車両用制御装置
【課題】従来と比較して内燃機関の停止前や再始動時の排気エミッションを向上させることができる車両用制御装置を提供する。
【解決手段】動力源としてエンジンおよびモータジェネレータと、エンジンの排気通路上に設けられた三元触媒と、エンジンを間欠停止する際に、エンジンを予め定められた回転数で自立運転させた後に間欠停止させるよう制御するエンジンＥＣＵとを備えたハイブリッド車両に用いられる車両用制御装置であって、エンジンＥＣＵが、エンジンを間欠停止する際、エンジンの吸気通路壁面に付着した付着燃料がなくなるまで自立運転を継続させるようにした。
【解決手段】動力源としてエンジンおよびモータジェネレータと、エンジンの排気通路上に設けられた三元触媒と、エンジンを間欠停止する際に、エンジンを予め定められた回転数で自立運転させた後に間欠停止させるよう制御するエンジンＥＣＵとを備えたハイブリッド車両に用いられる車両用制御装置であって、エンジンＥＣＵが、エンジンを間欠停止する際、エンジンの吸気通路壁面に付着した付着燃料がなくなるまで自立運転を継続させるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関および電動機を駆動源として備えたハイブリッド車両に搭載される車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ハイブリッド車両では、車両停止時にユーザの操作によって内燃機関の停止および始動を行う通常運転の他に、燃費向上や大気環境保全のために車両走行中に車両状態に応じて内燃機関の停止および始動を行う間欠運転が行われる。
【０００３】
ところで、内燃機関の再始動時は、始動性や排気エミッションの排出抑制などを考慮して、適正な燃料噴射量を決定する必要がある。また、内燃機関の再始動時における適正な燃料噴射量を決定するには、内燃機関の停止時あるいは停止中に吸気通路壁面に付着した燃料を加味することが望ましい。
【０００４】
従来、内燃機関の再始動時における燃料噴射量を適正に決定し得る車両用制御装置として、例えば特許文献１に記載された車両用制御装置が知られている。特許文献１に記載の車両用制御装置は、ハイブリッド車両に搭載され、内燃機関の停止直後に電動機によるモータリングを実行することにより、吸気通路内に発生する空気の流れによって吸気通路壁面に付着している燃料を強制的に離脱させて実際の燃料付着量をゼロにするようになっている。この従来の車両用制御装置によれば、内燃機関の再始動時、燃料付着量推定手段により推定される燃料付着量の初期値をゼロに設定した状態で燃料付着量の推定を開始することができる。したがって、内燃機関の再始動時の燃料付着量の推定値と実際値とを一致させることができ、内燃機関の再始動時における燃料噴射量を適正な量となるよう決定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１４４０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の従来の車両用制御装置において、内燃機関の停止直後に実行されるモータリング中は、燃料噴射や点火も行われないため、吸気通路から導入された空気すなわち新気がそのまま触媒に導入されることとなる。このため、触媒内が新気で満たされ、触媒内の空燃比がリーンとなってしまう。したがって、排気浄化装置の排気浄化性能が低下し、次回再始動時の排気エミッションが悪化するという問題があった。
【０００７】
また、従来の車両用制御装置にあっては、上記モータリングによって発生する空気の流れにより、吸気通路壁面に付着していた燃料が燃焼されることなく、そのまま触媒に導入され、場合によっては外部に排出されるおそれがある。このような場合には、内燃機関のモータリング中における排気エミッションが悪化するという問題があった。
【０００８】
特に、タンブル流を形成するべく吸気ポートに屈曲部を設けた構造の内燃機関にあっては、インジェクタから噴霧された多くの燃料が屈曲部に付着し易いため、上記のような問題が特に顕著である。
【０００９】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、従来と比較して内燃機関の停止前や再始動時の排気エミッションを向上させることができる車両用制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る車両用制御装置は、上記目的達成のため、（１）車両の駆動力を発生する動力源として内燃機関および電動機と、前記内燃機関の排気通路上に設けられた触媒と、前記内燃機関を停止する際に、前記内燃機関を予め定められた回転数で自立運転させた後に停止させるよう制御する制御手段とを備えたハイブリッド車両に用いられる車両用制御装置であって、前記制御手段は、前記内燃機関を停止する際、前記内燃機関の吸気通路壁面に付着した付着燃料がなくなるまで前記自立運転を継続させる構成を有する。
【００１１】
この構成により、本発明に係る車両用制御装置は、内燃機関を停止する際、制御手段が内燃機関の吸気通路壁面に付着した付着燃料がなくなるまで内燃機関の自立運転を継続させる。このため、例えば付着燃料の影響によって空燃比がリッチとなったり、あるいは新気によって空燃比がリーンとなるなど、触媒内の空燃比が不安定な状態となることが無く、従来と比較して内燃機関の次回再始動時の排気エミッションを向上させることができる。
【００１２】
また、本発明に係る車両用制御装置は、吸気通路壁面に付着した付着燃料がなくなるまで内燃機関の自立運転を継続するので、付着燃料が燃焼されることなく、そのまま触媒に導入され、外部に排出されることを防止することができる。したがって、従来と比較して内燃機関の停止前の排気エミッションを向上させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る車両用制御装置は、上記（１）に記載の車両用制御装置において、（２）前記触媒の空燃比を検出する空燃比検出手段を備え、前記制御手段は、前記空燃比検出手段の出力値が目標空燃比よりもリッチな空燃比と前記目標空燃比よりもリーンな空燃比との間で反転した反転回数が予め定められた判定回数以上となるまで前記自立運転を継続させる構成を有する。
【００１４】
この構成により、本発明に係る車両用制御装置は、空燃比検出手段の出力値が目標空燃比に対してリッチおよびリーンの間で反転した反転回数が予め定められた判定回数以上となることにより、触媒の空燃比が目標空燃比付近に収束していると判断することができる。このため、触媒の空燃比の目標空燃比付近への収束に基づき、吸気通路壁面に付着した付着燃料がなくなったと判断することができる。したがって、本発明に係る車両用制御装置は、実際に付着燃料がなくなるまで内燃機関の自立運転を継続させることができる。
【００１５】
また、本発明に係る車両用制御装置は、上記（１）に記載の車両用制御装置において、（３）前記制御手段は、前記目標空燃比が得られるよう算出された最終噴射量から基本自立運転時間を求め、前記基本自立運転時間に所定の係数を乗ずることにより前記付着燃料がなくなるまでの時間として自立運転継続時間を算出し、前記自立運転継続時間が経過するまで前記自立運転を継続させる構成を有する。
【００１６】
この構成により、本発明に係る車両用制御装置は、例えば冷却水温が空燃比フィードバック制御開始水温に達していない場合や空燃比フィードバック制御の開始までに時間を要する場合などのように空燃比の検出値を用いることができない状況下であっても、付着燃料がなくなるまでの時間として自立運転継続時間を算出することができる。したがって、本発明に係る車両用制御装置は、空燃比フィードバック制御の開始の有無に関わらず自立運転継続時間が経過するまで内燃機関の自立運転を継続させることができる。
【００１７】
また、本発明に係る車両用制御装置は、例えば最終噴射量が多い場合には付着燃料も多いと判断して自立運転継続時間を長くするなど、付着燃料の量に基づき最適な自立運転継続時間を算出することができる。
【００１８】
また、本発明に係る車両用制御装置は、上記（３）に記載の車両用制御装置において、（４）前記所定の係数は、前記内燃機関の冷却水温に基づき決定される。
【００１９】
この構成により、本発明に係る車両用制御装置は、例えば冷却水温が低い場合には付着燃料が気化しづらいと判断して自立運転継続時間を長くするなど、付着燃料の量に基づき最適な自立運転継続時間を算出することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、従来と比較して内燃機関の停止前や再始動時の排気エミッションを向上させることができる車両用制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両用制御装置が適用されるハイブリッド車両の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るエンジンの概略構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るエンジンＥＣＵで実行される間欠停止時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るエンジンＥＣＵで実行されるエンジンの間欠停止時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】最終噴射量ＴＡＵと基本自立運転時間Ｔｂとの関係を示すマップである。
【図６】冷却水温ＴｗとＷＥＴ係数との関係を示すマップである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
図１〜図３を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る車両用制御装置について説明する。本実施の形態に係る車両用制御装置は、車両の駆動力を発生する動力源として内燃機関および電動機を搭載した車両、いわゆるハイブリッド車両に用いられる。
【００２４】
図１に示すように、ハイブリッド車両１は、エンジン２と、動力分配統合機構３と、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２と、減速ギヤ４と、車両用制御装置１０（図２参照）とを含んで構成されている。図２に示す車両用制御装置１０は、エンジン用電子制御装置（以下、単にエンジンＥＣＵという）２００と、Ｏ２センサ２０８とを含んで構成されている。
【００２５】
エンジン２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されている。エンジン２は、図２に示すように、エアクリーナ２０により清浄された空気をスロットルバルブ２１および吸気通路２２を介して吸入する。その後、エンジン２は、燃料噴射弁２３からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ２４を介して燃料室に吸入する。
【００２６】
次いで、エンジン２は、吸入した混合気を点火プラグ２５による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン２６の往復運動をクランクシャフト２７の回転運動に変換する。
【００２７】
エンジン２の排気通路２８上には、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排ガス浄化触媒（以下、三元触媒という）２９ａを含む浄化装置２９が設けられている。したがって、エンジン２からの排気は、浄化装置２９を介して外気へ排出される。本実施の形態における三元触媒２９ａは、本発明に係る触媒を構成する。
【００２８】
三元触媒２９ａは、同触媒に導入される排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）が略理論空燃比のとき、排気ガス中の未燃成分（ＨＣ、ＣＯ）を酸化し、同時にＮＯｘを還元する機能により排気ガスを浄化する。具体的には、三元触媒２９ａは、酸素を吸蔵（貯蔵）する酸素吸蔵機能を有しており、導入される排気ガスの空燃比がリッチである場合には吸蔵している酸素にて未燃ＨＣ、ＣＯ等の未燃成分を酸化する（酸素を放出する）。一方、三元触媒２９ａに導入される排気ガスの空燃比がリーンである場合には排気ガス中の酸素およびＮＯｘを還元することで得られる酸素を内部に吸蔵する。このようにして、三元触媒２９ａは、エンジン２の燃焼室から排出される排気ガス中の未燃ＨＣ、ＣＯやＮＯｘを効果的に浄化することができる。
【００２９】
このような三元触媒２９ａの浄化特性は、エンジン２の燃焼状態を示す空燃比に依存し、その空燃比が理論空燃比近傍であるときに三元触媒２９ａは最も有効に機能する。このような点から、エンジン２においては、三元触媒２９ａの上流側および下流側にそれぞれ設けられた空燃比センサの各出力値に基づいて、空燃比（実空燃比）が理論空燃比に一致するように後述する空燃比フィードバック制御がエンジンＥＣＵ２００により実行されている。本実施の形態では、前述の空燃比センサとして、三元触媒２９ａの上流側にＡ／Ｆセンサ２０７を配置し、三元触媒２９ａの下流側にＯ２センサ２０８を配置した。
【００３０】
Ａ／Ｆセンサ２０７は、空燃比に比例した出力特性を有し、比較的広範囲にわたる空燃比を連続的に検出可能である。一方、Ｏ２センサ２０８は、理論空燃比を境に出力値が急変する特性（Ｚ特性）を有し、排気ガス中の酸素濃度を起電力におきかえ、空燃比が理論空燃比に対してリーンかリッチかを検出するものである。なお、三元触媒２９ａの上流側に設けられる空燃比センサとしては、空燃比に対してリニアな特性を有するＡ／Ｆセンサに代えて、Ｏ２センサを用いてもよい。本実施の形態におけるＡ／Ｆセンサ２０７は、本発明に係る空燃比検出手段を構成する。
【００３１】
また、エンジン２は、吸気バルブ２４の開閉タイミングＶＴを連続的に変更可能な可変バルブタイミング機構５０を備える。可変バルブタイミング機構５０は、図示しないベーン式のＶＶＴコントローラと、オイルコントロールバルブとを備え、吸気バルブ２４の開閉タイミングＶＴにおけるインテークカムシャフト（図示せず）の角度を連続的に変更する。
【００３２】
また、エンジン２は、エンジンＥＣＵ２００によって制御されるようになっている。エンジンＥＣＵ２００は、ＣＰＵ２００ａ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、処理プログラムを記憶するＲＯＭ２００ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２００ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備えている。
【００３３】
エンジンＥＣＵ２００には、クランクポジションセンサ２０１、水温センサ２０２、カムポジションセンサ２０３、スロットルバルブポジションセンサ２０４、エアフローメータ２０５、温度センサ２０６、Ａ／Ｆセンサ２０７、Ｏ２センサ２０８が接続されている。
【００３４】
クランクポジションセンサ２０１は、クランクシャフト２７の回転位置すなわちクランク角θｃｒやエンジン回転数Ｎｅを検出する。水温センサ２０２は、エンジン２の冷却水の温度すなわち冷却水温Ｔｗを検出する。カムポジションセンサ２０３は、インテークカムシャフト２８や排気バルブを開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置すなわちカム角θｃａを検出する。スロットルバルブポジションセンサ２０４は、スロットルバルブ２１のスロットル開度ＴＨを検出する。エアフローメータ２０５は、吸気管に取り付けられ、吸入空気の質量流量すなわち吸入空気量Ｑａを検出する。温度センサ２０６は、吸気管に取り付けられ、吸気温Ｔａを検出する。Ａ／Ｆセンサ２０７およびＯ２センサ２０８は、上述した通りである。これら各センサは、検出結果に応じた信号をエンジンＥＣＵ２００に出力する。
【００３５】
エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２を駆動するための種々の制御信号、例えば燃料噴射弁２３への駆動信号や、スロットル開度ＴＨを調節するスロットルモータ２１ａへの駆動信号、イグニッションコイル２０９への制御信号、可変バルブタイミング機構５０への制御信号などを出力ポートを介して出力するようになっている。
【００３６】
エンジンＥＣＵ２００は、ハイブリッド用電子制御装置（以下、単にＨＶＥＣＵという）１００と通信しており、ＨＶＥＣＵ１００からの制御信号によりエンジン２を運転制御するとともに、必要に応じてエンジン２の運転状態に関するデータを出力する。
【００３７】
また、エンジンＥＣＵ２００は、排気エミッションを低減させるために、混合気の空燃比が理論空燃比となるように燃料噴射量を制御する、空燃比フィードバック制御を実行するようになっている。この空燃比フィードバック制御は、所定の開始条件が成立したことを条件に実行される。所定の開始条件としては、水温センサ２０２により検出された冷却水温Ｔｗが所定温度以上であること、エンジン始動中でないこと、エンジン始動後の燃料増量中でないなどの複数の条件が挙げられ、これら条件すべてを満足するときに所定の開始条件が成立したものと判定される。
【００３８】
例えば、この空燃比フィードバック制御では、Ａ／Ｆセンサ２０７の検出結果から気筒内の混合気の空燃比を把握し、現状の負荷状態で要求される空燃比へと補正するための第１補正係数を演算して、第１補正係数に基づいて燃料噴射弁２３からの燃料噴射量を調整するメインＦ／Ｂ制御が実行される。さらに、メインＦ／Ｂ制御に加えて、Ｏ２センサ２０８の検出結果に基づいて第２補正係数を演算し、メインＦ／Ｂ制御にて得られた第１補正係数を修正するサブＦ／Ｂ制御が実行される。このようなサブＦ／Ｂ制御を実行することにより、Ａ／Ｆセンサ２０７の出力特性のバラツキに基づく空燃比の誤差を、充分に撹拌されて酸素濃度が平衡状態となった三元触媒２９ａの下流の排気ガスからＯ２センサ２０８が検出した空燃比に基づいて修正可能である。これにより、空燃比フィードバック制御の精度をより向上させることができる。
【００３９】
また、図１に示すように、エンジンＥＣＵ２００は、ハイブリッド車両１の走行中に、車両状態に応じてエンジン２の運転を停止（以下、このような運転停止を間欠停止という）するようになっている。このエンジン２の間欠停止は、後述する間欠停止時制御ルーチンにしたがって実行されるものであり、例えば車速Ｖがエンジン２を停止してもよい閾値未満の状態でアクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ、バッテリ８０の状態からハイブリッド車両１に要求される車両要求パワーが閾値未満となり、他にエンジン２の運転を継続する要求がないときに実行される。例えば、車速Ｖが閾値未満（例えば、Ｖ＜５０ｋｍ／ｈ）であるときにアクセルＯＦＦ（Ａｃｃ＝０％）され、かつバッテリ８０の残容量（ＳＯＣ）低下により間欠停止が禁止されていない状態である場合に、エンジン２の間欠停止が行われる。ここで、エンジン２の間欠停止を実行する上述したような条件を、以下、間欠停止条件という。
【００４０】
さらに、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２を間欠停止する際に、エンジン２を予め定められた所定の回転数Ｎｓｔｏｐで自立運転させた後に停止させるよう制御するようになっている。自立運転とは、電動機（例えば、ＭＧ１）からのトルクなしでエンジン２が回転を継続できる運転状態にあることをいう。また、所定の回転数Ｎｓｔｏｐは、エンジン２を安定して運転することができる回転数範囲のうちの低回転数領域で設定されるものであり、例えば９００ｒｐｍや１０００ｒｐｍなどの回転数を用いることができる。
【００４１】
また、エンジンＥＣＵ２００は、上述の間欠停止時、エンジン２の吸気通路２２の吸気通路壁面２２ａ（図２参照）に付着した付着燃料がなくなる、すなわち付着燃料が完全になくなるか、あるいは空燃比に影響を与えないほど微小になるまでの間、上述の自立運転を継続させるようになっている。付着燃料がなくなったか否かの判断は、Ａ／Ｆセンサ２０７の出力値が目標空燃比よりもリッチな空燃比と同目標空燃比よりもリーンな空燃比との間で反転した反転回数が予め定められた判定回数（例えば、２回）以上となったか否かにより行う。前述の反転回数は、フィードバックカウント値（ＣＦＢ）としてＲＡＭ２００ｃに逐次記憶される。また、前述の判定回数は、判定値としてＲＯＭ２００ｂに予め記憶されている。
【００４２】
ここで、本実施の形態では、上述の目標空燃比は、例えば理論空燃比であるが、エンジン２の運転状態に応じて適宜設定されてもよいし、理論空燃比近傍のように一定の幅を持たせてもよい。なお、付着燃料がなくなったか否かの判断に用いられる判定回数は、２回に限らず、例えば３回、４回など少なくとも２回以上の回数であればいずれの回数を設定してもよい。ただし、燃費を考慮すると、上記判定回数は、できる限り少ないほうが望ましい。エンジン２の間欠停止時制御ルーチンの詳細については、後述する。
【００４３】
動力分配統合機構３は、クランクシャフト２７にダンパ３０を介して接続された３軸式の動力分配統合機構である。動力分配統合機構３は、外歯歯車のサンギヤ３１と、サンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１およびリングギヤ３２に噛み合う複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備えている。つまり、動力分配統合機構３は、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行う遊星歯車機構として構成されている。
【００４４】
キャリア３４はクランクシャフト２７に連結され、サンギヤ３１はモータジェネレータＭＧ１に連結されている。また、リングギヤ３２は、リングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ４に連結されている。リングギヤ軸３２ａには、カウンタドライブギヤ３５が連結されている。カウンタドライブギヤ３５は、ギヤ機構６０と噛み合っている。
【００４５】
動力分配統合機構３は、モータジェネレータＭＧ１が発電機として機能するときには、キャリア３４から入力されるエンジン２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配する。一方、動力分配統合機構３は、モータジェネレータＭＧ１が電動機として機能するときには、キャリア３４から入力されるエンジン２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータジェネレータＭＧ１からの動力とを統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、カウンタドライブギヤ３５からギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ、６３ｂに出力される。
【００４６】
減速ギヤ４は、モータジェネレータＭＧ２に連結されたサンギヤ４１と、サンギヤ４１と同心円上に配置されたリングギヤ４２と、サンギヤ４１およびリングギヤ４２に噛み合う複数のピニオンギヤ４３と、一端が本体ケースに固定され、他端がピニオンギヤ４３を自転自在に支持する支持軸を有するキャリア４４とを備えている。減速ギヤ４は、サンギヤ４１、リングギヤ４２およびピニオンギヤ４３を回転要素としてモータジェネレータＭＧ２から伝達された回転を減速して駆動トルクを増幅する遊星歯車機構を構成している。
【００４７】
減速ギヤ４は、モータジェネレータＭＧ２が電動機として機能するときには、モータジェネレータＭＧ２から伝達された回転を減速して駆動トルクを増幅してリングギヤ４２から出力する。一方、減速ギヤ４は、リングギヤ４２に入力された動力による回転を加速して駆動トルクを減衰させてサンギヤ４１から出力することにより、モータジェネレータＭＧ２を発電機として機能させる。
【００４８】
モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、供給された電力を機械的動力に変換する電動機としての機能と、入力された機械的動力を電力に変換する発電機としての機能とを兼ね備えた周知の同期発電電動機として構成されている。モータジェネレータＭＧ１は、主に発電機として用いられ、モータジェネレータＭＧ２は、主に電動機として用いられる。本実施の形態におけるモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、本発明に係る電動機を構成する。
【００４９】
モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、インバータ８１、８２を介してバッテリ８０と電力のやりとりを行う。インバータ８１、８２とバッテリ８０とを接続する電力ライン８３は、各インバータ８１、８２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータジェネレータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ８０は、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ８０は充放電されない。
【００５０】
モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御装置（以下、単にモータＥＣＵという）３００により駆動制御されている。モータＥＣＵ３００には、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータジェネレータ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８５、８６からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に印加される相電流などが入力される。モータＥＣＵ３００からは、インバータ８１、８２へのスイッチング制御信号が出力されている。
【００５１】
モータＥＣＵ３００は、ＨＶＥＣＵ１００と通信しており、ＨＶＥＣＵ１００からの制御信号によってモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を駆動制御するとともに必要に応じてモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ１００に出力する。モータＥＣＵ３００は、回転位置検出センサ８５、８６からの信号に基づいてモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の回転数Ｎｍ１、Ｎｍ２を演算する。
【００５２】
バッテリ８０は、バッテリＥＣＵ４００によって管理されている。バッテリＥＣＵ４００には、バッテリ８０を管理するのに必要な信号、例えばバッテリ８０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧、バッテリ８０の出力端子に接続された電力ライン８３に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流、バッテリ８０に取り付けられた温度センサ８７からの電池温度Ｔｂなどが入力される。バッテリＥＣＵ４００は、必要に応じてバッテリ８０の状態に関するデータを通信によりＨＶＥＣＵ１００に出力する。また、バッテリＥＣＵ４００は、バッテリ８０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ８０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ、Ｗｏｕｔを演算している。
【００５３】
ＨＶＥＣＵ１００は、ＣＰＵ１００ａ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、処理プログラムを記憶するＲＯＭ１００ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ１００ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。
【００５４】
ＨＶＥＣＵ１００には、イグニッションスイッチ１０１、アクセルペダルポジションセンサ１０２、車速センサ１０３が接続されている。イグニッションスイッチ１０１は、ユーザの操作に応じてイグニッション信号をＨＶＥＣＵ１００に出力する。アクセルペダルポジションセンサ１０２は、アクセルペダル８の操作量に基づきアクセル開度Ａｃｃを検出し、アクセル開度Ａｃｃに応じた信号をＨＶＥＣＵ１００に出力する。車速センサ１０３は、ハイブリッド車両１の車速Ｖを検出し、車速Ｖに応じた信号をＨＶＥＣＵ１００に出力する。
【００５５】
ＨＶＥＣＵ１００は、前述したように、エンジンＥＣＵ２００やモータＥＣＵ３００およびバッテリＥＣＵ４００と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２００やモータＥＣＵ３００およびバッテリＥＣＵ４００と各種制御信号やデータのやりとりを行っている。
【００５６】
次に、図３を参照して、エンジンＥＣＵ２００によって実行されるエンジン２の間欠停止時制御ルーチンについて、詳しく説明する。
【００５７】
図３に示す間欠停止時制御ルーチンは、前述したように間欠停止条件が成立したときに実行されるものであり、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００５８】
図３に示すように、まず、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２の運転状態が間欠停止前の自立運転であるか否かを判断する（ステップＳ１）。エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２の運転状態が間欠停止前の自立運転であると判断した場合には、空燃比（Ａ／Ｆ）のリッチ／リーンの反転があるか否かを判断する（ステップＳ２）。具体的には、エンジンＥＣＵ２００は、Ａ／Ｆセンサ２０７の出力値が目標空燃比よりもリッチな空燃比と同目標空燃比よりもリーンな空燃比との間で反転したか否かを判断する。例えば、前回ルーチンの空燃比がリッチで今回ルーチンで空燃比がリーンとなった場合、あるいはその逆の場合には、空燃比（Ａ／Ｆ）のリッチ／リーンの反転があると判断される。Ａ／Ｆセンサ２０７の出力値は、例えば空燃比フィードバック制御で用いられる出力値を用いることができる。
【００５９】
エンジンＥＣＵ２００は、空燃比（Ａ／Ｆ）のリッチ／リーンの反転ありと判断した場合には、フィードバックカウント値（ＣＦＢ）をカウントアップ（ＣＦＢ←ＣＦＢ＋１）する（ステップＳ３）。なお、フィードバックカウント値（ＣＦＢ）の初期値は、０としている。
【００６０】
一方、エンジンＥＣＵ２００は、空燃比（Ａ／Ｆ）のリッチ／リーンの反転がないと判断した場合には、フィードバックカウント値（ＣＦＢ）をカウントアップすることなく、ステップＳ４に移行する。
【００６１】
次いで、エンジンＥＣＵ２００は、フィードバックカウント値（ＣＦＢ）が予め定められた判定値（例えば、２）以上となったか否かを判断する（ステップＳ４）。ここで、判定値は、上述した通り、予め定められた判定回数（例えば、２回）である。
【００６２】
エンジンＥＣＵ２００は、フィードバックカウント値（ＣＦＢ）が判定値以上となっていないと判断した場合には、エンジン２の自立運転を継続して（ステップＳ５）、本ルーチンを終了する。つまり、フィードバックカウント値（ＣＦＢ）が判定値に達していない場合には、吸気通路壁面２２ａ（図２参照）に付着した付着燃料の影響により空燃比が目標空燃比に近づいていないと考えられることから、空燃比を目標空燃比に近づけるべくエンジン２の自立運転を継続する。なお、本ルーチンが終了した後は、所定時間間隔で次回の間欠停止時制御ルーチンが実行される。
【００６３】
一方、エンジンＥＣＵ２００は、フィードバックカウント値（ＣＦＢ）が判定値以上となったと判断した場合には、吸気通路壁面２２ａ（図２参照）に付着した付着燃料がなくなった、すなわち付着燃料が完全になくなるか、あるいは空燃比に影響を与えないほど微小になったと考えられることから、エンジン２を間欠停止して（ステップＳ６）、本ルーチンを終了する。すなわち、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２への燃料供給を停止するとともに点火を停止する。これにより、エンジン２が間欠停止させられる。
【００６４】
このように、本実施の形態に係る間欠停止時制御ルーチンでは、吸気通路壁面２２ａ（図２参照）に付着した付着燃料がなくなるまでの間、エンジン２の自立運転が継続される。
【００６５】
他方、ステップＳ１において、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２の運転状態が間欠停止前の自立運転でないと判断した場合には、フィードバックカウント値（ＣＦＢ）を０にリセット（ＣＦＢ←０）して（ステップＳ７）、本ルーチンを終了する。エンジン２の運転状態が間欠停止前の自立運転でない場合の例としては、例えば、エンジン２の自立運転中に運転者によりアクセル操作がなされ、エンジン２の始動要求が生じた場合等が挙げられる。
【００６６】
以上のように、本実施の形態に係る車両用制御装置１０は、エンジン２を間欠停止する際、エンジンＥＣＵ２００が吸気通路壁面２２ａに付着した付着燃料がなくなるまでエンジン２の自立運転を継続させる。このため、例えば付着燃料の影響によって空燃比がリッチとなったり、あるいは新気によって空燃比がリーンとなるなど、三元触媒２９ａ内の空燃比が不安定な状態となることが無く、従来と比較してエンジン２の次回再始動時の排気エミッションを向上させることができる。
【００６７】
また、本実施の形態に係る車両用制御装置１０は、吸気通路壁面２２ａに付着した付着燃料がなくなるまでエンジン２の自立運転を継続するので、付着燃料が燃焼されることなく、そのまま三元触媒２９ａに導入され、外部に排出されることを防止することができる。したがって、従来と比較してエンジン２の間欠停止前の排気エミッションを向上させることができる。
【００６８】
また、本実施の形態に係る車両用制御装置１０は、Ａ／Ｆセンサ２０７の出力値が目標空燃比に対してリッチおよびリーンの間で反転した反転回数が予め定められた判定回数以上となる、すなわちフィードバックカウント値（ＣＦＢ）が判定値以上となることにより、三元触媒２９ａの空燃比が目標空燃比付近に収束していると判断することができる。このため、三元触媒２９ａの空燃比の目標空燃比付近への収束に基づき、吸気通路壁面２２ａに付着した付着燃料がなくなったと判断することができる。したがって、本実施の形態に係る車両用制御装置１０は、実際に付着燃料がなくなるまでエンジン２の自立運転を継続させることができる。
【００６９】
（第２の実施の形態）
次に、図４〜図６を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る車両用制御装置について説明する。第１の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７０】
冷却水温Ｔｗが空燃比フィードバック制御開始水温に達していない場合や空燃比フィードバック制御の開始までに時間を要する場合などのように空燃比の検出値を用いることができない状況下、例えばＡ／Ｆセンサ２０７（図２参照）が活性化温度に達していないために安定した出力値を出力できないような場合等では、上述した第１の実施の形態に係る間欠停止時制御ルーチンを実行することができない。そこで、本実施の形態では、上記のような状況であっても、吸気通路壁面２２ａ（図２参照）に付着した付着燃料がなくなるまでエンジン２の自立運転を継続して、エンジン２の次回再始動時あるいは間欠停止前の排気エミッションを向上させることができる間欠停止時制御ルーチンを実行するようにした。
【００７１】
本実施の形態に係るエンジンＥＣＵ２００（図２参照）は、目標空燃比が得られるよう算出された最終噴射量ＴＡＵから基本自立運転時間Ｔｂを求めるようになっている。エンジンＥＣＵ２００のＲＯＭ２００ｂには、最終噴射量ＴＡＵと基本自立運転時間Ｔｂとの関係を示すマップ（図５参照）が予め実験的に求めて記憶されている。したがって、エンジンＥＣＵ２００は、最終噴射量ＴＡＵをパラメータとして図５に示すマップを参照することにより基本自立運転時間Ｔｂを求める。図５に示すように、基本自立運転時間Ｔｂは、最終噴射量ＴＡＵが少ないほど、短時間に設定されるようになっている。これは、最終噴射量ＴＡＵが少なければ、吸気通路壁面２２ａ（図２参照）の付着燃料も少ないと考えられ、エンジン２の自立運転時間を長くしなくとも十分に付着燃料をなくすことができるからである。ここで、最終噴射量ＴＡＵは、吸入空気量Ｑａとエンジン回転数Ｎｅとから算出された基本噴射量Ｔｐに、例えば吸気温補正係数や空燃比フィードバック補正係数などの各種補正係数を乗ずることにより算出される。また、本実施の形態に係る間欠停止時制御ルーチンで用いられる最終噴射量ＴＡＵは、アクセルがＯＮからＯＦＦに切替わる（アクセルＯＮ→ＯＦＦ時）、つまりアクセルＯＦＦ（Ａｃｃ＝０％）とされる直前の最終噴射量である。
【００７２】
また、エンジンＥＣＵ２００は、上述の通り算出された基本自立運転時間Ｔｂに、所定の係数としてＷＥＴ係数を乗ずることにより、吸気通路壁面２２ａの付着燃料がなくなるまでの時間として自立運転継続時間Ｔｃを算出するようになっている。エンジンＥＣＵ２００のＲＯＭ２００ｂには、冷却水温ＴｗとＷＥＴ係数との関係を示すマップ（図６参照）が予め実験的に求めて記憶されている。したがって、エンジンＥＣＵ２００は、冷却水温Ｔｗをパラメータとして図６に示すマップを参照することによりＷＥＴ係数を求める。図６に示すように、ＷＥＴ係数は、冷却水温Ｔｗに基づき決定されるもので、冷却水温Ｔｗが高いほど小さい値として決定されるようになっている。これは、冷却水温Ｔｗが高ければ、吸気通路壁面２２ａの付着燃料が気化し易いため、エンジン２の自立運転時間を長くしなくとも十分に付着燃料をなくすことができるからである。
【００７３】
このようにして算出された自立運転継続時間Ｔｃを用いて、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２の間欠停止条件が成立してから自立運転継続時間Ｔｃが経過するまでエンジン２の自立運転を継続させるようになっている。
【００７４】
次に、図４を参照して、本実施の形態に係る間欠停止時制御ルーチンについて説明する。
【００７５】
図４に示す間欠停止時制御ルーチンは、前述したように間欠停止条件が成立したときに実行されるものであり、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００７６】
図４に示すように、まず、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２の運転状態が間欠停止前の自立運転であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２の運転状態が間欠停止前の自立運転であると判断した場合には、自立運転継続時間Ｔｃを算出する（Ｔｃ＝Ｔｂ×ＷＥＴ係数）とともに、間欠停止条件が成立してからの経過時間Ｔｗｅｔを求める（ステップＳ１２）。経過時間Ｔｗｅｔは、前回ルーチンで計時された経過時間Ｔｗｅｔに今回ルーチンの経過時間Ｔａを加算した値とする（Ｔｗｅｔ←Ｔｗｅt＋Ｔａ）。
【００７７】
次いで、エンジンＥＣＵ２００は、経過時間Ｔｗｅｔが自立運転継続時間Ｔｃ以上となったか否かを判断する（ステップＳ１３）。エンジンＥＣＵ２００は、経過時間Ｔｗｅｔが自立運転継続時間Ｔｃ以上となっていない、すなわち自立運転継続時間Ｔｃが経過していないと判断した場合には、エンジン２の自立運転を継続して（ステップＳ１４）、本ルーチンを終了する。つまり、自立運転継続時間Ｔｃが経過していない場合には、吸気通路壁面２２ａ（図２参照）に付着した付着燃料の影響により空燃比が目標空燃比に近づいていないと考えられることから、空燃比を目標空燃比に近づけるべくエンジン２の自立運転を継続する。なお、本ルーチンが終了した後は、所定時間間隔で次回の間欠停止時制御ルーチンが実行される。
【００７８】
一方、エンジンＥＣＵ２００は、経過時間Ｔｗｅｔが自立運転継続時間Ｔｃ以上となった、つまり自立運転継続時間Ｔｃが経過したと判断した場合には、吸気通路壁面２２ａ（図２参照）に付着した付着燃料がなくなった、すなわち付着燃料が完全になくなるか、あるいは空燃比に影響を与えないほど微小になったと考えられることから、エンジン２を間欠停止して（ステップＳ１５）、本ルーチンを終了する。すなわち、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２への燃料供給を停止するとともに点火を停止する。これにより、エンジン２が間欠停止させられる。
【００７９】
このように、本実施の形態に係る間欠停止時制御ルーチンでは、吸気通路壁面２２ａ（図２参照）に付着した付着燃料がなくなるまでの間、エンジン２の自立運転が継続される。
【００８０】
他方、ステップＳ１１において、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２の運転状態が間欠停止前の自立運転でないと判断した場合には、経過時間Ｔｗｅｔを０にリセット（Ｔｗｅｔ←０）して（ステップＳ１６）、本ルーチンを終了する。エンジン２の運転状態が間欠停止前の自立運転でない場合の例としては、例えば、エンジン２の自立運転中に運転者によりアクセル操作がなされ、エンジン２の始動要求が生じた場合等が挙げられる。
【００８１】
以上のように、本実施の形態に係る車両用制御装置１０は、上述したような空燃比の検出値を用いることができない状況下であっても、付着燃料がなくなるまでの時間として自立運転継続時間Ｔｃを算出することができる。このため、本実施の形態に係る車両用制御装置１０は、空燃比フィードバック制御の開始の有無に関わらず自立運転継続時間Ｔｃが経過するまでエンジン２の自立運転を継続させることができる。したがって、本実施の形態に係る車両用制御装置１０は、第１の実施の形態に係る作用効果を得ることができる。
【００８２】
また、本実施の形態に係る車両用制御装置１０は、例えば最終噴射量ＴＡＵが多い場合には付着燃料も多いと判断して自立運転継続時間Ｔｃを長くするなど、付着燃料の量に基づき最適な自立運転継続時間を算出することができる。
【００８３】
また、本実施の形態に係る車両用制御装置１０は、例えば冷却水温Ｔｗが低い場合には付着燃料が気化しづらいと判断して自立運転継続時間Ｔｃを長くするなど、付着燃料の量に基づき最適な自立運転継続時間Ｔｃを算出することができる。
【００８４】
以上説明したように、本発明に係る車両用制御装置は、従来と比較して内燃機関の停止前や再始動時の排気エミッションを向上させることができ、内燃機関および電動機を駆動源として備えたハイブリッド車両に搭載される車両用制御装置に有用である。
【符号の説明】
【００８５】
１ ハイブリッド車両
２ エンジン（内燃機関）
１０ 車両用制御装置
２２ 吸気通路
２２ａ 吸気通路壁面
２８ 排気通路
２９ 浄化装置
２９ａ 三元触媒（触媒）
１００ ＨＶＥＣＵ
２００ エンジンＥＣＵ（制御手段）
２０２ 水温センサ
２０７ Ａ／Ｆセンサ（空燃比検出手段）
２０８ Ｏ２センサ
ＭＧ１、ＭＧ２ モータジェネレータ（電動機）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関および電動機を駆動源として備えたハイブリッド車両に搭載される車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ハイブリッド車両では、車両停止時にユーザの操作によって内燃機関の停止および始動を行う通常運転の他に、燃費向上や大気環境保全のために車両走行中に車両状態に応じて内燃機関の停止および始動を行う間欠運転が行われる。
【０００３】
ところで、内燃機関の再始動時は、始動性や排気エミッションの排出抑制などを考慮して、適正な燃料噴射量を決定する必要がある。また、内燃機関の再始動時における適正な燃料噴射量を決定するには、内燃機関の停止時あるいは停止中に吸気通路壁面に付着した燃料を加味することが望ましい。
【０００４】
従来、内燃機関の再始動時における燃料噴射量を適正に決定し得る車両用制御装置として、例えば特許文献１に記載された車両用制御装置が知られている。特許文献１に記載の車両用制御装置は、ハイブリッド車両に搭載され、内燃機関の停止直後に電動機によるモータリングを実行することにより、吸気通路内に発生する空気の流れによって吸気通路壁面に付着している燃料を強制的に離脱させて実際の燃料付着量をゼロにするようになっている。この従来の車両用制御装置によれば、内燃機関の再始動時、燃料付着量推定手段により推定される燃料付着量の初期値をゼロに設定した状態で燃料付着量の推定を開始することができる。したがって、内燃機関の再始動時の燃料付着量の推定値と実際値とを一致させることができ、内燃機関の再始動時における燃料噴射量を適正な量となるよう決定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１４４０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の従来の車両用制御装置において、内燃機関の停止直後に実行されるモータリング中は、燃料噴射や点火も行われないため、吸気通路から導入された空気すなわち新気がそのまま触媒に導入されることとなる。このため、触媒内が新気で満たされ、触媒内の空燃比がリーンとなってしまう。したがって、排気浄化装置の排気浄化性能が低下し、次回再始動時の排気エミッションが悪化するという問題があった。
【０００７】
また、従来の車両用制御装置にあっては、上記モータリングによって発生する空気の流れにより、吸気通路壁面に付着していた燃料が燃焼されることなく、そのまま触媒に導入され、場合によっては外部に排出されるおそれがある。このような場合には、内燃機関のモータリング中における排気エミッションが悪化するという問題があった。
【０００８】
特に、タンブル流を形成するべく吸気ポートに屈曲部を設けた構造の内燃機関にあっては、インジェクタから噴霧された多くの燃料が屈曲部に付着し易いため、上記のような問題が特に顕著である。
【０００９】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、従来と比較して内燃機関の停止前や再始動時の排気エミッションを向上させることができる車両用制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る車両用制御装置は、上記目的達成のため、（１）車両の駆動力を発生する動力源として内燃機関および電動機と、前記内燃機関の排気通路上に設けられた触媒と、前記内燃機関を停止する際に、前記内燃機関を予め定められた回転数で自立運転させた後に停止させるよう制御する制御手段とを備えたハイブリッド車両に用いられる車両用制御装置であって、前記制御手段は、前記内燃機関を停止する際、前記内燃機関の吸気通路壁面に付着した付着燃料がなくなるまで前記自立運転を継続させる構成を有する。
【００１１】
この構成により、本発明に係る車両用制御装置は、内燃機関を停止する際、制御手段が内燃機関の吸気通路壁面に付着した付着燃料がなくなるまで内燃機関の自立運転を継続させる。このため、例えば付着燃料の影響によって空燃比がリッチとなったり、あるいは新気によって空燃比がリーンとなるなど、触媒内の空燃比が不安定な状態となることが無く、従来と比較して内燃機関の次回再始動時の排気エミッションを向上させることができる。
【００１２】
また、本発明に係る車両用制御装置は、吸気通路壁面に付着した付着燃料がなくなるまで内燃機関の自立運転を継続するので、付着燃料が燃焼されることなく、そのまま触媒に導入され、外部に排出されることを防止することができる。したがって、従来と比較して内燃機関の停止前の排気エミッションを向上させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る車両用制御装置は、上記（１）に記載の車両用制御装置において、（２）前記触媒の空燃比を検出する空燃比検出手段を備え、前記制御手段は、前記空燃比検出手段の出力値が目標空燃比よりもリッチな空燃比と前記目標空燃比よりもリーンな空燃比との間で反転した反転回数が予め定められた判定回数以上となるまで前記自立運転を継続させる構成を有する。
【００１４】
この構成により、本発明に係る車両用制御装置は、空燃比検出手段の出力値が目標空燃比に対してリッチおよびリーンの間で反転した反転回数が予め定められた判定回数以上となることにより、触媒の空燃比が目標空燃比付近に収束していると判断することができる。このため、触媒の空燃比の目標空燃比付近への収束に基づき、吸気通路壁面に付着した付着燃料がなくなったと判断することができる。したがって、本発明に係る車両用制御装置は、実際に付着燃料がなくなるまで内燃機関の自立運転を継続させることができる。
【００１５】
また、本発明に係る車両用制御装置は、上記（１）に記載の車両用制御装置において、（３）前記制御手段は、前記目標空燃比が得られるよう算出された最終噴射量から基本自立運転時間を求め、前記基本自立運転時間に所定の係数を乗ずることにより前記付着燃料がなくなるまでの時間として自立運転継続時間を算出し、前記自立運転継続時間が経過するまで前記自立運転を継続させる構成を有する。
【００１６】
この構成により、本発明に係る車両用制御装置は、例えば冷却水温が空燃比フィードバック制御開始水温に達していない場合や空燃比フィードバック制御の開始までに時間を要する場合などのように空燃比の検出値を用いることができない状況下であっても、付着燃料がなくなるまでの時間として自立運転継続時間を算出することができる。したがって、本発明に係る車両用制御装置は、空燃比フィードバック制御の開始の有無に関わらず自立運転継続時間が経過するまで内燃機関の自立運転を継続させることができる。
【００１７】
また、本発明に係る車両用制御装置は、例えば最終噴射量が多い場合には付着燃料も多いと判断して自立運転継続時間を長くするなど、付着燃料の量に基づき最適な自立運転継続時間を算出することができる。
【００１８】
また、本発明に係る車両用制御装置は、上記（３）に記載の車両用制御装置において、（４）前記所定の係数は、前記内燃機関の冷却水温に基づき決定される。
【００１９】
この構成により、本発明に係る車両用制御装置は、例えば冷却水温が低い場合には付着燃料が気化しづらいと判断して自立運転継続時間を長くするなど、付着燃料の量に基づき最適な自立運転継続時間を算出することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、従来と比較して内燃機関の停止前や再始動時の排気エミッションを向上させることができる車両用制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両用制御装置が適用されるハイブリッド車両の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るエンジンの概略構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るエンジンＥＣＵで実行される間欠停止時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るエンジンＥＣＵで実行されるエンジンの間欠停止時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】最終噴射量ＴＡＵと基本自立運転時間Ｔｂとの関係を示すマップである。
【図６】冷却水温ＴｗとＷＥＴ係数との関係を示すマップである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
図１〜図３を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る車両用制御装置について説明する。本実施の形態に係る車両用制御装置は、車両の駆動力を発生する動力源として内燃機関および電動機を搭載した車両、いわゆるハイブリッド車両に用いられる。
【００２４】
図１に示すように、ハイブリッド車両１は、エンジン２と、動力分配統合機構３と、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２と、減速ギヤ４と、車両用制御装置１０（図２参照）とを含んで構成されている。図２に示す車両用制御装置１０は、エンジン用電子制御装置（以下、単にエンジンＥＣＵという）２００と、Ｏ２センサ２０８とを含んで構成されている。
【００２５】
エンジン２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されている。エンジン２は、図２に示すように、エアクリーナ２０により清浄された空気をスロットルバルブ２１および吸気通路２２を介して吸入する。その後、エンジン２は、燃料噴射弁２３からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ２４を介して燃料室に吸入する。
【００２６】
次いで、エンジン２は、吸入した混合気を点火プラグ２５による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン２６の往復運動をクランクシャフト２７の回転運動に変換する。
【００２７】
エンジン２の排気通路２８上には、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排ガス浄化触媒（以下、三元触媒という）２９ａを含む浄化装置２９が設けられている。したがって、エンジン２からの排気は、浄化装置２９を介して外気へ排出される。本実施の形態における三元触媒２９ａは、本発明に係る触媒を構成する。
【００２８】
三元触媒２９ａは、同触媒に導入される排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）が略理論空燃比のとき、排気ガス中の未燃成分（ＨＣ、ＣＯ）を酸化し、同時にＮＯｘを還元する機能により排気ガスを浄化する。具体的には、三元触媒２９ａは、酸素を吸蔵（貯蔵）する酸素吸蔵機能を有しており、導入される排気ガスの空燃比がリッチである場合には吸蔵している酸素にて未燃ＨＣ、ＣＯ等の未燃成分を酸化する（酸素を放出する）。一方、三元触媒２９ａに導入される排気ガスの空燃比がリーンである場合には排気ガス中の酸素およびＮＯｘを還元することで得られる酸素を内部に吸蔵する。このようにして、三元触媒２９ａは、エンジン２の燃焼室から排出される排気ガス中の未燃ＨＣ、ＣＯやＮＯｘを効果的に浄化することができる。
【００２９】
このような三元触媒２９ａの浄化特性は、エンジン２の燃焼状態を示す空燃比に依存し、その空燃比が理論空燃比近傍であるときに三元触媒２９ａは最も有効に機能する。このような点から、エンジン２においては、三元触媒２９ａの上流側および下流側にそれぞれ設けられた空燃比センサの各出力値に基づいて、空燃比（実空燃比）が理論空燃比に一致するように後述する空燃比フィードバック制御がエンジンＥＣＵ２００により実行されている。本実施の形態では、前述の空燃比センサとして、三元触媒２９ａの上流側にＡ／Ｆセンサ２０７を配置し、三元触媒２９ａの下流側にＯ２センサ２０８を配置した。
【００３０】
Ａ／Ｆセンサ２０７は、空燃比に比例した出力特性を有し、比較的広範囲にわたる空燃比を連続的に検出可能である。一方、Ｏ２センサ２０８は、理論空燃比を境に出力値が急変する特性（Ｚ特性）を有し、排気ガス中の酸素濃度を起電力におきかえ、空燃比が理論空燃比に対してリーンかリッチかを検出するものである。なお、三元触媒２９ａの上流側に設けられる空燃比センサとしては、空燃比に対してリニアな特性を有するＡ／Ｆセンサに代えて、Ｏ２センサを用いてもよい。本実施の形態におけるＡ／Ｆセンサ２０７は、本発明に係る空燃比検出手段を構成する。
【００３１】
また、エンジン２は、吸気バルブ２４の開閉タイミングＶＴを連続的に変更可能な可変バルブタイミング機構５０を備える。可変バルブタイミング機構５０は、図示しないベーン式のＶＶＴコントローラと、オイルコントロールバルブとを備え、吸気バルブ２４の開閉タイミングＶＴにおけるインテークカムシャフト（図示せず）の角度を連続的に変更する。
【００３２】
また、エンジン２は、エンジンＥＣＵ２００によって制御されるようになっている。エンジンＥＣＵ２００は、ＣＰＵ２００ａ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、処理プログラムを記憶するＲＯＭ２００ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２００ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備えている。
【００３３】
エンジンＥＣＵ２００には、クランクポジションセンサ２０１、水温センサ２０２、カムポジションセンサ２０３、スロットルバルブポジションセンサ２０４、エアフローメータ２０５、温度センサ２０６、Ａ／Ｆセンサ２０７、Ｏ２センサ２０８が接続されている。
【００３４】
クランクポジションセンサ２０１は、クランクシャフト２７の回転位置すなわちクランク角θｃｒやエンジン回転数Ｎｅを検出する。水温センサ２０２は、エンジン２の冷却水の温度すなわち冷却水温Ｔｗを検出する。カムポジションセンサ２０３は、インテークカムシャフト２８や排気バルブを開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置すなわちカム角θｃａを検出する。スロットルバルブポジションセンサ２０４は、スロットルバルブ２１のスロットル開度ＴＨを検出する。エアフローメータ２０５は、吸気管に取り付けられ、吸入空気の質量流量すなわち吸入空気量Ｑａを検出する。温度センサ２０６は、吸気管に取り付けられ、吸気温Ｔａを検出する。Ａ／Ｆセンサ２０７およびＯ２センサ２０８は、上述した通りである。これら各センサは、検出結果に応じた信号をエンジンＥＣＵ２００に出力する。
【００３５】
エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２を駆動するための種々の制御信号、例えば燃料噴射弁２３への駆動信号や、スロットル開度ＴＨを調節するスロットルモータ２１ａへの駆動信号、イグニッションコイル２０９への制御信号、可変バルブタイミング機構５０への制御信号などを出力ポートを介して出力するようになっている。
【００３６】
エンジンＥＣＵ２００は、ハイブリッド用電子制御装置（以下、単にＨＶＥＣＵという）１００と通信しており、ＨＶＥＣＵ１００からの制御信号によりエンジン２を運転制御するとともに、必要に応じてエンジン２の運転状態に関するデータを出力する。
【００３７】
また、エンジンＥＣＵ２００は、排気エミッションを低減させるために、混合気の空燃比が理論空燃比となるように燃料噴射量を制御する、空燃比フィードバック制御を実行するようになっている。この空燃比フィードバック制御は、所定の開始条件が成立したことを条件に実行される。所定の開始条件としては、水温センサ２０２により検出された冷却水温Ｔｗが所定温度以上であること、エンジン始動中でないこと、エンジン始動後の燃料増量中でないなどの複数の条件が挙げられ、これら条件すべてを満足するときに所定の開始条件が成立したものと判定される。
【００３８】
例えば、この空燃比フィードバック制御では、Ａ／Ｆセンサ２０７の検出結果から気筒内の混合気の空燃比を把握し、現状の負荷状態で要求される空燃比へと補正するための第１補正係数を演算して、第１補正係数に基づいて燃料噴射弁２３からの燃料噴射量を調整するメインＦ／Ｂ制御が実行される。さらに、メインＦ／Ｂ制御に加えて、Ｏ２センサ２０８の検出結果に基づいて第２補正係数を演算し、メインＦ／Ｂ制御にて得られた第１補正係数を修正するサブＦ／Ｂ制御が実行される。このようなサブＦ／Ｂ制御を実行することにより、Ａ／Ｆセンサ２０７の出力特性のバラツキに基づく空燃比の誤差を、充分に撹拌されて酸素濃度が平衡状態となった三元触媒２９ａの下流の排気ガスからＯ２センサ２０８が検出した空燃比に基づいて修正可能である。これにより、空燃比フィードバック制御の精度をより向上させることができる。
【００３９】
また、図１に示すように、エンジンＥＣＵ２００は、ハイブリッド車両１の走行中に、車両状態に応じてエンジン２の運転を停止（以下、このような運転停止を間欠停止という）するようになっている。このエンジン２の間欠停止は、後述する間欠停止時制御ルーチンにしたがって実行されるものであり、例えば車速Ｖがエンジン２を停止してもよい閾値未満の状態でアクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ、バッテリ８０の状態からハイブリッド車両１に要求される車両要求パワーが閾値未満となり、他にエンジン２の運転を継続する要求がないときに実行される。例えば、車速Ｖが閾値未満（例えば、Ｖ＜５０ｋｍ／ｈ）であるときにアクセルＯＦＦ（Ａｃｃ＝０％）され、かつバッテリ８０の残容量（ＳＯＣ）低下により間欠停止が禁止されていない状態である場合に、エンジン２の間欠停止が行われる。ここで、エンジン２の間欠停止を実行する上述したような条件を、以下、間欠停止条件という。
【００４０】
さらに、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２を間欠停止する際に、エンジン２を予め定められた所定の回転数Ｎｓｔｏｐで自立運転させた後に停止させるよう制御するようになっている。自立運転とは、電動機（例えば、ＭＧ１）からのトルクなしでエンジン２が回転を継続できる運転状態にあることをいう。また、所定の回転数Ｎｓｔｏｐは、エンジン２を安定して運転することができる回転数範囲のうちの低回転数領域で設定されるものであり、例えば９００ｒｐｍや１０００ｒｐｍなどの回転数を用いることができる。
【００４１】
また、エンジンＥＣＵ２００は、上述の間欠停止時、エンジン２の吸気通路２２の吸気通路壁面２２ａ（図２参照）に付着した付着燃料がなくなる、すなわち付着燃料が完全になくなるか、あるいは空燃比に影響を与えないほど微小になるまでの間、上述の自立運転を継続させるようになっている。付着燃料がなくなったか否かの判断は、Ａ／Ｆセンサ２０７の出力値が目標空燃比よりもリッチな空燃比と同目標空燃比よりもリーンな空燃比との間で反転した反転回数が予め定められた判定回数（例えば、２回）以上となったか否かにより行う。前述の反転回数は、フィードバックカウント値（ＣＦＢ）としてＲＡＭ２００ｃに逐次記憶される。また、前述の判定回数は、判定値としてＲＯＭ２００ｂに予め記憶されている。
【００４２】
ここで、本実施の形態では、上述の目標空燃比は、例えば理論空燃比であるが、エンジン２の運転状態に応じて適宜設定されてもよいし、理論空燃比近傍のように一定の幅を持たせてもよい。なお、付着燃料がなくなったか否かの判断に用いられる判定回数は、２回に限らず、例えば３回、４回など少なくとも２回以上の回数であればいずれの回数を設定してもよい。ただし、燃費を考慮すると、上記判定回数は、できる限り少ないほうが望ましい。エンジン２の間欠停止時制御ルーチンの詳細については、後述する。
【００４３】
動力分配統合機構３は、クランクシャフト２７にダンパ３０を介して接続された３軸式の動力分配統合機構である。動力分配統合機構３は、外歯歯車のサンギヤ３１と、サンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１およびリングギヤ３２に噛み合う複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備えている。つまり、動力分配統合機構３は、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行う遊星歯車機構として構成されている。
【００４４】
キャリア３４はクランクシャフト２７に連結され、サンギヤ３１はモータジェネレータＭＧ１に連結されている。また、リングギヤ３２は、リングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ４に連結されている。リングギヤ軸３２ａには、カウンタドライブギヤ３５が連結されている。カウンタドライブギヤ３５は、ギヤ機構６０と噛み合っている。
【００４５】
動力分配統合機構３は、モータジェネレータＭＧ１が発電機として機能するときには、キャリア３４から入力されるエンジン２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配する。一方、動力分配統合機構３は、モータジェネレータＭＧ１が電動機として機能するときには、キャリア３４から入力されるエンジン２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータジェネレータＭＧ１からの動力とを統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、カウンタドライブギヤ３５からギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ、６３ｂに出力される。
【００４６】
減速ギヤ４は、モータジェネレータＭＧ２に連結されたサンギヤ４１と、サンギヤ４１と同心円上に配置されたリングギヤ４２と、サンギヤ４１およびリングギヤ４２に噛み合う複数のピニオンギヤ４３と、一端が本体ケースに固定され、他端がピニオンギヤ４３を自転自在に支持する支持軸を有するキャリア４４とを備えている。減速ギヤ４は、サンギヤ４１、リングギヤ４２およびピニオンギヤ４３を回転要素としてモータジェネレータＭＧ２から伝達された回転を減速して駆動トルクを増幅する遊星歯車機構を構成している。
【００４７】
減速ギヤ４は、モータジェネレータＭＧ２が電動機として機能するときには、モータジェネレータＭＧ２から伝達された回転を減速して駆動トルクを増幅してリングギヤ４２から出力する。一方、減速ギヤ４は、リングギヤ４２に入力された動力による回転を加速して駆動トルクを減衰させてサンギヤ４１から出力することにより、モータジェネレータＭＧ２を発電機として機能させる。
【００４８】
モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、供給された電力を機械的動力に変換する電動機としての機能と、入力された機械的動力を電力に変換する発電機としての機能とを兼ね備えた周知の同期発電電動機として構成されている。モータジェネレータＭＧ１は、主に発電機として用いられ、モータジェネレータＭＧ２は、主に電動機として用いられる。本実施の形態におけるモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、本発明に係る電動機を構成する。
【００４９】
モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、インバータ８１、８２を介してバッテリ８０と電力のやりとりを行う。インバータ８１、８２とバッテリ８０とを接続する電力ライン８３は、各インバータ８１、８２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータジェネレータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ８０は、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ８０は充放電されない。
【００５０】
モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御装置（以下、単にモータＥＣＵという）３００により駆動制御されている。モータＥＣＵ３００には、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータジェネレータ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８５、８６からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に印加される相電流などが入力される。モータＥＣＵ３００からは、インバータ８１、８２へのスイッチング制御信号が出力されている。
【００５１】
モータＥＣＵ３００は、ＨＶＥＣＵ１００と通信しており、ＨＶＥＣＵ１００からの制御信号によってモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を駆動制御するとともに必要に応じてモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ１００に出力する。モータＥＣＵ３００は、回転位置検出センサ８５、８６からの信号に基づいてモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の回転数Ｎｍ１、Ｎｍ２を演算する。
【００５２】
バッテリ８０は、バッテリＥＣＵ４００によって管理されている。バッテリＥＣＵ４００には、バッテリ８０を管理するのに必要な信号、例えばバッテリ８０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧、バッテリ８０の出力端子に接続された電力ライン８３に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流、バッテリ８０に取り付けられた温度センサ８７からの電池温度Ｔｂなどが入力される。バッテリＥＣＵ４００は、必要に応じてバッテリ８０の状態に関するデータを通信によりＨＶＥＣＵ１００に出力する。また、バッテリＥＣＵ４００は、バッテリ８０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ８０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ、Ｗｏｕｔを演算している。
【００５３】
ＨＶＥＣＵ１００は、ＣＰＵ１００ａ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、処理プログラムを記憶するＲＯＭ１００ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ１００ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。
【００５４】
ＨＶＥＣＵ１００には、イグニッションスイッチ１０１、アクセルペダルポジションセンサ１０２、車速センサ１０３が接続されている。イグニッションスイッチ１０１は、ユーザの操作に応じてイグニッション信号をＨＶＥＣＵ１００に出力する。アクセルペダルポジションセンサ１０２は、アクセルペダル８の操作量に基づきアクセル開度Ａｃｃを検出し、アクセル開度Ａｃｃに応じた信号をＨＶＥＣＵ１００に出力する。車速センサ１０３は、ハイブリッド車両１の車速Ｖを検出し、車速Ｖに応じた信号をＨＶＥＣＵ１００に出力する。
【００５５】
ＨＶＥＣＵ１００は、前述したように、エンジンＥＣＵ２００やモータＥＣＵ３００およびバッテリＥＣＵ４００と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２００やモータＥＣＵ３００およびバッテリＥＣＵ４００と各種制御信号やデータのやりとりを行っている。
【００５６】
次に、図３を参照して、エンジンＥＣＵ２００によって実行されるエンジン２の間欠停止時制御ルーチンについて、詳しく説明する。
【００５７】
図３に示す間欠停止時制御ルーチンは、前述したように間欠停止条件が成立したときに実行されるものであり、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００５８】
図３に示すように、まず、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２の運転状態が間欠停止前の自立運転であるか否かを判断する（ステップＳ１）。エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２の運転状態が間欠停止前の自立運転であると判断した場合には、空燃比（Ａ／Ｆ）のリッチ／リーンの反転があるか否かを判断する（ステップＳ２）。具体的には、エンジンＥＣＵ２００は、Ａ／Ｆセンサ２０７の出力値が目標空燃比よりもリッチな空燃比と同目標空燃比よりもリーンな空燃比との間で反転したか否かを判断する。例えば、前回ルーチンの空燃比がリッチで今回ルーチンで空燃比がリーンとなった場合、あるいはその逆の場合には、空燃比（Ａ／Ｆ）のリッチ／リーンの反転があると判断される。Ａ／Ｆセンサ２０７の出力値は、例えば空燃比フィードバック制御で用いられる出力値を用いることができる。
【００５９】
エンジンＥＣＵ２００は、空燃比（Ａ／Ｆ）のリッチ／リーンの反転ありと判断した場合には、フィードバックカウント値（ＣＦＢ）をカウントアップ（ＣＦＢ←ＣＦＢ＋１）する（ステップＳ３）。なお、フィードバックカウント値（ＣＦＢ）の初期値は、０としている。
【００６０】
一方、エンジンＥＣＵ２００は、空燃比（Ａ／Ｆ）のリッチ／リーンの反転がないと判断した場合には、フィードバックカウント値（ＣＦＢ）をカウントアップすることなく、ステップＳ４に移行する。
【００６１】
次いで、エンジンＥＣＵ２００は、フィードバックカウント値（ＣＦＢ）が予め定められた判定値（例えば、２）以上となったか否かを判断する（ステップＳ４）。ここで、判定値は、上述した通り、予め定められた判定回数（例えば、２回）である。
【００６２】
エンジンＥＣＵ２００は、フィードバックカウント値（ＣＦＢ）が判定値以上となっていないと判断した場合には、エンジン２の自立運転を継続して（ステップＳ５）、本ルーチンを終了する。つまり、フィードバックカウント値（ＣＦＢ）が判定値に達していない場合には、吸気通路壁面２２ａ（図２参照）に付着した付着燃料の影響により空燃比が目標空燃比に近づいていないと考えられることから、空燃比を目標空燃比に近づけるべくエンジン２の自立運転を継続する。なお、本ルーチンが終了した後は、所定時間間隔で次回の間欠停止時制御ルーチンが実行される。
【００６３】
一方、エンジンＥＣＵ２００は、フィードバックカウント値（ＣＦＢ）が判定値以上となったと判断した場合には、吸気通路壁面２２ａ（図２参照）に付着した付着燃料がなくなった、すなわち付着燃料が完全になくなるか、あるいは空燃比に影響を与えないほど微小になったと考えられることから、エンジン２を間欠停止して（ステップＳ６）、本ルーチンを終了する。すなわち、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２への燃料供給を停止するとともに点火を停止する。これにより、エンジン２が間欠停止させられる。
【００６４】
このように、本実施の形態に係る間欠停止時制御ルーチンでは、吸気通路壁面２２ａ（図２参照）に付着した付着燃料がなくなるまでの間、エンジン２の自立運転が継続される。
【００６５】
他方、ステップＳ１において、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２の運転状態が間欠停止前の自立運転でないと判断した場合には、フィードバックカウント値（ＣＦＢ）を０にリセット（ＣＦＢ←０）して（ステップＳ７）、本ルーチンを終了する。エンジン２の運転状態が間欠停止前の自立運転でない場合の例としては、例えば、エンジン２の自立運転中に運転者によりアクセル操作がなされ、エンジン２の始動要求が生じた場合等が挙げられる。
【００６６】
以上のように、本実施の形態に係る車両用制御装置１０は、エンジン２を間欠停止する際、エンジンＥＣＵ２００が吸気通路壁面２２ａに付着した付着燃料がなくなるまでエンジン２の自立運転を継続させる。このため、例えば付着燃料の影響によって空燃比がリッチとなったり、あるいは新気によって空燃比がリーンとなるなど、三元触媒２９ａ内の空燃比が不安定な状態となることが無く、従来と比較してエンジン２の次回再始動時の排気エミッションを向上させることができる。
【００６７】
また、本実施の形態に係る車両用制御装置１０は、吸気通路壁面２２ａに付着した付着燃料がなくなるまでエンジン２の自立運転を継続するので、付着燃料が燃焼されることなく、そのまま三元触媒２９ａに導入され、外部に排出されることを防止することができる。したがって、従来と比較してエンジン２の間欠停止前の排気エミッションを向上させることができる。
【００６８】
また、本実施の形態に係る車両用制御装置１０は、Ａ／Ｆセンサ２０７の出力値が目標空燃比に対してリッチおよびリーンの間で反転した反転回数が予め定められた判定回数以上となる、すなわちフィードバックカウント値（ＣＦＢ）が判定値以上となることにより、三元触媒２９ａの空燃比が目標空燃比付近に収束していると判断することができる。このため、三元触媒２９ａの空燃比の目標空燃比付近への収束に基づき、吸気通路壁面２２ａに付着した付着燃料がなくなったと判断することができる。したがって、本実施の形態に係る車両用制御装置１０は、実際に付着燃料がなくなるまでエンジン２の自立運転を継続させることができる。
【００６９】
（第２の実施の形態）
次に、図４〜図６を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る車両用制御装置について説明する。第１の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７０】
冷却水温Ｔｗが空燃比フィードバック制御開始水温に達していない場合や空燃比フィードバック制御の開始までに時間を要する場合などのように空燃比の検出値を用いることができない状況下、例えばＡ／Ｆセンサ２０７（図２参照）が活性化温度に達していないために安定した出力値を出力できないような場合等では、上述した第１の実施の形態に係る間欠停止時制御ルーチンを実行することができない。そこで、本実施の形態では、上記のような状況であっても、吸気通路壁面２２ａ（図２参照）に付着した付着燃料がなくなるまでエンジン２の自立運転を継続して、エンジン２の次回再始動時あるいは間欠停止前の排気エミッションを向上させることができる間欠停止時制御ルーチンを実行するようにした。
【００７１】
本実施の形態に係るエンジンＥＣＵ２００（図２参照）は、目標空燃比が得られるよう算出された最終噴射量ＴＡＵから基本自立運転時間Ｔｂを求めるようになっている。エンジンＥＣＵ２００のＲＯＭ２００ｂには、最終噴射量ＴＡＵと基本自立運転時間Ｔｂとの関係を示すマップ（図５参照）が予め実験的に求めて記憶されている。したがって、エンジンＥＣＵ２００は、最終噴射量ＴＡＵをパラメータとして図５に示すマップを参照することにより基本自立運転時間Ｔｂを求める。図５に示すように、基本自立運転時間Ｔｂは、最終噴射量ＴＡＵが少ないほど、短時間に設定されるようになっている。これは、最終噴射量ＴＡＵが少なければ、吸気通路壁面２２ａ（図２参照）の付着燃料も少ないと考えられ、エンジン２の自立運転時間を長くしなくとも十分に付着燃料をなくすことができるからである。ここで、最終噴射量ＴＡＵは、吸入空気量Ｑａとエンジン回転数Ｎｅとから算出された基本噴射量Ｔｐに、例えば吸気温補正係数や空燃比フィードバック補正係数などの各種補正係数を乗ずることにより算出される。また、本実施の形態に係る間欠停止時制御ルーチンで用いられる最終噴射量ＴＡＵは、アクセルがＯＮからＯＦＦに切替わる（アクセルＯＮ→ＯＦＦ時）、つまりアクセルＯＦＦ（Ａｃｃ＝０％）とされる直前の最終噴射量である。
【００７２】
また、エンジンＥＣＵ２００は、上述の通り算出された基本自立運転時間Ｔｂに、所定の係数としてＷＥＴ係数を乗ずることにより、吸気通路壁面２２ａの付着燃料がなくなるまでの時間として自立運転継続時間Ｔｃを算出するようになっている。エンジンＥＣＵ２００のＲＯＭ２００ｂには、冷却水温ＴｗとＷＥＴ係数との関係を示すマップ（図６参照）が予め実験的に求めて記憶されている。したがって、エンジンＥＣＵ２００は、冷却水温Ｔｗをパラメータとして図６に示すマップを参照することによりＷＥＴ係数を求める。図６に示すように、ＷＥＴ係数は、冷却水温Ｔｗに基づき決定されるもので、冷却水温Ｔｗが高いほど小さい値として決定されるようになっている。これは、冷却水温Ｔｗが高ければ、吸気通路壁面２２ａの付着燃料が気化し易いため、エンジン２の自立運転時間を長くしなくとも十分に付着燃料をなくすことができるからである。
【００７３】
このようにして算出された自立運転継続時間Ｔｃを用いて、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２の間欠停止条件が成立してから自立運転継続時間Ｔｃが経過するまでエンジン２の自立運転を継続させるようになっている。
【００７４】
次に、図４を参照して、本実施の形態に係る間欠停止時制御ルーチンについて説明する。
【００７５】
図４に示す間欠停止時制御ルーチンは、前述したように間欠停止条件が成立したときに実行されるものであり、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００７６】
図４に示すように、まず、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２の運転状態が間欠停止前の自立運転であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２の運転状態が間欠停止前の自立運転であると判断した場合には、自立運転継続時間Ｔｃを算出する（Ｔｃ＝Ｔｂ×ＷＥＴ係数）とともに、間欠停止条件が成立してからの経過時間Ｔｗｅｔを求める（ステップＳ１２）。経過時間Ｔｗｅｔは、前回ルーチンで計時された経過時間Ｔｗｅｔに今回ルーチンの経過時間Ｔａを加算した値とする（Ｔｗｅｔ←Ｔｗｅt＋Ｔａ）。
【００７７】
次いで、エンジンＥＣＵ２００は、経過時間Ｔｗｅｔが自立運転継続時間Ｔｃ以上となったか否かを判断する（ステップＳ１３）。エンジンＥＣＵ２００は、経過時間Ｔｗｅｔが自立運転継続時間Ｔｃ以上となっていない、すなわち自立運転継続時間Ｔｃが経過していないと判断した場合には、エンジン２の自立運転を継続して（ステップＳ１４）、本ルーチンを終了する。つまり、自立運転継続時間Ｔｃが経過していない場合には、吸気通路壁面２２ａ（図２参照）に付着した付着燃料の影響により空燃比が目標空燃比に近づいていないと考えられることから、空燃比を目標空燃比に近づけるべくエンジン２の自立運転を継続する。なお、本ルーチンが終了した後は、所定時間間隔で次回の間欠停止時制御ルーチンが実行される。
【００７８】
一方、エンジンＥＣＵ２００は、経過時間Ｔｗｅｔが自立運転継続時間Ｔｃ以上となった、つまり自立運転継続時間Ｔｃが経過したと判断した場合には、吸気通路壁面２２ａ（図２参照）に付着した付着燃料がなくなった、すなわち付着燃料が完全になくなるか、あるいは空燃比に影響を与えないほど微小になったと考えられることから、エンジン２を間欠停止して（ステップＳ１５）、本ルーチンを終了する。すなわち、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２への燃料供給を停止するとともに点火を停止する。これにより、エンジン２が間欠停止させられる。
【００７９】
このように、本実施の形態に係る間欠停止時制御ルーチンでは、吸気通路壁面２２ａ（図２参照）に付着した付着燃料がなくなるまでの間、エンジン２の自立運転が継続される。
【００８０】
他方、ステップＳ１１において、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２の運転状態が間欠停止前の自立運転でないと判断した場合には、経過時間Ｔｗｅｔを０にリセット（Ｔｗｅｔ←０）して（ステップＳ１６）、本ルーチンを終了する。エンジン２の運転状態が間欠停止前の自立運転でない場合の例としては、例えば、エンジン２の自立運転中に運転者によりアクセル操作がなされ、エンジン２の始動要求が生じた場合等が挙げられる。
【００８１】
以上のように、本実施の形態に係る車両用制御装置１０は、上述したような空燃比の検出値を用いることができない状況下であっても、付着燃料がなくなるまでの時間として自立運転継続時間Ｔｃを算出することができる。このため、本実施の形態に係る車両用制御装置１０は、空燃比フィードバック制御の開始の有無に関わらず自立運転継続時間Ｔｃが経過するまでエンジン２の自立運転を継続させることができる。したがって、本実施の形態に係る車両用制御装置１０は、第１の実施の形態に係る作用効果を得ることができる。
【００８２】
また、本実施の形態に係る車両用制御装置１０は、例えば最終噴射量ＴＡＵが多い場合には付着燃料も多いと判断して自立運転継続時間Ｔｃを長くするなど、付着燃料の量に基づき最適な自立運転継続時間を算出することができる。
【００８３】
また、本実施の形態に係る車両用制御装置１０は、例えば冷却水温Ｔｗが低い場合には付着燃料が気化しづらいと判断して自立運転継続時間Ｔｃを長くするなど、付着燃料の量に基づき最適な自立運転継続時間Ｔｃを算出することができる。
【００８４】
以上説明したように、本発明に係る車両用制御装置は、従来と比較して内燃機関の停止前や再始動時の排気エミッションを向上させることができ、内燃機関および電動機を駆動源として備えたハイブリッド車両に搭載される車両用制御装置に有用である。
【符号の説明】
【００８５】
１ ハイブリッド車両
２ エンジン（内燃機関）
１０ 車両用制御装置
２２ 吸気通路
２２ａ 吸気通路壁面
２８ 排気通路
２９ 浄化装置
２９ａ 三元触媒（触媒）
１００ ＨＶＥＣＵ
２００ エンジンＥＣＵ（制御手段）
２０２ 水温センサ
２０７ Ａ／Ｆセンサ（空燃比検出手段）
２０８ Ｏ２センサ
ＭＧ１、ＭＧ２ モータジェネレータ（電動機）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動力を発生する動力源として内燃機関および電動機と、前記内燃機関の排気通路上に設けられた触媒と、前記内燃機関を停止する際に、前記内燃機関を予め定められた回転数で自立運転させた後に停止させるよう制御する制御手段とを備えたハイブリッド車両に用いられる車両用制御装置であって、
前記制御手段は、前記内燃機関を停止する際、前記内燃機関の吸気通路壁面に付着した付着燃料がなくなるまで前記自立運転を継続させることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
前記触媒の空燃比を検出する空燃比検出手段を備え、
前記制御手段は、前記空燃比検出手段の出力値が目標空燃比よりもリッチな空燃比と前記目標空燃比よりもリーンな空燃比との間で反転した反転回数が予め定められた判定回数以上となるまで前記自立運転を継続させることを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記目標空燃比が得られるよう算出された最終噴射量から基本自立運転時間を求め、前記基本自立運転時間に所定の係数を乗ずることにより前記付着燃料がなくなるまでの時間として自立運転継続時間を算出し、前記自立運転継続時間が経過するまで前記自立運転を継続させることを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項４】
前記所定の係数は、前記内燃機関の冷却水温に基づき決定されることを特徴とする請求項３に記載の車両用制御装置。
【請求項１】
車両の駆動力を発生する動力源として内燃機関および電動機と、前記内燃機関の排気通路上に設けられた触媒と、前記内燃機関を停止する際に、前記内燃機関を予め定められた回転数で自立運転させた後に停止させるよう制御する制御手段とを備えたハイブリッド車両に用いられる車両用制御装置であって、
前記制御手段は、前記内燃機関を停止する際、前記内燃機関の吸気通路壁面に付着した付着燃料がなくなるまで前記自立運転を継続させることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
前記触媒の空燃比を検出する空燃比検出手段を備え、
前記制御手段は、前記空燃比検出手段の出力値が目標空燃比よりもリッチな空燃比と前記目標空燃比よりもリーンな空燃比との間で反転した反転回数が予め定められた判定回数以上となるまで前記自立運転を継続させることを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記目標空燃比が得られるよう算出された最終噴射量から基本自立運転時間を求め、前記基本自立運転時間に所定の係数を乗ずることにより前記付着燃料がなくなるまでの時間として自立運転継続時間を算出し、前記自立運転継続時間が経過するまで前記自立運転を継続させることを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項４】
前記所定の係数は、前記内燃機関の冷却水温に基づき決定されることを特徴とする請求項３に記載の車両用制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１０７４５２（Ｐ２０１３−１０７４５２Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５２８５５（Ｐ２０１１−２５２８５５）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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