JP3175635B2 - ハイブリッド車輌の内燃機関暖機装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電動機と内燃機関の
うち少なくとも電動機を駆動源として走行可能であるハ
イブリッド車輌の内燃機関暖機装置に関し、詳しくは前
記ハイブリッド車輌が電動機のみにより走行している時
に内燃機関の暖機を行なう内燃機関暖機装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ハイブリッド車輌は、内燃機関と電動機
とを備えており、内燃機関を停止した状態で電動機のみ
を駆動源としても走行することができる。内燃機関の動
力を直接駆動輪に伝達できる、いわゆるパラレルハイブ
リッド車輌は、通常走行中は内燃機関を主駆動源として
走行するが、減速時や降坂時など内燃機関の動力が必要
とされない場合や初期加速時などには、内燃機関を停止
して走行することもある。内燃機関が発電機の駆動のみ
に用いられる、いわゆるシリーズハイブリッド車輌は、
電動機に電力を供給する二次電池の残容量が低下した場
合等に、内燃機関により発電機を作動させて二次電池の
充電を行ない、二次電池の残容量が回復すれば内燃機関
を停止する。このようにハイブリッド車輌では、車輌の
走行状態や二次電池の残容量に応じて、走行中に内燃機
関が度々停止する。

【０００３】一方、十分暖機していないときは、燃料と
なるガソリン等が気化しにくいため、混合気における燃
料の割合を通常の運転時よりも高くした状態で内燃機関
の運転が行なわれる。このときは、内燃機関の排気中に
含まれるＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等の有害成分、いわゆるエ
ミッションの濃度が通常の運転時よりも高くなる。エミ
ッションを除去するための触媒を備える車輌であって
も、暖機前は触媒の温度も低く、エミッションを十分除
去することができない。また、十分暖機していないとき
は、内燃機関に用いられている滑油の粘性が高く作動摩
擦力が大きいこと等により内燃機関を効率的に運転する
こともできない。従って、内燃機関を運転する場合に
は、運転に先だって、内燃機関の暖機を行なっておくこ
とが望ましい。

【０００４】内燃機関のみを駆動源とする車輌では走行
中に内燃機関の温度が下がる場合はないが、前述の通り
ハイブリッド車輌では内燃機関が度々運転を停止するた
め内燃機関の温度が低下する可能性がある。従って、ハ
イブリッド車輌では、エミッションの排出を抑え、内燃
機関を効率的に運転するために、走行中においても、内
燃機関の温度状態に応じて暖機を行なうことが重要であ
る。

【０００５】従来より、ハイブリッド車輌において内燃
機関の暖機を行なう技術として、電気ヒータを利用する
技術（実公昭５６−１７７２４）や他のコンポーネント
での排熱を利用する技術（特開平５−１３１８４８）が
提案されている。電気ヒータを利用する技術は、内燃機
関に電気ヒータを取り付け、二次電池からの通電をうけ
てヒータが発生する熱を利用して内燃機関を加熱する技
術である。排熱を利用する技術は、電動機等の複数のコ
ンポーネントで排出された熱を、各コンポーネントを冷
却するように配された冷却管内を流動する冷媒により内
燃機関周囲まで運搬し、この熱を利用して内燃機関を暖
機する技術である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術
は、電気ヒータまたは冷却管等の新たな構成が必要とな
り、製造コストの上昇や車輌重量の増加を招く場合もあ
った。また、排熱を利用する技術は、各コンポーネント
から排出される熱が十分でない場合には、エンジン暖機
を行なうことができない。

【０００７】本発明は、このような課題を解決するため
になされ、ハイブリッド車輌について、内燃機関暖機の
ための特別な構成を付加することなく、内燃機関の暖機
運転を可能とする内燃機関暖機装置を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明における第１の内燃機関暖機装置は、電動機と、内
燃機関と、これらの運転を制御する制御ユニットとを備
え、電動機と内燃機関のうち少なくとも電動機を駆動源
として走行可能であるハイブリッド車輌において、前記
制御ユニットからの暖機指示に応じて前記内燃機関を暖
機する暖機装置であって、前記内燃機関から動力を入出
力する入出力軸と、該入出力軸に前記内燃機関の外部か
ら動力を入力するための動力入力手段と、前記内燃機関
の暖機指示があった場合に前記動力入力手段を制御して
前記内燃機関を機械的に駆動する入力制御手段とを備え
ることを要旨とする。

【０００９】本発明における第１の内燃機関暖機装置に
よれば、内燃機関の暖機指示があった場合には、前記入
力制御手段が前記動力入力手段を制御することにより、
前記入出力軸を介して内燃機関の外部から動力を入力
し、内燃機関を機械的に駆動することができる。内燃機
関が運転状態でない場合であっても、こうして入力され
た動力により内燃機関の内部構造は所定の動作をするこ
とができ、この動作によって内燃機関内部で摩擦熱が発
生する。例えばレシプロ・エンジンにおいては、ピスト
ンはシリンダ内を往復運動し、ピストンとシリンダーの
間で摩擦熱が発生する。つまり、外部から内燃機関に熱
エネルギを与えるための従来のような構成を用いること
なく、内燃機関の暖機を行なうことができる。

【００１０】本発明における第２の内燃機関暖機装置
は、第１の内燃機関暖機装置であって、前記ハイブリッ
ド車輌は、さらに前記電動機および内燃機関の動力と駆
動輪の回転力を双方向に伝達可能な伝達機構とを備えて
おり、前記動力入力手段は駆動輪の回転力を前記伝達機
構を介して内燃機関の出力軸に伝達する手段であり、前
記入力制御手段は前記伝達機構を断続する手段であるこ
とを要旨とする。

【００１１】本発明における第２の内燃機関暖機装置に
よれば、内燃機関の暖機指示があった場合には、前記伝
達機構を接続することにより、駆動輪の回転力を内燃機
関の出力軸に伝達することができる。つまり、内燃機関
を暖機するための動力として駆動輪の回転力を用いるこ
とができる。従って、ハイブリッド車輌が減速中や降坂
中に、通常は車輌のブレーキ部分で熱の形で外部に放出
されてしまう車輌の運動エネルギを用いて内燃機関の暖
機をすることができる。

【００１２】本発明における第３の内燃機関暖機装置
は、第２の内燃機関暖機装置であって、さらに、前記内
燃機関の吸入空気圧縮率を調整する圧縮率調整手段と、
前記内燃機関の暖機指示があった場合に、前記内燃機関
の吸入空気圧縮率が所定の状態になるように前記調整手
段を制御する圧縮率制御手段とを備えることを要旨とす
る。

【００１３】本発明における第３の内燃機関暖機装置に
よれば、前記圧縮率制御手段により前記圧縮率調整手段
を制御して、内燃機関に吸入される空気の圧縮率を所定
の状態にすることができる。暖機中、内燃機関は吸入さ
れた空気を圧縮する仕事をしているため、ハイブリッド
車輌には該仕事による制動力が生じるが、本発明では吸
入される空気の圧縮率を制御することにより前記制動力
を制御することができる。従って、車輌の運転状態を運
転者の所望の状態に保ちつつ、内燃機関の暖機を行なう
ことができる。

【００１４】本発明の第４の内燃機関暖機装置は、第１
の内燃機関暖機装置であって、前記動力入力手段は、前
記内燃機関の前記入出力軸に連結された暖機用電動機に
より前記入出力軸から動力を入力する手段であり、前記
入力制御手段は、前記暖機用電動機の回転を制御する手
段であることを要旨とする。

【００１５】本発明における第４の内燃機関暖機装置に
よれば、所定の状態で前記暖機用電動機から動力を入力
することにより内燃機関をモータリングすることができ
るため、この動作により生じる摩擦熱により内燃機関の
暖機を行なうことができる。しかも、第４の内燃機関暖
機装置は前記動力の入力に駆動輪の回転力を要しないた
め、内燃機関が車輌の駆動軸に接続されていない、いわ
ゆるシリーズ式のハイブリッド車輌においても内燃機関
の暖機をすることができる。

【００１６】本発明の第５の内燃機関暖機装置は、第
１、第２または第４のいずれかの内燃機関暖機装置であ
って、さらに、前記内燃機関の排気の少なくとも一部を
該内燃機関の吸気系統に還流する排気還流手段と、前記
内燃機関の暖機指示があった場合に、前記排気還流手段
を制御して該内燃機関の排気の少なくとも一部を該内燃
機関の吸気系統に還流する排気還流制御手段とを備える
ことを要旨とする。

【００１７】本発明の第５の内燃機関暖機装置によれ
ば、内燃機関の暖機中に、前記排気還流手段により、内
燃機関の排気の少なくとも一部を吸気系統に還流するこ
とができる。暖機中に吸気バルブおよび排気バルブが閉
じている期間がある内燃機関では、暖機中の内燃機関の
動作によって、内燃機関に吸入される空気が断熱圧縮さ
れ、その温度が上昇する。第５の内燃機関暖機装置で
は、温度が上昇した空気の少なくとも一部を上記手段に
より吸気系統に還流することにより、この空気の持つ熱
エネルギを有効に活用することができ、内燃機関の暖機
効率を高めることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。図１は本発明の実施例である運
転制御装置を組み込んだハイブリッド車輌の概略構成を
示している。このハイブリッド車輌の構成は大きくは、
駆動力を発生する動力系統と、その制御系統と、駆動源
からの駆動力を駆動輪１１６、１１８に伝達する動力伝
達系統と、運転操作部等からなっている。また、上記、
動力系統はエンジン１５０を含む系統とモータＭＧ１，
ＭＧ２を含む系統とからなっており、制御系統は、エン
ジン１５０の運転を主に制御するための電子制御ユニッ
ト（以下、ＥＦＩＥＣＵと呼ぶ）１７０と、モータＭＧ
１，ＭＧ２の運転を主に制御する制御ユニット１９０
と、ＥＦＩＥＣＵ１７０および制御ユニット１９０に必
要な信号を検出し入出力する種々のセンサ部とからなっ
ている。なお、ＥＦＩＥＣＵ１７０および制御ユニット
１９０の内部構成は図示していないが、これらはそれぞ
れ内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するワンチップ
・マイクロコンピュータであり、ＣＰＵがＲＯＭに記録
されたプログラムに従い、以下に示す種々の制御処理を
行なうよう構成されている。

【００１９】エンジン１５０は、吸入口２００から吸入
した空気と燃料噴射弁１５１から噴射されたガソリンと
の混合気を燃焼室１５２に吸入し、この混合気の爆発に
より押し下げられるピストン１５４の運動をクランクシ
ャフト１５６の回転運動に変換する。エンジン１５０の
運動はさらに具体的には、燃焼室１５２の体積を減少さ
せる方向にピストン１５４が移動し混合気を圧縮する圧
縮行程、点火された混合気の爆発によりピストン１５４
が押し下げられる膨張行程、排気バルブを開きつつピス
トン１５４が上方に移動することにより燃焼ガスを排出
する排気行程および吸気バルブを開きつつピストン１５
４が下方に移動することにより新たな混合気を燃焼室内
に吸入する吸入行程の４行程からなっている。前記爆発
は、イグナイタ１５８からディストリビュータ１６０を
介して導かれた高電圧によって点火プラグ１６２が形成
した電気火花によって混合気が点火され燃焼することで
生じる。燃焼により生じた排気は、排気口２０２を通
り、触媒コンバータ２０４、サブ・マフラ２０８および
メイン・マフラ２１０からなる排気系を通って大気中に
排出される。触媒コンバータ２０４は、内燃機関の排気
に含まれるＨＣ，ＣＯおよびＮＯｘ等の有害成分、いわ
ゆるエミッションを三元触媒により酸化還元処理する装
置である。触媒コンバータ２０４は、触媒が活性温度
（本実施例では摂氏４００度前後）に達していないと排
気を十分に浄化することができないため、バッテリから
の通電により触媒を加熱するための電気触媒加熱ヒータ
（以下、ＥＨＣという）２０６が備えられている。

【００２０】エンジン１５０の運転は、ＥＦＩＥＣＵ１
７０により制御されている。ＥＦＩＥＣＵ１７０が行な
うエンジン１５０の制御としては、エンジン１５０の回
転数に応じた点火プラグ１６２の点火時期制御や、吸入
空気量に応じた燃料噴射量制御等がある。エンジン１５
０の制御を可能とするために、ＥＦＩＥＣＵ１７０には
エンジン１５０の運転状態を示す種々のセンサが接続さ
れている。例えばエンジン１５０の水温を検出する水温
センサ１７４、クランクシャフト１５６の回転数と回転
角度を検出するためにディストリビュータ１６０に設け
られた回転数センサ１７６及び回転角度センサ１７８な
どである。なお、ＥＦＩＥＣＵ１７０には、この他、例
えばイグニッションキーの状態ＳＴを検出するスタータ
スイッチ１７９なども接続されているが、その他のセン
サ，スイッチなどの図示は省略した。

【００２１】モータＭＧ１は、同期電動発電機として構
成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータ１３
２と、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステ
ータ１３３とを備える。ステータ１３３は、無方向性電
磁鋼板の薄板を積層して形成されており、ケース１１９
に固定されている。このモータＭＧ１は、ロータ１３２
に備えられた永久磁石による磁界とステータ１３３に備
えられた三相コイルによって形成される磁界との相互作
用によりロータ１３２を回転駆動する電動機として動作
し、場合によってはこれらの相互作用によりステータ１
３３に備えられた三相コイルの両端に起電力を生じさせ
る発電機としても動作する。

【００２２】モータＭＧ２も、モータＭＧ１と同様に同
期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁
石を有するロータ１４２と、回転磁界を形成する三相コ
イルが巻回されたステータ１４３とを備える。モータＭ
Ｇ２のステータ１４３も無方向性電磁鋼板の薄板を積層
して形成されており、ケース１１９に固定されている。
このモータＭＧ２もモータＭＧ１と同様に、電動機ある
いは発電機として動作する。

【００２３】これらのモータＭＧ１，ＭＧ２は、スイッ
チングを行なうトランジスタを複数内蔵したトランジス
タインバータ１９３を介してバッテリ１９４および制御
ユニット１９０に電気的に接続されている。制御ユニッ
ト１９０には、この他ＥＨＣ２０６や各種のセンサが電
気的に接続されている。制御ユニット１９０に接続され
ているセンサとしては、サンギヤ軸の回転角度を検出す
るためのレゾルバ１３９、アクセルペダルポジションセ
ンサ１６４ａ、ブレーキペダルポジションセンサ１６５
ａ、シフトポジションセンサ１８４、バッテリ１９４の
残容量検出器１９９、触媒温度センサ２０４ａなどがあ
り、図示していないが駆動輪の回転速度を検出すること
により車速を検出する車速センサなどがある。

【００２４】トランジスタインバータ１９３を用いたモ
ータＭＧ１，ＭＧ２の制御方法は周知の技術である。つ
まり、制御ユニット１９０からトランジスタインバータ
１９３へ制御信号を出力して、トランジスタインバータ
１９３に内蔵される各トランジスタをスイッチングし、
モータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイルに流れる電流をＰＷ
Ｍ制御によって擬似的な正弦波にすると、モータＭＧ１
のステータ１３３に備えられた三相コイルおよびモータ
ＭＧ２のステータ１４３に備えられた三相コイルのそれ
ぞれに回転磁界が形成される。この回転磁界と、ロータ
１３２、１４２外周面に貼り付けられた複数個の永久磁
石による磁界との相互作用によって、ロータ１３２、１
４２は回転する。

【００２５】上述したモータＭＧ１，ＭＧ２の制御、Ｅ
ＨＣ２０６への通電制御を含むハイブリッド車輌の運転
状態の制御を可能とするために、この制御ユニット１９
０には運転操作部からの種々の信号やバッテリ１９４の
残容量、サンギヤ軸１２５の回転角度、エンジン水温、
触媒コンバータ２０４内の触媒温度等が入力され、ま
た、エンジン１５０を制御するＥＦＩＥＣＵ１７０との
間で種々の情報を通信によりやりとりしている。具体的
に運転操作部からの種々の信号としては、アクセルペダ
ルポジションセンサ１６４ａからのアクセルペダルポジ
ション（アクセルペダルの踏込量）ＡＰ、ブレーキペダ
ルポジションセンサ１６５ａからのブレーキペダルポジ
ション（ブレーキペダルの踏込量）ＢＰ、シフトポジシ
ョンセンサ１８４からのシフトポジションＳＰがある。
また、バッテリ１９４の残容量は残容量検出器１９９で
検出され、触媒温度は触媒温度センサ２０４ａで検出さ
れる。なお、残容量検出器１９９は、バッテリ１９４の
電解液の比重またはバッテリ１９４の全体の重量を測定
して残容量を検出するものや、充電・放電の電流値と時
間を演算して残容量を検出するものや、バッテリの端子
間を瞬間的にショートさせて電流を流し内部抵抗を測る
ことにより残容量を検出するものなどが知られている。

【００２６】駆動源からの駆動力を駆動輪１１６、１１
８に伝達する動力伝達系統は、エンジン１５０の動力を
伝達するためのクランクシャフト１５６およびプラネタ
リキャリア軸１２７と、モータＭＧ１，モータＭＧ２の
回転を伝達する回転軸１２５、１２６とが、後述するプ
ラネタリギヤ１２０を介して動力伝達ギヤ１１１に機械
的に結合され、この動力伝達ギヤ１１１はディファレン
シャルギヤ１１４を介して最終的に左右の駆動輪１１
６、１１８に結合される構成となっている。

【００２７】プラネタリギヤ１２０の構成と併せてクラ
ンクシャフト１５６、プラネタリキャリア軸１２７、モ
ータＭＧ１の回転軸１２５、ＭＧ２の回転軸１２６の結
合について説明する。プラネタリギヤ１２０は、サンギ
ヤ１２１、リングギヤ１２２なる同軸の２つのギヤと、
サンギヤ１２１とリングギヤ１２２との間に配置されサ
ンギヤ１２１の外周を自転しながら公転する複数のプラ
ネタリピニオンギヤ１２３の３つから構成される。サン
ギヤ１２１はプラネタリキャリア軸１２７に軸中心を貫
通された中空のサンギヤ軸１２５を介してモータＭＧ１
のロータ１３２に結合され、リングギヤ１２２はリング
ギヤ軸１２６を介してモータＭＧ２のロータ１４２に結
合されている。また、プラネタリピニオンギヤ１２３
は、その回転軸を軸支するプラネタリキャリア１２４を
介してプラネタリキャリア軸１２７に結合され、プラネ
タリキャリア軸１２７はクランクシャフト１５６に結合
されている。機構学上周知のことであるが、プラネタリ
ギヤ１２０は上述のサンギヤ軸１２５、リングギヤ軸１
２６およびクランクシャフト１５６の３軸のうちいずれ
か２軸へ入出力される動力が決定されると、残余の１軸
に入出力される動力が決定されるという性質を有してい
る。

【００２８】リングギヤ１２２には、動力の取り出し用
の動力取出ギヤ１２８がモータＭＧ１側に結合されてい
る。この動力取出ギヤ１２８は、チェーンベルト１２９
により動力伝達ギヤ１１１に接続されており、動力取出
ギヤ１２８と動力伝達ギヤ１１１との間で動力の伝達が
なされる。上述の構成およびプラネタリギヤ１２０の性
質に基づいて、ハイブリッド車輌はモータＭＧ２のみを
駆動源として走行することもできるし、エンジン１５０
とモータＭＧ２の双方を駆動源として走行することもで
きる。具体的には、ハイブリッド車輌は減速時または降
坂時等のエンジン動力を必要としないとき、および初期
加速時には、エンジン１５０の運転を停止し、モータＭ
Ｇ２のみで走行する。通常走行時には、エンジン１５０
を主駆動源としつつ、モータＭＧ２の動力も用いて走行
する。エンジン１５０とモータＭＧ２の双方を駆動源と
して走行する場合には、必要なトルクおよびモータＭＧ
２で発生し得るトルクに応じて、エンジン１５０を効率
のよい運転ポイントで運転できるため、エンジン１５０
のみを駆動源とする車輌に比べて省資源性および排気浄
化性に優れている。一方、クランクシャフト１５６の回
転を、プラネタリキャリア軸１２７およびサンギヤ軸１
２５を介してモータＭＧ１に伝達することができるた
め、エンジン１５０の運転によりモータＭＧ１で発電し
つつ走行することも可能である。

【００２９】次に、本実施例における暖機制御処理につ
いて、図２のフローチャートを用いて説明する。この処
理は制御ユニット１９０によりハイブリッド車輌の運転
中に繰り返し実行される処理であり、エンジン１５０の
暖機を行なうか否かの判断をし、暖機処理を実行する。
以下に示す処理の流れから明らかな通り、エンジン１５
０の暖機処理を行なうか否かの判断は、ハイブリッド車
輌がモータのみで走行中に、エンジン１５０の始動要求
があった場合に限る必要はない。

【００３０】暖機制御処理が開始されると（ステップＳ
３００）、制御ユニット１９０は、ＥＦＩＥＣＵ１７０
とやりとりされる情報に基づいて、エンジン１５０が停
止中か否かを判断する（ステップＳ３０５）。エンジン
１５０が停止中の場合には、ステップＳ３１０に進み、
車速が所定の値Ｖ１よりも大きいか否かを判断する。煩
雑さを避けるためフローチャート内には図示していない
が、車速の判断に先立ち、制御ユニット１９０は車速セ
ンサにより検出された車速を読み込んでいる。車速が値
Ｖ１より小さい場合には暖機処理フラグＸＥＨＥＡＴに
値０を代入して（ステップＳ３４５）、暖機制御処理を
一旦終了する（ステップＳ３６０）。これは、暖機処理
を行なわないことを意味する。本実施例は車輌が減速中
または降坂中等の制動力を利用してエンジン１５０の暖
機を行なうため、前記所定の値Ｖ１は車輌がエンジン１
５０の暖機を行なうのに十分な運動エネルギを有してい
る速度の下限値として設定される。本実施例において
は、値Ｖ１は時速３〜５ｋｍ程度の速度である。

【００３１】前記ステップＳ３１０において車速が値Ｖ
１よりも大きい場合には、制御ユニット１９０は、次に
エンジン水温が所定の値ｔ１よりも小さいか否かを判断
する（ステップＳ３１５）。煩雑さを避けるためフロー
チャート内には図示していないが、エンジン水温の判断
に先立ち制御ユニット１９０は水温センサ１７４により
検出されたエンジン水温を読み込んでいる。エンジン水
温が値ｔ１よりも大きい場合には、エンジン１５０の温
度は高いため暖機の必要はないと判断し、暖機処理フラ
グＸＥＨＥＡＴに値０を代入して（ステップＳ３４
５）、暖機制御処理を一旦終了する（ステップＳ３６
０）。前記値ｔ１はエンジン１５０の暖機が必要になる
エンジン水温の下限に設定されている。

【００３２】前記ステップＳ３１５において、エンジン
水温が値ｔ１以下である場合には、制御ユニット１９０
はモータの駆動力が値０であるか否かを判断する（ステ
ップＳ３２０）。モータの駆動力が値０でない場合は、
エンジン１５０の暖機に用いる余剰のエネルギがないと
判断し、暖機処理フラグＸＥＨＥＡＴに値０を代入して
（ステップＳ３４５）、暖機制御処理を一旦終了する
（ステップＳ３６０）。本実施例は、ハイブリッド車輌
が減速中または降坂中等の制動力を利用してエンジン１
５０の暖機を行なうものであり、換言すれば、減速中等
の車輌の運動エネルギをエンジン１５０の暖機に有効活
用するものである。ステップＳ３２０においてモータの
駆動力が値０でないと判断された場合は、車輌がモータ
の駆動力により運動エネルギを維持または増加しようと
している状態であるため、エンジン１５０の暖機に用い
る余剰のエネルギはないことになり、暖機処理を行なわ
ないと判断するのである。

【００３３】本実施例では、余剰エネルギの有無をモー
タの駆動力の有無で判断しているが、ステップＳ３２０
はエンジン１５０の暖機に用いる余剰のエネルギがある
か否かを判断できる他の要素としてもよい。例えばブレ
ーキペダルポジションセンサ１６５ａからのブレーキペ
ダルポジション（ブレーキペダルの踏込量）ＢＰが所定
の値以上であるか否かを判断するものとしてもよい。

【００３４】前記ステップ３２０においてモータの駆動
力が値０の場合には、暖機処理フラグＸＥＨＥＡＴに値
１を代入して（ステップＳ３５０）、暖機処理を行なう
（ステップＳ４００）。暖機処理の内容は後で詳述す
る。

【００３５】ステップＳ３０５においてエンジン１５０
が停止中でないと判断される場合について以下説明す
る。エンジン１５０が停止中でない場合としては、エン
ジン１５０が運転されている場合と後述する暖機処理に
より外部の動力により動作している場合とがある。ステ
ップＳ３０５においてエンジン１５０が停止中でないと
判断される場合は、ステップＳ３２５に進み、制御ユニ
ット１９０は暖機処理フラグＸＥＨＥＡＴが値１か否か
を判断する。フラグＸＥＨＥＡＴが値０の場合は、エン
ジン１５０が運転されていることを意味しており、暖機
を実行する必要がないため、何も処理を行なわずに暖機
制御処理を一旦終了する（ステップＳ３６０）。

【００３６】フラグＸＥＨＥＡＴが値１の場合には、エ
ンジン１５０が暖機中であることを意味しているため、
暖機処理を継続して実行するか停止するかの判断を行な
う。まず、制御ユニットＳ３３０は車速が所定の値Ｖ２
よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ３３０）。
煩雑さを避けるためフローチャート内には図示していな
いが、車速の判断に先立ち制御ユニット１９０は車速セ
ンサにより検出された車速を読み込んでいる。車速が値
Ｖ２以下である場合には、エンジン１５０を十分暖機で
きる運動エネルギを有していないと判断し、制御ユニッ
ト１９０は制御処理フラグＸＥＨＥＡＴに値０を代入し
て（ステップＳ３５５）、暖機制御処理を一旦終了する
（ステップＳ３６０）。値Ｖ２は値Ｖ１と同様、車輌が
エンジン１５０の暖機を効果的に行なうのに十分な運動
エネルギを有している速度の下限値として設定される
が、暖機処理の実行におけるチャタリングを防止するた
めに適切なヒステリシスを設けてある。つまり、値Ｖ２
は値Ｖ１よりも若干低めの値に設定してある。

【００３７】ステップＳ３３０において、車速が値Ｖ２
よりも大きい場合は、制御ユニット１９０は次にエンジ
ン水温が所定の値ｔ２よりも小さいか否かを判断し（ス
テップＳ３３５）、エンジン水温がｔ２以上である場合
には、制御処理フラグＸＥＨＥＡＴに値０を代入して
（ステップＳ３５５）、暖機制御処理を一旦終了する
（ステップＳ３６０）。この場合はエンジン１５０は十
分暖機されたと判断されるからである。値ｔ２は値ｔ１
と同様、エンジン１５０の暖機が必要になるエンジン水
温の下限に設定されているが、暖機処理の実行における
チャタリングを防止するために適切なヒステリシスを設
けてある。つまり、値ｔ２は値ｔ１よりも若干高めの値
に設定してある。

【００３８】ステップＳ３３５において、エンジン水温
が値ｔ２より小さい場合には、制御ユニット１９０はモ
ータの駆動力が所定の値Ｔ１よりも大きいか否かを判断
し（ステップＳ３４０）、モータの駆動力が値Ｔ１より
大きい場合には、制御処理フラグＸＥＨＥＡＴに値０を
代入して（ステップＳ３５５）、暖機制御処理を一旦終
了する（ステップＳ３６０）。この場合は、車輌の走行
のためにモータの駆動力が必要になったことを意味して
おり、エンジン１５０の暖機に用いるエネルギの余裕が
なくなったことを意味しているからである。値Ｔ１は暖
機処理の実行におけるチャタリングを防止するために適
切なヒステリシスを設けたもので、値０よりも若干大き
い値に設定してある。

【００３９】ステップＳ３４０においてモータの駆動力
が値Ｔ１以下であると判断された場合は、制御ユニット
１９０は暖機処理を行なう（ステップＳ４００）。暖機
処理フラグＸＥＨＥＡＴに既に値１が代入されているた
め、フラグＸＥＨＥＡＴに改めて値を代入する処理は必
要ない。

【００４０】以上の処理より、暖機処理（ステップＳ４
００）は、エンジン１５０の暖機を十分行なうことがで
きる運動エネルギに相当する車速以上で車輌が走行して
いること、エンジン１５０が十分暖機されていない状態
であること、モータ駆動力が値０であることの３条件が
成立している場合に実行される。また、一旦暖機処理が
実行された後は、上記３条件が成立している限り、暖機
処理が継続される。但し、暖機処理を継続するか否かの
判断においては、チャタリング防止のため、車速、エン
ジン水温およびモータ駆動力の各判断要素のしきい値に
は、暖機処理を開始するか否かの判断時に比べ適度なヒ
ステリシスを設けてある。

【００４１】次に、暖機処理の内容を図３に基づいて説
明する。暖機処理が開始されると（ステップＳ４０
０）、制御ユニット１９０はモータＭＧ１をロックアッ
プする（ステップＳ４０５）。ロックアップとは、モー
タＭＧ１のロータ１３２が回転しないようにすることを
いい、具体的にはロータ１３２にかかるトルクと釣り合
うトルクを発生できるようにモータＭＧ１のステータ１
３３に流れる電流を制御することをいう。

【００４２】モータＭＧ１のロータ１３２はプラネタリ
ギヤ１２０のサンギヤ１２１に結合されているため、モ
ータＭＧ１のロックアップによりサンギヤ１２１は回転
しなくなる。一方、プラネタリギヤ１２０のリングギヤ
１２２は駆動輪１１６、１１８と結合されているため、
車輌の走行に伴い回転している。前述の通り、プラネタ
リギヤ１２０はサンギヤ１２１、リングギヤ１２２、プ
ラネタリキャリア１２４のいずれか２つのギヤの回転数
が定まれば、残り１つのギヤの回転数が決定される特性
を有しているため、モータＭＧ１がロックアップされた
状態では、リングリヤ１２２の回転に応じてプラネタリ
キャリア１２４が回転し、プラネタリキャリア軸１２７
およびクランクシャフト１５６を介してエンジン１５０
も回転する。エンジン１５０が回転することにより、燃
焼室１５２とピストン１５４の間で摩擦熱が発生するた
め、エンジン１５０が暖機される。また、エンジン１５
０はいわゆるエンジンブレーキがかかった状態にあり、
混合気の燃焼はしていないが吸入した空気を圧縮する仕
事をしている。従って、空気が断熱圧縮されることによ
り発生する熱によってもエンジン１５０は暖機される。

【００４３】なお、ＭＧ１のロックアップに必要となる
反トルク量は、リングギヤ１２２およびプラネタリキャ
リア１２４に加えられているトルクが求まっていれば算
出することができる。サンギヤ１２１、リングギヤ１２
２、プラネタリキャリア１２４のいずれか２つのギヤの
回転数が定まれば、残り１つのギヤの回転数が決定され
るというプラネタリギヤ１２０の特性は、各ギヤに加え
られるトルクにも当てはまるからである。しかし、現実
にはリングギヤ１２２に加えられるトルクは駆動輪の回
転、即ち車速によって変化し、プラネタリキャリア１２
４に加えられるトルクもエンジン１５０の燃焼室１５２
内の潤滑油の粘度や後述するバルブ開度等により変化す
るため、算出するのは困難である。従って、モータＭＧ
１のロックアップは、レゾルバ１３９から検出されるサ
ンギヤ軸１２５の回転数が値０となるように、モータＭ
Ｇ１のステータ１３３に流れる電流をフィードバック制
御することにより実現される。

【００４４】本実施例では、モータＭＧ１に通電するこ
とによりロックアップした例を示したが、他の方法によ
りモータＭＧ１のロックアップをしてもよい。例えば、
サンギヤ１２５を機械的に挟み込んで、その摩擦力によ
りサンギヤ１２５の回転を阻止する機構を設けるものと
してもよい。

【００４５】次に、モータＭＧ１のロックアップ後の処
理を説明する前に、説明の便宜のために「減速度」なる
物理量を定義しておく。減速度とは、加速度が負の値で
あるときに、その絶対値をとった値をいう。減速度なる
物理量を定義したのは、本実施例では車輌が減速中等に
暖機処理を行なうため、加速度が負の値となることが多
く、値の大小関係に混乱を生じやすいからである。ま
た、同様の理由から、以下の処理は車輌が減速している
場合を例にとって説明する。

【００４６】モータＭＧ１のロックアップがされると制
御ユニット１９０は、要求減速度Ｄｒｅｑを算出する
（ステップＳ４０５）。要求減速度Ｄｒｅｑは、アクセ
ルペダルポジションセンサ１６４ａからのアクセルペダ
ルポジション（アクセルペダルの踏込量）ＡＰ、ブレー
キペダルポジションセンサ１６５ａからのブレーキペダ
ルポジション（ブレーキペダルの踏込量）ＢＰ等により
決定される。本実施例における要求減速度Ｄｒｅｑの算
出については、後で説明する。

【００４７】次に制御ユニット１９０は車輌の現在の減
速度Ｄｃｃｌを算出する（ステップＳ４１５）。減速度
Ｄｃｃｌは、制御ユニット１９０に接続されている車速
センサで検出される車速の時間的な変化の絶対値を算出
して求められる。なお、減速度Ｄｃｃｌは、加速度セン
サを車輌に搭載し、その出力の絶対値を読み込む方法に
より求めてもよい。

【００４８】次に制御ユニット１９０は、車輌の減速度
Ｄｃｃｌが要求減速度Ｄｒｅｑよりも大きいか否かを判
断する（ステップＳ４２０）。減速度Ｄｃｃｌが要求減
速度Ｄｒｅｑよりも小さい場合には、制御ユニット１９
０は、車輌の減速度Ｄｃｃｌを要求減速度Ｄｒｅｑに一
致させるべく、減速度を増大させるための処理、即ち減
速力増大処理を行なう（ステップＳ４２５）。

【００４９】減速度Ｄｃｃｌが要求減速度Ｄｒｅｑ以上
である場合には、制御ユニット１９０は、車輌の減速度
Ｄｃｃｌを要求減速度Ｄｒｅｑに一致させるべく、減速
度を減少させるための処理、即ち減速力減少処理を行な
う（ステップＳ４３０）。

【００５０】上述の処理は、車輌の減速度を要求減速度
に合わせるために、減速力を調整する処理である。上記
説明では、車輌の減速時を例にとって、モータＭＧ１の
ロックアップ後の処理の大きな流れを説明したが、減速
時としたのは用語の混乱を回避するためであり、降坂時
などのように車輌が正の加速度を生じているときも同じ
ルーチンにより処理が行なわれる。即ち、車輌の加速度
を要求加速度に合わせるために、加速力を調整する処理
が行なわれる。

【００５１】減速力増大処理（ステップＳ４２５）およ
び減速力減少処理（ステップＳ４３０）の内容を図４に
基づいて説明する。前述の通り、暖機処理が行なわれて
いる間はエンジン１５０はいわゆるエンジンブレーキが
かかった状態になっており、車輌の減速力を生じている
ため、減速力増大処理および減速力減少処理により、エ
ンジン１５０による減速力を要求減速度Ｄｒｅｑに応じ
た所望の状態に調整している。エンジン１５０による減
速力は、エンジン１５０が外部からの動力により強制的
に回転されている回転数およびエンジン１５０のバルブ
オーバラップによって変化する。具体的には、図４
（ａ）に示す通り、エンジン１５０の回転数が高くなれ
ば減速力は増大し、回転数が低くなれば減速力は減少す
る。また、図４（ｂ）に示す通り、バルブオーバラップ
が小さくなれば減速力が大きくなり、バルブオーバラッ
プが大きくなれば減速力は小さくなる。減速力増大処理
（ステップＳ４２５）および減速力減少処理（ステップ
Ｓ４３０）では、エンジン１５０による減速力を変化さ
せる上記要素の内、バルブオーバラップを制御すること
によりエンジン１５０による減速力を要求減速度Ｄｒｅ
ｑに応じた所望の状態にしている。

【００５２】ここで、バルブオーバラップについて説明
する。バルブオーバラップとは、エンジン１５０の吸気
バルブと排気バルブが共に開いた状態にある間隔のこと
をいう。図４（ｃ）に示す通り、エンジン１５０の運動
は圧縮行程、膨張行程、排気行程および吸入行程の４行
程からなっており、排気行程の間は排気バルブが開いた
状態にあり、吸入行程の間は吸気バルブが開いた状態に
ある。通常、排気バルブは排気効率を高めるために排気
行程に入る少し前から開き始め吸入行程に入ってから閉
じられる様に調整されている。また、吸入バルブも吸入
効率を高めるために排気行程の終わり頃から開き始め圧
縮行程に入ってから閉じられる様に調整されている。従
って、排気行程の終わりから吸入行程の始めにかけて
は、排気バルブと吸入バルブの双方が開いている状態が
存在する。この間隔をバルブオーバラップという。

【００５３】バルブオーバラップが大きい場合、即ち４
図（ｃ）に示す通り排気バルブと吸気バルブが共に開い
ている間隔が大きい場合は、吸入された空気の吹き抜け
量が通常よりも多くなり、燃焼室内に吸入される空気量
が減少するため、圧縮行程における圧縮率が低くなる。
つまり、圧縮行程にピストン１５４にかかる抵抗力が小
さくなり、エンジン１５０による減速力が減少する。逆
に、バルブオーバラップが小さい場合、つまり４図
（ｃ）に示す通り排気バルブと吸気バルブが共に開いて
いる間隔が小さい場合は、圧縮行程にピストン１５４に
かかる抵抗力が大きくなり、エンジン１５０による減速
力が増大する。これらの特性に基づき、減速力増大処理
（ステップＳ４２５）ではバルブオーバラップが小さく
なる様にバルブタイミングを変化させ、減速力減少処理
（ステップＳ４３０）ではバルブオーバラップが大きく
なる様にバルブタイミングを変化させている。

【００５４】バルブタイミングを変化させる機構とし
て、本実施例ではいわゆる連続可変バルブタイミング機
構（以下、ＶＶＴという）を用いている。図５を用いて
ＶＶＴ機構の概要を説明する。通常、吸気バルブ１５３
は吸気カムシャフト２４０に取り付けられたカムにより
開閉し、排気バルブ１５５は排気カムシャフト２４４に
取り付けられたカムにより開閉する機構となっている。
吸気バルブ１５３および排気バルブ１５５がエンジン１
５０の回転数に応じたタイミングで開閉し得る様、吸気
カムシャフト２４０に結合された吸気カムシャフト・タ
イミング・ギヤ２４２と排気カムシャフト２４４に結合
された排気カムシャフト・タイミング・ギヤ２４６はタ
イミングベルト２４８によりクランクシャフト１５６と
連結されている。こうした通常の構成に加え、ＶＶＴの
場合は、吸気カムシャフト・タイミング・ギヤ２４２と
吸気カムシャフト２４０とは、油圧で作動するＶＶＴプ
ーリー２５０を介して結合されており、ＶＶＴプーリー
２５０には入力油圧の制御バルブであるＯＣＶ２５４が
設けられている。ＶＶＴプーリー２５０の内部はこの油
圧により軸方向に移動可能な可動ピストン２５２の組み
合わせで構成されている。なお、ＶＶＴプーリー２５０
に入力される油圧はエンジンオイルポンプ２５６により
供給される。

【００５５】ＶＶＴの作動原理は次の通りである。ＥＦ
ＩＥＣＵ１７０はエンジン１５０の運転状況に応じてバ
ルブの開閉タイミングを決定し、ＯＣＶ２５４の開閉を
制御する制御信号を出力する。この結果、ＶＶＴプーリ
ー２５０に入力される油圧が変化し、可変ピストン２５
２が軸方向に移動する。可変ピストン２５２には軸に対
し斜め方向に溝が刻んであるため、上記軸方向への移動
に伴って可変ピストン２５２の回転も生じ、可変ピスト
ン２５２に結合されている吸気カムシャフト２４０と吸
気カムシャフト・タイミング・ギヤ２４２の取り付け角
度を変化させる。こうして、排気バルブ１５５と吸気バ
ルブ１５３の開閉タイミングを変化させることができ、
バルブオーバラップを変化させることができる。なお、
本実施例では上記ＶＶＴプーリー２５０は吸気カムシャ
フト２４０側にのみ設けており、排気カムシャフト２４
４には設けていないため、バルブオーバラップは吸気バ
ルブの開閉タイミングを制御することにより制御され
る。

【００５６】本実施例ではＶＶＴを適用しているが、バ
ルブオーバラップを変化させる機構はこれに限定される
ものではない。例えば、吸気バルブ１５３および排気バ
ルブ１５５をカムによらず油圧で直接開閉することがで
きれば、油圧バルブの制御によりバルブオーバラップを
変化させるものとしてもよい。

【００５７】次に要求減速度または要求加速度の算出に
ついて図６を用いて説明する。前述の通り、要求減速度
等は、アクセルペダルポジションセンサ１６４ａからの
アクセルペダルポジション（アクセルペダルの踏込量）
ＡＰ、ブレーキペダルポジションセンサ１６５ａからの
ブレーキペダルポジション（ブレーキペダルの踏込量）
ＢＰ等により決定される。図６は、緩やかな坂を降りて
いる場合における、要求減速度等とアクセルペダル踏込
量ＡＰおよびブレーキペダル踏込量ＢＰの関係を示して
いる。アクセルペダル１６４とブレーキペダル１６５を
同時に踏み込むことは、通常の走行ではありえないた
め、横軸の正の部分にアクセルペダル踏込量ＡＰをと
り、横軸の負の部分にブレーキペダル踏込量ＢＰをとっ
て示した。また、第１、第３象限（正の加速度領域）を
要求加速度とし、第２、第４象限（負の加速度領域）を
要求減速度として示した。さらに、簡単のため要求減速
度等は直線的に変化するものとした。

【００５８】図６の領域ａ、即ちブレーキペダル１６５
が踏み込まれているときは、運転者は車速を減らそうと
しているため、減速度を要求している状態となる。この
とき、要求減速度はブレーキペダル踏込量ＢＰに応じて
増大する。但し、ブレーキペダル踏込量が値０の場合で
も要求減速度は値０にはならず、所定の減速度を生じる
ような値となっている。このような値になるのは、ハイ
ブリッド車輌でない通常の車輌が、ブレーキペダル１６
５もアクセルペダル１６４も踏込まれていない状態で
は、エンジンブレーキ等により減速力が生じることに合
わせるためである。こうすることにより、運転者は通常
の車輌と同様の走行感覚でハイブリッド車輌を運転する
ことができる。

【００５９】ブレーキペダル踏込量が値０の場合でも所
定の減速度が要求されているため、図６領域ｂに示す通
り、アクセルペダル１６４が徐々に踏込まれるのに伴っ
て要求減速度が減少し、アクセルペダル踏込量ＡＰが所
定の値Ｐ１になったときに要求減速度が値０となる。

【００６０】さらにアクセルペダル１６４が踏込まれる
のに伴って加速度が要求されるようになるが、降坂中の
状態を考えると、坂を自然に降りている場合の加速度よ
りは要求加速度が小さい状態がある。この範囲を図６中
では領域ｃとして示した。領域ｃは、加速度が要求され
つつも、車輌には制動力が働いている状態である。車輌
の加速度が坂を自然に降りている場合の加速度に一致す
るようなアクセルペダル踏込量ＡＰを値Ｐ２とすると、
この値Ｐ２を超えてアクセルが踏込まれている場合は、
運転者が更に車速を増大しようとしている場合であり、
要求加速度はアクセルペダル踏込量ＡＰに応じて増大す
る。

【００６１】暖機制御処理との関係を説明する。上記領
域ａ、ｂ、ｃは車輌の走行にモータＭＧ２の駆動力を要
していない領域であるため、車速およびエンジン水温が
所定の条件を満たしていれば、エンジン暖機処理が行な
われる。領域ｄは車輌の走行にモータＭＧ２の駆動力を
必要としている領域であるため、エンジン暖機処理は行
なわれない。なお、値Ｐ２はアクセルペダル１６４が踏
込まれていてもエンジン暖機が行なわれる場合があるこ
とを示す便宜上用いた値であり、本実施例に直接関与す
る値ではない。

【００６２】アクセルペダル踏込量ＡＰおよびブレーキ
ペダル踏込量ＢＰと要求加速度に関する上述の関係をＲ
ＯＭに記録しておけば、アクセルペダル踏込量ＡＰ等に
応じて要求減速度または要求加速度を求めることができ
る。なお、この関係はエンジンブレーキが効いている場
合の車輌の走行感覚を通常の走行感覚に近づけるために
用いられるものであるから、運転者の走行感覚に近い関
係を種々の走行試験により求めればよい。

【００６３】上述の実施例によれば、ハイブリッド車輌
がエンジン１５０を停止してモータＭＧ２のみで走行し
ている場合において、下り坂にかかった場合や減速時等
に駆動輪１１６、１１８の回転をエンジン１５０に伝え
ることにより摩擦熱等を生じさせ、エンジン１５０を暖
機することができる。また、エンジン１５０は吸入空気
を圧縮する仕事をしているため、断熱圧縮により高温に
なった空気によってもエンジン１５０を暖機することが
できる。暖機処理中はいわゆるエンジンブレーキを効か
せた状態に相当するが、エンジン１５０のバルブオーバ
ーラップを制御することでエンジン１５０により生じる
減速力をアクセルペダル踏込量ＡＰ等に応じて決定され
る要求減速度等に一致させることができ、通常の車輌の
走行感覚を損なうことなくエンジン１５０の暖機を行な
うことができる。しかも、ハイブリッド車輌の基本的構
成のままで暖機処理が可能であり、電気ヒータや特別な
配管等の新たな構成を加える必要がないため、コスト増
および重量増を抑える効果もある。

【００６４】なお、上述の減速力増大処理（ステップＳ
４２０）や減速力減少処理（ステップＳ４３０）は、車
輌の走行感覚を維持するための処理であるため、エンジ
ン１５０の暖機のみを考慮する場合は、これらの処理を
省略することもできる。つまり、暖機処理（ステップＳ
４００）が開始されると、制御ユニット１９０がモータ
ＭＧ１のロックアップ処理を行なう（ステップＳ４０
５）だけの処理としてもよい。

【００６５】次に第２の実施例を図７を用いて説明す
る。本実施例は図１に示した第１の実施例の構成に排気
還流を行なう構成を加えたものである。具体的には、エ
ンジン１５０の排気口２０２に接続された還流用排気配
管２６４と、吸入口２００に接続された還流用吸気配管
２６６が設けられている。還流用吸気配管２６６と吸入
口２００の接合部分には、吸気源を外気または還流用吸
気配管２６６に切り替え可能な吸気切り替えバルブ２５
８が設けられ、還流用排気配管２６４と排気口２０２の
接合部分には、排気の排出先を排気系統または還流用排
気配管２６４に切り替え可能な排気切り替えバルブ２６
０が設けられている。エンジン暖機を行なわない場合
は、吸気切り替えバルブ２５８は外気を吸気源とする方
向にセットされ、排気切り替えバルブ２６０は排気の排
出先が排気系統になる方向にセットされている。還流用
排気配管２６４と還流用吸気配管２６６は、空気とエン
ジンオイルを分離するためのオイルトラッパ２６２を介
して結合されている。また、オイルトラッパ２６２に
は、オイル・パンとの間を結ぶオイル回収配管２６８が
接続されている。オイル・パンは図示していないが、エ
ンジン１５０のクランクケース下方にあり、エンジンオ
イルを溜めておく部分である。

【００６６】本実施例におけるエンジン１５０の暖機制
御処理（図２）は第１の実施例と同じである。暖機処理
（図３）も第１の実施例と概ね同様であるが、モータＭ
Ｇ１のロックアップ（図３におけるステップＳ４０５）
と同時に、制御ユニット１９０は切り替えバルブ制御信
号を出力し、吸気切り替えバルブ２５８を還流用吸気配
管２６６を吸気源とする方向に切り替えると共に、排気
切り替えバルブ２６０を還流用排気配管２６４を排出先
とする方向に切り替える。この結果、エンジン１５０の
排気は図７において矢印で示す通り、還流用排気配管２
６４、オイルトラッパ２６２および還流用吸気配管２６
６を通り、吸入口２００に還流される。排気にはエンジ
ンオイルが混じっている場合もあるため、オイルトラッ
パ２６２を通過することにより空気とエンジンオイルが
分離される。分離されたエンジンオイルはオイル回収配
管２６８を通って、オイルパンに回収される。

【００６７】第１の実施例と同様、本実施例においても
いわゆるエンジンブレーキを効かせることによりエンジ
ン暖機を行なう。前述の通りエンジンブレーキが効いて
いる状態では、エンジン１５０は吸入した空気を圧縮す
る仕事をしており、断熱圧縮により吸入空気の温度は上
昇しているため、この熱によってもエンジン１５０は暖
機される。本実施例では、このように高温になった空気
を外部に排出することなく、再度エンジン１５０の内部
に還流することによりエンジン１５０の暖機をさらに効
率よく行なうことができる。

【００６８】また、排気還流をすることにより、エミッ
ションの排出を抑えることもできる。つまり、エンジン
１５０が十分に暖機していない状態では、燃料噴射弁１
５１から噴出される燃料は十分霧化せず、吸入バルブ１
５３付近に付着してしまうが、本実施例では高温の空気
の通過により吸入口２００付近も加熱されるため、燃料
噴射弁１５１から噴出される燃料の霧化が十分進み、エ
ンジン１５０の始動時のエミッションを抑えることがで
きる。

【００６９】本実施例では、排気環流用の配管を新たに
設けているが、排気の少なくとも一部を吸気口２００に
環流することができる他の手段を用いてもよい。例え
ば、ＥＧＲ用の配管およびバルブを兼用するものとして
もよい。ＥＧＲとは、不活性ガスであるエンジン１５０
の排気の一部を吸気口２００に還流することにより、混
合気の燃焼温度を下げ、緩やかに燃焼させることでＣ
Ｏ、ＨＣ等のエミッションの排出を抑えるための技術で
ある。エンジン１５０に、このようなＥＧＲ装置が備え
られている場合には、エンジン１５０の暖機時にＥＧＲ
装置を利用することにより、新たな装置を設けることな
く、暖機効率を向上させることができる。ＥＧＲは、エ
ンジン１５０の排気の全てを吸入口２００に還流するも
のではないため、新たに配管を設けた場合ほど暖機効率
を向上させることはできないが、従来から内燃機関に備
えられている装置を兼用できる効果がある。

【００７０】上記第１または第２の実施例を適用するハ
イブリッド車輌は、種々の構成が可能である。図１では
エンジン１５０およびモータＭＧ２の駆動力をプラネタ
リギヤ１２０を介して駆動輪１１６、１１８に伝達する
ハイブリッド車輌の構成を示したが、エンジン１５０、
モータＭＧ１，ＭＧ２についてプラネタリギヤ１２０を
介した接続は図８から図９に示す種々の形態としてもよ
い。例えば、図１に示した構成では、リングギヤ軸１２
６に出力された動力をリングギヤ１２２に結合された動
力取出ギヤ１２８を介してモータＭＧ１とモータＭＧ２
との間から取り出したが、図８に変形例として示した構
成のように、リングギヤ軸１２６を延出して動力を取り
出すものとしてもよい。また、図９に変形例として示し
た構成のように、エンジン１５０側からプラネタリギヤ
１２０，モータＭＧ２，モータＭＧ１の順になるよう配
置してもよい。この場合、サンギヤ軸１２５Ｂは中空で
なくてもよく、リングギヤ軸１２６Ｂは中空軸とする必
要がある。この構成では、リングギヤ軸１２６Ｂに出力
された動力をエンジン１５０とモータＭＧ２との間から
取り出すことができる。さらに、図示しないが、図１に
おいてモータＭＧ２とモータＭＧ１を入れ替えた構成と
することも可能である。

【００７１】以上は、プラネタリギヤ１２０を用いた変
形例であるが、図１０に示すように、プラネタリギヤ１
２０を用いない構成をとってもよい。図１０に示す構成
では、図１におけるモータＭＧ１およびプラネタリギヤ
１２０に代えて、ロータ（インナロータ）２３４および
ステータ（アウタロータ）２３２の双方が同じ軸中心に
相対的に回転可能であり電磁継手として作用し得るクラ
ッチモータＭＧ３を用いている。クラッチモータＭＧ３
のアウタロータ２３２はエンジン１５０のクランクシャ
フト１５６に機械的に結合され、クラッチモータＭＧ３
のインナロータ２３４およびモータＭＧ２のロータ１３
２は駆動軸１１２に結合されている。モータＭＧ２のス
テータ１３３はケース１１９に固定されている。この構
成では、プラネタリギヤ１２０に代えて、クラッチモー
タＭＧ３によりエネルギの分配を行なう。クラッチモー
タＭＧ３に入出力される電気的なエネルギにより、イン
ナロータ２３４とアウタロータ２３２の相対的な回転を
制御し、エンジン１５０の動力を駆動軸１１２に伝達す
ることができる。また、モータＭＧ２のロータ１３２が
駆動軸１１２に取り付けられているため、モータＭＧ２
を駆動源とすることもできる。さらに、エンジン１５０
の動力によりモータＭＧ３で発電することもできる。つ
まり、エンジン１５０の動力は直接車輌の駆動力とする
こともでき、モータＭＧ３で発電した電力をＥＨＣ２０
６に通電して触媒加熱に用いることもできる。従って、
このような構成のハイブリッド車輌であっても、本発明
を適用することができる。

【００７２】次に、本発明の第３の実施例を図１１に基
づいて説明する。図１１はいわゆるシリーズ式のハイブ
リッド車輌の構成を示している。シリーズ式のハイブリ
ッド車輌は、第１および第２の実施例と同様のエンジン
１５０を備え、エンジン１５０のクランクシャフト１５
６は発電機Ｇのロータ（図示しない）に結合されてい
る。発電機Ｇはバッテリ１９４に電気的に接続されてい
る。また、バッテリ１９４にはモータＭＧ４も電気的に
接続されている。モータＭＧ４のロータ（図示しない）
は、駆動軸１１２に結合されており、さらにディファレ
ンシャルギヤ１１４を介して駆動輪１１６、１１８に結
合されている。エンジン１５０はＥＦＩＥＣＵ１７０を
介して制御ユニット１９０と接続されており、発電機Ｇ
およびモータＭＧ４の運転はトランジスタインバータ１
９３を介して制御ユニット１９０と接続されている。第
１の実施例と同様に制御ユニット１９０にはエンジン１
５０等の制御をするために必要な種々の信号が入力され
ている（図１１ではバッテリ残容量検出器１９９の信号
入力のみを図示してある）。なお、発電機Ｇおよびモー
タＭＧ４は同期電動発電機として構成され、発電機とし
ても動作し、バッテリ１９４からの通電によりロータを
回転駆動する電動機としても動作する。

【００７３】このような構成をとるシリーズ式のハイブ
リッド車輌は、通常、バッテリ１９４の電力によりモー
タＭＧ４を駆動し、その動力により走行する。バッテリ
１９４の残容量が少なくなった場合には、エンジン１５
０を始動し、その動力で発電機Ｇを駆動して発電し、バ
ッテリ１９４の充電を行なう。エンジン１５０の動力が
直接、車輌の駆動力として使用されることはない。一
方、モータＭＧ４も発電機として機能しうるため、モー
タＭＧ４の駆動力を必要としない場合、例えば、減速時
や降坂時等は駆動輪１１６、１１８の回転力でモータＭ
Ｇ４のロータを回転させることにより発電し（以下、回
生という）、バッテリ１９４を充電することもできる。

【００７４】本実施例における暖機制御処理は第１の実
施例と同じである（図２）が、暖機処理が異なってい
る。本実施例における暖機処理を図１２に示す。暖機処
理が開始されると（ステップＳ４００）、制御ユニット
１９０は、エンジン１５０のモータリングを行なう（ス
テップＳ４４０）。モータリングとは、発電機Ｇにバッ
テリ１９４から通電して電動機として動作させることに
より、ロータに結合されたクランクシャフト１５６を回
転させ、エンジン１５０を回転させることをいう。

【００７５】本実施例では、上述の通り、エンジン１５
０をモータリングすることにより、エンジン１５０のピ
ストン１５４と燃焼室１５２間で摩擦熱が発生し、エン
ジン１５０を暖機することができる。また、エンジン１
５０は吸入された空気を圧縮する仕事をするため、断熱
圧縮により発熱した空気によってもエンジン１５０を暖
機することができる。エンジン１５０は駆動輪１１６、
１１８に動力を伝達するようには構成されていないた
め、暖機処理に際し、バルブオーバラップの制御を行な
わなくても、通常の走行感覚を維持することができる。
暖機処理はモータＭＧ４の駆動力を必要としない場面で
行なわれるため、モータＭＧ４で回生された電力をエン
ジン１５０のモータリングに使用することができ、バッ
テリ１９４の電力消費を抑えた効率的な暖機を行なうこ
とが可能である。

【００７６】第３の実施例においても、エンジン１５０
は吸入空気の圧縮仕事をしているため、排気還流により
暖機効率を高めることができる。この場合の構成および
作用は、第２の実施例で示した構成および作用と同様で
ある（図７）。

【００７７】第３の実施例では、発電機Ｇによりエンジ
ン１５０のモータリングを行なっているが、エンジン１
５０のモータリングをするための電動機を別途設けるも
のとしてもよい。発電機Ｇでは、エンジン１５０をモー
タリングするために必要となるトルクを十分発生できな
い場合に、有効である。

【００７８】なお、エンジン１５０をモータリングする
ことにより暖機する構成は、シリーズ式のハイブリッド
車輌のみならず、図１に示した構成によるハイブリッド
車輌にも適用できる。図示はしないが、この場合は、ク
ランクシャフト１５６をプラネタリキャリア１２４から
機械的に切り離すとともに、モータＭＧ１のロータ１３
２と機械的に結合させるクラッチ機構等を設ければよ
い。

【００７９】以上、本発明の実施例およびその変形例に
ついて説明してきたが、本発明はこれらに限定されるも
のではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、さらに種々
の変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を適用したハイブリッド車
輌の概略構成図である。

【図２】第１実施例における暖機制御処理の流れを示す
フローチャートである。

【図３】第１実施例における暖機処理の流れを示すフロ
ーチャートである。

【図４】エンジン１５０のバルブオーバーラップと減速
力の関係を示す説明図である。

【図５】エンジン１５０のバルブオーバーラップの可変
機構の概略構成図である。

【図６】ペダル踏込量と要求加速度の関係を示す説明図
である。

【図７】第２実施例における排気還流装置の概略構成図
である。

【図８】本発明を適用し得るハイブリッド車輌の他の構
成を示す概略構成図である。

【図９】本発明を適用し得るハイブリッド車輌の他の構
成を示す概略構成図である。

【図１０】クラッチモータＭＧ３を採用したハイブリッ
ド車輌の構成を示す概略構成図である。

【図１１】第３実施例を適用したシリーズ式ハイブリッ
ド車輌の構成を示す概略構成図である。

【図１２】第３実施例における暖機処理の流れを示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１１１…動力伝達ギヤ １１２…駆動軸 １１４…ディファレンシャルギヤ １１６，１１８…駆動輪 １１９…ケース １２０…プラネタリギヤ １２１…サンギヤ １２２…リングギヤ １２３…プラネタリピニオンギヤ １２４…プラネタリキャリア １２５、１２５Ｂ、１２５Ｃ…サンギヤ軸 １２６、１２６Ｂ、１２６Ｃ…リングギヤ軸 １２７…プラネタリキャリア軸 １２８…動力取出ギヤ １２９…チェーンベルト １３２…ロータ １３３…ステータ １３９…レゾルバ １４２…ロータ １４３…ステータ １４９…レゾルバ １５０…エンジン １５１…燃料噴射弁 １５２…燃焼室 １５３…吸気バルブ １５４…ピストン １５５…排気バルブ １５６…クランクシャフト １５７…レゾルバ １５８…イグナイタ １６０…ディストリビュータ １６２…点火プラグ １６４…アクセルペダル １６４ａ…アクセルペダルポジションセンサ １６５…ブレーキペダル １６５ａ…ブレーキペダルポジションセンサ １７０…ＥＦＩＥＣＵ １７４…水温センサ １７６…回転数センサ １７８…回転角度センサ １７９…スタータスイッチ １８２…シフトレバー １８４…シフトポジションセンサ １９０…制御ユニット １９３…トランジスタインバータ １９４…バッテリ １９９…残容量検出器 ２００…吸入口 ２０２…排気口 ２０４…触媒コンバータ ２０４ａ…触媒温度センサ ２０６…ＥＨＣ ２０８…サブ・マフラ ２１０…メイン・マフラ ２３２…アウタロータ ２３４…インナロータ ２３８…回転トランス ２４０…吸気カムシャフト ２４２…吸気カムシャフト・タイミング・ギヤ ２４４…排気カムシャフト ２４６…排気カムシャフト・タイミング・ギヤ ２４８…タイミング・ベルト ２５０…ＶＶＴプーリー ２５２…可動ピストン ２５４…ＯＣＶ ２５６…エンジオイルポンプ ２５８…吸気切り替えバルブ ２６０…排気切り替えバルブ ２６２…オイルトラッパ ２６４…還流用排気配管 ２６６…還流用吸気配管 ２６８…オイル回収配管 Ｇ…発電機 ＭＧ１、ＭＧ２、ＭＧ４…モータ ＭＧ３…クラッチモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/06 ３２０ Ｆ０２Ｄ 41/06 ３２０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｈ ５５０Ｒ Ｆ０２Ｎ 11/04 Ｆ０２Ｎ 11/04 Ｄ 17/08 17/08 Ｚ (56)参考文献 特開 平８−28313（ＪＰ，Ａ) 特公 昭61−57204（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 6/02 B60L 11/00 - 11/18 F02D 29/00 - 29/06 F02M 25/07

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動機と、内燃機関と、これらの運転を
   制御する制御ユニットとを備え、電動機と内燃機関のう
   ち少なくとも電動機を駆動源として走行可能であるハイ
   ブリッド車輌において、前記制御ユニットからの暖機指
   示に応じて前記内燃機関を暖機する暖機装置であって、 前記内燃機関から動力を入出力する入出力軸と、 該入出力軸に前記内燃機関の外部から動力を入力するた
   めの動力入力手段と、 前記内燃機関の暖機指示があった場合に前記動力入力手
   段を制御して、該内燃機関を運転することなく、暖機さ
   れるまで前記内燃機関を機械的に駆動する入力制御手段
   とを備える内燃機関暖機装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の内燃機関暖機装置であっ
   て、 前記ハイブリッド車輌は、さらに前記電動機および内燃
   機関の動力と駆動輪の回転力を双方向に伝達可能な伝達
   機構とを備えており、 前記動力入力手段は駆動輪の回転力を前記伝達機構を介
   して内燃機関の出力軸に伝達する手段であり、 前記入力制御手段は前記伝達機構を断続する手段である
   内燃機関暖機装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の内燃機関暖機装置であっ
   て、さらに、 前記内燃機関の吸入空気圧縮率を調整する圧縮率調整手
   段と、 前記内燃機関の暖機指示があった場合に、前記内燃機関
   の吸入空気圧縮率が所定の状態になるように前記調整手
   段を制御する圧縮率制御手段とを備える内燃機関暖機装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の内燃機関暖機装置であっ
   て、 前記動力入力手段は、前記内燃燃機関の前記入出力軸に
   連結された暖機用電動機により前記入出力軸から動力を
   入力する手段であり、 前記入力制御手段は、前記暖機用電動機の回転を制御す
   る手段である内燃機関暖機装置。
5. 【請求項５】 請求項１、請求項２または請求項４のい
   ずれか記載の内燃機関暖機装置であって、さらに、 前記内燃機関の排気の少なくとも一部を該内燃機関の吸
   気系統に還流する排気還流手段と、 前記内燃機関の暖機指示があった場合に、前記排気還流
   手段を制御して該内燃機関の排気の少なくとも一部を該
   内燃機関の吸気系統に還流する排気還流制御手段とを備
   える内燃機関暖機装置。