JP2013147212A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】停止、再始動を繰り返す間欠運転を実行するハイブリッド車両において、パティキュレートマターの発生量を低減する。
【解決手段】筒内噴射弁２３を備える内燃機関２０と、電動機（第２発電電動機ＭＧ２）と、車両の駆動軸５３と機関とをトルク伝達可能に連結し且つ駆動軸と電動機ＭＧ２とをトルク伝達可能に連結する動力伝達機構（３０、５０）と、制御装置（７０及び７３）とを備え、機関の出力トルクと電動機の出力トルクとを制御することにより駆動軸にトルクを作用させると共に、機関運転停止条件が成立したときには機関の運転を停止し、機関再始動条件が成立したときには機関を再始動させ、運転停止時冷却水温と再始動時冷却水温とに基づいてパティキュレートマターの発生量を低減するモードでの機関を運転する。
【選択図】図１

Description

本発明は、筒内噴射弁を備える内燃機関と電動機とを駆動源（動力源）として有し、それらの出力トルクを制御しながら走行するハイブリッド車両に関する。

ハイブリッド車両は、車両を走行させる駆動力を発生する駆動源として、内燃機関と電動機とを搭載している。即ち、ハイブリッド車両は、機関及び電動機の少なくとも一方が発生するトルクを車両の駆動輪に接続された駆動軸に伝達することによって走行する。

ところで、「燃焼室内（気筒内）に燃料を直接噴射する燃料噴射弁（以下、「筒内噴射弁」とも称呼する。）を備える内燃機関」が、ハイブリッド車両に搭載される場合がある。筒内噴射弁を備える内燃機関は「筒内燃料噴射式機関」とも称呼される。筒内燃料噴射式内燃機関は、燃焼室内に燃料を直接噴射することができるので、筒内温度を低下することができる。従って、ノッキングが発生し難いので、点火時期を進角側に設定することができる。その結果、内燃機関の出力トルク及び燃費を向上することができる。

一方、筒内燃料噴射式機関においては、特に機関の冷間時に、噴射された燃料が燃焼室壁面（シリンダボア壁面及びピストン頂面）に付着し易い。燃焼室壁面に付着した燃料は微粒子（パティキュレートマター、ＰＭ）を発生させる原因となる。このため、従来の機関制御装置は、機関の始動後から機関の暖機が終了するまでの間、筒内噴射弁からの燃料噴射時期を通常時とは異なる時期に設定し、或いは、更にポート噴射弁を備える場合にはポート噴射弁から噴射される燃料の量を通常時よりも大きくするとともに筒内噴射弁から噴射される燃料の量を通常時よりも小さくする等の制御を行っている（例えば、特許文献１を参照。）。このような制御は、パティキュレートマターの発生量を低減させるための制御であり、「ＰＭ対策制御」とも称呼される。従来の機関制御装置は、機関の始動後において機関が暖機したと判定すると、その後の車両運転中において機関の温度が低下する可能性が低いことから、ＰＭ対策制御を終了するようになっている。

特開２００３−２０９７５号公報

ハイブリッド車両は、機関を効率的に運転することができない場合であって機関の出力トルクを利用することなく電動機の出力トルクによりユーザの望む車両駆動トルク（即ち、ユーザ要求トルク）を満たすことができる場合等において、機関の運転を停止するようになっている。更に、ハイブリッド車両は、機関を効率的に運転しながら機関の出力トルクと電動機の出力トルクとによりユーザ要求トルクを満たすことができる場合等において機関を始動（再始動）するようになっている。係る運転は、機関を間欠的に運転することになるため、「機関間欠運転」、又は、単に「間欠運転」とも称呼される。

この間欠運転により、機関の暖機が一旦終了した後であっても、機関の温度が低下することがある。従って、従来の機関制御装置のように、機関の暖機が完了したと判定した後にＰＭ対策制御を行わないと、間欠運転が繰り返される場合及び／又は間欠運転によって機関が長期に渡り停止された後の機関の再始動後等において、パティキュレートマターが多量に発生する可能性がある。

本発明は、上述した課題に対処するためになされた。即ち、本発明の目的の一つは、間欠運転を実行するハイブリッド車両において、パティキュレートマターの発生量を低減することが可能なハイブリッド車両を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明によるハイブリッド車両は、
燃焼室内に燃料を直接噴射可能な筒内噴射弁を有する内燃機関と、
電動機と、
車両の駆動軸と前記機関とをトルク伝達可能に連結するとともに同駆動軸と前記電動機とをトルク伝達可能に連結する動力伝達機構と、
前記機関の出力トルクと前記電動機の出力トルクとを制御することにより前記駆動軸に作用するトルクを制御するとともに、所定の機関運転停止条件が成立したときに前記機関の運転を停止し且つ所定の機関再始動条件が成立したときに同機関を再始動させる間欠運転を実行する制御装置と、
を含む。

前記制御装置は、
前記機関から発生するパティキュレートマターの量を抑制する必要があるか否かを判定する判定手段と、
前記機関から発生するパティキュレートマターの量を抑制する必要があると判定された場合に前記機関を第１のモードにて運転し、前記機関から発生するパティキュレートマターの量を抑制する必要がないと判定された場合に前記機関を前記第１のモードと相違する第２のモードにて運転する機関運転制御手段と、
を含む。

更に、前記判定手段は、
（１）前記機関の暖機状態が完全暖機状態に近づくほど大きくなる暖機パラメータを前記間欠運転による前記機関の運転停止時に運転停止時暖機パラメータとして取得するとともに、
（２）前記暖機パラメータを前記機関の運転停止時に続く前記機関の再始動時に再始動時暖機パラメータとして取得し、
（３）前記運転停止時暖機パラメータと前記再始動時暖機パラメータとに基づいて前記機関から発生するパティキュレートマターの量を抑制する必要があるか否かを前記機関の再始動時に判定する、
ように構成されている。

これによれば、仮に機関の暖機が一旦終了した後であっても、間欠運転によって機関の暖機状態が「パティキュレートマターが多量に発生する状態」へと変化したことを、運転停止時暖機パラメータと再始動時暖機パラメータとに基づいて推定し、その結果に応じてＰＭ対策制御（第１のモードによる運転）を適切に実施することができる。よって、間欠運転を行うハイブリッド車両において、ＰＭの発生量が大きくなることを回避することができる。

この場合、前記機関運転制御手段は、
前記機関の再始動時から前記機関を前記第１のモードにて運転する第１モード運転期間を前記運転停止時暖機パラメータと前記再始動時暖機パラメータとに基づいて変更するように構成され得る。

これによれば、間欠運転による機関の停止中において機関の暖機状態がどのように変化したかに基づいて、間欠運転による機関の始動後にどの程度の期間に渡ってＰＭ対策制御（第１モードでの運転）が必要であるかを精度良く決定することができる。従って、ＰＭの発生量が増大することを回避するとともに、筒内噴射弁を用いたことによる利点を活用する機会（即ち、第２モードでの運転機会）を増大させることができる。

本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

図１は、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の概略図である。 図２は、図１に示した内燃機関の特定気筒の部分断面図である。 図３は、図１に示したパワーマネジメントＥＣＵのＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図４は、アクセル操作量及び車速と、ユーザ要求トルクと、の関係を示したグラフである。 図５は、機関回転速度及び機関出力トルクと、最適機関動作ラインと、の関係を示したグラフである。 図６は、ハイブリッド車両の走行中における遊星歯車装置の共線図である。 図７は、図１に示したエンジンＥＣＵのＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図８は、図１に示したエンジンＥＣＵのＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図９は、図１に示したエンジンＥＣＵのＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図１０は、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド車両が備えるエンジンＥＣＵのＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図１１は、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド車両が備えるエンジンＥＣＵのＣＰＵが参照するルックアップテーブルである。 図１２は、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド車両が備えるエンジンＥＣＵのＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。

以下、本発明の各実施形態に係るハイブリッド車両について図面を参照しながら説明する。

＜第１実施形態＞
（構成）
図１に示したように、第１実施形態に係るハイブリッド車両１０は、発電電動機ＭＧ１、発電電動機ＭＧ２、内燃機関２０、動力分配機構３０、駆動力伝達機構５０、第１インバータ６１、第２インバータ６２、バッテリ６３、パワーマネジメントＥＣＵ７０、バッテリＥＣＵ７１、モータＥＣＵ７２及びエンジンＥＣＵ７３を備えている。なお、ＥＣＵは、エレクトリックコントロールユニットの略称であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェース等を含むマイクロコンピュータを主要構成部品として有する電子制御回路である。

発電電動機（モータジェネレータ）ＭＧ１は、発電機及び電動機の何れとしても機能することができる同期発電電動機である。発電電動機ＭＧ１は、便宜上、第１発電電動機ＭＧ１とも称呼される。第１発電電動機ＭＧ１は本例において主として発電機としての機能を発揮する。第１発電電動機ＭＧ１は、出力軸（以下、「第１シャフト」とも称呼する。）４１を備えている。

発電電動機（モータジェネレータ）ＭＧ２は、第１発電電動機ＭＧ１と同様、発電機及び電動機の何れとしても機能することができる同期発電電動機である。発電電動機ＭＧ２は、便宜上、第２発電電動機ＭＧ２とも称呼される。第２発電電動機ＭＧ２は本例において主として電動機としての機能を発揮する。第２発電電動機ＭＧ２は、出力軸（以下、「第２シャフト」とも称呼する。）４２を備えている。

機関２０は、４サイクル・火花点火式・筒内燃料噴射式・多気筒内燃機関である。機関２０は、吸気管及びインテークマニホールドを含む吸気通路部２１、スロットル弁２２、スロットル弁アクチュエータ２２ａ、複数の燃料噴射弁（筒内噴射弁）２３、点火プラグを含む複数の点火装置２４、機関２０の出力軸であるクランクシャフト２５、エキゾーストマニホールド２６、排気管２７及び上流側の三元触媒２８等を含んでいる。なお、機関２０は図示しない可変吸気弁制御装置及び／又は可変排気弁制御装置を備えていてもよい。可変吸気弁制御装置は、吸気弁の開弁時期を変更できる周知の装置である。可変排気弁制御装置は、排気弁の開弁時期を変更できる周知の装置である。

スロットル弁２２は吸気通路部２１に回転可能に支持されている。
スロットル弁アクチュエータ２２ａはエンジンＥＣＵ７３からの指示信号に応答してスロットル弁２２を回転し、吸気通路部２１の通路断面積を変更できるようになっている。

複数の燃料噴射弁２３（図１及び図２においては１つの燃料噴射弁２３のみが示されている。）のそれぞれは、燃料噴射指示信号に応じて各気筒の燃焼室内に燃料を直接噴射するようになっている。即ち、燃料噴射弁２３は、図２に示したように、その噴射孔が燃焼室ＣＣ内に露呈するように配置されている。燃料噴射弁２３は「筒内噴射弁又は筒内燃料噴射弁」とも称呼される。なお、機関２０は、燃焼室に連通する吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射弁を更に備えていてもよい。

点火プラグを含む点火装置２４のそれぞれは、エンジンＥＣＵ７３からの指示信号に応答して点火用火花を各気筒の燃焼室内において所定のタイミングにて発生するようになっている。

上流側の三元触媒２８は、排気浄化用触媒であり、エキゾーストマニホールド２６の排気集合部に配設されている。即ち、触媒２８は機関２０の排気通路に設けられている。触媒２８は、機関２０から排出される未燃物（ＨＣ，ＣＯ等）及びＮＯｘを浄化するようになっている。

機関２０は、スロットル弁アクチュエータ２２ａによりスロットル弁２２の開度を変更することによって吸入空気量を変更すること、及び、その吸入空気量に応じて燃料噴射量を変更すること等により、機関２０の発生するトルク及び機関回転速度（従って、機関出力）を変更することができる。更に、機関２０は、点火時期を基準点火時期に対して遅角することにより、機関２０から排出される排気温度を上昇することができる。これにより、機関２０は触媒２８の暖機を促進することができる。

動力分配機構３０は周知の遊星歯車装置３１を備えている。遊星歯車装置３１はサンギア３２と、複数のプラネタリギア３３と、リングギア３４と、を含んでいる。

サンギア３２は第１発電電動機ＭＧ１の第１シャフト４１に接続されている。従って、第１発電電動機ＭＧ１はサンギア３２にトルクを出力することができる。更に、第１発電電動機ＭＧ１は、サンギア３２から第１発電電動機ＭＧ１（第１シャフト４１）に入力されるトルクによって回転駆動され得る。第１発電電動機ＭＧ１は、サンギア３２から第１発電電動機ＭＧ１に入力されるトルクによって回転駆動されることにより発電することができる。

複数のプラネタリギア３３のそれぞれは、サンギア３２と噛合するとともにリングギア３４と噛合している。プラネタリギア３３の回転軸（自転軸）はプラネタリキャリア３５に設けられている。プラネタリキャリア３５はサンギア３２と同軸に回転可能となるように保持されている。従って、プラネタリギア３３は、サンギア３２の外周を自転しながら公転することができる。プラネタリキャリア３５は機関２０のクランクシャフト２５に接続されている。よって、プラネタリギア３３は、クランクシャフト２５からプラネタリキャリア３５に入力されるトルクによって回転駆動され得る。

リングギア３４は、サンギア３２と同軸に回転可能となるように保持されている。

上述したように、プラネタリギア３３はサンギア３２及びリングギア３４と噛合している。従って、プラネタリギア３３からサンギア３２にトルクが入力されたときには、そのトルクによってサンギア３２が回転駆動される。プラネタリギア３３からリングギア３４にトルクが入力されたときには、そのトルクによってリングギア３４が回転駆動される。逆に、サンギア３２からプラネタリギア３３にトルクが入力されたときには、そのトルクによってプラネタリギア３３が回転駆動される。リングギア３４からプラネタリギア３３にトルクが入力されたときには、そのトルクによってプラネタリギア３３が回転駆動される。

リングギア３４はリングギアキャリア３６を介して第２発電電動機ＭＧ２の第２シャフト４２に接続されている。従って、第２発電電動機ＭＧ２はリングギア３４にトルクを出力することができる。更に、第２発電電動機ＭＧ２は、リングギア３４から第２発電電動機ＭＧ２（第２シャフト４２）に入力されるトルクによって回転駆動され得る。第２発電電動機ＭＧ２は、リングギア３４から第２発電電動機ＭＧ２に入力されるトルクによって回転駆動されることにより、発電することができる。

更に、リングギア３４はリングギアキャリア３６を介して出力ギア３７に接続されている。従って、出力ギア３７は、リングギア３４から出力ギア３７に入力されるトルクによって回転駆動され得る。リングギア３４は、出力ギア３７からリングギア３４に入力されるトルクによって回転駆動され得る。

駆動力伝達機構５０は、ギア列５１、ディファレンシャルギア５２及び駆動軸（ドライブシャフト）５３を含んでいる。

ギア列５１は、出力ギア３７とディファレンシャルギア５２とを動力伝達可能に歯車機構により接続している。ディファレンシャルギア５２は駆動軸５３に取り付けられている。駆動軸５３の両端には駆動輪５４が取り付けられている。従って、出力ギア３７からのトルクはギア列５１、ディファレンシャルギア５２、及び、駆動軸５３を介して駆動輪５４に伝達される。この駆動輪５４に伝達されたトルクによりハイブリッド車両１０は走行することができる。

第１インバータ６１は、第１発電電動機ＭＧ１及びバッテリ６３に電気的に接続されている。従って、第１発電電動機ＭＧ１が発電しているとき、第１発電電動機ＭＧ１が発生した電力は第１インバータ６１を介してバッテリ６３に供給される。逆に、第１発電電動機ＭＧ１は第１インバータ６１を介してバッテリ６３から供給される電力によって回転駆動させられる。

第２インバータ６２は、第２発電電動機ＭＧ２及びバッテリ６３に電気的に接続されている。従って、第２発電電動機ＭＧ２は第２インバータ６２を介してバッテリ６３から供給される電力によって回転駆動させられる。逆に、第２発電電動機ＭＧ２が発電しているとき、第２発電電動機ＭＧ２が発生した電力は第２インバータ６２を介してバッテリ６３に供給される。

なお、第１発電電動機ＭＧ１の発生する電力は第２発電電動機ＭＧ２に直接供給可能であり、且つ、第２発電電動機ＭＧ２の発生する電力は第１発電電動機ＭＧ１に直接供給可能である。

バッテリ６３は、本例においてリチウムイオン電池である。但し、バッテリ６３は放電及び充電が可能な蓄電装置であればよく、ニッケル水素電池及び他の二次電池であってもよい。

パワーマネジメントＥＣＵ７０（以下、「ＰＭＥＣＵ７０」と表記する。）は、バッテリＥＣＵ７１、モータＥＣＵ７２及びエンジンＥＣＵ７３と通信により情報交換可能に接続されている。

ＰＭＥＣＵ７０は、パワースイッチ８１、シフトポジションセンサ８２、アクセル操作量センサ８３、ブレーキスイッチ８４及び車速センサ８５等と接続され、これらのセンサ類が発生する出力信号を入力するようになっている。

パワースイッチ８１はハイブリッド車両１０のシステム起動用スイッチである。ＰＭＥＣＵ７０は、何れも図示しない車両キーがキースロットに挿入され且つブレーキペダルが踏み込まれているときにパワースイッチ８１が操作されると、システムを起動する（Ｒｅａｄｙ−Ｏｎ状態となる）ように構成されている。

シフトポジションセンサ８２は、ハイブリッド車両１０の運転席近傍に運転者により操作可能に設けられた図示しないシフトレバーによって選択されているシフトポジションを表す信号を発生するようになっている。シフトポジションは、Ｐ（パーキングポジション）、Ｒ（後進ポジション）、Ｎ（ニュートラルポジション）及びＤ（走行ポジション）を含む。

アクセル操作量センサ８３は、運転者により操作可能に設けられた図示しないアクセルペダルの操作量（アクセル操作量ＡＰ）を表す出力信号を発生するようになっている。アクセル操作量ＡＰは加速操作量と表現することもできる。
ブレーキスイッチ８４は、運転者により操作可能に設けられた図示しないブレーキペダルが操作されたときに、ブレーキペダルが操作された状態にあることを示す出力信号を発生するようになっている。
車速センサ８５は、ハイブリッド車両１０の車速ＳＰＤを表す出力信号を発生するようになっている。

ＰＭＥＣＵ７０は、バッテリＥＣＵ７１により算出されるバッテリ６３の残容量ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を入力するようになっている。この残容量ＳＯＣはバッテリ６３の残容量に相関を有するパラメータであるので、残容量パラメータとも称呼される。残容量ＳＯＣは、バッテリ６３に流出入する電流の積算値等に基づいて周知の手法により算出される。

ＰＭＥＣＵ７０は、モータＥＣＵ７２を介して、第１発電電動機ＭＧ１の回転速度（以下、「ＭＧ１回転速度Ｎｍ１」と称呼する。）を表す信号及び第２発電電動機ＭＧ２の回転速度（以下、「ＭＧ２回転速度Ｎｍ２」と称呼する。）を表す信号を入力するようになっている。

なお、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１は、モータＥＣＵ７２によって「第１発電電動機ＭＧ１に設けられ且つ第１発電電動機ＭＧ１のロータの回転角度に対応する出力値を出力するレゾルバ９６の出力値」に基づいて算出されている。同様に、ＭＧ２回転速度Ｎｍ２は、モータＥＣＵ７２によって「第２発電電動機ＭＧ２に設けられ且つ第２発電電動機ＭＧ２のロータの回転角度に対応する出力値を出力するレゾルバ９７の出力値」に基づいて算出されている。

ＰＭＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ７３を介して、エンジン状態を表す種々の出力信号を入力するようになっている。このエンジン状態を表す出力信号には、機関回転速度Ｎｅ、スロットル弁開度ＴＡ及び機関の冷却水温ＴＨＷ等が含まれている。

モータＥＣＵ７２は、第１インバータ６１及び第２インバータ６２に接続されている。モータＥＣＵ７２は、ＰＭＥＣＵ７０からの指令（後述する「ＭＧ１指令トルクＴｍ１＊及びＭＧ２指令トルクＴｍ２＊」）に基づいて、第１インバータ６１及び第２インバータ６２に指示信号を送出するようになっている。これにより、モータＥＣＵ７２は、第１インバータ６１を用いて第１発電電動機ＭＧ１を制御し、且つ、第２インバータ６２を用いて第２発電電動機ＭＧ２を制御するようになっている。

エンジンＥＣＵ７３は、エンジンアクチュエータである「スロットル弁アクチュエータ２２ａ、筒内噴射弁２３及び点火装置２４等」と接続されていて、これらに指示信号を送出するようになっている。更に、エンジンＥＣＵ７３は、エアフローメータ９１、スロットル弁開度センサ９２、冷却水温センサ９３、機関回転速度センサ９４及び空燃比センサ９５等と接続されていて、これらの発生する出力信号を取得するようになっている。

エアフローメータ９１は、機関２０に吸入される単位時間あたりの空気量を計測し、その空気量（吸入空気流量）Ｇａを表す信号を出力するようになっている。
スロットル弁開度センサ９２は、スロットル弁２２の開度（スロットル弁開度）を検出し、その検出したスロットル弁開度ＴＡを表す信号を出力するようになっている。

冷却水温センサ９３は、機関２０の冷却水の温度を検出し、その検出した冷却水温ＴＨＷを表す信号を出力するようになっている。この冷却水温ＴＨＷは、機関２０の暖機状態に強い相関を有するパラメータであり、暖機パラメータとも称呼される。即ち、冷却水温ＴＨＷは、機関１０の暖機状態が完全暖機状態に近づくほど大きくなるパラメータである。

機関回転速度センサ９４は、機関２０のクランクシャフト２５が所定角度だけ回転する毎にパルス信号を発生するようになっている。エンジンＥＣＵ７３は、このパルス信号に基づいて機関回転速度Ｎｅを取得するようになっている。
空燃比センサ９５は、エキゾーストマニホールド２６の排気集合部であって、上流側の三元触媒２８よりも上流位置に配設されている。空燃比センサ９５は、所謂「限界電流式広域空燃比センサ」である。空燃比センサ９５は排ガスの空燃比を検出し、その検出した排ガスの空燃比（検出空燃比）abyfsを出力するようになっている。なお、検出空燃比abyfsは排ガスの空燃比が大きくなる（リーンになる）ほど大きくなる。

エンジンＥＣＵ７３は、これらのセンサ等から取得される信号及びＰＭＥＣＵ７０からの指令に基づいて「スロットル弁アクチュエータ２２ａ、筒内噴射弁２３及び点火装置２４」に指示信号を送出することにより、機関２０を制御するようになっている。なお、機関２０には図示しないカムポジションセンサが設けられている。エンジンＥＣＵ７３は、機関回転速度センサ９４及びカムポジションセンサからの信号に基いて、特定の気筒の吸気上死点を基準とした機関２０のクランク角度（絶対クランク角）を取得するようになっている。

（作動：駆動制御）
次に、ハイブリッド車両１０の作動について説明する。以下に述べる処理は「ＰＭＥＣＵ７０のＣＰＵ及びエンジンＥＣＵ７３のＣＰＵ」により実行される。但し、以下においては、記載を簡素化するため、ＰＭＥＣＵ７０のＣＰＵを「ＰＭＣ」と表記し、エンジンＥＣＵ７３のＣＰＵを「ＥＧＣ」と表記する。

ハイブリッド車両１０は、「ユーザのアクセル操作量に応じて定まる車両の駆動軸に要求されるトルクであるユーザ要求トルク」に等しいトルクを、「機関２０の効率が最良となるようにしながら（即ち、機関２０を後述する最適機関動作点にて運転しながら）、機関２０の出力トルクと電動機（第２発電電動機ＭＧ２）の出力トルクとを制御すること」により駆動軸５３に作用させる。

ハイブリッド車両１０は、実際には機関２０、第１発電電動機ＭＧ１及び第２発電電動機ＭＧ２を関連させながら制御する。この制御の内容は、一部の点を除き、例えば、特開２００９−１２６４５０号公報（米国公開特許番号 ＵＳ２０１０／０２４１２９７）、及び、特開平９−３０８０１２号公報（米国出願日１９９７年３月１０日の米国特許第６，１３１，６８０号）等に詳細に記載されている。これらは、参照することにより本願明細書に組み込まれる。

ＰＭＣは、シフトポジションが走行ポジションにある場合、所定時間が経過する毎に図３にフローチャートにより示した「駆動制御ルーチン」を実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＰＭＣは図３のステップ３００から処理を開始し、以下に述べるステップ３０５乃至ステップ３１５の処理を順に行い、ステップ３２０に進む。

ステップ３０５：ＰＭＣは、アクセル操作量ＡＰと車速ＳＰＤとに基づいてリングギア要求トルクＴｒ＊を取得する。より具体的に述べると、駆動軸５３に作用するトルク（駆動軸トルク）とリングギア３４の回転軸に作用するトルクとは比例関係にある。従って、ユーザがハイブリッド車両１０の走行のために要求しているユーザ要求トルクＴｕ＊とリングギア要求トルクＴｒ＊とは比例関係にある。

そこで、ＰＭＣは図４に示した「アクセル操作量ＡＰ及び車速ＳＰＤと、ユーザ要求トルクＴｕ＊と、の間の関係」を「アクセル操作量ＡＰ及び車速ＳＰＤと、リングギア要求トルクＴｒ＊と、の間の関係」に変換したデータを有するテーブルをトルクマップMapTr*(AP,SPD)としてＲＯＭ内に記憶している。そして、ＰＭＣは、そのトルクマップMapTr*(AP,SPD)に現時点の「アクセル操作量ＡＰ及び車速ＳＰＤ」を適用することにより、リングギア要求トルクＴｒ＊を取得する。

更に、ＰＭＣは、リングギア要求トルクＴｒ＊と第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２との積（Ｔｒ＊・Ｎｍ２）をユーザ要求出力Ｐｒ＊として取得する。駆動軸５３に要求されている出力（パワー）は、ユーザ要求トルクＴｕ＊と実際の車速ＳＰＤとの積（Ｔｕ＊・ＳＰＤ）に等しい。この積（Ｔｕ＊・ＳＰＤ）はリングギア要求トルクＴｒ＊とリングギア３４の回転速度Ｎｒとの積（Ｔｒ＊・Ｎｒ）に等しい。従って、以下、積（Ｔｒ＊・Ｎｒ）を「ユーザ要求出力Ｐｒ＊」と称呼する。本例においては、リングギア３４は減速機を介することなく第２発電電動機ＭＧ２の第２シャフト４２に接続されている。よって、リングギア３４の回転速度Ｎｒは第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２と等しい。従って、ユーザ要求出力Ｐｒ＊は、リングギア要求トルクＴｒ＊と第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２との積（Ｔｒ＊・Ｎｍ２）と等しい。

なお、仮に、リングギア３４が減速ギアを介して第２シャフト４２に接続されているならば、リングギア３４の回転速度Ｎｒは第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２をその減速ギアのギア比Ｇｒにて除した値（Ｎｍ２／Ｇｒ）と等しい。よって、この場合、ユーザ要求出力Ｐｒ＊は値（Ｔｒ＊・Ｎｍ２／Ｇｒ）として算出される。

ステップ３１０：ＰＭＣは、残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ充電要求出力Ｐｂ＊を取得する。バッテリ充電要求出力Ｐｂ＊は、バッテリ６３を充電するためにバッテリ６３に供給すべき電力に応じた値である。バッテリ充電要求出力Ｐｂ＊は、残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣLoｔｈ以上であるとき「０」となるように算出され、残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣLoｔｈよりも小さいとき残容量ＳＯＣが小さくなるほど大きくなるように算出される。

ステップ３１５：ＰＭＣは、ユーザ要求出力Ｐｒ＊とバッテリ充電要求出力Ｐｂ＊との和に損失Ｐlossを加えた値（Ｐｒ＊＋Ｐｂ＊＋Ｐloss）を機関要求出力Ｐｅ＊として取得する。機関要求出力Ｐｅ＊は機関２０に要求される出力である。

次に、ＰＭＣはステップ３２０に進み、機関要求出力Ｐｅ＊が閾値要求出力Ｐｅｔｈ以上であるか否かを判定する。この閾値要求出力Ｐｅｔｈは、機関２０の出力が閾値要求出力Ｐｅｔｈ未満で運転されると、機関２０の運転効率（即ち、燃費）が許容限度以下となるような値に設定されている。換言すると、閾値要求出力Ｐｅｔｈは、その閾値要求出力Ｐｅｔｈと等しい出力を機関２０が最高の効率にて出力した場合における「その効率」が許容限度以下となるような値に設定されている。

（ケース１）
機関要求出力Ｐｅ＊が閾値要求出力Ｐｅｔｈ以上である場合。

この場合、ＰＭＣはステップ３２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３２５に進み、現時点において機関２０が停止中（運転停止中）であるか否かを判定する。機関２０が停止中であると、ＰＭＣはステップ３２５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３３０に進み、機関２０の運転を開始する指示（始動指示）をＥＧＣに送信する。ＥＧＣはこの指示に基づいて機関２０を始動させる。この機関２０の始動は、「間欠運転における機関２０の再始動」とも称呼される。

次に、ＰＭＣはステップ３３２に進んで再始動フラグＸstartの値を「１」に設定し、ステップ３３４に進んで機関停止フラグＸstopの値を「０」に設定する。このように、機関２０が再始動されたとき、再始動フラグＸstartの値は「１」に設定され、機関停止フラグＸstopの値は「０」に設定される。その後、ＰＭＣはステップ３３５に進む。

これに対し、ＰＭＣがステップ３２５の処理を実行する時点において、機関２０が運転中であると、ＰＭＣはそのステップ３２５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ３３５に直接進む。

ＰＭＣは、以下に述べるステップ３３５乃至ステップ３６０の処理を順に行う。その後、ＰＭＣはステップ３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ３３５：ＰＭＣは、機関要求出力Ｐｅ＊と等しい出力が機関２０から出力され、且つ、機関２０の運転効率が最良となるように機関２０を運転する。即ち、ＰＭＣは、機関要求出力Ｐｅ＊に応じた最適機関動作点に基づいて目標機関出力トルクＴｅ＊及び目標機関回転速度Ｎｅ＊を決定する。

より具体的に述べると、ある出力をクランクシャフト２５から出力させたとき機関２０の運転効率（燃費）が最良となる機関動作点が各出力毎に最適機関動作点として実験等により予め求められている。これらの最適機関動作点を、機関出力トルクＴｅと機関回転速度Ｎｅとによって規定されるグラフ上にプロットし、更に、これらのプロットを結ぶことによって形成されるラインが最適機関動作ラインとして求められる。このようにして求められる最適機関動作ラインが図５に実線Ｌoptにより示されている。図５において、破線により示されている複数のラインＣ０〜Ｃ５のそれぞれは、同じ出力をクランクシャフト２５から出力させることができる機関動作点を結んだライン（等出力ライン）である。

ＰＭＣは、機関要求出力Ｐｅ＊と等しい出力が得られる最適機関動作点を検索し、その検索された最適動作点に対応する「機関出力トルクＴｅ及び機関回転速度Ｎｅ」を「目標機関出力トルクＴｅ＊及び目標機関回転速度Ｎｅ＊」のそれぞれとして決定する。例えば、機関要求出力Ｐｅ＊が図５のラインＣ２に対応する出力と等しい場合、ラインＣ２と実線Ｌoptとの交点Ｐ１に対する機関出力トルクＴｅ１が目標機関出力トルクＴｅ＊として決定され、交点Ｐ１に対する機関回転速度Ｎｅ１が目標機関回転速度Ｎｅ＊として決定される。

ステップ３４０：ＰＭＣは、下記（１）式に、リングギア３４の回転速度Ｎｒとして「回転速度Ｎｒと等しい第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２」を代入するとともに、機関回転速度Ｎｅとして目標機関回転速度Ｎｅ＊を代入することにより、「サンギア３２の目標回転速度Ｎｓ＊と等しいＭＧ１目標回転速度Ｎｍ１＊」を算出する。

Ｎｓ＝Ｎｒ−（Ｎｒ−Ｎｅ）・（１＋ρ）／ρ …（１）

上記（１）式において、「ρ」は下記の（２）式により定義される値である。即ち、「ρ」は、リングギア３４の歯数に対するサンギア３２の歯数である。

ρ＝（サンギア３２の歯数／リングギア３４の歯数） …（２）

ここで、上記（１）式の根拠について説明する。遊星歯車装置３１における各ギアの回転速度の関係は図６に示した周知の共線図により表される。共線図に示される直線は動作共線Ｌと称呼される。この共線図から理解されるように、リングギア３４の回転速度Ｎｒとサンギア３２の回転速度Ｎｓとの差（Ｎｒ−Ｎｓ）に対する機関回転速度Ｎｅとサンギア３２の回転速度Ｎｓとの差（Ｎｅ−Ｎｓ）の比（＝（Ｎｅ−Ｎｓ）／（Ｎｒ−Ｎｓ））は、値（１＋ρ）に対する１の比（＝１／（１＋ρ））に等しい。この比例関係に基づいて上記（１）式が導かれる。

更に、ＰＭＣはステップ３４０にて、下記（３）式に従って第１発電電動機ＭＧ１に出力させるべきトルクであるＭＧ１指令トルクＴｍ１＊を算出する。（３）式において、値ＰＩＤ（Ｎｍ１＊−Ｎｍ１）は「ＭＧ１目標回転速度Ｎｍ１＊と第１発電電動機ＭＧ１の実際の回転速度Ｎｍ１」との差に応じたフィードバック量である。即ち、値ＰＩＤ（Ｎｍ１＊−Ｎｍ１）は、第１発電電動機ＭＧ１の実際の回転速度Ｎｍ１をＭＧ１目標回転速度Ｎｍ１＊に一致させるためのフィードバック量である。

Ｔｍ１＊＝Ｔｅ＊・（ρ／（１＋ρ））＋ＰＩＤ（Ｎｍ１＊−Ｎｍ１） …（３）

ここで、上記（３）式の根拠について説明する。クランクシャフト２５に目標機関出力トルクＴｅ＊と等しいトルクが発生させられている場合（即ち、機関出力トルクがＴｅ＊である場合）、この機関出力トルクＴｅ＊は遊星歯車装置３１によりトルク変換される。その結果、サンギア３２の回転軸に下記（４）式により表されるトルクＴｅｓとなって作用し、リングギア３４の回転軸に下記（５）式により表されるトルクＴｅｒとなって作用する。

Ｔｅｓ＝Ｔｅ＊・（ρ／（１＋ρ）） …（４）

Ｔｅｒ＝Ｔｅ＊・（１／（１＋ρ）） …（５）

動作共線が安定であるためには動作共線の力の釣り合いをとればよい。従って、図６に示したように、サンギア３２の回転軸には上記（４）式により求められるトルクＴｅｓと大きさが同じで向きが反対のトルクＴｍ１を作用させ、且つ、リングギア３４の回転軸には下記の（６）式により表されるトルクＴｍ２を作用させればよい。即ち、トルクＴｍ２は、リングギア要求トルクＴｒ＊に対するトルクＴｅｒの不足分と等しい。このトルクＴｍ２がＭＧ２指令トルクＴｍ２＊として採用される。

Ｔｍ２＝Ｔｒ＊−Ｔｅｒ …（６）

一方、サンギア３２が目標回転速度Ｎｓ＊にて回転すれば（即ち、第１発電電動機ＭＧ１の実際の回転速度Ｎｍ１がＭＧ１目標回転速度Ｎｍ１＊に一致すれば）、機関回転速度Ｎｅは目標機関回転速度Ｎｅ＊に一致する。以上から、ＭＧ１指令トルクＴｍ１＊は上記（３）式により求められる。

ステップ３４５：ＰＭＣは、上記（５）式及び上記（６）式に従って、第２発電電動機ＭＧ２に出力させるべきトルクであるＭＧ２指令トルクＴｍ２＊を算出する。なお、ＰＭＣは、下記の（７）式に基づいて、ＭＧ２指令トルクＴｍ２＊を決定してもよい。

Ｔｍ２＊＝Ｔｒ＊−Ｔｍ１＊／ρ …（７）

ステップ３５０：ＰＭＣは、機関２０が最適機関動作点にて運転されるように（換言すると、機関出力トルクが目標機関出力トルクＴｅ＊となるように）、ＥＧＣに指令信号を送出する。これにより、ＥＧＣは、スロットル弁アクチュエータ２２ａによりスロットル弁２２の開度を変更するとともに、それに応じて燃料噴射量を変更し、機関出力トルクＴｅが目標機関出力トルクＴｅ＊となるように機関２０を制御する。

ステップ３５５：ＰＭＣは、ＭＧ１指令トルクＴｍ１＊をモータＥＣＵ７２に送信する。モータＥＣＵ７２は、第１発電電動機ＭＧ１の出力トルクがＭＧ１指令トルクＴｍ１＊に一致するように第１インバータ６１を制御する。
ステップ３６０：ＰＭＣは、ＭＧ２指令トルクＴｍ２＊をモータＥＣＵ７２に送信する。モータＥＣＵ７２は、第２発電電動機ＭＧ２の出力トルクがＭＧ２指令トルクＴｍ２＊に一致するように第２インバータ６２を制御する。

以上の処理により、リングギア３４にはリングギア要求トルクＴｒ＊と等しいトルクが機関２０及び第２発電電動機ＭＧ２によって作用させられる。更に、残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣLoｔｈよりも小さい場合、機関２０の発生する出力はバッテリ充電要求出力Ｐｂ＊だけ増大させられる。従って、トルクＴｅｒは大きくなるので、上記（６）式から理解されるように、ＭＧ２指令トルクＴｍ２＊は小さくなる。その結果、第１発電電動機ＭＧ１が発電する電力のうち第２発電電動機ＭＧ２にて消費される電力が少なくなるので、第１発電電動機ＭＧ１が発電する余剰の電力（第２発電電動機ＭＧ２によって消費されない電力）によってバッテリ６３が充電される。

（ケース２）
機関要求出力Ｐｅ＊が閾値要求出力Ｐｅｔｈ未満である場合。

この場合、ＰＭＣはステップ３２０に進んだとき、そのステップ３２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ３６５に進み、現時点において機関２０が運転中であるか否かを判定する。機関２０が運転中であると、ＰＭＣはステップ３６５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３７０に進み、機関２０の運転を停止する指示をＥＧＣに送信する。ＥＧＣはこの指示に基づいて燃料噴射量を「０」にすることにより（即ち、燃料噴射を停止することにより）、機関２０を停止させる。

次に、ＰＭＣはステップ３７２に進んで機関停止フラグＸstopの値を「１」に設定し、ステップ３７４に進んで再始動フラグＸstartの値を「０」に設定する。このように、機関２０の運転が停止されたとき、機関停止フラグＸstopの値は「１」に設定され、再始動フラグＸstartの値は「０」に設定される。その後、ＰＭＣはステップ３８０に進む。

これに対し、ＰＭＣがステップ３６５の処理を実行する時点において、機関２０が停止中であると、ＰＭＣはそのステップ３６５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ３８０に直接進む。

次に、ＰＭＣはステップ３８０に進んでＭＧ１指令トルクＴｍ１＊を「０」に設定し、ステップ３８５に進んでＭＧ２指令トルクＴＭ２＊にリングギア要求トルクＴｒ＊に設定する。その後、ＰＭＣは前述したステップ３５５及びステップ３６０の処理を実行する。この結果、ユーザ要求トルクＴｕ＊は第２発電電動機ＭＧ２の発生するトルクのみによって満足される。

このように、機関要求出力Ｐｅ＊が閾値要求出力Ｐｅｔｈ未満であると（即ち、所定の機関運転停止条件が成立したとき）、機関２０の運転は停止される。更に、機関２０の運転停止中に機関要求出力Ｐｅ＊が閾値要求出力Ｐｅｔｈ以上になると（即ち、所定の機関再始動条件が成立したとき）、機関２０の運転が再開される（機関２０が再始動される。）。換言すると、機関の間欠運転が実行される。

（作動：機関制御）
次に、機関２０の制御についてついて説明する。この作動はＥＧＣにより実行される。

ＥＧＣは、次に吸気行程を迎える気筒（以下、「燃料噴射気筒」と称呼する。）のクランク角が、その燃料噴射気筒の吸気上死点前の所定クランク角に一致する毎に図７にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。従って、そのようなタイミングになると、ＥＧＣは図７のステップ７００から処理を開始してステップ７１０に進み、ＰＭ対策制御実行フラグＸＰＭcontの値が「１」であるか否かを判定する。ＰＭ対策制御実行フラグＸＰＭcontの値は、Ｒｅａｄｙ−Ｏｎ状態となった直後に実行される「図示しないイニシャルルーチン」において「０」に設定される。更に、ＰＭ対策制御実行フラグＸＰＭcontの値は、機関暖機完了フラグＸdankiの値が「１」に設定されるまで図示しないルーチンにより「１」に設定される。加えて、ＰＭ対策制御実行フラグＸＰＭcontの値は、後述する図９に示したルーチンにより「１」に設定される。

ＰＭ対策制御実行フラグＸＰＭcontの値が「０」であると、ＥＧＣはステップ７１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ７２０に進んで通常制御を実行する。より具体的に述べると、ＥＧＣは、機関２０の吸入空気量Ｇａ及び機関回転速度Ｎｅに基づいて「燃料噴射気筒が一吸気行程において吸入する空気の量（即ち、筒内吸入空気量）Ｍｃ」をテーブルMapMc(Ga,Ne)に吸入空気量Ｇａ及び機関回転速度Ｎｅを適用することによって取得し、次いで、その筒内吸入空気量Ｍｃを理論空燃比で除することによって燃料噴射量を決定する。そして、ＥＧＣは、所定のタイミング（以下、「通常タイミング」と称呼する。）にて「燃料噴射気筒に設けられている筒内噴射弁２３」から「その燃料噴射量の燃料」を噴射させる。通常タイミングは、本例において、燃料噴射気筒のクランク角がその燃料噴射気筒の吸気下死点前の所定クランク角θｎ（０＜θｎ＜１８０°）に到達したタイミングである。その後、ＥＧＣはステップ７９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。このステップ７２０の燃料噴射制御による運転は、便宜上「第２モード」による運転とも称呼される。

これに対し、ＰＭ対策制御実行フラグＸＰＭcontの値が「１」であると、ＥＧＣはステップ７１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７３０に進み、ＰＭ対策制御を実行する。より具体的に述べると、ＥＧＣは、ステップ７２０と同様にして燃料噴射量を決定する。そして、ＥＧＣは、通常タイミングとは相違する所定のタイミング（以下、「ＰＭ対策タイミング」と称呼する。）にて「燃料噴射気筒に設けられている筒内噴射弁２３」から「その燃料噴射量の燃料」を噴射させる。ＰＭ対策タイミングは、本例において、燃料噴射気筒のクランク角がその燃料噴射気筒の吸気下死点前の所定クランク角θｐ（０＜θｐ＜１８０°）に到達したタイミングである。所定クランク角θｐは所定クランク角θｎよりも小さい。即ち、ＥＧＣは、ＰＭ対策制御実行フラグＸＰＭcontの値が「１」である場合、ＰＭ対策制御実行フラグＸＰＭcontの値が「０」である場合に比較して、燃料噴射時期を遅角させることによりピストン頂面に付着する燃料量を低減させる。これにより、パティキュレートマターの発生量を低減することができる。その後、ＥＧＣはステップ７９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

（作動：機関暖機完了履歴フラグの設定）
ＥＧＣは、所定時間が経過する毎に図８にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＥＧＣは図８のステップ８００から処理を開始し、ステップ８１０にて「現時点がＲｅａｄｙ−Ｏｎ状態となった直後である」か否かを判定する。

現時点がＲｅａｄｙ−Ｏｎ状態となった直後であると、ＥＧＣはステップ８１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８２０に進み、機関暖機完了フラグＸdankiの値を「０」に設定し、その後、ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

これに対し、現時点がＲｅａｄｙ−Ｏｎ状態となった直後でなければ、ＥＧＣはステップ８１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ８３０に進み、冷却水温ＴＨＷが暖機完了水温Ｔdanki以上であるか否かを判定する。暖機完了水温Ｔdankiは、機関２０の暖機が完了したときの冷却水温ＴＨＷ（例えば、８０℃）である。

冷却水温ＴＨＷが暖機完了水温Ｔdanki以上であると、ＥＧＣはステップ８３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８４０に進み、機関暖機完了フラグＸdankiの値を「１」に設定する。これに対し、冷却水温ＴＨＷが暖機完了水温Ｔdanki未満であると、ＥＧＣはステップ８３０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ８９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。

このように、機関暖機完了フラグＸdankiの値は、Ｒｅａｄｙ−Ｏｎ状態となった後に冷却水温ＴＨＷが一度でも暖機完了水温Ｔdanki以上となると「１」に設定される。換言すると、機関暖機完了フラグＸdankiは、その値が「１」であるとき「機関２０が、今回のハイブリッド車両１０の運転開始後において完全暖機状態になったことがある。」ことを示す。

（作動：ＰＭ対策制御実行フラグの設定）
ＥＧＣは、所定時間が経過する毎に図９にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＥＧＣは図９のステップ９００から処理を開始し、ステップ９１０にて機関暖機完了フラグＸdankiの値が「１」であるか否かを判定する。機関暖機完了フラグＸdankiの値が「０」であると（即ち、機関２０が、今回のハイブリッド車両１０の運転開始後において完全暖機状態に一度もなっていなければ）、ＥＧＣはステップ９１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ９９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。

これに対し、機関暖機完了フラグＸdankiの値が「１」であると、ＥＧＣはステップ９１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９２０に進み、現時点が「機関停止フラグＸstopの値が「０」から「１」へ変化した直後であるか否か」を判定する。現時点が「機関停止フラグＸstopの値が「０」から「１」へ変化した直後である。」と、即ち、機関２０が間欠運転によって停止された直後であると、ＥＧＣはステップ９２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９３０に進み、その時点の冷却水温ＴＨＷを運転停止時冷却水温ＴＨＷstopとして取得する。運転停止時冷却水温ＴＨＷstopは「運転停止時暖機パラメータ」である。その後、ＥＧＣはステップ９９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。

一方、ＥＧＣがステップ９２０の処理を行う時点において、その時点が機関停止フラグＸstopの値が「０」から「１」へ変化した直後でなければ、ＥＧＣはそのステップ９２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ９４０に進み、現時点が「再始動フラグＸstartの値が「０」から「１」へ変化した直後であるか否か」を判定する。現時点が「再始動フラグＸstartの値が「０」から「１」へ変化した直後」でなければ、即ち、機関２０が間欠運転によって再始動された直後でなければ、ＥＧＣはステップ９４０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ９９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。

これに対し、現時点が「再始動フラグＸstartの値が「０」から「１」へ変化した直後である」と、即ち、機関２０が間欠運転によって再始動された直後であると、ＥＧＣはステップ９４０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９５０に進み、その時点の冷却水温ＴＨＷを再始動時冷却水温ＴＨＷstartとして取得する。再始動時冷却水温ＴＨＷstartは「再始動時暖機パラメータ」である。

次に、ＥＧＣはステップ９６０にて、運転停止時冷却水温ＴＨＷstopから再始動時冷却水温ＴＨＷstartを減じることにより、冷却水温低下量ＴＨＷdownを取得する。

次いで、ＥＧＣはステップ９７０に進み、再始動時冷却水温ＴＨＷstartが再始動時冷却水温閾値ＴＨＷｐｍth以下であり且つ冷却水温低下量ＴＨＷdownが冷却水温低下量閾値ＴＨＷdownth以上であるか否かを判定する。再始動時冷却水温閾値ＴＨＷｐｍth及び冷却水温低下量閾値ＴＨＷdownthは一定値であってもよく、可変であってもよい。即ち、冷却水温低下量閾値ＴＨＷdownthは、再始動時冷却水温閾値ＴＨＷｐｍthが低いほど大きくなるように変化する値であってもよい。

再始動時冷却水温ＴＨＷstartが再始動時冷却水温閾値ＴＨＷｐｍthよりも大きいか、又は、冷却水温低下量ＴＨＷdownが冷却水温低下量閾値ＴＨＷdownth未満である場合、ＥＧＣはステップ９７０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ９９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。

これに対し、再始動時冷却水温ＴＨＷstartが再始動時冷却水温閾値ＴＨＷｐｍth以下であり且つ冷却水温低下量ＴＨＷdownが冷却水温低下量閾値ＴＨＷdownth以上であると、ＥＧＣはステップ９７０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９８０に進み、ＰＭ対策制御実行フラグＸＰＭcontの値を「１」に設定する。冷却水温低下量ＴＨＷdownは、運転停止時冷却水温ＴＨＷstopと再始動時冷却水温ＴＨＷstartとの差であるから、ＥＧＣはステップ９７０にて「運転停止時冷却水温ＴＨＷstop及び再始動時冷却水温ＴＨＷstart」に基づいてＰＭ対策制御実行フラグＸＰＭcontの値を「１」に設定すべきか否かを判断していることになる。その後、ＥＧＣはステップ９９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

この結果、機関２０が完全暖機状態となった後に間欠運転により完全暖機状態でなくなった場合にも必要に応じてＰＭ対策制御が実行される（図７のステップ７１０及びステップ７３０を参照。）。なお、ＰＭ対策制御実行フラグＸＰＭcontの値は、ＰＭ対策制御実行フラグＸＰＭcontの値が「０」から「１」へと変更された時点から所定時間（第１モード運転時間）が経過したとき、「０」に設定される。

以上、説明したように、第１実施形態に係るハイブリッド車両１０は、
駆動軸５３と機関２０とをトルク伝達可能に連結するとともに駆動軸５３と電動機（第２発電電動機ＭＧ２）とをトルク伝達可能に連結する動力伝達機構（３０，５０）と、
機関２０の出力トルクと電動機（第２発電電動機ＭＧ２）の出力トルクとを制御することにより駆動軸５３に作用するトルクを制御するとともに、所定の機関運転停止条件が成立したときに前記機関の運転を停止し（図３のステップ３２０、ステップ３６５及びステップ３７０）且つ所定の機関再始動条件が成立したときに同機関を再始動させる（図３のステップ３２０乃至ステップ３３０）間欠運転を実行する制御装置を備える（図３のルーチン）。

更に、この制御装置は、
機関２０から発生するパティキュレートマターの量を抑制する必要があるか否かを判定する判定手段（図９のステップ９７０）と、
機関２０から発生するパティキュレートマターの量を抑制する必要があると判定された場合（ＰＭ対策制御実行フラグＸＰＭcont＝１）に機関２０を第１のモードにて運転し（図７のステップ７１０及びステップ７３０）、機関２０から発生するパティキュレートマターの量を抑制する必要がないと判定された場合（ＰＭ対策制御実行フラグＸＰＭcont＝０）に機関２０を「第１のモードと相違する第２のモード」にて運転する（図７のステップ７１０及びステップ７２０）機関運転制御手段を含む。

加えて、前記判定手段は、
機関２０の暖機状態が完全暖機状態に近づくほど大きくなる暖機パラメータ（冷却水温ＴＨＷ）を間欠運転による機関２０の運転停止時に運転停止時暖機パラメータ（運転停止時冷却水温ＴＨＷstop）として取得するとともに（図９のステップ９２０及びステップ９３０）、前記暖機パラメータを前記機関の運転停止時に続く機関２０の再始動時に再始動時暖機パラメータ（再始動時冷却水温ＴＨＷstart）として取得し（図９のステップ９４０及びステップ９５０）、前記運転停止時暖機パラメータと前記再始動時暖機パラメータとに基づいて前記機関から発生するパティキュレートマターの量を抑制する必要があるか否かを前記機関の再始動時に判定する（図９のステップ９５０乃至ステップ９８０）。

従って、仮に機関２０の暖機が一旦終了した後であっても（図９のステップ９１０での「Ｙｅｓ」との判定を参照。）、間欠運転によって機関２０の暖機状態が「パティキュレートマターが多量に発生する状態」へと変化したことを、適切に判定することができる。従って、ＰＭ対策制御（第１のモードによる運転）を適切に実施することができるので、ＰＭの発生量が大きくなることを回避することができる。

なお、ＥＧＣは、再始動時冷却水温ＴＨＷstartが低いほど、且つ、運転停止時冷却水温ＴＨＷstopが低いほど、ＰＭ対策制御実行フラグＸＰＭcontの値をより長く「１」に維持してもよい。これにより、再始動時冷却水温ＴＨＷstartが低いほど、且つ、運転停止時冷却水温ＴＨＷstopが低いほど、第１モード運転期間（第１モード運転時間）が長くなる。

また、ＥＧＣは、再始動時冷却水温ＴＨＷstartが任意の温度Ｔｓ以下であり、且つ、運転停止時冷却水温ＴＨＷstopが「その任意の温度Ｔｓに依存して変化する（例えば、その任意の温度Ｔｓが低いほど大きくなる温度）」以下であるとき、ＰＭ対策制御を実行する必要があると判定するように構成されていてもよい。即ち、前記判定手段は、前記再始動時暖機パラメータとしての再始動時冷却水温が第１温度以下であり、且つ、前記運転停止時暖機パラメータとしての運転停止時冷却水温が「前記第１温度に依存して変化する第２温度」以下であった場合、機関２０から発生するパティキュレートマターの量を抑制するＰＭ対策制御を実行する必要があると判定するように構成されていてもよい。

＜第２実施形態＞
本発明による第２実施形態に係るハイブリッド車両は、第１実施形態のハイブリッド車両１０と同様、再始動時冷却水温ＴＨＷstart及び冷却水温低下量ＴＨＷdownに基づいて（換言すると、運転停止時冷却水温ＴＨＷstop及び再始動時冷却水温ＴＨＷstartに基づいて）、ＰＭ対策制御を実行する必要があるか否かを判定する。更に、第２実施形態に係るハイブリッド車両は、再始動時冷却水温ＴＨＷstart及び冷却水温低下量ＴＨＷdownに基づいて「ＰＭ対策制御を実行する期間（時間）を定める制御終了判定値」を取得し、その制御終了判定値を用いてＰＭ対策制御の終了時期を決定する。

より具体的に述べると、第２実施形態に係るハイブリッド車両のＥＧＣは図７及び図８に示したルーチンを実行するとともに、図１０及び図１２に示したルーチンを実行する。図７及び図８に示したルーチンについては説明済みである。従って、以下、図１０及び図１２に示したルーチンによるＥＧＣの作動について説明する。

（作動：ＰＭ対策制御の開始及び制御終了判定値の設定）
ＥＧＣは、所定時間が経過する毎に図１０にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。なお、図１０のステップであって既に説明したステップと同一のステップには、その既に説明したステップと同一の符号を付し、詳細な説明を適宜省略する。

所定のタイミングになると、ＥＧＣは図１０のステップ１０００から処理を開始し、ステップ９１０乃至ステップ９３０の処理を行うことによって、運転停止時冷却水温ＴＨＷstopを取得する。更に、ＥＧＣは、ステップ９４０乃至ステップ９６０の処理を行うことによって、再始動時冷却水温ＴＨＷstart及び冷却水温低下量ＴＨＷdownを取得する。

ＥＧＣはステップ９６０の処理を終了するとステップ１０１０に進み、再始動時冷却水温ＴＨＷstart及び冷却水温低下量ＴＨＷdownに基づいて制御終了判定値ＴＨＷjudgeを決定する。より具体的に述べると、ＥＧＣは、ステップ９５０にて取得した再始動時冷却水温ＴＨＷstart及びステップ９６０にて取得した冷却水温低下量ＴＨＷdownを、図１１に示したルックアップテーブルＭａｐ１（ＴＨＷstart,ＴＨＷdown）に適用することによって制御終了判定値ＴＨＷjudgeを取得する。

このテーブルＭａｐ１（ＴＨＷstart,ＴＨＷdown）によれば、制御終了判定値ＴＨＷjudgeは、再始動時冷却水温ＴＨＷstartが低いほど大きくなり且つ冷却水温低下量ＴＨＷdownが小さいほど大きくなるように決定される。換言すると、テーブルＭａｐ１（ＴＨＷstart,ＴＨＷdown）によれば、制御終了判定値ＴＨＷjudgeは、再始動時冷却水温ＴＨＷstartが低いほど大きくなり且つ運転停止時冷却水温ＴＨＷstopが低いほど大きくなるように決定される。なお、テーブルＭａｐ１（ＴＨＷstart,ＴＨＷdown）のデータは実験により予め定めておく。

次に、ＥＧＣはステップ１０２０に進み、ステップ１０１０にて取得された制御終了判定値ＴＨＷjudgeが「０」よりも大きいか否かを判定する。後述するように、機関２０が再始動された時点からの冷却水温ＴＨＷの上昇量ΔＴＨＷが制御終了判定値ＴＨＷjudgeに一致するまでＰＭ対策制御が実行される。従って、制御終了判定値ＴＨＷjudgeが「０」であるということはＰＭ対策制御を行う必要がないと判定されたことを意味し、制御終了判定値ＴＨＷjudgeが「０」よりも大きい値であるということはＰＭ対策制御を行う必要があると判定されたことを意味する。

そこで、制御終了判定値ＴＨＷjudgeが「０」である場合、ＥＧＣはステップ１０２０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１０９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。この場合、ＰＭ対策制御実行フラグＸＰＭcontの値は「１」に設定されないので、ＰＭ対策制御は実行されない。

これに対し、制御終了判定値ＴＨＷjudgeが「０」よりも大きい場合、ＥＧＣはステップ１０２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０３０に進み、ＰＭ対策制御実行フラグＸＰＭcontの値を「１」に設定する。その後、ＥＧＣはステップ１０９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。これにより、ＰＭ対策制御が開始される。

（作動：ＰＭ対策制御の終了）
ＥＧＣは、所定時間が経過する毎に図１２にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＥＧＣは図１２のステップ１２００から処理を開始してステップ１２１０に進み、現時点が「ＰＭ対策制御実行フラグＸＰＭcontの値が「０」から「１」へ変化した直後であるか否か」を判定する。

現時点が、ＰＭ対策制御実行フラグＸＰＭcontの値が「０」から「１」へ変化した直後であると、ＥＧＣはステップ１２１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１２２０に進み、冷却水温上昇量ΔＴＨＷを「０」に設定し、その後、ステップ１２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

これに対し、現時点が、ＰＭ対策制御実行フラグＸＰＭcontの値が「０」から「１」へ変化した直後でないとき、ＥＧＣはステップ１２１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１２３０に進み、ＰＭ対策制御実行フラグＸＰＭcontの値が「１」であるか否かを判定する。即ち、ＥＧＣはＰＭ対策制御が実行されているか否かを判定する。

ＰＭ対策制御実行フラグＸＰＭcontの値が「１」であると、ＥＧＣはステップ１２３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１２４０に進み、冷却水温ＴＨＷを現時点冷却水温ＴＨＷnowとして取得する。次いで、ＥＧＣはステップ１２５０にて、現時点冷却水温ＴＨＷnowから再始動時冷却水温ＴＨＷstartを減じた値を、冷却水温上昇量ΔＴＨＷとして取得する。

次に、ＥＧＣはステップ１２６０に進み、冷却水温上昇量ΔＴＨＷが制御終了判定値ＴＨＷjudge以上であるか否かを判定する。冷却水温上昇量ΔＴＨＷが制御終了判定値ＴＨＷjudge未満であると、ＥＧＣはステップ１２６０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１２９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。

機関２０が再始動された後に機関２０の運転が継続されていると、機関２０の暖機が進むため、冷却水温ＴＨＷは上昇する。その結果、冷却水温上昇量ΔＴＨＷも上昇し、やがて制御終了判定値ＴＨＷjudgeに到達する。その場合、ＥＧＣはステップ１２６０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１２７０に進み、ＰＭ対策制御実行フラグＸＰＭcontの値を「０」に設定する。この結果、ＰＭ対策制御（第１モードでの運転）が終了され、通常制御（第２モードでの運転）が開始される。

以上、説明したように、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド車両は、第１実施形態に係るハイブリッド車両１０と同様の「判定手段及び機関運転制御手段」を含む制御装置を備える。更に、第２実施形態の機関運転制御手段は、「機関２０の再始動時から機関２０を第１のモードにて運転する第１モード運転期間（ＰＭ対策制御を実行する期間）」を運転停止時暖機パラメータ（運転停止時冷却水温ＴＨＷstop）と再始動時暖機パラメータ（再始動時冷却水温ＴＨＷstart）とに基づいて変更するように構成されている（図１０のステップ１０１０、図１２のステップ１２６０及びステップ１２７０を参照。）。

従って、間欠運転による機関２０の停止中において機関の暖機状態がどのように変化したかに基づいて、ＰＭ対策制御を実行する期間（第１モード運転期間）を精度良く決定することができる。その結果、ＰＭの発生量が増大することを回避するとともに、筒内噴射弁２３を採用したことによる利点を活用する機会（即ち、第２モードでの運転機会）を増大させることができる。

なお、第２実施形態に係るハイブリッド車両における前記機関運転制御手段は、再始動時冷却水温ＴＨＷstartが低いほど、且つ、運転停止時冷却水温ＴＨＷstopが低いほど、第１モード運転期間が長くなるように同第１モード運転期間を変更するように構成されていると言うこともできる（図１０のステップ１０１０、図１１のテーブル、及び、図１２のステップ１２５０及びステップ１２６０等を参照。）。

更に、前記機関運転制御手段は、
再始動時冷却水温ＴＨＷstartが低いほど大きくなり且つ運転停止時冷却水温ＴＨＷstopが低いほど大きくなる制御終了判定値ＴＨＷjudgeを取得するとともに、「機関２０の再始動時から、同再始動時からの前記冷却水温の上昇量ΔＴＨＷが制御終了判定値ＴＨＷjudgeに到達する時点まで」を前記第１モード運転期間として設定するように構成されていると言うこともできる（図１０のステップ１０１０、図１１のテーブル、及び、図１２のステップ１２５０乃至ステップ１２７０等を参照。）。

なお、第２実施形態においては、機関２０の再始動後の冷却水温上昇量ΔＴＨＷが制御終了判定値ＴＨＷjudge以上であるか否かに基づいてＰＭ対策制御を実行する期間（第１モード運転期間）を定めていたが、機関２０の再始動後の「吸入空気量Ｇａ、燃料噴射量及び燃料回数」のうちの一つの積算量が制御終了判定値以上であるか否かに基づいて第１モード運転期間を定めてもよい。これらの積算量は、冷却水温上昇量ΔＴＨＷと同様、機関２０の再始動後における暖機状態の進行程度を示すパラメータである。

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、ハイブリッド車両は上記実施形態のシステムに限定されず、ユーザ要求トルクに等しいトルクを、機関の出力トルクと電動機の出力トルクとを制御することにより駆動軸５３に作用させることができ、且つ、状況により車両の走行中において機関の運転を停止できる車両であればよい。

更に、上記各実施形態においては、機関２０の暖機パラメータとして冷却水温ＴＨＷが用いられていたが、機関２０の潤滑油の温度が用いられてもよい。更に、ＰＭ対策制御を実行するか否かの判定、及び、制御終了判定値ＴＨＷjudgeの決定には、外気温が考慮されてもよい。

更に、上記実施形態におけるＰＭ対策制御は、筒内噴射弁２３からの噴射時期を通常制御時の噴射時期よりも遅角することによって実現されていたが、機関２０がポート噴射弁を備える場合には、ＰＭ対策制御中におけるポート噴射弁の噴射比率を通常制御中におけるポート噴射弁の噴射比率よりも高め、且つ、ＰＭ対策制御中における筒内噴射弁２３の噴射比率を通常制御中における筒内噴射弁２３の噴射比率よりも低め、それによってＰＭ対策制御を実現してもよい。なお、ポート噴射弁の噴射比率は、機関２０に供給される燃料の全体量に対するポート噴射弁から供給される燃料の量の比である。

１０…ハイブリッド車両、２０…内燃機関、２３…筒内噴射弁、２５…クランクシャフト、３０…動力分配機構、３１…遊星歯車装置、３７…出力ギア、５０…駆動力伝達機構、５２…ディファレンシャルギア、５３…駆動軸、５４…駆動輪、９３…冷却水温センサ、ＭＧ１…第１発電電動機、ＭＧ２…第２発電電動機。

Claims (2)

1. 燃焼室内に燃料を直接噴射可能な筒内噴射弁を有する内燃機関と、
   電動機と、
   車両の駆動軸と前記機関とをトルク伝達可能に連結するとともに同駆動軸と前記電動機とをトルク伝達可能に連結する動力伝達機構と、
   前記機関の出力トルクと前記電動機の出力トルクとを制御することにより前記駆動軸に作用するトルクを制御するとともに、所定の機関運転停止条件が成立したときに前記機関の運転を停止し且つ所定の機関再始動条件が成立したときに同機関を再始動させる間欠運転を実行する制御装置と、
   を含むハイブリッド車両において、
   前記制御装置は、
   前記機関から発生するパティキュレートマターの量を抑制する必要があるか否かを判定する判定手段と、
   前記機関から発生するパティキュレートマターの量を抑制する必要があると判定された場合に前記機関を第１のモードにて運転し、前記機関から発生するパティキュレートマターの量を抑制する必要がないと判定された場合に前記機関を前記第１のモードと相違する第２のモードにて運転する機関運転制御手段と、
   を含み、
   前記判定手段は、
   前記機関の暖機状態が完全暖機状態に近づくほど大きくなる暖機パラメータを前記間欠運転による前記機関の運転停止時に運転停止時暖機パラメータとして取得するとともに、前記暖機パラメータを前記機関の運転停止時に続く前記機関の再始動時に再始動時暖機パラメータとして取得し、前記運転停止時暖機パラメータと前記再始動時暖機パラメータとに基づいて前記機関から発生するパティキュレートマターの量を抑制する必要があるか否かを前記機関の再始動時に判定するように構成されたハイブリッド車両。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両において、
   前記機関運転制御手段は、
   前記機関の再始動時から前記機関を前記第１のモードにて運転する第１モード運転期間を前記運転停止時暖機パラメータと前記再始動時暖機パラメータとに基づいて変更するように構成されたハイブリッド車両。

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