JP6318687B2 - エンジン制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されたエンジンを制御するエンジン制御装置に関する。

特許文献１には、或る条件の下に、モータにより走行するＥＶ（electric vehicle）モードから、エンジンを動作させて走行するハイブリッド走行モードへの切り替えを禁止することが開示されている。

すなわち特許文献１の技術は、エンジンの駆動を抑制することによって燃費の向上を図るものである。

さて、エンジン触媒は、冷めた状態においては活性化しておらず、排気ガスを清浄化する能力が低下することが知られている。このため、エンジン触媒が活性化していない状況においてエンジンの出力を高めると、排気ガスにおける有害物質の含有量が増大してしまう恐れがある。

ハイブリッド自動車では、エンジンを始動する必要が生じたとしても、短時間であれば、バッテリからの給電によってモータを駆動することにより、必要な出力を得ることができる。そこで、エンジン触媒の温度が低い状況などにおいてエンジンを始動した場合には、所定のウォームアップ期間において触媒ウォームアップモードを設定する。この触媒ウォームアップモードでは、エンジンの所要出力値に拘わらずにエンジンの出力値を所定の制限値とする。制限値は例えば、エンジン触媒が活性化していない状態でも、自動車排出ガス規制の基準を満たすことができるように定められる。

ウォームアップ期間は、長すぎるとバッテリの消費が過剰となってしまう恐れがあるため、エンジン触媒を必要最小限に活性化させることができる程度に定められることが一般的である。このため、触媒ウォームアップモードによってエンジン触媒が十分に活性化される保証はない。

ウォームアップ期間においてエンジンを動作させる必要が無くなった場合、ウォームアップ期間の終了と同時にエンジンを停止させ、ＥＶモードに移行することになる。そしてこの後に、さらにエンジンを始動する必要が生じた場合には、改めてハイブリッド走行モードに移行する。このときに、エンジン触媒がある程度活性化していれば、触媒ウォームアップモードは設定されない。従って、エンジン触媒が十分に活性化されていない状況であるにも拘わらずに、エンジンの出力が所要出力値が得られるように増加されることがあり得る。そしてこのような状況においては、排気ガスにおける有害物質の含有量が増大してしまう恐れがある。

一例としては図８に示すように、ＳＯＣが閾値ＴＨsoc以上であり、車両要求出力が低出力となり、かつ車速が閾値ＴＨspeed1以下となる期間Ｐ１１においては、ＥＶモードとなり、車速に拘わらずにエンジンは停止されている。なお、車両要求出力が高出力となる場合や、車速が閾値ＴＨspeed2以上となる場合では、ＳＯＣが閾値ＴＨsoc以上であってもエンジンを始動する。

時点Ｔ１１においては、車速が閾値ＴＨspeed2以上であり、かつＳＯＣが閾値ＴＨsoc未満となっている。このために、エンジンが始動される。しかしながら、エンジン始動当初のウォームアップ期間Ｐ１２においては、触媒ウォームアップモードに設定され、エンジンの出力値が制限値に制限される。

時点Ｔ１２においては、車速が閾値ＴＨspeed2未満になるが、ウォームアップ期間Ｐ１２においては、エンジンは停止されない。

時点Ｔ１３においてウォームアップ期間Ｐ１２が終了し、かつ車速が閾値ＴＨspeed2未満であるためにエンジンが停止される。

時点Ｔ４においては、ＳＯＣが閾値ＴＨsoc未満のままであり、かつ車速が閾値ＴＨspeed2以上に上昇したことに応じて、エンジンが再始動される。この後は、所要出力値が得られるようにエンジンの出力値が制御される。

以上のようなケースでは、ウォームアップ期間Ｐ１２のみしかエンジンが動作しないので、エンジン触媒が十分に活性化されない恐れがあり、時点Ｔ１４にてエンジンを再始動した際に排気ガスにおける有害物質の含有量が増大してしまう恐れがある。

特開２００９−２９３８６号公報

以上の説明から明らかなように、最初のエンジン始動に伴うエンジンの動作期間がウォームアップ期間のみになってしまった場合には、エンジン触媒の活性化が不十分となり、エンジンを再始動した際に排気ガスにおける有害物質の含有量が増大してしまう恐れがあった。

本発明は、排気ガスにおける有害物質の含有量を低減可能なエンジン制御装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載される発明のエンジン制御装置は、要求出力値に基づいてエンジンを間欠運転させて走行する車両のエンジンを制御するものであって、前記車両の起動後初回の前記エンジン始動の際に、前記エンジンの排気系に設けられた触媒のウォームアップをするために、前記エンジンの吸気量の積算値が所定の積算値になるまで前記エンジンの出力値を所定のウォームアップ出力値として前記エンジンの作動を継続させるウォームアップ作動を実行するウォームアップ制御手段と、前記ウォームアップ作動の終了に引き続き、前記エンジンの作動を所定の期間継続作動させる継続制御手段とを備え、前記継続制御手段は、前記エンジンの要求出力値が前記所定のウォームアップ出力値よりも小さい所定のアイドリング出力値以上であるならば前記エンジンの出力値を前記要求出力値とし、前記要求出力値が前記所定のアイドリング出力値未満であるならば前記エンジンの出力値を前記アイドリング出力値とする。
請求項２に記載される発明のエンジン制御装置では、請求項１の記載に加えて、前記エンジンの冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段と、前記エンジンを始動する際の前記エンジンの冷却水の温度に基づいて前記エンジンの作動継続時間を設定する設定手段と、をさらに備え、前記設定手段は、前記エンジンの始動時の前記冷却水の温度が高くなるに従って前記所定の期間を短くする。
請求項３に記載される発明のエンジン制御装置では、請求項１又は２の記載に加えて、前記エンジンで駆動されて発電する発電機を更に備え、前記継続制御手段は、前記要求出力値が前記アイドリング出力値未満である際は、前記アイドリング出力値と前記要求出力値との差の出力で前記発電機を駆動して発電する。

本発明によれば、排気ガスにおける有害物質の含有量を低減可能なエンジン制御装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係るエンジン制御装置を搭載した自動車の構成を示す図。 図１中のエンジン−ＥＣＵのブロック図。 図２中のＣＰＵによる制御処理の一例を示すフローチャート。 図２中のＣＰＵによる制御処理の一例を示すフローチャート。 水温と禁止時間との関係の一例を示す図。 図２中のＣＰＵによる制御処理の他の一例を示すフローチャート。 図１に示す自動車の動作変化の一例を示すタイムチャート。 排気ガスにおける有害物質の含有量が増大してしまう恐れのある動作状況の一例を示す図。

本発明の一実施形態に係るエンジン制御装置を搭載した自動車を、図１〜７を用いて説明する。

なお、本実施形態においてはプラグインハイブリッドタイプの自動車を例示するが、電動モータを動力源として走行するための電気システムとエンジンとを搭載する他の様々なタイプのハイブリッド自動車においても本発明を同様に実施が可能である。

図１は自動車１００の構成を示す図である。なお、自動車１００は既存のプラグインハイブリッドタイプの別の自動車が備えるのと同様な多数の要素を備えるが、図１においてはそれらの要素のうちの一部の要素のみを示している。

自動車１００は、本体１、前輪２ａ，２ｂ、後輪３ａ，３ｂ、車軸４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ、伝達機構６，７、エンジン８、フロントモータ９、リアモータ１０、発電機１１、高圧バッテリ１２、インバータ１３，１４，１５、コンタクタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ、外部給電プラグ１８、充電器１９、パワースイッチ２０、車速センサ２１、排気管２３、エンジン触媒２４、温度センサ２５、マフラ２６、エンジン−ＥＣＵ（electric control unit）２７、フロントモータコントロールユニット（以下、ＦＭＣＵと称する）２８、リアモータコントロールユニット（以下、ＲＭＣＵと称する）２９、ジェネレータコントロールユニット（以下、ＧＣＵと称する）３０、バッテリマネジメントユニット（以下、ＢＭＵと称する）３１、ＯＳＳ（one-touch start system）−ＥＣＵ３２、ＥＴＡＣＳ（electric time and alarm control system）−ＥＣＵ３３およびＰＨＥＶ（plug-in hybrid electric vehicle）−ＥＣＵ３４を含む。

本体１は、車台および車体などを含み、他の各要素を支持するとともに、乗員が搭乗するための空間（車室）を形成する。

前輪２ａ，２ｂは、車軸４ａ，４ｂの端部にそれぞれ固定されている。後輪３ａ，３ｂは、車軸５ａ，５ｂの端部にそれぞれ固定されている。前輪２ａ，２ｂおよび後輪３ａ，３ｂは、それぞれ接地して本体１を支持するとともに、回転して本体１を移動させる。

車軸４ａ，４ｂは、本体１と前輪２ａ，２ｂとの相対的な位置関係を所定の状態に維持するとともに、伝達機構６から伝達される回転力を前輪２ａ，２ｂへと伝達する。

車軸５ａ，５ｂは、本体１と後輪３ａ，３ｂとの相対的な位置関係を所定の状態に維持するとともに、伝達機構７から伝達される回転力を後輪３ａ，３ｂへと伝達する。

伝達機構６は、車軸４ａ，４ｂを個別に回転可能に支持する。伝達機構６には、エンジン８、フロントモータ９および発電機１１のそれぞれの回転軸８ａ，９ａ，１１ａが個別に接続されている。伝達機構６は、ディファレンシャルギアを含む各種のギア、シャフトおよびクラッチなどを周知のように組み合わせて構成され、回転軸８ａと車軸４ａ、４ｂとを接続する状態、回転軸８ａと回転軸１１ａとを接続する状態、回転軸８ａの回転力を車軸４ａ，４ｂおよび回転軸１１ａに分配して伝達する状態、回転軸９ａと車軸４ａ，４ｂとを接続する状態、あるいは車軸４ａ，４ｂを自由に回転させる状態を選択的に形成する。

伝達機構７は、車軸５ａ，５ｂを個別に回転可能に支持する。伝達機構７には、リアモータ１０の回転軸１０ａが接続されている。伝達機構７は、ディファレンシャルギアを含む各種のギア、シャフトおよびクラッチなどを周知のように組み合わせて構成され、回転軸１０ａと車軸５ａ，５ｂとを接続する状態および車軸５ａ，５ｂを自由に回転させる状態を選択的に形成する。

エンジン８は、燃料を利用して回転力を発生し、回転軸８ａを回転する。エンジン８は、典型的には燃料としてガソリンを使用するものであるが、軽油などの別の燃料油やＬＰＧ（liquefied petroleum gas）などのガスのようなガソリン以外の燃料を利用するものでも良い。伝達機構６が回転軸８ａと車軸４ａ，４ｂとを接続するとき、エンジン８は前輪２ａ，２ｂを回転させる。

フロントモータ９およびリアモータ１０は、電気エネルギを利用して回転力を発生し、回転軸９ａ，１０ａを回転する。伝達機構６が回転軸９ａと車軸４ａ，４ｂとを接続するとき、フロントモータ９は前輪２ａ，２ｂを回転させる。伝達機構７が回転軸１０ａと車軸５ａ，５ｂとを接続するとき、リアモータ１０は後輪３ａ，３ｂを回転させる。フロントモータ９およびリアモータ１０には回転角センサ９ｂ，１０ｂがそれぞれ取り付けられている。回転角センサ９ｂ，１０ｂは、フロントモータ９およびリアモータ１０の回転数をそれぞれ検出する。

発電機（ジェネレータ）１１は、回転軸１１ａの回転を利用して電磁誘導により発電する。伝達機構６が回転軸８ａと回転軸１１ａとを接続するとき、発電機１１はエンジン８が発生した回転力を利用して発電する。伝達機構６が車軸４ａ，４ｂと発電機１１とを接続するとき、発電機１１は車軸４ａ，４ｂの回転力を利用して発電する。

高圧バッテリ（電池）１２は、複数のバッテリセルを直列に接続してバッテリモジュールを形成してなり、これらバッテリセルのそれぞれが発生する直流電流を加算してフロントモータ９やリアモータ１０を駆動するための高電圧の直流電力を発生する。

インバータ１３，１４は、高圧バッテリ１２が出力する直流電流を交流電流に変換する。インバータ１３，１４は、ＩＧＢＴなどのスイッチング素子を有した周知の構成のものであって良い。インバータ１３は、交流電流をフロントモータ９に供給することにより、フロントモータ９を動作させる。インバータ１４は、交流電流をリアモータ１０に供給することにより、リアモータ１０を動作させる。インバータ１３，１４は、ＦＭＣＵ２８およびＲＭＣＵ２９の制御の下に、スイッチング素子のスイッチング周波数や、出力する電流の電流値および周波数を変更する。

インバータ１５は、発電機１１が発生する交流電流を直流電流に変換する。インバータ１５が得た直流電流は、高圧バッテリ１２へと供給される。

コンタクタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、高圧バッテリ１２の正極とインバータ１３，１４，１５との間に介挿されている。コンタクタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、ＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４の制御の下に高圧バッテリ１２の正極とインバータ１３，１４，１５との電気的接続をオン／オフする。

コンタクタ１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、高圧バッテリ１２の負極とインバータ１４，１５，１６との間に介挿されている。コンタクタ１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、ＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４の制御の下に高圧バッテリ１２の負極とインバータ１４，１５，１６との電気的接続をオン／オフする。

外部給電プラグ１８は、外部電源からの電力供給を受けるためのケーブルが必要に応じて接続できる。外部給電プラグ１８は、ケーブルが接続されているときには、当該ケーブルと充電器１９とを電気的に接続する。

充電器１９は、外部給電プラグ１８に接続されたケーブルを介して外部電源から供給される電力により高圧バッテリ１２を充電する。

パワースイッチ２０は、自動車１００の動作状態（ＯＦＦ状態、ＡＣＣ状態、ＯＮ状態およびＲＥＡＤＹ状態など）を切り換えるためにユーザにより操作されるスイッチである。なお、ＲＥＡＤＹ状態は、走行システムを有効とし、走行を可能とする状態である。

車速センサ２１は、車軸５ｂの回転速度に基づいて車速を検出する。

水温センサ２２は、エンジン８の冷却水の温度を検出する。

排気管２３は、エンジン８で生じた排気ガスを本体１の後端へと導き、大気へと排出する。

エンジン触媒２４は、排気管２３の途中に取り付けられ、排気管２３を通る排気ガス中の有害成分を除去する。

温度センサ２５は、エンジン触媒２４の温度を検出する。

マフラ２６は、排気管２３の途中に取り付けられ、排気管２３を通った排気ガスが大気へと排出される際に生じる音を低減する。

エンジン−ＥＣＵ２７は、エンジン８の動作を制御する。つまりエンジン−ＥＣＵ２は、エンジン制御装置に相当する。

ＦＭＣＵ２８は、ＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４の制御の下に、所要の走行状態を得るべくフロントモータ９を駆動するようにインバータ１３を制御する。

ＲＭＣＵ２９は、ＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４の制御の下に、所要の走行状態を得るべくリアモータ１０を駆動するようにインバータ１４を制御する。

ＧＣＵ３０は、発電機１１での発電量の変化に拘わらずに高圧バッテリ１２へと供給するのに適する直流電流が得られるようにインバータ１５を制御する。

ＢＭＵ３１は、電圧や残量など高圧バッテリ１２の状態を管理する。

ＯＳＳ−ＥＣＵ３２は、ユーザがパワースイッチ２０を操作した際に、認証通信を行った後に、各部の電源制御などを実施する。

ＥＴＡＣＳ−ＥＣＵ３３は、自動車１００に搭載されている各種の電装品を制御する。ＥＴＡＣＳ−ＥＣＵ３３の制御対象となる電装品は、例えば、図１では図示を省略しているヘッドライト、ドアミラー、ワイパー、ドアロック機構、室内照明器具およびセキュリティアラームなどである。ＥＴＡＣＳ−ＥＣＵ３３は、ＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４と適宜に通信して必要な情報を取得しながら、予め定められた動作を実現するべく各種の電装品を制御する。一例としてＥＴＡＣＳ−ＥＣＵ３３は、車速が規定値以上になった際にドアミラーが格納状態であるならば、ドアミラーを自動的に展開する。

ＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４は、自動車１００の走行に係わる各種の制御処理を行う。例えばＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４は、自動車１００の走行状況に応じて、伝達機構６，７の状態を制御する。またＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４は、コンタクタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１７ａ，１７ｂ，１７ｃの状態を制御する。一例としてＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４は、ＥＶ（electric vehicle）モードの駆動状態においては、伝達機構６をフロントモータ９の回転軸９ａと車軸４ａ，４ｂとを接続する状態に、また伝達機構７をリアモータ１０の回転軸１０ａと車軸５ａ，５ｂとを接続する状態にするとともに、コンタクタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１７ａ，１７ｂ，１７ｃをいずれもオンとしておく。そして当該状態においてＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４は、図示しないアクセル開度センサが検出したアクセル開度に応じて、要求される走行出力を算出し、この走行出力を得るべくフロントモータ９、リアモータ１０を動作させるようにＦＭＣＵ２８およびＲＭＣＵ２９に指示する。ＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４はこのほか、既存の別のプラグインハイブリッド自動車で実現されているような各種の動作状態を必要に応じて形成するように各部を制御する。

なお、エンジン−ＥＣＵ２７、ＦＭＣＵ２８、ＲＭＣＵ２９、ＧＣＵ３０、ＢＭＵ３１、ＯＳＳ−ＥＣＵ３２およびＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４は、いずれも共通の通信ラインに接続されていて、適宜に通信して各種の制御に必要な情報を授受する。

以上の各要素のうち、前輪２ａ，２ｂ、後輪３ａ，３ｂ、車軸４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ、伝達機構６，７、エンジン８、フロントモータ９、リアモータ１０、発電機１１、高圧バッテリ１２、インバータ１３，１４，１５、コンタクタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ、充電器１９、ＦＭＣＵ２８、ＲＭＣＵ２９、ＧＣＵ３０、ＢＭＵ３１およびＰＨＥＶ（plug-in hybrid electric vehicle）−ＥＣＵ３４は、走行システムの構成要素である。

図２はエンジン−ＥＣＵ２７のブロック図である。なお、図２において図１に示される要素と同一の要素には同一の符号を付している。

エンジン−ＥＣＵ２７は、ＣＰＵ（central processing unit）２７ａ、ＲＯＭ（read-only memory）２７ｂ、ＲＡＭ（random-access memory）２７ｃ、ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable read-only memory）２７ｄ、インタフェースユニット（Ｉ／Ｆユニット）２７ｅおよび通信ユニット２７ｆを含む。そしてこれらの各要素は、バスライン２７ｇにそれぞれ接続されている。

ＣＰＵ２７ａは、エンジン−ＥＣＵ２が搭載するコンピュータの中枢部分に相当する。ＣＰＵ２７ａは、ＲＯＭ２７ｂおよびＲＡＭ２７ｃに記憶されたオペレーティングシステムおよびアプリケーションプログラムに基づいて、エンジン８を制御するための情報処理を行う。

ＲＯＭ２７ｂは、上記のコンピュータの主記憶部分に相当する。ＲＯＭ２７ｂは、上記のオペレーティングシステムを記憶する。ＲＯＭ２７ｂは、上記のアプリケーションプログラムを記憶する場合もある。

ＲＡＭ２７ｃは、上記のコンピュータの主記憶部分に相当する。ＲＡＭ２７ｃは、ＣＰＵ２７ａが各種の処理を行う上で一時的に使用するデータを記憶しておく、いわゆるワークエリアとして利用される。

ＥＥＰＲＯＭ２７ｄは、ＣＰＵ２７ａが各種の処理を行う上で使用するデータや、ＣＰＵ２７ａでの処理によって生成されたデータを保存する。

ＲＯＭ２７ｂまたはＥＥＰＲＯＭ２７ｄに記憶されるアプリケーションプログラムの中には、後述する制御処理に関して記述した制御プログラムが含まれる。この制御プログラムがＥＥＰＲＯＭ２７ｄに記憶される場合、エンジン−ＥＣＵ２７、エンジン−ＥＣＵ２７を含んだユニット、あるいは自動車１００の譲渡は、一般的に上記の制御プログラムがＥＥＰＲＯＭ２７ｄに記憶された状態にて行われる。しかし、エンジン−ＥＣＵ２７、エンジン−ＥＣＵ２７を含んだユニット、あるいは自動車１００が上記の制御プログラムがＥＥＰＲＯＭ２７ｄに記憶されない状態で譲渡されても良い。そして、別途に譲渡された制御プログラムが、ＥＥＰＲＯＭ２７ｄに書き込まれても良い。この場合の制御プログラムの譲渡は、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリなどのようなリムーバブルな記録媒体に記録して、あるいはネットワークを介して行うことができる。なお、上記の譲渡は、有償、無償を問わない。

インタフェースユニット２７ｅは、エンジン８、水温センサ２２および温度センサ２５を電気的に接続する。インタフェースユニット２７ｅは、ＣＰＵ２７ａの制御の下に、エンジン８を制御するための制御情報を出力する。インタフェースユニット２７ｅは、水温センサ２２および温度センサ２５が出力した検出値をそれぞれ取り込んで、ＲＡＭ２７ｃに書き込む。

通信ユニット２７ｆは、ＣＰＵ２７ａの指示の下にＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４と通信する。

次に以上のように構成された自動車１００の動作について説明する。

例えば、図示しないブレーキペダルが踏み込まれた状態でパワースイッチ２０が押されると、ＯＳＳ−ＥＣＵ３２は自動車１００をＲＥＡＤＹ状態とするべく各部を起動する。エンジン−ＥＣＵ２７も、このときに起動される。そしてこのようにエンジン−ＥＣＵ２７が起動されると、ＣＰＵ２７ａはＲＯＭ２７ｂまたはＥＥＰＲＯＭ２７ｄに記憶された制御プログラムに従って図３，４に示す制御処理を開始する。なお、以下に説明する処理の内容は一例であって、同様な結果を得ることが可能な様々な処理を適宜に利用できる。

ステップＳａ１においてＣＰＵ２７ａは、エンジン始動カウンタ（以下、ＥＳＣと称する）を「０」にクリアする。

ステップＳａ２においてＣＰＵ２７ａは、ＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４からエンジンについての始動要求がなされるか否かを確認する。そして始動要求がなされていないためにＮＯと判定したならばＣＰＵ２７ａは、ステップＳａ２に戻る。かくしてＣＰＵ２７ａは、ステップＳａ２において始動要求がなされるのを待ち受ける。そして始動要求がなされたならばＣＰＵ２７ａは、ステップＳａ３へ進む。

ステップＳａ３においてＣＰＵ２７ａは、エンジン８を始動する。また、このときにＣＰＵ２７ａは、ＥＳＣの値を１つ増加する。

ステップＳａ４においてＣＰＵ２７ａは、ＥＶ禁止制御を実施する条件が成立しているか否かを確認する。ＥＶ禁止制御条件は、車両が起動された後、初めてエンジンが始動されたか否かで判断する。そして、ＥＶ禁止制御条件が成立するためにＹＥＳと判定したならばＣＰＵ２７ａは、ステップＳａ５へと進む。

ステップＳａ５においてＣＰＵ２７ａは、第１ＥＶ禁止制御として、エンジンの吸気量を積算し始める。エンジンの吸気量はエンジンの吸気系に取り付けられるエアフロセンサにより検出される。第１ＥＶ禁止制御は、エンジンの吸気量が所定の積算値になるまで継続される。また、所定の積算値はエンジンの水温に基づいて補正してもよい。

ステップＳａ６においてＣＰＵ２７ａは、第２ＥＶ禁止モードを実施する。

ステップＳａ７においてＣＰＵ２７ａは、ＥＳＣが「１」であるか否かを確認する。ＥＳＣは、制御処理が開始された直後にのみ、すなわち自動車１００がＲＥＡＤＹ状態とされた直後にのみ、ステップＳａ１にてクリアされ、エンジンを始動する毎にステップＳａ３にて１つ増加される。このためＥＳＣは、自動車１００がＲＥＡＤＹ状態とされてから最初にエンジン８が始動された場合に「１」とされる。そしてＥＳＣがこのように「１」であるためにステップＳａ７にてＹＥＳと判定したならばＣＰＵ２７ａは、ステップＳａ８へ進む。

ステップＳａ８においてＣＰＵ２７ａは、水温センサ２２により検出された水温に基づいて禁止時間を設定する。禁止時間は、ＥＶモードへの移行を禁止する期間の長さを定めるものである。後述するように、ＥＶモードへの移行を禁止する期間においては、エンジン８が継続的に動作することになる。従って禁止時間は、エンジン８を継続的に動作させる期間の長さである継続時間に相当する。そして、この継続時間を所定の第１期間とする。そしてＣＰＵ２７ａは、設定手段として機能している。

図５は水温と禁止時間との関係の一例を示す図である。

図５の例では、水温が温度ＷＴａ未満である場合には禁止時間は一定であるが、水温が温度ＷＴａ以上である場合には水温が高いほど、禁止時間は短い。このような関係を表したデータテーブルをＲＯＭ２７ｂまたはＥＥＰＲＯＭ２７ｄに記憶しておく。そしてＣＰＵ２７ａは例えば、水温センサ２２の検出値に応じてデータテーブルを参照して得られる値を禁止時間として設定する。

ステップＳａ９においてＣＰＵ２７ａは、ＥＶ禁止タイマを起動する。ＥＶ禁止タイマはカウントダウンタイマであり、例えばＣＰＵ２７ａの別タスクの処理によるソフトウェアタイマにより実現できる。ＥＶ禁止タイマは、ステップＳａ８で設定した禁止時間に応じた初期値から一定時間毎にカウントダウンして行くことによって禁止時間が経過したタイミングにおいてカウント値がゼロになる。

そしてこの後にＣＰＵ２７ａは、図４のステップＳａ１０へ進む。なおＣＰＵ２７ａは、ＥＶ禁止制御条件が成立しないためにステップＳａ４にてＮＯと判定した場合にはステップＳａ５〜９をパスして、またＥＳＣが「１」以外であるためにステップＳａ７にてＮＯと判定した場合にはステップＳａ８，９をパスして、図４のステップＳａ１０へ進む。つまり、ＲＥＡＤＹ状態とされてから最初にエンジン８が始動されたのではないならば、ＥＶ禁止タイマは動作しない。

ステップＳａ１０においてＣＰＵ２７ａは、エンジン８の動作の停止がＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４から要求されたか否かを確認する。なお、ステップＳａ６にてＥＶモードへの移行禁止を要求した状態にあっては、ＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４はエンジン８の動作の停止を要求しない。そして、停止要求がなされていないためにＮＯと判定したならばＣＰＵ２７ａは、ステップＳａ１１に進む。

ステップＳａ１１においてＣＰＵ２７ａは、第１ＥＶ禁止制御が動作しているか否かを確認する。そして第１ＥＶ禁止制御が動作しているためにＹＥＳと判定したならばＣＰＵ２７ａは、ステップＳａ１２へ進む。

ステップＳａ１２においてＣＰＵ２７ａは、エンジン８の出力値を、ＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４からの要求値に拘わらずに所定のウォームアップ出力値（制限値）とする。制限値は、例えば設計者などによって任意に定められる。ただし制限値は、エンジン触媒が活性化していない状態でも、排気管２３から排出される排気ガスが自動車排出ガス規制の基準を満たすように定められるべきである。そしてこののちにＣＰＵ２７ａは、ステップＳａ１０に戻る。

かくして、第１ＥＶ禁止制御が起動されたならば、エンジン８の出力値が制限値に制限される。つまり、触媒ウォームアップモードでエンジン８が動作する。

第１ＥＶ禁止制御が動作していないためにステップＳａ１１にてＮＯと判定したならばＣＰＵ２７ａは、ステップＳａ１３へ進む。

ステップＳａ１３においてＣＰＵ２７ａは、第２ＥＶ禁止制御が動作しているか否かを確認する。そして第２ＥＶ禁止制御が動作しているためにＹＥＳと判定したならばＣＰＵ２７ａは、ステップＳａ１４へ進む。

ステップＳａ１４においてＣＰＵ２７ａは、要求値が所定の下限値（アイドリング出力値）未満であるか否かを確認する。下限値は、例えば設計者などによって任意に定められる。例えば下限値は、触媒ウォームアップモードの終了後のエンジン触媒２４のさらなる活性化を図ることが可能な最小限の出力値に定められるため、下限値（アイドリング出力値）はウォームアップ出力値よりも小さな値としたほうがよい。そしてＣＰＵ２７ａは、要求値が下限値以上であるためにＮＯと判定したならばステップＳａ１５に、また要求値が下限値未満であるためにＹＥＳと判定したならばステップＳａ１６に進む。

ステップＳａ１５においてＣＰＵ２７ａは、エンジン８の出力値を、ＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４からの要求値とする。そしてこののちにＣＰＵ２７ａは、ステップＳａ１０に戻る。

ステップＳａ１６においてＣＰＵ２７ａは、エンジン８の出力値を、ＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４からの要求値に拘わらずに下限値とする。そしてこののちにＣＰＵ２７ａは、ステップＳａ１０に戻る。

かくして、第２ＥＶ禁止制御が動作している状態においては、エンジン８の出力値は常に下限値以上とされる。つまり、エンジン８が停止することなく動作し続けることになる。そして、下限値以上の出力値が必要とされる状況においては、適宜に出力値が増加される。従ってこの動作モードは、触媒ウォームアップモードとは異なる。

ＥＶ禁止タイマが動作していないためにステップＳａ１３にてＮＯと判定したならばＣＰＵ２７ａは、ステップＳａ１７へ進む。なお、ＣＰＵ２７ａは、ＥＶ禁止タイマが起動されていない場合の他、禁止時間を計時し終えてそのカウント値が「０」になっている場合も、ＥＶ禁止タイマが動作していないと判定する。

ステップＳａ１７においてＣＰＵ２７ａは、ＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４に対してＥＶモードへの移行禁止を要求している状態にあるか否かを確認する。そして、ステップＳａ６における要求を解除していないためにＹＥＳと判定したならばＣＰＵ２７ａは、ステップＳａ１８へと進む。

ステップＳａ１８においてＣＰＵ２７ａは、ＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４に対してＥＶモードへの移行禁止を解除する。そしてこの後にＣＰＵ２７ａは、ステップＳａ１５へと進む。なお、ＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４に対してＥＶモードへの移行禁止を要求していない状態にあるためにステップＳａ１７にてＮＯと判定したならばＣＰＵ２７ａは、ステップＳａ１８をパスしてステップＳａ１５へ進む。

かくして、ＥＶ禁止制御の動作していない状態においては、エンジン８の出力値は常に要求値とされる。

そして、エンジン８の動作の停止がＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４から要求されたためにステップＳａ１０にてＹＥＳと判定したならばＣＰＵ２７ａは、ステップＳａ１９へ進む。

ステップＳａ１９においてＣＰＵ２７ａは、エンジン８の動作を停止する。そしてこののちにＣＰＵ２ａは、図３中のステップＳａ２の待ち受け状態に戻る。

本発明の制御処理の他の実施例について、図６を用いて説明する。
ステップＳａ１０１においてＣＰＵ２７ａは、エンジン始動カウンタ（以下、ＥＳＣと称する）を「０」にクリアする。

ステップＳａ１０２においてＣＰＵ２７ａは、ＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４からエンジンについての始動要求がなされるか否かを確認する。そして始動要求がなされていないためにＮＯと判定したならばＣＰＵ２７ａは、ステップＳａ１０２に戻る。つまり、ＣＰＵ２７ａは、ステップＳａ１０２において始動要求がなされるのを待ち受ける。そして始動要求がなされたならばＣＰＵ２７ａは、ステップＳａ１０３へ進む。

ステップＳａ１０３においてＣＰＵ２７ａは、エンジン８を始動する。また、このときにＣＰＵ２７ａは、ＥＳＣの値を１つ増加する。

ステップＳａ１０４においてＣＰＵ２７ａは、ＥＶ禁止制御を実施する条件が成立しているか否かを確認する。ＥＶ禁止制御条件は、車両が起動された後、初めてエンジンが始動されたか否かで判断する。具体的には、ＥＳＣ＝１であるか否かを判定する。そして、ＥＶ禁止制御条件が成立している（ＥＳＣ＝１）と判定したならばＣＰＵ２７ａは、ステップＳａ１０５へと進む。

ステップＳａ１０５においてＣＰＵ２７ａは、水温センサ２２により検出されたエンジン水温からＥＶ禁止時間（Ｔ）を設定する。ＥＶ禁止時間（Ｔ）は、図７のＴ３からＴ５までの時間に対応する。

ステップＳａ１０６においてＣＰＵ２７ａは、第１ＥＶ禁止制御、すなわちウォームアップ作動を開始する。ここで、第１ＥＶ禁止制御手段（ウォームアップ制御手段）の実行時間（ａ）は、エンジンの吸入空気量の積算値が予め設定された積算値以上となるまでの時間である。実行時間（ａ）は、図７のＴ３からＴ４までの時間に対応する。実行時間（ａ）は、触媒がウォームアップされるために必要な時間である。

第１ＥＶ禁止制御が実行されたとき、ＣＰＵ２７ａは、エンジン８の出力値を、ＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４からの要求値に拘わらずに所定のウォームアップ出力値（制限値）とする。制限値は、例えば設計者などによって任意に定められる。ただし制限値は、エンジン触媒が活性化していない状態でも、排気管２３から排出される排気ガスが自動車排出ガス規制の基準を満たすように定められるべきである。

このようにして、第１ＥＶ禁止制御が起動されたならば、エンジン８の出力値が制限値に制限される。つまり、触媒ウォームアップモードでエンジン８が動作する。

ステップＳａ１０７においてＣＰＵ２７ａは、第１ＥＶ禁止制御を終了する。

ステップＳａ１０８においてＣＰＵ２７ａは、第２ＥＶ禁止制御を開始する。ここで、第２ＥＶ禁止制御手段（継続制御手段）の実行時間（ｂ）は、ＥＶ禁止時間（Ｔ）と第１ＥＶ禁止制御の実行時間（ａ）との差（Ｔ-ａ）として設定される。この実行時間（ｂ）は、エンジンを間欠運転により停止させた場合であっても、その後、エンジンの始動要求があった際にエンジンをすぐに始動することができるようエンジンを十分に暖機することができる時間である。

第２ＥＶ禁止制御が実行されたとき、ＣＰＵ２７ａは、要求値が所定の下限値（アイドリング出力値）未満であるか否かを確認する。下限値は、例えば設計者などによって任意に定められる。例えば下限値は、触媒ウォームアップモードの終了後のエンジン触媒２４のさらなる活性化を図ることが可能な最小限の出力値に定められるため、下限値（アイドリング出力値）はウォームアップ出力値よりも小さな値としたほうがよい。

要求値が下限値以上である場合には、ＣＰＵ２７ａは、エンジン８の出力値を、ＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４からの要求値とする。

要求値が下限値未満である場合には、ＣＰＵ２７ａは、エンジン８の出力値を、ＰＨＥＶ−ＥＣＵ３４からの要求値に拘わらずに下限値とする。

このようにして、第２ＥＶ禁止制御が動作している状態においては、エンジン８の出力値は常に下限値以上とされる。つまり、エンジン８が停止することなく動作し続けることになる。そして、下限値以上の出力値が必要とされる状況においては、適宜に出力値が増加される。従ってこの動作モードは、触媒ウォームアップモードとは異なる。

ステップＳａ１０９においてＣＰＵ２７ａは、第２ＥＶ禁止制御を終了する。

ステップＳａ１１０においてＣＰＵ２７ａは、ＥＶ禁止制御を解除する。

図７は上述の制御処理の下での自動車１００の動作変化の一例を示すタイムチャートである。

時点Ｔ１にて自動車１００がＲＥＡＤＹ状態に移行したのち、時点Ｔ２において自動車１００が走行を開始しているが、当初はＥＶモードが適用されており、エンジン８は始動されない。

時点Ｔ３において、エンジン８を始動する必要が生じている。ここではエンジン触媒２４は冷えているため、ＥＶ禁止制御が起動されている。またＲＥＡＤＹ状態に移行したのちの最初のエンジン始動となるため、ＥＶ禁止タイマが起動されるとともに、ＥＶモードへの移行が禁止されている。

そして時点Ｔ３においてエンジン８が始動されるが、第１ＥＶ禁止制御が終了するまで、つまり、エンジン吸気量が所定の積算値になるまでの期間、出力値が制限値（アイドリング出力値）に制限される。つまり期間Ｐ１がウォームアップ期間である。

時点Ｔ４において第１ＥＶ禁止制御が終了するが、ＥＶ禁止タイマの動作が継続中であるため、エンジン８は停止されない。そして時点Ｔ４から始まる期間Ｐ２においては、要求値が下限値以上となっているために、出力値が要求値まで上昇されている。

期間Ｐ２に続く期間Ｐ３においては、要求値が下限値未満となっているために、出力値は下限値とされている。期間Ｐ３中の期間Ｐ４においては、要求値が「０」であり、従来であればエンジン８が停止される状況であるが、エンジン８は動作状態に維持されている。また、このエンジン８の動作状態を利用して、下限値(アイドリング出力値)と要求出力値との差のエンジン８の出力で発電機を駆動して発電させれば、単にエンジンを作動させるだけでなく発電も実行することができる。

期間Ｐ３に続く期間Ｐ５においては、期間Ｐ２と同様な動作状態となっている。また期間Ｐ５に続く期間Ｐ６においては、期間Ｐ３と同様な動作状態となっている。

時点Ｔ５においてＥＶ禁止タイマのカウント値が「０」になっている。これにより、第１ＥＶ禁止制御および第２ＥＶ禁止制御のいずれもが動作しない状態となり、ＥＶモードへの移行禁止が解除されている。そしてこの時点Ｔ５以後の期間Ｐ７においては、出力値は要求値とされている。期間Ｐ７中の期間Ｐ８においては特に、要求値が「０」となっていることに応じて、エンジン８が停止され、出力値も「０」となっている。

以上の説明から明らかなように、ＣＰＵ２７ａはウォームアップ制御手段および継続制御手段として機能している。

このように本実施形態によれば、ＲＥＡＤＹ状態となって走行システムが起動された後に最初にエンジン８が始動された際には、それから禁止時間が経過するまで、つまりＥＶ禁止制御が終了するまではエンジン８は停止されない。これにより、最初のエンジン始動に伴うエンジンの動作期間内にエンジン触媒２４が十分に活性化され、エンジン８の再始動の際においても所期の通りに清浄化された排気ガスを排出することができる。

そして本実施形態では、単に触媒ウォームアップモードの継続時間を延長している訳ではなく、第１ＥＶ禁止制御の終了後には、下限値を上回る出力値が適宜に得られるようにエンジン８が制御される。触媒ウォームアップモードの継続時間を延長した場合、エンジン８は、自動車１００を走行させるための駆動力や、発電機１１の駆動力を十分に出力することができないために、高圧バッテリ１２のＳＯＣの大幅な低下を来す恐れがある。しかしながら、本実施形態では、触媒ウォームアップモードの終了後には、自動車１００を走行させるための駆動力や、発電機１１の駆動力をエンジン８より十分に出力できるので、高圧バッテリ１２からの電力の過度の取り出しは生じない。

また本実施形態では、冷却水の水温に応じて、図５に示した関係で禁止時間を変更するので、エンジンの暖機に応じて触媒を活性させるための時間を設定することができ単に所定の時間だけ触媒を活性させる場合に比べて無駄な触媒活性を回避することができる。

この実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。

禁止時間は、冷却水の水温に拘わらずに一定としても良いが、冷却水の水温が高くなるに従って短くしたほうが上述したように好適である。

禁止時間の長さは、エンジン触媒２４の温度などの水温以外の条件に基づいて設定したり、それら複数の条件を考慮して設定しても良い。

この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。

２ａ，２ｂ…前輪、３ａ，３ｂ…後輪、４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ…車軸、６，７…伝達機構、８…エンジン、９…フロントモータ、１０…リアモータ、１２…高圧バッテリ、１３，１４，１５…インバータ、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ…コンタクタ、２０…パワースイッチ、２１…車速センサ、２２…水温センサ、２３…排気管、２４…エンジン触媒、２５…温度センサ、２７ａ…ＣＰＵ、２７ｂ…ＲＯＭ、２７ｃ…ＲＡＭ、２７ｄ…ＥＥＰＲＯＭ、２７ｅ…インタフェースユニット、２７ｆ…通信ユニット、３４…ＰＨＥＶ−ＥＣＵ、１００…自動車

Claims (3)

1. 要求出力値に基づいてエンジンを間欠運転させて走行する車両のエンジン制御装置において、
   前記車両の起動後初回の前記エンジン始動の際に、前記エンジンの排気系に設けられた触媒のウォームアップをするために、前記エンジンの吸気量の積算値が所定の積算値になるまで前記エンジンの出力値を所定のウォームアップ出力値として前記エンジンの作動を継続させるウォームアップ作動を実行するウォームアップ制御手段と、
   前記ウォームアップ作動の終了に引き続き、前記エンジンの作動を所定の期間継続作動させる継続制御手段と、を備え、
   前記継続制御手段は、
   前記エンジンの要求出力値が前記所定のウォームアップ出力値よりも小さい所定のアイドリング出力値以上であるならば前記エンジンの出力値を前記要求出力値とし、前記要求出力値が前記所定のアイドリング出力値未満であるならば前記エンジンの出力値を前記アイドリング出力値とすることを特徴とするエンジン制御装置。
2. 前記エンジンの冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段と、
   前記エンジンを始動する際の前記エンジンの冷却水の温度に基づいて前記エンジンの作動継続時間を設定する設定手段と、をさらに備え、
   前記設定手段は、前記エンジンの始動時の前記冷却水の温度が高くなるに従って前記所定の期間を短くすることを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
3. 前記エンジンで駆動されて発電する発電機を更に備え、
   前記継続制御手段は、前記要求出力値が前記アイドリング出力値未満である際は、前記アイドリング出力値と前記要求出力値との差の出力で前記発電機を駆動して発電することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン制御装置。

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