(57)【要約】【課題】  内燃機関の回転数を減少させる際における触媒劣化の防止と内燃機関の回転数の予期しない増加の抑制とを図る。【解決手段】  触媒が高温リーン雰囲気に晒されることによる触媒劣化を抑制するために吸入空気量を嵩上げする触媒劣化抑制制御を実行しながらエンジン回転数Ｎｅを減少しようとしているときに、エンジン回転数Ｎｅの変化量ΔＮｅが、吸入空気量ＫＬの変化量ΔＫＬに基づいてエンジンの運転状態が過渡状態にあるか否かを判定して設定される閾値ΔＮｒｅｆを超えたときには（Ｓ１２０〜Ｓ１５０）、触媒劣化抑制制御を禁止する（Ｓ１６０）。これにより、エンジンが吹き上がるのを防止することができる。【選択図】        図３
2006112281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気を浄化する触媒を有する排気浄化装置が取り付けられた内燃機関を有する内燃機関装置であって、
前記内燃機関の吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段と、
前記内燃機関の吸入空気量に応じて燃料噴射を行なう燃料噴射手段と、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記内燃機関の回転数を減少させる際、前記触媒の劣化を防止するための劣化防止用吸入空気量を前記内燃機関に供給して該内燃機関の燃焼が継続されるよう前記吸入空気量調節手段と前記燃料噴射手段とを制御する触媒劣化防止制御を実行すると共に前記検出された内燃機関の回転数の変化率が閾値用変化率を超えたときには前記触媒劣化防止制御において前記内燃機関に供給される吸入空気量が制限されるよう前記吸入空気量調節手段と前記燃料噴射手段を制御する減少時制御手段と、
を備える内燃機関装置。
【請求項２】
前記減少時制御手段は、前記内燃機関の運転状態の変化が予定されている許容変化範囲内にあるときには第１の変化率を前記閾値変化率として用いて制御し、前記内燃機関の運転状態の変化が前記許容変化範囲外にあるときには前記第１の変化率より大きな第２の変化率を用いて制御する手段である請求項１記載の内燃機関装置。
【請求項３】
前記第１の変化率は値０である請求項２記載の内燃機関装置。
【請求項４】
請求項２または３記載の内燃機関装置であって、
前記内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段を備え、
前記減少時制御手段は、前記吸入空気量検出手段により検出された吸入空気量の変化率が所定範囲内のときには前記内燃機関の運転状態の変化が前記許容変化範囲内にあるとして制御し、前記吸入空気量検出手段により検出された吸入空気量の変化率が所定範囲外のときには前記内燃機関の運転状態の変化が前記許容変化範囲外にあるとして制御する手段である
内燃機関装置。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか記載の内燃機関装置であって、
前記劣化防止用吸入空気量は、通常時の吸入空気量に対して吸入空気量を嵩上げして得られる空気量であり、
前記吸入空気量の制限は、前記吸入空気量の嵩上げの中止である
内燃機関装置。
【請求項６】
前記触媒劣化防止制御は、前記内燃機関からの出力トルクが値０となる吸入空気量を上限として行なわれる制御である請求項１ないし５いずれか記載の内燃機関装置。
【請求項７】
車両に要求される動力に拘わらず運転可能な内燃機関を有する請求項１ないし６いずれか記載の内燃機関装置と、
走行用の動力を出力可能な電動機と、
を備えるハイブリッド車。
【請求項８】
前記内燃機関の出力軸と車軸に連結された駆動軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段を備える請求項７記載のハイブリッド車。
【請求項９】
排気を浄化する触媒を有する排気浄化装置が取り付けられた内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関の回転数を減少させる際、前記触媒の劣化を防止するための劣化防止用吸入空気量を前記内燃機関に供給して該内燃機関の燃焼を継続する触媒劣化防止制御を実行すると共に前記内燃機関の回転数の変化率が閾値用変化率を超えたときには前記触媒劣化防止制御において前記内燃機関に供給される吸入空気量が制限されるよう制御する
内燃機関の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関装置およびこれを搭載するハイブリッド車並びに内燃機関の制御方法に関し、詳しくは、排気を浄化する触媒を有する排気浄化装置が取り付けられた内燃機関を有する内燃機関装置およびこれを搭載するハイブリッド車並びにこうした内燃機関の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の内燃機関装置としては、エンジンの回転数を急減する際に吸入空気量の嵩上げを行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）この装置では、エンジンの回転数を急減する際には、燃料カットを禁止すると共にエンジンの燃焼を継続することができる最小限の吸入空気量がエンジンに供給されるようアイドル回転速度制御弁を制御することにより、エンジンの燃焼を継続した状態でその回転数を減少させ、排気を浄化する触媒コンバータの触媒が高温リーン雰囲気に晒されることによる触媒劣化を防止している。
【特許文献１】特開平１０−２５２５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このようにエンジンの回転数を急減する際にエンジンの燃焼を継続させる場合、エンジンの動作環境やエンジンの運転制御における学習値のバラツキなどによってはエンジンの回転数が減少しない場合やエンジンの回転数が増加する場合が生じ得る。特に、走行状態に対して自由にエンジンの運転ポイントを変更できるハイブリッド車などに適用される構成とした場合、エンジンの回転数の増加を抑えることができず、エンジンが吹き上がってしまう場合が生じ、運転者（操作者）や搭乗者などに違和感を与えてしまう。
【０００４】
本発明の内燃機関装置およびこれを搭載するハイブリッド車並びに内燃機関の制御方法は、内燃機関の回転数を減少させる際における触媒劣化の防止と内燃機関の回転数の予期しない増加の抑制とを図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の内燃機関装置およびこれを搭載するハイブリッド車並びに内燃機関の制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の内燃機関装置は、
排気を浄化する触媒を有する排気浄化装置が取り付けられた内燃機関装置であって、
前記内燃機関の吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段と、
前記内燃機関の吸入空気量に応じて燃料噴射を行なう燃料噴射手段と、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記内燃機関の回転数を減少させる際、前記触媒の劣化を防止するための劣化防止用吸入空気量を前記内燃機関に供給して該内燃機関の燃焼が継続されるよう前記吸入空気量調節手段と前記燃料噴射手段とを制御する触媒劣化防止制御を実行すると共に前記検出された内燃機関の回転数の変化率が閾値用変化率を超えたときには前記触媒劣化防止制御において前記内燃機関に供給される吸入空気量が制限されるよう前記吸入空気量調節手段と前記燃料噴射手段を制御する減少時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の内燃機関装置では、内燃機関の回転数を減少させる際には、内燃機関に取り付けられた排気浄化装置の触媒の劣化を防止するための劣化防止用吸入空気量を内燃機関に供給して内燃機関の燃焼が継続されるよう吸入空気量調節手段と燃料噴射手段とを制御する触媒劣化防止制御を実行すると共に内燃機関の回転数の変化率が閾値用変化率を超えたときには触媒劣化防止制御において内燃機関に供給される吸入空気量が制限されるよう吸入空気量調節手段と燃料噴射手段を制御する。これにより、内燃機関の回転数の変化率が閾値用変化率を超えて吹き上がるのを抑制することができる。もとより、排気浄化装置の触媒の劣化を防止することができる。
【０００８】
こうした本発明の内燃機関装置において、前記減少時制御手段は、前記内燃機関の運転状態の変化が予定されている許容変化範囲内にあるときには第１の変化率を前記閾値変化率として用いて制御し、前記内燃機関の運転状態の変化が前記許容変化範囲外にあるときには前記第１の変化率より大きな第２の変化率を用いて制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の運転状態の変化に応じて触媒劣化防止制御における内燃機関に供給される吸入空気量の制限を行なうことができる。なお、第１の変化率は値０を用いることができる。こうした態様の本発明の内燃機関装置において、前記内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段を備え、前記減少時制御手段は、前記前記吸入空気量検出手段により検出された吸入空気量の変化率が所定範囲内のときには前記内燃機関の運転状態の変化が前記許容変化範囲内にあるとして制御し、前記吸入空気量検出手段により検出された吸入空気量の変化率が所定範囲外のときには前記内燃機関の運転状態の変化が前記許容変化範囲外にあるとして制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、吸入空気量の変化率に応じて触媒劣化防止制御における内燃機関に供給される吸入空気量の制限を行なうことができる。
【０００９】
また、本発明の内燃機関装置において、前記劣化防止用吸入空気量は通常時の吸入空気量に対して吸入空気量を嵩上げして得られる空気量であり、前記吸入空気量の制限は前記吸入空気量の嵩上げの中止であるものとすることもできる。
【００１０】
さらに、本発明の内燃機関装置において、前記触媒劣化防止制御は、前記内燃機関からの出力トルクが値０となる吸入空気量を上限として行なわれる制御であるものとすることもできる。こうすれば、過剰な吸入空気量が内燃機関に供給されるのを抑制することができる。
【００１１】
本発明のハイブリッド車は、
車両に要求される動力に拘わらず運転可能な内燃機関を有する上述のいずれかの態様の本発明の内燃機関装置、即ち、基本的には、排気を浄化する触媒を有する排気浄化装置が取り付けられた内燃機関を有する内燃機関装置であって、前記内燃機関の吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段と、前記内燃機関の吸入空気量に応じて燃料噴射を行なう燃料噴射手段と、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、前記内燃機関の回転数を減少させる際、前記触媒の劣化を防止するための劣化防止用吸入空気量を前記内燃機関に供給して該内燃機関の燃焼が継続されるよう前記吸入空気量調節手段と前記燃料噴射手段とを制御する触媒劣化防止制御を実行すると共に前記検出された内燃機関の回転数の変化率が閾値用変化率を超えたときには前記触媒劣化防止制御において前記内燃機関に供給される吸入空気量が制限されるよう前記吸入空気量調節手段と前記燃料噴射手段を制御する減少時制御手段と、を備える内燃機関装置と、
走行用の動力を出力可能な電動機と、
を備えることを要旨とする。
【００１２】
この本発明のハイブリッド車では、上述のいずれかの態様の本発明の内燃機関装置を備えるから、本発明の内燃機関装置が奏する効果、例えば、内燃機関の回転数の変化率が閾値用変化率を超えて吹き上がるのを抑制することができる効果や排気浄化装置の触媒の劣化を防止することができる効果などと同様な効果を奏することができる。
【００１３】
こうした本発明のハイブリッド車において、前記内燃機関の出力軸と車軸に連結された駆動軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段を備えるものとすることもできる。
【００１４】
本発明の内燃機関の制御方法は、
排気を浄化する触媒を有する排気浄化装置が取り付けられた内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関の回転数を減少させる際、前記触媒の劣化を防止するための劣化防止用吸入空気量を前記内燃機関に供給して該内燃機関の燃焼を継続する触媒劣化防止制御を実行すると共に前記内燃機関の回転数の変化率が閾値用変化率を超えたときには前記触媒劣化防止制御において前記内燃機関に供給される吸入空気量が制限されるよう制御する
ことを要旨とする。
【００１５】
この本発明の内燃機関の制御方法では、内燃機関の回転数を減少させる際には、内燃機関に取り付けられた排気浄化装置の触媒の劣化を防止するための劣化防止用吸入空気量を内燃機関に供給して内燃機関の燃焼を継続する触媒劣化防止制御を実行すると共に内燃機関の回転数の変化率が閾値用変化率を超えたときには触媒劣化防止制御において内燃機関に供給される吸入空気量が制限されるよう制御するから、内燃機関の回転数の変化率が閾値用変化率を超えて吹き上がるのを抑制することができると共に排気浄化装置の触媒の劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の一実施例である内燃機関装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００１８】
エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する触媒（三元触媒）１３４ｂを有する浄化装置１３４を介して外気へ排出される。
【００１９】
浄化装置１３４の触媒１３４ｂは、白金（Ｐｔ）やパラジウム（Ｐｄ）などの酸化触媒と、ロジウム（Ｒｈ）などの還元触媒と、セリア（ＣｅＯ2）などの助触媒などにより構成されている。そして、酸化触媒の作用により排気に含まれるＣＯやＨＣが水（Ｈ2Ｏ）や二酸化炭素（ＣＯ2）に浄化され、還元触媒の作用により排気に含まれるＮＯｘが窒素（Ｎ2）や酸素（Ｏ2）などに浄化される。こうした触媒１３４ｂは、混合気の空燃比が理論空燃比近傍のいわゆるウインドウ領域のときに還元触媒によるＮＯｘの吸着・分解反応とその際に生成する酸化成分によるＨＣ，ＣＯの酸化反応とがバランスよく進み、ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘのすべてに対して高い浄化率を示し、高温（例えば８００℃以上）でリーン雰囲気に晒されると、酸化触媒や還元触媒が粒成長して表面積が低下することなどにより劣化し、その浄化機能が低下する。
【００２０】
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号が図示しない入力ポートを介して入力されている。例えば、エンジンＥＣＵ２４には、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，クランクケースに取り付けられたノックセンサ１５２からのノック信号，エアクリーナ１２２の後段に設けられた吸気温センサ１２３からの吸気温，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，エンジン２２の負荷としての吸入空気量を検出するバキュームセンサ１４８からの吸入空気量，浄化装置１３４の上流側に取り付けられた空燃比センサ１３５ａからの空燃比，浄化装置１３４の下流側に取り付けられた酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号が図示しない出力ポートを介して出力されている。例えば、エンジンＥＣＵ２４からは、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。
【００２１】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００２２】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２３】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【００２４】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２５】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止したりエンジン２２をアイドリング運転した状態でモータＭＧ２から要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードは、充放電運転モードにおいてバッテリ５０の充放電を伴わないときとなるので、実施例のハイブリッド自動車２０は、充放電運転モードとモータ運転モードとにより走行することになる。
【００２６】
次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、充放電運転モードによる走行からモータ運転モードによる走行に切り替えられたときや充放電運転モードで踏み込んでいたアクセルペダル８３がオフされたときなどエンジン２２の回転数Ｎｅを急減するときのエンジン２２の制御について説明する。このとき、浄化装置１３４の触媒１３４ｂが高温リーン雰囲気に晒されないよう燃料カットを禁止してエンジン２２の燃焼を継続する触媒劣化抑制制御を行なう。この触媒劣化抑制制御では、エンジン２２で燃焼を継続する最小限の吸入空気量として予め設定された嵩上げ空気量を吸入空気量に加えて嵩上げし、更にエンジン２２の燃焼状態からエンジン２２が失火しないように且つエンジン２２から出力されるトルクが値０以下となるようスロットルバルブ１２４の開度（スロットル開度）ＴＨを制御する。
【００２７】
エンジンＥＣＵ２４は、こうした触媒劣化抑制制御を実行している最中に、触媒劣化抑制制御禁止判定処理を繰り返し実行する。図３は、触媒劣化抑制制御禁止判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４は、まず、エンジン２２の回転数Ｎｅやバキュームセンサ１４８からの吸入空気量ＫＬなど判定処理に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、図示しない回転数検出ルーチンでクランクポジションセンサ１４０により検出されるクランクポジションを用いて計算されてＲＡＭ２４ｃに書き込まれたものを入力するものとした。
【００２８】
こうしてデータを入力すると、前回このルーチンが実行されたときに入力されたエンジン２２の回転数Ｎｅから今回入力したエンジン２２の回転数Ｎｅを減じて回転数変化量ΔＮｅを計算すると共に前回このルーチンが実行されたときに入力された吸入空気量ＫＬから今回入力した吸入空気量ＫＬを減じて空気変化量ΔＫＬを計算する（ステップＳ１１０）。ここで、回転数変化量ΔＮｅは、このルーチンの起動間隔時間当たりの回転数変化量であるから、起動間隔時間で割れば起動間隔時間当たりの回転数の平均変化率となる。いま、このルーチンの起動間隔時間は一定であるから、回転数変化量ΔＮｅを回転数Ｎｅの変化率として考えることもできる。同様に、空気変化量ΔＫＬも吸入空気量ＫＬの変化率と考えることもできる。
【００２９】
続いて、空気変化量ΔＫＬを閾値ΔＫＬ１と閾値ΔＫＬ２とにより設定される過渡判定範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ここで、閾値ΔＫＬ１および閾値ΔＫＬ２は、エンジン２２の運転状態が過渡状態にあるか否かを判定するものであり、閾値ΔＫＬ１は負の値として設定され、閾値ΔＫＬ２は正の値として設定される。そして、空気変化量ΔＫＬが値０を含む過渡判定範囲内にあるときにはエンジン２２の運転状態は過渡状態にないと判定し、空気変化量ΔＫＬが過渡判定範囲外にあるときにはエンジン２２の運転状態は過渡状態にあると判定する。空気変化量ΔＫＬによりエンジン２２の運転状態が過渡状態にあるか否かを判定することができるのは、エンジン２２は吸入空気量ＫＬの変化が小さいときには運転状態の変化が小さく、吸入空気量ＫＬの変化が大きいときには運転状態の変化が大きいことに基づく。空気変化量ΔＫＬが過渡判定範囲内にあるときにはエンジン２２の運転状態は過渡状態ではないと判断して閾値ΔＮｒｅｆに設定値ΔＮ１（実施例では、値０）を設定し（ステップＳ１３０）、空気変化量ΔＫＬが過渡判定範囲外にあるときにはエンジン２２の運転状態は過渡状態である判断して閾値ΔＮｒｅｆに設定値ΔＮ１より若干大きな値として設定された設定値ΔＮ２を設定する（ステップＳ１４０）。エンジン２２の運転状態によって閾値ΔＮｒｅｆに設定する値を変えることについては後述する。
【００３０】
そして、回転数変化量ΔＮｅを閾値ΔＮｒｅｆと比較し（ステップＳ１５０）、回転数変化量ΔＮｅが閾値ΔＮｒｅｆ以下のときにはこれで触媒劣化抑制制御禁止判定ルーチンを終了し、回転数変化量ΔＮｅが閾値ΔＮｒｅｆを超えているときには触媒劣化抑制制御を禁止して（ステップＳ１６０）、触媒劣化抑制制御禁止判定ルーチンを終了する。触媒劣化抑制制御が禁止されると、吸入空気量の嵩上げなどが停止されるから、エンジン２２の回転数Ｎｅは急速に減少する。閾値ΔＮｒｅｆには、実施例では値０の設定値ΔＮ１かこれより若干大きな設定値ΔＮ２が入力されるから、回転数変化量ΔＮｅが閾値ΔＮｒｅｆを超える状態は、エンジン２２の回転数Ｎｅが増加する状態となる。したがって、実施例では、触媒劣化抑制制御を行なうことによりエンジン２２の燃焼を継続した状態でその回転数Ｎｅを減少しようとしているときにエンジン２２の回転数Ｎｅが増加したときには、触媒劣化抑制制御を禁止してエンジン２２の回転数Ｎｅの増加を抑制すると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを急速に減少させるのである。実施例の触媒劣化抑制制御では、上述したように、エンジン２２で燃焼を継続する嵩上げ空気量を吸入空気量に加え、更にエンジン２２の燃焼状態からエンジン２２が失火しないように且つエンジン２２から出力されるトルクが値０以下となるようスロットル開度ＴＨを制御するため、通常は、エンジン２２の回転数Ｎｅが増加することはない。しかし、燃料噴射制御や点火制御などのエンジン２２の運転制御に用いている学習値のバラツキやエンジンフリクションのバラツキによりエンジン２２の回転数Ｎｅが増加する場合が生じる。実施例では、こうしたエンジン２２の回転数Ｎｅの増加が生じたときに触媒劣化抑制制御を禁止することにより、増加しかけたエンジン２２の回転数Ｎｅの増加を抑制すると共に回転数Ｎｅを迅速に減少させるのである。エンジン２２の回転数Ｎｅの増加の判定は、エンジン２２の運転状態が安定なときに比してエンジン２２の運転状態が不安定なときの方が誤判定が多くなる。実施例では、こうした誤判定を少なくするために、エンジン２２の運転状態が過渡状態にないときには値０に設定された設定値ΔＮ１を閾値ΔＮｒｅｆに設定して回転数Ｎｅの増加を判定し、エンジン２２の運転状態が過渡状態にあるときには設定値ΔＮ１より若干大きな値の設定値ΔＮ２を閾値ΔＮｒｅｆに設定して回転数Ｎｅの増加を判定している。これにより、エンジン２２の回転数Ｎｅの増加の判定をより適正に行なうことができる。なお、吸入空気量の嵩上げの停止は吸入空気量ＫＬが急変するため、レート処理などにより行なわれる。
【００３１】
図４は、触媒劣化抑制制御を実行しながらエンジン２２の回転数Ｎｅを減少させる際に回転数Ｎｅが増加して触媒劣化抑制制御を禁止したときの嵩上げ空気量とエンジン２２の回転数Ｎｅと回転数変化量ΔＮｅと吸入空気量ＫＬと空気変化量ΔＫＬの時間変化の一例を模式的に示す説明図である。図示するように、時間Ｔ１に踏み込まれていたアクセルペダル８３がオフされ、触媒劣化抑制制御の実行を伴ってエンジン２２の回転数Ｎｅを減少させようとする制御が開始される。通常は速やかにエンジン２２の回転数Ｎｅは減少するが、学習値のバラツキやエンジンフリクションのバラツキによりエンジン２２の回転数Ｎｅが速やかに減少しない場合が生じる。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが若干増加した時間Ｔ２に回転数変化量ΔＮｅが値０にセットされた閾値ΔＮｒｅｆを超え、触媒劣化抑制制御が禁止される。これにより、吸入空気量ＫＬの嵩上げが停止されるから、エンジン２２の回転数Ｎｅは急速に減少する。
【００３２】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、触媒劣化抑制制御を実行しながらエンジン２２の回転数Ｎｅを減少しようとしているときにエンジン２２の回転数Ｎｅが増加したときには触媒劣化抑制制御を禁止するから、エンジン２２が吹き上がるのを抑制することができる。しかも、エンジン２２の運転状態が過渡状態であるか否かによりエンジン２２の回転数Ｎｅの増加を判定する閾値ΔＮｒｅｆを変更するから、エンジン２２の回転数Ｎｅの増加の判定をより適正に行なうことができる。また、エンジン２２の運転状態が過渡状態であるか否かを吸入空気量ＫＬの変化量により判定するから、エンジン２２の運転状態が過渡状態であるか否かをより適正に判定することができる。もとより、触媒劣化抑制制御を行なうから、浄化装置１３４の触媒１３４ｂの劣化を抑制することができる。
【００３３】
ここで、実施例では、スロットルバルブ１２４やスロットルモータ１３６，スロットルバルブポジションセンサ１４６が吸入空気量調節手段に相当し、燃料噴射弁１２６が燃料噴射手段に相当し、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを計算するエンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａが回転数検出手段に相当し、触媒劣化抑制制御を実行すると共に図３の触媒劣化抑制制御禁止判定ルーチンを実行するエンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａが減少時制御手段に相当する。
【００３４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、吸入空気量ＫＬの変化量（空気変化量ΔＫＬ）に基づいてエンジン２２の運転状態が過渡状態にあるか否かを判定したが、空気変化量ΔＫＬ以外のパラメータに基づいてエンジン２２の運転状態が過渡状態にあるか否かを判定するものとしてもよい。
【００３５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の運転状態が過渡状態にあるか否かによりエンジン２２の回転数Ｎｅの増加を判定する閾値ΔＮｒｅｆを変更するものとしたが、エンジン２２の運転状態に拘わらず、一定の値の閾値ΔＮｒｅｆによりエンジン２２の回転数Ｎｅの増加を判定するものとしてもよい。この場合、閾値ΔＮｒｅｆは値０に限られず、値０より若干大きな値や値０より若干小さな値などとしてもよい。
【００３６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、触媒劣化抑制制御を実行しながらエンジン２２の回転数Ｎｅを減少しようとしているときにエンジン２２の回転数Ｎｅが増加したときには触媒劣化抑制制御を禁止するものとしたが、触媒劣化抑制制御の禁止に代えて触媒劣化抑制制御における嵩上げ空気量を制限するものとしてもよい。例えば、エンジン２２の回転数Ｎｅが増加したときには嵩上げ空気量に値１より小さい補正係数を乗じた空気量を嵩上げ空気量として触媒劣化抑制制御を実行するものとしてもよい。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図５の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図５における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図６の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。また、エンジン２２を車両に要求される動力に拘わらずに運転することができる自動車であれば如何なる構成の自動車としても構わない。
【００３９】
実施例では、本発明の内燃機関装置を搭載するハイブリッド自動車２０について説明したが、本発明の内燃機関装置はハイブリッド自動車２０に搭載されるものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載されるものとしてもよいし、移動しない設備に組み込まれるものとしても構わない。
【００４０】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、内燃機関装置の製造産業や自動車の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施例である内燃機関装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】エンジンＥＣＵ２４により実行される触媒劣化抑制制御禁止判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】回転数Ｎｅが増加して触媒劣化抑制制御を禁止したときの嵩上げ空気量やエンジン２２の回転数Ｎｅなどの時間変化の一例を模式的に示す説明図である。
【図５】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図６】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４３】
２０，１２０，２２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ  ＣＰＵ、２４ｂ  ＲＯＭ、２４ｃ  ＲＡＭ、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  動力分配統合機構、３１  サンギヤ、３２  リングギヤ、３２ａ  リングギヤ軸、３３  ピニオンギヤ、３４  キャリア、３５，減速ギヤ、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、５０  バッテリ、５１  温度センサ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４  電力ライン、６０  ギヤ機構、６２  デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂ  駆動輪、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、１２２  エアクリーナ、１２３  吸気温センサ、１２４  スロットルバルブ、１２６  燃料噴射弁、１２８  吸気バルブ、１３０  点火プラグ、１３２  ピストン、１３４  浄化装置、１３４ｂ  触媒、１３５ａ  空燃比センサ、１３５ｂ  酸素センサ、１３６  スロットルモータ、１３８  イグニッションコイル、１４０  クランクポジションセンサ、１４２  水温センサ、１４４  カムポジションセンサ、１４６  スロットルバルブポジションセンサ、１４８  バキュームセンサ、１５０  可変バルブタイミング機構、１５２  ノックセンサ、２３０  対ロータ電動機、２３２  インナーロータ、２３４  アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【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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