ハイブリッド車およびその制御方法
【課題】蓄電装置から過大な電力が出力されるのを抑制しつつ浄化触媒を暖機する。
【解決手段】エンジンが運転停止された状態で浄化触媒の暖機要求がなされているときにおいて、要求パワーＰｒ＊がバッテリの出力制限Ｗｏｕｔからヒータへの基本供給電力Ｐｈｔｍｐを減じて得られる値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）以下のときには基本供給電力Ｐｈｔｍｐがヒータに供給されるようスイッチを制御し（Ｓ１３０，Ｓ１４０）、要求パワーＰｒ＊が値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）よりも大きくバッテリの出力制限Ｗｏｕｔ以下のときには出力制限Ｗｏｕｔと要求パワーＰｒ＊との差の電力がヒータに供給されるようスイッチを制御する（Ｓ１３０，Ｓ１５０）。これにより、バッテリから過大な電力が出力されるのを抑制しつつ浄化触媒を暖機することができる。
【解決手段】エンジンが運転停止された状態で浄化触媒の暖機要求がなされているときにおいて、要求パワーＰｒ＊がバッテリの出力制限Ｗｏｕｔからヒータへの基本供給電力Ｐｈｔｍｐを減じて得られる値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）以下のときには基本供給電力Ｐｈｔｍｐがヒータに供給されるようスイッチを制御し（Ｓ１３０，Ｓ１４０）、要求パワーＰｒ＊が値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）よりも大きくバッテリの出力制限Ｗｏｕｔ以下のときには出力制限Ｗｏｕｔと要求パワーＰｒ＊との差の電力がヒータに供給されるようスイッチを制御する（Ｓ１３０，Ｓ１５０）。これにより、バッテリから過大な電力が出力されるのを抑制しつつ浄化触媒を暖機することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド車としては、エンジンからの動力やモータからの動力を用いて走行するものにおいて、車両が一般道路から高速道路の入口に設けられたＥＴＣゲートに進入したときに、ＥＴＣゲートに設けられたＥＴＣ路側装置からの信号を受信し、エンジンが作動していないことを条件として、エンジンの排気経路に設けられた電気加熱式触媒をヒータによって加熱するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車では、このタイミングで電気加熱式触媒を加熱することにより、高速道路の走行で高出力を得るためにエンジンを始動するときに、エンジンの始動直後でも電気加熱式触媒が十分に浄化性能を発揮できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２６５３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のハイブリッド車では、ヒータによって電気加熱式触媒を加熱している最中に走行に要求されるパワーが大きくなると、走行用のパワーとヒータに供給する電力とをバッテリからの電力で賄うためにバッテリから過大な電力が出力される場合が生じ得る。
【０００５】
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、蓄電装置から過大な電力が出力されるのを抑制しつつ浄化触媒を暖機することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のハイブリッド車は、
排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられ走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、該電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド車であって、
電力の供給を受けて前記浄化触媒を加熱する触媒加熱手段と、
前記蓄電手段からの電力の前記触媒加熱手段への供給を司る電力供給手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段から放電してもよい最大許容電力としての出力制限を設定する出力制限設定手段と、
走行に要求される要求トルクおよび要求パワーを設定する要求値設定手段と、
前記内燃機関が運転停止された状態で前記浄化触媒の暖機要求がなされているときに前記設定された要求パワーが前記設定された出力制限以下のとき、前記内燃機関が運転停止された状態で前記設定された要求トルクによって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御すると共に前記設定された出力制限と前記設定された要求パワーとの差以下の電力が前記触媒加熱手段に供給されるよう前記電力供給手段を制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明のハイブリッド車では、内燃機関が運転停止された状態で浄化触媒の暖機要求がなされているときに走行に要求される要求パワーが蓄電手段から放電してもよい最大許容電力としての出力制限以下のとき、内燃機関が運転停止された状態で走行に要求される要求トルクによって走行するよう内燃機関と電動機とを制御すると共に出力制限と要求パワーとの差以下の電力が触媒加熱手段に供給されるよう電力供給手段を制御する。これにより、要求パワーと触媒加熱手段に供給される電力との和が蓄電手段の出力制限以下となる範囲内で、要求トルクによって走行すると共に触媒加熱手段によって浄化触媒を暖機することができる。したがって、蓄電手段から過大な電力が出力されるのを抑制しつつ浄化触媒を暖機することができる。もとより、内燃機関を運転停止した状態で浄化触媒を暖機するから、浄化触媒の暖機のための内燃機関の運転による燃料消費を抑制することができる。
【０００９】
こうした本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記浄化触媒の暖機要求がなされているときに前記設定された要求パワーが前記設定された出力制限以下のとき、前記触媒加熱手段に供給すべき電力の基本値としての基本供給電力を設定し、前記設定された要求パワーが前記設定された出力制限と前記設定した基本供給電力との差以下のときには前記設定した基本供給電力が前記触媒加熱手段に供給されるよう前記電力供給手段を制御し、前記設定された要求パワーが前記設定された出力制限と前記設定した基本供給電力との差よりも大きいときには前記設定された出力制限と前記設定された要求パワーとの差の電力が前記触媒加熱手段に供給されるよう前記電力供給手段を制御する手段である、ものとすることもできる。この態様の本発明のハイブリッド車において、前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段を備え、前記制御手段は、前記内燃機関が運転停止された状態で前記浄化触媒の暖機要求がなされているときに前記設定された要求パワーが前記設定された出力制限以下のとき、前記設定された要求パワーが前記設定された出力制限と前記設定した基本供給電力との差よりも大きい所定超過状態であることを含む所定の始動条件が成立したときには、前記モータリング手段によって前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう前記内燃機関と前記モータリング手段とを制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、浄化触媒の暖機要求がなされているときにおいて、要求パワーが蓄電手段の出力制限よりも大きくなるまで内燃機関を始動しないものに比して内燃機関をより始動しやすくすることが可能となる。この結果、要求パワーが出力制限よりも大きくなったときなどに、要求パワーにより迅速に対応することが可能となる。この態様の本発明のハイブリッド車において、前記所定の始動条件は、前記所定超過状態が予め定められた所定時間以上に亘って継続したとき、または、前記所定超過状態になる頻度が予め定められた所定頻度以上のときに成立する条件である、ものとすることもできる。
【００１０】
さらに、本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記内燃機関が運転されていて前記浄化触媒の暖機要求がなされているとき、前記浄化触媒の温度が低いほど遅くなる傾向のタイミングでの点火を伴って前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関を制御する手段である、ものとすることもできる。
【００１１】
あるいは、本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記内燃機関が運転されていて前記浄化触媒の暖機要求がなされているとき、前記浄化触媒の温度が該浄化触媒の暖機要求がなされる温度範囲の上限よりも低い温度として予め定められた所定温度以下のときには前記触媒加熱手段への電力供給が行なわれるよう前記電力供給手段を制御し、前記浄化触媒の温度が前記所定温度よりも高いときには前記触媒加熱手段への電力供給が行なわれないよう前記電力供給手段を制御する手段である、ものとすることもできる。
【００１２】
加えて、本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記浄化触媒の温度が高いほど小さくなる傾向に前記基本供給電力を設定する手段である、ものとすることもできる。
【００１３】
本発明のハイブリッド車の制御方法は、
排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられ走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、該電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、電力の供給を受けて前記浄化触媒を加熱する触媒加熱手段と、前記蓄電手段からの電力の前記触媒加熱手段への供給を司る電力供給手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
前記内燃機関が運転停止された状態で前記浄化触媒の暖機要求がなされているときに走行に要求される要求パワーが前記蓄電手段から放電してもよい最大許容電力としての出力制限以下のとき、前記内燃機関が運転停止された状態で走行に要求される要求トルクによって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御すると共に前記出力制限と前記要求パワーとの差以下の電力が前記触媒加熱手段に供給されるよう前記電力供給手段を制御する、
ことを特徴とする。
【００１４】
この本発明のハイブリッド車の制御方法では、内燃機関が運転停止された状態で浄化触媒の暖機要求がなされているときに走行に要求される要求パワーが蓄電手段から放電してもよい最大許容電力としての出力制限以下のとき、内燃機関が運転停止された状態で走行に要求される要求トルクによって走行するよう内燃機関と電動機とを制御すると共に出力制限と要求パワーとの差以下の電力が触媒加熱手段に供給されるよう電力供給手段を制御する。これにより、要求パワーと触媒加熱手段に供給される電力との和が蓄電手段の出力制限以下となる範囲内で、要求トルクによって走行すると共に触媒加熱手段によって浄化触媒を暖機することができる。したがって、蓄電手段から過大な電力が出力されるのを抑制しつつ浄化触媒を暖機することができる。もとより、内燃機関を運転停止した状態で浄化触媒を暖機するから、浄化触媒の暖機のための内燃機関の運転による燃料消費を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるモータ運転モード触媒暖機要求時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】基本供給電力設定用マップの一例を示す説明図である。
【図６】モータ運転モードで走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を示す説明図である。
【図７】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるエンジン運転触媒暖機要求時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図８】点火時期補正値設定用マップの一例を示す説明図である。
【図９】エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。
【図１０】エンジン２２が運転されている状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を示す説明図である。
【図１１】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１２】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１３】変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００１８】
エンジン２２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おり、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６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１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０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１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、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浄化触媒１３４ａを有する浄化装置１３４を介して外気へ排出される。この浄化装置１３４には、通電すると通電抵抗により発熱する発熱部材（例えば、ステンレスなど）としてのヒータ１３４ｂが取り付けられている。ヒータ１３４ｂは、一端が導電ラインによりスイッチ１３４ｃを介してバッテリ５０の正極端子に接続されており、他端が導電ラインにより接地されている。したがって、スイッチ１３４ｃをオンとすることによりバッテリ５０からヒータ１３４ｂに電力を供給して浄化触媒１３４ａを加熱することができ、スイッチ１３４ｃのデューティ比を調整する（以下、デューティ制御という）ことにより、バッテリ５０からヒータ１３４ｂに供給する電力を調整することができる。
【００１９】
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室内に取り付けられた図示しない圧力センサからの筒内圧力，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，浄化装置１３４に取り付けられた温度センサ１３４ｄからの触媒温度Ｔｃ，空燃比センサ１３５ａからの空燃比，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号，スイッチ１３４ｃへの駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００２０】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００２１】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００２２】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの端子間電圧Ｖｂ，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力としての入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
【００２３】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２４】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２５】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、浄化装置１３４の浄化触媒１３４ａを暖機する際の動作について説明する。図３はハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるモータ運転モード触媒暖機要求時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、モータ運転モードで走行していて浄化触媒１３４ａの暖機要求がなされているときに所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。なお、浄化触媒１３４ａの暖機要求は、実施例では、温度センサ１３４ｄからの触媒温度Ｔｃが浄化浄化触媒１３４ａが活性化する温度範囲の下限として定められた活性化温度Ｔｃａｃｔ（例えば、４００℃や４５０℃など）未満のときになされるものとした。
【００２６】
モータ運転モード触媒暖機要求時制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，温度センサ１３４ｄからの触媒温度Ｔｃ，モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４４により検出されたモータＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。
【００２７】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行のために車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊と走行のために車両に要求される要求パワーＰｒ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。ここで、要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図４に要求トルク設定用マップの一例を示す。また、要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものと損失としてのロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じること（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）によって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ること（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めたりすることができる。
【００２８】
続いて、触媒温度Ｔｃに基づいて、ヒータ１３４ｂに供給すべき電力の基本値としての基本供給電力Ｐｈｔｍｐを設定する（ステップＳ１２０）。ここで、基本供給電力Ｐｈｔｍｐは、実施例では、触媒温度Ｔｃと基本供給電力Ｐｈｔｍｐとの関係を予め定めて基本供給電力設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、触媒温度Ｔｃが与えられると記憶したマップから対応する基本供給電力Ｐｈｔｍｐを導出して設定するものとした。基本供給電力設定用マップの一例を図５に示す。基本供給電力Ｐｈｔｍｐは、図示するように、触媒温度Ｔｃが活性化温度Ｔｃａｃｔ（例えば、４００℃や４５０℃など）よりも低い所定温度Ｔｃｒｅｆ（例えば、２５０℃や３００℃など）以下の温度範囲では、浄化触媒１３４ａを迅速に暖機するために、比較的大きな所定電力Ｐｈ１を設定し、触媒温度Ｔｃが所定温度Ｔｃｒｅｆより高く活性化温度Ｔｃａｃｔ未満の温度範囲では、ヒータ１３４ｂへの電力供給を抑制しつつ浄化触媒１３４ａを暖機するために、触媒温度Ｔｃが高いほど所定電力Ｐｈ１から小さくなる傾向に設定するものとした。
【００２９】
次に、要求パワーＰｒ＊をバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔおよびバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔからヒータ１３４ｂへの基本供給電力Ｐｈｔｍｐを減じて得られる値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）と比較し（ステップＳ１３０）、要求パワーＰｒ＊が値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）以下のときには、基本供給電力Ｐｈｔｍｐをヒータ１３４ｂに供給すべき目標供給電力Ｐｈ＊として設定してエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ１４０）、モータＭＧ１から出力すべきトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ１９０）、要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したものをモータＭＧ２から出力すべきトルク指令Ｔｍ２＊として設定し（ステップＳ２００）、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２１０）、本ルーチンを終了する。目標供給電力Ｐｈ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、ヒータ１３４ｂへの供給電力が目標供給電力Ｐｈ＊になるようスイッチ１３４ｃをデューティ制御する。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの範囲内で、ヒータ１３４ｂによって浄化触媒１３４ａを加熱することができると共にモータＭＧ２から駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。もとより、エンジン２２を運転停止した状態で浄化触媒１３４ａを暖機するから、浄化触媒１３４ａの暖機に適した運転状態（以下、触媒暖気運転状態という）でエンジン２２を運転することによって浄化触媒１３４ａを暖機するものに比して浄化触媒を１３４ａを暖機する際のエンジン２２による燃料消費を抑制することができる。モータ運転モードで走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図６に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。
【００３０】
ステップＳ１３０で要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔより大きいときには、運転者の要求に対応するために、エンジン２２を始動して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。ここで、エンジン２２の始動は、モータＭＧ１からトルクを出力すると共にこのトルクの出力に伴って駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクをモータＭＧ２によりキャンセルするトルクを出力することによりエンジン２２をクランキングし、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数（例えば１０００ｒｐｍなど）以上に至ったときに燃料噴射制御や点火制御などを開始することにより行なわれる。この場合、モータＭＧ２から出力すべきトルクは、要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力するためのトルクとエンジン２２をクランキングする際にリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするためのトルクとの和のトルクとなる。なお、実施例では、エンジン２２を始動するときには、運転者の要求により十分に対応しつつエンジン２２を迅速に始動するために、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの範囲内ではなく、超過を許可する出力分としての所定超過出力Ｗｓｅｔを出力制限Ｗｏｕｔに加えた上限出力（Ｗｏｕｔ＋Ｗｓｅｔ）以下の範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、バッテリ５０の上限出力（Ｗｏｕｔ＋Ｗｓｅｔ）からモータＭＧ１，ＭＧ２の消費電力の総和を減じて得られる値以下の電力がヒータ１３４ｂに供給されるようスイッチ１３４ｃをデューティ制御するものとした。こうして、浄化触媒１３４ａの暖機の完了前にエンジン２２が始動されると、本ルーチンの実行を終了し、図７に例示する後述のエンジン運転触媒暖機要求時制御ルーチンの実行を開始する。
【００３１】
ステップＳ１３０で要求パワーＰｒ＊が値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）よりも大きくバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下のときには、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔから要求パワーＰｒ＊を減じて得られる値（Ｗｏｕｔ−Ｐｒ＊）をヒータ１３４ｂへの目標供給電力Ｐｈ＊として設定してエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ１５０）。この場合、基本供給電力Ｐｈｔｍｐではなく値（Ｗｏｕｔ−Ｐｒ＊）をヒータ１３４ａへの目標供給電力Ｐｈ＊として設定してスイッチ１３４ｃをデューティ制御することにより、バッテリ５０から過大な電力が出力されるのを抑制しつつ浄化触媒１３４ａを暖機することができる。
【００３２】
次に、前回にこのルーチンが実行されたときに要求パワーＰｒ＊が値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）よりも大きくバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下の状態としての所定超過状態ではなかったとき、即ち、今回に所定超過状態になったときには、所定超過状態の継続時間ｔｅｘの計時を値０から開始する（ステップＳ１６０，Ｓ１７０）。なお、前回以前にこのルーチンが実行されたときから所定超過状態を継続しているときには、継続時間ｔｅｘの計時を継続する。
【００３３】
そして、計時中の継続時間ｔｅｘを閾値ｔｅｘｒｅｆと比較し（ステップＳ１８０）、所定超過状態の継続時間ｔｅｘが閾値ｔｅｘｒｅｆ未満のときには、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ１９０）、要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したものをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定し（ステップＳ２００）、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２１０）、本ルーチンを終了する。ここで、閾値ｔｅｘｒｅｆは、要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔよりも大きくなったときにより迅速に対応するためにエンジン２２を始動しておくことが好ましいと判断するのに要する時間であり、例えば、数秒〜数十秒などを用いることができる。
【００３４】
所定超過状態が継続して継続時間ｔｅｘが閾値ｔｅｘｒｅｆ以上に至ると（ステップＳ１８０）、エンジン２２を始動して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了し、図７に例示するエンジン運転触媒暖機要求時制御ルーチンの実行を開始する。このように所定超過状態の継続時間ｔｅｘが閾値ｔｅｘｒｅｆ以上に至ったときにエンジン２２を始動することにより、要求パワーＰｒ＊が出力制限Ｗｏｕｔよりも大きくなるまでエンジン２２を始動しないものに比してエンジン２２をより始動しやすくなるから、要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔよりも大きくなったときにエンジン２２からのパワーを用いて運転者の要求により迅速に対応しやすくすることができる。
【００３５】
以上、モータ運転モード触媒暖機要求時制御ルーチンについて説明した。次に、図７に例示するエンジン運転触媒暖機要求時制御ルーチンについて説明する。このルーチンは、エンジン２２の始動後で浄化触媒１３４ａの暖機要求がなされているときに所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００３６】
エンジン運転触媒暖機要求時制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，温度センサ１３４ｄからの触媒温度Ｔｃ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ３００）。ここで、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２やバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの入力については上述した。モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１は、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と同様に入力することができる。
【００３７】
こうしてデータを入力すると、図４の要求トルク設定用マップを用いてアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定すると共に設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものと損失としてのロスＬｏｓｓとの和と要求パワーＰｒ＊を設定し（ステップＳ３１０）、触媒温度Ｔｃに基づいて基本供給電力Ｐｈｔｍｐを設定する（ステップＳ３２０）。エンジン２２が運転されているときの基本供給電力Ｐｈｔｍｐは、実施例では、エンジン２２が運転停止されているときと同様に図５の基本供給電力設定用マップを用いて触媒温度Ｔｃに基づいて設定するものとした。
【００３８】
次に、要求パワーＰｒ＊をバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔおよび値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）と比較し（ステップＳ３３０）、要求パワーＰｒ＊が値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）以下のときには基本供給電力Ｐｈｔｍｐをヒータ１３４ｂへの目標供給電力Ｐｈ＊として設定してエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ３４０）、要求パワーＰｒ＊が値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）よりも大きくバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下のときには値（Ｗｏｕｔ−Ｐｒ＊）をヒータ１３４ｂへの目標供給電力Ｐｈ＊として設定してエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ３５０）。
【００３９】
続いて、触媒暖機運転状態でエンジン２２が運転されるよう触媒暖機用の回転数Ｎｓｅｔをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定すると共に触媒暖機用のトルクＴｓｅｔをエンジン２２の目標トルクＴｅ＊に設定し（ステップＳ３６０）、触媒温度Ｔｃに基づいて、エンジン２２における点火時期を遅くするための補正値としての点火時期補正値ΔＴｆを設定し（ステップＳ４００）、設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と点火時期補正値ΔＴｆとをエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ４１０）。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と点火時期補正値ΔＴｆとを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２を効率よく運転するための点火時期よりも点火時期補正値ΔＴｆだけ遅いタイミングでの点火を伴って目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントでエンジン２２が運転されるようにエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御を行なう。ここで、点火時期補正値ΔＴｆは、実施例では、触媒温度Ｔｃと点火時期補正値ΔＴｆとの関係を予め定めて点火時期補正値設定用マップとして記憶しておき、触媒温度Ｔｃが与えられると記憶したマップから対応する点火時期補正値ΔＴｆを導出して設定するものとした。点火時期補正値設定用マップの一例を図８に示す。点火時期補正値ΔＴｆは、図示するように、触媒温度Ｔｃが低いほど点火時期を遅くする傾向に設定される。これは、触媒温度Ｔｃが低いときにはエンジン２２の燃焼エネルギの多くを熱として後段の浄化装置１３４に供給して浄化触媒１３４ａの暖機を促進し、触媒温度Ｔｃがある程度高いときには燃焼効率の向上と浄化触媒１３４ａの暖機との両立を図るためである。このようにエンジン２２を触媒暖機運転状態で運転することにより、ヒータ１３４ｂによる加熱とエンジン２２からの排気との両方によって浄化触媒１３４ａを暖機することができる。
【００４０】
そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて式（２）によりモータＭＧ１から出力すべきトルク指令Ｔｍ１＊を計算し（ステップＳ４２０）、トルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを要求トルクＴｒ＊に加えて更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を次式（３）により計算し（ステップＳ４３０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，点火時期補正値ΔＴＴｆについてはエンジンＥＣＵ２４に、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ４４０）、本ルーチンを終了する。エンジン２２が運転されている状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図１０に示す。式（１）および式（３）は、図１０の共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００４１】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
Tm2*=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
【００４２】
ステップＳ３３０で要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔより大きいときには、目標供給電力Ｐｈ＊に値０を設定してエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ３７０）、要求パワーＰｒ＊から出力制限Ｗｏｕｔを減じて得られる値をエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊として設定し（ステップＳ３８０）、設定したエンジン２２の要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとに基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し（ステップＳ３９０）、触媒温度Ｔｃに基づいて点火時期補正値ΔＴｆを設定し（ステップＳ４００）、設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とをエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ４１０）、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ４２０〜Ｓ４４０）、本ルーチンを終了する。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図９に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。このようにエンジン２２を負荷運転することにより、運転者の要求に対応することができる。
【００４３】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２が運転停止された状態で浄化触媒１３４ａの暖機要求がなされているときにおいて、要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔからヒータ１３４ｂへの基本供給電力Ｐｈｔｍｐを減じて得られる値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）以下のときには基本供給電力Ｐｈｔｍｐがヒータ１３４ｂに供給されるようスイッチ１３４ｃを制御し、要求パワーＰｒ＊が値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）よりも大きくバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下のときにはバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔと要求パワーＰｒ＊との差の電力がヒータ１３４ｂに供給されるようスイッチ１３４ｃを制御するから、バッテリ５０から過大な電力が出力されるのを抑制しつつ浄化触媒１３４ａを暖機することができる。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、要求パワーＰｒ＊が値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）よりも大きくバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下のときには、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔから要求パワーＰｒ＊を減じて得られる値（Ｗｏｕｔ−Ｐｒ＊）を目標供給電力Ｐｈ＊として設定するものとしたが、値（Ｗｏｕｔ−Ｐｒ＊）以下の範囲内で目標供給電力Ｐｈ＊を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータ運転モードで走行しながら浄化触媒１３４ａを暖機しているときにおいて、要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下のときには、所定超過状態の継続時間ｔｅｘが閾値ｔｅｘ以上に至ったときにエンジン２２を始動するものとしたが、これに限られず、例えば、所定時間（例えば、数十秒〜数分など）内に所定超過状態に至った回数が所定回数（例えば、３回や５回など）以上のときや、所定時間（例えば、数十秒〜数分など）のうち所定超過状態となっていた時間の割合が所定割合（例えば、３０％や５０％など）以上のときなどに、エンジン２２を始動するものとしてもよい。また、所定超過状態は、要求パワーＰｒ＊が値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）よりも大きくバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下の状態に限定されるものではなく、例えば、要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔよりも所定値ΔＷ（例えば、基本供給電力Ｐｈｔｍｐよりも若干小さい値や若干大きい値など）だけ小さい値（Ｗｏｕｔ−ΔＷ）よりも大きく出力制限Ｗｏｕｔ以下の状態などとしてもよい。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータ運転モードで走行しながら浄化触媒１３４ａを暖機しているときにおいて、要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔより大きいときや、要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下で所定超過状態の継続時間ｔｅｘが閾値ｔｅｘｒｅｆ以上に至ったときに、エンジン２２を始動するものとしたが、要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下のときには、所定超過状態の継続時間ｔｅｘが閾値ｔｅｘｒｅｆ以上に至ったときや、所定時間内に所定超過状態に至った回数が所定回数以上のとき，所定時間のうち所定超過状態となっていた時間の割合が所定割合以上のときなどでもエンジン２２を始動しないものとしてもよい。
【００４７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、浄化触媒１３４ａの暖機要求がなされているときには、図５に例示したように、触媒温度Ｔｃが所定温度Ｔｃｒｅｆ以下の温度範囲では所定電力Ｐｈ１をヒータ１３４ｂへの基本供給電力Ｐｈｔｍｐに設定し、触媒温度Ｔｃが所定温度Ｔｃｒｅｆより高く活性化温度Ｔｃａｃｔ未満の温度範囲では触媒温度Ｔｃが高いほど所定電力Ｐｈ１から小さくなる傾向にヒータ１３４ｂへの基本供給電力Ｐｈｔｍｐを設定するものとしたが、触媒温度Ｔｃと所定温度Ｔｃｒｅｆとの大小関係に拘わらず、一定の電力（例えば、所定電力Ｐｈ１など）をヒータ１３４ｂへの基本供給電力Ｐｈｔｍｐに設定するものとしてもよいし、触媒温度Ｔｃが高いほど小さくなる傾向にヒータ１３４ｂへの基本供給電力Ｐｈｔｍｐを設定するものとしてもよい。
【００４８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を始動するときには、所定超過出力Ｗｓｅｔをバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに加えた上限出力（Ｗｏｕｔ＋Ｗｓｅｔ）以下の範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、バッテリ５０の上限出力（Ｗｏｕｔ＋Ｗｓｅｔ）からモータＭＧ１，ＭＧ２の消費電力の総和を減じて得られる値以下の電力がヒータ１３４ｂに供給されるようスイッチ１３４ｃをデューティ制御するものとしたが、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、出力制限ＷｏｕｔからモータＭＧ１，ＭＧ２の消費電力の総和を減じて得られる値以下の電力がヒータ１３４ｂに供給されるようスイッチ１３４ｃをデューティ制御するものとしてもよい。
【００４９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２が運転されていて浄化触媒１３４ａの暖機要求がなされているときのヒータ１３４への基本供給電力Ｐｈｔｍｐは、エンジン２２が運転停止されているときと同様に設定するものとしたが、例えば、触媒温度Ｔｃが活性化温度Ｔｃａｃｔよりも低い所定温度Ｔｃｒｅｆ２（例えば、所定温度Ｔｃｒｅｆと同一の温度など）以下の温度範囲ではエンジン２２が運転停止されているときと同様に設定し、触媒温度Ｔｃが所定温度Ｔｃｒｅｆ２よりも高く活性化温度Ｔｃａｃｔ未満の温度範囲では値０を設定するものとしてもよいし、触媒温度Ｔｃに拘わらず値０を設定するものとしてもよい。なお、ヒータ１３４ｂへの基本供給電力Ｐｈｔｍｐが値０で目標供給電力Ｐｈ＊が値０となるときには、ヒータ１３４ｂへの電力供給を行なわず、触媒暖機運転状態でのエンジン２２の運転によって浄化触媒１３４ａを暖機することになる。
【００５０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２が運転されていて浄化触媒１３４ａの暖機要求がなされているときには、触媒温度Ｔｃが低いほど点火時期を遅くする傾向に点火時期補正値ΔＴｆを設定するものとしたが、触媒温度Ｔｃに拘わらず、点火時期を遅くする側の固定値を点火時期補正値ΔＴｆに設定するものとしてもよい。
【００５１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、浄化装置１３４に取り付けられた温度センサ１３４ｄにより触媒温度Ｔｃを検出するものとしたが、温度センサ１３４ｄを備えず、吸入空気量Ｑａの積算値や吸気温Ｔａ，冷却水温Ｔｗなどに基づいて浄化触媒１３４ａの温度を推定するものとしてもよい。
【００５２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２と、モータＭＧ１と、エンジン２２のクランクシャフト２６とモータＭＧ１の回転軸と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとに接続された動力分配統合機構３０と、リングギヤ軸３２ａに動力を出力するよう取り付けたモータＭＧ２と、を備えるものとしたが、図１１の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１１における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に動力を出力するようモータＭＧ２を取り付けるものとしてもよいし、図１２のハイブリッド自動車２２０に例示するように、駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸に変速機２３０を介してモータＭＧを取り付け、モータＭＧの回転軸にクラッチ２２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機２３０とを介して駆動軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機２３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。また、図１３の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、エンジン２２からの動力を変速機３３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された車軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸とは異なる車軸（図１３における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００５３】
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両の形態としてもよい。また、ハイブリッド車の制御方法の形態としてもよい。
【００５４】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、浄化触媒１３４ａを有する浄化装置１３４が排気系に取り付けられたエンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、ヒータ１３４ｂが「触媒加熱手段」に相当し、スイッチ１３４ｃが「電力供給手段」に相当し、バッテリ５０の充放電電流Ｉｂの積算値に基づくバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０から放電してもよい最大許容電力としての出力制限Ｗｏｕｔを演算するバッテリＥＣＵ５２が「出力制限設定手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定すると共に設定した要求トルクＴｒ＊と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとに基づいて要求パワーＰｒ＊を設定する図３のモータ運転モード触媒暖機要求時制御ルーチンのステップＳ１１０の処理や図７のエンジン運転触媒暖機要求時制御ルーチンのステップＳ３１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求値設定手段」に相当し、エンジン２２が運転停止された状態で浄化触媒１３４ａの暖機要求がなされているときにおいて、要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下のときに、要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔからヒータ１３４ｂへの基本供給電力Ｐｈｔｍｐを減じて得られる値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）以下のときには基本供給電力Ｐｈｔｍｐをヒータ１３４ｂへの目標供給電力Ｐｈ＊に設定してエンジンＥＣＵ２４に送信し、要求パワーＰｒ＊が値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）よりも大きくバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下のときにはバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔと要求パワーＰｒ＊との差の電力をヒータ１３４ｂへの目標供給電力Ｐｈ＊に設定してエンジンＥＣＵ２４に送信し、エンジン２２が運転停止された状態で要求トルクＴｒ＊によって走行するようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する図３のモータ運転モード触媒暖機要求時制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０と、目標供給電力Ｐｈ＊がヒータ１３４ｂに供給されるようスイッチ１３４ｃを制御するエンジンＥＣＵ２４と、が「制御手段」に相当する。
【００５５】
ここで、「内燃機関」としては、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する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど、排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられ走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、電動機と電力のやりとりが可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「触媒加熱手段」としては、ヒータ１３４ｂに限定されるものではなく、電力の供給を受けて浄化触媒を加熱するものであれば如何なるものとしても構わない。「電力供給手段」としては、スイッチ１３４ｃに限定されるものではなく、蓄電手段からの電力の触媒加熱手段への供給を司るものであれば如何なるものとしても構わない。「出力制限設定手段」としては、バッテリ５０の充放電電流Ｉｂの積算値に基づくバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０から放電してもよい最大許容電力としての出力制限Ｗｏｕｔを設定するものに限定されるものではなく、残容量（ＳＯＣ）や電池温度Ｔｂの他に例えばバッテリ５０の内部抵抗などに基づいて出力制限Ｗｏｕｔを設定するものなど、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段から放電してもよい最大許容電力としての出力制限を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求値設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定すると共に設定した要求トルクＴｒ＊と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとに基づいて要求パワーＰｒ＊を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃだけに基づいて要求トルクを設定するものなど、走行に要求される要求トルクおよび要求パワーを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、エンジン２２が運転停止された状態で浄化触媒１３４ａの暖機要求がなされているときにおいて、要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下のときに、エンジン２２が運転停止された状態で要求トルクＴｒ＊によって走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御し、要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔからヒータ１３４ｂへの基本供給電力Ｐｈｔｍｐを減じて得られる値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）以下のときには基本供給電力Ｐｈｔｍｐがヒータ１３４ｂに供給されるようスイッチ１３４ｃを制御し、要求パワーＰｒ＊が値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）よりも大きくバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下のときにはバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔと要求パワーＰｒ＊との差の電力がヒータ１３４ｂに供給されるようスイッチ１３４ｃを制御するものに限定されるものではなく、内燃機関が運転停止された状態で浄化触媒の暖機要求がなされているときに要求パワーが出力制限以下のとき、内燃機関が運転停止された状態で要求トルクによって走行するよう内燃機関と電動機とを制御すると共に出力制限と要求パワーとの差以下の電力が触媒加熱手段に供給されるよう電力供給手段を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００５６】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００５７】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
２０，１２０，２２０，３２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３４ａ 触媒、１３４ｂ ヒータ、１３４ｃ スイッチ、１３４ｄ 温度センサ、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６，スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、２２９ クラッチ、２３０，３３０ 変速機、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド車としては、エンジンからの動力やモータからの動力を用いて走行するものにおいて、車両が一般道路から高速道路の入口に設けられたＥＴＣゲートに進入したときに、ＥＴＣゲートに設けられたＥＴＣ路側装置からの信号を受信し、エンジンが作動していないことを条件として、エンジンの排気経路に設けられた電気加熱式触媒をヒータによって加熱するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車では、このタイミングで電気加熱式触媒を加熱することにより、高速道路の走行で高出力を得るためにエンジンを始動するときに、エンジンの始動直後でも電気加熱式触媒が十分に浄化性能を発揮できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２６５３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のハイブリッド車では、ヒータによって電気加熱式触媒を加熱している最中に走行に要求されるパワーが大きくなると、走行用のパワーとヒータに供給する電力とをバッテリからの電力で賄うためにバッテリから過大な電力が出力される場合が生じ得る。
【０００５】
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、蓄電装置から過大な電力が出力されるのを抑制しつつ浄化触媒を暖機することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のハイブリッド車は、
排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられ走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、該電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド車であって、
電力の供給を受けて前記浄化触媒を加熱する触媒加熱手段と、
前記蓄電手段からの電力の前記触媒加熱手段への供給を司る電力供給手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段から放電してもよい最大許容電力としての出力制限を設定する出力制限設定手段と、
走行に要求される要求トルクおよび要求パワーを設定する要求値設定手段と、
前記内燃機関が運転停止された状態で前記浄化触媒の暖機要求がなされているときに前記設定された要求パワーが前記設定された出力制限以下のとき、前記内燃機関が運転停止された状態で前記設定された要求トルクによって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御すると共に前記設定された出力制限と前記設定された要求パワーとの差以下の電力が前記触媒加熱手段に供給されるよう前記電力供給手段を制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明のハイブリッド車では、内燃機関が運転停止された状態で浄化触媒の暖機要求がなされているときに走行に要求される要求パワーが蓄電手段から放電してもよい最大許容電力としての出力制限以下のとき、内燃機関が運転停止された状態で走行に要求される要求トルクによって走行するよう内燃機関と電動機とを制御すると共に出力制限と要求パワーとの差以下の電力が触媒加熱手段に供給されるよう電力供給手段を制御する。これにより、要求パワーと触媒加熱手段に供給される電力との和が蓄電手段の出力制限以下となる範囲内で、要求トルクによって走行すると共に触媒加熱手段によって浄化触媒を暖機することができる。したがって、蓄電手段から過大な電力が出力されるのを抑制しつつ浄化触媒を暖機することができる。もとより、内燃機関を運転停止した状態で浄化触媒を暖機するから、浄化触媒の暖機のための内燃機関の運転による燃料消費を抑制することができる。
【０００９】
こうした本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記浄化触媒の暖機要求がなされているときに前記設定された要求パワーが前記設定された出力制限以下のとき、前記触媒加熱手段に供給すべき電力の基本値としての基本供給電力を設定し、前記設定された要求パワーが前記設定された出力制限と前記設定した基本供給電力との差以下のときには前記設定した基本供給電力が前記触媒加熱手段に供給されるよう前記電力供給手段を制御し、前記設定された要求パワーが前記設定された出力制限と前記設定した基本供給電力との差よりも大きいときには前記設定された出力制限と前記設定された要求パワーとの差の電力が前記触媒加熱手段に供給されるよう前記電力供給手段を制御する手段である、ものとすることもできる。この態様の本発明のハイブリッド車において、前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段を備え、前記制御手段は、前記内燃機関が運転停止された状態で前記浄化触媒の暖機要求がなされているときに前記設定された要求パワーが前記設定された出力制限以下のとき、前記設定された要求パワーが前記設定された出力制限と前記設定した基本供給電力との差よりも大きい所定超過状態であることを含む所定の始動条件が成立したときには、前記モータリング手段によって前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう前記内燃機関と前記モータリング手段とを制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、浄化触媒の暖機要求がなされているときにおいて、要求パワーが蓄電手段の出力制限よりも大きくなるまで内燃機関を始動しないものに比して内燃機関をより始動しやすくすることが可能となる。この結果、要求パワーが出力制限よりも大きくなったときなどに、要求パワーにより迅速に対応することが可能となる。この態様の本発明のハイブリッド車において、前記所定の始動条件は、前記所定超過状態が予め定められた所定時間以上に亘って継続したとき、または、前記所定超過状態になる頻度が予め定められた所定頻度以上のときに成立する条件である、ものとすることもできる。
【００１０】
さらに、本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記内燃機関が運転されていて前記浄化触媒の暖機要求がなされているとき、前記浄化触媒の温度が低いほど遅くなる傾向のタイミングでの点火を伴って前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関を制御する手段である、ものとすることもできる。
【００１１】
あるいは、本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記内燃機関が運転されていて前記浄化触媒の暖機要求がなされているとき、前記浄化触媒の温度が該浄化触媒の暖機要求がなされる温度範囲の上限よりも低い温度として予め定められた所定温度以下のときには前記触媒加熱手段への電力供給が行なわれるよう前記電力供給手段を制御し、前記浄化触媒の温度が前記所定温度よりも高いときには前記触媒加熱手段への電力供給が行なわれないよう前記電力供給手段を制御する手段である、ものとすることもできる。
【００１２】
加えて、本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記浄化触媒の温度が高いほど小さくなる傾向に前記基本供給電力を設定する手段である、ものとすることもできる。
【００１３】
本発明のハイブリッド車の制御方法は、
排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられ走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、該電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、電力の供給を受けて前記浄化触媒を加熱する触媒加熱手段と、前記蓄電手段からの電力の前記触媒加熱手段への供給を司る電力供給手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
前記内燃機関が運転停止された状態で前記浄化触媒の暖機要求がなされているときに走行に要求される要求パワーが前記蓄電手段から放電してもよい最大許容電力としての出力制限以下のとき、前記内燃機関が運転停止された状態で走行に要求される要求トルクによって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御すると共に前記出力制限と前記要求パワーとの差以下の電力が前記触媒加熱手段に供給されるよう前記電力供給手段を制御する、
ことを特徴とする。
【００１４】
この本発明のハイブリッド車の制御方法では、内燃機関が運転停止された状態で浄化触媒の暖機要求がなされているときに走行に要求される要求パワーが蓄電手段から放電してもよい最大許容電力としての出力制限以下のとき、内燃機関が運転停止された状態で走行に要求される要求トルクによって走行するよう内燃機関と電動機とを制御すると共に出力制限と要求パワーとの差以下の電力が触媒加熱手段に供給されるよう電力供給手段を制御する。これにより、要求パワーと触媒加熱手段に供給される電力との和が蓄電手段の出力制限以下となる範囲内で、要求トルクによって走行すると共に触媒加熱手段によって浄化触媒を暖機することができる。したがって、蓄電手段から過大な電力が出力されるのを抑制しつつ浄化触媒を暖機することができる。もとより、内燃機関を運転停止した状態で浄化触媒を暖機するから、浄化触媒の暖機のための内燃機関の運転による燃料消費を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるモータ運転モード触媒暖機要求時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】基本供給電力設定用マップの一例を示す説明図である。
【図６】モータ運転モードで走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を示す説明図である。
【図７】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるエンジン運転触媒暖機要求時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図８】点火時期補正値設定用マップの一例を示す説明図である。
【図９】エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。
【図１０】エンジン２２が運転されている状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を示す説明図である。
【図１１】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１２】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１３】変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００１８】
エンジン２２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おり、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６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１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０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１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、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浄化触媒１３４ａを有する浄化装置１３４を介して外気へ排出される。この浄化装置１３４には、通電すると通電抵抗により発熱する発熱部材（例えば、ステンレスなど）としてのヒータ１３４ｂが取り付けられている。ヒータ１３４ｂは、一端が導電ラインによりスイッチ１３４ｃを介してバッテリ５０の正極端子に接続されており、他端が導電ラインにより接地されている。したがって、スイッチ１３４ｃをオンとすることによりバッテリ５０からヒータ１３４ｂに電力を供給して浄化触媒１３４ａを加熱することができ、スイッチ１３４ｃのデューティ比を調整する（以下、デューティ制御という）ことにより、バッテリ５０からヒータ１３４ｂに供給する電力を調整することができる。
【００１９】
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室内に取り付けられた図示しない圧力センサからの筒内圧力，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，浄化装置１３４に取り付けられた温度センサ１３４ｄからの触媒温度Ｔｃ，空燃比センサ１３５ａからの空燃比，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号，スイッチ１３４ｃへの駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００２０】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００２１】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００２２】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの端子間電圧Ｖｂ，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力としての入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
【００２３】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２４】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２５】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、浄化装置１３４の浄化触媒１３４ａを暖機する際の動作について説明する。図３はハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるモータ運転モード触媒暖機要求時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、モータ運転モードで走行していて浄化触媒１３４ａの暖機要求がなされているときに所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。なお、浄化触媒１３４ａの暖機要求は、実施例では、温度センサ１３４ｄからの触媒温度Ｔｃが浄化浄化触媒１３４ａが活性化する温度範囲の下限として定められた活性化温度Ｔｃａｃｔ（例えば、４００℃や４５０℃など）未満のときになされるものとした。
【００２６】
モータ運転モード触媒暖機要求時制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，温度センサ１３４ｄからの触媒温度Ｔｃ，モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４４により検出されたモータＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。
【００２７】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行のために車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊と走行のために車両に要求される要求パワーＰｒ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。ここで、要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図４に要求トルク設定用マップの一例を示す。また、要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものと損失としてのロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じること（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）によって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ること（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めたりすることができる。
【００２８】
続いて、触媒温度Ｔｃに基づいて、ヒータ１３４ｂに供給すべき電力の基本値としての基本供給電力Ｐｈｔｍｐを設定する（ステップＳ１２０）。ここで、基本供給電力Ｐｈｔｍｐは、実施例では、触媒温度Ｔｃと基本供給電力Ｐｈｔｍｐとの関係を予め定めて基本供給電力設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、触媒温度Ｔｃが与えられると記憶したマップから対応する基本供給電力Ｐｈｔｍｐを導出して設定するものとした。基本供給電力設定用マップの一例を図５に示す。基本供給電力Ｐｈｔｍｐは、図示するように、触媒温度Ｔｃが活性化温度Ｔｃａｃｔ（例えば、４００℃や４５０℃など）よりも低い所定温度Ｔｃｒｅｆ（例えば、２５０℃や３００℃など）以下の温度範囲では、浄化触媒１３４ａを迅速に暖機するために、比較的大きな所定電力Ｐｈ１を設定し、触媒温度Ｔｃが所定温度Ｔｃｒｅｆより高く活性化温度Ｔｃａｃｔ未満の温度範囲では、ヒータ１３４ｂへの電力供給を抑制しつつ浄化触媒１３４ａを暖機するために、触媒温度Ｔｃが高いほど所定電力Ｐｈ１から小さくなる傾向に設定するものとした。
【００２９】
次に、要求パワーＰｒ＊をバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔおよびバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔからヒータ１３４ｂへの基本供給電力Ｐｈｔｍｐを減じて得られる値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）と比較し（ステップＳ１３０）、要求パワーＰｒ＊が値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）以下のときには、基本供給電力Ｐｈｔｍｐをヒータ１３４ｂに供給すべき目標供給電力Ｐｈ＊として設定してエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ１４０）、モータＭＧ１から出力すべきトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ１９０）、要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したものをモータＭＧ２から出力すべきトルク指令Ｔｍ２＊として設定し（ステップＳ２００）、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２１０）、本ルーチンを終了する。目標供給電力Ｐｈ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、ヒータ１３４ｂへの供給電力が目標供給電力Ｐｈ＊になるようスイッチ１３４ｃをデューティ制御する。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの範囲内で、ヒータ１３４ｂによって浄化触媒１３４ａを加熱することができると共にモータＭＧ２から駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。もとより、エンジン２２を運転停止した状態で浄化触媒１３４ａを暖機するから、浄化触媒１３４ａの暖機に適した運転状態（以下、触媒暖気運転状態という）でエンジン２２を運転することによって浄化触媒１３４ａを暖機するものに比して浄化触媒を１３４ａを暖機する際のエンジン２２による燃料消費を抑制することができる。モータ運転モードで走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図６に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。
【００３０】
ステップＳ１３０で要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔより大きいときには、運転者の要求に対応するために、エンジン２２を始動して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。ここで、エンジン２２の始動は、モータＭＧ１からトルクを出力すると共にこのトルクの出力に伴って駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクをモータＭＧ２によりキャンセルするトルクを出力することによりエンジン２２をクランキングし、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数（例えば１０００ｒｐｍなど）以上に至ったときに燃料噴射制御や点火制御などを開始することにより行なわれる。この場合、モータＭＧ２から出力すべきトルクは、要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力するためのトルクとエンジン２２をクランキングする際にリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするためのトルクとの和のトルクとなる。なお、実施例では、エンジン２２を始動するときには、運転者の要求により十分に対応しつつエンジン２２を迅速に始動するために、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの範囲内ではなく、超過を許可する出力分としての所定超過出力Ｗｓｅｔを出力制限Ｗｏｕｔに加えた上限出力（Ｗｏｕｔ＋Ｗｓｅｔ）以下の範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、バッテリ５０の上限出力（Ｗｏｕｔ＋Ｗｓｅｔ）からモータＭＧ１，ＭＧ２の消費電力の総和を減じて得られる値以下の電力がヒータ１３４ｂに供給されるようスイッチ１３４ｃをデューティ制御するものとした。こうして、浄化触媒１３４ａの暖機の完了前にエンジン２２が始動されると、本ルーチンの実行を終了し、図７に例示する後述のエンジン運転触媒暖機要求時制御ルーチンの実行を開始する。
【００３１】
ステップＳ１３０で要求パワーＰｒ＊が値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）よりも大きくバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下のときには、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔから要求パワーＰｒ＊を減じて得られる値（Ｗｏｕｔ−Ｐｒ＊）をヒータ１３４ｂへの目標供給電力Ｐｈ＊として設定してエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ１５０）。この場合、基本供給電力Ｐｈｔｍｐではなく値（Ｗｏｕｔ−Ｐｒ＊）をヒータ１３４ａへの目標供給電力Ｐｈ＊として設定してスイッチ１３４ｃをデューティ制御することにより、バッテリ５０から過大な電力が出力されるのを抑制しつつ浄化触媒１３４ａを暖機することができる。
【００３２】
次に、前回にこのルーチンが実行されたときに要求パワーＰｒ＊が値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）よりも大きくバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下の状態としての所定超過状態ではなかったとき、即ち、今回に所定超過状態になったときには、所定超過状態の継続時間ｔｅｘの計時を値０から開始する（ステップＳ１６０，Ｓ１７０）。なお、前回以前にこのルーチンが実行されたときから所定超過状態を継続しているときには、継続時間ｔｅｘの計時を継続する。
【００３３】
そして、計時中の継続時間ｔｅｘを閾値ｔｅｘｒｅｆと比較し（ステップＳ１８０）、所定超過状態の継続時間ｔｅｘが閾値ｔｅｘｒｅｆ未満のときには、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ１９０）、要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したものをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定し（ステップＳ２００）、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２１０）、本ルーチンを終了する。ここで、閾値ｔｅｘｒｅｆは、要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔよりも大きくなったときにより迅速に対応するためにエンジン２２を始動しておくことが好ましいと判断するのに要する時間であり、例えば、数秒〜数十秒などを用いることができる。
【００３４】
所定超過状態が継続して継続時間ｔｅｘが閾値ｔｅｘｒｅｆ以上に至ると（ステップＳ１８０）、エンジン２２を始動して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了し、図７に例示するエンジン運転触媒暖機要求時制御ルーチンの実行を開始する。このように所定超過状態の継続時間ｔｅｘが閾値ｔｅｘｒｅｆ以上に至ったときにエンジン２２を始動することにより、要求パワーＰｒ＊が出力制限Ｗｏｕｔよりも大きくなるまでエンジン２２を始動しないものに比してエンジン２２をより始動しやすくなるから、要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔよりも大きくなったときにエンジン２２からのパワーを用いて運転者の要求により迅速に対応しやすくすることができる。
【００３５】
以上、モータ運転モード触媒暖機要求時制御ルーチンについて説明した。次に、図７に例示するエンジン運転触媒暖機要求時制御ルーチンについて説明する。このルーチンは、エンジン２２の始動後で浄化触媒１３４ａの暖機要求がなされているときに所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００３６】
エンジン運転触媒暖機要求時制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，温度センサ１３４ｄからの触媒温度Ｔｃ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ３００）。ここで、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２やバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの入力については上述した。モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１は、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と同様に入力することができる。
【００３７】
こうしてデータを入力すると、図４の要求トルク設定用マップを用いてアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定すると共に設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものと損失としてのロスＬｏｓｓとの和と要求パワーＰｒ＊を設定し（ステップＳ３１０）、触媒温度Ｔｃに基づいて基本供給電力Ｐｈｔｍｐを設定する（ステップＳ３２０）。エンジン２２が運転されているときの基本供給電力Ｐｈｔｍｐは、実施例では、エンジン２２が運転停止されているときと同様に図５の基本供給電力設定用マップを用いて触媒温度Ｔｃに基づいて設定するものとした。
【００３８】
次に、要求パワーＰｒ＊をバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔおよび値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）と比較し（ステップＳ３３０）、要求パワーＰｒ＊が値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）以下のときには基本供給電力Ｐｈｔｍｐをヒータ１３４ｂへの目標供給電力Ｐｈ＊として設定してエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ３４０）、要求パワーＰｒ＊が値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）よりも大きくバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下のときには値（Ｗｏｕｔ−Ｐｒ＊）をヒータ１３４ｂへの目標供給電力Ｐｈ＊として設定してエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ３５０）。
【００３９】
続いて、触媒暖機運転状態でエンジン２２が運転されるよう触媒暖機用の回転数Ｎｓｅｔをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定すると共に触媒暖機用のトルクＴｓｅｔをエンジン２２の目標トルクＴｅ＊に設定し（ステップＳ３６０）、触媒温度Ｔｃに基づいて、エンジン２２における点火時期を遅くするための補正値としての点火時期補正値ΔＴｆを設定し（ステップＳ４００）、設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と点火時期補正値ΔＴｆとをエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ４１０）。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と点火時期補正値ΔＴｆとを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２を効率よく運転するための点火時期よりも点火時期補正値ΔＴｆだけ遅いタイミングでの点火を伴って目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントでエンジン２２が運転されるようにエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御を行なう。ここで、点火時期補正値ΔＴｆは、実施例では、触媒温度Ｔｃと点火時期補正値ΔＴｆとの関係を予め定めて点火時期補正値設定用マップとして記憶しておき、触媒温度Ｔｃが与えられると記憶したマップから対応する点火時期補正値ΔＴｆを導出して設定するものとした。点火時期補正値設定用マップの一例を図８に示す。点火時期補正値ΔＴｆは、図示するように、触媒温度Ｔｃが低いほど点火時期を遅くする傾向に設定される。これは、触媒温度Ｔｃが低いときにはエンジン２２の燃焼エネルギの多くを熱として後段の浄化装置１３４に供給して浄化触媒１３４ａの暖機を促進し、触媒温度Ｔｃがある程度高いときには燃焼効率の向上と浄化触媒１３４ａの暖機との両立を図るためである。このようにエンジン２２を触媒暖機運転状態で運転することにより、ヒータ１３４ｂによる加熱とエンジン２２からの排気との両方によって浄化触媒１３４ａを暖機することができる。
【００４０】
そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて式（２）によりモータＭＧ１から出力すべきトルク指令Ｔｍ１＊を計算し（ステップＳ４２０）、トルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを要求トルクＴｒ＊に加えて更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を次式（３）により計算し（ステップＳ４３０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，点火時期補正値ΔＴＴｆについてはエンジンＥＣＵ２４に、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ４４０）、本ルーチンを終了する。エンジン２２が運転されている状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図１０に示す。式（１）および式（３）は、図１０の共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００４１】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
Tm2*=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
【００４２】
ステップＳ３３０で要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔより大きいときには、目標供給電力Ｐｈ＊に値０を設定してエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ３７０）、要求パワーＰｒ＊から出力制限Ｗｏｕｔを減じて得られる値をエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊として設定し（ステップＳ３８０）、設定したエンジン２２の要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとに基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し（ステップＳ３９０）、触媒温度Ｔｃに基づいて点火時期補正値ΔＴｆを設定し（ステップＳ４００）、設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とをエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ４１０）、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ４２０〜Ｓ４４０）、本ルーチンを終了する。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図９に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。このようにエンジン２２を負荷運転することにより、運転者の要求に対応することができる。
【００４３】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２が運転停止された状態で浄化触媒１３４ａの暖機要求がなされているときにおいて、要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔからヒータ１３４ｂへの基本供給電力Ｐｈｔｍｐを減じて得られる値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）以下のときには基本供給電力Ｐｈｔｍｐがヒータ１３４ｂに供給されるようスイッチ１３４ｃを制御し、要求パワーＰｒ＊が値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）よりも大きくバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下のときにはバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔと要求パワーＰｒ＊との差の電力がヒータ１３４ｂに供給されるようスイッチ１３４ｃを制御するから、バッテリ５０から過大な電力が出力されるのを抑制しつつ浄化触媒１３４ａを暖機することができる。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、要求パワーＰｒ＊が値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）よりも大きくバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下のときには、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔから要求パワーＰｒ＊を減じて得られる値（Ｗｏｕｔ−Ｐｒ＊）を目標供給電力Ｐｈ＊として設定するものとしたが、値（Ｗｏｕｔ−Ｐｒ＊）以下の範囲内で目標供給電力Ｐｈ＊を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータ運転モードで走行しながら浄化触媒１３４ａを暖機しているときにおいて、要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下のときには、所定超過状態の継続時間ｔｅｘが閾値ｔｅｘ以上に至ったときにエンジン２２を始動するものとしたが、これに限られず、例えば、所定時間（例えば、数十秒〜数分など）内に所定超過状態に至った回数が所定回数（例えば、３回や５回など）以上のときや、所定時間（例えば、数十秒〜数分など）のうち所定超過状態となっていた時間の割合が所定割合（例えば、３０％や５０％など）以上のときなどに、エンジン２２を始動するものとしてもよい。また、所定超過状態は、要求パワーＰｒ＊が値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）よりも大きくバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下の状態に限定されるものではなく、例えば、要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔよりも所定値ΔＷ（例えば、基本供給電力Ｐｈｔｍｐよりも若干小さい値や若干大きい値など）だけ小さい値（Ｗｏｕｔ−ΔＷ）よりも大きく出力制限Ｗｏｕｔ以下の状態などとしてもよい。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータ運転モードで走行しながら浄化触媒１３４ａを暖機しているときにおいて、要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔより大きいときや、要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下で所定超過状態の継続時間ｔｅｘが閾値ｔｅｘｒｅｆ以上に至ったときに、エンジン２２を始動するものとしたが、要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下のときには、所定超過状態の継続時間ｔｅｘが閾値ｔｅｘｒｅｆ以上に至ったときや、所定時間内に所定超過状態に至った回数が所定回数以上のとき，所定時間のうち所定超過状態となっていた時間の割合が所定割合以上のときなどでもエンジン２２を始動しないものとしてもよい。
【００４７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、浄化触媒１３４ａの暖機要求がなされているときには、図５に例示したように、触媒温度Ｔｃが所定温度Ｔｃｒｅｆ以下の温度範囲では所定電力Ｐｈ１をヒータ１３４ｂへの基本供給電力Ｐｈｔｍｐに設定し、触媒温度Ｔｃが所定温度Ｔｃｒｅｆより高く活性化温度Ｔｃａｃｔ未満の温度範囲では触媒温度Ｔｃが高いほど所定電力Ｐｈ１から小さくなる傾向にヒータ１３４ｂへの基本供給電力Ｐｈｔｍｐを設定するものとしたが、触媒温度Ｔｃと所定温度Ｔｃｒｅｆとの大小関係に拘わらず、一定の電力（例えば、所定電力Ｐｈ１など）をヒータ１３４ｂへの基本供給電力Ｐｈｔｍｐに設定するものとしてもよいし、触媒温度Ｔｃが高いほど小さくなる傾向にヒータ１３４ｂへの基本供給電力Ｐｈｔｍｐを設定するものとしてもよい。
【００４８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を始動するときには、所定超過出力Ｗｓｅｔをバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに加えた上限出力（Ｗｏｕｔ＋Ｗｓｅｔ）以下の範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、バッテリ５０の上限出力（Ｗｏｕｔ＋Ｗｓｅｔ）からモータＭＧ１，ＭＧ２の消費電力の総和を減じて得られる値以下の電力がヒータ１３４ｂに供給されるようスイッチ１３４ｃをデューティ制御するものとしたが、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、出力制限ＷｏｕｔからモータＭＧ１，ＭＧ２の消費電力の総和を減じて得られる値以下の電力がヒータ１３４ｂに供給されるようスイッチ１３４ｃをデューティ制御するものとしてもよい。
【００４９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２が運転されていて浄化触媒１３４ａの暖機要求がなされているときのヒータ１３４への基本供給電力Ｐｈｔｍｐは、エンジン２２が運転停止されているときと同様に設定するものとしたが、例えば、触媒温度Ｔｃが活性化温度Ｔｃａｃｔよりも低い所定温度Ｔｃｒｅｆ２（例えば、所定温度Ｔｃｒｅｆと同一の温度など）以下の温度範囲ではエンジン２２が運転停止されているときと同様に設定し、触媒温度Ｔｃが所定温度Ｔｃｒｅｆ２よりも高く活性化温度Ｔｃａｃｔ未満の温度範囲では値０を設定するものとしてもよいし、触媒温度Ｔｃに拘わらず値０を設定するものとしてもよい。なお、ヒータ１３４ｂへの基本供給電力Ｐｈｔｍｐが値０で目標供給電力Ｐｈ＊が値０となるときには、ヒータ１３４ｂへの電力供給を行なわず、触媒暖機運転状態でのエンジン２２の運転によって浄化触媒１３４ａを暖機することになる。
【００５０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２が運転されていて浄化触媒１３４ａの暖機要求がなされているときには、触媒温度Ｔｃが低いほど点火時期を遅くする傾向に点火時期補正値ΔＴｆを設定するものとしたが、触媒温度Ｔｃに拘わらず、点火時期を遅くする側の固定値を点火時期補正値ΔＴｆに設定するものとしてもよい。
【００５１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、浄化装置１３４に取り付けられた温度センサ１３４ｄにより触媒温度Ｔｃを検出するものとしたが、温度センサ１３４ｄを備えず、吸入空気量Ｑａの積算値や吸気温Ｔａ，冷却水温Ｔｗなどに基づいて浄化触媒１３４ａの温度を推定するものとしてもよい。
【００５２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２と、モータＭＧ１と、エンジン２２のクランクシャフト２６とモータＭＧ１の回転軸と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとに接続された動力分配統合機構３０と、リングギヤ軸３２ａに動力を出力するよう取り付けたモータＭＧ２と、を備えるものとしたが、図１１の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１１における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に動力を出力するようモータＭＧ２を取り付けるものとしてもよいし、図１２のハイブリッド自動車２２０に例示するように、駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸に変速機２３０を介してモータＭＧを取り付け、モータＭＧの回転軸にクラッチ２２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機２３０とを介して駆動軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機２３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。また、図１３の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、エンジン２２からの動力を変速機３３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された車軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸とは異なる車軸（図１３における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００５３】
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両の形態としてもよい。また、ハイブリッド車の制御方法の形態としてもよい。
【００５４】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、浄化触媒１３４ａを有する浄化装置１３４が排気系に取り付けられたエンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、ヒータ１３４ｂが「触媒加熱手段」に相当し、スイッチ１３４ｃが「電力供給手段」に相当し、バッテリ５０の充放電電流Ｉｂの積算値に基づくバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０から放電してもよい最大許容電力としての出力制限Ｗｏｕｔを演算するバッテリＥＣＵ５２が「出力制限設定手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定すると共に設定した要求トルクＴｒ＊と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとに基づいて要求パワーＰｒ＊を設定する図３のモータ運転モード触媒暖機要求時制御ルーチンのステップＳ１１０の処理や図７のエンジン運転触媒暖機要求時制御ルーチンのステップＳ３１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求値設定手段」に相当し、エンジン２２が運転停止された状態で浄化触媒１３４ａの暖機要求がなされているときにおいて、要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下のときに、要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔからヒータ１３４ｂへの基本供給電力Ｐｈｔｍｐを減じて得られる値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）以下のときには基本供給電力Ｐｈｔｍｐをヒータ１３４ｂへの目標供給電力Ｐｈ＊に設定してエンジンＥＣＵ２４に送信し、要求パワーＰｒ＊が値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）よりも大きくバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下のときにはバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔと要求パワーＰｒ＊との差の電力をヒータ１３４ｂへの目標供給電力Ｐｈ＊に設定してエンジンＥＣＵ２４に送信し、エンジン２２が運転停止された状態で要求トルクＴｒ＊によって走行するようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する図３のモータ運転モード触媒暖機要求時制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０と、目標供給電力Ｐｈ＊がヒータ１３４ｂに供給されるようスイッチ１３４ｃを制御するエンジンＥＣＵ２４と、が「制御手段」に相当する。
【００５５】
ここで、「内燃機関」としては、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する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど、排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられ走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、電動機と電力のやりとりが可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「触媒加熱手段」としては、ヒータ１３４ｂに限定されるものではなく、電力の供給を受けて浄化触媒を加熱するものであれば如何なるものとしても構わない。「電力供給手段」としては、スイッチ１３４ｃに限定されるものではなく、蓄電手段からの電力の触媒加熱手段への供給を司るものであれば如何なるものとしても構わない。「出力制限設定手段」としては、バッテリ５０の充放電電流Ｉｂの積算値に基づくバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０から放電してもよい最大許容電力としての出力制限Ｗｏｕｔを設定するものに限定されるものではなく、残容量（ＳＯＣ）や電池温度Ｔｂの他に例えばバッテリ５０の内部抵抗などに基づいて出力制限Ｗｏｕｔを設定するものなど、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段から放電してもよい最大許容電力としての出力制限を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求値設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定すると共に設定した要求トルクＴｒ＊と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとに基づいて要求パワーＰｒ＊を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃだけに基づいて要求トルクを設定するものなど、走行に要求される要求トルクおよび要求パワーを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、エンジン２２が運転停止された状態で浄化触媒１３４ａの暖機要求がなされているときにおいて、要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下のときに、エンジン２２が運転停止された状態で要求トルクＴｒ＊によって走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御し、要求パワーＰｒ＊がバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔからヒータ１３４ｂへの基本供給電力Ｐｈｔｍｐを減じて得られる値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）以下のときには基本供給電力Ｐｈｔｍｐがヒータ１３４ｂに供給されるようスイッチ１３４ｃを制御し、要求パワーＰｒ＊が値（Ｗｏｕｔ−Ｐｈｔｍｐ）よりも大きくバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下のときにはバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔと要求パワーＰｒ＊との差の電力がヒータ１３４ｂに供給されるようスイッチ１３４ｃを制御するものに限定されるものではなく、内燃機関が運転停止された状態で浄化触媒の暖機要求がなされているときに要求パワーが出力制限以下のとき、内燃機関が運転停止された状態で要求トルクによって走行するよう内燃機関と電動機とを制御すると共に出力制限と要求パワーとの差以下の電力が触媒加熱手段に供給されるよう電力供給手段を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００５６】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００５７】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
２０，１２０，２２０，３２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３４ａ 触媒、１３４ｂ ヒータ、１３４ｃ スイッチ、１３４ｄ 温度センサ、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６，スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、２２９ クラッチ、２３０，３３０ 変速機、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられ走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、該電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド車であって、
電力の供給を受けて前記浄化触媒を加熱する触媒加熱手段と、
前記蓄電手段からの電力の前記触媒加熱手段への供給を司る電力供給手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段から放電してもよい最大許容電力としての出力制限を設定する出力制限設定手段と、
走行に要求される要求トルクおよび要求パワーを設定する要求値設定手段と、
前記内燃機関が運転停止された状態で前記浄化触媒の暖機要求がなされているときに前記設定された要求パワーが前記設定された出力制限以下のとき、前記内燃機関が運転停止された状態で前記設定された要求トルクによって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御すると共に前記設定された出力制限と前記設定された要求パワーとの差以下の電力が前記触媒加熱手段に供給されるよう前記電力供給手段を制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド車。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド車であって、
前記制御手段は、前記浄化触媒の暖機要求がなされているときに前記設定された要求パワーが前記設定された出力制限以下のとき、前記触媒加熱手段に供給すべき電力の基本値としての基本供給電力を設定し、前記設定された要求パワーが前記設定された出力制限と前記設定した基本供給電力との差以下のときには前記設定した基本供給電力が前記触媒加熱手段に供給されるよう前記電力供給手段を制御し、前記設定された要求パワーが前記設定された出力制限と前記設定した基本供給電力との差よりも大きいときには前記設定された出力制限と前記設定された要求パワーとの差の電力が前記触媒加熱手段に供給されるよう前記電力供給手段を制御する手段である、
ハイブリッド車。
【請求項３】
請求項２記載のハイブリッド車であって、
前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段を備え、
前記制御手段は、前記内燃機関が運転停止された状態で前記浄化触媒の暖機要求がなされているときに前記設定された要求パワーが前記設定された出力制限以下のとき、前記設定された要求パワーが前記設定された出力制限と前記設定した基本供給電力との差よりも大きい所定超過状態であることを含む所定の始動条件が成立したときには、前記モータリング手段によって前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう前記内燃機関と前記モータリング手段とを制御する手段である、
ハイブリッド車。
【請求項４】
請求項３記載のハイブリッド車であって、
前記所定の始動条件は、前記所定超過状態が予め定められた所定時間以上に亘って継続したとき、または、前記所定超過状態になる頻度が予め定められた所定頻度以上のときに成立する条件である、
ハイブリッド車。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド車であって、
前記制御手段は、前記内燃機関が運転されていて前記浄化触媒の暖機要求がなされているとき、前記浄化触媒の温度が低いほど遅くなる傾向のタイミングでの点火を伴って前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関を制御する手段である、
ハイブリッド車。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド車であって、
前記制御手段は、前記内燃機関が運転されていて前記浄化触媒の暖機要求がなされているとき、前記浄化触媒の温度が該浄化触媒の暖機要求がなされる温度範囲の上限よりも低い温度として予め定められた所定温度以下のときには前記触媒加熱手段への電力供給が行なわれるよう前記電力供給手段を制御し、前記浄化触媒の温度が前記所定温度よりも高いときには前記触媒加熱手段への電力供給が行なわれないよう前記電力供給手段を制御する手段である、
ハイブリッド車。
【請求項７】
排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられ走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、該電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、電力の供給を受けて前記浄化触媒を加熱する触媒加熱手段と、前記蓄電手段からの電力の前記触媒加熱手段への供給を司る電力供給手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
前記内燃機関が運転停止された状態で前記浄化触媒の暖機要求がなされているときに走行に要求される要求パワーが前記蓄電手段から放電してもよい最大許容電力としての出力制限以下のとき、前記内燃機関が運転停止された状態で走行に要求される要求トルクによって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御すると共に前記出力制限と前記要求パワーとの差以下の電力が前記触媒加熱手段に供給されるよう前記電力供給手段を制御する、
ことを特徴とするハイブリッド車の制御方法。
【請求項１】
排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられ走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、該電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド車であって、
電力の供給を受けて前記浄化触媒を加熱する触媒加熱手段と、
前記蓄電手段からの電力の前記触媒加熱手段への供給を司る電力供給手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段から放電してもよい最大許容電力としての出力制限を設定する出力制限設定手段と、
走行に要求される要求トルクおよび要求パワーを設定する要求値設定手段と、
前記内燃機関が運転停止された状態で前記浄化触媒の暖機要求がなされているときに前記設定された要求パワーが前記設定された出力制限以下のとき、前記内燃機関が運転停止された状態で前記設定された要求トルクによって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御すると共に前記設定された出力制限と前記設定された要求パワーとの差以下の電力が前記触媒加熱手段に供給されるよう前記電力供給手段を制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド車。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド車であって、
前記制御手段は、前記浄化触媒の暖機要求がなされているときに前記設定された要求パワーが前記設定された出力制限以下のとき、前記触媒加熱手段に供給すべき電力の基本値としての基本供給電力を設定し、前記設定された要求パワーが前記設定された出力制限と前記設定した基本供給電力との差以下のときには前記設定した基本供給電力が前記触媒加熱手段に供給されるよう前記電力供給手段を制御し、前記設定された要求パワーが前記設定された出力制限と前記設定した基本供給電力との差よりも大きいときには前記設定された出力制限と前記設定された要求パワーとの差の電力が前記触媒加熱手段に供給されるよう前記電力供給手段を制御する手段である、
ハイブリッド車。
【請求項３】
請求項２記載のハイブリッド車であって、
前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段を備え、
前記制御手段は、前記内燃機関が運転停止された状態で前記浄化触媒の暖機要求がなされているときに前記設定された要求パワーが前記設定された出力制限以下のとき、前記設定された要求パワーが前記設定された出力制限と前記設定した基本供給電力との差よりも大きい所定超過状態であることを含む所定の始動条件が成立したときには、前記モータリング手段によって前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう前記内燃機関と前記モータリング手段とを制御する手段である、
ハイブリッド車。
【請求項４】
請求項３記載のハイブリッド車であって、
前記所定の始動条件は、前記所定超過状態が予め定められた所定時間以上に亘って継続したとき、または、前記所定超過状態になる頻度が予め定められた所定頻度以上のときに成立する条件である、
ハイブリッド車。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド車であって、
前記制御手段は、前記内燃機関が運転されていて前記浄化触媒の暖機要求がなされているとき、前記浄化触媒の温度が低いほど遅くなる傾向のタイミングでの点火を伴って前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関を制御する手段である、
ハイブリッド車。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド車であって、
前記制御手段は、前記内燃機関が運転されていて前記浄化触媒の暖機要求がなされているとき、前記浄化触媒の温度が該浄化触媒の暖機要求がなされる温度範囲の上限よりも低い温度として予め定められた所定温度以下のときには前記触媒加熱手段への電力供給が行なわれるよう前記電力供給手段を制御し、前記浄化触媒の温度が前記所定温度よりも高いときには前記触媒加熱手段への電力供給が行なわれないよう前記電力供給手段を制御する手段である、
ハイブリッド車。
【請求項７】
排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられ走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、該電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、電力の供給を受けて前記浄化触媒を加熱する触媒加熱手段と、前記蓄電手段からの電力の前記触媒加熱手段への供給を司る電力供給手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
前記内燃機関が運転停止された状態で前記浄化触媒の暖機要求がなされているときに走行に要求される要求パワーが前記蓄電手段から放電してもよい最大許容電力としての出力制限以下のとき、前記内燃機関が運転停止された状態で走行に要求される要求トルクによって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御すると共に前記出力制限と前記要求パワーとの差以下の電力が前記触媒加熱手段に供給されるよう前記電力供給手段を制御する、
ことを特徴とするハイブリッド車の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１０５１３３（Ｐ２０１１−１０５１３３Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６２０８３（Ｐ２００９−２６２０８３）
【出願日】平成２１年１１月１７日（２００９．１１．１７）
【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２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１７日（２００９．１１．１７）
【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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