JP4967737B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両に対して適用され、排気通路に設けられた触媒を回復させるための制御を行う内燃機関の制御装置に関する。

従来から、排気通路に設けられた触媒の硫黄（Ｓ）被毒を回復するために、触媒が昇温されるようにＳ被毒再生制御が実行されている。例えば、特許文献１には、ハイブリッド車両において、Ｓ被毒再生制御時に、エンジン出力を所定値以上に保持する技術が記載されている。また、特許文献２には、Ｓ被毒再生制御時のエンジン出力の増加分を、ハイブリッド車両が有するモータによって回生する技術が記載されている。

特開２００４−２７８４６５号公報 特開２００１−２４１３４１号公報

しかしながら、上記した特許文献１及び２に記載された技術では、エンジンの低負荷時やＳ被毒再生制御の実行条件から一時的に外れた時などにおいて、触媒の温度が低下してしまう場合があった。そのため、Ｓ被毒再生制御に時間がかかってしまう場合があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、触媒を早期に昇温させることにより、Ｓ被毒再生制御時間を短縮することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

本発明の１つの観点では、内燃機関及び電動機のそれぞれからの出力を、車両の駆動力及びバッテリの充放電に分配可能なハイブリッド車両に対して制御を行う内燃機関の制御装置は、排気通路に設けられた触媒における硫黄被毒を回復するためのＳ被毒再生制御の実行時において、前記内燃機関における要求出力が所定値以上となった場合に、前記内燃機関の出力を前記要求出力よりも上げる制御を行う出力制御手段を備えることを特徴とする。

上記の内燃機関の制御装置は、内燃機関及び電動機のそれぞれからの出力を、車両の駆動力及びバッテリの充放電に分配可能なハイブリッド車両に対して制御を行うために好適に利用される。具体的には、内燃機関の制御装置は、排気通路に設けられた触媒の硫黄（Ｓ）被毒を回復するために、触媒が昇温されるようにＳ被毒再生制御を実行する。この場合、出力制御手段は、Ｓ被毒再生制御の実行時において、内燃機関における要求出力が所定値以上となった場合に、内燃機関の出力を要求出力よりも上げる制御を行う。上記の内燃機関の制御装置によれば、要求出力が所定値以上である領域において、内燃機関の出力を上昇させてＳ被毒再生制御を実行するため、触媒を早期に昇温させることができる。よって、Ｓ被毒再生制御時間を短縮することが可能となる。また、Ｓ被毒再生制御時において、内燃機関の出力と要求出力との差に対応する出力を発電機によって回生させて、バッテリを充電させることができるので、燃費を確保することが可能となる。

上記の内燃機関の制御装置の一態様では、前記出力制御手段は、前記Ｓ被毒再生制御の実行中において、前記要求出力が前記所定値未満となった場合に、所定時間、前記内燃機関の出力を前記要求出力よりも上げた状態を維持する。

この態様では、出力制御手段は、Ｓ被毒再生制御時において短期的な要求出力の低下があった場合に、つまりＳ被毒再生制御時において一時的にＳ被毒再生制御の実行条件から外れた場合に、内燃機関の出力を要求出力よりも上げる制御を継続する。これにより、触媒温度の低下を効果的に抑制することができるので、Ｓ被毒再生制御時間を効果的に短縮することが可能となる。

上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記Ｓ被毒再生制御の実行時において、前記内燃機関を運転させて前記触媒に排気ガスを流すよりも、前記内燃機関の運転を停止させた方が前記触媒の温度が低下しないような要求出力である場合に、前記内燃機関の運転を停止させる停止制御手段を更に備える。

この態様では、停止制御手段は、Ｓ被毒再生制御時において内燃機関の負荷がかなり低い領域の運転になる場合に、内燃機関の運転を停止する。これにより、温度が低下した排気ガスが触媒に供給されてしまうことを抑制でき、触媒温度の低下を適切に抑制することができる。

上記の内燃機関の制御装置において好適には、前記所定値は、前記触媒を昇温させるために必要な前記内燃機関の出力と、発電機によって回生可能な出力とに基づいて設定することができる。

好ましくは、前記出力制御手段は、前記バッテリの充電量が所定値以下で、且つ前記触媒の温度が所定温度未満である場合に、前記内燃機関の出力を前記要求出力よりも上げる制御を行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。

［車両の構成］
まず、本実施形態に係る内燃機関の制御装置を適用したハイブリッド車両について、図１を参照して説明する。

図１は、ハイブリッド車両１０の概略構成を示す図である。ハイブリッド車両１０は、主に、車軸１１０と、車輪１２０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００と、エンジン（内燃機関）２００と、モータＭＧ１、ＭＧ２と、プラネタリギヤ３００と、インバータ４００と、バッテリ５００と、ＳＯＣ（State Of Charge）センサ６００と、アクセル開度センサ７００と、を備える。なお、ハイブリッド車両１０は、所謂シリーズ・パラレルハイブリッド車両として構成される。

車軸１１０は、エンジン２００及びモータＭＧ２の動力を車輪１２０に伝達する動力伝達系の一部である。車輪１２０は、ハイブリッド車両１０の車輪であり、説明の簡略化のため、図１では特に左右前輪のみが表示されている。エンジン２００は、ガソリンエンジンなどによって構成され、ハイブリッド車両１０の主たる動力源として機能する。なお、エンジン２００の詳細な構成については、後述する。

モータＭＧ１は、主としてバッテリ５００を充電するための発電機、或いはモータＭＧ２に電力を供給するための発電機として機能するように構成されている。また、モータＭＧ２は、主としてエンジン２００の出力をアシストする電動機として機能するように構成されている。これらのモータＭＧ１及びモータＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。プラネタリギヤ（遊星歯車機構）３００は、エンジン２００の出力をモータＭＧ１及び車軸１１０へ分配することが可能に構成され、動力分割機構として機能する。

インバータ４００は、バッテリ５００と、モータＭＧ１及びモータＭＧ２との間の電力の入出力を制御する直流交流変換機である。例えば、インバータ４００は、バッテリ５００から取り出した直流電力を交流電力に変換して、或いはモータＭＧ１によって発電された交流電力をそれぞれモータＭＧ２に供給すると共に、モータＭＧ１によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ５００に供給することが可能に構成されている。

バッテリ５００は、モータＭＧ１及びモータＭＧ２を駆動するための電源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。また、ＳＯＣセンサ６００は、バッテリ５００の充電状態／充電量（以下、単に「ＳＯＣ」と呼ぶ。）を検出することが可能に構成されたセンサである。ＳＯＣセンサ６００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、バッテリ５００のＳＯＣは、常にＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。

アクセル開度センサ７００は、ドライバーによるアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ７００が検出したアクセル開度に対応する検出信号は、ＥＣＵ１００に供給される。

ＥＣＵ１００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備え、ハイブリッド車両１０の動作全体を制御する電子制御ユニットである。本実施形態では、ＥＣＵ１００は、ドライバーからの要求出力や後述するＳ被毒再生制御の要求などに基づいて、エンジン２００からの出力、バッテリ５００の充電（モータＭＧ１による回生）、及びバッテリ５００の放電（モータＭＧ２の出力を用いたアシスト）を制御する。つまり、ＥＣＵ１００は、エンジン２００及びモータＭＧ２のそれぞれからの出力を、車両の駆動力とバッテリの充放電とに分配する制御を行う。

［エンジンの構成］
次に、前述したエンジン２００の具体的な構成について、図２を参照して説明する。

図２は、エンジン２００の概略構成を示す図である。なお、図２では、実線矢印はガスの流れを示し、破線矢印は信号の入出力を示している。また、図２中の太線は、ガスが通過する通路（配管）を示している。

エンジン２００は、左右のバンク（気筒群）８Ｌ、８Ｒにそれぞれ３つずつの気筒（シリンダ）８Ｌａ、８Ｒａが設けられたＶ型６気筒のエンジンとして構成されている。エンジン２００は、吸気通路３及び吸気マニホールド（不図示）を介して供給された空気と燃料との混合気を燃焼することによって、動力を発生する装置である。エンジン２００は、ＥＣＵ１００から供給される制御信号Ｓ８Ｌ、Ｓ８Ｒによって、燃料の噴射量や噴射時期などの制御が行われる。

各気筒８Ｌａ、８Ｒａに吸気を導くための吸気通路３には、インタークーラー（ＩＣ）５、及びスロットルバルブ６などが設けられている。インタークーラー５は吸気を冷却する装置である。スロットルバルブ６は、ＥＣＵ１００からの制御信号Ｓ６に基づいてスロットル開度が制御され、吸気通路３に流れる吸気の流量を制御する。更に、吸気通路３中には、ターボチャージャー４Ｌのコンプレッサ４Ｌａ、及びターボチャージャー４Ｒのコンプレッサ４Ｒａが配設されている。

また、各バンク８Ｌ、８Ｒには、それぞれ排気通路１１Ｌ、１１Ｒが接続されている。排気通路１１Ｌ中には、ターボチャージャー４Ｌのタービン４Ｌｂが配設されており、排気通路１１Ｒ中には、ターボチャージャー４Ｒのタービン４Ｒｂが配設されている。また、排気通路１１Ｌにはスタート触媒（Start Catalyst）１２Ｌが設けられ、排気通路１１Ｒにはスタート触媒１２Ｒが設けられている。例えば、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒとして、三元触媒などを用いることができる。

更に、排気通路１１Ｌと排気通路１１Ｒは、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの下流において合流する。そして、この合流した箇所の下流側の排気通路１１には、アンダーフロア触媒（以下、「Ｕ／Ｆ触媒」と呼ぶ。）１６が設けられている。例えば、Ｕ／Ｆ触媒１６として、ＮＯｘを浄化可能なＮＯｘ触媒を用いることができる。更に、Ｕ／Ｆ触媒１６には、温度を検出可能に構成された温度センサ１７が設けられている。温度センサ１７は、Ｕ／Ｆ触媒１６の温度（以下、単に「触媒温度」と呼ぶ。）を検出し、検出した触媒温度に対応する検出信号Ｓ１７をＥＣＵ１００に供給する。

ＥＣＵ１００は、主に、Ｕ／Ｆ触媒１６の硫黄（Ｓ）被毒を回復するために、触媒が昇温されるようにＳ被毒再生制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ１００は、Ｓ被毒再生制御時において、エンジン２００から要求出力以上の出力が出されるように制御を行うと共に（以下、このような制御を「Ｓ被毒再生昇温制御」とも呼ぶ。）、バンク制御を実行する。ここで、バンク制御とは、各バンク８Ｌ、８Ｒの一方をリーン燃焼させ、他方をリッチ燃焼させることで、Ｕ／Ｆ触媒１６に供給させる排気ガスの空燃比をストイキにしてＵ／Ｆ触媒１６で反応させるための制御である。以上のようなＳ被毒再生制御を実行することにより、Ｕ／Ｆ触媒１６が昇温されて、Ｕ／Ｆ触媒１６におけるＳ被毒が回復することとなる。なお、以下では、バンク制御のことを「Ｓ被毒再生Ａ／Ｆ制御」とも呼ぶ。

以上のように、ＥＣＵ１００は、本発明における内燃機関の制御装置として機能する。具体的には、ＥＣＵ１００は、本発明における出力制御手段、及び停止制御手段として機能する。

なお、上記では、エンジン２００に対する制御、及びモータＭＧ１、ＭＧ２、バッテリ５００に対する制御の両方を、ＥＣＵ１００が実行する実施形態を示したが、これに限定はされない。他の例では、エンジン２００に対する制御を行うＥＣＵと、モータＭＧ１、ＭＧ２、バッテリ５００に対する制御を行うＥＣＵとが別個に存在する場合には、これらのＥＣＵが協調して、前述したような制御などを実行することができる。

以下では、本発明の実施形態に係るＳ被毒再生制御方法について説明する。

［第１実施形態］
第１実施形態では、Ｓ被毒再生制御の実行時において、エンジン２００における要求出力が所定値（以下、「Ｓ被毒再生許可出力」と呼ぶ。）以上となった場合に、エンジン２００の出力を要求出力よりも上げる制御（Ｓ被毒再生昇温制御）を実行すると共に、モータＭＧ１で回生させることによってバッテリ５００を充電させる。このようにＳ被毒再生制御の実行時にＳ被毒再生昇温制御を実行するのは、Ｕ／Ｆ触媒１６を早期に昇温させてＳ被毒再生制御時間を短縮するためである。

ここで、要求出力がＳ被毒再生許可出力以上である場合にＳ被毒再生昇温制御を実行する理由は、以下の通りである。要求出力とモータＭＧ１によって回生する出力とを合わせた出力がエンジン２００の出力に概ね対応するが、モータＭＧ１によって回生可能な出力（つまりモータＭＧ１によって最大限回生することができる出力）は概ね決まっているので、要求出力がある程度の出力（この出力がＳ被毒再生許可出力に相当する）以上でなければ、エンジン２００の出力が、Ｕ／Ｆ触媒１６を効果的に昇温させるために必要な出力にまで達しない場合がある。言い換えると、要求出力がＳ被毒再生許可出力未満である際に、Ｕ／Ｆ触媒１６を効果的に昇温させるために必要な出力をエンジン２００から出力させた場合には、エンジン２００の出力をモータＭＧ１によって最大限吸収しても、車両から要求出力以上の出力が発生してしまう場合がある。したがって、本実施形態では、要求出力がＳ被毒再生許可出力以上である場合にのみ、エンジン２００の出力を要求出力よりも上げる制御を実行する。なお、要求出力に対する判定に用いるＳ被毒再生許可出力は、Ｕ／Ｆ触媒１６を昇温させるために必要なエンジン２００の出力と、モータＭＧ１によって回生可能な出力とに基づいて設定される。

次に、図３を参照して、第１実施形態に係るＳ被毒再生制御方法を具体的に説明する。図３に示すグラフは、それぞれ横軸に時間を示している。具体的には、図３（ａ）はＳ被毒再生制御の要求がある場合に設定されるＳ被毒再生フラグのオン／オフを示し、図３（ｂ）は負荷率を示し、図３（ｃ）はエンジン２００の回転数を示し、図３（ｄ）は車速を示している。また、図３（ｅ）はエンジン２００などの出力を示し、図３（ｆ）はバッテリ５００のＳＯＣを示し、図３（ｇ）はＵ／Ｆ触媒１６の触媒温度を示している。詳しくは、図３（ｅ）では、実線Ｐ１はエンジン２００の出力を示し、一点鎖線Ｐ２は駆動輪出力を示し、破線はＳ被毒再生許可出力を示している。

この場合、Ｓ被毒再生フラグがオンとなっている際中において、時刻ｔ１０に、エンジン２００の要求出力がＳ被毒再生許可出力以上となる。したがって、ＥＣＵ１００は、図３中の実線Ｐ１で示すように、時刻ｔ１０において、エンジン２００の出力を要求出力よりも上げる制御（Ｓ被毒再生昇温制御）を実行する。詳しくは、ＥＣＵ１００は、負荷／回転数を上昇させる（図３（ｂ）、（ｃ）参照）。これにより、図３（ｇ）に示すように、時刻ｔ１０以降、触媒温度が大きく上昇する。更に、ＥＣＵ１００は、上記のようにエンジン２００の出力を上昇させる制御を実行した際に、エンジン２００の出力と要求出力との差に対応する出力をモータＭＧ１によって回生させて、バッテリ５００を充電させる。これにより、図３（ｆ）に示すように、時刻ｔ１０以降、バッテリ５００のＳＯＣが上昇する。

次に、図４を参照して、第１実施形態に係るＳ被毒再生制御処理について説明する。図４は、第１実施形態に係るＳ被毒再生制御処理を示すフローチャートである。なお、この処理は、ＥＣＵ１００によって繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ１００は、Ｓ被毒再生制御要求が有るか否かを判定する。ここでは、ＥＣＵ１００は、Ｓ被毒再生制御を行うべき状況であるか否かを判定する。１つの例では、ＥＣＵ１００は、Ｕ／Ｆ触媒１６における硫黄（Ｓ）の量を推定することによって、Ｓ被毒再生制御を行うべき状況であるか否かを判定する。この場合、ＥＣＵ１００は、走行距離や燃料中の硫黄の量などに基づいてＵ／Ｆ触媒１６における硫黄（Ｓ）の量を推定する。他の例では、ＥＣＵ１００は、Ｕ／Ｆ触媒１６の浄化能力を推定することによって、Ｓ被毒再生制御を行うべき状況であるか否かを判定する。この場合、ＥＣＵ１００は、排気通路１１に設けられたＮＯｘセンサの出力などに基づいてＵ／Ｆ触媒１６の浄化能力を推定する。Ｓ被毒再生制御要求が有る場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０２に進み、Ｓ被毒再生制御要求が無い場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。

ステップＳ１０２では、ＥＣＵ１００は、バッテリ５００のＳＯＣが所定値Ａ以下であるか否かを判定する。この場合、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣセンサ６００から取得される検出信号に基づいて判定を行う。このような判定を行うのは、Ｓ被毒再生制御においてバッテリ５００の充電を行うので、バッテリ５００の過充電などを防止するためには、バッテリ５００のＳＯＣにある程度の余裕があることが望ましいからである。ＳＯＣが所定値Ａ以下である場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０３に進み、ＳＯＣが所定値Ａより大きい場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。なお、ステップＳ１０２の判定を、バッテリ５００のＳＯＣの代わりにバッテリ電圧に基づいて行っても良い。

ステップＳ１０３では、ＥＣＵ１００は、ドライバーからの要求出力がＳ被毒再生許可出力以上であるか否かを判定する。この場合、ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサ７００の検出信号などに基づいて要求出力を求めて判定を行う。このような判定を行うのは、モータＭＧ１によって最大限回生することができる出力は概ね決まっているので、要求出力がある程度の出力以上でなければ、エンジン２００の出力が、Ｕ／Ｆ触媒１６を昇温させるために必要な出力にまで達しない場合があるからである。要求出力がＳ被毒再生許可出力以上である場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０４に進み、要求出力がＳ被毒再生許可出力未満である場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。

ステップＳ１０４では、ＥＣＵ１００は、Ｕ／Ｆ触媒１６の触媒温度が所定温度以上であるか否かを判定する。ここでは、ＥＣＵ１００は、触媒温度が、Ｓ被毒再生昇温制御（以降のステップＳ１０５で実行される制御）を行うことによって昇温させる必要があるような温度であるか否かを判定する。言い換えると、Ｓ被毒再生昇温制御を既に実行している場合には、Ｓ被毒再生昇温制御を終了させても良い状況（触媒温度を昇温させる必要がないような状況）であるか否かを判定する。この場合、ＥＣＵ１００は、温度センサ１７から取得される温度（検出信号Ｓ１７に対応する）に基づいて判定を行う。触媒温度が所定温度以上である場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０６に進む。この場合には、Ｓ被毒再生昇温制御を実行する必要はない状況であると言える。これに対して、触媒温度が所定温度未満である場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０５に進む。この場合には、Ｓ被毒再生昇温制御を実行する必要がある状況であると言える。

ステップＳ１０５では、ＥＣＵ１００は、Ｓ被毒再生昇温制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ１００は、触媒温度が所定温度にまで昇温されるように、エンジン２００の出力を要求出力よりも上げる制御を実行する。この場合、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の負荷／回転数を上昇させる。更に、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の出力と要求出力との差に対応する出力をモータＭＧ１によって回生させて、バッテリ５００を充電させる。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６では、ＥＣＵ１００は、Ｓ被毒再生Ａ／Ｆ制御を実行する。つまり、ＥＣＵ１００は、バンク制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ１００は、各バンク８Ｌ、８Ｒの一方をリーン燃焼させ、他方をリッチ燃焼させる制御を行うことによって、Ｕ／Ｆ触媒１６に供給させる排気ガスの空燃比をストイキにしてＵ／Ｆ触媒１６で反応させる。そして、処理はステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０７では、ＥＣＵ１００は、Ｓ被毒再生実行積算ガス量を算出する。つまり、ＥＣＵ１００は、Ｓ被毒再生制御の開始からのガス量（吸入空気量に対応する）を積算する。そして、処理はステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８では、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０７で算出されたＳ被毒再生実行積算ガス量が所定値Ｂ以上であるか否かを判定する。ここでは、ＥＣＵ１００は、Ｓ被毒再生制御の実行を終了しても良い状況であるか否かを判定する。Ｓ被毒再生実行積算ガス量が所定値Ｂ以上である場合（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９では、ＥＣＵ１００は、Ｓ被毒再生制御の実行を終了する。そして、処理は当該フローを抜ける。一方、Ｓ被毒再生実行積算ガス量が所定値Ｂ未満である場合（ステップＳ１０８；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。この場合には、Ｓ被毒再生制御を終了せずに、Ｓ被毒再生制御を継続する。

以上の第１実施形態に係るＳ被毒再生制御処理によれば、Ｓ被毒再生制御の実行時にＳ被毒再生昇温制御を実行するため、Ｕ／Ｆ触媒１６を早期に昇温させることができ、Ｓ被毒再生制御時間を短縮することが可能となる。また、Ｓ被毒再生制御時においてバッテリ５００を充電させるため、燃費を確保することが可能となる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係るＳ被毒再生制御方法について説明する。

第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、Ｓ被毒再生制御時において、エンジン２００における要求出力がＳ被毒再生許可出力以上となった場合にのみ、エンジン２００の出力を要求出力よりも上げるＳ被毒再生昇温制御を実行する。しかしながら、第２実施形態では、Ｓ被毒再生制御の実行中において、要求出力がＳ被毒再生許可出力未満となった場合に、所定時間、エンジン２００の出力を要求出力よりも上げた状態を維持する制御を行う点で、第１実施形態とは異なる。

つまり、第２実施形態では、Ｓ被毒再生制御時において短期的な要求出力の低下があった場合に、つまりＳ被毒再生制御時において要求出力がＳ被毒再生許可出力以上であるとの条件（以下、単に「再生条件」と呼ぶ。）から一時的に外れた場合に、Ｓ被毒再生昇温制御を停止せずに、Ｓ被毒再生昇温制御を継続する。詳しくは、ＥＣＵ１００は、要求出力がＳ被毒再生許可出力未満となった際にカウンタをカウントアップし、カウンタが所定値未満である場合にはＳ被毒再生昇温制御を継続し、カウンタが所定値以上である場合にはＳ被毒再生昇温制御を停止する。なお、カウンタを判定する際に用いる所定値は、前述した所定時間に対応する。このような制御を行うことにより、触媒温度の低下を抑制することが可能となる。

ここで、図５を参照して、第２実施形態に係るＳ被毒再生制御方法を具体的に説明する。図５に示すグラフは、それぞれ横軸に時間を示している。具体的には、図５（ａ）はＳ被毒再生フラグのオン／オフを示し、図５（ｂ）は負荷率を示し、図５（ｃ）はエンジン２００の回転数を示し、図５（ｄ）は車速を示している。また、図５（ｅ）はエンジン２００などの出力を示し、図５（ｆ）はバッテリ５００のＳＯＣを示し、図５（ｇ）はＵ／Ｆ触媒１６の触媒温度を示し、図５（ｈ）はＳ被毒再生制御の再生条件から外れた際にカウントアップされるカウンタを示している。詳しくは、図５（ｅ）では、実線Ｑ１はエンジン２００の出力を示し、一点鎖線Ｑ２は駆動輪出力を示し、破線はＳ被毒再生許可出力を示している。また、図５（ｈ）では、破線Ｃはカウンタの判定に用いる所定値（以下、「所定値Ｃ」と呼ぶ。）を示している。

この場合、時刻ｔ２０において、Ｓ被毒再生フラグがオンとなっており、且つＳ被毒再生昇温制御が実行されている。具体的には、ＥＣＵ１００は、図５（ｅ）中の実線Ｑ１で示すように、時刻ｔ２０において、エンジン２００の出力を要求出力以上に維持する制御を実行している。この後、時刻ｔ２１において、エンジン２００の要求出力がＳ被毒再生許可出力未満となる。そのため、ＥＣＵ１００は、図５（ｈ）に示すように、カウンタのカウントアップを開始する。この場合、カウンタのカウントアップが開始されたばかりであるため（つまりカウンタが所定値Ｃ未満であるため）、時刻ｔ２１では、ＥＣＵ１００は、図５（ｅ）中の実線Ｑ１で示すようにエンジン２００の出力を上げた状態を維持する。つまり、Ｓ被毒再生昇温制御を継続する。

この後、時刻ｔ２２まで、要求出力がＳ被毒再生許可出力未満の状態が継続し、時刻ｔ２２において、エンジン２００の要求出力がＳ被毒再生許可出力以上となる。そのため、時刻ｔ２２において、ＥＣＵ１００は、図５（ｈ）に示すように、カウンタをリセットする（カウンタを０にする）。この場合、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２において、要求出力がＳ被毒再生許可出力未満となるが、カウンタは所定値Ｃを超えない。そのため、ＥＣＵ１００は、図５（ｅ）中の実線Ｑ１で示すように、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２においてエンジン２００の出力を上げた状態を維持する。このような制御を実行することにより、図５（ｇ）に示すように、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２において、触媒温度が概ね一定に維持される、つまり触媒温度の低下が抑制される。なお、図５（ｅ）中の一点鎖線Ｑ２で示すように要求出力に応じて駆動輪出力が低下するが、実線Ｑ１で示すようにエンジン２００の出力が維持されているため、図５（ｆ）に示すように、バッテリ５００のＳＯＣは上昇する傾向にある。

次に、図６を参照して、第２実施形態に係るＳ被毒再生制御処理について説明する。図６は、第２実施形態に係るＳ被毒再生制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ１００によって繰り返し実行される。なお、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３の処理は図４に示したステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理と同様であり、ステップＳ２０７〜Ｓ２１２の処理は図４に示したステップＳ１０４〜Ｓ１０９の処理と同様であるため、これらの説明を省略する。

第２実施形態でも、要求出力がＳ被毒再生許可出力以上であるか否かの判定を行うが（ステップＳ２０３）、要求出力がＳ被毒再生許可出力以上である場合には（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０４に進み、要求出力がＳ被毒再生許可出力未満である場合には（ステップＳ２０３；Ｎｏ）、処理はステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０４では、ＥＣＵ１００は、再生条件を満たすものとして、カウンタをリセットする（つまりカウンタをリセットする）。そして、処理はステップＳ２０７に進む。

これに対して、ステップＳ２０５では、ＥＣＵ１００は、再生条件を満たしていないものとして、カウンタをカウントアップする。そして、処理はステップＳ２０６に進む。

ステップＳ２０６では、ＥＣＵ１００は、カウンタが所定値Ｃ未満であるか否かを判定する。ここでは、ＥＣＵ１００は、Ｓ被毒再生制御時において一時的に再生条件から外れたか否かを判定する。言い換えると、要求出力の低下が短期的なものであるか否かを判定する。カウンタが所定値Ｃ未満である場合（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０７に進む。この場合には、ＥＣＵ１００は、要求出力の低下が短期的なものであると判定し、ステップＳ２０７以降の処理を実行する。つまり、Ｓ被毒再生昇温制御などを継続する。一方、カウンタが所定値Ｃ以上である場合（ステップＳ２０６；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。この場合には、ＥＣＵ１００は、要求出力の低下が短期的なものではないと判定し、Ｓ被毒再生昇温制御などを停止する。

以上の第２実施形態に係るＳ被毒再生制御処理によれば、一時的にＳ被毒再生制御の再生条件から外れた場合にＳ被毒再生昇温制御を継続できるため、触媒温度の低下を効果的に抑制することができる。よって、Ｓ被毒再生制御時間を効果的に短縮することが可能となる。

なお、一時的にＳ被毒再生制御における再生条件から外れた場合に、バッテリ５００のＳＯＣをモニターしつつ、ＳＯＣに基づいてＳ被毒再生昇温制御を実行することが好ましい。こうすることにより、バッテリ５００が過充電状態になることを効果的に防止することができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係るＳ被毒再生制御方法について説明する。

第３実施形態においても、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、Ｓ被毒再生制御時において、エンジン２００における要求出力がＳ被毒再生許可出力以上となった場合にのみ、エンジン２００の出力を要求出力よりも上げるＳ被毒再生昇温制御を実行する。また、第２実施形態と同様に、Ｓ被毒再生制御時において一時的にＳ被毒再生制御における再生条件から外れた場合には、Ｓ被毒再生昇温制御を継続する。しかしながら、第３実施形態では、Ｓ被毒再生制御の実行時において、エンジン２００を運転させてＵ／Ｆ触媒１６に排気ガスを流すよりも、エンジン２００の運転を停止させた方が（つまりＵ／Ｆ触媒１６に排気ガスを流さない方が）Ｕ／Ｆ触媒１６の温度が低下しないような要求出力である場合に、エンジン２００の運転を停止させる点で、第１実施形態及び第２実施形態と異なる。具体的には、第３実施形態では、Ｓ被毒再生制御時においてエンジン２００の負荷がかなり低い領域の運転になる場合に、エンジン２００を停止して、モータＭＧ２によりＥＶ走行を実行する。こうすることにより、低負荷領域により温度が低下した排気ガスがＵ／Ｆ触媒１６に供給されてしまうことを抑制でき、触媒温度の低下を適切に抑制することが可能となる。

より詳しくは、第３実施形態では、ＥＣＵ１００は、Ｓ被毒再生制御の実行時において要求出力が概ね０となった際に、エンジン２００を停止してＥＶ走行を実行する。例えば、ＥＣＵ１００は、Ｓ被毒再生制御中に要求出力が一時的に概ね０となった場合（赤信号などで車両が停止した場合など）において、このようなエンジン２００を停止する制御を実行する。一方、ＥＣＵ１００は、Ｓ被毒再生制御の実行時において、要求出力が概ね０ではなく、且つ要求出力がＳ被毒再生許可出力未満である場合には、前述した第２実施形態と同様に、カウントをカウントアップし、このカウンタが所定値Ｃ未満であるか否かに基づいてＳ被毒再生昇温制御を継続又は停止する。

ここで、図７を参照して、第３実施形態に係るＳ被毒再生制御方法を具体的に説明する。図７に示すグラフは、それぞれ横軸に時間を示している。具体的には、図７（ａ）はＳ被毒再生フラグのオン／オフを示し、図７（ｂ）は負荷率を示し、図７（ｃ）はエンジン２００の回転数を示し、図７（ｄ）は車速を示している。また、図７（ｅ）はエンジン２００などの出力を示し、図７（ｆ）はバッテリ５００のＳＯＣを示し、図７（ｇ）はＵ／Ｆ触媒１６の触媒温度を示し、図７（ｈ）はＳ被毒再生制御の再生条件から外れた際にカウントアップされるカウンタを示している。詳しくは、図７（ｅ）では、実線Ｒ１はエンジン２００の出力を示し、一点鎖線Ｒ２は駆動輪出力を示し、破線はＳ被毒再生許可出力を示している。また、図７（ｈ）では、破線Ｃはカウンタの判定に用いる所定値を示している。

この場合、時刻ｔ３０において、Ｓ被毒再生フラグがオンとなっており、且つＳ被毒再生昇温制御が実行されている。具体的には、ＥＣＵ１００は、図７（ｅ）中の実線Ｒ１で示すように、時刻ｔ３０において、エンジン２００の出力を要求出力以上に維持する制御を実行している。この後、時刻ｔ３１において、エンジン２００の要求出力がＳ被毒再生許可出力未満となる。そのため、ＥＣＵ１００は、図７（ｈ）に示すように、カウンタのカウントアップを開始する。この場合、カウンタのカウントアップが開始されたばかりであるため（つまりカウンタが所定値Ｃ未満であるため）、時刻ｔ３１では、ＥＣＵ１００は、図７（ｅ）中の実線Ｒ１で示すようにエンジン２００の出力を上げた状態を維持する。つまり、Ｓ被毒再生昇温制御を継続する。

この後、時刻ｔ３２において、要求出力が概ね０となる。そのため、ＥＣＵ１００は、図７（ｅ）中の実線Ｒ１で示すように、エンジン２００の出力を概ね０とする、つまりエンジン２００を停止させる。また、ＥＣＵ１００は、時刻ｔ３２において、図７（ｈ）に示すように、カウンタのカウントアップを停止する。次に、時刻ｔ３３において、要求出力が概ね０でなくなる（つまり０よりも大きくなる）。したがって、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の運転を再開する。この場合、要求出力が概ね０ではなく、且つカウンタが所定値Ｃ未満であるため、ＥＣＵ１００は、図７（ｅ）中の実線Ｒ１で示すように、エンジン２００の出力を要求出力よりも上げる制御（Ｓ被毒再生昇温制御）を実行する。更に、ＥＣＵ１００は、時刻ｔ３３において、図７（ｈ）に示すように、カウンタのカウントアップを再開する。

この後、時刻ｔ３４まで、要求出力がＳ被毒再生許可出力未満の状態が継続し、時刻ｔ３４において、エンジン２００の要求出力がＳ被毒再生許可出力以上となる。そのため、時刻ｔ３４において、ＥＣＵ１００は、図７（ｈ）に示すように、カウンタをリセットする（カウンタを０にする）。この場合、時刻ｔ３３から時刻ｔ３４において、要求出力がＳ被毒再生許可出力未満となるが、カウンタは所定値Ｃを超えない。そのため、ＥＣＵ１００は、図７（ｅ）中の実線Ｒ１で示すように、時刻ｔ３３から時刻ｔ３４においてエンジン２００の出力を上げた状態を維持する。以上のような制御を実行することにより、図７（ｇ）に示すように、時刻ｔ３１から時刻ｔ３４において、触媒温度が概ね一定に維持される、つまり触媒温度の低下が抑制される。

次に、図８を参照して、第３実施形態に係るＳ被毒再生制御処理について説明する。図８は、第３実施形態に係るＳ被毒再生制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ１００によって繰り返し実行される。なお、ステップＳ３０１〜Ｓ３０４の処理は図６に示したステップＳ２０１〜Ｓ２０４の処理と同様であり、ステップＳ３０９〜Ｓ３１４の処理は図６に示したステップＳ２０７〜Ｓ２１２の処理と同様であるため、これらの説明を省略する。ここでは、ステップＳ３０５〜Ｓ３０８の処理を主に説明する。

ステップＳ３０５の処理は、要求出力がＳ被毒再生許可出力未満である場合（ステップＳ３０３；Ｎｏ）に実行される。具体的には、ステップＳ３０５では、ＥＣＵ１００は、要求出力が０より大きいか否かを判定する。言い換えると、ＥＣＵ１００は、負荷がかなり低い領域の運転になる場合に相当するか否かを判定する。要求出力が０より大きい場合（ステップＳ３０５；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３０６に進み、要求出力が０以下である場合（ステップＳ３０５；Ｎｏ）、処理はステップＳ３０８に進む。

ステップＳ３０６では、ＥＣＵ１００は、要求出力がＳ被毒再生許可出力未満であるが０よりも大きいため、エンジン２００を停止させることなく、カウンタをカウントアップする。そして、処理はステップＳ３０７に進む。

ステップＳ３０７では、ＥＣＵ１００は、カウンタが所定値Ｃ未満であるか否かを判定する。ここでは、ＥＣＵ１００は、Ｓ被毒再生制御時において一時的にＳ被毒再生制御における再生条件から外れたか否かを判定する。言い換えると、要求出力の低下が短期的なものであるか否かを判定する。カウンタが所定値Ｃ未満である場合（ステップＳ３０７；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３０９に進む。この場合には、ＥＣＵ１００は、要求出力の低下が短期的なものであると判定し、ステップＳ３０９以降の処理を実行する。つまり、Ｓ被毒再生昇温制御などを継続する。これに対して、カウンタが所定値Ｃ以上である場合（ステップＳ３０７；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。この場合には、ＥＣＵ１００は、要求出力の低下が短期的なものではないと判定し、Ｓ被毒再生昇温制御などを停止する。

一方、ステップＳ３０８では、要求出力が０以下であるため（つまり要求出力が０であるため）、ＥＣＵ１００は、エンジン２００を停止する。こうするのは、負荷がかなり低い領域の運転になる場合に相当するため、エンジン２００を運転させてＵ／Ｆ触媒１６に排気ガスを流すよりも、エンジン２００の運転を停止させた方がＵ／Ｆ触媒１６の温度が低下しないものと考えられるからである。なお、ＥＣＵ１００は、このようにエンジン２００を停止させた場合、モータＭＧ２によりＥＶ走行を実行する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。

以上の第３実施形態に係るＳ被毒再生制御処理によれば、Ｓ被毒再生制御時において要求出力が概ね０になった際にエンジン２００を停止するため、温度が低下した排気ガスがＵ／Ｆ触媒１６に供給されてしまうことを抑制でき、触媒温度の低下を適切に抑制することができる。よって、Ｓ被毒再生制御時間を効果的に短縮することが可能となる。また、要求出力が概ね０となった際にエンジン２００を停止するため、この際にエンジン２００の音や振動などがほとんど発生しないので、ドライバーが違和感を覚えてしまうことを抑制することができる。

なお、上記では、Ｓ被毒再生制御時において要求出力が概ね０になった際に、エンジン２００を停止する例を示したが、これに限定はされない。他の例では、Ｓ被毒再生制御時において、０よりも大きい所定値にまで要求出力が低下した場合に、エンジン２００を停止することができる。つまり、エンジン２００を運転させてＵ／Ｆ触媒１６に排気ガスを流すよりも、エンジン２００の運転を停止させた方がＵ／Ｆ触媒１６の温度が低下しないような要求出力である場合に、エンジン２００を停止すれば良い。

［変形例］
前述した第１実施形態乃至第３実施形態のいずれかのＳ被毒再生制御を実行する場合において、Ｓ被毒再生制御が最も早く完了されるように、触媒温度、要求出力、及びバッテリ５００のＳＯＣなどに基づいて、エンジン２００の出力を制御することが好ましい。例えば、ＥＣＵ１００は、バッテリ５００のＳＯＣに余裕がある場合などにおいて、Ｕ／Ｆ触媒１６がより早期に昇温されるように、エンジン２００を高出力運転させることができる。

また、本発明は、図２に示すようなＶ型エンジンへの適用に限定されず、直列エンジンに対しても適用することができる。更に、本発明は、ターボチャージャーを用いて構成されたエンジンへの適用に限定されず、自然吸気タイプのエンジンに対しても適用することができる。

本実施形態に係る内燃機関の制御装置を適用したハイブリッド車両の概略構成を示す。 本実施形態に係るエンジンの概略構成を示す。 第１実施形態に係るＳ被毒再生制御方法を具体的に説明するための図である。 第１実施形態に係るＳ被毒再生制御処理を示すフローチャートである。 第２実施形態に係るＳ被毒再生制御方法を具体的に説明するための図である。 第２実施形態に係るＳ被毒再生制御処理を示すフローチャートである。 第３実施形態に係るＳ被毒再生制御方法を具体的に説明するための図である。 第３実施形態に係るＳ被毒再生制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

３ 吸気通路
４Ｌ、４Ｒ ターボチャージャー
８Ｌ、８Ｒ バンク（気筒群）
１１、１１Ｌ、１１Ｒ 排気通路
１２Ｌ、１２Ｒ スタート触媒
１６ Ｕ／Ｆ触媒
１００ ＥＣＵ
２００ エンジン（内燃機関）
５００ バッテリ
ＭＧ１、ＭＧ２ モータ

Claims (5)

1. 内燃機関及び電動機のそれぞれからの出力を、車両の駆動力及びバッテリの充放電に分配可能なハイブリッド車両に対して制御を行う内燃機関の制御装置において、
   排気通路に設けられた触媒における硫黄被毒を回復するためのＳ被毒再生制御の実行時において、前記内燃機関における要求出力が所定値以上となった場合に、前記内燃機関の出力を前記要求出力よりも上げる制御を行う出力制御手段を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記出力制御手段は、前記Ｓ被毒再生制御の実行中において、前記要求出力が前記所定値未満となった場合に、所定時間、前記内燃機関の出力を前記要求出力よりも上げた状態を維持することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記Ｓ被毒再生制御の実行時において、前記内燃機関を運転させて前記触媒に排気ガスを流すよりも、前記内燃機関の運転を停止させた方が前記触媒の温度が低下しないような要求出力である場合に、前記内燃機関の運転を停止させる停止制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記所定値は、前記触媒を昇温させるために必要な前記内燃機関の出力と、発電機によって回生可能な出力とに基づいて設定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記出力制御手段は、前記バッテリの充電量が所定値以下で、且つ前記触媒の温度が所定温度未満である場合に、前記内燃機関の出力を前記要求出力よりも上げる制御を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。

Images