(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関および回転機を動力源として備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記内燃機関の排ガスの一部をＥＧＲガスとして前記内燃機関の吸気通路に還流させるためのＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路を開閉することによって前記吸気通路に還流するＥＧＲガスの量を変更可能なＥＧＲ制御弁と、
前記吸気通路を開閉することによって前記内燃機関の燃焼室に吸入される新気の量を変更可能な吸気制御弁と、
前記内燃機関に燃料を供給するための燃料供給手段と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記内燃機関の次の燃焼サイクルにおける、前記燃焼室に吸入される新気およびＥＧＲガスを含む吸入ガスの量に対するＥＧＲガスの量の比率であるＥＧＲ率として、次サイクルＥＧＲ率を、前記検出された内燃機関の運転状態に基づいて算出する次サイクルＥＧＲ率算出手段と、
前記内燃機関の次の燃焼サイクルにおいて失火が発生する限界のＥＧＲ率である限界ＥＧＲ率を、前記内燃機関の運転状態に基づいて算出する限界ＥＧＲ率算出手段と、
前記算出された次サイクルＥＧＲ率と前記算出された限界ＥＧＲ率との比較結果に基づいて、前記内燃機関の次の燃焼サイクルにおいて失火が発生すると予測される条件である次サイクル失火条件が成立しているか否かを判定する次サイクル失火条件判定手段と、
前記動力源に要求される要求トルクを算出する要求トルク算出手段と、
前記次サイクル失火条件判定手段により前記次サイクル失火条件が成立していると判定されたときに、前記ＥＧＲ制御弁の制御によるＥＧＲガスの還流の停止と、前記燃料供給手段の制御による燃料の供給の停止と、開弁方向への前記吸気制御弁の制御とを行うことによって、ＥＧＲガスを掃気するＥＧＲ掃気動作を実行するとともに、前記算出された要求トルクに応じて前記回転機を制御することにより前記ハイブリッド車両を駆動する回転機駆動動作を実行する制御手段と、
前記内燃機関の燃焼運転中に発生する前記内燃機関の機械損失を表す機械損失トルクを算出する機械損失トルク算出手段と、
前記燃焼室で燃焼した混合気の空燃比を取得する空燃比取得手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記次サイクル失火条件が成立していると判定された場合において、前記要求トルクが前記算出された機械損失トルクよりも小さいときに、前記ＥＧＲ掃気動作および前記回転機駆動動作を実行し、
前記次サイクル失火条件が成立していると判定された場合において、前記要求トルクが前記機械損失トルク以上のときに、前記要求トルクと、前記空燃比取得手段により取得された空燃比とに応じ、前記吸気制御弁により変更される新気の量および前記燃料供給手段により供給される燃料の量を制御することによって、前記内燃機関に供給される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな所定のリッチ空燃比に制御する空燃比リッチ化動作を実行することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の排気通路には、排ガス中の炭化水素を酸化させることによって排ガスを浄化する触媒が設けられており、
当該触媒における排ガス中の酸素濃度を表す酸素濃度パラメータを検出する酸素濃度パラメータ検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、
前記次サイクル失火条件が成立していると判定された場合において、前記要求トルクが前記機械損失トルク以上で、かつ、前記検出された酸素濃度パラメータで表される酸素濃度が所定値以上のときに、前記空燃比リッチ化動作を実行し、
前記次サイクル失火条件が成立していると判定された場合において、前記要求トルクが前記機械損失トルク以上で、かつ、前記酸素濃度パラメータで表される酸素濃度が前記所定値よりも小さいときに、前記ＥＧＲ掃気動作および前記回転機駆動動作を実行することを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段をさらに備え、
前記機械損失トルク算出手段は、前記機械損失トルクを、前記検出された内燃機関の回転数に基づいて算出することを特徴とする、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。
【請求項４】
内燃機関および回転機を動力源として備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記内燃機関の排ガスの一部をＥＧＲガスとして前記内燃機関の吸気通路に還流させるためのＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路を開閉することによって前記吸気通路に還流するＥＧＲガスの量を変更可能なＥＧＲ制御弁と、
前記吸気通路を開閉することによって前記内燃機関の燃焼室に吸入される新気の量を変更可能な吸気制御弁と、
前記内燃機関に燃料を供給するための燃料供給手段と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記内燃機関の次の燃焼サイクルにおける、前記燃焼室に吸入される新気およびＥＧＲガスを含む吸入ガスの量に対するＥＧＲガスの量の比率であるＥＧＲ率として、次サイクルＥＧＲ率を、前記検出された内燃機関の運転状態に基づいて算出する次サイクルＥＧＲ率算出手段と、
前記内燃機関の次の燃焼サイクルにおいて失火が発生する限界のＥＧＲ率である限界ＥＧＲ率を、前記内燃機関の運転状態に基づいて算出する限界ＥＧＲ率算出手段と、
前記算出された次サイクルＥＧＲ率と前記算出された限界ＥＧＲ率との比較結果に基づいて、前記内燃機関の次の燃焼サイクルにおいて失火が発生すると予測される条件である次サイクル失火条件が成立しているか否かを判定する次サイクル失火条件判定手段と、
前記動力源に要求される要求トルクを算出する要求トルク算出手段と、を備え、
前記回転機には、充電・放電可能な蓄電装置が接続されており、
前記次サイクル失火条件が成立していると判定されたときに、前記内燃機関に供給される混合気の空燃比を、理論空燃比よりもリッチな所定のリッチ空燃比に制御することによって、前記内燃機関の失火を発生させずに、前記内燃機関の出力トルクを前記算出された要求トルクに制御可能であるというリッチ化条件が成立しているか否かを、前記次サイクルＥＧＲ率および前記要求トルクに応じて判定するリッチ化判定手段と、
前記次サイクル失火条件判定手段により前記次サイクル失火条件が成立していると判定された場合において、前記リッチ化判定手段により前記リッチ化条件が成立していると判定されているときに、前記ＥＧＲ制御弁の制御によるＥＧＲガスの還流の停止と、前記燃料供給手段の制御による燃料の供給の停止と、開弁方向への前記吸気制御弁の制御とを行うことによって、ＥＧＲガスを掃気するＥＧＲ掃気動作を実行するとともに、前記要求トルクに応じて前記回転機を制御することにより前記ハイブリッド車両を駆動する回転機駆動動作を実行し、前記次サイクル失火条件が成立していると判定された場合において、前記リッチ化条件が成立していないと判定されているときに、前記次サイクルＥＧＲ率に応じて、前記内燃機関の出力トルクが前記要求トルクよりも大きくなるように、前記吸気制御弁により変更される新気の量および前記燃料供給手段により供給される燃料の量の少なくとも一方を制御するとともに、前記要求トルクに対する前記内燃機関の出力トルクの余剰分を電気エネルギとして前記蓄電装置に充電するように、前記回転機を制御する制御手段と、
をさらに備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
前記ＥＧＲ掃気動作の実行期間を算出する実行期間算出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記ＥＧＲ掃気動作を開始してから、前記算出された実行期間が経過するまで、前記ＥＧＲ掃気動作を継続して実行することを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
前記要求トルク算出手段は、前記要求トルクとして、前記内燃機関の次の燃焼サイクルで要求される要求トルクである次サイクル要求トルクを算出することを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関および回転機を動力源として備えるハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド車両の制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。このハイブリッド車両に動力源として搭載された内燃機関には、ＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲ制御弁が設けられている。内燃機関の排ガスの一部は、ＥＧＲガスとして、ＥＧＲ通路を介して吸気通路に還流し、還流するＥＧＲガスの量が、ＥＧＲ制御弁の開度を調整することによって制御される。また、制御装置では、内燃機関に要求される要求動力が所定の下限動力よりも小さいときには、ＥＧＲガスが吸気通路に還流しないように、ＥＧＲ制御弁が全閉状態に制御されるとともに、内燃機関の動力が要求動力になるように制御される。この下限動力は、ＥＧＲガスを還流させながら、内燃機関の動力を要求動力に制御したときに、内燃機関においてＥＧＲガスの影響により失火が発生しないような動力の下限値に設定されている。この従来の制御装置では、そのような下限動力の設定と、上述したＥＧＲ制御弁の全閉制御によって、失火を抑制するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−９１９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したようなタイプの内燃機関では、ＥＧＲガスを、ＥＧＲ通路を介して吸気通路に還流させるという構成上、ＥＧＲ制御弁を全閉状態に制御しても、ＥＧＲ通路におけるＥＧＲ制御弁の下流側と吸気通路に残留していたＥＧＲガス（以下「残留ＥＧＲガス」という）が、内燃機関の燃焼室に流入する場合がある。これに対して、従来の制御装置では、要求動力が上述した下限動力よりも小さいとき、すなわち、失火を抑制するためにＥＧＲガスを還流させるべきではないときに、ＥＧＲ制御弁を全閉状態に制御するにすぎないので、上記のように残留ＥＧＲガスが燃焼室に流入する結果、失火を抑制することができず、内燃機関の動力が要求動力よりも小さくなってしまい、ドライバビリティが悪化するおそれがある。また、一般に、内燃機関が高負荷運転状態にあるときには、ＥＧＲガスの量は、大きめに制御される。このため、ハイブリッド車両の高速走行から減速走行への移行に伴って要求動力が下限動力を下回るようなときには、ハイブリッド車両の高速走行により内燃機関がそれまで高負荷運転状態にあったことによって、ＥＧＲガスの量がそれまでに大きめに制御されていたことから、残留ＥＧＲガスの量が非常に多くなるため、上記のような不具合はより顕著になる。
【０００５】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、ＥＧＲガスの影響による失火を確実に回避しながら、要求トルクに見合った大きさのトルクを出力することができ、それにより、ドライバビリティを向上させることができるハイブリッド車両の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】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関３および回転機２１を動力源として備えるハイブリッド車両Ｖの制御装置１であって、内燃機関３の排ガスの一部をＥＧＲガスとして内燃機関３の吸気通路４に還流させるためのＥＧＲ通路１１と、ＥＧＲ通路１１を開閉することによって吸気通路４に還流するＥＧＲガスの量を変更可能なＥＧＲ制御弁１２と、吸気通路４を開閉することによって内燃機関３の燃焼室３ｅに吸入される新気の量を変更可能な吸気制御弁（実施形態における（以下、本項において同じ）スロットル弁機構８）と、内燃機関３に燃料を供給するための燃料供給手段（燃料噴射弁７）と、内燃機関３の運転状態を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ３１、ＥＧＲリフトセンサ３５、エアフローセンサ３６、ＥＣＵ２）と、内燃機関３の次の燃焼サイクルにおける、燃焼室３ｅに吸入される新気およびＥＧＲガスを含む吸入ガスの量に対するＥＧＲガスの量の比率であるＥＧＲ率として、次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲを、検出された内燃機関３の運転状態に基づいて算出する次サイクルＥＧＲ率算出手段（ＥＣＵ２、図４のステップ４）と、内燃機関３の次の燃焼サイクルにおいて失火が発生する限界のＥＧＲ率である限界ＥＧＲ率（第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１）を、内燃機関３の運転状態に基づいて算出する限界ＥＧＲ率算出手段（ＥＣＵ２、図４のステップ５〜８）と、算出された次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲと算出された限界ＥＧＲ率との比較結果に基づいて、内燃機関３の次の燃焼サイクルにおいて失火が発生すると予測される条件である次サイクル失火条件が成立しているか否かを判定する次サイクル失火条件判定手段（ＥＣＵ２、図５のステップ９）と、動力源に要求される要求トルクＴＲＥＱ（次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱ）を算出する要求トルク算出手段（ＥＣＵ２、図４のステップ２、３）と、次サイクル失火条件判定手段により次サイクル失火条件が成立していると判定されたとき（ステップ９：ＹＥＳ）に、ＥＧＲ制御弁１２の制御によるＥＧＲガスの還流の停止と、燃料供給手段の制御による燃料の供給の停止と、開弁方向への吸気制御弁の制御とを行うことによって、ＥＧＲガスを掃気するＥＧＲ掃気動作を実行するとともに、算出された要求トルクＴＲＥＱに応じて回転機２１を制御することによりハイブリッド車両Ｖを駆動する回転機駆動動作を実行する制御手段（ＥＣＵ２、図５のステップ１５、図１０のステップ７４、図１１）と、内燃機関３の燃焼運転中に発生する内燃機関３の機械損失を表す機械損失トルクＦＲＴＲＱを算出する機械損失トルク算出手段（ＥＣＵ２、図５のステップ１３）と、燃焼室３ｅで燃焼した混合気の空燃比を取得する空燃比取得手段（ＬＡＦセンサ３３、ＥＣＵ２）と、を備え、制御手段は、次サイクル失火条件が成立していると判定された場合において、要求トルクＴＲＥＱが算出された機械損失トルクＦＲＴＲＱよりも小さいとき（図５のステップ１４：ＹＥＳ）に、ＥＧＲ掃気動作および回転機駆動動作を実行し、次サイクル失火条件が成立していると判定された場合において、要求トルクＴＲＥＱが機械損失トルクＦＲＴＲＱ以上のとき（ステップ１４：ＮＯ）に、要求トルクＴＲＥＱと、空燃比取得手段により取得された空燃比（実空燃比Ａ／ＦＡＣＴ）とに応じ、吸気制御弁により変更される新気の量および燃料供給手段により供給される燃料の量を制御することによって、内燃機関３に供給される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな所定のリッチ空燃比（燃焼安定空燃比ＳＴＡ／Ｆ）に制御する空燃比リッチ化動作を実行する（図５のステップ１８、図１０のステップ７６、図１２）ことを特徴とする。
【０００７】
このハイブリッド車両の制御装置では、内燃機関の排ガスの一部が、ＥＧＲガスとして、ＥＧＲ通路を介して内燃機関の吸気通路に還流し、吸気通路に還流するＥＧＲガスの量が、ＥＧＲガス制御弁によって制御される。また、内燃機関の燃焼室に吸入される新気の量が、吸気制御弁によって変更される。さらに、内燃機関の次の燃焼サイクルにおける、燃焼室に吸入される新気およびＥＧＲガスを含む吸入ガスの量に対するＥＧＲガスの量の比率であるＥＧＲ率として、次サイクルＥＧＲ率が、検出された内燃機関の運転状態に基づき、次サイクルＥＧＲ率算出手段によって算出されるとともに、内燃機関の次の燃焼サイクルにおいて失火が発生する限界のＥＧＲ率である限界ＥＧＲ率が、内燃機関の運転状態に基づき、限界ＥＧＲ率算出手段によって算出される。また、算出された次サイクルＥＧＲ率と限界ＥＧＲ率との比較結果に基づいて、内燃機関の次の燃焼サイクルにおいて失火が発生すると予測される条件である次サイクル失火条件が成立しているか否かが、次サイクル失火条件判定手段によって判定される。
【０００８】
さらに、次サイクル失火条件判定手段により次サイクル失火条件が成立していると判定されたときに、ＥＧＲ掃気動作が、制御手段によって実行され、その実行中、燃料供給手段を制御することによって、内燃機関への燃料の供給が停止される。これにより、内燃機関において、燃焼運転が停止されるものの、内燃機関が惰性で回転することによって、吸入動作および排出動作が実行され、この吸入動作により外気が燃焼室に吸入されるとともに、吸入された外気が、排出動作により排気通路に排出される。この場合、ＥＧＲ制御弁を制御することにより、吸気通路へのＥＧＲガスの還流が停止されるので、ＥＧＲ通路におけるＥＧＲ制御弁の下流側と、吸気通路におけるＥＧＲ通路との接続部よりも下流側に残留していたＥＧＲガス（以下「残留ＥＧＲガス」という）が、外気とともに、上記の吸入動作によって燃焼室に吸入された後、排出動作によって排気通路に排出（掃気）される。また、ＥＧＲ掃気動作の実行中、吸気制御弁が開弁方向に制御されるので、吸入動作による燃焼室への残留ＥＧＲガスの吸入量を大きくすることができ、したがって、残留ＥＧＲガスを迅速に掃気することができる。
【０００９】
以上のように、次サイクル失火条件が成立しているときに、ＥＧＲ掃気動作の実行により、残留ＥＧＲガスを、燃焼室を介して排気通路に掃気することができる。したがって、ＥＧＲ掃気動作の完了後、内燃機関において燃料の供給による燃焼運転を再開するに際し、残留ＥＧＲガスによる影響を受けることなく、燃焼運転を再開することができる。
【００１０】
さらに、前述した構成によれば、次サイクル失火条件が成立していると判定されたときに、回転機駆動動作が、制御手段によって実行され、その実行中、回転機を要求トルクに応じて制御することにより、ハイブリッド車両が駆動される。したがって、要求トルクに見合った大きさのトルクを回転機から出力することができる。
【００１１】
また、前述したように、次サイクル失火条件の判定が、次サイクルＥＧＲ率と限界ＥＧＲ率との比較結果に基づいて行われ、これらの次サイクルＥＧＲ率および限界ＥＧＲ率はいずれも、内燃機関の次の燃焼サイクルを対象として算出された予測値である。これにより、ＥＧＲガスの影響により内燃機関の失火が発生すると予測された時点で、上述したＥＧＲ掃気動作および回転機駆動動作を開始することができる。したがって、前述した従来の場合と異なり、例えばハイブリッド車両の減速走行の開始時で、残留ＥＧＲガスの影響により内燃機関の失火が発生するおそれがあるときに、失火を確実に回避しながら、要求トルクに見合った大きさのトルクを回転機から出力することができ、それにより、ドライバビリティを向上させることができる。
【００１３】
さらに、前述した構成によれば、内燃機関の燃焼運転中に発生する内燃機関の機械損失トルクが、機械損失トルク算出手段によって算出される。また、前述した次サイクル失火条件が成立していると判定された場合において、要求トルクが算出された機械損失トルク以上のときに、空燃比リッチ化動作が、制御手段によって実行される。さらに、その実行中、要求トルクと取得された空燃比に応じ、吸気制御弁により変更される新気の量および燃料供給手段により供給される燃料の量を制御することによって、内燃機関に供給される混合気の空燃比が、理論空燃比よりもリッチな所定のリッチ空燃比に制御される。
【００１４】
図１６は、内燃機関に供給される混合気の当量比と、混合気の燃焼速度との一般的な関係を示している。同図に示すように、混合気の当量比が、理論空燃比に相当する値１．０よりも燃料リッチな所定の当量比ＥＲＲＥＦのときに、燃焼速度が最大になり、失火が最も発生しにくくなる。また、図１７は、内燃機関の出力トルクと、失火が発生しないときの最大（限界）のＥＧＲ率（以下「上限ＥＧＲ率」という）との関係を示している。図１７において、ラインＬ１は、空燃比が理論空燃比のときの出力トルクと上限ＥＧＲ率との関係を示しており、ラインＬ２は、空燃比が上記の所定の当量比ＥＲＲＥＦに相当する所定の空燃比（以下「燃焼安定空燃比」という）のときの出力トルクと上限ＥＧＲ率との関係を示している。図１７に示すように、空燃比が燃焼安定空燃比のとき（ラインＬ２）には、空燃比が理論空燃比のとき（ラインＬ１）よりも、上限ＥＧＲ率が大きくなり、すなわち、失火が発生するＥＧＲ率の領域が小さくなる。これは、図１６を用いて説明したように、空燃比が燃焼安定空燃比のときには、失火が最も発生しにくくなるためである。
【００１５】
したがって、上述した空燃比リッチ化動作で用いられる所定のリッチ空燃比を、この燃焼安定空燃比に設定することによって、失火を回避することができる。この場合、請求項１の説明から明らかなように、次サイクル失火条件が成立していると判定されたときに、すなわち、ＥＧＲガスの影響により内燃機関の失火が発生すると予測された時点で、空燃比リッチ化動作を開始することができるので、失火を確実に回避することができる。また、空燃比リッチ化動作の実行中、要求トルクに応じて、吸気制御弁により変更される新気の量および燃料供給手段により供給される燃料を制御するので、要求トルクに見合った大きさのトルクを内燃機関から出力することができる。
【００１６】
さらに、要求トルクが機械損失トルクよりも小さいときには、そのような要求トルクに見合った量の燃料を内燃機関に供給しても、燃料の燃焼エネルギがすべて機械損失として消費され、内燃機関の出力トルクを要求トルクに見合った大きさに制御できないだけでなく、燃料が無駄になってしまう。前述した構成によれば、要求トルクが機械損失トルク以上のときに、内燃機関を動力源として用いる空燃比リッチ化動作を実行するとともに、機械損失トルクよりも小さいときに、回転機のみを動力源として用いる回転機駆動動作を実行するので、請求項１の説明で述べたように要求トルクに見合った大きさのトルクを回転機から出力することができるとともに、燃料を有効に使用することができる。また、ＥＧＲ掃気動作および回転機駆動動作の実行中には、内燃機関への燃料の供給を停止するので、その開始時と、その後の燃料供給の再開時に、トルクショックが発生する場合がある。したがって、要求トルクが機械損失トルク以上のときに、ＥＧＲ掃気動作および回転機駆動動作を実行せずに、空燃比リッチ化動作を実行することによって、上記のようなトルクショックを発生させることがない。
【００１７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のハイブリッド車両Ｖの制御装置１において、内燃機関３の排気通路５には、排ガス中の炭化水素を酸化させることによって排ガスを浄化する触媒（触媒装置９）が設けられており、触媒における排ガス中の酸素濃度を表す酸素濃度パラメータを検出する酸素濃度パラメータ検出手段（Ｏ２センサ３４）をさらに備え、制御手段は、次サイクル失火条件が成立していると判定された場合において、要求トルクＴＲＥＱが機械損失トルクＦＲＴＲＱ以上で、かつ、検出された酸素濃度パラメータ（Ｏ２センサ出力ＳＯ２）で表される酸素濃度が所定値以上のとき（図５のステップ１７：ＮＯ）に、空燃比リッチ化動作を実行し、次サイクル失火条件が成立していると判定された場合において、要求トルクＴＲＥＱが機械損失トルクＦＲＴＲＱ以上で、かつ、酸素濃度パラメータで表される酸素濃度が所定値よりも小さいとき（ステップ１７：ＹＥＳ）に、ＥＧＲ掃気動作および回転機駆動動作を実行することを特徴とする。
【００１８】
請求項１の説明で述べた空燃比リッチ化動作の実行中には、空燃比を理論空燃比よりもリッチ側に制御するので、排ガス中の有害成分である炭化水素の量が、比較的多くなる。また、一般に、排ガス中の炭化水素を酸化させることによって排ガスを浄化するタイプの触媒では、触媒に流入した排ガス中の酸素によって、炭化水素が酸化する。
【００１９】
上述した構成によれば、触媒における排ガス中の酸素濃度を表す酸素濃度パラメータが、酸素濃度パラメータ検出手段によって検出されるとともに、請求項１の説明で述べた次サイクル失火条件および機械損失トルクに関する条件が成立していることに加え、検出された酸素濃度パラメータで表される酸素濃度が所定値以上のときに、空燃比リッチ化動作が実行される。これにより、空燃比リッチ化動作の実行に伴って発生した排ガス中の炭化水素を、触媒で十分に酸化させることができ、良好な排ガス特性を確保することができる。また、酸素濃度パラメータで表される酸素濃度が所定値よりも小さいとき、すなわち、炭化水素を触媒で十分に酸化させることができないようなときに、空燃比リッチ化動作を実行せずに、ＥＧＲ掃気動作および回転機駆動動作を実行するので、排ガス特性が悪化することがない。
【００２０】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載のハイブリッド車両Ｖの制御装置１において、内燃機関３の回転数を検出する回転数検出手段（クランク角センサ３１、ＥＣＵ２）をさらに備え、機械損失トルク算出手段は、機械損失トルクＦＲＴＲＱを、検出された内燃機関の回転数（エンジン回転数ＮＥ）に基づいて算出することを特徴とする。
【００２１】
内燃機関では、その回転数が高いほど、単位時間あたりのフリクションやポンピングロスなどの機械損失が、より大きくなる。上述した構成によれば、そのような内燃機関の回転数に基づいて、機械損失トルクを適切に算出することができる。
【００２２】
前記目的を達成するために、請求項４に係る発明は、内燃機関３および回転機２１を動力源として備えるハイブリッド車両Ｖの制御装置１であって、内燃機関３の排ガスの一部をＥＧＲガスとして内燃機関３の吸気通路４に還流させるためのＥＧＲ通路１１と、ＥＧＲ通路１１を開閉することによって吸気通路４に還流するＥＧＲガスの量を変更可能なＥＧＲ制御弁１２と、吸気通路４を開閉することによって内燃機関３の燃焼室３ｅに吸入される新気の量を変更可能な吸気制御弁（実施形態における（以下、本項において同じ）スロットル弁機構８）と、内燃機関３に燃料を供給するための燃料供給手段（燃料噴射弁７）と、内燃機関３の運転状態を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ３１、ＥＧＲリフトセンサ３５、エアフローセンサ３６、ＥＣＵ２）と、内燃機関３の次の燃焼サイクルにおける、燃焼室３ｅに吸入される新気およびＥＧＲガスを含む吸入ガスの量に対するＥＧＲガスの量の比率であるＥＧＲ率として、次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲを、検出された内燃機関３の運転状態に基づいて算出する次サイクルＥＧＲ率算出手段（ＥＣＵ２、図４のステップ４）と、内燃機関３の次の燃焼サイクルにおいて失火が発生する限界のＥＧＲ率である限界ＥＧＲ率（第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１）を、内燃機関３の運転状態に基づいて算出する限界ＥＧＲ率算出手段（ＥＣＵ２、図４のステップ５〜８）と、算出された次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲと算出された限界ＥＧＲ率との比較結果に基づいて、内燃機関３の次の燃焼サイクルにおいて失火が発生すると予測される条件である次サイクル失火条件が成立しているか否かを判定する次サイクル失火条件判定手段（ＥＣＵ２、図５のステップ９）と、動力源に要求される要求トルクＴＲＥＱ（次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱ）を算出する要求トルク算出手段（ＥＣＵ２、図４のステップ２、３）と、を備え、回転機２１には、充電・放電可能な蓄電装置（バッテリ２２）が接続されており、次サイクル失火条件が成立していると判定されたときに、内燃機関３に供給される混合気の空燃比を、理論空燃比よりもリッチな所定のリッチ空燃比（燃焼安定空燃比ＳＴＡ／Ｆ）に制御することによって、内燃機関３の失火を発生させずに、内燃機関３の出力トルクを要求トルクＴＲＥＱに制御可能であるというリッチ化条件が成立しているか否かを、次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲおよび要求トルクＴＲＥＱに応じて判定するリッチ化判定手段（ＥＣＵ２、図５のステップ１１、１６、２０）と、次サイクル失火条件判定手段により次サイクル失火条件が成立していると判定された場合において、リッチ化判定手段によりリッチ化条件が成立していると判定されているとき（ステップ１６：ＮＯ）に、ＥＧＲ制御弁１２の制御によるＥＧＲガスの還流の停止と、燃料供給手段の制御による燃料の供給の停止と、開弁方向への吸気制御弁の制御とを行うことによって、ＥＧＲガスを掃気するＥＧＲ掃気動作を実行するとともに、要求トルクＴＲＥＱに応じて回転機２１を制御することによりハイブリッド車両Ｖを駆動する回転機駆動動作を実行し、次サイクル失火条件が成立していると判定された場合において、リッチ化条件が成立していないと判定されているとき（ステップ１６：ＹＥＳ、ステップ２０：ＹＥＳ）に、次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲに応じて、内燃機関３の出力トルクが要求トルクＴＲＥＱよりも大きくなるように、吸気制御弁により変更される新気の量および燃料供給手段により供給される燃料の量の少なくとも一方を制御するとともに、要求トルクＴＲＥＱに対する内燃機関３の出力トルクの余剰分を電気エネルギとして蓄電装置に充電するように、回転機２１を制御する制御手段（図５のステップ１５、図１０のステップ７４、図１１、図５のステップ１９、図１０のステップ７７、図１３）と、をさらに備えることを特徴とする。
【００２３】
図１７に示すように、内燃機関の出力トルクが異なれば、燃焼室に吸入される新気の量が異なるため、前述した上限ＥＧＲ率（失火が発生しないときの最大のＥＧＲ率）の大きさは異なる。このため、空燃比を燃焼安定空燃比に制御しても、実際のＥＧＲ率が、出力トルクに対応する上限ＥＧＲ率よりも大きくなる場合があり、その場合には、失火が発生してしまう。
【００２４】
上述した構成によれば、次サイクル失火条件が成立していると判定されたときに、リッチ化条件が成立しているか否かが、次サイクルＥＧＲ率および要求トルクに応じ、リッチ化判定手段によって判定される。このリッチ化条件は、次サイクル失火条件が成立しているとき、すなわち、内燃機関の次の燃焼サイクルにおいてＥＧＲガスの影響により失火が発生するおそれがあるときに、内燃機関に供給される混合気の空燃比を、理論空燃比よりもリッチな所定のリッチ空燃比に制御することによって、失火を発生させずに、内燃機関の出力トルクを要求トルクに制御可能であるという条件である。このように、リッチ化条件の成立の判定を、次サイクルＥＧＲ率および要求トルクに応じて行うことにより、内燃機関の次の燃焼サイクルの実際のＥＧＲ率と要求トルクに対応する上限ＥＧＲ率との関係に基づいて、適切に行うことができる。
【００２５】
また、次サイクル失火条件が成立していると判定された場合において、リッチ化条件が成立していないと判定されているときに、すなわち、空燃比を所定のリッチ空燃比に制御することによって内燃機関の出力トルクを要求トルクに制御すると、ＥＧＲガスの影響により失火が発生するおそれがあるときに、次サイクルＥＧＲ率に応じて、内燃機関の出力トルクが要求トルクよりも大きくなるように、吸気制御弁により変更される新気の量および燃料供給手段により供給される燃料の量の少なくとも一方が制御される。これにより、出力トルクを、対応する上限ＥＧＲ率が次サイクルＥＧＲ率よりも大きくなるように、制御することができ、したがって、失火を確実に回避することができる。
【００２６】
さらに、この場合、要求トルクに対する出力トルクの余剰分が電気エネルギとして、回転機への電力供給用の蓄電装置に充電されるので、要求トルクに見合った大きさのトルクを出力することができるとともに、充電された電力を用いて回転機によりハイブリッド車両を駆動することによって、内燃機関の良好な燃費を確保することができる。
また、前述した構成によれば、次サイクル失火条件が成立していると判定された場合において、リッチ化条件が成立していると判定されているときに、ＥＧＲ制御弁の制御によるＥＧＲガスの還流の停止と、燃料供給手段の制御による燃料の供給の停止と、開弁方向への吸気制御弁の制御とを行うことによって、ＥＧＲガスを掃気するＥＧＲ掃気動作を実行するとともに、要求トルクに応じて回転機を制御することによりハイブリッド車両を駆動する回転機駆動動作が実行される。
【００２７】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のハイブリッド車両Ｖの制御装置１において、ＥＧＲ掃気動作の実行期間（掃気完了時間ＴＳＣＡＶ）を算出する実行期間算出手段（ＥＣＵ２、図１５のステップ１２５）をさらに備え、制御手段は、ＥＧＲ掃気動作を開始してから、算出された実行期間が経過するまで、ＥＧＲ掃気動作を継続して実行する（図１５のステップ１２７、１２８）ことを特徴とする。
【００２８】
この構成によれば、ＥＧＲ掃気動作の実行期間が、実行期間算出手段によって算出されるとともに、ＥＧＲ掃気動作が、その開始から、算出された実行期間が経過するまで、継続して実行される。したがって、前述した残留ＥＧＲガスを確実に掃気することができるとともに、ＥＧＲ掃気動作の実行による内燃機関への燃料供給の停止と、ＥＧＲ掃気動作の終了による燃料供給の再開が短時間で繰り返されるのを回避することができ、それにより、ドライバビリティを向上させることができる。
【００２９】
請求項６に係る発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のハイブリッド車両Ｖの制御装置１において、要求トルク算出手段は、要求トルクＴＲＥＱとして、内燃機関３の次の燃焼サイクルで要求される要求トルクである次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱを算出することを特徴とする。
【００３０】
前述した次サイクル失火条件が成立しているという状況は、主として、ハイブリッド車両の減速走行の開始時で、内燃機関の次の燃焼サイクルにおいて残留ＥＧＲガスの影響により失火が発生するおそれがあるという状況である。このような状況では、ハイブリッド車両が減速走行状態にあることによって、要求トルクが急減する傾向にあるため、要求トルクに応じた制御を行うにあたって、そのときの要求トルクを用いたのでは、間に合わず、この制御を適切に行うことができないおそれがある。上述した構成によれば、要求トルクとして、次サイクル要求トルクが算出され、この次サイクル要求トルクは、内燃機関の次の燃焼サイクルで要求される要求トルクの予測値である。これにより、請求項１の説明で述べた回転機駆動動作での回転機の制御が、そのときの要求トルクではなく、次サイクル要求トルク、すなわち次の燃焼サイクルの要求トルクに応じて行われるので、上記のように急減する要求トルクに見合った大きさのトルクを回転機から出力することができる。
【００３１】
また、請求項１および２の説明で述べた機械損失トルクが次サイクル要求トルクと比較されるので、急減する要求トルクに応じて、空燃比リッチ化動作および回転機駆動動作のいずれを実行するかを適切に判定することができる。さらに、請求項１の説明で述べた空燃比リッチ化動作が、次サイクル要求トルクに応じて行われるので、急減する要求トルクに見合った大きさのトルクを内燃機関から出力することができる。また、請求項４の説明で述べたリッチ化条件の判定に、次サイクル要求トルクが用いられるので、この判定を、急減する要求トルクに応じて適切に行うことができる。さらに、請求項４の説明で述べた回転機の制御が、次サイクル要求トルクに応じて行われるので、急減する要求トルクに見合った大きさのトルクを出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態による制御装置を適用したハイブリッド車両を概略的に示す図である。
【図２】図１に示すハイブリッド車両に搭載された内燃機関を概略的に示す図である。
【図３】制御装置のＥＣＵなどを示すブロック図である。
【図４】ハイブリッド車両を駆動するための駆動モードの決定処理の一部を示すフローチャートである。
【図５】図４に示す処理の続きを示すフローチャートである。
【図６】図４に示す処理で実行される次サイクルＥＧＲ率の算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図７】図６に示す処理で実行されるスロットル弁通過空気量の算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図８】図６に示す処理で実行される新気率の算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図９】図４に示す処理で用いられるマップの一例である。
【図１０】各種の駆動モードによる制御を実行する処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１０に示す処理で実行される掃気モード制御処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】図１０に示す処理で実行されるリッチ燃焼モード制御処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】図１０に示す処理で実行されるエンジン下限トルクモード制御処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】図１３に示す処理の技術的観点を説明するための図である。
【図１５】本発明の第２実施形態による駆動モードの決定処理の一部を示すフローチャートである。
【図１６】内燃機関における当量比と燃焼速度の一般的な関係を示す図である。
【図１７】内燃機関の出力トルクと上限ＥＧＲ率の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照しながら、本発明の第１実施形態によるハイブリッド車両の制御装置について説明する。図１に示すハイブリッド車両Ｖは、左右の前輪ＷＦ，ＷＦおよび後輪ＷＲ，ＷＲを有する四輪車両であり、ハイブリッド車両Ｖには、動力源としての内燃機関（以下「エンジン」という）３および回転機２１が搭載されている。エンジン３は、直列４気筒タイプのガソリンエンジンであり、回転機２１は、一般的な１ロータタイプのブラシレスＤＣモータである。
【００３４】
エンジン３のクランク軸３ａには、摩擦式のクラッチＣＬを介して、回転機２１のロータ（図示せず）が連結されており、回転機２１のロータは、自動変速装置ＴＭ、差動ギヤ機構ＤＧおよび左右の駆動軸ＤＳ，ＤＳを介して、前輪ＷＦ，ＷＦに連結されている。以上の構成により、回転機２１の出力トルクは、自動変速装置ＴＭなどを介して前輪ＷＦ，ＷＦに伝達される。また、このクラッチＣＬの締結・解放により、エンジン３と回転機２１の間が接続・遮断され、クラッチＣＬの締結中には、エンジン３の出力トルクが、回転機２１や自動変速装置ＴＭを介して、前輪ＷＦ，ＷＦに伝達される。クラッチＣＬの締結度合は、図３に示す制御装置１のＥＣＵ２によって制御される。このＥＣＵ２の詳細については後述する。
【００３５】
また、図２に示すように、エンジン３には、気筒３ｂごとに、気筒３ｂ内におけるピストン３ｃとシリンダヘッド３ｄとの間に、燃焼室３ｅが形成されている（いずれも１つのみ図示）。さらに、シリンダヘッド３ｄには、気筒３ｂごとに、吸気通路４および排気通路５が接続されるとともに、点火プラグ６が、燃焼室３ｅに臨むように取り付けられている。この点火プラグ６の点火時期は、ＥＣＵ２によって制御される。また、吸気通路４の吸気マニホルドには、燃料噴射弁７が、気筒３ｂごとに、吸気ポートに臨むように設けられており、燃料噴射弁７には、燃料タンク内の燃料が、ポンプ（図示せず）などで高圧に昇圧された状態で供給される。燃料噴射弁７に供給された高圧の燃料は、燃料噴射弁７の開弁に伴って、吸気ポートに噴射される。さらに、燃料噴射弁７の開弁時間、すなわち燃料噴射弁７の燃料噴射量は、ＥＣＵ２によって制御される。
【００３６】
また、エンジン３には、クランク角センサ３１が設けられている。クランク角センサ３１は、マグネットロータおよびＭＲＥピックアップ（いずれも図示せず）で構成されており、クランク軸３ａの回転に伴い、いずれもパルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号を、ＥＣＵ２に出力する。
【００３７】
このＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば３０°）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、ＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを求める。上記のＴＤＣ信号は、各気筒３ｂのピストン３ｃが吸気行程開始時のＴＤＣ（上死点）付近の所定のクランク角度位置にあることを表す信号であり、４気筒タイプのエンジン３では、クランク角１８０゜ごとに１パルスが出力される。さらに、エンジン３には、気筒判別センサ（図示せず）が設けられており、この気筒判別センサは、気筒３ｂを判別するためのパルス信号である気筒判別信号を、ＥＣＵ２に出力する。
【００３８】
また、エンジン３の吸気通路４には、これを開閉するためのスロットル弁機構８が設けられている。スロットル弁機構８は、スロットル弁８ａと、これを駆動するＴＨアクチュエータ８ｂを有している。スロットル弁８ａは、吸気通路４内に回動自在に設けられており、その回動に伴う開度の変化により、吸気通路４を開閉することによって、エンジン３の燃焼室３ｅに吸入される新気の量である吸入空気量を変化させる。ＴＨアクチュエータ８ｂは、モータにギヤ機構（いずれも図示せず）を組み合わせたものであり、ＥＣＵ２からの駆動信号で駆動され、それにより、スロットル弁８ａの開度（以下「スロットル弁開度」という）が変更されることによって、吸入空気量が制御される。また、スロットル弁開度ＴＨは、スロットル弁開度センサ３２によって検出され、その検出信号はＥＣＵ２に出力される。
【００３９】
さらに、エンジン３の排気通路５には、上流側から順に、ＬＡＦセンサ３３および触媒装置９が設けられている。ＬＡＦセンサ３３は、排ガス中の酸素濃度をリニアに検出し、その酸素濃度に比例する検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、このＬＡＦセンサ３３で検出された酸素濃度に基づいて、エンジン３で燃焼した混合気の実際の空燃比（以下「実空燃比」という）Ａ／ＦＡＣＴを算出する。また、触媒装置９は、三元触媒で構成されており、この三元触媒の酸化還元作用により、排ガス中の有害成分である一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する。さらに、触媒装置９には、Ｏ２センサ３４が取り付けられている。
【００４０】
Ｏ２センサ３４は、触媒装置９における排ガス中の酸素濃度に基づく出力（以下「Ｏ２センサ出力」という）ＳＯ２を、ＥＣＵ２に送る。このＯ２センサ出力ＳＯ２は、エンジン３で燃焼した混合気が理論空燃比よりもリッチのときには、ハイレベルの電圧値（例えば０．８Ｖ）になり、リーンのときには、ローレベルの電圧値（例えば０．２Ｖ）になるとともに、混合気が理論空燃比付近のときには、ハイレベルとローレベルの間の所定値ＳＯ２ＲＥＦ（例えば０．６Ｖ）になる。
【００４１】
また、エンジン３には、ＥＧＲ通路１１と、これを開閉するためのＥＧＲ制御弁１２が設けられている。ＥＧＲ通路１１は、吸気通路４におけるスロットル弁機構８の下流側と、排気通路５における触媒装置９の上流側に接続されている。このＥＧＲ通路１１を介して、エンジン３の排ガスの一部がＥＧＲガスとして吸気通路４に還流することにより、燃焼室３ｅ内の燃焼温度が低下し、排ガス中のＮＯｘが低減される。また、ＥＧＲ制御弁１２は、リニア電磁弁であり、そのバルブリフト量がＥＣＵ２からの駆動信号によって制御されることによって、ＥＧＲ通路１１を開閉し、それにより、吸気通路４に還流するＥＧＲガスの量が制御される。さらに、ＥＧＲ制御弁１２の実際のバルブリフト量ＬＦＴＥＧＲは、ＥＧＲリフトセンサ３５によって検出され、その検出信号はＥＣＵ２に出力される。
【００４２】
さらに、吸気通路４におけるスロットル弁８ａの上流側には、エアフローセンサ３６が設けられており、下流側には、吸気圧センサ３７および吸気温センサ３８が設けられている。このエアフローセンサ３６は、吸気通路４内を流れる新気の流量（以下「流入空気量」という）に基づく出力ＶＧＡＩＲを、ＥＣＵ２に送る。また、吸気圧センサ３７は、吸気通路４内の圧力（以下「吸気圧」という）ＰＢＡを絶対圧として検出するとともに、吸気温センサ３８は、気筒３ｂに吸入される空気の温度（以下「吸気温」という）ＴＡを検出し、それらの検出信号はＥＣＵ２に出力される。
【００４３】
また、前述した回転機２１は、供給された電力を動力に変換し、そのロータから出力するとともに、ロータに入力された動力を電力に変換（発電）可能に構成されている。さらに、回転機２１は、充電・放電可能なバッテリ２２に、パワードライブユニット（以下「ＰＤＵ」という）２３を介して接続されており、回転機２１で発電された電力は、バッテリ２２に充電される。ＰＤＵ２３は、インバータなどからなる電気回路で構成されており、ＥＣＵ２に接続されている。また、ＥＣＵ２によるＰＤＵ２３の制御によって、バッテリ２２から回転機２１に供給される電力と、回転機２１で発電され、バッテリ２２に充電される電力が制御される。
【００４４】
さらに、回転機２１には、回転角センサ３９が設けられており、回転角センサ３９は、ロータの回転角度位置を検出するとともに、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。また、バッテリ２２には、電流電圧センサ４０が接続されており、電流電圧センサ４０は、バッテリ２２に入出力される電流・電圧値を検出するとともに、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、この検出信号に基づいて、バッテリ２２の充電状態ＳＯＣを算出する。
【００４５】
ＥＣＵ２にはさらに、アクセル開度センサ４１からアクセルペダルの操作量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が、車速センサ４２からハイブリッド車両Ｖの速度（以下「車速」という）ＶＰを表す検出信号が、大気圧センサ４３から大気圧ＰＡを表す検出信号が、出力される。
【００４６】
また、ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されている。さらに、ＥＣＵ２は、上述した各種のセンサ３１〜４３からの検出信号などに応じて、ハイブリッド車両Ｖの走行状態を判別し、判別された走行状態に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、ハイブリッド車両Ｖを駆動するための駆動モードを決定するとともに、その決定結果に応じて、エンジン３や回転機２１などを制御する。
【００４７】
図４および図５は、上記の駆動モードを決定するための処理を示している。本処理および後述する処理はいずれも、エンジン３の運転中には、前述したＴＤＣ信号の発生に同期して気筒３ｂごとに実行され、エンジン３の停止中には、所定時間ごとに実行される。まず、図４のステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）では、そのときに得られている要求トルクＴＲＥＱ（ｋ）を、その前回値ＴＲＥＱ（ｋ−１）としてシフトする。この要求トルクＴＲＥＱは、エンジン３および回転機２１から成る動力源に要求されるトルクである。なお、記号（ｋ）付きのデータは、エンジン３の運転中にはＴＤＣ信号が発生するごとに、すなわち当該気筒３ｂの１燃焼サイクルごとに、サンプリングされたデータであることを示している。また、以下の説明では、記号（ｋ）を適宜、省略するものとする。
【００４８】
次いで、検出された車速ＶＰおよびアクセル開度ＡＰに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、要求トルクＴＲＥＱを算出する（ステップ２）。このマップでは、要求トルクＴＲＥＱは、車速ＶＰが高いほど、また、アクセル開度ＡＰが大きいほど、より大きな値に設定されている。
【００４９】
次に、ステップ１で設定された要求トルクの前回値ＴＲＥＱ（ｋ−１）と、ステップ２で算出された要求トルクの今回値ＴＲＥＱ（ｋ）を用い、次式（１）によって、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱを算出する（ステップ３）。この次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱは、エンジン３の当該気筒３ｂにおける次の燃焼サイクル（以下「次燃焼サイクル」という）で要求されると予測される要求トルクＴＲＥＱ（予測値）である。
ＮＣＴＲＥＱ＝ＴＲＥＱ（ｋ）＋Ｋ（ＴＲＥＱ（ｋ）−ＴＲＥＱ（ｋ−１））
……（１）
【００５０】
この式（１）において、Ｋは、所定の係数（０．０５＜Ｋ＜０．１）である。また、式（１）における（ＴＲＥＱ（ｋ）−ＴＲＥＱ（ｋ−１））は、当該気筒３ｂの前回の燃焼サイクルから今回の燃焼サイクルまでにおける要求トルクＴＲＥＱの変化量を表す。式（１）に示すように、そのような要求トルクＴＲＥＱの変化量に係数Ｋを乗算した値を、要求トルクの今回値ＴＲＥＱ（ｋ）に加算することによって、次燃焼サイクルで要求されると予測される次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱを適切に算出することができる。
【００５１】
次いで、次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲを算出する（ステップ４）。この次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲは、次燃焼サイクルにおけるＥＧＲ率であり、このＥＧＲ率は、燃焼室３ｅに吸入される吸入ガスの量に対するＥＧＲガスの量の比率である。また、この「吸入ガス」とは、エンジン３に吸入される新気およびＥＧＲガスの双方を合わせたガスのことである。図６は、次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲを算出する処理を示している。
【００５２】
まず、図６のステップ３１では、平均化流入空気量ＧＡＩＲＡＶＥ０を次のように算出する。まず、エアフローセンサ３６の出力ＶＧＡＩＲに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって、検出流入空気量ＶＧＡＩＲＸ［ｇ／ｓｅｃ］を算出する。この検出流入空気量ＶＧＡＩＲＸは、前述した流入空気量（吸気通路４内を流れる新気の流量）の検出値である。次いで、算出された検出流入空気量ＶＧＡＩＲＸの移動平均値を、平均化流入空気量ＧＡＩＲＡＶＥ０として算出する。
【００５３】
次いで、スロットル弁通過空気量ＧＡＩＲＴＨを算出する（ステップ３２）。このスロットル弁通過空気量ＧＡＩＲＴＨは、流入空気量を１ＴＤＣ期間当たりの空気量に換算したものである。図７は、スロットル弁通過空気量ＧＡＩＲＴＨを算出する処理を示している。まず、ステップ５１、５２および５３では、図６のステップ３１で算出された平均化流入空気量ＧＡＩＲＡＶＥ０に応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、第１係数ＫＴＡＡＦＭＧＨ、第２係数ＫＴＡＡＦＭＧＭおよび第３係数ＫＴＡＡＦＭＧＬをそれぞれ算出する。
【００５４】
次いで、上記ステップ５１〜５３でそれぞれ算出された第１〜第３係数ＫＴＡＡＦＭＧＨ〜ＫＴＡＡＦＭＧＬを、検出された吸気温ＴＡに応じて補間演算することにより、吸気温補正係数ＫＴＡＡＦＭを算出する（ステップ５４）。次に、平均化流入空気量ＧＡＩＲＡＶＥ０に応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、高地用の係数ＫＰＡＡＦＭＧを算出する（ステップ５５）。次いで、このステップ５５で算出された係数ＫＰＡＡＦＭＧと、検出された大気圧ＰＡに応じて、大気圧補正係数ＫＰＡＡＦＭを算出する（ステップ５６）。
【００５５】
次に、平均化流入空気量ＧＡＩＲＡＶＥ０と、ステップ５４および５６でそれぞれ算出された吸気温補正係数ＫＴＡＡＦＭおよび大気圧補正係数ＫＰＡＡＦＭを用い、次式（２）によって、補正平均化流入空気量ＧＡＩＲＡＶＥを算出する（ステップ５７）。
ＧＡＩＲＡＶＥ＝ＧＡＩＲＡＶＥ０・ＫＴＡＡＦＭ・ＫＰＡＡＦＭ    ……（２）
【００５６】
次いで、算出されたエンジン回転数ＮＥを用い、次式（３）によって、ステップ５７で算出された補正平均化流入空気量ＧＡＩＲＡＶＥを、スロットル弁通過空気量ＧＡＩＲＴＨ［ｇ／ＴＤＣ］に換算し（ステップ５８）、本処理を終了する。
ＧＡＩＲＴＨ＝ＧＡＩＲＡＶＥ・ＫＣＶ／ＮＥ          ……（３）
この式（３）において、ＫＣＶは、所定の換算係数である。
【００５７】
図６に戻り、前記ステップ３２に続くステップ３３では、新気率ＫＦＡＲを算出する。この新気率ＫＦＡＲは、吸気通路４におけるＥＧＲ通路１１との接続部から気筒３ｂの吸気口までの領域（以下「混合ガス通過領域」という）に流入する混合ガス（新気＋ＥＧＲガス）に対するこの新気の比率である。図８は、新気率ＫＦＡＲを算出する処理を示している。まず、図８のステップ６１では、そのときに得られているＥＧＲガス量ＧＥＧＲ（ｋ）を、その前回値ＧＥＧＲ（ｋ−１）としてシフトする。このＥＧＲガス量ＧＥＧＲは、ＥＧＲ制御弁１２を通過する、１ＴＤＣ当たりのＥＧＲガスの量である。その算出手法については後述する。
【００５８】
次いで、ステップ６１で設定されたＥＧＲガス量の前回値ＧＥＧＲ（ｋ−１）に応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、ＥＧＲガス温度ＴＥＧＲ［℃］を算出する（ステップ６２）。このマップでは、ＥＧＲガス温度ＴＥＧＲは、前回値ＧＥＧＲ（ｋ−１）が大きいほど、より大きな値に設定されている。次に、図７のステップ５８で算出されたスロットル弁通過空気量ＧＡＩＲＴＨに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、排気圧ＰＥＸ［ｋＰａ］を算出する（ステップ６３）。このマップでは、排気圧ＰＥＸは、スロットル弁通過空気量ＧＡＩＲＴＨが大きいほど、より大きな値に設定されている。
【００５９】
次いで、検出されたＥＧＲ制御弁１２のバルブリフト量ＬＦＴＥＧＲに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、ＥＧＲ制御弁１２の有効開口面積ＡＥＧＲ［ｍ２］を算出する（ステップ６４）。このマップでは、有効開口面積ＡＥＧＲは、バルブリフト量ＬＦＴＥＧＲが大きいほど、より大きな値に設定されている。
【００６０】
次に、上記ステップ６２〜６４でそれぞれ算出されたＥＧＲガス温度ＴＥＧＲ、排気圧ＰＥＸおよび有効開口面積ＡＥＧＲと、検出された吸気圧ＰＢＡを用い、次式（４）によって、ＥＧＲ弁通過ＥＧＲガス量ＧＥＧＲＶＬＶ［ｇ／ｓｅｃ］を算出する（ステップ６５）。
【数１】
0005452304.tif 000002
【００６１】
この式（４）において、Ｒは気体定数［Ｊ／（ｋｇ・°Ｋ）］であり、ＴＥＧＲＫは、ＥＧＲガス温度ＴＥＧＲを絶対温度に換算した値［°Ｋ］である。この式（４）は、ＥＧＲガスがＥＧＲ制御弁１２を通過するときのエネルギ損失を値０とし、ベルヌーイの式を用いることによって得られるものである。
【００６２】
次いで、上記ステップ６５で算出されたＥＧＲ弁通過ＥＧＲガス量ＧＥＧＲＶＬＶを、次式（５）によって、ＥＧＲガス量ＧＥＧＲ［ｇ／ＴＤＣ］に換算する（ステップ６６）。次に、そのときに得られている基本新気率の今回値ＫＦＡＲＸ（ｋ）を、その前回値ＫＦＡＲＸ（ｋ−１）としてシフトする（ステップ６７）。
ＧＥＧＲ＝ＧＥＧＲＶＬＶ・ＫＣＶ／ＮＥ            ……（５）
【００６３】
次いで、スロットル弁通過空気量ＧＡＩＲＴＨと、上記ステップ６６で算出されたＥＧＲガス量ＧＥＧＲを用い、次式（６）によって基本新気率ＫＦＡＲＸを算出する（ステップ６８）。
ＫＦＡＲＸ＝ＧＡＩＲＴＨ／（ＧＡＩＲＴＨ＋ＧＥＧＲ）      ……（６）
【００６４】
次に、上記ステップ６７で設定された基本新気率の前回値ＫＦＡＲＸ（ｋ−１）と、ステップ６８で算出された基本新気率の今回値ＫＦＡＲＸ（ｋ）を用い、次式（７）によって、新気率ＫＦＡＲを算出し（ステップ６９）、本処理を終了する。
ＫＦＡＲ＝ＣＤ・ＫＦＡＲＸ（ｋ）＋（１−ＣＤ）ＫＦＡＲＸ（ｋ−１）
……（７）
この式（７）において、ＣＤは所定のなまし係数（０＜ＣＤ＜１）である。
【００６５】
図６に戻り、前記ステップ３３に続くステップ３４では、スロットル弁通過空気量ＧＡＩＲＴＨ、ＥＧＲガス量ＧＥＧＲ、気体定数Ｒおよび吸気圧ＰＢＡを用い、次式（８）によって、単位吸入ガス体積ＱＧＡＳＸを算出する。この単位吸入ガス体積ＱＧＡＳＸは、前述した混合ガス通過領域（吸気通路４におけるＥＧＲ通路１１との接続部から気筒３ｂの吸気口までの領域）に流入する混合ガスの流量を、１ＴＤＣ期間当たりのガス体積［ｍ３／ＴＤＣ］に換算したものに相当する。
ＱＧＡＳＸ＝（ＧＡＩＲＴＨ＋ＧＥＧＲ）Ｒ・ＴＡＫ／ＰＢＡ  ……（８）
この式（８）において、ＴＡＫは、吸気温ＴＡを絶対温度に換算した値で［°Ｋ］である。
【００６６】
次いで、インデクスパラメータｊを「１」に初期化する（ステップ３５）。次に、図８のステップ６９で算出された新気率ＫＦＡＲの記憶値である新気率記憶値ＫＦＡＲＢＵＦを、次式（９）により更新するとともに、吸入ガス体積ＱＧＡＳＢＵＦを次式（１０）により更新する（ステップ３６）。
ＫＦＡＲＢＵＦ（ｎ−ｊ）＝ＫＦＡＲＢＵＦ（ｎ−（ｊ＋１））  ……（９）
ＱＧＡＳＢＵＦ（ｎ−ｊ）＝ＱＧＡＳＢＵＦ（ｎ−（ｊ＋１））＋ＱＧＡＳＸ
……（１０）
【００６７】
これらの式（９）および（１０）において、「ｎ」は記憶するデータの数であり、例えば値５０に設定されている。このデータ数ｎは、混合ガス通過領域の容積（以下「混合ガス通過域容積」という）ＶＯＵＴと、エンジン３の低負荷・低回転中における吸入空気量に応じて、設定されている。なお、ＥＣＵ２の起動時に、新気率記憶値ＫＦＡＲＢＵＦ（０）〜ＫＦＡＲＢＵＦ（ｎ−１）はすべて値１．０に初期化され、吸入ガス体積ＱＧＡＳＢＵＦ（０）〜ＱＧＡＳＢＵＦ（ｎ−１）はすべて値０に初期化される。
【００６８】
次に、インデクスパラメータｊを「１」だけインクリメントする（ステップ３７）とともに、インクリメントされたインデクスパラメータｊがデータ数ｎよりも小さいか否かを判別する（ステップ３８）。この答がＹＥＳのときには、上記ステップ３６に戻る一方、ＮＯで、インデクスパラメータｊがデータ数ｎ以上になったときには、新気率記憶値ＫＦＡＲＢＵＦ（０）を、図８のステップ６９で算出された新気率ＫＦＡＲに設定するとともに、吸入ガス体積ＱＧＡＳＢＵＦ（０）を、値０に設定する（ステップ３９）。
【００６９】
以上のステップ３６〜３９の実行により、新気率記憶値ＫＦＡＲＢＵＦ（０）〜ＫＦＡＲＢＵＦ（ｎ−２）が、新気率記憶値ＫＦＡＲＢＵＦ（１）〜ＫＦＡＲＢＵＦ（ｎ−１）にそれぞれシフトされるとともに、今回の新気率ＫＦＡＲが、新気率記憶値ＫＦＡＲＢＵＦ（０）として設定される。また、吸入ガス体積ＱＧＡＳＢＵＦ（１）〜ＱＧＡＳＢＵＦ（ｎ−１）がそれぞれ、吸入ガス体積ＱＧＡＳＢＵＦ（０）〜ＱＧＡＳＢＵＦ（ｎ−２）に今回の単位吸入ガス体積ＱＧＡＳＸを加算した値に更新されるとともに、吸入ガス体積ＱＧＡＳＢＵＦ（０）が値０に設定される。このことから明らかなように、吸入ガス体積ＱＧＡＳＢＵＦ（１）は、単位吸入ガス体積の今回値ＱＧＡＳＸ（ｋ）に設定され、吸入ガス体積ＱＧＡＳＢＵＦ（ｎ−ｊ）は、今回から（ｎ−ｊ−１）回前までの単位吸入ガス体積ＱＧＡＳＸの総和（ＱＧＡＳＸ（ｋ）＋ＱＧＡＳＸ（ｋ−１）＋……＋ＱＧＡＳＸ（ｋ−（ｎ−ｊ−１））に設定される。
【００７０】
この場合、前述したように、吸入ガス体積ＱＧＡＳＢＵＦ（０）〜ＱＧＡＳＢＵＦ（ｎ−１）がすべて、ＥＣＵ２の起動時に値０に初期化されるため、エンジン３の始動直後で、本処理の実行回数ｍがデータ数ｎよりも少ないときには、実行回数ｍよりも大きな（ｎ−ｊ）で規定される吸入ガス体積ＱＧＡＳＢＵＦ（ｎ−ｊ）は、今回から（ｍ−１）回前までの単位吸入ガス体積ＱＧＡＳＸの総和に設定される。例えば、実行回数ｍが値４６であり、それよりも大きな（ｎ−ｊ）で規定される吸入ガス体積ＱＧＡＳＢＵＦ（ｎ−ｊ）が、ＱＧＡＳＢＵＦ（ｎ−３）〜ＱＧＡＳＢＵＦ（ｎ−１）であるときには、これらの吸入ガス体積ＱＧＡＳＢＵＦ（ｎ−３）〜ＱＧＡＳＢＵＦ（ｎ−１）はいずれも、今回から（ｍ−１）回前の単位吸入ガス体積ＱＧＡＳＸの総和に設定される。
【００７１】
また、ステップ３９に続くステップ４０では、インデクスパラメータｉを「０」に初期化する。次いで、吸入ガス体積ＱＧＡＳＢＵＦ（ｉ）が混合ガス通過域容積ＶＯＵＴ以上であるか否かを判別する（ステップ４１）。この答がＮＯのときには、インデクスパラメータｉを「１」だけインクリメントする（ステップ４２）とともに、インクリメントされたインデクスパラメータｉがデータ数ｎよりも小さいか否かを判別する（ステップ４３）。この答がＹＥＳのときには、上記ステップ４１に戻る。
【００７２】
一方、ステップ４３の答がＮＯのとき、すなわち、吸入ガス体積ＱＧＡＳＢＵＦ（ｉ（＝４９））が混合ガス通過域容積ＶＯＵＴよりも小さいときには、エンジン３の始動時または始動直後であるとして、次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲを値０に設定し（ステップ４４）、本処理を終了する。
【００７３】
このように、ＱＧＡＳＢＵＦ（ｉ（＝４９））が混合ガス通過域容積ＶＯＵＴよりも小さいときに、エンジン３の始動時または始動直後であるとみなすのは、次の理由による。前述したように、データ数ｎは、混合ガス通過域容積ＶＯＵＴと、エンジン３の低負荷・低回転中における吸入空気量に応じて設定されている。このことと、前述した吸入ガス体積ＱＧＡＳＢＵＦ（ｎ−ｊ）の設定手法により、エンジン３の始動時または始動直後であることにより本処理の実行回数がデータ数ｎよりも少ないときには、吸入ガス体積ＱＧＡＳＢＵＦ（ｉ（＝４９））が混合ガス通過域容積ＶＯＵＴよりも小さくなり、上記ステップ４１および４３の答がいずれもＮＯになるためである。
【００７４】
また、今回から（ｉ−１）回前までの単位吸入ガス体積ＱＧＡＳＸの総和である吸入ガス体積ＱＧＡＳＢＵＦ（ｉ）が、混合ガス通過域容積ＶＯＵＴよりも小さいということは、エンジン３の始動後、混合ガス通過領域に流入したガスが気筒３ｂの吸気口にまだ到達していないことを表している。この場合には、次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲを適切に算出できないため、上述したステップ４４において次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲが値０に設定される。なお、エンジン３の始動時または始動直後には、燃焼を安定させるために、目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＣＭＤが値０に設定されるため、そのように次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲを設定しても、特に問題はない。
【００７５】
一方、ステップ４１の答がＹＥＳで、ＱＧＡＳＢＵＦ（ｉ）≧ＶＯＵＴになったとき、すなわち、今回から（ｉ−１）回前までの単位吸入ガス体積ＱＧＡＳＸの総和が、混合ガス通過域容積ＶＯＵＴ以上になったときには、次式（１１）によって、次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲを算出し（ステップ４５）、本処理を終了する。
ＮＣＥＧＲＲ＝１−ＫＦＡＲＢＵＦ（ｉ−２）      ……（１１）
【００７６】
次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲを上述したように算出するのは、次の理由による。すなわち、ＴＤＣ信号の発生ごとに単位吸入ガス体積ＱＧＡＳＸ分の吸入ガスが気筒３ｂに吸入されると仮定すると、吸入ガス体積ＱＧＡＳＢＵＦ（ｉ）が混合ガス通過域容積ＶＯＵＴ以上になったタイミングは、今回から（ｉ−１）回前の単位吸入ガス体積ＱＧＡＳＸに対応する混合ガスが気筒３ｂの吸気口に到達したタイミングを表す。また、この混合ガスには、前記ステップ３５〜３９の実行内容から明らかなように、新気率記憶値ＫＦＡＲＢＵＦ（ｉ−１）が対応し、新気率記憶値ＫＦＡＲＢＵＦ（ｉ−２）は、次のＴＤＣ信号の発生時に気筒３ｂの吸気口に到達する混合ガスに対応するとともに、次燃焼サイクルに気筒３ｂに吸入される吸入ガスの新気率（＝新気／（新気＋ＥＧＲガス））を表す。このことから、そのような新気率記憶値ＫＦＡＲＢＵＦ（ｉ−２）を値１．０から減算することによって（式（１１））、次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲを適切に算出することができるためである。
【００７７】
図４に戻り、前記ステップ３に続くステップ５〜８では、第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１を算出する。この第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１は、次燃焼サイクルにおいて失火が発生しないと予測される最大（限界）のＥＧＲ率である。
【００７８】
まず、ステップ５では、エンジン回転数ＮＥと、前記ステップ３で算出された次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに応じ、図９に示すマップを検索することによって、リーン側限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴＬを算出する。このリーン側限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴＬは、次燃焼サイクルで燃焼する混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンであると仮定した場合における第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１である。なお、便宜上、図９には、エンジン回転数ＮＥが所定値の場合の１つのマップのみを示している。このマップでは、リーン側限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴＬは、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱが大きいほど、吸入空気量が大きいことにより失火しにくいため、より大きな値に設定されている。
【００７９】
次いで、ステップ６において、エンジン回転数ＮＥおよび次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、リッチ側限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴＲを算出する。このリッチ側限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴＲは、次燃焼サイクルで燃焼する混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチであると仮定した場合における第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１である。
【００８０】
上記のマップでは、リッチ側限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴＲは、リーン側限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴＬと同様、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱが大きいほど、より大きな値に設定されている。また、リッチ側限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴＲは、同じ大きさの次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに対して、リーン側限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴＬよりも大きな値に設定されている。これは、図１６を用いて説明したように、エンジン３で燃焼する混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチである場合のほうが、リーンである場合と比較して、燃焼速度が高くなり、失火が発生しにくくなるためである。なお、本実施形態では、エンジン３の空燃比は、前述した燃焼安定空燃比ＳＴＡ／Ｆよりもリッチ側には制御されない。
【００８１】
次に、ステップ７において、前述したＯ２センサ出力ＳＯ２に基づいて、係数ＫＬを算出する。この係数ＫＬは、Ｏ２センサ出力ＳＯ２が前述した所定値ＳＯ２ＲＥＦであるときには、値０．５に算出され、ハイレベルの電圧値であるときには、値０．５よりも小さな正の所定値に算出され、ローレベルの電圧値であるときには、値０．５よりも大きく、かつ値１．０よりも小さな所定値に算出される。
【００８２】
次いで、ステップ８において、上記ステップ５〜７でそれぞれ算出されたリーン側限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴＬ、リッチ側限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴＲおよび係数ＫＬを用い、次式（１２）によって、第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１を算出する。
ＥＧＲＬＭＴ１＝ＫＬ・ＥＧＲＬＭＴＬ＋（１−ＫＬ）ＥＧＲＬＭＴＲ  ……（１２）
【００８３】
この式（１２）に示すように、第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１は、係数ＫＬを重み係数として、リーン側限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴＬおよびリッチ側限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴＲを加重平均することによって算出される。また、上述したように、Ｏ２センサ出力ＳＯ２が所定値ＳＯ２ＲＥＦであるとき、すなわちエンジン３で燃焼した混合気の空燃比が理論空燃比であるときには、係数ＫＬが値０．５に算出され、それにより、第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１に対するリーン側限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴＬおよびリッチ側限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴＲの重みが、それぞれ１／２に設定される。
【００８４】
また、Ｏ２センサ出力ＳＯ２がローレベルの電圧値であるとき、すなわち燃焼した混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンのときには、係数ＫＬが値０．５よりも大きく、かつ値１．０よりも小さな所定値に算出され、それにより、第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１に対する、リーン側限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴＬの重みが大きくなるとともに、リッチ側限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴＲの重みが小さくなる。さらに、Ｏ２センサ出力ＳＯ２がハイレベルの電圧値であるとき、すなわち燃焼した混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチのときには、係数ＫＬが値０．５よりも小さな正値に算出され、それにより、第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１に対する、リーン側限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴＬの重みが小さくなるとともに、リッチ側限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴＲの重みが大きくなる。
【００８５】
また、前記ステップ８に続く図５のステップ９では、図６のステップ４５で算出された次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲが、ステップ８で算出された第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１よりも大きいか否かを判別する。この答がＮＯで、ＮＣＥＧＲＲ≦ＥＧＲＬＭＴ１のとき、すなわち、次燃焼サイクルにおける実際のＥＧＲ率が、次燃焼サイクルにおいて失火が発生しないと予測される限界のＥＧＲ率以下のときには、次燃焼サイクルにおいてＥＧＲガスの影響により失火が発生するおそれがないと判定し、駆動モードを通常モードに決定する。また、そのことを表すために、通常モードフラグＦ＿ＮＯＲＭを「１」にセットするとともに、後述する掃気モードフラグＦ＿ＳＣＡＶＭ、リッチ燃焼モードフラグＦ＿ＲＩＣＨＭおよびエンジン下限トルクモードフラグＦ＿ＥＬＭＴＭをいずれも「０」にリセットし（ステップ１０）、本処理を終了する。
【００８６】
一方、ステップ９の答がＹＥＳで、ＮＣＥＧＲＲ＞ＥＧＲＬＭＴ１のときには、次燃焼サイクルにおいてＥＧＲガスの影響により失火が発生するおそれがあると判定し、続くステップ１１以降において、失火を回避するために、駆動モードを、掃気モード、リッチ燃焼モードおよびエンジン下限トルクモードのいずれかに決定する。まず、ステップ１１では、エンジン回転数ＮＥおよび次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、第２限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ２を算出する。この第２限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ２は、次燃焼サイクルにおいて、燃焼する混合気の空燃比が前述した燃焼安定空燃比ＳＴＡ／Ｆ（例えば値１２．０）であると仮定した場合に、失火が発生しないと予測される最大（限界）のＥＧＲ率である。
【００８７】
上記のマップでは、第２限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ２は、前述したリーン側限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴＬと同様、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱが大きいほど、より大きな値に設定されている。また、第２限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ２は、リッチ側限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴＲと同様、同じ大きさの次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに対して、リーン側限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴＬよりも大きな値に設定されている。なお、本実施形態では、第２限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ２は、同じ大きさのエンジン回転数ＮＥおよび次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに対し、リッチ側限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴＲと同じ値に設定されている。
【００８８】
上記ステップ１１に続くステップ１２では、算出されたバッテリ２２の充電状態ＳＯＣが所定値ＳＯＣＲＥＦよりも大きいか否かを判別する。この所定値ＳＯＣＲＥＦは、回転機２１のみを動力源としてハイブリッド車両Ｖを駆動できるような最低の充電状態ＳＯＣに設定されている。
【００８９】
このステップ１２の答がＹＥＳで、ＳＯＣ＞ＳＯＣＲＥＦのときには、回転機２１のみを動力源としてハイブリッド車両Ｖを駆動可能であるとして、エンジン回転数ＮＥに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、機械損失トルクＦＲＴＲＱを算出する（ステップ１３）。この機械損失トルクＦＲＴＲＱは、エンジン３の燃焼運転中に発生するエンジン３の機械損失を、正のトルクに換算した値である。このマップでは、機械損失トルクＦＲＴＲＱは、エンジン回転数ＮＥが高いほど、単位時間あたりのフリクションやポンピングロスなどの機械損失がより大きくなるため、より大きな値に設定されている。
【００９０】
次いで、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱが、上記ステップ１３で算出された機械損失トルクＦＲＴＲＱよりも小さいか否かを判別する（ステップ１４）。この答がＹＥＳのときには、駆動モードを掃気モードに決定し、そのことを表すために、掃気モードフラグＦ＿ＳＣＡＶＭを「１」にセットするとともに、通常モードフラグＦ＿ＮＯＲＭ、リッチ燃焼モードフラグＦ＿ＲＩＣＨＭおよびエンジン下限トルクモードフラグＦ＿ＥＬＭＴＭをいずれも「０」にリセットし（ステップ１５）、本処理を終了する。この掃気モード中、後述するように、失火を回避するために、ハイブリッド車両Ｖが、回転機２１のみを動力源として駆動されるとともに、ＥＧＲガスが掃気される。
【００９１】
以上のように、次の条件ａ〜ｃがすべて成立しているときに、駆動モードが掃気モードに決定される。
ａ：次燃焼サイクルにおいてＥＧＲガスの影響により失火が発生するおそれがあると判定されていること（ステップ９：ＹＥＳ）。
ｂ：バッテリ２２の電力が、回転機２１のみを動力源としてハイブリッド車両Ｖを駆動可能な、十分な大きさであること（ステップ１２：ＹＥＳ）。
ｃ：次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱが機械損失トルクＦＲＴＲＱよりも小さいこと（ステップ１４：ＹＥＳ）。
このように、掃気モードの決定に条件ｃの成立を必要とするのは、条件ｃが成立しているときに、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに見合った量の燃料をエンジン３に供給すると、燃料の燃焼エネルギがすべて機械損失として無駄に消費されてしまうことから、駆動モードを掃気モードに決定することによって、エンジン３を動力源として用いずに、回転機２１のみを動力源として用いるためである。以下、上記の条件ａおよびｂをそれぞれ、「次サイクル失火条件」および「回転機駆動条件」という。
【００９２】
一方、上記ステップ１４の答がＮＯで、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱが機械損失トルクＦＲＴＲＱ以上であるときには、次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲが、前記ステップ１１で算出された第２限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ２よりも大きいか否かを判別する（ステップ１６）。この答がＮＯで、ＮＣＥＧＲＲ≦ＥＧＲＬＭＴ２のとき、すなわち、次燃焼サイクルにおいて、実際のＥＧＲ率（ＮＣＥＧＲＲ）が、空燃比が燃焼安定空燃比ＳＴＡ／Ｆであると仮定した場合に失火が発生しないと予測される限界のＥＧＲ率（ＥＧＲＬＭＴ２）以下であるときには、エンジン３に供給される混合気の空燃比を燃焼安定空燃比ＳＴＡ／Ｆに制御することによって、エンジン３の失火を発生させずに、エンジン３の出力トルク（以下「エンジントルク」という）を次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに制御することが可能であると判定する。次いで、Ｏ２センサ出力ＳＯ２が所定値ＳＯ２ＲＥＦよりも大きいか否かを判別する（ステップ１７）。
【００９３】
この答がＮＯで、ＳＯ２≦ＳＯ２ＲＥＦのときには、エンジン３で燃焼した混合気の空燃比が理論空燃比または理論空燃比よりもリーンであるため、触媒装置９における排ガス中の酸素濃度が、排ガス中のＨＣなどを十分に酸化可能な所定値以上であるとみなし、駆動モードをリッチ燃焼モードに決定する。また、そのことを表すために、リッチ燃焼モードフラグＦ＿ＲＩＣＨＭを「１」にセットするとともに、通常モードフラグＦ＿ＮＯＲＭ、掃気モードフラグＦ＿ＳＣＡＶＭおよびエンジン下限トルクモードフラグＦ＿ＥＬＭＴＭをいずれも「０」にリセットし（ステップ１８）、本処理を終了する。このリッチ燃焼モード中、後述するように、ハイブリッド車両Ｖが、エンジン３のみを動力源として駆動されるとともに、失火を回避するために、エンジン３に供給される混合気の空燃比が、理論空燃比よりもリッチな燃焼安定空燃比ＳＴＡ／Ｆになるように制御される。
【００９４】
一方、上記ステップ１７の答がＹＥＳで、ＳＯ２＞ＳＯ２ＲＥＦのときには、燃焼した混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチであるため、触媒装置９における排ガス中の酸素濃度が上記の所定値よりも小さいとみなし、前記ステップ１５以降を実行し、駆動モードを掃気モードに決定する。
【００９５】
一方、前記ステップ１６の答がＹＥＳで、次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲが第２限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ２よりも大きいときには、エンジン３に供給される混合気の空燃比を燃焼安定空燃比ＳＴＡ／Ｆに制御しても、エンジン３の失火を発生させることなく、エンジントルクを次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに制御することが困難であると判定する。次いで、駆動モードをエンジン下限トルクモードに決定し、そのことを表すために、エンジン下限トルクモードフラグＦ＿ＥＬＭＴＭを「１」にセットするとともに、通常モードフラグＦ＿ＮＯＲＭ、掃気モードフラグＦ＿ＳＣＡＶＭおよびリッチ燃焼モードフラグＦ＿ＲＩＣＨＭをいずれも「０」にリセットし（ステップ１９）、本処理を終了する。このエンジン下限トルクモード中、後述するように、ハイブリッド車両Ｖが、エンジン３のみを動力源として駆動され、失火を回避するために、エンジントルクが、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱよりも大きくなるように制御されるとともに、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに対するエンジントルクの余剰分が、電気エネルギとしてバッテリ２２に充電される。
【００９６】
一方、前記ステップ１２の答がＮＯで、ＳＯＣ≦ＳＯＣＲＥＦのときには、回転機２１のみを動力源としてハイブリッド車両Ｖを駆動することができないとして、次のステップ２０以降において、駆動モードを、エンジン３を動力源として用いるリッチ燃焼モードまたはエンジン下限トルクモードに決定する。まず、ステップ２０では、次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲが第２限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ２よりも大きいか否かを判別する。
【００９７】
この答がＮＯで、ＮＣＥＧＲＲ≦ＥＧＲＬＭＴ２のときには、前記ステップ１６と同様、エンジン３に供給される混合気の空燃比を燃焼安定空燃比ＳＴＡ／Ｆに制御することによって、エンジン３の失火を発生させずに、エンジントルクを次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに制御することが可能であると判定するとともに、前記ステップ１８以降を実行し、駆動モードをリッチ燃焼モードに決定する。一方、上記ステップ２０の答がＹＥＳのときには、エンジン３に供給される混合気の空燃比を燃焼安定空燃比ＳＴＡ／Ｆに制御しても、エンジン３の失火を発生させることなく、エンジントルクを次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに制御することが困難であると判定し、前記ステップ１９以降を実行し、駆動モードをエンジン下限トルクモードに決定する。
【００９８】
以上のように、リッチ燃焼モードおよびエンジン下限トルクモードへの駆動モードの決定には、前述した次サイクル失火条件（ステップ９：ＹＥＳ）に加え、回転機駆動条件（ステップ１２：ＹＥＳ）が成立している場合には、次の条件ｄの成立が必要とされる。
ｄ：次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱが機械損失トルクＦＲＴＲＱ以上であること（ステップ１４：ＮＯ）。
これは、リッチ燃焼モードおよびエンジン下限トルクモードではいずれも、エンジン３がハイブリッド車両Ｖの動力源として用いられるので、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに見合った大きさのトルクをエンジン３から適切に出力できるような状況で、リッチ燃焼モードまたはエンジン下限トルクモードによりハイブリッド車両Ｖを駆動するためである。以下、この条件ｄを「エンジン駆動条件」という。
【００９９】
この場合、リッチ燃焼モードの決定にはさらに、次の条件ｅおよびｆの双方の成立が必要とされる。
ｅ：エンジン３に供給される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな燃焼安定空燃比ＳＴＡ／Ｆに制御することによって、エンジン３の失火を発生させずに、エンジントルクを次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに制御可能であること（ステップ１６：ＮＯ）。
ｆ：Ｏ２センサ出力ＳＯ２が所定値ＳＯ２ＲＥＦ以下であり、触媒装置９における排ガス中の酸素濃度が比較的大きいこと（ステップ１７：ＮＯ）。
【０１００】
このように、次サイクル失火条件、回転機駆動条件およびエンジン駆動条件がすべて成立していても、条件ｅが成立していないときには、リッチ燃焼モードでは、失火の回避とエンジンルクの適切な制御を両立させることができないため、駆動モードは、エンジン下限トルクモードに決定される。以下、この条件ｅを「第１リッチ化条件」という。
【０１０１】
また、上記のように、リッチ燃焼モードの決定に条件ｆの成立を必要とするのは、リッチ燃焼モード中には、エンジン３の空燃比が、理論空燃比よりもリッチな燃焼安定空燃比ＳＴＡ／Ｆになるように制御され、それにより、排ガス中の炭化水素などの有害物質が比較的多くなるので、この有害物質を触媒装置９により十分に酸化させ、浄化するためである。このため、条件ｆが成立しておらず、触媒装置９における排ガス中の酸素濃度が比較的小さいとき（ステップ１７：ＹＥＳ）には、駆動モードは、前述した回転機２１のみを動力源として用いる掃気モードに決定される。以下、この条件ｆを「第２リッチ化条件」という。
【０１０２】
さらに、次サイクル失火条件が成立している場合において、回転機駆動条件が成立していないとき（ステップ１２：ＮＯ）には、回転機２１のみでハイブリッド車両Ｖを駆動することができないため、駆動モードは、回転機２１を動力源として用いる掃気モードには決定されず、ステップ１６と同じ内容のステップ２０の答に応じて、すなわち上記の第１リッチ化条件に応じて、リッチ燃焼モードまたはエンジン下限トルクモードに決定される。
【０１０３】
図１０は、図４および図５に示す処理で決定された駆動モードに応じて、エンジン３や回転機２１などの動作を制御するための処理を示している。まず、図１０のステップ７１では、通常モードフラグＦ＿ＮＯＲＭが「１」であるか否かを判別する。この答がＹＥＳで、駆動モードが通常モードに決定されているときには、通常モードによりエンジン３や回転機２１を制御するために、通常モード制御処理を実行し（ステップ７２）、本処理を終了する。
【０１０４】
この通常モード制御処理では、充電状態ＳＯＣが前記ステップ１２で用いた所定値ＳＯＣＲＥＦよりも大きく、かつ、要求トルクＴＲＥＱが比較的小さな車両の低・中負荷走行中には、ＥＶモードによって、ハイブリッド車両Ｖの動力源として回転機２１のみが用いられ、それ以外のときには、ＥＮＧモードによってエンジン３のみが、ＨＶモードによってエンジン３および回転機２１の双方が、動力源として用いられる。以下、これらのＥＶモード、ＥＮＧモードおよびＨＶモードにおける制御動作について、簡単に説明する。
【０１０５】
・ＥＶモード
ＥＶモード中には、クラッチＣＬを解放することによって、エンジン３と回転機２１の間が遮断される。また、燃料噴射量の目標値である最終燃料噴射量ＴＯＵＴを値０に設定するとともに、この最終燃料噴射量ＴＯＵＴに基づく駆動信号を燃料噴射弁７に出力する。これにより、燃料噴射弁７からエンジン３への燃料の供給が停止されることによって、エンジン３の燃焼運転が停止される。さらに、点火プラグ６の点火動作が停止される。また、要求トルクＴＲＥＱに応じ、ＰＤＵ２３を制御することにより、バッテリ２２から回転機２１に供給される電力を制御することによって、回転機２１の出力トルク（以下「回転機トルク」という）が、要求トルクＴＲＥＱになるように制御される。
【０１０６】
・ＥＮＧモード
ＥＮＧモード中には、クラッチＣＬを締結することによって、エンジン３と回転機２１の間が接続される。また、吸入空気量を次のように制御する。まず、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＴＲＥＱに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、吸入空気量の目標値である目標吸入空気量ＡＩＲＯＢＪを算出する。このマップでは、目標吸入空気量ＡＩＲＯＢＪは、要求トルクＴＲＥＱが大きいほど、エンジン３のより大きな出力トルクを得るために、より大きな値に設定されている。次いで、算出された目標吸入空気量ＡＩＲＯＢＪに基づく駆動信号をＴＨアクチュエータ８ｂに出力する。これにより、スロットル弁開度ＴＨが制御されることによって、吸入空気量が、目標吸入空気量ＡＩＲＯＢＪになるように制御される。
【０１０７】
さらに、燃料噴射量を次のように制御する。すなわち、エンジン回転数ＮＥおよび吸気圧ＰＢＡに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、基本噴射量ＴＩＢを算出し、算出された基本噴射量ＴＩＢに空燃比補正係数ＫＡＦを乗算することによって、最終燃料噴射量ＴＯＵＴを算出するとともに、この最終燃料噴射量ＴＯＵＴに基づく駆動信号を燃料噴射弁７に出力する。これにより、燃料噴射量が、最終燃料噴射量ＴＯＵＴになるように制御される。この場合、基本的には、空燃比補正係数ＫＡＦは、Ｏ２センサ出力ＳＯ２が所定値ＳＯ２ＲＥＦになるように、所定のフィードバック制御アルゴリズムに従って、算出される。
【０１０８】
また、ＥＧＲガスの量を次のように制御する。すなわち、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＴＲＥＱに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、ＥＧＲガスの量の目標値である目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＯＢＪを算出するとともに、算出された目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＯＢＪに基づく駆動信号をＥＧＲ制御弁１２に出力する。これにより、ＥＧＲ制御弁１２のバルブリフト量ＬＦＴＥＧＲが制御されることによって、ＥＧＲガスの量が、目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＯＢＪになるように制御される。また、上記のマップでは、要求トルクＴＲＥＱが大きいほど、吸入空気量が大きいことにより失火が発生しにくいので、目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＯＢＪは、より大きな値に設定されている。
【０１０９】
さらに、点火時期を次のように制御する。すなわち、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＴＲＥＱに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、点火時期の目標値である目標点火時期ＩＧＯＢＪを算出するとともに、算出された目標点火時期ＩＧＯＢＪに基づく駆動信号を点火プラグ６に出力する。これにより、点火時期が、目標点火時期ＩＧＯＢＪになるように制御される。また、上記のマップでは、目標点火時期ＩＧＯＢＪは、要求トルクＴＲＥＱが大きいほど、より遅角側の値に設定されている。ＥＮＧモード中、以上の吸入空気量、燃料噴射量、ＥＧＲガスの量および点火時期の制御によって、エンジントルクが、要求トルクＴＲＥＱになるように制御されるとともに、エンジン３に供給される混合気の空燃比が、理論空燃比になるように制御される。また、ＥＮＧモード中、ＰＤＵ２３を制御することによって、バッテリ２２から回転機２１への電力供給と、回転機２１における発電がいずれも停止される。
【０１１０】
・ＨＶモード
ＨＶモード中には、上述したＥＮＧモードの場合と同様、クラッチＣＬの締結により、エンジン３と回転機２１の間が接続される。また、ＥＮＧモードの場合と比較して、吸入空気量、燃料噴射量、ＥＧＲガスの量および点火時期を、エンジントルクが要求トルクＴＲＥＱになるように制御するのではなく、そのときのエンジン回転数ＮＥに対してエンジン３の最良の燃費が得られるように制御する点が、主に異なっている。
【０１１１】
また、ＨＶモード中には、そのような吸入空気量などの制御によって発生したエンジントルクが、要求トルクＴＲＥＱに対して余る場合には、その余剰分が、ＰＤＵ２３の制御により、回転機２１において電気エネルギに変換されるとともに、バッテリ２２に充電される。一方、エンジントルクが要求トルクＴＲＥＱに対して不足する場合には、ＰＤＵ２３の制御によるバッテリ２２から回転機２１への電力の供給により、回転機２１からトルクを出力することによって、その不足分が補われる。以上により、ＨＶモード中には、エンジントルクと回転機トルクの和が、要求トルクＴＲＥＱになるように制御される。
【０１１２】
一方、前記ステップ７１の答がＮＯのときには、掃気モードフラグＦ＿ＳＣＡＶＭが「１」であるか否かを判別する（ステップ７３）。この答がＹＥＳで、駆動モードが掃気モードに決定されているときには、掃気モードによりエンジン３や回転機２１を制御するために、掃気モード制御処理を後述するように実行し（ステップ７４）、本処理を終了する。一方、ステップ７３の答がＮＯのときには、リッチ燃焼モードフラグＦ＿ＲＩＣＨＭが「１」であるか否かを判別する（ステップ７５）。
【０１１３】
この答がＹＥＳで、駆動モードがリッチ燃焼モードに決定されているときには、リッチ燃焼モードによりエンジン３や回転機２１を制御するために、リッチ燃焼モード制御処理を後述するように実行し（ステップ７６）、本処理を終了する。一方、ステップ７５の答がＮＯのとき、すなわち、駆動モードがエンジン下限トルクモードに決定されているときには、エンジン下限トルクモードによりエンジン３や回転機２１を制御するために、エンジン下限トルクモード制御処理を後述するように実行し（ステップ７７）、本処理を終了する。
【０１１４】
図１１は、図１０のステップ７４で実行される掃気モード制御処理を示している。まず、ステップ８１では、クラッチＣＬを解放状態に制御し、それにより、エンジン３と回転機２１の間を遮断状態に保持する。次いで、スロットル弁開度ＴＨを全開状態に制御する（ステップ８２）とともに、最終燃料噴射量ＴＯＵＴを値０に設定する（ステップ８３）。このステップ８３の実行に伴い、最終燃料噴射量ＴＯＵＴに基づく駆動信号が燃料噴射弁７に出力される。これにより、燃料噴射量が値０になるように制御されることによって、エンジン３への燃料の供給が停止され、ひいては、エンジン３の燃焼運転が停止される。
【０１１５】
次に、ＥＧＲ制御弁１２を全閉状態に制御する（ステップ８４）。これにより、吸気通路４へのＥＧＲガスの還流が停止される。次いで、点火プラグ６による点火動作を停止する（ステップ８５）。次に、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに応じ、ＰＤＵ２３を制御することによって、バッテリ２２から回転機２１に供給される電力を制御し（ステップ８６）、本処理を終了する。これにより、回転機トルクが、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱになるように制御される。
【０１１６】
また、図１２は、図１０のステップ７６で実行されるリッチ燃焼モード制御処理を示している。まず、ステップ９１では、クラッチＣＬを締結状態に制御し、それにより、エンジン３と回転機２１の間を接続状態に保持する。次いで、エンジン回転数ＮＥおよび次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、目標吸入空気量ＡＩＲＯＢＪを算出する（ステップ９２）。このマップでは、目標吸入空気量ＡＩＲＯＢＪは、前述した通常モード制御処理の場合と同じ理由により、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱが大きいほど、より大きな値に設定されている。また、ステップ９２の実行に伴って、目標吸入空気量ＡＩＲＯＢＪに基づく駆動信号がＴＨアクチュエータ８ｂに出力され、それにより、スロットル弁開度ＴＨが制御されることによって、吸入空気量が、目標吸入空気量ＡＩＲＯＢＪになるように制御される。
【０１１７】
次に、通常モード制御処理の場合と同様、エンジン回転数ＮＥおよび吸気圧ＰＢＡに応じ、所定のマップを検索することによって、基本噴射量ＴＩＢを算出する（ステップ９３）。次いで、燃焼安定空燃比ＳＴＡ／Ｆと、算出された実空燃比Ａ／ＦＡＣＴとの偏差（ＳＴＡ／Ｆ−Ａ／ＦＡＣＴ）を、空燃比偏差ＤＥＡ／Ｆとして算出する（ステップ９４）。次に、算出された空燃比偏差ＤＥＡ／Ｆに応じ、所定のフィードバック制御アルゴリズムに従って、空燃比補正係数ＫＡＦを算出する（ステップ９５）。
【０１１８】
次いで、上記ステップ９３で算出された基本噴射量ＴＩＢに、空燃比補正係数ＫＡＦを乗算することによって、最終燃料噴射量ＴＯＵＴを算出する（ステップ９６）。これに伴って、最終燃料噴射量ＴＯＵＴに基づく駆動信号が燃料噴射弁７に出力され、それにより、燃料噴射量が、最終燃料噴射量ＴＯＵＴになるように制御される。
【０１１９】
次に、エンジン回転数ＮＥおよび次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＯＢＪを算出する（ステップ９７）。このマップでは、目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＯＢＪは、通常モード制御処理の場合と同じ理由により、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱが大きいほど、より大きな値に設定されている。また、ステップ９７の実行に伴って、目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＯＢＪに基づく駆動信号がＥＧＲ制御弁１２に出力され、それにより、バルブリフトＬＦＴＥＧＲが制御されることによって、ＥＧＲガスの量が、目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＯＢＪになるように制御される。
【０１２０】
次いで、エンジン回転数ＮＥおよび次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、目標点火時期ＩＧＯＢＪを算出する（ステップ９８）。このマップでは、目標点火時期ＩＧＯＢＪは、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱが大きいほど、より遅角側の値に設定されている。また、ステップ９８の実行に伴って、目標点火時期ＩＧＯＢＪに基づく駆動信号が点火プラグ６に出力され、それにより、点火時期が、目標点火時期ＩＧＯＢＪになるように制御される。次に、ＰＤＵ２３を制御することによって、バッテリ２１から回転機２１への電力供給と、回転機２１における発電をいずれも停止し（ステップ９９）、本処理を終了する。以上のステップ９２〜９８の実行による吸入空気量、燃料噴射量、ＥＧＲガスの量および点火時期の制御によって、エンジントルクが、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱになるように制御されるとともに、エンジン３に供給される混合気の空燃比が、燃焼安定空燃比ＳＴＡ／Ｆになるように制御される。
【０１２１】
図１３は、図１０のステップ７７で実行されるエンジン下限トルクモード制御処理を示している。まず、エンジン下限トルクモードの技術的意義について説明する。図１４は、エンジントルクと前述した第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１の関係を、エンジン３の空燃比が燃焼安定空燃比ＳＴＡ／Ｆよりもリーン側の所定の空燃比である場合について示している。図５のステップ９により次燃焼サイクル中に失火が発生するおそれがあると判定されている場合において、エンジントルクを次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱになるように制御したときには、このエンジントルクと次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲとの関係は、例えば点Ａで示される。この点Ａで示すように、次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲは、このエンジントルクに対応する第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１よりも大きくなる。
【０１２２】
このエンジン下限トルクモードは、このような失火の発生を確実に回避するために、点Ｂに示すように、第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１が次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲよりも大きくなるうちの最小のエンジントルク（以下「エンジン下限トルク」という）ＴＥＬＭＴに、エンジントルクを制御する駆動モードである。また、この場合、図１４に示すように、エンジントルクは、エンジン下限トルクＴＥＬＭＴに制御されることによって、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱよりも大きくなる。これに対し、エンジン下限トルクモードでは、この次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに対するエンジントルクの余剰分が、回転機２１で電気エネルギに変換され、バッテリ２２に充電される。
【０１２３】
まず、図１３のステップ１０１では、クラッチＣＬを締結状態に制御し、それにより、エンジン３と回転機２１の間を接続状態に保持する。次いで、次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、エンジン下限トルクＴＥＬＭＴを算出する（ステップ１０２）。このマップでは、エンジン下限トルクＴＥＬＭＴは、上述した技術的意義に従って、エンジン下限トルクＴＥＬＭＴに対応する第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１が次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲよりも大きくなるような最小のエンジントルクに設定されており、次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲが大きいほど、より大きな値に設定されている。
【０１２４】
次に、エンジン回転数ＮＥと、上記ステップ１０２で算出されたエンジン下限トルクＴＥＬＭＴに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、目標吸入空気量ＡＩＲＯＢＪを算出する（ステップ１０３）。このマップでは、目標吸入空気量ＡＩＲＯＢＪは、通常モード制御処理の場合と同じ理由により、エンジン下限トルクＴＥＬＭＴが大きいほど、より大きな値に設定されている。また、ステップ１０３の実行に伴って、図１２のステップ９２の場合と同様、スロットル弁開度ＴＨが制御されることによって、吸入空気量が、目標吸入空気量ＡＩＲＯＢＪになるように制御される。
【０１２５】
次いで、図１２のステップ９３と同様、エンジン回転数ＮＥおよび吸気圧ＰＢＡに応じ、所定のマップを検索することによって基本噴射量ＴＩＢを算出する（ステップ１０４）。次に、通常モード制御処理の場合と同様、Ｏ２センサ出力ＳＯ２が所定値ＳＯ２ＲＥＦになるように、所定のフィードバック制御アルゴリズムに従って、空燃比補正係数ＫＡＦを算出する（ステップ１０５）とともに、ステップ１０４で算出された基本噴射量ＴＩＢに、ステップ１０５で算出された空燃比補正係数ＫＡＦを乗算することによって、最終燃料噴射量ＴＯＵＴを算出する（ステップ１０６）。これに伴って、図１２のステップ９６の場合と同様、燃料噴射量が、最終燃料噴射量ＴＯＵＴになるように制御される。
【０１２６】
次いで、図１２のステップ９７と同様、エンジン回転数ＮＥおよび次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに応じ、所定のマップを検索することによって、目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＯＢＪを算出する（ステップ１０７）。これに伴い、ステップ９７の場合と同様、バルブリフト量ＬＦＴＥＧＲが制御されることによって、ＥＧＲガスの量が、目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＯＢＪになるように制御される。
【０１２７】
次に、エンジン回転数ＮＥおよびエンジン下限トルクＴＥＬＭＴに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、目標点火時期ＩＧＯＢＪを算出する（ステップ１０８）。このマップでは、目標点火時期ＩＧＯＢＪは、エンジン下限トルクＴＥＬＭＴが大きいほど、より遅角側の値に設定されている。また、ステップ１０８の実行に伴って、図１２のステップ９８の場合と同様、点火プラグ６の点火時期が、目標点火時期ＩＧＯＢＪになるように制御される。以上のステップ１０３〜１０８の実行による吸入空気量、燃料噴射量および点火時期の制御によって、エンジントルクが、エンジン下限トルクＴＥＬＭＴになるように制御されるとともに、エンジン３に供給される混合気の空燃比が、理論空燃比になるように制御される。
【０１２８】
次いで、エンジン下限トルクＴＥＬＭＴと次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱとの偏差（ＴＥＬＭＴ−ＮＣＴＲＥＱ）を、トルク偏差ＤＥＴＲＥＱとして算出する（ステップ１０９）。次に、ステップ１０９で算出されたトルク偏差ＤＥＴＲＥＱに基づき、ＰＤＵ２３を制御することによって、回転機２１で発電する電力を制御し（ステップ１１０）、本処理を終了する。これにより、回転機２１で発電する電力が、トルク偏差ＤＥＴＲＥＱが値０になるように制御されるとともに、発電された電力がバッテリ２２に充電される。すなわち、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに対する、エンジン下限トルクＴＥＬＭＴに制御されるエンジントルクの余剰分が、バッテリ２２に充電される。
【０１２９】
また、これまでに述べた第１実施形態における各種の要素と、特許請求の範囲に記載された発明（以下「本発明」という）における各種の要素との対応関係は、次のとおりである。すなわち、第１実施形態におけるスロットル弁機構８および燃料噴射弁７が、本発明における吸気制御弁および燃料供給手段にそれぞれ相当するとともに、第１実施形態におけるバッテリ２２が、本発明における蓄電装置に相当する。また、第１実施形態におけるクランク角センサ３１が、本発明における運転状態検出手段および回転数検出手段に相当するとともに、第１実施形態におけるＥＧＲリフトセンサ３５およびエアフローセンサ３６が、本発明における運転状態検出手段に相当する。
【０１３０】
さらに、第１実施形態におけるＬＡＦセンサ３３、触媒装置９およびＯ２センサ３４が、本発明における空燃比検出手段、触媒および酸素濃度パラメータ検出手段にそれぞれ相当する。また、第１実施形態におけるＥＣＵ２が、本発明における運転状態検出手段、次サイクルＥＧＲ率算出手段、限界ＥＧＲ率算出手段、次サイクル失火判定手段、要求トルク算出手段、制御手段、機械損失トルク算出手段、空燃比検出手段、回転数検出手段、およびリッチ化判定手段に相当するとともに、第１実施形態におけるＰＤＵ２３が、本発明における制御手段に相当する。さらに、第１実施形態における第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１、Ｏ２センサ出力ＳＯ２、エンジン回転数ＮＥおよび燃焼安定空燃比ＳＴＡ／Ｆが、本発明における限界ＥＧＲ率、酸素濃度パラメータ、検出された内燃機関の回転数および所定のリッチ空燃比にそれぞれ相当する。
【０１３１】
以上のように、第１実施形態によれば、次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲが、スロットル弁通過空気量ＧＡＩＲＴＨやＥＧＲガス量ＧＥＧＲなどのエンジン３の運転状態に基づいて算出される（図４のステップ４）とともに、第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１が、エンジン回転数ＮＥや次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱなどのエンジン３の運転状態に基づいて算出される（図４のステップ５〜８）。また、両者ＥＧＲＬＭＴ１，ＮＣＴＲＥＱの比較結果に基づいて、次燃焼サイクルにおいてＥＧＲガスの影響により失火が発生するおそれがあるか否かが判定される（図５のステップ９）。
【０１３２】
さらに、次燃焼サイクルにおいてＥＧＲガスの影響により失火が発生するおそれがあると判定されているとき（図５のステップ９：ＹＥＳ）、すなわち次サイクル失火条件が成立しているときに、掃気モード制御処理が実行され（図５のステップ１５、図１０のステップ７２）、その実行中、エンジン３への燃料の供給の停止（図１１のステップ８３）によりエンジン３の燃焼運転が停止されるとともに、吸気通路４へのＥＧＲガスの還流が停止される（図１１のステップ８４）。これにより、ＥＧＲ通路１１におけるＥＧＲ制御弁１２の下流側と、吸気通路４におけるＥＧＲ通路１１との接続部よりも下流側に残留していたＥＧＲガス（以下「残留ＥＧＲガス」という）を、燃焼室３ｅを介して排気通路５に掃気（排出）することができる。したがって、その後、エンジン３の燃焼運転を再開するに際し、残留ＥＧＲガスによる影響を受けることなく、燃焼運転を再開することができる。また、掃気モード制御処理の実行中、スロットル弁８ａが全開状態に制御されるので、燃焼室３ｅへの残留ＥＧＲガスの吸入量を大きくすることができ、したがって、残留ＥＧＲガスを迅速に掃気することができる。
【０１３３】
さらに、次燃焼サイクルにおいてＥＧＲガスの影響により失火が発生するおそれがあるか否かの判定が、次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲと第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１との比較結果に基づいて行われ、両パラメータＮＣＥＧＲＲ，ＥＧＲＬＭＴ１はいずれも、エンジン３の次の燃焼サイクルを対象として算出された予測値である。これにより、ＥＧＲガスの影響によりエンジン３の失火が発生すると予測された時点で、掃気モード制御処理を開始することができ、したがって、例えばハイブリッド車両Ｖの減速走行の開始時で、残留ＥＧＲガスの影響により失火が発生するおそれがあるときに、失火を確実に回避することができる。
【０１３４】
また、掃気モード制御処理の実行中、ハイブリッド車両Ｖの動力源として、回転機２１のみが用いられるとともに、回転機トルクが、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱになるように制御される（図１１のステップ８６）。したがって、ハイブリッド車両Ｖが減速走行状態にあることにより要求トルクＴＲＥＱが急減する状態（以下「減速時トルク急減状態」という）において、急減する要求トルクＴＲＥＱに見合った大きさのトルクを回転機２１から出力することができ、それにより、ドライバビリティを向上させることができる。
【０１３５】
さらに、次サイクル失火条件が成立している場合において、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱが機械損失トルクＦＲＴＲＱ以上のとき（図５のステップ１４：ＮＯ）、すなわちエンジン駆動条件が成立しているときに、エンジン３を動力源として用いるリッチ燃焼モード制御処理が実行される（図５のステップ１８、図１０のステップ７６）。また、エンジン駆動条件が成立していないとき（ＮＣＴＲＥＱ＜ＦＲＴＲＱ）に、回転機２１のみを動力源として用いる掃気モード制御処理が実行される。したがって、減速時トルク急減状態において、急減する要求トルクＴＲＥＱに応じて、リッチ燃焼モード制御処理および掃気モード制御処理のいずれを実行するかを適切に判定することができ、ひいては、燃料を有効に使用することができる。
【０１３６】
さらに、リッチ燃焼モード制御処理の実行中、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱおよび実空燃比Ａ／ＦＡＣＴに応じ、吸入空気量および燃焼噴射量を制御することによって、エンジン３に供給される混合気の空燃比が、理論空燃比よりもリッチな所定の燃焼安定空燃比ＳＴＡ／Ｆになるように制御されるとともに、エンジントルクが、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱになるように制御される（図１２のステップ９２〜９６）。したがって、失火を確実に回避することができるとともに、減速時トルク急減状態において、急減する要求トルクＴＲＥＱに見合った大きさのトルクをエンジン３から出力することができる。
【０１３７】
また、掃気モード制御処理の実行中には、エンジン３への燃料供給を停止するので、その開始時と、その後のエンジン３への燃料供給の再開時に、トルクショックが発生する場合がある。したがって、エンジン駆動条件が成立しているとき（ＮＣＴＲＥＱ≧ＦＲＴＲＱ）に、掃気モード制御処理を実行せずに、リッチ燃焼モード制御処理を実行することによって、上記のようなトルクショックを発生させることがない。さらに、機械損失トルクＦＲＴＲＱを、エンジン回転数ＮＥに基づいて算出する（図５のステップ１３）ので、この算出を適切に行うことができる。また、掃気モード制御処理の実行中、クラッチＣＬにより回転機２１とエンジン３の間を遮断する（図１１のステップ８１）ので、燃焼運転が停止されたエンジン３が、回転機２１の負荷にならない。
【０１３８】
さらに、次サイクル失火条件およびエンジン駆動条件に加え、Ｏ２センサ出力ＳＯ２が所定値ＳＯ２ＲＥＦ以下のとき（図５のステップ１７：ＮＯ）、すなわち第２リッチ化条件が成立しているときに、リッチ燃焼モード制御処理が実行される。これにより、リッチ燃焼モード制御処理の実行に伴って発生した排ガス中のＨＣを、触媒装置９で十分に酸化させることができ、良好な排ガス特性を確保することができる。また、第２リッチ化条件が成立していないとき（ＳＯ２＞ＳＯ２ＲＥＦ）、すなわち、炭化水素を触媒装置９で十分に酸化させることができないようなときに、リッチ燃焼モード制御処理を実行せずに、掃気モード制御処理を実行するので、排ガス特性が悪化することがない。
【０１３９】
さらに、次サイクル失火条件が成立しているときに、エンジン３に供給される混合気の空燃比を燃焼安定空燃比ＳＴＡ／Ｆに制御することによって、エンジン３の失火を発生させずに、エンジントルクを次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに制御可能であるか否かが、すなわち第１リッチ化条件が成立しているか否かが、次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲおよび次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに応じて判定される（図５のステップ１１、１６、２０）。したがって、減速時トルク急減状態において、この判定を、急減する要求トルクＴＲＥＱに応じて適切に行うことができる。
【０１４０】
また、第１リッチ化条件が成立しているとき（図５のステップ１６：ＹＥＳ、ステップ２０：ＹＥＳ）に、エンジン下限トルクモード制御処理が実行される（図５のステップ１９、図１０のステップ７７）。さらに、その実行中、エンジントルクがエンジン下限トルクＴＥＬＭＴになるように、吸入空気量および燃料噴射量が制御される（図１３のステップ１０３〜１０６）。このことと、第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１が次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲよりも大きくなり、かつ、エンジントルクが次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱよりも大きくなるような最小のエンジントルクに、このエンジン下限トルクＴＥＬＭＴが次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲに応じて設定される（図１３のステップ１０２）ことから、失火を確実に回避することができる。また、この場合、目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＯＢＪの算出を、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱよりも大きなエンジン下限トルクＴＥＬＭＴではなく、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに応じて行うので、ＥＧＲガス量を増大させることがない。
【０１４１】
さらに、エンジン下限トルクモード制御処理の実行中、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに対するエンジントルクの余剰分が電気エネルギとして、バッテリ２２に充電される（図１３のステップ１０９、１１０）ので、減速時トルク急減状態において、急減する要求トルクＴＲＥＱに見合った大きさのトルクを出力することができるとともに、エンジン３の良好な燃費を確保することができる。
【０１４２】
次に、本発明の第２実施形態によるハイブリッド車両Ｖの制御装置について説明する。図１５は、この第２実施形態による駆動モードの決定処理を示している。本処理は、第１実施形態と比較し、前述した掃気モード制御処理を、その開始から後述する掃気完了時間ＴＳＣＡＶが経過するまで、継続して実行する点が、主に異なっている。図１５において、前述した図４に示す第１実施形態による駆動モードの決定処理と同じ実行内容のステップについては、同じステップ番号を付している。以下、図１５に示す処理について、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１４３】
前記ステップ８に続くステップ１２１では、掃気モードフラグＦ＿ＳＣＡＶＭが「１」であるか否かを判別する。この答がＮＯで、掃気モード制御処理の実行中でないときには、後述する掃気完了時間算出済みフラグＦ＿ＤＯＮＥを「０」にリセットする（ステップ１２２）とともに、アップカウント式の掃気タイマのタイマ値ｔＳＣＡＶを値０にリセットし（ステップ１２３）、図５のステップ９以降を実行する。
【０１４４】
一方、ステップ１２１の答がＹＥＳ（Ｆ＿ＳＣＡＶＭ＝１）で、掃気モード制御処理の実行中であるときには、掃気完了時間算出済みフラグＦ＿ＤＯＮＥが「１」であるか否かを判別する（ステップ１２４）。この答がＮＯで、Ｆ＿ＤＯＮＥ＝０のときには、所定の残留ＥＧＲガス容積ＲＥＳＥＧＲを吸入ガス量ＧＦＬＯで除算することによって、掃気完了時間ＴＳＣＡＶを算出する（ステップ１２５）。この残留ＥＧＲガス容積ＲＥＳＥＧＲは、残留ＥＧＲガスが残留している領域の容積、すなわち、ＥＧＲ通路１１におけるＥＧＲ制御弁１２の下流側と、吸気通路４におけるＥＧＲ通路１１との接続部よりも下流側とから成る領域の容積［ｍ３］である。また、吸入ガス量ＧＦＬＯは、単位時間当たりに燃焼室３ｅに吸入される混合ガスの量［ｍ３／ｓｅｃ］であり、エンジン回転数ＮＥおよびエンジン３の行程容積に基づいて算出される。
【０１４５】
次いで、掃気完了時間算出済みフラグＦ＿ＤＯＮＥを「１」にセットし（ステップ１２６）、ステップ１２７に進む。また、ステップ１２６を実行した後には、上記ステップ１２４の答がＹＥＳ（Ｆ＿ＤＯＮＥ＝１）になり、その場合には、ステップ１２７に進む。以上により、掃気完了時間ＴＳＣＡＶは、掃気モード制御処理の開始時にのみ算出される。
【０１４６】
このステップ１２７では、掃気タイマのタイマ値ｔＳＣＡＶが、ステップ１２５で算出された掃気完了時間ＴＳＣＡＶ以上か否かを判別する。この答がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ１２７の答がＹＥＳで、掃気タイマのタイマ値ｔＳＣＡＶが掃気完了時間ＴＳＣＡＶ以上になったとき、すなわち、掃気モードの開始から掃気完了時間ＴＳＣＡＶが経過したときには、掃気モード制御処理を終了するために、掃気モードフラグＦ＿ＳＣＡＶを「０」にリセットする（ステップ１２８）とともに、前記ステップ１２２以降を実行する。
【０１４７】
以上のように、第２実施形態によれば、掃気モードフラグＦ＿ＳＣＡＶは、「０」から「１」に切り換わってから、掃気完了時間ＴＳＣＡＶが経過するまで（ステップ１２７：ＮＯ）は、「１」に保持される。これにより、掃気モード制御処理は、その開始から掃気完了時間ＴＳＣＡＶが経過するまで、継続して実行される。また、掃気完了時間ＴＳＣＡＶが、残留ＥＧＲガスが残留している領域の容積である残留ＥＧＲガス容積ＲＥＳＥＧＲと、単位時間当たりに燃焼室３ｅに流入する混合ガスの量である吸入ガス量ＧＦＬＯに応じて算出される。以上により、残留ＥＧＲガスを確実に掃気することができるとともに、掃気モード制御処理の実行によるエンジン３への燃料供給の停止と、掃気モード制御処理の終了による燃料供給の再開が短時間で繰り返されるのを回避することができ、それにより、ドライバビリティを向上させることができる。また、第２実施形態におけるＥＣＵ２が、本発明における実行期間算出手段に相当するとともに、第２実施形態における掃気完了時間ＴＳＣＡＶが、本発明における実行期間に相当する。
【０１４８】
なお、本発明は、説明した第１および第２実施形態（以下、総称して「実施形態」という）に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、次サイクル失火条件（図５のステップ９）に加え、回転機駆動条件（ステップ１２）などの各種の条件が成立しているときに、掃気モード制御処理を実行しているが、本発明の趣旨の範囲内で、これらの各種の条件を適宜、省略してもよい。また、実施形態では、次サイクル失火条件、回転機駆動条件およびエンジン駆動条件（ステップ１４）がいずれも成立するとともに、第１および第２リッチ化条件（ステップ１６、１７）の双方が成立しているときに、リッチ燃焼モード制御処理を実行しているが、本発明の趣旨の範囲内で、これらの回転機駆動条件、第１および第２リッチ化条件を適宜、省略してもよい。
【０１４９】
さらに、実施形態では、次の算出、判別および制御に、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱを用いているが、要求トルクＴＲＥＱを用いてもよい。
・第２限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ２の算出（図５のステップ１１）。
・機械損失トルクＦＲＴＲＱとの比較による判別（ステップ１４）。
・掃気モード制御処理における回転機２１の制御（図１１のステップ８６）。
・リッチ燃焼モード制御処理における吸入空気量などの制御（図１２のステップ９２）。
【０１５０】
また、実施形態は、混合ガス通過領域に流入する混合ガスに対する新気の比率である新気率ＫＦＡＲを算出し、新気率記憶値ＫＦＡＲＢＵＦとして記憶するとともに、記憶された複数の新気率記憶値ＫＦＡＲＢＵＦから、次の燃焼サイクルにおいて混合ガスが気筒３ｂの吸気口に到達するタイミングに対応するものを選択し、選択された新気率記憶値ＫＦＡＲＢＵＦに基づいて、次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲを算出した例であるが、その算出手法は、エンジン３の運転状態に基づく限り、任意である。例えば次のような算出手法が可能である。
【０１５１】
すなわち、まず、前述したスロットル弁通過空気量ＧＡＩＲＴＨおよびＥＧＲガス量ＧＥＧＲに応じて、混合ガス通過領域に流入する混合ガスに対するＥＧＲガスの比率を算出するとともに、記憶する。次いで、エンジン回転数ＮＥに基づいて、混合ガス通過領域に流入した混合ガスが気筒３ｂの吸入口に到達するまでのむだ時間を算出する。次に、算出された無駄時間に基づいて、記憶された複数のＥＧＲガスの比率から、次の燃焼サイクルにおいて混合ガスが気筒３ｂの吸気口に到達するタイミングに対応するものを選択するとともに、選択されたＥＧＲガスの比率を、次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲとして設定する。
【０１５２】
さらに、実施形態では、第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１の算出に、エンジン回転数ＮＥや次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱを用いているが、エンジン３の運転状態を表すパラメータであれば他のパラメータ、例えば次燃焼サイクルに吸入される吸入空気量（以下「次サイクル吸入空気量」という）の推定値を用いてもよい。この場合、例えば、次サイクル吸入空気量の推定は、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱと同様の算出手法によって行われる。また、実施形態では、次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲが第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１よりも大きいときに、次燃焼サイクルにおいてＥＧＲガスの影響により失火が発生するおそれがあると判定しているが、次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲと第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１との比（ＮＣＥＧＲＲ／ＥＧＲＬＭＴ１）が所定値よりも大きいときに、または、第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１と次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲとの偏差（ＥＧＲＬＭＴ１−ＮＣＥＧＲＲ）が所定値よりも大きいときに、そのように判定してもよい。
【０１５３】
さらに、実施形態では、掃気モード制御処理において、スロットル弁８ａを全開状態に制御しているが、スロットル弁８ａが開弁しているのであれば、全開でなくてもよい。また、実施形態では、ＬＡＦセンサ３３で検出された排ガス中の酸素濃度に基づいて実空燃比Ａ／ＦＡＣＴを算出（取得）しているが、他の任意の手法によって取得してもよい。例えば、排ガス中のＨＣやＣＯは、燃焼室３ｅで燃焼した混合気の空燃比と相関関係にあるので、これらのパラメータをセンサで検出するとともに、その検出値に基づいて実空燃比Ａ／ＦＡＣＴを算出してもよい。さらに、実施形態では、リッチ燃焼モード制御処理において、エンジントルクが次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱになるように、吸入空気量を制御するとともに、空燃比が燃焼安定空燃比ＳＴＡ／Ｆになるように、燃料噴射量を制御しているが、これとは逆に、エンジントルクが次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱになるように、燃料噴射量を制御するとともに、空燃比が燃焼安定空燃比ＳＴＡ／Ｆになるように、吸入空気量を制御してもよい。この場合にも、次サイクル要求トルクＮＣＴＲＥＱに代えて、要求トルクＴＲＥＱを用いてもよい。
【０１５４】
また、実施形態では、触媒装置９は、三元触媒で構成されたタイプのものであるが、排ガス中の炭化水素を酸化させることによって排ガスを浄化する触媒であれば、他の任意の触媒、例えば酸化触媒で構成されたタイプのものでもよい。さらに、実施形態では、本発明における酸素濃度パラメータとして、Ｏ２センサ出力ＳＯ２を用いているが、触媒装置９における排ガス中の酸素濃度を表すパラメータであれば、他の任意のパラメータを用いてもよい。例えば、排ガス中のＨＣやＣＯ、ＮＯｘの濃度は、酸素濃度と相関関係にあるので、触媒装置９における排ガス中のＨＣやＣＯ、ＮＯｘの濃度を、酸素濃度パラメータとして用いてもよい。また、酸素濃度パラメータとして、ＬＡＦセンサ３３で検出された排ガス中の酸素濃度を用いるとともに、Ｏ２センサ３４を省略してもよい。
【０１５５】
さらに、実施形態では、本発明における蓄電装置は、バッテリ２２であるが、キャパシタでもよい。また、実施形態では、エンジン下限トルクモード制御処理において、エンジントルクを、エンジン下限トルクＴＥＬＭＴに、すなわち第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１が次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲよりも大きくなるような最小のエンジントルクに、制御しているが、第１限界ＥＧＲ率ＥＧＲＬＭＴ１が次サイクルＥＧＲ率ＮＣＥＧＲＲよりも大きくなるようなエンジントルクであれば、最小のトルクでなくてもよい。さらに、実施形態では、エンジン下限トルクモード制御処理において、エンジントルクがエンジン下限トルクＴＥＬＭＴになるように、エンジン下限トルクＴＥＬＭＴに応じて、吸入空気量を制御しているが、燃料噴射量を制御してもよく、あるいは、吸入空気量および燃料噴射量の双方を制御してもよい。これらの場合にも、エンジントルクを上記のように制御してもよい。
【０１５６】
また、実施形態では、掃気モード制御処理において、クラッチＣＬによって、エンジン３と回転機２１の間を遮断状態に保持しているが、両者３，２１の間を接続状態に保持してもよい。これにより、エンジン３のクランク軸３ａを回転機２１で強制的に回転させることによって、残留ＥＧＲガスをより迅速に掃気することができる。さらに、実施形態では、回転機２１の制御を、ＥＣＵ２およびＰＤＵ２３を用いて行っているが、マイクロコンピュータを搭載した電気回路を用いて行ってもよい。また、実施形態では、エンジン３は、火花点火式のガソリンエンジンであるが、圧縮着火式のディーゼルエンジンや、ＬＰＧエンジンなど、産業用の各種の内燃機関に適用可能である。さらに、実施形態は、制御装置１を、ハイブリッド車両Ｖに適用した例であるが、制御装置１は、船舶や航空機にも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【０１５７】
Ｖ  ハイブリッド車両
１  制御装置
２  ＥＣＵ（運転状態検出手段、次サイクルＥＧＲ率算出手段、限界ＥＧＲ率算出手段
、次サイクル失火判定手段、要求トルク算出手段、制御手段、
機械損失トルク算出手段、空燃比検出手段、回転数検出手段、
リッチ化判定手段、実行期間算出手段）
３  エンジン
３ｅ  燃焼室
４  吸気通路
５  排気通路
７  燃料噴射弁（燃料供給手段）
８  スロットル弁機構（吸気制御弁）
９  触媒装置（触媒）
１１  ＥＧＲ通路
１２  ＥＧＲ制御弁
２１  回転機
２２  バッテリ（蓄電装置）
２３  ＰＤＵ（制御手段）
３１  クランク角センサ（運転状態検出手段、回転数検出手段）
３３  ＬＡＦセンサ（空燃比検出手段）
３４  Ｏ２センサ（酸素濃度パラメータ検出手段）
３５  ＥＧＲリフトセンサ（運転状態検出手段）
３６  エアフローセンサ（運転状態検出手段）
ＮＣＥＧＲＲ  次サイクルＥＧＲ率
ＥＧＲＬＭＴ１  第１限界ＥＧＲ率（限界ＥＧＲ率）
ＴＲＥＱ  要求トルク
ＮＣＴＲＥＱ  次サイクル要求トルク
ＦＲＴＲＱ  機械損失トルク
ＳＯ２  Ｏ２センサ出力（検出された酸素濃度パラメータ）
ＮＥ  エンジン回転数（検出された内燃機関回転数）
ＳＴＡ／Ｆ  燃焼安定空燃比（所定のリッチ空燃比）
ＴＳＣＡＶ  掃気完了時間（実行期間）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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