には、発電量を変更する場合に、コントローラ１２によって実施されるエンジン１及び誘導発電機３の制御処理が示されている。

発電量切替え時においては、まず制御部１２２のノック指標値算出部１２２ａは、ノックセンサ１０の検出値などを元に、現在のエンジン動作点のノック指標値Ｉを求める（Ｓ１）。

次に、目標値決定部１２２ｂは、ノック指標値Ｉに基づいて図１３に示したノック指標値とエンジン回転速度及びエンジントルクとの相関特性により、目標エンジン回転速度Ｎｅ^＊と目標エンジントルクＴｅ^＊を求める（Ｓ２）。

次に、目標値決定部１２２ｂは、発電量切替え後の目標発電量Ｐ^＊より、目標燃料流量Ｑ^＊を求める（Ｓ３）。発電量と燃料流量には比例関係がありＰ＝Ｋ１×Ｑで表されることから、比例定数Ｋ１を予め定めておくことで、Ｑ^＊＝Ｐ^＊／Ｋ１より目標燃料流量Ｑ^＊を算出することができる。

その後、目標値決定部１２２ｂは、目標燃料流量Ｑ^＊及び目標エンジン回転速度Ｎｅ^＊に基づいて、目標充填率η^＊を求める（Ｓ４）。目標充填率は、η^＊＝Ｋ２×ＡＦ×Ｑ^＊／（Ｎｅ^＊×Ｖｃ）から算出することができる。ここに、Ｋ２は比例定数、ＡＦは空燃比、Ｖｃはエンジン排気量である。

次に、目標値決定部１２２ｂは、図４に示したスロットル開度と充填率との相関特性より、目標充填率η^＊に相当する目標スロットル開度を求める。そして、駆動制御部１２２ｃは、その目標スロットル開度になるようにスロットルバルブ２０に対して開弁指令を出力する（Ｓ５）。

さらに、目標値決定部１２２ｂは、図９に示した界磁電流と発電負荷トルクとの相関特性より、目標エンジントルクＴｅ^＊に相当する目標界磁電流を求める。そして、駆動制御部１２２ｃは、目標界磁電流になるように誘導発電機３に界磁指令を出力する（Ｓ６）。制御部１２２は、図１５に示したフローチャートの各ステップの処理を周期的に、又は指定されたタイミングで実行する。

なお、ステップＳ６において、界磁電流の代わりに増速ギア２の増速比を可変制御してもよい。この場合には、目標値決定部１２２ｂは、図１０に示した増速比と発電負荷トルクとの相関特性より、目標エンジントルクＴｅ^＊に相当する目標増速比を求める。そして、駆動制御部１２２ｃは、その目標増速比になるように増速ギア２に変速指令を出力する。

なお、ここではエンジン回転速度及びエンジントルクを、フィードフォワード制御を用いて決定する例を示したが、これらをフィードバック制御によって決定してもよい。フィードバック制御を利用した場合には、エンジン回転速度や空気流量などの検出結果と制御目標値との差分が小さくなるように繰り返し制御されるので、より精度の高いエンジン動作点設定が可能となる。

以上のとおり、第１の実施形態のハイブリッド車用制御装置（コントローラ１２）は、車輪を駆動するモータ（誘導モータ７）と、モータに電力を供給する発電機（誘導発電機３）と、発電機を駆動する内燃機関で構成されるエンジン（エンジン１）と、を有するハイブリッド車（ハイブリッド車５０）を制御するハイブリッド車用制御装置であって、エンジン回転速度とエンジントルクとの関係で表されるエンジン動作点（Ａ）におけるエンジンのノックの度合いを示すノック指標値を計算し、このノック指標値に基づいて、エンジン回転速度及びエンジントルクを制御する制御部（制御部１２２）、を備えたものである。この制御部は、ノック指標値が小さくなるにつれて、目標発電量（Ｐ１）における目標エンジン回転速度を低く、且つ目標エンジントルクを高く設定するように構成されている。

上述した第１の実施形態によれば、現在のエンジン動作点におけるノック指標値を取得し、ノック指標値がノック許容限界値を超えない範囲で、ノック指標値が小さくなるにつれて、目標発電量における目標エンジン回転速度が低く、且つ目標エンジントルクが高くなるように設定する。これにより、ノックを許容限界内に抑えながら目標発電量におけるエンジン回転速度を下げることによって、静音性に優れたハイブリッド車用制御装置を提供することができる。

また、本実施形態の制御部（制御部１２２）は、目標エンジン回転速度と目標エンジントルクとの積が目標発電量（Ｐ１）に応じて一定となるように、目標エンジン回転速度と目標エンジントルクを決定するように構成されている（図１３参照）。これにより、目標発電量を一定に保ちつつエンジン動作点を変更することができる。

なお、本実施形態では、目標発電量（Ｐ０からＰ１へ）の切り替えが行われる場合、ノック指標値は、目標発電量を切り替える前のエンジン動作状態（エンジン動作点Ａ）で得られる値である。これにより、目標発電量を切り替える前のエンジン動作状態を、変更後のエンジン動作点に反映することができる。

また、本実施形態の制御部（制御部１２２）は、目標エンジン回転速度がノック指標値と正の相関を有し、目標エンジントルクがノック指標値と負の相関を有するエンジン特性（例えば図１３）を記憶する記憶部（記憶部１２３）、を備えたものである。そして、制御部は、上記記憶部に記憶されている上記エンジン特性に基づいて、目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクを決定するように構成されている。

このように、記憶部に上記エンジン特性を記憶しておくことで、制御部はこのエンジン特性を参照して、エンジン騒音が低下する方向にエンジン動作点を変更することできる。

＜２．第２の実施形態＞
第１の実施形態では、発電量を変更する場合において騒音低減を実現するためのエンジン１と誘導発電機３の制御について示した。一方、発電量が一定の場合においても、ノック指標値に基づいたエンジン動作点制御によって、低騒音化を図ることができる。以下では、発電量が一定の場合におけるエンジン動作点制御について図面を用いて説明する。

図１６は、エンジン回転速度とエンジントルクで構成される平面における等発電量線の例を示す。図１６の横軸はエンジン回転速度（ｒ／ｍｉｎ）、縦軸はエンジントルク（Ｎｍ）を表す。図１６において、現在のエンジン動作点Ａを、発電量Ｐの等発電量線に沿って低回転速、度且つ高トルク側のエンジン動作点Ｂに移動すると、発電量Ｐを一定に保ちながらエンジン騒音をエンジン動作点Ａよりも低減できる。

一方、エンジン動作点Ｂは、エンジン回転速度が低くエンジントルクが高いため、エンジン動作点Ａに比べてノックの度合いが増加する。したがって、エンジン動作点Ｂのエンジン回転速度をどの程度低くできるかは、エンジン動作点Ａにおけるノックの度合いに依存する。そこで、本実施形態では、エンジン動作点Ｂのエンジン回転速度とエンジントルクを、エンジン動作点Ａのノック指標値に基づいて決定する。

図１７は、第２の実施形態に係る目標エンジン回転速度と目標エンジントルクの決め方の例を示す。図１７は図１３に示した特性と同様のものであり、図１７の横軸はノック指標値、縦軸はトルク及び回転速度を表す。

図１７に示されるように本実施形態では、目標値決定部１２２ｂは、発電量Ｐのエンジン動作点Ａにおけるノック指標値に応じて、同じ発電量Ｐのエンジン動作点Ｂにおける目標エンジン回転速度と目標エンジントルクを決める。より詳細には、エンジン動作点Ａにおけるノック指標値が低い場合には、エンジン動作点Ａにおけるノック指標値が高い場合に比べて、目標エンジン回転速度を低く、且つ目標エンジントルクを高く設定する。このとき、目標エンジン回転速度と目標エンジントルクとの積が一定、すなわち発電量が一定（＝Ｐ）となるように、目標エンジン回転速度と目標エンジントルクの組み合わせを決定する。

エンジン動作点Ｂにおける目標エンジン回転速度と目標エンジントルクをこのように決定すると、ノックを許容限界以下に保ちながら、現在のエンジン動作点Ａに比べてエンジン騒音を低くすることができる。

また、このようなエンジン動作点制御を定期的に行うことで、発電量が一定の定常運転状態であっても、種々の環境条件変化に対して、エンジン動作点を常に最適状態に保つことができる。一例として、エンジン動作点Ａで運転中に吸気温上昇によりノックが発生した場合、すなわちノックの許容限界を超えた場合に、エンジン動作点を等発電量線上のエンジン動作点Ｂ（低回転速度、低トルク）に変更するといったことが挙げられる。

以上のとおり、第２の実施形態の制御部（制御部１２２）は、変更前のエンジン動作点（Ａ）と変更後のエンジン動作点とで目標発電量（Ｐ）が同じである場合には、エンジン特性（図１７）を参照して、計算したノック指標値を元に目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクを決定するように構成されている。

上述した第２の実施形態によれば、目標発電量を一定に保ったままエンジン騒音を低下させることができる。

＜３．第３の実施形態＞
また、等発電量線に沿ってエンジン動作点Ａからエンジン動作点Ｂへ推移する途中過程におけるノック指標値を検出し、そのノック指標値に基づいてエンジン動作点Ｂのエンジン回転速度とエンジントルクを決めてもよい。この制御方法を本発明の第３の実施形態として、その詳細について説明する。

図１８は、第３の実施形態に係る等発電量線上でエンジン動作点がエンジン動作点Ａからエンジン動作点Ｂへ移る過程でノック指標値を検出する例を示す。図１８の横軸はエンジン回転速度（ｒ／ｍｉｎ）、縦軸はエンジントルク（Ｎｍ）を表す。また、図１９は、第３の実施形態に係るエンジン動作点Ａからエンジン動作点Ｂへ移る過程のノック指標値、エンジン回転速度、及びエンジントルクの推移の例を示す。図１９の横軸は時間、縦軸はエンジン回転速度／エンジントルク（図１９上側）、及びノック指標値（図１９下側）を表す。

図１８に示されるように第３の実施形態では、ノック指標値算出部１２２ａは、エンジン動作点を電力量Ｐの等発電量線に沿って低回転速度、且つ高トルク側へ向かって動かしながら、その過程でノック指標値を検出する。図１８及び図１９の例では、エンジン動作点Ａを出発した時点を時間０とし、時点ｔ１～ｔ３（エンジン動作点ｂ１～ｂ３）においてそれぞれノック指標値を検出した。図１９の上側及び下側に示すように、エンジン動作点の移動に伴いノック指標値が大きくなると、エンジン回転速度が低下し、且つエンジントルクが上昇する。

そして、ノック指標値算出部１２２ａは、ノック指標値がノック許容限界値Ｌｉを超えた時点ｔ３（エンジン動作点ｂ３）で、エンジン動作点の移動を停止する。そして、目標値決定部１２２ｂは、ノック許容限界値Ｌｉを超えたエンジン動作点ｂ３の手前のエンジン動作点を、移行先のエンジン動作点Ｂ（目標エンジン動作点）に設定する。

ここで、ノック指標値がノック許容限界値Ｌｉを超えた場合に、超えたと判定された時点（エンジン動作点ｂ３）よりもエンジン回転速度が所定値だけ大きいエンジン動作点を、エンジン動作点Ｂに設定したが、この例に限らない。例えば、ノック指標値がノック許容限界値Ｌｉを超えたスイープ点（エンジン動作点ｂ３）の一つ前のスイープ点であるエンジン動作点ｂ２を、エンジン動作点Ｂに設定してもよい。

以上のとおり、第３の実施形態の制御部（制御部１２２）は、一発電量線上でノック指標値を参照しながらエンジン（エンジン１）の回転速度を下げることで、エンジン動作点（Ａ）をノックの許容限界（Ｌｉ）のエンジン動作点（Ｂ）に近づける制御を行うように構成されている。このエンジン動作点の制御方法は、第１の実施形態及び第２の実施形態に適用することができる。

上述した第３の実施形態によれば、エンジン回転速度を一定の速度で低下（スイープ）させながら、ノック指標値がノック許容限界値に達しているかどうかを判定し、判定の結果に基づいて移行先のエンジン動作点を決定する。このような構成とした場合、現時点でのノック状態に基づいてエンジン動作点が決定されるため、移行後のエンジン動作点がノックの許容限界に近づき、エンジン騒音を最小化することができる。

＜４．第４の実施形態＞
エンジン騒音に対する許容限界値は一定ではなく、環境条件によって変化する。例えば、車両のロードノイズや風切り音などエンジン以外から発生する騒音（以下「背景音」）が大きい場合には、車両の乗員はエンジン音を感じ難くなり、背景音が小さい場合に比べエンジン騒音に対する許容限界値は大きくなる。特に、エンジンを発電専用とするタイプのハイブリッド車の場合、運転者の指示や走行状態とは関係なくエンジンが駆動するため、運転車や乗員にとってエンジン音は一般的なガソリンエンジン車よりも気になる。したがって、背景音の大きさ（例えば音量［ｄＢ］）や、当該背景音と相関のある部物理量に応じてエンジン動作点を変更してもよい。この制御方法を本発明の第４の実施形態として、その詳細について説明する。

図２０は、第４の実施形態に係るコントローラの構成例を示すブロック図である。図２０に示すように、本実施形態のコントローラ１２Ａは、入出力部１２１、制御部１２２Ａ、及び記憶部１２３を備える。制御部１２２Ａは、第１の実施形態（図３）の制御部１２２に対して背景音演算部１２２ｄを備える。制御部１２２Ａについて、主に第１の実施形態と異なる点に着目して説明する。

背景音演算部１２２ｄは、エンジン１以外から発生する背景音の大きさ（音量）、又は当該背景音と相関のある物理量の大きさを計算し、計算結果を目標値決定部１２２ｂへ出力する。例えば背景音演算部１２２ｄは、車内に配置された音響センサ（図示略）の出力信号から背景音の大きさを計算する。背景音と相関のある物理量については後述する。以下、「背景音」と記載した場合には、背景音と相関のある物理量も含まれうる。

目標値決定部１２２ｂは、背景音演算部１２２ｄから受信した計算結果に応じて、目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクを決定する。ここで、目標値決定部１２２ｂは、ノック指標値算出部１２２ａで算出されるエンジン１のノック指標値を参照しながら、ノック指標値がノック許容限界値Ｌｉ（図１３，１７参照）を超えない範囲で、目標発電量において目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクを決定する。

図２１は、第４の実施形態に係る背景音の大きさに応じて等発電量線上のエンジン動作点を変更する例を示す。図２１の横軸はエンジン回転速度（ｒ／ｍｉｎ）、縦軸はエンジントルク（Ｎｍ）を表す。

本実施形態においては、現在の背景音が小さい場合には現在のエンジン動作点Ａを、エンジン回転速度が低く、且つエンジントルクが高いエンジン動作点Ｂ１に変更する。一方、現在の背景音が大きい場合には現在のエンジン動作点Ａを、エンジン回転速度が高く、且つエンジントルクが低いエンジン動作点Ｂ２に変更する。このとき、目標エンジン回転速度と目標エンジントルクとの積が一定、すなわち発電量が一定（＝Ｐ）となるように、目標エンジン回転速度と目標エンジントルクの組み合わせを決定する。

背景音が小さい場合には、車両の乗員はエンジン音を感じやすいが、本実施形態によれば、目標発電量においてエンジン回転速度が低くなる方向で設定されるので、エンジン騒音を低く抑えることができる。一方、本実施形態によれば、背景音が大きい場合には、目標発電量においてエンジン回転速度が高くなる方向で設定されるので、ノックに対するリスクを低減できる。さらに、背景音が大きい場合には、車両の乗員はエンジン音を感じ難くなるので、エンジン回転速度が上昇してもエンジン騒音による快適性の低下は少ない。

以上のとおり、第４の実施形態のハイブリッド車用制御装置（コントローラ１２）は、車輪を駆動するモータ（誘導モータ７）と、モータに電力を供給する発電機（誘導発電機３）と、発電機を駆動する内燃機関で構成されるエンジン（エンジン１）と、を有するハイブリッド車（ハイブリッド車５０）を制御するハイブリッド車用制御装置であって、エンジン回転速度とエンジントルクとの関係で表されるエンジン動作点（Ａ）におけるエンジンのノックの度合いを示すノック指標値を計算し、このノック指標値に基づいて、エンジン回転速度及びエンジントルクを制御する制御部（制御部１２２Ａ）を備えたものである。この制御部は、ノック指標値がノック許容限界値（Ｌｉ）を超えない範囲で、エンジン以外から発生する背景音の大きさ、又は当該背景音と相関のある物理量の大きさに応じて、目標発電量（Ｐ）における目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクを設定するように構成されている。

また、本実施形態の制御部（制御部１２２Ａ）は、背景音又は当該背景音と相関のある物理量が小さくなるにつれて、目標発電量（Ｐ）における目標エンジン回転速度を低く、且つ目標エンジントルクを高く設定するように構成されている。

上述した第４の実施形態によれば、エンジンのノック指標値がノック許容限界値を超えない範囲で、エンジン以外から発生する背景音の大きさ、又は当該背景音と相関のある物理量の大きさに応じて、エンジン動作点が変更される。このような構成とした場合、ノックを許容限界内に抑えながら、エンジン騒音に対する許容限界値に合わせてエンジン騒音を制御することができるため、エンジン騒音による快適性の低下が抑えられる。

［変形例］
また、本実施形態において背景音が小さい場合に、現在のエンジン動作点Ａをエンジン回転速度が低く、且つエンジントルクが高いエンジン動作点Ｂ１に変更するのに加えて、ノックを低減するエンジン制御を実施してもよい。一方、背景音が大きい場合に、現在のエンジン動作点Ａをエンジン回転速度が高く、且つエンジントルクが低いエンジン動作点Ｂ２に変更するのに加えて、ノックを増加するエンジン制御を実施してもよい。

ノックを増減するエンジン制御としては、例えば点火時期制御が挙げられる。点火時期を遅角化するとノックは減少し、点火時期を進角化するとノックが増加する。また、ノックが増減するエンジン制御としては、例えば圧縮比制御が挙げられる。圧縮比を下げるとノックは減少し、圧縮比を上げるとノックが増加する。その他ノックが増減するエンジン制御として、冷却水温の制御、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）量の制御、及びピストンのオイルジェット量の制御など、種々の制御が考えられる。

これらノックが増減するエンジン制御では、ノックを増加する方向にエンジンを制御するとエンジンの熱効率が高くなるのが一般的である。例えばノック運転領域において点火時期を進角化すると、点火時期がＭＢＴに近づくため熱効率が高くなる。また、圧縮比を上げると、排気損失が減少するため熱効率が高くなる。さらに、冷却水温を高くすると、冷却損失が減少するため熱効率が高くなる。

背景音が小さい場合に、現在のエンジン動作点Ａをエンジン回転速度が低く、且つエンジントルクが高いエンジン動作点Ｂ１に変更すると、ノックに対する裕度が小さくなる。そこで、ノックを低減するエンジン制御を実施することで、ノックに対する裕度が拡大し、さらにエンジン回転速度の低いエンジン動作点に設定することができる。これによって、エンジン音が相対的に顕著となる背景音が小さな環境条件において、さらにエンジン騒音を低減することができる。

一方、背景音が大きい場合に、現在のエンジン動作点Ａをエンジン回転速度が高く、且つエンジントルクが低いエンジン動作点Ｂ２に変更すると、ノックに対する裕度が大きくなる。そこで、ノックを増加するエンジン制御を実施することで、ノック許容限界値Ｌｉを超えることなくエンジンの熱効率を高めることが可能となり、二酸化炭素の排出量と燃料コストを低減することができる。

背景音と相関のある物理量、すなわち背景音の大きさを決めるパラメータとしては、例えば車速（ロードノイズ、風切り音に影響）、車室内の空調風量、音響機器の音量、及び車窓の開度などがある。

図２２は、背景音を決めるパラメータと背景音との相関の例を示す特性図である。図２２の横軸は背景音を決める各パラメータ、縦軸は背景音の大きさ（ｄＢ）を表す。図２２に示される相関から、少なくとも車速、空調風量、音響機器の音量、及び車窓の開度のいずれか一つ、若しくはこれらのパラメータのうち２以上のパラメータの組み合わせを、背景音の大きさを表す指標値として、エンジン動作点の決定に使用してもよい。背景音との相関を示すパラメータとして２以上のパラメータを組み合わせて用いることで、より精度の高いエンジン動作点制御を実施できる。

例えば車速は、エンジン回転速度、増速ギア２の増速比及び車輪の有効半径などを元に求められる。また、空調風量は、空調機器に対する設定風量から得られる。また、音響機器の音量（音圧レベル）は、音響機器に対する設定音量から得られる。また、車窓の開度は、不図示の開度計や操作パネルに入力した設定開度の情報から得られる。

以上のとおり、本実施形態の変形例における制御部（制御部１２２Ａ）は、背景音又は当該背景音と相関のある物理量が小さい場合には、エンジン回転速度が低下する方向、且つエンジントルクが上昇する方向にエンジン動作点（Ａ）を変更すると共に、エンジン（１）に対してノックが低減する制御を実施するように構成されている。また、この制御部は、背景音又は当該背景音と相関のある物理量が大きい場合には、エンジン回転速度が上昇する方向、且つエンジントルクが低下する方向にエンジン動作点（Ａ）を変更すると共に、エンジン（１）に対してノックが増加する制御を実施するように構成されている。

＜５．第５の実施形態＞
第４の実施形態では背景音の大きさ（若しくは背景音と相関のある物理量）を元にエンジン動作点を制御したが、背景音の大きさ等の代わりにユーザーが設定した運転モードに基づいて、エンジン動作点を決定してもよい。この制御方法を本発明の第５の実施形態として、その詳細について説明する。

図２３は、第５の実施形態に係るコントローラの構成例を示すブロック図である。図２３に示すように、本実施形態のコントローラ１２Ｂは、入出力部１２１、制御部１２２Ｂ、及び記憶部１２３を備える。制御部１２２Ｂは、第１の実施形態（図３）の制御部１２２に対してモード判定部１２２ｅを備える。制御部１２２Ｂについて、主に第１の実施形態と異なる点に着目して説明する。

モード判定部１２２ｅは、乗員が車内に設置された図示しない操作パネル又は操作スイッチにより入力した運転モードを判定し、判定結果を目標値決定部１２２ｂへ出力する。本実施形態では運転モードとして、静音を優先するモードと、燃費を優先するモードがあるが、この例に限らない。また、静音優先モードの他に、２以上の運転モードがあってもよい。

目標値決定部１２２ｂは、モード判定部１２２ｅから受信した運転モードに応じて、目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクを決定する。ここで、目標値決定部１２２ｂは、ノック指標値算出部１２２ａで算出されるエンジン１のノック指標値を参照しながら、ノック指標値がノック許容限界Ｌｉを超えない範囲で、目標発電量において目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクを決定する。

図２４は、第５の実施形態に係る運転モードに応じて等発電量線上のエンジン動作点を変更する例を示す。図２４の横軸はエンジン回転速度（ｒ／ｍｉｎ）、縦軸はエンジントルク（Ｎｍ）を表す。

本実施形態においては、静音優先モードと燃費優先モードのいずれかを、ユーザーが選択できるように構成されており、その選択状態を示す情報がコントローラ１２Ｂへ入力される。目標値決定部１２２ｂは、静音優先モードが選択されている場合には現在のエンジン動作点Ａを、エンジン回転速度が低く、且つエンジントルクが高いエンジン動作点Ｂ１に変更する。

一方、目標値決定部１２２ｂは、燃費優先モードが選択されている場合には現在のエンジン動作点Ａを、エンジン回転速度が高く、且つエンジントルクが低いエンジン動作点Ｂ２に変更する。このとき、目標エンジン回転速度と目標エンジントルクとの積が一定、すなわち発電量が一定（＝Ｐ）となるように、目標エンジン回転速度と目標エンジントルクの組み合わせを決定する。

以上のとおり、第５の実施形態のハイブリッド車用制御装置（コントローラ１２）は、車輪を駆動するモータ（誘導モータ７）と、モータに電力を供給する発電機（誘導発電機３）と、発電機を駆動する内燃機関で構成されるエンジン（エンジン１）と、を有するハイブリッド車（ハイブリッド車５０）を制御するハイブリッド車用制御装置であって、エンジン回転速度とエンジントルクとの関係で表されるエンジン動作点（Ａ）におけるエンジンのノックの度合いを示すノック指標値を計算し、このノック指標値に基づいて、エンジン回転速度及びエンジントルクを制御する制御部（制御部１２２Ｂ）を備えたものである。この制御部は、ノック指標値がノック許容限界値（Ｌｉ）を超えない範囲で、選択された運転モード（例えば静音優先モード又は燃費優先モード）に応じて、目標発電量（Ｐ）における目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクを設定するように構成されている。

上述した第５の実施形態によれば、静音優先モードが選択されている場合には、ノック指標値がノック許容限界値を超えない範囲で、目標発電量においてエンジン回転速度が低くなる方向で設定されるので、エンジン騒音を低く抑えることができる。一方、本実施形態によれば、燃費優先モードが選択されている場合には、ノック指標値がノック許容限界値を超えない範囲で、目標発電量においてエンジントルクが低くなる方向で設定されるので、必要なスロットル開度が小さくなり（図５参照）、燃費が向上する。さらに、エンジン回転速度が高くなる方向で設定されるので、ノックに対するリスクを低減できる。

このように、本実施形態は、ノック指標値がノック許容限界値を超えない範囲で、その時々のユーザーの嗜好や状況に、静音性と燃費性能を柔軟に合わせることができるので、ユーザーの希望に合わせて快適性と経済性をバランス良く提供することができる。

［変形例］
また、本実施形態においても第４の実施形態と同様に、静音優先モードの場合に、現在のエンジン動作点Ａをエンジン回転速度が低く、且つエンジントルクが高いエンジン動作点Ｂ１に変更するのに加えて、ノックを低減するエンジン制御を実施してもよい。一方、燃費優先モードの場合に、現在のエンジン動作点Ａをエンジン回転速度が高く、且つエンジントルクが低いエンジン動作点Ｂ２に変更するのに加えて、ノックを増加するエンジン制御を実施してもよい。

以上のとおり、本実施形態の変形例においける制御部（制御部１２２Ｂ）は、運転モードとして静音優先モードが選択されている場合には、エンジン動作点（Ａ）をエンジン回転速度が低下し、且つエンジントルクが上昇する方向に変更すると共に、エンジン（１）に対してノックが低減する制御を実施するように構成されている。また、この制御部は、運転モードとして燃費優先モードが選択されている場合には、エンジン動作点（Ａ）をエンジン回転速度が上昇し、且つエンジントルクが低下する方向に変更すると共に、エンジン（１）に対してノックが増加するエンジン制御を実施するように構成されている。

上記本実施形態の変形例におけるノック増減制御を実施することによる効果は、第４の実施形態の変形例の効果と同じである。

なお、図２４では、静音優先モード又は燃費優先モードが選択されている場合に、同一の運転モードにおいてエンジン動作点を変更する例を説明したが、この例に限らない。例えば、静音優先モードから燃費優先モードへ、又は燃費優先モードから静音優先モードへ切替える場合に、本実施形態を適用してもよい。あるいは、運転モードとして、静音性と燃費性能のバランスがとれた標準モードがあってもよい。この場合、標準モードから他の運転モード（静音優先モード、燃費優先モード）へ、又は他の運転モードから標準モードへ切替える際に、本実施形態が適用される。

＜６．第６の実施形態＞
上述した第４の実施形態に係るエンジン動作点の制御方法は、エンジン動作点の変更前後で目標発電量が同一の場合のみならず、目標発電量が異なる場合にも適用可能である。つまり、第４の実施形態に係る背景音の大きさ（若しくは背景音と相関のある物理量）に応じてエンジン動作点を変更する方法（図２１参照）を、第１の実施形態に係る発電量切替え時のエンジン動作点制御（図１２参照）に適用してもよい。この制御方法を本発明の第６の実施形態として、その詳細について説明する。

図２５は、第６の実施形態として、第４の実施形態に係る背景音の大きさに応じてエンジン動作点を変更する方法を、第１の実施形態に係る発電量切替え時のエンジン動作点制御に適用した例を示す説明図である。図２５の横軸はエンジン回転速度（ｒ／ｍｉｎ）、縦軸はエンジントルク（Ｎｍ）を表す。

本実施形態においては、発電量Ｐ０における現在の背景音が小さい場合には現在のエンジン動作点Ａを、変更後の発電量Ｐ１の等発電量線上におけるエンジン回転速度が低く、且つエンジントルクが高いエンジン動作点Ｂ１に変更する。一方、発電量Ｐ０における現在の背景音が大きい場合には現在のエンジン動作点Ａを、変更後の発電量Ｐ１の等発電量線上におけるエンジン回転速度が高く、且つエンジントルクが低いエンジン動作点Ｂ２に変更する。このとき、ノック指標値がノック許容限界値（Ｌｉ）を超えない範囲で、目標エンジン回転速度と目標エンジントルクとの積が一定、すなわち発電量が一定（＝Ｐ１）となるように、目標エンジン回転速度と目標エンジントルクの組み合わせを決定する。

上述した第６の実施形態によれば、背景音が小さい場合には、発電量切替え後のエンジン回転速度が低くなる方向で設定されるので、エンジン騒音を低く抑えることができる。一方、本実施形態によれば、背景音が大きい場合には、発電量切替え後のエンジン回転速度が高くなる方向で設定されるので、ノックに対するリスクを低減できる。さらに、背景音が大きい場合には、エンジン回転速度が上昇してもエンジン騒音による快適性の低下は少ない。

＜７．第７の実施形態＞
上述した第５の実施形態に係るエンジン動作点の制御方法は、エンジン動作点の変更前後で目標発電量が同一の場合のみならず、目標発電量が異なる場合にも適用可能である。つまり、第５の実施形態に係る運転モードに応じてエンジン動作点を変更する方法（図２４参照）を、第１の実施形態に係る発電量切替え時のエンジン動作点制御（図１２参照）に適用してもよい。この制御方法を本発明の第７の実施形態として、その詳細について説明する。

本実施形態においては、運転モードが静音優先モードである場合には発電量Ｐ０における現在のエンジン動作点Ａを、変更後の発電量Ｐ１の等発電量線上におけるエンジン回転速度が低く、且つエンジントルクが高いエンジン動作点Ｂ１に変更する。一方、運転モードが静音優先モードである場合には発電量Ｐ０における現在のエンジン動作点Ａを、変更後の発電量Ｐ１の等発電量線上におけるエンジン回転速度が高く、且つエンジントルクが低いエンジン動作点Ｂ２に変更する。このとき、ノック指標値がノック許容限界値Ｌｉを超えない範囲で、目標エンジン回転速度と目標エンジントルクとの積が一定、すなわち発電量が一定（＝Ｐ１）となるように、目標エンジン回転速度と目標エンジントルクの組み合わせを決定する。

上述した第７の実施形態によれば、静音優先モードが選択されている場合には、発電量切替え後のエンジン回転速度が低くなる方向で設定されるのでエンジン騒音を低く抑えることができる。一方、本実施形態によれば、燃費優先モードが選択されている場合には、発電量切替え後のエンジントルクが低くなる方向で設定されるので、必要なスロットル開度が小さくなり（図５参照）、燃費が向上する。さらに、エンジン回転速度が高くなる方向で設定されるので、ノックに対するリスクを低減できる。

さらに、本発明は上述した各実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。

例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するためにハイブリッドシステムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成要素を備えるものに限定されない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成要素に置き換えることは可能である。また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成要素を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成要素の追加、削除、置換をすることも可能である。

また、上記のコントローラ１２の各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。

１…エンジン、 ３…誘導発電機、 ５…バッテリ、 ７…誘導モータ、 １０…ノックセンサ、 １１…クランク角センサ、 １２，１２Ａ，１２Ｂ…コントローラ、 １７…点火プラグ、 １２２，１２２Ａ，１２２Ｂ…制御部、 １２１…入出力部、 １２２ａ…ノック評価値算出部、 １２２ｂ…目標値決定部、 １２２ｃ…駆動制御部、 １２２ｄ…背景音演算部、 １２２ｅ…モード判定部、 １２３…記憶部

Claims (14)

1. 車輪を駆動するモータと、前記モータに電力を供給する発電機と、前記発電機を駆動する内燃機関で構成されるエンジンと、を備えるハイブリッド車を制御するハイブリッド車用制御装置であって、
   エンジン回転速度とエンジントルクとの関係で表されるエンジン動作点における前記エンジンのノックの度合いを示すノック指標値を計算し、前記ノック指標値に基づいて、エンジン回転速度及びエンジントルクを制御する制御部、を備え、
   前記制御部は、前記ノック指標値がノック許容限界値を超えない範囲で、前記ノック指標値が小さくなるにつれて、目標発電量における目標エンジン回転速度を低く、且つ目標エンジントルクを高く設定する
   ハイブリッド車用制御装置。
2. 前記制御部は、
   前記目標エンジン回転速度と前記目標エンジントルクとの積が前記目標発電量に応じて一定となるように、前記目標エンジン回転速度と前記目標エンジントルクを決定する
   請求項１に記載のハイブリッド車用制御装置。
3. 前記目標エンジン回転速度が前記ノック指標値と正の相関を有し、前記目標エンジントルクが前記ノック指標値と負の相関を有するエンジン特性を記憶する記憶部、を備え、
   前記制御部は、前記記憶部に記憶されている前記エンジン特性に基づいて、前記目標エンジン回転速度及び前記目標エンジントルクを決定する
   請求項２に記載のハイブリッド車用制御装置。
4. 前記記憶部は、第１の目標発電量におけるエンジン動作点から前記第１の目標発電量よりも多い第２の目標発電量におけるエンジン動作点への推移が設定されたデフォルト設定情報を予め記憶しており、
   前記制御部は、前記第１の目標発電量から前記第２の目標発電量へ前記エンジン動作点を変更する際に、前記デフォルト設定情報に設定された前記第２の目標発電量における前記エンジン動作点の場合よりも、変更後の前記エンジン動作点の前記エンジン回転速度を低い値に決定し、且つ前記エンジントルクを大きい値に決定する
   請求項３に記載のハイブリッド車用制御装置。
5. 前記目標発電量の切り替えが行われる場合、前記ノック指標値は、前記目標発電量を切り替える前のエンジン動作状態で得られる値である
   請求項２に記載のハイブリッド車用制御装置。
6. 前記制御部は、
   変更前の前記エンジン動作点と変更後のエンジン動作点とで前記目標発電量が同じである場合には、前記エンジン特性を参照して、前記ノック指標値を元に前記目標エンジン回転速度及び前記目標エンジントルクを決定する
   請求項３に記載のハイブリッド車用制御装置。
7. 前記制御部は、
   同一発電量線上で前記ノック指標値を参照しながら前記エンジンの回転速度を下げることで、前記エンジン動作点をノックの許容限界のエンジン動作点に近づける
   請求項１に記載のハイブリッド車用制御装置。
8. 車輪を駆動するモータと、前記モータに電力を供給する発電機と、前記発電機を駆動する内燃機関で構成されるエンジンと、を備えるハイブリッド車を制御するハイブリッド車用制御装置であって、
   エンジン回転速度とエンジントルクとの関係で表されるエンジン動作点における前記エンジンのノックの度合いを示すノック指標値を計算し、前記ノック指標値に基づいて、エンジン回転速度及びエンジントルクを制御する制御部、を備え、
   前記制御部は、前記ノック指標値がノック許容限界値を超えない範囲で、前記エンジン以外から発生する少なくとも前記ハイブリッド車の走行に基づく音及び車室内の設備に基づく音のいずれか一つを含む背景音の大きさ、又は当該背景音と相関のある物理量の大きさに応じて、目標発電量における目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクを設定する
   ハイブリッド車用制御装置。
9. 前記制御部は、
   前記背景音又は当該背景音と相関のある物理量が小さくなるにつれて、目標発電量における目標エンジン回転速度を低く、且つ目標エンジントルクを高く設定する
   請求項８に記載のハイブリッド車用制御装置。
10. 前記制御部は、
    前記背景音又は当該背景音と相関のある物理量が小さい場合には、前記エンジン回転速度が低下する方向、且つ前記エンジントルクが上昇する方向に前記エンジン動作点を変更すると共に、前記エンジンに対してノックが低減する制御を行い、
    前記背景音又は当該背景音と相関のある物理量が大きい場合には、前記エンジン回転速度が上昇する方向、且つ前記エンジントルクが低下する方向に前記エンジン動作点を変更すると共に、前記エンジンに対してノックが増加する制御を行う
    請求項８に記載のハイブリッド車用制御装置。
11. 前記背景音と相関のある物理量は、少なくとも前記ハイブリッド車の車速、空調の風量、音響機器の音量、及び車窓の開度のいずれか一つ、若しくはこれらの物理量のうち２以上の物理量の組み合わせである
    請求項８乃至１０のいずれか一項に記載のハイブリッド車用制御装置。
12. 車輪を駆動するモータと、前記モータに電力を供給する発電機と、前記発電機を駆動する内燃機関で構成されるエンジンと、を備えるハイブリッド車を制御するハイブリッド車用制御装置であって、
    エンジン回転速度とエンジントルクとの関係で表されるエンジン動作点における前記エンジンのノックの度合いを示すノック指標値を計算し、前記ノック指標値に基づいて、エンジン回転速度及びエンジントルクを制御する制御部、を備え、
    前記制御部は、前記ノック指標値がノック許容限界値を超えない範囲で、選択された運転モードに応じて、目標発電量における目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクを設定する
    ハイブリッド車用制御装置。
13. 前記制御部は、
    前記運転モードとして静音優先モードが選択されている場合には、前記エンジン回転速度が低下し、且つ前記エンジントルクが上昇する方向にエンジン動作点を変更すると共に、前記エンジンに対してノックが低減する制御を行い、
    前記運転モードとして燃費優先モードが選択されている場合には、前記エンジン回転速度が上昇し、且つ前記エンジントルクが低下する方向にエンジン動作点を変更すると共に、前記エンジンに対してノックが増加する制御を行う
    請求項１２に記載のハイブリッド車用制御装置。
14. 前記内燃機関は火花点火機関である
    請求項１、８、又は１２のいずれか一項に記載のハイブリッド車用制御装置。

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