(57)【要約】【課題】排ガス浄化用の触媒を有する浄化装置が取り付けられたエンジンと、走行用の動力を出力可能なモータとを備えるハイブリッド車において、エミッションの悪化を抑制する。【解決手段】触媒暖機要求がなされているときには（ステップＳ１２０）、モータに対してモータ温度ｔｍに基づく駆動制限を伴わずに浄化装置の触媒が暖機されるようエンジンを自立運転しながら駆動軸に運転者が要求する要求トルクＴｒ＊を出力して走行するようエンジンとモータとを制御する（ステップＳ２００〜Ｓ２４０，Ｓ１９０）。これにより、浄化装置の暖機が完了していない状態でエンジンから出力される動力が増加するのを抑制でき、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
2009274628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス浄化用の触媒を有する浄化装置が取り付けられ走行用の動力を出力する内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、を備えるハイブリッド車であって、
前記電動機の温度を検出する電動機温度検出手段と、
前記浄化装置の暖機要求がなされていないときには前記電動機温度検出手段により検出された電動機の温度が高くなるほど前記電動機の出力を抑える傾向の駆動制限を伴って前記電動機が駆動されると共に走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記浄化装置の暖機要求がなされているときには前記駆動制限を伴わずに前記浄化装置の暖機を伴って前記要求駆動力により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と、
を備えるハイブリッド車。
【請求項２】
前記制御手段は、前記浄化装置の暖機要求がなされているときであっても前記電動機温度検出手段に異常が生じていないときには前記浄化装置の暖機と前記駆動制限とを伴って前記電動機が駆動されると共に走行に要求される要求駆動力により走行す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請求項１記載のハイブリッド車。
【請求項３】
動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記駆動軸との３軸に接続され前記３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備える請求項１または２記載のハイブリッド車。
【請求項４】
排ガス浄化用の触媒を有する浄化装置が取り付けられ走行用の動力を出力する内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機の温度を検出する電動機温度検出手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
前記浄化装置の暖機要求がなされていないときには前記電動機温度検出手段により検出された電動機の温度が高くなるほど前記電動機の出力を抑える傾向の駆動制限を伴って前記電動機が駆動されると共に走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記浄化装置の暖機要求がなされているときには前記駆動制限を伴わずに前記浄化装置の暖機を伴って前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とするハイブリッド車の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド車としては、エンジンと、エンジンの排気ガスを浄化する触媒と、駆動力を発生させるモータジェネレータと、モータジェネレータに電力を供給するバッテリと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、触媒の暖機運転中に加速要求がなされたときには、バッテリの充放電電力の制限を緩和してバッテリ高温時でもモータジェネレータによる駆動を可能とすることにより、触媒の暖機を完了していないエンジンから加速に必要な動力が出力されて未浄化の排出ガスが排出されることを抑制している。
【特許文献１】特開２００４−３６４３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述のハイブリッド車では、モータジェネレータが高温のときにモータジェネレータの駆動を制限してモータジェネレータを保護すると共にモータジェネレータの駆動が制限されるために不足する走行用の動力をエンジンから出力する制御が行なわれる場合がある。触媒の暖機が十分でないときにこうした制御が行なわれると、触媒で排気を十分に浄化できずエミッションが悪化することがある。
【０００４】
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、排ガス浄化用の触媒を有する浄化装置が取り付けられ走行用の動力を出力する内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、を備えるハイブリッド車において、エミッションが悪化するの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】
【０００５】
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明のハイブリッド車は、
排ガス浄化用の触媒を有する浄化装置が取り付けられ走行用の動力を出力する内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、を備えるハイブリッド車であって、
前記電動機の温度を検出する電動機温度検出手段と、
前記浄化装置の暖機要求がなされていないときには前記電動機温度検出手段により検出された電動機の温度が高くなるほど前記電動機の出力を抑える傾向の駆動制限を伴って前記電動機が駆動されると共に走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記浄化装置の暖機要求がなされているときには前記駆動制限を伴わずに前記浄化装置の暖機を伴って前記要求駆動力により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と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明のハイブリッド車では、浄化装置の暖機要求がなされていないときには電動機温度検出手段により検出された電動機の温度が高くなるほど電動機の出力を抑える傾向の駆動制限を伴って電動機が駆動されると共に走行に要求される要求駆動力により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、浄化装置の暖機要求がなされていないときには電動機が高温に至るのを抑制することができる。そして、浄化装置の暖機要求がなされているときには駆動制限を伴わずに浄化装置の暖機を伴って要求駆動力により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、浄化装置の暖機要求がなされているときには、浄化装置の暖機が完了していない状態で内燃機関から出力される動力が増加するのを抑制することができ、エミッションの悪化を抑制することができる。よって、浄化装置の暖機要求がなされているときに電動機温度検出手段の検出値が高い値で変化しなくなる高温検出異常が電動機温度検出手段に生じているときには、駆動制限を伴って要求駆動力により走行するよう制御すると実際は電動機の温度がさほど高くない場合でも電動機の出力が抑えられるため内燃機関から出力される動力が増加してエミッションが悪化することが考えられるが、駆動制限を伴わずに浄化装置の暖機を伴って要求駆動力により走行するよう制御することによりこうしたエミッションの悪化を抑制することができる。
【０００８】
こうした本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記浄化装置の暖機要求がなされているときであっても前記電動機温度検出手段に異常が生じていないときには前記浄化装置の暖機と前記駆動制限とを伴って前記電動機が駆動されると共に走行に要求される要求駆動力により走行す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。こうすれば、電動機の駆動制限をより適正に実行することができる。
【０００９】
また、本発明のハイブリッド車において、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記駆動軸との３軸に接続され前記３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備えるものとすることもできる。ここで、「３軸式動力入出力手段」としては、シングルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものやダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるもの，複数の遊星歯車機構を組み合わせたもの，デファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなどが含まれる。
【００１０】
本発明のハイブリッド車の制御方法は、
排ガス浄化用の触媒を有する浄化装置が取り付けられ走行用の動力を出力する内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機の温度を検出する電動機温度検出手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
前記浄化装置の暖機要求がなされていないときには前記電動機温度検出手段により検出された電動機の温度が高くなるほど前記電動機の出力を抑える傾向の駆動制限を伴って前記電動機が駆動されると共に走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記浄化装置の暖機要求がなされているときには前記駆動制限を伴わずに前記浄化装置の暖機を伴って前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する、
ことを要旨とする。
【００１１】
この本発明のハイブリッド車の制御方法では、浄化装置の暖機要求がなされていないときには電動機温度検出手段により検出された電動機の温度が高くなるほど電動機の出力を抑える傾向の駆動制限を伴って電動機が駆動されると共に走行に要求される要求駆動力により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、浄化装置の暖機要求がなされていないときには電動機が高温に至るのを抑制することができる。そして、浄化装置の暖機要求がなされているときには駆動制限を伴わずに浄化装置の暖機を伴って要求駆動力により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、浄化装置の暖機要求がなされているときには、浄化装置の暖機が完了していない状態で内燃機関から出力される動力が増加するのを抑制することができ、エミッションの悪化を抑制することができる。よって、浄化装置の暖機要求がなされているときに電動機温度検出手段の検出値が高い値で変化しなくなる高温検出異常が電動機温度検出手段に生じているときには、駆動制限を伴って要求駆動力により走行するよう制御すると実際は電動機の温度がさほど高くない場合でも電動機の出力が抑えられるため内燃機関から出力される動力が増加してエミッションが悪化することが考えられるが、駆動制限を伴わずに浄化装置の暖機を伴って要求駆動力により走行するよう制御することによりこうしたエミッションの悪化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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】
【００１３】
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に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、車両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。
【００１４】
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、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、エンジン２２の排気系に取り付けられ一酸化炭素（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。
【００１５】
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，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からのエアフローメータ信号，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，空燃比センサ１３５ａからの空燃比，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。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。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、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００１６】
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にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５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６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００１７】
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のいずれか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ることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２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、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からの信号やモータＭＧ２の温度ｔｍを検出する温度センサ４５，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。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も演算している。
【００１８】
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に取り付けられた温度センサ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。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残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（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。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ることにより設定することができる。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２２】
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，モータＭＧ２の温度ｔｍ，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する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演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。また、モータＭＧ２の温度ｔｍは、温度センサ４５により検出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、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。
【００２３】
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６３ａ，６３ｂ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＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊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。図４に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じること（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）によって求めたり、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（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めることができる。
【００２４】
こうして要求トルクＴｒ＊と要求パワーＰｅ＊とを設定すると、浄化装置（三元触媒）１３４を暖機するための触媒暖機要求がなされているか否かを調べる（ステップＳ１２０）。ここで、触媒暖機要求は、エンジンＥＣＵ２４により実行される図示しない触媒暖機要求設定ルーチンにより、浄化装置１３４に取り付けられた図示しない温度センサからの触媒温度Ｔｃを触媒が活性化する温度範囲の下限温度より低く設定された閾値と比較し、触媒温度Ｔｃがこの閾値未満のときに設定されると共に触媒温度Ｔｃがこの閾値以上のときに設定解除される要求であり、エンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。
【００２５】
触媒暖機要求がなされていないときには（ステップＳ１２０）、エンジン２２を通常の条件で運転すべきと判断して、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１３０）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図５に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。
【００２６】
次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）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＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１４０）。ここで、式（１）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。エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構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図６に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、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。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。また、式（２）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（２）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。
【００２７】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/（Gr・ρ）    (1)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  (2)
【００２８】
そして、要求トルクＴｒ＊に設定したトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えて更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ１５０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令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で割ることにより入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔに基づいてモータ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Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘ１を次式（４）および式（５）により計算し（ステップＳ１６０）、モータ温度ｔｍに基づいてモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍａｘ２を設定し（ステップＳ１７０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘ１，Ｔｍ２ｍａｘ２で制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１８０）。ここで、式（３）は、図６の共線図から容易に導くことができる。また、ステップＳ１７０の処理で、トルク制限Ｔｍ２ｍａｘ２は、モータ温度ｔｍとトルク制限Ｔｍａｘ２との関係を予め定めてＲＯＭ７４に記憶したトルク制限設定用マップを用いて設定するものとした。図７は、トルク制限設定用マップの一例を示す説明図である。図示するように、トルク制限Ｔｍ２ｍａｘ２は、モータ温度ｔｍが温度ｔ１（例えば、１６０℃）に至るまでモータＭＧ２の定格最大トルクＴ１に設定され、モータ温度ｔｍが温度ｔ１に至ってから温度ｔ２（例えば、１７０℃）に至るまで徐々に減少して定格最大トルクＴ１より小さいトルクＴ２となるよう設定され、モータ温度ｔｍが温度ｔ２に至ってから温度ｔ３（例えば、１８０℃）に至るまでトルクＴ２となるよう設定され、モータ温度ｔｍが温度ｔ３に至ると徐々に減少して値０となるよう設定されるものとした。こうしてトルク制限Ｔｍ２ｍａｘ２でモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を制限することにより、モータＭＧ２が高温に至るのを抑制することができる。また、トルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘ１でモータＭＧ２のトルク指令を制限することにより、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ２を駆動することができる。
【００２９】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr            (3)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2           (4)
Tm2max1=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2          (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max1,Tm2max2),Tm2min)  (6)
【００３０】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳＳ１９０）、駆動制御ルーチンを終了する。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、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における吸入空気量制御や燃料噴射制御，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。こうした制御により、浄化装置１３４の暖機要求がなされていないときには、モータ温度ｔｍに基づいてモータＭＧ２の出力を制限する駆動制限を伴ってバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を効率よく運転して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。
【００３１】
触媒暖機要求がなされているときには（ステップＳ１２０）、浄化装置１３４を暖機するためにエンジン２２が自立運転されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊にアイドル回転数Ｎｉｄｌ（例えば８００ｒｐｍや１０００ｒｐｍなど）を設定すると共に目標トルクＴｅ＊に値０を設定して（ステップＳ２００）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ２１０）。そして、要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したものをモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐとして設定し（ステップＳ２２０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除すことによりモータ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Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘ１を計算すると共に（ステップＳ２３０）設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（７）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘ１で制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２４０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ１９０）、駆動制御ルーチンを終了する。このとき、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２がアイドル回転数Ｎｉｄｌで自立運転するよう吸入空気量制御や燃料噴射量制御，点火制御などの制御を行なうが、触媒の暖機をより促進するために、点火時期をエンジン２２を効率よく運転するための点火時期より遅角させる制御を行なってもよい。触媒を暖機している最中の動力分配統合機構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図８に示す。こうした制御により、浄化装置１３４の触媒が暖機されるようエンジン２２を自立運転しながら、モータ温度ｔｍに基づくモータＭＧ２の駆動制限を伴うことなく、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができ、浄化装置１３４の暖機が完了していない状態でエンジン２２から出力される動力が増加するのを抑制することができ、エミッションの悪化を抑制することができる。したがって、温度センサ４５で検出されるモータ温度ｔｍが高い値で一定となる高温検出異常が生じた場合に、モータ温度ｔｍに基づく駆動制限を伴った制御を実行するとモータＭＧ２の出力が抑えるため浄化装置１３４の暖機が完了していない状態でエンジン２２から出力される動力が増加してエミッションが悪化すると考えられるが、モータ温度ｔｍに基づく駆動制限を伴わない制御を実行することによりバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ２から動力を出力することができるから、浄化装置１３４の暖機が完了していない状態でエンジン２２から出力される動力が増加するのを抑制することができ、エミッションの悪化を抑制することができる。なお、浄化装置１３４の暖機は、イグニッションオンされた後に一度だけ短い時間にわたって要求される場合が多いから、モータ温度ｔｍに基づく駆動制限を伴わずにモータＭＧ２を駆動してもモータＭＧ２から動力を出力する時間が短いため、モータＭＧ２の温度が高い状態でモータＭＧ２を駆動したとしてもモータＭＧ２へ与える影響は低いと考えられる。
【００３２】
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max1),Tm2min)  (7)
【００３３】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、触媒暖機要求がなされているときには、モータＭＧ２に対してモータ温度ｔｍに基づく駆動制限を伴わずに浄化装置１３４の触媒が暖機されるようエンジン２２を自立運転しながらバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。これにより、浄化装置１３４の暖機が完了していない状態でエンジン２２から出力される動力が増加するのを抑制でき、エミッションの悪化を抑制することができる。
【００３４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、浄化装置１３４の暖機要求がなされたときには、モータ温度ｔｍに基づくモータＭＧ２の駆動制限を伴わないものとしたため、温度センサ４５に高温検出異常が生じていないときでもモータ温度ｔｍに基づいてモータＭＧ２の駆動が制限されることがないが、温度センサ４５に高温検出異常が生じていないときにはモータ温度ｔｍに基づくモータＭＧ２の駆動制限を適正に行なうことができるため、温度センサ４５に高温検出異常が生じたときにはこうした駆動制限を伴った制御を実行するものとしてもよい。こうすれば、より適正にモータＭＧ２を駆動することができる。
【００３５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、トルク制限Ｔｍ２ｍａｘ２を、図７に例示するように、モータ温度ｔｍが高くなると階段状に小さくなるよう設定するものとしたが、トルク制限Ｔｍ２ｍａｘ２はモータ温度ｔｍが高くなるほど小さくなる傾向に設定されればよいから、トルク制限Ｔｍ２ｍａｘ２をモータ温度ｔｍが高くなると直線状に小さくなるよう設定したり曲線状に小さくなるよう設定するものとしてもしてもよい。
【００３６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、減速ギヤ３５を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ３５に代えて２段変速や３段変速，４段変速などの変速機を介してリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしても構わない。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図９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６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図９における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続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、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６３ａ，６３ｂ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、エンジン２２からの動力をオートマチックトランスミッションによって変速して駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動輪６３ａ，６３ｂとは異なる車輪６４ａ，６４ｂ側の車軸に出力するものとしてもよい。
【００３９】
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の電車などの車両としてハイブリッド車の形態やこうしたハイブリッド車の制御方法の形態としてもよい。
【００４０】
ここで、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、浄化装置１３４が取り付けられたエンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、温度センサ４５が「電動機温度検出手段」に相当し、触媒暖機要求がなされていないときにはモータＭＧ２の温度ｔｍが高くなるほどモータＭＧ２の出力が小さくなる傾向の駆動制限を伴って駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１００〜Ｓ１９０の処理や触媒暖機要求がなされているときにはモータＭＧ２の温度ｔｍに基づく駆動制限を伴わずにリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信するステップＳ１００〜Ｓ１２０，Ｓ２００〜Ｓ２４０，Ｓ１９０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４とモータＭＧ１，ＭＧ２トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当する。ここで、「内燃機関」としては、浄化装置１３４が取り付けられたエンジン２２に限定されるものではなく、排ガス浄化用の触媒を有する浄化装置が取り付けられ走行用の動力を出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機温度検出手段」としては、温度センサ４５に限定されるものではなく、電動機の温度を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、触媒暖機要求がなされていないときにはモータＭＧ２の温度ｔｍが高くなるほどモータＭＧ２の出力を小さくする傾向の駆動制限を伴って駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行すると共に触媒暖機要求がなされているときにはモータＭＧ２の温度ｔｍに基づく駆動制限を伴わずにリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、浄化装置の暖機要求がなされていないときには電動機温度検出手段により検出された電動機の温度が高くなるほど電動機の出力を抑える傾向の駆動制限を伴って電動機が駆動されると共に走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御し、浄化装置の暖機要求がなされているときには駆動制限を伴わずに浄化装置の暖機を伴って要求駆動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、内燃機関の出力軸と発電機の回転軸と駆動軸との３軸に接続され３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。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最良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。
【００４１】
以上、本発明を実施するための最良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】
【００４２】
本発明は、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【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】実施例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】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。
【図６】エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構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７】トルク制限設定用マップの一例を示す説明図である。
【図８】触媒を暖機している最中の動力分配統合機構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】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。
【符号の説明】
【００４４】
２０，１２０  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  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、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、４５  温度センサ、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、６０  ギヤ機構、６２  デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ  駆動輪、６４ａ，６４ｂ  車輪、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、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、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、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、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
2009274628.tif 000003
【図２】
2009274628.tif 000004
【図３】
2009274628.tif 000005
【図４】
2009274628.tif 000006
【図５】
2009274628.tif 000007
【図６】
2009274628.tif 000008
【図７】
2009274628.tif 000009
【図８】
2009274628.tif 000010
【図９】
2009274628.tif 000011