(57)【要約】      （修正有）【課題】内燃機関において燃料を燃焼させる際に、空燃比センサによる検出を確実に行いながらも、空燃比センサの破損を抑制することが可能な制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関であるエンジンＥＧにおいて燃料を燃焼させて駆動力であるトルクを発生させる第１走行モードを実行する第１走行モード実行部３１と、エンジンＥＧにおける燃料の燃焼を停止させた状態で、電動モータであるモータジェネレータＭＧでトルクを発生させる第２走行モードを実行する第２走行モード実行部３２と、第１走行モードから第２走行モードへの移行後であって、該第２走行モードの実行中に、外部から取り込んだ空気を排気管の内部に流して排気管の内部の残留物を該空気とともに排出する掃気モードを実行する掃気モード実行部３５と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（ＥＧ）及び電動モータ（ＭＧ）を駆動源とし、該内燃機関から排出された排出ガスを内部に流す排気管（２３）と、該排気管に設けられた空燃比センサ（２５）と、を有するハイブリッド車両（１００）の制御装置（３０）であって、
前記内燃機関において燃料を燃焼させて駆動力を発生させる第１走行モードを実行する第１走行モード実行部（３１）と、
前記内燃機関における燃料の燃焼を停止させた状態で、前記電動モータで駆動力を発生させる第２走行モードを実行する第２走行モード実行部（３２）と、
前記第１走行モードの実行中に、前記空燃比センサの検出情報に基づいて前記内燃機関における空燃比を制御する空燃比制御部（３３）と、
前記空燃比センサが有するヒータ（２５２）の発熱を制御するとともに、前記第２走行モードの実行中に前記ヒータの発熱を停止させるヒータ制御部（３４）と、
前記第１走行モードから前記第２走行モードへの移行後であって、該第２走行モードの実行中に、外部から取り込んだ空気を前記排気管の内部に流して前記排気管の内部の残留物を該空気とともに排出する掃気モードを実行する掃気モード実行部（３５）と、を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記排気管の内部を流れる排出ガスの温度を取得する排出ガス温度取得部（３６）を備え、
前記掃気モード実行部は、前記排出ガス温度取得部が取得した温度が予め定められた第１所定値以下となるまで前記掃気モードを実行することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関の温度を取得する内燃機関温度取得部（３７）を備え、
前記掃気モード実行部は、前記内燃機関温度取得部が取得した温度が予め定められた第２所定値以下である場合は、前記掃気モードを実行しないことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記電動モータに電力を供給するバッテリの充電量を取得する充電量取得部（３８）を備え、
前記掃気モード実行部は、前記充電量取得部が取得した前記バッテリの充電量が予め定められた第３所定値以下である場合は、前記掃気モードを実行しないことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関及び電動モータを駆動源とし、該内燃機関から排出された排出ガスを内部に流す排気管と、該排気管に設けられた空燃比センサと、を有するハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境意識の高まりなどから、ガソリン等の化石燃料を用いて駆動力を発生させる自動車から、電力を用いて駆動力を発生させる電気自動車への代替が進められている。このような代替の過程における自動車の一形態として、内燃機関及び電動モータを駆動源とするハイブリッド車両と称される自動車が普及している。
【０００３】
下記特許文献１には、内燃機関から排出された排出ガスを内部に流す排気管に、空燃比センサが設けられたハイブリッド車両が記載されている。当該ハイブリッド車両では、内燃機関における燃料の燃焼を、空燃比センサの検出情報に基づいて行う。詳細には、当該ハイブリッド車両は、空燃比センサによって検出される空燃比に基づいて、燃料噴射弁から噴射される燃料の量や、点火プラグによる点火タイミング等のフィードバック制御を行う。これにより、内燃機関における空燃比が理論空燃比となるように制御し、内燃機関を高い効率で動作させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７６５４０７７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、空燃比センサでは、ヒータを有するものが知られている。当該ヒータの発熱によって空燃比センサのセンサ素子を加熱することで、センサ素子が活性化され、空燃比の検出を確実に行うことが可能となる。
【０００６】
しかしながら、このようにヒータを有する空燃比センサをハイブリッド車両に搭載すると、空燃比の検出を適切に行えなくなるおそれがあった。以下、この課題について詳述する。
【０００７】
内燃機関から排出された排出ガスは、多量の水分を含有している。したがって、ハイブリッド車両が、内燃機関において燃料を燃焼させて走行する状態から、内燃機関における燃料の燃焼を停止させて電動モータによって走行する状態に移行すると、排気管の内部に水分が残留することになる。内燃機関における燃料の燃焼を停止させている間は、空燃比センサによる検出が不要になるため、ヒータの発熱を停止する。
【０００８】
内燃機関において燃料の燃焼が行われなくなると、排気管に高温の排出ガスが新たに供給されなくなるため、排気管の温度が低下する。この結果、前述した排出ガスが含有する水分に起因する凝縮水が排気管の内部に発生する。この凝縮水は、空燃比センサのセンサ素子等にも付着する。
【０００９】
この後、内燃機関における燃料の燃焼を再開する場合、空燃比センサの検出情報に基づく燃料噴射弁等の制御も再開するために、ヒータを発熱させてセンサ素子を加熱する必要がある。ここで、センサ素子に凝縮水が付着していると、加熱されたセンサ素子において局所的な熱応力や歪が生じ、破損に至るというおそれがあった。
【００１０】
このようなセンサ素子の破損を防止するための手段として、内燃機関における燃料の燃焼を再開した直後は、一時的にヒータを発熱させない、又は、ヒータの発熱量を小さくするというものが考えられる。すなわち、排気管の温度が低く、凝縮水による悪影響が懸念される間はヒータの発熱を抑制し、燃焼再開から所定時間が経過して排気管の温度が高まった後に、ヒータを十分に発熱させるというものである。
【００１１】
しかしながら、このようなヒータの発熱の抑制を行うと、センサ素子が十分に加熱されず、空燃比センサによる検出が行えなくなったり、検出精度が低下したりするおそれがある。このため、ヒータの発熱を抑制している間は、内燃機関から排出される有害物質の増加や、ドライバビリティの悪化が懸念されるという新たな課題が生じる。
【００１２】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関において燃料を燃焼させる際に、空燃比センサによる検出を確実に行いながらも、空燃比センサの破損を抑制することが可能な制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明に係る制御装置は、内燃機関（ＥＧ）及び電動モータ（ＭＧ）を駆動源とし、該内燃機関から排出された排出ガスを内部に流す排気管（２３）と、該排気管に設けられた空燃比センサ（２５）と、を有するハイブリッド車両（１００）の制御装置（３０）であって、前記内燃機関において燃料を燃焼させて駆動力を発生させる第１走行モードを実行する第１走行モード実行部（３１）と、前記内燃機関における燃料の燃焼を停止させた状態で、前記電動モータで駆動力を発生させる第２走行モードを実行する第２走行モード実行部（３２）と、前記第１走行モードの実行中に、前記空燃比センサの検出情報に基づいて前記内燃機関における空燃比を制御する空燃比制御部（３３）と、前記空燃比センサが有するヒータ（２５２）の発熱を制御するとともに、前記第２走行モードの実行中に前記ヒータの発熱を停止させるヒータ制御部（３４）と、前記第１走行モードから前記第２走行モードへの移行後であって、該第２走行モードの実行中に、外部から取り込んだ空気を前記排気管の内部に流して前記排気管の内部の残留物を該空気とともに排出する掃気モードを実行する掃気モード実行部（３５）と、を備える。
【００１４】
本発明では、第１走行モードから第２走行モードへの移行後であって、該第２走行モードの実行中に、掃気モードを実行する。当該掃気モードでは、外部から取り込んだ空気を排気管の内部に流して、排気管の内部の残留物を該空気とともに排出する。したがって、第１走行モードにおける燃料の燃焼によって、水分を含有する排出ガスが排気管の内部に残留している場合でも、その後の掃気モードによってこれらを排出することができる。この結果、凝縮水が空燃比センサに付着することを抑制し、空燃比センサによる検出を確実に行いながらも、空燃比センサの破損を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、内燃機関において燃料を燃焼させる際に、空燃比センサによる検出を確実に行いながらも、空燃比センサの破損を抑制することが可能な制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンＥＣＵが搭載されたハイブリッド車両を示すブロック図である。
【図２】図１のエンジンの構成を示す模式図である。
【図３】図１のエンジンＥＣＵを示すブロック図である。
【図４】図１のエンジンＥＣＵによる制御の例を示すタイムチャートである。
【図５】図１のエンジンＥＣＵによる処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】図１のエンジンＥＣＵによる制御の例を示すタイムチャートである。
【図７】図１のエンジンＥＣＵによる処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１８】
まず、図１を参照しながら、本発明の実施形態に係るエンジンＥＣＵ３０を搭載したハイブリッド車両１００の概略構成について説明する。ハイブリッド車両１００は、駆動源としてエンジンＥＧ及びモータジェネレータＭＧを有する車両である。図１は、ハイブリッド車両１００を構成する主な要素をブロックとして図示している。
【００１９】
エンジンＥＧは、後述するように、ガソリンを燃料とする内燃機関である。エンジンＥＧは、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）６１の補助を受けて始動すると、供給される燃料をその内部において燃焼させてトルクを発生させる。当該トルクは、駆動軸６２，６２を介して前輪６４，６４に伝達されることで、ハイブリッド車両１００が走行する。エンジンＥＧは、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０から受信する制御信号に基づいて動作する。ＩＳＧ６１は、ハイブリッドＥＣＵ４１から受信する制御信号に基づいて動作する。
【００２０】
モータジェネレータＭＧは、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータである。モータジェネレータＭＧは、二次電池であるバッテリ４３から電力の供給を受けることで回転駆動し、トルクを発生させる電動モータとして機能する。当該トルクは、駆動軸４７，４７を介して後輪４８，４８に伝達されることで、ハイブリッド車両１００が走行する。モータジェネレータＭＧは、インバータ４２から三相交流を印加されることによって制御される。
【００２１】
また、モータジェネレータＭＧは、ハイブリッド車両１００が慣性によって走行し、ロータが後輪４８，４８及び駆動軸４７，４７を介して伝達される外力によって回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせて電力を発生させる発電機として機能する。当該電力により、バッテリ４３を充電することができる。
【００２２】
バッテリ４３とモータジェネレータＭＧとの間における電力の授受は、インバータ４２を介して行われる。インバータ４２は、直流電力を交流電力に、又は、交流電力を直流電力に変換する変換器である。具体的には、インバータ４２は、バッテリ４３が放出した直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータＭＧに供給し、モータジェネレータＭＧにトルクを発生させる。また、インバータ４２は、モータジェネレータＭＧが発生させた交流電力を直流電力に変換してバッテリ４３に供給し、バッテリ４３を充電する。バッテリ４３の充電量は、バッテリ充電量検出器４４によって検出される。
【００２３】
ハイブリッドＥＣＵ４１は、エンジンＥＣＵ３０と連携して動作する電子機器である。ハイブリッドＥＣＵ４１は、バッテリ充電量検出器４４の検出結果に基づいて、インバータ４２に制御信号を送信してバッテリ４３における充放電を制御する。
【００２４】
続いて、図２を参照しながら、エンジンＥＧの構成について説明する。
【００２５】
エンジンＥＧは、ポート噴射式の内燃機関であり、複数の気筒５０を有している。図２では、便宜上１つの気筒５０のみを図示しているが、実際には紙面奥行方向に複数の気筒５０が並べて配置されている。各気筒５０の内部には、上下方向に往復運動するピストン５６が配置されている。各気筒５０の上部内壁面とピストン５６との間には、燃焼室５４が形成されている。エンジンＥＧは、吸気ポート５１に接続され外部から燃焼用の空気を吸入する吸気管１２と、排気ポート５２に接続されエンジンＥＧから排出される排出ガスを外部に導く排気管２３と、を有している。
【００２６】
吸気管１２の最上流部には、通過する空気から異物を取り除くフィルタ状のエアクリーナ１３が設けられている。また、このエアクリーナ１３の下流側には、吸気管１２の内部の流路を流れる空気の流量を検出するエアフローセンサ１４が設けられている。
【００２７】
エアフローセンサ１４の下流側には、吸気管１２の内部の流路を開閉するスロットルバルブ１６が設けられている。スロットルバルブ１６はスロットルモータ１５によって駆動され、その開度（スロットル開度）を調整可能とされている。スロットル開度は、スロットル開度センサ１７によって検出される。
【００２８】
スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられている。このサージタンク１８には、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。サージタンク１８と各気筒５０の吸気ポート５１との間には、各気筒５０に空気を導入する吸気マニホールド２０が接続されている。
【００２９】
エンジンＥＧは、吸気ポート５１と燃焼室５４との間を開閉する吸気バルブ５７を有している。また、エンジンＥＧは、その排気ポート５２と燃焼室５４との間を開閉する排気バルブ５８を有している。吸気バルブ５７は、そのバルブタイミングを調整する可変バルブタイミング機構５９が取り付けられている。また、排気バルブ５８は、そのバルブタイミングを調整する可変バルブタイミング機構６０が取り付けられている。
【００３０】
エンジンＥＧの各気筒５０の吸気バルブ５７の近傍には、吸気ポート５１に臨むようにして燃料噴射弁２１が取り付けられている。燃料噴射弁２１は、図示しない燃料タンクから供給される燃料（ガソリン）を、各気筒５０内の吸気ポート５１に噴射する。
【００３１】
一方、エンジンＥＧの排気管２３には、気筒５０内における燃料の燃焼によって生じた排出ガスを浄化する触媒ユニット２７が設けられている。また、触媒ユニット２７の上流側には、排気管２３の内部を流れる排出ガスの温度を検出する排気温センサ２４が設けられている。また、触媒ユニット２７の上流側であて、排気温センサ２４の下流側には、排気管２３の内部を流れる排出ガスの空燃比を検出する空燃比センサ２５が設けられている。空燃比センサ２５は、センサ素子２５１と、外部から電力の供給を受けることで発熱しセンサ素子２５１を加熱するヒータ２５２と、を内蔵している。
【００３２】
各気筒５０内の燃焼室５４の上部には、点火プラグ５３が設けられている。点火プラグ５３は、気筒５０ごとに設けられ、その下端が燃焼室５４に臨むようにして設けられている。点火プラグ５３は、その下端に電極を有している。点火プラグ５３は、外部から電力の供給を受けることで、その電極において火花放電を生じさせて点火を行い、各気筒５０内の燃料ガスと空気からなる混合気に着火させる。
【００３３】
エンジンＥＧのシリンダブロックには、冷却水温センサ２６と、油温センサ２８と、クランク角センサ２９と、が取り付けられている。冷却水温センサ２６は、シリンダブロック内を流れてエンジンＥＧを冷却する冷却水の温度を検出し、その検出値に対応する信号を出力する。油温センサ２８は、シリンダブロック内に封入される潤滑油の温度を検出し、その検出値に対応する信号を出力する。クランク角センサ２９は、エンジンＥＧのクランク軸の回転を所定のクランク角毎に検出し、その検出値に対応する信号を出力する。
【００３４】
続いて、図３を参照しながら、エンジンＥＣＵ３０について説明する。エンジンＥＣＵ３０は、その一部又は全部が、アナログ回路で構成されるか、デジタルプロセッサとして構成される。いずれにしても、受信した信号に基づいて制御信号を出力する機能を果たすため、エンジンＥＣＵには機能的な制御ブロックが構成される。
【００３５】
図３は、エンジンＥＣＵを、機能的な制御ブロック図として示している。尚、エンジンＥＣＵを構成するアナログ回路又はデジタルプロセッサに組み込まれるソフトウェアのモジュールは、必ずしも図１に示す制御ブロックに分割されている必要はなく、複数の制御ブロックの働きをするものとして構成されていても構わず、更に細分化されていても構わない。後述する処理を実行できるように構成されていれば、エンジンＥＣＵの内部の実際の構成は当業者が適宜変更できるものである。
【００３６】
エンジンＥＣＵ３０は、ハイブリッドＥＣＵ４１と電気的に接続されており、互いに通信可能とされている。また、エンジンＥＣＵ３０は、エアフローセンサ１４、スロットル開度センサ１７、吸気管圧力センサ１９、排気温センサ２４、空燃比センサ２５、冷却水温センサ２６、油温センサ２８及びクランク角センサ２９の各種センサと電気的に接続されており、各種センサから出力された信号を受信する。さらに、エンジンＥＣＵ３０は、スロットルモータ１５、燃料噴射弁２１、点火プラグ５３及び空燃比センサ２５のヒータ２５２とも電気的に接続されており、制御信号を送信して各要素の制御を行う。尚、本願において「電気的に接続」とは、有線によって接続された状態に限定される意味ではなく、無線により互いに通信可能とされた状態をも含みうるものとする。
【００３７】
また、エンジンＥＣＵ３０は、第１走行モード実行部３１と、第２走行モード実行部３２と、空燃比制御部３３と、ヒータ制御部３４と、掃気モード実行部３５と、排出ガス温度取得部３６と、エンジン温度取得部３７と、充電量取得部３８と、を有している。
【００３８】
第１走行モード実行部３１は、エンジンＥＧにおいて燃料を燃焼させてトルクを発生させる「第１走行モード」を実行する部分である。すなわち、第１走行モード実行部３１は、燃料噴射弁２１に燃料を噴射させるとともに、点火プラグ５３によって混合気に点火させる。これにより、各気筒５０において所謂吸気行程、圧縮行程、燃焼行程及び排気工程が互いに異なる位相で繰り返し行われ、トルクが発生する。
【００３９】
第２走行モード実行部３２は、エンジンＥＧにおける燃料の燃焼を停止させた状態で、モータジェネレータＭＧにおいてトルクを発生させる「第２走行モード」を実行する部分である。すなわち、第２走行モード実行部３２は、燃料噴射弁２１の燃料の噴射を停止させるとともに、モータジェネレータＭＧに電力を供給してトルクを発生させる。
【００４０】
空燃比制御部３３は、各気筒５０内の燃料と空気からなる混合気の空燃比を制御する部分である。具体的には、空燃比制御部３３は、空燃比センサ２５の検出情報に基づいて、各気筒５０内の混合気の空燃比が理論空燃比となるように、燃料噴射弁２１から噴射される燃料の量、噴射タイミング、噴射回数や、点火プラグ５３による点火タイミング等のフィードバック制御を行う。
【００４１】
ヒータ制御部３４は、空燃比センサ２５が内蔵しているヒータ２５２の発熱を制御する部分である。具体的には、ヒータ制御部３４は、ヒータ２５２のデューティを適宜変更することで、ヒータ２５２の発熱量を制御する。
【００４２】
掃気モード実行部３５は、第１走行モードから第２走行モードへの移行後であって、該第２走行モードの実行中に、外部から取り込んだ空気を排気管２３の内部に流して排気管２３の内部の残留物を該空気とともに排出する掃気モードを実行する部分である。当該掃気モードの具体的な態様については後述する。
【００４３】
排出ガス温度取得部３６は、排気管２３の内部を流れる排出ガスの温度を取得する部分である。具体的には、排出ガス温度取得部３６は、排気温センサ２４から受信する信号に基づいて所定の演算を行うことで、排出ガスの温度を取得する。
【００４４】
エンジン温度取得部３７は、エンジンＥＧの温度を取得する部分である。具体的には、エンジン温度取得部３７は、冷却水温センサ２６から受信する信号に基づいて所定の演算を行い、エンジンＥＧの温度を推定する。尚、エンジン温度取得部３７は、冷却水温センサ２６から受信する信号に代えて、又は、これに加えて、油温センサ２８から受信する信号に基づいて所定の演算を行い、エンジンＥＧの温度を推定してもよい。
【００４５】
充電量取得部３８は、バッテリ４３の充電量を取得する部分である。具体的には、充電量取得部３８は、バッテリ充電量検出器４４から受信する信号に基づいて、バッテリ４３の充電量を取得する。
【００４６】
続いて、図４を参照しながら、エンジンＥＣＵ３０による制御の例について説明する。尚、以下では簡便のため、詳細にはエンジンＥＣＵ３０の第１走行モード実行部３１等の各部分によって行われる処理も、総括してエンジンＥＣＵ３０が行うとして説明する。
【００４７】
時刻ｔ１１で、エンジンＥＣＵ３０は、第１走行モードの実行を開始する。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、吸気バルブ５７及び排気バルブ５８を開閉動作させるとともに、燃料噴射弁２１によって燃料を噴射させ、気筒１０１内における燃料の燃焼を開始させる。これにより、エンジンＥＧの回転数が増加してトルクが発生し、ハイブリッド車両１００が走行を開始してその車速が上昇するほか、エンジンＥＧから排出されて排気管２３の内部を流れる排出ガスの温度も上昇する。また、この第１走行モードにおいて、デューティを１００％まで高めて空燃比センサ２５のヒータ２５２を発熱させる。これにより、センサ素子２５１が加熱、活性化され、空燃比センサ２５の検出情報に基づくフィードバック制御を行うことが可能となる。
【００４８】
時刻ｔ１２で、エンジンＥＣＵ３０は、第１走行モードから第２走行モードに移行する。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、燃料噴射弁２１の燃料の噴射を停止させるとともに、モータジェネレータＭＧに電力を供給してトルクを発生させる。これにより、ハイブリッド車両１００はモータジェネレータＭＧが発生させたトルクのみよる走行を開始する。ハイブリッド車両１００は、この走行によって外部から空気を取り込む。
【００４９】
また、時刻ｔ１２で、エンジンＥＣＵ３０は、掃気モードの実行を開始する。掃気モードでは、吸気バルブ５７及び排気バルブ５８を開状態とする。これにより、ハイブリッド車両１００が取り込んだ空気が吸気管１２を介して気筒５０内に導入されるとともに、気筒５０内を通過して排気管２３の内部に供給される。
【００５０】
ところで、第１走行モードの実行中にエンジンＥＧが排出する排出ガスは、多量の水分を含有している。したがって、第１走行モードから第２走行モードに移行すると、排気管２３の内部に水分が残留することになる。このため、排気管２３の温度が低下すると、その内部に凝縮水Ｗ（図２参照）が発生し、これが原因となって空燃比センサ２５等の故障を招くおそれがある。
【００５１】
これに対し、エンジンＥＣＵ３０は、掃気モードを実行し、外部から取り込んだ空気によって排気管２３の内部に残留している排出ガスを排出する。この結果、凝縮水が空燃比センサ２５に付着することを抑制し、空燃比センサの破損を抑制することが可能となる。
【００５２】
時刻ｔ１３で、排気管２３の内部を流れる排出ガスの温度が１００℃以下となると、エンジンＥＣＵ３０は、掃気モードの実行を終了する。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、外部から取り込んだ空気を流し、排気管２３の内部を流れる排出ガスの温度が閾値である１００℃以下となったことで、残留物の排出が完了したと判断し、吸気バルブ５７及び排気バルブ５８を閉状態として、排気管２３の内部への空気の取り込みを停止する。この排出ガスの温度１００℃は、予め定められた閾値である。
【００５３】
時刻ｔ１４で、エンジンＥＣＵ３０は、デューティを１００％まで高めて空燃比センサ２５のヒータ２５２を発熱させる。これにより、センサ素子２５１が加熱、活性化され、空燃比センサ２５による検出が可能となる。
【００５４】
時刻ｔ１５で、エンジンＥＣＵ３０は、再び第１走行モードの実行を開始する。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、吸気バルブ５７及び排気バルブ５８を開閉動作させるとともに、燃料噴射弁２１によって燃料を噴射させ、気筒１０１内における燃料の燃焼を開始させる。ハイブリッド車両１００は、このエンジンＥＧが発生させるトルクによって走行する。エンジンＥＣＵ３０は、この第１走行モードにおいて、空燃比センサ２５の検出情報に基づくフィードバック制御を行うことが可能となる。
【００５５】
続いて、図５を参照しながら、エンジンＥＣＵ３０において実行される処理の流れについて説明する。図５に示されるフローチャートは、第１走行モードから第２走行モードへの移行後であって、第２走行モードの実行中に、エンジンＥＣＵ３０が所定周期で実行するものである。
【００５６】
まず、エンジンＥＣＵ３０は、図５のステップＳ１１で、排気管２３の内部を流れる排出ガスの温度が１００℃よりも高いか否かを判定する。排出ガスの温度が１００℃よりも高くないと判定した場合（Ｓ１１：Ｎｏ）、エンジンＥＣＵ３０は、処理を終了する。一方、排出ガスの温度が１００℃よりも高いと判定した場合（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、エンジンＥＣＵ３０は、ステップＳ１２の処理に進む。
【００５７】
次に、エンジンＥＣＵ３０は、ステップＳ１２で、ヒータ２５２への通電を停止する。すなわち、ヒータ２５２のデューティを０％として、その発熱を停止させる。
【００５８】
次に、エンジンＥＣＵ３０は、ステップＳ１３で、吸気バルブ５７及び排気バルブ５８を開状態とする。これにより、外部から取り込んだ空気が排気管２３の内部に流され、排気管２３の内部の残留物を該空気とともに排出する掃気モードが実行されることとなる。
【００５９】
次に、エンジンＥＣＵ３０は、ステップＳ１４で、排気管２３の内部を流れる排出ガスの温度が１００℃以下であるか否かを判定する。排出ガスの温度が１００℃以下ではないと判定した場合（Ｓ１４：Ｎｏ）、エンジンＥＣＵ３０は、掃気モードを継続して実行する。一方、排出ガスの温度が１００℃以下であると判定した場合（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、エンジンＥＣＵ３０は、ステップＳ１５の処理に進む。
【００６０】
次に、エンジンＥＣＵ３０は、ステップＳ１５で、吸気バルブ５７及び排気バルブ５８を閉状態とする。これにより、排気管２３の内部への空気の取り込みが停止され、掃気モードの実行が終了する。
【００６１】
次に、エンジンＥＣＵ３０は、ステップＳ１６で、ヒータ２５２の通電を開始する。すなわち、ヒータ２５２のデューティを１００％として、その発熱を開始させる。
【００６２】
以上のように、本実施形態では、第１走行モードから第２走行モードへの移行後であって、該第２走行モードの実行中に、掃気モードを実行する。当該掃気モードでは、外部から取り込んだ空気を排気管２３の内部に流して、排気管２３の内部の残留物を該空気とともに排出する。したがって、第１走行モードにおける燃料の燃焼によって、水分を含有する排出ガスが排気管２３の内部に残留している場合でも、その後の掃気モードによってこれらを排出することができる。この結果、凝縮水が空燃比センサ２５に付着することを抑制し、空燃比センサ２５による検出を確実に行いながらも、空燃比センサ２５の破損を抑制することが可能となる。
【００６３】
また、本実施形態では、排気管２３の内部を流れる排出ガスの温度を取得する排出ガス温度取得部３６を備え、掃気モード実行部３５は、排出ガス温度取得部３６が取得した温度が予め定められた１００℃以下となるまで掃気モードを実行する。掃気モードの実行により外部から取り込んだ空気が排気管２３の内部を流れると、それに伴って排気管２３の内部を流れる排出ガスの温度が低下する。本実施形態では、当該排出ガスの温度低下によって残留物の排出の進行を判断し、残留物が確実に排出されるまで掃気モードを実行することが可能となる。
【００６４】
また、ヒータ制御部３４は、排出ガス温度取得部３６が取得した温度が１００℃以下となるまでヒータ２５２の発熱を停止させる。これより、空燃比センサ２５の検出情報を必要としない第２走行モードにおいて、消費する電力を抑制することが可能となる。
【００６５】
続いて、図６を参照しながら、エンジンＥＣＵ３０による他の制御の例について説明する。
【００６６】
時刻ｔ２１で、エンジンＥＣＵ３０は、第１走行モードの実行を開始する。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、吸気バルブ５７及び排気バルブ５８を開閉動作させるとともに、燃料噴射弁２１によって燃料を噴射させ、気筒１０１内における燃料の燃焼を開始させる。これにより、エンジンＥＧの回転数が増加してトルクが発生し、ハイブリッド車両１００が走行を開始してその車速が上昇するほか、エンジンＥＧから排出されて排気管２３の内部を流れる排出ガスの温度も上昇する。また、この第１走行モードにおいて、デューティを１００％まで高めて空燃比センサ２５のヒータ２５２を発熱させる。これにより、センサ素子２５１が加熱、活性化され、空燃比センサ２５の検出情報に基づくフィードバック制御を行うことが可能となる。
【００６７】
時刻ｔ２２で、エンジンＥＣＵ３０は、第１走行モードから第２走行モードに移行する。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、燃料噴射弁２１の燃料の噴射を停止させるとともに、モータジェネレータＭＧに電力を供給してトルクを発生させる。これにより、ハイブリッド車両１００はモータジェネレータＭＧが発生させたトルクのみよる走行を開始する。ハイブリッド車両１００は、この走行によって外部から空気を取り込む。
【００６８】
また、時刻ｔ２２で、エンジンＥＣＵ３０は、掃気モードの実行を開始する。掃気モードでは、吸気バルブ５７及び排気バルブ５８を開状態とする。これにより、ハイブリッド車両１００が取り込んだ空気が吸気管１２を介して気筒５０内に導入されるとともに、気筒５０内を通過して排気管２３の内部に供給される。
【００６９】
時刻ｔ２３で、エンジンＥＣＵ３０は、エンジンＥＧの温度が３００℃以下となったこと、又は、バッテリ４３の充電量が０．２ｋＷｈまで低下したことに基づいて、第２走行モードから第１走行モードに移行するとともに、掃気モードの実行を終了する。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、排気管２３の内部を流れる排出ガスの温度が１００℃よりも高く、残留物の排出が完了していない場合であっても、吸気バルブ５７及び排気バルブ５８を開閉動作させるとともに、燃料噴射弁２１によって燃料を噴射させ、気筒１０１内における燃料の燃焼を開始させる。このエンジンＥＧの温度３００℃及びバッテリ４３の充電量０．２ｋＷｈは、予め定められた閾値である。
【００７０】
時刻ｔ２４で、エンジンＥＣＵ３０は、エンジンＥＧの温度が５００℃以上となったことに基づいて、デューティを１００％まで高めて空燃比センサ２５のヒータ２５２を発熱させる。これにより、センサ素子２５１が加熱、活性化され、空燃比センサ２５による検出が可能となる。
【００７１】
続いて、図７を参照しながら、エンジンＥＣＵ３０において実行される処理の流れについて説明する。図７に示されるフローチャートは、掃気モードの実行中に、エンジンＥＣＵ３０が所定周期で実行するものである。
【００７２】
まず、エンジンＥＣＵ３０は、図７のステップＳ２１で、エンジンＥＧの温度が３００℃以下であるか否かを判定する。エンジンＥＧの温度が３００℃以下であると判定した場合（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、エンジンＥＣＵ３０は、ステップＳ２３の処理に進む。一方、エンジンＥＧの温度が３００℃以下ではないと判定した場合（Ｓ２１：Ｎｏ）、エンジンＥＣＵ３０は、ステップＳ２２の処理に進む。
【００７３】
次に、エンジンＥＣＵ３０は、ステップＳ２２で、バッテリ４３の充電量が０．２ｋＷｈ以下であるか否かを判定する。バッテリ４３の充電量が０．２ｋＷｈ以下ではないと判定した場合（Ｓ２２：Ｎｏ）、エンジンＥＣＵ３０は、処理を終了する。一方、バッテリ４３の充電量が０．２ｋＷｈ以下であると判定した場合（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、エンジンＥＣＵ３０は、ステップＳ２３の処理に進む。
【００７４】
次に、エンジンＥＣＵ３０は、ステップＳ２３で、第１走行モードの実行を開始する。すなわち、それまで実行していた第２走行モードから第１走行モードへと移行し、それに伴って掃気モードの実行を終了する。
【００７５】
次に、エンジンＥＣＵ３０は、ステップＳ２４で、エンジンＥＧの温度が５００℃以上であるか否かを判定する。エンジンＥＧの温度が５００℃以上ではないと判定した場合（Ｓ２４：Ｎｏ）、エンジンＥＣＵ３０は、第１走行モードを継続して実行する。一方、エンジンＥＧの温度が５００℃以上であると判定した場合（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、エンジンＥＣＵ３０は、ステップＳ２５の処理に進む。このエンジンＥＧの温度５００℃は、予め定められた閾値である。
【００７６】
次に、エンジンＥＣＵ３０は、ステップＳ２５で、ヒータ２５２の通電を開始する。すなわち、ヒータ２５２のデューティを１００％として、その発熱を開始させる。
【００７７】
以上のように、本実施形態では、エンジンＥＧの温度を取得するエンジン温度取得部３７を備える。掃気モード実行部３５は、エンジン温度取得部３７が取得した温度が予め定められた３００℃以下である場合は、掃気モードを実行しない。掃気モードの実行により外部から取り込んだ空気が排気管２３の内部を流れると、それに伴ってエンジンＥＧの温度が低下する。本発明では、エンジンＥＧの温度が３００℃以下である場合は掃気モードを実行しないことで、エンジンＥＧの更なる温度低下を抑制し、その後に実行する第１走行モードにおいて、エンジンＥＧが低温となったことによって生じる支障を抑制することが可能となる。
【００７８】
また、本実施形態では、モータジェネレータＭＧに電力を供給するバッテリ４３の充電量を取得する充電量取得部３８を備える。掃気モード実行部３５は、充電量取得部３８が取得したバッテリ４３の充電量が予め定められた０．２ｋＷｈ以下である場合は、掃気モードを実行しない。すなわち、バッテリ４３の充電量が十分ではなく、第２走行モードの実行によるハイブリッド車両１００の走行が困難な場合である場合にも、エンジンＥＣＵ３０は掃気モードを実行しない。これにより、バッテリ４３の充電量が０．２ｋＷｈ以下となった後は、第１走行モードを実行し、モータジェネレータＭＧにおいて電力を発生させてバッテリ４３の充電を行い、その充電量を回復させることが可能となる。
【００７９】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００８０】
２３：排気管
２５：空燃比センサ
３０：エンジンＥＣＵ（制御装置）
３１：第１走行モード実行部
３２：第２走行モード実行部
３３：空燃比制御部
３４：ヒータ制御部
３５：掃気モード実行部
３６：排出ガス温度取得部
３７：エンジン温度取得部
３８：充電量取得部
４３：バッテリ
１００：ハイブリッド車両
２５２：ヒータ
ＥＧ：エンジン（内燃機関）
ＭＧ：モータジェネレータ（電動モータ）
【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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【図７】
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