JP2012233408A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両停止状態でのエンジンの燃焼によって、車両周囲のＣＯやＨＣなどの特定ガス成分の濃度が高くなることを抑制する。
【解決手段】エンジン１０の排気通路１７には、排気浄化装置としての触媒１８が設けられている。また、触媒１８において、電力供給を受けて作動し、触媒１８を、排気通路１７を流下する排気の浄化が可能となる所定の排気浄化状態とする作動手段としてのヒータ１９が設けられている。ＥＣＵ４０は、車両停止状態でのエンジン燃焼中において、車外の空気中の特定ガス成分の濃度を検出し、その濃度が基準値よりも高くなった場合、エンジン１０の燃焼を停止するとともに、触媒１８を排気浄化状態に維持しかつエンジン１０を燃焼停止状態としたまま、車外から触媒１８への空気の輸送を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特に、エンジンと、車両駆動源としての電動機とを備える電動走行が可能な車両において、エンジンの排気に含まれるＣＯやＨＣ，ＮＯｘ等を浄化する技術に関する。

近年、エンジンと車両駆動用のモータとを備えるハイブリッド車両が種々提案され、実用化に至っている。例えば特許文献１には、エンジンによって発電機を駆動してバッテリを充電するとともに、該バッテリからモータに電力を供給して該モータで駆動輪を駆動する電気自動車（シリーズハイブリッド車両、レンジエクステンダ車両とも言う。）について開示されている。この車両では、エンジンは発電専用で使用され、エンジンから発生された動力が機械的には駆動輪に伝達されない構成となっている。

特開２００５−２０４３７０号公報

ところで、上記特許文献１のようにエンジンの回転力により発電機を駆動してバッテリを充電するハイブリッド車両では、バッテリの充電を行うべく、車両が走行していない状態でエンジンの運転状態（燃焼状態）が継続されることがある。このとき、例えば通気性が悪い空間（例えば、密閉された車庫など）でエンジンの燃焼状態が継続されると、エンジンの排気に含まれるＣＯやＨＣなどが車両の周囲に滞留し、車両周囲のＣＯやＨＣなどの濃度が高くなってしまうことが考えられる。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、車両停止状態でのエンジンの燃焼によって、車両周囲におけるＣＯやＨＣなどの特定ガス成分の濃度が高くなるのを抑制することができる車両の制御装置を提供することを主たる目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。

本発明は、車両駆動軸に接続された電動機と、該電動機に電力を供給するバッテリと、エンジンの排気通路に設けられ排気中の浄化対象となる特定ガス成分を浄化する排気浄化装置と、電力供給を受けて作動し、前記排気浄化装置を、前記排気通路を流下する排気の浄化が可能となる所定の排気浄化状態とする作動手段と、を備える車両に適用される制御装置に関する。また、請求項１に記載の発明では、車両が走行していない状態でのエンジンの燃焼中において、車外の空気中の前記特定ガス成分の濃度を検出するガス濃度検出手段と、前記ガス濃度検出手段により検出した濃度が所定の基準値よりも高い場合にエンジンの燃焼を停止する燃焼停止手段と、前記燃焼停止手段によるエンジンの燃焼停止後において、前記排気浄化装置を前記排気浄化状態とすべく前記作動手段を制御する浄化状態制御手段と、前記浄化状態制御手段により前記排気浄化装置を前記排気浄化状態に維持しかつエンジンを燃焼停止状態としたまま、車外から前記排気浄化装置への空気の輸送を行わせる輸送手段と、を備えることを特徴とする。

要するに、上記構成では、車両が走行していない状態でエンジンの燃焼が行われることで、車外の空気中において、排気浄化装置の浄化対象となる特定ガス成分（例えばＣＯやＨＣ、ＮＯｘなど）の濃度が高くなった場合、エンジンの燃焼を停止する。これにより、エンジンから特定ガス成分が更に排出されないようにする。また特に、上記構成では、エンジンの燃焼を停止するだけでなく、エンジンの燃焼を停止したままの状態で、車外の空気を、排気の浄化が可能な状態の排気浄化装置へ送ることにより、排気浄化装置で空気の浄化（無害化）を積極的に行う。したがって、上記構成によれば、例えば通気性が悪い空間（例えば車庫など）でエンジンの燃焼が行われることにより車両周囲の特定ガス成分の濃度が高くなることを積極的に抑制することができる。

排気浄化装置として、例えば触媒等のように所定の温度域まで高温化されることで排気浄化状態となるものを用いる場合には、請求項２に記載の発明のように、前記作動手段は、電力供給を受けて前記排気浄化装置を加熱する加熱手段であり、前記浄化状態制御手段は、前記排気浄化装置の温度が前記所定の温度域よりも低温側の場合に前記加熱手段により前記排気浄化装置の加熱を実施し、前記輸送手段は、前記排気浄化装置の温度が前記所定の温度域にある状態で、車外から前記排気浄化装置への空気の輸送を行わせる構成とするのがよい。

エンジンの燃焼停止状態において排気浄化装置に車外の空気を供給した場合、その供給した空気によって排気浄化装置の温度が低下し、排気浄化装置が十分に機能しないことが考えられる。この点、上記構成によれば、排気浄化装置の温度が所定の温度域よりも低い場合には、電力を用いて排気浄化装置を加熱するため、排気浄化装置への空気の輸送により排気浄化装置の温度が低くなった場合にも、エンジンを燃焼状態にすることなく排気浄化装置を特定ガス成分の浄化が可能な状態にすることができる。

請求項３に記載の発明では、電力によりエンジンの出力軸を回転させる回転制御手段を備え、前記輸送手段は、前記回転制御手段により前記出力軸を回転させることにより、車外から前記排気浄化装置への空気の輸送を行わせる手段である。

上記構成によれば、エンジンのモータリングにより、吸気通路、エンジン（燃焼室）、排気通路の順路で空気の流れが形成されるため、車外の空気を吸気通路の最上流部から取り込むとともに、その取り込んだ空気を排気浄化装置まで輸送することができる。またこのとき、回転制御手段として既設のモータリング装置を利用することで、車外の空気を排気浄化装置に輸送するための新たな装置を追加しなくて済む。ここで、モータリング装置としては、例えばエンジンの出力軸に接続された電動機などが挙げられる。

車外の空気を排気浄化装置に輸送する構成としては、請求項４に記載の発明のように、前記排気通路に接続され、エンジンを介さずに車外の空気を前記排気通路に取り込む空気取込通路が設けられているとともに、該空気取込通路の途中に電動ポンプが配置されており、前記輸送手段は、前記電動ポンプを駆動することにより、前記空気取込通路を介しての車外から前記排気浄化装置への空気の輸送を行わせる構成としてもよい。この構成によれば、エンジンのモータリングを行わなくても車外の空気を排気浄化装置に輸送することができる。よって、エンジンのモータリングによる輸送の場合に比べて、消費電力の節減や音抑制を図ることができる点で好適である。

請求項５に記載の発明では、エンジンの吸気通路において、前記特定ガス成分の濃度を検出するガスセンサが配置されており、前記ガス濃度検出手段は、前記ガスセンサの検出値に基づいて、車外の空気中における特定ガス成分の濃度を検出する。

エンジンの吸気通路には車外の空気が逐次取り込まれるため、ガスセンサを吸気通路に設けた本構成によれば、車外空気の濃度の監視を適切に実施することができる。また、ガスセンサを吸気通路（車両側）に設けることにより、車両の移動先での駐車場所において車外空気の濃度を監視するガスセンサが設けられていなくても、車両周囲の空気の濃度を監視することができる。したがって、本構成によれば、車外環境の悪化に伴うエンジンの燃焼停止及び空気の浄化を、車外の特定ガス濃度に応じて適切に実施することができる。

また、車両駆動用の電動機を備える車両の中でも、特に請求項６に記載の発明のように、エンジンと前記車両駆動軸とが機械的に接続されておらず、かつ、エンジンの出力軸に接続されエンジンの回転力によって駆動されることで前記バッテリを充電する充電用の電動機を更に備える車両（レンジエクステンダ車両）に適用するのが好ましい。レンジエクステンダ車両ではエンジンが発電専用で使用されるため、バッテリの充電を行うべく、車両停止状態でエンジンの運転状態が継続されるといったことが行われやすい。したがって、レンジエクステンダ車両に本発明を適用することで、上記の効果、具体的には例えば通気性の悪い車庫等でのエンジンの燃焼により車両周囲の特定ガス成分の濃度が高くなることを積極的に抑制できるといった効果を好適に得ることができる。

また、本構成（請求項６）においては、更に、上記の充電用の電動機を用いてエンジンのモータリングを行うことにより、車外から排気浄化装置への空気の輸送を行わせる構成とするのがよい。この場合、エンジンを一定の回転速度（例えば１０００〜２０００ｒｐｍ）で継続して回転させることができ、空気の循環をより適正に実施することができる。

エンジン制御システムの全体概略構成図。 空気浄化処理の処理手順を示すフローチャート。 空気浄化処理の具体的態様を示すタイムチャート。 他の実施形態におけるエンジン制御システムの全体概略構成図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、動力源としてのモータと、発電専用のエンジンとを備えるハイブリッド車両（レンジエクステンダ車両）の制御装置に具体化している。当該システムにおいては、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢として、エンジンの燃料噴射量の制御や点火時期等を制御するとともに、モータの駆動を制御することで車両のシステム全体を制御する。本システムの全体概略構成図を図１に示す。

図１において、車両５０はエンジン１０を備えている。エンジン１０は、例えば単気筒ガソリンエンジンであり、インジェクタ１１や点火装置（イグナイタ等）１２を備えている。なお、インジェクタ１１は、エンジン１０の吸気ポート近傍に設けられていてもよいし、各気筒のシリンダヘッド等に設けられていてもよい。また、エンジン１０を単気筒エンジンとしたが、多気筒エンジンであってもよい。

エンジン１０において、吸気通路１３の最上流部にはエアクリーナ３７が設けられており、エアクリーナ３７の下流側には、ＤＣモータ等のスロットルアクチュエータ１４によって開度調節されるスロットルバルブ１５が設けられている。スロットルバルブ１５の開度（スロットル開度）は、スロットルアクチュエータ１４に内蔵されたスロットル開度センサ（図示略）により検出される。スロットルバルブ１５を通過した空気は燃料と混合され、その混合気がエンジン１０の燃焼室で燃焼に供される。これにより、エンジン１０のピストン（図示略）が往復動して、エンジン１０の出力軸であるクランク軸１６が回転される。

エンジン１０の排気通路１７には、排ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化するための触媒１８が設けられており、本実施形態では触媒１８として三元触媒が用いられている。三元触媒は、排気中の酸素を吸蔵する酸素ストレージ能を有しており、触媒に吸着されたＯ2を放出してＨＣやＣＯを酸化するとともに、ＮＯｘの還元を行う。

触媒１８の近傍にはヒータ１９が設けられており、電力の供給を受けてヒータ１９が発熱することで触媒全体が加熱されるようになっている。このヒータ１９による触媒１８の加熱により、触媒１８が所定の活性温度以上の活性状態（排気浄化状態）にされるとともに、その活性状態が維持される。また、触媒１８の上流側には、排ガスを検出対象として混合気の空燃比（酸素濃度）を検出するための空燃比センサ２１が設けられている。

エンジン１０の燃料（ガソリン）を貯留する燃料タンク２２には、導管２３を介してキャニスタ２４が接続されている。キャニスタ２４には活性炭等の吸着体が収容されており、吸着体によって、燃料タンク２２内で蒸発した未燃燃料ガスが吸着されるようになっている。また、キャニスタ２４には、ガス放出通路としてのパージ管２５が接続されており、パージ管２５において、キャニスタ２４に接続される側とは反対の端部が吸気通路１３に接続されている。このパージ管２５の途中には、通電制御により開閉されるパージバルブ２６が設けられている。

クランク軸１６にはモータＭＧ１が接続されている。モータＭＧ１は、発電機としても電動機としても機能する周知の同期発電電動機である。詳しくは、モータＭＧ１は、クランク軸１６の回転エネルギによって駆動されることで発電するとともに、その発電された電力でバッテリ２７を充電する。また、モータＭＧ１は、エンジン始動に際しては電動機として機能し、バッテリ２７からの電力供給を受けて駆動されることで、クランク軸１６に初期回転を付与する（モータリングする）。

なお、クランク軸１６とモータＭＧ１との間に、動力を伝達可能な動力伝達状態と、動力伝達が遮断される動力遮断状態とを切り替える電磁駆動式のクラッチを設ける構成としてもよい。この場合、モータＭＧ１によるバッテリ２７の充電時にはクラッチを動力伝達状態とし、エンジンの初期回転付与時にはクラッチを動力遮断状態にするとよい。

バッテリ２７は、プラグＰＧを介して外部電源によって充電可能になっている。なお、バッテリ２７は、ＤＣ−ＤＣコンバータを介して低圧バッテリ（例えば１２Ｖの補機バッテリ、図示略）に接続されており、バッテリ２７からの電力によって低圧バッテリが充電されるようになっている。

また、バッテリ２７にはモータＭＧ２が接続されている。モータＭＧ２は、発電機としても電動機としても機能する周知の同期発電電動機であり、バッテリ２７からの電力供給を受けて駆動される。モータＭＧ２には、減速機構２８や車両駆動軸３１等を介して車輪（駆動輪）２９が接続されており、モータＭＧ２の動力が駆動輪２９に伝達されるようになっている。なお、モータＭＧ２は、車両の減速時に回生発電する機能を有しており、発電した電力でバッテリ２７を充電する。

その他、本システムには、エンジン１０の所定クランク角毎にクランク角信号を出力するクランク角センサ３２や、エンジン１０の冷却水温度を検出する冷却水温センサ３３、バッテリ２７の充放電電流を検出するバッテリセンサ３４、車速を検出する車速センサ３５等が設けられている。

ＥＣＵ４０は、周知の通りＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータ（以下、マイコン４１という）を主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、エンジン１０の各種制御や、モータＭＧ１、モータＭＧ２の駆動制御等を実施する。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２及びエンジン１０のそれぞれは、実際には各別の電子制御装置により制御されるが、ここではこれら電子制御装置をＥＣＵ４０と表記している。

エンジン制御について、ＥＣＵ４０のマイコン４１は、前述した各種センサから各種検出信号等を入力し、これらの各種検出信号等に基づいて、燃料噴射量や点火時期等を演算してエンジン１０のインジェクタ１１や点火装置１２の駆動を制御する。詳しくは、マイコン４１は、バッテリセンサ３４の検出値に基づいてバッテリ２７の残容量（ＳＯＣ）を演算し、その演算したＳＯＣに基づきバッテリ２７の充電要求があると判断した場合、モータＭＧ１を駆動してエンジン１０に初期回転を付与するとともに、インジェクタ１１や点火装置１２の駆動を制御してエンジン１０の燃焼を開始する。これにより、エンジン１０が始動され、モータＭＧ１によるバッテリ２７の充電が行われる。この充電によりバッテリ２７のＳＯＣが目標値に達すると、インジェクタ１１や点火装置１２の駆動を停止して、エンジン１０の燃焼を停止する。

また、マイコン４１は、燃料タンク２２内で蒸発した未燃燃料をエンジン側に放出し、その未燃燃料を無害化する処理（パージ処理）を実施する。詳しくは、例えば前回のパージ処理の実行から所定時間が経過したことをパージ実行条件とし、同パージ実行条件が成立した場合にパージバルブ２６を開弁する。これにより、キャニスタ２４内の吸着体に吸着された燃料の蒸発ガスが、エンジン１０の回転に伴い生じる吸気管負圧により、パージ管２５を介して吸気通路１３に放出（パージ）される。吸気通路１３に放出された蒸発ガスは、例えばエンジン１０が燃焼状態であれば、エンジン１０の燃焼室で燃焼処理される。

なお、パージ実行条件としては、上記条件に代えて又は上記条件とともに、例えば、燃料タンク２２内の圧力が所定圧力以上になったことや、キャニスタ２４の吸着量が所定量以上になったこと等の少なくともいずれかを含んでいてもよい。また、パージを終了するための条件（パージ終了条件）としては、例えば、パージの実行開始から所定時間が経過したことや、燃料タンク２２内の圧力が所定圧力以下になったこと、キャニスタ２４の吸着量が所定量以下になったこと等の少なくともいずれかを含むものとする。

ところで、本システムのように、エンジン１０を車両走行の動力源として用いず発電専用としている車両では、車両の駐車状態で例えば次回の車両走行に備えてバッテリ２７の充電が行われる機会が多く、そのため、車両が走行していない状態でエンジン１０の燃焼が継続される頻度が多くなる。一方、エンジン１０から排気通路１７を介して大気中に排出される排気には、微量ではあるが、触媒１８で浄化しきれなかったＣＯやＨＣ、ＮＯｘなどが含まれていることがある。そのため、車両停止状態でのエンジン１０の燃焼が例えば通気性の悪い空間で継続されると、排気中のＣＯやＨＣなどがその空間内に滞り、車両周囲においてＣＯやＨＣなどの濃度が高くなってしまうことが考えられる。

上記不都合を解消する対策の一つとしては、例えば、車両停止状態でエンジン１０の運転を行った場合、車両近傍のＣＯやＨＣの濃度を検出し、その検出した濃度が基準値以上となったときにエンジン１０の運転を停止することにより、車両周囲のＣＯやＨＣの濃度が高くなるのを回避することが考えられる。ところが、エンジン１０の運転を停止しただけでは、車両周囲にＣＯやＨＣが滞留したままとなってしまう。

そこで、本実施形態では、排気中の触媒１８の浄化対象となる特定ガス成分（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘなど）の濃度を検出するガス検出手段としてガスセンサ３６を設け、車両５０が走行していない状態でのエンジン運転中において、ガスセンサ３６により車外の空気中の特定ガス成分の濃度を検出する。そして、ガスセンサ３６で検出したガス濃度が所定の基準値よりも高くなった場合、エンジン１０の燃焼を停止するとともに、排気浄化が可能な状態（排気浄化状態）の触媒１８に対し、車外の空気を排気通路１７を介して輸送する処理（空気浄化処理）を実施する。具体的には、エンジン１０をモータリングすることにより、車外の空気を吸気通路１３の最上流部から取り込み、その取り込んだ空気を触媒１８に輸送する。これにより、車外の空気を触媒１８で無害化することとしている。

ここで、ガスセンサ３６について本実施形態では、ＣＯ濃度を検出するＣＯセンサと、ＨＣ濃度を検出するＨＣセンサと、ＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサとを設ける構成としており、これにより、車外の空気中の特定ガス成分の濃度を成分ごとに検出できるようになっている。なお、ガスセンサ３６としては、ＣＯセンサ、ＨＣセンサ及びＮＯｘセンサのうちいずれか１つ、例えばＣＯセンサのみを設ける構成であってもよい。

また、本実施形態では、図１に示すように、吸気通路１３、詳しくは、エアクリーナ３７とスロットルバルブ１５との間にガスセンサ３６を配置している。ここで、車庫などの閉空間に車両を駐車している場合には、車両周囲において、種々の要因によって特定ガス成分の濃度の偏りが生じていることがある。したがって、例えばガスセンサ３６を車庫側に設けた場合、車庫内のガス濃度の偏りに起因して、車両周囲の特定ガス濃度を正確に検出できないことが考えられる。特に、車庫内においては、その空間の形状や車両の停止位置又は向きなどによって、空間内で特定ガス成分が滞りやすい場所又は希薄になりやすい場所が都度相違し、特定ガス濃度の検出精度も都度変わることが考えられる。

より具体的には、特定ガス成分が滞留しやすい位置にガスセンサ３６が配置されている場合、車庫内全体としては、車外の空気中の特定ガス成分がさほど高くないにもかかわらず、エンジン１０の燃焼が停止されてしまうことがある。また逆に、特定ガス成分が入り込みにくく、他よりも希薄になりやすい位置にガスセンサ３６が配置されている場合、実際には車外の空気中の特定ガス成分の濃度が高いにもかかわらず、エンジン１０の燃焼が継続される結果、車外の空気中におけるＣＯやＨＣが高くなることが考えられる。そこで、本実施形態では、吸気通路１３では車外の空気が逐次取り込まれることに着目し、吸気通路１３にガスセンサ３６を配置することとしている。また、車両側にガスセンサ３６を設けることで、車両の移動先の駐車場所に、空気中の特定ガス成分の濃度を検出するガスセンサが配置されていなくても、車両周囲の空気濃度を随時監視することが可能である。

また、エンジン燃焼中では、吸気通路１３と同様に排気通路１７でもガスの流れは常に発生しており、ガスの滞留が少ないと言える。ところが、排気通路１７にガスセンサ３６を配置した場合、エンジン１０の排気の影響により、ガスセンサ周囲において特定ガス成分の濃度が高くなり、その結果、車外の空気の濃度監視を適切に実施できないことが考えられる。これに対し、吸気通路１３であれば、エンジン燃焼中に車外の空気が逐次取り込まれるため、濃度の偏りの影響が小さく、よって、車外の特定ガス成分の濃度監視を適正に実施可能である。

次に、本実施形態の空気浄化処理について、図２のフローチャートを用いて説明する。この処理は、ＥＣＵ４０のマイコン４１により所定周期毎に実行される。

図２において、ステップＳ１１では、空気浄化フラグＦ１がＯＮか否かを判定する。この空気浄化フラグＦ１は、車両停止状態でのエンジン運転中にエンジン１０への燃料供給を停止して触媒１８による空気浄化を開始したことを示すフラグであり、該当する場合にＯＮされる。空気浄化フラグＦ１がＯＦＦの場合、ステップＳ１２へ進み、車両停止状態においてエンジン１０が燃焼中か否かを判定する。

ステップＳ１２がＹＥＳの場合にはステップＳ１３へ進み、車両停止状態でのエンジン始動から所定のパージ許可時間が経過したか否かを判定する。ステップＳ１３がＮＯの場合にはステップＳ１４へ進み、パージ処理の実施を許可する。この実施許可により、パージ実行条件の成立時には、図示しない別ルーチンによってパージ処理が実施される。具体的には、パージ実行条件の成立に伴いパージバルブ２６を開弁して、キャニスタ２４に吸着されている燃料の蒸発ガスを吸気通路１３に放出する。これにより、エンジン１０の燃焼室で未燃燃料が燃焼処理される。

一方、ステップＳ１３がＹＥＳの場合、ステップＳ１５へ進み、パージ処理を禁止し、ステップＳ１６において、車外の特定ガス成分の濃度が第１基準値以上か否かを判定する。本実施形態では、第１基準値は成分ごとに予め定められており、ガスセンサ３６により検出された特定ガス成分のそれぞれの濃度と、そのガス成分に対応する第１基準値とを比較することにより行う。

車外の特定ガス成分の少なくともいずれかが第１基準値以上の場合、ステップ１７へ進み、インジェクタ１１によるエンジン１０への燃料供給を停止し、ステップＳ１８で、空気浄化フラグＦ１をＯＮにする。また、ステップＳ１９では、エンジン１０のモータリングを行う。ここでは、エンジン１０の燃料噴射及び点火を停止したままの状態でモータＭＧ１に電力供給してモータＭＧ１を駆動し、モータＭＧ１の回転力によりクランク軸１６を回転させる。

続くステップＳ２０では、スロットルバルブ１５を所定の開弁位置（ここでは全開位置）にする。これにより、吸気通路１３の最上流部からエアクリーナ３７を介して車外の空気が流れ込み、その流れ込んだ空気が、エンジン１０を通過して触媒１８へと輸送される。また、触媒１８では、触媒１８に吸着されたＯ2によってＨＣやＣＯの酸化が行われるとともに、ＮＯｘの還元が行われる。なお、このステップＳ２０では、エンジン１０の燃焼を停止した直後であることから、触媒１８はエンジン１０からの高温の排気によって活性状態に維持されている。

さて、ステップＳ１１において、空気浄化フラグＦ１がＯＮの場合にはステップＳ２１へ進む。ステップＳ２１では、ガスセンサ３６の検出値に基づいて、車外の特定ガス成分の濃度が第２基準値以上か否かを判定する。本実施形態では、第２基準値が成分ごとに予め定められており、ガスセンサ３６により検出された特定ガス成分のそれぞれの濃度と、そのガス成分に対応する第２基準値とを比較することにより行う。なお、第２基準値は、第１基準値よりも小さい値となっている。また、ステップＳ２１では、特定ガス成分の全ての濃度が第２基準値未満となった場合に肯定判定される。

ステップＳ２１がＹＥＳの場合、ステップ２２へ進み、触媒１８の温度（触媒温度）が、所定の活性温度（三元触媒では３００〜４００℃）以上の活性温度域にあるか否かを判定する。なお、触媒温度は、都度のエンジン運転状態や外気温などに基づいて算出してもよいし、あるいは、触媒１８の近傍に温度センサを配置し、その温度センサにより直接検出してもよい。

触媒温度が活性温度以上の場合には、ヒータ１９による触媒１８の加熱を実施せず、そのままエンジン１０のモータリングを継続する。一方、触媒温度が活性温度よりも低く、活性温度域よりも低温側にある場合にはステップＳ２３へ進み、ヒータ１９によって触媒１８を加熱する。具体的には、触媒温度が、活性温度よりも高温側の所定の活性維持温度で保持されるようヒータ１９の通電制御を実施する。つまり、ステップＳ１９〜Ｓ２３の処理では、エンジン１０の燃料噴射及び点火を停止したままの状態でモータＭＧ１を駆動することによりクランク軸１６を回転させ、これにより、車外の空気を「吸気通路１３→エンジン１０→排気通路１７→触媒１８→車外」の経路で循環させる。また、空気の循環の際には、触媒１８を活性状態（排気浄化状態）に維持する。これにより、車外の空気を触媒１８で無害化するようにしている。

上記の空気循環によって車外の特定ガス成分の濃度が所定の基準値未満になると、ステップＳ２１がＮＯとなり、ステップＳ２４へ進む。ステップＳ２４では、モータＭＧ１への通電を停止し、エンジン１０のモータリングを終了するとともに、空気浄化フラグＦ１をＯＦＦする。このとき、ヒータ１９による触媒１８の加熱が行われている場合には、ヒータ通電を停止する。そして本処理を終了する。

次に、本実施形態の空気浄化処理の具体的態様について、図３のタイムチャートを用いて説明する。図中、（ａ）は車速の推移、（ｂ）はエンジン１０の運転／運転停止の推移、（ｃ）はガスセンサ３６による一酸化炭素（ＣＯ）の濃度検出値の推移、（ｄ）はモータＭＧ１のオン／オフの推移、（ｅ）は触媒温度の推移、（ｆ）はヒータ１９の通電オン／オフの推移、（ｇ）はスロットル開度の推移、（ｈ）はパージ処理の実施の許否の推移、（ｉ）は空気浄化フラグＦ１のオン／オフの推移を示す。

図３において、エンジン１０が始動され燃焼が行われると、ＣＯを含む排気がエンジン１０から排出されることで大気中のＣＯ濃度が徐々に高くなる。この濃度上昇に伴い、ガスセンサ３６の検出値（ＣＯ濃度検出値）が第１基準値Ｃ１以上になると、そのタイミングｔ１３でエンジン１０の燃料噴射及び点火が停止される。また、タイミングｔ１３では、エンジン１０の燃焼が停止された状態のまま、モータＭＧ１への通電によりエンジン１０のモータリングが開始されるとともに、スロットル開度が全開位置に変更される。これにより、ＣＯを含む空気が車外から触媒１８へと輸送される。

エンジン１０は運転停止状態であることから、エンジン１０のモータリングによる空気の循環により、触媒１８の温度が徐々に低下していく。そして、触媒温度が活性温度Ｔａｃよりも低くなると、そのタイミングｔ１４でヒータ１９への通電が行われる。これにより、触媒１８が加熱され、触媒１８の活性状態が維持される。また、ＣＯ濃度検出値が第２基準値Ｃ２未満になると、そのタイミングｔ１５でモータＭＧ１への通電及びヒータ１９への通電が停止される。このとき、スロットルバルブ１５については、図３に示すように、全開状態から全閉状態に変更してもよいし、そのまま全開状態を維持してもよい。

なお、本実施形態では、図３に示すように、エンジン１０の始動タイミングｔ１１から所定のパージ許可時間Ｔｐが経過するまでの期間（ｔ１１〜ｔ１２）では、キャニスタ２４に吸着された未燃燃料の吸気通路１３への放出が許可される。したがって、この期間にパージ実行条件が成立した場合には、キャニスタ２４に吸着された未燃燃料が吸気通路１３に放出されエンジン１０で燃焼処理される。一方、期間ｔ１１〜ｔ１２の経過後においては、キャニスタ２４から吸気通路１３への未燃燃料の放出が禁止される。これにより、未燃燃料の放出に起因してガスセンサ３６で特定ガス成分濃度が誤検出され、その誤検出の結果に基づいて上記の空気浄化処理が実施されるのが回避される。

以上詳述した本実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。

例えば通気性が悪い車庫などにおいて、車両が走行していない状態でエンジン１０の燃焼が行われることで、車外の空気中のＣＯやＨＣ、ＮＯｘなどの特定ガス成分の濃度が第１基準値以上となった場合、エンジン１０の燃焼を停止するとともに、エンジン１０の燃焼を停止したままの状態で、車外の空気を、活性状態に維持された触媒１８へ輸送する構成としたため、車外の空気の浄化を積極的に行うことができる。これにより、エンジン１０の燃焼によって車両周囲の特定ガス成分の濃度が高くなるのを積極的に抑制することができる。特に、レンジエクステンダ車両に本発明を適用する構成としたため、上記効果を好適に得ることができる。

また、電力により触媒１８を加熱する加熱手段としてヒータ１９を設け、触媒１８の温度が活性温度域よりも低温側の場合には、ヒータ１９により触媒１８を加熱する構成とした。したがって、触媒１８への空気の輸送により触媒温度が低くなった場合にも、エンジン１０を燃焼状態にすることなく触媒１８を活性状態にすることができる。また、活性状態の触媒１８に対し車外の空気を継続して輸送することができる。

ガスセンサ３６を吸気通路１３に配置し、同ガスセンサ３６の検出値に基づいて車外の空気中における特定ガス成分の濃度を検出する構成としたため、吸気通路１３内に逐次取り込まれる車外の空気を対象に特定ガス成分の濃度を検出することができる。これにより、車外空気の濃度の監視を適切に実施することができる。また、ガスセンサ３６を吸気通路１３に設けることにより、車両５０の移動先での駐車場所において車外空気の濃度を監視するガスセンサが設けられていなくても、車両周囲の空気の濃度を監視することができる。したがって、車外環境の悪化に伴うエンジン１０の燃焼停止及び空気の浄化を、車外の特定ガス濃度に応じて適切に実施することができる。

また、吸気通路１３のうちのできるだけ上流側、具体的にはスロットルバルブ１５よりも上流側にガスセンサ３６を設けたため、吸気通路１３の壁面や吸気バルブなどに付着した燃料の蒸発ガスの影響による検出誤差を極力小さくすることができる。また、吸気通路１３のうちエアクリーナ３７の下流側にガスセンサ３６を設けたため、大気中の粉塵などの影響による検出誤差を抑制することができる。

モータＭＧ１によるエンジン１０のモータリングにより車外の空気を触媒１８まで輸送する構成としたため、車外の空気を吸気通路の最上流部から取り込み、その取り込んだ空気を触媒１８まで確実に輸送することができる。また、エンジン１０の回転を行う回転制御手段として既設のモータリング装置（モータＭＧ１）を利用する構成としたため、車外の空気を触媒１８に輸送するための新たな装置を追加しなくてよい。また、エンジン１０のモータリングをモータＭＧ１で行うことにより、比較的長い時間、エンジン１０を一定の回転速度（例えば１０００〜２０００ｒｐｍ）で回転させることができ、空気の循環をより適正に実施することができる。

本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。

・上記実施形態では、エンジン１０のモータリングによって車外から触媒１８への空気の輸送を行わせたが、車外の空気を触媒１８に輸送する構成はこれに限定しない。例えば、排気通路１７に接続され、エンジン１０を介さずに車外の空気を排気通路１７に取り込む空気取込通路を設け、この空気取込通路を介して、車外から触媒１８への空気の輸送を行わせる構成としてもよい。

図４は、空気取込通路を介して空気の輸送を行わせる場合のシステム構成図である。図４に示すように、本システムには、吸気通路１３と排気通路１７とを接続する空気取込通路としての通路５１が設けられている。具体的には、通路５１は、その一方の端部が、吸気通路１３のうちエアクリーナ３７及びガスセンサ３６よりも下流側であってスロットルバルブ１５よりも上流側に接続されており、他方の端部が、排気通路１７のうち触媒１８よりも上流側に接続されている。また、通路５１の途中には電動ポンプ５２が配置されており、電動ポンプ５２を駆動することで、車外の空気が、吸気通路１３の最上流部から通路５１を介して排気通路１７に供給されるようになっている。ＥＣＵ４０のマイコン４１は、車両停止中でのエンジン１０の燃焼に伴い、ガスセンサ３６の検出値が第１基準値以上になると、電動ポンプ５２を駆動する。これにより、吸気通路１３の最上流部から車外の空気が流れ込み、その空気が通路５１を介して排気通路１７に取り込まれ触媒１８に輸送される。輸送された車外の空気は触媒１８で無害化される。なお、電動ポンプ５２の駆動により車外から触媒１８への空気の輸送を行う際には、スロットルバルブ１５を閉側（例えば全閉状態）にするとよい。こうすることにより、吸気通路１３の最上流部から取り込んだ車外の空気がエンジン１０側に流れにくくなり、電動ポンプ５２による触媒１８への空気の輸送を好適に実施することができる。

・図４では、スロットルバルブ１５の上流側において、吸気通路１３と排気通路１７とを通路５１により接続する構成としたが、スロットルバルブ１５の下流側において、吸気通路１３と排気通路１７とを通路５１により接続する構成としてもよい。

・上記実施形態では、ガスセンサ３６により検出した特定ガス成分の濃度が第２基準値よりも低くなった場合にエンジン１０のモータリングを停止する構成としたが、特定ガス成分の濃度検出値に基づく構成に代えて、エンジン１０のモータリング開始から所定時間が経過した時点でエンジン１０のモータリングを終了する構成としてもよい。

・車外の空気を触媒１８に輸送する構成として、車外と排気通路とを直接繋ぐ通路を設けるとともに、その通路の途中に電動ポンプを配置する構成としてもよい。この場合、車両停止中でのエンジン１０の燃焼に伴い、ガスセンサ３６の検出値が第１基準値以上になった場合に電動ポンプ５２を駆動する。この場合にも、車外の空気を排気通路１７に取り込むことができ、その取り込んだ空気が触媒１８に輸送されることで車外空気の浄化を実施することができる。

・車外の空気を触媒１８に輸送する輸送手段として、電力によりエンジン１０の出力軸を回転させることにより、車外から触媒１８への空気の輸送を行わせる第１輸送手段と、排気通路１７に接続された空気取込通路（図４における通路５１）の途中に配置された電動ポンプ５２を駆動することにより、通路５１を介しての車外から触媒１８への空気の輸送を行わせる第２輸送手段とを備え、触媒１８による空気浄化処理の際には、第１輸送手段と第２輸送手段とを切り替える構成としてもよい。

・上記実施形態では、吸気通路１３にガスセンサ３６を配置したが、車外の空気中における特定ガス成分の濃度を検出可能であれば、ガスセンサ３６の配置の位置は吸気通路１３以外であってもよい。例えば、排気通路１７や車両５０のボディ等であってもよく、あるいは車両以外の位置（例えば車庫の内壁など）であってもよい。また、ガスセンサ３６を吸気通路１３に配置する場合、エアクリーナ３７とスロットルバルブ１５との間以外であってもよく、例えばスロットルバルブ１５よりも下流側、具体的にはスロットルバルブ１５とパージ管２５の接続部との間や、パージ管２５の接続部よりも排気下流側であってもよい。

・上記実施形態では、エンジン１０の始動から所定のパージ許可時間が経過するまでの期間においてパージ処理を許可し、その後の期間でのパージ処理を禁止する構成とした。本構成ではこれを変更し、パージ処理の許可／禁止の期間を設けず、パージ実行条件が成立したのに伴いパージ処理を実施する。ただし、本構成では、パージ処理の実行中は、車外から触媒１８への空気の輸送による空気浄化処理を禁止する。ガスセンサ３６が吸気通路１３に設けられている場合、キャニスタ２４から吸気通路１３に放出される未燃燃料に起因して、ガスセンサ３６による特定ガス成分の濃度検出を精度良く実施できないおそれがあるからである。

・車両停止中のエンジン燃焼によって大気中の特定ガス成分の濃度が許容範囲を超えたことをユーザに報知する報知手段を設けてもよい。また、報知手段による報知内容をユーザが認識したことを確認するための手段として、例えばスイッチなどユーザにより操作される操作手段を設け、報知手段による報知が行われた後、操作手段の操作があった場合に、次回のエンジン１０の運転又は車両走行を許可し、該操作手段の操作がない場合に、次回のエンジン１０の運転又は車両走行を禁止する構成としてもよい。車両停止中のエンジン燃焼によって大気中の特定ガス成分の濃度が許容範囲を超えたことがユーザに認識されないまま、次回のエンジン運転や車両走行が行われると、通気性の悪い場所でのエンジン運転が繰り返し行われてしまうことが考えられる。したがって、上記のように、報知手段による報知が行われた後にユーザによって操作手段が操作された場合に限って、次回のエンジン運転や車両走行を許容することにより、通気性の悪い場所でのエンジン運転が繰り返されるのを抑制することができる。

・上記実施形態では、排気浄化装置として三元触媒を用いたが、これ以外の触媒を用いる構成でもよく、要は排気中に含まれるＣＯやＨＣ，ＮＯｘなどの特定ガス成分を浄化できる構成であればよい。また、排気浄化装置として触媒以外の構成でもよく、例えばプラズマ放電装置を用いる構成でもよい。プラズマ放電装置は、例えば、排気通路内に設けられた電極間の放電により排気中の成分をプラズマ化するものであり、各電極に対しては、作動手段としての高電圧印加装置から高電圧が印加されるようになっている。この場合、排気通路内において、プラズマ放電装置により解離されたＣＯイオンやＨＣイオンと酸素とが結合されることで、排気の浄化が行われるようになっている。

・上記実施形態では、車両走行の動力源としてモータＭＧ２を備えるとともに、発電専用のエンジン１０を備えるハイブリッド車両（レンジエクステンダ車両）における排気浄化システムの制御装置に本発明を具体化した場合について説明したが、ハイブリッド車両の構成はこれに限定せず、例えば車両走行の動力源としてモータとエンジンとを備える車両に適用してもよい。

１０…エンジン、１３…吸気通路、１７…排気通路、１８…触媒（排気浄化装置）、１９…ヒータ（作動手段、加熱手段）、２４…キャニスタ、２５…パージ管、２６…パージバルブ（ガス放出手段）、２７…バッテリ、３６…ガスセンサ、４０…ＥＣＵ、４１…マイコン（ガス濃度検出手段、燃焼停止手段、浄化状態制御手段、輸送手段、回転制御手段）、５１…通路（空気取込通路）、５２…電動ポンプ、ＭＧ１…モータ（回転制御手段、充電用の電動機）、ＭＧ２…モータ（電動機）。

Claims (6)

1. 車両駆動軸に接続された電動機と、該電動機に電力を供給するバッテリと、エンジンの排気通路に設けられ排気中の浄化対象となる特定ガス成分を浄化する排気浄化装置と、電力供給を受けて作動し、前記排気浄化装置を、前記排気通路を流下する排気の浄化が可能となる所定の排気浄化状態とする作動手段と、を備える車両に適用され、
   車両が走行していない状態でのエンジンの燃焼中において、車外の空気中の前記特定ガス成分の濃度を検出するガス濃度検出手段と、
   前記ガス濃度検出手段により検出した濃度が所定の基準値よりも高い場合にエンジンの燃焼を停止する燃焼停止手段と、
   前記燃焼停止手段によるエンジンの燃焼停止後において、前記排気浄化装置を前記排気浄化状態とすべく前記作動手段を制御する浄化状態制御手段と、
   前記浄化状態制御手段により前記排気浄化装置を前記排気浄化状態に維持しかつエンジンを燃焼停止状態としたまま、車外から前記排気浄化装置への空気の輸送を行わせる輸送手段と、
   を備えることを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記作動手段は、電力供給を受けて前記排気浄化装置を加熱する加熱手段であり、
   前記排気浄化装置は、所定の温度域まで高温化されることで前記排気浄化状態となるものであり、
   前記浄化状態制御手段は、前記排気浄化装置の温度が前記所定の温度域よりも低温側の場合に前記加熱手段により前記排気浄化装置の加熱を実施し、
   前記輸送手段は、前記排気浄化装置の温度が前記所定の温度域にある状態で、車外から前記排気浄化装置への空気の輸送を行わせる請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 電力によりエンジンの出力軸を回転させる回転制御手段を備え、
   前記輸送手段は、前記回転制御手段により前記出力軸を回転させることにより、車外から前記排気浄化装置への空気の輸送を行わせる請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
4. 前記排気通路に接続され、エンジンを介さずに車外の空気を前記排気通路に取り込む空気取込通路が設けられているとともに、該空気取込通路の途中に電動ポンプが配置されており、
   前記輸送手段は、前記電動ポンプを駆動することにより、前記空気取込通路を介しての車外から前記排気浄化装置への空気の輸送を行わせる請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
5. エンジンの吸気通路において、前記特定ガス成分の濃度を検出するガスセンサが配置されており、
   前記ガス濃度検出手段は、前記ガスセンサの検出値に基づいて、車外の空気中における特定ガス成分の濃度を検出する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
6. エンジンと前記車両駆動軸とが機械的に接続されておらず、かつ、
   エンジンの出力軸に接続され、エンジンの回転力によって駆動されることで前記バッテリを充電する充電用の電動機を更に備える車両に適用される請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車両の制御装置。

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