JP2010138833A - 内燃機関装置および内燃機関の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】排気の吸気系への再循環の実行の有無に応じて浄化触媒の過熱を有効に抑制する。
【解決手段】エンジンの目標点火時期ｔｆ＊が所定時期ｔｒｅｆより遅いときには（Ｓ３３０）、ＥＧＲが行われているか否かに応じてそれぞれ設定されたマップを用いて目標点火時期ｔｆ＊が遅いほど小さくなる傾向で且つエンジンの回転数Ｎｅが大きいほど小さくなる傾向に且つＥＧＲを行なっているときにはＥＧＲを行なっていないときに比して大きくなる傾向にガードマップ値Ｔｇｍａｐを設定すると共に（Ｓ３５０〜Ｓ３７０）、設定したガードマップ値Ｔｇｍａｐにアイドル運転に必要なスロットル開度を考慮してスロットルガードＴａｇａｒｄを設定し（Ｓ３８０〜Ｓ４１０）、基本スロットル開度ＴｂａｓｅをスロットルガードＴａｇａｒｄで制限して目標スロットル開度Ｔａ＊を設定する（Ｓ４２０）。
【選択図】図５

Description

本発明は、内燃機関装置および内燃機関の制御方法に関する。

従来、この種の内燃機関装置としては、ノッキングが検出されたときには点火時期を遅くしてノッキング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）。この装置では、排気中のパティキュレート量が許容値以下のときには点火時期を遅くしてノッキングを抑制し、点火時期を遅くすることにより生じる排気を浄化する浄化触媒の過熱については燃料増量により抑制している。
特開２００４−１５６２９号公報

また、排気系が過熱しているときにはスロットル開度を制限するものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。この装置では、排気系の過熱状態を検出したときには、エンジンの回転数に応じてスロットルガード値を設定し、スロットル開度をスロットルガード値により制限することにより、吸入空気量が過大となるのを抑制し、これにより、排気系の過熱を抑制している。
特開平６−１５９１０４号公報

しかしながら、前者の内燃機関装置では、点火時期を大きく遅くしたときには燃料噴射量を増量するだけでは浄化触媒の過熱を十分に抑制できない場合が生じる。この場合、後者の内燃機関装置のように、スロットルガード値を設定してスロットル開度を制限することも有効なものと考えられるが、排気を吸気系に再循環する排気再循環装置が取り付けられた内燃機関を備える装置では、スロットル開度の制限を適正に行なうことができない。排気再循環装置が取り付けられた内燃機関は、排気の吸気系への再循環を行なっているときと行なっていないときとでは内燃機関の燃焼状態は異なるものとなるため、排気の吸気系への再循環を行なっていないときに適正と考えられるスロットルガード値を用いてスロットル開度を制限すると、排気の吸気系への再循環を行なっていないときには適正にスロットル開度を制限することができるが排気の吸気系への再循環を行なっているときには適正にスロットル開度を制限することができず、逆に、排気の吸気系への再循環を行なっているときに適正と考えられるスロットルガード値を用いてスロットル開度を制限すると、排気の吸気系への再循環を行なっているときには適正にスロットル開度を制限することができるが排気の吸気系への再循環を行なっていないときには適正にスロットル開度を制限することができず、浄化触媒の過熱を有効に抑制することができなくなってしまう。

本発明の内燃機関装置および内燃機関の制御方法は、排気の吸気系への再循環の実行の有無に応じて浄化触媒の過熱を有効に抑制することを主目的とする。

本発明の内燃機関装置および内燃機関の制御方法は、少なくとも上述の主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、
点火時期の調整が可能で排気を吸気に再循環する排気再循環装置と排気を浄化する浄化触媒を有する排気浄化装置とが取り付けられた内燃機関を備える内燃機関装置であって、
前記内燃機関をアイドル運転する際のスロットル開度の学習値とアクセル操作に基づく基本スロットル開度との和として操作用スロットル開度を設定する操作用スロットル開度設定手段と、
前記排気再循環装置による排気の吸気への再循環を行なっているときには前記内燃機関の点火時期が遅いほど小さくなる傾向で且つ前記内燃機関の回転数が大きいほど小さくなる傾向にマップ値を導出する第１のマップに対して前記内燃機関の点火時期と前記内燃機関の回転数とを適用して得られるマップ値に所定値を加算した値を用いてスロットルガード値を設定し、前記排気再循環装置による排気の吸気への再循環を行なっていないときには前記内燃機関の点火時期が遅いほど小さくなる傾向で且つ前記内燃機関の回転数が大きいほど小さくなる傾向に且つ前記第１のマップより小さなマップ値を導出する第２のマップに対して前記内燃機関の点火時期と前記内燃機関の回転数とを適用して得られるマップ値に前記所定値を加算した値を用いてスロットルガード値を設定するスロットルガード値設定手段と、
前記内燃機関の点火時期が所定時期より遅いときには、前記操作用スロットル開度を前記設定されたスロットルガード値でガードして得られる実行用スロットル開度を用いて前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の内燃機関装置では、内燃機関の点火時期が所定時期より遅いときに、排気再循環装置による排気の吸気への再循環を行なっているときには内燃機関の点火時期が遅いほど小さくなる傾向で且つ内燃機関の回転数が大きいほど小さくなる傾向にマップ値を導出する第１のマップに対して内燃機関の点火時期と前記内燃機関の回転数とを適用して得られるマップ値に所定値を加算した値を用いてスロットルガード値を設定すると共に内燃機関をアイドル運転する際のスロットル開度の学習値とアクセル操作に基づく基本スロットル開度との和として得られる操作用スロットル開度を設定したスロットルガード値でガードして得られる実行用スロットル開度を用いて内燃機関が運転されるよう内燃機関を制御し、排気再循環装置による排気の吸気への再循環を行なっていないときには内燃機関の点火時期が遅いほど小さくなる傾向で且つ内燃機関の回転数が大きいほど小さくなる傾向に且つ第１のマップより小さなマップ値を導出する第２のマップに対して内燃機関の点火時期と内燃機関の回転数とを適用して得られるマップ値に所定値を加算した値を用いてスロットルガード値を設定すると共に操作用スロットル開度を設定したスロットルガード値でガードして得られる実行用スロットル開度を用いて内燃機関が運転されるよう内燃機関を制御する。このように排気の吸気系への再循環の実行の有無に応じてスロットルガード値を設定することにより、排気の吸気系への再循環の実行の有無に応じてスロットル開度をより適正に制限することができる。この結果、排気の吸気系への再循環の実行の有無に応じて浄化触媒の過熱を有効に抑制することができる。

こうした本発明の内燃機関装置において、前記スロットルガード値設定手段は、前記マップ値に所定値を加算した値に前記所定値と前記学習値との差を加えてスロットルガード値を設定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、スロットルガード値をアイドル運転時のスロットル開度の学習値を考慮したものとすることができ、より適正にスロットルガード値を設定することができる。ここで、「所定値」は、前記学習値の平均値として予め設定されてなる値であるものとすることもできる。

本発明の内燃機関の制御方法は、
点火時期の調整が可能で排気を吸気に再循環する排気再循環装置と排気を浄化する浄化触媒を有する排気浄化装置とが取り付けられた内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関の点火時期が所定時期より遅いとき、前記排気再循環装置による排気の吸気への再循環を行なっているときには前記内燃機関の点火時期が遅いほど小さくなる傾向で且つ前記内燃機関の回転数が大きいほど小さくなる傾向にマップ値を導出する第１のマップに対して前記内燃機関の点火時期と前記内燃機関の回転数とを適用して得られるマップ値に所定値を加算した値を用いてスロットルガード値を設定すると共に前記内燃機関をアイドル運転する際のスロットル開度の学習値とアクセル操作に基づく基本スロットル開度との和として得られる操作用スロットル開度を前記設定したスロットルガード値でガードして得られる実行用スロットル開度を用いて前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御し、前記排気再循環装置による排気の吸気への再循環を行なっていないときには前記内燃機関の点火時期が遅いほど小さくなる傾向で且つ前記内燃機関の回転数が大きいほど小さくなる傾向に且つ前記第１のマップより小さなマップ値を導出する第２のマップに対して前記内燃機関の点火時期と前記内燃機関の回転数とを適用して得られるマップ値に前記所定値を加算した値を用いてスロットルガード値を設定すると共に前記操作用スロットル開度を前記設定したスロットルガード値でガードして得られる実行用スロットル開度を用いて前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する、
ことを特徴とする。

この本発明の内燃機関の制御方法では、内燃機関の点火時期が所定時期より遅いときに、排気再循環装置による排気の吸気への再循環を行なっているときには内燃機関の点火時期が遅いほど小さくなる傾向で且つ内燃機関の回転数が大きいほど小さくなる傾向にマップ値を導出する第１のマップに対して内燃機関の点火時期と前記内燃機関の回転数とを適用して得られるマップ値に所定値を加算した値を用いてスロットルガード値を設定すると共に内燃機関をアイドル運転する際のスロットル開度の学習値とアクセル操作に基づく基本スロットル開度との和として得られる操作用スロットル開度を設定したスロットルガード値でガードして得られる実行用スロットル開度を用いて内燃機関が運転されるよう内燃機関を制御し、排気再循環装置による排気の吸気への再循環を行なっていないときには内燃機関の点火時期が遅いほど小さくなる傾向で且つ内燃機関の回転数が大きいほど小さくなる傾向に且つ第１のマップより小さなマップ値を導出する第２のマップに対して内燃機関の点火時期と内燃機関の回転数とを適用して得られるマップ値に所定値を加算した値を用いてスロットルガード値を設定すると共に操作用スロットル開度を設定したスロットルガード値でガードして得られる実行用スロットル開度を用いて内燃機関が運転されるよう内燃機関を制御する。このように排気の吸気系への再循環の実行の有無に応じてスロットルガード値を設定することにより、排気の吸気系への再循環の実行の有無に応じてスロットル開度をより適正に制限することができる。この結果、排気の吸気系への再循環の実行の有無に応じて浄化触媒の過熱を有効に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、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。ここで、実施例の内燃機関装置としては、主として、エンジン２２とこのエンジン２２をコントロールするエンジン用電子制御ユニット２４ａとが該当する。

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を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化触媒（三元触媒）を有する浄化装置１３４を介して外気へ排出されると共にＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システム１６０を介して吸気側に供給される。ＥＧＲシステム１６０は、浄化装置１３４の後段に接続されて排気を吸気側のサージタンクに供給するためのＥＧＲ管１６２と、ＥＧＲ管１６２に配置されステッピングモータ１６３により駆動されるＥＧＲバルブ１６４とを備え、ＥＧＲバルブ１６４の開度の調節により、不燃焼ガスとしての排気を供給量を調節して吸気側に供給する。エンジン２２は、こうして空気と排気とガソリンと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。以下、エンジン２２の排気を吸気側に供給することをＥＧＲという。

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、格納したデータを保持するフラッシュメモリ２４ｄと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットル開度Ｔａ，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ，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，吸気管内の圧力を検出する吸気圧センサ１５８からの吸気圧Ｐｉｎ，浄化装置１３４に取り付けられた触媒温度センサ１３４ａからの触媒温度Ｔｃ，空燃比センサ１３５ａからの空燃比，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号，シリンダブロックに取り付けられてノッキングの発生に伴って生じる振動を検出するノックセンサ１５９からのノック強度Ｋｒ，ＥＧＲバルブ１６４の開度を検出するＥＧＲバルブ開度センサ１６５からのＥＧＲバルブ開度ＥＶなどが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号，ＥＧＲバルブ１６４の開度を調整するステッピングモータ１６３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。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算したり、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいてエンジン２２の各気筒に吸入される空気量としての気筒吸入空気量Ｑｃを演算したり、スロットルバルブポジションセンサ４６からのスロットル開度ＴａとＥＧＲバルブ開度センサ１６５からのＥＧＲバルブ開度ＥＶとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいてＥＧＲによってエンジン２２の吸気系に吸引される排気の量であるＥＧＲ量とエンジン２２の吸入空気量との和に対するＥＧＲ量の比率としてのＥＧＲ率Ｒｅｇｒを演算したりしている。

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。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

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。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサ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）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。

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。なお、シフトポジションＳＰとしては、駐車ポジションやニュートラルポジション，前進走行用のドライブポジション，後進走行用のリバースポジションなどがある。

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。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。このエンジン運転モードでは、具体的には、要求動力に見合う動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力としてエンジン２２から出力すべき目標パワーＰｅ＊を設定すると共に、設定した目標パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２が効率よく動作されるよう目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる目標運転ポイントを設定してエンジン２２を運転制御し、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊で運転されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に要求トルクにより走行するようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する。

また、実施例のハイブリッド自動車２０は、シフトポジションＳＰが駐車ポジションかドライブポジションの状態で車両が停止しているときにバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が低いとき（例えば、４０％未満など）には、バッテリ５０を充電するためにエンジン２２を負荷運転する。この場合、負荷運転用の所定回転数Ｎｅ１（例えば、アイドル運転用の所定回転数やこれより若干高い回転数など）をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定すると共にバッテリ５０を充電するために予め定められた所定の充電パワーを所定回転数Ｎｅ１で除したものを目標トルクＴｅ＊に設定してエンジン２２を運転制御し、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊で運転されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＭＧ１を駆動制御する。

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の動作、特にエンジン２２が運転されているときの動作について説明する。図３は、エンジン２２の点火時期制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図４は、エンジン２２の燃料噴射制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図５は、エンジン２２の吸入空気量制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。これらのルーチンは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０による図示しない駆動制御ルーチンによってエンジン２２の目標運転ポイントが設定されたものを受信する毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）にエンジンＥＣＵ２４により並行して繰り返し実行される。以下、順に説明する。

図３の点火制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、ノックセンサ１５６からのノック強度Ｋｒやエンジン２２の回転数Ｎｅ，気筒吸入空気量Ｑｃ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Ｓ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは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、気筒吸入空気量Ｑｃはエアフローメータ１４８からの信号とエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいてエンジン２２の各気筒に吸入される空気量として演算され、それぞれＲＡＭ２４ｃの所定のアドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅと気筒吸入空気量Ｑｃとに基づいて基本点火時期ｔｂａｓｅを設定すると共に（ステップＳ１１０）、ノック強度Ｋｒに基づいてノック補正時期ｔｋを設定し（ステップＳ１２０）、基本点火時期ｔｂａｓｅにノック補正時期ｔｋを加えて目標点火時期ｔｆ＊を設定し（ステップＳ１３０）、設定した目標点火時期ｔｆ＊で対象気筒の点火が行なわれるようイグニッションコイル１３８を駆動して（ステップＳ１４０）、点火制御ルーチンを終了する。ここで、基本点火時期ｔｂａｓｅは、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅと気筒吸入空気量Ｑｃと基本点火時期ｔｂａｓｅとの関係を予め定めて図示しない基本点火時期設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、エンジン２２の回転数Ｎｅと気筒吸入空気量Ｑｃとが与えられると記憶したマップから対応する基本点火時期ｔｂａｓｅを導出して設定するものとした。基本点火時期ｔｂａｓｅは、エンジン２２の回転数Ｎｅが大きいほど早い傾向に且つ気筒吸入空気量Ｑｃが大きいほど遅い傾向に設定される。これは、エンジン２２の回転数Ｎｅが大きいほど点火プラグ３０から電気火花を飛ばした後に実際に爆発燃焼が生じるまでのタイムラグの影響が大きくなり、気筒吸入空気量Ｑｃが大きいほどノッキングが生じやすくなることに基づく。また、ノック補正時期ｔｋは、実施例では、ノック強度Ｋｒがノッキングが生じていると判定される所定値Ｋｒｅｆ以上のときにはノッキングの抑制のために前回に比して点火時期が遅くなるよう設定され、ノック強度Ｋｒが所定値Ｋｒｅｆ未満のときにはエンジン２２の燃焼効率の向上のために前回に比して点火時期が若干早くなるよう設定される。なお、実施例では、基本点火時期ｔｂａｓｅやノック補正時期ｔｋ，目標点火時期ｔｆ＊には、計算の便宜上、点火時期に対応した数値として点火時期が早いほど大きい値が設定される。このように目標点火時期ｔｆ＊を設定することにより、ノッキングを抑制しつつ燃焼効率のよい点火時期によってエンジン２２を運転することができる。

次に、図４の燃料噴射制御ルーチンについて説明する。図４の燃料噴射制御ルーチンでは、まず、触媒温度センサ１３４ａからの触媒温度Ｔｃや気筒吸入空気量Ｑｃ，ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ，エンジン２２の目標パワーＰｅ＊，目標点火時期ｔｆ＊を入力する（ステップＳ２００）。ここで、気筒吸入空気量ＱｃとＥＧＲ率Ｒｅｇｒの入力については、図２の点火制御ルーチンにおけるステップＳ１００での入力と同様のものとした。また、ＥＧＲ率Ｒｅｇｒはスロットルバルブポジションセンサ４６から信号とＥＧＲバルブ開度センサからの信号とエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいてエンジン２２の各気筒に吸入される気体のうちＥＧＲによる排気が占める割合として演算され、目標点火時期ｔｆ＊は、図２の点火制御ルーチンで設定され、それぞれＲＡＭ２４ｃの所定アドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。さらに、エンジン２２の目標パワーＰｅ＊は、図示しない駆動制御ルーチンによってエンジン２２から出力すべきパワーとして定められた値をハイブリッド用電子制御ユニット７０から通信により入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力した触媒温度Ｔｃを所定値Ｔｒｅｆと比較する（ステップＳ２１０）。この処理は、浄化装置１３４の浄化触媒が有効に動作しない高温となるおそれがあるか否かを判定する処理であり、所定値Ｔｒｅｆは、触媒温度Ｔｃが有効に動作する温度領域のうち比較的高い温度として予め定められた値（例えば、９００度など）を用いることができる。触媒温度Ｔｃが所定値Ｔｒｅｆ未満のときには、浄化触媒が高温になるおそれはないと判断し、燃料増量係数τｏｔに値１を設定すると共に（ステップＳ２２０）、設定した燃料増量係数τｏｔを基本燃料噴射係数τｂａｓｅに乗じて燃料噴射係数τを設定し（ステップＳ２４０）、気筒吸入空気量Ｑｃに燃料噴射係数τを乗じることによって目標燃料噴射量Ｑｆ＊を設定し（ステップＳ２５０）、目標燃料噴射量Ｑｆ＊による燃料噴射が行なわれるよう燃料噴射弁１２６を駆動して（ステップＳ２６０）、燃料噴射制御ルーチンを終了する。ここで、基本燃料噴射係数τｂａｓｅとしては、例えば、エンジン２２の空燃比が理論空燃比となる値などを用いることができる。触媒温度Ｔｃが所定値Ｔｒｅｆ未満のときには、燃料増量係数τｏｔに値１を設定するものとしたから、燃料増量が行なわれることなくエンジン２２が運転される。

ステップＳ２１０で触媒温度Ｔｃが所定値Ｔｒｅｆ以上のときには、浄化装置１３４の浄化触媒が高温になる可能性があると判断し、エンジン２２の目標パワーＰｅ＊と目標点火時期ｔｆ＊とＥＧＲ率Ｒｅｇｒとに基づいて燃料増量係数τｏｔを設定すると共に（ステップＳ２３０）、設定した燃料増量係数τｏｔを基本燃料噴射量τｂａｓｅに乗じて燃料噴射係数τを設定し（ステップＳ２４０）、気筒吸入空気量Ｑｃに燃料噴射係数τを乗じることによって目標燃料噴射量Ｑｆ＊を設定し（ステップＳ２５０）、目標燃料噴射量Ｑｆ＊による燃料噴射が行なわれるよう燃料噴射弁１２６を駆動して（ステップＳ２６０）、燃料噴射制御ルーチンを終了する。ここで、触媒温度Ｔｃが所定値Ｔｒｅｆ以上のときの燃料増量係数τｏｔは、実施例では、エンジン２２の目標パワーＰｅ＊と目標点火時期ｔｆ＊とＥＧＲ率Ｒｅｇｒと燃料増量係数τｏｔとの関係を予め定めて図示しない燃料増量係数設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、エンジン２２の目標パワーＰｅ＊と目標点火時期ｔｆ＊とＥＧＲ率Ｒｅｇｒとが与えられると記憶したマップから対応する燃料増量係数τｏｔを導出して設定するものとした。燃料増量係数τｏｔは、エンジン２２の目標パワーＰｅ＊が大きいほど大きく、目標点火時期ｔｆ＊が遅いほど大きく、ＥＧＲ率Ｒｅｇｒが大きいほど小さい傾向に、値１から増量制限τｍａｘ（例えば、値１．５など）の範囲で設定される。これは、以下の理由による。一般的に、エンジン２２の目標パワーＰｅ＊が大きいほどエンジンの各気筒内の温度や排気の温度が高くなる傾向があり、目標点火時期ｔｆ＊が遅いほどエンジン２２の燃焼が緩慢となって排気の温度が高くなる傾向があり、ＥＧＲ率Ｒｅｇｒが大きいほどエンジン２２の燃焼温度や排気の温度が低くなる傾向がある。そして、エンジン２２の燃焼温度や排気の温度が高いと予想される場合には、燃焼温度や排気の温度を低下させて浄化装置１３４の浄化触媒の過熱を抑制するように燃料噴射量を増量する。エンジン２２の目標パワーＰｅ＊と目標点火時期ｔｆ＊とＥＧＲ率Ｒｅｇｒとに基づいて燃料増量係数τｏｔを設定するのはこうした理由に基づく。このように目標燃料噴射量Ｑｆ＊を設定することにより、浄化触媒の過熱を抑制してより適正に燃料噴射を行なうことができる。

次に、図５の吸入空気量制御ルーチンについて説明する。図５の吸入空気量制御ルーチンでは、まず、触媒温度センサ１３４ａからの触媒温度Ｔｃやエンジン２２の回転数Ｎｅ，ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ，エンジン２２の目標トルクＴｅ＊，エンジン２２の目標パワーＰｅ＊，目標点火時期ｔｆ＊，アイドル運転用開度ＩＳＣ，平均アイドル運転用開度Ａｉｓｃ，ＩＳＣ学習フラグＦを入力する（ステップＳ３００）。ここで、エンジン２２の回転数ＮｅやＥＧＲ率Ｒｅｇｒ，エンジン２２の目標パワーＰｅ＊，目標点火時期ｔｆ＊の入力については、上述の点火制御ルーチンや燃料噴射制御ルーチンでの入力と同様に行なうものとした。また、目標トルクＴｅ＊は、図示しない駆動制御ルーチンによってアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて設定される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に基づいてエンジン２２から出力すべきトルクとして設定された値をハイブリッド用電子制御ユニット７０から通信により入力するものとした。さらに、アイドル運転用開度ＩＳＣは、図示しないＩＳＣ学習ルーチンによってアイドル回転数（例えば、１０００ｒｐｍなど）におけるエンジン２２のアイドル運転に必要なスロットル開度Ｔａとして設定され、平均アイドル運転用開度Ａｉｓｃは、アイドル運転用開度ＩＳＣの所定学習回数（例えば、数回など）における平均値として設定され、それぞれＲＡＭ２４ｃの所定のアドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。ＩＳＣ学習フラグＦは、システムオン時に値０にリセットされ、ＩＳＣ学習処理によってアイドル運転用開度ＩＳＣを学習したときに値１が設定されるフラグであり、ＲＡＭ２４ｃの所定アドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。ここで、ＩＳＣ学習処理は、実施例では、システムオン後にエンジン２２が初めてアイドル運転されるときに行なわれる。

こうしてデータを入力すると、入力した目標トルクＴｅ＊とエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて設定されるトルク用開度Ｔｔｒｑにアイドル運転用開度ＩＳＣを加えてエンジン２２から目標トルクＴｅ＊を出力するのに要するスロットル開度Ｔａとして基本スロットル開度Ｔｂａｓｅを設定する（ステップＳ３１０）。ここで、トルク用開度Ｔｔｒｑは、エンジン２２の回転抵抗を考慮しないときにエンジン２２から目標トルクＴｅ＊を出力するのに必要とされるスロットル開度Ｔａであり、実施例では、目標トルクＴｅ＊とエンジン２２の回転数Ｎｅとトルク用開度Ｔｔｒｑとの関係を予め定めて図示しないトルク用開度設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶し、目標トルクＴｅ＊とエンジン２２の回転数Ｎｅとが与えられると記憶したマップから対応するトルク用開度Ｔｔｒｑを導出して設定するものとした。そして、上述したように、アイドル用開度ＩＳＣは、ＩＳＣ学習処理によって更新されるため、トルク用開度Ｔｔｒｑにアイドル用開度ＩＳＣを加えて基本スロットル開度Ｔｂａｓｅを設定することにより、エンジン２２から目標トルクＴｅ＊を出力するのに要するスロットル開度Ｔａとして基本スロットル開度Ｔｂａｓｅをより適正に設定することができる。なお、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく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に基づいて設定されるから、トルク用開度Ｔｔｒｐはアクセルペダル８３の踏み込みに基づいて設定されるものとなる。

次に、浄化装置１３４の触媒温度Ｔｃを所定温度Ｔｒｅｆと比較すると共に（ステップＳ３２０）、目標点火時期ｔｆ＊を所定時期ｔｒｅｆと比較する（ステップＳ３３０）。ここで、所定温度Ｔｒｅｆとしては、図４の燃料噴射制御ルーチンで用いた所定温度Ｔｒｅｆと同様に、触媒温度Ｔｃが有効に動作する温度領域のうち比較的高い温度として予め定められた値（例えば、９００度など）を用いることができ、所定時期ｔｒｅｆとしては、エンジン２２の燃焼温度の上昇を燃料噴射量の増量によって抑制可能な点火時期のうち比較的遅い時期としてエンジン２２の特性などに基づいて予め定められた値を用いることができる。触媒温度Ｔｃが所定温度Ｔｒｅｆ以上で目標点火時期ｔｆ＊が所定時期ｔｒｅｆより小さい（遅い）ときには、浄化触媒が高温になる可能性があると共に燃料噴射量の増量だけでは浄化触媒の過熱を十分に抑制することができず、スロットル開度Ｔａを制限する必要が生じる。ステップＳ３２０，Ｓ３３０の処理は、こうした浄化装置１３４の浄化触媒の過熱を抑制するためにスロットル開度Ｔａを制限する必要があるか否かを判定する処理である。触媒温度Ｔｃが所定温度Ｔｒｅｆ未満ときや触媒温度Ｔｃが所定温度Ｔｒｅｆ以上であっても目標点火時期ｔｆ＊が所定時期ｔｒｅｆ以上のとき（早いとき）には、スロットル開度Ｔａを制限する必要はないと判断し、基本スロットル開度Ｔｂａｓｅを目標スロットル開度Ｔａ＊に設定し（ステップＳ３４０）、スロットル開度Ｔａが目標スロットル開度Ｔａ＊となるようスロットルモータ１３６を駆動制御して（ステップＳ４３０）、吸入空気量制御ルーチンを終了する。こうした制御により、エンジン２２から目標トルクＴｅ＊を出力するのに必要な空気量をスロットルバルブ１２４を介してエンジン２２に吸入することができる。

ステップＳ３２０，Ｓ３３０で浄化装置１３４の触媒温度Ｔｃが所定温度Ｔｒｅｆ以上で目標点火時期ｔｆ＊が所定時期ｔｒｅｆより小さい（遅い）ときには、浄化触媒の過熱を抑制するためにスロットル開度Ｔａを制限する必要があると判断し、ＥＧＲ率Ｒｅｇｒが０％であるか否か、即ち、ＥＧＲを行なっていないか否かを判定する（ステップＳ３５０）。ＥＧＲ率Ｒｅｇｒが０％のとき、即ちＥＧＲを行なっていないときには、エンジン２２の回転数Ｎｅと目標点火時期ｔｆ＊とＥＧＲを行なっていないときのマップとに基づいてガードマップ値Ｔｇｍａｐを設定し（ステップＳ３６０）、ＥＧＲ率Ｒｅｇｒが０％でないとき、即ちＥＧＲを行なっているときには、エンジン２２の回転数Ｎｅと目標点火時期ｔｆ＊とＥＧＲを行なっているときのマップとに基づいてガードマップ値Ｔｇｍａｐを設定する（ステップＳ３７０）。ガードマップ値Ｔｇｍａｐは、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅと目標点火時期ｔｆ＊とガードマップ値Ｔｇｍａｐとの関係を予め定めてＥＧＲを行なっているときとＥＧＲを行なっていないときとのそれぞれについてガードマップ値設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、エンジン２２の回転数Ｎｅと目標点火時期ｔｆ＊とが与えられると対応するマップからガードマップ値Ｔｇｍａｐを導出して設定するものとした。図６にガードマップ値設定用マップの一例を示す。図中、実戦は、ＥＧＲを行なっていないとき（ＥＧＲオフ）のガードマップ値設定用マップを示し、破線は、ＥＧＲを行なっているとき（ＥＧＲオン）のガードマップ値設定用マップを示す。ガードマップ値Ｔｇｍａｐは、エンジン２２の回転数Ｎｅが大きいほど小さくなる傾向で且つ目標点火時期ｔｆ＊が遅いほど小さくなる傾向に設定され、ＥＧＲを行なっているとき（破線）には、ＥＧＲを行なっていないとき（実戦）に比して大きくなる傾向に設定される。これは、同じスロットル開度Ｔａにおいてはエンジン２２の回転数Ｎｅが大きいほどエンジン２２の負荷が大きくなってエンジン２２の燃焼温度や排気の温度が高くなる傾向があり、目標点火時期ｔｆ＊が遅いほどエンジン２２の燃焼温度や排気の温度が高くなる傾向があり、ＥＧＲを行なっているときにはＥＧＲを行なっていないときに比してエンジン２２の燃焼温度や排気の温度が低くなる傾向があることに基づく。

こうしてガードマップ値Ｔｇｍａｐを設定すると、エンジン２２の回転抵抗に相当する値としての平均アイドル用開度Ａｉｓｃをガードマップ値Ｔｇｍａｐに加えて基本スロットル開度Ｔｂａｓｅを制限する仮の値としての仮スロットルガードＴｇｔｍｐを設定し（ステップＳ３８０）、ＩＳＣ学習フラグＦの値を調べ（ステップＳ３９０）、ＩＳＣ学習フラグＦが値０のとき、即ち、システムオンされた後にアイドル運転用開度ＩＳＣがＩＳＣ学習処理によって更新されていないときには、仮スロットルガードＴｇｔｍｐをスロットルガードＴａｇａｒｄに設定し（ステップＳ４００）、ＩＳＣ学習フラグＦの値が１のとき、即ち、システムオンされた後にアイドル運転用開度ＩＳＣがＩＳＣ学習処理によって更新されているときには、仮スロットルガードＴａｇｔｍｐにアイドル運転用開度ＩＳＣから平均アイドル運転用開度Ａｉｓｃを減じたものを加えてスロットルガードＴａｇａｒｄを設定する（ステップＳ４１０）。そして、スロットルガードＴａｇａｒｄを設定すると、基本スロットル開度ＴｂａｓｅをスロットルガードＴａｇａｒｄで制限して目標スロットル開度Ｔａ＊を次式（１）により設定し（ステップＳ４２０）、スロットル開度Ｔａが目標スロットル開度Ｔａ＊となるようスロットルモータ１３６を駆動制御して（ステップＳ４３０）、吸入空気量制御ルーチンを終了する。実施例では、目標点火時期ｔｆ＊が遅いときには、浄化触媒の過熱を抑制するために上述したように燃料噴射量の増量が行なわれるが、こうした燃料噴射量の増量だけでは浄化触媒の過熱を十分に抑制できないときには、スロットル開度Ｔａを制限することによって浄化触媒の過熱を抑制する。スロットル開度Ｔａの制限は、必要以上に行なうと燃焼効率が減少したり失火するおそれが生じるため、より適正に行なうことが望まれるが、エンジン２２の運転状態やＥＧＲを行なっているか否かによって適正なスロットルガードの値は異なるものとなる。このため、実施例では、ＥＧＲを行なっているか否かのそれぞれについてガードマップ値設定用マップを設け、エンジン２２の回転数Ｎｅと点火時期ｔｆ＊とガードマップ値設定用マップとに基づいてガードマップ値Ｔｇｍａｐを設定し、このガードマップ値Ｔｇｍａｐを用いてスロットルガードＴａｇａｒｄを設定するものとした。これにより、スロットルガードＴａｇａｒｄをより適正に設定することができ、浄化触媒の過熱を有効に抑制することができる。また、実施例では、アイドル運転用開度ＩＳＣの学習処理が終了していないときには、ガードマップ値Ｔｇｍａｐに平均アイドル運転用開度Ａｉｓｃを加えた仮スロットルガードＴｇｔｍｐをスロットルガードＴａｇａｒｄに設定し、アイドル運転用開度ＩＳＣの学習処理が終了した以降は、仮スロットルガードＴｇｔｍｐに学習後のアイドル運転用開度ＩＳＣから平均アイドル運転用開度Ａｉｓｃを減じたものを加えてスロットルガードＴａｇａｒｄを設定するものとしたから、アイドル運転用開度ＩＳＣの学習処理による更新に応じてスロットルガードＴａｇａｒｄをより適正に設定することができ、浄化触媒の過熱をより有効に抑制することができる。

Ta*=min(Tbase,Tagard) (1)

いま、車両が停止している状態でバッテリ５０を充電するためにエンジン２２を負荷運転しているときを考えると、走行風がないため図示しないラジエータが効率よく動作せず、エンジン２２を冷却する冷却水の温度やエンジン２２に吸入される空気の温度が高くなりやすい。こうした場合には、エンジン２２の気筒内の温度が高くなってノッキングが発生しやすくなるため、図３の点火制御ルーチンでノック補正時期ｔｋが小さく（遅く）設定され、目標点火時期ｔｆ＊も遅くなる。これによりノッキングの発生は抑制されるものの燃焼温度や排気の温度は高くなるため、浄化装置１３４の浄化触媒が高温になるおそれが生じる。このときに燃料噴射量の増量だけでは浄化触媒の過熱を有効に抑制することができないときには、スロットル開度Ｔａを制限してエンジン２２を運転することになる。実施例では、ＥＧＲを行なっているか否かのそれぞれについてガードマップ値設定用マップを設け、エンジン２２の回転数Ｎｅと点火時期ｔｆ＊とガードマップ値設定用マップとに基づいてガードマップ値Ｔｇｍａｐを設定すると共に、設定したガードマップ値Ｔｇｍａｐにアイドル用開度Ａｉｓｃを加えてスロットルガードＴａｇａｒｄを設定するものとしたから、スロットル開度Ｔａをより適正に制限して浄化触媒の過熱をより有効に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、エンジン２２の目標点火時期ｔｆ＊が所定時期ｔｒｅｆより遅いときに、目標点火時期ｔｆ＊が遅いほど小さくなる傾向で且つエンジン２２の回転数Ｎｅが大きいほど小さくなる傾向に且つＥＧＲを行なっているときにはＥＧＲを行なっていないときに比して大きくなる傾向に設定されるガードマップ値Ｔｇｍａｐに平均アイドル運転用開度Ａｉｓｃを加えてスロットルガードＴａｇａｒｄを設定し、エンジン２２の回転数Ｎｅと目標トルクＴｅ＊とに基づく基本スロットル開度ＴｂａｓｅをスロットルガードＴａｇａｒｄで制限して目標スロットル開度Ｔａ＊を設定するから、エンジン２２のスロットル開度Ｔａをより適正に制限して浄化装置１３４の浄化触媒の過熱を有効に抑制することができる。しかも、アイドル運転用開度ＩＳＣが学習により更新されたときには、更新されたアイドル運転用開度ＩＳＣと平均アイドル運転用開度Ａｉｓｃとの差を補正してスロットルガードＴａｇａｒｄを設定するから、アイドル運転用開度ＩＳＣの学習に応じてスロットルガードＴａｇａｒｄをより適正に設定することができ、浄化触媒の過熱をより有効に抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ガードマップ値Ｔｇｍａｐに平均アイドル運転用開度Ａｉｓｃを加えて設定される仮スロットルガードＴｇｔｍｐを用いてスロットルガードＴａｇａｒｄを設定するものとしたが、スロットルガードＴａｇａｒｄは、ガードマップ値Ｔｇｍａｐに所定値を加算した値を用いて設定するものとすればよく、例えば、平均アイドル運転用開度Ａｉｓｃに代えて前回のＩＳＣ学習処理によって学習されたアイドル運転用開度ＩＳＣをガードマップ値Ｔｇｍａｐに加算した値を用いたり、エンジン２２の規格に基づいて予め定められたアイドル運転用の固定値をガードマップ値Ｔｇｍａｐに加算した値を用いたりしてスロットルガードＴａｇａｒｄを設定するものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、アイドル運転用開度ＩＳＣが学習処理によって更新された以降は、仮スロットルガードＴｇｔｍｐに学習後のアイドル運転用開度ＩＳＣから平均アイドル運転用開度Ａｉｓｃを減じたものを加えてスロットルガードＴａｇａｒｄを設定するものとしたが、アイドル運転用開度ＩＳＣの更新に拘わらず仮スロットルガードＴｇｔｍｐをスロットルガードＴａｇａｒｄに設定するものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊とエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいてエンジン２２の回転抵抗を考慮しないときにエンジン２２から目標トルクＴｅ＊を出力するためのスロットル開度Ｔａであるトルク用開度Ｔｔｒｑを設定するものとしたが、トルク用開度Ｔｔｒｑは、アクセル操作に基づいて設定されるものとすればよく、例えば、アクセル開度Ａｃｃとトルク用開度Ｔｔｒｑとの関係を予め定めてマップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと記憶したマップとに基づいてトルク用開度Ｔｔｒｑを導出して設定す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、浄化装置１３４の浄化触媒が高温になるおそれがあるときには、エンジン２２への燃料噴射量を増量するものとしたが、燃料噴射量を増量することなくスロットルガードＴａｇａｒｄによってスロットル開度Ｔａを制限することにより浄化触媒の過熱を抑制す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、触媒温度Ｔｃが所定温度Ｔｒｅｆ以上で目標点火時期ｔｆ＊が所定時期ｔｒｅｆより遅いときにスロットル開度ＴａをスロットルガードＴａｇａｒｄで制限するものとしたが、触媒温度Ｔｃを考慮することなく目標点火時期ｔｆ＊が所定時期ｔｒｅｆより遅いときにスロットル開度ＴａをスロットルガードＴａｇａｒｄで制限す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、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してドライブシャフト３２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１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をドライブシャフト３２が接続された車軸（駆動輪３６ａ，３６ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図７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。

実施例では、本発明の内燃機関装置を搭載するハイブリッド自動車２０について説明したが、本発明の内燃機関装置はハイブリッド自動車２０に搭載されるものに限定されるものではなく、エンジンからの動力を変速機を介して駆動軸に出力して走行する自動車や、こうした自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載されるものとしてもよいし、移動しない設備に組み込まれるものとしても構わない。また、内燃機関装置の制御方法の形態としても構わない。

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、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて設定されたエンジン２２の目標トルクＴｅ＊に基づくトルク用開度Ｔｔｒｑにアイドル運転用開度ＩＳＣを加えて基本スロットル開度Ｔｂａｓｅを設定する図５の吸入空気量制御ルーチンのステップＳ３１０の処理をするエンジンＥＣＵ２４が「操作用スロットル開度設定手段」に相当し、ＥＧＲを行なっているか否かのそれぞれについて設けられたガードマップ値設定用マップとエンジン２２の回転数Ｎｅと目標点火時期ｔｆ＊とに基づいてガードマップ値Ｔｇｍａｐを設定すると共に設定したガードマップ値Ｔｇｍａｐに平均アイドル運転用開度Ａｉｓｃを加えて仮スロットルガードＴｇｔｍｐを設定し、システムオンされてからアイドル運転用開度ＩＳＣが学習処理によって更新されるまでは仮スロットルガードＴｇｔｍｐをスロットガードＴａｇａｒｄに設定し、アイドル運転用開度ＩＳＣが学習処理によって更新された以降はアイドル運転用開度ＩＳＣから平均アイドル運転用開度Ａｉｓｃを減じたものを仮スロットルガードＴｇｔｍｐに加えてスロットルガードＴａｇａｒｄを設定する図５の吸入空気量制御ルーチンのステップＳ３５０〜Ｓ４１０の処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「スロットルガード値設定手段」に相当し、目標点火時期ｔｆ＊が所定時期ｔｒｅｆより小さい（遅い）ときに、基本スロットル開度ＴｂａｓｅをスロットルガードＴａｇａｒｄで制限して目標スロットル開度Ｔａ＊を設定し、スロットル開度Ｔａが目標スロットル開度Ｔａ＊となるようスロットルモータ１３６を駆動制御する図５の吸入空気量制御ルーチンのステップＳ４３０の処理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、点火時期の調整が可能で排気を吸気に再循環する排気再循環装置と排気を浄化する浄化触媒を有する排気浄化装置とが取り付けられたものであれば如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「操作用スロットル開度設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて設定されたエンジン２２の目標トルクＴｅ＊に基づくトルク用開度Ｔｔｒｑにアイドル運転用開度ＩＳＣを加えて基本スロットル開度Ｔｂａｓｅを設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃとトルク用開度Ｔｔｒｑとの関係を予め定めたマップとアクセル開度Ａｃｃとに基づくトルク用開度Ｔｔｒｑにアイドル運転用開度ＩＳＣを加えて基本スロットル開度Ｔｂａｓｅを設定するものなど、内燃機関をアイドル運転する際のスロットル開度の学習値とアクセル操作に基づく基本スロットル開度との和として操作用スロットル開度を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「スロットルガード値設定手段」としては、ＥＧＲを行なっているか否かのそれぞれについて設けられたガードマップ値設定用マップとエンジン２２の回転数Ｎｅと目標点火時期ｔｆ＊とに基づいてガードマップ値Ｔｇｍａｐを設定すると共に設定したガードマップ値Ｔｇｍａｐに平均アイドル運転用開度Ａｉｓｃを加えて仮スロットルガードＴｇｔｍｐを設定し、システムオンされてからアイドル運転用開度ＩＳＣが学習処理によって更新されるまでは仮スロットルガードＴｇｔｍｐをスロットガードＴａｇａｒｄに設定し、アイドル運転用開度ＩＳＣが学習処理によって更新された以降はアイドル運転用開度ＩＳＣから平均アイドル運転用開度Ａｉｓｃを減じたものを仮スロットルガードＴｇｔｍｐに加えてスロットルガードＴａｇａｒｄを設定するものに限定されるものではなく、排気再循環装置による排気の吸気への再循環を行なっているときには内燃機関の点火時期が遅いほど小さくなる傾向で且つ内燃機関の回転数が大きいほど小さくなる傾向にマップ値を導出する第１のマップに対して内燃機関の点火時期と内燃機関の回転数とを適用して得られるマップ値に所定値を加算した値を用いてスロットルガード値を設定し、排気再循環装置による排気の吸気への再循環を行なっていないときには内燃機関の点火時期が遅いほど小さくなる傾向で且つ内燃機関の回転数が大きいほど小さくなる傾向に且つ第１のマップより小さなマップ値を導出する第２のマップに対して内燃機関の点火時期と内燃機関の回転数とを適用して得られるマップ値に所定値を加算した値を用いてスロットルガード値を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、目標点火時期ｔｆ＊が所定時期ｔｒｅｆより小さい（遅い）ときに、基本スロットル開度ＴｂａｓｅをスロットルガードＴａｇａｒｄで制限して目標スロットル開度Ｔａ＊を設定し、スロットル開度Ｔａが目標スロットル開度Ｔａ＊となるようスロットルモータ１３６を駆動制御するものに限定されるものではなく、内燃機関の点火時期が所定時期より遅いときには、操作用スロットル開度を設定されたスロットルガード値でガードして得られる実行用スロットル開度を用いて内燃機関が運転されるよう内燃機関を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。

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、内燃機関装置の制御産業などに利用可能である。

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。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 エンジンＥＣＵ２４によって実行されるエンジン２２の点火時期制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 エンジンＥＣＵ２４によって実行されるエンジン２２の燃料噴射制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 エンジンＥＣＵ２４によって実行されるエンジン２２の吸入空気量制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 ガードマップ値設定用マップの一例を示す説明図である。 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。

符号の説明

２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、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、１３４ａ 触媒温度センサ、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６，スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、１６０ ＥＧＲシステム、１６２ ＥＧＲ管、１６３ ステッピングモータ、１６４ ＥＧＲバルブ、１６５ 温度センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (4)

1. 点火時期の調整が可能で排気を吸気に再循環する排気再循環装置と排気を浄化する浄化触媒を有する排気浄化装置とが取り付けられた内燃機関を備える内燃機関装置であって、
   前記内燃機関をアイドル運転する際のスロットル開度の学習値とアクセル操作に基づく基本スロットル開度との和として操作用スロットル開度を設定する操作用スロットル開度設定手段と、
   前記排気再循環装置による排気の吸気への再循環を行なっているときには前記内燃機関の点火時期が遅いほど小さくなる傾向で且つ前記内燃機関の回転数が大きいほど小さくなる傾向にマップ値を導出する第１のマップに対して前記内燃機関の点火時期と前記内燃機関の回転数とを適用して得られるマップ値に所定値を加算した値を用いてスロットルガード値を設定し、前記排気再循環装置による排気の吸気への再循環を行なっていないときには前記内燃機関の点火時期が遅いほど小さくなる傾向で且つ前記内燃機関の回転数が大きいほど小さくなる傾向に且つ前記第１のマップより小さなマップ値を導出する第２のマップに対して前記内燃機関の点火時期と前記内燃機関の回転数とを適用して得られるマップ値に前記所定値を加算した値を用いてスロットルガード値を設定するスロットルガード値設定手段と、
   前記内燃機関の点火時期が所定時期より遅いときには、前記操作用スロットル開度を前記設定されたスロットルガード値でガードして得られる実行用スロットル開度を用いて前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する制御手段と、
   を備える内燃機関装置。
2. 請求項１記載の内燃機関装置であって、
   前記スロットルガード値設定手段は、前記マップ値に所定値を加算した値に前記所定値と前記学習値との差を加えてスロットルガード値を設定する手段である、
   内燃機関装置。
3. 請求項１または２記載の内燃機関装置であって、
   前記所定値は、前記学習値の平均値として予め設定されてなる値である、
   内燃機関装置。
4. 点火時期の調整が可能で排気を吸気に再循環する排気再循環装置と排気を浄化する浄化触媒を有する排気浄化装置とが取り付けられた内燃機関の制御方法であって、
   前記内燃機関の点火時期が所定時期より遅いとき、前記排気再循環装置による排気の吸気への再循環を行なっているときには前記内燃機関の点火時期が遅いほど小さくなる傾向で且つ前記内燃機関の回転数が大きいほど小さくなる傾向にマップ値を導出する第１のマップに対して前記内燃機関の点火時期と前記内燃機関の回転数とを適用して得られるマップ値に所定値を加算した値を用いてスロットルガード値を設定すると共に前記内燃機関をアイドル運転する際のスロットル開度の学習値とアクセル操作に基づく基本スロットル開度との和として得られる操作用スロットル開度を前記設定したスロットルガード値でガードして得られる実行用スロットル開度を用いて前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御し、前記排気再循環装置による排気の吸気への再循環を行なっていないときには前記内燃機関の点火時期が遅いほど小さくなる傾向で且つ前記内燃機関の回転数が大きいほど小さくなる傾向に且つ前記第１のマップより小さなマップ値を導出する第２のマップに対して前記内燃機関の点火時期と前記内燃機関の回転数とを適用して得られるマップ値に前記所定値を加算した値を用いてスロットルガード値を設定すると共に前記操作用スロットル開度を前記設定したスロットルガード値でガードして得られる実行用スロットル開度を用いて前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する、
   ことを特徴とする内燃機関の制御方法。

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