車両用制御装置
【課題】燃費向上と排気エミッションの向上との両立を図ることができる車両用制御装置を提供する。
【解決手段】加速走行と惰性走行とを車速範囲Ｒで繰り返す断続走行が可能なハイブリッド車両に用いられる車両用制御装置であって、エンジンを自立運転させて暖機を行うとともにモータＭＧ２の駆動力またはエンジンおよびモータＭＧ２の駆動力を用いて断続走行を実行する暖機断続走行モードと、エンジンおよびモータＭＧ２の駆動力を用いて断続走行を実行する通常断続走行モードとを有し、冷却水温Ｔｗが目標暖機温度Ｔｏに達したことを条件に暖機が完了したものと判断し、暖機断続走行モードから通常断続走行モードに切り替えるＨＶＥＣＵを備え、ＨＶＥＣＵは、暖機断続走行モードの実行中、冷却水温Ｔｗに基づき、加速走行時のエンジン出力Ｐｅを可変させる。
【解決手段】加速走行と惰性走行とを車速範囲Ｒで繰り返す断続走行が可能なハイブリッド車両に用いられる車両用制御装置であって、エンジンを自立運転させて暖機を行うとともにモータＭＧ２の駆動力またはエンジンおよびモータＭＧ２の駆動力を用いて断続走行を実行する暖機断続走行モードと、エンジンおよびモータＭＧ２の駆動力を用いて断続走行を実行する通常断続走行モードとを有し、冷却水温Ｔｗが目標暖機温度Ｔｏに達したことを条件に暖機が完了したものと判断し、暖機断続走行モードから通常断続走行モードに切り替えるＨＶＥＣＵを備え、ＨＶＥＣＵは、暖機断続走行モードの実行中、冷却水温Ｔｗに基づき、加速走行時のエンジン出力Ｐｅを可変させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動力源として内燃機関および電動機を備えた車両に適用される車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両用制御装置が適用される車両として、内燃機関およびモータジェネレータ（以下、単にモータという）を駆動力源として備え、車両の走行状態に応じて内燃機関が間欠的に運転および停止されるよう制御されるハイブリッド車両が知られている。
【０００３】
近年、このようなハイブリッド車両の中には、例えば内燃機関により駆動力を発生させて車両を走行させる加速走行と、内燃機関に機械的動力を出力させることなく車両の慣性力により惰性で車両を走行させる、いわゆるコーストダウン（以下、惰性走行という）とを交互に行う断続走行により予め設定された目標車速に従って車両を走行させるものもある。このような断続走行を実施することによって、内燃機関を継続的に運転して車両を定速走行させる場合に比べて、燃料消費を抑制した低燃費運転が実現可能である。
【０００４】
ところで、一般に、このようなハイブリッド車両にあっても、燃料を燃焼して内燃機関を駆動させているため、排気ガスを排出することに変わりはなく、この排気ガスを浄化するために触媒が設けられている。また、このような触媒は、浄化作用を発揮するために十分に温められている必要がある。したがって、例えば長時間停止後の内燃機関の始動時等には、触媒の温度を上昇させるための暖機走行が行われることが知られている。同暖機走行中は、内燃機関を所定のアイドル回転数で自立運転させるとともに、蓄電池に蓄えられた電力を用いてモータを駆動することによって車両を走行させる。
【０００５】
ところが、蓄電池の残容量が所定値以下に低下した状態では、暖機走行中であっても、蓄電池の充電に必要な電力を発電するだけの出力、あるいは車両を走行させるために必要な出力で内燃機関を運転させなければならない。このような場合、暖機走行中の触媒の浄化能力を上回る量の排気ガスが排出されることにより排気エミッションが悪化するおそれがある。
【０００６】
近年、暖機走行中における排気エミッションの向上を目的としたハイブリッド車両として、蓄電池の残容量に応じて、モータの駆動力のみで車両を走行させるＥＶ走行を禁止するよう制御する車両用制御装置を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
この従来の車両用制御装置は、ＥＶ走行を選択するＥＶスイッチがＯＮとなったときは、蓄電池の残容量が第１の閾値より大きい場合にのみＥＶ走行を許可するとともに、ＥＶ走行中に蓄電池の残容量が第１の閾値よりも小さい第２の閾値を下回った場合には、ＥＶ走行の継続を禁止する。したがって、この車両用制御装置によれば、暖機走行中に蓄電池の残容量が電力供給可能な下限値を下回ることがなく、暖機走行中のモータの駆動を確保することができる。このため、暖機走行中に内燃機関が自立運転を維持する以上の出力で運転されることがなく、暖機走行中に触媒の浄化能力を上回る量の排気ガスが排出されることを防止することができ、排気エミッションを向上させることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−５１８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の従来の車両用制御装置にあっては、例えば上述したような断続走行を行うことについて考慮されておらず、したがって暖機走行中に断続走行に切り替わった場合にモータおよび内燃機関の運転状態をどのように制御するかについても当然考慮されていない。このため、この従来の車両用制御装置においては、断続走行による燃費向上と暖機時における排気エミッションの向上との両立を図ることができないという問題があった。
【００１０】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、燃費向上と排気エミッションの向上との両立を図ることができる車両用制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る車両用制御装置は、上記目的達成のため、（１）車両の駆動力を発生する駆動力源として内燃機関および電動機と、前記内燃機関の排気通路上に設けられた触媒とを備え、前記駆動力を得て走行する加速走行と前記駆動力源から前記駆動力を出力せずに惰性で走行する惰性走行とを、車速に応じて決定される車速範囲で繰り返し行って走行する断続走行が可能な車両に用いられる車両用制御装置であって、前記内燃機関を予め定められた回転数で自立運転させて前記触媒の暖機を行うとともに前記電動機が発生する駆動力または前記電動機および前記内燃機関が発生する駆動力を用いて前記断続走行を実行する暖機断続走行モードと、前記内燃機関および前記電動機が発生する駆動力を用いて前記断続走行を実行する通常断続走行モードとを有し、前記暖機の進行状態と相関する物理量が予め設定された目標値に達したことを条件に前記暖機が完了したものと判断し、前記暖機断続走行モードから前記通常断続走行モードに切り替える制御手段を備え、前記制御手段は、前記暖機断続走行モードの実行中、前記物理量に基づき、加速走行時の前記内燃機関の機関出力を可変させる構成を有する。
【００１２】
この構成により、本発明に係る車両用制御装置は、制御手段が、暖機の進行状態と相関する物理量が予め設定された目標値に達したことを条件に暖機が完了したものと判断し、暖機断続走行モードから通常断続走行モードに切り替える。また、暖機断続走行モードの実行中は、暖機の進行状態に相関する物理量に基づき、断続走行における加速走行時の内燃機関の機関出力が可変させられる。
【００１３】
このため、例えば暖機初期時のような低温域で車両を断続走行させる場合には、熱効率が低く内燃機関の運転効率が低下するため、機関出力によらず電動機の出力によって断続走行を行うことができる。これにより暖機初期時の燃費が向上する。一方、暖機が進行すると、上記物理量が大きくなり触媒の浄化能力も高まることから、この浄化能力を上回らない範囲で機関出力を出力可能となる。この場合、触媒の浄化能力を維持しつつ、内燃機関と電動機の出力を用いて断続走行を行うことができる。
【００１４】
したがって、本発明に係る車両用制御装置は、暖機の進行状態に応じて電動機および内燃機関の出力を好適に制御することができ、燃費向上と排気エミッションの向上との両立を図ることができる。
【００１５】
なお、物理量に基づき機関出力を可変させるとは、例えば物理量自体の変化に基づき機関出力を可変させる場合や、物理量と予め設定された目標値との差分の変化に基づき機関出力を可変させる場合を含む概念である。
【００１６】
また、本発明に係る車両用制御装置は、上記（１）に記載の車両用制御装置において、（２）前記制御手段は、前記物理量が大きくなるほど増大する内燃機関の出力上限値を設定し、前記暖機断続走行モードの実行中、前記出力上限値を超えない範囲で前記機関出力を可変する構成を有する。
【００１７】
この構成により、本発明に係る車両用制御装置は、暖機断続走行モード中は、物理量が大きくなるほど増大する内燃機関の出力上限値を超えない範囲で機関出力が可変とされる。このため、暖機の進行に伴い高まる触媒の浄化能力を上回るような機関出力が出力されることが抑制される。
【００１８】
また、本発明に係る車両用制御装置は、上記（１）に記載の車両用制御装置において、（３）前記制御手段は、前記物理量と前記目標値との差分が小さくなるほど増大する内燃機関の出力上限値を設定し、前記暖機断続走行モードの実行中、前記出力上限値を超えない範囲で前記機関出力を可変する構成を有する。
【００１９】
この構成により、本発明に係る車両用制御装置は、暖機断続走行モード中は、物理量と目標値との差分が小さくなるほど増大する内燃機関の出力上限値を超えない範囲で機関出力が可変とされる。このため、暖機の進行に伴い高まる触媒の浄化能力を上回るような機関出力が出力されることが抑制される。
【００２０】
また、本発明に係る車両用制御装置は、上記（２）または（３）に記載の車両用制御装置において、（４）前記出力上限値は、前記触媒の浄化能力を維持可能な値に設定される。
【００２１】
この構成により、本発明に係る車両用制御装置は、触媒の浄化能力を上回るような機関出力を出力することを防止することができる。
【００２２】
また、本発明に係る車両用制御装置は、上記（１）ないし（４）に記載の車両用制御装置において、（５）前記制御手段は、前記暖機断続走行モードにおける惰性走行時、前記内燃機関を自立運転させる構成を有する。
【００２３】
この構成により、本発明に係る車両用制御装置は、制御手段が暖機断続走行モードにおける惰性走行時、内燃機関を自立運転させるので、触媒の暖機を促進することができる。
【００２４】
また、本発明に係る車両用制御装置は、上記（１）ないし（５）に記載の車両用制御装置において、（６）前記制御手段は、前記内燃機関の冷却水温、前記触媒の温度、前記内燃機関の油温のいずれか１つを、前記物理量として用いる構成を有する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、燃費向上と排気エミッションの向上との両立を図ることができる車両用制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両用制御装置が適用されるハイブリッド車両の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るエンジンの概略構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るＨＶＥＣＵで実行される断続走行制御のフローチャートである。
【図４】図３の断続走行制御に続くフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態における断続走行制御のタイムチャートであって、（ａ）は、暖機断続走行モードのタイムチャートであり、（ｂ）は、通常断続走行モードのタイムチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るＨＶＥＣＵで実行される断続走行制御のフローチャートである。
【図７】図６の断続走行制御に続くフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施の形態における暖機断続走行モードのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２８】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態では、車両用制御装置を駆動力源として内燃機関と電動機とを搭載した車両、いわゆるハイブリッド車両に適用した例について説明する。
【００２９】
図１に示すように、ハイブリッド車両１は、ハイブリッド車両１の駆動力を発生する駆動力源として、エンジン２と、発電可能な電動機であるモータジェネレータ（以下、単にモータという）ＭＧ１、ＭＧ２とを備える。また、ハイブリッド車両１は、駆動装置３と、車両用制御装置４とを備えている。
【００３０】
駆動装置３は、モータＭＧ１、ＭＧ２、動力分割統合機構４０、減速機構７０および差動機構８０を備え、いわゆるハイブリッド・トランスアクスルを構成している。また、駆動装置３は、エンジン２と結合されて動力出力装置（パワープラント）を構成している。
【００３１】
エンジン２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されている。
【００３２】
図２に示すように、エンジン２は、エアクリーナ２０により清浄された空気をスロットルバルブ２１および吸気通路２２を介して吸入する。その後、エンジン２は、燃料噴射弁２３からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ２４を介して燃料室に吸入する。次いで、エンジン２は、吸入した混合気を点火プラグ２５による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン２６の往復運動を機関出力軸１２の回転運動に変換する。
【００３３】
エンジン２の排気通路２８上には、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する排ガス浄化触媒（以下、三元触媒という）２９ａを含む浄化装置２９が設けられている。したがって、エンジン２からの排気は、浄化装置２９を介して外気へ排出される。本実施の形態における三元触媒２９ａは、本発明に係る触媒を構成する。
【００３４】
三元触媒２９ａは、同触媒に導入される排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）が略理論空燃比のとき、排気ガス中の未燃成分（ＨＣ、ＣＯ）を酸化し、同時にＮＯｘを還元する機能により排気ガスを浄化する。エンジン２においては、三元触媒２９ａを最も有効に機能させるため、後述するＡ／Ｆセンサ２０７およびＯ２センサ２０８の各出力値に基づいて、空燃比（実空燃比）が理論空燃比に一致するように空燃比フィードバック制御がエンジンＥＣＵ２００により実行される。
【００３５】
また、三元触媒２９ａが上述したような有害成分を浄化する浄化能力を発揮するには、十分に温められている必要がある。したがって、長時間停止後のエンジン２の始動時には、三元触媒２９ａの温度（触媒床温）が低いため、温度を上昇させる、すなわち三元触媒２９ａを活性化させる暖機が必要である。このような三元触媒２９ａの暖機は、後述する触媒暖機制御を実行することにより行われる。
【００３６】
また、エンジン２は、吸気バルブ２４の開閉タイミングＶＴを連続的に変更可能な可変バルブタイミング機構９０を備える。可変バルブタイミング機構９０は、図示しないベーン式のＶＶＴコントローラと、オイルコントロールバルブとを備え、吸気バルブ２４の開閉タイミングＶＴにおけるインテークカムシャフト（図示せず）の角度を連続的に変更する。
【００３７】
また、図１に示すように、機関出力軸１２には、動力分割統合機構４０が結合されている。エンジン２は、機関出力軸１２から駆動輪６に向けて機械的動力（以下、エンジン出力という）を出力する。この機械的動力は、エンジンＥＣＵ２００により制御可能となっている。
【００３８】
モータＭＧ１、ＭＧ２は、供給された電力を機械的動力に変換する電動機としての機能と、入力された機械的動力を電力に変換する発電機としての機能とを兼ね備えた、いわゆるモータジェネレータである。モータＭＧ１は、主に発電機として用いられ、モータＭＧ２は、主に電動機として用いられる。本実施の形態におけるモータＭＧ２は、本発明に係る電動機を構成する。
【００３９】
モータＭＧ１、ＭＧ２は、永久磁石式交流同期モータ等で構成されている。モータＭＧ１、ＭＧ２は、ステータ５３、５４と、ロータ５１、５２とを有している。ステータ５３、５４は、後述するインバータ６１、６２から交流電力の供給を受けて回転磁界を形成するようになっている。ロータ５１、５２は、動力分割統合機構４０に結合され、回転磁界に引き付けられて回転するようになっている。モータＭＧ１、ＭＧ２には、それぞれロータ５１、５２の回転角位置を検出するレゾルバ（図示せず）が設けられている。レゾルバは、検出したロータ５１、５２の回転角位置に応じた信号をモータＥＣＵ６０に送信するようになっている。
【００４０】
モータＭＧ１、ＭＧ２は、二次電池（蓄電池）１０５からの電力の供給を受けて電動機として動作することができる（以下、この動作状態を力行という）。一方、図示しないモータ軸が外力により回転している場合には、起電力を生じさせて二次電池１０５を充電する発電機として動作することができる（以下、この動作状態を回生という）。
【００４１】
また、駆動装置３には、インバータ６１、６２およびモータＥＣＵ６０が設けられている。インバータ６１、６２は、それぞれステータ５３、５４に接続されている。インバータ６１、６２は、二次電池１０５から供給される直流電力を交流電力に変換して、それぞれ対応するモータＭＧ１、ＭＧ２に供給可能に構成されている。また、インバータ６１、６２は、モータＭＧ１、ＭＧ２からの交流電力を直流電力に変換して二次電池１０５に回収可能に構成されている。インバータ６１、６２の電力供給および電力回収は、モータＥＣＵ６０により制御される。
【００４２】
動力分割統合機構４０は、エンジン２およびモータＭＧ１、ＭＧ２が出力した機械的動力を駆動軸７に伝達する動力伝達機構である。動力分割統合機構４０は、シングルピニオン式の動力分割遊星歯車４０ａおよび減速遊星歯車４０ｃを備えている。
【００４３】
動力分割遊星歯車４０ａは、エンジン２が出力した機械的動力を、モータＭＧ１を駆動する機械的動力と減速機構７０を駆動する機械的動力に分割可能に構成されている。動力分割遊星歯車４０ａは、サンギヤ４２と、プラネタリピニオン４３と、プラネタリキャリア４４と、リングギヤ４５ａとを備えている。
【００４４】
サンギヤ４２は、モータＭＧ１のロータ５１に結合されている。プラネタリピニオン４３は、プラネタリキャリア４４に対して公転および自転可能に支持されている。プラネタリキャリア４４は、機関出力軸１２に結合されている。このように構成された動力分割遊星歯車４０ａは、エンジン２のエンジン出力を、プラネタリピニオン４３を介してサンギヤ４２に伝達する機械的動力と、リングギヤ４５ａに伝達する機械的動力に分割するようになっている。エンジン２からサンギヤ４２に伝達された機械的動力は、モータＭＧ１のロータ５１に伝達され、発電に供される。
【００４５】
減速遊星歯車４０ｃは、モータＭＧ２が出力した機械的動力を、回転速度を減速しトルクを増大させて減速機構７０に伝達可能に構成されている。減速遊星歯車４０ｃは、サンギヤ４６と、プラネタリキャリア４７と、プラネタリピニオン４８と、リングギヤ４５ｃとを備えている。
【００４６】
サンギヤ４６は、モータＭＧ２のロータ５２に結合されている。プラネタリキャリア４７は、駆動装置３のハウジングに固定されている。プラネタリピニオン４８は、プラネタリキャリア４７に対して自転可能に支持されている。このように構成された減速遊星歯車４０ｃは、モータＭＧ２が出力した機械的動力を、プラネタリピニオン４８を介して回転速度を減速しトルクを増大させてリングギヤ４５ｃに伝達するようになっている。
【００４７】
これら動力分割遊星歯車４０ａと減速遊星歯車４０ｃとは、同心上に配置されており、リングギヤ４５ａとリングギヤ４５ｃとが一体に結合されている。リングギヤ４５ａ、４５ｃの外周側には、減速機構７０のカウンタドリブンギヤ７４と噛み合うカウンタドライブギヤ４９が設けられている。動力分割統合機構４０は、モータＭＧ２からリングギヤ４５ｃに伝達された機械的動力と、エンジン２からリングギヤ４５ａに伝達された機械的動力を統合してカウンタドライブギヤ４９から減速機構７０に伝達する。
【００４８】
減速機構７０は、カウンタドリブンギヤ７４とファイナルドライブギヤ７８とからなる。カウンタドリブンギヤ７４は、カウンタドライブギヤ４９と噛み合い、ファイナルドライブギヤ７８は、差動機構８０のリングギヤ８２と噛み合う。また、これらカウンタドリブンギヤ７４とファイナルドライブギヤ７８とは、同心上に配置され、一体的に結合されている。減速機構７０は、動力分割統合機構４０からカウンタドリブンギヤ７４に伝達された機械的動力を、回転速度を減速しトルクを増大させて、ファイナルドライブギヤ７８から差動機構８０に伝達する。
【００４９】
差動機構８０は、ファイナルドライブギヤ７８に噛み合うリングギヤ８２を備えている。差動機構８０は、減速機構７０からリングギヤ８２に伝達された機械的動力を左右の駆動輪６に分配して出力する。
【００５０】
図１および図２に示すように、車両用制御装置４は、ハイブリッド用電子制御装置（以下、単にＨＶＥＣＵという）１００と、エンジンＥＣＵ２００と、モータＥＣＵ６０と、アクセルペダルポジションセンサ１０１、車速センサ１０２および水温センサ２０２を含む各種センサ類と、エコスイッチ１０４とを含んで構成されている。
【００５１】
ＨＶＥＣＵ１００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵは、ＲＡＭの一時記憶機能を利用するとともにＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うようになっている。ＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等が予め記憶されている。
【００５２】
ＨＶＥＣＵ１００は、エンジン２およびモータＭＧ１、ＭＧ２を協調して制御する。また、ＨＶＥＣＵ１００は、アクセルペダルポジションセンサ１０１および車速センサ１０２の検出結果に応じて、エンジンＥＣＵ２００およびモータＥＣＵ６０と協働して後述する断続走行制御を実行可能に構成されている。本実施の形態におけるＨＶＥＣＵ１００は、本発明に係る制御手段を構成する。
【００５３】
また、ＨＶＥＣＵ１００は、車両走行中において、エンジン２を始動し、または作動を停止して、エンジン２の作動状態と非作動状態とを切替可能である。非作動状態とは、エンジン出力がゼロであり、かつ機関回転速度がゼロである、すなわち機関出力軸１２が静止しており、エンジン２においてエンジンブレーキトルクも生じない状態を意味している。一方、作動状態とは、エンジン２が機関出力軸１２から機械的動力（エンジン出力）を出力している状態を意味している。
【００５４】
例えば、一定の車速での走行中においてエンジン２を非作動状態にする場合、ＨＶＥＣＵ１００は、モータＭＧ２のモータ回転速度はそのままに、モータ出力を増大させるとともに、その分、エンジン２のエンジン出力をゼロにして、モータＭＧ１のロータ５１をリングギヤ４５ａ、４５ｃとは逆の回転方向に空転させて、機関回転速度をゼロにする。このようにして、エンジン２の作動を停止して、非作動状態にすることが可能となっている。
【００５５】
また、一定の車速での車両走行中においてエンジン２を作動状態にする場合、ＨＶＥＣＵ１００は、モータＭＧ２のモータ回転速度はそのままに、モータ出力を減少させるとともに、モータＭＧ１のロータ５１をリングギヤ４５ａ、４５ｃと同一の回転方向に力行させて、機関回転速度を上昇させて、エンジン２のクランキングを行う。これにより、エンジン２を始動して、作動状態にすることが可能となっている。
【００５６】
エンジンＥＣＵ２００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵは、ＲＡＭの一時記憶機能を利用するとともにＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うようになっている。ＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等が予め記憶されている。
【００５７】
エンジンＥＣＵ２００には、クランクポジションセンサ２０１、水温センサ２０２、カムポジションセンサ２０３、スロットルバルブポジションセンサ２０４、エアフローメータ２０５、温度センサ２０６、Ａ／Ｆセンサ２０７、Ｏ２センサ２０８が接続されている。
【００５８】
クランクポジションセンサ２０１は、機関出力軸１２の回転位置すなわちクランク角θｃｒやエンジン回転数Ｎｅを検出する。水温センサ２０２は、エンジン２の冷却水の温度すなわち冷却水温Ｔｗを検出する。カムポジションセンサ２０３は、インテークカムシャフトや排気バルブを開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置すなわちカム角θｃａを検出する。スロットルバルブポジションセンサ２０４は、スロットルバルブ２１のスロットル開度ＴＨを検出する。エアフローメータ２０５は、吸気管に取り付けられ、吸入空気の質量流量すなわち吸入空気量Ｑａを検出する。温度センサ２０６は、吸気管に取り付けられ、吸気温Ｔａを検出する。Ａ／Ｆセンサ２０７は、空燃比に対してリニアな特性を有し、比較的広範囲にわたる空燃比を連続的に検出する。Ｏ２センサ２０８は、理論空燃比を境に出力値が急変する特性（Ｚ特性）を有し、排気ガス中の酸素濃度を起電力におきかえ、空燃比が理論空燃比に対してリーンかリッチかを検出する。これら各センサは、検出結果に応じた信号をエンジンＥＣＵ２００に出力する。
【００５９】
エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２を駆動するための種々の制御信号、例えば燃料噴射弁２３への駆動信号や、スロットル開度ＴＨを調節するスロットルモータ２１ａへの駆動信号、イグニッションコイル２１０への制御信号、可変バルブタイミング機構９０への制御信号などを出力するようになっている。
【００６０】
エンジンＥＣＵ２００は、ＨＶＥＣＵ１００と通信しており、ＨＶＥＣＵ１００からの制御信号によりエンジン２を運転制御するとともに、必要に応じてエンジン２の運転状態に関するデータを出力する。
【００６１】
モータＥＣＵ６０は、ＨＶＥＣＵ１００から要求トルクおよび要求回転速度に係る信号を受け、インバータ６１、６２を制御する。モータＥＣＵ６０は、インバータ６１、６２を制御することにより、モータＭＧ１、ＭＧ２のそれぞれについて、ロータ５１、５２の回転速度（以下、モータ回転速度という）と、ロータ５１、５２から出力する機械的動力（以下、モータ出力という）とを調整可能である。
【００６２】
アクセルペダルポジションセンサ１０１は、運転者によるアクセルペダル５の操作量を検出する。アクセルペダルポジションセンサ１０１は、ＨＶＥＣＵ１００に接続され、検出されたアクセルペダル５の操作量（以下、アクセル操作量Ａｃｃという）に応じた信号をＨＶＥＣＵ１００に送信するようになっている。
【００６３】
車速センサ１０２は、ハイブリッド車両１の車速Ｖを検出する。車速センサ１０２は、ＨＶＥＣＵ１００に接続され、検出された車速Ｖに応じた信号をＨＶＥＣＵ１００に送信するようになっている。
【００６４】
エコスイッチ１０４は、運転者がエンジン２による燃料消費の抑制を優先した車両走行（以下、燃費走行という）を選択するために、ＨＶＥＣＵ１００に燃費走行を指示するスイッチである。エコスイッチ１０４は、車室内のインスツルメントパネル等、運転者により操作可能な場所に設けられている。エコスイッチ１０４は、運転者の操作により、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切替可能に構成されている。また、エコスイッチ１０４のＯＮ状態とＯＦＦ状態は、ＨＶＥＣＵ１００により検出される。
【００６５】
また、ハイブリッド車両１には、二次電池１０５と、昇圧コンバータ１０６と、電池ＥＣＵ１０７とが設けられている。二次電池１０５は、昇圧コンバータ１０６を介してインバータ６１、６２に電気的に接続されている。
【００６６】
二次電池１０５は、モータＭＧ１、ＭＧ２に供給する電力を貯蔵し、モータＭＧ１、ＭＧ２との間で充放電可能に構成されている。昇圧コンバータ１０６は、二次電池１０５の電圧を昇圧してインバータ６１、６２の供給電圧に変換する。電池ＥＣＵ１０７は、二次電池１０５の温度や電圧、充放電電流値等を監視している。
【００６７】
また、電池ＥＣＵ１０７は、二次電池１０５の温度や電圧、充放電電流値等の情報から二次電池１０５の蓄電状態（ＳＯＣ：ｓｔａｔｅ‐ｏｆ‐ｃｈａｒｇｅ）および充放電電力を算出している。電池ＥＣＵ１０７は、ＨＶＥＣＵ１００に接続され、例えば二次電池１０５の蓄電状態および充放電電力に応じた信号をＨＶＥＣＵ１００に送信する等、ＨＶＥＣＵ１００との間で信号のやりとりを行う。
【００６８】
このように構成されたハイブリッド車両１では、アクセル操作量Ａｃｃと車速Ｖとに基づいてユーザ要求パワーＰが算出され、このユーザ要求パワーＰに対応する要求動力がカウンタドライブギヤ４９に出力されるよう、エンジン２とモータＭＧ１、ＭＧ２とが運転制御される。また、ハイブリッド車両１の走行モードとしては、例えばハイブリッド走行モードやモータ走行モードあるいは回生走行モード等がある。
【００６９】
ハイブリッド走行モードでは、エンジン２のエンジン出力を利用してモータＭＧ１に発電させつつ、エンジン２およびモータＭＧ２の両者を駆動力源としてハイブリッド車両１を走行させる。モータ走行モードでは、エンジン２を停止させた状態でモータＭＧ２を駆動力源としてハイブリッド車両１を走行させる。回生走行モードは、減速要求等の所定条件が成立した場合に減速機構７０を介して入力されるエネルギを利用してモータＭＧ２にて発電を行う走行モードである。
【００７０】
また、本実施の形態に係るハイブリッド車両１は、走行中に所定条件が成立すると、ＨＶＥＣＵ１００によって断続走行制御が実行される。この断続走行制御は、車速Ｖがゼロより大きい（Ｖ＞０）車速域で実行可能である。つまりハイブリッド車両１が走行している間は、所定条件が成立したことを条件として全ての車速域において断続走行制御が実行可能とされる。断続走行制御が実行されると、ハイブリッド車両１は、エンジン２またはモータＭＧ２、あるいは双方が発生する駆動力を得て走行する加速走行と、エンジン２およびモータＭＧ２から駆動力を出力させずに惰性で走行する惰性走行とを、車速Ｖに応じて決定される車速範囲Ｒで繰り返し行って走行する断続走行が可能となる。
【００７１】
具体的には、ＨＶＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１の走行中に所定条件が成立すると、制御車速ＶＳと、車速範囲Ｒの上限値である上限車速ＶＨと、車速範囲Ｒの下限値である下限車速ＶＬを設定するようになっている。ここで、エコスイッチ１０４がＯＮとされ、かつユーザ要求パワーＰが略一定であることが、上記所定条件となっている。ユーザ要求パワーＰは、アクセル操作量Ａｃｃをパラメータとして車速Ｖとユーザ要求パワーＰとの関係を予め実験的に求めて記憶されたマップを参照することによりＨＶＥＣＵ１００によって算出される。ユーザ要求パワーＰが略一定である一例としては、例えば一定の車速Ｖで走行中に運転者によるアクセル操作量Ａｃｃが一定である場合等が挙げられる。アクセル操作量Ａｃｃが一定のうちには、アクセル操作量Ａｃｃがゼロの場合も含まれる。ここで、ユーザ要求パワーＰが略一定であるとは、多少の変動はあるものの、ある所定時間内においてユーザ要求パワーが予め定められた所定範囲内（例えば、±３ｋｍ／ｈ）に維持される状態を意味する。
【００７２】
また、ＨＶＥＣＵ１００は、エコスイッチＯＮ後の走行中にユーザ要求パワーＰが略一定となった時点の車速Ｖを制御車速ＶＳとして設定し、この制御車速ＶＳを基準に予め定められた車速だけ高車速側および低車速側にそれぞれ上限車速ＶＨ、下限車速ＶＬを設定するようになっている。車速範囲Ｒは、設定された上限車速ＶＨおよび下限車速ＶＬにより定まるようになっている。より具体的には、車速範囲Ｒは、上限車速ＶＨおよび下限車速ＶＬを制御車速ＶＳからどれだけ高車速側および低車速側に設定するかにより拡大されるか、縮小されるかが定まる。ここで、車速範囲Ｒは、例えば車速Ｖが大きくなるほど拡大されるようにしてもよい。このように、車速範囲Ｒは、車速Ｖに応じて決定されるようになっている。
【００７３】
また、ＨＶＥＣＵ１００は、上限車速ＶＨと制御車速ＶＳとの車速幅、および制御車速ＶＳと下限車速ＶＬとの車速幅が同一となるよう、上限車速ＶＨおよび下限車速ＶＬを設定している。すなわち、制御車速ＶＳは、上限車速ＶＨと下限車速ＶＬとの中間に設定されるようになっている。
【００７４】
また、ＨＶＥＣＵ１００は、例えば冷却水温Ｔｗが予め定められた暖機実行温度以下である場合にエンジン２を始動し、エンジン２を予め定められた回転数（例えば、１５００ｒｐｍ〜１８００ｒｐｍ程度）で自立運転させる触媒暖機制御を実行するようになっている。これにより、排気ガスの温度を上昇させて三元触媒２９ａの活性化を促進させることが可能となる。なお、冷却水温Ｔｗと暖機実行温度とを比較する代わりに、吸入空気量Ｑａや冷却水温Ｔｗ、空燃比ＡＦ、点火時期の遅角量等に基づいてエンジンＥＣＵ２００等により推定される三元触媒２９ａの温度（触媒床温）と所定の基準温度とを比較して触媒暖機制御を実行すべきか否かを判定してもよい。三元触媒２９ａの温度（触媒床温）は、例えば三元触媒２９ａの近傍に触媒温度センサを設けて、この触媒温度センサにより直接検知してもよい。また、触媒暖機制御においては、点火時期を通常時より遅角させたり、燃料噴射量を通常時よりも増量させる制御等を行って早期に暖機を完了するようにしてもよい。
【００７５】
また、ＨＶＥＣＵ１００は、触媒暖機制御実行中に、三元触媒２９ａの暖機の進行状態と相関する物理量である冷却水温Ｔｗが予め定められた目標値としての目標暖機温度Ｔｏに達したことを条件に、三元触媒２９ａの暖機が完了したものと判断するようになっている。ここで、上記物理量としては、冷却水温Ｔｗの他、例えば三元触媒２９ａの温度（触媒床温）やエンジン２の油温等を用いることもできる。この場合、三元触媒２９ａの温度（触媒床温）は、上述した通り、エンジンＥＣＵ２００等による推定あるいは触媒温度センサを設けることで検知可能であり、エンジン２の油温は、油温センサを設けることで検知可能である。
【００７６】
さらに、ＨＶＥＣＵ１００は、触媒暖機制御実行中に断続走行制御が実行された場合には、三元触媒２９ａの暖機の進行状態に応じて、暖機断続走行モードと通常断続走行モードとを切り替えるようになっている。具体的には、ＨＶＥＣＵ１００は、冷却水温Ｔｗが目標暖機温度Ｔｏに達したことを条件に三元触媒２９ａの暖機が完了したものと判断し、暖機断続走行モードから通常断続走行モードに切り替える。
【００７７】
ここで、暖機断続走行モードは、エンジン２を予め定められた回転数で自立運転させて三元触媒２９ａの暖機を行うとともに、モータＭＧ２が発生する駆動力を用いて断続走行を実行するモードである。通常断続走行モードは、エンジン２およびモータＭＧ２が発生する駆動力を用いて断続走行を実行するモードである。
【００７８】
次に、図３〜図５（ａ）、（ｂ）を参照して、本実施の形態に係る触媒暖機制御実行中の断続走行制御について説明する。
【００７９】
図３および図４に示す断続走行制御の処理フローは、ハイブリッド車両１の走行中に所定の時間間隔で実行されるものである。特に、本処理フローは、触媒暖機制御実行中に実行される。
【００８０】
図３に示すように、まずＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖがゼロより大きい（Ｖ＞０）か否かを判定する（ステップＳ１）。Ｖ＞０でないと判定された場合、ＨＶＥＣＵ１００は、断続走行制御を実行することなく本処理を終了する。
【００８１】
ＨＶＥＣＵ１００は、Ｖ＞０であると判定された場合、エコスイッチ１０４がＯＮ状態か否かを判定する（ステップＳ２）。ＨＶＥＣＵ１００は、エコスイッチ１０４がＯＮ状態でない、つまりエコスイッチ１０４がＯＦＦ状態であると判定された場合には、運転者により燃費走行が選択されていないと判断して断続走行制御を実行することなく本処理を終了する。
【００８２】
ＨＶＥＣＵ１００は、エコスイッチ１０４がＯＮ状態であると判定された場合には、ユーザ要求パワーＰが略一定か否かを判定する（ステップＳ３）。ＨＶＥＣＵ１００は、ユーザ要求パワーＰが略一定でない場合には、前回周期で断続走行が実行されているのであれば、その断続走行を中断し（ステップＳ１７）、ステップＳ１８に移行する。ステップＳ１８において、ＨＶＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１が加速中か否かを判定する。加速中か否かは、例えば車速センサ１０２で検出された車速Ｖの変化量に基づき判定される。
【００８３】
ＨＶＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１が加速中であると判定された場合には、ユーザ要求パワーＰに基づき所望の駆動力が発生するよう、エンジン２およびモータＭＧ２を協調して駆動する（ステップＳ１９）。なお、モータ走行モード中や三元触媒２９ａの暖機が完了していない場合には、モータＭＧ２のみを駆動してユーザ要求パワーＰに基づく所望の駆動力を発生させる。
【００８４】
一方、ＨＶＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１が加速中でないと判定された場合には、ハイブリッド車両１が減速状態であると判断してエンジン２を停止するとともに、モータＭＧ２の駆動を停止、あるいは駆動輪６から伝わる動力によりモータＭＧ２を回転させて発電機として動作（回生動作）させる（ステップＳ２０）。
【００８５】
ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ３において、ユーザ要求パワーＰが略一定であると判定された場合には、冷却水温Ｔｗが目標暖機温度Ｔｏ以上か否かを判定する（ステップＳ４）。ＨＶＥＣＵ１００は、冷却水温Ｔｗが目標暖機温度Ｔｏ以上でないと判定した場合には、暖機断続走行モードが実行される（ステップＳ５）。
【００８６】
具体的には、図５（ａ）に示すように、ＨＶＥＣＵ１００は、エンジン２を自立運転させるとともに、上限車速ＶＨと下限車速ＶＬとで定まる車速範囲Ｒで加速走行と惰性走行を繰り返し実行するようモータＭＧ２の駆動を制御する。この暖機断続走行モードでは、加速走行時、モータＭＧ２のモータ出力Ｐｍをモータ出力Ｐｍ１とする。一方、惰性走行時は、モータＭＧ２のモータ出力Ｐｍがゼロとされる。
【００８７】
また、エンジン２のエンジン出力Ｐｅは、自立運転に基づき、駆動輪６に向けて機械的動力を出力しないエンジン出力Ｐｅ＿ｉｄｌｅとされる。これにより、三元触媒２９ａの暖機が完了するまでの間、モータＭＧ２の駆動によって上限車速ＶＨと下限車速ＶＬとの間で加速走行と惰性走行が繰り返される。本実施の形態におけるエンジン出力Ｐｅは、本発明における機関出力に相当する。
【００８８】
ここで、本実施の形態では、暖機断続走行モード中のエンジン出力Ｐｅをエンジン出力Ｐｅ＿ｉｄｌｅとしたが、三元触媒２９ａの浄化能力を上回ることのないような比較的低負荷なエンジン出力としてもよい。
【００８９】
ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ４において、冷却水温Ｔｗが目標暖機温度Ｔｏ以上であると判定した場合には、図４に示すステップＳ１１の通常断続走行モードに移行する。通常断続走行モードについては、後述する。
【００９０】
次いで、ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ６において、車速Ｖが上限車速ＶＨまで上昇したか否かを判定する。ＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖが上限車速ＶＨまで上昇したと判定した場合には、エンジン２の自立運転を継続するとともに、モータＭＧ２の駆動を停止（ステップＳ７）して本処理を終了する。すなわち、ＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖが上限車速ＶＨに達したことを条件としてハイブリッド車両１を加速走行から惰性走行に移行させる。
【００９１】
一方、ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ６において、車速Ｖが上限車速ＶＨまで上昇していないと判定した場合には、車速Ｖが下限車速ＶＬまで低下したか否かを判定する（ステップＳ８）。ＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖが下限車速ＶＬまで低下したと判定した場合には、エンジン２の自立運転を継続するとともに、モータＭＧ２をモータ出力Ｐｍ１で駆動（ステップＳ９）して本処理を終了する。すなわち、ＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖが下限車速ＶＬに達したことを条件としてハイブリッド車両１を惰性走行から加速走行に移行させる。
【００９２】
他方、ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ８において、車速Ｖが下限車速ＶＬまで低下していないと判定した場合には、エンジン２の自立運転を継続するとともに、モータＭＧ２の駆動状態（モータ状態）を保持して（ステップＳ１０）本処理を終了する。すなわち、ハイブリッド車両１が加速走行中であれば、モータ出力Ｐｍ１でのモータＭＧ２の駆動を維持し、これとは逆にハイブリッド車両１が惰性走行中であればモータＭＧ２の駆動停止を維持する。ただし、加速走行中および惰性走行中のいずれであっても、エンジン２は自立運転が継続される。
【００９３】
次に、図４を参照して、通常断続走行モードについて説明する。
【００９４】
図４に示すように、ＨＶＥＣＵ１００は、冷却水温Ｔｗが目標暖機温度Ｔｏ以上であると判定した場合（図３のステップＳ４でＹＥＳ）には、通常断続走行モードが実行される（ステップＳ１１）。つまり、ＨＶＥＣＵ１００は、冷却水温Ｔｗが目標暖機温度Ｔｏに達したことを条件に暖機断続走行モードから通常断続走行モードに切り替える。
【００９５】
具体的には、図５（ｂ）に示すように、ＨＶＥＣＵ１００は、上限車速ＶＨと下限車速ＶＬとで定まる車速範囲Ｒで加速走行と惰性走行を繰り返し実行するようエンジン２とモータＭＧ２を協調して制御する。この通常断続走行モードでは、加速走行時、モータＭＧ２のモータ出力Ｐｍをモータ出力Ｐｍ１より小さいモータ出力Ｐｍ２とし、かつエンジン２のエンジン出力Ｐｅをエンジン出力Ｐｅ＿ｉｄｌｅよりも大きいエンジン出力Ｐｅ２とする。これらモータ出力Ｐｍ２およびエンジン出力Ｐｅ２は、ユーザ要求パワーＰに応じて所定の配分比で分配される。
【００９６】
次いで、ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ１２において、車速Ｖが上限車速ＶＨまで上昇したか否かを判定する。ＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖが上限車速ＶＨまで上昇したと判定した場合には、エンジン２およびモータＭＧ２の駆動を停止して（ステップＳ１３）本処理を終了する。すなわち、ＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖが上限車速ＶＨに達したことを条件としてハイブリッド車両１を加速走行から惰性走行に移行させる。
【００９７】
一方、ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ１２において、車速Ｖが上限車速ＶＨまで上昇していないと判定した場合には、車速Ｖが下限車速ＶＬまで低下したか否かを判定する（ステップＳ１４）。ＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖが下限車速ＶＬまで低下したと判定した場合には、エンジン２およびモータＭＧ２をそれぞれエンジン出力Ｐｅ２、モータ出力Ｐｍ２で駆動して（ステップＳ１５）本処理を終了する。すなわち、ＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖが下限車速ＶＬに達したことを条件としてハイブリッド車両１を惰性走行から加速走行に移行させる。
【００９８】
他方、ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ１４において、車速Ｖが下限車速ＶＬまで低下していないと判定した場合には、エンジン２の駆動状態（エンジン状態）、モータＭＧ２の駆動状態（モータ状態）をそれぞれ保持して（ステップＳ１６）本処理を終了する。すなわち、ハイブリッド車両１が加速走行中であれば、エンジン出力Ｐｅ２でのエンジン２の駆動を維持するとともに、モータ出力Ｐｍ２でのモータＭＧ２の駆動を維持する。これとは逆にハイブリッド車両１が惰性走行中であれば、エンジン２およびモータＭＧ２の駆動停止を維持する。
【００９９】
ここで、図５（ａ）、（ｂ）では、暖機断続走行モードにおける加速走行の継続時間をｔｍ１、惰性走行の継続時間ｔ１とし、通常断続走行モードにおける加速走行の継続時間をｔｍ２、ｔｅ２、惰性走行の継続時間をｔ２としている。暖機断続走行モードおよび通常断続走行モードにおける加速走行と惰性走行の継続時間を同等とするには、継続時間ｔｍ１と継続時間ｔｍ２、ｔｅ２とを一致させるとともに、継続時間ｔ１と継続時間ｔ２とを一致させる。
【０１００】
以上のように、本実施の形態に係る車両用制御装置４は、冷却水温Ｔｗが目標暖機温度Ｔｏに達したことを条件に暖機が完了したものとＨＶＥＣＵ１００によって判断され、暖機断続走行モードから通常断続走行モードに切り替えられる。したがって、三元触媒２９ａの暖機の完了有無に応じて、エンジン２およびモータＭＧ２の駆動状態を好適に制御することができ、三元触媒２９ａの浄化能力やエンジン２の運転効率等を考慮した断続走行を実現することができる。この結果、本実施の形態に係る車両用制御装置４は、燃費向上と排気エミッションの向上との両立を図ることができる。
【０１０１】
また、本実施の形態に係る車両用制御装置４は、暖機断続走行モード中の惰性走行時においてもエンジン２を自立運転させるので、三元触媒２９ａの暖機を促進することができる。
【０１０２】
なお、本実施の形態では、断続走行制御においてユーザ要求パワーＰが略一定となった時点の車速Ｖを制御車速ＶＳとして設定し、この制御車速ＶＳを基準に予め定められた車速だけ高車速側および低車速側にそれぞれ上限車速ＶＨ、下限車速ＶＬを設定するようにしたが、これに限らず、例えばユーザ要求パワーＰが略一定となった時点の車速Ｖを上限車速ＶＨとして設定し、これを基準に下限車速ＶＬ、車速範囲Ｒおよび制御車速ＶＳを設定するようにしてもよい。具体的には、ＨＶＥＣＵ１００は、上限車速ＶＨの設定と同時あるいは設定後に、上限車速ＶＨから予め定められた車速だけ減じた値を下限車速ＶＬを設定する。また、ＨＶＥＣＵ１００は、上限車速ＶＨおよび下限車速ＶＬの設定と同時あるいは設定後に、上限車速ＶＨから予め定められた車速だけ低車速側に制御車速ＶＳを設定する。このとき、制御車速ＶＳは、上限車速ＶＨと下限車速ＶＬとの中間に設定されるのが好ましい。
【０１０３】
（第２の実施の形態）
次に、図６〜図８を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【０１０４】
特に本実施の形態は、上述の第１の実施の形態とは暖機断続走行モードの制御内容が異なるが、他の構成は同様である。したがって、第１の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０５】
本実施の形態に係るＨＶＥＣＵ１００は、暖機断続走行モードの実行中、冷却水温Ｔｗに基づき、加速走行時のエンジン２のエンジン出力Ｐｅを可変させるようになっている。
【０１０６】
具体的には、図８に示すように、ＨＶＥＣＵ１００は、冷却水温Ｔｗに応じたエンジン２の出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔを設定するようになっている。この出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔは、三元触媒２９ａの暖機の進行状態と相関する物理量が大きくなるほど、すなわち冷却水温Ｔｗの上昇に伴い増大するよう設定される。また、出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔは、例えば予め実験的に求めて記憶された冷却水温Ｔｗと出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔとの関係マップ等を参照することにより決定される。
【０１０７】
ここで、出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔは、三元触媒２９ａの浄化能力を維持可能な値に設定される。すなわち、出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔは、エンジン２が当該出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔで運転しても十分に三元触媒２９ａで排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化可能なエンジン出力Ｐｅとして設定されるものであり、エンジン２の性能や三元触媒２９ａの性能等により定めることができる。
【０１０８】
また、この出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔは、暖機の進行に伴い三元触媒２９ａの浄化能力が高まることから、冷却水温Ｔｗの上昇とともに段階的に大きくなるように設定される。なお、出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔは、図８に示すように段階的に設定される場合に限らず、例えば冷却水温Ｔｗと相関して無段階に設定してもよい。
【０１０９】
ＨＶＥＣＵ１００は、暖機断続走行モードの実行中、この出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔを超えない範囲でエンジン出力Ｐｅを可変するようになっている。例えば、図８に示すように、経過時間Ｓ１ないし経過時間Ｓ２の間は、暖機初期時でありエンジン２が比較的低温である。このような暖機初期時は、熱効率が低くエンジン２の運転効率が低下するため、エンジン出力Ｐｅをエンジン出力Ｐｅ＿ｉｄｌｅとしてモータ出力Ｐｍ１とする。すなわち、暖機初期時は、モータ出力Ｐｍ１によって断続走行が行われる。
【０１１０】
一方、経過時間Ｓ２以後は、暖機が進行しエンジン２も比較的温まってきていることから、断続走行に際し、エンジン出力Ｐｅを用いても暖機初期時のように運転効率が低下することがない。したがって、この場合には、出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔを超えない範囲でエンジン出力Ｐｅを用いるとともに、これを補うモータ出力Ｐｍによって断続走行が行われる。
【０１１１】
本実施の形態では、暖機断続走行モードの実行中において、エンジン２の運転効率が低下するか否かの基準として、例えば後述する基準水温Ｔｔを用いることとした。
【０１１２】
次に、本実施の形態に係る触媒暖機制御実行中の断続走行制御について説明する。
【０１１３】
図６および図７に示す断続走行制御の処理フローは、ハイブリッド車両１の走行中に所定の時間間隔で実行されるものである。特に、本処理フローは、触媒暖機制御実行中に実行される。また、図７に示すステップＳ２１〜ステップＳ３６は、第１の実施の形態における図３に示すステップＳ１〜ステップＳ４、ステップＳ１１〜ステップＳ２０と略同様である。したがって、以下においては、第１の実施の形態と異なるステップＳ４１以降の各ステップについて説明する。ただし、ステップＳ３５については、一部異なるので、これについては後述する。
【０１１４】
図６および図７に示すように、ＨＶＥＣＵ１００は、冷却水温Ｔｗが目標暖機温度Ｔｏ以上でないと判定した場合（ステップＳ２４でＮＯ）には、暖機断続走行モードが実行される（ステップＳ４１）。
【０１１５】
本実施の形態における暖機断続走行モードでは、加速走行時、暖機の進行状態に応じてエンジン出力Ｐｅをエンジン出力Ｐｅ＿ｉｄｌｅないしエンジン出力Ｐｅ４のように可変とし、これに応じてモータ出力Ｐｍをモータ出力Ｐｍ１ないしモータ出力Ｐｍ４とする。一方、惰性走行時は、エンジン出力Ｐｅがエンジン出力Ｐｅ＿ｉｄｌｅとされるとともに、モータ出力Ｐｍがゼロとされる。
【０１１６】
このように、本実施の形態における暖機断続走行モードでは、暖機の進行状態に応じて、モータＭＧ２のみの駆動力によって断続走行を行うか、あるいはエンジン２およびモータＭＧ２の駆動力によって断続走行を行うかが決定される。なお、惰性走行時のエンジン出力Ｐｅは、エンジン出力Ｐｅ＿ｉｄｌｅに限らず、三元触媒２９ａの浄化能力を上回ることのないような比較的低負荷なエンジン出力としてもよい。
【０１１７】
次いで、ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ４２において、車速Ｖが上限車速ＶＨまで上昇したか否かを判定する。ＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖが上限車速ＶＨまで上昇したと判定した場合には、エンジン２の自立運転を継続するとともに、モータＭＧ２の駆動を停止して（ステップＳ４３）本処理を終了する。すなわち、ＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖが上限車速ＶＨに達したことを条件としてハイブリッド車両１を加速走行から惰性走行に移行させる。
【０１１８】
一方、ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ４２において、車速Ｖが上限車速ＶＨまで上昇していないと判定した場合には、車速Ｖが下限車速ＶＬまで低下したか否かを判定する（ステップＳ４４）。ＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖが下限車速ＶＬまで低下したと判定した場合には、冷却水温Ｔｗが基準水温Ｔｔ以上であるか否かを判定する（ステップＳ４５）。ここで、基準水温Ｔｔとは、エンジン２の運転効率を考慮した水温であり、例えば基準水温Ｔｔより低い水温状態のときには、暖機が不十分であり熱効率が低いことからエンジン出力Ｐｅによらずモータ出力Ｐｍによって断続走行を行う。
【０１１９】
ＨＶＥＣＵ１００は、冷却水温Ｔｗが基準水温Ｔｔ以上でないと判定した場合には、エンジン２の自立運転を継続するとともに、モータＭＧ２をモータ出力Ｐｍ１で駆動して（ステップＳ４６）本処理を終了する。すなわち、ＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖが下限車速ＶＬに達したことを条件としてハイブリッド車両１を惰性走行から加速走行に移行させる。
【０１２０】
一方、ＨＶＥＣＵ１００は、冷却水温Ｔｗが基準水温Ｔｔ以上であると判定した場合には、エンジン２を出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ以下のエンジン出力Ｐｅ２ないしエンジン出力Ｐｅ４で駆動するとともに、ユーザ要求パワーＰを出力可能にするため、エンジン出力Ｐｅ２ないしエンジン出力Ｐｅ４を補うのに必要なモータ出力Ｐｍ２ないしモータ出力Ｐｍ４でモータＭＧ２を駆動して（ステップＳ４７）本処理を終了する。
【０１２１】
他方、ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ４４において、車速Ｖが下限車速ＶＬまで低下していないと判定した場合には、エンジン２の駆動状態（エンジン状態）、モータＭＧ２の駆動状態（モータ状態）をそれぞれ保持して（ステップＳ４８）本処理を終了する。すなわち、冷却水温Ｔｗが基準水温Ｔｔより低い状態でのハイブリッド車両１の加速走行中であれば、エンジン２の自立運転を維持するとともに、モータ出力Ｐｍ１でのモータＭＧ２の駆動を維持する。また、冷却水温Ｔｗが基準水温Ｔｔ以上の状態でのハイブリッド車両１の加速走行中であれば、エンジン出力Ｐｅ２ないしエンジン出力Ｐｅ４でのエンジン２の駆動を維持するとともに、モータ出力Ｐｍ２ないしモータ出力Ｐｍ４でのモータＭＧ２の駆動を維持する。これらとは逆にハイブリッド車両１が惰性走行中であれば、エンジン２の自立運転を維持するとともに、モータＭＧ２の駆動停止を維持する。
【０１２２】
ところで、本実施の形態の図６に示すステップＳ３５では、第１の実施の形態と同様、ＨＶＥＣＵ１００は、ユーザ要求パワーＰに基づき所望の駆動力が発生するよう、エンジン２およびモータＭＧ２を協調して駆動する。ただし、モータ走行モード中である場合には、モータＭＧ２のみを駆動してユーザ要求パワーＰに基づく所望の駆動力を発生させる。また、三元触媒２９ａの暖機が完了していない場合には、暖機の進行状態に応じて、モータＭＧ２のみを駆動するか、あるいはエンジン２およびモータＭＧ２を協調して駆動させるかが適宜選択される。
【０１２３】
次に、図８に示すタイムチャートを参照して、本実施の形態における暖機断続走行モード実行中の断続走行について説明する。
【０１２４】
図８に示すように、経過時間Ｓ１までは、冷却水温Ｔｗが低温であるため、エンジン２はエンジン出力Ｐｅ＿ｉｄｌｅで自立運転される。次いで、経過時間Ｓ１に達すると、暖機の進行に伴い冷却水温Ｔｗが上昇するため、これに応じてエンジン２の出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ１が設定される。ここでは、出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ１がエンジン出力Ｐｅ＿ｉｄｌｅよりも大きい値とされているが、未だ冷却水温Ｔｗが基準水温Ｔｔよりも低いため熱効率も低い。このため、出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ１でエンジン２を駆動させてもかえってエンジン２の運転効率が下がるおそれがあるため、経過時間Ｓ２までは燃費を考慮してモータＭＧ２をモータ出力Ｐｍ１で駆動する。すなわち、ユーザ要求パワーＰに基づく所望の駆動力をモータＭＧ２のモータ出力Ｐｍ１により発生させている。このとき、エンジン２は、継続してエンジン出力Ｐｅ＿ｉｄｌｅで自立運転されている。
【０１２５】
次いで、経過時間Ｓ２に達すると、出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ１よりも大きな出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ２が設定される。このとき、冷却水温Ｔｗは、暖機の進行に伴い基準水温Ｔｔ以上となっている。したがって、経過時間Ｓ２ないし経過時間Ｓ３の間は、加速走行時におけるエンジン出力Ｐｅが出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ２と同等のエンジン出力Ｐｅ２とされる。このとき、モータ出力Ｐｍは、エンジン出力Ｐｅ２で足りない駆動力を発生させるべく、モータ出力Ｐｍ１より小さなモータ出力Ｐｍ２とされる。
【０１２６】
その後、経過時間Ｓ３に達すると、出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ２よりも大きな出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ３が設定される。したがって、経過時間Ｓ３ないし経過時間Ｓ４の間は、加速走行時におけるエンジン出力Ｐｅが出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ３と同等のエンジン出力Ｐｅ３とされる。このとき、モータ出力Ｐｍは、エンジン出力Ｐｅ３で足りない駆動力を発生させるべく、モータ出力Ｐｍ２より小さなモータ出力Ｐｍ３とされる。
【０１２７】
次に、経過時間Ｓ４に達すると、出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ３よりも大きな出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ４が設定される。したがって、経過時間Ｓ４ないし経過時間Ｓ５の間は、加速走行時におけるエンジン出力Ｐｅが出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ４まで出力可能となるが、燃費を考慮してエンジン出力Ｐｅが出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ４より小さいエンジン出力Ｐｅ４とされる。このとき、モータ出力Ｐｍは、エンジン２とモータＭＧ２との配分比に応じたモータ出力Ｐｍ４とされる。
【０１２８】
その後、経過時間Ｓ５に達すると、冷却水温Ｔｗが目標暖機水温Ｔｏに達し、三元触媒２９ａの暖機が完了する。このとき、同時に惰性走行時のエンジン出力Ｐｅがエンジン出力Ｐｅ＿ｉｄｌｅからゼロとされる。したがって、その後（経過時間Ｓ５以降）は、エンジン出力Ｐｅ４とモータ出力Ｐｍ４とで加速走行時の駆動力を発生させるとともに、惰性走行時のエンジン出力Ｐｅおよびモータ出力Ｐｍをゼロとする通常断続走行モードに移行する。
【０１２９】
上述した図８に示すタイムチャートにおけるエンジン出力Ｐｅ２ないしエンジン出力Ｐｅ４は、一例であってこれに限定されるものではない。すなわち、エンジン出力Ｐｅ２ないしエンジン出力Ｐｅ４は、例えば低速走行時か高速走行時であるか等のハイブリッド車両１の走行状態やエンジン２の諸元値等によって、出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔを超えない範囲で適宜最適な値とされる。
【０１３０】
以上のように、本実施の形態に係る車両用制御装置４は、冷却水温Ｔｗが目標暖機温度Ｔｏに達したことを条件に暖機が完了したものとＨＶＥＣＵ１００によって判断され、暖機断続走行モードから通常断続走行モードに切り替えられる。また、暖機断続走行モードの実行中は、冷却水温Ｔｗに基づき、加速走行時のエンジン出力Ｐｅが可変させられる。
【０１３１】
このため、例えば暖機初期時（例えば、図８に示す経過時間Ｓ１ないし経過時間Ｓ２）のような低温域でハイブリッド車両１を断続走行させる場合には、熱効率が低くエンジン２の運転効率が低下するため、エンジン２のエンジン出力ＰｅによらずモータＭＧ２のモータ出力Ｐｍによって断続走行を行うことができる。これにより暖機初期時の燃費が向上する。一方、暖機が進行すると、冷却水温Ｔｗが上昇し三元触媒２９ａの浄化能力も高まることから、この浄化能力を上回らない範囲でエンジン出力Ｐｅを出力可能となる。この場合、三元触媒２９ａの浄化能力を維持しつつ、エンジン２とモータＭＧ２の出力を用いて断続走行を行うことができる。
【０１３２】
したがって、本実施の形態に係る車両用制御装置４は、暖機の進行状態に応じてエンジン２およびモータＭＧ２の出力を好適に制御することができ、燃費向上と排気エミッションの向上との両立を図ることができる。
【０１３３】
また、本実施の形態に係る車両用制御装置４は、暖機断続走行モード中は、冷却水温Ｔｗが上昇するほど増大するエンジン２の出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔを超えない範囲でエンジン出力Ｐｅが可変とされる。このため、暖機の進行に伴い高まる三元触媒２９ａの浄化能力を上回るようなエンジン出力Ｐｅが出力されることが抑制される。
【０１３４】
なお、本実施の形態において、ＨＶＥＣＵ１００は、冷却水温Ｔｗに応じて出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔを設定したが、例えば図８に示すように、冷却水温Ｔｗと目標暖機温度Ｔｏとの差分ΔＴに応じて出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔを設定してもよい。具体的には、出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔは、差分ΔＴが小さくなるほど増大するよう設定される。この場合であっても、上述した本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３５】
以上説明したように、本発明に係る車両用制御装置は、燃費向上と排気エミッションの向上との両立を図ることができ、駆動力源として内燃機関および電動機を備えた車両に適用される車両用制御装置に有用である。
【符号の説明】
【０１３６】
１ ハイブリッド車両（車両）
２ エンジン（内燃機関）
４ 車両用制御装置
２８ 排気通路
２９ａ 三元触媒（触媒）
６０ モータＥＣＵ
１００ ＨＶＥＣＵ（制御手段）
２００ エンジンＥＣＵ
ＭＧ２ モータ（電動機）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動力源として内燃機関および電動機を備えた車両に適用される車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両用制御装置が適用される車両として、内燃機関およびモータジェネレータ（以下、単にモータという）を駆動力源として備え、車両の走行状態に応じて内燃機関が間欠的に運転および停止されるよう制御されるハイブリッド車両が知られている。
【０００３】
近年、このようなハイブリッド車両の中には、例えば内燃機関により駆動力を発生させて車両を走行させる加速走行と、内燃機関に機械的動力を出力させることなく車両の慣性力により惰性で車両を走行させる、いわゆるコーストダウン（以下、惰性走行という）とを交互に行う断続走行により予め設定された目標車速に従って車両を走行させるものもある。このような断続走行を実施することによって、内燃機関を継続的に運転して車両を定速走行させる場合に比べて、燃料消費を抑制した低燃費運転が実現可能である。
【０００４】
ところで、一般に、このようなハイブリッド車両にあっても、燃料を燃焼して内燃機関を駆動させているため、排気ガスを排出することに変わりはなく、この排気ガスを浄化するために触媒が設けられている。また、このような触媒は、浄化作用を発揮するために十分に温められている必要がある。したがって、例えば長時間停止後の内燃機関の始動時等には、触媒の温度を上昇させるための暖機走行が行われることが知られている。同暖機走行中は、内燃機関を所定のアイドル回転数で自立運転させるとともに、蓄電池に蓄えられた電力を用いてモータを駆動することによって車両を走行させる。
【０００５】
ところが、蓄電池の残容量が所定値以下に低下した状態では、暖機走行中であっても、蓄電池の充電に必要な電力を発電するだけの出力、あるいは車両を走行させるために必要な出力で内燃機関を運転させなければならない。このような場合、暖機走行中の触媒の浄化能力を上回る量の排気ガスが排出されることにより排気エミッションが悪化するおそれがある。
【０００６】
近年、暖機走行中における排気エミッションの向上を目的としたハイブリッド車両として、蓄電池の残容量に応じて、モータの駆動力のみで車両を走行させるＥＶ走行を禁止するよう制御する車両用制御装置を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
この従来の車両用制御装置は、ＥＶ走行を選択するＥＶスイッチがＯＮとなったときは、蓄電池の残容量が第１の閾値より大きい場合にのみＥＶ走行を許可するとともに、ＥＶ走行中に蓄電池の残容量が第１の閾値よりも小さい第２の閾値を下回った場合には、ＥＶ走行の継続を禁止する。したがって、この車両用制御装置によれば、暖機走行中に蓄電池の残容量が電力供給可能な下限値を下回ることがなく、暖機走行中のモータの駆動を確保することができる。このため、暖機走行中に内燃機関が自立運転を維持する以上の出力で運転されることがなく、暖機走行中に触媒の浄化能力を上回る量の排気ガスが排出されることを防止することができ、排気エミッションを向上させることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−５１８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の従来の車両用制御装置にあっては、例えば上述したような断続走行を行うことについて考慮されておらず、したがって暖機走行中に断続走行に切り替わった場合にモータおよび内燃機関の運転状態をどのように制御するかについても当然考慮されていない。このため、この従来の車両用制御装置においては、断続走行による燃費向上と暖機時における排気エミッションの向上との両立を図ることができないという問題があった。
【００１０】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、燃費向上と排気エミッションの向上との両立を図ることができる車両用制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る車両用制御装置は、上記目的達成のため、（１）車両の駆動力を発生する駆動力源として内燃機関および電動機と、前記内燃機関の排気通路上に設けられた触媒とを備え、前記駆動力を得て走行する加速走行と前記駆動力源から前記駆動力を出力せずに惰性で走行する惰性走行とを、車速に応じて決定される車速範囲で繰り返し行って走行する断続走行が可能な車両に用いられる車両用制御装置であって、前記内燃機関を予め定められた回転数で自立運転させて前記触媒の暖機を行うとともに前記電動機が発生する駆動力または前記電動機および前記内燃機関が発生する駆動力を用いて前記断続走行を実行する暖機断続走行モードと、前記内燃機関および前記電動機が発生する駆動力を用いて前記断続走行を実行する通常断続走行モードとを有し、前記暖機の進行状態と相関する物理量が予め設定された目標値に達したことを条件に前記暖機が完了したものと判断し、前記暖機断続走行モードから前記通常断続走行モードに切り替える制御手段を備え、前記制御手段は、前記暖機断続走行モードの実行中、前記物理量に基づき、加速走行時の前記内燃機関の機関出力を可変させる構成を有する。
【００１２】
この構成により、本発明に係る車両用制御装置は、制御手段が、暖機の進行状態と相関する物理量が予め設定された目標値に達したことを条件に暖機が完了したものと判断し、暖機断続走行モードから通常断続走行モードに切り替える。また、暖機断続走行モードの実行中は、暖機の進行状態に相関する物理量に基づき、断続走行における加速走行時の内燃機関の機関出力が可変させられる。
【００１３】
このため、例えば暖機初期時のような低温域で車両を断続走行させる場合には、熱効率が低く内燃機関の運転効率が低下するため、機関出力によらず電動機の出力によって断続走行を行うことができる。これにより暖機初期時の燃費が向上する。一方、暖機が進行すると、上記物理量が大きくなり触媒の浄化能力も高まることから、この浄化能力を上回らない範囲で機関出力を出力可能となる。この場合、触媒の浄化能力を維持しつつ、内燃機関と電動機の出力を用いて断続走行を行うことができる。
【００１４】
したがって、本発明に係る車両用制御装置は、暖機の進行状態に応じて電動機および内燃機関の出力を好適に制御することができ、燃費向上と排気エミッションの向上との両立を図ることができる。
【００１５】
なお、物理量に基づき機関出力を可変させるとは、例えば物理量自体の変化に基づき機関出力を可変させる場合や、物理量と予め設定された目標値との差分の変化に基づき機関出力を可変させる場合を含む概念である。
【００１６】
また、本発明に係る車両用制御装置は、上記（１）に記載の車両用制御装置において、（２）前記制御手段は、前記物理量が大きくなるほど増大する内燃機関の出力上限値を設定し、前記暖機断続走行モードの実行中、前記出力上限値を超えない範囲で前記機関出力を可変する構成を有する。
【００１７】
この構成により、本発明に係る車両用制御装置は、暖機断続走行モード中は、物理量が大きくなるほど増大する内燃機関の出力上限値を超えない範囲で機関出力が可変とされる。このため、暖機の進行に伴い高まる触媒の浄化能力を上回るような機関出力が出力されることが抑制される。
【００１８】
また、本発明に係る車両用制御装置は、上記（１）に記載の車両用制御装置において、（３）前記制御手段は、前記物理量と前記目標値との差分が小さくなるほど増大する内燃機関の出力上限値を設定し、前記暖機断続走行モードの実行中、前記出力上限値を超えない範囲で前記機関出力を可変する構成を有する。
【００１９】
この構成により、本発明に係る車両用制御装置は、暖機断続走行モード中は、物理量と目標値との差分が小さくなるほど増大する内燃機関の出力上限値を超えない範囲で機関出力が可変とされる。このため、暖機の進行に伴い高まる触媒の浄化能力を上回るような機関出力が出力されることが抑制される。
【００２０】
また、本発明に係る車両用制御装置は、上記（２）または（３）に記載の車両用制御装置において、（４）前記出力上限値は、前記触媒の浄化能力を維持可能な値に設定される。
【００２１】
この構成により、本発明に係る車両用制御装置は、触媒の浄化能力を上回るような機関出力を出力することを防止することができる。
【００２２】
また、本発明に係る車両用制御装置は、上記（１）ないし（４）に記載の車両用制御装置において、（５）前記制御手段は、前記暖機断続走行モードにおける惰性走行時、前記内燃機関を自立運転させる構成を有する。
【００２３】
この構成により、本発明に係る車両用制御装置は、制御手段が暖機断続走行モードにおける惰性走行時、内燃機関を自立運転させるので、触媒の暖機を促進することができる。
【００２４】
また、本発明に係る車両用制御装置は、上記（１）ないし（５）に記載の車両用制御装置において、（６）前記制御手段は、前記内燃機関の冷却水温、前記触媒の温度、前記内燃機関の油温のいずれか１つを、前記物理量として用いる構成を有する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、燃費向上と排気エミッションの向上との両立を図ることができる車両用制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両用制御装置が適用されるハイブリッド車両の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るエンジンの概略構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るＨＶＥＣＵで実行される断続走行制御のフローチャートである。
【図４】図３の断続走行制御に続くフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態における断続走行制御のタイムチャートであって、（ａ）は、暖機断続走行モードのタイムチャートであり、（ｂ）は、通常断続走行モードのタイムチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るＨＶＥＣＵで実行される断続走行制御のフローチャートである。
【図７】図６の断続走行制御に続くフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施の形態における暖機断続走行モードのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２８】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態では、車両用制御装置を駆動力源として内燃機関と電動機とを搭載した車両、いわゆるハイブリッド車両に適用した例について説明する。
【００２９】
図１に示すように、ハイブリッド車両１は、ハイブリッド車両１の駆動力を発生する駆動力源として、エンジン２と、発電可能な電動機であるモータジェネレータ（以下、単にモータという）ＭＧ１、ＭＧ２とを備える。また、ハイブリッド車両１は、駆動装置３と、車両用制御装置４とを備えている。
【００３０】
駆動装置３は、モータＭＧ１、ＭＧ２、動力分割統合機構４０、減速機構７０および差動機構８０を備え、いわゆるハイブリッド・トランスアクスルを構成している。また、駆動装置３は、エンジン２と結合されて動力出力装置（パワープラント）を構成している。
【００３１】
エンジン２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されている。
【００３２】
図２に示すように、エンジン２は、エアクリーナ２０により清浄された空気をスロットルバルブ２１および吸気通路２２を介して吸入する。その後、エンジン２は、燃料噴射弁２３からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ２４を介して燃料室に吸入する。次いで、エンジン２は、吸入した混合気を点火プラグ２５による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン２６の往復運動を機関出力軸１２の回転運動に変換する。
【００３３】
エンジン２の排気通路２８上には、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する排ガス浄化触媒（以下、三元触媒という）２９ａを含む浄化装置２９が設けられている。したがって、エンジン２からの排気は、浄化装置２９を介して外気へ排出される。本実施の形態における三元触媒２９ａは、本発明に係る触媒を構成する。
【００３４】
三元触媒２９ａは、同触媒に導入される排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）が略理論空燃比のとき、排気ガス中の未燃成分（ＨＣ、ＣＯ）を酸化し、同時にＮＯｘを還元する機能により排気ガスを浄化する。エンジン２においては、三元触媒２９ａを最も有効に機能させるため、後述するＡ／Ｆセンサ２０７およびＯ２センサ２０８の各出力値に基づいて、空燃比（実空燃比）が理論空燃比に一致するように空燃比フィードバック制御がエンジンＥＣＵ２００により実行される。
【００３５】
また、三元触媒２９ａが上述したような有害成分を浄化する浄化能力を発揮するには、十分に温められている必要がある。したがって、長時間停止後のエンジン２の始動時には、三元触媒２９ａの温度（触媒床温）が低いため、温度を上昇させる、すなわち三元触媒２９ａを活性化させる暖機が必要である。このような三元触媒２９ａの暖機は、後述する触媒暖機制御を実行することにより行われる。
【００３６】
また、エンジン２は、吸気バルブ２４の開閉タイミングＶＴを連続的に変更可能な可変バルブタイミング機構９０を備える。可変バルブタイミング機構９０は、図示しないベーン式のＶＶＴコントローラと、オイルコントロールバルブとを備え、吸気バルブ２４の開閉タイミングＶＴにおけるインテークカムシャフト（図示せず）の角度を連続的に変更する。
【００３７】
また、図１に示すように、機関出力軸１２には、動力分割統合機構４０が結合されている。エンジン２は、機関出力軸１２から駆動輪６に向けて機械的動力（以下、エンジン出力という）を出力する。この機械的動力は、エンジンＥＣＵ２００により制御可能となっている。
【００３８】
モータＭＧ１、ＭＧ２は、供給された電力を機械的動力に変換する電動機としての機能と、入力された機械的動力を電力に変換する発電機としての機能とを兼ね備えた、いわゆるモータジェネレータである。モータＭＧ１は、主に発電機として用いられ、モータＭＧ２は、主に電動機として用いられる。本実施の形態におけるモータＭＧ２は、本発明に係る電動機を構成する。
【００３９】
モータＭＧ１、ＭＧ２は、永久磁石式交流同期モータ等で構成されている。モータＭＧ１、ＭＧ２は、ステータ５３、５４と、ロータ５１、５２とを有している。ステータ５３、５４は、後述するインバータ６１、６２から交流電力の供給を受けて回転磁界を形成するようになっている。ロータ５１、５２は、動力分割統合機構４０に結合され、回転磁界に引き付けられて回転するようになっている。モータＭＧ１、ＭＧ２には、それぞれロータ５１、５２の回転角位置を検出するレゾルバ（図示せず）が設けられている。レゾルバは、検出したロータ５１、５２の回転角位置に応じた信号をモータＥＣＵ６０に送信するようになっている。
【００４０】
モータＭＧ１、ＭＧ２は、二次電池（蓄電池）１０５からの電力の供給を受けて電動機として動作することができる（以下、この動作状態を力行という）。一方、図示しないモータ軸が外力により回転している場合には、起電力を生じさせて二次電池１０５を充電する発電機として動作することができる（以下、この動作状態を回生という）。
【００４１】
また、駆動装置３には、インバータ６１、６２およびモータＥＣＵ６０が設けられている。インバータ６１、６２は、それぞれステータ５３、５４に接続されている。インバータ６１、６２は、二次電池１０５から供給される直流電力を交流電力に変換して、それぞれ対応するモータＭＧ１、ＭＧ２に供給可能に構成されている。また、インバータ６１、６２は、モータＭＧ１、ＭＧ２からの交流電力を直流電力に変換して二次電池１０５に回収可能に構成されている。インバータ６１、６２の電力供給および電力回収は、モータＥＣＵ６０により制御される。
【００４２】
動力分割統合機構４０は、エンジン２およびモータＭＧ１、ＭＧ２が出力した機械的動力を駆動軸７に伝達する動力伝達機構である。動力分割統合機構４０は、シングルピニオン式の動力分割遊星歯車４０ａおよび減速遊星歯車４０ｃを備えている。
【００４３】
動力分割遊星歯車４０ａは、エンジン２が出力した機械的動力を、モータＭＧ１を駆動する機械的動力と減速機構７０を駆動する機械的動力に分割可能に構成されている。動力分割遊星歯車４０ａは、サンギヤ４２と、プラネタリピニオン４３と、プラネタリキャリア４４と、リングギヤ４５ａとを備えている。
【００４４】
サンギヤ４２は、モータＭＧ１のロータ５１に結合されている。プラネタリピニオン４３は、プラネタリキャリア４４に対して公転および自転可能に支持されている。プラネタリキャリア４４は、機関出力軸１２に結合されている。このように構成された動力分割遊星歯車４０ａは、エンジン２のエンジン出力を、プラネタリピニオン４３を介してサンギヤ４２に伝達する機械的動力と、リングギヤ４５ａに伝達する機械的動力に分割するようになっている。エンジン２からサンギヤ４２に伝達された機械的動力は、モータＭＧ１のロータ５１に伝達され、発電に供される。
【００４５】
減速遊星歯車４０ｃは、モータＭＧ２が出力した機械的動力を、回転速度を減速しトルクを増大させて減速機構７０に伝達可能に構成されている。減速遊星歯車４０ｃは、サンギヤ４６と、プラネタリキャリア４７と、プラネタリピニオン４８と、リングギヤ４５ｃとを備えている。
【００４６】
サンギヤ４６は、モータＭＧ２のロータ５２に結合されている。プラネタリキャリア４７は、駆動装置３のハウジングに固定されている。プラネタリピニオン４８は、プラネタリキャリア４７に対して自転可能に支持されている。このように構成された減速遊星歯車４０ｃは、モータＭＧ２が出力した機械的動力を、プラネタリピニオン４８を介して回転速度を減速しトルクを増大させてリングギヤ４５ｃに伝達するようになっている。
【００４７】
これら動力分割遊星歯車４０ａと減速遊星歯車４０ｃとは、同心上に配置されており、リングギヤ４５ａとリングギヤ４５ｃとが一体に結合されている。リングギヤ４５ａ、４５ｃの外周側には、減速機構７０のカウンタドリブンギヤ７４と噛み合うカウンタドライブギヤ４９が設けられている。動力分割統合機構４０は、モータＭＧ２からリングギヤ４５ｃに伝達された機械的動力と、エンジン２からリングギヤ４５ａに伝達された機械的動力を統合してカウンタドライブギヤ４９から減速機構７０に伝達する。
【００４８】
減速機構７０は、カウンタドリブンギヤ７４とファイナルドライブギヤ７８とからなる。カウンタドリブンギヤ７４は、カウンタドライブギヤ４９と噛み合い、ファイナルドライブギヤ７８は、差動機構８０のリングギヤ８２と噛み合う。また、これらカウンタドリブンギヤ７４とファイナルドライブギヤ７８とは、同心上に配置され、一体的に結合されている。減速機構７０は、動力分割統合機構４０からカウンタドリブンギヤ７４に伝達された機械的動力を、回転速度を減速しトルクを増大させて、ファイナルドライブギヤ７８から差動機構８０に伝達する。
【００４９】
差動機構８０は、ファイナルドライブギヤ７８に噛み合うリングギヤ８２を備えている。差動機構８０は、減速機構７０からリングギヤ８２に伝達された機械的動力を左右の駆動輪６に分配して出力する。
【００５０】
図１および図２に示すように、車両用制御装置４は、ハイブリッド用電子制御装置（以下、単にＨＶＥＣＵという）１００と、エンジンＥＣＵ２００と、モータＥＣＵ６０と、アクセルペダルポジションセンサ１０１、車速センサ１０２および水温センサ２０２を含む各種センサ類と、エコスイッチ１０４とを含んで構成されている。
【００５１】
ＨＶＥＣＵ１００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵは、ＲＡＭの一時記憶機能を利用するとともにＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うようになっている。ＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等が予め記憶されている。
【００５２】
ＨＶＥＣＵ１００は、エンジン２およびモータＭＧ１、ＭＧ２を協調して制御する。また、ＨＶＥＣＵ１００は、アクセルペダルポジションセンサ１０１および車速センサ１０２の検出結果に応じて、エンジンＥＣＵ２００およびモータＥＣＵ６０と協働して後述する断続走行制御を実行可能に構成されている。本実施の形態におけるＨＶＥＣＵ１００は、本発明に係る制御手段を構成する。
【００５３】
また、ＨＶＥＣＵ１００は、車両走行中において、エンジン２を始動し、または作動を停止して、エンジン２の作動状態と非作動状態とを切替可能である。非作動状態とは、エンジン出力がゼロであり、かつ機関回転速度がゼロである、すなわち機関出力軸１２が静止しており、エンジン２においてエンジンブレーキトルクも生じない状態を意味している。一方、作動状態とは、エンジン２が機関出力軸１２から機械的動力（エンジン出力）を出力している状態を意味している。
【００５４】
例えば、一定の車速での走行中においてエンジン２を非作動状態にする場合、ＨＶＥＣＵ１００は、モータＭＧ２のモータ回転速度はそのままに、モータ出力を増大させるとともに、その分、エンジン２のエンジン出力をゼロにして、モータＭＧ１のロータ５１をリングギヤ４５ａ、４５ｃとは逆の回転方向に空転させて、機関回転速度をゼロにする。このようにして、エンジン２の作動を停止して、非作動状態にすることが可能となっている。
【００５５】
また、一定の車速での車両走行中においてエンジン２を作動状態にする場合、ＨＶＥＣＵ１００は、モータＭＧ２のモータ回転速度はそのままに、モータ出力を減少させるとともに、モータＭＧ１のロータ５１をリングギヤ４５ａ、４５ｃと同一の回転方向に力行させて、機関回転速度を上昇させて、エンジン２のクランキングを行う。これにより、エンジン２を始動して、作動状態にすることが可能となっている。
【００５６】
エンジンＥＣＵ２００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵは、ＲＡＭの一時記憶機能を利用するとともにＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うようになっている。ＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等が予め記憶されている。
【００５７】
エンジンＥＣＵ２００には、クランクポジションセンサ２０１、水温センサ２０２、カムポジションセンサ２０３、スロットルバルブポジションセンサ２０４、エアフローメータ２０５、温度センサ２０６、Ａ／Ｆセンサ２０７、Ｏ２センサ２０８が接続されている。
【００５８】
クランクポジションセンサ２０１は、機関出力軸１２の回転位置すなわちクランク角θｃｒやエンジン回転数Ｎｅを検出する。水温センサ２０２は、エンジン２の冷却水の温度すなわち冷却水温Ｔｗを検出する。カムポジションセンサ２０３は、インテークカムシャフトや排気バルブを開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置すなわちカム角θｃａを検出する。スロットルバルブポジションセンサ２０４は、スロットルバルブ２１のスロットル開度ＴＨを検出する。エアフローメータ２０５は、吸気管に取り付けられ、吸入空気の質量流量すなわち吸入空気量Ｑａを検出する。温度センサ２０６は、吸気管に取り付けられ、吸気温Ｔａを検出する。Ａ／Ｆセンサ２０７は、空燃比に対してリニアな特性を有し、比較的広範囲にわたる空燃比を連続的に検出する。Ｏ２センサ２０８は、理論空燃比を境に出力値が急変する特性（Ｚ特性）を有し、排気ガス中の酸素濃度を起電力におきかえ、空燃比が理論空燃比に対してリーンかリッチかを検出する。これら各センサは、検出結果に応じた信号をエンジンＥＣＵ２００に出力する。
【００５９】
エンジンＥＣＵ２００は、エンジン２を駆動するための種々の制御信号、例えば燃料噴射弁２３への駆動信号や、スロットル開度ＴＨを調節するスロットルモータ２１ａへの駆動信号、イグニッションコイル２１０への制御信号、可変バルブタイミング機構９０への制御信号などを出力するようになっている。
【００６０】
エンジンＥＣＵ２００は、ＨＶＥＣＵ１００と通信しており、ＨＶＥＣＵ１００からの制御信号によりエンジン２を運転制御するとともに、必要に応じてエンジン２の運転状態に関するデータを出力する。
【００６１】
モータＥＣＵ６０は、ＨＶＥＣＵ１００から要求トルクおよび要求回転速度に係る信号を受け、インバータ６１、６２を制御する。モータＥＣＵ６０は、インバータ６１、６２を制御することにより、モータＭＧ１、ＭＧ２のそれぞれについて、ロータ５１、５２の回転速度（以下、モータ回転速度という）と、ロータ５１、５２から出力する機械的動力（以下、モータ出力という）とを調整可能である。
【００６２】
アクセルペダルポジションセンサ１０１は、運転者によるアクセルペダル５の操作量を検出する。アクセルペダルポジションセンサ１０１は、ＨＶＥＣＵ１００に接続され、検出されたアクセルペダル５の操作量（以下、アクセル操作量Ａｃｃという）に応じた信号をＨＶＥＣＵ１００に送信するようになっている。
【００６３】
車速センサ１０２は、ハイブリッド車両１の車速Ｖを検出する。車速センサ１０２は、ＨＶＥＣＵ１００に接続され、検出された車速Ｖに応じた信号をＨＶＥＣＵ１００に送信するようになっている。
【００６４】
エコスイッチ１０４は、運転者がエンジン２による燃料消費の抑制を優先した車両走行（以下、燃費走行という）を選択するために、ＨＶＥＣＵ１００に燃費走行を指示するスイッチである。エコスイッチ１０４は、車室内のインスツルメントパネル等、運転者により操作可能な場所に設けられている。エコスイッチ１０４は、運転者の操作により、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切替可能に構成されている。また、エコスイッチ１０４のＯＮ状態とＯＦＦ状態は、ＨＶＥＣＵ１００により検出される。
【００６５】
また、ハイブリッド車両１には、二次電池１０５と、昇圧コンバータ１０６と、電池ＥＣＵ１０７とが設けられている。二次電池１０５は、昇圧コンバータ１０６を介してインバータ６１、６２に電気的に接続されている。
【００６６】
二次電池１０５は、モータＭＧ１、ＭＧ２に供給する電力を貯蔵し、モータＭＧ１、ＭＧ２との間で充放電可能に構成されている。昇圧コンバータ１０６は、二次電池１０５の電圧を昇圧してインバータ６１、６２の供給電圧に変換する。電池ＥＣＵ１０７は、二次電池１０５の温度や電圧、充放電電流値等を監視している。
【００６７】
また、電池ＥＣＵ１０７は、二次電池１０５の温度や電圧、充放電電流値等の情報から二次電池１０５の蓄電状態（ＳＯＣ：ｓｔａｔｅ‐ｏｆ‐ｃｈａｒｇｅ）および充放電電力を算出している。電池ＥＣＵ１０７は、ＨＶＥＣＵ１００に接続され、例えば二次電池１０５の蓄電状態および充放電電力に応じた信号をＨＶＥＣＵ１００に送信する等、ＨＶＥＣＵ１００との間で信号のやりとりを行う。
【００６８】
このように構成されたハイブリッド車両１では、アクセル操作量Ａｃｃと車速Ｖとに基づいてユーザ要求パワーＰが算出され、このユーザ要求パワーＰに対応する要求動力がカウンタドライブギヤ４９に出力されるよう、エンジン２とモータＭＧ１、ＭＧ２とが運転制御される。また、ハイブリッド車両１の走行モードとしては、例えばハイブリッド走行モードやモータ走行モードあるいは回生走行モード等がある。
【００６９】
ハイブリッド走行モードでは、エンジン２のエンジン出力を利用してモータＭＧ１に発電させつつ、エンジン２およびモータＭＧ２の両者を駆動力源としてハイブリッド車両１を走行させる。モータ走行モードでは、エンジン２を停止させた状態でモータＭＧ２を駆動力源としてハイブリッド車両１を走行させる。回生走行モードは、減速要求等の所定条件が成立した場合に減速機構７０を介して入力されるエネルギを利用してモータＭＧ２にて発電を行う走行モードである。
【００７０】
また、本実施の形態に係るハイブリッド車両１は、走行中に所定条件が成立すると、ＨＶＥＣＵ１００によって断続走行制御が実行される。この断続走行制御は、車速Ｖがゼロより大きい（Ｖ＞０）車速域で実行可能である。つまりハイブリッド車両１が走行している間は、所定条件が成立したことを条件として全ての車速域において断続走行制御が実行可能とされる。断続走行制御が実行されると、ハイブリッド車両１は、エンジン２またはモータＭＧ２、あるいは双方が発生する駆動力を得て走行する加速走行と、エンジン２およびモータＭＧ２から駆動力を出力させずに惰性で走行する惰性走行とを、車速Ｖに応じて決定される車速範囲Ｒで繰り返し行って走行する断続走行が可能となる。
【００７１】
具体的には、ＨＶＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１の走行中に所定条件が成立すると、制御車速ＶＳと、車速範囲Ｒの上限値である上限車速ＶＨと、車速範囲Ｒの下限値である下限車速ＶＬを設定するようになっている。ここで、エコスイッチ１０４がＯＮとされ、かつユーザ要求パワーＰが略一定であることが、上記所定条件となっている。ユーザ要求パワーＰは、アクセル操作量Ａｃｃをパラメータとして車速Ｖとユーザ要求パワーＰとの関係を予め実験的に求めて記憶されたマップを参照することによりＨＶＥＣＵ１００によって算出される。ユーザ要求パワーＰが略一定である一例としては、例えば一定の車速Ｖで走行中に運転者によるアクセル操作量Ａｃｃが一定である場合等が挙げられる。アクセル操作量Ａｃｃが一定のうちには、アクセル操作量Ａｃｃがゼロの場合も含まれる。ここで、ユーザ要求パワーＰが略一定であるとは、多少の変動はあるものの、ある所定時間内においてユーザ要求パワーが予め定められた所定範囲内（例えば、±３ｋｍ／ｈ）に維持される状態を意味する。
【００７２】
また、ＨＶＥＣＵ１００は、エコスイッチＯＮ後の走行中にユーザ要求パワーＰが略一定となった時点の車速Ｖを制御車速ＶＳとして設定し、この制御車速ＶＳを基準に予め定められた車速だけ高車速側および低車速側にそれぞれ上限車速ＶＨ、下限車速ＶＬを設定するようになっている。車速範囲Ｒは、設定された上限車速ＶＨおよび下限車速ＶＬにより定まるようになっている。より具体的には、車速範囲Ｒは、上限車速ＶＨおよび下限車速ＶＬを制御車速ＶＳからどれだけ高車速側および低車速側に設定するかにより拡大されるか、縮小されるかが定まる。ここで、車速範囲Ｒは、例えば車速Ｖが大きくなるほど拡大されるようにしてもよい。このように、車速範囲Ｒは、車速Ｖに応じて決定されるようになっている。
【００７３】
また、ＨＶＥＣＵ１００は、上限車速ＶＨと制御車速ＶＳとの車速幅、および制御車速ＶＳと下限車速ＶＬとの車速幅が同一となるよう、上限車速ＶＨおよび下限車速ＶＬを設定している。すなわち、制御車速ＶＳは、上限車速ＶＨと下限車速ＶＬとの中間に設定されるようになっている。
【００７４】
また、ＨＶＥＣＵ１００は、例えば冷却水温Ｔｗが予め定められた暖機実行温度以下である場合にエンジン２を始動し、エンジン２を予め定められた回転数（例えば、１５００ｒｐｍ〜１８００ｒｐｍ程度）で自立運転させる触媒暖機制御を実行するようになっている。これにより、排気ガスの温度を上昇させて三元触媒２９ａの活性化を促進させることが可能となる。なお、冷却水温Ｔｗと暖機実行温度とを比較する代わりに、吸入空気量Ｑａや冷却水温Ｔｗ、空燃比ＡＦ、点火時期の遅角量等に基づいてエンジンＥＣＵ２００等により推定される三元触媒２９ａの温度（触媒床温）と所定の基準温度とを比較して触媒暖機制御を実行すべきか否かを判定してもよい。三元触媒２９ａの温度（触媒床温）は、例えば三元触媒２９ａの近傍に触媒温度センサを設けて、この触媒温度センサにより直接検知してもよい。また、触媒暖機制御においては、点火時期を通常時より遅角させたり、燃料噴射量を通常時よりも増量させる制御等を行って早期に暖機を完了するようにしてもよい。
【００７５】
また、ＨＶＥＣＵ１００は、触媒暖機制御実行中に、三元触媒２９ａの暖機の進行状態と相関する物理量である冷却水温Ｔｗが予め定められた目標値としての目標暖機温度Ｔｏに達したことを条件に、三元触媒２９ａの暖機が完了したものと判断するようになっている。ここで、上記物理量としては、冷却水温Ｔｗの他、例えば三元触媒２９ａの温度（触媒床温）やエンジン２の油温等を用いることもできる。この場合、三元触媒２９ａの温度（触媒床温）は、上述した通り、エンジンＥＣＵ２００等による推定あるいは触媒温度センサを設けることで検知可能であり、エンジン２の油温は、油温センサを設けることで検知可能である。
【００７６】
さらに、ＨＶＥＣＵ１００は、触媒暖機制御実行中に断続走行制御が実行された場合には、三元触媒２９ａの暖機の進行状態に応じて、暖機断続走行モードと通常断続走行モードとを切り替えるようになっている。具体的には、ＨＶＥＣＵ１００は、冷却水温Ｔｗが目標暖機温度Ｔｏに達したことを条件に三元触媒２９ａの暖機が完了したものと判断し、暖機断続走行モードから通常断続走行モードに切り替える。
【００７７】
ここで、暖機断続走行モードは、エンジン２を予め定められた回転数で自立運転させて三元触媒２９ａの暖機を行うとともに、モータＭＧ２が発生する駆動力を用いて断続走行を実行するモードである。通常断続走行モードは、エンジン２およびモータＭＧ２が発生する駆動力を用いて断続走行を実行するモードである。
【００７８】
次に、図３〜図５（ａ）、（ｂ）を参照して、本実施の形態に係る触媒暖機制御実行中の断続走行制御について説明する。
【００７９】
図３および図４に示す断続走行制御の処理フローは、ハイブリッド車両１の走行中に所定の時間間隔で実行されるものである。特に、本処理フローは、触媒暖機制御実行中に実行される。
【００８０】
図３に示すように、まずＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖがゼロより大きい（Ｖ＞０）か否かを判定する（ステップＳ１）。Ｖ＞０でないと判定された場合、ＨＶＥＣＵ１００は、断続走行制御を実行することなく本処理を終了する。
【００８１】
ＨＶＥＣＵ１００は、Ｖ＞０であると判定された場合、エコスイッチ１０４がＯＮ状態か否かを判定する（ステップＳ２）。ＨＶＥＣＵ１００は、エコスイッチ１０４がＯＮ状態でない、つまりエコスイッチ１０４がＯＦＦ状態であると判定された場合には、運転者により燃費走行が選択されていないと判断して断続走行制御を実行することなく本処理を終了する。
【００８２】
ＨＶＥＣＵ１００は、エコスイッチ１０４がＯＮ状態であると判定された場合には、ユーザ要求パワーＰが略一定か否かを判定する（ステップＳ３）。ＨＶＥＣＵ１００は、ユーザ要求パワーＰが略一定でない場合には、前回周期で断続走行が実行されているのであれば、その断続走行を中断し（ステップＳ１７）、ステップＳ１８に移行する。ステップＳ１８において、ＨＶＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１が加速中か否かを判定する。加速中か否かは、例えば車速センサ１０２で検出された車速Ｖの変化量に基づき判定される。
【００８３】
ＨＶＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１が加速中であると判定された場合には、ユーザ要求パワーＰに基づき所望の駆動力が発生するよう、エンジン２およびモータＭＧ２を協調して駆動する（ステップＳ１９）。なお、モータ走行モード中や三元触媒２９ａの暖機が完了していない場合には、モータＭＧ２のみを駆動してユーザ要求パワーＰに基づく所望の駆動力を発生させる。
【００８４】
一方、ＨＶＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１が加速中でないと判定された場合には、ハイブリッド車両１が減速状態であると判断してエンジン２を停止するとともに、モータＭＧ２の駆動を停止、あるいは駆動輪６から伝わる動力によりモータＭＧ２を回転させて発電機として動作（回生動作）させる（ステップＳ２０）。
【００８５】
ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ３において、ユーザ要求パワーＰが略一定であると判定された場合には、冷却水温Ｔｗが目標暖機温度Ｔｏ以上か否かを判定する（ステップＳ４）。ＨＶＥＣＵ１００は、冷却水温Ｔｗが目標暖機温度Ｔｏ以上でないと判定した場合には、暖機断続走行モードが実行される（ステップＳ５）。
【００８６】
具体的には、図５（ａ）に示すように、ＨＶＥＣＵ１００は、エンジン２を自立運転させるとともに、上限車速ＶＨと下限車速ＶＬとで定まる車速範囲Ｒで加速走行と惰性走行を繰り返し実行するようモータＭＧ２の駆動を制御する。この暖機断続走行モードでは、加速走行時、モータＭＧ２のモータ出力Ｐｍをモータ出力Ｐｍ１とする。一方、惰性走行時は、モータＭＧ２のモータ出力Ｐｍがゼロとされる。
【００８７】
また、エンジン２のエンジン出力Ｐｅは、自立運転に基づき、駆動輪６に向けて機械的動力を出力しないエンジン出力Ｐｅ＿ｉｄｌｅとされる。これにより、三元触媒２９ａの暖機が完了するまでの間、モータＭＧ２の駆動によって上限車速ＶＨと下限車速ＶＬとの間で加速走行と惰性走行が繰り返される。本実施の形態におけるエンジン出力Ｐｅは、本発明における機関出力に相当する。
【００８８】
ここで、本実施の形態では、暖機断続走行モード中のエンジン出力Ｐｅをエンジン出力Ｐｅ＿ｉｄｌｅとしたが、三元触媒２９ａの浄化能力を上回ることのないような比較的低負荷なエンジン出力としてもよい。
【００８９】
ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ４において、冷却水温Ｔｗが目標暖機温度Ｔｏ以上であると判定した場合には、図４に示すステップＳ１１の通常断続走行モードに移行する。通常断続走行モードについては、後述する。
【００９０】
次いで、ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ６において、車速Ｖが上限車速ＶＨまで上昇したか否かを判定する。ＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖが上限車速ＶＨまで上昇したと判定した場合には、エンジン２の自立運転を継続するとともに、モータＭＧ２の駆動を停止（ステップＳ７）して本処理を終了する。すなわち、ＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖが上限車速ＶＨに達したことを条件としてハイブリッド車両１を加速走行から惰性走行に移行させる。
【００９１】
一方、ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ６において、車速Ｖが上限車速ＶＨまで上昇していないと判定した場合には、車速Ｖが下限車速ＶＬまで低下したか否かを判定する（ステップＳ８）。ＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖが下限車速ＶＬまで低下したと判定した場合には、エンジン２の自立運転を継続するとともに、モータＭＧ２をモータ出力Ｐｍ１で駆動（ステップＳ９）して本処理を終了する。すなわち、ＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖが下限車速ＶＬに達したことを条件としてハイブリッド車両１を惰性走行から加速走行に移行させる。
【００９２】
他方、ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ８において、車速Ｖが下限車速ＶＬまで低下していないと判定した場合には、エンジン２の自立運転を継続するとともに、モータＭＧ２の駆動状態（モータ状態）を保持して（ステップＳ１０）本処理を終了する。すなわち、ハイブリッド車両１が加速走行中であれば、モータ出力Ｐｍ１でのモータＭＧ２の駆動を維持し、これとは逆にハイブリッド車両１が惰性走行中であればモータＭＧ２の駆動停止を維持する。ただし、加速走行中および惰性走行中のいずれであっても、エンジン２は自立運転が継続される。
【００９３】
次に、図４を参照して、通常断続走行モードについて説明する。
【００９４】
図４に示すように、ＨＶＥＣＵ１００は、冷却水温Ｔｗが目標暖機温度Ｔｏ以上であると判定した場合（図３のステップＳ４でＹＥＳ）には、通常断続走行モードが実行される（ステップＳ１１）。つまり、ＨＶＥＣＵ１００は、冷却水温Ｔｗが目標暖機温度Ｔｏに達したことを条件に暖機断続走行モードから通常断続走行モードに切り替える。
【００９５】
具体的には、図５（ｂ）に示すように、ＨＶＥＣＵ１００は、上限車速ＶＨと下限車速ＶＬとで定まる車速範囲Ｒで加速走行と惰性走行を繰り返し実行するようエンジン２とモータＭＧ２を協調して制御する。この通常断続走行モードでは、加速走行時、モータＭＧ２のモータ出力Ｐｍをモータ出力Ｐｍ１より小さいモータ出力Ｐｍ２とし、かつエンジン２のエンジン出力Ｐｅをエンジン出力Ｐｅ＿ｉｄｌｅよりも大きいエンジン出力Ｐｅ２とする。これらモータ出力Ｐｍ２およびエンジン出力Ｐｅ２は、ユーザ要求パワーＰに応じて所定の配分比で分配される。
【００９６】
次いで、ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ１２において、車速Ｖが上限車速ＶＨまで上昇したか否かを判定する。ＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖが上限車速ＶＨまで上昇したと判定した場合には、エンジン２およびモータＭＧ２の駆動を停止して（ステップＳ１３）本処理を終了する。すなわち、ＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖが上限車速ＶＨに達したことを条件としてハイブリッド車両１を加速走行から惰性走行に移行させる。
【００９７】
一方、ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ１２において、車速Ｖが上限車速ＶＨまで上昇していないと判定した場合には、車速Ｖが下限車速ＶＬまで低下したか否かを判定する（ステップＳ１４）。ＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖが下限車速ＶＬまで低下したと判定した場合には、エンジン２およびモータＭＧ２をそれぞれエンジン出力Ｐｅ２、モータ出力Ｐｍ２で駆動して（ステップＳ１５）本処理を終了する。すなわち、ＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖが下限車速ＶＬに達したことを条件としてハイブリッド車両１を惰性走行から加速走行に移行させる。
【００９８】
他方、ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ１４において、車速Ｖが下限車速ＶＬまで低下していないと判定した場合には、エンジン２の駆動状態（エンジン状態）、モータＭＧ２の駆動状態（モータ状態）をそれぞれ保持して（ステップＳ１６）本処理を終了する。すなわち、ハイブリッド車両１が加速走行中であれば、エンジン出力Ｐｅ２でのエンジン２の駆動を維持するとともに、モータ出力Ｐｍ２でのモータＭＧ２の駆動を維持する。これとは逆にハイブリッド車両１が惰性走行中であれば、エンジン２およびモータＭＧ２の駆動停止を維持する。
【００９９】
ここで、図５（ａ）、（ｂ）では、暖機断続走行モードにおける加速走行の継続時間をｔｍ１、惰性走行の継続時間ｔ１とし、通常断続走行モードにおける加速走行の継続時間をｔｍ２、ｔｅ２、惰性走行の継続時間をｔ２としている。暖機断続走行モードおよび通常断続走行モードにおける加速走行と惰性走行の継続時間を同等とするには、継続時間ｔｍ１と継続時間ｔｍ２、ｔｅ２とを一致させるとともに、継続時間ｔ１と継続時間ｔ２とを一致させる。
【０１００】
以上のように、本実施の形態に係る車両用制御装置４は、冷却水温Ｔｗが目標暖機温度Ｔｏに達したことを条件に暖機が完了したものとＨＶＥＣＵ１００によって判断され、暖機断続走行モードから通常断続走行モードに切り替えられる。したがって、三元触媒２９ａの暖機の完了有無に応じて、エンジン２およびモータＭＧ２の駆動状態を好適に制御することができ、三元触媒２９ａの浄化能力やエンジン２の運転効率等を考慮した断続走行を実現することができる。この結果、本実施の形態に係る車両用制御装置４は、燃費向上と排気エミッションの向上との両立を図ることができる。
【０１０１】
また、本実施の形態に係る車両用制御装置４は、暖機断続走行モード中の惰性走行時においてもエンジン２を自立運転させるので、三元触媒２９ａの暖機を促進することができる。
【０１０２】
なお、本実施の形態では、断続走行制御においてユーザ要求パワーＰが略一定となった時点の車速Ｖを制御車速ＶＳとして設定し、この制御車速ＶＳを基準に予め定められた車速だけ高車速側および低車速側にそれぞれ上限車速ＶＨ、下限車速ＶＬを設定するようにしたが、これに限らず、例えばユーザ要求パワーＰが略一定となった時点の車速Ｖを上限車速ＶＨとして設定し、これを基準に下限車速ＶＬ、車速範囲Ｒおよび制御車速ＶＳを設定するようにしてもよい。具体的には、ＨＶＥＣＵ１００は、上限車速ＶＨの設定と同時あるいは設定後に、上限車速ＶＨから予め定められた車速だけ減じた値を下限車速ＶＬを設定する。また、ＨＶＥＣＵ１００は、上限車速ＶＨおよび下限車速ＶＬの設定と同時あるいは設定後に、上限車速ＶＨから予め定められた車速だけ低車速側に制御車速ＶＳを設定する。このとき、制御車速ＶＳは、上限車速ＶＨと下限車速ＶＬとの中間に設定されるのが好ましい。
【０１０３】
（第２の実施の形態）
次に、図６〜図８を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【０１０４】
特に本実施の形態は、上述の第１の実施の形態とは暖機断続走行モードの制御内容が異なるが、他の構成は同様である。したがって、第１の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０５】
本実施の形態に係るＨＶＥＣＵ１００は、暖機断続走行モードの実行中、冷却水温Ｔｗに基づき、加速走行時のエンジン２のエンジン出力Ｐｅを可変させるようになっている。
【０１０６】
具体的には、図８に示すように、ＨＶＥＣＵ１００は、冷却水温Ｔｗに応じたエンジン２の出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔを設定するようになっている。この出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔは、三元触媒２９ａの暖機の進行状態と相関する物理量が大きくなるほど、すなわち冷却水温Ｔｗの上昇に伴い増大するよう設定される。また、出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔは、例えば予め実験的に求めて記憶された冷却水温Ｔｗと出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔとの関係マップ等を参照することにより決定される。
【０１０７】
ここで、出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔは、三元触媒２９ａの浄化能力を維持可能な値に設定される。すなわち、出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔは、エンジン２が当該出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔで運転しても十分に三元触媒２９ａで排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化可能なエンジン出力Ｐｅとして設定されるものであり、エンジン２の性能や三元触媒２９ａの性能等により定めることができる。
【０１０８】
また、この出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔは、暖機の進行に伴い三元触媒２９ａの浄化能力が高まることから、冷却水温Ｔｗの上昇とともに段階的に大きくなるように設定される。なお、出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔは、図８に示すように段階的に設定される場合に限らず、例えば冷却水温Ｔｗと相関して無段階に設定してもよい。
【０１０９】
ＨＶＥＣＵ１００は、暖機断続走行モードの実行中、この出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔを超えない範囲でエンジン出力Ｐｅを可変するようになっている。例えば、図８に示すように、経過時間Ｓ１ないし経過時間Ｓ２の間は、暖機初期時でありエンジン２が比較的低温である。このような暖機初期時は、熱効率が低くエンジン２の運転効率が低下するため、エンジン出力Ｐｅをエンジン出力Ｐｅ＿ｉｄｌｅとしてモータ出力Ｐｍ１とする。すなわち、暖機初期時は、モータ出力Ｐｍ１によって断続走行が行われる。
【０１１０】
一方、経過時間Ｓ２以後は、暖機が進行しエンジン２も比較的温まってきていることから、断続走行に際し、エンジン出力Ｐｅを用いても暖機初期時のように運転効率が低下することがない。したがって、この場合には、出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔを超えない範囲でエンジン出力Ｐｅを用いるとともに、これを補うモータ出力Ｐｍによって断続走行が行われる。
【０１１１】
本実施の形態では、暖機断続走行モードの実行中において、エンジン２の運転効率が低下するか否かの基準として、例えば後述する基準水温Ｔｔを用いることとした。
【０１１２】
次に、本実施の形態に係る触媒暖機制御実行中の断続走行制御について説明する。
【０１１３】
図６および図７に示す断続走行制御の処理フローは、ハイブリッド車両１の走行中に所定の時間間隔で実行されるものである。特に、本処理フローは、触媒暖機制御実行中に実行される。また、図７に示すステップＳ２１〜ステップＳ３６は、第１の実施の形態における図３に示すステップＳ１〜ステップＳ４、ステップＳ１１〜ステップＳ２０と略同様である。したがって、以下においては、第１の実施の形態と異なるステップＳ４１以降の各ステップについて説明する。ただし、ステップＳ３５については、一部異なるので、これについては後述する。
【０１１４】
図６および図７に示すように、ＨＶＥＣＵ１００は、冷却水温Ｔｗが目標暖機温度Ｔｏ以上でないと判定した場合（ステップＳ２４でＮＯ）には、暖機断続走行モードが実行される（ステップＳ４１）。
【０１１５】
本実施の形態における暖機断続走行モードでは、加速走行時、暖機の進行状態に応じてエンジン出力Ｐｅをエンジン出力Ｐｅ＿ｉｄｌｅないしエンジン出力Ｐｅ４のように可変とし、これに応じてモータ出力Ｐｍをモータ出力Ｐｍ１ないしモータ出力Ｐｍ４とする。一方、惰性走行時は、エンジン出力Ｐｅがエンジン出力Ｐｅ＿ｉｄｌｅとされるとともに、モータ出力Ｐｍがゼロとされる。
【０１１６】
このように、本実施の形態における暖機断続走行モードでは、暖機の進行状態に応じて、モータＭＧ２のみの駆動力によって断続走行を行うか、あるいはエンジン２およびモータＭＧ２の駆動力によって断続走行を行うかが決定される。なお、惰性走行時のエンジン出力Ｐｅは、エンジン出力Ｐｅ＿ｉｄｌｅに限らず、三元触媒２９ａの浄化能力を上回ることのないような比較的低負荷なエンジン出力としてもよい。
【０１１７】
次いで、ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ４２において、車速Ｖが上限車速ＶＨまで上昇したか否かを判定する。ＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖが上限車速ＶＨまで上昇したと判定した場合には、エンジン２の自立運転を継続するとともに、モータＭＧ２の駆動を停止して（ステップＳ４３）本処理を終了する。すなわち、ＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖが上限車速ＶＨに達したことを条件としてハイブリッド車両１を加速走行から惰性走行に移行させる。
【０１１８】
一方、ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ４２において、車速Ｖが上限車速ＶＨまで上昇していないと判定した場合には、車速Ｖが下限車速ＶＬまで低下したか否かを判定する（ステップＳ４４）。ＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖが下限車速ＶＬまで低下したと判定した場合には、冷却水温Ｔｗが基準水温Ｔｔ以上であるか否かを判定する（ステップＳ４５）。ここで、基準水温Ｔｔとは、エンジン２の運転効率を考慮した水温であり、例えば基準水温Ｔｔより低い水温状態のときには、暖機が不十分であり熱効率が低いことからエンジン出力Ｐｅによらずモータ出力Ｐｍによって断続走行を行う。
【０１１９】
ＨＶＥＣＵ１００は、冷却水温Ｔｗが基準水温Ｔｔ以上でないと判定した場合には、エンジン２の自立運転を継続するとともに、モータＭＧ２をモータ出力Ｐｍ１で駆動して（ステップＳ４６）本処理を終了する。すなわち、ＨＶＥＣＵ１００は、車速Ｖが下限車速ＶＬに達したことを条件としてハイブリッド車両１を惰性走行から加速走行に移行させる。
【０１２０】
一方、ＨＶＥＣＵ１００は、冷却水温Ｔｗが基準水温Ｔｔ以上であると判定した場合には、エンジン２を出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ以下のエンジン出力Ｐｅ２ないしエンジン出力Ｐｅ４で駆動するとともに、ユーザ要求パワーＰを出力可能にするため、エンジン出力Ｐｅ２ないしエンジン出力Ｐｅ４を補うのに必要なモータ出力Ｐｍ２ないしモータ出力Ｐｍ４でモータＭＧ２を駆動して（ステップＳ４７）本処理を終了する。
【０１２１】
他方、ＨＶＥＣＵ１００は、ステップＳ４４において、車速Ｖが下限車速ＶＬまで低下していないと判定した場合には、エンジン２の駆動状態（エンジン状態）、モータＭＧ２の駆動状態（モータ状態）をそれぞれ保持して（ステップＳ４８）本処理を終了する。すなわち、冷却水温Ｔｗが基準水温Ｔｔより低い状態でのハイブリッド車両１の加速走行中であれば、エンジン２の自立運転を維持するとともに、モータ出力Ｐｍ１でのモータＭＧ２の駆動を維持する。また、冷却水温Ｔｗが基準水温Ｔｔ以上の状態でのハイブリッド車両１の加速走行中であれば、エンジン出力Ｐｅ２ないしエンジン出力Ｐｅ４でのエンジン２の駆動を維持するとともに、モータ出力Ｐｍ２ないしモータ出力Ｐｍ４でのモータＭＧ２の駆動を維持する。これらとは逆にハイブリッド車両１が惰性走行中であれば、エンジン２の自立運転を維持するとともに、モータＭＧ２の駆動停止を維持する。
【０１２２】
ところで、本実施の形態の図６に示すステップＳ３５では、第１の実施の形態と同様、ＨＶＥＣＵ１００は、ユーザ要求パワーＰに基づき所望の駆動力が発生するよう、エンジン２およびモータＭＧ２を協調して駆動する。ただし、モータ走行モード中である場合には、モータＭＧ２のみを駆動してユーザ要求パワーＰに基づく所望の駆動力を発生させる。また、三元触媒２９ａの暖機が完了していない場合には、暖機の進行状態に応じて、モータＭＧ２のみを駆動するか、あるいはエンジン２およびモータＭＧ２を協調して駆動させるかが適宜選択される。
【０１２３】
次に、図８に示すタイムチャートを参照して、本実施の形態における暖機断続走行モード実行中の断続走行について説明する。
【０１２４】
図８に示すように、経過時間Ｓ１までは、冷却水温Ｔｗが低温であるため、エンジン２はエンジン出力Ｐｅ＿ｉｄｌｅで自立運転される。次いで、経過時間Ｓ１に達すると、暖機の進行に伴い冷却水温Ｔｗが上昇するため、これに応じてエンジン２の出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ１が設定される。ここでは、出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ１がエンジン出力Ｐｅ＿ｉｄｌｅよりも大きい値とされているが、未だ冷却水温Ｔｗが基準水温Ｔｔよりも低いため熱効率も低い。このため、出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ１でエンジン２を駆動させてもかえってエンジン２の運転効率が下がるおそれがあるため、経過時間Ｓ２までは燃費を考慮してモータＭＧ２をモータ出力Ｐｍ１で駆動する。すなわち、ユーザ要求パワーＰに基づく所望の駆動力をモータＭＧ２のモータ出力Ｐｍ１により発生させている。このとき、エンジン２は、継続してエンジン出力Ｐｅ＿ｉｄｌｅで自立運転されている。
【０１２５】
次いで、経過時間Ｓ２に達すると、出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ１よりも大きな出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ２が設定される。このとき、冷却水温Ｔｗは、暖機の進行に伴い基準水温Ｔｔ以上となっている。したがって、経過時間Ｓ２ないし経過時間Ｓ３の間は、加速走行時におけるエンジン出力Ｐｅが出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ２と同等のエンジン出力Ｐｅ２とされる。このとき、モータ出力Ｐｍは、エンジン出力Ｐｅ２で足りない駆動力を発生させるべく、モータ出力Ｐｍ１より小さなモータ出力Ｐｍ２とされる。
【０１２６】
その後、経過時間Ｓ３に達すると、出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ２よりも大きな出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ３が設定される。したがって、経過時間Ｓ３ないし経過時間Ｓ４の間は、加速走行時におけるエンジン出力Ｐｅが出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ３と同等のエンジン出力Ｐｅ３とされる。このとき、モータ出力Ｐｍは、エンジン出力Ｐｅ３で足りない駆動力を発生させるべく、モータ出力Ｐｍ２より小さなモータ出力Ｐｍ３とされる。
【０１２７】
次に、経過時間Ｓ４に達すると、出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ３よりも大きな出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ４が設定される。したがって、経過時間Ｓ４ないし経過時間Ｓ５の間は、加速走行時におけるエンジン出力Ｐｅが出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ４まで出力可能となるが、燃費を考慮してエンジン出力Ｐｅが出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔ４より小さいエンジン出力Ｐｅ４とされる。このとき、モータ出力Ｐｍは、エンジン２とモータＭＧ２との配分比に応じたモータ出力Ｐｍ４とされる。
【０１２８】
その後、経過時間Ｓ５に達すると、冷却水温Ｔｗが目標暖機水温Ｔｏに達し、三元触媒２９ａの暖機が完了する。このとき、同時に惰性走行時のエンジン出力Ｐｅがエンジン出力Ｐｅ＿ｉｄｌｅからゼロとされる。したがって、その後（経過時間Ｓ５以降）は、エンジン出力Ｐｅ４とモータ出力Ｐｍ４とで加速走行時の駆動力を発生させるとともに、惰性走行時のエンジン出力Ｐｅおよびモータ出力Ｐｍをゼロとする通常断続走行モードに移行する。
【０１２９】
上述した図８に示すタイムチャートにおけるエンジン出力Ｐｅ２ないしエンジン出力Ｐｅ４は、一例であってこれに限定されるものではない。すなわち、エンジン出力Ｐｅ２ないしエンジン出力Ｐｅ４は、例えば低速走行時か高速走行時であるか等のハイブリッド車両１の走行状態やエンジン２の諸元値等によって、出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔを超えない範囲で適宜最適な値とされる。
【０１３０】
以上のように、本実施の形態に係る車両用制御装置４は、冷却水温Ｔｗが目標暖機温度Ｔｏに達したことを条件に暖機が完了したものとＨＶＥＣＵ１００によって判断され、暖機断続走行モードから通常断続走行モードに切り替えられる。また、暖機断続走行モードの実行中は、冷却水温Ｔｗに基づき、加速走行時のエンジン出力Ｐｅが可変させられる。
【０１３１】
このため、例えば暖機初期時（例えば、図８に示す経過時間Ｓ１ないし経過時間Ｓ２）のような低温域でハイブリッド車両１を断続走行させる場合には、熱効率が低くエンジン２の運転効率が低下するため、エンジン２のエンジン出力ＰｅによらずモータＭＧ２のモータ出力Ｐｍによって断続走行を行うことができる。これにより暖機初期時の燃費が向上する。一方、暖機が進行すると、冷却水温Ｔｗが上昇し三元触媒２９ａの浄化能力も高まることから、この浄化能力を上回らない範囲でエンジン出力Ｐｅを出力可能となる。この場合、三元触媒２９ａの浄化能力を維持しつつ、エンジン２とモータＭＧ２の出力を用いて断続走行を行うことができる。
【０１３２】
したがって、本実施の形態に係る車両用制御装置４は、暖機の進行状態に応じてエンジン２およびモータＭＧ２の出力を好適に制御することができ、燃費向上と排気エミッションの向上との両立を図ることができる。
【０１３３】
また、本実施の形態に係る車両用制御装置４は、暖機断続走行モード中は、冷却水温Ｔｗが上昇するほど増大するエンジン２の出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔを超えない範囲でエンジン出力Ｐｅが可変とされる。このため、暖機の進行に伴い高まる三元触媒２９ａの浄化能力を上回るようなエンジン出力Ｐｅが出力されることが抑制される。
【０１３４】
なお、本実施の形態において、ＨＶＥＣＵ１００は、冷却水温Ｔｗに応じて出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔを設定したが、例えば図８に示すように、冷却水温Ｔｗと目標暖機温度Ｔｏとの差分ΔＴに応じて出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔを設定してもよい。具体的には、出力上限値Ｐ＿ｌｉｍｉｔは、差分ΔＴが小さくなるほど増大するよう設定される。この場合であっても、上述した本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３５】
以上説明したように、本発明に係る車両用制御装置は、燃費向上と排気エミッションの向上との両立を図ることができ、駆動力源として内燃機関および電動機を備えた車両に適用される車両用制御装置に有用である。
【符号の説明】
【０１３６】
１ ハイブリッド車両（車両）
２ エンジン（内燃機関）
４ 車両用制御装置
２８ 排気通路
２９ａ 三元触媒（触媒）
６０ モータＥＣＵ
１００ ＨＶＥＣＵ（制御手段）
２００ エンジンＥＣＵ
ＭＧ２ モータ（電動機）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動力を発生する駆動力源として内燃機関および電動機と、前記内燃機関の排気通路上に設けられた触媒とを備え、前記駆動力を得て走行する加速走行と前記駆動力源から前記駆動力を出力せずに惰性で走行する惰性走行とを、車速に応じて決定される車速範囲で繰り返し行って走行する断続走行が可能な車両に用いられる車両用制御装置であって、
前記内燃機関を予め定められた回転数で自立運転させて前記触媒の暖機を行うとともに前記電動機が発生する駆動力または前記電動機および前記内燃機関が発生する駆動力を用いて前記断続走行を実行する暖機断続走行モードと、前記内燃機関および前記電動機が発生する駆動力を用いて前記断続走行を実行する通常断続走行モードとを有し、前記暖機の進行状態と相関する物理量が予め設定された目標値に達したことを条件に前記暖機が完了したものと判断し、前記暖機断続走行モードから前記通常断続走行モードに切り替える制御手段を備え、
前記制御手段は、前記暖機断続走行モードの実行中、前記物理量に基づき、加速走行時の前記内燃機関の機関出力を可変させることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記物理量が大きくなるほど増大する内燃機関の出力上限値を設定し、前記暖機断続走行モードの実行中、前記出力上限値を超えない範囲で前記機関出力を可変することを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記物理量と前記目標値との差分が小さくなるほど増大する内燃機関の出力上限値を設定し、前記暖機断続走行モードの実行中、前記出力上限値を超えない範囲で前記機関出力を可変することを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項４】
前記出力上限値は、前記触媒の浄化能力を維持可能な値に設定されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の車両用制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記暖機断続走行モードにおける惰性走行時、前記内燃機関を自立運転させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１の請求項に記載の車両用制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記内燃機関の冷却水温、前記触媒の温度、前記内燃機関の油温のいずれか１つを、前記物理量として用いることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１の請求項に記載の車両用制御装置。
【請求項１】
車両の駆動力を発生する駆動力源として内燃機関および電動機と、前記内燃機関の排気通路上に設けられた触媒とを備え、前記駆動力を得て走行する加速走行と前記駆動力源から前記駆動力を出力せずに惰性で走行する惰性走行とを、車速に応じて決定される車速範囲で繰り返し行って走行する断続走行が可能な車両に用いられる車両用制御装置であって、
前記内燃機関を予め定められた回転数で自立運転させて前記触媒の暖機を行うとともに前記電動機が発生する駆動力または前記電動機および前記内燃機関が発生する駆動力を用いて前記断続走行を実行する暖機断続走行モードと、前記内燃機関および前記電動機が発生する駆動力を用いて前記断続走行を実行する通常断続走行モードとを有し、前記暖機の進行状態と相関する物理量が予め設定された目標値に達したことを条件に前記暖機が完了したものと判断し、前記暖機断続走行モードから前記通常断続走行モードに切り替える制御手段を備え、
前記制御手段は、前記暖機断続走行モードの実行中、前記物理量に基づき、加速走行時の前記内燃機関の機関出力を可変させることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記物理量が大きくなるほど増大する内燃機関の出力上限値を設定し、前記暖機断続走行モードの実行中、前記出力上限値を超えない範囲で前記機関出力を可変することを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記物理量と前記目標値との差分が小さくなるほど増大する内燃機関の出力上限値を設定し、前記暖機断続走行モードの実行中、前記出力上限値を超えない範囲で前記機関出力を可変することを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項４】
前記出力上限値は、前記触媒の浄化能力を維持可能な値に設定されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の車両用制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記暖機断続走行モードにおける惰性走行時、前記内燃機関を自立運転させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１の請求項に記載の車両用制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記内燃機関の冷却水温、前記触媒の温度、前記内燃機関の油温のいずれか１つを、前記物理量として用いることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１の請求項に記載の車両用制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１１２１２６（Ｐ２０１３−１１２１２６Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５９３００（Ｐ２０１１−２５９３００）
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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