(57)【要約】【課題】ＥＧＲ装置を備えたハイブリッドシステムにおいて、燃料カット制御から通常の燃料噴射制御への復帰時に、要求出力を発生させつつ内燃機関の始動時の燃焼を安定化させる技術を提供する。【解決手段】内燃機関からの排気の一部をＥＧＲガスとして内燃機関の吸気系に流入させるＥＧＲ装置と、内燃機関における燃料噴射を停止する燃料カット制御を行う手段と、内燃機関に吸入されるガスのＥＧＲ率が内燃機関において失火が発生しない所定の限界ＥＧＲ率以下であるか否かを判定する判定手段と、燃料カット制御の実行中に燃料カット制御から通常の燃料噴射制御に復帰すべき条件が成立した場合、復帰すべき条件が成立した時点から判定手段によりＥＧＲ率が限界ＥＧＲ率以下になったと判定されるまでの期間中、内燃機関を通常の燃料噴射制御に復帰させずに燃料カット制御を継続し、電動モータのみによって要求出力を発生させるように制御する。【選択図】図５
2009149195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源として内燃機関及び電動モータを備え、要求出力を内燃機関及び／又は電動モータにより発生出力させるハイブリッドシステムと、
前記内燃機関からの排気の一部をＥＧＲガスとして前記内燃機関の吸気系に流入させるＥＧＲ装置と、
前記内燃機関における燃料噴射を停止する燃料カット制御を行う手段と、
前記内燃機関に吸入されるガスのＥＧＲ率が前記内燃機関において失火が発生しない所定の限界ＥＧＲ率以下であるか否かを判定する判定手段と、
前記燃料カット制御の実行中に当該燃料カット制御から通常の燃料噴射制御に復帰すべき条件が成立した場合、当該通常の燃料噴射制御に復帰すべき条件が成立した時点から、前記判定手段により前記ＥＧＲ率が前記限界ＥＧＲ率以下になったと判定されるまでの期間中、前記内燃機関について、当該通常の燃料噴射制御に復帰せずに前記燃料カット制御を継続するとともに、前記電動モータについて、前記電動モータのみによって要求出力を発生させるように制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッドシステムの制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御手段は、前記期間中、前記電動モータについては、更に前記内燃機関のクランキングを行うように制御することを特徴とするハイブリッドシステムの制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記制御手段は、前記判定手段により前記ＥＧＲ率が前記限界ＥＧＲ率以下になったと判定された場合、前記内燃機関について、前記燃料カット制御から前記通常の燃料噴射制御に復帰するとともに、前記電動モータについて、通常の制御に復帰することを特徴とするハイブリッドシステムの制御装置。
【請求項４】
請求項１又は２において、
前記燃料カット制御は、減速状態又は車両停止状態において実行されることを特徴とするハイブリッドシステムの制御装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項において、
前記通常の燃料噴射制御に復帰すべき条件とは、減速状態又は車両停止状態からの再加速時に成立する条件であることを特徴とするハイブリッドシステムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッドシステムの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動力源として内燃機関及び電動モータを備え、運転条件に応じて内燃機関及び／又は電動モータにより要求出力を発生させるようにしたハイブリッドシステムが知られている。ハイブリッドシステムにおいて、減速時や車両停止時に内燃機関への燃料供給を停止する燃料カット制御を行い、内燃機関を停止させることによって、燃費向上を図る技術が知られている。
【０００３】
また、内燃機関の排気エミッションの低減及び燃費向上を図る技術として、内燃機関からの排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に戻すＥＧＲ装置が知られている。
【０００４】
ＥＧＲ装置を備えたハイブリッドシステムにおいて、ＥＧＲ装置による吸気系へのＥＧＲガスの導入が行われている時に燃料カット制御が行われると、燃料カット制御中吸気系及び排気系内にＥＧＲガスが残留し、この残留しているＥＧＲガスが燃料カット制御からの復帰時に排気浄化触媒によって十分に浄化されないまま車外に排出されてしまう場合があった。これに対し、減速時に電動モータと内燃機関との間のクラッチを締結してモータリングを行うと共に、スロットルバルブを全開にして残留ＥＧＲガスを排気浄化触媒に送ることにより、残留ＥＧＲガスの浄化を行うことを図る技術が特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００２−２５６９１９号公報
【特許文献２】特開平６−２５７５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＥＧＲ装置を備えたハイブリッドシステムにおいて、ＥＧＲ装置による吸気系へのＥＧＲガスの導入が行われている時に燃料カット制御が行われると、燃料カット制御中吸気系内にＥＧＲガスが残留し、この残留しているＥＧＲガスが燃料カット制御からの復帰時に気筒に吸入されることになる。この時のＥＧＲガスの量が過剰に多い場合、燃料カット制御からの復帰時の内燃機関始動時に、失火等の燃焼不安定を生じる場合があった。
【０００６】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ＥＧＲ装置を備えたハイブリッドシステムにおいて、燃料カット制御から通常の燃料噴射制御への復帰時に、要求出力を発生させつつ内燃機関の始動時の燃焼を安定化させる技術を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明のハイブリッドシステムの制御装置は、
前記内燃機関からの排気の一部をＥＧＲガスとして前記内燃機関の吸気系に流入させるＥＧＲ装置と、
前記内燃機関における燃料噴射を停止する燃料カット制御を行う手段と、
前記内燃機関に吸入されるガスのＥＧＲ率が前記内燃機関において失火が発生しない所定の限界ＥＧＲ率以下であるか否かを判定する判定手段と、
前記燃料カット制御の実行中に当該燃料カット制御から通常の燃料噴射制御に復帰すべき条件が成立した場合、当該通常の燃料噴射制御に復帰すべき条件が成立した時点から、前記判定手段により前記ＥＧＲ率が前記限界ＥＧＲ率以下になったと判定されるまでの期
間中、前記内燃機関について、当該通常の燃料噴射制御に復帰せずに前記燃料カット制御を継続するとともに、前記電動モータについて、前記電動モータのみによって要求出力を発生させるように制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記本発明の構成において、「限界ＥＧＲ率」は、内燃機関において失火が発生しないＥＧＲ率の上限値に基づいて予め定められる。内燃機関において失火が発生しないＥＧＲ率の上限値は、内燃機関の運転条件に応じて異なる。従って、上記構成における「限界ＥＧＲ率」も、通常の燃料噴射制御に復帰すべき条件が成立した時の内燃機関の運転条件に応じた可変値としても良い。一般に、内燃機関の運転条件が低負荷の場合はＥＧＲガスに対する燃焼耐性が低く、高負荷の場合はＥＧＲガスに対する燃焼耐性が高い。よって、通常の燃料噴射制御に復帰すべき条件が成立した時の内燃機関の運転条件が低負荷であるほど、限界ＥＧＲ率を低い濃度に設定するようにしても良い。また、通常の燃料噴射制御に復帰すべき条件が成立した時の内燃機関の運転条件によらず失火の発生を抑制可能な一定値を「限界ＥＧＲ率」として設定しても良い。
【０００９】
また、「判定手段」は、内燃機関の吸入ガスのＥＧＲ率が限界ＥＧＲ率以下であるか否かを判定可能であればどのような手段であっても良い。例えば、吸気マニホールドや吸気通路にガス濃度センサを設置し、当該ガス濃度センサの出力と限界ＥＧＲ率との比較に基づいて判定を行うことができる。また、燃料カット制御が開始される直前におけるＥＧＲ装置の制御状態（ＥＧＲガス量、ＥＧＲ弁開度、ＥＧＲガス温度等）、内燃機関の制御状態（回転数、負荷、燃料噴射量、排気中の不活性成分濃度、排気温度、スロットル開度等）、燃料カット制御が開始されてから通常の燃料噴射制御に復帰すべき条件が成立するまでの時間等のデータに基づいて、モデル計算によって内燃機関の吸入ガスのＥＧＲ率を推定し、推定されたＥＧＲ率と限界ＥＧＲ率との比較に基づいて判定を行うようにしても良い。また、これらの物理量と、通常の燃料噴射制御に復帰すべき条件が成立してからの経過時間と、内燃機関の吸入ガスのＥＧＲ率と、の対応関係を予め求めておき、通常の燃料噴射制御に復帰すべき条件が成立してからの経過時間の測定値に基づいて判定を行うこともできる。燃料カット制御が開始される直前における内燃機関の運転条件が、ＥＧＲ装置によるＥＧＲガスの導入が行われないような運転条件であった場合には、吸気系内のＥＧＲガスの残留はないと考えられるので、通常の燃料噴射制御に復帰すべき条件が成立した時点で、ＥＧＲ率が限界ＥＧＲ率以下になったと判定するようにしても良い。
【００１０】
また、「通常の燃料噴射制御」とは、要求出力を内燃機関と電動モータとで所定の分配比率で分配し、内燃機関に分配された要求出力を発生可能なように定められた所定量の燃料を内燃機関に噴射供給する制御である。また、燃料カット制御は、例えば、減速状態や車両停止状態等の要求出力が０であるような運転条件において実行される。従って、「通常の燃料噴射制御に復帰すべき条件」とは、内燃機関の運転条件が、これら燃料カット制御が行われる運転条件からそれ以外の運転条件に変化した時に成立する。例えば、減速状態からの再加速時や、アイドリングストップ状態からの走行開始時等を例示できる。
【００１１】
本発明により、燃料カット制御から通常の燃料噴射制御に復帰すべき条件が成立してから、内燃機関の吸入ガスのＥＧＲ率が限界ＥＧＲ率以下になったと判定されるまでの期間中、内燃機関が通常の燃料噴射制御に復帰することが遅延され、燃料カット制御が継続される。すなわち、内燃機関の吸入ガスのＥＧＲ率が、失火する虞のある高濃度状態である時には燃料噴射が行われない。従って、吸入ガスのＥＧＲ率が過剰に高いことに起因する失火等の燃焼不安定が生じることを抑制できる。
【００１２】
そして、上記期間中内燃機関の通常の燃料噴射制御への復帰が遅延されることによって、通常の燃料噴射制御が行われるべき運転条件下で内燃機関によって発生させることが想
定されている出力を、内燃機関によって発生させることができなくなる。この点、本発明では、制御手段によって、この本来内燃機関によって発生させるべき出力を含む全要求出力を、電動モータによって発生させるように、電動モータが制御される。これにより、内燃機関の通常の燃料噴射制御への復帰が遅延されている期間中において、ハイブリッドシステムが発生する出力が要求出力に満たなくなることをも抑制できる。従って、燃料カット制御から通常の燃料噴射制御への復帰時における燃焼不安定を抑制できるとともに、加速感の不足、トルク変動、ドライバビリティの低下等の問題が生じることを抑制することも可能になる。
【００１３】
本発明において、制御手段は、内燃機関の通常の燃料噴射制御への復帰が遅延されている期間中、電動モータについて、更に内燃機関のクランキングを行うように制御しても良い。このクランキングは当然燃料カット制御が行われている時に行われる。これにより、吸気系内に残留しているＥＧＲガスの掃気を促進させることができる。従って、内燃機関の吸入ガスのＥＧＲ率が限界ＥＧＲ率以下になるまでに要する時間、換言すると、内燃機関を通常の燃料噴射制御へ復帰させるまでの遅延時間を、短縮することができる。
【００１４】
本発明において、内燃機関の吸入ガスのＥＧＲ率が限界ＥＧＲ率以下になったと判定された場合は、内燃機関を通常の燃料噴射制御へ復帰させるとともに、電動モータについても通常の制御に復帰させることができる。
【００１５】
ここで、「電動モータを通常の制御に復帰させる」とは、上述したように、要求出力を内燃機関と電動モータとで所定の比率で分配し、電動モータに分配された要求出力を発生可能なように定められた所定の制御を電動モータについて行うことを意味する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、ＥＧＲ装置を備えたハイブリッドシステムにおいて、燃料カット制御から通常の燃料噴射制御への復帰時の復帰時に、要求出力を発生しつつ内燃機関の始動時の燃焼を安定化させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特定的な記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本実施例に係るハイブリッドシステムの概略構成を示す概念図である。図１において、ハイブリッドシステム１は、内燃機関１０、トランスアクスル３０、インバータ４０、バッテリ５０を備えている。ハイブリッドシステム１には、ハイブリッドシステム１の制御を行うコンピュータであるＥＣＵ６０が併設されている。
【００１９】
内燃機関１０は、燃料の燃焼エネルギを源としてハイブリッド車両の駆動力を発生する。トランスアクスル３０はトランスミッションとアクスル（車軸）とを一体構造として構成されており、トランスアクスル３０の内部には動力分割機構（例えば、遊星歯車機構）３１、減速機３２、電動モータ３３、ジェネレータ３４、電動モータ３３及びジェネレータ３４の制御を行うパワー制御ユニット３５が収容されている。また、トランスアクスル３０内には潤滑油が貯留されており、電動モータ３３、ジェネレータ３４、動力分割機構３１、減速機３２等が潤滑される。
【００２０】
ジェネレータ３４は、内燃機関１０が発生する出力により発電を行う。電動モータ３３は、電動モータ３３を駆動するための電力を充電するバッテリ５０あるいはジェネレータ
３４から供給される電力によりハイブリッド車両の駆動力を発生する。内燃機関１０による出力及び電動モータ３３による出力は、動力分配機構３１及び減速機３２を介して車輪へと伝達される。
【００２１】
動力分配機構３１は、内燃機関１０とジェネレータ３４との間の動力伝達、内燃機関１０と減速機３２との間の動力伝達、電動モータ３３と減速機３２との間の動力伝達を行う。また、インバータ４０は、バッテリ５０の直流電流と電動モータ３３及びジェネレータ３４の交流電流とを変換する。
【００２２】
次に、内燃機関１０及びその吸排気系の概略構成について説明する。内燃機関１０には、吸気マニホールド１１が接続されており、吸気マニホールド１１の各枝管は吸気ポートを介して各気筒２の燃焼室と連通している。吸気マニホールド１１は吸気通路１３と接続されており、吸気通路１３には排気のエネルギを駆動源として作動するターボチャージャ１４のコンプレッサ１４ａが設けられている。また、吸気通路１３におけるコンプレッサ１４ａよりも下流側には、吸気通路１３を流れるガスを冷却するインタークーラ１５が設けられている。コンプレッサ１４ａに流入した吸気は、コンプレッサ１４ａに内装されたコンプレッサホイール（図示省略）の回転によって圧縮される。圧縮されて高温となった吸気は、インタークーラ１５にて冷却された後、吸気マニホールド１１に流入する。そして、吸気マニホールド１１に流入した吸気は、吸気ポートを介して各気筒２に分配される。そして、各気筒２に分配された吸気は各気筒２に設けられた燃料噴射弁６から噴射される燃料とともに燃焼する。吸気マニホールド１１には、吸気中の二酸化炭素濃度を測定するガス濃度センサ５が設けられている。
【００２３】
また、内燃機関１０には排気マニホールド１８が接続され、排気マニホールド１８の各枝管は排気ポート（図示省略）を介して各気筒２の燃焼室と接続されている。排気マニホールド１８は排気通路１９と接続されており、排気通路１９にはターボチャージャ１４のタービン１４ｂが設けられている。また、排気通路１９におけるタービン１４ｂよりも下流側には排気浄化触媒２０が設けられ、排気通路１９は排気浄化触媒２０の下流にてマフラー（図示省略）に接続されている。各気筒２内の既燃ガスは排気ポートを介して排気マニホールド１８に排出される。この排気は排気通路１９を流通してタービン１４ｂに流入し、タービン１４ｂ内に回転自在に支持されたタービンホイール（図示省略）を回転駆動する。タービンホイール（図示省略）の回転トルクはコンプレッサ１４ａ内のコンプレッサホイール（図示省略）に伝達される。タービン１４ｂから流出した排気は、排気浄化触媒２０において有害物質（例えば、ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯ等）が浄化された後、マフラーを通って大気中に放出される。
【００２４】
タービン１４ｂより上流の排気通路１９と、コンプレッサ１４ａより下流の吸気通路１３とは、ＥＧＲ通路３により接続されている。ＥＧＲ通路３を介して、排気通路１９を流れる排気の一部がＥＧＲガスとして吸気通路１３に流入する。ＥＧＲ通路３の途中にはＥＧＲ通路３内を流通するＥＧＲガスの量を調節するＥＧＲ弁４が設けられている。
【００２５】
ハイブリッドシステム１には、上述したガス濃度センサ５の他、クランクシャフトの回転角度に応じた信号を出力するクランクポジションセンサ２３、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）に対応した信号を出力するアクセルポジションセンサ２１、車両の走行速度に対応した信号を出力する車速センサ２２、バッテリ５０の充電状態（ＳＯＣ）を取得するＳＯＣセンサ５１等の各種センサが設けられ、各センサからの信号がＥＣＵ６０に入力されるようになっている。ＥＣＵ６０は、ガス濃度センサ５から入力される信号に基づいて吸気マニホールド１１内に存在する吸気ガスのＥＧＲ率を算出する。
【００２６】
また、ＥＣＵ６０には、上述した燃料噴射弁６、ＥＧＲ弁４の他各種機器が接続され、
上記各種センサからの入力される信号に応じてこれら各機器の動作が制御されるようになっている。例えば、アクセルポジションセンサ２１及びクランクポジションセンサ２３から入力される信号に基づいてハイブリッドシステム１が発生すべき要求出力を算出し、運転条件やＳＯＣセンサ５１から入力される信号に基づいて、要求出力の内燃機関１０と電動モータ３３との配分比率を決定し、当該配分に従った出力を発生可能なように、内燃機関１０への燃料噴射量及び電動モータ３３への電力供給が制御される。
【００２７】
ＥＧＲ弁４を開弁することにより、ＥＧＲガスが吸気通路１３に流入する。このようにして内燃機関１０の吸気系にＥＧＲガスを導入することにより、冷却損失やポンピングロスが低減するので、燃費を向上させることができる。また、排気に含まれるＮＯｘ等の有害物質の量が低減するので、排気性能を向上させることができる。しかしながら、吸気のＥＧＲ率が過剰に高くなると、燃焼が不安定化し、失火やトルク変動等の問題が生じる場合がある。一般に、内燃機関１０の運転条件が低負荷低回転の場合、新気量及び燃料噴射量が少ないため、ＥＧＲガスの導入に対して燃焼不安定が生じ易い。一方、内燃機関１０の運転条件が高負荷高回転の場合、安定した燃焼が行われるので、大量のＥＧＲガスを導入しても燃焼不安定を生じにくい。図２に、内燃機関１０の運転条件が低負荷低回転の場合と高負荷高回転の場合との各場合における、吸気のＥＧＲ率とトルク変動との関係を示す。図２に示されるように、内燃機関１０の運転条件が高負荷高回転の場合にはトルク変動が生じにくいＥＧＲ率であっても、内燃機関１０の運転条件が低負荷低回転の場合には大きなトルク変動が生じる場合がある。
【００２８】
このように、燃焼が不安定化しない吸気のＥＧＲ率の上限値（限界ＥＧＲ率）が内燃機関１０の運転条件に応じて異なる点に鑑み、本実施例のハイブリッドシステムでは、内燃機関１０の運転条件が高負荷高回転になるほど吸気のＥＧＲ率が高くなるようにＥＧＲ制御を行うこととした。図３に、内燃機関１０の運転条件とＥＧＲ率との関係を示す。図３に示すように、内燃機関１０の回転数及び／又は負荷が高くなるほど、ＥＧＲ率は高くされる。また、図３において斜線で示す所定の低負荷低回転領域ではＥＧＲガスの導入が停止される。
【００２９】
本実施例のハイブリッドシステムでは、内燃機関１０に対する要求出力がゼロであるような所定の運転条件において、燃料噴射弁６による燃料噴射を停止する燃料カット制御を行う。所定の運転条件とは、減速状態や車両停止時等である。燃料カット制御を行うことにより、余計な燃料消費を抑制することができ、燃費を向上させることができる。燃料カット制御時には、ＥＧＲ弁４は閉弁され、ＥＧＲガスの導入も停止される。
【００３０】
ここで、ＥＧＲガスが導入される運転条件で内燃機関１０が運転されている時に燃料カット制御が開始されると、燃料カット制御中、ＥＧＲ弁４より下流側のＥＧＲ通路３、ＥＧＲ通路３の接続箇所より下流側の吸気通路１３、及び吸気マニホールド１１から成る吸気系領域内にＥＧＲガスが残留する。吸気系領域内に残留しているＥＧＲガスの一部は、燃料カット制御開始後に内燃機関１０の回転が完全に停止するまでの間に気筒２に吸入されて掃気されるが、燃料カット制御の開始直前の内燃機関１０の運転条件等により十分に吸気系領域内から掃気されない場合がある。このような場合、吸気系領域内にＥＧＲガスが残留した状態で内燃機関１０が停止した状態となる。この状態で、内燃機関１０について燃料カット制御から通常の燃料噴射制御（通常制御）へ復帰すべき条件（復帰条件）が成立した場合、まず吸気系領域内に残留しているＥＧＲガスが気筒２に吸入されることになる。
【００３１】
特に、大量のＥＧＲガスが導入される高負荷高回転領域に属する運転条件から燃料カット制御が開始された場合、通常制御への復帰条件が成立した時に吸気系領域内に大量のＥＧＲガスが残留している可能性がある。そのような場合、通常制御への復帰条件が成立し
た時に即座に通常制御への復帰が行われると、吸気系領域内の高ＥＧＲ率の残留ガスが内燃機関１０の気筒２に吸入されるとともに、燃料噴射弁６による内燃機関１０への燃料供給が行われる。そのため、復帰条件成立時の内燃機関１０の運転条件に対応する限界ＥＧＲ率を超えて気筒吸入ガスのＥＧＲ率が過剰に高くなり、失火等の燃焼不安定を生じる可能性がある。
【００３２】
そこで、本実施例のハイブリッドシステム１では、燃料カット制御の実行中に、燃料カット制御から通常制御への復帰条件が成立した場合、ガス濃度センサ５の出力に基づいて吸気マニホールド１１内のガスのＥＧＲ率を算出し、算出されたＥＧＲ率が、復帰条件成立時の内燃機関１０の運転条件に対応する限界ＥＧＲ率を超えている場合、内燃機関１０を燃料カット制御から通常制御に復帰させず、燃料カット制御を継続するようにした。そして、ガス濃度センサ５の出力に基づいて算出される吸気マニホールド１１内のガスのＥＧＲ率が前記限界ＥＧＲ率以下となった時点で燃料カット制御を終了し、通常制御へ復帰させるようにした。さらに、この燃料カット制御から通常制御への復帰条件が成立してから実際に通常制御への復帰が実行されるまでの遅延期間中、本来内燃機関１０により発生させることが想定されていた出力を、電動モータ３３によって出力するように、電動モータ３３を制御するようにした。さらに、この遅延期間中において、電動モータ３３により内燃機関１０のクランキングを行うように、電動モータ３３を制御するようにした。
【００３３】
このような制御を行うことにより、内燃機関１０について燃料カット制御から通常制御への復帰が実行される時には、内燃機関１０の気筒２に吸入されるガスのＥＧＲ率は、限界ＥＧＲ率以下となっているので、通常制御への復帰時に失火等の燃焼不安定が生じることが抑制され、トルク変動やドライバビリティの低下等の問題が生じることを抑制できる。さらに、上記遅延期間中において、本来内燃機関１０が燃料カット制御から通常制御へ復帰して内燃機関１０による出力が想定されているにもかかわらず内燃機関１０の通常制御への復帰が遅延されることによって内燃機関１０により発生させることができなくなる出力については、電動モータ３３により補償されるので、当該遅延期間中における要求出力を過不足無く発生させることができ、加速感の不足等のドライバビリティの低下が起こることを抑制できる。また、上記遅延期間中、電動モータ３３は、更に内燃機関１０のクランキングを行うように制御されるので、吸気系領域内に残留しているガスをより早期に掃気完了することができる。従って、遅延期間を短縮し、より早期に内燃機関１０を通常制御に復帰させることができる。
【００３４】
図４は、上記説明した本実施例の制御を、内燃機関１０が高負荷運転をしている状態から減速状態となり再加速する場合に適用した場合の、車速、要求出力、及び吸気マニホールド１１内のガスのＥＧＲ率の時間変化の一例を示したタイムチャートである。図４（ａ）は本実施例のハイブリッドシステム１を動力源として搭載した車両の車速を表し、図４（ｂ）はハイブリッドシステム１に対する要求出力を表し、図４（ｃ）はガス濃度センサ５からの信号に基づいてＥＣＵ６０により算出される吸気マニホールド１１内ガスのＥＧＲ率を表す。
【００３５】
図４に示す例では、時刻ｔ１以前には、ハイブリッドシステム１に対する要求出力は全て内燃機関１０に分配され、全要求出力を内燃機関１０により発生させるようにＥＣＵ６０によるハイブリッドシステム１の制御が行われる。この時、内燃機関１０は高負荷で運転され、上述したように大量のＥＧＲガスが吸気系に導入されている。
【００３６】
時刻ｔ１において運転者の要求により減速すべき条件が成立すると、ハイブリッドシステム１への要求出力が０となるとともに、内燃機関１０への要求出力も０となり、これに伴い内燃機関１０において燃料カット制御が実施される。また、同時に目標ＥＧＲガス率が０となり、これに伴ってＥＧＲ弁４が閉弁される。
【００３７】
時刻ｔ１以降の燃料カット制御中、内燃機関１０は慣性で回転を続けるが、徐々に回転数が低下していく。この燃料カット制御開始後の慣性回転により、吸気系領域内のガスは掃気されていき、かつＥＧＲ弁４が閉弁されて新たなＥＧＲガスの導入も停止されるので、吸気マニホールド１１内ガスのＥＧＲ率は徐々に低下していく。
【００３８】
時刻ｔ２において、再加速要求がなされる。これにより燃料カット制御から通常制御へ復帰すべき条件が成立することになる。この時、ガス濃度センサ５からの信号に基づいて吸気マニホールド１１内ガスのＥＧＲ率が算出され、当該算出されたＥＧＲ率と限界ＥＧＲ率Ｒｃとの比較が行われる。図４に示す例では、時刻ｔ２において吸気マニホールド１１内ガスのＥＧＲ率が限界ＥＧＲ率Ｒｃより高いので、内燃機関１０の通常制御への復帰が行われず、燃料カット制御が継続されるとともに、この時のハイブリッドシステム１に対する全要求出力を電動モータ３３に分配し、電動モータ３３により要求出力を発生させるべく電動モータ３３の制御が行われる。さらに、電動モータ３３により内燃機関１０のクランキングを行うように電動モータ３３の制御が行われ、これにより吸気系領域内のガスの掃気が促進されるので、時刻ｔ２以降、吸気マニホールド１１内ガスのＥＧＲ率の低下速度が速くなる。この時の内燃機関１０のクランキングは、燃料カット制御とともに実行されるものであり、燃料噴射を伴わないクランキングである。
【００３９】
時刻ｔ３において、ガス濃度センサ５からの信号に基づいて算出されるＥＧＲ率が限界ＥＧＲ率Ｒｃ以下になると、内燃機関１０を燃料カット制御から通常制御へ復帰させる。すなわち、ハイブリッドシステム１に対する全要求出力を、予め運転条件に応じて定められる分配比率によって内燃機関１０及び電動モータ３３に分配し、当該分配された出力を発生可能なように、内燃機関１０における燃料噴射制御及び電動モータ３３における電力供給制御が行われる。
【００４０】
図５は、上記説明した本実施例の制御を実行するためのルーチンを表すフローチャートである。このルーチンは、内燃機関１０の燃料カット制御中に実行される。
【００４１】
ステップＳ１０１において、ＥＣＵ６０は、内燃機関１０を通常制御に復帰させるべき条件が成立したか否かを判定する。例えば、加速要求があった時にこの条件が成立する。ステップＳ１０１において肯定判定された場合、ＥＣＵ６０はステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０１において否定判定された場合、ＥＣＵ６０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００４２】
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ６０は、ガス濃度センサ５からの信号に基づいて吸気マニホールド１１内ガスのＥＧＲ率を算出し、当該算出されたＥＧＲ率Ｒが限界ＥＧＲ率Ｒｃより高いか否かを判定する。ステップＳ１０２において肯定判定された場合（Ｒ＞Ｒｃ）、ＥＣＵ６０はステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０２において否定判定された場合（Ｒ≦Ｒｃ）、ＥＣＵ６０はステップＳ１０４に進む。
【００４３】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ６０は、内燃機関１０に対する燃料カット制御を継続するとともに、内燃機関１０に分配された要求出力を電動モータ３３により発生すべく電動モータ３３への電力供給制御を行う。また、電動モータ３３による内燃機関１０のクランキングを開始する。
【００４４】
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ６０は、内燃機関１０を通常制御に復帰させる。すなわち、内燃機関１０に分配された要求出力を内燃機関１０により発生すべく燃料噴射を行うとともに、電動モータ３３に分配された要求出力を電動モータ３３により発生すべく電力供給制御を行う。
【００４５】
なお、上記の例では、再加速要求があった時刻ｔ２において吸気マニホールド１１内ガスのＥＧＲ率が限界ＥＧＲ率Ｒｃより高い場合について行われる制御について説明したが、減速状態における内燃機関１０の慣性回転によって十分に吸気系領域内の残留ガスが掃気された時に、再加速要求があった場合には、その時の吸気マニホールド１１内ガスのＥＧＲ率が限界ＥＧＲ率以下となっている場合も考えられる。そのような場合は、本実施例にかかる内燃機関１０の通常制御への復帰を遅延させる制御を行わずに、即座に内燃期間１０の通常制御への復帰を実行するようにしても良い。また、内燃機関１０の通常制御への復帰の遅延期間中に電動モータ３３により内燃機関１０の燃料カットクランキングを行うことは、必須ではない。
【００４６】
図６は、上記説明した本実施例の制御を、内燃機関１０の停止を伴う車両停止状態からの加速時に適用した場合の、車速、要求出力、及び吸気マニホールド１１内ガスのＥＧＲ率の時間変化の一例を示したタイムチャートである。図６（ａ）は本実施例のハイブリッドシステム１を動力源として搭載した車両の車速を表し、図６（ｂ）はハイブリッドシステム１に対する要求出力を表し、図６（ｃ）はガス濃度センサ５からの信号に基づいてＥＣＵ６０により算出される吸気マニホールド１１内ガスのＥＧＲ率を表す。
【００４７】
時刻ｔ１以前には、車両は停止状態であり、この時内燃機関１０に対しては燃料カット制御が実行され、内燃機関１０は停止しており、アイドリングストップ制御が行われている。図６に示す例では、このアイドリングストップ状態において吸気系領域内に高濃度のＥＧＲガスが残留している場合を想定している。例えば、当該アイドリングストップ状態が開始される直前において大量のＥＧＲガスを導入する制御が行われていた場合等にこのような状況が想定できる。
【００４８】
時刻ｔ１において、再加速要求がなされる。これにより燃料カット制御から通常制御へ復帰すべき条件が成立することになる。この時、ガス濃度センサ５からの信号に基づいて吸気マニホールド１１内ガスのＥＧＲ率が算出され、当該算出されたＥＧＲ率と限界ＥＧＲ率との比較が行われる。図６に示す例では、時刻ｔ１において吸気マニホールド１１内ガスのＥＧＲ率が限界ＥＧＲ率Ｒｃより高いので、内燃機関１０の通常制御への復帰は行われず、燃料カット制御が継続されるとともに、この時のハイブリッドシステム１に対する全要求出力を電動モータ３３に分配し、電動モータ３３により要求出力を発生させるべく電動モータ３３の制御が行われる。さらに、電動モータ３３により内燃機関１０のクランキングを行うように電動モータ３３の制御が行われ、これにより吸気系領域内のガスの掃気が促進されるので、時刻ｔ１以降、吸気マニホールド１１内ガスのＥＧＲ率が徐々に低下していく。この時の内燃機関１０のクランキングは、燃料カット制御とともに実行されるものであり、燃料噴射を伴わないクランキングである。
【００４９】
時刻ｔ２において、ガス濃度センサ５からの信号に基づいて算出されるＥＧＲ率が限界ＥＧＲ率Ｒｃ以下になると、内燃機関１０を燃料カット制御から通常制御へ復帰させる。すなわち、ハイブリッドシステム１に対する全要求出力を、予め運転条件に応じて定められる分配比率によって内燃機関１０及び電動モータ３３に分配し、当該分配された出力を発生可能なように、内燃機関１０における燃料噴射制御及び電動モータ３３における電力供給制御が行われる。
【００５０】
図７は、上記説明した本実施例の制御を実行するためのルーチンを表すフローチャートである。このルーチンは、アイドリングストップ状態において実行される。
【００５１】
ステップＳ２０１において、ＥＣＵ６０は、内燃機関１０を通常制御に復帰させるべき条件が成立したか否かを判定する。例えば、加速要求があった時にこの条件が成立する。
ステップＳ２０１において肯定判定された場合、ＥＣＵ６０はステップＳ２０２に進む。ステップＳ２０１において否定判定された場合、ＥＣＵ６０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００５２】
ステップＳ２０２において、ＥＣＵ６０は、ガス濃度センサ５からの信号に基づいて吸気マニホールド１１内ガスのＥＧＲ率を算出し、当該算出されたＥＧＲ率Ｒが限界ＥＧＲ率Ｒｃより高いか否かを判定する。ステップＳ２０２において肯定判定された場合（Ｒ＞Ｒｃ）、ＥＣＵ６０はステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０２において否定判定された場合（Ｒ≦Ｒｃ）、ＥＣＵ６０はステップＳ２０４に進む。
【００５３】
ステップＳ２０３において、ＥＣＵ６０は、内燃機関１０に対する燃料カット制御を継続するとともに、内燃機関１０に分配された要求出力を電動モータ３３により発生すべく電動モータ３３への電力供給制御を行う。また、電動モータ３３による内燃機関１０のクランキングを開始する。
【００５４】
ステップＳ２０４において、ＥＣＵ６０は、内燃機関１０を通常制御に復帰させる。すなわち、内燃機関１０に分配された要求出力を内燃機関１０により発生すべく燃料噴射を行うとともに、電動モータ３３に分配された要求出力を電動モータ３３により発生すべく電力供給制御を行う。
【００５５】
上記実施例において、ＥＧＲ通路３、ＥＧＲ弁４、及びＥＧＲ弁４を制御するＥＣＵ６０が、本発明におけるＥＧＲ装置に相当する。また、ステップＳ１０２及びステップＳ２０２の判定を行うＥＣＵ６０が、本発明における判定手段に相当する。また、ステップＳ１０２の判定結果に従ってステップＳ１０３の内燃機関１０の通常制御への復帰の遅延を行うＥＣＵ６０、ステップＳ２０２の判定結果に従ってステップＳ２０３の内燃機関１０の通常制御への復帰の遅延を行うＥＣＵ６０が、本発明における制御手段に相当する。
【００５６】
なお、上記実施例には本発明の範囲内で種々の変更を加え得る。例えば、内燃機関に吸入されるガスのＥＧＲ率が限界ＥＧＲ率以下であるか否かの判定を、上記実施例とは異なる方法によって行うこともできる。例えば、図８に示すように、内燃機関１０が通常制御状態から燃料カット制御状態へ移行した後の、吸気マニホールド１１内ガスのＥＧＲ率は、燃料カット制御開始直前における内燃機関１０の運転条件（例えば、回転数、負荷、吸入空気量、燃料噴射量、目標ＥＧＲ率、排気中の二酸化炭素濃度等）と、燃料カット制御が開始されてからの経過時間と、に基づいて求めることができる。このような燃料カット制御開始直前の運転条件及び燃料カット制御開始からの経過時間と、吸気マニホールド１１内ガスのＥＧＲ率との関係を予め求めておき、内燃機関１０を燃料カット制御から通常制御へ復帰させるべき条件が成立した時の燃料カット制御開始からの経過時間に基づいて、当該条件成立時の吸気マニホールド１１内ガスのＥＧＲ率を推定するようにしても良い。また、上記実施例におけるＥＧＲ通路を、タービン１４ｂ又は排気浄化触媒２０より下流の排気通路１９とコンプレッサ１４ａより上流の吸気通路１３とを接続する通路としても良い。また、限界ＥＧＲ率として、ある予め求められた定数を用いても良いし、燃料カット制御から通常制御への復帰条件が成立した時の運転条件に応じた可変値としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本実施例におけるハイブリッドシステムの概略構成を示す図である。
【図２】吸気ガスのＥＧＲ率とトルク変動との関係を内燃機関の運転状態別に示した図である。
【図３】内燃機関の運転条件毎に定められるＥＧＲ率の目標値を示した図である。
【図４】内燃機関が高負荷運転状態から減速状態となり再加速する場合に本実施例の内燃機関の通常制御への復帰を遅延させる制御を適用したときの車速、要求出力及び吸気マニホールド内ガスのＥＧＲ率の時間変化の一例を示す図である。
【図５】内燃機関が高負荷運転状態から減速状態となり再加速する場合に本実施例の内燃機関の通常制御への復帰を遅延させる制御を適用したときの制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】アイドリングストップ状態から再加速する場合に本実施例の内燃機関の通常制御への復帰を遅延させる制御を適用したときの車速、要求出力及び吸気マニホールド内ガスのＥＧＲ率の時間変化の一例を示す図である。
【図７】アイドリングストップ状態から再加速する場合に本実施例の内燃機関の通常制御への復帰を遅延させる制御を適用したときの制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】内燃機関が通常制御状態から燃料カット制御へ移行した場合の、吸気マニホールド内ガスのＥＧＲ率の時間変化の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１     ハイブリッドシステム
２     気筒
３     ＥＧＲ通路
４     ＥＧＲ弁
５     ガス濃度センサ
６     燃料噴射弁
１０   内燃機関
１１   吸気マニホールド
１３   吸気通路
１４   ターボチャージャ
１４ａ コンプレッサ
１４ｂ タービン
１５   インタークーラ
１８   排気マニホールド
１９   排気通路
２０   排気浄化触媒
２１   アクセルポジションセンサ
２２   車速センサ
２３   クランクポジションセンサ
３０   トランスアクスル
３１   動力分割機構
３２   減速機
３３   電動モータ
３４   ジェネレータ
３５   パワー制御ユニット
４０   インバータ
５０   バッテリ
５１   ＳＯＣセンサ
６０   ＥＣＵ
【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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