JP2020147112A - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】触媒暖機が要求されているときに、より適切な制御を行なう。【解決手段】触媒の暖機が要求されているときにおいて、触媒の暖機を許可しているときに、走行用パワーが蓄電装置の許容出力電力よりもマージンだけ小さい第１閾値よりも大きくなると、触媒の暖機を禁止し、触媒の暖機を禁止しているときに、走行用パワーが第１閾値以下の第２閾値以下になると、触媒の暖機を許可し、マージンは、車速またはモータの回転数が低いときには高いときに比して大きくなるように設定される。【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、排気を浄化する触媒が排気系に取り付けられた走行用のエンジンを備える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、排気を浄化する触媒が排気系に取り付けられた走行用のエンジンと、走行用のモータと、モータと電力をやりとり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）。このハイブリッド自動車では、触媒暖機が完了していないときに走行用パワーがバッテリ出力可能パワー以下のときには、触媒暖機に適した運転ポイントでエンジンが運転されながら走行用パワーにより走行するようにエンジンとモータとを制御する。これにより、エミッションの悪化を抑制することができる。また、触媒暖機が完了していないときに走行用パワーがバッテリ出力可能パワーより大きいときには、走行用パワーからバッテリ出力可能パワーを減じて得られるパワーをエンジンの要求パワーとして設定し、エンジンから要求パワーが出力されると共に走行用パワーにより走行するようにエンジンとモータとを制御する。これにより、走行用パワーをバッテリから出力できないときに、走行用パワーを要求パワーとして設定するものに比して、エミッションの悪化を抑制することができる。

特開２０１０−１７９７８０号公報

上述のハイブリッド自動車では、触媒暖機を行なうか否かの判定閾値としてバッテリ出力可能パワーを用いるから、触媒暖機が完了していないときに走行用パワーが判定閾値よりも大きくなってエンジンからある程度のパワーを出力する際に、エンジンの応答遅れにより走行用パワーを賄えない可能性がある。このため、判定閾値としてバッテリ出力可能パワーよりもマージンだけ小さい値を用いることが考えられる。この場合、マージンとして比較的小さい値を用いると、走行用パワーを賄えない可能性が残る。特に、低車速では、走行用パワーを賄えないことによるドライバビリティの悪化を運転者に感じさせやすい。一方、マージンとして比較的大きい値を用いると、触媒暖機を禁止しやすくなってしまう。これらを踏まえて、より適切な制御を行なうことが求められている。

本発明のハイブリッド自動車は、触媒暖機が要求されているときに、より適切な制御を行なう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、
排気を浄化する触媒が排気系に取り付けられた走行用のエンジンと、
走行用のモータと、
前記モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
走行に要求される走行用パワーにより走行するように前記エンジンと前記モータとを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、
前記触媒の暖機が要求されているときにおいて、
前記触媒の暖機を許可しているときに、前記走行用パワーが前記蓄電装置の許容出力電力よりもマージンだけ小さい第１閾値よりも大きくなると、前記触媒の暖機を禁止し、
前記触媒の暖機を禁止しているときに、前記走行用パワーが前記第１閾値以下の第２閾値以下になると、前記触媒の暖機を許可し、
前記マージンは、車速または前記モータの回転数が低いときには高いときに比して大きくなるように設定される、
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、触媒の暖機が要求されているときにおいて、触媒の暖機を許可しているときに、走行用パワーが蓄電装置の許容出力電力よりもマージンだけ小さい第１閾値よりも大きくなると、触媒の暖機を禁止し、触媒の暖機を禁止しているときに、走行用パワーが第１閾値以下の第２閾値以下になると、触媒の暖機を許可する。この際に、マージンは、車速またはモータの回転数が低いときには高いときに比して大きくなるように設定される。したがって、車速やモータの回転数が比較的低いときには、これらが比較的高いときに比して、第１閾値や第２閾値が小さくなるから、触媒の暖機を禁止しやすくし、エンジンからある程度のパワーを出力しやすくすることができる。これにより、エンジンの応答遅れにより走行用パワーを賄えなくなるのを抑制し、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。一方、車速やモータの回転数が比較的高いときには、これらが比較的低いときに比して、第１閾値や第２閾値が大きくなるから、触媒の暖機を行ないやすくし（禁止しにくくし）、エミッションの悪化を抑制することができる。なお、車速やモータの回転数が比較的高いときには、これらが比較的低いときに比してドライバビリティの悪化を運転者に感じさせる可能性が低いと考えられる。これらの結果、触媒の暖機が要求されているときに、より適切な制御を行なうことができると言える。

本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記触媒の暖機を禁止しているときには、前記走行用パワーよりも前記許容出力電力と前記マージンとの差分だけ小さいパワーが前記エンジンから出力されるように前記エンジンを制御する、ものとしてもよい。これにより、走行用パワーをエンジンから出力するものに比して、エンジンからの出力が小さくなり、エミッションの悪化を抑制することができる。

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。 ＨＶＥＣＵ７０により実行される制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 車速ＶとマージンΔＷとの関係の一例を示す説明図である。

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おり、ダンパ２８を介してプラネタリギヤ３０のキャリヤに接続されている。エンジン２２の排気系には、浄化装置２５が取り付けられている。浄化装置２５は、エンジン２２の排気中の未燃焼燃料や窒素酸化物を浄化する触媒２５ａを有する。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、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３ａ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２３ｂからの冷却水温Ｔｗを挙げることができる。また、エンジン２２の排気系のうち浄化装置２５よりも上流側に取り付けられた空燃比センサ２５ｂからの空燃比ＡＦや、エンジン２２の排気系のうち浄化装置２５よりも下流側に取り付けられた酸素センサ２５ｃ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２３ａからのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算したり、水温センサ２３ｂからの冷却水温Ｔｗなどに基づいて触媒２５ａの温度（触媒温度）Ｔｃを演算（推定）したりしている。また、エンジンＥＣＵ２４は、エアフローメータ（図示省略）からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて、体積効率（エンジン２２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬを演算している。

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、上述したように、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４５ｕ，４５ｖ，４６ｕ，４６ｖからの相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２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の電気角θｅ１，θｅ２や角速度ωｍ１，ωｍ２、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により管理されている。

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の端子間に取り付けられた電圧センサ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、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣや入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。バッテリ５０の蓄電割合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量の割合であり、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演算される。バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０を充放電してもよい許容充放電電力であり、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと温度センサ５１ｃからのバッテリ５０の温度Ｔｂとに基づいて演算される。バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎは、バッテリ５０の過充電を抑制するために、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが高いほど絶対値が小さくなるように設定され、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の過放電を抑制するために、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが低いほど絶対値が小さくなるように設定される。

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。さらに、ＧＰＳアンテナ８９からの位置情報やシステムクロック９０からの日時情報も挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０からは、システムメインリレー５６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。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、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は、ハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）で走行したり、電動走行モード（ＥＶ走行モード）で走行したりする。ＨＶ走行モードでは、エンジン２２の運転を伴って走行する。ＥＶ走行モードでは、エンジン２２を運転停止して走行する。

ＨＶ走行モードでは、基本的には、以下の通常ＨＶ制御を行なう。通常ＨＶ制御では、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、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（走行に要求される）走行用トルクＴｄ＊を設定し、設定した走行用トルク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に要求される走行用パワーＰｄ＊を計算する。続いて、バッテリ５０の充電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を走行用パワーＰｄ＊から減じてエンジン２２に要求される（車両に要求される）要求パワーＰｅ＊を設定する。そして、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊が出力されるようにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で走行用トルクＴｄ＊（走行用パワーＰｄ＊）が駆動軸３６に出力されるようにモータ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＊および目標トルク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の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信すると、この目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２が運転されるようにエンジン２２の運転制御（例えば、吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御など）を行なう。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信すると、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ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、基本的には、以下の通常ＥＶ制御を行なう。通常ＥＶ制御では、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６の走行用トルクＴｄ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で走行用トルク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＊を設定し、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によるインバータ４１，４２の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、触媒２５ａの暖機（以下、「触媒暖機」という）が要求されているときの動作について説明する。図２は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される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、触媒暖機が要求されているときに繰り返し実行される。なお、触媒暖機の要求は、触媒２５ａの温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ（例えば、３５０℃や４００℃、４５０℃など）未満のときに行なわれる。触媒暖機の要求が終了すると（触媒２５ａの温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上になると）、ＨＶ走行モードの通常ＨＶ制御とＥＶ走行モードの通常ＥＶ制御とを切り替えて実行する。

図２の処理ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、車速Ｖや、走行用パワーＰｄ＊、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、車速Ｖは、車速センサ８８により検出された値を入力するものとした。走行用パワーＰｄ＊は、ＨＶＥＣＵ７０により通常ＨＶ制御と同様に設定された値を入力するものとした。バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、バッテリＥＣＵ５２により設定された値を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、車速Ｖに基づいてマージンΔＷを設定し（ステップＳ１１０）、設定したマージンΔＷをバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔから減じて禁止閾値Ｐｄｒｅｆ１を演算すると共に、演算した禁止閾値Ｐｄｒｅｆ１からヒステリシスΔＰｄを減じて許可閾値Ｐｄｒｅｆ２を演算する（ステップＳ１２０）。ここで、禁止閾値Ｐｄｒｅｆ１は、触媒暖機を禁止する（許可から禁止に変更する）か否かを判定するのに用いられる閾値であり、許可閾値Ｐｄｒｅｆ２は、触媒暖機を許可する（禁止から許可に変更する）か否かを判定するのに用いられる閾値である。図３は、車速ＶとマージンΔＷとの関係の一例を示す説明図である。図示するように、マージンΔＷは、車速Ｖが低いほど大きくなるように設定される。こうした傾向にマージンΔＷを設定する理由については後述する。ヒステリシスΔＰｄは、触媒暖機の許可と禁止とが頻繁に切り替わるのを抑制するために用いられるものであり、適宜設定される。

続いて、触媒暖機を許可しているか否かを判定する（ステップＳ１３０）。この判定は、例えば、後述のステップＳ１５０またはステップＳ１７０の処理により設定して図示しないＲＡＭに記憶させた内容を調べることにより行なわれる。なお、実施例では、今回のトリップでの触媒暖機が要求されているとの初回判定時には、触媒暖機を許可するものとした。

ステップＳ１３０で触媒暖機を許可していると判定したときには、走行用パワーＰｄ＊を禁止閾値Ｐｄｒｅｆ１と比較し（ステップＳ１４０）、走行用パワーＰｄ＊が禁止閾値Ｐｄｒｅｆ１以下のときには、触媒暖機の許可を継続して、本ルーチンを終了する。この場合、ＨＶＥＣＵ７０は、通常ＨＶ制御と同様に走行用トルクＴｄ＊や走行用パワーＰｄ＊を設定し、触媒暖機に適したエンジン２２の回転数ＮｅｓｅｔおよびトルクＴｅｓｅｔ（値０やそれよりも若干大きいトルク）をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に設定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で走行用トルクＴｄ＊（走行用パワーＰｄ＊）が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し、エンジン２２の触媒暖機指令や目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を２４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の触媒暖機指令や目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信すると、この目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいて且つ通常ＨＶ走行制御に比して点火時期が遅くなるようにエンジン２２の運転制御を行なう。モータＥＣＵ４０によるモータＭＧ１，ＭＧ２の制御は、通常ＨＶ制御と同様に行なわれる。こうした制御により、エミッションの悪化を抑制することができる。

ステップＳ１４０で走行用パワーＰｄ＊が禁止閾値Ｐｄｒｅｆ１より大きいときには、触媒暖機を禁止して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。この場合、ＨＶＥＣＵ７０は、通常ＨＶ制御と同様に走行用トルクＴｄ＊や走行用パワーＰｄ＊を設定し、走行用パワーＰｄ＊から禁止閾値Ｐｄｒｅｆ１を減じた値をエンジン２２の要求パワーＰｅ＊に設定し、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊が出力されるようにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で走行用トルクＴｄ＊（走行用パワーＰｄ＊）が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を２４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によるエンジン２２の制御およびモータＥＣＵ４０によるモータＭＧ１，ＭＧ２の制御は、通常ＨＶ制御と同様に行なわれる。こうした制御により、エンジン２２から走行用パワーＰｄ＊を出力するものに比して、エミッションの悪化を抑制することができる。

ステップＳ１３０で触媒暖機を許可していない（禁止している）と判定したときには、走行用パワーＰｄ＊を許可閾値Ｐｄｒｅｆ２と比較し（ステップＳ１６０）、走行用パワーＰｄ＊が許可閾値Ｐｄｒｅｆ２より大きいときには、触媒暖機の禁止を継続して、本ルーチンを終了する。一方、走行用パワーＰｄ＊が許可閾値Ｐｄｒｅｆ２以下のときには、触媒暖機を許可して（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。

ここで、マージンΔＷを図３の傾向に設定する理由について説明する。マージンΔＷが大きいときには、禁止閾値Ｐｄｒｅｆ１や許可閾値Ｐｄｒｅｆ２が小さくなり、触媒暖機を禁止しやすくなり、マージンΔＷが小さいときには、禁止閾値Ｐｄｒｅｆ１や許可閾値Ｐｄｒｅｆ２が大きくなり、触媒暖機を許可しやすくなる。触媒暖機が要求されているときに走行用パワーが禁止閾値Ｐｄｒｅｆ１よりも大きくなってエンジン２２からある程度のパワーを出力する際に、エンジン２２の応答遅れにより、走行用トルクＴｄ＊（走行用パワーＰｄ＊）を賄えなくなる可能性がある。マージンΔＷが小さいほど、エンジン２２の応答遅れ分をバッテリ５０からの出力の増加（モータＭＧ２の出力の増加）で賄うのが困難になるため、この可能性が高い。また、車速Ｖが低いほど走行用トルクＴｄ＊（走行用パワーＰｄ＊）を賄えないときのドライバビリティの悪化を運転者に感じさせやすい。これらを踏まえて、実施例では、車速Ｖが低いほど大きくなるようにマージンΔＷを設定するものとした。これにより、車速Ｖが比較的低いときには，触媒暖機を禁止しやすくし、走行用トルクＴｄ＊（走行用パワーＰｄ＊）を賄えなくなるのを抑制し、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。また、車速Ｖが比較的高いときには、触媒暖機を許可しやすくし、エミッションの悪化を抑制することができる。これらの結果、触媒暖機が要求されているときに、より適切な制御を行なうことができると言える。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、触媒暖機が要求されているときにおいて、触媒暖機を許可しているときに、走行用パワーＰｄ＊がバッテリ５０の出力制限ＷｏｕｔよりもマージンΔＷだけ小さい禁止閾値Ｐｄｒｅｆ１よりも大きくなると、触媒暖機を禁止し、触媒暖機を禁止しているときに、走行用パワーＰｄ＊が禁止閾値Ｐｄｒｅｆ１以下の許可閾値Ｐｄｒｅｆ２以下になると、触媒暖機を許可する。この際に、マージンΔＷを、車速Ｖが低いときには高いときに比して大きくなるように設定する。これにより、車速Ｖが比較的低いときには、触媒暖機を禁止しやすくし、エンジン２２の応答遅れにより走行用パワーＰｄ＊を賄えなくなるのを抑制し、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。一方、車速Ｖが比較的高いときには、触媒暖機を行ないやすくし（禁止しにくくし）、エミッションの悪化を抑制することができる。この結果、触媒暖機が要求されているときに、より適切な制御を行なうことができると言える。

実施例のハイブリッド自動車２０では、マージンΔＷは、車速Ｖが低いときには高いときに比して大きくなるように設定するものとしたが、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が低いときには高いときに比して大きくなるように設定するものとしてもよい。この場合にも、車速Ｖに基づいてマージンΔＷを設定する場合と同様の効果を奏することができる。なお、車速ＶとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とは比例関係を有するため、マージンΔＷとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２との関係は、図３の車速ＶをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に置き換えたものと考えることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、許可閾値Ｐｄｒｅｆ２として、禁止閾値Ｐｄｒｅｆ１よりもヒステリシスΔＰｄだけ小さい値を用いるものとしたが、禁止閾値Ｐｄｒｅｆ１と同一の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、触媒暖機が要求されていて且つ禁止されているときには、走行用パワーＰｄ＊から禁止閾値Ｐｄｒｅｆ１（＝Ｗｏｕｔ−ΔＷ）を減じたものをエンジン２２の要求パワーＰｅ＊として設定するものとしたが、走行用パワーＰｄ＊をエンジン２２の要求パワーＰｅ＊として設定するものとしてもよく、走行用パワーＰｄ＊からバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを減じたものをエンジン２２の要求パワーＰｅ＊として設定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、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に変速機を介してモータを接続すると共にモータにクラッチを介してエンジンを接続する構成としてもよい。

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、バッテリに代えて、キャパシタを用いるものとしてもよい。

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ＭＧ２が「モータ」に相当し、バッテリ５０が「蓄電装置」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０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 ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ａ クランクポジションセンサ、２３ｂ 水温センサ、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２５ 浄化装置、２５ａ 触媒、２５ｂ 空燃比センサ、２５ｃ 酸素センサ、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 回転位置検出センサ、４５ｕ，４５ｖ，４６ｕ，４６ｖ 電流センサ、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、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (1)

1. 排気を浄化する触媒が排気系に取り付けられた走行用のエンジンと、
   走行用のモータと、
   前記モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
   走行に要求される走行用パワーにより走行するように前記エンジンと前記モータとを制御する制御装置と、
   を備えるハイブリッド自動車であって、
   前記制御装置は、
   前記触媒の暖機が要求されているときにおいて、
   前記触媒の暖機を許可しているときに、前記走行用パワーが前記蓄電装置の許容出力電力よりもマージンだけ小さい第１閾値よりも大きくなると、前記触媒の暖機を禁止し、
   前記触媒の暖機を禁止しているときに、前記走行用パワーが前記第１閾値以下の第２閾値以下になると、前記触媒の暖機を許可し、
   前記マージンは、車速または前記モータの回転数が低いときには高いときに比して大きくなるように設定される、
   ハイブリッド自動車。

Images