JP2008240636A - 車両およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの排気系に導入されたガスがＨＣ吸着剤を通過するガス流路と排気系に導入されたガスがＨＣ吸着剤をバイパスして触媒を通過するガス流路とを切り替える切替弁の駆動に伴う騒音によって運転者が違和感を感じるのを抑制する。
【解決手段】切替弁の開弁が要求されたときには、エンジンが運転されている最中のときにはエンジンの運転停止を禁止し運転停止を禁止した後に切替弁が素早く開弁されるよう１００％などの大きいデューティ比Ｄ１でＶＳＶを駆動制御し切替弁の開弁が完了した後にエンジンの運転停止の禁止を解除し（Ｓ１３０〜Ｓ１６０）、エンジンが運転されている最中にないときには切替弁が徐々に開弁されるようデューティ比Ｄ１よりも小さい５０％などのデューティ比Ｄ２でＶＳＶを駆動制御する（Ｓ１７０，Ｓ１８０）。
【選択図】図４

Description

本発明は、排気系に排気ガスを浄化する浄化用触媒と未燃焼ガスを吸着する未燃焼ガス吸着手段とが設けられた間欠運転が可能な内燃機関を備える車両およびその制御方法に関する。

従来、この種の車両としては、排気管内に排気ガスを浄化する触媒とＨＣガスを吸着するＨＣ吸着剤とを有する浄化装置が取り付けられたエンジンを搭載するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、触媒のガス流路とＨＣ吸着剤のガス流路とを切替弁によって切り替えることにより、触媒の活性化していない低温時にはＨＣ吸着材のガス流路を開放することにより排気管を流れる排気ガス中のＨＣガスをＨＣ吸着剤によって吸着させ、エンジンの暖機が完了して触媒の活性化したときには触媒のガス流路を開放することにより排気管を流れる排気ガスを触媒によって浄化している。なお、切替弁は、電磁弁とダイヤフラムとからなるアクチュエータによりエンジンの吸気系の負圧を用いて駆動されている。
特開平０８−１６５９２０号公報

上述した車両では、浄化装置のガス流路を切り替える際の切替弁の駆動により駆動音が生じる場合がある。切替弁の駆動は、通常、運転者の操作とは関係なく行なわれることから、切替弁の駆動に伴う駆動音の発生は運転者に違和感を与える場合がある。

本発明の車両およびその制御方法は、浄化用触媒と未燃焼ガス吸着手段とのガス流路の切替を行なう切替弁の駆動を運転者に違和感を与えることなく行なうことを目的とする。

本発明の車両およびその制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の車両は、
排気系に排気ガスを浄化する浄化用触媒と未燃焼ガスを吸着する未燃焼ガス吸着手段とが設けられた間欠運転が可能な内燃機関を備える車両であって、
アクチュエータにより動作速度を変更可能に駆動され、前記排気系に導入されたガスの全てが前記未燃焼ガス吸着手段を通過する第１のガス流路と前記排気系に導入されたガスの少なくとも一部が前記未燃焼ガス吸着手段をバイパスして前記浄化用触媒を通過する第２のガス流路とを切り替える切替弁と、
前記第１のガス流路から前記第２のガス流路への切替要求がなされたとき、前記内燃機関の間欠運転状態に基づく前記切替弁の動作速度の変更を伴って該ガス流路が切り替えられるよう前記アクチュエータを駆動制御する制御手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の車両では、排気系に導入されたガスの全てが未燃焼ガス吸着手段を通過しする第１のガス流路から排気系に導入されたガスの少なくとも一部が未燃焼ガス吸着手段をバイパスして浄化用触媒を通過する第２のガス流路への切替要求がなされたとき、内燃機関の間欠運転状態に基づく切替弁の動作速度の変更を伴ってガス流路が切り替えられるよう切替弁を駆動するアクチュエータを駆動制御する。内燃機関の間欠運転状態によって切替弁の動作速度を変更するのは、内燃機関の運転に伴う暗騒音の程度によっては切替弁の駆動音をマスクすることができることに基づく。これにより、切替弁を駆動する際の駆動音により運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。

こうした本発明の車両において、前記制御手段は、燃料カットして前記内燃機関の運転を停止させている最中も含めて該内燃機関が運転停止している最中に前記切替要求がなされたときには、前記内燃機関が運転されている最中に前記切替要求がなされたときに比して遅い動作速度で前記切替弁が動作するよう前記アクチュエータを駆動制御する手段であるものとすることもできる。

また、本発明の車両において、前記制御手段は、前記内燃機関が運転されている最中に前記切替要求がなされたときには、該内燃機関の運転停止を禁止し、該運転停止を禁止した後に前記ガス流路が切り替えられるよう前記アクチュエータを駆動制御し、前記ガス流路が切り替えられた後に前記内燃機関の運転停止の禁止を解除する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の運転に伴う暗騒音によって切替弁の駆動音をマスクすることができる状態でガス流路を切り替えることができる。

さらに、本発明の車両において、前記ガス流路が切り替えられた際に前記切替弁を位置決めするためのストッパを備えるものとすることもできる。

また、本発明の車両において、前記切替要求は、前記内燃機関が始動された後に吸気系に吸入される空気量の積算値が所定値以上のときになされる要求であるものとすることもできる。

また、本発明の車両において、前記アクチュエータは、前記内燃機関の吸気系の負圧を用いて前記切替弁を駆動するアクチュエータであるものとすることもできる。

また、本発明の車両において、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸に対して独立して回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機とを備えるものとすることもできる。この場合、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記駆動軸の３軸に接続され該３軸のうちの２軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段とを備える手段であるものとすることもできる。

本発明の車両の制御方法は、
排気系に設けられた排気ガスを浄化する浄化用触媒および未燃焼ガスを吸着する未燃焼ガス吸着手段と、アクチュエータにより動作速度を変更可能に駆動され前記排気系に導入されたガスの全てが前記未燃焼ガス吸着手段を通過する第１のガス流路と前記排気系に導入されたガスの少なくとも一部が前記未燃焼ガス吸着手段をバイパスして前記浄化用触媒を通過する第２のガス流路とを切り替える切替弁とを有する間欠運転が可能な内燃機関を備える車両の制御方法であって、
前記第１のガス流路から前記第２のガス流路への切替要求がなされたとき、前記内燃機関の間欠運転状態に基づく前記切替弁の動作速度の変更を伴って該ガス流路が切り替えられるよう前記アクチュエータを駆動制御する
ことを特徴とする。

この本発明の車両の制御方法によれば、排気系に導入されたガスの全てが未燃焼ガス吸着手段を通過しする第１のガス流路から排気系に導入されたガスの少なくとも一部が未燃焼ガス吸着手段をバイパスして浄化用触媒を通過する第２のガス流路への切替要求がなされたとき、内燃機関の間欠運転状態に基づく切替弁の動作速度の変更を伴ってガス流路が切り替えられるよう切替弁を駆動するアクチュエータを駆動制御する。内燃機関の間欠運転状態によって切替弁の動作速度を変更するのは、内燃機関の運転に伴う暗騒音の程度によっては切替弁の駆動音をマスクすることができることに基づく。これにより、切替弁を駆動する際の駆動音により運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、エンジン２２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のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪２９ａ，２９ｂにデファレンシャルギヤ２８を介してリングギヤが接続された遊星歯車機構３０と、遊星歯車機構３０のサンギヤに接続された発電可能なモータＭＧ１と、遊星歯車機構３０のリングギヤ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（以下、ハイブリッドＥＣＵという）４０とを備える。

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を介して燃料室に吸入し、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５０を介して外気へ排出される。図３に、浄化装置５０の構成の概略を示す。

浄化装置５０は、図３に示すように、筒状のケース５２と、ケース５２内部に同心円上に配置された筒状の仕切り部材５４と、ケース５２の内壁と仕切り部材５４の外壁とにより形成される環状の空間に設けられＨＣガスを吸着するＨＣ吸着剤５６と、ケース５２の下流側（図中右側）に設けられた三元触媒５８と、仕切り部材５４の開口部５４ａに取り付けられて開口部５４ａの開放と遮断とを行なう排気切替弁５９と、この排気切替弁５９を駆動するアクチュエータ６０とを備え、アクチュエータ６０により排気切替弁５９を閉弁することにより浄化装置５０に導入された排気ガスの全てがＨＣ吸着剤５６を通過して三元触媒５８に至るガス流路が形成され、アクチュエータ６０により排気切替弁５９を開弁することにより浄化装置５０に導入された排気ガスの一部がＨＣ吸着剤５６をバイパスして直接に三元触媒５８に至ると共に残余がＨＣ吸着剤５６を介して三元触媒５８に至るガス流路が形成されるようになっている。ＨＣ吸着剤５６は、例えば、ゼオライトにより構成されており、低温でＨＣガスを吸着し、高温で吸着したＨＣガスを脱離する。また、三元触媒５８は、白金（Ｐｔ）やパラジウム（Ｐｄ）などの酸化触媒とロジウム（Ｒｈ）などの還元触媒とセリア（ＣｅＯ2）などの助触媒などにより構成されており、高温で活性化して酸化触媒の作用により排気に含まれるＣＯやＨＣを水（Ｈ2Ｏ）や二酸化炭素（ＣＯ2）に浄化し還元触媒の作用により排気に含まれるＮＯｘを窒素(Ｎ2）や酸素（Ｏ2）などに浄化する。

アクチュエータ６０は、図２および図３に示すように、エンジン２２の吸気管（サージタンク）１２５に取り付けられた負圧導入管６１に設けられたバキュームスイッチングバルブ（以下、ＶＳＶという）６２と、ＶＳＶ６２を介して負圧導入管６１に接続され負圧が導入されていないときにはスプリング６４ａの付勢力によって作動部材６４ｂを押し出し負圧が導入されたときにスプリング６４ａの付勢力に打ち勝って作動部材６４ｂを引き込むよう形成されたダイヤフラム６４と、ダイヤフラム６４の作動部材６４ｂと排気切替弁５９の回転軸とを接続するリンク６６ａにより作動部材６４ｂの上下運動を回転運動に変換して排気切替弁５９を開閉するリンク機構６６とを備える。ＶＳＶ６２は、リニアソレノイドバルブとして構成されており、そのデューティ比を変更することによりダイヤフラム６４に作用させる負圧を調節できるようになっている。また、リンク機構６６には、排気切替弁５９が開弁された状態で位置決めするめのストッパ６６ｂが設けられている。

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、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からのスロットルポジション，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ＡＦ，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，空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，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の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号，ＶＳＶ６２への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ４０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ４０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。

モータＭＧ１，ＭＧ２は、電動機として機能することができると共に発電機としても機能することが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３２，３４を介してバッテリ３６と電力をやり取りする。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）３８により駆動制御されている。モータＥＣＵ３８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図示しない回転位置検出センサ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ＥＣＵ３８からは、インバータ３２，３４へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ３８は、ハイブリッドＥＣＵ４０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ４０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ＥＣＵ４０に出力する。

ハイブリッドＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭと、入出力ポートおよび通信ポートとを備える。このハイブリッドＥＣＵ４０には、シフトレバー４１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ４２からのシフトポジションやアクセルペダル４３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４４からのアクセル開度，ブレーキペダル４５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４６からのブレーキ開度，車速センサ８８からの車速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ＥＣＵ４０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ３８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ＥＣＵ４８と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

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４３の踏み込み量に対応するアクセル開度と車速とに基づいて駆動軸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駆動軸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遊星歯車機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸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３６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３６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遊星歯車機構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駆動軸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駆動軸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。

実施例のハイブリッド自動車２０では、トルク変換運転モードか充放電運転モードで動作している最中に、エンジン２２の冷却水温が第１の所定温度（例えば、５５℃や６０℃，６５℃など）以上であり、バッテリ３６の残容量（ＳＯＣ）が管理領域内にあり、運転者のアクセルペダル６３の踏み込みに応じて設定される車両要求パワーが第１の所定値（例えば、２ｋＷや３ｋＷ，５ｋＷ，７ｋＷ，１０ｋＷなど）未満となったときにエンジン２２の自動停止の条件が成立したとして、エンジン２２を自動停止してモータ運転モードに切り替え、モータ運転モードで動作している最中にエンジン２２の冷却水温が第１の所定温度よりも小さな第２の所定温度（例えば、４５℃や５０℃，５５℃など）未満のときや運転者のアクセルペダル６３の踏み込みに応じて設定される車両要求パワーが第１の所定値より大きな第２の所定値（例えば、４ｋＷや５ｋＷ，８ｋＷ，１０ｋＷ，１５ｋＷなど）以上となったとき，バッテリ３６の残容量（ＳＯＣ）が管理領域を下回ったときにエンジン２２の自動始動の条件が成立したとして、自動停止したエンジン２２を自動始動して充放電運転モードに切り替える。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、図示しないイグニッションスイッチがオンされて車両の走行を開始する際には、エンジン２２の冷却水温が第２の所定温度未満のときには、エンジン２２が始動され、暖機運転が行なわれる。この際、ＶＳＶ６２はオフされ、排気切替弁５９は閉弁される。したがって、エンジン２２から浄化装置５０に導入された排気ガスはＨＣ吸着剤５６を介して三元触媒５８に送られるから、三元触媒５８が活性化していないために処理できないＨＣをＨＣ吸着剤５６で吸着し、エンジン２２の暖機運転に伴って三元触媒５８が活性化したときにはＨＣ吸着剤５６で吸着したＨＣを三元触媒５８で処理することができる。

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、エンジン２２の浄化装置５０が備える排気切替弁５９を駆動する際の動作について説明する。図４は、実施例のエンジンＥＣＵ２４により実行される排気切替弁駆動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、排気切替弁５９の閉弁を伴ってエンジン２２が始動されたときに実行される。

排気切替弁駆動ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、排気切替弁５９の開弁要求フラグＦを入力し（ステップＳ１００）、入力した開弁要求フラグＦを調べる（ステップＳ１１０）。ここで、開弁要求フラグＦは、図４の排気切替弁駆動ルーチンに並行してエンジンＥＣＵ２４により実行される図５の開弁要求フラグ設定ルーチンにより設定されたものを入力するものとした。図５の開弁要求フラグ設定ルーチンでは、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａｉｒを入力し（ステップＳ２００）、前回このルーチンで計算した積算空気量Ｑｉｎｔに入力した吸入空気量Ｑａｉｒを加えることにより新たな積算空気量Ｑｉｎｔを計算し（ステップＳ２１０）、計算した積算空気量Ｑｉｎｔと所定量Ｑｒｅｆとを比較し（ステップＳ２２０）、積算空気量Ｑｉｎｔが所定量Ｑｒｅｆ未満のときには開弁要求フラグＦを設定せずに本ルーチンを終了し、積算空気量Ｑｉｎｔが所定量Ｑｒｅｆ以上のときには開弁要求フラグＦに値１を設定して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。ここで、所定量Ｑｒｅｆは、エンジン２２の暖機運転に伴って発生する高温の排気ガスによって三元触媒５８の温度が活性化温度に至るまでに必要な空気量として定められるものであり、エンジン２２や三元触媒５８の特性により設定されている。したがって、積算空気量Ｑｉｎｔが所定量Ｑｒｅｆ以上のときには、三元触媒５８は十分に活性化したと判断して、浄化装置５０に導入される排気ガスがＨＣ吸着剤５６をバイパスして直接に三元触媒５８に送られるように排気切替弁５９の開弁を要求するのである。ステップＳ１１０で開弁要求フラグＦが値０のとき、即ち排気切替弁５９の開弁が要求されていないときには、何もせずに本ルーチンを終了する。

開弁要求フラグＦが値１のとき、即ち排気切替弁５９の開弁が要求されたときには、エンジン２２が運転されている最中か否かを判定する（ステップＳ１２０）。ここで、エンジン２２が運転されている最中にない場合には、エンジン２２をフューエルカットしてからエンジン２２の回転が完全に停止するまでの期間も含まれる。エンジン２２が運転されている最中のときには、エンジン２２の運転停止を禁止し（ステップＳ１３０）、排気切替弁５９が素早く開弁されるよう比較的大きなデューティ比Ｄ１（例えば、９０％や１００％）でＶＳＶ６２を駆動制御し（ステップＳ１４０）、排気切替弁５９の開弁が完了するのを待って（ステップＳ１５０）、エンジン２２の運転停止禁止を解除して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。排気切替弁５９を開弁すると、ダイヤフラム６４の作動部材６４ｂがストッパ６６ｂに当たって（図３参照）、衝突音が発生するが、この衝突音はエンジン２２の運転による騒音（暗騒音）によってマスクされると考えられるから、運転者は違和感を感じない。排気切替弁５９の開弁が完了したか否かのステップＳ１５０の判定は、デューティ比Ｄ１でＶＳＶ６２を駆動したときに排気切替弁５９の開弁が完了するまでに要する時間を予め実験などにより求めておき、この時間が経過したか否かを判定することにより行なうことができる。

ステップＳ１２０でエンジン２２が運転されている最中にないと判定されたときには、排気切替弁５９がゆっくりと開弁されるようデューティ比Ｄ１よりも小さなデューティ比Ｄ２（例えば、５０％や６０％）でＶＳＶ６２を駆動制御し（ステップＳ１７０）、排気切替弁５９の開弁が完了するのを待って（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。前述したように、エンジン２２が運転されている最中にあるときには、排気切替弁５９の開弁に伴って衝突音が発生してもこの衝突音をエンジン２２の運転による騒音によってマスクすることができると考えられるが、エンジン２２が運転されている最中にないときには、エンジン２２の運転による騒音によって衝突音をマスクすることができない。実施例では、デューティ比Ｄ１よりも小さなデューティ比Ｄ２でＶＳＶ６２を駆動制御してダイヤフラム６４に作用させる負圧を徐々に大きくし排気切替弁５９を徐々に開弁することにより、排気切替弁５９を開弁する際のダイヤフラム６４の作動部材６４ｂとストッパ６６ｂとの衝突音を小さくしているのである。したがって、排気切替弁５９の開弁する際の衝突音によって運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。なお、ステップＳ１８０で排気切替弁５９の開弁が完了したか否かのステップＳ１８０の判定は、デューティ比Ｄ２でＶＳＶ６２を駆動したときに排気切替弁５９の開弁が完了するまでに要する時間を予め実験などにより求めておき、この時間が経過したか否かを判定することにより行なうことができる。

いま、排気切替弁５９が閉弁している状態でフューエルカットしてエンジン２２の運転を停止させる場合を考える。この場合、フューエルカットした直後はエンジン２２は未だ回転しているから、図５の開弁要求フラグ設定ルーチンで積算空気量Ｑｉｎｔが増加し続ける。このため、場合によってはフューエルカットしてからエンジン２２の回転が完全に停止するまでの間に積算空気量Ｑｉｎｔが所定量Ｑｒｅｆを超えて開弁要求フラグＦが値１にセットされる。このとき、大きなデューティ比Ｄ１でＶＳＶ６２を駆動すると、前述したように、ダイヤフラム６４の作動部材６４ｂとストッパ６６ｂとの衝突音によって運転者に違和感を与える場合がある。実施例では、ステップＳ１２０でエンジン２２をフューエルカットしてからエンジン２２の回転が完全に停止するまでの期間も含めてエンジン２２が運転している最中にないと判定されたときには、デューティ比Ｄ１よりも小さなデューティ比Ｄ２でＶＳＶ６２を駆動制御して排気切替弁５９を徐々に開弁していくから、ダイヤフラム６４の作動部材６４ｂとストッパ６６ｂとの衝突音は小さなものとなり、この衝突音によって運転者が違和感を感じるのを抑制することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、排気切替弁５９の開弁が要求されたときには、エンジン２２が運転されている最中のときにはデューティ比Ｄ１でＶＳＶ６２を駆動制御して排気切替弁５９を素早く開弁し、エンジン２２が運転されている最中にないときにはデューティ比Ｄ１よりも小さいデューティ比Ｄ２でＶＳＶ６２を駆動制御して排気切替弁５９をゆっくりと開弁するから、排気切替弁５９を開弁する際の騒音によって運転者が違和感を感じるのを抑制することができる。しかも、エンジン２２が運転されている最中のときには、エンジン２２の運転停止を禁止してからディーティ比Ｄ１でＶＳＶ６２を駆動制御するから、より確実にエンジン２２の運転に伴う暗騒音によって排気切替弁５９の開弁に伴う騒音をマスクすることができる状態としてから排気切替弁５９を開弁することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、排気切替弁５９の閉弁を伴ってエンジン２２が始動された後の吸入空気量Ｑａｉｒを積算した積算空気量Ｑｉｎｔに基づいて三元触媒５８が活性化したか否かを判断して排気切替弁５９の開弁要求を行なうものとしたが、三元触媒５８の温度を検出する温度センサを設けてこの温度センサにより検出された温度に基づいて三元触媒５８が活性化したか否かを判断して排気切替弁５９の開弁要求を行なうものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ＨＣ吸着剤５６に吸着させたＨＣを三元触媒５８が活性化したときに三元触媒５８で処理するものとしたが、ＨＣ吸着剤５６に吸着させたＨＣを吸気管１２５に戻してエンジン２２で燃焼処理させるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、排気切替弁５９を駆動するアクチュエータをエンジン２２の吸気管１２５からの負圧を用いたアクチュエータ６０により構成するものとしたが、これに限定されるものではなく、モータの動力により排気切替弁５９の開閉する電動アクチュエータを用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を遊星歯車機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図６の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。

実施例では、本発明をエンジン２２と二つのモータＭＧ１，ＭＧ２とを備えるハイブリッド自動車２０に適用して説明したが、ハイブリッド自動車に限定されるものではなく、走行用の動力源として間欠運転が可能なエンジンを備える通常の自動車に適用するものとしてもよい。

実施例では、本発明を自動車に形態として説明したが、自動車以外の車両の形態としてもよく、車両の制御方法の形態とするものとしてもよい。

ここで、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、三元触媒５８が「浄化用触媒」に相当し、ＨＣ吸着剤５６が「未燃焼ガス吸着手段」に相当し、排気切替弁５９が「切替弁」に相当し、排気切替弁５９の開弁が要求されたとき、エンジン２２が運転されている最中のときにはエンジン２２の運転停止を禁止すると共に大きなデューティ比Ｄ１でＶＳＶ６２を駆動制御して排気切替弁５９を開弁し排気切替弁５９の開弁が完了したときにエンジン２２の運転停止の禁止を解除し、エンジン２２が運転されている最中にないときにはデューティ比Ｄ１よりも小さいデューティ比Ｄ２でＶＳＶ６２を駆動制御する図４の排気切替弁駆動ルーチンを実行するエンジンＥＣＵ２４が「制御手段」に相当する。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。「切替弁」としては、エンジン２２の吸気管１２５内の負圧を用いるアクチュエータ６０により駆動されるものに限定されるものではなく、電動アクチュエータにより駆動されるものなど、アクチュエータにより動作速度を変更可能に駆動され排気系に導入されたガスの全てが未燃焼ガス吸着手段を通過する第１のガス流路と排気系に導入されたガスの少なくとも一部が未燃焼ガス吸着手段をバイパスして浄化用触媒を通過する第２のガス流路とを切り替え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、排気切替弁５９の開弁が要求されたときには、エンジン２２が運転されている最中のときにはエンジン２２の運転停止を禁止する共にディーティ比Ｄ１でＶＳＶ６２を駆動制御して排気切替弁５９を開弁し排気切替弁５９の開弁が完了した後にエンジン２２の運転停止の禁止を解除し、エンジン２２が運転されている最中にないときにはデューティ比Ｄ１よりも小さいデューティ比Ｄ２でＶＳＶ６２を駆動制御するものに限定されるものではなく、第１のガス流路から第２のガス流路への切替要求がなされたとき、内燃機関の間欠運転状態に基づく切替弁の動作速度の変更を伴ってガス流路が切り替えられるようアクチュエータを駆動制御するものであれば如何なるものとしても構わない。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最良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。

以上、本発明を実施するための最良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。

本発明は、自動車産業に利用可能である。

本発明の一実施例としての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。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 浄化装置５０の構成の概略を示す構成図である。 実施例のエンジンＥＣＵ２４により実行される排気切替弁駆動ルーチンの一例を示すフローチャートである。 実施例のエンジンＥＣＵ２４により実行される開弁要求フラグ設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０，２２０ 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 デファレンシャルギヤ、２９ａ，２９ｂ 駆動輪、３０ 遊星歯車機構、３２，３４ インバータ、３６ バッテリ、３８ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４０ ハイブリッド用電子制御ユニット、４１ シフトレバー、４２ シフトポジションセンサ、４３ アクセルペダル、４４ アクセルペダルポジションセンサ、４５ ブレーキペダル、４６ ブレーキペダルポジションセンサ、４８ 車速センサ、５０ 浄化装置、５２ ケース、５４ 仕切り部材、５６ ＨＣ吸着剤、５８ 三元触媒、５９ 排気切替弁、６０ アクチュエータ、６１ 負圧導入管、６２ バキュームスイッチングバルブ（ＶＳＶ）、６４ ダイヤフラム、６４ａ スプリング、６４ｂ 作動部材、６６ リンク機構、６６ａ リンク、６６ｂ ストッパ、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、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、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、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ ２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (9)

1. 排気系に排気ガスを浄化する浄化用触媒と未燃焼ガスを吸着する未燃焼ガス吸着手段とが設けられた間欠運転が可能な内燃機関を備える車両であって、
   アクチュエータにより動作速度を変更可能に駆動され、前記排気系に導入されたガスの全てが前記未燃焼ガス吸着手段を通過する第１のガス流路と前記排気系に導入されたガスの少なくとも一部が前記未燃焼ガス吸着手段をバイパスして前記浄化用触媒を通過する第２のガス流路とを切り替える切替弁と、
   前記第１のガス流路から前記第２のガス流路への切替要求がなされたとき、前記内燃機関の間欠運転状態に基づく前記切替弁の動作速度の変更を伴って該ガス流路が切り替えられるよう前記アクチュエータを駆動制御する制御手段と
   を備える車両。
2. 前記制御手段は、燃料カットして前記内燃機関の運転を停止させている最中も含めて該内燃機関が運転停止している最中に前記切替要求がなされたときには、前記内燃機関が運転されている最中に前記切替要求がなされたときに比して遅い動作速度で前記切替弁が動作するよう前記アクチュエータを駆動制御する手段である請求項１記載の車両。
3. 前記制御手段は、前記内燃機関が運転されている最中に前記切替要求がなされたときには、該内燃機関の運転停止を禁止し、該運転停止を禁止した後に前記ガス流路が切り替えられるよう前記アクチュエータを駆動制御し、前記ガス流路が切り替えられた後に前記内燃機関の運転停止の禁止を解除する手段である請求項１または２記載の車両。
4. 前記ガス流路が切り替えられた際に前記切替弁を位置決めするためのストッパを備える請求項１ないし３いずれか記載の車両。
5. 前記切替要求は、前記内燃機関が始動された後に吸気系に吸入される空気量の積算値が所定値以上のときになされる要求である請求項１ないし４いずれか記載の車両。
6. 前記アクチュエータは、前記内燃機関の吸気系の負圧を用いて前記切替弁を駆動するアクチュエータである請求項１ないし５いずれか記載の車両。
7. 請求項１ないし６いずれか記載の車両であって、
   車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸に対して独立して回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、
   前記駆動軸に動力を入出力する電動機と
   を備える車両。
8. 前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記駆動軸の３軸に接続され該３軸のうちの２軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段とを備える手段である請求項７記載の車両。
9. 排気系に設けられた排気ガスを浄化する浄化用触媒および未燃焼ガスを吸着する未燃焼ガス吸着手段と、アクチュエータにより動作速度を変更可能に駆動され前記排気系に導入されたガスの全てが前記未燃焼ガス吸着手段を通過する第１のガス流路と前記排気系に導入されたガスの少なくとも一部が前記未燃焼ガス吸着手段をバイパスして前記浄化用触媒を通過する第２のガス流路とを切り替える切替弁とを有する間欠運転が可能な内燃機関を備える車両の制御方法であって、
   前記第１のガス流路から前記第２のガス流路への切替要求がなされたとき、前記内燃機関の間欠運転状態に基づく前記切替弁の動作速度の変更を伴って該ガス流路が切り替えられるよう前記アクチュエータを駆動制御する
   ことを特徴とする車両の制御方法。

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