(57)【要約】【課題】筒内用燃料噴射弁とポート用燃料噴射弁とを有する内燃機関と電動機とを備える動力出力装置において、筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射が制限されているときに筒内用燃料噴射弁を保護すると共にできる限り駆動軸への要求動力に対応することができる。【解決手段】ハイブリッド自動車２０は、筒内用燃料噴射弁１２５とポート用燃料噴射弁１２６とを有するエンジン２２を備えている。この自動車は、エンジン始動条件が成立すると、エンジン２２の吸気バルブの開閉タイミングを遅角させ、エンジン２２の排気の浄化装置の温度が閾値未満であるときには、ポート用燃料噴射弁１２６から燃料噴射を行いエンジン２２を始動する。そして、ポート用燃料噴射弁１２６からの燃料噴射を継続しエンジン２２をアイドル運転することにより浄化装置を暖機する。このとき、バッテリ５０の入出力制限の範囲内でモータＭＧ２から走行に必要なトルクを出力する。【選択図】図１
2007168523.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、
筒内に燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁とを有し前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
前記内燃機関から排出された排気を浄化する浄化装置の状態を検出する状態検出手段と、
前記駆動軸に動力を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蓄電手段と、
所定の始動条件が成立したあと前記筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射が制限され、前記状態検出手段によって前記浄化装置が前記排気を浄化しにくい状態であると検出されたときには、前記浄化装置が前記排気を浄化可能な状態になるまで前記ポート用燃料噴射弁から燃料を噴射し所定の低負荷範囲を超えない範囲で前記内燃機関を運転すると共に要求動力に基づく動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する始動時制御手段と、
を備えた動力出力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の動力出力装置であって、
前記内燃機関の吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な開閉タイミング変更手段、を備え、
前記始動時制御手段は、所定の始動条件が成立したあと前記吸気バルブの開閉タイミングを遅角側へ変更するよう前記開閉タイミング変更手段を制御すると共に前記筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射が制限されるよう前記内燃機関を制御する、
動力出力装置。
【請求項３】
前記始動時制御手段は、前記所定の低負荷範囲を超えない範囲としてアイドル運転で前記内燃機関を制御する、
請求項１又は２に記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記始動時制御手段は、前記所定の低負荷範囲を超えない範囲として前記筒内用燃料噴射弁の温度が所定の許容温度範囲内となる低出力状態で前記内燃機関を運転することにより前記要求動力の一部が該内燃機関から出力されるよう前記内燃機関を制御する、
請求項１又は２に記載の動力出力装置。
【請求項５】
前記始動時制御手段は、前記蓄電手段の蓄電量が所定範囲内であるときには前記所定の低負荷範囲を超えない範囲としてアイドル運転で前記内燃機関を制御し、前記蓄電手段の蓄電量が所定範囲を下回っているときには前記所定の低負荷範囲を超えない範囲として前記筒内用燃料噴射弁の温度が所定の許容温度範囲内となる低出力状態で前記内燃機関を運転することにより前記要求動力の一部が該内燃機関から出力されるよう前記内燃機関を制御する、
請求項１又は２に記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記状態検出手段は、前記浄化装置の温度が所定範囲にあるときは前記浄化装置が前記排気を浄化可能な状態であると検出し、前記浄化装置の温度が所定範囲を下回っているときは前記浄化装置が前記排気を浄化しにくい状態であると検出する手段である、
請求項１〜５のいずれかに記載の動力出力装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の動力出力装置であって、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段、
を備えた動力出力装置。
【請求項８】
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の回転軸の３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力が決定されると残余の１軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力手段と、前記第３の回転軸に動力を入出力可能な発電機とを備える手段である、
請求項７に記載の動力出力装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる自動車。
【請求項１０】
筒内に燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁とを有し前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関から排出された排気を浄化する浄化装置の状態を検出する状態検出手段と、前記駆動軸に動力を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蓄電手段と、を備え駆動軸に動力を出力する動力出力装置の制御方法であって、
所定の始動条件が成立したあと前記筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射が制限され、前記状態検出手段によって前記浄化装置が前記排気を浄化しにくい状態であると検出されたときには、前記浄化装置が前記排気を浄化可能な状態になるまで前記ポート用燃料噴射弁から燃料を噴射し所定の低負荷範囲を超えない範囲で前記内燃機関を運転すると共に要求動力に基づく動力が出力されるよう前記内燃機関と前記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、それを搭載した自動車及び動力出力装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、動力出力装置としては、筒内に燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁とを有するエンジンを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載された装置は、エンジンの冷却水温が低いほどポート用燃料噴射弁の分担率を大きくし冷却水温が所定温度以上のときは筒内用燃料噴射弁で燃料噴射を行う。
【特許文献１】特開２０００−８９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この特許文献１に記載された装置では、例えば筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射が制限されポート用燃料噴射弁を使用してエンジンの運転を継続したときには、筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射による筒内用燃料噴射弁自身の冷却は行なえないため、エンジンから出力する動力の大きさ（負荷）によっては筒内の温度上昇に伴って筒内用燃料噴射弁の温度（先端温度）が大きく上昇してしまう問題があった。また、筒内用燃料噴射弁の保護を図るためエンジンから出力する動力を小さくすると、走行に要求されるパワーが十分出力されない問題があった。
【０００４】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、筒内用燃料噴射弁とポート用燃料噴射弁とを有する内燃機関と電動機とを備える動力出力装置において、筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射が制限されているときに筒内用燃料噴射弁を保護すると共にできる限り駆動軸への要求動力に対応することができる動力出力装置、それを搭載した自動車及び動力出力装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
筒内に燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁とを有し前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
前記内燃機関から排出された排気を浄化する浄化装置の状態を検出する状態検出手段と、
前記駆動軸に動力を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蓄電手段と、
所定の始動条件が成立したあと前記筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射が制限され、前記状態検出手段によって前記浄化装置が前記排気を浄化しにくい状態であると検出されたときには、前記浄化装置が前記排気を浄化可能な状態になるまで前記ポート用燃料噴射弁から燃料を噴射し所定の低負荷範囲を超えない範囲で前記内燃機関を運転すると共に要求動力に基づく動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する始動時制御手段と、
を備えたものである。
【０００７】
この動力出力装置では、所定の始動条件が成立したあと筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射が制限され、内燃機関から排出された排気を浄化する浄化装置が排気を浄化しにくい状態であるときには、浄化装置が排気を浄化可能な状態になるまでポート用燃料噴射弁から燃料を噴射し所定の低負荷範囲を超えない範囲で内燃機関を運転すると共に要求動力に基づく動力が出力されるよう内燃機関と電動機とを制御する。このように、所定の低負荷範囲を超えない範囲で内燃機関を運転することにより、筒内用燃料噴射弁の温度上昇を抑制可能である。また、要求動力のうち内燃機関から出力できない分を電動機によって補うのである。したがって、筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射が制限されているときに、浄化装置が排気を浄化可能な状態になるまで、筒内用燃料噴射弁を保護すると共にできる限り駆動軸への要求動力に対応することができる。ここで、「所定の低負荷範囲」は、例えば、筒内用燃料噴射弁の温度が筒内用燃料噴射弁を保護可能な温度になるような内燃機関の負荷範囲に設定してもよい。
【０００８】
本発明の動力出力装置は、前記内燃機関の吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な開閉タイミング変更手段、を備え、前記始動時制御手段は、所定の始動条件が成立したあと前記吸気バルブの開閉タイミングを遅角側へ変更するよう前記開閉タイミング変更手段を制御すると共に前記筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射が制限されるよう前記内燃機関を制御してもよい。こうすれば、吸気バルブの開閉タイミングを遅角側へ変更することにより、内燃機関をクランキングする際の圧縮仕事を低減することができる。また、浄化装置が排気を浄化しにくい状態であるときに内燃機関の吸気バルブの開閉タイミングを遅角側へ変更し筒内用燃料噴射弁から燃料噴射を行うとエミッションの悪化を招くことがあるが、浄化装置が排気を浄化しにくい状態であるときに内燃機関の吸気バルブの開閉タイミングを遅角側へ変更したときには筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射を制限しポート用燃料噴射弁から燃料噴射を実行するため、エミッションの悪化を十分抑制することができる。
【０００９】
本発明の動力出力装置において、前記始動時制御手段は、前記所定の低負荷範囲を超えない範囲としてアイドル運転で前記内燃機関を制御してもよい。こうすれば、内燃機関において最も低負荷であるアイドル運転を行うことにより筒内の温度上昇を抑制可能であるため、筒内用燃料噴射弁を十分保護することができる。あるいは、前記始動時制御手段は、前記所定の低負荷範囲を超えない範囲として前記筒内用燃料噴射弁の温度が所定の許容温度範囲内となる低出力状態で前記内燃機関を運転することにより前記要求動力の一部が該内燃機関から出力されるよう前記内燃機関を制御してもよい。こうすれば、筒内用燃料噴射弁を保護可能な範囲で内燃機関から動力を出力するため、より要求動力を満たす動力を出力することができる。あるいは、前記始動時制御手段は、前記蓄電手段の蓄電量が所定範囲内であるときには前記所定の低負荷範囲を超えない範囲としてアイドル運転で前記内燃機関を制御し、前記蓄電手段の蓄電量が所定範囲を下回っているときには前記所定の低負荷範囲を超えない範囲として前記筒内用燃料噴射弁の温度が所定の許容温度範囲内となる低出力状態で前記内燃機関を運転することにより前記要求動力の一部が該内燃機関から出力されるよう前記内燃機関を制御してもよい。こうすれば、要求動力に基づく電力を蓄電手段から出力可能なときには内燃機関をアイドル運転して筒内の温度上昇を抑え、要求動力のすべての動力に基づく電力を蓄電手段から出力するのが抑制されるときには筒内用燃料噴射弁を保護可能な範囲で内燃機関から動力を出力させるため、筒内用燃料噴射弁の保護を十分図ると共に要求動力をより満たす動力を出力することができる。
【００１０】
本発明の動力出力装置において、前記状態検出手段は、前記浄化装置の温度が所定範囲にあるときは前記浄化装置が前記排気を浄化可能な状態であると検出し、前記浄化装置の温度が所定範囲を下回っているときは前記浄化装置が前記排気を浄化しにくい状態であると検出する手段としてもよい。こうすれば、排気の浄化装置の温度を用いて比較的容易に浄化装置の状態を検出することができる。
【００１１】
本発明の動力出力装置は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段、を備えたものとしてもよい。このとき、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の回転軸の３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力が決定されると残余の１軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力手段と、前記第３の回転軸に動力を入出力可能な発電機とを備える手段としてもよい。
【００１２】
本発明の自動車は、上述したいずれかに記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなるものである。この動力出力装置は、上述したように筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射が制限されているときに、浄化装置が排気を浄化可能な状態になるまで、筒内用燃料噴射弁を保護すると共にできる限り駆動軸への要求動力に対応することができるものであるから、これを備えた自動車も同様の効果が得られる。
【００１３】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
筒内に燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁とを有し前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関から排出された排気を浄化する浄化装置の状態を検出する状態検出手段と、前記駆動軸に動力を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蓄電手段と、を備え駆動軸に動力を出力する動力出力装置の制御方法であって、
所定の始動条件が成立したあと前記筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射が制限され、前記状態検出手段によって前記浄化装置が前記排気を浄化しにくい状態であると検出されたときには、前記浄化装置が前記排気を浄化可能な状態になるまで前記ポート用燃料噴射弁から燃料を噴射し所定の低負荷範囲を超えない範囲で前記内燃機関を運転すると共に要求動力に基づく動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御することを含むものである。
【００１４】
この動力出力装置の制御方法では、所定の始動条件が成立したあと筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射が制限され、内燃機関から排出された排気を浄化する浄化装置が排気を浄化しにくい状態であるときには、浄化装置が排気を浄化可能な状態になるまでポート用燃料噴射弁から燃料を噴射し所定の低負荷範囲を超えない範囲で内燃機関を運転すると共に要求動力に基づく動力が出力されるよう内燃機関と電動機とを制御する。このように、所定の低負荷範囲を超えない範囲で内燃機関を運転することにより、筒内用燃料噴射弁の温度上昇を抑制可能である。また、要求動力のうち内燃機関から出力できない分を電動機によって補うのである。したがって、筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射が制限されているときに、浄化装置が排気を浄化可能な状態になるまで、筒内用燃料噴射弁を保護すると共にできる限り駆動軸への要求動力に対応することができる。なお、この動力出力装置の制御方法において、上述した動力出力装置の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した動力出力装置の各機能を実現するようなステップを追加してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための最良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内燃機関システムを搭載した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、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を介して複数のピニオンギヤ３３を連結するキャリア３４が接続されると共にギヤ機構３７とデファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ、３９ｂにリングギヤ３２が連結されたリングギヤ軸３２ａが接続された動力分配統合機構３０と、この動力分配統合機構３０のサンギヤ３１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のリングギヤ３２にリングギヤ軸３２ａと減速ギヤ３５とを介して接続されたモータＭＧ２と、動力出力装置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。
【００１７】
エンジン２２は、図２に示すように、筒内に直接ガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料を噴射する筒内用燃料噴射バルブ１２５（図１には１２５ａ〜１２５ｄと表示）と、吸気ポート１２７に燃料を噴射するポート用燃料噴射バルブ１２６（図１には１２６ａ〜１２６ｄと表示）とを備える内燃機関として構成されている。エンジン２２は、こうした二種類の燃料噴射バルブ１２５，１２６を備えることにより、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を介して吸入すると共にポート用燃料噴射バルブ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を介して燃焼室に吸入し、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ポート噴射駆動モードと、同様にして空気を燃焼室に吸入し吸気行程の途中あるいは圧縮行程に至ってから筒内用燃料噴射バルブ１２５から燃料を噴射し点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させてクランクシャフト２６の回転運動を得る筒内噴射駆動モードと、空気を燃焼室に吸入する際にポート用燃料噴射バルブ１２６から燃料噴射すると共に吸気行程や圧縮行程で筒内用燃料噴射バルブ１２５から燃料噴射してクランクシャフト２６の回転運動を得る共用噴射駆動モードと、のいずれかの駆動モードにより運転制御される。これらの駆動モードは、エンジン２２の運転状態やエンジン２２に要求される運転状態などに基づいて切り替えられる。なお、エンジン２２の排気バルブ１２９から排出された排気は、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。
【００１８】
図１及び図２に示すように、ポート用燃料噴射バルブ１２６ａ〜１２６ｄには、燃料ポンプ６２により燃料タンク６０の燃料が供給されている。燃料ポンプ６２のアクチュエータとしての電動機６２ａには、ＤＣ／ＤＣコンバータ５６を介してバッテリ５０からの電力が供給されている。筒内用燃料噴射バルブ１２５ａ〜１２５ｄには、燃料タンク６０から燃料ポンプ６２により供給され高圧ポンプ６４により加圧された燃料がデリバリパイプ６６から供給されている。この高圧ポンプ６４は、カム軸２７の回転を利用して燃料ポンプ６２から供給された燃料をデリバリパイプ６６内で更に加圧（例えば数ＭＰａ〜十数ＭＰａ）するポンプである。この高圧ポンプ６４には、燃料が供給される側に燃料の加圧時に開閉する電磁バルブ６４ａが設けられており、吐出側に燃料の逆流を防止すると共にデリバリパイプ６６内の燃料の圧力（燃圧）を保持するチェックバルブ６５が取り付けられている。この高圧ポンプ６４は、電磁バルブ６４ａを開き燃料ポンプ６２から送られた燃料を高圧ポンプ６４内部に導いたのち、電磁バルブ６４ａを閉じてカム軸２７の回転に伴って作動する図示しないプランジャによりポンプ内部で圧縮した燃料をチェックバルブ６５を介してデリバリパイプ６６に断続的に送り込むことによりデリバリパイプ６６内で燃料を加圧する。このように、高圧ポンプ６４は、電磁バルブ６４ａの開閉制御を実行したときにデリバリパイプ６６で燃料を加圧可能である。デリバリパイプ６６には、燃圧が過剰となるのを防止する電磁式のリリーフバルブ６７を介して燃料を燃料タンク６０に戻すリリーフパイプ６８と、燃圧を検出する燃圧センサ６９とが取り付けられている。
【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の状態など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１２９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，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，筒内用燃料噴射バルブ１２５ａ〜１２５ｄに燃料を供給するデリバリパイプ６６に取り付けられた燃圧センサ６９からの燃圧Ｐｆ，浄化装置１３４の浄化装置温度Ｃを検出する浄化装置温度センサ１３５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、筒内用燃料噴射バルブ１２５ａ〜１２５ｄやポート用燃料噴射バルブ１２６ａ〜１２６ｄ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の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号，燃料ポンプ６２の電動機６２ａへの駆動信号、電磁バルブ６４ａ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。また、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信号を出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４が始動時制御手段に相当し、浄化装置温度センサ１３５が状態検出手段に相当する。
【００２０】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも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を介して電力ライン５４により接続されたバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。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、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。
【００２１】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。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に取り付けられた電池温センサ５１からの電池温度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ハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。バッテリＥＣＵ５２では、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）も演算している。
【００２２】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０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と、データを一時的に記憶する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。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。なお、ハイブリッド用電子制御ユニット７０が始動時制御手段に相当する。
【００２３】
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を計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸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動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータ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動力分配統合機構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リングギヤ軸３２ａ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リングギヤ軸３２ａ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。
【００２４】
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、まず、ハイブリッド自動車２０のシステム全体の動作としての駆動制御ルーチンの動作について説明する。図３は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御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、ＲＯＭ７４に記憶され、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２５】
駆動制御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、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、暖機実行フラグＦｃ、エンジン運転中フラグＦｅなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（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１４０からの信号に基づいて計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、電池温センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（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。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、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て入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定することができる。暖機実行フラグＦｃは、初期値が値０であり、後述するエンジン２２の始動暖機制御ルーチンで浄化装置１３４の暖機を実行する際に値１に設定されるフラグであり、エンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。エンジン運転中フラグＦｅは、初期値が値０であり、後述するエンジン２２の始動暖機制御ルーチンでエンジン２２が完爆し始動が終わった際に値１に設定されるフラグであり、エンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。
【００２６】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された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＊とリングギヤ軸３２ａに出力すべき走行要求パワーＰｒ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。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ＲＯＭ７４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。走行要求パワーＰｒ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じて求めるものとした。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。
【００２７】
次に、暖機実行フラグＦｃの値を調べ（ステップＳ１２０）、暖機実行フラグＦｃが値０であるときには、エンジン運転中フラグＦｅの値を調べ（ステップＳ１３０）、エンジン運転中フラグＦｅが値１であるとき、即ちエンジン２２が運転中であるときには、エンジン２２の停止条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１４０）。エンジン２２の停止条件は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定量以上であり車速Ｖが所定車速未満であるとき、走行要求パワーＰｒ＊が所定値未満であるときなどに成立する。エンジン２２の停止条件が成立していないときには、走行要求パワーＰｒ＊とバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として式（１）によりエンジン要求パワーＰｅ＊を計算すると共に、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとエンジン要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）の曲線との交点からエンジンの目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１５０）。次に、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒと動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（２）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（３）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１６０）。ここで、式（２）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。また、式（３）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（３）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００２８】
Pe*=Tr*・Nm2/Gr+Pb*+Loss  …(1)
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ)  …(2)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  …(3)
【００２９】
続いて、設定した目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４へ送信し（ステップＳ１７０）、モータＭＧ２から出力すべきモータトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２５０）。ここで、モータトルク指令Ｔｍ２＊は、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと計算したモータ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下限・上限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（４）および式（５）により計算すると共に、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（６）により計算し、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値として設定するものとした。そして、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２６０）、駆動制御ルーチンを終了する。ステップＳ１７０で送信された目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。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＊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。
【００３０】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2  …(4)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2  …(5)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr  …(6)
【００３１】
一方、ステップＳ１３０でエンジン運転中フラグＦｅが値０であるとき、即ちエンジン２２が停止中であるときには、エンジン２２の始動条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１８０）。エンジン２２の始動条件は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定量未満（例えば５０％未満や４０％未満など）であるときや走行要求パワーＰｒ＊が所定値以上であるときなどに成立する。エンジン２２の始動条件が成立していないとき、または、ステップＳ１４０でエンジン２２の停止条件が成立しているときには、エンジン目標回転数Ｎｅ＊に値０を設定すると共に目標トルクＴｅ＊に値０を設定する、即ちエンジンを停止させ（ステップＳ１９０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ２００）、設定した目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４へ送信し（ステップＳ１７０）、モータＭＧ２から出力すべきモータトルク指令Ｔｍ２＊を上述と同様にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔで制限して設定する（ステップＳ２５０）。そして、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２６０）、駆動制御ルーチンを終了する。このように、エンジン２２を停止した状態では、モータＭＧ２から走行要求パワーＰｒ＊に基づくパワーを出力するのである。
【００３２】
ステップＳ１８０でエンジン２２の始動条件が成立しているときは、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にクランキングトルクＴｍ１ｃを設定する（ステップＳ２１０）。このクランキングトルクＴｍ１ｃは、実施例ではエンジン回転数Ｎｅが所定の始動回転数Ｎｅｒｅｆを超えるようにステップＳ１００で入力したエンジン回転数Ｎｅに基づいて設定するものとした。続いて、エンジン始動指令をエンジンＥＣＵ２４へ送信する（ステップＳ２２０）。この指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、図４に示す始動暖機制御ルーチンを実行するが、詳しくは後述する。続いて、モータＭＧ２から出力すべきモータトルク指令Ｔｍ２＊を上述と同様にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔで制限して設定する（ステップＳ２４０）。そして、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２５０）、駆動制御ルーチンを終了する。このように、エンジン２２を始動するときには、モータＭＧ１によりエンジン２２をクランキングすると共にモータＭＧ２から走行要求パワーＰｒ＊に基づくパワーを出力するのである。
【００３３】
ステップＳ１２０で暖機実行フラグＦｃが値１であるとき、つまり、エンジン２２が運転中であり浄化装置１３４の暖機中であるときには、エンジン目標回転数Ｎｅ＊にアイドル回転数Ｎｅｉｄｌ（例えば６００ｒｐｍや１０００ｒｐｍなど）を設定すると共に目標トルクＴｅ＊に値０を設定する、即ちエンジン２２をアイドル運転するよう設定し（ステップＳ２３０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ２４０）、設定した目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４へ送信し（ステップＳ１７０）、モータＭＧ２から出力すべきモータトルク指令Ｔｍ２＊を上述と同様にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔで制限して設定する（ステップＳ２５０）。そして、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２６０）、駆動制御ルーチンを終了する。このように、浄化装置１３４の暖機中には、モータＭＧ１のトルクを値０にしてエンジン２２からトルクを出力せずに浄化装置１３４の暖機を行いつつ、走行要求パワーＰｒ＊のうちエンジン２２から出力できない分をモータＭＧ２によって賄うのである。以上、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンについて説明した。
【００３４】
次に、エンジン２２を始動する際の動作について説明する。図４は、駆動制御ルーチンのステップＳ２２０で送信されたエンジン始動指令をエンジンＥＣＵ２４が受信したときにエンジンＥＣＵ２４により実行される始動暖機制御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、エンジンＥＣＵ２４の図示しないＲＯＭに記憶されている。始動暖機制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４は、まず、燃料ポンプ６２を駆動すると共に電磁バルブ６４ａの開閉制御を実行する（ステップＳ３００）。このとき、駆動制御ルーチンのステップＳ２１０で設定したクランキングトルクＴｍ１ｃでモータＭＧ１によりクランクシャフト２６がクランキングされているため、クランクシャフト２６と連動するカム軸２７を介して高圧ポンプ６４が駆動される。このように、燃料タンク６０からの燃料をポート用燃料噴射バルブ１２６や筒内用燃料噴射バルブ１２５に供給すると共にデリバリパイプ６６内の燃圧Ｐｆを高める。次に、可変バルブタイミング機構１５０により吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＶＴが予め設定された始動開始時タイミングＶＶＴｓｔまで遅角されるよう可変バルブタイミング機構１５０を駆動し（ステップＳ３１０）、スロットルバルブ１２４の開度（スロットル開度）ＴＨをある程度絞り込んだ所定開度ＴＨ１となるようスロットルモータ１３６を駆動する（ステップＳ３２０）。このように、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＶＴを始動開始時タイミングＶＶＴｓｔまで遅角したり、スロットル開度ＴＨを所定開度ＴＨ１に絞り込むため、エンジン２２のクランキングによる圧縮行程における筒内の圧力の上昇を小さくしてクランキングの際に消費されるエネルギを小さくすることができる。
【００３５】
次に、現在のエンジン回転数Ｎｅを入力し（ステップＳ３３０）、エンジン回転数Ｎｅが所定の始動回転数Ｎｅｒｅｆを超えたか否かに基づいて燃料噴射が可能か否かを判定し（ステップＳ３４０）、燃料噴射が可能でないと判定されたときには、ステップＳ３３０でエンジン回転数Ｎｅを入力し、エンジン回転数Ｎｅが所定の始動回転数Ｎｅｒｅｆを超えるまで待機する。一方、エンジン回転数Ｎｅが所定の始動回転数Ｎｅｒｅｆを超えて燃焼噴射が可能であると判定されたときには、浄化装置１３４の浄化装置温度Ｃを入力し（ステップＳ３５０）、浄化装置温度Ｃが所定の閾値Ｃｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３６０）。この閾値Ｃｒｅｆは、浄化装置１３４が排気を十分浄化可能な温度範囲の下限値に定められている。浄化装置温度Ｃが閾値Ｃｒｅｆ以上であるときには、浄化装置１３４が排気を十分浄化可能な状態であり浄化装置１３４の暖機が必要ないものとみなし、筒内用燃料噴射弁１２５から燃料噴射を行い（ステップＳ３７０）、噴射した燃料に点火してエンジン２２が完爆したか否かを判定する（ステップＳ３８０）。エンジン２２が完爆していないときには、ステップＳ３７０で筒内用燃料噴射弁１２５から燃料噴射を行い該噴射した燃料に点火し、エンジン２２が完爆したときには、可変バルブタイミング機構１５０により吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＶＴが進角されるよう可変バルブタイミング機構１５０を駆動すると共にエンジン運転中フラグＦｅに値１をセットし（ステップＳ３９０）、このルーチンを終了する。この開閉タイミングＶＶＴの進角は、エンジン２２の運転状態に応じて徐々に行なわれる。その後、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の運転状態やエンジン２２に要求される運転状態などに基づいて筒内噴射駆動モードやポート噴射駆動モード、共用噴射駆動モードなどに切り替えながらエンジン２２を制御する。
【００３６】
一方、ステップＳ３６０で浄化装置温度Ｃが閾値Ｃｒｅｆ以上でないときには、浄化装置１３４が排気を浄化しにくい状態であり浄化装置１３４の暖機が必要であるものとみなし、ポート用燃料噴射弁１２６から燃料噴射を行う（ステップＳ４００）。ここで、浄化装置１３４が排気を浄化しにくい状態であるときにポート用燃料噴射弁１２６から燃料噴射を行う、即ち筒内用燃料噴射弁１２５からの燃料噴射を制限するのは、可変バルブタイミング機構１５０により吸気バルブ１２８の開閉タイミングを遅角側へ変更したときに筒内用燃料噴射弁１２５から燃料噴射を行い燃焼させるとエミッションの悪化を招くことがあるためである。次に、ポート用燃料噴射弁１２６から燃料噴射を行ったあと、噴射した燃料に点火してエンジン２２が完爆したか否かを判定する（ステップＳ４１０）。エンジン２２が完爆していないときには、ステップＳ４００でポート用燃料噴射弁１２６から燃料噴射を行い該噴射した燃料に点火し、エンジン２２が完爆したときには、可変バルブタイミング機構１５０により吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＶＴが進角されるよう可変バルブタイミング機構１５０を駆動し、暖機実行フラグＦｃに値１をセットすると共にエンジン運転中フラグＦｅに値１を設定する（ステップＳ４２０）。この可変バルブタイミング機構１５０による開閉タイミングＶＶＴの進角は、エンジン２２の運転状態に応じて徐々に行なわれる。
【００３７】
続いて、ステップＳ４３０〜Ｓ４９０の浄化装置１３４の暖機処理を実行する。この暖機処理は、エンジン２２の完爆後、即ちエンジン２２の始動後に、吸気バルブ１２８の開閉タイミングを進角させ、浄化装置１３４が排気を十分浄化可能な状態になるまで、ポート用燃料噴射弁１２６から燃料噴射を行いエンジン２２が低負荷状態で運転されるよう制御する処理である。具体的には、駆動制御ルーチンのステップＳ２３０で設定したエンジン目標回転数Ｎｅ＊をハイブリッド用電子制御ユニット７０から通信によって入力すると共に現在のエンジン回転数Ｎｅを入力する（ステップＳ４３０）。ここでは、エンジン目標回転数Ｎｅ＊は上述のアイドル回転数Ｎｅｉｄｌに設定されている。次に、エンジン回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるように式（７）を用いてスロットル開度ＴＨを設定する（ステップＳ４４０）。なお、式（７）は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（７）中、右辺第２項の「ｋｔｈ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋｔｈ２」は積分項のゲインである。
【００３８】
TH=前回TH+kth1(Ne*-Ne)+kth2∫(Ne*-Ne)dt  …(7)
【００３９】
スロットル開度ＴＨを設定すると、ポート用燃料噴射弁１２６から燃料噴射を行い、該噴射した燃料に点火し（ステップＳ４５０）、浄化装置１３４の浄化装置温度Ｃを入力し（ステップＳ４６０）、浄化装置温度Ｃが閾値Ｃｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ４７０）。浄化装置温度Ｃが閾値Ｃｒｅｆ未満であるときには、浄化装置１３４の暖機が終了していないものとみなしてステップＳ４３０〜Ｓ４７０の処理を実行する。この処理の間、アイドル運転しているエンジン２２からの排気の熱により浄化装置１３４が暖機される。そして、ステップＳ４７０で浄化装置温度Ｃが閾値Ｃｒｅｆ以上であるときには、浄化装置１３４が排気を十分浄化可能になり、浄化装置１３４の暖機が終了したものとみなして暖機実行フラグＦｃを値０に設定し（ステップＳ４８０）、このルーチンを終了する。その後、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の運転状態やエンジン２２に要求される運転状態などに基づいて筒内噴射駆動モードやポート噴射駆動モード、共用噴射駆動モードなどに切り替えながらエンジン２２を制御する。
【００４０】
ここで、暖機処理を実行する際のハイブリッド自動車２０の一連の動きについて説明する。まず、エンジン始動条件が成立すると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、クランキングトルクＴｍ１ｃを設定しモータＭＧ１によりエンジン２２をクランキングする。このとき、エンジンＥＣＵ２４は、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＶＴを遅角すると共にスロットルバルブ１２４の開度ＴＨをある程度絞り込んだ所定開度ＴＨ１とし、浄化装置１３４の浄化装置温度Ｃが閾値Ｃｒｅｆ未満であるときには、暖機実行フラグＦｃを１に設定し、ポート用燃料噴射弁１２６から燃料噴射を行いエンジン２２を始動する。エンジン２２が始動すると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジン目標回転数Ｎｅ＊をアイドル回転数Ｎｅｉｄｌに設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を値０に設定し、つまりエンジン２２からトルクを出力させず、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ２から走行に必要なトルクを出力する。このとき、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の回転数Ｎｅがアイドル回転数Ｎｅｉｄｌとなるスロットルバルブ１２４の開度ＴＨを設定し、エンジン２２をアイドリング運転する。ここで、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の始動後に吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＶＴの進角を開始するが、この開閉タイミングＶＶＴの進角は、エンジン２２の運転状態に応じて徐々に行なわれることから、エンジン２２の始動後にポート用燃料噴射弁１２６からの燃料噴射を継続する。そして、浄化装置１３４の浄化装置温度Ｃが閾値Ｃｒｅｆ以上になると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、要求トルクＴｒ＊を満たすトルクが効率よくエンジン２２とモータＭＧ２から出力されるよう、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御する。このとき、エンジンＥＣＵ２４は、筒内噴射駆動モードやポート噴射駆動モード、共用噴射駆動モードなどに切り替えながらエンジン２２を制御する。このように、エンジン２２の始動時には、可変バルブタイミング機構１５０により開閉タイミングＶＶＴを遅角側に設定することにより、エンジン２２の圧縮仕事を減少させモータＭＧ１によるクランキングを容易にすると共に、ポート用燃料噴射弁１２６から燃料噴射を行うことにより、エミッションの悪化を抑制する。また、エンジン２２の始動後から浄化装置１３４の暖機が終了するまでは、運転者からの急な加速要求があったとしても、エンジン２２からはパワーを出力せずポート用燃料噴射弁１２６からの燃料噴射を継続してエミッションの悪化を抑制すると共に浄化装置１３４の暖機を優先し、バッテリ５０から供給可能な電力の範囲内でできる限り走行要求パワーＰｒ＊を満たすパワーをモータＭＧ２から出力するのである。
【００４１】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、始動条件が成立したあと筒内用燃料噴射弁１２５からの燃料噴射が制限され、エンジン２２から排出された排気を浄化する浄化装置１３４が排気を浄化しにくい状態であるときには、浄化装置１３４が排気を浄化可能な状態になるまでポート用燃料噴射弁１２６から燃料を噴射し所定の低負荷範囲としてのアイドル運転でエンジン２２を運転すると共に要求パワーＰｒ＊に基づくパワーが出力されるようエンジン２２とモータＭＧ２とを制御する。このように、アイドル運転でエンジン２２を運転して、筒内用燃料噴射弁１２５の温度上昇を抑制可能とすると共に、要求トルクＴｒ＊のうちエンジン２２から出力できない分をモータＭＧ２によって補うのである。したがって、筒内用燃料噴射弁１２５からの燃料噴射が制限されているときに、浄化装置１３４が排気を浄化可能な状態になるまで、筒内用燃料噴射弁１２５を保護すると共にできる限り駆動軸への要求動力に対応することができる。また、エンジン２２において最も低負荷であるアイドル運転を行うことにより筒内の温度上昇を抑制可能であるため、筒内用燃料噴射弁１２５を十分保護することができる。
【００４２】
また、始動条件が成立したあと吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＶＴを遅角側へ変更すると共に筒内用燃料噴射弁１２５からの燃料噴射が制限されるようエンジン２２を制御するため、吸気バルブの開閉タイミングを遅角側へ変更することにより、エンジン２２をクランキングする際の圧縮仕事を低減することができる。また、浄化装置１３４が排気を浄化しにくい状態であるときにエンジン２２の吸気バルブの開閉タイミングを遅角側へ変更し筒内用燃料噴射弁１２５から燃料噴射を行うとエミッションの悪化を招くことがあるが、浄化装置１３４が排気を浄化しにくい状態であるときにエンジン２２の吸気バルブの開閉タイミングを遅角側へ変更したときには、筒内用燃料噴射弁１２５からの燃料噴射を制限しポート用燃料噴射弁１２６から燃料噴射を実行するため、エミッションの悪化を十分抑制することができる。更に、浄化装置１３４の浄化装置温度Ｃが閾値Ｃｒｅｆ以上の範囲にあるときは浄化装置１３４が排気を浄化可能な状態であると検出し、浄化装置温度Ｃが閾値Ｃｒｅｆを下回っているときは浄化装置１３４が排気を浄化しにくい状態であると検出するため、浄化装置１３４の温度を用いて比較的容易に浄化装置１３４の状態を検出することができる。
【００４３】
なお、本発明は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００４４】
例えば、上述した実施例では、駆動制御ルーチンのステップＳ２４０で、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し、エンジン２２からトルクを出力せずに浄化装置１３４の暖機を行うものとしたが、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に所定の許容トルク指令値Ｔｍ１ｐｒｍを設定し、筒内用燃料噴射弁１２５の温度が筒内用燃料噴射弁１２５を十分に保護可能な所定の許容温度範囲内となる低出力状態でエンジン２２を運転することによりエンジン２２から走行要求パワーＰｒ＊の一部を出力させて浄化装置１３４の暖機を行うものとしてもよい。こうすれば、筒内用燃料噴射弁１２５を保護可能な範囲でエンジン２２から動力を出力するため、より走行要求パワーＰｒ＊を満たす動力を出力することができる。
【００４５】
あるいは、上述した実施例では、駆動制御ルーチンのステップＳ２４０で、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し、エンジン２２からトルクを出力せずに浄化装置１３４の暖機を行うものとしたが、駆動制御ルーチンのステップＳ２４０の前に、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定範囲内にあるか否かを判定し、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定範囲内にあるときにはモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定しアイドル運転でエンジン２２を制御し、一方、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定範囲を下回っているときにはモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に所定の許容トルク指令値Ｔｍ１ｐｒｍを設定し筒内用燃料噴射弁１２５の温度が所定の許容温度範囲内となる低出力状態でエンジン２２を運転することにより走行要求パワーＰｒ＊の一部がエンジン２２から出力されるようエンジン２２を制御してもよい。この残容量ＳＯＣの所定範囲は、例えばエンジン２２からの動力の出力がなくても走行要求パワーＰｒ＊を出力可能な範囲（例えば３５％以上や２５％以上など）に設定されている。こうすれば、走行要求パワーＰｒ＊に基づく電力をバッテリ５０から出力可能なときにはエンジン２２をアイドル運転して筒内の温度上昇を抑え、走行要求パワーＰｒ＊のすべての動力に基づく電力をバッテリ５０から出力するのが抑制されるときには筒内用燃料噴射弁１２５を保護可能な範囲でエンジン２２から動力を出力させるため、筒内用燃料噴射弁１２５の保護を十分図ると共に走行要求パワーＰｒ＊をより満たす動力を出力することができる。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図５の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図５における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に接続するものとしたり、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、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしたりしてもよい。このように、筒内用燃料噴射弁１２５とポート用燃料噴射弁１２６とを有するエンジン２２を搭載するハイブリッド自動車であれば如何なる構成のハイブリッド自動車としてもよい。また、こうした筒内用燃料噴射バルブ１２５とポート用燃料噴射バルブ１２６とを備えるエンジン２２とモータ等の原動機とを自動車以外の列車などの車両や船舶，航空機などの移動体に搭載するものとしてもよい。更に、動力出力装置の形態や動力出力装置の制御方法の形態としても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態としての動力出力装置を搭載した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】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４】実施例のハイブリッド自動車２０のエンジンＥＣＵ２４により実行される始動暖機制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【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。
【符号の説明】
【００４８】
２０，１２０，２２０  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）、２６  クランクシャフト、２７  カム軸、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，３９ｂ  駆動輪、３９ｃ，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  電池温センサ、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、６０  燃料タンク、６２  燃料ポンプ、６２ａ  電動機、６４  高圧燃料ポンプ、６４ａ  電磁バルブ、６５  チェックバルブ、６６  デリバリパイプ、６７  リリーフバルブ、６８  リリーフパイプ、６９  燃圧センサ、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、１２５  筒内用燃料噴射弁、１２６  ポート用燃料噴射弁、１２７  吸気ポート、１２８  吸気バルブ、１２９  排気バルブ、１３０  点火プラグ、１３２  ピストン、１３４  浄化装置、１３５  浄化装置温度センサ、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、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  バキュームセンサ、１５０  可変バルブタイミング機構、２３０  対ロータ電動機、２３２  インナーロータ  ２３４  アウターロータ、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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