JP2018154142A

JP2018154142A - ハイブリッド自動車

Info

Publication number: JP2018154142A
Application number: JP2017049985A
Authority: JP
Inventors: 英輝鎌谷; Hideki Kamatani; 耕司鉾井; Koji Hokoi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2018-10-04
Also published as: CN108626005A; US10486688B2; US20180265075A1

Abstract

【課題】排気浄化装置の触媒の浄化性能の低下を抑制する。【解決手段】エンジンおよびモータを備えるハイブリッド自動車において、エンジンの停止が要求されたときに、エンジンの排気系に取り付けられた排気浄化装置の触媒の温度が所定温度以上のときには、所定条件が成立するまでエンジンの燃料噴射を継続すると共に、所定条件が成立するとエンジンの燃料噴射を停止する。一方、エンジンの停止が要求されたときに触媒の温度が前記所定温度未満のときには、直ちにエンジンの燃料噴射を停止する。【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関する。

従来、この種のハイブリッド自動車としては、内燃機関と第１電動機と駆動輪に連結された車軸とにプラネタリギヤのキャリヤとサンギヤとリングギヤとが接続されると共に第２電動機が車軸に接続されたハイブリッド自動車において、内燃機関の作動を停止させると、第１電動機から内燃機関の回転を停止させる方向のトルクを出力するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−２１３６３７号公報

上述のハイブリッド自動車では、内燃機関を回転停止させるときに、内燃機関の排気系に取り付けられた排気浄化装置の触媒が活性化していてリーン雰囲気に晒されると、触媒の酸素吸蔵量が多くなり、触媒の浄化性能が低下する懸念がある。触媒の浄化性能が低下すると、次回の内燃機関の始動後にエミッションが悪化し得る。

本発明のハイブリッド自動車は、排気浄化装置の触媒の浄化性能の低下を抑制することを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンおよびモータと、前記エンジンおよび前記モータを備える制御装置と、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、
前記エンジンの停止が要求されたときに、
前記エンジンの排気系に取り付けられた排気浄化装置の触媒の温度が所定温度以上のときには、所定条件が成立するまで前記エンジンの燃料噴射を継続すると共に前記所定条件が成立すると前記エンジンの燃料噴射を停止し、
前記触媒の温度が前記所定温度未満のときには、直ちに前記エンジンの燃料噴射を停止する、
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、エンジンの停止が要求されたときに、エンジンの排気系に取り付けられた排気浄化装置の触媒の温度が所定温度以上のときには、所定条件が成立するまでエンジンの燃料噴射を継続すると共に、所定条件が成立するとエンジンの燃料噴射を停止する。ここで、「所定温度」は、排気浄化装置の触媒が活性化しているか否かを判定するのに用いられる閾値である。こうした制御により、触媒がリーン雰囲気に晒されるのを抑制し、触媒の酸素吸蔵量が多くなるのを抑制し、触媒の浄化性能が低下するのを抑制することができる。この結果、次回のエンジンの始動後にエミッションが悪化するのを抑制することができる。一方、エンジンの停止が要求されたときに触媒の温度が前記所定温度未満のときには、直ちにエンジンの燃料噴射を停止する。これにより、エンジンの燃料消費を抑制することができる。なお、触媒の温度が所定温度未満のときには、所定温度以上のときに比して、触媒がリーン雰囲気に晒されても触媒の酸素吸蔵量は多くなりにくい。

こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記モータは、前記エンジンの出力軸に接続されており、前記制御装置は、前記エンジンの燃料噴射を停止すると、前記エンジンの回転数が低下するように前記モータを制御するものとしてもよい。こうすれば、エンジンの回転数を共振領域を迅速に通過させるなどすることができる。

また、本発明のハイブリッド自動車において、前記所定条件は、前記触媒内の空燃比がストイキになった空燃比条件を含むものとしてもよい。こうすれば、触媒の温度が所定温度以上のときに、触媒がリーン雰囲気に晒されるのをより抑制することができる。この場合、前記エンジンは、吸気バルブ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を有し、前記所定条件は、前記空燃比条件に加えて、前記吸気バルブの開閉タイミングが所定タイミングに至った開閉タイミング条件を含むものとしてもよい。

さらに、本発明のハイブリッド自動車において、前記所定条件は、所定時間が経過した時間条件を含むものとしてもよい。ここで、「所定時間」としては、例えば、空燃比条件が成立するまでに要すると想定される時間を用いることができる。

加えて、本発明のハイブリッド自動車において、前記触媒の温度は、前記排気浄化装置に取り付けられた温度センサにより検出される、または、前記エンジンの冷却水の温度に基づいて推定されるものとしてもよい。

本発明の一実施例としての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。エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される停止要求時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。モータＭＧ１の回転停止用トルクＴｓｐとエンジン２２の回転数Ｎｅとの関係の一例を示す説明図である。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。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての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、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、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、蓄電装置としてのバッテリ５０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。図２に示すように、エンジン２２は、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を介して吸気管１２５に吸入すると共に燃料噴射弁１２６から燃料を噴射して空気と燃料とを混合する。そして、この混合気を吸気バルブ１２８ａを介して燃焼室１２９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。燃焼室１２９から排気バルブ１２８ｂを介して排気管１３３に排出される排気は、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触媒（三元触媒）１３４ａを有する排気浄化装置１３４を介して外気に排出される。

このエンジン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によって運転制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。エンジンＥＣＵ２４に入力される信号としては、例えば、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からのクランク角θｃｒ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Ｔｗを挙げることができる。また、吸気バルブ１２８ａを開閉するインテークカムシャフトの回転位置や排気バルブ１２８ｂを開閉するエキゾースト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からのカム角θｃｉ，θｃｏも挙げることができる。さらに、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からのスロットル開度ＴＨや、吸気管１２５に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ，吸気管１２５に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温Ｔａも挙げることができる。加えて、排気管１３３における排気浄化装置１３４の上流側に取り付けられた空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦや、排気浄化装置１３４の下流側に取り付けられた酸素センサ１３５ｂからの酸素信号Ｏ２も挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４から出力される信号としては、例えば、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への駆動制御信号や、燃料噴射弁１２６への駆動制御信号，点火プラグ１３０への駆動制御信号，吸気バルブ１２８ａ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への駆動制御信号を挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。また、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに対する、カムポジションセンサ１４４からのインテークカムシャフトのカム角θｃｉの角度（θｃｉ−θｃｒ）に基づいて、吸気バルブ１２８ａの開閉タイミングＶＴを演算している。さらに、エンジンＥＣＵ２４は、水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗに基づいて排気浄化装置１３４の触媒１３４ａの温度（触媒温度）Ｔｃを推定している。

図１に示すように、プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に用いられると共に電力ライン５４を介してバッテリ５０に接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、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からの回転位置θｍ１，θｍ２や、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流などが入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン５４を介してインバータ４１，４２に接続されている。このバッテリ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は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからのバッテリ５０の電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからのバッテリ５０の温度Ｔｂを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、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を挙げることができる。また、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や、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も挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を運転しながら走行するハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードや、エンジン２２を運転せずに走行する電動走行（ＥＶ走行）モードなどで走行する。

ＨＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に要求される要求トルクＴｄ＊を設定し、設定した要求トルクＴｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄ（モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２）を乗じて駆動軸３６に要求される要求パワーＰｄ＊を計算する。続いて、要求パワーＰｄ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づく充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する。次に、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるように、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。そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。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＊とに基づいて運転されるようにエンジン２２の運転制御を行なう。エンジン２２の制御としては、スロットルバルブ１２４の開度を制御する吸入空気量制御や、燃料噴射弁１２６からの燃料噴射量を制御する燃料噴射制御，点火プラグ１３０の点火時期を制御する点火制御，吸気バルブ１２８ａの開閉タイミングを制御する開閉タイミング制御などを行なう。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する（インバータ４１，４２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう）。

ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｄ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。そして、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０によるモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御については上述した。

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、特に、エンジン２２の停止が要求されたときの動作について説明する。図３は、実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される停止要求時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、エンジン２２の停止が要求されたときに実行される。なお、エンジン２２の停止が要求されたときとしては、例えば、ＨＶ走行モードで要求パワーＰｅ＊が停止用閾値Ｐｓｔｏｐ以下に至ったときを挙げることができる。

停止要求時処理ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、触媒１３４ａの温度（触媒温度）Ｔｃを入力し（ステップＳ１００）、入力した触媒温度Ｔｃを閾値Ｔｃｒｅｆと比較する（ステップＳ１１０）。ここで、触媒温度Ｔｃは、水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗに基づいて推定された値をエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、閾値Ｔｃｒｅｆは、排気浄化装置１３４の触媒１３４ａが活性化しているか否かを判定するのに用いられる閾値であり、例えば、３８０℃や４００℃，４２０℃などを用いることができる。

触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上のときには、触媒１３４ａは活性化していると判断し、エンジン２２の自立運転（無負荷運転）の指示をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ１２０）。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の自立運転の指示を受信すると、吸気バルブ１２８ａの開閉タイミングＶＴを次回のエンジン２２の始動に適した始動用タイミング（例えば、最も遅いタイミングとしての最遅角タイミング）に変更しながら、触媒１３４ａ内の空燃比である触媒内空燃比ＡＦがストイキ（理論空燃比）に調節される（ストイキで安定する）ように、エンジン２２の燃料噴射を継続して自立運転を行なう。

続いて、触媒内空燃比ＡＦｃや吸気バルブ１２８ａの開閉タイミングＶＴを入力する（ステップＳ１３０）。ここで、触媒内空燃比ＡＦｃは、排気管１３３における排気浄化装置１３４の上流側に取り付けられた空燃比センサ１３５ａにより検出された空燃比ＡＦを触媒内空燃比ＡＦｃとしてエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。吸気バルブ１２８ａの開閉タイミングＶＴは、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒとカムポジションセンサ１４４からのインテークカムシャフトのカム角θｃｉとに基づいて演算された値をエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、触媒内空燃比ＡＦｃがストイキになった（ストイキで安定している）空燃比条件、および、吸気バルブ１２８ａの開閉タイミングＶＴが始動用タイミングになった開閉タイミング条件が共に成立したか否かを判定し（ステップＳ１４０）、空燃比条件と開閉タイミング条件とのうちの少なくとも一方が成立していないと判定したときには、ステップＳ１３０に戻る。

こうしてステップＳ１３０，Ｓ１４０の処理を繰り返し実行して、ステップＳ１４０で空燃比条件および開閉タイミング条件が共に成立したと判定すると、エンジン２２の燃料噴射の停止指示をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１による回転停止処理の開始指示をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ１５０）。エンジンＥＣＵ２４は、燃料噴射の停止指示を受信すると、エンジン２２の燃料噴射を停止する。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１による回転停止処理の開始指示を受信すると、エンジン２２を回転停止させるための回転停止用トルクＴｓｐのモータＭＧ１からの出力が開始されるようにモータＭＧ１を駆動制御する。図４は、モータＭＧ１の回転停止用トルクＴｓｐとエンジン２２の回転数Ｎｅとの関係の一例を示す説明図である。実施例では、図示するように、モータＭＧ１の回転停止用トルクＴｓｐは、その初期には、エンジン２２の回転数Ｎｅが共振領域を迅速に通過する（振動の発生を抑制できる）ように、負で且つ絶対値の較的大きいトルクとし、エンジン２２の回転数Ｎｅが共振領域の下限よりも低い所定回転数Ｎｓｐ以下に至ると（時刻ｔ１１）、エンジン２２のクランク角θｃｒが次回の始動に適した始動用範囲内で停止するように、正で且つ絶対値の比較的小さいトルクとしてから値０とする。所定回転数Ｎｓｐは、その後にエンジン２２のクランクシャフト２６が３６０°ＣＡ程度回転して停止するエンジン２２の回転数Ｎｅとして実験や解析により定められ、例えば、２００ｒｐｍや２５０ｒｐｍ，３００ｒｐｍなどを用いることができる。

そして、エンジン２２の回転数Ｎｅを入力し（ステップＳ１６０）、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅが値０になる（回転停止する）のを待って（ステップＳ１７０）、モータＭＧ１による回転停止処理の終了指示をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。

エンジン２２を回転停止するときに、触媒１３４ａが活性化していてリーン雰囲気に晒されると、触媒１３４ａの酸素吸蔵量が多くなり、触媒１３４ａの浄化性能が低下する懸念がある。触媒１３４ａの浄化性能が低下すると、次回のエンジン２２の始動後にエミッションが悪化し得る。これを踏まえて、実施例では、エンジン２２の停止が要求されたときに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上のときには、空燃比条件および開閉タイミング条件が共に成立するまでエンジン２２の燃料噴射を継続し、空燃比条件および開閉タイミング条件が共に成立するとエンジン２２の燃料噴射を停止するものとした。これにより、触媒１３４ａがリーン雰囲気に晒されるのを抑制し、触媒１３４ａの酸素吸蔵量が多くなるのを抑制し、触媒１３４ａの浄化性能が低下するのを抑制することができる。この結果、次回のエンジン２２の始動後にエミッションが悪化するのを抑制することができる。

しかも、エンジン２２の燃料噴射を停止すると、モータＭＧ１から回転停止用トルクＴｓｐを出力する。これにより、エンジン２２の回転数Ｎｅを共振領域を迅速に通過させる（振動の発生を抑制する）と共にエンジン２２のクランク角θｃｒを始動用範囲内で停止させることができる。

ステップＳ１１０で触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときには、触媒１３４ａは活性化していないと判断し、ステップＳ１２０〜Ｓ１４０の処理を実行せずに、ステップＳ１５０〜Ｓ１８０の処理を実行して、本ルーチンを終了する。即ち、エンジン２２の停止が要求されたときに触媒１３４ａが活性化していないときには、直ちにエンジン２２の燃料噴射を停止するのである。これにより、エンジン２２の燃料消費を抑制することができる。なお、触媒１３４ａが活性化していないときには、触媒１３４ａがリーン雰囲気に晒されても触媒１３４ａの酸素吸蔵量は多くなりにくい。また、この場合、エンジン２２の停止が要求されると、直ちに、エンジン２２の燃料噴射を停止すると共にモータＭＧ１から回転停止用トルクＴｓｐの出力を開始するから、エンジン２２が回転停止するまでの間に、吸気バルブ１２８ａの開閉タイミングＶＴの始動用タイミングへの変更を完了すればよい。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の停止が要求されたときに、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上のときには、空燃比条件および開閉タイミング条件が共に成立するまでエンジン２２の燃料噴射を継続し、空燃比条件および開閉タイミング条件が共に成立するとエンジン２２の燃料噴射を停止する。これにより、触媒１３４ａがリーン雰囲気に晒されるのを抑制し、触媒１３４ａの酸素吸蔵量が多くなるのを抑制し、触媒１３４ａの浄化性能が低下するのを抑制することができる。この結果、次回のエンジン２２の始動後にエミッションが悪化するのを抑制することができる。一方、エンジン２２の停止が要求されたときに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときには、直ちにエンジン２２の燃料噴射を停止する。これにより、エンジン２２の燃料消費を抑制することができる。なお、触媒１３４ａが活性化していないときには、触媒１３４ａがリーン雰囲気に晒されても触媒１３４ａの酸素吸蔵量は多くなりにくい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の停止が要求された後に、エンジン２２の燃料噴射を停止すると、モータＭＧ１から回転停止用トルクＴｓｐを出力するものとした。しかし、モータＭＧ１から回転停止用トルクＴｓｐを出力しないものとしてもよい。この場合、エンジン２２は、そのフリクションにより、回転数Ｎｅが低下して回転停止する。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の停止が要求されたときに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上のときには、空燃比条件および開閉タイミング条件が成立するまでエンジン２２の燃料噴射を継続するものとした。しかし、開閉タイミング条件を用いずに、空燃比条件が成立するまでエンジン２２の燃料噴射を継続するものとしてもよい。この場合、エンジン２２が回転停止するまでの間に吸気バルブ１２８ａの開閉タイミングＶＴの始動用タイミングへの変更を完了すればよい。また、空燃比条件や開閉タイミング条件を用いるのに代えて、所定時間が経過するまでエンジン２２の燃料噴射を継続するものとしてもよい。「所定時間」としては、例えば、空燃比条件が成立するまでに要すると想定される時間（例えば、４００ｍｓｅｃや５００ｍｓｅｃ，６００ｍｓｅｃなど）を用いることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の停止が要求されたときに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときには、直ちに、エンジン２２の燃料噴射を停止すると共にモータＭＧ１から回転停止用トルクＴｓｐの出力を開始するものとした。しかし、直ちにエンジン２２の燃料噴射を停止するが、上述の開閉タイミング条件が成立するまではモータＭＧ１からエンジン２２を所定回転数（例えば、９００ｒｐｍや１０００ｒｐｍ，１１００ｒｐｍなど）で回転させるための保持トルクＴｈｄを出力し、開閉タイミング条件が成立すると、モータＭＧ１から回転停止用トルクＴｓｐの出力を開始するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、排気浄化装置１３４の触媒１３４ａの温度（触媒温度）Ｔｃは、エンジン２２の冷却水温Ｔｗに基づいて推定した値を用いるものとしたが、触媒１３４ａの温度Ｔｃを検出する温度センサを排気浄化装置１３４に設けて、この温度センサにより検出された値を用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、蓄電装置として、バッテリ５０を用いるものとしたが、キャパシタなどの蓄電可能な装置であれば如何なる装置を用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とＨＶＥＣＵ７０とを備えるものとしたが、これらのうちの少なくとも２つを単一の電子制御ユニットとして構成するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６にプラネタリギヤ３０を介してエンジン２２およびモータＭＧ１を接続すると共に駆動軸３６にモータＭＧ２を接続する構成とした。しかし、図５の変形例のハイブリッド自動車２２０に示すように、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に変速機２３０を介してモータＭＧを接続すると共にモータＭＧにクラッチ２２９を介してエンジン２２を接続する構成としてもよい。

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、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「モータ」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とが「制御装置」に相当する。

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。

以上、本発明を実施するため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。

本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。

２０，２２０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、２８ダンパ、３０プラネタリギヤ、３６駆動軸、３８デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ駆動輪、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回転位置センサ、５０バッテリ、５１ａ電圧センサ、５１ｂ電流センサ、５１ｃ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、７０ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、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吸気管、１２６燃料噴射弁、１２８ａ吸気バルブ、１２８ｂ排気バルブ、１２９燃焼室、１３０点火プラグ、１３２ピストン、１３３排気管、１３４浄化装置、１３４ａ触媒、１３５ａ空燃比センサ、１３５ｂ酸素センサ、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、２２９クラッチ、２３０変速機、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

エンジンおよびモータと、前記エンジンおよび前記モータを備える制御装置と、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、
前記エンジンの停止が要求されたときに、
前記エンジンの排気系に取り付けられた排気浄化装置の触媒の温度が所定温度以上のときには、所定条件が成立するまで前記エンジンの燃料噴射を継続すると共に前記所定条件が成立すると前記エンジンの燃料噴射を停止し、
前記触媒の温度が前記所定温度未満のときには、直ちに前記エンジンの燃料噴射を停止する、
ハイブリッド自動車。
請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
前記モータは、前記エンジンの出力軸に接続されており、
前記制御装置は、前記エンジンの燃料噴射を停止すると、前記エンジンの回転数が低下するように前記モータを制御する、
ハイブリッド自動車。
請求項１または２記載のハイブリッド自動車であって、
前記所定条件は、前記触媒内の空燃比がストイキになった空燃比条件を含む、
ハイブリッド自動車。
請求項３記載のハイブリッド自動車であって、
前記エンジンは、吸気バルブ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を有し、
前記所定条件は、前記空燃比条件に加えて、前記吸気バルブの開閉タイミングが所定タイミングに至った開閉タイミング条件を含む、
ハイブリッド自動車。
請求項２記載のハイブリッド自動車であって、
前記所定条件は、所定時間が経過した時間条件を含む、
ハイブリッド自動車。
請求項１ないし５のうちの何れか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
前記触媒の温度は、前記排気浄化装置に取り付けられた温度センサにより検出される、または、前記エンジンの冷却水の温度に基づいて推定される、
ハイブリッド自動車。