(57)【要約】【課題】例えば内燃機関の稼働に備えて触媒の活性状態を好適に維持し、それに要する消費電力を抑制し、更にパージ処理の機会も確保する。【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関での燃焼に伴い排出される排気ガスを浄化するために排気管の管路に設けられた触媒を、通電量に応じて加熱する加熱手段と、燃料を貯蔵する燃料タンクでの蒸発燃料を、該蒸発燃料を吸着するキャニスタから排気管の触媒よりも上流側へと、パージガスとして導入する排気パージ手段と、排気パージ手段によるパージガスの導入量を調整する調整手段と、触媒の温度を特定する温度特定手段とを備える。この制御装置は更に、少なくとも特定される触媒の温度、及び当該ハイブリッド車両の走行状態に基づいて、加熱手段への通電量、及び調整手段の駆動状態を制御する制御手段とを備える。【選択図】図２
2009083541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼させることで動力を発生させる内燃機関と、該発生させられる動力の少なくとも一部により発電を行うとともに該発電により得られる電力をバッテリに充電する発電機と、前記バッテリから放電される放電電力に応じた動力を出力する電動機とを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記内燃機関での燃焼に伴い排出される排気ガスを浄化するために排気管の管路に設けられた触媒を、当該加熱手段への通電量に応じて加熱する加熱手段と、
前記燃料を貯蔵する燃料タンクでの蒸発燃料を、該蒸発燃料を吸着するキャニスタから前記排気管の前記触媒よりも上流側へと、パージガスとして導入する排気パージ手段と、
前記排気パージ手段によるパージガスの導入量を調整する調整手段と、
前記触媒の温度を特定する温度特定手段と、
少なくとも前記特定される触媒の温度、及び当該ハイブリッド車両の走行状態に基づいて、前記加熱手段への通電量、及び前記調整手段の駆動状態を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車両の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記内燃機関の起動要求前に前記加熱手段に通電し、
前記特定される触媒の温度が所定の活性温度を上回る場合には、前記加熱手段への通電を停止するとともに、前記パージガスを前記排気管に導入するように、前記調整手段を駆動させる
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記パージガス中の前記蒸発燃料の濃度を特定する濃度特定手段を更に備え、
前記制御手段は、前記特定される前記蒸発燃料の濃度が所定濃度閾値を下回る場合には、前記調整手段の駆動を停止する
ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記加熱手段への通電を停止後から前記内燃機関の起動要求までの間、前記特定される触媒の温度が所定の活性温度を維持するように、前記調整手段の駆動状態を制御する
ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記加熱手段への通電を停止後、前記特定される触媒の温度が前記所定の活性温度を下回る場合に、前記加熱手段への通電を再開する
ことを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
前記排気パージ手段により導入されるパージガスに大気を混合させる大気導入手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
前記ハイブリッド車両は、前記バッテリの充電残量が十分であっても高負荷要求に応じて前記内燃機関を起動させる
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の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、排気ガス浄化用の触媒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】
この種の触媒は、適当な活性温度に加熱された活性状態において、排気ガスに対する浄化能力を発揮する。ここで、ハイブリッド車両では、電動機のみが車両の駆動源として用いられる場合もあり、内燃機関の稼働時間が比較的短い。内燃機関が非稼働中の場合には触媒温度が低下し易い。その一方で、内燃機関の稼働時期は予測不能なことも多々ある。そうすると、エミッション特性を確保するには、内燃機関が非稼働中であっても、予め触媒を活性状態に維持しておくこと、すなわちプレヒートを行うことが好ましい。
【０００３】
特許文献１の明細書段落００１６には、ハイブリッド車両において、モータによる走行中に、キャニスタに蓄えた蒸発燃料が所定量に達すると、蒸発燃料を取り出して内燃機関とは別に設けられた燃焼手段で燃焼させて、その燃焼熱で触媒を活性化する技術が提案されている。しかし、この構成では、燃焼手段により蒸発燃料を適宜燃焼させて、キャニスタ内に蓄える蒸発燃料を適量に制御することを主たる課題としており、触媒温度をいかに調整するかについての具体的な内容は殆ど開示されていない。それゆえ、触媒温度を必ずしも活性温度まで昇温させることができるとは限らない。特に内燃機関始動時には触媒温度が低く、触媒が非活性状態のままである可能性がある。加えて、燃焼手段は内燃機関とは別に設けられているため、構造が複雑になりかねない。
【０００４】
特許文献２の明細書段落００４５には、内燃機関の始動後、通電加熱式触媒により触媒温度を早期に活性温度まで上昇させ、排気ガス中のＨＣ及び燃料タンクからの蒸散ガス中のＨＣを効率良く浄化させる技術が提案されている。しかし、単に通電加熱式触媒による加熱のみでは、電量消費上好ましくない。
【０００５】
特許文献３の明細書段落００３７には、フューエルカットの実行中は、触媒が非活性状態に移行しない範囲で、かつ、キャニスタの内圧が不当に高圧とならない範囲で、蒸発燃料の排気パージを実行する技術が開示されている。この際、活性状態特性値に基づいて触媒が非活性状態に移行すると予測される場合には、排気パージの実行を禁止するので、排気パージの実行に伴ってエミッション特性が悪化するのを防止するという。しかし、触媒が、通電加熱式触媒のように触媒を任意のタイミングで活性状態へと移行可能な場合は想定されていない。そうすると、排気パージを必要以上に禁止してしまう虞があり、パージ処理が不足気味なハイブリッド車両にとっては好ましくない。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６―１７７３２３号公報
【特許文献２】特開平１０−１２１９４９号公報
【特許文献３】特開２００４−７６６７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みてなされたものであって、ハイブリッド車両の内燃機関の稼働に備えて予め触媒を活性状態に維持可能であり、かつ、それに要する消費電力を抑制し、更にパージ処理の機会も確保可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、燃料を燃焼させることで動力を発生させる内燃機関と、該発生させられる動力の少なくとも一部により発電を行うとともに該発電により得られる電力をバッテリに充電する発電機と、前記バッテリから放電される放電電力に応じた動力を出力する電動機とを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、前記内燃機関での燃焼に伴い排出される排気ガスを浄化するために排気管の管路に設けられた触媒を、当該加熱手段への通電量に応じて加熱する加熱手段と、前記燃料を貯蔵する燃料タンクでの蒸発燃料を、該蒸発燃料を吸着するキャニスタから前記排気管の前記触媒よりも上流側へと、パージガスとして導入する排気パージ手段と、前記排気パージ手段によるパージガスの導入量を調整する調整手段と、前記触媒の温度を特定する温度特定手段と、少なくとも前記特定される触媒の温度、及び当該ハイブリッド車両の走行状態に基づいて、前記加熱手段への通電量、及び前記調整手段の駆動状態を制御する制御手段とを備える。
【０００９】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、先ず、プレヒートを行うことが好ましいハイブリッド車両において、加熱手段によって、排気管の管路に設けられた触媒を適宜加熱して活性化できる。この際、特定される触媒の温度、及び内燃機関の稼働状況に少なくとも基づいて、制御手段が加熱手段への通電量、及び調整手段の駆動状態を制御するので、内燃機関が非稼働中であっても、加熱手段に常に通電する必要はない。例えば、触媒の温度が活性温度（すなわち、触媒が活性化されて排気ガス浄化能力を好適に発揮できる温度そのもの、またはその温度に若干のマージンをもたせた温度）を上回る場合に、パージガスを触媒に導入させれば、触媒内で蒸発燃料が燃焼するので、加熱手段への通電を停止しても触媒の温度維持が図られる。この際に燃焼する蒸発燃料は必ずしも無駄になるわけではない。蒸発燃料を吸着するキャニスタには吸着量の限界にかんがみれば、むしろこのようなパージ処理によって適度に燃焼させる必要がある。したがって、触媒を活性状態に維持しつつ、それに要する消費電力を抑制できるうえ、パージ処理の機会も好適に確保可能であり、実用上非常に便利である。
【００１０】
より詳しくは、制御対象であるハイブリッド車両は、内燃機関と、発電機と、電動機とを備える。内燃機関は、ガソリンあるいはアルコール燃料等のような燃料を燃焼させることで動力を発生させる。発電機は、例えば回生ブレーキ等を利用して、内燃機関によって発生させられる動力の少なくとも一部により発電を行い、発電により得られる電力をバッテリに充電する。電動機は、いわゆるモータであり、バッテリから放電される放電電力に応じた動力を出力する。
【００１１】
加熱手段は、例えば通電加熱式（Electrical Heating：ＥＨ）あるいは誘導加熱式（Induction Heating：ＩＨ）等のような方式により、排気管の管路に設けられた触媒を、当該加熱手段への通電量に応じて加熱する。この触媒は、例えば三元触媒であり、その排気ガス浄化能力は温度によって左右される。それゆえ、加熱手段は、最低でも触媒の活性温度（例えば３５０℃）以上に触媒を加熱可能であることが望ましい。なお、「通電量に応じて加熱する」とは、加熱手段に対する通電量と加熱量とが例えば正の相関のように、所定の関係を有しており、後述のように制御手段によって加熱量を少なくとも２段階で制御可能な構成であることを意味する。
【００１２】
排気パージ手段は、例えば内燃機関の燃料タンクでの蒸発燃料を吸着するキャニスタと、排気管の触媒よりも上流側とを連通する管状部材からなり、蒸発燃料を排気管の触媒よりも上流側へと、パージガスとして導入する。なお、「排気管の触媒よりも上流側」とは、排気管に導入されるパージガスが触媒を通過して車外に排出される構成を採る趣旨である。また、排気パージ手段に加えて、吸気管にもパージガスを導入する吸気パージ手段を更に備えてもよい。
【００１３】
調整手段は、例えば排気パージ手段の管路に備えられたタービンポンプであり、排気パージ手段によるパージガスの導入量を調整する。例えば、調整手段が駆動している場合には排気パージ手段によってパージガスが導入され、調整手段が駆動していない（つまり、停止している）場合には排気パージ手段によってはパージガスが導入されない。あるいは、調整手段が駆動している場合、その駆動力に応じて排気パージ手段によるパージガスの導入量が少なくとも２段階で調整される。
【００１４】
制御手段は、例えば電子制御装置（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）であり、少なくとも上述のように特定される触媒の温度、及びハイブリッド車両の走行状態に基づいて、加熱手段への通電量、及び調整手段の駆動状態を制御する。ここで、「ハイブリッド車両の走行状態」とは、ハイブリッド車両に対して運転者から始動要求がなされているか否か、あるいは走行中か否か、あるいは内燃機関及び電動機の各々が稼働しているか否かといった状態を示す。特に、ハイブリッド車両に対して運転者から始動要求があった場合、当初は内燃機関が停止していても、いずれ内燃機関が稼働するので、それに備えてプレヒートが必要となる。そこで、制御手段は、上述のように特定される触媒の温度のみならず、ハイブリッド車両の走行状態を監視し、必要に応じて触媒の活性状態を維持するように、加熱手段への通電量、及び調整手段の駆動状態を制御するのである。その結果、加熱手段により触媒が加熱され、これに加えて又は代えて、触媒にパージガスが導入される。
【００１５】
したがって、触媒を活性状態に維持しつつ、それに要する消費電力を抑制できるうえ、パージ処理の機会も好適に確保可能であり、実用上非常に便利である。
【００１６】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の一態様では、前記制御手段は、前記内燃機関の起動要求前に前記加熱手段に通電し、前記特定される触媒の温度が所定の活性温度を上回る場合には、前記加熱手段への通電を停止するとともに、前記パージガスを前記排気管に導入するように、前記調整手段を駆動させる。
【００１７】
この態様によると、制御手段は、先ず内燃機関の起動要求前に加熱手段に通電する。その後、特定される触媒の温度が所定の活性温度（すなわち、触媒が活性化されて排気ガス浄化能力を好適に発揮できる温度、又は該温度に若干のマージンを設けた温度）を上回る場合には、プレヒートを十分に行ったとして、加熱手段への通電を停止する。ここで「活性温度を上回る」には、「活性温度以上」又は「活性温度よりも高い」という意味が含まれる。そして、通電の停止と同時に又は相前後して、制御手段は、パージガスを排気管に導入するように、調整手段を駆動させる。したがって、通電を停止しても、触媒内でパージガスが燃焼することにより、触媒の温度を好適に維持できる。なお、触媒の温度が蒸発燃料の燃焼温度を超えていれば、活性温度を超えていなくとも、パージガスを導入してもよい。
【００１８】
この態様では、前記パージガス中の前記蒸発燃料の濃度を特定する濃度特定手段を更に備え、前記制御手段は、前記特定される前記蒸発燃料の濃度が所定濃度閾値を下回る場合には、前記調整手段の駆動を停止するようにしてもよい。
【００１９】
この態様によると、濃度特定手段は、例えば排気パージ手段にあるいはキャニスタに設けられた空燃比センサであり、パージガス中の蒸発燃料の濃度（例えば、体積濃度あるいは炭化水素濃度等）を特定する。こうして特定される蒸発燃料の濃度が所定濃度閾値（すなわち、パージガスを触媒に導入した場合に燃焼して触媒温度の維持に貢献しうる蒸発燃料の濃度の下限値として実験、模擬実験、又は経験によって予め定められる値）を下回る場合には、パージ処理が完了しているとして、制御手段は調整手段の駆動を停止する。したがって、触媒温度の低下を招きかねないパージガスを触媒に導入させることを回避できる。
【００２０】
あるいは、この態様では、前記制御手段は、前記加熱手段への通電を停止後から前記内燃機関の起動要求までの間、前記特定される触媒の温度が所定の活性温度を維持するように、前記調整手段の駆動状態を制御するようにしてもよい。
【００２１】
この態様によると、加熱手段への通電を停止した後でも、次に内燃機関の起動要求があるときには、触媒が活性化していることが望まれる。その一方で、内燃機関の起動要求がいつあるかは予測し難い。かといって、加熱手段へ通電し続けるのは、消費電力上好ましくない。そこで、加熱手段への通電を停止後から内燃機関の起動要求までの間、制御手段は、特定される触媒の温度が所定の活性温度を維持するように、調整手段の駆動状態を制御する。すなわち、制御手段はこの間、触媒の温度に基づいてフィードバック的に調整手段の駆動状態を制御する。例えば、触媒の温度がある程度上昇したら調整手段の駆動を停止し、その後、触媒の温度が低下してきたら再び調整手段を駆動する。したがって、加熱手段による消費電力を抑えつつも、次に内燃機関の起動要求に備えて、触媒を活性化状態に維持できる。
【００２２】
このように制御される態様では、前記制御手段は、前記加熱手段への通電を停止後、前記特定される触媒の温度が前記所定の活性温度を下回る場合に、前記加熱手段への通電を再開するようにしてもよい。
【００２３】
この態様によると、加熱手段への通電を停止後、特定される触媒の温度が所定の活性温度を下回る場合には、次に内燃機関の起動要求に備えて早急に触媒の温度を上昇させる必要がある。しかし、調整手段の駆動状態を制御するだけでは、触媒の温度を上昇させるのに比較的時間を要する。特に、触媒の温度が蒸発燃料の燃焼温度を下回ってしまうと、調整手段の駆動状態を制御するだけでは、触媒の温度を上昇させることができない。そこで、かかる場合、制御手段は、加熱手段への通電を再開する。したがって、触媒の温度を早急に活性温度にまで回復できる。
【００２４】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記排気パージ手段により導入されるパージガスに大気を混合させる大気導入手段を更に備えてもよい。
【００２５】
この態様によると、排気パージ手段により導入されるパージガス中の蒸発燃料濃度が触媒で処理しきれない程に高すぎる場合には、大気と連通している大気導入手段によって、所定量の大気をパージガスに混合させる。したがって、排気エミッションの悪化を回避できる。
【００２６】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記ハイブリッド車両は、前記バッテリの充電残量が十分であっても高負荷要求に応じて前記内燃機関を起動させるようにしてもよい。
【００２７】
この態様によると、制御対象のハイブリッド車両は、いわゆるBlendedタイプのプラグインハイブリッド車両であり、バッテリの充電残量が十分であっても高負荷要求に応じて内燃機関を起動させる。そうすると、内燃機関の起動要求がいつあるかは一段と予測し難い。したがって、上述した各種態様の利点が、一段と際立つことになる。
【００２８】
本発明の作用及び他の利得は、次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、発明を実施するための最良の形態として本発明の一実施形態を、図面に基いて詳細に説明する。
【００３０】
先ず、図１を参照して、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両１の概略構成について説明する。ここで、図１は本発明の実施形態に係るハイブリッド車両１を示す模式的な上面図である。
【００３１】
図１において、ハイブリッド車両１は、例えばバッテリ残量が十分でも高負荷要求の場合には内燃機関を起動するBlendedタイプのプラグイン式のハイブリッド車両である。このハイブリッド車両１は、前輪２０Ｒ，２０Ｌと、後輪２２Ｒ，２２Ｌと、内燃機関４０と、プラネタリギヤＰＧと、デファレンシャルギヤＤＧと、ギヤ４，６とを含む。ハイブリッド車両１は、更に、バッテリＢと、バッテリＢの出力する直流電力を昇圧する昇圧ユニット２０と、昇圧ユニット２０との間で直流電力を授受するインバータ１４とを含む。ハイブリッド車両１は、更に、プラネタリギヤＰＧを介して内燃機関４０の動力を受けて発電を行うモータージェネレータＭＧ１と、回転軸がプラネタリギヤＰＧに接続されるモータージェネレータＭＧ２とを含む。以下、各部位の具体的な構成について説明を加える。
【００３２】
プラネタリギヤＰＧは、サンギヤと、リングギヤと、サンギヤ及びリングギヤの両方に噛み合うピニオンギヤと、ピニオンギヤをサンギヤの周りに回転可能に支持するプラネタリキャリヤとを含む。プラネタリギヤＰＧは、第１〜第３の回転軸を有する。第１の回転軸は、内燃機関４０に接続されるプラネタリキャリヤの回転軸である。第２の回転軸は、モータージェネレータＭＧ１に接続されるサンギヤの回転軸である。第３の回転軸は、モータージェネレータＭＧ２に接続されるリングギヤの回転軸である。この第３の回転軸には、ギヤ４が取り付けられ、ギヤ４は、ギヤ６を駆動することにより、デファレンシャルギヤＤＧに機械的動力を伝達する。デファレンシャルギヤＤＧは、ギヤ６から受ける機械的動力を前輪２０Ｒ，２０Ｌに伝達するとともに、ギヤ６，４を介して前輪２０Ｒ，２０Ｌの回転力をプラネタリギヤＰＧの第３の回転軸に伝達する。プラネタリギヤＰＧは、内燃機関４０とモータージェネレータＭＧ１，ＭＧ２との間で動力を分割する役割を果たす。すなわち、プラネタリギヤＰＧは、３つの回転軸のうち２つの回転軸の回転に応じて残る１つの回転軸の回転を決定する。したがって、内燃機関４０を比較的効率のよい領域で動作させつつ、モータージェネレータＭＧ１の発電量を制御してモータージェネレータＭＧ２を駆動させることにより車速の制御を行い、全体としてエネルギ効率のよい自動車を実現している。
【００３３】
バッテリＢは、例えばニッケル水素又はリチウムイオンなどの二次電池からなり、直流電力を昇圧ユニット２０に供給するとともに、昇圧ユニット２０からの直流電力によって充電される。昇圧ユニット２０は、バッテリＢからの直流電力を昇圧し、昇圧された直流電力をインバータ１４に供給する。また、バッテリＢは、組電池として、直列に接続された複数の電池ユニットＢ０〜Ｂｎを含む。昇圧ユニット２０とバッテリＢとの間には、システムメインリレーＳＲ１，ＳＲ２が設けられ、車両非運転時には高電圧が遮断される。
【００３４】
インバータ１４は、内燃機関４０の始動時には、供給された直流電力を交流電力に変換して、モータージェネレータＭＧ１を駆動制御する。インバータ１４は、内燃機関４０の始動後には、モータージェネレータＭＧ１が発電した交流電力を直流電力に変換する。この直流電力の電圧を昇圧ユニット２０が適切な電圧に変換してバッテリＢを充電する。インバータ１４は、更に、モータージェネレータＭＧ２を駆動制御する。
【００３５】
モータージェネレータＭＧ２は、駆動時には、内燃機関４０を補助して前輪２０Ｒ，２０Ｌを駆動する。一方で、モータージェネレータＭＧ２は、制動時には、回生運転を行い、車輪の回転エネルギを電気エネルギに変換する。得られる電気エネルギは、インバータ１４及び昇圧ユニット２０を経由してバッテリＢに充電される。
【００３６】
ハイブリッド車両１は、更に、運転者からの加速要求指示の入力部でありアクセルペダルの位置を検知するアクセルセンサ９と、バッテリＢに取り付けられる電圧センサ１０と、アクセルセンサ９からのアクセル開度Ａｃｃ及び電圧センサ１０からの電圧ＶＢに応じて内燃機関４０、インバータ１４、及び昇圧ユニット２０を制御する制御装置３０とを含む。電圧センサ１０は、バッテリＢの電圧ＶＢを検知して制御装置３０に送信する。
【００３７】
ハイブリッド車両１は、更に、外部充電装置１００から延びる充電ケーブル１０２の先に設けられたプラグ１０４を接続するためのソケット１６と、プラグ１０４がソケット１６に接続されたことを認識するための結合確認センサ１８と、ソケット１６を経由して外部充電装置１００から交流電力を受ける充電用インバータ１２とを更に含む。充電用インバータ１２は、バッテリＢに接続されており、充電用の直流電力をバッテリＢに対して供給する。なお、結合確認センサ１８は、例えばプラグ側の磁石を検知するものや、プラグ挿入時に押し込まれるボタン式のもの、あるいは通電経路の接続抵抗を検知するものが用いられる。
【００３８】
なお、図１では、プラグイン式のハイブリッド車両１を用いて説明したが、内燃機関が定期に又は不定期に稼働するハイブリッド車両であり、その都度触媒を活性化する必要があればプラグイン式でなくてもよい。
【００３９】
次に、図２を参照して、内燃機関４０のより詳細な構成について説明を加える。ここで、図２は、実施形態に係る内燃機関４０を示す模式的な断面図である。
【００４０】
図２において、吸気管２０６は、シリンダ２０１と外気とを連通しており、内燃機関４０のシリンダ２０１内へと空気を吸入可能に構成されている。吸気管２０６の管路には、吸入空気を浄化するクリーナ、吸入空気の質量流量（即ち、吸入空気量）を検出するエアフローメータ、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ、シリンダ２０１内部への吸入空気量を調節するスロットルバルブ、スロットルバルブの開度を検出するスロットルポジションセンサ、及び運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に基づいてスロットルバルブを駆動するスロットルバルブモータが備わる。更に下流には、吸入空気を貯蔵するとともに複数気筒の各々に分配するサージタンク２０６１、サージタンク２０６１における吸気管圧力を検出する圧力センサ２０６２、及び燃料噴射弁２０７が備わる。燃料噴射弁２０７は、燃料タンク２２３から供給される燃料を、制御装置３０の制御に従って、吸気管２０６内に噴射する。噴射された燃料は、吸気管２０６を介して吸入された空気と混合されて混合気を形成し、該混合気がシリンダ２０１内での燃焼に使用される。
【００４１】
燃料タンク２２３は、給油口３１１から給油される燃料を貯蔵している。この燃料は、内燃機関４０の燃焼に供する。ここで給油される燃料は、例えばガソリン又はアルコール、あるいはその混合燃料である。ポンプ２２５は、この燃料を適宜吸い上げて燃料噴射弁２０７へと供給する。燃料センサ２２４は、貯蔵されている燃料の量を検出するとともに、制御装置３０へと伝達する。
【００４２】
内燃機関４０は、点火プラグ２０２の点火により、シリンダ２０１内で混合気を燃焼させる。このときの爆発力に応じたピストンの往復運動は、コネクションロッドを介してクランクシャフトの回転運動に変換され、この回転運動が車両１の駆動力となる。内燃機関４０の周囲には、冷却水の温度を検出する水温センサ、クランク角を定期的に検出することで内燃機関４０の回転数を検出可能なクランクポジションセンサ等の各種センサが配設されている。各センサの出力は、対応する検出信号として制御装置３０へと供給される。シリンダ２０１内部で燃焼した混合気は排気ガスとなり、吸気弁２０８の開閉に連動して開閉する排気弁２０９を通過して排気管２１０を介して排気される。これらの開閉タイミングは、例えば周知の可変バルブタイミング機構（Variable Valve Timing-intelligent system：ＶＶＴ−ｉ）により構成される可変動弁装置によって調整される。
【００４３】
排気管２１０の管路には、空燃比センサ２２１、及び通電加熱式触媒２２２が備わる。
【００４４】
空燃比センサ２２１は、例えばジルコニア固体電解質などで構成されており、排気管２１０中の排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）を検出するとともに、検出信号を制御装置３０へと供給する。この検出信号に基づいて、空燃比フィードバック補正が行われる。
【００４５】
通電加熱式触媒（Electrical Heated Catalyst：ＥＨＣ）２２２は、例えば白金やロジウムなどの貴金属を活性成分とした三元触媒であり、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）などを除去する機能を有する。加えて、通電加熱式触媒２２２は、その温度を活性温度（例えば３５０℃程度）にまで上昇させるために、制御装置３０と電気的に接続された触媒加熱用の電気ヒータを有する。触媒温度センサ２２２１は、通電加熱式触媒２２２と熱的に接続されており、通電加熱式触媒２２２の温度を検出するとともに、検出結果を制御装置３０へ伝達する。
【００４６】
パージ装置は、キャニスタ２２９、パージ通路２２８、パージ制御弁２２７、及び蒸発燃料濃度センサ２３０を備える。キャニスタ２２９は、内部に活性炭からなる吸着剤を備えており、燃料タンク２２３内で発生する蒸発燃料を吸着する。パージ通路２２８は、燃料タンク２２３、キャニスタ２２９、及び吸気管２０６を連通する。パージ制御弁２２７は、パージ通路２２８のうちキャニスタ２２９よりも下流に備えられており、制御装置３０の制御下で開閉される。このパージ制御弁２２７の開閉によって、キャニスタ２２９内の吸着剤に貯蔵されていた蒸発燃料はパージガスとして、吸気管２０６へ適宜導入される。更に、パージ通路２２８には、パージガス中の蒸発燃料濃度を検出する蒸発燃料濃度センサ２３０が装着されている。なお、蒸発燃料濃度センサ２３０がなくても、公知のように、パージ処理を行ったときに生ずるフィードバック補正係数のずれに基いて蒸発燃料濃度を推定してもよい。
【００４７】
ここで特に、パージガスの少なくとも一部は、吸気管２０６に加えて又は代えて排気管２１０へも導入されるように構成されている。具体的に例えば、パージ通路２２８はキャニスタ２２９の下流で排気パージ通路２３１に分岐している。排気パージ通路２３１は、更に下流の排気パージ通路２３４と連通しており、パージガスの少なくとも一部を排気管２１０に導入可能に構成されている。なお、排気パージ通路２３１は、パージ通路２２８から分岐させず、キャニスタ２２９に直接連通させてもよい。ここで、排気パージ通路２３１から導入されるパージガスが理論空燃比よりも濃い場合に、通電加熱式触媒２２２がそのパージガスを処理しきれないおそれがある。そこで、大気通路２３２は、その一端を大気に解放し、他端を排気パージ通路２３１と連通し、例えば逆止弁を管路に備えて大気をパージガスに混合させることでパージガスの空燃比を薄めることが可能に構成されている。なお、排気パージ通路２３１から導入されるパージガスと、大気通路２３２から導入される大気との混合比を変更するために、大気通路２３２の管路には、混合させる大気量を調整するための電磁開閉弁が設けられてもよい。また、キャニスタパージポンプ２３３は、例えばタービンポンプであり、大気が混合されたパージガスの排気管２１０への導入量を調整する。パージ処理が実行される場合には、キャニスタパージポンプ２３３が駆動され、キャニスタ２２９に吸着された蒸発燃料は、大気通路２３２から導入される大気と共に、排気パージ通路２３４を介して排気管２１０にパージされる。
【００４８】
制御装置３０は、中央処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）、制御プログラムを格納した読み出し専用メモリ（Read Only Memory：ＲＯＭ）及び各種データを格納する随時書き込み読み出しメモリ（Random Access Memory：ＲＡＭ）等を中心とした論理演算回路として構成されている。制御装置３０は、触媒温度センサ２２２１等の各種センサから入力信号を受ける入力ポートと、キャニスタパージポンプ２３３や通電加熱式触媒２２２等の各種アクチュエータに制御信号を送る出力ポートとに、バスを介して接続されている。
【００４９】
上述の如く構成された本実施形態に係るハイブリッド車両１の動作について、図３及び図４を参照して説明する。
【００５０】
図３は、実施形態に係るハイブリッド車両１におけるキャニスタパージポンプの制御フローを示すフローチャートである。
【００５１】
図３において、まずハイブリッド車両１に対して運転者からハイブリッド車両１の始動要求があるか否かが判定される（ステップＳ１）。
【００５２】
ここで、運転者から始動要求がない場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、例えば車庫で停車中の場合には、排気ガスは排出されないので通電加熱式触媒２２２を活性温度にする必要はない。したがって、運転者から始動要求があるまでは以降の処理をスキップする。
【００５３】
他方で、運転者から始動要求がある場合には（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、制御装置３０の制御下で、通電加熱式触媒２２２によるプレヒートを行う、つまり通電加熱式触媒２２２に通電して暖気を行う。その後、触媒温度センサ２２２１によって検出される通電加熱式触媒２２２の温度に基づいて、通電加熱式触媒２２２の暖気が完了したか否かが判定される（ステップＳ２）。具体的には、「通電加熱式触媒２２２の温度＞所定の活性温度」という条件が満たされるか否かが判定される。なお、触媒温度センサ２２２１による通電加熱式触媒２２２の温度検出値に代えて、他の部位の温度センサ等から推定する温度推定値、通電加熱式触媒２２２のプレヒートにおける積算電力、通電時間、あるいは抵抗値と、それらのパラメータに係る所定の閾値（すなわち、通電加熱式触媒２２２の暖気が完了するのに相当する閾値）とを比較することによって上記判定を行ってもよい。
【００５４】
ここで、「通電加熱式触媒２２２の温度＞所定の活性温度」という条件が満たされていないと判定される場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、つまり通電加熱式触媒２２２の暖気が完了していない場合には、通電加熱式触媒２２２によるプレヒートをオンにする（ステップＳ３．２）、つまり引き続き通電加熱式触媒２２２に通電する。
【００５５】
他方で、「通電加熱式触媒２２２の温度＞所定の活性温度」という条件が満たされていると判定される場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、つまり通電加熱式触媒２２２の暖気が完了している場合には、通電加熱式触媒２２２によるプレヒートをオフにする、つまり電加熱式触媒２２２への通電を止める（ステップＳ３．１）。
【００５６】
プレヒートをオフにした後も、制御装置３０は、触媒温度センサ２２２１によって検出される通電加熱式触媒２２２の温度に基づいて、「通電加熱式触媒２２２の温度＜所定の活性温度」という条件が満たされているか否かを定期的に判定する（ステップＳ４）。つまり通電加熱式触媒２２２の温度が低下して、活性温度を下回っていないかを定期的に確認する。なお、ステップＳ４において、通電加熱式触媒２２２の温度が活性温度を下回る前に対策をとるために、上記条件に代えて、「通電加熱式触媒２２２の温度＜所定の活性温度＋微小温度」という条件を判定するようにしてもよい。あるいは、上記条件に代えて、通電加熱式触媒２２２の温度の時間変化に基づいた判定をしてもよい。
【００５７】
ここで、「通電加熱式触媒２２２の温度＜所定の活性温度」という条件が満たされていない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、プレヒートにより上昇した通電加熱式触媒２２２の温度が、所定の活性温度を上回る温度を維持しているので、特に問題はない。
【００５８】
他方で、「通電加熱式触媒２２２の温度＜所定の活性温度」という条件が満たされている場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、プレヒートにより上昇した通電加熱式触媒２２２の温度が低下して、所定の活性温度を下回っているということである。そこで、制御装置３０は、キャニスタパージポンプ２３３を駆動して、キャニスタ２２９に吸着されたパージガスを通電加熱式触媒２２２へと導入する（ステップＳ５）。これにより、パージ処理をしつつ、通電加熱式触媒２２２の暖気性の維持を図る。その結果、通電加熱式触媒２２２の温度が上昇し、「通電加熱式触媒２２２の温度＞所定の活性温度」という条件が満たされているか否かが判定される（ステップＳ６）。なお、ステップＳ６において、通電加熱式触媒２２２の温度が活性温度を大きく上回る前にキャニスタパージポンプ２３３を停止するために、上記条件に代えて、「通電加熱式触媒２２２の温度＜所定の活性温度−微小温度」という条件を判定するようにしてもよい。あるいは、上記条件に代えて、通電加熱式触媒２２２の温度の時間変化に基づいた判定をしてもよい。
【００５９】
ここで、「通電加熱式触媒２２２の温度＞所定の活性温度」という条件が満たされない場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、つまり通電加熱式触媒２２２の温度が所定の活性温度に到達していない場合、次いでキャニスタパージポンプ２３３を駆動し続けてよいか否かを判断するため、パージ処理が完了しているか否かが判定される（ステップＳ７）。パージ処理が完了しているか否かは、蒸発燃料濃度センサ２３による蒸着燃料濃度の検出値又は推定値に基づいて判定される。あるいは、蒸着燃料濃度の初期検出値に基づいて、パージ処理の完了に必要となるパージ量を予め決定しておき、該パージ量分のパージ処理が行われたか否かに基づいて判定される。
【００６０】
ここで、パージ処理はまだ完了していないと判定される場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、通電加熱式触媒２２２の温度を上昇させるための蒸着燃料がキャニスタ２２９に残っていると考えられるので、キャニスタパージポンプ２３３を駆動し続ける。
【００６１】
他方で、パージ処理は完了したと判定される場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、排気パージ通路２３４を介して排気管２１０にパージされるパージガスの蒸着燃料濃度が薄く、逆に通電加熱式触媒２２２の温度を低下させるおそれがある。そこで、制御装置３０は、キャニスタパージポンプ２３３を停止する（ステップＳ８）。
【００６２】
また、パージ処理の結果昇温して「通電加熱式触媒２２２の温度＞所定の活性温度」という条件が満たされる場合には（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、通電加熱式触媒２２２の温度が所定の活性温度に到達しているので、制御装置３０は、キャニスタパージポンプ２３３を停止する（ステップＳ８）。
【００６３】
以上に説明したように、ハイブリッド車両１の動作時において、キャニスタパージポンプ２３３は選択的に駆動させられる。以下、図４のステートチャートを参照して、上記フローチャートのポイントについて説明する。ここで、図４は、実施形態に係るハイブリッド車両１におけるキャニスタパージポンプの制御における状態遷移を示すステートチャートである。
【００６４】
図４において、キャニスタパージポンプ２３３は、停止状態（ＳＴ１）又は駆動状態（ＳＴ２）の何れかの状態にある。以下、その状態間での遷移について詳述する。先ず、ハイブリッド車両１の始動要求直後では、キャニスタパージポンプ２３３は停止している（ＳＴ１）。その後、通電加熱式触媒２２２のプレヒートが行われるが、プレヒートの完了後しばらくすると、通電加熱式触媒２２２の温度が低下してくる。このままでは、活性温度を下回るおそれがあるので、制御装置３０は、キャニスタパージポンプ２３３を駆動させる（ＳＴ２）。これにより、パージガスが、排気パージ通路２３４を介して排気管２１０にパージされ、通電加熱式触媒２２２で燃焼する。この結果、通電加熱式触媒２２２の温度が上昇し、活性温度を上回れば、再びキャニスタパージポンプ２３３を停止させる（ＳＴ１）。
【００６５】
以上説明した実施形態によれば、運転者から始動要求があると、内燃機関４０の稼働に備えて予め通電加熱式触媒２２２を活性状態に維持可能である。この際、通電加熱式触媒２２２への通電による加熱のみならず、キャニスタパージポンプ２３３を選択的に駆動させるので、消費電力を抑制できるほか、パージ処理の機会も確保可能である。
【００６６】
なお、上記実施形態において、ハイブリッド車両１は、本発明に係る「ハイブリッド車両」の一例であり、内燃機関４０は、本発明に係る「内燃機関」の一例であり、モータージェネレータは、本発明に係る「発電機」及び「電動機」の一例であり、通電加熱式触媒２２２は、本発明に係る「触媒」及び「加熱手段」の一例であり、キャニスタ２２９、パージ通路２２８、排気パージ通路２３１及び排気パージ通路２３４は、本発明に係る「排気パージ手段」の一例であり、キャニスタパージポンプ２３３は、本発明に係る「調整手段」の一例であり、触媒温度センサ２２２１は、本発明に係る「温度特定手段」の一例であり、制御装置３０は、本発明に係る「制御手段」の一例であり、蒸発燃料濃度センサ２３０は、本発明に係る「濃度特定手段」の一例であり、大気通路２３２は、本発明に係る「大気導入手段」の一例である。
【００６７】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置も又、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施形態に係るハイブリッド車両１を示す模式的な上面図である。
【図２】実施形態に係る内燃機関４０を示す模式的な断面図である。
【図３】実施形態に係るハイブリッド車両１におけるキャニスタパージポンプの制御フローを示すフローチャートである。
【図４】実施形態に係るハイブリッド車両１におけるキャニスタパージポンプの制御における状態遷移を示すステートチャートである。
【符号の説明】
【００６９】
１…ハイブリッド車両、２０Ｒ，２０Ｌ…前輪、２２Ｒ，２２…後輪、４０…内燃機関、Ｂ…バッテリ、２０…昇圧ユニット、１４…インバータ、ＭＧ１、ＭＧ２…モータージェネレータ、２０６…吸気管、２０１…シリンダ、２０６１…サージタンク、２０６２…圧力センサ、２０７…燃料噴射弁、３０…制御装置、２０２…点火プラグ、２２３…燃料タンク、３１１…給油口、２２４…燃料センサ、２０８…吸気弁、２０９…排気弁、２１０…排気管、２２１…空燃比センサ、２２２…通電加熱式触媒、２２２１…触媒温度センサ、２２９…キャニスタ、２２８…パージ通路、２２７…パージ制御弁、２３０…蒸発燃料濃度センサ、２３１…排気パージ通路、２３２…大気通路、２３３…キャニスタパージポンプ、２３４…排気パージ通路、２２２１…触媒温度センサ
【図１】
2009083541.tif 000003
【図２】
2009083541.tif 000004
【図３】
2009083541.tif 000005
【図４】
2009083541.tif 000006