車両およびその制御方法
【課題】エンジンの吸気系へ排気を供給するためのバルブの開固着異常が生じたときにより長く走行を継続する。
【解決手段】バルブの開固着異常が判定されたときにはエンジンを所定回転数Ｎｒｅｆで運転してバッテリを充電しながら要求トルクＴｒ＊で走行する充電走行を行なうようエンジンと２つのモータを制御し（Ｓ１４０〜Ｓ１９０）、エンジンの排気系に取り付けられた浄化触媒の触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｔｈ１以上に至ったときには（Ｓ１３０）、スロットルバルブの開度を所定開度ＴＨｒｅｆにすると共に（Ｓ２２０）エンジンへの燃料噴射を停止してエンジンの回転数を徐減させながら要求トルクＴｒ＊で走行するようエンジンと２つのモータとを制御する（Ｓ２３０〜Ｓ２５０，Ｓ１６０〜Ｓ１９０）。これにより、より長く走行を継続することができる。
【解決手段】バルブの開固着異常が判定されたときにはエンジンを所定回転数Ｎｒｅｆで運転してバッテリを充電しながら要求トルクＴｒ＊で走行する充電走行を行なうようエンジンと２つのモータを制御し（Ｓ１４０〜Ｓ１９０）、エンジンの排気系に取り付けられた浄化触媒の触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｔｈ１以上に至ったときには（Ｓ１３０）、スロットルバルブの開度を所定開度ＴＨｒｅｆにすると共に（Ｓ２２０）エンジンへの燃料噴射を停止してエンジンの回転数を徐減させながら要求トルクＴｒ＊で走行するようエンジンと２つのモータとを制御する（Ｓ２３０〜Ｓ２５０，Ｓ１６０〜Ｓ１９０）。これにより、より長く走行を継続することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両としては、排気経路から吸気経路に通じる排気ガス通路を有するエンジンが搭載され、排気ガスを排気経路から吸気経路に再循環させる排気ガス再循環（Exhaust Gas Recirculation、以下ＥＧＲという）を行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、排気ガス通路を開閉するＥＧＲ弁が開いたまま閉じなくなる開固着状態となったときには、複数気筒のうち一部の気筒で燃料の噴射をカットする減筒運転を行なうことにより、吸入空気量に対する排気量の割合であるＥＧＲ率を低下させてエンジンの燃焼状態をより向上させることができると共にエンジンからの動力で車両を走行させることができるとしている。
【特許文献１】特開２００５−２０７２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に、上述した車両では、ＥＧＲ弁に開固着異常が生じたときに車両をどのようにして走行させるかが重要な課題として考えられている。ところで、こうしたＥＧＲが可能なエンジンと共に、走行用の動力を出力可能な電動機と、エンジンからの動力で発電する発電装置と、電動機や発電装置と電力をやり取りする蓄電装置と、を搭載したハイブリッド車では、ＥＧＲ弁に開固着異常が生じたときには、エンジンの運転を中止して電動機からの動力のみで走行させることが考えられるが、蓄電装置の蓄電量に限りがあるため、長い時間や長い距離に亘って走行させることができない。一方、ハイブリッド車でエンジンを運転しながら走行する場合、エンジンの運転中に排気ガスを浄化する触媒の温度が高温になると触媒の劣化が促進されるため、こうした触媒の劣化についても考慮する必要がある。
【０００４】
本発明の車両およびその制御方法は、内燃機関の排気の吸気系への供給量を調整するバルブの異常が生じたときに内燃機関の排気を浄化する触媒の劣化を抑制しながらより長く走行を継続することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の車両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。
【０００６】
本発明の車両は、
内燃機関と、該内燃機関の排気の吸気系への供給量を調整するバルブを有し該バルブを開いて前記排気を前記吸気系に供給する排気供給手段と、前記内燃機関の排気を浄化する触媒を有する排気浄化手段と、前記内燃機関からの動力で発電可能な発電手段と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える車両であって、
前記排気浄化手段の触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、
前記排気供給手段のバルブの開固着による異常が判定されたときには前記内燃機関を予め設定された第１の回転数で負荷運転して前記蓄電手段を充電しながら走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する充電走行制御を実行し、該充電走行制御を実行している最中に前記触媒温度検出手段により検出された触媒の温度が第１の温度以上に至ったときには前記内燃機関の回転数が前記第１の回転数より低い第２の回転数に至るまで前記内燃機関のスロットル開度を所定開度とした状態で且つ前記内燃機関への燃料噴射を停止した状態で前記内燃機関の回転数を徐減させながら前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する燃料噴射停止制御を実行すると共に前記内燃機関の回転数が前記第２の回転数に至ったときには前記内燃機関への燃料噴射を開始して前記充電走行制御を開始するバルブ開固着異常時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の車両では、排気供給手段のバルブの開固着による異常が判定されたときには内燃機関を予め設定された第１の回転数で負荷運転して蓄電手段を充電しながら走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する充電走行制御を実行する。蓄電手段を充電しながら走行するから、内燃機関を負荷運転して蓄電手段を充電することなく電動機からの動力で走行するものに比して、より長く走行を継続することができる。また、こうした充電走行制御を実行している最中に触媒の温度が第１の温度以上に至ったときには内燃機関の回転数が第１の回転数より低い第２の回転数に至るまで内燃機関のスロットル開度を所定開度とした状態で且つ内燃機関への燃料噴射を停止した状態で内燃機関の回転数を徐減させながら要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する燃料噴射停止制御を実行すると共に内燃機関の回転数が第２の回転数に至ったときには内燃機関への燃料噴射を開始して充電走行制御を開始する。充電走行制御を実行している最中に触媒の温度が第１の温度に至ったときには、スロットル開度を所定開度した状態で且つ内燃機関への燃料噴射を停止した状態で内燃機関の回転数を徐減させながら要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御するから内燃機関で吸入した空気を用いて触媒の冷却を促進して触媒の高温による劣化を抑制することができる。そして、こうして走行している最中に内燃機関の回転数が第２の回転数に至ったときには内燃機関への燃料噴射を開始して充電走行制御を開始するから、内燃機関の運転をより確実に開始して充電走行制御を開始することができる。よって、触媒の劣化を抑制しながらより長く走行を継続することができる。
【０００８】
こうした本発明の車両において、前記バルブ開固着異常時制御手段は、前記燃料噴射停止制御を実行している最中に前記触媒温度検出手段により検出された触媒の温度が前記第１の温度未満の第２の温度に至ったときには前記内燃機関への燃料噴射を開始して前記充電走行制御を開始する手段であるものとすることもできる。こうすれば、燃料噴射停止制御を実行している最中に触媒の温度が低下して第２の温度未満に至ったときには速やかに充電走行制御を開始することができる。
【０００９】
また、本発明の車両において、前記第１の回転数および前記第２の回転数は、前記内燃機関をアイドル運転するときの前記内燃機関の回転数より高い回転数であるものとすることもできる。こうすれば、充電走行制御を実行しているときや充電走行制御を開始する際により安定して内燃機関を運転して走行を継続することができる。
【００１０】
さらに、本発明の車両において、前記所定の開度は、前記内燃機関をアイドル運転するときスロットル開度より大きい開度であるものとすることもできる。こうすれば、触媒の冷却をより促進することができる。
【００１１】
そして、本発明の車両において、前記発電手段は、動力を入出力する発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を有する手段であり、前記電動機は、回転軸が前記駆動軸に接続されてなるものとすることもできる。なお、「３軸式動力入出力手段」としては、シングルピニオン式またはダブルピニオン式の遊星歯車機構やデファレンシャルギヤなどが含まれる。
【００１２】
本発明の車両は、
内燃機関と、該内燃機関の排気の吸気系への供給量を調整するバルブを有し該バルブを開いて前記排気を前記吸気系に供給する排気供給手段と、前記内燃機関の排気を浄化する触媒を有する排気浄化手段と、前記内燃機関からの動力で発電可能な発電手段と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記排気供給手段のバルブの開固着による異常が判定されたときには前記内燃機関を予め設定された第１の回転数で負荷運転して前記蓄電手段を充電しながら走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する充電走行制御を実行し、該充電走行制御を実行している最中に前記排気浄化手段の触媒の温度が第１の温度以上に至ったときには前記内燃機関の回転数が前記第１の回転数より低い第２の回転数に至るまで前記内燃機関のスロットル開度を所定開度とした状態で且つ前記内燃機関への燃料噴射を停止した状態で前記内燃機関の回転数を徐減させながら前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する燃料噴射停止制御を実行すると共に前記内燃機関の回転数が前記第２の回転数に至ったときには前記内燃機関への燃料噴射を開始して前記充電走行制御を開始する、
ことを特徴とする。
【００１３】
この本発明の車両では、排気供給手段のバルブの開固着による異常が判定されたときには内燃機関を予め設定された第１の回転数で負荷運転して蓄電手段を充電しながら走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する充電走行制御を実行する。蓄電手段を充電しながら走行するから、内燃機関を負荷運転して蓄電手段を充電することなく電動機からの動力で走行するものに比して、より長く走行を継続することができる。また、こうした充電走行制御を実行している最中に触媒の温度が第１の温度以上に至ったときには内燃機関の回転数が第１の回転数より低い第２の回転数に至るまで内燃機関のスロットル開度を所定開度とした状態で且つ内燃機関への燃料噴射を停止した状態で内燃機関の回転数を徐減させながら要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する燃料噴射停止制御を実行すると共に内燃機関の回転数が第２の回転数に至ったときには内燃機関への燃料噴射を開始して充電走行制御を開始する。充電走行制御を実行している最中に触媒の温度が第１の温度に至ったときには、スロットル開度を所定開度した状態で且つ内燃機関への燃料噴射を停止した状態で内燃機関の回転数を徐減させながら要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御するから内燃機関で吸入した空気を用いて触媒の冷却を促進して触媒の高温による劣化を抑制することができる。そして、こうして走行している最中に内燃機関の回転数が第２の回転数に至ったときには内燃機関への燃料噴射を開始して充電走行制御を開始するから、内燃機関の運転をより確実に開始して充電走行制御を開始することができる。よって、触媒の劣化を抑制しながらより長く走行を継続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は、本発明の一実施例である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。
【００１６】
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を介して燃焼室に吸入し、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、排気バルブ１２９を開くことにより一酸化炭素（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（三元触媒）１３４ａを有する浄化装置１３４を介して外気へ排出される共にＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システム１６０を介して吸気側に供給される。ＥＧＲシステム１６０は、浄化装置１３４の後段に接続されて排気を吸気側のサージタンクに供給するためのＥＧＲ管１６２と、ＥＧＲ管１６２に配置されステッピングモータ１６３により駆動されるＥＧＲバルブ１６４とを備え、ＥＧＲバルブ１６４の開度の調節により、不燃焼ガスとしての排気を供給量を調整して吸気側に供給する。エンジン２２は、こうして空気と排気とガソリンとの混合気を燃焼室に吸引することができるようになっている。
【００１７】
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１２９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て吸入空気の質量流量を検出するエアフローメータ１４８からの吸入空気量，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，吸気管内の圧力を検出する吸気圧センサ１５８からの吸気圧，浄化触媒１３４ａの温度を検出する温度センサ１３４ｂ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の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号，ＥＧＲバルブ１６４の開度を調節するステッピングモータ１６３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。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。
【００１８】
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。
【００１９】
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と電力のやり取りを行なう。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。
【００２０】
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図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１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により検出された充放電電流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である入出力制限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。
【００２１】
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取りを行なっている。
【００２２】
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。
【００２３】
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、ＥＧＲバルブ１６４が開いた状態から閉じなくなる開固着異常が生じてい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により実行される開固着異常時駆動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、ＥＧＲバルブ１６４の開固着異常が判定された後、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。なお、ＥＧＲバルブ１６４の開固着異常の判定は、空燃比センサ１３５ａのリーン出力により主空燃比補正量がリッチ側に演算され、酸素センサ１３５ｂのリッチ出力により通常の制御で起こり得る範囲を超えて補助空燃比補正量がリーン側に演算されたときにバルブの開固着を判定するものとした。
【００２４】
開固着異常時駆動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，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，触媒温度Ｔｃ，フューエルカットフラグＦ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、エンジン２２の回転数Ｎｅはクランクポジションセンサ１４０からの信号に基づいて演算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，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。さらに、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，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。そして、触媒温度Ｔｃは、温度センサ１３４ｂにより検出されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、フューエルカットフラグＦは、触媒温度Ｔｃが高温に至ってエンジン２２への燃料噴射を停止（フューエルカット）しているか否かを示すフラグであり、初期値として値０が設定され、触媒温度Ｔｃが所定の高温に至ってエンジン２２をフューエルカットしているときに値１が設定されるものとした。
【００２５】
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＊を設定する（ステップＳ１１０）。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。
【００２６】
続いて、フューエルカットフラグＦの値を調べると共に（ステップＳ１２０）触媒温度Ｔｃと閾値Ｔｔｈ１とを比較する（ステップＳ１３０）。ここで、閾値Ｔｔｈ１は、浄化触媒１３４ａが高温のために劣化するか否かを判定するために用いられる値であり、例えば、９００℃や９１０℃，９２０℃などに設定するものとした。フューエルカットフラグＦが値０、即ち、エンジン２２がフューエルカットされていなくて触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｔｈ１未満であるときには（ステップＳ１２０，Ｓ１３０）、エンジン２２を負荷運転しても差し支えないと判断して、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を所定回転数Ｎｒｅｆに設定してエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を所定トルクＴｅｒｅｆに設定すると共に設定した目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ１４０）。目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。ここで、所定回転数Ｎｒｅｆは、エンジン２２をアイドル運転する回転数（例えば、例えば、８００ｒｐｍや９００ｒｐｍ，１０００ｒｐｍなど）より高くエンジン２２を比較的安定して負荷運転可能な回転数（例えば、１９００ｒｐｍや２０００ｒｐｍ、２１００ｒｐｍなど）であって予め実験や解析などにより定めたものを用いるものとし、所定トルクＴｅｒｅｆは、モータＭＧ２から走行用の駆動力を出力しながら走行する際にバッテリ５０を充電するパワーＰｂとして予め実験や解析などにより定めたものを所定回転数Ｎｒｅｆで除したトルクとして設定するものとした。
【００２７】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定したら、設定したエンジン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（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）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とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１５０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン２２からパワーを出力し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図５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。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。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。
【００２８】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/（Gr・ρ） (1)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
【００２９】
そして、要求トルクＴｒ＊に設定したトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えて更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ１６０）バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（４）および式（５）により計算し（ステップＳ１７０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１８０）。ここで、式（３）は、図５の共線図から容易に導くことができる。
【００３０】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (6)
【００３１】
こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、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（ステップＳ１９０）、開固着異常時駆動制御ルーチンを終了する。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、エンジン２２が運転中で触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｔｈ１未満であるときには、エンジン２２を回転数Ｎｒｅｆで運転してバッテリ５０を充電しながら要求トルクＴｒで走行する充電走行を行なうことができる。これにより、エンジン２２を負荷運転せずにバッテリ５０を充電することなくモータＭＧ２からの駆動力で走行するものに比して、より長く走行を継続することができる。
【００３２】
こうしてエンジン２２を運転しながら走行している最中に触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｔｈ１以上に至ったときには（ステップＳ１２０，Ｓ１３０）、浄化触媒１３４ａが劣化するおそれがあると判断して、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｔｈ１より低い閾値Ｔｔｈ２（例えば、８００℃）未満に至るか（ステップＳ２００）、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｔｈ未満に至るまで（ステップＳ２１０）、エンジン２２への燃料噴射を停止した状態で走行するようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する燃料噴射停止走行制御を実行する。ここで、閾値Ｔｔｈ２は、触媒温度Ｔｃがエンジン２２を負荷運転しても触媒の劣化が進まない程度の温度であるか否かを判定するために実験や解析などにより求めたものを用いるものとした。また、閾値Ｎｔｈは、エンジン２２をアイドル運転する回転数Ｎｉｄｌより大きく所定回転数Ｎｒｅｆより小さい回転数であって、エンジン２２の燃料噴射を開始したときに失火が生じる可能性が低く確実にエンジン２２の運転を開始できる回転数（例えば、１１００ｒｐｍや１１５０ｒｐｍ，１２００ｒｐｍなど）として予め実験や解析などにより求めたものを用いるものとした。
【００３３】
燃料噴射停止走行制御は、具体的には、まず、エンジン２２のスロットルバルブ１２４の目標開度ＴＨ＊をエンジン２２をアイドル運転する際の開度ＴＨｉｄｌより大きい所定開度ＴＨｒｅｆに設定すると共に設定した目標開度ＴＨ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ２２０）、フューエルカット指令をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ２３０）。目標開度ＴＨ＊とフューエルカット指令とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、スロットルバルブ１２４の開度が目標開度ＴＨ＊となるようスロットルモータ１３６を駆動制御すると共にエンジン２２への燃料噴射を停止する処理を実行する。続いて、フューエルカットフラグＦを値１に設定し（ステップＳ２４０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を値０に設定する（ステップＳ２５０）。エンジン２２をフューエルカットすると共にモータＭＧ１からトルクを出力していない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図６に示す。この場合、エンジン２２の回転数は、エンジン２２のイナーシャーによって徐々に低下していくことになる。
【００３４】
モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定したら、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で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ようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ１，ＭＧ２をトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動制御し（ステップＳ１６０〜Ｓ１９０）、開固着異常時駆動制御ルーチンを終了する。こうした制御により、エンジン２２のスロットル開度ＴＨを目標開度ＴＨ＊にした状態でエンジン２２への燃料噴射を停止してエンジン２２の回転数を徐減させることができる。これにより、エンジン２２で吸入した空気を用いて浄化触媒１３４ａの冷却を促進して浄化触媒１３４ａの高温による劣化を抑制することができる。
【００３５】
こうして燃料噴射停止制御を実行しているときに、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｔｈ２以上であってもエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｔｈ未満に至ったときには（ステップＳ２００，Ｓ２１０）、これ以上エンジン２２の回転数が小さくなるとエンジン２２への燃料噴射を開始したときにエンジン２２が失火する可能性があるためエンジン２２の運転を開始すべきと判断して、エンジン２２への燃料噴射を開始して、エンジン２２からの動力でバッテリ５０を充電しながらリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊に基づくトルクを出力しながら走行するようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御して（ステップＳ２６０，Ｓ２７０，Ｓ１４０〜Ｓ１９０）、本ルーチンを終了する。こうした制御により、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｔｈ未満になったときにはエンジン２２への燃料噴射を開始するから、より確実にエンジン２２の運転を開始して充電走行を行なうことができる。
【００３６】
また、こうして燃料噴射停止制御を実行しているときに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｔｈ２未満に至ったときには（ステップＳ２００）、エンジン２２への燃料噴射を開始しても差し支えないと判断して、エンジンＥＣＵ２４へ燃料噴射指令を送信すると共に（ステップＳ２６０）フューエルカットフラグＦを値０に設定（ステップＳ２７０）、エンジン２２からの動力でバッテリ５０を充電しながらリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊に基づくトルクを出力しながら走行するようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御して（ステップＳ１４０〜Ｓ１９０）、開固着異常時駆動制御ルーチンを終了する。ステップＳ２６０の処理で、燃料噴射指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２への燃料噴射を開始する処理を実行する。こうした制御により、燃料噴射停止制御を実行しているときに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｔｈ２未満に至ったときには迅速にエンジン２２への燃料噴射を開始して充電走行を行なうことができる。
【００３７】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、ＥＧＲバルブ１６４の開固着異常が判定されたときにはエンジン２２を所定回転数Ｎｒｅｆで運転してバッテリ５０を充電しながら要求トルクＴｒで走行する充電走行を行なうから、エンジン２２を負荷運転してバッテリ５０を充電せずにモータＭＧ２からの動力で走行するものに比して、より長く走行を継続することができる。また、こうした充電走行を行なっているときに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｔｈ１以上に至ったときには、スロットルバルブ１２４の開度を所定開度ＴＨｒｅｆにすると共にエンジン２２への燃料噴射を停止してエンジン２２の回転数を徐減させながら要求トルクＴｒ＊で走行するから、エンジン２２で吸入した空気を用いて浄化触媒１３４ａの冷却を促進して浄化触媒１３４ａの高温による劣化を抑制することができる。そして、こうして走行している最中にエンジン２２の回転数が閾値Ｎｔｈ未満に至ったときには、エンジン２２の燃料噴射を開始して充電走行を行なうから、エンジン２２の運転をより確実に開始して充電走行を開始することができる。よって、触媒の劣化を抑制しながらより長く走行を継続することができる。また、燃料噴射停止制御を実行しているときに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｔｈ２未満に至ったときには、エンジン２２の燃料噴射を開始して充電走行を行なうから、迅速にエンジン２２への燃料噴射を開始して充電走行を行なうことができる。さらに、エンジン２２を負荷運転するとき回転数Ｎｒｅｆやエンジン２２への燃料噴射を開始するか否かを判定するための閾値Ｎｔｈをエンジン２２をアイドル運転する際の回転数Ｎｉｄｌより高く設定したから、より安定してエンジン２２を運転して走行を継続することができる。そして、エンジン２２への燃料噴射を停止している際のスロットル開度をエンジン２２をアイドル運転をする際のスロットル開度より大きい開度であるものとしたから、触媒の冷却を促進することができる。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ２００，Ｓ２１０の処理でエンジン２２の触媒温度Ｔｃとエンジン２２の回転数Ｎｅとを用いてエンジン２２への燃料噴射を開始するか否かを判定するものとしが、ステップＳ２００を実行せずにステップＳ２１０のみを実行して、即ち、エンジン２２の回転数Ｎｅのみを用いてエンジン２２への燃料噴射を開始するか否かを判定するものとしてもよい。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ２２０の処理でスロットルバルブ１２４の目標開度ＴＨ＊をアイドル運転する際の開度ＴＨｉｄｌより大きい所定開度ＴＨｒｅｆに設定するものとしたが、目標開度ＴＨ＊をアイドル運転する際の開度ＴＨｉｄｌに設定するものしてもよい。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図７の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸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７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。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２からの動力により発電する発電機としてのモータＭＧ１と、モータＭＧ１やバッテリ５０からの電力により駆動輪６３ａ，６３ｂの車軸側に動力を出力するモータＭＧ２とを備える、いわゆるシリーズハイブリッド車の形態としてもよい。
【００４２】
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、自動車以外の電車などの車両の形態としても構わない。さらに、こうした車両の制御方法の形態としてもよい。
【００４３】
ここで、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、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、ＥＧＲシステム１６０が「排気供給手段」に相当し、浄化触媒（三元触媒）１３４ａを有する浄化装置１３４が「排気浄化手段」に相当し、モータＭＧ１と動力分配統合機構３０とが「発電手段」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、温度センサ１３４ｂが「触媒温度検出手段」に相当し、ＥＧＲバルブ１６４の開固着異常が判定されたときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に所定回転数Ｎｒｅｆを設定すると共にエンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊で運転されると共に要求トルクＴｒで走行するようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定して設定値をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する図３の開固着時駆動制御ルーチンのステップＳ１００〜Ｓ１９０の処理やこうした充電走行を行なっているときに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｔｈ１以上に至ったときには、スロットルバルブ１２４の目標開度ＴＨ＊に所定開度ＴＨｒｅｆを設定した設定値とフューエルカット指令をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にエンジン２２の回転数を徐減させながら要求トルクＴｒ＊で走行するようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定して設定値をモータＥＣＵ４０に送信するステップＳ１００〜Ｓ１３０、Ｓ２１０、Ｓ２２０〜Ｓ２５０，Ｓ１６０〜Ｓ１９０の処理、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｔｈに至ったときにはエンジンＥＣＵ２４に燃料噴射指令を送信すると共にエンジン２２の目標回転Ｎｅ＊に所定回転数Ｎｒｅｆを設定すると共にエンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊で運転されると共に要求トルクＴｒ＊で走行するようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定して設定値をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信するステップＳ２１０，Ｓ２６０，Ｓ２７０，Ｓ１４０〜Ｓ１９０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と受信したフューエルカット指令や燃料噴射指令，目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２を運転制御するエンジンＥＣＵ２４とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊でモータＭＧ１，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モータＥＣＵ４０とが「バルブ開固着異常時制御手段」に相当する。また、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当する。
【００４４】
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、如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「排気供給手段」としては、ＥＧＲシステム１６０に限定されるものではなく内燃機関の排気の吸気系への供給量を調整するバルブを有しバルブを開いて排気を吸気系に供給するものであれば如何なるものとしても構わない。「発電手段」としては、モータＭＧ１と動力分配統合機構３０とを組み合わせたものに限定されるものではなく、前記内燃機関からの動力で発電可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「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、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「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、発電手段および電動機と電力のやり取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。「触媒温度検出手段」としては、温度センサ１３４ｂに限定されるものではなく、排気浄化手段の触媒の温度を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「バルブ開固着異常時制御手段」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、「バルブ開固着異常時制御手段」としては、ＥＧＲバルブ１６４の開固着異常が判定されたときにはエンジン２２の定回転数Ｎｒｅｆで負荷運転すると共にバッテリ５０を充電しながら要求トルクＴｒ＊で走行する充電走行を行なうようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、充電走行を行なっているときに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｔｈ１以上に至ったときには、スロットルバルブ１２４の目標開度ＴＨ＊に所定開度ＴＨｒｅｆしてエンジン２２をフューエルカットした状態でエンジン２２の回転数を徐減させながら要求トルクＴｒ＊で走行するようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｔｈに至ったときにはエンジン２２への燃料噴射を開始してエンジン２２を所定回転数Ｎｒｅｆで運転してバッテリ５０を充電しながら要求トルクＴｒ＊で走行するようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、排気供給手段のバルブの開固着による異常が判定されたときには内燃機関を予め設定された第１の回転数で負荷運転して蓄電手段を充電しながら走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する充電走行制御を実行し、充電走行制御を実行している最中に触媒温度検出手段により検出された触媒の温度が第１の温度以上に至ったときには内燃機関の回転数が第１の回転数より低い第２の回転数に至るまで内燃機関のスロットル開度を所定開度とした状態で且つ内燃機関への燃料噴射を停止した状態で内燃機関の回転数を徐減させながら要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する燃料噴射停止制御を実行すると共に内燃機関の回転数が第２の回転数に至ったときには内燃機関への燃料噴射を開始して充電走行制御を開始するものであれば如何なるものとしても構わない。また、「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力するものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせたものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、車軸に連結された駆動軸と内燃機関の出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され、３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００４５】
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最良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。
【００４６】
以上、本発明を実施するための最良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】
【００４７】
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施例である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】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０に実行される開固着異常時駆動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】エンジン２２からパワーを出力し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示す説明図である。
【図６】エンジン２２をフューエルカットしてモータＭＧ１からトルクを出力しない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示す説明図である。
【図７】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８】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。
【符号の説明】
【００４９】
２０，１２０，２２０ 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、１２９ 排気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３４ａ 浄化触媒（三元触媒）、１３４ｂ 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、１５８ 吸気圧センサ、１６０ ＥＧＲシステム、１６２ ＥＧＲ管、１６３ ステッピングモータ、１６４ ＥＧＲバルブ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両としては、排気経路から吸気経路に通じる排気ガス通路を有するエンジンが搭載され、排気ガスを排気経路から吸気経路に再循環させる排気ガス再循環（Exhaust Gas Recirculation、以下ＥＧＲという）を行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、排気ガス通路を開閉するＥＧＲ弁が開いたまま閉じなくなる開固着状態となったときには、複数気筒のうち一部の気筒で燃料の噴射をカットする減筒運転を行なうことにより、吸入空気量に対する排気量の割合であるＥＧＲ率を低下させてエンジンの燃焼状態をより向上させることができると共にエンジンからの動力で車両を走行させることができるとしている。
【特許文献１】特開２００５−２０７２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に、上述した車両では、ＥＧＲ弁に開固着異常が生じたときに車両をどのようにして走行させるかが重要な課題として考えられている。ところで、こうしたＥＧＲが可能なエンジンと共に、走行用の動力を出力可能な電動機と、エンジンからの動力で発電する発電装置と、電動機や発電装置と電力をやり取りする蓄電装置と、を搭載したハイブリッド車では、ＥＧＲ弁に開固着異常が生じたときには、エンジンの運転を中止して電動機からの動力のみで走行させることが考えられるが、蓄電装置の蓄電量に限りがあるため、長い時間や長い距離に亘って走行させることができない。一方、ハイブリッド車でエンジンを運転しながら走行する場合、エンジンの運転中に排気ガスを浄化する触媒の温度が高温になると触媒の劣化が促進されるため、こうした触媒の劣化についても考慮する必要がある。
【０００４】
本発明の車両およびその制御方法は、内燃機関の排気の吸気系への供給量を調整するバルブの異常が生じたときに内燃機関の排気を浄化する触媒の劣化を抑制しながらより長く走行を継続することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の車両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。
【０００６】
本発明の車両は、
内燃機関と、該内燃機関の排気の吸気系への供給量を調整するバルブを有し該バルブを開いて前記排気を前記吸気系に供給する排気供給手段と、前記内燃機関の排気を浄化する触媒を有する排気浄化手段と、前記内燃機関からの動力で発電可能な発電手段と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える車両であって、
前記排気浄化手段の触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、
前記排気供給手段のバルブの開固着による異常が判定されたときには前記内燃機関を予め設定された第１の回転数で負荷運転して前記蓄電手段を充電しながら走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する充電走行制御を実行し、該充電走行制御を実行している最中に前記触媒温度検出手段により検出された触媒の温度が第１の温度以上に至ったときには前記内燃機関の回転数が前記第１の回転数より低い第２の回転数に至るまで前記内燃機関のスロットル開度を所定開度とした状態で且つ前記内燃機関への燃料噴射を停止した状態で前記内燃機関の回転数を徐減させながら前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する燃料噴射停止制御を実行すると共に前記内燃機関の回転数が前記第２の回転数に至ったときには前記内燃機関への燃料噴射を開始して前記充電走行制御を開始するバルブ開固着異常時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の車両では、排気供給手段のバルブの開固着による異常が判定されたときには内燃機関を予め設定された第１の回転数で負荷運転して蓄電手段を充電しながら走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する充電走行制御を実行する。蓄電手段を充電しながら走行するから、内燃機関を負荷運転して蓄電手段を充電することなく電動機からの動力で走行するものに比して、より長く走行を継続することができる。また、こうした充電走行制御を実行している最中に触媒の温度が第１の温度以上に至ったときには内燃機関の回転数が第１の回転数より低い第２の回転数に至るまで内燃機関のスロットル開度を所定開度とした状態で且つ内燃機関への燃料噴射を停止した状態で内燃機関の回転数を徐減させながら要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する燃料噴射停止制御を実行すると共に内燃機関の回転数が第２の回転数に至ったときには内燃機関への燃料噴射を開始して充電走行制御を開始する。充電走行制御を実行している最中に触媒の温度が第１の温度に至ったときには、スロットル開度を所定開度した状態で且つ内燃機関への燃料噴射を停止した状態で内燃機関の回転数を徐減させながら要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御するから内燃機関で吸入した空気を用いて触媒の冷却を促進して触媒の高温による劣化を抑制することができる。そして、こうして走行している最中に内燃機関の回転数が第２の回転数に至ったときには内燃機関への燃料噴射を開始して充電走行制御を開始するから、内燃機関の運転をより確実に開始して充電走行制御を開始することができる。よって、触媒の劣化を抑制しながらより長く走行を継続することができる。
【０００８】
こうした本発明の車両において、前記バルブ開固着異常時制御手段は、前記燃料噴射停止制御を実行している最中に前記触媒温度検出手段により検出された触媒の温度が前記第１の温度未満の第２の温度に至ったときには前記内燃機関への燃料噴射を開始して前記充電走行制御を開始する手段であるものとすることもできる。こうすれば、燃料噴射停止制御を実行している最中に触媒の温度が低下して第２の温度未満に至ったときには速やかに充電走行制御を開始することができる。
【０００９】
また、本発明の車両において、前記第１の回転数および前記第２の回転数は、前記内燃機関をアイドル運転するときの前記内燃機関の回転数より高い回転数であるものとすることもできる。こうすれば、充電走行制御を実行しているときや充電走行制御を開始する際により安定して内燃機関を運転して走行を継続することができる。
【００１０】
さらに、本発明の車両において、前記所定の開度は、前記内燃機関をアイドル運転するときスロットル開度より大きい開度であるものとすることもできる。こうすれば、触媒の冷却をより促進することができる。
【００１１】
そして、本発明の車両において、前記発電手段は、動力を入出力する発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を有する手段であり、前記電動機は、回転軸が前記駆動軸に接続されてなるものとすることもできる。なお、「３軸式動力入出力手段」としては、シングルピニオン式またはダブルピニオン式の遊星歯車機構やデファレンシャルギヤなどが含まれる。
【００１２】
本発明の車両は、
内燃機関と、該内燃機関の排気の吸気系への供給量を調整するバルブを有し該バルブを開いて前記排気を前記吸気系に供給する排気供給手段と、前記内燃機関の排気を浄化する触媒を有する排気浄化手段と、前記内燃機関からの動力で発電可能な発電手段と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記排気供給手段のバルブの開固着による異常が判定されたときには前記内燃機関を予め設定された第１の回転数で負荷運転して前記蓄電手段を充電しながら走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する充電走行制御を実行し、該充電走行制御を実行している最中に前記排気浄化手段の触媒の温度が第１の温度以上に至ったときには前記内燃機関の回転数が前記第１の回転数より低い第２の回転数に至るまで前記内燃機関のスロットル開度を所定開度とした状態で且つ前記内燃機関への燃料噴射を停止した状態で前記内燃機関の回転数を徐減させながら前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する燃料噴射停止制御を実行すると共に前記内燃機関の回転数が前記第２の回転数に至ったときには前記内燃機関への燃料噴射を開始して前記充電走行制御を開始する、
ことを特徴とする。
【００１３】
この本発明の車両では、排気供給手段のバルブの開固着による異常が判定されたときには内燃機関を予め設定された第１の回転数で負荷運転して蓄電手段を充電しながら走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する充電走行制御を実行する。蓄電手段を充電しながら走行するから、内燃機関を負荷運転して蓄電手段を充電することなく電動機からの動力で走行するものに比して、より長く走行を継続することができる。また、こうした充電走行制御を実行している最中に触媒の温度が第１の温度以上に至ったときには内燃機関の回転数が第１の回転数より低い第２の回転数に至るまで内燃機関のスロットル開度を所定開度とした状態で且つ内燃機関への燃料噴射を停止した状態で内燃機関の回転数を徐減させながら要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する燃料噴射停止制御を実行すると共に内燃機関の回転数が第２の回転数に至ったときには内燃機関への燃料噴射を開始して充電走行制御を開始する。充電走行制御を実行している最中に触媒の温度が第１の温度に至ったときには、スロットル開度を所定開度した状態で且つ内燃機関への燃料噴射を停止した状態で内燃機関の回転数を徐減させながら要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御するから内燃機関で吸入した空気を用いて触媒の冷却を促進して触媒の高温による劣化を抑制することができる。そして、こうして走行している最中に内燃機関の回転数が第２の回転数に至ったときには内燃機関への燃料噴射を開始して充電走行制御を開始するから、内燃機関の運転をより確実に開始して充電走行制御を開始することができる。よって、触媒の劣化を抑制しながらより長く走行を継続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は、本発明の一実施例である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。
【００１６】
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を介して燃焼室に吸入し、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、排気バルブ１２９を開くことにより一酸化炭素（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（三元触媒）１３４ａを有する浄化装置１３４を介して外気へ排出される共にＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システム１６０を介して吸気側に供給される。ＥＧＲシステム１６０は、浄化装置１３４の後段に接続されて排気を吸気側のサージタンクに供給するためのＥＧＲ管１６２と、ＥＧＲ管１６２に配置されステッピングモータ１６３により駆動されるＥＧＲバルブ１６４とを備え、ＥＧＲバルブ１６４の開度の調節により、不燃焼ガスとしての排気を供給量を調整して吸気側に供給する。エンジン２２は、こうして空気と排気とガソリンとの混合気を燃焼室に吸引することができるようになっている。
【００１７】
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１２９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て吸入空気の質量流量を検出するエアフローメータ１４８からの吸入空気量，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，吸気管内の圧力を検出する吸気圧センサ１５８からの吸気圧，浄化触媒１３４ａの温度を検出する温度センサ１３４ｂ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の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号，ＥＧＲバルブ１６４の開度を調節するステッピングモータ１６３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。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。
【００１８】
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。
【００１９】
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と電力のやり取りを行なう。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。
【００２０】
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図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１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により検出された充放電電流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である入出力制限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。
【００２１】
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取りを行なっている。
【００２２】
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。
【００２３】
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、ＥＧＲバルブ１６４が開いた状態から閉じなくなる開固着異常が生じてい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により実行される開固着異常時駆動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、ＥＧＲバルブ１６４の開固着異常が判定された後、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。なお、ＥＧＲバルブ１６４の開固着異常の判定は、空燃比センサ１３５ａのリーン出力により主空燃比補正量がリッチ側に演算され、酸素センサ１３５ｂのリッチ出力により通常の制御で起こり得る範囲を超えて補助空燃比補正量がリーン側に演算されたときにバルブの開固着を判定するものとした。
【００２４】
開固着異常時駆動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，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，触媒温度Ｔｃ，フューエルカットフラグＦ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、エンジン２２の回転数Ｎｅはクランクポジションセンサ１４０からの信号に基づいて演算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，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。さらに、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，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。そして、触媒温度Ｔｃは、温度センサ１３４ｂにより検出されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、フューエルカットフラグＦは、触媒温度Ｔｃが高温に至ってエンジン２２への燃料噴射を停止（フューエルカット）しているか否かを示すフラグであり、初期値として値０が設定され、触媒温度Ｔｃが所定の高温に至ってエンジン２２をフューエルカットしているときに値１が設定されるものとした。
【００２５】
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＊を設定する（ステップＳ１１０）。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。
【００２６】
続いて、フューエルカットフラグＦの値を調べると共に（ステップＳ１２０）触媒温度Ｔｃと閾値Ｔｔｈ１とを比較する（ステップＳ１３０）。ここで、閾値Ｔｔｈ１は、浄化触媒１３４ａが高温のために劣化するか否かを判定するために用いられる値であり、例えば、９００℃や９１０℃，９２０℃などに設定するものとした。フューエルカットフラグＦが値０、即ち、エンジン２２がフューエルカットされていなくて触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｔｈ１未満であるときには（ステップＳ１２０，Ｓ１３０）、エンジン２２を負荷運転しても差し支えないと判断して、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を所定回転数Ｎｒｅｆに設定してエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を所定トルクＴｅｒｅｆに設定すると共に設定した目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ１４０）。目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。ここで、所定回転数Ｎｒｅｆは、エンジン２２をアイドル運転する回転数（例えば、例えば、８００ｒｐｍや９００ｒｐｍ，１０００ｒｐｍなど）より高くエンジン２２を比較的安定して負荷運転可能な回転数（例えば、１９００ｒｐｍや２０００ｒｐｍ、２１００ｒｐｍなど）であって予め実験や解析などにより定めたものを用いるものとし、所定トルクＴｅｒｅｆは、モータＭＧ２から走行用の駆動力を出力しながら走行する際にバッテリ５０を充電するパワーＰｂとして予め実験や解析などにより定めたものを所定回転数Ｎｒｅｆで除したトルクとして設定するものとした。
【００２７】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定したら、設定したエンジン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（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）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とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１５０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン２２からパワーを出力し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図５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。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。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。
【００２８】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/（Gr・ρ） (1)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
【００２９】
そして、要求トルクＴｒ＊に設定したトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えて更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ１６０）バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（４）および式（５）により計算し（ステップＳ１７０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１８０）。ここで、式（３）は、図５の共線図から容易に導くことができる。
【００３０】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (6)
【００３１】
こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、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（ステップＳ１９０）、開固着異常時駆動制御ルーチンを終了する。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、エンジン２２が運転中で触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｔｈ１未満であるときには、エンジン２２を回転数Ｎｒｅｆで運転してバッテリ５０を充電しながら要求トルクＴｒで走行する充電走行を行なうことができる。これにより、エンジン２２を負荷運転せずにバッテリ５０を充電することなくモータＭＧ２からの駆動力で走行するものに比して、より長く走行を継続することができる。
【００３２】
こうしてエンジン２２を運転しながら走行している最中に触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｔｈ１以上に至ったときには（ステップＳ１２０，Ｓ１３０）、浄化触媒１３４ａが劣化するおそれがあると判断して、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｔｈ１より低い閾値Ｔｔｈ２（例えば、８００℃）未満に至るか（ステップＳ２００）、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｔｈ未満に至るまで（ステップＳ２１０）、エンジン２２への燃料噴射を停止した状態で走行するようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する燃料噴射停止走行制御を実行する。ここで、閾値Ｔｔｈ２は、触媒温度Ｔｃがエンジン２２を負荷運転しても触媒の劣化が進まない程度の温度であるか否かを判定するために実験や解析などにより求めたものを用いるものとした。また、閾値Ｎｔｈは、エンジン２２をアイドル運転する回転数Ｎｉｄｌより大きく所定回転数Ｎｒｅｆより小さい回転数であって、エンジン２２の燃料噴射を開始したときに失火が生じる可能性が低く確実にエンジン２２の運転を開始できる回転数（例えば、１１００ｒｐｍや１１５０ｒｐｍ，１２００ｒｐｍなど）として予め実験や解析などにより求めたものを用いるものとした。
【００３３】
燃料噴射停止走行制御は、具体的には、まず、エンジン２２のスロットルバルブ１２４の目標開度ＴＨ＊をエンジン２２をアイドル運転する際の開度ＴＨｉｄｌより大きい所定開度ＴＨｒｅｆに設定すると共に設定した目標開度ＴＨ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ２２０）、フューエルカット指令をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ２３０）。目標開度ＴＨ＊とフューエルカット指令とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、スロットルバルブ１２４の開度が目標開度ＴＨ＊となるようスロットルモータ１３６を駆動制御すると共にエンジン２２への燃料噴射を停止する処理を実行する。続いて、フューエルカットフラグＦを値１に設定し（ステップＳ２４０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を値０に設定する（ステップＳ２５０）。エンジン２２をフューエルカットすると共にモータＭＧ１からトルクを出力していない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図６に示す。この場合、エンジン２２の回転数は、エンジン２２のイナーシャーによって徐々に低下していくことになる。
【００３４】
モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定したら、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で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ようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ１，ＭＧ２をトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動制御し（ステップＳ１６０〜Ｓ１９０）、開固着異常時駆動制御ルーチンを終了する。こうした制御により、エンジン２２のスロットル開度ＴＨを目標開度ＴＨ＊にした状態でエンジン２２への燃料噴射を停止してエンジン２２の回転数を徐減させることができる。これにより、エンジン２２で吸入した空気を用いて浄化触媒１３４ａの冷却を促進して浄化触媒１３４ａの高温による劣化を抑制することができる。
【００３５】
こうして燃料噴射停止制御を実行しているときに、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｔｈ２以上であってもエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｔｈ未満に至ったときには（ステップＳ２００，Ｓ２１０）、これ以上エンジン２２の回転数が小さくなるとエンジン２２への燃料噴射を開始したときにエンジン２２が失火する可能性があるためエンジン２２の運転を開始すべきと判断して、エンジン２２への燃料噴射を開始して、エンジン２２からの動力でバッテリ５０を充電しながらリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊に基づくトルクを出力しながら走行するようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御して（ステップＳ２６０，Ｓ２７０，Ｓ１４０〜Ｓ１９０）、本ルーチンを終了する。こうした制御により、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｔｈ未満になったときにはエンジン２２への燃料噴射を開始するから、より確実にエンジン２２の運転を開始して充電走行を行なうことができる。
【００３６】
また、こうして燃料噴射停止制御を実行しているときに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｔｈ２未満に至ったときには（ステップＳ２００）、エンジン２２への燃料噴射を開始しても差し支えないと判断して、エンジンＥＣＵ２４へ燃料噴射指令を送信すると共に（ステップＳ２６０）フューエルカットフラグＦを値０に設定（ステップＳ２７０）、エンジン２２からの動力でバッテリ５０を充電しながらリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊に基づくトルクを出力しながら走行するようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御して（ステップＳ１４０〜Ｓ１９０）、開固着異常時駆動制御ルーチンを終了する。ステップＳ２６０の処理で、燃料噴射指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２への燃料噴射を開始する処理を実行する。こうした制御により、燃料噴射停止制御を実行しているときに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｔｈ２未満に至ったときには迅速にエンジン２２への燃料噴射を開始して充電走行を行なうことができる。
【００３７】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、ＥＧＲバルブ１６４の開固着異常が判定されたときにはエンジン２２を所定回転数Ｎｒｅｆで運転してバッテリ５０を充電しながら要求トルクＴｒで走行する充電走行を行なうから、エンジン２２を負荷運転してバッテリ５０を充電せずにモータＭＧ２からの動力で走行するものに比して、より長く走行を継続することができる。また、こうした充電走行を行なっているときに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｔｈ１以上に至ったときには、スロットルバルブ１２４の開度を所定開度ＴＨｒｅｆにすると共にエンジン２２への燃料噴射を停止してエンジン２２の回転数を徐減させながら要求トルクＴｒ＊で走行するから、エンジン２２で吸入した空気を用いて浄化触媒１３４ａの冷却を促進して浄化触媒１３４ａの高温による劣化を抑制することができる。そして、こうして走行している最中にエンジン２２の回転数が閾値Ｎｔｈ未満に至ったときには、エンジン２２の燃料噴射を開始して充電走行を行なうから、エンジン２２の運転をより確実に開始して充電走行を開始することができる。よって、触媒の劣化を抑制しながらより長く走行を継続することができる。また、燃料噴射停止制御を実行しているときに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｔｈ２未満に至ったときには、エンジン２２の燃料噴射を開始して充電走行を行なうから、迅速にエンジン２２への燃料噴射を開始して充電走行を行なうことができる。さらに、エンジン２２を負荷運転するとき回転数Ｎｒｅｆやエンジン２２への燃料噴射を開始するか否かを判定するための閾値Ｎｔｈをエンジン２２をアイドル運転する際の回転数Ｎｉｄｌより高く設定したから、より安定してエンジン２２を運転して走行を継続することができる。そして、エンジン２２への燃料噴射を停止している際のスロットル開度をエンジン２２をアイドル運転をする際のスロットル開度より大きい開度であるものとしたから、触媒の冷却を促進することができる。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ２００，Ｓ２１０の処理でエンジン２２の触媒温度Ｔｃとエンジン２２の回転数Ｎｅとを用いてエンジン２２への燃料噴射を開始するか否かを判定するものとしが、ステップＳ２００を実行せずにステップＳ２１０のみを実行して、即ち、エンジン２２の回転数Ｎｅのみを用いてエンジン２２への燃料噴射を開始するか否かを判定するものとしてもよい。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ２２０の処理でスロットルバルブ１２４の目標開度ＴＨ＊をアイドル運転する際の開度ＴＨｉｄｌより大きい所定開度ＴＨｒｅｆに設定するものとしたが、目標開度ＴＨ＊をアイドル運転する際の開度ＴＨｉｄｌに設定するものしてもよい。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図７の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸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７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。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２からの動力により発電する発電機としてのモータＭＧ１と、モータＭＧ１やバッテリ５０からの電力により駆動輪６３ａ，６３ｂの車軸側に動力を出力するモータＭＧ２とを備える、いわゆるシリーズハイブリッド車の形態としてもよい。
【００４２】
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、自動車以外の電車などの車両の形態としても構わない。さらに、こうした車両の制御方法の形態としてもよい。
【００４３】
ここで、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、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、ＥＧＲシステム１６０が「排気供給手段」に相当し、浄化触媒（三元触媒）１３４ａを有する浄化装置１３４が「排気浄化手段」に相当し、モータＭＧ１と動力分配統合機構３０とが「発電手段」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、温度センサ１３４ｂが「触媒温度検出手段」に相当し、ＥＧＲバルブ１６４の開固着異常が判定されたときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に所定回転数Ｎｒｅｆを設定すると共にエンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊で運転されると共に要求トルクＴｒで走行するようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定して設定値をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する図３の開固着時駆動制御ルーチンのステップＳ１００〜Ｓ１９０の処理やこうした充電走行を行なっているときに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｔｈ１以上に至ったときには、スロットルバルブ１２４の目標開度ＴＨ＊に所定開度ＴＨｒｅｆを設定した設定値とフューエルカット指令をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にエンジン２２の回転数を徐減させながら要求トルクＴｒ＊で走行するようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定して設定値をモータＥＣＵ４０に送信するステップＳ１００〜Ｓ１３０、Ｓ２１０、Ｓ２２０〜Ｓ２５０，Ｓ１６０〜Ｓ１９０の処理、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｔｈに至ったときにはエンジンＥＣＵ２４に燃料噴射指令を送信すると共にエンジン２２の目標回転Ｎｅ＊に所定回転数Ｎｒｅｆを設定すると共にエンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊で運転されると共に要求トルクＴｒ＊で走行するようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定して設定値をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信するステップＳ２１０，Ｓ２６０，Ｓ２７０，Ｓ１４０〜Ｓ１９０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と受信したフューエルカット指令や燃料噴射指令，目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２を運転制御するエンジンＥＣＵ２４とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊でモータＭＧ１，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モータＥＣＵ４０とが「バルブ開固着異常時制御手段」に相当する。また、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当する。
【００４４】
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、如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「排気供給手段」としては、ＥＧＲシステム１６０に限定されるものではなく内燃機関の排気の吸気系への供給量を調整するバルブを有しバルブを開いて排気を吸気系に供給するものであれば如何なるものとしても構わない。「発電手段」としては、モータＭＧ１と動力分配統合機構３０とを組み合わせたものに限定されるものではなく、前記内燃機関からの動力で発電可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「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、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「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、発電手段および電動機と電力のやり取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。「触媒温度検出手段」としては、温度センサ１３４ｂに限定されるものではなく、排気浄化手段の触媒の温度を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「バルブ開固着異常時制御手段」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、「バルブ開固着異常時制御手段」としては、ＥＧＲバルブ１６４の開固着異常が判定されたときにはエンジン２２の定回転数Ｎｒｅｆで負荷運転すると共にバッテリ５０を充電しながら要求トルクＴｒ＊で走行する充電走行を行なうようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、充電走行を行なっているときに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｔｈ１以上に至ったときには、スロットルバルブ１２４の目標開度ＴＨ＊に所定開度ＴＨｒｅｆしてエンジン２２をフューエルカットした状態でエンジン２２の回転数を徐減させながら要求トルクＴｒ＊で走行するようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｔｈに至ったときにはエンジン２２への燃料噴射を開始してエンジン２２を所定回転数Ｎｒｅｆで運転してバッテリ５０を充電しながら要求トルクＴｒ＊で走行するようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、排気供給手段のバルブの開固着による異常が判定されたときには内燃機関を予め設定された第１の回転数で負荷運転して蓄電手段を充電しながら走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する充電走行制御を実行し、充電走行制御を実行している最中に触媒温度検出手段により検出された触媒の温度が第１の温度以上に至ったときには内燃機関の回転数が第１の回転数より低い第２の回転数に至るまで内燃機関のスロットル開度を所定開度とした状態で且つ内燃機関への燃料噴射を停止した状態で内燃機関の回転数を徐減させながら要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する燃料噴射停止制御を実行すると共に内燃機関の回転数が第２の回転数に至ったときには内燃機関への燃料噴射を開始して充電走行制御を開始するものであれば如何なるものとしても構わない。また、「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力するものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせたものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、車軸に連結された駆動軸と内燃機関の出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され、３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００４５】
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最良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。
【００４６】
以上、本発明を実施するための最良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】
【００４７】
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施例である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】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０に実行される開固着異常時駆動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】エンジン２２からパワーを出力し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示す説明図である。
【図６】エンジン２２をフューエルカットしてモータＭＧ１からトルクを出力しない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示す説明図である。
【図７】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８】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。
【符号の説明】
【００４９】
２０，１２０，２２０ 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、１２９ 排気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３４ａ 浄化触媒（三元触媒）、１３４ｂ 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、１５８ 吸気圧センサ、１６０ ＥＧＲシステム、１６２ ＥＧＲ管、１６３ ステッピングモータ、１６４ ＥＧＲバルブ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、該内燃機関の排気の吸気系への供給量を調整するバルブを有し該バルブを開いて前記排気を前記吸気系に供給する排気供給手段と、前記内燃機関の排気を浄化する触媒を有する排気浄化手段と、前記内燃機関からの動力で発電可能な発電手段と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える車両であって、
前記排気浄化手段の触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、
前記排気供給手段のバルブの開固着による異常が判定されたときには前記内燃機関を予め設定された第１の回転数で負荷運転して前記蓄電手段を充電しながら走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する充電走行制御を実行し、該充電走行制御を実行している最中に前記触媒温度検出手段により検出された触媒の温度が第１の温度以上に至ったときには前記内燃機関の回転数が前記第１の回転数より低い第２の回転数に至るまで前記内燃機関のスロットル開度を所定開度とした状態で且つ前記内燃機関への燃料噴射を停止した状態で前記内燃機関の回転数を徐減させながら前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する燃料噴射停止制御を実行すると共に前記内燃機関の回転数が前記第２の回転数に至ったときには前記内燃機関への燃料噴射を開始して前記充電走行制御を開始するバルブ開固着異常時制御手段と、
を備える車両。
【請求項２】
請求項１記載の車両であって、
前記バルブ開固着異常時制御手段は、前記燃料噴射停止制御を実行している最中に前記触媒温度検出手段により検出された触媒の温度が前記第１の温度未満の第２の温度に至ったときには前記内燃機関への燃料噴射を開始して前記充電走行制御を開始する手段である
車両。
【請求項３】
請求項１または２記載の車両であって、
前記第１の回転数および前記第２の回転数は、前記内燃機関をアイドル運転するときの前記内燃機関の回転数より高い回転数である
車両。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の車両であって、
前記所定の開度は、前記内燃機関をアイドル運転するときのスロットル開度より大きい開度である
車両。
【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車両であって、
前記発電手段は、動力を入出力する発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を有する手段であり、
前記電動機は、回転軸が前記駆動軸に接続されてなる
車両。
【請求項６】
内燃機関と、該内燃機関の排気の吸気系への供給量を調整するバルブを有し該バルブを開いて前記排気を前記吸気系に供給する排気供給手段と、前記内燃機関の排気を浄化する触媒を有する排気浄化手段と、前記内燃機関からの動力で発電可能な発電手段と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記排気供給手段のバルブの開固着による異常が判定されたときには前記内燃機関を予め設定された第１の回転数で負荷運転して前記蓄電手段を充電しながら走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する充電走行制御を実行し、該充電走行制御を実行している最中に前記排気浄化手段の触媒の温度が第１の温度以上に至ったときには前記内燃機関の回転数が前記第１の回転数より低い第２の回転数に至るまで前記内燃機関のスロットル開度を所定開度とした状態で且つ前記内燃機関への燃料噴射を停止した状態で前記内燃機関の回転数を徐減させながら前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する燃料噴射停止制御を実行すると共に前記内燃機関の回転数が前記第２の回転数に至ったときには前記内燃機関への燃料噴射を開始して前記充電走行制御を開始する、
ことを特徴とする車両の制御方法。
【請求項１】
内燃機関と、該内燃機関の排気の吸気系への供給量を調整するバルブを有し該バルブを開いて前記排気を前記吸気系に供給する排気供給手段と、前記内燃機関の排気を浄化する触媒を有する排気浄化手段と、前記内燃機関からの動力で発電可能な発電手段と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える車両であって、
前記排気浄化手段の触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、
前記排気供給手段のバルブの開固着による異常が判定されたときには前記内燃機関を予め設定された第１の回転数で負荷運転して前記蓄電手段を充電しながら走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する充電走行制御を実行し、該充電走行制御を実行している最中に前記触媒温度検出手段により検出された触媒の温度が第１の温度以上に至ったときには前記内燃機関の回転数が前記第１の回転数より低い第２の回転数に至るまで前記内燃機関のスロットル開度を所定開度とした状態で且つ前記内燃機関への燃料噴射を停止した状態で前記内燃機関の回転数を徐減させながら前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する燃料噴射停止制御を実行すると共に前記内燃機関の回転数が前記第２の回転数に至ったときには前記内燃機関への燃料噴射を開始して前記充電走行制御を開始するバルブ開固着異常時制御手段と、
を備える車両。
【請求項２】
請求項１記載の車両であって、
前記バルブ開固着異常時制御手段は、前記燃料噴射停止制御を実行している最中に前記触媒温度検出手段により検出された触媒の温度が前記第１の温度未満の第２の温度に至ったときには前記内燃機関への燃料噴射を開始して前記充電走行制御を開始する手段である
車両。
【請求項３】
請求項１または２記載の車両であって、
前記第１の回転数および前記第２の回転数は、前記内燃機関をアイドル運転するときの前記内燃機関の回転数より高い回転数である
車両。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の車両であって、
前記所定の開度は、前記内燃機関をアイドル運転するときのスロットル開度より大きい開度である
車両。
【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車両であって、
前記発電手段は、動力を入出力する発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を有する手段であり、
前記電動機は、回転軸が前記駆動軸に接続されてなる
車両。
【請求項６】
内燃機関と、該内燃機関の排気の吸気系への供給量を調整するバルブを有し該バルブを開いて前記排気を前記吸気系に供給する排気供給手段と、前記内燃機関の排気を浄化する触媒を有する排気浄化手段と、前記内燃機関からの動力で発電可能な発電手段と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記排気供給手段のバルブの開固着による異常が判定されたときには前記内燃機関を予め設定された第１の回転数で負荷運転して前記蓄電手段を充電しながら走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する充電走行制御を実行し、該充電走行制御を実行している最中に前記排気浄化手段の触媒の温度が第１の温度以上に至ったときには前記内燃機関の回転数が前記第１の回転数より低い第２の回転数に至るまで前記内燃機関のスロットル開度を所定開度とした状態で且つ前記内燃機関への燃料噴射を停止した状態で前記内燃機関の回転数を徐減させながら前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する燃料噴射停止制御を実行すると共に前記内燃機関の回転数が前記第２の回転数に至ったときには前記内燃機関への燃料噴射を開始して前記充電走行制御を開始する、
ことを特徴とする車両の制御方法。
【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２０１０−１０５６２６（Ｐ２０１０−１０５６２６Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８２１４８（Ｐ２００８−２８２１４８）
【出願日】平成２０年１０月３１日（２００８．１０．３１）
【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２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月３１日（２００８．１０．３１）
【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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