(57)【要約】【課題】触媒暖機制御の遅角量を適切に設定して、内燃機関の燃焼性を良好に維持する。【解決手段】リチウムイオン二次電池で構成されたバッテリ４２からの電力によって回転する第１モータジェネレータ１１は、エンジン１０の回転速度を制御可能に構成される。エンジン始動時に、ＥＣＵ１６は、エンジン１０の点火時期を遅角化させる触媒暖機制御を実行する。リチウムイオン二次電池からの出力がその劣化度推定値に応じて制限されるときに、ＥＣＵ１６は、リチウムイオン二次電池の劣化度推定値に応じて、触媒暖機制御による遅角量を基準値よりも減少させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、機関回転速度を制御可能に構成された回転電機と、前記回転電機の駆動電力を供給するリチウムイオン二次電池により構成された蓄電装置とを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記蓄電装置の使用履歴に基づいて、前記蓄電装置の現在の劣化度を推定する電池推定部と、
前記内燃機関の始動期間において、前記内燃機関の点火時期を遅角させる触媒暖機制御部とを備え、
前記暖機制御部は、
前記内燃機関の状態に応じて、触媒暖機のための基準遅角量を設定する基準遅角量設定部と、
前記電池推定部による劣化度推定値に基づいて遅角反映率を設定する反映率設定部と、
前記基準遅角量設定部による前記基準遅角量および前記反映率設定部による前記遅角反映率との積に従って、前記点火時期の遅角量を設定する遅角量設定部とを含む、ハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記反映率設定部は、前記劣化度推定値が所定より小さいときは前記遅角反映率をほぼ１．０に設定し、前記劣化度推定値が前記所定以上のときは、前記劣化度推定値が大きい程前記遅角反映率が相対的に小さくなるように前記遅角反映率を０以上１．０未満に設定する、請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記反映率設定部は、前記内燃機関のアイドル運転時には、前記劣化度推定値に無関係に前記遅角反映率をほぼ１．０に設定する、請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記電池推定部は、前記リチウムイオン二次電池の温度、残容量および充放電電流に基づく電極付近でのリチウム塩の濃度推定値に従って、前記劣化度推定値を算出する、請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
前記電池推定部は、所定周期毎に前記劣化度推定値を演算し、
前記劣化度推定値は、前記リチウムイオン二次電池の温度および残容量に応じて設定される第１の係数および前回演算時の前記劣化度推定値の積に基づく項と、前記リチウムイオン二次電池の温度および残容量に応じて設定される第２の係数および現在の前記充放電電流の積に基づく項との和に従って算出される、請求項４記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
内燃機関と、機関回転速度を制御可能に構成された回転電機と、前記回転電機の駆動電力を供給するリチウムイオン二次電池により構成された蓄電装置とを備えたハイブリッド車両の制御方法であって、
前記蓄電装置の使用履歴に基づいて、前記蓄電装置の現在の劣化度を推定するステップと、
前記内燃機関の始動期間において、前記内燃機関の点火時期を遅角させる触媒暖機制御を要求するステップと、
前記触媒暖機制御の要求時に、前記内燃機関の状態に応じて、触媒暖機のための基準遅角量を設定するステップと、
前記電池推定部による劣化度推定値に基づいて遅角反映率を設定するステップと、
前記基準遅角量および前記前記遅角反映率との積に従って、前記点火時期の遅角量を設定するステップとを備える、ハイブリッド車両の制御方法。
【請求項７】
前記遅角反映率を設定するステップは、前記劣化度推定値が所定より小さいときは前記遅角反映率をほぼ１．０に設定し、前記劣化度推定値が前記所定以上のときは、前記劣化度推定値が大きい程前記遅角反映率が相対的に小さくなるように前記遅角反映率を０以上１．０未満に設定する、請求項６記載のハイブリッド車両の制御方法。
【請求項８】
前記内燃機関のアイドル運転時に、前記劣化度推定値に無関係に前記遅角反映率をほぼ１．０に設定するステップをさらに備える、請求項６記載のハイブリッド車両の制御方法。
【請求項９】
前記劣化度を推定するステップは、前記リチウムイオン二次電池の温度、残容量および充放電電流に基づく電極付近でのリチウム塩の濃度推定値に従って、前記劣化度推定値を算出する、請求項６記載のハイブリッド車両の制御方法。
【請求項１０】
前記劣化度を推定するステップによる前記劣化度推定の演算は、所定周期毎に実行され、
前記劣化度推定値は、前記リチウムイオン二次電池の温度および残容量に応じて設定される第１の係数および前回演算時の前記劣化度推定値の積に基づく項と、前記リチウムイオン二次電池の温度および残容量に応じて設定される第２の係数および現在の前記充放電電流の積に基づく項との和に従って算出される、請求項９記載のハイブリッド車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハイブリッド車両の制御装置および制御方法に関し、より特定的には、内燃機関の始動時に点火時期を遅角させる触媒暖機制御を行なうハイブリッド車両の点火時期制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両では、内燃機関の冷間始動時に触媒を早期に暖機させるために、内燃機関の点火時期を遅角させる触媒暖機制御を行なう技術が知られている。一般的に、この触媒暖機制御は、予めマップで持たせた遅角量、少なくともエンジン回転速度、空気量、バルブタイミング量、水温等から求められる暖機遅角量をベース点火時期に反映させる見込み制御（フィードフォワード制御）である。
【０００３】
特開２００３−２１４３０８号公報（特許文献１）には、内燃機関と、エンジン回転速度を制御可能なモータジェネレータとを備えたハイブリッド車両における触媒暖機制御に関する技術が記載されている。特許文献１では、触媒暖機制御をハイブリッド車両に適用した場合、過大な遅角量の設定により燃焼悪化が発生したときに、モータジェネレータによるエンジン駆動によりエンジン回転速度が目標値に制御される点を考慮して、触媒暖機制御を行なうことが記載されている。具体的には、モータジェネレータによるエンジン駆動によるバッテリの充電量（残容量）の急激な減少を回避するために、モータジェネレータの出力が限界値を超えると遅角量を減らすように、触媒暖機制御を行なうことが記載されている。
【０００４】
また、本発明の関連技術として、特開２００１−１３２４８７号公報（特許文献２）には、暖機のための点火時期制御時におけるトルク変動を制御可能なハイブリッド自動車の駆動力制御装置が記載されている。また、特開２００６−２４９９８３号公報（特許文献３）では、ハイブリッド車両において、触媒暖機運転をエンジンのクランクシャフトに駆動軸が接続された動力分配統合機構を配して接続されたモータの駆動制限に応じて、触媒暖機運転を実行することが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−２１４３０８号公報
【特許文献２】特開２００１−１３２４８７号公報
【特許文献３】特開２００６−２４９９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年エネルギ密度が高く作動電圧が高いリチウムイオン二次電池を、ハイブリッド車両の蓄電装置として用いることが提案されている。リチウムイオン二次電池では、従来の二次電池のように、残容量を示すＳＯＣ（State of Charge）のみの管理ではなく、過去の充放電履歴を反映した劣化度管理が必要であると言われている。
【０００６】
したがって、リチウム二次電池を搭載したハイブリッド車両では、単純に二次電池の残容量に応じた出力制限を実行するのみでなく、二次電池の劣化度推定に基づいて出力制限が実行されることとなる。このため、このようなバッテリ出力制限によりモータジェネレータの出力が制限される下で、触媒暖機制御による遅角量が過大に設定されると、遅角化による出力低下により、エンジンの燃焼性が悪化するおそれがある。触媒暖機が完了するまでの間に燃焼悪化が生じると、排気性状が悪化してしまうので、燃焼性を良好に維持する必要がある。
【０００７】
一方で、リチウムイオン二次電池からの電力によるモータジェネレータの回転によって回転速度を確保できるときには、必要な遅角量を確保して、早期に触媒を暖機することが好ましい。
【０００８】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、リチウムイオン二次電池で構成される蓄電装置を搭載したハイブリッド車両において、電池劣化度を反映した蓄電装置からの出力制限に対応させて、エンジン始動時における触媒暖機制御の遅角量を適切に設定して、内燃機関の燃焼性を良好に維持することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によるハイブリッド車両の制御装置において、ハイブリッド車両は、内燃機関と、機関回転速度を制御可能に構成された回転電機と、回転電機の駆動電力を供給するリチウムイオン二次電池により構成された蓄電装置とを備える。そして、制御装置は、電池推定部と、触媒暖機制御部とを備える。電池推定部は、蓄電装置の使用履歴に基づいて、蓄電装置の現在の劣化度を推定する。触媒暖機制御部は、内燃機関の始動期間において、内燃機関の点火時期を遅角させる。触媒暖機制御部は、内燃機関の状態に応じて、触媒暖機のための基準遅角量を設定する基準遅角量設定部と、電池推定部による劣化度推定値に基づいて遅角反映率を設定する反映率設定部と、基準遅角量設定部による基準遅角量および反映率設定部による遅角反映率との積に従って、点火時期の遅角量を設定する遅角量設定部とを含む。
【００１０】
この発明によるハイブリッド車両の制御方法において、ハイブリッド車両は、内燃機関と、機関回転速度を制御可能に構成された回転電機と、回転電機の駆動電力を供給するリチウムイオン二次電池により構成された蓄電装置とを備える。そして、制御方法は、蓄電装置の使用履歴に基づいて蓄電装置の現在の劣化度を推定するステップと、内燃機関の始動期間において内燃機関の点火時期を遅角させる触媒暖機制御を要求するステップと、触媒暖機制御の要求時に、内燃機関の状態に応じて触媒暖機のための基準遅角量を設定するステップと、電池推定部による劣化度推定値に基づいて遅角反映率を設定するステップと、基準遅角量および遅角反映率との積に従って、点火時期の遅角量を設定するステップとを備える。
【００１１】
このようにすると、エンジンの冷間始動時に点火時期を遅角させる触媒暖機制御において、その遅角量を蓄電装置（リチウムイオン二次電池）の劣化度推定値に応じて適切に設定できる。これにより、劣化度推定値に基づくリチウムイオン二次電池からの出力制限に対応して回転電機の出力が制限される場合に、遅角量が過大に設定されることによって内燃機関の燃焼悪化を発生することを回避できる。すなわち、電池劣化度を反映した蓄電装置からの出力制限に対応させて、エンジン始動時における触媒暖機制御の遅角量を適切に設定することにより、内燃機関の燃焼性を良好に維持することができる。
【００１２】
好ましくは、反映率設定部または上記遅角反映率を設定するステップは、劣化度推定値が所定より小さいときは遅角反映率をほぼ１．０に設定し、劣化度推定値が所定以上のときは、劣化度推定値が大きい程遅角反映率が相対的に小さくなるように遅角反映率を０以上１．０未満に設定する。
【００１３】
このようにすると、リチウムイオン二次電池の劣化度合、すなわち、その出力制限の度合に対応させて、遅角反映率を可変に設定することによって遅角量を適切化できる。
【００１４】
また好ましくは、反映率設定部は、内燃機関のアイドル運転時には、劣化度推定値に無関係に遅角反映率をほぼ１．０に設定する。あるいは、制御方法は、内燃機関のアイドル運転時に、劣化度推定値に無関係に遅角反映率をほぼ１．０に設定するステップをさらに備える。
【００１５】
このようにすると、目標回転速度が低く、回転電機によって機関回転速度を制御してもリチウムイオン二次電池からの出力電力が小さいアイドル運転時には、基準遅角量に従う触媒暖機制御を実行することにより、早期に触媒を暖機できる。
【００１６】
あるいは好ましくは、電池推定部または劣化度を推定するステップは、リチウムイオン二次電池の温度、残容量および充放電電流に基づく電極付近でのリチウム塩の濃度推定値に従って、劣化度推定値を算出する。特に、劣化度推定値の演算は所定周期毎に実行され、劣化度推定値は、リチウムイオン二次電池の温度および残容量に応じて設定される第１の係数および前回演算時の劣化度推定値の積に基づく項と、リチウムイオン二次電池の温度および残容量に応じて設定される第２の係数および現在の充放電電流の積に基づく項との和に従って算出される。
【００１７】
このようにすると、リチウムイオン二次電池の劣化度を充放電電流および温度ならびに残容量に基づいて適切に推定することができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によるハイブリッド車両の制御装置および制御方法によれば、電池劣化度を反映した蓄電装置からの出力制限に対応させて、エンジン始動時における触媒暖機制御の遅角量を適切に設定して、内燃機関の燃焼性を良好に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下、図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的には繰返さないものとする。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の制御装置を搭載したハイブリッド車両の全体構成が示されている。
【００２１】
図１を参照して、ハイブリッド車両は、エンジン１０と、エンジン回転速度（機関回転速度）を制御可能な第１モータジェネレータ１１と、第２モータジェネレータ１２と、第１モータジェネレータ１１および第２モータジェネレータ１２に電力を供給する蓄電装置４２とを備える。
【００２２】
蓄電装置４２は、リチウムイオン二次電池により構成される。したがって、以下では、蓄電装置４２をバッテリ４２とも称する。また、ハイブリッド車両には、車両走行制御を行なうための電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」とも称する）１６が搭載されている。このＥＣＵ１６は、車両制御に係る機能を統合的に１つの機能ブロックで記載するものであり、本発明でのハイブリッド車両の制御装置に対応する。
【００２３】
エンジン１０の動力を駆動輪１５に減速機１４を介して伝える動力伝達系には、動力分割機構１３が設けられている。すなわち、エンジン１０のクランクシャフト１０ａは、動力分割機構１３に駆動連結されている。この動力分割機構１３は、エンジン１０の発生する動力を、駆動輪１５を直接駆動する経路と、第１モータジェネレータ１１を駆動して当該第１モータジェネレータ１１で発電させる経路とに、適宜分割して伝達可能になっている。
【００２４】
第１モータジェネレータ１１にはインバータ４０が接続されており、ＥＣＵ１６からインバータ４０に入力される制御信号により、第１モータジェネレータ１１の回転が制御されるようになっている。第２モータジェネレータ１２にもインバータ４１が接続されており、ＥＣＵからの制御信号により、第２モータジェネレータ１２の回転が制御されるようになっている。また、インバータ４１は、第１モータジェネレータ１１およびバッテリ４２に接続され、第２モータジェネレータ１２は、第１モータジェネレータ１１で発電された電力およびバッテリ４２の電力の少なくとも一方で駆動可能である。
【００２５】
第１モータジェネレータ１１は、車両の走行状態やバッテリ４２の残容量に応じてＥＣＵ１６で制御されることで、エンジン１０の動力で駆動されて発電し、この電力でバッテリ４２を充電できるようになっている。また、第２モータジェネレータ１２も、減速時や制動時等に、発電機と機能して回生発電を行ない、回収エネルギがバッテリ４２に蓄えられるようになっている。
【００２６】
動力分割機構１３は、第１モータジェネレータ１１に連結されたサンギヤ、第２モータジェネレータ１２に連結されたリングギヤ、およびエンジン１０のクランクシャフト１０ａに連結されたプラネタリキャリアからなる遊星歯車で構成されている。そのプラネタリキャリアには、複数のプラネタリギヤが回転可能に支持されており、各プラネタリギヤは、サンギヤおよびリングギヤの間によって両ギヤに噛合している。
【００２７】
エンジン１０の始動時には、駆動輪１５が止まっているため、リングギヤ（第２モータジェネレータ１２）は停止している。ここで第１モータジェネレータ１１を回転させると、その回転がエンジン１０のクランクシャフト１０ａに動力分割機構１３のサンギヤおよびプラネタリギヤを介して伝達され、エンジン１０が回転されるようになっている。このとき、第１モータジェネレータ１１は、スタータモータとして用いられている。
【００２８】
なお、始動時に第１モータジェネレータ１１を回転させるために、ＥＣＵ１６からインバータ４０に制御信号が入力される。これにより、第１モータジェネレータ１１にはバッテリ４２に蓄えられた電力が供給され、第１モータジェネレータ１１が回転駆動される。こうして、エンジン１０を始動させた後は、第１モータジェネレータ１１がエンジン回転速度を目標値に制御するように、インバータ４０に制御信号が入力されるようになっている。
【００２９】
発進時や低速走行時には、エンジン１０の作動を停止させて第２モータジェネレータ１２の動力のみによって駆動輪１５を駆動する。このとき第１モータジェネレータ１１は空転している。
【００３０】
通常走行時には、エンジン１０が作動され、その動力が動力分割機構１３および減速機１４を介して駆動輪１５に伝達される。このとき、エンジン１０の動力は、動力分割機構１３を介して第１モータジェネレータ１１にも伝達され、同第１モータジェネレータ１１にて発電が行なわれる。こうして発電された電力で第２モータジェネレータ１２が駆動され、エンジン１０の駆動力を補助する。そして、全開加速時等の高負荷時には、第２モータジェネレータ１２にはバッテリ４２からの電力も供給される。
【００３１】
このようにＥＣＵ１６は、第１モータジェネレータ１１および第２モータジェネレータ１２の回転を制御して、エンジン１０の回転速度を動力分割機構１３により適宜に調整可能になっている。すなわち、エンジン１０の作動効率が最大となるように、両経路間の動力伝達の割合を適宜に変更できるようになっている。
【００３２】
エンジン１０のクランクシャフト１０ａは、エアコン用のコンプレッサ（図示せず）等の各種補機類にも駆動連結されており、エンジン１０の動力でそれらの補機類が作動されるようになっている。
【００３３】
エンジン１０の吸気通路３０には、その上流側から順に、エアクリーナ３１、エアフローメータ３２、スロットルバルブ３３が設けられている。スロットルバルブ３３は、図示しないスロットルモータで開閉駆動され、これによって吸気通路３０を通ってエンジン１０に吸入される空気量（吸入空気量）が調整される。この吸入空気量がエアフローメータ３２により検出される。また、エンジン１０の排気通路２０には触媒（三元触媒）２１が設けられている。
【００３４】
また、ＥＣＵ１６には、エアフローメータ３２により検出される吸入空気量を表わす信号の他に、各種のセンサから出力される信号が入力される。本実施の形態では、こうしたセンサとして、スロットル開度センサ１７、吸気圧センサ１８、クランク角センサ１９、図示しない車速センサ、アクセル開度センサ３９およびノックセンサ４９等が設けられている。
【００３５】
スロットル開度センサ１７は、吸入空気量を調整するスロットルバルブ３３の開度（スロットル開度）を検出し、その検出信号を出力する。吸気圧センサ１８は、吸気通路３０内の吸気圧を検出し、その検出信号を出力する。
【００３６】
クランク角センサ（回転速度センサ）１９は、クランクシャフト１０ａが所定角度、たとえば３０°回転するごとにパルス信号を出力する。ＥＣＵ１６では、クランク角センサ１９から出力されるパルス信号からエンジン回転速度を算出する。車速センサは、車両の走行速度（車速）を検出し、その検出信号を出力する。アクセル開度センサ３９はアクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）を検出し、その検出信号を出力する。そして、ノックセンサ４９は、エンジン１０のノッキングを検出する。
【００３７】
これら各種センサの検出信号に基づき、ＥＣＵ１６は、インジェクタ３６やイグナイタ３７などを作動制御して、点火プラグ３８による点火を行なう時期（点火時期）やインジェクタ３６から噴射される燃料の噴射量や噴射時期などを調整する。すなわち、イグナイタ３７および点火プラグ３８により「点火機構」が構成される。
【００３８】
これらの制御の他に、ＥＣＵ１６は、ノックセンサ４９の検出に基づき点火時期を遅角させることによりノッキングの発生を抑制するノッキング制御や、触媒暖機制御等を行なうようになっている。ここで、触媒暖機制御とは、エンジン１０の始動後（機関始動後）に、触媒２１等の触媒を早期に暖機させるために、点火時期を遅角させる制御をいう。
【００３９】
ＥＣＵ１６は、これらの制御を実行するための各種プログラムや各種演算用マップ、制御の実行に際して算出されたデータ等を記憶保持するメモリ１６ａを備えている。
【００４０】
たとえば、メモリ１６ａには、ベース点火時期算出用マップ、触媒暖機制御に用いる暖機遅角量の要求値を算出するためのマップ等、各種マップや各種プログラム等が予め記憶されている。なお、ＥＣＵ１６は、すべての演算処理をソフトウェアで実行するように構成されるものに限定されず、機能の少なくとも一部について、専用のハードウェア（電子回路）によって実現するように構成されてもよい。
【００４１】
図２は、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の制御装置による触媒暖機制御を説明する概略ブロック図である。なお、図２に示された各機能ブロックは、当該ブロックに相当する機能を有する回路（ハードウェア）で構成してもよいし、予め設定されたプログラムに従ってＥＣＵがソフトウェア処理を実行することにより実現してもよい。
【００４２】
図２を参照して、ＥＣＵ１６は、触媒暖機制御部１００と、電池劣化度推定部１１０とを含む。
【００４３】
電池劣化度推定部１１０は、バッテリ４２に設けられたセンサ類（図示せず）によって検出された充放電電流Ｉｂおよび電池温度Ｔｂならびに、これらのセンサ出力値に基づいて別途管理された、バッテリ４２の残容量を示すＳＯＣの入力を受ける。電池劣化度推定部１１０は、入力された充放電電流Ｉｂ、電池温度ＴｂおよびＳＯＣに基づく、リチウムイオン二次電池の電極（図示せず）付近でのリチウム塩の濃度推定値に従って、劣化度を定量的に示す劣化度パラメータＰｄを算出する。
【００４４】
劣化度パラメータＰｄは、電池の使用履歴を反映してＰｄ≧０の範囲で逐次算出され、その値が大きいほどバッテリ４２が劣化していることを示している。たとえば、電池劣化度推定部１１０による劣化度パラメータＰｄの算出は下記（１）式に従って実行される。
【００４５】
Ｐｄ（ｔ＋Δｔ）＝（１−α・Δｔ）・Ｐｄ（ｔ）＋β・Ｉｂ（ｔ）・Δｔ…（１）
劣化度パラメータＰｄは、所定の演算周期Δｔ毎に（１）式に従う演算により、前回の演算時のパラメータ値Ｐｄ（ｔ）、現在の充放電電流Ｉｂ（ｔ）、および、現在の電池温度ＴｂおよびＳＯＣに応じて設定される別個の係数α，βを用いて算出される。
【００４６】
（１）式は、充放電履歴による二次電池の電極付近でのリチウム塩の濃度変化をトレースするように、係数α、βが実験結果に従って適合された簡易モデルである。右辺第１項により、（１−α・Δｔ）に従う１未満の係数（第１の係数）を前回演算時のパラメータ値Ｐｄ（ｔ）に乗ずることにより、過去の充放電履歴を時間経過に従って減衰させるように表すことができる。また、右辺第２項により、前回演算時から今回演算時までの充放電電流と係数β（第２の係数）との積に基づいて、期間Δｔ内での劣化度変化を表すことができる。たとえば、係数α，βは、実験結果等に従って予め作成したマップをメモリ１６ａに記憶させるとともに、所定周期Δｔ毎の演算実行時にその時点での電池温度ＴｂおよびＳＯＣに基づいて当該マップを参照することにより、求めることができる。
【００４７】
なお、劣化度パラメータＰｄの算出手法は上記の手法に限定されるものではなく、リチウムイオン二次電池の劣化度を定量的に表すことができるものであれば、任意の手法を適用できる。
【００４８】
触媒暖機制御部１００は、触媒温度推定部１２０と、遅角量設定部１３０と、遅角量マップ１４０と、遅角量反映率マップ１５０とを有する。遅角量マップ１４０および遅角量反映率マップ１５０は、たとえば、メモリ１６ａに記憶させることができる。
【００４９】
触媒温度推定部１２０は、エンジン状態を示す状態値、たとえば、エンジン回転速度および負荷率に応じてエンジン１０からの排気ガス温度を逐次計算し、排出されるガスの容量および温度と触媒２１の熱容量とを考慮した、触媒２１の温度変化推定値を逐次積算することによって、触媒温度を推定する。触媒温度の推定値（触媒推定温度Ｔｃｔ）は、遅角量設定部１３０へ与えられる。
【００５０】
遅角量設定部１３０には、エンジン１０がアイドル状態であるか否かを示す信号ＩＤＬと、エンジン状態を示す状態値が入力される。この状態値としては、エンジン回転速度、空気量、バルブタイミング量、水温等を含むものとする。遅角量設定部１３０は、触媒推定温度Ｔｃｔに基づいて、触媒暖機が必要であるかどうかを判断するとともに、触媒暖機が必要な場合（触媒暖機期間）には、入力された状態値に基づいて遅角量マップ１４０を参照することによって、現在のエンジン状態に対応した、触媒暖機のための基準遅角量ＤＡｍを読出す。
【００５１】
さらに、遅角量設定部１３０は、電池劣化度推定部１１０からの劣化度パラメータＰｄに基づいて遅角量反映率マップ１５０を参照することにより、遅角量反映率ｋｃを読出す。遅角量マップ１４０および遅角量反映率マップ１５０についても、実験結果に基づいて適合されたマップ値を予め求めることができる。
【００５２】
図４に示すように、遅角量反映率ｋｃは、０≦ｋｃ≦１．０の範囲で設定される。劣化度パラメータＰｄが所定のしきい値Ｐｒｅｆよりも小さいとき、すなわちバッテリ４２のダメージが小さいときには、ｋｃ＝１．０に設定される。一方、劣化度パラメータＰｄ≧Ｐｒｅｆの範囲では、遅角量反映率ｋｃは、１．０未満の範囲でＰｄが大きいほど小さくなるように設定される。
【００５３】
ＥＣＵ１６は、劣化度パラメータＰｄに基づいて、別途、バッテリ４２からの出力電力を制限する。したがって、遅角量反映率ｋｃは、このバッテリ出力制限と整合するように設定されることが好ましい。たとえば、しきい値Ｐｒｅｆは、Ｐｄ＜Ｐｒｅｆの範囲では、バッテリ４２からの出力が定格値から特に制限されないような範囲に合わせて設定することができる。また、Ｐｄ≧Ｐｒｅｆの範囲でも、バッテリ出力制限が厳しくなる程、遅角量反映率ｋｃが小さくなるように設定することができる。
【００５４】
遅角量設定部１３０は、遅角量マップ１４０の参照により読出した基準遅角量ＤＡｍと、遅角量反映率マップ１５０の参照により読出した遅角量反映率ｋｃとの積に従い、触媒暖機制御のための要求遅角量ＤＡＣ（ＤＡＣ＝ＤＡｍ・ｋｃ）を算出する。
【００５５】
なお、信号ＩＤＬがオンされるアイドル時には、エンジン回転速度の目標値が低いため、触媒暖機のための点火時期遅角化によるエンジン１０の出力低下を補助するための第１モータジェネレータ１１の消費電力が比較的小さく、バッテリ４２によって確保可能である。このため、アイドル時には、劣化度パラメータＰｄに無関係に、遅角量反映率ｋｃ＝１．０に設定してもよい。このときは、遅角量マップ１４０からの基準遅角量ＤＡｍに従って、要求遅角量ＤＡＣが設定される。
【００５６】
一方、エンジン１０の非アイドル時には、エンジン回転速度が高いため、エンジン１０の出力低下を補助するために必要となる、第１モータジェネレータ１１の消費電力が比較的大きくなる。このため、バッテリ４２の劣化度（劣化度パラメータＰｄ）に応じた出力制限に対応させて、エンジン１０の出力低下が問題とならない範囲に、触媒暖機のための遅角量を抑制する必要がある。したがって、非アイドル時には、遅角量反映率マップ１５０の参照により、劣化度パラメータＰｄに応じて遅角量反映率ｋｃが求められるので、バッテリ４２の劣化時には、要求遅角量ＤＡＣは、遅角量マップ１４０からの基準遅角量ＤＡｍよりも小さく抑えられる。
【００５７】
図４は、図２に示した触媒暖機制御をＥＣＵ１６によって実行するための処理手順を説明するフローチャートである。以下に説明するフローチャートに示される処理を実行するためのプログラムをメモリ１６ａから読出して、ＥＣＵ１６のＣＰＵ（Central Processing Unit）により実行することによっても、図２に示した機能ブロック図に従う触媒暖機制御を実現することができる。上記プログラムは、所定の制御周期毎に起動されて、一連の処理が実行される。
【００５８】
図４を参照して、ＥＣＵ１６は、ステップＳ１００では、触媒暖機が必要であるかどうかを判断する。たとえば図２に示すように、触媒２１に温度センサが設けられていない場合には、エンジン状態に基づく触媒推定温度Ｔｃｔに基づいてステップＳ１００の判定を実行することができる。あるいは、他の手法によって、触媒温度を求めてもよい。
【００５９】
触媒暖機が不要の場合（Ｓ１００のＮＯ判定時）には、触媒暖機のための遅角量制御が不要であるため、以降の処理を実行することなくプログラムは終了される。
【００６０】
一方、触媒暖機要求中（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ１６は、ステップＳ１１０により、電池劣化度を把握する。たとえば、図２に示した劣化度パラメータＰｄを電池劣化度推定部１１０から取得することにより、ステップＳ１１０の処理が実行される。
【００６１】
続いて、ＥＣＵ１６は、ステップＳ１２０により、基準遅角量ＤＡｍを設定する。ステップＳ１２０では、図２に示した遅角量マップ１４０の参照等によって、現在のエンジン状態に応じて、触媒暖機のための基準遅角量ＤＡｍを得ることができる。
【００６２】
さらに、ＥＣＵ１６は、ステップＳ１３０により、劣化度パラメータＰｄが図３に示したしきい値Ｐｒｅｆよりも小さいかどうかを判断する。そして、Ｐｄ≧Ｐｒｅｆのとき（Ｓ１３０のＮＯ判定時）、すなわち、バッテリ４２からの出力制限が実行されるレベルの電池ダメージが存在する場合には、ＥＣＵ１６は、ステップＳ１４０に処理を進めて、ＩＤＬ信号に基づいてエンジン１０がアイドル状態であるかどうかを判定する。
【００６３】
そして、ＥＣＵ１６は、劣化度パラメータＰｄ＜Ｐｒｅｆの場合（Ｓ１３０のＹＥＳ判定時）、または、劣化度パラメータＰｄ≧Ｐｒｅｆであってもアイドル状態であるとき（Ｓ１４０のＮＯ判定時）には、処理をステップＳ１６０に進めて、遅角量反映率ｋｃ＝１．０に設定する。
【００６４】
これにより、電池ダメージが小さく、バッテリ４２からの出力制限を考慮する必要がない場合、または、アイドル状態のためバッテリ４２から第２モータジェネレータ１２の駆動電力がバッテリ４２から出力されることがなく第１モータジェネレータの駆動電力を確保容易である場合には、遅角量を抑制することなく、基準遅角量に従って早期に触媒暖機を図ることができる。
【００６５】
一方、ＥＣＵ１６は、電池ダメージが所定以上であり、かつ非アイドル状態のとき（Ｓ１４０のＹＥＳ判定時）には、処理をステップＳ１５０に進めて、たとえば図３に示すように、劣化度パラメータＰｄに応じて遅角量反映率ｋｃを設定する。
【００６６】
さらにＥＣＵ１６は、ステップＳ１７０では、ステップＳ１５０またはＳ１６０で設定された遅角量反映率ｋｃ（０〜１．０）と、ステップＳ１２０で設定されたエンジン状態に応じた基準遅角量ＤＡｍとの積に従って、暖機制御のための要求遅角量ＤＡＣをＤＡｍ・ｋｃに設定する。
【００６７】
このようにすると、エンジンの冷間始動時に点火時期を遅角させる触媒暖機制御において、その遅角量を蓄電装置（リチウムイオン二次電池）の劣化度推定値に応じて適切に設定できる。これにより、劣化度推定値に基づくリチウムイオン二次電池からの出力制限に対応して第１モータジェネレータ１１の出力が制限される場合に、遅角量が過大に設定されることによって燃焼悪化が発生することを回避できる。すなわち、電池劣化度を反映した蓄電装置からの出力制限に対応させて、エンジン始動時における触媒暖機制御の遅角量を適切に設定することにより、燃焼性を良好に維持できる。
【００６８】
また、目標回転速度が低く、第１モータジェネレータ１１によってエンジン回転速度を制御してもリチウムイオン二次電池からの出力電力が小さいアイドル運転時には、基準遅角量に従う触媒暖機制御を実行することにより、早期に触媒を暖機できる。
【００６９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の制御装置を搭載したハイブリッド車両の全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態による触媒暖機制御を説明する概略ブロック図である。
【図３】バッテリの劣化度パラメータに応じた遅角量反映率の設定を説明する概念図である。
【図４】図２に示した触媒暖機制御を図１に示したＥＣＵによって実行するための処理手順を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
１０  エンジン、１０ａ  クランクシャフト、１１  第１モータジェネレータ、１２  第２モータジェネレータ、１３  動力分割機構、１４  減速機、１５  駆動輪、１６  ＥＣＵ、１６ａ  メモリ、１７  スロットル開度センサ、１８  吸気圧センサ、１９  クランク角センサ、２０  排気通路、２１  触媒、３０  吸気通路、３１  エアクリーナ、３２  エアフローメータ、３３  スロットルバルブ、３６  インジェクタ、３７  イグナイタ、３８  点火プラグ、３９  アクセル開度センサ、４０，４１  インバータ、４２  蓄電装置（リチウムイオン二次電池）、４９  ノックセンサ、１００  触媒暖機制御部、１１０  電池劣化度推定部、１２０  触媒温度推定部、１３０  遅角量設定部、１４０  遅角量マップ、１５０  遅角量反映率マップ、ＤＡＣ  要求遅角量、ＤＡｍ  基準遅角量、Ｉｂ  充放電電流、ＩＤＬ  信号（アイドル）、ｋｃ  遅角量反映率、Ｐｄ  劣化度パラメータ、Ｐｒｅｆ  しきい値、Ｔｂ  電池温度、Ｔｃｔ  触媒推定温度、Δｔ  演算周期（劣化度パラメータ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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