(57)【要約】【課題】エンジンを備えた車両において、高負荷でエンジンを始動する時のエミッションの悪化を回避する。【解決手段】エンジンの排気通路に電気加熱可能な第１触媒（以下、「ＥＨＣ」という）とＥＨＣの下流側に配置された第２触媒とを備えた車両において、ＥＣＵは、エンジン始動前にＥＨＣを電気加熱するプレヒート制御中において、要求駆動力Ｆが所定値Ｆ１よりも大きく、かつ、要求駆動力Ｆの単位時間あたりの増加量ΔＦが所定量ΔＦ１よりも大きい場合（Ｓ３１にてＹＥＳ）、エンジンの始動後の負荷がＥＨＣの浄化能力に対応する負荷よりも高い（すなわち、エンジンの排気ガスをＥＨＣで浄化しきれない）と予測して、モータでエンジンを強制的に回転させるエンジンモータリング制御を開始する（Ｓ３２）。【選択図】図６
2011231667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと前記エンジンに連結された第１モータとを備えた車両の制御装置であって、
前記車両は、前記エンジンの排気通路に配置され電気加熱可能な第１触媒と、前記エンジンの排気通路の前記第１触媒よりも下流側に配置された第２触媒とを備え、
前記制御装置は、
前記エンジンの始動前に前記第１触媒を電気加熱するプレヒート制御を実行するプレヒート制御部と、
前記プレヒート制御の実行中に前記エンジンの始動後の負荷が所定負荷よりも高いか否かを予測し、前記エンジンの始動後の負荷が所定負荷よりも高いと予測される場合、前記プレヒート制御の実行中に前記エンジンに燃料を供給していない状態で前記第１モータで前記エンジンを回転させて前記第１触媒の熱を前記第２触媒に伝達させるモータリング制御を実行するモータリング制御部とを含む、車両の制御装置。
【請求項２】
前記所定負荷は、前記第１触媒の浄化能力に対応する負荷である、請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記モータリング制御部は、前記プレヒート制御の実行中に前記車両の要求駆動力が所定値より大きくかつ前記要求駆動力の単位時間あたりの増加量が所定量よりも大きい場合に、前記エンジンの始動後の負荷が前記所定負荷よりも高いと予測して前記モータリング制御を実行する、請求項１または２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記モータリング制御部は、前記プレヒート制御の実行中に車速が所定速度よりも高くかつアクセル操作量の単位時間あたりの増加量が所定量よりも大きい場合に、前記エンジンの始動後の負荷が前記所定負荷よりも高いと予測して前記モータリング制御を実行する、請求項１または２に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記モータリング制御部は、前記プレヒート制御の実行中に前記第２触媒の温度が所定温度よりも高くなった場合、前記モータリング制御の実行を停止する、請求項１〜４のいずれかに記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記プレヒート制御部は、前記第２触媒の温度が前記所定温度よりも高くなるまでは前記プレヒート制御を継続して実行する、請求項５に記載の車両の制御装置。
【請求項７】
前記車両は、第２モータと、前記第２モータを駆動するための電力を蓄える蓄電装置とをさらに備え、前記エンジンおよび前記第２モータの少なくとも一方から出力される動力で走行し、
前記制御装置は、前記蓄電装置の蓄電量が第１蓄電量よりも小さい場合に、前記エンジンを始動させるエンジン制御部をさらに含み、
前記プレヒート制御部は、前記蓄電装置の蓄電量が前記第１蓄電量よりも予め定められた量だけ大きい第２蓄電量まで低下したときに、前記プレヒート制御を実行する、請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項８】
前記車両は、前記第２モータと、遊星歯車装置とをさらに備え、
前記遊星歯車装置は、前記第１モータに連結されるサンギヤと、前記第２モータに連結されるリングギヤと、前記サンギヤおよび前記リングギヤと係合するピニオンギヤと、および、前記エンジンに連結され前記ピニオンギヤを自転可能に支持するキャリアを含み、
前記モータリング制御部は、前記第１モータのトルクを前記遊星歯車装置を経由させて前記エンジンに伝達することによって前記エンジンに燃料を供給していない状態で前記エンジンを回転させる、請求項１に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気加熱式触媒を備えた車両の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を備えた車両には、一般的に、内燃機関の排気ガスを浄化する触媒が備えられている。この触媒が活性温度に達していないと排気を十分に浄化することができない。そこで、従来から、電気ヒータなどによって触媒を加熱可能に構成された電気加熱式触媒（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｈｅａｔｅｄ  Ｃａｔａｌｙｓｔ、以下「ＥＨＣ」という）が提案されている。
【０００３】
たとえば、特開２００９−１６７８７５号公報（特許文献１）には、ＥＨＣによって排気が浄化されるエンジンと、外部電源を用いて充電可能なバッテリから供給される電力で駆動されるモータとを備える車両（いわゆるプラグインハイブリッド車両）において、バッテリの蓄電量が所定値より小さくかつ車両から外部電源が脱離された場合に、エンジンが始動されやすくなると判断して事前にＥＨＣを電気加熱することによって、エミッションの悪化を回避する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６７８７５号公報
【特許文献２】特開２００８−２６１２９５号公報
【特許文献３】特開２００９−２２７０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のようにエンジン始動前にＥＨＣを加熱しても、高負荷でエンジンが始動されて大量の排気ガスがＥＨＣを通過する場合には、ＥＨＣによって浄化しきれずにエミッションが悪化するおそれがある。
【０００６】
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、エンジンの排気通路に電気加熱可能な第１触媒（ＥＨＣ）と第１触媒の下流側に配置された第２触媒とを備えた車両において、高負荷でエンジンを始動する時のエミッションの悪化を回避することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る制御装置は、エンジンとエンジンに連結された第１モータとを備えた車両を制御する。車両は、エンジンの排気通路に配置され電気加熱可能な第１触媒と、エンジンの排気通路の第１触媒よりも下流側に配置された第２触媒とを備える。制御装置は、  エンジンの始動前に第１触媒を電気加熱するプレヒート制御を実行するプレヒート制御部と、プレヒート制御の実行中にエンジンの始動後の負荷が所定負荷よりも高いか否かを予測し、エンジンの始動後の負荷が所定負荷よりも高いと予測される場合、プレヒート制御の実行中にエンジンに燃料を供給していない状態で第１モータでエンジンを回転させて第１触媒の熱を第２触媒に伝達させるモータリング制御を実行するモータリング制御部とを含む。
【０００８】
好ましくは、所定負荷は、第１触媒の浄化能力に対応する負荷である。
好ましくは、モータリング制御部は、プレヒート制御の実行中に車両の要求駆動力が所定値より大きくかつ要求駆動力の単位時間あたりの増加量が所定量よりも大きい場合に、エンジンの始動後の負荷が所定負荷よりも高いと予測してモータリング制御を実行する。
【０００９】
好ましくは、モータリング制御部は、プレヒート制御の実行中に車速が所定速度よりも高くかつアクセル操作量の単位時間あたりの増加量が所定量よりも大きい場合に、エンジンの始動後の負荷が所定負荷よりも高いと予測してモータリング制御を実行する。
【００１０】
好ましくは、モータリング制御部は、プレヒート制御の実行中に第２触媒の温度が所定温度よりも高くなった場合、モータリング制御の実行を停止する。
【００１１】
好ましくは、プレヒート制御部は、第２触媒の温度が所定温度よりも高くなるまではプレヒート制御を継続して実行する。
【００１２】
好ましくは、車両は、第２モータと、第２モータを駆動するための電力を蓄える蓄電装置とをさらに備え、エンジンおよび第２モータの少なくとも一方から出力される動力で走行する。制御装置は、蓄電装置の蓄電量が第１蓄電量よりも小さい場合に、エンジンを始動させるエンジン制御部をさらに含む。プレヒート制御部は、蓄電装置の蓄電量が第１蓄電量よりも予め定められた量だけ大きい第２蓄電量まで低下したときに、プレヒート制御を実行する。
【００１３】
好ましくは、車両は、第２モータと、遊星歯車装置とをさらに備える。遊星歯車装置は、第１モータに連結されるサンギヤと、第２モータに連結されるリングギヤと、サンギヤおよびリングギヤと係合するピニオンギヤと、および、エンジンに連結されピニオンギヤを自転可能に支持するキャリアを含む。モータリング制御部は、第１モータのトルクを遊星歯車装置を経由させてエンジンに伝達することによってエンジンに燃料を供給していない状態でエンジンを回転させる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、プレヒート制御の実行中にエンジン始動後の負荷が所定負荷よりも高いと予測される場合には、第１モータでエンジンを強制的に回転させて、プレヒート制御で加熱した第１触媒の熱の一部を下流側の第２触媒に伝達し、第２触媒の浄化能力を事前に向上させておく。そのため、その後に高負荷でエンジンを始動させる際に大量の排気ガスが発生しても、第１触媒で浄化しきれない排気ガスを第２触媒で適切に浄化することができる。その結果、高負荷でエンジンを始動する時のエミッションの悪化を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】車両の全体ブロック図である。
【図２】エンジン、第１ＭＧおよび第２ＭＧの回転速度の関係を示す共線図である。
【図３】ＥＣＵの機能ブロック図である。
【図４】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その１）である。
【図５】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その２）である。
【図６】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その３）である。
【図７】ＥＨＣ温度ＴｅｈｃおよびＵＦＣ温度Ｔｕｆｃの時間変化の一例を示す図である。
【図８】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その４）である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１７】
図１は、この発明の実施の形態に従う制御装置を備えた車両１の全体ブロック図である。図１を参照して、この車両１は、エンジン１０と、第１ＭＧ（Ｍｏｔｏｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）２０と、第２ＭＧ３０と、動力分割装置４０と、減速機５０と、駆動輪８０と、を備える。車両１は、エンジン１０および第２ＭＧ３０の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行するハイブリッド車両である。
【００１８】
エンジン１０は、燃焼室に吸入された空気と燃料との混合気を燃焼させたときに生じる燃焼エネルギによってクランクシャフトを回転させる駆動力を発生する内燃機関である。
【００１９】
第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、交流電動機であり、たとえば、三相交流同期電動機である。
【００２０】
エンジン１０が発生する駆動力は、動力分割装置４０によって２経路に分割される。すなわち、一方は減速機５０を介して駆動輪８０へ伝達される経路であり、もう一方は第１ＭＧ２０へ伝達される経路である。
【００２１】
動力分割装置４０は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から成る。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１０のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、第１ＭＧ２０の回転軸に連結される。リングギヤは第２ＭＧ３０の回転軸および減速機５０に連結される。
【００２２】
図２は、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の回転速度の関係を示す共線図である。エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０が、遊星歯車から成る動力分割装置４０を介して連結されることによって、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の回転速度は、図２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。なお、図２において、「Ｔｇ」は第１ＭＧ２０のトルクを示し、「Ｔｍ」は第２ＭＧ３０のトルクを示し、「Ｔｅ」はエンジン１０のトルクを示している。
【００２３】
図１に戻って、車両１は、さらに、モータ駆動装置６０と、平滑コンデンサＣ１と、電圧変換装置９０と、蓄電装置７０と、電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ、以下「ＥＣＵ」という）１５０とを備える。
【００２４】
モータ駆動装置６０は、第１インバータ６０−１と、第２インバータ６０−２とを備える。第１インバータ６０−１および第２インバータ６０−２は、電圧変換装置９０に対して互いに並列に接続される。
【００２５】
第１インバータ６０−１は、電圧変換装置９０と第１ＭＧ２０との間に設けられる。第１インバータ６０−１は、ＥＣＵ１５０からの制御信号Ｓ１に基づいて第１ＭＧ２０の駆動を制御する。第２インバータ６０−２は、電圧変換装置９０と第２ＭＧ３０との間に設けられる。第２インバータ６０−２は、ＥＣＵ１５０からの制御信号Ｓ２に基づいて第２ＭＧ３０の駆動を制御する。
【００２６】
蓄電装置７０は、代表的には、ニッケル水素またはリチウムイオン等の直流の二次電池から成る。蓄電装置７０の電圧Ｖｂは、たとえば２８０ボルト程度である。
【００２７】
第１ＭＧ２０は、動力分割装置４０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電する。第１ＭＧ２０によって発電された電力は、モータ駆動装置６０により交流から直流に変換され、蓄電装置７０に蓄えられる。
【００２８】
第２ＭＧ３０は、蓄電装置７０に蓄えられた電力および第１ＭＧ２０により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、第２ＭＧ３０の駆動力は、減速機５０を介して駆動輪８０に伝達される。なお、図１では、駆動輪８０は前輪として示されているが、前輪に代えて、または前輪とともに、第２ＭＧ３０によって後輪を駆動してもよい。
【００２９】
なお、車両の制動時等には、減速機５０を介して駆動輪８０により第２ＭＧ３０が駆動され、第２ＭＧ３０が発電機として動作する。これにより、第２ＭＧ３０は、車両の運動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとしても機能する。そして、第２ＭＧ３０により発電された電力は、蓄電装置７０に蓄えられる。
【００３０】
電圧変換装置９０は、蓄電装置７０とモータ駆動装置６０との間で電圧変換を行なう。電圧変換装置９０は、蓄電装置７０の電圧Ｖｂ（より正確には、電圧変換装置９０と蓄電装置７０とを接続する電源配線ＰＬ０および接地配線ＧＬ０の間の電圧ＶＬ）をＥＣＵ１５０からの制御信号Ｓ３が示す電圧指令値となるように昇圧してモータ駆動装置６０に出力する。これにより、電圧変換装置９０とモータ駆動装置６０とを接続する電源配線ＰＬ１および接地配線ＧＬ１の間の電圧ＶＨは、電圧指令値に制御される。
【００３１】
平滑コンデンサＣ１は、電源配線ＰＬ１および接地配線ＧＬ１の間に接続される。平滑コンデンサＣ１は、電圧ＶＨに応じた電荷を蓄えることによって、電圧ＶＨを平滑化する。
【００３２】
エンジン１０から排出される排気ガスは、排気通路１３０を通って大気に排出される。排気通路１３０の途中には、第１触媒１４０が設けられる。
【００３３】
第１触媒１４０は、排気ガスを浄化する触媒を電気加熱可能に構成される。以下では、第１触媒１４０を「ＥＨＣ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｈｅａｔｅｄ  Ｃａｔａｌｙｓｔ）１４０」とも記載する。ＥＨＣ１４０は、ＥＨＣ電源１００に接続され、ＥＨＣ電源１００から供給された電力で触媒を加熱する。なお、ＥＨＣ１４０には、種々の公知のＥＨＣを適用することができる。
【００３４】
ＥＨＣ電源１００は、ＥＨＣ１４０と蓄電装置７０との間に設けられる。ＥＨＣ電源１００は、蓄電装置７０に対して、電圧変換装置９０と並列に接続される。ＥＨＣ電源１００は、ＥＣＵ１５０からの制御信号Ｓ５に基づいてＥＨＣ１４０の駆動電力を調整する。
【００３５】
排気通路１３０のＥＨＣ１４０よりも下流側の位置には、排気ガスを浄化するための第２触媒１４５が設けられる。第２触媒１４５は、たとえば車両１のアンダーフロアに設けられる。以下では、第２触媒１４５を「ＵＦＣ（Ｕｎｄｅｒ  Ｆｌｏｏｒ  Ｃａｔａｌｙｓｔ）１４５」とも記載する。なお、第２触媒１４５が設けられる位置は、ＥＨＣ１４０の下流であればよく、車両１のアンダーフロアであることに限定されない。
【００３６】
さらに、車両１は、外部電源２１０からの電力で蓄電装置７０を充電するための充電ポート１６０および充電器１７０を備える。
【００３７】
充電ポート１６０は、外部電源２１０から受電するための電力インターフェースである。外部電源２１０で蓄電装置７０を充電する時、充電ポート１６０には、外部電源２１０から車両へ電力を供給するための充電ケーブルのコネクタ２００が接続される。
【００３８】
充電器１７０は、充電ポート１６０および蓄電装置７０の間に設けられる。そして、充電器１７０は、充電モード時、ＥＣＵ１５０からの制御信号Ｓ６に基づいて、外部電源２１０から供給される電力を蓄電装置７０の電圧レベルに電圧変換し、蓄電装置７０を充電する。
【００３９】
また、車両１は、温度センサ１２１，１２５，１２８、電圧センサ１２２，１２４、電流センサ１２３、アクセルペダルポジションセンサ１２６、車速センサ１２７をさらに備える。
【００４０】
温度センサ１２１は、蓄電装置７０の温度Ｔｂを検出する。温度センサ１２５は、ＥＨＣ１４０の温度Ｔｅｈｃを検出する。温度センサ１２８は、ＵＦＣ１４５の温度Ｔｕｆｃを検出する。電圧センサ１２２は、蓄電装置７０の電圧Ｖｂを検出する。電圧センサ１２４は、電圧ＶＨを検出する。電流センサ１２３は、電源配線ＰＬ０を流れる電流Ｉｂを検出する。アクセルペダルポジションセンサ１２６は、ユーザによるアクセル操作量Ａを検出する。車速センサ１２７は、車速Ｖを検出する。これらの各センサは、検出結果をＥＣＵ１５０に送信する。
【００４１】
ＥＣＵ１５０は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、所定の演算処理を実行する。なお、ＥＣＵ１５０の少なくとも一部は、電子回路等のハードウェアにより所定の数値・論理演算処理を実行するように構成されてもよい。
【００４２】
ＥＣＵ１５０は、各センサなどの情報に基づいて上述した制御信号Ｓ１〜Ｓ６を生成し、その生成した制御信号Ｓ１〜Ｓ６を各機器に出力する。
【００４３】
図３は、エンジン１０の始動に関する部分のＥＣＵ１５０の機能ブロック図である。なお、図３に示した各機能ブロックについては、当該機能を有するハードウェア（電子回路等）をＥＣＵ１５０に設けることによって実現してもよいし、当該機能に相当するソフトウェア処理（プログラムの実行等）をＥＣＵ１５０に行なわせることよって実現してもよい。
【００４４】
ＥＣＵ１５０は、エンジン制御部１５１と、プレヒート制御部１５２と、モータリング制御部１５３とを備える。
【００４５】
エンジン制御部１５１は、外部から入力される蓄電装置７０の蓄電量ＳＯＣ、および車両１に要求される要求駆動力Ｆ（単位；ワット）に基づいて駆動信号Ｓ４を生成し、エンジン１０に出力する。ここで、蓄電量ＳＯＣは、電圧Ｖｂおよび電流Ｉｂに基づいてＥＣＵ１５０の他の機能ブロックで算出される。また、要求駆動力Ｆは、アクセル操作量Ａおよび車速Ｖに基づいてＥＣＵ１５０の他の機能ブロックで算出される。
【００４６】
エンジン制御部１５１は、蓄電量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ０よりも大きい場合、蓄電装置７０の電力（第２ＭＧの動力）のみを用いて車両１を走行させることが可能と判断して、エンジン１０を停止させる。一方、エンジン制御部１５１は、蓄電量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ０よりも低下した場合は、エンジン１０の動力が必要であると判断してエンジン１０を始動させる。したがって、車両１においては、蓄電量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ０に低下した時の負荷によっては、高負荷でエンジン１０が始動されることがある。
【００４７】
また、エンジン制御部１５１は、蓄電量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ０よりも低下した場合に加えて、要求駆動力Ｆ（単位；ワット）が蓄電装置７０の出力可能パワーＰ０（単位；ワット）を超えた場合にも、エンジン１０を始動させる。したがって、要求駆動力Ｆが蓄電装置７０の出力可能パワーＰ０を超えた時にも、高負荷でエンジン１０が始動されることになる。
【００４８】
図４は、エンジン制御部１５１の機能を実現するためのＥＣＵ１５０の処理手順を示すフローチャートである。以下に示すフローチャートの各ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）は、基本的にはＥＣＵ１５０によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ１５０に設けられた電子回路等によるハードウェア処理によって実現されてもよい。
【００４９】
Ｓ１０にて、ＥＣＵ１５０は、蓄電装置７０の蓄電量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ０よりも小さいか否かを判断する。ＳＯＣ＜ＳＯＣ０の場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１２に移される。ＳＯＣ＞ＳＯＣ０の場合（Ｓ１０にてＮＯ）、処理はＳ１１に移される。
【００５０】
Ｓ１１にて、ＥＣＵ１５０は、要求駆動力Ｆが蓄電装置７０の出力可能パワーＰ０よりも大きいか否かを判断する。Ｆ＜Ｐ０の場合（Ｓ１１にてＹＥＳ）、処理はＳ１２に移される。Ｆ＞Ｐ０の場合（Ｓ１１にてＮＯ）、処理はＳ１３に移される。
【００５１】
Ｓ１２にて、ＥＣＵ１５０は、エンジン１０を始動させる。Ｓ１３にて、ＥＣＵ１５０は、エンジン１０を停止させる。
【００５２】
再び図３に戻って、プレヒート制御部１５２は、エンジン制御部１５１によってエンジン１０が始動される前に、ＥＨＣ１４０に電力を供給してＥＨＣ１４０を事前に加熱する制御（以下、「プレヒート制御」という）を実行する。より具体的には、プレヒート制御部１５２は、蓄電量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ２に低下した場合あるいは要求駆動力Ｆが所定パワーＰ１を超えた場合で、かつ温度ＴｅｈｃがＥＨＣ１４０の活性温度（ＥＨＣ１４０が目標とする浄化性能を発揮する状態なる温度）Ｔ１より低い場合に、プレヒート制御を開始するための制御信号Ｓ５を生成し、ＥＨＣ電源１００に出力する。
【００５３】
ここで、所定値ＳＯＣ２は、所定値ＳＯＣ１よりも予め定められた量だけ大きい値に設定される。また、所定パワーＰ１は、蓄電装置７０の出力可能パワーＰ０よりも予め定められた値だけ小さい値に設定される。これにより、プレヒート制御は、エンジン１０の始動前に実行されることになる。
【００５４】
プレヒート制御部１５２は、プレヒート制御の実行を開始した後は、温度Ｔｅｈｃが所定温度Ｔ２よりも高く、かつ、温度ＴｕｆｃがＵＦＣ１４５の活性温度Ｔ３よりも高くなるまでは、プレヒート制御を継続して実行する。なお、所定温度Ｔ２は、ヒステリシスを持たせるためにＥＨＣ１４０の活性温度Ｔ１よりも所定温度だけ高い値に設定される。
【００５５】
プレヒート制御部１５２は、プレヒート制御の実行中、温度Ｔｅｈｃが所定温度Ｔ２よりも高く、かつ、温度ＴｕｆｃがＵＦＣ１４５の活性温度（ＵＦＣ１４５が目標とする浄化性能を発揮する状態なる温度）Ｔ３よりも高くなると、プレヒート制御の実行を停止する。
【００５６】
図５は、プレヒート制御部１５２の機能を実現するためのＥＣＵ１５０の処理手順を示すフローチャートである。
【００５７】
Ｓ２０にて、ＥＣＵ１５０は、蓄電量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ２よりも小さいか否かを判断する。ＳＯＣ＜ＳＯＣ２の場合（Ｓ２０にてＹＥＳ）、処理はＳ２２に移される。ＳＯＣ＞ＳＯＣ２の場合（Ｓ２０にてＮＯ）、処理はＳ２１に移される。
【００５８】
Ｓ２１にて、ＥＣＵ１５０は、要求駆動力Ｆが所定パワーＰ１を超えたか否かを判断する。Ｆ＞Ｐ１の場合（Ｓ２１にてＹＥＳ）、処理はＳ２２に移される。Ｆ＜Ｐ１の場合（Ｓ２１にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００５９】
Ｓ２２にて、ＥＣＵ１５０は、温度ＴｅｈｃがＥＨＣ１４０の活性温度Ｔ１よりも低いか否かを判断する。Ｔｅｈｃ＜Ｔ１の場合（Ｓ２２にてＹＥＳ）、処理はＳ２３に移される。Ｔｅｈｃ＞Ｔ１の場合（Ｓ２２にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００６０】
Ｓ２３にて、ＥＣＵ１５０は、プレヒート制御を実行する。
Ｓ２４にて、ＥＣＵ１５０は、温度Ｔｅｈｃが所定温度Ｔ２よりも高く、かつ、温度ＴｕｆｃがＵＦＣ１４５の活性温度Ｔ３よりも高いか否かを判断する。Ｔｅｈｃ＞Ｔ２かつＴｕｆｃ＞Ｔ３の場合（Ｓ２４にてＹＥＳ）、処理はＳ２５に移される。そうでない場合（Ｓ２４にてＮＯ）、処理はＳ２４に戻される。
【００６１】
Ｓ２５にて、ＥＣＵ１５０は、プレヒート制御の実行を停止する。
再び図３に戻って、モータリング制御部１５３の機能について説明する。モータリング制御部１５３は、予測部１５３ａと、判断部１５３ｂと、実行部１５３ｃとを含む。
【００６２】
予測部１５３ａは、プレヒート制御部１５２によるプレヒート制御の実行中に、エンジン１０の始動後の負荷がＥＨＣ１４０の浄化能力に対応する負荷よりも高いか否かを予測する。本実施の形態においては、予測部１５３ａは、プレヒート制御の実行中に、要求駆動力Ｆが所定値Ｆ１よりも大きく、かつ、要求駆動力Ｆの単位時間あたりの増加量ΔＦが所定量ΔＦ１よりも大きくなった場合に、エンジン１０の始動後の負荷がＥＨＣ１４０の浄化能力に対応する負荷よりも高い（すなわち、エンジン１０の排気ガスをＥＨＣ１４０で浄化しきれない）と予測する。
【００６３】
実行部１５３ｃは、エンジン１０の始動後の負荷がＥＨＣ１４０の浄化能力に対応する負荷よりも高いと予測部１５３ａが予測した場合、プレヒート制御の実行中にエンジン１０に燃料を供給していない状態で第１ＭＧ２０を駆動し、動力分割装置４０経由でエンジン１０に伝達される第１ＭＧ２０のトルクＴｇでエンジン１０を強制的に回転させる制御（以下、この実行部１５３ｃによる制御を「エンジンモータリング制御」という）を実行する。このエンジンモータリング制御によって、排気通路１３０に空気の流れを形成させ、ＥＨＣ１４０の熱の一部をＵＦＣ１４５に伝達させることができる。そのため、エンジン１０の始動前であっても、ＵＦＣ１４５を暖機し事前に活性化させておくことができる。
【００６４】
判断部１５３ｂは、上述のエンジンモータリング制御によって温度ＴｕｆｃがＵＦＣ１４５の活性温度Ｔ３よりも高くなったか否かを判断する。
【００６５】
実行部１５３ｃは、温度ＴｕｆｃがＵＦＣ１４５の活性温度Ｔ３よりも高くなったと判断部１５３ｂが判断した場合、上述のエンジンモータリング制御の実行を停止する。
【００６６】
図６は、モータリング制御部１５３の機能を実現するためのＥＣＵ１５０の処理手順を示すフローチャートである。
【００６７】
Ｓ３０にて、ＥＣＵ１５０は、プレヒート制御中であるか否かを判断する。プレヒート制御中である場合（Ｓ３０にてＹＥＳ）、処理はＳ３１に移される。そうでない場合（Ｓ３０にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００６８】
Ｓ３１にて、ＥＣＵ１５０は、要求駆動力Ｆが所定値Ｆ１よりも大きく、かつ、要求駆動力Ｆの単位時間あたりの増加量ΔＦが所定量ΔＦ１よりも大きいか否かを判断する。ＥＣＵ１５０は、Ｆ＞Ｆ１かつΔＦ＞ΔＦ１の場合（Ｓ３１にてＹＥＳ）、エンジン１０の始動後の負荷がＥＨＣ１４０の浄化能力に対応する負荷よりも高い（すなわち、エンジン１０の排気ガスをＥＨＣ１４０で浄化しきれない）と予測して、処理をＳ３２に移す。そうでない場合（Ｓ３１にてＮＯ）、ＥＣＵ１５０は、この処理は終了する。
【００６９】
Ｓ３２にて、ＥＣＵ１５０は、エンジンモータリング制御を開始する。
Ｓ３３にて、ＥＣＵ１５０は、温度ＴｕｆｃがＵＦＣ１４５の活性温度Ｔ３よりも高いか否かを判断する。Ｔｕｆｃ＞Ｔ３の場合（Ｓ３３にてＹＥＳ）、処理はＳ３４に移される。そうでない場合（Ｓ３３にてＮＯ）、処理はＳ３３に戻される。
【００７０】
Ｓ３４にて、ＥＣＵ１５０は、エンジンモータリング制御の実行を停止する。
図７は、上述したＥＣＵ１５０の機能を実現した場合のＥＨＣ１４０の温度ＴｅｈｃおよびＵＦＣ１４５の温度Ｔｕｆｃの時間変化の一例を示す図である。
【００７１】
車両１の走行中、時刻ｔ１にて蓄電量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１よりも低下すると、ＥＣＵ１５０は、近い将来にエンジン１０が始動されると予測して、プレヒート制御を実行し、ＥＨＣ１４０を加熱する。これにより、ＥＨＣ１４０の温度Ｔｅｈｃが上昇し始める。
【００７２】
その後、ユーザがアクセル操作量Ａを強く踏み込んだことに応じて、時刻ｔ２にて要求駆動力Ｆが所定値Ｆ１よりも大きく、かつ、要求駆動力Ｆの単位時間あたりの増加量ΔＦが所定量ΔＦ１よりも大きくなると、ＥＣＵ１５０は、その後のエンジン１０の始動後の負荷がＥＨＣ１４０の浄化能力に対応する負荷よりも高く、エンジン１０の排気ガスをＥＨＣ１４０で浄化しきれないと予測して、エンジンモータリング制御の実行を開始する。
【００７３】
このエンジンモータリング制御によって、排気通路１３０に空気の流れが形成され、ＥＨＣ１４０の熱の一部がＵＦＣ１４５に伝達される。そのため、エンジン１０の始動前であっても、ＵＦＣ１４５を暖機し事前に活性化させておくことができる。
【００７４】
その後の時刻ｔ３にて、ＵＦＣ１４５の温度Ｔｕｆｃが活性温度Ｔ３に達すると、ＥＣＵ１５０は、エンジンモータリング制御の実行を停止する。
【００７５】
さらに、時刻ｔ４にて、ＥＨＣ１４０の温度Ｔｅｈｃが所定温度Ｔ２に達すると、ＥＣＵ１５０は、プレヒート制御の実行を停止する。
【００７６】
その後、蓄電量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１まで低下した時刻ｔ５で、エンジン１０が始動される。この時点では、プレヒート制御によってＥＨＣ１４０が事前に暖機されているだけではなく、エンジンモータリング制御によってＵＦＣ１４５も事前に暖機された状態である。そのため、時刻ｔ５以降にエンジン１０から大量の排気ガスが発生しても、ＥＨＣ１４０で浄化しきれない排気ガスをＥＨＣ１４０よりも下流側に配置されたＵＦＣ１４５で適切に浄化することができる。その結果、高負荷でエンジン１０を始動する時のエミッションの悪化を回避することができる。
【００７７】
また、このようにＥＨＣ１４０で浄化しきれない排気ガスをＵＦＣ１４５で浄化することが可能となるため、ＥＨＣ１４０そのものを小型化することが可能となる。また、ＥＨＣ１４０の小型化により、ＥＨＣ１４０の消費電力も抑制することができる。
【００７８】
以上のように、本実施の形態に係る制御装置によれば、プレヒート制御の実行中にエンジン始動後の負荷が高いと予測される場合には、エンジンモータリング制御によってエンジンを強制的に回転させて、プレヒート制御で電気的に加熱された第１触媒の熱の一部を下流側の第２触媒に伝達して、第２触媒の浄化能力を事前に向上させておく。そのため、その後に高負荷でエンジンを始動させる際に大量の排気ガスが発生しても、第１触媒で浄化しきれない排気ガスを第２触媒で適切に浄化することができる。その結果、高負荷でエンジンを始動する時のエミッションの悪化を回避することができる。
【００７９】
なお、本実施の形態は、たとえば以下のように変更することもできる。
本実施の形態の図６のＳ３１において、Ｆ＞Ｆ１かつΔＦ＞ΔＦ１の場合にエンジン１０の排気ガスをＥＨＣ１４０で浄化しきれないと予測したが、予測に用いるパラメータはこれに限定されない。たとえば、図６のＳ３１の処理に代えて、図８のＳ３１ａに示すように、車速Ｖが所定速度Ｖ１よりも大きく、かつ、アクセル操作量Ａの単位時間あたりの増加量ΔＡが所定量ΔＡ１よりも大きい場合に、エンジン１０の排気ガスをＥＨＣ１４０で浄化しきれないと予測して、エンジンモータリング制御を開始するようにしてもよい。
【００８０】
また、本実施の形態では、いわゆるプラグイン型のハイブリッド車両に本発明を適用したが、これに限らず通常のハイブリッド車両に本発明を適用してもよい。ただし、プラグイン型のハイブリッド車両では、通常のハイブリッド車に比べて、エンジン１０の運転頻度が少なくＥＨＣ１４０およびＵＦＣ１４５の温度が低下するとともに、エンジン１０の始動時に高負荷となる頻度が高い。したがって、本発明は、プラグイン型のハイブリッド車両には特に有効である。
【００８１】
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。
【符号の説明】
【００８２】
１  車両、１０  エンジン、２０  第１ＭＧ、３０  第２ＭＧ、４０  動力分割装置、５０  減速機、６０  モータ駆動装置、６０−１  第１インバータ、６０−２  第２インバータ、７０  蓄電装置、８０  駆動輪、９０  電圧変換装置、１００  電源、１２１，１２５，１２８  温度センサ、１２２，１２４  電圧センサ、１２３  電流センサ、１２６  アクセルペダルポジションセンサ、１２７  車速センサ、１３０  排気通路、１４０  第１触媒（ＥＨＣ）、１４５  第２触媒（ＵＦＣ）、１５０  ＥＣＵ、１５１  エンジン制御部、１５２  プレヒート制御部、１５３  モータリング制御部、１５３ａ  予測部、１５３ｂ  判断部、１５３ｃ  実行部、１６０  充電ポート、１７０  充電器、２００  コネクタ、２１０  外部電源。
【図１】
2011231667.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成23年6月6日(2011.6.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
Ｓ１１にて、ＥＣＵ１５０は、要求駆動力Ｆが蓄電装置７０の出力可能パワーＰ０よりも大きいか否かを判断する。Ｆ＞Ｐ０の場合（Ｓ１１にてＹＥＳ）、処理はＳ１２に移される。Ｆ＜Ｐ０の場合（Ｓ１１にてＮＯ）、処理はＳ１３に移される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
再び図３に戻って、プレヒート制御部１５２は、エンジン制御部１５１によってエンジン１０が始動される前に、ＥＨＣ１４０に電力を供給してＥＨＣ１４０を事前に加熱する制御（以下、「プレヒート制御」という）を実行する。より具体的には、プレヒート制御部１５２は、蓄電量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１に低下した場合あるいは要求駆動力Ｆが所定パワーＰ１を超えた場合で、かつ温度ＴｅｈｃがＥＨＣ１４０の活性温度（ＥＨＣ１４０が目標とする浄化性能を発揮する状態なる温度）Ｔ１より低い場合に、プレヒート制御を開始するための制御信号Ｓ５を生成し、ＥＨＣ電源１００に出力する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
ここで、所定値ＳＯＣ１は、所定値ＳＯＣ０よりも予め定められた量だけ大きい値に設定される。また、所定パワーＰ１は、蓄電装置７０の出力可能パワーＰ０よりも予め定められた値だけ小さい値に設定される。これにより、プレヒート制御は、エンジン１０の始動前に実行されることになる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
Ｓ２０にて、ＥＣＵ１５０は、蓄電量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１よりも小さいか否かを判断する。ＳＯＣ＜ＳＯＣ１の場合（Ｓ２０にてＹＥＳ）、処理はＳ２２に移される。ＳＯＣ＞ＳＯＣ１の場合（Ｓ２０にてＮＯ）、処理はＳ２１に移される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
その後、蓄電量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ０まで低下した時刻ｔ５で、エンジン１０が始動される。この時点では、プレヒート制御によってＥＨＣ１４０が事前に暖機されているだけではなく、エンジンモータリング制御によってＵＦＣ１４５も事前に暖機された状態である。そのため、時刻ｔ５以降にエンジン１０から大量の排気ガスが発生しても、ＥＨＣ１４０で浄化しきれない排気ガスをＥＨＣ１４０よりも下流側に配置されたＵＦＣ１４５で適切に浄化することができる。その結果、高負荷でエンジン１０を始動する時のエミッションの悪化を回避することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
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【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
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