JP2015175357A

JP2015175357A - 車両および車両の制御方法

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Publication number: JP2015175357A
Application number: JP2014054863A
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Inventors: 仁己杉本; Hitoshi Sugimoto
Original assignee: Toyota Motor Corp
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Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2015-10-05
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Abstract

【課題】内燃機関を用いて発電された電力を車両外部へ供給可能な車両において、外部給電時に内燃機関にデポジットが堆積するのを抑制する。【解決手段】車両は、エンジンと、エンジンを用いて発電された電力を、車両外部へ出力するように構成された電力出力装置とを備える。エンジンは、エンジンの排気を吸気側に還流するためのＥＧＲ装置を含む。車両は、エンジンの負荷に応じてＥＧＲ装置による排気の還流量を制御するための制御装置をさらに備える。制御装置は、電力出力装置によって車両外部へ電力を出力する場合には、電力出力装置によって車両外部へ電力を出力しない場合に比べて、同一の負荷に対する排気の還流量を制限する。【選択図】図４

Description

この発明は、車両およびその制御方法に関し、特に、内燃機関を用いて発電された電力を車両外部へ供給することが可能な車両およびその制御方法に関する。

停車時に車両外部へ電力を供給する（以下、車両外部への給電を「外部給電」とも称する。）ことが可能に構成された車両が知られている。このような車両の代表例であるハイブリッド車両においては、車両に搭載された蓄電装置に蓄えられた電力を供給するだけでなく、内燃機関の動力を用いて発電された電力を供給することも可能である。

たとえば特開２０１３−１４２３８０号公報（特許文献１）には、外部給電を行なう際に、車両外部からの情報（将来の予測を含んだ電力需要量の時間推移、または将来の予測を含んだ他の電力源からの供給可能電力量）に基づいて、内燃機関の制御量を決定する電力供給システムが開示される。

内燃機関には、内燃機関の排気の一部を吸気側に還流するための還流装置（以下、「ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置」とも称する。）が設けられているものがある。特許文献１では、内燃機関の制御量として、内燃機関による発電量、およびＥＧＲ装置による排気の還流量（以下、「ＥＧＲ量」とも称する。）を決定する。より具体的には、特許文献１では、外部給電時、将来的に電力需要が増加する見込みがないと判断された場合には、ＥＧＲ量を、車両の走行時と同様の手法により、内燃機関の回転数および要求トルクに応じて設定する。一方、現在から一定期間後までに電力使用量が現在よりも増加する見込みがあると判断された場合には、上記のＥＧＲ量設定値に対して、ＥＧＲ増加量を上乗せする。このように、特許文献１においては、将来的に電力需要量の増加が見込まれる場合には、触媒温度の低下を許容することが可能となるため、ＥＧＲ量を増加させる。これにより、触媒の排気浄化性能を保ちつつ、内燃機関の発電効率を向上させる。

特開２０１３−１４２３８０号公報

上記の車両において、外部給電時には、内燃機関は、通常、車両走行時よりも相対的に負荷が低い状態で長時間運転される。

ここで、内燃機関の負荷が低い状態でＥＧＲ装置を作動させると、吸気側に還流された排気に含まれる未燃の燃料（煤、炭化水素など）がインジェクタの噴射孔や点火プラグに付着して、徐々に堆積しやすくなる。このデポジットの堆積によってインジェクタの詰まりや点火プラグの燻りが発生すると、正常な燃料噴射および点火が不可能になるため、内燃機関の燃焼状態が不安定になり、失火状態に至る可能性がある。また、失火状態が継続すると、未燃の燃料が触媒に達するため、未燃燃料と酸素との反応により触媒の温度が上昇して、触媒が溶損する虞がある。

なお、内燃機関の負荷が高い状態では、インジェクタの噴射孔から噴射される燃焼噴射量が多くなるため、噴射孔付近のデポジットを燃料噴射によって吹き飛ばすことが可能である。また、燃焼室温度も上昇するため、点火プラグの燻りを解消することができる。

一方、外部給電時には、上記のように低負荷の運転が長時間に亘って行なわれるため、堆積したデポジットを除去することが難しくなる。このため、特許文献１に記載されるように、外部給電時において、車両走行時と同等以上のＥＧＲ量を設定すると、デポジットの堆積を促進させてしまうことになる。

この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、内燃機関を用いて発電された電力を車両外部へ供給可能な車両において、外部給電時に内燃機関にデポジットが堆積するのを抑制することである。

本発明のある局面に従う車両は、内燃機関と、内燃機関を用いて発電された電力を、車両外部へ出力するように構成された電力出力装置とを備える。内燃機関は、内燃機関の排気を吸気側に還流するための還流装置を含む。車両は、内燃機関の負荷に応じて還流装置による排気の還流量を制御するための制御装置をさらに備える。制御装置は、電力出力装置によって車両外部へ電力を出力する場合には、電力出力装置によって車両外部へ電力を出力しない場合に比べて、同一の負荷に対する排気の還流量を制限する。

上記車両によれば、内燃機関を用いて発電された電力を車両外部へ供給する外部給電時には、外部給電時でないときよりも、同一の負荷に対する排気の還流量（ＥＧＲ量）が制限される。これにより、混合気に含まれる還流排気の未燃成分が少なくなるため、外部給電中に低負荷の運転が長時間に亘って行なわれても、内燃機関にデポジットが堆積するのを抑制することができる。この結果、インジェクタの詰まりや点火プラグの燻りを防止できるため、内燃機関が失火状態に至るのを未然に回避することができる。

好ましくは、制御装置は、電力出力装置によって車両外部へ電力を出力する場合であって、内燃機関の回転速度の変動幅が閾値以上となるときには、電力出力装置によって車両外部へ電力を出力しない場合に比べて、同一の負荷に対する排気の還流量を制限する。

このようにすれば、内燃機関の回転速度の変動幅が大きいことからインジェクタの詰まりまたは点火プラグの燻りが発生していると判断される場合には、ＥＧＲ量が制限される。言い換えれば、外部給電時であっても、内燃機関の回転速度の変動幅が小さく、インジェクタの詰まりまたは点火プラグの燻りが発生していないと判断される場合には、ＥＧＲ量が制限されない。これにより、内燃機関が失火状態に至るのを回避しつつ、ＥＧＲによる燃費向上の効果を享受することができる。

好ましくは、制御装置は、電力出力装置によって車両外部へ電力を出力する場合であって、内燃機関の排気通路の空燃比の変動幅が閾値以上となるときには、電力出力装置によって車両外部へ電力を出力しない場合に比べて、同一の負荷に対する排気の還流量を制限する。

このようにすれば、排気通路の空燃比の変動幅が大きいことからインジェクタの詰まりまたは点火プラグの燻りが発生していると判断される場合には、ＥＧＲ量が制限される。言い換えれば、外部給電時であっても、排気通路の空燃比の変動幅が小さく、インジェクタの詰まりまたは点火プラグの燻りが発生していないと判断される場合には、ＥＧＲ量が制限されない。これにより、内燃機関が失火状態に至るのを回避しつつ、ＥＧＲによる燃費向上の効果を享受することができる。

好ましくは、制御装置は、電力出力装置による車両外部への電力の出力を開始してからの経過時間が長くなるほど、排気の還流量の低減量を大きくする。

このようにすれば、低負荷での運転時間が長くなるほどデポジットの堆積が促進するところ、内燃機関の運転時間が長くなるほどＥＧＲ量の制限が強化されてＥＧＲ量が減少するため、デポジットの堆積を効果的に抑制することができる。その一方で、低負荷での運転時間が短いときには、ＥＧＲ量の制限が緩和されるためにＥＧＲ量を増やすことができる。この結果、デポジットの堆積を抑制しつつ、燃費を向上させることができる。

好ましくは、制御装置は、内燃機関の負荷が高くなるほど、排気の還流量の低減量を小さくする。

このようにすれば、内燃機関にデポジットが堆積しにくい高負荷で運転している場合には、ＥＧＲ量の制限が緩和される。すなわち、高負荷での運転時には、外部給電時でないときと同等レベルまでＥＧＲ量を増やすことができる。これにより、デポジットの堆積を抑制しつつ、ＥＧＲによる燃費向上の効果を得ることができる。

好ましくは、制御装置は、内燃機関の回転速度の変動幅が大きくなるほど、排気の還流量の低減量を大きくする。

このようにすれば、内燃機関の回転速度の変動幅が大きくなるほど、インジェクタの詰まりまたは点火プラグの燻りの程度が高いと判断されてＥＧＲ量の制限が強化される。これにより、インジェクタの詰まりや点火プラグの燻りのさらなる進行が抑制されるため、失火状態に至るのを回避することができる。

好ましくは、制御装置は、内燃機関の排気通路の空燃比の変動幅が大きくなるほど、排気の還流量の低減量を大きくする。

このようにすれば、排気通路の空燃比の変動幅が大きくなるほど、インジェクタの詰まりまたは点火プラグの燻りの程度が高いと判断されてＥＧＲ量の制限が強化されるため、ＥＧＲ量が減少する。これにより、インジェクタの詰まりや点火プラグの燻りのさらなる進行が抑制されるため、失火状態に至るのを回避することができる。

好ましくは、制御装置は、電力出力装置によって車両外部へ電力を出力する場合には、還流装置の作動を停止させる。

このようにすれば、外部給電時に内燃機関にデポジットが堆積するのをより確実に抑制することができる。

好ましくは、制御装置は、電力出力装置によって車両外部へ電力を出力する場合であって、内燃機関の回転速度の変動幅が閾値以上となるときには、還流装置の作動を停止させる。

このようにすれば、内燃機関の回転速度の変動幅が大きいことからインジェクタの詰まりまたは点火プラグの燻りが発生していると判断される場合には、排気の還流が行なわれないため、インジェクタの詰まりや点火プラグの燻りのさらなる進行をより確実に抑制することができる。

好ましくは、制御装置は、電力出力装置によって車両外部へ電力を出力する場合であって、内燃機関の排気通路の空燃比の変動幅が閾値以上となるときには、還流装置を停止させる。

このようにすれば、排気通路の空燃比の変動幅が大きいことからインジェクタの詰まりまたは点火プラグの燻りが発生していると判断される場合には、排気の還流が行なわれないため、インジェクタの詰まりや点火プラグの燻りのさらなる進行をより確実に抑制することができる。

この発明の別の局面に従えば、車両の制御方法であって、車両は、内燃機関と、内燃機関を用いて発電された電力を、車両外部へ出力するように構成された電力出力装置とを含む。内燃機関は、内燃機関の排気を吸気側に還流するための還流装置を含む。車両の制御方法は、電力出力装置による車両外部への電力の出力が要求されているか否かを判定するステップと、内燃機関の負荷に応じて還流装置による排気の還流量を設定するステップと、電力出力装置によって車両外部へ電力を出力する場合には、電力出力装置によって車両外部へ電力を出力しない場合に比べて、同一の負荷に対して設定される排気の還流量を制限するステップとを備える。

上記車両の制御方法によれば、内燃機関を用いて発電された電力を車両外部へ供給する外部給電時には、外部給電時でないときよりも、同一の負荷に対する排気の還流量（ＥＧＲ量）が制限される。これにより、外部給電中に低負荷の運転が長時間に亘って行なわれても、内燃機関にデポジットが堆積するのを抑制することができる。この結果、インジェクタの詰まりや点火プラグの燻りを防止することができるため、内燃機関が失火状態に至るのを未然に回避することができる。

この発明によれば、内燃機関を用いて発電された電力を車両外部へ供給可能な車両において、外部給電時に内燃機関にデポジットが堆積するのを抑制することができる。これにより、インジェクタの詰まりや点火プラグの燻りを防止できるため、内燃機関が失火状態に至るのを未然に回避することができる。

この発明の実施の形態１による車両の代表例として示されるハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。図１に示したエンジンの構成図である。図１および図２に示した制御装置の機能ブロック図である。制御装置によるＥＧＲ量の制御を説明するためのフローチャートである。外部給電モード時におけるＥＧＲ開度の変化を示すタイミングチャートである。エンジンの負荷とＥＧＲ開度の低減量との関係を説明するための模式図である。この発明の実施の形態２による車両における外部給電モード時のＥＧＲ制限制御の特徴を説明するためのフローチャートである。エンジンの回転速度の変動幅とＥＧＲ開度の低減量との関係を説明するための模式図である。この発明の実施の形態２の変形例による車両における外部給電モード時のＥＧＲ制限制御の特徴を説明するためのフローチャートである。排気通路の空燃比の変動幅とＥＧＲ開度の低減量との関係を説明するための模式図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組み合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
（ハイブリッド車両の全体構成）
図１は、この発明の実施の形態１による車両の代表例として示されるハイブリッド車両１の全体構成を示すブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１は、エンジン１００と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割装置４と、減速機５と、駆動輪６とを備える。また、ハイブリッド車両１は、蓄電装置Ｂと、ＰＣＵ（Power Control Unit）２０と、電圧変換器３０と、外部給電口４０と、制御装置２００とをさらに備える。

ハイブリッド車両１は、エンジン１００およびモータジェネレータＭＧ２の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行可能である。動力分割装置４は、エンジン１００が発生する駆動力を、駆動輪６を駆動するための駆動力と、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための駆動力とに分割可能に構成される。動力分割装置４は、たとえば遊星歯車機構によって構成される。

エンジン１００は、たとえばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関により構成される。エンジン１００は、排気の一部を吸気側に還流するための還流装置（ＥＧＲ装置）を有する。ＥＧＲ装置における排気の還流量（ＥＧＲ量）は、エンジン１００の運転状態や、外部給電が要求されているか否かに応じて、制御装置２００により制御される。エンジン１００およびＥＧＲ装置の構成については、後ほど詳しく説明する。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、交流回転電機であり、たとえば三相交流同期電動発電機である。モータジェネレータＭＧ１は、動力分割装置４を経由して伝達されるエンジン１００の駆動力を用いて、発電機として動作する。たとえば、蓄電装置Ｂの充電状態（以下、「ＳＯＣ（State of Charge）」とも称する。）が所定の下限に達すると、エンジン１００が始動してモータジェネレータＭＧ１により発電が行なわれる。モータジェネレータＭＧ１によって発電された電力は、ＰＣＵ２０により電圧変換された後、蓄電装置Ｂに蓄電されたり、モータジェネレータＭＧ２に直接供給される。また、外部給電時には、モータジェネレータＭＧ１によって発電された電力は、電圧変換器３０によってさらに電圧変換されて外部給電口４０から車両外部へ供給される。

モータジェネレータＭＧ２は、蓄電装置Ｂに蓄えられた電力、およびモータジェネレータＭＧ１によって発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。モータジェネレータＭＧ２の駆動力は、減速機５を介して駆動輪６に伝達される。なお、図１では、駆動輪６は前輪として示されているが、前輪に代えて、または前輪とともに、モータジェネレータＭＧ２によって後輪を駆動してもよい。

なお、ハイブリッド車両１の制動時には、減速機５を介して駆動輪６によりモータジェネレータＭＧ２が駆動されることにより、モータジェネレータＭＧ２が発電機として動作する。モータジェネレータＭＧ２による発電電力は、ＰＣＵ２０によって電圧変換された後、蓄電装置Ｂに蓄えることができる。

ＰＣＵ２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するための駆動装置である。ＰＣＵ２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータを含み、さらに、インバータと蓄電装置Ｂとの間で電圧変換するためのコンバータを含み得る。

蓄電装置Ｂは、再充電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置Ｂは、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池、あるいは電気二重層キャパシタなどの蓄電素子のセルを含んで構成される。蓄電装置Ｂには、蓄電装置Ｂの温度ＴＢ、電流ＩＢおよび電圧ＶＢを検出するためのセンサ（図示せず）が設けられる。センサによる検出値は制御装置２００へ出力される。制御装置２００は、センサによる検出値に基づいて蓄電装置ＢのＳＯＣを算出する。

電圧変換器３０は、制御装置２００から受ける駆動信号ＤＳによって外部給電時に駆動されることにより、蓄電装置ＢおよびＰＣＵ２０の少なくとも一方から受ける電力を電圧変換して外部給電口４０へ出力する。具体的には、電圧変換器３０は、エンジン１００を用いてモータジェネレータＭＧ１により発電された電力を、ＰＣＵ２０から直接受けるか、または発電電力を一時的に蓄える蓄電装置Ｂから受けると、その発電電力を外部給電用に電圧変換して外部給電口４０へ出力する。電圧変換器３０は、たとえばインバータによって構成される。なお、電圧変換器３０を双方向に電圧変換可能に構成することにより、車両外部の電源から供給され外部給電口４０から入力される電力を電圧変換して蓄電装置Ｂを充電可能としてもよい。すなわち、外部給電口４０は、外部給電時に車両外部へ電力を供給するための電力インターフェイスを構成する。

制御装置２００は、代表的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリ領域と、入出力インターフェイス（いずれも図示せず）とを主体とするＥＣＵ（Electronic Control Unit）により構成される。制御装置２００は、予めＲＯＭ等に格納されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭに読出して実行することによって、ハイブリッド車両１の走行および蓄電装置Ｂの充放電に係る制御を実行する。制御装置２００はさらに、ＥＧＲ装置を含むエンジン１００の制御、および電圧変換器３０による外部給電制御を実行する。なお、ＥＣＵの少なくとも一部は、電子回路等のハードウェアにより所定の数値・論理演算処理を実行するように構成されてもよい。

（エンジン１００の構成）
図２は、図１に示したエンジン１００の構成図である。図２を参照して、エンジン１００には、エアクリーナ１０２から空気が吸入される。吸入空気量は、スロットルバルブ１０４により調整される。スロットルバルブ１０４は、スロットルモータ３１２により駆動される。

吸入された空気は、シリンダ（燃焼室）１０６において燃料と混合される。シリンダ１０６には、インジェクタ１０８から燃料が噴射される。シリンダ１０６内の混合気は、点火プラグ１１０により着火されて燃焼する。燃焼後の混合気すなわち排気ガスは、三元触媒１１２により浄化された後、車外に排出される。混合気の燃焼によりピストン１１４が押し下げられ、クランクシャフト１１６が回転する。

シリンダ１０６の頭頂部には、吸気バルブ１１８および排気バルブ１２０が設けられる。シリンダ１０６に導入される空気の量および時期は、吸気バルブ１１８により制御される。シリンダ１０６から排出される排気の量および時期は、排気バルブ１２０により制御される。

エンジン１００は、ＥＧＲ装置を含む。ＥＧＲ装置は、ＥＧＲ通路１４０と、ＥＧＲバルブ１４２とを有する。ＥＧＲ通路１４０は、エンジン１００の排気を吸気側（たとえば吸気マニホールド）へ還流するための管路である。ＥＧＲバルブ１４２は、ＥＧＲ通路１４０に設けられ、制御装置２００によって開閉が制御される。ＥＧＲバルブ１４２が開かれると、ＥＧＲ通路１４０によって排気路と給気路とが連通され、ＥＧＲバルブ１４２が閉じられると、ＥＧＲ通路１４０は遮断される。ＥＧＲバルブ１４２を開いて排気を吸気路に還流することによって燃焼温度が下がるため、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生が抑制される。また、排気が入ることによってインテークマニホールドの負圧が減少するため、ポンピングロスを低減させ、燃費を向上させることができる。

制御装置２００は、エンジン１００が所望の運転状態になるように、スロットルバルブ１０４の開度（スロットル開度）、点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量等を制御する。具体的には、制御装置２００は、点火プラグ１１０に制御信号を出力して点火時期を調整し、スロットルバルブ１０４に制御信号を出力してスロットル開度を調整し、インジェクタ１０８に制御信号を出力して所定のタイミングで所定時間、インジェクタ１０８のノズルを開く。

制御装置２００には、クランク角センサ３０２、スロットル開度センサ３０６、Ａ／Ｆセンサ３０４、アクセルペダルセンサ、および車速センサから信号が入力される。クランク角センサ３０２は、クランクシャフト１１６の回転速度（エンジン回転速度）およびクランクシャフト１１６の回転角度を示す信号を出力する。スロットル開度センサ３０６は、スロットル開度を示す信号を出力する。Ａ／Ｆセンサ３０４は、排気通路の空燃比Ａ／Ｆを示す信号を出力する。アクセルペダルセンサは、運転者によるアクセルペダルの操作量を検出し、検出された操作量を示す信号を出力する。車速センサは、ハイブリッド車両１の車速を検出し、検出された車速を示す信号を出力する。

また、制御装置２００は、外部給電スイッチ３０８から信号ＰＳを受ける。外部給電スイッチ３０８は、利用者が外部給電を要求するためのスイッチである。外部給電スイッチ３０８がオン操作されると、信号ＰＳが活性化される。なお、外部給電の要求については、外部給電スイッチ３０８を設けることなく、外部給電口４０に給電コネクタが接続された場合、または外部給電口４０に接続された給電コネクタから給電要求信号を受けた場合などに、外部給電が要求されたものと判断するようにしてもよい。制御装置２００は、各種センサおよび外部給電スイッチ３０８からの信号に基づいて、エンジン１００を制御する。

（制御装置２００の構成）
図３は、図１および図２に示した制御装置２００の機能ブロック図である。図３には、制御装置２００による機能のうちの、エンジン１００の制御に関連する部分の機能ブロックが示される。

図３を参照して、制御装置２００は、ＳＯＣ算出部２０２と、ＨＶ制御部２０４と、外部給電制御部２０６と、ＥＧＲ制御部２０８とを含む。ＳＯＣ算出部２０２は、蓄電装置Ｂの温度ＴＢ、電流ＩＢおよび電圧ＶＢの検出値に基づいて蓄電装置ＢのＳＯＣを算出する。なお、ＳＯＣの算出方法については、種々の公知の手法を用いることができる。

ＨＶ制御部２０４は、ハイブリッド車両１の制御全般を実行する。代表的なものとして、ＨＶ制御部２０４は、エンジン１００を停止させた状態でモータジェネレータＭＧ２の出力によって走行するＥＶ走行の実行中にハイブリッド車両１に要求されるパワーが閾値（エンジン始動閾値）を超えたとき、または、蓄電装置ＢのＳＯＣが所定の下限を下回ったときには、エンジン始動指令を生成してエンジン１００を始動させる。そして、エンジン１００の作動中、ＨＶ制御部２０４は、エンジン１００が所望の動作点で運転されるように、スロットル開度、点火時期、燃料噴射時期、および燃料噴射量等を制御する。

外部給電制御部２０６は、ハイブリッド車両１の停車中に外部給電スイッチ３０８（図２）がオン操作されると、ハイブリッド車両１の動作モードを「外部給電モード」とする。そして、外部給電モード時、外部給電制御部２０６は、電圧変換器３０（図１）を駆動するための駆動信号ＤＳを生成して電圧変換器３０へ出力する。また、外部給電制御部２０６は、外部給電モード時は、その旨をＥＧＲ制御部２０８へ通知する。

ＥＧＲ制御部２０８は、ＥＧＲバルブ１４２の開閉を制御する。具体的には、ＥＧＲ制御部２０８は、エンジン１００の負荷に応じてＥＧＲバルブ１４２の開度（以下、「ＥＧＲ開度」とも称する。）を調整することによって、排気の還流量（ＥＧＲ量）を制御する。具体的には、エンジン１００を作動させた状態で走行するＨＶ走行を行なっている場合には、ＥＧＲ制御部２０８は、エンジン１００の負荷および回転速度の組み合わせで規定される動作点に応じて、ＥＧＲ開度を制御する。ＥＧＲ開度は、全開状態（ＥＧＲ開度が１００％）および全閉状態（ＥＧＲ開度が０％）を含んで制御される。たとえば、ＥＧＲ制御部２０８は、動作点ごとに予めＥＧＲ開度を定めた開度マップの参照により、ＥＧＲ開度の目標値を算出する。開度マップは、制御装置２００内のＲＯＭ等に予め格納されている。なお、開度マップのマップ値は、実験結果等に基づいて、その動作点において燃費が最良となるように、エンジン１００の動作点を示すパラメータ値に対応したＥＧＲ開度に予め適合されている。ＥＧＲ制御部２０８は、目標値に従ってＥＧＲ開度を制御する。

このようにして、ハイブリッド車両１がＨＶ走行を行なっているときには、エンジン１００に要求される負荷が変化すると、これに対応してＥＧＲ開度の目標値が変化する。ＥＧＲ制御部２０８は、目標値の変化に追従するようにＥＧＲ開度（すなわち、ＥＧＲ量）を制御する。これにより、ハイブリッド車両１の燃費を向上させることができる。

一方、ハイブリッド車両１の動作モードが外部給電モードであるときには、エンジン１００は、上述したＨＶ走行時に比べて相対的に負荷が低い状態で、長時間運転される。一般的に、エンジン１００の負荷が低い状態でＥＧＲ装置を作動させた場合には、吸気側に還流された排気に含まれる未燃の燃料がインジェクタ１０８の噴射孔や点火プラグ１１０に付着して堆積しやすくなる。そのため、外部給電モード時においても、ＨＶ走行時と同様のＥＧＲ量の制御を行なうと、デポジットの堆積が促進され、インジェクタ１０８の詰まりや点火プラグ１１０の燻りを誘発させることになる。この結果、エンジン１００の燃焼状態が不安定になり、失火状態に至る可能性がある。

そこで、この実施の形態１では、ＥＧＲ制御部２０８は、外部給電モード時には、外部給電モードでないときよりも、同一のエンジン負荷に対するＥＧＲ量を制限する。これにより、混合気に含まれる還流排気の未燃成分が少なくなるため、外部給電モード中に低負荷の運転が長時間に亘って行なわれても、エンジン１００にデポジットが堆積するのを抑制することができる。この結果、インジェクタ１０８の詰まりや点火プラグ１１０の燻りを防止できるため、エンジン１００が失火状態に至るのを未然に回避することができる。

以下の説明では、それぞれのＥＧＲ量の制御を区別するために、外部給電モードでないときのＥＧＲ量の制御を「ＥＧＲ通常制御」とも記し、外部給電モード時のＥＧＲ量の制御を「ＥＧＲ制限制御」とも表記する。

図４は、制御装置２００によるＥＧＲ量の制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、制御装置２００に予め格納されたプログラムを所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。

図４を参照して、制御装置２００は、まず、ＥＧＲ装置による排気の還流を実行するための所定のＥＧＲ実行条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１０）。たとえば、ＥＧＲ実行条件としては、（１）エンジン始動後あるいはフューエルカット復帰後所定時間が経過していること、（２）エンジン１００の体積効率が所定値以上であること、（３）アイドルオフであること、（４）エンジン１００の冷却水温が所定温度以上であること、（５）燃料増量中でないこと、等が代表的に挙げられる。

これらのＥＧＲ実行条件が全て成立して排気の還流が可能である場合には（ステップＳ１０のＹＥＳ判定時）、制御装置２００は、ＥＧＲ装置の作動を許可する。一方、ＥＧＲ実行条件のいずれかが成立せず排気の還流が不可能である場合には（ステップＳ１０のＮＯ判定時）、制御装置２００は、ＥＧＲ装置の作動を停止（ＥＧＲカット）させる（ステップＳ３０）。具体的には、制御装置２００は、ＥＧＲバルブ１４２を全閉状態（ＥＧＲ開度が０％）とする。

ＥＧＲ装置の作動が許可されると（ステップＳ１０のＹＥＳ判定時）、制御装置２００は、次いで、ハイブリッド車両１の動作モードが外部給電モードであるか否かを判定する（ステップＳ２０）。動作モードが外部給電モードでないと判定されると（ステップＳ２０のＮＯ判定時）、制御装置２００は、ＥＧＲ通常制御を実行する（ステップＳ４０）。すなわち、制御装置２００は、上述した開度マップの参照により、エンジン１００の負荷および回転速度で規定される動作点に応じてＥＧＲ開度の目標値を決定する。そして、制御装置２００は、目標値に従ってＥＧＲ開度を制御する。

これに対して、動作モードが外部給電モードであると判定されると（ステップＳ２０のＹＥＳ判定時）、制御装置２００は、ＥＧＲ制限制御を実行する（ステップＳ５０）。具体的には、制御装置２００は、ＥＧＲ通常制御の実行時に比べて、同一のエンジン１００の動作点に対するＥＧＲ開度の目標値を制限する。これにより、外部給電モード時におけるＥＧＲ量を低減させて、デポジットの堆積を抑制する。

（ＥＧＲ制限制御）
以下、図４に示されたステップＳ５０によるＥＧＲ制限制御の実施例について詳細に説明する。

図５は、外部給電モード時におけるＥＧＲ開度の変化を示すタイミングチャートである。図５を参照して、破線ｋ１は、ＥＧＲ通常制御を実行した場合のＥＧＲ開度の変化を示し、実線ｋ２〜ｋ４は、ＥＧＲ制限制御を実行した場合のＥＧＲ開度の変化を示す。なお、破線ｋ１と実線ｋ２〜ｋ４とは、互いに同一のエンジン負荷に対するＥＧＲ開度の変化を示している。

外部給電モード時は、蓄電装置ＢのＳＯＣが所定の下限を下回ると、エンジン１００が始動する（時刻ｔ１）。ＥＧＲ装置が作動すると、ＥＧＲ制御部２０８（図３）は、エンジン１００の負荷に応じてＥＧＲ開度を制御する。なお、ＥＧＲ通常制御の実行時には、ＥＧＲ制御部２０８は、上述したように、エンジン１００の動作点に対するＥＧＲ開度の目標値を、開度マップの参照により算出する。そして、ＥＧＲ制御部２０８は、目標値（図中のＸ％に相当）に従ってＥＧＲ開度を制御する。

これに対して、ＥＧＲ制限制御においては、ＥＧＲ制御部２０８は、所望の動作点に対するＥＧＲ開度の目標値を、開度マップのマップ値よりも小さい値に制限する。これにより、ＥＧＲ制限制御では、同一の動作点に対するＥＧＲ開度は、ＥＧＲ通常制御よりも小さくなるように制御される。以下の説明では、同一の動作点に対するＥＧＲ通常制御でのＥＧＲ開度とＥＧＲ制限制御でのＥＧＲ開度との差分（図中のΔＸに相当）を「ＥＧＲ開度の低減量」とも称する。

ＥＧＲ制限制御において、ＥＧＲ制御部２０８は、エンジン１００が始動してからの経過時間に応じてＥＧＲ開度の低減量を変化させることができる。具体的には、図５の実線ｋ２に示すように、ＥＧＲ制御部２０８は、エンジン１００が始動してからの経過時間が長くなるほど、ＥＧＲ開度の低減量を大きくする。言い換えれば、ＥＧＲ制御部２０８は、エンジン１００が始動してからの経過時間が長くなるほど、ＥＧＲ開度を小さくする。これによれば、低負荷での運転時間が長くなるほどデポジットの堆積が促進されるところ、低負荷での運転時間が長くなるほどＥＧＲ量の制限が強化されるため、デポジットの堆積を効果的に抑制することができる。一方、低負荷での運転時間が短いときには、ＥＧＲ量の制限が緩和されるため、ＥＧＲによる燃費向上の効果を得ることができる。この結果、デポジットの堆積を抑制しつつ、燃費を向上させることができる。

あるいは、図５の実線ｋ３に示すように、ＥＧＲ制御部２０８は、外部給電モード時には、ＥＧＲ開度を所定値（図中のＹ％に相当）に固定するようにしてもよい。この所定値Ｙ％は、外部給電モード時に想定される負荷の最小値に対してもデポジットの堆積を抑制することができるように、実験結果等に基づいて予め適合されている。これによれば、外部給電モード時においても、デポジットの堆積を抑制できる限度でＥＧＲによる燃費向上の効果を得ることができる。

あるいは、図５の実線ｋ４に示すように、ＥＧＲ制御部２０８は、外部給電モード時には、ＥＧＲ装置の作動を停止（ＥＧＲカット）させてもよい。ＥＧＲバルブ１４２を全閉状態（ＥＧＲ開度が０％）とすることにより、外部給電モード時におけるデポジットの堆積をより確実に抑制することができる。

なお、上述したＥＧＲ制限制御のうち、外部給電モード時におけるＥＧＲ開度の低減量を変化させる実施例については、エンジン１００を始動してからの経過時間に応じてＥＧＲ開度の低減量を変化させる構成の他に、エンジン１００の負荷に応じてＥＧＲ開度の低減量を変化させる構成とすることも可能である。図６は、エンジン１００の負荷とＥＧＲ開度の低減量との関係を説明するための模式図である。図６を参照して、ＥＧＲ制御部２０８は、エンジン１００の負荷が高くなるほど、ＥＧＲ開度の低減量を小さくする。すなわち、ＥＧＲ制御部２０８は、エンジン１００の負荷が高くなるほど、ＥＧＲ量の制限を緩和する。

エンジンの負荷が高いと、燃焼温度が上昇して排気に含まれる未燃の燃料も少なくなるため、ＥＧＲ装置を作動させてもデポジットが堆積しにくくなる。したがって、このような場合には、ＥＧＲ量の制限を緩和する、すなわち、ＥＧＲ通常制御時と同等レベルまでＥＧＲ量を増やすことによって、デポジットの堆積を抑制しつつ、ＥＧＲによる燃費向上の効果を得ることができる。

このように本実施の形態１による車両によれば、外部給電モード時は、外部給電モードでないときよりも、同一のエンジン負荷に対するＥＧＲ量が制限される。これにより、外部給電中に低負荷の運転が長時間に亘って行なわれても、エンジン１００にデポジットが堆積するのを抑制することができる。この結果、インジェクタ１０８の詰まりや点火プラグ１１０の燻りを防止することができるため、エンジン１００が失火状態に至るのを未然に回避することができる。

［実施の形態２］
上記の実施の形態１では、外部給電モード時にはＥＧＲ制限制御を行なう構成について説明したが、外部給電中にＥＧＲ量を制限することによってデポジットの堆積を抑制することができる反面、ＥＧＲによる燃費向上の効果が薄まってしまう可能性がある。言い換えれば、インジェクタ１０８の詰まりや点火プラグ１１０の燻りが回避されていれば、ＥＧＲ装置を積極的に用いることが、燃費を高める点で有利である。

実施の形態２では、燃費のさらなる向上が可能なＥＧＲ制限制御について説明する。なお、この発明の実施の形態２による車両の全体構成は、図１と同様であるので詳細な説明は繰返さない。また、エンジン１００の制御構成についても、制御装置２００（ＥＧＲ制御部２０８）によるＥＧＲ量の制御を除いて、図３および図４と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

図７は、この発明の実施の形態２による車両における外部給電モード時のＥＧＲ制限制御の特徴を説明するためのフローチャートである。実施の形態２による外部給電モード時のＥＧＲ制限制御では、図４のフローチャートにおけるステップＳ５０（ＥＧＲ制限制御）が、図７のフローチャートに従って実行される。その他の制御動作については、実施の形態１と同様とすればよいので詳細な説明は繰返さない。

図７を参照して、動作モードが外部給電モードであるときには、ＥＧＲ制御部２０８は、インジェクタ１０８の詰まりや点火プラグの燻りが発生していないかどうかを判断する。この判断は、たとえば、エンジン１００の回転速度の変動を監視することによって行なうことができる。具体的には、インジェクタ１０８の詰まりによって燃料噴射量が減少すると、燃焼室内での燃焼が緩慢となるため、燃焼状態が不安定となり、エンジン１００の回転速度が大きく変動する。点火プラグ１１０の燻りによって正常な点火ができなくなることによっても、同様の現象が起こり得る。

ＥＧＲ制御部２０８は、クランク角センサ３０２（図２）からの信号に基づいてエンジン１００の回転速度の変動を監視する。ＥＧＲ制御部２０８は、エンジン１００の回転速度の変動幅と閾値とを比較し（ステップＳ５１）、回転速度の変動幅が閾値以上となると（ステップＳ５１のＹＥＳ判定時）、インジェクタ１０８の詰まりまたは点火プラグ１１０の燻りが発生していると判断する（ステップＳ５２）。

インジェクタ１０８の詰まりまたは点火プラグ１１０の燻りが発生しているときには、ＥＧＲ制御部２０８は、外部給電モードでないときよりも、同一のエンジン負荷に対するＥＧＲ量を制限する（ステップＳ５３）。ＥＧＲ制御部２０８は、図５の実線ｋ２〜ｋ４および図６に示したように、同一の動作点に対するＥＧＲ開度を、ＥＧＲ通常制御よりも小さくなるように（ＥＧＲカットを含む）制御する。

なお、実施の形態２においては、エンジン１００の回転速度の変動幅の大きさに応じて、ＥＧＲ開度の低減量を変化させる構成としてもよい。図８は、エンジン１００の回転速度の変動幅とＥＧＲ開度の低減量との関係を説明するための模式図である。図８を参照して、ＥＧＲ制御部２０８は、エンジン１００の回転速度の変動幅が大きくなるほど、ＥＧＲ開度の低減量を大きくする。すなわち、ＥＧＲ制御部２０８は、エンジン１００の回転速度の変動幅が大きくなるほど、インジェクタ１０８の詰まりや点火プラグ１１０の燻りの程度が高いと判断して、ＥＧＲ量の制限を強化する。これにより、インジェクタ１０８の詰まりや点火プラグ１１０の燻りのさらなる進行が抑制されるため、エンジン１００が失火状態に至るのを回避することができる。

図７に戻って、エンジン１００の回転速度の変動幅が閾値よりも小さいとき（ステップＳ５１のＮＯ判定時）には、ＥＧＲ制御部２０８は、インジェクタ１０８の詰まりおよび点火プラグ１１０の燻りが発生していないと判断する。この場合、ＥＧＲ制御部２０８は、上述したようなＥＧＲ量の制限を行なわないこととする（ステップＳ５４）。したがって、ＥＧＲ制御部２０８は、ＥＧＲ通常制御を実行することにより、エンジン１００の動作点に応じてＥＧＲ開度を制御する。

なお、ステップＳ５４の処理に代えて、ＥＧＲ制御部２０８は、インジェクタ１０８の詰まりおよび点火プラグ１１０の燻りが発生していないときにもＥＧＲ量の制限を行ないつつ、インジェクタ１０８の詰まりまたは点火プラグ１１０の燻りが発生しているときよりも、ＥＧＲ量の制限を緩和するようにしてもよい。デポジットの堆積を抑制できる点で好ましい。

［実施の形態２の変形例］
インジェクタ１０８の詰まりや点火プラグ１１０の燻りが発生していないかどうかの判断は、排気通路の空燃比Ａ／Ｆの変動を監視することによっても行なうことができる。インジェクタ１０８の詰まりや点火プラグ１１０の燻りが生じると、燃料噴射量や点火時期の制御が不安定となるため、燃焼室内で燃焼された混合気の空燃比も安定せず、大きく変動するためである。

図９は、この発明の実施の形態２の変形例による車両における外部給電モード時のＥＧＲ制限制御の特徴を説明するためのフローチャートである。実施の形態２の変形例による外部給電モード時のＥＧＲ制限制御では、図４のフローチャートにおけるステップＳ５０（ＥＧＲ制限制御）が、図９のフローチャートに従って実行される。

図９を参照して、動作モードが外部給電モードであるときには、ＥＧＲ制御部２０８は、インジェクタ１０８の詰まりや点火プラグの燻りが発生していないかどうかを判断する。具体的には、ＥＧＲ制御部２０８は、Ａ／Ｆセンサ３０４（図２）からの信号に基づいて排気通路の空燃比Ａ／Ｆの変動を監視する。ＥＧＲ制御部２０８は、排気通路の空燃比Ａ／Ｆの変動幅と閾値とを比較する（ステップＳ５５）。そして、ＥＧＲ制御部２０８は、図７と同様のステップＳ５２〜Ｓ５４により、比較結果に基づいたＥＧＲ量の制御を実行する。

なお、実施の形態２の変形例においては、排気通路の空燃比Ａ／Ｆの変動幅の大きさに応じて、ＥＧＲ開度の低減量を変化させる構成としてもよい。図１０は、排気通路の空燃比Ａ／Ｆの変動幅とＥＧＲ開度の低減量との関係を説明するための模式図である。図１０を参照して、ＥＧＲ制御部２０８は、排気通路の空燃比Ａ／Ｆの変動幅が大きくなるほど、ＥＧＲ開度の低減量を大きくする。すなわち、ＥＧＲ制御部２０８は、排気通路の空燃比Ａ／Ｆの変動幅が大きくなるほど、インジェクタ１０８の詰まりまたは点火プラグの燻りの程度が高いと判断して、ＥＧＲ量の制限を強化する。これにより、インジェクタ１０８の詰まりや点火プラグ１１０の燻りのさらなる進行が抑制されるため、エンジン１００が失火状態に至るのを回避することができる。

このように本実施の形態２および変形例による車両によれば、外部給電モード時であっても、インジェクタ１０８の詰まりや点火プラグ１１０の燻りが発生していない場合には、ＥＧＲ量の制限を行なわない、もしくはＥＧＲ量の制限を緩和することにより、ＥＧＲによる燃費向上の効果を享受することができる。この結果、エンジン１００が失火状態に至るのを回避しつつ、燃費を向上させることができる。

なお、上述の実施の形態１および２において、エンジン１００は、この発明における「内燃機関」の一実施例に対応し、電圧変換器３０および外部給電口４０は、この発明における「電力出力装置」の一実施例を形成する。ＥＧＲ装置は、この発明における「還流装置」の一実施例に対応する。

また、上述の実施の形態１および２では、外部給電が可能な車両の代表例としてハイブリッド車両について説明したが、この発明は、エンジンを用いて発電された電力を車両外部へ供給するための電力出力装置が搭載されていれば、他の形式の車両にも適用可能である。すなわち、たとえば、エンジンのみを駆動力源とするエンジン車両や、図１とは異なる構成のハイブリッド車両にもこの発明は適用可能である。たとえば、モータジェネレータＭＧ１を駆動するためにのみエンジン１００を用い、モータジェネレータＭＧ２でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両や、エンジン１００で生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車両、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車両などにも、この発明は適用可能である。また、モータを切り離してエンジンのみの動力によって走行するハイブリッド車両にもこの発明は適用可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ハイブリッド車両、４動力分割装置、５減速機、６駆動輪、２０ＰＣＵ、３０電圧変換器、４０外部給電口、１００エンジン、１０２エアクリーナ、１０４スロットルバルブ、１０６シリンダ、１０８インジェクタ、１１０点火プラグ、１１２三元触媒、１１４ピストン、１１６クランクシャフト、１１８吸気バルブ、１２０排気バルブ、１４０ＥＧＲ通路、１４２ＥＧＲバルブ、２００制御装置、２０２ＳＯＣ算出部、２０４ＨＶ制御部、２０６外部給電制御部、２０８ＥＧＲ制御部、３０２クランク角センサ、３０４Ａ／Ｆセンサ、３０８外部給電スイッチ、ＭＧ１，ＭＧ２モータジェネレータ、Ｂ蓄電装置。

Claims

内燃機関と、
前記内燃機関を用いて発電された電力を、車両外部へ出力するように構成された電力出力装置とを備え、
前記内燃機関は、前記内燃機関の排気を吸気側に還流するための還流装置を含み、
前記内燃機関の負荷に応じて前記還流装置による排気の還流量を制御するための制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記電力出力装置によって車両外部へ電力を出力する場合には、前記電力出力装置によって車両外部へ電力を出力しない場合に比べて、同一の負荷に対する排気の還流量を制限する、車両。
前記制御装置は、前記電力出力装置によって車両外部へ電力を出力する場合であって、前記内燃機関の回転速度の変動幅が閾値以上となるときには、前記電力出力装置によって車両外部へ電力を出力しない場合に比べて、同一の負荷に対する排気の還流量を制限する、請求項１に記載の車両。
前記制御装置は、前記電力出力装置によって車両外部へ電力を出力する場合であって、前記内燃機関の排気通路の空燃比の変動幅が閾値以上となるときには、前記電力出力装置によって車両外部へ電力を出力しない場合に比べて、同一の負荷に対する排気の還流量を制限する、請求項１に記載の車両。
前記制御装置は、前記電力出力装置による車両外部への電力の出力を開始してからの経過時間が長くなるほど、排気の還流量の低減量を大きくする、請求項１から３のいずれか１項に記載の車両。
前記制御装置は、前記内燃機関の負荷が高くなるほど、排気の還流量の低減量を小さくする、請求項１から３のいずれか１項に記載の車両。
前記制御装置は、前記内燃機関の回転速度の変動幅が大きくなるほど、排気の還流量の低減量を大きくする、請求項１から３のいずれか１項に記載の車両。
前記制御装置は、前記内燃機関の排気通路の空燃比の変動幅が大きくなるほど、排気の還流量の低減量を大きくする、請求項１から３のいずれか１項に記載の車両。
前記制御装置は、前記電力出力装置によって車両外部へ電力を出力する場合には、前記還流装置の作動を停止させる、請求項１に記載の車両。
前記制御装置は、前記電力出力装置によって車両外部へ電力を出力する場合であって、前記内燃機関の回転速度の変動幅が閾値以上となるときには、前記還流装置の作動を停止させる、請求項１に記載の車両。
前記制御装置は、前記電力出力装置によって車両外部へ電力を出力する場合であって、前記内燃機関の排気通路の空燃比の変動幅が閾値以上となるときには、前記還流装置を停止させる、請求項１に記載の車両。
車両の制御方法であって、
前記車両は、
内燃機関と、
前記内燃機関を用いて発電された電力を、車両外部へ出力するように構成された電力出力装置とを含み、
前記内燃機関は、前記内燃機関の排気を吸気側に還流するための還流装置を含み、
前記制御方法は、
前記電力出力装置による車両外部への電力の出力が要求されているか否かを判定するステップと、
前記内燃機関の負荷に応じて前記還流装置による排気の還流量を設定するステップと、
前記電力出力装置によって車両外部へ電力を出力する場合には、前記電力出力装置によって車両外部へ電力を出力しない場合に比べて、同一の負荷に対して設定される排気の還流量を制限するステップとを備える、車両の制御方法。