(57)【要約】【課題】走行に要求される要求パワーを出力すると共にエミッションの悪化を抑制する。【解決手段】イグニッションがオンされてエンジンの運転を停止して走行している際に最初にアクセルペダルが踏み込まれてエンジンを始動する際に、車両が要求パワーで走行する２つのモータを制御し（ステップＳ１００〜Ｓ１７０）、エンジンの浄化触媒が活性化されているときには（ステップＳ１８０）、通常の吸入空気量制御を行なってエンジンの運転を開始し、エンジンの浄化触媒が活性化されていないには（ステップＳ１８０）、通常より空気量が低い低吸入空気量制御を行なう。これにより、エミッションの悪化を抑制することができる。【選択図】図３
2014136494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気系に排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられ走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能なバッテリと、を備えるハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、
前記内燃機関の運転を停止して走行しているときに走行に要求される要求パワーが所定パワーより大きくなったパワー要求時には、前記要求パワーに基づく吸入空気量で前記内燃機関の運転が開始されると共に、前記要求パワーによって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、イグニッションがオンされた後最初の前記パワー要求時には、吸入空気量を前記要求パワーに基づく吸入空気量より少ない量として前記内燃機関の運転が開始されるよう前記内燃機関を制御する低空気量始動制御を実行する手段である
ハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記制御手段は、イグニッションがオンされた後最初の前記パワー要求時であり、且つ、前記浄化触媒が活性化されていないときに、前記低空気量始動制御を実行する手段である
ハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
請求項２記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記浄化触媒が活性化されていないときは、前記浄化触媒の温度が所定温度未満であるときである
ハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか１つの記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記低空気量始動制御は、前記吸入空気量を前記内燃機関をアイドル運転する際の吸入空気量として予め定められたアイドル空気量として前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関を制御する制御である
ハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
排気系に排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられ走行用の動力を出力可能な内燃機関と、
走行用の動力を入出力可能な電動機と、
前記電動機と電力のやりとりが可能なバッテリと、
前記内燃機関と前記電動機とを制御する請求項１ないし４いずれか１つの請求項に記載のハイブリッド車両の制御装置と、
を備えるハイブリッド車両。
【請求項６】
請求項５記載のハイブリッド車両であって、
動力を入出力可能な第１電動機と、
車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第１電動機の回転軸とに３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、
回転軸が前記駆動軸に接続された前記電動機としての第２電動機と、
を備えるハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置およびハイブリッド車両に関し、詳しくは、排気系に排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられ走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、電動機と電力のやりとりが可能なバッテリと、を備えるハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置およびこうした制御装置を備えるハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド車両の制御装置としては、排気通路に排出ガス中の炭化水素等を触媒の作用で浄化させる触媒コンバータを有するガソリンエンジンとモータとを備えるハイブリッド車両において、ガソリンエンジンを始動してから所定期間はスロットルバルブの開度が小さくなるようエンジンを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車両の制御装置では、こうしてエンジンを制御することにより、エンジンへ供給する空気流量を低減して、炭化水素排出量を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−９４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のハイブリッド車両の制御装置では、ガソリンエンジンを始動してから所定期間スロットルバルブの開度を小さくしているため、ガソリンエンジンからドライバが要求している要求出力を迅速に出力することができない場合がある。要求出力を迅速に出力するために、スロットルバルブの開度をアクセルペダルの開度に対応させることも考えられるが、触媒コンバータの触媒が活性化していないときには排ガス中に含まれるエミッションが悪化してしていしまう。
【０００５】
本発明のハイブリッド車両の制御装置およびハイブリッド車両は、走行に要求される要求パワーを出力すると共にエミッションの悪化を抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハイブリッド車両の制御装置およびハイブリッド車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、
排気系に排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられ走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能なバッテリと、を備えるハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、
前記内燃機関の運転を停止して走行しているときに走行に要求される要求パワーが所定パワーより大きくなったパワー要求時には、前記要求パワーに基づく吸入空気量で前記内燃機関の運転が開始されると共に、前記要求パワーによって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、イグニッションがオンされた後最初の前記パワー要求時には、吸入空気量を前記要求パワーに基づく吸入空気量より少ない量として前記内燃機関の運転が開始されるよう前記内燃機関を制御する低空気量始動制御を実行する手段である
ハイブリッド車両の制御装置。
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明のハイブリッド車両の制御装置では、内燃機関の運転を停止して走行しているときに走行に要求される要求パワーが所定パワーより大きくなったパワー要求時には、要求パワーに基づく吸入空気量で内燃機関の運転が開始されると共に、要求パワーによって走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。これにより、パワー要求時には、要求パワーにより走行することができる。イグニッションがオンされた後最初のパワー要求時には、吸入空気量を要求パワーに基づく吸入空気量より少ない量として内燃機関の運転が開始されるよう内燃機関を制御する低空気量始動制御を実行する。イグニッションオンされた直後は、内燃機関の浄化触媒の温度が低くて活性化していないと考えられることから、イグニッションがオンされた後最初のパワー要求時には、吸入空気量を要求パワーに基づく吸入空気量より少ない量として内燃機関の運転が開始されるよう内燃機関を制御する低空気量始動制御を実行することにより、エミッションの悪化を抑制することができる。よって、要求パワーを出力すると共にエミッションの悪化を抑制することができる。
【０００９】
こうした本発明のハイブリッド車両の制御装置において、前記制御手段は、イグニッションがオンされた後最初の前記パワー要求時であり、且つ、前記浄化触媒が活性化されていないときに、前記低空気量始動制御を実行する手段であるものとすることもできる。イグニッションがオンされた後最初のパワー要求時であり、且つ、浄化触媒が活性化されていないときにはエミッションの悪化が想定されるため、こうした場合に低空気量始動制御を実行することにより、エミッションの悪化を抑制することができる。この場合において、前記浄化触媒が活性化されていないときは、前記浄化触媒の温度が所定温度未満であるときであるものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明のハイブリッド車両の制御装置において、前記低空気量始動制御は、前記吸入空気量を前記内燃機関をアイドル運転する際の吸入空気量として予め定められたアイドル空気量として前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関を制御する制御であるものとすることもできる。
【００１１】
本発明のハイブリッド車両は、
排気系に排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられ走行用の動力を出力可能な内燃機関と、
走行用の動力を入出力可能な電動機と、
前記電動機と電力のやりとりが可能なバッテリと、
前記内燃機関と前記電動機とを制御する上述したいずれかの態様の本発明のハイブリッド車両の制御装置、即ち、基本的には、排気系に排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられ走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能なバッテリと、を備えるハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、前記内燃機関の運転を停止して走行しているときに走行に要求される要求パワーが所定パワーより大きくなったパワー要求時には、前記要求パワーに基づく吸入空気量で前記内燃機関の運転が開始されると共に、前記要求パワーによって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段を備え、前記制御手段は、イグニッションがオンされた後最初の前記パワー要求時には、吸入空気量を前記要求パワーに基づく吸入空気量より少ない量として前記内燃機関の運転が開始されるよう前記内燃機関を制御する低空気量始動制御を実行する手段であるハイブリッド車両の制御装置と、
を備えることを要旨とする。
【００１２】
この本発明のハイブリッド車両では、上述したいずれかの態様の本発明のハイブリッド車両の制御装置を搭載しているから、本発明のハイブリッド車両の制御装置の奏する効果、例えば、要求パワーを出力すると共にエミッションの悪化を抑制することができる。
【００１３】
こうした本発明のハイブリッド車両において、動力を入出力可能な第１電動機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第１電動機の回転軸とに３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、回転軸が前記駆動軸に接続された前記電動機としての第２電動機と、を備えるものとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】ＨＶＥＣＵ７０により実行される始動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】始動時のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２の回転数Ｎｅの時間変化の一例を示す説明図である。
【図５】エンジン２２を始動する際のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２の回転数Ｎｅと経過時間ｔ１との関係の一例を示す説明図である。
【図６】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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】
【００１６】
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという。）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという。）４０と、インバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという。）５２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという。）７０と、を備える。
【００１７】
エンジン２２は、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化触媒（三元触媒）を有する浄化装置１３４を介して外気へ排出される。エンジンＥＣＵ２４は、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の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、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１４０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１４２からの冷却水温，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉す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１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温Ｔａ，空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６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１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０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出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、すなわち、エンジン２２の回転数Ｎｅを演算したり、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて空気量負荷率（エンジン２２の１サイクルあたりで吸入可能な空気量に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬを演算している。
【００１８】
モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。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などが入力ポートを介して入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチングするためのスイッチング制御信号が出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータ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ＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。
【００１９】
バッテリＥＣＵ５２は、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。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などが入力されており、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ＨＶＥＣＵ７０に送信する。また、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そのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量の割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。
【００２０】
ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ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ポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２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と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２１】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル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３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を計算し、この要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン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から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン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から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力を駆動軸３６に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動力３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。
【００２２】
実施例のハイブリッド自動車２０は、モータ運転モードで運転している最中に、運転者によりアクセルペダル８３が大きく踏み込まれて（例えば、アクセル開度ＡＣＣが全開）バッテリ５０からの電力だけでは要求動力を賄うことができないときや、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがエンジン運転モードに切り替えるために予め定められた閾値以下になったとき、その他、車両の状態がエンジン運転モードに切り替えるために予め定められた状態に至ったときに、エンジン２２の始動が要求されたとして、エンジン２２を始動してエンジン運転モードに移行する。また、実施例のハイブリッド自動車２０は、エンジン運転モードで運転している最中に、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値以上で要求動力をバッテリ５０からの放電で賄うことができるときや、運転者により図示しないモータ走行スイッチが押されたとき、その他、車両の状態がモータ運転モードに切り替えるために予め定められた状態に至ったときに、エンジン２２の運転を停止してモータ運転モードに移行する。
【００２３】
エンジン運転モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、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と車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定し、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖを計算すると共に計算した走行用パワーＰｄｒｖからバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて得られるバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２から出力すべきパワーとしての目標パワーＰｅ＊を設定する。そして、目標パワーＰｅ＊を効率よくエンジン２２から出力することができるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとの関係としての動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにするための回転数フィードバック制御によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルクを要求トルクＴｒ＊から減じてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについてはエンジンＥＣＵ２４に送信し、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行い、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００２４】
モータ運転モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する。そして、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００２５】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にイグニッションがオンされてエンジン２２の運転を停止して走行している際に最初にアクセルペダル８２が踏み込まれて走行用パワーＰｄｒｖが所定パワーＰｔｈを超え、最初にエンジン２２を始動する際の動作について説明する。図３は始動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。本ルーチンは、イグニッションがオンされてエンジン２２の運転を停止して走行している際にアクセルペダル８２が踏み込まれて走行用パワーＰｄｒｖが所定パワーＰｔｈを超え、最初にエンジン２２を始動する際に実行される。
【００２６】
始動時制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵは、まず、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や車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，エンジン２２の回転数Ｎｅ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力し（ステップＳ１００）、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１１０）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサからの信号に基づいて演算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。さらに、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサにより検出されたバッテリ５０の電池温度とバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣとに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭに記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。要求トルク設定用マップの一例を図２に示す。
【００２７】
続いて、エンジン２２の回転数Ｎｅとエンジン２２の始動を開始してからの経過時間ｔ１とに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１４０）。エンジン２２を始動する際のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２の回転数Ｎｅと経過時間ｔ１との関係の一例を図５に示す。図示するように、トルク指令Ｔｍ１＊は、実施例では、エンジン２２の始動指示がなされた時間ｔ１０の直後からレート処理を用いて大きくなるトルクが設定され、これにより、エンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させ、エンジン２２の回転数Ｎｅが共振回転数帯を通過した時間ｔ１１以降にエンジン２２を安定して回転数Ｎｒｅｆ（例えば１０００ｒｐｍや１２００ｒｐｍなど）以上でクランキングするためのトルクが設定され、エンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎｒｅｆに至った時間ｔ１２からレート処理を用いて迅速に値０に至るよう小さくなるトルクが設定され、エンジン２２の完爆が判定された時間ｔ１３まで値０のトルクが設定される。
【００２８】
次に、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータ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（１）および式（２）により計算すると共に（ステップＳ１３０）、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρ（サンギヤの歯数をリングギヤの歯数で割った値）を用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（３）により計算し（ステップＳ１４０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定する（ステップＳ１５０）。なお、上述の式（３）は、プラネタリギヤ３０の回転要素に対する力学的な関係式であり、図示は省略するが、プラネタリギヤ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から導くことができる。
【００２９】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2  (1)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2  (2)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr    (3)
【００３０】
続いて、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ１６０）。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３１】
続いて、エンジン２２の回転数Ｎｅがエンジン２２の運転を開始する回転数として予め定められた回転数Ｎｒｅｆ以上になったか否かを判定し（ステップＳ１７０）、エンジン２２の回転数Ｎｒｅｆ未満であるときには、ステップＳ１１０のデータの入力処理に戻り、エンジン２２の回転数Ｎｒｅｆ以上になるまてステップＳ１００〜Ｓ１７０の処理を繰り返す。
【００３２】
エンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎｒｅｆ以上になると（ステップＳ１７０）、続いて、浄化装置１３４の浄化触媒（三元触媒）が活性化されているか否かを判定する（ステップＳ１８０）。ステップＳ１８０の判定は、浄化触媒の温度が浄化触媒が活性化しているかと判定可能な温度（例えば、４００℃）以上であるときに浄化触媒が活性化していると判定するものとする。
【００３３】
浄化触媒が活性化されているときには（ステップＳ１８０）、エンジンＥＣＵ２４に通常吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御の開始を指示する制御信号を送信する（ステップＳ１９０）。通常吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御の開始指示を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン始動時の吸入空気量を予め定めた吸入空気量が吸入されるようスロットルバルブのポジションを調節する吸入空気量制御と、吸入空気量に対して噴射すべき燃料噴射量に各種補正を施した燃料噴射量が適切なタイミングで燃焼室内に噴射されるよう燃料噴射弁を駆動する燃料噴射制御と、燃焼室内に噴射された燃料が適切なタイミングで点火プラグにより点火されるようイグニッションコイルを制御する点火制御とを開始する。こうした処理により、浄化触媒が活性化されているときにはより確実にエンジン２２を始動することができる。
【００３４】
浄化触媒が活性化されていないときには（ステップＳ１８０）、エンジンＥＣＵ２４に通常より空気量が低い低吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御の開始を指示する制御信号を送信する（ステップＳ２００）。低吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御の開始指示を受信したエンジンＥＣＵ２４は、ステップＳ１９０の空気量より小さい空気量（例えば、エンジン２２をアイドル運転する際の空気量として予め定めた空気量）が吸入されるようスロットルバルブのポジションを調節する低吸入空気量制御と、吸入空気量に対して噴射すべき燃料噴射量に各種補正を施した燃料噴射量が適切なタイミングで燃焼室内に噴射されるよう燃料噴射弁を駆動する燃料噴射制御と、燃焼室内に噴射された燃料が適切なタイミングで点火プラグにより点火されるようイグニッションコイルを制御する点火制御とを開始する。浄化触媒が活性化されていないときには、ステップＳ１８０のように通常の吸入空気量制御を行うとエミッションが悪化することが想定されるが、ステップＳ２００のように通常より空気量が低い低吸入空気量制御を行なうことにより、エミッションの悪化を抑制することができる。
【００３５】
こうしてエンジン２２において通常吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御の開始したら、エンジン２２が完爆したか否かを判定する（ステップＳ２１０）。完爆していないときにはステップＳ１００に戻り処理を繰り返し、完爆しているときには、本ルーチンを終了する。こうした処理により、要求トルクに基づくパワーで走行しながらエンジン２２の運転を開始することができる。このとき、浄化触媒が活性化されているときには、エンジン２２の運転を開始する際に、通常より空気量が低い低吸入空気量制御を行なうことにより、エミッションの悪化を抑制することができる。
【００３６】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、イグニッションがオンされてエンジン２２の運転を停止して走行している際に最初にアクセルペダル８２が踏み込まれてエンジン２２を始動する際に、浄化触媒が活性化されていないときには、エンジン２２の運転を開始する際に、通常より空気量が低い低吸入空気量制御を行なうことにより、エミッションの悪化を抑制することができる。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ２００の処理で、ステップＳ１９０の空気量より小さい空気量として、エンジン２２をアイドル運転する際の空気量として予め定めた空気量が吸入されるようスロットルバルブのポジションを調節する低吸入空気量制御を実行するものとしたが、低吸入空気量制御としてはステップＳ１９０の空気量より小さい空気量でエンジン２２が始動できる程度の空気量が吸入されるようスロットルバルブのポジションを調節すれば良いから、エンジン２２をアイドル運転する際の空気量より多い空気量を吸入するものとしてもよい。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ１８０の処理で浄化触媒が活性化されているか否かを判定するものとしてしたが、ステップＳ１８０，Ｓ１９０の処理を行わずに、ステップＳ２００の処理を行なってエンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎｒｅｆ以上のときには通常より空気量が低い低吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御の開始を指示するものとしてもよい。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂが接続された駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動軸３６ａに出力するものとしたが、図６の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、駆動輪３８ａ，３８ｂが接続された駆動軸３６に変速機２３０を介してモータＭＧを取り付け、モータＭＧの回転軸にクラッチ２２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機２３０とを介して駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機２３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。
【００４０】
実施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する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、ハイブリッド自動車２０が「ハイブリッド車両」に相当し、図３の始動時制御ルーチンを実行するＨＶＥＣＵ７０とＨＶＥＣＵ７０からのトルク指令Ｔｍ２＊を受信してモータＭＧ２を駆動制御するモータＥＣＵ４０とＨＶＥＣＵ７０からの制御信号を受信してエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御，吸気バルブタイミング制御などを行なうエンジンＥＣＵ２４とが「制御手段」に相当する。
【００４１】
なお、実施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。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は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ないものである。
【００４２】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等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、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置やハイブリッド車両の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
２０，２２０  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  ＣＰＵ、２４ｂ  ＲＯＭ、２４ｃ  ＲＡＭ、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  プラネタリギヤ、３６  駆動軸、３７  デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ  駆動輪、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）、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、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  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、１２２  エアクリーナ、１２４  スロットルバルブ、１２６  燃料噴射弁、１２８  吸気バルブ、１３０  点火プラグ、１３２  ピストン、１３４  浄化装置、１３５ａ  空燃比センサ、１３５ｂ  酸素センサ、１３６  スロットルモータ、１３８  イグニッションコイル、１４０  クランクポジションセンサ、１４２  水温センサ、１４３  圧力センサ、１４４  カムポジションセンサ、１４６  スロットルバルブポジションセンサ、１４８  エアフローメータ、１４９  温度センサ、１５０  可変バルブタイミング機構、２２９  クラッチ、２３０  変速機、ＭＧ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
2014136494.tif 000003
【図２】
2014136494.tif 000004
【図３】
2014136494.tif 000005
【図４】
2014136494.tif 000006
【図５】
2014136494.tif 000007
【図６】
2014136494.tif 000008