JP2023139502A - ハイブリッド車 - Google Patents

Abstract

【課題】高車速で走行しているときに生じ得る振動などの不都合を抑制する。
【解決手段】ハイブリッド車は、排気を浄化する触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられたエンジンと、第１電動機と、共線図上に順に並ぶ３軸にこの順に第１電動機の回転軸とエンジンの出力軸と駆動輪に連結された駆動軸とが接続された遊星歯車機構と、駆動軸に回転軸が連結された第２電動機と、を備える。ハイブリッド車の制御装置は、エンジンの回転数を所定エンジン回転数とすると共にエンジンの点火時期を遅角して浄化装置の触媒を暖機する触媒暖機制御を実行する。また、制御装置は車速が所定車速以上のときには触媒暖機制御を禁止する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ハイブリッド車に関し、詳しくは、共線図上に順に並ぶ３軸にこの順に第１電動機の回転軸とエンジンの出力軸と駆動輪および第２電動機に連結された駆動軸とが接続された遊星歯車機構を備えるハイブリッド車に関する。

従来、この種のハイブリッド車に搭載されるエンジンに対する技術として、エンジンの排気系に取り付けられた浄化装置の触媒を暖機する際、膨張行程で点火プラグにより点火すると共にこの膨張行程における点火に同期して筒内噴射弁から燃料を噴射する膨張行程噴射暖機を行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。こうした膨張行程噴射暖機を行なう際には、エンジンの回転数が所定回転数となるように吸入空気量と点火時期とを調整している。

特開２０２１－１７５８８９号公報

しかしながら、共線図上に順に並ぶ３軸にこの順に第１電動機の回転軸とエンジンの出力軸と駆動輪および第２電動機に連結された駆動軸とが接続された遊星歯車機構を備えるハイブリッド車において、高車速で走行しているときに膨張行程噴射暖機を実行すると第１電動機が過回転する場合が生じる。こうした問題に対して、第１電動機の回転数を小さくするためにエンジンの回転数を上昇させることも考えられるが、膨張行程噴射暖機では大幅に点火遅角しているため、エンジンの回転数を上昇させると、エンジンからの出力トルクが変動して振動する場合が生じてしまう。

本発明のハイブリッド車は、高車速で走行しているときに生じ得る振動などの不都合を抑制することを主目的とする。

本発明のハイブリッド車は、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車は、
排気を浄化する触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられたエンジンと、
第１電動機と、
共線図上に順に並ぶ３軸にこの順に前記第１電動機の回転軸と前記エンジンの出力軸と駆動輪に連結された駆動軸とが接続された遊星歯車機構と、
前記駆動軸に回転軸が連結された第２電動機と、
前記第１電動機および前記第２電動機と電力のやりとりが可能な蓄電装置と、
前記エンジンと前記第１電動機と前記第２電動機とを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド車であって、
前記制御装置は、前記エンジンの回転数を所定エンジン回転数とすると共に前記エンジンの点火時期を遅角して前記浄化装置の触媒を暖機する触媒暖機制御を実行するものであり、
前記制御装置は、車速が所定車速以上のときには前記触媒暖機制御を禁止する、
ことを特徴とする。

本発明のハイブリッド車では、ンジンの回転数を所定エンジン回転数とすると共にエンジンの点火時期を遅角して浄化装置の触媒を暖機する触媒暖機制御を実行する。しかし、車速が所定車速以上のときには触媒暖機制御を禁止する。これにより、車速が所定車速以上のときに第１電動機の過回転を抑止する必要からその回転数を抑制するためにエンジンの回転数を上昇させても、触媒暖機制御が禁止されているため、点火時期を大幅に遅角している状態でエンジンの回転数を上昇させることによって生じる出力トルクの変動に伴う振動を抑制することができる。即ち、高車速で走行しているときに生じ得る振動などの不都合を抑制することができる。

こうした本発明のハイブリッド車において、前記制御装置は、車速が前記所定車速以上のときには前記第１電動機の回転数の絶対値が所定電動機回転数以下となるように制御す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。 高車速で走行しているときのプラネタリギヤ３０の共線図の一例を示す説明図である。 ＨＶＥＣＵ７０により実行される急速触媒暖機許否処理の一例を示すフローチャートである。 高車速で走行しているときのプラネタリギヤ３０の共線図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車２０は、図１に示すように、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、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、例えばガソリンや軽油などの燃料を用いて吸気、圧縮、膨張（爆発燃焼）、排気の４行程により動力を出力する６気筒の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、吸気ポートに燃料供給装置１５０から低圧供給管１５３を介して供給される燃料を噴射するポート噴射弁１２６と、筒内に燃料供給装置１５０から高圧供給管１５８を介して供給される燃料を噴射する筒内噴射弁１２７とを有する。筒内噴射弁１２７は燃焼室１２９の頂部の略中央に配置されており、燃料をスプレー状に噴射する。点火プラグ１３０は、筒内噴射弁１２７からスプレー状に噴霧される燃料に点火できるように筒内噴射弁１２７の近傍に配置されている。エンジン２２は、ポート噴射弁１２６と筒内噴射弁１２７とを有することにより、ポート噴射モードと筒内噴射モードと共用噴射モードとのうちの何れかで運転可能となっている。ポート噴射モードでは、エアクリーナ１２２により清浄された空気を吸気管１２３に吸入してスロットルバルブ１２４やサージタンク１２５を通過させると共に、吸気管１２３のサージタンク１２５よりも下流側のポート噴射弁１２６から燃料を噴射し、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１２８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、シリンダボア内で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２３の回転運動に変換する。筒内噴射モードでは、ポート噴射モードと同様に空気を燃焼室１２９に吸入し、吸気行程や圧縮行程において筒内噴射弁１２７から燃料を噴射し、点火プラグ１３０による電気火花により爆発燃焼させてクランクシャフト２３の回転運動を得る。共用噴射モードでは、空気を燃焼室１２９に吸入する際にポート噴射弁１２６から燃料を噴射すると共に吸気行程や圧縮行程において筒内噴射弁１２７から燃料を噴射し、点火プラグ１３０による電気火花により爆発燃焼させてクランクシャフト２３の回転運動を得る。これらの噴射モードは、エンジン２２の運転状態に基づいて切り替えられる。燃焼室１２９から排気バルブ１３３を介して排気管１３４に排出される排気は、浄化装置１３５を介して外気に排出される。浄化装置１３５は、排気中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化触媒（三元触媒）１３５ａを有する。

燃料供給装置１５０は、燃料タンク１５１内の燃料をエンジン２２のポート噴射弁１２６や筒内噴射弁１２７に供給する装置として構成されている。燃料供給装置１５０は、燃料タンク１５１と、フィードポンプ１５２と、低圧供給管１５３と、逆止弁１５４と、リリーフ管１５５と、リリーフバルブ１５６と、高圧ポンプ１５７と、高圧供給管１５８とを備える。

フィードポンプ１５２は、図示しないバッテリからの電力の供給を受けて作動する電動ポンプとして構成されており、燃料タンク１５１内に配置されている。このフィードポンプ１５２は、燃料タンク１５１内の燃料を低圧供給管１５３に供給する。低圧供給管１５３は、ポート噴射弁１２６に接続されている。逆止弁１５４は、低圧供給管１５３に設けられており、フィードポンプ１５２側からポート噴射弁１２６側の方向の燃料の流れを許容すると共に逆方向の燃料の流れを規制する。

リリーフ管１５５は、低圧供給管１５３と燃料タンク１５１とに接続されている。リリーフバルブ１５６は、リリーフ管１５５に設けられ、低圧供給管１５３内の燃圧が閾値Ｐｆｌｏｌｉｍ未満のときには閉弁すると共に低圧供給管１５３内の燃圧が閾値Ｐｆｌｏｌｉｍ以上のときには開弁する。リリーフバルブ１５６が開弁すると、低圧供給管１５３内の燃料の一部がリリーフ管１５５を介して燃料タンク１５１に戻される。このようにして、低圧供給管１５３内の燃圧が過剰になるのを抑制する。

高圧ポンプ１５７は、エンジン２２からの動力（実施例では、吸気バルブ１２８を開閉するインテークカムシャフトの回転）により駆動されると共に低圧供給管１５３の燃料を加圧して高圧供給管１５８に供給するポンプとして構成されている。高圧ポンプ１５７は、その吸入口に接続されて燃料を加圧する際に開閉する電磁バルブ１５７ａと、その吐出口に接続されて燃料の逆流を規制すると共に高圧供給管１５８内の燃圧を保持するチェックバルブ１５７ｂと、エンジン２２の回転（インテークカムシャフトの回転）により作動する（図１における上下方向に移動する）プランジャ１５７ｃとを有する。この高圧ポンプ１５７は、エンジン２２の運転中に、電磁バルブ１５７ａが開弁されたときに、低圧供給管１５３の燃料を吸入し、電磁バルブ１５７ａが閉弁されたときに、プランジャ１５７ｃによって圧縮した燃料をチェックバルブ１５７ｂを介して高圧供給管１５８に断続的に送り込むことにより、高圧供給管１５８に供給する燃料を加圧する。

エンジン２２は、エンジンＥＣＵ２４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やＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。

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２３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。吸気バルブ１２８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１３３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。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１２４ａからのスロットル開度ＴＨや、吸気管１２３のスロットルバルブ１２４よりも上流側に取り付けられたエアフローメータ１２３ａからの吸入空気量Ｑａ、吸気管１２３のスロットルバルブ１２４よりも上流側に取り付けられた温度センサ１２３ｔからの吸気温Ｔａ、サージタンク１２５に取り付けられた圧力センサ１２５ａからのサージ圧Ｐｓも挙げることができる。排気管１３４の浄化装置１３５よりも上流側に取り付けられたフロント空燃比センサ１３７からのフロント空燃比ＡＦ１や、排気管１３４の浄化装置１３５とＰＭフィルタ１３６との間に取り付けられたリヤ空燃比センサ１３８からのリヤ空燃比ＡＦ２も挙げることができる。燃料タンク１５１に取り付けられた燃温センサ１５１ｔからの燃温Ｔｆｔｎｋや、フィードポンプ１５２に取り付けられた回転数センサ１５２ａからのフィードポンプ１５２の回転数Ｎｐ、低圧供給管１５３のポート噴射弁１２６付近（例えば、低圧デリバリパイプ）に取り付けられた燃圧センサ１５３ｐからの低圧燃圧（ポート噴射弁１２６に供給する燃料の圧力）ＰＬ、高圧供給管１５８の筒内噴射弁１２７付近（例えば、高圧デリバリパイプ）に取り付けられた燃圧センサ１５８ｐからの高圧燃圧（筒内噴射弁１２７に供給する燃料の圧力）ＰＨ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への制御信号や、ポート噴射弁１２６への制御信号、筒内噴射弁１２７への制御信号、点火プラグ１３０への制御信号を挙げることができる。燃料供給装置１５０のフィードポンプ１５２への制御信号や、高圧ポンプ１５７の電磁バルブ１５７ａへの制御信号も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からのエンジン２２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、エアフローメータ１２３ａからの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて負荷率（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。

図１に示すように、プラネタリギヤ３０は、シングルピニオンタイプ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、エンジン２２のクランクシャフト２３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やＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。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が入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０に入力される信号としては、例えば、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置センサからの回転位置θｍ１，θｍ２や、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる相電流を検出する図示しない電流センサからの相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２を挙げることができる。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、回転位置センサからのモータ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、上述したように、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により管理されている。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。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図示しない電圧センサからのバッテリ５０の電圧Ｖｂや、バッテリ５０の出力端子に取り付けられた図示しない電流センサからのバッテリ５０の電流Ｉｂ、バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからのバッテリ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、電流センサからのバッテリ５０の電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ５０の蓄電割合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量の割合である。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。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８７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車２０では、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０との協調制御により、基本的には、エンジン２２の運転を伴って走行するハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）と、エンジン２２の運転を伴わずに走行する電動走行モード（ＥＶ走行モード）と、を切り替えてエンジン２２を間欠運転しながら走行する。

ＨＶ走行モードでは、基本的には、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行に要求される（駆動軸３６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）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄ＊を演算する。続いて、走行用パワーＰｄ＊とバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣとに基づいてエンジン２２の目標パワーＰｅ＊を設定し、エンジン２２から目標パワーＰｅ＊が出力されると共に走行用トルク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。設定した目標回転数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＊および目標トルクＴｅ＊に基づいて運転されるように、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、開閉タイミング制御などを行なう。吸入空気量制御は、スロットルバルブ１２４の開度を制御することにより行なわれる。燃料噴射制御は、ポート噴射モードや筒内噴射モード、共用噴射モードでポート噴射弁１２６や筒内噴射弁１２７からの燃料噴射量を制御することにより行なわれる。点火制御は、点火プラグ１３０の点火時期を制御することにより行なわれる。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、ＨＶ走行モードと同様に走行用トルク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、設定したトルク指令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。

ＨＶ走行モードでは、目標パワーＰｅ＊がパワー閾値Ｐｅｒｅｆ未満に至ったときなどに、エンジン２２の停止条件が成立したと判定して、エンジン２２を運転停止してＥＶ走行モードに移行する。ＥＶ走行モードでは、ＨＶ走行モードと同様に演算した目標パワーＰｅ＊がパワー閾値（Ｐｅｒｅｆ＋α）以上に至ったときなどに、エンジン２２の始動条件が成立したと判定して、エンジン２２を始動してＨＶ走行モードに移行する。

実施例のハイブリッド車２０では、エンジン２２の排気管１３４に取り付けられた浄化装置１３５の浄化触媒（三元触媒）１３５ａに対して急速触媒暖機を行なう。浄化装置１３５の急速触媒暖機は、触媒温度Ｔｃが活性化する温度未満の所定温度以下の条件やアクセルオフの条件が成立しているときに行なわれる。急速触媒暖機は、吸気行程や圧縮行程で１回～３回の燃料噴射を行ない、最終の燃料噴射を膨張行程で行なうと共にこの膨張行程における燃料噴射と同期して点火する膨張行程噴射により行なわれる。

こうした急速触媒暖機では、エンジン２２の回転数Ｎｅを所定回転数（例えば１３００ｒｐｍなど）Ｎｅｓｅｔとして、できる限り点火時期Ｔｐを遅角するように制御される。点火時期Ｔｐを遅角すると、燃焼効率が低下するため、吸入空気量を増やすことによってエンジン２２の回転数Ｎｅを維持する。この結果として、燃焼ガス量が増え、エミッション成分の絶対量も増えるが、触媒暖機は促進される。なお、エンジン２２の回転数Ｎｅに基づくフィードバック制御による補正値により点火時期や吸入空気量を補正することによりエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｓｅｔとなるように制御されている。

実施例のハイブリッド車２０では、高車速で走行しているときには、モータＭＧ１が負回転側で過回転する恐れが生じる。この場合、実施例のハイブリッド車２０では、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が下限制限回転数Ｎｍ１ｌｉｍを下回らないようにエンジン２２の回転数Ｎｅを上昇させる制御が行なわれる。図３に高車速で走行しているときのプラネタリギヤ３０の共線図の一例を示す。図中、Ｓ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるプラネタリギヤ３０のサンギヤの回転数Ｎｓ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Ｎｃを示し、３２軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２であるプラネタリギヤ３０のリングギヤ（駆動軸３６）の回転数Ｎｒを示す。いま、車速Ｖが値Ｖ１でエンジン２２を回転数Ｎｅが回転数Ｎｅ１となるように運転している状態（図３中の実線の状態）を考える。このとき、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１は値Ｎｓ１となる。この状態から車速Ｖが値Ｖ１から値Ｖ２になるまで加速したときにエンジン２２の回転数Ｎｅを値Ｎｅ１で保持すれば、図３中の一点鎖線で示すように、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１は下限制限回転数Ｎｍ１ｌｉｍを下回って値Ｎｅ２となり、過回転が生じる。このため、実施例のハイブリッド車２０では、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が下限制限回転数Ｎｍ１ｌｉｍとなるようにエンジン２２の回転数Ｎｅを値Ｎｅ２に上昇させて図３中の破線に示す状態とする。このように、高車速で走行しているときには、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が下限制限回転数Ｎｍ１ｌｉｍを下回らないようにエンジン２２の回転数Ｎｅを上昇させることにより、モータＭＧ１の過回転による不都合（破損など）を抑止している。なお、実施例では、こうした高車速で走行しているときにエンジン２２の回転数Ｎｅを上昇させる制御を高車速時回転数制御と称する。

次に、実施例のハイブリッド車２０による急速触媒暖機の許否の動作について説明する。図４は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される急速触媒暖機許否処理の一例を示すフローチャートである。この急速触媒暖機許否処理は所定時間毎（例えば数十ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

急速触媒暖機許否処理が実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、車速センサ８７からの車速Ｖを入力し（ステップＳ１００）、入力した車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満であるか否かを判定する処理（ステップＳ１１０）を実行する。そして、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満であると判定したときには急速触媒暖機を許可し（ステップＳ１２０）、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上であると判定したときには急速触媒暖機を禁止して（ステップＳ１３０）、本処理を終了する。図５に高車速で走行しているときのプラネタリギヤ３０の共線図の一例を示す。閾値Ｖｒｅｆは、エンジン２２の回転数Ｎｅを急速触媒暖機の際の所定回転数ＮｅｓｅｔとしたときにモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が下限制限回転数Ｎｍ１ｌｉｍとなる車速（図５中の破線の状態における回転数Ｎｒｒｅｆの車速（Ｖｒｅｆ））を用いることができる。

いま、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆより大きな値Ｖ３でエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｓｅｔより大きい値Ｎｅ３であり、且つ、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が下限回転数Ｎｍ１ｌｉｍである状態（図５中の実線の状態）を考える。この状態で急速触媒暖機が行なわれると、エンジン２２の回転数Ｎｅは値Ｎｅ３より小さい所定回転数Ｎｅｓｅｔとされるため、図５中の一点鎖線で示す状態となり、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１は下限回転数Ｎｍ１ｌｉｍより小さい（絶対値としては大きい）値Ｎｓ３となって、モータＭＧ１は過回転の状態となる。実施例では、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上のときには急速触媒暖機を禁止することにより、こうした図５中の一点鎖線の状態（モータＭＧ１が負回転側で過回転となる状態）を回避することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド車２０では、車速Ｖが、エンジン２２の回転数Ｎｅを急速触媒暖機の際の所定回転数ＮｅｓｅｔとしたときにモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が下限制限回転数Ｎｍ１ｌｉｍとなる車速（閾値Ｖｒｅｆ）以上のときには、急速触媒暖機を禁止する。これにより、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上のときに急速触媒暖機が行なわれることによってモータＭＧ１が負回転側で過回転となるのを抑止することができる。また、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上のときに急速触媒暖機によるモータＭＧ１の過回転を回避するために急速触媒暖機中のエンジン２２の回転数Ｎｅを所定回転数Ｎｅｓｅｔから上昇させる制御（高車速時回転数制御）を回避することができる。この結果、急速触媒暖機中の点火時期を大幅に遅角している状態でエンジンの回転数を上昇させることによって生じる出力トルクの変動に伴う振動を抑制することができる。即ち、高車速で走行しているときに生じ得る振動などの不都合を抑制することができる。

実施例のハイブリッド車２０では、急速触媒暖機として、エンジン２２の回転数Ｎｅを所定回転数Ｎｅｓｅｔとし、吸気行程や圧縮行程で１回～３回の燃料噴射を行ない、最終の燃料噴射を膨張行程で行なうと共にこの膨張行程における燃料噴射と同期して点火する膨張行程噴射により行なうものとした。しかし、急速触媒暖機としては、エンジン２２の回転数Ｎｅを所定回転数Ｎｅｓｅｔとして点火時期を遅角することにより触媒１３５ａを暖機するものであれば、燃焼噴射については如何なるタイミングで噴射するものとしても構わない。

実施例のハイブリッド車２０では、筒内噴射弁１２７を燃焼室１２９の頂部の略中央に配置すると共に点火プラグ１３０を筒内噴射弁１２７の近傍に配置するものとした。しかし、筒内噴射弁１２７を燃焼室１２９の側部に配置すると共に点火プラグ１３０を燃焼室１２９の頂部中央に配置するものとしても構わない。

実施例のハイブリッド車２０では、駆動軸３６に直接モータＭＧ２の回転軸を連結するものとしたが、駆動軸３６にリダクションギヤを介してモータＭＧ２の回転軸を連結するものとしても構わない。

実施例のハイブリッド車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。しかし、これらのうちの少なくとも２つを一体に構成す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、浄化装置１３５が「浄化装置」に相当し、モータＭＧ１が「第１電動機」に相当し、プラネタリギヤ３０が「遊星歯車機構」に相当し、モータＭＧ２が「第２電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電装置」に相当し、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とＨＶＥＣＵ７０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、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。

２０ ハイブリッド車、２２ エンジン、２３ クランクシャフト、２４ エンジンＥＣＵ、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ＥＣＵ、４１，４２ インバータ、５０ バッテリ、５２ バッテリＥＣＵ、５４ 電力ライン、７０ 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、８７ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２３ 吸気管、１２３ａ エアフローメータ、１２３ｔ 温度センサ、１２４ スロットルバルブ、１２４ａ スロットルバルブポジションセンサ、１２５ サージタンク、１２５ａ 圧力センサ、１２６ ポート噴射弁、１２７ 筒内噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１２９ 燃焼室、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３３ 排気バルブ、１３４ 排気管、１３５ 浄化装置、１３５ａ 浄化触媒、１３６ ＰＭフィルタ、１３６ａ 差圧センサ、１３７ フロント空燃比センサ、１３８ リヤ空燃比センサ、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、１５０ 燃料供給装置、１５１ 燃料タンク、１５１ｔ 燃温センサ、１５２ フィードポンプ、１５２ａ 回転数センサ、１５３ 低圧供給管、１５３ｐ 燃圧センサ、１５４ 逆止弁、１５５ リリーフ管、１５６ リリーフバルブ、１５７ 高圧ポンプ、１５７ａ 電磁バルブ、１５７ｂ チェックバルブ、１５７ｃ プランジャ、１５８ 高圧供給管、１５８ｐ 燃圧センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (2)

1. 排気を浄化する触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられたエンジンと、
   第１電動機と、
   共線図上に順に並ぶ３軸にこの順に前記第１電動機の回転軸と前記エンジンの出力軸と駆動輪に連結された駆動軸とが接続された遊星歯車機構と、
   前記駆動軸に回転軸が連結された第２電動機と、
   前記第１電動機および前記第２電動機と電力のやりとりが可能な蓄電装置と、
   前記エンジンと前記第１電動機と前記第２電動機とを制御する制御装置と、
   を備えるハイブリッド車であって、
   前記制御装置は、前記エンジンの回転数を所定エンジン回転数とすると共に前記エンジンの点火時期を遅角して前記浄化装置の触媒を暖機する触媒暖機制御を実行するものであり、
   前記制御装置は、車速が所定車速以上のときには前記触媒暖機制御を禁止する、
   ことを特徴とするハイブリッド車。
2. 請求項１記載のハイブリッド車であって、
   前記制御装置は、車速が前記所定車速以上のときには前記第１電動機の回転数の絶対値が所定電動機回転数以下となるように制御する、
   ハイブリッド車。

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