JP2010095191A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車両において燃費の悪化を生じさせることなく蒸発燃料を処理する。
【解決手段】バッテリ５００が外部電源２０からの電力供給により充電可能に構成され、走行モードとして、可及的にＥＶ走行を行うように構築されたＥＶモードと、ＥＶモードと比較してモータジェネレータＭＧ２とエンジン２００との協調制御がなされる頻度が高いＨＶモードとを備えたハイブリッド車両１０において、ＥＣＵ１００は、走行モード切り替え処理を実行する。当該処理において、キャニスタ８１１における蒸発燃料の吸着量Ｄｖｐが基準値Ｄｖｐｔｈ以上である場合に、走行モードがＥＶモードからＨＶモードに切り替えられる。また、ＨＶモードにおいてエンジン２００の動作頻度を規定するモータ上限出力ＰｍＬ及びＳＯＣ下限値ＳＯＣＬが、上記吸着量Ｄｖｐに応じて夫々減少側及び増加側に補正される。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関と電動機とを動力源として備えるハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。

この種の装置として、車両アイドル状態中にエンジンが動作すべきか否かを判定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されたハイブリッド電気自動車のためのエンジン動作中のアイドル制御方法（以下、「従来の技術」と称する）によれば、エンジンを動作させるべきか否かを判定する一態様として、ハイブリッド電気自動車がアイドル状態にありキャニスタがパージを必要としている場合にエンジンを起動させる旨が開示されている。

尚、燃料タンク内圧が高い場合にエンジンの停止を禁止するハイブリッド車両も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

また、車両の走行経路からエンジンが起動される走行区間を推定し、当該走行経路が終了するまでに蒸発燃料がパージされるようにエンジンの出力又は作動区間を制御する技術も提案されている（例えば、特許文献３参照）。

更に、蒸発燃料吸着量が所定値以上の場合に、エンジン停止期間を遅延させる技術も提案されている（例えば、特許文献４参照）。

特開２００２−２２１０６４号公報 特開２００２−２１３２６８号公報 特開２００５−２３８８１号公報 特開２０００−２８２９６９号公報

従来の技術に示されるように、キャニスタがパージを必要とした時点で蒸発燃料の処理を目的としてエンジンを始動させた場合、燃費の悪化が避け難い問題となる。とりわけ、外部電源からの適宜の充電が可能に構成されたプラグインハイブリッド車両のように、比較的長期にわたってエンジンを始動させることなく走行可能に構成された車両においては、この種の燃費の悪化がより顕在化し易い。即ち、従来の技術には、燃費の悪化を生じさせることなく蒸発燃料を処理することが困難であるという技術的な問題点がある。

本発明は、係る問題点に鑑みてなされたものであり、蒸発燃料を処理するにあたっての燃費の悪化を抑制し得るハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するため、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、各々が動力源として機能する内燃機関及び少なくとも一の電動機と、前記内燃機関の燃料が蒸発してなる蒸発燃料を吸着可能な吸着手段を含み、該吸着された蒸発燃料を前記内燃機関の吸気系へ還流させることが可能な蒸発燃料処理装置とを備え、走行モードとして、第１のモードと、該第１のモードと較べて内燃機関の始動頻度が低い第２のモードとを選択可能なハイブリッド車両の制御装置であって、前記吸着手段における前記蒸発燃料の吸着量を特定する特定手段と、前記走行モードとして前記第２のモードが選択されている場合に、前記特定された吸着量に応じて前記走行モードを前記第１のモードに切り替える切り替え手段とを具備することを特徴とする。

ハイブリッド車両は、動力源の動力を駆動輪に伝達する各種の動力伝達装置（例えば、単一又は複数の遊星歯車機構等を含み得る）と内燃機関及び電動機（例えば、モータやモータジェネレータ等の形態を採り得る）との物理的、機械的又は電気的な接続態様の如何に応じて各種の走行モードを選択可能に構成される。ここで、本発明に係る「走行モード」とは、ハイブリッド車両の走行条件（例えば、要求車速、要求出力、要求駆動力、要求トルク、或いは電動機の電源として機能するバッテリ等各種蓄電手段の充電状態等）と動力源の選択態様及び制御態様とを、一対一、一対多、多対一又は多対多に対応付けてなる制御ロジックを指す。

この種の走行モードは、実践的にみればハイブリッド車両における物理的、機械的又は電気的な各種の制約を受け得るにせよ、基本的には如何様に設定することも可能である。例えば、ハイブリッド車両は、選択可能な走行モードとして、電動機の電源として機能する各種蓄電手段の蓄電残量が閾値未満である場合等に限って内燃機関を始動させ、内燃機関を言わば補助的な動力源として使用することによって、電動機の動力のみを使用したＥＶ走行を可及的に維持する走行モード（以下、適宜「ＥＶモード」と称する）や、このような蓄電残量の制約に替えて又は加えて、電動機に要求される出力或いは回転速度が、電動機の物理的又は電気的な動作限界を規定する、或いはこれら各種制約が考慮されるにせよされないにせよ制御上の一基準値として設定される各種の上限値を超える場合（近未来的に超えることが避け難い旨の判断がなされる場合を含む）等において内燃機関を始動させると共に、電動機と駆動輪との間でなされる動力の入出力により内燃機関を可及的に高効率な（端的には、燃費率が良好な）動作領域で動作させる走行モード（以下、適宜「ＨＶモード」と称する）等を含んでもよく、またこれらの技術因子が適宜複合された走行モードを含んでいてもよい。本発明のハイブリッド車両では、このような走行モードとして少なくとも第１のモードと第２のモードとを備える。

ここで、第１のモード及び第２のモードは、少なくとも内燃機関の始動頻度について、第１のモードの方が第２のモードよりも高くなるように、その相互関係が設定されている（従って、上記ＨＶモードを第１のモード、上記ＥＶモードを第２のモードとして夫々設定することもできる）。即ち、第２のモードは、第１のモードと較べ、環境負荷（ＨＣ、ＣＯ_２或いはＮＯｘ等の排出による環境への影響を指す）が小さく、また走行距離数に対する燃料消費量（即ち、所謂「燃費」である）が小さい走行モードである。また、内燃機関が機関停止状態にある場合、ハイブリッド車両は実質的に電動機を動力源とするよりないから、内燃機関の始動頻度は、ハイブリッド車両の走行期間全体におけるＥＶ走行がなされる期間の割合と相関する。より具体的には、当該割合が大きい程内燃機関の始動頻度は低くなる。従って、ハイブリッド車両の走行パターンを等しくして比較した場合、ＥＶ走行が行なわれるＥＶ走行期間は、第２のモードの方が長くなる。

尚、第１及び第２のモード各々の精細な態様については、上記始動頻度に係る要件が満たされる限りにおいて、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて、ハイブリッド車両の要求性能、仕様又は仕向け等を勘案して決定される、言わば適合的な要素を含み得るものであってよく、少なくとも本発明の本質とは無関係である。例えば、ＥＶ走行が可能であるか否かを制御上判断するにあたって参照される各種の物理量、制御量又は指標値が、これら各モード間で相違していてもよい。

より具体的に例示すると、例えば第１のモードが、車速がＶ（ｋｍ／ｈ）以上で内燃機関が始動するように構築されている場合、第２のモードは、車速がＶ＋α（α＞０）以上の領域で内燃機関が始動するように構築されていてもよい。また、第１のモードが、電動機の電源として機能するバッテリ等の蓄電手段における蓄電残量がＡ未満となる領域で内燃機関が始動するように構築されているならば、第２のモードは、蓄電残量がＡ−β（β＞０）未満の領域で内燃機関が始動するように構築されていてもよい。或いは、第１のモードが、ハイブリッド車両の要求出力がＰ（ｋｗ）以上で内燃機関が始動するように（即ち、電動機の制御上の上限出力がＰ（ｋｗ）であることと実質的に等価である）構築されている場合、第２のモードは、要求出力がＰ＋γ（γ＞０）以上の領域で内燃機関が始動するように（即ち、電動機の制御上の上限出力がＰ＋γ（ｋｗ）であることと実質的に等価である）構築されていてもよい。また更に、ＥＶ走行が可能であるか否かを制御上判断するにあたって参照される判断指標の種類が、これら各モード間で相違していてもよい。例えば、第２のモードが、上記蓄電残量のみに基づいて内燃機関の始動可否を判断するように構築されている場合、第１のモードは、例えば上記蓄電残量に加えて上記要求出力を判断指標とするように構築されていてもよい。このような場合、各判断指標に係る基準値が同一であるとしても、内燃機関の始動頻度は、第１のモードの方が確実に高くなる。

一方、本発明のハイブリッド車両には、蒸発燃料を吸着可能な（尚、「吸着可能」とは、少なくとも一時的に対象物を捕捉可能であることを包括する概念であって、その物理的、機械的、電気的又は化学的態様は自由であり、従って場合によっては一般的に「吸着」なる言葉から連想される概念を超越していてもよい趣旨である）、例えばキャニスタ（キャニスタ内に設置される吸着材等を含む）等の吸着手段を含む蒸発燃料処理装置が備わる。この蒸発燃料処理装置は、好適な一形態として内燃機関の稼動時に吸気系に形成される負圧を利用して、吸着手段に吸着された蒸発燃料を例えば別途外界から導かれる大気等と共に内燃機関の吸気系に還流（即ち、パージ）させ得る構成となっている。尚、補足すると、蒸発燃料は結局のところ、内燃機関での燃焼反応に供する以外好適な処理の方法はないから、蒸発燃料処理装置は、蒸発燃料を内燃機関の稼動時に吸気系に還流させ得る構成を採るが、その物理的、機械的、電気的又は磁気的な構造は特に限定されず、負圧により半ば自動的に開閉するＶＳＶ（Vacuum Switching Valve）等の弁装置を有していてもよいし、適当な負圧が生じた時点で開弁するように適宜電気的に制御される弁装置等を有していてもよい。

このような蒸発燃料処理装置を備える場合、吸着手段に吸着された蒸発燃料は、内燃機関が稼動状態にあれば適宜燃焼室内での燃焼反応に供されるものの、内燃機関が機関停止状態にある場合には、その吸着量が増大し続けることとなる。この際、吸着量が、例えば吸着手段の構成或いは構造に応じて定まる限界値を超えた（即ち、飽和状態を超えた）場合等には、例えば燃料タンク、吸着手段或いはこれらを連通する管路部分等の内圧が過度に上昇すること等に起因して、蒸発燃料が大気に放出され、環境負荷を増大させるといった事態を招来しかねない。このような問題は、内燃機関の始動頻度が相対的に低い第２のモードにおいて顕著に生じ得る問題である。特に、環境負荷への影響を低減せしめるべく第２のモードを選択している場合には、全くの逆効果が得られる点において極めて望ましくない。

ところが、このような蒸発燃料の大気放出を抑止すべく、例えば当該内圧や吸着量等が過度に増大した場合等において内燃機関を始動させた場合、内燃機関は結局蒸発燃料の処理を目的として（即ち、蒸発燃料を燃焼させるためだけに）始動することとなって、先の解決すべき課題で述べた如く、自明的に燃費の悪化が生じることとなる。そこで、このような燃費の悪化を抑制しつつ蒸発燃料の大気放出を抑止するため、本発明のハイブリッド車両の制御装置は以下の如くに各手段が機能する。

本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る特定手段により、吸着手段における蒸発燃料の吸着量が特定される。尚、本発明に係る「特定」とは、特定対象（本発明では、吸着量）又は特定対象と相関する物理量、制御量又は指標値（例えば、吸着手段のベーパ濃度、内燃機関が非稼動である時間或いは外気温等の環境条件等）を、所定の検出手段を介して直接的に又は間接的に検出すること、当該検出手段を介して直接的に又は間接的に検出された特定対象と相関する物理量、制御量又は指標値に基づいて予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する値を選択すること、この種の特定対象と相関する物理量、制御量若しくは指標値又は選択された値等から、予め設定されたアルゴリズムや計算式に従って導出すること、或いはこのように検出、選択又は導出された値等を、例えば電気信号等の形で単に取得すること等を包括する広い概念である（例えば、推定するといった概念を含む趣旨である）。係る概念の範囲において、特定手段は如何にして吸着量を特定してもよい。

一方、本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る切り替え手段が、走行モードとして第２のモードが選択されている場合に、この特定された吸着量に応じて走行モードを第１のモードに切り替える。尚、「吸着量に応じて切り替える」とは、走行モードが第１のモードと第２のモードとの間で選択的に切り替えられる点に鑑みれば、好適な一形態として、然るべき基準値を境としてこれらを二値的に切り替えることを含む趣旨である。但し、係る基準値は必ずしも固定値である必要はなく、ハイブリッド車両の環境条件や走行条件等に応じて可変であってもよい。

ここで、先述したように、第１のモードは、内燃機関の始動頻度が第２のモードよりも高く設定された走行モードであるから、第２のモードから第１のモードへ走行モードの切り替えがなされた場合には、必然的に内燃機関が始動する確率が高くなる。内燃機関が始動すれば、先述したように吸着手段に吸着された蒸発燃料を好適に処理することができるから、蒸発燃料の大気放出は未然に防がれ得る。

ここで特に、このような切り替えがなされたところで、内燃機関は、必ずしも切り替え後間を置かずして始動する訳ではない。即ち、内燃機関は、あくまで別途ハイブリッド車両の走行条件等により発生する始動要求に応じて始動する（いずれの走行モードであってもＥＶ走行は可能である）のであり、切り替え手段による制御は、単にその始動要求が生じる確率を高める作用を有するに過ぎない。先に述べたように、第１のモードは、第２のモードとの相対関係が遵守される限りにおいて高い自由度を有しており、内燃機関を、ハイブリッド車両のシステム上都合の良い時点、或いは駆動輪への動力供給を要求された時点等において始動させることも容易にして可能である。従って、本発明によれば、内燃機関を始動させるにあたっての燃費の悪化を、少なくとも蒸発燃料の処理要求と内燃機関の始動要求とを直接的にリンクさせる技術思想に基づいた如何なる既存技術と比較しても抑制することが可能となるのである。即ち、本発明に係る技術思想は、上記既存の技術に係る技術思想と、その本質部分において明らかに異なっており且つそれらに対し明らかに優れるものである。

補足すれば、このように本発明が既存技術とその本質部分において相違し且つこれらに対し顕著な優位性を有する点に鑑みれば、本発明は、これら既存技術と併用することすら可能となる。即ち、走行モードの切り替えは、蒸発燃料の処理に直接的な関係はない（蒸発燃料が処理されない、という意味ではない）から、かような走行モードの切り替えがなされたとして、吸着手段がその飽和状態を超える可能性は、少なくとも完全には排除され難い。このような点を考慮すれば、好適な一形態として、走行モードの切り替え後、内燃機関が然るべき期間内に（好適な一形態として、例えば吸着手段が飽和状態を超える、或いは超えると予想される等、蒸発燃料の大気放出が生じる可能性が実践上無視し得ない程度に高まる時点までに）始動しない場合には、半ば強制的に（即ち、蒸発燃料の処理を目的として）内燃機関を始動させてもよい。

本発明のハイブリッド車両の制御装置の一の態様では、前記切り替え手段は、前記特定された吸着量が所定値以上である場合に前記走行モードを切り替える。

このように吸着量に対し、閾値としての所定値を設けることにより、比較的簡便に本発明に係る実践上の利益を享受することができる。

本発明のハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記第２のモードは、前記電動機の電源となる蓄電手段の蓄電残量が所定値未満となった場合を除き前記電動機の動力のみによるＥＶ走行を維持するように構築された走行モードである。

この態様によれば、第２のモードは、上述したＥＶモードに相当する走行モードとして構築され、電源の蓄電残量が所定値以上（尚、「以上」とは境界値の設定如何により容易に「より大きい」と置換し得る概念であって、境界値がいずれの領域に含まれるかは本発明の本質に影響を与えない）である限りにおいて可及的にＥＶ走行が維持される。従って、環境負荷を最小限に抑制することが可能となる。

本発明のハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記第１のモードは、（１）前記ハイブリッド車両の要求出力が第１の基準値よりも高い場合及び（２）前記電動機の電源となる蓄電手段の蓄電残量が第２の基準値未満である場合の少なくとも一方において前記内燃機関の始動が要求されるように構築された走行モードであり、前記ハイブリッド車両の制御装置は、前記走行モードの切り替えがなされる場合に、前記特定された吸着量に基づいて前記第１の基準値及び前記第２の基準値のうち少なくとも一方を設定する基準値設定手段を更に具備する。

この態様によれば、第１のモードは、上述したＨＶモードに相当する走行モードとして構築され、例えばハイブリッド車両の要求出力が第１の基準値よりも高い（或いは近未来的に高くなると推定される）場合、又は蓄電手段の蓄電残量が第２の基準値未満である場合、或いはその両方が満たされる場合に、内燃機関の始動が要求される。従って、この態様によれば、例えば内燃機関の動作効率が低くなり易い低車速軽負荷領域等においてＥＶ走行を行い、且つ例えば電動機の動力のみでは要求出力を満たし難い高負荷領域等では内燃機関の動力と電動機の動力を協調的に制御して内燃機関を適当な（例えば、燃費率が最小となる）動作点で動作させつつ要求出力を満たす等といった、経済性能、環境性能及び動力性能等を含む総合的な性能において優れた走行態様がドライバに提供され得る（補足すれば、上記ＥＶモードは、その性質上、相対的にみて動力性能が犠牲になり易い）。

また、この態様によれば、蓄電残量が第２の基準値未満である場合において内燃機関の始動が要求される場合、蓄電残量が過度に低下することによる各種の不利益（例えば、蓄電手段を共用する各種の電装系の動作が阻害される等の不利益）の発生も防止される。尚、第２のモードが、先述した一態様の如く、蓄電残量が所定値未満となった場合に内燃機関の始動が要求されるように構築されている場合、蓄電残量について設定されるこの第２の基準値とは、係る所定値よりも大きい値であるのが望ましい。

ここで、本態様において、ハイブリッド車両の制御装置は、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る基準値設定手段を備えており、走行モードの切り替えがなされるに際して（切り替えに先んじてもよいし、切り替え後になされてもよい）、特定された吸着量に基づいて、第１の基準値或いは第２の基準値（第１のモードの構築態様による）が設定される。

即ち、本態様によれば、特定された吸着量に応じて第１或いは第２の基準値（好適にはその両方）が二値的、段階的に又は連続的に可変である。このため、例えば吸着量が少ない（とは言え、実践的にみれば、走行モードを第１のモードに切り替えるべき旨の判断がなされる程度には多い）程、第１の基準値（尚、第１の基準値とは、実質的には電動機の制御上の上限出力と等価である）を相対的に大きく（基準値に対する減算項としての補正量を小さくすることを含む）、また第２の基準値を相対的に小さく（基準値に対する加算項としての補正量を小さくすることを含む）する（言い換えれば、吸着量が少ない程内燃機関を始動させ難く（即ち、吸着量が多い程内燃機関を始動させ易く）する）等、内燃機関の始動頻度を、蒸発燃料の大気放出を招来しない範囲で的確に設定することが可能となり、第１のモードにおいても可及的にＥＶモードを維持することが可能となる。

本発明のハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記特定された吸着量に基づいて、前記走行モードの切り替えがなされた後の前記第１のモードの継続期間を設定する継続期間設定手段と、該設定された継続期間が経過した場合に前記走行モードを前記第２のモードに復帰させる復帰手段とを更に具備する。

この態様によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る継続期間設定手段により、蒸発燃料の処理要求に応じた走行モードの切り替え（即ち、切り替え手段による走行モードの切り替え）がなされた後の第１のモードの継続期間が設定される。また、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る復帰手段により、この設定された継続期間が経過した後、走行モードが再び第２のモードに復帰せしめられる。

従って、この態様によれば、内燃機関の始動頻度の低い第２のモードにより、蒸発燃料の処理に際して燃費の悪化を抑制するといった効果を維持しつつ、可及的にＥＶ走行を継続することが可能となり、環境負荷を可及的に低減することが可能となる。

尚、この際、他の要求により第２のモードを選択すべきでない旨の判断がなされる場合には、第２のモードへの復帰が延期又は中止されてもよい。

また、継続期間設定手段により設定される継続期間とは、直接的又は間接的に係る継続期間を規定し得る限りにおいて必ずしも時間そのものでなくてよい。例えば、継続期間設定手段は、第１のモードが選択された後の、必要パージ量、積算空気量、内燃機関の稼働時間（連続稼動時間であっても積算稼動時間であってもよい）、航続距離、内燃機関の冷却水温が所定値以上である期間、或いは燃料消費量等として、継続期間を設定してもよい。

本発明のハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記ハイブリッド車両は、所定の外部電源から供給される外部電力により充電可能に構成され且つ前記電動機の電源として機能する蓄電手段を備える。

この態様によれば、例えばハイブリッドシステム専用のバッテリ（例えば、１〜２Ｖ程度の単セルが数百個直列に配設された出力数百Ｖの充電可能なバッテリ等の態様を採り得る）等、電動機の電源として機能する蓄電手段が、外部電源（例えば家庭に設置された設置型の又は可搬性を有する各種電源（好適な一形態として、例えば家庭用コンセント及び専用又は汎用の充電プラグ等を適宜含む）、或いは市街地又は郊外地に、専用又は汎用のインフラ設備等として設置された（好適な一形態として、例えばガソリンスタンドやそれに類するインフラ施設等に付設されていてもよい）各種電源等を指す）から供給される外部電力（即ち、ハイブリッド車両内部で生成される電力とは異なる）により適宜に充電され得る構成を有しており、ハイブリッド車両が、所謂プラグインハイブリッド車両として構成される。

この種のプラグインハイブリッド車両においては、蓄電手段の蓄電残量を、ハイブリッド駆動装置による電力生成（例えば、電動機がモータジェネレータとして構成される場合に、車両減速時になされる電力回生、或いは、電動機が主として動力源として機能するモータジェネレータと、主として発電機として機能するモータジェネレータとの少なくとも二種類存在する場合に、後者により内燃機関の動力の一部を利用する形でハイブリッド車両の走行中になされる電力生成）と較べて遥かに自由に制御可能であり、必然的にＥＶ走行を相対的に長期にわたって継続可能である。

また、ドライバの意思により適宜蓄電残量の回復を図り得る点に鑑みれば、プラグインハイブリッド車両においては、より高い要求出力及び車速の領域で、またより低い蓄電残量の領域で、ＥＶ走行を継続させることが可能となり得る（即ち、ＥＶ走行を選択可能な領域が、通常のハイブリッド車両よりも拡大し得る）。即ち、プラグインハイブリッド車両においては、主たる走行モードとして第２のモードを選択することが可能となり得、内燃機関の始動頻度が極めて低下し易いため、蒸発燃料の処理がより重要な意味を持つ。即ち、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、この種のプラグインハイブリッド車両に対して顕著に効果的である。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。

＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。

＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１０の構成を概念的に表してなる模式的なブロック図である。

図１において、ハイブリッド車両１０は、減速機構１１及び車輪１２、並びにＥＣＵ１００、エンジン２００、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「ＭＧ１」と略称する）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と略称する）、動力分割機構３００、ＰＣＵ４００、バッテリ５００、充電プラグ６００、リレー回路７００及び燃料供給システム８００を備えた、本発明に係る「ハイブリッド車両」の一例である。

減速機構１１は、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ２から出力された動力に応じて回転可能に構成された、デファレンシャルギア（不図示）等を含んでなるギア機構であり、これら動力源の回転速度を所定の減速比に従って減速可能に構成されている。減速機構１１の出力軸は、ハイブリッド車両１０の車軸（符号省略）に連結されており、これら動力源の動力は、回転速度が減速された状態で当該車軸及び当該車軸に連結された、駆動輪としての車輪１２に伝達されるように構成されている。

尚、減速機構１１の構成は、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ２から供給される動力を、その動力に基づいた軸体の回転速度を減速しつつ車軸に伝達可能である限りにおいて何ら限定されず、単にデファレンシャルギア等を含んでなる構成を有していてもよいし、複数のクラッチ及びブレーキ並びに遊星歯車機構により構成される所謂リダクション機構として複数の変速比を得ることが可能に構成されていてもよい。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、ハイブリッド車両１０の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する走行モード切り替え処理を実行することが可能に構成されている。

尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「特定手段」、「切り替え手段」、「基準値設定手段」、「継続期間設定手段」及び「復帰手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。

エンジン２００は、ハイブリッド車両１０の動力源の一つとして機能するように構成された、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンである。エンジン２００の詳細な構成は、後に図２を参照する形で詳述する。

モータジェネレータＭＧ１は、バッテリ５００を充電するための或いはモータジェネレータＭＧ２に電力を供給するための発電機として、更にはエンジン２００の動力をアシストする電動機として機能するように構成された電動発電機である。

モータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る「電動機」の一例たる電動発電機であり、エンジン２００と共にハイブリッド車両１０の動力源の一つとなる電動機として、或いはバッテリ５００を充電するための発電機として機能するように構成されている。

尚、これらモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。但し、他の形式のモータジェネレータであっても構わない。

動力分割機構３００は、エンジン２００の動力をＭＧ１及び車軸へ分配することが可能に構成された遊星歯車機構である。尚、動力分割機構３００の構成は公知の各種態様を採り得るため、ここではその詳細な説明を省略するが、簡略的に説明すると、動力分割機構３００は、中心部に設けられたサンギアと、サンギアの外周に同心円状に設けられたリングギアと、サンギアとリングギアとの間に配置されてサンギアの外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギアと、後述するクランクシャフト２０５の端部に結合され、各ピニオンギアの回転軸を軸支するプラネタリキャリアとを備える。

このサンギアは、サンギア軸を介してＭＧ１のロータ（符合は省略）に結合され、リングギアは、リングギア軸を介してＭＧ２の不図示のロータに結合されている。リングギア軸は、車軸と連結されており、ＭＧ２が発する動力は、リングギア軸を介して車軸へと伝達され、同様に車軸を介して伝達される車輪１２からの駆動力は、リングギア軸を介してＭＧ２に入力される。係る構成の下、動力分割機構３００により、エンジン２００が発する動力は、プラネタリキャリアとピニオンギアとによってサンギア及びリングギアに伝達され、エンジン２００の動力が２系統に分割される。この際、サンギアに伝達される動力によって、モータジェネレータＭＧ１が正回転側に駆動されると、モータジェネレータＭＧ１により発電が行われる構成となっている。

ＰＣＵ４００は、バッテリ５００から取り出した直流電力を交流電力に変換して、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ５００に供給することが可能に構成された不図示のインバータ等を含み、バッテリ５００と各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いは各モータジェネレータ相互間の電力の入出力（即ち、この場合、バッテリ５００を介さずに各モータジェネレータ相互間で電力の授受が行われる）を制御することが可能に構成された電力制御ユニットである。ＰＣＵ４００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される構成となっている。

バッテリ５００は、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２を駆動するための電力に係る電源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池であり、本発明に係る「蓄電手段」の一例である。ここで、バッテリ５００は、ハイブリッド車両１０の車外に設置される外部電源２０により、適宜充電可能に構成されている。即ち、バッテリ５００は、各モータジェネレータの発電作用により生じる電力の他に、外部電源２０からの電力供給によっても充電される構成となっており、ハイブリッド車両１０は、所謂プラグインハイブリッド車両として構成されている。

バッテリ５００にはＳＯＣセンサ５１０が付設されている。ＳＯＣセンサ５１０は、バッテリ５００のＳＯＣ（State Of Charge：充電状態）を検出可能に構成されたセンサである。ＳＯＣセンサ５１０は、バッテリ５００のＳＯＣを、満充電状態を１００（％）、完全放電状態を０（％）として規格化されたＳＯＣ値（以下、単に「ＳＯＣ」と略称する）として検出可能に構成されており、ＳＯＣセンサ５１０と電気的に接続されたＥＣＵ１００に対し、検出されたＳＯＣを一定又は不定の周期で送出する構成となっている。

充電プラグ６００は、リレー回路７００の入力端子と電気的に接続されており、且つ外部電源２０との電気的な接続を可能とする金属製のプラグである。尚、外部電源２０は、例えば家庭用の１００Ｖ電源であってもよいし、市街地や郊外の然るべきインフラ施設（例えば、ガソリンスタンドやサービスステーション）等にインフラ設備として設置されるものであってもよく、その物理的、機械的、機構的、電気的又は化学的態様は何ら限定されない趣旨である。

リレー回路７００は、充電プラグ６００側の入力端子と、バッテリ５００側の出力端子との間の電気的な接続状態を二値的に且つ選択的に切り替え可能なスイッチング回路である（図１では接続されていない状態が示されている）。リレー回路７００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、当該接続状態は、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。尚、入力端子と出力端子とが電気的に接続された状態において、バッテリ５００は充電プラグ６００と電気的に接続された状態となり、充電プラグ６００が外部電源２０と接続されている場合には、半ば自動的にバッテリ５００への通電がなされ、充電が開始される構成となっており、入力端子と出力端子とが接続されていない状態において、バッテリ５００は充電プラグ６００から解放され、充電プラグ６００が外部電源２０と接続されている又はいないに関係なく、バッテリ５００への通電が停止される構成となっている。

燃料供給システム８００は、エンジン２００に対し、燃料たるガソリンを供給可能に構成された装置である。尚、燃料供給システム８００については、後に図２を参照する形で詳述する。

ここで、図２を参照し、エンジン２００及び燃料供給システム８００の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、エンジン２００及び燃料供給システム８００の構成を概念的に表してなる概略構成図である。

図２において、エンジン２００は、気筒２０１内において燃焼室に点火プラグ（符号省略）の一部が露出してなる点火装置２０２による点火動作を介して混合気を燃焼せしめると共に、係る燃焼による爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクティングロッド２０４を介してクランクシャフト２０５の回転運動に変換することが可能に構成されている。また、クランクシャフト２０５の近傍には、クランクシャフト２０５の回転位置（即ち、クランク角）を検出するクランクポジションセンサ２０６が設置されている。尚、エンジン２００は、紙面と垂直な方向に４本の気筒２０１が直列に配されてなる直列４気筒エンジンであるが、個々の気筒２０１の構成は相互に等しいため、図２においては一の気筒２０１についてのみ説明を行うこととする。

尚、本発明に係る「内燃機関」とは、ガソリンエンジンに限らず、軽油を燃料とするディーゼルエンジン又はアルコールとガソリンとの混合燃料を使用可能なバイフューエルエンジン等の形態を有していてもよい。また、ガソリンエンジンであるにせよ、その気筒配列は、直列型式に限定されない。

エンジン２００において、外部から吸入された空気は吸気管２０７を通過し、吸気ポート２１０において、インジェクタ２１２から噴射された燃料と混合されて前述の混合気となる。この際、燃料は、燃料供給システム８００により供給される構成となっている。尚、燃料を噴射する噴射手段の形態は、図示するような所謂吸気ポート噴射型インジェクタの構成を採らずともよく、例えば、フィードポンプ或いは他の低圧ポンプにより圧送される燃料の圧力を更に高圧ポンプによって昇圧せしめ、高温高圧の気筒２０１内部へ燃料を直接噴射することが可能に構成された、所謂直噴インジェクタ等の形態を有していてもよい。

気筒２０１内部と吸気管２０７とは、吸気バルブ２１１の開閉によってその連通状態が制御されている。気筒２０１内部で燃焼した混合気は排気となり吸気バルブ２１１の開閉に連動して開閉する排気バルブ２１３の開弁時に排気ポート２１４を介して排気管２１５に導かれる。

一方、吸気管２０７における、吸気ポート２１０の上流側には、図示せぬクリーナを経て導かれた吸入空気に係る吸入空気量を調節するスロットルバルブ２０８が配設されている。このスロットルバルブ２０８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されたスロットルバルブモータ２０９によってその駆動状態が制御される構成となっている。尚、スロットルバルブモータ２０９は、基本的にはドライバの意思を反映したアクセル開度Ｔａに応じたスロットル開度が得られるように、ＥＣＵ１００により駆動制御されるが、その駆動制御に際してドライバの意思が介在する必要は必ずしもなく（無論、ドライバの意思に反することのない範囲である）、言わば自動的にスロットル開度を調整することも可能である。即ち、スロットルバルブ２０８は、一種の電子制御式スロットルバルブとして構成されている。

排気管２１５には、三元触媒２１６が設置されている。三元触媒２１６は、エンジン２００から排出されるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を夫々浄化することが可能に構成された排気浄化装置である。

また、排気管２１５には、エンジン２００の排気空燃比を検出することが可能に構成された空燃比センサ２１７が設置されている。更に、気筒２０１を収容するシリンダブロックに設置されたウォータジャケットには、エンジン２００を冷却するために循環供給される冷却水（ＬＬＣ）に係る冷却水温を検出するための水温センサ２１８が配設されている。

一方、図２において、燃料供給システム８００は、燃料タンク８０１を有する。燃料タンク８０１は、金属材料で形成された貯留装置である。燃料タンク８０１内部には、燃料ＦＬが貯留される構成となっている。

燃料タンク８０１内部には、燃料タンク８０１内部の圧力たるタンク内圧Ｐｉを検出可能に構成された圧力センサ８０２が設置されている。圧力センサ８０２は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたタンク内圧Ｐｉは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。

燃料タンク８０１内部には、フューエルポンプ８０３が配設されている。フューエルポンプ８０３は、燃料タンク８０１内部の燃料貯留空間から燃料ＦＬを吸い上げることが可能に構成されたポンプ装置であり、吸い上げられた燃料ＦＬは、フューエルポンプ８０３に接続されたフィードパイプ８０４を介して、先述したインジェクタ２１２の燃料噴射弁に圧送供給される構成となっている。

燃料タンク８０１には、給油管８０５が接続されており、その内部において燃料タンク８０１の燃料貯留空間に連通している。給油時には、この給油管８０５の先端部分に取り付けられたフューエルキャップが取り外され、燃料たるガソリンが給油管８０５を介して燃料タンク８０１内部に給油される構成となっている。

燃料タンク８０１の下部には、燃料ＦＬの温度たる燃料温度Ｔｆを検出可能に構成された温度センサ８０６が設置されている。温度センサ８０６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された燃料温度Ｔｆは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。

燃料タンク８０１の上方には、燃料タンク８０１内部に貯留された燃料ＦＬの液面上部空間とブリーザ配管８１０とを適宜に連通させることが可能に構成されたベントバルブ８０９が備わる。

ベントバルブ８０９は、燃料タンク８０１の内圧とブリーザ配管８１０との差圧が所定値に達すると開弁するように構成されたバルブ装置である。ベントバルブ８０９は、その開弁時において、蒸発燃料（ベーパ）を含む空気を、ブリーザ配管８１０を介して後述するキャニスタ８１１に供給することが可能に構成される。

ベントバルブ８０９は、ＲＯＶ（Roll Over Valve）８０７及びＣＯＶ（Cut Off Valve）８０８を介して上記液面上部空間と連通する構成となっている。

ＲＯＶ８０７は、給油時の液面上昇により閉弁し、ベントバルブ８０９と燃料タンク８０１との連通を遮断するように構成されている。また、ＲＯＶ８０７は、車両転倒時等においてもベントバルブ８０９と燃料タンク８０１との連通を遮断する構成となっており、ブリーザ配管８１０を介して燃料ＦＬが外部に漏洩しない構成となっている。

ＣＯＶ８０８は、ＲＯＶ８０７と並列配置されており、ＲＯＶ８０７よりも更に液面が上昇した場合にベントバルブ８０９と燃料タンク８０１との連通を遮断するように構成されている。ＣＯＶ８０８は、給油時の液面上昇に際しては、ＲＯＶ８０７の閉弁後も開弁状態を維持するが、車両旋回による液面の動揺等により液面がＣＯＶ８０８まで到達するような場合には閉弁し、ベントバルブ８０９と燃料タンク８０１との連通を遮断するように構成されており、ベントバルブ８０９を介して燃料ＦＬが外部に漏洩しない構成となっている。

キャニスタ８１１は、内部に蒸発燃料を吸着保持可能な活性炭等の吸着材８１２を備えた、本発明に係る「吸着手段」の一例たるベーパ吸着装置である。キャニスタ８１１は、先述したブリーザ配管８１０、大気連通管８１３及びパージ用配管８１４の三種類の配管に接続されている。

大気連通管８１３は、ハイブリッド車両１０の車外空間と連通する管状部材である。大気連通管８１３は、後述するパージコントロールバルブ８１５が閉弁し且つ先に述べたベントバルブ８０９が開弁している場合には、ブリーザ配管８１０を介してキャニスタ８１１に流入するガスのうち吸着材８１２によるベーパ吸着後に残留する清浄な空気を車外へ導くと共に、パージコントロールバルブ８１５が開弁し且つベントバルブ８０９が閉弁している場合には、車外から外気をキャニスタ８１１に導くように構成されている。

パージ用配管８１４は、一端部がキャニスタ８１１の下方に接続され、他端部が吸気管２０７のスロットルバルブ２０８上流側（気筒と反対側）に接続された、パージガスの通路である。

ここで、「パージガス」とは、大気連通管８１３を介して適宜導かれる外気と吸着材８１２に吸着保持されたベーパとの混合体（ベーパの吸着量がゼロであれば、即ち外気そのもの）であり、係るパージガスは、エンジン２００の稼動時に、パージ用配管８１４を介して吸気管２０７に供給され、パージ（即ち、蒸発燃料を吸気系へ戻す処理）がなされる構成となっている。

パージコントロールバルブ８１５は、パージ用配管８１４上に設置された公知の電磁制御弁である。パージコントロールバルブ８１５の弁体は、図示せぬ電磁アクチュエータにより、パージコントロールバルブ８１５の上流側と下流側（この場合の上流側及び下流側とは、パージガスの流れ方向を基準とした方向概念であって、上流側とは即ちキャニスタ側であり、下流側とは即ちスロットルバルブ２０８側を指す）との連通を遮断する遮断位置と、当該上流側と下流側とを連通せしめる連通位置との間で二値的に位置制御がなされる構成となっている。このアクチュエータを駆動する不図示の駆動系は、ＥＣＵ１００と電気的に接続された状態にあり、ＥＣＵ１００による制御に従って駆動される。即ち、パージコントロールバルブ８１５は、ＥＣＵ１００によりその開閉状態が制御される構成となっている。

一方、エンジン２００が稼動状態にある場合、吸気管２０７には主として吸気行程において負圧が形成される。従って、エンジン２００が稼動状態にある場合、パージコントロールバルブ８１５の弁体位置を上記連通位置に制御することによってパージコントロールバルブ８１５の上流側と下流側とを連通せしめれば、エンジン負圧により大気連通管８１３を介して外気が導かれ、係る外気が、パージ用配管８１４へ到達する途上において吸着材８１２に保持されたベーパと適宜混合されることによって、上述したパージガスとしてパージ用配管８１４を介して吸気管２０７へ供給されるのである。

尚、パージコントロールバルブ８１５は、吸気管２０７に形成されるエンジン負圧に応じて半ば自動的にその開閉状態が変化するＶＳＶとして構成されていてもよい。この場合、エンジン２００が稼動状態にあれば、エンジン負圧波と同期して絶えずパージコントロールバルブ８１５が開閉を繰り返すこととなり、パージ量の制御精度は、電磁制御弁等開弁期間を制御し得る性質の弁装置と較べて低下するものの、システム構成を簡素化することが可能となる。

＜実施形態の動作＞
＜走行モードの詳細＞
ハイブリッド車両１０では、動力源の選択態様及び制御態様を規定する走行モードとして、ＨＶモードとＥＶモードとのうち一方が選択される構成となっている。

ＨＶモードは、ハイブリッド車両１０の車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）が予め設定された上限車速ＶＬ以上となる場合、バッテリ５００のＳＯＣ（％）が予め設定されたＳＯＣ下限値ＳＯＣＬ（即ち、本発明に係る「第２の基準値」の一例）未満となる場合、及びハイブリッド車両１０の出力Ｐｈの要求値たる要求出力Ｐｎ（ｋｗ）がモータジェネレータＭＧ２に対し予め設定されたモータ上限出力値ＰｍＬ（即ち、本発明に係る「第１の基準値」の一例）よりも大きい場合について、エンジン２００をその燃費率が最小となる動作点で動作させつつ、ハイブリッド車両１０の車軸に供給すべき動力に対する実際の動力の過不足分が、モータジェネレータＭＧ２を介した動力の入出力により賄われるようにエンジン２００とモータジェネレータＭＧ２とを協調制御するように構築された、本発明に係る「第１のモード」の一例たる走行モードである。尚、ＨＶモードにおいて、上記走行条件以外の走行条件については、基本的に（減速時等は除く）モータジェネレータＭＧ２のみを動力源としたＥＶ走行が実行される。

ＥＶモードは、上記ＨＶモードと比較して環境負荷を軽減し得るようにエンジン２００の稼動期間が短く抑えられた（即ち、エンジン２００の始動頻度が低い）、別言すれば可及的にＥＶ走行を行うように構築された、本発明に係る「第２のモード」の一例たる走行モードである。

より具体的に述べると、ＥＶモードにおいて、エンジン２００は、バッテリ５００のＳＯＣが下限値ＳＯＣＬ０（ＳＯＣＬ０＜ＳＯＣＬ１であり、本発明に係る、蓄電残量の「所定値」の一例である）未満となった場合にのみ、その始動が要求される。従って、ＥＶモードにおいて、ハイブリッド車両の車速Ｖ及び出力Ｐｈの上限値は、モータジェネレータＭＧ２の物理的、機械的又は電気的な動作限界により決定される。

尚、このような点に鑑みれば、第２のモードにおいては、要求車速が高い場合や要求出力が高い場合の少なくとも一部において、ハイブリッド車両１０の車速Ｖ或いは出力Ｐｈが要求値を下回る可能性があるが、ＨＣ、ＣＯ_２及びＮＯｘの排出量低減に伴う環境負荷の軽減を目的とする点に鑑みれば、実践上さしたる問題は生じない。また特に、ハイブリッド車両１０のように外部電源２０からの充電が可能に構成されたプラグインハイブリッド車両においては、モータジェネレータＭＧ１による発電或いは減速時のエネルギ回生等によりバッテリ５００の充電を行うよりない他のハイブリッド車両と較べれば、バッテリ５００のＳＯＣを比較的自由なタイミングで所望量回復させることが可能であり、車速、要求出力及びＳＯＣの制限が緩和される。従って、ハイブリッド車両１０において、ＥＶモードを主たる走行モードとして選択することが比較的容易にして可能となる。

本実施形態において、これら二種類の走行モードのうちいずれを選択すべきかについては、ＥＣＵ１００により実行される走行モード切り替え処理により決定される。但し、ハイブリッド車両１０では、係る処理とは別に、ドライバの意思に基づいた所定の操作手段（例えば、シフトレバー、各種ボタンスイッチ或いは操作ダイアル等）の操作によりマニュアル的に走行モードの選択を行うことも可能であり、このような操作がなされた場合には、システム上問題が生じない限りにおいてドライバの意思が優先される。例えば、走行モード切り替え処理においてＥＶモードの実施要件が満たされたとして、ドライバが上述した車速や要求出力の制限を嫌ってＨＶモードの実行を所望している場合には、走行モードはＨＶモードに設定される。

一方、ＥＶモードが選択されている場合、ＨＶモードに対して必然的にエンジン２００の始動頻度は低下する。他方、エンジン２００が稼動しているか否かにかかわらず、燃料タンク８０１内部に貯留された燃料ＦＬはその蒸発速度の高低はさておき幾らかなり蒸発し得るから、生じた蒸発燃料は、給油時の液面上昇によるタンク内圧の上昇を待たずとも適宜ベントバルブ８０９を押し開き、キャニスタ８１１の吸着材８１２に適宜吸着されることとなる。

ここで、上述したように、エンジン２００が稼動状態になければ吸気管２０７に負圧が生じないから、パージコントロールバルブ８１５を開閉させたとして蒸発燃料をパージすることができない（実践的には、エンジン２００が非稼動である場合、吸気管２０７への蒸発燃料の漏洩を防ぐため、パージコントロールバルブ８１５は絶えず閉弁状態に制御される）。

このため、余りに長期にわたってエンジン２００が非稼動となると、蒸発燃料の吸着量が吸着材８１２の保持限界を超える（即ち、キャニスタ８１１が飽和状態を超える）可能性がある。このようにキャニスタ８１１が飽和状態を越えた場合、或いは近未来的にそのような事態に直面すると予測される場合、大気連通管８１３を介して蒸発燃料が外界に放出することを防止するために、エンジン２００を稼動させ先述のパージを実行する必要がある。

ところが、このような理由によるエンジン２００の始動は、ハイブリッド車両１０の車軸に出力すべき動力の観点から見れば必ずしも必要ではない上、必ずしもエンジン２００を効率的な動作点で動作させ得るものとは限らない（即ち、蒸発燃料の大気放出を防止するためだけに燃料をエンジン２００内で強制的に燃焼させているに過ぎない）から、燃費の観点からは望ましくない。そこで、走行モード切り替え処理は、これらの問題を好適に解決しつつ走行モードの切り替えがなされるように構成されている。

ここで、図３を参照して、走行モード切り替え処理の詳細について説明する。ここに、図３は、走行モード切り替え処理のフローチャートである。

図３において、ＥＣＵ１００は、キャニスタ８１１における蒸発燃料の吸着量Ｄｖｐ（即ち、本発明に係る「吸着手段における蒸発燃料の吸着量」の一例）が基準値Ｄｖｐｔｈ以上であるか否か、又は後述する閾値変更フラグＦＧが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ１０１）。

吸着量Ｄｖｐが基準値Ｄｖｐｔｈ以上であるか否かを判別するにあたって、ＥＣＵ１００は、走行モード切り替え処理のプロセスとは別に推定する吸着量Ｄｖｐを参照する。尚、この吸着量Ｄｖｐの推定は、ハイブリッド車両１０の稼動状態に限らず、燃料タンク８０１内において燃料の蒸発が生じる点に鑑み、ハイブリッド車両１０がソーク状態にある場合においても絶えず実行されている。

ここで、ベントバルブ８０９の開弁時にキャニスタ８１１に導かれた蒸発燃料が全てキャニスタ８１１の吸着材に吸着されるとすれば、エンジン２００が機関停止状態にある場合（即ち、パージコントロールバルブ８１５が閉弁状態に維持されパージが全く行われない場合であって、上記ソーク状態も含む）における、燃料タンク８０１のタンク内圧Ｐｉと燃料温度Ｔｆとに基づいて、吸着量Ｄｖｐを推定することが可能となる。本実施形態では、予めＲＯＭに、係るタンク内圧Ｐｉ、燃料温度Ｔｆ及びエンジン２００の停止期間の長さと吸着量Ｄｖｐとを対応付けた吸着量マップが記憶されており、ＥＣＵ１００は、圧力センサ８０２により検出されるタンク内圧Ｐｉ、温度センサ８０６により検出される燃料温度Ｔｆ及び内蔵タイマによりカウントされるエンジン停止期間の長さとに対応する一の吸着量Ｄｖｐを当該吸着量マップより取得することによって吸着量Ｄｖｐを推定する。

尚、このような吸着量Ｄｖｐの推定態様は一例に過ぎず、吸着量Ｄｖｐの取得に当たっては、公知の各種態様を採用することができる。例えば、キャニスタ８１１における蒸発燃料の吸着量を直接検出し得るように構成された検出手段がキャニスタ８１１に付設され、その検出結果がＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照可能に構成されていてもよい。

尚、吸着量Ｄｖｐに対し設定される基準値Ｄｖｐｔｈとは、少なくともキャニスタ８１１の飽和状態に対応する吸着量（言い換えれば、吸着材の吸着限界量）よりは小さい値であって、且つ好適には、エンジン２００が停止し続けた場合に蒸発燃料の大気放出を招来する可能性が実践上無視し得ない程度に高い旨に相当する値に設定されている。このような基準値Ｄｖｐｔｈは、適合の要素が強く、具体的な数値は如何様に設定されてもよいが、例えば、キャニスタ８１１の飽和状態に対応する吸着量を１００とした場合に概ね７０〜８０程度の値であってもよい。

一方、閾値変更フラグＦＧとは、前述したＨＶモードにおけるＳＯＣ下限値ＳＯＣＬ及びモータ上限出力値ＰｍＬが、各々について設定された後述する基準値から変更されたか否かを表すフラグであり、ＥＣＵ１００により、これらが基準値から変更された場合には「１」に、また変更されない場合には「０」に設定される。閾値変更フラグＦＧの初期値は「０」である。

ＥＣＵ１００は、吸着量Ｄｖｐが基準値Ｄｖｐｔｈ未満であり且つ閾値変更フラグＦＧが「０」である場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、走行モードとしてＥＶモードを選択する（ステップＳ１０２）。

尚、ステップＳ１０２が実行されるに際して、何らかの要因によりＥＶモードの実行許可条件が満たされない場合、ＥＶモードは選択されず、走行モードはＨＶモードに設定される。このような実行許可条件が満たされない場合とは、例えば、先に述べたようにドライバがＨＶモードの実行を所望している場合や、或いはモータジェネレータＭＧ２に物理的、機械的又は電気的な何らかの不具合が生じている場合等を含む。

ステップＳ１０２が実行されると、走行モード切り替え処理は終了する。尚、走行モード切り替え処理は、ハイブリッド車両１０がシステムオンの状態（即ち、ソーク状態以外）において、所定の周期で繰り返し実行される処理であり、ステップＳ１０２を経て一旦終了したとしても、然るべきタイミングで再びステップＳ１０１から実行される。

ＥＣＵ１００は、吸着量Ｄｖｐが基準値Ｄｖｐｔｈ以上であるか、又は閾値変更フラグＦＧが「１」である場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、走行モードとしてＨＶモードを選択する（ステップＳ１０３）。走行モードがＨＶモードに設定されると、更にＥＣＵ１００は、閾値変更フラグＦＧが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ１０４）。

閾値変更フラグＦＧが「０」である場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、必要パージ量ＰＧｔｇを設定する（ステップＳ１０５）。ここで、必要パージ量ＰＧｔｇとは、キャニスタ８１１における蒸発燃料の吸着量Ｄｖｐを所定値未満（理想的には、ゼロ又はゼロ付近の小さい値）に減少させるために要するパージガスの流量である。

但し、パージガスは先に述べたように大気連通管８１３を介して導かれる大気と吸着した蒸発燃料との混合ガスであるから、必要パージ量ＰＧｔｇは必ずしも吸着量Ｄｖｐと一致しない。尚、必要パージ量ＰＧｔｇは、後述するように、蒸発燃料の処理を目的としたＨＶモードの継続期間を規定する値となる。即ち、ステップＳ１０５に係る動作は、本発明に係る「継続期間設定手段」に係る動作の一例である。

必要パージ量ＰＧｔｇを設定するにあたって、ＥＣＵ１００は、予めＲＯＭに格納された必要パージ量マップを参照する。ここで、図４を参照し、必要パージ量マップの詳細について説明する。ここに、図４は、必要パージ量マップに規定される必要パージ量ＰＧｔｇの特性を模式化してなる特性図である。

図４において、縦軸に必要パージ量ＰＧｔｇが、また横軸には吸着量Ｄｖｐが示されている。図示の通り、必要パージ量ＰＧｔｇは、吸着量Ｄｖｐに対し増加関数として設定されており、吸着量Ｄｖｐが多い程多くなる。必要パージ量マップには、図４に例示する関係が数値化されて格納されている。

図３に戻り、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０５において、必要パージ量マップから吸着量Ｄｖｐに対応する一の必要パージ量ＰＧｔｇを選択的に取得することによって、必要パージ量ＰＧｔｇを設定する。ここで、閾値変更フラグＦＧの初期値は先述したように「０」であるから、ここでは、処理がステップＳ１０４からステップＳ１０５を経たものとして説明を続ける。

必要パージ量ＰＧｔｇが設定されると、ＥＣＵ１００は、後述する積算パージ量ＰＧが、係る設定された必要パージ量ＰＧｔｇ以上であるか否かを判別する（ステップＳ１０７）。積算パージ量ＰＧは、必要パージ量ＰＧｔｇが設定されて以降のパージ量の積算値であり、この時点では初期値たる「０」を採る。従って、この段階では、ステップＳ１０７に係る判別は「ＮＯ」側に分岐する。

積算パージ量ＰＧが必要パージ量ＰＧｔｇ未満である場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、閾値変更フラグＦＧが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ１０８）。ここで、閾値変更フラグＦＧは未だ初期値たる「０」のままであるから、ステップＳ１０８は「ＮＯ」側に分岐し、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１１２及びステップＳ１１３を実行する。

ステップＳ１１２において、ＥＣＵ１００は、モータ上限出力値ＰｍＬを変更する。より具体的には、基準値ＰｍＬ０からモータ上限出力補正値ΔＰｍを減じた値を新たにモータ上限出力値ＰｍＬとして設定する。

モータ上限出力補正値ΔＰｍを設定するにあたって、ＥＣＵ１００は、予めＲＯＭに格納されたモータ上限出力補正値マップを参照する。ここで、図５を参照し、モータ上限出力補正値マップの詳細について説明する。ここに、図５は、モータ上限出力補正値マップに規定されるモータ上限出力補正値ΔＰｍの特性を模式化してなる特性図である。

図５において、縦軸にモータ上限出力補正値ΔＰｍが、また横軸には吸着量Ｄｖｐが示されている。図示の通り、モータ上限出力補正値ΔＰｍは、吸着量Ｄｖｐに対し増加関数として設定されており、吸着量Ｄｖｐが多い程多くなる。モータ上限出力補正値マップには、図５に例示する関係が数値化されて格納されている。

図３に戻り、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１１２において、モータ上限出力補正値マップから吸着量Ｄｖｐに対応する一のモータ上限出力補正値ΔＰｍを選択的に取得することによって、モータ上限出力補正値ΔＰｍを設定し、基準値ＰｍＬ０から減算することによってモータ上限出力値ＰｍＬを変更する。

尚、モータ上限出力値ＰｍＬの基準値たるＰｍＬ０とは、蒸発燃料の処理を目的としない通常のＨＶモードにおけるモータジェネレータＭＧ２の上限出力値である。先に述べたように、ＨＶモードは、ハイブリッド車両１０の要求出力Ｐｎがモータ上限出力値ＰｍＬを超えた場合にエンジン２００の始動要求が生じるように構築されているから、ステップＳ１１２が実行されることにより、モータ上限出力値ＰｍＬが基準値ＰｍＬ０である場合と比較してエンジン２００の始動頻度は上昇する。

一方、ステップＳ１１３において、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣ下限値ＳＯＣＬを変更する。より具体的には、基準値ＳＯＣＬ１（ＳＯＣＬ１＞ＳＯＣＬ０）に対し、下限ＳＯＣ補正値ΔＳＯＣを加算した値を新たにＳＯＣ下限値ＳＯＣＬとして設定する。

下限ＳＯＣ補正値ΔＳＯＣを設定するにあたって、ＥＣＵ１００は、予めＲＯＭに格納された下限ＳＯＣ補正値マップを参照する。ここで、図６を参照し、下限ＳＯＣ補正値マップの詳細について説明する。ここに、図６は、下限ＳＯＣ補正値マップに規定される下限ＳＯＣ補正値ΔＳＯＣの特性を模式化してなる特性図である。

図６において、縦軸に下限ＳＯＣ補正値ΔＳＯＣが、また横軸には吸着量Ｄｖｐが示されている。図示の通り、下限ＳＯＣ補正値ΔＳＯＣは、吸着量Ｄｖｐに対し増加関数として設定されており、吸着量Ｄｖｐが多い程多くなる。下限ＳＯＣ補正値マップには、図６に例示する関係が数値化されて格納されている。

図３に戻り、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１１３において、下限ＳＯＣ補正値マップから吸着量Ｄｖｐに対応する一の下限ＳＯＣ補正値ΔＳＯＣを選択的に取得することによって、下限ＳＯＣ補正値ΔＳＯＣを設定し、基準値ＳＯＣＬ１に対し加算することによってＳＯＣ下限値ＳＯＣＬを変更する。

尚、ＳＯＣ下限値ＳＯＣＬの基準値たるＳＯＣＬ１とは、蒸発燃料の処理を目的としない通常のＨＶモードにおけるバッテリ５００のＳＯＣの下限値である。先に述べたように、ＨＶモードは、バッテリ５００のＳＯＣがＳＯＣ下限値ＳＯＣＬ未満に低下した場合にエンジン２００の始動要求が生じるように構築されているから、ステップＳ１１３が実行されることにより、ＳＯＣ下限値ＳＯＣＬが基準値ＳＯＣＬ１である場合と比較してエンジン２００の始動頻度は上昇する。

ステップＳ１１２及びステップＳ１１３が実行されると、ＥＣＵ１００は、閾値変更フラグＦＧを「１」に変更する（ステップＳ１１４）。閾値変更フラグＦＧが「１」に変更されると、走行モード切り替え処理は終了する。

閾値変更フラグＦＧが「１」に変更されると、次なるタイミングで実行される走行モード切り替え処理における、ステップＳ１０４が「ＹＥＳ」側に分岐し、ＥＣＵ１００は、積算パージ量ＰＧを算出する（ステップＳ１０６）。ここで、積算パージ量ＰＧは、走行モードがＨＶモードに切り替えられた後にエンジン２００が始動することによって実行された蒸発燃料のパージにおいて、吸気管２０７に還流せしめられたパージガスの積算量である。

ＥＣＵ１００は、予めＲＯＭに、エンジン２００の機関回転速度（吸気管２０７に形成される負圧の大きさを規定する指標となる）及びパージコントロールバルブ８１５の開弁期間とパージガス量との関係を数値化してなるパージガス量マップを保持しており、所定周期で係るパージガス量マップからパージガス量を取得すると共に、当該取得されたパージガス量を積算することによって積算パージ量ＰＧを常に更新し且つ記憶している。

一方、ステップＳ１１２及びステップＳ１１３に係る基準値の変更を経た後、積算パージ量ＰＧが必要パージ量ＰＧｔｇ未満である期間については、ステップＳ１０８に係る判別処理が「ＹＥＳ」側に分岐して、走行モード切り替え処理が終了する。従って、このような期間については、変更されたモータ上限出力ＰｍＬ及びＳＯＣ下限値ＳＯＣＬに従った（即ち、エンジン２００の始動頻度が、これらが上記基準値を採る場合と比較して高められた）ＨＶモードが実行されることとなる。

このような期間を経て積算パージ量ＰＧが必要パージ量ＰＧｔｇ以上となると（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、モータ上限出力ＰｍＬを基準値ＰｍＬ０に戻し（ステップＳ１０９）、更にＳＯＣ下限値ＳＯＣＬを基準値ＳＯＣＬ１に戻して（ステップＳ１１０）、閾値変更フラグＦＧを「０」に戻す（ステップＳ１１１）。ステップＳ１１１が実行されると、走行モード切り替え処理は終了する。

ステップＳ１１１を経た後、次なるタイミングで実行される走行モード切り替え処理においては、ステップＳ１０１に係る判別処理は「ＮＯ」側に分岐し、ステップＳ１０２により、走行モードが基本的にＥＶモードに復帰する（即ち、本発明に係る「復帰手段」の動作の一例である）。但し、先述したように何らかの理由により走行モードがＨＶモードのまま維持される場合、モータ上限出力ＰｍＬ及びＳＯＣ下限値ＳＯＣＬは夫々上記基準値に設定されており、通常のＨＶモードが実行される。

以上説明したように、本実施形態に係る走行モード切り替え処理によれば、（１）キャニスタ８１１における蒸発燃料の吸着量Ｄｖｐが基準値Ｄｖｐｔｈ以上である場合にハイブリッド車両１０の走行モードがＥＶモードからＨＶモードに切り替えられ、（２）切り替え後のＨＶモードにおけるモータ上限出力ＰｍＬ及びＳＯＣ下限値ＳＯＣＬが、夫々基準値に対して減少側及び増加側に補正され、（３）積算パージ量ＰＧが必要パージ量ＰＧｔｇに達した場合に走行モードがＥＶモードに復帰せしめられる。

ここで、上記（１）によれば、エンジン２００の始動頻度を上昇させ、蒸発燃料の処理機会を増やすことが可能となる。また、エンジン２００は、ＨＶモードにおいて必ずしも絶えず稼動状態に置かれる訳ではなく、動作効率の比較的高い走行条件において稼動し、且つ稼動時においても、モータジェネレータＭＧ２との協調制御により、その動作点が可及的に高効率な動作点に維持される。従って、蒸発燃料は、このようにエンジン２００が高効率な動作状態にある場合にパージされ燃焼に供されることになり、蒸発燃料の処理（パージ）に際した燃費の悪化が可及的に抑制される。

また、上記（２）によれば、ＨＶモードにおいてエンジン２００の始動頻度を規定するモータ上限出力ＰｍＬ及びＳＯＣ下限値ＳＯＣＬが、キャニスタ８１１における蒸発燃料の吸着量が多い程エンジン２００の始動頻度が上昇するように変更されるため、エンジン２００の稼動期間が不足することにより蒸発燃料の処理が遅滞して蒸発燃料の大気放出を招来するといった事態が好適に防止される。

更に、上記（３）によれば、蒸発燃料の処理が終了した暁には、速やかに走行モードがＥＶモードに復帰することとなり、ＥＶモードによる環境負荷軽減に係る利益が可及的に享受される。即ち、本実施形態によれば、燃費の悪化を抑制しつつ蒸発燃料を好適に処理することが可能となるのである。

尚、本実施形態において、蒸発燃料の処理を目的としたＨＶモード（即ち、吸着量Ｄｖｐに応じてモータ上限出力ＰｍＬ及びＳＯＣ下限値ＳＯＣＬが基準値から変更されるＨＶモード）の継続期間は、必要パージ量ＰＧｔｇにより規定されるが、本発明の趣旨に鑑みれば、係る継続期間は他の指標値により規定されても構わない。例えば、エンジン２００の積算空気量（例えば、エアフローメータの検出値を利用することにより推定可能である）、エンジン２００の連続稼動時間若しくは積算稼働時間、ハイブリッド車両１０の航続距離、エンジン２００の冷却水温が所定値以上となる期間の長さ、又はエンジン２００の燃料消費量等に基づいて、蒸発燃料が好適に処理されたか否かに係る判別を行うことも可能である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表してなる模式的なブロック図である。 図１のハイブリッド車両に備わるエンジン及び燃料供給システムの構成を概念的に表す概略構成図である。 図１のハイブリッド車両においてＥＣＵにより実行される走行モード切り替え処理のフローチャートである。 図３の走行モード切り替え処理において参照され、必要パージ量マップに規定される必要パージ量ＰＧｔｇの特性を模式化してなる特性図である。 図３の走行モード切り替え処理において参照され、モータ上限出力補正値マップに規定されるモータ上限出力補正値ΔＰｍの特性を模式化してなる特性図である。 図３の走行モード切り替え処理において参照され、下限ＳＯＣ補正値マップに規定される下限ＳＯＣ補正値ΔＳＯＣの特性を模式化してなる特性図である。

符号の説明

１０…ハイブリッド車両、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０１…気筒、２０３…ピストン、２０５…クランクシャフト、３００…動力分割機構、４００…ＰＣＵ、５００…バッテリ、６００…充電プラグ、７００…リレー回路、８００…燃料供給システム、８０１…燃料タンク、８０２…圧力センサ、８０６…温度センサ、８０９…ベントバルブ、８１０…ブリーザ配管、８１１…キャニスタ、８１２…吸着材、８１３…大気連通管、８１４…パージ用配管、８１５…パージコントロールバルブ。

Claims (6)

1. 各々が動力源として機能する内燃機関及び少なくとも一の電動機と、前記内燃機関の燃料が蒸発してなる蒸発燃料を吸着可能な吸着手段を含み、該吸着された蒸発燃料を前記内燃機関の吸気系へ還流させることが可能な蒸発燃料処理装置とを備え、走行モードとして、第１のモードと、該第１のモードと較べて内燃機関の始動頻度が低い第２のモードとを選択可能なハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記吸着手段における前記蒸発燃料の吸着量を特定する特定手段と、
   前記走行モードとして前記第２のモードが選択されている場合に、前記特定された吸着量に応じて前記走行モードを前記第１のモードに切り替える切り替え手段と
   を具備することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記切り替え手段は、前記特定された吸着量が所定値以上である場合に前記走行モードを切り替える
   ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記第２のモードは、前記電動機の電源となる蓄電手段の蓄電残量が所定値未満となった場合を除き前記電動機の動力のみによるＥＶ走行を維持するように構築された走行モードである
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記第１のモードは、（１）前記ハイブリッド車両の要求出力が第１の基準値よりも高い場合及び（２）前記電動機の電源となる蓄電手段の蓄電残量が第２の基準値未満である場合の少なくとも一方において前記内燃機関の始動が要求されるように構築された走行モードであり、
   前記ハイブリッド車両の制御装置は、前記走行モードの切り替えがなされる場合に、前記特定された吸着量に基づいて前記第１の基準値及び前記第２の基準値のうち少なくとも一方を設定する基準値設定手段を更に具備する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記特定された吸着量に基づいて、前記走行モードの切り替えがなされた後の前記第１のモードの継続期間を設定する継続期間設定手段と、
   該設定された継続期間が経過した場合に前記走行モードを前記第２のモードに復帰させる復帰手段と
   を更に具備することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
6. 前記ハイブリッド車両は、所定の外部電源から供給される外部電力により充電可能に構成され且つ前記電動機の電源として機能する蓄電手段を備える
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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