(57)【要約】【課題】排気ガスを還流する内燃機関と回転電機とを動力源とする車両において、還流弁の異常時の還流ガスの温度上昇を適確に抑制して吸気管周辺部品の過熱による劣化を抑制する。【解決手段】ＥＣＵは、ＥＧＲバルブに開異常が生じると、ＥＧＲクーラの内部を流通するエンジン冷却水の流量を最大化するようにウォータポンプを制御する。ＥＣＵは、ウォータポンプによる冷却水の流量が最大化されている場合（Ｓ２０２にてＹＥＳ）において、エンジン水温がしきい値αを超えた場合（Ｓ２０４にてＹＥＳ）に、エンジン要求パワーを予め定められた上限値に制限し（Ｓ２０６）、エンジン要求パワーに基づいて、目標エンジン回転数を算出し（Ｓ２０８）、目標エンジン回転数になるように、ＭＧ（１）の回転数を制御する（Ｓ２１０）。【選択図】図８
2009079549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と前記内燃機関に接続された回転電機とを動力源とする車両に備えられ、前記内燃機関の排気管と前記内燃機関の吸気管とを連通する還流通路を経由して前記排気管から前記吸気管に還流される還流ガスの冷却制御装置であって、前記車両には、前記還流ガスの流量を調整する還流弁と、前記内燃機関の冷却水が流通し、一部が前記還流通路と当接する冷却水配管と、前記冷却水の流量を調整するポンプ機構とが備えられ、
前記冷却制御装置は、
前記車両の状態に基づいて、前記内燃機関の要求パワーを算出するための手段と、
前記還流弁が目標値よりも大きく開く異常状態であるか否かを判断するための手段と、
前記異常状態である場合は前記異常状態でない場合に比べて、前記冷却水の流量が増加するように、前記ポンプ機構を制御するためのポンプ制御手段と、
前記還流ガスの温度に関する予め定められた条件が満たされた場合は満たされない場合に比べて、前記要求パワーを減少させるための減少手段と、
前記減少手段により前記要求パワーが減少された場合、前記内燃機関で生じる熱量を低減するように、前記内燃機関および前記回転電機の少なくともいずれかを制御するための制御手段とを含む、冷却制御装置。
【請求項２】
前記予め定められた条件は、前記ポンプ制御手段により前記冷却水の流量が増加された場合において、前記冷却水の温度が予め定められた温度より高いという条件である、請求項１に記載の冷却制御装置。
【請求項３】
前記車両には、前記内燃機関、前記回転電機および前記車両の駆動軸に接続された動力分配機構が備えられ、
前記制御手段は、前記分配機構を経由して前記内燃機関の回転数を低下させるように、前記回転電機を制御するための手段を含む、請求項１または２に記載の冷却制御装置。
【請求項４】
前記吸気管内には、前記内燃機関に吸入される空気量を調整するスロットル弁が備えられ、
前記制御手段は、前記空気量を減少させるように、前記スロットル弁を制御するための手段を含む、請求項１または２に記載の冷却制御装置。
【請求項５】
内燃機関と前記内燃機関に接続された回転電機とを動力源とする車両に備えられ、前記内燃機関の排気管と前記内燃機関の吸気管とを連通する還流通路を経由して前記排気管から前記吸気管に還流される還流ガスの冷却制御方法であって、前記車両には、前記還流ガスの流量を調整する還流弁と、前記内燃機関の冷却水が流通し、一部が前記還流通路と当接する冷却水配管と、前記冷却水の流量を調整するポンプ機構とが備えられ、
前記冷却制御方法は、
前記車両の状態に基づいて、前記内燃機関の要求パワーを算出するステップと、
前記還流弁が目標値よりも大きく開く異常状態であるか否かを判断するステップと、
前記異常状態である場合は前記異常状態でない場合に比べて、前記冷却水の流量が増加するように、前記ポンプ機構を制御するポンプ制御ステップと、
前記還流ガスの温度に関する予め定められた条件が満たされた場合は満たされない場合に比べて、前記要求パワーを減少させる減少ステップと、
前記減少ステップにて前記要求パワーが減少された場合、前記内燃機関で生じる熱量を低減するように、前記内燃機関および前記回転電機の少なくともいずれかを制御する制御ステップとを含む、冷却制御方法。
【請求項６】
前記予め定められた条件は、前記ポンプ制御ステップにて前記冷却水の流量が増加された場合において、前記冷却水の温度が予め定められた温度より高いという条件である、請求項５に記載の冷却制御方法。
【請求項７】
前記車両には、前記内燃機関、前記回転電機および前記車両の駆動軸に接続された動力分配機構が備えられ、
前記制御ステップは、前記分配機構を経由して前記内燃機関の回転数を低下させるように、前記回転電機を制御するステップを含む、請求項５または６に記載の冷却制御方法。
【請求項８】
前記吸気管内には、前記内燃機関に吸入される空気量を調整するスロットル弁が備えられ、
前記運転制御ステップは、前記空気量を減少させるように、前記スロットル弁を制御するステップを含む、請求項５または６に記載の冷却制御方法。
【請求項９】
請求項５〜８のいずれかに記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
請求項５〜８のいずれかに記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気管から吸気管に還流される還流ガスの冷却制御に関し、特に、内燃機関の冷却水を利用して還流ガスを冷却する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用エンジン等に備えられる排気ガス還流装置（以下、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置とも記載する）は、排気ガスの一部をエンジンの吸気側に還流させることで、排気ガス中に含まれるＮＯｘを低減させる。ＥＧＲ装置においては、エンジンの排気管と吸気管とを連通する還流通路に設けられる還流弁をエンジンの運転状態に応じて制御することによって、還流ガスの流量が調整される。この還流弁が目標値よりも大きく開いてしまう開故障が発生した場合、正常時よりも大量の排気ガスが循環する。これにより、エンジンの燃焼状態が劣化したり、還流弁を含む吸気管周辺部品が高温の排気ガスによって過熱されて劣化したりするおそれがある。このような問題を解決する技術が、たとえば特開２００７−７６５５１号公報（特許文献１）、特開平９−２５８５２号公報（特許文献２）に開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示された制御装置は、還流弁の開故障時のエンジンの燃焼状態の劣化を抑制する技術を開示する。特許文献１に開示された制御装置は、スロットルバルブと、排気系および吸気系を相互に連通させる管路およびその管路の一部に設けられ、開度に応じた量の排気ガスを排気系から吸気系へ循環させることが可能な循環量制御バルブを備えた排気ガス循環装置とを備える内燃機関を動力源の少なくとも一つとする車両を制御する。この制御装置は、循環量制御バルブが、所定値以上の開度を有する状態で固着している状態として規定される開固着状態であるか否かを判断するための判断手段と、内燃機関に対する要求トルクを特定するための要求トルク特定手段と、循環量制御バルブが開固着状態であると判断された場合において、要求トルクがしきい値以上であるとスロットルバルブが全開開度を含む所定値以上の開度を有する状態で内燃機関を動作させ、要求トルクがしきい値未満であると内燃機関を停止させるための制御手段とを含む。
【０００４】
特許文献１に開示された制御装置によると、要求トルク特定手段によって、内燃機関に対する要求トルクが特定される。循環量制御バルブが開固着状態である場合において、要求トルクがしきい値以上であると、スロットルバルブが全開開度を含む所定値以上の開度を有する状態で内燃機関が動作される。これにより、燃焼状態が良好に維持され得る開度領域にスロットルバルブが制限された状態で内燃機関が動作されるので、燃焼状態の劣化を防止することができる。一方、要求トルクがしきい値未満であると、内燃機関が停止されるので、必然的に燃焼状態の劣化を防止することができる。
【０００５】
特許文献２に開示されたエンジンのフェイルセーフ装置は、還流弁の開故障時の過熱による二次故障を防止する技術を開示する。特許文献２に開示されたフェイルセーフ装置は、排気通路と吸気通路を結ぶ排気還流通路と、排気還流通路を運転状態に応じて開閉する排気還流制御弁とを備えるエンジンにおいて、排気還流制御弁が目標値より大きく開く開故障時を診断するための手段と、開故障時にエンジン回転数が所定値以上になるとエンジンへの燃料噴射を停止するための手段とを含む。
【０００６】
特許文献２に開示されたフェイルセーフ装置によると、排気還流制御弁が開いたままとなって排気還流量が過剰になる開故障時に、エンジン回転数が所定値以上になると、エンジンへの燃料噴射を停止することにより、エンジンに高出力を発生させる運転が行われることを回避する。これにより、高温排気ガスによって排気還流制御弁が過熱されて二次故障を引き起こしたり、エンジン本体の性能を悪化させたりすることを防止できる。
【特許文献１】特開２００７−７６５５１号公報
【特許文献２】特開平９−２５８５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に開示された制御装置においては、循環量制御バルブが開固着状態であっても、要求トルクがしきい値以上であると内燃機関の動作が継続される。特許文献２に開示されたフェイルセーフ装置においては、排気還流制御弁が開故障時であっても、エンジンの回転数が所定値以下であると内燃機関の動作が継続される。これらのように、内燃機関の動作が継続されると、還流弁が目標値よりも大きく開く異常時であるにも関わらず、還流ガスの温度上昇を抑制できず、還流弁を含む吸気管周辺部品が過熱により劣化してしまう場合が考えられる。
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、排気ガスを還流する内燃機関と回転電機とを動力源とする車両において、還流弁の異常時の還流ガスの温度上昇を適確に抑制して、還流弁を含む吸気管周辺部品の過熱による劣化を抑制することができる冷却制御装置、制御方法、その方法を実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明に係る冷却制御装置は、内燃機関と内燃機関に接続された回転電機とを動力源とする車両に備えられ、内燃機関の排気管と内燃機関の吸気管とを連通する還流通路を経由して排気管から吸気管に還流される還流ガスの冷却を制御する。車両には、還流ガスの流量を調整する還流弁と、内燃機関の冷却水が流通し、一部が還流通路と当接する冷却水配管と、冷却水の流量を調整するポンプ機構とが備えられる。冷却制御装置は、車両の状態に基づいて、内燃機関の要求パワーを算出するための手段と、還流弁が目標値よりも大きく開く異常状態であるか否かを判断するための手段と、異常状態である場合は異常状態でない場合に比べて、冷却水の流量が増加するように、ポンプ機構を制御するためのポンプ制御手段と、還流ガスの温度に関する予め定められた条件が満たされた場合は満たされない場合に比べて、要求パワーを減少させるための減少手段と、減少手段により要求パワーが減少された場合、内燃機関で生じる熱量を低減するように、内燃機関および回転電機の少なくともいずれかを制御するための制御手段とを含む。第５の発明に係る制御方法は、第１の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。
【００１０】
第１または５の発明によると、還流弁が目標値よりも大きく開く異常状態であると、ポンプ機構が制御されて、還流通路と当接する冷却水配管を流通する冷却水の流量が増加される。これにより、内燃機関の作動を継続しつつ、還流通路内の還流ガスの冷却効率を向上させることができる。さらに、還流ガスの温度に関する予め定められた条件が満たされると、内燃機関の要求パワーを減少され、減少された要求パワーに基づいて、内燃機関で生じる熱量を低減するように、内燃機関および回転電気の少なくともいずれかが制御される。このようにすると、たとえば、還流弁を含む吸気管周辺部品の温度が許容温度を越えると推測される温度まで還流ガスの温度が上昇した場合に、内燃機関で生じる熱量を低減し、還流ガスの温度を低下させることができる。これらにより、還流弁の異常時において、還流ガスの温度上昇を適確に抑制して、還流弁を含む吸気管周辺部品の過熱による劣化を抑制することができる。その結果、排気ガスを還流する内燃機関と回転電機とを動力源とする車両において、還流弁の異常時の還流ガスの温度上昇を適確に抑制して、還流弁を含む吸気管周辺部品の過熱による劣化を抑制することができる冷却制御装置および制御方法を提供することができる。
【００１１】
第２の発明に係る冷却制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、予め定められた条件は、ポンプ制御手段により冷却水の流量が増加された場合において、冷却水の温度が予め定められた温度より高いという条件である。第６の発明に係る制御方法は、第２の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。
【００１２】
第２または６の発明によると、冷却水の温度が高い場合、還流ガスの冷却効率が低下し、還流ガスの温度が高いと推測される。そこで、ポンプ制御手段により冷却水の流量が増加された場合において、冷却水の温度が予め定められた温度より高い場合に、内燃機関の要求パワーが減少される。このようにすると、還流弁の異常時において、冷却水の温度が低く還流ガスの冷却効率が良好な場合には、要求パワーを減少することなく冷却水の流量増加のみにより還流ガスの温度上昇を抑制することができる。そのため、車両の走行パワーを低下させることなく、吸気管周辺部品の過熱による劣化を抑制することができる。
【００１３】
第３の発明に係る冷却制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、車両には、内燃機関、回転電機および車両の駆動軸に接続された動力分配機構が備えられる。制御手段は、減少手段により要求パワーが減少された場合、分配機構を経由して内燃機関の回転数を低下させるように、回転電機を制御するための手段を含む。第７の発明に係る制御方法は、第３の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。
【００１４】
第３または７の発明によると、要求パワーが減少された場合、回転電機を制御して分配機構を経由して内燃機関の回転数を低下させることにより、内燃機関で生じる熱量を低減して、還流ガスの温度上昇を抑制することができる。
【００１５】
第４の発明に係る冷却制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、吸気管内には、内燃機関に吸入される空気量を調整するスロットル弁が備えられる。運転制御手段は、減少手段により要求パワーが減少された場合、空気量を減少させるように、スロットル弁を制御するための手段を含む。第８の発明に係る制御方法は、第４の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。
【００１６】
第４または８の発明によると、要求パワーが減少された場合、スロットル弁を制御して内燃機関に吸入される空気量が減少させることにより、内燃機関で生じる熱量を低減して、還流ガスの温度上昇を抑制することができる。
【００１７】
第９の発明に係るプログラムにおいては、第５〜８のいずれかの発明に係る制御方法をコンピュータに実行させる。第１０の発明に係る記録媒体は、第５〜８のいずれかの発明に係る制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した媒体である。
【００１８】
第９または１０の発明によると、コンピュータ（汎用でも専用でもよい）を用いて、第５〜８のいずれかの発明に係る制御方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２０】
図１を参照して、本実施の形態に係る制御装置を搭載したハイブリッド車両１０について説明する。なお、本発明が適用できる車両は、図１に示すハイブリッド車両１０に限定されず、他の態様を有するハイブリッド車両であってもよい。
【００２１】
ハイブリッド車両１０は、エンジン１００と、モータジェネレータ３００Ａ，３００Ｂ（ＭＧ（１）３００Ａ、ＭＧ（２）３００Ｂ）とを含む。なお、以下においては、説明の便宜上、ＭＧ（１）３００ＡとＭＧ（２）３００Ｂとを区別することなく説明する場合には、モータジェネレータ３００とも記載する。モータジェネレータ３００がジェネレータとして機能する場合に回生制動が行なわれる。モータジェネレータ３００がジェネレータとして機能するときには、車両の運動エネルギが電気エネルギに変換されて、回生制動力（回生ブレーキ）が発生し、車両が減速される。
【００２２】
ハイブリッド車両１０には、この他に、エンジン１００やモータジェネレータ３００で発生した動力を駆動輪１２に伝達したり、駆動輪１２の駆動をエンジン１００やモータジェネレータ３００に伝達したりする減速機１４と、エンジン１００が発生する動力を出力軸２１２とＭＧ（１）３００Ａとに分配する動力分割機構２００と、モータジェネレータ３００を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ３１０と、走行用バッテリ３１０の直流とモータジェネレータ３００の交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ３３０と、エンジン１００の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ４０６と、ハイブリッド車両１０の状態に応じてモータジェネレータ３００、インバータ３３０および走行用バッテリ３１０の充放電状態等を制御するＭＧ＿ＥＣＵ４０２と、エンジンＥＣＵ４０６およびＭＧ＿ＥＣＵ４０２等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両１０が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ４０４等を含む。
【００２３】
走行用バッテリ３１０とインバータ３３０との間には、昇圧コンバータ３２０が設けられている。走行用バッテリ３１０の定格電圧が、モータジェネレータ３００の定格電圧よりも低いので、走行用バッテリ３１０からモータジェネレータ３００に電力を供給するときには、昇圧コンバータ３２０で電力を昇圧する。
【００２４】
図１においては、各ＥＣＵを別構成しているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい。たとえば、図１に、点線で示すように、ＭＧ＿ＥＣＵ４０２とＨＶ＿ＥＣＵ４０４とを統合したＥＣＵ４００とすることがその一例である。以下の説明においては、ＭＧ＿ＥＣＵ４０２とＨＶ＿ＥＣＵ４０４とを区別することなくＥＣＵ４００と記載する。
【００２５】
ＥＣＵ４００には、エンジンＥＣＵ４０６、車速センサ、アクセル開度センサ、ブレーキストロークセンサ、スロットル開度センサ、ＭＧ（１）回転数センサ、ＭＧ（２）回転数センサ、エンジン回転数センサ、エアフロメータ（いずれも図示せず）、および監視ユニット３４０からの信号が入力されている。
【００２６】
車速センサは、ドライブシャフト１６の回転数から車速Ｖを検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ４００に送信する。
【００２７】
アクセル開度センサは、アクセルペダルの開度（アクセル開度）ＡＣＣを検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ４００に送信する。
【００２８】
ブレーキストロークセンサは、ブレーキペダルのストローク（ブレーキストローク）ＢＳを検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ４００に送信する。
【００２９】
スロットル開度センサは、エンジン１００に吸入される空気量（吸収空気量）ＫＬの調整に用いられるスロットルバルブ（図示せず）の開度（スロットル開度）を検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ４００に送信する。
【００３０】
ＭＧ（１）回転数センサは、ＭＧ（１）３００Ａの回転数ＮＭ（１）を検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ４００に送信する。
【００３１】
ＭＧ（２）回転数センサは、ＭＧ（２）３００Ｂの回転数ＮＭ（２）を検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ４００に送信する。
【００３２】
エンジン回転数センサは、エンジンＥＣＵ４０６に接続され、エンジン１００の出力軸であるクランクシャフト１０２の回転数（エンジン回転数）ＮＥを検出し、検出結果を表わす信号をエンジンＥＣＵ４０６を経由してＥＣＵ４００に送信する。
【００３３】
エアフロメータは、エンジンＥＣＵ４０６に接続され、エアクリーナ（図示せず）から吸気管を経由してエンジン１００の燃焼室に導入される吸入空気量ＫＬを検出し、検出結果を表わす信号をエンジンＥＣＵ４０６を経由してＥＣＵ４００に送信する。
【００３４】
監視ユニット３４０は、走行用バッテリ３１０に接続され、走行用バッテリ３１０の状態を監視する。監視ユニット３４０には、走行用バッテリ３１０に設けられた電圧センサ、電流センサ、温度センサ（いずれも図示せず）から、走行用バッテリ３１０の端子間電圧値、走行用バッテリ３１０の充放電電流値（バッテリ電流値）Ｉ、走行用バッテリ３１０の温度（バッテリ温度）ＴＢなどの情報が入力される。また、監視ユニット３４０は、バッテリ電流値Ｉやバッテリ温度ＴＢなどの情報に基づいて、走行用バッテリ３１０の残存容量を算出する。
【００３５】
ＥＣＵ４００は、エンジンＥＣＵ４０６、車速センサ、アクセル開度センサ、ブレーキストロークセンサ、スロットル開度センサ、ＭＧ（１）回転数センサ、ＭＧ（２）回転数センサ、監視ユニット３４０、エンジン回転数センサ、およびエアフロメータなどから送られてきた信号、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。
【００３６】
図２および図３を参照して、動力分割機構２００についてさらに説明する。動力分割機構２００は、サンギヤ２０２と、ピニオンギヤ２０４と、キャリア２０６と、リングギヤ２０８とを含む遊星歯車から構成される。
【００３７】
ピニオンギヤ２０４は、サンギヤ２０２およびリングギヤ２０８と係合する。キャリア２０６は、ピニオンギヤ２０４が自転可能であるように支持する。サンギヤ２０２はＭＧ（１）３００Ａの回転軸に連結される。キャリア２０６はエンジン１００のクランクシャフト１０２に連結される。リングギヤ２０８は出力軸２１２に連結される。
【００３８】
エンジン１００、ＭＧ（１）３００ＡおよびＭＧ（２）３００Ｂが、遊星歯車からなる動力分割機構２００を経由して連結されることで、エンジン１００、ＭＧ（１）３００ＡおよびＭＧ（２）３００Ｂの回転数は、たとえば、図３に示すように、共線図において直線で結ばれる関係になる（図３は定常運転時の一例である）。
【００３９】
図４および図５を参照して、本実施の形態に係るエンジン１００について説明する。エンジン１００は、吸気管１１０と、排気管１２０と、ＥＧＲパイプ１３０とを含む。
【００４０】
このエンジン１００においては、エアクリーナ（図示せず）から吸入される空気が、吸気管１１０を流通して、エンジン１００の燃焼室に導入される。スロットルバルブ１１４の開度により、吸入空気量ＫＬが調整される。スロットルバルブ１１４の開度は、エンジンＥＣＵ４０６からの信号に基づいて作動するスロットルモータ１１２により制御される。混合気が燃焼した後の排気ガスは、排気管１２０の途中に設けられた、三元触媒コンバータ１２２を通って、大気に排出される。
【００４１】
さらに、エンジン１００には、バキュームセンサ１１８およびエンジン水温センサ１２４が設けられる。バキュームセンサ１１８は、スロットルバルブ１１４よりも下流側の吸気管１１０内の圧力を検出し、検出結果を表わす信号をエンジンＥＣＵ４０６に送信する。エンジン水温センサ１２４は、エンジン１００内に形成されたウォータジャケットを流れる冷却水の温度（エンジン水温）を検出し、検出結果を表わす信号をエンジンＥＣＵ４０６に送信する。なお、バキュームセンサ１１８およびエンジン水温センサ１２４の検出検出結果を表わす信号は、エンジンＥＣＵ４０６を経由してＥＣＵ４００にも送信される。
【００４２】
エンジン１００は、排気管１２０の排気ガスの一部をＥＧＲパイプ１３０を経由して吸気管１１０へ再循環させ、新しい混合気と混ぜて燃焼温度を下げることにより、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制したり、ポンピングロスを抑制したりして燃費向上を図っている。ＥＧＲパイプ１３０は、排気管１２０における三元触媒コンバータ１２２の下流側と、吸気管１１０におけるスロットルバルブ１１４の下流側とを連通する。三元触媒コンバータ１２２を通過した後の排気ガスが、還流ガスとして、ＥＧＲパイプ１３０を吸気管１１０側に流通する。
【００４３】
ＥＧＲバルブ１３２は、ＥＧＲパイプ１３０の途中の内部に設けられる。エンジンＥＣＵ４０６は、エンジンＥＣＵ４０６あるいはＥＣＵ４００からの開指令あるいは閉指令により制御される。これにより、ＥＧＲバルブ１３２の開度が制御され、ＥＧＲパイプ１３０の還流ガスの流量が調整される。
【００４４】
ＥＧＲパイプ１３０の途中には、ＥＧＲパイプ１３０内を流通する高温の還流ガスを冷却するＥＧＲクーラ１３４が設けられる。ＥＧＲクーラ１３４の内部は、ＥＧＲパイプ１３０の外側にエンジン１００の冷却水通路が設けられる二重管構造となっている。ＥＧＲクーラ１３４で還流ガスを冷却することにより、ＥＧＲバルブ１３２や吸気管１１０の過熱による劣化が抑制される。
【００４５】
図５は、エンジン１００の冷却回路の構造を示す。図５に示すように、エンジン１００の冷却回路は、ラジエータ１４０と、エンジン１００内に形成されたウォータジャケット（図示せず）と、ラジエータ１４０とエンジン１００内とを接続する冷却水通路１４２，１４４と、冷却水通路１４２，１４４を連通するバイパス通路１５２と、冷却水通路１４４とバイパス通路１５２との接続部分に設けられ、冷却水の流路を切り換えるサーモスタット１５０と、サーモスタット１５０とエンジン１００との間に設けられるウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）１６０とから構成される。
【００４６】
サーモスタット１５０は、サーモスタット１５０を流通する冷却水の温度に応じて、機械的に作動する切換弁である。サーモスタット１５０は、冷却水の温度が低いと、バイパス通路１５２から冷却水通路１４４のエンジン１００側に冷却水が流通するように内部の弁を切り換える。サーモスタット１５０は、冷却水の温度が高いと、バイパス通路１５２からの冷却水通路１４４への冷却水の流通を遮断するように内部の弁を切り換える。このとき、冷却水は、ラジエータ１４０を経由して冷却水通路１４４に流通する。
【００４７】
このような構成を有するエンジン１００の冷却回路に対して、バイパス通路１５２と並列に冷却水通路１４２，１４４を接続する冷却水通路１４６が設けられる。冷却水通路１４６の一方端は、バイパス通路１５２および冷却水通路１４２の接続位置とエンジン１００との間の冷却水通路１４２に接続される。冷却水通路１４６の他方端は、ウォータポンプ１６０とサーモスタット１５０との間の冷却水通路１４４に接続される。ＥＧＲクーラ１３４は、冷却水通路１４６の途中に設けられる。
【００４８】
ウォータポンプ１６０は、エンジン１００の冷却回路を循環する冷却水の流量を調整する。ウォータポンプ１６０は、エンジンＥＣＵ４０６あるいはＥＣＵ４００からの制御信号により制御される。ウォータポンプ１６０の作動により、冷却水が図５の実線の矢印に示すように循環され、ＥＧＲクーラ１３４の内部を流通する。すなわち、ＥＧＲクーラ１３４は、エンジン１００から流通する冷却水を用いて還流ガスを冷却する。
【００４９】
本実施の形態において、ＥＧＲバルブ１３２が目標値よりも大きく開いてしまう異常（以下、単に開異常とも記載する）が発生した場合、高温の排気ガスに正常時よりも大量に還流されるため、ＥＧＲパイプ１３０、ＥＧＲバルブ１３２、吸気管１１０などの吸気系の部品が過剰に過熱されて劣化してしまうおそれがある。
【００５０】
そこで、本実施の形態に係る冷却制御装置においては、ＥＧＲバルブ１３２が開異常である場合に、エンジン１００の冷却回路を循環する冷却水の流量を増加し、エンジン１００で生じる熱量を低減し、還流ガスの温度を低下させる。
【００５１】
図６を参照して、本実施の形態に係る冷却制御装置の機能ブロック図について説明する。図６に示すように、この冷却制御装置は、異常検出部４１０と、流量算出部４２０と、Ｗ／Ｐ制御部４３０と、エンジン要求パワー算出部４４０と、目標エンジン回転数算出部４５０と、ＭＧ（１）制御部４６０とを含む。
【００５２】
異常検出部４１０は、たとえばバキュームセンサ１１８からのバキューム圧に基づいて、ＥＧＲバルブ１３２に開異常を検出する。
【００５３】
流量算出部４２０は、エンジン回転数ＮＥ、エンジン水温、および異常検出部４１０の検出結果に基づいて、エンジン１００の冷却回路内に流通させる冷却水の要求流量Ａを算出する。Ｗ／Ｐ制御部４３０は、要求流量Ａに応じた制御信号をウォータポンプ１６０に送信する。
【００５４】
エンジン要求パワー算出部４４０は、アクセル開度ＡＣＣ、車速Ｖ、エンジン水温に基づいて、エンジン要求パワーを算出する。目標エンジン回転数算出部４５０は、エンジン要求パワーに基づいて、目標エンジン回転数を算出する。
【００５５】
ＭＧ（１）制御部４６０は、ＭＧ（１）３００Ａの回転数ＭＮ（１）、ＭＧ（２）３００Ｂの回転数ＭＮ（２）、エンジン回転数ＮＥ、および目標エンジン回転数に基づいて、エンジン回転数ＮＥが目標エンジン回転数になるように、ＭＧ（１）３００Ａの回転数を制御する。
【００５６】
このような機能ブロックを有する本実施の形態に係る制御装置は、デジタル回路やアナログ回路の構成を主体としたハードウェアでも、ＥＣＵに含まれるＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリとメモリから読み出されてＣＰＵで実行されるプログラムとを主体としたソフトウェアでも実現することが可能である。一般的に、ハードウェアで実現した場合には動作速度の点で有利で、ソフトウェアで実現した場合には設計変更の点で有利であると言われている。以下においては、ソフトウェアとして制御装置を実現した場合を説明する。なお、このようなプログラムを記録した記録媒体についても本発明の一態様である。
【００５７】
図７を参照して、本実施の形態に係る冷却制御装置を構成するＥＣＵ４００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。
【００５８】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、ＥＣＵ４００は、エンジン１００の冷却回路内に流通させる冷却水の要求流量Ａを算出する。たとえば、ＥＣＵ４００は、エンジン回転数センサからのエンジン回転数ＮＥ、エンジン水温センサ１２４からのエンジン水温に基づいて、要求流量Ａを算出する。
【００５９】
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ４００は、ＥＧＲバルブ１３２に開異常が生じたか否かを判断する。たとえば、ＥＣＵ４００は、ハイブリッド車両１０の減速中においてＥＧＲバルブ１３２に開指令を送信したあとに閉指令を送信し、そのときのバキュームセンサ１１８からのバキューム圧が変化しない場合に、開異常が生じたと判断する。なお、ＥＧＲバルブ１３２に開異常が生じたか否かを判断する方法はこれに限定されない。開異常が生じたと判断されると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。そうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０６に移される。
【００６０】
Ｓ１０４にて、ＥＣＵ４００は、要求流量Ａを最大値に変更する。なお、要求流量Ａを増加するのであれば、必ずしも要求流量Ａを最大値に変更することに限定されない。Ｓ１０６にて、ＥＣＵ４００は、要求流量Ａに応じた制御信号をウォータポンプ１６０に送信する。
【００６１】
図８を参照して、本実施の形態に係る冷却制御装置を構成するＥＣＵ４００がＭＧ（１）３００Ａの回転数を制御する際に実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。
【００６２】
Ｓ２００にて、ＥＣＵ４００は、エンジン要求パワーを算出する。たとえば、ＥＣＵ４００は、アクセル開度ＡＣＣおよび車速Ｖに基づいてハイブリッド車両１０の要求パワーとハイブリッド車両１０が最も効率よく運行できるエンジン負担率とを算出し、ハイブリッド車両１０の要求パワーとエンジン負担率との積をエンジン要求パワーとして算出する。なお、エンジン要求パワーの算出方法はこれに限定されない。
【００６３】
Ｓ２０２にて、ＥＣＵ４００は、ウォータポンプ１６０の流量が最大値にされているか否かを判断する。たとえば、ＥＣＵ４００は、上述の図７のＳ１０４の処理を継続している場合に、ウォータポンプ１６０の流量が最大値にされていると判断する。最大値にされていると（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、処理はＳ２０４に移される。そうでないと（Ｓ２０２にてＮＯ）、処理はＳ２０８に移される。
【００６４】
Ｓ２０４にて、ＥＣＵ４００は、エンジン水温が予め定められたしきい値αを超えたか否かを判断する。しきい値αは、吸気系の部品を劣化させると予測される還流ガスの温度に対応するエンジン水温である。なお、しきい値αはこの値に限定されない。しきい値αを越えたと判断されると（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、処理はＳ２０６に移される。そうでないと（Ｓ２０４にてＮＯ）、処理はＳ２０８に移される。
【００６５】
Ｓ２０６にて、ＥＣＵ４００は、エンジン要求パワーを予め定められた上限値に制限する。なお、エンジン要求パワーを減少させるのであれば、必ずしもエンジン要求パワーを予め定められた上限値に制限することに限定されない。
【００６６】
Ｓ２０８にて、ＥＣＵ４００は、エンジン要求パワーに基づいて、目標エンジン回転数を算出する。
【００６７】
Ｓ２１０にて、ＥＣＵ４００は、目標エンジン回転数になるように、ＭＧ（１）３００Ａの回転数を制御する。たとえば、ＥＣＵ４００は、ＭＧ（１）３００Ａの回転数ＭＮ（１）、ＭＧ（２）３００Ｂの回転数ＭＮ（２）を検出し、上述の図３で示した共線図上で、エンジン回転数ＮＥが目標エンジン回転数になるように、ＭＧ（１）３００Ａの回転数を制御する。
【００６８】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る冷却制御装置を構成するＥＣＵ４００により制御される還流ガスの温度について説明する。
【００６９】
図９に示すように、時刻Ｔ（１）にてＥＧＲバルブ１３２に開異常が生じると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、ウォータポンプ１６０の流量が最大値にされる（Ｓ１０４、Ｓ１０６）。これにより、ＥＧＲクーラ１３４の冷却能力が向上し、流量が最大値にされない場合（図９の一点鎖線参照）に比べて、還流ガス温度の上昇が抑制される。
【００７０】
エンジン水温がしきい値αとなる時刻Ｔ（２）までは、還流ガスの冷却効率が良好であり、還流ガスの温度が吸気系の部品を劣化させると予測される温度以下であると判断して、冷却水の流量を最大値にすることのみにより、還流ガスの温度上昇が抑制される。そのため、ハイブリッド車両１０の走行パワーを低下させることなく、吸気管周辺部品の過熱による劣化を抑制することができる。
【００７１】
その後、エンジン水温が徐々に上昇し、時刻Ｔ（２）でエンジン水温がしきい値αを越えると（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、エンジン要求パワーが制限され（Ｓ２０６）、制限されたエンジン要求パワーに応じて目標エンジン回転数が低下され（Ｓ２０８）、低下した目標エンジン回転数となるように、ＭＧ（１）３００Ａが制御される（Ｓ２１０）。これにより、エンジン回転数が低下するため、エンジン１００の発熱量、すなわち排気ガスの温度が低下する。そのため、エンジン要求パワーを制限しない場合（図９の二点鎖線参照）に比べて、還流ガス温度の上昇がさらに抑制される。
【００７２】
以上のように、本実施の形態に係る冷却制御装置によれば、ＥＧＲバルブが開異常である場合に、エンジンの冷却回路を循環する冷却水の流量を最大値にするとともに、冷却水の流量を最大値にしても、冷却水の温度がしきい値を越えて還流ガスの温度が高いと推測される場合には、エンジン回転数を低下させることにより還流ガスの温度を低下させる。これにより、ＥＧＲバルブが開異常である場合において、還流ガスの温度上昇を適確に抑制して、吸気管周辺部品の過熱による劣化を抑制することができる。
【００７３】
なお、本実施の形態においては、冷却水の流量が最大値にされた場合であってかつエンジン水温がしきい値αを超えた場合に、エンジン要求パワーを制限した。これに対し、冷却水の流量が最大値にされたか否かに関わらず、エンジン水温がしきい値αを超えた場合に、エンジン要求パワーを制限するようにしてもよい。すなわち、図８に示したフローチャートのＳ２０２の処理を省略するようにしてもよい。
【００７４】
また、本実施の形態において、還流ガスの温度センサを設け、その温度センサが検出した還流ガスの温度が吸気系の部品を劣化させると予測される温度に達した場合に、エンジン要求パワーを制限するようにしてもよい。すなわち、図８に示したフローチャートのＳ２０４の処理において、温度センサにより検出された還流ガスの温度が吸気系の部品を劣化させると予測される温度を越えたか否かを判断するようにしてもよい。
【００７５】
＜実施の形態の変形例＞
ＥＣＵ４００が実行するプログラムの制御構造を、図１０に示すフローチャートのように変形してもよい。なお、図１０に示したフローチャートの中で、前述の図８に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについて処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００７６】
Ｓ３００にて、ＥＣＵ４００は、エンジン要求パワーに基づいて、要求スロットル開度Ｂを算出する。Ｓ３０２にて、ＥＣＵ４００は、スロットルバルブ１１４の開度が要求スロットル開度Ｂに応じた開度となるように、スロットルモータ１１２を制御する。
【００７７】
このようにすると、エンジン水温がしきい値αを越えてエンジン要求パワーが制限されると（Ｓ２０４にてＹＥＳ、Ｓ２０６）、制限されたエンジン要求パワーに応じて要求スロットル開度が減少する（Ｓ３００）。これにより、スロットルバルブ１１４の開度が減少し（Ｓ３０２）、エンジン１００の吸入空気量が減少する。そのため、エンジン１００で生じる熱量を低減して、還流ガスの温度上昇を抑制することができる。
【００７８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施の形態に係る冷却制御装置が搭載される車両の構造を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る車両に搭載される動力分割機構を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る車両に搭載されるエンジン、ＭＧ（１）およびＭＧ（２）の回転数の関係を示す共線図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るエンジンの構造を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るエンジンの冷却回路の構造を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る冷却制御装置の機能ブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る冷却制御装置を構成するＥＣＵの制御構造を示すフローチャート（その１）である。
【図８】本発明の実施の形態に係る冷却制御装置を構成するＥＣＵの制御構造を示すフローチャート（その２）である。
【図９】本発明の実施の形態に係る冷却制御装置により制御される還流ガスの温度のタイミングチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態の変形例に係る冷却制御装置を構成するＥＣＵの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１０  ハイブリッド車両、１２  駆動輪、１４  減速機、１６  ドライブシャフト、１００  エンジン、１０２  クランクシャフト、１１０  吸気管、１１２  スロットルモータ、１１４  スロットルバルブ、１１８  バキュームセンサ、１２０  排気管、１２２  三元触媒コンバータ、１２４  エンジン水温センサ、１３０  ＥＧＲパイプ、１３２  ＥＧＲバルブ、１３４  ＥＧＲクーラ、１４０  ラジエータ、１４２，１４４，１４６  冷却水通路、１５０  サーモスタット、１５２  バイパス通路、１６０  ウォータポンプ、２００  動力分割機構、２０２  サンギヤ、２０４  ピニオンギヤ、２０６  キャリア、２０８  リングギヤ、２１２  出力軸、３００  モータジェネレータ、３００Ａ  ＭＧ（１）、３００Ｂ  ＭＧ（２）、３１０  走行用バッテリ、３２０  昇圧コンバータ、３３０  インバータ、３４０  監視ユニット、４００  ＥＣＵ、４０２  ＭＧ＿ＥＣＵ、４０４  ＨＶ＿ＥＣＵ、４０６  エンジンＥＣＵ、４１０  異常検出部、４２０  流量算出部、４３０  Ｗ／Ｐ制御部、４４０  エンジン要求パワー算出部、４５０  目標エンジン回転数算出部、４６０  ＭＧ（１）制御部。
【図１】
2009079549.tif 000003
【図２】
2009079549.tif 000004
【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】
2009079549.tif 000009
【図８】
2009079549.tif 000010
【図９】
2009079549.tif 000011
【図１０】
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