JP5130162B2 - ハイブリッド車両の制御装置および制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも内燃機関を１つの動力源とするハイブリッド車両の制御技術に関し、特に、内燃機関の排気ガス中のエミッションの悪化を抑制する技術に関する。

エンジンおよびモータの少なくともいずれかを動力源とするハイブリッド車両が実用化されている。このようなハイブリッド車両においては、モータのみでの走行が可能であるため、車両走行時であってもエンジンを一時的に停止させる（以下、このような運転を「間欠運転」という）ことがある。エンジンの間欠運転を繰り返すことによって、エンジンでの燃料消費およびエンジンからの排気量が低減されるため、大気環境保全や燃費向上が実現される。

また、エンジンを動力源の１つとするハイブリッド車両においては、エンジンからの排気ガスを浄化する触媒（触媒コンバータ）が設けられる。この触媒によって、排気ガス中のエミッション（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘなどの有害物質）が取り除かれる。

このようなハイブリッド車両において、エンジンの間欠運転を行なう場合、エミッションの悪化が問題となる場合がある。すなわち、エンジンの一時停止によって触媒が酸素過剰な雰囲気に晒されるため触媒の劣化が進行し易くなる。また、一時停止していたエンジンを再始動する際、始動直後の不完全燃焼等によって排気ガス中の有害物質が比較的多量に含まれていることになり、触媒の機能が不十分であると、外部へ放出される排気ガスのエミッションが悪化してしまう。このようなエンジンの間欠運転に起因した触媒の劣化や排気ガスのエミッションの悪化を防止する技術が、たとえば特開２００４−１２４８２７号公報（特許文献１）に開示されている。

特開２００４−１２４８２７号公報に開示された動力出力装置は、エンジンと、エンジンの間欠運転を可能とする外的動力付与部と、エンジンからの排気ガスを触媒によって浄化する排気浄化部と、排気ガス中の有害物質濃度を低下せしめる制御として、触媒の浄化率（触媒の浄化能力を示す指標）が閾値以下になる場合にエンジンの間欠運転を禁止する制御部とを含む。

特開２００４−１２４８２７号公報に開示された動力出力装置によると、触媒の浄化率が閾値以下となる場合においては、エンジンの間欠運転が禁止されることになる。したがって、エンジン停止中の触媒の劣化の進行と、エンジン始動時のエミッションの悪化とを防止することができる。
特開２００４−１２４８２７号公報

ところで、通常、エンジン始動時の排気ガスにはエンジンを継続して運転している時よりも多くのＨＣ成分が含まれる。触媒は触媒温度が高いほど浄化能力が高くなる特性を有するため、エンジン継続運転時のＨＣ浄化に必要な触媒温度をＴ１、エンジン始動時のＨＣ浄化に必要な触媒温度をＴ２とすると、Ｔ１よりもＴ２のほうが高くなる。言い換えれば、触媒温度がＴ１よりも低い場合、触媒のＨＣ浄化能力はエンジン始動時およびエンジン継続運転時の双方において不足し、触媒温度がＴ１とＴ２との間である場合、触媒のＨＣ浄化能力はエンジン始動時において不足する。したがって、触媒温度がＴ２よりも低い場合に間欠運転を繰り返すと、少なくともエンジン始動時に触媒のＨＣ浄化能力が不足し、排気ガス中のＨＣが外部へ放出されることが懸念される。

これを防止するために、従来においては、触媒温度がＴ２に達するまで、間欠運転を禁止しつつ触媒暖機（触媒温度を急速に上昇させるためにエンジンへの燃料供給量を増量する制御）を行ない、触媒温度がＴ２に達した後に間欠運転を許容していた。この触媒暖機においては、触媒温度を上昇させるために燃料が多量に消費されるので、燃費の悪化の要因となっていた。しかしながら、特許文献１においては、この触媒暖機による燃費悪化を抑制する技術については何ら考慮されていない。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、内燃機関を１つの動力源とするハイブリッド車両において、エミッションの悪化を抑制しつつ、触媒暖機による燃費の悪化を抑制することができる制御装置および制御方法を提供することである。

第１の発明に係る制御装置は、触媒によって排気が浄化させる内燃機関を少なくとも１つの動力源とするハイブリッド車両を制御する。このハイブリッド車両においては、内燃機関を一時的に停止させる間欠運転による走行が可能である。触媒は、内燃機関の継続運転中の排気浄化に必要な触媒の第１温度よりも内燃機関の始動時の排気浄化に必要な触媒の第２温度が高いという特性を有する。制御装置は、触媒の温度を取得する取得部と、触媒の温度に基づいて、間欠運転を許容する通常運転、間欠運転を禁止しつつ内燃機関への燃料供給量を通常運転時よりも増加させる暖機運転、燃料供給量を通常運転時と同様にしつつ間欠運転を禁止する間欠禁止運転のいずれかの態様で内燃機関を制御する制御部とを含む。制御部は、触媒の温度が第１温度よりも低い場合に暖機運転を行ない、触媒の温度が第１温度と第２温度との間である場合に間欠禁止運転を行ない、触媒の温度が第２温度よりも高い場合に通常運転を行なう。

第２の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、制御部は、ハイブリッド車両の始動時に、いずれかの態様で内燃機関を制御する。

第３の発明に係る制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、制御部は、ハイブリッド車両の始動時の触媒の温度が第１温度と第２温度との間である場合、触媒の温度が第２温度に達するまで間欠禁止運転を継続して行なう。

第４の発明に係る制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、制御部は、ハイブリッド車両の始動時の触媒の温度が第１温度よりも低い場合に触媒の温度が第１温度に達するまで暖機運転を継続して行なうとともに、触媒の温度が第２温度に達するまで間欠禁止運転を継続して行なう。

第５の発明に係る制御装置は、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、内燃機関の冷却水温を検出するセンサと、内燃機関の吸入空気量を検出するセンサとを含む。取得部は、冷却水温および吸入空気量に基づいて、触媒の温度を推定する。

第６の発明に係る制御装置においては、第５の発明の構成に加えて、取得部は、ハイブリッド車両の始動時の冷却水温とハイブリッド車両の始動後の吸入空気量の積算値とに基づいて、触媒の温度を推定する。

第７の発明に係る制御方法は、第１の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

本発明によれば、エミッションの悪化を抑制しつつ、触媒暖機による燃費の悪化を抑制することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

図１を参照して、本実施の形態に係る制御装置を搭載したハイブリッド車両１０について説明する。なお、本発明が適用できる車両は、車両走行中にエンジンの間欠運転が可能な車両であれば、図１に示すハイブリッド車両１０に限定されず、他の態様を有する車両であってもよい。

ハイブリッド車両１０は、エンジン１００と、モータジェネレータ３００Ａ，３００Ｂ（ＭＧ（１）３００Ａ、ＭＧ（２）３００Ｂ）とを含む。なお、以下においては、説明の便宜上、ＭＧ（１）３００ＡとＭＧ（２）３００Ｂとを区別することなく説明する場合には、モータジェネレータ３００とも記載する。モータジェネレータ３００がジェネレータとして機能する場合に回生制動が行なわれる。モータジェネレータ３００がジェネレータとして機能するときには、車両の運動エネルギが電気エネルギに変換されて、回生制動力（回生ブレーキ）が発生し、車両が減速される。

ハイブリッド車両１０は、エンジン１００およびモータジェネレータ３００の少なくともいずれかの動力で走行する。すなわち、ハイブリッド車両１０は、モータジェネレータ３００のみの動力で走行することが可能である。

ハイブリッド車両１０には、この他に、エンジン１００やモータジェネレータ３００で発生した動力を駆動輪１２に伝達したり、駆動輪１２の駆動をエンジン１００やモータジェネレータ３００に伝達したりする減速機１４と、エンジン１００が発生する動力を出力軸２１２とＭＧ（１）３００Ａとに分配する動力分割機構２００と、モータジェネレータ３００を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ３１０と、走行用バッテリ３１０の直流とモータジェネレータ３００の交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ３３０と、エンジン１００の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ４０６と、ハイブリッド車両１０の状態に応じてモータジェネレータ３００、インバータ３３０および走行用バッテリ３１０の充放電状態等を制御するＭＧ＿ＥＣＵ４０２と、エンジンＥＣＵ４０６およびＭＧ＿ＥＣＵ４０２等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両１０が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ４０４等を含む。

走行用バッテリ３１０とインバータ３３０との間には、昇圧コンバータ３２０が設けられている。走行用バッテリ３１０の定格電圧がモータジェネレータ３００の定格電圧よりも低いので、走行用バッテリ３１０からモータジェネレータ３００に電力を供給するときには、昇圧コンバータ３２０で電力を昇圧する。

図１においては、各ＥＣＵを別構成しているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい。たとえば、図１に、点線で示すように、ＭＧ＿ＥＣＵ４０２、ＨＶ＿ＥＣＵ４０４およびエンジンＥＣＵ４０６を統合したＥＣＵ４００とすることがその一例である。以下の説明においては、ＭＧ＿ＥＣＵ４０２、ＨＶ＿ＥＣＵ４０４およびエンジンＥＣＵ４０６を区別することなくＥＣＵ４００と記載する。

ＥＣＵ４００には、車速センサ、アクセル開度センサ、スロットル開度センサ、ＭＧ（１）回転数センサ、ＭＧ（２）回転数センサ、エンジン回転数センサ（いずれも図示せず）、および走行用バッテリ３１０の状態（端子間電圧値ＶＢ、バッテリ電流値ＩＢ、バッテリ温度ＴＢなど）を監視する監視ユニット３４０からの信号が入力されている。

図２を参照して、エンジン１００について説明する。このエンジン１００においては、エアクリーナ（図示せず）から吸入される空気が、吸気管１１０を流通して、エンジン１００の燃焼室１０２に導入される。スロットルバルブ１１４の開度（スロットル開度）により、燃焼室１０２に導入される空気量が調整される。スロットル開度は、ＥＣＵ４００からの信号に基づいて作動するスロットルモータ１１２により制御される。

燃料は、フューエルタンク（図示せず）に貯蔵され、フューエルポンプ（図示せず）によりインジェクタ１０４から燃焼室１０２に噴射される。吸気管１１０から導入された空気と、インジェクタ１０４から噴射された燃料との混合気が、ＥＣＵ４００からの制御信号により制御されるイグニッションコイル１０６を用いて着火されて燃焼する。

混合気が燃焼した後の排気ガスは、排気管１２０の途中に設けられた触媒１４０を通って、大気に排出される。

触媒１４０は、排気ガス中に含まれるエミッション（炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）などの有害物質）を浄化処理する三元触媒である。触媒１４０には、アルミナをベースとし、白金、パラジウム、ロジウムを加えた貴金属が担持されており、炭化水素と一酸化炭素の酸化反応と、窒素酸化物の還元反応を同時に行なわせることができる。触媒１４０は、その温度が高いほど排気浄化能力が高くなる特性を有する。

ＥＣＵ４００には、エンジン水温センサ１０８、エアフロメータ１１６、吸入空気温センサ１１８、空燃比センサ１２２、および酸素センサ１２４からの信号が入力されている。

エンジン水温センサ１０８は、エンジン冷却水の温度（エンジン水温）ＴＷを検出する。エアフロメータ１１６は、スロットルバルブ１１４よりも上流側の吸気管１１０に設けられ、吸入空気量（エンジン１００に吸入される単位時間あたりの空気量）Ｇａを検出する。吸入空気温センサ１１８は、吸入空気の温度（吸入空気温）ＴＡを検出する。空燃比センサ１２２は、排気ガス中の空気と燃料との比率を検出する。酸素センサ１２４は、排気ガス中の酸素濃度を検出する。これらの各センサは、検出結果を表わす信号をＥＣＵ４００に送信する。

ＥＣＵ４００は、各センサから送られてきた信号、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、ハイブリッド車両１０が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。

たとえば、ＥＣＵ４００は、各センサからの信号に基づいて、適正な点火時期となるようにイグニッションコイル１０６を制御したり、適正なスロットル開度となるようにスロットルモータ１１２を制御したりする。

また、ＥＣＵ４００は、各センサからの信号に基づいて、適正な燃料噴射量となるように、インジェクタ１０４を制御する。

ＥＣＵ４００は、エンジン１００を継続運転する場合、空燃比センサ１２２および酸素センサ１２４からの信号に基づいて、空燃比が適正値となるように燃料噴射量をフィードバック制御する。また、ＥＣＵ４００は、エンジン１００を始動させる場合、始動直後の燃焼を安定化させるために、エンジン１００を継続運転する場合（上述のように空燃比を適正値にフィードバック制御する場合）よりも燃料噴射量を増量する。

このようにエンジン１００の始動時には継続運転時よりも燃料噴射量が増量されるため、エンジン１００の始動時の排気ガスには継続運転時よりも多くのＨＣ成分が含まれる。触媒１４０は、上述のように触媒温度が高いほど排気浄化能力が高くなる特性を有する。言い換えれば、エンジン１００の継続運転時のＨＣ浄化に必要な触媒温度をＴ１、エンジン１００の始動時のＨＣ浄化に必要な触媒温度をＴ２とすると、触媒１４０は、Ｔ１よりもＴ２が高くなるという特性を有する。

本実施の形態に係るハイブリッド車両１０は、上述のように、モータジェネレータ３００の動力のみでの走行が可能である。したがって、たとえば走行用バッテリ３１０のＳＯＣ（State Of Charge）が十分に高いなどの条件を満たす場合には、エンジン１００を一時的に停止する間欠運転を実行することが可能である。

しかしながら、触媒１４０の温度がＴ２よりも低い場合にこの間欠運転を繰り返す（エンジン１００の始動を繰り返す）と、触媒１４０の浄化能力がエンジン始動時に必要な能力に達しておらず、ＨＣ成分が外部へ放出されることが懸念される。

これを防止するために、従来においては、触媒１４０の温度がＴ２に達するまで、間欠運転を禁止しつつエンジン１００への燃料噴射量を増量して触媒１４０温度を急速に上昇させる制御（触媒暖機運転）を継続して行ない、触媒１４０の温度がＴ２に達した後に間欠運転を許容していた。しかしながら、この触媒暖機運転中においては、触媒温度を上昇させるために燃料が多量に消費されるので、燃費の悪化の要因となる。

本発明は、エミッションの悪化を抑制しつつ、触媒暖機運転による燃費の悪化を抑制するため、触媒暖機運転が継続される時間を触媒１４０の温度がＴ１（＜Ｔ２）に達するまでに短縮し、触媒１４０の温度がＴ２に達するまでは、触媒暖機を行なわず、その代わりに間欠運転を禁止する点に特徴を有する。

図３に、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ４００の機能ブロック図を示す。ＥＣＵ４００は、入力インターフェイス４１０と、演算処理部４２０と、記憶部４３０と、出力インターフェイス４４０とを含む。

入力インターフェイス４１０は、エンジン水温センサ１０８からのエンジン水温ＴＷ、エアフロメータ１１６からの吸入空気量Ｇａ、その他の各センサからの検出結果を受信して、演算処理部４２０に送信する。

記憶部４３０には、各種情報、プログラム、しきい値、マップ等が記憶され、必要に応じて演算処理部４２０からデータが読み出されたり、格納されたりする。

演算処理部４２０は、触媒温度取得部４２１と、エンジン制御部４２２とを含む。
触媒温度取得部４２１は、触媒１４０の温度（触媒温度）ＴＣを取得する。触媒温度取得部４２１は、触媒１４０の温度と密接な関係にあるパラメータ（たとえばエンジン水温ＴＷ、吸入空気量Ｇａの積算値、エンジン回転数など）に基づいて触媒温度ＴＣを推定する。

たとえば、触媒温度取得部４２１は、車両始動時のエンジン水温ＴＷｓｔに基づいてソーク時間（前回の停止時から今回の始動時までの時間）を推定し、このソーク時間に応じて車両始動時の触媒温度ＴＣｓｔを推定し、記憶部４３０に記憶しておく。さらに、車両始動後の吸入空気量Ｇａの積算値を算出し、この積算値に基づいて車両始動後の触媒温度上昇量ΔＴＣを推定し、触媒温度ＴＣ＝ＴＣｓｔ＋ΔＴＣと推定する。なお、触媒温度ＴＣの推定方法は、これに限定されない。また、触媒１４０の温度を直接検出できるセンサを備える場合には、そのセンサ出力値を触媒温度ＴＣとして取得すればよい。

エンジン制御部４２２は、間欠運転を許容する通常運転、間欠運転を禁止しつつエンジン１００への燃料噴射量を通常運転時よりも増加させる触媒暖機運転、エンジン１００への燃料噴射量を通常運転時と同量に設定しつつ間欠運転を禁止する間欠禁止運転のいずれかの運転態様でエンジン１００を制御する指令を、出力インターフェイス４４０経由で各機器（インジェクタ１０４、イグニッションコイル１０６、スロットルモータ１１２等）に出力する。

エンジン制御部４２２は、触媒温度領域判断部４２２Ａと、制御態様切換部４２２Ｂとを含む。

触媒温度領域判断部４２２Ａは、触媒温度ＴＣが、エンジン継続運転時のＨＣ浄化に必要な触媒温度Ｔ１よりも低い領域、エンジン始動時のＨＣ浄化に必要な触媒温度Ｔ２（＞Ｔ１）よりも高い領域、Ｔ１とＴ２との間の領域のいずれの領域に含まれるのかを判断する。

制御態様切換部４２２Ｂは、触媒温度領域判断部４２２Ａの判断結果に基づいて、エンジン１００の制御態様を切り換える。制御態様切換部４２２Ｂは、触媒温度ＴＣがＴ１よりも低い場合に暖機運転を行ない、触媒温度ＴＣがＴ１とＴ２との間の領域である場合にＴ１よりも低い場合に間欠禁止運転を行ない、触媒温度ＴＣがＴ２よりも高い場合に通常運転を行なう。

なお、本実施の形態において、触媒温度取得部４２１と、エンジン制御部４２２とは、いずれも演算処理部４２０であるＣＰＵが記憶部４３０に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。

以下、図４を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ４００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ４００は、触媒温度ＴＣを取得する。たとえば、上述したように、ＥＣＵ４００は、エンジン水温ＴＷおよび吸入空気量Ｇａに基づいて、触媒温度ＴＣを推定する。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ４００は、触媒温度ＴＣがエンジン継続運転時のＨＣ浄化に必要な触媒温度Ｔ１よりも低いか否かを判断する。触媒温度ＴＣがＴ１よりも低いと（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。そうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０６に移される。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ４００は、触媒暖機運転を行なう。この触媒暖機運転中においては、上述のように、エンジン１００の間欠運転が禁止されるとともに、エンジン１００への燃料噴射量が通常運転時よりも増加される。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ４００は、触媒温度ＴＣがエンジン始動時のＨＣ浄化に必要な触媒温度Ｔ２よりも低いか否か（すなわち触媒温度ＴＣがＴ１とＴ２との間であるか否か）を判断する。触媒温度ＴＣがＴ１とＴ２との間であると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。そうでないと（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１１０に移される。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ４００は、間欠禁止運転を行なう。この間欠禁止運転中においては、上述のように、エンジン１００への燃料噴射量が通常運転時と同量に設定されるとともに、エンジン１００の間欠運転が禁止される。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ４００は、通常運転を行なう。この通常運転中においては、上述のように、エンジン１００の間欠運転が許容される。すなわち、所定条件（たとえば走行用バッテリ３１０のＳＯＣが所定値よりも高いという条件）が成立する毎にエンジン１００が停止され、その所定条件が成立しなくなる毎にエンジン１００が始動される。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ４００の動作について、図５を参照にしつつ説明する。

図５は、時刻ｔ１にて運転者がイグニッションオンしてハイブリッド車両１０を始動させる場合の、触媒温度ＴＣ、エンジン回転数ＮＥ、炭化水素ＨＣの発生量のタイミングチャートである。なお、図５において、エンジン回転数ＮＥは、エンジン１００への燃料噴射量に対応している。

図５に示すように、時刻ｔ１での触媒温度ＴＣがＴ１よりも低いため（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、触媒暖機運転が行なわれ（Ｓ１０４）、エンジン１００への燃料噴射量が通常運転時よりも増量される。

従来においては、この触媒暖機運転が、触媒温度ＴＣがＴ２に達する時刻ｔ５まで継続して行なわれていた（図５の一点鎖線参照）。

これに対し、本実施の形態においては、時刻ｔ２にて触媒温度ＴＣがＴ１に達した時点で（Ｓ１０２にてＮＯ）、触媒暖機運転から間欠禁止運転に切り換えられる（Ｓ１０６にてＹＥＳ、Ｓ１０８）。そのため、従来よりも触媒暖機運転時間が短縮され、触媒温度ＴＣを上昇させるために消費されていた燃料を低減することができる（図５の矢印Ａ参照）。これにより、触媒暖機による燃費悪化が抑制される。

しかしながら、触媒温度ＴＣがＴ２に達するまでの時刻ｔ３や時刻ｔ４において、間欠運転によるエンジン１００の始動が繰り返されると、そのたびに触媒１４０の浄化能力を超える多量のＨＣが発生してしまう（図５の二点鎖線参照）。

そこで、触媒温度ＴＣがＴ２に達する時刻ｔ６までは、間欠禁止運転を継続して行ない（Ｓ１０６にてＮＯ、Ｓ１１０）、触媒温度ＴＣがＴ２に達した時刻ｔ６以降に通常運転を行なう（Ｓ１０６にてＹＥＳ、Ｓ１０８）。これにより、触媒温度ＴＣがＴ２に達する時刻ｔ６までの間、エンジン１００が継続して運転される（始動されることがない）ため、触媒１４０の浄化能力を超える多量のＨＣの発生を抑制することができる（図５の矢印Ｂ参照）。そのため、エミッションの悪化を抑制することができる。

以上のように、本実施の形態に係る制御装置によれば、触媒温度が、エンジン継続運転時のＨＣ浄化に必要な温度とエンジン始動時のＨＣ浄化に必要な温度との間である場合、触媒暖機運転を行なうのではなく、間欠禁止運転を行なう。これにより、エミッションの悪化を抑制しつつ、触媒暖機による燃費の悪化を抑制することができる。

＜変形例＞
以下、本実施の形態の変形例について説明する。前述の実施の形態においては、エンジン水温ＴＷおよび吸入空気量Ｇａの積算値に基づいて触媒温度ＴＣを算出し、その算出結果に基づいてエンジン１００の運転態様を切り換えていた。これに対し、本変形例は、触媒温度ＴＣを算出することなく、エンジン水温ＴＷおよび吸入空気量Ｇａの積算値に基づいて直接的にエンジン１００の運転態様を切り換えるものである。その他の制御ブロックおよびフローチャートは、前述の実施の形態と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰り返さない。

図６を参照して、本変形例に係るＥＣＵ４００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、図６に示したフローチャートの中で、前述の図４に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについて処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ４００は、車両始動時に検出されたエンジン水温ＴＷをＴＷｓｔとし、このＴＷｓｔと図７に示すマップとに基づいて、触媒１４０の温度をＴ１まで上昇させるために必要な積算空気量Ｇａｓｕｍ１、触媒１４０の温度をＴ２まで上昇させるために必要な積算空気量Ｇａｓｕｍ２を算出する。

図７に示すマップは、車両始動時のエンジン水温ＴＷｓｔをパラメータとしてＧａｓｕｍ１、Ｇａｓｕｍ２を設定したマップであり、記憶部４３０に予め記憶されている。図７に示すマップにおいては、ＴＷｓｔが低いほどソーク時間が長く触媒１４０の温度が低下していることを考慮して、ＴＷｓｔが低いほどＧａｓｕｍ１およびＧａｓｕｍ２の値が大きく設定されている。また、ＴＷｓｔ＞ＴＷ２の領域では、触媒１４０の温度が車両始動時において既にＴ２よりも高く、Ｇａｓｕｍ１＝Ｇａｓｕｍ２＝０となる。ＴＷ１＜ＴＷｓｔ＜ＴＷ２の領域では、触媒１４０の温度が車両始動時においてＴ１とＴ２との間であり、Ｇａｓｕｍ１＝０、Ｇａｓｕｍ２＞０となる。ＴＷｓｔ＜ＴＷ１の領域では、触媒１４０の温度が車両始動時においてＴ１よりも低く、Ｇａｓｕｍ１＞０、Ｇａｓｕｍ２＞０となる。

Ｓ２０２にて、ＥＣＵ４００は、車両始動後の吸入空気量Ｇａの積算値を算出し、この吸入空気量Ｇａの積算値がＧａｓｕｍ１よりも小さいか否かを判断する。吸入空気量Ｇａの積算値がＧａｓｕｍ１よりも小さいと（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。そうでないと（Ｓ２０２にてＮＯ）、処理はＳ２０４に移される。

Ｓ２０４にて、ＥＣＵ４００は、吸入空気量Ｇａの積算値がＧａｓｕｍ２よりも小さいか否か（すなわち吸入空気量Ｇａの積算値がＧａｓｕｍ１とＧａｓｕｍ２との間であるか否か）を判断する。吸入空気量Ｇａの積算値がＧａｓｕｍ２よりも小さいと（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。そうでないと（Ｓ２０４にてＮＯ）、処理はＳ１１０に移される。

このように、本変形例においては、触媒温度ＴＣの算出を行なうことなく、エンジン水温ＴＷ（車両始動時のエンジン水温ＴＷｓｔ）および吸入空気量Ｇａ（車両始動時からの吸入空気量Ｇａの積算値）に基づいて、暖機運転、間欠禁止運転、通常運転の切り換えを適切に行なうことができる。

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。

本発明の実施の形態に係る制御装置が搭載される車両の構造を示す図である。 本発明の実施の形態に係る車両に搭載されるエンジンの構造を示す図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置の制御構造を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る制御装置で制御される触媒温度ＴＣ、エンジン回転数ＮＥ、炭化水素ＨＣの発生量のタイミングチャートである。 本発明の実施の形態の変形例に係る制御装置の制御構造を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態の変形例に係る制御装置に予め記憶されているマップを示す図である。

符号の説明

１０ ハイブリッド車両、１２ 駆動輪、１４ 減速機、１００ エンジン、１０２ 燃焼室、１０４ インジェクタ、１０６ イグニッションコイル、１０８ エンジン水温センサ、１１０ 吸気管、１１２ スロットルモータ、１１４ スロットルバルブ、１１６ エアフロメータ、１１８ 吸入空気温センサ、１２０ 排気管、１２２ 空燃比センサ、１２４ 酸素センサ、１４０ 触媒、２００ 動力分割機構、２１２ 出力軸、３００，３００Ａ，３００Ｂ モータジェネレータ、３１０ 走行用バッテリ、３２０ 昇圧コンバータ、３３０ インバータ、３４０ 監視ユニット、４００ ＥＣＵ、４１０ 入力インターフェイス、４２０ 演算処理部、４２１ 触媒温度取得部、４２２ エンジン制御部、４２２Ａ 触媒温度領域判断部、４２２Ｂ 制御態様切換部、４３０ 記憶部、４４０ 出力インターフェイス。

Claims (7)

1. 触媒によって排気が浄化される内燃機関を少なくとも１つの動力源とするハイブリッド車両の制御装置であって、前記ハイブリッド車両においては、前記内燃機関を一時的に停止させる間欠運転による走行が可能であり、前記触媒は、前記内燃機関の継続運転中の排気浄化に必要な前記触媒の第１温度よりも前記内燃機関の始動時の排気浄化に必要な前記触媒の第２温度が高いという特性を有し、
   前記制御装置は、
   前記触媒の温度を取得する取得部と、
   前記触媒の温度に基づいて、前記間欠運転を許容する通常運転、前記間欠運転を禁止しつつ前記内燃機関への燃料供給量を前記通常運転時よりも増加させる暖機運転、前記燃料供給量を前記通常運転時と同様にしつつ前記間欠運転を禁止する間欠禁止運転のいずれかの態様で前記内燃機関を制御する制御部とを含み、
   前記制御部は、前記触媒の温度が前記第１温度よりも低い場合に前記暖機運転を行ない、前記触媒の温度が前記第１温度と前記第２温度との間である場合に前記間欠禁止運転を行ない、前記触媒の温度が前記第２温度よりも高い場合に前記通常運転を行なう、ハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記制御部は、前記ハイブリッド車両の始動時に、前記いずれかの態様で前記内燃機関を制御する、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記制御部は、前記ハイブリッド車両の始動時の前記触媒の温度が前記第１温度と前記第２温度との間である場合、前記触媒の温度が前記第２温度に達するまで前記間欠禁止運転を継続して行なう、請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記制御部は、前記ハイブリッド車両の始動時の前記触媒の温度が前記第１温度よりも低い場合に前記触媒の温度が前記第１温度に達するまで前記暖機運転を継続して行なうとともに、前記触媒の温度が前記第２温度に達するまで前記間欠禁止運転を継続して行なう、請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記制御装置は、
   前記内燃機関の冷却水温を検出するセンサと、
   前記内燃機関の吸入空気量を検出するセンサとを含み、
   前記取得部は、前記冷却水温および前記吸入空気量に基づいて、前記触媒の温度を推定する、請求項１〜４のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
6. 前記取得部は、前記ハイブリッド車両の始動時の前記冷却水温と前記ハイブリッド車両の始動後の前記吸入空気量の積算値とに基づいて、前記触媒の温度を推定する、請求項５に記載のハイブリッド車両の制御装置。
7. 触媒によって排気が浄化される内燃機関を少なくとも１つの動力源とするハイブリッド車両の制御装置が行なう制御方法であって、前記ハイブリッド車両においては、前記内燃機関を一時的に停止させる間欠運転による走行が可能であり、前記触媒は、前記内燃機関の継続運転中の排気浄化に必要な前記触媒の第１温度よりも前記内燃機関の始動時の排気浄化に必要な前記触媒の第２温度が高いという特性を有し、
   前記制御方法は、
   前記触媒の温度を取得するステップと、
   前記触媒の温度に基づいて、前記間欠運転を許容する通常運転、前記間欠運転を禁止しつつ前記内燃機関への燃料供給量を前記通常運転時よりも増加させる暖機運転、前記燃料供給量を前記通常運転時と同様にしつつ前記間欠運転を禁止する間欠禁止運転のいずれか
   の制御態様で前記内燃機関を制御する制御ステップとを含み、
   前記制御ステップは、前記触媒の温度が前記第１温度よりも低い場合に前記暖機運転を行ない、前記触媒の温度が前記第１温度と前記第２温度との間である場合に前記間欠禁止運転を行ない、前記触媒の温度が前記第２温度よりも高い場合に前記通常運転を行なう、ハイブリッド車両の制御方法。

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