JP6848815B2 - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられたエンジンとモータと蓄電装置とを備えるハイブリッド自動車に関する。

従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと、エンジンからの排気ガスを浄化する触媒と、電動機と、電動機と電力をやりとりする蓄電器とを備え、アクセル操作量に基づく触媒暖機条件が成立したときには、触媒暖機用作動を行なうようにエンジンを制御すると共に要求駆動力を満たすように電動機を制御し、要求駆動力が触媒暖機のためのエンジンの出力と蓄電器の最大許容出力との和を超過したときには、触媒暖機用作動を中断して走行用作動に切り換えてエンジンの出力と蓄電器の出力との和によって要求駆動力を満たすようにエンジンおよびモータを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−６１９０８号公報

上述のハイブリッド自動車において、要求駆動力が触媒暖機のためのエンジンの出力と蓄電器の最大許容出力との和を超過するときとしては、運転者が高負荷（高加速）を意図してアクセル操作量を増加させたときだけでなく、路面の凹凸による車両の振動などにより運転者が高負荷を意図せずにアクセル操作量を増加させたときも考えられる。このため、どのようにして運転者の意図を反映する制御を行なうかが課題となる。

本発明のハイブリッド自動車は、触媒の暖機が要求されているときに走行要求出力が閾値よりも大きくなったときに、運転者の意図を反映する制御を行なうことを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド自動車は、
排気を浄化する触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられた走行用のエンジンと、
走行用のモータと、
前記モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
前記エンジンおよび前記モータを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記触媒の暖機が要求されているときにおいて、前記触媒の暖機が行なわれながらアクセル操作量に基づく走行要求出力により走行するように前記エンジンおよび前記モータを制御する第１制御の実行中に、前記走行要求出力が第１出力よりも大きくなったときには、前記走行要求出力に基づくエンジン要求出力が前記エンジンから出力されながら前記走行要求出力により走行するように前記エンジンおよび前記モータを制御する第２制御に移行し、前記第２制御の実行中に前記走行要求出力が前記第１出力よりも小さい第２出力以下になったときには、前記第１制御に移行し、
更に、前記制御装置は、前記第１制御の実行中に前記走行要求出力が前記第１出力よりも大きくなったときに、そのときの前記走行要求出力の単位時間当たりの変化量である超過時変化率が所定変化率未満のときには、前記超過時変化率が前記所定変化率以上のときに比して、前記エンジン要求出力を変化させる際のレート値を小さくする、
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、エンジンの排気系に取り付けられた浄化装置の触媒の暖機が要求されているときにおいて、触媒の暖機が行なわれながらアクセル操作量に基づく走行要求出力により走行するようにエンジンおよびモータを制御する第１制御の実行中に、走行要求出力が第１出力よりも大きくなったときには、走行要求出力に基づくエンジン要求出力がエンジンから出力されながら走行要求出力により走行するようにエンジンおよびモータを制御する第２制御に移行し、第２制御の実行中に走行要求出力が第１出力よりも小さい第２出力以下になったときには、第１制御に移行する。そして、第１制御の実行中に走行要求出力が第１出力よりも大きくなったときに、そのときの走行要求出力の単位時間当たりの変化量である超過時変化率が所定変化率未満のときには、超過時変化率が所定変化率以上のときに比して、エンジン要求出力を変化させる際のレート値を小さくする。これにより、超過時変化率が所定変化率以上のとき（運転者よる高負荷（高加速）を意図するアクセル操作により第１制御から第２制御に移行したと想定されるとき）には、エンジン出力を迅速に増加させ、運転者のアクセル操作に対する走行用の出力応答性（加速性）を良好なものとすることができる。また、超過時変化率が所定変化率未満のとき（運転者による高負荷を意図しないアクセル操作量の変化により第１制御から第２制御に移行したと想定されるとき）には、エンジン出力の増加を緩やかにし、エミッションの悪化を抑制することができる。これらの結果、運転者の意図を反映する制御を行なうことができる。

こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記超過時変化率が前記所定変化率未満のときには、前記超過時変化率が前記所定変化率以上のときに比して、前記第２出力を大きくするものとしてもよい。こうすれば、超過時変化率が所定変化率未満のとき（運転者による高負荷を意図しないアクセル操作量の変化により第１制御から第２制御に移行したと想定されるとき）には、第１制御に再移行しやすくすることができる。

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。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 ＨＶＥＣＵ７０により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 走行要求トルクＴｄ＊や走行要求パワーＰｄ＊、エンジン要求パワーＰｅ＊の時間変化の様子の一例を示す説明図である。 走行要求トルクＴｄ＊や走行要求パワーＰｄ＊、エンジン要求パワーＰｅ＊の時間変化の様子の一例を示す説明図である。

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。

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り、図２は、エンジン２２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１に示すように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、蓄電装置としてのバッテリ５０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されており、ダンパ２８を介してプラネタリギヤ３０のキャリヤに接続されている。このエンジン２２は、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吸気管１２５に設けられたスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６から燃料を噴射し、空気と燃料とを混合する。そして、この混合気を吸気バルブ１２８ａを介して燃焼室１２９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。燃焼室１２９から排気バルブ１２８ｂを介して排気管１３３に排出される排気は、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触媒（三元触媒）１３４ａを有する浄化装置１３４を介して外気に排出される。

このエンジン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により運転制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。エンジンＥＣＵ２４に入力される信号としては、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からのクランク角θｃｒ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Ｔｗを挙げることができる。また、吸気バルブ１２８ａを開閉するインテークカムシャフトの回転位置や排気バルブ１２８ｂを開閉するエキゾースト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からのカム角θｃｉ，θｃｏも挙げることができる。さらに、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からのスロットル開度ＴＨや、吸気管１２５に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ、吸気管１２５に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温Ｔａも挙げることができる。加えて、排気管１３３における浄化装置１３４の上流側に取り付けられた空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦや、浄化装置１３４の下流側に取り付けられた酸素センサ１３５ｂからの酸素信号Ｏ２も挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４から出力される信号としては、例えば、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への駆動制御信号や、燃料噴射弁１２６への駆動制御信号、点火プラグ１３０への駆動制御信号、吸気バルブ１２８ａ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への駆動制御信号を挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。また、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに対する、カムポジションセンサ１４４からのインテークカムシャフトのカム角θｃｉの角度（θｃｉ−θｃｒ）に基づいて、吸気バルブ１２８ａの開閉タイミングＶＴを演算している。さらに、エンジンＥＣＵ２４は、水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗに基づいて浄化装置１３４の触媒１３４ａの温度Ｔｃを推定している。

図１に示すように、プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、上述したように、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に用いられると共に電力ライン５４を介してバッテリ５０に接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、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からの回転位置θｍ１，θｍ２や、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサ４５ｕ，４５ｖ，４６ｕ，４６ｖからの相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２などが入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の電気角θｅ１，θｅ２や角速度ωｍ１，ωｍ２，回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン５４に接続されている。このバッテリ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により管理されている。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に取り付けられた電圧センサ５１ａからのバッテリ５０の電圧Ｖｂや、バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂ、バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからのバッテリ５０の温度Ｔｂを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算したり、蓄電割合ＳＯＣと温度センサ５１ｃからのバッテリ５０の温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを演算したりしている。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。出力制限Ｗｏｕｔは、バッテリ５０から放電してもよい最大許容電力（最大許容出力）である。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、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を挙げることができる。また、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や、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も挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、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いる。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の運転を伴って走行するハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードや、エンジン２２の運転を伴わずに走行する電動走行（ＥＶ走行）モードで走行する。

また、ハイブリッド自動車２０では、ＨＶ走行モードでの走行時に、浄化装置１３４の触媒１３４ａの暖機が要求されているときには、触媒１３４ａの暖機を行ないながら走行する第１制御と、触媒１３４ａの暖機をキャンセルして（エンジン２２からある程度のパワーを出力しながら）走行する第２制御モードと、のうちの何れかを実行する。なお、触媒１３４ａの暖機の要求は、触媒１３４ａの温度Ｔｃが触媒１３４ａの活性温度（例えば、４００℃や４２０℃、４５０℃など）未満のときに行なわれる。

第１制御の実行時には、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に要求される走行要求トルクＴｄ＊を設定し、設定した走行要求トルクＴｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２）を乗じて駆動軸３６に要求される走行要求パワーＰｄ＊を計算する。続いて、触媒１３４ａの暖機に適したエンジン２２の回転数ＮｅｃｗおよびトルクＴｅｃｗをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に設定する。ここで、回転数ＮｅｃｗおよびトルクＴｅｃｗは、触媒１３４ａの浄化能力に基づいて定められる。回転数Ｎｅｃｗとしては、例えば、エンジン２２を運転する際の下限回転数（例えば、１０００ｒｐｍや１１００ｒｐｍ、１２００ｒｐｍなど）やそれよりも若干大きい回転数などが用いられる。トルクＴｅｃｗとしては、例えば、値０やそれよりも若干大きい値などが用いられる。

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とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρとを用いて式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算し、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊および回転数Ｎｍ１とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρとを用いて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する。ここで、式（１）は、プラネタリギヤ３０の回転要素に対する力学的な関係式である。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。

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ (1)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt (2)

次に、式（３）に示すように、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊をプラネタリギヤ３０のギヤ比ρで除した値に値（−１）を乗じたものを走行要求トルクＴｄ＊から減じて、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊の仮の値としての仮トルクＴｍ２ｔｍｐを設定する。続いて、式（４）に示すように、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）をバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔから減じたものをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除して、モータＭＧ２から出力してもよい上限トルクとしてのトルク制限Ｔｍ２ｍａｘを設定する。そして、式（５）に示すように、モータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍ２ｍａｘで制限（上限ガード）して、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。

Tm2tmp=Td*+Tm1*/ρ (3)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2*=min(Tm2tmp,Tm2max) (5)

こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信すると、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいて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、開閉バルブタイミング制御を行なう。エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊が値Ｎｅｃｗおよび値Ｔｅｃｗのときには、エンジン２２の点火時期を、エンジン２２を効率よく運転するための効率点火時期よりも遅く且つ触媒１３４ａの暖機に適した触媒暖機点火時期とするものとした。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信すると、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。この場合、触媒１３４ａを暖機しながら、走行要求トルクＴｄ＊（走行要求パワーＰｄ＊）を駆動軸３６に出力して走行することができる。

こうした第１制御の実行時には、走行要求パワーＰｄ＊が閾値Ｐｄｃｎ（触媒１３４ａの暖機をキャンセルするか否かを判断するために用いられる閾値）よりも大きくなると、第２制御に移行する。ここで、閾値Ｐｄｃｎとしては、例えば、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔや、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔとエンジン２２の触媒暖機パワーＰｅｃｗとの和などが用いられる。エンジン２２の触媒暖機パワーＰｅｃｗは、触媒１３４ａの暖機を行なう（エンジン２２を回転数ＮｅｃｗおよびトルクＴｅｃｗに基づいて運転する）ときのエンジン２２のパワーである。

第２制御の実行時には、ＨＶＥＣＵ７０は、第１制御の実行時と同様に走行要求トルクＴｄ＊および走行要求パワーＰｄ＊を計算し、式（６）に示すように、走行要求パワーＰｄ＊を前回のエンジン要求パワー（前回Ｐｅ＊）にレート値Ｒｕｐを加えた値（前回Ｐｅ＊＋Ｒｕｐ）で制限（上限ガード）してエンジン要求パワーＰｅ＊を設定する。ここで、レート値Ｒｕｐは、エンジン要求パワーＰｅ＊を増加させる際に用いられるレート値（エンジン要求パワーＰｅ＊の更新間隔当たりの許容増加量）である。なお、式（６）から分かるように、エンジン要求パワーＰｅ＊を減少させる際には、走行要求パワーＰｄ＊をそのままエンジン要求パワーＰｅ＊に設定するものとした。

Pe*=min(Pd*,前回Pe*+Rup) (6)

こうしてエンジン要求パワーＰｅ＊を設定すると、エンジン要求パワーＰｅ＊と、エンジン２２を効率よく運転するための動作ライン（例えば燃費動作ライン）と、に応じた回転数およびトルクをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に設定する。次に、第１制御の実行時と同様に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊が値Ｎｅｃｗおよび値Ｔｅｃｗよりも大きいときには、エンジン２２の点火時期を効率点火時期とするものとした。この場合、エンジン２２を効率よく運転しながら、走行要求トルクＴｄ＊（走行要求パワーＰｄ＊）を駆動軸３６に出力して走行することができる。

こうした第２制御の実行時には、走行要求パワーＰｄ＊が閾値Ｐｄｃｎよりも小さい閾値Ｐｄｃｗ（触媒１３４ａの暖機を再開（復帰）させるか否かを判断するために用いられる閾値）以下になると、第１制御に移行する。

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、上述のレート値Ｒｕｐや閾値Ｐｄｃｎを設定する際の動作について説明する。図３は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される処理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、走行要求パワーＰｄ＊が閾値Ｐｄｃｎよりも大きくなった（閾値Ｐｄｃｎを跨いだ）直後に実行される。

図３の処理ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、走行要求パワーＰｄ＊が閾値Ｐｄｃｎよりも大きくなったとき（タイミング）の走行要求パワーＰｄ＊の単位時間当たりの変化量としての超過時変化率ΔＰｄを入力する（ステップＳ１００）。ここで、超過時変化率ΔＰｄは、最新の走行要求パワーＰｄ＊（＞Ｐｄｃｎ）からその直前の走行要求パワー（直前Ｐｄ＊（≦Ｐｄｃｎ））を減じたものを両者の時間間隔Δｔで除した値を入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力した超過時変化率ΔＰｄを閾値ΔＰｄｒｅｆと比較する（ステップＳ１１０）。ここで、閾値ΔＰｄｅｒｅｆは、運転者による高負荷（高加速）を意図するアクセルペダル８３の操作（アクセル開度Ａｃｃの増加）により第１制御から第２制御に移行したと想定されるか否かを判定するために用いられる閾値である。ステップＳ１１０の処理は、走行要求パワーＰｄ＊が閾値Ｐｄｃｎよりも大きくなるときとしては、運転者が高負荷（高加速）を意図してアクセルペダル８３を踏み込んだ（アクセル開度Ａｃｃが増加した）ときだけでなく、路面の凹凸による車両の振動などにより運転者が高負荷を意図せずにアクセルペダル８３を踏み込んだときも考えられることを踏まえたものである。

ステップＳ１１０で超過時変化率ΔＰｄが閾値ΔＰｄｒｅｆ以上のときには、運転者が高負荷（高加速）を意図してアクセルペダル８３を踏み込んだと判断し、レート値Ｒｕｐに比較的大きい値Ｒｕｐ１を設定すると共に（ステップＳ１２０）、閾値Ｐｄｃｗに比較的小さい値Ｐｄｃｗ１を設定して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。この場合、第２制御の実行時に、エンジン要求パワーＰｅ＊が走行要求パワーＰｄ＊に迅速に近づくから、エンジン２２からのパワーが迅速に増加し、運転者のアクセル操作に対する走行用の出力応答性（加速性）を良好なものとすることができる。

ステップＳ１１０で超過時変化率ΔＰｄが閾値ΔＰｄｒｅｆ未満のときには、運転者が高負荷（高加速）を意図せずにアクセルペダル８３を踏み込んだと判断し、レート値Ｒｕｐに値Ｒｕｐ１よりも小さい値Ｒｕｐ２を設定すると共に（ステップＳ１４０）、閾値Ｐｄｃｗに値Ｐｄｃｗ１よりも大きい値Ｐｄｃｗ２（＜Ｐｄｃｎ）を設定して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。このようにレート値Ｒｕｐに比較的小さい値Ｒｕｐを設定することにより、第２制御の実行時に、エンジン要求パワーＰｅ＊が走行要求パワーＰｄ＊に緩やかに近づくから、エンジン２２からのパワーが緩やかに増加し、エミッションの悪化を抑制することができる。また、閾値Ｐｄｃｗに比較的大きい値Ｐｄｃｗ２を設定することにより、第１制御に再移行しやすくする（触媒１３４ａの暖機を再開（復帰）しやすくする）ことができる。

図４および図５は、走行要求トルクＴｄ＊や走行要求パワーＰｄ＊、エンジン要求パワーＰｅ＊の時間変化の様子の一例を示す説明図である。図４は、超過時変化率ΔＰｄが閾値ΔＰｄｒｅｆ以上のときの様子を示し、図５は、超過時変化率ΔＰｄが閾値ΔＰｄｒｅｆ未満のときの様子を示す。図４に示すように、時刻ｔ１１に走行要求パワーＰｄ＊が閾値Ｐｄｃｎよりも大きくなったときに、超過時変化率ΔＰｄが閾値ΔＰｄｒｅｆ以上のときには、エンジン要求パワーＰｅ＊が走行要求パワーＰｄ＊に迅速に近づく。これにより、エンジン２２からのパワーが迅速に増加し、運転者のアクセル操作に対する走行用の出力応答性（加速性）を良好なものとすることができる。図５に示すように、時刻ｔ２１に走行要求パワーＰｄ＊が閾値Ｐｄｃｎよりも大きくなったときに、超過時変化率ΔＰｄが閾値ΔＰｄｒｅｆ未満のときには、エンジン要求パワーＰｅ＊が走行要求パワーＰｄ＊に緩やかに近づく。これにより、エンジン２２からのパワーが緩やかに増加し、エミッションの悪化を抑制することができる。また、時刻ｔ２１に、閾値Ｐｄｃｗを値Ｐｄｃｗ１から値Ｐｄｃｗ２に切り替える。これにより、第１制御に再移行しやすくする（触媒１３４ａの暖機を再開（復帰）しやすくする）ことができる。そして、走行要求パワーＰｄ＊が閾値Ｐｄｃｗ以下になると、第１制御に再移行する。これらの結果、運転者の意図を反映する制御を行なうことができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、触媒１３４ａの暖機が要求されているときにおいて、触媒１３４ａの暖機を行ないながら走行する第１制御の実行中に走行要求パワーＰｄ＊が閾値Ｐｄｃｎよりも大きくなったときには、触媒１３４ａの暖機をキャンセルして（エンジン２２からある程度のパワーを出力しながら）走行する第２制御に移行し、第２制御の実行中に走行要求パワーＰｄ＊が閾値Ｐｄｃｎよりも小さい閾値Ｐｄｃｗ以下になったときには、第１制御に移行する。そして、第１制御の実行中に走行要求パワーＰｄ＊が閾値Ｐｄｃｎよりも大きくなったときに、超過時変化率ΔＰｄが閾値ΔＰｄｒｅｆ以上のときには、エンジン要求パワーＰｅ＊を増加させる際のレート値Ｒｕｐに値Ｒｕｐ１を設定し、超過時変化率ΔＰｄが閾値ΔＰｄｒｅｆ未満のときには、レート値Ｒｕｐに値Ｒｕｐ１よりも小さい値Ｒｕｐ２を設定する。これにより、前者の場合（運転者が高負荷（高加速）を意図してアクセルペダル８３を踏み込んだと想定される場合）には、エンジン２２からのパワーが迅速に増加し、運転者のアクセル操作に対する走行用の出力応答性（加速性）を良好なものとすることができる。また、後者の場合（運転者が高負荷を意図せずにアクセルペダル８３を踏み込んだと想定される場合）には、エンジン２２からのパワーが緩やかに増加し、エミッションの悪化を抑制することができる。これらの結果、運転者の意図を反映する制御を行なうことができる。

しかも、実施例のハイブリッド自動車２０では、超過時変化率ΔＰｄが閾値ΔＰｄｒｅｆ以上のときには、閾値Ｐｄｃｗに値Ｐｄｃｗ１を設定し、超過時変化率ΔＰｄが閾値ΔＰｄｒｅｆ未満のときには、閾値Ｐｄｃｗに値Ｐｄｃｗ１よりも大きい値Ｐｄｃｗ２を設定する。これにより、第１制御に再移行しやすくする（触媒１３４ａの暖機を再開（復帰）しやすくする）ことができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、超過時変化率ΔＰｄが閾値ΔＰｄｒｅｆ未満のときには、超過時変化率ΔＰｄが閾値ΔＰｄｒｅｆ以上のときに比して、レート値Ｒｕｐを小さくすると共に閾値Ｐｄｃｗを大きくするものとした。しかし、レート値Ｒｕｐを小さくするものの、閾値Ｐｄｃｗは変更しないものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、第１制御の実行中において、走行要求パワーＰｄ＊が閾値Ｐｄｒｅｆよりも大きくなったときに、第２制御に移行するものとした。しかし、これに代えて、走行要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔｄｒｅｆよりも大きくなったときに、第２制御に移行するものとしてもよいし、走行要求パワーＰｄ＊が閾値Ｐｄｒｅｆよりも大きくなるか走行要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔｄｒｅｆよりも大きくなったときに、第２制御に移行するものとしてもよい。閾値Ｔｄｒｅｆは、閾値Ｐｄｃｎと同様に触媒１３４ａの暖機をキャンセルするか否かを判断するために用いられる閾値である。

実施例のハイブリッド自動車２０では、浄化装置１３４の触媒１３４ａの温度Ｔｃは、エンジン２２の冷却水温Ｔｗに基づいて推定した値を用いるものとしたが、触媒１３４ａの温度Ｔｃを検出する温度センサを排気浄化装置１３４に設けて、この温度センサにより検出された値を用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、蓄電装置として、バッテリ５０を用いるものとしたが、蓄電可能な装置であれば、キャパシタなどを用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とＨＶＥＣＵ７０とを備えるものとしたが、これらのうちの少なくとも２つを単一の電子制御ユニットとして構成するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６にプラネタリギヤ３０を介してエンジン２２およびモータＭＧ１を接続すると共に駆動軸３６にモータＭＧ２を接続する構成とした。しかし、駆動輪に連結された駆動軸に変速機を介してモータを接続すると共にそのモータにクラッチを介してエンジンを接続するいわゆる１モータハイブリッド自動車の構成としてもよい。

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「エンジン」に相当し、モータＭＧ２が「モータ」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とが「制御装置」に相当する。

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。

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。

本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。

２０ 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）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、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 回転位置センサ、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 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、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、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、１２５ 吸気管、１２６ 燃料噴射弁、１２８ａ 吸気バルブ、１２８ｂ 排気バルブ、１２９ 燃焼室、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３３ 排気管、１３４ 浄化装置、１３４ａ 触媒、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、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、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (1)

1. 排気を浄化する触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられた走行用のエンジンと、
   走行用のモータと、
   前記モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
   前記エンジンおよび前記モータを制御する制御装置と、
   を備えるハイブリッド自動車であって、
   前記制御装置は、前記触媒の暖機が要求されているときにおいて、前記触媒の暖機が行なわれながらアクセル操作量に基づく走行要求出力により走行するように前記エンジンおよび前記モータを制御する第１制御の実行中に、前記走行要求出力が第１出力よりも大きくなったときには、前記走行要求出力に基づくエンジン要求出力が前記エンジンから出力されながら前記走行要求出力により走行するように前記エンジンおよび前記モータを制御する第２制御に移行し、前記第２制御の実行中に前記走行要求出力が前記第１出力よりも小さい第２出力以下になったときには、前記第１制御に移行し、
   更に、前記制御装置は、前記第１制御の実行中に前記走行要求出力が前記第１出力よりも大きくなったときに、そのときの前記走行要求出力の単位時間当たりの変化量である超過時変化率が所定変化率未満のときには、前記超過時変化率が前記所定変化率以上のときに比して、前記エンジン要求出力を変化させる際のレート値を小さくする、
   ハイブリッド自動車。

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