JP5023957B2 - ハイブリッド車およびその制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ハイブリッド車およびその制御方法に関する。
従来、バッテリの充電制御方法としては、バッテリ温度が低いときには充放電量が等しいパルス充放電を実施してバッテリを加温するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、短時間に充電と放電とを繰り返すパルス充放電を実施することにより、充放電のロスによってバッテリを加温している。
特開２００２−１２５３２６号公報
しかしながら、上述のバッテリの充放電制御方法をハイブリッド車に用いられるバッテリに適用する場合、走行に伴ってバッテリを充放電するため、走行とは無関係にパルス充放電によってバッテリを充放電することはできない。このため、比較的長い時間を用いて充電と放電とを行なうことによりバッテリを加温することになるが、バッテリを充電するタイミングとハイブリッド車に搭載された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を暖機するタイミングとが一致すると、触媒暖機を行なう前にエンジンから走行用のパワーとバッテリの充電用のパワーとの和のパワーを出力させることになるため、エミッションが悪化する場合が生じる。
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、二次電池などの蓄電装置の昇温と内燃機関の排気浄化との両立を図ることを主目的とする。
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、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、
排気を浄化するのに用いられる排気浄化触媒を有する排気浄化装置が排気系に取り付けられた内燃機関と、
前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電機と、
走行用の動力を出力可能な電動機と、
前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記蓄電手段の昇温要請がなされたとき、前記排気浄化触媒の暖機が要請されていないときには前記蓄電手段の充放電による該蓄電手段の昇温を伴って前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記排気浄化触媒の暖機が要請されているときには充電に比して放電が多い前記蓄電手段の充放電による該蓄電手段の昇温を伴って前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
この本発明のハイブリッド車では、蓄電手段の昇温要請がなされたときに、排気浄化触媒の暖機が要請されていないときには蓄電手段の充放電による蓄電手段の昇温を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、排気浄化触媒の暖機が要請されているときには充電に比して放電が多い蓄電手段の充放電による蓄電手段の昇温を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。したがって、蓄電手段の昇温要請がなされたときに、排気浄化触媒の暖機が要請されているときには、蓄電手段を充電するために内燃機関から動力が出力されるのを抑制することができる。これにより、排気浄化触媒の暖機を促進するよう内燃機関を運転することが容易となり、蓄電手段を昇温するときでも、排気浄化触媒の暖機をより速く完了することができる。この結果、蓄電手段の昇温と内燃機関の排気浄化との両立を図ることができる。もとより、走行に要求される要求駆動力により走行することができる。
こうした本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記内燃機関の吸入空気量または該吸入空気量に関連する物理量を積算した積算値が所定値未満のときには前記排気浄化触媒の暖機が要請されているとして制御し、前記積算値が所定値以上のときには前記排気浄化触媒の暖機が要請されていないとして制御する手段であるものとすることもできる。排気浄化触媒の暖機の完了が、内燃機関の吸入空気量の積算値が大きいほど速くなる傾向があることに基づく。
また、本発明のハイブリッド車において、前記所定値は、前記内燃機関の冷却水温が低いほど大きくなる傾向に設定される値であるものとすることもできる。内燃機関の冷却水温が低いほど排気浄化触媒の温度も低い場合が多く、内燃機関の冷却水温が低いほど排気浄化触媒の暖機の完了が遅くなることに基づく。
さらに、本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記蓄電手段の昇温要請がなされたとき、前記排気浄化触媒の暖機が要請されていないときには前記蓄電手段が過放電および過充電しない範囲内で充電または放電を行なうことにより前記蓄電手段を昇温する手段であるものとすることもできる。
本発明のハイブリッド車の制御方法は、
排気を浄化するのに用いられる排気浄化触媒を有する排気浄化装置が排気系に取り付けられた内燃機関と、前記内燃機関からの動力の一部を用いて発電する発電機と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド車における前記蓄電手段の昇温要請がなされたときの制御方法であって、
前記排気浄化触媒の暖機が要請されていないときには前記蓄電手段の充放電による該蓄電手段の昇温を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記排気浄化触媒の暖機が要請されているときには充電に比して放電が多い前記蓄電手段の充放電による該蓄電手段の昇温を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする。
この本発明のハイブリッド車の制御方法では、蓄電手段の昇温要請がなされたときに、排気浄化触媒の暖機が要請されていないときには蓄電手段の充放電による蓄電手段の昇温を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、排気浄化触媒の暖機が要請されているときには充電に比して放電が多い蓄電手段の充放電による蓄電手段の昇温を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。したがって、蓄電手段の昇温要請がなされたときに、排気浄化触媒の暖機が要請されているときには、蓄電手段を充電するために内燃機関から動力が出力されるのを抑制することができる。これにより、排気浄化触媒の暖機を促進するよう内燃機関を運転することが容易となり、蓄電手段を昇温するときでも、排気浄化触媒の暖機をより速く完了することができる。この結果、蓄電手段の昇温と内燃機関の排気浄化との両立を図ることができる。もとより、走行に要求される要求駆動力により走行することができる。
次に、本発明を実施するための最良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、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、車両の駆動系全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
エンジン２２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内燃機関として構成されており、図２に示すように、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を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室に吸入し、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。エンジン２２からの排気は、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三元触媒１３４ａ（以下、単に「触媒」という）を内蔵した浄化装置１３４を介して外気へ排出される。
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により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａ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、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、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からのクランクポジションやエンジン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，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉する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からのカムポジション，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からのスロットルポジション，吸気管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，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、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への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０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。なお、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやり取りを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、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からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
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には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量ＳＯＣを演算したり、演算した残容量ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。図３に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図４にバッテリ５０の残容量ＳＯＣと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２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、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，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，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，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などが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、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おり、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやり取りを行なっている。
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
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の動作について説明する。図５はハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動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、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、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や車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，残容量ＳＯＣ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，電池温度Ｔｂ，触媒１３４ａの暖機が要請されているか否かを示す暖機要請フラグＦなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、残容量ＳＯＣは、図示しない電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて演算されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとし、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量ＳＯＣとに基づいて設定されたものを同じくバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。さらに、電池温度Ｔｂは、温度センサ５１により検出されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。暖機要請フラグＦは、図６に例示するフラグ設定ルーチンにより設定されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。フラグ設定ルーチンは、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。以下、図５の駆動制御ルーチンの説明を一旦中断し、図６のフラグ設定ルーチンについて説明する。
フラグ設定ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａなどデータを入力すると共に（ステップＳ３００）、前回このルーチンを実行したときに計算した積算吸入空気量（前回Ｑｉｎｔ）に吸入空気量Ｑａを加えることにより積算吸入空気量Ｑｉｎｔを計算する（ステップＳ３１０）。ここで、積算吸入空気量Ｑｉｎｔは、エンジン２２が始動されてからの吸入空気量Ｑａの積算値に相当するものであり、エンジン２２の始動の開始時に値０にリセットされるものとした。
続いて、初期値として値０が設定されると共に後述の閾値Ｑｒｅｆが設定されたときに値１が設定される閾値設定完了フラグＧの値を調べ（ステップ３２０）、閾値設定完了フラグＧが値０のときには、水温センサ１４２からエンジン２２を始動したときの冷却水温Ｔｗとしての始動時冷却水温Ｔｗｓを入力し（ステップＳ３３０）、入力した始動時冷却水温Ｔｗｓに基づいて閾値Ｑｒｅｆを設定すると共に（ステップＳ３４０）、閾値設定完了フラグＧに値１を設定する（ステップＳ３５０）。ここで、閾値Ｑｒｅｆは、触媒１３４ａの暖機が完了しているか否かを判定するために用いられるものであり、実施例では、始動時冷却水温Ｔｗｓと閾値Ｑｒｅｆとの関係を予め定めて閾値設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、始動時冷却水温Ｔｗｓが与えられると記憶したマップから対応する閾値Ｑｒｅｆを導出して設定するものとした。図７に閾値設定用マップの一例を示す。図示するように、閾値Ｑｒｅｆは、始動時冷却水温Ｔｗｓが低いほど大きくなる傾向に設定するものとした。これは、始動時冷却水温Ｔｗｓが低いほど触媒１３４ａの温度も低い場合が多く、触媒１３４ａの暖機の完了に要する総熱量が大きくなるため、触媒１３４ａの暖機の完了が遅くなることに基づく。閾値設定完了フラグＧに値１が設定されると、次回以降にこのルーチンが実行されたときには、ステップＳ３３０〜Ｓ３５０の処理を実行することなくステップＳ３６０に進む。
続いて、積算吸入空気量Ｑｉｎｔを閾値Ｑｒｅｆと比較し（ステップＳ３６０）、積算吸入空気量Ｑｉｎｔが閾値Ｑｒｅｆ未満のときには、触媒１３４ａの暖機は完了していないと判断し、暖機要請フラグＦに値１を設定すると共にこれをハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信して（ステップＳ３７０）、フラグ設定ルーチンを終了し、積算吸入空気量Ｑｉｎｔが閾値Ｑｒｅｆ以上のときには、触媒１３４ａの暖機は完了していると判断し、暖機要請フラグＦに値０を設定すると共にこれをハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信して（ステップＳ３８０）、フラグ設定ルーチンを終了する。このように、積算吸入空気量Ｑｉｎｔと、始動時冷却水温Ｔｗｓに基づく閾値Ｑｒｅｆと、に基づいて触媒１３４ａの暖機が完了しているか否かを判定するから、触媒１３４ａの暖機が要請されているか否かをより適切に判定することができる。
以上、フラグ設定ルーチンについて説明した。図５の駆動制御ルーチンの説明に戻る。ステップＳ１００でデータを入力すると、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊と、同じく駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求される駆動軸要求パワーＰｒ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図８に要求トルク設定用マップの一例を示す。駆動軸要求パワーＰｒ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとの積として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じること（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）によって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ること（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めることができる。
続いて、電池温度Ｔｂを閾値Ｔｒｅｆと比較する（ステップＳ１２０）。ここで、閾値Ｔｒｅｆは、バッテリ５０の昇温が要請されているか否かを判定するために用いられるものであり、例えば、０℃や５℃などを用いることができる。電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには、バッテリ５０の昇温が要請されていない通常時であると判断し、充放電要求パワーＰｂ＊を設定する（ステップＳ１３０）。ここで、通常時の充放電要求パワーＰｂ＊は、実施例では、バッテリ５０の残容量ＳＯＣと充放電要求パワーＰｂ＊との関係を予め定めて通常時充放電要求パワー設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、残容量ＳＯＣが与えられると記憶したマップから対応する充放電要求パワーＰｂ＊を導出して設定するものとした。通常時充放電要求パワー設定用マップの一例を図９に示す。通常時には、充放電要求パワーＰｂ＊は、図示するように、残容量ＳＯＣが目標残容量ＳＯＣ＊（例えば、６０％）よりも低い閾値ＳＬ０未満のときには一定の充電パワーＰｃが設定され、残容量ＳＯＣが目標残容量ＳＯＣ＊よりも高い閾値ＳＨ０以上のときには一定の放電パワーＰｄが設定され、残容量ＳＯＣが閾値ＳＬ０以上で閾値ＳＨ０未満のときには目標残容量ＳＯＣ＊で値０（充放電なし）となるように残容量ＳＯＣが大きいほど充電パワーＰｃから放電パワーＰｄに向けて変化する傾向に設定される。即ち、通常時には、充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが目標残容量ＳＯＣ＊に近づくように設定されるのである。
こうして充放電要求パワーＰｂ＊を設定すると、駆動軸要求パワーＰｒ＊から充放電要求パワーＰｂ＊を減じてロスＬｏｓｓを加えることにより車両に要求される車両要求パワーＰ＊を設定すると共に（ステップＳ１７０）、暖機要請フラグＦの値を調べ（ステップＳ１８０）、暖機要請フラグＦが値０のときには、車両要求パワーＰ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１９０）。エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊の設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと車両要求パワーＰ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図１０に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと車両要求パワーＰ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。
次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊計算する（ステップＳ２００）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図１１に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
そして、要求トルクＴｒ＊に計算したトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えて更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ２１０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（４）および式（５）により計算すると共に（ステップＳ２２０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２３０）。ここで、式（６）は、図１１の共線図から容易に導くことができる。
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (6)
こうしてエンジン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＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２４０）、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を効率よく運転して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。
ステップＳ１８０で暖機要請フラグＦが値１のときには、車両要求パワーＰ＊を閾値Ｐｒｅｆと比較する（ステップＳ２５０）。ここで、閾値Ｐｒｅｆは、車両要求パワーＰ＊をモータＭＧ２からの動力だけで賄うことができるか否かを判定するために用いられるものであり、例えば、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔなどを用いることができる。車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときには、触媒１３４ａの暖機が要請されているがエンジン２２からの動力を必要とすると判断し、上述したステップＳ１９０〜Ｓ２４０の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。一方、車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満のときには、触媒１３４ａの暖機が要請されていると共に車両要求パワーＰ＊をモータＭＧ２からの動力だけで賄うことができると判断し、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊にアイドル回転数Ｎｉｄｌ（例えば、１０００ｒｐｍや１２００ｒｐｍなど）を設定して目標トルクＴｅ＊に値０を設定すると共に（ステップＳ２６０）、エンジン２２の触媒１３４ａ暖機運転指令をエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ２７０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を値０に設定して（ステップＳ２８０）、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を用いて上述したステップＳ２１０〜Ｓ２４０の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。触媒１３４ａ暖機運転指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、例えば、エンジン２２の点火時期を触媒１３４ａの暖機を行なわない通常の運転時より遅くしてエンジン２２を運転するものとした。エンジン２２の点火時期を通常の運転時より遅くするのは、エンジン２２の燃焼エネルギの多くを熱として触媒１３４ａに供給して暖機に用いるためである。
ステップＳ１２０で電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、暖機要請フラグＦの値を調べ（ステップＳ１４０）、暖機要請フラグＦが値０のときには、バッテリ５０の昇温が要請されているが触媒１３４ａの暖機は要請されていない非暖機昇温時であると判断し、残容量ＳＯＣと充放電要求パワーＰｂ＊との関係として予め定められた非暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップを用いて充放電要求パワーＰｂ＊を設定すると共に（ステップＳ１５０）、設定した充放電要求パワーＰｂ＊を用いて車両要求パワーＰ＊を設定し（ステップＳ１７０）、暖機要請フラグＦの値を調べ（ステップＳ１８０）、いま、暖機要請フラグＦが値０のときを考えているから、上述したステップＳ１９０〜Ｓ２４０の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。非暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップおよび後述の暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップの一例を図１２に示す。図中、実線は非暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップを示し、一点鎖線は後述する暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップを示す。なお、図１２には、参考のために、前述した通常時充放電要求パワー設定用マップについても二点鎖線で併せて示した。非暖機昇温時には、充放電要求パワーＰｂ＊は、図１２中実線で示すように、昇温制御の開始時に残容量ＳＯＣが目標残容量ＳＯＣ＊以上のときには一定の放電側のパワーである放電パワーＰｄが設定され、残容量ＳＯＣが目標残容量ＳＯＣ＊未満のときには一定の充電側のパワーである充電パワーＰｃが設定され、その後は、充放電要求パワーＰｂ＊に放電パワーＰｄが設定されているときには残容量ＳＯＣが閾値ＳＬ１（例えば、ＳＬ１＜ＳＬ０）未満になったときに充電パワーＰｃが設定され、充放電要求パワーＰｂ＊に充電パワーＰｃが設定されているときには残容量ＳＯＣが閾値ＳＨ１（例えば、ＳＨ１＞ＳＨ０）以上になったときに放電パワーＰｄが設定される。即ち、この場合、充放電要求パワーＰｂ＊には、ヒステリシス特性をもって放電パワーＰｄまたは充電パワーＰｃが設定され、バッテリ５０の充放電のロスを大きくすることができ、バッテリ５０をより速く昇温することができる。また、この場合、充放電要求パワーＰｂ＊に充電パワーＰｃまたは放電パワーＰｄが設定される時間が長くなるため、バッテリ５０の充電と放電との頻繁な切り換えも抑制される。
一方、ステップＳ１４０で暖機要請フラグＦが値１のときには、バッテリ５０の昇温が要請されていると共に触媒１３４ａの暖機が要請されている暖機昇温時であると判断し、残容量ＳＯＣと充放電要求パワーＰｂ＊との関係として予め定められた前述の図１２の暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップを用いて充放電要求パワーＰｂ＊を設定し（ステップＳ１６０）、設定した充放電要求パワーＰｂ＊を用いて車両要求パワーＰ＊を設定し（ステップＳ１７０）、暖機要請フラグＦの値を調べ（ステップＳ１８０）、いま、暖機要請フラグＦが値１のときを考えているから、上述したステップＳ２５０〜Ｓ２８０およびステップＳ２１０〜Ｓ２４０の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。暖機昇温時には、充放電要求パワーＰｂ＊は、図１２中一点鎖線で示すように、昇温制御の開始時に残容量ＳＯＣが閾値ＳＬ１より小さい閾値ＳＬ２以上のときには放電パワーＰｄが設定され、その後は、充放電要求パワーＰｂ＊に放電パワーＰｄが設定されているときには残容量ＳＯＣが閾値ＳＬ２未満になったときに一定の充電パワーＰｃが設定され、充放電要求パワーＰｂ＊に充電パワーＰｃが設定されているときには残容量ＳＯＣが閾値ＳＨ２（例えば、ＳＬＯ＜ＳＨ２＜ＳＯＣ＊）以上になったときに放電パワーＰｄが設定される。即ち、この場合、充放電要求パワーＰｂ＊には、非暖機昇温時充放電パワー設定用マップと同様にヒステリシス特性をもって一定の放電パワーＰｄまたは充電パワーＰｃが設定されるが、できるだけ放電パワーＰｃが設定されるようにするものである。これにより、車両要求パワーＰ＊は、非暖機昇温時に比して小さくなりやすく、ステップＳ２５０で車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満であると判定されやすくなる。このため暖機昇温時には、触媒１３４ａの暖機を促進するようエンジン２２を運転することが容易となり、バッテリ５０を昇温するときでも、触媒１３４ａの暖機をより速く完了することができる。この結果、バッテリ５０の昇温とエンジン２２の排気浄化との両立を図ることができる。
図１３は、触媒１３４ａの暖機が要請されているときにバッテリ５０の昇温制御を実行する暖機昇温時に設定される充放電要求パワーＰｂ＊と残容量ＳＯＣの時間変化の様子の一例を示す説明図である。図示するように、充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリの昇温が要請される時刻ｔ０に残容量ＳＯＣが閾値ＳＬ２以上のときには、一定の放電側のパワーである放電パワーＰｄが設定されるので残容量ＳＯＣは減少し、残容量ＳＯＣが閾値ＳＬ２に達する時刻ｔ１以降に充電パワーＰｃが設定されるので残容量ＳＯＣは増加する。そして、残容量ＳＯＣが閾値ＳＨ２に達する時刻ｔ２以降に再び充放電要求パワーＰｂ＊は放電パワーＰｄが設定され、これ以降、バッテリ５０の充放電が繰り返されるのである。したがって、暖機昇温時には、充放電要求パワーＰｂ＊は、充電パワーＰｃが設定される時間（時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間）よりも放電パワーＰｄが設定される時間（時刻ｔ０から時刻ｔ１までの時間）の方が長くなるように、即ち、充電に比して放電が多いように設定されることになる。これにより、上述したエンジン２２に要求される車両要求パワーＰ＊の値をできるだけ低減することができる。そして、車両要求パワーＰ＊の値をできるだけ低減することで、車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満であると判定されやすくなり、触媒１３４ａの暖機を促進するようエンジン２２を運転することが容易となる。したがって、バッテリ５０の昇温をするときでも触媒１３４ａの暖機をより速く完了することができる。この結果、バッテリ５０の昇温とエンジン２２の排気浄化との両立を図ることができる。
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２の積算吸入空気量Ｑｉｎｔに基づいて触媒１３４ａの暖機が要請されているか否かを判定し、バッテリ５０の昇温が要請されたときに、触媒１３４ａの暖機が要請されていないときには非暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップを用いてバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊を設定し、触媒１３４ａの暖機が要請されているときには暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップを用いてできるだけ放電側となるように充放電要求パワーＰｂ＊を設定し、設定した充放電要求パワーＰｂ＊がバッテリ５０に充放電されて走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するから、触媒１３４ａの暖機が要請されているときには、エンジン２２に要求される車両要求パワーＰ＊の値をできるだけ低減することができ、触媒１３４ａの暖機を促進するようエンジン２２を運転することが容易となる。したがって、バッテリ５０の昇温をするときでも、触媒１３４ａの暖機をより速く完了することができる。この結果、バッテリ５０の昇温とエンジン２２の排気浄化との両立を図ることができる。
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の吸入空気量Ｑａの積算値である積算吸入空気量Ｑｉｎｔを用いて触媒１３４ａの暖機が要請されているか否かを判定するものとしたが、触媒１３４ａの暖機が要請されているか否かは吸入空気量に関連する物理量、例えば、スロットル開度に基づいて設定される値の積算値により判定するものとしてもよい。また、こうした積算値に拘わらず、例えば、触媒１３４ａに温度センサを取り付け、温度センサにより検出された触媒温度に基づいて触媒１３４ａの暖機が要請されているか否かを判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、図７に示したように始動時冷却水温Ｔｗｓが低いほど大きくなる傾向に閾値Ｑｒｅｆを設定するものとしたが、こうした傾向であればよいから、始動時冷却水温Ｔｗｓが低いほど曲線的に或いは１段以上の段数をもって段階的に大きくなる傾向に閾値Ｑｒｅｆを設定するものとしてもよい。また、閾値Ｑｒｅｆは始動時冷却水温Ｔｗｓに拘わらず固定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、非暖機昇温時および暖機昇温時の充放電要求パワー設定用マップは、低残量閾値ＳＬ１，ＳＬ２未満や高残量閾値ＳＨ１，ＳＨ２以上になると直ちに充放電を切り替えるものとしたが、充放電の切替は滑らかに行われるものとしてもよく、特に非暖機昇温時には過充電および過放電しない範囲で充電または放電するものであればよいから、例えば、ヒステリシスをもって、現在の残容量ＳＯＣにより、目標残容量ＳＯＣ＊の値が変更されるものとしてもよい。また、充放電要求パワーＰｂ＊はヒステリシスをもって一定の充電パワーＰｃまたは放電パワーＰｄが設定されるものとしたが、ヒステリシスをもって残容量ＳＯＣに応じた値が設定され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１３４ａの暖機を促進するようエンジン２２を運転するときには、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊にアイドル回転数Ｎｉｄｌを設定すると共に目標トルクＴｅ＊に値０を設定するものとしたが、目標トルクＴｅ＊としては値０に限定されるものではなく、若干の負荷運転を行なうものとしてもよい。また、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊としては、アイドル回転数Ｎｉｄｌに限定されるものではなく、Ｎｉｄｌより若干高い回転数としても構わない。
実施例のハイブリッド自動車２０では、減速ギヤ３５を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ３５に代えて２段変速や３段変速，４段変速などの変速機を介してリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしても構わない。
実施例ハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１３の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１３における車輪６３ｃ，６３ｄに接続された車軸）に接続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、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１１の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備え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、動力分配統合機構３０にエンジン２２とモータＭＧ１と駆動軸とを接続すると共に駆動軸に減速ギヤ３５を介してモータＭＧ２を接続し、モータＭＧ１，ＭＧ２と電力のやり取りをするバッテリ５０を備える構成としたが、排気を浄化するのに用いられる触媒１３４ａ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、エンジンからの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電機と、走行用の動力を出力可能なモータと、発電機およびモータと電力のやり取りが可能なバッテリと、を備えるハイブリッド車であれば、如何なる構成のハイブリッド車の形態としても構わない。また、こうしたハイブリッド車の制御方法の形態としてもよい。
ここで、実施例や変形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、排気を浄化するのに用いられる触媒１３４ａを有する浄化装置１３４が排気系に取り付けられたエンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求駆動力設定手段」に相当し、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには図９の通常時充放電要求パワー設定用マップを用いて要求パワーＰｂ＊を設定し、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満で暖機要請フラグＦが値１のときには図１２の非暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップを用いて充放電要求パワーＰｂ＊を設定し、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満で暖機要請フラグＦが値０のときには図１２の暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップを用いて充放電要求パワーＰｂ＊を設定し、設定した充放電要求パワーＰｂ＊でバッテリ５０が充放電されると共に走行に要求される要求駆動力Ｔｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定してエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する図５の駆動制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、エンジン２２の積算吸入空気量Ｑｉｎｔが閾値Ｑｒｅｆ以上であるか否かに基づいて暖機要請フラグＦを設定してハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信する図６のフラグ設定ルーチンを実行すると共に目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４と、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。
ここで、「内燃機関」としては、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する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンとするなど、排気を浄化するのに用いられる排気浄化触媒を有する排気浄化装置が排気系に取り付けられたものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、内燃機関からの動力を用いて発電するものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、電動機および発電機と電力のやり取りが可能であれば如何なるものとしても構わない。「要求駆動力設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃだけに基づいて要求トルクを設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定するものなど、駆動軸に要求される要求トルクを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、エンジン２２の積算吸入空気量Ｑｉｎｔに基づいて暖機要請フラグＦを設定し、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには図９の通常時充放電要求パワー設定用マップを用いて要求パワーＰｂ＊を設定し、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満で暖機要請フラグＦが値１のときには図１２の非暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップを用いて充放電要求パワーＰｂ＊を設定し、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満で暖機要請フラグＦが値０のときには図１２の暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップを用いて充放電要求パワーＰｂ＊を設定し、設定した充放電要求パワーＰｂ＊でバッテリ５０が充放電されると共に走行に要求される要求駆動力Ｔｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものに限定されるものではなく、前記蓄電手段の昇温要請がなされたとき、前記排気浄化触媒の暖機が要請されていないときには前記蓄電手段の充放電による該蓄電手段の昇温を伴って前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記排気浄化触媒の暖機が要請されているときには充電に比して放電が多い前記蓄電手段の充放電による該蓄電手段の昇温を伴って前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例や変形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最良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最良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、車両の製造産業などに利用可能である。
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。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 バッテリ５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。 バッテリ５０の残容量ＳＯＣと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。 ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 エンジンＥＣＵ２４により実行されるフラグ設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 冷却水温Ｔｗと閾値Ｑｒｅｆとの関係の一例を示す説明図である。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 通常時充放電要求パワー設定用マップの一例を示す説明図である。 エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。 エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 非暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップと暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップの一例を示す説明図である。 暖機昇温時に設定される充放電要求パワーＰｂ＊と残容量ＳＯＣのの時間変化の様子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１２０の構成の概略を示す構成図である。 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。
符号の説明
２０，１２０，２２０ 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）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、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、５０ バッテリ、５１ 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、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、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、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、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、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ ２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (5)

  1. 排気を浄化するのに用いられる排気浄化触媒を有する排気浄化装置が排気系に取り付けられた内燃機関と、
    前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電機と、
    走行用の動力を出力可能な電動機と、
    前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
    走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
    前記蓄電手段の昇温要請がなされたとき、前記排気浄化触媒の暖機が要請されていないときには前記蓄電手段の充放電による該蓄電手段の昇温を伴って前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記排気浄化触媒の暖機が要請されているときには充電に比して放電が多い前記蓄電手段の充放電による該蓄電手段の昇温を伴って前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、前記要求駆動力が大きいほど大きくなり且つ前記蓄電手段の充放電要求パワーが放電側のパワーのときに充電側のパワーのときに比して小さくなるよう車両要求パワーを設定し、前記排気浄化触媒の暖機が要請されているときに前記車両要求パワーを前記電動機からの動力だけで賄えるときには前記内燃機関が前記排気浄化触媒の暖機用の運転状態で運転されるよう制御する手段であり、
    更に、前記制御手段は、前記蓄電手段の昇温要請がなされていて且つ前記排気浄化触媒の暖機が要請されているときには、前記蓄電手段の昇温要請がなされていないとき及び前記排気浄化触媒の暖機が要請されていないときに比して前記蓄電手段の残容量が低くなるまで前記充放電要求パワーに放電側のパワーを設定する手段である、
    ハイブリッド車。
  2. 前記制御手段は、前記内燃機関の吸入空気量または該吸入空気量に関連する物理量を積算した積算値が所定値未満のときには前記排気浄化触媒の暖機が要請されているとして制御し、前記積算値が所定値以上のときには前記排気浄化触媒の暖機が要請されていないとして制御する手段である請求項１記載のハイブリッド車。
  3. 前記所定値は、前記内燃機関の冷却水温が低いほど大きくなる傾向に設定される値である請求項２記載のハイブリッド車。
  4. 前記制御手段は、前記蓄電手段の昇温要請がなされたとき、前記排気浄化触媒の暖機が要請されていないときには前記蓄電手段が過放電および過充電しない範囲内で充電または放電を行なうことにより前記蓄電手段を昇温する手段である請求項１ないし３いずれか１つの請求項に記載のハイブリッド車。
  5. 排気を浄化するのに用いられる排気浄化触媒を有する排気浄化装置が排気系に取り付けられた内燃機関と、前記内燃機関からの動力の一部を用いて発電する発電機と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド車における前記蓄電手段の昇温要請がなされたときの制御方法であって、
    前記排気浄化触媒の暖機が要請されていないときには前記蓄電手段の充放電による該蓄電手段の昇温を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記排気浄化触媒の暖機が要請されているときには充電に比して放電が多い前記蓄電手段の充放電による該蓄電手段の昇温を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御するステップを含み、
    前記ステップは、前記要求駆動力が大きいほど大きくなり且つ前記蓄電手段の充放電要求パワーが放電側のパワーのときに充電側のパワーのときに比して小さくなるよう車両要求パワーを設定し、前記排気浄化触媒の暖機が要請されているときに前記車両要求パワーを前記電動機からの動力だけで賄えるときには前記内燃機関が前記排気浄化触媒の暖機用の運転状態で運転されるよう制御するステップであり、
    更に、前記ステップは、前記蓄電手段の昇温要請がなされていて且つ前記排気浄化触媒の暖機が要請されているときには、前記蓄電手段の昇温要請がなされていないとき及び前記排気浄化触媒の暖機が要請されていないときに比して前記蓄電手段の残容量が低くなるまで前記充放電要求パワーに放電側のパワーを設定するステップである、
    ことを特徴とするハイブリッド車の制御方法。




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