(57)【要約】【課題】触媒による排気浄化性能をエンジン始動時から良好に発揮し得るハイブリッド自動車の提供。【解決手段】走行用のモータに電力を供給するバッテリを充電するモータジェネレータと、同モータジェネレータを回転駆動するエンジン２０と、エンジン２０の吸気経路４０に設けられたスロットル弁４１と、エンジン２０の排気経路４２に設けられた排気浄化用の触媒４３と、排気経路４２における触媒４３の下流側と吸気経路４０におけるスロットル弁４１の下流側とに連通して設けられエンジン２０の排気の一部を吸気経路４０に導くＥＧＲ通路４４と、ＥＧＲ通路４４の開度を調整するＥＧＲ弁４５と、エンジン２０の始動前における暖気が要求される場合に、スロットル弁４１を閉じるとともにＥＧＲ弁４５を開きモータジェネレータによりエンジン２０をモータリング運転させる制御手段とを備えている。【選択図】図５
2011011647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用のモータと、
同モータに電力を供給するバッテリと、
同バッテリを充電するモータジェネレータと、
同モータジェネレータを回転駆動するエンジンと、
を備えたハイブリッド自動車において、
前記エンジンの吸気経路に設けられたスロットル弁と、
前記エンジンの排気経路に設けられた排気浄化用の触媒と、
前記排気経路における前記触媒の下流側と前記吸気経路における前記スロットル弁の下流側とに連通して設けられ前記エンジンの排気の一部を同エンジンの吸気経路に導くＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路の開度を調整するＥＧＲ弁と、
前記エンジンの始動前における暖気が要求される場合に、前記スロットル弁を閉じるとともに前記ＥＧＲ弁を開き前記モータジェネレータにより前記エンジンをモータリング運転させる制御手段と
を備えていることを特徴とするハイブリッド自動車。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド自動車において、
前記触媒には加熱ヒータが設けられ、
前記制御手段は、前記エンジンの始動前における暖気が要求される場合に前記加熱ヒータを作動させることを特徴とするハイブリッド自動車。
【請求項３】
請求項２記載のハイブリッド自動車において、
前記触媒は上流側触媒と下流側触媒とを有しており、
前記加熱ヒータは前記上流側触媒のみに設けられていることを特徴とするハイブリッド自動車。
【請求項４】
請求項２又は３記載のハイブリッド自動車において、
前記加熱ヒータは前記触媒の直上流に設けられていることを特徴とするハイブリッド自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータとエンジンとを備えたハイブリッド自動車に関し、特に、触媒を用いてエンジンの排気浄化を行うハイブリッド自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータとエンジンとを備えたハイブリッド自動車は、環境に配慮した自動車として知られている。そのため、ハイブリッド自動車においてエンジン駆動時における排気が環境に与える影響に配慮することも重要である。そこで、かかるハイブリッド自動車であっても、従来の自動車と同様に、触媒を用いてエンジンの排気浄化を行うハイブリッド自動車が知られている（たとえば、〔特許文献１〕参照）。また、同様の目的で、ハイブリッド自動車において、エンジンの始動時より前に、車両をモータによって走行させるとともに吸排気バルブを閉じた状態に維持したままクランクシャフトを従動させてエンジンの暖機を行い、エンジンの始動時においても排気が環境に与える影響を低減しようとする技術が提案されている（たとえば、〔特許文献１〕参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３２４４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、一般に、吸排気バルブとクランクシャフトとは連動するように構成されているため、クランクシャフトが駆動される状態で吸排気バルブを閉じた状態に維持するためには、バルブ駆動機構等を変更しなければならないという問題がある。また、触媒を用いてエンジンの排気浄化を良好に行うには、触媒を十分高い温度に昇温した状態で排気を通す必要があるが、かかる技術では、触媒の暖機は排気のみによって行われるため、エンジンの始動時において触媒による排気浄化作用が十分に得られない状態が生じるという問題がある。
【０００５】
一方、触媒を加熱するためにヒータを用いることが知られているが、このヒータは一般に、排気経路における触媒の上流側に設けられ、ヒータによって加熱した排気を介して触媒を加熱するように構成されている。つまり、触媒を加熱するには排気の流れを要する。したがってやはり、吸排気バルブを閉じた状態でエンジンの暖機を行う技術では、エンジンの暖機中は触媒を昇温させることができないため、上述したのと同様に、エンジンの始動時において触媒による排気浄化作用が十分に得られない状態が生じるという問題があり、また排気の流れが存在しない状態においてヒータを動作させても触媒は暖気されないという問題がある。
【０００６】
本発明は、モータとエンジンとを備え、触媒を用いてエンジンの排気浄化を行うハイブリッド自動車であって、触媒による排気浄化性能をエンジン始動時から良好に発揮し得るハイブリッド自動車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】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、走行用のモータと、同モータに電力を供給するバッテリと、同バッテリを充電するモータジェネレータと、同モータジェネレータを回転駆動するエンジンと、を備えたハイブリッド自動車において、前記エンジンの吸気経路に設けられたスロットル弁と、前記エンジンの排気経路に設けられた排気浄化用の触媒と、前記排気経路における前記触媒の下流側と前記吸気経路における前記スロットル弁の下流側とに連通して設けられ前記エンジンの排気の一部を同エンジンの吸気経路に導くＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路の開度を調整するＥＧＲ弁と、前記エンジンの始動前における暖気が要求される場合に、前記スロットル弁を閉じるとともに前記ＥＧＲ弁を開き前記モータジェネレータにより前記エンジンをモータリング運転させる制御手段とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のハイブリッド自動車において、前記触媒には加熱ヒータが設けられ、前記制御手段は、前記エンジンの始動前における暖気が要求される場合に前記加熱ヒータを作動させることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のハイブリッド自動車において、前記触媒は上流側触媒と下流側触媒とを有しており、前記加熱ヒータは前記上流側触媒のみに設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載のハイブリッド自動車において、前記加熱ヒータは前記触媒の直上流に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、走行用のモータと、同モータに電力を供給するバッテリと、同バッテリを充電するモータジェネレータと、同モータジェネレータを回転駆動するエンジンと、を備えたハイブリッド自動車において、前記エンジンの吸気経路に設けられたスロットル弁と、前記エンジンの排気経路に設けられた排気浄化用の触媒と、前記排気経路における前記触媒の下流側と前記吸気経路における前記スロットル弁の下流側とに連通して設けられ前記エンジンの排気の一部を同エンジンの吸気経路に導くＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路の開度を調整するＥＧＲ弁と、前記エンジンの始動前における暖気が要求される場合に、前記スロットル弁を閉じるとともに前記ＥＧＲ弁を開き前記モータジェネレータにより前記エンジンをモータリング運転させる制御手段とを備えているので、エンジン始動時に触媒が排気浄化性能を良好に発揮する状態としておくことが可能であり、環境に配慮し、ユーザーの信頼性を向上したハイブリッド自動車を提供することができる。
【００１２】
前記触媒には加熱ヒータが設けられ、前記制御手段は、前記エンジンの始動前における暖気が要求される場合に前記加熱ヒータを作動させることとすれば、加熱ヒータを用いて触媒を速やかに加熱することでエンジン始動時に触媒が排気浄化性能を良好に発揮する状態としておくことが可能であるし、加熱ヒータにより加熱された排気の一部はＥＧＲ通路を経て再循環されるのでエンジン本体の暖機促進にも役立つことになり、環境に配慮し、ユーザーの信頼性を向上したハイブリッド自動車を提供することができる。
【００１３】
前記触媒は上流側触媒と下流側触媒とを有しており、前記加熱ヒータは前記上流側触媒のみに設けられていることとすれば、上流側触媒に設けた加熱ヒータを用いて上流側触媒のみならず下流側触媒も効率良く速やかに加熱することでエンジン始動時に触媒が排気浄化性能を良好に発揮する状態としておくことが可能であり、環境に配慮し、ユーザーの信頼性を向上したハイブリッド自動車を提供することができる。
【００１４】
前記加熱ヒータを触媒の直上流に設けることにより、触媒を速やかに加熱することができエンジン始動時に触媒が排気浄化性能を良好に発揮する状態としておくことが可能であるし、加熱ヒータにより加熱された排気の一部はＥＧＲ通路を経て再循環されるのでエンジン本体の暖機促進にも役立つことになり、環境に配慮し、ユーザーの信頼性を向上したハイブリッド自動車を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を適用したハイブリッド自動車の駆動系に関する概略構成であって、ＥＶ走行モードで走行している状態の概略平面図である。
【図２】本発明を適用したハイブリッド自動車の駆動系に関する概略構成であって、シリーズ走行モードで走行している状態の概略平面図である。
【図３】本発明を適用したハイブリッド自動車の駆動系に関する概略構成であって、パラレル走行モードで走行している状態の概略平面図である。
【図４】本発明を適用したハイブリッド自動車の駆動系に関する概略構成であって、モータリング運転を行なっている状態の概略平面図である。
【図５】図１に示したハイブリッド自動車の吸排気系に関する概略構成を示した概略側面図である。
【図６】図１に示したハイブリッド自動車の制御系に関する概略構成を示したブロック図である。
【図７】図１に示したハイブリッド自動車においてモータリング運転を行い得る場合のフローチャートである。
【図８】本発明を適用したハイブリッド自動車の吸排気系に関する概略構成であって、触媒を加熱する加熱ヒータを設けた構成例の概略側面図である。
【図９】従来見られるハイブリッド自動車の吸排気系に関する概略構成の概略側面図である。
【図１０】図９に示した構成において触媒を加熱する加熱ヒータを設けた構成例の概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１ないし図４に本発明を適用した車両の駆動系に関する概略構成を示す。これらの各図に示された構成は互いに同様であって、図１ないし図３の各図は、互いに異なる走行モードにおける車両１００の状態を示しており、図４はモータリング運転時における車両１００の状態を示している。これらの図において、太線の矢印はエネルギーの概略的な流れを示している。各走行モード、モータリング運転の特性については後述する。
【００１７】
この車両１００は、駆動源として、電動機としての走行用のモータ１０と、内燃機関としてのエンジン２０とを備え、モータ１０単独、あるいはモータ１０及びエンジン２０の駆動により走行するハイブリッド自動車（ＨＥＶ）である。
【００１８】
車両１００はまた、かかる駆動源のほかに、モータ１０に電力を供給する蓄電池としての大容量バッテリであるバッテリ３０と、バッテリ３０の電力を所定の出力でモータ１０に供給するインバータ３１と、モータ１０によって回転駆動される駆動軸３２及び駆動輪３３と、エンジン２０によって駆動されているときにはエンジン２０の駆動力によって発電してバッテリ３０を充電し、またバッテリ３０によって駆動されているときにはバッテリ３０の電力を用いてエンジン２０を駆動するモータジェネレータとしてのジェネレータ３４と、エンジン２０による駆動時以外において車両１００の走行に従動回転する従動輪３５及び従動軸３６と、エンジン２０と従動軸３６との間を接断するクラッチ３７とを有している。
【００１９】
車両１００はまた、車両１００の吸排気系の概略を示した図５に示すように、エンジン２０の吸気経路４０と、吸気経路４０に設けられたスロットル弁としてのスロットルバルブ４１と、エンジン２０の排気経路４２と、排気経路４２に設けられた排気浄化用の触媒４３とを有している。触媒４３は、かかる方向において上流側に位置する上流側触媒４３ａと下流側に位置する下流側触媒４３ｂとを有している。
【００２０】
車両１００はまた、吸気経路４０からエンジン２０を経て排気経路４２に向けた方向において、排気経路４２における触媒４３の下流側と吸気経路４０におけるスロットルバルブ４１の下流側とを連結した連結経路としてのＥＧＲ通路４４と、ＥＧＲ通路４４に設けられＥＧＲ通路４４の開度を調整する調整弁としてのＥＧＲ弁であるＥＧＲバルブ４５とを有している。
【００２１】
車両１００はまた、車両１００の制御系の概略を示した図６に示すように、クラッチ３７、ＥＧＲバルブ４５、スロットルバルブ４１等、車両１００に備えられた各構成を駆動制御する制御手段としてのＥＣＵ５０と、エンジン２０の水温を検知し検知した水温をＥＣＵ５０に入力する水温検知手段５１と、バッテリ３０の充電状態であるＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を検知し検知したＳＯＣをＥＣＵ５０に入力するＳＯＣ検知手段５２と、車両１００の車速を検知し検知した車速をＥＣＵ５０に入力する車速検知手段５３とを有している。なお、ＳＯＣは、値が大きいほど充電状態が良好であるものとする。また同図に示したヒータ４６は後述する他の構成例において備えられているものであるため、本形態における説明は省略する。
【００２２】
図５に示すように、エンジン２０は、クランクシャフト２１、ピストン２２、シリンダ２３、吸気バルブ２４、排気バルブ２５、プラグ２６等を備えている。エンジン２０は、クランクシャフト２１、ピストン２２、吸気バルブ２４、排気バルブ２５が連動するように構成されている。よって、エンジン２０は、クラッチ３７を切断した状態においてバッテリ３０の電力でジェネレータ３４を駆動すると、クランキングが行われ、モータリング運転が行なわれる。また、車両１００を走行させた状態の減速時等にクラッチ３７を結合すると、ジェネレータ３４が駆動されて発電を行い、発電によって生じた電力によりバッテリ３０が充電されて回生が行なわれる。
【００２３】
なお、図９、図１０を参照して、一般的なスロットルバルブ４１’は全閉状態においても吸気経路を密閉しないように構成されているが、図５に示している本形態にかかるスロットルバルブ４１は、全閉状態において吸気経路４０を密閉するようになっている。図９では、図５に示した構成に対応する構成に、図５の構成に付した符号に「’」を付加した符号を付している。同様に、図１０では、後述する図８に示した構成に対応する構成に、図８の構成に付した符号に「’」を付加した符号を付している。
【００２４】
このような構成の車両１００は、走行モードとして、図１に示すＥＶ走行モード、図２に示すシリーズ走行モード、図３に示すパラレル走行モードを有しているとともに、シリーズ走行モード又はパラレル走行モードの開始前に、図４に示すモータリング運転が行われ得るようになっている。ＥＶ走行モード、シリーズ走行モード、パラレル走行モードの各モードは、車速、ＳＯＣ等に応じて、ＥＣＵ５０によって選択される。この点、ＥＣＵ５０は、走行モード選択手段として機能する。ＥＶ走行モード、シリーズ走行モードは、車速が低速ないし中速であるときに選択され、パラレル走行モードは車速が高速であるときに選択される。ＥＶ走行モードはＳＯＣが大きいときに選択され、シリーズ走行モードはＳＯＣが小さいときに選択される。モータリング運転は、シリーズ走行モード又はパラレル走行モードの選択条件が満たされた状態でさらに後述する所定の条件が満たされたときに選択される。
【００２５】
ＥＶ走行モードは、車速が低速から中速のときであってバッテリ３０の残量であるＳＯＣが大きいときに選択される走行モードであり、モータ１０の駆動力すなわち出力のみ言い換えるとバッテリ３０の電力のみによって車両１００を走行させる。そのため、エンジン２０は停止しており、またクラッチ３７は開放されている。スロットルバルブ４１、ＥＧＲバルブ４５は必要に応じて適宜開閉される。減速時は４輪で回生する。すなわち車両１００の運動エネルギーを、駆動輪３３、駆動軸３２、モータ１０を介して電気エネルギーに変換するとともに、クラッチ３７を結合して、従動輪３５、従動軸３６、クラッチ３７、ジェネレータ３４を介して電気エネルギーに変換し、バッテリ３０に蓄電する。
【００２６】
シリーズ走行モードは、車速が低速から中速のときであってバッテリ３０の残量が小さいときに選択される走行モードであり、モータ１０の駆動力すなわち出力言い換えるとバッテリ３０の電力が維持されるように、エンジン２０を作動させ、ジェネレータ３４を回転駆動してバッテリ３０に給電を行いながらモータ１０を駆動して車両１００を走行させる。エンジン２０は定点運転である。クラッチ３７は開放されている。スロットルバルブ４１、ＥＧＲバルブ４５は必要に応じて適宜開閉される。減速時はＥＶ走行モードと同様にして４輪で回生する。その他、ＥＶ走行モードと同様に動作する。
【００２７】
パラレル走行モードは、高速道路を走行する場合など、車速が高速のときに選択される走行モードであり、モータ１０の駆動力すなわち出力及びエンジン２０の駆動力すなわち出力によって車両１００を走行させる。そのため、クラッチ３７は結合される。モータ１０の出力とエンジン２０の出力とを互いに補完しながら使用するため、長距離走行に適しているとともに、モータ１０によるトルクアシスト等も可能となっている。また、エンジン２０の出力が出すぎた場合には、ジェネレータ３４を介してバッテリ３０に給電することも可能である。スロットルバルブ４１、ＥＧＲバルブ４５は必要に応じて適宜開閉される。減速時はＥＶ走行モードと同様にして４輪で回生する。
【００２８】
モータリング運転は、エンジン２０の始動時から、車両１００からの排気が環境に与える負荷を軽減するために、エンジン２０の始動前においてエンジン２０及び触媒４３の温度を上昇させ暖機するために行なわれる。そのため、モータリング運転においては、ＥＣＵ５０による制御のもと、バッテリ３０からジェネレータ３４に給電してジェネレータ３４の駆動力すなわち出力によってエンジン２０を駆動し、また、図５に示すように、スロットル弁４１を全閉にするとともにＥＧＲバルブ４５を全開にする。これにより、図５において太線の矢印で概略的に示すように、吸気経路４０の、ＥＧＲ通路４４に接続された部分からエンジン２０に至るまでのインテークマニホールド部分と、シリンダ２３内部と、排気経路４２の、エンジン２０からＥＧＲ通路４４に接続された部分までの触媒４３を含む部分と、ＥＧＲ通路４４とにより、環状の通路を形成し、また、モータリング運転言い換えるとエンジンモータリングによってエンジン２０をいわばポンプとして機能させ、エンジン２０のポンピング作用により、かかる環状の通路において排気の還流を行わせるとともに、さらに、エンジン２０のモータリング運転によって行われるクランキングによる摩擦熱をかかる還流によってかかる環状の通路に循環させ、エンジン２０のみならず、触媒４３を昇温させる。
【００２９】
なお、モータリング運転時は燃料噴射を行わないので、同モードでかかる環状の通路を循環するのは、排気といっても、エンジン２０を経た気体という意味にすぎない。この点、かかる排気、気体は、空気とみなすことも可能である。モータリング運転時にモータ１０の駆動力すなわち出力によって車両１００を走行させることは必須ではないが、図４において破線の矢印で示すようにかかる走行を行うようにしても良く、この場合には、クラッチ３７を結合し、エンジン２０がモータ１０による車両１００の走行に従動すなわち連れ回りする状態として、モータリング運転をするようにしても良い。
【００３０】
モータリング運転は、上述のように、シリーズ走行モード又はパラレル走行モードに先立って、エンジン２０の始動時から車両１００からの排気が環境に与える負荷を軽減するために、エンジン２０の始動前においてエンジン２０及び触媒４３の温度を上昇させ暖機するために行なわれるため、図７に示すように、ＥＶ走行モードの選択条件、すなわち、車速が低速から中速のときであってバッテリ３０の残量が大きいという条件が満たされない状態において（図７：ステップＳ１）、水温検知手段５１によって検知されたエンジン２０の水温が所定温度に達しておらず（図７：ステップＳ２）、ＳＯＣ検知手段５２によって検知されたバッテリ３０のＳＯＣが所定量を上回っている場合（図７：ステップＳ３）に行われる（図７：ステップＳ４）。
【００３１】
モータリング運転の開始条件に、ＥＶ走行モードの選択条件を満たさないこと（図７：ステップＳ１）が条件となっているのは、ＥＶ走行条件が成立している状況下ではエンジン始動の必要がないためである。またバッテリ３０の残量が少ない場合には、バッテリ３０の充電を行うために直ちにエンジン２０を始動させシリーズ走行モードに移行することを優先する必要があるからである。なお、ＥＣＵ５０は、車速がどの走行モードに適合しているかの判断の規準となる基準車速を記憶し、検知された車速と比較する機能を果たす。この点、ＥＣＵ５０は基準車速記憶手段、車速比較手段として機能する。
【００３２】
モータリング運転の開始条件に、水温検知手段５１によって検知されたエンジン２０の水温が所定温度に達していないこと（図７：ステップＳ２）が条件となっているのは、エンジン２０の水温が上昇していればすでに暖機が行われており、さらに暖機を行う必要がないからである。そのため、ここで用いられる所定温度は、エンジン２０の水温がその温度に達していれば、触媒４３の温度が、燃料噴射を行った場合におけるエンジン２０の排気浄化を十分に行いうる程度に上昇しているものと推定される温度となっている。この所定温度はＥＣＵ５０に記憶されている。なお、ここで用いられる所定温度は、触媒４３の温度が、燃料噴射を開始してエンジン２０を始動した場合におけるエンジン２０の排気浄化を十分に行いうる程度に上昇していることを示すものであれば良いため、エンジン２０の水温を対象とするものに限られない。何れにしても、ＥＣＵ５０は、かかる所定温度言い換えると基準温度を記憶し、検知された温度と比較する機能を果たす。この点、ＥＣＵ５０は基準温度記憶手段、温度比較手段として機能する。
【００３３】
モータリング運転の開始条件に、ＳＯＣ検知手段５２によって検知されたＳＯＣが所定量を上回っていること（図７：ステップＳ３）が条件となっているのは、ＳＯＣが少ない場合にモータリング運転を行うと、ＳＯＣが過剰に減少してしまうおそれがあるからである。そのため、ここで用いられる所定量は、ＳＯＣがその量に達していれば、触媒４３の温度が、燃料噴射を行った場合におけるエンジン２０の排気浄化を十分に行いうる程度に上昇するまで、ＳＯＣが十分に維持されるものと推定される量となっている。この所定量はＥＣＵ５０に記憶されている。なお、ここで用いられる所定量は、触媒４３の温度が、燃料噴射を開始してエンジン２０を始動した場合におけるエンジン２０の排気浄化を十分に行いうる程度に上昇するまで、ＳＯＣが十分に維持されることを示すものでなくてはならないため、ＥＶ走行モードを選択する際に必要とされるＳＯＣよりも大きく設定することが望ましく、本形態ではそのように設定されている。何れにしても、ＥＣＵ５０は、かかる所定量言い換えると基準ＳＯＣを記憶し、検知されたＳＯＣと比較する機能を果たす。この点、ＥＣＵ５０は基準ＳＯＣ記憶手段、ＳＯＣ比較手段として機能する。
【００３４】
モータリング運転はこのようにエンジン２０の始動前における暖機が要求される場合に行なわれ、ＥＣＵ５０は、モータリング運転を行なう必要があるか否かを上述の各条件に基づいて判断する。この点、ＥＣＵ５０は、モータリング運転開始判断手段として機能する。
なお、モータリング運転に移行した場合、直前がＥＶ走行状態であるとモータリング運転中はＥＶ走行が維持される。
【００３５】
そして、ＥＣＵ５０は、モータリング運転を開始する必要があると判断すると、エンジン２０をジェネレータ３４によってクランキングしポンピングすることで、エンジン２０からの排気を排気経路４２、触媒４３、ＥＧＲ通路４４、吸気経路４０を通じてエンジン２０に還流させ、触媒４３を排気浄化に適した温度にするために、スロットルバルブ４１を閉じるとともに、ＥＧＲバルブ４５を開く。これにより、排気経路４２、ＥＧＲ通路４４、吸気経路４０の構造等にもよるが、エンジン２０からの排気は、その大部分、控えめに見ても少なくとも一部が、排気経路４２、ＥＧＲ通路４４を経て、吸気経路４０、エンジン２０に導かれて還流、循環し、エンジン２０のクランキングによってエンジン２０に発生する熱、具体的には摩擦熱が触媒４３に伝達され、触媒４３が加熱され、触媒４３が排気浄化に適した温度まで昇温される。触媒４３が排気浄化に適した温度まで昇温されてからエンジン２０が始動されると、始動初期から高い浄化率が得られる。
【００３６】
温度の上昇は、エンジン２０、触媒４３のみならず、図５において破線で囲んだ部分で示すように、排気経路４２、吸気経路４０の一部においても生ずるが、かりに、図９に示すように、かかる排気の還流、循環を行わない場合には、温度の上昇は、同図において破線で囲んだ部分で示すように、エンジン２０’及びその周辺の限られた部分しか行われないため、触媒４３’の加熱がほぼ不能となり、エンジン始動時における排気浄化が不十分となる。また、同図に示したエンジン２０’は、その昇温を行うために、クランクシャフト２１’と、吸気バルブ２４’、排気バルブ２５’とが連動しないものとなっており、吸気バルブ２４’、排気バルブ２５’が全閉状態に維持されるようになっているが、このような構成は一般的でなく、本形態のエンジン２０のように、クランクシャフト２１と、吸気バルブ２４、排気バルブ２５とが連動することが一般的であるため、エンジン２０’を採用することには難しい点がある。しかし、車両１００においては、排気の還流、循環により、触媒４３を良好に昇温し得るようになっているとともに、クランクシャフト２１と、吸気バルブ２４、排気バルブ２５とが連動するエンジン２０をそのまま使用し、さらにかかる連動によるポンプとしての作用を、排気の循環、還流に積極的に利用している。
【００３７】
図７において、ステップＳ１で、ＥＶ走行モードの選択条件を満たす場合は、この状態が続く限りＥＶ走行モードが継続され、ステップＳ２で水温検知手段５１によって検知されたエンジン２０の水温が所定温度に達している場合及びステップＳ３でＳＯＣ検知手段５２によって検知されたバッテリ３０のＳＯＣが所定量を上回っていない場合は、シリーズ走行モード、パラレル走行モードのうちいずれか選択された走行モードを開始するために、選択された当該走行モードでエンジン２０において燃料噴射が開始されてエンジン２０が始動されハイブリッド走行となる（ステップＳ５）。
【００３８】
図５に示した構成例では、従動によってエンジン２０に発生する熱のみによって触媒４３を昇温し、エンジン２０以外の熱源を用いることなくエンジン２０の始動時に触媒４３が排気浄化性能を良好に発揮する状態としておくことを可能としているが、図８に示すように、触媒４３を昇温させるための熱源として、加熱手段として電気加熱触媒を用いた電気加熱器である加熱ヒータとしてのヒータ４６を設けても良い。ヒータ４６は上流側触媒４３ａと一体に設けられている。その他の点では、図５に示した構成例と同様である。
【００３９】
ヒータ４６に対する電力供給はバッテリ３０から行われる。バッテリ３０は、ハイブリッド車両である車両１００に適した大容量バッテリとされているため、ヒータ４６に対する電力供給源として余裕度が高く、適している。ヒータ４６の駆動制御は、ＥＣＵ５０によって行われる。ここに、ＥＣＵ５０は、加熱手段制御手段として機能する。
【００４０】
ＥＣＵ５０は、ヒータ４６の駆動を、モータリング運転時に行うようになっている。これにより、ヒータ４６が上流側触媒４３ａを直接加熱するのみならず、エンジン２０からの排気が、排気経路４２、ＥＧＲ通路４４、吸気経路４０、エンジン２０を還流、循環する際において、ヒータ４６を通過するときに加熱されて昇温し、次いで、下流側触媒４３ｂを通過するときに下流側触媒４３を加熱して昇温させることで、上流側触媒４３ａ及び下流側触媒４３ｂが昇温する。更にはヒータ４６により加熱された排気の一部はＥＧＲ通路４４を経て再循環されるのでエンジン本体の暖機促進にも役立つ。これにより、エンジン２０で生じた熱のみによって触媒４３を昇温させるときよりも速やかに、上流側触媒４３ａのみならず下流側触媒４３ｂの昇温が行われ、エンジン２０を始動させた場合の排気浄化に適した状態が速やかに得られる。また、ヒータ４６によって昇温した排気は循環して触媒４３の昇温に再度用いられるため、熱効率が高い。
【００４１】
ここで、かりに、図１０に示すように、かかる排気の還流、循環を行わない場合には、ヒータ４６’を通過して下流側触媒４３ｂ’に至る排気の流れが生じないため、下流側触媒４３ｂ’の昇温が不十分あるいは不能となり、エンジン始動時における排気浄化が不十分となるとともに、ヒータ４６’周りの局部的な過昇温が生じる危険性もある。しかし、車両１００においては、クランクシャフト２１と、吸気バルブ２４、排気バルブ２５とが連動するエンジン２０のポンプとしての作用を、排気の循環、還流に積極的に利用し、ヒータ４６の熱を触媒４３に効率よく伝達して触媒４３を良好に昇温し得るようになっている。
【００４２】
なお、ヒータ４６は、配設位置が確保されれば、吸気経路４０から排気経路４２に向けた方向において触媒４３の上流側に配設しても、触媒４３に対して同様の機能を発揮する。すなわち、図８に示した構成例では、ヒータ４６は上流側触媒４３ａと一体に設けられているが、これに限らず、たとえば、触媒４３の直上流にヒータ４６を配置してヒータ４６により加熱された排気で触媒４３を加熱して昇温させるようにしても良い。
【００４３】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００４４】
たとえば、本発明を適用するハイブリッド自動車は、パラレル走行モードがなくＥＶ走行とシリーズ走行とを切り換える方式でも良い。エンジンは内燃機関であって上述のような従動が行われるものあればガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等どのようなものであっても良い。
【００４５】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４６】
１０    モータ
２０    エンジン
３０    バッテリ
３４    モータジェネレータ
４０    吸気経路
４１    スロットル弁
４２    排気経路
４３    触媒
４３ａ    上流側触媒
４３ｂ    下流側触媒
４４    ＥＧＲ通路
４５    ＥＧＲ弁
４６    加熱ヒータ
５０    制御手段
１００    ハイブリッド自動車
【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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