JP2009275660A

JP2009275660A - 内燃機関装置及びこれを搭載した車両並びに内燃機関装置の制御方法

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Publication number: JP2009275660A
Application number: JP2008129658A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Mamada; 祐介儘田; Yukio Kobayashi; 幸男小林
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-05-16
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2009-11-26
Anticipated expiration: 2028-05-16
Also published as: JP5077064B2

Abstract

【課題】内燃機関からの排気を浄化する浄化触媒の保護を図ると共に燃費をより向上する。
【解決手段】ハイブリッド自動車２０は、触媒の劣化が生じうる閾値Ｔｒｅｆ以上の範囲内に浄化装置１３４の温度があるときには燃料噴射量の増量処理を実行すると共にＥＧＲ処理を実行せず、この状態からエンジン２２の負荷が減少傾向になると、ＥＧＲ処理を実行したとすればなりうる触媒温度Ｔｃ１をエンジン２２の回転数Ｎｅを用いて推定し、推定した触媒温度Ｔｃ１が閾値Ｔｒｅｆを下回るときには、触媒温度ＴｃにかかわらずＥＧＲ処理を実行すると共に、燃料増量処理を実行する。そして、燃料増量処理及びＥＧＲ処理を実行することにより、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆを下回るため、燃料噴射量の増量処理が早期に解除される。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関装置及びこれを搭載した車両並びに内燃機関装置の制御方法に関する。

従来、車両としては、エンジンからの排気を浄化する浄化触媒の温度を温度センサにより検出し、検出した浄化触媒の温度が所定の第１温度を超えると排気を吸気側へ環流する（ＥＧＲ）環流量を増量することにより浄化触媒の温度を低減し、所定の安定時間を経過した後、所定の第２温度（第１温度よりも低い温度）よりも浄化触媒の温度が高いときには燃料噴射量を増量することにより浄化触媒の温度を低下させることにより、触媒の劣化を防止し、排気浄化性能が経時的に悪化するのを抑制するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平４−２９８６６６号公報

ところで、この特許文献１に記載された車両では、温度センサにより浄化触媒の温度を測定し、測定した温度を用いてＥＧＲの実行や燃料噴射量の増量を並行して実行することにより浄化触媒の保護を図るものであるが、ＥＧＲの実行と燃料噴射量の増量を同時に行なうと、燃焼状態が悪化したり排気の環流用の管やバルブなどにデポジットが付着してしまうなど不都合があることから、ＥＧＲの実行と燃料噴射量の増量とを重ねて行なわないことがある。このように、ＥＧＲの実行と燃料噴射量の増量とをできるだけ重ねて行なわないときには、燃料噴射量の増量を行なっているときにＥＧＲの実行へ移行しにくい場合があり、ＥＧＲを実行すれば燃料噴射量の増量を行なわなくてもよい場合にＥＧＲを実行できず、不要な燃焼噴射量の増量を行なってしまう場合があった。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、排気を浄化する浄化触媒の保護を図ると共に燃費をより向上することができる内燃機関装置及びこれを搭載した車両並びに内燃機関装置の制御方法を提供することを主目的とする。

本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の内燃機関装置は、
排気系に浄化触媒が設けられた内燃機関を備える内燃機関装置であって、
前記内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射手段と、
前記内燃機関の排気の一部を吸気系に導入する排気導入処理を行なう排気導入手段と、
前記排気導入処理を加味した前記浄化触媒の温度と前記内燃機関の負荷に関する因子とを対応付けた第１の関係を用いて該排気導入処理を行なったときの前記浄化触媒の温度である導入時触媒温度を推定する温度推定手段と、
前記浄化触媒の温度が所定の高温範囲内にある条件を含む所定の第１条件が成立しているときには前記内燃機関に噴射する燃料を増量することにより前記浄化触媒の温度上昇が抑制されるよう前記燃料噴射手段を制御する増量処理を実行すると共に前記排気導入処理を実行しない一方、前記内燃機関の負荷が減少傾向にあり且つ前記推定した導入時触媒温度が前記所定の高温範囲を下回る範囲に至る条件を含む所定の第２条件が成立しているときには前記浄化触媒の温度にかかわらず前記排気導入処理を実行するよう前記排気導入手段を制御すると共に前記第１条件が成立しているときには前記増量処理を実行するよう前記燃料噴射手段を制御する制御手段と、
を備えるものである。

この内燃機関装置では、排気の一部を吸気系に導入する排気導入処理を加味した浄化触媒の温度と内燃機関の負荷に関する因子とを対応付けた第１の関係を用いて排気導入処理を行なったときの浄化触媒の温度である導入時触媒温度を推定し、浄化触媒の温度が所定の高温範囲内にある条件を含む所定の第１条件が成立しているときには内燃機関に噴射する燃料を増量することにより浄化触媒の温度上昇を抑制する増量処理を実行すると共に排気導入処理を実行しない一方、内燃機関の負荷が減少傾向にあり且つ推定した導入時触媒温度が所定の高温範囲を下回る範囲に至る条件を含む所定の第２条件が成立しているときには浄化触媒の温度にかかわらず排気導入処理を実行すると共に第１条件が成立しているときには増量処理を実行する。このように、第２条件が成立する、即ち増量処理を実行中に内燃機関がより低負荷側となるときには、排気導入処理を行なうときの推定値である導入時触媒温度を用いて増量処理が必要かを判定し、増量処理を用いずに浄化触媒の温度が所定の高温範囲を下回ると予想されるときには排気導入処理を実行するのである。そして、増量処理及び排気導入処理を実行することにより、その後浄化触媒の温度が所定の高温範囲を下回るため、燃料噴射量の増量処理が早期に解除されるのである。したがって、排気を浄化する浄化触媒の保護を図ると共に燃費をより向上することができる。ここで、「所定の高温範囲」は、浄化触媒の劣化が生じうる温度範囲として経験的に定めるものとしてもよい。

本発明の内燃機関装置において、前記内燃機関の負荷に関する因子として前記内燃機関の回転数を用いる手段であるものとしてもよい。内燃機関の回転数は、内燃機関の負荷状態に関係するため、導入時触媒温度を比較的容易に推定することができる。あるいは、前記内燃機関の負荷に関する因子として車速を用いる手段であるものとしてもよい。

本発明の内燃機関装置において、前記温度推定手段は、前記排気導入処理を加味せず前記第１の関係よりも高い前記浄化触媒の温度と該前記内燃機関の負荷に関する因子とを対応付けた第２の関係を用いて該排気導入処理を行なわないときの前記浄化触媒の温度である非導入時触媒温度をも推定する手段であり、前記制御手段は、前記排気導入処理を実行するときには前記推定した導入時触媒温度を前記浄化触媒の温度に設定し、前記排気導入処理を実行しないときには前記推定した非導入時触媒温度を前記浄化触媒の温度に設定する手段であるものとしてもよい。こうすれば、浄化触媒の温度を検出する装置を省略可能であるため、構成を簡略化することができる。このとき、前記制御手段は、前記第２条件が成立したあと所定量の前記排気導入処理を実行したときには前記推定した非導入時触媒温度から切り替えて前記推定した導入時触媒温度を前記浄化触媒の温度に設定すると共に、前記浄化触媒の温度が前記高温範囲を下回るときには前記増量処理の実行を中止する手段であるものとしてもよい。こうすれば、排気導入処理と増量処理とをより確実に連続して実行することができるため、浄化触媒の保護を一層図ることができる。

本発明の車両は、上述したいずれか１つに記載の内燃機関装置と、駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に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前記駆動軸と前記出力軸とに動力を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可能な電動機と、を備えるものである。この車両では、内燃機関が任意の運転ポイントで運転することが可能であり、内燃機関の運転状態が変化しにくく前記内燃機関の負荷に関する因子と浄化触媒の温度との関係がより簡素なものとなるため、導入時触媒温度を比較的容易に推定することができる。このとき、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軸のうちいずれか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してもよい。

あるいは、上述したいずれか１つに記載の内燃機関装置と、任意の運転ポイントで運転される前記内燃機関からの動力をトルク変換して車軸側に出力可能なトルク変換手段と、を備え、前記制御手段は、前記内燃機関の燃費がより好適となる運転ポイントで運転するよう前記燃料噴射手段を制御すると共に該運転ポイントに合わせた前記排気導入処理を実行するよう前記排気導入手段を制御する手段であるものとしてもよい。こうすれば、内燃機関が比較的任意の運転ポイントで運転することが可能であり、内燃機関の運転状態が変化しにくく前記内燃機関の負荷に関する因子と浄化触媒の温度との関係がより簡素になるため、導入時触媒温度を比較的容易に推定することができる。

本発明の内燃機関装置の制御方法は、
排気系に浄化触媒が設けられた内燃機関と、前記内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射手段と、前記内燃機関の排気の一部を吸気系に導入する排気導入処理を行なう排気導入手段と、を備える内燃機関装置の制御方法であって、
前記排気導入処理を加味した前記浄化触媒の温度と前記内燃機関の負荷に関する因子とを対応付けた第１の関係を用いて該排気導入処理を行なったときの前記浄化触媒の温度である導入時触媒温度を推定し、
前記浄化触媒の温度が所定の高温範囲内にある条件を含む所定の第１条件が成立しているときには前記内燃機関に噴射する燃料を増量することにより前記浄化触媒の温度上昇が抑制されるよう前記燃料噴射手段を制御する増量処理を実行すると共に前記排気導入処理を実行しない一方、前記内燃機関の負荷が減少傾向にあり且つ前記推定した導入時触媒温度が前記所定の高温範囲を下回る範囲に至る条件を含む所定の第２条件が成立しているときには前記浄化触媒の温度にかかわらず前記排気導入処理を実行するよう前記排気導入手段を制御すると共に前記第１条件が成立しているときには前記増量処理を実行するよう前記燃料噴射手段を制御するものである。

この内燃機関装置の制御方法では、排気の一部を吸気系に導入する排気導入処理を加味した浄化触媒の温度と内燃機関の負荷に関する因子とを対応付けた第１の関係を用いて排気導入処理を行なったときの浄化触媒の温度である導入時触媒温度を推定し、浄化触媒の温度が所定の高温範囲内にある条件を含む所定の第１条件が成立しているときには内燃機関に噴射する燃料を増量することにより浄化触媒の温度上昇を抑制する増量処理を実行すると共に排気導入処理を実行しない一方、内燃機関の負荷が減少傾向にあり且つ推定した導入時触媒温度が所定の高温範囲を下回る範囲に至る条件を含む所定の第２条件が成立しているときには浄化触媒の温度にかかわらず排気導入処理を実行すると共に第１条件が成立しているときには増量処理を実行する。このように、第２条件が成立する、即ち増量処理を実行中に内燃機関がより低負荷側となるときには、排気導入処理を行なうときの推定値である導入時触媒温度を用いて増量処理が必要かを判定し、増量処理を用いずに浄化触媒の温度が所定の高温範囲を下回ると予想されるときには排気導入処理を実行するのである。そして、増量処理及び排気導入処理を実行することにより、その後浄化触媒の温度が所定の高温範囲を下回るため、燃料噴射量の増量処理が早期に解除されるのである。したがって、排気を浄化する浄化触媒の保護を図ると共に燃費をより向上することができる。なお、この内燃機関装置の制御方法において、上述した内燃機関装置の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した内燃機関装置の各機能を実現するようなステップを追加してもよい。

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、本発明の一実施例である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、動力出力装置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。

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（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。この浄化装置１３４の後段には、排気を吸気側に供給するＥＧＲ管１５２が取り付けられており、エンジン２２は、不燃焼ガスとしての排気を吸入側に供給して空気と排気とガソリンの混合気を燃焼室に吸引することができるようになっている。

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が図示しない入力ポートを介して入力されている。例えば、エンジンＥＣＵ２４には、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エンジン２２の負荷としての吸入空気量を検出するエアフローメータ１４８からの吸入空気量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，ＥＧＲ管１５２内のＥＧＲガスの温度を検出する温度センサ１５６からのＥＧＲガス温度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が図示しない出力ポートを介して出力されている。例えば、エンジンＥＣＵ２４からは、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，吸気側に供給する排気の供給量を調節するＥＧＲバルブ１５４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。

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。

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。

バッテリ５０は、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図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１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。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。

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。

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。

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の駆動制御の概略について説明したのち、エンジン２２の制御について説明する。まず、駆動制御が実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された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Ｔｒ＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図３に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。続いて、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図４に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。このように、ハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の運転ポイントを任意の位置に設定可能であり、アクセルペダル８３の踏み込み量が大きくなると、要求パワーＰｅ＊がより大きな値に設定され、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊もより大きな値に設定される。

次に、駆動制御でのエンジン２２の動作、特に温度上昇を抑え浄化装置１３４の保護を図る際の動作について説明する。図５は、エンジンＥＣＵ２４により実行される触媒温度調整設定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、エンジンＥＣＵ２４により所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。ここで、説明の便宜のため、エンジン２２が低負荷の状態から高負荷の状態となったのちに低負荷の状態に移行する場合を一例として説明する。図６は、エンジン２２の回転数Ｎｅと浄化装置１３４の推定温度との関係の一例を表わしエンジン２２が低負荷の状態から高負荷の状態となる際の説明図であり、図７は、エンジン２２の回転数Ｎｅと浄化装置１３４の推定温度との関係の一例を表わしエンジン２２が高負荷の状態から低負荷の状態となる際の説明図である。また、このルーチンでは、後述するエンジン制御ルーチンで使用するフラグなどの値を設定するまでの処理を実行するものであるが、説明の便宜及び理解の容易のため、ここで設定した値を用いてエンジン２２の制御を行なっている状態をも適宜用いて説明する。このルーチンを実行すると、エンジンＥＣＵ２４の図示しないＣＰＵは、エンジン２２の回転数Ｎｅを入力する処理を行ない（ステップＳ１００）、排気の一部を吸気側に導入する条件の一部であるＥＧＲ条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。エンジン２２の回転数Ｎｅはクランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ１４０からの信号に基づいて演算されたものを入力するものとした。また、ＥＧＲ条件には、例えば、エンジン２２の暖機が終了している条件や、浄化装置１３４の温度（以下触媒温度Ｔｃとも称する）の上昇を抑制する以外の燃料噴射量の増量が行なわれていない条件などが含まれており、これらの条件をすべて満たした場合にこのＥＧＲ条件が成立するものとした。なお、このＥＧＲ条件には、触媒温度Ｔｃの条件は含まれておらず、このステップのＥＧＲ条件と触媒温度Ｔｃの条件などをすべて満たした場合にＥＧＲ処理が実行されるものとした。

ＥＧＲ条件が成立しているときには、エンジン２２の回転数Ｎｅの移行条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。この回転数Ｎｅの移行条件は、詳しくは後述するが、図７に示すように、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定値Ｎ２以上（触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆ以上）でありＥＧＲ処理を実行せずに触媒温度Ｔｃの増加抑制用の燃料噴射量の増量処理（燃料増量処理とも称する）を実行している状態からエンジン２２の回転数Ｎｅが所定値Ｎ２を下回る範囲に移行した状態が継続しているとき、即ちエンジン２２が高負荷運転されたあとにこの負荷が減少傾向にある状態が継続されるときに成立する条件である。また、所定値Ｎ２は、ＥＧＲ処理中に、エンジン２２の負荷が高く触媒温度Ｔｃが浄化触媒の劣化が生じうる温度よりも若干低い温度Ｔｒｅｆ（例えば８５０℃や、９００℃、９５０℃など）となるエンジン２２の回転数Ｎｅである（図６，７参照）。なお、所定値Ｎ１は、ＥＧＲ処理を行なっていないときに、エンジン２２の負荷が高く触媒温度Ｔｃが浄化触媒の劣化が生じうる温度よりも若干低い温度Ｔｒｅｆとなるエンジン２２の回転数Ｎｅである（図６，７参照）。

回転数Ｎｅの移行条件が成立していないとき、即ち、エンジン２２の回転数Ｎｅが定常時又は増加中であるときには、ステップＳ１１０でＥＧＲ条件が成立しているからＥＧＲ処理を実行するものとして、ＥＧＲ処理を加味して推定した値を触媒温度Ｔｃに設定する（ステップＳ１３０）。ここでの触媒温度Ｔｃの設定は、ＥＧＲ処理を実行したときのエンジン２２の回転数Ｎｅと浄化装置１３４の温度（触媒温度Ｔｃ）との関係を実験により経験的に求め、その関係を排気導入時触媒温度推定マップとしてエンジンＥＣＵ２４の図示しないＲＯＭに記憶しておき、エンジン２２の回転数Ｎｅが与えられると記憶したマップから対応する触媒温度Ｔｃを導出して設定するものとした（図６，７参照）。ここでは、排気導入時触媒温度推定マップは、エンジン２２の回転数Ｎｅが大きくなると触媒温度Ｔｃが高くなる傾向に定められている。

続いて、設定した触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆ以上の範囲内にあるか否かを判定し（ステップＳ１４０）、設定した触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆ以上の範囲にない、即ち触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆを下回るときには、浄化装置１３４の温度が適正範囲内にあるものとみなし、ＥＧＲ禁止フラグＦに値０をセットすると共に（ステップＳ１５０）、燃料増量フラグＧを値０にセットし（ステップＳ１６０）、このルーチンを終了する。ここで、触媒温度Ｔｃの閾値Ｔｒｅｆは、ＥＧＲ処理中のエンジン２２の回転数Ｎｅが所定値Ｎ２であるときに対応する値であり、浄化装置１３４の浄化触媒の劣化が生じうる温度よりも若干低い温度（例えば８５０℃や、９００℃、９５０℃など）として経験的に定められているものとした（図６，７参照）。また、ＥＧＲ禁止フラグＦは、エンジンＥＣＵ２４の図示しないＲＡＭに記憶され、排気を吸気系へ導入するＥＧＲ処理の実行を禁止する際に値１がセットされるフラグであり、初期値は値０である。また、燃料増量フラグＧは、エンジンＥＣＵ２４の図示しないＲＡＭに記憶され、燃料噴射量を増量し燃料の気化熱などにより浄化装置１３４の温度上昇を抑制する燃料増量処理を実行する際に値１に設定されるフラグであり、初期値は値０である。このように、図６に示す、ＥＧＲ条件が成立しエンジン２２の回転数Ｎｅが増加傾向にあり、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆを下回る範囲（フィードバック域ともいう）にあるときには、燃費が悪化する燃料増量処理は行なわずにＥＧＲ処理を実行させるよう各フラグを設定するのである。

一方、ステップＳ１４０で触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆ以上の範囲内にあるときには、ＥＧＲ条件は満たすもののＥＧＲ処理よりも燃料増量処理の方が触媒温度Ｔｃの温度増加を抑制するものとして、ＥＧＲ禁止フラグＦに値１をセットすると共に（ステップＳ１７０）、燃料増量フラグＧに値１をセットし（ステップＳ１８０）、このルーチンを終了する。このように、図６に示す、ＥＧＲ条件が成立しエンジン２２の回転数Ｎｅが増加傾向にあり、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆ以上の範囲（燃料増量域ともいう）にあるときには、ＥＧＲ条件が成立していても、ＥＧＲ処理を行なわずに燃料増量処理を行ない浄化装置１３４の温度上昇を抑制するよう各フラグを設定するのである。また、ＥＧＲ処理と燃料増量処理とを並行して実行すると、燃焼状態が悪化したり排気の環流用の管やバルブなどにデポジットが付着してしまうなどの不都合が考えられるため、エンジン２２の回転数Ｎｅが増加傾向にあるときにはこれらの処理を並行して実行しないようにするのである。

一方、ステップＳ１１０でＥＧＲ条件が成立していないときには、ＥＧＲ処理を実行しないものとして、ＥＧＲ処理を加味せずに推定した値を触媒温度Ｔｃに設定する（ステップＳ１９０）。ここでの触媒温度Ｔｃの設定は、ＥＧＲ処理を実行しないときのエンジン２２の回転数Ｎｅと浄化装置１３４の温度（触媒温度Ｔｃ）との関係を実験により経験的に求め、その関係を非排気導入時触媒温度推定マップとしてエンジンＥＣＵ２４の図示しないＲＯＭに記憶しておき、エンジン２２の回転数Ｎｅが与えられると記憶したマップから対応する触媒温度Ｔｃを導出して設定するものとした（図６，７参照）。ここでは、非排気導入時触媒温度推定マップは、ＥＧＲ処理の実行を加味して定められた排気導入時触媒温度推定マップよりも高い触媒温度Ｔｃの値であり、且つエンジン２２の回転数Ｎｅが大きくなると触媒温度Ｔｃが高くなる傾向に定められている。

続いて、設定した触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆ以上の範囲内にあるか否かを判定し（ステップＳ２００）、設定した触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆ以上の範囲にない、即ち触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆを下回るときには、ＥＧＲ条件が成立しておらず、ＥＧＲ処理及び燃料増量処理を実行せずとも浄化装置１３４の温度が適正範囲内にあるものとみなし、ＥＧＲ禁止フラグＦに値１をセットすると共に（ステップＳ２１０）、燃料増量フラグＧを値０にセットし（ステップＳ２２０）、このルーチンを終了する。一方、ステップＳ２００で触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆ以上の範囲内にあるときには、ＥＧＲ条件が成立していないのでＥＧＲ処理が実行できないから、燃料増量処理を実行するものとして、ＥＧＲ禁止フラグＦに値１をセットすると共に（ステップＳ１７０）、燃料増量フラグＧに値１をセットし（ステップＳ１８０）、このルーチンを終了する。このように、ＥＧＲ条件が成立しておらず、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆ以上の範囲にあるときには、浄化装置１３４の保護のため燃料増量処理を実行して浄化装置１３４の温度上昇を抑制するよう各フラグを設定するのである（図６、７参照）。

一方、ステップＳ１２０でエンジン２２の回転数Ｎｅの移行条件が成立しているとき、即ち、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆ以上の範囲にあり上述したステップＳ１７０，Ｓ１８０により設定されたフラグの状態でＥＧＲ処理を実行せずに燃料増量処理を実行している状態でエンジン２２の負荷が減少傾向にある状態が継続しているときには、ＥＧＲ処理を実行したならば得られる触媒温度Ｔｃ１を推定する（ステップＳ２３０）。この触媒温度Ｔｃ１の推定は、ステップＳ１３０と同様の方法、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅに対応する値を排気導入時触媒温度推定マップから導出して推定するものとした。

次に、推定した触媒温度Ｔｃ１が閾値Ｔｒｅｆを下回っているか否かを判定し（ステップＳ２４０）、推定した触媒温度Ｔｃ１が閾値Ｔｒｅｆを下回っていないときには、ＥＧＲ処理を実行したとしても触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆを下回らないものとみなし、ステップＳ１９０と同様の処理を行ないＥＧＲ処理を加味せず推定した値を触媒温度Ｔｃに設定し（ステップＳ２５０）、ステップＳ１７０でＥＧＲ禁止フラグＦに値１をセットすると共に、ステップＳ１８０で燃料増量フラグＧに値１をセットし、このルーチンを終了する。こうして、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆ以上の範囲にあり、推定した触媒温度Ｔｃ１が閾値Ｔｒｅｆを下回っていないときには、ＥＧＲ処理を実行せずに燃料増量処理の実行を継続させるのである。

一方、ステップＳ２４０で触媒温度Ｔｃ１が閾値Ｔｒｅｆを下回るときには、ＥＧＲ処理を実行すれば燃料増量処理を実行しなくても触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆを下回るものとみなし、ＥＧＲ禁止フラグＦに値０をセットし（ステップＳ２６０）、ＥＧＲ処理の実行禁止を解除する。続いて、ＥＧＲ処理での排気の導入量ＥＧＲが所定の閾値ＥＧＲｒｅｆを超えたか否かを判定する（ステップＳ２７０）。この導入量ＥＧＲが所定の閾値ＥＧＲｒｅｆを超えたか否かの判定は、ＥＧＲバルブ１５４を開弁して十分な量の排気が吸気側へ導入され、触媒温度Ｔｃの設定をＥＧＲ処理を加味して推定した値に切り替えるのを保証するために行なうものであり、例えばＥＧＲバルブ１５４を開弁して吸気側へ導入される排気の導入量ＥＧＲが閾値ＥＧＲｒｅｆを超える必要時間を実験的に求め、この必要時間が経過したか否かに基づいて行なうことができる。排気の導入量ＥＧＲが所定の閾値ＥＧＲｒｅｆを超えていないときには、ステップＳ１９０と同様の処理を行ないＥＧＲ処理を加味せず推定した値を触媒温度Ｔｃに設定し（ステップＳ２８０）、ステップＳ１８０で燃料増量フラグＧに値１をセットし、このルーチンを終了する。一方、ステップＳ２７０でＥＧＲ処理での排気の導入量ＥＧＲが所定の閾値ＥＧＲｒｅｆを超えたときには、十分な量の排気が吸気側へ導入されたものとみなし、ステップＳ１３０でＥＧＲ処理を加味して推定した値を触媒温度Ｔｃに設定し、ステップＳ１４０で触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆを下回ると判定されるから、ステップＳ１５０でＥＧＲ禁止フラグＦを値０に設定すると共に、ステップＳ１６０で燃料増量フラグＧを値０に設定し、このルーチンを終了する。

ここで、ステップＳ１２０，Ｓ２３０〜Ｓ２８０の処理について図７を用いて説明する。ステップＳ１２０で回転数Ｎｅの移行条件が成立しているときは、図７の右上の斜線矢印に示すように、エンジン２２は、ＥＧＲ処理を実行せず燃料増量処理を実行した状態で運転されており、浄化装置１３４の触媒温度ＴｃはＥＧＲ処理を加味しない非排気導入時触媒温度推定マップにより設定された値となっている（Ｓ１７０，Ｓ１８０）。このままエンジン２２の低負荷側（回転数Ｎｅが減少する側）に推移すると、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆ以上の範囲で推移することから、図中点線矢印で示すように、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定値Ｎ２から所定値Ｎ１への間はＥＧＲ処理が実行されることなく燃料増量処理が継続されることになる。ここでは、ＥＧＲ処理を実行したならば得られる触媒温度Ｔｃを推定し（Ｓ２３０）、この推定した触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆを下回る、即ち燃料増量処理からＥＧＲ処理へ効率よく切り替えるポイントを判定し（Ｓ２４０）、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆを下回る条件が成立したときには、ＥＧＲ処理と燃料増量処理とを並行して実行するのを許容し、燃料増量処理の期間がより短くなるように燃料増量処理からＥＧＲ処理へ切り替えるのである。なお、このＥＧＲ処理と燃料増量処理とを並行して実行する期間は、ＥＧＲバルブ１５４の開弁から排気が吸気側へ供給されるほんの短期間であるから、これらの処理を並行して行なう際に生じる不都合は最小限に抑えられる。

次に、触媒温度調整設定ルーチンにより設定された値を用いてエンジン２２を運転制御する際の動作について説明する。図８は、エンジンＥＣＵ２４により実行されるエンジン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、触媒温度調整設定ルーチンと並行して所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。このルーチンを実行すると、エンジンＥＣＵ２４の図示しないＣＰＵは、エンジン２２の回転数Ｎｅ、吸入空気量ＡＦ、ＥＧＲ禁止フラグＦの設定値、燃料増量フラグＧの設定値など制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ３００）。ここで、吸入空気量ＡＦは、エアフローメータ１４８により検出されたものを入力するものとした。また、ＥＧＲ禁止フラグＦ及び燃料増量フラグＧの値は、エンジンＥＣＵ２４の図示しないＲＡＭに記憶されている値を読み出して入力するものとした。

次に、ＥＧＲ禁止フラグＦが値０であるか否かを判定し（ステップＳ３１０）、ＥＧＲ禁止フラグＦが値０であるときには、ＥＧＲ処理を実行するものとして排気導入率ＥＧＲ＊を設定し（ステップＳ３２０）、設定した排気導入率ＥＧＲ＊となるようＥＧＲバルブ１５４を制御する（ステップＳ３３０）。この排気導入率ＥＧＲ＊は、エンジン２２を効率よく運転可能である、エンジン２２の回転数Ｎｅと排気導入率ＥＧＲ＊との関係を予め実験により経験的に求め、この関係を排気導入率設定用マップとしてエンジンＥＣＵ２４の図示しないＲＯＭに記憶しておき、エンジン２２の回転数Ｎｅが与えられると記憶したマップから対応する排気導入率ＥＧＲ＊を導出して設定するものとした。なお、ステップＳ３１０でＥＧＲ禁止フラグＦが値１であるときは、ＥＧＲ処理が禁止されているため、このＥＧＲ処理を実行しない。

ステップＳ３３０のあと、またはステップＳ３１０でＥＧＲ禁止フラグＦが値０でないときには、燃料増量フラグＧが値０であるか否かを判定し（ステップＳ３４０）、燃料増量フラグＧが値０であるときには、燃料増量処理の実行が禁止されているから、吸入空気量ＡＦに対して理論空燃比（λ＝１）となる値を燃料噴射量Ｔｐに設定する（ステップＳ３５０）。一方、燃料増量フラグＧが値１であるときには、燃料増量処理を実行するものとし、吸入空気量ＡＦに対して理論空燃比となる燃料噴射量に増量値αを加えた値を燃料噴射量Ｔｐに設定する（ステップＳ３６０）。この増量値αは、エンジン２２の回転数Ｎｅと最大吸入空気量に対する吸入空気量の割合としての負荷率ＫＬと増量値αとの関係を予め求めて燃料増量設定用マップとしてエンジンＥＣＵ２４の図示しないＲＯＭに記憶しておき、回転数Ｎｅと負荷率ＫＬとが与えられるとマップから対応する増量値αを導出して設定するものとした。ステップＳ３５０，Ｓ３６０で燃料噴射量Ｔｐを設定すると、設定した燃料噴射量Ｔｐに相当する時間に亘って燃料噴射弁１２６を開弁制御し（ステップＳ３７０）、このルーチンを終了する。このように、上述した触媒温度調整設定ルーチンで設定したＥＧＲ禁止フラグＦ及び燃料増量フラグＧの値を用いて触媒温度Ｔｃの温度を適正な範囲としてこれを保護すると共に、不要な燃料増量処理を実行しないようにするのである。

以上詳述した本実施例のハイブリッド自動車２０によれば、排気の一部を吸気系に導入するＥＧＲ処理を加味した触媒温度Ｔｃとエンジン２２の回転数Ｎｅとを対応付けた排気導入時触媒温度推定マップを用いてＥＧＲ処理を行なったときの触媒温度Ｔｃ１を推定し、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆ以上の範囲内にある条件とＥＧＲ条件とが成立しているときには燃料増量処理を実行すると共にＥＧＲ処理を実行しない一方、エンジン２２の負荷が減少傾向にあり触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆ以上の範囲にある回転数Ｎｅ移行条件が成立し、且つ推定した触媒温度Ｔｃ１が閾値Ｔｒｅｆ以上の範囲を下回る範囲に至る条件が成立しているときには、触媒温度ＴｃにかかわらずＥＧＲ処理を実行すると共に、エンジン２２の負荷が減少傾向にあり触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆ以上の範囲にある回転数Ｎｅの移行条件とＥＧＲ条件とが成立しているときには燃料増量処理を実行する。このように、燃料増量処理を実行中にエンジン２２がより低負荷側となるときには、ＥＧＲ処理を行なえば得られる推定値である触媒温度Ｔｃ１を用いて燃料増量処理が必要かを判定し、燃料増量処理を用いずに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆを下回ると予想されるときにはＥＧＲ処理を実行するのである。そして、燃料増量処理及びＥＧＲ処理を実行することにより、その後触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆを下回るため、燃料増量処理がより早期に解除されるのである。したがって、浄化装置１３４の保護を図ると共に燃費をより向上することができる。また、ＥＧＲ処理を加味せず排気導入時触媒温度推定マップよりも高い触媒温度Ｔｃとエンジン２２の回転数Ｎｅとを対応付けた非排気導入時触媒温度推定マップを用いてＥＧＲ処理を行なわないときの触媒温度Ｔｃをも推定するため、温度センサを省略可能であり、構成を簡略化することができる。更に、エンジン２２の回転数は、エンジン２２の負荷状態に関係するため、触媒温度Ｔｃ１を比較的推定しやすい。更にまた、ハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を任意の運転ポイント（例えば効率のよい運転ポイントなど）で運転することが可能であり、例えばエンジン２２と複数段の変速機とを備え変速線によりエンジン２２の運転状態が変わりやすいものに比してエンジン２２の運転状態が変化しにくく、エンジン２２の回転数Ｎｅと触媒温度Ｔｃとの関係がより簡素なものとなるため、触媒温度Ｔｃ１を比較的容易に推定することができる。

なお、本発明は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

実施例では、排気導入時触媒温度推定マップ及び非排気導入時触媒温度推定マップにより推定した値を浄化装置１３４の触媒温度Ｔｃに設定するものとしたが、温度センサを浄化装置１３４に設けて触媒温度Ｔｃを検出するものとしてもよい。この場合、ステップＳ１００では触媒温度Ｔｃの値をもこの温度センサから入力し、ステップＳ１３０，Ｓ１９０及びＳ２８０の処理を省略し、ステップＳ１２０で回転数Ｎｅの移行条件が成立しているときには、排気導入時触媒温度推定マップを用いて触媒温度Ｔｃ１を推定し、推定した触媒温度Ｔｃ１が閾値Ｔｒｅｆを下回るとＥＧＲ禁止フラグＦに値０を設定するものとすればよい。

実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅをエンジンの負荷に関する因子として触媒温度Ｔｃを推定するものとしたが、例えば車速をエンジンの負荷に関する因子として触媒温度Ｔｃを推定するものとしてもよい。こうしても浄化装置１３４の温度を推定することができる。

実施例では、ステップＳ２７０で排気導入量ＥＧＲが閾値ＥＧＲｒｅｆを超えたあとＥＧＲ処理を加味した推定値を触媒温度Ｔｃに設定するものとしたが、この処理を省略し、ステップＳ２６０でＥＧＲ禁止フラグＦに値０をセットしたのちすぐにＥＧＲ処理を加味した推定値を触媒温度Ｔｃに設定するものとしてもよい。こうしても、燃費をより向上することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、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、図９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９における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構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１０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。

更に、実施例では、エンジン２２と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とを備え、任意の運転ポイントでエンジン２２を運転可能なハイブリッド自動車２０としたが、図１１の変形例の自動車３２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたトルクコンバータ９６と無段変速機９７を介してエンジン２２からの動力を無段変速機９７により変速して駆動輪６３ａ，６３ｂ側に出力して走行する、任意の運転ポイントでエンジン２２を運転可能な構成としてもよい。こうしても、エンジン２２を任意の運転ポイントで運転することが可能であり、例えばエンジン２２と複数段の変速機とを備え変速線によりエンジン２２の状態が変わりやすいものに比して、エンジン２２の回転数Ｎｅと触媒温度Ｔｃとの関係が成り立ちやすく、触媒温度Ｔｃ１の推定が容易である。あるいは、エンジンからの動力をオートマチックトランスミッションにより複数段のいずれかに変速して駆動輪側に出力して走行する通常の自動車の構成としても構わない。この場合は、触媒温度Ｔｃ１の推定は、各々の変速段ごとに触媒温度Ｔｃ１を経験的に求めておき、変速段やエンジンの回転数Ｎｅなどが入力されると、この関係を用いて導出するものとすることができる。

実施例では、ハイブリッド自動車２０に搭載されたエンジン２２及びエンジンＥＣＵ２４を備える内燃機関装置として説明したが、ハイブリッド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た内燃機関装置の形態としたり、建設設備などの移動体以外に組み込まれた内燃機関装置の形態としたりするものとしてもよい。また、内燃機関装置の制御方法の形態としてもよい。

ここで、実施例や変形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に燃料を噴射する燃料噴射弁１２６が「燃料噴射手段」に相当し、エンジン２２の排気の一部を吸気系に導入する排気導入処理を行なうＥＧＲ管１５２，ＥＧＲバルブ１５４が「排気導入手段」に相当し、ＥＧＲ処理を加味した浄化装置１３４の温度とエンジン２２の負荷に関する因子としての回転数Ｎｅとを対応付けた排気導入時触媒温度推定マップ（第１の関係）を用いてＥＧＲ処理を行なったときの浄化装置１３４の温度である触媒温度Ｔｃ１（導入時触媒温度）を推定するエンジンＥＣＵ２４が「温度推定手段」に相当し、浄化装置１３４の温度が閾値Ｔｒｅｆ以上の範囲（所定の高温範囲）内にある条件及びＥＧＲ条件を含む第１条件が成立しているときにはエンジン２２に噴射する燃料を増量することにより浄化装置１３４の温度上昇が抑制されるよう燃料噴射弁１２６を制御する燃料増量処理を実行すると共にＥＧＲ処理を実行しない一方、エンジン２２の負荷が減少傾向にある条件及び触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｒｅｆ以上の範囲にある回転数Ｎｅの移行条件が成立し、且つ推定した導入触媒温度Ｔｃ１が閾値Ｔｒｅｆ以上の範囲を下回る範囲に至る条件を含む所定の第２条件が成立しているときには浄化装置１３４の温度にかかわらずＥＧＲ処理を実行すると共に第１条件が成立しているときには燃料増量処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「制御手段」に相当する。また、エンジン２２のクランクシャフト２６と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続された動力分配統合機構３０と動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ１とが「電力動力入出力手段」に相当し、リングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２が「電動機」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。「燃料噴射手段」としては、内燃機関に燃料を噴射するものであれば如何なるタイプのものであっても構わない。「排気導入手段」としては、内燃機関の排気の一部を吸気系に導入する排気導入処理を行なうものであれば、如何なるタイプのものであっても構わない。「温度推定手段」としては、排気導入処理を加味した浄化触媒の温度と内燃機関の負荷に関する因子とを対応付けた第１の関係を用いて排気導入処理を行なったときの浄化触媒の温度である導入時触媒温度を推定するものであれば、例えばマップを用いずに関係式から導入時触媒温度を推定するものなど、如何なるタイプであっても構わない。「制御手段」としては、浄化触媒の温度が所定の高温範囲内にある条件を含む所定の第１条件が成立しているときには内燃機関に噴射する燃料を増量することにより浄化触媒の温度上昇が抑制されるよう燃料噴射手段を制御する増量処理を実行すると共に排気導入処理を実行しない一方、内燃機関の負荷が減少傾向にあり且つ推定した導入時触媒温度が所定の高温範囲を下回る範囲に至る条件を含む所定の第２条件が成立しているときには浄化触媒の温度にかかわらず排気導入処理を実行するよう排気導入手段を制御すると共に第１条件が成立しているときには増量処理を実行するよう燃料噴射手段を制御するものとすれば、如何なるものとしてもよい。また、「第１条件」や「第２条件」には、本制御を行なうに際して好ましい他の条件を含むものとしてもよい。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１との組み合わせによるものや対ロータ電動機２３０に限定されるものではなく、駆動軸に接続されると共に駆動軸とは独立に回転可能に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駆動軸と出力軸とに動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。

なお、実施例や変形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。

本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。

本発明の一実施例である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。要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。エンジンＥＣＵ２４により実行される触媒温度調整設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。エンジン２２の回転数Ｎｅと浄化装置１３４の推定温度との関係の一例を表わしエンジン２２が低負荷の状態から高負荷の状態となる際の説明図である。エンジン２２の回転数Ｎｅと浄化装置１３４の推定温度との関係の一例を表わしエンジン２２が高負荷の状態から低負荷の状態となる際の説明図である。エンジンＥＣＵ２４により実行されるエンジン制御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１２０の構成の概略を示す構成図である。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。変形例の自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０，１２０，２２０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）、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、７２ＣＰＵ、７４ＲＯＭ、７６ＲＡＭ、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、９６トルクコンバータ、９７無段変速機、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、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、１５２ＥＧＲ管、１５４ＥＧＲバルブ、１５６温度センサ、２３０対ロータ電動機、２３２インナーロータ２３４アウターロータ、３２０自動車、ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

排気系に浄化触媒が設けられた内燃機関を備える内燃機関装置であって、
前記内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射手段と、
前記内燃機関の排気の一部を吸気系に導入する排気導入処理を行なう排気導入手段と、
前記排気導入処理を加味した前記浄化触媒の温度と前記内燃機関の負荷に関する因子とを対応付けた第１の関係を用いて該排気導入処理を行なったときの前記浄化触媒の温度である導入時触媒温度を推定する温度推定手段と、
前記浄化触媒の温度が所定の高温範囲内にある条件を含む所定の第１条件が成立しているときには前記内燃機関に噴射する燃料を増量することにより前記浄化触媒の温度上昇が抑制されるよう前記燃料噴射手段を制御する増量処理を実行すると共に前記排気導入処理を実行しない一方、前記内燃機関の負荷が減少傾向にあり且つ前記推定した導入時触媒温度が前記所定の高温範囲を下回る範囲に至る条件を含む所定の第２条件が成立しているときには前記浄化触媒の温度にかかわらず前記排気導入処理を実行するよう前記排気導入手段を制御すると共に前記第１条件が成立しているときには前記増量処理を実行するよう前記燃料噴射手段を制御する制御手段と、
を備える内燃機関装置。
前記温度推定手段は、前記内燃機関の負荷に関する因子として前記内燃機関の回転数を用いる手段である、請求項１に記載の内燃機関装置。
前記温度推定手段は、前記排気導入処理を加味せず前記第１の関係よりも高い前記浄化触媒の温度と該前記内燃機関の負荷に関する因子とを対応付けた第２の関係を用いて該排気導入処理を行なわないときの前記浄化触媒の温度である非導入時触媒温度をも推定する手段であり、
前記制御手段は、前記排気導入処理を実行するときには前記推定した導入時触媒温度を前記浄化触媒の温度に設定し、前記排気導入処理を実行しないときには前記推定した非導入時触媒温度を前記浄化触媒の温度に設定する手段である、請求項１又は２に記載の内燃機関装置。
前記制御手段は、前記第２条件が成立したあと所定量の前記排気導入処理を実行したときには前記推定した非導入時触媒温度から切り替えて前記推定した導入時触媒温度を前記浄化触媒の温度に設定すると共に、前記浄化触媒の温度が前記高温範囲を下回るときには前記増量処理の実行を中止する手段である、請求項３に記載の内燃機関装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関装置と、
駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に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前記駆動軸と前記出力軸とに動力を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可能な電動機と、
を備える車両。
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軸のうちいずれか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５に記載の車両。
排気系に浄化触媒が設けられた内燃機関と、前記内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射手段と、前記内燃機関の排気の一部を吸気系に導入する排気導入処理を行なう排気導入手段と、を備える内燃機関装置の制御方法であって、
前記排気導入処理を加味した前記浄化触媒の温度と前記内燃機関の負荷に関する因子とを対応付けた第１の関係を用いて該排気導入処理を行なったときの前記浄化触媒の温度である導入時触媒温度を推定し、
前記浄化触媒の温度が所定の高温範囲内にある条件を含む所定の第１条件が成立しているときには前記内燃機関に噴射する燃料を増量することにより前記浄化触媒の温度上昇が抑制されるよう前記燃料噴射手段を制御する増量処理を実行すると共に前記排気導入処理を実行しない一方、前記内燃機関の負荷が減少傾向にあり且つ前記推定した導入時触媒温度が前記所定の高温範囲を下回る範囲に至る条件を含む所定の第２条件が成立しているときには前記浄化触媒の温度にかかわらず前記排気導入処理を実行するよう前記排気導入手段を制御すると共に前記第１条件が成立しているときには前記増量処理を実行するよう前記燃料噴射手段を制御する、
内燃機関装置の制御方法。