JP2024082154A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】触媒暖機時の内燃機関の吹け上がりを抑制する。【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置は、駆動輪へ駆動力を供給し回生制動により発電する走行用モータジェネレータと、内燃機関により駆動され発電する発電用モータジェネレータと、前記走行用モータジェネレータおよび前記発電用モータジェネレータによって充放電される蓄電装置と、を備え、前記蓄電装置の充電性能の制限状況に応じて前記発電用モータジェネレータによる発電量が制限されるハイブリッド車両に設けられ、触媒暖機制御部を備える。触媒暖機制御部は、触媒暖機時に、前記内燃機関の冷却水の水温および前記内燃機関の回転数に基づいて、前記回転数が大きいほど前記水温に応じて定まる遅角量を減少させ、減少させた前記遅角量となるように遅角補正制御を行うとともに、前記遅角量の減少量が大きいほどスロットル開度を減少させる制御を行う。【選択図】図４

Description

本開示は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。

従来、電動機および内燃機関の２種類の動力源を備えるハイブリット車両が知られている。特に、シリーズ方式のハイブリッド車両では、内燃機関に直結された発電用モータジェネレータで発電を行い、発電した電力を蓄電装置に蓄電するとともにタイヤ軸に直結された走行用モータジェネレータを駆動することで走行することが知られている。車両は、加速時には走行用モータジェネレータの駆動により力行し、減速時には走行用モータジェネレータによる回生によって減速エネルギーを蓄電装置に蓄電することで効率よく走行する。

ハイブリッド車両などの車両では、排ガスを浄化する触媒を暖機するための触媒暖機が行われている。触媒暖機時には、触媒暖機性の向上の観点から、発電用モータジェネレータの発電量に拘わらず内燃機関の出力を一定に制御することが行われている(例えば、特許文献１参照)。

特開２００４－２５１１７８号公報

ハイブリッド車両では、超低温環境などの蓄電装置の充電性能が制限される状況などでは、発電用モータジェネレータによる発電量の制限が行われる場合がある。触媒暖機時に発電用モータジェネレータによる発電量が制限されると、内燃機関の出力が発電用モータジェネレータの出力を上回り、内燃機関の回転数が上昇する吹け上がりが発生する場合があった。このため、従来技術では、触媒暖機時に内燃機関の吹け上がりが発生する場合があった。

本開示が解決しようとする課題は、触媒暖機時の吹け上がりを抑制することができる、ハイブリッド車両の制御装置を提供することである。

本開示にかかるハイブリッド車両の制御装置は、駆動輪へ駆動力を供給し回生制動により発電する走行用モータジェネレータと、内燃機関により駆動され発電する発電用モータジェネレータと、前記走行用モータジェネレータおよび前記発電用モータジェネレータによって充放電される蓄電装置と、を備え、前記蓄電装置の充電性能の制限状況に応じて前記発電用モータジェネレータによる発電量が制限されるハイブリッド車両に設けられ、触媒暖機制御部を備える。触媒暖機制御部は、触媒暖機時に、前記内燃機関の冷却水の水温および前記内燃機関の回転数に基づいて、前記回転数が大きいほど前記水温に応じて定まる遅角量を減少させ、減少させた前記遅角量となるように遅角補正制御を行うとともに、前記遅角量の減少量が大きいほどスロットル開度を減少させる制御を行う。

本開示にかかるハイブリッド車両の制御装置によれば、触媒暖機時の内燃機関の吹け上がりを抑制することができる。

図１は、車両の概略構成を示す図である。 図２は、車両用制御装置のハードウェア構成図である。 図３は、内燃機関の概略を示す構成図である。 図４は、触媒暖機制御部が実行する情報処理の流れを示すフローチャートである。 図５は、触媒暖機時にＨＥＶ＿ＥＣＵが実行する情報処理の流れを示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照して、本開示に係るハイブリッド車両の制御装置の実施形態を説明する。

図１は、本実施形態の車両１の概略構成を示す図である。車両１は、ハイブリッド車両の一例である。本実施形態では、車両１がシリーズ方式のハイブリッド車両である形態を一例として説明する。

車両１は、車両用制御装置１０と、内燃機関１２と、発電用モータジェネレータ１４と、走行用モータジェネレータ１６と、蓄電装置１８と、を備える。

内燃機関１２は、エンジンである。内燃機関１２は、例えば、複数の気筒を包有する４ストロークエンジン等である。

発電用モータジェネレータ１４は、内燃機関１２により駆動されて発電する。内燃機関１２の回転軸であるクランクシャフトは、発電用モータジェネレータ１４の回転軸と歯車機構を介して機械的に接続されている。内燃機関１２が出力する回転駆動力が発電用モータジェネレータ１４に入力されることで、発電用モータジェネレータ１４が発電する。発電用モータジェネレータ１４で発電された電力は、蓄電装置１８に充電され、走行用モータジェネレータ１６に供給される。

また、発電用モータジェネレータ１４は、回転駆動力を発生させて内燃機関１２のクランクシャフトを回転駆動する電動機としても機能する。例えば、発電用モータジェネレータ１４は、停止している内燃機関１２を始動するクランキングを実行する。

走行用モータジェネレータ１６は、駆動輪２２へ駆動力を供給し回生制動により発電する。詳細には、走行用モータジェネレータ１６は、発電用モータジェネレータ１４および蓄電装置１８から供給された電力により車両１の走行のための駆動力を発生させ、減速機６１を介して駆動力を駆動輪２２に出力する。また、走行用モータジェネレータ１６は、駆動輪２２に連れ回されて回転することで発電し、車両１の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。この回生制動により発電された電力は、蓄電装置１８に充電される。

蓄電装置１８の容量一杯にまで電力が蓄えられており、それ以上の充電が困難な場合がある。この場合、走行用モータジェネレータ１６の回生制動により発電された電力は発電用モータジェネレータ１４に供給され、発電用モータジェネレータ１４を電動機として駆動させて内燃機関１２を回転駆動する余剰電力消費が行われる。余剰電力消費により、車両１の制動性能を維持しながら、余剰電力が消費される。

蓄電装置１８は、発電用モータジェネレータ１４および走行用モータジェネレータ１６によって充放電される。蓄電装置１８は、発電用モータジェネレータ１４および走行用モータジェネレータ１６の各々で発電された電力を充電して蓄える。また、蓄電装置１８は、発電用モータジェネレータ１４および走行用モータジェネレータ１６の各々を電動機として作動させるための電力を放電し、発電用モータジェネレータ１４および走行用モータジェネレータ１６の各々に必要な電力を供給する。蓄電装置１８は、例えば、バッテリ、またはキャパシタなどである。

インバータ２４およびインバータ２６は、ＰＣＵ（Power Control Unit）の一部として機能する。

インバータ２４は、発電用モータジェネレータ１４で発電された交流電力を直流電力に変換し、蓄電装置１８およびインバータ２６の少なくとも一方へ出力する。また、インバータ２４は、発電用モータジェネレータ１４を電動機として作動させる際、蓄電装置１８およびインバータ２６の少なくとも一方から供給される直流電力を交流電力に変換し、発電用モータジェネレータ１４へ出力する。

インバータ２６は、蓄電装置１８およびインバータ２４の少なくとも一方から供給される直流電力を交流電力に変換し、走行用モータジェネレータ１６へ出力する。また、インバータ２６は、回生制動により走行用モータジェネレータ１６で発電された交流電力を直流電力に変換し、蓄電装置１８およびインバータ２４の少なくとも一方へ出力する。

車両用制御装置１０は、車両１を制御するコントローラである。車両用制御装置１０は、ハイブリッド車両の制御装置の一例である。

車両用制御装置１０は、車両１に搭載された各種のセンサによる検出結果を取得する。例えば、車両用制御装置１０は、車両１の車速、蓄電装置１８の環境温度、蓄電装置１８に対する充放電電流、蓄電装置１８の残容量、アクセル開度、シフトポジション、スイッチのＯＮ／ＯＦＦ、路面の勾配、発電用モータジェネレータ１４の発電電力、走行用モータジェネレータ１６の発電電力、などを取得する。車両用制御装置１０は、これらの検出結果に応じて、走行用モータジェネレータ１６の回転駆動力、内燃機関１２の回転駆動力、および発電用モータジェネレータ１４が発電する電力の大きさなどを制御する。

車両用制御装置１０は、例えば、ＨＥＶ＿ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０、エンジンＥＣＵ３２、発電機ＥＣＵ３４、バッテリＥＣＵ３６、および駆動機ＥＣＵ３８を有する。

ＨＥＶ＿ＥＣＵ３０、エンジンＥＣＵ３２、発電機ＥＣＵ３４、バッテリＥＣＵ３６、および駆動機ＥＣＵ３８は、ＣＡＮ（Controller Area Network）などの電気通信回線を介して相互に通信可能に接続されている。

ＨＥＶ＿ＥＣＵ３０は、エンジンＥＣＵ３２、発電機ＥＣＵ３４、バッテリＥＣＵ３６、および駆動機ＥＣＵ３８などを相互に管理し制御する。ＨＥＶ＿ＥＣＵ３０は、内燃機関１２の出力、発電用モータジェネレータ１４および走行用モータジェネレータ１６の出力などを車両負荷や走行状態などに応じて最適配分し、車両１が最も効率よく走行可能となるように車両１のハイブリッドシステム全体を制御する。

エンジンＥＣＵ３２は、内燃機関１２を制御するエンジンコントローラである。エンジンＥＣＵ３２は、触媒暖機制御部３２Ａを備える。触媒暖機制御部３２Ａの詳細は後述する。発電機ＥＣＵ３４は、発電用モータジェネレータ１４およびインバータ２４を制御するコントローラである。バッテリＥＣＵ３６は、蓄電装置１８を制御するコントローラである。駆動機ＥＣＵ３８は、走行用モータジェネレータ１６およびインバータ２６を制御するコントローラである。

図２は、車両用制御装置１０の一例のハードウェア構成図である。

車両用制御装置１０に設けられたＨＥＶ＿ＥＣＵ３０、エンジンＥＣＵ３２、発電機ＥＣＵ３４、バッテリＥＣＵ３６、および駆動機ＥＣＵ３８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１Ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１Ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１Ｃ、およびＩ／Ｆ１１Ｄなどがバス１１Ｅにより相互に接続され、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成である。

ＣＰＵ１１Ａは、本実施形態の車両用制御装置１０を制御する演算装置である。ＲＯＭ１１Ｂは、ＣＰＵ１１Ａによる各種処理を実現するプログラムなどを記憶する。ＲＡＭ１１Ｃは、ＣＰＵ１１Ａによる各種処理に必要なデータを記憶する。Ｉ／Ｆ１１Ｄは、データを送受信するためのインタフェースである。

本実施形態の車両用制御装置１０で実行される情報処理を実行するためのプログラムは、ＲＯＭ１１Ｂなどに予め組み込んで提供される。なお、本実施形態の車両用制御装置１０で実行されるプログラムは、車両用制御装置１０にインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供するように構成してもよい。

図３は、内燃機関１２の概略の一例を示す構成図である。

内燃機関１２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能なエンジンとして構成されている。

内燃機関１２は気筒４１を備える。気筒４１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ４２が設けられている。気筒４１の燃焼室の天井部には、点火プラグ４３が取り付けられている。点火プラグ４３は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。

吸気を供給するための吸気通路４４は、外部から空気を取り入れて気筒４１の吸気ポートへと導く。吸気通路４４上には、エアクリーナ４５、電子スロットルバルブ４６、サージタンク４７、および吸気マニホルド４８が、吸気の上流から下流側に向かってこの順に配置されている。排気を排出するための排気通路４９は、気筒４１内での燃料燃焼により発生した排気を気筒４１の排気ポートから外部へと導く。排気通路４９上には、排気マニホルド５０および排気浄化用の三元触媒５１が配置されている。

三元触媒５１は、内燃機関１２の排気を浄化する触媒である。三元触媒５１は、所定温度以上で活性化し、炭化水素および一酸化炭素の酸化と、窒素酸化物の還元とを同時に行う、車両用の内燃機関に搭載されるものとして周知のものである。

内燃機関１２は、エアクリーナ４５により清浄された空気を、電子スロットルバルブ４６を介して吸入する。内燃機関１２は、インジェクタ４２から燃料を噴射して吸入された空気と混合した混合気を、吸気マニホルド４８を介して燃料室である気筒４１内に吸入する。気筒４１内に吸入した混合気は点火プラグ４３による電気火花によって爆発燃焼され、そのエネルギーにより押し下げられるピストンの往復運動をクランクシャフトの回転運動に変換することで内燃機関１２が駆動する。内燃機関１２からの排気は、排気通路４９および三元触媒５１を介して外気へ排出される。

内燃機関１２は、エンジンＥＣＵ３２の制御によって駆動する。

エンジンＥＣＵ３２には、車両１および内燃機関１２に設けられた各種のセンサの各々による検出結果を表す信号が入力される。例えば、エンジンＥＣＵ３２には、内燃機関１２の冷却水温を検出する水温センサで検出された水温を表す水温信号、および、内燃機関１２の回転数を検出するエンジン回転数センサで検出された回転数を表す回転数信号が入力される。内燃機関１２の回転数は、エンジン回転数と称する場合がある。また、エンジンＥＣＵ３２には、車両１の実車速を表す車速信号、アクセル開度を表すアクセル開度信号、吸気通路４４内の吸気温及び吸気圧を表す吸気温・吸気圧信号、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの複数のカム角を表すカム角信号等の各種の信号が入力される。

エンジンＥＣＵ３２は、入力された信号に応じて内燃機関１２の駆動を制御する。例えば、エンジンＥＣＵ３２は、入力された信号に応じて、吸気量の推算、燃料噴射量、燃料噴射タイミング、燃料噴射圧、点火タイミング、要求ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）量等の各種運転パラメータを決定する。運転パラメータの決定手法には、既知のものを採用することが可能である。エンジンＥＣＵ３２は、運転パラメータに対応した各種制御信号を内燃機関１２の各機構へ出力する。例えば、エンジンＥＣＵ３２は、点火プラグ４３のイグナイタに対して点火信号、インジェクタ４２に対して燃料噴射信号、電子スロットルバルブ４６に対して開度操作信号等を出力する。

エンジンＥＣＵ３２は、触媒暖機制御部３２Ａを備える。

触媒暖機制御部３２Ａは、触媒暖機のための遅角補正制御を行う。触媒暖機のための遅角補正制御とは、触媒である三元触媒５１を暖機し活性温度に昇温させ該三元触媒５１を活性状態とするために、点火プラグ４３の点火時期の遅角補正を行う制御である。点火時期を遅角させることで排気温度が上昇し三元触媒５１の触媒暖機を促進させることが可能となる。触媒暖機制御部３２Ａは、内燃機関１２の始動時などの三元触媒５１の温度が活性温度未満であると推定されるとき等に、触媒暖機のための遅角補正制御を行う。

ここで、触媒暖機時には、エンジンＥＣＵ３２は、触媒暖機性の向上の観点から、発電用モータジェネレータ１４による発電量に拘わらず内燃機関１２の出力が一定になるように制御する。

また、ＨＥＶ＿ＥＣＵ３０は、超低温環境などの蓄電装置１８の充電性能が制限される状況では、蓄電装置１８の劣化抑制の観点から、発電用モータジェネレータ１４による発電量を制限するように制御する。

しかし、触媒暖機時に発電用モータジェネレータ１４による発電量が制限されると、出力一定に制御されている内燃機関１２の出力が発電用モータジェネレータ１４の出力を上回り、内燃機関１２の回転数が上昇する吹け上がりが発生する場合がある。

そこで、本実施形態の触媒暖機制御部３２Ａは、触媒暖機時に、内燃機関１２の回転数が大きいほど電子スロットルバルブ４６のスロットル開度を減少させる制御を行う。触媒暖機制御部３２Ａが触媒暖機時に内燃機関１２の回転数に応じてスロットル開度を減少させる制御を行うことで、内燃機関１２への空気流入量が減少され、触媒暖機時の内燃機関１２の吹け上がりを抑制することができる。

なお、電子スロットルバルブ４６のスロットル開度を減少させると吹け上がりは抑制されるものの、点火時期の遅角度合いと空気流入量とのバランスがとれず内燃機関１２の燃焼安定性が得られなくなる場合がある。内燃機関１２の燃焼安定性が得られなくなると、内燃機関１２の失火や、排気に含まれる未燃焼成分の上昇による排気エミッション悪化が生じる場合がある。

そこで、本実施形態の触媒暖機制御部３２Ａは、内燃機関１２の冷却水の水温および内燃機関１２の回転数に基づいて、回転数が大きいほど水温に応じて定まる遅角量を減少させ、減少させた遅角量となるように遅角補正制御を行う。

触媒暖機制御部３２Ａが、冷却水の水温に加えて内燃機関１２の回転数を用い、回転数が大きいほど水温に応じて定まる遅角量を減少させることで、内燃機関１２の燃焼安定性の低下を抑制し、失火および排気エミッションの悪化を抑制することが可能となる。

以下、触媒暖機制御部３２Ａによる制御について詳細に説明する。

触媒暖機制御部３２Ａは、触媒暖機時に以下の制御を実行する。

触媒暖機制御部３２Ａは、水温センサで検出された水温信号によって表される内燃機関１２の冷却水の水温とエンジン回転数センサで検出された内燃機関１２の回転数と、を取得する。

触媒暖機制御部３２Ａは、取得した水温に応じた遅角量を決定する。水温に応じた遅角量の決定方法には、公知の方法を用いればよい。例えば、触媒暖機制御部３２Ａは、取得した水温が低温状態であるほど大きい遅角量を決定する。

そして、触媒暖機制御部３２Ａは、更に、取得した回転数が大きいほど、水温に応じて決定した遅角量を減少させる。すなわち、触媒暖機制御部３２Ａは、エンジン回転数である回転数が大きいほど、点火プラグ４３の点火時期を遅角させる量がより減少するように、水温に応じて決定した遅角量を減少させる。

触媒暖機制御部３２Ａが、エンジン回転数が大きいほど、水温に応じて決定した遅角量をより減少させることで、安定燃焼のための最適な点火時期からの遅角量が減少する。このため、触媒暖機制御部３２Ａは、内燃機関１２の燃焼安定性の低下を抑制し、失火および排気エミッションの悪化を抑制可能な遅角量を決定することができる。

また、触媒暖機制御部３２Ａは、水温およびエンジン回転数に応じて決定した遅角量を用いて、スロットル開度を決定する。

詳細には、触媒暖機制御部３２Ａは、水温に応じて決定した遅角量に対する回転数を用いて減少させた後の遅角量の減少量が大きいほど、空気流入量がより少なくなるように、より減少したスロットル開度を決定する。上述したように、触媒暖機制御部３２Ａは、回転数が大きいほど、水温に応じて決定した遅角量を減少させる。このため、触媒暖機制御部３２Ａは、回転数を用いて減少させる前の遅角量に対する回転数を用いて減少させた後の遅角量への減少量に応じたスロットル開度を決定することで、内燃機関１２のエンジン回転数が大きいほど、より減少したスロットル開度を決定する。

また、触媒暖機制御部３２Ａは、水温および回転数に応じて決定した遅角量が小さいほど、より減少したスロットル開度を決定することで、エンジン回転数が大きいほどより減少したスロットル開度を決定してもよい。この場合、例えば、触媒暖機制御部３２Ａは、水温および回転数に応じて決定される遅角量と、上記条件を満たすスロットル開度と、の関係を表すテーブルを予め記憶する。そして、触媒暖機制御部３２Ａは、該テーブルにおける、水温および回転数に応じて決定した遅角量に対応するスロットル開度を特定することで、スロットル開度を決定してよい。

触媒暖機制御部３２Ａは、触媒暖機時に、水温および回転数に応じて決定した遅角量を用いた遅角補正制御を行うとともに、決定したスロットル開度となるように電子スロットルバルブ４６のスロットル開度を制御する。

詳細には、例えば、触媒暖機制御部３２Ａは、点火プラグ４３の点火時期の遅角量が水温および回転数に応じて決定した遅角量に達するまで、一周期（例えば０．１６ｍｓ）ごとに所定量だけ点火時期を遅角する。そして、触媒暖機制御部３２Ａは、点火時期の遅角量が水温および回転数に応じて決定した遅角量に達すると、点火時期の遅角量を水温および回転数に応じて決定した遅角量に保つ。これらの制御により、触媒暖機制御部３２Ａは、水温および回転数に応じて決定した遅角量を用いた遅角補正制御を行う。

また、触媒暖機制御部３２Ａは、上記遅角補正制御と共に、決定したスロットル開度となるように電子スロットルバルブ４６のスロットル開度を制御するスロットル開度制御を行う。

触媒暖機制御部３２Ａは、水温およびエンジン回転数に応じた遅角量の決定、スロットル開度の決定、上記遅角補正制御、および上記スロットル開度制御を、触媒暖機の終了条件を満たすと判断するまで、継続して実行する。

このため、触媒暖機制御部３２Ａは、触媒暖機時の内燃機関１２の吹け上がりを抑制することができる。また、触媒暖機制御部３２Ａは、触媒暖機時の内燃機関１２の燃焼安定性の低下を抑制し、失火および排気エミッションの悪化を抑制することができる。

次に、本実施形態のエンジンＥＣＵ３２の触媒暖機制御部３２Ａで実行する情報処理の流れの一例を説明する。

図４は、本実施形態の触媒暖機制御部３２Ａで実行される情報処理の流れの一例を示すフローチャートである。

触媒暖機制御部３２Ａは、触媒暖機の実行条件を満たすか否かを判断する（ステップＳ１００）。例えば、触媒暖機制御部３２Ａは、内燃機関１２のエンジン始動が完了した直後であるか、三元触媒５１の温度が活性温度未満であるか、等の予め定めた触媒暖機の実行条件を満たすか否かを判別することで、ステップＳ１００の判断を行う。ステップＳ１００で否定判断すると（ステップＳ１００：Ｎｏ）、本ルーチンを終了する。ステップＳ１００で肯定判断すると（ステップＳ１００：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２へ進む。

触媒暖機制御部３２Ａは、触媒暖機要求信号をＨＥＶ＿ＥＣＵ３０へ送信する（ステップＳ１０２）。触媒暖機制御部３２Ａは、触媒暖機要求信号に対する応答としてＨＥＶ＿ＥＣＵ３０から受信した信号が、触媒暖機許可を表す信号である場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６へ進む。ＨＥＶ＿ＥＣＵ３０から受信した信号が触媒暖機非許可を表す信号である場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、本ルーチンを終了する。

触媒暖機制御部３２Ａは、水温センサで検出された内燃機関１２の水温信号によって表される水温、およびエンジン回転数センサで検出された内燃機関１２の回転数、を用いて遅角量を決定する（ステップＳ１０６）。触媒暖機制御部３２Ａは、水温に応じた遅角量を決定し、回転数が大きいほど、水温に応じて決定した遅角量を減少させることで、遅角量を決定する。

触媒暖機制御部３２Ａは、ステップＳ１０６で決定した遅角量を用いて、スロットル開度を決定する（ステップＳ１０８）。触媒暖機制御部３２Ａは、水温に応じて決定した遅角量に対する回転数を用いて減少させた後の遅角量の減少量が大きいほど、より減少したスロットル開度を決定する。すなわち、触媒暖機制御部３２Ａは、内燃機関１２のエンジン回転数が大きいほど、より減少したスロットル開度を決定する。

触媒暖機制御部３２Ａは、ステップＳ１０６で決定した遅角量を用いた遅角補正制御を行うとともに、ステップＳ１０８で決定したスロットル開度となるように電子スロットルバルブ４６のスロットル開度を制御する（ステップＳ１１０）。

触媒暖機制御部３２Ａは、触媒暖機を終了するか否かを判断する（ステップＳ１１２）。触媒暖機制御部３２Ａは、触媒暖機終了条件を満たすか否かを判別することで、ステップＳ１１２の判断を行う。例えば、触媒暖機制御部３２Ａは、三元触媒５１が活性化温度に上昇したことが検出された場合や、車両１のシフトポジションが非走行レンジから走行レンジに変化した場合などに、触媒暖機終了条件を満たすと判断する。ステップＳ１１２で否定判断すると（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、上記ステップＳ１０６へ戻る。ステップＳ１１２で肯定判断すると（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）、本ルーチンを終了する。

次に、本実施形態のＨＥＶ＿ＥＣＵ３０で実行する情報処理の流れの一例を示す。

図５は、触媒暖機時にＨＥＶ＿ＥＣＵ３０が実行する情報処理の流れの一例を示すフローチャートである。

ＨＥＶ＿ＥＣＵ３０は、エンジンＥＣＵ３２から触媒暖機要求信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ２００）。ステップＳ２００で否定判断すると（ステップＳ２００：Ｎｏ）、本ルーチンを終了する。ステップＳ２００で肯定判断すると（ステップＳ２００：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０２へ進む。

ステップＳ２０２では、ＨＥＶ＿ＥＣＵ３０は、触媒暖機の許可条件を満たすか否かを判断する（ステップＳ２０２）。例えば、ＨＥＶ＿ＥＣＵ３０には、車両１の走行状態を表す走行モードごとに、エンジンＥＣＵ３２、発電機ＥＣＵ３４、バッテリＥＣＵ３６、および駆動機ＥＣＵ３８の各々から受信する信号の優先順位が予め定められている。ＨＥＶ＿ＥＣＵ３０は、現在の車両１の走行状態に対応する信号の優先順位が、エンジンＥＣＵ３２からの受信信号を他のＥＣＵ（発電機ＥＣＵ３４、バッテリＥＣＵ３６、駆動機ＥＣＵ３８）からの受信信号より高い優先順位とすることを表す場合、触媒暖機の許可条件を満たすと判断する。ＨＥＶ＿ＥＣＵ３０は、許可条件を満たすと判断した場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、触媒暖機許可を表す信号をエンジンＥＣＵ３２へ送信し（ステップＳ２０４）、本ルーチンを終了する。ＨＥＶ＿ＥＣＵ３０は、許可条件を満たさないと判断した場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、触媒暖機非許可を表す信号をエンジンＥＣＵ３２へ送信し（ステップＳ２０６）、本ルーチンを終了する。

以上説明したように、本実施形態の車両用制御装置１０（ハイブリッド車両の制御装置）は、駆動輪２２へ駆動力を供給し回生制動により発電する走行用モータジェネレータ１６と、内燃機関１２により駆動され発電する発電用モータジェネレータ１４と、走行用モータジェネレータ１６および発電用モータジェネレータ１４によって充放電される蓄電装置１８と、を備え、蓄電装置１８の充電性能の制限状況に応じて発電用モータジェネレータ１４による発電量が制限される車両１（ハイブリッド車両）に設けられている。車両用制御装置１０は、触媒暖機制御部３２Ａを備える。触媒暖機制御部３２Ａは、触媒暖機時に、内燃機関１２の冷却水の水温および内燃機関１２の回転数に基づいて、回転数が大きいほど水温に応じて定まる遅角量を減少させ、減少させた遅角量となるように遅角補正制御を行うとともに、遅角量の減少量が大きいほどスロットル開度を減少させる制御を行う。

触媒暖機制御部３２Ａが触媒暖機時に、内燃機関１２の回転数が大きいほど減少させる、遅角量の減少量が大きいほど、スロットル開度を減少させる制御を行うことで、触媒暖機時の内燃機関１２への空気流入量が減少され、触媒暖機時の内燃機関１２の吹け上がりを抑制することができる。

例えば、触媒暖機時には、エンジンＥＣＵ３２は、触媒暖機性の向上の観点から、発電用モータジェネレータ１４による発電量に拘わらず内燃機関１２の出力が一定になるように制御する。また、ＨＥＶ＿ＥＣＵ３０は、超低温環境などの蓄電装置１８の充電性能が制限される状況では、蓄電装置１８の劣化抑制の観点から、発電用モータジェネレータ１４による発電量を制限するように制御する。

ここで、従来技術では、触媒暖機時の遅角量を内燃機関１２の水温のみから決定し、決定した水温に応じたスロットル開度を決定していた。しかし、従来技術では、発電用モータジェネレータ１４による発電量が制限されている状態で触媒暖機を行うと、触媒暖機時の内燃機関１２の出力が一定となり、内燃機関１２の出力が発電用モータジェネレータ１４の出力を上回り、内燃機関１２の回転数が吹け上がる場合があった。

一方、本実施形態では、車両用制御装置１０の触媒暖機制御部３２Ａは、触媒暖機時に、内燃機関１２の回転数が大きいほど減少させる、遅角量の減少量が大きいほどスロットル開度を減少させる制御を行う。

このため、本実施形態の車両用制御装置１０の触媒暖機制御部３２Ａは、触媒暖機時に発電用モータジェネレータ１４による発電量が制限される場合であっても、内燃機関１２の出力が発電用モータジェネレータ１４の出力を上回ることを抑制することができ、内燃機関１２の吹け上がりを抑制することができる。

従って、本実施形態の車両用制御装置１０は、触媒暖機時の内燃機関１２の吹け上がりを抑制することができる。

また、本実施形態の車両用制御装置１０は、内燃機関１２の吹け上がり抑制のために単に触媒暖機を中断制御する場合に比べて、触媒暖機を継続しつつ、触媒暖機時の内燃機関１２の吹け上がりを抑制することができる。

また、本実施形態の車両用制御装置１０は、触媒暖機中に発電用モータジェネレータ１４の出力に応じて内燃機関１２の出力を抑制する制御に比べて、内燃機関１２の回転数の低下を抑制することができる。このため、本実施形態の車両用制御装置１０は、触媒暖機時に内燃機関１２の回転数が低下し、三元触媒５１に与える熱が変動して三元触媒５１を十分に活性化出来ない状態となることを抑制することができる。

また、本実施形態の触媒暖機制御部３２Ａは、内燃機関１２の冷却水の水温および内燃機関１２の回転数に基づいて、回転数が大きいほど水温に応じて定まる遅角量を減少させ、減少させた遅角量となるように遅角補正制御を行う。

このため、本実施形態の車両用制御装置１０は、上記効果に加えて、触媒暖機時の内燃機関１２の燃焼安定性の低下を抑制し、失火および排気エミッションの悪化を抑制することができる。

また、本実施形態の車両用制御装置１０では、触媒暖機制御部３２Ａが、内燃機関１２の水温および内燃機関１２の回転数に応じて上記処理を行うため、車両１および車両用制御装置１０のシステム構成の変更を行うことなく、制御方法を変更することで、上記効果を得ることができる。このため、本実施形態の車両用制御装置１０は、上記効果に加えて、費用および質量の増加を招くことなく、触媒暖機時の内燃機関１２の吹け上がり、内燃機関１２の失火、および排気エミッションの悪化、を抑制することができる。

本実施形態の車両用制御装置１０で実行される上記各処理を実行するためのプログラムは、ＨＤＤに記憶されていてもよい。また、本実施形態の車両用制御装置１０で実行される上記各処理を実行するためのプログラムは、ＲＯＭ１１Ｂに予め組み込まれて提供されていてもよい。

また、上記実施形態の車両用制御装置１０で実行される上記処理を実行するためのプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、メモリカード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、フレキシブルディスク（ＦＤ）などのコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されてコンピュータプログラムプロダクトとして提供されるようにしてもよい。また、本実施形態の車両用制御装置１０で実行される上記処理を実行するためのプログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するようにしてもよい。また、本実施形態の車両用制御装置１０で実行される上記処理を実行するためのプログラムを、インターネットなどのネットワーク経由で提供または配布するようにしてもよい。

なお、上記には、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態およびその変形は、発明の範囲および要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 車両
１０ 車両用制御装置
３２Ａ 触媒暖機制御部

Claims (2)

1. 駆動輪へ駆動力を供給し回生制動により発電する走行用モータジェネレータと、内燃機関により駆動され発電する発電用モータジェネレータと、前記走行用モータジェネレータおよび前記発電用モータジェネレータによって充放電される蓄電装置と、を備え、前記蓄電装置の充電性能の制限状況に応じて前記発電用モータジェネレータによる発電量が制限されるハイブリッド車両に設けられ、
   触媒暖機時に、前記内燃機関の冷却水の水温および前記内燃機関の回転数に基づいて、前記回転数が大きいほど前記水温に応じて定まる遅角量を減少させ、減少させた前記遅角量となるように遅角補正制御を行うとともに、前記遅角量の減少量が大きいほどスロットル開度を減少させる制御を行う触媒暖機制御部、
   を備えるハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記触媒暖機制御部は、
   前記水温および前記回転数に基づいた前記遅角補正制御、および前記遅角量の減少量に応じて前記スロットル開度を減少させる制御を、触媒暖機の実行条件を満たすと判断してから触媒暖機の終了条件を満たすと判断するまで継続して実行する、
   請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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