JP2019182318A - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンをモータリングする際に、排気系に設けられた触媒の過熱を抑制して触媒の劣化を抑制する。【解決手段】燃料カットした状態でエンジンをモータリングする場合、燃料（アルコール含有燃料）によりエンジンオイルが希釈された希釈状態を推定すると、浄化装置（浄化触媒）への新気の流入が抑制されるよう制御する。これにより、希釈状態時において、エンジンのモータリングによって未燃焼の燃料成分が排気系に排出されるものとしても、燃料成分の燃焼を抑制することができる。この結果、浄化触媒の過熱を抑制することができ、浄化触媒の劣化を抑止することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、燃料の燃焼により動力を出力するエンジンと、エンジンをモータリングするモータとを備えるハイブリッド自動車に関する。

従来、この種のハイブリッド自動車としては、燃料の温度が低く、燃料の霧化や気化が十分でなくエンジンの始動性が不良になると推測される場合、燃料デリバリパイプに巻き付けられたリボンヒータをオンして燃料を加熱してからエンジンを始動するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２８４９１６号公報

とろこで、燃料の温度が低いときでもエンジンの始動性を確保するために、通常よりも燃料を多めに噴射することも考えられる。しかし、燃料を通常よりも多めに噴射すると、未燃焼の燃料成分が燃焼室内に残存し、エンジンオイルと混じってエンジンオイルが希釈される現象が生じる。ハイブリッド自動車では、制動力が要求されると、エンジンへの燃料の供給を停止した状態でエンジンをモータリングすることによりエンジンフリクションによる制動力を駆動輪に出力する場合があるが、オイルが希釈された状態でエンジンがモータリングされ続けると、エンジンオイルに含む燃料成分が吸入空気（新気）と共に排気系に排出され、燃料成分の燃焼により排気系に設けられた触媒が過熱するおそれがある。

本発明のハイブリッド自動車は、エンジンをモータリングする際に、排気系に設けられた触媒の過熱を抑制して触媒の劣化を抑制することを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド自動車は、
吸気系から吸入される新気と燃料噴射装置から噴射される燃料との燃焼により動力を出力可能であると共に排気系に触媒を有するエンジンと、該エンジンをモータリング可能なモータと、前記エンジンと前記モータとを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記燃料噴射装置からの燃料の噴射を停止した状態で前記エンジンをモータリングする場合、前記燃料によりエンジンオイルが希釈された希釈状態のときには、非希釈状態のときに比して、前記新気の流入が抑制されるよう前記エンジンまたは前記モータを制御することにより前記触媒の劣化を抑制する触媒劣化抑制制御を実行する、
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、燃料噴射装置からの燃料の噴射を停止した状態でエンジンをモータリングする場合、燃料によりエンジンオイルが希釈された希釈状態のときには、触媒の劣化を抑制する触媒劣化抑制制御を実行する。触媒劣化抑制制御は、非希釈状態に比して新気の流入が抑制されるようエンジンまたはモータを制御することにより行なう。これにより、希釈状態時において、エンジンのモータリングによって未燃焼の燃料成分が排気系に排出されるものとしても、燃料成分の燃焼を抑制することができる。この結果、触媒の過熱を抑制することができ、触媒の劣化を抑止することができる。ここで、「触媒劣化抑制制御」としては、希釈状態では非希釈状態に比してエンジンの回転数を制限するものや、排気系の排気を吸気系に還流させる排気再循環装置を備えるエンジンにおいては希釈状態では非希釈状態に比して排気の再循環量を多くするもの、吸気バルブの開閉タイミングを変更可能なバルブタイミング変更機構を備えるエンジンにおいては希釈状態では非希釈状態に比してバルブオーバーラップ量を拡大させるものなどが含まれる。また、「燃料」には、アルコールのみからなる燃料や、アルコールとガソリンとが混合された混合燃料などが含まれる。

こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記エンジンのモータリングにより駆動輪への制動力の出力を可能とするブレーキレンジにシフト操作がなされると共にアクセルオフまたはアクセルオフ近傍のアクセル操作量に基づいて前記制動力の出力が要求された場合、前記希釈状態のときには、前記非希釈状態のときに比して、前記触媒劣化抑制制御として、前記制動力の出力を制限するものとしてもよい。こうすれば、エンジンの吹き上がりを抑制することができ、排気系に新気が排出されるのを抑制することができる。ここで、「制動力の出力を制限」には、希釈状態ではアクセル操作量に基づく要求制動力を制限するものの他、アクセル操作量または要求制動力に対して所定の変化程度をもって緩変化処理を施すものにおいては希釈状態では非希釈状態に比して変化程度を緩やかにするものが含まれる。

本発明の第１実施例としての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。 ＨＶＥＣＵ７０により実行される制動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 ＨＶＥＣＵ７０により実行される第２実施例の制動制御ルーチンを示すフローチャートである。 変形例の制動制御ルーチンを示すフローチャートである。 通常用マップおよび制動力制限用マップの一例を示す説明図である。 変形例の制動制御ルーチンを示すフローチャートである。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

［第１実施例］
図１は、本発明の第１実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、エンジン２２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１に示すように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、蓄電装置としてのバッテリ５０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。

エンジン２２は、燃料タンク１２５に貯留されたアルコールを含むアルコール含有燃料（例えば、エタノールや、エタノールとガソリンとを含む混合燃料など）を用いて動力を出力する内燃機関として構成されている。図２は、エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。エンジン２２は、図示するように、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タンク１２５からの燃料を燃料噴射弁１２６により噴射して空気（新気）と燃料とを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室１２９に吸入する。そして、エンジン２２は、吸入した混合気を点火プラグ１３０による電気火花により爆発燃焼させて、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。燃焼室１２９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）１３４ａを有する浄化装置１３４を介して外気に排出される。燃焼室１２９からの排気は、外気に排出されるだけでなく、排気を吸気に還流する排気再循環装置（以下、「ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システム」という）１６０を介して吸気側に供給される。ＥＧＲシステム１６０は、ＥＧＲ管１６２と、ＥＧＲバルブ１６４と、を備える。ＥＧＲ管１６２は、浄化装置１３４の後段に接続されており、排気を吸気側のサージタンクに供給するために用いられる。ＥＧＲバルブ１６４は、ＥＧＲ管１６２に配置されており、ステッピングモータ１６３により駆動される。このＥＧＲシステム１６０は、ＥＧＲバルブ１６４の開度を調節することにより、不燃焼ガスとしての排気の還流量を調節して吸気側に還流する。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１２９に吸引することができるようになっている。

また、エンジン２２は、可変バルブタイミング機構（以下、「ＶＶＴ」という）１５０を備える。ＶＶＴ１５０は、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを連続的に変更できるように構成されている。

図１に示すように、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によって運転制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。エンジンＥＣＵ２４に入力される信号としては、例えば、燃料タンク１２５に設置されてアルコール含有燃料の温度を検出する温度センサ１２５ａからの燃料温度Ｔｎやクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒ、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Ｔｗを挙げることができる。また、吸気バルブ１２８を開閉するインテーク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からのカム角も挙げることができる。さらに、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ＴＨや、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，吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温Ｔａも挙げることができる。また、浄化装置１３４に取り付けられた温度センサ１３４ｂからの触媒温度Ｔｃや排気管に取り付けられた空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ、排気管に取り付けられた酸素センサ１３５ｂからの酸素信号Ｏ２も挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４から出力される信号としては、例えば、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への駆動制御信号や、燃料噴射弁１２６への駆動制御信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への駆動制御信号を挙げることができる。また、ＥＧＲバルブ１６４を開度を調整するステッピングモータ１６３への駆動制御信号や可変バルブタイミング機構１５０への駆動制御信号も挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２と接続されると共に電力ライン５４を介してバッテリ５０と接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、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からの回転位置θｍ１，θｍ２などが入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン５４を介してインバータ４１，４２と接続されている。このバッテリ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は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからのバッテリ５０の電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからのバッテリ５０の温度Ｔｂを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。また、バッテリＥＣＵ５２は、演算した蓄電割合ＳＯＣと温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０から充放電可能な電力の最大値としての入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔも演算している。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、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を挙げることができる。また、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や、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も挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションＳＰとアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６の要求駆動力を設定し、要求駆動力に見合う要求動力が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを運転制御する。エンジン２２およびモータＭＧ１，ＭＧ２の運転モードとしては、例えば、以下の（１）〜（３）のモードを挙げることができる。なお、（１）のトルク変換運転モードおよび（２）の充放電運転モードは、何れもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようにエンジン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から、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。
（１）トルク変換運転モード：要求動力に対応する動力がエンジン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全てが、プラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とによってトルク変換されて、要求動力が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモード
（２）充放電運転モード：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、エンジン２２から出力される動力の全てまたは一部が、バッテリ５０の充放電を伴ってプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とによってトルク変換されて、要求動力が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモード
（３）モータ運転モード：エンジン２２の運転を停止して、要求動力が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２を駆動制御するモード

実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１のシフトポジションＳＰとして、駐車時に用いる駐車レンジ（Ｐレンジ）、後進走行用のリバースレンジ（Ｒレンジ） 、中立のニュートラルレンジ（Ｎレンジ）、前進走行用の通常のドライブレンジ（Ｄレンジ）の他に、アクセルオン時の駆動力の設定等はＤレンジと同一であるが走行中のアクセルオフ時にハイブリッド自動車に作用させる制動力がＤレンジより大きく設定されるブレーキレンジ（Ｂレンジ）が用意されている。

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の動作について説明する。特に、制動力の出力により減速走行する際の動作について説明する。図３は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される制動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、走行中にアクセルペダル８３が踏み戻されて制動力の出力が要求されたときに所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。このルーチンの実行中は、エンジンＥＣＵ２４により、燃料噴射制御が停止されエンジン２２を燃料カットした状態が保持されている。

図３の制動制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ、シフトポジションＳＰ、エンジン回転数Ｎｅ、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎ、オイル希釈状態フラグＦなどを入力する（ステップＳ１００）。オイル希釈状態フラグＦは、アルコール含有燃料の燃料成分によりエンジンオイルが希釈しているかどうかを示すフラグであり、値１は、希釈状態を示し、値０は、非希釈状態を示す。オイル希釈状態フラグＦの詳細については後述する。続いて、アクセル開度Ａｃｃと車速ＶとシフトポジションＳＰとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｄ＊を設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｄ＊の設定は、図４に例示する要求トルク設定用マップを用いて行なわれる。要求トルクＴｄ＊は、図示するように、アクセル開度Ａｃｃが高いほど大きくなるように設定されるが、走行中にアクセル開度Ａｃｃが０％または０％近傍の低開度のときには、負の値のトルクすなわち制動力が設定される。いま、制動力が要求されているときを考えているから、図示するように、シフトポジションＳＰがＢレンジのときにはＤレンジのときに比して、負側すなわち制動側に大きな負の値のトルクが要求トルクＴｄ＊として設定される。そして、設定した要求トルクＴｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄを乗じて走行に要求される要求パワーＰｄ＊を設定する（ステップＳ１２０）。駆動軸３６の回転数Ｎｄは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じて計算することもできるし、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を用いることもできる。

次に、要求パワーＰｄ＊（負の値のパワー）が入力制限Ｗｉｎ（負の値の電力）未満であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。この処理は、要求パワーＰｄ＊が負の値のパワー（制動パワー）の場合に、要求パワーＰｄ＊でモータＭＧ２を回生したときに、バッテリ５０に入力制限Ｗｉｎを超える電力が入力されるか否かを判定するための処理である。要求パワーＰｄ＊が入力制限Ｗｉｎ以上であると判定すると、要求パワーＰｄ＊でモータＭＧ２を回生しても、バッテリ５０には入力制限Ｗｉｎを超える電力は入力されないと判断し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に（ステップＳ１４０）、要求トルクＴｄ＊をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定する（ステップＳ２１０）。そして、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。これにより、エンジン２２の運転を停止した状態でモータＭＧ２の回生により負の値の要求トルクＴｒ＊を駆動軸３６に出力して走行（減速走行）することができる。

一方、ステップＳ１３０で要求パワーＰｄ＊が入力制限Ｗｉｎ未満であると判定すると、要求パワーＰｄ＊でモータＭＧ２を回生すると、バッテリ５０には入力制限Ｗｉｎを超える電力が入力されると判断し、シフトポジションＳＰと車速Ｖとに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ１５０）。目標回転数Ｎｅ＊は、例えば、車速Ｖが高いほどエンジン２２から得られるフリクショントルクが大きくなり、且つ、Ｂレンジの方がＤレンジよりもエンジン２２から得られるフリクショントルクが大きくなるように設定される。次に、オイル希釈状態フラグＦが値１であるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。オイル希釈状態フラグＦが値１でなく値０である、すなわち非希釈状態であると判定すると、エンジン２２の回転数ＮｅがステップＳ１５０で設定した目標回転数Ｎｅ＊に近づくようにフィードバック制御によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ２００）。続いて、要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるように、モータＭＧ１から駆動軸３６に伝達されるトルク（−Ｔｍ１＊／ρ）を要求トルクＴｄ＊から減じたトルクをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定する（ステップＳ２１０）。なお、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊は、モータＭＧ１が消費する電力とモータＭＧ２により発電する電力（負の値の電力）との和の電力がバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの範囲を超える場合、入力制限Ｗｉｎの範囲内となるように制限される。そして、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。これにより、モータＭＧ１によりエンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊でモータリングすることによりエンジン２２から駆動軸３６に伝達されるフリクショントルクを用いて減速走行することができ、バッテリ５０が入力制限Ｗｉｎを超える電力により充電されるのを抑制することができる。

ステップＳ１６０でオイル希釈状態フラグＦが値１である、すなわち希釈状態であると判定すると、ステップＳ１５０で設定した目標回転数Ｎｅ＊と上限回転数Ｎｅｍａｘとのうち小さい方を新たなエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊として設定する（ステップＳ１７０）。すなわち、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を上限回転数Ｎｅｍａｘで上限ガードする。続いて、ＥＧＲ量が通常時よりも増量するようにＥＧＲバルブ１６４の目標バルブ開度を設定し（ステップＳ１８０）、吸気と排気のオーバーラップ量が通常時よりも拡大するように吸気バルブ１２８の目標進角量を設定する（ステップＳ１９０）。なお、ステップＳ１８０の処理は、下限開度を設定し、通常時の目標バルブ開度を下限開度でガードしてもよい。また、ステップＳ１９０の処理は、下限進角量を設定し、通常時の目標進角量を下限進角量でガードしてもよい。次に、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させるためのフィードバック制御によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に（ステップＳ２００）、要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２１０）。そして、ＥＧＲバルブ１６４の目標バルブ開度と可変バルブタイミング機構１５０の目標進角量をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して(ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。目標バルブ開度と目標進角量とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、ＥＧＲバルブ１６４が目標バルブ開度で開弁するようステッピングモータ１６３を制御し、吸気バルブ１２８の位相（開閉タイミング）が目標進角量となるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御する。なお、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０の制御については上述した。

第１実施例のハイブリッド自動車２０では、上述したように、エンジン２２の燃料としてアルコール含有燃料が用いられる。アルコール含有燃料は温度が低いときには揮発しづらいため、燃料温度Ｔｎが燃料の揮発性が悪化しうる所定温度Ｔｎｒｅｆ未満の状態でモータ運転モードからエンジン運転モードへ移行するときには、エンジン２２の始動性を確保するために、通常よりも多く燃料を噴射する燃料増量制御を行なっている。但し、燃料増量制御により未燃焼の燃料が燃焼室１２９に残存すると、残存した燃料成分がエンジンオイルに混じりエンジンオイルが希釈する現象が発生する。エンジンオイルの希釈状態は、例えば、燃料温度Ｔｎが所定温度Ｔｎｒｅｆ未満の状態でエンジン２２が始動された回数が所定回数に達したか否かや、燃料温度Ｔｎが所定温度Ｔｎｒｅｆ未満の状態でシステムオンされると共に所定距離走行する前にシステムオフされた回数（ショートトリップ数）が所定回数に達したか否かなどにより推定することができる。エンジンオイルの希釈状態を推定すると、オイル希釈状態フラグＦに値１が設定される。いま、エンジン２２を燃料カットした状態でモータＭＧ１によりエンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊でモータリングすることを考えているから、希釈状態では、エンジンオイルに含有する燃料成分が排気管を介して浄化装置１３４（浄化触媒１３４ａ）へ排出されると共に、エンジン２２に新たに吸入された空気（新気）はそのまま浄化装置１３４へ排出される。このとき、浄化装置１３４にて燃料が燃焼し、浄化触媒１３４ａが過熱して浄化触媒１３４ａを劣化させるおそれがある。こうした事情を考慮し、第１実施例では、希釈状態でモータＭＧ１によりエンジン２２をモータリングする際には、浄化装置１３４への新気の流入が抑制されるように、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊やＥＧＲバルブ１６４の目標開度、吸気バルブ１２８の目標進角量を調整している。これにより、エンジン２２のモータリングの際に、エンジンオイルに含まれる未燃料の燃料成分が浄化装置１３４へ排出されるものとしても、浄化装置１３４への新気の流入を抑制して浄化装置１３４での燃焼を抑制することができる。この結果、浄化触媒１３４ａの過熱を抑制することができ、浄化触媒１３４ａの劣化を抑止することができる。

以上説明した第１実施例のハイブリッド自動車２０では、燃料カットした状態でエンジン２２をモータリングする場合、燃料（アルコール含有燃料）によりエンジンオイルが希釈された希釈状態を推定すると、浄化装置１３４への新気の流入が抑制されるよう制御する。これにより、希釈状態時において、エンジン２２のモータリングによって未燃焼の燃料成分が浄化装置１３４へ排出されるものとしても、燃料成分の燃焼を抑制することができる。この結果、浄化触媒１３４ａの過熱を抑制することができ、浄化触媒１３４ａの劣化を抑止することができる。

第１実施例では、アルコール含有燃料によりエンジンオイルが希釈された希釈状態において、燃料カットした状態でエンジン２２をモータリングする際には、浄化装置１３４への新気の流入が抑制されるように、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，ＥＧＲバルブ１６４の目標開度および吸気バルブ１２８の目標進角量を調整するものとした。しかし、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，ＥＧＲバルブ１６４の目標開度および吸気バルブ１２８の目標進角量のうち少なくとも１つを調整するものであればよい。

［第２実施例］
次に、第２実施例のハイブリッド自動車について説明する。第２実施例のハイブリッド自動車は、第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一のハード構成により構成され、ＨＶＥＣＵ７０において実行される処理（制動制御ルーチン）が異なる。図５は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される第２実施例の制動制御ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、走行中にアクセルペダル８３が踏み戻されて制動力の出力が要求されたときに所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。このルーチンの実行中は、エンジンＥＣＵ２４により、燃料噴射制御が停止されエンジン２２を燃料カットした状態が保持されている。

第２実施例の制動制御ルーチンが実行されると、第１実施例の制動制御ルーチンのステップＳ１００，Ｓ１１０と同様に、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ、シフトポジションＳＰ、エンジン回転数Ｎｅ、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎ、オイル希釈状態フラグＦなどを入力し（ステップＳ３００）、アクセル開度Ａｃｃと車速ＶとシフトポジションＳＰとに基づいて要求トルクＴｄ＊を設定する（ステップＳ３１０）。続いて、オイル希釈状態フラグＦが値１であり且つシフトポジションＳＰがＢレンジであるか否かを判定する（ステップＳ３２０）。オイル希釈状態フラグＦが値１であり且つシフトポジションＳＰがＢレンジであると判定すると、設定した要求トルクＴｄ＊と負の値の下限トルクＴｄｍｉｎとのうち大きい方を新たな要求トルクＴｄ＊に設定する（ステップＳ３３０）。一方、オイル希釈状態フラグＦが値０と判定したり、シフトポジションＳＰがＢレンジでないと判定すると、ステップＳ３３０の処理をスキップする。そして、要求トルクＴｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄを乗じて要求パワーＰｄ＊を設定する（ステップＳ３４０）。

次に、シフトポジションＳＰがＢレンジであるか否かを判定する（ステップＳ３５０）。シフトポジションＳＰがＢレンジでない、すなわちＤレンジであると判定すると、要求パワーＰｄ＊が入力制限Ｗｉｎ未満であるか否かを判定する（ステップＳ３６０）。要求パワーＰｄ＊が入力制限Ｗｉｎ以上であると判定すると、要求パワーＰｄ＊でモータＭＧ２を回生しても、バッテリ５０には入力制限Ｗｉｎを超える電力は入力されないと判断し、ステップＳ１４０，Ｓ２１０と同様に、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に（ステップＳ３７０）、入力制限Ｗｉｎの範囲内で要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ４１０）。そして、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ４２０）、本ルーチンを終了する。すなわち、要求パワーＰｄ＊が入力制限Ｗｉｎ以上であると判定すると、エンジン２２をモータリングすることなく、要求トルクＴｄ＊をモータＭＧ２から出力するように制御する。

一方、要求パワーＰｄ＊が入力制限Ｗｉｎ未満であると判定すると、要求パワーＰｄ＊でモータＭＧ２を回生すると、バッテリ５０には入力制限Ｗｉｎを超える電力が入力されると判断し、ステップＳ１５０と同様に、シフトポジションＳＰと車速Ｖとに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ３９０）。続いて、エンジン２２の回転数Ｎｅが設定した目標回転数Ｎｅ＊に近づくようにフィードバック制御によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ４００）。そして、入力制限Ｗｉｎの範囲内で要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ４１０）、設定したトルク指令をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ４２０）、本ルーチンを終了する。すなわち、要求パワーＰｄ＊が入力制限Ｗｉｎ未満であると判定すると、モータＭＧ１によりエンジン２２をモータリングし、エンジン２２から駆動軸３６に伝達されるフリクショントルクを要求トルクＴｄ＊から減じたトルクをモータＭＧ２から出力するように制御する。

ステップＳ３５０でシフトポジションＳＰがＢレンジであると判定すると、要求パワーＰｄ＊がＢレンジ用入力制限Ｗｉｎｂ未満であるか否かを判定する（ステップＳ３８０）。ここで、Ｂレンジ用入力制限Ｗｉｎｂは、実施例では、バッテリＥＣＵ５２により電池温度Ｔｂと蓄電割合ＳＯＣとに基づいて通常設定されるバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎより十分に大きな（絶対値としては小さな）充電側の許容電力として予め定められたもの（例えば、−数ｋｗなど）を用いるものとした。要求パワーＰｄ＊がＢレンジ用入力制限Ｗｉｎｂ以上であると判定すると、エンジン２２をモータリングせずに、Ｂレンジ用入力制限Ｗｉｎｂの範囲内で要求トルクＴｄ＊をモータＭＧ２から出力するように制御するステップＳ３７０，Ｓ４１０，Ｓ４２０を実行する。一方、要求パワーＰｄ＊がＢレンジ用入力制限Ｗｉｎｂ未満であると判定すると、モータＭＧ１によりエンジン２２をモータリングすることによりエンジン２２から得られるフリクショントルクが駆動軸３６に伝達されると共に要求トルクＴｄ＊に対して過不足するトルクをＢレンジ用入力制限Ｗｉｎｂの範囲内でモータＭＧ２から出力するように制御するステップＳ３９０〜Ｓ４２０を実行する。

第２実施例のハイブリッド自動車２０では、上述したように、シフトポジションＳＰがＤレンジのときには、要求パワーＰｄ＊が通常設定される入力制限Ｗｉｎ未満のときにエンジン２２が燃料カットした状態でモータリングされる。一方、シフトポジションＳＰがＢレンジのときには、要求パワーＰｄ＊が入力制限Ｗｉｎよりも大きな値のＢレンジ用入力制限Ｗｉｎｂ未満のときにエンジン２２が燃料カットした状態でモータリングされる。このため、燃料成分がエンジンオイルに希釈した希釈状態で、シフトポジションＳＰがＢレンジに変更されると、エンジン２２がモータリングされ易くなり、新気が浄化装置１３４へ流入して浄化装置１３４が過熱するおそれがある。第２実施例では、要求トルクＴｄ＊を下限トルクＴｄｍｉｎで下限ガードすることにより、要求パワーＰｄ＊がＢレンジ用入力制限Ｗｉｎｂ未満となるのを抑制している。これにより、エンジン２２が燃料カットした状態でモータリングされるのを抑制し、浄化触媒１３４ａが過熱するのを抑止することができる。

第２実施例では、希釈状態でシフトレバー８１がＢレンジに操作されると、エンジン２２が燃料カットした状態でモータリングされるのを抑制するために、要求トルクＴｄ＊を下限トルクＴｄｍｉｎで下限ガードした。しかし、要求パワーＰｄ＊を下限パワーで下限ガードしてもよい。

また、希釈状態でシフトレバー８１がＢレンジに操作されると、通常用いる要求トルク設定用マップとは異なるマップを用いて要求トルクＴｄ＊を設定してもよい。この場合に実行される変形例の制動制御ルーチンを図６に示す。図６の制動制御ルーチンの各処理のうち図５の制動制御ルーチンと同一の処理については同一の符号を付し、その説明は重複するから省略する。図６の制動制御ルーチンでは、Ｓ３００で必要なデータを入力した後、オイル希釈状態フラグＦが値１であり且つシフトポジションＳＰがＢレンジであるか否かを判定する（ステップＳ５００）。オイル希釈状態フラグＦが値１でないと判定したり、シフトポジションＳＰがＢレンジでないと判定すると、通常用の要求トルク設定用マップ（図７（ａ）参照）を選択する（ステップＳ５１０）。一方、オイル希釈状態フラグＦが値１であり且つシフトポジションＳＰがＢレンジであると判定すると、通常用の要求トルク設定用マップよりも同一のアクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに対して大きい値（絶対値としては小さい値）の要求トルクＴｄ＊を設定する制動力制限用の要求トルク設定用マップ（図７（ｂ）参照）を選択する（ステップＳ５２０）。そして、選択した要求トルク設定用マップを用いて要求トルクＴｄ＊を設定する（ステップＳ５３０）。これにより、希釈状態でシフトポジションＳＰがＢレンジに変更されると、制動力制限用の要求トルク設定用マップを用いて要求トルクＴｄ＊を設定することにより、要求パワーＰｄ＊がＢレンジ用入力制限Ｗｉｎｂ未満となるのを抑制する。この結果、燃料カットした状態でエンジン２２がモータリングされるのを抑制し、浄化触媒１３４ａが過熱するのを抑止することができる。

また、希釈状態でシフトレバー８１がＢレンジに操作されると、要求トルクＴｄ＊を緩変化させる際のダウンレートを通常用いるダウンレートよりも小さく（緩やかに）してもよい。この場合に実行される変形例の制動制御ルーチンを図８に示す。図８の制動制御ルーチンの各処理のうち図５の制動制御ルーチンと同一の処理については同一の符号を付し、その説明は重複するから省略する。図８の制動制御ルーチンでは、Ｓ３００で必要なデータを入力した後、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて必要トルクＴｄｒｖを設定する（ステップＳ６００）。続いて、オイル希釈状態フラグＦが値１であり且つシフトポジションＳＰがＢレンジであるか否かを判定する（ステップＳ６００）。オイル希釈状態フラグＦが値１でないと判定したり、シフトポジションＳＰがＢレンジでないと判定すると、ダウンレート値Ｔｒｔとして通常の第１レート値Ｔｒｔ１を設定する（ステップＳ６２０）。一方、オイル希釈状態フラグＦが値１であり且つシフトポジションＳＰがＢレンジであると判定すると、ダウンレート値Ｔｒｔとして第１レート値Ｔｒｔ１よりも小さい値に定められた第２レート値Ｔｒｔ２を設定する（ステップＳ６２０）。そして、必要トルクＴｄｒｖと前回設定した要求トルク（前回Ｔｄ＊）からダウンレート値Ｔｒｔだけ小さくしたトルクとのうち大きい方を要求トルクＴｄ＊に設定する（ステップＳ６３０）。これにより、希釈状態でシフトポジションＳＰがＢレンジに変更されると、要求トルクＴｄ＊を必要トルクＴｄｒｖに向かって緩やかに変化させることにより、要求パワーＰｄ＊がＢレンジ用入力制限Ｗｉｎｂ未満となるのを抑制する。この結果、燃料カットした状態でエンジン２２がモータリングされるのを抑制し、浄化装置１３４が過熱するのを抑止することができる。なお、アクセル操作に対してアクセル開度Ａｃｃを緩変化させる場合には、オイル希釈状態フラグＦが値１であり且つシフトポジションＳＰがＢレンジであるときには、オイル希釈状態フラグＦが値０のときやシフトポジションＳＰがＤレンジのときに比して、ダウンレートを小さくしてもよい。

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「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「モータ」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とが「制御装置」に相当する。

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、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。

２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、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、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 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、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、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、１２５ 燃料タンク、１２５ａ 温度センサ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１２９ 燃焼室、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３４ａ 浄化触媒、１３４ｂ 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、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、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (2)

1. 吸気系から吸入される新気と燃料噴射装置から噴射される燃料との燃焼により動力を出力可能であると共に排気系に触媒を有するエンジンと、該エンジンをモータリング可能なモータと、前記エンジンと前記モータとを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド自動車であって、
   前記制御手段は、前記燃料噴射装置からの燃料の噴射を停止した状態で前記エンジンをモータリングする場合、前記燃料によりエンジンオイルが希釈された希釈状態のときには、非希釈状態のときに比して、前記新気の流入が抑制されるよう前記エンジンまたは前記モータを制御することにより前記触媒の劣化を抑制する触媒劣化抑制制御を実行する、
   ハイブリッド自動車。
2. 請求項１に記載のハイブリッド自動車であって、
   前記制御手段は、前記エンジンのモータリングにより駆動輪への制動力の出力を可能とするブレーキレンジにシフト操作がなされると共にアクセルオフまたはアクセルオフ近傍のアクセル操作量に基づいて前記制動力の出力が要求された場合、前記希釈状態のときには、前記非希釈状態のときに比して、前記触媒劣化抑制制御として、前記制動力の出力を制限する、
   ハイブリッド自動車。