JP2023135424A - 車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】触媒を適切に機能させる。【解決手段】車両は、エンジンと、前記エンジンから排出されるガスを浄化する触媒と、前記触媒内の酸素濃度を検出する酸素濃度検出部と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、１つまたは複数のプロセッサと、前記プロセッサに接続される１つまたは複数のメモリと、を有し、前記プロセッサは、前記エンジンの状態と前記酸素濃度検出部の検出結果とに基づいて、前記エンジンの停止を禁止するか否かを決定することを含む処理を実行する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に関する。
例えば、特許文献１には、触媒の温度に基づいてエンジンを制御するハイブリッド自動車が開示されている。かかるハイブリッド自動車では、停止条件が成立し触媒の温度が閾値以下であるときにはエンジンが停止され、停止条件が成立し触媒の温度が閾値より高いときにはエンジンの運転が継続される。
特願２００７－３０９１１３号公報
例えば、ハイブリッド自動車において、エンジンが停止されており、モータにより走行している状況で、アクセルペダルの踏み込みおよび戻しを短時間のうちに繰り返すような操作が行われることがある。この際、走行シーンによっては、アクセルペダルの踏み込みおよび戻しに起因して、停止されているエンジンの始動および始動したエンジンの停止が、短時間のうちに頻繁に繰り返されることがある。
ここで、エンジンを停止する際、シリンダ内で燃焼されずに排気ポートから排出された酸素が触媒に到達することで、触媒内の酸素濃度が上昇する。エンジンの始動および停止が短時間のうちに繰り返されると、触媒内の酸素濃度が十分に低下する前に、エンジンの停止に起因して触媒内の酸素濃度が上昇することが繰り返され、触媒内の酸素濃度が高くなってしまう。触媒がＮＯｘを浄化可能な酸素濃度よりも、触媒内の酸素濃度が高くなると、触媒がＮＯｘを適切に浄化することができなくなる。
そこで、本発明は、触媒を適切に機能させることが可能な車両を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る車両は、
エンジンと、
前記エンジンから排出されるガスを浄化する触媒と、
前記触媒内の酸素濃度を検出する酸素濃度検出部と、
制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
１つまたは複数のプロセッサと、
前記プロセッサに接続される１つまたは複数のメモリと、
を有し、
前記プロセッサは、前記エンジンの状態と前記酸素濃度検出部の検出結果とに基づいて、前記エンジンの停止を禁止するか否かを決定することを含む処理を実行する。
本発明によれば、触媒を適切に機能させることが可能となる。
図１は、本実施形態にかかる車両１の構成を示すブロック図である。 図２は、エンジン１２の始動および停止が短時間のうちに頻繁に繰り返された場合の問題点を説明する図である。 図３は、本実施形態の車両制御部の動作を説明する図である。 図４は、本実施形態の車両制御部の動作の流れを説明するフローチャートである。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す具体的な寸法、材料、数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
図１は、本実施形態にかかる車両１の構成を示すブロック図である。車両１は、駆動源としてモータ１０およびエンジン１２を備えるハイブリッド自動車である。
モータ１０は、回転子を有する。また、図示を省略するが、モータ１０は、インバータを通じてバッテリに電気的に接続される。モータ１０の回転子は、バッテリから供給される電力に従って回転する。車両１は、モータ１０の回転子の回転に従った駆動力を、車軸および車輪に伝達することが可能な構成となっている。
エンジン１２は、吸気ポート２０および排気ポート２２を有する。また、エンジン１２は、図示を省略するが、シリンダおよび当該シリンダ内に配置されるピストンを有する。
吸気ポート２０が開かれると、吸気ポート２０を通じてシリンダ内に空気が送入される。また、シリンダ内には、燃料が噴射される。シリンダ内において、空気と燃料との混合気が燃焼することで、ピストンがシリンダ内で摺動する。車両１は、エンジン１２のピストンの摺動に従った駆動力を、クランク軸を介して、車軸および車輪に伝達することが可能な構成となっている。
車両１は、モータ１０およびエンジン１２の他、排気管２４、触媒２６、Ａ／Ｆセンサ２８、Ｏ２センサ３０、アクセルペダルセンサ３２および車両制御装置３４を備える。
排気管２４は、排気ポート２２に接続されている。排気ポート２２が開かれると、排気ポート２２を通じてシリンダ内のガスが排気管２４に排出される。排気管２４は、エンジン１２から排出されたガスが流通する排気流路として機能する。
触媒２６は、排気管２４の途中に設けられている。触媒２６は、エンジン１２から排出されたガスを浄化する。例えば、触媒２６は、三元触媒またはＬＮＴ（Lean NOx Traps）などである。三元触媒は、例えば、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）を含んで構成され、エンジン１２から排出されたガス中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する。ＬＮＴは、エンジン１２から排出されたガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するとともに、粒子状物質を補足する。
Ａ／Ｆセンサ２８は、排気流路における排気ポート２２と触媒２６との間に設けられる。換言すると、Ａ／Ｆセンサ２８は、触媒２６よりも、排気流路におけるガスの流れの上流側に設けられる。Ａ／Ｆセンサ２８は、排気ポート２２から排出されるガスの空燃比を検出する。空燃比は、燃料に対する空気の比率を示す。
Ｏ２センサ３０は、排気流路における触媒２６に対して排気ポート２２とは反対側に設けられる。換言すると、Ｏ２センサ３０は、触媒２６よりも、排気流路におけるガスの流れの下流側に設けられる。Ｏ２センサ３０は、触媒２６を流通後のガスの酸素濃度を検出する。このため、Ｏ２センサ３０は、触媒２６内の酸素濃度を検出する酸素濃度検出部として機能する。
ここで、理論空燃比およびその近傍の空燃比、つまり、理論空燃比を含む所定範囲内の空燃比を、中立空燃比と呼ぶ場合がある。また、混合気またはガスの空燃比が中立空燃比より小さい場合の混合気またはガスの雰囲気を、リッチ雰囲気と呼ぶ場合がある。リッチ雰囲気では、理論空燃比のときの雰囲気と比べ、燃料が過剰で、空気が希薄な状態となっている。また、混合気またはガスの空燃比が中立空燃比より大きい場合の混合気またはガスの雰囲気を、リーン雰囲気と呼ぶ場合がある。リーン雰囲気では、理論空燃比のときの雰囲気と比べ、燃料が希薄で、空気が過剰な状態となっている。
空燃比が中立空燃比より大きい場合、酸素濃度は、中立空燃比のときの酸素濃度よりも高くなる。例えば、触媒２６内のガスの空燃比が中立空燃比より大きい場合、触媒２６内のガスの雰囲気がリーン雰囲気となっており、触媒２６内の酸素濃度は、触媒２６内のガスの空燃比が中立空燃比のときの触媒２６内の酸素濃度よりも高くなる。
空燃比が中立空燃比より小さい場合、酸素濃度は、中立空燃比のときの酸素濃度よりも低くなる。例えば、触媒２６内のガスの空燃比が中立空燃比より小さい場合、触媒２６内のガスの雰囲気がリッチ雰囲気となっており、触媒２６内の酸素濃度は、触媒２６内のガスの空燃比が中立空燃比のときの触媒２６内の酸素濃度よりも低くなる。
Ｏ２センサ３０は、触媒２６内の酸素濃度に従った電圧を出力する。以後、Ｏ２センサ３０から出力される電圧を、Ｏ２センサ電圧と呼ぶ場合がある。触媒２６内のガスの雰囲気がリーン雰囲気の場合、つまり、触媒２６内の酸素濃度が中立空燃比のときの酸素濃度よりも高い場合、Ｏ２センサ電圧は、中立空燃比のときのＯ２センサ電圧よりも低くなる。一方、触媒２６内のガスの雰囲気がリッチ雰囲気の場合、つまり、触媒２６内の酸素濃度が中立空燃比のときの酸素濃度よりも低い場合、Ｏ２センサ電圧は、中立空燃比のときのＯ２センサ電圧よりも高くなる。このことから、Ｏ２センサ電圧に基づいて触媒２６内の酸素濃度を把握することができる。
アクセルペダルセンサ３２は、アクセルペダルの操作量を検出する。
車両制御装置３４は、１つまたは複数のプロセッサ４０、および、プロセッサ４０に接続される１つまたは複数のメモリ４２を有する。プロセッサ４０は、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭを含む。プロセッサ４０は、メモリ４２に含まれるプログラムと協働して、車両制御部５０として機能し、車両１全体を制御する。
車両制御部５０は、Ａ／Ｆセンサ２８の検出結果に基づいて、燃料の噴射量を制御する。また、車両制御部５０は、アクセルペダルセンサ３２からアクセルペダルの操作量を取得し、取得したアクセルペダルの操作量および車両１の速度に基づいて、運転者から要求される要求駆動力を導出する。車両制御部５０は、要求駆動力に基づいてモータ１０およびエンジン１２を制御する。
例えば、要求駆動力が所定駆動力未満の場合、車両制御部５０は、エンジン１２を停止状態にさせ、モータ１０の駆動力のみで車両１を走行させるように制御する。具体的には、車両制御部５０は、要求駆動力に基づいてインバータの周波数を制御することで、モータ１０を要求駆動力に対応する回転数で駆動させる。所定駆動力は、例えば、モータ１０が発生することが可能な駆動力の上限値以下の任意の値に設定されてもよい。
一方、要求駆動力が所定駆動力以上の場合、車両制御部５０は、モータ１０に加え、エンジン１２を駆動させ、要求駆動力をモータ１０とエンジン１２の両方の駆動力で実現させて、モータ１０とエンジン１２との両方で車両１を走行させるように制御する。例えば、車両制御部５０は、要求駆動力に基づいて、モータ１０の駆動力とエンジン１２の駆動力との駆動力の配分を決定する。車両制御部５０は、モータ１０を、モータ１０に配分された駆動力に対応する回転数で回転させるとともに、エンジン１２を、エンジン１２に配分された駆動力に対応する回転数で駆動させる。
ここで、エンジン１２が停止しており、車両１がモータ１０のみで走行している状況を想定する。このような状況において、運転者が、アクセルペダルの踏み込みおよび戻しを短時間のうちに繰り返すような操作を行うことがある。この際、走行シーンによっては、アクセルペダルの踏み込みにより要求駆動力が所定駆動力未満から所定駆動力以上に変化することと、アクセルペダルを戻すことで要求駆動力が所定駆動力以上から所定駆動力未満に変化することとが、短時間のうちに頻繁に繰り返されることがある。そうすると、エンジン１２の始動および停止が、短時間のうちに頻繁に繰り返されることになる。
図２は、エンジン１２の始動および停止が短時間のうちに頻繁に繰り返された場合の問題点を説明する図である。図２の例では、触媒２６内の酸素濃度のタイムチャートで示すように、中立空燃比に対応する酸素濃度の範囲をハッチングで示している。
図２の時点Ｔ１では、アクセルペダルセンサ３２により検出されたアクセルペダルの操作量が上昇して要求駆動力が所定駆動力以上となり、エンジン１２が始動してエンジン回転数が上昇している。
時点Ｔ１の後の時点Ｔ２において、アクセルペダルの操作量が低下して要求駆動力が所定駆動力未満となったとする。そうすると、車両制御部５０は、当該時点Ｔ２において、エンジン１２を停止させる動作を行う。
時点Ｔ２において、車両制御部５０は、エンジン１２を停止するために、シリンダ内への燃料の噴射を停止させ、混合気の燃焼を停止させる。しかし、燃料の噴射が停止しても、ピストンは、直ぐに停止されず、慣性によって摺動する。そして、ピストンの摺動動作が減少していき、時点Ｔ２の後の時点Ｔ３において、ピストンが停止され、エンジン１２の停止が完了している。
時点Ｔ２から時点Ｔ３の間、すなわち、燃料の噴射を停止させてからエンジン１２の停止が完了するまでの間、ピストンの摺動に連動して、吸気ポート２０を通じた吸気および排気ポート２２を通じた排気も行われる。この間、混合気の燃焼が停止されるため、吸気ポート２０を通じて供給された空気中の酸素は、燃焼されずに、排気ポート２２を通じて排出されることになる。
燃焼されずに排出された酸素は、排気流路を通じて触媒２６に到達する。これにより、時点Ｔ３で示すエンジン停止時の触媒２６内の酸素濃度は、時点Ｔ２などのエンジン停止前の触媒２６内の酸素濃度よりも高くなる。例えば、時点Ｔ３で示すエンジン停止時の触媒２６内の酸素濃度は、中立空燃比に対応する酸素濃度よりも高くなる。
このような現象を踏まえて、車両制御部５０は、時点Ｔ１から時点Ｔ２の間で示すエンジン１２の駆動中、エンジン１２内の空燃比が中立空燃比の範囲内で理論空燃比よりも少しリッチ雰囲気寄りになるようにエンジン１２を制御する。そうすると、エンジン１２から排出されて触媒２６に到達したガスにより、エンジン１２の駆動中、触媒２６内の酸素濃度が、中立空燃比の範囲内で理論空燃比に対応する酸素濃度よりも少し低くなる。これにより、エンジン停止時に触媒２６内の酸素濃度が高くなる度合いを低減することができる。ただし、このようにしても、図２の例のように、エンジン停止時の触媒２６内の酸素濃度が、中立空燃比に対応する酸素濃度の範囲を超えて高くなることがある。
図２の例では、時点Ｔ３の後の時点Ｔ４において、エンジン１２が再び始動されている。時点Ｔ４での触媒２６内の酸素濃度は、時点Ｔ３での触媒２６内の酸素濃度と大凡同じになっており、中立空燃比に対応する酸素濃度よりも高くなっている。時点Ｔ４の後のエンジン１２の駆動中において、触媒２６の酸素濃度が中立空燃比に対応する酸素濃度よりも高くなっているようであれば、車両制御部５０は、エンジン１２内の空燃比が中立空燃比よりも少し小さくなるようにエンジン１２を制御する。そうすると、エンジン１２から触媒２６に送られる酸素の量が、エンジン１２内の空燃比が中立空燃比のときよりも減少し、触媒２６内の酸素濃度は、時点Ｔ４での触媒２６内の酸素濃度から徐々に低下していく。
ここで、図２の例では、触媒２６内の酸素濃度が十分に低下する前の時点Ｔ５において、アクセルペダルの操作量が低下して要求駆動力が所定駆動力未満となったとする。車両制御部５０は、当該時点Ｔ５において、エンジン１２を停止させる動作を行う。そうすると、時点Ｔ５からエンジン１２の停止が完了する時点Ｔ６までの間、燃焼されずに排出された酸素が、排気流路を通じて触媒２６に到達する。これにより、時点Ｔ６での触媒２６内の酸素濃度が、時点Ｔ３での触媒２６内の酸素濃度よりも高くなる。
さらに、図２の例では、時点Ｔ６の後の時点Ｔ７において、エンジンが再び始動されている。時点Ｔ７での触媒２６内の酸素濃度は、時点Ｔ６での触媒２６内の酸素濃度と大凡同じになっている。時点Ｔ７後の触媒２６内の酸素濃度は、時点Ｔ７での触媒２６内の酸素濃度から徐々に低下していく。
時点Ｔ５と同様に、触媒２６内の酸素濃度が十分に低下する前の時点Ｔ８において、アクセルペダルの操作量が低下して要求駆動力が所定駆動力未満となって、エンジン１２を停止させる動作が行われたとする。そうすると、時点Ｔ８からエンジン１２の停止が完了する時点Ｔ９までの間、燃焼されずに排出された酸素が、排気流路を通じて触媒２６に到達する。これにより、時点Ｔ９での触媒２６内の酸素濃度が、時点Ｔ６での触媒２６内の酸素濃度よりも高くなる。
このように、エンジン１２の始動および停止が短時間で繰り返されると、触媒２６内の酸素濃度が中立空燃比に対応する酸素濃度まで低下せず、場合によっては、触媒２６内の酸素濃度が、より上昇してしまう。
そして、触媒２６がＮＯｘを浄化可能な酸素濃度よりも、触媒２６内の酸素濃度が高くなると、触媒２６は、エンジン１２から排出されたガスのＮＯｘを適切に浄化できなくなる。例えば、図２の例では、時点Ｔ７で示すエンジン１２の始動時から時点Ｔ９で示すエンジン１２の停止完了までのエンジン駆動中において、触媒２６内の酸素濃度が、ＮＯｘを浄化可能な酸素濃度より高くなっている。このため、図２の例では、時点Ｔ７から時点Ｔ９までの間、触媒２６によってＮＯｘが適切に浄化されず、時点Ｔ１から時点Ｔ３までの間、または、時点Ｔ４から時点Ｔ６までの間と比べ、ＮＯｘ排出量が多くなっている。
このような問題点に対処すべく、図３を参照して、以下に本実施形態にかかる車両１の車両制御部５０の動作を説明する。
図３は、本実施形態の車両制御部５０の動作を説明する図である。図３の触媒２６内の酸素濃度のタイムチャートでは、中立空燃比に対応する酸素濃度の範囲をハッチングで示している。また、図３のＯ２センサ電圧のタイムチャートでは、中立空燃比に対応するＯ２センサ電圧の範囲をハッチングで示している。
図３の時点Ｔ１１では、アクセルペダルセンサ３２により検出されたアクセルペダルの操作量が上昇して要求駆動力が所定駆動力以上となり、エンジン１２が始動してエンジン回転数が上昇している。
時点Ｔ１１の後の時点Ｔ１２において、アクセルペダルの操作量が低下して要求駆動力が所定駆動力未満となったとする。そうすると、車両制御部５０は、当該時点Ｔ１２において、エンジン１２を停止させる動作を行う。
時点Ｔ１１のエンジン始動時、Ｏ２センサ電圧が中立空燃比に対応する範囲内、すなわち、触媒２６内の酸素濃度が中立空燃比に対応する酸素濃度であったとする。この場合、車両制御部５０は、触媒２６内の酸素濃度が中立空燃比に対応する酸素濃度を維持するように、エンジン１２を制御する。これにより、時点Ｔ１１から時点Ｔ１２の間で示すエンジン１２の駆動中、触媒２６内の酸素濃度は、中立空燃比に対応する酸素濃度に維持される。なお、エンジン始動時に触媒２６内の酸素濃度が中立空燃比に対応する酸素濃度であれば、車両制御部５０は、エンジン１２の駆動中、エンジン１２内の空燃比が中立空燃比の範囲内で理論空燃比よりも少しリッチ雰囲気寄りとなるように、エンジン１２を制御してもよい。この場合も、エンジン１２の駆動中、触媒２６内の酸素濃度は、中立空燃比に対応する酸素濃度に維持される。
時点Ｔ１２からエンジン１２の停止が完了する時点Ｔ１３までの間、燃焼されずに排出された酸素が、排気流路を通じて触媒２６に到達する。これにより、時点Ｔ１２から時点Ｔ１３の間、触媒２６内の酸素濃度は上昇していく。そして、時点Ｔ１３での触媒２６内の酸素濃度は、例えば、中立空燃比に対応する酸素濃度のうちのリーン雰囲気側の境界値に対応する酸素濃度よりも高くなる。なお、ここでのリーン雰囲気側の境界値は、中立空燃比に対応する酸素濃度のうちの最大値に相当する。
また、時点Ｔ１２から時点Ｔ１３の間、触媒２６内の酸素濃度の変化と連動して、Ｏ２センサ電圧は低下していく。そして、時点Ｔ１３でのＯ２センサ電圧は、例えば、中立空燃比に対応するＯ２センサ電圧のうちのリーン雰囲気側の境界値に対応するＯ２センサ電圧よりも低くなる。なお、ここでのリーン雰囲気側の境界値は、中立空燃比に対応するＯ２センサ電圧のうちの最小値に相当する。
図３の例では、時点Ｔ１３の後の時点Ｔ１４において、エンジン１２が再び始動されている。時点Ｔ１４での触媒２６内の酸素濃度は、時点Ｔ１３での触媒２６内の酸素濃度と大凡同じになっている。また、時点Ｔ１４でのＯ２センサ電圧は、時点Ｔ１３でのＯ２センサ電圧と大凡同じになっている。
本実施形態の車両制御部５０は、時点Ｔ１４で示すエンジン１２の始動時に、触媒２６内の酸素濃度を取得する。車両制御部５０は、当該エンジン１２の始動時に、取得した触媒２６内の酸素濃度が、所定の第１閾値Ｔｈ１ａより大きいかを判定する。
所定の第１閾値Ｔｈ１ａは、例えば、図３の触媒２６内の酸素濃度のタイムチャート中の一点鎖線で示すように、中立空燃比に対応する酸素濃度のうちのリーン雰囲気側の境界値に対応する酸素濃度に設定される。なお、第１閾値Ｔｈ１ａは、この例に限らず、触媒２６がＮＯｘを浄化可能な酸素濃度の最大値以下の任意の酸素濃度に設定されてもよい。
また、図３のＯ２センサ電圧のタイムチャート中の一点鎖線で示すように、Ｏ２センサ電圧に関して、所定の閾値Ｔｈ１ｂが設定されている。Ｏ２センサ電圧に関する閾値Ｔｈ１ｂは、触媒２６内の酸素濃度に関する第１閾値Ｔｈ１ａに対応する。閾値Ｔｈ１ｂは、例えば、中立空燃比に対応するＯ２センサ電圧のうちのリーン雰囲気側の境界値に対応するＯ２センサ電圧に設定される。なお、閾値Ｔｈ１ｂは、この例に限らず、触媒２６内の酸素濃度に関する第１閾値Ｔｈ１ａに対応していればよく、任意のＯ２センサ電圧に設定されてもよい。
本実施形態の車両制御部５０は、エンジン１２が始動し、かつ、触媒２６内の酸素濃度が第１閾値Ｔｈ１ａより高い場合、エンジン停止禁止フラグをオンする。エンジン停止禁止フラグは、エンジン１２の停止を禁止するか否かを示すフラグである。エンジン停止禁止フラグがオン状態のとき、車両制御部５０は、エンジン１２を停止する条件が成立したかに拘わらず、エンジン１２の停止を禁止し、エンジン１２の駆動を継続させる。
より詳細には、車両制御部５０は、エンジン１２の始動時に、Ｏ２センサ３０から、Ｏ２センサ電圧を触媒２６内の酸素濃度を示す指標として取得する。車両制御部５０は、取得したＯ２センサ電圧が閾値Ｔｈ１ｂより低い場合、エンジン停止禁止フラグをオンする。なお、閾値Ｔｈ１ｂが第１閾値Ｔｈ１ａに対応し、Ｏ２センサ電圧が低いほど酸素濃度が高くなるため、Ｏ２センサ電圧が閾値Ｔｈ１ｂより低いという条件は、触媒２６内の酸素濃度が第１閾値Ｔｈ１ａより高いという条件に対応する。
図３では、時点Ｔ１４においてエンジン１２が始動しているため、車両制御部５０は、時点Ｔ１４において、Ｏ２センサ電圧を取得する。時点Ｔ１４でのＯ２センサ電圧は、閾値Ｔｈ１ｂより低いため、車両制御部５０は、時点Ｔ１４において、エンジン停止禁止フラグをオンする。エンジン停止禁止フラグは、オフされるまでオン状態が維持される。
時点Ｔ１４の後のエンジン１２の駆動中、車両制御部５０が、エンジン１２内の空燃比が中立空燃比よりも少し低くなるようにエンジン１２を制御するため、時点Ｔ１４の後、触媒２６内の酸素濃度は低下していく。
また、時点Ｔ１４の後、触媒２６内の酸素濃度の変化と連動して、Ｏ２センサ電圧は上昇していく。
図３の例では、時点Ｔ１４の後の時点Ｔ１５において、アクセルペダルの操作量が低下して要求駆動力が所定駆動力未満となったとする。しかし、エンジン停止禁止フラグがオン状態であるため、要求駆動力が所定駆動力未満となったとしても、車両制御部５０は、エンジン１２の停止を禁止し、エンジン１２の駆動を継続させる。
エンジン１２の駆動中、エンジン１２内の空燃比が中立空燃比よりも少し低くなるようにエンジン１２が制御されるため、エンジン１２の駆動が継続されると、触媒２６内の酸素濃度の低下が継続されることになる。エンジン１２の駆動が継続されることで、触媒２６内の酸素濃度を、中立空燃比に対応する酸素濃度に到達させることができる。
また、エンジン１２の駆動が継続されると、触媒２６内の酸素濃度の変化と連動して、Ｏ２センサ電圧の上昇が継続されることになる。エンジン１２の駆動が継続されることで、Ｏ２センサ電圧を、中立空燃比に対応するＯ２センサ電圧に到達させることができる。
本実施形態の車両制御部５０は、エンジン１２の停止が禁止された後も、触媒２６内の酸素濃度を逐次取得する。車両制御部５０は、取得した触媒２６内の酸素濃度が、所定の第２閾値Ｔｈ２ａ以下となったかを判定する。
所定の第２閾値Ｔｈ２ａは、例えば、図３の触媒２６内の酸素濃度のタイムチャート中の二点鎖線で示すように、中立空燃比の範囲内の目標空燃比に対応する酸素濃度に設定される。目標空燃比は、例えば、理論空燃比に設定されるが、中立空燃比の範囲内の任意の空燃比に設定されてもよい。第２閾値Ｔｈ２ａは、例えば、第１閾値Ｔｈ１ａよりも小さい値に設定される。なお、第２閾値Ｔｈ２ａは、第１閾値Ｔｈ１ａと異なる値に設定されてもよいし、第１閾値Ｔｈ１ａと同じ値に設定されてもよい。
また、図３のＯ２センサ電圧のタイムチャート中の二点鎖線で示すように、Ｏ２センサ電圧に関して、所定の閾値Ｔｈ２ｂが設定されている。Ｏ２センサ電圧に関する閾値Ｔｈ２ｂは、触媒２６内の酸素濃度に関する第２閾値Ｔｈ２ａに対応する。閾値Ｔｈ２ｂは、中立空燃比の範囲内の目標空燃比に対応するＯ２センサ電圧に設定される。なお、閾値Ｔｈ２ｂは、この例に限らず、触媒２６内の酸素濃度に関する第２閾値Ｔｈ２ａに対応していればよく、任意のＯ２センサ電圧に設定されてもよい。閾値Ｔｈ２ｂは、例えば、閾値Ｔｈ１ｂよりも大きい値に設定される。なお、閾値Ｔｈ２ｂは、閾値Ｔｈ１ｂと異なる値に設定されてもよいし、閾値Ｔｈ１ｂと同じ値に設定されてもよい。
本実施形態の車両制御部５０は、エンジン１２の停止が禁止された後、換言すると、エンジン停止禁止フラグがオン状態において、触媒２６内の酸素濃度が所定の第２閾値Ｔｈ２ａ以下となると、エンジン１２の停止の禁止を解除する。
より詳細には、車両制御部５０は、エンジン停止禁止フラグがオン状態のときも、Ｏ２センサ３０から、Ｏ２センサ電圧を触媒２６内の酸素濃度を示す指標として、逐次取得する。車両制御部５０は、取得したＯ２センサ電圧が閾値Ｔｈ２ｂ以上の場合、エンジン停止禁止フラグをオフする。なお、閾値Ｔｈ２ｂが第２閾値Ｔｈ２ａに対応し、Ｏ２センサ電圧が高いほど酸素濃度が低いため、Ｏ２センサ電圧が閾値Ｔｈ２ｂ以上という条件は、触媒２６内の酸素濃度が第２閾値Ｔｈ２ａ以下という条件に対応する。
図３では、時点Ｔ１５の後の時点Ｔ１６において、アクセルペダルの操作量が上昇して要求駆動力が所定駆動力以上となったとする。そして、図３では、時点Ｔ１６の後の時点Ｔ１７において、Ｏ２センサ電圧が、閾値Ｔｈ２ｂ以上となったとする。Ｏ２センサ電圧が閾値Ｔｈ２ｂ以上となると、触媒２６内の酸素濃度は、中立空燃比の範囲内の酸素濃度に収まっていることになる。つまり、触媒２６内の雰囲気の中立化が完了していることになる。
車両制御部５０は、Ｏ２センサ電圧が閾値Ｔｈ２ｂ以上となった時点Ｔ１７において、エンジン停止禁止フラグをオフする。時点Ｔ１７において触媒２６内の雰囲気の中立化が完了しているため、車両制御部５０は、時点Ｔ１７以降、空燃比が中立空燃比の範囲内の目標空燃比となるようにエンジン１２を制御してもよい。
時点Ｔ１７では、アクセルペダルの操作量が高くなっており、要求駆動力が所定駆動力以上となっている。このため、図３では、時点Ｔ１７でエンジン停止禁止フラグがオフされても、エンジン１２は、継続して駆動している。
時点Ｔ１７の後の時点Ｔ１８において、アクセルペダルの操作量が低下して要求駆動力が所定駆動力未満となると、車両制御部５０は、エンジン停止禁止フラグがオフ状態であるため、エンジン１２を停止させる動作を行う。そして、時点Ｔ１８の後の時点Ｔ１９において、エンジン１２の停止が完了している。
なお、エンジン停止禁止フラグがオフされた時点で、要求駆動力が所定駆動力未満となっていた場合、車両制御部５０は、エンジン停止禁止フラグがオフされた時点で、エンジン１２を停止させてもよい。
このように、本実施形態の車両制御部５０は、エンジン１２の状態と酸素濃度検出部の検出結果とに基づいて、エンジン１２の停止を禁止するか否かを決定する。ここでのエンジン１２の状態とは、エンジン１２が駆動しているか、あるいは、エンジン１２が停止しているかなどの動作状態を意味する。車両制御部５０は、エンジン１２の停止を禁止してエンジン１２の駆動を継続させることで、アクセルペダルの踏み込みおよび戻しが短時間のうちに繰り返されたとしても、触媒２６内の酸素濃度が高くなることを抑制することができる。その結果、触媒２６を適切に機能させて、ＮＯｘの排出を適切に抑制することができる。
図４は、本実施形態の車両制御部５０の動作の流れを説明するフローチャートである。車両制御部５０は、所定周期で訪れる所定の割込みタイミングとなると、図４で示す一連の処理を実行する。
所定の割込みタイミングとなると、車両制御部５０は、触媒２６内の酸素濃度を取得する（Ｓ１０）。より詳細には、車両制御部５０は、Ｏ２センサ３０から、Ｏ２センサ電圧を、触媒２６内の酸素濃度を示す指標として取得する。
次に、車両制御部５０は、エンジン１２が始動したか否かを判定する（Ｓ１１）。例えば、車両制御部５０は、前回の割込みタイミングにおいてエンジン１２が駆動しておらず、今回の割込みタイミングにおいてエンジン１２が駆動していたら、エンジン１２が始動したと判定する。
エンジン１２が始動しなかった場合（Ｓ１１におけるＮＯ）、車両制御部５０は、ステップＳ１４の処理に進む。なお、エンジン１２が始動しなかったとは、エンジン１２が停止していることと、エンジン１２の駆動が継続されていることとの両方を含むものとする。今回の割込みタイミングにおいて、エンジン１２が駆動していなければ、エンジン１２が停止している、すなわち、エンジン１２が始動しなかったと判定することができる。また、前回の割込みタイミングと今回の割込みタイミングとの両方において、エンジン１２が駆動していれば、エンジン１２の駆動が継続されている、すなわち、エンジン１２が始動しなかったと判定することができる。
エンジン１２が始動した場合（Ｓ１１におけるＹＥＳ）、車両制御部５０は、取得した酸素濃度が所定の第１閾値Ｔｈ１ａより高いか否かを判定する（Ｓ１２）。より詳細には、車両制御部５０は、酸素濃度を示す指標として取得したＯ２センサ電圧が、第１閾値Ｔｈ１ａに対応する閾値Ｔｈ１ｂより小さいか否かを判定する。Ｏ２センサ電圧が閾値Ｔｈ１ｂより小さければ、酸素濃度が第１閾値Ｔｈ１ａより高いことに相当する。
酸素濃度が第１閾値Ｔｈ１ａより高い、換言すると、Ｏ２センサ電圧が閾値Ｔｈ１ｂより小さい場合（Ｓ１２におけるＹＥＳ）、車両制御部５０は、エンジン停止禁止フラグをオンし（Ｓ１３）、ステップＳ１４の処理に進む。オンしたエンジン停止禁止フラグは、オフされるまでオン状態が維持される。始動したエンジン１２は、その後、要求駆動力が所定駆動力未満となったとしても、エンジン停止禁止フラグがオン状態となっていれば、停止せずに、駆動状態が維持される。
一方、酸素濃度が第１閾値Ｔｈ１ａ以下である、換言すると、Ｏ２センサ電圧が閾値Ｔｈ１ｂ以上である場合（Ｓ１２におけるＮＯ）、車両制御部５０は、ステップＳ１４の処理に進む。この場合、エンジン停止禁止フラグがオンされないため、エンジン１２の停止が禁止されない。その結果、始動したエンジン１２は、その後、要求駆動力が所定駆動力未満となると停止する。
ステップＳ１４において、車両制御部５０は、取得した酸素濃度が所定の第２閾値Ｔｈ２ａ以下であるか否かを判定する（Ｓ１４）。より詳細には、車両制御部５０は、酸素濃度を示す指標として取得したＯ２センサ電圧が、第２閾値Ｔｈ２ａに対応する閾値Ｔｈ２ｂ以上であるか否かを判定する。Ｏ２センサ電圧が閾値Ｔｈ２ｂ以上であれば、酸素濃度が第２閾値Ｔｈ２ａ以下であることに相当する。
酸素濃度が第２閾値Ｔｈ２ａ以下である、換言すると、Ｏ２センサ電圧が閾値Ｔｈ２ｂ以上である場合（Ｓ１４におけるＹＥＳ）、車両制御部５０は、エンジン停止禁止フラグをオフし（Ｓ１５）、一連の処理を終了する。エンジン停止禁止フラグがオフされると、エンジン１２の停止の禁止が解除される。
一方、酸素濃度が第２閾値Ｔｈ２ａより高い、換言すると、Ｏ２センサ電圧が閾値Ｔｈ２ｂより小さい場合（Ｓ１４におけるＮＯ）、車両制御部５０は、一連の処理を終了する。
エンジン停止禁止フラグがオフされたタイミングで、要求駆動力が所定駆動力以上であれば、車両制御部５０は、エンジン１２の駆動を継続し、その後、要求駆動力が所定駆動力未満となったタイミングで、エンジン１２を停止する。また、エンジン停止禁止フラグがオフされたタイミングで、要求駆動力が所定駆動力未満であれば、車両制御部５０は、当該タイミングでエンジン１２を停止する。なお、エンジン１２が停止されても、車両１は、モータ１０の駆動力によって走行可能である。
以上のように、本実施形態の車両１では、エンジン１２の状態と酸素濃度検出部の検出結果とに基づいて、エンジン１２の停止を禁止するか否かが決定される。本実施形態の車両１では、エンジン１２の停止が禁止されることで、アクセルペダルの踏み込みおよび戻しが短時間のうちに繰り返されたとしても、触媒２６内の雰囲気が中立化されるまでエンジン１２の駆動を継続させることができる。これにより、本実施形態の車両１では、触媒２６がＮＯｘを浄化可能な酸素濃度よりも、触媒２６内の酸素濃度が高くなることを抑制することができる。
したがって、本実施形態の車両１によれば、触媒２６を適切に機能させることが可能となる。
また、本実施形態の車両１では、エンジン１２が始動し、かつ、酸素濃度検出部により検出された触媒２６内の酸素濃度が所定の第１閾値Ｔｈ１ａより高い場合、エンジン１２の停止が禁止される。これにより、本実施形態の車両１では、触媒２６内の酸素濃度が高くなることを、より適切に抑制することができる。
また、本実施形態の車両１では、エンジン１２の停止が禁止された後、酸素濃度検出部により検出された触媒２６内の酸素濃度が所定の第２閾値Ｔｈ２ａ以下となると、エンジン１２の停止の禁止が解除される。これにより、本実施形態の車両１では、触媒２６内の雰囲気が中立化された後に、エンジン１２が無駄に駆動し続けることを回避することができ、燃費の低下を抑制することができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
１ 車両
１２ エンジン
２６ 触媒
３０ Ｏ２センサ
３４ 車両制御装置
４０ プロセッサ
４２ メモリ

Claims (3)

  1. エンジンと、
    前記エンジンから排出されるガスを浄化する触媒と、
    前記触媒内の酸素濃度を検出する酸素濃度検出部と、
    制御装置と、
    を備え、
    前記制御装置は、
    １つまたは複数のプロセッサと、
    前記プロセッサに接続される１つまたは複数のメモリと、
    を有し、
    前記プロセッサは、前記エンジンの状態と前記酸素濃度検出部の検出結果とに基づいて、前記エンジンの停止を禁止するか否かを決定することを含む処理を実行する、車両。
  2. 前記プロセッサは、前記エンジンが始動し、かつ、前記酸素濃度検出部により検出された前記触媒内の酸素濃度が所定の第１閾値より高い場合、前記エンジンの停止を禁止することを含む処理を実行する、請求項１に記載の車両。
  3. 前記プロセッサは、前記エンジンの停止が禁止された後、前記酸素濃度検出部により検出された前記触媒内の酸素濃度が所定の第２閾値以下となると、前記エンジンの停止の禁止を解除することを含む処理を実行する、請求項２に記載の車両。
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