(57)【要約】      （修正有）【課題】触媒の劣化を抑制するとともに排気エミッションの悪化を抑制する。【解決手段】排気浄化触媒の温度Ｔｃが許容温度Ｔｌｉｍ以上であり、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力Ｐｉが設定圧力Ｐｓｅｔ以上であり、且つ蓄電装置の残存容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１以下である場合は、アクセルオフ時にもかかわらず内燃機関の燃料カットを禁止して内燃機関の負荷運転を行う（Ｓ１０６）。そして、内燃機関の負荷運転による動力を利用してモータジェネレータの発電運転を行い、モータジェネレータの発電電力をインバータを介して蓄電装置に充電する。【選択図】図３
2016094124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力が可変な内燃機関の排気を触媒で浄化し、内燃機関の動力を利用して駆動軸の駆動及び回転電機の発電運転が可能であり、回転電機の発電電力を蓄電装置に充電可能であるハイブリッド車両の制御装置であって、
アクセルオフ時に内燃機関の燃料カットを行う内燃機関制御部を備え、
内燃機関制御部は、触媒の温度が許容温度以上であり、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力が設定圧力以上であり、蓄電装置の残存容量が所定値以下である場合は、アクセルオフ時にもかかわらず内燃機関の燃料カットを禁止して内燃機関の負荷運転を行い、
当該内燃機関の負荷運転による動力を利用して回転電機の発電運転を行う、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、ハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力が可変な内燃機関の排気を触媒で浄化し、内燃機関の動力を利用して駆動軸の駆動及び回転電機の発電運転が可能であり、回転電機の発電電力を蓄電装置に充電可能であるハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１では、車両減速時に触媒の温度が所定値以上である場合は、内燃機関の燃料カットを禁止することで触媒の劣化を抑制し、さらに、燃料カット禁止中には、内燃機関の回転速度に応じて吸入空気量を制御することで、失火や加速を招くことのないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１０７８２５号公報
【特許文献２】特開２００６−２９９９７６号公報
【特許文献３】特開２０１０−１６３９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
触媒の劣化を抑制するために、アクセルオフ時に内燃機関の燃料カットを禁止してアイドリング運転を行うと、スロットル開度が小さく吸入空気量が少ないため、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力が高いときは、吸入空気量に対し燃料噴射量が過剰となって空燃比が過剰に小さくなりやすい。その結果、排気エミッションが悪化する虞がある。
【０００５】
本発明は、触媒の劣化を抑制するとともに排気エミッションの悪化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力が可変な内燃機関の排気を触媒で浄化し、内燃機関の動力を利用して駆動軸の駆動及び回転電機の発電運転が可能であり、回転電機の発電電力を蓄電装置に充電可能であるハイブリッド車両の制御装置であって、アクセルオフ時に内燃機関の燃料カットを行う内燃機関制御部を備え、内燃機関制御部は、触媒の温度が許容温度以上であり、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力が設定圧力以上であり、蓄電装置の残存容量が所定値以下である場合は、アクセルオフ時にもかかわらず内燃機関の燃料カットを禁止して内燃機関の負荷運転を行い、当該内燃機関の負荷運転による動力を利用して回転電機の発電運転を行うことを要旨とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、触媒の温度が許容温度以上であり、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力が設定圧力以上であり、蓄電装置の残存容量が所定値以下である場合は、アクセルオフ時にもかかわらず内燃機関の燃料カットを禁止して内燃機関の負荷運転を行うことで、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力が高くても空燃比がリッチになるのを抑制することができる。その結果、触媒の劣化を抑制することができるとともに、排気エミッションの悪化を抑制することができる。その際には、内燃機関の負荷運転による動力を利用して回転電機の発電運転を行うことで、アクセルオフ時に内燃機関の負荷運転による動力が駆動軸の駆動に用いられるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る制御装置を備えるハイブリッド車両の構成例を示す図である。
【図２】燃料噴射弁の噴射量特性の一例を示す図である。
【図３】アクセルオフ時に電子制御装置により実行される処理の一例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る制御装置を備えるハイブリッド車両の概略構成を示す図である。内燃機関１２は、例えばスロットル弁を有する火花点火機関により構成され、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力を変化させることが可能な可変燃圧装置を有し、燃料噴射弁から噴射された燃料を燃焼させることで動力を発生する。内燃機関１２の燃焼後の排気は排気浄化触媒２４を通り、内燃機関１２の排気中に含まれる窒素酸化物（NOｘ）、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）等の有害成分が排気浄化触媒２４で浄化される。
【００１２】
内燃機関１２が発生する動力は、遊星歯車機構（シングルピニオン遊星歯車）３２のキャリアＣに伝達される。ここでの遊星歯車機構３２は、キャリアＣに伝達された動力をサンギアＳ及びリングギアＲに分配する動力分配機構として機能する。キャリアＣからリングギアＲに分配された動力が駆動軸１７へ伝達されることで、内燃機関１２の動力を利用して駆動軸１７（駆動輪１８）を回転駆動して車両の走行を行うことが可能である。一方、キャリアＣからサンギアＳに分配された動力はモータジェネレータ（回転電機）１４に伝達され、モータジェネレータ１４の発電運転による電力に変換される。モータジェネレータ１４の発電電力は、インバータ２２，２３を介してモータジェネレータ（回転電機）１５に供給される。その際には、モータジェネレータ１４の発電電力の一部をインバータ２２を介して二次電池等の蓄電装置２０に回収して蓄電装置２０の充電を行ったり、あるいは、蓄電装置２０に蓄えられた電力をインバータ２３を介してモータジェネレータ１５に供給することも可能である。モータジェネレータ１５に供給された交流電力は、モータジェネレータ１５の力行運転による動力に変換され、モータジェネレータ１５の動力が減速ギア１９を介して駆動軸１７へ伝達されることによっても、駆動軸１７を回転駆動して車両の走行を行うことが可能である。また、駆動軸１７の動力をモータジェネレータ１５の発電運転による電力に変換し、モータジェネレータ１５の発電電力をインバータ２３を介して蓄電装置２０に回収して蓄電装置２０の充電を行うことも可能である。
【００１３】
内燃機関１２の運転状態は、エンジン用電子制御装置（エンジンＥＣＵ）４０により制御される。エンジンＥＣＵ４０には、燃圧センサ６１で検出された可変燃圧装置の燃料の圧力（燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力）Ｐｉを示す信号、及び触媒温度センサ６２で検出された排気浄化触媒２４の温度Ｔｃを示す信号が入力される。エンジンＥＣＵ４０はハイブリッド用電子制御装置（ハイブリッドＥＣＵ）６０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ６０からの制御信号により内燃機関１２を運転制御するとともに内燃機関１２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ６０へ出力する。モータジェネレータ１４，１５の運転状態は、モータ用電子制御装置（モータＥＣＵ）５０により制御される。モータＥＣＵ５０もハイブリッドＥＣＵ６０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ６０からの制御信号によりモータジェネレータ１４，１５を運転制御するとともにモータジェネレータ１４，１５の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ６０へ出力する。ハイブリッドＥＣＵ６０には、アクセル開度センサ６４で検出されたアクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量）ＡＣを示す信号が入力される。内燃機関１２の動力を利用して車両の走行（駆動軸１７の回転駆動）を行う場合、ハイブリッドＥＣＵ６０は、アクセル開度ＡＣに基づいて駆動軸１７の要求トルクＴｄｒｅｑを設定して内燃機関１２の要求トルクＴｅｒｅｑとモータジェネレータ１４，１５の要求トルクＴｍｇ１ｒｅｑ，Ｔｍｇ２ｒｅｑを設定する。そして、エンジンＥＣＵ４０は、内燃機関１２のトルクＴｅを要求トルクＴｅｒｅｑにするように内燃機関１２の運転を制御し、モータＥＣＵ５０は、モータジェネレータ１４，１５のトルクＴｍｇ１，Ｔｍｇ２を要求トルクＴｍｇ１ｒｅｑ，Ｔｍｇ２ｒｅｑにするようにモータジェネレータ１４の発電運転及びモータジェネレータ１５の力行運転を制御する。
【００１４】
内燃機関１２の燃料噴射弁では、ソレノイドに通電することで、ニードルバルブが開いて燃料が噴射され、ソレノイドへの通電を停止することで、ニードルバルブが閉じて燃料噴射が停止する。ある燃料噴射圧力Ｐｉにおける通電時間と燃料噴射量との関係を図２に示す。ニードルバルブが全開位置、全閉位置に変位するとき、ニードルバルブはストッパ（全開時）やバルブシート（全閉時）に突き当たって跳ね返る。そのため、図２に示すように、ソレノイドへの通電時間が短くニードルバルブの開弁時間が短い領域（図２のＴｉmin以下の領域）では、通電時間と燃料噴射量との直線性が失われる。燃料噴射精度を確保するためには、Ｔｉmin以上の通電時間で燃料噴射を行う必要があり、通電時間Ｔｉminに対応する燃料噴射量ｑminが最小噴射量に相当する。Ｔｉmin，ｑminは、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力Ｐｉに応じて変化し、圧力Ｐｉの低下に対して減少する。
【００１５】
本実施形態では、エンジンＥＣＵ４０は、例えば車両（駆動軸１７）の減速時等に、内燃機関１２の燃料カットを行う。内燃機関１２の燃料カットを開始する条件としては、例えばアクセルオフ（アクセル開度ＡＣが０）、つまり駆動軸１７の要求トルクＴｄｒｅｑが０である条件等を挙げることができる。一方、内燃機関１２の燃料カットを解除する条件としては、例えばアクセルオン（アクセル開度ＡＣが０より大きい）、つまり駆動軸１７の要求トルクＴｄｒｅｑが０より大きい条件等を挙げることができる。以下、アクセルオフ時にエンジンＥＣＵ４０が実行する処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。図３のフローチャートの処理は、アクセルオフ時に所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００１６】
まずステップＳ１０１では、排気浄化触媒２４の温度Ｔｃが許容温度Ｔｌｉｍ以上であるか否かが判定される。ここでの許容温度Ｔｌｉｍについては、内燃機関１２の燃料カットを行っても排気浄化触媒２４の劣化が進行しない上限温度として設定される。Ｔｃ≧Ｔｌｉｍの場合（ステップＳ１０１の判定結果がＹＥＳの場合）は、ステップＳ１０２に進む。一方、Ｔｃ＜Ｔｌｉｍの場合（ステップＳ１０１の判定結果がＮＯの場合）は、ステップＳ１０４に進む。
【００１７】
ステップＳ１０２では、可変燃圧装置の燃料の圧力（燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力）Ｐｉが設定圧力Ｐｓｅｔ以上であるか否かが判定される。ここでの設定圧力Ｐｓｅｔについては、ｑminの燃料噴射量（Ｔｉminの通電時間）でアイドリング運転を行う場合の空燃比がリッチにならない上限圧力として設定される。Ｐｉ≧Ｐｓｅｔの場合（ステップＳ１０２の判定結果がＹＥＳの場合）は、ステップＳ１０３に進む。一方、Ｐｉ＜Ｐｓｅｔの場合（ステップＳ１０２の判定結果がＮＯの場合）は、ステップＳ１０５に進む。
【００１８】
ステップＳ１０３では、蓄電装置２０の残存容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１以下であるか否かが判定される。蓄電装置２０の残存容量ＳＯＣについては、例えば蓄電装置２０の電流及び電圧を基に算出可能である。ここでの所定値ＳＯＣ１については、蓄電装置２０の充電が可能な上限値として設定される。ＳＯＣ≦ＳＯＣ１の場合（ステップＳ１０３の判定結果がＹＥＳの場合）は、ステップＳ１０６に進む。一方、ＳＯＣ＞ＳＯＣ１の場合（ステップＳ１０３の判定結果がＮＯの場合）は、ステップＳ１０７に進む。
【００１９】
ステップＳ１０４では、内燃機関１２の燃料カットが実行される。つまり、アクセルオフ時に排気浄化触媒２４の温度Ｔｃが許容温度Ｔｌｉｍより低い場合は、内燃機関１２の燃料カットが実行される。
【００２０】
ステップＳ１０５では、内燃機関１２の燃料カットが禁止され、内燃機関１２のアイドリング運転が行われる。つまり、排気浄化触媒２４の温度Ｔｃが許容温度Ｔｌｉｍ以上であり、且つ燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力Ｐｉが設定圧力Ｐｓｅｔより低い場合は、アクセルオフ時にもかかわらず内燃機関１２の燃料カットを禁止して内燃機関１２のアイドリング運転を行う。
【００２１】
ステップＳ１０６では、内燃機関１２の燃料カットが禁止され、内燃機関１２の負荷運転が行われる。つまり、排気浄化触媒２４の温度Ｔｃが許容温度Ｔｌｉｍ以上であり、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力Ｐｉが設定圧力Ｐｓｅｔ以上であり、且つ蓄電装置２０の残存容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１以下である場合は、アクセルオフ時にもかかわらず内燃機関１２の燃料カットを禁止して内燃機関１２の負荷運転を行う。負荷運転においては、アイドリング運転と比較して、スロットル開度が大きい（吸入空気量が多い）。そして、内燃機関１２の負荷運転による動力を利用してモータジェネレータ１４，１５の発電運転を行い、モータジェネレータ１４，１５の発電電力をインバータ２２，２３を介して蓄電装置２０に充電する。その際には、内燃機関１２の負荷運転による動力が駆動軸１７の回転駆動に用いられるのを防ぐために、エンジン１２の負荷運転時のトルクをＴｅ、遊星歯車機構３２のサンギアＳとリングギアＲの歯数比（サンギアＳとリングギアＲのトルク分配比）をρ（０＜ρ＜１）、減速ギア１９の減速比（モータジェネレータ１５の回転速度／駆動軸１７の回転速度）をγとすると、以下の（１）、（２）式が成立するように、モータジェネレータ１４の発電運転時の回生トルクＴｍｇ１、モータジェネレータ１５の発電運転時の回生トルクＴｍｇ２を制御することが好ましい。
【００２２】
Ｔｍｇ１＝ρ×Ｔｅ／(ρ＋１)      （１）
Ｔｍｇ２＝１／γ×Ｔｅ／(ρ＋１)      （２）
【００２３】
ステップＳ１０７では、内燃機関１２の燃料カットが実行される。つまり、アクセルオフ時に、排気浄化触媒２４の温度Ｔｃが許容温度Ｔｌｉｍ以上であり、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力Ｐｉが設定圧力Ｐｓｅｔ以上であり、且つ蓄電装置２０の残存容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１より大きい場合は、内燃機関１２の燃料カットが実行される。
【００２４】
排気浄化触媒２４が高温雰囲気下にある場合に、内燃機関１２の燃料カットを行うと、排気浄化触媒２４の劣化の進行が早まるが、アクセルオフ時の燃料カットを禁止する触媒劣化抑制制御を行うことで、排気浄化触媒２４の劣化を抑制することが可能となる。ただし、内燃機関１２のアイドリング運転を行うと、スロットル開度が小さく吸入空気量が少ないため、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力Ｐｉが高いときは、通電時間をＴｉminまで短くして燃料噴射量をｑminまで少なくしたとしても、吸入空気量に対し燃料噴射量が過剰となって空燃比がリッチに（小さく）なりやすい。
【００２５】
これに対して本実施形態によれば、排気浄化触媒２４が高温雰囲気下にあり、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力Ｐｉが高く、さらに、蓄電装置２０の残存容量ＳＯＣに充電可能な余裕がある場合は、触媒劣化抑制制御として内燃機関１２の負荷運転を行う。これによって、アイドリング運転よりも吸入空気量が多くなるので、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力Ｐｉが高くても、燃料噴射量が過剰となって空燃比がリッチになるのを抑制することができる。その結果、排気浄化触媒２４の劣化を抑制することができるとともに、排気エミッションの悪化を抑制することができる。その際には、内燃機関１２の負荷運転による動力をモータジェネレータ１４，１５の発電運転により電力に変換して蓄電装置２０に充電することで、アクセルオフ時に内燃機関１２の負荷運転による動力が駆動軸１７の回転駆動に用いられるのを防ぐことができる。
【００２６】
そして、内燃機関１２の負荷運転により、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力Ｐｉが低くなったら、触媒劣化抑制制御としてアイドリング運転に移行する。圧力Ｐｉが低いときは、スロットル開度の小さい（吸入空気量の少ない）アイドリング運転を行っても、Ｔｉmin，ｑminが減少しているため、空燃比がリッチになるのを抑制することができる。その結果、排気浄化触媒２４の劣化を抑制することができるとともに、排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【００２７】
以上の実施形態では、図１に示す構成のハイブリッド車両を例に挙げて説明した。ただし、本発明の適用が可能なハイブリッド車両は、図１に示す構成に限られるものではなく、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力が可変な内燃機関の排気を触媒で浄化し、内燃機関の動力を利用して駆動軸の駆動及び回転電機の発電運転が可能であり、回転電機の発電電力を蓄電装置に充電可能であるハイブリッド車両であれば本発明の適用が可能である。
【００２８】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態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。
【符号の説明】
【００２９】
１２  内燃機関、１４，１５  モータジェネレータ、１７  駆動軸、１８  駆動輪、２０  蓄電装置、２２，２３  インバータ、３２  遊星歯車機構、４０  エンジン用電子制御装置、５０  モータ用電子制御装置、６０  ハイブリッド用電子制御装置、６１  燃圧センサ、６２  触媒温度センサ、６４  アクセル開度センサ。
【図１】
2016094124.tif 000003
【図２】
2016094124.tif 000004
【図３】
2016094124.tif 000005