JPH11173175A - ハイブリット車の内燃機関制御装置 - Google Patents

ハイブリット車の内燃機関制御装置

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JPH11173175A
JPH11173175A JP33889897A JP33889897A JPH11173175A JP H11173175 A JPH11173175 A JP H11173175A JP 33889897 A JP33889897 A JP 33889897A JP 33889897 A JP33889897 A JP 33889897A JP H11173175 A JPH11173175 A JP H11173175A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 内燃機関と電動機とを備えるハイブリット車
において、ドライバビリィティを低下させることなく、
排気浄化触媒等の早期活性化を図ること。 【解決手段】 内燃機関１により駆動される発電手段３
と、発電手段で発電された電力を蓄積する蓄電手段６
と、前記発電手段により発電された電力もしくは前記蓄
電手段に蓄積された電力を駆動源として車輪を駆動１
０，１１させる電動機２と、内燃機関から出力された駆
動力を発電手段と車輪とに分配する動力分配手段４と、
所定条件下で前記内燃機関が始動された際に内燃機関を
暖機運転させるべく制御する暖機運転制御手段２３とを
備えたハイブリット車において、暖機運転制御手段によ
り内燃機関が暖機運転されているときに、内燃機関の高
出力運転要求が発生すると、内燃機関を暖機運転状態か
ら高出力運転状態へ切り換える運転状態切換手段２４を
備えること。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関と電動機
との２つの駆動源を有するハイブリット車の内燃機関を
制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車等では、内燃機関の燃料消
費量の低減と内燃機関から排出される排気の清浄化が要
求されており、このような要求に対して、内燃機関と電
動機との２つの駆動源を備えたハイブリット車の開発が
進められている。
【０００３】上記したようなハイブリット車としては、
内燃機関と、内燃機関の駆動力で駆動される発電機と、
発電機により発電された電力を蓄えるバッテリと、発電
機あるいはバッテリの電力で駆動される電動機と、内燃
機関の駆動力を発電機と車輪とに選択的に分配する動力
分配機構とを備え、要求される駆動力とバッテリの蓄電
量とに応じて内燃機関の始動と停止を制御するものが知
られている。
【０００４】このハイブリット車は、車両の発進時や低
負荷時等は、内燃機関の駆動力の発電機及び車輪への伝
達を遮断、あるいは内燃機関を停止させるとともに、バ
ッテリ電力を電動機に印加し、電動機の駆動力で車輪を
駆動する。
【０００５】続いて、前記ハイブリット車は、通常走行
時は、内燃機関を始動し、内燃機関の駆動力を発電機と
車輪との双方に分配するとともに、発電機で発生した電
力で電動機を駆動させ、電動機の駆動力を車輪に伝達す
る。この場合、ハイブリット車は、内燃機関及び電動機
の駆動力で走行することになる。
【０００６】さらに、前記ハイブリット車は、加速時等
の高負荷時は、内燃機関を始動し、内燃機関の駆動力を
発電機と車輪とに分配するとともに、発電機で発生した
電力にバッテリ電力を加算した電力で電動機を駆動さ
せ、電動機の駆動力を車輪に伝達する。この場合は、ハ
イブリット車は、通常走行時と同様に内燃機関及び電動
機の駆動力で走行するが、電動機には、発電機の電力に
加えバッテリ電力が印加されるので、電動機の駆動力が
通常走行時より大きくなる。
【０００７】また、前記ハイブリット車は、車両の減速
時や制動時等は、内燃機関の駆動力の発電機及び車輪へ
の伝達を遮断、あるいは内燃機関を停止するとともに、
車輪の回転力を電動機に印加して回生発電を行い、これ
により得られた電力をバッテリに貯蓄する。
【０００８】尚、バッテリの蓄電量が所定値を下回った
場合等は、ハイブリット車は、内燃機関を始動し、内燃
機関の駆動力を発電機と車輪とに分配するとともに、発
電機で発生した電力をバッテリと電動機とに分配し、バ
ッテリの充電を行う。
【０００９】このようなハイブリット車によれば、内燃
機関を効率的に運転させることができ、燃料消費率の大
幅な低減と、排気の少量化及び清浄化を図ることができ
る。ところで、上記したようなハイブリット車では、走
行条件により内燃機関の始動と停止が繰り返されるた
め、排気浄化触媒や空燃比センサ等の排気浄化部品が活
性化温度未満に低下し易く、排気浄化部品が活性化温度
より低い状態で内燃機関が始動された場合に、排気浄化
触媒が排気中のＮＯX、ＣＯ、ＨＣ等を十分に浄化する
ことができず、排気エミッションの悪化を招いてしま
う。
【００１０】このような問題を解決するものとして、特
開平５−３２８５２８号公報に記載されたハイブリット
車のエンジン駆動発電機の制御装置が知られている。こ
の装置は、排気浄化触媒や空燃比センサ等の排気浄化部
品が低温であるときに、内燃機関のエネルギ効率を悪化
させるべく機関出力や機関回転数を制御することによ
り、排気温度を高めるとともに、排気量を所定量まで増
加させ、排気浄化部品の暖機を早期に完了させ、排気エ
ミッションの悪化を抑制しようとするものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記したようなハイブ
リット車のエンジン駆動発電機の制御装置は、内燃機関
の暖機運転が必要なときに加速等の高い駆動力が要求さ
れても、暖機運転を優先的に実行するため、要求される
駆動力を出力することができず、ドライバビリィティが
悪化するという問題がある。
【００１２】本発明は、前記した問題点に鑑みてなされ
たものであり、内燃機関と電動機とを備えるハイブリッ
ト車において、ドライバビリィティを低下させることな
く、排気浄化触媒等の早期活性化を図ることができる技
術を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下のような手段を採用した。すなわち、
本発明にかかるハイブリット車の内燃機関制御装置は、
内燃機関と、電動機と、所定条件下では前記電動機の駆
動力を主たる走行用駆動源にすると同時に前記内燃機関
を暖機運転制御する暖機運転制御手段とを備えたハイブ
リット車の内燃機関制御装置であり、前記内燃機関の暖
機運転時に、暖機運転中の内燃機関と前記電動機とで出
力可能な駆動力より大きな駆動力が要求されると、前記
内燃機関を暖機運転状態から高出力運転状態へ切り換え
る運転状態切換手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】このような構成によれば、内燃機関が暖機
運転されている際に、加速等のような大きな駆動力が必
要になると、内燃機関の運転状態を暖機運転状態から高
出力運転状態へ切り換え、内燃機関から出力される駆動
力を増加させる。この場合、前記ハイブリット全体の駆
動力が増加するので、前記ハイブリット車は、要求に応
じて速やかに加速等を行うことができる。
【００１５】内燃機関が高出力運転状態になると、内燃
機関の発熱量が増加し、内燃機関から排出される排気の
温度も上昇するため、排気浄化部品等を早期に活性化す
ることができる。
【００１６】ここで、従来では、暖機運転中に車両走行
用駆動力の増加要求が発生しても暖機運転を優先的に行
っていたため、暖機運転中の内燃機関が出力可能な範囲
で駆動力の増加を図らなければならず、ある程度の駆動
力を確保した上で暖機運転を行う必要があったが、本発
明では、暖機運転時であっても車両走行用駆動力の増加
要求が発生すれば、暖機運転状態から高出力運転状態へ
切り換えて駆動力の増加に対処可能なため、内燃機関の
駆動力を考慮する必要がなく、より積極的な暖機運転制
御を行うことができる。
【００１７】尚、ここでいう暖機運転制御とは、内燃機
関が良好な駆動力を発生させることを優先させる制御で
はなく、排気浄化触媒や空燃比センサ等の排気浄化部品
の早期活性化を図ることを優先させる制御を前提とした
ものである。
【００１８】次に、本発明にかかる内燃機関制御装置を
適用するハイブリット車としては、内燃機関から出力さ
れる駆動力を車両走行用の駆動源あるいは発電用の駆動
源として使用するとともに、前記内燃機関の駆動力で発
電された電力を電動機あるいは前記電動機に電力を供給
するための蓄電手段に供給することにより、前記内燃機
関と前記電動機との少なくとも一方から出力される駆動
力で走行し、所定条件下では内燃機関を暖機運転させる
と同時に前記蓄電手段の電力で駆動される電動機からの
駆動力を主たる駆動源として走行するハイブリット車で
もよい。
【００１９】さらに、本発明にかかる内燃機関制御装置
を適用するハイブリット車は、内燃機関と、この内燃機
関により駆動される発電手段と、この発電手段で発電さ
れた電力を蓄積する蓄電手段と、前記発電手段で発電さ
れた電力もしくは前記蓄電手段に蓄積された電力により
車輪を駆動する電動機と、前記内燃機関から出力された
駆動力を発電手段と車輪とに分配する動力分配手段と、
所定条件下で前記内燃機関が始動された際に内燃機関を
暖機運転させる暖機運転制御手段とを備えたハイブリッ
ト車でもよい。
【００２０】要は、本発明にかかる内燃機関制御装置を
適用可能なハイブリット車は、内燃機関の暖機運転を許
容すべく、内燃機関以外からの駆動力で走行可能なハイ
ブリット車であればよい。
【００２１】また、本発明にかかる暖機運転制御は、内
燃機関の点火時期を遅角させる制御であってもよく、あ
るいは内燃機関の少なくとも一部の気筒で燃焼される混
合気の空燃比が燃料過剰雰囲気（リッチ雰囲気）とな
り、且つ他の一部の気筒で燃焼される混合気の空燃比が
酸素過剰雰囲気（リーン雰囲気）となるよう燃焼噴射量
を制御するものであってもよい。さらに、排気弁の開閉
時期を変更可能な可変バルブタイミング機構を具備した
内燃機関であれば、前記排気弁の開弁時期を進角させ、
排気浄化部品等の暖機を行うようにしてもよい。
【００２２】また、前記した運転状態切換手段は、内燃
機関の運転状態を徐々に切り換えるようにしてもよい。
その際、運転状態切換手段は、所定の切換速度で徐々に
運転状態を切り換えるようにしてもよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるハイブリッ
ト車の内燃機関制御装置の実施の形態について図面に基
づいて説明する。
【００２４】図１は、本発明の内燃機関制御装置を適用
するハイブリット車のハイブリット機構の概略構成を示
す図である。前記ハイブリット機構は、内燃機関１と、
この内燃機関１の機関出力軸（クランクシャフト）１ａ
に接続され、機関出力軸１ａの回転力を発電機３と電動
モータ２の回転軸２ａとに分配する動力分配機構４と、
前記発電機３で発電された電力の電動モータ２やバッテ
リ６への印加、あるいはバッテリ６に蓄電された電力の
電動モータ２への印加を選択的に行うインバータ５と、
前記電動モータ２の回転軸２ａの回転力を減速してドラ
イブシャフト８、９に伝達する減速機７と、前記ドライ
ブシャフト８、９に取り付けられる車輪１０、１１とを
備える。
【００２５】そして、前記内燃機関１の各気筒には、混
合気を燃焼させるための点火栓２５が取り付けられると
ともに、排気枝管１２及び吸気枝管２０が接続される。
前記排気枝管１２は、排気管１３に接続され、この排気
管１３は、図示しないマフラーに接続される。そして、
前記排気管１３の途中には、排気浄化触媒１４が設けら
れ、この排気浄化触媒１４より上流の排気管１３には、
排気管１３内を流れる排気ガスの空燃比に対応した電気
信号を出力する空燃比センサ２７が取り付けられる。
【００２６】前記排気浄化触媒１４は、例えば、所定温
度（例えば３００Ｃ°）以上で活性化して、排気中のＨ
Ｃ及びＣＯを排気中のＯ2と反応させてＨ2Ｏ及びＣＯ2
へ酸化させると同時に、排気ガス中のＮＯXを排気中の
ＨＣ及びＣＯと反応させてＨ2Ｏ、ＣＯ2、Ｎ2へ還元さ
せる。
【００２７】前記吸気枝管２０は、サージタンク２１に
接続され、このサージタンク２１には、吸気管２２が接
続される。前記吸気枝管２０の各枝管には、その噴孔が
各気筒の吸気ポートに臨むよう燃料噴射弁２６が取り付
けられる。前記吸気管２２の途中には、吸気管２２内を
流れる空気流量を調節するスロットル弁１９とこのスロ
ットル弁１９を開閉駆動するモータ等から構成されるア
クチュエータ１９ａが設けられる。
【００２８】続いて、前記動力分配機構４は、本発明に
かかる動力分配手段を実現するものである。この動力分
配機構４は、例えば、遊星歯車（プラネタリギヤ）で構
成され、前記遊星歯車のプラネタリキャリヤの回転軸が
機関出力軸１ａと連結され、前記プラネタリキャリヤの
外側に配置されるリングギヤの回転軸が回転軸２ａと連
結され、次いで前記プラネタリキャリヤの内側に配置さ
れるサンギヤの回転軸が発電機３に連結されるよう構成
される。そして、前記プラネタリキャリヤの回転力は、
プラネタリキャリヤに回転自在に支持されたピニオンギ
ヤを介して、リングギヤとサンギヤに伝達される。
【００２９】前記発電機３は、交流同期電動機等で構成
され、本発明にかかる発電手段を実現する。前記バッテ
リ６は、ニッケル水素バッテリセル等で構成され、本発
明にかかる蓄電手段を実現するものである。
【００３０】前記電動モータ２は、交流同期電動機等で
構成され、本発明にかかる電動機を実現する。そして、
電動モータ２は、発電機３で発生した電力、あるいはバ
ッテリ６から出力される電力で回転軸２ａを回転駆動す
る。さらに、電動モータ２は、車両の減速時に車輪１
０、１１の回転力がドライブシャフト８、９及び減速機
７を介して回転軸２ａに伝達されることを利用して回生
発電を行う。この回生発電により発電された電力は、イ
ンバータ５を介してバッテリ６に蓄電される。
【００３１】前記インバータ５は、例えば、複数のパワ
ートランジスタを組み合わせて構成される電力変換装置
であり、パワートランジスタを制御することにより発電
機３で発生した電力のバッテリ６への印加と、発電機３
で発生した電力の電動モータ２への印加と、バッテリ６
に蓄電された電力の電動モータ２への印加と、電動モー
タ２で回生発電された電力のバッテリ６への印加とを選
択的に切り換える。
【００３２】ここで、前記発電機３で発電される電力は
交流であり、前記バッテリ６に蓄電される電力は直流で
あり、電動モータ２の駆動電力及び回生発電される電力
は交流であるため、前記インバータ５は、発電機３で発
電された交流電流を直流電流に変換した後にバッテリ６
に印加し、バッテリ６に蓄電された直流電流を交流電流
に変換した後に電動モータ２に印加し、発電機３で発電
された交流電流を直流電流に変換した後にバッテリ６に
印加し、電動モータ２で回生発電された交流電流を直流
電流に変換した後にバッテリ６に印加する。
【００３３】また、前記内燃機関１には、冷却水の温度
に対応した電気信号を出力する水温センサ１７や、機関
出力軸１ａの回転数を検出するためのクランクポジショ
ンセンサ１８等の各種センサが取り付けられ、前記排気
浄化触媒１４には、触媒の床温に対応した電気信号を出
力する触媒温度センサ１５が取り付けられる。そして、
前記バッテリ１６には、バッテリ１６の充電量に対応し
た電気信号を出力するＳＯＣメータ１６が取り付けられ
る。
【００３４】そして、上記した触媒温度センサ１５、水
温センサ１７、クランクポジションセンサ１８、空燃比
センサ２７は、内燃機関制御用の電子制御ユニット（Ｅ
−ＥＣＵ）２３と電気配線を介して接続され、各センサ
の出力信号は、Ｅ−ＥＣＵ２３に入力される。また、点
火栓２５、燃料噴射弁２６、及びアクチュエータ１９ａ
も電気配線を介してＥ−ＥＣＵ２３に接続される。
【００３５】一方、前記電動モータ２、前記発電機３、
前記インバータ５、及び前記ＳＯＣメータ１６は、前記
ハイブリット機構を統合的に制御する電子制御ユニット
（Ｈ−ＥＣＵ）２４と電気配線を介して接続される。
【００３６】前記Ｅ−ＥＣＵ２３は、前記各種センサか
らの出力信号をパラメータとして内燃機関１の運転状態
を判定し、その運転状態に応じて、点火時期、燃料噴射
時間（燃料噴射量）及び燃料噴射時期、及び吸入空気量
等を算出する。そして、Ｅ−ＥＣＵ２３は、算出された
点火時期に基づいて点火栓２５を制御し、燃料噴射時間
及び燃料噴射時期に基づいて燃料噴射弁２６を制御し、
更に吸入空気量に基づいてアクチュエータ１９ａを制御
する。
【００３７】前記燃料噴射弁２６を制御する際、前記Ｅ
−ＥＣＵ２３は、空燃比センサ２７の出力信号値を参照
し、排気浄化触媒１４に流入する排気の空燃比が所望の
空燃比となるようフィードバック制御を行う。
【００３８】一方、前記Ｈ−ＥＣＵ２４は、図示しない
アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）とＳＯＣ
メータ１６の出力信号等に基づいて、発電機３及びイン
バータ５を制御するとともに、前記Ｅ−ＥＣＵ２３を介
して内燃機関１の制御を行う。
【００３９】具体的には、Ｈ−ＥＣＵ２４は、車両の停
止時やアクセル開度が小さい時等の低負荷時は、内燃機
関１を始動させず、バッテリ６の電力を電動モータ２に
印加すべくインバータ５を制御する。このとき、電動モ
ータ２は、前記バッテリ６からの電力で回転軸２ａを回
転させ、前記回転軸２ａの回転力は、減速機７及びドラ
イブシャフト８、９を介して車輪１０、１１へ伝達され
るので、車両は、バッテリ６の電力のみを駆動源として
走行することになる。
【００４０】その際、Ｈ−ＥＣＵ２４は、ＳＯＣメータ
１６の出力信号値を常時監視しており、前記出力信号値
が所定値を下回ると、Ｅ−ＥＣＵ２３を介して内燃機関
１を始動させるとともに、発電機３及びインバータ５を
制御して、内燃機関１から出力される駆動力を動力分配
機構４にて発電機３と回転軸２ａとに分配させ、次いで
発電機３で発生した電力をバッテリ６と電動モータ２と
に分配させる。
【００４１】この場合、前記電動モータ２の回転軸２ａ
は、前記動力分配機構４により分配された駆動力と電動
モータ２の駆動力とを加算した駆動力で回転されるの
で、車両は、内燃機関１から出力される駆動力の一部
と、その残りの駆動力で発電された電力の一部とで走行
することになる。
【００４２】その後、前記ＳＯＣメータ１６の出力信号
が所定の充電レベルに達すると、Ｈ−ＥＣＵ２４は、内
燃機関１を停止すべくＥ−ＥＣＵ２３を制御するととも
に、バッテリ６の電力で電動モータ２を駆動させるべく
インバータ５を制御する。
【００４３】次に、車両が通常走行状態にあるときは、
Ｈ−ＥＣＵ２４は、バッテリ１６の電力を使用せずに、
内燃機関１の駆動力（動力分配機構４において回転軸２
ａに分配された駆動力と、動力分配機構４において発電
機３へ分配された駆動力で発電された電力とを含む。以
下、内燃機関駆動力と称する）のみで車両を走行させ
る。
【００４４】その際、Ｈ−ＥＣＵ２４は、アクセル開度
より、運転者が要求する駆動力（以下、要求駆動力と称
する）を算出する。そして、Ｈ−ＥＣＵ２４は、算出し
た要求駆動力をＥ−ＥＣＵ２３へ送信する。Ｈ−ＥＣＵ
２４からＥ−ＥＣＵ２３へ送信される要求駆動力は、内
燃機関１の吸入空気量と機関回転数をパラメータとする
値であり、Ｈ−ＥＣＵ２４は、吸入空気量と機関回転数
と内燃機関駆動力との関係を示すマップを有し、このマ
ップから所望の内燃機関駆動力に対応した吸入空気量と
機関回転数とを特定し、特定した吸入空気量と機関回転
数とを要求駆動力としてＥ−ＥＣＵ２３へ送信する。
【００４５】このとき、Ｅ−ＥＣＵ２３は、Ｈ−ＥＣＵ
２４から指定された吸入空気量及び機関回転数に従っ
て、アクチュエータ１９、点火栓２５、あるいは燃料噴
射弁２６等を制御し、実際の内燃機関駆動力を要求駆動
力に一致させる。
【００４６】また、車両の加速時等のようにアクセル開
度が急激に増加した時は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、アクセル
開度から要求駆動力を算出するとともに、内燃機関１の
運転状態と電動モータ２の回転数とバッテリ６の蓄電量
（ＳＯＣメータ１６の出力信号値）とから、ハイブリッ
ト機構全体で発生可能な総駆動力を算出する。
【００４７】続いて、Ｈ−ＥＣＵ２４は、前記要求駆動
力と前記総駆動力とを比較し、前記要求駆動力が前記総
駆動力以下であれば、バッテリ６から電動モータ２へ印
加すべき電力量を算出する。そして、Ｈ−ＥＣＵ２４
は、算出した電力量をバッテリ６から電動モータ２へ印
加すべくインバータ５を制御する。この場合、車両は、
バッテリ６の電力で駆動された電動モータ２が出力する
駆動力（以下、バッテリ駆動力と称する）と内燃機関駆
動力とを加算した駆動力で走行することになる。
【００４８】また、前記要求駆動力が前記総駆動力より
大きい場合は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、内燃機関駆動力を増
加させるべくＥ−ＥＣＵ２３を制御するとともに、バッ
テリ６から出力可能な最大電力を電動モータ２に印加す
べくインバータ５を制御し、総駆動力を増加させる。
【００４９】尚、Ｅ−ＥＣＵ２３は、Ｈ−ＥＣＵ２４か
らの要求により内燃機関１を始動した際、水温センサ１
８及び触媒温度センサ１５の出力信号値を入力し、水温
センサ１８の出力信号が所定温度未満、もしくは前記触
媒温度センサ１５の出力信号値が活性化温度未満である
場合は、内燃機関１の暖機あるいは排気浄化触媒１４の
活性化を図るために、暖機運転要求をＨ−ＥＣＵ２４へ
送信する。
【００５０】前記Ｈ−ＥＣＵ２４は、前記Ｅ−ＥＣＵ２
３からの暖機運転要求を受信すると、アクセル開度から
要求駆動力と暖機運転した場合の内燃機関駆動力を算出
するとともに、バッテリ６の充電量（ＳＯＣメータ１６
の出力信号）よりバッテリ駆動力を算出し、暖機運転条
件が成立しているか否かを判別する。
【００５１】上記した暖機運転条件としては、例えば、
（１）前記内燃機関駆動力で要求駆動力を賄うことがで
き、且つ余剰の内燃機関駆動力で発電された電力をバッ
テリ６に充電可能であること、あるいは（２）前記内燃
機関駆動力のみでは要求駆動力を賄うことはできない
が、前記内燃機関駆動力に前記バッテリ駆動力を加算し
た駆動力で要求駆動力を賄うことができること等であ
る。
【００５２】前記（１）あるいは（２）の条件が成立し
ている判定した場合は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、Ｅ−ＥＣＵ
２３に対して、暖機運転を許可する旨の信号（暖機運転
許可信号）を送信する。前記暖機運転許可信号には、暖
機運転時の内燃機関駆動力：Ｐｅを指定する信号が含ま
れる。
【００５３】一方、上記（１）の条件において、前記内
燃機関駆動力で要求駆動力を賄うことができるが、余剰
の内燃機関駆動力で発電された電力をバッテリ６に充電
不可能であると判定した場合は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、Ｅ
−ＥＣＵ２３に対して、暖機運転禁止信号と内燃機関１
の停止要求とを送信する。
【００５４】さらに、上記（２）の条件が不成立である
と判定した場合は、Ｈ−ＥＣＵ２３は、Ｅ−ＥＣＵ２３
に対して、暖機運転を禁止する旨の信号（暖機運転禁止
信号）と内燃機関駆動力の増加要求を示す信号（駆動力
増加要求信号）とを送信する。前記駆動力増加要求信号
には、増加後の内燃機関駆動力：Ｐｅを指定する信号が
含まれる。
【００５５】次に、Ｅ−ＥＣＵ２３は、Ｈ−ＥＣＵ２４
から暖機運転許可信号を受信すると、暖機許可信号に含
まれる内燃機関駆動力：Ｐｅと実際の内燃機関駆動力と
を一致させるべく、暖機運転制御を実行する。
【００５６】前記暖機運転制御としては、各気筒の点火
時期を遅角させる方法を例示することができる。この方
法によれば、各気筒の混合気の燃焼速度が遅くなり、排
気弁開弁時における既燃混合気の温度が通常より高くな
るので、排気温度が上昇し、排気浄化触媒１４の早期活
性化を図ることができる。
【００５７】ここで、点火遅角制御を行う場合は、各気
筒の点火時期を所定の切換速度で徐々に遅角させ、内燃
機関駆動力の急激な変動を抑制することが好ましい。そ
こで、本実施の形態では、Ｈ−ＥＣＵ２４は、内燃機関
１の運転状態の切換による内燃機関駆動力の変動を抑制
すべく、暖機運転許可信号に含まれる内燃機関駆動力：
Ｐｅの値を徐々に変化させ、Ｅ−ＥＣＵ２３は、内燃機
関駆動力：Ｐｅの変化に応じて点火時期の遅角量を徐々
に増加させるようにした。
【００５８】その際、Ｈ−ＥＣＵ２４は、下記の数式
（１）に従って、内燃機関駆動力：Ｐｅを決定する。 Ｐｅ＝｛A・（暖機運転時の内燃機関駆動力Pea） ＋（100−A）・（現在の内燃機関駆動力Peb）｝／100・・・（１ ） 上記Ａは係数であり、Ｈ−ＥＣＵ２４は、前記係数Ａを
０から１００まで徐々に増加させることにより、内燃機
関駆動力：ＰｅをＰｅｂからＰｅａへ徐々に変化させ
る。
【００５９】一方、Ｅ−ＥＣＵ２３は、Ｈ−ＥＣＵ２４
から暖機運転禁止信号及び内燃機関駆動力増加要求を受
信した場合は、内燃機関駆動力の増加を図るべく、各気
筒の点火時期を進角させる。この場合も、Ｅ−ＥＣＵ２
３は、各気筒の点火時期を所定の切換速度で徐々に進角
させ、内燃機関駆動力の急激な変動を抑制することが好
ましい。
【００６０】そして、Ｈ−ＥＣＵ２４は、内燃機関駆動
力の変動を抑制すべく、駆動力増加要求信号に含まれる
内燃機関駆動力：Ｐｅの値を徐々に変化させ、Ｅ−ＥＣ
Ｕ２３は、内燃機関駆動力：Ｐｅの変化に応じて点火時
期の進角量を徐々に増加させるようにした。
【００６１】その際、Ｈ−ＥＣＵ２４は、下記の数式
（２）に従って、内燃機関駆動力：Ｐｅを決定する。 Ｐｅ＝｛B・（暖機運転時の内燃機関駆動力Pea） ＋（100−B）・（駆動力増加時の内燃機関駆動力Pec）｝／100・・（２ ） 上記Ｂは係数であり、Ｈ−ＥＣＵ２４は、前記係数Ｂを
１００から０へ徐々に減少させることにより、内燃機関
駆動力：ＰｅをＰｅａからＰｅｃへ徐々に変化させる。
【００６２】また、Ｅ−ＥＣＵ２３は、Ｈ−ＥＣＵ２４
から暖機運転禁止信号及び内燃機関１の停止要求を受信
した場合は、燃料噴射弁からの燃料噴射及び点火栓２５
による点火を停止し、内燃機関１の運転を停止させる。
【００６３】以上述べたように、Ｅ−ＥＣＵ２３及びＨ
−ＥＣＵ２４は、本発明にかかる暖機運転制御手段と運
転状態切換手段を実現する。以下、本実施の形態の作用
及び効果について述べる。
【００６４】Ｅ−ＥＣＵ２３は、所定時間毎に図２に示
すような暖機運転制御ルーチンを実行する。前記暖機運
転制御ルーチンにおいて、Ｅ−ＥＣＵ２３は、先ずＳ２
０１において、触媒温度センサ１５及び水温センサ１７
の出力信号を入力する。
【００６５】続いて、Ｅ−ＥＣＵ２３は、Ｓ２０２にお
いて水温センサ１７の出力信号値が所定値未満であるか
否かを判別し、前記水温センサ１７の出力信号値が所定
値以上であると判定した場合は、Ｓ２０３へ進み、触媒
温度センサ１５の出力信号値が活性化温度未満であるか
否かを判別する。
【００６６】前記Ｓ２０３において、触媒温度センサ１
５の出力信号値が活性化温度以上であると判定した場合
は、Ｅ−ＥＣＵ２３は、内燃機関１の暖機が終了してお
り、且つ排気浄化触媒１４が活性化済みであると判定
し、本ルーチンの実行を終了する。
【００６７】一方、前記Ｓ２０２において前記水温セン
サ１７の出力信号値が所定値未満であると判定した場
合、あるいは前記Ｓ２０３において前記触媒温度センサ
１５の出力信号値が活性化温度未満であると判定した場
合は、Ｅ−ＥＣＵ２３は、Ｓ２０４へ進み、既に暖機運
転制御中であるか否かを判別する。
【００６８】前記Ｓ２０４において既に暖機運転制御中
であると判定した場合は、Ｅ−ＥＣＵ２３は、本ルーチ
ンの実行を終了し、未だ暖機運転制御中ではないと判定
した場合は、Ｓ２０５へ進み、Ｈ−ＥＣＵ２４へ暖機運
転要求信号を送信する。
【００６９】そして、Ｅ−ＥＣＵ２３は、Ｈ−ＥＣＵ２
４から前記暖機運転要求信号に対する応答信号を受信す
ると、Ｓ２０６へ進み、前記応答信号が暖機運転許可信
号であるか否かを判別する。
【００７０】前記Ｓ２０６において前記応答信号が暖機
運転許可信号であると判定した場合は、Ｅ−ＥＣＵ２３
は、Ｓ２０７へ進み、暖機運転許可信号に含まれる内燃
機関駆動力：Ｐｅに従って、点火時期遅角制御を実行す
る。
【００７１】一方、前記Ｓ２０６において前記応答信号
が暖機運転許可信号以外の信号（内燃機関停止信号、あ
るいは駆動力増加要求信号）であると判定した場合に
は、Ｅ−ＥＣＵ２３は、Ｓ２０８へ進み、前記応答信号
に従って内燃機関１の運転状態を制御する。その際、前
記応答信号が駆動力増加要求信号であれば、Ｅ−ＥＣＵ
２３は、駆動力増加要求信号に含まれる内燃機関駆動
力：Ｐｅに従って、点火時期進角制御を実行する。
【００７２】次に、Ｈ−ＥＣＵ２４は、内燃機関１を制
御する際、図３に示すような機関制御ルーチンを実行す
る。この機関制御ルーチンは、所定時間毎に繰り返し実
行されるとともに、Ｅ−ＥＣＵ２３からの暖機要求信号
を受信した時も実行される。
【００７３】前記機関制御ルーチンでは、Ｈ−ＥＣＵ２
４は、先ずＳ３０１において暖機運転条件が成立してい
るか否か、すなわち、（１）前記内燃機関駆動力で要求
駆動力を賄うことができ、且つ余剰の内燃機関駆動力で
発電された電力をバッテリ６に充電可能であること、あ
るいは（２）前記内燃機関駆動力のみでは要求駆動力を
賄うことはできないが、前記内燃機関駆動力に前記バッ
テリ駆動力を加算した駆動力で要求駆動力を賄うことが
できること等の条件が成立しているか否かを判別する。
【００７４】前記Ｓ３０１において暖機運転条件が成立
していると判定した場合は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、Ｓ３０
４へ進み、前記した数式（１）に従って、内燃機関駆動
力：Ｐｅを算出し、算出したＰｅを含む暖機運転許可信
号をＥ−ＥＣＵ２３へ送信する。
【００７５】一方、前記Ｓ３０１において暖機運転条件
が成立していないと判定した場合は、Ｈ−ＥＣＵ２４
は、Ｓ３０２へ進み、内燃機関駆動力：Ｐｅを機関回転
数あるいは吸入空気量を補正することにより実現可能で
あるか否かを判別する。
【００７６】前記Ｓ３０２において内燃機関駆動力：Ｐ
ｅを機関回転数あるいは吸入空気量を補正することによ
り実現可能であると判定した場合は、Ｈ−ＥＣＵ２４
は、Ｓ３０３へ進み、機関回転数あるいは吸入空気量の
補正要求信号をＥ−ＥＣＵ２３へ送信する。
【００７７】続いて、Ｈ−ＥＣＵ２４は、Ｓ３０４へ進
み、暖機運転許可信号をＥ−ＥＣＵ２３へ送信する。ま
た、前記Ｓ３０２において内燃機関駆動力：Ｐｅを機関
回転数あるいは吸入空気量を補正することにより実現不
可能であると判定した場合は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、Ｓ３
０５へ進み、暖機運転禁止信号とともに、機関停止要求
信号あるいは駆動力増加要求信号をＥ−ＥＣＵ２３へ送
信する。
【００７８】以上述べた実施の形態によれば、ハイブリ
ット車において、内燃機関１の暖機制御中であっても、
加速等のような大きな駆動力が必要になると、内燃機関
１を暖機運転状態から高出力運転状態へ切り換えるの
で、ハイブリット車の走行用駆動力が増加し、速やかに
加速走行することができ、ドライバビリィティが向上す
る。
【００７９】そして、内燃機関１を暖機運転状態から高
出力運転状態へ切り換えた場合、内燃機関１の発熱量が
増加するとともに、内燃機関１から排出される排気の温
度が上昇するので、内燃機関１の暖機及び排気浄化触媒
１４の活性化を早期に完了することができる。
【００８０】さらに、内燃機関の暖機運転中であっても
運転者の要求に応じて内燃機関を高出力運転状態へ切り
換えるため、暖機運転時の内燃機関駆動力を考慮する必
要がなく、より積極的な暖機運転（例えば、遅角量の増
加）を行うことができるので、内燃機関１の早期暖機及
び排気浄化触媒１４の早期活性化を実現することができ
る。
【００８１】従って、本実施の形態によれば、ハイブリ
ット車において、ドライバビリィティを低下させること
なく、内燃機関や排気浄化触媒の早期活性化を図ること
ができる。
【００８２】尚、本実施の形態では、排気浄化触媒１４
の暖機を促進する方法として、点火時期を遅角させる方
法を例示したが、これに限られるものではなく、例え
ば、排気浄化触媒１４に流入する際の空燃比が理論空燃
比となり、且つ未燃ＨＣ、未燃ＣＯ、及びＯ2を多量に
含む排気を生成すべく、少なくとも一部の気筒で燃焼さ
れる混合気の空燃比が燃料過剰雰囲気（リッチ雰囲気）
となり、且つ他の一部の気筒で燃焼される混合気の空燃
比が酸素過剰雰囲気（リーン雰囲気）となるよう燃焼噴
射量を制御するようにしてもよい。
【００８３】この場合、排気浄化触媒１４に流入する排
気ガスは、未燃ＨＣ、未燃ＣＯ、及びＯ2を多量に含む
ため、排気浄化触媒１４における未燃ＨＣ及び未燃ＣＯ
とＯ2との反応や、ＨＣ及びＣＯとＮＯXとの反応が促進
され、これらの反応熱により排気浄化触媒１４の昇温速
度が向上する。
【００８４】上記した方法では、リッチ雰囲気の混合気
の燃焼とリーン雰囲気の混合気の燃焼とが繰り返される
ため、内燃機関１のトルク変動が発生するが、ハイブリ
ット機構の場合、内燃機関１の暖機運転制御を行ってい
る間は、バッテリ６を走行用駆動源とするため、内燃機
関１のトルク変動によりドライバビリィティを悪化させ
ることがない。このため、内燃機関を常時走行用駆動源
とする車両に比べ、より積極的な暖機運転制御を行うこ
とができる。例えば、上記した方法で暖機を促進する場
合、酸素過剰雰囲気の混合気を生成する気筒では燃料噴
射を行わない、いわゆるフューエルカットを行い、積極
的な暖機促進と燃料消費量の低減とを図るようにしても
よい。
【００８５】また、排気浄化触媒１４の暖機を促進する
他の方法としては、排気浄化触媒１４に流入する際の空
燃比が理論空燃比となり、且つ未燃ＨＣ、未燃ＣＯ、及
びＯ 2を多量に含む排気ガスを生成すべく、少なくとも
一部の気筒で燃焼される混合気の空燃比が燃料過剰雰囲
気（リッチ雰囲気）となるよう燃焼噴射量を制御すると
ともに、排気浄化触媒１４上流の排気中に二次空気を混
合させるよう制御を行うようにしてもよい。
【００８６】この場合も、排気浄化触媒１４に流入する
排気ガスは、未燃ＨＣ、未燃ＣＯ、及びＯ2を多量に含
むため、排気浄化触媒３４における未燃ＨＣ及び未燃Ｃ
ＯとＯ2との反応や、ＨＣ及びＣＯとＮＯXとの反応が促
進され、これらの反応熱により排気浄化触媒１４の昇温
速度が向上する。
【００８７】さらに、排気浄化触媒１４の早期活性化を
図る他の方法としては、排気弁の開閉タイミングを変更
する可変バルブタイミング機構を内燃機関１に取り付
け、排気浄化触媒１４の温度が活性化温度未満であると
きに、排気弁の開弁時期を所定期間早めるよう前記可変
バルブタイミング機構を制御するようにしてもよい。
【００８８】この場合、内燃機関１の各気筒では、混合
気の燃焼直後に排気弁が開弁されることになるため、各
気筒から排出される排気の温度が高くなり、排気浄化触
媒１４に高温の排気が流れ込むことになる。この結果、
排気浄化触媒１４は、排気から多量の熱を受けることに
なり、早期に活性化温度に達する。
【００８９】また、排気浄化触媒１４の早期活性化を図
る他の方法としては、上記したような方法を組み合わせ
るようにしてもよい。例えば、暖機処理の初期は、点火
時期の遅角処理や排気弁開弁時期の進角処理を行うこと
により、排気浄化触媒１４に流入する排気温度を上昇さ
せ、暖機処理の実行開始から所定時間経過後は、上記処
理に加えて、未燃ＨＣ、未燃ＣＯ、Ｏ2を多量に含む排
気ガスを生成すべく燃料噴射量（及び二次空気の量）を
制御するようにしてもよい。
【００９０】すなわち、排気浄化触媒１４全体が未活性
状態にあるときは、排気浄化触媒１４に流入する排気温
度を高めて排気浄化触媒１４の昇温を図り、これにより
排気浄化触媒１４の一部が活性化した後は、排気温度の
高温化と排気浄化触媒１４における反応促進とを併用す
ることにより、排気浄化触媒１４の早期活性化を図るよ
うにしてもよい。
【００９１】その際、前記所定時間は、予め設定された
固定値でもよく、または、触媒暖機処理開始時の触媒温
度に応じて決定される可変値でもよい。さらに、前記所
定時間の代わりに、触媒暖機処理開始時からの積算吸入
空気量を用いてもよい。
【００９２】
【発明の効果】本発明にかかるハイブリット車の内燃機
関制御装置では、内燃機関が暖機運転中であっても、加
速等のような大きな駆動力が必要になると、内燃機関の
運転状態を暖機運転状態から高出力運転状態へ切り換え
ることができるので、運転者が要求する駆動力を出力す
ることができ、ドライバビリィティが向上する。
【００９３】この場合、内燃機関の駆動力を考慮せずに
暖機運転を行うことができ、より積極的な暖機運転を行
うことができ、内燃機関や排気浄化触媒等を早期に活性
化させることができる。
【００９４】また、運転者の要求により暖機運転状態か
ら高出力運転状態へ移行した場合は、内燃機関の発熱量
や排気の温度が上昇するため、内燃機関や排気浄化触媒
を早期に活性化することが可能である。
【００９５】さらに、内燃機関を暖機運転状態から高出
力運転状態へ切り換える際、あるいは高出力運転状態や
通常の運転状態から暖機運転状態へ切り換える際に、内
燃機関の運転状態を徐々に切り換えるようにすれば、内
燃機関から出力される駆動力の急激な変動を抑制するこ
とができ、より一層ドライバビリィティを向上させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる内燃機関制御装置を適用する
ハイブリット車のハイブリット機構の概略構成図
【図２】 暖機運転制御ルーチンを示すフローチャート
図
【図３】 機関制御ルーチンを示すフローチャート図
【符号の説明】
１・・・内燃機関 ２・・・電動モータ ３・・・発電機 ４・・・動力分配機構 ５・・・インバータ ６・・・バッテリ ７・・・減速機 ８・・・ドライブシャフト ９・・・ドライブシャフト １０・・車輪 １１・・車輪 １４・・排気浄化触媒 ２３・・Ｅ−ＥＣＵ ２４・・Ｈ−ＥＣＵ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関と、電動機と、所定条件下では
    前記電動機の駆動力を主たる走行用駆動源にすると同時
    に前記内燃機関を暖機運転制御する暖機運転制御手段と
    を備えたハイブリット車の内燃機関制御装置であり、 前記内燃機関の暖機運転時に、暖機運転中の内燃機関と
    前記電動機とで出力可能な駆動力より大きな駆動力が要
    求されると、前記内燃機関を暖機運転状態から高出力運
    転状態へ切り換える運転状態切換手段を備えることを特
    徴とするハイブリット車の内燃機関制御装置。
  2. 【請求項２】 内燃機関から出力される駆動力を車両走
    行用の駆動源あるいは発電用の駆動源として使用すると
    ともに、前記内燃機関の駆動力で発電された電力を電動
    機あるいは前記電動機に電力を供給するための蓄電手段
    に供給することにより、前記内燃機関と前記電動機との
    少なくとも一方から出力される駆動力で走行し、所定条
    件下では内燃機関を暖機運転制御すると同時に前記蓄電
    手段の電力で駆動される電動機からの駆動力を主たる駆
    動源として走行するハイブリット車の内燃機関制御装置
    であり、 前記内燃機関の暖機運転時に、暖機運転中の内燃機関と
    前記蓄電手段とで出力可能な駆動力より大きな駆動力が
    要求されると、前記内燃機関を暖機運転状態から高出力
    運転状態へ切り換える運転状態切換手段を備えることを
    特徴とするハイブリット車の内燃機関制御装置。
  3. 【請求項３】 内燃機関と、この内燃機関により駆動さ
    れる発電手段と、この発電手段で発電された電力を蓄積
    する蓄電手段と、前記発電手段で発電された電力もしく
    は前記蓄電手段に蓄積された電力により車輪を駆動する
    電動機と、前記内燃機関から出力された駆動力を発電手
    段と車輪とに分配する動力分配手段と、所定条件下で前
    記内燃機関が始動された際に内燃機関を暖機運転制御す
    る暖機運転制御手段とを備えたハイブリット車の内燃機
    関制御装置であり、 前記内燃機関の暖機運転時に、暖機運転中の内燃機関と
    前記蓄電手段とで出力可能な駆動力より大きな駆動力が
    要求されると、前記内燃機関を暖機運転状態から高出力
    運転状態へ切り換える運転状態切換手段を備えることを
    特徴とするハイブリット車の内燃機関制御装置。
  4. 【請求項４】 前記暖機運転制御は、内燃機関の点火時
    期を遅角させることである請求項１〜３の何れかに記載
    のハイブリット車の内燃機関制御装置。
  5. 【請求項５】 前記内燃機関は、少なくとも排気弁の開
    閉時期を変更する可変バルブタイミング機構を具備して
    おり、 前記暖機運転制御は、前記排気弁の開弁時期を進角させ
    ることである請求項１〜３の何れかに記載のハイブリッ
    ト車の内燃機関制御装置。
  6. 【請求項６】 前記暖機運転制御は、前記内燃機関の少
    なくとも一部の気筒で燃焼される混合気の空燃比が燃料
    過剰雰囲気となり、且つ他の一部の気筒で燃焼される混
    合気の空燃比が酸素過剰雰囲気となるよう燃焼噴射量を
    制御することである請求項１〜３の何れかに記載のハイ
    ブリット車の内燃機関制御装置。
  7. 【請求項７】 前記運転状態切換手段は、内燃機関の運
    転状態を徐々に切り換えることを特徴とする請求項１〜
    ３の何れかに記載のハイブリット車の内燃機関制御装
    置。
  8. 【請求項８】 前記運転状態切換手段は、所定の切換速
    度で徐々に運転状態を切り換えることを特徴とする請求
    項１〜３の何れかに記載のハイブリット車の内燃機関制
    御装置。
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