(57)【要約】【課題】内燃機関の排気を浄化する浄化装置（触媒）の暖機を促進させる際に行なわれる内燃機関の点火時期の調整処理の適否を判定する。【解決手段】モータジェネレータによりエンジンを始動すると、点火進角Ｆを遅角側に調整することにより排気の温度を上昇させて浄化装置を暖機する（Ｓ１０２）。点火進角Ｆの調整後、モータジェネレータに作用する反力トルクに基づいてエンジンから出力されているエンジントルクＴｅを計算すると共に（Ｓ１０８）、エンジントルクＴｅがエンジンの回転数や吸入空気量に対応して設定される判定基準トルクＴｒｅｆ未満であるか否かを判定し（Ｓ１１２）、判定基準トルクＴｒｅｆ以上のときには点火時期の調整に異常があると判断して警告灯を点灯させる（Ｓ１１８）。エンジンの出力トルクと点火時期は、一定の関係を有するから、出力トルクを監視することにより、点火時期の調整の適否を判定できる。【選択図】        図４
2004251178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気を浄化する浄化装置が設けられた内燃機関を備える車両を制御する車両の制御装置であって、
所定の条件が成立したとき、前記浄化装置の暖機が促進されるよう前記内燃機関を制御する暖機用制御手段と、
前記内燃機関から出力されるトルクを検出するトルク検出手段と、
前記暖機用制御手段により内燃機関が制御されているときに前記トルク検出手段により検出されたトルクに基づいて前記暖機用制御手段による制御の適否を判定する暖機制御適否判定手段と
を備える車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両の制御装置であって、
前記車両は、前記内燃機関と動力のやり取りが可能な電動機を備え、
前記暖機用制御手段は、前記浄化装置の暖機が促進されるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する手段である
車両の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の車両の制御装置であって、
前記内燃機関の負荷および／または回転数を検出する負荷回転数検出手段を備え、
前記暖機制御適否判定手段は、更に前記暖機用制御手段により内燃機関が制御されているときに前記負荷回転数検出手段により検出された負荷および／または回転数に基づいて前記暖機用制御手段による制御の適否を判定する手段である
車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか記載の車両の制御装置であって、
前記暖機用制御手段は、前記内燃機関の点火時期を調整する手段を含む
車両の制御装置。
【請求項５】
請求項４記載の車両の制御装置であって、
前記暖機制御適否判定手段は、前記点火時期の調整後に前記トルク検出手段により検出されたトルクに基づいて前記点火時期の調整の適否を判定する手段である
車両の制御装置。
【請求項６】
請求項３に係る請求項５記載の車両の制御装置であって、
前記暖機制御適否判定手段は、前記検出された負荷および／または回転数に基づいて判定基準トルクを設定し、該設定された判定基準トルクと前記検出されたトルクとに基づいて前記点火時期の調整の適否を判定する手段である
車両の制御装置。
【請求項７】
請求項３に係る請求項５記載の車両の制御装置であって、
前記暖機制御適否判定手段は、前記検出された負荷および／または回転数と前記検出されたトルクとに基づいて前記調整後の内燃機関の点火時期を推定し、該推定された点火時期に基づいて前記点火時期の調整の適否を判定する手段である
車両の制御装置。
【請求項８】
請求項４記載の車両の制御装置であって、
前記暖機制御適否判定手段は、前記暖機用制御手段による点火時期の調整前後に前記トルク検出手段により各々検出されたトルクに基づいて前記点火時期の調整の適否を判定する手段である
車両の制御装置。
【請求項９】
請求項８記載の車両の制御装置であって、
前記暖機制御適否判定手段は、前記各々検出されたトルクの差分に基づいて前記点火時期の調整の適否を判定する手段である
車両の制御装置。
【請求項１０】
請求項３に係る請求項８記載の車両の制御装置であって、
前記暖機制御適否判定手段は、前記検出された内燃機関の負荷および／または回転数に基づいて判定基準トルク差分を設定し、該設定された判定基準トルク差分と前記各々検出されたトルクの差分とに基づいて前記点火時期の調整の適否を判定する手段である
車両の制御装置。
【請求項１１】
請求項３に係る請求項８記載の車両の制御装置であって、
前記暖機制御適否判定手段は、前記各々検出されたトルクと前記検出された負荷および／または回転数とに基づいて前記調整後の内燃機関の点火時期の調整量を推定し、該推定された調整量に基づいて前記点火時期の調整の適否を判定する手段である
車両の制御装置。
【請求項１２】
請求項２に係る請求項３ないし１１いずれか記載の車両の制御装置であって、
前記暖機用制御手段は、前記内燃機関から出力されるトルクを受けて該内燃機関の出力軸が目標回転数で回転するよう前記電動機を運転制御する手段である
車両の制御装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の車両の制御装置であって、
前記トルク検出手段は、前記電動機の反力トルクを検出することにより前記内燃機関から出力されるトルクを検出する手段である
車両の制御装置。
【請求項１４】
請求項１２または１３記載の車両の制御装置であって、
前記車両は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の軸と前記電動機の回転軸に接続された第２の軸と駆動軸に接続された第３の軸とを有し、該３軸のうちの任意の２軸に入出力される動力が決定されたときに残余の１軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力機構と、前記駆動軸に接続された第２の電動機とを備えるハイブリッド自動車である
車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の制御装置に関し、詳しくは、排気を浄化する浄化装置が設けられた内燃機関を備える車両を制御する車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の車両の制御装置として、エンジンの排気に含まれるＣＯやＨＣ，ＮＯｘの有害成分を浄化するための浄化装置（三元触媒）を活性化させるためにエンジンの点火時期を制御するものが提案されている。この制御装置では、エンジンの始動時にエンジンの点火時期を可燃範囲の遅角側に調整することにより、排気の温度を上昇させて低温状態にある浄化装置の暖機を促進させることができる。この結果、浄化装置を早期に活性化させて排気エミッションを低減させることができる。
【０００３】
ところで、こうした車両の制御装置では、浄化装置の暖機の促進に伴うエンジンの制御に異常が生じると、却って浄化装置の活性状態が悪くなり排気エミッションを悪化させてしまう場合がある。このため、こうしたエンジンの制御の不具合を早期に発見することは排気エミッションの悪化を防止する上で極めて重要である。こうした浄化装置の暖機の促進に伴うエンジンの制御の不具合を検出するものとしては、エンジンの吸入空気量を一時的に減少させて、減少時のエンジンの回転数や点火時期が正常範囲内にあるか否かを判定するものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１３２５１９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした装置では、不具合を検出するためだけに浄化装置の暖機を促進させているエンジンの吸入空気量を一旦減少させるから、目的とする浄化装置の暖機促進に悪影響を与えるおそれがあり、不具合を検出する手段として不適切である。また、近年、エンジンとモータジェネレータとを搭載し、エンジンの発生トルクを受けてモータジェネレータで発電することによりエンジンの回転数を制御できるハイブリッド自動車も実用化されており、通常の自動車よりもエンジンの負荷を高くしたり点火時期の遅角量を大きくして排気の温度をより上昇させて浄化装置をより迅速に暖機させることができるようになっている。このため、こうしたハイブリッド自動車の特性に合わせて浄化装置の暖機の促進に伴う制御の不具合をより適切に判定することも望まれる。
【０００６】
本発明の車両の制御装置は、こうした問題を解決し、内燃機関の排気を浄化する浄化装置に対する暖機促進のための制御の適否をより適切に判定することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の車両の制御装置は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００８】
本発明の車両の制御装置は、
排気を浄化する浄化装置が設けられた内燃機関を備える車両を制御する車両の制御装置であって、
所定の条件が成立したとき、前記浄化装置の暖機が促進されるよう前記内燃機関を制御する暖機用制御手段と、
前記内燃機関から出力されるトルクを検出するトルク検出手段と、
前記暖機用制御手段により内燃機関が制御されているときに前記トルク検出手段により検出されたトルクに基づいて前記暖機用制御手段による制御の適否を判定する暖機制御適否判定手段と
を備えることを要旨とする。
【０００９】
この本発明の車両の制御装置では、所定の条件が成立したときに内燃機関に設けられた浄化装置の暖機を促進させるよう内燃機関を制御する暖機用制御を行ない、この暖機用制御が行なわれているときに内燃機関から出力されるトルクを検出してこの検出されたトルクに基づいて暖機用制御の適否を判定する。浄化装置の暖機に用いられる内燃機関からの排気の温度は、内燃機関の負荷や回転数などがほぼ定常状態にあるときには内燃機関から出力されるトルクに反映されるため、このトルクを監視することにより浄化装置の暖機の状態をより適切に判定することができる。ここで、「所定の条件が成立したとき」は、例えば、内燃機関の始動が指示されたときとするものとしてもよいし、浄化装置の温度が所定温度以下にあるときとするものとしてもよい。
【００１０】
こうした本発明の車両の制御装置において、前記車両は、前記内燃機関と動力のやり取りが可能な電動機を備え、前記暖機用制御手段は、前記浄化装置の暖機が促進されるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。
【００１１】
また、本発明の車両の制御装置において、前記内燃機関の負荷および／または回転数を検出する負荷回転数検出手段を備え、前記暖機制御適否判定手段は、更に前記暖機用制御手段により内燃機関が制御されているときに前記負荷回転数検出手段により検出された負荷および／または回転数に基づいて前記暖機用制御手段による制御の適否を判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の負荷や回転数も考慮するから、暖機用制御の適否をより的確に判定することができる。
【００１２】
さらに、本発明の車両の制御装置において、前記暖機用制御手段は、前記内燃機関の点火時期を調整する手段を含むものとすることもできる。ここで、点火時期の調整は、点火時期を可燃範囲の遅角側に調整するものとすることもできる。この態様の本発明の車両の制御装置において、前記暖機制御適否判定手段は、前記点火時期の調整後に前記トルク検出手段により検出されたトルクに基づいて前記点火時期の調整の適否を判定する手段であるものとすることもできる。
【００１３】
また、暖機用制御手段により内燃機関が制御されているときに負荷および／または回転数を検出する態様であって暖機用制御手段による制御として点火時期の調整の適否を判定する態様の本発明の車両の制御装置において、前記暖機制御適否判定手段は、前記検出された負荷および／または回転数に基づいて判定基準トルクを設定し、該設定された判定基準トルクと前記検出されたトルクとに基づいて前記点火時期の調整の適否を判定する手段であるものとすることもできるし、或いは、前記暖機制御適否判定手段は、前記検出された負荷および／または回転数と前記検出されたトルクとに基づいて前記調整後の内燃機関の点火時期を推定し、該推定された点火時期に基づいて前記点火時期の調整の適否を判定する手段であるものとすることもできる。
【００１４】
暖機用制御手段として点火時期を調整する態様の本発明の車両の制御装置において、前記暖機制御適否判定手段は、前記暖機用制御手段による点火時期の調整前後に前記トルク検出手段により各々検出されたトルクに基づいて前記暖機用制御手段による制御の適否を判定する手段であるものとすることもできる。点火時期の調整前後に内燃機関から出力される各トルクにより、点火時期の調整に伴う排気の温度傾向を把握できるから、暖機用制御手段による制御の適否をより的確に判定することができる。この態様の本発明の車両の制御装置において、前記暖機制御適否判定手段は、前記各々検出されたトルクの差分に基づいて前記暖機用制御手段による制御の適否を判定する手段であるものとすることもできる。
【００１５】
また、暖機用制御手段により内燃機関が制御されているときに負荷および／または回転数を検出する態様であって点火時期の調整前後にトルクを検出して点火時期の調整の適否を判定する態様の本発明の車両の制御装置において、前記暖機制御適否判定手段は、前記検出された内燃機関の負荷および／または回転数に基づいて判定基準トルク差分を設定し、該設定された判定基準トルク差分と前記各々検出されたトルクの差分とに基づいて前記点火時期の調整の適否を判定する手段であるものとすることもできるし、或いは、前記暖機制御適否判定手段は、前記各々検出されたトルクと前記検出された負荷および／または回転数とに基づいて前記調整後の内燃機関の点火時期の調整量を推定し、該推定された調整量に基づいて前記点火時期の調整の適否を判定する手段であるものとすることもできる。
【００１６】
車両として内燃機関と電動機とを備える態様の本発明の車両の制御装置において、前記暖機用制御手段は、前記内燃機関から出力されるトルクを受けて該内燃機関の出力軸が目標回転数で回転するよう前記電動機を運転制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、暖機用制御手段は内燃機関からの出力を大きくして浄化装置を迅速に暖機させることができ、このときに内燃機関から出力されるトルクに基づいて暖機用制御手段による制御の適否をより的確に判定することができる。この態様の本発明の車両の制御装置において、前記トルク検出手段は、前記電動機の反力トルクを検出することにより前記内燃機関から出力されるトルクを検出する手段であるものとすることもできる。内燃機関からの出力を電動機で受けて内燃機関の回転数が制御されているときには、電動機の反力トルクは内燃機関から出力されるトルクと一定の関係を有するから、電動機の反力トルクに基づいて内燃機関から出力されるトルクを検出でき、このトルクを用いて暖機用制御手段による制御の適否をより的確に判定することができる。また、これらの態様の本発明の車両の制御装置において、前記車両は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の軸と前記電動機の回転軸に接続された第２の軸と駆動軸に接続された第３の軸とを有し、該３軸のうちの任意の２軸に入出力される動力を決定されたときに残余の１軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力機構と、前記駆動軸に接続された第２の電動機とを備えるハイブリッド自動車であるものとすることもできる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、ハイブリッド自動車２０に搭載されるエンジン２２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、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト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に接続されたモータＭＧ２と、車両の駆動系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７０とを備える。
【００１８】
エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、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装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出されるようになっている。
【００１９】
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により制御されている。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が図示しない入力ポートを介して入力されている。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ＳＰ、エンジン２２の負荷としての吸入空気量を検出するバキュームセンサ１４８からの吸入空気量Ｑａｉｒ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が図示しない出力ポートを介して出力されている。例えば、エンジンＥＣＵ２４からは、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。なお、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０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。
【００２０】
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に噛合すると共にリングギヤ３２に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とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはモータＭＧ２がそれぞれ連結されており、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に出力する。図３は、サンギヤ３１の回転数Ｎｓとキャリア３４の回転数Ｎｃとリングギヤ３２の回転数Ｎｒとの関係を示す共線図である。図３には、キャリア３４にエンジン２２からのトルクＴｅが入力されたときにサンギヤ３１とリングギヤ３２とに分配されて出力されるトルクＴｅｓ，Ｔｅｒおよびこれに釣り合うトルクＴｍ１，Ｔｍ２も示した。キャリア３４の回転数Ｎｅ（即ち、エンジン２２の回転数Ｎｅ）は、図３に示すように、プラネタリギヤ３０のギヤ比をρ（サンギヤ歯数／リングギヤ歯数）とすると、サンギヤ３１の回転数Ｎｓ（即ち、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１）とリングギヤ３２の回転数Ｎｒ（即ち、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２）とを用いて次式（１）により示すことができる。
【００２１】
【数１】
Ｎｅ＝Ｎｓ×ρ／（１＋ρ）＋Ｎｒ×１／（１＋ρ）      （１）
【００２２】
また、キャリア３４にトルクＴｅが入力されたときにサンギヤ３１とリングギヤ３２とにそれぞれ分配されるトルクＴｅｓ，Ｔｅｒは、ギヤ比ρを用いて次式（２），（３）により示すことができる。
【００２３】
【数２】
Ｔｅｓ＝Ｔｅ×ρ／（１＋ρ）                          （２）
Ｔｅｒ＝Ｔｅ×１／（１＋ρ）＝Ｔｅｓ／ρ              （３）
【００２４】
リングギヤ３２は、ベルト３６，ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続されている。したがって、リングギヤ３２に出力された動力は、ベルト３６，ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力されることになる。なお、駆動系として見たときの動力分配統合機構３０に接続される３軸は、キャリア３４に接続されたエンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６，サンギヤ３１に接続されモータＭＧ１の回転軸となるサンギヤ軸３１ａおよびリングギヤ３２に接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとなる。
【００２５】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、共に発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる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を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。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の一方で発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２から生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１とモータＭＧ２とにより電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、共に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やその他の信号、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、インバータ４１，４２に取り付けらた図示しない電力センサにより検出されるモータＭＧ１やモータＭＧ２により消費または回生される電力などが入力されており、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が出力されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力された信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算したり、計算したモータＭＧ１の回転子の回転数Ｎｍ１と前述の電力センサにより検出されたモータＭＧ１の電力とに基づいてモータＭＧ１の回転子に反力として作用するモータトルクＴｍ１を計算したりする。このモータＭＧ１の回転子の回転数Ｎｍ１やモータトルクＴｍ１を用いて行なわれる制御については後述する。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０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ハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２６】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ７６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。ハイブリッド用電子制御ユニット７０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，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からのアクセルペダルポジションＡＰ，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。ハイブリッド用電子制御ユニット７０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。
【００２７】
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、浄化装置１３４の触媒の暖機を促進させる際の動作について説明する。図４は、実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される触媒暖機促進処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、イグニッションスイッチ８０がＯＮされてエンジン２２の始動が指示されたときに実行される。尚、このルーチンでは、例えば、車速Ｖがほぼ値０でありアクセルオフの状態にある間に実行され、この状態でなくなったときには終了するものとしても構わない。
【００２８】
触媒暖機促進処理ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、モータＭＧ１を駆動してエンジン２２を始動し（ステップＳ１００）、後述する点火プラグ１３０の点火時期の調整を除くスロットルバルブ１２４のスロットルポジションＳＰの調整とエンジン２２のエンジン回転数Ｎｅ（クランクシャフト２６の回転数）の調整とを実行する処理を行なう（ステップＳ１０２）。スロットルポジションＳＰの調整は、具体的には、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とを設定すると共に設定した目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とをエンジンＥＣＵ２４に出力することにより、スロットルバルブ１２４のスロットルポジションＳＰが目標トルクＴｅ＊や目標回転数Ｎｅ＊に見合うポジションとなるようエンジンＥＣＵ２４がスロットルモータ１３６を駆動制御することにより行なわれる。尚、燃料噴射弁１２６も、スロットルモータ１３６の駆動制御に伴って同時に制御される。また、エンジン回転数Ｎｅの調整は、具体的には、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と回転位置検出センサ４４から入力された信号に基づいて計算されるモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（リングギヤ軸３２ａの回転数）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて前述の式（１）を用いてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ＊を計算してモータＥＣＵ４０に出力することにより、モータＭＧ１が目標回転数Ｎｍ＊で回転されるようモータＥＣＵ４０がモータＭＧ１を駆動制御することにより行なわれる。尚、モータＭＧ２は、例えば、エンジン２２から分配されるトルクＴｅｒ（図３参照）をキャンセルするためのキャンセルトルクＴｍ２を式（１）を用いて計算し、計算されたキャンセルトルクＴｍ２が出力されるよう駆動制御されることになる。
【００２９】
こうしてスロットルポジションＳＰとエンジン回転数Ｎｅとが調整されると、次に、エンジン２２の点火プラグ１３０の点火進角Ｆを予め設定されている所定量ΔＦだけ遅角側に調整する処理を行なう（ステップＳ１０４）。同じスロットルポジションＳＰやエンジン回転数Ｎｅであれば、点火進角Ｆが遅角側になるほど排気の温度を上昇させる傾向にあるから、こうした調整を行なうことで浄化装置１３４の暖機を促進させることができるのである。ここで、所定量ΔＦは、浄化装置１３４の暖機の促進に適した量として設定されるものであり、実施例では、予め実験などにより求めておくものとした。
【００３０】
点火進角Ｆを遅角側に調整すると、モータＭＧ１の回転軸に作用するトルクとしてのモータトルクＴｍ１をモータＥＣＵ４０から入力すると共に、クランクポジションセンサ１４０により検出されたクランクポジションに基づいて計算されたエンジン回転数Ｎｅやバキュームセンサ１４８により検出された吸入空気量ＱａｉｒをエンジンＥＣＵ２４から入力して（ステップＳ１０６）、入力したモータトルクＴｍ１と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいてエンジン２２のクランクシャフト２６に作用するトルクとしてのエンジントルクＴｅを算出する（ステップＳ１０８）。前述したように、動力分配統合機構３０におけるトルクの釣り合いがとれているときには、サンギヤ３１に作用するトルク（モータトルクＴｍ１）とキャリア３４に作用するトルク（エンジントルクＴｅ）とは上記式（２）の関係を有するから、エンジントルクＴｅはモータトルクＴｍ１とギヤ比ρとに基づいて次式（４）により計算することができる。
【００３１】
【数３】
Ｔｅ＝Ｔｍ１×（１＋ρ）／ρ                （４）
【００３２】
続いて、ステップＳ１０６で入力した吸入空気量Ｑａｉｒとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて判定基準トルクＴｒｅｆを設定し（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０８で計算されたエンジントルクＴｅと設定された判定基準トルクＴｒｅｆとを比較して点火進角Ｆの調整の適否を判定する（ステップＳ１１２）。図５に、点火進角Ｆとエンジン２２から出力されるトルク（エンジントルクＴｅ）との関係を示す。図示するように、点火進角Ｆを値Ｆ１から値Ｆ２へ遅角側に調整するとそれに応じてエンジン２２から出力されるトルクも値Ｔ１から値Ｔ２へと小さくなる。即ち、ステップＳ１０４で点火進角Ｆが値Ｆ１から所定量ΔＦだけ遅角側の値Ｆ２となるよう点火プラグ１３０の点火時期を制御したとすると、ステップＳ１０８で計算されたエンジントルクＴｅが値Ｔ２となっていれば点火進角Ｆは適切に値Ｆ２に調整されており異常はないと判定できる。判定基準トルクＴｒｅｆは、点火進角Ｆの調整の適否を判定するための閾値として設定されるトルクである。この判定基準トルクＴｒｅｆを吸入空気量Ｑａｉｒとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて設定するのは、吸入空気量Ｑａｉｒやエンジン回転数Ｎｅによって図５の関係が若干異なる傾向を示すことに基づいている。実施例では、エンジン回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａｉｒと判定基準トルクＴｒｅｆとの関係を予め実験などにより求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、エンジン回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａｉｒとが与えられるとマップから対応する判定基準トルクＴｒｅｆを導出するものとした。このマップの一例を図６に示す。尚、実施例では、判定基準トルクＴｒｅｆを吸入空気量Ｑａｉｒやエンジン回転数Ｎｅに基づいて設定するものとしたが、浄化装置１３４の暖機中は吸入空気量Ｑａｉｒやエンジン回転数Ｎｅが常にほぼ一定の状態となるようにエンジン２２を運転するのであれば、判定基準トルクＴｒｅｆを予め定めた一定の値に設定するものとしてもよい。
【００３３】
ステップＳ１１２における判定の結果、エンジントルクＴｅが判定基準トルクＴｒｅｆよりも小さいときには、ステップＳ１０４の処理のとおりに点火進角Ｆが調整されており異常はないと判断し、浄化装置１３４の暖機が完了するまでステップＳ１０６〜Ｓ１１２の処理を繰り返して（ステップＳ１１４）、暖機が完了したときにエンジン２２の点火進角Ｆの調整を元に戻す処理を行なって（ステップＳ１１６）、本ルーチンを終了する。ステップＳ１０６〜Ｓ１１２の処理を繰り返している途中においてステップＳ１１２でエンジントルクＴｅが判定基準トルクＴｒｅｆ以上と判定されたときには、ステップＳ１０４の処理のとおりに点火進角Ｆが調整されておらず異常があると判断して異常を知らせるための警告灯８９を点灯させる処理を行なって（ステップＳ１１８）、本ルーチンを終了する。
【００３４】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、浄化装置１３４の暖機の促進のために点火時期を遅角側に調整した後にエンジン２２のエンジントルクＴｅを検出し、このエンジントルクＴｅに基づいてエンジン２２の点火時期の調整の適否を判定する。即ち、エンジントルクＴｅは点火進角Ｆと図５に示す関係を有するから、エンジントルクＴｅを用いて点火時期の調整の適否を判定することができる。しかも、点火時期Ｆの調整の適否を判定する際の基準となる判定基準トルクを吸入空気量Ｑａｉｒとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて設定するから、エンジン２２の現在の運転状態に応じて点火時期の調整の適否をより適切に判定することができる。更に、判定に用いられるエンジントルクＴｅを、モータＭＧ１に作用するトルクを検出することにより計算するから、エンジン２２のクランクシャフト２６に別途トルクセンサを取り付ける必要がない。
【００３５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジントルクＴｅと判定基準トルクＴｒｅｆとの比較により点火プラグ１３０の点火時期の調整の適否を判定するものとしたが、エンジントルクＴｅから図５の関係を用いて点火進角Ｆを推定し、推定された点火進角Ｆに基づいて点火時期の調整の適否を判定するものとしても構わない。このとき、吸入空気量Ｑａｉｒやエンジン回転数Ｎｅに基づいて図５と同様の傾向を有するマップを設定し、設定したマップを用いて或いは計算によりエンジントルクＴｅから点火進角Ｆを推定し、推定した点火進角Ｆが正常であるか否かを判定すればよい。このとき、吸入空気量Ｑａｉｒのみに基づいてマップを設定したり、エンジン回転数Ｎｅのみに基づいてマップを設定したり、吸入空気量Ｑａｉｒやエンジン回転数Ｎｅに拘わらず一律のマップを設定したりするものとしても差し支えない。或いは、マップの代わりに計算によるものとしてもよい。
【００３６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、点火進角Ｆの調整後のエンジントルクＴｅに基づいて点火時期の調整の適否を判定するものとしたが、点火進角Ｆの調整前後の各々のエンジントルクＴｅに基づいて点火時期の調整の適否を判定するものとしてもよい。この場合、図４の触媒暖機処理ルーチンに代えて図７の触媒暖機処理ルーチンが実行される。
【００３７】
図７の触媒暖機処理ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、図４のルーチンを同様の処理により、エンジン２２を始動し（ステップＳ２００）、スロットルポジションＳＰやエンジン回転数Ｎｅの調整を行なう（ステップＳ２０２）。そして、スロットルポジションＳＰやエンジン回転数Ｎｅの調整後にモータＭＧ１のモータトルクＴｍ１をモータＥＣＵ４０から入力すると共に入力したモータトルクＴｍ１に基づいて上記式（４）を用いてエンジン２２のエンジントルクＴｅｏを計算してから（ステップＳ２０４，Ｓ２０６）、点火進角Ｆを遅角側に調整する処理を行なう（ステップＳ２０８）。ここで、エンジントルクＴｅｏの計算に用いるモータトルクＴｍ１は点火進角Ｆを遅角側に調整する前に検出されるから、計算されるエンジントルクＴｅｏは遅角側への調整前の点火進角Ｆにおけるエンジントルクとなる。
【００３８】
点火進角Ｆを遅角側に調整すると、モータトルクＴｍ１やエンジン回転数Ｎｅ、吸入空気量Ｑａｉｒを入力し（ステップＳ２１０）、入力したモータトルクＴｍ１に基づいて上記式（４）を用いてエンジントルクＴｅを計算し（ステップＳ２１２）、計算されたエンジントルクＴｅからステップＳ２０６で計算されたエンジントルクＴｅｏを減じてトルク差分ΔＴを計算する（ステップＳ２１４）。エンジントルクＴｅｏとエンジントルクＴｅは、それぞれ点火進角Ｆを遅角側に調整する前後のエンジントルクを示すから、トルク差分ΔＴは、点火進角Ｆを遅角側に調整したときのエンジン２２のトルクの変化量となる。
【００３９】
トルク差分ΔＴが計算されると、ステップＳ２１０で入力されたエンジン回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａｉｒとに基づいて判定基準トルク差分ΔＴｒｅｆを設定する（ステップＳ２１６）。判定基準トルク差分ΔＴｒｅｆは、実施例では、エンジン回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａｉｒと判定基準トルク差分ΔＴｒｅｆとの関係を予め実験などにより求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、エンジン回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａｉｒとが与えられると、マップから対応する判定基準トルク差分ΔＴｒｅｆを導出するものとした。このマップの一例を図８に示す。尚、判定基準トルク差分ΔＴｒｅｆを、エンジン回転数Ｎｅや吸入空気量Ｑａｉｒに基づいて設定するのは、エンジン回転数Ｎｅや吸入空気量ＱａｉｒによってエンジントルクＴｅと点火進角Ｆとの関係が異なることに基づいている。
【００４０】
こうして判定基準トルク差分ΔＴｒｅｆが設定されると、設定された判定基準トルク差分ΔＴｒｅｆとステップＳ２１４で計算されたトルク差分ΔＴとを比較する（ステップＳ２１８）。トルク差分ΔＴが判定基準トルク差分ΔＴｒｅｆよりも小さいと判定されたときには、ステップＳ２０８の処理のとおりに点火進角Ｆが調整されており異常はないと判断し、浄化装置１３４の暖機が完了するまでステップＳ２１０〜Ｓ２１８の処理を繰り返し（ステップＳ２２０）、暖機が完了したときにエンジン２２の点火進角Ｆを元に戻す処理を行なって（ステップＳ２２２）、本ルーチンを終了する。ステップＳ２１０〜Ｓ２１８の処理を繰り返しているときにトルク差分ΔＴが判定基準トルク差分ΔＴｒｅｆ以上と判定されたときには、ステップＳ２０８の処理のとおりに点火進角Ｆが調整されておらず異常があると判断して異常を知らせるための警告灯８９を点灯させる処理を行なって（ステップＳ２２４）、本ルーチンを終了する。
【００４１】
この変形例のハイブリッド自動車では、点火進角Ｆの調整前後にエンジン２２から出力されるトルクの差分（変化量）ΔＴに基づいて点火時期の調整の適否を判定することができる。即ち、点火進角ＦとエンジントルクＴｅは図５と同様の関係を有するから、実際に調整された点火進角Ｆの遅角量を点火進角Ｆの調整前後のエンジン２２のトルクの差分ΔＴに基づいて推定でき、これにより点火時期の調整の適否を判定することができるのである。この結果、実施例のハイブリッド自動車２０と同様の効果を奏することができる。
【００４２】
変形例のハイブリッド自動車では、点火進角Ｆを遅角側に調整する前後に各々検出されたエンジントルクＴｅｏ，Ｔｅの差分ΔＴに基づいて点火時期の調整の適否を判定するものとしたが、吸入空気量Ｑａｉｒやエンジン回転数Ｎｅに基づいて図５と同様のエンジントルクＴｅと点火進角Ｆとの関係を示すマップを設定し、この設定されたマップを用いてエンジントルクＴｅ，Ｔｅｏに基づいて点火進角Ｆの調整前後の遅角量ΔＦを推定し、この推定された遅角量ΔＦに基づいて点火時期の調整の適否を判定するものとしても構わない。このとき、吸入空気量Ｑａｉｒのみに基づいてマップを設定したり、エンジン回転数Ｎｅのみに基づいてマップを設定したり、吸入空気量Ｑａｉｒやエンジン回転数Ｎｅに拘わらず一律のマップを設定したりするものとしても差し支えない。或いは、計算によるものとしてもよい。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０や変形例のハイブリッド自動車では、エンジン２２から出力されるエンジントルクＴｅとしてモータＭＧ１の反力トルクから計算されたものを用いるものとしたが、エンジン２２のクランクシャフト２６にトルクセンサを取り付けて、このトルクセンサにより直接検出されたものを用いるものとしても構わない。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０や変形例のハイブリッド自動車では、図４や図７のルーチンをイグニッションスイッチ８０がＯＮされてエンジン２２の始動が要求されたときに実行するものとしたが、浄化装置１３４の温度を検出する温度センサを取り付け、この温度センサにより検出された温度が所定温度以下のときに実行するものとしても構わない。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０や変形例のハイブリッド自動車では、エンジン２２と、エンジン２２に接続された動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸に接続されたモータＭＧ２とを備えるハイブリッド自動車として構成するものとしたが、エンジンからの動力の一部を車軸側に伝達すると共に残余の動力を電気エネルギに変換して二次電池を充電したり車軸側に取り付けられた電動機に供給するハイブリッド自動車や、エンジンからの動力のすべてを電気エネルギに変換して二次電池を充電すると共に二次電池からの電力を用いて走行するハイブリッド自動車として構成するものとしても構わない。
【００４６】
また、実施例のハイブリッド自動車２０や変形例のハイブリッド自動車では、ハイブリッド型の自動車として構成したが、排気を浄化する浄化装置が設けられたエンジンを備える車両であれば、如何なる車両として構成するものとしても構わない。
【００４７】
以上、本発明の実施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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である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】サンギヤ３１の回転数とリングギヤ３２の回転数とキャリア３４の回転数との関係を示す共線図である。
【図４】実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される暖機促進処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】エンジン２２のトルクＴｅと点火進角Ｆとの関係を示す図である。
【図６】エンジン回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａｉｒと判定基準トルクＴｒｅｆとの関係を示すマップである。
【図７】変形例のハイブリッド自動車のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される暖機促進処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図８】エンジン回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａｉｒと判定基準トルク差分ΔＴｒｅｆとの関係を示すマップである。
【符号の説明】
２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジンＥＣＵ、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  遊星歯車機構、３１  サンギヤ、３１ａ  サンギヤ軸、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、３６  ベルト、３７  ギヤ機構、３８  ディファレンシャルギヤ、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、５２  バッテリ電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット７０、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、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、８９  警告灯、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、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、１４４  カムポジションセンサ、１４６  スロットルポジションセンサ、１４８  バキュームセンサ。
【図１】
2004251178.tif 000003
【図２】
2004251178.tif 000004
【図３】
2004251178.tif 000005
【図４】
2004251178.tif 000006
【図５】
2004251178.tif 000007
【図６】
2004251178.tif 000008
【図７】
2004251178.tif 000009
【図８】
2004251178.tif 000010