JP6119600B2 - ハイブリッド車制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車において、エンジン及びモータジェネレータの出力、並びにバッテリの充放電を制御可能なハイブリッド車制御装置に関する。

近年、低燃費、低排気エミッションの社会的要請から車両の駆動力源としてエンジン及びモータジェネレータを搭載したハイブリッド自動車が注目されている。また、エンジンの排気を浄化する触媒の温度が所定温度よりも低いとき、触媒暖機制御を実行する制御装置が知られている。

例えば特許文献１に開示された制御装置では、触媒温度が所定閾値Ｔ２（例えば０℃）以上、所定閾値Ｔ１（触媒が排ガス浄化能力を発揮する下限温度）未満の「中冷機状態」の範囲にあり、且つ、バッテリのＳＯＣが閾値α以上であるとき、暖機制御を禁止し、エンジンの始動を禁止する。このように、ハイブリッド自動車がＥＶ走行可能な場合には、エンジン始動による触媒暖機制御をなるべく行わないようにすることで、燃費の低下を回避しようとしている。

特開２０１１−３２８９０号公報

特許文献１の制御装置では、制御の判断要素にバッテリ温度を含んでいない。しかし、一般に車両の環境温度が低いとき、触媒温度、バッテリ温度共に低くなる可能性が高い。また、バッテリ温度は、バッテリの出力性能に大きく影響する。したがって、触媒温度が中冷機状態の範囲にありエンジンの始動を禁止したとき、バッテリ温度が低い場合には、バッテリ出力性能が低くフリクションロスも大きいため、車両の走行性能が制限されることとなる。

本発明はこのような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、触媒暖機要求が有り、且つバッテリ温度が低いとき、触媒を暖機しつつバッテリを暖機し、バッテリの充放電能力を向上させるハイブリッド車制御装置を提供することにある。

本発明は、エンジンと、排気管に設けられ、排気を浄化する触媒と、力行動作により電力を消費して駆動力を生成可能であり、且つ回生動作により発電可能であるモータジェネレータと、モータジェネレータとの電力の授受により充放電可能なバッテリと、を備えるハイブリッド車において、触媒についての触媒温度（Ｔｃａｔ）、及び、バッテリについてのバッテリ温度（Ｔｂ）に応じて、エンジン及びモータジェネレータの駆動、並びにバッテリの充放電を制御可能なハイブリッド車制御装置に係る発明である。
ここで、「バッテリ」は、充放電可能な蓄電装置全般を意味し、キャパシタ等を含む。

このハイブリッド車制御装置は、車両の走行に要求される駆動力である車両走行パワー（Ｐｒｕｎ）が所定の第１パワー閾値（Ｐｔｈ１）より大きいとき、エンジンを始動する。また、触媒温度が所定の触媒温度閾値（Ｔｃｔｈ）より低いため触媒を暖機させる触媒暖機要求が設定されており、且つ、バッテリ温度が所定のバッテリ温度閾値（Ｔｂｔｈ）より低いとき、車両走行パワーに対しエンジンの出力（Ｐｅｎｇ）が超過する状態と不足する状態とを交互に繰り返すようにエンジンの出力を制御することによりバッテリの充放電を発生させ、バッテリの内部発熱によってバッテリ温度を上昇させる「充放電促進エンジン制御」を実行する。
また、バッテリ温度がバッテリ温度閾値以上であるとき、充放電促進エンジン制御に代えて、車両走行パワーに応じてエンジンの出力を制御する通常エンジン制御を実行する。

本発明では、少なくとも、「触媒暖機要求が設定されており、且つバッテリ温度が所定のバッテリ温度閾値より低い」とき、充放電促進エンジン制御を実行することで、触媒を暖機しつつバッテリを暖機し、バッテリの充放電能力を向上させることができる。また、その結果、エンジン停止しＥＶ走行を可能とする前提が成立する。

その前提の上で、つまり、充放電促進エンジン制御モードを実行して触媒及びバッテリを暖機したとき、以下（１）、（２）のように触媒暖機、バッテリ暖機、及び車両走行の状態を総合的に考慮し、エンジン停止しても問題ないと判定したとき、エンジンを停止しＥＶ走行を行う。
ここで、「触媒暖機要求が非設定状態である」とは、充放電促進エンジン制御モードによりエンジンを運転した結果、触媒温度が温度閾値以上となり触媒暖機が完了したこと、すなわち触媒暖機要求が無くなったことを意味する。

（１）エンジンの始動後に充放電促進エンジン制御において触媒暖機要求が設定状態から非設定状態に移行し、バッテリ温度がバッテリ温度閾値より低く、且つ、車両走行パワーが所定の第２パワー閾値（Ｐｔｈ２）より小さいとき、エンジンを停止する。
（２）エンジンの始動後に通常エンジン制御において触媒暖機要求が設定状態から非設定状態に移行し、車両走行パワーが第２パワー閾値よりも大きく設定された所定の第３パワー閾値（Ｐｔｈ３）より小さいとき、エンジンを停止する。

ところで、特許文献１の従来技術では、車両要求パワー増大時にエンジンパワーにより走行性能を確保しようとしたとき、触媒温度及びＳＯＣに基づいてエンジンの始動又は始動禁止を判断する。しかし、エンジン停止時にバッテリ温度を直接確認していないため、安定したＥＶ走行が可能であるという保証は無い。したがって、触媒温度やＳＯＣの変動により、エンジンの始動と停止とが頻繁に繰り返される可能性がある。すると、運転者に不快な振動や騒音が発生し、また、エンジン始動に伴う燃料消費が多いことから、燃費の低下につながるという問題がある。

これに対し本発明では、充放電促進エンジン制御によりバッテリの充放電能力を向上させ、ＥＶ走行可能な範囲を拡大させることが前提となっている。したがって、エンジン停止判定を組み合わせたとき、従来技術に比べて、エンジン始動及び停止の切替回数を減らすことができる。
したがって、運転者の意思に関係の無いエンジン始動停止の繰り返しを抑制し、不快な振動や騒音を低減することができる。また、エンジン始動に伴う燃料消費を減らし、燃費の低下を抑制することができる。

本発明の一実施形態によるハイブリッド車制御装置が適用されるハイブリッド車のシステム図。 本発明の一実施形態による「エンジン始動及び制御モード判定」のフローチャート。 充放電促進エンジン制御モードにおける充放電の切替方法の例を示すタイムチャート。 本発明の一実施形態による「エンジン停止判定」のフローチャート。 本発明の一実施形態による制御において「バッテリ温度が常に温度閾値以下である場合」のタイムチャート。 本発明の一実施形態による制御において「バッテリ温度が制御中に温度閾値を超える場合」のタイムチャート。

以下、本発明のハイブリッド車制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
（一実施形態）
最初に、本発明のハイブリッド車制御装置が適用されるハイブリッド車の例について、図１を参照して説明する。図１に示すハイブリッド車１０は、駆動力源としてエンジン２及び２つのモータジェネレータ（図中、「ＭＧ」と示す）３１、３２を備えた、いわゆるシリーズパラレルハイブリッド自動車である。なお、他の実施形態の制御装置が適用されるハイブリッド車は、少なくとも１つのモータジェネレータを備えていればよい。

エンジン２は、ガソリン、軽油等の燃料を燃焼させることにより動力を出力する例えば４気筒のエンジンである。エンジン２は、スロットルバルブを介して吸入した空気と、燃料噴射弁から噴射された燃料との混合気を、点火プラグによる電気火花によって爆発燃焼させ、動力を発生する。なお、スロットルバルブ、燃料噴射弁、点火プラグは、いずれも図示しない。エンジン２の各気筒からの排気は、エキゾーストマニホールド２１を経由して排気管２２に集められ、排気管２２に設けられた触媒２３によって浄化された後、大気中へ排出される。

このハイブリッド車１０の例では、エンジン２の動力はクランク軸１５を介して動力分割機構１６に伝達される。動力分割機構１６は、エンジン２の動力を分割し、その一方の動力で車輪１４を駆動し、もう一方の動力で第１モータジェネレータ３１に発電させる。なお、他の実施形態の制御装置は、動力分割機構を備えないハイブリッド車に適用されてもよい。

モータジェネレータ３１、３２は、例えば永久磁石式同期型の三相交流電動機であり、直流電力と三相交流電力とを変換するインバータ（図中、「ＩＮＶ」と示す）３３、３４を介してバッテリ４と電気的に接続されている。
モータジェネレータ３１、３２は、力行動作により電力を消費して駆動力を生成可能であり、且つ回生動作により発電可能である。第１モータジェネレータ３１は、インバータ３３によって駆動され、主にエンジン２の駆動力によって発電する発電機として機能し、発電した電力をバッテリ４に充電する。第２モータジェネレータ３２は、インバータ３４によって駆動され、主に力行動作により、バッテリ４が放電した電力を消費して車軸１３を介して車輪１４を駆動する電動機として機能する。また、第２モータジェネレータ３２は、ハイブリッド車１０の減速時に回生動作し、発電した電力をバッテリ４に充電する。

バッテリ４は、例えばニッケル水素、リチウムイオン電池等の充放電可能な蓄電装置である。また、電気二重層キャパシタ等の蓄電装置もバッテリ４に含むものとして考える。
バッテリ４は、モータジェネレータ３１、３２との電力の授受により充放電可能であり、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：充電量）が所定の限界量以内の範囲で充電される。

バッテリ４の直流電力は、インバータ３４で三相交流電力に変換されて第２モータジェネレータ３２に供給される以外に、例えばＤＣＤＣコンバータで低電圧の直流電力に変換され、図示しない補機の電力源として用いられる。
なお、現実のハイブリッド車において、バッテリ４は、補機用の低圧バッテリと区別するため、「主機バッテリ」又は「高圧バッテリ」とも呼ばれる。しかし、本明細書では、補機用のバッテリについて特に言及しないため、単に「バッテリ４」という。

ＥＣＵ５は、本発明の「ハイブリッド車制御装置」に相当し、車速や、運転者のアクセル操作によるアクセル開度等の信号が入力されるとともに、エンジン２、触媒２３、モータジェネレータ３１、３２、バッテリ４等の現在の作動状態や温度、ＳＯＣ等の情報を取得し、各駆動力源の駆動を統括的に制御し管理する。
現実のハイブリッドでは、ＥＣＵ５は、エンジンＥＣＵ、ＭＧ−ＥＣＵ、バッテリＥＣＵ等、制御対象毎に制御を分担された個別のＥＣＵ、及び、それら個別のＥＣＵと相互に通信し車両全体を統括的に管理するＰＭ（パワーマネジメント）−ＥＣＵ等の複数の制御装置から構成されている。しかし、本明細書では細かな制御分担には言及せず、包括的な制御装置としてのＥＣＵ５が、後述する全ての制御を実行するものとする。

ＥＣＵ５の主な作用について説明する。ＥＣＵ５は、エンジン２に関し、クランク角、冷却水温、気筒内圧力、カム角、スロットル開度、吸入空気量、吸排気温度、空燃比、酸素信号、及び、排気管２２の触媒２３の付近に取り付けられた触媒温度センサ２４からの触媒温度Ｔｃａｔ等の情報を取得し、これらの情報に基づいて各種制御量を演算する。なお、触媒温度センサ２４を設けず、例えばエンジン停止期間と外気温度等から触媒温度Ｔｃａｔを推定してもよい。
そして、ＥＣＵ５は、燃料噴射弁への駆動信号、スロットルバルブの開度を調節するスロットルモータへの駆動信号、点火プラグへの制御信号、バルブタイミング調整装置への制御信号等を出力することで、エンジン２の運転を制御する。

また、ＥＣＵ５は、モータジェネレータ３１、３２に関し、車速信号やアクセル開度信号に基づいてトルク指令を演算し、さらに、回転角センサからの電気角信号や、電流センサからの電流フィードバック信号等に基づいて、インバータ３３、３４のスイッチング動作を制御することで、モータジェネレータ３１、３２の通電を制御する。
また、ＥＣＵ５は、バッテリ４に関し、バッテリ温度ＴｂやＳＯＣ等の情報を取得し、充電許容電力（入力制限）Ｗｉｎ及び放電許容電力（出力制限）Ｗｏｕｔの範囲内で適切に充放電させるよう制御する。

以上のような構成のハイブリッド車において、特許文献１の従来技術では、触媒温度が「中冷機状態」の範囲にあり、且つ、バッテリのＳＯＣが閾値α以上であるとき、暖機制御を禁止し、エンジンの始動を禁止する。
一般に車両の環境温度が低いとき、触媒温度、バッテリ温度共に低くなる可能性が高いにも拘わらず、この従来技術では、制御の判断要素にバッテリ温度を含んでいない。したがって、触媒温度が中冷機状態の範囲にありエンジンの始動を禁止したとき、バッテリ温度が低い場合にはバッテリ出力性能が低くフリクションロスも大きいため、車両の走行性能が制限されることとなる。

また、この従来技術では、車両要求パワー増大時にエンジンパワーにより走行性能を確保しようとしたとき、触媒温度及びＳＯＣに基づいてエンジンの始動又は始動禁止を判断するが、エンジン停止時にバッテリ温度を直接確認していないため、安定したＥＶ走行が可能であるという保証は無い。したがって、触媒温度やＳＯＣの変動によってエンジンの始動と停止とが頻繁に繰り返される可能性がある。すると、運転者に不快な振動や騒音が発生し、また、エンジン始動に伴う燃料消費が多いことから、燃費の低下につながるという問題がある。
そこで、本実施形態のＥＣＵ５は、上記の課題を解決するため、触媒暖機要求が有り、且つバッテリ温度が低いとき、触媒を暖機しつつバッテリを暖機し、バッテリの充放電能力を向上させることで、ＥＶ走行可能な範囲を拡大させる制御を実行することを特徴としている。

次に、本実施形態のＥＣＵ５が実行する制御ルーチンについて図２〜図４を参照して説明する。この制御ルーチンは、大きく、「エンジン始動及び制御モード判定」のルーチン（図２）と、「エンジン停止判定」のルーチン（図４）とに分かれる。以下のフローチャートの説明で、記号「Ｓ」はステップを意味する。また、制御の説明では、エンジン、バッテリ、モータジェネレータ等について図１の符号を全てに記載するとかえって文章が読みにくくなるため、符号の記載を適宜省略する。

図２に示す「エンジン始動及び制御モード判定」において、Ｓ１０では、車速やアクセル開度等に基づき、車両が走行するのに必要な車両走行パワーＰｒｕｎを算出する。
Ｓ１１では、車両走行パワーＰｒｕｎが、環境温度、ＳＯＣ、バッテリの放電許容電力（出力制限）Ｗｏｕｔ、車速等によって決まる所定の第１パワー閾値Ｐｔｈ１を超えているか否か判断する。車両走行パワーＰｒｕｎが第１パワー閾値Ｐｔｈ１を超えている場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、Ｓ１２に移行し、エンジン始動する。車両走行パワーＰｒｕｎが第１パワー閾値Ｐｔｈ１以下の場合（Ｓ１１：ＮＯ）、前回のルーチン終了時の制御モードを継続し、今回のルーチンを終了する。

Ｓ１３では、触媒温度Ｔｃａｔが触媒温度閾値Ｔｃｔｈより低いか否か判断する。触媒温度Ｔｃａｔが温度閾値Ｔｃｔｈより低い場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、排気浄化性能が十分に確保できないため、触媒暖機の必要があると判断する。そして、Ｓ１４で触媒暖機制御フラグをＯＮとし、触媒暖機要求を設定する。

Ｓ１５では、バッテリ温度Ｔｂがバッテリ温度閾値Ｔｂｔｈより低いか否か判断する。バッテリ温度Ｔｂが温度閾値Ｔｂｔｈより低い場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、バッテリ暖機の必要があると判断し、Ｓ１６で「充放電促進エンジン制御モード」に設定する。一方、バッテリ温度Ｔｂが温度閾値Ｔｂｔｈ以上の場合（Ｓ１５：ＮＯ）、積極的なバッテリ暖機は不要と判断し、Ｓ１７で、車両走行パワーＰｒｕｎに応じてエンジンを制御する「通常エンジン制御モード」に設定する。

ここで、「充放電促進エンジン制御モード」とは、バッテリが充電と放電とを交互に繰り返すようにエンジン出力を制御することにより、バッテリの内部発熱によってバッテリ温度Ｔｂを上昇させる制御モードをいう。
充放電促進エンジン制御モードでは、「バッテリ充放電電力Ｐｂａｔｔ」を算出する。バッテリ充放電電力Ｐｂａｔｔとは、モータジェネレータの回生動作によるエネルギをバッテリに充電可能な状態でエンジンを負荷運転させるために、バッテリに要求される充放電の電力である。バッテリ充放電電力Ｐｂａｔｔが正のとき放電を意味し、負のとき充電を意味する。

そして、車両走行パワーＰｒｕｎ及びバッテリ充放電電力Ｐｂａｔｔに対してエンジン負荷運転時のエンジン出力Ｐｅｎｇが式（１）を満足するように、エンジン出力Ｐｅｎｇを制御する。
Ｐｅｎｇ＝Ｐｒｕｎ−Ｐｂａｔｔ ・・・（１）

車両走行パワーＰｒｕｎに対しエンジン出力Ｐｅｎｇが超過する状態では、バッテリ充放電電力Ｐｂａｔｔは負の値となり、バッテリは充電される。車両走行パワーＰｒｕｎに対しエンジン出力Ｐｅｎｇが不足する状態では、バッテリ充放電電力Ｐｂａｔｔは正の値となり、バッテリは放電する。したがって、バッテリ充放電電力Ｐｂａｔｔの値が交互に正負となるように、車両走行パワーＰｒｕｎに対してエンジン出力Ｐｅｎｇを制御することで、バッテリの充放電促進が実現される。

また、充電状態と放電状態との切替方法の具体例について、図３を参照して説明する。
図３（ａ）に示す例では、バッテリ暖機エネルギＥｂについて、充放電の切替毎に０にリセットし、充放電によって所定の閾値Ｅｂｔｈに到達したとき、充放電を反転させる。この場合、充放電時のバッテリ電流Ｉｂ、及びバッテリの内部抵抗Ｒｂから式（２．１）により「バッテリ充放電時のジュール熱」であるバッテリ暖機熱量Ｑｂを算出し、さらに式（２．２）により、バッテリ暖機熱量Ｑｂの積算値としてバッテリ暖機エネルギＥｂを算出する。
Ｑｂ＝Ｉｂ²×Ｒｂ ・・・（２．１）
Ｅｂ＝Σ（Ｑｂ） ・・・（２．２）
なお、バッテリ暖機エネルギＥｂを充放電の切替毎にリセットするのでなく、累積値に基づいて判断してもよい。また、充電時と放電時とで閾値Ｅｂｔｈを変えてもよい。

図３（ｂ）に示す例では、所定の切替時間Ｔｘで充放電を反転させる。
図３（ｃ）に示す例では、ＳＯＣの上限ＵＬ及び下限ＬＬを設定し、ＳＯＣが充電により上限ＵＬに到達したとき、及び、放電により下限ＬＬに到達したとき、反転させる。
或いは、これらの方法以外の切替方法を採用してもよい。

次に図４を参照し、「エンジン停止判定」について説明する。ここでは、エンジンを停止してモータジェネレータのみによるＥＶ走行を行うことが可能であるか否か判定する。エンジンを停止した場合、騒音や振動を抑制し、燃料消費を減らすことができる一方で、触媒の暖機や、エンジン出力を制御してバッテリを充放電させることによるバッテリの暖機ができなくなる。また、車両走行パワーＰｒｕｎが比較的大きい場合、モータジェネレータの出力のみで走行性能を確保することが難しくなる。

そこで、このエンジン停止判定の基本的な技術的思想は、触媒暖機、バッテリ暖機、又は車両走行のいずれかに影響が有る場合には、エンジン停止を禁止し、一方、触媒暖機、バッテリ暖機、又は車両走行のいずれにも影響しない場合には、エンジン停止を許可することで、騒音や振動の抑制、或いは燃費低減の効果を得ようとするものである。

まずＳ２０では、触媒暖機制御フラグがＯＮであるか否か判断する。触媒暖機制御フラグがＯＮ、すなわち、触媒暖機要求が設定されている場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、Ｓ２６に移行し、エンジン停止許可フラグをＯＦＦとする。すなわち、エンジン停止を禁止する。この場合は、車両走行パワーＰｒｕｎの値に拘わらず、触媒暖機を優先してエンジンを運転する。
触媒暖機制御フラグがＯＦＦ、すなわち、触媒暖機要求が非設定状態である場合（Ｓ２０：ＮＯ）、Ｓ２１に移行し、充放電促進エンジン制御モードが設定されているか否か判断する。

充放電促進エンジン制御モードが設定されている場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、Ｓ２２で、車両走行パワーＰｒｕｎが第２パワー閾値Ｐｔｈ２より小さいか否か判断する。車両走行パワーＰｒｕｎが第２パワー閾値Ｐｔｈ２より小さい場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、エンジン負荷運転による騒音や振動が問題になりやすいため、Ｓ２５に移行し、エンジン停止を許可（エンジン停止許可フラグＯＮ）する。一方、車両走行パワーＰｒｕｎが第２パワー閾値Ｐｔｈ２以上の場合（Ｓ２２：ＮＯ）、Ｓ２６に移行し、エンジン停止を禁止（エンジン停止許可フラグＯＦＦ）する。

充放電促進エンジン制御モードが設定されていない場合（Ｓ２１：ＮＯ）、すなわち、通常エンジン制御モードの場合には、Ｓ２３で、車両走行パワーＰｒｕｎが第３パワー閾値Ｐｔｈ３より小さいか否か判断する。車両走行パワーＰｒｕｎが第３パワー閾値Ｐｔｈ３より小さい場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、Ｓ２５に移行し、エンジン停止を許可（エンジン停止許可フラグＯＮ）する。車両走行パワーＰｒｕｎが第３パワー閾値Ｐｔｈ３以上の場合（Ｓ２３：ＮＯ）、Ｓ２４に移行し、エンジン停止を禁止（エンジン停止許可フラグＯＦＦ）する。

ここで、通常エンジン制御モードでは、車両走行パワーＰｒｕｎが比較的大きい場合でもエンジン停止を許可して良いと考えられる。したがって、通常エンジン制御モードでの第３パワー閾値Ｐｔｈ３は、充放電促進エンジン制御モードでの第２パワー閾値Ｐｔｈ２よりも大きめに設定されることが好ましい。

続いて、上記の「エンジン始動及び制御モード判定」制御、及び「エンジン停止判定」制御によって実現されるハイブリッド車の挙動について、２つの場合に分け、図５、図６
のタイムチャートを参照して説明する。図５、図６の（ａ）−（ｉ）に示すタイムチャートは、共通の時間軸を横軸とし、（ａ）車速、（ｂ）触媒暖機制御フラグＯＮ／ＯＦＦ、（ｃ）充放電促進エンジン制御モードＯＮ／ＯＦＦ、（ｄ）エンジン停止許可フラグＯＮ／ＯＦＦ、（ｅ）エンジン回転数、（ｆ）点火時期、（ｇ）走行パワーＰｒｕｎ及びエンジン出力Ｐｅｎｇ、（ｈ）ＳＯＣ、（ｉ）バッテリ温度Ｔｂをそれぞれ縦軸とする。
以下、説明の文中に、参照する図（ａ）−（ｉ）の記号、及びフローチャート（図２、図４）の関連ステップを記載する。

まず、制御期間中、バッテリ温度Ｔｂが常に温度閾値Ｔｂｔｈ以下であり、充放電促進エンジン制御モードが長く継続する場合の挙動について図５に示す。
時刻ｔ１以前、エンジン及び車両は停止している。また、バッテリ温度Ｔｂは、例えば０℃より低く、温度閾値Ｔｂｔｈより十分に低い状態である（ｉ）。

時刻ｔ１で、車両が走行開始（ａ）するに従い、車両走行パワーＰｒｕｎが０から増加し始める（ｇ）。ここで、フローチャートのＳ１１における第１パワー閾値Ｐｔｈ１は０より僅かに大きい値に設定されているため、車両走行パワーＰｒｕｎはすぐに第１パワー閾値Ｐｔｈ１を超え、Ｓ１２にてエンジンが始動される（ｅ）。

このとき、触媒温度Ｔｃａｔは温度閾値Ｔｃｔｈより低く（Ｓ１３：ＹＥＳ）、また、バッテリ温度Ｔｂも温度閾値Ｔｂｔｈより低い（Ｓ１５：ＹＥＳ）ため、Ｓ１４、Ｓ１６に従い、触媒暖機制御フラグがＯＮとなり（ｂ）、充放電促進エンジン制御モードが設定される（ｃ）。
触媒暖機制御フラグがＯＮの間、点火時期を通常よりも遅角させる「触媒暖機遅角」を実行し、触媒暖機のための排気熱エネルギを増加させる（ｆ）。
また、図５に示す全期間を通してバッテリ温度Ｔｂは温度閾値Ｔｂｔｈより低く、時刻ｔ１以後、充放電促進エンジン制御モードはＯＮ状態を継続する。

時刻ｔ１以後、充放電促進エンジン制御モードでは、上述のように、車両走行パワーＰｒｕｎ及びバッテリ充放電電力Ｐｂａｔｔに対して式（１）を満足するように、エンジン負荷運転時のエンジン出力Ｐｅｎｇを制御する。
Ｐｅｎｇ＝Ｐｒｕｎ−Ｐｂａｔｔ ・・・（１）

時刻ｔ１から時刻ｔ２の間、途中までは、エンジン出力Ｐｅｎｇが車両走行パワーＰｒｕｎより小さく、バッテリ充放電電力Ｐｂａｔｔが正の値となるため、バッテリは放電される。途中からは、エンジン出力Ｐｅｎｇが車両走行パワーＰｒｕｎを超え、バッテリ充放電電力Ｐｂａｔｔが負の値となるため、バッテリは充電される（ｇ）。
このように、充放電促進エンジン制御モードでは、放電状態と充電状態とを交互に繰り返す。放電しているときＳＯＣは低下し、充電しているときＳＯＣは上昇する（ｈ）。

時刻ｔ２では、車速が０となり（ａ）、車両走行パワーＰｒｕｎが低下する（ｇ）。しかし、触媒暖機制御フラグがＯＮである（Ｓ２０：ＹＥＳ）ため、エンジン停止許可フラグをＯＦＦのままとし（ｄ）（Ｓ２６）、エンジン運転を継続する。
時刻ｔ２から時刻ｔ３の間に車両は再び走行を開始し、また、バッテリは充電状態から放電状態に切り替わる。

時刻ｔ３で、触媒暖機が完了し触媒暖機制御フラグがＯＦＦとなる（ｂ）。このとき、車両走行パワーＰｒｕｎが第２パワー閾値Ｐｔｈ２以上である（ｇ）（Ｓ２２：ＮＯ）ため、エンジン停止許可フラグをＯＦＦのままとし（ｄ）（Ｓ２６）、充放電促進エンジン制御モードでのエンジン運転を継続する。
時刻ｔ４で、車両走行パワーＰｒｕｎが低下し、第２パワー閾値Ｐｔｈ２より小さくなる（ｇ）（Ｓ２２：ＹＥＳ）。したがって、充放電促進エンジン制御モード中ではあるが、エンジン停止許可フラグをＯＮとし（Ｓ２５）、エンジンを停止する。

続いて、バッテリ温度Ｔｂがある程度高く、制御中に温度閾値Ｔｂｔｈを超えて充放電促進エンジン制御モードが解除される場合の挙動について図６に示す。なお、図６では、時刻の記号について図５との区別のため、「ｔ１、ｔ５、ｔ６」を用いる。
時刻ｔ１以前、エンジン及び車両は停止している。また、バッテリ温度Ｔｂは、温度閾値Ｔｂｔｈより僅かに低い状態である（ｉ）。

時刻ｔ１における挙動は、図５と同様に触媒暖機制御フラグがＯＮとなり（ｂ）、充放電促進エンジン制御モードが設定される（ｃ）。そして、式（１）を満足するように、エンジン出力Ｐｅｎｇを制御する。
Ｐｅｎｇ＝Ｐｒｕｎ−Ｐｂａｔｔ ・・・（１）
時刻ｔ１から時刻ｔ５の間の挙動も、図５の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの挙動と同様であり、バッテリは、初めは放電され、その後充電される（ｇ）。

時刻ｔ５で、バッテリ温度Ｔｂが温度閾値Ｔｂｔｈに到達する（ｉ）（Ｓ１５：ＮＯ）ため、充放電促進エンジン制御モードを解除する（ｃ）。しかし、触媒暖機制御フラグはＯＮのまま（ｂ）であるため、エンジン停止許可フラグをＯＦＦのままとし（ｄ）（Ｓ２６）、通常エンジン制御モードでエンジン運転を継続する。
通常エンジン制御モードでは、車両走行パワーＰｒｕｎに応じてエンジン出力Ｐｅｎｇを制御するため、エンジン出力Ｐｅｎｇは車両走行パワーＰｒｕｎに一致する（ｇ）。

時刻ｔ６で、触媒暖機が完了し触媒暖機制御フラグがＯＦＦとなる（ｂ）。このとき、通常エンジン制御モードでのエンジン停止判定により、車両走行パワーＰｒｕｎが第３パワー閾値Ｐｔｈ３よりも小さいため（ｇ）（Ｓ２３：ＹＥＳ）、エンジン停止許可フラグをＯＮとし（Ｓ２５）、エンジンを停止する。

以上のように、本実施形態のＥＣＵ（ハイブリッド車制御装置）は、触媒暖機要求が設定されており、且つバッテリ温度Ｔｂが温度閾値Ｔｂｔｈより低いとき、充放電促進エンジン制御を実行することで、触媒を暖機しつつバッテリを暖機し、バッテリの充放電能力を向上させることができる。また、その結果、エンジン停止しＥＶ走行を可能とする前提が成立する。
その上で、図５における時刻ｔ４では、触媒暖機が完了し、充放電促進エンジン制御モードで車両走行パワーＰｒｕｎが第２パワー閾値Ｐｔｈ２より小さい場合、エンジンを停止する。図６における時刻ｔ６では、触媒暖機が完了し、通常エンジン制御モードで車両走行パワーＰｒｕｎが第３パワー閾値Ｐｔｈ３より小さい場合、エンジンを停止する。

このように、本実施形態では、ＥＶ走行可能な範囲を拡大させるという前提の下、触媒暖機、バッテリ暖機、及び車両走行の状態を総合的に考慮し、エンジン停止しても問題ないと判定したとき、エンジンを停止しＥＶ走行を行うことで、エンジン運転に伴う騒音や振動を抑制し、燃費の低下を回避することができる。

しかも本実施形態では、充放電促進エンジン制御によりバッテリの充放電能力を向上させ、ＥＶ走行可能な範囲を拡大させた上でエンジン停止を判定するため、そのような前提が確保されていない従来技術に比べて、エンジン始動及び停止の切替回数を減らすことができる。
したがって、運転者の意思に関係の無いエンジン始動停止の繰り返しを抑制し、不快な振動や騒音を低減することができる。また、エンジン始動に伴う燃料消費を減らし、燃費の低下を抑制することができる。

（その他の実施形態）
（ア）上記実施形態の図１では、本発明の制御装置が適用されるハイブリッド車の例として、エンジン２と２つのモータジェネレータ３１、３２、及び動力分割機構１６を備えた、いわゆるシリーズパラレルハイブリッド自動車を示した。本発明の制御装置が適用されるハイブリッド車は、これに限らず、エンジン、１つ以上のモータジェネレータ、バッテリ、及び触媒を備えたものであれば、それ以外の構成を問わない。例えば、クラッチ、変速機、デファレンシャルギア機構等、本発明の技術的特徴と関連性が低い構成については自由に選択してよい。

（イ）（削除）

或いは、上記実施形態の制御構成において、状況に応じて第２、第３パワー閾値Ｐｔｈ２、Ｐｔｈ３を０に近い値に設定することで、実質的にエンジン停止を禁止するようにしてもよい。逆に、第２、第３パワー閾値Ｐｔｈ２、Ｐｔｈ３を、車両走行パワーＰｒｕｎの想定される最大値以上に設定することで、触媒暖機が完了すれば常にエンジンを停止するようにしてもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１０・・・ハイブリッド車、
２ ・・・エンジン、
２２・・・排気管、 ２３・・・触媒、
３１、３２・・・モータジェネレータ、
４ ・・・バッテリ、
５ ・・・ＥＣＵ（ハイブリッド車制御装置）。

Claims (2)

1. エンジン（２）と、
   排気管（２２）に設けられ、排気を浄化する触媒（２３）と、
   力行動作により電力を消費して駆動力を生成可能であり、且つ回生動作により発電可能であるモータジェネレータ（３１、３２）と、
   前記モータジェネレータとの電力の授受により充放電可能なバッテリ（４）と、
   を備えるハイブリッド車（１０）において、前記触媒についての触媒温度（Ｔｃａｔ）、及び、前記バッテリについてのバッテリ温度（Ｔｂ）に応じて、前記エンジン及び前記モータジェネレータの駆動、並びに前記バッテリの充放電を制御可能なハイブリッド車制御装置（５）であって、
   車両の走行に要求される駆動力である車両走行パワー（Ｐｒｕｎ）が所定の第１パワー閾値（Ｐｔｈ１）より大きいとき、前記エンジンを始動し、
   前記触媒温度が所定の触媒温度閾値（Ｔｃｔｈ）より低いため前記触媒を暖機させる触媒暖機要求が設定されており、且つ、前記バッテリ温度が所定のバッテリ温度閾値（Ｔｂｔｈ）より低いとき、
   前記車両走行パワーに対し前記エンジンの出力（Ｐｅｎｇ）が超過する状態と不足する状態とを交互に繰り返すように前記エンジンの出力を制御することにより前記バッテリの充放電を発生させ、前記バッテリの内部発熱によって前記バッテリ温度を上昇させる充放電促進エンジン制御を実行し、
   前記バッテリ温度が前記バッテリ温度閾値以上であるとき、前記充放電促進エンジン制御に代えて、前記車両走行パワーに応じて前記エンジンの出力を制御する通常エンジン制御を実行し、
   前記エンジンの始動後に前記充放電促進エンジン制御において前記触媒暖機要求が設定状態から非設定状態に移行し、前記バッテリ温度が前記バッテリ温度閾値より低く、且つ、前記車両走行パワーが所定の第２パワー閾値（Ｐｔｈ２）より小さいとき、又は、
   前記エンジンの始動後に前記通常エンジン制御において前記触媒暖機要求が設定状態から非設定状態に移行し、前記車両走行パワーが前記第２パワー閾値よりも大きく設定された所定の第３パワー閾値（Ｐｔｈ３）より小さいとき、
   前記エンジンを停止することを特徴とするハイブリッド車制御装置。
2. 前記充放電促進エンジン制御において、
   前記バッテリの充電及び放電は、充放電時に前記バッテリに流れる電流及び前記バッテリの抵抗から算出されるバッテリ暖機熱量の積算値、所定の時間間隔、又は前記バッテリのＳＯＣの上下限のいずれか１つ以上に基づいて切り替えられることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車制御装置。

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