車外環境制御システム
【課題】エンジンの吸気側から排気側に流れるガスにおいて燃焼前後で濃度変化するガス成分の車外の空気中における濃度を精度良く検出する。
【解決手段】エンジン１０において、吸気側から排気側に流れるガスにおいて燃焼前後で濃度変化するガス成分を検出対象とするガスセンサ３９が、エンジン１０の吸気通路１１に配置されている。ＥＣＵ４０は、車両が走行していない状態でのエンジン燃焼中において、ガスセンサ３９の検出信号に基づいて、車外の空気中に含まれる上記ガス成分の濃度を検出し、その検出した濃度が所定の異常範囲にある場合に、上記ガス成分の濃度変化に伴う車外の環境悪化を抑制する処理を実施する。
【解決手段】エンジン１０において、吸気側から排気側に流れるガスにおいて燃焼前後で濃度変化するガス成分を検出対象とするガスセンサ３９が、エンジン１０の吸気通路１１に配置されている。ＥＣＵ４０は、車両が走行していない状態でのエンジン燃焼中において、ガスセンサ３９の検出信号に基づいて、車外の空気中に含まれる上記ガス成分の濃度を検出し、その検出した濃度が所定の異常範囲にある場合に、上記ガス成分の濃度変化に伴う車外の環境悪化を抑制する処理を実施する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車外環境制御システムに関し、特に、車外の空気中のガス濃度を検出し、該検出した濃度に基づき車外環境を適正化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば遠隔操作によりエンジンの始動が可能な車両や、エンジンにより発電機を駆動してバッテリを充電するハイブリッド車両では、車両を停止させた状態のまま、エンジンの運転状態（燃焼状態）が長時間に亘って継続されることがある。このとき、例えば通気性が悪い空間（例えば、密閉された車庫など）でエンジンの燃焼状態が継続されると、エンジンの排気が車外に排出されることにより、車両周囲において大気中のガス成分の濃度が変化し、大気中のＣＯやＮＯｘ等の濃度が高くなることが考えられる。
【０００３】
そこで、従来、車庫内における車両周囲の排ガス濃度を検出するガスセンサを設け、車両停止状態でのエンジン運転中にガスセンサにより検出したガス濃度に基づいて、エンジンの運転を停止させる技術が提案されている（例えば、特許文献１や特許文献２参照）。これら文献のうち、特許文献２には、車両近傍に排ガス検出装置（ガスセンサ）を配置し、この排ガス検出装置により車両近傍の排ガス濃度を検出することが開示されている。なお、特許文献１には、車両の周囲の排ガス濃度を検出するガスセンサを設けることについては開示されているが、ガスセンサを設ける具体的な位置については記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平６−１７４８号公報
【特許文献２】特開平１０−２５２５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車庫などの閉空間に車両を駐車してエンジンの燃焼を行った場合、その空間内では、種々の要因によってガス濃度に偏りが生じることがある。したがって、特許文献２のように、車両近傍にガスセンサを設けた場合、空間内のガス濃度の偏りに起因して、車両周囲のガス濃度を正確に検出できないことが考えられる。例えば、排気が滞留しやすい場所にガスセンサが設けられている場合、車庫内全体としては車外の空気中の排気の濃度はさほど高くないにもかかわらず、エンジンの燃焼が停止されてしまうことがある。また逆に、排気が滞留しにくい場所にガスセンサが設けられている場合、車庫内全体としては車外の空気中の排気濃度が高いにもかかわらず、エンジンの燃焼が継続される結果、車外の空気中のＣＯやＮＯｘなどの濃度が更に高くなったり、Ｏ2濃度が更に低下したりすることが考えられる。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、エンジンの吸気側から排気側に流れるガスにおいて燃焼前後で濃度変化するガス成分について、車外の空気中の濃度を精度良く検出することができる車外環境制御システムを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
【０００８】
本発明は、エンジンの吸気側から排気側に流れるガスにおいて燃焼前後で濃度変化するガス成分を検出対象とするガスセンサを備える車両に適用される車外環境制御システムに関する。また、請求項１に記載の発明では、前記ガスセンサが、エンジンの吸気通路に配置されており、車両が走行していない状態でのエンジン燃焼中において、前記ガスセンサの検出信号に基づいて、車外の空気中に含まれる前記ガス成分の濃度を検出するガス濃度検出手段と、前記ガス濃度検出手段により検出した濃度が所定の異常範囲にある場合に、前記ガス成分の濃度変化に伴う車外の環境悪化を抑制する処理である環境悪化抑制処理を実施する処理制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
要するに、車庫などに車両を駐車した状態でエンジンの燃焼を継続した場合、車両周囲ではガス成分の濃度は必ずしも均一でなく、濃度に偏りが生じていることがある。したがって、例えばガスセンサを車庫側に設けた場合、車庫内のガス濃度の偏りに起因して、車外の空気中におけるガス濃度を正確に検出できないことが考えられる。その点、本構成では、エンジン燃焼中では、エンジンの吸気通路には車外の空気が逐次取り込まれることに着目し、ガスセンサを吸気通路に設けたため、車外空気のガス濃度の監視を適切に実施することができる。また、ガスセンサを吸気通路に設けることにより、車両の移動先での駐車場所において車外空気の濃度を監視するガスセンサが設けられていなくても、車両周囲の空気の濃度を監視することができる。したがって、本構成によれば、車外環境が悪化したことを精度良く検出することができ、ひいては、ガス成分の濃度変化に伴う車外の環境悪化を抑制するための処理を、車外環境に応じた適切なタイミングで実施することができる。
【００１０】
ガスセンサの配置について、詳しくは、請求項２に記載の発明のように、前記吸気通路に、エンジンの吸入空気量を調節するスロットルバルブが配置されており、前記吸気通路のうち、前記スロットルバルブよりも上流側に前記ガスセンサが配置されている構成としてもよい。本構成によれば、吸気通路の壁面や吸気バルブなどに付着した燃料の蒸発ガスの影響による検出誤差を極力小さくすることができ、その結果、車外の空気中のガス濃度を精度良く検出することができる。
【００１１】
さらに、請求項３に記載の発明のように、前記吸気通路の最上流部に、エンジンの吸入空気を濾過するエアクリーナが配置されており、前記吸気通路のうち、前記エアクリーナよりも下流側に前記ガスセンサが配置されている構成としてもよい。上記構成によれば、大気中に含まれる粉塵が除去された後の吸気を対象としてガス濃度を検出するため、粉塵などの影響によるセンサの検出誤差を小さくすることができる。
【００１２】
ガス成分の濃度変化に伴う車外の環境悪化を抑制するための処理としては、請求項４に記載の発明のように、エンジンの燃焼を停止させる燃焼停止処理を実施する構成としてもよい。この場合、車両周囲においてＣＯやＮＯｘの濃度が更に高くなったり、あるいはＯ2濃度が更に低くなったりするのを回避することができる。
【００１３】
エンジンの燃焼を停止することで車外の環境の悪化を抑制する構成では、請求項５に記載の発明のように、前記ガスセンサの検出信号に基づいて、エンジン燃焼中における前記ガス成分の濃度変化を検出する濃度変化検出手段と、前記処理制御手段による前記燃焼停止処理を実施する前に、前記濃度変化検出手段により検出した濃度変化に基づいて、前記燃焼停止処理を実施するおそれがあることをユーザに通知する処理及びエンジンの燃焼を継続したままエンジン出力を低下させる処理の少なくともいずれかを実施する停止前処理手段と、を備えるものとしてもよい。
【００１４】
例えば、エンジン停止する旨の通知を事前に行うことにより、ユーザに対して車両周囲の環境の改善（例えば換気など）を促すことができる。また、エンジンの出力制限を事前に行うことにより、ＣＯやＮＯｘ等の排出量を少なくすることができる。したがって、本構成によれば、エンジンの燃焼を停止する前に、車外の環境を改善したり更なる悪化を抑制したりすることができ、エンジン燃焼停止の実行を遅らせることが可能となる。
【００１５】
環境悪化抑制のための処理としては、請求項６に記載の発明のように、前記ガス成分の濃度変化に伴い車外の環境が悪化したことをユーザに通知する通知手段を設け、該通知手段によるユーザへの通知を実施する構成としてもよい。本構成によれば、同通知を認識したユーザが、例えばエンジンの運転を停止させたり、車両周囲の換気を行ったりすることにより、車外の更なる環境悪化を回避することができる。
【００１６】
あるいは、請求項７に記載の発明のように、前記車両を駐車する車庫において、該車庫内の換気を行う換気手段が設けられており、前記環境悪化抑制処理として、前記換気手段を作動させて前記車庫内の換気を実施する構成としてもよい。本構成によれば、エンジンの燃焼により悪化した車外の環境を積極的に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】車外環境制御システムの全体概略構成図。
【図２】環境悪化抑制処理の処理手順を示すフローチャート。
【図３】他の実施形態における車外環境制御システムの全体概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、動力源としてのモータと、発電専用のエンジンとを備えるハイブリッド車両（レンジエクステンダ車両）の制御システムに具体化している。当該システムにおいては、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢としてモータやエンジンを制御することで車両のシステム全体を制御する。本システムの全体概略構成図を図１に示す。
【００１９】
図１に示すエンジン１０において、吸気通路１１の最上流部には、エンジン１０に吸入される空気を濾過するエアクリーナ１２が設けられており、エアクリーナ１２の下流側には、ＤＣモータ等のスロットルアクチュエータ１３によって開度調節される空気量調整手段としてのスロットルバルブ１４が設けられている。スロットルバルブ１４の開度（スロットル開度）は、スロットルアクチュエータ１３に内蔵されたスロットル開度センサ（図示略）により検出される。
【００２０】
スロットルバルブ１４の下流側にはサージタンク１５が設けられ、サージタンク１５において、吸気管圧力を検出するための吸気圧センサ１６が設けられている。サージタンク１５には、エンジン１０の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１７が接続されており、吸気マニホールド１７において、各気筒の吸気ポート近傍には、燃料を噴射供給するインジェクタ１８が取り付けられている。なお、図１では、エンジン１０の吸気ポート近傍にインジェクタ１８を設けたが、これに代えて、各気筒のシリンダヘッド等に設ける構成としてもよい。
【００２１】
エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートには、それぞれ吸気バルブ２１及び排気バルブ２２が設けられている。吸気バルブ２１の開動作により、空気と燃料との混合気が燃焼室２３内に導入され、排気バルブ２２の開動作により、燃焼後の排ガスが排気通路２４に排出される。なお、エアクリーナ１２の上流側の空気取り込み口から吸気ポートまでの通路により吸気通路１１が構築されている。
【００２２】
エンジン１０のシリンダヘッドには、気筒毎に点火プラグ２５が取り付けられている。点火プラグ２５には、点火コイル等よりなる点火装置を通じて、所望とする点火時期に高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ２５の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室２３内に導入した混合気が着火され燃焼に供される。
【００２３】
エンジン１０の排気通路２４には、排気中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化するための触媒２６が設けられており、本実施形態では触媒２６として三元触媒が用いられている。また、触媒２６の上流側には、排気を検出対象として混合気の空燃比（酸素濃度）を検出する空燃比センサ２７が設けられている。
【００２４】
エンジン１０の出力軸であるクランク軸２８にはモータＭＧ１が接続されている。モータＭＧ１は、発電機としても電動機としても機能する周知の同期発電電動機である。詳しくは、モータＭＧ１は、クランク軸２８の回転エネルギによって駆動されることで発電するとともに、その発電された電力でバッテリ２９を充電する。また、モータＭＧ１は、エンジン始動に際しては電動機として機能し、バッテリ２９からの電力供給を受けて駆動されることで、クランク軸２８に初期回転を付与する（モータリングする）。バッテリ２９は、プラグＰＧを介して外部電源によって充電可能になっている。なお、バッテリ２９は、ＤＣ−ＤＣコンバータを介して低圧バッテリ（例えば１２Ｖの補機バッテリ、図示略）に接続されており、バッテリ２９からの電力によって低圧バッテリが充電されるようになっている。
【００２５】
バッテリ２９にはモータＭＧ２が接続されている。モータＭＧ２は、発電機としても電動機としても機能する周知の同期発電電動機であり、バッテリ２９からの電力供給を受けて駆動される。モータＭＧ２には、減速機構３１等を介して車輪（駆動輪）３２が接続されており、モータＭＧ２の動力が駆動輪３２に伝達されるようになっている。なお、モータＭＧ２は、車両の減速時に回生発電する機能を有しており、発電した電力でバッテリ２９を充電する。
【００２６】
その他、本システムには、エンジンの吸入空気量を検出するエアフロメータ３３や、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ３４、エンジン１０の所定クランク角毎にクランク角信号を出力するクランク角センサ３５、エンジン１０の冷却水温度を検出する冷却水温センサ３６、バッテリ２９の充放電電流を検出するバッテリセンサ３７、車速を検出する車速センサ３８等が設けられている。
【００２７】
ＥＣＵ４０は、周知の通りＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータ（以下、マイコン４１という）を主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、エンジン１０の各種制御や、モータＭＧ１及びモータＭＧ２の駆動制御等を実施する。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２及びエンジン１０のそれぞれは、実際には各別の電子制御装置により制御されるが、ここではこれら電子制御装置をＥＣＵ４０と表記している。
【００２８】
エンジン制御について、ＥＣＵ４０のマイコン４１は、前述した各種センサから各種検出信号等を入力し、これらの各種検出信号等に基づいて燃料噴射量や点火時期等を演算するとともに、その演算結果に基づいてインジェクタ１８や点火装置等を制御する。詳しくは、マイコン４１は、バッテリセンサ３７の検出値に基づいてバッテリ２９の残容量（ＳＯＣ）を演算し、その演算したＳＯＣに基づいてモータＭＧ１を駆動してエンジン１０に初期回転を付与する。また、燃料噴射及び点火を制御してエンジン１０の燃焼を開始する。これにより、エンジン１０が始動され、エンジン始動に伴いモータＭＧ１が駆動されることでバッテリ２９の充電が行われる。また、この充電によりバッテリ２９のＳＯＣが目標値に達すると、燃料噴射及び点火を停止してエンジン１０の燃焼を停止する。なお、バッテリ２９の充電は、例えばユーザから充電要求があった場合や、演算したＳＯＣに基づきバッテリ２９の充電が必要であると判断した場合等に実施される。
【００２９】
ところで、本システムのように、エンジン１０を車両走行の動力源として用いず発電専用に用いる車両では、例えば次回の車両走行に備えるべく、車両の駐車状態でバッテリ２９の充電が行われる機会が多くなる。つまり、車両が走行していない状態でエンジン１０の燃焼が継続される頻度が多くなる。一方で、エンジン１０から排気通路２４を介して大気中に排出される排気には、微量ではあるが、触媒２６で浄化しきれなかったＣＯやＮＯｘ、ＨＣなどが含まれていることがある。特に、バッテリ２９を充電する運転モードでは、アイドル運転時に比べて高負荷での運転が行われ、排気中においてＣＯやＮＯｘが多くなりやすい。そのため、車両停止状態でのエンジン１０の燃焼が、例えば通気性の悪い空間で継続されると、排気中のＣＯやＮＯｘなどがその空間内に滞り、車両周囲においてＣＯやＮＯｘの濃度が高くなることが考えられる。また、エンジン１０の燃焼によってＯ2が消費されることで、車両周囲のＯ2濃度が低くなることが考えられる。
【００３０】
そこで、本実施形態では、エンジン１０の吸気側から排気側に流れるガスにおいて燃焼前後で濃度変化するガス成分（特定ガス成分）を検出対象とするガスセンサを設け、車両が走行していない状態でのエンジン運転中において、同ガスセンサにより、車外の空気中に含まれる特定ガス成分の濃度を検出する。そして、ガスセンサの検出信号に基づき算出した特定ガス成分の濃度が所定の異常範囲にある場合、特定ガス成分の濃度変化に伴う車外の環境悪化を抑制するべく環境悪化抑制処理を実施する。本実施形態では、環境悪化抑制処理として、エンジン１０の燃焼を停止する処理を実施する。これにより、車両周囲においてＣＯやＮＯｘの濃度が更に高くなったり、あるいはＯ2濃度が更に低くなったりするのを回避するようにしている。
【００３１】
ここで、エンジン１０の燃焼前後で濃度変化するガス成分としては、エンジン１０の燃焼に伴い増加する第１ガス成分（例えば、ＣＯやＣＯ2、ＮＯｘ、ＨＣなど）と、エンジン１０の燃焼に伴い減少する第２ガス成分（例えばＯ2など）とを含む。また、ガスセンサについて本実施形態では、ＣＯ濃度を検出するＣＯセンサと、ＨＣ濃度を検出するＨＣセンサと、ＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサと、Ｏ2濃度を検出する酸素センサ（大気を含む広域で検出可能なセンサ）とを備える構成としている。これにより、車外の空気中の特定ガス成分の濃度を成分ごとに検出できるようになっている。ただし、ガスセンサとしては、ＣＯセンサ、ＨＣセンサ及びＮＯｘセンサのうちいずれか１つ、例えばＣＯセンサのみを設ける構成であってもよい。
【００３２】
また特に、本実施形態では、エンジン１０が燃焼状態にある場合、吸気通路１１には車外の空気が逐次取り込まれることに着目し、吸気通路１１にガスセンサ３９を配置することとしている（図１参照）。詳しくは、図１に示すように、吸気通路１１のうち、エアクリーナ１２とスロットルバルブ１４との間にガスセンサ３９を配置している。
【００３３】
吸気通路１１にガスセンサ３９を配置する理由は以下の通りである。すなわち、車庫などの閉空間に車両を駐車した状態でエンジン１０の燃焼を継続した場合、車両周囲において、種々の要因によって特定ガス成分の濃度の偏りが生じていることがある。したがって、例えば、ガスセンサ３９を車庫側に設けた場合、車庫内のガス濃度の偏りに起因して、車両周囲の特定ガス成分の濃度を正確に検出できないことが考えられる。特に、車庫内においては、その空間の形状や車両の停止位置、車両の向きなどによって、空間内で特定ガス成分が滞りやすい場所又は滞りにくい場所が都度相違し、特定ガス濃度の検出精度も都度変わることが考えられる。
【００３４】
より具体的には、特定ガス成分が滞留しやすい位置にガスセンサ３９が配置されている場合、車庫内全体としては、車外の空気中の特定ガス成分濃度はさほど高くないにもかかわらずエンジン１０の燃焼が停止され、その結果、車外環境が良好であるにもかかわらずバッテリ２９の充電が中断されてしまうことがある。また逆に、特定ガス成分が滞留しにくく、他よりも希薄になりやすい位置にガスセンサ３９が配置されている場合、実際には車外の空気中の特定ガス成分濃度が高いにもかかわらずエンジン１０の燃焼が継続され、その結果、車外の空気中におけるＣＯやＮＯｘが更に高濃度化したり、あるいはＯ2が更に低濃度化したりすることが考えられる。そこで、本実施形態では、エンジン燃焼中において常に空気が流れている吸気通路１１にガスセンサ３９を配置することとしている。また、車両側にガスセンサ３９を設けることで、車両の移動先の駐車場所に、空気中の特定ガス成分の濃度を検出するガスセンサが配置されていなくても、車両周囲の空気濃度を随時監視することが可能である。
【００３５】
また、エンジン燃焼中では、吸気通路１１と同様に排気通路２４でもガスの流れは常に発生しており、ガスの滞留が少ないと言える。ところが、排気通路２４にガスセンサ３９を配置した場合、エンジン１０の排気の影響により、ガスセンサ周囲では特定ガス成分の濃度が高くなり、その結果、車外の空気の濃度監視を適切に実施できないことが考えられる。これに対し、吸気通路１１であれば、エンジン燃焼中に車外の空気が逐次取り込まれるため、濃度の偏りの影響をさほど受けずに済む。したがって、車両周囲の空気濃度を精度良く監視することが可能となる。
【００３６】
次に、本実施形態の環境悪化抑制処理について、図２のフローチャートを用いて説明する。この処理は、ＥＣＵ４０のマイコン４１により所定周期毎に実行される。
【００３７】
図２において、ステップＳ１１では、車両停止状態においてエンジン１０が燃焼中か否かを判定する。ステップＳ１１がＹＥＳの場合、ステップＳ１２へ進み、ガスセンサ３９の検出値を取得し、その検出値に基づいて、吸気中における各成分のガス濃度を算出する。ステップＳ１３では、吸気温センサ３４により検出した吸気温度、及びエアフロメータ３３により検出した吸入空気量に基づいて、ガス濃度の算出値を補正する。なお、ガス濃度補正に用いるパラメータとしては、吸気温度及び吸入空気量以外に、吸気圧センサ１６に基づき検出した吸気管圧力や、吸気の湿度等を含んでいてもよい。
【００３８】
続くステップＳ１４では、補正後のガス濃度（車外の特定ガス成分の濃度）が所定の異常範囲にあるか否かを判定する。本実施形態では、ガス成分ごとに異常範囲が予め定められており、ガスセンサ３９の検出値に基づき算出した各成分のガス濃度と、そのガス成分に対応する異常範囲とを比較することにより行う。具体的には、エンジン１０の燃焼に伴い増加する第１ガス成分（例えば、ＣＯやＣＯ2、ＮＯｘ、ＨＣなど）については、ガス成分ごとに定めた閾値よりも高濃度側の場合に所定の異常範囲にあると判定する。また、エンジン１０の燃焼に伴い減少する第２ガス成分（例えばＯ2など）については、ガス成分ごとに定めた閾値よりも低濃度側の場合に所定の異常範囲にあると判定する。
【００３９】
検出対象のガス成分の少なくともいずれかが異常範囲内である場合、ステップＳ１４がＹＥＳとなり、ステップＳ１５へ進み、環境悪化抑制処理を実施する。本実施形態では、エンジン１０への燃料供給を停止するとともに、点火プラグ２５による点火を停止する。
【００４０】
以上詳述した本実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。
【００４１】
ガスセンサ３９をエンジン１０の吸気通路１１に設ける構成としたため、エンジン燃焼中においてガスセンサ周囲のガス濃度の偏りが少なく、よって、車外空気のガス濃度の監視を適切に実施することができる。また、ガスセンサ３９を吸気通路１１に設けることにより、車両の移動先での駐車場所において車外空気の濃度を監視するガスセンサが設けられていなくても、車両周囲の空気の濃度を監視することができる。したがって、本構成によれば、車外環境が悪化したことを精度良く検出することができ、ひいては、ガス成分の濃度変化に伴う車外の環境悪化を抑制する必要があるときに適切に実施することができる。
【００４２】
ガスセンサ３９の配置位置について、特に、吸気通路１１のうちスロットルバルブ１４よりも上流側にガスセンサ３９を配置したため、吸気通路１１の壁面や吸気バルブ２１などに付着した燃料の蒸発ガスの影響による検出誤差を極力小さくすることができる。その結果、車外の空気中のガス濃度を精度良く検出することができる。
【００４３】
また、吸気通路１１のうちエアクリーナ１２よりも下流側にガスセンサ３９を配置したため、大気中に含まれる粉塵が除去された後の吸気を対象としてガス濃度を検出することができ、粉塵などの影響によるセンサの検出誤差を小さくすることができる。
【００４４】
環境悪化抑制処理として、本実施形態では、エンジンの燃焼を停止させる燃焼停止処理を実施する構成としたため、車両周囲においてＣＯやＮＯｘの濃度が更に高くなったり、あるいはＯ2濃度が更に低くなったりするのを回避することができる。
【００４５】
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
【００４６】
・上記実施形態では、吸気通路１１のうち、エアクリーナ１２とスロットルバルブ１４との間にガスセンサ３９を配置したが、吸気通路１１であれば、上記以外にガスセンサ３９を配置してもよく、例えばスロットルバルブ１４よりも排気下流側にガスセンサ３９を配置してもよい。具体的には、スロットルバルブ１４とサージタンク１５との間にガスセンサ３９を配置してもよいし、サージタンク１５に配置してもよい。あるいは、吸気マニホールド１７に配置してもよい。
【００４７】
・上記実施形態では、ガスセンサ３９の検出値に基づき算出した特定ガス成分の濃度が所定の異常範囲にある場合、環境悪化抑制処理として、エンジン１０の燃焼を停止する処理を実施したが、環境悪化抑制処理としては上記に限定しない。例えば、特定ガス成分の濃度変化に伴い車外の環境が悪化したことをユーザに通知する通知手段を設け、環境悪化抑制処理として、通知手段によるユーザへの通知を実施する構成としてもよい。
【００４８】
図３に、本実施形態のシステム構成図を示す。本システムは、図３に示すように、上記通知手段として通信装置５１を備えている。通信装置５１は、例えば無線通信によってメッセージを表示可能な表示装置（例えば、携帯電話やモニタなど）であり、「車庫内の換気を行ってください。」「エンジンを止めてください。」等といった旨のメッセージが表示されることで、車外環境が悪化したことをユーザに通知可能になっている。なお、通信装置５１は、文字以外に、音や光などによってユーザに通知するものであってもよい。
【００４９】
ＥＣＵ４０のマイコン４１は、ガスセンサ３９の検出信号に基づいて、車外の空気中における特定ガス成分の濃度が所定の異常範囲にあると判定した場合、通信装置５１に通知指令信号を出力する。通信装置５１は、その入力した通知指令信号に基づいて、通信装置５１によるユーザへの通知を行う。このとき、通信装置５１によるユーザへの通知に合わせて、ＥＣＵ４０のマイコン４１がエンジン１０の燃焼を自動停止してもよい。なお、通知手段としては、通信装置５１の他、車庫内や居室内等に設けられた警報器等であってもよい。
【００５０】
・車両を駐車する車庫において、該車庫内の換気を行う換気手段（図３の換気装置５２）を設け、環境悪化抑制処理として、換気装置５２による車庫内の換気を実施する構成としてもよい。具体的には、換気装置５２は、例えば車庫側に設けられた換気口と、換気口を開閉する開閉部材とを備えている。なお、換気装置５２は、換気口に配置された電動ファンを更に備えていてもよい。ＥＣＵ４０のマイコン４１は、ガスセンサ３９の検出信号に基づいて、車外の空気中における特定ガス成分の濃度が所定の異常範囲にあると判定すると、換気装置５２に、無線通信により換気駆動信号を出力する。換気装置５２では、その入力した換気駆動信号に基づいて、開閉部材の作動により換気口が開くとともに、電動ファンが作動する。このとき、ＥＣＵ４０のマイコン４１は、換気装置５２による車庫内の換気を行うとともに、エンジン１０の燃焼を自動停止してもよい。
【００５１】
・図３において、ガスセンサ３９の検出信号に基づいて、車外の空気中における特定ガス成分の濃度を検出する際、車両に取り付けられた電動ファン５３（例えば、ラジエータファンやコンデンサファン等）を作動させる。こうすることにより、車庫内の空気が撹拌され、車庫内において特定ガス成分の濃度の偏りが生じるのを抑制することができる。
【００５２】
・ガスセンサ３９と、吸気通路１１に配置されたガスセンサ３９以外のセンサのうちの１つ又は複数とを一体化して吸気通路１１に配置する。後者のセンサとしては、例えばエアフロメータ３３や吸気温センサ３４、吸気圧センサ１６を含む。吸気通路１１に既設のセンサとガスセンサ３９とを一体化して配置することで、電源やグランドラインを共通化でき、システムの簡素化を図ることができる。
【００５３】
・上記実施形態では、ガスセンサ３９で検出した特定ガス成分の濃度が所定の異常範囲にある場合にエンジン１０の燃焼を停止したが、エンジン燃焼中においてガスセンサ３９の検出信号に基づいて特定ガス成分の濃度変化を検出し、その検出した濃度変化に基づいて、エンジン１０の燃焼を停止する前に、その旨を事前に通知するか又はエンジン１０の燃焼は継続しつつエンジン１０の出力を低下するかの少なくともいずれかの処理（停止前処理）を実施する構成としてもよい。この場合、エンジン停止する旨が事前に通知されることで、ユーザに対して例えば換気等といった車両周囲の環境の改善をエンジンの燃焼停止前に促すことができる。また、エンジンの出力制限が事前に行われることで、車外へのＣＯやＮＯｘ等の排出量をエンジンの燃焼停止前に少なくすることができる。したがって、本構成によれば、エンジンの燃焼を停止する前に、車外の環境を改善したり更なる悪化を抑制したりすることができ、ひいては、エンジン燃焼停止の実行を遅らせることができる。
【００５４】
・上記実施形態では、車両走行の動力源としてモータＭＧ２を備えるとともに、発電専用のエンジン１０を備えるハイブリッド車両（レンジエクステンダ車両）に本発明を具体化した場合について説明したが、ハイブリッド車両の構成はこれに限定せず、例えば車両走行の動力源としてモータとエンジンとを備える車両に適用してもよい。また、ハイブリッド車両に限定せず、例えば車両走行の動力源がエンジンのみである車両に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１０…エンジン、１１…吸気通路、１２…エアクリーナ、１４…スロットルバルブ、２４…排気通路、２６…触媒、２９…バッテリ、３９…ガスセンサ、４０…ＥＣＵ、４１…マイコン（ガス濃度検出手段、処理制御手段、濃度変化検出手段、停止前処理手段、通知手段）、ＭＧ１，ＭＧ２…モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車外環境制御システムに関し、特に、車外の空気中のガス濃度を検出し、該検出した濃度に基づき車外環境を適正化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば遠隔操作によりエンジンの始動が可能な車両や、エンジンにより発電機を駆動してバッテリを充電するハイブリッド車両では、車両を停止させた状態のまま、エンジンの運転状態（燃焼状態）が長時間に亘って継続されることがある。このとき、例えば通気性が悪い空間（例えば、密閉された車庫など）でエンジンの燃焼状態が継続されると、エンジンの排気が車外に排出されることにより、車両周囲において大気中のガス成分の濃度が変化し、大気中のＣＯやＮＯｘ等の濃度が高くなることが考えられる。
【０００３】
そこで、従来、車庫内における車両周囲の排ガス濃度を検出するガスセンサを設け、車両停止状態でのエンジン運転中にガスセンサにより検出したガス濃度に基づいて、エンジンの運転を停止させる技術が提案されている（例えば、特許文献１や特許文献２参照）。これら文献のうち、特許文献２には、車両近傍に排ガス検出装置（ガスセンサ）を配置し、この排ガス検出装置により車両近傍の排ガス濃度を検出することが開示されている。なお、特許文献１には、車両の周囲の排ガス濃度を検出するガスセンサを設けることについては開示されているが、ガスセンサを設ける具体的な位置については記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平６−１７４８号公報
【特許文献２】特開平１０−２５２５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車庫などの閉空間に車両を駐車してエンジンの燃焼を行った場合、その空間内では、種々の要因によってガス濃度に偏りが生じることがある。したがって、特許文献２のように、車両近傍にガスセンサを設けた場合、空間内のガス濃度の偏りに起因して、車両周囲のガス濃度を正確に検出できないことが考えられる。例えば、排気が滞留しやすい場所にガスセンサが設けられている場合、車庫内全体としては車外の空気中の排気の濃度はさほど高くないにもかかわらず、エンジンの燃焼が停止されてしまうことがある。また逆に、排気が滞留しにくい場所にガスセンサが設けられている場合、車庫内全体としては車外の空気中の排気濃度が高いにもかかわらず、エンジンの燃焼が継続される結果、車外の空気中のＣＯやＮＯｘなどの濃度が更に高くなったり、Ｏ2濃度が更に低下したりすることが考えられる。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、エンジンの吸気側から排気側に流れるガスにおいて燃焼前後で濃度変化するガス成分について、車外の空気中の濃度を精度良く検出することができる車外環境制御システムを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
【０００８】
本発明は、エンジンの吸気側から排気側に流れるガスにおいて燃焼前後で濃度変化するガス成分を検出対象とするガスセンサを備える車両に適用される車外環境制御システムに関する。また、請求項１に記載の発明では、前記ガスセンサが、エンジンの吸気通路に配置されており、車両が走行していない状態でのエンジン燃焼中において、前記ガスセンサの検出信号に基づいて、車外の空気中に含まれる前記ガス成分の濃度を検出するガス濃度検出手段と、前記ガス濃度検出手段により検出した濃度が所定の異常範囲にある場合に、前記ガス成分の濃度変化に伴う車外の環境悪化を抑制する処理である環境悪化抑制処理を実施する処理制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
要するに、車庫などに車両を駐車した状態でエンジンの燃焼を継続した場合、車両周囲ではガス成分の濃度は必ずしも均一でなく、濃度に偏りが生じていることがある。したがって、例えばガスセンサを車庫側に設けた場合、車庫内のガス濃度の偏りに起因して、車外の空気中におけるガス濃度を正確に検出できないことが考えられる。その点、本構成では、エンジン燃焼中では、エンジンの吸気通路には車外の空気が逐次取り込まれることに着目し、ガスセンサを吸気通路に設けたため、車外空気のガス濃度の監視を適切に実施することができる。また、ガスセンサを吸気通路に設けることにより、車両の移動先での駐車場所において車外空気の濃度を監視するガスセンサが設けられていなくても、車両周囲の空気の濃度を監視することができる。したがって、本構成によれば、車外環境が悪化したことを精度良く検出することができ、ひいては、ガス成分の濃度変化に伴う車外の環境悪化を抑制するための処理を、車外環境に応じた適切なタイミングで実施することができる。
【００１０】
ガスセンサの配置について、詳しくは、請求項２に記載の発明のように、前記吸気通路に、エンジンの吸入空気量を調節するスロットルバルブが配置されており、前記吸気通路のうち、前記スロットルバルブよりも上流側に前記ガスセンサが配置されている構成としてもよい。本構成によれば、吸気通路の壁面や吸気バルブなどに付着した燃料の蒸発ガスの影響による検出誤差を極力小さくすることができ、その結果、車外の空気中のガス濃度を精度良く検出することができる。
【００１１】
さらに、請求項３に記載の発明のように、前記吸気通路の最上流部に、エンジンの吸入空気を濾過するエアクリーナが配置されており、前記吸気通路のうち、前記エアクリーナよりも下流側に前記ガスセンサが配置されている構成としてもよい。上記構成によれば、大気中に含まれる粉塵が除去された後の吸気を対象としてガス濃度を検出するため、粉塵などの影響によるセンサの検出誤差を小さくすることができる。
【００１２】
ガス成分の濃度変化に伴う車外の環境悪化を抑制するための処理としては、請求項４に記載の発明のように、エンジンの燃焼を停止させる燃焼停止処理を実施する構成としてもよい。この場合、車両周囲においてＣＯやＮＯｘの濃度が更に高くなったり、あるいはＯ2濃度が更に低くなったりするのを回避することができる。
【００１３】
エンジンの燃焼を停止することで車外の環境の悪化を抑制する構成では、請求項５に記載の発明のように、前記ガスセンサの検出信号に基づいて、エンジン燃焼中における前記ガス成分の濃度変化を検出する濃度変化検出手段と、前記処理制御手段による前記燃焼停止処理を実施する前に、前記濃度変化検出手段により検出した濃度変化に基づいて、前記燃焼停止処理を実施するおそれがあることをユーザに通知する処理及びエンジンの燃焼を継続したままエンジン出力を低下させる処理の少なくともいずれかを実施する停止前処理手段と、を備えるものとしてもよい。
【００１４】
例えば、エンジン停止する旨の通知を事前に行うことにより、ユーザに対して車両周囲の環境の改善（例えば換気など）を促すことができる。また、エンジンの出力制限を事前に行うことにより、ＣＯやＮＯｘ等の排出量を少なくすることができる。したがって、本構成によれば、エンジンの燃焼を停止する前に、車外の環境を改善したり更なる悪化を抑制したりすることができ、エンジン燃焼停止の実行を遅らせることが可能となる。
【００１５】
環境悪化抑制のための処理としては、請求項６に記載の発明のように、前記ガス成分の濃度変化に伴い車外の環境が悪化したことをユーザに通知する通知手段を設け、該通知手段によるユーザへの通知を実施する構成としてもよい。本構成によれば、同通知を認識したユーザが、例えばエンジンの運転を停止させたり、車両周囲の換気を行ったりすることにより、車外の更なる環境悪化を回避することができる。
【００１６】
あるいは、請求項７に記載の発明のように、前記車両を駐車する車庫において、該車庫内の換気を行う換気手段が設けられており、前記環境悪化抑制処理として、前記換気手段を作動させて前記車庫内の換気を実施する構成としてもよい。本構成によれば、エンジンの燃焼により悪化した車外の環境を積極的に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】車外環境制御システムの全体概略構成図。
【図２】環境悪化抑制処理の処理手順を示すフローチャート。
【図３】他の実施形態における車外環境制御システムの全体概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、動力源としてのモータと、発電専用のエンジンとを備えるハイブリッド車両（レンジエクステンダ車両）の制御システムに具体化している。当該システムにおいては、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢としてモータやエンジンを制御することで車両のシステム全体を制御する。本システムの全体概略構成図を図１に示す。
【００１９】
図１に示すエンジン１０において、吸気通路１１の最上流部には、エンジン１０に吸入される空気を濾過するエアクリーナ１２が設けられており、エアクリーナ１２の下流側には、ＤＣモータ等のスロットルアクチュエータ１３によって開度調節される空気量調整手段としてのスロットルバルブ１４が設けられている。スロットルバルブ１４の開度（スロットル開度）は、スロットルアクチュエータ１３に内蔵されたスロットル開度センサ（図示略）により検出される。
【００２０】
スロットルバルブ１４の下流側にはサージタンク１５が設けられ、サージタンク１５において、吸気管圧力を検出するための吸気圧センサ１６が設けられている。サージタンク１５には、エンジン１０の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１７が接続されており、吸気マニホールド１７において、各気筒の吸気ポート近傍には、燃料を噴射供給するインジェクタ１８が取り付けられている。なお、図１では、エンジン１０の吸気ポート近傍にインジェクタ１８を設けたが、これに代えて、各気筒のシリンダヘッド等に設ける構成としてもよい。
【００２１】
エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートには、それぞれ吸気バルブ２１及び排気バルブ２２が設けられている。吸気バルブ２１の開動作により、空気と燃料との混合気が燃焼室２３内に導入され、排気バルブ２２の開動作により、燃焼後の排ガスが排気通路２４に排出される。なお、エアクリーナ１２の上流側の空気取り込み口から吸気ポートまでの通路により吸気通路１１が構築されている。
【００２２】
エンジン１０のシリンダヘッドには、気筒毎に点火プラグ２５が取り付けられている。点火プラグ２５には、点火コイル等よりなる点火装置を通じて、所望とする点火時期に高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ２５の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室２３内に導入した混合気が着火され燃焼に供される。
【００２３】
エンジン１０の排気通路２４には、排気中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化するための触媒２６が設けられており、本実施形態では触媒２６として三元触媒が用いられている。また、触媒２６の上流側には、排気を検出対象として混合気の空燃比（酸素濃度）を検出する空燃比センサ２７が設けられている。
【００２４】
エンジン１０の出力軸であるクランク軸２８にはモータＭＧ１が接続されている。モータＭＧ１は、発電機としても電動機としても機能する周知の同期発電電動機である。詳しくは、モータＭＧ１は、クランク軸２８の回転エネルギによって駆動されることで発電するとともに、その発電された電力でバッテリ２９を充電する。また、モータＭＧ１は、エンジン始動に際しては電動機として機能し、バッテリ２９からの電力供給を受けて駆動されることで、クランク軸２８に初期回転を付与する（モータリングする）。バッテリ２９は、プラグＰＧを介して外部電源によって充電可能になっている。なお、バッテリ２９は、ＤＣ−ＤＣコンバータを介して低圧バッテリ（例えば１２Ｖの補機バッテリ、図示略）に接続されており、バッテリ２９からの電力によって低圧バッテリが充電されるようになっている。
【００２５】
バッテリ２９にはモータＭＧ２が接続されている。モータＭＧ２は、発電機としても電動機としても機能する周知の同期発電電動機であり、バッテリ２９からの電力供給を受けて駆動される。モータＭＧ２には、減速機構３１等を介して車輪（駆動輪）３２が接続されており、モータＭＧ２の動力が駆動輪３２に伝達されるようになっている。なお、モータＭＧ２は、車両の減速時に回生発電する機能を有しており、発電した電力でバッテリ２９を充電する。
【００２６】
その他、本システムには、エンジンの吸入空気量を検出するエアフロメータ３３や、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ３４、エンジン１０の所定クランク角毎にクランク角信号を出力するクランク角センサ３５、エンジン１０の冷却水温度を検出する冷却水温センサ３６、バッテリ２９の充放電電流を検出するバッテリセンサ３７、車速を検出する車速センサ３８等が設けられている。
【００２７】
ＥＣＵ４０は、周知の通りＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータ（以下、マイコン４１という）を主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、エンジン１０の各種制御や、モータＭＧ１及びモータＭＧ２の駆動制御等を実施する。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２及びエンジン１０のそれぞれは、実際には各別の電子制御装置により制御されるが、ここではこれら電子制御装置をＥＣＵ４０と表記している。
【００２８】
エンジン制御について、ＥＣＵ４０のマイコン４１は、前述した各種センサから各種検出信号等を入力し、これらの各種検出信号等に基づいて燃料噴射量や点火時期等を演算するとともに、その演算結果に基づいてインジェクタ１８や点火装置等を制御する。詳しくは、マイコン４１は、バッテリセンサ３７の検出値に基づいてバッテリ２９の残容量（ＳＯＣ）を演算し、その演算したＳＯＣに基づいてモータＭＧ１を駆動してエンジン１０に初期回転を付与する。また、燃料噴射及び点火を制御してエンジン１０の燃焼を開始する。これにより、エンジン１０が始動され、エンジン始動に伴いモータＭＧ１が駆動されることでバッテリ２９の充電が行われる。また、この充電によりバッテリ２９のＳＯＣが目標値に達すると、燃料噴射及び点火を停止してエンジン１０の燃焼を停止する。なお、バッテリ２９の充電は、例えばユーザから充電要求があった場合や、演算したＳＯＣに基づきバッテリ２９の充電が必要であると判断した場合等に実施される。
【００２９】
ところで、本システムのように、エンジン１０を車両走行の動力源として用いず発電専用に用いる車両では、例えば次回の車両走行に備えるべく、車両の駐車状態でバッテリ２９の充電が行われる機会が多くなる。つまり、車両が走行していない状態でエンジン１０の燃焼が継続される頻度が多くなる。一方で、エンジン１０から排気通路２４を介して大気中に排出される排気には、微量ではあるが、触媒２６で浄化しきれなかったＣＯやＮＯｘ、ＨＣなどが含まれていることがある。特に、バッテリ２９を充電する運転モードでは、アイドル運転時に比べて高負荷での運転が行われ、排気中においてＣＯやＮＯｘが多くなりやすい。そのため、車両停止状態でのエンジン１０の燃焼が、例えば通気性の悪い空間で継続されると、排気中のＣＯやＮＯｘなどがその空間内に滞り、車両周囲においてＣＯやＮＯｘの濃度が高くなることが考えられる。また、エンジン１０の燃焼によってＯ2が消費されることで、車両周囲のＯ2濃度が低くなることが考えられる。
【００３０】
そこで、本実施形態では、エンジン１０の吸気側から排気側に流れるガスにおいて燃焼前後で濃度変化するガス成分（特定ガス成分）を検出対象とするガスセンサを設け、車両が走行していない状態でのエンジン運転中において、同ガスセンサにより、車外の空気中に含まれる特定ガス成分の濃度を検出する。そして、ガスセンサの検出信号に基づき算出した特定ガス成分の濃度が所定の異常範囲にある場合、特定ガス成分の濃度変化に伴う車外の環境悪化を抑制するべく環境悪化抑制処理を実施する。本実施形態では、環境悪化抑制処理として、エンジン１０の燃焼を停止する処理を実施する。これにより、車両周囲においてＣＯやＮＯｘの濃度が更に高くなったり、あるいはＯ2濃度が更に低くなったりするのを回避するようにしている。
【００３１】
ここで、エンジン１０の燃焼前後で濃度変化するガス成分としては、エンジン１０の燃焼に伴い増加する第１ガス成分（例えば、ＣＯやＣＯ2、ＮＯｘ、ＨＣなど）と、エンジン１０の燃焼に伴い減少する第２ガス成分（例えばＯ2など）とを含む。また、ガスセンサについて本実施形態では、ＣＯ濃度を検出するＣＯセンサと、ＨＣ濃度を検出するＨＣセンサと、ＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサと、Ｏ2濃度を検出する酸素センサ（大気を含む広域で検出可能なセンサ）とを備える構成としている。これにより、車外の空気中の特定ガス成分の濃度を成分ごとに検出できるようになっている。ただし、ガスセンサとしては、ＣＯセンサ、ＨＣセンサ及びＮＯｘセンサのうちいずれか１つ、例えばＣＯセンサのみを設ける構成であってもよい。
【００３２】
また特に、本実施形態では、エンジン１０が燃焼状態にある場合、吸気通路１１には車外の空気が逐次取り込まれることに着目し、吸気通路１１にガスセンサ３９を配置することとしている（図１参照）。詳しくは、図１に示すように、吸気通路１１のうち、エアクリーナ１２とスロットルバルブ１４との間にガスセンサ３９を配置している。
【００３３】
吸気通路１１にガスセンサ３９を配置する理由は以下の通りである。すなわち、車庫などの閉空間に車両を駐車した状態でエンジン１０の燃焼を継続した場合、車両周囲において、種々の要因によって特定ガス成分の濃度の偏りが生じていることがある。したがって、例えば、ガスセンサ３９を車庫側に設けた場合、車庫内のガス濃度の偏りに起因して、車両周囲の特定ガス成分の濃度を正確に検出できないことが考えられる。特に、車庫内においては、その空間の形状や車両の停止位置、車両の向きなどによって、空間内で特定ガス成分が滞りやすい場所又は滞りにくい場所が都度相違し、特定ガス濃度の検出精度も都度変わることが考えられる。
【００３４】
より具体的には、特定ガス成分が滞留しやすい位置にガスセンサ３９が配置されている場合、車庫内全体としては、車外の空気中の特定ガス成分濃度はさほど高くないにもかかわらずエンジン１０の燃焼が停止され、その結果、車外環境が良好であるにもかかわらずバッテリ２９の充電が中断されてしまうことがある。また逆に、特定ガス成分が滞留しにくく、他よりも希薄になりやすい位置にガスセンサ３９が配置されている場合、実際には車外の空気中の特定ガス成分濃度が高いにもかかわらずエンジン１０の燃焼が継続され、その結果、車外の空気中におけるＣＯやＮＯｘが更に高濃度化したり、あるいはＯ2が更に低濃度化したりすることが考えられる。そこで、本実施形態では、エンジン燃焼中において常に空気が流れている吸気通路１１にガスセンサ３９を配置することとしている。また、車両側にガスセンサ３９を設けることで、車両の移動先の駐車場所に、空気中の特定ガス成分の濃度を検出するガスセンサが配置されていなくても、車両周囲の空気濃度を随時監視することが可能である。
【００３５】
また、エンジン燃焼中では、吸気通路１１と同様に排気通路２４でもガスの流れは常に発生しており、ガスの滞留が少ないと言える。ところが、排気通路２４にガスセンサ３９を配置した場合、エンジン１０の排気の影響により、ガスセンサ周囲では特定ガス成分の濃度が高くなり、その結果、車外の空気の濃度監視を適切に実施できないことが考えられる。これに対し、吸気通路１１であれば、エンジン燃焼中に車外の空気が逐次取り込まれるため、濃度の偏りの影響をさほど受けずに済む。したがって、車両周囲の空気濃度を精度良く監視することが可能となる。
【００３６】
次に、本実施形態の環境悪化抑制処理について、図２のフローチャートを用いて説明する。この処理は、ＥＣＵ４０のマイコン４１により所定周期毎に実行される。
【００３７】
図２において、ステップＳ１１では、車両停止状態においてエンジン１０が燃焼中か否かを判定する。ステップＳ１１がＹＥＳの場合、ステップＳ１２へ進み、ガスセンサ３９の検出値を取得し、その検出値に基づいて、吸気中における各成分のガス濃度を算出する。ステップＳ１３では、吸気温センサ３４により検出した吸気温度、及びエアフロメータ３３により検出した吸入空気量に基づいて、ガス濃度の算出値を補正する。なお、ガス濃度補正に用いるパラメータとしては、吸気温度及び吸入空気量以外に、吸気圧センサ１６に基づき検出した吸気管圧力や、吸気の湿度等を含んでいてもよい。
【００３８】
続くステップＳ１４では、補正後のガス濃度（車外の特定ガス成分の濃度）が所定の異常範囲にあるか否かを判定する。本実施形態では、ガス成分ごとに異常範囲が予め定められており、ガスセンサ３９の検出値に基づき算出した各成分のガス濃度と、そのガス成分に対応する異常範囲とを比較することにより行う。具体的には、エンジン１０の燃焼に伴い増加する第１ガス成分（例えば、ＣＯやＣＯ2、ＮＯｘ、ＨＣなど）については、ガス成分ごとに定めた閾値よりも高濃度側の場合に所定の異常範囲にあると判定する。また、エンジン１０の燃焼に伴い減少する第２ガス成分（例えばＯ2など）については、ガス成分ごとに定めた閾値よりも低濃度側の場合に所定の異常範囲にあると判定する。
【００３９】
検出対象のガス成分の少なくともいずれかが異常範囲内である場合、ステップＳ１４がＹＥＳとなり、ステップＳ１５へ進み、環境悪化抑制処理を実施する。本実施形態では、エンジン１０への燃料供給を停止するとともに、点火プラグ２５による点火を停止する。
【００４０】
以上詳述した本実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。
【００４１】
ガスセンサ３９をエンジン１０の吸気通路１１に設ける構成としたため、エンジン燃焼中においてガスセンサ周囲のガス濃度の偏りが少なく、よって、車外空気のガス濃度の監視を適切に実施することができる。また、ガスセンサ３９を吸気通路１１に設けることにより、車両の移動先での駐車場所において車外空気の濃度を監視するガスセンサが設けられていなくても、車両周囲の空気の濃度を監視することができる。したがって、本構成によれば、車外環境が悪化したことを精度良く検出することができ、ひいては、ガス成分の濃度変化に伴う車外の環境悪化を抑制する必要があるときに適切に実施することができる。
【００４２】
ガスセンサ３９の配置位置について、特に、吸気通路１１のうちスロットルバルブ１４よりも上流側にガスセンサ３９を配置したため、吸気通路１１の壁面や吸気バルブ２１などに付着した燃料の蒸発ガスの影響による検出誤差を極力小さくすることができる。その結果、車外の空気中のガス濃度を精度良く検出することができる。
【００４３】
また、吸気通路１１のうちエアクリーナ１２よりも下流側にガスセンサ３９を配置したため、大気中に含まれる粉塵が除去された後の吸気を対象としてガス濃度を検出することができ、粉塵などの影響によるセンサの検出誤差を小さくすることができる。
【００４４】
環境悪化抑制処理として、本実施形態では、エンジンの燃焼を停止させる燃焼停止処理を実施する構成としたため、車両周囲においてＣＯやＮＯｘの濃度が更に高くなったり、あるいはＯ2濃度が更に低くなったりするのを回避することができる。
【００４５】
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
【００４６】
・上記実施形態では、吸気通路１１のうち、エアクリーナ１２とスロットルバルブ１４との間にガスセンサ３９を配置したが、吸気通路１１であれば、上記以外にガスセンサ３９を配置してもよく、例えばスロットルバルブ１４よりも排気下流側にガスセンサ３９を配置してもよい。具体的には、スロットルバルブ１４とサージタンク１５との間にガスセンサ３９を配置してもよいし、サージタンク１５に配置してもよい。あるいは、吸気マニホールド１７に配置してもよい。
【００４７】
・上記実施形態では、ガスセンサ３９の検出値に基づき算出した特定ガス成分の濃度が所定の異常範囲にある場合、環境悪化抑制処理として、エンジン１０の燃焼を停止する処理を実施したが、環境悪化抑制処理としては上記に限定しない。例えば、特定ガス成分の濃度変化に伴い車外の環境が悪化したことをユーザに通知する通知手段を設け、環境悪化抑制処理として、通知手段によるユーザへの通知を実施する構成としてもよい。
【００４８】
図３に、本実施形態のシステム構成図を示す。本システムは、図３に示すように、上記通知手段として通信装置５１を備えている。通信装置５１は、例えば無線通信によってメッセージを表示可能な表示装置（例えば、携帯電話やモニタなど）であり、「車庫内の換気を行ってください。」「エンジンを止めてください。」等といった旨のメッセージが表示されることで、車外環境が悪化したことをユーザに通知可能になっている。なお、通信装置５１は、文字以外に、音や光などによってユーザに通知するものであってもよい。
【００４９】
ＥＣＵ４０のマイコン４１は、ガスセンサ３９の検出信号に基づいて、車外の空気中における特定ガス成分の濃度が所定の異常範囲にあると判定した場合、通信装置５１に通知指令信号を出力する。通信装置５１は、その入力した通知指令信号に基づいて、通信装置５１によるユーザへの通知を行う。このとき、通信装置５１によるユーザへの通知に合わせて、ＥＣＵ４０のマイコン４１がエンジン１０の燃焼を自動停止してもよい。なお、通知手段としては、通信装置５１の他、車庫内や居室内等に設けられた警報器等であってもよい。
【００５０】
・車両を駐車する車庫において、該車庫内の換気を行う換気手段（図３の換気装置５２）を設け、環境悪化抑制処理として、換気装置５２による車庫内の換気を実施する構成としてもよい。具体的には、換気装置５２は、例えば車庫側に設けられた換気口と、換気口を開閉する開閉部材とを備えている。なお、換気装置５２は、換気口に配置された電動ファンを更に備えていてもよい。ＥＣＵ４０のマイコン４１は、ガスセンサ３９の検出信号に基づいて、車外の空気中における特定ガス成分の濃度が所定の異常範囲にあると判定すると、換気装置５２に、無線通信により換気駆動信号を出力する。換気装置５２では、その入力した換気駆動信号に基づいて、開閉部材の作動により換気口が開くとともに、電動ファンが作動する。このとき、ＥＣＵ４０のマイコン４１は、換気装置５２による車庫内の換気を行うとともに、エンジン１０の燃焼を自動停止してもよい。
【００５１】
・図３において、ガスセンサ３９の検出信号に基づいて、車外の空気中における特定ガス成分の濃度を検出する際、車両に取り付けられた電動ファン５３（例えば、ラジエータファンやコンデンサファン等）を作動させる。こうすることにより、車庫内の空気が撹拌され、車庫内において特定ガス成分の濃度の偏りが生じるのを抑制することができる。
【００５２】
・ガスセンサ３９と、吸気通路１１に配置されたガスセンサ３９以外のセンサのうちの１つ又は複数とを一体化して吸気通路１１に配置する。後者のセンサとしては、例えばエアフロメータ３３や吸気温センサ３４、吸気圧センサ１６を含む。吸気通路１１に既設のセンサとガスセンサ３９とを一体化して配置することで、電源やグランドラインを共通化でき、システムの簡素化を図ることができる。
【００５３】
・上記実施形態では、ガスセンサ３９で検出した特定ガス成分の濃度が所定の異常範囲にある場合にエンジン１０の燃焼を停止したが、エンジン燃焼中においてガスセンサ３９の検出信号に基づいて特定ガス成分の濃度変化を検出し、その検出した濃度変化に基づいて、エンジン１０の燃焼を停止する前に、その旨を事前に通知するか又はエンジン１０の燃焼は継続しつつエンジン１０の出力を低下するかの少なくともいずれかの処理（停止前処理）を実施する構成としてもよい。この場合、エンジン停止する旨が事前に通知されることで、ユーザに対して例えば換気等といった車両周囲の環境の改善をエンジンの燃焼停止前に促すことができる。また、エンジンの出力制限が事前に行われることで、車外へのＣＯやＮＯｘ等の排出量をエンジンの燃焼停止前に少なくすることができる。したがって、本構成によれば、エンジンの燃焼を停止する前に、車外の環境を改善したり更なる悪化を抑制したりすることができ、ひいては、エンジン燃焼停止の実行を遅らせることができる。
【００５４】
・上記実施形態では、車両走行の動力源としてモータＭＧ２を備えるとともに、発電専用のエンジン１０を備えるハイブリッド車両（レンジエクステンダ車両）に本発明を具体化した場合について説明したが、ハイブリッド車両の構成はこれに限定せず、例えば車両走行の動力源としてモータとエンジンとを備える車両に適用してもよい。また、ハイブリッド車両に限定せず、例えば車両走行の動力源がエンジンのみである車両に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１０…エンジン、１１…吸気通路、１２…エアクリーナ、１４…スロットルバルブ、２４…排気通路、２６…触媒、２９…バッテリ、３９…ガスセンサ、４０…ＥＣＵ、４１…マイコン（ガス濃度検出手段、処理制御手段、濃度変化検出手段、停止前処理手段、通知手段）、ＭＧ１，ＭＧ２…モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気側から排気側に流れるガスにおいて燃焼前後で濃度変化するガス成分を検出対象とするガスセンサを備える車両に適用され、
前記ガスセンサが、エンジンの吸気通路に配置されており、
車両が走行していない状態でのエンジン燃焼中において、前記ガスセンサの検出信号に基づいて、車外の空気中に含まれる前記ガス成分の濃度を検出するガス濃度検出手段と、
前記ガス濃度検出手段により検出した濃度が所定の異常範囲にある場合に、前記ガス成分の濃度変化に伴う車外の環境悪化を抑制する処理である環境悪化抑制処理を実施する処理制御手段と、
を備えることを特徴とする車外環境制御システム。
【請求項２】
前記吸気通路に、エンジンの吸入空気量を調節するスロットルバルブが配置されており、
前記ガスセンサは、前記吸気通路のうち、前記スロットルバルブよりも上流側に配置されている請求項１に記載の車外環境制御システム。
【請求項３】
前記吸気通路の最上流部に、エンジンの吸入空気を濾過するエアクリーナが配置されており、
前記ガスセンサは、前記吸気通路のうち、前記エアクリーナよりも下流側に配置されている請求項１又は２に記載の車外環境制御システム。
【請求項４】
前記処理制御手段は、前記環境悪化抑制処理として、エンジンの燃焼を停止させる燃焼停止処理を実施する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車外環境制御システム。
【請求項５】
前記ガスセンサの検出信号に基づいて、エンジン燃焼中における前記ガス成分の濃度変化を検出する濃度変化検出手段と、
前記処理制御手段による前記燃焼停止処理を実施する前に、前記濃度変化検出手段により検出した濃度変化に基づいて、前記燃焼停止処理を実施するおそれがあることをユーザに通知する処理及びエンジンの燃焼を継続したままエンジン出力を低下させる処理の少なくともいずれかを実施する停止前処理手段と、
を備える請求項４に記載の車外環境制御システム。
【請求項６】
前記ガス成分の濃度変化に伴い車外の環境が悪化したことをユーザに通知する通知手段を備え、
前記処理制御手段は、前記環境悪化抑制処理として、前記通知手段によるユーザへの通知を実施する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車外環境制御システム。
【請求項７】
前記車両を駐車する車庫において、該車庫内の換気を行う換気手段が設けられており、
前記処理制御手段は、前記環境悪化抑制処理として、前記換気手段を作動して前記車庫内の換気を実施する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の車外環境制御システム。
【請求項１】
エンジンの吸気側から排気側に流れるガスにおいて燃焼前後で濃度変化するガス成分を検出対象とするガスセンサを備える車両に適用され、
前記ガスセンサが、エンジンの吸気通路に配置されており、
車両が走行していない状態でのエンジン燃焼中において、前記ガスセンサの検出信号に基づいて、車外の空気中に含まれる前記ガス成分の濃度を検出するガス濃度検出手段と、
前記ガス濃度検出手段により検出した濃度が所定の異常範囲にある場合に、前記ガス成分の濃度変化に伴う車外の環境悪化を抑制する処理である環境悪化抑制処理を実施する処理制御手段と、
を備えることを特徴とする車外環境制御システム。
【請求項２】
前記吸気通路に、エンジンの吸入空気量を調節するスロットルバルブが配置されており、
前記ガスセンサは、前記吸気通路のうち、前記スロットルバルブよりも上流側に配置されている請求項１に記載の車外環境制御システム。
【請求項３】
前記吸気通路の最上流部に、エンジンの吸入空気を濾過するエアクリーナが配置されており、
前記ガスセンサは、前記吸気通路のうち、前記エアクリーナよりも下流側に配置されている請求項１又は２に記載の車外環境制御システム。
【請求項４】
前記処理制御手段は、前記環境悪化抑制処理として、エンジンの燃焼を停止させる燃焼停止処理を実施する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車外環境制御システム。
【請求項５】
前記ガスセンサの検出信号に基づいて、エンジン燃焼中における前記ガス成分の濃度変化を検出する濃度変化検出手段と、
前記処理制御手段による前記燃焼停止処理を実施する前に、前記濃度変化検出手段により検出した濃度変化に基づいて、前記燃焼停止処理を実施するおそれがあることをユーザに通知する処理及びエンジンの燃焼を継続したままエンジン出力を低下させる処理の少なくともいずれかを実施する停止前処理手段と、
を備える請求項４に記載の車外環境制御システム。
【請求項６】
前記ガス成分の濃度変化に伴い車外の環境が悪化したことをユーザに通知する通知手段を備え、
前記処理制御手段は、前記環境悪化抑制処理として、前記通知手段によるユーザへの通知を実施する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車外環境制御システム。
【請求項７】
前記車両を駐車する車庫において、該車庫内の換気を行う換気手段が設けられており、
前記処理制御手段は、前記環境悪化抑制処理として、前記換気手段を作動して前記車庫内の換気を実施する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の車外環境制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２３３４０９（Ｐ２０１２−２３３４０９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１００４０４（Ｐ２０１１−１００４０４）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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