ハイブリッド車両の制御装置
【課題】ＥＨＣドライバをＭＧ駆動ドライバと兼ねたハイブリッド車両において、触媒暖機を適切に行う。
【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関、モータジェネレータ、触媒、及び触媒を加熱する加熱手段を有すると共に、ＥＨＣドライバをＭＧ駆動ドライバと兼ねたハイブリッド車両に適用される。触媒暖機手段は、ＥＶ走行中に触媒の温度が判定温度以下となった場合には、内燃機関の排気ガスによって触媒を暖機させる。また、触媒暖機手段は、車両停車時とＥＶ走行時とで異なる温度を判定温度として用いて、触媒を暖機させるか否かの判定を行う。これにより、車両停車時において加熱手段による触媒暖機が実行され易くなるため、ＥＶ走行中の内燃機関の始動頻度を低下させることができる。よって、ドライバビリティ悪化を抑制することができると共に、燃費を向上させることができる。
【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関、モータジェネレータ、触媒、及び触媒を加熱する加熱手段を有すると共に、ＥＨＣドライバをＭＧ駆動ドライバと兼ねたハイブリッド車両に適用される。触媒暖機手段は、ＥＶ走行中に触媒の温度が判定温度以下となった場合には、内燃機関の排気ガスによって触媒を暖機させる。また、触媒暖機手段は、車両停車時とＥＶ走行時とで異なる温度を判定温度として用いて、触媒を暖機させるか否かの判定を行う。これにより、車両停車時において加熱手段による触媒暖機が実行され易くなるため、ＥＶ走行中の内燃機関の始動頻度を低下させることができる。よって、ドライバビリティ悪化を抑制することができると共に、燃費を向上させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路上に電気加熱式触媒を備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、排気通路上に配設された電気加熱式触媒（以下、適宜「ＥＨＣ（Electrically Heated Catalyst）」と表記する。）を用いて排気ガスを浄化する技術が知られている。例えば、特許文献１には、内燃機関及び電動機を車両の駆動源として有すると共に、排気通路上にＥＨＣが設けられたハイブリッド車両が記載されている。具体的には、このハイブリッド車両では、ＥＶ走行中において、バッテリのＳＯＣが低下して内燃機関の始動が必要となった場合に、内燃機関の始動に先立って、ＥＨＣへの通電による触媒加熱を行っている。また、当該ハイブリッド車両では、バッテリのＳＯＣが触媒を十分加熱できない状態にある場合には、内燃機関の排気も触媒加熱に利用している。
【０００３】
その他にも、本発明に関連する技術が、例えば特許文献２に提案されている。特許文献２には、ハイブリッド車両において、内燃機関の停止中においてＥＨＣへの通電を行う技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２８８０２８号公報
【特許文献２】特開平８−３３８２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＥＨＣを制御するにあたってＥＨＣの専用のドライバを設けることが望ましいが、当該ドライバを設けるとコストアップする傾向にある。つまり、ハイブリッド車両における既存のドライバとは別に、ＥＨＣの専用のドライバを別途設けると、コストアップする傾向にあると言える。その対応策としては、ＥＨＣを制御するためのドライバ（以下、適宜「ＥＨＣドライバ」と表記する。）を、モータジェネレータを制御するためのドライバ（以下、適宜「ＭＧ駆動ドライバ」と表記する。）によって兼ねさせることが考えられる。
【０００６】
しかしながら、ＥＨＣドライバをＭＧ駆動ドライバによって兼ねた場合には、モータジェネレータの駆動時に、ＥＨＣを通電できないといった不具合が生じるものと考えられる。つまり、ＥＶ走行などの走行を行っている際に、ＥＨＣへの通電による触媒加熱を行えないといった不具合が生じるものと考えられる。そのため、例えばＥＶ走行が継続された場合には、ＥＨＣ内の触媒が活性温度以下の温度にまで冷えてしまうことが考えられる。この場合に急加速などにより内燃機関が始動されると、エミッションが悪化してしまう可能性があると言える。
【０００７】
なお、上記した特許文献１及び２には、上記のような不具合に対して適切に対処する方法などについては記載されていない。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ＥＨＣドライバをＭＧ駆動ドライバと兼ねたハイブリッド車両において、触媒暖機を適切に行うことが可能なハイブリッド車両の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】
【０００９】
本発明の１つの観点では、ハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関と、バッテリの電力により作動するモータジェネレータと、前記内燃機関の排気通路上に設けられた触媒と、前記バッテリの電力を利用して前記触媒を加熱する加熱手段と、を有しており、前記加熱手段を制御するためのドライバが、前記モータジェネレータを制御するためのドライバと兼ねて構成されたハイブリッド車両に適用され、前記触媒の温度が所定の判定温度以下である場合に、前記加熱手段によって前記触媒を暖機させる制御、又は前記内燃機関の排気ガスによって前記触媒を暖機させる制御を行う触媒暖機手段を備えており、前記触媒暖機手段は、前記ハイブリッド車両がＥＶ走行しているときに、前記触媒の温度が前記判定温度以下である場合には、前記排気ガスによって前記触媒を暖機させる制御を行うと共に、前記ハイブリッド車両の停車時とＥＶ走行時とで異なる温度を前記判定温度として用いる。
【００１０】
上記のハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関及びモータジェネレータを車両の駆動源として有すると共に、触媒と、バッテリの電力を利用して当該触媒を加熱する加熱手段とを有するハイブリッド車両に適用される。加熱手段はヒータであり、触媒及び加熱手段は電気加熱式触媒（ＥＨＣ）を構成する。また、当該ハイブリッド車両は、加熱手段を制御するためのドライバが、モータジェネレータを制御するためのドライバと兼ねて構成されている。例えば、既存のモータジェネレータを制御するためのドライバが、加熱手段に対する制御も行う。触媒暖機手段は、触媒の温度が所定の判定温度以下である場合に、加熱手段によって触媒を暖機させる制御、又は内燃機関の排気ガスによって触媒を暖機させる制御を行う。具体的には、触媒暖機手段は、ＥＶ走行中において触媒の温度が判定温度以下となった場合には、加熱手段による触媒暖機を行わずに、内燃機関の排気ガスによる触媒暖機を行う。こうしているのは、加熱手段を制御するためのドライバを、モータジェネレータを制御するためのドライバと兼ねているため、モータジェネレータが駆動されているＥＶ走行中には、加熱手段による触媒暖機を行うことができないからである。
【００１１】
また、触媒暖機手段は、車両停車時とＥＶ走行時とで異なる温度を判定温度として用いて、触媒を暖機させる制御を行うか否かの判定を行う。好適には、触媒暖機手段は、車両停車時には、ＥＶ走行時よりも高い温度を判定温度として用いる。これにより、車両停車時において加熱手段による触媒暖機が実行され易くなるため、ＥＶ走行時における排気ガスによる触媒暖機の実行頻度を低下させることができる。したがって、ＥＶ走行中の内燃機関の始動頻度を低下させることができ、ドライバビリティの悪化を抑制することが可能となると共に、燃費を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係るプラグインハイブリッド車両の概略構成図を示す。
【図２】本実施形態に係る触媒暖機処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
［装置構成］
図１は、本実施形態におけるプラグインハイブリッド車両１００の概略構成図を示す。なお、図１中の破線矢印は、信号の入出力を示している。
【００１４】
プラグインハイブリッド車両１００は、主に、エンジン（内燃機関）１と、駆動輪３と、第１のモータジェネレータＭＧ１と、第２のモータジェネレータＭＧ２と、動力分割機構４と、インバータ５と、バッテリ６と、外部充電装置８と、排気通路１２と、電気加熱式触媒（ＥＨＣ）１３と、制御部２０と、を備える。プラグインハイブリッド車両１００は、家庭用電源などの外部電源から充電した電力を動力として使用するハイブリッド車両である。
【００１５】
エンジン１は、燃焼室内で空気と燃料との混合気を燃焼させることによって動力を発生させる。エンジン１は、制御部２０との間で、制御信号を送受信することにより制御が行われる。動力分割機構４は、差動作用を生じるように構成されており、エンジン１より伝達された動力を第１のモータジェネレータＭＧ１と第２のモータジェネレータＭＧ２の回転軸とに分配する。第１のモータジェネレータＭＧ１は、主に、動力分割機構４より分配された動力が伝達されて発電を行う。インバータ５は、制御部２０により制御され、第１のモータジェネレータＭＧ１、第２のモータジェネレータＭＧ２、バッテリ６間で電力の授受を行う。基本的には、インバータ５は、第１のモータジェネレータＭＧ１で発電された電力についての第２のモータジェネレータＭＧ２やバッテリ６への印加、或いはバッテリ６に充電された電力についての第２のモータジェネレータＭＧ２への印加を選択的に行う。第２のモータジェネレータＭＧ２は、主として、プラグインハイブリッド車両１００においてＥＶ走行を行う場合に、インバータ５を介して供給された電力により駆動力を発生する。減速機２は、第２のモータジェネレータＭＧ２及び／又はエンジン１から伝達された動力を減速して、当該減速した動力をドライブシャフト３ａを介して駆動輪３に伝達する。
【００１６】
なお、以下では、第１のモータジェネレータＭＧ１及び第２のモータジェネレータＭＧ２のことを単に「モータジェネレータＭＧ」と表記する。
【００１７】
バッテリ６は、第２のモータジェネレータＭＧ２やプラグインハイブリッド車両１００内に設けられた種々の電気機器（不図示）を駆動するための電源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。バッテリ６は、外部充電装置８が外部電源（不図示）に接続された状態で、当該外部電源から電力の供給を受けることによって充電される。バッテリ６には、バッテリ６の充電状態（ＳＯＣ；State Of Charge）を検出可能に構成されたＳＯＣセンサ１５が設けられている。ＳＯＣセンサ１５は、検出したＳＯＣに対応する検出信号Ｓ１５を制御部２０に供給する。
【００１８】
エンジン１での燃焼によって発生した排気ガスは、図１中の実線矢印で示すように、排気通路１２を流れていく。排気通路１２上には、排気ガスを浄化可能に構成されたＥＨＣ１３が設けられている。ＥＨＣ１３は、排気ガス中のＮＯｘやＳＯｘなどを浄化可能な触媒、及び、通電されることで当該触媒を加熱可能なヒータ（詳しくは電気ヒータ）を備える。ＥＨＣ１３内のヒータは、加熱手段に相当し、バッテリ６の電力を利用して触媒を加熱する。また、ヒータは、制御部２０から供給される制御信号によって、その作動が制御される。以下では、「触媒」の文言を用いた場合にはＥＨＣ１３が有する触媒を指すものとし、「ヒータ」の文言を用いた場合にはＥＨＣ１３が有するヒータを指すものとする。ＥＨＣ１３には、触媒の温度（触媒床温）を検出可能に構成された温度センサ１４が設けられている。温度センサ１４は、検出した触媒床温に対応する検出信号Ｓ１４を制御部２０に供給する。
【００１９】
制御部２０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを備え、プラグインハイブリッド車両１００内の各構成要素に対して種々の制御を行う。制御部２０は、例えばハイブリッドＥＣＵ、エンジンＥＣＵ、及びモータＥＣＵを具備して構成されている。また、制御部２０は、ＥＨＣ１３を制御するためのＥＨＣドライバが、モータジェネレータＭＧを制御するためのＭＧ駆動ドライバ（モータＥＣＵに相当する）によって兼ねて構成されている。このように構成した場合、ＥＨＣ１３の専用のドライバを別途設ける構成と比較して、低コストでＥＨＣ通電システムを構成することが可能となる。
【００２０】
本実施形態では、制御部２０は、ＥＨＣ１３内の触媒を暖機するための制御を行う。具体的には、制御部２０は、温度センサ１４が検出した触媒床温に対応する検出信号Ｓ１４、ＳＯＣセンサ１５が検出したＳＯＣに対応する検出信号Ｓ１５、及び車速センサ１６が検出した車速に対応する検出信号Ｓ１６を取得し、これらに基づいて触媒を暖機するための制御を行う。この場合、制御部２０は、ＥＨＣ１３内のヒータを通電することで触媒を加熱する制御（以下、適宜「ヒータによる触媒暖機」と呼ぶ。）、又はエンジン１の排気ガスによって触媒を加熱する制御（以下、適宜「エンジン１による触媒暖機」と呼ぶ。）を行う。詳しくは、制御部２０は、触媒床温を活性温度（触媒が最適な排気浄化性能を発揮するような温度である。以下同様とする。）以上の温度に維持するべく、触媒床温が所定の判定温度（以下、「触媒暖機判定温度」と呼ぶ。）以下である場合に、ヒータによる触媒暖機又はエンジン１による触媒暖機を行う。このように、制御部２０は、本発明におけるハイブリッド車両の制御装置に相当し、触媒暖機手段として機能する。
【００２１】
なお、上記したプラグインハイブリッド車両１００は、基本的には、ＳＯＣが所定値以上である場合（つまりバッテリ６のＳＯＣが十分残存している場合）には、第２のモータジェネレータＭＧ２の駆動力のみを走行用の動力として用いるＥＶ走行を行う。これに対して、プラグインハイブリッド車両１００は、ＳＯＣが所定値未満である場合（つまりバッテリ６のＳＯＣが十分残存していない場合）や、高負荷（高速）走行を行っている場合には、エンジン１の駆動力を併用するＨＶ走行を行う。
［触媒暖機方法］
次に、本実施形態において制御部２０が行う触媒暖機方法について説明する。ここでは、本実施形態における触媒暖機方法の基本概念を説明する。
【００２２】
本実施形態では、制御部２０は、プラグインハイブリッド車両１００がＥＶ走行を行っている場合には、エンジン１による触媒暖機を行う。具体的には、制御部２０は、ＥＶ走行中において、触媒床温が触媒暖機判定温度以下である場合に、エンジン１による触媒暖機を行う。つまり、制御部２０は、バッテリ６のＳＯＣが十分残存していても、ヒータによる触媒暖機を行わずに、エンジン１による触媒暖機を行う。
【００２３】
このようにエンジン１による触媒暖機を行っているのは、前述したようにＥＨＣドライバをＭＧ駆動ドライバによって兼ねているため、ＥＨＣ１３内のヒータ及びモータジェネレータＭＧのいずれか一方のみにしか電力を供給できないので、ヒータ及びモータジェネレータＭＧの両方を同時に駆動することができないからである。即ち、モータジェネレータＭＧが駆動されているＥＶ走行中には、ヒータを作動させることができないため、ヒータによる触媒暖機を行うことができないからである。
【００２４】
したがって、本実施形態では、制御部２０は、ＥＶ走行中において触媒床温が触媒暖機判定温度以下になった場合には、エンジン１による触媒暖機を行う。これにより、ＥＶ走行時などにおいて、触媒床温を活性温度以上の温度に適切に維持することが可能となる。なお、上記したようなことから、ヒータによる触媒暖機は、基本的にはプラグインハイブリッド車両１００が停車（停止）している際に行われる。具体的には、制御部２０は、車両停車時において触媒床温が触媒暖機判定温度以下になった場合に、ヒータによる触媒暖機を行う。
【００２５】
なお、「触媒暖機判定温度」は、触媒床温を活性温度以上の温度に維持するべく、触媒暖機を実行していない場合において触媒暖機の実行を開始すべきか否かを判定するために用いられる。そのため、触媒暖機判定温度は、触媒の活性温度に基づいて設定される。例えば、触媒の活性温度が３５０［℃］〜４００［℃］である場合には、触媒暖機判定温度は３５０［℃］程度の温度に設定される。
【００２６】
また、本実施形態では、制御部２０は、触媒床温が目標温度に達するまで触媒暖機を継続する。この目標温度は、触媒暖機を実行している場合において触媒暖機を継続すべきか否かを判定するために用いられ、触媒暖機判定温度よりも少なくとも高い温度に設定される。例えば、触媒暖機判定温度が３５０［℃］程度の温度に設定された場合には、目標温度は５００［℃］程度の温度に設定される。このように目標温度に達するまで触媒暖機を継続するのは、触媒床温が触媒暖機判定温度付近の温度を変動することに起因して、触媒暖機の実行と停止とが繰り返されてしまうことを防止するためである。
【００２７】
具体的には、制御部２０は、エンジン１による触媒暖機の実行中である場合には、プラグインハイブリッド車両１００が停車しても、触媒床温が目標温度に達するまで、エンジン１による触媒暖機を継続する。これにより、エンジン１の始動頻度を低下させることができ、つまりエンジン１の始動（起動）と停止とが繰り返してしまうことを抑制することができ、ドライバビリティの悪化（ドライバが覚える違和感を意味する。以下同様とする。）を抑制することが可能となる。また、制御部２０は、触媒床温が目標温度に達するまで、プラグインハイブリッド車両１００が停車するごとにヒータによる触媒暖機を繰り返す。こうしているのは、ヒータによる触媒暖機を実行した場合にはエンジン１が始動されないため、ドライバビリティの悪化が生じる可能性がかなり低いからである。なお、制御部２０は、プラグインハイブリッド車両１００が停車した際にエンジン１による触媒暖機が行われていない場合に、このようなヒータによる触媒暖機を行う。
【００２８】
更に、本実施形態では、制御部２０は、プラグインハイブリッド車両１００の停車時とＥＶ走行時とで、触媒を暖機するか否かを判定するための触媒暖機判定温度として異なる温度を用いる。つまり、本実施形態では、ヒータによる触媒暖機を行うような状況（車両停車時に対応する）と、エンジン１による触媒暖機を行うような状況（ＥＶ走行時に対応する）とで、触媒暖機判定温度を異ならせる。具体的には、制御部２０は、車両停車時には、ＥＶ走行時よりも、触媒暖機判定温度として高い温度を用いる。例えば、制御部２０は、ＥＶ走行時には触媒の活性温度に応じた温度を触媒暖機判定温度として用い、車両停車時には当該触媒の活性温度に応じた温度よりも高い温度を触媒暖機判定温度として用いる。一例としては、制御部２０は、ＥＶ走行時には３５０［℃］を触媒暖機判定温度として用い、車両停車時には４００［℃］を触媒暖機判定温度として用いる。
【００２９】
このように車両停車時に用いる触媒暖機判定温度を高くして触媒を暖機するか否かの判定を行うことにより、車両停車時において、ヒータによる触媒暖機が実行され易くなる、即ちヒータによって触媒活性温度を維持する機会が増加する。そのため、ＥＶ走行時におけるエンジン１による触媒暖機の実行頻度を低下させることができる、即ちＥＶ走行中のエンジン１の始動頻度を低下させることができる。これにより、エンジン１が作動されないＥＶ走行を行う頻度を増加させることができ、ドライバビリティの悪化を抑制することが可能となると共に、燃費を向上させることが可能となる。
［触媒暖機処理］
次に、図２を参照して、本実施形態に係る触媒暖機処理について具体的に説明する。図２は、本実施形態に係る触媒暖機処理を示すフローチャートである。当該処理は、制御部２０によって、所定の周期で繰り返し実行される。
【００３０】
ここでは、車両停車時に使用する触媒暖機判定温度として４００［℃］を用い、ＥＶ走行時に使用する触媒暖機判定温度として３５０［℃］を用いた場合を例に挙げる。また、このように触媒暖機判定温度を異ならせたことに合わせて、車両停車時とＥＶ走行時とで目標温度を同様に異ならせた場合を例に挙げる。具体的には、車両停車時に使用する目標温度として５５０［℃］を用い、ＥＶ走行時に使用する目標温度として５００［℃］を用いた場合を例に挙げる。
【００３１】
また、図２に示す触媒暖機処理では、エンジン１による触媒暖機の実行フラグを「ＸＥＮＯＮ」と表記し、ヒータによる触媒暖機の実行フラグを「ＸＣＡＯＮ」と表記している。具体的には、エンジン１による触媒暖機を実行する場合に「ＸＥＮＯＮ＝１」に設定され、エンジン１による触媒暖機を実行しない場合（例えば中止する場合）に「ＸＥＮＯＮ＝０」に設定される。また、ヒータによる触媒暖機を実行する場合に「ＸＣＡＯＮ＝１」に設定され、ヒータによる触媒暖機を実行しない場合（例えば中止する場合）に「ＸＣＡＯＮ＝０」に設定される。
【００３２】
まず、ステップＳ１０１では、制御部２０は、ＳＯＣセンサ１５が検出したＳＯＣ（検出信号Ｓ１５に対応する）を取得する。そして、処理はステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、制御部２０は、ステップＳ１０１で取得されたＳＯＣが３０［％］よりも大きいか否かを判定する。
【００３３】
ＳＯＣが３０［％］よりも大きい場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、つまりバッテリ６のＳＯＣが十分残存している場合、処理はステップＳ１０３に進む。この場合には、制御部２０は、プラグインハイブリッド車両１００にＥＶ走行を行わせる。
【００３４】
これに対して、ＳＯＣが３０［％］未満である場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、つまりバッテリ６のＳＯＣが十分残存していない場合、処理はステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では、制御部２０は、通常のＨＶ制御を実行する。具体的には、制御部２０は、エンジン１の動力を用いたＨＶ走行を行うための制御、及びエンジン１の動作によって発電された電力をバッテリ６に充電させるための制御を行う。そして、処理は終了する。このように通常のＨＶ制御を実行した場合には、エンジン１が動作されるため、エンジン１からの排気ガスによって触媒が加熱されるので、触媒床温が冷えることによるエミッション悪化は生じないと言える。
【００３５】
ステップＳ１０３では、制御部２０は、温度センサ１４が検出した触媒床温（検出信号Ｓ１４に対応する。以下では、触媒床温を適宜「Ｔｃａ」と表記する。）を取得する。そして、処理はステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、制御部２０は、エンジン１による触媒暖機実行フラグＸＥＮＯＮが「ＸＥＮＯＮ＝０」であるか否かを判定する。つまり、制御部２０は、エンジン１による触媒暖機を実行していないか否かを判定する。「ＸＥＮＯＮ＝０」である場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０５に進み、「ＸＥＮＯＮ＝１」である場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、処理はステップＳ１１１に進む。
【００３６】
ステップＳ１０５では、制御部２０は、ステップＳ１０３で取得された触媒床温Ｔｃａが４００［℃］以下であるか否かを判定する。ここでは、制御部２０は、車両停車時に使用する触媒暖機判定温度を用いて、触媒を暖機するか否かの判定を行っている。触媒床温Ｔｃａが４００［℃］以下である場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０６に進み、触媒床温Ｔｃａが４００［℃］より高い場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、処理はステップＳ１１３に進む。
【００３７】
ステップＳ１０６では、制御部２０は、車速センサ１６が検出した車速（検出信号Ｓ１６に対応する。以下では、車速を適宜「ｓｐｄ」と表記する。）を取得する。そして、処理はステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７では、制御部２０は、ステップＳ１０６で取得された車速ｓｐｄが０［ｋｍ／ｈ］であるか否かを判定する、言い換えると車両停車時であるか否かを判定する。車速ｓｐｄが０［ｋｍ／ｈ］である場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０８に進み、車速ｓｐｄが０［ｋｍ／ｈ］でない場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、処理はステップＳ１１６に進む。
【００３８】
ステップＳ１０８では、制御部２０は、ヒータによる触媒暖機実行フラグＸＣＡＯＮを「ＸＣＡＯＮ＝１」に設定する。上記のようにステップＳ１０８に進んだ状況では、エンジン１による触媒暖機を実行しておらず、且つ触媒床温Ｔｃａが触媒暖機判定温度以下であり、尚且つ車両停車時であるため、制御部２０は、ヒータによる触媒暖機を実行すべく当該設定を行う。そして、処理はステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９では、制御部２０は、ヒータによる触媒暖機を実行する。この後、処理は終了する。このようなステップＳ１０７〜Ｓ１０９の処理によれば、車両停車ごとにヒータによる触媒暖機が繰り返されることとなる。具体的には、触媒床温Ｔｃａが目標温度に達するまで、ヒータによる触媒暖機が繰り返されることとなる。
【００３９】
次に、ステップＳ１１１以降の処理について説明する。ステップＳ１１１の処理は、「ＸＥＮＯＮ＝１」である場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）に行われる。つまり、エンジン１による触媒暖機を実行している場合に行われる。
【００４０】
ステップＳ１１１では、制御部２０は、触媒床温Ｔｃａが５００［℃］以下であるか否かを判定する。ここでは、制御部２０は、目標温度（詳しくはＥＶ走行時に使用する目標温度）を用いて、触媒暖機を継続するか否かの判定を行っている。
【００４１】
触媒床温Ｔｃａが５００［℃］以下である場合（ステップＳ１１１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１８に進む。この場合には、触媒床温Ｔｃａが目標温度に達していないため、制御部２０は、エンジン１による触媒暖機を実行する（ステップＳ１１８）。そして、処理は終了する。このようなステップＳ１１１、Ｓ１１８の処理は、車速ｓｐｄに対する判定（ステップＳ１０７）を行わずに実行される。具体的には、当該処理は、エンジン１による触媒暖機が実行されている場合に（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、車速ｓｐｄの値に関わらずに実行される。したがって、ステップＳ１１１、Ｓ１１８の処理によれば、プラグインハイブリッド車両１００が停車しても、触媒床温Ｔｃａが目標温度に達するまで、エンジン１による触媒暖機が継続されることとなる。
【００４２】
これに対して、触媒床温Ｔｃａが５００［℃］より高い場合（ステップＳ１１１；Ｎｏ）、処理はステップＳ１１２に進む。この場合には、触媒床温Ｔｃａが目標温度に達しているため、制御部２０は、エンジン１による触媒暖機を中止すると共に、エンジン１による触媒暖機実行フラグＸＥＮＯＮを「ＸＥＮＯＮ＝０」に設定する（ステップＳ１１２）。そして、処理は終了する。
【００４３】
次に、ステップＳ１１３以降の処理について説明する。ステップＳ１１３の処理は、触媒床温Ｔｃａが４００［℃］より高い場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）に行われる。つまり、触媒床温Ｔｃａが触媒暖機判定温度（詳しくは車両停車時に使用する触媒暖機判定温度）より高い場合に行われる。
【００４４】
ステップＳ１１３では、制御部２０は、ヒータによる触媒暖機実行フラグＸＣＡＯＮが「ＸＣＡＯＮ＝１」であるか否かを判定する。つまり、制御部２０は、ヒータによる触媒暖機を実行しているか否かを判定する。「ＸＣＡＯＮ＝１」である場合（ステップＳ１１３；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１４に進み、「ＸＣＡＯＮ＝０」である場合（ステップＳ１１３；Ｎｏ）、処理は終了する。
【００４５】
ステップＳ１１４では、制御部２０は、触媒床温Ｔｃａが５５０［℃］以下であるか否かを判定する。ここでは、制御部２０は、目標温度（詳しくは車両停車時に使用する目標温度）を用いて、触媒暖機を継続するか否かの判定を行っている。触媒床温Ｔｃａが５５０［℃］以下である場合（ステップＳ１１４；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０７に進む。この場合には、触媒床温Ｔｃａが目標温度に達していないので、制御部２０は、触媒暖機を継続するために、上記したステップＳ１０７以降の処理を行う。
【００４６】
これに対して、触媒床温Ｔｃａが５５０［℃］より高い場合（ステップＳ１１４；Ｎｏ）、処理はステップＳ１１５に進む。この場合には、触媒床温Ｔｃａが目標温度に達しているため、制御部２０は、ヒータによる触媒暖機を中止すると共に、ヒータによる触媒暖機実行フラグＸＣＡＯＮを「ＸＣＡＯＮ＝０」に設定する（ステップＳ１１５）。そして、処理は終了する。
【００４７】
次に、ステップＳ１１６以降の処理について説明する。ステップＳ１１６の処理は、車速ｓｐｄが０［ｋｍ／ｈ］でない場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）に行われる。つまり、ＥＶ走行が行われている場合に行われる。
【００４８】
ステップＳ１１６では、制御部２０は、触媒床温Ｔｃａが３５０［℃］以下であるか否かを判定する。ここでは、制御部２０は、ＥＶ走行時に使用する触媒暖機判定温度を用いて、触媒を暖機するか否かの判定を行っている。触媒床温Ｔｃａが３５０［℃］以下である場合（ステップＳ１１６；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１７に進む。
【００４９】
ステップＳ１１７では、制御部２０は、エンジン１による触媒暖機実行フラグＸＥＮＯＮを「ＸＥＮＯＮ＝１」に設定すると共に、ヒータによる触媒暖機実行フラグＸＣＡＯＮを「ＸＣＡＯＮ＝０」に設定する。ステップＳ１１７に進んだ状況では、エンジン１による触媒暖機を実行しておらず、且つ触媒床温Ｔｃａが触媒暖機判定温度以下であり、尚且つＥＶ走行時であるため、制御部２０は、エンジン１による触媒暖機を実行すべく当該設定を行う。そして、処理はステップＳ１１８に進む。ステップＳ１１８では、制御部２０は、エンジン１による触媒暖機を実行する。この後、処理は終了する。このようなステップＳ１１６〜Ｓ１１８の処理によれば、バッテリ６のＳＯＣが十分残存していても、ＥＶ走行中において触媒床温が触媒暖機判定温度以下になった場合に、エンジン１による触媒暖機が行われることとなる。
【００５０】
これに対して、触媒床温Ｔｃａが３５０［℃］より高い場合（ステップＳ１１６；Ｎｏ）、処理は終了する。この場合には、触媒床温Ｔｃａが触媒暖機判定温度より高いため、制御部２０は、エンジン１による触媒暖機を行わない。
【００５１】
ここで、ステップＳ１０５〜Ｓ１０９及びステップＳ１１６〜Ｓ１１８の処理によれば、車両停車時においては触媒床温Ｔｃａが４００［℃］以下であればヒータによる触媒暖機が実行されることとなり、これに対して、ＥＶ走行時においては触媒床温Ｔｃａが４００［℃］以下であっても３５０［℃］よりも高い場合にはエンジン１による触媒暖機が実行されないこととなる。このことから、車両停車時に用いる触媒暖機判定温度をＥＶ走行時に用いる触媒暖機判定温度よりも高くして触媒を暖機するか否かの判定を行うことにより、車両停車時においてヒータによる触媒暖機が実行され易くなると言える。
【００５２】
したがって、本実施形態に係る触媒暖機処理によれば、車両停車時においてヒータによって触媒活性温度を維持する機会が増加するため、ＥＶ走行中におけるエンジン１の始動頻度を低下させることができる。したがって、エンジン１が作動されないＥＶ走行を行う頻度を増加させることができ、ドライバビリティの悪化を抑制することが可能となると共に、燃費を向上させることが可能となる。
【００５３】
なお、本発明の適用は、プラグインハイブリッド車両に限定はされない。本発明は、通常のハイブリッド車両にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ エンジン
５ インバータ
６ バッテリ
８ 外部充電装置
１２ 排気通路
１３ ＥＨＣ（電気加熱式触媒）
１４ 温度センサ
１５ ＳＯＣセンサ
１６ 車速センサ
２０ 制御部
ＭＧ１ 第１のモータジェネレータ
ＭＧ２ 第２のモータジェネレータ
１００ プラグインハイブリッド車両
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路上に電気加熱式触媒を備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、排気通路上に配設された電気加熱式触媒（以下、適宜「ＥＨＣ（Electrically Heated Catalyst）」と表記する。）を用いて排気ガスを浄化する技術が知られている。例えば、特許文献１には、内燃機関及び電動機を車両の駆動源として有すると共に、排気通路上にＥＨＣが設けられたハイブリッド車両が記載されている。具体的には、このハイブリッド車両では、ＥＶ走行中において、バッテリのＳＯＣが低下して内燃機関の始動が必要となった場合に、内燃機関の始動に先立って、ＥＨＣへの通電による触媒加熱を行っている。また、当該ハイブリッド車両では、バッテリのＳＯＣが触媒を十分加熱できない状態にある場合には、内燃機関の排気も触媒加熱に利用している。
【０００３】
その他にも、本発明に関連する技術が、例えば特許文献２に提案されている。特許文献２には、ハイブリッド車両において、内燃機関の停止中においてＥＨＣへの通電を行う技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２８８０２８号公報
【特許文献２】特開平８−３３８２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＥＨＣを制御するにあたってＥＨＣの専用のドライバを設けることが望ましいが、当該ドライバを設けるとコストアップする傾向にある。つまり、ハイブリッド車両における既存のドライバとは別に、ＥＨＣの専用のドライバを別途設けると、コストアップする傾向にあると言える。その対応策としては、ＥＨＣを制御するためのドライバ（以下、適宜「ＥＨＣドライバ」と表記する。）を、モータジェネレータを制御するためのドライバ（以下、適宜「ＭＧ駆動ドライバ」と表記する。）によって兼ねさせることが考えられる。
【０００６】
しかしながら、ＥＨＣドライバをＭＧ駆動ドライバによって兼ねた場合には、モータジェネレータの駆動時に、ＥＨＣを通電できないといった不具合が生じるものと考えられる。つまり、ＥＶ走行などの走行を行っている際に、ＥＨＣへの通電による触媒加熱を行えないといった不具合が生じるものと考えられる。そのため、例えばＥＶ走行が継続された場合には、ＥＨＣ内の触媒が活性温度以下の温度にまで冷えてしまうことが考えられる。この場合に急加速などにより内燃機関が始動されると、エミッションが悪化してしまう可能性があると言える。
【０００７】
なお、上記した特許文献１及び２には、上記のような不具合に対して適切に対処する方法などについては記載されていない。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ＥＨＣドライバをＭＧ駆動ドライバと兼ねたハイブリッド車両において、触媒暖機を適切に行うことが可能なハイブリッド車両の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】
【０００９】
本発明の１つの観点では、ハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関と、バッテリの電力により作動するモータジェネレータと、前記内燃機関の排気通路上に設けられた触媒と、前記バッテリの電力を利用して前記触媒を加熱する加熱手段と、を有しており、前記加熱手段を制御するためのドライバが、前記モータジェネレータを制御するためのドライバと兼ねて構成されたハイブリッド車両に適用され、前記触媒の温度が所定の判定温度以下である場合に、前記加熱手段によって前記触媒を暖機させる制御、又は前記内燃機関の排気ガスによって前記触媒を暖機させる制御を行う触媒暖機手段を備えており、前記触媒暖機手段は、前記ハイブリッド車両がＥＶ走行しているときに、前記触媒の温度が前記判定温度以下である場合には、前記排気ガスによって前記触媒を暖機させる制御を行うと共に、前記ハイブリッド車両の停車時とＥＶ走行時とで異なる温度を前記判定温度として用いる。
【００１０】
上記のハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関及びモータジェネレータを車両の駆動源として有すると共に、触媒と、バッテリの電力を利用して当該触媒を加熱する加熱手段とを有するハイブリッド車両に適用される。加熱手段はヒータであり、触媒及び加熱手段は電気加熱式触媒（ＥＨＣ）を構成する。また、当該ハイブリッド車両は、加熱手段を制御するためのドライバが、モータジェネレータを制御するためのドライバと兼ねて構成されている。例えば、既存のモータジェネレータを制御するためのドライバが、加熱手段に対する制御も行う。触媒暖機手段は、触媒の温度が所定の判定温度以下である場合に、加熱手段によって触媒を暖機させる制御、又は内燃機関の排気ガスによって触媒を暖機させる制御を行う。具体的には、触媒暖機手段は、ＥＶ走行中において触媒の温度が判定温度以下となった場合には、加熱手段による触媒暖機を行わずに、内燃機関の排気ガスによる触媒暖機を行う。こうしているのは、加熱手段を制御するためのドライバを、モータジェネレータを制御するためのドライバと兼ねているため、モータジェネレータが駆動されているＥＶ走行中には、加熱手段による触媒暖機を行うことができないからである。
【００１１】
また、触媒暖機手段は、車両停車時とＥＶ走行時とで異なる温度を判定温度として用いて、触媒を暖機させる制御を行うか否かの判定を行う。好適には、触媒暖機手段は、車両停車時には、ＥＶ走行時よりも高い温度を判定温度として用いる。これにより、車両停車時において加熱手段による触媒暖機が実行され易くなるため、ＥＶ走行時における排気ガスによる触媒暖機の実行頻度を低下させることができる。したがって、ＥＶ走行中の内燃機関の始動頻度を低下させることができ、ドライバビリティの悪化を抑制することが可能となると共に、燃費を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係るプラグインハイブリッド車両の概略構成図を示す。
【図２】本実施形態に係る触媒暖機処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
［装置構成］
図１は、本実施形態におけるプラグインハイブリッド車両１００の概略構成図を示す。なお、図１中の破線矢印は、信号の入出力を示している。
【００１４】
プラグインハイブリッド車両１００は、主に、エンジン（内燃機関）１と、駆動輪３と、第１のモータジェネレータＭＧ１と、第２のモータジェネレータＭＧ２と、動力分割機構４と、インバータ５と、バッテリ６と、外部充電装置８と、排気通路１２と、電気加熱式触媒（ＥＨＣ）１３と、制御部２０と、を備える。プラグインハイブリッド車両１００は、家庭用電源などの外部電源から充電した電力を動力として使用するハイブリッド車両である。
【００１５】
エンジン１は、燃焼室内で空気と燃料との混合気を燃焼させることによって動力を発生させる。エンジン１は、制御部２０との間で、制御信号を送受信することにより制御が行われる。動力分割機構４は、差動作用を生じるように構成されており、エンジン１より伝達された動力を第１のモータジェネレータＭＧ１と第２のモータジェネレータＭＧ２の回転軸とに分配する。第１のモータジェネレータＭＧ１は、主に、動力分割機構４より分配された動力が伝達されて発電を行う。インバータ５は、制御部２０により制御され、第１のモータジェネレータＭＧ１、第２のモータジェネレータＭＧ２、バッテリ６間で電力の授受を行う。基本的には、インバータ５は、第１のモータジェネレータＭＧ１で発電された電力についての第２のモータジェネレータＭＧ２やバッテリ６への印加、或いはバッテリ６に充電された電力についての第２のモータジェネレータＭＧ２への印加を選択的に行う。第２のモータジェネレータＭＧ２は、主として、プラグインハイブリッド車両１００においてＥＶ走行を行う場合に、インバータ５を介して供給された電力により駆動力を発生する。減速機２は、第２のモータジェネレータＭＧ２及び／又はエンジン１から伝達された動力を減速して、当該減速した動力をドライブシャフト３ａを介して駆動輪３に伝達する。
【００１６】
なお、以下では、第１のモータジェネレータＭＧ１及び第２のモータジェネレータＭＧ２のことを単に「モータジェネレータＭＧ」と表記する。
【００１７】
バッテリ６は、第２のモータジェネレータＭＧ２やプラグインハイブリッド車両１００内に設けられた種々の電気機器（不図示）を駆動するための電源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。バッテリ６は、外部充電装置８が外部電源（不図示）に接続された状態で、当該外部電源から電力の供給を受けることによって充電される。バッテリ６には、バッテリ６の充電状態（ＳＯＣ；State Of Charge）を検出可能に構成されたＳＯＣセンサ１５が設けられている。ＳＯＣセンサ１５は、検出したＳＯＣに対応する検出信号Ｓ１５を制御部２０に供給する。
【００１８】
エンジン１での燃焼によって発生した排気ガスは、図１中の実線矢印で示すように、排気通路１２を流れていく。排気通路１２上には、排気ガスを浄化可能に構成されたＥＨＣ１３が設けられている。ＥＨＣ１３は、排気ガス中のＮＯｘやＳＯｘなどを浄化可能な触媒、及び、通電されることで当該触媒を加熱可能なヒータ（詳しくは電気ヒータ）を備える。ＥＨＣ１３内のヒータは、加熱手段に相当し、バッテリ６の電力を利用して触媒を加熱する。また、ヒータは、制御部２０から供給される制御信号によって、その作動が制御される。以下では、「触媒」の文言を用いた場合にはＥＨＣ１３が有する触媒を指すものとし、「ヒータ」の文言を用いた場合にはＥＨＣ１３が有するヒータを指すものとする。ＥＨＣ１３には、触媒の温度（触媒床温）を検出可能に構成された温度センサ１４が設けられている。温度センサ１４は、検出した触媒床温に対応する検出信号Ｓ１４を制御部２０に供給する。
【００１９】
制御部２０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを備え、プラグインハイブリッド車両１００内の各構成要素に対して種々の制御を行う。制御部２０は、例えばハイブリッドＥＣＵ、エンジンＥＣＵ、及びモータＥＣＵを具備して構成されている。また、制御部２０は、ＥＨＣ１３を制御するためのＥＨＣドライバが、モータジェネレータＭＧを制御するためのＭＧ駆動ドライバ（モータＥＣＵに相当する）によって兼ねて構成されている。このように構成した場合、ＥＨＣ１３の専用のドライバを別途設ける構成と比較して、低コストでＥＨＣ通電システムを構成することが可能となる。
【００２０】
本実施形態では、制御部２０は、ＥＨＣ１３内の触媒を暖機するための制御を行う。具体的には、制御部２０は、温度センサ１４が検出した触媒床温に対応する検出信号Ｓ１４、ＳＯＣセンサ１５が検出したＳＯＣに対応する検出信号Ｓ１５、及び車速センサ１６が検出した車速に対応する検出信号Ｓ１６を取得し、これらに基づいて触媒を暖機するための制御を行う。この場合、制御部２０は、ＥＨＣ１３内のヒータを通電することで触媒を加熱する制御（以下、適宜「ヒータによる触媒暖機」と呼ぶ。）、又はエンジン１の排気ガスによって触媒を加熱する制御（以下、適宜「エンジン１による触媒暖機」と呼ぶ。）を行う。詳しくは、制御部２０は、触媒床温を活性温度（触媒が最適な排気浄化性能を発揮するような温度である。以下同様とする。）以上の温度に維持するべく、触媒床温が所定の判定温度（以下、「触媒暖機判定温度」と呼ぶ。）以下である場合に、ヒータによる触媒暖機又はエンジン１による触媒暖機を行う。このように、制御部２０は、本発明におけるハイブリッド車両の制御装置に相当し、触媒暖機手段として機能する。
【００２１】
なお、上記したプラグインハイブリッド車両１００は、基本的には、ＳＯＣが所定値以上である場合（つまりバッテリ６のＳＯＣが十分残存している場合）には、第２のモータジェネレータＭＧ２の駆動力のみを走行用の動力として用いるＥＶ走行を行う。これに対して、プラグインハイブリッド車両１００は、ＳＯＣが所定値未満である場合（つまりバッテリ６のＳＯＣが十分残存していない場合）や、高負荷（高速）走行を行っている場合には、エンジン１の駆動力を併用するＨＶ走行を行う。
［触媒暖機方法］
次に、本実施形態において制御部２０が行う触媒暖機方法について説明する。ここでは、本実施形態における触媒暖機方法の基本概念を説明する。
【００２２】
本実施形態では、制御部２０は、プラグインハイブリッド車両１００がＥＶ走行を行っている場合には、エンジン１による触媒暖機を行う。具体的には、制御部２０は、ＥＶ走行中において、触媒床温が触媒暖機判定温度以下である場合に、エンジン１による触媒暖機を行う。つまり、制御部２０は、バッテリ６のＳＯＣが十分残存していても、ヒータによる触媒暖機を行わずに、エンジン１による触媒暖機を行う。
【００２３】
このようにエンジン１による触媒暖機を行っているのは、前述したようにＥＨＣドライバをＭＧ駆動ドライバによって兼ねているため、ＥＨＣ１３内のヒータ及びモータジェネレータＭＧのいずれか一方のみにしか電力を供給できないので、ヒータ及びモータジェネレータＭＧの両方を同時に駆動することができないからである。即ち、モータジェネレータＭＧが駆動されているＥＶ走行中には、ヒータを作動させることができないため、ヒータによる触媒暖機を行うことができないからである。
【００２４】
したがって、本実施形態では、制御部２０は、ＥＶ走行中において触媒床温が触媒暖機判定温度以下になった場合には、エンジン１による触媒暖機を行う。これにより、ＥＶ走行時などにおいて、触媒床温を活性温度以上の温度に適切に維持することが可能となる。なお、上記したようなことから、ヒータによる触媒暖機は、基本的にはプラグインハイブリッド車両１００が停車（停止）している際に行われる。具体的には、制御部２０は、車両停車時において触媒床温が触媒暖機判定温度以下になった場合に、ヒータによる触媒暖機を行う。
【００２５】
なお、「触媒暖機判定温度」は、触媒床温を活性温度以上の温度に維持するべく、触媒暖機を実行していない場合において触媒暖機の実行を開始すべきか否かを判定するために用いられる。そのため、触媒暖機判定温度は、触媒の活性温度に基づいて設定される。例えば、触媒の活性温度が３５０［℃］〜４００［℃］である場合には、触媒暖機判定温度は３５０［℃］程度の温度に設定される。
【００２６】
また、本実施形態では、制御部２０は、触媒床温が目標温度に達するまで触媒暖機を継続する。この目標温度は、触媒暖機を実行している場合において触媒暖機を継続すべきか否かを判定するために用いられ、触媒暖機判定温度よりも少なくとも高い温度に設定される。例えば、触媒暖機判定温度が３５０［℃］程度の温度に設定された場合には、目標温度は５００［℃］程度の温度に設定される。このように目標温度に達するまで触媒暖機を継続するのは、触媒床温が触媒暖機判定温度付近の温度を変動することに起因して、触媒暖機の実行と停止とが繰り返されてしまうことを防止するためである。
【００２７】
具体的には、制御部２０は、エンジン１による触媒暖機の実行中である場合には、プラグインハイブリッド車両１００が停車しても、触媒床温が目標温度に達するまで、エンジン１による触媒暖機を継続する。これにより、エンジン１の始動頻度を低下させることができ、つまりエンジン１の始動（起動）と停止とが繰り返してしまうことを抑制することができ、ドライバビリティの悪化（ドライバが覚える違和感を意味する。以下同様とする。）を抑制することが可能となる。また、制御部２０は、触媒床温が目標温度に達するまで、プラグインハイブリッド車両１００が停車するごとにヒータによる触媒暖機を繰り返す。こうしているのは、ヒータによる触媒暖機を実行した場合にはエンジン１が始動されないため、ドライバビリティの悪化が生じる可能性がかなり低いからである。なお、制御部２０は、プラグインハイブリッド車両１００が停車した際にエンジン１による触媒暖機が行われていない場合に、このようなヒータによる触媒暖機を行う。
【００２８】
更に、本実施形態では、制御部２０は、プラグインハイブリッド車両１００の停車時とＥＶ走行時とで、触媒を暖機するか否かを判定するための触媒暖機判定温度として異なる温度を用いる。つまり、本実施形態では、ヒータによる触媒暖機を行うような状況（車両停車時に対応する）と、エンジン１による触媒暖機を行うような状況（ＥＶ走行時に対応する）とで、触媒暖機判定温度を異ならせる。具体的には、制御部２０は、車両停車時には、ＥＶ走行時よりも、触媒暖機判定温度として高い温度を用いる。例えば、制御部２０は、ＥＶ走行時には触媒の活性温度に応じた温度を触媒暖機判定温度として用い、車両停車時には当該触媒の活性温度に応じた温度よりも高い温度を触媒暖機判定温度として用いる。一例としては、制御部２０は、ＥＶ走行時には３５０［℃］を触媒暖機判定温度として用い、車両停車時には４００［℃］を触媒暖機判定温度として用いる。
【００２９】
このように車両停車時に用いる触媒暖機判定温度を高くして触媒を暖機するか否かの判定を行うことにより、車両停車時において、ヒータによる触媒暖機が実行され易くなる、即ちヒータによって触媒活性温度を維持する機会が増加する。そのため、ＥＶ走行時におけるエンジン１による触媒暖機の実行頻度を低下させることができる、即ちＥＶ走行中のエンジン１の始動頻度を低下させることができる。これにより、エンジン１が作動されないＥＶ走行を行う頻度を増加させることができ、ドライバビリティの悪化を抑制することが可能となると共に、燃費を向上させることが可能となる。
［触媒暖機処理］
次に、図２を参照して、本実施形態に係る触媒暖機処理について具体的に説明する。図２は、本実施形態に係る触媒暖機処理を示すフローチャートである。当該処理は、制御部２０によって、所定の周期で繰り返し実行される。
【００３０】
ここでは、車両停車時に使用する触媒暖機判定温度として４００［℃］を用い、ＥＶ走行時に使用する触媒暖機判定温度として３５０［℃］を用いた場合を例に挙げる。また、このように触媒暖機判定温度を異ならせたことに合わせて、車両停車時とＥＶ走行時とで目標温度を同様に異ならせた場合を例に挙げる。具体的には、車両停車時に使用する目標温度として５５０［℃］を用い、ＥＶ走行時に使用する目標温度として５００［℃］を用いた場合を例に挙げる。
【００３１】
また、図２に示す触媒暖機処理では、エンジン１による触媒暖機の実行フラグを「ＸＥＮＯＮ」と表記し、ヒータによる触媒暖機の実行フラグを「ＸＣＡＯＮ」と表記している。具体的には、エンジン１による触媒暖機を実行する場合に「ＸＥＮＯＮ＝１」に設定され、エンジン１による触媒暖機を実行しない場合（例えば中止する場合）に「ＸＥＮＯＮ＝０」に設定される。また、ヒータによる触媒暖機を実行する場合に「ＸＣＡＯＮ＝１」に設定され、ヒータによる触媒暖機を実行しない場合（例えば中止する場合）に「ＸＣＡＯＮ＝０」に設定される。
【００３２】
まず、ステップＳ１０１では、制御部２０は、ＳＯＣセンサ１５が検出したＳＯＣ（検出信号Ｓ１５に対応する）を取得する。そして、処理はステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、制御部２０は、ステップＳ１０１で取得されたＳＯＣが３０［％］よりも大きいか否かを判定する。
【００３３】
ＳＯＣが３０［％］よりも大きい場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、つまりバッテリ６のＳＯＣが十分残存している場合、処理はステップＳ１０３に進む。この場合には、制御部２０は、プラグインハイブリッド車両１００にＥＶ走行を行わせる。
【００３４】
これに対して、ＳＯＣが３０［％］未満である場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、つまりバッテリ６のＳＯＣが十分残存していない場合、処理はステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では、制御部２０は、通常のＨＶ制御を実行する。具体的には、制御部２０は、エンジン１の動力を用いたＨＶ走行を行うための制御、及びエンジン１の動作によって発電された電力をバッテリ６に充電させるための制御を行う。そして、処理は終了する。このように通常のＨＶ制御を実行した場合には、エンジン１が動作されるため、エンジン１からの排気ガスによって触媒が加熱されるので、触媒床温が冷えることによるエミッション悪化は生じないと言える。
【００３５】
ステップＳ１０３では、制御部２０は、温度センサ１４が検出した触媒床温（検出信号Ｓ１４に対応する。以下では、触媒床温を適宜「Ｔｃａ」と表記する。）を取得する。そして、処理はステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、制御部２０は、エンジン１による触媒暖機実行フラグＸＥＮＯＮが「ＸＥＮＯＮ＝０」であるか否かを判定する。つまり、制御部２０は、エンジン１による触媒暖機を実行していないか否かを判定する。「ＸＥＮＯＮ＝０」である場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０５に進み、「ＸＥＮＯＮ＝１」である場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、処理はステップＳ１１１に進む。
【００３６】
ステップＳ１０５では、制御部２０は、ステップＳ１０３で取得された触媒床温Ｔｃａが４００［℃］以下であるか否かを判定する。ここでは、制御部２０は、車両停車時に使用する触媒暖機判定温度を用いて、触媒を暖機するか否かの判定を行っている。触媒床温Ｔｃａが４００［℃］以下である場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０６に進み、触媒床温Ｔｃａが４００［℃］より高い場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、処理はステップＳ１１３に進む。
【００３７】
ステップＳ１０６では、制御部２０は、車速センサ１６が検出した車速（検出信号Ｓ１６に対応する。以下では、車速を適宜「ｓｐｄ」と表記する。）を取得する。そして、処理はステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７では、制御部２０は、ステップＳ１０６で取得された車速ｓｐｄが０［ｋｍ／ｈ］であるか否かを判定する、言い換えると車両停車時であるか否かを判定する。車速ｓｐｄが０［ｋｍ／ｈ］である場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０８に進み、車速ｓｐｄが０［ｋｍ／ｈ］でない場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、処理はステップＳ１１６に進む。
【００３８】
ステップＳ１０８では、制御部２０は、ヒータによる触媒暖機実行フラグＸＣＡＯＮを「ＸＣＡＯＮ＝１」に設定する。上記のようにステップＳ１０８に進んだ状況では、エンジン１による触媒暖機を実行しておらず、且つ触媒床温Ｔｃａが触媒暖機判定温度以下であり、尚且つ車両停車時であるため、制御部２０は、ヒータによる触媒暖機を実行すべく当該設定を行う。そして、処理はステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９では、制御部２０は、ヒータによる触媒暖機を実行する。この後、処理は終了する。このようなステップＳ１０７〜Ｓ１０９の処理によれば、車両停車ごとにヒータによる触媒暖機が繰り返されることとなる。具体的には、触媒床温Ｔｃａが目標温度に達するまで、ヒータによる触媒暖機が繰り返されることとなる。
【００３９】
次に、ステップＳ１１１以降の処理について説明する。ステップＳ１１１の処理は、「ＸＥＮＯＮ＝１」である場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）に行われる。つまり、エンジン１による触媒暖機を実行している場合に行われる。
【００４０】
ステップＳ１１１では、制御部２０は、触媒床温Ｔｃａが５００［℃］以下であるか否かを判定する。ここでは、制御部２０は、目標温度（詳しくはＥＶ走行時に使用する目標温度）を用いて、触媒暖機を継続するか否かの判定を行っている。
【００４１】
触媒床温Ｔｃａが５００［℃］以下である場合（ステップＳ１１１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１８に進む。この場合には、触媒床温Ｔｃａが目標温度に達していないため、制御部２０は、エンジン１による触媒暖機を実行する（ステップＳ１１８）。そして、処理は終了する。このようなステップＳ１１１、Ｓ１１８の処理は、車速ｓｐｄに対する判定（ステップＳ１０７）を行わずに実行される。具体的には、当該処理は、エンジン１による触媒暖機が実行されている場合に（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、車速ｓｐｄの値に関わらずに実行される。したがって、ステップＳ１１１、Ｓ１１８の処理によれば、プラグインハイブリッド車両１００が停車しても、触媒床温Ｔｃａが目標温度に達するまで、エンジン１による触媒暖機が継続されることとなる。
【００４２】
これに対して、触媒床温Ｔｃａが５００［℃］より高い場合（ステップＳ１１１；Ｎｏ）、処理はステップＳ１１２に進む。この場合には、触媒床温Ｔｃａが目標温度に達しているため、制御部２０は、エンジン１による触媒暖機を中止すると共に、エンジン１による触媒暖機実行フラグＸＥＮＯＮを「ＸＥＮＯＮ＝０」に設定する（ステップＳ１１２）。そして、処理は終了する。
【００４３】
次に、ステップＳ１１３以降の処理について説明する。ステップＳ１１３の処理は、触媒床温Ｔｃａが４００［℃］より高い場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）に行われる。つまり、触媒床温Ｔｃａが触媒暖機判定温度（詳しくは車両停車時に使用する触媒暖機判定温度）より高い場合に行われる。
【００４４】
ステップＳ１１３では、制御部２０は、ヒータによる触媒暖機実行フラグＸＣＡＯＮが「ＸＣＡＯＮ＝１」であるか否かを判定する。つまり、制御部２０は、ヒータによる触媒暖機を実行しているか否かを判定する。「ＸＣＡＯＮ＝１」である場合（ステップＳ１１３；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１４に進み、「ＸＣＡＯＮ＝０」である場合（ステップＳ１１３；Ｎｏ）、処理は終了する。
【００４５】
ステップＳ１１４では、制御部２０は、触媒床温Ｔｃａが５５０［℃］以下であるか否かを判定する。ここでは、制御部２０は、目標温度（詳しくは車両停車時に使用する目標温度）を用いて、触媒暖機を継続するか否かの判定を行っている。触媒床温Ｔｃａが５５０［℃］以下である場合（ステップＳ１１４；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０７に進む。この場合には、触媒床温Ｔｃａが目標温度に達していないので、制御部２０は、触媒暖機を継続するために、上記したステップＳ１０７以降の処理を行う。
【００４６】
これに対して、触媒床温Ｔｃａが５５０［℃］より高い場合（ステップＳ１１４；Ｎｏ）、処理はステップＳ１１５に進む。この場合には、触媒床温Ｔｃａが目標温度に達しているため、制御部２０は、ヒータによる触媒暖機を中止すると共に、ヒータによる触媒暖機実行フラグＸＣＡＯＮを「ＸＣＡＯＮ＝０」に設定する（ステップＳ１１５）。そして、処理は終了する。
【００４７】
次に、ステップＳ１１６以降の処理について説明する。ステップＳ１１６の処理は、車速ｓｐｄが０［ｋｍ／ｈ］でない場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）に行われる。つまり、ＥＶ走行が行われている場合に行われる。
【００４８】
ステップＳ１１６では、制御部２０は、触媒床温Ｔｃａが３５０［℃］以下であるか否かを判定する。ここでは、制御部２０は、ＥＶ走行時に使用する触媒暖機判定温度を用いて、触媒を暖機するか否かの判定を行っている。触媒床温Ｔｃａが３５０［℃］以下である場合（ステップＳ１１６；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１７に進む。
【００４９】
ステップＳ１１７では、制御部２０は、エンジン１による触媒暖機実行フラグＸＥＮＯＮを「ＸＥＮＯＮ＝１」に設定すると共に、ヒータによる触媒暖機実行フラグＸＣＡＯＮを「ＸＣＡＯＮ＝０」に設定する。ステップＳ１１７に進んだ状況では、エンジン１による触媒暖機を実行しておらず、且つ触媒床温Ｔｃａが触媒暖機判定温度以下であり、尚且つＥＶ走行時であるため、制御部２０は、エンジン１による触媒暖機を実行すべく当該設定を行う。そして、処理はステップＳ１１８に進む。ステップＳ１１８では、制御部２０は、エンジン１による触媒暖機を実行する。この後、処理は終了する。このようなステップＳ１１６〜Ｓ１１８の処理によれば、バッテリ６のＳＯＣが十分残存していても、ＥＶ走行中において触媒床温が触媒暖機判定温度以下になった場合に、エンジン１による触媒暖機が行われることとなる。
【００５０】
これに対して、触媒床温Ｔｃａが３５０［℃］より高い場合（ステップＳ１１６；Ｎｏ）、処理は終了する。この場合には、触媒床温Ｔｃａが触媒暖機判定温度より高いため、制御部２０は、エンジン１による触媒暖機を行わない。
【００５１】
ここで、ステップＳ１０５〜Ｓ１０９及びステップＳ１１６〜Ｓ１１８の処理によれば、車両停車時においては触媒床温Ｔｃａが４００［℃］以下であればヒータによる触媒暖機が実行されることとなり、これに対して、ＥＶ走行時においては触媒床温Ｔｃａが４００［℃］以下であっても３５０［℃］よりも高い場合にはエンジン１による触媒暖機が実行されないこととなる。このことから、車両停車時に用いる触媒暖機判定温度をＥＶ走行時に用いる触媒暖機判定温度よりも高くして触媒を暖機するか否かの判定を行うことにより、車両停車時においてヒータによる触媒暖機が実行され易くなると言える。
【００５２】
したがって、本実施形態に係る触媒暖機処理によれば、車両停車時においてヒータによって触媒活性温度を維持する機会が増加するため、ＥＶ走行中におけるエンジン１の始動頻度を低下させることができる。したがって、エンジン１が作動されないＥＶ走行を行う頻度を増加させることができ、ドライバビリティの悪化を抑制することが可能となると共に、燃費を向上させることが可能となる。
【００５３】
なお、本発明の適用は、プラグインハイブリッド車両に限定はされない。本発明は、通常のハイブリッド車両にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ エンジン
５ インバータ
６ バッテリ
８ 外部充電装置
１２ 排気通路
１３ ＥＨＣ（電気加熱式触媒）
１４ 温度センサ
１５ ＳＯＣセンサ
１６ 車速センサ
２０ 制御部
ＭＧ１ 第１のモータジェネレータ
ＭＧ２ 第２のモータジェネレータ
１００ プラグインハイブリッド車両
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、バッテリの電力により作動するモータジェネレータと、前記内燃機関の排気通路上に設けられた触媒と、前記バッテリの電力を利用して前記触媒を加熱する加熱手段と、を有しており、前記加熱手段を制御するためのドライバが、前記モータジェネレータを制御するためのドライバと兼ねて構成されたハイブリッド車両に適用され、
前記触媒の温度が所定の判定温度以下である場合に、前記加熱手段によって前記触媒を暖機させる制御、又は前記内燃機関の排気ガスによって前記触媒を暖機させる制御を行う触媒暖機手段を備えており、
前記触媒暖機手段は、
前記ハイブリッド車両がＥＶ走行しているときに、前記触媒の温度が前記判定温度以下である場合には、前記排気ガスによって前記触媒を暖機させる制御を行うと共に、
前記ハイブリッド車両の停車時とＥＶ走行時とで異なる温度を前記判定温度として用いることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記触媒暖機手段は、前記ハイブリッド車両の停車時には、前記ＥＶ走行時よりも高い温度を前記判定温度として用いる請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１】
内燃機関と、バッテリの電力により作動するモータジェネレータと、前記内燃機関の排気通路上に設けられた触媒と、前記バッテリの電力を利用して前記触媒を加熱する加熱手段と、を有しており、前記加熱手段を制御するためのドライバが、前記モータジェネレータを制御するためのドライバと兼ねて構成されたハイブリッド車両に適用され、
前記触媒の温度が所定の判定温度以下である場合に、前記加熱手段によって前記触媒を暖機させる制御、又は前記内燃機関の排気ガスによって前記触媒を暖機させる制御を行う触媒暖機手段を備えており、
前記触媒暖機手段は、
前記ハイブリッド車両がＥＶ走行しているときに、前記触媒の温度が前記判定温度以下である場合には、前記排気ガスによって前記触媒を暖機させる制御を行うと共に、
前記ハイブリッド車両の停車時とＥＶ走行時とで異なる温度を前記判定温度として用いることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記触媒暖機手段は、前記ハイブリッド車両の停車時には、前記ＥＶ走行時よりも高い温度を前記判定温度として用いる請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−１６２０４０（Ｐ２０１１−１６２０４０Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６４７０（Ｐ２０１０−２６４７０）
【出願日】平成２２年２月９日（２０１０．２．９）
【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８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月９日（２０１０．２．９）
【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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