(57)【要約】【課題】  車両に要求される駆動力に応じて内燃機関の出力を速やかに増加させる。【解決手段】  エンジンＥＣＵは、検知されたエンジンの水温が完全暖機温度より大きいと（Ｓ１０００にてＹＥＳ）、アクセルペダルの踏込み速度により閾値Ａ（１）を設定するステップ（Ｓ１１００）と、アクセルペダルの踏込み量に基づく要求駆動力が設定された閾値Ａ（１）以上であると（Ｓ１２００にてＹＥＳ）、排熱回収器に流通しないように切換弁を開くステップ（Ｓ１４００）と、要求駆動力が閾値Ａ（１）より小さいと（Ｓ１２００にてＮＯ）、切換弁を閉じるステップ（Ｓ１３００）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも内燃機関を駆動源とする車両の制御装置であって、前記車両は、前記内燃機関から排出される排気ガスから排熱を回収する排熱回収装置を備え、前記排熱回収装置は、前記排気ガスを流通する第１の排気通路に並列に接続される第２の排気通路と、前記第２の排気通路に設けられ、前記排熱を回収する排熱回収器と、前記排気ガスが前記第１の排気通路および第２の排気通路のうちのいずれか一方に流通するように切り換える切換弁とを含み、
前記車両に要求される駆動力の要求量を検知するための検知手段と、
前記検知された要求量に対応する駆動力が閾値以上になると、前記切換弁を制御するための制御手段とを含む、車両の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記検知された要求量の変化率に応じて、前記閾値を変更するための変更手段を含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記変更手段は、前記変化率が大きくなるほど、前記閾値が小さくなるように変更するための手段を含む、請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関は、前記内燃機関および駆動用電動機を駆動源とするハイブリッド車両に搭載され、
前記変更手段は、前記ハイブリッド車両の走行中において、前記内燃機関が起動直後であると、前記閾値を、前記変化率に対応する閾値よりも小さくなるように変更するための手段を含む、請求項２または３に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記駆動力が前記閾値以上になると、前記排気ガスが前記第１の排気通路に流通するように前記切換弁を制御するための手段を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記検知手段は、アクセルペダルの踏込み量に基づいて、前記要求量を検知するための手段を含む、請求項２〜５のいずれかに記載の車両の制御装置。
【請求項７】
前記車両には、前記車両の走行速度を維持するクルーズコントロールシステムが搭載され、
前記検知手段は、前記クルーズコントロールシステムにより要求される前記要求量を検知するための手段を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の車両の制御装置。
【請求項８】
前記制御装置は、
前記車両の走行速度を検知するための速度検知手段と、
前記検知された走行速度に応じて、前記閾値を設定するための設定手段とをさらに含む、請求項１〜７のいずれかに記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に関し、特に、車両に要求される駆動力の要求量に応じて、排熱回収装置を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のエンジンから排出される排気ガスの熱エネルギを回収する技術がある。たとえば、車両の排気系統に排熱回収装置（たとえば、熱交換器）を装着して、排熱回収装置により排気ガス中の熱エネルギを吸収して、エンジンの冷却水を温めて暖機を促進し燃費を向上させる。一方、排気ガスの温度はエンジンの運転状態に応じて大幅に変動するため、排熱回収装置が損傷する可能性がある。そこで、特開平５−１９５７６５号公報（特許文献１）は、排熱回収手段を損傷させずに、排熱の回収効率が向上した排ガス熱エネルギーの回収装置を開示する。この回収装置は、車両の排気通路に排熱回収手段を備えて排ガスの熱エネルギーを回収する。排ガス熱エネルギー回収装置は、排気通路の途中に、第１の排ガス流路と第２の排ガス流路を設け、第１の排ガス流路には高温排熱回収手段と温度センサーが装着され、かつ第２の排ガス流路には低温排熱回収手段と温度センサーが装着され、２本の排ガス流路の分岐点には、各排ガス流路を流れる排ガスの温度に応じて開閉する切換バルブが装着されている。
【０００３】
特許文献１に開示された回収装置によると、排ガスの温度変化に対応して排熱回収用の手段を選択することができ、そのため、排熱の回収効率は向上する。
【０００４】
また、排気ガスの温度の変動は、アクセル開度に起因する。すなわち、運転者によりアクセルペダルが踏み込まれると、エンジンへの燃料の供給量の増加に伴なって排気ガスは高温側に変動する。そのため、アクセル開度に応じて、排気通路の途中に設けられる装置への排気ガスの流量を制御する技術が開示される。たとえば、特開平１１−２２９８６７号公報（特許文献２）は、排熱発電を行なう熱電素子等が使用限界温度を超えて加熱されないようにして、熱電素子等の破損を防止する排熱発電装置を開示する。この排熱発電装置は、エンジンの排気通路の途中に設けられて排気通路を流れる排気の熱エネルギを回収して発電を行なう排熱発電ユニットと、排熱発電ユニットよりも上流の位置にて排気通路から分岐し排熱発電ユニットをバイパスするバイパス排気通路と、排熱発電ユニット内を通過する排気の流量を調整する流量調整弁と、排熱発電ユニットからの出力情報を読み取り流量調整弁の開度を制御するコントローラと、エンジンの運転情報を検出して制御信号を出力するエンジンコントロールユニットとを備える。コントローラは、エンジンコントロールユニットから出力される信号によっても流量調整弁の開度を制御するように駆動される。
【０００５】
特許文献２に開示された排熱発電装置によると、エンジンの運転情報としてアクセル開度を検出して制御信号を出力するエンジンコントロールユニットからの出力信号により、排気温度の急激な上昇を予測し、排熱発電ユニットが使用限界温度を超えて昇温する前に、予め流量調整弁を閉弁方向に駆動させて排熱発電ユニット内を通過する排気の流量を減少させることができる。排熱発電ユニットの温度が使用限界温度を超えて上昇するのを防止でき、その破損等を招くことなく安定した発電を行なわせることができる。
【特許文献１】特開平５−１９５７６５号公報
【特許文献２】特開平１１−２２９８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述したような排熱回収装置が装着された車両においては、エンジンの暖機が完了するまでは、排熱回収装置に排気ガスを流通させて暖機を促進させる。このような状態で車両に駆動力が要求される場合、排気通路の通路面積は排熱回収装置が設けられることにより減少しているため、排熱回収装置が設けられていない排気通路よりも排気抵抗が上昇するという問題がある。そのため、排気ガスが車外に排出されにくくなることから、エンジンの出力が増加しにくく、加速がもたつくという問題がある。そこで、このような場合に、排気ガスが排熱回収装置を流通しないように切換弁を切り換えることが考えられる。
【０００７】
特許文献１において開示された回収装置のように、排気温度の増加に応じて切換弁を制御する場合には、車両に駆動力が要求される時点と、排気温度の増加する時点とに遅れが生じるため、加速のもたつきが解消されないという問題がある。
【０００８】
一方、特許文献２に開示された排熱発電装置においては、アクセル開度の増加に応じて切換弁を制御する場合には、アクセル開度以外で車両に駆動力が要求されると（たとえば、クルーズコントロール時に車両に加速が要求されると）、排熱回収装置に排気ガスが流通した状態が維持される可能性があるため、加速のもたつきが発生するという問題がある。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両に要求される駆動力に応じて内燃機関の出力を速やかに増加させる車両の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明に係る車両の制御装置は、少なくとも内燃機関を駆動源とする車両の制御装置である。車両は、内燃機関から排出される排気ガスから排熱を回収する排熱回収装置を備える。排熱回収装置は、排気ガスを流通する第１の排気通路に並列に接続される第２の排気通路と、第２の排気通路に設けられ、排熱を回収する排熱回収器と、排気ガスが第１の排気通路および第２の排気通路のうちのいずれか一方に流通するように切り換える切換弁とを含む。この制御装置は、車両に要求される駆動力の要求量を検知するための検知手段と、検知された要求量に対応する駆動力が閾値以上になると、切換弁を制御するための制御手段とを含む。
【００１１】
第１の発明によると、検知手段は、車両に要求される駆動力の要求量（たとえば、クルーズコントロールシステムから車両の走行速度を維持するために要求される駆動力、パワー、あるいは、アクセルペダルの踏込み量）を検知する。制御手段は、検知された要求量に対応する駆動力が閾値以上になると、切換弁を制御する。これにより、たとえば、制御手段が、検知された要求量が加速時に対応する閾値以上になると、第１の排気通路に排気ガスが流通するように切換弁を制御するようにすると、排熱回収器に排気ガスが流通しないようにすることができる。そのため、内燃機関の出力を速やかに増加させることができるため、車両の加速のもたつきを改善することができる。したがって、車両に要求される駆動力に応じて内燃機関の出力を速やかに増加させる車両の制御装置を提供することができる。
【００１２】
第２の発明に係る車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、制御手段は、検知された要求量の変化率に応じて、閾値を変更するための変更手段を含む。
【００１３】
第２の発明によると、制御手段は、検知された要求量（たとえば、クルーズコントロールシステムから車両の走行速度を維持するために要求される駆動力、パワー、あるいは、アクセルペダルの踏込み量）の変化率に応じて、閾値を変更する。たとえば、検知された要求量の変化率が急峻であれば、閾値が小さくなるように変更すると、車両の加速時に、排熱回収器に排気ガスが流通しないようにする切換弁の制御をより早期に開始することができる。そのため、切換弁に作動遅れが生じても、より早期に切換弁の制御を開始することにより、切換弁の作動遅れによる加速のもたつきを解消して、内燃機関の出力を速やかに増加させることができる。
【００１４】
第３の発明に係る車両の制御装置においては、第２の発明の構成に加えて、変更手段は、変化率が大きくなるほど、閾値が小さくなるように変更するための手段を含む。
【００１５】
第３の発明によると、変更手段は、変化率が大きくなるほど閾値が小さくなるように変更する。これにより、検知された要求量の変化率が急峻であるほど閾値が小さくなるように変更されるため、切換弁の制御をより早期に開始することができる。そのため、切換弁に作動遅れが生じても、より早期に切換弁の制御を開始することにより、切換弁の作動遅れによる加速のもたつきを解消して、内燃機関の出力を速やかに増加させることができる。
【００１６】
第４の発明に係る車両の制御装置においては、第２または３の発明の構成に加えて、内燃機関は、内燃機関および駆動用電動機を駆動源とするハイブリッド車両に搭載される。変更手段は、ハイブリッド車両の走行中において、内燃機関が起動直後であると、閾値を、変化率に対応する閾値よりも小さくなるように変更するための手段を含む。
【００１７】
第４の発明によると、ハイブリッド車両が駆動用電動機の駆動力で走行しているときに、加速が要求されると、内燃機関が起動する場合がある。このとき、ハイブリッド車両に設けられる電動機により内燃機関がクランキングされるため、車両に搭載されたバッテリの電力が内燃機関の起動に消費される。さらに、内燃機関の起動直後には、内燃機関の油圧により作動する補機（たとえば、バルブタイミング可変機構）に作動遅れが生じて、駆動用電動機および内燃機関による車両の加速がもたつく場合がある。そこで、ハイブリッド車両の走行中において、内燃機関が起動直後であると、閾値を、検知された要求量の変化率に対応する閾値よりも小さくなるように変更することにより、排熱回収器に排気ガスが流通しないようにする切換弁の制御をより早期に開始することができる。そのため、切換弁に作動遅れが生じても、より早期に切換弁の制御を開始することができるため、切換弁の作動遅れによる加速のもたつきを改善することができる。
【００１８】
第５の発明に係る車両の制御装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、制御手段は、駆動力が閾値以上になると、排気ガスが第１の排気通路に流通するように切換弁を制御するための手段を含む。
【００１９】
第５の発明によると、制御手段は、駆動力が閾値以上になると、排気ガスが第１の排気通路に流通するように切換弁を制御する。これにより、排熱回収器に排気ガスが流通しないようにすることができるため、排気抵抗の上昇を抑制することができる。そのため、内燃機関の出力の低下を抑制することができる。
【００２０】
第６の発明に係る車両の制御装置においては、第２〜５のいずれかの発明の構成に加えて、検知手段は、アクセルペダルの踏込み量に基づいて、要求量を検知するための手段を含む。
【００２１】
第６の発明によると、検知手段は、アクセルペダルの踏込み量に基づいて、要求量を検知する。これにより、運転者が車両に要求する駆動力の要求量を検知することができる。
【００２２】
第７の発明に係る車両の制御装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、車両には、車両の走行速度を維持するクルーズコントロールシステムが搭載される。検知手段は、クルーズコントロールシステムにより要求される要求量を検知するための手段を含む。
【００２３】
第７の発明によると、検知手段は、クルーズコントロールシステムにより要求される要求量を検知する。これにより、車両の走行速度を維持するために車両に要求される駆動力の要求量を検知することができる。
【００２４】
第８の発明に係る車両の制御装置は、第１〜７のいずれかの発明の構成に加えて、車両の走行速度を検知するための速度検知手段と、検知された走行速度に対応した、閾値を設定するための設定手段とをさらに含む。
【００２５】
第８の発明によると、設定手段は、検知された走行速度に応じて閾値を設定する。たとえば、アクセルペダルの踏込み量に対応した車両に要求される駆動力は、踏込み量が一定であっても、検知された走行速度に応じて異なる傾向にある。したがって、たとえば、パワー（駆動力×走行速度）を基準として閾値を設定することにより、切換弁の制御を開始するタイミングを適切に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００２７】
＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置が適用されるハイブリッド車両の制御ブロック図を説明する。なお、本発明は少なくとも内燃機関（以下、単にエンジンという）を駆動源とする車両であれば図１に示すハイブリッド車両に限定されない。他の態様を有するハイブリッド車両であってもよい。あるいは、エンジンのみを駆動源とする車両であってもよい。
【００２８】
ハイブリッド車両は、たとえばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等のエンジン１２０と、モータジェネレータ（ＭＧ）１４０を含む。なお、図１においては、説明の便宜上、モータジェネレータ１４０を、モータ１４０Ａとジェネレータ１４０Ｂ（あるいはモータジェネレータ１４０Ｂ）と表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、モータ１４０Ａがジェネレータとして機能したり、ジェネレータ１４０Ｂがモータとして機能したりする。
【００２９】
エンジン１２０の吸気通路１２２には、吸入空気のほこりを捕捉するエアクリーナ１２２Ａ、エアクリーナ１２２Ａを通ってエンジン１２０に吸入される空気量を検知するエアフローメータ１２２Ｂ、エンジン１２０に吸入される空気量を調整するためのバルブである電子スロットルバルブ１２２Ｃが設けられている。電子スロットルバルブ１２２Ｃにはスロットルポジションセンサが設けられている。エンジンＥＣＵ２８０には、エアフローメータ１２２Ｂにより検知された吸入空気量や、スロットルポジションセンサにより検知された電子スロットルバルブ１２２Ｃの開度等が入力される。
【００３０】
運転席には、アクセルペダル３０２が設けられ、アクセルポジションセンサ３００は、運転者によるアクセルペダル３０２の踏込み量を検知する。アクセルポジションセンサ３００は、検知されたアクセルペダル３０２の踏込み量に対応する検知信号をＨＶ＿ＥＣＵ３２０に送信する。
【００３１】
また、エンジン１２０の排気通路１００には、三元触媒コンバータ１２４Ｂと、三元触媒コンバータ１２４Ｂに導入される排気における空燃比（Ａ／Ｆ）を検知する空燃比センサ１２４Ａと、三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度を検知する触媒温度センサ１２４Ｃと、排熱回収器１１６と、切換弁１０２と、消音器１２４Ｄとが設けられている。エンジンＥＣＵ２８０には、空燃比センサ１２４Ａにより検知された三元触媒コンバータ１２４Ｂに導入される排気の空燃比や、触媒温度センサ１２４Ｃにより検知された三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度等が入力される。また、エンジンＥＣＵ２８０には、エンジン１２０の冷却水の温度を検知する水温センサ１３０からエンジン冷却水温を示す信号が入力される。
【００３２】
ハイブリッド車両には、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０で発生した動力を駆動輪１６０に伝達したり、駆動輪１６０の駆動をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０に伝達したりする減速機１８０と、エンジン１２０の発生する動力を駆動輪１６０とジェネレータ１４０Ｂとの２経路に分配する動力分割機構（たとえば、遊星歯車機構）２００と、モータジェネレータ１４０を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ２２０と、走行用バッテリ２２０の直流とモータ１４０Ａおよびジェネレータ１４０Ｂの交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ２４０と、走行用バッテリ２２０の充放電状態を管理制御するバッテリ制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵ（Electronic Control Unit）という）２６０と、エンジン１２０の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ２８０と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ１４０およびバッテリＥＣＵ２６０、インバータ２４０等を制御するＭＧ＿ＥＣＵ３００と、バッテリＥＣＵ２６０、エンジンＥＣＵ２８０およびＭＧ＿ＥＣＵ３００等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ３２０等を含む。なお、走行用バッテリ２２０ではなくキャパシタ等の蓄電機構であってもよい。また、エンジンＥＣＵ２８０には、駆動輪１６０の回転速度を検知する車輪速センサ１５０から駆動輪１６０の回転速度を示す信号が入力される。
【００３３】
本実施の形態においては、走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間にはコンバータ２４２が設けられている。これは、走行用バッテリ２２０の定格電圧が、モータ１４０Ａやモータジェネレータ１４０Ｂの定格電圧よりも低いので、走行用バッテリ２２０からモータ１４０Ａやモータジェネレータ１４０Ｂに電力を供給するときには、コンバータ２４２で電力を昇圧する。このコンバータ２４２には平滑コンデンサが内蔵されており、コンバータ２４２が昇圧動作を行なう際には、この平滑コンデンサに電荷が蓄えられる。
【００３４】
なお、図１においては、各ＥＣＵを別構成しているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい。
【００３５】
動力分割機構２００は、エンジン１２０の動力を、駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂとの両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。モータジェネレータ１４０Ｂの回転数を制御することにより、動力分割機構２００は無段変速機としても機能する。エンジン１２０の回転力はプラネタリーキャリア（Ｃ）に入力され、それがサンギヤ（Ｓ）によってモータジェネレータ１４０Ｂに、リングギヤ（Ｒ）によってモータおよび出力軸（駆動輪１６０側）に伝えられる。回転中のエンジン１２０を停止させる時には、エンジン１２０が回転しているので、この回転の運動エネルギをモータジェネレータ１４０Ｂで電気エネルギに変換して、エンジン１２０の回転数を低下させる。
【００３６】
図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、発進時や低速走行時等であってエンジン１２０の効率が悪い場合には、モータジェネレータ１４０のモータ１４０Ａのみによりハイブリッド車両の走行を行ない、通常走行時には、たとえば動力分割機構２００によりエンジン１２０の動力を２経路に分け、一方で駆動輪１６０の直接駆動を行ない、他方でジェネレータ１４０Ｂを駆動して発電を行なう。この時、発生する電力でモータ１４０Ａを駆動して駆動輪１６０の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ２２０からの電力をモータ１４０Ａに供給してモータ１４０Ａの出力を増大させて駆動輪１６０に対して駆動力の追加を行なう。一方、減速時には、駆動輪１６０により従動するモータ１４０Ａがジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ２２０に蓄える。なお、走行用バッテリ２２０の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１２０の出力を増加してジェネレータ１４０Ｂによる発電量を増やして走行用バッテリ２２０に対する充電量を増加する。もちろん、低速走行時でも必要に応じてエンジン１２０の駆動量を増加する制御を行なう場合もある。たとえば、上述のように走行用バッテリ２２０の充電が必要な場合や、エアコン等の補機を駆動する場合や、エンジン１２０の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合や、車両が急加速する場合等である。
【００３７】
さらに、図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、車両の運転状態や走行用バッテリ２２０の状態によっては、燃費を向上させるために、エンジン１２０を停止させる。そして、その後も車両の運転状態や走行用バッテリ２２０の状態を検知して、エンジン１２０を再始動させる。このように、このエンジン１２０は間欠運転され、従来の車両（エンジンしか搭載していない車両）においては、イグニッションスイッチがＳＴＡＲＴ位置にまで回されてエンジンが始動すると、イグニッションスイッチがＯＮ位置からＡＣＣ位置またはＯＦＦ位置にされるまでエンジンが停止しない点で異なる。
【００３８】
本実施の形態において、車両には排熱回収器１１６が三元触媒１２４Ｂと消音器１２４Ｄとの間に設けられる。図２に示す図１の太線で囲まれた部分の拡大図において、排気ガスが流通する排気通路１００には、排気通路１００に並列に接続されたバイパス通路１０４，１０６と、バイパス通路１０４，１０６の間に設けられる排熱回収器１１６と、排気通路１００の途中に設けられる切換弁１０２とが設けられる。
【００３９】
排気通路１００には、バイパス通路１０４との分岐後であって、バイパス通路１０６との合流前の位置に切換弁１０２が設けられる。切換弁１０２が閉じられると、切換弁１０２により通路が遮断される。このとき、排気通路１００を通る排気ガスは、バイパス通路１０４を流通する。排気ガスは、排熱回収器１１６を通過した後、バイパス通路１０６を通過して、排気通路１００に再び合流する。切換弁１０２が開いたときには、バイパス通路１０４側に排気ガスが流れないような構造を有する。たとえば、切換弁１０２が開くと、バイパス通路１０４側の通路が閉じる構造を有してもよいし、バイパス通路１０４の通路断面積を小さくすることにより通気抵抗を大きくして、切換弁１０２が開くと、排気通路１００側に排気ガスが流れるようにしてもよいが、特にこれらの構造に限定されるものではない。
【００４０】
切換弁１０２は、ＶＳＶ（Vacuum Switching Valve）１１８により作動し、エンジンＥＣＵ２８０がＶＳＶの作動を制御することにより、切換弁１０２の開閉状態が制御される。なお、ＶＳＶに代えてアクチュエータを用いるようにしてもよい。
【００４１】
排熱回収器１１６は、熱交換器（図示せず）と、熱交換器に媒体を流通させる媒体通路とから構成される。媒体通路は、熱交換器に媒体を導入する上流側通路１０８と、熱交換器から媒体を導出する下流側通路１１０とを含む。上流側通路１０８および下流側通路１１０は、エンジン１２０に設けられる冷却通路に接続される。なお、本実施の形態において、媒体は、たとえば、冷却水（いわゆる、クーラント）が用いられるが特にこれに限定されるものではない。たとえば、媒体は気体であってもよいものとする。このように、本実施の形態において、「排熱回収装置」は、排熱回収器１１６と、排気通路１００と、バイパス通路１０４，１０６と、切換弁１０２とから構成される。
【００４２】
エンジンＥＣＵ２８０は、エンジン１２０の始動時の暖機初期時において、切換弁１０２が閉じるように制御する。切換弁１０２が閉じられると、バイパス通路１０４に排気ガスが流通して、排熱回収器１１６において、排気ガスの熱エネルギを回収することができる。具体的には、排熱回収器１１６に設けられる熱交換器と排気ガスが接触することにより、排気ガスと熱交換器との間で熱交換されて、熱交換器に流通する媒体の温度が上昇する。上流側通路１０８および下流側通路１１０は、エンジン１２０を冷却する媒体の通路に接続されるため、エンジン１２０の冷却水温も上昇して、暖機を早期に完了させることができる。
【００４３】
しかしながら、排気ガスを排熱回収器１１６に流通させる場合において、排気通路の内部に熱交換器が設けられることにより、排気通路の通路面積が減少していると、排気通路１００を流通する場合に比べて排気抵抗が上昇する可能性がある。そのため、排気ガスが車外に排出されにくくなることから、エンジンの出力が増加しにくく、加速がもたつく場合がある。
【００４４】
本発明においては、車両に要求される駆動力の要求量を検知して、要求量に対応する駆動力が閾値以上になると、エンジンＥＣＵ２８０が排熱回収器１１６に排気ガスが流通しないように切換弁１０２を制御する点に特徴を有する。
【００４５】
具体的には、エンジンＥＣＵ２８０は、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０を介してアクセルポジションセンサ３００により検知されたアクセルペダル３０２の踏込み量に基づいて、車両に要求される駆動力（以下、要求駆動力という）を算出する。エンジンＥＣＵ２８０は、算出された要求駆動力が閾値以上となると、排熱回収器１１６に排気ガスが流通しないように切換弁１０２を制御する。
【００４６】
エンジンＥＣＵ２８０は、さらに、検知された要求量の変化率に応じて閾値を変更する。本実施の形態において、エンジンＥＣＵ２８０は、検知されたアクセルペダル３０２の踏込み量の変化率が大きくなるほど、閾値が小さくなるように変更する。
【００４７】
図３を参照して、本実施の形態に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵ２８０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００４８】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１０００にて、エンジンＥＣＵ２８０は、エンジン１２０の冷却水温が完全暖機温度より大きいか否かを判断する。「完全暖機温度」とは、エンジン１２０が完全に暖機が完了したと判断される予め定められた温度であり、特に限定される温度ではない。冷却水温が完全暖機温度よりも小さいと判断されると（Ｓ１０００にてＮＯ）、処理はＳ１１００に移される。もしそうでないと（Ｓ１０００にてＹＥＳ）、処理はＳ１４００に移される。
【００４９】
Ｓ１１００にて、エンジンＥＣＵ２８０は、アクセルペダル３０２の踏込み量の変化率、すなわち、踏込み速度に対応した要求駆動力の閾値Ａ（１）を設定する。エンジンＥＣＵ２８０は、アクセルポジションセンサ３００からＨＶ＿ＥＣＵ３２０を介して受信するアクセルペダル３０２の踏込み量の時間変化量あるいは微分値からアクセルペダル３０２の踏込み速度を算出する。
【００５０】
エンジンＥＣＵ２８０は、算出されたアクセルペダル３０２の踏込み速度と図４に示すような表とに基づいて、要求駆動力の閾値Ａ（１）を設定する。なお、図４における「１００ｍｓ」とは、エンジンＥＣＵ２８０においてプログラムを実行する時間間隔（サンプリング時間）であるが特に限定されるものではない。また、図４に示す要求駆動力の閾値は、一例であって、特に限定される値ではなく、実験的に設定される値である。
【００５１】
Ｓ１２００にて、エンジンＥＣＵ２８０は、要求駆動力が閾値Ａ（１）以上であるか否かを判断する。要求駆動力は、たとえば、図５に示すように、車両の走行速度とアクセルペダル３０２の踏込み量との関係を示すマップから導き出される。図５に示すマップは、横軸を車速、縦軸を要求駆動力として、アクセル開度０％から１００％までにおけるアクセル開度１０％ごとの要求駆動力と車両の走行速度との関係を示す。図５に示すマップは、たとえば、エンジンＥＣＵ２８０のメモリに予め記憶される。車輪速センサ１５０により車両の走行速度がＶ（１）であると検知され、また、アクセルポジションセンサ３００によりアクセルペダル３０２の踏込み量に基づくアクセル開度が７０％であると検知されると、図５に示すマップから要求駆動力Ｆ（１）が算出される。ここで、「アクセル開度」とは、アクセルペダル３０２の全踏込み量に対する検知された踏込み量の割合である。
【００５２】
エンジンＥＣＵ２８０は、算出された要求駆動力Ｆ（１）が閾値以上であるか否かを判断する。要求駆動力が閾値以上であると（Ｓ１２００にてＹＥＳ）、処理はＳ１３００に移される。もしそうでないと（Ｓ１２００にてＮＯ）、処理はＳ１４００に移される。
【００５３】
Ｓ１３００にて、エンジンＥＣＵ２８０は、閉状態になるように切換弁１０２を制御する。Ｓ１４００にて、エンジンＥＣＵ２８０は、開状態になるように切換弁１０２を制御する。
【００５４】
以上のような構造およびフローチャートに基づいて本実施の形態に係るエンジンＥＣＵ２００の動作について図６を参照して説明する。
【００５５】
エンジン１２０が完全に暖機が完了していない場合においては（Ｓ１０００にてＮＯ）、切換弁１０２は閉状態になるように制御されるため、排気ガスは排熱回収器１１６を流通する。このとき、運転者によりアクセルペダル３０２が踏み込まれると、図６（Ａ）に示すように、時間Ｔ（１）において、アクセルペダル３０２の踏込み量が検知され、Δｔの期間における検知された踏込み量の変化量に基づいて踏込み速度Ａｓが算出される。図４に示す表から算出された踏込み速度Ａｓに対応する閾値Ａ（１）が算出される（Ｓ１１００）。そして、運転者によるアクセルペダル３０２の踏込み量の増加に伴なって要求駆動力が増加したときに、要求駆動力が閾値Ａ（１）より小さいときは（Ｓ１２００にＮＯ）、切換弁１０２は閉状態である（Ｓ１３００）。そのため、排気ガスは排熱回収器１１６を流通する状態が維持される。
【００５６】
一方、図６（Ｂ）の実線に示すように、時間Ｔ（２）において、要求駆動力が閾値Ａ（１）以上になると（Ｓ１２００にてＹＥＳ）、図６（Ｃ）の実線に示すように、切換弁１０２は開状態になるように制御が開始される（Ｓ１４００）。ＶＳＶ１１８の負圧の抜け遅れなどによる切換弁１０２の作動遅れに起因した遅延時間が経過した時間Ｔ（４）において、切換弁１０２が開状態になると、排気ガスは排熱回収器１１６を流通せずに車外に排出される。そのため、排気抵抗の増加が抑制されるため、エンジン１２０の出力の低下が抑制される。
【００５７】
ここで、踏込み速度に関わらず要求駆動力について一定の閾値Ａ（２）を設定する場合、図６（Ｃ）の破線に示すように、要求駆動力がＡ（２）以上となる時間Ｔ（３）において、エンジンＥＣＵ２８０が切換弁１０２が開状態なるように制御が開始される。ここで、アクセルペダル３０２の踏込み速度が早いと、Ａ（２）がＡ（１）よりも大きくなる場合がある。この場合、時間Ｔ（２）よりも遅い時間Ｔ（３）において、エンジンＥＣＵ２８０が切換弁１０２を開状態になるように制御が開始され、遅延時間が経過した後の、時間Ｔ（４）よりも遅い時間Ｔ（５）において、切換弁１０２が開状態になる。
【００５８】
なお、エンジン１２０の暖機が完了している場合には（Ｓ１０００にてＹＥＳ）、切換弁１０２が開状態になるように制御が開始される（Ｓ１４００）。
【００５９】
以上のようにして、本実施の形態に係る車両の制御装置によると、エンジンＥＣＵは、アクセルペダルの踏込み量に対応するに要求駆動力が閾値Ａ（１）以上になると、排気ガスが排熱回収器に流通しないように切換弁を制御する。これにより、排熱回収器に排気ガスが流通しないようにすることができるため、エンジンの出力を速やかに増加させることができるため、車両の加速のもたつきを改善することができる。したがって、車両に要求される駆動力に応じて内燃機関の出力を速やかに増加させる車両の制御装置を提供することができる。
【００６０】
また、エンジンＥＣＵは、検知されたアクセルペダルの踏込み量の変化率に応じて、閾値を変更する。そのため、検知された要求量の変化率が大きければ（急峻であれば）、閾値が小さくなるように変更すると、車両の加速時に、排熱回収器に排気ガスが流通しないようにする切換弁の制御をより早期に開始することができる。そのため、切換弁に作動遅れが生じても、より早期に切換弁の制御を開始することにより、切換弁の作動遅れによる加速のもたつきを解消して、内燃機関の出力を速やかに増加させることができる。
【００６１】
本実施の形態において、アクセルペダルの踏込み量を要求量として要求駆動力を算出するとしたが、特にこれに限定されるものではない。たとえば、車両に走行速度を維持するクルーズコントロールシステムが搭載されている場合には、検知された走行速度とクルーズコントロールシステムにおいて設定された走行速度との差を要求量として要求駆動力を算出するようにしてもよい。すなわち、クルーズコントロールシステムにおいて設定された走行速度を維持するために、車両に要求される駆動力あるいは車両に要求されるパワーに基づく要求駆動力を算出して、算出された要求駆動力が閾値以上となると、排熱回収器に排気ガスが流通しないように切換弁の制御を開始するようにしてもよい。
【００６２】
また、本実施の形態において、要求駆動力が閾値以上となると、排熱回収器に排気ガスが流通しないように切換弁の制御を開始するようにしたが、たとえば、アクセルペダルの踏込み量が閾値以上になると、排熱回収器に排気ガスが流通しないように切換弁の制御を開始するようにしてもよい。
【００６３】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係る車両の制御装置について説明する。本実施の形態に係る車両の制御装置を搭載する車両は、上述の第１の実施の形態に係る車両の制御装置を搭載する車両の構成と比較して、車両の制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造が異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係る車両の制御装置を搭載する車両の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００６４】
本実施の形態においては、エンジンＥＣＵ２８０は、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０を介してアクセルポジションセンサ３００により検知されたアクセルペダル３０２の踏込み量と、車輪速センサ１５０により検知された車両の走行速度とに基づいて、車両に要求される要求されるパワー（以下、要求パワーという）を算出する。エンジンＥＣＵ２８０は、算出された要求パワーが閾値以上となると、排熱回収器１１６に排気ガスが流通しないように切換弁を制御する。「要求パワー」とは、車両の走行速度と要求駆動力との積である。すなわち、要求パワーの閾値を設定することにより、車両の走行速度に対応させた要求駆動力の閾値を設定することができる。
【００６５】
エンジンＥＣＵ２８０は、さらに、検知された要求量の変化率に応じて要求パワーの閾値を変更する。本実施の形態において、エンジンＥＣＵ２８０は、検知されたアクセルペダル３０２の踏込み量の変化率が大きくなるほど、閾値が小さくなるように変更する。
【００６６】
また、特に、ハイブリッド車両において、モータジェネレータ１４０の駆動力による走行中、いわゆる、ＥＶ（Electric Vehicle）走行中に、加速が要求されると、エンジン１２０を起動させる場合がある。このとき、ジェネレータ１４０Ｂによりエンジン１２０がクランキングされるため、車両に搭載された走行用バッテリ２２０の電力がエンジン１２０の起動に消費される。さらに、エンジン１２０の起動直後は、エンジンの油圧が低いため、エンジンの油圧により作動する補機の作動に遅れが生じる場合がある。エンジンの油圧により作動する補機とは、たとえば、バルブタイミング可変機構である。バルブタイミング可変機構の作動に遅れが生じると、エンジン１２０における出力トルクの増加が遅れ、車両の加速がもたつく場合がある。
【００６７】
そこで、本実施の形態においては、エンジン１２０が起動直後であると、閾値を、検知された要求量の変化率に対応する閾値よりもさらに小さくなるように変更する点に特徴を有する。
【００６８】
図７を参照して、本実施の形態に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵ２８０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、図７に示したフローチャートの中で、前述の図３に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについて処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００６９】
Ｓ２０００にて、エンジンＥＣＵ２８０は、アクセルペダル３０２の踏込み速度に対応した要求パワーの閾値Ｂ（１）を設定する。エンジンＥＣＵ２８０は、アクセルポジションセンサ３００からＨＶ＿ＥＣＵ３２０を介して受信するアクセルペダル３０２の踏込み量の時間変化量あるいは微分値からアクセルペダル３０２の踏込み速度を算出する。
【００７０】
エンジンＥＣＵ２８０は、算出されたアクセルペダル３０２の踏込み速度と図８に示すような表とに基づいて、要求パワーの閾値Ｂ（１）を設定する。なお、図８に示す要求パワーの閾値は、一例であって、特に限定される値ではなく、実験的に設定される値である。
【００７１】
Ｓ２１００にて、エンジンＥＣＵ２８０は、エンジン１２０が起動直後であるか否かを判断する。エンジン１２０が起動直後であるかの判断は特に限定されるものではないが、たとえば、起動直後からタイマーによる時間計測を開始して、計測された時間が予め定められた時間以内であるか否かに基づいて、エンジン１２０が起動直後である否かを判断するようにしてもよい。エンジン１２０が起動直後であると（Ｓ２１００にてＹＥＳ）、処理はＳ２２００に移される。もしそうでないと（Ｓ２１００にてＮＯ）、処理はＳ２３００に移される。
【００７２】
Ｓ２２００にて、エンジンＥＣＵ２８０は、Ｓ２０００にて設定された閾値Ｂ（１）から予め定められた値αを減じた値Ｂ（１）−αを閾値として設定する。Ｓ２３００にて、エンジンＥＣＵ２８０は、要求パワーが閾値以上であるか否かを判断する。要求パワーは、たとえば、図９に示すように、車両の走行速度とアクセルペダル３０２の踏込み量との関係を示すマップから導き出される。図９に示すマップは、横軸を車速、縦軸を要求パワーとして、アクセル開度０％から１００％までにおけるアクセル開度１０％ごとの要求駆動力と車両の走行速度との関係を示す。図９に示すマップは、たとえば、エンジンＥＣＵ２８０のメモリに予め記憶される。車輪速センサ１５０により、車両の走行速度がＶ（２）であると検知され、また、アクセルポジションセンサ３００によりアクセルペダル３０２の踏込み量に基づくアクセル開度が７０％であると検知されると、図９に示すマップから要求パワーＰ（１）が算出される。
【００７３】
エンジンＥＣＵ２８０は、算出された要求パワーＰ（１）が閾値以上であるか否かを判断する。要求パワーが閾値以上であると（Ｓ２２００にてＹＥＳ）、処理はＳ１３００に移される。もしそうでないと（Ｓ２２００にてＮＯ）、処理はＳ１４００に移される。
【００７４】
以上のような構造およびフローチャートに基づいて本実施の形態に係るエンジンＥＣＵ２００の動作について説明する。
【００７５】
車両がＥＶ走行による走行中に運転者によりアクセルペダル３０２が踏み込まれて、加速要求がされるとき、エンジン１２０が起動される。エンジン１２０の起動直後において、エンジン１２０が完全に暖機が完了していない場合（Ｓ１０００にてＮＯ）、切換弁１０２は閉状態になるように制御されるため、排気ガスは排熱回収器１１６を流通する。
【００７６】
アクセルペダル３０２の踏込み量が検知され、検知された踏込み量に基づいて踏込み速度Ａｓが算出される。図８に示す表から算出された踏込み速度Ａｓに対応する閾値Ｂ（１）が算出される（Ｓ２０００）。このとき、エンジン１２０が起動直後であると判断されると（Ｓ２１００にてＹＥＳ）、算出された閾値Ｂ（１）から予め定められた値αを減じた値Ｂ（１）−αが閾値として設定される（Ｓ２２００）。そして、アクセルペダル３０２の踏込み量の増加に伴なって要求パワーが増加したときに、要求パワーが閾値Ｂ（１）−αより小さいときは（Ｓ２３００にてＮＯ）、切換弁１０２は閉状態である（Ｓ１３００）。そのため、排気ガスは排熱回収器１１６を流通する状態が維持される。
【００７７】
一方、要求パワーが閾値Ｂ（１）−α以上になると（Ｓ２３００にてＹＥＳ）、切換弁１０２が開状態になるように制御が開始される。ＶＳＶ１１８の負圧の抜け遅れなどによる切換弁１０２の作動遅れに起因した遅延時間が経過した後、切換弁１０２が開状態になると、排気ガスは排熱回収器１１６を流通せずに車外に排出される。そのため、排気抵抗の増加が抑制されるため、エンジン１２０の出力の低下が抑制される。
【００７８】
一方、エンジン１２０が起動直後でないと判断されると（Ｓ２１００にてＮＯ）、要求パワーが閾値Ｂ（１）より小さいときは（Ｓ２３００にてＮＯ）、切換弁１０２が閉状態になるように制御され、要求パワーが閾値Ｂ（１）以上になると（Ｓ２３００）、切換弁１０２が開状態になるように制御が開始される（Ｓ１４００）。
【００７９】
なお、エンジン１２０の暖機が完了している場合には（Ｓ１０００にてＹＥＳ）、切換弁１０２が開状態になるように制御が開始される（Ｓ１４００）。
【００８０】
以上のようにして、本実施の形態に係る車両の制御装置によると、上述した第１の実施の形態に係る車両の制御装置の効果に加えて、ハイブリッド車両がＥＶ走行からエンジンを起動して加速するときには、より早期に排気ガスが排熱回収器に流通しないように切換弁を制御を開始することができるため、切換弁およびエンジンのバルブタイミング可変機構の作動遅れによる加速のもたつきを改善することができる。
【００８１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】第１の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御ブロック図である。
【図２】排熱回収装置の構成を示す図である。
【図３】第１の実施の形態に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図４】踏込み速度と要求駆動力の閾値との関係を示す図である。
【図５】車両の走行速度とアクセル開度と車両に要求される要求駆動力との関係を示す図である。
【図６】アクセルペダルの踏込み量、要求駆動力および切換弁の開閉状態のタイミングチャートである。
【図７】第２の実施の形態に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図８】踏込み速度と要求パワーの閾値との関係を示す図である。
【図９】車両の走行速度とアクセル開度と車両に要求される要求パワーとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
１００  排気通路、１０２  切換弁、１０４，１０６  バイパス通路、１０８  上流側通路、１１０  下流側通路、１１６  排熱回収器、１１８  ＶＳＶ、１２０  エンジン、１２２  吸気通路、１２２Ａ  エアクリーナ、１２２Ｂ  エアフローメータ、１２２Ｃ  電子スロットルバルブ、１２４Ａ  空燃比センサ、１２４Ｂ  三元触媒コンバータ、１２４Ｃ  触媒温度センサ、１２４Ｄ  消音器、１３０  水温センサ、１４０  モータジェネレータ、１４０Ａ  モータ、１４０Ｂ  ジェネレータ、１５０  車輪速センサ、１６０  駆動輪、１８０  減速機、２００  動力分割機構、２２０  走行用バッテリ、２４０  インバータ、２４２  コンバータ、２６０  バッテリＥＣＵ、２８０  エンジンＥＣＵ、３００  アクセルポジションセンサ、３０２  アクセルペダル、３２０  ＨＶ＿ＥＣＵ。
【図１】
2006291906.tif 000003
【図２】
2006291906.tif 000004
【図３】
2006291906.tif 000005
【図４】
2006291906.tif 000006
【図５】
2006291906.tif 000007
【図６】
2006291906.tif 000008
【図７】
2006291906.tif 000009
【図８】
2006291906.tif 000010
【図９】
2006291906.tif 000011