(57)【要約】【課題】触媒劣化を抑制するために燃料カットが禁止されている最中に駆動軸に対する減速要求がなされたときに内燃機関の回転数を速やかに低下させる【解決手段】触媒劣化抑制フラグＦｃが値１に設定されて排ガス浄化触媒の劣化を抑制するためにエンジンの燃料カットが禁止されている最中にアクセルペダルの踏み込みを解除することによるリングギヤ軸に対する減速要求がなされたときに、バッテリ温度Ｔｂが高いほどエンジンの吸入空気量を増加させる目標スロットル開度ＴＨ＊の設定（Ｓ１９０）と各燃焼室への燃料噴射とを伴ってエンジンの回転数Ｎｅが予め定められた自立回転数Ｎｒｅｆまで低下すると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸に出力されるようにエンジンとモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される（ステップＳ１７０〜Ｓ２５０）。【選択図】図５
2010241206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
前記内燃機関から排出される排ガスを浄化するための触媒を含む浄化装置と、
動力を入出力可能な第１電動機と、
前記内燃機関の機関軸と前記第１電動機の回転軸と前記駆動軸との３軸に接続され、これら３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する動力分配手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第２電動機と、
前記第１および第２電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置と、
前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記触媒の劣化を抑制するために前記内燃機関の燃料供給の停止が禁止されている最中に前記駆動軸に対する減速要求がなされたときに、前記蓄電装置の温度が高いほど前記内燃機関の吸入空気量を増加させる吸気調整と前記燃料供給とを伴って該内燃機関の回転数が予め定められた自立回転数まで低下すると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御する制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の動力出力装置において、
前記内燃機関の吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段と、
前記内燃機関の回転数を取得する回転数取得手段と、
前記蓄電装置の温度を取得する温度取得手段とを更に備え、
前記制御手段は、前記取得された前記内燃機関の回転数と、前記取得された前記蓄電装置の温度と、前記内燃機関の回転数が高いほど前記吸入空気量を増加させると共に前記蓄電装置の温度が高いほど該吸入空気量を増加させる傾向をもった制約とを用いて前記吸入空気量調節手段の制御量を設定する動力出力装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の動力出力装置において、
前記蓄電装置の温度を取得する温度取得手段を更に備え、
前記制御手段は、前記取得された前記蓄電装置の温度が所定温度以下である場合には、前記第１電動機から前記機関軸への負のトルクの出力と前記吸気調整と前記燃料供給とを伴って前記内燃機関の回転数が前記自立回転数まで低下すると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御し、前記取得された前記蓄電装置の温度が前記所定温度を上回っている場合には、前記第１電動機にトルクを出力させることなく前記吸気調整と前記燃料供給とを伴って前記内燃機関の回転数が前記自立回転数まで低下すると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御する動力出力装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の動力出力装置において、
前記蓄電装置の温度を取得する温度取得手段と、
前記第１電動機の回転軸と前記動力分配手段との接続および該接続の解除を実行可能な接続断接手段を更に備え、
前記制御手段は、前記取得された前記蓄電装置の温度が所定温度以下である場合には、前記第１電動機から前記機関軸への負のトルクの出力と前記吸気調整と前記燃料供給とを伴って前記内燃機関の回転数が前記自立回転数まで低下すると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御し、前記取得された前記蓄電装置の温度が前記所定温度を上回っている場合には、前記第１電動機の回転軸と前記動力分配手段との接続が解除されるように前記接続断接手段を制御すると共に、前記吸気調整と前記燃料供給とを伴って前記内燃機関の回転数が前記自立回転数まで低下し、かつ前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御する動力出力装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の動力出力装置において、
前記動力分配手段は、前記第１電動機の回転軸に接続される第１要素と、前記内燃機関の前記機関軸に接続される第２要素と、前記駆動軸に接続される第３要素とを有すると共に、これら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された遊星歯車機構である動力出力装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の動力出力装置と、前記駆動軸に連結された駆動輪とを備えるハイブリッド自動車。
【請求項７】
内燃機関と、該内燃機関から排出される排ガスを浄化するための触媒を含む浄化装置と、動力を入出力可能な第１電動機と、前記内燃機関の機関軸と前記第１電動機の回転軸と駆動軸との３軸に接続され、これら３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する動力分配手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な第２電動機と、前記第１および第２電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを備えた動力出力装置の制御方法であって、
前記触媒の劣化を抑制するために前記内燃機関の燃料供給の停止が禁止されている最中に前記駆動軸に対する減速要求がなされたときに、前記蓄電装置の温度が高いほど前記内燃機関の吸入空気量を増加させる吸気調整と前記燃料供給とを伴って該内燃機関の回転数が予め定められた自立回転数まで低下すると共に前記駆動軸に要求される要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御する、
動力出力装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置、それを備えたハイブリッド自動車および動力出力装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関と、当該内燃機関のクランクシャフトに接続されたプラネタリキャリアを含む遊星歯車機構と、当該遊星歯車機構のサンギヤに接続された発電可能な第１電動機と、遊星歯車機構のリングギヤに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸に動力を出力可能な第２電動機と、第１および第２電動機と電力をやり取り可能なバッテリとを備えた動力出力装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この動力出力装置では、内燃機関の排ガスを浄化する触媒が設定温度以上であるときに当該触媒の劣化を抑制するために内燃機関における燃料供給の停止（燃料カット）が禁止され、燃料カットが禁止されている最中に駆動軸に対する減速要求がなされたときには、出力トルクが値０となるように内燃機関が制御されると共に当該内燃機関の回転数が第１電動機によりそのときの値に維持され、更に回生制動力を出力するように第２電動機が制御される。また、この種の動力出力装置としては、触媒劣化抑制フラグに値１がセットされて触媒の劣化抑制が要請されている最中にブレーキペダルが踏み込まれたときに、内燃機関の爆発燃焼（ファイアリング）を継続させながら当該内燃機関の回転数が所定の目標回転数（例えば８００〜１０００ｒｐｍ）まで低下するようにモータ（第１電動機）を制御し、その後に内燃機関を自立運転するものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４０１０２号公報
【特許文献２】特開２００７−０８４０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の技術のように、触媒の劣化を抑制するために燃料カットが禁止されている最中に駆動軸に対する減速要求がなされたときに第１電動機により内燃機関の回転数を維持したり、更に高めたりすることで、いわゆるエンジンブレーキによる制動力を駆動軸に出力すると共に、第１電動機により電力を消費することで第２電動機により回生される電力によりバッテリが過充電されてしまうのを抑制することができる。しかしながら、減速要求がなされたにも拘わらず内燃機関の回転数が維持されると、動力出力装置を搭載した車両の乗員に違和感を与えてしまうおそれもある。従って、触媒の劣化を抑制するために燃料カットが禁止されている最中に駆動軸に対する減速要求がなされたときには、上記特許文献２に記載の技術のように、第１電動機を制御して内燃機関の回転数を低下させると好ましい。ただし、内燃機関の回転数を低下させるときに第１電動機は発電機として機能して電力を発生することから、バッテリの状態に応じて当該バッテリの充電に許容される電力が制限されているときには、過充電によるバッテリの劣化を抑制するために第１電動機を用いて内燃機関の回転数を低下させることを禁止せざるを得なくなる。そして、このように第１電動機を用いた内燃機関の回転数低下処理が実行されなくなると、減速要求がなされたにも拘わらず内燃機関の回転数が速やかに低下せず、動力出力装置を搭載した車両の乗員に違和感を与えてしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明による動力出力装置、それを備えたハイブリッド自動車および動力出力装置の制御方法は、触媒の劣化を抑制するために内燃機関の燃料供給の停止が禁止されている最中に駆動軸に対する減速要求がなされたときに、内燃機関の回転数を速やかに低下させることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による動力出力装置、それを備えたハイブリッド自動車および動力出力装置の制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採っている。
【０００７】
本発明による動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
前記内燃機関から排出される排ガスを浄化するための触媒を含む浄化装置と、
動力を入出力可能な第１電動機と、
前記内燃機関の機関軸と前記第１電動機の回転軸と前記駆動軸との３軸に接続され、これら３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する動力分配手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第２電動機と、
前記第１および第２電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置と、
前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記触媒の劣化を抑制するために前記内燃機関の燃料供給の停止が禁止されている最中に前記駆動軸に対する減速要求がなされたときに、前記蓄電装置の温度が高いほど前記内燃機関の吸入空気量を増加させる吸気調整と前記燃料供給とを伴って該内燃機関の回転数が予め定められた自立回転数まで低下すると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御する制御手段と、
を備えるものである。
【０００８】
この動力出力装置では、触媒の劣化を抑制するために内燃機関の燃料供給の停止が禁止されている最中に駆動軸に対する減速要求がなされたときに、蓄電装置の温度が高いほど内燃機関の吸入空気量を増加させる吸気調整と燃料供給とを伴って当該内燃機関の回転数が予め定められた自立回転数まで低下すると共に要求トルクに基づくトルクが駆動軸に出力されるように内燃機関と第１および第２電動機とが制御される。このように、触媒の劣化を抑制するために内燃機関の燃料供給の停止が禁止されている最中に駆動軸に対する減速要求がなされたときに蓄電装置の温度が高いほど内燃機関の吸入空気量を増加させる吸気調整を実行すれば、蓄電装置の温度が比較的高く充電に許容される電力が制限されることに考慮して第１電動機により内燃機関の回転数を低下させることを取り止めた場合であっても、吸気調整によりフリクションを増加させて内燃機関の回転数低下を促進させることができる。従って、この動力出力装置では、触媒の劣化を抑制するために内燃機関の燃料供給の停止が禁止されている最中に駆動軸に対する減速要求がなされたときに、蓄電装置の状態に拘わらず内燃機関の回転数を速やかに低下させることが可能となる。
【０００９】
また、前記動力出力装置は、前記内燃機関の吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段と、前記内燃機関の回転数を取得する回転数取得手段と、前記蓄電装置の温度を取得する温度取得手段とを更に備えてもよく、前記制御手段は、前記取得された前記内燃機関の回転数と、前記取得された前記蓄電装置の温度と、前記内燃機関の回転数が高いほど前記吸入空気量を増加させると共に前記蓄電装置の温度が高いほど該吸入空気量を増加させる傾向をもった制約とを用いて前記吸入空気量調節手段の制御量を設定するものであってもよい。これにより、触媒の劣化を抑制するために内燃機関の燃料供給の停止が禁止されている最中に駆動軸に対する減速要求がなされたときの吸気調整をより適正なものとすることができる。
【００１０】
更に、前記動力出力装置は、前記蓄電装置の温度を取得する温度取得手段を更に備えてもよく、前記制御手段は、前記取得された前記蓄電装置の温度が所定温度以下である場合には、前記第１電動機から前記機関軸への負のトルクの出力と前記吸気調整と前記燃料供給とを伴って前記内燃機関の回転数が前記自立回転数まで低下すると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御し、前記取得された前記蓄電装置の温度が前記所定温度を上回っている場合には、前記第１電動機にトルクを出力させることなく前記吸気調整と前記燃料供給とを伴って前記内燃機関の回転数が前記自立回転数まで低下すると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御するものであってもよい。これにより、蓄電装置の温度が比較的低く充電に許容される電力が制限されていない場合には、第１電動機から機関軸への負のトルクの出力により内燃機関の回転数を速やかに低下させると共に、蓄電装置の温度が比較的高く充電に許容される電力が制限されている場合には、蓄電装置の温度が高いほど吸入空気量を増加させる吸気調整によりフリクションを増加させることで内燃機関の回転数を速やかに低下させることが可能となる。
【００１１】
また、前記動力出力装置は、前記蓄電装置の温度を取得する温度取得手段と、前記第１電動機の回転軸と前記動力分配手段との接続および該接続の解除を実行可能な接続断接手段を更に備えてもよく、前記制御手段は、前記取得された前記蓄電装置の温度が所定温度以下である場合には、前記第１電動機から前記機関軸への負のトルクの出力と前記吸気調整と前記燃料供給とを伴って前記内燃機関の回転数が前記自立回転数まで低下すると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御し、前記取得された前記蓄電装置の温度が前記所定温度を上回っている場合には、前記第１電動機の回転軸と前記動力分配手段との接続が解除されるように前記接続断接手段を制御すると共に、前記吸気調整と前記燃料供給とを伴って前記内燃機関の回転数が前記自立回転数まで低下し、かつ前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御するものであってもよい。このように、第１電動機の回転軸と動力分配手段との接続および当該接続の解除を実行可能な接続断接手段を備えた動力出力装置では、蓄電装置の温度が所定温度を上回っている場合に、第１電動機の回転軸と動力分配手段との接続を解除して第１電動機の回転軸のイナーシャにより内燃機関の回転数低下が妨げられることを防止すると共に吸気調整によりフリクションを増加させることで内燃機関の回転数を速やかに低下させることが可能となる。
【００１２】
更に、前記動力分配手段は、前記第１電動機の回転軸に接続される第１要素と、前記内燃機関の前記機関軸に接続される第２要素と、前記駆動軸に接続される第３要素とを有すると共に、これら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された遊星歯車機構であってもよい。
【００１３】
本発明によるハイブリッド自動車は、上記いずれかの動力出力装置と、前記駆動軸に連結された駆動輪とを備えるものである。このハイブリッド自動車では、触媒の劣化を抑制するために内燃機関の燃料供給の停止が禁止されている最中に駆動軸に対する減速要求がなされたときに、蓄電装置の状態に拘わらず内燃機関の回転数を速やかに低下させることが可能となる。
【００１４】
本発明による動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関から排出される排ガスを浄化するための触媒を含む浄化装置と、動力を入出力可能な第１電動機と、前記内燃機関の機関軸と前記第１電動機の回転軸と駆動軸との３軸に接続され、これら３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する動力分配手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な第２電動機と、前記第１および第２電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを備えた動力出力装置の制御方法であって、
前記触媒の劣化を抑制するために前記内燃機関の燃料供給の停止が禁止されている最中に前記駆動軸に対する減速要求がなされたときに、前記蓄電装置の温度が高いほど前記内燃機関の吸入空気量を増加させる吸気調整と前記燃料供給とを伴って該内燃機関の回転数が予め定められた自立回転数まで低下すると共に前記駆動軸に要求される要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第１および第２電動機とを制御するものである。
【００１５】
この方法によれば、触媒の劣化を抑制するために内燃機関の燃料供給の停止が禁止されている最中に駆動軸に対する減速要求がなされたときに、蓄電装置の状態に拘わらず内燃機関の回転数を速やかに低下させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。
【図２】エンジン２２の概略構成図である。
【図３】バッテリ５０におけるバッテリ温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。
【図４】バッテリ５０の残容量ＳＯＣと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。
【図５】実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるアクセルオフ時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図６】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図７】目標スロットル開度設定用マップの一例を示す説明図である。
【図８】動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図９】目標スロットル開度設定用マップの他の例を示す説明図である。
【図１０】変形例に係るハイブリッド自動車２０Ｂの概略構成図である。
【図１１】他の変形例に係るハイブリッド自動車２０Ｃの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１８】
図１は、本発明の実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は、エンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフト（機関軸）２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに連結された減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、ハイブリッド自動車２０の全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０等とを備えるものである。
【００１９】
エンジン２２は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料と空気との混合気を燃焼室１２０内で爆発燃焼させ、混合気の爆発燃焼に伴うピストン１２１の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動へと変換することにより動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２では、図２からわかるように、エアクリーナ１２２により清浄された空気がスロットルバルブ１２３を介して吸気管１２６内に取り入れられ、吸入空気には燃料噴射弁１２７からガソリン等の燃料が噴射される。こうして得られる空気と燃料との混合気は、可変バルブタイミング機構として構成された動弁機構１３０により駆動される吸気バルブ１３１を介して燃焼室１２０に吸入されると共に点火プラグ１２８からの電気火花によって爆発燃焼させられる。エンジン２２からの排気ガスは、排気バルブ１３２や排気マニホールド１４０を介して一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）といった有害成分を浄化する排ガス浄化触媒（三元触媒）１４１ｃを含む浄化装置１４１へと送出され、浄化装置１４１にて浄化された後、外部へと排出される。また、エンジン２２は、浄化装置１４１の後段の排気管に接続されて排ガスをサージタンク（吸気系）へと還流させるＥＧＲ管１４２と、このＥＧＲ管１４２の中途に設けられて排気系から吸気系へと還流される排ガス（ＥＧＲガス）の還流量（ＥＧＲ量）を調節するＥＧＲ弁１４３と、ＥＧＲ管１４２内のＥＧＲガスの温度を検出する温度センサ１４４等を含む。
【００２０】
このように構成されるエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４により制御される。エンジンＥＣＵ２４は、図２に示すように、ＣＰＵ２４ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ２４ａの他に各種処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂ、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃ、図示しない入出力ポートおよび通信ポート等を含む。そして、エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態等を検出する各種センサからの信号が図示しない入力ポートを介して入力される。例えば、エンジンＥＣＵ２４には、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１８０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１８１からの冷却水温Ｔｗ、燃焼室１２０内の圧力を検出する筒内圧センサ１８２からの筒内圧力、吸気バルブ１３１や排気バルブ１３２を駆動する動弁機構１３０に含まれるカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１３３からのカムポジション、スロットルバルブ１２３の位置を検出するスロットルバルブポジションセンサ１２４からのスロットルポジション、エンジン２２の負荷としての吸入空気量を検出するエアフローメータ１８３からの吸入空気量ＧＡ、吸気管１２６に取り付けられた吸気温度センサ１８４からの吸気温度Ｔａｉｒ、吸気管１２６内の負圧を検出する吸気圧センサ１８５からの吸気負圧Ｐｉ、排気マニホールド１４０の浄化装置１４１の上流側に配置された空燃比センサ１８６からの空燃比ＡＦ、浄化装置１４１の触媒床の温度（排ガス浄化触媒１４１ｃの温度）を検出する触媒温度センサ１８７からの触媒床温Ｔｃａｔ、ＥＧＲ管１４２の温度センサ１４４からのＥＧＲガス温度等が入力ポートを介して入力される。そして、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２を駆動するための様々な制御信号を図示しない出力ポートを介して出力する。例えば、エンジンＥＣＵ２４は、スロットルバルブ１２３の位置を調節するスロットルモータ１２５への駆動信号や燃料噴射弁１２７への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１２９への制御信号、動弁機構１３０への制御信号、ＥＧＲ弁１４３への駆動信号等を出力ポートを介して出力する。また、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１８０からのクランクポジションを用いてエンジン２２の回転数Ｎｅを算出する。更に、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【００２１】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１と噛合すると共にリングギヤ３２と噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを有し、これら３つの要素が互いに差動回転できるように構成されたシングルピニオン式遊星歯車機構である。かかる動力分配統合機構３０の第１要素であるサンギヤ３１にはモータＭＧ１の回転軸が、第２要素であるキャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、第３要素であるリングギヤ３２には駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａと減速ギヤ３５とを介してモータＭＧ２の回転軸がそれぞれ連結されている。動力分配統合機構３０は、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側とにそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して最終的に駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力される。
【００２２】
モータＭＧ１およびＭＧ２は、いずれも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介して二次電池であるバッテリ５０と電力のやり取りを行う。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電され、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとることにすれば、バッテリ５０は充放電されないことになる。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や、図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流等が入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号等が出力される。また、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。更に、モータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号等に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【００２３】
バッテリ５０は、リチウムイオン二次電池あるいはニッケル水素二次電池として構成されており、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２によって管理される。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧、バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流、バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からのバッテリ温度Ｔｂ等が入力される。バッテリＥＣＵ５２は、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。更に、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量ＳＯＣを算出したり、当該残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を算出したり、残容量ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の充電に許容される電力である許容充電電力としての入力制限Ｗｉｎとバッテリ５０の放電に許容される電力である許容放電電力としての出力制限Ｗｏｕｔとを算出したりする。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定すると共に、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定可能である。図３にバッテリ温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図４にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。
【００２４】
ハイブリッドＥＣＵ７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４や、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６、計時指令に応じて計時処理を実行するタイマ７８、図示しない入出力ポートおよび通信ポート等を備える。ハイブリッドＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ（スタートスイッチ）８０からのイグニッション信号、シフトレバー８１の操作位置であるシフトポジションＳＰを検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルストロークセンサ８６からのブレーキペダルストロークＢＳ、車速センサ８７からの車速Ｖ等が入力ポートを介して入力される。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２等と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２等と各種制御信号やデータのやり取りを行っている。
【００２５】
上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊が計算され、この要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される。エンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２の運転制御モードとしては、要求トルクＴｒ＊に見合うパワーがエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力されるパワーのすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１およびＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求トルクＴｒ＊とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合うパワーがエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力されるパワーの全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１およびＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２を停止して要求トルクＴｒ＊に基づくトルクをリングギヤ軸３２ａに出力するようにモータＭＧ２を駆動制御するモータ運転モード等がある。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、トルク変換運転モードや充放電運転モードのもとで所定条件が成立すると、エンジン２２を自動的に停止・始動させる間欠運転が実行される。
【００２６】
更に、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジンＥＣＵ２４により図示しない触媒劣化抑制判定ルーチンが実行され、排ガス浄化触媒１４１ｃが昇温して浄化装置１４１の触媒床温Ｔｃａｔが第１の温度以上になると、触媒床温Ｔｃａｔが当該第１の温度よりも低い第２の温度未満になるまで所定の触媒劣化抑制フラグＦｃが値１に設定される。そして、触媒劣化抑制フラグＦｃが値１に設定されると、触媒床が更に昇温して排ガス浄化触媒１４１ｃが劣化しないように、運転者がアクセルペダル８３を戻したりブレーキペダル８５を踏み込んだりしてハイブリッド自動車２０（リングギヤ軸３２ａ）の減速を要求したときに、高温の排ガス浄化触媒１４１ｃに対する多量の空気の供給に起因した触媒床の更なる昇温が抑制されるようにエンジン２２の燃料カットが禁止される。すなわち、触媒劣化抑制フラグＦｃが値１に設定されると、本来エンジン２２の燃料カットを実行すべき場合であっても、各燃焼室１２０への燃料噴射と混合機の点火とが実行される。
【００２７】
次に、上述の触媒劣化抑制フラグＦｃが値１に設定されているときのハイブリッド自動車２０の動作、特に触媒劣化抑制フラグＦｃが値１に設定されているときに運転者によりアクセルペダル８３の踏み込みが解除されたときの動作について説明する。
【００２８】
図５は、シフトポジションとして通常の前進走行用のドライブポジションが選択された状態で運転者によりアクセルペダル８３の踏み込みが解除されたときに実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間ごとに（例えば、数ｍｓｅｃごとに）実行されるアクセルオフ時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。図３のルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、車速センサ８７からの車速Ｖ、エンジン２２の回転数Ｎｅ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ、バッテリ５０の温度Ｔｂ、触媒劣化抑制フラグＦｃの値といった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、エンジンＥＣＵ２４によりクランクポジションセンサ１８０からのクランクポジションに基づいて計算されたものであってエンジンＥＣＵ２４から通信により入力される。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０により回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいて計算されるものであってモータＥＣＵ４０から通信により入力される。更に、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔおよびバッテリ温度Ｔｂは、バッテリＥＣＵ５２から通信により入力されるものである。そして、触媒劣化抑制フラグＦｃは、エンジンＥＣＵ２４から通信により入力されるものである。ステップＳ１００のデータ入力処理の後、入力した触媒劣化抑制フラグＦｃが値１であるか否かを判定し（ステップＳ１１０）、触媒劣化抑制フラグＦｃが値０であって排ガス浄化触媒１４１ｃの劣化のおそれがないと見なされる場合には、通常のアクセルオフ制御を実行し（ステップＳ２６０）、本ルーチンを一旦終了させる。
【００２９】
また、ステップＳ１１０にて触媒劣化抑制フラグＦｃが値１であると判断された場合には、ステップＳ１００にて入力した車速Ｖに基づいてリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１２０）。実施例では、アクセルオフ時すなわちアクセル開度Ａｃｃが値０であるときの車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係が予め定められて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶されており、要求トルクＴｒ＊としては、与えられた車速Ｖに対応したものが当該マップから導出・設定される。図６にアクセルオフ時に用いられる要求トルク設定用マップの一例を示す。次いで、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を予め定められた自立回転数Ｎｒｅｆに設定する（ステップＳ１３０）。自立回転数Ｎｒｅｆは、触媒劣化抑制フラグＦｃが値１に設定されてエンジン２２の燃料カットが禁止されるのに伴って、各燃焼室１２０への燃料噴射と混合機の点火とを継続しつつ実質的にトルクを出力しないようにエンジン２２を運転するときの回転数であり、実施例では、アイドル時の回転数またはそれに近い値（例えば８００〜１２００ｒｐｍ）とされる。
【００３０】
エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定したならば、所定のフラグＦが値０であるか否かを判定し（ステップＳ１４０）、フラグＦが値０であれば、ステップＳ１００にて入力したエンジン２２の回転数Ｎｅと目標回転数Ｎｅ＊との差の絶対値が所定値α（例えば５０ｒｐｍ程度の値）を上回っているか否かを判定する（ステップＳ１５０）。回転数Ｎｅと目標回転数Ｎｅ＊との差の絶対値が所定値αを上回っている場合には、ステップＳ１００にて入力したバッテリ温度Ｔｂが予め定められた基準温度Ｔｂｒｅｆ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。基準温度Ｔｂｒｅｆは、バッテリ５０の充電に許容される電力である入力制限Ｗｉｎがバッテリ温度Ｔｂとの関係から充電電力として小さく制限されないときの上限温度であり、例えば、４０℃程度の値とされる。そして、バッテリ温度Ｔｂが基準温度Ｔｂｒｅｆ以下である場合には、エンジンＥＣＵ２４に各燃焼室１２０への燃料噴射の停止（燃料カット）を禁止すべく燃料カット禁止指令を送信した上で（ステップＳ１７０）、モータＭＧ１からクランクシャフト２６への負のトルクの出力によりエンジン２２の回転数Ｎｅを低下させるべく、次式（１）に従いモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１８０）。ここで、式（１）は、エンジン２２の燃料供給すなわち爆発燃焼を継続させながらエンジン２２の回転数Ｎｅを目標回転数Ｎｅ＊（自立回転数Ｎｒｅｆ）へと低下させるためのフィードバック制御における関係式である。そして、式（１）中、右辺第１項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第２項の「ｋ２」は積分項のゲインである。これらのゲイン「ｋ１」，「ｋ２」は、エンジン２２の爆発燃焼を継続する必要から、エンジン２２から比較的大きなトルクを出力しているときに比べて小さな値に設定される。
【００３１】
Tm1*=k1・(Ne*-Ne)+k2・∫(Ne*-Ne)dt  …（１）
【００３２】
続いて、ステップＳ１００にて入力したエンジン２２の回転数Ｎｅとバッテリ温度Ｔｂとに基づいてエンジン２２のスロットルバルブ１２３の目標スロットル開度ＴＨ＊を設定する（ステップＳ１９０）。実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅとバッテリ温度Ｔｂと目標スロットル開度ＴＨ＊との関係が予め定められて目標スロットル開度設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶されており、目標スロットル開度ＴＨ＊としては、与えられた回転数Ｎｅとバッテリ温度Ｔｂとに対応したものが当該マップから導出・設定される。図７に目標スロットル開度設定用マップの一例を示す。実施例の目標スロットル開度設定用マップは、自立回転数Ｎｒｅｆでの自立運転時に要求される吸入吸気量よりも多く、かつ自立回転数Ｎｒｅｆでの負荷運転時に要求される吸入吸気量よりも少ない量の空気がエンジン２２に吸入されるように目標スロットル開度ＴＨ＊を規定するものであり、図７に示すように、エンジン２２の回転数Ｎｅが高いほど吸入空気量を増加させると共にバッテリ温度Ｔｂが高いほど吸入空気量を増加させる傾向を有する。
【００３３】
ステップＳ１９０の処理の後、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔとステップＳ２１０にて設定したモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ１，ＭＧ２の現在の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とを用いてモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（２）および式（３）に従い計算する（ステップＳ２００）。更に、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（４）に従い計算する（ステップＳ２１０）。そして、モータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊をトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値に設定する（ステップＳ２２０）。このようしてモータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、リングギヤ軸３２ａに出力するトルクをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内に制限することができる。ここで、式（４）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。図８に動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を例示する。図中、左側のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１に一致するサンギヤ３１の回転数を示し、中央のＣ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅに一致するキャリア３４の回転数を示し、右側のＲ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。また、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１にトルクＴｍ１を出力させたときにこのトルク出力によりリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２にトルクＴｍ２を出力させたときに減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを求めるための式（４）は、この共線図における回転数の関係を用いれば容易に導出することができる。こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標スロットル開度ＴＨ＊、モータＭＧ１，ＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定したならば、目標回転数Ｎｅ＊および目標スロットル開度ＴＨ＊をエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２３０）、本ルーチンを一旦終了させる。
【００３４】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2  …（２）
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2  …（３）
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr  …（４）
【００３５】
ハイブリッドＥＣＵ７０から燃料カット指令や目標回転数Ｎｅ＊、目標スロットル開度ＴＨ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、スロットルバルブポジションセンサ１２４からのスロットルポジションに基づいてスロットルバルブ１２３の開度が目標スロットル開度ＴＨ＊となるようにスロットルモータ１２５を制御する。更に、エンジンＥＣＵ２４は、目標スロットル開度ＴＨ＊や回転数Ｎｅ、予め定められた図示しないマップ等を用いて、排ガス浄化触媒１４１ｃの劣化を抑制するためにエンジン２２の爆発燃焼を継続させると共にモータＭＧ１からクランクシャフト２６へのトルクの出力により回転数Ｎｅを速やかに低下させることを可能とする燃料噴射量を求め、求めた量の燃料が各燃焼室１２０に供給されるように燃料噴射制御を実行すると共にエンジン２２の爆発燃焼を継続させるべく点火時期制御を実行する。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊に従ってモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊に従ってモータＭＧ２が駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行う。これにより、バッテリ温度Ｔｂが基準温度Ｔｂｒｅｆ以下である場合には、エンジン２２の燃料供給すなわち爆発燃焼を継続させながらエンジン２２の回転数Ｎｅを目標回転数Ｎｅ＊（自立回転数Ｎｒｅｆ）まで速やかに低下させることが可能となる。
【００３６】
一方、ステップＳ１４０およびＳ１５０にて肯定判断がなされた後にステップＳ１００にて入力したバッテリ温度Ｔｂが基準温度Ｔｂｒｅｆを上回っていると判断された場合には（ステップＳ１６０）、エンジンＥＣＵ２４に対して自立運転指令を送信すると共に上述のフラグＦを値１に設定し（ステップＳ２４０）、更にモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を値０に設定する（ステップＳ２５０）。そして、上述のステップＳ１９０〜Ｓ２２０の処理を実行すると共に、目標回転数Ｎｅ＊および目標スロットル開度ＴＨ＊をエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２３０）、本ルーチンを一旦終了させる。この場合、バッテリ温度Ｔｂが基準温度Ｔｂｒｅｆを上回っていることから、ステップＳ１９０では、バッテリ温度Ｔｂが比較的低い場合（特にバッテリ温度Ｔｂが基準温度Ｔｂｒｅｆ以下である場合）に比べて目標スロットル開度ＴＨ＊が大きく設定されることになる。
【００３７】
ハイブリッドＥＣＵ７０から自立運転指令や目標回転数Ｎｅ＊、目標スロットル開度ＴＨ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、スロットルバルブポジションセンサ１２４からのスロットルポジションに基づいてスロットルバルブ１２３の開度が目標スロットル開度ＴＨ＊となるようにスロットルモータ１２５を制御する。更に、エンジンＥＣＵ２４は、目標スロットル開度ＴＨ＊や回転数Ｎｅ、予め定められた図示しないマップ等を用いて、排ガス浄化触媒１４１ｃの劣化を抑制するためにエンジン２２の爆発燃焼を継続させるのに最低必要な燃料噴射量を設定し、設定した量の燃料が各燃焼室１２０に供給されるように燃料噴射制御を実行すると共にエンジン２２の爆発燃焼を継続させるべく点火時期制御を実行する。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊に従ってモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊に従ってモータＭＧ２が駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行う。この場合には、モータＭＧ１からクランクシャフト２６に対してトルクが出力されないことになるが、上述のようにステップＳ１９０にて、バッテリ温度Ｔｂが比較的低い場合に比べて目標スロットル開度ＴＨ＊が大きく設定される。従って、このような目標スロットル開度ＴＨ＊の設定すなわち吸気調整によってフリクションを増加させてエンジン２２の回転数低下を促進させ、それによりエンジン２２の燃料供給すなわち爆発燃焼を継続させながらエンジン２２の回転数Ｎｅを速やかに目標回転数Ｎｅ＊（自立回転数Ｎｒｅｆ）まで低下させることが可能となる。
【００３８】
上述のようにしてステップＳ２４０にてフラグＦが値１に設定されると、それ以後、ステップＳ１４０にて否定判断がなされることから、ステップＳ２４０〜Ｓ２５０およびＳ１９０〜Ｓ２３０の処理が実行されることになる。また、バッテリ温度Ｔｂが基準温度Ｔｂｒｅｆ以下であって上述のステップＳ１７０〜Ｓ２３０の処理が実行される場合には、ステップＳ１５０にてエンジン２２の回転数Ｎｅと目標回転数Ｎｅ＊との差の絶対値が所定値α以下になって回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊に概ね一致したと判断されると、ステップＳ２４０〜Ｓ２５０およびＳ１９０〜Ｓ２３０の処理が実行されることになる。
【００３９】
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０では、触媒劣化抑制フラグＦｃが値１に設定されて排ガス浄化触媒１４１ｃの劣化を抑制するためにエンジン２２の燃料カットが禁止されている最中にアクセルペダル８３の踏み込みを解除することによるリングギヤ軸３２ａに対する減速要求がなされたときに、バッテリ温度Ｔｂが高いほどエンジン２２の吸入空気量を増加させる目標スロットル開度ＴＨ＊の設定（吸気調整）と各燃焼室１２０への燃料噴射（および点火）とを伴ってエンジン２２の回転数Ｎｅが予め定められた自立回転数Ｎｒｅｆまで低下すると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびモータＭＧ２とが制御される（ステップＳ１７０〜Ｓ２５０）。
【００４０】
すなわち、実施例のハイブリッド自動車２０では、触媒劣化抑制フラグＦｃが値１に設定されて燃料カットが禁止されている最中にリングギヤ軸３２ａに対する減速要求がなされたときに、バッテリ温度Ｔｂが予め定められた基準温度Ｔｂｒｅｆ以下である場合には、モータＭＧ１からクランクシャフト２６への負のトルクの出力とステップＳ１９０の目標スロットル開度ＴＨ＊の設定と各燃焼室１２０への燃料噴射（および点火）とを伴ってエンジン２２の回転数Ｎｅが自立回転数Ｎｒｅｆまで低下すると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される（ステップＳ１７０〜Ｓ２３０）。これにより、バッテリ温度Ｔｂが比較的低くバッテリ温度Ｔｂとの関係からバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが充電電力として小さく制限されていない場合には、モータＭＧ１を発電機として機能させ、モータＭＧ１からクランクシャフト２６への負のトルクの出力によりエンジン２２の回転数Ｎｅを速やかに低下させることができる。
【００４１】
これに対して、触媒劣化抑制フラグＦｃが値１に設定されて燃料カットが禁止されている最中にリングギヤ軸３２ａに対する減速要求がなされたときに、バッテリ温度Ｔｂが基準温度Ｔｂｒｅｆを上回っている場合には、モータＭＧ１にトルクを出力させることなくバッテリ温度Ｔｂが高いほどエンジン２２の吸入空気量を増加させる目標スロットル開度ＴＨ＊の設定と各燃焼室１２０への燃料噴射（および点火）とを伴ってエンジン２２の回転数Ｎｅが自立回転数Ｎｒｅｆまで低下すると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される（ステップＳ２４０，Ｓ２５０，Ｓ１９０〜Ｓ２３０）。これにより、バッテリ温度Ｔｂが比較的高くバッテリ温度Ｔｂとの関係からバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが充電電力として小さく制限されることを考慮してモータＭＧ１によりエンジン２２の回転数Ｎｅを低下させることを取り止めた場合であっても、ステップＳ１９０の目標スロットル開度ＴＨ＊の設定（吸気調整）によりフリクションを増加させてエンジン２２の回転数低下を促進させることができる。従って、実施例のハイブリッド自動車２０では、排ガス浄化触媒１４１ｃの劣化を抑制するためにエンジン２２の燃料カットが禁止されている最中にリングギヤ軸３２ａに対する減速要求がなされたときに、バッテリ５０の状態に拘わらずエンジン２２の回転数Ｎｅを速やかに低下させることが可能となる。そして、このような制御は、特にエンジン２２が高負荷かつ高回転で運転されているときにアクセルペダル８３が戻されたときに、エンジン２２の回転数Ｎｅを速やかに低下させる上で極めて有用である。
【００４２】
また、実施例のステップＳ１９０では、エンジン２２の回転数Ｎｅと、バッテリ温度Ｔｂと、回転数Ｎｅが高いほど吸入空気量を増加させると共にバッテリ温度Ｔｂが高いほど吸入空気量を増加させる傾向をもった制約としての目標スロットル開度設定用マップ（図７）とを用いてスロットルバルブ１２３の制御量としての目標スロットル開度ＴＨ＊が設定される。これにより、排ガス浄化触媒１４１ｃの劣化を抑制するためにエンジン２２の燃料カットが禁止されている最中にリングギヤ軸３２ａに対する減速要求がなされたときの吸気調整をより適正なものとすることができる。ただし、目標スロットル開度設定用マップは、図７に例示するもの限られず、図９に例示するもののように、バッテリ温度Ｔｂが基準温度Ｔｂｒｅｆ以下であるときにはバッテリ温度Ｔｂに依存することなく回転数Ｎｅが高いほど吸入空気量を増加させると共に、バッテリ温度Ｔｂが基準温度Ｔｂｒｅｆを上回ったときには回転数Ｎｅが高いほど吸入空気量を増加させると共にバッテリ温度Ｔｂが高いほど吸入空気量を増加させる傾向をもつものとされてもよい。すなわち、バッテリ温度Ｔｂが基準温度Ｔｂｒｅｆ以下であってモータＭＧ１からクランクシャフト２６への負のトルクの出力を伴ってエンジン２２の回転数Ｎｅを低下させる場合には、バッテリ温度Ｔｂを用いることなくエンジン２２の回転数Ｎｅに基づいて吸入空気量を設定してもよい。
【００４３】
図１０は、変形例に係るハイブリッド自動車２０Ｂの概略構成図である。なお、変形例に係るハイブリッド自動車２０Ｂの構成要素のうち、上述のハイブリッド自動車２０と同一の要素については同一の符号を用いるものとし、重複する説明を省略する。図１０に示すハイブリッド自動車２０Ｂは、モータＭＧ１の回転軸と動力分配統合機構３０のサンギヤ３１との接続および当該接続の解除を実行可能なクラッチＣ１を備える。クラッチＣ１は、ハイブリッドＥＣＵ７０により制御される図示しない油圧式、電磁式、または電動式のアクチュエータにより駆動される。このようなクラッチＣ１を備えたハイブリッド自動車２０Ｂでは、触媒劣化抑制フラグＦｃが値１に設定されて燃料カットが禁止されている最中にリングギヤ軸３２ａに対する減速要求がなされたときに、バッテリ温度Ｔｂが予め定められた基準温度Ｔｂｒｅｆ以下である場合には、上記ハイブリッド自動車２０と同様に、モータＭＧ１からクランクシャフト２６への負のトルクの出力と上記ステップＳ１９０のものと同様の目標スロットル開度ＴＨ＊の設定と各燃焼室１２０への燃料噴射（および点火）とを伴ってエンジン２２の回転数Ｎｅが自立回転数Ｎｒｅｆまで低下すると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される。
【００４４】
これに対して、触媒劣化抑制フラグＦｃが値１に設定されて燃料カットが禁止されている最中にリングギヤ軸３２ａに対する減速要求がなされたときに、バッテリ温度Ｔｂが基準温度Ｔｂｒｅｆを上回っている場合には、モータＭＧ１の回転軸と動力分配統合機構３０との接続が解除されるようにクラッチＣ１が制御されると共に、バッテリ温度Ｔｂが高いほどエンジン２２の吸入空気量を増加させる目標スロットル開度ＴＨ＊の設定（吸気調整）と各燃焼室１２０への燃料噴射（および点火）とを伴ってエンジン２２の回転数Ｎｅが自立回転数Ｎｒｅｆまで低下すると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される。これにより、バッテリ温度Ｔｂが比較的高くバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが充電電力として小さく制限されることを考慮してモータＭＧ１によりエンジン２２の回転数Ｎｅを低下させることを取り止めた場合であっても、モータＭＧ１の回転軸と動力分配統合機構３０との接続を解除してモータＭＧ１の回転軸のイナーシャによりエンジン２２の回転数低下が妨げられることを防止すると共に上述のような目標スロットル開度ＴＨ＊の設定（吸気調整）によりフリクションを増加させることでエンジン２２の回転数Ｎｅを速やかに低下させることが可能となる。ただし、上記クラッチＣ１を備えるハイブリッド自動車２０Ｂでは、クラッチＣ１によるモータＭＧ１と動力分配統合機構３０のとの接続が解除される前後において上述の吸気調整が省略されてもよい。
【００４５】
なお、ここまで、触媒劣化抑制フラグＦｃが値１に設定されているときに運転者によりアクセルペダル８３の踏み込みが解除された場合を例にとって本発明を説明したが、本発明は、アクセルペダル８３が踏み戻された場合やブレーキペダル８５が踏み込まれた場合にも同様に適用され得ることはいうまでもない。また、上述のハイブリッド自動車２０，２０Ｂでは、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２とがモータＭＧ２の回転数を減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する減速ギヤ３５を介して連結されているが、減速ギヤ３５の代わりに、例えばＨｉ，Ｌｏの２段の変速段あるいは３段以上の変速段を有したモータＭＧ２の回転数を変速してリングギヤ軸３２ａに伝達する変速機を採用してもよい。更に、実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ２の動力を動力分配統合機構３０のリングギヤ３２に接続されたリングギヤ軸３２ａに出力するものであるが、本発明の適用対象はこれに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図１１に示す変形例に係るハイブリッド自動車２０Ｃのように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａ（車輪３９ａ，３９ｂ）とは異なる軸（図１１における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された軸）に出力するものに適用されてもよい。
【００４６】
ここで、上記実施例および変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明しておく。すなわち、上記実施例等では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、エンジン２２から排出される排ガスを浄化するための排ガス浄化触媒１４１ｃを含む浄化装置１４１が「浄化装置」に相当し、動力を入出力可能なモータＭＧ１が「第１電動機」に相当し、エンジン２２のクランクシャフト２６とモータＭＧ１の回転軸と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続され、これら３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する動力分配統合機構３０が「動力分配手段」に相当し、リングギヤ軸３２ａに動力を出力可能なモータＭＧ２が「第２電動機」に相当し、モータＭＧ１およびＭＧ２と電力をやり取り可能なバッテリ５０が「蓄電装置」に相当し、図３のステップＳ１２０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「要求トルク設定手段」に相当し、触媒劣化抑制フラグＦｃが値１に設定されて排ガス浄化触媒１４１ｃの劣化を抑制するためにエンジン２２の燃料カットが禁止されている最中にアクセルペダル８３の踏み込みを解除することによるリングギヤ軸３２ａに対する減速要求がなされたときに、バッテリ温度Ｔｂが高いほどエンジン２２の吸入空気量を増加させる目標スロットル開度ＴＨ＊の設定（吸気調整）と各燃焼室１２０への燃料噴射とを伴ってエンジン２２の回転数Ｎｅが予め定められた自立回転数Ｎｒｅｆまで低下すると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とを制御するハイブリッドＥＣＵ７０、エンジンＥＣＵ２４およびモータＥＣＵ４０との組み合わせが「制御手段」に相当し、吸入空気量を調節するスロットルバルブ１２３が「吸入空気量調節手段」に相当し、クランクポジションセンサ１８０とエンジンＥＣＵ２４との組み合わせが「回転数取得手段」に相当し、バッテリ温度Ｔｂを検出する温度センサ５１が「温度取得手段」に相当し、モータＭＧ１の回転軸と動力分配統合機構３０のサンギヤ３１との接続および当該接続の解除を実行可能なクラッチＣ１が「接続断接手段」に相当し、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されるキャリア３４とモータＭＧ１の回転軸に接続されるサンギヤ３１と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続されるリングギヤ３２とを有すると共にこれら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された動力分配統合機構３０が「遊星歯車機構」に相当する。
【００４７】
ただし、「内燃機関」は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力するエンジン２２に限られず、水素エンジンといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「浄化装置」は、エンジン２２から排出される排ガスを浄化するための排ガス浄化触媒を含むものであれば如何なる形式のものであっても構わない。「第１電動機」や「第２電動機」は、モータＭＧ１，ＭＧ２のような同期発電電動機に限られず、誘導電動機といったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「蓄電装置」は、バッテリ５０のような二次電池に限られず、電動機と電力をやり取り可能なものであればキャパシタといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「要求トルク設定手段」は、アクセル開度と車速とに基づいて要求トルクを設定するものに限られず、例えばアクセル開度のみに基づいて要求駆動力を設定するもののような他の如何なる形式のものであっても構わない。「制御手段」は、単一の電子制御ユニット等のように、ハイブリッドＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０との組み合わせ以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。いずれにしても、これら実施例および変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施例はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行われるべきものである。
【００４８】
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、動力出力装置やハイブリッド自動車の製造産業等において利用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
２０，２０Ｂ，２０Ｃ  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ，７２  ＣＰＵ、２４ｂ，７４  ＲＯＭ、２４ｃ，７６  ＲＡＭ、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  動力分配統合機構、３１  サンギヤ、３２  リングギヤ、３２ａ  リングギヤ軸、３３  ピニオンギヤ、３４  キャリア、３５  減速ギヤ、３７  ギヤ機構、３８  デファレンシャルギヤ、３９ａ〜３９ｄ  車輪、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、５０  バッテリ、５１  温度センサ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４  電力ライン、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、７８  タイマ、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルストロークセンサ、８７  車速センサ、１２０  燃焼室、１２１  ピストン、１２２  エアクリーナ、１２３  スロットルバルブ、１２４  スロットルバルブポジションセンサ、１２５  スロットルモータ、１２６  吸気管、１２７  燃料噴射弁、１２８  点火プラグ、１２９  イグニッションコイル、１３０  動弁機構、１３１  吸気バルブ、１３２  排気バルブ、１３３  カムポジションセンサ、１４０  排気マニホールド、１４１  浄化装置、１４１ｃ  排ガス浄化触媒、１４２  ＥＧＲ管、１４３  ＥＧＲ弁、１４４  温度センサ、１８０  クランクポジションセンサ、１８１  水温センサ、１８２  筒内圧センサ、１８３  エアフローメータ、１８４  吸気温度センサ、１８５  吸気圧センサ、１８６  空燃比センサ、１８７  触媒温度センサ、Ｃ１  クラッチ、ＭＧ１，ＭＧ２  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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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