WO2020208389A1 - ハイブリッド車両の制御方法及びハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

ハイブリッド車両の制御方法及びハイブリッド車両の制御装置 Download PDF

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WO2020208389A1
WO2020208389A1 PCT/IB2019/000403 IB2019000403W WO2020208389A1 WO 2020208389 A1 WO2020208389 A1 WO 2020208389A1 IB 2019000403 W IB2019000403 W IB 2019000403W WO 2020208389 A1 WO2020208389 A1 WO 2020208389A1
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catalyst
internal combustion
combustion engine
hybrid vehicle
exhaust
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PCT/IB2019/000403
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Inventor
吉村太
鈴木康子
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日産自動車株式会社
ルノー エス． ア． エス．
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Definitions

  • the present invention relates to a hybrid vehicle control method and a hybrid vehicle control device.
  • Patent Document 1 describes the output of an internal combustion engine when the catalyst temperature of the exhaust catalyst is less than a predetermined lower limit temperature when the internal combustion engine is started from the motor running that runs only by the power of the electric motor and shifts to the hybrid running.
  • the predetermined lower limit temperature is a lower limit temperature at which the exhaust catalyst can fully exert its function.
  • Patent Document 1 since the hybrid vehicle can shift from the motor running to the hybrid running even if the catalyst temperature of the exhaust catalyst is less than the predetermined lower limit temperature, the exhaust emission is achieved even if the output of the internal combustion engine is limited. May worsen.
  • the exhaust emission may deteriorate if the exhaust catalyst is not activated when starting the stopped internal combustion engine during vehicle operation, and there is room for further improvement.
  • the hybrid vehicle of the present invention is a catalyst having an active temperature or higher among a plurality of catalysts for exhaust gas purification provided in the exhaust passage of the internal combustion engine when the internal combustion engine that is automatically stopped is automatically restarted.
  • the output of the internal combustion engine is limited so that the amount of exhaust gas can be purified, and when the vehicle driving force is insufficient due to the output limitation of the internal combustion engine, the output of the motor compensates.
  • the present invention it is possible to suppress deterioration of the exhaust emission of the internal combustion engine at the time of automatic restart of the internal combustion engine, and it is possible to avoid an output shortage due to the output limitation of the internal combustion engine.
  • Explanatory drawing schematically showing the outline of the drive system of the hybrid vehicle to which this invention is applied.
  • An explanatory view schematically showing an outline of a system configuration of an internal combustion engine mounted on a hybrid vehicle to which the present invention is applied.
  • a timing chart showing an example of a process of automatically restarting an internal combustion engine that has automatically stopped in a hybrid vehicle to which the present invention is applied.
  • a timing chart showing an example of a process of automatically restarting an internal combustion engine that has automatically stopped in a hybrid vehicle to which the present invention is applied.
  • the flowchart which shows an example of the control flow in the hybrid vehicle to which this invention is applied.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing an outline of a drive system of a hybrid vehicle 1 to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing an outline of a system configuration of an internal combustion engine 10 mounted on a hybrid vehicle 1 to which the present invention is applied.
  • the hybrid vehicle 1 has a drive unit 3 for driving the drive wheels 2 and a power generation unit 4 for generating electric power for driving the drive wheels 2.
  • the drive unit 3 has a drive motor 5 as an electric motor that rotationally drives the drive wheels 2, a first gear train 6 and a differential gear 7 that transmit the driving force of the drive motor 5 to the drive wheels 2. .. Power is supplied to the drive motor 5 from a battery (not shown) charged with the power generated by the power generation unit 4.
  • the power generation unit 4 includes a generator 9 that generates electric power to be supplied to the drive motor 5, an internal combustion engine 10 that drives the generator 9, and a second gear train 11 that transmits the rotation of the internal combustion engine 10 to the generator 9. have.
  • the hybrid vehicle 1 of this embodiment is a so-called series hybrid vehicle that does not use the internal combustion engine 10 as the power of the vehicle. That is, in the hybrid vehicle 1 of the present embodiment, the internal combustion engine 10 is dedicated to power generation, and the drive motor 5 drives the drive wheels 2 to drive the vehicle. In the hybrid vehicle 1 of the present embodiment, for example, when the battery remaining amount (charge remaining amount) of the battery becomes low, the internal combustion engine 10 is driven to charge the battery, and the generator 9 generates electricity.
  • the drive motor 5 is a direct drive source for the vehicle, and is driven by, for example, AC power from the battery.
  • the drive motor 5 includes, for example, a synchronous motor using a permanent magnet in the rotor.
  • the drive motor 5 functions as a generator when the vehicle is decelerated. That is, the drive motor 5 is a generator motor that can charge the battery by using the regenerative energy at the time of deceleration of the vehicle as electric power.
  • the first gear train 6 decelerates the rotation of the drive motor 5 and increases the motor torque to secure the running drive torque.
  • the first gear train 6 is, for example, a gear train by two-stage deceleration, and is a motor shaft 14 having a drive unit first gear 13, and a first idler shaft 17 having a drive unit second gear 15 and a drive unit third gear 16. And have.
  • the motor shaft 14 is a rotation shaft of the drive motor 5.
  • the drive unit first gear 13 is meshed with the drive unit second gear 15.
  • the third gear 16 of the drive unit is meshed with the input side gear 18 provided on the input side of the differential gear 7.
  • the differential gear 7 transmits the drive torque input from the first gear train 6 via the input side gear 18 to the left and right drive wheels 2 and 2 via the left and right drive shafts 19 and 19.
  • the differential gear 7 can transmit the same drive torque to the left and right drive wheels 2 and 2 while allowing a difference in the number of rotations of the left and right drive wheels 2 and 2.
  • the generator 9 is composed of, for example, a synchronous motor using a permanent magnet in the rotor.
  • the generator 9 converts the rotational energy generated in the internal combustion engine 10 into electrical energy, and charges, for example, the battery.
  • the generator 9 also has a function as an electric motor for driving the internal combustion engine 10, and functions as a starter motor when the internal combustion engine 10 is started. That is, the generator 9 is a power generator, can supply the generated electric power to the battery, and can be rotationally driven by the electric power from the battery.
  • the electric power generated by the generator 9 may be directly supplied to the drive motor 5 instead of charging the battery, for example, depending on the operating state.
  • the internal combustion engine 10 may be started by, for example, a dedicated starter motor different from the generator 9.
  • the second gear train 11 is a gear train that connects the internal combustion engine 10 and the generator 9.
  • the second gear train 11 includes an engine shaft 24 having a power generation unit first gear 23, a second idler shaft 26 having a power generation unit second gear 25, and a generator input shaft 28 having a power generation unit third gear 27. And have.
  • the second gear train 11 speeds up the rotation speed of the internal combustion engine 10 during power generation operation to transmit the engine torque required for the generator 9.
  • the second gear train 11 decelerates the rotation speed of the generator 9 and transmits the motor torque required for the internal combustion engine 10.
  • the engine shaft 24 rotates synchronously with the crankshaft (not shown) of the internal combustion engine 10.
  • the generator input shaft 28 rotates synchronously with the rotor (not shown) of the generator 9.
  • the first gear 23 of the power generation unit is meshed with the second gear 25 of the power generation unit.
  • the third gear 27 of the power generation unit is meshed with the second gear 25 of the power generation unit. That is, the power generation unit first gear 23 and the power generation unit third gear 27 are meshed with the power generation unit second gear 25.
  • the internal combustion engine 10 is, for example, a gasoline engine, a diesel engine, or the like arranged in an engine room located on the front side of a vehicle.
  • the exhaust passage 31 of the internal combustion engine 10 is provided with a manifold catalyst 32 and an underfloor catalyst 33 as a catalyst for purifying the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 10.
  • the manifold catalyst 32 includes an electric heating catalyst (EHC) 34. That is, a plurality of catalysts for exhaust gas purification are provided in the exhaust passage 31 of the internal combustion engine 10, and the manifold catalyst 32, which is one of the plurality of catalysts, includes the electric heating catalyst 34.
  • EHC electric heating catalyst
  • the manifold catalyst 32 is arranged in the engine room and is close to the internal combustion engine 10.
  • the manifold catalyst 32 is arranged immediately after, for example, the merging portion of the exhaust manifold (not shown).
  • the manifold catalyst 32 corresponds to a first exhaust catalyst located on the upstream side of the exhaust passage 31.
  • the manifold catalyst 32 has a smaller capacity than the underfloor catalyst 33.
  • the manifold catalyst 32 is a catalyst 34 in which an electric heating catalyst 34 and a three-way catalyst 35 are connected in series.
  • the electric heating catalyst 34 is located on the upstream side of the three-way catalyst 35. That is, when the manifold catalyst 32 includes the electric heating catalyst 34, the upstream portion of the manifold catalyst 32 is composed of the electric heating catalyst 34.
  • the electric heating catalyst 34 is a catalyst that generates heat when energized.
  • the energization of the electric heating catalyst 34 is controlled by the control unit 41.
  • the power supply source of the electric power supplied to the electric heating catalyst 34 is, for example, the battery for supplying electric power to the drive motor 5.
  • the source of power supplied to the electric heating catalyst 34 may be a battery different from the above-mentioned battery that supplies power to the drive motor 5.
  • the underfloor catalyst 33 is located on the downstream side of the manifold catalyst 32, and is provided, for example, at a position such as under the floor of the vehicle relatively far from the engine room of the vehicle.
  • the underfloor catalyst 33 corresponds to a second exhaust catalyst located on the downstream side of the manifold catalyst 32 as the first exhaust catalyst.
  • the underfloor catalyst 33 is composed of, for example, a three-way catalyst, and has a larger capacity than the manifold catalyst 32.
  • the control unit 41 is a well-known digital computer equipped with a CPU, ROM, RAM, and an input / output interface.
  • the control unit 41 is provided with an air flow meter 42 for detecting the amount of intake air, a crank angle sensor 43 for detecting the crank angle of the crankshaft, an accelerator opening sensor 44 for detecting the amount of depression of the accelerator pedal, and a catalyst temperature of the manifold catalyst 32.
  • the control unit 41 can detect the remaining battery level of the battery that supplies electric power to the drive motor 5. Further, the control unit 41 can detect the remaining battery level of an in-vehicle battery different from the above-mentioned battery that supplies electric power to the drive motor 5. That is, the control unit 41 corresponds to a battery remaining amount detecting unit capable of detecting the remaining battery level of the battery mounted on the hybrid vehicle 1.
  • the air flow meter 42 has, for example, a built-in temperature sensor and can detect the intake air temperature.
  • the crank angle sensor 43 can detect the engine speed of the internal combustion engine 10.
  • the control unit 41 optimally controls the internal combustion engine 10 based on the detection signals of various sensors.
  • control unit 41 drives the internal combustion engine 10 to charge the battery and generates electric power by the generator 9.
  • control unit 41 starts the internal combustion engine 10 when the remaining battery level of the battery that supplies electric power to the drive motor 5 reaches a predetermined control lower limit value while the vehicle is running, and the generator 9 generates electric power. To start. Further, the control unit 41 stops the internal combustion engine 10 and generates electric power when the remaining battery level of the battery that supplies electric power to the drive motor 5 reaches a predetermined control upper limit value while the internal combustion engine 10 is being operated. The power generation by the machine 9 is terminated.
  • control unit 41 determines that the predetermined automatic stop condition is satisfied when the remaining battery level of the battery that supplies electric power to the drive motor 5 during the operation of the internal combustion engine 10 reaches a predetermined control upper limit value. Then, the internal combustion engine 10 is automatically stopped. Further, when the remaining battery level of the battery that supplies power to the drive motor 5 during the automatic stop of the internal combustion engine 10 reaches a predetermined control lower limit value, the control unit 41 satisfies the predetermined automatic restart condition. Judging, the internal combustion engine 10 is automatically restarted.
  • control unit 41 automatically stops the internal combustion engine 10 when a predetermined automatic stop condition is satisfied during operation, and automatically restarts the internal combustion engine 10 when a predetermined automatic restart condition is satisfied during the automatic stop of the internal combustion engine 10.
  • the control unit 41 automatically stops the internal combustion engine 10 when a predetermined automatic stop condition is satisfied during operation, and automatically restarts the internal combustion engine 10 when a predetermined automatic restart condition is satisfied during the automatic stop of the internal combustion engine 10.
  • the automatic restart condition of the internal combustion engine 10 is not satisfied because the catalyst temperature of the manifold catalyst 32 and the catalyst temperature of the underfloor catalyst 33 decrease. More specifically, the internal combustion engine 10 that is automatically stopped does not automatically restart even if the catalyst temperatures of the manifold catalyst 32 and the underfloor catalyst 33 fall below the active temperature. That is, in the internal combustion engine 10 that is automatically stopped, even if the catalyst temperature falls below the active temperature in all the catalysts provided in the exhaust passage 31, the automatic restart condition is not satisfied by that.
  • the time during which the internal combustion engine 10 is automatically stopped can be lengthened, the fuel consumption of the internal combustion engine 10 can be reduced, and the fuel efficiency can be improved.
  • the control unit 41 supplies electric power to the electric heating catalyst 34 so that the catalyst temperature of the manifold catalyst 32 is maintained above a predetermined active temperature during vehicle operation.
  • control unit 41 energizes (supplies) the electric heating catalyst 34 to raise the catalyst temperature of the manifold catalyst 32 to the active temperature or higher. Keep in. In other words, the control unit 41 energizes the electric heating catalyst 34 so that the catalyst temperature of the manifold catalyst 32 is maintained at the active temperature or higher when the internal combustion engine 10 is stopped (automatically stopped) during vehicle operation. Power).
  • control unit 41 corresponds to a catalyst warm-up control unit that supplies electric power so that the catalyst temperature of the catalyst including the electric heating catalyst 34 is maintained above the active temperature.
  • the control unit 41 as a catalyst warm-up control unit also supplies electric power to the electric heating catalyst 34 while the internal combustion engine 10 is automatically stopped to maintain the catalyst temperature of the catalyst provided with the electric heating catalyst 34 above the active temperature. ..
  • the manifold catalyst 32 provided with the electric heating catalyst 34 is always maintained in a state where the exhaust gas can be purified.
  • the control unit 41 increases the amount of exhaust gas that can be purified by the manifold catalyst 32 when the catalyst temperature of the underfloor catalyst 33 is lower than the active temperature.
  • Output limit of In other words, when the internal combustion engine 10 is automatically restarted, the control unit 41 has an internal combustion engine so that the amount of exhaust gas that can be purified by the catalyst having an active temperature or higher among the manifold catalyst 32 and the underfloor catalyst 33 is obtained. The output limit of 10 is implemented.
  • control unit 41 determines the amount of exhaust gas that can be purified by the catalyst having an active temperature or higher among the plurality of catalysts for exhaust purification provided in the exhaust passage 31. It corresponds to the second control unit that limits the output of the internal combustion engine 10 so as to be.
  • the hybrid vehicle 1 can suppress deterioration of the exhaust emission of the internal combustion engine 10 when the internal combustion engine 10 is automatically restarted.
  • the internal combustion engine 10 If there is a catalyst whose catalyst temperature changes from a temperature lower than the active temperature to a temperature higher than the active temperature while the internal combustion engine 10 is operated with the output limited, the internal combustion engine is adjusted according to the capacity of the newly activated catalyst. The output limit of 10 is released.
  • the hybrid vehicle 1 when the output is limited at the time of automatic restart of the internal combustion engine 10, if the drive motor 5 is driven only by the electric power generated by the generator 9, the vehicle driving force may be insufficient. In that case, the hybrid vehicle 1 also supplies electric power to the drive motor 5 from the battery that supplies electric power to the drive motor 5. In other words, in the hybrid vehicle 1, when the vehicle driving force is insufficient due to the output limitation of the internal combustion engine 10, the output of the driving motor 5 compensates.
  • control unit 41 controls the output of the drive motor 5 as the third control unit so as to supplement the vehicle driving force that is insufficient due to the output limitation of the internal combustion engine 10.
  • the hybrid vehicle 1 can suppress deterioration of exhaust emissions when the internal combustion engine 10 is automatically restarted during vehicle operation, and can avoid an output shortage due to the output limitation of the internal combustion engine 10.
  • the manifold catalyst 32 having a smaller capacity than the underfloor catalyst 33 is provided with the electric heating catalyst 34. Therefore, in the hybrid vehicle 1, the amount of electric power when the catalyst temperature of the manifold catalyst 32 is maintained above the active temperature by the electric heating catalyst 34 can be relatively reduced.
  • the manifold catalyst 32 is arranged in the engine room. Therefore, the hybrid vehicle 1 has a layout configuration in which the manifold catalyst 32 is less affected by the running wind than the underfloor catalyst 33, which is advantageous in suppressing the amount of electric power consumed by the electric heating catalyst 34.
  • FIGS. 3 and 4 show the case where the catalyst temperature of the underfloor catalyst 33 is equal to or higher than the active temperature when the internal combustion engine 10 is automatically restarted.
  • the internal combustion engine 10 is operated at the timing when the remaining battery level of the battery that supplies power to the drive motor 5 without energizing the electric heating catalyst 34 becomes equal to or less than the control lower limit value.
  • the case of automatic restart is shown by the broken line.
  • FIG. 4 as a comparative example, the case where the internal combustion engine 10 is automatically restarted at the timing when the catalyst temperature of the manifold catalyst 32 becomes equal to or lower than the active temperature without energizing the electric heating catalyst 34 is shown by a broken line. That is, in FIGS. 3 and 4, only the comparative example shown by the broken line in each figure is different from each other.
  • the time t1 in FIGS. 3 and 4 is the timing at which the internal combustion engine 10 is automatically stopped.
  • the time t2 in FIGS. 3 and 4 is the timing when the catalyst temperature of the manifold catalyst 32 becomes equal to or lower than the active temperature and the electric heating catalyst 34 is energized.
  • the time t3 in FIGS. 3 and 4 is a timing at which the remaining battery level of the battery that supplies electric power to the drive motor 5 becomes the control lower limit value and the internal combustion engine 10 is automatically restarted.
  • the catalyst temperature of the manifold catalyst 32 drops during the automatic stop of the internal combustion engine 10
  • the catalyst temperature of the manifold catalyst 32 becomes lower than the active temperature.
  • the electric heating catalyst 34 is energized so as not to become the same, and the heater output of the electric heating catalyst 34 is increased.
  • the hybrid vehicle 1 of the present embodiment exhausts the internal combustion engine 10 without limiting the output if the catalyst temperature of the underfloor catalyst 33 is maintained at the active temperature or higher at the timing of automatically restarting the internal combustion engine 10.
  • the internal combustion engine 10 can be automatically restarted without deteriorating the emission.
  • the catalyst temperature of the manifold catalyst 32 is lower than the active temperature at the timing of the time t3 when the internal combustion engine 10 is automatically restarted, the electric heating catalyst is used even after the internal combustion engine 10 is automatically restarted.
  • the power supply to the 34 may be continued.
  • the electric heating catalyst 34 is not energized even if the catalyst temperature of the manifold catalyst 32 becomes lower than the active temperature during the automatic stop of the internal combustion engine 10. Therefore, in the comparative example shown by the broken line in FIG. 3, the catalyst temperature of the underfloor catalyst 33 is maintained above the active temperature at the timing of automatically restarting the internal combustion engine 10, but the catalyst capacity (catalyst) activated in the entire exhaust system. Active capacity) is decreasing. Therefore, in the comparative example shown by the broken line in FIG. 3, the output of the internal combustion engine 10 is limited when the internal combustion engine 10 is automatically restarted. However, in the comparative example shown by the broken line in FIG. 3, the exhaust gas amount of the internal combustion engine 10 whose output is limited is not the amount of gas that can be purified by the activated catalyst capacity, so that the exhaust emission is deteriorated. ..
  • time t4 in FIG. 3 is the timing at which the catalyst temperature of the manifold catalyst 32 reaches the active temperature in the comparative example shown by the broken line in FIG. 3 and the output limitation of the internal combustion engine 10 is released.
  • the internal combustion engine 10 is automatically restarted when the catalyst temperature of the manifold catalyst 32 becomes equal to or lower than the active temperature during the automatic stop of the internal combustion engine 10. Therefore, in the comparative example shown by the broken line in FIG. 4, although the exhaust emission does not deteriorate when the internal combustion engine 10 is automatically restarted, the internal combustion engine 10 is frequently automatically stopped and automatically restarted. The fuel consumption of the internal combustion engine 10 will deteriorate.
  • time t4 in FIG. 4 is the timing at which the remaining battery level of the battery that supplies power to the drive motor 5 in the comparative example shown by the broken line in FIG. 4 becomes the control upper limit value and the internal combustion engine 10 is automatically stopped.
  • FIG. 5 shows a case where the catalyst temperature of the underfloor catalyst 33 is lower than the active temperature when the internal combustion engine 10 is automatically restarted.
  • the internal combustion engine 10 is operated at the timing when the remaining battery level of the battery that supplies power to the drive motor 5 without energizing the electric heating catalyst 34 becomes equal to or lower than the control lower limit value.
  • the case of automatic restart is shown by the broken line.
  • the catalyst temperatures of both the manifold catalyst 32 and the underfloor catalyst 33 are equal to or lower than the active temperature.
  • the time t1 in FIG. 5 is the timing at which the internal combustion engine 10 is automatically stopped.
  • the time t2 in FIG. 5 is the timing when the catalyst temperature of the manifold catalyst 32 becomes equal to or lower than the active temperature and the electric heating catalyst 34 is started to be energized.
  • the time t3 in FIG. 5 is the timing when the catalyst temperature of the underfloor catalyst 33 becomes equal to or lower than the active temperature and the catalyst capacity (catalyst active capacity) activated in the entire exhaust system decreases.
  • the time t4 in FIG. 5 is a timing at which the remaining battery level of the battery that supplies electric power to the drive motor 5 becomes the control lower limit value and the internal combustion engine 10 is automatically restarted.
  • the time t6 in FIG. 5 is the timing when the catalyst temperature of the underfloor catalyst 33 reaches the active temperature.
  • the time t7 in FIG. 5 is the timing when the catalyst temperature of the underfloor catalyst 33 reaches the active temperature in the comparative example shown by the broken line.
  • the catalyst temperature of the manifold catalyst 32 does not fall below the active temperature during the automatic stop of the internal combustion engine 10, and the internal combustion engine 10 is automatically restarted.
  • the output of the internal combustion engine 10 is limited so that the amount of exhaust gas that can be purified by the catalyst that is above the active temperature is reached. Therefore, in the hybrid vehicle 1 of this embodiment, the internal combustion engine 10 can be automatically restarted without deteriorating the exhaust emission.
  • the electric heating catalyst 34 is not energized even if the catalyst temperature of the manifold catalyst 32 becomes lower than the active temperature during the automatic stop of the internal combustion engine 10.
  • the catalyst temperatures of the manifold catalyst 32 and the underfloor catalyst 33 are each lower than the active temperature at the timing of automatically restarting the internal combustion engine 10, and the catalyst capacity (catalyst activity) activated in the entire exhaust system. Capacity) has dropped significantly. Therefore, in the comparative example shown by the broken line in FIG. 5, the output of the internal combustion engine 10 is limited when the internal combustion engine 10 is automatically restarted. However, what is the amount of exhaust gas that can be purified by the activated catalyst capacity? Exhaust emissions are deteriorating because it is not.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a control flow in the hybrid vehicle 1 of the above-described embodiment.
  • step S1 it is determined whether or not the vehicle is driving. If the vehicle is driving in step S1, the process proceeds to step S2. If the vehicle is not driving in step S1, the current routine is terminated.
  • driving in step S1 includes a temporary stop of the running vehicle.
  • step S2 it is determined whether or not the internal combustion engine 10 is in a stopped state. If the internal combustion engine 10 is stopped in step S2, the process proceeds to step S3. If the internal combustion engine 10 is not stopped in step S2, the process proceeds to step S9.
  • step S3 it is determined whether or not the catalyst temperature of the manifold catalyst 32 is lower than the active temperature. If the catalyst temperature of the manifold catalyst 32 is lower than the active temperature in step S3, the process proceeds to step S4. If the catalyst temperature of the manifold catalyst 32 is not lower than the active temperature in step S3, the process proceeds to step S11.
  • step S4 it is determined whether or not the electric heating catalyst 34 is in a non-energized state. If power is not supplied to the electric heating catalyst 34 in step S4, the process proceeds to step S5. If power is supplied to the electric heating catalyst 34 in step S4, the process proceeds to step S6.
  • step S5 the electric heating catalyst 34 is energized. That is, when the electric heating catalyst 34 is in the non-energized state in step S4, the electric heating catalyst 34 is started to be energized.
  • step S6 it is determined whether or not the automatic restart condition of the internal combustion engine 10 is satisfied. If the condition for automatically restarting the internal combustion engine 10 is satisfied in step S6, the process proceeds to step S7. If the automatic restart condition of the internal combustion engine 10 is not satisfied in step S6, the current routine is terminated.
  • step S7 it is determined whether or not the catalyst temperature of the underfloor catalyst 33 is lower than the active temperature. If the catalyst temperature of the underfloor catalyst 33 is lower than the active temperature in step S7, the process proceeds to step S8. If the catalyst temperature of the underfloor catalyst 33 is not lower than the active temperature in step S7, the process proceeds to step S13.
  • step S8 the internal combustion engine 10 is operated by limiting the output so that the exhaust gas amount can be purified by the manifold catalyst 32.
  • the internal combustion engine 10 is operated in step S8, if the electric heating catalyst 34 is in the energized state, the energization of the electric heating catalyst 34 is terminated and the internal combustion engine 10 is automatically restarted.
  • step S9 it is determined whether or not the automatic stop condition of the internal combustion engine 10 is satisfied. If the automatic stop condition of the internal combustion engine 10 is satisfied in step S9, the process proceeds to step S10. If the automatic stop condition of the internal combustion engine 10 is not satisfied in step S9, the current routine is terminated.
  • step S10 the internal combustion engine 10 is stopped.
  • step S11 it is determined whether or not the electric heating catalyst 34 is in the energized state. If power is supplied to the electric heating catalyst 34 in step S11, the process proceeds to step S12. If power is not supplied to the electric heating catalyst 34 in step S11, the process proceeds to step S6.
  • step S12 energization of the electric heating catalyst 34 is completed. That is, when the electric heating catalyst 34 is in the energized state in step S11, the energization of the electric heating catalyst 34 is terminated.
  • step S13 the internal combustion engine 10 is operated without limiting the output.
  • the internal combustion engine 10 is operated in step S13, if the electric heating catalyst 34 is in the energized state, the energization of the electric heating catalyst 34 is terminated and the internal combustion engine 10 is automatically restarted.
  • the electric heating catalyst 34 may be provided in the underfloor catalyst 33. That is, in the hybrid vehicle 1, the underfloor catalyst 33 may include the electric heating catalyst 34 instead of the manifold catalyst 32. When the underfloor catalyst 33 includes the electric heating catalyst 34, the upstream portion of the underfloor catalyst 33 is composed of the electric heating catalyst 34.
  • the underfloor catalyst 33 having a larger capacity than the manifold catalyst 32 includes the electric heating catalyst 34
  • the temperature of the underfloor catalyst 33 having a larger capacity is maintained above the active temperature by the electric heating catalyst 34, so that the electric heating catalyst 34
  • the amount of power consumed by the catalyst increases.
  • the underfloor catalyst 33 is more susceptible to the influence of the running wind than the manifold catalyst 32. Therefore, maintaining the catalyst temperature of the underfloor catalyst 33 above the active temperature by the electric heating catalyst 34 is a disadvantageous layout configuration in suppressing the amount of electric power consumed by the electric heating catalyst 34.
  • all the catalysts 32 and 33 provided in the exhaust passage 31 can be activated at an early stage when the internal combustion engine 10 is automatically restarted.
  • the manifold catalyst 32 Since the manifold catalyst 32 has a small capacity and is provided at a position close to the internal combustion engine 10, even if the catalyst temperature is lower than the active temperature when the internal combustion engine 10 is automatically restarted, the internal combustion engine 10 is automatically restarted. It can be activated relatively early by exhaust after movement.
  • the underfloor catalyst 33 since the underfloor catalyst 33 has a large capacity, if the catalyst temperature is lower than the active temperature at the time of automatic restart of the internal combustion engine 10, it takes time for the catalyst to be activated after the automatic restart of the internal combustion engine 10. become.
  • both the manifold catalyst 32 and the underfloor catalyst 33 may be provided with the electric heating catalyst 34.
  • the power supply source of the electric heating catalyst 34 when the power supply source of the electric heating catalyst 34 is different from the battery that supplies power to the drive motor 5, the power of the battery or the electric heating catalyst 34 that supplies power to the drive motor 5.
  • the automatic restart condition of the internal combustion engine 10 may be satisfied at the timing when the remaining battery level of any one of the supply sources falls below a predetermined control lower limit value.
  • the automatic stop condition of the internal combustion engine 10 may be satisfied at the timing when the remaining battery level reaches a predetermined control upper limit value.
  • the present invention is also applicable to hybrid vehicles other than the above-mentioned series hybrid vehicles (for example, so-called parallel hybrid vehicles).
  • the automatic stop of the internal combustion engine 10 is the automatic stop of the above-described embodiment.
  • the internal combustion engine 10 makes an idle stop (automatic stop) when the idle stop implementation condition as an automatic stop condition is satisfied while the vehicle is running.
  • the internal combustion engine 10 that has been idle-stopped automatically restarts when the idle-stop release condition as the automatic restart condition is satisfied.
  • the idle stop implementation conditions are, for example, that the accelerator pedal is not depressed, that the brake pedal is depressed, that the vehicle speed is below a predetermined value, and that the remaining battery level is a predetermined idle stop. It is above the prohibition threshold. When all of these idle stop execution conditions are satisfied, the idle stop execution conditions are satisfied, and the internal combustion engine 10 automatically stops.
  • the conditions for releasing the idle stop are, for example, that the accelerator pedal is depressed, the brake pedal is not depressed, and the remaining battery level of the battery is less than the idle stop prohibition threshold while the vehicle is stopped. That and so on.
  • the idle stop release condition is satisfied and the internal combustion engine 10 is automatically restarted.
  • the internal combustion engine 10 makes a coast stop (automatic stop) when the coast stop implementation condition as an automatic stop condition is satisfied while the vehicle is running.
  • the coast-stopped internal combustion engine 10 automatically restarts when the coast stop release condition as the automatic restart condition is satisfied.
  • the coast stop implementation condition is satisfied, for example, when the remaining battery level of the battery is equal to or higher than a predetermined value during deceleration with the brake pedal depressed.
  • the coast stop release condition is satisfied when, for example, the accelerator pedal is depressed, the brake pedal is not depressed, or the remaining battery level of the battery becomes less than a predetermined value, and the vehicle power needs to be secured. To do.
  • the coast stop is a state in which the internal combustion engine 10 is automatically stopped during deceleration in a state where the brake pedal is depressed at a low vehicle speed.
  • the internal combustion engine 10 makes a sailing stop (automatic stop) when the sailing stop execution condition as an automatic stop condition is satisfied while the vehicle is running.
  • the sailing-stopped internal combustion engine 10 automatically restarts when the sailing stop release condition as the automatic restart condition is satisfied.
  • the sailing stop implementation condition is satisfied, for example, when the accelerator pedal is depressed while the vehicle is running and is not depressed, and the remaining battery level of the battery is equal to or higher than a predetermined value. That is, the sailing stop condition is satisfied when there is no driving force requirement.
  • the sailing stop release condition is satisfied, for example, when the accelerator pedal is depressed or when it is necessary to secure the electric power of the vehicle such that the remaining battery level of the battery becomes less than a predetermined value.
  • Sailing stop is a state in which the internal combustion engine 10 is automatically stopped during inertial driving in which the brake pedal is not depressed at medium and high vehicle speeds.
  • the above-described embodiment relates to a control method for the internal combustion engine 10 and a control device for the internal combustion engine 10.

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Abstract

ハイブリッド車両は、運転中に所定の自動停り条件が成立すると内燃機関（１０） を自動停りし、内燃機関（１０）の自動停り中に所定の自動再始動条件が成立すると 内燃機関（１０）を自動再始動する。ハイブリッド車両は、内燃機関（１０）の停り 中に駆動用モータを駆動源として駆動輪を駆動可能となっている。ハイブリッド車両 は、自動停り中の内燃機関（１０）を自動再始動する際に、排気通路（３１）に設け られた排気浄化用の複数の触媒のうち活り温度以上となっている触媒で浄化可能な排 気ガス量となるように内燃機関（１０）の出力制限を行う。

Description

ハイブリッド車両の制御方法及びハイブリッド車両の制御装置
　本発明は、ハイブリッド車両の制御方法及びハイブリッド車両の制御装置に関する。
　内燃機関からの動力と電動機（電動モータ）からの動力とにより走行可能なハイブリッド車両が従来から知られている。
　例えば、特許文献１には、電動機の動力だけで走行するモータ走行から内燃機関を始動してハイブリッド走行に移行する際に、排気触媒の触媒温度が所定の下限温度未満の場合に内燃機関の出力制限を実施し、排気エミッションの悪化を抑制するハイブリッド車両が開示されている。所定の下限温度とは、排気触媒がその機能を十分に発揮することができる下限温度である。
　しかしながら、この特許文献１にハイブリッド車両は、排気触媒の触媒温度が所定の下限温度未満であってもモータ走行からハイブリッド走行に移行可能であるため、内燃機関の出力制限を実施したとしても排気エミッションが悪化する虞がある。
　すなわち、ハイブリッド車両においては、車両運転中、停止している内燃機関を始動する際に排気触媒が活性化していないと排気エミッションが悪化する場合があり、更なる改善の余地がある。
特開２００８−１０６６７５号公報
　本発明のハイブリッド車両は、自動停止中の内燃機関を自動再始動する際には、上記内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化用の複数の触媒のうち活性温度以上となっている触媒で浄化可能な排気ガス量となるように上記内燃機関の出力制限を行い、かつ当該内燃機関の出力制限により車両駆動力が不足するとモータの出力により補う。
　本発明によれば、内燃機関の自動再始動時に、内燃機関の排気エミッションが悪化することを抑制できるとともに、内燃機関の出力制限による出力不足を回避することができる。
本発明が適用されるハイブリッド車両の駆動システムの概略を模式的に示した説明図。 本発明が適用されるハイブリッド車両に搭載される内燃機関のシステム構成の概略を模式的に示した説明図。 本発明が適用されるハイブリッド車両において、自動停止した内燃機関を自動再始動する過程の一例を示すタイミングチャート。 本発明が適用されるハイブリッド車両において、自動停止した内燃機関を自動再始動する過程の一例を示すタイミングチャート。 本発明が適用されるハイブリッド車両において、自動停止した内燃機関を自動再始動する過程の一例を示すタイミングチャート。 本発明が適用されたハイブリッド車両における制御の流れの一例を示すフローチャート。
　以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
　図１は、本発明が適用されるハイブリッド車両１の駆動システムの概略を模式的に示した説明図である。図２は、本発明が適用されるハイブリッド車両１に搭載される内燃機関１０のシステム構成の概略を模式的に示した説明図である。
　ハイブリッド車両１は、駆動輪２を駆動する駆動ユニット３と、駆動輪２を駆動するための電力を発電する発電ユニット４と、を有している。
　駆動ユニット３は、駆動輪２を回転駆動する電動機としての駆動用モータ５と、駆動用モータ５の駆動力を駆動輪２に伝達する第１ギヤトレーン６及びディファレンシャルギヤ７と、を有している。駆動用モータ５には、発電ユニット４で発電された電力等が充電された図示外のバッテリから電力が供給される。
　発電ユニット４は、駆動用モータ５に供給する電力を発電する発電機９と、発電機９を駆動する内燃機関１０と、内燃機関１０の回転を発電機９に伝達する第２ギヤトレーン１１と、を有している。
　本実施例のハイブリッド車両１は、内燃機関１０を車両の動力としては使用しないいわゆるシリーズハイブリッド車両である。すなわち、本実施例のハイブリッド車両１においては、内燃機関１０が発電専用であり、駆動用モータ５が駆動輪２を駆動して車両を走行させる。本実施例のハイブリッド車両１は、例えば、上記バッテリのバッテリ残量（充電残量）が少なくなると、当該バッテリを充電するために内燃機関１０を駆動して発電機９で発電する。
　駆動用モータ５は、車両の直接的な駆動源であり、例えば上記バッテリからの交流電力により駆動する。駆動用モータ５は、例えば、ロータに永久磁石を用いた同期型モータからなっている。
　また、駆動用モータ５は、車両の減速時に発電機として機能する。すなわち、駆動用モータ５は、車両減速時の回生エネルギーを電力として上記バッテリに充電可能な発電電動機である。
　第１ギヤトレーン６は、駆動用モータ５の回転を減速し、モータトルクを増大して走行駆動トルクを確保するものである。
　第１ギヤトレーン６は、例えば２段減速によるギヤトレーンであり、駆動ユニット第１ギヤ１３を備えたモータ軸１４と、駆動ユニット第２ギヤ１５及び駆動ユニット第３ギヤ１６を備えた第１アイドラー軸１７と、を有している。モータ軸１４は、駆動用モータ５の回転軸である。
　駆動ユニット第１ギヤ１３は、駆動ユニット第２ギヤ１５と噛み合わされている。
　駆動ユニット第３ギヤ１６は、ディファレンシャルギヤ７の入力側に設けられた入力側ギヤ１８と噛み合わされている。
　ディファレンシャルギヤ７は、第１ギヤトレーン６から入力側ギヤ１８を介して入力された駆動トルクを、左右のドライブシャフト１９、１９を介して左右の駆動輪２、２に伝達する。ディファレンシャルギヤ７は、左右の駆動輪２、２の回転数差を許容しつつ、左右の駆動輪２、２に同じ駆動トルクを伝達することができる。
　発電機９は、例えば、ロータに永久磁石を用いた同期型モータからなっている。発電機９は、内燃機関１０に発生した回転エネルギーを電気エネルギーに変換し、例えば上記バッテリを充電する。また、発電機９は、内燃機関１０を駆動する電動機としての機能も有しており、内燃機関１０の始動時にスタータモータとして機能する。つまり、発電機９は、発電電動機であり、発電した電力を上記バッテリに供給可能で、かつ上記バッテリからの電力により回転駆動可能である。
　なお、発電機９で発電した電力は、運転状態に応じて、例えば上記バッテリに充電するのではなく駆動用モータ５に直接供給するようにしてよい。また、内燃機関１０は、例えば、発電機９とは異なる専用のスタータモータにより始動するようにしてもよい。
　第２ギヤトレーン１１は、内燃機関１０と発電機９とを連結するギヤトレーンである。第２ギヤトレーン１１は、発電ユニット第１ギヤ２３を備えたエンジン軸２４と、発電ユニット第２ギヤ２５を備えた第２アイドラー軸２６と、発電ユニット第３ギヤ２７を備えた発電機入力軸２８と、を有している。
　第２ギヤトレーン１１は、発電運転時には、内燃機関１０の回転数を増速して発電機９に必要なエンジントルクを伝達する。第２ギヤトレーン１１は、発電機９がスタータとして機能するときには、発電機９の回転数を減速して内燃機関１０に必要なモータトルクを伝達する。
　エンジン軸２４は、内燃機関１０のクランクシャフト（図示せず）と同期回転する。発電機入力軸２８は、発電機９のロータ（図示せず）と同期回転する。
　発電ユニット第１ギヤ２３は、発電ユニット第２ギヤ２５と噛み合わされている。発電ユニット第３ギヤ２７は、発電ユニット第２ギヤ２５と噛み合わされている。つまり、発電ユニット第２ギヤ２５には、発電ユニット第１ギヤ２３及び発電ユニット第３ギヤ２７が噛み合わされている。
　内燃機関１０は、例えば、車両のフロント側に位置するエンジンルーム内に配置されるガソリンエンジンやディーゼルエンジン等である。
　図２に示すように、内燃機関１０の排気通路３１には、内燃機関１０から排出された排気を浄化する排気浄化用の触媒としてのマニホールド触媒３２及び床下触媒３３が設けられている。マニホールド触媒３２は、電気加熱触媒（ＥＨＣ）３４を備えたものである。つまり、内燃機関１０の排気通路３１には、排気浄化用の複数の触媒が設けられ、これら複数の触媒のうちの一つであるマニホールド触媒３２が電気加熱触媒３４を備えている。
　マニホールド触媒３２は、エンジンルーム内に配置され、内燃機関１０に近接している。マニホールド触媒３２は、例えば排気マニホールド（図示せず）の合流部分の直後に配置されている。マニホールド触媒３２は、排気通路３１の上流側に位置する第１排気触媒に相当する。マニホールド触媒３２は、床下触媒３３に比べて容量が小さくなっている。
　マニホールド触媒３２は、電気加熱触媒３４と、三元触媒３５とが直列に連結されたものである。電気加熱触媒３４は、三元触媒３５の上流側に位置している。つまり、マニホールド触媒３２は、電気加熱触媒３４を備える場合、上流側の部分が電気加熱触媒３４で構成されることになる。
　電気加熱触媒３４は、通電することによって発熱する触媒である。電気加熱触媒３４への通電は、コントロールユニット４１によって制御されている。電気加熱触媒３４に供給される電力の供給源は、例えば駆動用モータ５に電力を供給する上記バッテリである。なお、電気加熱触媒３４に供給される電力の供給源は、駆動用モータ５に電力を供給する上記バッテリとは異なるバッテリであってもよい。
　床下触媒３３は、マニホールド触媒３２よりも下流側に位置し、例えば車両のエンジンルームから比較的離れた車両の床下等の位置に設けられている。床下触媒３３は、第１排気触媒としてのマニホールド触媒３２の下流側に位置する第２排気触媒に相当する。床下触媒３３は、例えば三元触媒からなり、マニホールド触媒３２に比べて容量が大きくなっている。
　コントロールユニット４１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力インターフェースを備えた周知のデジタルコンピュータである。
　コントロールユニット４１には、吸入空気量を検出するエアフローメータ４２、クランクシャフトのクランク角を検出するクランク角センサ４３、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセル開度センサ４４、マニホールド触媒３２の触媒温度を検出する第１触媒温度センサ４５、床下触媒３３の触媒温度を検出する第２触媒温度センサ４６、ブレーキペダル（図示せず）の操作を検出するブレーキスイッチ４７、車速を検出する車速センサ４８等の各種センサ類の検出信号が入力されている。
　コントロールユニット４１は、駆動用モータ５に電力を供給する上記バッテリのバッテリ残量を検出可能となっている。また、コントロールユニット４１は、駆動用モータ５に電力を供給する上記バッテリとは異なる車載バッテリのバッテリ残量も検出可能となっている。つまり、コントロールユニット４１は、ハイブリッド車両１に搭載されたバッテリのバッテリ残量を検出可能なバッテリ残量検出部に相当する。
　エアフローメータ４２は、例えば温度センサを内蔵したものであって、吸気温度を検出可能なものである。
　クランク角センサ４３は、内燃機関１０の機関回転数を検出可能なものである。
　コントロールユニット４１は、各種センサ類の検出信号に基づいて、内燃機関１０を最適に制御している。
　コントロールユニット４１は、駆動用モータ５に電力を供給する上記バッテリのバッテリ残量が少なくなると、当該バッテリを充電するために内燃機関１０を駆動して発電機９による発電を行う。
　詳述すると、コントロールユニット４１は、車両走行中に、駆動用モータ５に電力を供給する上記バッテリのバッテリ残量が所定の制御下限値に達すると内燃機関１０を始動し、発電機９による発電を開始する。また、コントロールユニット４１は、内燃機関１０を運転している際に、駆動用モータ５に電力を供給する上記バッテリのバッテリ残量が所定の制御上限値に達すると内燃機関１０を停止し、発電機９による発電を終了する。
　換言すると、コントロールユニット４１は、内燃機関１０の運転中に駆動用モータ５に電力を供給する上記バッテリのバッテリ残量が所定の制御上限値に達すると、所定の自動停止条件が成立したと判断して内燃機関１０を自動停止する。また、コントロールユニット４１は、内燃機関１０の自動停止中に駆動用モータ５に電力を供給する上記バッテリのバッテリ残量が所定の制御下限値に達すると、所定の自動再始動条件が成立したと判断して内燃機関１０を自動再始動する。
　つまり、コントロールユニット４１は、運転中に所定の自動停止条件が成立すると内燃機関１０を自動停止し、内燃機関１０の自動停止中に所定の自動再始動条件が成立すると内燃機関１０を自動再始動する第１制御部に相当する。
　内燃機関１０の自動再始動条件は、マニホールド触媒３２の触媒温度や床下触媒３３の触媒温度が低下することで成立することはない。詳述すると、自動停止中の内燃機関１０は、仮にマニホールド触媒３２及び床下触媒３３の触媒温度が活性温度を下回っても、そのことを以て自動再始動することはない。すなわち、自動停止中の内燃機関１０は、排気通路３１に設けられた全ての触媒で触媒温度が活性温度を下回っても、そのことを以て自動再始動条件が成立することはない。
　そのため、内燃機関１０が自動停止している時間を長くすることができ、内燃機関１０の燃料消費量を低減して燃費を向上させることができる。
　コントロールユニット４１は、車両運転中にマニホールド触媒３２の触媒温度が所定の活性温度以上に維持されるように、電気加熱触媒３４に電力を供給する。
　詳述すると、コントロールユニット４１は、車両運転中に内燃機関１０が停止（自動停止）している場合、電気加熱触媒３４に通電（電力を供給）してマニホールド触媒３２の触媒温度を活性温度以上に維持する。換言すれば、コントロールユニット４１は、車両運転中に内燃機関１０が停止（自動停止）している場合、マニホールド触媒３２の触媒温度が活性温度以上に維持されるように電気加熱触媒３４に通電（電力を供給）する。
　つまり、コントロールユニット４１は、電気加熱触媒３４を備える触媒の触媒温度が活性温度以上に維持されるように電力を供給する触媒暖機制御部に相当する。触媒暖機制御部としてのコントロールユニット４１は、内燃機関１０の自動停止中に電気加熱触媒３４に電力を供給して電気加熱触媒３４を備える触媒の触媒温度を活性温度以上に維持するものでもある。
　従って、電気加熱触媒３４を備えたマニホールド触媒３２は、常に排気を浄化可能な状態に維持される。
　そして、コントロールユニット４１は、内燃機関１０を自動再始動する際に、床下触媒３３の触媒温度が活性温度未満の場合には、マニホールド触媒３２で浄化可能な排気ガス量となるように内燃機関１０の出力制限を実施する。換言すれば、コントロールユニット４１は、内燃機関１０を自動再始動する際に、マニホールド触媒３２及び床下触媒３３のうち活性温度以上となっている触媒で浄化可能な排気ガス量となるように内燃機関１０の出力制限を実施する。
　つまり、コントロールユニット４１は、内燃機関１０を自動再始動する際に、排気通路３１に設けられた排気浄化用の複数の触媒のうち活性温度以上となっている触媒で浄化可能な排気ガス量となるように内燃機関１０の出力制限を行う第２制御部に相当する。
　これによって、ハイブリッド車両１は、内燃機関１０の自動再始動時に、内燃機関１０の排気エミッションの悪化を抑制することができる。
　内燃機関１０を出力制限して運転している間に触媒温度が活性温度未満の温度から活性温度以上になる触媒があった場合には、新たに活性化された触媒の容量に応じて内燃機関１０の出力制限を解除する。
　また、ハイブリッド車両１は、内燃機関１０の自動再始動時に出力制限を行うとき、発電機９で発電された電力のみで駆動用モータ５を駆動すると車両駆動力が不足する場合がある。その場合、ハイブリッド車両１は、駆動用モータ５に電力を供給する上記バッテリからも駆動用モータ５に電力を供給する。換言すると、ハイブリッド車両１は、内燃機関１０の出力制限により車両駆動力が不足すると駆動用モータ５の出力により補っている。
　つまり、コントロールユニット４１が、第３制御部として、内燃機関１０の出力制限により不足する車両駆動力を補えるように駆動用モータ５の出力を制御することになる。
　これにより、ハイブリッド車両１は、車両運転中における内燃機関１０の自動再始動時に、排気エミッションの悪化を抑制できるとともに、内燃機関１０の出力制限による出力不足を回避することができる。
　また、本実施例のハイブリッド車両１は、床下触媒３３に比べて容量の小さいマニホールド触媒３２が電気加熱触媒３４を備えている。そのため、ハイブリッド車両１は、電気加熱触媒３４によってマニホールド触媒３２の触媒温度を活性温度以上に維持する際の電力量を相対的に少なくすることができる。
　ハイブリッド車両１は、マニホールド触媒３２がエンジンルーム内に配置されている。そのため、ハイブリッド車両１は、マニホールド触媒３２が床下触媒３３に比べて走行風の影響を受けにくく、電気加熱触媒３４で消費される電力量を抑制する上で有利なレイアウト構成となっている。
　図３~図５は、上述した実施例のハイブリッド車両１において、自動停止した内燃機関１０が駆動用モータ５に電力を供給する上記バッテリのバッテリ残量が制御下限値となって自動再始動する過程の一例を示すタイミングチャートである。
　図３及び図４は、内燃機関１０が自動再始動する際に床下触媒３３の触媒温度が活性温度以上の場合を示している。但し、図３においては、比較例として、電気加熱触媒３４に通電せずに、駆動用モータ５に電力を供給する上記バッテリのバッテリ残量が制御下限値以下になったタイミングで内燃機関１０を自動再始動した場合を破線で示している。図４においては、比較例として、電気加熱触媒３４に通電せずに、マニホールド触媒３２の触媒温度が活性温度以下になったタイミングで内燃機関１０を自動再始動した場合を破線で示している。つまり、図３と図４は、それぞれの図中に破線で示す比較例のみが互いに異なっている。
　図３及び図４における時刻ｔ１は、内燃機関１０を自動停止したタイミングである。図３及び図４における時刻ｔ２は、マニホールド触媒３２の触媒温度が活性温度以下となって電気加熱触媒３４に通電が開始されるタイミングである。図３及び図４における時刻ｔ３は、駆動用モータ５に電力を供給する上記バッテリのバッテリ残量が制御下限値となり、内燃機関１０を自動再始動するタイミングである。
　図３及び図４に実線で示すように、本実施例のハイブリッド車両１は、内燃機関１０の自動停止中にマニホールド触媒３２の触媒温度が低下すると、マニホールド触媒３２の触媒温度が活性温度未満にならないように電気加熱触媒３４に通電して、電気加熱触媒３４のヒータ出力を大きくしている。
　そのため、本実施例のハイブリッド車両１は、内燃機関１０を自動再始動するタイミングで床下触媒３３の触媒温度が活性温度以上を維持していれば、内燃機関１０の出力制限を行うことなく、排気エミッションを悪化させずに内燃機関１０を自動再始動させることができる。
　なお、本実施例のハイブリッド車両１において、内燃機関１０を自動再始動する時刻ｔ３のタイミングでマニホールド触媒３２の触媒温度が活性温度未満であれば、内燃機関１０の自動再始動後も電気加熱触媒３４への通電を継続するようにしてもよい。
　一方、図３に破線で示す比較例では、内燃機関１０の自動停止中にマニホールド触媒３２の触媒温度が活性温度未満になっても電気加熱触媒３４に通電していない。そのため、図３に破線で示す比較例では、内燃機関１０を自動再始動するタイミングで床下触媒３３の触媒温度が活性温度以上を維持しているものの排気系全体で活性化している触媒容量（触媒活性容量）は低下している。そのため、図３に破線で示す比較例では、内燃機関１０を自動再始動する際に、内燃機関１０の出力を制限している。但し、図３に破線で示す比較例では、出力制限された内燃機関１０の排気ガス量が活性化している触媒容量で浄化可能なガス量とはなっていないため、排気エミッションが悪化している。
　なお、図３における時刻ｔ４は、図３に破線で示す比較例においてマニホールド触媒３２の触媒温度が活性温度に達して内燃機関１０の出力制限を解除したタイミングである。
　図４に破線で示す比較例では、内燃機関１０の自動停止中にマニホールド触媒３２の触媒温度が活性温度以下になると内燃機関１０を自動再始動している。そのため、図４に破線で示す比較例では、内燃機関１０を自動再始動する際に排気エミッションが悪化することはないものの、内燃機関１０を頻繁に自動停止・自動再始動することになり、総じて内燃機関１０の燃費が悪化することになる。
　なお、図４における時刻ｔ４は、図４に破線で示す比較例において駆動用モータ５に電力を供給する上記バッテリのバッテリ残量が制御上限値となり内燃機関１０を自動停止したタイミングである。
　図５は、内燃機関１０が自動再始動する際に、床下触媒３３の触媒温度が活性温度未満の場合を示している。なお、図５においては、比較例として、電気加熱触媒３４に通電せずに、駆動用モータ５に電力を供給する上記バッテリのバッテリ残量が制御下限値以下になったタイミングで内燃機関１０を自動再始動した場合を破線で示している。図５に破線で示す比較例では、内燃機関１０を自動再始動する際に、マニホールド触媒３２及び床下触媒３３の双方の触媒温度が活性温度以下となっている。
　図５における時刻ｔ１は、内燃機関１０を自動停止したタイミングである。図５における時刻ｔ２は、マニホールド触媒３２の触媒温度が活性温度以下となって電気加熱触媒３４に通電が開始されるタイミングである。図５における時刻ｔ３は、床下触媒３３の触媒温度が活性温度以下となって、排気系全体で活性化している触媒容量（触媒活性容量）が低下するタイミングである。図５における時刻ｔ４は、駆動用モータ５に電力を供給する上記バッテリのバッテリ残量が制御下限値となり、内燃機関１０を自動再始動するタイミングである。図５における時刻ｔ５は、破線で示す比較例においてマニホールド触媒３２の触媒温度が活性温度に達したタイミングである。図５における時刻ｔ６は、床下触媒３３の触媒温度が活性温度に達したタイミングである。図５における時刻ｔ７は、破線で示す比較例において床下触媒３３の触媒温度が活性温度に達したタイミングである。
　図５に実線で示すように、本実施例のハイブリッド車両１は、内燃機関１０の自動停止中にマニホールド触媒３２の触媒温度が活性温度未満にならないようにするとともに、内燃機関１０の自動再始動時に、活性温度以上となっている触媒で浄化可能な排気ガス量となるように内燃機関１０の出力制限を実施している。そのため、本実施例のハイブリッド車両１は、排気エミッションを悪化させずに内燃機関１０を自動再始動させることができる。
　一方、図５に破線で示す比較例では、内燃機関１０の自動停止中にマニホールド触媒３２の触媒温度が活性温度未満になっても電気加熱触媒３４に通電していない。図５に破線で示す比較例では、内燃機関１０を自動再始動するタイミングでマニホールド触媒３２及び床下触媒３３の触媒温度がそれぞれ活性温度未満となり、排気系全体で活性化している触媒容量（触媒活性容量）が大きく低下している。そのため、図５に破線で示す比較例では、内燃機関１０を自動再始動する際に、内燃機関１０の出力を制限しているが、活性化している触媒容量で浄化可能な排気ガス量とはなっていないため、排気エミッションが悪化している。
　図６は、上述した実施例のハイブリッド車両１における制御の流れを示すフローチャートである。
　ステップＳ１では、車両が運転中であるか否かを判定する。ステップＳ１において車両が運転中であれば、ステップＳ２に進む。ステップＳ１において車両が運転中でなければ今回のルーチンを終了する。なお、ステップＳ１における運転中とは、走行中の車両の一時停止を含むものである。
　ステップＳ２では、内燃機関１０が停止した状態であるか否かを判定する。ステップＳ２において内燃機関１０が停止状態であればステップＳ３へ進む。ステップＳ２において内燃機関１０が停止状態でなければステップＳ９へ進む。
　ステップＳ３では、マニホールド触媒３２の触媒温度が活性温度未満であるか否かを判定する。ステップＳ３においてマニホールド触媒３２の触媒温度が活性温度未満であればステップＳ４へ進む。ステップＳ３においてマニホールド触媒３２の触媒温度が活性温度未満でなければステップＳ１１へ進む。
　ステップＳ４では、電気加熱触媒３４が非通電状態であるか否かを判定する。ステップＳ４において電気加熱触媒３４に電力が供給されていないのであればステップＳ５へ進む。ステップＳ４において電気加熱触媒３４に電力が供給されているのであればステップＳ６へ進む。
　ステップＳ５では、電気加熱触媒３４に通電する。つまり、ステップＳ４において電気加熱触媒３４が非通電状態である場合には、電気加熱触媒３４への通電を開始する。
　ステップＳ６では、内燃機関１０の自動再始動条件が成立したか否かを判定する。ステップＳ６において内燃機関１０の自動再始動条件が成立していればステップＳ７へ進む。ステップＳ６において内燃機関１０の自動再始動条件が成立していなければ今回のルーチンを終了する。
　ステップＳ７では、床下触媒３３の触媒温度が活性温度未満であるか否かを判定する。ステップＳ７において床下触媒３３の触媒温度が活性温度未満であればステップＳ８へ進む。ステップＳ７において床下触媒３３の触媒温度が活性温度未満でなければステップＳ１３へ進む。
　ステップＳ８では、マニホールド触媒３２で浄化可能な排気ガス量となるように出力制限をして内燃機関１０を運転する。ステップＳ８において内燃機関１０を運転する際には、電気加熱触媒３４が通電状態であれば電気加熱触媒３４への通電を終了して内燃機関１０を自動再始動する。
　ステップＳ９では、内燃機関１０の自動停止条件が成立したか否かを判定する。ステップＳ９において内燃機関１０の自動停止条件が成立していればステップＳ１０へ進む。ステップＳ９において内燃機関１０の自動停止条件が成立していなければ今回のルーチンを終了する。
　ステップＳ１０では、内燃機関１０を停止する。
　ステップＳ１１では、電気加熱触媒３４が通電状態であるか否かを判定する。ステップＳ１１において電気加熱触媒３４に電力が供給されているのであればステップＳ１２へ進む。ステップＳ１１において電気加熱触媒３４に電力が供給されていないのであればステップＳ６へ進む。
　ステップＳ１２では、電気加熱触媒３４への通電を終了する。つまり、ステップＳ１１において電気加熱触媒３４が通電状態である場合には、電気加熱触媒３４への通電を終了する。
　ステップＳ１３では、出力制限をせずに内燃機関１０を運転する。ステップＳ１３において内燃機関１０を運転する際には、電気加熱触媒３４が通電状態であれば電気加熱触媒３４への通電を終了して内燃機関１０を自動再始動する。
　以上、本発明の具体的な実施例を説明してきたが、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、電気加熱触媒３４は、床下触媒３３が備えるようにしてもよい。
すなわち、ハイブリッド車両１は、マニホールド触媒３２ではなく、床下触媒３３が電気加熱触媒３４を備えるようにしてもよい。床下触媒３３が電気加熱触媒３４を備える場合、床下触媒３３は、上流側の部分が電気加熱触媒３４で構成されることになる。
　マニホールド触媒３２に比べて容量の大きい床下触媒３３が電気加熱触媒３４を備える場合には、電気加熱触媒３４によって容量の大きい床下触媒３３の温度が活性温度以上に維持されるため、電気加熱触媒３４で消費される電力量は増加する。また、床下触媒３３は、マニホールド触媒３２に比べて走行風の影響を受けやすい。そのため、電気加熱触媒３４によって床下触媒３３の触媒温度を活性温度以上に維持することは、電気加熱触媒３４で消費される電力量を抑制する上で不利なレイアウト構成となる。但し、排気系全体で見た場合、内燃機関１０の自動再始動時に、早期に排気通路３１に設けられた触媒３２、３３を全て活性化することができる。
　マニホールド触媒３２は、容量が小さい上、内燃機関１０に近い位置に設けられているので、内燃機関１０の自動再始時に触媒温度が活性温度未満であっても、内燃機関１０の自動再始時動後に排気により比較的に早期に活性化させることが可能である。
　一方、床下触媒３３は、容量が大きいため、内燃機関１０の自動再始時に触媒温度が活性温度未満の場合、内燃機関１０の自動再始時動後に触媒が活性化するまでに時間を要することになる。
　また、マニホールド触媒３２及び床下触媒３３は、双方ともに電気加熱触媒３４を備えていてもよい。
　上述した実施例において、電気加熱触媒３４の電力供給源が駆動用モータ５に電力を供給する上記バッテリと異なる場合には、駆動用モータ５に電力を供給する上記バッテリもしくは電気加熱触媒３４の電力供給源のいずれか一方のバッテリ残量が所定の制御下限値を下回ったタイミングで内燃機関１０の自動再始動条件が成立するようにしてもよい。
　電気加熱触媒３４の電力供給源が駆動用モータ５に電力を供給する上記バッテリと異なる場合には、駆動用モータ５に電力を供給する上記バッテリもしくは電気加熱触媒３４の電力供給源のいずれか一方のバッテリ残量が所定の制御上限値に達したタイミングで内燃機関１０の自動停止条件が成立するようにしてもよい。
　また、本発明は、上述したシリーズハイブリッド車両以外のハイブリッド車両（例えばいわゆるパラレルハイブリッド車両）にも適用可能である。
　車両の駆動輪２に内燃機関１０及び駆動用モータ５の双方の駆動トルクを伝達可能なパラレルハイブリッド車両に本発明を適用した場合の内燃機関１０の自動停止としては、上述した実施例の自動停止の他に、例えば、アイドルストップ、コーストストップ及びセーリングストップがある。
　内燃機関１０は、車両の走行中に自動停止条件としてのアイドルストップ実施条件が成立するとアイドルストップ（自動停止）する。アイドルストップした内燃機関１０は、自動再始動条件としてのアイドルストップ解除条件が成立すると自動再始動する。
　アイドルストップ実施条件は、例えば、アクセルペダルが踏み込まれていない状態であること、ブレーキペダルが踏み込まれた状態であること、車速が所定値以下であること、バッテリのバッテリ残量が所定のアイドルストップ禁止閾値以上であること等である。これらのアイドルストップ実施条件が全て満たされた場合にアイドルストップ実施条件が成立し、内燃機関１０が自動停止する。
　アイドルストップ解除条件は、車両の停止中に、例えば、アクセルペダルが踏み込まれた状態であること、ブレーキペダルが踏み込まれていない状態であること、バッテリのバッテリ残量がアイドルストップ禁止閾値未満であること等である。これらのアイドルストップ解除条件を一つでも満たされた場合に、アイドルストップ解除条件が成立し、内燃機関１０が自動再始動する。
　内燃機関１０は、車両の走行中に自動停止条件としてのコーストストップ実施条件が成立するとコーストストップ（自動停止）する。コーストストップした内燃機関１０は、自動再始動条件としてのコーストストップ解除条件が成立すると自動再始動する。
　コーストストップ実施条件は、例えば、ブレーキペダルが踏み込まれた状態の減速中に、バッテリのバッテリ残量が所定値以上あるような場合に成立する。
　コーストストップ解除条件は、例えば、アクセルペダルが踏み込まれた場合や、ブレーキペダルが踏み込まれなくなった場合や、バッテリのバッテリ残量が所定値以下になる等の車両の電力確保が必要な場合に成立する。
　コーストストップとは、低車速でブレーキペダルが踏み込まれた状態の減速中に、内燃機関１０を自動停止した状態である。
　内燃機関１０は、車両の走行中に自動停止条件としてのセーリングストップ実施条件が成立するとセーリングストップ（自動停止）する。セーリングストップした内燃機関１０は、自動再始動条件としてのセーリングストップ解除条件が成立すると自動再始動する。
　セーリングストップ実施条件は、例えば、車両の走行中にアクセルペダルが踏み込まれた状態から踏み込まれていない状態となり、バッテリのバッテリ残量が所定値以上あるような場合に成立する。つまり、セーリングストップ条件は、駆動力要求が無い場合に成立する。
　セーリングストップ解除条件は、例えば、アクセルペダルが踏み込まれた場合や、バッテリのバッテリ残量が所定値以下になる等の車両の電力確保が必要な場合に成立する。
　セーリングストップとは、中高車速でブレーキペダルが踏まれていない惰性走行中に、内燃機関１０を自動停止した状態である。
　なお、上述した実施例は、内燃機関１０の制御方法及び内燃機関１０の制御装置に関するものである。

Claims (7)

  1. 　運転中に所定の自動停止条件が成立すると内燃機関を自動停止し、上記内燃機関の自動停止中に所定の自動再始動条件が成立すると当該内燃機関を自動再始動し、上記内燃機関の停止中に電動機を駆動源として駆動輪を駆動可能なハイブリッド車両の制御方法において、
    　自動停止中の上記内燃機関を自動再始動する際には、上記内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化用の複数の触媒のうち活性温度以上となっている触媒で浄化可能な排気ガス量となるように上記内燃機関の出力制限を行い、かつ当該内燃機関の出力制限により車両駆動力が不足すると上記電動機の出力により補うハイブリッド車両の制御方法。
  2. 　上記複数の触媒のうちの少なくとも一つは通電することによって発熱する電気加熱触媒を備え、
    　上記電気加熱触媒には、当該電気加熱触媒を備える触媒の触媒温度が活性温度以上に維持されるように電力を供給する請求項１に記載のハイブリッド車両の制御方法。
  3. 　上記複数の触媒のうちの少なくとも一つは通電することによって発熱する電気加熱触媒を備え、
    　上記電気加熱触媒には、上記内燃機関の自動停止中、当該電気加熱触媒を備える触媒の触媒温度が活性温度以上に維持されるように電力を供給する請求項１に記載のハイブリッド車両の制御方法。
  4. 　上記内燃機関の自動再始動条件は、上記複数の触媒の触媒温度によらないものである請求項２または３に記載のハイブリッド車両の制御方法。
  5. 　上記複数の触媒は、上記排気通路の上流側に位置する第１排気触媒と、上記第１排気触媒の下流側に位置する第２排気触媒と、であって、
    　上記第１排気触媒が上記電気加熱触媒を備える請求項２~４のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御方法。
  6. 　上記複数の触媒は、上記排気通路の上流側に位置する第１排気触媒と、上記第１排気触媒の下流側に位置する第２排気触媒と、であって、
    　上記第２排気触媒が上記電気加熱触媒を備える請求項２~４のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御方法。
  7. 　内燃機関の停止中に電動機を駆動源として駆動輪を駆動可能なハイブリッド車両の制御装置において、
    　運転中に所定の自動停止条件が成立すると上記内燃機関を自動停止し、上記内燃機関の自動停止中に所定の自動再始動条件が成立すると当該内燃機関を自動再始動する第１制御部と、
    　上記内燃機関を自動再始動する際に、排気通路に設けられた排気浄化用の複数の触媒のうち活性温度以上となっている触媒で浄化可能な排気ガス量となるように上記内燃機関の出力制限を行う第２制御部と、
    　上記内燃機関を自動再始動する際に、当該内燃機関の出力制限により車両駆動力が不足すれば上記電動機の出力により補うようにする第３制御部と、
    　を有するハイブリッド車両の制御装置。
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