JP2024085451A - 自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】触媒暖機中のエミッションの悪化を抑制する。
【解決手段】自動車は、排気を浄化する触媒を内蔵する触媒装置を排気系に有すると共に筒内噴射弁を有するエンジンと、エンジンからの動力を変速して駆動輪側に出力する自動変速装置と、筒内噴射弁から複数回の燃料噴射を行なう多段噴射と点火時期の遅角とを行なうことによって触媒を暖機する触媒暖機制御を行なう制御装置と、を備える。制御装置は、触媒暖機制御中に前記エンジンへの要求負荷率が多段噴射の実現が可能な多段噴射実現負荷率以上となるように負荷率上昇制御を実行する。
【選択図】図３

Description

本開示は、自動車に関し、詳しくは、筒内噴射弁を有するエンジンと自動変速装置とを備える自動車に関する。

従来、この種の自動車としては、エンジンの気筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁から複数回に分けて燃料噴射を行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、エンジンを高負荷運転するときには、エンジンを低負荷運転するときに比して燃料噴射の噴射回数を多くすることにより、エミッションの悪化を抑制している。

特開２００１－０４１０８９号公報

一般的に、エンジンを始動した直後には、エンジンの排気系に取り付けられた浄化装置の触媒を活性化させるために触媒暖機運転が行なわれる。このとき、エンジンをある程度の負荷運転を行なうと共に触媒暖機の促進のために筒内噴射弁から複数回に分けて燃料噴射する多段噴射を行なうのが好ましい。エンジンからの動力を変速して駆動輪に伝達する自動変速機を備える自動車では、車速変化に伴ってエンジンの運転領域が減速領域となったり軽負荷領域となったりすると、多段噴射を行なうことができず、触媒暖機中のエミッションが悪化する場合が生じる。

本開示の自動車は、触媒暖機中のエミッションの悪化を抑制することを主目的とする。

本開示の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本開示の自動車は、
排気を浄化する触媒を内蔵する触媒装置を排気系に有すると共に筒内噴射弁を有するエンジンと、前記エンジンからの動力を変速して駆動輪側に出力する自動変速装置と、前記筒内噴射弁から複数回の燃料噴射を行なう多段噴射と点火時期の遅角とを行なうことによって前記触媒を暖機する触媒暖機制御を行なう制御装置と、を備える自動車であって、
前記制御装置は、前記触媒暖機制御中に前記エンジンへの要求負荷率が前記多段噴射の実現が可能な多段噴射実現負荷率以上となるように負荷率上昇制御を実行する、
ことを特徴とする。

本開示の自動車では、制御装置は筒内噴射弁から複数回の燃料噴射を行なう多段噴射と点火時期の遅角とを行なうことによってエンジンの排気系に取り付けられた触媒装置内の触媒を暖機する触媒暖機制御を行なう。また、制御装置は、触媒暖機制御中にエンジンへの要求負荷率が多段噴射の実現が可能な多段噴射実現負荷率以上となるように負荷率上昇制御を実行する。これにより、エンジンの要求負荷率が多段噴射実現不可率以上となって多段噴射による触媒暖機を継続することができ、多段噴射による触媒暖機を継続することができないときに比して、エミッションの悪化を抑制することができる。

本開示の自動車において、前記負荷率上昇制御は、前記自動変速装置の変速段をアップシフトすることによって前記エンジンの回転数を小さくして前記要求負荷率を大きくする制御であるものとすることができる。これにより、エンジンへの要求負荷率を多段噴射実現負荷率以上としてエミッションが悪化するのを抑制することができる。

本開示の自動車において、自動車は、前記自動変速装置の入力軸または出力軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりを行なう蓄電装置とを備え、前記負荷率上昇制御は前記電動機を制御することによって前記要求負荷率を大きくする制御であるものとしてもよい。この場合、前記負荷率上昇制御は、前記電動機を力行制御しているときには前記電動機の力行出力を小さくすることによって前記要求負荷率を大きし、前記電動機を力行制御していないときには前記電動機を回生制御することによって前記要求負荷率を大きくする制御であるものとしてもよい。こうすれば、自動変速装置の変速段の変更を行なうことなくエンジンへの要求負荷率を多段噴射実現負荷率以上としてエミッションが悪化するのを抑制することができる。更にこの場合、前記負荷率上昇制御は、前記電動機を力行制御していないときに前記蓄電装置の蓄電割合が所定割合未満のときには前記電動機を回生制御することによって前記要求負荷率を大きくし、前記電動機を力行制御していないときに前記蓄電装置の蓄電割合が前記所定割合以上のときには前記自動変速装置の変速段をアップシフトすることによって前記エンジンの回転数を小さくして前記要求負荷率を大きくする制御であるものとすることができる。こうすれば、蓄電装置の蓄電割合が所定割合以上のときにでも、アップシフトによってエンジンへの要求負荷率を大きくして多段噴射実現負荷率以上とし、エミッションが悪化するのを抑制することができる。

本開示の一実施形態としてのハイブリッド車２０の構成の概略を示す構成図である。 ハイブリッド車２０が搭載するエンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 １回噴射と多段噴射とによるエンジン負荷率ＫＬとエミッションとの関係の一例を示す説明図である。 エンジンＥＣＵ２４により実行される触媒暖機中負荷率変更処理の一例を示すフローチャートである。 エンジンＥＣＵ２４により実行される負荷率上昇制御の一例を示すフローチャートである。

次に、本開示を実施するための形態（実施形態）について説明する。図１は、本開示の一実施形態としてのハイブリッド車２０の構成の概略を示す構成図である。図２は、ハイブリッド車２０が搭載するエンジン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車２０は、図１に示すように、エンジン２２と、モータ３０と、インバータ３２と、クラッチＫ０と、自動変速装置４０と、高電圧バッテリ６０と、低電圧バッテリ６２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４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、例えばガソリンや軽油などの燃料を用いて吸気、圧縮、膨張（爆発燃焼）、排気の４行程により動力を出力する６気筒の内燃機関として構成されている。図２に示すように、エンジン２２は、吸気ポートに燃料供給装置１５０から低圧供給管１５３を介して供給される燃料を噴射するポート噴射弁１２６と、筒内に燃料供給装置１５０から高圧供給管１５８を介して供給される燃料を噴射する筒内噴射弁１２７とを有する。筒内噴射弁１２７は燃焼室１２９の頂部の略中央に配置されており、燃料をスプレー状に噴射する。点火プラグ１３０は、筒内噴射弁１２７からスプレー状に噴霧される燃料に点火できるように筒内噴射弁１２７の近傍に配置されている。エンジン２２は、ポート噴射弁１２６と筒内噴射弁１２７とを有することにより、ポート噴射モードと筒内噴射モードと共用噴射モードとのうちの何れかで運転可能となっている。ポート噴射モードでは、エアクリーナ１２２により清浄された空気を吸気管１２３に吸入してスロットルバルブ１２４やサージタンク１２５を通過させると共に、吸気管１２３のサージタンク１２５よりも下流側のポート噴射弁１２６から燃料を噴射し、空気と燃料とを混合する。そして、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室１２９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、シリンダボア内で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２３の回転運動に変換する。筒内噴射モードでは、ポート噴射モードと同様に空気を燃焼室１２９に吸入し、吸気行程や圧縮行程において筒内噴射弁１２７から燃料を噴射し、点火プラグ１３０による電気火花により爆発燃焼させてクランクシャフト２３の回転運動を得る。共用噴射モードでは、空気を燃焼室１２９に吸入する際にポート噴射弁１２６から燃料を噴射すると共に吸気行程や圧縮行程において筒内噴射弁１２７から燃料を噴射し、点火プラグ１３０による電気火花により爆発燃焼させてクランクシャフト２３の回転運動を得る。これらの噴射モードは、エンジン２２の運転状態に基づいて切り替えられる。燃焼室１２９から排気バルブ１３３を介して排気管１３４に排出される排気は、浄化装置１３５を介して外気に排出される。浄化装置１３５は、排気中の一酸化炭素（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）１３５ａを有する。

燃料供給装置１５０は、燃料タンク１５１内の燃料をエンジン２２のポート噴射弁１２６や筒内噴射弁１２７に供給する装置として構成されている。燃料供給装置１５０は、燃料タンク１５１と、フィードポンプ１５２と、低圧供給管１５３と、逆止弁１５４と、リリーフ管１５５と、リリーフバルブ１５６と、高圧ポンプ１５７と、高圧供給管１５８とを備える。

フィードポンプ１５２は、燃料タンク１５１内に配置されており、燃料タンク１５１内の燃料を低圧供給管１５３に供給する。低圧供給管１５３は、ポート噴射弁１２６に接続されている。逆止弁１５４は、低圧供給管１５３に設けられており、フィードポンプ１５２側からポート噴射弁２５側の方向の燃料の流れを許容すると共に逆方向の燃料の流れを規制する。

リリーフ管１５５は、低圧供給管１５３と燃料タンク１５１とに接続されている。リリーフバルブ１５６は、リリーフ管１５５に設けられ、低圧供給管１５３内の燃圧が閾値Ｐｆｌｏｌｉｍ未満のときには閉弁すると共に低圧供給管１５３内の燃圧が閾値Ｐｆｌｏｌｉｍ以上のときには開弁する。リリーフバルブ１５６が開弁すると、低圧供給管１５３内の燃料の一部がリリーフ管１５５を介して燃料タンク１５１に戻される。

高圧ポンプ１５７は、エンジン２２からの動力（実施例では、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）により駆動されると共に低圧供給管１５３の燃料を加圧して高圧供給管１５８に供給するポンプとして構成されている。高圧ポンプ１５７は、その吸入口に接続されて燃料を加圧する際に開閉する電磁バルブ１５７ａと、その吐出口に接続されて燃料の逆流を規制すると共に高圧供給管１５８内の燃圧を保持するチェックバルブ１５７ｂと、エンジン２２の回転（インテークカムシャフトの回転）により作動する（図１における上下方向に移動する）プランジャ１５７ｃとを有する。この高圧ポンプ１５７は、エンジン２２の運転中に、電磁バルブ１５７ａが開弁されたときに、低圧供給管１５３の燃料を吸入し、電磁バルブ１５７ａが閉弁されたときに、プランジャ１５７ｃによって圧縮した燃料をチェックバルブ１５７ｂを介して高圧供給管１５８に断続的に送り込むことにより、高圧供給管１５８に供給する燃料を加圧する。

エンジン２２は、マイクロコンピュータとして構成されたエンジンＥＣＵ２４により運転制御されている。エンジンＥＣＵ２４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を入力ポートを介して入力する。例えば、エンジン２２のクランクシャフト２３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Ｔｗ、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、排気バルブ１３３を開閉するエキゾースト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θｃｉ，θｃｏを挙げることができる。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１２４ａからのスロットル開度ＴＨや、吸気管１２３のスロットルバルブ１２４よりも上流側に取り付けられたエアフローメータ１２３ａからの吸入空気量Ｑａ、吸気管１２３のスロットルバルブ１２４よりも上流側に取り付けられた温度センサ１２３ｔからの吸気温Ｔａ、サージタンク１２５に取り付けられた圧力センサ１２５ａからのサージ圧Ｐｓも挙げることができる。排気管１３４の浄化装置１３５よりも上流側に取り付けられたフロント空燃比センサ１３７からのフロント空燃比ＡＦ１や、排気管１３４の浄化装置１３５とＰＭフィルタ１３６との間に取り付けられたリヤ空燃比センサ１３８からのリヤ空燃比ＡＦ２も挙げることができる。燃料タンク１５１に取り付けられた燃温センサ１５１ｔからの燃温Ｔｆｔｎｋや、フィードポンプ１５２に取り付けられた回転数センサ１５２ａからのフィードポンプ１５２の回転数Ｎｐ、燃圧センサ１５３ｐからの低圧燃圧ＰＬ、燃圧センサ１５８ｐからの高圧燃圧ＰＨ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への制御信号や、ポート噴射弁１２６への制御信号、筒内噴射弁１２７への制御信号、点火プラグ１３０への制御信号を挙げることができる。燃料供給装置１５０のフィードポンプ１５２への制御信号や、高圧ポンプ１５７の電磁バルブ１５７ａへの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からのエンジン２２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。また、エンジンＥＣＵ２４は、エアフローメータ１２３ａからの吸入空気量Ｑａの始動時からの積算値である始動後積算空気量ΣＱａを演算したり、吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて負荷率（エンジン２２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬを演算したりしている。

図１に示すように、エンジン２２のクランクシャフト２３には、エンジン２２をクランキングするためのスタータモータ２５や、エンジン２２からの動力を用いて発電するオルタネータ２６が接続されている。スタータモータ２５およびオルタネータ２６は、低電圧バッテリ６２と共に低電圧側電力ライン６３に接続されており、ＨＶＥＣＵ７０により制御される。

モータ３０は、同期発電電動機として構成されている。モータ３０の回転子が固定された回転軸３１は、クラッチＫ０を介してエンジン２２のクランクシャフト２３に接続されていると共に自動変速機４５の入力軸４１に接続されている。インバータ３２は、モータ３０の駆動に用いられると共に高電圧側電力ライン６１に接続されている。モータ３０は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）３４によってインバータ３２の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ＥＣＵ３４は、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力する。例えば、モータ３０の回転子（回転軸３１）の回転位置を検出する回転位置センサ３０ａからの回転位置θｍや、モータ３０の各相の相電流を検出する電流センサからの相電流Ｉｕ，Ｉｖを挙げることができる。モータＥＣＵ３４は、インバータ３２への制御信号などが出力ポートを介して出力する。モータＥＣＵ３４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ３４は、回転位置センサ３０ａからのモータ３０の回転子（回転軸３１）の回転位置θｍに基づいてモータ３０の回転数Ｎｍを演算している。

クラッチＫ０は、例えば油圧駆動の摩擦クラッチとして構成されており、ＨＶＥＣＵ７０によって制御され、エンジン２２のクランクシャフト２３とモータ３０の回転軸３１との接続および接続の解除を行なう。

自動変速装置４０は、トルクコンバータ４３と、例えば６段変速の自動変速機４５とを有する。トルクコンバータ４３は、一般的な流体伝動装置として構成されており、モータ３０の回転軸３１に接続された入力軸４１の動力を自動変速機４５の入力軸である変速機入力軸４４にトルクを増幅して伝達したり、トルクを増幅することなくそのまま伝達したりする。自動変速機４５は、変速機入力軸４４と、駆動輪４９にデファレンシャルギヤ４８を介して連結された出力軸４２と、複数の遊星歯車と、油圧駆動の複数の摩擦係合要素（クラッチ，ブレーキ）とを有する。自動変速機４５は、複数の摩擦係合要素の係脱により、第１速から第６速までの前進段や後進段を形成して、変速機入力軸４４と出力軸４２との間で動力を伝達する。クラッチＫ０や自動変速機４５には、図示しない油圧制御装置により、機械式オイルポンプや電動オイルポンプからの作動油の油圧が調圧されて供給される。この油圧制御装置は、ＨＶＥＣＵ７０により制御される。

高電圧バッテリ６０は、例えば定格電圧が数百Ｖ程度の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、インバータ３２と共に高電圧側電力ライン６１に接続されている。低電圧バッテリ６２は、例えば定格電圧が１２Ｖや１４Ｖ程度の鉛蓄電池として構成されており、スタータモータ２５やオルタネータ２６と共に低電圧側電力ライン６３に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ６４は、高電圧側電力ライン６１と低電圧側電力ライン６３とに接続されている。このＤＣ／ＤＣコンバータ６４は、高電圧側電力ライン６１の電力を低電圧側電力ライン６３に電圧の降圧を伴って供給する。

ＨＶＥＣＵ７０は、各種センサからの信号を入力ポートを介して入力する。例えば、自動変速装置４０の入力軸４１に取り付けられた回転数センサ４１ａからの回転数Ｎｉｎや、自動変速装置４０の変速機入力軸４４に取り付けられた回転数センサ４４ａからの回転数Ｎｍｉ、自動変速装置４０の出力軸４２に取り付けられた回転数センサ４２ａからの回転数Ｎｏｕｔを挙げることができる。高電圧バッテリ６０の端子間に取り付けられた電圧センサからの高電圧バッテリ６０の電圧Ｖｂｈや、高電圧バッテリ６０の出力端子に取り付けられた電流センサからの高電圧バッテリ６０の電流Ｉｂｈ、低電圧バッテリ６２の電圧Ｖｂｌも挙げることができる。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、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８７からの車速Ｖも挙げることができる。

ＨＶＥＣＵ７０は、各種制御信号を出力ポートを介して出力する。例えば、スタータモータ２５への制御信号や、オルタネータ２６への制御信号、クラッチＫ０や自動変速装置４０（油圧制御装置）への制御信号、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４への制御信号を挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ３４と通信ポートを介して接続されている。ＨＶＥＣＵ７０は、高電圧バッテリ６０の電圧Ｖｂｈや電流Ｉｂに基づいて高電圧バッテリ６０の蓄電割合ＳＯＣや高電圧バッテリ６０の入出力可能な許容最大電力としての入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。

こうして構成された実施例のハイブリッド車２０では、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ３４との協調制御により、ハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）や電動走行モード（ＥＶ走行モード）で走行するように、エンジン２２とクラッチＫ０とモータ３０と自動変速装置４０とを制御する。

ＨＶ走行モードにおけるエンジン２２およびモータ３０の制御では、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいて走行に要求される（自動変速装置４０の出力軸４２に要求される）要求トルクＴｏｕｔ＊を設定する。続いて、出力軸４２の要求トルクＴｏｕｔ＊を自動変速装置４０の回転数比Ｇｔで除した値を入力軸４１の要求トルクＴｉｎ＊に設定する。そして、要求トルクＴｉｎ＊が入力軸４１に出力されるようにエンジン２２の目標トルクＴｅ＊やモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊を設定し、目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にトルク指令Ｔｍ＊をモータＥＣＵ３４に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、目標トルクＴｅ＊から要求負荷率ＫＬ＊を計算し、エンジン２２が目標トルクＴｅ＊で運転されるようにエンジン２２の運転制御（吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御など）を行なう。モータＥＣＵ３４は、モータ３０がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド車２０の動作、特に、浄化装置１３５内の浄化触媒１３５ａを暖機する触媒暖機制御中の動作について説明する。触媒暖機は、筒内噴射弁１２７から吸気行程から膨張行程までに複数回に分けて燃料噴射する多段噴射による場合の方が、筒内噴射弁１２７から吸気行程や圧縮行程で１回だけ燃料噴射する１回噴射による場合に比して、図３に示すように、エミッションが良好であるため、実施形態では、多段噴射によって行なわれる。図３は、１回噴射と多段噴射とによるエンジン負荷率ＫＬとエミッションとの関係の一例を示す説明図である。図中、実線が多段噴射を示し、一点鎖線が１回噴射を示す。なお、多段噴射では、噴射回数にもよるが１回の最小噴射量が定められているため、多段噴射を実現可能な最小限の負荷率（多段噴射実現負荷率ＫＬｍ）以上の負荷率ＫＬとする必要がある。

図４は、エンジンＥＣＵ２４により実行される触媒暖機中負荷率変更処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、触媒暖機制御が実行されている最中は繰り返し実行される。触媒暖機中負荷率変更処理が実行されると、エンジンＥＣＵ２４は、まず、エンジン２２を始動してから現在までの吸入空気量Ｑａの積算値である始動後積算空気量ΣＱａが閾値Ｑｒｅｆ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１００）。閾値Ｑｒｅｆは、触媒暖機がある程度完了するまでに必要な積算空気量として予め定めた値を用いることができる。始動後積算空気量ΣＱａが閾値Ｑｒｅｆ以上であると判定したときには、触媒暖機はある程度完了した状態でありエミッションの悪化は生じないと判断し、本処理を終了する。

ステップＳ１００で始動後積算空気量ΣＱａが閾値Ｑｒｅｆ未満であると判定したときには、エンジン２２の要求負荷率ＫＬ＊が多段噴射実現負荷率ＫＬｍ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。エンジン２２の要求負荷率ＫＬ＊は、そのときの回転数Ｎｅで目標トルクＴｅ＊を出力するために必要な負荷率ＫＬとして計算される。多段噴射実現負荷率ＫＬｍは、筒内噴射弁１２７から複数回に分けて燃料噴射する多段噴射を実現することが可能な負荷率ＫＬの範囲の下限値として求めることができる。エンジン２２の要求負荷率ＫＬ＊が多段噴射実現負荷率ＫＬｍ以上であると判定したときには、多段噴射による触媒暖機の継続が可能と判断し、本処理を終了する。

ステップＳ１１０でエンジン２２の要求負荷率ＫＬ＊が多段噴射実現負荷率ＫＬｍ未満であると判定したときには、エンジン２２の負荷率ＫＬを上昇させる負荷率上昇制御を行なって（ステップＳ１２０）、本処理を終了する。負荷率上昇制御の一例を図５に示す。図５は、エンジンＥＣＵ２４により実行される負荷率上昇制御の一例を示すフローチャートである。

負荷率上昇制御が実行されると、エンジンＥＣＵ２４は、まず、モータ３０が力行制御されているか否かを判定する（ステップＳ２００）。モータ３０が力行制御されているか否かについてはトルク指令Ｔｍ＊が正の値（力行）であるか負の値（回生）であるかの判定により行なうことができる。モータ３０が力行制御されていると判定したときには、モータ３０の力行トルク（トルク指令Ｔｍ＊）を小さくしてエンジン２２に要求される目標トルクＴｅ＊を大きくすることによりエンジン２２の要求負荷率ＫＬ＊を大きくし（ステップＳ２１０）、本処理を終了する。モータ３０の力行トルクの減少量は、要求負荷率ＫＬ＊が多段噴射実現負荷率ＫＬｍとなる量として求めればよい。モータ３０の制御は、減少させた力行トルクをトルク指令Ｔｍ＊としてＨＶＥＣＵ７０およびモータＥＣＵ３４に送信し、モータＥＣＵ３４が受信したトルク指令Ｔｍ＊がモータ３０から出力されるようにインバータ３２のスイッチング素子をスイッチング制御することにより行なうことができる。なお、このときのエンジン２２の制御は、エンジンＥＣＵ２４によりモータ３０の力行トルクの減少量に見合うようにエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を変更してＨＶＥＣＵ７０等に送信し、目標トルクＴｅ＊がエンジン２２から出力されるように、即ちエンジン２２の負荷率ＫＬが多段噴射実現負荷率ＫＬｍ以上となるように設定された要求負荷率ＫＬ＊となるようにエンジン２２を制御する。これらの制御により、モータ３０が力行制御されているときでも多段噴射による触媒暖機を継続することができる。

ステップＳ２００でモータ３０は力行制御されていない（連れ回されているか回生制御されている）と判定したときには、高電圧バッテリ６０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満であり且つ高電圧バッテリ６０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が閾値Ｗｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。高電圧バッテリ６０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満であり且つ高電圧バッテリ６０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が閾値Ｗｒｅｆ以上であると判定したときには、モータ３０のトルク指令Ｔｍ＊を負の値としてモータ３０を回生制御し、エンジン２２に要求される目標トルクＴｅ＊を大きくすることによりエンジン２２の要求負荷率ＫＬ＊を大きくして（ステップＳ２３０）、本処理を終了する。モータ３０のトルク指令Ｔｍ＊としては、要求負荷率ＫＬ＊が多段噴射実現負荷率ＫＬｍとなる値として求めればよい。このときのトルク指令Ｔｍ＊に基づくモータ３０の制御および目標トルクＴｅ＊に基づくエンジン２２の制御についてはモータ３０が力行制御されていると判定したときと同様である。これらの制御により、モータ３０は力行制御されていないときでも、高電圧バッテリ６０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満であり且つ高電圧バッテリ６０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が閾値Ｗｒｅｆ以上であるときには、多段噴射による触媒暖機を継続することができる。

ステップＳ２２０で高電圧バッテリ６０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上であると判定したり、高電圧バッテリ６０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が閾値Ｗｒｅｆ未満であると判定したときには、自動変速装置４０の変速段をアップシフトすることにより、エンジン２２の回転数Ｎｅを小さくしてエンジン２２の要求負荷率ＫＬ＊を大きくし（ステップＳ２４０）、本処理を終了する。アップシフトは、エンジン２２の要求負荷率ＫＬ＊が多段噴射実現負荷率ＫＬｍ以上となる変速段を目標変速段Ｍ＊として設定し、ＨＶＥＣＵ７０により変速段Ｍが目標変速段Ｍ＊となるように自動変速装置４０を制御することにより行なうことができる。このときのエンジン２２の制御は、エンジンＥＣＵ２４により目標変速段Ｍ＊としたときのエンジン２２の回転数Ｎｅで自動変速装置４０の出力軸４２に要求される要求トルクＴｏｕｔ＊を出力するのに必要な目標トルクＴｅ＊を求め、目標トルクＴｅ＊がエンジン２２から出力されるように、即ちエンジン２２の負荷率ＫＬが多段噴射実現負荷率ＫＬｍ以上となるように設定された要求負荷率ＫＬ＊となるようにエンジン２２を制御する。これらの制御により、モータ３０は力行制御されておらず、高電圧バッテリ６０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上であったり高電圧バッテリ６０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が閾値Ｗｒｅｆ未満であるときでも、多段噴射による触媒暖機を継続することができる。

以上説明した実施形態のハイブリッド車２０では、触媒暖機制御を実行している最中に、エンジン２２の要求負荷率ＫＬ＊が多段噴射実現負荷率ＫＬｍ未満となるときには、エンジン２２の負荷率ＫＬを上昇させる負荷率上昇制御を行なって要求負荷率ＫＬ＊を多段噴射実現負荷率ＫＬｍ以上とする。これにより、多段噴射による触媒暖機を継続することができ、触媒暖機中のエミッションの悪化を抑制することができる。

実施例のハイブリッド車２０では、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ３４とＨＶＥＣＵ７０とを備えるものとした。しかし、これらのうちの少なくとも２つを一体に構成するものとしてもよい。

実施形態では、エンジン２２と自動変速装置４０とモータ３０とを備えるハイブリッド車の構成に本開示を適用したが、モータを備えずエンジンと自動変速装置を備える自動車の構成に本開示を適用するものとしても構わない。

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、自動車の製造産業などに利用可能である。

２０ ハイブリッド車、２２ エンジン、２４ エンジンＥＣＵ、３０ モータ、３４ モータＥＣＵ、４０ 自動変速装置、７０ ＨＶＥＣＵ。

Claims (5)

1. 排気を浄化する触媒を内蔵する触媒装置を排気系に有すると共に筒内噴射弁を有するエンジンと、前記エンジンからの動力を変速して駆動輪側に出力する自動変速装置と、前記筒内噴射弁から複数回の燃料噴射を行なう多段噴射と点火時期の遅角とを行なうことによって前記触媒を暖機する触媒暖機制御を行なう制御装置と、を備える自動車であって、
   前記制御装置は、前記触媒暖機制御中に前記エンジンへの要求負荷率が前記多段噴射の実現が可能な多段噴射実現負荷率以上となるように負荷率上昇制御を実行する、
   ことを特徴とする自動車。
2. 請求項１記載の自動車であって、
   前記負荷率上昇制御は、前記自動変速装置の変速段をアップシフトすることによって前記エンジンの回転数を小さくして前記要求負荷率を大きくする制御である、
   自動車。
3. 請求項１記載の自動車であって、
   前記自動車は、前記自動変速装置の入力軸または出力軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりを行なう蓄電装置とを備え、
   前記負荷率上昇制御は、前記電動機を制御することによって前記要求負荷率を大きくする制御である、
   自動車。
4. 請求項３記載の自動車であって、
   前記負荷率上昇制御は、前記電動機を力行制御しているときには前記電動機の力行出力を小さくすることによって前記要求負荷率を大きし、前記電動機を力行制御していないときには前記電動機を回生制御することによって前記要求負荷率を大きくする制御である、
   自動車。
5. 請求項４記載の自動車であって、
   前記負荷率上昇制御は、前記電動機を力行制御していないときに前記蓄電装置の蓄電割合が所定割合未満のときには前記電動機を回生制御することによって前記要求負荷率を大きくし、前記電動機を力行制御していないときに前記蓄電装置の蓄電割合が前記所定割合以上のときには前記自動変速装置の変速段をアップシフトすることによって前記エンジンの回転数を小さくして前記要求負荷率を大きくする制御である、
   自動車。

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