JP5494398B2 - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられて走行用の動力を出力可能な内燃機関と走行用の動力を出力可能な電動機と電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と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、排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられて走行用のパワーを出力するエンジンと、走行用のパワーを出力するモータと、モータと電力をやりとりするバッテリと、を備え、触媒暖機が完了しておらず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第１パワーがエンジンから出力されて走行用パワーによって走行するようエンジンとモータとを制御す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、こうした制御により、触媒暖機が完了しておらず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走行用パワーをエンジンから出力するものに比してエミッションの悪化を抑制している。

特開２０１０−１７９７８０号公報

上述のハイブリッド自動車では、触媒暖機が完了しておらず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、走行用パワーのうち第１パワーをエンジンから出力すると共にバッテリ出力可能パワーをバッテリから出力して走行することになるため、走行用パワーが急増して第１パワーが急増しエンジンの応答遅れによってエンジンからの出力パワーが第１パワーに対して不足するときには、その不足分だけ走行用パワーよりも小さなパワーによって走行することになり、運転者にもたつき感を与えてしまう場合がある。

本発明のハイブリッド自動車は、内燃機関の排気を浄化する浄化触媒の暖機が要求されている状態でのドライバビリティの向上を図る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、
排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられて走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記二次電池の状態に応じて該二次電池から出力可能な最大電力である出力制限を設定する出力制限設定手段と、
走行に要求される走行用パワーを設定する走行用パワー設定手段と、
前記浄化触媒の暖機要求がなされているときに前記設定された走行用パワーが前記設定された出力制限に相当する出力制限相当パワーより小さな閾値パワーより大きいときには、前記設定された走行用パワーから前記閾値パワーを減じて得られる差分パワーに応じて前記内燃機関が運転されると共に前記出力制限相当パワー以下のパワーが前記二次電池から出力されて前記設定された走行用パワーに基づくパワーによって走行するよう前記内燃機関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自動車では、浄化触媒の暖機要求がなされているときに走行に要求される走行用パワーが二次電池から出力可能な最大電力である出力制限に相当する出力制限相当パワーより小さな閾値パワーより大きいときには、走行用パワーから閾値パワーを減じて得られる差分パワーに応じて内燃機関が運転されると共に出力制限相当パワー以下のパワーが二次電池から出力されて走行用パワーに基づくパワーによって走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。これにより、走行用パワーが急変していないとき（内燃機関からの出力パワーが差分パワーに略等しくなるとき）には、走行用パワーのうち差分パワーを内燃機関から出力すると共に残余の閾値パワーを二次電池から出力して走行用パワーによって走行することになる。したがって、走行用パワーが急増して差分パワーが急増し内燃機関の応答遅れによって内燃機関からの出力パワーが差分パワーに対して不足するときには、二次電池からの出力パワーが出力制限相当パワー以下の範囲内で増加するよう電動機を制御することによってその不足分の少なくとも一部を補うことができるから、ドライバビリティの向上を図ることができる。もとより、走行用パワーが閾値パワーより大きいときに、差分パワーに応じて内燃機関を運転することにより、走行用パワーに応じて内燃機関を運転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。本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記浄化触媒の暖機要求がなされているときに前記設定された走行用パワーが前記閾値パワー以下のときには、前記浄化触媒の暖機用の運転状態で前記内燃機関が運転されながら前記設定された走行用パワーによって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する手段である、ものとすることもできる。

こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記閾値パワーは、前記浄化触媒の暖機の進行に従って大きくなる傾向に定められるマージンを前記出力制限相当パワーから減じて得られるパワーである、ものとすることもできる。

また、本発明のハイブリッド自動車において、前記閾値パワーは、前記浄化触媒の暖機の進行に従って小さくなる傾向に定められるマージンを前記出力制限相当パワーから減じて得られるパワーである、ものとすることもできる。この態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記浄化触媒の暖機の進行に従って前記内燃機関からの出力パワーの前記差分パワーに対する応答性が高くなるよう該内燃機関を制御する手段である、ものとすることもできる。

さらに、本発明のハイブリッド自動車において、前記二次電池と電力のやりとりが可能で動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と車軸に連結された駆動軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、を備え、前記電動機は、車両のいずれかの車軸に動力を出力可能に取り付けられてなり、前記制御手段は、前記内燃機関の運転に際して前記発電機を制御する手段である、ものとすることもできる。

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。 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。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 エンジン２２を浄化触媒１３４ａの暖機用の運転ポイントで運転しながら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。 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ながら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。 マージン設定用マップの一例を示す説明図である。 変形例の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。 なまし定数設定用マップの一例を示す説明図である。 マージン設定用マップ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。 変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。

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、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浄化触媒（三元触媒）１３４ａを有する浄化装置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、例えば、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，燃焼室内に取り付けられた図示しない圧力センサからの筒内圧力，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Ｔｉｎ，浄化触媒１３４ａの温度を検出する温度センサ１３４ｂからの触媒温度Ｔｃ，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Ｖｏ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の開閉タイミングを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。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と電力のやりとりを行なう。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、例えばリチウムイオン二次電池として構成されており、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。

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とりを行なっている。

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、特に、浄化装置１３４の浄化触媒１３４ａを暖機する際の動作について説明する。図３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，バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ，浄化触媒１３４ａの暖機要求がなされているか否かを示す触媒暖機要求フラグＦｃ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、バッテリ５０の出力制限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バッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。さらに、触媒暖機要求フラグＦｃは、温度センサ１３４ｂからの触媒温度Ｔｃが浄化触媒１３４ａが活性化していると想定される活性化温度Ｔｃａｃｔ（例えば、４００℃や４２０℃，４５０℃など）未満のときに値１が設定され、温度センサ１３４ｂからの触媒温度Ｔｃが活性化温度Ｔｃａｃｔ以上のときに値０が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。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度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＊と走行用パワーＰｄｒｖ＊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４に要求トルク設定用マップの一例を示す。走行用パワーＰｄｒｖ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものに損失としてのロスＬｏｓｓを加え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に換算係数を乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めたりすることができる。

続いて、触媒暖機要求フラグＦｃの値を調べ（ステップＳ１２０）、触媒暖機要求フラグＦｃが値１のときには、浄化触媒１３４ａの暖機要求がなされていると判断し、走行用パワーＰｄｒｖ＊を、電力を駆動系のパワーに換算する換算係数ｋｗをバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに乗じて得られる出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）からマージンαを減じて得られる閾値パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ−α）と比較する（ステップＳ１３０）。ここで、マージンαは、閾値パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ−α）の設定や、走行用パワーＰｄｒｖ＊が閾値パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ−α）より大きいときのエンジン２２の要求パワーＰｅ＊の設定（後述のステップＳ１５０の処理）に用いられるものであり、エンジン２２やモータＭＧ２の仕様などによって定められる。

走行用パワーＰｄｒｖ＊が閾値パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ−α）以下のときには、浄化触媒１３４ａの暖機用の運転ポイントとしての回転数ＮｓｅｔとトルクＴｓｅｔとをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに設定する（ステップＳ１４０）。ここで、回転数Ｎｓｅｔとしては、例えば、エンジン２２を運転する際の下限値（例えば、１０００ｒｐｍや１２００ｒｐｍ、１３００ｒｐｍ）やそれよりも若干大きな値などを用いることができ、トルクＴｓｅｔとしては、例えば、値０やそれよりも若干大きな値などを用いることができる。

続いて、前回に本ルーチンが実行されたときに後述のステップＳ２００の処理で設定したモータＭＧ１のトルク指令（前回Ｔｍ１＊）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いてエンジン２２からの出力トルクとして推定される推定出力トルクＴｅｅｓｔを次式（１）により計算し（ステップＳ１９０）、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（２）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の推定出力トルクＴｅｅｓｔと動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて式（３）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２００）。エンジン２２を浄化触媒１３４ａの暖機用の運転ポイントで運転しながら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５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。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。式（１）および式（２）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式（３）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（３）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。なお、浄化触媒１３４ａの暖機用の運転ポイントにおけるトルクＴｓｅｔは小さな値（例えば値０など）であるから、その運転ポイントでエンジン２２が運転されているときにはモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊には絶対値が小さな値が設定されることになる。図５の共線図では、図示の必要上、一部の矢印については誇張している。

Teest=-(1+ρ)・前回Tm1*/ρ (1)
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (2)
Tm1*=-ρ・Teest/(1+ρ)+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt (3)

そして、要求トルクＴｒ＊にトルク指令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（４）により計算すると共に（ステップＳ２１０）、出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）とトルク指令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の消費パワー（発電パワー）との差分をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除することによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍａｘを式（５）により計算し（ステップＳ２２０）、計算した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によりトルク制限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（４）は、図５の共線図から容易に導くことができる。また、浄化触媒１３４ａの暖機用の運転ポイントにおけるトルクＴｓｅｔが小さく、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊の大きさも小さいことを考えると、トルク指令Ｔｍ１＊を値０とすれば、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐには要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除した値が設定される。そして、走行用パワーＰｄｒｖ＊が閾値パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ−α）以下であることを考慮すると、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊には、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐが設定されることになる。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (4)
Tm2max=(kw・Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2*=min(Tm2tmp,Tm2max) (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＊と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）、本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。このとき、浄化触媒１３４ａを暖機をより促進させるために、エンジン２２の点火時期については、エンジン２２を効率よく運転するための点火時期（以下、燃費用点火時期という）よりも遅く且つ触媒暖機に適した点火時期（以下、触媒暖機用点火時期という）を用いるものとした。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。

ステップＳ１３０で走行用パワーＰｄｒｖ＊が閾値パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ−α）より大きいときには、走行用パワーＰｄｒｖ＊から閾値パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ−α）を減じて得られる差分パワー（Ｐｄｒｖ＊−ｋｗ・Ｗｏｕｔ＋α）をエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊として設定すると共に（ステップＳ１５０）、エンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとの制約としてエンジン２２を効率よく運転する動作ラインと要求パワーＰｅ＊とを用いて得られる回転数とトルクとをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定し（ステップＳ１６０）、上述したステップＳ１９０〜Ｓ２３０の処理によってモータ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＊と目標トルクＴｅ＊と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）、本ルーチンを終了する。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６に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とは、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。また、エンジン２２からパワーを出力しながら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７に示す。

ここで、走行用パワーＰｄｒｖ＊から出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）を減じて得られる出力制限超過パワー（Ｐｄｒｖ＊−ｋｗ・Ｗｏｕｔ）をエンジン２２の要求パワーＰｅ＊として設定する場合（比較例）と、差分パワー（Ｐｄｒｖ＊−ｋｗ・Ｗｏｕｔ＋α）をエンジン２２の要求パワーＰｅ＊として設定する場合（実施例）と、について説明する。出力制限超過パワー（Ｐｄｒｖ＊−ｋｗ・Ｗｏｕｔ）をエンジン２２の要求パワーＰｅ＊として設定する比較例の場合、走行用パワーＰｄｒｖ＊が急変していないとき（エンジン２２の推定出力トルクＴｅｅｓｔと回転数Ｎｅとの積として得られるエンジン２２からの出力パワーが要求パワーＰｅ＊に略等しくなるとき）には、走行用パワーＰｄｒｖ＊のうち出力制限超過パワー（Ｐｄｒｖ＊−ｋｗ・Ｗｏｕｔ）をエンジン２２から出力すると共に出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）をバッテリ５０から出力して走行用パワーＰｄｒｖ＊によって走行することができるが、走行用パワーＰｄｒｖ＊が急増して要求パワーＰｅ＊が急増しエンジン２２の応答遅れによってエンジン２２からの出力パワーが要求パワーＰｅ＊に対して不足するときには、出力制限パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）以下の範囲内でのバッテリ５０からの出力パワーの増加許容分がないためにその不足分（以下、エンジン不足パワーという）だけ走行用パワーＰｄｒｖ＊よりも小さなパワーによって走行することになり、運転者にもたつき感を与えてしまう場合がある。一方、差分パワー（Ｐｄｒｖ＊−ｋｗ・Ｗｏｕｔ＋α）をエンジン２２の要求パワーＰｅ＊として設定する実施例の場合、要求パワーＰｅ＊が急変していないときには、走行用パワーＰｄｒｖ＊のうち差分パワー（Ｐｄｒｖ＊−ｋｗ・Ｗｏｕｔ＋α）をエンジン２２から出力すると共に閾値パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ−α）をバッテリ５０から出力して走行用パワーＰｄｒｖ＊によって走行することになるから、走行用パワーＰｄｒｖ＊が急増して要求パワーＰｅ＊が急増しエンジン２２からの出力パワーが要求パワーＰｅ＊に対して不足するときには、バッテリ５０からの出力パワーが出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）以下の範囲内で増加するようモータＭＧ２を制御することによってエンジン不足パワーの少なくとも一部を補うことができ、ドライバビリティの向上を図ることができる。また、一般に、エンジン２２の運転効率は低出力領域ではエンジン２２からの出力が大きいほど高くなる傾向があるから、差分パワー（Ｐｄｒｖ＊−ｋｗ・Ｗｏｕｔ＋α）をエンジン２２の要求パワーＰｅ＊として設定してエンジン２２を制御することにより、出力制限超過パワー（Ｐｄｒｖ＊−ｋｗ・Ｗｏｕｔ）をエンジン２２の要求パワーＰｅ＊として設定してエンジン２２を制御するものに比して燃費の向上を図ることができる。もとより、差分パワー（Ｐｄｒｖ＊−ｋｗ・Ｗｏｕｔ＋α）をエンジン２２の要求パワーＰｅ＊として設定してエンジン２２を制御することにより、走行用パワーＰｄｒｖ＊をエンジン２２の要求パワーＰｅ＊として設定してエンジン２２を制御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。なお、マージンαについては、比較的大きな値（例えば、想定されるエンジン不足パワーの最大値やその近傍の値など）を用いるものとすれば、バッテリ５０からの出力パワーの出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）までの増加許容分が大きくなるから、走行用パワーＰｄｒｖ＊が急増してエンジン不足パワーが生じるときにその不足分をより十分に補うことができ、比較的小さな値を用いるものとすれば、走行用パワーＰｄｒｖ＊が急変していないときのエンジン２２からの出力パワーが小さくなるから、エミッションの悪化を抑制することができる。したがって、実施例では、これらを考慮して定めた適合値をマージンαとして用いるものとした。

ステップＳ１２０で触媒暖機要求フラグＦｃが値０のときには、浄化触媒１３４ａの暖機要求はなされていないと判断し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて設定されるバッテリ５０を充放電するのに必要なパワーとしての充放電要求パワー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Ｐｄｒｖ＊から減じて得られるパワーを要求パワーＰｅ＊として設定すると共に（ステップＳ１７０）、設定した要求パワーＰｅ＊と動作ラインとを用いて得られる回転数とトルクとをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定し（ステップＳ１８０）、上述したステップＳ１９０〜Ｓ２３０の処理によってモータ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＊と目標トルクＴｅ＊と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）、本ルーチンを終了する。なお、この場合、エンジン２２の点火時期については、前述の燃費用点火時期が用いられる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、浄化触媒１３４ａの暖機要求がなされているときに走行用パワーＰｄｒｖ＊が出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）からマージンαを減じて得られる閾値パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ−α）より大きいときには、走行用パワーＰｄｒｖ＊から閾値パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ−α）を減じて得られる差分パワー（Ｐｄｒｖ＊−ｋｗ・Ｗｏｕｔ＋α）をエンジン２２の要求パワーＰｅ＊として設定し、設定した要求パワーＰｅ＊に応じてエンジン２２が運転されると共に出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）以下のパワーがバッテリ５０から出力されて走行用パワーＰｄｒｖ＊に基づくパワーによっ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、出力制限超過パワー（Ｐｄｒｖ＊−ｋｗ・Ｗｏｕｔ）をエンジン２２の要求パワーＰｅ＊として設定するものに比して走行用パワーＰｄｒｖ＊が急増して差分パワー（Ｐｄｒｖ＊−ｋｗ・Ｗｏｕｔ＋α）が急増したときのドライバビリティの向上を図ることができる。もとより、走行用パワーＰｄｒｖ＊をエンジン２２の要求パワーＰｅ＊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。

実施例のハイブリッド自動車２０では、マージンαは、一定値を用いるものとしたが、触媒暖機の進行に従って大きくなる傾向に設定するものとしてもよい。ここで、触媒暖機の進行程度を示すパラメータとしては、例えば、触媒温度Ｔｃや、触媒暖機の継続時間などを用いることができる。触媒温度Ｔｃを用いてマージンαを設定する場合、例えば、図８のマージン設定用マップに例示するように、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のとき（触媒暖機がそれほど進行していないとき）には比較的小さな値α１をマージンαに設定し、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上のとき（触媒暖機がある程度進行しているとき）には触媒温度Ｔｃの増加に従って値α１からそれよりも大きな値α２に向けて大きくなって値α２で一定になるようマージンαを設定するものとしたり、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときには値α１をマージンαに設定し、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上のときには値α２をマージンαに設定するものとしたりすることができる。ここで、閾値Ｔｃｒｅｆは、触媒暖機がある程度進行している（例えば、浄化触媒１３４ｂの一部が活性化しているなど）と想定される温度範囲の下限として定められ、例えば、１８０℃や２００℃，２２０℃などを用いることができる。また、値α１や値α２は、触媒温度Ｔｃと浄化触媒１３４ａの浄化能力との関係を考慮して定めた適合値である。一般に、エンジン２２の運転効率は、低出力領域ではエンジン２２からの出力が大きいほど高くなる傾向がある。また、浄化触媒１３４ａの浄化能力は、触媒暖機の進行に従って（触媒温度Ｔｃが高いほど）高くなる傾向がある。したがって、触媒暖機の進行に従って大きくなる傾向にマージンαを設定することにより、走行用パワーＰｄｒｖ＊が閾値パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ−α）より大きいときに、触媒暖機の進行に従って大きな値がエンジン２２の要求パワーＰｅ＊として設定されることになるから、浄化触媒１３４ａの浄化能力に応じて、エミッションの悪化を抑制することができると共に燃費の向上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、マージンαは、一定値を用いるものとしたが、触媒暖機の進行に従って小さくなる傾向に設定するものとしてもよい。触媒暖機の進行程度を示すパラメータとして触媒温度Ｔｃを用いてマージンαを設定する場合、図３の駆動制御ルーチンに代えて、図９に例示する駆動制御ルーチンを実行するものとしてもよい。図９に例示する駆動制御ルーチンは、ステップＳ１２５，Ｓ１８５の処理を追加した点や、ステップＳ１４０，Ｓ１６０，Ｓ１８０の処理に代えてステップＳ１４０ｂ，Ｓ１６０ｂ，Ｓ１８０ｂの処理を実行する点を除いて図３の駆動制御ルーチンと同一である。したがって、同一の処理については同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。

図９の駆動制御ルーチンでは、ステップＳ１２０で触媒暖機要求フラグＦｃが値１のときには、触媒温度Ｔｃに基づいてマージンαを設定し（ステップＳ１２５）、前述したステップＳ１３０〜Ｓ１６０の処理と同様の処理により、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定すると共に目標トルクＴｅ＊を仮トルクＴｅｔｍｐに置き換えて設定する（ステップＳ１３０，Ｓ１４０ｂ，Ｓ１５０，Ｓ１６０ｂ）。ここで、触媒温度Ｔｃは、温度センサ１３４ｂにより検出されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力して用いるものとした。一方、ステップＳ１２０で触媒暖機要求フラグＦｃが値０のときには、前述したステップＳ１７０，Ｓ１８０の処理と同様の処理により、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定すると共に目標トルクＴｅ＊を仮トルクＴｅｔｍｐに置き換えて設定する（ステップＳ１７０，Ｓ１８０ｂ）。そして、設定した仮トルクＴｅｔｍｐに対して緩変化処理（なまし処理やレート処理など）を行なって目標トルクＴｅ＊を設定し（ステップＳ１８５）、ステップＳ１９０以降の処理を実行する。ステップＳ１８５の処理は、この変形例では、仮トルクＴｅｔｍｐと前回に本ルーチンが実行されたときにこの処理で設定した目標トルク（前回Ｔｅ＊）となまし定数τとを用いて次式（７）により目標トルクＴｅ＊を設定するものとした。ここで、なまし定数τ（０＜τ＜１）は、目標トルクＴｅ＊を緩変化させるために用いられるものであり、その値が大きいほど（値１に近いほど）仮トルクＴｅｔｍｐに対する目標トルクＴｅ＊の追従性が低くなり要求パワーＰｅ＊に対する出力パワーの応答性が低下する。このなまし定数τは、この変形例では、触媒暖機の進行に従って小さくなる傾向に設定するものとし、例えば、図１０のなまし定数設定用マップに例示するように、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のとき（触媒暖機がそれほど進行していないとき）には比較的大きな値τ１をなまし定数τに設定し、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上のとき（触媒暖機がある程度進行しているとき）には触媒温度Ｔｃの増加に従って値τ１からそれよりも小さな値τ２に向けて小さくなって値τ２で一定になるようなまし定数τを設定するものとしたり、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときには値τ１をなまし定数τに設定し、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上のときには値τ２をなまし定数τに設定するものとしたりすることができる。ここで、値τ１や値τ２は適合値である。また、マージンαは、この変形例では、前述したように、触媒暖機の進行に従って小さくなる傾向に設定するものとし、例えば、図１１のマージン設定用マップに例示するように、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときには比較的大きな値α３をマージンαに設定し、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上のときには触媒温度Ｔｃの増加に従って値α３からそれよりも小さな値α４に向けて小さくなって値α４で一定になるようマージンαを設定するものとしたり、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のときには値α３をマージンαに設定し、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上のときには値α４をマージンαに設定するものとしたりすることができる。ここで、値α３や値α４は適合値である。以下、このようになまし定数τやマージンαを設定する理由について説明する。

Te*=(1-τ)・Tetmp+τ・前回Te* (7)

まず、なまし定数τについて説明する。エンジン２２からの出力パワーが急変したときには空燃比ＡＦが乱れやすく、また、触媒暖機がそれほど進行していないとき（触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のとき）には触媒暖機が完了しているとき（触媒温度Ｔｃが活性化温度Ｔｃａｃｔ以上のとき）に比して浄化触媒１３４ａの浄化能力が著しく低いことから、触媒暖機がそれほど進行していないときにエンジン２２からの出力パワーが急変するとエミッションが悪化しやすい。一方、触媒暖機がある程度進行しているとき（触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上で活性化温度Ｔｃａｃｔ未満のとき）には、触媒暖機がそれほど進行していないときに比して、浄化触媒１３４ａの浄化能力が高いため、エンジン２２からの出力パワーが急変したときのエミッションの悪化程度は小さい。したがって、この変形例では、触媒暖機がそれほど進行していないときには、エンジン２２からの出力パワーの急変を抑制してエミッションの悪化を抑制するために、比較的大きな値τ１をなまし定数τとして用いた緩変化処理を仮トルクＴｅｔｍｐに対して行なって目標トルクＴｅ＊を設定してエンジン２２の制御に用いるものとし、触媒暖機がある程度進行しているときには、触媒暖機がそれほど進行していないときに比してエンジン２２からの出力パワーが急変したときのエミッションの悪化程度が小さいことを踏まえて、仮トルクＴｅｔｍｐに対する目標トルクＴｅ＊の追従性を高くして要求パワーＰｅ＊に対する出力パワーの応答性を高くするために、値τ１より小さな値をなまし定数τとして用いた緩変化処理を仮トルクＴｅｔｍｐに対して行なって目標トルクＴｅ＊を設定してエンジン２２の制御に用いるものとした。

次に、マージンαについて説明する。以下、まず、触媒暖機がそれほど進行していないとき（触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ未満のとき）について説明し、その後、触媒暖機がある程度進行しているとき（触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ以上で活性化温度Ｔｃａｃｔ未満のとき）について説明する。触媒暖機がそれほど進行していないときには、比較的大きな値τ１をなまし定数τとして用いた緩変化処理を仮トルクＴｅｔｍｐに対して行なって目標トルクＴｅ＊を設定してエンジン２２の制御に用いるから、走行用パワーＰｄｒｖ＊が急増して要求パワーＰｅ＊が急増したときには、エンジン不足パワーが大きくなりやすい。このことを考慮して、この変形例では、触媒暖機がそれほど進行していないときには、比較的大きな値α３をマージンαに設定するものとした。これにより、バッテリ５０からの出力パワーの出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）までの増加許容分が大きくなるから、走行用パワーＰｄｒｖ＊が急増して要求パワーＰｅ＊が急増したときに、エンジン不足パワーをより十分に補うことができ、ドライバビリティの向上を図ることができる。次に、触媒暖機がある程度進行しているときについて説明する。このときには、値τ１より小さな値をなまし定数τとして用いた緩変化処理を仮トルクＴｅｔｍｐに対して行なって目標トルクＴｅ＊を設定してエンジン２２の制御に用いるから、走行用パワーＰｄｒｖ＊が急増して要求パワーＰｅ＊が急増したときのエンジン不足パワーは触媒暖機がそれほど進行していないときに比して小さくなる。このことを考慮して、この変形例では、触媒暖機がある程度進行しているときには、マージンα３より小さな値をマージンαに設定するものとした。これにより、走行用パワーＰｄｒｖ＊が閾値パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ−α）より大きく且つ急変していないときのエンジン２２からの出力パワーが小さくなるから、エミッションの悪化を抑制することができる。

このように触媒暖機の進行に従って小さくなる傾向にマージンαを設定する変形例では、触媒暖機がそれほど進行していないときには、走行用パワーＰｄｒｖ＊が閾値パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ−α）より大きく且つ急増したときのドライバビリティの向上を図ることができ、触媒暖機がある程度進行しているときには、走行用パワーＰｄｒｖ＊が閾値パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ−α）より大きく且つ急変していないときのエミッションの悪化を抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の推定出力トルクＴｅｅｓｔは、前回のモータＭＧ１のトルク指令（前回Ｔｍ１＊）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて前述の式（１）により設定するものとしたが、これ以外の方法により設定するものとしてもよく、例えば、目標トルクＴｅ＊に対してむだ時間補償や一次遅れ補償を施して設定するものとしてもよい。なお、むだ時間補償や一次遅れ補償は、エンジン２２からの出力トルクの目標トルクＴｅ＊に対する応答性（エンジン２２からの出力パワーの目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との積に対する応答性）として予め実験や解析などによって定められた値（定数）を用いて行なわれる補償である。

実施例のハイブリッド自動車２０では、浄化装置１３４に取り付けられた温度センサ１３４ｂにより触媒温度Ｔｃを検出するものとしたが、温度センサ１３４ｂを備えず、吸入空気量Ｑａの積算値や吸気温Ｔｉｎ，冷却水温Ｔｗなどに基づいて浄化触媒１３４ａの温度を推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、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１２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１２における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力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から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に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸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２２０に例示するように、駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸に変速機２３０を介してモータＭＧを取り付け、モータＭＧの回転軸にクラッチ２２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機２３０とを介して駆動軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機２３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。また、図１４の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、エンジン２２からの動力を変速機３３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された車軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸とは異なる車軸（図１４における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。即ち、走行用の動力を出力する内燃機関と走行用の動力を出力する電動機とを備えるものであれば如何なるタイプのハイブリッド自動車としてもよいのである。

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、浄化触媒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ＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「二次電池」に相当し、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くバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０から放電してもよい最大許容電力である出力制限Ｗｏｕｔを演算するバッテリＥＣＵ５２が「出力制限設定手段」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＊を設定すると共に設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものに損失としてのロスＬｏｓｓを加えた値として走行用パワーＰｄｒｖを設定する図３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「走行用パワー設定手段」に相当し、浄化触媒１３４ａの暖機要求がなされているときに走行用パワーＰｄｒｖ＊が出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）からマージンαを減じて得られる閾値パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ−α）より大きいときには、走行用パワーＰｄｒｖ＊から閾値パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ−α）を減じて得られる差分パワー（Ｐｄｒｖ＊−ｋｗ・Ｗｏｕｔ＋α）をエンジン２２の要求パワーＰｅ＊として設定し、設定した要求パワーＰｅ＊に応じてエンジン２２が運転されると共に出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）以下のパワーがバッテリ５０から出力されて走行用パワーＰｄｒｖ＊に基づくパワーによって走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊とモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とを設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０以降の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、受信した目標回転数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、受信したトルク指令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、水素エンジンなど、排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられて走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの内燃機関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、走行用の動力を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。「二次電池」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、電動機と電力のやりとりが可能なものであれば如何なるタイプの二次電池であっても構わない。「出力制限設定手段」としては、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいて出力制限Ｗｏｕｔを演算するものに限定されるものではなく、残容量（ＳＯＣ）や電池温度Ｔｂの他に例えばバッテリ５０の内部抵抗などに基づいて演算するものなど、バッテリの状態に応じてバッテリから出力可能な最大電力である出力制限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。「走行用パワー設定手段」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＊を設定すると共に設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものに損失としてのロスＬｏｓｓを加えた値として走行用パワーＰｄｒｖ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と共にこの要求トルクに基づいて走行用パワー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と共にこの要求トルクに基づいて走行用パワーを設定するものなど、走行に要求される走行用パワー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、浄化触媒１３４ａの暖機要求がなされているときに走行用パワーＰｄｒｖ＊が出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）からマージンαを減じて得られる閾値パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ−α）より大きいときには、走行用パワーＰｄｒｖ＊から閾値パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ−α）を減じて得られる差分パワー（Ｐｄｒｖ＊−ｋｗ・Ｗｏｕｔ＋α）をエンジン２２の要求パワーＰｅ＊として設定し、設定した要求パワーＰｅ＊に応じてエンジン２２が運転されると共に出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）以下のパワーがバッテリ５０から出力されて走行用パワーＰｄｒｖ＊に基づくパワーによって走行するようエンジン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、浄化触媒の暖機要求がなされているときに走行に要求される走行用パワーが二次電池から出力可能な最大電力である出力制限に相当する出力制限相当パワーより小さな閾値パワーより大きいときには、走行用パワーから閾値パワーを減じて得られる差分パワーに応じて内燃機関が運転されると共に出力制限相当パワー以下のパワーが二次電池から出力されて走行用パワーに基づくパワーによって走行するよう内燃機関と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に利用可能である。

２０，１２０，２２０，３２０ 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、１３４ａ 浄化触媒、１３４ｂ 温度センサ、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、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、２２９ クラッチ、２３０，３３０ 変速機、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (5)

1. 排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられて走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備えるハイブリッド自動車であって、
   前記二次電池の状態に応じて該二次電池から出力可能な最大電力である出力制限を設定する出力制限設定手段と、
   走行に要求される走行用パワーを設定する走行用パワー設定手段と、
   前記浄化触媒の暖機要求がなされているときに前記設定された走行用パワーが前記設定された出力制限に相当する出力制限相当パワーより小さな閾値パワーより大きいときには、前記設定された走行用パワーから前記閾値パワーを減じて得られる差分パワーに応じて前記内燃機関が運転されると共に前記出力制限相当パワー以下のパワーが前記二次電池から出力されて前記設定された走行用パワーに基づくパワーによって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
   を備えるハイブリッド自動車。
2. 請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
   前記閾値パワーは、前記浄化触媒の暖機の進行に従って大きくなる傾向に定められるマージンを前記出力制限相当パワーから減じて得られるパワーである、
   ハイブリッド自動車。
3. 請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
   前記閾値パワーは、前記浄化触媒の暖機の進行に従って小さくなる傾向に定められるマージンを前記出力制限相当パワーから減じて得られるパワーである、
   ハイブリッド自動車。
4. 請求項３記載のハイブリッド自動車であって、
   前記制御手段は、前記浄化触媒の暖機の進行に従って前記内燃機関からの出力パワーの前記差分パワーに対する応答性が高くなるよう該内燃機関を制御する手段である、
   ハイブリッド自動車。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
   前記二次電池と電力のやりとりが可能で動力を入出力可能な発電機と、
   前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と車軸に連結された駆動軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、
   を備え、
   前記電動機は、車両のいずれかの車軸に動力を出力可能に取り付けられてなり、
   前記制御手段は、前記内燃機関の運転に際して前記発電機を制御する手段である、
   ハイブリッド自動車。

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