JP5794030B2

JP5794030B2 - Control device for hybrid vehicle

Info

Publication number: JP5794030B2
Application number: JP2011172605A
Authority: JP
Inventors: 間宮　清孝; 清孝間宮; 忠良甲斐出; 民司坂木; 勝谷　泰荘; 泰荘勝谷; 寛一山口; 哲也立石
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2011-08-08
Filing date: 2011-08-08
Publication date: 2015-10-14
Anticipated expiration: 2031-08-08
Also published as: JP2013035387A

Description

ここに開示する技術は、それぞれ車輪に対し駆動力を出力するモータ及びエンジンを備えたハイブリッド自動車の制御装置に関する。 The technology disclosed herein relates to a control apparatus for a hybrid vehicle including a motor and an engine that output driving force to wheels.

近年、車両の駆動源としてエンジン及びモータを備えたハイブリッド自動車が普及しつつある（例えば特許文献１、２参照）。これらの特許文献に記載されているハイブリッド自動車では、エンジンを停止しかつモータの駆動力のみにより走行するモータ走行と、エンジンを運転し、そのエンジンの駆動力により走行するエンジン走行（但し、モータの駆動力も併用する場合がある）とを、要求駆動力に応じて切り替えている。 In recent years, hybrid vehicles equipped with an engine and a motor as a drive source for vehicles are becoming widespread (see, for example, Patent Documents 1 and 2). In the hybrid vehicle described in these patent documents, the motor running that stops the engine and runs only by the driving force of the motor, and the engine running that runs the engine and runs by the driving force of the engine (however, The driving force may be used together) according to the required driving force.

このようなハイブリッド自動車は、その走行中にエンジンが断続的に運転されることから、例えば特許文献１には、モータ走行中に、エンジン走行への切替に備えて触媒の活性状態を維持するために、触媒温度が低下してその活性化が必要になったときには、エンジンと駆動輪との間の駆動経路上に配設されたクラッチを開放することによってエンジンを無負荷状態で運転しつつ、その点火時期を遅角化することにより、触媒を早期に活性化する技術が記載されている。 In such a hybrid vehicle, since the engine is intermittently operated during the traveling, for example, Patent Document 1 discloses that the active state of the catalyst is maintained in preparation for switching to the engine traveling during the motor traveling. In addition, when the catalyst temperature decreases and its activation becomes necessary, the engine is operated in a no-load state by opening a clutch disposed on the drive path between the engine and the drive wheels, A technique for activating the catalyst early by retarding the ignition timing is described.

特開２００４−９２４２８号公報JP 2004-92428 A 特開２０１０−７６７１２号公報JP 2010-76712 A

ところで、例えばプラグインハイブリッド自動車では、バッテリの充電状態（State Of Charge：ＳＯＣ）に応じてＣＤ（Charge Depleting、電池使用）レンジと、ＣＳ（Charge Sustaining、充電維持）レンジとを切り替えて走行する。ＣＤレンジは、極力、モータにより走行し、エンジンによる走行を制限するものの、例えば要求駆動力が大きくてモータの上限出力（例えば、連続定格）を超えてしまうようなときには、エンジンを始動してエンジンの駆動力を車輪に出力しなければならない。そのため、エミッション性能を考慮すれば、ＣＤレンジにおいても、エンジンの始動及び運転に備えて、エンジンを所定の暖機状態に維持すると共に、触媒を所定の活性状態に維持することが必要になる。例えばＣＤレンジにおいて、エンジンの温度が所定温度以下に低下したとき、及び、触媒の温度が所定温度以下に低下したときに、エンジンを始動してエンジンの暖機や触媒の活性化を行うようにすれば、エンジンを所定の暖機状態に維持すると共に、触媒を所定の活性状態に維持することが可能になる。 By the way, for example, a plug-in hybrid vehicle travels by switching between a CD (Charge Depleting) range and a CS (Charge Sustaining) range according to the state of charge (SOC) of the battery. The CD range is driven by the motor as much as possible and limits the running by the engine. However, when the required driving force is large and exceeds the upper limit output (for example, continuous rating) of the motor, the engine is started and the engine is started. The driving force must be output to the wheels. Therefore, considering emission performance, it is necessary to maintain the engine in a predetermined warm-up state and maintain the catalyst in a predetermined active state in preparation for engine start-up and operation even in the CD range. For example, in the CD range, when the engine temperature drops below a predetermined temperature and when the catalyst temperature drops below a predetermined temperature, the engine is started to warm up the engine and activate the catalyst. Then, the engine can be maintained in a predetermined warm-up state and the catalyst can be maintained in a predetermined active state.

ところが、エンジンを暖機する上では、エンジンを高負荷で運転することが効率的であるのに対し、触媒を活性化する上では、エンジンを軽負荷でかつ、排気温度を高めるために点火時期を遅角化することが効率的であり、エンジン暖機に効率的なエンジンの運転状態と触媒の活性化に効率的なエンジンの運転状態とは互いに異なる。 However, in order to warm up the engine, it is efficient to operate the engine at a high load. On the other hand, in order to activate the catalyst, the ignition timing is used to increase the exhaust temperature at a light load on the engine. The engine operating state efficient for warming up the engine and the engine operating state efficient for activating the catalyst are different from each other.

一方で、始動したエンジンの運転状態は、そのときの要求駆動力に応じて設定されてしまうため、エンジン温度や触媒温度に基づきエンジンを始動して、エンジンの暖機や触媒の活性化を行おうとしても、そのときのエンジンの運転状態がエンジンの暖機や触媒の活性化にとって効率的であるとは限らない。例えばエンジンの暖機を行いたいのにも拘わらず、要求駆動力が低くてエンジンを低負荷でしか運転することができなかったり、逆に触媒の活性化を図りたいのにも拘わらず、要求駆動力が高くてエンジンを高負荷で運転しなければならなかったりする。このことは、エンジンの暖機や触媒の活性化に必要な燃料消費量を無駄に増やしてしまう結果となる。 On the other hand, since the operating state of the started engine is set according to the required driving force at that time, the engine is started based on the engine temperature and the catalyst temperature to warm up the engine and activate the catalyst. Even so, the engine operating condition at that time is not always efficient for warming up the engine and activating the catalyst. For example, even if you want to warm up the engine, the required driving force is low and the engine can only be operated at a low load, or conversely, you want to activate the catalyst. The driving force is high and the engine must be operated at a high load. This results in a wasteful increase in fuel consumption required for warming up the engine and activating the catalyst.

ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ハイブリッド自動車において、エンジンの暖機状態及び触媒の活性状態を維持する上で必要な燃料の消費量を低減することにある。 The technology disclosed herein has been made in view of the above points, and the object of the technology is to consume the fuel necessary for maintaining the engine warm-up state and the catalyst active state in the hybrid vehicle. It is to reduce.

本願発明者らは、エンジンの暖機、又は、触媒の活性化が必要になったときに、直ちにエンジンを始動してエンジンの暖機や触媒の活性化を行うのではなく、エンジンの暖機に適した要求駆動力となるまで、又は、触媒の活性化に適した要求駆動力となるまで、エンジンの始動を待機することで、エンジンの暖機の効率化及び触媒の活性化の効率化を共に図り、燃料の消費量を低減するようにした。 The inventors of the present application do not immediately start the engine to warm up the engine or activate the catalyst when it is necessary to warm up the engine or activate the catalyst. The engine is warmed up and the catalyst is activated more efficiently by waiting for the engine to start until the required driving force suitable for the engine is reached or until the required driving force suitable for catalyst activation. To reduce fuel consumption.

具体的に、ここに開示する技術は、ハイブリッド自動車の制御装置に係り、それぞれ車輪に対し駆動力を出力するように構成されたモータ及びエンジンと、前記エンジンの排気通路上に配設された触媒と、要求駆動力に応じて前記エンジン及び前記モータを制御するよう構成されたコントローラと、を備える。 Specifically, the technology disclosed herein relates to a control device for a hybrid vehicle, and a motor and an engine configured to output driving force to wheels, respectively, and a catalyst disposed on an exhaust passage of the engine And a controller configured to control the engine and the motor according to a required driving force.

そして、前記コントローラは、前記要求駆動力が所定の切替値以下のときには、前記エンジンを停止しかつ前記モータを運転することによって、前記モータの駆動力のみを前記車輪に出力し、前記要求駆動力が前記切替値よりも高いときには、少なくとも前記エンジンを運転することによって、少なくとも前記エンジンの駆動力を前記車輪に出力し、前記コントローラはまた、前記エンジンを所定の暖機状態に維持しかつ前記触媒を所定の活性状態に維持するように、前記要求駆動力が前記切替値以下のときにも前記エンジンを運転することによって、前記エンジンの暖機及び前記触媒の活性化を行い、前記触媒の活性化は、前記要求駆動力が基準値よりも低いときに行い、前記エンジンの暖機は、前記要求駆動力が前記基準値以上のときに行う。 The controller outputs only the driving force of the motor to the wheels by stopping the engine and operating the motor when the required driving force is equal to or less than a predetermined switching value. Is higher than the switching value, at least the engine is operated to output at least the driving force of the engine to the wheels, and the controller also maintains the engine in a predetermined warm-up state and the catalyst So that the engine is warmed up and the catalyst is activated by operating the engine even when the required driving force is equal to or less than the switching value so as to maintain the active state of the catalyst. Is performed when the required driving force is lower than a reference value, and the engine is warmed up when the required driving force is equal to or higher than the reference value. Cormorant.

ここで、「触媒の活性化が必要なとき」とは、触媒の浄化率が予め設定した基準値以下となるようなときであって、例えば触媒の温度によって判断することが可能である。 Here, “when the catalyst needs to be activated” is when the catalyst purification rate is equal to or lower than a preset reference value, and can be determined, for example, based on the temperature of the catalyst.

前記の構成によると、要求駆動力が所定の切替値以下のときには、コントローラは、エンジンを停止しかつモータを運転することによって、モータの駆動力のみを車輪に出力する。これはモータ走行状態に相当する。一方、要求駆動力が切替値よりも高いときには、少なくともエンジンを運転することによって、少なくともエンジンの駆動力を車輪に出力する。これは、エンジン及びモータの双方を運転し、それらの駆動力を車輪に出力する併用走行状態としてもよいし、エンジンの駆動力のみを車輪に出力するエンジン走行状態としてもよい。 According to the above configuration, when the requested driving force is equal to or less than the predetermined switching value, the controller stops the engine and operates the motor, thereby outputting only the driving force of the motor to the wheels. This corresponds to the motor running state. On the other hand, when the required driving force is higher than the switching value, at least the engine driving force is output to the wheel by operating the engine. This may be a combined running state in which both the engine and the motor are operated and their driving power is output to the wheels, or an engine running state in which only the driving force of the engine is output to the wheels.

また、コントローラは、エンジンを所定の暖機状態に維持しかつ触媒を所定の活性状態に維持するように、要求駆動力が切替値以下のときにもエンジンを運転することによって、エンジンの暖機及び前記触媒の活性化を行う。例えばエンジンの温度が所定温度よりも低下したときには、要求駆動力が切替値以下であってもエンジンを始動して、エンジンの暖機を行う。また、触媒の活性状態が所定の状態よりも低下したときには、要求駆動力が切替値以下であってもエンジンを始動して、触媒の活性化を行う。 In addition, the controller warms up the engine by operating the engine even when the required driving force is below the switching value so as to maintain the engine in a predetermined warm-up state and maintain the catalyst in a predetermined active state. And activation of the catalyst. For example, when the temperature of the engine falls below a predetermined temperature, the engine is started and the engine is warmed up even if the required driving force is less than or equal to the switching value. Further, when the activation state of the catalyst falls below a predetermined state, the engine is started and the catalyst is activated even if the required driving force is equal to or less than the switching value.

そして、エンジンの暖機は、エンジンを高負荷で運転することが効率的である一方で、触媒の活性化は、エンジンを低負荷で運転することが効率的であることに鑑みて、コントローラは、要求駆動力が基準値よりも低いためエンジンを低負荷で運転可能なときに、触媒の活性化を行い、要求駆動力が基準値以上であるためエンジンを高負荷で運転可能なときに、エンジンの暖機を行う。このことにより、触媒の活性化及びエンジンの暖機を共に、効率的に行うことが可能になり、エンジンの暖機状態の維持や触媒の活性状態の維持に必要な燃料の消費量が低減する。 And while warming up the engine is efficient to operate the engine at a high load, the activation of the catalyst is efficient to operate the engine at a low load. When the engine can be operated at a low load because the required driving force is lower than the reference value, the catalyst is activated, and when the engine can be operated at a high load because the required driving force is greater than the reference value, Warm up the engine. This makes it possible to efficiently perform both catalyst activation and engine warm-up, and reduce the amount of fuel required for maintaining the engine warm-up state and maintaining the catalyst active state. .

前記コントローラは、前記触媒の活性を行うときには、前記エンジンを、軽負荷で運転しかつ、燃焼時期を遅角して排気温度を高くすることにより、前記触媒の活性を促進可能な活性促進モードで運転する。 When the catalyst is activated, the controller operates in an activity promotion mode in which the engine is operated with a light load and the combustion timing is retarded to increase the exhaust gas temperature, thereby promoting the activity of the catalyst. you operation.

ここで、「触媒の活性を促進可能な活性促進モード」でエンジンを運転することには、公知の様々な手法を採用することが可能であり、当該エンジンが火花点火式エンジンであるときには、例えばその点火時期を遅角化することによって燃焼時期を遅角化し、排気温度を高めるような運転が例示される。また、当該エンジンが圧縮着火式エンジンであるときには、例えばその噴射時期を遅角化する等の方策によって、燃焼時期を遅角化させて排気温度を高めるような運転が例示される。
Here, in order to operate the engine in the “activation promotion mode capable of promoting the activity of the catalyst”, it is possible to adopt various known methods. When the engine is a spark ignition engine, for example, Examples of such operations include retarding the ignition timing to retard the combustion timing and increase the exhaust temperature. Further, when the engine is a compression ignition type engine, for example, an operation that retards the combustion timing and raises the exhaust gas temperature is exemplified by measures such as retarding the injection timing.

こうすることで、触媒の活性化が短時間で効率的に行われ、それに必要な燃料消費量がさらに低減する。 By doing so, the activation of the catalyst is efficiently performed in a short time, and the fuel consumption required for it is further reduced.

前記触媒の活性状態に関連する第１状態と、当該第１状態よりも低い活性状態に相当する第２状態とが設定されており、前記コントローラは、前記触媒の活性状態が前記第１状態を下回りかつ前記要求駆動力が前記基準値よりも低下したときに、前記エンジンを前記活性促進モードで運転することにより前記触媒の活性化を行うと共に、前記触媒の活性状態が前記第２状態を下回ったときには、前記要求駆動力が前記基準値よりも低下しなくても、前記エンジンを前記活性促進モードで運転することにより前記触媒の活性化を行う。
A first state related to the active state of the catalyst and a second state corresponding to an active state lower than the first state are set, and the controller sets the active state of the catalyst to the first state. When the required driving force falls below the reference value, the catalyst is activated by operating the engine in the activation promotion mode, and the activation state of the catalyst is less than the second state. when the also the required driving force is not lower than the reference value, it intends row activation of the catalyst by operating the engine in the active demonstration mode.

この構成によると、触媒の活性状態が第１状態を下回ったときには、触媒の活性化が必要になるものの、要求駆動力が基準値よりも低下するのを待ってエンジンを始動しかつ、触媒の活性化を行うことにより、触媒の活性化を効率的に行うことが可能になる。一方、触媒の活性状態が第２状態を下回ったときには、触媒の活性状態が大幅に低く、仮にこのままの状態で併用走行状態やエンジン走行状態へと移行してしまうとエミッション性能が大幅に悪化する虞があるため、触媒を早期に活性化しておくことが望ましい。そこで、触媒の活性状態が第２状態を下回ったときには、要求駆動力が基準値よりも低下するのを待たずにエンジンを始動しかつ、触媒の活性化を行う。このことにより、エミッション性能の悪化が未然に回避される。 According to this configuration, when the activation state of the catalyst falls below the first state, the catalyst needs to be activated, but the engine is started after waiting for the required driving force to fall below the reference value, and the catalyst By performing the activation, it becomes possible to efficiently activate the catalyst. On the other hand, when the active state of the catalyst falls below the second state, the active state of the catalyst is significantly low. If the catalyst is shifted to the combined traveling state or the engine traveling state in this state, the emission performance is greatly deteriorated. Since there is a concern, it is desirable to activate the catalyst at an early stage. Therefore, when the active state of the catalyst falls below the second state, the engine is started and the catalyst is activated without waiting for the required driving force to fall below the reference value. This avoids deterioration of emission performance.

前記エンジンの温度に係る第１温度と、当該第１温度よりも低い第２温度とが設定されており、前記コントローラは、前記触媒の活性状態が第１状態以上であって、前記エンジンの温度が前記第１温度を下回りかつ前記要求駆動力が前記基準値以上になったときに、前記エンジンの暖機を効果的に行うよう、前記エンジンを高負荷で運転すると共に、前記触媒の活性状態が第１状態以上であって、前記エンジンの温度が前記第２温度を下回ったときには、前記要求駆動力が前記基準値以上にならなくても、前記エンジンの暖機を効率的に行うよう、前記エンジンを高負荷で運転する、又は、前記モータを停止しかつ前記エンジンを運転する。
A first temperature related to the temperature of the engine and a second temperature lower than the first temperature are set, and the controller has an activation state of the catalyst equal to or higher than the first state, and the temperature of the engine There when the front SL and the required driving force lower than the first temperature is equal to or higher than the reference value, to perform the warming up of the engine effectively, both when you operate the engine at high load, the catalyst When the activation state of the engine is equal to or higher than the first state and the temperature of the engine falls below the second temperature, the engine can be warmed up efficiently even if the required driving force does not exceed the reference value. The engine is operated at a high load to perform, or the motor is stopped and the engine is operated .

この構成によると、エンジンの温度状態が第１温度を下回ったときには、エンジンの暖機が必要になるものの、要求駆動力が基準値以上になるのを待ってエンジンを始動しかつ、エンジンの暖機を行うことにより、エンジンの暖機を効率的に行うことが可能になる。一方、エンジンの温度状態が第２温度を下回ったときには、エンジンの温度が大幅に低く、仮にこのままの状態で併用走行状態やエンジン走行状態へと移行してしまうとエミッション性能が悪化する虞があるため、エンジンを早期に暖機しておくことが望ましい。そこで、エンジンの温度状態が第２温度を下回ったときには、要求駆動力が基準値以上になることを待たずにエンジンを始動しかつ、エンジンの暖機を行う。このことにより、エミッション性能の悪化が未然に回避される。 According to this configuration, when the engine temperature falls below the first temperature, the engine needs to be warmed up. However, the engine is started after the required driving force exceeds the reference value, and the engine is warmed up. By performing the operation, it becomes possible to efficiently warm up the engine. On the other hand, when the temperature state of the engine falls below the second temperature, the engine temperature is significantly low. If the engine temperature state is shifted to the combined driving state or the engine driving state in this state, the emission performance may be deteriorated. Therefore, it is desirable to warm up the engine early. Therefore, when the temperature state of the engine falls below the second temperature, the engine is started and the engine is warmed up without waiting for the required driving force to exceed the reference value. This avoids deterioration of emission performance.

以上説明したように、前記のハイブリッド自動車の制御装置によると、エンジンを所定の暖機状態に維持しかつ触媒を所定の活性状態に維持するように、要求駆動力が切替値以下のときにもエンジンを運転することによって、エンジンの暖機及び前記触媒の活性化を行う一方で、触媒の活性化は、要求駆動力が基準値よりも低いためエンジンを低負荷で運転可能なときに行い、エンジンの暖機は、要求駆動力が基準値以上であるためエンジンを高負荷で運転可能なときに行うことで、エンジンの暖機状態の維持や触媒の活性状態の維持に必要な燃料の消費量を低減させることが可能になる。 As described above, according to the control apparatus for a hybrid vehicle, when the required driving force is equal to or less than the switching value so as to maintain the engine in a predetermined warm-up state and maintain the catalyst in a predetermined active state. By operating the engine, the engine is warmed up and the catalyst is activated, while the activation of the catalyst is performed when the engine can be operated at a low load because the required driving force is lower than the reference value, Engine warm-up is performed when the engine can be operated at a high load because the required driving force is above the reference value, so that the consumption of fuel necessary for maintaining the engine warm-up state and maintaining the catalyst active state is performed. The amount can be reduced.

車両のパワートレイン及び制御装置の全体ブロック図である。1 is an overall block diagram of a vehicle powertrain and a control device. ＣＤレンジとＣＳモードとのそれぞれについて、エンジン回転数の変化及びバッテリのＳＯＣの変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change of an engine speed, and the change of SOC of a battery about each of CD range and CS mode. ＣＤレンジにおいて要求駆動力に対するモータの駆動力とエンジンの駆動力との分担の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of sharing of the driving force of the motor with respect to a required driving force and the driving force of an engine in CD range. エンジンの特性マップの一例である。It is an example of the characteristic map of an engine. コントローラが実行する、走行中のエンジン及びモータ制御に係るフローチャートである。It is a flowchart which concerns on the engine and motor control in progress which a controller performs. 触媒の活性化に関する（ａ）触媒温度、（ｂ）エンジン水温、（ｃ）エンジントルク、（ｄ）モータトルク及び（ｅ）要求駆動力の変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change of (a) catalyst temperature regarding catalyst activation, (b) engine water temperature, (c) engine torque, (d) motor torque, and (e) required drive force. 触媒の活性化に関する（ａ）触媒温度、（ｂ）エンジン水温、（ｃ）エンジントルク、（ｄ）モータトルク及び（ｅ）要求駆動力の変化の、図６とは異なる例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example different from FIG. 6 of (a) catalyst temperature, (b) engine water temperature, (c) engine torque, (d) motor torque, and (e) required drive force change related to catalyst activation. . エンジンの暖機に関する（ａ）触媒温度、（ｂ）エンジン水温、（ｃ）エンジントルク、（ｄ）モータトルク及び（ｅ）要求駆動力の変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change of (a) catalyst temperature regarding engine warm-up, (b) engine water temperature, (c) engine torque, (d) motor torque, and (e) required drive force. エンジンの暖機に関する（ａ）触媒温度、（ｂ）エンジン水温、（ｃ）エンジントルク、（ｄ）モータトルク及び（ｅ）要求駆動力の変化の、図８とは異なる例を示す図である。It is a figure which shows the example different from FIG. 8 of the change of (a) catalyst temperature regarding engine warm-up, (b) engine water temperature, (c) engine torque, (d) motor torque, and (e) required drive force. .

以下、ハイブリッド自動車の制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は例示である。図１は車両のパワートレイン及び制御装置の全体ブロック図である。パワートレインＰＴは、駆動力を発生するエンジン１１と、このエンジン１１に連結されて変速を行う歯車変速機構１２と、歯車変速機構１２からの出力を受けて左右に駆動力を配分する差動装置１３と、差動装置１３からの駆動力を受ける左右の駆動輪（例えば前輪）１４，１４と、エンジン１１と歯車変速機構１２との間に配置されたトルクコンバータ（流体電動装置）１５と、歯車変速機構１２に対して駆動力伝達方向の下流側に配置されかつ差動装置１３を通じて前記駆動輪１４を駆動する電動モータ１６と、を備えている。このハイブリッド自動車は、駆動源としてのエンジン１１及び電動モータ１６を備えた、いわゆるパラレルハイブリッド自動車であり、後述するように、車速及びアクセル開度に基づいて設定される要求駆動力に応じて、電動モータ１６を運転しかつエンジン１１を停止させるモータ走行状態と、電動モータ１６とエンジン１１との双方を運転する併用走行状態との少なくとも２つの走行状態を切り換えながら走行するように構成されている。 Hereinafter, an embodiment of a control device for a hybrid vehicle will be described with reference to the drawings. In addition, the following description of preferable embodiment is an illustration. FIG. 1 is an overall block diagram of a vehicle powertrain and control device. The power train PT includes an engine 11 that generates a driving force, a gear transmission mechanism 12 that is connected to the engine 11 and performs a shift, and a differential device that receives the output from the gear transmission mechanism 12 and distributes the driving force to the left and right. 13, left and right drive wheels (for example, front wheels) 14 and 14 that receive the driving force from the differential device 13, a torque converter (fluid electric device) 15 disposed between the engine 11 and the gear transmission mechanism 12, An electric motor 16 disposed downstream of the gear transmission mechanism 12 in the driving force transmission direction and driving the driving wheel 14 through the differential device 13. This hybrid vehicle is a so-called parallel hybrid vehicle including an engine 11 and an electric motor 16 as drive sources. As will be described later, the hybrid vehicle is electrically driven according to a required driving force set based on the vehicle speed and the accelerator opening. The motor 16 is configured to travel while switching between at least two traveling states: a motor traveling state in which the motor 16 is operated and the engine 11 is stopped, and a combined traveling state in which both the electric motor 16 and the engine 11 are operated.

エンジン１１は、詳細な図示は省略するが、例えば４サイクル火花点火式エンジンである。エンジン１１は、クランク軸に対しベルトを介して連結された発電機を備えており、この発電機は、スタータ及び発電機を統合したＢＩＳＧ２１とされている。エンジン１１の排気側に接続された排気通路２２上には、排気ガスを浄化する例えば三元触媒２３（以下、単に触媒２３という）が配設されている。 Although detailed illustration is omitted, the engine 11 is, for example, a four-cycle spark ignition engine. The engine 11 includes a generator connected to a crankshaft via a belt, and this generator is a BISG 21 in which a starter and a generator are integrated. On the exhaust passage 22 connected to the exhaust side of the engine 11, for example, a three-way catalyst 23 (hereinafter simply referred to as the catalyst 23) for purifying exhaust gas is disposed.

歯車変速機構１２は、詳細な図示は省略するが、例えばその内部に、遊星歯車機構と、遊星歯車機構に含まれる各回転要素の回転を選択的に規制する摩擦締結要素として、複数のクラッチ要素及びブレーキ要素とを含んで構成された多段自動変速機として構成されている。この歯車変速機構１２においては、複数のクラッチ要素及びブレーキ要素から選択された、少なくとも２つの要素を締結することで、各変速段を実現するように構成されている。つまり、歯車変速機構１２は、少なくとも２つの要素を締結することで所定の変速段を実現したドライブ状態と、前記の要素を全て締結しないことによって、エンジン１１と駆動輪１４との間のトルクの伝達を遮断したニュートラル状態とに切り換わることから、このハイブリッド自動車においては特に、後述するように、歯車変速機構１２を、前記の各クラッチ要素及び各ブレーキ要素の開放及び締結を切り換えることによって、エンジン１１と駆動輪１４との間でトルクを断続させる断続手段１２１として機能させる。この断続手段１２１は、車両の走行に連動してエンジン１１が引き摺られながら従動回転する引き摺り現象を回避する上で有効である。 Although detailed illustration is omitted, the gear transmission mechanism 12 includes, for example, a plurality of clutch elements as a planetary gear mechanism and a frictional engagement element that selectively restricts the rotation of each rotation element included in the planetary gear mechanism. And a multi-stage automatic transmission configured to include a brake element. The gear transmission mechanism 12 is configured to realize each gear stage by engaging at least two elements selected from a plurality of clutch elements and brake elements. In other words, the gear transmission mechanism 12 is configured so that the torque between the engine 11 and the drive wheels 14 is reduced by fastening at least two elements to achieve a drive state in which a predetermined shift speed is achieved and not fastening all of the elements. Since the transmission is switched to the neutral state in which the transmission is cut off, particularly in this hybrid vehicle, as described later, the gear transmission mechanism 12 is operated by switching the release and engagement of the clutch elements and brake elements. 11 and the driving wheel 14 are made to function as the intermittent means 121 for intermittently torque. This intermittent means 121 is effective in avoiding a drag phenomenon in which the engine 11 is driven to rotate while being dragged in conjunction with the traveling of the vehicle.

前記電動モータ１６は、例えば３相の交流同期モータであって、図示省略のバッテリ及びインバータを介して供給された駆動電流により駆動する。ここで、前記のモータ走行モードには、電動モータ１６の駆動力によって走行している状態、電動モータ１６を回生させながら走行している状態、電動モータ１６が何ら作動せずに惰性で走行している状態、の少なくとも３つの状態を含む。 The electric motor 16 is, for example, a three-phase AC synchronous motor, and is driven by a drive current supplied via a battery and an inverter (not shown). Here, in the motor running mode, the vehicle is running with the driving force of the electric motor 16, the vehicle is running while regenerating the electric motor 16, and the electric motor 16 runs without inertia at all. Including at least three states.

車両の制御装置ＣＲは、エンジン１１の運転（ＢＩＳＧ２１を通じたエンジン１１の始動制御も含む）、前記インバータの制御を通じた電動モータ１６の運転（力行及び回生を含む）、歯車変速機構１２の変速段等をそれぞれ制御する装置である。制御装置ＣＲは、コントローラ３と、車両の走行状態を含む各種の状態を検出し、コントローラ３に提供する各種センサ３１〜３６とを備えて構成されている。この内、コントローラ３は、例えば通常のマイクロコンピュータであり、図示は省略するが、少なくともＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース回路、及びデータバスを備えて構成される。 The vehicle control device CR operates the engine 11 (including start control of the engine 11 through the BISG 21), operates the electric motor 16 through control of the inverter (including power running and regeneration), and the gear stage of the gear transmission mechanism 12. It is a device that controls each of the above. The control device CR is configured to include a controller 3 and various sensors 31 to 36 that detect various states including the traveling state of the vehicle and provide the controller 3. Among these, the controller 3 is a normal microcomputer, for example, and although not shown, is configured to include at least a CPU, a ROM, a RAM, an I / O interface circuit, and a data bus.

各種のセンサには、少なくとも、車両の走行速度に関する情報をコントローラ３に提供する車速センサ３１、アクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度に関する情報をコントローラ３に提供するアクセル開度センサ３２、バッテリの充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）やバッテリ温度に係る情報を含む、バッテリの各種状態に係る情報をコントローラ３に提供するバッテリ状態センサ３３、電動モータ１６の状態に係る情報、例えば電動モータ１６の温度情報を提供するモータ状態センサ３４、触媒２３の浄化率に関係する情報、例えば触媒２３の温度情報を提供する触媒状態センサ３５、及び、エンジン１１の冷却水温の情報を提供する水温センサ３６を含んでいる。コントローラ３は、これらの各センサ３１〜３６からのセンサ信号を取り入れて演算処理をし、前記エンジン１１、ＢＩＳＧ２１、歯車変速機構１２及び電動モータ１６の制御を実行する。 The various sensors include at least a vehicle speed sensor 31 that provides information related to the traveling speed of the vehicle to the controller 3, an accelerator opening sensor 32 that provides information related to the accelerator opening corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal to the controller 3, a battery. Information relating to various states of the battery, including information relating to the state of charge (SOC) of the battery and the battery temperature, information relating to the state of the electric motor 16 such as the electric motor 16 Motor state sensor 34 that provides the temperature information of the catalyst 23, information relating to the purification rate of the catalyst 23, for example, a catalyst state sensor 35 that provides temperature information of the catalyst 23, and a water temperature sensor 36 that provides information on the cooling water temperature of the engine 11. Is included. The controller 3 takes in sensor signals from these sensors 31 to 36 and performs arithmetic processing to control the engine 11, the BISG 21, the gear transmission mechanism 12, and the electric motor 16.

尚、ここでは、触媒状態センサ３５を備えるようにしているが、これの代わりに、例えばエンジン水温や車両（エンジン）の運転状態の履歴情報等から、触媒の温度又は浄化率を推定するようにしてもよい。 Here, the catalyst state sensor 35 is provided, but instead of this, for example, the catalyst temperature or the purification rate is estimated from the engine water temperature or the history information of the operating state of the vehicle (engine). May be.

具体的にコントローラ３は、車速及びアクセル開度に基づいて設定される要求駆動力に応じて、前述したモータ走行状態と併用走行状態とを切り換えるべく、電動モータ１６の作動及び停止、エンジン１１の作動及び停止（始動及び停止）を切り換える。それと共に、コントローラ３は、走行状態の切り換わりに応じて、変速マップに従った変速制御や、断続手段１２１によるエンジン１１及び駆動輪１４間のトルクの断続切替等の、歯車変速機構１２の制御を行う。 Specifically, the controller 3 activates and stops the electric motor 16 and switches the engine 11 to switch between the above-described motor traveling state and the combined traveling state according to the required driving force set based on the vehicle speed and the accelerator opening. Switch between operation and stop (start and stop). At the same time, the controller 3 controls the gear transmission mechanism 12 such as shift control according to the shift map, and intermittent switching of torque between the engine 11 and the drive wheels 14 by the intermittent means 121 according to switching of the running state. I do.

ここで、このハイブリッド自動車は、その構成の図示は省略するが、外部からの給電によってバッテリの充電が可能なプラグインハイブリッド自動車であり、「電池使用走行」又は「プラグイン走行」と言うことができるＣＤレンジと、「充電維持走行」又は「ハイブリッド走行」と言うことができるＣＳレンジと、をバッテリのＳＯＣに応じて切り替える（図２参照）。つまり、バッテリのＳＯＣが第１所定値以上であるときは、図２の左側に示すようにＣＤレンジであり、このＣＤレンジでは基本的にモータ走行を行い、エンジンの運転は抑制される。例えば外部からの給電によりバッテリの充電が完了した後にハイブリッド自動車を発進した場合は、ＳＯＣが第１所定値にまで低下する間はＣＤレンジになる。ＣＤレンジでは、バッテリの電力消費は許容しつつ、エンジン１１の運転によるバッテリの充電は規制されるため、ＳＯＣは次第に低下するようになる。そうして、ＳＯＣが第１所定値を下回ったときには、ハイブリッド自動車の運転レンジがＣＳレンジに切り替わる。ＣＳレンジでは、第１所定値と、この第１所定値よりも所定値だけ高い第２所定値との範囲内で、ＳＯＣが維持されるように、ＳＯＣに応じてエンジン１１が頻繁に始動及び運転されてバッテリが充電されることになる。 Here, although the illustration of the configuration of this hybrid vehicle is omitted, the hybrid vehicle is a plug-in hybrid vehicle capable of charging a battery by external power feeding, and may be referred to as “battery running” or “plug-in running”. The CD range that can be switched and the CS range that can be referred to as “charging maintenance traveling” or “hybrid traveling” are switched according to the SOC of the battery (see FIG. 2). In other words, when the SOC of the battery is equal to or greater than the first predetermined value, it is in the CD range as shown on the left side of FIG. 2. In this CD range, motor driving is basically performed and engine operation is suppressed. For example, when the hybrid vehicle is started after the charging of the battery is completed by power supply from the outside, the CD range is set while the SOC is reduced to the first predetermined value. In the CD range, the power consumption of the battery is allowed, but the charging of the battery by the operation of the engine 11 is restricted, so that the SOC gradually decreases. Then, when the SOC falls below the first predetermined value, the driving range of the hybrid vehicle is switched to the CS range. In the CS range, the engine 11 is frequently started and stopped in accordance with the SOC so that the SOC is maintained within a range between the first predetermined value and a second predetermined value that is higher than the first predetermined value by a predetermined value. It is driven and the battery is charged.

前述したようにＣＤレンジにおいては、バッテリの電力消費を優先し、エンジン１１の運転は抑制されるものの、例えば要求駆動力が所定値以上に高まれば電動モータ１６のみでは要求駆動力を充足できなくなるため、図２にも示すように、エンジン１１が始動され、そのエンジンの駆動力を補助的に利用することになる。図３は、ＣＤレンジにおける要求駆動力に対する、電動モータ１６の駆動力とエンジン１１の駆動力との分担例を示している。ＣＤレンジにおいては、電動モータ１６の上限駆動力が予め設定されており、要求駆動力がこの上限駆動力以下のときには電動モータ１６を運転しかつ、エンジン１１を停止することにより、電動モータ１６の駆動力のみで要求駆動力を充足させる。ここで、電動モータ１６の上限駆動力は、当該電動モータ１６の連続定格を基準に設定すればよい。例えば電動モータ１６の上限駆動力を当該電動モータ１６の連続定格に一致させてもよい。この電動モータ１６の上限駆動力は、ＣＤレンジにおいて、要求駆動力に対しモータ走行状態と併用走行状態とを切り替える切替値に相当する。 As described above, in the CD range, power consumption of the battery is prioritized and the operation of the engine 11 is suppressed. However, for example, if the required driving force increases to a predetermined value or more, the electric motor 16 alone cannot satisfy the required driving force. Therefore, as shown in FIG. 2, the engine 11 is started and the driving force of the engine is used as an auxiliary. FIG. 3 shows an example of sharing the driving force of the electric motor 16 and the driving force of the engine 11 with respect to the required driving force in the CD range. In the CD range, the upper limit driving force of the electric motor 16 is set in advance. When the required driving force is equal to or lower than the upper limit driving force, the electric motor 16 is operated and the engine 11 is stopped. The required driving force is satisfied only with the driving force. Here, the upper limit driving force of the electric motor 16 may be set based on the continuous rating of the electric motor 16. For example, the upper limit driving force of the electric motor 16 may be matched with the continuous rating of the electric motor 16. The upper limit driving force of the electric motor 16 corresponds to a switching value for switching between the motor traveling state and the combined traveling state with respect to the required driving force in the CD range.

一方、要求駆動力が電動モータ１６の上限駆動力を超えたときには、エンジン１１が運転され、電動モータ１６及びエンジン１１の双方の駆動力によって、要求駆動力を充足させる。ここで、図４に示すように、このハイブリッド自動車では、エンジン１１の運転を、そのエンジン特性に基づいて効率が高くなるように行う。つまり、エンジン１１は、図４において「通常運転ライン」で示される高効率のラインに沿うように運転され、特に同図において破線で示されている、高効率領域が利用される。このため、エンジン１１は、所定トルク以上を出力するように運転されることになるから、前述した電動モータ１６及びエンジン１１の双方の駆動力によって要求駆動力を充足させる場合は、エンジン１１の出力を所定値以上に設定する一方で、電動モータ１６の出力を低下させることによって要求駆動力を充足させるようにする。尚、低回転域では、エンジン１１の効率が低下するため、エンジン１１は停止する。また、エンジン１１の運転は、ＣＤレンジ及びＣＳレンジのいずれにおいても、基本的には「通常運転ライン」に沿って行われるが、ＣＤレンジでは、前述の通り、電力消費を許容しかつ燃料消費を抑制する観点から、低回転域においては、破線で示すように、実線のＣＳレンジでの運転ラインとは別の運転ラインが設定されている。 On the other hand, when the required driving force exceeds the upper limit driving force of the electric motor 16, the engine 11 is operated, and the required driving force is satisfied by the driving forces of both the electric motor 16 and the engine 11. Here, as shown in FIG. 4, in this hybrid vehicle, the engine 11 is operated so as to increase the efficiency based on the engine characteristics. That is, the engine 11 is operated along a high-efficiency line indicated by “normal operation line” in FIG. 4, and in particular, a high-efficiency region indicated by a broken line in FIG. For this reason, since the engine 11 is operated so as to output a predetermined torque or more, when the required driving force is satisfied by the driving force of both the electric motor 16 and the engine 11 described above, the output of the engine 11 is output. Is set to a predetermined value or more, while the required driving force is satisfied by reducing the output of the electric motor 16. Note that, in the low rotation range, the efficiency of the engine 11 is reduced, so the engine 11 is stopped. The engine 11 is basically operated along the “normal operation line” in both the CD range and the CS range. However, in the CD range, as described above, power consumption is allowed and fuel consumption is performed. From the standpoint of suppressing, an operation line different from the operation line in the solid CS range is set in the low rotation range as shown by the broken line.

前述の通りＣＤレンジにおいては、エンジン１１の運転が抑制されていて、エンジン１１は、ほとんど運転されない一方で、要求駆動力が切替値以上になったときにはエンジン１１を運転させる必要がある。このときに、エンジン１１が暖機されていなかったり、触媒２３が活性化されていなかったりすると、エミッション性能が悪化してしまうことになる。そのため、ＣＤレンジにおいても、エンジン１１を所定の暖機状態に、また、触媒２３を所定の活性状態に維持しなければならない。しかしながら、エンジン１１の暖機や触媒２３の活性化は、要求駆動力の大きさに拘わらずエンジン１１を断続的に運転して行わなければならない一方で、エンジン１１の暖機は、エンジン１１を高負荷で運転することが効率的であり、触媒２３の活性化は、エンジン１１を低負荷で運転することが効率的である。従って、単にエンジン１１の温度や触媒２３の活性状態だけに基づいてエンジン１１を運転し、エンジン１１の暖機や触媒２３の活性化を行おうとすれば、エンジン１１の暖機や触媒２３の活性化を効率的に行うことができず、燃料の消費量を無駄に増大することになる。 As described above, in the CD range, the operation of the engine 11 is suppressed, and the engine 11 is hardly operated. On the other hand, when the required driving force exceeds the switching value, the engine 11 needs to be operated. At this time, if the engine 11 is not warmed up or the catalyst 23 is not activated, the emission performance is deteriorated. Therefore, also in the CD range, the engine 11 must be maintained in a predetermined warm-up state and the catalyst 23 must be maintained in a predetermined active state. However, warm-up of the engine 11 and activation of the catalyst 23 must be performed by intermittently operating the engine 11 regardless of the magnitude of the required driving force, while warm-up of the engine 11 It is efficient to operate at a high load, and activation of the catalyst 23 is efficient to operate the engine 11 at a low load. Therefore, if the engine 11 is operated only based on the temperature of the engine 11 or the active state of the catalyst 23 and the engine 11 is warmed up or the catalyst 23 is activated, the engine 11 is warmed up or the catalyst 23 is activated. Therefore, the fuel consumption cannot be increased efficiently, and the amount of fuel consumption increases.

そこで、このハイブリッド自動車では、エンジン１１の暖機や触媒２３の活性化が必要になったときに直ちにエンジン１１を始動するのではなく、要求駆動力に応じて、エンジン１１の始動を行うことによって、燃料の消費量を無駄に増大することなく、ＣＤレンジにおいてエンジン１１の暖機状態及び触媒２３の活性状態を維持するようにした。 Therefore, in this hybrid vehicle, the engine 11 is not started immediately when the engine 11 needs to be warmed up or the catalyst 23 needs to be activated, but by starting the engine 11 according to the required driving force. The warm-up state of the engine 11 and the active state of the catalyst 23 are maintained in the CD range without unnecessarily increasing the fuel consumption.

図５は、前記の制御装置ＣＲが実行する、ＣＤレンジにおける、エンジン１１と電動モータ１６との制御に係るフローチャートである。まず、このフローはＣＤレンジにおけるモータ走行状態でスタートし、スタート後のステップＳ５１で、コントローラ３は、各センサ３１〜３６の情報、少なくともアクセル開度、車速、触媒温度、及び、モータ温度の情報を読み込む。続くステップＳ５２では、エンジン水温Ｔｗが第１温度ＴＷ１よりも高いか否かを判定する。第１温度ＴＷ１は、エンジン水温が低いためエンジン１１の暖機が必要な温度として予め設定した温度である。第１温度ＴＷ１は、例えば５０〜６０℃程度で適宜設定すればよく、第１温度ＴＷ１を空燃比フィードバック制御が可能となる６０℃に設定してもよい。エンジン水温が第１温度ＴＷ１よりも高いとき（ＹＥＳのとき）にはステップＳ５３に移行し、エンジン水温が第１温度ＴＷ１以下のとき（ＮＯのとき）には、ステップＳ５１０に移行する。 FIG. 5 is a flowchart relating to control of the engine 11 and the electric motor 16 in the CD range, which is executed by the control device CR. First, this flow is started in the motor running state in the CD range, and in step S51 after the start, the controller 3 provides information on each sensor 31 to 36, information on at least accelerator opening, vehicle speed, catalyst temperature, and motor temperature. Is read. In a succeeding step S52, it is determined whether or not the engine water temperature Tw is higher than the first temperature TW1. The first temperature TW1 is a temperature set in advance as a temperature that requires the engine 11 to be warmed up because the engine water temperature is low. The first temperature TW1 may be appropriately set, for example, at about 50 to 60 ° C., and the first temperature TW1 may be set to 60 ° C. at which air-fuel ratio feedback control is possible. When the engine water temperature is higher than the first temperature TW1 (YES), the process proceeds to step S53, and when the engine water temperature is equal to or lower than the first temperature TW1 (NO), the process proceeds to step S510.

ステップＳ５３では、触媒温度Ｔｃが第１温度ＴＣ１よりも低いかを判定する。第１温度ＴＣ１は、触媒２３の温度が低いため触媒２３の活性化が必要な温度として予め設定した温度であり、第１温度ＴＣ１は、例えば２８０℃程度で適宜設定すればよい。ステップＳ５３の判定でＮＯのとき、言い換えるとエンジン１１が暖機状態にあると共に、触媒２３が活性状態にあるため、ステップＳ５９に移行をし、エンジン１１を始動せずにモータ走行をそのまま継続する。一方、ステップＳ５３の判定でＹＥＳのとき、言い換えると触媒２３の活性化が必要なときにはステップＳ５４に移行をする。 In step S53, it is determined whether the catalyst temperature Tc is lower than the first temperature TC1. The first temperature TC1 is a temperature set in advance as a temperature that requires activation of the catalyst 23 because the temperature of the catalyst 23 is low, and the first temperature TC1 may be appropriately set at about 280 ° C., for example. When the determination in step S53 is NO, in other words, because the engine 11 is in the warm-up state and the catalyst 23 is in the active state, the process proceeds to step S59, and the motor travel is continued without starting the engine 11. . On the other hand, when the determination in step S53 is YES, in other words, when the catalyst 23 needs to be activated, the process proceeds to step S54.

ステップＳ５４では、触媒温度Ｔｃが、第２温度ＴＣ２よりも高いか否かを判定する。第２温度ＴＣ２は、触媒２３の反応限界に相当する温度として適宜設定すればよく、第２温度ＴＣ２は、例えば２５０℃程度で適宜設定すればよい。従って、第１温度ＴＣ１＞第２温度ＴＣ２である。ステップＳ５４の判定がＹＥＳのときにはステップＳ５５に移行する。つまり、触媒２３の温度が第１温度ＴＣ１よりも低く触媒２３の活性化が必要であるものの、第２温度ＴＣ２以上であり、早急に活性化を開始する必要がないため、要求駆動力が低くなるのを待って、触媒２３の活性化を行う。一方、ステップＳ５４の判定がＮＯのときには、触媒２３の温度が第２温度ＴＣ２以下であるため、触媒２３の活性化を直ちに開始すべく、ステップＳ５６に移行する。 In step S54, it is determined whether or not the catalyst temperature Tc is higher than the second temperature TC2. The second temperature TC2 may be appropriately set as a temperature corresponding to the reaction limit of the catalyst 23, and the second temperature TC2 may be appropriately set at about 250 ° C., for example. Accordingly, the first temperature TC1> the second temperature TC2. When the determination in step S54 is YES, the process proceeds to step S55. That is, although the temperature of the catalyst 23 is lower than the first temperature TC1 and the catalyst 23 needs to be activated, it is higher than the second temperature TC2 and does not need to be activated immediately, so the required driving force is low. The catalyst 23 is activated after waiting. On the other hand, when the determination in step S54 is NO, since the temperature of the catalyst 23 is equal to or lower than the second temperature TC2, the process proceeds to step S56 in order to immediately start the activation of the catalyst 23.

ステップＳ５５では、アクセル開度と車速とに基づいて設定された要求駆動力が基準値Ｆ１よりも低いか否かを判定する。基準値Ｆ１よりも低い低負荷状態のとき（つまり、ＹＥＳのとき）にはステップＳ５６に移行をする。一方、要求駆動力が基準値Ｆ１以上であるとき（つまり、ＮＯのとき）にはステップＳ５９に移行をして、触媒２３の活性化の開始を遅らせる。 In step S55, it is determined whether the required driving force set based on the accelerator opening and the vehicle speed is lower than the reference value F1. When the load is lower than the reference value F1 (that is, when YES), the process proceeds to step S56. On the other hand, when the required driving force is greater than or equal to the reference value F1 (that is, when NO), the process proceeds to step S59, and the start of activation of the catalyst 23 is delayed.

ステップＳ５６では、エンジン１１を始動して軽負荷での運転を行うと共に、点火時期を大幅に遅角化する。このような運転モードは、排気温度を高めて触媒２３の活性化を促進する（つまり、活性促進モード）。その結果、触媒２３の活性化に要する時間を短くして、燃料の消費を抑制する上で有利になる。尚、エンジン１１を活性促進モードで運転して触媒２３の活性化を行っているときには、電動モータ１６の出力を、要求駆動力及びエンジン負荷に応じて調整する。エンジン負荷によって要求駆動力が充足されるような場合は、電動モータ１６が停止される。 In step S56, the engine 11 is started to operate at a light load, and the ignition timing is greatly retarded. Such an operation mode increases the exhaust gas temperature and promotes the activation of the catalyst 23 (that is, the activation promotion mode). As a result, the time required for the activation of the catalyst 23 is shortened, which is advantageous in suppressing fuel consumption. When the engine 11 is operated in the activation promotion mode to activate the catalyst 23, the output of the electric motor 16 is adjusted according to the required driving force and the engine load. When the required driving force is satisfied by the engine load, the electric motor 16 is stopped.

そして、ステップＳ５７で触媒２３の活性化が完了したか否かを判定し、活性化が完了していないとき（ＮＯのとき）には触媒２３の活性化を継続する一方、活性化が完了したとき（ＹＥＳのとき）には、ステップＳ５８に移行する。触媒２３の活性化が完了したか否かは、例えば触媒２３の温度に基づいて判定してもよく、触媒２３の温度が第１温度ＴＣ１よりも高くなったときに、触媒２３の活性化が完了したと判定してもよい。そうして、触媒２３の活性化が完了したステップＳ５８では、エンジン１１を停止しかつ、モータ走行状態に復帰する。 In step S57, it is determined whether or not the activation of the catalyst 23 is completed. When the activation is not completed (NO), the activation of the catalyst 23 is continued while the activation is completed. If yes (YES), the process proceeds to step S58. Whether or not the activation of the catalyst 23 has been completed may be determined based on, for example, the temperature of the catalyst 23. When the temperature of the catalyst 23 becomes higher than the first temperature TC1, the activation of the catalyst 23 is determined. You may determine with having completed. Then, in step S58 where the activation of the catalyst 23 is completed, the engine 11 is stopped and returned to the motor running state.

一方、エンジン水温Ｔｗが第１温度ＴＷ１以下であるとして移行したステップＳ５１０では、ステップＳ５３と同様に、触媒温度Ｔｃが第１温度ＴＣ１よりも高いか否かを判定する。ステップＳ５１０の判定がＹＥＳのとき、言い換えると触媒２３が活性化しているときにはステップＳ５１１に移行をする。一方、ステップＳ５１０の判定がＮＯのとき、言い換えると触媒２３の活性化が必要なときにはステップＳ５４に移行をする。こうして、触媒２３の活性化をエンジン１１の暖機よりも優先する。このことは、エミッション性能の向上に有利になる。 On the other hand, in step S510, where the engine water temperature Tw is shifted to be equal to or lower than the first temperature TW1, it is determined whether the catalyst temperature Tc is higher than the first temperature TC1, as in step S53. When the determination in step S510 is YES, in other words, when the catalyst 23 is activated, the process proceeds to step S511. On the other hand, when the determination in step S510 is NO, in other words, when activation of the catalyst 23 is necessary, the process proceeds to step S54. Thus, the activation of the catalyst 23 is prioritized over the warm-up of the engine 11. This is advantageous for improving the emission performance.

ステップＳ５１１では、エンジン水温Ｔｗが第２温度ＴＷ２よりも高いか否かを判定し、Ｔｗ＞ＴＷ２のとき（ＹＥＳのとき）にはステップＳ５１２に移行をする。第２温度ＴＷ２は、例えばエンジン１１のエミッションに関する下限温度、言い換えるとエミッション性能が悪化してしまうようなエンジン１１の温度として予め設定した温度であり、第１温度ＴＷ１よりも低い、例えば４５℃程度で適宜設定すればよい。一方、Ｔｗ≦ＴＷ２のとき（ＮＯのとき）には、エンジン１１の暖機を直ちに行うべくステップＳ５１３に移行をする。 In step S511, it is determined whether or not the engine water temperature Tw is higher than the second temperature TW2. If Tw> TW2 (YES), the process proceeds to step S512. The second temperature TW2 is, for example, a lower limit temperature related to the emission of the engine 11, that is, a temperature set in advance as the temperature of the engine 11 at which the emission performance deteriorates, and is lower than the first temperature TW1, for example, about 45 ° C. And set as appropriate. On the other hand, when Tw ≦ TW2 (NO), the process proceeds to step S513 to immediately warm up the engine 11.

ステップＳ５１３では、エンジン１を始動してエンジン１１の暖機を行う。このときには、要求駆動力に応じてエンジン１１の負荷が決定されるが、エンジン負荷をできるだけ高くして、エンジン１１の暖機を有利にするために、電動モータ１６を停止することが好ましい。 In step S513, the engine 1 is started and the engine 11 is warmed up. At this time, the load of the engine 11 is determined in accordance with the required driving force, but it is preferable to stop the electric motor 16 in order to make the engine load as high as possible and to advantageously warm up the engine 11.

ステップＳ５１２では、要求駆動力が基準値Ｆ１以上か否かを判定し、この判定がＮＯのときにはステップＳ５１７に移行して、モータ走行を継続する。つまり、エンジン１１の水温が第１温度ＴＷ１よりも低くエンジン１１の暖機が必要であるものの、第２温度ＴＷ２以上であり、早急に暖機を開始する必要がないため、エンジン１１の暖機に有利な、高い要求駆動力になるのを待つ。一方、ステップＳ５１２の判定がＹＥＳのときには、ステップＳ５１４に移行し、エンジン１１を始動すると共に、高い要求駆動力に対応するように、そのエンジン１１を高負荷で運転して、エンジン１１の暖機を促進する。 In step S512, it is determined whether or not the required driving force is greater than or equal to the reference value F1, and when this determination is NO, the process proceeds to step S517 to continue motor running. That is, the water temperature of the engine 11 is lower than the first temperature TW1 and the engine 11 needs to be warmed up. It waits for high demand driving force that is advantageous to On the other hand, when the determination in step S512 is YES, the process proceeds to step S514, the engine 11 is started, and the engine 11 is operated at a high load so as to correspond to the high required driving force. Promote.

そうして、ステップＳ５１５でエンジン１１の暖機が完了したか否かを判定し、暖機が完了していないとき（ＮＯのとき）にはエンジン１１の暖機を継続する一方、暖機が完了したとき（ＹＥＳのとき）には、ステップＳ５１６に移行をし、エンジン１１を停止した上で、モータ走行状態に復帰をする。 In step S515, it is determined whether or not the warm-up of the engine 11 has been completed. When the warm-up has not been completed (NO), the engine 11 continues to be warmed up. When completed (YES), the process proceeds to step S516, the engine 11 is stopped, and the motor travel state is restored.

次に、図６−９を参照しながら、前述した、ＣＤレンジにおけるエンジン１１及び電動モータ１６の制御について説明する。先ず、図６は、触媒温度Ｔｃが第１温度ＴＣ１よりも低下すると共に、要求駆動力が基準値Ｆ１よりも低下することによって、エンジン１１を始動して触媒２３の活性化を開始した例である。つまり、図６の（ａ）に示すように、触媒２３の温度Ｔｃが次第に低下して、タイミングＴ１で第１温度ＴＣ１よりも低下したとする。前述したように、このタイミングＴ１で直ちにエンジン１１を始動して、触媒２３の活性化を行うのではなく、要求駆動力が、触媒２３の活性化に有利な低負荷状態となるまで待つ（図６（ｃ）参照）。 Next, the above-described control of the engine 11 and the electric motor 16 in the CD range will be described with reference to FIGS. First, FIG. 6 shows an example in which the engine 11 is started and the activation of the catalyst 23 is started when the catalyst temperature Tc is lower than the first temperature TC1 and the required driving force is lower than the reference value F1. is there. That is, as shown in FIG. 6 (a), it is assumed that the temperature Tc of the catalyst 23 gradually decreases and falls below the first temperature TC1 at the timing T1. As described above, the engine 11 is immediately started at this timing T1 and the catalyst 23 is not activated, but waits until the required driving force becomes a low load state advantageous for the activation of the catalyst 23 (FIG. 6 (c)).

そうして、図６（ｅ）に示すように、タイミングＴ２で要求駆動力が基準値Ｆ１よりも低下すれば、エンジン１１を始動しかつ、そのエンジン１１を、要求駆動力に対応するような軽負荷でかつ、点火時期を大幅に遅角化した活性促進モードで運転する。図例では、エンジン１１の駆動力によって要求駆動力が充足されるため、活性促進モードの最中に、電動モータ１６が停止されている（図６（ｄ）参照）。こうして、図６（ａ）に示すように、触媒２３の温度が次第に高まる。尚、エンジン１１を軽負荷で運転しているため、エンジン１１の温度はほとんど上がらない。 Then, as shown in FIG. 6E, if the required driving force falls below the reference value F1 at the timing T2, the engine 11 is started and the engine 11 is made to correspond to the required driving force. Operate in an activity promotion mode with a light load and significantly retarded ignition timing. In the illustrated example, since the required driving force is satisfied by the driving force of the engine 11, the electric motor 16 is stopped during the activation promotion mode (see FIG. 6D). Thus, as shown in FIG. 6A, the temperature of the catalyst 23 gradually increases. Since the engine 11 is operated with a light load, the temperature of the engine 11 hardly rises.

そして、図６（ａ）に示すように、タイミングＴ３で触媒２３の温度ＴｃがＴＣ１を超えれば、触媒２３の活性化が完了したとして、エンジン１１を停止し、電動モータ１６を運転して要求駆動力を満たす。つまり、モータ走行状態に復帰する（図６（ｃ）（ｄ）（ｅ）参照）。 Then, as shown in FIG. 6A, if the temperature Tc of the catalyst 23 exceeds TC1 at timing T3, the activation of the catalyst 23 is completed, and the engine 11 is stopped and the electric motor 16 is operated to request Satisfy the driving force. That is, the motor travels back (see FIGS. 6C, 6D, and 6E).

図７は、触媒温度Ｔｃが、タイミングＴ１で第１温度ＴＣ１よりも低下した後、要求駆動力が基準値Ｆ１よりも低下する前に、触媒温度Ｔｃが第２温度ＴＣ２よりも低下した例を示している（図７（ａ）（ｅ）参照）。つまり、例えば低外気温に起因して触媒２３の温度が急速に低下し、タイミングＴ２で第２温度ＴＣ２よりも低くなったときには、要求駆動力が基準値Ｆ１以上であってもエンジン１１を始動し、触媒２３の活性化を開始する。 FIG. 7 shows an example in which the catalyst temperature Tc falls below the second temperature TC2 after the catalyst temperature Tc falls below the first temperature TC1 at the timing T1 and before the required driving force falls below the reference value F1. This is shown (see FIGS. 7A and 7E). That is, for example, when the temperature of the catalyst 23 rapidly decreases due to the low outside air temperature and becomes lower than the second temperature TC2 at the timing T2, the engine 11 is started even if the required driving force is equal to or higher than the reference value F1. Then, activation of the catalyst 23 is started.

始動したエンジン１１は、前記と同様に、軽負荷でかつ、点火時期を大幅に遅角化した活性促進モードで運転する。これにより、触媒２３の活性化が促進される（図７（ａ）（ｃ）。また、要求駆動力を充足するように、エンジン１１の負荷に応じて、電動モータ１６の出力が調整される。図７（ｄ）の例では、エンジン１１を始動したタイミングＴ２で、電動モータ１６のトルクが低減されると共に、タイミングＴ３で要求駆動力が低下し、エンジン１１のトルクによって要求駆動力が充足されるため、電動モータ１６が停止されている。つまり、エンジン走行状態である。そうして、触媒２３の温度が第１温度ＴＣ１を超えたタイミングＴ４で、エンジン１１が停止されて、モータ走行状態に切り替わる（図７（ａ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）参照）。 The engine 11 that has started is operated in an activation promotion mode in which the load is light and the ignition timing is significantly retarded, as described above. Thus, activation of the catalyst 23 is promoted (FIGS. 7A and 7C), and the output of the electric motor 16 is adjusted according to the load of the engine 11 so as to satisfy the required driving force. 7D, the torque of the electric motor 16 is reduced at the timing T2 when the engine 11 is started, and the required driving force is reduced at the timing T3, and the required driving force is satisfied by the torque of the engine 11. Therefore, the electric motor 16 is stopped, that is, the engine is running, and at the timing T4 when the temperature of the catalyst 23 exceeds the first temperature TC1, the engine 11 is stopped and the motor is running. The state is switched (see FIGS. 7A, 7C, 7D, and 7E).

図８は、エンジン水温Ｔｗが第１温度ＴＷ１よりも低下すると共に、要求駆動力が基準値Ｆ１以上に高まることによって、エンジン１１を始動しかつ、エンジン１１の暖機を開始した例である。つまり、図８の（ｂ）に示すように、エンジン１１の水温Ｔｗが次第に低下して、第１温度ＴＷ１よりも低下したタイミングＴ１では、エンジン１１を始動せずに、要求駆動力が、エンジン１１の暖機に有利な高駆動力になることを待つ。そうして、図８（ｅ）に示すように、要求駆動力が基準値Ｆ１以上になったタイミングＴ２で、エンジン１１を始動する。このときに、図例では、エンジン１１をできるだけ高負荷で運転してエンジン１１の暖機効率を高めるべく、電動モータ１６を停止している（図８（ｄ）参照）。これにより、図８（ｂ）に示すように、エンジン１１の水温が急速に高められて、第１温度ＴＷ１以上となったタイミングＴ３で、エンジン１１の暖機が完了したとして、エンジン１１を停止する。一方、要求駆動力を充足するように、電動モータ１６を運転する。つまり、モータ走行状態に復帰する。 FIG. 8 shows an example in which the engine 11 is started and the engine 11 is warmed up when the engine water temperature Tw is lower than the first temperature TW1 and the required driving force is increased to the reference value F1 or more. That is, as shown in FIG. 8B, at the timing T1 when the water temperature Tw of the engine 11 gradually decreases and falls below the first temperature TW1, the required driving force is not started without starting the engine 11. 11 waits for a high driving force advantageous for warm-up. Then, as shown in FIG. 8 (e), the engine 11 is started at the timing T2 when the required driving force becomes equal to or greater than the reference value F1. At this time, in the illustrated example, the electric motor 16 is stopped in order to increase the warm-up efficiency of the engine 11 by operating the engine 11 with as high a load as possible (see FIG. 8D). As a result, as shown in FIG. 8 (b), the water temperature of the engine 11 is rapidly increased, and the engine 11 is stopped at the timing T3 when the temperature becomes equal to or higher than the first temperature TW1, assuming that the engine 11 has been warmed up. To do. On the other hand, the electric motor 16 is operated so as to satisfy the required driving force. That is, it returns to the motor running state.

図９は、エンジン１１の水温Ｔｗが、タイミングＴ１で第１温度ＴＷ１よりも低下した後、要求駆動力が基準値Ｆ１以上になる前に、水温Ｔｗが第２温度ＴＷ２よりも低下した例を示している（図９（ｂ）（ｅ）参照）。つまり、エンジン１１の水温が第２温度ＴＷ２よりも低くなったときには、要求駆動力が基準値Ｆ１よりも低くても、エンジン１１を始動し、エンジン１１の暖機を開始する（図９（ｃ）参照）。このとき図例では、要求駆動量が低い一方で、エンジン１１の負荷をできるだけ高める観点から、電動モータ１６を停止している（図９（ｃ）（ｄ）（ｅ））。また、タイミングＴ３で要求駆動力が高まれば、それを充足するように、電動モータ１６を停止したまま、エンジン１１の負荷を高めて運転している。こうして、エンジン１１の暖機をできるだけ促進する。 FIG. 9 shows an example in which the water temperature Tw is lower than the second temperature TW2 after the water temperature Tw of the engine 11 is lower than the first temperature TW1 at the timing T1 and before the required driving force becomes equal to or higher than the reference value F1. This is shown (see FIGS. 9B and 9E). That is, when the water temperature of the engine 11 becomes lower than the second temperature TW2, even if the required driving force is lower than the reference value F1, the engine 11 is started and warming up of the engine 11 is started (FIG. 9 (c) )reference). At this time, in the figure, while the required drive amount is low, the electric motor 16 is stopped from the viewpoint of increasing the load of the engine 11 as much as possible (FIGS. 9C, 9D, and 9E). Further, if the required driving force is increased at timing T3, the load of the engine 11 is increased while the electric motor 16 is stopped so that the required driving force is satisfied. Thus, warming up of the engine 11 is promoted as much as possible.

エンジン１１の水温Ｔｗが、第１温度ＴＷ１を超えたタイミングＴ４で、エンジン１１を停止しかつ電動モータ１６を運転することで、モータ走行状態に復帰する。 The engine 11 is stopped and the electric motor 16 is operated at a timing T4 when the water temperature Tw of the engine 11 exceeds the first temperature TW1, thereby returning to the motor running state.

以上説明したように、このハイブリッド自動車では、ＣＤモードにおいてエンジン１１の暖機状態を維持しかつ、触媒２３の活性化状態を維持するために、エンジン１１の水温及び触媒２３の温度に応じて、エンジン１１を始動するようにしているものの、そのエンジン１１の始動は、触媒２３の活性化を行うときには、要求駆動力が基準値Ｆ１よりも低下するのを待って行う一方、エンジン１１の暖機を行うときには、要求駆動力が基準値Ｆ１以上になるのを待って行う。これにより、触媒２３の活性化及びエンジン１１の暖機をそれぞれ効率的に行うことが可能になり、触媒２３の活性化やエンジン１１の暖機に必要な燃料の消費量を低減しながら、触媒２３の活性状態及びエンジン１１の暖機状態を維持することが可能になる。 As described above, in this hybrid vehicle, in order to maintain the warm-up state of the engine 11 and maintain the activated state of the catalyst 23 in the CD mode, according to the water temperature of the engine 11 and the temperature of the catalyst 23, Although the engine 11 is started, when the catalyst 23 is activated, the engine 11 is started after waiting for the required driving force to fall below the reference value F1, while the engine 11 is warmed up. Is performed after the required driving force reaches the reference value F1 or more. As a result, the activation of the catalyst 23 and the warm-up of the engine 11 can be performed efficiently, respectively, and the consumption of fuel necessary for the activation of the catalyst 23 and the warm-up of the engine 11 can be reduced, while the catalyst It is possible to maintain the active state of 23 and the warm-up state of the engine 11.

一方、エンジン１１の水温Ｔｗが第２温度ＴＷ２以下となったり、触媒２３の温度Ｔｃが第２温度ＴＣ２以下となったりしたときには、エンジン１１を直ちに始動して、エンジン１１の暖機や触媒２３の活性化を行うことで、ＣＤレンジにおいて、モータ走行状態から、エンジン走行状態や併用走行状態に切り替わったときでも、エミッション性能が悪化してしまうことが未然に回避される。 On the other hand, when the water temperature Tw of the engine 11 becomes equal to or lower than the second temperature TW2 or the temperature Tc of the catalyst 23 becomes equal to or lower than the second temperature TC2, the engine 11 is immediately started to warm up the engine 11 or the catalyst 23. In the CD range, even when the motor running state is switched to the engine running state or the combined running state in the CD range, it is avoided that the emission performance is deteriorated.

尚、ハイブリッド自動車の構成は、前述した構成に限らず、種々の構成を採用し得る。例えば電動モータ１６は、図１の構成では、歯車変速機構１２に対し、駆動力伝達方向の下流側に配置しているが、歯車変速機構１２に対し、駆動力伝達方向の上流側に電動モータを配設し、電動モータの出力を歯車変速機構１２を介して駆動輪１４に出力してもよい。 In addition, the structure of a hybrid vehicle is not restricted to the structure mentioned above, A various structure can be employ | adopted. For example, in the configuration of FIG. 1, the electric motor 16 is disposed downstream of the gear transmission mechanism 12 in the driving force transmission direction. However, the electric motor 16 is disposed upstream of the gear transmission mechanism 12 in the driving force transmission direction. And the output of the electric motor may be output to the drive wheel 14 via the gear transmission mechanism 12.

また、電動モータ１６は、前記のように１つの電動モータからの駆動力を差動装置１３を介して、左右の駆動輪１４に分配するのではなく、左右の駆動輪１４それぞれに独立して駆動力を付与し得るように、少なくとも２つの電動モータを備えてもよい。その場合において、インホイールモータを採用してもよい。 The electric motor 16 does not distribute the driving force from one electric motor to the left and right driving wheels 14 via the differential device 13 as described above, but independently to the left and right driving wheels 14. You may provide an at least 2 electric motor so that a driving force may be provided. In that case, an in-wheel motor may be employed.

さらに、電動モータ１６の駆動力は、前輪に付与することに限定されず、後輪に付与してもよい。同様に、エンジン１１の駆動力も、前輪に付与することに限定されず、後輪に付与してもよい。ここにおいて、電動モータ１６の駆動力を付与する車輪と、エンジン１１の駆動力を付与する車輪とは、図１に示すように同じであってもよいし、異なっていても良い（例えばエンジン１１の駆動力を前、電動モータ１６の駆動力を後、又は、その逆）。例えば電動モータ１６の駆動力を後輪に付与する場合においては、電動モータ１６を後輪の駆動軸に連結する構成に限らず、ドライブシャフトの途中に電動モータ１６を連結してもよい。 Furthermore, the driving force of the electric motor 16 is not limited to being applied to the front wheels, and may be applied to the rear wheels. Similarly, the driving force of the engine 11 is not limited to being applied to the front wheels, and may be applied to the rear wheels. Here, the wheel for applying the driving force of the electric motor 16 and the wheel for applying the driving force of the engine 11 may be the same as shown in FIG. 1 or may be different (for example, the engine 11). Before, after the drive force of the electric motor 16, or vice versa. For example, when the driving force of the electric motor 16 is applied to the rear wheels, the electric motor 16 may be connected to the middle of the drive shaft without being limited to the configuration in which the electric motor 16 is connected to the driving shaft of the rear wheel.

また、前記のパワートレインＰＴにおいて、歯車式の多段変速機構に代えて、例えばベルト式等の無段変速機構を採用してもよい。 In the power train PT, a continuously variable transmission mechanism such as a belt type may be employed instead of the gear-type multi-speed transmission mechanism.

さらに、エンジン１１は、火花点火式でなく圧縮着火式エンジン（ディーゼルエンジン）を採用してもよい。その場合、当該圧縮着火式エンジンを活性活性モードで運転するには、例えば噴射時期を変更（遅角化）することによって、燃焼期間を遅らせて排気温度を高めてもよい。 Furthermore, the engine 11 may employ a compression ignition type engine (diesel engine) instead of the spark ignition type. In this case, in order to operate the compression ignition type engine in the active activation mode, the combustion period may be delayed to raise the exhaust gas temperature, for example, by changing (retarding) the injection timing.

加えて、ここに開示した、エンジン１１及び電動モータ１６の制御は、ＣＤレンジに限定されるものではないが、エンジン１１の運転が制限されるようなレンジで行うことが、より効果的である。 In addition, the control of the engine 11 and the electric motor 16 disclosed herein is not limited to the CD range, but it is more effective to perform the control within a range in which the operation of the engine 11 is limited. .

１１エンジン
１４駆動輪（車輪）
１６電動モータ
２２排気通路
２３三元触媒
３コントローラ 11 Engine 14 Drive wheel (wheel)
16 Electric motor 22 Exhaust passage 23 Three-way catalyst 3 Controller

Claims

A motor and an engine each configured to output driving force to the wheels;
A catalyst disposed on an exhaust passage of the engine;
A controller configured to control the engine and the motor in response to a required driving force,
The controller outputs only the driving force of the motor to the wheels by stopping the engine and operating the motor when the required driving force is equal to or less than a predetermined switching value. When higher than the switching value, by driving at least the engine, at least the driving force of the engine is output to the wheels,
The controller also operates the engine when the required driving force is less than or equal to the switching value so as to maintain the engine in a predetermined warm-up state and maintain the catalyst in a predetermined active state. , Warming up the engine and activating the catalyst,
A first state related to the active state of the catalyst and a second state corresponding to an active state lower than the first state are set,
Regardless of the engine warm-up state, the controller
The engine is operated at a light load so as to efficiently activate the catalyst when the activation state of the catalyst falls below the first state and the required driving force falls below a reference value; and While operating in the activation promotion mode that retards the combustion timing and raises the exhaust temperature,
When the activation state of the catalyst falls below the second state, the engine is operated in the activation promotion mode even if the required driving force does not fall below the reference value.
A first temperature related to the temperature of the engine and a second temperature lower than the first temperature are set,
The controller is
When the activation state of the catalyst is equal to or higher than the first state, the engine temperature is lower than the first temperature, and the required driving force is equal to or higher than the reference value, the engine is efficiently warmed up. Operating the engine at high load to do so,
When the activation state of the catalyst is equal to or higher than the first state and the temperature of the engine is lower than the second temperature, the engine is efficiently warmed up even if the required driving force does not exceed the reference value. The hybrid vehicle control apparatus operates the engine at a high load, or stops the motor and operates the engine to perform the operation .